集光レンズ、灯具及びカメラ
【課題】集光レンズ、灯具及びカメラを提供する。
【解決手段】本発明は、光学分野に適用しており、集光レンズ、灯具及びカメラを提供し、前記集光レンズは実体ガラスレンズであり、前記集光レンズは、入射面と、出射面と、前記集光レンズの中心軸を囲繞するように設置された側面とを有しており、前記側面は格子状を呈する。
【解決手段】本発明は、光学分野に適用しており、集光レンズ、灯具及びカメラを提供し、前記集光レンズは実体ガラスレンズであり、前記集光レンズは、入射面と、出射面と、前記集光レンズの中心軸を囲繞するように設置された側面とを有しており、前記側面は格子状を呈する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学分野に属し、特に、集光レンズ、灯具及びカメラに関するものである。
【背景技術】
【0002】
現在、光学レンズは、ガラスレンズとPMMA材質レンズとに分けて分類されており、当該光学レンズは、半導体照明灯具やカメラレンズなどに広汎に使用されている。市場上での灯具は、主に、PMMAレンズと光線反射カップを配光工具として採用している。
ここで、光線反射カップで配光されたその輝度の均一性は、充分に良いとはいえない。そして、PMMAレンズは、その材質が原因でその透光性能でも非常に限られている。ガラスレンズは、PMMA材料と比較して、ガラスの透光性がより良いので、レンズ製作の最適な材料である(先行技術文献無し)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】なし
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、ガラス材質が加工しにくく、レンズ構造においては、依然として改良し難いため、現在ではただほんの少しの灯具あるいはカメラにガラスレンズが使用されている。
【0005】
このようなレンズでは今でも単一の弧形面によって光線を反射し、ガラスレンズの優勢を充分に実施することができない。このため、透過率を高めることを基にして、小角度で輝度均一な出射光を得ることができないことから、そのポイント照明の効果が好もしくない。
【0006】
そこで、本発明は、ポイント照明の効果をより向上させるように、高透光率、小出光角度且つ輝度均一な集光レンズを提供することを目的とする。
【0007】
また、本発明は、光源と、前記光源の出射光路上に設置された集光レンズとを備え、前記集光レンズは上述した集光レンズを採用するように構成される灯具を提供することを目的とする。
【0008】
さらに、本発明は、照明システムを備えるカメラであって、前記照明システムは、光源と、前記光源の出射光路上に設置された集光レンズとを備え、前記集光レンズは上述した集光レンズを採用するように構成されるカメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題の解決にあたり、本発明は、実体ガラスレンズである集光レンズであって、前記集光レンズは、入射面と、出射面と、前記集光レンズの中心軸を囲繞するように設置された側面とを有しており、前記側面は格子状を呈するように形成される集光レンズによって実現される。
【0010】
また、本発明は、灯具であって、光源と、前記光源の出射光路上に設置された前記集光レンズとを備える灯具によって実現される。
【0011】
また、本発明は、照明システムを備えるカメラであって、
前記照明システムは、光源と、前記光源の出射光路上に設置された前記集光レンズとを備えることを特徴とするカメラによって実現される。
【発明の効果】
【0012】
本発明で提供された集光レンズは、ガラス材質を採用することにより、レンズの出光率を高めて、光エネルギー損失を低減する。
【0013】
また、本発明は、レンズの側面を格子状になるように設計し、単一の弧形面を通過して光線を反射するのではなく、複数の小面積の格子部で光線を異なる方向向きに反射するように格子の構造を合理的に設計することにより、各格子部を所定の方向に基づいて光線を反射させることができ、しかも小角度の均一な照明を実現することができるため、ポイント照明に有利である。
【0014】
このような集光レンズは各種の照明灯具中あるいはカメラの照明システム中に広汎に活用でき、上述した集光レンズを採用した灯具とカメラは、より高出光率、より均一な小角度の照明効果を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズの立体構造を示す図である。
【図2】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズのその1の断面構造を示す図である。
【図3】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズの光路図である。
【図4】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズのその2の断面構造を示す図である。
【図5】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズのその3の断面構造を示す図である。
【図6】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズのその4の断面構造を示す図である。
【図7】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズのその5の断面構造を示す図である。
【図8】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズの底面構造を示す図である。
【図9】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズの正面構造を示す図である。
【図10】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズのその6の断面構造を示す図である。
【図11】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズのその7の断面構造を示す図である。
【図12】本発明に係る第2の実施形態で提供された集光レンズのその1の正面構造を示す図である。
【図13】本発明に係る第2の実施形態で提供された集光レンズのその2の正面構造を示す図である。
【図14】本発明に係る第2の実施形態で提供された集光レンズの光路図である。
【図15】本発明に係る第3の実施形態で提供された集光レンズのその1の正面構造を示す図である。
【図16】本発明に係る第3の実施形態で提供された集光レンズのその2の正面構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明をより一層完全に理解するために、その目的、技術方案、および利点について、以下の添付図面及び実施形態を参照して本発明をさらに詳細な説明を行う。ここで、記述した具体的な実施形態は単に例示を目的としたものであって、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。そのことは、明確に理解されなければならない。
【0017】
本発明は、実体ガラスレンズである集光レンズであって、入射面と、出射面と、集光レンズの中心軸を囲繞するように設置された側面とを有しており、当該側面は格子状を呈するように形成される集光レンズを提供する。
【0018】
本発明で提供された集光レンズは、ガラス材質を採用することにより、レンズの出光率を高めて、光エネルギー損失を低減する。
【0019】
また、本発明は、レンズの側面を格子状になるように設計し、単一の弧形面を通過して光線を反射するのではなく、複数の小面積の格子部で光線を異なる方向向きに反射するように格子の構造を合理的に設計することにより、各格子部を所定の方向に基づいて光線を反射させることができ、しかも小角度の均一な照明を実現することができる。このため、ポイント照明に有利である。
【0020】
本発明は、さらに、光源と、光源の出射光路上に設置された集光レンズとを備え、当該集光レンズは、上述した集光レンズを採用するように構成される灯具を提供する。
【0021】
本発明は、照明システムを備えるカメラであって、当該照明システムは、光源と、光源の出射光路上に設置された集光レンズとを備え、当該集光レンズは上述した集光レンズを採用するように構成されるカメラを提供する。
【0022】
上述した集光レンズを採用した灯具とカメラは、より均一に、出光率がより高い小角度の照明効果を有することができる。
【0023】
以下、具体的な実施形態を併せて本発明の集光レンズの具体的な実現方法を詳細な説明を行う。
(第1実施形態)
図1には本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズの立体構造を示す図、図2には本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズのその1の断面構造を示す図、図3には本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズの光路図が、それぞれ、示されている。ここでの説明では、便宜上、本実施形態と関連する部分しか示されていない。
【0024】
本実施形態で提供された集光レンズは、実体ガラスレンズである。当該ガラスレンズは、光の伝播方向を調整し、所要の発射角、均一度及び輝度の照明光が得られるように、主に、光源の出光側に置かれる。
【0025】
当該ガラスレンズは、図1、図2及び図3を参照すると、主に、入射面1と、出射面2と、側面3とを備える。入射面1の面積は、通常、出射面2の面積より小さい。側面3及び入射面1と出射面2とは、ともに、集光レンズの表面を構成する。
【0026】
理解できるように、側面3は、入射面1と出射面2との間に介在されており、当該側面3は、ガラスレンズの中心軸を囲繞するように設置される。光源4は、入射面1の入光側に位置し、その発出する光は、入射面1を通過してレンズ内部に進入し、そのうちの一部の光は、直接、出射面2を通過して射出されて、照明に用いられる。
【0027】
また、大部分の光は、レンズの側面3の向きに射入し、側面3を通過して反射された後、出射面2を通過して射出されて、照明に用いられる。勿論、僅かの部分の光は、側面3を通過して折射した後、外部へ射出される。
【0028】
レンズの出光角度及び均一性を改善するために、本実施形態では、側面3を格子状になるように設計すべく、複数の小面積の平面または弧面格子部で密接に配列して構成されている。勿論、このような格子状の側面は、明らかに伝統的な錐形側面または弧形側面を全体の表面がそのままで複数の単位に分割することではなく、このような構造は明らかに改良効果を有していない。
【0029】
理解できるように、本実施形態においての格子部は平面であるか、それとも弧面であっても、1つの共同する円滑な表面に形成することはできない。これらの格子部で光線を異なる方向向きに反射し、格子の構造を、例えば、大小、形状などを適当に設計することによって光線を所定の方向に従って反射させて、所要の角度及び均一度の出射光が得られる。
【0030】
本実施形態において、側面3は多種の構造を有することができる。本実施形態の1つの実現方式として、側面3は、図1及び図2を参照すると、一系列の集光環帯31でレンズの中心軸の方向に沿って連続的に分布して構成されることができる。そのうち、各隣接する2つの集光環帯31は所定の刃先角を有しており、当該側面3は、1本の折れ線線分でレンズの中心軸を囲繞するように一周を連続的に回転して形成されるように見えることができる。
【0031】
それに、入射面1から各線分とレンズの中心軸との間の刃先角は、漸次に小さくなる。即ち、入射面1から集光環帯31がレンズの中心軸に対する傾斜角度が次第に小さくなる。例えば、入射面から第一の環帯と中心軸との刃先角は40°前後であってもよいし、第二の環帯と中心軸との刃先角は35°前後であってもよいし、最後の環帯と中心軸との刃先角は10°前後であってもよい。各環帯の幅およびそれが中心軸に対する具体的な傾斜角度は応用側の必要に基づいて設計することができる。
【0032】
本実施形態では、高透光率のガラス材質で加工された集光レンズが採用されている。当該集光レンズのガラス材質は、伝統的なPMMA材質に比べてより高い透過率を有している。当該集光レンズは、レンズの出射光束単位を有効的に増加し、光エネルギー損耗を減少することによって、照明光の輝度を高めることができる。
【0033】
しかも、当該集光レンズの側面を格子状になるように設計することによって、反射角度の制御可能性が、伝統的な単一形状の反射面に比べてより強くなるため、格子の具体的な構造と形状を、応用側の必要に基づいて設計することができる。
また、当該レンズは、光束単位の出力を向上させると同時に、より小さい角度及び強度がより均一な出射光を有することから、ポイント照明に有利である。
【0034】
本実施形態において、入射面1と出射面2とは、相互に平行する平面であっても良い。出射面2の上にはさらに凹凸微構造部が密に配設されることができて、出射光をより均一にさせる。
【0035】
図4〜図8を参照すると、本実施形態において、当該レンズの底部にはさらに少なくとも1つの第1の凹槽5を設置することができ、光源4を凹槽5の内部に置くことができる。
【0036】
また、図7及び図8で示されているように、光源4と凹槽5とは一対一で設置しても良いし、多対一で設置しても良い。このときの入射面1は、即ち、第1の凹槽5とレンズとの境界面であり、このような光源4から発出する光はほとんど全部が当該境界面を通過してレンズの内部に射入し、平面である入射面と比較して、当該凹槽により一定程度に光の損失を減少することができる。
【0037】
図9及び図10を参照すると、本実施形態において、出射面2は、多種の構造を有することができる。具体的には、当該出射面2は、凸面でも良いし、凹面でも良い。本実施形態では、凹面を適宜に選択する。これにより、レンズの平均厚さを減少させることによって、レンズによる光の吸収を減らしてレンズの出光率を高めることができる。
【0038】
同様に、また、出射面2の上に第2の凹槽6を設置することができる。図11に示すように、第2の凹槽6が存在しているから、レンズの平均厚さを少なくともある程度に減少させることによってレンズの出光率を高める。
(第2実施形態)
図12には本発明に係る第2の実施形態で提供された集光レンズのその1の正面構造を示す図、図13には本発明に係る第2の実施形態で提供された集光レンズのその2の正面構造を示す図、図14には本発明に係る第2の実施形態で提供された集光レンズの光路図が、それぞれ、示されている。ここでの説明では、便宜上、本実施形態と関連する部分しか示されていない。
【0039】
本実施形態において、さらに上述した実施形態中の側面3に対してさらなるより良い集光効果が得られるように改良を行うことができる。
【0040】
図12及び図14を参照すると、具体的には、側面3は依然として複数の集光環帯31から構成される。そして、各集光環帯31のいずれもは複数の矩形集光部311で密接に配列して構成されることができ、いくつの集光部311でレンズの中心軸を囲繞するように一周を連続的に配列して一つの集光環帯31が構成される。
【0041】
このようにすれば、側面3全面は図12に示すような格子構造として示されている。本実施形態においての複数の微小な矩形集光部311で側面3をより緻密に分割し、出射光の角度と出光均一度を調整するにはより有利になる。本実施形態においての集光部の大きさは応用側の必要に基づいて合理的に設計することができる。
【0042】
本実施形態において、入射面1と側面3は一体化する弧形面であっても良いし、両者の間には明確な境界線がなくて、図13に示すように、側面3の格子構造は弧形面全面にわたって広がっている。そして、当該弧形面の底部の一定領域を平面に近似しており、この平面に近似した領域は入射面1とし、光源4は当該入射面1の下方に位置し、光源4の出射光は当該入射面1を通過してレンズに射入する。
(第3実施形態)
図15には本発明に係る第3の実施形態で提供された集光レンズのその1の正面構造を示す)、図16には本発明に係る第3の実施形態で提供された集光レンズのその2の正面構造を示す図が、それぞれ、示されている。ここでの説明では、便宜上、本実施形態と関連する部分しか示されていない。
【0043】
上述した第1の実施形態において、側面3は、さらに、別の構造に設計することができる。本実施形態において、側面3は、さらに、複数の条状平面部32でレンズの中心軸を囲繞するように一周を連続的に配列して構成することができる。これにより、図15に示されるように、当該側面3全体は錐形を呈する。
【0044】
また、側面3は、さらに、複数の条状弧面部33でレンズの中心軸を囲繞するように一周を連続的に配列して構成することも可能であることについては、図16が参照される。
【0045】
以上は、本発明の好ましい実施形態であり、本発明になんらの制限を加わるものではない。本発明の精神と原則を逸脱しない限り、その等効果修正又は変更は、なお、本発明の保護範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【0046】
1:入射面
2:出射面
3:側面
311:集光部
31:集光環帯
32:平面部
4:光源
5:第1の凹槽
6:第2の凹槽
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学分野に属し、特に、集光レンズ、灯具及びカメラに関するものである。
【背景技術】
【0002】
現在、光学レンズは、ガラスレンズとPMMA材質レンズとに分けて分類されており、当該光学レンズは、半導体照明灯具やカメラレンズなどに広汎に使用されている。市場上での灯具は、主に、PMMAレンズと光線反射カップを配光工具として採用している。
ここで、光線反射カップで配光されたその輝度の均一性は、充分に良いとはいえない。そして、PMMAレンズは、その材質が原因でその透光性能でも非常に限られている。ガラスレンズは、PMMA材料と比較して、ガラスの透光性がより良いので、レンズ製作の最適な材料である(先行技術文献無し)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】なし
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、ガラス材質が加工しにくく、レンズ構造においては、依然として改良し難いため、現在ではただほんの少しの灯具あるいはカメラにガラスレンズが使用されている。
【0005】
このようなレンズでは今でも単一の弧形面によって光線を反射し、ガラスレンズの優勢を充分に実施することができない。このため、透過率を高めることを基にして、小角度で輝度均一な出射光を得ることができないことから、そのポイント照明の効果が好もしくない。
【0006】
そこで、本発明は、ポイント照明の効果をより向上させるように、高透光率、小出光角度且つ輝度均一な集光レンズを提供することを目的とする。
【0007】
また、本発明は、光源と、前記光源の出射光路上に設置された集光レンズとを備え、前記集光レンズは上述した集光レンズを採用するように構成される灯具を提供することを目的とする。
【0008】
さらに、本発明は、照明システムを備えるカメラであって、前記照明システムは、光源と、前記光源の出射光路上に設置された集光レンズとを備え、前記集光レンズは上述した集光レンズを採用するように構成されるカメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題の解決にあたり、本発明は、実体ガラスレンズである集光レンズであって、前記集光レンズは、入射面と、出射面と、前記集光レンズの中心軸を囲繞するように設置された側面とを有しており、前記側面は格子状を呈するように形成される集光レンズによって実現される。
【0010】
また、本発明は、灯具であって、光源と、前記光源の出射光路上に設置された前記集光レンズとを備える灯具によって実現される。
【0011】
また、本発明は、照明システムを備えるカメラであって、
前記照明システムは、光源と、前記光源の出射光路上に設置された前記集光レンズとを備えることを特徴とするカメラによって実現される。
【発明の効果】
【0012】
本発明で提供された集光レンズは、ガラス材質を採用することにより、レンズの出光率を高めて、光エネルギー損失を低減する。
【0013】
また、本発明は、レンズの側面を格子状になるように設計し、単一の弧形面を通過して光線を反射するのではなく、複数の小面積の格子部で光線を異なる方向向きに反射するように格子の構造を合理的に設計することにより、各格子部を所定の方向に基づいて光線を反射させることができ、しかも小角度の均一な照明を実現することができるため、ポイント照明に有利である。
【0014】
このような集光レンズは各種の照明灯具中あるいはカメラの照明システム中に広汎に活用でき、上述した集光レンズを採用した灯具とカメラは、より高出光率、より均一な小角度の照明効果を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズの立体構造を示す図である。
【図2】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズのその1の断面構造を示す図である。
【図3】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズの光路図である。
【図4】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズのその2の断面構造を示す図である。
【図5】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズのその3の断面構造を示す図である。
【図6】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズのその4の断面構造を示す図である。
【図7】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズのその5の断面構造を示す図である。
【図8】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズの底面構造を示す図である。
【図9】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズの正面構造を示す図である。
【図10】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズのその6の断面構造を示す図である。
【図11】本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズのその7の断面構造を示す図である。
【図12】本発明に係る第2の実施形態で提供された集光レンズのその1の正面構造を示す図である。
【図13】本発明に係る第2の実施形態で提供された集光レンズのその2の正面構造を示す図である。
【図14】本発明に係る第2の実施形態で提供された集光レンズの光路図である。
【図15】本発明に係る第3の実施形態で提供された集光レンズのその1の正面構造を示す図である。
【図16】本発明に係る第3の実施形態で提供された集光レンズのその2の正面構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明をより一層完全に理解するために、その目的、技術方案、および利点について、以下の添付図面及び実施形態を参照して本発明をさらに詳細な説明を行う。ここで、記述した具体的な実施形態は単に例示を目的としたものであって、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。そのことは、明確に理解されなければならない。
【0017】
本発明は、実体ガラスレンズである集光レンズであって、入射面と、出射面と、集光レンズの中心軸を囲繞するように設置された側面とを有しており、当該側面は格子状を呈するように形成される集光レンズを提供する。
【0018】
本発明で提供された集光レンズは、ガラス材質を採用することにより、レンズの出光率を高めて、光エネルギー損失を低減する。
【0019】
また、本発明は、レンズの側面を格子状になるように設計し、単一の弧形面を通過して光線を反射するのではなく、複数の小面積の格子部で光線を異なる方向向きに反射するように格子の構造を合理的に設計することにより、各格子部を所定の方向に基づいて光線を反射させることができ、しかも小角度の均一な照明を実現することができる。このため、ポイント照明に有利である。
【0020】
本発明は、さらに、光源と、光源の出射光路上に設置された集光レンズとを備え、当該集光レンズは、上述した集光レンズを採用するように構成される灯具を提供する。
【0021】
本発明は、照明システムを備えるカメラであって、当該照明システムは、光源と、光源の出射光路上に設置された集光レンズとを備え、当該集光レンズは上述した集光レンズを採用するように構成されるカメラを提供する。
【0022】
上述した集光レンズを採用した灯具とカメラは、より均一に、出光率がより高い小角度の照明効果を有することができる。
【0023】
以下、具体的な実施形態を併せて本発明の集光レンズの具体的な実現方法を詳細な説明を行う。
(第1実施形態)
図1には本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズの立体構造を示す図、図2には本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズのその1の断面構造を示す図、図3には本発明に係る第1の実施形態で提供された集光レンズの光路図が、それぞれ、示されている。ここでの説明では、便宜上、本実施形態と関連する部分しか示されていない。
【0024】
本実施形態で提供された集光レンズは、実体ガラスレンズである。当該ガラスレンズは、光の伝播方向を調整し、所要の発射角、均一度及び輝度の照明光が得られるように、主に、光源の出光側に置かれる。
【0025】
当該ガラスレンズは、図1、図2及び図3を参照すると、主に、入射面1と、出射面2と、側面3とを備える。入射面1の面積は、通常、出射面2の面積より小さい。側面3及び入射面1と出射面2とは、ともに、集光レンズの表面を構成する。
【0026】
理解できるように、側面3は、入射面1と出射面2との間に介在されており、当該側面3は、ガラスレンズの中心軸を囲繞するように設置される。光源4は、入射面1の入光側に位置し、その発出する光は、入射面1を通過してレンズ内部に進入し、そのうちの一部の光は、直接、出射面2を通過して射出されて、照明に用いられる。
【0027】
また、大部分の光は、レンズの側面3の向きに射入し、側面3を通過して反射された後、出射面2を通過して射出されて、照明に用いられる。勿論、僅かの部分の光は、側面3を通過して折射した後、外部へ射出される。
【0028】
レンズの出光角度及び均一性を改善するために、本実施形態では、側面3を格子状になるように設計すべく、複数の小面積の平面または弧面格子部で密接に配列して構成されている。勿論、このような格子状の側面は、明らかに伝統的な錐形側面または弧形側面を全体の表面がそのままで複数の単位に分割することではなく、このような構造は明らかに改良効果を有していない。
【0029】
理解できるように、本実施形態においての格子部は平面であるか、それとも弧面であっても、1つの共同する円滑な表面に形成することはできない。これらの格子部で光線を異なる方向向きに反射し、格子の構造を、例えば、大小、形状などを適当に設計することによって光線を所定の方向に従って反射させて、所要の角度及び均一度の出射光が得られる。
【0030】
本実施形態において、側面3は多種の構造を有することができる。本実施形態の1つの実現方式として、側面3は、図1及び図2を参照すると、一系列の集光環帯31でレンズの中心軸の方向に沿って連続的に分布して構成されることができる。そのうち、各隣接する2つの集光環帯31は所定の刃先角を有しており、当該側面3は、1本の折れ線線分でレンズの中心軸を囲繞するように一周を連続的に回転して形成されるように見えることができる。
【0031】
それに、入射面1から各線分とレンズの中心軸との間の刃先角は、漸次に小さくなる。即ち、入射面1から集光環帯31がレンズの中心軸に対する傾斜角度が次第に小さくなる。例えば、入射面から第一の環帯と中心軸との刃先角は40°前後であってもよいし、第二の環帯と中心軸との刃先角は35°前後であってもよいし、最後の環帯と中心軸との刃先角は10°前後であってもよい。各環帯の幅およびそれが中心軸に対する具体的な傾斜角度は応用側の必要に基づいて設計することができる。
【0032】
本実施形態では、高透光率のガラス材質で加工された集光レンズが採用されている。当該集光レンズのガラス材質は、伝統的なPMMA材質に比べてより高い透過率を有している。当該集光レンズは、レンズの出射光束単位を有効的に増加し、光エネルギー損耗を減少することによって、照明光の輝度を高めることができる。
【0033】
しかも、当該集光レンズの側面を格子状になるように設計することによって、反射角度の制御可能性が、伝統的な単一形状の反射面に比べてより強くなるため、格子の具体的な構造と形状を、応用側の必要に基づいて設計することができる。
また、当該レンズは、光束単位の出力を向上させると同時に、より小さい角度及び強度がより均一な出射光を有することから、ポイント照明に有利である。
【0034】
本実施形態において、入射面1と出射面2とは、相互に平行する平面であっても良い。出射面2の上にはさらに凹凸微構造部が密に配設されることができて、出射光をより均一にさせる。
【0035】
図4〜図8を参照すると、本実施形態において、当該レンズの底部にはさらに少なくとも1つの第1の凹槽5を設置することができ、光源4を凹槽5の内部に置くことができる。
【0036】
また、図7及び図8で示されているように、光源4と凹槽5とは一対一で設置しても良いし、多対一で設置しても良い。このときの入射面1は、即ち、第1の凹槽5とレンズとの境界面であり、このような光源4から発出する光はほとんど全部が当該境界面を通過してレンズの内部に射入し、平面である入射面と比較して、当該凹槽により一定程度に光の損失を減少することができる。
【0037】
図9及び図10を参照すると、本実施形態において、出射面2は、多種の構造を有することができる。具体的には、当該出射面2は、凸面でも良いし、凹面でも良い。本実施形態では、凹面を適宜に選択する。これにより、レンズの平均厚さを減少させることによって、レンズによる光の吸収を減らしてレンズの出光率を高めることができる。
【0038】
同様に、また、出射面2の上に第2の凹槽6を設置することができる。図11に示すように、第2の凹槽6が存在しているから、レンズの平均厚さを少なくともある程度に減少させることによってレンズの出光率を高める。
(第2実施形態)
図12には本発明に係る第2の実施形態で提供された集光レンズのその1の正面構造を示す図、図13には本発明に係る第2の実施形態で提供された集光レンズのその2の正面構造を示す図、図14には本発明に係る第2の実施形態で提供された集光レンズの光路図が、それぞれ、示されている。ここでの説明では、便宜上、本実施形態と関連する部分しか示されていない。
【0039】
本実施形態において、さらに上述した実施形態中の側面3に対してさらなるより良い集光効果が得られるように改良を行うことができる。
【0040】
図12及び図14を参照すると、具体的には、側面3は依然として複数の集光環帯31から構成される。そして、各集光環帯31のいずれもは複数の矩形集光部311で密接に配列して構成されることができ、いくつの集光部311でレンズの中心軸を囲繞するように一周を連続的に配列して一つの集光環帯31が構成される。
【0041】
このようにすれば、側面3全面は図12に示すような格子構造として示されている。本実施形態においての複数の微小な矩形集光部311で側面3をより緻密に分割し、出射光の角度と出光均一度を調整するにはより有利になる。本実施形態においての集光部の大きさは応用側の必要に基づいて合理的に設計することができる。
【0042】
本実施形態において、入射面1と側面3は一体化する弧形面であっても良いし、両者の間には明確な境界線がなくて、図13に示すように、側面3の格子構造は弧形面全面にわたって広がっている。そして、当該弧形面の底部の一定領域を平面に近似しており、この平面に近似した領域は入射面1とし、光源4は当該入射面1の下方に位置し、光源4の出射光は当該入射面1を通過してレンズに射入する。
(第3実施形態)
図15には本発明に係る第3の実施形態で提供された集光レンズのその1の正面構造を示す)、図16には本発明に係る第3の実施形態で提供された集光レンズのその2の正面構造を示す図が、それぞれ、示されている。ここでの説明では、便宜上、本実施形態と関連する部分しか示されていない。
【0043】
上述した第1の実施形態において、側面3は、さらに、別の構造に設計することができる。本実施形態において、側面3は、さらに、複数の条状平面部32でレンズの中心軸を囲繞するように一周を連続的に配列して構成することができる。これにより、図15に示されるように、当該側面3全体は錐形を呈する。
【0044】
また、側面3は、さらに、複数の条状弧面部33でレンズの中心軸を囲繞するように一周を連続的に配列して構成することも可能であることについては、図16が参照される。
【0045】
以上は、本発明の好ましい実施形態であり、本発明になんらの制限を加わるものではない。本発明の精神と原則を逸脱しない限り、その等効果修正又は変更は、なお、本発明の保護範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【0046】
1:入射面
2:出射面
3:側面
311:集光部
31:集光環帯
32:平面部
4:光源
5:第1の凹槽
6:第2の凹槽
【特許請求の範囲】
【請求項1】
実体ガラスレンズである集光レンズであって、
当該集光レンズは、入射面と、出射面と、前記集光レンズの中心軸を囲繞するように設置された側面とを有しており、
前記側面は格子状を呈することを特徴とする集光レンズ。
【請求項2】
前記入射面及び前記出射面は平面であることを特徴とする請求項1に記載の集光レンズ。
【請求項3】
前記集光レンズの底部には光源を収容するための凹槽が設けられることを特徴とする請求項1に記載の集光レンズ。
【請求項4】
前記出射面は下凹または上凸の曲面であることを特徴とする請求項1に記載の集光レンズ。
【請求項5】
格子状の前記側面は複数の集光環帯で前記中心軸の方向に沿って連続的に配列して構成され、前記入射面との距離が遠いほど、前記集光環帯の表面と前記中心軸との刃先角が小さくなることを特徴とする請求項1に記載の集光レンズ。
【請求項6】
前記各集光環帯のいずれもは複数の集光部で前記中心軸を囲繞するように一周を連続的に配列して構成されることを特徴とする請求項5に記載の集光レンズ。
【請求項7】
前記集光部は矩形平面であることを特徴とする請求項6に記載の集光レンズ。
【請求項8】
格子状の前記側面は複数の条状平面部または条状弧面部で前記中心軸を囲繞するように一周を連続的に配列して構成されることを特徴とする請求項1に記載の集光レンズ。
【請求項9】
灯具であって、光源と、前記光源の出射光路上に設置された集光レンズとを備え、
前記集光レンズは請求項1乃至8のいずれか1項に記載の集光レンズを採用することを特徴とする灯具。
【請求項10】
照明システムを備えるカメラであって、
前記照明システムは、光源と、前記光源の出射光路上に設置された集光レンズとを備え、
前記集光レンズは請求項1乃至8のいずれか1項に記載の集光レンズを採用することを特徴とするカメラ。
【請求項1】
実体ガラスレンズである集光レンズであって、
当該集光レンズは、入射面と、出射面と、前記集光レンズの中心軸を囲繞するように設置された側面とを有しており、
前記側面は格子状を呈することを特徴とする集光レンズ。
【請求項2】
前記入射面及び前記出射面は平面であることを特徴とする請求項1に記載の集光レンズ。
【請求項3】
前記集光レンズの底部には光源を収容するための凹槽が設けられることを特徴とする請求項1に記載の集光レンズ。
【請求項4】
前記出射面は下凹または上凸の曲面であることを特徴とする請求項1に記載の集光レンズ。
【請求項5】
格子状の前記側面は複数の集光環帯で前記中心軸の方向に沿って連続的に配列して構成され、前記入射面との距離が遠いほど、前記集光環帯の表面と前記中心軸との刃先角が小さくなることを特徴とする請求項1に記載の集光レンズ。
【請求項6】
前記各集光環帯のいずれもは複数の集光部で前記中心軸を囲繞するように一周を連続的に配列して構成されることを特徴とする請求項5に記載の集光レンズ。
【請求項7】
前記集光部は矩形平面であることを特徴とする請求項6に記載の集光レンズ。
【請求項8】
格子状の前記側面は複数の条状平面部または条状弧面部で前記中心軸を囲繞するように一周を連続的に配列して構成されることを特徴とする請求項1に記載の集光レンズ。
【請求項9】
灯具であって、光源と、前記光源の出射光路上に設置された集光レンズとを備え、
前記集光レンズは請求項1乃至8のいずれか1項に記載の集光レンズを採用することを特徴とする灯具。
【請求項10】
照明システムを備えるカメラであって、
前記照明システムは、光源と、前記光源の出射光路上に設置された集光レンズとを備え、
前記集光レンズは請求項1乃至8のいずれか1項に記載の集光レンズを採用することを特徴とするカメラ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【公開番号】特開2013−7983(P2013−7983A)
【公開日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−186198(P2011−186198)
【出願日】平成23年8月29日(2011.8.29)
【出願人】(510139597)深▲セン▼市衆明半導体照明有限公司 (3)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年1月10日(2013.1.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年8月29日(2011.8.29)
【出願人】(510139597)深▲セン▼市衆明半導体照明有限公司 (3)
【Fターム(参考)】
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