(57)【要約】  細長いレンズ（３００）が、当該レンズの発光面上に長軸に沿ったトラフ（３１０）を有して形成される。細長いレンズ（３００）は、その外周の周りの湾曲壁（３２５）と、湾曲壁（３２５）とトラフ（３１０）との間の滑らかな移行部（３１７）とを含み得る。トラフ（３１０）は、長軸及び短軸の双方に沿って凹形状を含み得るが、該凹形状の曲率半径は、長軸と短軸との間で異なり得る。トラフ（３１０）の大きさ及びこれらの曲率半径によって、照明パターンの偏心が制御され得る。
2018519630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光デバイスであって、
発光素子と、
短軸、長軸、及び上面を持つ細長いレンズであり、当該発光デバイスからの光の実質的大部分が前記上面を通じて放たれる、レンズと
を有し、
前記レンズの前記上面は、前記長軸に沿って延在するトラフを含む、
デバイス。
【請求項２】
前記トラフは、前記発光素子の光軸に関して、前記短軸及び前記長軸のうちの少なくとも一方に対して対称である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記上面は、当該発光デバイスの湾曲した壁の表面を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
滑らかな移行部が、前記トラフを前記湾曲した壁につなげている、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記湾曲した壁の少なくとも一部が反射性である、請求項３に記載のデバイス。
【請求項６】
前記トラフの下面は、前記短軸に沿って、前記長軸に沿った曲率とは異なる曲率を持つ、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記トラフの外周が実質的に小判形である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記レンズの外周が実質的に小判形である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
発光デバイスと、
レンズであり、
当該レンズが短軸及び長軸を持つ、細長い形状と、
上面であり、当該レンズの底面又はその下に発光素子が置かれるときに光の実質的大部分が該上面を通って当該レンズを出て行く上面と、
前記上面を前記レンズの前記底面につなげる湾曲壁と、
を有するレンズと
を有し、
前記上面は、前記短軸及び前記長軸のうちの少なくとも一方に沿って延在するトラフを含む、
車両ランプ。
【請求項１０】
レンズであって、
当該レンズが短軸及び長軸を持つ、細長い形状と、
上面であり、当該レンズの底面又はその下に発光素子が置かれるときに光の実質的大部分が該上面を通って当該レンズを出て行く上面と
を有し、
前記上面は、前記短軸及び前記長軸のうちの少なくとも一方に沿って延在するトラフを含む、
レンズ。
【請求項１１】
前記上面は、前記上面を前記レンズの前記底面につなげる湾曲した壁の表面を含む、請求項１０に記載のレンズ。
【請求項１２】
前記トラフの下面は、前記短軸に沿って及び前記長軸に沿って湾曲している、請求項１０に記載のレンズ。
【請求項１３】
前記トラフの前記下面は、前記短軸に沿って、前記長軸に沿った曲率とは異なる曲率を持つ、請求項１２に記載のレンズ。
【請求項１４】
前記トラフの外周と交差する凹部を更に有する請求項１０に記載のレンズ。
【請求項１５】
前記トラフの中に隆起部及び凹部のうちの一方を更に有する請求項１０に記載のレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光デバイスの分野に関し、特に、細長い放射パターンの生成を支援するレンズ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源によって生成された照明／放射パターンの形状を変更するために、レンズが一般的に使用されている。しばしば、細長い照明パターンが、カメラフラッシュランプ、車両ヘッドランプ、街路灯などに必要とされる。
【０００３】
Ａｍａｎｏ（天野）他に２００８年３月４日に発行されたＵＳ７３３９２００（特許文献１）「LIGHT-EMITTING  DIODE  AND  VEHICULAR  LAMP（発光ダイオードおよび車両用灯具）」は、発光デバイスからの光の発散を１つの軸に沿って増大させることによって、車両用ランプ用に細長い照明パターンを提供するレンズを開示している。中心から外れた強度と比較して、発光源の中心から見たときのいっそう大きい光強度を補償するために、そのレンズは、発光デバイスの光学中心付近の凹部と、光学中心のそれぞれの側の凸部とを含んでおり、それらの凸部は、凹部よりも大きい放射表面を有している。得られたレンズは“ピーナッツ形”であり、凹部はピーナッツの殻の狭くなった中央部に対応する。
【０００４】
図１Ａ−１Ｄは、ランバート放射パターンを放つ単一の光源から細長い照明パターンを提供するピーナッツ形レンズ１００の一例を示している。図１Ａは、狭くされた中央領域１１０が、より大きい２つのローブ１２０を隔てるピーナッツ形状を示す斜視図である。これらの図示は、縮尺通りではなく、図示及び説明の容易さのために誇張された造形を含んでいることがある。一部の形態では、より大きいローブ１２０とより小さい中央領域１１０との間の大きさ／体積の差は、これらの図に示されるものよりも実質的に小さいことがある。
【０００５】
図１Ｂは、図１のピーナッツ形レンズの上面図を示し、図１Ｃ及び図１Ｄは、それぞれ、図１ＢのビューＣ−Ｃ及びＤ−Ｄに沿って取られた断面図を示している。ビューＣ−Ｃは長軸１３０に沿って取られており、ビューＤ−Ｄは短軸１４０に沿って取られている。図１Ｃに示されるように、断面Ｃ−Ｃに沿って眺めたとき、より大きいローブ１２０は凸面を形成し、中央領域１１０は凹構造を形成する。図１Ｄに示されるように、中央領域１１０の断面は凸面を形成する。この凸断面は、レンズの長軸１３０を通るレンズの全長にわたって延在して、より大きいローブ１２０を含み、凸面の半径がそれに応じて変化する。光源１５０は、半導体発光デバイス（ＬＥＤ）又は複数の発光デバイスとすることができ、レンズのリセス内に配置されたり、又はレンズの下面若しくはその付近に置かれたりする。
【０００６】
図２Ａ及び２Ｂは、それぞれ、各軸１３０、１４０に関して、レンズ１００を通る光伝播を示している。開示されているように、レンズ１００は、凹レンズ部分２１０と、凹レンズ部分２１０のそれぞれの側の２つの凸レンズ部分２２０とを含んでいる。これらのレンズ部分の各々が、光源１５０に対する光軸を提供する。凹レンズ部分２１０は光軸２０１を提供し、凸レンズ部分２２０の各々は光軸２０２を提供する。各光軸２０２は、光源１５０から凸レンズ２２０の曲率中心２０５を通って延在する。凹レンズ２１０は、光源１５０から放たれた光を、光軸２０１から遠ざけるように分散させて、長軸１３０に沿った細長い発光パターンを形成する働きをする。凸レンズ２２０の各々は、その光軸２０２に向けて光を収束させる働きをし、それにより、長軸１３０に沿った細長い発光パターンがもたらされる。レンズ２１０、２２０の大きさ及び曲率の適切な選択により、均一に照射される細長い発光パターンが形成され得る。
【０００７】
短軸１４０に対するレンズ１００の断面は、凸レンズ２４０を形成する。長軸１３０上の任意の点に沿って取られる断面は、破線２４０’によって示されるように、同様の形状をした凸レンズを形成し、その大きさは、長軸１３０に沿ったレンズ１００の高さ及び幅に対して相対的である。図示されるように、凸レンズ２４０は、光源１５０からの光を集中させて／コリメートして、短軸１４０に沿って比較的狭い発光パターンを形成する働きをする。凸レンズ２４０’は、光源１５０からの光を同様に集中させて／コリメートして、短軸１４０に沿った狭めの発光パターンを維持することになる。
【０００８】
レンズ１００によって形成される全体の発光パターンは、一方の軸において長く、他方の軸において狭く、実質的に長方形又は小判形の照明パターンを形成する。しかしながら、レンズ１００の複雑な形状は、各寸法におけるパラメータ間の相互依存性を導入する。例えば、短軸（図２Ｂ）に対して、もっと広い照明パターンが望まれる場合、凸レンズ２４０の曲率半径を小さくする必要があり得る。レンズ２４０の形状のこの変化は、レンズ２２０の実現可能な形状を制限してしまい得る。レンズの物理的な大きさと、適切な金型を形成する方法と、についての制約も、レンズの形状を制限してしまい得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第７３３９２００号明細書
【発明の概要】
【００１０】
各軸における照明パターンの形状に関していっそう大きい独立性を可能にするような、細長い照明パターンを提供するレンズを提供することが有利であろう。例えば、長方形／小判形の各寸法の制御のいっそう大きい独立性を有した、実質的に長方形又は小判形の照明パターンを供するレンズを提供することが有利であろう。
【００１１】
これらの関心事のうちの１つ以上を、より良く解決するため、本発明の一実施形態においては、細長いレンズが、当該レンズの発光面上に長軸に沿った細長いトラフを有して形成される。細長いレンズは、その外周の周りの湾曲壁と、該湾曲壁とトラフとの間の滑らかな移行部とを含み得る。トラフは、長軸及び短軸の双方に沿って凹形状を含み得るが、該凹形状の曲率半径は、長軸と短軸との間で異なり得る。トラフの大きさ及びこれらの曲率半径によって、照明パターンの偏心が制御され得る。
【００１２】
発光デバイスが、発光素子と、短軸、長軸、及び上面を持つ細長いレンズとを設けることによって形成され得る。発光素子からの所望の光が、上記上面を通じて放たれ、レンズの上記上面は、長軸に沿って延在するトラフ（谷状部）を含み、レンズの外周が湾曲壁を含む。
【００１３】
トラフは、発光素子の光軸に関して、短軸及び／又は長軸に対して対称とし得る。トラフを湾曲壁につなげる滑らかな移行部が存在することができ、また、湾曲壁の少なくとも一部は反射性とし得る。
【００１４】
トラフの下面は、短軸に沿って、長軸に沿った曲率とは異なる曲率を持つことができ、また、実質的に小判形である外周を有し得る。同様に、レンズの外周は実質的に小判形であるとし得る。小判形の外周はまた、長い寸法又は短い寸法において、先を切り取られてもよい
【図面の簡単な説明】
【００１５】
以下の図を含む添付図面を参照して、例として、本発明を更に詳細に説明する。
【図１Ａ】図１Ａ−２Ｄは、実質的に長方形又は小判形の照明パターンを提供する細長いレンズを含む従来技術の発光デバイスの一例を示している。
【図１Ｂ】図１Ａ−２Ｄは、実質的に長方形又は小判形の照明パターンを提供する細長いレンズを含む従来技術の発光デバイスの一例を示している。
【図１Ｃ】図１Ａ−２Ｄは、実質的に長方形又は小判形の照明パターンを提供する細長いレンズを含む従来技術の発光デバイスの一例を示している。
【図１Ｄ】図１Ａ−２Ｄは、実質的に長方形又は小判形の照明パターンを提供する細長いレンズを含む従来技術の発光デバイスの一例を示している。
【図２Ａ】図２Ａ−２Ｂは、図１Ａ−１Ｄの発光デバイスの断面を、代表的な光線とともに示している。
【図２Ｂ】図２Ａ−２Ｂは、図１Ａ−１Ｄの発光デバイスの断面を、代表的な光線とともに示している。
【図３Ａ】図３Ａ−３Ｄは、本発明の態様に従った細長いレンズを含む発光デバイスの一例を示している。
【図３Ｂ】図３Ａ−３Ｄは、本発明の態様に従った細長いレンズを含む発光デバイスの一例を示している。
【図３Ｃ】図３Ａ−３Ｄは、本発明の態様に従った細長いレンズを含む発光デバイスの一例を示している。
【図３Ｄ】図３Ａ−３Ｄは、本発明の態様に従った細長いレンズを含む発光デバイスの一例を示している。
【図４Ａ】図４Ａ−４Ｂは、図３Ａ−３Ｄの発光デバイスの断面を、代表的な光線とともに示している。
【図４Ｂ】図４Ａ−４Ｂは、図３Ａ−３Ｄの発光デバイスの断面を、代表的な光線とともに示している。
【図５Ａ】図５Ａ−５Ｄは、本発明の態様に従った細長いレンズを含む発光デバイスの他の一例を示している。
【図５Ｂ】図５Ａ−５Ｄは、本発明の態様に従った細長いレンズを含む発光デバイスの他の一例を示している。
【図５Ｃ】図５Ａ−５Ｄは、本発明の態様に従った細長いレンズを含む発光デバイスの他の一例を示している。
【図５Ｄ】図５Ａ−５Ｄは、本発明の態様に従った細長いレンズを含む発光デバイスの他の一例を示している。
【図６Ａ】図６Ａ−６Ｂは、本発明の態様に従った細長いレンズの他の一例を示している。
【図６Ｂ】図６Ａ−６Ｂは、本発明の態様に従った細長いレンズの他の一例を示している。
【図７Ａ】図７Ａ−７Ｂは、本発明の態様に従った細長いレンズの他の一例を示している。
【図７Ｂ】図７Ａ−７Ｂは、本発明の態様に従った細長いレンズの他の一例を示している。
【図８】本発明の態様に従った細長いレンズの他の一例を示している。
【図９】本発明の態様に従った細長いレンズの他の一例を示している。  図面全体を通して、同様あるいは対応する機構又は機能は、同じ参照符号で指し示す。図面は、例示目的で含められたものであり、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の説明においては、限定ではなく説明の目的で、本発明の概念の完全なる理解を提供するために、例えば特定のアーキテクチャ、インタフェース、技術などの具体的詳細事項を説明する。しかしながら、当業者に明らかなように、本発明は、これらの具体的詳細事項からは逸脱した他の実施形態でも実施され得るものである。同様に、本明細書の文章は、図面に示される実施形態例に向けられたものであり、請求項に係る発明に、請求項に明示的に含められた限定以外の限定を加えるものではない。単純化及び明瞭化の目的のため、不要な詳細事項で本発明の説明を不明瞭にしないよう、周知のデバイス、回路及び方法についての詳細な説明は省略することとする。
【００１７】
説明及び理解の容易さのため、例えば光が光源から“上に”伝播し、次いで、光源の位置とは反対側のレンズの“上面”から出て行くと仮定されるものである“頂面発光”発光デバイスを参照して、方向及び／又は向きを規定する。典型的に、光源は、表面のうちの２つが他の４つよりも大きいものとなる平行六面体である。それら大きい表面のうちの一方が、発光デバイスの“頂部”として指定される。４つの小さい表面は、典型的には殆ど又は全く光を放たない発光デバイスの“側面”である。大部分の光が、発光デバイスの“頂部”から放たれる。レンズの“上面”は、発光デバイスの“頂部”の反対側である。
【００１８】
一部の光は、レンズの‘側面’、すなわち、発光デバイスの“側面”に対向するレンズの部分、を出て行き得る。光源に対して正反対ではない表面を通じて光の実質的大部分を放つ側面発光デバイス、を作り出すように設計されるレンズとは対照的に、本発明のレンズは、光源からの光の実質的大部分が上面から出て行くように設計される。
【００１９】
図３Ａ−３Ｄは、本発明の態様に従った、光源３５０及び細長いレンズを含む発光デバイスの一例を示している。光源３５０は、例えば発光ダイオードなどの単一の発光素子、又は複数の発光素子を含み得る。
【００２０】
記載される実施形態の何れにおいても、レンズは、エポキシ、シリコーン、ゾルゲル、ガラス若しくはコンパウンド、混合物、又はこれらの混成物で作製され得る。光源の波長における屈折率は、１．４から２．２の範囲とし得る。レンズの屈折率を高める又は調節するために、シリコーン又はシリケートバインダ中に分散された、１００ｎｍ未満（好ましくは、５０ｎｍ未満）の粒径を持つ高屈折率ナノ粒子が使用されてもよい。これらの材料の詳細は、同一出願人による米国特許出願公開第２０１１／００６２４６９号に見出すことができ、その全体をここに援用する。
【００２１】
一実施形態において、光源は、０．２ｍｍから６ｍｍまでの範囲の寸法を持つ発光ダイオード（ＬＥＤ）とし得る。レンズは、ＬＥＤの寸法の１．５倍から５０倍までの範囲の外寸を有し得る。レンズの短い方の寸法に対する長い方の寸法のアスペクト比は、１．２５から５０までの範囲とし得る。
【００２２】
図３Ａは、細長いレンズ３００の斜視図を示している。図３Ｂは、細長いレンズ３００の上面図を示しており、これを通じて光が放たれる。図３Ｃは、長軸３３０に沿って取られたＣ−Ｃ断面図を示している。図３Ｄは、短軸３４０に沿って取られたＤ−Ｄ断面図を示している。レンズ３００の外周３０５は、長い寸法及び短い寸法を持つ小判形である。外周３０５は、短い寸法に沿った湾曲した端部と、長い寸法に沿った直線とを有している。他の例では、これらの直線は、例えば楕円形の外周を形成するように凸状の湾曲を有していてもよい。
【００２３】
図示されるように、レンズ３００は、上面３２０に形成されたトラフ３１０を含んでいる。本開示の目的では、トラフは、レンズ３００の軸に沿った、その軸に沿ったレンズの長さよりも短い、上面３２０の窪みとして定義される。トラフ３１０は、長い寸法と短い寸法とを持つ小判形状を有し得る。トラフの寸法の比は、レンズ３００の長い寸法と短い寸法との比と同じであってもよいし異なっていてもよく、また、トラフ３１０の外周３１５は、形状において、レンズ３００の外周３０５と同様とし得る。更に以下にて詳述するように、光源３５０から放たれた光の連続的な分散を提供するため、レンズ３００の外周３０５は、湾曲した壁３２５を含むことができ、湾曲壁３２５とトラフとの間に、滑らかな移行部３１７が存在し得る。同様に、トラフ３１０は湾曲面３１６を含み得る。説明及び理解の容易さのため、用語“上面３２０”は、ここでは、集合的に所望の光を放つレンズ３００の表面である、トラフ３１０の表面と、湾曲部３１６及び３１７の表面と、湾曲した壁３２５の湾曲部の表面とを指すように使用される。
【００２４】
レンズ３００は、光源３５０を受け入れるためのリセスを含んでいてもよい底面（ベース）３２６を含んでいる。それに代えて、光源３５０は、この底面と同一平面にあってもよいし、底面３２６の僅かに下方にあってもよい。光源３５０は、リフレクタ、リフレクタカップ、又はリフレクタリングを含んでいてもよい。
【００２５】
当業者が認識することには、不連続な表面が使用されてもよいが、一般に、照明強度における急峻な遷移を含まない照明パターンを提供するためには、滑らかな連続した表面が好ましい。しかしながら、急峻な遷移が望ましい場合、不連続な表面が所望の照明パターンを提供することがある。レンズ３００は、トラフ３１０を含めてレンズ３００の形状を提供する金型によって形成され得る。プリフォームされた細長いレンズからトラフ３１０をミリングすることを含め、レンズ３００を形成するその他の技術も実現可能である。
【００２６】
図３Ｃ及び３Ｄに示されるように、トラフ３１０は、光軸３０１の位置又はその付近の、より低い高度と、レンズ３００の上面３２０の、より高い高度とをもたらす。
【００２７】
図３ＣのＣ−Ｃ断面例において、トラフ３１０の下面３１５は、光軸３０１の近くで略平坦であってよく、そして、上面３２０のいっそう高い高度に向かって上方に湾曲し得る。この実質的に平坦な領域３１５Ｃは、より鋭い形状の凸領域よりも、光源３５０によって放たれた光の、より大きい損失をもたらし得る。窪み３１０のこのいっそう平坦な領域３１５Ｃに、臨界角よりも大きい角度で突き当たる光は、領域３１５Ｃから全反射され（ＴＩＲ）されることになり、それにより、光がデバイス内で吸収される可能性が高まる。
【００２８】
図３ＤのＤ−Ｄ断面例において、短軸３４０に沿ったトラフ３１０の下面３１５が凹形状３１５Ｄを提供しており、これも光源３５０からの光を分散させるが、凸状のローブ３２０が、長軸３３０に関してよりも、短軸３４０に沿って密な間隔であるので、さほど空間的でない。
【００２９】
レンズ３００の中央領域における光の分散の程度は、各軸３３０、３４０に沿った下面３１５の曲率半径を含めて、トラフ３１０の形状（長さ、幅、深さ、形）によって決定される。Ｃ−Ｃ断面に沿った表面３１５は、湾曲部３１６の各々に関する曲率半径と、非常に大きいものであり得る中央部３１５Ｃの曲率半径との、３つの曲率半径を含んでいる。Ｄ−Ｄ断面に沿った表面３１５は、凹部３１５Ｄの曲率半径を含んでいる。この例では、分散の程度は、長軸３３０に沿っての方が大きくなり、表面３１６における全反射が、光軸３０１から離れた角度での照明強度を増補し得る。
【００３０】
図４Ａ−４Ｂは、それぞれ、長軸３３０及び短軸３４０に対するレンズ３００中の光の伝播を例示している。
【００３１】
図４Ａに示されるように、長軸３３０に沿った断面形状は、凹レンズ部分４１０Ａと、２つの凸レンズ部分４２０とを有する。凹レンズ部分４１０Ａは、凸レンズ部分４２０がもっと大きく離間されていた場合よりは小さい程度であるが、光軸４０１から離れるように光を分散させることになる。２つの凸レンズ部分４２０は、それらの対応する光軸４０２の方に光を収束させる。
【００３２】
レンズ部分４１０Ａ、４２０の全体的な効果は、長軸３３０に沿った照明パターンの伸長である。伸張の程度は、光軸４０２の向き、曲率中心４０５、及びレンズ部分４１０Ａ、４２０の各々に関する曲率半径と、長軸３３０に沿ったプロファイルの形状に関係するその他のパラメータとによって制御され得る。
【００３３】
図４Ｂに示されるように、短軸３４０に沿った断面形状は、凹レンズ部分４１０Ｂと、２つの凸レンズ部分４４０とを有する。特に言及しておくことには、凹レンズ部分４１０Ａ（図４Ａ）及び凹レンズ部分４１０Ｂの双方がトラフ３１０（図３）によって形成されるが、レンズ部分４１０Ａ、４１０Ｂの各々の形状は互いに実質的に独立である。この例では、レンズ部分４１０Ａは、連続的に湾曲したものであるレンズ部分４１０Ｂよりも平坦である。
【００３４】
同様に、図４Ｂの２つの凸レンズ部分４４０は、図４Ａの凸レンズ部分４２０とは実質的に異なり得る。この例では、レンズ部分４４０及び４２０は幾分類似しているが、当業者が認識することには、これらのレンズ部分４２０、４４０を形成する表面３２０（図３）は、レンズ３００の周りで、均一の厚さであったり均一の高さであったりする必要はない。当業者が認識することには、照明解析プログラムを使用して、このような異なる形状間を移行するための適切な形状を決定し得る。
【００３５】
図４Ａにおいてのように、短軸３４０に対する照明パターンの広がり及び均一性は、凸レンズ部分４４０の光軸４０４の向き、これらのレンズ４４０の曲率中心４０７、及びレンズ４１０Ｂ、４４０の各々に関する曲率半径と、短軸３４０に沿ったプロファイルの形状に関係するその他のパラメータとによって制御され得る。
【００３６】
当業者が認識することには、トラフの具体的形状及びレンズの全体形状は、所望の光照射パターン及び強度分布に基づくことになる。一部の実施形態において、例えば、照明パターンの中心付近に均一な強度を提供し、各次元において所与のオフアクシス角で、徐々に又はもっと鋭く減衰させることが望ましいことがある。従来からの光伝播及び照明解析ツールを使用して、所望の照明パターン及び強度分布を生成する各寸法の形状の組み合わせを決定し得る。
【００３７】
図５Ａ−５Ｄは、本発明の態様に従った細長いレンズを含む発光デバイスの他の一例を示している。実質的に小判形（オーバル）の外周及び実質的に小判形のトラフ３１０を含むレンズ３００とは対照的に、図５Ａ−５Ｄのレンズ５００は、実質的に楕円形のプロファイル及び実質的に楕円形のトラフ５１０を含んでいる。
【００３８】
本開示の目的では、小判形（オーバル）なる用語は、楕円形又はその他の形状を含め、湾曲した外周を持つ細長い形状を記述するために使用されている。説明及び理解の容易さのため、用語“上面５２０”は、ここでは、集合的に所望の光を放つレンズの表面である、トラフ５１０の表面と、湾曲部５１７の表面と、湾曲壁５２５の湾曲部の表面とを指すように使用される。
【００３９】
図示されるように、直線部分を持たない湾曲壁５２５が、レンズ５００の実質的に楕円形の外周を形成しており、トラフ５１０も、実質的に楕円形の外周を有している。この例では、下面５１５は、長軸５３０における実質的に連続した凹状プロファイル５１５Ｃと、短軸５４０における実質的に連続した凹状プロファイル５１５Ｄとを提供している。それに対応して、長軸５３０に沿ったプロファイル５１５Ｃは、レンズ３００のいっそう平坦なプロファイル３１５Ｃよりも小さい損失で、より大きな、レンズ５００の中心からの発光パターンの分散を提供する。しかしながら、当業者が認識することには、レンズ５００の中心における光の強度を増大させるために、いずれかの軸において、下面５１５の部分はあまり湾曲されていなくてもよい。
【００４０】
上述のように、従来からの光伝播解析ツールを使用して、レンズの形状、トラフの形状、トラフ内の曲率半径、湾曲壁５２５の曲率半径、及び湾曲壁５２５とトラフ５１０との間の滑らかな移行を形成する曲率半径を決定し得る。
【００４１】
図６−９は、本発明の態様に従ったトラフを有する細長いレンズの他の例を示している。これらのレンズ例は各々、図３Ａ−３Ｄ及び図５Ａ−５Ｄのレンズ（３００、５００）に従ったレンズによって生成される発光パターンを増補する機構、及び本開示の原理に従うその他の形状を含んでいる。これらの機構は、これらの機構なしではレンズ上に“明るい領域”又は“暗い領域”を形成することになり得る領域から放たれる光を更に分散させることによって、いっそう均一な光分布を提供する働きをし得る。当業者が認識することには、所望の照明パターンを達成するために、図示されるものとは異なる大きさ及び形状の、より少数若しくは多数の機構が用いられてもよい。
【００４２】
各機構の曲率半径、レンズ本体上でのその位置及び向き、並びにレンズ本体それ自体の特性を含めて、各機構の寸法が、これらの機構を有するレンズによって提供される照明パターンに、これらの機構がどのように影響するかを決定することになる。各実施形態において、従来からのコンピュータ支援設計ツール及び／又は光伝播解析ツールを使用して、各増強／機構の形状及び寸法が、結果として得られるレンズによって生成される発光パターンに及ぼす影響を決定し得る。
【００４３】
図６Ａ−６Ｂでは、レンズ６００の外周６０５と形状において同様である外周６１５を持つトラフ６１０を含んだレンズ６００に、機構６８０が追加されており、図７Ａ−７Ｂでは、レンズ７００の外周７０５とは形状において異なる外周７１５を持つトラフ７１０を含んだレンズ７００に、機構７８０が追加されている。
【００４４】
これらの例において、レンズ７００は、図７Ｂに示すようにレンズのプロファイルに影響を及ぼすよう、レンズ６００のトラフ６１０よりも短くて深いトラフ７１０を含んでおり、レンズの本体に対するトラフの特定の構成が、所望の照明パターンに応じて異なり得ること例示する働きをしている。機構６８０及び７８０は、各々が球体の表面又は楕円体の表面の一部である表面を有した複数の凸面ディンプルとし得る。
【００４５】
図８では、レンズ８００のトラフ８１０の中心に凸状機構８８０が追加されており、図９では、レンズ９００のトラフ９１０の中心に凹状機構（ディンプル）９８０が追加されている。当業者が認識することには、機構８８０又は９８０は同様に平坦面であってもよい。機構８８０及び９８０は各々、球体の表面又は楕円体の表面の一部である表面を有し得る。
【００４６】
図６−９の各々において、これらの機構は、それらがレンズの本体と交差するところで鋭いエッジを有するように図示されている。しかしながら、当業者が認識することには、本体から各機構への滑らかな移行が、より均一な照明パターンを提供してもよい。
【００４７】
図面及び以上の説明にて本発明を詳細に図示して記述してきたが、これらの図示及び記述は、限定的なものではなく、例示的又は典型的なものと見なされるべきであり、本発明は開示した実施形態に限定されるものではない。
【００４８】
例えば、レンズの下面及び湾曲壁の直立部分が反射性である実施形態で本発明を動作させて、それにより、吸収損失及び／又は望ましくない方向への光伝播を抑制することが可能である。レンズの凸領域と凹領域との間の移行部（例えば、図３Ｃのレンズ３００の３１６）も、これらの領域における全反射（ＴＩＲ）を増補するために、反射性であってもよい。凹領域も、全反射を増加させるために、全体的又は部分的に反射材料でコーティングされてもよい。
【００４９】
開示した実施形態へのその他の変形が、図面、本開示及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解されて実現され得る。請求項において、用語“有する”はその他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞“ａ”又は“ａｎ”は複数であることを排除するものではない。請求項中の如何なる参照符号も、範囲を限定するものとして解されるべきでない。
【図１Ａ】
2018519630.tif 000003
【図１Ｂ】
2018519630.tif 000004
【図１Ｃ−１Ｄ】
2018519630.tif 000005
【図２Ａ】
2018519630.tif 000006
【図２Ｂ】
2018519630.tif 000007
【図３Ａ】
2018519630.tif 000008
【図３Ｂ】
2018519630.tif 000009
【図３Ｃ】
2018519630.tif 000010
【図３Ｄ】
2018519630.tif 000011
【図４Ａ】
2018519630.tif 000012
【図４Ｂ】
2018519630.tif 000013
【図５Ａ】
2018519630.tif 000014
【図５Ｂ】
2018519630.tif 000015
【図５Ｃ】
2018519630.tif 000016
【図５Ｄ】
2018519630.tif 000017
【図６Ａ】
2018519630.tif 000018
【図６Ｂ】
2018519630.tif 000019
【図７Ａ】
2018519630.tif 000020
【図７Ｂ】
2018519630.tif 000021
【図８】
2018519630.tif 000022
【図９】
2018519630.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月2日(2018.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光デバイスであって、
発光素子と、
短軸、長軸、及び上面を持つ細長いレンズであり、当該発光デバイスからの光の実質的大部分が前記上面を通じて放たれる、レンズと
を有し、
前記レンズの前記上面は、滑らかで連続しており、且つ前記長軸に沿って延在するトラフを含み、且つ
前記レンズの外周は、実質的に小判形又は実質的に楕円形のうちの一方である、
デバイス。
【請求項２】
前記トラフは、前記発光素子の光軸に関して、前記短軸及び前記長軸のうちの少なくとも一方に対して対称である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記上面は、当該発光デバイスの湾曲した壁の表面を含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
滑らかな移行部が、前記トラフを前記湾曲した壁につなげている、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記湾曲した壁の少なくとも一部が反射性である、請求項３に記載のデバイス。
【請求項６】
前記トラフの下面は、前記短軸に沿って、前記長軸に沿った曲率とは異なる曲率を持つ、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記トラフの外周が実質的に小判形である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
発光デバイスであって、
発光素子と、
短軸、長軸、及び上面を持つ細長いレンズであり、当該発光デバイスからの光の実質的大部分が前記上面を通じて放たれる、レンズと
を有し、
前記レンズの前記上面は、滑らかで連続しており、且つ前記長軸及び前記短軸の双方に沿って実質的に凹状であるトラフを含む、
デバイス。
【請求項９】
前記トラフは、前記発光素子の光軸に関して、前記短軸及び前記長軸のうちの少なくとも一方に対して対称である、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記上面は、当該発光デバイスの湾曲した壁の表面を含む、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１１】
滑らかな移行部が、前記トラフを前記湾曲した壁につなげている、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記湾曲した壁の少なくとも一部が反射性である、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記トラフの下面は、前記短軸に沿って、前記長軸に沿った曲率とは異なる曲率を持つ、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記レンズの外周が実質的に小判形である、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１５】
発光デバイスであって、
発光素子と、
短軸、長軸、及び上面を持つ細長いレンズであり、当該発光デバイスからの光の実質的大部分が前記上面を通じて放たれる、レンズと
を有し、
前記レンズの前記上面は、前記長軸に沿って延在するトラフを含み、前記トラフの下面は、前記トラフの中心付近で実質的に平坦である、
デバイス。
【国際調査報告】
2018519630.tif 000024
2018519630.tif 000025
2018519630.tif 000026