(57)【要約】      （修正有）【課題】一種の非球面狭照射角度発光ダイオードの光学レンズ及びそれを構成する発光ダイオード構成材を提供する。【解決手段】該光学レンズ１３の凹面を光源側に、凸面を映像側にそれぞれ設けるように構成し、構成された発光ダイオード（ＬＥＤ）構成材１０はＬＥＤダイ放射光源１１の集光が行われ、ピーク強度１５°から３０°まの狭照射角度の円形光分散パターンが形成される。これにより、単純な光学レンズでもって、ＬＥＤの放射光源を所定の光分散パターンに集光可能のほか、光度比例値８５％を超える要求に適合し、照明、携帯電話機又はカメラのフラッシュライトに応用できる。【選択図】図２
0003146185.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
一種の発光ダイオード構成材に応用でき、非球面狭照射角度発光ダイオード光学レンズにおいて、中心軸の光源側から映像側に配列される発光ダイオードダイ、シール材、及び光学レンズを含める非球面狭照射角度発光ダイオード光学レンズにおいて、
該光学レンズは凹面と凸面を備えたガラス製光学部材より仕上げられたレンズであって、該凹面は光源と対向配置させて光源側の光学面とし、凸面は映像側と対向配置させて映像側光学面として、少なくとも一つの光学面は非球面であって、かつ、式（Ａ）の条件が適合されることを特徴とする光学レンズ。
【数１】
0003146185.tif 000019
【請求項２】
該光学レンズはさらに式（Ｂ）の条件が適合されることを特徴とする請求項１記載の非球面狭照射角度発光ダイオードの光学レンズ。
【数２】
0003146185.tif 000020
【請求項３】
該光学レンズはさらに式（Ｃ）の条件が適合されることを特徴とする請求項１記載の非球面狭照射角度発光ダイオードの光学レンズ。
【数３】
0003146185.tif 000021
【請求項４】
該光学レンズはさらに式（Ｄ）の条件が適合されることを特徴とする請求項２記載の非球面狭照射角度発光ダイオードの光学レンズ。
【数４】
0003146185.tif 000022
【請求項５】
該光学レンズはプラスチック製であることを特徴とする請求項１記載の非球面狭照射角度発光ダイオードの光学レンズ。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光学レンズを構成する非球面狭照射角度発光ダイオード及び発光ダイオードダイにおいて、１５°から３０°までの狭照射角度円形光分散パターンが含められて、かつ、式（Ｅ）の条件が適合されることを特徴とする発光ダイオード構成材。
【数５】
0003146185.tif 000023
【請求項７】
該発光ダイオードダイ放射光源の光度と映像側無限距離光源光度の比較値は式（Ｆ）の条件が適合されることを特徴とする請求項６記載の発光ダイオード構成材。
β／α≧８５％  ・・・（Ｆ）
αは該発光ダイオードダイ放射光源の光度
βは該発光ダイオード構成材映像側無限距離において空気中の回折と散乱効果を無視された光度
【請求項８】
該光学レンズはプラスチック製であることを特徴とする請求項６記載の非球面狭照射角度発光ダイオード構成材。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は一種の非球面狭照射角度発光ダイオードの光学レンズ及びそれを構成する発光ダイオード構成材、特に一種のＬＥＤ光源で光分散パターンが生成される光学レンズに応用でき、さらにその構成された発光ダイオード構成材はＬＥＤ照明、携帯電話又はカメラのフラッシュライトに応用できる。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードことＬＥＤは低電圧、低消費電力、寿命が長いなどの長所を有するため、すでに表示（indicator）、照明（illuminator）などの分野で大量使用されている。ＬＥＤは光色単純、小型化と平面実装可能などの長所を有するため、携帯電話機やカメラのフラッシュライトに採用されている。しかしながら、ＬＥＤダイから放射する光源は点の光源のため、輝度不均衡の特性がある。光源の集約について、すでに多くの研究学者が従事されている。ダイの小型化や発光効率の向上など、光学レンズの採用も重要な開発目標となっている。
【０００３】
ＬＥＤ光学レンズ設計は主に一次光学レンズ（primary optical lens）と二次光学レンズ（secondary optical lens）に分けられる。一次光学レンズはＬＥＤダイ上にレンズが直接に実装され、通常は集光（concentrate）を主な目的とする。二次光学レンズは１個又は数個のＬＥＤアレイ（Array）が使用され、光源分散を主な目的とする。公知技術の一次光学レンズについて、特許文献１では対称式非球面レンズ、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６などでは球面レンズ、さらに特許文献７はバルク式ＬＥＤに球面レンズがそれ使用されている。
【０００４】
高度化の運用について、一次光学レンズは集光機能のほか、広角度、小角度、円形、楕円形など特殊の光分散パターンが生成され、ＬＥＤアレイと組み合わせて使用するときに、最適な光学効果を発生させるため、均一のピーク強度（peak intensity）において、特定の光分散パターン（distribution pattern）を生成しなければならない。一次光学レンズの応用は図１に示す通り、ＬＥＤダイ２１にレンズ２３を覆う。ＬＥＤダイ２１の放射光源はレンズ２３によって集光した上、所定の光分散パターンを形成する。
【０００５】
該一次光学レンズは公知技術として、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２及び特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７、特許文献１８、特許文献１９、特許文献２０、特許文献２１などは光学レンズにより光分散パターン、特許文献２２、特許文献２３は楕円形光分散パターン、特許文献２４は１６０度以下の矩形、正方形又は細長い形状の光分散パターンをそれぞれ生成することが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】ＥＳ２１５７８２９号公報
【特許文献２】特許第３０３２０６９号公報
【特許文献３】特開２００２−１１１０６８号公報
【特許文献４】特開２００５−２０３４９９号公報
【特許文献５】ＵＳ２００６／１８７６５３号公報
【特許文献６】ＣＮ１０１０１３１９３号公報
【特許文献７】特開２００２−２２１６５８号公報
【特許文献８】特開２００４−３５６５１２号公報
【特許文献９】特開２００５−２２９０８２号公報
【特許文献１０】特開２００６−０７２８７４号公報
【特許文献１１】特開２００７−１４０５２４号公報
【特許文献１２】特開２００７−１１５７０８号公報
【特許文献１３】ＵＳ２００５／１６２８５４号公報
【特許文献１４】ＵＳ２００６／１０５４８５号公報
【特許文献１５】ＵＳ２００６／０７６５６８号公報
【特許文献１６】ＵＳ２００７／１１４５５１号公報
【特許文献１７】ＵＳ２００７／１５２２３１号公報
【特許文献１８】ＵＳ７，３４４，９０２号公報
【特許文献１９】ＵＳ７，３４５，４１６号公報
【特許文献２０】ＵＳ７，３５２，０１１号公報
【特許文献２１】ＴＷＭ３３２７９６号公報
【特許文献２２】特開平６−７４２５号公報
【特許文献２３】ＷＯ２００７／１００８３７号公報
【特許文献２４】ＣＮ２００７１０１１８９６５．０号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
科学技術の進歩に連れて、電子製品は軽薄短小ならび多機能に発展しており、特に電子製品ではデジタルカメラ（Digital Still Camera）、ＰＣカメラ（PC Camera）、ネットワークカメラ（Network Camera）携帯電話機などはレンズが基本の装備となりつつある。さらに、携帯型情報端末（ＰＤＡ）などもレンズ装備の需要が見え始めた。よって、この種の製品に使用されるＬＥＤフラッシュライト又は照明用ＬＥＤ灯具は１個又は複数個のＬＥＤ構成材によりアレイが組み込まれている。なお、携帯便利と人間工学ニーズに合わせることや、ＬＥＤフラッシュライト又は照明用ＬＥＤ灯具は所定のルーミナスに適合させるため、様々な光分散パターンＬＥＤの構成材を組み合わせるほか、小容積と低コストが要求されている。ＬＥＤ一次光学レンズのニーズについて、公知技術の複雑な外観設計又は回折面を持つ光学レンズが製造困難のほか、プラスチック射出成型による変形やコスト高いなどの欠点が残る。よって、外観単純で、かつ、簡単製造の発光ダイオードレンズ設計と構成はＬＥＤの放射光源を集光してピーク強度（peak intensity）１５°から３０°までの狭照射角度円形光分散パターンからなるＬＥＤ構成材、かつ、光度の比例値が８５％のものが、利用者がもっとも望むものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ＬＥＤ構成材に応用できる、一種の非球面狭照射角度発光ダイオードの光学レンズを提供することを本考案の主な目的とする。該ＬＥＤ構成材は発光ダイオードダイ（ＬＥＤ  ｄｉｅ）より光源が放射され、光学レンズによって光源が集光され、均一な光ピーク強度１５°から３０°までの狭照射角度円形光分散パターンを形成させ、光学レンズと発光ダイオードとの間に密封材（seal gel）を充填して構成する。該光学レンズは凹面と凸面を備えた光学部材より仕上げるレンズであって、該凹面は光源と対向配置させて光源側の光学面とし、凸面は映像側と対向配置させて映像側光学面とする。そのうち、少なくとも一つの光学面は非球面であり、かつ、以下の条件が適合される。
【数６】
0003146185.tif 000003
【０００９】
該光学レンズは光学ガラス又は化学部材のプラスチックを使用するなど、利用選択の利便性を提供することを本考案もう一つの目的とする。
【００１０】
本考案による非球面狭照射角度発光ダイオードは光学レンズ及び発光ダイオードダイを含め、該発光ダイオード構成材は１５°から３０°までの狭照射角度円形光分散パターンが含められて、該光度の比例値は８５％（β／α≧８５％）以上の要求に適合し、かつ、以下の条件が適合される一種の発光ダイオード構成材を提供することを本考案もう一つの目的とする。
【数７】
0003146185.tif 000004
【考案の効果】
【００１１】
よって、本考案による非球面狭照射角度発光ダイオード光学レンズと該光学レンズより構成される発光ダイオード構成材は１５°から３０°の狭照射角度円形光分散パターンが含められて、光度の比例値は８５％以上の要求に適合するほか、該光学レンズは形状単純、薄型、製造簡単などの長所を有するため、一個のＬＥＤ又はＬＥＤアレイに設けて、照明又は携帯電話機、カメラのフラッシュライトに提供できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１２】
本考案による構造と技術特徴をより確実にするため、好ましい実施例を以下の図式と合わせて詳細説明する。
【００１３】
＜実施例１＞
図２は本考案による一種の非球面狭照射角度発光ダイオードの光学レンズ及びそれを構成する発光ダイオード構成材のＬＥＤ構成材の概略図である。中心軸ｚに沿って、光源側から映像側はＬＥＤダイ１１、シール材１２と光学レンズ１３の順序に配列されている。光源はＬＥＤダイ１１から放射し、シール材１２経由して光学レンズ１３により集光を行い、中心軸ｚに対して１５°から３０°まで釣り合った狭照射角度円形光分散パターンの光度を映像側に放射される。該光学レンズ１３は凹面と凹面を備えた光学部材より作られたレンズであって、凹面は光源側と向き合う光学面Ｒ１であり、該凸面は映像側に向き合う光学面Ｒ２である。そのうち、少なくとも一つの光学面を非球面とする。光学レンズ１３の光学面Ｒ１、Ｒ２及び有効焦点距離は式（１）、式（２）及び式（３）の条件を適合し、ＬＥＤダイ１１の放射角度２ωと光学レンズ１３より形成する光強度の光分散パターン角度２φは式（４）の条件を適合する。
【００１４】
そのうち、シール材１２の部材使用は制限されない。ＬＥＤ構成材の常用部材として光学樹脂（resin）又は珪素ゲル（silicon gel）などがある。
【００１５】
光学レンズ１３の光学面Ｒ１とＲ２は非球形光学面より構成される場合、該非球面の方程式（Aspherical Surface Formula）は式（６）に示す。式（６）において、ｃは曲率、ｈはレンズ高さ、Ｋは円錐常数（Conic Constant）、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０はそれぞれ４、８、１０階調の非球面係数（Nth Order Aspherical Coefficient）である。
【数８】
0003146185.tif 000005
【００１６】
図３は本考案の光路概略図である。ＬＥＤダイ１１放射光源の最大角度が２ω（中心軸ｚにて釣り合う）、光学レンズ１３により集光及び回折された後、２φ角度（中心軸ｚにて釣り合う）にて必要な光分散パターン及び（β／α≧７０％）で要求された条件を適合する。そのうち、αはＬＥＤダイ放射光源の光度、βは映像側の相関無限距離（ｆｓの１００倍）の光源光度であって、空気の回折（reaction）と散乱効果（scattering）を無視する。さらに、該光学レンズ１３は光学ガラス又は光学プラスチックスより製造される。
【００１７】
前記した構成要素により、本考案による非球面狭照射角度の発光ダイオードは光学レンズ及びそれを構成する発光ダイオード構成材は１５°から３０°までの狭照射角度円形光分散パターンに適合でき、ＬＥＤ構成材１０より所定の光パターンを放射させ、かつ、光度比例値８５％（β／α≧８５％）の要求を適合するほか、１個又は様々な光パターンによりアレイに組み込んで使用できる。
【００１８】
本考案の応用例として、ＬＥＤダイ１１寸法は１．０×１．０ｍｍ、光学レンズ１３は直径５ｍｍそれぞれ使用し、各実施例の応用状況を比較説明する。ただし、ＬＥＤダイ１１の寸法と光学レンズ１３の直径はそれぞれ前記した寸法に限られないものとする。
【００１９】
図２と図４は本考案のＬＥＤ光学レンズをＬＥＤ構成材への取付概略図及び実施例１の光ピーク強度分布と照射角度による極座標相関図である。
【００２０】
下表（１）は光源側から映像側まで中心軸ｚに沿ってＬＥＤダイ１１、シール材１２、光学レンズ１３の光源側光学面Ｒ１と映像側光学面Ｒ２の曲率半径Ｒ（単位：ｍｍ）（the radius of curvature Ｒ）、間隔ｄ（単位：ｍｍ）（the on-axis surface spacing）、ＬＥＤダイ１１放射光源の最大角度は２ω（度、ｄｅｇ）、光学レンズ１３放射光源の光分散パターン最大角度２φ（度、ｄｅｇ）、各回折率（Ｎｄ）、各厚み（thickness）、各アッベ数（abbe’s number）ｖｄそれぞれ示す。表（１）において、光学面（Surf）に＊記号があるものは非球面光学面を示す。
【表１】
0003146185.tif 000006
【００２１】
下表（２）は各光学面の非球面、式（６）の各係数である。
【表２】
0003146185.tif 000007
【００２２】
本実施例において、シール材１２の回折率Ｎｄ１は１．５２７、アッベ数ｖｄ１は３４の透明光学シリカゲルによって充填されている。光学レンズ１３は回折率Ｎｄ２が１．５８２８、アッベ数ｖｄ２は６１．７のガラス部材をそれぞれ使用する。シール材１２及び光学レンズ１３の回折係数とアッベ数との組合せにより、光源の回折角度が形成される。ＬＥＤダイ１１よりα＝９．３０５ルーメンの青色光源が放射され、有効最大角度は８０°、光学レンズ１３の有効焦点距離ｆｓは５．４０８ｍｍであって、該光学レンズ１３より集光された後、２２°の狭照射角度で無限距離（ｆｓを１００倍とする）においてβ＝７．９４０ルーメン（空気中の回折と散乱効果を無視）。式（１）〜（５）はそれぞれ、
【数９】
0003146185.tif 000008
【００２３】
よって、条件式（１）〜式（５）を適合できる。図３はＬＥＤダイ１１の放射光源がシール材１２及び光学レンズ１３が通過される光路図で、図４は光ピーク強度分布と照射角度の極座標相関図である。前記した表（１）、表（２）及び図４に示す通り、本考案による非球面狭照射角度発光ダイオードは光学レンズ及びこれより構成する発光ダイオード構成材は単純な表面形状を有し、製造が簡単、発光ダイオード構成材は所定の光分散パターンが放射されるほか、各角度に於ける放射光ピーク強度分布が均一であるため、本考案の応用性を向上できることが証明されている。
【００２４】
＜実施例２＞
図２と図５は本考案のＬＥＤ光学レンズをＬＥＤ構成材への取付概略図及び実施例２の光ピーク強度と照射角度による極座標相関図である。
【００２５】
下表（３）は光源側から映像側まで中心軸ｚに沿ったＬＥＤダイ１１、シール材１２、光学レンズ１３の光源側光学面Ｒ１と映像側光学面Ｒ２の曲率半径Ｒ、間隔ｄ、ＬＥＤダイ１１放射光源の最大角度は２ω、光学レンズ１３放射光源の光分散パターン最大角度２φ、各回折率（Ｎｄ）、各厚み（thickness）、アッベ数ｖｄそれぞれ示す。下表（４）は各光学面の非球面、式（６）の各係数である。
【表３】
0003146185.tif 000009
【００２６】
本実施例において、シール材１２の回折率Ｎｄ１は１．５２７、アッベ数ｖｄ１は３４の透明光学シリカゲルによって充填されている。光学レンズ１３は回折率Ｎｄ２が１．５８２８、アッベ数ｖｄ２は６１．７のガラス部材をそれぞれ使用する。シール材１２及び光学レンズ１３の回折係数とアッベ数との組合せにより、光源の回折角度が形成される。ＬＥＤダイ１１よりα＝１３．９５８ルーメンの青色光源が放射され、有効最大角度は１２０°、光学レンズ１３の有効焦点距離ｆｓは５．４３９ｍｍであって、該光学レンズ１３より集光された後、２０°の狭照射角度で無限距離（ｆｓを１００倍とする）においてβ＝１２．２６２ルーメン（空気中の回折と散乱効果を無視）。式（１）〜（５）はそれぞれ、
【数１０】
0003146185.tif 000010
【００２７】
よって、条件式（１）〜式（５）を適合できる。前記した表（３）、表（４）及び図５に示す通り、本考案による非球面狭照射角度発光ダイオードは光学レンズ及びこれより構成する発光ダイオード構成材は単純な表面形状を有し、製造が簡単、発光ダイオード構成材は所定の光分散パターンが放射されるほか、各角度に於ける放射光ピーク強度分布が均一であるため、本考案の応用性を向上できることが証明されている。
【００２８】
＜実施例３＞
図２と図６は本考案による光学レンズをＬＥＤ構成材への取付概略図及び実施例３の光ピーク強度と照射角度による極座標相関図である。
【００２９】
下表（５）は光源側から映像側まで中心軸ｚに沿ってＬＥＤダイ１１、シール材１２、光学レンズ１３の光源側光学面Ｒ１と映像側光学面Ｒ２の曲率半径Ｒ、間隔ｄ、ＬＥＤダイ１１放射光源の最大角度は２ω、光学レンズ１３放射光源の光分散パターン最大角度２φ、各回折率（Ｎｄ）、各厚み（thickness）、アッベ数ｖｄそれぞれ示す。下表（６）は各光学面の非球面、式（６）の各係数である。
【表４】
0003146185.tif 000011
【００３０】
本実施例において、シール材１２の回折率Ｎｄ１は１．５２７、アッベ数ｖｄ１は３４の透明光学シリカゲルによって充填されている。光学レンズ１３は回折率Ｎｄ２が１．５８２８、アッベ数ｖｄ２は６１．７のガラス部材をそれぞれ使用する。シール材１２及び光学レンズ１３の回折係数とアッベ数との組合せにより、光源の回折角度が形成される。ＬＥＤダイ１１よりα＝１３．９５８ルーメンの青色光源が放射され、有効最大角度は１２０°、光学レンズ１３の有効焦点距離ｆｓは５．４０８ｍｍであって、該光学レンズ１３より集光された後、２０°の狭照射角度で無限距離（ｆｓを１００倍とする）においてβ＝１２．５７８ルーメン（空気中の回折と散乱効果を無視）。式（１）〜（５）はそれぞれ、
【数１１】
0003146185.tif 000012
【００３１】
よって、条件式（１）〜式（５）を適合できる。前記した表（５）、表（６）及び図６に示す通り、本考案による非球面狭照射角度発光ダイオードは光学レンズ及びこれより構成する発光ダイオード構成材は単純な表面形状を有し、製造が簡単、発光ダイオード構成材は所定の光分散パターンが放射されるほか、各角度に於ける放射光ピーク強度分布が均一であるため、本考案の応用性を向上できることが証明されている。
【００３２】
＜実施例４＞
図２と図７は本考案のＬＥＤ光学レンズをＬＥＤ構成材への取付概略図及び実施例４の光ピーク強度と照射角度による極座標相関図である。
【００３３】
下表（７）は光源側から映像側まで中心軸ｚに沿ったＬＥＤダイ１１、シール材１２、光学レンズ１３の光源側光学面Ｒ１と映像側光学面Ｒ２の曲率半径Ｒ、間隔ｄ、ＬＥＤダイ１１放射光源の最大角度は２ω、光学レンズ１３放射光源の光分散パターン最大角度２φ、各回折率（Ｎｄ）、各厚み（thickness）、各アッベ数ｖｄそれぞれ示す。下表（８）は各光学面の非球面、式（６）の各係数である。
【表５】
0003146185.tif 000013
【００３４】
本実施例において、シール材１２の回折率Ｎｄ１は１．５２７、アッベ数ｖｄ１は３４の透明光学シリカゲルによって充填されている。光学レンズ１３は回折率Ｎｄ２が１．５８２８、アッベ数ｖｄ２は６１．７のガラス部材をそれぞれ使用する。シール材１２及び光学レンズ１３の回折係数とアッベ数との組合せにより、光源の回折角度が形成される。ＬＥＤダイ１１よりα＝１３．９５８ルーメンの青色光源が放射され、有効最大角度は１２０°、光学レンズ１３の有効焦点距離ｆｓは５．９６３ｍｍであって、該光学レンズ１３より集光された後、２９°の狭照射角度で無限距離（ｆｓを１００倍とする）においてβ＝１２．３４３ルーメン（空気中の回折と散乱効果を無視）。式（１）〜（５）はそれぞれ、
【数１２】
0003146185.tif 000014
【００３５】
よって、条件式（１）〜式（５）を適合できる。前記した表（７）、表（８）及び図７に示す通り、本考案による非球面狭照射角度発光ダイオードは光学レンズ及びこれより構成する発光ダイオード構成材は単純な表面形状を有し、製造が簡単、発光ダイオード構成材は所定の光分散パターンが放射されるほか、各角度に於ける放射光ピーク強度分布が均一であるため、本考案の応用性を向上できることが証明されている。
【００３６】
＜実施例５＞
図２と図８は本考案のＬＥＤ光学レンズをＬＥＤ構成材への取付概略図及び実施例５の光ピーク強度と照射角度による極座標相関図である。
【００３７】
下表（９）は光源側から映像側まで中心軸ｚに沿ったＬＥＤダイ１１、シール材１２、光学レンズ１３の光源側光学面Ｒ１と映像側光学面Ｒ２の曲率半径Ｒ、間隔ｄ、ＬＥＤダイ１１放射光源の最大角度は２ω、光学レンズ１３放射光源の光分散パターン最大角度２φ、各回折率（Ｎｄ）、各厚み（thickness）、アッベ数ｖｄ、それぞれ示す。下表（１０）は各光学面の非球面、式（６）の各係数である。
【表６】
0003146185.tif 000015
【００３８】
本実施例において、シール材１２の回折率Ｎｄ１は１．５２７、アッベ数ｖｄ１は３４の透明光学シリカゲルによって充填されている。光学レンズ１３の回折率Ｎｄ２は１．５３０、アッベ数がｖｄ２は５７のプラスチックス部材をそれぞれ使用する。シール材１２及び光学レンズ１３の回折係数とアッベ数との組合せにより、光源の回折角度が形成される。ＬＥＤダイ１１よりα＝１３．９５８ルーメンの青色光源が放射され、有効最大角度は１２０°、光学レンズ１３の有効焦点距離ｆｓは５．４０８ｍｍであって、該光学レンズ１３より集光された後、２４°の狭照射角度で無限距離（ｆｓを１００倍とする）においてβ＝１２．１３３ルーメン（空気中の回折と散乱効果を無視）。式（１）〜（５）はそれぞれ、
【数１３】
0003146185.tif 000016
【００３９】
よって、条件式（１）〜式（５）を適合できる。前記した表（９）、表（１０）及び図８に示す通り、本考案による非球面狭照射角度発光ダイオードは光学レンズ及びこれより構成する発光ダイオード構成材は単純な表面形状を有し、製造が簡単、発光ダイオード構成材は所定の光分散パターンが放射されるほか、各角度に於ける放射光ピーク強度分布が均一であるため、本考案の応用性を向上できることが証明されている。
【００４０】
＜実施例６＞
図２と図９は本考案のＬＥＤ光学レンズをＬＥＤ構成材への取付概略図及び実施例６の光ピーク強度と照射角度による極座標相関図である。
【００４１】
下表（１１）は光源側から映像側まで中心軸ｚに沿ったＬＥＤダイ１１、シール材１２、光学レンズ１３の光源側光学面Ｒ１と映像側光学面Ｒ２の曲率半径Ｒ、間隔ｄ、ＬＥＤダイ１１放射光源の最大角度は２ω、光学レンズ１３放射光源の光分散パターン最大角度２φ、各回折率（Ｎｄ）、各厚み（thickness）、アッベ数ｖｄ、それぞれ示す。下表（１２）は各光学面の非球面、式（６）の各係数である。
【表７】
0003146185.tif 000017
【００４２】
本実施例において、シール材１２の回折率Ｎｄ１は１．５２７、アッベ数ｖｄ１は３４の透明光学シリカゲルによって充填されている。光学レンズ１３は回折率Ｎｄ２が１．５８２５、アッベ数ｖｄ２は６１．７のガラス部材をそれぞれ使用する。シール材１２及び光学レンズ１３の回折係数とアッベ数との組合せにより、光源の回折角度が形成される。ＬＥＤダイ１１よりα＝１３．９５８ルーメンの青色光源が放射され、有効最大角度は１５０°、光学レンズ１３の有効焦点距離ｆｓは５．４０８ｍｍであって、該光学レンズ１３より集光された後、２４°の狭照射角度で無限距離（ｆｓを１００倍とする）においてβ＝１３．４８１ルーメン（空気中の回折と散乱効果を無視）。式（１）〜（５）はそれぞれ、
【数１４】
0003146185.tif 000018
【００４３】
よって、条件式（１）〜式（５）を適合できる。前記した表（１１）、表（１２）及び図９に示す通り、本考案による非球面狭照射角度発光ダイオードは光学レンズ及びこれより構成する発光ダイオード構成材は単純な表面形状を有し、製造が簡単、発光ダイオード構成材は所定の光分散パターンが放射されるほか、各角度に於ける放射光ピーク強度分布が均一であるため、本考案の応用性を向上できることが証明されている。
【００４４】
前記した説明の通り、本考案による非球面狭照射角度発光ダイオードは光学レンズ及びそれを構成する発光ダイオード構成材の効果は表面形状が単純で、プラスチック射出成型又は金型によるガラス加工などの生産プロセスで大量生産しても変形しにくいため、生産コストを軽減できる。
【００４５】
本考案による非球面狭照射角度発光ダイオードは光学レンズ及びそれを構成する発光ダイオード構成材もう一つの効果はＬＥＤダイの照射光源は所定の光分散パターンを有するため、照明又は携帯電話機、デジタルカメラのフラッシュライトのような特定照明条件に適用できる。
【００４６】
本考案による非球面狭照射角度発光ダイオードは光学レンズ及びそれを構成する発光ダイオード構成材さらに一つの効果はＬＥＤダイの放射光源はすべての角度において均一の光ピーク強度を維持できるため、映像側に一部区域の明暗差がおきない、照明の品質が向上される。
【００４７】
以上は本考案の実施例を例示説明しているが、それらは説明目的のみであって、本考案になんらの制限を加わるものではない。よって、この種の技術を熟知する者は本考案の精神及び範疇に対する変更、修正、又は等効果変更などはなお本考案の請求範疇に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】公知技術によるＬＥＤ光学レンズをＬＥＤ構成材への応用概略図である。
【図２】本考案による一種の非球面広照射角度発光ダイオードの光学レンズ及びそれを構成する発光ダイオード構成材のＬＥＤ構成材の概略図である。
【図３】本考案のＬＥＤ光学レンズ光路の概略図である。
【図４】本考案実施例１によるＬＥＤ構成材の光ピーク強度分布と照射角度との極座標関係図である。
【図５】本考案実施例２によるＬＥＤ構成材の光ピーク強度分布と照射角度との極座標関係図である。
【図６】本考案実施例３によるＬＥＤ構成材の光ピーク強度分布と照射角度との極座標関係図である。
【図７】本考案実施例４によるＬＥＤ構成材の光ピーク強度分布と照射角度との極座標関係図である。
【図８】本考案実施例５によるＬＥＤ構成材の光ピーク強度分布と照射角度との極座標関係図である。
【図９】本考案実施例６によるＬＥＤ構成材の光ピーク強度分布と照射角度との極座標関係図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  ＬＥＤ構成材
１１、２１  ＬＥＤダイ
１２  シール材
１３  光学レンズ
２３  レンズ
Ｒ１  光源側光学面又はその曲率半径
Ｒ２  映像側光学面又はその曲率半径
ｄ０  中心軸上ＬＥＤダイの厚み
ｄ１  中心軸上ＬＥＤダイの表面から光学レンズ光源側までの光学面距離
ｄ２  中心軸光学レンズの厚み
ω    ＬＥＤダイ放射光源最大角度の半分
φ    光学レンズ放射する光分散パターン最大角度の半分
Ｎｄ  回折率
ｖｄ  アッベ数
α    ＬＥＤダイ放射光源の光度値
β    映像側無限距離光源の光度
【図１】
0003146185.tif 000024
【図２】
0003146185.tif 000025
【図３】
0003146185.tif 000026
【図４】
0003146185.tif 000027
【図５】
0003146185.tif 000028
【図６】
0003146185.tif 000029
【図７】
0003146185.tif 000030
【図８】
0003146185.tif 000031
【図９】
0003146185.tif 000032