JP2021128927A - 拡散レンズおよびこれを含むランプ - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、拡散レンズに係る従来技術として、発光ダイオードに出射面と垂直断面上上方に膨らんだ形状を有し、平面上円形の帯形状を有する第1凸部と第2凸部とからなる発光ダイオードレンズが開示されている。また、下部と締結されるレッグ部を介して発光ダイオードとレンズがと1:1対からなる構造である(例えば特許文献1を参照)。
特許文献1の問題点は、図2のBに示すように、発光ダイオードの光軸近くのホットスポット部と暗部とを緩和させる程度にとどまるという限界があり、また、プラスチックレンズ締結のために別の締結部を有し、発光ダイオード部にエアギャップ(Air−gap)が形成されるという点にある。
特に、拡散部の凸面は、曲率中心が異なる2つ以上の曲面から形成されることを特徴とする。
ここで、前記第3曲面の曲率が、前記第1曲面の曲率および前記第2曲面の曲率より大きいことを特徴とする。
さらに、前記第1曲面と、前記第1曲面と隣り合う他の拡散部の第1曲面との間に形成され、前記第1曲面と反対方向の屈曲する変曲面が形成されたことを特徴とする。
ここで、前記変曲面の最低点を中心として前記隣り合う各拡散部の最高点間の角度θ1は、5度〜80度であることを特徴とする。
また、前記発光ダイオードから前記拡散部の最高点までの水平距離をA、前記発光ダイオードから前記第2曲面の末端までの水平距離をCとした時、A:C=1:1〜4であることを特徴とする。
そのため、前記複数の凹カット面は、平行であることを特徴とすることができる。
あるいは、前記複数の凹カット面のうち隣り合う凹カット面は、互いに面対称であってもよい。
ここで、前記変曲面の最低点を中心として前記隣り合う各拡散部の最高点間の角度θ1は、5度〜80度であることを特徴とする。
よりさらに、前記凹カット面の最低点を中心として前記拡散部の最高点と前記第2曲面の最高点との間の角度θ2は、7度〜80度であることを特徴とする。
ここで、前記拡散レンズの材質は、液状シリコーン樹脂(LSR:Liquid silicone Rubber)であることを特徴とする。
また、前記拡散レンズは、前記プリント基板に一体に射出形成されることを特徴とする。
本発明の好ましい実施例を説明するにあたり、本発明の要旨を不必要にあいまいにし得る公知の技術や繰り返される説明はその説明を縮小または省略する。
図5、6に示すように、本発明のランプは、プリント基板11と、プリント基板11上に実装される発光ダイオード12と、発光ダイオード12およびプリント基板11上に積層結合されて、発光ダイオード12から発光した光を拡散させる拡散レンズ20と、を含む。
そして、図10は第2実施例の平面形状、図11は第2実施例の側断面形状を示すものである。
本発明による拡散レンズは、発光ダイオード12およびプリント基板11上に射出形成され、プリント基板11に接するベース部130と、ベース部130の上部に相当し、発光ダイオード12から発光された光の直進方向である光軸を基準として対称となる凸面を有する複数の拡散部が複数構成される。ベース部130は、発光ダイオード12の高さを考慮した構成であるが、省略可能である。
すなわち、拡散部の凸面は、第1曲面111、第2曲面112、及び第3曲面113から形成される。
第1曲面111、第2曲面112、及び第3曲面113は、互いに曲率中心(曲率半径)が異なっていてもよいが、屈曲方向はすべて同一に構成される。
上記のような第1実施例の拡散レンズに関するより具体的な幾何学的説明は、後述する第2実施例の拡散レンズに関する幾何学的説明に含まれる。
すなわち、拡散部の凸面は、第1曲面211、第2曲面212、および第3曲面213から形成される。
ただし、第2実施例の拡散レンズ200の拡散部210には、凹カット面214が形成される。
図示するように、凹カット面214は、第1曲面211と第2曲面212との間に、これらの曲面とは反対方向に屈曲された曲面で形成されることにより、図示するように、側面視略V字形状に凹んで形成されるものである。
その場合、複数の凹カット面214は、互いに同じ形状の凹面、すなわち平行な関係で順次に形成される。
あるいは、隣り合う凹カット面214が互いに面対称的な、凹カット面214の全体としては非対称的な形状で実現できる。
そして、Aは発光ダイオードから最高点H2までの水平距離、Bは発光ダイオードから凹カット面H3までの水平距離、Cは発光ダイオードから第2曲面212の末端までの水平距離である。
また、H3は、H1より高いか、等しい。
さらに、A:Cは1:2〜4以内、B:Cは約1:2以内の比率を有することが好ましい。
ただし、上記の実施例とは異なり、各拡散部310、320、330は、単一曲率を有することを特徴とし、対称的な4つの拡散部から構成されることが好ましく、図9は、その一部を省略して示すものである。
そして、図13および図14は、比較例および本発明の実施例1〜3による拡散レンズの指向角を示すものである。
次の表1にまとめたものを参照して、比較例1、第1実施例、第2実施例、第3実施例の効果を比較説明する。
12 発光ダイオード
100、200、300 拡散レンズ
110、120、210、220、310、320、330 拡散部
111、211 第1曲面
112、212 第2曲面
113、213 第3曲面
214 凹カット面
130、230 ベース部
140、240 変曲面
Claims (20)
- 発光ダイオードに接し、前記発光ダイオードから発光する光の直進方向である光軸を基準として互いに対称となり、凸面を有する複数の拡散部を含むことを特徴とする拡散レンズ。
- 前記拡散部の凸面は、曲率中心が異なる2つ以上の曲面から形成されることを特徴とする請求項1に記載の拡散レンズ。
- 前記拡散部の凸面は、曲率中心が異なる第1曲面および第2曲面と、前記第1曲面および第2曲面の間の第3曲面と、を含み、
前記光軸から前記第1曲面、前記第3曲面、および前記第2曲面の順に一方向に順次につながるように形成されたことを特徴とする請求項2に記載の拡散レンズ。 - 前記第3曲面の曲率が、前記第1曲面の曲率および前記第2曲面の曲率より大きいことを特徴とする請求項3に記載の拡散レンズ。
- 前記第1曲面の曲率が、前記第2曲面の曲率より小さいことを特徴とする請求項3に記載の拡散レンズ。
- 前記第1曲面と、前記第1曲面と隣り合う他の拡散部の第1曲面と、の間に形成され、前記第1曲面と反対方向に屈曲する変曲面が形成されたことを特徴とする請求項3に記載の拡散レンズ。
- 前記変曲面の最低点を中心として前記隣り合う各拡散部の最高点間の角度θ1は、5度乃至80度であることを特徴とする請求項6に記載の拡散レンズ。
- 前記発光ダイオードから前記変曲面の最低点までの高さをH1、前記発光ダイオードの上面から前記隣り合う各拡散部の最高点までの高さをH2とした時に、H1:H2=1:1乃至2であることを特徴とする、請求項6に記載の拡散レンズ。
- 前記発光ダイオードから前記隣り合う各拡散部の最高点までの水平距離をA、前記発光ダイオードから第2曲面の末端までの水平距離をCとした時、A:C=1:1乃至4であることを特徴とする請求項6に記載の拡散レンズ。
- 前記拡散部の凸面は、
曲率中心が異なる第1曲面および第2曲面と、
記第1曲面および第2曲面の間の第3曲面と、
前記第1曲面と前記第3曲面との間に前記第1曲面および前記第3曲面と反対方向の屈曲を有する凹カット面と、を含むことを特徴とする請求項2に記載の拡散レンズ。 - 前記第1曲面と、前記第1曲面と隣り合う他の拡散部の第1曲面との間に形成され、前記第1曲面と反対方向の屈曲を有する変曲面が形成されたことを特徴とする請求項10に記載の拡散レンズ。
- 前記変曲面の最低点を中心として隣り合う各拡散部の最高点間の角度θ1は、5度乃至80度であることを特徴とする請求項11に記載の拡散レンズ。
- 前記発光ダイオードから前記変曲面の最低点までの高さがH1であり、前記発光ダイオードの上面から前記隣り合う各拡散部の最高点までの高さがH2である時、H1:H2=1:1乃至2であることを特徴とする請求項11に記載の拡散レンズ。
- 前記発光ダイオードから前記拡散部の最高点までの水平距離をA、前記発光ダイオードから前記第2曲面の末端までの水平距離をCとした時、A:C=1:1乃至4であることを特徴とする請求項9に記載の拡散レンズ。
- 前記凹カット面の最低点を中心として前記拡散部の最高点と前記第2曲面の最高点との間の角度θ2は、7度乃至80度であることを特徴とする請求項11に記載の拡散レンズ。
- 前記発光ダイオードから前記変曲面の最低点までの高さがH1、前記発光ダイオードの上面から前記凹カット面の最低点までの高さがH3の時、H3は、前記H1以上の高さであることを特徴とする請求項11に記載の拡散レンズ。
- プリント基板と、
前記プリント基板に実装される発光ダイオードと、
前記発光ダイオードに接し、前記発光ダイオードから発光する光の直進方向である光軸を基準として互いに対称となり、凸面を有する複数の拡散部を含む拡散レンズとを含むことを特徴とするランプ。 - 前記拡散レンズの材質は、液状シリコーン樹脂(LSR)であることを特徴とする請求項17に記載のランプ。
- 前記拡散レンズと前記発光ダイオードとの間にはエアギャップ(air−gap)がないことを特徴とする請求項18に記載のランプ。
- 前記拡散レンズは、前記プリント基板に一体に射出形成されることを特徴とする請求項18に記載のランプ。
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