JP3189856U - Ｌｅｄ光学レンズの形状 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤを光源とする照明器具の使用効果を向上させることができる、ＬＥＤ光学レンズの形状を提供する。
【解決手段】光学レンズ１は、透明な本体１１と、本体の台座１２に設けられてＬＥＤが収容される収容部と、前記収容部の上端部に形成された入光面と、前記本体の台座から上方へ延びて本体の外周縁に設けられた出光面１５とからなる。出光面は、本体外周の表面端縁に異なる曲率によって設けられる。また、本体は、長軸方向基準面Ｘに対して対称、且つ短軸方向基準面Ｙに対して対称に設けられる。
【選択図】図１

Description

本考案は、ＬＥＤ光学レンズの形状に関し、特に、光学レンズにおける孤形表面及び台座の収容部の空間設計によって、ＬＥＤが最大輝度・光線集中・縦軸向きに徐々に拡大する形状の照射エリアを備えて照射することができる、ＬＥＤ光学レンズの形状に関する。

発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、略称ＬＥＤ）を照明装置の光源とすることは既に従来技術であり、各種の照明器具において広範に使用されている。一般にＬＥＤを照明器具の光源として使用する場合、外縁に二次的光学部品（例えば光学レンズ）を組み合わせて使用することが多い。これは、照らされる物品上の光形において光学的利用性と照射均一度を向上させること、及び前記二次的光学部品（例えば光学レンズ）の形状によって前記ＬＥＤ射出光線の照射エリア及び照射形状を決定することを目的としている。

よって、前記ＬＥＤに用いられる光学レンズの形状は、ＬＥＤを光源とする照明器具の使用効能を向上させるために極めて重要な課題である。即ち、如何にして良好な光学レンズの形状を用いて、ＬＥＤを光源とする照明器具に求められる使用上の効果を発揮させるかは、ＬＥＤを光源とする照明器具を製造する業者が解決すべき技術的課題である。

上記に鑑み、本考案は、ＬＥＤ光学レンズの形状に関し、特に、光学レンズにおける孤形表面及び台座の収容部の空間設計によって、ＬＥＤが最大輝度・光線集中・縦軸向きに徐々に拡大する形状の照射エリアを備えて照射することができる、ＬＥＤ光学レンズの形状を提供することを目的とする。

本考案が提供するＬＥＤ光学レンズの形状において、前記光学レンズは、透明な本体と、前記本体の台座に設けられてＬＥＤが収容される収容部と、前記収容部の上端部に形成された入光面と、前記本体の台座から上方へ延びて本体外周縁に形成された出光面とからなる。前記出光面は、本体外周表面の端縁に異なる曲率によって設けられる。また、前記本体は、長軸方向基準面Ｘに対して対称、且つ短軸方向基準面Ｙに対して対称に設けられる。以上の構造により、ＬＥＤを光源とする照明器具の使用効果を向上させる。

本考案の光学レンズを示した立体図である。 本考案の光学レンズを示した俯瞰図である。 本考案の光学レンズを示した断面図である。 本考案の光学レンズをもう一つの方向から示した断面図である。 本考案の光学レンズの光形を示した概略図である。 本考案の光学レンズの実施例を示した概略図１である。 本考案の光学レンズの実施例を示した概略図２である。

まず、図１、図２、図６、図７を参照する。本考案のＬＥＤ光学レンズの形状において、光学レンズ１は、透明な本体１１と、本体１１の台座１２に設けられてＬＥＤ２が収容される収容部１３と、収容部１３の上端部に形成された入光面１４と、本体１１の台座１２から上方へ延びて本体１１外周縁に形成された出光面１５とからなる。出光面１５は、本体１１外周表面の端縁に異なる曲率によって設けられる。また、入光面１４と出光面１５は、異なる曲率によってなる。以上の構造により、収容部１３内に収容されたＬＥＤ２が発光した時、ＬＥＤ２から照射された光線は入光面１４から本体１１内に入った後、出光面１５を経由することによって偏移屈折されて所定の方向及びエリアに照射される（図５、図６、図７を参照）。以上により、ＬＥＤ２から発される光線を最良の状態で利用することが可能となり、ＬＥＤ２を光源とする照明器具の使用効果を向上させることができる。

上述を受け、本考案の実施例について、図１、図２を参照する。本体１１は、長軸方向基準面Ｘに対して対称、且つ短軸方向基準面Ｙに対して対称をなす。出光面１５は、本体１１最外側の周縁に設けられるとともに、台座１２と平行状に側辺線１５１が形成される。側辺線１５１が定める範囲は、出光面１５における最大面積である。また、側辺線１５１の曲率は、以下に挙げる点によって定められる。側辺線１５１は、長軸方向基準面Ｘ及び短軸方向基準面Ｙによって、第一側辺線部１５１ａと、第二側辺線部１５１ｂと、第三側辺線部１５１ｃと、第四側辺線部１５１ｄに分けられる。また、第一側辺線部１５１ａと、第二側辺線部１５１ｂと、第三側辺線部１５１ｃと、第四側辺線部１５１ｄは、対称の形状をなす。よって、側辺線１５１の曲率について、図中では第一側辺線部１５１ａの座標値のみを示している。第一側辺線部１５１ａにおける長軸方向基準面Ｘとの距離をａｍｍとし、第一側辺線部１５１ａにおける短軸方向基準面Ｙとの距離をｂｍｍとした場合、第一側辺線部１５１ａは、（ａ，ｂ）：（０．００，５．７６）、（１．７５，５．５９）、（３．３２，４．８４）、（４．３６，３．４４）、（４．８４，１．７５）、（４．９４，０．００）の各点からなり、その誤差値は±０．０３ｍｍである。

続いて図３を参照する。長軸方向基準面Ｘ２から延びるとともに、台座１２と交わって形成される長軸方向頂端線１５２は、短軸方向基準面Ｙ２によって第一長軸方向頂端線部１５２ａと、第二長軸方向頂端線部１５２ｂに分けられる。また、第一長軸方向頂端線部１５２ａと第二長軸方向頂端線部１５２ｂは、対称の形状をなす。よって、図中では第一長軸方向頂端線部１５２ａの座標値のみを示している。第一長軸方向頂端線部１５２ａにおける長軸方向基準面Ｘ２との距離をｃｍｍとし、第一長軸方向頂端線部１５２ａにおける短軸方向基準面Ｙ２との距離をｄｍｍとした場合、第一長軸方向頂端線部１５２ａは、（ｃ，ｄ）：（０．００，５．７６）、（２．３０，５．７６）、（４．３８，５．２７）、（６．１０，４．００）、（７．０６，２．１２）、（７．４１，０．００）の各点からなり、その誤差値は±０．０３ｍｍである。

図４を参照する。長軸方向基準面Ｘ３から延びるとともに、最大面積を有する出光面１５及び台座１２と交わって形成される短軸方向頂端線１５３は、短軸方向基準面Ｙ３によって第一短軸方向頂端線部１５３ａと第二短軸方向頂端線部１５３ｂに分けられる。また、第一短軸方向頂端線部１５３ａと第二短軸方向頂端線部１５３ｂは、対称をなす。よって、図中では第一短軸方向頂端線部１５３ａの座標値のみを示している。第一短軸方向頂端線部１５３ａにおける長軸方向基準面Ｘ３との距離をｅｍｍとし、第一短軸方向頂端線部１５３ａにおける短軸方向基準面Ｙ３との距離をｆｍｍとした場合、第一短軸方向頂端線部１５３ａは、（ｅ，ｆ）：（０．００，４．９４）、（２．３０，４．９４）、（４．２６，４．６３）、（５．９５，３．５９）、（７．０５，１．９５）、（７．４１，０．００）の各点からなり、その誤差値は±０．０３ｍｍである。短軸方向頂端線１５３の曲率は、上述した各点によってなる。

本考案は、以下の効果を達成する。即ち、光学レンズ１における本体１１の表面が異なる曲率の出光面１５を備え、出光面１５の曲率が長軸方向基準面Ｘ及び短軸方向基準面Ｙに対して対称の形状をなすことにより、ＬＥＤ２から照射された光線は入光面１４から本体１１内に入った後、出光面１５を経由することによって偏移屈折されて所定の方向及びエリアに照射されるため、ＬＥＤ２から照射された光線は縦軸方向へ徐々に拡大する形状の照射エリアを形成し（図５参照）、且つ縦軸方向へ徐々に拡大する形状の照射エリアが均一な照明度を備えることができる。これにより、ＬＥＤ２を光源とする照明器具の使用効果を向上させる。

１ 光学レンズ
１１ 本体
１２ 台座
１３ 収容部
１４ 入光面
１５ 出光面
１５１ 側辺線
１５１ａ 第一側辺線部
１５１ｂ 第二側辺線部
１５１ｃ 第三側辺線部
１５１ｄ 第四側辺線部
１５２ 長軸方向頂端線
１５２ａ 第一長軸方向頂端線部
１５２ｂ 第二長軸方向頂端線部
１５３ 短軸方向頂端線
１５３ａ 第一短軸方向頂端線部
１５３ｂ 第二短軸方向頂端線部
２ ＬＥＤ

Claims (2)

1. 透明な本体と、収容部と、入光面と、出光面とからなる光学レンズを用いたＬＥＤ光学レンズの形状であって、
   前記収容部は、前記本体の台座に設けられるとともに内部にＬＥＤが収容され、
   前記入光面は、前記収容部の上端部に形成され、
   前記出光面は、前記本体の台座から上方へ延びて本体の外周縁に設けられ、
   前記本体は、長軸方向基準面Ｘに対して対称、且つ短軸方向基準面Ｙに対して対称に設けられ、
   さらに前記出光面は、前記本体の最外側の周縁に設けられるとともに、台座と平行状に側辺線が形成され、
   前記側辺線は、長軸方向基準面Ｘ及び短軸方向基準面Ｙによって、第一側辺線部と、第二側辺線部と、第三側辺線部と、第四側辺線部とに分けられ、
   このうち、前記第一側辺線部と第二側辺線部と第三側辺線部と第四側辺線部は、対称の形状をなし、
   前記側辺線における第一側辺線部の座標値は、前記第一側辺線部における長軸方向基準面Ｘとの距離をａｍｍとし、前記第一側辺線部における短軸方向基準面Ｙとの距離をｂｍｍとした場合、前記第一側辺線部は、（ａ，ｂ）：（０．００，５．７６）、（１．７５，５．５９）、（３．３２，４．８４）、（４．３６，３．４４）、（４．８４，１．７５）、（４．９４，０．００）の各点からなり、
   長軸方向基準面Ｘ２から延びるとともに、台座と交わって形成された長軸方向頂端線は、短軸方向基準面Ｙ２によって第一長軸方向頂端線部と第二長軸方向頂端線部に分けられ、
   前記第一長軸方向頂端線部と第二長軸方向頂端線部は、対称の形状をなし、
   前記第一長軸方向頂端線部における長軸方向基準面Ｘ２との距離をｃｍｍとし、前記第一長軸方向頂端線部における短軸方向基準面Ｙ２との距離をｄｍｍとした場合、前記第一長軸方向頂端線部は、（ｃ，ｄ）：（０．００，５．７６）、（２．３０，５．７６）、（４．３８，５．２７）、（６．１０，４．００）、（７．０６，２．１２）、（７．４１，０．００）の各点からなり、
   長軸方向基準面Ｘ３から延びるとともに、最大面積を有する出光面及び台座と交わって形成された短軸方向頂端線は、短軸方向基準面Ｙ３によって第一短軸方向頂端線部と第二短軸方向頂端線部に分けられ、
   前記第一短軸方向頂端線部と第二短軸方向頂端線部は、対称の形状をなし、
   前記第一短軸方向頂端線部における長軸方向基準面Ｘ３との距離をｅｍｍとし、前記第一短軸方向頂端線部における短軸方向基準面Ｙ３との距離をｆｍｍとした場合、前記第一短軸方向頂端線部は、（ｅ，ｆ）：（０．００，４．９４）、（２．３０，４．９４）、（４．２６，４．６３）、（５．９５，３．５９）、（７．０５，１．９５）、（７．４１，０．００）の各点からなり、
   以上の方法によって、前記出光面の曲率が定められることを特徴とする、ＬＥＤ光学レンズの形状。
2. 前記入光面と出光面は、異なる曲率からなることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ光学レンズの形状。

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