JP4821469B2

JP4821469B2 - 光学ユニット及び表示装置

Info

Publication number: JP4821469B2
Application number: JP2006186213A
Authority: JP
Inventors: 淳哉村田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2026-07-06
Also published as: JP2008015220A

Description

本発明は、光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた光学ユニット及び表示装置に関する。

空港などに用いられる埋込形標識灯においては、ハロゲン電球などの光源に代えてＬＥＤが用いられるようになっている。ＬＥＤを光源として埋込形標識灯に用いる場合に、複数のＬＥＤをプラスチックで一体注型して光源ユニットとし取扱いを容易にしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

通常、ＬＥＤを光源とする光源ユニットは、ＬＥＤの配光を制御するレンズを設け、そのレンズをレンズホルダで保持するようにしている。レンズのレンズホルダへの取り付けは、嵌合部にて着脱自在に取り付けられている。
特表平１１−５１４１３６号公報

しかし、従来においては、レンズのレンズホルダへの取り付けは嵌合部の嵌合により取り付けているので、製作時の取り付けに不備があった場合や、振動等によりレンズとレンズホルダの勘合が外れた場合には、レンズとレンズホルダとの位置関係やＬＥＤとレンズとの位置関係にずれが生じ、ＬＥＤの配光がずれることになる。特に、レンズがレンズホルダから離脱してしまった場合にはＬＥＤの配光ができなくなる。

例えば、埋込形標識灯に使用されている光学ユニットのレンズとレンズホルダが外れ、ＬＥＤの配光にずれが生じたり、配光ができなくなった場合には航空機への案内表示に支障をきたすことも考えられる。

本発明の目的は、レンズとレンズホルダとの勘合を確かなものとするとともに、レンズのレンズホルダからの離脱を防止できる光学ユニット及び表示装置を提供することである。

請求項１の発明に係わるレンズユニットは、円形のレンズ本体の対向する約１／４周面に縁部を有し正面が長円形状に形成されＬＥＤの配光を制御するレンズと；前記レンズの長円形状に対応して長円形状に形成されるとともにその長円形状の短径幅が前記レンズの短径幅とほぼ同じ長さに形成され前記レンズを装着するレンズホルダと；前記レンズの縁部及び前記レンズホルダの長円形状の長径端部に形成され、前記レンズ及び前記レンズホルダを互いに交差させた状態から長円形状が重なる方向に回動させたときに互いに嵌合する嵌合部と；を有した複数個のレンズユニットを、レンズユニットの長円形状の短径部を隣接して実装したことを特徴とする。

本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は以下による。

円形のレンズ本体の対向する約１／４周面とは、円形に形成されたレンズ本体の外周面のうちの任意の１／４周面と、円形の中心を点対称とした１／４周面であり、任意の１／４周面の反対側の１／４周面である。縁部とは円形の中心からフランジ状に突出して形成された部分を言う。従って、円形のレンズ本体に対して、１／４周ごとに縁部のある部分と縁部のない部分とが交互に形成され、正面から見た場合には長円形状となる。ＬＥＤの配光を制御するとは、ＬＥＤからの発光を所定の方向に出射させることを言う。

レンズの長円形状に対応して長円形状に形成されるとは、長円形状の長径幅及び短径幅がレンズの長円形状に近似した形状であることをいい、短径幅はレンズの短径幅とほぼ同じ長さに形成される。

レンズホルダの長円形状の長径端部とは長円形状の長径幅の端部をいう。レンズの縁部及びレンズホルダの長円形状の長径端部に形成される嵌合部は、例えば、凹凸形状の嵌合部であり、レンズの縁部に凹部の嵌合部が形成される場合にはレンズホルダの長径端部には凸部の嵌合部が形成される。

レンズ及びレンズホルダを互いに交差させた状態とは、レンズの嵌合部とレンズホルダの嵌合部とが嵌合していない状態で、レンズ及びレンズホルダを円形のレンズ本体の中心で交差させることをいう。また、長円形状が重なる方向に回動させるとは、円形のレンズ本体の中心を回動点としてレンズの嵌合部とレンズホルダの嵌合部とが嵌合するようにレンズ及びレンズホルダを回動させることをいう。

レンズユニットの長円形状の短径部とは、レンズが装着されたときにレンズの縁部のない部分が位置する部分を言う。

請求項２の発明に係わる表示装置は、請求項１の光学ユニットと；前記光学ユニットを収納する表示装置本体と；を備えたことを特徴とする。

表示装置は、光学ユニットを光源とする照明装置や標識灯等であり、例えば、航空標識灯が含まれる。

請求項１の発明によれば、レンズとレンズホルダは長円形状に形成され、短径部はほぼ同じ長さに形成されるので、レンズをレンズホルダに装着して形成されるレンズユニットは短径部がレンズホルダを切り欠いた形状と同等となり、小型化が図れる。また、レンズホルダは、レンズの縁部及びレンズホルダの長円形状の長径端部に形成された嵌合部でレンズを保持するので、レンズとレンズホルダとの勘合を確かなものとすることができる。また、レンズユニットの短径部を隣り合わせて光学ユニットを形成するので、レンズの回転を防止できる。これにより、たとえレンズとレンズホルダとの勘合が外れてしまった場合でも、レンズはほとんど動けないため、脱落防止とレンズの回転による配光ずれを防止できる。

請求項２の発明によれば、請求項１の効果を有する光学ユニットを備えているので、信頼性の高い表示装置を提供できる。

図１は本発明の実施の形態に係わる光学ユニットのレンズユニットのレンズの説明図であり、図１（ａ）はレンズの正面図、図１（ｂ）はレンズの断面図である。レンズ１０のレンズ本体１１は円形に形成され、その円形のレンズ本体１１の対向する約１／４周面に縁部１２ａ、１２ｂを有している。図１（ａ）に示すように、レンズの縁部１２ａは、円形に形成されたレンズ本体１１の外周面のうちの任意の１／４周面に形成され、図１（ａ）では図の上部に形成された場合を示している。そして、レンズの縁部１２ｂは、レンズの縁部１２ａに対してレンズ本体１１の円形の中心を点対称とした１／４周面に形成されている。

また、レンズの縁部１２ａ、１２ｂは、レンズ本体１１の円形の中心からフランジ状に突出して形成され、そのレンズの縁部１２ａ、１２ｂには嵌合部１３ａ、１３ｂが設けられている。図１では、嵌合部１３ａ、１３ｂとして凹部形状の嵌合部が形成された場合を示している。この嵌合部１３ａ、１３ｂは、後述のレンズホルダの嵌合部と嵌合してレンズをレンズホルダに保持するようになっている。

レンズ本体１１の背面側にはＬＥＤを収納するＬＥＤ収納部１４が形成されており、このＬＥＤ収納部１４にＬＥＤを配置する。これにより、ＬＥＤからの発光はレンズの配光特性に従って所定の方向に配光されて出射される。

図２は本発明の実施の形態に係わる光学ユニットのレンズユニットのレンズホルダの説明図であり、図２（ａ）はレンズホルダの正面図、図２（ｂ）はレンズホルダの断面図である。レンズホルダ１５はレンズ１０の長円形状に対応して長円形状に形成され、その長円形状の短径幅がレンズ１０の短径幅とほぼ同じ長さに形成されている。レンズ１０の短径幅は縁部１２ａ、１２ｂが設けられていない部分である。

一方、レンズホルダ１５の長円形状の長径端部１６ａ、１６ｂには、レンズ１０の嵌合部１２ａ、１２ｂと嵌合する凸形状の嵌合部１７ａ、１７ｂが設けられており、レンズ１０の凹形状の嵌合部１２ａ、１２ｂと嵌合してレンズをレンズホルダに装着するようになっている。

レンズホルダ１５の背面には、レンズホルダ１５を基板に取り付けるための突起部１８ａ、１８ｂ及び取付部１９ａ、１９ｂが設けられている。また、レンズ１０がレンズホルダ１５に装着された状態で、レンズ１０のＬＥＤ収納部１４にＬＥＤを挿入して配置するための開口部２０が設けられている。

図３は、レンズ１０をレンズホルダ１５に装着する手順の説明図である。まず、図３（ａ）に示すように、レンズ１０の長径部方向から矢印Ａに沿ってレンズホルダ１５の短径部の位置にスライドさせ、レンズ１０及びレンズホルダ１５を互いに交差させる。

図３（ｂ）はレンズ１０及びレンズホルダ１５を互いに交差させた状態を示している。この状態では、レンズ１０の嵌合部１３ａ、１３ｂとレンズホルダ１５の嵌合部１７ａ、１７ｂとが嵌合していない状態であり、レンズ１０及びレンズホルダ１５は円形のレンズ本体１１の中心で交差している状態である。この状態から図３（ｂ）の矢印Ｂに示す方向に、レンズ１０の嵌合部１３ａ、１３ｂとレンズホルダ１５の嵌合部１７ａ、１７ｂとが嵌合するまでレンズ１０を回動させる。つまり、レンズ１０及びレンズホルダ１５を互いに交差させた状態から長円形状が重なる方向に回動させて嵌合させる。これにより、レンズユニットが形成される。

このように、レンズ１０とレンズホルダ１５とを長円形状に形成し、レンズ１０とレンズホルダ１５の短径部をほぼ同じ長さに形成するので、レンズ１０をレンズホルダ１５に装着して形成されるレンズユニットは短径部がレンズホルダ１０を切り欠いた形状と同等となり小型化が図れる。また、レンズホルダ１５は、レンズの縁部１２ａ、１２ｂに形成された嵌合部１３ａ、１３ｂ及びレンズホルダ１５の長径端部１６ａ、１６ｂに形成された嵌合部１７ａ、１７ｂでレンズ１０を保持するので、レンズ１０とレンズホルダ１５との勘合を確かなものとすることができる。

図４は本発明の実施の形態に係わる光学ユニットの正面図、図５は光学ユニットの断面図である。光学ユニット２１は、複数個のレンズユニット２２の長円形状の短径部を隣接して基板２３に実装して構成される。図４及び図５では３個のレンズユニット２２を隣接して設けた場合を示している。

図４及び図５に示すように、レンズユニット２２は、レンズホルダ１５にレンズ１０が装着されたときにレンズの縁部１２ａ、１２ｂのない部分、つまり長円形状の短径部を互いに密着させて配置されている。従って、レンズユニット２２に装着されたレンズ１０は、隣り合うレンズユニット２２のレンズ１０により回転が阻止されるので、たとえレンズ１０とレンズホルダ１５との勘合が外れてしまった場合でも、レンズ１０はほとんど動けない状態となる。これにより、レンズ１０の脱落防止とレンズ１０の回転による配光ずれを防止できる。

図６は本発明の実施の形態に係わる表示装置の側面図である。図６では、表示装置として埋込型標識灯を示している。空港の滑走路や道路の路中に形成された基台２４の上部に表示装置本体２５が装着される。表示装置本体２５内には本発明の光学ユニット２１が内蔵されており、光学ユニット２１からの光はプリズム２６を通って滑走路や道路等に出射される。このように、本発明の光学ユニット２１を備えた表示装置においては、光学ユニット２１がレンズの脱落防止やレンズの回転による配光ずれを防止できる機能を有するので、信頼性の高い表示装置を提供できる。

本発明の実施の形態に係わる光学ユニットのレンズユニットのレンズの説明図。本発明の実施の形態に係わる光学ユニットのレンズユニットのレンズホルダの説明図。本発明の実施の形態におけるレンズをレンズホルダに装着する手順の説明図。本発明の実施の形態に係わる光学ユニットの正面図。本発明の実施の形態に係わる光学ユニットの断面図。本発明の実施の形態に係わる表示装置の側面図。

符号の説明

１０…レンズ、１１…レンズ本体、１２…縁部、１３…嵌合部、１４…ＬＥＤ収納部、１５…レンズホルダ、１６…長径端部、１７…嵌合部、１８…突起部、１９…取付部、２０…開口部、２１…光学ユニット、２２…レンズユニット、２３…基板、２４…基台、２５…表示装置本体、２６…プリズム

Claims

円形のレンズ本体の対向する約１／４周面に縁部を有し正面が長円形状に形成されＬＥＤの配光を制御するレンズと；
前記レンズの長円形状に対応して長円形状に形成されるとともにその長円形状の短径幅が前記レンズの短径幅とほぼ同じ長さに形成され前記レンズを装着するレンズホルダと；
前記レンズの縁部及び前記レンズホルダの長円形状の長径端部に形成され、前記レンズ及び前記レンズホルダを互いに交差させた状態から長円形状が重なる方向に回動させたときに互いに嵌合する嵌合部と；を有した複数個のレンズユニットを、
レンズユニットの長円形状の短径部を隣接して実装したことを特徴とする光学ユニット。
請求項１の光学ユニットと；
前記光学ユニットを収納する表示装置本体と；
を備えたことを特徴とする表示装置。