JP2010157653A

JP2010157653A - 光学レンズ

Info

Publication number: JP2010157653A
Application number: JP2008336298A
Authority: JP
Inventors: Makoto Saito; 誠齊藤; Kazuo Saito; 一夫斉藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-07-15

Abstract

【課題】ＬＥＤからの光を効率よく集光することで、広範囲に、且つ高輝度に光を外部へ照射させるとともに、高熱を発するワット数の多いＬＥＤにおいても、好適に使用することができる光学レンズを提供すること。
【解決手段】ＬＥＤの周囲に装着される光学レンズであって、該光学レンズは、レンズ本体に穿設されたＬＥＤ配設部と、レンズ本体の側面垂直方向に形成された複数の凸部と、レンズ本体の上部に形成された凹部と、凹部中央に形成された凸状部と、を備えることを特徴とする。
また、前記レンズ本体側面に放熱孔を穿孔した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤの周囲に装着される光学レンズであって、特に、ＬＥＤからの光を、広範囲に、且つ高輝度に照射させるとともに、高熱を発するワット数の多いＬＥＤにおいても、好適に使用することができる光学レンズに関する。

ＬＥＤは、白熱灯や蛍光灯に比べ消費電力が少ない、寿命が長い、発熱が少ない等の特徴を有し、現在、自動車の光源・テールランプ、一般照明器具、信号機等幅広く使用されている。

また、前記ＬＥＤに関連する先行技術として、光指向性を拡大した発光ダイオードがある（例えば、特許文献１参照）。
上掲特許文献１の発光ダイオードは、発光チップを透明レンズでモールドした発光ダイオードであって、透明レンズの外面に多数の微細凹凸を形成したことを特徴とする。
特開２００３−２０９２９２号公報

上掲特許文献１の発光ダイオードは、発光チップからの光が透明レンズから出るとき、微細凹凸での拡散があり、光指向性を拡大でき、例えば一般照明用途に適することが記載されている。しかし、発光チップの光は微細凹凸が形成された透明レンズから直接照射されるため、高い発光輝度を得ることはできなかった。また、発光チップから発光される光は、微細凹凸にて全体的に均一状態に照射されるため、全体がややぼやけてしまうという欠点もあった。

そこで本発明は上記の点に鑑み、ＬＥＤからの光を効率よく集光・拡散することで、広範囲に、且つ高輝度に光を外部へ照射させるとともに、高熱を発するワット数の多いＬＥＤにおいても、好適に使用することができる光学レンズに関する。

上記問題を解決するために本発明の光学レンズは、ＬＥＤの周囲に装着される光学レンズであって、該光学レンズは、レンズ本体に穿設されたＬＥＤ配設部と、レンズ本体の側面垂直方向に形成された複数の凸部と、レンズ本体の上部に形成された凹部と、凹部中央に形成された凸状部と、を備えることを特徴とする。

また、前記レンズ本体側面に放熱孔を穿孔した。

また、前記レンズ本体の底部に、ＬＥＤホルダーを装着する脚部を設けた。

また、前記ＬＥＤホルダーに、脚部を係止する係止部を形成した。

さらに前記光学レンズをポリエーテルスルフォンで形成した。

ＬＥＤからの光は、側面垂直方向に形成された複数の凸部により側面方向へ広範囲に照射される。また上部に形成された凹部にて、周囲方向へ屈折された状態で照射される。さらに、上部中央の凸状部においては、ＬＥＤからの光は直進状態で照射される。

またレンズ本体側面に放熱孔を穿孔したことにより、１〜５ワット等の高熱を発するワット数の多いＬＥＤを使用しても、発光時における発光熱を外部に放出することができる。

以下、本発明における光学レンズの実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明における光学レンズの全体斜視図、図２は光学レンズの分解斜視図、図３は光学レンズの断面図である。

本発明の光学レンズは、ＬＥＤからの光を効率よく集光・拡散することで、広範囲に、且つ高輝度に光を外部へ照射させるとともに、ワット数の多いＬＥＤにおいても、好適に使用することができることを特徴とする。

図示する光学レンズ１は、レンズ本体２に穿設されたＬＥＤ配設部３と、レンズ本体２の側面垂直方向に形成された複数の凸部４と、レンズ本体２の上部に形成された凹部５と、凹部５の中央に形成された凸状部６とを備える。

図示する光学レンズ１は、汎用のＬＥＤ２０の周囲に装着されるものであり、光透過性の高い透明素材にて形成されている。特に光学レンズ１は、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）にて形成されている。なお、前記光学レンズ１をガラス、樹脂アクリル、ポリカーボネート等の透過性を有する素材で形成してもよい。

ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）は、ジクロロジフェニルサルフォンとジヒドロキシジフェニルサルフォンのカリウム塩を原料として縮重合反応によって合成されるものである。またポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）の熱変形温度は２００〜２２０℃であり、成型時の熱安定性に優れるという特性を有する。また耐熱性に優れるため、高熱を発するワット数の多いＬＥＤを使用しても、ＬＥＤからの発熱によりレンズ本体２を変形させたり、溶解させたりするという問題を解消できる。

ＬＥＤ配設部３は、汎用のＬＥＤ２０を収容させる大きさ、及び形状を呈しており、前記ＬＥＤ配設部３の下部であって、レンズ本体２の底面中央には、ＬＥＤ２０を挿脱させる開口部７が形成されている。

凸部４は、レンズ本体２の側面垂直方向に複数形成されており、水平方向断面において、蒲鉾状に外部方向へ湾曲された形状を呈している。また前記凸部４を設ける数は特に限定されるものではないが、反射効率と製造面を考慮した場合、図示するように、レンズ本体２の側面垂直方向に５列程度設けることが好ましい。

またレンズ本体２の上部（先方）には、凹部５が形成されている。前記凹部５は、レンズ本体２の中央部に向けて緩やかな傾斜状に形成されている。そのことにより、図３に示すように、ＬＥＤ２０からの光をやや外周方向へ屈折させることができる。

また、前記レンズ本体２の凹部５中央部分には、凸状部６が形成されている。該凸状部６は略半球状を呈している。前記凸状部６をレンズ本体２の凹部５中央部分に形成することで、図３に示すように、ＬＥＤ２０の中央部分より発光される光を直進状態で外部に照射させることができる。

また、前記レンズ本体２の側面には放熱孔８が複数穿孔されている。放熱孔８は、凸部４間の溝部分であって、レンズ本体２の下方部分にそれぞれ穿孔されている。また放熱孔８は、前記ＬＥＤ配設部３まで貫通された状態で穿孔されている。そのことにより、１〜５ワット等の高熱を発するワット数の多いＬＥＤを使用しても、発光時におけるＬＥＤの発光熱を外部に放出することができる。

また、前記レンズ本体２の底部に、ＬＥＤホルダー１０を装着する脚部９を設けた。該脚部９は円柱状、または角状を呈しており、レンズ本体２の凸部４の外周下部にそれぞれ一体ずつ形成されている。

ＬＥＤホルダー１０は、前記レンズ本体２の底部に装着されるもので、中央部分にはＬＥＤ２０が具備されている。前記ＬＥＤホルダー１０は、やや円柱肉厚状に形成されており、側面外周には、前記レンズ本体２の脚部９を係止する係止部１１が形成されている。また、前記ＬＥＤホルダー１０の素材は、ＬＥＤ２０から発光される光を反射させることができる白色系の樹脂素材で形成されている。

また前記ＬＥＤホルダー１０に装着されるＬＥＤは、図示する汎用の弾丸形状のものに限定されず、角形平板状、また円形平盤状の様々なＬＥＤを備えることができる。

次に、本発明の光学レンズにおける光の照射及び屈折状態を図３に基づいて説明する。
ＬＥＤ２０を発光させると、正面方向に進んだ光ａは、凸状部６にて直進状態で外部へ照射される。またＬＥＤ２０からやや外側方向へ照射された光ａは、凹部５で屈折され外周方向へ照射される。

また、ＬＥＤ２０の側面からの光ａは、凸部４にて高輝度に拡散されレンズ本体２の側面から照射される。また、ＬＥＤ２０の底部へ照射された光ａは、一旦、ＬＥＤホルダー１０の上面で反射され、その後レンズ本体２の側面から外部へ照射される。

またＬＥＤ２０を発光させる際、ＬＥＤ２０から発せられる発光熱ｂは、レンズ本体２の側面に穿孔された放熱孔８から外部に放出することができる。そのことにより、１〜５ワット等の高熱を発するワット数の多いＬＥＤを使用しても、レンズ本体２を変形させたり、溶解させたりするという問題を解消できる。

前述の如く、本発明における光学レンズによれば、ＬＥＤ２０からの光は、側面垂直方向に形成された複数の凸部４により側面方向へ広範囲に照射され、また上部に形成された凹部５にて、周囲方向へ屈折された状態で照射される。さらに、上部中央の凸状部６においては、ＬＥＤからの光は直進状態で照射されることができる。

本発明の光学レンズの全体斜視図である。前記光学レンズの分解斜視図である。前記光学レンズの断面図である。

符号の説明

１光学レンズ
２レンズ本体
３配設部
４凸部
５凹部
６凸状部
７開口部
８放熱孔
９脚部
１０ＬＥＤホルダー
１１係止部
２０ＬＥＤ
ａ光
ｂ発光熱

Claims

ＬＥＤの周囲に装着される光学レンズであって、光学レンズは、レンズ本体に穿設されたＬＥＤ配設部と、レンズ本体の側面垂直方向に形成された複数の凸部と、レンズ本体の上部に形成された凹部と、凹部中央に形成された凸状部と、を備えることを特徴とする光学レンズ。
前記レンズ本体側面に放熱孔を穿孔した請求項１記載の光学レンズ。
前記レンズ本体の底部に、ＬＥＤホルダーを装着する脚部を設けた請求項１または２記載の光学レンズ。
前記ＬＥＤホルダーに、脚部を係止する係止部を形成した請求項３記載の光学レンズ。
前記光学レンズをポリエーテルスルフォンで形成した請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の光学レンズ。