(57)【要約】【課題】点光源のＬＥＤを使用しても複合レンズ部を介して線光源化し得る光拡散複合レンズを提供する。【解決手段】本発明は、所定の厚さを有する板状長方形で、上下方向に貫通した貫通ホールが形成され、板厚方向の１側面から他側面に向かい光が照射されて透過する本体部と、前記貫通ホールの内面のうち、他側面方向の貫通ホールの第１面から１側面方向に突出形成された屈折レンズ部と、を含み、前記貫通ホールは、光の照射される方向と直角な方向に隣接して複数個配列され、隣接して複数個配列された貫通ホールの間は隔壁で隔離され、前記隔壁の幅は、光の照射される方向に沿って幅が徐々に狭くなり、前記本体部の厚さに対する隔壁幅最大部の比は０．３未満であり、前記貫通ホールの内面のうち、１側面方向の貫通ホール第２面から突出した複数の突出部で構成されるセレーション部をさらに含み、前記複数の突出部は、上方から見たときを基準に、複数の三角形状からなることを特徴とする。【選択図】図１
2019105827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の厚さを有する板状長方形で、上下方向に貫通した貫通ホールが形成され、板厚方向の１側面から他側面に向かい光が照射されて透過する本体部と、
前記貫通ホールの内面のうち、他側面方向の貫通ホールの第１面から１側面方向に突出形成された屈折レンズ部と、を含むことを特徴とする光拡散複合レンズ。
【請求項２】
前記貫通ホールは、光の照射される方向と直角な方向に隣接して複数個配列され、
隣接して複数個配列された貫通ホールの間は隔壁で隔離されていることを特徴とする請求項１に記載の光拡散複合レンズ。
【請求項３】
前記隔壁の幅は、光の照射される方向に沿って幅が徐々に狭くなることを特徴とする請求項２に記載の光拡散複合レンズ。
【請求項４】
前記本体部の厚さに対する隔壁幅最大部の比は０．３未満であることを特徴とする請求項３に記載の光拡散複合レンズ。
【請求項５】
前記貫通ホールの内面のうち、１側面方向の貫通ホール第２面から突出した複数の突出部で構成されるセレーション部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光拡散複合レンズ。
【請求項６】
前記複数の突出部は、
上方から見たときを基準に、複数の三角形状からなることを特徴とする請求項５に記載の光拡散複合レンズ。
【請求項７】
前記突出部の突出部底辺から突出部の頂点までの長さと、突出部底辺の長さは、
数１を満足することを特徴とする請求項６に記載の光拡散複合レンズ。
［数１］
０．３７５＜ｈ／ｐ＜０．５
ここで、ｈは前記第２面から前記突出部の頂点までの長さであり、ｐは前記突出部の底辺の長さである。
【請求項８】
前記本体部の１側には１側全長にわたり本体部の１側から突出した集光レンズ部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光拡散複合レンズ。
【請求項９】
前記集光レンズ部は、
本体部の１側から、円弧状に突出することを特徴とする請求項８に記載の光拡散複合レンズ。
【請求項１０】
前記本体部の厚さに対する前記集光レンズ部の半径比は０．６未満であることを特徴とする請求項９に記載の光拡散複合レンズ。
【請求項１１】
前記屈折レンズ部は、
上方から見たときを基準に、他側面方向の貫通ホール第１面から１側面方向に円弧状に突出することを特徴とする請求項１に記載の光拡散複合レンズ。
【請求項１２】
前記本体部の厚さに対する前記屈折レンズ部の円弧状突出部の円弧の半径比は３を超過し、１０未満であることを特徴とする請求項１１に記載の光拡散複合レンズ。
【請求項１３】
前記本体部は、貫通ホールの配列方向に円弧状に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の光拡散複合レンズ。
【請求項１４】
前記本体部は、貫通ホールの配列方向と直角な方向に扇型をなすよう円弧状に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の光拡散複合レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光拡散複合レンズに係り、より詳しくは、点光源のＬＥＤを使用しても複合レンズ部を介して線光源化し得る光拡散複合レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ランプ線照明を実現するために光拡散材料及び部品が用いられたが、光拡散未使用法規により線照明を実現するためには複雑な構造を必要とする問題があった。
本発明は、導光機能（明るさの増大）及び拡散機能（線照明の実現）が含まれている複合レンズを実現することにより設計的に容易な線照明を実現しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１６３８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的とするところは、点光源のＬＥＤを使用しても複合レンズ部を介して線光源化し得る光拡散複合レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、所定の厚さを有する板状長方形で、上下方向に貫通した貫通ホールが形成され、板厚方向の１側面から他側面に向かい光が照射されて透過する本体部と、
前記貫通ホールの内面のうち、他側面方向の貫通ホールの第１面から１側面方向に突出形成された屈折レンズ部と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
前記貫通ホールは、光の照射される方向と直角な方向に隣接して複数個配列され、
隣接して複数個配列された貫通ホールの間は隔壁で隔離されていることを特徴とする。
【０００７】
前記隔壁の幅は、光の照射される方向に沿って幅が徐々に狭くなることを特徴とする。
【０００８】
前記本体部の厚さに対する隔壁幅最大部の比は０．３未満であることを特徴とする。
【０００９】
前記貫通ホールの内面のうち、１側面方向の貫通ホール第２面から突出した複数の突出部で構成されるセレーション部をさらに含むことを特徴とする。
【００１０】
前記複数の突出部は、上方から見たときを基準に、複数の三角形状からなることを特徴とする。
【００１１】
前記突出部の突出部底辺から突出部の頂点までの長さと、突出部底辺の長さは、数１を満足することを特徴とする。
［数１］
０．３７５＜ｈ／ｐ＜０．５
ここで、ｈは前記第２面から前記突出部の頂点までの長さであり、ｐは前記突出部の底辺の長さである。
【００１２】
前記本体部の１側には１側全長にわたり本体部の１側から突出した集光レンズ部をさらに含むことを特徴とする。
【００１３】
前記集光レンズ部は、本体部の１側から、円弧状に突出することを特徴とする。
【００１４】
前記本体部の厚さに対する前記集光レンズ部の半径比は０．６未満であることを特徴とする。
【００１５】
前記屈折レンズ部は、上方から見たときを基準に、他側面方向の貫通ホール第１面から１側面方向に円弧状に突出することを特徴とする。
【００１６】
前記本体部の厚さに対する前記屈折レンズ部の円弧状突出部の円弧の半径比は３を超過し、１０未満であることを特徴とする。
【００１７】
前記本体部は、貫通ホールの配列方向に円弧状に湾曲していることを特徴とする。
【００１８】
前記本体部は、貫通ホールの配列方向と直角な方向に扇型をなすよう円弧状に湾曲していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の光拡散複合レンズによれば、点光源のＬＥＤを使用しても複合レンズ部を介して線光源化することによって、審美的な価値を高めてデザインの面において高付加価値を創出する効果を期待できる。
また、拡散板などの付加材料を使用せずに均一な線光源を製作することによって、材料費の節減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例による光拡散複合レンズを示す図である。
【図２】本発明の一実施例による光拡散複合レンズを介して光が拡散されることを示す図である。
【図３】本発明の一実施例による光拡散複合レンズを示す図である。
【図４】本発明の一実施例による光拡散複合レンズのセレーション部を示す図である。
【図５】本発明の一実施例による光拡散複合レンズの三角形状のセレーション部を示す図である。
【図６】本発明の一実施例による光拡散複合レンズを側方から見た図である。
【図７】本発明の一実施例による光拡散複合レンズを示す図である。
【図８】本発明の一実施例による光拡散複合レンズを示す図である。
【図９】本発明の一実施例による光拡散複合レンズを示す図である。
【図１０】実施例及び比較例の輝度測定地点における測定値に応じた明るさの度合いと均一の度合いを示す図である。
【図１１】実施例及び比較例の輝度測定地点における測定値に応じた明るさの度合いと均一の度合いを示す図である。
【図１２】実施例及び比較例の輝度測定地点における測定値に応じた明るさの度合いと均一の度合いを示す図である。
【図１３】実施例及び比較例の輝度測定地点における測定値に応じた明るさの度合いと均一の度合いを示す図である。
【図１４】光拡散複合レンズの円弧形態のセレーション部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付した図面を参照して本発明を詳しく説明する。
光拡散複合レンズ
図１ないし図３に示す通り、本発明の一実施例による光拡散複合レンズは、
所定の厚さを有する板状長方形で、上下方向に貫通した貫通ホール１１０が形成され、板厚方向の１側面から他側面に向かい光が照射されて透過する本体部１００と、貫通ホール１１０の内面のうち、他側面方向の貫通ホール１１０の第１面から１側面方向に突出形成された屈折レンズ部２００と、を含む。
光拡散複合レンズでは、本体部１００の１側に配置される点光源１０から照射された光が本体部１００の内部を透過して他側に出る。点光源１０のＬＥＤが光拡散複合レンズを介して線光源化される。したがって、どのくらい明るい光を均一度が高い状態で透過させるかが光拡散複合レンズの重要な性能といえる。
本体部１００は、一定の厚さを有し、光が透過するために透明な材質で形成される。ここで、透明とは、光が透過できる状態を意味し、光の透過度は限定しないため、半透明も本発明でいう「透明」の範疇に属するといえる。
【００２２】
本体部１００には上下方向に貫通した貫通ホール１１０が形成される。ここで、上下方向は図２のｚ軸と平行な方向である。
具体的には、貫通ホール１１０は、上方から見たとき、四角形状に形成される。貫通ホール１１０の内面は、本体部１００の他側に近い第１面、本体部１００の１側に近い第２面、第１面と第２面の両端を連結する一対の両側面で構成される。ここで、１側、多側方向は、図２のｙ軸と平行な方向であり、両側方向は、ｘ軸と平行な方向である。
屈折レンズ部２００は、点光源１０から照射された光を拡散させる機能を有する。つまり、屈折レンズ部２００により出光面１２０、つまり、本体部１００の他側での光が線光源化されるため、出光させることが可能となる。
屈折レンズ部２００は、貫通ホール１１０の内面のうち、第１面から本体部１００の１側方向に突出した形状に本体部１００と同一の透明材質で形成され、本体部１００と一体をなす。
これは本発明の一実施例による光拡散複合レンズの製造時、金型内でプラスチック素材の射出成形に本体部１００と屈折レンズ部２００とが一体で同時に成形されるからである。
【００２３】
屈折レンズ部２００は、上方から見たときを基準に、他側面方向の貫通ホール第１面から１側面方向に円弧状に突出する円弧形状に突出した形状に形成され、本体部１００の厚さに対する屈折レンズ部２００の半径比は３を超過し、１０未満である。本体部１００の厚さが５ｍｍの場合、屈折レンズ部２００の半径は、１５Ｒを超過し、５０Ｒ未満となる。本体部１００の厚さに対する屈折レンズ部２００の半径比が、３以下の場合、光が過度に屈折されて光の線光源化が適正に行われない。
これに対し、本体部１００の厚さに対する屈折レンズ部２００の半径比が、１０を超過する場合、屈折レンズの半径が大きすぎて光の屈折が十分に起きない。そのため、光の線光源化が旨く行われない。
図１に示すように、貫通ホール１１０は、光の照射される方向と直角な方向に隣接して複数個配列され、隣接して複数個配列された貫通ホール１１０の間は隔壁３００で隔離されている。それぞれの貫通ホール１１０にはこれに対応するそれぞれの屈折レンズ部２００が形成される。また、貫通ホール１１０の数は、本体部１００の１側に配置される点光源１０の数と同一である。
【００２４】
例えば、点光源１０の数が５個の場合、貫通ホール１１０の数も５個であり、それぞれの貫通ホール１１０の内面に屈折レンズ部２００が形成される。
一方、貫通ホール１１０と隣接する貫通ホール１１０との間には、隔壁３００が形成される。隔壁３００は、本体部１００と同一の透明材質で形成され、本体部１００と一体をなす。
これは、本発明の光拡散複合レンズ製造時、金型内でプラスチック素材の射出成形により本体部１００と隔壁３００が、一体で同時に成形えきるからである。
隔壁３００の幅は、光の照射される方向に沿って幅が徐々に狭くなる。さらに、本体部１００の厚さに対する隔壁３００幅最大部の比は、０．３未満であり、本体部１００の厚さが５ｍｍの場合、隔壁３００幅最大部の幅は、１．５ｍｍ未満となる。
【００２５】
本体部１００の厚さに対する隔壁３００幅最大部の比が、０．３以上の場合、隔壁３００によって光の出光が制限され、光の線光源化が適正に行われない。
貫通ホール１１０の内面のうち、１側面方向の貫通ホール第２面から突出した複数の突出部で構成されるセレーション部をさらに含み、複数の突出部は、上方から見たときを基準に、複数の三角形状からなっている。
セレーション部４００は、図４に示すように、第２面に沿って複数の突出部４１０が形成され、貫通ホール１１０の第２面から他側に向かい突出した形状に形成され、図５に示す通り、点光源１０から照射された光を左右幅方向に拡散させる役割を有している。
セレーション部４００は、本体部１００と同一の透明材質で形成され、本体部１００と一体をなしている。
これは、光拡散複合レンズの製造時、金型内でプラスチック素材の射出成形により本体部１００とセレーション部４００とが一体で同時に成形できるからである。
【００２６】
突出部４１０は、図９に示すように、上方から見たときを基準に、三角形状に突出し、下記数１を満足している。
［数１］
０．３７５＜ｈ／ｐ＜０．５
ここで、ｈは前記第２面から前記突出部４１０の頂点までの長さであり、ｐは前記突出部４１０の底辺の長さである。
突出部４１０を上方から見たとき、三角形状であるため、底辺ｐと、底辺から頂点までの高さｈの比、即ち、
底辺に対する高さ比が０．３７５以下の場合、光の貫通ホールの配列方向と直角な方向への拡散が十分に起きず、光の線光源化が適正に行われない。
これに対し、底辺に対する高さ比が０．５を超過する場合、光の拡散が過度に行われ、光の線光源化が適正に行われない。
本発明の光拡散複合レンズは、本体部１００の１側に沿って形成され、本体部１００の１側から突出形成された集光レンズ部５００をさらに含む。
【００２７】
集光レンズ部５００は、本体部１００と同一の透明材質で形成され、本体部１００と一体をなす。
これは、本発明の光拡散複合レンズの製造時、金型内でプラスチック素材の射出成形により本体部１００と集光レンズ部５００とが、一体で同時に成形されるからである。
集光レンズ部５００は、図６に示すように、貫通ホールの配列方向に円弧状に湾曲しており、本体部１００の他側から見たときも円弧形状に突出して見える。具体的に、本体部１００の厚さに対する集光レンズ部５００の半径比は、０．６未満であり。本体部１００の厚さが５ｍｍの場合、集光レンズ部５００の半径は、３Ｒ未満となる。
本体部１００の厚さに対する集光レンズ部５００の半径比が、０．６以上の場合、集光レンズの半径が大きすぎて光の上下方向の放射角を狭める効果が十分に起きない。
図７は、本発明の光拡散複合レンズにおいて、本体部１００が貫通ホール１１０の配列方向に直角な方向に扇型をなすよう円弧状に湾曲していることものであり、本体部１００の前面で出光される光が円弧形状を描くことになる。
【００２８】
図８は、本体部１００に形成された貫通ホール１１０が、光の照射される方向と平行な方向に長く形成され、屈折レンズ部２００の個数は点光源１０の個数と同じ数で形成され、セレーション部４００を構成する突出部４１０は、複数が一つのセットを成して屈折レンズ部２００または点光源１０の個数と同じセットで構成されて第２面に形成される。
つまり、隔壁３００が省略された形態の光拡散複合レンズとして隔壁３００の幅は、小さいほど良いため、剛性が十分に確保できる場合、このように隔壁３００を省略して光拡散複合レンズを構成することが可能である。
【００２９】
実施例
１）本体部の厚さに対する集光レンズ部の半径比の変化に応じた性能評価
表１に示すように、集光レンズ部５００が形成されていないフラットな形状の光拡散複合レンズと、本体部１００の厚さに対する集光レンズ部５００の半径比がそれぞれ０．５、０．６、０．８、１の光拡散複合レンズを用意した。
１５Ｐ  ＬＥＤを用い、本体部１００の厚さは５ｍｍであり、屈折レンズ部２００の半径は３５Ｒであり、セレーション部４００の突出部４１０形状は三角形であり、高さは０．３ｍｍ、底辺の長さは０．７ｍｍである。
出光面１２０に、光の照射される方向と平行な方向に一端から他端まで測定地点を定め、ＬＥＤから光を照射して各地点での光の輝度を測定した。
【表１】
2019105827.tif 000003
表１から分かるように、本体部１００の厚さに対する集光レンズ部５００の半径比が０．５である実施例の場合、他の比較例に比べて測定値の最大値と最小値との偏差が最も小さく、平均測定値が最も高かった。また、図１０に示すように、光の均一度が最も優れることが確認できた。
【００３０】
２）本体部の厚さに対する屈折レンズ部の半径比の変化に応じた性能評価
表２に示すように、本体部１００の厚さに対する屈折レンズ部２００の半径比が、それぞれ３、４、５、６、７、８、１０、１２の光拡散複合レンズを用意した。
１５Ｐ  ＬＥＤを用い、本体部１００の厚さは５ｍｍであり、屈折レンズ部２００の半径は２．５Ｒであり、セレーション部４００の突出部４１０の形状は、三角形であり、高さは０．３ｍｍ、底辺の長さは０．７ｍｍであった。
出光面１２０に、光の照射される方向と平行な方向に一端から他端まで測定地点を定め、ＬＥＤから光を照射して各地点での光の輝度を測定した。
【表２】
2019105827.tif 000004
表２から分かるように、本体部１００の厚さに対する屈折レンズ部２００の半径比が、４ないし８である実施例の場合、他の比較例に比べて測定値の最大値と最小値との偏差が小さく、平均測定値が高かった。また、図１１に示すように、光の均一度が９２．７以上であり、比較例より優れることが確認できた。
【００３１】
３）本体部の厚さに対する隔壁幅最大部での幅比の変化に応じた性能評価
表３に示すように、本体部１００の厚さに対する隔壁３００幅最大部の幅比が、それぞれ０．２、０．３、０．４、０．５、０．６の光拡散複合レンズを用意した。
１５Ｐ  ＬＥＤを用い、本体部１００の厚さは５ｍｍであり、集光レンズ部５００の半径は２．５Ｒであり、屈折レンズ部２００の半径は３５Ｒであり、セレーション部４００の突出部４１０形状は三角形であり、高さは０．３ｍｍ、底辺の長さは０．７ｍｍであった。
出光面１２０に、光の照射される方向と平行な方向に一端から他端まで測定地点を定め、ＬＥＤから光を照射して各地点での光の輝度を測定した。
【表３】
2019105827.tif 000005
表３から分かるように、本体部１００の厚さに対する隔壁３００幅最大部の幅比が、０．２である実施例の場合、他の比較例に比べて測定値の最大値と最小値との偏差が小さく、平均測定値が高かった。また、図１２に示すように、光の均一度が９６．５であり、比較例より優れることが確認できた。
【００３２】
４）突出部の底辺の長さに対する高さ比の変化に応じた性能評価
突出部４１０の底辺の長さ及び高さが、表４に示すような光拡散複合レンズを用意した。０．３Ｒの場合、突出部４１０が三角形状でない円弧形状に形成された比較例である。
１５Ｐ  ＬＥＤを用い、本体部１００の厚さは５ｍｍであり、集光レンズ部５００の半径は２．５Ｒであり、屈折レンズ部２００の半径は３５Ｒであった。
出光面１２０に、光の照射される方向と平行な方向に一端から他端まで測定地点を定め、ＬＥＤから光を照射して各地点での光の輝度を測定した。
【表４】
2019105827.tif 000006
表４から分かるように、突出部４１０の底辺の長さに対する高さ比が、約０．４３である実施例の場合、他の比較例に比べて測定値の最大値と最小値との偏差が小さく、平均測定値が高かった。また、図１３に示すように、光の均一度が９６．５であり、比較例より優れることが確認できた。
また、図１４に示すように、突出部４１０が円弧形状に形成された比較例よりその性能がより優れることが確認できた。
【００３３】
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１０：点光源
１００：本体部                               
１１０：貫通ホール
２００：屈折レンズ部                    
３００：隔壁
４００：セレーション部  
４１０：突出部
５００：集光レンズ部
【図１】
2019105827.tif 000007
【図２】
2019105827.tif 000008
【図３】
2019105827.tif 000009
【図４】
2019105827.tif 000010
【図５】
2019105827.tif 000011
【図６】
2019105827.tif 000012
【図７】
2019105827.tif 000013
【図８】
2019105827.tif 000014
【図９】
2019105827.tif 000015
【図１０】
2019105827.tif 000016
【図１１】
2019105827.tif 000017
【図１２】
2019105827.tif 000018
【図１３】
2019105827.tif 000019
【図１４】
2019105827.tif 000020