JP2018120756A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置構成を小型化することができる照明装置を提供することを課題とする。【解決手段】実施形態に係る照明装置は、光源と、光源から射出されて開口部を通過する光を部分的に遮光する少なくとも１枚の遮光板を開口部に対して移動可能に有するカッター機構と、カッター機構を間に挟んで光源と反対側に設けられ、複数枚のレンズを光軸方向に離間して並べて有するレンズユニットと、複数枚のレンズのうち第１および第２レンズを光軸に沿って互いに離接する方向に移動させるズーム機構と、レンズユニットをカッター機構に対して光軸に沿って離接する方向に移動させるフォーカス機構と、を有する。【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、光源からの光を部分的に遮光してスポット光の形を変えるカッター機構を備えた照明装置に関する。

従来、光源からの光を部分的に遮光してスポット光の形を変えることのできるカッター機構を備えたスポットライトが知られている。この種のスポットライトは、一般に、カッター機構を通過した光を被照射体にフォーカスさせるためのレンズユニットを有する。

レンズユニットは、一般に、光軸に沿って離間した複数のレンズを有する。複数のレンズは、レンズホルダによって保持されてレンズ筒内を光軸方向に沿って移動可能に取り付けられる。レンズホルダの移動は、例えば、レンズ筒に設けたスリットを介してレンズ筒の外側に突出した操作ハンドルを操作することによりなされる。

特開２００４−５５２８８号公報

しかし、上述した従来のスポットライトのように、レンズ筒の外側に突出した操作ハンドルを設けると、その分、装置が大型化する。また、上述した従来のスポットライトは、スポット光をフォーカスして被照射体に照射するだけであるため、スポット光の照射範囲を大きくするためには装置を被照射体に近付けるか、或いは装置構成を大きくせざるを得ない。

よって、装置構成を小型化することができる照明装置の開発が望まれている。

実施形態に係る照明装置は、光源と；光源から射出されて開口部を通過する光を部分的に遮光する少なくとも１枚の遮光板を開口部に対して移動可能に有するカッター機構と；カッター機構を間に挟んで光源と反対側に設けられ、複数枚のレンズを光軸方向に離間して並べて有するレンズユニットと；複数枚のレンズのうち第１および第２レンズを光軸に沿って互いに離接する方向に移動させるズーム機構と；レンズユニットをカッター機構に対して光軸に沿って離接する方向に移動させるフォーカス機構と；を有する。

実施形態に係る照明装置によると、カッター機構を通過した光を被照射体に集光させるレンズユニットがズーム機構を有するため、装置構成を小型化することができ、比較的大きな面積でスポット光を被照射体に照射することができる。

図１は、実施形態に係る照明装置を示す外観斜視図である。 図２は、図１の照明装置を光軸に沿って切断した断面図である。 図３は、図２の断面を部分的に拡大した部分拡大断面図である。 図４は、図１の照明装置に組み込まれたカッター機構の分解斜視図である。

以下、図面を参照しながら、実施形態について詳細に説明する。
実施形態に係るスポットライト１００は、光源１と、光源１から射出されて開口部３０を通過する光を部分的に遮光する少なくとも１枚のカッター羽根３１〜３４を開口部３０に対して移動可能に有するカッター機構２０と、カッター機構２０を間に挟んで光源１と反対側に設けられ、複数枚の結像レンズ４１、４２を光軸Ｏ方向に離間して並べて有するレンズユニット４０と、結像レンズ４１、４２を光軸Ｏに沿って互いに離接する方向に移動させるズーム機構４５、４６、５２、５３、５６、５８と、レンズユニット４０をカッター機構２０に対して光軸Ｏに沿って離接する方向に移動させるフォーカス機構３８、５９と、を有する。

図１は、照明装置の一実施形態であるスポットライト１００の外観斜視図である。図２は、スポットライト１００を光軸Ｏを含む平面で切断した断面図である。図３は、図２の断面の部分拡大図である。図４は、スポットライト１００に組み込まれたカッター機構２０の分解斜視図である。図１および図２に示すように、スポットライト１００は、光源ユニット１０、カッター機構２０、レンズユニット４０、放熱器６０、およびアーム７０を有する。

スポットライト１００は、アーム７０を介して天井や壁に取り付けられる。或いは、スポットライト１００は、アーム７０に取り付けた図示しないソケットを介して、図示しないライティングレールに対して着脱可能に取り付けられる。アーム７０は、光源ユニット１０の筐体１１に対して回動自在に取り付けられ、スポットライト１００の本体（光源ユニット１０、カッター機構２０、レンズユニット４０、および放熱器６０）を上下方向に揺動可能に支持する。

図２に示すように、光源ユニット１０は、光軸Ｏに沿って、光源１、第１集光レンズ１２、および第２集光レンズ１４を有する。第１集光レンズ１２は、レンズホルダ１３を介して光源ユニット１０の筐体１１に固定されている。第２集光レンズ１４は、レンズホルダ１５を介して筐体１１に固定されている。光源１は、基材２を介して放熱器６０の受熱板６２の受熱面６２ａに熱的に接続されている。筐体１１は、略円筒形であり、その一端に放熱器６０が固定されている。

放熱器６０は、光軸Ｏと直交する面と平行な受熱面６２ａを有する受熱板６２、および複数枚（本実施形態では７枚）の放熱フィン６４を有する。複数枚の放熱フィン６４は、受熱面６２ａに対して直交する方向に延び、互いに平行に間隔を空けて設けられている。複数枚の放熱フィン６４は、受熱板６２の受熱面６２ａと反対側に一体に設けられている。アーム７０は、複数枚の放熱フィン６４が上下方向に延びる姿勢でスポットライト１００の本体を回動自在に保持する。放熱器６０は、受熱面６２ａを介して光源１の熱を受け、複数枚の放熱フィン６４を介して外気へ熱を放熱する。

カッター機構２０は、図３および図４に示すように、同じ形状の５枚の略円環状の隙間プレート２１〜２５を有する。５枚の隙間プレート２１〜２５は、同軸且つ互いに隙間を空けて配置され、４本のネジ２６によって連結されている。つまり、各隙間プレート２１〜２５は、４本のネジ２６を挿通する４つのネジ孔を有する。５枚の隙間プレート２１〜２５を同軸に連結すると、５枚の隙間プレート２１〜２５それぞれの中央にある円形の開口部２１ａ〜２５ａが、光軸Ｏ方向に重なる円形の開口部３０となる。

光源１に最も近い１枚目の隙間プレート２１と２枚目の隙間プレート２２の間には、矩形の切欠き２８ａを有するスペーサプレート２８が配置されている。スペーサプレート２８も隙間プレート２１〜２５と共にネジ２６によって一体に固定されている。スペーサプレート２８は、切欠き２８ａを有する以外、隙間プレート２１〜２５と同じ形状を有する。スペーサプレート２８の切欠き２８ａは、透光性のフィルタ（図示せず）を挿通配置するためのフィルタ収容部として機能する。つまり、切欠き２８ａは、カッター機構２０の外側からフィルタを挿通可能な位置（本実施形態では横）に設けられている。

２枚目の隙間プレート２２と３枚目の隙間プレート２３の間には、上カッター羽根３１（遮光板）がスライド自在に配置されている。上カッター羽根３１は、開口部３０の上端側を部分的に遮光する。３枚目の隙間プレート２３と４枚目の隙間プレート２４の間には、２枚の横カッター羽根３２、３３（遮光板）がそれぞれスライド自在に配置されている。左右２枚の横カッター羽根３２、３３は、開口部３０の左右端側をそれぞれ部分的に遮光する。４枚目の隙間プレート２４と５枚目の隙間プレート２５の間には、下カッター羽根３４（遮光板）がスライド自在に配置されている。下カッター羽根３４は、開口部３０の下端側を部分的に遮光する。

４枚のカッター羽根３１〜３４は、それぞれ、略Ｔ字状であり４本のネジ２６によって脱落が防止されている。言い換えると、各カッター羽根３１〜３４は、４本のネジ２６により隙間プレート２１〜２５の間に保持される。各カッター羽根３１〜３４の隙間プレート２１〜２５の外側に突出した端部には、操作ハンドル３１ａ〜３４ａがそれぞれ設けられている。４枚のカッター羽根３１〜３４は、５枚の隙間プレート２１〜２５それぞれの円形の開口部２１ａ〜２５ａ、およびスペーサプレート２８の切欠き２８ａが重なった開口部３０に部分的に重なり、操作ハンドル３１ａ〜３４ａを動かすことにより、開口形状を任意の形状に変更することができる。

カッター機構２０は、上述した隙間プレート２１〜２５、スペーサプレート２８、カッター羽根３１〜３４を組み立てた組立体を収容する略円筒形の筐体３６を有する。筐体３６の一端は、光源ユニット１０の筐体１１にネジなどで固定されている。筐体３６の外周壁には、４枚のカッター羽根３１〜３４の操作ハンドル３１ａ〜３４ａを挿通するとともに、４枚のカッター羽根３１〜３４をそれぞれ周方向に移動可能とするための４つのスリット３７が設けられている。筐体３６の光源ユニット１０から離間した他端側の外周面には、ネジ溝３８が設けられている。

レンズユニット４０は、２枚の結像レンズ４１、４２を光軸Ｏに沿って互いに離間して並べて有する。カッター機構２０に近い第１の結像レンズ４１（第１レンズ）は、略円筒形のレンズホルダ４３（第１保持部材）によって保持されている。第２の結像レンズ４２（第２レンズ）は、略円筒形のレンズホルダ４４（第２保持部材）によって保持されている。レンズホルダ４３の外周部には、１２０°間隔で３本のカムピン４５（第１カムピン）が放射状に取り付けられている。レンズホルダ４４の外周部には、１２０°間隔で３本のカムピン４６（第２カムピン）が放射状に取り付けられている。

レンズユニット４０は、上述した２つのレンズホルダ４３、４４を光軸Ｏに沿ってスライド自在に収容した略円筒形の内側筒体５１を有する。内側筒体５１の内径は、２つのレンズホルダ４３、４４の外径よりわずかに大きい。内側筒体５１は、カッター機構２０に近いレンズホルダ４３に設けた３本のカムピン４５を、それぞれ光軸Ｏに沿った方向にスライド自在に挿通する３本のスライド溝５２（第１スライド溝）を有する。内側筒体５１は、もう一方のレンズホルダ４４に設けた３本のカムピン４６を、それぞれ光軸Ｏに沿った方向にスライド自在に挿通する３本のスライド溝５３（第２スライド溝）を有する。

レンズユニット４０は、内側筒体５１の外側に設けた略円筒形の外側筒体５４を有する。外側筒体５４は、内側筒体５１の外径よりわずかに大きい内径を有し、内側筒体５１の外周面に沿って回動可能となっている。外側筒体５４の外径は、光源ユニット１０の筐体１１の外径およびカッター機構２０の筐体３の外径と略同じ外径に形成されている。

外側筒体５４の軸方向の一端（カッター機構２０側の端部）には、環状の押え部材５５が設けられている。外側筒体５４の他端には、環状の押え部材５６が設けられている。これら押え部材５５、５６は、内側筒体５１の外周面に図示しないネジなどにより固定されている。これら押え部材５５、５６を設けることで、外側筒体５４が内側筒体５１から軸方向に脱落することを防止している。

外側筒体５４は、内側筒体５１の３本のスライド溝５２を通って内側筒体５１の外側に突出したカムピン４５をスライド自在に受け入れる３本のカム溝５７（第１カム溝）を有する。外側筒体５４は、内側筒体５１の３本のスライド溝５３を通って内側筒体５１の外側に突出したカムピン４６をスライド自在に受け入れる３本のカム溝５８（第２カム溝）を有する。これら２種類のカム溝５７、５８は、それぞれ、光軸Ｏと平行な方向に対して傾斜（湾曲を含む）している。

カッター機構２０に近い３本のカム溝５７は、光の照射方向の前方からレンズユニット４０を見て反時計回り方向に沿って光の照射方向の前方に向けてわずかに傾斜している。他の３本のカム溝５８は、光の照射方向の前方からレンズユニット４０を見て反時計回り方向に沿って光の照射方向の後方に向けて傾斜している。よって、カム溝５７、５８を有する外側筒体５４を内側筒体５１に対して半時計回り方向に回動させると、２つのレンズホルダ４３、４４（すなわち２つの結像レンズ４１、４２）が互いに近付く方向に移動する。逆に、外側筒体５４を内側筒体５１に対して時計回り方向に回動させると、２つのレンズホルダ４３、４４（すなわち２つの結像レンズ４１、４２）が互いに離間する方向に移動する。

つまり、２つのレンズホルダ４３、４４に固設したカムピン４５、４６、内側筒体５１に設けたスライド溝５２、５３、および外側筒体５４に設けたカム溝５７、５８は、２枚の結像レンズ４１、４２を互いに離接させる方向に移動させるズーム機構として機能する。例えば、光の照射方向の前方から見て反時計回り方向に外側筒体５４を回動させると、２枚の結像レンズ４１、４２が互いに近付く方向に移動して、焦点距離が短くなって、被照射体に形成されるスポット光の面積が大きくなる。一方、光の照射方向の前方から見て時計回り方向に外側筒体５４を回動させると、２枚の結像レンズ４１、４２が互いに離間する方向に移動して、焦点距離が長くなって、被照射体に形成されるスポット光の面積が小さくなる。

内側筒体５１のカッター機構２０側の端部には、カッター機構２０の筐体に設けたネジ溝３８に螺合するネジ山５９が形成されている。ネジ山５９は、内側筒体５１の内面に形成されている。内側筒体５１のネジ山５９をカッター機構２０のネジ溝３８に係合させて内側筒体５１をカッター機構２０に対して回転させると、ネジ山５９がネジ溝３８に螺合するとともに内側筒体５１がカッター機構２０に近付く方向にわずかに移動する。逆に、内側筒体５１のネジ山５９がカッター機構２０のネジ溝３８に螺合した状態から内側筒体５１を逆方向に回転させると、内側筒体５１がカッター機構２０から離れる方向にわずかに移動する。

このように、内側筒体５１がカッター機構２０に対して光軸Ｏに沿って離接する方向に移動することで、被照射体に形成されるスポット光をフォーカスすることができる。つまり、カッター機構２０のネジ溝３８と内側筒体５１のネジ山５９は、フォーカス機構として機能する。なお、フォーカス機構は、上述したネジ溝３８とネジ山５９に限らず、図示しないカムやリンク機構を用いた機構であってもよい。

以上のように、本実施形態のレンズユニット４０は、内側筒体５１のスライド溝５２、５３、および外側筒体５４のカム溝５７、５８に、レンズホルダ４３、４４のカムピン４５、４６を挿通したズーム機構を有するため、スポットライト１００のサイズを小さくすることができる。つまり、レンズホルダ４３、４４を光軸Ｏ方向に移動させるためのハンドルなどのようにレンズユニット４０の外側に突出する構造物を無くすことができ、その分、装置構成を小型化することができる。また、レンズユニット４０がズーム機構を有するため、装置を大型化することなく被照射体に形成するスポットの径を大きくすることができる。

また、本実施形態のスポットライト１００は、カッター機構２０に対してレンズユニット４０を光軸Ｏに沿って離接させるフォーカス機構を有するため、レンズユニット４０の２枚の結像レンズ４１、４２の位置に関係なく、スポット光を被照射体に対してフォーカスすることができる。また、本実施形態によると、スポット光を被照射体にフォーカスした状態で、レンズユニット４０の２枚の結像レンズ４１、４２を離接させることができ、スポット光を被照射体にフォーカスしたままズームすることができる。

言い換えると、２枚の結像レンズ４１、４２の光軸Ｏに沿った位置に関係なくスポット光を被照射体にフォーカスすることができ、且つスポット光を被照射体にフォーカスした状態でズームが可能なように、カム溝５７、５８の形状を設計した。

本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述した新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上述した実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

本実施形態では、２枚の結像レンズ４１、４２を互いに離接する方向に移動可能に有したレンズユニット４０について説明したが、レンズユニット４０は、３枚以上のレンズを有してもよい。３枚以上のレンズを有する場合、そのうち２枚のレンズが上述した結像レンズ４１、４２として機能する。つまり、結像レンズ４１、４２以外のレンズは、光軸Ｏに沿って移動可能としてもよく、光軸Ｏ方向に移動不能としてもよい。

１…光源、２…基材、１０…光源ユニット、１１…筐体、２０…カッター機構、３０…開口部、３１…上カッター羽根、３２、３３…横カッター羽根、３４…下カッター羽根、３６…筐体、３８…ネジ溝、４０…レンズユニット、４１、４２…結像レンズ、４３、４４…レンズホルダ、４５、４６…カムピン、５１…内側筒体、５２、５３…スライド溝、５４…外側筒体、５５、５６…押え部材、５７、５８…カム溝、５９…ネジ山、６０…放熱器、６４…放熱フィン、７０…アーム、１００…スポットライト、Ｏ…光軸。

Claims (3)

1. 光源と；
   前記光源から射出されて開口部を通過する光を部分的に遮光する少なくとも１枚の遮光板を前記開口部に対して移動可能に有するカッター機構と；
   前記カッター機構を間に挟んで前記光源と反対側に設けられ、複数枚のレンズを光軸方向に離間して並べて有するレンズユニットと；
   前記複数枚のレンズのうち第１および第２レンズを前記光軸に沿って互いに離接する方向に移動させるズーム機構と；
   前記レンズユニットを前記カッター機構に対して前記光軸に沿って離接する方向に移動させるフォーカス機構と；
   を有する照明装置。
2. 前記ズーム機構は、
   前記第１レンズを保持した第１保持部材に設けた第１カムピンと；
   前記第２レンズを保持した第２保持部材に設けた第２カムピンと；
   前記第１カムピンをスライド自在に挿通する前記光軸に沿って設けた第１スライド溝、および前記第２カムピンをスライド自在に挿通する前記光軸に沿って設けた第２スライド溝を有し、前記第１および第２保持部材を互いに独立して前記光軸方向に移動可能に支持した内側筒体と；
   前記第１スライド溝を通って前記内側筒体の外周面から突出した前記第１カムピンをスライド自在に受け入れる第１カム溝、および前記第２スライド溝を通って前記内側筒体の外周面から突出した前記第２カムピンをスライド自在に受け入れる第２カム溝を有し、前記内側筒体の外側に同軸且つ回転可能に設けた外側筒体と；
   を有する請求項１の照明装置。
3. 前記第１カム溝と前記第２カム溝は、前記外側筒体の周方向に沿って前記光軸に沿った逆方向にそれぞれ傾斜している請求項２の照明装置。