TWI681146B - 配光透鏡 - Google Patents

Abstract

本發明係一種配光透鏡，其課題為提供可將自光源入射的光線，控制為理想之近光的配光，並且，可設置光源於與遠光同一方向者。

解決手段為透鏡體(20)，係可將自加以配置光軸(L)為延伸於水平面上之狀態的LED41入射的光線，在作為前方的目的之照射位置，將較前述水平面為下方作為主要之照射範圍，且沿著較該照射範圍之中心成為上方之前述光軸(L)乃至自光軸(L)僅特定角度為下方加強進行配光者。

Description

配光透鏡

本發明係有關具備：將自照射光線至特定方向之光源入射的光線，配光於預先設計的範圍乃至方向之透鏡體的配光透鏡。

自以往，作為此種的配光透鏡，知道有例如，使用於安裝在鐵道等車量之標識燈(磁頭滑動器(頭燈)之構成。在此標示燈係於夜間等照射車輛的進行方向的前方，使駕駛的辨識性提升之構成。一般，辨識燈係經由其配光特性而加以區別為遠光與近光，在遠光中係照射遠方，而在近光中係照射附近。

在最近的主流之LED式的標識燈中，特別是為了效率佳地使來自LED的光線出射至前方而配光透鏡的作用則成為重要。在此作為配光透鏡係知道有例如專利文獻1所揭示之構成。即，與一般的配光透鏡同樣地，加以設計成將LED的光軸作為軸心而加以配置，將來自LED的光線沿著光軸方向出射至筆直前方之配光，而在有關的配光中，將謀求光不勻之降低為目的之構成。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

[專利文獻1]日本專利第5269843號公報

但在前述專利文獻1所揭示之以往的配光透鏡中，僅能將來自LED之光線沿著光軸方向而配光於筆直之前方者。因此，對於使用遠光之情況，係可將光源及配光透鏡配置成朝向水平方向的狀態，而直接適用者，但使用近光之情況係與遠光用之配置完全不同，必須將光源及配光透鏡配置為成為朝下之狀態。

如此，在遠光用與近光用中，必須將各光源或透鏡的配置作個別轉向，其至作則為麻煩而也耗時，有著成為成本提升之要因的問題。另外，亦考慮有以個別的燈而構成遠光用與近光用者，但不僅成為更一層成本提升的要因，亦有在有限的車體空間內之配置係為困難之問題。

本發明係著眼於如以上之以往技術之具有問題點所作為之構成，其目的為可容易地將自光源入射的光線控制為理想近光的配光，並且，提供可設置光源於與遠光同一方向之配光透鏡。

作為為了達成前述的目的之本發明之內容時，係有以下之各項發明。

[1]一種配光透鏡(10)，係在將自照射光線至特定方向之光源(41)入射的光線，配光於預先設計的範圍乃至方向之透鏡體(20)的配光透鏡(10)，其特徵為前述透鏡體(20)係將自加以配置成光軸為延伸於水平面上之狀態的前述光源(41)入射的光線，在前方作為目的之照射位置，將自前述水平面為下方作為照射範圍，且沿著較該照射範圍之中心成為上方之前述光軸乃至自光軸僅特定角度為下方加強進行配光者。

[2]如前述[1]記載之配光透鏡(10)，其中，前述透鏡體(20)係具備：加以形成為頂端側朝向於前述光源(41)之碗狀，在頂端側入射有將前述光源(41)的光軸作為中心的光線之入射部(21)，和在頂端側的相反側，出射有通過實心之碗狀內部的光線之出射面(22)，和在該出射面(22)上，於與前述入射部(21)在前述光軸上對向之位置進行開口，朝向前述入射部(21)凹陷至內側之有底的孔部(23)，和碗狀之周壁(24)之內面的反射面(24a)；前述入射部(21)之表面與前述孔部(23)之底面係相互對向而構成特定之透鏡形狀，經由該透鏡形狀，將前述光源(41)之光軸作為中心的光線係沿著前述光軸乃至自光軸僅特定角度下方，通過前述孔部(23)內而自開口 加以出射；通過前述入射部(21)而自前述孔部(23)的底面入射至周圍的光線係經由前述反射面(24a)而加以全反射之後，未通過前述孔部(23)而自前述出射面(22)朝向前述水平面之下方加以出射者為特徵者。

[3]前述入射部(21)係以將前述光源(41)的光軸作為中心之同心圓狀，朝向出射側而凹陷為徑剖面形狀，於該凹陷的表面之中心底，加以形成有朝向光源(41)側而突出為徑剖面形狀之入射透鏡面(21a)者為特徵之前述[2]之配光透鏡(10)。

[4]如前述[3]記載之配光透鏡(10)，其中，前述孔部(23)之底面之中，將與該底面交叉之前述光軸所延伸之水平面作為於之間，上側係加以形成為使通過前述入射透鏡面(21a)的光線直進至光軸方向之上出射透鏡面(23a)，而下側係形成為使通過前述入射透鏡面(21a)的光線，進行至與光軸，以特定角度交叉之朝下之下出射透鏡面(23b)者為特徵。

[5]如前述[4]記載之配光透鏡(10)，其中，前述孔部(23)之內周面之中，將把該內周面分為上下之前述水平面作為於之間，上側係與前述光軸延伸成平行，另一方面，下側係傾斜成與前述光軸，以特定角度交叉之朝下者為特徵。

[6]如前述[2]，[3]，[4]或[5]記載之配光透鏡(10)，其中，前述反射面(24a)之中，將把該反射面 (24a)分為上下之前述水平面作為於之間，上側係加以設定為使自前述孔部(23)之底面擴散於上方的光線，全反射至與前述光軸，以特定角度交叉之朝下之臨界角，下側係加以設定為使自前述孔部(23)之底面擴散於下方的光線，全反射至與前述光軸，以特定角度交叉之朝下之臨界角者。

[7]如前述[1]，[2]，[3]，[4]，[5]或[6]記載之配光透鏡(10A)，其中，於一片的基體(11)上，一體地加以成形複數之前述透鏡體(20)；各透鏡體(20)之出射面(22)係連結於前述基體(11)之表面上，而各透鏡體(20)之碗狀的周壁(24)係自前述基體(11)之背面膨出；前述基體(11)係加以配置為在加以安裝有對應於各透鏡體(20)之光源(41)的光源基板(40)之前方而平行地對向之狀態；前述各光源(41)係各加以配置為在前述光源基板(40)上，光軸朝向於同一方向之狀態者為特徵。

[8]一種配光透鏡(10A)，其特徵為於一片的基體(11)上，一體地加以成形複數之透鏡體(20)；各透鏡體(20)之中至少1個係作為近光用之透鏡體(20)而為前述[1]，[2]，[3]，[4]，[5]或[6]記載之透鏡體(20)；各透鏡體(20)之中前述近光用透鏡體(20)以外之至少1個係作為遠光用之透鏡體(20A)，加以構成為將 自光源(41)入射的光線，在前方作為目的之照射位置，出射於將前述光源(41)之光軸作為中心之特定的照射範圍之配光；各透鏡體(20，20A)之出射面(22)係連結於前述基體(11)之表面上，而各透鏡體(20)之碗狀的周壁(24)係自前述基體(11)之背面膨出；前述基體(11)係加以配置為在加以安裝有對應於前述近光用及遠光用之各透鏡體(20，20A)之光源(41)的光源基板(40)之前方而平行地對向之狀態；前述各光源(41)係各加以配置為在前述光源基板(40)上，光軸朝向於同一方向之狀態者。

接著，說明依據前述之解決手段之作用。

在前述[1]記載之配光透鏡(10)中，經由其透鏡體(20)係將自加以配置光軸為延伸於水平面上之狀態的光源(41)入射的光線，在作為前述的目的之照射位置，將自前述水平面為下方作為主要之照射範圍，且沿著自該照射範圍之中心成為上方之光軸乃至自光軸僅特定角度為下方加強進行配光。

經由此，通過透鏡體(20)的光線係成為朝向於較對於全體而言光軸所通過的水平面為下方者，但可將位置於較照射範圍之中心為上方之光軸方向或僅其下方，局部性地以強光照射者。隨之，可實現有增強減弱之理想的近光的配光者。

前述透鏡體(20)係具體而言係例如，如前 述[2]記載地構成即可。即，透鏡體(20)係由形成為頂端側朝向於光源(41)之碗狀，在其頂端側入射有將光源(41)的光軸作為中心的光線之入射部(21)，和在頂端側的相反側，出射有通過實心之碗狀內部的光線之出射面(22)，和在該出射面(22)上，於與前述入射部(21)在光軸上對向之位置進行開口，朝向於前述入射部(21)凹陷於內側之有底的孔部(23)，和碗狀之周壁(24)之內面的反射面(24a)所成。

在此，前述入射部(21)之表面與前述孔部(23)之底面係相互對向而構成特定之透鏡形狀。經由此透鏡形狀，將光源(41)之光軸作為中心之光線係沿著光軸乃至自光軸，僅特定角度為下方而通過孔部(23)內，自開口加以出射。另外，通過前述入射部(21)而自孔部(23)底面入射於周圍的光線係通過實心之碗狀內部，經由前述反射面(24a)加以全反射之後，未通過孔部(23)而自出射面(22)朝向下方加以出射。經由有關的構成，即使將配光透鏡(10)全體作為小型化，亦可控制成理想的近光的配光者。

另外，如前述[3]記載，前述透鏡體(20)之入射部(21)係為將光源(41)之光軸作為中心之同心圓狀，朝向於出射側而凹陷為徑剖面形狀，於此凹陷的表面之中心底，形成朝向於光源(41)側而突出為徑剖面形狀之入射透鏡面(21a)即可。

如此，對於入射部(21)為凹陷形狀的情況，可於其 中心未洩漏來自光軸所正交之光源(41)的光線而效率佳地接受者。另外，經由形成於全體性凹陷之中心底的入射透鏡面(21a)，可使光源(41)之光軸附近的光線，有效率地朝向於與入射透鏡面(21a)構成對之孔部(23)的底面者。

另外，如前述[4]記載，前述孔部(23)之底面之中，將與該底面交叉之光軸所延伸之水平面作為於之間，上側係加以形成於使通過前述入射透鏡面(21a)的光線直進於光軸方向之上出射透鏡面(23a)，而下側係使通過前述入射透鏡面(21a)的光線，進行於與光軸，以特定角度交叉之朝下之下出射透鏡面(23b)即可。

經由此，可使通過入射透鏡面(21a)的光線，即使在所限的空間內，亦可效率佳地沿著光軸乃至較光軸，僅特定角度為下方而進行，而成為可特別明亮地照射全體性位置於較水平線為下方之照射範圍之中，較其中心為上方之特定的範圍之配光控制。

另外，如前述[5]記載，將前述孔部(23)之內周面之中，將該內周面分為上下之水平面作為於之間，上側係呈與光軸平行延伸地形成之另一方面，下側係呈與光軸，傾斜為以特定角度交叉之朝下地形成即可。經由此，自前述下出射透鏡面(23b)而加以出射於朝下的光線，則可防止照射於孔部(23)之內周面的下側而反射者，而可自孔部(23)的開口直接引導至外部者。

另外，如前述[6]記載，其中，前述反射面 (24a)之中，將該反射面(24a)分為上下之水平面作為於之間，上側係加以設定為使自前述孔部(23)之底面擴散於上方的光線，全反射於與前述光軸，以特定角度而交叉之朝下之臨界角，下側係使自前述孔部(23)之底面擴散於下方的光線，全反射於與前述光軸，以特定角度交叉之朝下之臨界角即可。

經由此，在碗狀之周壁(24)全周的反射面(24a)，可使自入射部(21)擴散於上方的光線，以及自入射部(21)擴散於下方的光線，各效率佳地而朝向於下方加以出射者。

在前述[7]記載的配光透鏡(10A)中，於一片的基體(11)上加以一體的成形複數之前述透鏡體(20)。並且，各透鏡體(20)之出射面(22)係連結於基體(11)之表面上，而各透鏡體(20)之碗狀的周壁(24)係自前述基體(11)之背面膨出。如此之基體(11)係加以配置為在加以安裝有對應於各透鏡體(20)之光源(41)的光源基板(40)之前方而對向於平行之狀態。經由此，可作為具備複數之透鏡體(20)一單元而處理者。

更且，在前述[8]記載之配光透鏡(10A)中，一體地加以成形複數之透鏡體(20，20A)於一片的基體(11)上，各透鏡體(20，20A)之中至少1個係作為近光用之透鏡體(20)，採用前述之構成。另一方面，各透鏡體(20，20A)之中前述近光用透鏡體(20)以外 之至少1個係作為遠光用之透鏡體(20A)，加以構成為將自光源(41)入射的光線，在作為前述目的之照射位置，出射於將前述光源(41)之光軸作為中心之特定的照射範圍之配光。

經由此，可將近光與遠光，以在1片的光源基板(40)上安裝於同一方向之光源(41)而實現者。如此，如根據經由配光透鏡(10A)，而將一部分的光線之進路朝向於下方之設計時，成為確保為了照射前述之直進性同時，亦可合併實現亦照射下方之性能者。

如根據有關本發明之配光透鏡，可將自光源入射的光線，容易地控制為理想之近光的配光，並且，可設置光源於與遠光同一方向者。

10‧‧‧配光透鏡

10A‧‧‧配光透鏡

11‧‧‧基體

20‧‧‧透鏡體

20A‧‧‧透鏡體

21‧‧‧入射部

21a‧‧‧入射透鏡面

22‧‧‧出射面

23‧‧‧孔部

23a‧‧‧上出射透鏡面

23b‧‧‧下出射透鏡面

23c‧‧‧推拔面

24‧‧‧周壁

24a‧‧‧反射面

40‧‧‧LED基板

41‧‧‧LED

1‧‧‧標識燈

2‧‧‧燈體

3‧‧‧收納部

4‧‧‧散熱片

5‧‧‧散熱板

圖1

顯示有關本發明之實施形態的配光透鏡之透鏡體的斜視圖。

圖2

顯示有關本發明之實施形態的配光透鏡之透鏡體的縱切斷端面圖。

圖3

顯示有關本發明之實施形態的配光透鏡之透鏡體的橫 切斷端面圖。

圖4

成為有關本發明之實施形態的配光透鏡之透鏡體的入射側之背面圖。

圖5

成為有關本發明之實施形態的配光透鏡之透鏡體的出射側之正面圖。

圖6

成為有關本發明之實施形態的配光透鏡之透鏡體的右側面圖。

圖7

成為有關本發明之實施形態的配光透鏡之透鏡體的平面圖。

圖8

顯示對於有關本發明之實施形態的配光透鏡之透鏡體，自光源入射之光線的配光狀態之縱切斷端面圖。

圖9

顯示對於有關本發明之實施形態的配光透鏡之透鏡體，自光源入射之光線的配光狀態之橫切斷端面圖。

圖10

顯示有關本發明之實施形態的配光透鏡之透鏡體的照射範圍之說明圖。

圖11

顯示有關本發明之其他實施形態的配光透鏡之正面 圖。

圖12

顯示有關本發明之其他實施形態的配光透鏡之背面圖。

圖13

顯示自前方而視有關本發明之其他實施形態的配光透鏡之斜視圖。

圖14

顯示自後方而視有關本發明之其他實施形態的配光透鏡之斜視圖。

圖15

顯示有關本發明之其他實施形態的配光透鏡之橫切斷端面圖(圖11之A-A’線切斷部端面圖)。

圖16

顯示有關本發明之其他實施形態的配光透鏡之縱切斷端面圖(圖11之B-B’線切斷部端面圖)。

圖17

顯示有關本發明之又其他實施形態的配光透鏡之正面圖。

圖18

顯示有關本發明之又其他實施形態的配光透鏡之背面圖。

圖19

顯示自前方而視有關本發明之又其他實施形態的配光 透鏡之斜視圖。

圖20

顯示自後方而視有關本發明之又其他實施形態的配光透鏡之斜視圖。

圖21

顯示有關本發明之又其他實施形態的配光透鏡之橫切斷端面圖(圖17之C-C’線切斷部端面圖)。

圖22

顯示有關本發明之又其他實施形態的配光透鏡之縱切斷端面圖(圖17之D-D’線切斷部端面圖)。

圖23

顯示有關本發明之實施形態的配光透鏡之標識燈的分解斜視圖。

圖24

顯示有關本發明之實施形態的配光透鏡之標識燈的斜視圖。

以下，依據圖面，說明代表本發明之實施形態。

有關本實施形態之配光透鏡10係具備：自照射光線於特定方向之光源的LED41入射的光線，配光於預先設計之範圍乃至方向之透鏡體20的構成。然而，配光透鏡10係亦可為作為其構成之一部分而包含透鏡體20之構 成，或者僅在透鏡體20之部位而作為配光透鏡10而掌握亦可。

首先，如圖1~圖10所示，對於僅在透鏡體20之部位而構成配光透鏡10的例加以說明。如圖1至圖9所示地，配光透鏡10其本身之透鏡體20係加以形成為頂端側朝向LED41(參照圖8)之圖示的碗狀。在此，LED41係例如為表面安裝型之LED晶片，其構成係因為一般性之故而省略詳細之說明，但將與晶片表面正交之光軸L為中心，在特定角度之放射範圍而出射光線之形式。

LED41係作為原則而加以配置為光軸L延伸於水平面上之狀態，但在此「水平」係指並非僅在嚴格意義上之水平者，而在略水平可辨識之程度即足夠。然而，任意地加以選擇LED41之發光色。另外，LED41係不限於表面安裝型之LED晶片，而亦可為將晶片埋入於砲彈型之模型之LED燈，更且，亦可作為光源而採用其他的燈等。

透鏡體20係具備：在其碗狀的頂端側，入射有將LED41的光軸L作為中心的光線之入射部21，和在頂端側之相反側，出射有通過實心之碗狀內部之光線的出射面22，和在該出射面22上，於與前述入射部21在前述光軸L上對向之位置進行開口，朝向於前述入射部21而凹陷於內側之有底的孔部23，和碗狀的周壁24之內面的反射面24a。如此之透鏡體20係例如，以丙烯酸或聚碳酸酯等之透明材質加以一體地成形。

透鏡體20之中，入射部21之表面與孔部23之底面係相互對向而構成特定之透鏡形狀。經由此透鏡形狀，將LED41之光軸L作為中心之光線係沿著光軸L乃至較光軸L，僅特定角度為下方而通過孔部23內，自開口加以出射。另外，通過入射部21而入射至孔部23的底面之外側周圍的光線係經由周壁24之內面的反射面24a而加以全反射之後，未通過孔部23而自出射面22朝向於前述水平面的下方加以出射。

如此，配光透鏡10之透鏡體20係由將自加以配置光軸L為延伸於水平面上之狀態的LED41入射的光線，如圖8至圖10所示，在作為前方的目的之照射位置，將較前述水平面為下方作為主要的照射範圍，且沿著較該照射範圍之中心成為上方之前述光軸L乃至較光軸L僅特定角度為下方加強進行配光者之設計而加以構成。然而，特定角度係指將LED41作為中心，對於上下方向，例如以0度至-30度之範圍加以設定，另外對於水平方向，亦將LED41作為中心，例如呈在±25~30度之範圍擴散地加以設定。

如圖1至圖7所示地，透鏡體20全體係並非如圓錐台之碗狀，而如圖5所示地，在自光軸L方向而示之正面視中，成為碗狀的開口側之出射面22係並非完全的圓形。即，出射面22係將曲率大的圓弧狀之上緣與曲率小的圓弧狀的下緣，以在各兩側相互平行之直線狀的側緣而圍繞之形狀，加以形成為朝向後方之入射部21而剖 面則呈保持相似形之同時，逐漸縮徑之碗狀。

如圖2及圖3所示，位於前述碗狀之頂端側之入射部21係以將LED41(參照圖8)之光軸L作為中心之同心圓狀，呈朝向於出射側而凹陷於內側為徑剖面形狀地加以形成。此凹陷的軸心係與LED41之光軸L一致，而入射部21係呈圍繞LED41之出射側地加以配置。另外，對於入射部21之凹陷的表面之中心底，係加以形成有相反地朝向於LED41側而小凸出為徑剖面形狀之入射透鏡面21a。對於此入射透鏡面21a之中心而言，LED41之光軸L係正交。

如圖5所示，於出射面22之略中心，孔部23係開口著，而孔部23係呈沿著包含光軸L之光路，朝向於前述入射部21而凹陷於內側地加以形成。有關的孔部23之開口係在從光軸L方向而視之正面視中，成為呈將圓弧形之上緣與延伸為直線狀於橫方向之下緣，以在各兩側相互平行之直線狀的側緣圍繞之馬蹄形。

另外，如圖2及圖3所示，孔部23之底面係與前述之入射部21之入射透鏡面21a相互對向，構成特定之透鏡形狀。如詳細而言，孔部23之底面之中，將與該底面交叉之前述光軸L所延伸之水平面，作為於之間，上側係加以形成於使通過入射透鏡面21a之光線，直進(平行)之上出射透鏡面23a。另一方面，下側係加以形成於使通過入射透鏡面21a之光線，進行於與光軸L以特定角度而交叉之朝下之下出射透鏡面23b。

更且，如圖2及圖5所示，孔部23之內周面之中，將該內周面分為上下之前述水平面作為於之間，上側係成為與前述光軸L平行地延伸之剖面形狀之另一方面，下側係成為傾斜於與前述光軸L，以特定角度而交叉之朝下之推拔面23c。在此，「水平」係指並非僅在嚴格意義上之水平者，而在略水平可辨識之程度即足夠。

如圖8及圖9所示，透鏡體20之周壁24的內面之反射面24a係使從前述入射部21入射之光線之中，主要未透過入射透鏡面21a，而擴散於其外側周圍而入射的光，即自孔部23之底面擴散於外側的光線，朝向下方而進行全反射之構成。

如詳細而言，反射面24a之中，將該反射面24a分為上下之前述水平面作為於之間，上側係加以設定為使自孔部23之底面擴散於上方的光線，全反射於與光軸L，以特定角度而交叉之朝下的臨界角。另一方面，反射面24a之下側係加以設定為使自孔部23之推拔面23c擴散於下方的光線，全反射於與光軸L，以特定角度而交叉之朝下的臨界角。

在此，將水平面作為於之間的上下之反射面24a係呈各以相同角度，將光線朝向下方而反射地進行設定亦可，或者呈以不同的角度，將光線朝向下方而反射地進行設定亦可。然而，「將水平面作為於之間」係並非意圖將水平面作為嚴密之邊界而成為上下個別之構成者，而意圖在於上下不同之構造之間，單純位置有水平面之程 度即足夠者。在前述孔部23之底面中，對於上出射透鏡面23a與下出射透鏡面23b之間而亦為同樣。

接著，對於有關本實施形態之配光透鏡10的作用加以說明。

如圖8及圖9所示，本配光透鏡10係在LED41之筆直前方，其光軸L則對於透鏡體20之入射部21而言而呈正交地加以配置。在此，LED41本身係加以配置為光軸L則延伸於水平面上之狀態。在有關之配置的狀態，從LED41，將光軸L作為中心而加以照射的光線係首先，入射至位於透鏡體20之碗狀的頂端側之入射部21。

入射部21係凹陷於內側為將LED41之光軸L作為中心之徑剖面形狀，而其凹陷的軸心係與LED41之光軸L一致，入射部21係呈圍繞LED41之出射側地加以配置。經由此，可未使來自LED41的光線洩漏於外部而接受者。其他，例如，亦可將入射部21作為碗形狀之頂端作為切口之平端面，但比較於前述之凹陷，入射效率係變低，另外亦未實現如下述之配光控制。

對於入射部21之凹陷的中心底係有小凸出之入射透鏡面21a，而經由此入射透鏡面21a，使LED41之光軸L附近的光線，朝向與入射透鏡面21a構成對之孔部23的底面而進行。另外，入射至入射透鏡面21a之外側的光線係擴散於孔部23之底面的外側周圍，到達至後述為周壁24之內面的反射面24a。假設如未設置入射透鏡面21a時，未有朝向孔部23之底面而使光聚集，而光線 係擴散於全周方向，自出射面22加以出射的光線亦成為模糊者。

如此，入射部21之入射透鏡面21a，和自出射面22側朝向於入射部21而凹陷之孔部23的底面係相互對向而構成特定之透鏡形狀。詳細係孔部23之底面之中，將與該底面交叉之光軸L所延伸之水平面作為於之間，上側係作為上出射透鏡面23a而加以形成，經由此上出射透鏡面23a，通過前述入射透鏡面21a的光線係直接平行(直進)於光軸L方向。有關的光線係直接通過孔部23內，自孔部23之開口加以出射至外部。

另一方面，孔部23之底面之中，將前述水平面作為於之間，下側係作為下出射透鏡面23b而加以形成，經由其下出射透鏡面23b，通過前述入射透鏡面21a之光線係進行於與光軸L，以特定角度而交叉之朝下。有關的光線亦直接通過孔部23內，自孔部23之開口加以出射至外部。經由如此入射部21之表面與孔部23之底面所成之透鏡形狀，將LED41之光軸L作為中心的光線係沿著光軸L乃至自光軸L，僅特定角度為下方而加以配光。

如此，亦可使自LED41入射的光線，即使在所限之空間內，效率佳地沿著光軸L乃至自光軸L，僅特定角度為下方而進行者。有關之透鏡形狀之中，入射透鏡面21a係單純為凸透鏡形狀之故，經由上出射透鏡面23a之曲率或角度而使光線平行之另一方面，在下出射透鏡面23b中未特別進行配光控制，而如使來自入射透鏡面21a 的光線直接朝向下方進行即可。對於如此之不同方向之配光控制係並非在孔部23之底面側，而構成呈經由入射部21之表面側的設定而實現亦可。

另外，孔部23之內周面之中，上側係如形成呈與光軸L平行地延伸時，未有妨礙經由上出射透鏡面23a而作為平行之光線的進行者，但下側亦形成呈與光軸L平行地延伸時，從上出射透鏡面23a朝向於下方的光線則產生干擾而反射。因而，對於孔部23之內周面的下側，係經由形成特別傾斜於朝下之推拔面23c之時，可防止朝向於下方的光線產生干擾之事態者。

更且，將孔部23的深度，其底面則接近於入射部21之表面側時，僅其部分，透鏡形狀係變薄。因此，在透鏡體20全體之成形時產生的偏差下陷之影響則變少。隨之，成為可設計為更正確之配光特性者。如根據有關如此之本實施形態之透鏡形狀時，成為在有限的尺寸，亦可效率佳，且正確地進行沿著光軸L乃至自光軸L，僅特定角度為下方而加強光線之配光控制者。

從前述入射部21入射的光線之中，未通過入射透鏡面21a，而擴散於其外側周圍進行入射的光線係到達至周壁24之內面的反射面24a，再朝向下方加以全反射。如詳細而言，反射面24a之中，將前述水平面作為於之間，上側係使自孔部23之底面擴散於上方之光線，全反射於與光軸L，以特定角度而交叉之朝下。另一方面，將前述水平面作為於之間，下側係使自孔部23之底面擴 散於下方之光線，全反射於與光軸L，以特定角度而交叉之朝下。

如此，在碗狀之周壁24全周的反射面24a，亦成為可使自入射部21擴散於上方的光線，以及自入射部21擴散於下方的光線，各效率佳地以相同角度而朝向於下方加以出射者。因而，近光用之配光則成為可能。然而，將水平面作為於之間的上下之反射面24a係呈各以相同角度，將光線朝向下方而反射地進行設定亦可，或者呈以不同的角度，將光線朝向下方而反射地進行設定亦可。

如更加補足時，如圖10所示，透鏡體20係將從其出射面22及孔部23之底面而照射的光線，配光為略橢圓形狀之照明範圍。在此圖示之照射面係假設為例如，在從LED41，以直線距離作為目的之前方10m等之照射位置中，與光軸L正交之平面。在此照射面之照射範圍E1之中，如前述，在沿著光軸L乃至自光軸L，僅特定角度為下方之部分E2中，加以提高照度。

如以上，如根據本配光透鏡10，係可將自加以配置光軸L為延伸於水平面上之狀態的LED41入射的光線，在作為前方的目的之照射位置，將較前述水平面為下方作為主要之照射範圍，且沿著較該照射範圍之中心成為上方之前述光軸L乃至自光軸L僅特定角度為下方加強進行配光者。經由此，通過透鏡體20的光線係成為朝向於較對於全體而言光軸L所通過的水平面為下方者，但可將位置於較照射範圍之中心為上方之光軸L方向或僅其下 方，局部性地以強光照射，進而可實現有增加減少之理想的近光之配光者。

然而，LED41或配光透鏡10係成為對於地面而言加以配置於特定高度位置者，但作為前方目的之照射位置的照射面係亦可為位置於較LED41等為下方之地面，或者與地面平行之水平面，或者如前述，與光軸L正交之平面，即對於地面而言直立成垂直的面，或其他傾斜交叉於地面的面亦可。另外，從配光透鏡10至照射位置為止之距離係成為可適宜訂定的設計事項。

接著，如圖11至圖16所示，作為另外之實施形態的配光透鏡10A，說明於一片的基體11上，除複數之前述透鏡體20之其他，另外的透鏡體20A亦合併一體地成形。本配光透鏡10A係具備圓板狀的基體11，而於該基體11上，加以設置對應於各個LED41之複數之透鏡體20，20A。在此，基體11係與各透鏡體20，20A同樣地，例如，以丙烯酸或聚碳酸酯等之透明材質一體地加以成形。

如詳細而言，複數之透鏡體20，20A係作為近光用而為前述透鏡體20，遠光用之另外的透鏡體20A，而透鏡體20係縱列地排列4個於基體11之中央，而透鏡體20A係沿著基體11之外周，排列6個於圓周方向。如此，各透鏡體20，20A之具體的數量或配置係可適宜訂定之設計事項，而至少1個為近光用之透鏡體20，而此透鏡體20以外的至少1個如為透鏡體20A，其配置係並不 特別要求。

近光用的透鏡體20係相當於依據圖1至圖10而說明之構成，但遠光用之透鏡體20A係加以構成為將LED41入射的光線，在作為前方的目的之照射位置，出射於將前述LED41的光軸L作為中心的特定之照射範圍的配光。如此之透鏡體20A本身係為周知的構成，與前述透鏡體20不同而對於全體係加以形成為構成圓錐台之碗狀，其軸心係與LED41的光軸L作為一致。

對於有關之透鏡體20A之碗狀的頂端側，係以將LED41的光軸L作為中心的同心圓狀，呈朝向於出射側而凹陷於內側為徑剖面形狀地加以形成入射部21，但入射透鏡面21a係無。另外，出射面22係本來係完全的圓形，但緊密地配置於基板11之表面上的有限之空間內關係上，透鏡體20A係外周的一部分則相互重疊，而成為將該部分的弦作為於其間而加以切口成弓形之形狀。另外，對於出射面22之中心係開口有孔部23，但並非具備如前述之透鏡體20之孔部23的特別的底面或內周面之構成，而透鏡體20A本身係為周知之構成。

各透鏡體20，20A之出射面22係均連結於基體11之表面上，另外，各透鏡體20，20A之碗狀的周壁24係均自基體11之背面澎出。如此之基體11係加以配置為在加以安裝有對應於各透鏡體20，20A之LED41的LED基板(光源基板)40之前方而對向於平行之狀態(參照圖23)。LED基板40上之各個LED41係後述之， 但在LED基板40上，加以配置成所有光軸L朝向於同一方向之狀態。

如根據如此之配光透鏡10A，可將複數之透鏡體20，20A作為一單元而處理，而由選擇性地使對應於各透鏡體20或各透鏡體20A之LED41點燈者，可選擇性地實現遠光或近光的照射。特別是近光與遠光係可在1片的LED基板40上，以安裝於同一方向之LED41而實現者。

然而，透鏡體20，20A之全體形狀，周壁24之曲面，入射部21或出射面22，並且孔部23之具體的形狀或構成係並未限定於圖示之構成，而可做適宜變更。例如，作為其他的變形例，如圖17至圖22所示之配光透鏡10B，亦可將近光用之透鏡體20B設計為橫寬大的形狀，以及將遠光用之透鏡體20C設計為相互重疊之形狀。

更且，雖省略圖示，但作為其他的實施形態，亦可於1個基體11上，一體地成形相同近光用之透鏡體20，20B。

接著，如圖23及圖24所示，對於作為構件而包含前述配光透鏡10A之標識燈1加以說明。本標示燈1係例如，加以安裝於鐵道車輛之最前車輛者。如圖21所示，標示燈1係具有：兼具散熱板的燈體2，和LED基板40，和配光透鏡10A。標示燈1係主要經由此等3件的構件而加以組裝，各構件係各預先加以單元化。然而，取代配光透鏡10A，而使用其他的配光透鏡10B亦可。

燈體2係例如，經由鋁合金等之金屬而一體地加以成形，而對於正面側係加以設置有收納LED基板40之同時，為了安裝配光透鏡10A之筒狀的收納部3。收納部3係於前方作為開口，外周緣3a係突出成突緣狀。收納部3的底係構成平坦的安裝面，雖省圖示，但加以設置通過自搭載於車輛之電源供電電力之配線的插通孔等於適當處。另外，對於燈體2之背面側，係加以設置有於後方立設有相互平行地延伸之複數的散熱片4之散熱板5。

LED基板40係吻合於前述收納部3的底之安裝面之尺寸的圓形，於其表面上加以形成有配線電路，於配線電路上，加以安裝複數之LED41。在此，LED41係如前述為表面安裝型之LED晶片。各LED41係各在LED基板40表面上，以光軸L朝向於對於該表面而言正交之同一方向的狀態加以配置。

配光透鏡10A係加以形成為吻合於前述收納部3的底之安裝面之尺寸，而其基體11上之各透鏡體20，20A係對應於前述LED基板40上之各個LED41。有關之配光透鏡10A係以在加以安裝於前述收納部3的底之LED基板40前方，平行地對向之狀態，加以安裝成被覆收納部3的開口之狀態。

如根據如此之標示燈1，由作為經由配光透鏡10A，將一部分之光線的前進路徑朝下方之設計者，成為可確保經由通常之透鏡體20A而為了照射車輛的進行方向之直行性同時，亦合併實現經由透鏡體20而亦照射成為 車輛軌道上之下方的性能。另外，作為構成之構件件數為少，而裝置全體亦可作為小型化者。

特別是關於配光透鏡10A係將不同之配光特性的各透鏡體20，20A之出射面22，形成於在基體11之表面側的同一平面上之故，一單元之配光透鏡10A本身的構成，關於與LED基板40之相對性的配置，均可作為更簡易化者。更且，各LED41係安裝的部位或配置係並非特別加以限定者，但因在各一個之LED基板40上，配置成光軸L朝向於同一方向之狀態之故，成為可匯集簡單地進行安裝，而可容易地製作者。

以上，經由圖面而說明過本發明之實施形態，但具體的構成係並非限於如前述之實施形態者，即使有未脫離本發明之內容的範圍之變更或追加，亦包含於本發明。例如，如前述，透鏡體20，20A之全體形狀，周壁24之曲面，入射部21或出射面22，並且孔部23之具體的形狀或構成係並未限定於圖示之構成，而可做適宜變更。另外，配光透鏡10，10A，10B係未限定於標識燈1，而可作為各種照明裝置之光學構件而活用者。

〔產業上之利用可能性〕

有關本發明之配光透鏡係可作為各種照明裝置之光學構件而廣泛地適用者。

10‧‧‧配光透鏡

20‧‧‧透鏡體

21‧‧‧入射部

22‧‧‧出射面

23‧‧‧孔部

23c‧‧‧推拔面

24‧‧‧周壁

Claims (7)

1. 一種配光透鏡，係具備將自照射光線至特定方向之光源入射的光線，配光於預先設計的範圍乃至方向之透鏡體的配光透鏡，其特徵為前述透鏡體係將自加以配置成光軸為延伸於水平面上之狀態的前述光源入射的光線，在前方作為目的之照射位置，將較前述水平面為下方作為主要之照射範圍，且沿著較該照射範圍之中心成為上方之前述光軸乃至自光軸僅特定角度下方加強進行配光；前述透鏡體係具備：加以形成為頂端側朝向於前述光源之碗狀，在頂端側入射有將前述光源的光軸作為中心的光線之入射部，和在頂端側的相反側，出射有通過實心之碗狀內部的光線之出射面，和在該出射面上，於與前述入射部在前述光軸上對向之位置進行開口，朝向前述入射部凹陷至內側之有底的孔部，和碗狀之周壁之內面的反射面；前述入射部之表面與前述孔部之底面係相互對向而構成特定之透鏡形狀，經由該透鏡形狀，將前述光源之光軸作為中心的光線係沿著前述光軸乃至自光軸僅特定角度下方，通過前述孔部內而自開口加以出射；通過前述入射部而自前述孔部的底面入射至周圍的光線係經由前述反射面而加以全反射之後，未通過前述孔部而自前述出射面朝向前述水平面之下方加以出射者。
2. 如申請專利範圍第1項記載之配光透鏡，其中， 前述入射部係以將前述光源的光軸作為中心之同心圓狀，朝向出射側而凹陷為徑剖面形狀，於該凹陷的表面之中心底，加以形成有朝向光源側而突出為徑剖面形狀之入射透鏡面者。
3. 如申請專利範圍第2項記載之配光透鏡，其中，前述孔部之底面之中，將與該底面交叉之前述光軸所延伸之水平面作為於之間，上側係加以形成為使通過前述入射透鏡面的光線直進至光軸方向之上出射透鏡面，而下側係形成為使通過前述入射透鏡面的光線，進行至與光軸，以特定角度交叉之朝下之下出射透鏡面者。
4. 如申請專利範圍第3項記載之配光透鏡，其中，前述孔部之內周面之中，將把該內周面分為上下之前述水平面作為於之間，上側係與前述光軸延伸成平行，另一方面，下側係傾斜成與前述光軸，以特定角度交叉之朝下者。
5. 如申請專利範圍第1項，第2項，第3項或第4項記載之配光透鏡，其中，前述反射面之中，將把該反射面分為上下之前述水平面作為於之間，上側係加以設定為使自前述孔部之底面擴散於上方的光線，全反射至與前述光軸，以特定角度交叉之朝下之臨界角，下側係加以設定為使自前述孔部之底面擴散於下方的光線，全反射至與前述光軸，以特定角度交叉之朝下之臨界角者。
6. 如申請專利範圍第1項，第2項，第3項，第4項或第5項記載之配光透鏡，其中，於一片的基體上，一 體地加以成形複數之前述透鏡體；各透鏡體之出射面係連結於前述基體之表面上，而各透鏡體之碗狀的周壁係自前述基體之背面膨出；前述基體係加以配置為在加以安裝有對應於各透鏡體之光源的光源基板之前方而平行地對向之狀態；前述各光源係各加以配置為在前述光源基板上，光軸朝向於同一方向之狀態者。
7. 一種配光透鏡，其特徵為於一片的基體上，一體地加以成形複數之前述透鏡體；各透鏡體之中至少1個係作為近光用之透鏡體而為申請專利範圍第1項，第2項，第3項，第4項或第5項記載之透鏡體；各透鏡體之中前述近光用透鏡體以外之至少1個係作為遠光用之透鏡體，加以構成為將自光源入射的光線，在前方作為目的之照射位置，出射於將前述光源之光軸作為中心之特定的照射範圍之配光；各透鏡體之出射面係連結於前述基體之表面上，而各透鏡體之碗狀的周壁係自前述基體之背面膨出；前述基體係加以配置為在加以安裝有對應於前述近光用及前述遠光用之各透鏡體之光源的光源基板之前方而平行地對向之狀態；前述各光源係各加以配置為在前述光源基板上，光軸朝向於同一方向之狀態者。

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