JPH0436596B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は交通機関の信号灯火、例えば信号機の
灯火や自動車の尾灯などを一層の信頼性の向上を
目的とするなどで、固体光源である発光ダイオー
ドを光源とする時に発生しがちである発光斑を改
善するものである。

［従来の技術］ 従来この種の灯具は、光源として使用する発光
ダイオードの放射する光の指向性が鋭く、狭いも
のであるために、どのように前面レンズのレンズ
カツトに工夫を凝らしても前記前面レンズの全面
を均一に発光させることが困難であり、この解決
の方法としては第３図に示すように前記発光ダイ
オード１をプリント基板２に物理的に可能なかぎ
り密接して配設して前記前面レンズ３の面におけ
る発光斑を低減することが唯一の解決手段であ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来の技術での前面レンズの面
での発光斑の解決方法では、第一に前記発光斑は
前記で説明した物理的に可能なかぎり密接して配
設しても未だ解決するのに充分とは云えないもの
であり、これは前記発光ダイオードの光軸上に光
が集中していることから生じる問題点である。第
二には、上記のように発光ダイオードを密接して
配設することは発熱の問題点を生じるものであ
り、放熱板などの放熱手段を必要とすると共に、
特に中心部の発光ダイオードは前記発熱の集中に
よつて、熱破壊を生じる危険性が大変に高くなる
ものである。このことは同一の発光ダイオードに
よる光源を使用しているにも拘らず、その周辺部
に配設されたものと中心部に配設されたものでは
信頼性に差を生じるという品管保障上の問題点を
生じ、更には、灯具の中心部ほど高熱になるの
で、前記発光ダイオードに熱による発光効率の差
を生じて、中心部ほど暗くなり、前記灯具に前記
で説明した発光ダイオードの鋭い指向性に原因す
る発光斑とは別に大きな範囲での発光斑も合せて
生じるという新しい問題点も生じ、第三には発光
斑を解消するために、例えば本来必要とする照度
を確保するための発光ダイオードの数以上の数を
使用しなければならない経済効率上の問題点およ
びそれによる消費電力の必要以上の増加という問
題点を生じるものであつた。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は前記した問題点を解決するための具体
的な手段として配向特性を定めるための前面レン
ズと光源とである一個以上の発光ダイオードを有
する発光ダイオード灯具において、前記前面レン
ズと前記発光ダイオードの中間の位置に前記発光
ダイオードの光軸と同軸に設けた凹レンズカツト
によつて総合的には凹レンズである第一レンズ
と、同じく同軸でありフレネルカツト等により総
合的には凸である第二レンズよりなるインナーレ
ンズ群を前記発光ダイオードの側から順次設けて
あることを特徴とする発光ダイオード灯具を提供
することによつて、必要最少限の発光ダイオード
の数でも前面レンズの面における発光斑を無くし
て上記従来の問題点を解決するものである。

［実施例］ つぎに本発明を図に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。尚理解を容易にするために従来例と
同じ部分については尚じ符号を付して説明する。

第１図に示すものは発光ダイオード１が１個の
時の実施例であり、本発明の最も基本的なもので
ある。従来例と同様に発光ダイオード１がプリン
ト基板２に取付けられて、その前側には前面レン
ズ３が設けられているが、その発光ダイオード１
の側より前記発光ダイオードの光軸と同軸で凹レ
ンズカツトが行われている第一レンズ４ａと、前
記第一レンズ４ａの光軸と略一致する光軸を持つ
て、例えばフレネルレンズなどと称されているレ
ンズカツトの手段を用いて凸レンズに形成された
第二レンズ４ｂから成るインナーレンズ群４が前
記発光ダイオード１と前記前面レンズ３の中間に
設けられている。この時に前記インナーレンズ群
４を設計する基準について説明すると、第一レン
ズ４ａは前記で説明した狭い光の放射角を持つ前
記発光ダイオードの光を少なくとも前記前面レン
ズ３の有効面の全面を覆う放射角に広げるに必要
な凹レンズカツトとするものであり、第二レンズ
の凸レンズは前記第一レンズによつて広げられた
放射角を平行光線にするのに必要な凸レンズカツ
トである。

第２図は前記で説明した本発明を複数の発光ダ
イオード１を持つ灯具に応用した例であり、図面
が複雑化するのを避けるために一個のエレメント
について図示したものである。このような場合に
は先ず前記灯具に要求される明るさから一個の発
光ダイオード１が受け持つ範囲が定められてい
る。これは、前記発光ダイオード１の有効光束を
必要照度で割ることで容易に計算出来るものであ
り、これによつて前記発光ダイオード１の必要数
及び配設する間隔を容易に決定することが出来
る。以上の方法で定まつた数と間隔で前記発光ダ
イオード１がプリント基板２上に配設され、該発
光ダイオード１の光軸上に第一レンズ５ａが設け
られるが、この時には前の実施例で示した形状の
第一レンズ４ａ（第１図）よりも同一透明基材上
に前記した数と間隔で凹レンズカツトを行つた図
示の形状のものが組付工数も低減出来好ましい、
更に前方すなわち前面レンズ３側には、第二レン
ズ５ｂが設けられるが、該第二レンズ５ｂも前記
発光ダイオード１の数と間隔に対応していて光学
的に同軸である。以上で説明したエレメントが必
要数繰返されることでインナーレンズ５が構成さ
れている。

［作用］ 本発明により、光源である発光ダイオードの光
軸と同軸に発光ダイオードの狭い光の放射角を広
げる凹レンズである第一レンズと、その広げられ
た放射角の光を平行光線とする凸レンズである第
二レンズから成るインナーレンズ群を前記発光ダ
イオードと前面レンズの間に設けた事によつて一
個の前記発光ダイオードが放射する角度を広くし
てかつ平行光線として均一に前記前面レンズに投
射されるものとなり、例えば電球と反射鏡を使用
した灯具と同様に前記前面レンズ面における発光
斑を無くするものである。

［発明の効果］ 以上に詳細に説明したように、本発明によつて
光源である発光ダイオードと前面レンズの中間に
インナーレンズ群を設けたことによつて、前面レ
ンズ面における発光斑を無くすと共に、その使用
する発光ダイオードの数も少なくすることも合せ
て可能とし、発熱によつて寿命を短かくして信頼
性に問題を生じていた点を解決し、更には消費電
流も適正なものにするなど実用性の向上、信頼性
の向上に優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る発光ダイオード灯具の一
実施例を示す断面図、第２図は別の実施例の要部
を示す断面図、第３図は従来例を示す断面図であ
る。 １……発光ダイオード、２……プリント基板、
３……前面レンズ、４ａ，５ａ……第一レンズ、
４ｂ，５ｂ……第二レンズ、４，５……インナー
レンズ。

【特許請求の範囲】

１ 半導体レーザ素子の出力光を入射して２方向
に分割する偏光ビームスプリツタと、この偏光ビ
ームスプリツタの一方の出力光に関連する光を入
射する1/4波長板および吸収セルと、この1/4波長
板および吸収セルを通過した光が入射するビーム
スプリツタと、このビームスプリツタを透過した
光を入射する第１の受光素子と、前記ビームスプ
リツタで反射した光を前記1/4波長板、前記吸収
セルおよび前記偏光ビームスプリツタを介して入
射する第２の受光素子とを備え、２つの前記受光
素子の出力の差に対応して前記半導体レーザ素子
の電流を制御することにより前記吸収セル内の吸
収スペクトルに発振周波数を固定するように構成
したことを特徴とする半導体レーザ安定化装置。