JP2017139069A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】LEDから放射される光の利用効率の向上、並びに照明光の均斉度の向上を図る。
【解決手段】第1レンズ部材11は、複数の第1レンズ110と、複数の第1レンズ110を支持する第1支持部113とを有している。複数の第1レンズ110のそれぞれは、集光部111と反射部112とを有している。反射部112は、集光部111で集光されない放射光を、集光部111で集光された集光光と交差する向きに反射するように構成されている。光制御部材12は、第1遮光部1200と、第1遮光部1200に囲われている複数の第1透過部1201とを有している。複数の第1透過部1201のそれぞれは、複数の第1レンズ110のなかで、対応する1つの第1レンズ110から出射される集光光及び反射光を透過させるように構成されている。
【選択図】 図6

Description

本発明は、照明装置に関する。
従来、LED(発光ダイオード)を光源とする照明装置があった(特許文献1参照)。特許文献1記載の照明装置は、箱状の筐体、光源、コリメータレンズ部、フライアイレンズなどを備えている。筐体は、円形の窓孔が開口する天板と、天板の両端から垂直に突出する一対の側板と、一対の側板を連結し、かつ、天板と平行に配置される底板とを有している。底板には、窓孔よりも径の小さい複数の透孔がマトリクス状に配置されている。光源は、矩形板状の回路基板と、回路基板に実装された複数個の砲弾型のLEDとを有している。これら複数個のLEDの先端部は、底板の複数の透孔にそれぞれ挿入されている。
特許文献1記載の照明装置は、光源から出射される光を、コリメータレンズ部で平行光に変換してフライアイレンズに導くように構成されている。
特開2005−259653号公報
近年、照明用のLEDは、表面実装型のLEDやCOB(Chip On Board)型のLEDが主流となっている。しかしながら、このような表面実装型やCOB型のLEDが光源に用いられる場合、特許文献1に記載されている構成では、LEDから放射される光の利用効率の向上、並びに照明光の均斉度の向上を図ることが困難であった。
本発明の目的は、LEDから放射される光の利用効率の向上、並びに照明光の均斉度の向上を図ることが可能な照明装置を提供することである。
本発明の一態様に係る照明装置は、LEDモジュールと、第1レンズ部材と、第2レンズ部材と、光制御部材とを備えている。前記LEDモジュールは、プリント配線板と、前記プリント配線板の実装面に実装されている複数のLEDとを有している。前記第1レンズ部材は、複数の第1レンズと、前記複数の第1レンズを支持する第1支持部とを有している。複数の前記第1レンズのそれぞれは、前記複数のLEDのなかで、対応する1つの前記LEDから放射される放射光を集光する集光部と、前記集光部の周囲に配置されている反射部とを有している。前記反射部は、前記集光部で集光されない前記放射光を、前記集光部で集光された集光光と交差する向きに反射するように構成されている。前記光制御部材は、前記集光光及び前記反射部で反射された反射光を透過させない遮光部と、前記遮光部に囲われている複数の透過部とを有している。複数の前記透過部のそれぞれは、前記複数の第1レンズのなかで、対応する1つの前記第1レンズから出射される前記集光光及び前記反射光を透過させるように構成されている。前記第2レンズ部材は、複数の第2レンズと、前記複数の第2レンズを支持する第2支持部とを有している。複数の前記第2レンズのそれぞれは、前記複数の透過部のなかで、対応する1つの前記透過部を透過した前記集光光及び前記反射光を屈折させるように構成されている。
本発明は、LEDから放射される光の利用効率の向上、並びに照明光の均斉度の向上を図ることが可能な照明装置を提供することができるという効果がある。
図1は、本発明の実施形態1に係る照明装置の分解斜視図である。 図2は、同上の照明装置の正面図である。 図3は、同上の照明装置の平面図である。 図4は、同上の照明装置の左側面図である。 図5は、同上の照明装置の断面図である。 図6は、同上の照明装置の要部の断面図である。 図7は、同上の照明装置の変形例の斜視図である。 図8は、同上の照明装置の変形例の断面図である。 図9Aは、同上の照明装置を用いた照明器具の正面図であり、図9Bは、同上の照明装置を用いた照明器具の側面図である。 図10は、同上の照明器具における照明ユニットの斜視図である。 図11は、本発明の実施形態2に係る照明装置の分解斜視図である。 図12は、同上の実施形態2に係る照明装置の斜視図である。 図13は、同上の実施形態2に係る照明装置を示し、天板を省略した平面図である。 図14は、同上の実施形態2に係る照明装置を示し、天板とハンドルを省略した平面図である。
以下の実施形態は、照明装置に関し、特にLEDを備える照明装置に関する。なお、以下の実施形態で説明する構成は本発明の一例にすぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(実施形態1)
実施形態1に係る照明装置X1(以下、照明装置X1と略す)は、図1〜図5に示すように、LEDモジュール10と、第1レンズ部材11と、光制御部材12と、第2レンズ部材13とを備えている。また、照明装置X1は、支持部材14を備えることが好ましい。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、図1において、前後、左右、上下の各方向が規定されている。
LEDモジュール10は、矩形板状のプリント配線板101と、複数個(図示例では22個)のLED100とを有している(図1参照)。ただし、LED100の個数は22個に限定されない。プリント配線板101の四隅に、それぞれ円形の貫通孔1010が形成されている。ただし、左上隅の貫通孔1010の一部が切り欠かれている。LED100は、例えば、青色光を放射するLEDチップと、LEDチップを収容する表面実装型のパッケージと、パッケージの一面から突出する樹脂部1000とを有している(図5参照)。樹脂部1000は、シリコーン樹脂のような透光性を有する合成樹脂によって半球状に形成されている。また、樹脂部1000は、青色光を黄色光に変換する蛍光体が混入されている。したがって、LEDチップから放射される青色光の一部が蛍光体によって黄色光に変換される。つまり、LED100は、青色光と黄色光を混色させることによって、白色光を放射するように構成されている。これら22個のLED100は、プリント配線板101の前面に形成されているパッドにはんだ接合されることによって、プリント配線板101の前面(以下、実装面という)に実装されている。また、プリント配線板101の実装面には、2つのレセプタクルコネクタ102が実装されることが好ましい(図1参照)。これら2つのレセプタクルコネクタ102のそれぞれは、プリント配線板101の実装面に形成されているプリント配線(導体)を介して、11個ずつのLED100の直列回路と電気的に接続されている。
第1レンズ部材11は、LED100と同数(22個)の第1レンズ110と、第1支持部113とを有している(図1参照)。第1支持部113は、複数の第1レンズ110を支持している。これら22個の第1レンズ110はそれぞれ、集光部111と反射部112を有している(図5参照)。集光部111は、コリメートレンズであることが好ましい。反射部112は、集光部111の入射面の周囲を囲むように筒状に形成されることが好ましい。反射部112は、入射した光を内部全反射(internal total reflection)するように構成されることが好ましい。複数の第1レンズ110と第1支持部113は、アクリル樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料によって一体に形成されていることが好ましい。
第2レンズ部材13は、LED100と同数(22個)の第2レンズ130と、第2支持部131とを有している(図1参照)。第2支持部131は、複数の第2レンズ130を支持している。これら22個の第2レンズ130はそれぞれ、平凸レンズであることが好ましい(図3〜図5参照)。複数の第2レンズ130と第2支持部131は、アクリル樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料によって一体に形成されていることが好ましい。
光制御部材12は、少なくとも、第1光制御部材120と第2光制御部材121とを含むことが好ましい(図1、図3〜図5参照)。第1光制御部材120は、第1遮光部1200と、第1レンズ110と同数(22個)の第1透過部1201とを有している。第1光制御部材120は、第1透過部1201と同数(22個)の第1筒部1202をさらに有することが好ましい。第1遮光部1200は、LED100から放射される光を透過しない材料(例えば、透光性を有しない合成樹脂)によって、平板状に形成されていることが好ましい。複数の第1透過部1201のそれぞれは、第1遮光部1200を厚み方向に貫通する円形の孔であることが好ましい(図5参照)。また、複数の第1筒部1202のそれぞれは、第1遮光部1200の前面において、複数の第1透過部1201のそれぞれの縁から前方へ突出していることが好ましい。さらに、複数の第1筒部1202のそれぞれは、円管状であって、かつ、前方に向かうに連れて徐々に管径を小さくした形状に形成されていることが好ましい(図5参照)。第1光制御部材120は、3つの第1ボス1203をさらに有していることが好ましい(図1参照)。これら3つの第1ボス1203は、円筒形状であって、第1遮光部1200の前面から前方へ突出ている。なお、第1遮光部1200、複数の第1筒部1202及び3つの第1ボス1203は、合成樹脂によって一体に形成されていることが好ましい。また、複数の第1透過部1201及び複数の第1筒部1202の内周面は、シボ(微細な凹凸:surface texture)などが形成されて光を拡散するように構成されていることが好ましい。
第2光制御部材121は、第2遮光部1210と、第1透過部1201と同数(22個)の第2透過部1211とを有している。第2光制御部材121は、第2透過部1211と同数(22個)の第2筒部1212をさらに有することが好ましい。第2遮光部1210は、LED100から放射される光を透過しない材料(例えば、透光性を有しない合成樹脂)によって、平板状に形成されていることが好ましい。複数の第2透過部1211のそれぞれは、第2遮光部1210を厚み方向に貫通する円形の孔であることが好ましい(図1及び図5参照)。また、複数の第2筒部1212のそれぞれは、第2遮光部1210の後面において、複数の第2透過部1211のそれぞれの縁から後方へ突出していることが好ましい(図5参照)。さらに、複数の第2筒部1212のそれぞれは、円管状であって、かつ、後方に向かうに連れて管径を小さくした形状に形成されていることが好ましい(図5参照)。第2光制御部材121は、3つの第2ボス1213をさらに有していることが好ましい(図1参照)。これら3つの第2ボス1213は、半円筒形状であって、第2遮光部1210の後面から後方へ突出ている。なお、第2遮光部1210、複数の第2筒部1212及び3つの第2ボス1213は、合成樹脂によって一体に形成されていることが好ましい。また、複数の第2透過部1211及び複数の第2筒部1212の内周面は、シボ(微細な凹凸:surface texture)などが形成されて光を拡散するように構成されていることが好ましい。
支持部材14は、ベース部140と、複数(図示例では5つ)の支柱141とを有している(図1参照)。なお、ベース部140と5つの支柱141は、アルミダイカストによって一体に形成されていることが好ましい。ベース部140は、矩形の板状に形成されている。ベース部140は、第1レンズ110と同数(22個)の円形の貫通孔142を有している(図1参照)。また、ベース部140は、4つの段部143を有している(図1参照)。これら4つの段部143のそれぞれは、ベース部140の四隅から1段ずつ後退するように、ベース部140と一体に形成されている。さらに、ベース部140は、2つのボスを有している。一方のボスは、ベース部140の右上隅における後面から後方へ突出している。他方のボスは、矩形板状の突片145の後面から後方へ突出している。なお、突片145は、ベース部140の下端における左右方向のほぼ中央から下向きに突出している。これら2つのボスは、前後方向に貫通するボルト挿通孔144を有している。5つの支柱141は、ベース部140の四隅及びベース部140のほぼ中央から前方へ突出している。これら5つの支柱141のそれぞれの先端(前端)には、雌ねじ(ねじ孔)1410が形成されている(図1参照)。
上述したLEDモジュール10、第1レンズ部材11、光制御部材12及び第2レンズ部材13は、図2〜図5に示すように、支持部材14にねじ止めされている。LEDモジュール10は、後方から支持部材14のベース部140に支持されている。すなわち、ベース部140の2つのボルト挿通孔144に、2本のボルト146がそれぞれ前方から挿通されている。これら2本のボルト146のそれぞれは、プリント配線板101に設けられている2つの孔1011に挿通され、プリント配線板101の後面(非実装面)側でナットとはめ合わされ、かつ、締め付けられている。つまり、LEDモジュール10のプリント配線板101は、2組のボルト146とナットによって、ベース部140にねじ止め(ねじ締結)されている(図2参照)。ここで、LEDモジュール10の複数のLED100のそれぞれは、前方から見て、ベース部140の複数の貫通孔142のそれぞれのほぼ中心に位置している。
第1レンズ部材11は、前方から支持部材14のベース部140に支持されている。ただし、第1レンズ部材11の複数の第1レンズ110のそれぞれが、ベース部140の複数の貫通孔142に1つずつ挿通されている(図5参照)。第1レンズ部材11の第1支持部113に設けられている3つの孔1130(図1参照)に、3本のねじがそれぞれ挿通されている。これら3本のねじのそれぞれは、ベース部140に設けられている3つの雌ねじ部1400(図1参照)とはめ合わされ、かつ、締め付けられている。つまり、第1レンズ部材11は、3本のねじによって、ベース部140にねじ止め(ねじ締結)されている(図3〜図5参照)。ここで、複数の第1レンズ110のそれぞれの中心は、前方から見て、複数のLED100の樹脂部1000の中心とほぼ重なっている。
第1光制御部材120は、第1レンズ部材11の前方から支持部材14のベース部140に支持されている。第1光制御部材120の第1遮光部1200に設けられている4つの孔に、4本のねじがそれぞれ挿通されている。これら4本のねじのそれぞれは、第1レンズ部材11の第1支持部113に設けられている4つの孔1131に挿通されている。さらに、これら4本のねじのそれぞれは、ベース部140に設けられている4つの雌ねじ部1401(図1参照)とはめ合わされ、かつ、締め付けられている。つまり、第1光制御部材120は、4本のねじによって、第1レンズ部材11を介して、ベース部140にねじ止め(ねじ締結)されている(図3〜図5参照)。ここで、複数の第1透過部1201のそれぞれの中心は、前方から見て、複数の第1レンズ110のそれぞれの中心とほぼ重なっている。
第2光制御部材121は、第1光制御部材120の前方から支持部材14の5つの支柱141と、第1光制御部材120の3つの第1ボス1203とに支持されている(図3〜図5参照)。第2光制御部材121の3つの第2ボス1213が、第1光制御部材120の3つの第1ボス1203とねじ締結されている。また、第2光制御部材121の第2遮光部1210に設けられている5つの孔1214に、5本のねじ1215がそれぞれ挿通されている。これら5本のねじ1215のそれぞれは、第2遮光部1210に設けられている5つの孔1214に挿通されている。さらに、これら5本のねじ1215のそれぞれは、5つの支柱141の先端の雌ねじ1410とはめ合わされ、かつ、締め付けられている。なお、ベース部140の中央から突出する支柱141は、第1レンズ部材11の第1支持部113の中央に設けられている孔1132、および、第1光制御部材120の第1遮光部1200の中央に設けられている孔1204に挿通されている。ここで、複数の第2透過部1211のそれぞれの中心は、前方から見て、複数の第1レンズ110のそれぞれの中心とほぼ重なっている。
第2レンズ部材13は、第2光制御部材121の前方から、支持部材14の5つの支柱141に支持されている(図2〜図5参照)。第2レンズ部材13の第2支持部131の四隅及び中央にそれぞれ設けられている5つの孔132(図1参照)に、5本のねじ1215のそれぞれが挿通されている。つまり、第2レンズ部材13は、第2光制御部材121とともに、5本のねじ1215によって、5つの支柱141にねじ止め(ねじ締結)されている(図2参照)。ここで、複数の第2レンズ130のそれぞれの中心は、前方から見て、第1レンズ110のそれぞれの中心とほぼ重なっている。
LED100から放射される放射光L1〜L3のうち、第1レンズ110の第1集光部111に入射した放射光L1は、図6に示すように、第1集光部111で集光されて第1レンズ110から出射する。LED100から放射される放射光L1〜L3のうち、第1集光部111で集光されない放射光L2、L3は、第1反射部112で反射(内部全反射)されて第1レンズ110から出射する。これらの放射光(反射光)L2、L3は、第1集光部111で集光されて第1レンズ110から出射した光(集光光)と、第1透過部1201内で交差する(図6参照)。ただし、第1反射部112で反射されて第1レンズ110から出射する反射光のうち、第1透過部1201及び第2透過部1211を透過(通過)しない反射光は、第1遮光部1200、第1筒部1202、第2遮光部1210又は第2筒部1212に遮光される。第1透過部1201及び第2透過部1211を透過(通過)した光(集光光及び反射光)は、第2レンズ130に入射する。そして、第2レンズ130に入射した光(集光光及び反射光)は、第2レンズ130から出射する際に屈折する(図6参照)。つまり、第2レンズ130から出射する光は、光制御部材12によって不要な光(周辺の光)がカット(遮光)されているので、周辺(エッジ)の輝度むらが抑制されている。さらに、第2レンズ130から出射する光は、第2レンズ130によって配光が制御されている。
したがって、照明装置X1は、第1レンズ110の集光部111で集光されない放射光を反射部112に反射させることによって、LED100から放射される光の利用効率の向上を図ることができる。さらに、照明装置X1は、反射部112で反射される反射光のうちで不要な反射光を第1遮光部1200及び第2遮光部1210で遮光することにより、第2レンズ130から出射する光の均斉度(照射面における照度の均一度合)の向上を図ることができる。また、照明装置X1は、2つの光制御部材(第1光制御部材120と第2光制御部材121)を有しているため、1つの光制御部材120だけでは遮光しきれない不要光を、2つの光制御部材120、121で遮光することができる。その結果、照明装置X1は、1つの光制御部材しか有しない場合と比較して、照明光の均斉度の更なる向上を図ることができる。さらに、照明装置X1は、第1透過部1201を透過した反射光のうちで、隣接する他の第2透過部1211に向かって進行する反射光を、第1筒部1202及び第2筒部1212で遮光することができる。ゆえに、照明装置X1は、第1筒部1202と第2筒部1212を有しない場合と比較して、照明光の均斉度の更なる向上を図ることができる。さらに、照明装置X1は、第2透過部1211に不要な光が入ることを抑制して、ハレーションの発生を防ぐことができる。
上述のように照明装置X1は、LEDモジュール10と、第1レンズ部材11と、第2レンズ部材13と、光制御部材12とを備えている。LEDモジュール10は、プリント配線板101と、プリント配線板101の実装面に実装されている複数のLED100とを有している。第1レンズ部材11は、複数の第1レンズ110と、複数の第1レンズ110を支持する第1支持部113とを有している。複数の第1レンズ110のそれぞれは、集光部111と反射部112とを有している。複数の第1レンズ110の集光部111のそれぞれは、複数のLED100のなかで、対応する1つのLED100から放射される放射光を集光する。また、複数の第1レンズ110の反射部112のそれぞれは、集光部111の周囲に配置されている。さらに、反射部112は、集光部111で集光されない放射光を、集光部111で集光された集光光と交差する向きに反射するように構成されている。光制御部材12は、集光光及び反射部112で反射された反射光を透過させない遮光部(第1遮光部1200)と、遮光部(第1遮光部1200)に囲われている複数の透過部(第1透過部1201)とを有している。複数の透過部(第1透過部1201)のそれぞれは、複数の第1レンズ110のなかで、対応する1つの第1レンズ110から出射される集光光及び反射光を透過させるように構成されている。第2レンズ部材13は、複数の第2レンズ130と、複数の第2レンズ130を支持する第2支持部131とを有している。複数の第2レンズ130のそれぞれは、複数の透過部(第1透過部1201)のなかで、対応する1つの透過部(第1透過部1201)を透過した集光光及び反射光を屈折させるように構成されている。
照明装置X1が上述のように構成されれば、第1レンズ110の集光部111で集光されない放射光を反射部112に反射させ、LED100から放射される光の利用効率の向上を図ることができる。さらに、照明装置X1は、反射部112で反射される反射光のうちで不要な反射光を第1遮光部1200及び第2遮光部1210で遮光することによって、第2レンズ130から出射する照明光の均斉度の向上を図ることができる。
また、照明装置X1において、光制御部材12は、第1レンズ部材11と対向する位置に配置されている第1光制御部材120と、第2レンズ部材13と対向する位置に配置されている第2光制御部材121とを少なくとも含むことが好ましい。第1光制御部材120は、集光光及び反射光を透過させない第1遮光部1200と、第1遮光部1200に囲われている複数の第1透過部1201とを有することが好ましい。複数の第1透過部1201のそれぞれは、複数の第1レンズ110のなかで、対応する1つの第1レンズ110から出射される集光光及び反射光を透過させるように構成されることが好ましい。第2光制御部材121は、集光光及び反射光を透過させない第2遮光部1200と、第2遮光部1200に囲われている複数の第2透過部1211とを有することが好ましい。複数の第2透過部1211のそれぞれは、複数の第1透過部1201のなかで、対応する1つの第1透過部1201を透過した集光光及び反射光をさらに透過させるように構成されていることが好ましい。
照明装置X1が上述のように構成されれば、1つの光制御部材だけでは遮光しきれない不要光を、2つの光制御部材(第1光制御部材120及び第2光制御部材121)で遮光することができる。その結果、照明装置X1は、1つの光制御部材しか有しない場合と比較して、照明光の均斉度の更なる向上を図ることができる。
さらに、照明装置X1において、第1光制御部材120は、複数の第1筒部1202を有することが好ましい。複数の第1筒部1202のそれぞれは、第1遮光部1200から第2光制御部材121に向かって突出するように形成されることが好ましい。さらに、複数の第1筒部1202のそれぞれは、複数の第1透過部1201のなかで、対応する1つの第1透過部1201を囲うように筒状に形成されていることが好ましい。第2光制御部材121は、複数の第2筒部1212を有することが好ましい。複数の第2筒部1212のそれぞれは、第2遮光部1210から第1光制御部材120に向かって突出するように形成されることが好ましい。さらに、複数の第2筒部1212のそれぞれは、複数の第2透過部1211のなかで、対応する1つの第2透過部1211を囲うように筒状に形成されていることが好ましい。
照明装置X1が上述のように構成されれば、第1透過部1201を透過した反射光のうちで、隣接する他の第2透過部1211に向かって進行する反射光を、第1筒部1202及び第2筒部1212で遮光することができる。その結果、照明装置X1は、第1筒部1202と第2筒部1212を有しない場合と比較して、照明光の均斉度の更なる向上を図ることができる。
ところで、複数の第2筒部1212のそれぞれは、複数の第1筒部1202から前後方向に所定の間隔d1を空けて配置されている(図3参照)。ただし、複数の第2筒部1212のそれぞれは、図7及び図8に示すように、複数の第1筒部1202と間隔を空けずに接していても構わない。図7及び図8に示す実施形態1の変形例に係る照明装置X2は、複数の第1筒部1202のそれぞれの前端と、複数の第2筒部1212のそれぞれの後端とが接している。変形例に係る照明装置X2においても、実施形態1に係る照明装置X1と同様に、第1透過部1201を透過した反射光のうちで、隣接する他の第2透過部1211に向かって進行する反射光を、第1筒部1202及び第2筒部1212で遮光することができる。
しかしながら、変形例に係る照明装置X2が屋外で使用される場合、第2レンズ130で集光される太陽光により、第1筒部1202の前端部分及び第2筒部1212の後端部分の温度が大きく上昇する可能性がある。そして、第1筒部1202及び第2筒部1212が熱可塑性樹脂(例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂)で形成されている場合、温度上昇によって第1筒部1202及び第2筒部1212が変形する可能性がある。特に、光の反射を抑制するため、複数の第2筒部1212が、光(太陽光)を吸収しやすい色(例えば、黒色)に着色されているので、より温度が上昇し易いと考えられる。
そこで、実施形態1に係る照明装置X1は、複数の第2筒部1212のそれぞれを、複数の第1筒部1202から所定の間隔d1を空けて配置することにより、第2筒部1212の後端部分の温度上昇を抑えている。さらに、実施形態1に係る照明装置X1において、複数の第1筒部1202を含む第1光制御部材120が、黒色よりも太陽光を吸収しにくい色(例えば、白色)に着色されていることが好ましい。複数の第1筒部1202のそれぞれの表面が白色に着色されていることにより、照明装置X1は、第1筒部1202の前端部分の温度上昇を抑えることができる。ただし、第1光制御部材120は、太陽光の透過率が低く、かつ、反射率の高い合成樹脂材料で形成されてもよい。
上述のように照明装置X1において、複数の第2筒部1212のそれぞれは、複数の第1筒部1202のなかで、対応する1つの第1筒部1202と、所定の間隔d1を空けて対向していることが好ましい。
照明装置X1が上述のように構成されれば、第2レンズ130から太陽光が入射した場合であっても、第2筒部1212の温度上昇を抑えることができる。
さらに、照明装置X1において、複数の第1筒部1202のそれぞれの表面の色は、少なくとも黒色に比べて太陽光を吸収しにくい色であることが好ましい。
照明装置X1が上述のように構成されれば、第2レンズ130から太陽光が入射した場合であっても、第1筒部1202の温度上昇を抑えることができる。
ところで、第1透過部1201及び第2透過部1211は、必ずしも円形の孔である必要はない。第1透過部1201及び第2透過部1211の少なくともいずれか一方は、円形以外の形状、例えば、半円形や多角形、星形などの形状に形成されてもよい。例えば、複数の第1透過部1201のそれぞれが半円形に形成されている場合、第2レンズ130から出射される照明光の形状(照射面における照明光の輪郭)も半円形となる。
上述のように照明装置X1において、第1透過部1201及び第2透過部1211の少なくともいずれか一方が、集光光及び反射光の一部を遮光する形状に形成されていることが好ましい。
照明装置X1が上述のように構成されれば、第1透過部1201又は第2透過部1211の形状を変更することによって、第2レンズ130から出射される照明光の形状を容易に変更することができる。
ところで、照明装置X1は、図9A及び図9Bに示すように、照明器具(投光器)Y1の光源に用いられることが好ましい。照明器具Y1は、器具本体2、アーム3、電源ユニット4などを備えることが好ましい。器具本体2は、筐体20と、カバー21とを有することが好ましい。筐体20は、ステンレス鋼板などの金属板により、前面が開放された箱状に形成されている。カバー21は、枠体22と、パネル23とを有している。枠体22は、ステンレス鋼板などの金属板により、矩形の枠状に形成されている。パネル23は、透光性を有する合成樹脂(アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂)やガラスにより、矩形の平板状に形成されている。パネル23は、枠体22に支持されている。カバー21は、筐体20の前面を覆うように筐体20に取り付けられている。アーム3は、ステンレス鋼板などの金属板によってU字状に形成されている。アーム3の両端は、筐体20の側壁にそれぞれねじ止めされている。つまり、筐体20(器具本体2)は、アーム3によって回転可能に支持されている。電源ユニット4は、金属製のケース40と、ケース40内に収容されている電源装置とを有している。電源装置は、例えば、交流の電力系統から供給される交流電力を直流電力に変換する。ケース40は、筐体20の後面に取り付けられている(図9B参照)。
筐体20は、図9Aに示すように、照明ユニット1を収容している。照明ユニット1は、図10に示すように、4台の照明装置X1と、取付板15と、複数の電源ケーブル16とを備えている。取付板15は、アルミ板や亜鉛鋼板などの金属板によって、矩形の平板状に形成されている。4台の照明装置X1は、上下左右に隣り合うように並べて、取付板15の前面に取り付けられている。ここで、4台の照明装置X1のそれぞれは、支持部材14の4つの段部143が取付板15にねじ止め(ねじ締結)されている。電源ケーブル16は、複数本(図示例では4本)の電線と、これら4本の電線の先端に設けられているプラグコネクタとを有している。電源ケーブル16は、LEDモジュール10のレセプタクルコネクタ102と接続されている。そして、これら4台の照明装置X1は、電源ケーブル16を介して電源ユニット4から直流電力が給電されている。
(実施形態2)
実施形態2に係る照明装置X3(以下、照明装置X3と略す)は、図11に示すように、LEDモジュール50と、第1レンズ部材51と、光制御部材52と、第2レンズ部材53とを備えている。また、照明装置X3は、第1移動レンズ部材54、第2移動レンズ部材55、第3移動レンズ部材56を備えることが好ましい。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、図11及び図12において、前後、左右、上下の各方向が規定されている。
LEDモジュール50は、矩形板状のプリント配線板501と、複数個(図示例では85個)のLED500とを有している(図11参照)。ただし、LED500の個数は85個に限定されない。プリント配線板501の四隅に、それぞれ円形の孔503が形成されている。なお、複数個のLED500のそれぞれは、実施形態1に係る照明装置X1におけるLED100と共通の構成を有している。これら複数個のLED500は、プリント配線板501の前面に形成されているパッドにはんだ接合されることによって、プリント配線板501の前面(以下、実装面という)に実装されている。また、プリント配線板501の実装面には、レセプタクルコネクタ502が実装されることが好ましい(図11参照)。レセプタクルコネクタ502は、プリント配線板501の実装面に形成されているプリント配線(導体)を介して、複数個のLED500と電気的に接続されている。
第1レンズ部材51は、LED500と同数の第1レンズ(図示せず)と、第1支持部510とを有している(図11参照)。なお、これら複数個の第1レンズのそれぞれは、実施形態1に係る照明装置X1における第1レンズ110と共通の構成を有している。第1支持部510は、複数の第1レンズを支持している。第1支持部510は、おおむね矩形平板状に形成されている。複数個の第1レンズと第1支持部510は、アクリル樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料によって一体に形成されていることが好ましい。なお、第1支持部510の四隅に、それぞれ円形の孔511が形成されている。
第2レンズ部材53は、LED500と同数の第2レンズ530と、第2支持部531とを有している(図11参照)。第2支持部531は、複数の第2レンズ130を支持している。第2支持部531は、おおむね矩形平板状に形成されている。これら複数個の第2レンズ530はそれぞれ、両凸レンズであることが好ましい。複数個の第2レンズ530と第2支持部531は、アクリル樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料によって一体に形成されていることが好ましい。なお、第2支持部531の四隅に、それぞれ円形の孔532が形成されている。
光制御部材52は、少なくとも、第1光制御部材520と第2光制御部材521とを含むことが好ましい(図11参照)。第1光制御部材520は、第1遮光部5200と、第1レンズと同数(85個)の第1透過部5201とを有している。第1遮光部5200は、LED500から放射される光を透過しない材料(例えば、透光性を有しない合成樹脂)によって、平板状に形成されていることが好ましい。複数の第1透過部5201のそれぞれは、第1遮光部5200を厚み方向に貫通する円形の孔であることが好ましい(図11参照)。なお、第1遮光部5200の四隅に、それぞれ円形の孔5202が形成されている。
第2光制御部材521は、第2遮光部5210と、第1透過部5201と同数の第2透過部5211及び第3透過部5212を有している。第2遮光部5210は、LED500から放射される光を透過しない材料(例えば、透光性を有しない合成樹脂)によって、平板状に形成されていることが好ましい。複数の第2透過部5211のそれぞれは、第2遮光部5210を厚み方向に貫通する円形の孔であることが好ましい(図11参照)。また、複数の第3透過部5212のそれぞれは、第2遮光部5210を厚み方向に貫通し、かつ、第2透過部5211よりも径が小さい円形の孔であることが好ましい(図11参照)。なお、第2遮光部5210の四隅に、それぞれ長円形の孔5213が形成されている。これらの孔5213はそれぞれ、長軸を左右方向に一致させるように形成されている。
第1移動レンズ部材54は、LED500と同数の第1移動レンズ540と、第1移動支持部541とを有している(図11参照)。第1移動支持部541は、複数の第1移動レンズ540を支持している。第1移動支持部541は、おおむね六角形状に形成されている。これら複数個の第1移動レンズ540はそれぞれ、凹レンズであることが好ましい。複数個の第1移動レンズ540と第1移動支持部541は、アクリル樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料によって一体に形成されていることが好ましい。
第2移動レンズ部材55は、LED500と同数の第2移動レンズ550と、第2移動支持部551とを有している(図11参照)。第2移動支持部551は、複数の第2移動レンズ550を支持している。第2移動支持部551は、おおむね六角形状に形成されている。これら複数個の第2移動レンズ550はそれぞれ、両凸レンズであることが好ましい。複数個の第2移動レンズ550と第2移動支持部551は、アクリル樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料によって一体に形成されていることが好ましい。
第3移動レンズ部材56は、LED500と同数の第3移動レンズと、第3移動支持部560とを有している(図11参照)。第3移動支持部560は、複数の第3移動レンズを支持している。第3移動支持部560は、おおむね六角形状に形成されている。これら複数個の第3移動レンズはそれぞれ、凹レンズであることが好ましい。複数個の第3移動レンズと第3移動支持部560は、アクリル樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料によって一体に形成されていることが好ましい。
LED500から放射される放射光のうち、第1レンズに入射した放射光の一部は、集光されて第1レンズから出射する。LED500から放射される放射光のうち、第1レンズで集光されない放射光は、第1レンズ内で反射(内部全反射)されて第1レンズから出射する。これらの放射光(反射光)は、集光された光(集光光)と、第1透過部5201内で交差する。ただし、第1レンズから出射する反射光のうち、光制御部材52の透過部(第1透過部5201と、第2透過部5211又は第3透過部5212と)を透過(通過)しない反射光は、第1遮光部5200又は第2遮光部5210に遮光される。第1透過部5201及び第2透過部5211(又は第3透過部5212)を透過(通過)した光(集光光及び反射光)は、第2レンズ530に入射する。そして、第2レンズ530に入射した光(集光光及び反射光)は、第2レンズ530から出射する際に屈折する。つまり、第2レンズ530から出射する光は、光制御部材52によって不要な光(周辺の光)がカット(遮光)されているので、周辺(エッジ)の輝度むらが抑制されている。また、第2レンズ530から出射する光は、第2レンズ530によって配光が制御されている。
さらに、第2レンズ530から出射する光は、第1移動レンズ540、第2移動レンズ550、第3移動レンズから出射する際に、それぞれ屈折する。第1移動レンズ540、第2移動レンズ550及び第3移動レンズは、第2レンズ530から出射される光のビーム径を拡大したり、収差を補正するように構成されている。
ここで、第1移動レンズ部材54及び第2移動レンズ部材55は、移動機構7により、第2レンズ部材53との距離(間隔)を伸縮するように移動可能に構成されていることが好ましい。さらに、第3移動レンズ部材56は、同じく移動機構7により、第1移動レンズ部材54及び第2移動レンズ部材55との距離(間隔)を伸縮するように移動可能に構成されていることが好ましい。以下、図12〜図14を参照して、照明装置X3における移動機構7を詳細に説明する。
照明装置X3は、移動機構7とともに筐体6を備えていることが好ましい。筐体6は、図12〜図14に示すように、底板60、天板61、前板62、後板63及び中間板64を備えていることが好ましい。底板60及び天板61はそれぞれ、矩形板状の金属板で構成されている。ただし、天板61は、底板60よりも前後方向の長さが短い(図12参照)。前板62、後板63及び中間板64はそれぞれ、アルミダイカストによって矩形板状に形成されていることが好ましい。後板63の後面にLEDモジュール50と放熱部材65がねじ止めされている。後板63は、LED500と同数の孔(図示せず)を有している。これらの孔はそれぞれ、後板63を前後方向に貫通している。そして、第1レンズ部材51の複数個の第1レンズのそれぞれが、後板63の複数個の孔に挿通されている。前板62は、厚み方向(前後方向)に貫通する、円形の窓孔620を有している。同様に、中間板64は、厚み方向(前後方向)に貫通する、円形の窓孔640を有している(図12参照)。前板62が底板60の前端と天板61の前端にそれぞれねじ止めされている。また、後板63が底板60の後端よりの位置と天板61の後端にそれぞれねじ止めされている。さらに、中間板64は、底板60及び天板61の前後方向における中間の位置にそれぞれねじ止めされている。
移動機構7は、第1ホルダ70、第2ホルダ71、4本の軸72及び8つのリニア軸受73などで構成されている。第1ホルダ70は、アルミダイカストによって、矩形の枠状に形成されている。また、第1ホルダ70は、厚み方向(前後方向)に貫通する、円形の窓孔(図示せず)を有している。第1ホルダ70の前面に、第1移動レンズ部材54と第2移動レンズ部材55がねじ止めされている。なお、前方から見て、第1移動レンズ部材54の複数の第1移動レンズ540及び第2移動レンズ部材55の複数の第2移動レンズ550が、第1ホルダ70の窓孔内に位置している。また、第1ホルダ70の上面に、逆U字形状のハンドル74が取り付けられている。ただし、ハンドル74の両端は、図12に示すように、天板61に設けられている一対の溝610に挿通されている。
第2ホルダ71は、アルミダイカストによって、矩形の枠状に形成されている。また、第2ホルダ71は、厚み方向(前後方向)に貫通する、円形の窓孔710を有している(図12参照)。第2ホルダ71の後面に、第3移動レンズ部材56がねじ止めされている。なお、前方から見て、第3移動レンズ部材56の複数の第3移動レンズが、第2ホルダ71の窓孔710内に位置している。また、第2ホルダ71の上面に、逆U字形状のハンドル75が取り付けられている。ただし、ハンドル75の両端は、図12に示すように、天板61に設けられている一対の溝611に挿通されている。
ここで、第1ホルダ70の四隅と第2ホルダ71の四隅に、それぞれ4つのリニア軸受73がねじ止めされている。リニア軸受73は、一端に鍔(フランジ)730を有する円筒形状の保持器、保持器に保持されている複数個の転動体などで構成されている。複数のリニア軸受73はそれぞれ、第1ホルダ70の四隅及び第2ホルダ71の四隅に設けられている孔(前後方向に貫通する孔)に保持器が挿入される。そして、複数のリニア軸受73の鍔730がそれぞれ、第1ホルダ70及び第2ホルダ71にねじ止めされている。
4本の軸72はそれぞれ、ステンレス鋼材などの金属材によって、長尺の円柱形状に形成されている。そして、これら4本の軸72のそれぞれの前端が、前板62の四隅にねじ止めされている。また、これら4本の軸72のそれぞれの後端が、後板63の四隅にねじ止めされている。さらに、これら4本の軸72はそれぞれ、中間板64の四隅に貫通している孔(図示せず)に挿通されている。つまり、これら4本の軸72は、前方から見て、底板60及び天板61と平行、かつ、前板62、中間板64及び後板63と直交するように、筐体6の四隅に配置されている(図12〜図14参照)。なお、これら4本の軸72はそれぞれ、LEDモジュール50の四隅の孔503、第1レンズ部材51の四隅の孔511、光制御部材52の四隅の孔5202、5213、第2レンズ部材53の四隅の532に挿通されている。
さらに、これら4本の軸72は、第1ホルダ70に取り付けられている4つのリニア軸受73、並びに、第2ホルダ71に取り付けられている4つのリニア軸受73に装着されている(図12参照)。したがって、第1ホルダ70及び第2ホルダ71は、前板62と中間板64に挟まれた空間において、リニア軸受73によって、4本の軸72に沿って前後方向に移動可能に配置されている。
ここで、第1ホルダ70と第2ホルダ71は、2つの連結部材76によって連結されている。2つの連結部材76はそれぞれ、図14に示すように、長尺の棒状に形成されている。2つの連結部材76はそれぞれ、第1案内孔760と、第2案内孔761とを有している。第1案内孔760は、連結部材76の後端部分を上下方向に貫通する長円形状に形成されている。第2案内孔761は、連結部材76の前端部分を上下方向に貫通する長円形状に形成されている。ただし、第2案内孔761は、第1案内孔760よりも長軸を長くするように形成されている(図14参照)。一方の連結部材76は、ボルト77及びナット(図示せず)により、ボルト77を中心として回転可能となるように、天板61に取り付けられている。他方の連結部材76は、ボルト及びナット(図示せず)により、ボルトを中心として回転可能となるように、底板60に取り付けられている。また、天板61に取り付けられている連結部材76の第1案内孔760には、第1ホルダ70の上面から突出する第1ピン700が挿通されている。さらに、天板61に取り付けられている連結部材76の第2案内孔761には、第2ホルダ71の上面から突出する第2ピン711が挿通されている。さらに、底板60に取り付けられている連結部材76の第1案内孔には、第1ホルダ70の下面から突出する第1ピンが挿通されている。底板60に取り付けられている連結部材76の第2案内孔には、第2ホルダ71の下面から突出する第2ピンが挿通されている。
つまり、第2ホルダ71が前方へ移動すると、第2ピン711も第2案内孔761内を前方へ移動する。第2ピン711が第2案内孔761内を前方へ移動すると、連結部材76がボルト77を中心として反時計回りに回転する。連結部材76が反時計回りに回転すると、第1ピン700が第1案内孔760内を後方へ移動する。第1ピン700が第1案内孔760内を後方へ移動することにより、第1ホルダ70が後方へ移動する。また、第2ホルダ71が後方へ移動すると、第2ピン711も第2案内孔761内を後方へ移動する。第2ピン711が第2案内孔761内を後方へ移動すると、連結部材76がボルト77を中心として時計回りに回転する。連結部材76が時計回りに回転すると、第1ピン700が第1案内孔760内を前方へ移動する。第1ピン700が第1案内孔760内を前方へ移動することにより、第1ホルダ70が前方へ移動する。このように、連結部材76で連結されている第1ホルダ70と第2ホルダ71は、互いの距離(間隔)を変化させるように移動する。そして、第1ホルダ70と第2ホルダ71の距離が近い(間隔が狭い)ほど、第2ホルダ71の窓孔710から前方へ照射される光(照明光)の照射範囲が広くなる。一方、第1ホルダ70と第2ホルダ71の距離が遠い(間隔が広い)ほど、照明光の照射範囲が狭くなる。なお、第1ホルダ70及び第2ホルダ71はそれぞれ、ハンドル74、75が手で前後方向に移動させられることによって、前後方向に移動する。
このように照明装置X3は、第1移動レンズ部材54、第2移動レンズ部材55及び第3移動レンズ部材56が筐体6に対して前後方向(第2レンズ53の光軸と平行な方向)に移動させられることにより、照射範囲を容易に変化させることができる。ただし、移動レンズ部材の数は3つに限定されず、1〜2つ又は4つ以上であっても構わない。
また、第2光制御部材521の4つの孔5213は、左右方向を長軸とする長円形に形成されている。そのため、第2光制御部材521は、4本の軸72に支持された状態で、左右方向に移動可能に構成されている。そして、第2光制御部材521が右に移動した状態では、第1光制御部材520の第1透過部5201を透過した光が第2透過部5211を透過する。また、第2光制御部材521が左に移動した状態では、第1光制御部材520の第1透過部5201を透過した光が第3透過部5212を透過する。つまり、第2光制御部材521が左右方向に移動させられることにより、光を通過させる孔(絞り)の径が変化する。その結果、照明装置X3は、第2透過部5211と第3透過部5212が択一的に切り替えられることにより、照明光の照射範囲を変化させることができる。なお、第2透過部5211と第3透過部5212は、円形以外の形状の孔であってもよい。例えば、第2透過部5211が半円形状の孔であり、第3透過部5212が円形状の孔であれば、照明装置X3は、照明光(の照射範囲)の形状を半円形と円形とに切り替えることができる。
上述のように照明装置X3において、移動レンズ部材(第1移動レンズ部材54、第2移動レンズ部材55及び第3移動レンズ部材56)と、移動レンズ部材を集光光及び反射光の進行方向に沿って移動させる移動機構7とを備えることが好ましい。移動レンズ部材は、複数の移動レンズ(第1移動レンズ540、第2移動レンズ550及び第3移動レンズ)と、複数の移動レンズを支持する移動支持部(第1移動支持部541、第2移動支持部551及び第3移動支持部561)とを有することが好ましい。複数の移動レンズのそれぞれは、複数の第2レンズ530のなかで、対応する1つの第2レンズ530で屈折された集光光及び反射光をさらに屈折させるように構成されていることが好ましい。
照明装置X3が上述のように構成されれば、移動レンズ部材が移動させられることにより、照射範囲を容易に変化させることができる。
X1、X2、X3 照明装置
7 移動機構
10、50 LEDモジュール
11、51 第1レンズ部材
12、52 光制御部材
13、53 第2レンズ部材
54 第1移動レンズ部材(移動レンズ部材)
55 第2移動レンズ部材(移動レンズ部材)
56 第3移動レンズ部材(移動レンズ部材)
100、500 LED
101、501 プリント配線板
110 第1レンズ
111 集光部
112 反射部
113 第1支持部
120、520 第1光制御部材
121、521 第2光制御部材
130、530 第2レンズ
131、531 第2支持部
540 第1移動レンズ(移動レンズ)
541 第1移動支持部(移動支持部)
550 第2移動レンズ(移動レンズ)
551 第2移動支持部(移動支持部)
560 第3移動支持部(移動支持部)
1200、5200 第1遮光部
1201、5210 第1透過部
1202 第1筒部
1210、5210 第2遮光部
1211、5211 第2透過部
1212 第2筒部

Claims (7)

  1. LEDモジュールと、第1レンズ部材と、第2レンズ部材と、光制御部材とを備え、
    前記LEDモジュールは、プリント配線板と、前記プリント配線板の実装面に実装されている複数のLEDとを有し、
    前記第1レンズ部材は、複数の第1レンズと、前記複数の第1レンズを支持する第1支持部とを有し、
    複数の前記第1レンズのそれぞれは、前記複数のLEDのなかで、対応する1つの前記LEDから放射される放射光を集光する集光部と、前記集光部の周囲に配置されている反射部とを有し、
    前記反射部は、前記集光部で集光されない前記放射光を、前記集光部で集光された集光光と交差する向きに反射するように構成され、
    前記光制御部材は、前記集光光及び前記反射部で反射された反射光を透過させない遮光部と、前記遮光部に囲われている複数の透過部とを有し、
    複数の前記透過部のそれぞれは、前記複数の第1レンズのなかで、対応する1つの前記第1レンズから出射される前記集光光及び前記反射光を透過させるように構成され、
    前記第2レンズ部材は、複数の第2レンズと、前記複数の第2レンズを支持する第2支持部とを有し、
    複数の前記第2レンズのそれぞれは、前記複数の透過部のなかで、対応する1つの前記透過部を透過した前記集光光及び前記反射光を屈折させるように構成されていることを特徴とする照明装置。
  2. 前記光制御部材は、前記第1レンズ部材と対向する位置に配置されている第1光制御部材と、前記第2レンズ部材と対向する位置に配置されている第2光制御部材とを少なくとも含み、
    前記第1光制御部材は、前記集光光及び前記反射光を透過させない第1遮光部と、前記第1遮光部に囲われている複数の第1透過部とを有し、
    複数の前記第1透過部のそれぞれは、前記複数の第1レンズのなかで、対応する1つの前記第1レンズから出射される前記集光光及び前記反射光を透過させるように構成され、
    前記第2光制御部材は、前記集光光及び前記反射光を透過させない第2遮光部と、前記第2遮光部に囲われている複数の第2透過部とを有し、
    複数の前記第2透過部のそれぞれは、前記複数の第1透過部のなかで、対応する1つの前記第1透過部を透過した前記集光光及び前記反射光をさらに透過させるように構成されていることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
  3. 前記第1光制御部材は、複数の第1筒部を有し、
    複数の前記第1筒部のそれぞれは、前記第1遮光部から前記第2光制御部材に向かって突出するように形成され、
    さらに、複数の前記第1筒部のそれぞれは、前記複数の第1透過部のなかで、対応する1つの前記第1透過部を囲うように筒状に形成され、
    前記第2光制御部材は、複数の第2筒部を有し、
    複数の前記第2筒部のそれぞれは、前記第2遮光部から前記第1光制御部材に向かって突出するように形成され、
    さらに、複数の前記第2筒部のそれぞれは、前記複数の第2透過部のなかで、対応する1つの前記第2透過部を囲うように筒状に形成されていることを特徴とする請求項2記載の照明装置。
  4. 複数の前記第2筒部のそれぞれは、前記複数の第1筒部のなかで、対応する1つの前記第1筒部と、所定の間隔を空けて対向していることを特徴とする請求項3記載の照明装置。
  5. 複数の前記第1筒部のそれぞれの表面の色は、少なくとも黒色に比べて太陽光を吸収しにくい色であることを特徴とする請求項4記載の照明装置。
  6. 前記第1透過部及び前記第2透過部の少なくともいずれか一方は、前記集光光及び前記反射光の一部を遮光する形状に形成されていることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の照明装置。
  7. 移動レンズ部材と、前記移動レンズ部材を前記集光光及び前記反射光の進行方向に沿って移動させる移動機構とを備え、
    前記移動レンズ部材は、複数の移動レンズと、前記複数の移動レンズを支持する移動支持部とを有し、
    複数の前記移動レンズのそれぞれは、前記複数の第2レンズのなかで、対応する1つの前記第2レンズで屈折された前記集光光及び前記反射光をさらに屈折させるように構成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の照明装置。
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