JPH036602B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発光ダイオード（以下LEDと略す）
等の発光素子を光源として使用する照明装置に係
り、特に発光素子から斜め前方に出射した光を有
効に利用し照明効果を向上させるようにしたもの
である。

〔従来の技術〕

近年、半導体技術の発達により輝度の高い
LEDが開発され、しかも安価に入手し得るよう
になつたことから車輌用灯具、特に制動灯，尾灯
などの光源として電球の代りに使用することが検
討されるに至つており、その一例として第４図に
示すものが知られている。すなわち、この照明装
置１は、多数のLED２が所定の間隔をおいてマ
トリツクス状に配設されたプリント基板３と、こ
のプリント基板３の表面に配設され前記LED２
の被うレンズ４とで構成され、レンズ４の表面に
は多数の集光レンズ５が前記各LED２にそれぞ
れ対応して形成されている。集光レンズ５は
LED２から出射しインナーレンズ４を透過する
光６を集光して前方に導くためのもので、略半球
状の球面レンズ（魚眼レンズ）からなり、第５図
に示す如く互いに隙間なく密集して形成されるこ
とにより、その底部５ａが方形を構成している。
なお、７は導電パターン、８はワイヤーボンデイ
ングである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、斯かる従来の照明装置１においては
LED２から出射し斜め前方に向う光を当該LED
２に対応する集光レンズ５に効果的に入射させる
ことができず、光の有効利用という点で問題があ
つた。すなわち、LED２から出射した光６のう
ち当該LED２に対応する集光レンズ５を透過す
る光の立体角をθとすると、この立体角θより大
きな角度で出射した光６′は隣接する集光レンズ
５内に入射しあらぬ方向に出射するため照明光と
して参加せず、云いかえれば光の損失となりり照
明効果を低下させるものである。したがつて、立
体角θを大きく設定することが望ましいが、この
立体角θはLED２とレンズ４との間隔、集光レ
ンズ５の大きさ、レンズ自体の屈折率等によつて
決定されるため、これらの寸法、屈折率を変更し
ない限り光の利用効率を上げることができなかつ
た。

したがつて、本発明は上記したような従来の問
題点に鑑みてなされたもので、その目的とすると
ころは、集光レンズの大きさ、レンズ自体の屈折
率等を変更することなく集光レンズを透過する光
の立体角を大きくすることができ、光の利用効率
を向上させるようにした照明装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、内面に多数
の拡散レンズが形成されたアウターレンズと、表
面に多数の発光素子が所定の間隔をおいて配設さ
れた基板との間にインナーレンズを配設し、この
インナーレンズの表面に互いに密接する多数の集
光レンズを前記各発光素子に対応して形成し、裏
面には少なくとも周縁部が凸曲面をなす多数の補
助レンズを前記各集光レンズに対応して形成した
ものである。

〔作 用〕

本発明においては発光素子から出て補助レンズ
の凸曲面部に入射した斜め方向の光は立体角が大
きいにも拘らず、前記凸曲面によつて大きく屈折
されるため、当該素子に対応する集光レンズの周
縁部を照射透過する。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図は本発明に係る照明装置の一実施例を示
す要部断面図である。同図において、本実施例は
アウターレンズ１０と、バツクカバー１１とで灯
体１２を構成し、その内部にインナーレンズ１３
と基板１４を配設し、この基板１４の表面に多数
のLEDを所定の間隔をおいてマトリツクス状に
配設すると共に裏面にはLED点灯用の抵抗体
（図示せず）を配設したものである。

前記アウターレンズ１０はバツクカバー１１の
前面開口部を被う如く該カバー１１に取付けら
れ、内面には多数の小さな凸レンズからなる拡散
レンズ１５が密集して形成されている。

前記インナーレンズ１３は前記アウターレンズ
１０の後方に配設され、その表面には多数の集光
レンズ５が前記各LED２に対応して突出形成さ
れている。この集光レンズ５は第４図に示した従
来装置と同様、略半球状の球面レンズ（魚眼レン
ズ）からなり、互いに隣接するもの同士が密接し
て設けられている。

一方、インナーレンズ１３の裏面には多数の補
助レンズ１６が前記各集光レンズ５に対応して突
出形成されている。この補助レンズ１６は前記集
光レンズ５の底部５ａとほぼ同じ大きさで、厚み
ｔがほぼ全面に亘つて等しく、周縁部が適宜な曲
率で面取りされることにより凸曲面部１７を構成
し、隣接する補助レンズとの境界を明確にしてい
る。

前記基板１４はインナーレンズ１３の後方に配
設されている。前記LED２は各列（もしくは行）
毎に直列接続され、かつ電源（図示せず）に対し
て並列接続されている。

かくしてこのような構成からなる照明装置によ
れば、LED２とインナーレンズ１３との間隔，
集光レンズ５の大きさ、インナーレンズ１３の屈
折率等を変更することなく光の立体角を大きく設
定することができ、光の損失を減少させ得るもの
である。すなわち、第２図に示すように、LED
２から出射し補助レンズ１６の凸曲面部１７に当
つて屈折し隣り合う集光レンズ５′との境界部２
１より出射する光２０の立体角をθ₁とすると、こ
の立体角θ₁はインナーレンズに補助レンズを設け
ていない第４図に示した従来装置における光６′
の立体角θに比べて入射ポイントP₁がP₀の外側
に移動するため大きく（θ₁＞θ）、したがつて、
光の利用効率が増大し、より明るい照明を可能に
する。この場合、凸曲面部１７の曲率により立体
角θ₁を変えることができることは容易に理解され
るであろう。

また、本実施例においてはアウターレンズ１０
の拡散レンズ１５により該レンズ１０を透過する
光を拡散させているので、LED２に対応する部
分が局部的に明るくならず、アウターレンズ１０
の表面全体をほぼ均一な明るさで照明することが
できる。

第３図ａ，ｂはそれぞれ補助レンズの他の実施
例を示す図で、ａ図は補助レンズ１６を凸レンズ
で構成したもの、ｂ図は凹レンズ２５と、この凹
レンズ２５の周囲に設けられた凸曲面１７とで補
助レンズ１６を構成したものである。このような
構成からなる補助レンズ１６においても上記実施
例と同様、光の立体角を大きくできることは明ら
かであろう。但し、補助レンズ１６の形状差によ
り光の配光性は異なる。すなわち、第１図および
第３図ｂに示した実施例構造においては補助レン
ズ１６が集光性を有していないため、第３図ａに
示した実施例構造に比べて集光レンズ５の中心部
が周縁部に比べて明るくなるのを防止する。

なお、上記実施例はいずれも集光レンズ５を密
接して設けた場合について説明したが、本発明は
これに限らず離して設けてもよいことは勿論であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る照明装置はイ
ンナーレンズの表面に互いに密接する多数の集光
レンズを各発光素子に対応して設け、裏面には周
縁が凸曲面をなす多数の補助レンズを前記各集光
レンズに対応して設けたので、補助レンズを備え
ない従来装置に比べて集光レンズ部に入射する光
の立体角を前記凸曲面によつて大きくすることが
できる。したがつて、光の損失が少なく、より明
るい照明を可能にし、照明効果を向上させる。ま
た、補助レンズの形成も簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、
第２図は本発明の効果を説明するための図、第３
図ａ，ｂはそれぞれ補助レンズの他の実施例を示
す図、第４図は従来装置の一例を示す要部断面
図、第５図はレンズの斜視図である。 ２……LED、３……プリント基板、４……レ
ンズ、５……集光レンズ、１０……アウターレン
ズ、１１……バツクカバー、１２……灯体、１３
……インナーレンズ、１４……基板、１５……拡
散レンズ、１６……補助レンズ、１７……凸曲面
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内面に多数の拡散レンズが形成され灯体前面
   を形成するアウターレンズと、表面に多数の発光
   素子が所定の間隔をおいて配設され前記アウター
   レンズの後方に位置する基板と、この基板と前記
   アウターレンズとの間に配設されたインナーレン
   ズとを備え、このインナーレンズの表面に互いに
   密接する多数の集光レンズを前記発光素子に対応
   して形成し、裏面には少なくとも周縁部が凸曲面
   をなす多数の補助レンズを前記各集光レンズにそ
   れぞれ対応して形成したことをことを特徴とする
   照明装置。