JP4535504B2 - Illumination lens structure. - Google Patents
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Description
本発明は、携帯電話内の液晶バックライト光源用LED、カメラ補助光源用LEDなどに係わり、詳しくは、LED光源の指向性を有効に制御する照明用レンズの構造に関する。 The present invention relates to a liquid crystal backlight light source LED, a camera auxiliary light source LED, and the like in a mobile phone, and more particularly to a structure of an illumination lens that effectively controls the directivity of the LED light source.
従来、軽薄短小を追求する電子機器向けに提供された表面実装型の発光ダイオードで、一般的に、携帯電話内の液晶バックライト光源用LED、カメラ補助光源用LEDなどに使用される発光ダイオードにおいては、光源よりの光を集光或いは発散させるために、光源の手前にレンズを配置し、光の出射制御を行っていた。また、レンズ位置と光源の関係を動的に移動させたりして、レンズを取り替えることなく異なった指向性を得ていた。(例えば、特許文献1参照)
図7は、ストロボ装置の構成を示す断面図である。図7において、ストロボ装置11は、光源としてのLEDチップ12、リフレクター13および拡散板14からなる発光部15と、その発光部15からの光を前方に向けて拡散投光する凹レンズ16とで構成され、回路基板17(例えば、プリント基板)に取付けられている。光源としてのLEDチップ12から出射された光は、先ず、拡散板14を透過した光が、凹レンズ16を透過することで、前方に向けて放射状に拡大投光される。これにより、点光源として発光し、指向性の強いLEDチップ12の光を広範囲に照射することができる。この場合、1個のレンズに対して1種類の光制御のみしか対応できず、複数の指向性を得ることはできない。複数の指向性を得るためには、レンズやリフレクター(反射カップ)を変えたり、光源位置を変えたりする必要がある。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the strobe device. In FIG. 7, the strobe device 11 is composed of a
そこで、図8の、レンズ位置と光源の関係を移動させる装置の断面図に示すように、光源であるLEDチップ12の前方に配置され、レンズ枠18に保持された凹レンズ16の光軸に沿って前後移動可能に構成された移動装置19を配置する。前記凹レンズ16の前方には透明なカバーガラス20が配置されている。
Therefore, as shown in the sectional view of the apparatus for moving the relationship between the lens position and the light source in FIG. 8, it is arranged in front of the
上記したように、凹レンズ16が光軸に沿って移動することにより、LEDチップ12からの光の照射角度を可変することができる。
As described above, the irradiation angle of light from the
解決しようとする問題点は、図8に示すように、レンズを移動させて光源とレンズ間の距離を変化させるために、複雑な構造の移動装置が必要になる。そうでないと、曲率の異なる複数のレンズやリフレクターを用意しなければならない。などの問題があった。 As shown in FIG. 8, a problem to be solved requires a moving device having a complicated structure in order to change the distance between the light source and the lens by moving the lens. Otherwise, you have to prepare multiple lenses and reflectors with different curvatures. There were problems such as.
本発明は、上述の欠点を解消するもので、その目的は、1個のレンズに複数の曲率の異なる曲面を形成し、レンズの1つの頂点に光源を配置し、レンズを回動させるのみで、指向性を可変可能にした照明用レンズの構造を提供するものである。 The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks, and its purpose is to form a plurality of curved surfaces with different curvatures on one lens, place a light source at one vertex of the lens, and rotate the lens. The present invention provides a structure of an illumination lens with variable directivity.
上記目的を達成するために、本発明における照明用レンズの構造は、プリント基板にLEDチップを実装し、該LEDチップの前面にLEDチップの発光方向に指向性をもつレンズを配設した照明用レンズの構造において、前記レンズの形状は4つの頂点を有する正四面体で、前記4つの頂点の中でそれぞれ3つの頂点を通る曲率の異なる4つの曲面を形成すると共に、前記4つの頂点の中で任意の1つの頂点の近傍にLEDチップを配設したことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the illumination lens structure according to the present invention includes an LED chip mounted on a printed circuit board, and a lens having directivity in the light emitting direction of the LED chip disposed on the front surface of the LED chip. In the structure of the lens, the shape of the lens is a regular tetrahedron having four vertices, and in the four vertices, four curved surfaces having different curvatures passing through the three vertices are formed. The LED chip is arranged in the vicinity of any one vertex.
また、プリント基板にLEDチップを実装し、該LEDチップの前面にLEDチップの発光方向に指向性をもつレンズを配設した照明用レンズの構造において、前記レンズの形状は4つの頂点を有する正四面体で、任意の1つの頂点の近傍にLEDチップを配設し、他の3つの頂点は、保持部材(ホルダー)により保持・固定されることを特徴とするものである。 In the illumination lens structure in which an LED chip is mounted on a printed circuit board and a lens having directivity in the light emitting direction of the LED chip is disposed on the front surface of the LED chip, the lens has a positive shape having four vertices. In the tetrahedron, an LED chip is disposed in the vicinity of one arbitrary vertex, and the other three vertexes are held and fixed by a holding member (holder).
また、前記レンズを構成する4つの頂点の中で、任意の1つの頂点の近傍にLEDチップを配設すると共に、他の3つの頂点は、保持部材(ホルダー)により保持・固定され、前記1個のレンズの回動のみで曲率の異なる曲面より光を出射させることにより指向性を可変可能にしたことを特徴とするものである。 In addition, among the four vertices constituting the lens, an LED chip is disposed in the vicinity of one arbitrary vertex, and the other three vertices are held and fixed by a holding member (holder). The directivity can be varied by emitting light from curved surfaces having different curvatures only by rotating the individual lenses.
本発明の照明用レンズの構造においては、1つのレンズに複数の曲率の異なる曲面を形成し、所望の曲面が出射面になるようにレンズをホルダーなどに保持・固定することにより、所望の指向性を得ることができる。単純な構造で、信頼性に優れた照明用レンズの構造を提供することが可能である。 In the illumination lens structure of the present invention, a plurality of curved surfaces with different curvatures are formed on one lens, and the lens is held and fixed to a holder or the like so that the desired curved surface becomes the exit surface. Sex can be obtained. It is possible to provide an illumination lens structure with a simple structure and excellent reliability.
本発明の照明用レンズの構造について、図面に基づいて説明する。 The structure of the illumination lens of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1、図2は、本発明の実施例に係り、図1は、照明用レンズの構造を示す斜視図、図2は、その模式図である。 1 and 2 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a perspective view showing a structure of an illumination lens, and FIG. 2 is a schematic view thereof.
図1、図2において、1は、4つの頂点a、b、cおよびdを有する正四面体形状をしたレンズである。該レンズ1は、頂点aに対向して他の3つの頂点b、c、dを通る曲面をA(曲率A1)とし、同様に、頂点bに対向して他の3つの頂点c、d、aを通る曲面をB(曲率B1)、同様に、頂点cに対向して他の3つの頂点a、b、dを通る曲面をC(曲率C1)、同様に、頂点dに対向して他の3つの頂点a、b、cを通る曲面をD(曲率D1)とする。上記した4つの曲面A、B、CおよびDの曲率A1、B1、C1およびD1はそれぞれ異なるように形成されている。
1 and 2,
前記正四面体形状をしたレンズ1の4つの頂点の中で、例えば、図1に示すように、頂点aの近傍に位置し、プリント基板2上に実装された光源であるLEDチップ3を配設する。該LEDチップ3からの出射光は、その前面に位置する3つの頂点b、c、dを通る曲面Aの方向に出射する。その出射光は曲率A1のレンズを透過することにより、指向性の強いLED光源の光を広範囲に照射することができる。
Among the four vertices of the regular
上記した正四面体形状のレンズ1を図示しない保持部材(ホルダー)で保持・固定するには、レンズ1を構成する4つの頂点a、b、c、dの中で、LEDチップ3を配設する近傍の頂点(図1ではa)を除く他の3つの頂点(図1ではb、c、d)でレンズ1を保持・固定する。前記レンズ1は、3点支持のため安定された状態で固定することができる。後述するように、レンズ1を回動して、LEDチップ3を、所望の曲率を有する曲面に対向する頂点の近傍に配設し、他の3つの頂点で保持・固定するのみで、光源であるLEDチップ3よりの光を出射させて指向性を可変することか可能である。
In order to hold and fix the regular
図3〜図6は、1個のレンズの光源の位置を変えることにより曲率の異なる曲面から出射させる形態を示す説明図である。 3-6 is explanatory drawing which shows the form radiate | emitted from the curved surface from which a curvature differs by changing the position of the light source of one lens.
図3は、レンズの頂点aに光源を配設し曲面Aから出射させる形態を示す説明図である。図3において、プリント基板2上に実装されたLEDチップ3をレンズ1の頂点aの近傍に配設する。LEDチップ3からの出射光は、レンズ1の他の3つの頂点b、c、dを通る曲面A(曲率A1)から照射される。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a form in which a light source is arranged at the apex a of the lens and is emitted from the curved surface A. FIG. In FIG. 3, the
同様に、レンズ1を回動してEDLチップ3の位置を、図4では頂点bに、LEDチップ3からの出射光が対応する曲面B(頂点c、d、aを通る曲面)とする。また、図5では頂点cに、LEDチップ3からの出射光に対応する曲面C(頂点d、a、bを通る曲面)とする。また、同様に、図6では頂点dに、LEDチップ3からの出射光に対応する曲面D(頂点a、b、cを通る曲面)とする。
Similarly, the
以上述べた構成の照明用レンズの構造は、光の指向性を変化させるために、従来は、レンズを複数個用意して付け替えたり、また、1個のレンズを複雑な装置で移動させることにより行っていたが、本発明では、正四面体形状をした1個のレンズの1つの頂点に光源を配置し、他の3つの頂点を通る曲面を曲率の異なる曲面に形成すると同時に、所望の曲面が出射面になるようにレンズの3つの頂点をホルダーなどで保持・固定する。そうすることにより、1個のレンズで所望の指向性を得ることができる。単純な構造で、信頼性に優れた照明用レンズの構造を提供することができる。 In the structure of the illumination lens having the above-described configuration, in order to change the directivity of light, conventionally, a plurality of lenses are prepared and replaced, or one lens is moved by a complicated device. In the present invention, a light source is arranged at one vertex of one regular tetrahedron lens, and a curved surface passing through the other three vertices is formed into a curved surface having a different curvature, and at the same time, a desired curved surface. Hold and fix the three apexes of the lens with a holder so that becomes the exit surface. By doing so, desired directivity can be obtained with one lens. An illumination lens structure having a simple structure and excellent reliability can be provided.
1 レンズ
2 プリント基板
3 LEDチップ
a、b、c、d 頂点
A、B、C、D 曲面
A1、B1、C1、D1 曲率
1
a, b, c, d vertices
A, B, C, D curved surface
A1, B1, C1, D1 curvature
Claims (3)
Among the four vertices constituting the lens, an LED chip is disposed in the vicinity of one arbitrary vertex, and the other three vertices are held and fixed by a holding member (holder). 3. The illumination lens structure according to claim 1, wherein the directivity can be varied by emitting light from curved surfaces having different curvatures only by rotating the lens.
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