JP2022020174A - Lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば所望の形状を投影することができる照明装置に関する。 The present invention relates to, for example, a lighting device capable of projecting a desired shape.
所望の形状を投影することができる照明装置としては、例えば特許文献1に記載の照明装置が開示されている。
As a lighting device capable of projecting a desired shape, for example, the lighting device described in
特許文献1には、LEDからの出射光を平行光に変換するコリメーションレンズと、コリメーションレンズで平行光に変換された光を照射面上に投写する投写レンズとの間に、投写レンズの前側焦点近傍に所望の図柄に対応する開口部が開口された遮光マスクを配設して照明装置を構成することが記載されている。
特許文献1に記載の発明の場合以下のような課題があった。まず、特許文献1に記載の構成では、光源以外にコリメーションレンズ、遮光マスク、投射レンズが必要となる。そのため、部品点数の削減や装置の小型化といったコストダウンが困難になる場合がある。次に、遮光マスクを用いると、遮光マスクにより遮られる光が発生し、集光の効率が低下してしまう。さらに、複数の照明装置が投射する形状を組み合わせて一の形状を投影する場合に、独立した各照明装置の投影方向や投影位置を合わせるため高精度に調整する必要がある。
In the case of the invention described in
そこで、本発明は、所望の形状を好適な状態で投射することができるとともに、コストダウンを図ることができる照明装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a lighting device capable of projecting a desired shape in a suitable state and reducing costs.
上記課題を解決するためになされた請求項1に記載された発明は、光源と、前記光源からの出射光を導光するとともに、出射部が所定の形状に形成されている導光体と、前記導光体から出射された光を所定の位置で結像させる光学部材と、を備え、前記出射部は、当該導光体から出射する光を拡散させる拡散面となっている、ことを特徴とする照明装置である。
The invention according to
本発明によれば、光源からの光を導光体で集光し、導光して、さらに、導光体の出射部が拡散面となっているので、発光ムラ等が抑えられる。したがって、所望の形状を好適な状態で投射することができるとともに、コストダウンを図ることができる。 According to the present invention, the light from the light source is collected by the light guide body and guided, and further, since the exit portion of the light guide body is a diffusion surface, uneven light emission and the like can be suppressed. Therefore, the desired shape can be projected in a suitable state, and the cost can be reduced.
以下、本発明の一実施形態を、図1~図5を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかる照明装置の斜視図である。また、図2は、図1に示された照明装置の側面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a perspective view of a lighting device according to an embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 is a side view of the lighting device shown in FIG.
照明装置1は、LED基板2と、導光体3と、結像レンズ4と、を備えている。なお、図1、図2では、発明の説明に必要な要部のみを表示し、筐体等、照明装置1を構成する他の部品は省略している。
The
LED基板2は、基板部21と、LED22と、を備えている。基板部21は、プリント基板であり、LED22等の電子部品が実装されている。LED22は、周知の発光ダイオード素子である。図2に示した例では、LED22は、LED22a、LED22b、LED22c、LED22d、LED22eの5つが基板部21に実装されている。なお、LED22の数は5つに限らない。
The
導光体3は、LED22から出射した光を集光、導光して結像レンズ4に出射する。図2に示した例では、導光体3は、導光体3a、導光体3b、導光体3c、導光体3d、導光体3eからなる。導光体3aは、LED22aから出射された光を集光、導光する。導光体3bは、LED22bから出射された光を集光、導光する。導光体3cは、LED22cから出射された光を集光、導光する。導光体3dは、LED22dから出射された光を集光、導光する。導光体3eは、LED22eから出射された光を集光、導光する。このように、導光体3は、LED22に対応して設けられている。
The
図3に導光体3の断面図を示す。図3は、図1のA-A断面図である。即ち、図3は導光体3cの断面図である。なお、他の導光体3a、3b、3d、3eも基本的な構成は同じである。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the
導光体3は、例えば光透過性の樹脂成型品として構成されている。導光体3は、入射部31と、導光部32と、出射部33と、を備えている。
The
入射部31は、LED22から出射された光を集光する。入射部31は、入射面31aと、入射面31bと、反射面31cと、が形成されている。入射面31aは、LED22に対して正対している。入射面31aは、LED22に向かって凸な球面に形成されている。
The
入射面31bは、入射面31aの周部でLED22を取り囲むように形成されている。入射面31bは、前端部が入射面31aの周部に連続するとともに、基部が基板部21に向かって延在したLED22に対して凹な曲面で構成され、LED22からの出射光のうち、放射角の大きい光線が入射する。
The
反射面31cは、例えば、光軸aを中心とする回転放物線形状(パラボラ形状ともいう)をなす曲面で構成され、入射面31bからの入射光を全反射する。つまり、入射部31の外形は回転放物線形状に形成されている。
The reflecting
導光部32は、入射面31aから入射した光や反射面31cで反射された光を出射部33に向かって導光する。導光部32は、その側面部32aによって光を全反射し、出射部33に向かって導光する。
The
出射部33は、導光部32で導光された光を出射する。出射部33は、平面状に形成されている。出射部33の平面形状(表面33aの形状)は、出射光として投影される形状(投影形状)に応じた形となっている。つまり、導光体3は、出射部33の表面形状と、表面33aと平行な断面形状と、が異なっていてもよい。
The
また、出射部33の表面33aは、出射部33から出射する光を拡散するために拡散面となっている。本実施形態では、拡散面とするためにシボ加工(表面に細かい凹凸を付ける加工)が施されている。拡散面としない場合、導光体3における回折や収差等の影響により投影した形状に発光ムラが生じることが発明者らの実験により明らかとなった。そこで、シボ加工を施すことにより、出射光を分散させて発光ムラを抑えている。また、出射部33は平面であるのでシボ加工の強さ(表面の凹凸細かさ)を調整することが容易であり、シボ加工による発光強さ減少を最小限に抑えるような調整も容易に行うことができる。
Further, the
なお、シボ加工に代えて拡散シート等の拡散部材を出射部33の表面に張り付けるようにしてもよい。また、シボ加工は、出射部33の表面33aに一様に施されていなくてもよい。
In addition, instead of the grain processing, a diffusion member such as a diffusion sheet may be attached to the surface of the
また、導光体3は、入射部31側よりも出射部33側の方が幅方向(図2における左右方向)の長さが小さくなるように形成されている。これは、入射部31の外形が回転放物線形状をなす曲面で構成されているため、ある程度の幅が必要になるからである。そのため、図3に示したように導光体3cは、入射部31から出射部33に向かうにしたがって細くなるように形成されている。そして、他の導光体3a、3b、3d、3eも同様に入射部31から出射部33に向かうにしたがって細くなるように形成されている。つまり、出射部33の表面33aの面積が、入射部31における表面33aと平行な面のうち、断面積が最大値となる面よりも小さくなっているといえる。
Further, the
導光体3b、3dは、出射部33が導光体3cの出射部33と当接するようにするため、それぞれの導光部32が導光体3cに向けて屈曲している(図2を参照)。同様に、導光体3aは、出射部33が導光体3bの出射部33と当接するようにするため、導光部32が導光体3bに向けて屈曲している。導光体3eは、出射部33が導光体3dの出射部33と当接するようにするため、導光部32が導光体3dに向けて屈曲している。
In the
また、導光体3a、3b、3c、3d、3eは、出射部33において接着等により結合されていてもよい。あるいは、導光体3a、3b、3c、3d、3eは、出射部33側が結合された部材として一体成型してもよい。また、導光体3a、3b、3c、3d、3eは、導光体3として組み合わせた際に、出射部33の表面33a同士が略面一となっている。
Further, the
結像レンズ4は、図1や図2の記載のように、導光体3から所定間隔離して設けられている。結像レンズ4は、両凸レンズとして形成されている。結像レンズ4は、導光体3(3a、3b、3c、3d、3e)から出射された光を結像レンズ4から所定距離離れた位置(床面や壁面等)に結像させる光学部材である。例えば、図1では、導光体3の出射部33(導光体3a、3b、3c、3d、3eの端面を合わせた形状)は台形状となっているので、結像された光の形状は台形状となる。
As described in FIGS. 1 and 2, the
図4及び図5に導光体3の変形例を示す。図4は、変形例にかかる照明装置の斜視図である。また、図5は、図4に示された照明装置の側面図である。
4 and 5 show modified examples of the
図4、図5に示された変形例にかかる導光体3Aは、入射部31が所謂パラボラ形状でなく、入射部31から出射部33までが直線状に形成された柱状となっている。
In the
本変形例にかかる導光体3Aは、導光体3Aa、導光体3Ab、導光体3Ac、導光体3Ad、導光体3Aeからなる。導光体3Aaは、LED22aから出射された光を集光、導光する。導光体3Abは、LED22bから出射された光を集光、導光する。導光体3Acは、LED22cから出射された光を集光、導光する。導光体3Adは、LED22dから出射された光を集光、導光する。導光体3Aeは、LED22eから出射された光を集光、導光する。
The
導光体3Aは、上述したように柱状に形成されているが、LED22と正対する部分には、図3に示した入射面31aや入射面31bを形成してもよい。
Although the
図4及び図5に示した形状は、図3に示した形状と比較して入射部31における集光の効率が低下する。これは、入射部31の外形が回転放物線形状をなす曲面(パラボラ形状)でないので、反射面31cによる効果が得られないためである。一方で、柱状であるので、図1~図3に示した形状と比較して製造が容易でありコストを抑えることが可能となる。
The shapes shown in FIGS. 4 and 5 have a lower efficiency of light collection in the
また、図4及び図5に示した導光体3Aも出射部33の表面33aはシボ加工または拡散部材等により出射光が拡散するように構成されている。
Further, in the
本実施形態のように構成された照明装置は、例えば、屋内の足元灯などとして利用することができる。そして、LED22毎に照明色を変更するといった演出や、LED22を順次点灯させることで照明が移動するように見えるといった演出をすることができる。この際に、本実施形態であれば、導光体3a~3eの出射部33からそれぞれ出射されることで組み合わされる光の形状において、出射部33間で隙間や段差等が少なく綺麗に組み合わされた形状として投影される。したがって、上記演出をより効果的に行うことができる。
The lighting device configured as in the present embodiment can be used as, for example, an indoor footlight. Then, it is possible to perform an effect such as changing the illumination color for each
本実施形態によれば、照明装置1は、複数のLED22と、複数のLED22に対応して出射光をそれぞれ導光するとともに出射部33が所定の投影形状に形成されている複数の導光体3a~3eと、複数の導光体3a~3eからそれぞれ出射された光を所定の位置で結像させる結像レンズ4と、を備えている。そして、導光体3a~3eの出射部33は、導光体3a~3eから出射する光を拡散させるため、表面33aが例えばシボ加工が施されている。
According to the present embodiment, the
上記のように照明装置1を構成することにより、光源であるLED22からの光を導光体3a~3eで集光し、導光することができるため、所望の形状とするためのマスクが不要となり、さらに、導光体3a~3eの出射部33の表面33aが拡散面となっているので、発光ムラ等が抑えられる。また、部品点数も減少させることができ、複数のLED22に対応する導光体を一体的に形成すれば、投影位置等の調整も容易となる。
By configuring the
また、導光部3を上記のように構成することで、基板部21にLED22を実装することによる小型化をより一層効果的にすることができる。以上のように、上記構成によって、所望の形状を好適な状態で投射することができるとともに、コストダウンを図ることができる。
Further, by configuring the
また、導光体3の入射部31は、外形が回転放物線形状をなす曲面で形成されているので、LED22から入射した光を効率良く集光することができる。
Further, since the
また、導光体3は、入射部31よりも出射部32の方が細くなるように形成されているので、結像レンズ4の直径を小さくすることができる。したがって、照明装置1の小型化に寄与することができる。
Further, since the
また、出射部33にはシボ加工を施されているので、発光ムラを抑えるとともに、導光体3自身に直接拡散面が形成されるので、後で拡散シート等を貼り付ける工程等が不要となる。
Further, since the emitting
また、出射部33には拡散シート等の拡散部材を貼り付けてもよい。このようにすることにより、シボ加工が施されていない導光体3に後から拡散面を形成することができる。
Further, a diffusion member such as a diffusion sheet may be attached to the
なお、導光体としては、図6に示したような形状でもよい。図6に示した照明装置1Bおいて、導光体3Bは、入射部31から出射部33に向かって先細に形成された截頭錐体となっている。導光体3Bは、導光体3Ba、導光体3Bb、導光体3Bc、導光体3Bd、導光体3Beからなる。導光体3Baは、LED22aから出射された光を集光、導光する。導光体3Bbは、LED22bから出射された光を集光、導光する。導光体3Bcは、LED22cから出射された光を集光、導光する。導光体3Bdは、LED22dから出射された光を集光、導光する。導光体3Beは、LED22eから出射された光を集光、導光する。
The light guide body may have a shape as shown in FIG. In the
図6に示した導光体3Bは、図1、図2等に示した導光体3のように屈曲部が形成されない。導光体3Bは、角錐体となる導光体3Ba~3Beの側面となる面の形状によって、出射部33となる表面33aの面積が、入射部31における表面33aと平行な面のうち、断面積が最大値となる面よりも小さくなるようにし、さらに互いの表面33a同士が当接するようになっている。
The
なお、図6では、入射部31はその端面が平面状になっているが、図3に示した入射面31aや入射面31bを形成してもよい。あるいは、外形をパラボラ形状としてもよい。つまり、入射部31のみ円錐状となり導光部32から出射部33を角錐となるように形成してもよい。
Although the end surface of the
図6に示した導光体3Bによれば、結像レンズ4の直径を小さくすることができ、製造が容易となるためコストを抑えることができる。
According to the
また、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の照明装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。 Further, the present invention is not limited to the above embodiment. That is, those skilled in the art can carry out various modifications according to conventionally known knowledge within a range that does not deviate from the gist of the present invention. As long as the configuration of the lighting device of the present invention is still provided by such deformation, it is, of course, included in the category of the present invention.
1 照明装置
3 導光体
4 結像レンズ(光学部材)
22 LED素子(光源)
31 入射部
32 導光部
33 出射部(拡散部)
33a 表面
1
22 LED element (light source)
31
33a surface
Claims (7)
前記光源からの出射光を導光するとともに、出射部が所定の形状に形成されている導光体と、
前記導光体から出射された光を所定の位置で結像させる光学部材と、
を備え、
前記出射部は、当該導光体から出射する光を拡散させる拡散面となっている、
ことを特徴とする照明装置。 Light source and
A light guide body that guides the emitted light from the light source and has an emitting portion formed in a predetermined shape.
An optical member that forms an image of the light emitted from the light guide at a predetermined position,
Equipped with
The emitting portion is a diffusion surface that diffuses the light emitted from the light guide.
A lighting device characterized by that.
前記導光体は、前記複数の光源に対応して前記出射光をそれぞれ導光するように複数備え、
前記光学部材は、前記複数の導光体からそれぞれ出射された光を所定の位置で結像させる、
ことを特徴とする請求項1から4のうちいずれか一項に記載の照明装置。 With multiple light sources
The light guide body is provided with a plurality of light guides so as to guide the emitted light corresponding to the plurality of light sources.
The optical member forms an image of light emitted from each of the plurality of light guide bodies at a predetermined position.
The lighting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the lighting device is characterized by the above.
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