JPH0758362A - 発光ダイオード用光学システム - Google Patents
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- F21V7/0091—Reflectors for light sources using total internal reflection
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
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- H01L33/60—Reflective elements
Abstract
(57)【要約】
【目的】 放射エネルギーの損失を減少せしめる。
【構成】 長手方向部分は、ダイオードに向かって凹に
形成されたその長手方向面を持つ。凹の横方向面は、更
なる外側横方向面により囲まれる。凹の長手方向面は前
記更なる外側横方向面に向かってダイオード放射光線を
反射させるように配置され、この横方向面は光線を長手
方向で外側に送出するように配置される。
形成されたその長手方向面を持つ。凹の横方向面は、更
なる外側横方向面により囲まれる。凹の長手方向面は前
記更なる外側横方向面に向かってダイオード放射光線を
反射させるように配置され、この横方向面は光線を長手
方向で外側に送出するように配置される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオード用の光
学システムに関する。
学システムに関する。
【0002】発光ダイオード(LED)用の光学システ
ムは、発光半導体素子として作用するダイオードにおい
て公知であり、キャリヤーレンズの光学軸上に一定の方
法で組み入れられる。キャリヤーレンズは、放射光に向
かって凹に形成された外側横方向面を有する正面部分、
及び外側長手方向面を有するダイオード組入れ用の長手
方向部分より構成される。
ムは、発光半導体素子として作用するダイオードにおい
て公知であり、キャリヤーレンズの光学軸上に一定の方
法で組み入れられる。キャリヤーレンズは、放射光に向
かって凹に形成された外側横方向面を有する正面部分、
及び外側長手方向面を有するダイオード組入れ用の長手
方向部分より構成される。
【0003】
【従来技術及びその課題】この光学システムには、放射
光のエネルギーの損失及び光学システムの性能にかなり
の制限を生ずるかなりの分散を伴って光線が放出される
欠点がある。この分散は、容器として作用しかつLED
の活性部分の構成要素の位置を固定するキャリヤーレン
ズに関するLEDの位置決めの際の幾何学的許容差の大
きさによっても非常に影響を受ける。この幾何学的許容
差は、光学システムが発光素子に対する特別の適合及び
専用化のない僅かの限定された形式でしか製造されない
ので、事実上、現在のLED製造方法では避けることが
できない。従って、製造業者は、同質のバッチを販売す
るためには、相当な費用増加を伴う生産LEDについて
の注意深い選別作業を余儀なくされる。本発明の目的
は、前記欠点がなくかつ僅かの分散だけで強い光度の得
られる光学システムを提供することである。
光のエネルギーの損失及び光学システムの性能にかなり
の制限を生ずるかなりの分散を伴って光線が放出される
欠点がある。この分散は、容器として作用しかつLED
の活性部分の構成要素の位置を固定するキャリヤーレン
ズに関するLEDの位置決めの際の幾何学的許容差の大
きさによっても非常に影響を受ける。この幾何学的許容
差は、光学システムが発光素子に対する特別の適合及び
専用化のない僅かの限定された形式でしか製造されない
ので、事実上、現在のLED製造方法では避けることが
できない。従って、製造業者は、同質のバッチを販売す
るためには、相当な費用増加を伴う生産LEDについて
の注意深い選別作業を余儀なくされる。本発明の目的
は、前記欠点がなくかつ僅かの分散だけで強い光度の得
られる光学システムを提供することである。
【0004】この目的は、発光ダイオード用の光学シス
テムにおいて、ダイオードがキャリヤーレンズの光学軸
上に一定の方法で組み込まれ、前記キャリヤーレンズは
発光ダイオードに向かって凹に形成された外側横方向面
のある正面部分及び外側長手方向面のあるダイオード組
込み用の長手方向部分より構成された発光ダイオード用
の光学システムにして、前記外側長手方向面はダイオー
ドに向かって凹に形成されかつ前記凹の横方向面は更な
る外側横方向システムにより囲まれ、前記凹の長手方向
面は前記更なる外側横方向面に向かってダイオード放射
光線を反射させるように配置され、この横方向面は前記
光線を長手方向で外側に送出するように配置されること
を特徴とする光学システムを提供することである。
テムにおいて、ダイオードがキャリヤーレンズの光学軸
上に一定の方法で組み込まれ、前記キャリヤーレンズは
発光ダイオードに向かって凹に形成された外側横方向面
のある正面部分及び外側長手方向面のあるダイオード組
込み用の長手方向部分より構成された発光ダイオード用
の光学システムにして、前記外側長手方向面はダイオー
ドに向かって凹に形成されかつ前記凹の横方向面は更な
る外側横方向システムにより囲まれ、前記凹の長手方向
面は前記更なる外側横方向面に向かってダイオード放射
光線を反射させるように配置され、この横方向面は前記
光線を長手方向で外側に送出するように配置されること
を特徴とする光学システムを提供することである。
【0005】本発明の光学システムは、光学システムの
性能が、本発明による外側長手方向面及びキャリヤーレ
ンズの更なる外側横方向面による光放射の分散の減少に
より、利点が相当に増加される。
性能が、本発明による外側長手方向面及びキャリヤーレ
ンズの更なる外側横方向面による光放射の分散の減少に
より、利点が相当に増加される。
【0006】本発明の技術的特長及びその他の利点は、
付属図面を参照した非限定的な例示により以下与えられ
る説明から、より明らかとなるであろう。
付属図面を参照した非限定的な例示により以下与えられ
る説明から、より明らかとなるであろう。
【0007】
【実施例】図1は、本発明による発光ダイオード(LE
D)用の光学システムを示す。
D)用の光学システムを示す。
【0008】これは全体として12で示されたキャリヤ
ーレンズを備え、キャリヤーレンズ12内で光学軸14
上に一定の方法でダイオード13が組み入れられる。ダ
イオード13から放射された光が光学システムにより正
面方向にだけ送出されるように、鏡31がキャリヤーレ
ンズ12内に置かれる。キャリヤーレンズ12は、放射
光に向かって凹に形成された外側横方向面25、及びダ
イオード13と鏡31とを組み入れた長手方向部分19
より構成される。
ーレンズを備え、キャリヤーレンズ12内で光学軸14
上に一定の方法でダイオード13が組み入れられる。ダ
イオード13から放射された光が光学システムにより正
面方向にだけ送出されるように、鏡31がキャリヤーレ
ンズ12内に置かれる。キャリヤーレンズ12は、放射
光に向かって凹に形成された外側横方向面25、及びダ
イオード13と鏡31とを組み入れた長手方向部分19
より構成される。
【0009】長手方向部分19は、正面部分18の近く
にその大直径部分を有するその外側長手方向面22がダ
イオード13に向かって凹になるような形に作られる。
横方向の面25は、長手方向に放射される光に向かって
球状又は楕円状の凸面を有する更なる外側横方向の面2
4により囲まれる。この場合、更なる外側横方向面24
がキャリヤーレンズ12の正面部分18を同軸で囲み、
かつキャリヤーレンズ12の外側長手方向面22が光学
軸14と同軸であることも、図1より見ることができ
る。長手方向部分19は、その外側形状のため、ダイオ
ード13から放射された光を凹の長手方向面22を経て
更なる外側横方向面24に向けて反射させることがで
き、この面24は光線を長手方向に外部に送出できる。
にその大直径部分を有するその外側長手方向面22がダ
イオード13に向かって凹になるような形に作られる。
横方向の面25は、長手方向に放射される光に向かって
球状又は楕円状の凸面を有する更なる外側横方向の面2
4により囲まれる。この場合、更なる外側横方向面24
がキャリヤーレンズ12の正面部分18を同軸で囲み、
かつキャリヤーレンズ12の外側長手方向面22が光学
軸14と同軸であることも、図1より見ることができ
る。長手方向部分19は、その外側形状のため、ダイオ
ード13から放射された光を凹の長手方向面22を経て
更なる外側横方向面24に向けて反射させることがで
き、この面24は光線を長手方向に外部に送出できる。
【0010】光学システムの作動の一例として、図1は
光線27を示し、この光線はダイオード13により外側
横方向面25の方に向かって放射され、この面において
屈折して長手方向でキャリヤーレンズ12から出て、そ
れ以後、光学軸14と平行である。
光線27を示し、この光線はダイオード13により外側
横方向面25の方に向かって放射され、この面において
屈折して長手方向でキャリヤーレンズ12から出て、そ
れ以後、光学軸14と平行である。
【0011】この図は光線28も示し、この光線は外側
長手方向面22に当たり、ここで屈折して横方向面24
に到達し、この面はこれを光学軸14と平行な長手方向
に屈折させる。
長手方向面22に当たり、ここで屈折して横方向面24
に到達し、この面はこれを光学軸14と平行な長手方向
に屈折させる。
【0012】ダイオード13は、鏡31と共に、光学軸
14の回りで2πの一定角度内で光線を放射し、次い
で、これらは面22、24及び25により形成された光
学システムにより限定された開口角のビーム内に送られ
る。
14の回りで2πの一定角度内で光線を放射し、次い
で、これらは面22、24及び25により形成された光
学システムにより限定された開口角のビーム内に送られ
る。
【0013】図2は本発明による光学システムの第2の
実施例を示し、これにおいては、図1の実施例に対応す
る部分は同じ番号で示される。この場合は、キャリヤー
レンズ12は複数のレンズ、即ち外側レンズ要素17、
鏡31と共にダイオード13を支持する内側レンズ2
6、及び中間レンズ20よりなる。外側レンズ要素17
は、図1の実施例のキャリヤーレンズ12と同じ外側形
状を有し、内部には凹所21が設けられる。凹所21
は、長手方向においては正面部分18により、また光学
軸14に直角な方向においては長手方向部分19によ
り、それぞれ境界付けられる。従って、凹所21は、長
手方向においては正面部分18の正面において開口し、
内側レンズ26を外側レンズ要素17内に差し込むこと
がができる。
実施例を示し、これにおいては、図1の実施例に対応す
る部分は同じ番号で示される。この場合は、キャリヤー
レンズ12は複数のレンズ、即ち外側レンズ要素17、
鏡31と共にダイオード13を支持する内側レンズ2
6、及び中間レンズ20よりなる。外側レンズ要素17
は、図1の実施例のキャリヤーレンズ12と同じ外側形
状を有し、内部には凹所21が設けられる。凹所21
は、長手方向においては正面部分18により、また光学
軸14に直角な方向においては長手方向部分19によ
り、それぞれ境界付けられる。従って、凹所21は、長
手方向においては正面部分18の正面において開口し、
内側レンズ26を外側レンズ要素17内に差し込むこと
がができる。
【0014】内側レンズ26は凹所21内に統合され、
中間レンズ20は内側レンズ26とレンズ要素17との
間に位置付けられかつ適切な樹脂のその位置における重
合により形成される。この方法で、中間レンズ20は、
凹所21内に隙間がないように内側レンズ26をレンズ
要素17に固定する。
中間レンズ20は内側レンズ26とレンズ要素17との
間に位置付けられかつ適切な樹脂のその位置における重
合により形成される。この方法で、中間レンズ20は、
凹所21内に隙間がないように内側レンズ26をレンズ
要素17に固定する。
【0015】内側レンズ26は、発光に向かって凹の面
15をその正面部分に備え、更に円筒状又は円錐台状の
面16をその長手方向部分に備える。この場合は、内側
レンズ26の正面部分は一般に半球状のものである。
15をその正面部分に備え、更に円筒状又は円錐台状の
面16をその長手方向部分に備える。この場合は、内側
レンズ26の正面部分は一般に半球状のものである。
【0016】外側レンズ要素17は、本発明により、正
面部分18が発光に向かって凹のメニスカスカップ状で
ある。長手方向部分19は、凹所21が、正面部分18
の方に小直径部分のある円錐台状になるような形状にさ
れる。
面部分18が発光に向かって凹のメニスカスカップ状で
ある。長手方向部分19は、凹所21が、正面部分18
の方に小直径部分のある円錐台状になるような形状にさ
れる。
【0017】光学システムの第2の実施例の作動の例と
して、図2は光線29を示す。この光線はダイオード1
3から放射され、中間レンズ20の2個の異なった面に
おいて外側横方向面25の方向に屈折され、更に面25
において屈折され、キャリヤーレンズ12から光学軸1
4と平行な長手方向で出ていく。
して、図2は光線29を示す。この光線はダイオード1
3から放射され、中間レンズ20の2個の異なった面に
おいて外側横方向面25の方向に屈折され、更に面25
において屈折され、キャリヤーレンズ12から光学軸1
4と平行な長手方向で出ていく。
【0018】この図は光線30も示し、これは外側長手
方向面22に当たり、ここで横方向面24に到達するよ
うに屈折され、ここで光学軸14と平行な長手方向に屈
折される。図3ないし6より見られるように、レンズ要
素17には、凹所21内に複数の長手方向ガイド23、
この場合は3個のガイド23が設けられる。
方向面22に当たり、ここで横方向面24に到達するよ
うに屈折され、ここで光学軸14と平行な長手方向に屈
折される。図3ないし6より見られるように、レンズ要
素17には、凹所21内に複数の長手方向ガイド23、
この場合は3個のガイド23が設けられる。
【0019】組立の際に内側レンズ26の外径と接触す
るガイド23の目的は、ダイオード13が常に光学軸1
4上にあるように、内側レンズ26とダイオード13と
を凹所21内で位置付けることである。
るガイド23の目的は、ダイオード13が常に光学軸1
4上にあるように、内側レンズ26とダイオード13と
を凹所21内で位置付けることである。
【0020】キャリヤーレンズ12、外側レンズ要素1
7、中間レンズ20及び内側レンズ26は、射出成型可
能な透明重合体である。本発明により、中間レンズ20
の絶対屈折率は、内側レンズ26及びレンズ要素17の
絶対屈折率とは異ならなければならない。内側レンズ2
6の絶対屈折率は、一般に、3に近い指数を有するLE
Dの放射率を改良するため、製造業者により、できるだ
け大きく(1.57以上)選定される。この事例では、
中間レンズ20の絶対屈折率は1.33から1.48の
間、好ましくは1.415、レンズ要素17のものは1.
48から1.63、好ましくは1.59である。
7、中間レンズ20及び内側レンズ26は、射出成型可
能な透明重合体である。本発明により、中間レンズ20
の絶対屈折率は、内側レンズ26及びレンズ要素17の
絶対屈折率とは異ならなければならない。内側レンズ2
6の絶対屈折率は、一般に、3に近い指数を有するLE
Dの放射率を改良するため、製造業者により、できるだ
け大きく(1.57以上)選定される。この事例では、
中間レンズ20の絶対屈折率は1.33から1.48の
間、好ましくは1.415、レンズ要素17のものは1.
48から1.63、好ましくは1.59である。
【0021】本発明の全光学システムは、レンズ要素1
7及びダイオード13と鏡31とを組み入れた内側レン
ズ26を、まず予備組立することにより形成される。次
いで、内側レンズ26がレンズ要素17の凹所21内に
挿入され、その中でダイオード13は、長手方向ガイド
23の存在のため、自動的に光学軸14上に位置決めさ
れる。内側レンズ26とレンズ要素17との間に残って
いる自由空間は透明な熱硬化性ポリマーの注入により満
たされ、これが中間レンズ20を形成する。この方法
で、光学システム11は中間レンズ20によりに単一体
となる。
7及びダイオード13と鏡31とを組み入れた内側レン
ズ26を、まず予備組立することにより形成される。次
いで、内側レンズ26がレンズ要素17の凹所21内に
挿入され、その中でダイオード13は、長手方向ガイド
23の存在のため、自動的に光学軸14上に位置決めさ
れる。内側レンズ26とレンズ要素17との間に残って
いる自由空間は透明な熱硬化性ポリマーの注入により満
たされ、これが中間レンズ20を形成する。この方法
で、光学システム11は中間レンズ20によりに単一体
となる。
【0022】本発明による光学システムの改良は、レン
ズ要素17の長手方向部分19の長手方向面22及び横
方向面24により、適切な送出を妨げる内側レンズ26
の、例えば円柱状の表面16の無能のため分散させられ
る光放射の回収ができるということに基づく。
ズ要素17の長手方向部分19の長手方向面22及び横
方向面24により、適切な送出を妨げる内側レンズ26
の、例えば円柱状の表面16の無能のため分散させられ
る光放射の回収ができるということに基づく。
【0023】従って、本発明の光学システムは2焦点光
学システムであり、長手方向部分19(又は図1の実施
例の長手方向部分19)はF2で示された焦点を有し、
これは正面部分18(又は図1の実施例の正面部分1
8)のF1で示されたものとは異なる。この焦点の差
は、内側レンズ26内でのダイオード13の位置決めの
誤差に実質的に相当する。LEDの位置決め誤差による
正面部分18(又は図1の実施例の正面部分18)の効
率の低下は、長手方向部分19(又は図1の実施例の長
手方向部分19)により回復され、光学システムの効率
を増加させる。逆も同じである。この方法で、光学シス
テムの達成する全効率は、LEDの位置決め誤差とは無
関係に実際的に一定である。従って、この光学システム
の第2の実施例は、任意の絶対屈折率を有しうる現存の
市販のキャリヤーレンズに適用でき、かつ商業生産にお
ける変動する分散度の水準化により、その性能を著しく
改良できる。この事例においては、性能は、最初の強度
の高低に応じて、平均で1.5から4の間で改良され
る。
学システムであり、長手方向部分19(又は図1の実施
例の長手方向部分19)はF2で示された焦点を有し、
これは正面部分18(又は図1の実施例の正面部分1
8)のF1で示されたものとは異なる。この焦点の差
は、内側レンズ26内でのダイオード13の位置決めの
誤差に実質的に相当する。LEDの位置決め誤差による
正面部分18(又は図1の実施例の正面部分18)の効
率の低下は、長手方向部分19(又は図1の実施例の長
手方向部分19)により回復され、光学システムの効率
を増加させる。逆も同じである。この方法で、光学シス
テムの達成する全効率は、LEDの位置決め誤差とは無
関係に実際的に一定である。従って、この光学システム
の第2の実施例は、任意の絶対屈折率を有しうる現存の
市販のキャリヤーレンズに適用でき、かつ商業生産にお
ける変動する分散度の水準化により、その性能を著しく
改良できる。この事例においては、性能は、最初の強度
の高低に応じて、平均で1.5から4の間で改良され
る。
【0024】ダイオード13と鏡31とが組み込まれた
内側レンズ26のような市販の現在のキャリヤーレンズ
は、図4に示されるように光学軸14の周りで最大39
゜の角度の開きを有する束になったダイオード13によ
り放射される光線を長手方向で外側に送出するために効
果的であるだけである。本発明の光学システムの応用に
より、光学軸14周りでの角度の開き39゜より大きな
角度、例えば45゜又はそれ以上の角度を有する束のダ
イオード13により放射される光線を、長手方向の外側
に送出できる。
内側レンズ26のような市販の現在のキャリヤーレンズ
は、図4に示されるように光学軸14の周りで最大39
゜の角度の開きを有する束になったダイオード13によ
り放射される光線を長手方向で外側に送出するために効
果的であるだけである。本発明の光学システムの応用に
より、光学軸14周りでの角度の開き39゜より大きな
角度、例えば45゜又はそれ以上の角度を有する束のダ
イオード13により放射される光線を、長手方向の外側
に送出できる。
【0025】この第2の実施例は、本発明のレンズ要素
が形式限定のないものであるため、LEDの有効性能の
相当な改良をいつも達成するために,この光学システム
を異なった形式の発光デバイス、例えば内部レンズ形式
に容易に応用できるという利点を持つ。
が形式限定のないものであるため、LEDの有効性能の
相当な改良をいつも達成するために,この光学システム
を異なった形式の発光デバイス、例えば内部レンズ形式
に容易に応用できるという利点を持つ。
【0026】図3から6は、レンズ要素17のグループ
を示し、この場合、各グループは単一ピースとして形成
される。図3及び4は、例えば5個のレンズ要素17の
グループを示し、また、図5及び6は10個のレンズ要
素17のグループを示す。
を示し、この場合、各グループは単一ピースとして形成
される。図3及び4は、例えば5個のレンズ要素17の
グループを示し、また、図5及び6は10個のレンズ要
素17のグループを示す。
【0027】単一ピースとして形成された複数の光学シ
ステムを使用したときは、本発明は、例えば可変メッセ
ージの道路情報パネル用及び自動車指示器用に非常に適
している。日光があって発光ダイオード13が最大性能
を示さねばならないとき、これは本光学システムによっ
てのみ達成できるので、本発明は、この用途に対して非
常に効果的である。
ステムを使用したときは、本発明は、例えば可変メッセ
ージの道路情報パネル用及び自動車指示器用に非常に適
している。日光があって発光ダイオード13が最大性能
を示さねばならないとき、これは本光学システムによっ
てのみ達成できるので、本発明は、この用途に対して非
常に効果的である。
【0028】図7は、平坦な横方向面24と放物線状の
外側長手方向面22とを有する外側レンズ要素17の第
2の実施例を示す。
外側長手方向面22とを有する外側レンズ要素17の第
2の実施例を示す。
【0029】更に、図8は、球状又は回転楕円体状の横
方向面24、楕円状の外側長手方向面22を有する外側
レンズ要素17の第3の実施例を示す。
方向面24、楕円状の外側長手方向面22を有する外側
レンズ要素17の第3の実施例を示す。
【0030】従って、光学システムのこの第2の実施例
は2個のサブシステムよりなり、2種の異なった実際形
式の一方は純屈折式であり、他方は屈折−反射混合式で
あり、その一方は均質でありポリマー内のLED13の
組込みに使用され、他方は1種以上のポリマーを更に使
用し、既存の市場入手可能なLEDデバイスの性能改良
に使用される。
は2個のサブシステムよりなり、2種の異なった実際形
式の一方は純屈折式であり、他方は屈折−反射混合式で
あり、その一方は均質でありポリマー内のLED13の
組込みに使用され、他方は1種以上のポリマーを更に使
用し、既存の市場入手可能なLEDデバイスの性能改良
に使用される。
【0031】屈折率の異なったポリマーの使用が更に高
い性能の達成を可能とする。
い性能の達成を可能とする。
【0032】LEDの長手方向の幾何学的な位置決め許
容差と実質的に等しい大きさだけ離された二つの焦点を
有する2焦点式光学システムの使用が、性能をその最大
値近くに維持することを可能とする。
容差と実質的に等しい大きさだけ離された二つの焦点を
有する2焦点式光学システムの使用が、性能をその最大
値近くに維持することを可能とする。
【0033】任意方向におけるダイオード13からの光
線の反射を得るために、外側長手方向面22もアルミニ
ウムメッキをすることができる。
線の反射を得るために、外側長手方向面22もアルミニ
ウムメッキをすることができる。
【0034】本発明の実施態様は次の通りである。
【0035】1.ダイオード(13)がキャリヤーレン
ズ(12)の光学軸(14)上に一定の方法で組み込ま
れ、前記キャリヤーレンズ(12)は発光に向かって凹
に形成された外側横方向面(25)のある正面部分(1
8)及び外側長手方向面(22)のあるダイオード(1
3)組込み用の長手方向部分(19)より構成された発
光ダイオード用の光学システムにおいて、前記外側長手
方向面(22)がダイオード(13)に向かって凹に形
成され、前記凹の横方向面(25)は更なる外側横方向
面(24)により囲まれ、前記凹の長手方向面(22)
は前記更なる外側横方向面(24)に向かってダイオー
ド放射光線を反射させるように配置され、この更なる外
側横方向面は前記光線を長手方向で外側に送出するよう
に配置されることを特徴とする光学システム。
ズ(12)の光学軸(14)上に一定の方法で組み込ま
れ、前記キャリヤーレンズ(12)は発光に向かって凹
に形成された外側横方向面(25)のある正面部分(1
8)及び外側長手方向面(22)のあるダイオード(1
3)組込み用の長手方向部分(19)より構成された発
光ダイオード用の光学システムにおいて、前記外側長手
方向面(22)がダイオード(13)に向かって凹に形
成され、前記凹の横方向面(25)は更なる外側横方向
面(24)により囲まれ、前記凹の長手方向面(22)
は前記更なる外側横方向面(24)に向かってダイオー
ド放射光線を反射させるように配置され、この更なる外
側横方向面は前記光線を長手方向で外側に送出するよう
に配置されることを特徴とする光学システム。
【0036】2.前記更なる外側横方向面(24)が平
坦であり、又は長手方向の放射された光に向かって凹で
あり、又は楕円状か球状のものであることを特徴とする
実施態様1に説明された光学システム。
坦であり、又は長手方向の放射された光に向かって凹で
あり、又は楕円状か球状のものであることを特徴とする
実施態様1に説明された光学システム。
【0037】3.前記更なる外側横方向面(24)がキ
ャリヤーレンズ(12)の前記正面部分(18)を同軸
に囲むことを特徴とする実施態様1又は2に説明された
光学システム。
ャリヤーレンズ(12)の前記正面部分(18)を同軸
に囲むことを特徴とする実施態様1又は2に説明された
光学システム。
【0038】4.キャリヤーレンズ(12)の前記外側
長手方向面(22)が光学軸(14)と同軸であること
を特徴とする実施態様1ないし3の一つに説明された光
学システム。
長手方向面(22)が光学軸(14)と同軸であること
を特徴とする実施態様1ないし3の一つに説明された光
学システム。
【0039】5.前記キャリヤーレンズ(12)が外側
レンズ要素(17)、ダイオード(13)を支持してい
る内側レンズ(26)及び中間レンズ(20)より構成
され、外側レンズ要素(17)は前記キャリヤーレンズ
(12)の外側形状を有しかつ内部には、長手方向にお
いては正面部分(18)で境界付けられ光学軸(14)
に直角な方向においては長手方向部分(19)により境
界付けられる凹所(21)が設けられ、更に内側レンズ
(26)とレンズ要素(17)との間に前記中間レンズ
(20)が位置決めされかつ凹所(21)内に隙間がな
いように内側レンズ(26)をレンズ要素(17)に固
定するように前記内側レンズ(26)が前記凹所(2
1)内に一体化された実施態様1ないし4の一つに説明
された光学システム。
レンズ要素(17)、ダイオード(13)を支持してい
る内側レンズ(26)及び中間レンズ(20)より構成
され、外側レンズ要素(17)は前記キャリヤーレンズ
(12)の外側形状を有しかつ内部には、長手方向にお
いては正面部分(18)で境界付けられ光学軸(14)
に直角な方向においては長手方向部分(19)により境
界付けられる凹所(21)が設けられ、更に内側レンズ
(26)とレンズ要素(17)との間に前記中間レンズ
(20)が位置決めされかつ凹所(21)内に隙間がな
いように内側レンズ(26)をレンズ要素(17)に固
定するように前記内側レンズ(26)が前記凹所(2
1)内に一体化された実施態様1ないし4の一つに説明
された光学システム。
【0040】6.前記内側レンズ(26)が、その正面
部分における放射光に向かって凹にされた面(15)及
びその長手方向部分における円柱状又は円錐台状の面
(16)を有することを特徴とする実施態様5に説明さ
れた光学システム。
部分における放射光に向かって凹にされた面(15)及
びその長手方向部分における円柱状又は円錐台状の面
(16)を有することを特徴とする実施態様5に説明さ
れた光学システム。
【0041】7.正面部分(18)は形状が放射光に向
かって凹のメニスカスカップ状であり、長手方向部分
(19)は正面部分(18)の方にその小直径部分を有
する円錐台状であるようにレンズ要素(17)が形作ら
れることを特徴とする実施態様5又は6に説明された光
学システム。
かって凹のメニスカスカップ状であり、長手方向部分
(19)は正面部分(18)の方にその小直径部分を有
する円錐台状であるようにレンズ要素(17)が形作ら
れることを特徴とする実施態様5又は6に説明された光
学システム。
【0042】8.レンズ要素(17)には、ダイオード
(13)が常に光学軸(14)上にあるように内側レン
ズ(26)を凹所(21)内に位置決めするように配列
された複数の長手方向ガイド(23)が凹所(21)内
に設けられることを特徴とする実施態様5ないし7の一
つに説明された光学システム。
(13)が常に光学軸(14)上にあるように内側レン
ズ(26)を凹所(21)内に位置決めするように配列
された複数の長手方向ガイド(23)が凹所(21)内
に設けられることを特徴とする実施態様5ないし7の一
つに説明された光学システム。
【0043】9.キャリヤーレンズ(12)とレンズ要
素(17)とが射出成型可能な透明ポリマーのものであ
り、中間レンズ(20)は熱硬化性樹脂のその位置での
重合により得られることを特徴とする実施態様1ないし
8の一つに説明された光学システム。
素(17)とが射出成型可能な透明ポリマーのものであ
り、中間レンズ(20)は熱硬化性樹脂のその位置での
重合により得られることを特徴とする実施態様1ないし
8の一つに説明された光学システム。
【0044】10.中間レンズ(20)の絶対屈折率が
内側レンズ(26)及びレンズ要素(17)の絶対屈折
率とは異なることを特徴とする実施態様5ないし9の一
つに説明された光学システム。
内側レンズ(26)及びレンズ要素(17)の絶対屈折
率とは異なることを特徴とする実施態様5ないし9の一
つに説明された光学システム。
【0045】11.中間レンズ(20)の絶対屈折率が
1.33と1.48の間、好ましくは1.415であり、
レンズ要素(17)の絶対屈折率が1.49と1.63の
間、好ましくは1.59であることを特徴とする実施態
様4ないし9の一つに説明された光学システム。
1.33と1.48の間、好ましくは1.415であり、
レンズ要素(17)の絶対屈折率が1.49と1.63の
間、好ましくは1.59であることを特徴とする実施態
様4ないし9の一つに説明された光学システム。
【0046】12.レンズ要素(17)が一緒に単一ピ
ースを形成するレンズ要素(17)のグループの部分を
形成することを特徴とする実施態様4ないし11の一つ
に説明された光学システム。
ースを形成するレンズ要素(17)のグループの部分を
形成することを特徴とする実施態様4ないし11の一つ
に説明された光学システム。
【0047】13.前記外側長手方向面(22)がアル
ミニウムメッキされることを特徴とする実施態様1ない
し12の一つに説明された光学システム。
ミニウムメッキされることを特徴とする実施態様1ない
し12の一つに説明された光学システム。
【0048】14.実質的に以上説明されかつ付属図面
に図解されたような光学システム。
に図解されたような光学システム。
【図1】本発明の光学システムを通る長手方向断面図で
ある。
ある。
【図2】本発明の光学システムの第2の実施例を通る長
手方向断面図である。
手方向断面図である。
【図3】図2の光学システムの5個の外側レンズ要素の
グループの底面図である。
グループの底面図である。
【図4】図3の線IV-IVにおける外側レンズ要素のグル
ープを通る長手方向断面図である。
ープを通る長手方向断面図である。
【図5】図2の光学システムの外側レンズ要素のグルー
プの底面図である。
プの底面図である。
【図6】図6の線VI-VIにおける外側レンズ要素のグル
ープを通る長手方向断面図である。
ープを通る長手方向断面図である。
【図7】図2の外側レンズ要素の第2の実施例を通る長
手方向断面図である。
手方向断面図である。
【図8】図2の外側レンズ要素の第3の実施例を通る長
手方向断面図である。
手方向断面図である。
12 キャリアレンズ 13 ダイオード 14 光学軸 18 正面部分 19 長手方向部分 22 長手方向面 25 横方向面
Claims (1)
- 【請求項1】 ダイオードがキャリヤーレンズの光学軸
上に一定の方法で組み込まれ、前記キャリヤーレンズは
発光に向かって凹に形成された外側横方向面のある正面
部分及び外側長手方向面のあるダイオード組込み用の長
手方向部分より構成された発光ダイオード用の光学シス
テムにおいて、前記外側長手方向面がダイオードに向か
って凹に形成され、前記凹の横方向面は更なる外側横方
向面により囲まれ、前記凹の長手方向面は前記更なる外
側横方向面に向かってダイオード放射光線を反射させる
ように配置され、この更なる外側横方向面は前記光線を
長手方向で外側に送出するように配置されることを特徴
とする光学システム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT93MI001654A IT1265106B1 (it) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Sistema ottico per diodi emettitori di luce |
IT93A001654 | 1993-07-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0758362A true JPH0758362A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=11366679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5277324A Pending JPH0758362A (ja) | 1993-07-23 | 1993-10-12 | 発光ダイオード用光学システム |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5485317A (ja) |
EP (1) | EP0635744B1 (ja) |
JP (1) | JPH0758362A (ja) |
AT (1) | ATE179257T1 (ja) |
DE (1) | DE69324575T2 (ja) |
ES (1) | ES2133353T3 (ja) |
IT (1) | IT1265106B1 (ja) |
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