CN108139046A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种活用了双凸透镜片且装饰性高的照明装置。照明装置(10)具备第1双凸透镜片(11)～第3双凸透镜片(13)、LED光源(14)及框体(15)。第1双凸透镜片(11)及第2双凸透镜片(12)是将平凸柱面透镜所成的角度(θ1)设为大于0°且小于30°的第1角度范围内而层叠的。由此，在照明光中产生莫尔条纹。第3双凸透镜片(13)相对于第1双凸透镜片(11)及第2双凸透镜片(12)以平凸柱面透镜所成的角度(θ2)、角度(θ3)设为30°以上且90°以下的第2角度范围内的方式层叠。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及一种使用了双凸透镜片且照亮室内等的照明装置。
背景技术
替代使用了现有的白炽灯或荧光灯等的照明装置，使用了高亮度且耗电量低的LED(Light Emitting Diode：发光二极管)等点光源的照明装置正在普及中。例如，专利文献1中所记载的照明装置由以直线状排列在基板上的多个LED和以覆盖LED的方式配置在其表面侧的扩散片构成。该扩散片为并排有多个平凸柱面透镜的双凸透镜片，扩散从LED发出的光并使其透射。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/147653号
发明内容
发明要解决的技术课题
专利文献1中所记载的照明装置中，双凸透镜片仅使用于使光向多个LED的排列方向及大致与其正交的方向扩散。因此，专利文献1中所记载的照明装置仅发出从多个LED照射，并透射双凸透镜片的单调照明光(扩散光)。如此，关于专利文献1中所记载的照明装置，不能说充分活用了双凸透镜片，而为仅扩散光的照明装置，从而存在装饰性欠缺的问题。
本发明的目的在于提供一种活用了双凸透镜片且装饰性高的照明装置。
用于解决技术课题的手段
本发明的照明装置具备第1双凸透镜片、第2双凸透镜片、第3双凸透镜片及至少一个点光源，第2双凸透镜片相对于第1双凸透镜片以第1方向与第2方向所成的角度为第1角度范围内的方式层叠，第3双凸透镜片相对于第1双凸透镜片及第2双凸透镜片以第1方向与第3方向所成的角度及第2方向与第3方向所成的角度为第2角度范围的方式层叠，且第2角度范围的下限比第1角度范围的上限大。第1双凸透镜片中，沿第1方向延伸的第1平凸柱面透镜在与第1方向正交的方向上排列有多个。第2双凸透镜片中，沿第2方向延伸的第2平凸柱面透镜在与第2方向正交的方向上排列有多个。第3双凸透镜片中，沿第3方向延伸的第3平凸柱面透镜在与第3方向正交的方向上排列有多个。点光源经由第1双凸透镜片～第3双凸透镜片射出照明光。
优选第1角度范围为通过第1双凸透镜片及第2双凸透镜片而产生旋转莫尔纹的角度范围。优选第1角度范围为大于0度且小于30度的范围。优选第1双凸透镜片及第2双凸透镜片相邻而层叠，且第3双凸透镜片配置在第1双凸透镜片及第2双凸透镜片的点光源侧或与点光源相反的一侧。
优选第1双凸透镜片及第2双凸透镜片由平坦面彼此相接而层叠。优选第2双凸透镜片被保持成能够相对于第1双凸透镜片而旋转。
优选具备支撑点光源及第1双凸透镜片～第3双凸透镜片的支撑部件。优选支撑部件为圆筒形状，且点光源配置在支撑部件的中心轴上。
优选第1双凸透镜片～第3双凸透镜片为圆形，当将圆形的直径设为D，且将第1平凸柱面透镜及第2平凸柱面透镜的排列间距设为P时，第1角度范围的下限值为通过θmin＝atan(P/D)计算出的θmin。优选点光源的颜色能够改变。优选点光源为LED光源。
发明效果
根据本发明，能够提供一种活用了双凸透镜片且装饰性高的照明装置。
附图说明
图1为本发明的照明装置的正面侧立体图。
图2为照明装置的分解立体图。
图3为照明装置的主视图。
图4为沿图3的IV-IV线的剖视图。
图5为沿图3的V-V线的剖视图。
图6为对通过第1双凸透镜片及第2双凸透镜片产生的旋转莫尔纹进行说明的说明图。
图7为表示第1平凸柱面透镜～第3平凸柱面透镜的角度位置关系的说明图。
图8为对第3双凸透镜片的作用进行说明的说明图。
图9为表示照明装置的发光状态的说明图。
图10为第2实施方式的照明装置的正面侧立体图。
图11为表示第2实施方式的照明装置的结构的分解立体图。
图12为表示使用于第3实施方式的照明装置的光源的立体图。
图13为表示将本发明应用在汽车的照明装置的例的立体图。
具体实施方式
[第1实施方式]
图1及图2中，照明装置10具备第1双凸透镜片11～第3双凸透镜片13、一个LED光源14、框体15及腿部16。第1双凸透镜片11～第3双凸透镜片13为圆形，且均具有相等的直径D。第1双凸透镜片11～第3双凸透镜片13被层叠。
框体15为支撑第1双凸透镜片11～第3双凸透镜片13及LED光源14的支撑部件，且由圆筒部15A与背面部15B构成。圆筒部15A为圆筒形状，并支撑第1双凸透镜片11～第3双凸透镜片13的外周面。圆筒部15A的中心轴CL穿过第1双凸透镜片11～第3双凸透镜片13的各中心。第1双凸透镜片11～第3双凸透镜片13是从圆筒部15A的正面侧依次配置的。位于最靠正面侧的第1双凸透镜片11暴露在照明装置10的表面。圆筒部15A的背面侧由背面部15B闭塞。
LED光源14设置在基板20上，例如发出白色光。LED光源14作为照明装置10的光源而配置在圆筒部15A的中心轴CL上。基板20固定在框体15的背面部15B。LED光源14是由芯片状元件部发光，且中心部发出强光的所谓的点光源。框体15中内置有对LED光源14进行供电的电池等供电部(未图示)。
LED光源14经由第1双凸透镜片11～第3双凸透镜片13射出照明光。
腿部16具备支撑部16A和底面部16B。支撑部16A配置在框体15的两侧，且经由铰链部21以能够旋转的方式与框体15连结。底面部16B配置在支撑部16A的底面侧，且底面形成为平坦状。关于照明装置10，例如将底面部16B设为下方，朝向观察者侧将第1双凸透镜片11设置于室内的地面或桌上。并且，照明装置10通过以铰链部21为中心，使框体15相对于腿部16而旋转，能够改变照明光的方向。
如图3～图5所示，第1双凸透镜片11由多个第1平凸柱面透镜17构成。另外，图3～图5中，省略腿部16。各第1平凸柱面透镜17具有半圆柱形凸状部17A，与该凸状部17A相反的一侧为平坦状。各第1平凸柱面透镜17沿D1方向(第1方向)延伸，且与相邻的第1平凸柱面透镜17平行地排列有多个。具体而言，第1平凸柱面透镜17是在与D1方向正交的方向上以一定间距P(参考图5及图6)无间隙地配置的。即，第1平凸柱面透镜17在与D1方向正交的方向上的宽度与间距P相等。第1双凸透镜片11在与凸状部17A相反的一侧具有平坦面11A。
第2双凸透镜片12是相对于第1双凸透镜片11在相接的状态下层叠的。第2双凸透镜片12与第1双凸透镜片11相同，由多个第2平凸柱面透镜18构成。各第2平凸柱面透镜18沿D2方向(第2方向)延伸，且在与D2方向正交的方向上以一定间距P无间隙地配置。即，第2平凸柱面透镜18在与D2方向正交的方向上的宽度与间距P相等。
第2双凸透镜片12在第2平凸柱面透镜18的与凸状部18A的相反的一侧具有平坦面12A。第1双凸透镜片11及第2双凸透镜片12是在平坦面11A、平坦面12A彼此相接的状态下层叠的。
第3双凸透镜片13配置在第1双凸透镜片11及第2双凸透镜片12的LED光源14侧。第3双凸透镜片13与第1双凸透镜片11及第2双凸透镜片12相同，由多个第3平凸柱面透镜19构成。各第3平凸柱面透镜19沿D3方向(第3方向)延伸，且在与D3方向正交的方向上以一定间距P无间隙地配置。即，第3平凸柱面透镜19在与D3方向正交的方向上的宽度与间距P相等。
第3双凸透镜片13在第3平凸柱面透镜19的与凸状部19A相反的一侧具有平坦面13A。第2双凸透镜片12及第3双凸透镜片13是在凸状部18A、凸状部19A相接的状态下层叠的。
本实施方式中，第1平凸柱面透镜17～第3平凸柱面透镜19均为相同形状，并且以相同间距P无间隙地配置。各第1平凸柱面透镜17～第3平凸柱面透镜19的宽度均相同。
图6中，第2双凸透镜片12是相对于第1双凸透镜片11，以D1方向与D2方向所成的角度θ1(0°≤θ1≤90°)成为第1角度范围内的方式层叠的。并且，如图7所示，第1双凸透镜片11及第2双凸透镜片12以D1方向与D2方向的二等分线与Y方向平行的方式配置。Y方向与X方向正交。
第1角度范围为通过第1双凸透镜片11及第2双凸透镜片12产生旋转莫尔纹的角度范围。旋转莫尔纹是指，使如双凸透镜片那样有规则地排列而成的条纹状图案彼此中的一个相对于另一个旋转而层叠时观察到的条纹状图案(莫尔条纹)。该莫尔条纹沿大致与D1方向及D2方向正交的方向(X方向)而产生。该莫尔条纹的周期T通过使用了上述间距P和角度θ1的下述式(1)求出。
T＝P/tanθ1……(1)
根据上述式(1)，按原理来讲，莫尔条纹在角度θ1大于0°的情况下产生。因此，作为产生旋转莫尔纹的角度范围的第1角度范围的下限值αmin至少大于0°即可(αmin＞0)。更具体而言，角度θ1越小则莫尔条纹的周期T越大，从而若角度θ1过小则周期T大于第1双凸透镜片11及第2双凸透镜片12的大小(直径D)，且不显现莫尔条纹，因此第1角度范围的下限值αmin应为满足“D＞T”的关系的角度。从而，下限值αmin由下述式(2)表示。
αmin＝atan(P/D)……(2)
另一方面，角度θ1越大则莫尔条纹的周期T越小，从而若角度θ1过大则莫尔条纹的间隔变窄，且条纹彼此成为一体而无法视觉辨认莫尔条纹。本实施方式中，间距P为0.01mm左右，且角度θ1约为30°以上而无法视觉辨认莫尔条纹。从而，第1角度范围的上限值αmax约为30°。
即，第1角度范围优选为大于0°且小于30°的范围，而且第1角度范围的下限值αmin优选为通过上式(2)计算出的值。
如图7所示，第3双凸透镜片13是相对于第1双凸透镜片11及第2双凸透镜片12，以D1方向与D3方向所成的角度θ2(0°≤θ2≤90°)和D2方向与D3方向所成的角度θ3(0°≤θ3≤90°)同时成为第2角度范围内的方式层叠的。另外，第3双凸透镜片13是以D3方向与Y方向平行的方式配置的。
第2角度范围为通过两个双凸透镜片未产生旋转莫尔纹的角度范围。即，第2角度范围在第1角度范围外，例如为30°以上且90°以下的角度范围。第2角度范围的下限值大于第1角度范围的上限值。即，在第3双凸透镜片13与第1双凸透镜片11及第2双凸透镜片12之间不显现莫尔纹。
如图8所示，第3双凸透镜片13具有使从LED光源14发出的光向与D3方向正交的方向(Y方向)扩散的功能。这是因为各第3平凸柱面透镜19通过透镜效果而向与D3方向正交的方向扩散并射出光。即，第3双凸透镜片13具有将从LED光源14射出的点状照明光设为沿Y方向延伸的线状照明光。
第1双凸透镜片11具有通过透镜效果而向与D1方向正交的方向扩散光的功能，且第2双凸透镜片12具有通过透镜效果而向与D2方向正交的方向扩散光的功能。即，第1双凸透镜片11及第2双凸透镜片12具有向大致与D1方向及D2方向正交的方向(X方向)扩散光的功能，并且沿该X方向产生莫尔条纹。
从而，第1双凸透镜片11及第2双凸透镜片12通过第3双凸透镜片13使沿Y方向延伸的线状照明光向X方向扩散。此时，沿作为与照明光的扩散方向相同的方向的X方向产生莫尔条纹，因此如图9所示，通过照明光而显示对比度高的莫尔条纹。
如此，照明装置10能够通过一个LED光源14生成条纹花样的照明光，且省电。并且，照明装置10不是如现有的照明装置那样单调的照明光而能够生成对比度高的条纹花样的照明光，因此装饰性优异。
[第2实施方式]
图10及图11中，第2实施方式的照明装置30能够使第2双凸透镜片12相对于第1双凸透镜片11而旋转。照明装置30的其他结构与第1实施方式的照明装置10的结构相同。
照明装置30具备固定在第2双凸透镜片12的外周面的框架部件31和旋钮部32。框架部件31与框体15的内周面嵌合，且被保持成能够与第2双凸透镜片12一同旋转。旋钮部32与框架部件31设置成一体，并贯穿形成在框体15的开口部33而突出，且能够从外部进行操作。
通过上述结构，若对旋钮部32进行操作而使第2双凸透镜片12旋转，则上述角度θ1发生变化，因此通过第1双凸透镜片11及第2双凸透镜片12而产生的莫尔纹的周期T发生变化而照明光的条纹花样也发生变化。如此，能够根据观察者的喜好来改变装饰性。
另外，图10及图11所示的例中，能够手动进行使第2双凸透镜片12相对于第1双凸透镜片11旋转的操作，但并不限定于此，也可以设置使第2双凸透镜片12电旋转的旋转机构(未图示)。
[第3实施方式]
第3实施方式中，如图12所示，替代上述各实施方式的LED光源14而使用颜色能够改变的光源40。光源40具有发光颜色不同的多个LED光源41A～LED光源41D和设置在这些LED光源41A～LED光源41D的基板42。LED光源41A～LED光源41D例如使用红色、绿色、蓝色、白色的LED光源等。基板42与驱动部43连接。
驱动部43通过改变各LED光源41A～LED光源41D的发光状态(发光强度或占空比)来改变光源40的发光颜色。由此，通过根据状况来改变光源40的发光颜色而能够提高装饰性。
[第4实施方式]
图13中示出将照明装置50安装于汽车51的例。例如，照明装置50被安装成埋入汽车51的车体52。关于照明装置50，第1双凸透镜片11～第3双凸透镜片13的外形为长方形，除此以外，其结构与上述第1实施方式～第3实施方式中的任一个照明装置相同。照明装置50例如安装于车体的52后部，且作为尾灯而使用。另外，并不限定于此，也可以将照明装置50应用于安装于车体52的前部的前灯等。
并且，当将上述第2实施方式的照明装置安装于汽车51时，优选根据汽车51的动作状态(例如，当制动器动作时等)，使第2双凸透镜片12旋转，并改变照明光的条纹花样。
另外，上述各实施方式中，从正面侧依次配置有第1双凸透镜片11～第3双凸透镜片13，但其顺序无限定。并且，上述各实施方式中，对于第1双凸透镜片11及第3双凸透镜片13朝向正面侧配置凸状部17A、凸状部19A，关于第2双凸透镜片12朝向正面侧配置有平坦面12A，但并不限定于此，关于各透镜片，也可以将凸状部与平坦面中的任一个设为正面侧。第1双凸透镜片11～第3双凸透镜片13能够与其顺序或朝向无关地生成条纹花样的照明光。
上述各实施方式中，将第1平凸柱面透镜17～第3平凸柱面透镜19的排列间距及宽度均设为相同，但并不限定于此，第1平凸柱面透镜17～第3平凸柱面透镜19的排列间距及宽度可以彼此不同。
上述各实施方式中，将第1双凸透镜片11～第3双凸透镜片13在彼此相接的状态下进行配置，但并不限定于此，可以使第1双凸透镜片11～第3双凸透镜片13分别分离而配置。
上述各实施方式中，将第1双凸透镜片11～第3双凸透镜片13的外形设为圆形或长方形，但第1双凸透镜片11～第3双凸透镜片13的外形可以是任意外形。并且，上述各实施方式中，作为光源而使用了LED光源，但并不限定于此，也可以使用除了LED光源以外的点光源。并且，上述各实施方式中，仅使用了一个点光源，但也可以使用多个点光源。
上述实施方式中，将本发明应用在室内的照明装置或安装在汽车的内置品的照明装置，但并不限定于此，还能够应用于游乐园等商业设施、电子游戏机等游戏机中所使用的照明装置、安装在摩托车上的照明装置等。
符号说明
10、20、30、50-照明装置，11-第1双凸透镜片，12-第2双凸透镜片，13-第3双凸透镜片，14-LED光源，15-框体(支撑部件)，17-第1平凸柱面透镜，18-第2平凸柱面透镜，19-第3平凸柱面透镜。

Claims (11)

1.一种照明装置，其中，
所述照明装置具备：
第1双凸透镜片，其通过沿第1方向延伸的第1平凸柱面透镜在与所述第1方向正交的方向上排列有多个而成；
第2双凸透镜片，其通过沿第2方向延伸的第2平凸柱面透镜在与所述第2方向正交的方向上排列有多个而成；
第3双凸透镜片，其通过沿第3方向延伸的第3平凸柱面透镜在与所述第3方向正交的方向上排列有多个而成；及
至少一个点光源，其经由所述第1双凸透镜片～第3双凸透镜片射出照明光，
所述第2双凸透镜片相对于所述第1双凸透镜片以所述第1方向与所述第2方向所成的角度为第1角度范围内的方式层叠，
所述第3双凸透镜片相对于所述第1双凸透镜片及第2双凸透镜片以所述第1方向与所述第3方向所成的角度及所述第2方向与所述第3方向所成的角度为第2角度范围的方式层叠，
所述第2角度范围的下限比所述第1角度范围的上限大。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，
所述第1角度范围为通过所述第1双凸透镜片及第2双凸透镜片而产生旋转莫尔纹的角度范围。
3.根据权利要求2所述的照明装置，其中，
所述第1角度范围为大于0度且小于30度的范围。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的照明装置，其中，
所述第1双凸透镜片及第2双凸透镜片是在相接的状态下层叠的，
所述第3双凸透镜片配置在所述第1双凸透镜片及第2双凸透镜片的所述点光源侧或与所述点光源相反的一侧。
5.根据权利要求4所述的照明装置，其中，
所述第1双凸透镜片及第2双凸透镜片是在平坦面彼此相接的状态下层叠的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的照明装置，其中，
所述第2双凸透镜片被保持成能够相对于所述第1双凸透镜片而旋转。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的照明装置，其中，
所述照明装置具备支撑所述点光源及所述第1双凸透镜片～第3双凸透镜片的支撑部件。
8.根据权利要求7所述的照明装置，其中，
所述支撑部件为圆筒形状，
所述点光源配置在所述支撑部件的中心轴上。
9.根据权利要求8所述的照明装置，其中，
所述第1双凸透镜片～第3双凸透镜片为圆形，
当将所述圆形的直径设为D，且将所述第1平凸柱面透镜及第2平凸柱面透镜的排列间距设为P时，所述第1角度范围的下限值为通过下述式计算出的αmin，
αmin＝atan(P/D)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的照明装置，其中，
所述点光源的颜色能够改变。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的照明装置，其中
所述点光源为LED光源。
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