(57)【要約】【課題】ＬＥＤを使用した１個の発光素子を使用し、水平方向の全周囲に斑がなく、しかも垂直方向の広がりを規定の範囲内とすることができる船灯用ＬＥＤランプの提供。【解決手段】ＬＥＤを用いた発光素子と、該発光素子の発光部表面側に該発光素子からの光線を透過し屈折及び反射させるレンズとを備え、前記レンズは、前記発光素子と向き合う部分に平らな平面の入射面を有するとともに、該入射面とは反対側の端面に円錐形に窪ませた反射面を有し、側部周囲を凸型の弧状を周方向に連続させたリング型凸レンズ部とし、前記入射面から入射された発光素子からの光線が、前記反射面で反射されて前記リング型凸レンズの外周の放射面から垂直方向の広がりを所定の範囲の状態で照射されるようする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤを用いた発光素子と、該発光素子の発光部表面側に該発光素子からの光線を透過し屈折及び反射させるレンズとを備え、
前記レンズは、前記発光素子と向き合う部分に平らな平面の入射面を有するとともに、該入射面とは反対側の端面に円錐形に窪ませた反射面を有し、側部周囲を凸型の弧状を周方向に連続させたリング型凸レンズ部とし、前記入射面から入射された発光素子からの光線が、前記反射面で反射されて前記リング型凸レンズの外周の放射面から垂直方向の広がりを所定の範囲の状態で照射されるようにした船灯用ＬＥＤランプ。
【請求項２】
前記レンズは、中実の半球状をした本体部を有し、該本体部の半球状の外周面を前記放射面とし、前記本体部の頂面を円錐形に窪ませて前記反射面を構成し、前記半球状の外周面の中央部分に前記入射面を形成してなる請求項１に記載の船灯用ＬＥＤランプ。
【請求項３】
請求項前記円錐形の反射面に光反射膜を被着した請求項１又は２に記載の船灯用ＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶に付設することが法令上義務付けられている例えばマスト灯、船尾灯、左舷灯、右舷灯等の船灯に使用するＬＥＤを使用した船灯用ＬＥＤランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、船灯としては、図４に示すように１個の白熱電球１を使用し、その周囲をレンズ２で囲み、水平全周方向に斑がなく、且つ垂直方向の広がり角度αを規定の範囲内(例えば±５度)にするようにしたものが一般に使用されている。
【０００３】
また、近年において、消費電力が少なく、耐久性が高い観点からＬＥＤを使用した船灯用ＬＥＤランプが開発されており、ＬＥＤチップをレンズ内に封入した砲弾型ＬＥＤを上下方向に長い支持材に対して上下に多数並べて支持させ、水平方向の所定の角度範囲内に向けて照射するもの(例えば特許文献１)や、基板の表面にＬＥＤチップを実装し、基板表面側の封入樹脂内に埋め込んだ表面実装型ＬＥＤを支持材の水平方向の周囲に多数支持させ、水平方向の全周囲に向けて照射するもの(例えば特許文献２)が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平４−１３３３０３号公報
【特許文献２】特開２００７−２７０５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の如き従来の船灯用ＬＥＤランプにおいては、白熱電球を使用したものに比べ、省エネルギー化が図られ、耐久性も向上しているが、船灯として必要な条件である水平方向への斑の無い均一な光を得るとともに、垂直方向の広がりを一定範囲にとするためには、複数個のＬＥＤの配列を微妙に調節するとともに、特殊な反射板や特別なレンズを別途に付加する必要があり、高コストとなるという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題に鑑み、1個のＬＥＤ発光素子を使用し、水平方向の全周囲に斑がなく、しかも垂直方向の広がりを規定の範囲内とすることができる船灯用ＬＥＤランプの提供を目的とてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の如き従来の問題を解決するための請求項1に記載の発明の特徴は、ＬＥＤを用いた発光素子と、該発光素子の発光部表面側に該発光素子からの光線を透過し屈折及び反射させるレンズとを備え、前記レンズは、前記発光素子と向き合う部分に平らな平面の入射面を有するとともに、該入射面とは反対側の端面に円錐形に窪ませた反射面を有し、側部周囲を凸型の弧状を周方向に連続させたリング型凸レンズ部とし、前記入射面から入射された発光素子からの光線が、前記反射面で反射されて前記リング型凸レンズの外周の放射面から垂直方向の広がりを所定の範囲の状態で照射されるようにした船灯用ＬＥＤランプにある。
【０００８】
請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記レンズは、中実の半球状をした本体部を有し、該本体部の半球状の外周面を前記放射面とし、前記本体部の頂面を円錐形に窪ませて前記反射面を構成し、前記半球状の外周面の中央部分に前記入射面を形成したことにある。
【０００９】
請求項３に記載の発明の特徴は、請求項１又は２の構成に加え、前記円錐形の反射面に光反射膜を被着したことにある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、請求項１に記載のように、ＬＥＤを用いた発光素子と、該発光素子の発光部表面側に該発光素子からの光線を透過し屈折及び反射させるレンズとを備え、前記レンズは、前記発光素子と向き合う部分に平らな平面の入射面を有するとともに、該入射面とは反対側の端面に円錐形に窪ませた反射面を有し、側部周囲を凸型の弧状を周方向に連続させたリング型凸レンズ部とし、前記入射面から入射された発光素子からの光線が、前記反射面で反射されて前記リング型凸レンズの外周の放射面から垂直方向の広がりを所定の範囲の状態で照射されるようにしたことにより、ＬＥＤを使用した１個の発光素子を使用して全周囲に亘って均一でしかも垂直方向の広がりを一定にした船灯用ＬＥＤランプが得られる。
【００１１】
本発明は、請求項２に記載のように、前記レンズは、中実の半球状をした本体部を有し、該本体部の半球状の外周面を前記放射面とし、前記本体部の頂面を円錐形に窪ませて前記反射面を構成し、前記半球状の外周面の中央部分に前記入射面を形成したことにより、成型用型枠の形状が単純となり、製造が容易となるとともに、垂直方向のひろがりを一定にしたレンズ部分が容易に作成できる。
【００１２】
本発明は、請求項３に記載のように、前記円錐形の反射面に光反射膜を被着することにより、光源からの光の反射率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る船灯用ＬＥＤランプの概略構成を示す縦断面図である。
【図２】同、平面図である
【図３】図１に示す船灯用ＬＥＤランプの光路図である。
【図４】従来例を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に本発明の実施の形態について、図１〜図３を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図において符号１０はヒートシンク台座であり、その頂面の中央にＬＥＤを使用した発光素子１１がネジ止めされている。この発光素子１１は、一例としてホルダー１２ａの表面にＬＥＤ１２ｂを嵌め込んだＣＯＢ型ＬＥＤ発光素子を使用しているが、この他平面実装型、砲弾型等の各種のＬＥＤ発光素子を使用できる。
【００１６】
符号１３は、ヒートシング台座１０の表面に固定されたレンズ固定用ホルダーである。このホルダー１３の中央部内側には、発光素子１１の表面側を覆う空間かが形成されている。ホルダー１３にはレンズ嵌合孔１４が形成されており、ここにレンズ２０が支持されている。
【００１７】
レンズ２０は、平面形状が円形をなし、底部に水平な平面の入射面２３を有するとともに、上面には前記円形の中心と同一中心軸の円錐形に窪ませた反射面２４を有し、側部周囲を外側に膨らませた凸レンズ部２５とし、その外周面を放射面２６としている。
尚、このレンズ２０には、その成形時に樹脂注入路となるフランジ２７が一体に形成されている。
【００１８】
また、本例では凸レンズ部２５を上下方向の曲率を一定にした弧状を円周方向に連続させた形状としているが、使用する発光素子１１の配光特性に対応させて、水平方向の全周囲に斑がなくなるように、水平周方向に外周面に凹凸を形成してもよい。例えば、光軸に直行する断面の配光特性が楕円形である場合には、凸レンズ部２５の水平断面をこれに合わせた楕円形に形成する等、凸レンズ部２５の水平断面形状は必ずしも真円であることを要しない。
【００１９】
更に、具体的には、一例としてレンズ２０を中実の半球状にし、その半球状の円形平面を上向きにし、半球状の凸型をした外周面を下向きにした形状のレンズ本体部２１と、前記下向きの半球面の中央に下向きに突出した円柱状部２２とを一体に有し、円柱状部２２の下端面が、発光素子の光軸中心と直行する向きの平らな入射面２３となっている。
【００２０】
レンズ本体部２１の上面に、半球状の円形面を円錐形に窪ませた反射面２４が形成されている。
【００２１】
このように構成される船灯用ＬＥＤランプは、図１に示すように、発光素子１１から発せられる光線が、入射面２３からレンズ本体２１内に入り、一部は反射面２４を透過して上面側に出るが、反射面２４で反射された成分が、レンズ本体部２１内を通り、球面状の放射面２５を透過し、一定の垂直方向の広がりをもって水平方向の全周囲に向けて照射される。
【００２２】
この時、発光素子の光軸に直行する断面の配光特性が円形である場合、球面の上下方向の曲率を全周に亘って一定にするとともに、該球面の中心軸と反射面２４の円錐の中心線及び発光素子の後軸中心線ａを一致させることによって、垂直方向に一定の広がりを持ち、水平方向に斑の無い光を放射することができる。
【００２３】
尚、この例では放射面２５を球面の一部をもつて構成しているが、この他、上下方向の曲率が一定の凸型を反射面２４を構成している円錐の中心軸を中心線として前周囲に連続させた凸型に形成してもよい。
【００２４】
また、上述の実施例では、反射面２４をレンズ本体２１の円形上面を円錐形に窪ませることによって形成しているが、この円錐形の内面に金属蒸着等による光反射膜を被着させることにより、反射率を高め、レンズ本体２１の側部周囲のみ光を照射させるようにしてもよい。
【００２５】
更に、本例ではレンズ２０を上向きにした場合を示しているが、逆さ配置即ちレンズ２０を下向きにして取り付けてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１０  ヒートシンク台座
１１  発光素子
１２ａ  ホルダー
１２ｂ  ＬＥＤ
１３  レンズ固定用ホルダー
１４  レンズ嵌合孔
２０  レンズ
２１  レンズ本体部
２２  円柱状部
２３  入射面
２４  反射面
２５  凸レンズ部
２６  放射面
ａ  中心線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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