专利名称：拍摄照片用光源装置的制作方法
技术领域：
近年来作为潮流，在移动电话、移动电脑等便携设备中越来越多地设置了数字照相机，本发明涉及例如在夜间或者在黑暗的室内等进行摄影时，作为照明用光源使用的附属于上述便携设备的光源装置。
背景技术：
专利文献1特开平11-163412号公报(20～82段，图1～24)作为现有的采用发光二极管(下面简称为LED)元件作为发光源的照明装置，优选如下的光源把红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色LED元件各一个安装在立体电路形成品(MID)上形成的凹部内，使来自各LED元件的发光色混色，自由地调整显色性。(例如，专利文献1)但是，来自上述现有结构的光源，例如，由R、G、B各一个组合为1组的LED元件构成的光源的光输出，对于拍摄照片而言光量有些不足，因此，必须增加使用的LED元件的个数直到得到必要的照明照度。在这种情况下，在采用三基色或者如专利文献1那样采用4色LED元件的光源中，为了增加光量，必须以每3个(或4个)为单位增加LED元件，使照明装置的大型化变得很显著。
此处，在本发明中，由于安装照明装置的对象是以移动电话等小型设备为目的，若优先考虑拍摄照片所需的充分的亮度来设定LED元件数，会产生由于大型化，照明装置的安装本身变得困难的问题，相反，若优先考虑可装配的LED元件的个数，会产生因照度不足而不能拍摄质量令人满意的照片的问题。
作为用于解决上述现有问题的具体装置，本发明通过提供一种拍摄照片用光源装置来解决上述问题，该拍摄照片用光源装置是作为设在便携设备中的照相机的照明用光源而设置的，其特征在于，上述拍摄照片用光源装置的发光源被作成白色或三基色的多个LED元件并沿照片的长边方向排列成列，并且，在上述LED元件上设有外壳，该外壳具有沿所述排列方向作为直线方向进行了直线菲涅耳切割的透镜，当上述LED元件点亮时，上述LED元件以额定的3～50倍的电流，进行10～600毫秒点亮时间的驱动。
图1是表示本发明涉及的拍摄照片用光源装置的第1实施方式的正面图。
图2是沿图1的A-A线的断面图。
图3是沿图1的B-B线的断面图。
图4是表示本发明涉及的拍摄照片用光源装置中所采用的LED元件的结构的例子的断面图。
图5是表示LED元件的配光特性的例子的曲线图。
图6是表示LED元件的驱动电流的例子的说明图。
图7是表示本发明涉及的拍摄照片用光源装置的第2实施方式中的LED元件的配置状态的正面图。
图8是表示本发明涉及的拍摄照片用光源装置的第3实施方式的主要部分的断面图。
符号说明1拍摄照片用光源装置；2LED元件；21LED芯片；22透明树脂；23荧光体；3外壳；3a直线菲涅耳切割；3b电路基板；4弹簧接片；5玻璃基板；5a透明电极。
具体实施例方式
下面，根据图中所示的实施方式，对本发明进行详细说明。图1～图3中所示的是本发明涉及的拍摄照片用光源装置1的第1实施方式，上述拍摄照片用光源装置1是作为设在便携设备中的照相机的照明用光源而设置的，而且，上述便携设备是小型的移动电话，因此，要求拍摄照片用光源装置1是小型的，例如，在横向宽度×纵向宽度×深度是9×6×3mm程度的尺寸内。
此处，在本发明中，作为上述拍摄照片用光源装置1的发光源也采用LED元件2，可以将适当个数的上述LED元件2安装在例如电路基板3b上，进而，在发光方向通过用设有直线菲涅耳切割3a的外壳3覆盖来进行一体化，例如可以用通过安装在上述电路基板3b等上的弹簧接片4进行安装和供电的安装单元等简便的单元装配到便携设备中。
而且，该第1实施方式采用适当个数的白色发光LED元件2。并且，此处所说的上述LED元件2的适当个数是1个或多个，并且是不必对移动电话等便携设备进行大型化等变更就可以安装的范围内的个数，根据上述外壳3所设定的尺寸，大约为4个(图示状态)～8个程度。而且，上述LED元件2如图3所示，沿照相机拍摄的照片的长边方向排列成1列或多列。
图4是表示第1实施方式采用的白色发光LED元件2的结构的例子的图，是当用环氧树脂等透明树脂22覆盖发出蓝色光的LED芯片21进行防潮时，通过在该透明树脂22中或者在其一部分中事先混合荧光体23，通过LED芯片21的发光，激励荧光体23而得到白色光的例子，作为荧光体23，有时选择称为YAG、In系的黄色发光荧光体，有时选择将分别进行R(红)、G(绿)、B(蓝)三基色发光的荧光体组合而成的荧光体。
无论哪种情况，由于来自LED芯片21的光接触荧光体23，因此光被扩散，配光特性D如图5所示，亮度降低到50％时的角度即半减角单侧约为60°程度，比较宽，与这种照片中所设定的视角的值、单侧约25°相比较，扩散到宽的范围。
这样就把光分布到照片拍摄不需要的范围，即，分布到必要范围的每个单位面积的光量减少。此外，从上述LED元件2放射的光的光束的断面具有大致为圆形的配光形状，与此相对，由于照相机对大致为矩形形状的范围进行拍摄，因此配光在形状上也不同，使照明进一步变暗。
本发明中，为了应对上述问题，如上所述，对外壳3进行直线菲涅耳切割3a，如图3所示，该直线菲涅耳切割3a采用直线菲涅耳透镜，该直线菲涅耳透镜是通过在正交于照相机所拍摄的照片的长边方向的断面上设定凸透镜P，并把该凸透镜P菲涅耳化后的断面形状在外壳3上沿照片的长边方向平行移动而得到的。
通过这样作，在照片的短边侧进行半减角为20°程度的光的会聚，在长边侧进行半减角为35°程度的会聚，根据本发明，对来自本来光量少的LED元件2的光进行适度会聚，可以将其高效地分布在照像机拍摄的范围内。
除采用上述说明过的直线菲涅耳切割3a之外，本发明还对上述LED元件2的点亮方法采取了措施，图6是在上述LED元件2上施加的电流波形W的形状的例子，上述电流波形W的基本形状为由施加时间t和倍率b确定的单一脉冲的大致矩形波状，本实施方式中，施加时间t被设定为10～600ms，倍率b被设定为额定电流的3～50倍。其中，优选的是，施加时间t和倍率b大概为互逆的关系，将倍率b设定为大时，施加时间t设定为短。
此处，由于来自上述LED元件2的发光量基本与施加的电流量成正比，例如，施加50倍电流时，若为相同的点亮时间，则可得到等价于设置50倍个数的LED元件2的亮度。此外，实际上随着施加电流的增加，光量出现有点饱和的倾向，由于不能准确地得到50倍的亮度，因此必须进行适当的校正。
并且，由于移动电话等便携设备中所使用的电源是电池等，电源电压比较低，并且电流容量也较少，因此，如上所述，为了在LED元件2中流过大于等于额定电流的电流，当然会产生需要电源电压以上的电压的情况。此外，为了得到必要的亮度而需要在LED元件2中流过额定电流的50倍的电流时，设额定电流为20mA，则必要的电流值为每个LED元件2为1A，可以预想到根据LED元件2的使用个数会有超过电源容量的状况。
因此，在便携设备内，例如最好设置通过利用逆变器电路等升压到必要电压的升压单元，并根据需要设置由电容电路等构成的电力保持单元等，该电容电路在向上述LED元件2供给该升压后的电压所需的电力之前的期间保持该电力。
此处，采用的LED元件2为蓝色发光的LED芯片21和黄色发光的荧光体23的组合时，发光色确实为白色，但照射光中的红色成分少，对用来自该LED元件2的光所照射的被摄物体进行拍摄所得的照片发蓝，使观看者产生颜色很差等相当大的不协调感。因此，本发明中，如图2中所示，有时也会通过把例如4个LED元件2中的至少1个作成红色发光的红LED元件2R来补充红色光，以提高拍摄照片用光源装置1的显色性以不产生不协调感。
此外，作为白色发光的LED元件2也采用把近紫外发光的LED芯片21和三基色荧光体23组合起来得到白色光的方式，在采用该方式的元件作为发光源的情况下，由于在所放射的光中包含R(红)、G(绿)、B(蓝)三基色，因此没有必要增加红LED元件2R，可以把上述例子中的4个LED元件都作成白色发光的LED元件2。
此外，图2中符号4所示的是用于向拍摄照片用光源装置1供给电源的弹簧接片，如图中用双点划线所示，在装配到便携设备内时，通过用外壳罩12压紧到设置在便携设备的主体10的凹部10a内的触点11等方法，利用弹簧接片4的弹性进行向便携设备的装配，可以简化组装作业。
根据本发明，通过作成如上说明的结构，在将(数字)照相机装配到移动电话等小型便携设备中后，可以实现即使在夜间时等外光不足的条件下也能够进行拍摄的拍摄照片用光源装置1的安装，而不会导致移动电话等大型化。
图7是本发明的拍摄照片用光源装置1的第2实施方式，在前一实施方式中，作为发光源使用了白色发光的LED元件2，但在拍摄的图像是彩色图像时，由于即使在使用了三基色荧光体时，白色光的色温也被固定，质量不是那么高，因此例如在太阳光下拍摄的图像和用拍摄照片用光源装置1的照明光拍摄的图像之间会产生色彩的差异而令使用者产生不协调感的可能性很高。
因此，在本实施方式中，对LED元件2，通过把进行红色发光的红LED元件2R和进行绿色发光的绿LED元件2G以及进行蓝色发光的蓝LED元件2B的发出三基色光的元件组合起来，在所谓白色的范围内调整各色的混合比，来调整照明光的色温，使其与用太阳光拍摄时的显色统一起来。
此处，根据由发明者试制、实验、研究的结果，已判明由于上述LED元件2所发的光是从一点发散的指向性比较强的光，当如本实施方式那样将3个LED元件2组合起来时，不能充分进行颜色的混合，会产生例如脸的半面发红，相反侧的半面发蓝等现象。
因此，本实施方式以更好地进行各色的混合为目的，对三基色LED元件2(R、G、B)进行矩阵配置，在确定该矩阵的位置时，行和列的数目至少设为颜色数，即设为3或多于3，每行每列都一定配置有3色。并且，在图7中，为了明确表示各色的LED元件2(R、G、B)的配置状态，省略了透镜4等。
通过这样作，通过调整供给LED元件2(R、G、B)各色的电流值，可以自由地进行光源色的色温设定，例如设定为5000～6000开尔文等近似于太阳光的色温，可以减小与白天用太阳光拍摄的照片之间的色彩的差异，使不产生不协调感，此外，三基色的混色也变好，可以消除产生部分颜色不均匀等。
图8是本发明的第3实施方式，若在上述第2实施方式中仔细观察的话，R、G、B的发光位置分别独立，例如，不能否认在非常接近被摄物体的状态下，会发生颜色不均匀的可能性。因此，本第3实施方式利用LED芯片21自身是透明的这一点，来防止产生颜色偏差。
因此，各色LED芯片21(R、G、B)例如形成为在单面上具有正负极的飞利浦芯片类型等，分别将其安装到设有透明电极5a的玻璃基板5上，进而将进行了安装的各LED芯片21(R、G、B)朝向上述拍摄照片用光源装置1的照射轴方向叠置。
并且，进行叠置时，使发光效率高的LED芯片21叠置于下层，一般从下层起为红、绿、蓝的顺序。因此，来自最下层的LED芯片21R的光透过LED芯片21G和LED芯片21B放射到照射方向，LED芯片21G的发光透过LED芯片21B。
通过这样作，LED芯片21(R、G、B)等价于从一点放射，即，因为从最上层的LED芯片21放射的光为R、G、B混合起来的白色光，因此无论怎样接近被摄物体进行照明时，都不会发生颜色不均匀。
如以上的说明那样，根据本发明，作为设于便携设备中的照相机的照明用光源而设置的拍摄照片用光源装置，提供如下拍摄照片用光源装置上述拍摄照片用光源装置的发光源被作成白色或三基色LED元件并沿照片的长边方向排列成列，并且，当点亮时，以上述LED元件的额定的3～50倍的电流进行10～600毫秒点亮时间的驱动。通过作成上述拍摄照片用光源装置，可以达到以下非常优良的效果用很少个数的LED元件，就可以充分照明设在这种便携设备中的数字照相机的拍摄范围，而且，通过使用LED元件可以达到小型化、高可靠性、低成本化等，并可以提高移动电话等这种带有照相机的便携设备的适销性。
权利要求
1.一种拍摄照片用光源装置，作为设于便携设备中的照相机的照明用光源而设置，其特征在于，所述拍摄照片用光源装置的发光源被作成白色或三基色的多个发光二极管元件并沿照片的长边方向排列成列，并且，在所述发光二极管元件中设置有外壳，该外壳具有沿所述排列方向作为直线方向进行了直线菲涅耳切割的透镜，当所述发光二极管元件点亮时，所述发光二极管元件以额定的3～50倍的电流，进行10～600毫秒点亮时间的驱动。
2.如权利要求1所述的拍摄照片用光源装置，其特征在于，所述发光源被作成由蓝色发光的发光二极管元件和黄色发光的荧光体的组合、或近紫外发光的发光二极管元件和三基色荧光体的组合构成的白色发光二极管元件，并且，在所述白色发光二极管元件是由蓝色发光的发光二极管元件和黄色发光的荧光体构成的情况下，所述发光源中至少包含1个红色发光的发光二极管元件。
3.如权利要求1或2所述的拍摄照片用光源装置，其特征在于，所述外壳与所述便携设备由弹簧接片进行电连接。
4.如权利要求1所述的拍摄照片用光源装置，其特征在于，所述发光源被作成三基色发光二极管元件，并且，被作成至少具有基色数的行数、列数的矩阵配置。
5.如权利要求1所述的拍摄照片用光源装置，其特征在于，所述发光源被作成三基色发光二极管元件，并且，朝向该拍摄照片用光源装置的照射轴方向对所述发光二极管元件进行叠置配置。
全文摘要
本发明提供一种拍摄照片用光源装置，解决下述问题以现有的LED元件作为发光源的拍摄照片用光源装置的光量有些不足，为得到充分的光量，会产生不能回避大型化的问题。根据本发明，作成如下的拍摄照片用光源装置1拍摄照片用光源装置1的发光源被作成白色或三基色的多个LED元件2并沿照片的长边方向排列成列，并且在所述LED元件2中设有外壳3，该外壳3具有沿排列方向作为直线方向进行了直线菲涅耳切割3a的透镜，当LED元件2点亮时，以LED元件额定的3～50倍的电流进行10～600毫秒点亮时间的驱动。通过作成上述的拍摄照片用光源装置1，通过直线菲涅耳切割3a形成与照片拍摄范围一致的配光，在提高照明效率的同时，通过将驱动电流作为脉冲状的大电力进行施加，既保持小型而又能得到充分的亮度。
文档编号F21Y101/02GK1536663SQ200310116988
公开日2004年10月13日 申请日期2003年12月5日 优先权日2003年4月4日
发明者寺田俊行, 关户敬三, 加藤茂和, 入户野公浩, 三, 公浩, 和 申请人:斯坦雷电气株式会社