JP3673943B2

JP3673943B2 - Short-focus lens condensing type light-emitting diode illuminator

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Publication number: JP3673943B2
Application number: JP2001092337A
Authority: JP
Inventors: 荘八岩井; 勝三原; 克信青柳
Original assignee: RIKEN
Current assignee: RIKEN
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2021-03-28
Also published as: JP2002289015A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、短焦点レンズ集光型発光ダイオード照明装置に関し、さらに詳細には、家庭用、登山用あるいは非常用などの各種用途に用いて好適な懐中電灯などの短焦点レンズ集光型発光ダイオード照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、豆電球を光源として用いるとともに乾電池を電源として用いた携帯用電灯たる懐中電灯が知られている。ここで、光源に豆電球を用いた懐中電灯においては、豆電球の消費電流がおよそ２００ｍＡと多いので、乾電池の寿命が短くなってしまうという問題点があった。
【０００３】
こうした従来の豆電球を用いた懐中電灯の問題点を解決するために、豆電球に代わる光源として発光ダイオードを用いた懐中電灯が提案されている。
【０００４】
発光ダイオードの消費電流はおよそ２０ｍＡであり、上記した豆電球の消費電流に比べて１０分の１程度と少ないので、発光ダイオードを用いた懐中電灯においては、消費電流が抑えられて乾電池の寿命を長くすることができる。
【０００５】
この際、懐中電灯に配設される発光ダイオードとしては、青紫色発光するダイオードと黄色の蛍光体とを組み合わせて構成した白色発光する発光ダイオードを用いることができる。
【０００６】
より詳細には、この白色発光する発光ダイオードは、青紫色発光する発光ダイオードの青紫色光によって、蛍光体を励起して黄色光を発光させる。これにより、青紫色光と黄色光とが混合された白色光が、発光ダイオードの透明の樹脂よりなる球面形状の先端部表面において屈折し、先端方向におけるおよそ３０°の拡がり角度で放出される（図１参照）。
【０００７】
しかしながら、発光ダイオードの球面形状の先端部表面における屈折により、発光ダイオードの先端部から放出される白色光の中心に青紫色光（図１における破線参照）が集まってしまい、懐中電灯から投光される白色光の中心領域に青紫色光の強い領域が生じてしまう。
【０００８】
このため、こうした白色発光する発光ダイオードを用いた従来の懐中電灯により、発光ダイオードから放出される白色光を所定の物体に照射して目視しようとしても、白色光の中心領域に青紫色光が集まっているので中心領域が青紫色になってしまい、文字が読み難く眼が疲れ易いなどの不都合が生じていたという問題点があった。
【０００９】
なお、こうした白色発光する発光ダイオードを用いた従来の懐中電灯の問題点を解決するために、所定のフィルターを配設するようにして、白色光の中心領域に集まる青紫色光のみを除去するようにしてもよい。しかしながら、こうしたフィルターを用いると、光量が損失して照度が低下してしまうという新たな問題点が生起されることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、白色発光する発光ダイオードを光源として用いた場合に、白色光の中心領域から青紫色光を除去するとともに、照度を向上することができるようにした短焦点レンズ集光型発光ダイオード照明装置を提供しようとするものである。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、青紫色発光するダイオードと黄色の蛍光体とが組み合わされ、上記青紫色発光する発光ダイオードの青紫色光によって上記蛍光体を励起して黄色光を発光させ、青紫色光と黄色光とが混合された白色光を所定の拡がり角度で放出して白色発光する発光ダイオードと、焦点距離の短い凸レンズで構成され、上記発光ダイオードから放出された白色光の光線が上記発光ダイオードと対向する入射面に入射し、上記入射面から入射した光線を出射面から出射する短焦点レンズとを有し、上記発光ダイオードと上記短焦点レンズとは、上記発光ダイオードと上記短焦点レンズの中心との間の距離が、上記短焦点レンズの焦点距離に略等しくなるようにして配設され、上記発光ダイオードから上記所定の拡がり角度で放出された白色光の光線が上記短焦点レンズの上記入射面に入射して上記出射面から出射する光線は、スポット状に集光されるとともに、上記短焦点レンズの色収差によって、上記発光ダイオードから放出された白色光の光線のうちの青紫色光が、上記出射面において屈折し、集束してから拡がることによってスポット状に集光される光線の外周側に青紫色光が拡げられて弱まるようにしたものである。
【００１２】
従って、本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、発光ダイオードから放出された大部分の光線が、発光ダイオードに近接した短焦点レンズに入射してスポット状に集光されて出射するので、照度を向上することができ、また、短焦点レンズの大きな色収差によって白色光の中心領域から青紫色光を除去することができる。
【００１３】
また、発光ダイオードと短焦点レンズの中心との間の距離を調整することによって、白色光の中心領域から除去されスポット状に集光された白色光の外周側に位置する青紫色光を弱くすることができる。
【００１４】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、青紫色発光するダイオードと黄色の蛍光体とが組み合わされ、上記青紫色発光する発光ダイオードの青紫色光によって上記蛍光体を励起して黄色光を発光させ、青紫色光と黄色光とが混合された白色光を所定の拡がり角度で放出して白色発光する発光ダイオードと、焦点距離の短い球形レンズで構成され、上記発光ダイオードから放出された白色光の光線が上記発光ダイオードと対向する後方面に入射し、上記後方面から入射した光線を前方面から出射する短焦点レンズとを有し、上記発光ダイオードと上記短焦点レンズとは、上記発光ダイオードと上記短焦点レンズの中心との間の距離が、上記短焦点レンズの焦点距離に略等しくなるようにして配設され、上記発光ダイオードから上記所定の拡がり角度で放出された白色光の光線が上記短焦点レンズの上記後方面に入射して上記前方面から出射する光線は、スポット状に集光されるとともに、上記短焦点レンズの色収差によって、上記発光ダイオードから放出された白色光の光線のうちの青紫色光が、上記前方面において屈折し、集束してから拡がることによってスポット状に集光される光線の外周側に青紫色光が拡げられて弱まるようにしたものである。
【００１５】
従って、本発明のうち請求項２に記載の発明によれば、照度を向上することができ、また、短焦点レンズの大きな色収差によって白色光の中心領域から青紫色光を除去することができ、さらに、単純な球形形状の球形レンズは任意の直径に製作することが容易なので、大量生産が可能となっての製造コストを低減することができるとともに、球形レンズにはレンズの方向性が無いので、球形レンズよりなる短焦点レンズの組み付けが容易になる。
【００１６】
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、青紫色発光するダイオードと黄色の蛍光体とが組み合わされ、上記青紫色発光する発光ダイオードの青紫色光によって上記蛍光体を励起して黄色光を発光させ、青紫色光と黄色光とが混合された白色光を所定の拡がり角度で放出して白色発光する複数の発光ダイオードと、焦点距離の短い円筒レンズで構成され、上記複数の発光ダイオードのそれぞれから放出された白色光の光線が上記発光ダイオードと対向する入射面に入射し、上記入射面から入射した光線を出射面から出射する短焦点レンズとを有し、上記発光ダイオードと上記短焦点レンズとは、上記発光ダイオードと上記短焦点レンズの中心との間の距離が、上記短焦点レンズの焦点距離に略等しくなるようにして配設され、上記複数の発光ダイオードのそれぞれから上記所定の拡がり角度で放出された白色光の光線が上記短焦点レンズの上記入射面に入射して上記出射面から出射する光線は、上記短焦点レンズの長さ方向に対して垂直な方向に集光され、上記短焦点レンズの長さ方向に対して平行な帯状の光が投光されるとともに、上記短焦点レンズの色収差によって、上記発光ダイオードから放出された白色光の光線のうちの青紫色光が、上記出射面において屈折し、集束してから拡がることによって帯状の光外周側に青紫色光が拡げられて弱まるようにしたものである。
【００１７】
また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の発明において、上記発光ダイオードと上記短焦点レンズとは、それぞれ２以上の同一数配設され、上記短焦点レンズのそれぞれは、上記短焦点レンズのそれぞれから出射された光線が所定の位置で集光するようにして配設されたようにしたものである。
【００１８】
従って、本発明のうち請求項４に記載の発明によれば、複数の発光ダイオードのそれぞれからの放出光が、対応する短焦点レンズのそれぞれからスポット光として出射されて、そのスポット光が所定の位置で重ねられ単一のスポット光となるので、照度を一層向上させることができる。
【００１９】
また、本発明のうち請求項５に記載の発明のように、請求項１、請求項２、請求項３または請求項４のいずれか１項に記載の発明において、上記短焦点レンズは、上記発光ダイオードと上記短焦点レンズの中心との間の距離をｄとし、上記短焦点レンズの半径をｒとし、上記発光ダイオードから放出される放射光の全拡がり角を２θとしたときに、下記数式１で示される上記短焦点レンズの焦点距離ｆを有するようにしてもよい。
ｆ≒ｄ＞（ｒ／ｔａｎθ）・・・数式１
【００２０】
また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、青紫色発光するダイオードと黄色の蛍光体とが組み合わされ、上記青紫色発光する発光ダイオードの青紫色光によって上記蛍光体を励起して黄色光を発光させ、青紫色光と黄色光とが混合された白色光を先端方向に所定の拡がり角度で放出して白色発光する複数の発光ダイオードと、上記複数の発光ダイオードのそれぞれから放出された白色光の光線が、上記複数の発光ダイオードの総数に応じた複数の焦点距離の短い凸レンズのそれぞれに入射し、上記複数の凸レンズのそれぞれの出射面から出射される光線が所定の位置で集光するようにして上記複数の凸レンズが１つの板状に一体成型して構成された短焦点レンズと、上記発光ダイオードと直列接続された可変抵抗器とを有し、上記発光ダイオードと上記短焦点レンズとは、上記発光ダイオードと上記短焦点レンズの中心との間の距離が、上記短焦点レンズの焦点距離に略等しくなるようにして配設され、上記複数の発光ダイオードのそれぞれから上記所定の拡がり角度で放出された白色光の光線が、上記短焦点レンズの対応する凸レンズの上記出射面のそれぞれからスポット光として出射され、所定の位置で重ねられ単一のスポット光となるとともに、上記短焦点レンズの色収差によって、上記発光ダイオードから放出された白色光の光線のうちの青紫色光が、上記出射面において屈折し、集束してから拡がることによってスポット状に集光される光線の外周側に青紫色光が拡げられて弱まるようにしたものである。
【００２１】
従って、本発明のうち請求項６に記載の発明によれば、照度を向上することができ、また、短焦点レンズの大きな色収差によって白色光の中心領域から青紫色光を除去することができ、さらに、複数の発光ダイオードのそれぞれからの放出光が、対応する短焦点レンズのそれぞれからスポット光として出射されて、そのスポット光が所定の位置で重ねられ単一のスポット光となるので、照度を一層向上させることができる。
また、可変抵抗器の抵抗値を変化させることにより、発光ダイオードに流れる電流が変化し、照明装置から投光されるスポット光の明るさを変化させることができると同時に消費電力の節約ができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による短焦点レンズ集光型発光ダイオード照明装置の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００２３】
なお、以下においては、説明を簡略化して理解を容易にするために、本発明による短焦点レンズ集光型発光ダイオード照明装置の実施の形態の一例として懐中電灯について説明するものとする。
【００２４】
ここで、図２には、本発明による短焦点レンズ集光型発光ダイオード照明装置としての懐中電灯の第１の実施の形態の一部を破断して示した概略構成説明図が示されている。
図２に示す本発明による懐中電灯１０は、内部が中空な円筒状の本体部１２を備え、この本体部１２を前方側１２ａと後方側１２ｂとに分ける壁部１４と、壁部１４に配設されたソケット１６に取り付けられ前方側１２ａに位置する発光ダイオード１８と、前方側１２ａの外周側にスライド部材２０を介して移動自在に配設された内部が中空な円筒状の蓋部２２と、蓋部２２の内部に配設された短焦点レンズ２４と、後方側１２ｂの外周側に配設されたスイッチ２６と、後方側１２ｂの内部に配設された乾電池２８と、後方側１２ｂの端部に位置する調節ツマミ３０とを有して構成されている。
【００２５】
さらに、スイッチ２６がオン（ＯＮ）されることにより接点Ａが接続されて直列接続される回路には、自動消灯器３２と可変抵抗器３４と保護抵抗３６とが配設されている。
【００２６】
自動消灯器３２は、例えば、タイマーなどが組み込まれた回路により形成される。
【００２７】
可変抵抗器３４は、例えば、０Ω〜５００Ωの範囲で抵抗値を可変でき、保護抵抗３６は、例えば、５０Ωに設定されている。
【００２８】
また、乾電池２８は、１．５Ｖの乾電池を３個用い、これら３個の乾電池２８−１，２８−２，２８−３は直列に接続される。
【００２９】
そして、乾電池２８−１のプラス電極が保護抵抗３６に接続され、乾電池２８−３のマイナス電極が可変抵抗器３４に接続されている。
【００３０】
なお、自動消灯器３２は、可変抵抗器３４と接点Ａとの間に直列に接続されており、発光ダイオード１８は、保護抵抗３６と接点Ａとの間に直列に接続されている。
【００３１】
ここで、発光ダイオード１８は、青紫色発光するダイオードと黄色の蛍光体とが組み合わされ、透明の樹脂で封止された略円筒形形状の白色発光する発光ダイオードである。
【００３２】
より詳細には、この白色発光する発光ダイオードは、青紫色発光する発光ダイオードの青紫色光によって、蛍光体を励起して黄色光を発光させる。これにより、青紫色光と黄色光とが混合された白色光が、発光ダイオードの球面形状の先端部表面１８ａにおいて屈折し、先端方向におけるおよそ３０°の拡がり角度（なお、この角度は発光ダイオードの先端部表面１８ａに依存するものであり、通常用いられる発光ダイオード１８の場合にはおよそ３０°である。）で放出されるものである（図４参照）。
【００３３】
発光ダイオード１８は、壁部１４に配設されたソケット１６に取り付けられており、発光ダイオード１８の一方の端子１８ｂはスイッチ２６のオンにより接続される接点Ａに接続され、他方の端子１８ｃは保護抵抗３６を介して乾電池２８−１のプラス電極に接続される。
【００３４】
調節ツマミ３０は、本体部１２の後方側１２ｂの端部に配設されており、この調節ツマミ３０を操作することにより、可変抵抗器３４の抵抗値を０Ω〜５００Ωの範囲内で変化させることができる。
【００３５】
蓋部２２は、内部が中空な円筒状体であり両端部は略円形形状で開口している。前方開口部２２ａの近傍には、短焦点レンズ２４が配設されており、後方開口部２２ｂには、本端部１２の前方側１２ａが位置している。蓋部２２は、後方開口部２２ｂの内周側と前方側１２ａの外周側との間に配設されたスライド部材２０を介して、前後方向（図２参照）に移動自在となされている。
【００３６】
一方、短焦点レンズ２４は、焦点距離の短い凸レンズで構成されている。この短焦点レンズ２４たる凸レンズの焦点距離は５０ｍｍ以下が好ましく、所謂、広角レンズを用いることができるが、焦点距離が１０ｍｍ程度の凸レンズを用いることがより好ましい。
【００３７】
この短焦点レンズ２４は、前方開口部２２ａの近傍に配設されており、短焦点レンズ２４の中心Ｐが、発光ダイオード１８の中心軸Ｏ（図３ならびに図４における一点鎖線参照）上に位置するようになされている。
【００３８】
そして、短焦点レンズ２４の入射面２４ａが発光ダイオード１８と対向し、出射面２４ｂは蓋部２２の前方開口部２２ａ側に位置している。このため、短焦点レンズ２４の入射面２４ａに発光ダイオード１８から放出された光線が入射し、入射面２４ａから入射した光線は出射面２４ｂから出射される。
【００３９】
図３を参照しならがら、発光ダイオード１８と短焦点レンズ２４との配置関係についてより詳細に説明することとする。
【００４０】
発光ダイオード１８と短焦点レンズ２４との配置関係、即ち、中心軸Ｏ方向における発光ダイオード１８と短焦点レンズ２４の中心との間の距離ｄは、以下に示すような条件を備えるように寸法設定されている。
【００４１】
なお、具体的には距離ｄは、本体部１２の前方側１２ａに配設された発光ダイオード１８の先端部表面１８ａと短焦点レンズ２４たる凸レンズの中心Ｐとの間の中心軸Ｏ方向における距離である。
【００４２】
即ち、短焦点レンズ２４の半径をｒとし、発光ダイオード１８から放出される放射光の全拡がり角を２θとすると、下記数式１に示す関係から、
ｒ／ｄ＝ｔａｎθ ・・・数式１
発光ダイオード１８から放出される全ての放射光を短焦点レンズ２４に集めるためには、下記数式２に示す関係が成り立つようにすればよい。
【００４３】
ｄ＜（ｒ／ｔａｎθ）・・・数式２
従って、短焦点レンズ２４の焦点距離をｆとすると、下記数式３を満たす短焦点レンズ２４を用いるようにする。
【００４４】
ｆ≒ｄ＜（ｒ／ｔａｎθ）・・・数式３
上記数式３より、発光ダイオード１８と短焦点レンズ２４の中心との間の距離ｄは、ｄ＜（ｒ／ｔａｎθ）であり、かつ、ｆ≒ｄとなるので、発光ダイオード１８は短焦点レンズ２４の焦点距離ｆの近傍に配置すればよい。
【００４５】
ただし、蓋部２２がスライド部材２０を介して、前後方向（即ち、中心軸Ｏ方向）に移動自在となされているので、蓋部２２を前後方向に移動することにより、発光ダイオード１８と短焦点レンズ２４の中心との間の距離ｄは、上記した数式２ならびに数式３を満たす範囲内で変化することができる。
【００４６】
以上の構成において、上記した懐中電灯１０から光線が投光される際の状態を説明すると、まず、懐中電灯１０の使用者によって、スイッチ２６がオン（ＯＮ）されると、接点Ａが接続されて、発光ダイオード１８、保護抵抗３６、乾電池２８−１、２８−２、２８−３、可変抵抗器３４ならびに自動消灯器３２が直列に接続されている回路が閉じて、発光ダイオード１８に電流が流れる。
【００４７】
そうすると、発光ダイオード１８の青紫色発光する発光ダイオードの青紫色光によって、蛍光体が励起されて黄色光が発光する。これにより、青紫色光と黄色光とが混合された白色光が、発光ダイオード１８の球面形状の先端部表面１８ａにおいて屈折し、先端方向におけるおよそ３０°の拡がり角度で放出される（図４参照）。
【００４８】
そして、発光ダイオード１８の先端部表面１８ａから放出された光線は、短焦点レンズ２４の入射面２４ａに入射し、入射面２４ａから入射した光線が出射面２４ｂから出射する。
【００４９】
短焦点レンズ２４の出射面２４ｂから出射した光線は、発光ダイオード１８が短焦点レンズ２４の焦点距離ｆの近傍に配置されているので、中心軸Ｏ方向に平行な光線となり、スポット状に集光される。
【００５０】
この際、短焦点レンズ２４の大きな色収差によって、発光ダイオード１８の先端部表面１８ａから放出された光線のうちの青紫色光（図４における破線参照）のみが、短焦点レンズ２４の出射面２４ｂにおいて大きく屈折する。その結果、青紫色光は中心軸Ｏ方向に平行な光線とはならずに、スポット状に集光される光線の外周側に拡げられて弱まる。
【００５１】
つまり、短焦点レンズ２４の出射面２４ｂから出射した光線は、内側に白色光が存在し、外周側に青紫色光が集まっているスポット光となり、このスポット光が蓋部２２の前方開口部２２ａから投光される。
【００５２】
従って、発光ダイオードから放出される白色光を所定の物体に照射して目視する際には、短焦点レンズ２４によって集光されるので照度は向上しており、また、白色光の中心領域に青紫色光が集まっていないので中心領域は白色光が強くなる。このため、文字が読み易く、眼が疲れなくなり、不都合が生じない。
【００５３】
ここで、蓋部２２を前後方向（即ち、中心軸Ｏ方向）に移動させて、発光ダイオード１８と短焦点レンズ２４の中心との間の距離ｄを変化させて微調整することにより、白色光の領域を調節することができる。
【００５４】
また、蓋部２２の前方開口部２２ａから投光されるスポット光の明るさを変化させたい場合には、使用者が調節ツマミ３０を操作し、可変抵抗器３４の抵抗値を変化させればよい。これにより、発光ダイオード１８に流れる電流が定格の電流範囲で変化するので、電流に応じて発光ダイオード１８の輝度が変化し、所望の明るさのスポット光を得ることができる。
【００５５】
なお、発光ダイオード１８が発光してスポット光が懐中電灯１０から投光された後、所定時間が経過すると、自動消灯器３２により、自動的に発光ダイオード１８への電流の供給が停止されるので、懐中電灯１０からのスポット光の投光が停止され消灯する。このため、使用者がスイッチ２６をオフすることを忘れてしまった場合などでも、自動的に消灯するので、乾電池２８の消耗を防ぐことができる。
【００５６】
上記したようにして、本発明による懐中電灯１０においては、白色発光する発光ダイオード１８から放出される放出光が入射する短焦点レンズ２４を発光ダイオード１８の直前、即ち、発光ダイオード１８を短焦点レンズ２４の焦点距離ｆの近傍に配置したので、発光ダイオード１８の先端部表面１８ａから放出された光線が、短焦点レンズ２４の入射面２４ａに入射し、出射面２４ｂから中心軸Ｏ方向に平行な光線として出射されて、スポット状に集光される。
【００５７】
このため、本発明による懐中電灯１０においては、ただ１つの発光ダイオード１８であっても、その出射光がスポット状に集光されて照度を向上することができる。具体的には、ただ１つの発光ダイオード１８と短焦点レンズ２４との組み合わせによって、複数の発光ダイオードのみを用いた懐中電灯の照度や、従来の豆電球を用いた懐中電灯の照度と同程度の照度を得ることが可能となる。
【００５８】
また、短焦点レンズ２４の大きな色収差によって、発光ダイオード１８の先端部表面１８ａから放出された光線のうちの青紫色光は、スポット状に集光された領域の外周側に拡げられて弱まるので、白色発光する発光ダイオードを光源として用いた場合においても、白色光の中心領域から青紫色光を除去することができる。
【００５９】
さらに、本発明による懐中電灯１０においては、消費電流が豆電球の消費電流に比べて１０分の１程度と少ない発光ダイオード１８を用いているので、従来の豆電球を用いた懐中電灯に比べて消費電流が抑えられ、乾電池２８の寿命を長くすることができる。
【００６０】
具体的には、発光ダイオード１８の輝度は、乾電池２８の電圧低下にほぼ比例して緩やかに低下するため、１．５Ｖの乾電池２８を３本直列にして使用した場合には、１本の乾電池２８の電圧が１Ｖ程度までは発光ダイオード１８を発光させることができ、乾電池２８の使用時間は長い。
【００６１】
さらにまた、上記したように発光ダイオード１８を１つ配設するだけで、十分な照度が得られるので、より一層消費電力を抑制して乾電池を有効に使用することができ、近年、産業廃棄物として問題とされる使用済み乾電池の量を減少させることができる。
【００６２】
そして、本発明による懐中電灯１０においては、短焦点レンズ２４を発光ダイオード１８の直前に配設するようにしたため、発光ダイオード１８の先端部表面１８ａから放出された光線を有効に集められ、従来の豆電球を用いた懐中電灯において集光のために配設される反射鏡なしに集光機能を有する懐中電灯を構成することができる。さらに、短焦点レンズ２４のため集光系は短くなり、懐中電灯１０全体の小型化を実現することができ、携帯用に適した小型で軽量な懐中電灯を構成することができる。
【００６３】
また、本発明による懐中電灯１０においては、発光ダイオード１８と直列に接続された可変抵抗器３４を有するようにしたので、調節ツマミ３０を操作することにより可変抵抗器３４の抵抗値を変化させて、スポット光の明るさを変化させることができる。
【００６４】
これにより、従来の豆電球を用いた懐中電灯においては、豆電球のフィラメントの輝度が電圧あるいは電流の変化に大きく依存するとともに、豆電球の消費電流が大きく制御用抵抗での熱損失が大きいために、明るさの調整が困難であったのに対して、本発明による懐中電灯１０においては明るさの調整を容易に行うことができ、使用用途に応じて明るさを調整することにより、消費電力をより一層抑えて乾電池の寿命を長くすることができる。
【００６５】
ここで、具体的に、上記した第１の実施の形態の懐中電灯１０（図２参照）において、両凸レンズからなる短焦点レンズ２４を用い、
短焦点レンズ２４の焦点距離ｆ＝１０ｍｍ
短焦点レンズ２４の半径ｒ＝７ｍｍ
短焦点レンズ２４の厚みｔ＝８ｍｍ
であって、発光ダイオード１８から放出される放射光の全拡がり角２θ＝５０°（即ち、θ＝２５°）の場合に、発光ダイオード１８と短焦点レンズ２４の中心との間の距離ｄの最適範囲は６ｍｍ〜８ｍｍとなり、短焦点レンズ２４の出射面２４ｂから１ｍｍの位置におけるスポット光の直径は５０ｃｍとなる。
【００６６】
次に、図５を参照しながら、本発明による懐中電灯の第２の実施の形態について説明する。
【００６７】
この第２の実施の形態と上記した第１の実施の形態とは、上記した第１の実施の形態における懐中電灯１０がただ１つの発光ダイオード１８を用いているのに対して（図２参照）、第２の実施の形態における懐中電灯２１０は複数の発光ダイオードを用いている点において、両者は互いに異なっている。
【００６８】
即ち、第２の実施の形態における懐中電灯２１０は、３つの発光ダイオード１８−１，１８−２，１８−３と、３つの短焦点レンズ２４−１，２４−２，２４−３とを有するものである。
【００６９】
そして、発光ダイオード１８−１から放出された放出光が短焦点レンズ２４−１に入射され、発光ダイオード１８−２から放出された放出光が短焦点レンズ２４−２に入射され、発光ダイオード１８−３から放出された放出光が短焦点レンズ２４−３に入射されるようになされている。
【００７０】
また、短焦点レンズ２４−１，２４−２，２４−３はそれぞれ、短焦点レンズ２４−１，２４−２，２４−３の出射面２４ｂ−１，２４ｂ−２，２４ｂ−３から出射される光線が所定の位置で集光するようにして配設されている。
【００７１】
従って、第２の実施の形態の懐中電灯２１０においては、３つの発光ダイオード１８−１，１８−２，１８−３のそれぞれからの放出光が、対応する短焦点レンズ２４−１，２４−２，２４−３の出射面２４ｂ−１，２４ｂ−２，２４ｂ−３のそれぞれからスポット光として出射されて、所定の位置で重ねられ単一のスポット光となる。
【００７２】
この際、上記した第１の実施の形態（図４参照）のように、ただ１つの発光ダイオード１８の放出光がスポット状に集光されるのに比べて、懐中電灯２１０から投光されるスポット光は、３つの発光ダイオード１８−１，１８−２，１８−３のそれぞれからのスポット光が重ねられたものであるので照度が一層向上する。
【００７３】
第２の実施の形態の懐中電灯２１０においては、複数の発光ダイオード１８−１，１８−２，１８−３と、発光ダイオード１８−１，１８−２，１８−３のそれぞれに対応する等しい数の短焦点レンズ２４−１，２４−２，２４−３とを配設するようにしたため、照度を一層向上することができる。
【００７４】
なお、上記した第２の実施の形態のように、複数の発光ダイオード１８を配設し、その複数の発光ダイオード１８の総数に応じた複数の短焦点レンズ２４を配設する場合には、複数の短焦点レンズ２４（凸レンズ）を１つの板状に一体成型するようにしてもよい（図６（ａ）（ｂ）参照）。
【００７５】
この場合には、予め光軸調整をした状態で複数の短焦点レンズ２４（凸レンズ）を一体成型できるので、複数の短焦点レンズ２４（凸レンズ）を組み付ける際の作業性を向上することができる。
【００７６】
次に、図７を参照しながら、本発明による懐中電灯の第３の実施の形態について説明する。
【００７７】
この第３の実施の形態と上記した第１の実施の形態とは、上記した第１の実施の形態における懐中電灯１０の短焦点レンズ２４が凸レンズにより構成されているのに対して（図２参照）、第３の実施の形態における懐中電灯の短焦点レンズ３２４が球形レンズにより構成されている点において、両者は互いに異なっている。
【００７８】
この短焦点レンズ３２４たる球形レンズの焦点距離は、５０ｍｍ以下が好ましく、所謂、広角レンズを用いることができる。
【００７９】
そして、第３の実施の形態の懐中電灯においては、発光ダイオード１８の放出光が、球形レンズからなる短焦点レンズ３２４の後方面３２４ａに入射し、後方面３２４ａから入射した光線が前方面３２４ｂから出射される。
【００８０】
この際、発光ダイオード１８が短焦点レンズ３２４の焦点距離ｆの近傍に配置されているので、短焦点レンズ３２４の前方面３２４ｂから出射した光線はスポット状に集光される。また、短焦点レンズ３２４の大きな色収差によって、発光ダイオード１８の先端部表面１８ａから放出された光線のうちの青紫色光のみがスポット状に集光される光線の外周側に選択的に拡げられて弱まる。
【００８１】
つまり、短焦点レンズ３２４の前方面３２４ｂから出射した光線は、内側に白色光が存在するとともに、外周側に青紫色光が集まっているスポット光となり、このスポット光が懐中電灯から投光される。
【００８２】
第３の実施の形態の懐中電灯においては、短焦点レンズ３２４を球形レンズにより構成するようにしたが、単純な球形形状の球形レンズは任意の直径に製作することが容易なので、大量生産が可能となり懐中電灯の製造コストを低減することができる。また、球形レンズにはレンズの方向性が無いので、短焦点レンズ３２４の組み付けが容易になる。
【００８３】
なお、上記した第３の実施の形態においては、ただ１つの球形レンズからなる短焦点レンズ３２４を配設するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、図８に示すように、複数の発光ダイオードに応じてそれぞれ球形レンズからなる複数の短焦点レンズ３２４−１，３２４−２を配設するようにしてもよい。
【００８４】
この際、固定的に配設された複数の発光ダイオード１８−１，１８−２に対して、複数の短焦点レンズ３２４−１，３２４−２のレンズ間の距離を調節する機械的な機構を設けるようにすると、複数の発光ダイオード１８−１，１８−２のそれぞれからのスポット光を重ねることができるようになり、照度を一層向上させることができる。
【００８５】
次に、図９（ａ）（ｂ）を参照しながら、本発明による懐中電灯の第４の実施の形態について説明する。
【００８６】
この第４の実施の形態と上記した第１の実施の形態とは、上記した第１の実施の形態における懐中電灯１０の短焦点レンズ２４が凸レンズにより構成されているのに対して（図２参照）、第４の実施の形態における懐中電灯の短焦点レンズ４２４が円筒レンズにより構成されている点において、両者は互いに異なっている。
【００８７】
この短焦点レンズ４２４たる円筒レンズの焦点距離は、５０ｍｍ以下が好ましく、所謂、広角レンズを用いることができる。
【００８８】
そして、第４の実施の形態の懐中電灯においては、複数の発光ダイオード１８−１，１８−２，１８−３からの放出光が、円筒レンズからなる短焦点レンズ４２４の入射面４２４ａに入射し、入射面４２４ａから入射した光線が出射面４２４ｂから出射される。
【００８９】
この際、短焦点レンズ４２４の入射面４２４ｂから出射した光線は、短焦点レンズ４２４が円筒レンズにより構成されているので、レンズの長さ方向に対して垂直な方向に集光され、レンズの長さ方向に対して平行な帯状の光が投光される。
【００９０】
また、短焦点レンズ４２４の大きな色収差によって、発光ダイオード１８の先端部表面１８ａから放出された光線のうちの青紫色光のみが、帯状の光の外周側（上下部分）に選択的に拡げられて弱まる。
【００９１】
つまり、短焦点レンズ４２４の出射面４２４ｂから出射した光線は、内側に白色光が存在するとともに、外周側に青紫色光が集まっている帯状の光となり、この帯状の光が懐中電灯から投光される。
【００９２】
第４の実施の形態の懐中電灯においては、短焦点レンズ４２４を円筒レンズにより構成するようにしたため、帯状の照射領域の広い出射光を得ることができる。
【００９３】
なお、第２の実施の形態の懐中電灯２１０、第３の実施の形態の懐中電灯ならびに第４の実施の形態の懐中電灯においても、上記した第１の実施の形態の懐中電灯１０と同様に、白色光の中心領域から青紫色光を除去するとともに照度を向上することができ、消費電流を抑えて乾電池の寿命を長くでき、携帯用に適した小型化、軽量化を図ることができ、明るさの調整も容易に行うことができる。
【００９４】
なお、上記した実施の形態は懐中電灯としたが、これに限られるものではないことは勿論であり、上記した懐中電灯と同様な構成を有するようにして、自動車の車内のスポットライトなどの白色発光する発光ダイオードを光源として用いた各種照明装置を構成するようにしてもよい。
【００９５】
また、上記した第１乃至第４の実施の形態において、短焦点レンズ２４，３２４，４２４は、ガラスあるいはプラスチックなどの各種材料により形成するようにしてよい。
【００９６】
さらに、上記した第１乃至第４の実施の形態は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【００９７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、白色発光する発光ダイオードを光源として用いた場合に、白色光の中心領域から青紫色光を除去するとともに照度を向上することができ、消費電流を抑えて乾電池の寿命を長くでき、携帯用に適した小型化、軽量化を図ることができ、明るさの調整も容易に行うことができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の発光ダイオードを用いた懐中電灯において、発光ダイオードが発光した白色光の中央部に青紫色光が集まる様子を示す説明図である。
【図２】本発明による短焦点レンズ集光型発光ダイオード照明装置の第１の実施の形態の一部を破断して示した概略構成説明図である。
【図３】発光ダイオードと短焦点レンズとの配置関係について示した説明図である。
【図４】本発明による短焦点レンズ集光型発光ダイオード照明装置の第１の実施の形態において、発光ダイオードが発光した白色光が集光され、白色光の周辺に青紫色光が拡がる様子を示す説明図である。
【図５】本発明による短焦点レンズ集光型発光ダイオード照明装置において、複数の発光ダイオードを用いる第２の実施の形態の一部を省略して示した概略構成説明図である。
【図６】本発明による短焦点レンズ集光型発光ダイオード照明装置の第２の実施の形態の他の例を示した概略構成説明図であり、（ａ）は、２つの短焦点レンズ（凸レンズ）を一体的に成型した場合を示す概略構成説明図であり、（ｂ）は、３つの短焦点レンズ（凸レンズ）を一体的に成型した場合を示す概略構成説明図である。
【図７】本発明による短焦点レンズ集光型発光ダイオード照明装置において、球形レンズを用いる第３の実施の形態の一部を省略して示した概略構成説明図である。
【図８】本発明による短焦点レンズ集光型発光ダイオード照明装置において、球形レンズを用いる第３の実施の形態の他の例の一部を省略して示した概略構成説明図である。
【図９】本発明による短焦点レンズ集光型発光ダイオード照明装置において、円筒レンズを用いる第４の実施の形態の一部を破断して示した概略構成説明図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、断面図である。
【符号の説明】
１０，２１０懐中電灯
１２本体部
１２ａ前方側
１２ｂ後方側
１４壁部
１６ソケット
１８，１８−１，１８−２，１８−３発光ダイオード
１８ａ先端部表面
１８ｂ，１８ｃ端子
２０スライド部材
２２蓋部
２２ａ前方開口部
２２ｂ後方開口部
２４，２４−１，２４−２，２４−３，３２４，３２４−１，３２４−２，
４２４短焦点レンズ
２４ａ、４２４ａ入射面
２４ｂ，２４ｂ−１，２４ｂ−２，２４ｂ−３，４２４ｂ出射面
２６スイッチ
２８，２８−１，２８−２，２８−３乾電池
３０調節ツマミ
３２自動消灯器
３４可変抵抗器
３６保護抵抗
４０遮蔽部材
４０ａ開口部
４０ｂ側面部
３２４ａ後方面
３２４ｂ前方面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a short focus lens condensing light emitting diode illuminating device, and more specifically, a short focus lens condensing light emitting diode such as a flashlight suitable for various uses such as home use, mountain climbing, and emergency use. The present invention relates to a lighting device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a flashlight which is a portable light using a miniature light bulb as a light source and a dry battery as a power source is known. Here, in a flashlight using a miniature light bulb as a light source, the current consumption of the miniature light bulb is as large as about 200 mA, so that there is a problem that the life of the dry battery is shortened.
[0003]
In order to solve the problems of the conventional flashlight using a miniature light bulb, a flashlight using a light emitting diode as a light source instead of the miniature light bulb has been proposed.
[0004]
The current consumption of the light-emitting diode is about 20 mA, which is about one-tenth of the current consumption of the above-described miniature light bulb. Can be long.
[0005]
At this time, as the light emitting diode disposed in the flashlight, a white light emitting diode configured by combining a blue-violet light emitting diode and a yellow phosphor can be used.
[0006]
More specifically, the white light emitting diode emits yellow light by exciting the phosphor with the blue-violet light of the blue-violet light emitting diode. As a result, white light in which blue-violet light and yellow light are mixed is refracted on the surface of the spherical tip portion made of a transparent resin of the light emitting diode, and is emitted at an expansion angle of about 30 ° in the tip direction ( (See FIG. 1).
[0007]
However, due to refraction at the spherical tip of the light emitting diode, blue-violet light (see the broken line in FIG. 1) gathers at the center of the white light emitted from the tip of the light emitting diode and is emitted from the flashlight. A region with strong blue-violet light is generated in the central region of white light.
[0008]
For this reason, even if a conventional flashlight using a light emitting diode emitting white light illuminates a predetermined object with white light emitted from the light emitting diode, blue-violet light gathers in the central region of the white light. As a result, the central region becomes bluish-purple, and there has been a problem that characters are difficult to read and eyes are easily tired.
[0009]
In order to solve the problem of the conventional flashlight using the light emitting diode that emits white light, only a blue-violet light gathering in the central region of white light is removed by disposing a predetermined filter. It may be. However, when such a filter is used, a new problem arises that the amount of light is lost and the illuminance decreases.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the various problems of the prior art as described above. The object of the present invention is to provide a center of white light when a light emitting diode emitting white light is used as a light source. An object of the present invention is to provide a short focus lens condensing type light emitting diode illuminating device capable of removing blue-violet light from an area and improving illuminance.
[0011]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention is a combination of a blue-violet light emitting diode and a yellow phosphor, and the fluorescent light is emitted by the blue-violet light of the blue-violet light emitting diode. It is composed of a light-emitting diode that emits white light by exciting a body to emit yellow light, emitting white light mixed with blue-violet light and yellow light at a predetermined spread angle, and a convex lens with a short focal length, A white light beam emitted from the light-emitting diode is incident on an incident surface facing the light-emitting diode, and a short-focus lens that emits the light beam incident from the incident surface from an output surface; The focus lens is disposed such that the distance between the light emitting diode and the center of the short focus lens is substantially equal to the focal length of the short focus lens. A light beam of white light emitted from the light beam at a predetermined spread angle is incident on the incident surface of the short focus lens and is emitted from the output surface. Due to the chromatic aberration, blue-violet light out of the white light emitted from the light emitting diode is refracted on the exit surface, converged and then spread to the outer periphery of the light collected in a spot shape. Purple light is spread and weakened.
[0012]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, most of the light emitted from the light emitting diode is incident on the short focus lens adjacent to the light emitting diode, and is condensed and emitted in a spot shape. Therefore, the illuminance can be improved, and the blue-violet light can be removed from the central region of the white light by the large chromatic aberration of the short focus lens.
[0013]
Further, by adjusting the distance between the light emitting diode and the center of the short focus lens, the blue-violet light located on the outer peripheral side of the white light removed from the central region of the white light and condensed in a spot shape is weakened. be able to.
[0014]
The invention according to claim 2 of the present invention is a combination of a blue-violet light emitting diode and a yellow phosphor, which excites the phosphor with the blue-violet light of the blue-violet light-emitting diode and emits yellow light. It consists of a light-emitting diode that emits light and emits white light that is a mixture of blue-violet light and yellow light at a predetermined spread angle and emits white light, and a spherical lens with a short focal length, and is emitted from the light-emitting diode. The white light beam is incident on the rear surface facing the light emitting diode, and the short focus lens that emits the light beam incident from the rear surface from the front surface, the light emitting diode and the short focus lens, The distance between the light emitting diode and the center of the short focus lens is arranged to be substantially equal to the focal length of the short focus lens, and the predetermined distance from the light emitting diode is A light beam of white light emitted at a grazing angle is incident on the rear surface of the short-focus lens and exits from the front surface. The blue-violet light out of the white light emitted from the light-emitting diode is refracted on the front surface, converged and then spread, and the blue-violet light is spread on the outer peripheral side of the light collected in a spot shape. It is to be weakened.
[0015]
Therefore, according to the invention described in claim 2 of the present invention, the illuminance can be improved, and the blue-violet light can be removed from the central region of the white light by the large chromatic aberration of the short focus lens, In addition, since a simple spherical spherical lens can be easily manufactured to an arbitrary diameter, mass production is possible and the manufacturing cost can be reduced, and the spherical lens has no directionality of the lens. As a result, it becomes easy to assemble a short focus lens made of a spherical lens.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, a blue-violet light emitting diode and a yellow phosphor are combined, and the phosphor is excited by the blue-violet light of the blue-violet light emitting diode to yellow. It consists of a plurality of light emitting diodes that emit white light by emitting white light mixed with blue-violet light and yellow light at a predetermined spread angle, and a cylindrical lens with a short focal length. A light beam of white light emitted from each of the diodes is incident on an incident surface facing the light emitting diode, and has a short focus lens that emits the light beam incident from the incident surface from an output surface, the light emitting diode and the light emitting diode The short focus lens is disposed such that a distance between the light emitting diode and the center of the short focus lens is substantially equal to a focal length of the short focus lens, A light beam of white light emitted from each of the photodiodes at the predetermined divergence angle is incident on the incident surface of the short focus lens and is emitted from the output surface. The light is condensed in a vertical direction, and a strip-shaped light parallel to the length direction of the short focus lens is projected, and white light emitted from the light emitting diode is emitted by the chromatic aberration of the short focus lens. The blue-violet light out of the light rays is refracted on the exit surface and converges and then spreads so that the blue-violet light is spread and weakened on the outer peripheral side of the belt-like light.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the invention according to the first or second aspect, wherein the number of the light emitting diodes and the short focus lens is equal to two or more. Each of the short focus lenses is arranged such that the light beam emitted from each of the short focus lenses is condensed at a predetermined position.
[0018]
Therefore, according to the invention described in claim 4 of the present invention, emitted light from each of the plurality of light emitting diodes is emitted as spot light from each of the corresponding short focus lenses, and the spot light is predetermined. Since the light is overlapped at a position and becomes a single spot light, the illuminance can be further improved.
[0019]
Further, in the invention according to any one of claims 1, 2, 3, and 4, as in the invention according to claim 5, the short focus lens is the above When the distance between the light emitting diode and the center of the short focus lens is d, the radius of the short focus lens is r, and the total divergence angle of the emitted light emitted from the light emitting diode is 2θ, the following formula The focal length f of the short focus lens indicated by 1 may be provided.
f≈d> (r / tan θ) Equation 1
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, a blue-violet light emitting diode is combined with a yellow phosphor, and the phosphor is excited by the blue-violet light of the blue-violet light emitting diode. A plurality of light emitting diodes that emit light and emit white light that is a mixture of blue-violet light and yellow light and emits white light at a predetermined spread angle in the tip direction, and emitted from each of the plurality of light emitting diodes. A white light beam is incident on each of a plurality of convex lenses having a short focal length corresponding to the total number of the plurality of light emitting diodes, and a light beam emitted from each of the exit surfaces of the plurality of convex lenses is collected at a predetermined position. In this way, the light-emitting diode includes a short-focus lens formed by integrally molding the plurality of convex lenses into a single plate, and a variable resistor connected in series with the light-emitting diode. The Aode and the short focus lens are disposed such that a distance between the light emitting diode and the center of the short focus lens is substantially equal to a focal length of the short focus lens. White light rays emitted from each of the above-mentioned predetermined divergence angles are emitted as spot light from each of the exit surfaces of the corresponding convex lens of the short-focus lens, and overlapped at a predetermined position to form a single spot light. In addition, due to the chromatic aberration of the short focus lens, blue-violet light out of the white light emitted from the light emitting diode is refracted on the exit surface, converged and then condensed in a spot shape. Blue-violet light is spread on the outer peripheral side of the light beam to be weakened.
[0021]
Therefore, according to the invention described in claim 6 of the present invention, the illuminance can be improved, and the blue-violet light can be removed from the central region of the white light by the large chromatic aberration of the short focus lens, Further, the emitted light from each of the plurality of light emitting diodes is emitted as a spot light from each of the corresponding short focus lenses, and the spot light is overlapped at a predetermined position to become a single spot light. This can be further improved.
Further, by changing the resistance value of the variable resistor, the current flowing through the light emitting diode is changed, so that the brightness of the spot light projected from the lighting device can be changed and at the same time the power consumption can be saved.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of a short focus lens condensing type light emitting diode illuminating device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0023]
In the following, in order to simplify the description and facilitate understanding, a flashlight will be described as an example of an embodiment of a short focus lens condensing light emitting diode illuminating device according to the present invention.
[0024]
Here, FIG. 2 is a schematic configuration explanatory view showing a part of the first embodiment of the flashlight as the short focus lens condensing type light emitting diode illuminating device according to the present invention. .
A flashlight 10 according to the present invention shown in FIG. 2 includes a cylindrical main body portion 12 having a hollow interior, a wall portion 14 that divides the main body portion 12 into a front side 12a and a rear side 12b, and a wall portion 14. A light emitting diode 18 mounted on the socket 16 provided and positioned on the front side 12a; a cylindrical lid portion 22 having a hollow inside and movably disposed on the outer peripheral side of the front side 12a via a slide member 20; The short-focus lens 24 disposed in the lid 22, the switch 26 disposed on the outer peripheral side of the rear side 12 b, the dry battery 28 disposed in the rear side 12 b, and the rear side 12 b It has an adjustment knob 30 located at the end.
[0025]
Furthermore, an automatic extinguisher 32, a variable resistor 34, and a protective resistor 36 are disposed in a circuit connected in series with the contact A when the switch 26 is turned on.
[0026]
The automatic light extinguisher 32 is formed by, for example, a circuit in which a timer or the like is incorporated.
[0027]
The variable resistor 34 can vary the resistance value in a range of 0Ω to 500Ω, for example, and the protective resistor 36 is set to 50Ω, for example.
[0028]
Moreover, the dry battery 28 uses three 1.5V dry batteries, and these three dry batteries 28-1, 28-2, 28-3 are connected in series.
[0029]
The positive electrode of the dry battery 28-1 is connected to the protective resistor 36, and the negative electrode of the dry battery 28-3 is connected to the variable resistor 34.
[0030]
The automatic light extinguisher 32 is connected in series between the variable resistor 34 and the contact A, and the light emitting diode 18 is connected in series between the protective resistor 36 and the contact A.
[0031]
Here, the light-emitting diode 18 is a light-emitting diode that emits white light in a substantially cylindrical shape in which a blue-violet light emitting diode and a yellow phosphor are combined and sealed with a transparent resin.
[0032]
More specifically, the white light emitting diode emits yellow light by exciting the phosphor with the blue-violet light of the blue-violet light emitting diode. As a result, white light in which blue-violet light and yellow light are mixed is refracted on the spherical tip end surface 18a of the light emitting diode and spreads at an angle of about 30 ° in the tip direction (note that this angle is equal to the light emitting diode). It depends on the tip surface 18a, and in the case of a normally used light emitting diode 18, it is about 30 °) (see FIG. 4).
[0033]
The light emitting diode 18 is attached to a socket 16 disposed on the wall portion 14, and one terminal 18b of the light emitting diode 18 is connected to a contact A connected by turning on the switch 26, and the other terminal 18c is protected. The resistor 36 is connected to the positive electrode of the dry battery 28-1.
[0034]
The adjustment knob 30 is disposed at the end on the rear side 12b of the main body 12, and by operating the adjustment knob 30, the resistance value of the variable resistor 34 is changed within a range of 0Ω to 500Ω. Can do.
[0035]
The lid portion 22 is a cylindrical body having a hollow inside, and both end portions are opened in a substantially circular shape. A short focus lens 24 is disposed in the vicinity of the front opening 22a, and the front side 12a of the main end 12 is located in the rear opening 22b. The lid portion 22 is movable in the front-rear direction (see FIG. 2) via a slide member 20 disposed between the inner peripheral side of the rear opening 22b and the outer peripheral side of the front side 12a.
[0036]
On the other hand, the short focus lens 24 is a convex lens having a short focal length. The focal length of the convex lens as the short focus lens 24 is preferably 50 mm or less, and a so-called wide-angle lens can be used, but a convex lens with a focal length of about 10 mm is more preferable.
[0037]
The short focus lens 24 is disposed in the vicinity of the front opening 22a, and the center P of the short focus lens 24 is located on the central axis O of the light emitting diode 18 (see the one-dot chain line in FIGS. 3 and 4). It is made to do.
[0038]
The incident surface 24 a of the short focus lens 24 faces the light emitting diode 18, and the emission surface 24 b is located on the front opening 22 a side of the lid portion 22. For this reason, the light beam emitted from the light emitting diode 18 enters the incident surface 24a of the short focus lens 24, and the light beam incident from the incident surface 24a is emitted from the emission surface 24b.
[0039]
The positional relationship between the light emitting diode 18 and the short focus lens 24 will be described in more detail with reference to FIG.
[0040]
The positional relationship between the light emitting diode 18 and the short focus lens 24, that is, the distance d between the light emitting diode 18 and the center of the short focus lens 24 in the direction of the central axis O is dimensioned so as to satisfy the following conditions. Has been.
[0041]
Specifically, the distance d is a distance in the direction of the central axis O between the tip surface 18a of the light emitting diode 18 disposed on the front side 12a of the main body 12 and the center P of the convex lens as the short focus lens 24. It is.
[0042]
That is, assuming that the radius of the short focus lens 24 is r and the total divergence angle of the emitted light emitted from the light emitting diode 18 is 2θ,
r / d = tan θ Formula 1
In order to collect all the radiated light emitted from the light emitting diode 18 in the short focus lens 24, the relationship represented by the following formula 2 may be satisfied.
[0043]
d <(r / tan θ) Equation 2
Therefore, if the focal length of the short focus lens 24 is f, the short focus lens 24 that satisfies the following formula 3 is used.
[0044]
f≈d <(r / tan θ) Equation 3
From Equation 3, the distance d between the light emitting diode 18 and the center of the short focus lens 24 is d <(r / tan θ) and f≈d. May be arranged in the vicinity of the focal length f.
[0045]
However, since the lid portion 22 is movable in the front-rear direction (that is, the direction of the central axis O) via the slide member 20, the light-emitting diode 18 and the short focal point are moved by moving the lid portion 22 in the front-rear direction. The distance d between the lens 24 and the center of the lens 24 can be changed within a range satisfying the above-described Expression 2 and Expression 3.
[0046]
In the above configuration, the state when the light beam is projected from the flashlight 10 will be described. First, when the switch 26 is turned on by the user of the flashlight 10, the contact A is connected. Thus, the circuit in which the light emitting diode 18, the protective resistor 36, the dry batteries 28-1, 28-2, 28-3, the variable resistor 34, and the automatic light extinguisher 32 are connected in series is closed. Flowing.
[0047]
Then, the phosphor is excited by the blue-violet light of the light-emitting diode that emits blue-violet light from the light-emitting diode 18 to emit yellow light. As a result, white light in which blue-violet light and yellow light are mixed is refracted on the spherical tip end surface 18a of the light-emitting diode 18 and is emitted at an expansion angle of about 30 ° in the tip direction (see FIG. 4). ).
[0048]
The light beam emitted from the front end surface 18a of the light emitting diode 18 is incident on the incident surface 24a of the short focus lens 24, and the light beam incident from the incident surface 24a is emitted from the output surface 24b.
[0049]
The light beam emitted from the output surface 24b of the short focus lens 24 becomes a light beam parallel to the direction of the central axis O and is collected in a spot shape because the light emitting diode 18 is disposed in the vicinity of the focal length f of the short focus lens 24. Is done.
[0050]
At this time, due to the large chromatic aberration of the short focus lens 24, only the blue-violet light (see the broken line in FIG. 4) of the light emitted from the front end surface 18a of the light emitting diode 18 is emitted from the output surface 24b of the short focus lens 24. It is refracted greatly. As a result, the blue-violet light does not become a light beam parallel to the direction of the central axis O, but is spread and weakened on the outer peripheral side of the light beam collected in a spot shape.
[0051]
That is, the light beam emitted from the emission surface 24 b of the short focus lens 24 becomes spot light in which white light is present on the inner side and blue-violet light is gathered on the outer peripheral side, and this spot light is the front opening 22 a of the lid portion 22. It is flooded from.
[0052]
Therefore, when illuminating a predetermined object with white light emitted from the light emitting diode, the light is condensed by the short focus lens 24, so that the illuminance is improved, and blue light is added to the central region of the white light. Since purple light is not gathered, white light is strong in the central region. For this reason, characters are easy to read, eyes are not tired, and inconvenience does not occur.
[0053]
Here, by moving the lid portion 22 in the front-rear direction (that is, in the direction of the central axis O), the distance d between the light-emitting diode 18 and the center of the short focus lens 24 is changed and finely adjusted, thereby white light. Can be adjusted.
[0054]
If the brightness of the spot light projected from the front opening 22a of the lid 22 is to be changed, the user can operate the adjustment knob 30 to change the resistance value of the variable resistor 34. Good. Thereby, since the current flowing through the light emitting diode 18 changes within the rated current range, the luminance of the light emitting diode 18 changes according to the current, and spot light with a desired brightness can be obtained.
[0055]
In addition, after the light emitting diode 18 emits light and the spot light is projected from the flashlight 10, when a predetermined time elapses, the automatic extinguisher 32 automatically stops the supply of current to the light emitting diode 18. The spotlight projection from the flashlight 10 is stopped and turned off. For this reason, even when the user forgets to turn off the switch 26, the battery is automatically turned off, so that the dry battery 28 can be prevented from being consumed.
[0056]
As described above, in the flashlight 10 according to the present invention, the short focus lens 24 on which the emitted light emitted from the light emitting diode 18 that emits white light is incident is provided immediately before the light emitting diode 18, that is, the light emitting diode 18 is provided as the short focus lens. The light beam emitted from the tip surface 18a of the light emitting diode 18 is incident on the incident surface 24a of the short focus lens 24 and is parallel to the central axis O direction from the output surface 24b. It is emitted as a light beam and collected in a spot shape.
[0057]
For this reason, in the flashlight 10 according to the present invention, even if only one light emitting diode 18 is used, the emitted light is condensed in a spot shape and the illuminance can be improved. Specifically, by combining only one light-emitting diode 18 and the short focus lens 24, the illuminance of a flashlight using only a plurality of light-emitting diodes or the illuminance of a flashlight using a conventional miniature light bulb is comparable. Illuminance can be obtained.
[0058]
Further, due to the large chromatic aberration of the short focus lens 24, the blue-violet light of the light emitted from the tip surface 18a of the light emitting diode 18 is spread and weakened on the outer peripheral side of the spot-condensed region. Even when a light emitting diode that emits white light is used as a light source, blue-violet light can be removed from the central region of white light.
[0059]
Furthermore, the flashlight 10 according to the present invention uses the light emitting diode 18 whose current consumption is about one-tenth of the current consumption of a miniature light bulb, and therefore, compared with a flashlight using a conventional miniature light bulb. Current consumption is suppressed, and the life of the dry battery 28 can be extended.
[0060]
Specifically, the luminance of the light emitting diode 18 gradually decreases in proportion to the voltage drop of the dry battery 28. Therefore, when three 1.5V dry batteries 28 are used in series, one dry battery is used. The light emitting diode 18 can emit light until the voltage of 28 is about 1 V, and the usage time of the dry battery 28 is long.
[0061]
Furthermore, as described above, sufficient illuminance can be obtained by arranging only one light emitting diode 18, so that the dry battery can be used effectively while further reducing power consumption. As a result, it is possible to reduce the amount of used dry batteries.
[0062]
In the flashlight 10 according to the present invention, since the short focus lens 24 is disposed immediately before the light emitting diode 18, the light emitted from the front end surface 18a of the light emitting diode 18 can be effectively collected, In a flashlight using a miniature light bulb, a flashlight having a condensing function can be configured without a reflecting mirror arranged for condensing. In addition, the short focus lens 24 shortens the light condensing system, so that the entire flashlight 10 can be miniaturized, and a small and lightweight flashlight suitable for portable use can be configured.
[0063]
In addition, since the flashlight 10 according to the present invention has the variable resistor 34 connected in series with the light emitting diode 18, the resistance value of the variable resistor 34 is changed by operating the adjustment knob 30. The brightness of the spot light can be changed.
[0064]
As a result, in a conventional flashlight using a miniature light bulb, the brightness of the miniature light bulb filament greatly depends on changes in voltage or current, and the current consumption of the miniature light bulb is large and the heat loss at the control resistor is large. In contrast, although it is difficult to adjust the brightness, the flashlight 10 according to the present invention can easily adjust the brightness. By adjusting the brightness according to the usage, The power can be further suppressed and the life of the dry battery can be extended.
[0065]
Here, specifically, in the flashlight 10 (see FIG. 2) of the first embodiment described above, the short focus lens 24 composed of a biconvex lens is used,
Focal length f of short focus lens 24 = 10 mm
Radius r of short focus lens 24 = 7 mm
Short focus lens 24 thickness t = 8 mm
When the total divergence angle of the emitted light emitted from the light emitting diode 18 is 2θ = 50 ° (that is, θ = 25 °), the distance d between the light emitting diode 18 and the center of the short focus lens 24 is The optimum range is 6 mm to 8 mm, and the diameter of the spot light at a position 1 mm from the exit surface 24 b of the short focus lens 24 is 50 cm.
[0066]
Next, a second embodiment of the flashlight according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0067]
In the second embodiment and the first embodiment described above, the flashlight 10 in the first embodiment described above uses only one light emitting diode 18 (see FIG. 2). ), The flashlight 210 in the second embodiment is different from each other in that a plurality of light emitting diodes are used.
[0068]
That is, the flashlight 210 in the second embodiment has three light emitting diodes 18-1, 18-2, 18-3 and three short focus lenses 24-1, 24-2, 24-3. Is.
[0069]
Then, the emitted light emitted from the light emitting diode 18-1 enters the short focus lens 24-1, and the emitted light emitted from the light emitting diode 18-2 enters the short focus lens 24-2, and the light emitting diode 18- The emitted light emitted from 3 is incident on the short focus lens 24-3.
[0070]
The short focus lenses 24-1, 24-2, 24-3 are respectively emitted from the exit surfaces 24b-1, 24b-2, 24b-3 of the short focus lenses 24-1, 24-2, 24-3. The light rays are arranged so as to be condensed at a predetermined position.
[0071]
Therefore, in the flashlight 210 of the second embodiment, the emitted light from each of the three light emitting diodes 18-1, 18-2, 18-3 is converted into the corresponding short focus lenses 24-1, 24-2. , 24-3 are emitted as spot lights from the exit surfaces 24b-1, 24b-2, 24b-3, and are superposed at a predetermined position to form a single spot light.
[0072]
At this time, as in the first embodiment (see FIG. 4) described above, the light emitted from the single light emitting diode 18 is projected from the flashlight 210 as compared to being condensed in a spot shape. Since the spot light is obtained by superimposing the spot light from each of the three light emitting diodes 18-1, 18-2, 18-3, the illuminance is further improved.
[0073]
In the flashlight 210 of the second embodiment, an equal number corresponding to each of the plurality of light emitting diodes 18-1, 18-2, 18-3 and the light emitting diodes 18-1, 18-2, 18-3. Since the short focus lenses 24-1, 24-2, 24-3 are arranged, the illuminance can be further improved.
[0074]
In the case where a plurality of light emitting diodes 18 are provided and a plurality of short focus lenses 24 corresponding to the total number of the plurality of light emitting diodes 18 are provided as in the second embodiment described above, a plurality of light emitting diodes 18 are provided. The short focus lens 24 (convex lens) may be integrally formed into one plate shape (see FIGS. 6A and 6B).
[0075]
In this case, since the plurality of short focus lenses 24 (convex lenses) can be integrally formed with the optical axis adjusted in advance, workability when assembling the plurality of short focus lenses 24 (convex lenses) can be improved.
[0076]
Next, a third embodiment of the flashlight according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0077]
In the third embodiment and the first embodiment described above, the short focus lens 24 of the flashlight 10 in the first embodiment described above is configured by a convex lens (FIG. 2). Reference) and the short focus lens 324 of the flashlight according to the third embodiment are different from each other in that the lens is composed of a spherical lens.
[0078]
The focal length of the spherical lens as the short focus lens 324 is preferably 50 mm or less, and a so-called wide angle lens can be used.
[0079]
In the flashlight according to the third embodiment, the light emitted from the light emitting diode 18 is incident on the rear surface 324a of the short focus lens 324 formed of a spherical lens, and the light beam incident from the rear surface 324a is transmitted from the front surface 324b. Emitted.
[0080]
At this time, since the light emitting diode 18 is disposed in the vicinity of the focal length f of the short focus lens 324, the light beam emitted from the front surface 324b of the short focus lens 324 is collected in a spot shape. In addition, due to the large chromatic aberration of the short focus lens 324, only the blue-violet light of the light emitted from the tip surface 18a of the light emitting diode 18 is selectively spread to the outer peripheral side of the light collected in a spot shape. Weaken.
[0081]
That is, the light beam emitted from the front surface 324b of the short focus lens 324 becomes a spot light in which white light is present on the inner side and blue-violet light is gathered on the outer peripheral side, and this spot light is projected from the flashlight. .
[0082]
In the flashlight of the third embodiment, the short focus lens 324 is configured by a spherical lens. However, since a simple spherical lens can be easily manufactured to an arbitrary diameter, mass production is possible. Therefore, the manufacturing cost of the flashlight can be reduced. In addition, since the spherical lens has no lens directionality, the short focus lens 324 can be easily assembled.
[0083]
In the third embodiment described above, the short focus lens 324 composed of only one spherical lens is disposed. However, the present invention is not limited to this and is shown in FIG. As described above, a plurality of short focus lenses 324-1 and 324-2 each formed of a spherical lens may be provided in accordance with the plurality of light emitting diodes.
[0084]
At this time, a mechanical mechanism for adjusting the distance between the plurality of short focus lenses 324-1 and 324-2 with respect to the plurality of light emitting diodes 18-1 and 18-2 fixedly disposed. If provided, the spot light from each of the plurality of light emitting diodes 18-1 and 18-2 can be overlapped, and the illuminance can be further improved.
[0085]
Next, a fourth embodiment of the flashlight according to the present invention will be described with reference to FIGS. 9 (a) and 9 (b).
[0086]
In the fourth embodiment and the first embodiment described above, the short focus lens 24 of the flashlight 10 in the first embodiment is configured by a convex lens (FIG. 2). Reference) and the short-focus lens 424 of the flashlight according to the fourth embodiment are different from each other in that they are constituted by a cylindrical lens.
[0087]
The focal length of the cylindrical lens as the short focus lens 424 is preferably 50 mm or less, and a so-called wide angle lens can be used.
[0088]
And in the flashlight of 4th Embodiment, the emitted light from several light emitting diode 18-1, 18-2, 18-3 injects into the entrance plane 424a of the short focus lens 424 which consists of cylindrical lenses. The light beam incident from the incident surface 424a is output from the output surface 424b.
[0089]
At this time, the light beam emitted from the incident surface 424b of the short focus lens 424 is condensed in a direction perpendicular to the lens length direction because the short focus lens 424 is constituted by a cylindrical lens, and the length of the lens A strip of light parallel to the vertical direction is projected.
[0090]
Further, due to the large chromatic aberration of the short focus lens 424, only the blue-violet light of the light emitted from the tip surface 18a of the light emitting diode 18 is selectively spread to the outer peripheral side (upper and lower portions) of the band-shaped light. Weaken.
[0091]
That is, the light beam emitted from the exit surface 424b of the short focus lens 424 becomes a band-like light in which white light is present on the inner side and blue-violet light is gathered on the outer peripheral side, and this band-like light is projected from the flashlight. Is done.
[0092]
In the flashlight of the fourth embodiment, since the short focus lens 424 is configured by a cylindrical lens, it is possible to obtain emitted light having a wide band-shaped irradiation area.
[0093]
The flashlight 210 according to the second embodiment, the flashlight according to the third embodiment, and the flashlight according to the fourth embodiment are similar to the flashlight 10 according to the first embodiment described above. It can remove blue-violet light from the central area of white light and improve the illuminance, can reduce the current consumption and extend the life of the dry battery, can be downsized and light weight suitable for portable use, The brightness can be easily adjusted.
[0094]
Although the above-described embodiment is a flashlight, the present invention is not limited to this. Of course, the flashlight has the same configuration as the above-described flashlight, and a white light such as a spotlight in an automobile is used. You may make it comprise the various illuminating devices using the light emitting diode which light-emits as a light source.
[0095]
In the first to fourth embodiments described above, the short focus lenses 24, 324, and 424 may be formed of various materials such as glass or plastic.
[0096]
Furthermore, the above-described first to fourth embodiments may be appropriately combined.
[0097]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, when a light emitting diode that emits white light is used as a light source, blue violet light can be removed from the central region of white light and the illuminance can be improved. It is possible to prolong the life of the dry battery by suppressing the electric current, to achieve a reduction in size and weight suitable for portability, and to easily adjust the brightness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a state in which blue-violet light is collected at a central portion of white light emitted from a light emitting diode in a conventional flashlight using a light emitting diode.
FIG. 2 is a schematic configuration explanatory view showing a part of the first embodiment of the short focus lens condensing type light emitting diode illuminating device according to the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an arrangement relationship between a light emitting diode and a short focus lens.
FIG. 4 shows how the white light emitted from the light emitting diode is collected and blue-violet light spreads around the white light in the first embodiment of the short focus lens condensing type light emitting diode illuminating device according to the present invention. It is explanatory drawing shown.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a schematic configuration in which a part of a second embodiment using a plurality of light emitting diodes is omitted in the short focus lens condensing type light emitting diode illuminating device according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration explanatory view showing another example of the second embodiment of the short focus lens condensing type light-emitting diode illuminating device according to the present invention. FIG. 6 (a) shows two short focus lenses (convex lenses). ) Is a schematic configuration explanatory diagram showing a case of integrally molding, and (b) is a schematic configuration explanatory diagram showing a case of integrally molding three short focus lenses (convex lenses).
FIG. 7 is an explanatory diagram of a schematic configuration in which a part of a third embodiment using a spherical lens is omitted in the short focus lens condensing type light emitting diode illumination device according to the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a schematic configuration in which a part of another example of the third embodiment using a spherical lens is omitted in the short focus lens condensing light-emitting diode illuminating device according to the present invention.
FIG. 9 is a schematic configuration explanatory view showing a part of a fourth embodiment using a cylindrical lens in a short focus lens condensing light-emitting diode illuminating device according to the present invention. It is a top view, (b) is sectional drawing.
[Explanation of symbols]
10,210 Flashlight
12 Body
12a front side
12b rear side
14 Wall
16 socket
18, 18-1, 18-2, 18-3 Light emitting diode
18a Tip surface
18b, 18c terminals
20 Slide member
22 Lid
22a Front opening
22b Rear opening
24,24-1,24-2,24-3,324,324-1,324-2
424 short focus lens
24a, 424a Incident surface
24b, 24b-1, 24b-2, 24b-3, 424b Outgoing surface
26 switch
28, 28-1, 28-2, 28-3 batteries
30 Adjustment knob
32 Automatic light extinguisher
34 Variable resistor
36 Protection resistance
40 Shielding member
40a opening
40b side part
324a rear surface
324b Front side

Claims

A blue-violet light emitting diode is combined with a yellow phosphor. The blue-violet light of the blue-violet light emitting diode excites the phosphor to emit yellow light, and the blue-violet light and yellow light are mixed. A light emitting diode that emits white light by emitting white light at a predetermined spread angle;
A short-focus lens configured by a convex lens having a short focal length, a white light beam emitted from the light emitting diode is incident on an incident surface facing the light emitting diode, and a light beam incident from the incident surface is emitted from an output surface; Have
The light emitting diode and the short focus lens are arranged such that a distance between the light emitting diode and the center of the short focus lens is substantially equal to a focal length of the short focus lens,
A light beam of white light emitted from the light emitting diode at the predetermined divergence angle is incident on the incident surface of the short focus lens and is emitted from the output surface, and is condensed in a spot shape, and Due to chromatic aberration of the focus lens, blue-violet light out of the white light emitted from the light emitting diode is refracted on the exit surface, converged and then spread out, and the outer peripheral side of the light collected in a spot shape A short-focus lens condensing type light-emitting diode illuminating device characterized in that blue-violet light is spread and weakens.

A blue-violet light emitting diode is combined with a yellow phosphor. The blue-violet light of the blue-violet light emitting diode excites the phosphor to emit yellow light, and the blue-violet light and yellow light are mixed. A light emitting diode that emits white light by emitting white light at a predetermined spread angle;
A short focus lens that is composed of a spherical lens having a short focal length, and that emits white light emitted from the light emitting diode to a rear surface facing the light emitting diode, and emits light incident from the rear surface from the front surface. And
The light emitting diode and the short focus lens are arranged such that a distance between the light emitting diode and the center of the short focus lens is substantially equal to a focal length of the short focus lens,
A light beam of white light emitted from the light emitting diode at the predetermined divergence angle is incident on the rear surface of the short-focus lens and is emitted from the front surface. Due to chromatic aberration of the focus lens, blue-violet light out of the white light emitted from the light emitting diode is refracted on the front surface, converged and then spread, and the outer peripheral side of the light collected in a spot shape A short-focus lens condensing type light-emitting diode illuminating device characterized in that blue-violet light is spread and weakens.

A blue-violet light emitting diode is combined with a yellow phosphor. The blue-violet light of the blue-violet light emitting diode excites the phosphor to emit yellow light, and the blue-violet light and yellow light are mixed. A plurality of light emitting diodes that emit white light by emitting white light at a predetermined spread angle;
Consists of a cylindrical lens with a short focal length, white light rays emitted from each of the plurality of light emitting diodes are incident on an incident surface facing the light emitting diodes, and light rays incident from the incident surface are emitted from the emission surface And a short focus lens
The light emitting diode and the short focus lens are arranged such that a distance between the light emitting diode and the center of the short focus lens is substantially equal to a focal length of the short focus lens,
A light beam of white light emitted from each of the plurality of light emitting diodes at the predetermined divergence angle is incident on the incident surface of the short focus lens and is emitted from the output surface. The light is condensed in a direction perpendicular to the direction, and a band-like light parallel to the length direction of the short focus lens is projected, and emitted from the light emitting diode due to chromatic aberration of the short focus lens. The short-focus lens collection is characterized in that blue-violet light among white light rays is refracted at the exit surface, converged and then spread to spread the blue-violet light to the outer peripheral side of the band-like light and weaken. Light-emitting diode illuminator.

In the short focus lens condensing type | mold light-emitting-diode illuminating device of any one of Claim 1 or Claim 2,
The light emitting diodes and the short focus lenses are respectively arranged in the same number of 2 or more, and each of the short focus lenses collects light emitted from each of the short focus lenses at a predetermined position. The short focus lens condensing type light-emitting diode illuminating device characterized by being arranged.

In the short focus lens condensing type | mold light-emitting diode illuminating device of any one of Claim 1, Claim 2, Claim 3, or Claim 4,
In the short focus lens, the distance between the light emitting diode and the center of the short focus lens is d, the radius of the short focus lens is r, and the total divergence angle of the emitted light emitted from the light emitting diode is 2θ. The short focus lens condensing type light-emitting diode illuminating device having the focal length f of the short focus lens expressed by the following formula 1.
f≈d> (r / tan θ) Equation 1

A blue-violet light emitting diode is combined with a yellow phosphor. The blue-violet light of the blue-violet light emitting diode excites the phosphor to emit yellow light, and the blue-violet light and yellow light are mixed. A plurality of light emitting diodes that emit white light by emitting white light at a predetermined spread angle in the tip direction;
White light rays emitted from each of the plurality of light emitting diodes are incident on each of a plurality of convex lenses having a short focal length according to the total number of the plurality of light emitting diodes, and are emitted from the exit surfaces of the plurality of convex lenses. A short focus lens configured such that the plurality of convex lenses are integrally molded into one plate so that the emitted light beam is condensed at a predetermined position;
A variable resistor connected in series with the light emitting diode;
The light emitting diode and the short focus lens are arranged such that a distance between the light emitting diode and the center of the short focus lens is substantially equal to a focal length of the short focus lens,
White light rays emitted from each of the plurality of light emitting diodes at the predetermined divergence angle are emitted as spot light from each of the exit surfaces of the corresponding convex lenses of the short focus lens and overlapped at a predetermined position. As a result of chromatic aberration of the short-focus lens, blue-violet light out of the white light emitted from the light-emitting diode is refracted and converged on the exit surface, and becomes a single spot light. A short-focus lens condensing type light-emitting diode illuminating device characterized in that blue-violet light is spread and weakened on the outer peripheral side of a light beam condensed in a spot shape.