JPWO2011096095A1

JPWO2011096095A1 - Ｌｅｄ照明装置用レンズ

Info

Publication number: JPWO2011096095A1
Application number: JP2011552641A
Authority: JP
Inventors: 幸雄岡村; 賢二根本
Original assignee: OKAMURA ELECTRIC CORPORATION
Current assignee: OKAMURA ELECTRIC CORPORATION
Priority date: 2010-02-04
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2013-06-10
Also published as: WO2011096095A1

Abstract

照明効果を高め、かつ位置決めが容易なＬＥＤ照明装置用レンズを提供する。本発明に係るＬＥＤ照明装置用レンズ１は、ＬＥＤ照明装置本体への取付面側に設けられ、ＬＥＤ素子を収納する第一の凹部４と、前記ＬＥＤ素子から発せられる光の投光面側に設けられた第二の凹部５とを備えたことを特徴とする。

Description

本発明は、ＬＥＤ照明装置に用いるレンズに関する。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode）は、電流を流すと発光する半導体素子の一種である。ＬＥＤには、アノードとカソードの２つの端子がある。アノードに正の電圧を、カソードに負の電圧をかけると、数ボルトの電圧で電流が流れてＬＥＤが発光する。ＬＥＤの発光色として赤、緑、オレンジ、青などがある。ＬＥＤの用途は、フルカラーの表示装置や照明、光ディスク装置のヘッドなど広範囲に及ぶ。なかでも、ＬＥＤを用いた照明装置は、白熱電球や蛍光灯といった従来の照明に比べて電力消費量が少なく、製品寿命も長いという利点を持っている。

従来のＬＥＤ照明装置として、特許文献１のようなものが挙げられる。特許文献１に記載のＬＥＤ照明装置は４個のＬＥＤを有している。さらに、このＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤが発した光の配光を制御するためのレンズを４個備えている。

特開２００９−１４６８４１号公報

上述したように、従来のＬＥＤ照明装置は４個のレンズを有している。このため、各レンズにより配光された光が互いに重なり合う。その結果、被照射領域に対して光を均一に照射することができず、照明の効果が落ちるという問題点がある。また、各ＬＥＤに対して各レンズの位置を正確に定める必要があるが、この位置決めは容易ではない。

本発明は、上記の問題点に鑑み、照明効果を高め、かつ位置決めが容易なＬＥＤ照明装置用レンズを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るＬＥＤ照明装置用レンズは、ＬＥＤ照明装置本体への取付面側に設けられ、ＬＥＤ素子を収納する第一の凹部と、前記ＬＥＤ素子から発せられる光の投光面側に設けられた第二の凹部とを備えている。

ＬＥＤ照明装置用レンズの別の形態によれば、ＬＥＤ照明装置本体への取付面側に設けられており、前記ＬＥＤ照明装置本体に着脱可能に嵌合される係止部をさらに備えている。

ＬＥＤ照明装置用レンズの別の形態によれば、前記第二の凹部の投光面及び該第二の凹部の底部が凹凸面である。

ＬＥＤ照明装置用レンズの別の形態によれば、前記第二の凹部の内周壁は、前記ＬＥＤ素子から発せられる光を透過する透過面である。

ＬＥＤ照明装置用レンズの別の形態によれば、前記ＬＥＤ照明装置用レンズの外方に向かって湾曲した表面を有する複数のファセットが設けられた外周部をさらに備えている。

ＬＥＤ照明装置用レンズの別の形態によれば、前記複数のファセットが前記ＬＥＤ照明装置用レンズの周方向及び軸方向に沿って並んで設けられ、前記ファセットの前記軸方向の長さが前記投光面側に近くなるにつれて大きくなるようになされている。

ＬＥＤ照明装置用レンズの別の形態によれば、前記複数のファセットが前記ＬＥＤ照明装置用レンズの周方向及び軸方向に沿って並んで設けられ、前記ファセットの表面の曲率半径が前記投光面側に近くなるにつれて大きくなるようになされている。

本発明に係るＬＥＤ照明装置用レンズは、ＬＥＤ照明装置本体への取付面側に設けられ、ＬＥＤ素子を収納する第一の凹部と、前記ＬＥＤ素子から発せられる光の投光面側に設けられた第二の凹部とを備えている。そのため、一つのＬＥＤ照明装置につき一つのレンズにより配光の制御を行うことができる。従来のＬＥＤ照明装置とは異なり、複数のレンズにより配光された光が重なり合うことはないため、従来に比べて高い照明効果が得られる。また、レンズの数が一つであるため、レンズの位置決めが従来に比べて容易である。

ＬＥＤ照明装置用レンズの別の形態によれば、ＬＥＤ照明装置本体への取付面側に設けられており、前記ＬＥＤ照明装置本体に着脱可能に嵌合される係止部をさらに備えている。そのため、ＬＥＤ照明装置本体に対するＬＥＤ照明装置用レンズの取り付け及び取り外しが容易である。

ＬＥＤ照明装置用レンズの別の形態によれば、前記第二の凹部の投光面及び該第二の凹部の底部が凹凸面である。そのため、ＬＥＤが発した光のうち、ＬＥＤ照明装置用レンズに入射して第二の凹部の投光面あるいは第二の凹部の底部からＬＥＤ照明装置用レンズの外へ向かう光を被照射面に対して均一に照射することができる。

ＬＥＤ照明装置用レンズの別の形態によれば、前記第二の凹部の内周壁は、前記ＬＥＤ素子から発せられる光を透過する透過面である。そのため、ＬＥＤの発した光のうち、ＬＥＤ照明装置用レンズへ入射して第二の凹部の内周壁からＬＥＤ照明装置用レンズの外へ向かう光が、第二の凹部の内周壁を透過することができる。その結果、照明による演出効果が得られる。

ＬＥＤ照明装置用レンズの別の形態によれば、前記ＬＥＤ照明装置用レンズの外方に向かって湾曲した表面を有する複数のファセットが設けられた外周部をさらに備えている。そのため、ＬＥＤが発した光が各ファセットに入射して被照射面方向へ反射し、結果として、被照射面に対して光を均一に照射することができるとともに、被照射面の照度が上昇する。これに伴って、ＬＥＤ照明装置用レンズの外周部から当該レンズの外へ向かう光の量が減少するため、当該レンズの外周部を見たときのグレア（不快感や物の見えづらさを生じさせるようなまぶしさ）を防ぐことができる。

ＬＥＤ照明装置用レンズの別の形態によれば、前記複数のファセットが前記ＬＥＤ照明装置用レンズの周方向及び軸方向に沿って並んで設けられ、前記ファセットの前記軸方向の長さが前記投光面側に近くなるにつれて大きくなるようになされている。そのため、ＬＥＤが発した光のうち、各ファセットに入射して被照射面方向へ反射する光の量がさらに増加し、結果として、被照射面の照度がさらに上昇する。また、当該レンズの外周部を見たときのグレアを効率的に防ぐことができる。

ＬＥＤ照明装置用レンズの別の形態によれば、前記複数のファセットが前記ＬＥＤ照明装置用レンズの周方向及び軸方向に沿って並んで設けられ、前記ファセットの表面の曲率半径が前記投光面側に近くなるにつれて大きくなるようになされている。そのため、ＬＥＤが発した光のうち、当該レンズの投光面側に近い位置に設けられているファセットに入射した光も被照射面方向へ反射し、結果として、被照射面の照度がさらに上昇する。また、当該レンズの外周部のうちの投光面側に近い部位を見たときのグレアを効率的に防ぐことができる。

ＬＥＤ照明装置用レンズの側面図である。図１に示したＬＥＤ照明装置用レンズの平面図である。図１に示したＬＥＤ照明装置用レンズの底面図である。図２に示したＬＥＤ照明装置用レンズのＡ−Ａ線断面図である。図１に示したＬＥＤ照明装置用レンズをＬＥＤ照明装置本体に取り付けた想像図である。複数のファセットが設けられた外周部を備えているＬＥＤ照明装置用レンズの側面図である。図６に示したＬＥＤ照明装置用レンズの平面図である。図７に示したＬＥＤ照明装置用レンズのＢ−Ｂ線断面図である。図８に示したＬＥＤ照明装置用レンズのＣ部拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、ＬＥＤ照明装置用レンズ１の側面図である。図２は、図１に示したＬＥＤ照明装置用レンズ１の平面図である。図３は、図１に示したＬＥＤ照明装置用レンズ１の底面図である。図４は、図２に示したＬＥＤ照明装置用レンズ１のＡ−Ａ線断面図である。

図１に示したように、ＬＥＤ照明装置用レンズ１は円錐台形状をしており、投光面側に位置する先端部３と、外周部１０とを有している。ＬＥＤ照明装置用レンズ１のＬＥＤ照明装置本体取付面側には、ＬＥＤ照明装置本体へＬＥＤ照明装置用レンズ１を着脱可能に嵌合させるための係止部２が二箇所設けられている。この係止部２は、ＬＥＤ照明装置用レンズ１の外方に向かって突出した形状である。

図２に示したように、ＬＥＤ照明装置用レンズ１は、投光面側に延びている第一の凹部４を備えている。第一の凹部４には、レンズ１がＬＥＤ照明装置本体に取り付けられた場合にＬＥＤ照明装置本体のＬＥＤ素子が収納される。

図３に示したように、ＬＥＤ照明装置用レンズ１は、先端部３の投光側の面である投光面７を有している。また、ＬＥＤ照明装置用レンズ１は第二の凹部５を備えている。第二の凹部５は、取付面側に延びており、内周壁６と底部８とを有している。

図４に示したように、ＬＥＤ照明装置用レンズ１は、第一の凹部４と第二の凹部５とを備えている。第一の凹部４の鉛直方向の軸は、第二の凹部５の鉛直方向の軸と同一直線上にある。第一の凹部４の径は、第二の凹部５の径に比べて小さい。

投光面７及び底部８は微細な凹凸を表面に有する凹凸面である。内周壁６は、凹凸面ではなく、光を透過する平坦な透過面である。

図５は、上記のような構成のＬＥＤ照明装置用レンズ１をＬＥＤ照明装置本体９に取り付けた状態の想像図である。ＬＥＤ照明装置本体９を想像線により示している。ＬＥＤ照明装置用レンズ１は、係止部２をＬＥＤ照明装置本体９に設けられた切り欠き９ａに嵌合することにより、ＬＥＤ照明装置本体９へ取り付けられている。

上記のような構成のＬＥＤ照明装置用レンズ１がＬＥＤ照明装置本体９へ取り付けられた状態において、第一の凹部４に収納されたＬＥＤ素子（図示せず）は、ＬＥＤ照明装置本体９の電源から電力の供給を受けて光を発する。ＬＥＤ素子が発した光は、ＬＥＤ照明装置用レンズ１へ入射し、レンズ１内を進み、第二の凹部５の内周壁６、底部８、投光面７、外周部１０のいずれかから被照射面へ照射される。このとき、底部８及び投光面７が凹凸面であるため、底部８及び投光面７から被照射面へ照射される光は、被照射面に対して均一に照射される。他方、内周壁６は透過面であるため、ＬＥＤ素子が発した光は内周壁６を透過する。その結果、照明による演出効果が得られる。

図５に示したように、一つのＬＥＤ照明装置用レンズ１を備えたＬＥＤ照明装置９によれば、複数のレンズを有する従来のＬＥＤ照明装置とは異なり、ＬＥＤ照明装置用レンズ１の位置決めが容易である。また、複数のレンズにより配光された光が重なり合うという現象も起きないため、従来に比べて高い照明効果が得られる。

上記のような構成のＬＥＤ照明装置用レンズ１は係止部２を有しているため、ＬＥＤ照明装置本体９に対するＬＥＤ照明装置用レンズ１の取り付け及び取り外しが容易である。

他の実施の形態では、第一の凹部４に収納されるＬＥＤ素子の数に応じて、第一の凹部４の径は、第二の凹部５の径と比べて大きいか又は等しい。

また、他の実施の形態では、図５に示した係止部２に代えて、切り欠きがＬＥＤ照明装置用レンズ１に設けられている。この場合、ＬＥＤ照明装置本体９には、本体９の内部に向かって突出した係止部が設けられている。そして、ＬＥＤ照明装置本体９に設けられた係止部が、ＬＥＤ照明装置用レンズ１の切り欠きに嵌合することにより、ＬＥＤ照明装置用レンズ１がＬＥＤ照明装置本体９に取り付けられる。

図６〜図９は、ＬＥＤ照明装置用レンズ１の別の実施形態を示している。図６は、ＬＥＤ照明装置用レンズ１の側面図である。図６は、図６に示したＬＥＤ照明装置用レンズ１の平面図である。図８は、図７に示したＬＥＤ照明装置用レンズ１のＢ−Ｂ線断面図である。図９は、図８に示したＬＥＤ照明装置用レンズ１のＣ部拡大断面図である。

図６に示したように、ＬＥＤ照明装置用レンズ１の外周部１０は、ファセット１１と呼ばれる複数の領域に分割されている。このファセット１１の表面は、ＬＥＤ照明装置用レンズ１の外方に向かって湾曲した表面を有している。

複数のファセット１１は、ＬＥＤ照明装置用レンズ１の周方向及び軸方向に沿って並んで設けられている。ファセット１１は、ＬＥＤ照明装置用レンズ１の軸方向に沿って７個並んで設けられている。ＬＥＤ照明装置用レンズ１の取付面に最も近いファセット１１の周は第１周であり、次に近いファセット１１の周は第２周である。以下同様にして、ＬＥＤ照明装置用レンズ１の投光面に最も近いファセット１１の周は第７周である。第１周にあるファセット１１ａの軸方向の長さはＬ_１であり、第２周にあるファセット１１ｂの軸方向の長さはＬ_２である。以下同様にして、第７周にあるファセット１１の軸方向の長さはＬ_７である。Ｌ_１：Ｌ_２：Ｌ_３：Ｌ_４：Ｌ_５：Ｌ_６：Ｌ_７＝１．５：２．０：２．５：３．０：３．５：４．０：４．５である。

図７に示したように、ファセット１１は、ＬＥＤ照明装置用レンズ１の周方向に沿って３０個並んで設けられている。ファセット１１の１個に対応する中心角θの大きさは１２度である。

図８に示したように、第１周にあるファセット１１の表面の曲率半径はＲ_１であり、第２周にあるファセット１１の表面の曲率半径はＲ_２である。以下同様にして、第７周にある。ファセット１１の表面の曲率半径はＲ_７である。Ｒ_１：Ｒ_２：Ｒ_３：Ｒ_４：Ｒ_５：Ｒ_６：Ｒ_７＝９：９：９：１１：１１：１５：１５である。

上記のようなファセット１１が設けられた外周部１０を備えているＬＥＤ照明装置用レンズ１によれば、第一の凹部４に収納されたＬＥＤ素子（図示せず）が発した光は、各ファセット１１に入射して被照射面方向へ反射する。結果として、被照射面に対して光を均一に照射することができるとともに、ファセット１１が設けられていない図１に示したレンズ１と比較して被照射面の照度が約３０％上昇する。これに伴って、ＬＥＤ照明装置用レンズ１の外周部１０から当該レンズ１の外へ向かう光の量が減少するため、当該レンズ１の外周部１０を見たときのグレア（不快感や物の見えづらさを生じさせるようなまぶしさ）を防ぐことができる。

上記のような構成のＬＥＤ照明装置用レンズ１においては、複数のファセット１１がレンズ１の周方向及び軸方向に沿って並んで設けられている。そして、ファセット１１の軸方向の長さが投光面側に近くなるにつれて大きくなるようになされている。そのため、ＬＥＤ素子が発した光のうち、各ファセット１１に入射して被照射面方向へ反射する光の量がさらに増加し、結果として、被照射面の照度がさらに上昇する。また、当該レンズ１の外周部１０を見たときのグレアを効率的に防ぐことができる。

上記のような構成のＬＥＤ照明装置用レンズ１においては、ファセット１１の表面の曲率半径が投光面側に近くなるにつれて大きくなるようになされている。そのため、ＬＥＤ素子が発した光のうち、当該レンズ１の投光面側に近い位置に設けられているファセット１１に入射した光も被照射面方向へ反射し、結果として、被照射面の照度がさらに上昇する。また、当該レンズ１の外周部１０のうちの投光面側に近い部位を見たときのグレアを効率的に防ぐことができる。

１ＬＥＤ照明装置用レンズ
２係止部
３先端部
４第一の凹部
５第二の凹部
６内周壁
７投光面
８底部
９ＬＥＤ照明装置本体
９ａ切り欠き
１０外周部
１１ファセット
１１ａ第１周にあるファセット
１１ｂ第２周にあるファセット

Claims

ＬＥＤ照明装置本体への取付面側に設けられ、ＬＥＤ素子を収納する第一の凹部と、
前記ＬＥＤ素子から発せられる光の投光面側に設けられた第二の凹部と
を備えているＬＥＤ照明装置用レンズ。
ＬＥＤ照明装置本体への取付面側に設けられており、前記ＬＥＤ照明装置本体に着脱可能に嵌合される係止部をさらに備えている請求項１に記載のＬＥＤ照明装置用レンズ。
前記第二の凹部の投光面及び該第二の凹部の底部が凹凸面である、請求項１または２に記載のＬＥＤ照明装置用レンズ。
前記第二の凹部の内周壁は、前記ＬＥＤ素子から発せられる光を透過する透過面である、請求項３に記載のＬＥＤ照明装置用レンズ。
前記ＬＥＤ照明装置用レンズの外方に向かって湾曲した表面を有する複数のファセットが設けられた外周部をさらに備えている請求項１に記載のＬＥＤ照明装置用レンズ。
前記複数のファセットが前記ＬＥＤ照明装置用レンズの周方向及び軸方向に沿って並んで設けられ、前記ファセットの前記軸方向の長さが前記投光面側に近くなるにつれて大きくなることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ照明装置用レンズ。
前記複数のファセットが前記ＬＥＤ照明装置用レンズの周方向及び軸方向に沿って並んで設けられ、前記ファセットの表面の曲率半径が前記投光面側に近くなるにつれて大きくなることを特徴とする請求項５または６に記載のＬＥＤ照明装置用レンズ。