(57)【要約】      （修正有）【課題】集中及び均一な照明光の模様を有し、製造タイプが増加され製造が便利となることによって、使用性を向上させるレンズ構造を提供する。【解決手段】本レンズ構造は、反射部１０と投射部２０と位置規制部３０とを含み、反射部の底面の中央に徐々に絞られる第１の段差屈折面となる側壁のある凹溝が設けられ、反射部の側壁が、第１の反射セグメント１２と第２の反射セグメント１３と第３の反射セグメント１４と第４の反射セグメント１５とに下から上へ分けられ、投射部が反射部の第４の反射セグメントに結合され、その上面に投射面２１が設けられ、位置規制部が反射部と投射部との側壁を結合する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
徐々に絞られる第１の段差屈折面となる側壁のある凹溝が底面の中央に設けられ、第１の反射セグメントと第２の反射セグメントと第３の反射セグメントと第４の反射セグメントとに下から上へ分けられてなるように側壁を構成した反射部と、
前記反射部の第４の反射セグメントに結合され、上面に投射面が設けられた投射部と、
前記反射部と前記投射部との側壁を結合する位置規制部とを含むレンズ構造。
【請求項２】
前記反射部は、逆のテーパ状になるようにその側壁を下から上へ徐々に大きくし、前記投射部は柱状体になり、前記位置規制部はリング状であり、また、前記凹溝の第１の段差屈折面は、下から上へ徐々に絞られるとともに複数の屈折セグメントに分けられてなることを特徴とする請求項１に記載のレンズ構造。
【請求項３】
前記第１の反射セグメントと第２の反射セグメントと第３の反射セグメントと第４の反射セグメントなどの各々の表面は、アーク状、平坦状または凹アーク状のうち一つであり、前記第１の反射セグメントの曲率半径の範囲は２０〜１５０ｍｍ、前記第１の反射セグメントの表面曲率値の範囲は０．０１〜０．０７ｍｍで、前記第２の反射セグメントの曲率半径の範囲は０〜６４ｍｍ、前記第２の反射セグメントの表面曲率値の範囲は０〜０．０２ｍｍで、前記第３の反射セグメントの曲率半径の範囲は５４〜１５０ｍｍ、前記第３の反射セグメントの表面曲率値の範囲は０〜０．０１ｍｍで、前記第４の反射セグメントの曲率半径の範囲は２０〜１５３ｍｍ、前記第４の反射セグメントの表面曲率値の範囲は０〜０．０５ｍｍであり、前記反射セグメントごとの曲率半径が変動範囲を有し、該変動範囲は＋１０％ｍｍ〜−１０％ｍｍに介在することを特徴とする請求項１に記載のレンズ構造。
【請求項４】
下から上へ徐々に絞られる第１の段差屈折面となる側壁のある凹溝が底面の中央に設けられ、第１の反射セグメントと第２の反射セグメントと第３の反射セグメントと第４の反射セグメントと第５の反射セグメントに下から上へ分けられてなるように側壁を構成した反射部と、
前記反射部の第５の反射セグメントに結合され、上面に投射面が設けられた投射部と、
前記反射部と前記投射部との側壁を結合しリング状となる位置規制部とを含むレンズ構造。
【請求項５】
前記反射部は、逆のテーパ状になるようにその側壁を下から上へ徐々に大きくし、前記投射部は柱状体になり、前記第１の反射セグメントと第２の反射セグメントと第３の反射セグメントと第４の反射セグメントと第５の反射セグメントなどの各々の表面は、アーク状、平坦状または凹アーク状のうち一つであり、前記第１の反射セグメントの曲率半径の範囲は２０〜１５０ｍｍ、前記第１の反射セグメントの表面曲率値の範囲は０．０１〜０．０７ｍｍで、前記第２の反射セグメントの曲率半径の範囲は０〜６４ｍｍ、前記第２の反射セグメントの表面曲率値の範囲は０〜０．０２ｍｍで、前記第３の反射セグメントの曲率半径の範囲は５４〜１５０ｍｍ、前記第３の反射セグメントの表面曲率値の範囲は０〜０．０１ｍｍで、前記第４の反射セグメントの曲率半径の範囲は２０〜１５３ｍｍ、前記第４の反射セグメントの表面曲率値の範囲は０〜０．０５ｍｍで、前記第５の反射セグメントの曲率半径は無限大に近い、前記第５の反射セグメントの表面曲率値は０ｍｍであり、前記反射セグメントごとの曲率半径が変動範囲を有し、該変動範囲は＋１０％ｍｍ〜−１０％ｍｍに介在することを特徴とする請求項４に記載のレンズ構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、レンズ構造に関し、特に、照明ランプに取り付けられ発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ，  ＬＥＤ）と組み合わせて用いるレンズ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードは、重量が軽く、エネルギー消費が低く、使用寿命が長く、破損し難いなどの利点を有するので、従来の電球に代わって照明ランプに広く使われている。一般に照明ランプにおいては、数少ない発光ダイオードを設置するとともに凸レンズと組み合わせて施され、限られた光源で集光して投射することによって、照明効果を向上させる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の凸レンズは、その外側面が凸レンズ面で、発光ダイオードに向かう面が平面であり、平面及び凸レンズ面を光が順次に透過した後に、照射物の表面に円形模様の照明光が形成され、その中央に光が集光されるが、外縁に微弱な光環が形成されるため、所定の範囲に光を集中できず集光の効果が限られ、不均一な照明効果を生じてしまう。
【０００４】
これを鑑みて、本考案の創作者は研究や設計、組み立てに専念した。集中及び均一な照明光の模様を有し、製造タイプが増加され製造が便利となることで、その使用性を向上させるレンズ構造を提供することは、本考案の創作の動機である。
【０００５】
本考案は、集中及び均一な照明光の模様を有し、製造タイプが増加され製造が便利となることで、その使用性を向上させるレンズ構造を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本考案によるレンズ構造は、徐々に絞られる第１の段差屈折面となる側壁のある凹溝が底面の中央に設けられ、第１の反射セグメントと第２の反射セグメントと第３の反射セグメントと第４の反射セグメントとに下から上へ分けられてなるように側壁を構成した反射部と、前記反射部の第４の反射セグメントに結合され、上面に投射面が設けられた投射部と、前記反射部と前記投射部との側壁を結合する位置規制部とを含む。
【０００７】
よって、本考案によるレンズ構造は、反射部と投射部と位置規制部との組合設計で、並びに、該反射部の側壁が４つの異なるサイズの反射セグメントに分けられ、さらに、徐々に絞られる第１の段差屈折面と組み合わせて施されることにより、製造時に一部の構造及び形状を調整、加工することで、異なる程度の集中及び均一な照明光の模様を有するレンズ構造のタイプの製造が便利になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本考案に係るレンズ構造の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のレンズ構造を示す断面図である。
【図３】本考案に係る第１実施形態の第２実施例を示す断面図である。
【図４】本考案に係る第１実施形態の第３実施例を示す断面図である。
【図５】本考案に係る第１実施形態の第４実施例を示す断面図である。
【図６】本考案に係るレンズ構造の第２実施形態を示す断面図である。
【図７】図６のレンズ構造を示す斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
本考案の特徴、特点及び技術内容のさらなる深い理解は、以下の本考案に係る詳細説明及び添付図面を参照すれば得られるが、添付図面はあくまでも参考や説明に過ぎず、本考案を局限するものではない。
【実施例】
【００１０】
＜本考案の第１実施形態＞
図１〜図５に示すように、レンズ構造は、反射部１０と投射部２０と位置規制部３０とを含み、反射部１０の底面中央に凹溝１１が設けられ、凹溝１１の側壁は、徐々に絞られる第１の段差屈折面１１０であり、また、反射部１０の側壁は、第１の反射セグメント１２と第２の反射セグメント１３と第３の反射セグメント１４と第４の反射セグメント１５とに下から上へ分けられてなる。投射部２０が反射部１０の第４の反射セグメント１５に結合され、投射部２０の上面に投射面２１が設けられる。位置規制部３０は、反射部１０と投射部２０との間の側壁を結合した。
【００１１】
第１実施形態では、凹溝１１内に光源となる発光ダイオード（図示せず）が搭載され、放射する複数の光が第１の段差屈折面１１０を透過して屈折され、これらの屈折された光が第１の反射セグメント１２から第４の反射セグメント１５までへそれぞれ出射し、投射部２０にそれぞれ反射して、投射部２０の投射面２１で投射され、集中及び均一な照明光の模様となる。
【００１２】
本考案は、製造便利を図るとともにレンズ構造のタイプを増加するため、第１実施形態では、反射部１０の側壁を４つの異なるサイズの反射セグメントに分けて、さらに、徐々に絞られるような第１の段差屈折面１１０と組み合わせて施されることにより、製造時に一部の構造及び形状を調整、加工することで、異なる程度の集中及び均一な照明光の模様を有するレンズ構造のタイプが便利に製造できる。
【００１３】
また、第１の反射セグメント１２から第４の反射セグメント１５までの区画について、図２に示すように、反射部１０の側壁に下から上へ設けられた第１の区切りＳ１と第２の区切りＳ２と第３の区切りＳ３と第４の区切りＳ４と第５の区切りＳ５により、反射部１０を４層の反射セグメントに下から上へ分けられてなる。図中では、反射部１０の底面をＸ軸、反射部１０の中心軸をＹ軸とし、中心軸から反射部１０の側壁までの距離をＸ軸座標、反射部１０の底面に対する高さをＹ軸座標とすることで、各区切りごとの位置が明確に定められた。図２から図５は、第１実施形態の第１実施例〜第４実施例のレンズ構造をそれぞれ示しており、以下に、各反射部１０の区切りごとの座標位置（誤差範囲は、＋０．０５ｍｍ〜−０．０５ｍｍ）、反射セグメントごとの曲率半径及び表面曲率値について記述する。
【００１４】
１）第１実施例の反射部１０（図２に示すように）：第１の区切りＳ１（４．３５，０．００）、第２の区切りＳ２（６．７６，２．９９）、第３の区切りＳ３（８．０１，５．００）、第４の区切りＳ４（１０．１１，８．８０）、第５の区切りＳ５（１２．９６，１４．５９）とし、第１の反射セグメント１２の曲率半径Ｒ１は２０ｍｍ、表面曲率値は０．０５ｍｍで、第２の反射セグメント１３の曲率半径Ｒ２は４４ｍｍ、表面曲率値は０．０２ｍｍで、第３の反射セグメント１４の曲率半径Ｒ３は９０ｍｍ、表面曲率値は０．０１ｍｍで、第４の反射セグメント１５の曲率半径Ｒ４は１４０ｍｍ、表面曲率値は０ｍｍである。
【００１５】
２）第２実施例の反射部１０（図３に示すように）：第１の区切りＳ１（４．５７，０．００）、第２の区切りＳ２（６．９９，３．４４）、第３の区切りＳ３（９．２５，７．４５）、第４の区切りＳ４（１１．４１，１２．０７）、第５の区切りＳ５（１２．５５，１４．６０）とし、第１の反射セグメント１２の曲率半径Ｒ１は３８ｍｍ、表面曲率値の範囲は０．０２〜０．０３ｍｍで、第２の反射セグメント１３の曲率半径Ｒ２は２８ｍｍ、表面曲率値の範囲は０．０１〜０．０２ｍｍで、第３の反射セグメント１４の曲率半径Ｒ３は７６ｍｍ、表面曲率値の範囲は０〜０．０１ｍｍで、第４の反射セグメント１５の曲率半径Ｒ４は５２ｍｍ、表面曲率値の範囲は０〜０．０２ｍｍである。
【００１６】
３）第３実施例の反射部１０（図４に示すように）：第１の区切りＳ１（３．９３，０．００）、第２の区切りＳ２（６．３６，３．０８）、第３の区切りＳ３（７．５５，４．９４）、第４の区切りＳ４（９．７１，８．８２）、第５の区切りＳ５（１２．４８，１４．６０）とし、第１の反射セグメント１２の曲率半径Ｒ１は２０ｍｍ、表面曲率値の範囲は０．０２〜０．０７ｍｍで、第２の反射セグメント１３の曲率半径Ｒ２は４７ｍｍ、表面曲率値の範囲は０．０１〜０．０２ｍｍで、第３の反射セグメント１４の曲率半径Ｒ３は６２ｍｍ、表面曲率値は０．０１ｍｍで、第４の反射セグメント１５の曲率半径Ｒ４は１４４ｍｍ、表面曲率値の範囲は０〜０．０１ｍｍである。
【００１７】
４）第４実施例の反射部１０（図５に示すように）：第１の区切りＳ１（３．９３，０．００）、第２の区切りＳ２（６．３６，３．０９）、第３の区切りＳ３（７．５６，４．９７）、第４の区切りＳ４（９．７２，８．８５）、第５の区切りＳ５（１２．４８，１４．５９）とし、第１の反射セグメント１２の曲率半径Ｒ１は２３ｍｍ、表面曲率値の範囲は０．０２〜０．０７ｍｍで、第２の反射セグメント１３の曲率半径Ｒ２は６４ｍｍ、表面曲率値の範囲は０．０１〜０．０２ｍｍで、第３の反射セグメント１４の曲率半径Ｒ３は５４ｍｍ、表面曲率値は０．０１ｍｍで、第４の反射セグメント１５の曲率半径Ｒ４は１５３ｍｍ、表面曲率値の範囲は０〜０．０１ｍｍである。
【００１８】
第１実施形態では、反射部１０は、上記の４つの実施例に限られず、他の均等な構造で実施しても良い、この場合、各区切りごとの座標位置、各反射セグメントの曲率半径及び表面曲率値について、異なる数値及び範囲を有することもある。
【００１９】
また、投射部２０の投射面２１を凸レンズの構造で実施されないとき、且つ、集光及び照度を均一させる効果を達するため、図２に示すように、凹溝１１の第１の段差屈折面１１０が下から上へ徐々に絞られ、且つ複数の屈折セグメント１１１、１１２、１１３、１１４に分けられるように構成されることにより、これらの屈折セグメント１１１〜１１４を透過した光を第１の反射セグメント１２〜第４の反射セグメント１５に対応して屈折させることができる。本考案のレンズ構造の反射部１０は、逆のテーパ状になるようにその側壁を下から上へ徐々に大きくし、投射部２０は柱状体になり、位置規制部３０はリング状である。
【００２０】
反射時に、各反射セグメントの表面で反射部１０内の光を投射面２０に再び反射し、投射された光を集中させ、且つ均一な照明光の模様になるため、上記の第１の反射セグメント１２と第２の反射セグメント１３と第３の反射セグメント１４と第４の反射セグメント１５などの各々の表面は、アーク状、平坦状または凹アーク状構造となるように実施される。
【００２１】
＜本考案の第２実施形態＞
図６及び図７は、本考案による第２実施形態のレンズ構造を示し、図６及び図７に示すように、本考案が上記の第１実施形態とは、反射部１０の側壁が第１の反射セグメント１２と第２の反射セグメント１３と第３の反射セグメント１４と第４の反射セグメント１５と第５の反射セグメント１６とに下から上へ分けられてなり、投射部２０が反射部１０の第５の反射セグメント１６に結合される点で異なっている。
【００２２】
第２実施形態では、反射部１０の高さが第１実施形態の反射部の高さに近いので、第２実施形態は、反射部１０の側壁に下から上へ６つの区切りが設けられる。図６では、各区切りごとの座標位置は、第１の区切りＳ１（３．５５，０．００）、第２の区切りＳ２（４．９０，２．００）、第３の区切りＳ３（７．７１，６．１９）、第４の区切りＳ４（１０．７９，１０．９９）、第５の区切りＳ５（１１．８６，１３．００）、第６の区切りＳ６（１２．００，１４．６０）とする。
【００２３】
第１の反射セグメント１２と第２の反射セグメント１３と第３の反射セグメント１４と第４の反射セグメント１５と第５の反射セグメント１６などの各々の表面は、アーク状、平坦状または凹アーク状構造となるように実施される。また、第１の反射セグメント１２の曲率半径Ｒ１は１５０ｍｍ、表面曲率値は０．０１ｍｍで、第２の反射セグメント１３の曲率半径Ｒ２は０ｍｍ、表面曲率値は０ｍｍで、第３の反射セグメント１４の曲率半径Ｒ３は１５０ｍｍ、表面曲率値は０．０１ｍｍで、第４の反射セグメント１５の曲率半径Ｒ４は２０ｍｍ、表面曲率値は０．０５ｍｍで、第５の反射セグメント１は６平直状になり、その曲率半径Ｒ５は無限大、表面曲率値は０ｍｍである。よって、レンズ構造のタイプが増加され、投射された照明光の模様を細かく調整することができ、集中且つ均一化の向上に便利となる。
【００２４】
本明細書で記述された反射セグメントごとの曲率半径は、当該反射セグメントの表面確率値の範囲に応じて変動し、反射セグメントごとの曲率半径が変動範囲を有し、該変動範囲は＋１０％ｍｍ〜−１０％ｍｍであり、例えば、図６の曲率半径Ｒ３は１５０ｍｍで、変動後の曲率半径Ｒ３の実際数値は１５０±１０％ｍｍ、すなわち、１３５〜１６５ｍｍであり、他の曲率半径もこれに従っている。
【００２５】
以上の説明は、単に本考案の好ましい実施例に過ぎず、本考案の実用新案登録請求の範囲を局限するものではなく、いずれの当該分野における通常の知識を有する専門家は、本考案の分野の中で、適当に変更や修飾などを実施できるが、それらの実施が本考案の主張範囲内に含まれるべきことは言うまでもないことである。
【符号の説明】
【００２６】
１０              反射部
１１              凹溝
１２              第１の反射セグメント
１３              第２の反射セグメント
１４              第３の反射セグメント
１５              第４の反射セグメント
１６              第５の反射セグメント
２０              投射部
２１              投射面
３０              位置規制部
１１０            第１の段差屈折面
１１１、１１２、１１３、１１４  屈折セグメント
Ｓ１              第１の区切り
Ｓ２              第２の区切り
Ｓ３              第３の区切り
Ｓ４              第４の区切り
Ｓ５              第５の区切り
Ｓ６              第６の区切り
Ｒ１〜Ｒ５        曲率半径
【図１】
0003173214.tif 000003
【図２】
0003173214.tif 000004
【図３】
0003173214.tif 000005
【図４】
0003173214.tif 000006
【図５】
0003173214.tif 000007
【図６】
0003173214.tif 000008
【図７】
0003173214.tif 000009