JP2012209049A - Led lighting device and lens - Google Patents
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Abstract
【課題】 側面方向からの視認性に優れた新規見栄えの柱状部を備え、LED光源から出射される光の利用効率を高めたLED照明ユニットを提供する。
【解決手段】LED光源と、前記LED光源の照射方向前方に配置したレンズ体と、を備え、レンズ体は、前記LED光源側に位置し、前記LED光軸上に配置する中央入射面を備えた背面と、前記LED光源側と反対側に複数の柱状部を備えた前面とが一体とされている。前記中央入射面は、LED光軸と平行方向に変換する入射面とされ、その周囲には、前記中央入射面よりもLED光源側に突出し、前記LED光軸を中心とした回転面からなる周辺入射面および周辺全反射面とを備え、前記柱状部は、前記LED光軸と平行な中心軸とした複数の柱状導光部からなり、先端部の出射面が非対象に分布するように配列される、ことを特徴とする。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LED lighting unit having a columnar portion with a new appearance that is excellent in visibility from the side surface direction and having improved use efficiency of light emitted from an LED light source.
An LED light source and a lens body arranged in front of an irradiation direction of the LED light source, the lens body being positioned on the LED light source side and having a central incident surface arranged on the LED optical axis. The back surface and the front surface provided with a plurality of columnar portions on the side opposite to the LED light source side are integrated. The central incident surface is an incident surface that converts in a direction parallel to the LED optical axis, and the periphery of the central incident surface protrudes closer to the LED light source than the central incident surface, and includes a rotating surface centered on the LED optical axis. The columnar portion includes an incident surface and a peripheral total reflection surface, and the columnar portion includes a plurality of columnar light guide portions having a central axis parallel to the LED optical axis. It is characterized by that.
[Selection] Figure 1
Description
本発明はLED(発光ダイオード)を光源として、導光レンズ出射面側表面に形成された複数の柱状部から出射するレンズを備えたLED照明装置およびそのレンズに関するものである。 The present invention relates to an LED illumination device including a lens that emits light from a plurality of columnar portions formed on a light guide lens emission surface side surface using an LED (light emitting diode) as a light source, and the lens.
近年、LEDを光源とする各種照明装置が実用化されている。一般的にLEDは所謂砲弾型または面実装型に大別され、各々は所定の指向性を有している。また、LEDからの発光を照明装置の用途に応じた所定の配光とするために、各種レンズをLEDの前面に配置している。 In recent years, various illumination devices using LEDs as light sources have been put into practical use. In general, LEDs are roughly classified into so-called bullet type and surface mount type, and each has predetermined directivity. Moreover, in order to make light emission from the LED have a predetermined light distribution according to the use of the lighting device, various lenses are arranged on the front surface of the LED.
この種のレンズを用いた照明装置として、例えば、車両用灯具に適用した場合のものとして特許文献1がある。特許文献1の車両用灯具では、中央光源と、中央光源の両側に配置された第1及び第2周辺光源と、多光源制御レンズを備えており、多光源制御レンズは、中央光源の照射光を平行光に変換する中央入射面と、中央入射面からの照射光を拡散させる中央出射面と、第1周辺光源の光軸上に配置された第1周辺入射面と、第1周辺入射面から入射した第1周辺光源の照射光を平行光に変換し、第1周辺出射面に全反射する第1全反射面と、第1周辺入射面から入射した第1周辺光源の照射光を平行光に変換し、第2周辺出射面に全反射する第2全反射面と、第2周辺入射面から入射した第2周辺光源の照射光を平行光に変換し、第2周辺出射面に全反射する第3全反射面と、第2周辺入射面から入射した第2周辺光源の照射光を平行光に変換し、第1周辺出射面に全反射する第4全反射面と、を備える。これにより小型化しても光束利用率がほとんど低下することのない車両用灯具を提供する。 As an illuminating device using this kind of lens, there exists patent document 1 as a thing at the time of applying to a vehicle lamp, for example. The vehicular lamp of Patent Document 1 includes a central light source, first and second peripheral light sources disposed on both sides of the central light source, and a multi-light source control lens. A central incident surface that converts light into parallel light, a central exit surface that diffuses light emitted from the central incident surface, a first peripheral incident surface disposed on the optical axis of the first peripheral light source, and a first peripheral incident surface The irradiation light of the first peripheral light source incident from the first peripheral light source is converted into parallel light, and the first total reflection surface totally reflected on the first peripheral emission surface is parallel to the irradiation light of the first peripheral light source incident from the first peripheral incident surface. The second total reflection surface that converts to light and totally reflects on the second peripheral exit surface, and the irradiation light of the second peripheral light source incident from the second peripheral entrance surface is converted into parallel light, and is totally reflected on the second peripheral exit surface. The irradiation light of the second peripheral light source incident from the third total reflection surface to be reflected and the second peripheral incident surface is converted into parallel light. Comprising a fourth total reflection surface for totally reflecting the first peripheral exit surface. This provides a vehicular lamp in which the luminous flux utilization rate hardly decreases even if it is downsized.
また、本発明者は導光レンズの出射面に複数の柱状部を配置した照明装置を出願した(特願2010−270499号)。この先願によれば、光源の光軸方向から導光レンズを見た時、光源の光軸から近い位置に配置され、弱い光を出射する柱状部の先端部が、光源の光軸から離れた位置に配置され、強い光が出射する柱状部の先端部よりも暗く見えてしまうのを抑制することができる照明装置を提供することができる。
しかしながら、特許文献1に開示れた照明装置においては、出射面が平坦なものであるため、照明装置自体の横方向からの視認性および見栄えが乏しいという欠点があった。 However, the illumination device disclosed in Patent Document 1 has a defect that the output surface is flat and the visibility and appearance from the lateral direction of the illumination device itself are poor.
また、上記した先願の場合には、出射面に柱状部を備えるので、横方向からの視認性および見栄えは特許文献1に比べて優れるものの、柱状部以外の箇所からも出光してしまい、点灯時の見栄えを損ねてしまうという欠点があった。 Further, in the case of the above-mentioned prior application, since the columnar portion is provided on the emission surface, the visibility and appearance from the lateral direction are superior to those of Patent Document 1, but light is emitted from locations other than the columnar portion, There was a drawback that the appearance at the time of lighting was impaired.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、柱状部以外の箇所からの出光を低減した新規見栄えの照明装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the illumination device of the new appearance which reduced the light emission from locations other than a columnar part.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、LED光源と、前記LED光源の照射方向前方に配置したレンズ体と、を備えた照明ユニットであって、前記LED光源は、LED光軸となす角度が大きくなるにしたがってLED光源から照射される光の光度が低くなる照度分布を有し、前記レンズ体は、前記LED光源側に位置し、前記LED光軸上に配置する中央入射面を備えた背面と、前記LED光源側と反対側に複数の柱状部を備えた前面とが一体とされ、前記中央入射面は、前記LED光源からの照射光をLED光軸と平行方向に変換するLED光源側に凸形状の前記LED光軸を中心とする回転面または複合面からなる入射面とされ、前記中央入射面の周囲には、前記中央入射面よりもLED光源側に突出し、前記LED光軸を中心とした回転面からなる周辺入射面と、前記周辺入射面の周囲に配置した周辺全反射面とを備え、前記周辺全反射面は、前記周辺入射面から入射した前記LED光源からの照射光を前記LED光軸と平行方向に変換して全反射する曲面とされ、前記柱状部は、前記LED光軸上に位置する中央柱状部と、前記中央柱状部に隣接する第1周囲柱状部を備え、前記中央柱状部は、前記LED光軸上に位置する根元部と先端部を有し、側面が出射方向に向かって前記LED光軸と1度以上の角度で傾斜する傾斜面とされ、先端部には複数の出射面が形成され、前記第1周囲柱状物は、前記中央入射面および/または前記周辺全反射面に対応する位置に配置し、前記中央柱状部の根元部と接する第1周囲柱状物根元部と、複数の出射面を形成した出射面と、出射方向に向かって前記中央柱状部側面以上で前記LED光軸と45度以下の角度で傾斜する傾斜側面と、複数の出射面を有する先端部とを備え、前記中央柱状部の出射面は、前記LED光軸と交差する先端部を中心とする対象形状とされ、前記第1周囲柱状物の出射面は、夫々の第1周囲柱状物の先端部中心位置以外の位置を頂点とした非点対象形状とされ、且つ、隣接する第1周囲柱状物の先端部の頂点と異なる前記LED光軸を中心とした非対象の位置とされている、ことを特徴とするLED照明ユニットを提供する。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is an illumination unit including an LED light source and a lens body arranged in front of an irradiation direction of the LED light source, and the LED light source includes LED light. The lens has an illuminance distribution in which the light intensity of the light emitted from the LED light source decreases as the angle formed with the axis increases, and the lens body is located on the LED light source side and is disposed on the LED optical axis. A back surface provided with a surface and a front surface provided with a plurality of columnar portions on the opposite side to the LED light source side are integrated, and the central incident surface allows irradiation light from the LED light source to be parallel to the LED optical axis. The LED light source side to be converted is an incident surface made up of a rotating surface or a composite surface centered on the LED optical axis, and the periphery of the central incident surface protrudes toward the LED light source side from the central incident surface, LED light And a peripheral total reflection surface disposed around the peripheral incident surface, the peripheral total reflection surface being irradiated from the LED light source incident from the peripheral incident surface It is a curved surface that converts light in a direction parallel to the LED optical axis and totally reflects, and the columnar part is a central columnar part located on the LED optical axis, and a first peripheral columnar part adjacent to the central columnar part The central columnar part has a root part and a tip part located on the LED optical axis, and the side surface is an inclined surface inclined at an angle of 1 degree or more with the LED optical axis toward the emission direction. The front end portion is formed with a plurality of exit surfaces, and the first peripheral columnar object is disposed at a position corresponding to the central incident surface and / or the peripheral total reflection surface, and is in contact with the root portion of the central columnar portion. Forming a first peripheral columnar base and a plurality of emission surfaces; An emission surface, an inclined side surface that is inclined at an angle of 45 degrees or less with respect to the LED optical axis toward the emission direction, and a tip portion having a plurality of emission surfaces. The emission surface has a target shape centered on a tip portion intersecting the LED optical axis, and the emission surface of the first peripheral columnar object is a vertex other than the center position of the tip portion of each first peripheral columnar object. The LED illumination unit is characterized in that it is an astigmatism target shape, and is an asymmetry position centering on the LED optical axis different from the apex of the tip of the adjacent first peripheral columnar object. I will provide a.
さらに、前記LED照明ユニットは、前記第1周囲柱状物の周囲には、前記周辺全反射面の反対側に位置し、前記第1周囲柱状物の根元部と接する第2周囲柱状物根元部と、複数の出射面を形成した出射面と、出射方向に向かって前記中央柱状部側面以上で前記LED光軸と45度以下の角度で傾斜する傾斜側面と、複数の出射面を有する先端部とを備える第2周囲柱状物を配置していることが好ましい。 Further, the LED lighting unit is located on the opposite side of the peripheral total reflection surface around the first peripheral columnar object, and a second peripheral columnar root part in contact with the root part of the first peripheral columnar object, , An emission surface formed with a plurality of emission surfaces, an inclined side surface inclined at an angle of 45 degrees or less with respect to the LED optical axis toward the emission direction, and a tip portion having a plurality of emission surfaces It is preferable to arrange | position the 2nd surrounding columnar thing provided with.
本発明によれば、柱状部を密接して配置しているので、柱状部以外の箇所からの出射光を低減することができる。また、柱状部を密接して設けたことで側面方向からの視認性に優れた新規見栄えの照明装置が提供可能となる。 According to the present invention, since the columnar portions are arranged in close contact with each other, it is possible to reduce the emitted light from locations other than the columnar portions. Further, by providing the columnar portions closely, it is possible to provide a lighting device with a new appearance that is excellent in visibility from the side surface direction.
以下、本発明の一実施形態であるLED照明ユニットについて図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an LED lighting unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態であるLED照明装置の斜視図である。図2は、図1に示した照明ユニットの正面図である。図3は、図2に示した照明ユニットのA−A線に沿った断面図、図4は、図2に示した照明ユニットのA−A線に沿った断面図。 FIG. 1 is a perspective view of an LED lighting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of the illumination unit shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of the lighting unit shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA of the lighting unit shown in FIG.
本実施形態のLED照明ユニット100は、例えば、テールランプなどの車両用信号灯具や車両用信号灯具以外の一般照明などに適用されるものである。図1、図2、図3および図4に示すように、LED光源10と、LED光源10の照射方向前方に位置するレンズ体20等を備え、例えば、図示しないハウジングにLED光源10が収容され、レンズ体20の前方にこれらを覆うアウターカバーを設けて照明装置とする。
The
図3および図4に示すようにLED光源10は、例えば、単色の又は複数色のLEDチップ(発光ダイオードチップ)を1個もしくは複数個シリコーン系の樹脂でモールドしてパッケージしたLEDパッケージであって、発光部11と実装基板搭載部12を有している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
LED光源10は、出射方向の中心において強い光を出射し、LED光軸Lから離れるにしたがって強度が低下するランバーシアン配光パターンを有する。LED光源10は、LEDパッケージに限らず、LEDチップであっても良い。
The
LED光源10の照射方向前方には、透光性材料により形成されたレンズ体20が配置される。レンズ体20は、例えばアクリルまたはポリカーボネートなどの透光性の樹脂材料により一体に成形される。レンズ体20の周囲は空気、すなわち屈折率が1.0の気体であり、レンズ体20は屈折率が1.0より大きいもの、例えば、約1.5前後の樹脂である。
A
レンズ体20の背面30、すなわちLED光源10の発光部11と対向する側の被照射面には、図3および図4に示すように中央入射面31、周辺入射面32および周辺全反射面33が形成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
中央入射面31は、LED光軸Lと交差する位置に形成されたLED光源10側に凸の曲面からなるLED発光部11の中心点から出射する光線が、中央入射面31表面にて屈折した後にレンズ体20入射し、レンズ体20内を導光する。。好適には、この導光した光線がLED光軸Lと平行となる凸曲面とする。具体的には、LED光軸Lを通る平面にて中央入射面31を切断したときの交線において、LED発光部11の中心点から出射する光線がスネルの法則に従って屈折してLED光軸Lと平行方向に屈折する曲線を算出し、当該曲線をLED光軸Lを中心に回転して得られる回転面とする。このような回転面とすることで、LED光源10からの照射光をLED光軸Lと平行方向に効率く変換することができる。また、中央入射面31を如上の回転面のかわりに、回転面を基準面として微小な平面または曲面からなる複合面としても良い。複合面とすることで中央入射面31に入射する光量を調整することが可能となる。
The light incident from the central point of the LED
中央入射面31の周囲には、中央入射面31よりもLED光源側に突出した周辺入射面32が中央入射面31に連続して形成されている。周辺入射面32は、LED光源10からの照射光を入射させ、周辺全反射面33に向けて屈折させる。それゆえ発光部11の中心から出射する光線が周辺入射面32に到達して入射する際に、全反射を生じないように臨界角とならない角度とし、また、射出成形時の金型との抜き勾配も考慮して傾斜面を設定してある。本実施の形態においては、LED光軸Lに対して数度開いた傾斜面であって、LED光軸Lを中心として回転して得られる回転面として形成されている。
Around the
周辺入射面32のさらに外側周囲には、周辺全反射面33が周辺入射面32に連続して形成されている。周辺全反射面33は、周辺入射面32からレンズ体20内に入射した光が、周辺全反射面33の界面にて全反射する角度とした傾斜面が配置される。具体的にはLED発光部11の中心点から出射する光線が周辺入射面32から入射した光線を追跡し、周辺全反射面33の界面において、屈折率の大きいレンズ体20から屈折率の小さい空気中に向かって光が進行するときに全反射を起こす角度からなる傾斜曲線を求め、かかる傾斜曲線をLED光軸Lを中心として回転して得られる回転面として形成する。
Around the outer periphery of the
周辺入射面32と周辺全反射面33とを結ぶ頂部34は、図3および図4に示すようにレンズ体20の背面30の中で最もLED光源10寄りの位置に設ける。また、頂部34は発光部11の側方端部よりも外側に位置するようにする。これにより、発光部11から照射される光の殆どを中央入射面31および周囲入射面32にて補足することが可能となり、LED光源10の照射光の利用効率を高めることができる。
The top 34 connecting the
レンズ体20の前面40、すなわちレンズ体20の背面30の反対側表面には、図1、図3および図4に示すようにLED光軸Lと平行方向に延伸する複数の柱状導光部からなる柱状部41が一体に形成されている。また、本実施の形態においては夫々の柱状導光部が六角錐台形状をなし、隣接する柱状導光部が密接するように配置している。
The
まず、柱状部41の中で、中央柱状部42について説明する。
First, the center columnar
中央柱状部42は、LED光軸L上に位置する柱状導光部からなり、柱状導光部の中心軸がLED光軸Lとほぼ平行とされている。先端部42bには、柱状部出射面45が形成され、柱状導光部42内を導光してきた光が、LED照明ユニット100の照射方向に向かって、柱状部出射面45から出射する。前記中央柱状部42の先端部42bは根元部42aよりも小径としている。すなわち、先細り形状の六角錐台とされ、その側面42cは、出射方向に向かって前記LED光軸と1度以上45度未満の角度で傾斜している。
The
中央柱状部42の先端部42bには、図1および図2に示すように複数の柱状部出射面45が形成されている。図2、図3および図4に示したように先端部42bは、LED光軸L上に配置してある。また、この実施の形態では、柱状導光部の中心軸とLED光軸Lを同軸とし、出射面頂点46もLED光軸L上に配置されている。ここで本実施の形態において出射面頂点46とは、先端部42bに設けた複数の柱状部出射面45の中で最も先端となる頂点をいう。複数の柱状部出射面45は、図1および図2に示すように平面視で6個の三角形からなり、正面視にて正六角形形状をなす。出射面頂点46は、正六角形の中心点に位置する。すなわち、図3および図4等に示すように、柱状部出射面45は出射面頂点46を頂点とする傾斜面として形成されている。LED光軸Lに対する傾斜の角度は、目的に応じた配光パターンが得られるように適宜調整することで、出射方向および照射面積のひろがりを調整することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of columnar part emission surfaces 45 are formed at the
図5は、図2に示す断面において柱状部41を通る光線の一例を矢印にて示した概略断面図である。図5において、矢印L1は、中央柱状部42を通る光線の一例を示す。LED光源10から照射された光のうち、中央入射面31からレンズ体20内に入射した光は、中央入射面31にてLED光軸Lと平行方向に変換して直進する。中央柱状部42には、この中央入射面31から入射した光が根元部42aから先端部42bに向かって進み、先端部42bの柱状部出射面45から空気中へ出射する。この中央入射面31から入射してLED光軸Lと平行方向の光に変換された後に柱状部を通って出射する光学系を中央部光学系という。本実施の形態においては、中央柱状部42の根元部42aと中央入射面31の大きさをほとんど同一としている。したがって、中央入射面31から入射した光の殆ど全てが中央柱状部42を通るものとし、中央入射面31に入射した光の利用効率を高めている。中央柱状部42の根元部42aを中央入射面31の大きさに比べて小さくしてもよい。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a light beam passing through the
つぎに、中央柱状部42に隣接する周囲の柱状導光部である第1周囲柱状部43について説明する。図6は正面視において柱状部と全反射面との関係を示す概略正面図である。
Next, the first peripheral
第1周囲柱状部43は、中央柱状部42に隣接する周囲の柱状導光部であり、本実施の形態では、図1および図2に示すように6個の柱状導光部を配置している。中央柱状部42の根元部42aは六角形形状をなし、図6に示すように六角形の各辺に接するように6個の第1周囲柱状部43の根元部を夫々を密接して配置している。夫々の柱状導光部はその中心軸が、LED光軸Lと平行になるように設けている。また、中央柱状部42と同様に先端部は根元部よりも小径としている。すなわち、先細り形状の六角錐台とされ、その側面は、図3に示すように出射方向に向かって前記LED光軸と1度以上45度未満の角度で傾斜している。
The first peripheral
各第1周囲柱状部43の先端部も、中央柱状部42の先端部42bと同様に複数の三角形とした柱状部出射面からなり、正面視において六角形形状をなす。また、出射面頂点47を有する。第1周囲柱状部43の出射面頂点46は、正六角形の中心点に位置しLED光軸L上に配置されるが、各第1周囲柱状部43の出射面頂点47は、図2に示すように、各第1周囲柱状部43の中心点ではない。すなわち、各第1周囲柱状部43の中心軸上から外れた位置となるように複数の柱状部出射面が形成されている。また、出射面頂点47の位置は、LED光軸Lを中心とした回転対象とならないように、非対象となるように配置している。非対象とすることで、照度に規則的な分布が生じるのを抑制しながら、全体の照度のバラツキを低減することができる。
Similarly to the
図5に第1周囲柱状部43を通る光線の一例を矢印L2にて示す。LED光源10から照射された光のうち、周辺入射面32から入射し周辺全反射面33にて内面反射してLED光軸Lと平行方向に変換されて進む。第1周囲柱状部43には、この光線L2が先端部の柱状部出射面から空気中へ出射する。この周辺入射面32から入射し周辺全反射面33にて内面反射して柱状部を通る光学系を第1光学系という。
FIG. 5 shows an example of a light beam passing through the first peripheral
なお、本実施の形態において中央柱状部42の根元部と隣接する第1周囲柱状部43の根元部は、周辺入射面32に対応する位置に形成している。これにより周辺入射面32の位置からLED光軸L方向に進むLED光軸Lと平行な光が存在しない領域、すなわち暗くなる領域を最小限にすることができる。また、第1周囲柱状部43の根元部と中央柱状部24の根元部42aが接する位置を、周辺入射面に対応する位置に設けることで、この隣接する根元部に向かう光を減少させ、光のロスを低減することができる。
In the present embodiment, the root portion of the first peripheral
つぎに、第1周囲柱状部43の外側に隣接する周囲の柱状導光部である第2周囲柱状部44について説明する。
Next, the second peripheral
第2周囲柱状部44は、第1周囲柱状部43の外側に隣接する周囲の柱状導光部であり、本実施の形態では、図1,図2および図6に示すように12個の柱状導光部を配置している。第1周囲柱状部43の夫々の柱状導光部の根元部は六角形形状をなし、各辺に接するように第2周囲柱状部44の夫々を密接して配置している。夫々の柱状導光部はその中心軸が、LED光軸Lと平行になるように設けている。また、中央柱状部42と同様に先端部は根元部よりも小径としている。すなわち、先細り形状の六角錐台とされ、その側面は、図3に示すように出射方向に向かって前記LED光軸と1度以上45度未満の角度で傾斜する傾斜面としている。
The second peripheral
各第2周囲柱状部44の先端部も、中央柱状部42の先端部42bと同様に複数の平面視三角形とした柱状部出射面からなり、出射面頂点46を有する。第2周囲柱状部44の出射面頂点48も、第1周囲柱状部43の出射面頂点47と同様に、LED光軸Lを中心とした回転対象とならないよう非対象となるように配置している。非対象とすることで、照度に規則的な分布が生じるのを抑制しながら、全体の照度のバラツキを低減することができる。
The distal end portion of each second peripheral
図5に第2周囲柱状部44を通る光線の一例を矢印L3にて示す。LED光源10から照射された光のうち、周辺入射面32から入射し周辺全反射面33にて内面反射してLED光軸Lと平行方向に変換されて進む。第2周囲柱状部44には、この光線L3が先端部の柱状部出射面から空気中へ出射する。すなわち、この周辺入射面32から入射し周辺全反射面33にて内面反射して柱状部を通る光学系は、第1光学系をなす。
FIG. 5 shows an example of a light beam passing through the second peripheral
中央光学系の光線L1と、第1光学系の光線L2および光線L3は、柱状部41の先端部から空気中に出射する。このとき、夫々の柱状導光部の柱状部出射面は、図2および図5に示したように大きさおよび傾斜が異なる。このように複数の柱状部出射面をランダムに配置することで、LED照明ユニット100を見たときの発光ムラを低減することができる。
The light beam L1 of the central optical system, the light beam L2 and the light beam L3 of the first optical system are emitted from the tip of the
また、本実施の形態では、中央柱状部42の周囲を第1周囲柱状部43および第2周囲柱状部44で二重に囲むものとしたが、これに限るものではなく3重以上としてもよい。最も外周の第2周囲柱状部44の外側は、図6に示したように周辺全反射面33の外周縁33aに位置するように設ける。また、中央柱状部42および第1周囲柱状部43を中央光学系となるように第1周囲柱状部43を中央入射面31に対応する位置に形成しても良い。
Further, in the present embodiment, the periphery of the
本実施の形態によれば、LED光源10から出射する光の殆ど全てを背面30からレンズ体20内に入射させることができる。また、レンズ体20に入射した光は中央入射面または周辺全反射面33にてLED光軸と平行方向に変換される。中央部光学系においてはLED光源10から照射された光の殆どを取り込んで中央柱状部から空気中に出射することができる。第1光学系においても、周囲全反射面に対応する位置に柱状部を密接して配置しているので、柱状部以外の箇所からの出射光を低減することができる。また、柱状部を密接して設けたことで側面方向からの視認性に優れた新規見栄えの照明装置を提供することが可能となる。
According to the present embodiment, almost all of the light emitted from the LED
また、周辺全反射面33は周辺入射面32を介してレンズ体20の中に入光した光と平行な角度にならない傾斜角度とするのが好ましい。このようにすることで、レンズ体20を正面から見たときにダークになる部分が生じないようにすることができる。また、LED光源10は、レンズ体の中心より1/2・rの範囲内、より好ましくは1/4・rに設けることが望ましい。ここで、rはレンズ体20の中心から柱状部41の最外周までの距離をいう。このようにすることで、LED光源からの照射光を有効に利用することができる。
Further, it is preferable that the peripheral
さらに、輝度ムラを抑えるためにLED光源10からの光のうち強度の強い部分の光が導光してきた柱状レンズは高さを低くする、もしくは光軸に対して角度をつけずに光軸方向に伸ばすことで出光部の面積を大きくすると良い。このようにすることで出光部の面積を小さくし輝度ムラを抑えることができる。また、柱状部先端の出射面は、様々な角度、方向を向くようにすることが好ましい。これにより、目線を動かしたときに光って見える位置が変わるようにすることができるからである。
Furthermore, in order to suppress luminance unevenness, the columnar lens from which the light of the strong intensity portion of the light from the LED
次に、第2の実施の形態のLED照明ユニット200について説明する。
図7は、本発明の第2の実施の形態を示す概略断面図である。
Next, the LED lighting unit 200 of 2nd Embodiment is demonstrated.
FIG. 7 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the present invention.
第1の実施の形態では、1個のLED光源10と1個のレンズ体20からなるLED照明ユニット100としたが、本実施の形態では、一つのレンズ体220に対し、3個のLED光源211,212,213を備える。レンズ体220の背面30には各々のLED光源に対応して中央入射面31、周辺入射面32および周辺全反射面33を備える。また、前面40には複数の柱状導光部を備える。
In the first embodiment, the
中央のLED光源212に対応する前面には、中央柱状部242が配置され、中央光学系を形成する。また、周辺全反射面33に対応する前面には、複数の柱状導光部を密接して形成して第1光学系をなすように配列する。
A
図7における左側のLED光源211および右側のLED光源213に対応する前面には、夫々のLED光軸と同軸でない平行な中心軸とした柱状導光部を配置して、中央光学系および第1光学系をなす柱状部241、243を形成する。また、周辺全反射面33に対応する前面には、柱状導光部を配置して第1光学系をなすように配列されている。
In the front surfaces corresponding to the left LED
以上説明したように、本実施形態のLED照明ユニットによれば、LED光源211,212,213から出射する光の殆ど全てを背面30からレンズ体220内に入射させることができる。また、レンズ体220に入射した光は中央入射面31または周辺全反射面33にてLED光軸と平行方向に変換される。中央部光学系においてはLED光源211,212,213から照射された光の殆どを取り込んで中央柱状部を通って空気中に出射することができる。第1光学系においても、周囲全反射面に対応する位置に柱状部を密接して配置しているので、柱状部以外の箇所からの出射光を低減することができる。また、柱状部を密接して設けたことで側面方向からの視認性に優れた新規見栄えの照明装置を提供することが可能となる。
As described above, according to the LED illumination unit of the present embodiment, almost all of the light emitted from the LED
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。例えば、周辺入射面および周辺全反射面を、LED光軸Lを中心に環状に2重に設けても良い。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。 The above embodiment is merely an example in all respects. For example, the peripheral incident surface and the peripheral total reflection surface may be provided in an annular shape around the LED optical axis L. The present invention is not construed as being limited to these descriptions. The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.
100、200 LED照明ユニット
10,211,212,213 LED光源
11 発光部
12 実装基板搭載部
20,220 レンズ体
30 背面
31 中央入射面
32 周辺入射面
33 周辺全反射面
34 頂部
40 前面
41 柱状部
42 中央柱状部
43 第1周囲柱状部
44 第2周囲柱状部
45 柱状部出射面
46 中央柱状部の出射面頂点
47 第1周囲柱状部の出射面頂点
48 第2周囲柱状部の出射面頂点
L LED光軸
100, 200
Claims (2)
前記LED光源は、LED光軸となす角度が大きくなるにしたがってLED光源から照射される光の光度が低くなる照度分布を有し、
前記レンズ体は、前記LED光源側に位置し、前記LED光軸上に配置する中央入射面を備えた背面と、前記LED光源側と反対側に複数の柱状部を備えた前面とが一体とされ、
前記中央入射面は、前記LED光源からの照射光をLED光軸と平行方向に変換するLED光源側に凸形状の前記LED光軸を中心とする回転面または複合面からなる入射面とされ、
前記中央入射面の周囲には、前記中央入射面よりもLED光源側に突出し、前記LED光軸を中心とした回転面からなる周辺入射面と、前記周辺入射面の周囲に配置した周辺全反射面とを備え、
前記周辺全反射面は、前記周辺入射面から入射した前記LED光源からの照射光を前記LED光軸と平行方向に変換して全反射する曲面とされ、
前記柱状部は、前記LED光軸上に位置する中央柱状部と、前記中央柱状部に隣接する第1周囲柱状部を備え、
前記中央柱状部は、前記LED光軸上に位置する根元部と先端部を有し、側面が出射方向に向かって前記LED光軸と1度以上の角度で傾斜する傾斜面とされ、先端部には複数の出射面が形成され、
前記第1周囲柱状物は、前記中央入射面および/または前記周辺全反射面に対応する位置に配置し、前記中央柱状部の根元部と接する第1周囲柱状物根元部と、複数の出射面を形成した出射面と、出射方向に向かって前記中央柱状部側面以上で前記LED光軸と45度以下の角度で傾斜する傾斜側面と、複数の出射面を有する先端部とを備え、
前記中央柱状部の出射面は、前記LED光軸と交差する先端部を中心とする対象形状とされ、
前記第1周囲柱状物の出射面は、夫々の第1周囲柱状物の先端部中心位置以外の位置を頂点とした非点対象形状とされ、且つ、隣接する第1周囲柱状物の先端部の頂点と異なる前記LED光軸を中心とした非対象の位置とされている、ことを特徴とするLED照明ユニット。 An illumination unit comprising an LED light source and a lens body arranged in front of the irradiation direction of the LED light source,
The LED light source has an illuminance distribution in which the intensity of light emitted from the LED light source decreases as the angle formed with the LED optical axis increases,
The lens body is located on the LED light source side, and a back surface having a central incident surface disposed on the LED optical axis and a front surface having a plurality of columnar portions on the opposite side to the LED light source side are integrated. And
The central incident surface is an incident surface composed of a rotational surface or a compound surface centered on the LED optical axis convex to the LED light source side that converts irradiation light from the LED light source in a direction parallel to the LED optical axis,
Around the central incident surface, a peripheral incident surface that protrudes closer to the LED light source than the central incident surface and consists of a rotating surface with the LED optical axis as the center, and a peripheral total reflection disposed around the peripheral incident surface With a surface,
The peripheral total reflection surface is a curved surface that totally reflects by converting the irradiation light from the LED light source incident from the peripheral incident surface into a direction parallel to the LED optical axis,
The columnar part includes a central columnar part located on the LED optical axis, and a first peripheral columnar part adjacent to the central columnar part,
The central columnar portion has a root portion and a tip portion located on the LED optical axis, and a side surface is an inclined surface that is inclined at an angle of 1 degree or more with respect to the LED optical axis toward the emission direction. A plurality of emission surfaces are formed in
The first peripheral columnar object is disposed at a position corresponding to the central incident surface and / or the peripheral total reflection surface, and includes a first peripheral columnar root part in contact with a root part of the central columnar part, and a plurality of emission surfaces An emission surface formed with, an inclined side surface that is inclined at an angle of 45 degrees or less with the LED optical axis at the central columnar portion side surface or more toward the emission direction, and a tip portion having a plurality of emission surfaces,
The emission surface of the central columnar portion is a target shape centered on a tip portion intersecting the LED optical axis,
The exit surface of the first peripheral columnar object has an astigmatism shape whose apex is a position other than the center position of the front end portion of each first peripheral columnar object, and the front end portion of the adjacent first peripheral columnar object The LED illumination unit, wherein the LED illumination unit has a non-target position centered on the LED optical axis different from the apex.
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