JP2010147059A - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多様な照明特性のニーズに対応し得るＬＥＤ照明装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ照明装置は、シャーシ１１の両側の曲面部１３には、ＬＥＤ２２からの離隔距離（Ｊ−Ｋ、Ｊ−Ｌ、Ｊ−Ｍまでの距離）が異なる複数の位置にレンズユニット２３ｕ，２４ｕ，２５ｕを掛止可能なレンズ下段溝１６、レンズ中段溝１７、レンズ上段溝１８が段違いに複数箇所に形成されている。このような段違いのレンズ下段溝１６等にレンズユニット２３ｕ等を掛止することで、レンズユニット２３ｕ等のレンズ２３等はＬＥＤ２２から異なる離隔距離で位置するため、レンズユニット２３ｕ，２４ｕ，２５ｕごとに掛止するレンズ下段溝１６、レンズ中段溝１７、レンズ上段溝１８を任意に変更することで、レンズユニット単位に各レンズ２３，２４，２５の焦点距離を変えられ、ＬＥＤ２２の照明特性をレンズユニット２３ｕ等ごとに部分的に異なるように設定できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、照明光源としての発光ダイオード（ＬＥＤ）を列状に配置して構成されるＬＥＤ照明装置に関するものである。

ＬＥＤ照明装置として、例えば、下記特許文献１に開示される「蛍光灯型ＬＥＤ照明装置」がある。この照明装置は、蛍光灯と同型のパイプ内に複数のＬＥＤを２列に配置したもので、既設の蛍光灯器具に簡単に取り付けられる構成を有する。これにより、従来から汎用性の高い蛍光灯装置にそのままＬＥＤ照明装置を取り付け可能にしている。
特開２００１−３５１４０２号公報

しかし、ＬＥＤは、蛍光管の全周から光を放射する蛍光灯とは異なり、実装基板にほぼ垂直方向を中心に光を放射するものの、その照明特性は、ＬＥＤチップが封入された樹脂モールドのレンズ特性等に左右される。このため、このような汎用性の高いＬＥＤ照明装置を、例えば、工作機械の作業空間内を照らすといった特殊用途向けの照明装置に用いる場合には、所定範囲を特に明るく照らしたいという顧客ごとに異なるニーズがあっても、個別に対応した照明特性を得ることはできないという問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、部分的に明暗（照明光の強弱）をつくるというような多様な照明特性のニーズに対応し得るＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１記載の手段を採用する。この手段によると、シャーシの両側内壁には、発光ダイオードからの離隔距離が異なる複数の位置にレンズユニットを掛止可能な掛止溝が段違いに複数箇所に形成されていることから、このような段違いの掛止溝にレンズユニットを掛止することで、レンズユニットのレンズは発光ダイオードから異なる離隔距離で位置する。このため、レンズユニットごとに掛止する掛止溝を任意に変更することにより、レンズユニット単位に各レンズの焦点距離を変えられるので、複数の発光ダイオードが列状に配置されていてもその照明特性をレンズユニットごとに部分的に異なるように設定することができる。

特許請求の範囲に記載の請求項２記載の手段を採用する。この手段によると、複数の掛止溝には、複数の発光ダイオードのうち、任意の発光ダイオードに対応して、少なくとも２以上のレンズユニットが段違いに掛止されている。これにより、この発光ダイオードが発する光は、２以上のレンズを通過することから、他の発光ダイオードの光とは異なった照明特性となる。このため、レンズユニットごとに掛止する掛止溝を任意に変更することに加えて、レンズユニット単位に各レンズの焦点距離を多様に変えられるので、複数の発光ダイオードが列状に配置されていてもその照明特性をレンズユニットごとに部分的に異なるように設定することができる。

特許請求の範囲に記載の請求項３記載の手段を採用する。この手段によると、レンズユニットは、それを構成するレンズの数が所定数に設定されており、複数の発光ダイオードの総数は、この所定数の整数倍である。例えば、レンズユニットを構成するレンズの数が「６」であれば、発光ダイオードの総数はその整数倍である６，１２，１８，２４，３０…となる。これにより、例えば、発光ダイオードの総数が２４個である場合には、当該レンズユニットが４枚あれば全ての発光ダイオードに対応することが可能となるといったように、１種類のレンズユニットで対応可能になる。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項４記載の手段を採用する。この手段によると、シャーシの両側内壁には、発光ダイオードからの離隔距離が異なる複数の位置にレンズを掛止可能な掛止溝が段違いに複数箇所に形成されていることから、このような段違いの掛止溝にレンズを掛止することで、それぞれのレンズは発光ダイオードから異なる離隔距離で位置する。このため、レンズごとに掛止する掛止溝を任意に変更することにより、レンズ単位で焦点距離を変えられるので、複数の発光ダイオードが列状に配置されていてもその照明特性をレンズごとに個々に異なるように設定することができる。

請求項１の発明では、レンズユニットごとに掛止する掛止溝を任意に変更することにより、レンズユニット単位に各レンズの焦点距離を変えられるので、複数の発光ダイオードが列状に配置されていてもその照明特性をレンズユニットごとに部分的に異なるように設定することができる。したがって、部分的に照明光の明暗（強弱）ができるので、多様な照明特性のニーズに対応することができる。

請求項２の発明では、レンズユニットごとに掛止する掛止溝を任意に変更することに加えて、少なくとも２以上のレンズユニットが段違いに掛止されているので、レンズユニット単位に各レンズの焦点距離を多様に変えられる。このため、複数の発光ダイオードが列状に配置されていてもその照明特性をレンズユニットごとに部分的に、より強弱をつけて異なるように設定することができる。したがって、メリハリのある照明光の明暗（強弱）が部分的に得られるので、より一層、多様な照明特性のニーズに対応することができる。

請求項３の発明では、１種類のレンズユニットで対応可能になるので、部品の種類を削減することができる。

請求項４の発明では、レンズごとに掛止する掛止溝を任意に変更することにより、レンズ単位で焦点距離を変えられるので、複数の発光ダイオードが列状に配置されていてもその照明特性をレンズごとに個々に異なるように設定することができる。したがって、より細かく部分的に照明光の明暗（強弱）ができるので、多様な照明特性のニーズに、きめ細かく対応することができる。

以下、本発明のＬＥＤ照明装置の実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１０は、列状に配列された複数のＬＥＤを備えた照明装置で、例えば、工作機械の加工スペースの壁面に設けられるものである。

まず、図１および図２に基づいてＬＥＤ照明装置１０の構成概要を説明する。なお、図１は、ＬＥＤ照明装置１０の外観構成を示す６面図等で、図１(A)は正面図、図１(B)は平面図、図１(C)は底面図、図１(D)は背面図、図１(E),(F)は左側面図、図１(G),(H)は右側面図である。また、図２は、ＬＥＤ照明装置１０の内部構成を示す断面図で、図２(A)は幅（短手）方向断面図、図２(B)〜(D)は軸（長手）方向断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１０は、主に、シャーシ１１、基板２１、ＬＥＤ２２、レンズ２３、透明カバー２７、エッジカバー３１、サイドカバー３３、ブラケット３４，３５、ケーブルクランプ３６等から構成されている。

シャーシ１１は、基板２１を収容可能な断面凹形状を有する角棒状に形成されており、その正面（図１(A)，図２(A)参照）に対して軸方向に長い開口部１１ａが形成されている。本実施形態では、加工性、熱伝導率の良好さから、アルミニウムからなり、シャーシ１１の内部には、平坦部１２、曲面部１３、カバー取付溝１４、レンズ下段溝１６等が金型による押出し加工や旋盤による引き物加工により成形されている（図２(A)参照）。ここでは、ＬＥＤ照明装置１０の構成概要の説明を優先するため、これらの構成詳細については後述する。なお、図２中に示す符号Ｋは、レンズ下段溝１６の形成位置、符号Ｌはレンズ中段溝１７の形成位置、符号Ｍはレンズ上段溝１８の形成位置を、それぞれ表す仮想線を示す。

基板２１は、プリント配線板（ガラスエポキシ基板やアルミベース基板等）で、本実施形態では長尺の矩形（短冊状）に形成されている。この基板２１の表面には、複数のＬＥＤ２２がほぼ等間隔に列状に配置されており、本実施形態では、２４個のＬＥＤ２２を一列に実装可能な長さに設定されている。なお、この基板２１の裏面は、ほぼその全面がシャーシ１１内の平坦部１２に接するにように、接着剤や両面テープ（熱伝達特性の良好なもの）でベタ付け固定されている。これにより、基板２１はその裏面が平坦部１２にほぼ面接触するためＬＥＤ２２による発熱を良好にシャーシ１１に逃がすことが可能となる。

ＬＥＤ２２は、照明光源用に開発された高輝度仕様の発光ダイオードで、駆動電力として所定の電圧および電流が供給されると白色光を発するものである。本実施形態では、基板２１に面実装可能にチップ部品仕様に樹脂モールドされており、これ自体にはレンズ機能を有していない。本実施形態では、複数の発光ダイオードとして、総数２４個のＬＥＤ２２が使用されるが、外部から供給される駆動電圧に関連して６の倍数であれば、所定電流の許容範囲内でいくつであっても良い。なお、発光色は、赤、緑、青、黄等でも良い。

これらの複数のＬＥＤ２２は、全数が直列や並列に接続可能に、または直列接続された所定数（例えば６個）のＬＥＤを一群としてそのＬＥＤ群を並列に接続可能に、プリント配線された基板２１に面実装されている（図２(A),(B)参照）。例えば、外部から直流２４Ｖが印加される場合には、直列接続した６個のＬＥＤ２２を一組として、それを４組並列に接続するように基板２１の回路を構成する。なお、ＬＥＤ２２の駆動電力は、後述するケーブルクランプ３６（図略の電力ケーブル）を介して外部から供給される。なお、符号Ｊは、当該ＬＥＤ２２の実装位置（シャーシ１１の深さ方向）を示す基準線を示す。

レンズ２３は、入射光を所定の焦点に集める凸レンズ（収束レンズ）で、１個のＬＥＤ２２に一対一の対応関係で設けられる。本実施形態では、無色透明のプラスチックまたはガラス等からなり、一列に配置された所定数のレンズ２３が一体に形成（隣り合ったレンズ同士が一体に成形）されておりその周囲にはコバが形成されている。

本実施形態の場合、前述のように６個一組でＬＥＤ群を構成することから、所定数を「６」として、６個のレンズ２３が一体成形されている。また、ＬＥＤ２２を２４個使用することから、この６個一体のレンズユニット２３ｕは４枚使用される。レンズユニット２３ｕは、周囲のコバ形状が所定幅を有する矩形状に構成されている。

なお、図１には図示されていないが、後述するレンズ２４やレンズ２５も、このレンズ２３とほぼ同様に構成されており、コバ形状の所定幅がレンズユニット２３ｕよりも幅広に、さらにレンズユニット２５ｕのコバ形状の所定幅がレンズユニット２４ｕよりも幅広に、それぞれ構成されている点がレンズユニット２３ｕと異なる。これ以外のレンズ仕様等は、レンズ２３と同様に構成されている。

透明カバー２７（正面カバー）は、例えば、強化ガラスまたはアクリル（光学的な透明部材）からなり、シャーシ１１に形成された開口部１１ａを液密に閉塞可能に矩形状に形成されている。この透明カバー２７は、後述するカバー取付溝１４に取り付けられており、レンズ２３を介して出射された照明光が透過可能に位置している。なお、本実施形態では、この透明カバー２７の内側に拡散板２８が貼付されている。この拡散板２８は、複屈折や光学等方性を有するシート状の部材で、ＬＥＤ２２から出射された照明光を拡散させる機能を有する。

エッジカバー３１（側面カバー）は、シャーシ１１が押出し加工や引き物加工される特性上、軸方向両端に形成される側面開口部を、液密に閉塞する板状部材で、本実施形態ではシャーシ１１と同様にアルミニウムからなる。このエッジカバー３１は、前述した透明カバー２７をその表面から抑え得るように、一端側がＬ字形状に形成されており、ボルト３７，３８によりシャーシ１１の両端に固定されることによって、透明カバー２７の長手方向両端をその表面から抑えるようにして当該透明カバー２７を固定可能にしている。なお、ボルト３７は皿頭のねじである。

サイドカバー３３は、シャーシ１１の幅方向両側に位置する開口部１１ａ側の両角部をＬ字形状に覆うＬアングル状の板状部材で、本実施形態ではシャーシ１１と同様にアルミニウムからなる。このサイドカバー３３も、エッジカバー３１と同様に、透明カバー２７をその表面からシャーシ１１の軸方向に沿って抑え得るように構成されている。

ブラケット３４，３５は、ＬＥＤ照明装置１０をその取付面（例えば、工作機械の作業スペースを仕切る壁面）にねじ等により固定するための取付部材で、例えば、アルミニウムから板状部材をブックエンドのようなＬ字形状に形成したものである。このため、ブラケット３４，３５には、ねじ固定用の切欠部３４ａ，３５ａが形成されているほか、前述したエッジカバー３１にねじ固定可能なねじ孔３４ｃ，３５ｃが形成されている。なお、ブラケット３４は、図１(A)に示されるＬＥＤ照明装置１０の紙面左側に固定され、ブラケット３５は、その紙面右側に固定される。

本実施形態では、これらのブラケット３４，３５に対して、両端をエッジカバー３１により閉塞されたシャーシ１１が、所定の角度範囲で傾斜するように構成されている。即ち、図１(E)〜(H)に示すように、シャーシ１１のエッジカバー３１を固定するボルト３８を回転軸にして、シャーシ１１が回転可能に構成されており、その回転範囲は、ブラケット３４，３５にそれぞれ形成された円弧状の長孔３４ｂ，３５ｂにより設定されている。

例えば、図１(E),(G)に示すように、シャーシ１１が水平の状態（傾斜角０度）から、図１(F),(H)に示すように水平の状態に対してシャーシ１１が約６０度に傾いた状態（傾斜角６０度）までの範囲で、シャーシ１１を任意の角度に設定可能に、これらの長孔３４ｂ，３５ｂの円弧幅が形成されている。なお、図１に示すボルト３９は、このような範囲内の任意の角度でシャーシ１１を固定する際に締結される角度固定ねじである。

なお、ブラケット３５が固定されるシャーシ１１の右側には、次に説明するように、ケーブルクランプ３６がシャーシ１１から突出しているため、このようなシャーシ１１の角度設定に際してケーブルクランプ３６が通過可能な勾玉形状の切欠部３５ｄが、ブラケット３５に形成されている。

ケーブルクランプ３６は、右側のエッジカバー３１に形成される図略のケーブル穴に対して液密に接続可能に構成される防水構造の配線導入部材で、ＬＥＤ２２の駆動電力を供給し得る電力ケーブル（図略）を外部からシャーシ１１内に導入可能にしている。この電力ケーブルは、前述した基板２１に配線されている。

次に、図２〜図４に基づいて、シャーシ１１の構成例を詳述する。なお、図３は、シャーシ１１の幅方向（短手方向）断面等で、図３(A)はシャーシ１１のみを示す断面図、図３(B)はシャーシ１１にレンズユニット２３ｕを取り付けた状態を示す断面図、図３(C)はシャーシの変形例（符号１１’）を示す断面図、図３(D)はシャーシ１１’にレンズユニット２３ｕを取り付けた状態を示す断面図、である。

また、図４は、ＬＥＤ照明装置１０の使用例（ＬＥＤ照明装置１０ａ〜１０ｇ）を示す説明図で、図中に示す符号Ｋは、レンズ下段溝１６の形成位置に対応する仮想線、符号Ｌは、レンズ中段溝１７の形成位置に対応する仮想線、符号Ｍは、レンズ上段溝１８の形成位置に対応する仮想線、をそれぞれ示す。図５は、ＬＥＤ照明装置１０による照度分布例を示す説明図で、図５(A)は図４(A)の使用例、図５(B)は図４(B)の使用例、図５(C)は図４(C)の使用例、にそれぞれ対応するものである。

図２(A)および図３(A)に示すように、シャーシ１１は、その幅方向の断面が軸方向のいずれにおいてもほぼ同じ形状の凹部空間Ｓ（凹部）を有するとともに、この凹部空間Ｓにより形成される開口部１１ａ（正面開口部）とこの開口部１１ａから露出可能な凹部の平坦部１２（底部）とを軸方向に帯状に有する。つまり、シャーシ１１は、金型による押出し加工や旋盤による引き物加工により成形されているため、金太郎飴のようにどこを切っても同じ形状の凹部空間Ｓが現れる。

図２(B)〜(D)に示すように、このシャーシ１１の軸方向に延びて凹部空間Ｓを形成するシャーシ１１の曲面部１３（両側内壁）には、段違いの掛止溝が３段形成されている。即ち、両側の曲面部１３には、平坦部１２から開口側に向かって、レンズ下段溝１６、レンズ中段溝１７、レンズ上段溝１８が順番に形成されており、基板２１に実装されたＬＥＤ２２からの離隔距離が異なる複数の位置にレンズユニット２３ｕ、レンズユニット２４ｕ、レンズユニット２５ｕをそれぞれのコバで掛止可能にしている。

例えば、図３(B)に示すように、レンズ周囲に形成されるコバの形状幅が最も小さいレンズユニット２３ｕは、両曲面部１３の溝間隔が最も狭いレンズ下段溝１６にそのコバが掛止され、コバの形状幅が最も大きいレンズユニット２５ｕは、両曲面部１３の溝間隔が最も広いレンズ上段溝１８にそのコバが掛止される。また、コバの形状幅がこれらの中間あたるレンズユニット２４ｕはレンズ中段溝１７にそのコバが掛止される。いずれのレンズユニット２３ｕ，２４ｕ，２５ｕも、エッジカバー３１を組み付ける前に、シャーシ１１の軸方向端部からレンズ下段溝１６，レンズ中段溝１７，レンズ上段溝１８（掛止溝）内にレンズユニットのコバを挿入しレンズユニットをスライドさせて対応するＬＥＤ２２の位置まで移動させる。

なお、シャーシ１１には、このようなレンズ下段溝１６、レンズ中段溝１７、レンズ上段溝１８のほかに、その開口部１１ａの開口面付近には、前述した透明カバー２７の短手方向幅よりも僅かに広い取付幅を形成するように、両側にカバー取付溝１４が形成されている。またこのカバー取付溝１４には、その平坦部１２方向に掘られる接着剤充填溝１９が形成されている。

この接着剤充填溝１９は、透明カバー２７をシャーシ１１に接着固定する際に使用されるエポキシ樹脂系接着剤を流し込むもので、この接着剤充填溝１９が形成されていることにより、粘性の低い接着剤２９であっても平坦部１２側に垂れたり、はみ出たりしないようにしている。またこのような接着剤充填溝１９が形成されることで、接着剤２９による堰状体（堰状の構成）が形成されるので、当該ＬＥＤ照明装置１０が被水等しても外部から水や油等の液体が侵入するのを防ぐ防水構造を構成することができる。

なお、図３(C)〜(E)に示すように、レンズ下段溝１６、レンズ中段溝１７、レンズ上段溝１８（複数の掛止溝）が形成されるべき位置に、このような複数の掛止溝に代えて内壁の厚さ方向に窪むスペーサ取付溝１５（内壁凹部）を形成しても良い。この場合も、シャーシ１１’は、その幅方向の断面が軸方向のいずれにおいてもほぼ同じ形状の凹部空間Ｓ’（凹部）を有するとともに、この凹部空間Ｓ’により形成される開口部１１ａ’（正面開口部）とこの開口部１１ａ’から露出可能な凹部の平坦部１２（底部）とを軸方向に帯状に有する。

この場合には、レンズ下段溝４６、レンズ中段溝４７、レンズ上段溝４８（複数の掛止溝）が形成されたシリコーンゴムやエチレンプロピレンゴム等（樹脂弾性部材）からなるスペーサー４１が、スペーサ取付溝１５に液密に嵌入されることで、前述したレンズ下段溝１６等と同様に、レンズユニット２３ｕ，２４ｕ，２５ｕを掛止することができる。

また、レンズ下段溝４６、レンズ中段溝４７、レンズ上段溝４８の溝幅を、レンズユニット２３ｕ等のコバ厚よりも狭く設定することで、レンズユニット２３ｕ等のコバとスペーサー４１との間を液密に密着させることが可能となり防水構造を構成し得る。これにより、前述した接着剤充填溝１９による防水構造を超えて水や油等の液体が侵入した場合でも、このレンズユニット２３ｕ等のコバとスペーサー４１とによる防水構造により、基板２１が取り付けられる平坦部１２側への浸水等を防ぐことができる。

このような構成を技術的思想の創作として把握すると、「請求項１〜４のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明装置において、前記両側内壁の前記複数の掛止溝が形成されるべき位置には、前記複数の掛止溝に代えて前記内壁の厚さ方向に窪む内壁凹部が形成されており、前記内壁凹部には、前記複数の掛止溝が形成された樹脂弾性部材が液密に嵌入されていることを特徴とする」と表現することができる。

このようにＬＥＤ照明装置１０は、シャーシ１１の両側の曲面部１３には、ＬＥＤ２２からの離隔距離（基準線Ｊから下段線Ｋまでの距離、基準線Ｊから中段線Ｌまでの距離、基準線Ｊから上段線Ｍまでの距離）が異なる複数の位置にレンズユニット２３ｕ，２４ｕ，２５ｕを掛止可能なレンズ下段溝１６、レンズ中段溝１７、レンズ上段溝１８が段違いに複数箇所に形成されていることから、このような段違いのレンズ下段溝１６等にレンズユニット２３ｕ等を掛止することで、レンズユニット２３ｕ等のレンズ２３等はＬＥＤ２２から異なる離隔距離で位置することになる。

このため、レンズユニット２３ｕ，２４ｕ，２５ｕごとに掛止するレンズ下段溝１６、レンズ中段溝１７、レンズ上段溝１８を任意に変更することにより、レンズユニット単位に各レンズ２３，２４，２５の焦点距離を変えられるので、複数のＬＥＤ２２が列状に配置されていてもその照明特性をレンズユニット２３ｕ，２４ｕ，２５ｕごとに部分的に異なるように設定することができる。したがって、多様な照明特性のニーズに対応することができる。

例えば、図４(A)，(B)に示すＬＥＤ照明装置１０ａ，１０ｂのように、ブロックα〜γごとにそれぞれ異なった位置にレンズユニット２３ｕ等を掛止（セット、設定）する。また、図４(C)に示すＬＥＤ照明装置１０ｃのように、レンズ下段溝１６、レンズ中段溝１７、レンズ上段溝１８のうち、任意のブロック（この例ではβとγ）のＬＥＤ２２ｘに対応して、２以上のレンズユニット２３ｕ，２５ｕ等を段違いに掛止する。

これにより、図５(A)〜(C)に示すような照度分布図になる。なお、この図に示す照度分布図は、図５(D)に示すように、中央にＬＥＤ照明装置１０の中心（軸方向中心および幅方向中心）を位置させたとき、当該ＬＥＤ照明装置１０から所定距離だけ離れた平面に対するほぼ同様の照度範囲を示すもので、照度の高低をＬｖ１〜Ｌｖ６（Ｌｖ６＞Ｌｖ５＞Ｌｖ４＞Ｌｖ３＞Ｌｖ２＞Ｌｖ１）で表している。

即ち、図４(A)に示すように、ＬＥＤ照明装置１０ａの軸方向（長手方向）の両端付近（ブロックα，δ）に位置するレンズユニット２３ｕよりも、中央付近（ブロックβ，γ）に位置するレンズユニット２５ｕを、ＬＥＤ２２から離す構成を採る場合には、図５(A)に示すように、同図の中央が最も明るく（Ｌｖ５）その周囲に遠ざかるほど明るさが弱くなる（Ｌｖ４，Ｌｖ２，Ｌｖ１）。

これに対し、図４(B)に示すように、ＬＥＤ照明装置１０ｂの軸方向（長手方向）の両端付近（ブロックα，δ）に位置するレンズユニット２３ｕよりも、中央付近（ブロックβ，γ）に位置するレンズユニット２５ｕを、ＬＥＤ２２に近づける離す構成を採る場合には、図５(B)に示すように、同図の中央よりも中央近傍の周囲が最も明るく（Ｌｖ５）、次に中央（Ｌｖ４）、そして周囲に遠ざかるほど明るさが弱くなる（Ｌｖ２，Ｌｖ１）。

一方、図４(C)に示すように、ＬＥＤ照明装置１０ｃの軸方向（長手方向）の中央付近（ブロックβ，γ）のレンズユニット２３ｕ，２５ｕを２段構成、両端付近（ブロックα，δ）に位置するレンズユニット２３ｕを１段落構成とした場合には、ＬＥＤ照明装置１０ａの照度分布を全体に高めた分布、つまり同図の中央が最も明るく（Ｌｖ６）その周囲に遠ざかるほど明るさが弱くなる（Ｌｖ３〜Ｌｖ１）。

なお、図５(A)〜(C)に示すＬｖ２の範囲は、それぞれの照度に若干の差があり、図５(A)のＬＥＤ照明装置１０ａ＞図５(C)のＬＥＤ照明装置１０ｃ＞図５(B)のＬＥＤ照明装置１０ｂの順に弱くなる。

このように、レンズユニット２３ｕ，２４ｕ，２５ｕごとに掛止するレンズ下段溝１６、レンズ中段溝１７、レンズ上段溝１８を任意に変更することに加えて、レンズユニット単位に各レンズの焦点距離を多様に変えられるので、複数のＬＥＤ２２が列状に配置されていてもその照明特性をレンズユニットごとに部分的に異なるように設定できる。

さらに、図４(D)に示すＬＥＤ照明装置１０ｄのように、全てブロックα〜δのＬＥＤ２２に対して２枚以上のレンズユニット２３ｕ，２５ｕ等を段違いに掛止しても良い。これにより、図１，２を参照して説明したＬＥＤ照明装置１０のように各ブロックに対して１枚のレンズユニット２３ｕを使用している構成に比べて、２枚分とか３枚分といったように厚みを増したレンズを使用している場合と同様の照明特性を得ることができる。

なお、図４(E),(F)に示すＬＥＤ照明装置１０ｅ，１０ｆのように、レンズ２３，２４，２５等とその厚さが異なる（例えば、厚いレンズや薄いレンズ）レンズ２３’，２４’を有するレンズユニット２３ｕ’，２４ｕ’を任意のブロックβ，γ等のレンズ下段溝１６等に掛止しても良い。

また、図４(G)に示すＬＥＤ照明装置１０ｇのように、全てブロックα〜δのＬＥＤ２２に対して、レンズ２３，２４，２５とは厚さが異なる（例えば、厚いレンズや薄いレンズ）レンズ２４’のレンズユニット２４ｕ’をレンズ中段溝１７やそのほかの掛止溝に掛止しても良い。これらも、多様な照明特性のニーズに対応することができる。

なお、上述した実施形態では、レンズ２３，２４，２５等、いずれのレンズも凸レンズの場合を例示して説明したが、各レンズは、凹レンズ（発散レンズ）でも良いし、またアクロマート、シリンドリカルレンズやフレネルレンズ等、特殊なレンズであっても良い。

また、上述した実施形態では、少なくとも２枚以上の隣り合ったレンズ同士が一体に成形されるレンズユニットとして、６個のレンズ２３で構成されるレンズユニット２３ｕ等を例示して説明したが、レンズ２３等を２個や３個で構成したり、あるいは８個で構成しても良い。例えば、２個、４個、８個、…等、２の累乗個のレンズからなるレンズユニットをそれぞれ構成することで、列状に配置されるＬＥＤ２２の多様な個数に対して、効率良くレンズユニットを組み合わせることができる。

また、上述した実施形態では、シャーシ１１の曲面部１３（両側内壁）に段違いの掛止溝を３段形成する場合を例示して説明したが、複数段あれば２段も５段であっても良い。また、これらの掛止溝に掛止するレンズユニットやレンズ等は、上下に位置するレンズ同士が接触しない限り、任意の組み合わせる構成を採っても良い。

また、上述した実施形態では、少なくとも２枚以上の隣り合ったレンズ同士が一体に成形されるレンズユニット２３ｕ，２４ｕ，２５ｕをレンズ下段溝１６、レンズ中段溝１７、レンズ上段溝１８（掛止溝）に掛止する場合を例示して説明したが、このようなレンズユニット２３ｕ等を構成することなく、レンズ２３（レンズ２４，２５）の周囲にコバを形成してレンズ２３（レンズ２４，２５）を単独でレンズ下段溝１６（レンズ中段溝１７、レンズ上段溝１８）に掛止する構成を採っても良い。

これにより、それぞれのレンズ２３，２４，２５は、個々に、ＬＥＤ２２から異なる離隔距離で位置することになるため、レンズ２３，２４，２５ごとに掛止するレンズ下段溝１６、レンズ中段溝１７、レンズ上段溝１８（掛止溝）を任意に変更することによって、レンズ単位で焦点距離を変えられる。このため、複数のＬＥＤ２２が列状に配置されていてもその照明特性をレンズ２３，２４，２５ごとに個々に異なるように設定することができ、多様な照明特性のニーズに、きめ細かく対応することができる。

また、上述した実施形態では、ＬＥＤ２２の駆動電圧として、外部からＤＣ２４Ｖを供給する場合を例示して説明したが、例えば、ＤＣ１００Ｖを供給する場合には、２４個のＬＥＤ２２を全て直列に接続する回路構成を採っても良い。なお、この場合も上述した実施形態の場合も、ＬＥＤ２２に所定の駆動電流を流すため、電流制限用の抵抗がＬＥＤ２２に電気的に直列に介在している。

また、上述した実施形態では、複数のＬＥＤ２２を基板２１に一列に実装する場合を例示して説明したが、例えば２列や３列等の複数列であっても良く、この場合、近接した位置や範囲に含まれるＬＥＤの光を同じレンズで、収束されたり発散させたりしても良い。

また、上述した実施形態では、レンズユニット２３ｕ〜２５ｕとして、レンズ２３〜２５に対してその周囲のコバをレンズ面とほぼ同じ面に形成する場合を例示して説明したが、例えば、図６(A)に示すように、レンズ５３に対してそのコバを斜めに形成、つまりレンズ５３を所定角度θで傾けたレンズユニット５３ｕを構成しても良い。この場合、レンズユニット５３ｕは、シャーシ１１のレンズ下段溝１６とレンズ上段溝１８に斜めにまたがった状態で掛止される。シャーシ１１の軸方向に対して全て右上がりのレンズユニット５３ｕ（図６(A)）を並べた配置や、軸方向に対して全て右下がりのレンズユニット５３ｕ’（図６(B)）を並べた配置、さらには、右上がりのレンズユニット５３ｕと右下がりのレンズユニット５３ｕ’とを交互に配置する構成、またこのような交互ではなくランダムに配置する構成等を採り得る。これにより、列状に配置された複数のＬＥＤ２２（照明光源）に対してレンズが様々に傾いて配置されるので、多様な照明特性のニーズに対応することができる。なお、このようなレンズの傾きも固定角ではなく、０度＜θ＜９０度の範囲で変化させて設定しても良い。これによりさらに多様な照明特性のニーズに対応できる。

また、上述した実施形態では、シャーシ１１の曲面部（両側内壁）１３に、レンズ下段溝１６、レンズ中段溝１７、レンズ上段溝１８を形成する構成や、このような掛止溝４６，４７，４８をスペーサー４１等に形成する場合を例示して説明したが、このような掛止溝を形成することなく、例えば図６(C)に示すように、筒状または棒状の単純な形状を採るスペーサ６１をレンズ６３（レンズ２３よりも幅の狭いもの）と基板２１との間に介在させその高さを変更することでレンズ６３とＬＥＤ１２との離隔距離を変更しても良い。

また、上述した実施形態では、ＬＥＤ２２とレンズ２３等とを一対一の関係で対応させる場合を例示して説明したが、例えば、多対一の関係や一対多の関係で対応させても良い。即ち、２個や３個のＬＥＤ２２に対して１個のレンズ２３等を対応させたり、１個のＬＥＤ２２に対して２個や３個のレンズ２３を対応させたりしても良い。これにより、レンズ２３等の使用数を削減したり、より多様な照明特性のニーズに対応できる。

本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の外観構成を示す６面図等である。 本実施形態のＬＥＤ照明装置の内部構成を示す断面図である。 本実施形態のＬＥＤ照明装置を構成するシャーシの例を示す説明図である。 本実施形態のＬＥＤ照明装置の使用例を示す説明図である。 本実施形態のＬＥＤ照明装置の照度分布例を示す説明図である。 本実施形態のＬＥＤ照明装置の他の構成例を示す説明図である。

符号の説明

１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ…ＬＥＤ照明装置
１１、１１’…シャーシ
１１ａ、１１ａ’…開口部（正面開口部）
１２…平坦部（底部）
１３…曲面部（両側内壁）
１４…カバー取付溝
１５…スペーサ取付溝（内壁凹部）
１６、４６…レンズ下段溝（掛止溝）
１７、４７…レンズ中段溝（掛止溝）
１８、４８…レンズ上段溝（掛止溝）
１９…接着剤充填溝
２１…基板（プリント基板）
２２…ＬＥＤ（発光ダイオード、照明光源）
２３、２３’、２４、２４’、２５、５３、５３’、６３…レンズ
２３ｕ、２３ｕ’、２４ｕ、２４ｕ’、２５ｕ、５３ｕ、５３ｕ’、６３ｕ…レンズユニット
２７…透明カバー（正面カバー）
２８…拡散板
２９…接着剤
３１…エッジカバー（側面カバー）
３３…サイドカバー
３４、３５…ブラケット
３６…ケーブルクランプ
４１、４２、４３、４４…スペーサー（樹脂弾性部材）
Ｓ、Ｓ’…凹部空間（凹部）

Claims (4)

1. 軸方向のいずれにおいても幅方向の断面がほぼ同じ形状の凹部を有するとともに、この凹部により形成される正面開口部とこの正面開口部から露出可能な前記凹部の底部とを前記軸方向に帯状に有するシャーシと、
   前記帯状の底部よりも小さい短冊状に形成され前記底部に固定されるプリント基板と、
   前記プリント基板の表面に列状に配置されて実装される複数の発光ダイオードと、
   前記凹部に収容され前記複数の発光ダイオードが発する光を前記発光ダイオードごとに収束または発散させて前記正面開口部から外部に出射する複数のレンズと、
   前記複数のレンズから出射される照明光が透過可能な透明部材で前記正面開口部を閉塞する正面カバーと、
   前記凹部により前記シャーシの軸方向両端に形成される側面開口部を前記シャーシの両側から閉塞する側面カバーと、を備え、
   前記複数のレンズは、少なくとも隣り合ったレンズ同士が一体に成形されるレンズユニットを形成しており、
   前記シャーシの軸方向に延びて前記凹部を形成する前記シャーシの両側内壁には、前記発光ダイオードからの離隔距離が異なる複数の位置に前記レンズユニットを掛止可能な掛止溝が、段違いに複数箇所に形成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
2. 前記複数の掛止溝には、前記複数の発光ダイオードのうち、特定の発光ダイオードに対応して、少なくとも２以上の前記レンズユニットが段違いに掛止されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記レンズユニットは、それを構成するレンズの数が所定数に設定されており、前記複数の発光ダイオードの総数は、この所定数の整数倍であることを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ照明装置。
4. 軸方向のいずれにおいても幅方向の断面がほぼ同じ形状の凹部を有するとともに、この凹部により形成される正面開口部とこの正面開口部から露出可能な前記凹部の底部とを前記軸方向に帯状に有するシャーシと、
   前記帯状の底部よりも小さい短冊状に形成され前記底部に固定されるプリント基板と、
   前記プリント基板の表面に列状に配置されて実装される複数の発光ダイオードと、
   前記凹部に収容され前記複数の発光ダイオードが発する光を前記発光ダイオードごとに拡散または集光して前記正面開口部から外部に出射する複数のレンズと、
   前記複数のレンズから出射される照明光が透過可能な透明部材で前記正面開口部を閉塞する正面カバーと、
   前記凹部により前記シャーシの軸方向両端に形成される側面開口部を前記シャーシの両側から閉塞する側面カバーと、を備え、
   前記シャーシの軸方向に延びて前記凹部を形成する前記シャーシの両側内壁には、前記発光ダイオードからの離隔距離が異なる複数の位置に前記レンズを掛止可能な掛止溝が、段違いに複数箇所に形成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。

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