JP2012069250A - Ｌｅｄ灯具用光学レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤの光の利用効率を高めるとともに、配光ロスを低く抑えることができるＬＥＤ灯具用光学レンズを提供すること。
【解決手段】ＬＥＤ光源２からの放射光Ｌを所望の角度範囲に配光するためのＬＥＤ灯具用光学レンズ１において、前記ＬＥＤ光源２から放射される半値角内の放射光Ｌを左右方向にα、上方向にβの角度方向にそれぞれ屈折させて出射させるレンズカット７，８を出射面６の中央部に配置する。例えば、前記αを８０°、前記βを４０°にそれぞれ設定する。このようにＬＥＤ光源２から放射される半値角内の光度の高い放射光Ｌを左右方向及び上方向にそれぞれ屈折させて出射させるレンズカット７，８を光学レンズ１の出射面６の中央部に配置すれば、ＬＥＤの光束を有効に利用することができ、光の利用効率が高められる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とするＬＥＤ灯具に用いられる光学レンズに関するものである。

ＬＥＤ（Light Emitting Device ）は高輝度で省電力、高寿命等の特徴を有することから、近年、車両用灯具の光源として使用されつつある。

ところで、ＬＥＤを光源として使用する車両用灯具には、ＬＥＤ光源からの放射光を所望の角度範囲に配光して配光規格を満足させるための配光制御用の光学レンズが設けられているが、このような光学レンズの一例を図６〜図１０に基づいて以下に説明する。

即ち、図６は従来のＬＥＤ灯具用光学レンズを入射面側から見た斜視図、図７は同ＬＥＤ灯具用光学レンズを出射面側から見た斜視図、図８は同ＬＥＤ灯具用光学レンズの正面図、図９は図８のＣ−Ｃ線断面図、図１０は図８のＤ−Ｄ線断面図であり、図示のＬＥＤ灯具用光学レンズ１０１は、透明樹脂によって薄型円形に成形されており、ＬＥＤ光源（図９及び図１０参照）１０２の前方にその中心が光軸Ｘに一致するよう配置されている。

ＬＥＤ灯具用光学レンズ１０１の入射面１０３においては、図６、図９及び図１０に示すように、その中央部にＬＥＤ光源１０２に向かって凸の円弧曲面を成す中央入射面１０４が形成され、該中央入射面１０４の周囲にはリング状を成す複数のプリズム１０５が同心的に形成されている。

又、ＬＥＤ灯具用光学レンズ１０１の出射面１０６においては、図７〜図１０に示すように、外周縁の左右及び上下に４分割されたレンズカット１０７，１０８が形成されている。ここで、左右に形成されたレンズカット１０７は、図９に示すように、ＬＥＤ光源１０２から放射される半値角外の放射光Ｌを左右方向に角度α（光軸Ｘからの角度であって、図示例では８０°）だけ屈折させて出射させ、上下に形成されたレンズカット１０８は、図１０に示すように、ＬＥＤ光源１０２から放射される半値角外の放射光Ｌを上方向に角度β（光軸Ｘからの角度であって、図示例で４０°）だけ屈折させて出射させており、これによって当該光学レンズ１０１が使用される車両用灯具に対して適用される配光規格を満たすようにしている。

尚、特許文献１には、入射面に凸レンズ状の中央入射面とその周囲に放射状に配された多角形の複数のプリズムを形成し、出射面に入射面に形成された中央入射面に対応するトロイダル面とプリズムに対応する周囲出射面を形成することによって光利用効率を高めた灯具用光学レンズが提案されている。

特開２０１０−１６５４８４号公報

しかしながら、図６〜図１０に示した従来の ＬＥＤ灯具用光学レンズ１０１にあっては、出射面１０６の外周縁の左右及び上下にそれぞれ形成されたレンズカット１０７，１０８は、何れも半値角外の光度の低い放射光Ｌを左右及び上方向に屈折させて配光制御を行うものであるため、ＬＥＤの光束を有効に利用することができず、光の利用効率が低いという問題があった。又、レンズカット１０７，１０８は光学レンズ１０１の外周縁に沿って形成されているため、カットの範囲が広く、配光ロスが大きくなるという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とする処は、ＬＥＤの光の利用効率を高めるとともに、配光ロスを低く抑えることができるＬＥＤ灯具用光学レンズを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ＬＥＤ光源からの放射光を所望の角度範囲に配光するためのＬＥＤ灯具用光学レンズにおいて、前記ＬＥＤ光源から放射される半値角内の放射光を左右方向にα、上方向にβの角度方向にそれぞれ屈折させて出射させるレンズカットを出射面の中央部に配置したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記αを８０°、前記βを４０°にそれぞれ設定したことを特徴とする。

本発明によれば、ＬＥＤ光源から放射される半値角内の光度の高い放射光を左右方向及び上方向にそれぞれ屈折させて出射させるレンズカットを光学レンズの出射面の中央部に配置したため、ＬＥＤの光束を有効に利用することができ、光の利用効率が高められる。又、レンズカットは形成される範囲が光学レンズの中央部に集約されるため、カットによる配光ロスが低く抑えられる。

本発明に係るＬＥＤ灯具用光学レンズを入射面側から見た斜視図である。 本発明に係るＬＥＤ灯具用光学レンズを出射面側から見た斜視図である。 本発明に係るＬＥＤ灯具用光学レンズの正面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 従来のＬＥＤ灯具用光学レンズを入射面側から見た斜視図である。 従来のＬＥＤ灯具用光学レンズを出射面側から見た斜視図である。 従来のＬＥＤ灯具用光学レンズの正面図である。 図８のＣ−Ｃ線断面図である。 図８のＤ−Ｄ線断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るＬＥＤ灯具用光学レンズを入射面側から見た斜視図、図２は同ＬＥＤ灯具用光学レンズを出射面側から見た斜視図、図３は同ＬＥＤ灯具用光学レンズの正面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図である。

本実施の形態に係るＬＥＤ灯具用光学レンズ（以下、単に「光学レンズ」と略称する）１は、不図示の車両用灯具に使用されるものであって、透明樹脂によって薄型円形に成形されており、ＬＥＤ光源２（図４及び図５参照）の前方にその中心が光軸Ｘに一致するよう配置されている。尚、本実施の形態に係る光学レンズ１を備える車両用灯具に対しては、配光範囲が左右方向に角度８０°、上方向に４０°規定されている欧州配光規格が適用されるものとする。

本実施の形態に係る光学レンズ１の入射面３においては、図１、図４及び図５に示すように、その中央部にＬＥＤ光源２に向かって凸の円弧曲面を成す中央入射面４が形成され、該中央入射面４の周囲にはリング状を成す複数のプリズム５が同心的に形成されている。

又、光学レンズ１の出射面６においては、図２〜図５に示すように、入射面３に形成された前記中央入射面４に対応する中央部には左右及び上下に４分割されたレンズカット７，８がそれぞれ形成されている。ここで、左右に形成されたレンズカット７は、図４に示すように、ＬＥＤ光源２から放射される半値角内の放射光Ｌを左右方向に角度α（光軸Ｘからの角度であって、図示例では８０°）だけ屈折させて出射させ、上下に形成されレンズズカット８は、図５に示すように、ＬＥＤ光源２から放射される半値角内の放射光Ｌを上方向に角度β（光軸Ｘからの角度であって、図示例で４０°）だけ屈折させて出射させ、当該光学レンズ１を備えた車両用灯具に対して適用される欧州配光規格を満足するようにしている。

以上において、本実施の形態に係る光学レンズ１によれば、ＬＥＤ光源２から放射される半値角内の光度の高い放射光Ｌを左右方向に角度α（＝８０°）、上方向に角度β（＝４０°）だけそれぞれ屈折させて出射させるレンズカット７，８を光学レンズ１の出射面６の中央部に配置したため、ＬＥＤの光束を有効に利用することができ、光の利用効率が高められ、当該光学レンズ１を備える車両用灯具の視認性が高められるという効果が得られる。

又、本実施の形態に係る光学レンズ１においては、レンズカット７，８が出射面６の中央部に集約的に形成されるため、そのサイズが小さく抑えられ、カットによる配光ロスが低く抑えられるという効果も得られる。

尚、以上の実施の形態では、本発明を車両用灯具に使用されるＬＥＤ灯具用光学レンズに対して適用した形態について説明したが、本発明は、車両用灯具以外の他の任意の灯具に使用される光学レンズに対しても同様に適用可能であることは勿論である。又、光学レンズの出射面に形成されたレンズカットによる光の左右及び上方向の屈折方向α，βの値は任意に設定されるものである。

１ ＬＥＤ灯具用光学レンズ
２ ＬＥＤ光源
３ 光学レンズの入射面
４ 光学レンズの中央入射面
５ 光学レンズのプリズム
６ 光学レンズの出射面
７，８ 光学レンズのレンズカット
Ｌ 放射光
Ｘ 光軸
α 光の左右方向の屈折角
β 光の上方向の屈折角

Claims (2)

1. ＬＥＤ光源からの放射光を所望の角度範囲に配光するためのＬＥＤ灯具用光学レンズにおいて、
   前記ＬＥＤ光源から放射される半値角内の放射光を左右方向にα、上方向にβの角度方向にそれぞれ屈折させて出射させるレンズカットを出射面の中央部に配置したことを特徴とするＬＥＤ灯具用光学レンズ。
2. 前記αを８０°、前記βを４０°にそれぞれ設定したことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ灯具用光学レンズ。
   

Images