(57)【要約】      （修正有）【課題】矩形の照明区域を備える発光ダイオードレンズを提供する。【解決手段】光学機能部１と、ベース２と、を備える。ベース２は発光ダイオードを取り付けるための光入射溝２０を有し、光学機能部１は、光出射を調節するための基準面１０と、光出射曲面１２とを有する。基準面１０上の短軸をＺ軸方向、主軸をＸ軸方向、短軸と主軸が互いに垂直して、２つの軸の交差場所を通過する軸線をＹ軸方向として、三次元の標準座標系を形成する。光学機能部１とベース２は、前記三次元の標準座標系のＺ−Ｙ平面及びＸ−Ｙ平面は面の対称を形成して、対称かつ均一な輝度を有する矩形の照明区域を提供することができる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
光学機能部と、ベースと、を有し、矩形の照明区域を備える発光ダイオードレンズであって
前記光学機能部は、ひょうたん状を形成し、かつ短軸と主軸に対称する基準面と、
複数の曲面上のドットパターンからなり、前記基準面に接続され、前記複数の曲面上のドットパターンは、前記短軸をＺ軸方向、前記主軸をＸ方向、かつ前記短軸と前記主軸とが互いに垂直するとともに、２つの軸の交差場所を通過する軸線をＹ軸方向とすることによって、三次元の標準座標系の第１オクタント（ｏｃｔａｎｔ）が形成され、前記第１オクタントに位置する前記複数の曲面上のドットパターンにおいて、Ｚ−Ｘ平面に位置する（ｚ，ｘ）は下記：（０，７．０６）、（１．５０，６．８５）、（２．６５，６．３４）、（３．７１，５．５１）、（４．４２，４．４３）、（４．６６，２．９１）、（４．４０，１．３５）、（４．１１，０）のいずれかを含み、Ｚ−Ｙ平面に位置する（ｚ，ｙ）は下記：（０，５．１７）、（０．９９，５．０６）、（２．２８，４．５５）、（３．３０，３．７０）、（３．９９，２．６７）、（４．４５，１．４１）、（４．６６，０）のいずれかを含み、Ｘ−Ｙ平面に位置する（ｘ，ｙ）は下記：（０，４．３８）、（１．６７，４．３５）、（３．３１，４．２６）、（４．８７，３．７６）、（６．１９，２．６９）、（６．８８，１．２９）、（７．０６，０）のいずれかを含むようにする光出射曲面と、を有する、
前記ベースは光入射溝を有し、前記基準面に接続されている、
前記光学機能部と、前記ベースとは、三次元の標準座標系のＺ−Ｙ平面及びＸ−Ｙ平面を介して、面の対称を形成する、矩形の照明区域を備える発光ダイオードレンズ。
【請求項２】
前記ベースは、前記主軸の両端に対向して設ける一対の取付耳をさらに有することを特徴とする、請求項１記載の矩形の照明区域を備える発光ダイオードレンズ。
【請求項３】
前記ベースは、発光ダイオードレンズと発光ダイオードを固定するため、前記光入射溝の両側に設ける一対のフーティングを設けられていることを特徴とする、請求項１記載の矩形の照明区域を備える発光ダイオードレンズ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は発光ダイオードレンズに関し、特に発光ダイオードの点光源を変換して、矩形の照明区域有し、かつ均一な輝度の発光効果を有する発光ダイオードレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードの光エネルギー変換効率が引き続き向上する趨勢に従い、省電力、高輝度、寿命が長い、反応時間が短かい、冷發光、水銀を含まないなどの長所から、将来のスターとして期待されている。特に省エネ、炭素軽減の特性は、環境保護の潮流によりかなうことから、発光ダイオードが徐々に従来の蛍光灯、白熱灯、ハロゲン灯などの光源に取って変わり、幅広く各種の照明装置に応用されている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
良い照明を得るため、最適な方式によって照明施設の機能と目的を体現し、空間の使用者が対象を正確に認識し、かつ周囲の状況を把握できるように提供する必要がある。適切な照度のほか、照明区域についても照明設計の一つの重点である。建築物内部の照明は、地面の輝度のほか、壁部、天井など周囲の環境も使用者に明るく、快適な雰囲気を感じさせる相応な照明を提供する必要がある。道路の照明など室外の照明は、路面に均一な照度が得られ、使用者が道路及び道路上にある人、車と物品をはっきり視認する必要がある。一方、発光ダイオードは点光源であるため、そのまま照明に使用することはできない。光反射または屈折機能を有する要素によって、照明区域を変換する必要がある。しかし、公知技術の屈折レンズまたは反射カップが提供できる光線の偏向効果は、光線の大部分が中心部に集光されており、均一な発光効果が得られない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このため、本考案より提供する発光ダイオードレンズは、点光源の出射光を一つの照明区域に集中させ、照明区域内の光線が均一な分布を得られるほか、公知の円形または楕円形の照明区域を矩形の照明区域に変換することができる。
本考案の主な目的は、照明区域を矩形に変換し、均一な照明を提供できる発光ダイオードレンズを提供することである。
【０００５】
前述目的を達成するため、本考案の矩形の照明区域を備える発光ダイオードレンズは、光学機能部と、ベースと、を備える。光学機能部はひょうたん状を形成していて、かつ短軸と主軸に対称する基準面と、複数の曲面上のドットパターンからなり、前記基準面に接続する光出射曲面と、を有する。そのうち、短軸をＺ軸方向とし、主軸をＸ軸方向とし、短軸と主軸が互いに垂直するとともに、２つの軸の交差場所を通過する軸線をＹ軸方向とすることによって、三次元の標準座標系の第１オクタント（ｏｃｔａｎｔ）が形成され、その第１オクタントに位置する曲面上のドットパターンにおいて、Ｚ−Ｘ平面上に位置する（ｚ，ｘ）は以下の点：（０，７．０６）、（１．５０，６．８５）、（２．６５，６．３４）、（３．７１，５．５１）、（４．４２，４．４３）、（４．６６，２．９１）、（４．４０，１．３５）、（４．１１，０）のいずれかを含み、Ｚ−Ｙ平面上に位置する（ｚ，ｙ）は以下の点：（０，５．１７）、（０．９９，５．０６）、（２．２８，４．５５）、（３．３０，３．７０）、（３．９９，２．６７）、（４．４５，１．４１）、（４．６６，０）のいずれかを含み、Ｘ−Ｙ平面上に位置する（ｘ，ｙ）は以下の点（０，４．３８）、（１．６７，４．３５）、（３．３１，４．２６）、（４．８７，３．７６）、（６．１９，２．６９）、（６．８８，１．２９）、（７．０６，０）のいずれかを含むように構成される。ベース基準面に接続され、光入射溝を有する。光学機能部とベースとは、三次元の標準座標系のＺ−Ｙ平面及びＸ−Ｙ平面を介して面の対称を形成する。
【０００６】
そのうち、ベースはレンズを灯具への取り付けに便利なように、さらに一対の取付耳を対向して主軸の両端部に設けられている。
【０００７】
そのうち、ベースはさらに、発光ダイオードレンズと発光ダイオードを固定するため、光入射溝の両側に取り付ける一対のフーティングを設けられている。
前述設計により、本考案より提供する発光ダイオードレンズを利用し、点光源の出射光を屈折効果によって、一つの照明区域に集中させ、光線が主軸と短軸方向において、対称かつ均一に分布できるほか、公知の円形または楕円形の照明区域を矩形の照明区域に変換して、照明器具が設置するときに、照明の死角をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本考案の好ましい実施例の立体外観図である。
【図２】本考案の好ましい実施例のＺ−Ｘ平面における上視図である。
【図３】本考案の好ましい実施例のＺ−Ｙ平面における側視図である。
【図４】本考案の好ましい実施例のＸ−Ｙ平面における断面図である。
【図５】本考案の好ましい実施例のＺ−Ｙ平面における光路図である。
【図６】本考案の好ましい実施例の照度分布図である。
【図７】本考案もう一つ好ましい実施例の立体外観図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
本考案の内容のさらなる理解を図るため、下記の説明に図式を組み合わせ、参考に供する。
【実施例】
【００１０】
図１ないし４の本考案の好ましい実施例の立体外観図、Ｚ−Ｘ平面における上視図、Ｚ−Ｙ平面における側視図と、Ｘ−Ｙ平面における断面図を参照する。図に示すように、本考案の矩形の照明区域を備える発光ダイオードレンズは、発光ダイオード３の光源を結合することにより、点光源の出射光を調節して、矩形の照明区域に変換するに備える。発光ダイオードレンズは、光学機能部１と、ベース２と、を備える。光学機能部１は屈折と反射の光学物理性質を利用し、発光ダイオード３の光出射を調節する。ひょうたん状を形成基準面１０は短軸１０２と主軸１０４に対称して設けられ、基準面１０の縁は光出射曲面１２に接続され、光出射曲面１２は複数の曲面上のドットパターン１２０によってその外形を構成する。そのうち、曲面上のドットパターン１２０は短軸１０２をＺ軸方向、主軸１０４をＸ軸方向、短軸１０２と主軸１０４が互いに垂直していて、２つの軸の交差場所を通過する軸線をＹ軸方向として、三次元の標準座標系の第１オクタント（ｏｃｔａｎｔ）を形成する。基準面１０は、光出射曲面１２に対向するもう一つの側は、ベース２に接続され、ベース２は発光ダイオード３を収容するため、さらに光入射溝２０を設けられ、かつ光入射溝２０は光線の屈折を補助する機能を有する。
【００１１】
曲面上のドットパターン１２０は、Ｚ−Ｘ平面上に位置する（ｚ，ｘ）は以下の点：（０，７．０６）、（１．５０，６．８５）、（２．６５，６．３４）、（３．７１，５．５１）、（４．４２，４．４３）、（４．６６，２．９１）、（４．４０，１．３５）、（４．１１，０）のいずれかであってもよいし、Ｚ−Ｙ平面上に位置する（ｚ，ｙ）は以下の点：（０，５．１７）、（０．９９，５．０６）、（２．２８，４．５５）、（３．３０，３．７０）、（３．９９，２．６７）、（４．４５，１．４１）、（４．６６，０）のいずれかであってもよいし、Ｘ−Ｙ平面上に位置する（ｘ，ｙ）は以下の点：（０，４．３８）、（１．６７，４．３５）、（３．３１，４．２６）、（４．８７，３．７６）、（６．１９，２．６９）、（６．８８，１．２９）、（７．０６，０）のいずれかであってもよい。その効果は、図５本考案の好ましい実施例のＺ−Ｙ平面における光路図を参照する。図に示すように、光出射曲面１２はＺ−Ｙ平面上において、Ｙ軸と対称され、発光ダイオード３を光入射溝２０に取り付けて起動されたとき、発光ダイオードレンズによって、光線を内側に集中し、均一な分布を形成する。光学機能部１と、ベース２は、三次元標準座標系のＺ−Ｙ平面とＸ−Ｙ平面と面の対称を形成されるため、矩形、かつ均一な光出射を形成する。その効果は、図６本考案の好ましい実施例の等照度曲線図を参照する。図において、Ｘ軸及びＺ軸の座標単位はミリメータ（ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｓ，  ｍｍ）であり、左側の照度表の単位はルックス（ｌｕｘ，  ｌｘ）である。図から明らかなように、発光ダイオードレンズの照明区域は矩形を形成され、かつ均一に対称した光線が分布されている。
【００１２】
引き続き、図７の本考案もう一つ実施例の立体外観図を参照する。図示のように、ベース２は灯具との結合に便利にするため、さらに一対の取付耳２２を主軸１０４の両端に対向して設けている。ベース２は、発光ダイオードレンズと発光ダイオード３を基板上に順調に結合するため光入射溝２０の両側に対称して取り付ける一対のフーティング２４をさらに設けている。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
よって、本考案を実施すれば、発光ダイオードの光線を有効に矩形の均一な分布に導き、点光源を屈折効果によって、一つの照明区域に集約させ、光線を主軸と短軸方向において対称に分布させるほか、公知技術の円形または楕円形の照明区域を矩形の照明区域に変換させ、道路の照明に設置した場合は照明の死角を防止でき、街灯に設置した場合は照明区域を互いにつなぎ合わせて、路面を明るくさせ、発光ダイオードの機能を最大に発揮することができる。
【符号の説明】
【００１４】
１          光学機能部
１０        基準面
１０２      短軸
１０４      主軸
１２        光出射曲面
１２０      曲面上のドットパターン
２          ベース
２０        光入射溝
２２        取付耳
２４        フーティング
３          発光ダイオード
【図１】
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【図２】
0003176566.tif 000004
【図３】
0003176566.tif 000005
【図４】
0003176566.tif 000006
【図５】
0003176566.tif 000007
【図６】
0003176566.tif 000008
【図７】
0003176566.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月20日(2012.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
点光源たる発光ダイオードからの出射光により形成される略円形の照明区域を略矩形の照明区域に変換するための発光ダイオードレンズであって、
ベース及び光学機能部を備え、
前記ベースは、前記発光ダイオードを、当該発光ダイオードからの出射光が前記光学機能部に入射される姿勢で収容するための光入射溝を有し、
前記光学機能部は、
前記点光源たる前記発光ダイオードの位置を原点として直交する主軸（Ｘ軸）及び短軸（Ｚ軸）のそれぞれに関して線対称であるひょうたん状をなすとともに、当該光学機能部と前記ベースとの境界を構成する基準面と、
前記主軸と、前記短軸と、当該主軸及び当該短軸の双方に対し前記原点で直交する軸線（Ｙ軸）とからなる三次元の標準座標系の第１オクタント（ｏｃｔａｎｔ）が、前記原点を（０、０）として、前記短軸上及び前記主軸上の任意単位の一対の相対値の組合せ（０，７．０６）、（１．５０，６．８５）、（２．６５，６．３４）、（３．７１，５．５１）、（４．４２，４．４３）、（４．６６，２．９１）、（４．４０，１．３５）、（４．１１，０）で表わされるドットを結ぶ曲線を前記軸線方向に視た輪郭形状を有し、前記短軸上及び前記軸線上の任意単位の一対の相対値の組合せ（０，５．１７）、（０．９９，５．０６）、（２．２８，４．５５）、（３．３０，３．７０）、（３．９９，２．６７）、（４．４５，１．４１）、（４．６６，０）で表わされるドットを結ぶ曲線を前記主軸方向に視た輪郭形状を有し、前記主軸上及び前記軸線上の任意単位の一対の相対値の組合せ（０，４．３８）、（１．６７，４．３５）、（３．３１，４．２６）、（４．８７，３．７６）、（６．１９，２．６９）、（６．８８，１．２９）、（７．０６，０）で表わされるドットを結ぶ曲線を前記短軸方向に視た輪郭形状を有する光出射曲面と、を有し、
前記ベース及び前記光学機能部のそれぞれは、前記三次元の標準座標系の前記短軸及び前記軸線で構成される平面及び前記主軸及び前記軸線で構成される平面に関して面対称をなす
ことを特徴とする発光ダイオードレンズ。
【請求項２】
前記ベースは、前記主軸の両端に相対して設けられる一対の取付耳をさらに有することを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードレンズ。
【請求項３】
前記ベースは、前記光入射溝の両側に設けられる、当該発光ダイオードレンズと前記発光ダイオードとを互いに固定するための一対のフーティングをさらに有することを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードレンズ。