JP3154440U - 光学屈折装置の結合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】光学屈折装置の着脱が容易で、発光素子のメンテナンスと、波長と屈折角度を調整するため異なる光学規格への交換に便利な、光学屈折装置の結合構造を提供する。【解決手段】底板と、底板に結合されたオス側係止部と、回路板を含む。底板の上方に光軸を備えた光学リフレクタが結合され、底板の一側が光学リフレクタの入光面であり、入光面と光学リフレクタの光軸が垂直である。係止部がさらに一組の位置決め突起と一組のツメを含み、回路板に発光素子が取り付けられ、発光素子の周辺にメス側係止部を設ける。【選択図】図１

Description

本考案は光学屈折装置の結合構造に関し、特に、取り外して発光素子を露出させることができ、メンテナンスに便利であると共に、異なる屈折率や波長のニーズに対応して屈折装置を交換するのに便利である、発光素子を搭載した回路板と屈折装置間の結合構造に関する。

光学屈折装置をダイオード光源に結合させると、その光形や照射角度を変えることができるだけでなく、空気分子による回折損失を回避することができるが、発光素子と光学屈折装置の入光面は接近していなければならないため、発光素子の発光表面に接近させて凸レンズを設置し、光束を拡散させたり、さらに拡散干渉層を設けて光束をより一層均一に拡散させたりすることがよく行われている。

前記屈折装置の結合は、接着方式で発光素子の発光面に結合されるものがよく見受けられるが、この結合はまず発光素子を回路板の表面に結合させ、かつ凸レンズの光軸を発光素子光源に正対させ、さらに凸レンズと回路板の両者間を接着剤で結合させて常態的な固定を形成している。発光素子が故障した場合は、掘り出して取り除く方式でのみ発光素子を交換することができるが、この方式は回路板の表面やさらには回路を破壊してしまうことがあり、かつ施工が容易でない。またこのような照明設備は天井板などの比較的高い空間位置によく見受けられ、メンテナンス時に高所作業が必要であり、施工がさらに難しくなる。別に直接発光素子の表面に一体成型方式で光学屈折レンズを結合させたものがあるが、このような結合はその光束発射角度及び波長を任意に交換や調整することができず、素子が故障すると全体を取り外して交換する必要がある。

本考案の主な目的は、発光素子を簡便にメンテナンスできるようにすると共に、波長と屈折角度を任意に調整することができるようにするため、係止部を備えた光学屈折装置を用い、該係止部を利用して乾式の係止に提供し、組み込みと取り外しが容易であり、任意に異なる光学規格の光学屈折装置に交換することができるよう構成した、光学屈折装置の結合構造を提供することにある。

本考案の別の目的は、前記係止部にさらに位置決め突起を設け、光学中心を確実に保持することができる、光学屈折装置の結合構造を提供することにある。

本考案のさらに別の目的は、前記係止部のツメに相対する位置に操作用の開口を設け、工具を深く挿入して係脱させ、屈折装置を取り外すのに便利である、光学屈折装置の結合構造を提供することにある。

本考案の光学屈折装置の結合構造は、平らな底板の上方に光学リフレクタが結合され、相対する光路の軸心の側に入光面が設けられ、前記底板の入光面と同じ底面に係止部が設置され、該係止部に位置決め用の位置決め突起と係合用のツメが設置され、さらに工具挿入孔が形成され、屈折装置を便利に取り外すことができる。

前述の屈折装置の取り外しにより発光素子を露出させ、メンテナンスや交換を行うことができるだけでなく、一定の波長の発光素子を採用しているとき、異なる屈折率または異なる波長の光学屈折装置に交換して多様な応用機能を提供することができる。

本考案の立体外観図である。 図１の側面図である。 図１の上面図である。 本考案を回路板に組み込むときの関係を示す立体図である。 図４の組み立て前の側面図である。 図４の組み立て後の側面図である。 図４の組み立て後の立体外観図である。

本考案の光学屈折装置の結合構造は、特に回路板上に用いられ、発光素子を露出させて交換修理を行うことができ、また異なる屈折率や波長のニーズに対応して任意に異なる光学規格に交換することができる、屈折装置の結合構造である。

本考案の構造と作業原理について説明すると、まず図１から図３に示すように、前記光学屈折装置１は、平板状の底板１２を備え、該底板１２は上方に向かって光学リフレクタ１１が結合され、下方に向かってオス側係止部２が形成され、その全体が組み立て方式で形成されるか、或いは一体成型方式で形成され、そのうち、前記底板１２の底部の光路の軸心位置に入光面１２０が設けられ、光束が該入光面１２０から進入し、前記光学リフレクタ１１を介して光学曲面１１０外表から射出される。

そのうち、前記オス側係止部２はツメ２１と位置決め突起３を含み、該ツメ２１は係止作用を形成して相対する回路板に結合させることができ、前記位置決め突起３は位置決めのために使用され、その位置決めの目的は光の軸心を正確に位置合わせできるようにするためである。図３から分かるように、前記ツメ２１と前記位置決め突起３は対称を成した設計であり、かつ光学リフレクタ１１の作業範囲を避けて配置される。前記底板１２と前記光学リフレクタ１１は透光性を備えた材料または一体成型とした場合、全体を透視可能な状態に形成することができる。そのうち、前記位置決め突起３の柱体はテーパ辺を備えた円錐柱状に設けることができ（図示しない）、これにより中心線を揃える効果を提供することができる。

前記光学屈折装置１に設けた前記オス側係止部２を回路板４に結合させる関係については、図４に示すように、前記光学屈折装置１が底板１２を備え、下方に前記オス側係止部２が設けられ、該オス側係止部２はそれぞれツメ２１と位置決め突起３が設けられ、前記位置決め突起３は２本以上設置して直線を形成し、底板１２の平面を面状に角で位置決めすることができ、ツメ２１は係止力を形成し、回路板４を着脱自在に保持することができる。

前記回路板４に、前記オス側係止部２の各部材位置に相対するメス側係止部６が設けられ、該メス側係止部６は位置決め孔４２と係止孔４１から形成されがそれぞれ設けられ、前記位置決め孔４２と係止孔４１の中央に通孔４０が形成され、該通孔４０は発光素子５の取り付けに提供されると共に、組み立て後前記光学リフレクタ１１の光学軸心が発光素子５の中央に揃えられる。

前記ツメ２１と前記係止孔４１間は弾性的に操作されるため、前記ツメ２１の背面と前記係止孔４１の側面に間隙４１３を設ける必要があり（図５と図６参照）、前記間隙４１３によりツメ２１を弾性的に変形させたときに穿通させることができるようにする。このため、ツメ２１と係止孔４１の結合は、固定した後の寸法が精密ではないが、前記位置決め突起３を相対する位置決め孔４２に嵌合させて位置決めが得られる。そのうち、前記位置決め突起３は２本以上とすると、直線で底板１２を平面的に位置決めし、光学リフレクタ１１の光軸を効果的に発光素子５の発光中心点に位置合わせすることができる。

前記回路板４は複数の発光素子５を設置することができ、また複数の発光素子５の周辺に同様に対応する位置決め孔４２と係止孔４１を設ける。複数の発光素子５は一列やマトリックス、アレイを形成する方式で分布させることができ、各発光素子５に対応する光学屈折装置１が必要である。

図５に示すように、底板１２の板体のツメ２１の上方位置に工具挿入孔２３を開設し、該工具挿入孔２３はあらゆる細長い棒状の工具（図示しない）を光学屈折装置１の外部からツメ２１まで伸入させてツメ２１を動かし、ツメ２１のフック部２２を係止孔４１の係止端４１２から離脱させることができる。前記工具挿入孔２３の存在により、軽易に光学屈折装置１を抜いて取り外し、前記回路板４表面を露出させて発光素子５のメンテナンスを便利に行うことができる。特に、回路板４背面（内部）がパッケージで覆われている状況において、その発光素子５を正面（外側表面）からのみ出入りさせることが可能であるとき、工具挿入孔２３の存在が特に必要となり、外部からの操作で光学屈折装置１の取り外しを行うことを可能にする。

そのうち、前記回路板４に設けたメス側係止部６の係止孔４１は、前記底板１２に設けた工具挿入孔２３の直線貫通位置に、開口を一部広げて局部開口４１１を形成することができ、該局部開口４１１と前記工具挿入孔２３が貫通されて操作通路を形成し、細長い棒状の工具（図示しない）を外部から伸入させて直接ツメ２１に設けたフック部２２に接触させ、工具でフック部２２の表面を押して係止端４１２の位置から離脱させ、ツメ２１全体を係脱させて光学屈折装置１全体を上に取り外すことができるようにする。

この方式を利用して光学屈折装置１の組み込みと取り外しを可能にし、発光素子５のメンテナンスを便利にするだけでなく、光学屈折装置１の光学リフレクタ１１に設けられた光学曲面１１０の曲率の違いに基づき異なる光学屈折装置１に交換することもできる。或いは、前記光学屈折装置１は異なる波長の干渉があるため、一定波長の発光素子５の外表に異なる波長の屈折性能の光学屈折装置１を交換して取り付け、光線の波長を調整したり、屈折曲率を変化させたりするための交換にも便利であり、投射面積の大きさを変化させる必要がある場合や波長を調整する必要がある場合などに使用することができる。特に、単一の照明器具が複数のＬＥＤから組成される状況において、その一部の屈折率や波長の調整は、照明器具が発射する光形や波長の変化に影響するため、実際のニーズに合わせて交換することができる。

光学屈折装置１と回路板４の組み立て後の係合関係については、図６に示すように、前記光学屈折装置１に設けられたツメ２１と位置決め突起３が前記回路板４に位置決めして係合される。前記光学屈折装置１と前記回路板４にそれぞれ設けられた工具挿入孔２３と局部開口４１１が貫通しているため、使用者は工具挿入孔２３から工具を進入させ、局部開口４１１まで貫通させた後、図５に示す方式でフック部２２を作動させ、フック部２２を弾性的に移動させて係脱させ、光学屈折装置１を取り外すことができる。

図７に回路板４に複数の光学屈折装置１を配列して取り付けたときの立体図を示す。光学屈折装置１に設けた工具挿入孔２３が操作空間を形成し、細長い工具（図示しない）でツメ２１に設けたフック部２２を作動させ、回路板４に対する係止を解除させることができる。

１ 光学屈折装置
１１ 光学リフレクタ
１１０ 光学曲面
１２ 底板
１２０ 入光面
２ オス側係止部
２１ ツメ
２２ フック部
２３ 工具挿入孔
３ 位置決め突起
４ 回路板
４０ 通孔
４１ 係止孔
４１１ 局部開口
４１２ 係止端
４１３ 間隙
４２ 位置決め孔
５ 発光素子
６ メス側係止部

Claims (7)

1. 光学屈折装置の結合構造であって、特に発光素子の表面に設置され、取り外した後正面から発光素子のメンテナンスを行うことができる屈折装置の結合構造であり、底板と、前記底板に結合されたオス側係止部と、回路板を含み、前記底板の上方に光軸を備えた光学リフレクタが結合され、前記底板の一側が前記光学リフレクタの相対する光軸側に入光面であり、前記入光面と前記光学リフレクタの光軸が垂直であり、が設けられた底板と、前記底板に結合された係止部を含み、前記係止部がさらに一組の位置決め突起と一組のツメを含み、前記回路板に発光素子が取り付けられ、前記発光素子の周辺にメス側係止部を設けたむことを特徴とする、光学屈折装置の結合構造。
   
2. 前記位置決め突起が円錐柱状であることを特徴とする、請求項１に記載の光学屈折装置の結合構造。
3. 前記位置決め突起を２本以上設置したことを特徴とする、請求項１に記載の光学屈折装置の結合構造。
4. 前記係止部が前記底板の下方に位置することを特徴とする、請求項１に記載の光学屈折装置の結合構造。
5. 前記底板の前記ツメの作用側に相対して工具挿入孔を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の光学屈折装置の結合構造。
6. 前記メス側係止部が、係止孔と位置決め孔から構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の光学屈折装置の結合構造。さらに回路板を含み、前記回路板に前記発光素子を取り付けるための通孔を形成し、前記通孔の周辺の前記位置決め突起と前記ツメに相対する位置にそれぞれ係止孔と位置決め孔を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の光学屈折装置の結合構造。
7. 前記係止孔のツメの作用端に相対する一側に局部開口を設け、かつ前記局部開口と前記工具挿入孔を貫通させたことを特徴とする、請求項６１に記載の光学屈折装置の結合構造。

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