(57)【要約】【課題】近距離は勿論のこと遠距離からの視認性に優れるとともに視野角特性にも優れた発光素子用レンズの提供を目的とする。【解決手段】レンズ体の底部に形成した発光素子取付部３に配設される発光素子２からの発光が、レンズ体の周壁４で全反射して前方へ放射する発光素子用レンズ１において、このレンズ体の周壁には、該レンズ体の中心軸との角度を上記底部からレンズ前面５にかけて段階的に小さくすることで形成される境界となる角部７，８を周設し、この周設された角部が発光素子２からの光を前面に散乱してレンズ前方から見て同心円状に照射する。【選択図】図２
2005174693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ体の底部に形成した発光素子取付部に配設される発光素子からの発光をレンズ体の周壁で全反射して前方へ放射する逆円錐台状の発光素子用レンズの上記周壁には、該レンズ体の中心軸との角度を上記底部からレンズ前面にかけて変化させることで形成される角部を１個所若しくは複数個所周設することにより、上記発光素子からの光をこの周設された角部が前面に散乱してレンズ前方から見て同心円状に照射することを特徴とする発光素子用レンズ。
【請求項２】
レンズ前面の中央部には凸レンズ部を突設形成したことを特徴とする請求項１記載の発光素子用レンズ。
【請求項３】
レンズ前面の中央部には凸レンズ部を突設形成するとともに、該凸レンズ部の外周には断面が半球状の凸条を周回状に突設形成したことを特徴とする請求項１記載の発光素子用レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置等に用いられるＬＥＤ（発光ダイオード）チップ等の発光素子の上部を被覆して配設し発光素子の光を収束する集光レンズに係り、特に小径な発光素子からの光を広い発光面積でかつ効率良く好適に照射することができる発光素子用レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
元来、ＬＥＤ等の発光素子そのものの発光する領域はピンポイントであり、そのままでは無指向性の照明となり光が拡散してしまい、一定程度の面積の発光面を形成できず、また遠距離からの視認性も劣ることから、通常発光素子前方を覆って光を収束させる集光レンズを配設することが行われている。この集光レンズは、底部に発光素子取付部を形成し、この底部から前方に向かって放物線曲線を描く壁面で、発光素子からの光を全反射して前方へと放射するものである。
【特許文献１】実公平６−２８７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の発光素子用レンズにあっては、確かに発光素子の光を収束させることで光の散乱を抑えて光を前方に真っ直ぐ照射し、これにより遠距離からの視認性には優れるものの、逆に光の散乱が抑えられることで視認可能範囲である視野角が狭くなるという問題が生じていた。特に表示装置として用いる場合には、遠距離からの視認性とともに広視野角であることも重要なポイントとなっている。
【０００４】
そこで本発明にあっては、上述した課題を解決すべく、近距離は勿論のこと遠距離からの視認性に優れるとともに視野角特性にも優れた発光素子用レンズの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の発光素子用レンズは、レンズ体の底部に形成した発光素子取付部に配設される発光素子からの発光をレンズ体の周壁で全反射して前方へ放射する逆円錐台状の発光素子用レンズの上記周壁には、該レンズ体の中心軸との角度を上記底部からレンズ前面にかけて変化させることで形成される角部を１個所若しくは複数個所周設することにより、上記発光素子からの光をこの周設された角部が前面に散乱してレンズ前方から見て同心円状に照射することを特徴とする。
【０００６】
レンズ前面の中央部には凸レンズ部を突設形成したことを特徴とする。
【０００７】
また、レンズ前面の中央部には凸レンズ部を突設形成するとともに、該凸レンズ部の外周には断面が半球状の凸条を周回状に突設形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の発光素子用レンズによれば、レンズ体の底部に形成した発光素子取付部に配設される発光素子からの発光をレンズ体の周壁で全反射して前方へ放射する逆円錐台状の発光素子用レンズの上記周壁には、該レンズ体の中心軸との角度を上記底部からレンズ前面にかけて変化させることで形成される角部を１個所若しくは複数個所周設することで、この周設された角部が上記発光素子からの光を前面に散乱してレンズ前方から見て同心円状に照射することとなり、これによりレンズの前面には周壁で全反射した平面光と、この平面光よりも明るい同心円状のリング光とが一緒になった光の照射が得られ、近距離は勿論のこと、このリング光により遠距離でも優れた視認性が得られるものである。
【０００９】
また、レンズ前面の中央部には凸レンズ部を突設形成することで、レンズ体周壁では反射せずに直接レンズ中央部分を透過する光が凸レンズ部で収束し、より一層拡散を抑えて遠方にまで光を照射することができる。さらに、レンズ前面と凸レンズ部との境界には、発光素子からの光が他の部分よりも多く集まって明るいリング光となって前面に照射されることとなり、近距離は勿論のこと、遠距離での視認性も向上させる。
【００１０】
また、レンズ前面の中央部には凸レンズ部を突設形成するとともに、該凸レンズ部の外周には断面が半球状の凸条を周回状に突設形成することで、レンズ体周壁では反射せず、かつ凸レンズ部も透過することなく、凸レンズ部の外周を透過する光が上記凸条で収束し、さらに一層拡散を抑えて遠方に光を照射することができる。そして、レンズ前面と凸条との境界が、同心円状に２重に形成され、発光素子からの光が他の部分よりも多く集まって明るいリング光となって前面に照射されることとなり、発光素子からの光が他の部分よりも多く集まって明るいリング光となって前面に照射されることとなり、近距離は勿論のこと、遠距離での視認性もさらに一層向上させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１〜図２は、本発明の第１の実施例の発光素子用レンズ１を示すものであり、透明な合成樹脂材を略円錐台状に成形して得られるこの発光素子用レンズ１は、底部にＬＥＤ等の発光素子２を配設するための発光素子取付部３を形成し、周壁４はこのレンズの中心軸との角度を発光素子取付部３からレンズ前面にかけて３段階に小さくして傾斜形成し、さらにレンズ前面５を平面としかつその中央部にはこのレンズ前面５の幅径よりも小径な前方が凸となる凸レンズ部６（Ｒ５．７８）を突設形成している。レンズ前面５は、その外周縁を鍔縁状にわずかに突出させて拡げた形状としている。周壁４の３段階の傾斜部は、底部からレンズ前方にかけてレンズの中心軸との角度をそれぞれ、４０．６１°、３２．１９°、２６．８７°としている（勿論、これら以外の角度でもよい）。そして、この３段階の傾斜部の境界となる周設された角部７，８からは、レンズ前方から見て明るい同心円状のリング光が照射される。
【００１２】
図３〜図４は、本発明の第２の実施例の発光素子用レンズ１１を示すものであり、透明な合成樹脂材を略円錐台状に成形して得られるこの発光素子用レンズ１１は、底部にＬＥＤ等の発光素子２を配設するための発光素子取付部１２を形成し、周壁１３はこのレンズの中心軸との角度を発光素子取付部１２からレンズ前面にかけて３段階に小さくして傾斜形成し、周壁１３の３段階の傾斜部は、上述の第１の実施例と同様に、底部からレンズ前方にかけてレンズの中心軸との角度をそれぞれ、４０．６１°、３２．１９°、２６．８７°としている（勿論、これら以外の角度でもよい）。さらにレンズ前面１４を平面（その外周縁を鍔縁状にわずかに突出させて拡げた形状としている）とし、かつその中央部にはこのレンズ前面１４の幅径よりも小径な前方が凸となる凸レンズ部１５を突設形成するとともに、その基端部から先端部にかけての中途部分で曲率を小さくし、基端部の曲率をＲ５．１４、先端部の曲率をＲ４．６５としている。そして、この３段階の傾斜部の境界となる周設された角部１６，１７と、凸レンズ部１５の曲率の境界１８からは、レンズ前方から見て明るい同心円状のリング光が照射される。
【００１３】
図５〜図６は、本発明の第３の実施例の発光素子用レンズ２１を示すものであり、この発光素子用レンズ１２は、上述した第１の実施例の発光素子用レンズ１をアレンジしたものであり、底部にＬＥＤ等の発光素子２を配設するための発光素子取付部２２を形成し、周壁２３はこのレンズの中心軸との角度を発光素子取付部２２からレンズ前面にかけて３段階に小さくして傾斜形成し、周壁２３の３段階の傾斜部は、底部からレンズ前方にかけてレンズの中心軸との角度をそれぞれ、４０．６１°、３２．１９°、２６．８７°としている（勿論、これら以外の角度でもよい）。さらにレンズ前面２４を平面とし、かつその中央部にはこのレンズ前面２４の幅径よりも小径な前方が凸となる凸レンズ部２５を突設形成するとともに、凸レンズ部２５の外周に断面が半球状の凸条２６を周回状に突設形成している。そして、この３段階の傾斜部の境界となる周設された角部２７，２８と、凸条２６のレンズ前面２４との境界２９，３０からは、レンズ前方から見て明るい同心円状のリング光が照射される。
【００１４】
尚、上述した実施例にあってはレンズ周壁に形成した傾斜部の境界となる角部を２個所設けたが、これに限定されることなく、１個所若しくは３個所以上であってもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の発光素子用レンズの第１の実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の発光素子用レンズの第１の実施例を示す縦断面図である。
【図３】本発明の発光素子用レンズの第２の実施例を示す斜視図である。
【図４】本発明の発光素子用レンズの第２の実施例を示す縦断面図である。
【図５】本発明の発光素子用レンズの第３の実施例を示す斜視図である。
【図６】本発明の発光素子用レンズの第３の実施例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  発光素子用レンズ
２  発光素子
３  発光素子取付部
４  周壁
５  レンズ前面
６  凸レンズ部
７，８  角部
１１  発光素子用レンズ
１２  発光素子取付部
１３  周壁
１４  レンズ前面
１５  凸レンズ部
１６，１７  角部
２１  発光素子用レンズ
２２  発光素子取付部
２３  周壁
２４  レンズ前面
２５  凸レンズ部
２６  凸条
２７，２８  角部
２９，３０  境界
【図１】
2005174693.tif 000003
【図２】
2005174693.tif 000004
【図３】
2005174693.tif 000005
【図４】
2005174693.tif 000006
【図５】
2005174693.tif 000007
【図６】
2005174693.tif 000008