JP4879218B2 - レンズ体、光源ユニット及び照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光源の光を集光するレンズを備えるレンズ体、該レンズ体を備える光源ユニット及び該光源ユニットを備える照明装置に関する。
近年、省電力かつ長寿命という特徴を有する発光ダイオードが照明用の光源として注目され、発光ダイオードを用いた照明装置が様々な分野で広く使用されるようになり、用途に応じた照明装置が開発されている。
例えば、基板に実装された発光ダイオードからの光を集光し、所定の方向へ照射するためのレンズを備えた照明装置がある（特許文献１参照）。
特開２００７−１５０２５５号公報
一般に、発光ダイオードを用いた照明装置では、照明装置の用途、仕様あるいは定格電力などに応じて、発光出力の異なる発光ダイオードを用いている。そして、発光出力が異なる発光ダイオードは、形状又は大きさなども異なるため、発光ダイオードの光を所定の方向へ照射させるためには、発光ダイオードの形状又は大きさ等に応じて集光レンズを使い分ける必要があった。一方、集光レンズは高価であり、特に、多数の発光ダイオードを基板に実装した照明装置では、発光ダイオードの数に応じたレンズを必要とするため、装置全体のコスト上昇の要因となり、コストを低減することが望まれていた。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、レンズを共用してコストを低減することができるレンズ体、該レンズ体を備える光源ユニット及び該光源ユニットを備える照明装置を提供することを目的とする。
本発明に係るレンズ体は、光源の光を集光するレンズを有し、該レンズを前記光源が設置された基板の表面に対向させて固定して取り付けるレンズ体において、前記光源の形状又は大きさに関わらず、前記光源と前記レンズとの離隔寸法を、取り付けられた状態で設定される寸法で略一定にすべく、前記基板の表面と前記レンズとの取り付け間隔を調整するための調整部と、前記基板の表面に対向する先端面を有し、前記基板の裏面に設けられるフレームに固定するねじが挿通されるねじ孔を形成してあり、前記先端面に前記ねじ孔を間にして対向した矩形状の複数の凸部を有する他の調整部とを備え、前記先端面のうち前記ねじの頭部の径より内側にある面を前記基板の表面に当接した状態で前記凸部の先端面と前記フレームとの間に隙間を設け、前記ねじの頭部の径より内側に前記凸部の一部を配置してあることを特徴とする。
本発明に係るレンズ体は、前記調整部は、前記所定面に当接してレンズ体を支持するための支持部を備え、該支持部に段差のある複数の当接が可能な面を備えることを特徴とする。
本発明に係るレンズ体は、前記調整部は、第１の当接面の一部に形成された凸部を備え、該凸部の先端面に第２の当接面を形成してあることを特徴とする。
本発明に係るレンズ体は、前記調整部は、前記第２の当接面の一部にレンズの配置を決定するための位置決め部を備えることを特徴とする。
本発明に係るレンズ体は、前記レンズ、調整部は、レンズ体として一体成形してあることを特徴とする。
本発明に係る光源ユニットは、前述の発明のいずれか１つに係るレンズ体を備えることを特徴とする。
本発明に係る光源ユニットは、前記光源は発光ダイオードであることを特徴とする。
本発明に係る照明装置は、前述の発明のいずれか１つに係る光源ユニットを備えることを特徴とする。
本発明にあっては、レンズを所定面（例えば、光源が設置された設置面）に対向させて取り付けた場合、所定面とレンズとの取り付け間隔を調整する。これにより、例えば、光源の設置面からの高さが異なる場合であっても、レンズと設置面との間隔を調整することにより、レンズと光源との離隔寸法を略等しくすることができ、常に所定の方向へ光源の光を照射させることができる。このため、光源の形状又は大きさに応じて異なるレンズ体を使用する必要がなく、光源の形状又は大きさに関わらず共通のレンズ体を使用することができ、コストを低減することができる。
本発明にあっては、レンズを所定面（例えば、光源が設置された設置面）に対向させて取り付けた場合、光源の種類に応じてレンズと光源の間隔を等しくできるように、所定面とレンズとの取り付け間隔を調整する。これにより、例えば、光源の種類に応じて光源の設置面からの高さが異なる場合であっても、レンズと設置面との間隔を調整することにより、レンズと光源の間隔を等しくすることができ、常に所定の方向へ光源の光を照射させることができる。このため、光源の形状又は大きさに応じて異なるレンズ体を使用する必要がなく、光源の形状又は大きさに関わらず共通のレンズ体を使用することができ、コストを低減することができる。
本発明にあっては、支持部を所定面（例えば、光源が設置された設置面）に当接してレンズを支持する場合、段差のある複数の当接面を使い分けることにより、所定面とレンズとの取り付け間隔を調整することができる。例えば、高い方の段差の当接面を設置面に当接した場合、設置面とレンズとの取り付け間隔を大きくすることができ、低い方の段差の当接面を設置面に当接した場合、設置面とレンズとの取り付け間隔を小さくすることができる。
本発明にあっては、第１の当接面の一部に形成された凸部を備え、該凸部の先端面に第２の当接面を形成してある。すなわち、第１の当接面は段差の低い方の当接面であり、第２の当接面は段差の高い方の当接面である。これにより、例えば、設置面からの高さが低い光源の場合には、第１の当接面を設置面に当接させ、設置面からの高さが高い光源の場合には、第２の当接面を設置面に当接させてレンズと設置面との間隔を調整することにより、レンズと光源との離隔寸法を略等しくすることができる。
本発明にあっては、第２の当接面の一部にレンズの配置を決定するための位置決め部を備える。これにより、光源とレンズとの位置を精度良く決定することができる。
本発明にあっては、レンズを備えるレンズ体を一体成形してある。これにより、レンズ体を組み立てる必要がなく、組み立て工程を省略してコストを低減することができる。
本発明にあっては、発光素子（例えば、発光ダイオードなど）が実装された基板とレンズとの取り付け間隔を調整する。これにより、発光素子の発光出力に応じて、形状又は大きさが異なる発光素子が実装された基板を用いる場合でも、基板とレンズとの取り付け間隔を調整することができるため、共通のレンズ体を用いることができ、コストを低減することができる。
本発明にあっては、高さの異なる発光素子が実装された基板に対して、発光素子の表面とレンズとの離隔寸法を略一定にすべく調整することにより、発光素子の種類に関わらず常に所望の方向へ光を照射させることができる。
本発明にあっては、発光素子（光源）の形状又は大きさに関わらず共通のレンズ体を使用することができ、コストを低減することができるとともに、常に所望の方向へ光を照射させることができる照明装置を提供することができる。
本発明によれば、発光素子（光源）の形状又は大きさに関わらず、共通のレンズ体を使用することができコストを低減することができる。
実施の形態１
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る照明装置の分解斜視図である。図１において、１は発光ダイオード（不図示）が適長離隔して実装された基板である。図１の例では、矩形状の基板１を長手方向に３枚、短手方向（幅方向）に２枚、合計６枚備えているが、基板１の枚数は、これに限定されるものではない。また、各基板１は絶縁シート（不図示）を介してアルミニウム製の放熱フレーム３に固定されてあるが、絶縁シートはなくてもよい。各基板１は、ハーネス１３により電気的に接続されている。
各基板１の表面（発光ダイオードが実装されている面）に対向して、基板１と略同寸法のレンズ体２を固定してある。レンズ体２は、例えば、透明のアクリル樹脂製であって、各発光ダイオードの実装位置に対応して略球面凸状のレンズを備えている。各レンズは、発光ダイオードから発せられる光を集光するとともに、集光した光を所定の方向へ照射する。なお、レンズ体２の詳細は後述する。
レンズ体２の表面側（基板１と反対側）には、放熱フレーム３の各端部に固定された側板５、５に挟み込まれるようにして透明のカバー４を固定してあり、さらにカバー４の両端にサイドカバー６、６をはめ込むことにより、光源ユニットを構成している。すなわち、光源ユニットは、少なくとも発光ダイオードが実装された基板１、レンズ体２を備えている。
放熱フレーム３の裏側（基板１と反対側）には、電源ユニット８を収容した箱状の照明装置筐体７を固定してあり、照明装置筐体７に取り付けられた端子台９には、商用電源からの電源線１４を接続してある。端子台９と電源ユニット８の間には、ハーネス１０を接続してあり、例えば、ＡＣ１００Ｖ又はＡＣ２００Ｖの電圧を電源ユニット８へ印加するようになっている。電源ユニット８で変換された電圧（例えば、直流電圧）をハーネス１１、１２により各基板１へ供給している。
図２はレンズ体２の正面図であり、図３はレンズ体２の上面図であり、図４はレンズ体２の底面図である。図２では、レンズ体２の一部断面を示している。図２に示すように、レンズ体２は、基板１に実装された発光ダイオードの実装間隔に合わせて適長離隔した略球面凸状のレンズ２００を形成してある。なお、レンズ体２は一体成形してあるが、これに限定されるものではなく、後述する各部を別個の部品として成形し、接着剤などで固定してレンズ体２とする構成でもよい。
レンズ２００は、凸レンズ部２００ａ、反射部２００ｂ、凹部２００ｃなどを備えている。凸レンズ部２００ａは、レンズ２００の中央底部に形成してあり、発光ダイオードから発せられる光のうち、比較的出射角が小さい光を集光する。凹部２００ｃは、凸レンズ部２００ａを挟んで周設してあり、発光ダイオードから発せられる光のうち、比較的出射角が大きい光を集光する。また、反射部２００ｂは、レンズ２００の略球面の内側に形成され、凹部２００ｃからレンズ２００へ入射した光をレンズ２００の上面へ反射する。レンズ２００の上面には、光を均一に照射するための拡散部２０６を形成してある。なお、拡散部２０６は、例えば、微小な凹凸模様とすることができるが、拡散部２０６を形成しなくてもよい。
レンズ２００を挟んで両側には、調整部としてのそれぞれ略円柱状の支持部２１０、２２０を形成してある。支持部２１０、２２０は、レンズ体２を基板１に固定する場合、基板１の表面とレンズ２００との離隔寸法を、基板１に実装された発光ダイオードの形状又は大きさ（特に、発光ダイオードの基板面からの高さ寸法）に応じて調整するためのものである。
支持部２１０の端面（上面）の一部には、支持部２１０と同心円状に円柱状の凸部２０２を形成してあり、凸部２０２の先端面の一部には、同心円状に円柱状の位置決め部２０１を形成してある。位置決め部２０１は、基板１とレンズ体２とを相互に固定する場合の位置決め用の部材として機能する。また、支持部２２０、２４０の先端面の一部には、略矩形状の凸部２２１、２４１を形成してある。
支持部２１０、２２０、２４０の先端面は、基板１の表面に当接する第１の当接面として機能し、凸部２０２、略矩形状の凸部２２１、２４１の先端面は、基板１の表面に当接する第２の当接面として機能し、両者は段差のある複数の当接面を構成している。なお、図の例では、２つの当接面を有する構成であるが、さらに段差を設けて３つ以上の当接面を備える構成とすることもできる。
また、図３に示すように、レンズ体２は、中央付近及び両端部付近にレンズ体２を基板１及び放熱フレーム３に固定するためのねじ孔２０５を形成してある。
図５及び図６はレンズ体２を基板１に固定した場合の状態を示す説明図である。図５及び図６はいずれも図２のＡ印で示す部分を拡大したものである。また、図５（ａ）は発光ダイオード１５０の高さ寸法が比較的高い場合の例を示し、図６（ａ）は発光ダイオード１６０の高さ寸法が図５の場合よりも低い場合の例を示す。また、図５（ｂ）及び図６（ｂ）は基板１を上面（発光ダイオード１５０、１６０の実装面）から見た例を示す。
図５に示すように、支持部２１０の当接面（第１の当接面）２１０ａの一部に形成された凸部２０２の当接面（第２の当接面）２０２ａ、及び支持部２２０の当接面（第１の当接面）２２０ａの一部に形成された凸部２２１の当接面（第２の当接面）２２１ａそれぞれが、基板１の表面に当接している。すなわち、支持部２１０及び凸部２０２の高さ寸法、支持部２２０及び凸部２２１の高さ寸法により、レンズ体２と基板１の表面との取り付け間隔を所要の長さに調整することができる。
また、位置決め部２０１は、基板１に設けられた孔１０１に挿入されることにより、位置決め部２０１と孔１０１とは嵌合し、レンズ２００の先端部が発光ダイオード１５０の表面に対向するように基板１とレンズ体２との位置決めが行われる。なお、孔１０１の形状は、円形に限定されるものではなく、位置決め部２０１と嵌合するものであれば、矩形状、三角形、楕円状など種々の形状を取り得る。
基板１とレンズ体２とが取り付けられた状態で、レンズ２００の先端部と発光ダイオード１５０の表面との離隔寸法ｄを設定することができる。これにより、レンズ２００で発光ダイオード１５０から発せられる光を所望の状態で集光することができる。
図６に示すように、図５の場合に比べて、高さの低い発光ダイオード１６０を実装した基板１にレンズ体２を取り付ける場合には、支持部２１０の当接面（第１の当接面）２１０ａ、及び支持部２２０の当接面（第１の当接面）２２０ａそれぞれが、基板１の表面に当接している。すなわち、支持部２１０の高さ寸法、支持部２２０の高さ寸法により、発光ダイオード１６０の高さが発光ダイオード１５０の高さよりも低い分だけ、レンズ体２と基板１の表面との取り付け間隔が短くなるように調整することができる。
また、凸部２０２、２２１は、それぞれ基板１に設けられた孔１０２、１０３に挿入されることにより、凸部２０２と孔１０２とは嵌合し、凸部２２１と孔１０３とは嵌合し、レンズ２００の先端部が発光ダイオード１６０の表面に対向するように基板１とレンズ体２との位置決めが行われる。なお、孔１０２、１０３の形状は、それぞれ凸部２０２、２２１と嵌合するものであれば、どのような形状であってもよい。
支持部２４０の先端面に形成した矩形状の凸部２４１は、支持部２２０の先端面に形成された矩形状の凸部２２１と同様に機能する。また、支持部２４０は、ねじ孔２０５にねじを挿通してレンズ体２及び基板１を放熱フレーム３に取り付けるための機能も有する。凸部２４１の形状は、レンズ体２と基板１の表面との取り付け間隔を調整するためには、適宜の形状とすることができるが、レンズ体２及び基板１を放熱フレーム３に取り付けるためには、矩形状としている。以下、凸部２４１の形状が矩形状である理由について円形の場合と比較して説明する。
図７は凸部２４１の形状を円形にした場合の状態を示す説明図である。図７（ａ）に示すように、支持部２４０には、ねじ孔２０５を形成してあり、ねじ孔２０５に、ねじ１５を挿通し、レンズ体２を基板１に固定するとともに、レンズ体２及び基板１を放熱フレーム３に固定した状態を示す。ねじ１５は頭部１５ａとねじ部１５ｂとを有する。ねじ１５は、例えば、Ｍ３のナベ小ねじであり、この場合、頭部１５ａの径は５．６ｍｍ、ねじ部１５ｂの径は３ｍｍである。また、凸部２４１には、ねじ部１５ｂを挿通させるための孔（例えば、径が３．６ｍｍ）を形成してある。また、凸部２４１の径は、ねじ部１５ｂを挿通するに足るだけの寸法を要するため、例えば、７．６ｍｍとする。
上述の一般的な条件の場合、ねじ１５を放熱フレーム３に締め付けたとき、凸部２４１の先端面と放熱フレーム３との間に隙間がないとレンズ体２で基板１を締め付けることができず、基板１と放熱フレーム３との間に隙間が生じ、十分な放熱効果を得ることができない。このため、ねじ１５を締め付けた場合には、凸部２４１の先端面と放熱フレーム３との間には適宜の隙間を設けるようにしてある。しかし、隙間を設けた部分、すなわち、凸部２４１の径が、ねじ１５の頭部１５ａの径よりも大きいため、ねじ１５を締め付けた場合、図７（ａ）のＢで示す部分に締め付けによる応力が集中し、レンズ体２が破損するおそれがある。
また、締め付けによる破損を防止するために、図７（ｂ）に示すように、凸部２４１の径を頭部１５ａの径（例えば、５．６ｍｍ）よりも小さくして、応力の集中を抑制することができたとしても、ねじ１５を挿通するための孔の径が、例えば、３．６ｍｍあるので、凸部２４１の肉厚は、１ｍｍ未満となり、凸部２４１の強度が不十分となる。
凸部２４１の形状を矩形状とすることにより、上述の問題を解決することができる。
図８及び図９は凸部２４１の形状を矩形状にした場合の状態を示す説明図である。図８は発光ダイオード１５０の高さ寸法が比較的高い場合の例に対応し、図９は発光ダイオード１６０の高さ寸法が低い場合の例に対応する。
発光ダイオード１５０の高さ寸法が比較的高い場合、図８（ａ）に示すように、凸部２４１の先端面が基板１の表面に当接している。図８（ｂ）は、図８（ａ）の状態において、基板１、放熱フレーム３を省略して、凸部２４１の先端面側から見た例である。凸部２４１を矩形状にすることにより、図８（ｂ）に示すように、破線で示す領域Ｃの部分でねじ１５の締め付け力を受け付けることができ、レンズ体２に発生する応力集中を抑制することができる。
また、発光ダイオード１６０の高さ寸法が比較的低い場合、図９（ａ）に示すように、支持部２４０の先端面が基板１の表面に当接している。図９（ｂ）は、図９（ａ）の状態において、基板１、放熱フレーム３を省略して、凸部２４１の先端面側から見た例である。なお、図９（ｂ）において、凸部２４１、ねじ部１５ｂを囲む長方形は、凸部２４１に嵌合すべく基板１に形成された嵌合孔を模式的に示すものである。凸部２４１を矩形状にすることにより、図９（ｂ）に示すように、破線で示す領域Ｄの部分でねじ１５の締め付け力を受け付けることができ、レンズ体２に発生する応力集中を抑制することができる。また、凸部２４１の厚みも２ｍｍ以上とすることができ十分な強度を確保することができ、強度不足を改善することができる。
基板１とレンズ体２とが取り付けられた状態で、レンズ２００の先端部と発光ダイオード１６０の表面との離隔寸法ｄを設定することができる。これにより、図５の場合でも、図６の場合でも、レンズ２００の先端部と発光ダイオード１５０、１６０の表面との離隔寸法を略等しくすることができ、レンズ２００で発光ダイオード１６０から発せられる光を所望の状態で集光することができる。
なお、図５及び図６の例では、レンズ体２を基板１に嵌合する場合に、基板１に形成された嵌合用の孔１０１、１０２、１０３などを用いる構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば、基板を固定したシャーシ又は筐体などに嵌合用の孔を設けておき、レンズ体２と前記シャーシ又は筐体の表面との取り付け寸法を調整するように構成することもできる。
図１０は側板５の外観斜視図であり、図１１はカバー４の取り付け状態を示す模式図である。側板５は金属製であって、放熱フレーム３に固定するための矩形状の固定部５１、固定部５１から略コの字状に屈曲した立上がり部５２、立上がり部５２の縁部中央を折り曲げて形成され、カバー４の端部を載置する載置部５３を備える。また、図１１に示すように、放熱フレーム３に側板５、５を固定した状態で、立上がり部５２は、内側に傾斜するように形成してあり（図１０の例で角度αが９０度以上）、各立上がり部５２でカバー４の端部を押圧することで、カバー４の取り付け誤差の影響を防止し、がたつきが無く確実に取り付けることができる。
実施の形態２
上述の実施の形態１では、基板１とレンズ体２との取り付け寸法を調整するために２種類の支持部２１０、２２０を備える構成であったが、これに限定されるものではなく、１種類の支持部でもよい。
図１２は実施の形態２のレンズ体２の要部外観図である。図１２（ａ）はレンズ体２の要部正面を示し、図１２（ｂ）はレンズ体２の要部底面を示す。図１２に示すように、調整部としての円柱状の支持部２３０の当接面（第１の当接面）２３０ａの一部に同心円状に円柱状の凸部２３２を形成してある。また、凸部２３２の当接面（第２の当接面）２３２ａの一部に位置決め部２３１を形成してある。凸部２３２は平面形状が略矩形状である。なお、凸部２３２、位置決め部２３１の平面形状は、これに限定されるものではない。なお、図１２では、レンズ２００の一方に支持部２３０を形成してあるが、レンズ２００を挟んで両側に形成してもよい。支持部２３０の数、離隔寸法は、基板１の形状、大きさに応じて適宜設定することができる。
図１３及び図１４はレンズ体２を基板１に固定した場合の状態を示す説明図である。図１３（ａ）は発光ダイオード１５０の高さ寸法が比較的高い場合の例を示し、図１４（ａ）は発光ダイオード１６０の高さ寸法が図５の場合よりも低い場合の例を示す。また、図１３（ｂ）及び図１４（ｂ）は基板１を上面（発光ダイオード１５０、１６０の実装面）から見た例を示す。
図１３に示すように、支持部２３０の当接面（第１の当接面）２３０ａの一部に形成された凸部２３２の当接面（第２の当接面）２３２ａが、基板１の表面に当接している。すなわち、支持部２３０及び凸部２３２の高さ寸法により、レンズ体２と基板１の表面との取り付け間隔を所要の長さに調整することができる。
また、位置決め部２３１は、基板１に設けられた孔１０４に挿入されることにより、位置決め部２３１と孔１０４とは嵌合し、レンズ２００の先端部が発光ダイオード１５０の表面に対向するように基板１とレンズ体２との位置決めが行われる。なお、孔１０４の形状は、矩形状に限定されるものではなく、位置決め部２３１と嵌合するものであれば、矩他の形状であってもよい。
基板１とレンズ体２とが取り付けられた状態で、レンズ２００の先端部と発光ダイオード１５０の表面との離隔寸法ｄを設定することができる。これにより、レンズ２００で発光ダイオード１５０から発せられる光を所望の状態で集光することができる。
図１４に示すように、図１３の場合に比べて、高さの低い発光ダイオード１６０を実装した基板１にレンズ体２を取り付ける場合には、支持部２３０の当接面（第１の当接面）２３０ａが、基板１の表面に当接している。すなわち、支持部２３０の高さ寸法により、発光ダイオード１６０の高さが発光ダイオード１５０の高さよりも低い分だけ、レンズ体２と基板１の表面との取り付け間隔が短くなるように調整することができる。
また、凸部２３２は、基板１に設けられた孔１０５に挿入されることにより、凸部２３２と孔１０５とは嵌合し、レンズ２００の先端部が発光ダイオード１６０の表面に対向するように基板１とレンズ体２との位置決めが行われる。なお、孔１０５の形状は、凸部２３２と嵌合するものであれば、どのような形状であってもよい。
基板１とレンズ体２とが取り付けられた状態で、レンズ２００の先端部と発光ダイオード１６０の表面との離隔寸法ｄを設定することができる。これにより、図１３の場合でも、図１４の場合でも、レンズ２００の先端部と発光ダイオード１５０、１６０の表面との離隔寸法を略等しくすることができ、レンズ２００で発光ダイオード１６０から発せられる光を所望の状態で集光することができる。
実施の形態３
上述の実施の形態１では、基板１とレンズ体２との取り付け寸法を調整するために２種類の支持部２１０、２２０を備える構成であったが、これに限定されるものではなく、３種類の支持部を備える構成でもよい。
図１５及び図１６は実施の形態３のレンズ体２を基板１に固定した場合の状態を示す説明図である。図１５（ａ）は発光ダイオード１５０の高さ寸法が比較的高い場合の例を示し、図１６（ａ）は発光ダイオード１６０の高さ寸法が図１５の場合よりも低い場合の例を示す。また、図１５（ｂ）及び図１６（ｂ）は基板１を上面（発光ダイオード１５０、１６０の実装面）から見た例を示す。
調整部としての支持部２４０の端面（上面）の一部には、支持部２４０の直径と略同寸法の平面視が矩形状の凸部２４１を形成してある。なお、支持部２１０、２２０は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
図１５に示すように、支持部２１０の当接面（第１の当接面）２１０ａの一部に形成された凸部２０２の当接面（第２の当接面）２０２ａ、支持部２２０の当接面（第１の当接面）２２０ａの一部に形成された凸部２２１の当接面（第２の当接面）２２１ａ及び支持部２４０の当接面（第１の当接面）２４０ａの一部に形成された凸部２４１の当接面（第２の当接面）２４１ａそれぞれが、基板１の表面に当接している。すなわち、支持部２１０及び凸部２０２の高さ寸法、支持部２２０及び凸部２２１の高さ寸法及び支持部２４０及び凸部２４１の高さ寸法により、レンズ体２と基板１の表面との取り付け間隔を所要の長さに調整することができる。
また、位置決め部２０１は、基板１に設けられた孔１０１に挿入されることにより、位置決め部２０１と孔１０１とは嵌合し、レンズ２００の先端部が発光ダイオード１５０の表面に対向するように基板１とレンズ体２との位置決めが行われる。なお、孔１０１の形状は、円形に限定されるものではなく、位置決め部２０１と嵌合するものであれば、矩形状、三角形、楕円状など種々の形状を取り得る。なお、基板１に位置決め用の孔１０６、１０７を形成してもよい。この場合、凸部２４１、２２１の端面にそれぞれ位置決め用の突起部を設けることができる。
基板１とレンズ体２とが取り付けられた状態で、レンズ２００の先端部と発光ダイオード１５０の表面との離隔寸法ｄ（図１５の例では、略０）を設定することができる。これにより、レンズ２００で発光ダイオード１５０から発せられる光を所望の状態で集光することができる。
図１６に示すように、図１５の場合に比べて、高さの低い発光ダイオード１６０を実装した基板１にレンズ体２を取り付ける場合には、支持部２１０の当接面（第１の当接面）２１０ａ、支持部２２０の当接面（第１の当接面）２２０ａ及び支持部２４０の当接面（第１の当接面）２４０ａそれぞれが、基板１の表面に当接している。すなわち、支持部２１０、２２０、２４０の高さ寸法により、発光ダイオード１６０の高さが発光ダイオード１５０の高さよりも低い分だけ、レンズ体２と基板１の表面との取り付け間隔が短くなるように調整することができる。
また、凸部２０２、２２１、２４１は、それぞれ基板１に設けられた孔１０２、１０３、１０８に挿入されることにより、凸部２０２と孔１０２とは嵌合し、凸部２２１と孔１０３とは嵌合し、凸部２４１と孔１０８とは嵌合し、レンズ２００の先端部が発光ダイオード１６０の表面に対向するように基板１とレンズ体２との位置決めが行われる。なお、孔１０２、１０３、１０８の形状は、それぞれ凸部２０２、２２１、２４１と嵌合するものであれば、どのような形状であってもよい。
基板１とレンズ体２とが取り付けられた状態で、レンズ２００の先端部と発光ダイオード１６０の表面との離隔寸法ｄ（図１６の例では略０）を設定することができる。これにより、図１５の場合でも、図１６の場合でも、レンズ２００の先端部と発光ダイオード１５０、１６０の表面との離隔寸法を略等しくすることができ、レンズ２００で発光ダイオード１６０から発せられる光を所望の状態で集光することができる。
実施の形態４
上述の実施の形態では、レンズ２００の先端部と発光ダイオードの表面との離隔寸法を２段階調整する構成であったが、これに限定されるものではなく、３段階以上の多段調整を行うこともできる。以下、多段調整の例として離隔寸法を３段階に調整する場合について説明するが、４段階以上も同様に構成することができる。
図１７は離隔寸法を多段調整する一例を示す模式図である。図１７（ａ）及び図１７（ｂ）はレンズ体２に形成した支持部２６０の正面図及び底面図を示すとともに、図１７（ｃ）乃至（ｅ）は発光ダイオードの寸法（高さ）に応じた３種類の基板の要部平面図を示す。
調整部としての支持部２６０の端面（上面）の一部には、支持部２６０の直径と略同寸法の平面視が矩形状の凸部２６１を形成してある。また、支持部２６０の端面の一部には、凸部２６１と直交する形態で支持部２６０の直径と略同寸法の平面視が矩形状の凸部２６２を形成してある。凸部２６２の厚み（高さ寸法）は凸部２６１の厚みより薄い。なお、凸部２６１の端面の中央部に位置決め用の突起（例えば、円柱状）を設けてもよい。
発光ダイオードの寸法（例えば、高さ）が大きい場合、位置決め用の孔１６３を形成した基板１を用いる。この場合、凸部２６１の当接面２６１ａが基板１の表面と当接することで、レンズ２００の先端部と発光ダイオードの設置面との離隔寸法を最も大きくする。
発光ダイオードの寸法（例えば、高さ）が中程度である場合、矩形状の孔１６１を形成した基板１を用いる。この場合、凸部２６１の一部は、孔１６１と嵌合し、凸部２６２の当接面２６２ａが基板１の表面と当接することで、レンズ２００の先端部と発光ダイオードの設置面との離隔寸法を中程度にする。
発光ダイオードの寸法（例えば、高さ）が小さい場合、略十字状の孔１６２を形成した基板１を用いる。この場合、凸部２６１、２６２は、孔１６２と嵌合し、支持部２６０の当接面２６０ａが基板１の表面と当接することで、レンズ２００の先端部と発光ダイオードの設置面との離隔寸法を最も小さくする。
図１８は離隔寸法を多段調整する他の例を示す模式図である。図１８（ａ）及び図１８（ｂ）はレンズ体２に形成した支持部２７０の正面図及び底面図を示すとともに、図１８（ｃ）乃至（ｅ）は発光ダイオードの寸法（高さ）に応じた３種類の基板の要部平面図を示す。
調整部としての支持部２７０の端面（上面）には、適長離隔して円柱状の凸部２７１、２７１、２７２、２７２を形成してある。凸部２７２の高さは凸部２７１より低い。なお、支持部２７０の端面の中央部に位置決め用の突起（例えば、円柱状）を設けてもよい。
発光ダイオードの寸法（例えば、高さ）が大きい場合、位置決め用の孔１７０を形成した基板１を用いる。この場合、凸部２７１の当接面２７１ａが基板１の表面と当接することで、レンズ２００の先端部と発光ダイオードの表面との離隔寸法を最も大きくする。
発光ダイオードの寸法（例えば、高さ）が中程度である場合、孔１７０、１７１を形成した基板１を用いる。この場合、凸部２７１は、孔１７１と嵌合し、凸部２７２の当接面２７２ａが基板１の表面と当接することで、レンズ２００の先端部と発光ダイオードの表面との離隔寸法を中程度にする。
発光ダイオードの寸法（例えば、高さ）が小さい場合、孔１７０、１７１、１７２を形成した基板１を用いる。この場合、凸部２７１、２７２は、それぞれ孔１７１、１７２と嵌合し、支持部２７０の当接面２７０ａが基板１の表面と当接することで、レンズ２００の先端部と発光ダイオードの表面との離隔寸法を最も小さくする。
実施の形態５
上述の実施の形態では、基板１とレンズ体２との取り付け寸法を調整するためにレンズ体２に支持部を備える構成であったが、これに限定されるものではなく、基板１側に支持部を設ける構成でもよい。
図１９は実施の形態５のレンズ２００周辺の要部外観図である。図１９（ａ）は発光ダイオード１５０の高さ寸法が比較的高い場合の例を示し、図１９（ｂ）は発光ダイオード１６０の高さ寸法が図１９（ａ）の場合よりも低い場合の例を示す。図１９（ａ）に示すように、基板１の実装面には、レンズ２００の先端部と発光ダイオード１５０の表面との離隔寸法を適長に設定できるように、調節部材としての支持部１１０を設けてある。また、支持部１１０の先端面には、凸部１１１を設けてあり、凸部１１１はレンズ体２に形成された孔２０７に嵌合するようにしてある。
図１９（ｂ）に示すように、高さ寸法の低い発光ダイオード１６０が実装された基板１にレンズ体２を固定する場合、基板１の実装面には、レンズ２００の先端部と発光ダイオード１６０の表面との離隔寸法を適長に設定できるように、支持部１１０よりも長さの短い調節部材としての支持部１２０を設けてある。また、支持部１２０の先端面には、凸部１２１を設けてあり、凸部１２１はレンズ体２に形成された孔２０７に嵌合するようにしてある。凸部１１１、１２１の形状を同一にすることにより、共通のレンズ体２を用いることができる。
支持部１１０、１２０は、レンズ体２と基板１の表面との取り付け間隔を所要の長さに調整するための専用の部材でもよく、あるいは、基板１の表面に実装される部品（例えば、抵抗素子、コネクタなど）でもよい。また、支持部１１０、１２０を基板１と別個の部材として、基板１とレンズ体２を固定する際に取り付けるようにしてもよい。
以上説明したように、本発明にあっては、発光ダイオードなどの光源の設置面からの高さが異なる場合であっても、レンズと設置面との間隔を調整することにより、光源の設置面からの高さに関わらず、レンズと光源との離隔寸法を略等しくすることができ、常に所定の方向へ光源の光を照射させることができる。このため、光源の形状又は大きさに応じて異なるレンズ体を使用する必要がなく、光源の形状又は大きさに関わらず共通のレンズ体を使用することができ、コストを低減することができる。
上述の実施の形態では、レンズ体の支持体側に凸部を形成して複数の当接面を設け、基板等の所定面側に凸部を嵌合する孔を設けることにより、所定面とレンズとの取り付け間隔を調整しているが、これと逆でも良い。つまり、基板等の所定面側に凸部を設けて複数の当接面を形成し、レンズ体の支持体側に所定面の凸部を嵌合する孔を設けて、所定面とレンズとの取り付け間隔を調整できるようにしていてもよい。すなわち、凸部及び凸部が嵌合される孔からなる調整部が、それぞれ対応するようにレンズ体と基板等の所定面に設けられていれば、どちらに形成されていてもよい。
上述の実施の形態では、光源として発光ダイオードを用いた例について説明したが、光源は発光ダイオードに限定されるものではなく、電球、蛍光管など他の光源であってもよい。
本発明に係る照明装置の分解斜視図である。 レンズ体の正面図である。 レンズ体の上面図である。 レンズ体の底面図である。 レンズ体を基板に固定した場合の状態を示す説明図である。 レンズ体を基板に固定した場合の状態を示す説明図である。 凸部の形状を円形にした場合の状態を示す説明図である。 凸部の形状を矩形状にした場合の状態を示す説明図である。 凸部の形状を矩形状にした場合の状態を示す説明図である。 側板の外観斜視図である。 カバーの取り付け状態を示す模式図である。 実施の形態２のレンズ体の要部外観図である。 レンズ体を基板に固定した場合の状態を示す説明図である。 レンズ体を基板に固定した場合の状態を示す説明図である。 実施の形態３のレンズ体を基板に固定した場合の状態を示す説明図である。 実施の形態３のレンズ体を基板に固定した場合の状態を示す説明図である。 離隔寸法を多段調整する一例を示す模式図である。 離隔寸法を多段調整する他の例を示す模式図である。 実施の形態５のレンズ周辺の要部外観図である。
符号の説明
１ 基板
２ レンズ体
３ 放熱フレーム
４ カバー
５ 側板
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０８ 孔
１６１、１６２、１７１、１７２ 孔
１１０、１２０ 支持部
１１１、１２１ 凸部
１５０、１６０ 発光ダイオード
２００ レンズ
２０７ 孔
２１０、２２０、２３０、２４０、２６０、２７０ 支持部
２１０ａ、２２０ａ、２３０ａ 当接面（第１の当接面）
２４０ａ、２６０ａ、２７０ａ 当接面
２０２、２２１、２３２、２４１、２６１、２６２、２７１、２７２ 凸部
２０２ａ、２２１ａ、２３２ａ 当接面（第２の当接面）
２４１ａ、２６１ａ、２６２ａ、２７１ａ、２７２ａ 当接面
２０１、２３１ 位置決め部

Claims (8)

  1. 光源の光を集光するレンズを有し、該レンズを前記光源が設置された基板の表面に対向させて固定して取り付けるレンズ体において、
    前記光源の形状又は大きさに関わらず、前記光源と前記レンズとの離隔寸法を、取り付けられた状態で設定される寸法で略一定にすべく、前記基板の表面と前記レンズとの取り付け間隔を調整するための調整部と、
    前記基板の表面に対向する先端面を有し、前記基板の裏面に設けられるフレームに固定するねじが挿通されるねじ孔を形成してあり、前記先端面に前記ねじ孔を間にして対向した矩形状の複数の凸部を有する他の調整部と
    を備え、
    前記先端面のうち前記ねじの頭部の径より内側にある面を前記基板の表面に当接した状態で前記凸部の先端面と前記フレームとの間に隙間を設け、
    前記ねじの頭部の径より内側に前記凸部の一部を配置してあることを特徴とするレンズ体。
  2. 前記調整部は、
    前記所定面に当接してレンズ体を支持するための支持部を備え、
    該支持部に段差のある複数の当接が可能な面を備えることを特徴とする請求項１に記載のレンズ体。
  3. 前記調整部は、
    第１の当接面の一部に形成された凸部を備え、
    該凸部の先端面に第２の当接面を形成してあることを特徴とする請求項２に記載のレンズ体。
  4. 前記調整部は、
    前記第２の当接面の一部にレンズの配置を決定するための位置決め部を備えることを特徴とする請求項３に記載のレンズ体。
  5. 前記レンズ、調整部は、レンズ体として一体成形してあることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のレンズ体。
  6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のレンズ体を備えることを特徴とする光源ユニット。
  7. 前記光源は発光ダイオードであることを特徴とする請求項６に記載の光源ユニット。
  8. 請求項６又は請求項７に記載の光源ユニットを備えることを特徴とする照明装置。
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