JP5302716B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置の組み立て容易にする照明装置に関するものである。

この種の照明装置としては、例えば特許文献１や特許文献２に示すように、光源と、当該光源から射出される光を例えば略平行光に変換するフレネルレンズと、光源及びフレネルレンズを収容するケーシングと、を備える照明装置がある。

これらの照明装置は、ケーシングに切削加工により凹部又は溝を形成して、その凹部又は溝にフレネルレンズを嵌め込むことにより固定するように構成されている。

しかしながら、ケーシングに凹部又は溝を形成するにあたって製造コストがかかってしまうだけでなく、切削かすが発生してしまい環境上好ましいことではない。

また、固定部材によりケーシングにフレネルレンズを締め付け固定するものもあるが、ケーシングとは別に固定部材を設ける必要があり、部品点数が多くなってしまうだけでなく、製造コストがかかってしまうという問題がある。

特開２００５−２５７９５３号公報 特開２００５−２５９４７４号公報

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、照明装置の構成を簡単にし、低コスト化を図りながらも、フレネルレンズ等の光学素子の取り付け及び位置決めを簡単化することをその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係る照明装置は、概略筒形状をなし一端に開口部を有するケーシングと、当該ケーシング内に設けられて前記開口部に向かって光を射出する光源と、前記開口部に設けられた光学素子と、を具備し、前記ケーシングが、前記開口部を形成する端部を内側に折り返して形成された折り返し部に設けられ、前記光学素子に当接する当接面と、前記光学素子を前記ケーシング内で前記当接面に向かって移動させて前記光学素子が前記当接面に接触した状態において、前記光学素子を位置決め固定する位置決め突起と、を有することを特徴とする。

このようなものであれば、光学素子を当接面に接触するように嵌め入れるだけで光学素子の位置決めができるだけでなく、その際に、位置決め突起により固定されるので、ケーシングに切削加工を施すことなく又は別途固定部材（締め付け工具）を設けることなく、光学素子をケーシングに位置決め固定することができる。したがって、照明装置の構成を簡単にし、低コスト化を図りながらも、光学素子のケーシングへの取り付け及び位置決めを簡単に行うことができる。

当接面の具体的な実施の態様としては、前記当接面が、前記折り返し部の先端面であることが望ましい。これならば、光学素子への接触面積を小さくすることができ、光学素子の位置決めを簡単に行うことができる。

折り返し部が光学素子から射出される光を遮らないようにし、光量ロスを低減するためには、前記折り返し部が、前記ケーシングの側壁内面に略密着して形成されていることが望ましい。

位置決め突起を簡単にするとともに、照明装置の部品点数を削減し、製造コストを削減するためには、前記位置決め突起が、前記ケーシングの側壁を内側に凹ませることにより構成されていることが望ましい。

上記構成を簡単に実現するためには、前記ケーシングが板金から形成されていることが望ましい。

複数の照明装置を組み合わせた際に、照射面における照射ムラを可及的に低減するためには、前記光学素子が、前記光源からの光を略平行光に変換するフレネルレンズであることが望ましい。
また、前記フレネルレンズの光射出面に密着するように平板状部材が設けられていることが望ましい。このとき、平板状部材は、光透過性を有する部材であり、例えば、フレネルレンズ、シリンドリカルフレネルレンズ、光学フィルタ又は保護カバー等を挙げることができる。

そして、前記平板状部材が、前記フレネルレンズにより略平行光とされた光を直線状の光に集光させるシリンドリカルフレネルレンズであり、前記フレネルレンズ及び前記シリンドリカルフレネルレンズが、光学フィルタを挟持可能であることが望ましい。

ここで、「密着するように設ける」とは、フレネルレンズ及びシリンドリカルフレネルレンズが互いに直接接触するように設けることの他、フレネルレンズ及びシリンドリカルフレネルレンズの間に他の部材を介在させて設け、当該他の部材にフレネルレンズ及びシリンドリカルフレネルレンズが接触するように設けることを含む。

これならば、フレネルレンズ及びシリンドリカルフレネルレンズ（平板状部材）を密着するように設けることにより、照明装置を小型化することができる。また、フレネルレンズ及びシリンドリカルフレネルレンズ（平板状部材）により光学フィルタを挟持可能としていることにより、別途光学フィルタをケーシングに固定する固定部材を用いることなく、光学フィルタをケーシングに固定することができる。したがって、照明装置の構成を簡単にしつつ小型化することができる。

このように構成した本発明によれば、照明装置の構成を簡単にし、低コスト化を図りながらも、フレネルレンズ等の光学素子の取り付け及び位置決めを簡単化することができる。

本実施形態に係る照明装置の斜視図である。 同実施形態における照明装置の模式的断面図である。 同実施形態における位置調節機構の作用を示す図である。 同実施形態における照明装置の模式的断面図である。

以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。

＜装置構成＞
本実施形態に係る照明装置１００は、図１に示すように、ケーシング２と、導光レンズ（フレネルレンズ）３と、シリンドリカルフレネルレンズ４と、光源５と、位置調節機構６と、を具備するものである。

以下、各部２〜５について説明する。

ケーシング２は、一面に開口部２Ａを有する概略直方体形状の角筒形状をなすものであり、具体的には、一面全体が開口した立方体形状の中空箱形状をなすものである。そして、ケーシング２は、板金により形成されている。また、ケーシング２の内側周面は、光の反射を防ぐための遮光処理（例えば、黒色表面処理など）が施されている。

さらに、ケーシング２の開口部２Ａには、光学素子として、導光レンズであるフレネルレンズ３、シリンドリカルフレネルレンズ４及びシリンドリカルフレネルレンズ４を保護するための保護カバー７が、前方に向かってこの順番で設けられている。保護カバー７は、アクリル樹脂からなる透明薄板であり、シリンドリカルフレネルレンズ４に密着して設けられている。

導光レンズであるフレネルレンズ３は、ケーシング２の開口部２Ａに設けられ、光源５から射出される光を略平行光に変換するものである。このフレネルレンズ３は、ケーシング２の開口部２Ａ（ケーシング２の前面全体）に設けられており、開口部２Ａの正面視形状と概略同一形状をなし、光軸方向から見て矩形形状をなすものである。本実施形態では、ケーシング２が立方体形状をなすものであり、フレネルレンズ３は、光軸方向から見て正方形状をなすものである。つまり、本実施形態の照明装置１００は、立方体の一面全体から光を射出するものである。フレネルレンズ３としては、照明装置１００全体を軽量化するために、軽量薄型の樹脂製レンズであることが好ましい。

シリンドリカルフレネルレンズ４は、ケーシング２の開口部２Ａにおいて、前記フレネルレンズ３の光射出側前方に設けられ、前記フレネルレンズ３により略平行光とされた光を直線状の光に集光させるものである。このシリンドリカルフレネルレンズ４は、前記フレネルレンズ３と同様に、ケーシング２の開口部２Ａ（ケーシング２の前面全体）に設けられており、光軸方向から見て矩形形状をなすものである。本実施形態では、ケーシング２が立方体形状をなすものであり、シリンドリカルフレネルレンズ４は、光軸方向から見て正方形状をなすものである。

また、シリンドリカルフレネルレンズ４は、ケーシング２の開口部２Ａにおいて、フレネルレンズ３に密着するように設けられている。このように、フレネルレンズ３及びシリンドリカルフレネルレンズ４を密着するように設けることにより、照明装置を小型化することができ、また、フレネルレンズ３及びシリンドリカルフレネルレンズ４の間に光学フィルタ（例えば偏光フィルタ）を設ける場合には、別途光学フィルタをケーシング２に固定する固定部材を用いることなく、フレネルレンズ３及びシリンドリカルフレネルレンズ４により光学フィルタを挟持してケーシング２に固定することができる。これによっても、照明装置１００の構成を簡単にしつつ小型化することができる。

光源５は、ケーシング２内に設けられ、フレネルレンズ３に向かって光を射出するものであり、具体的には、フレネルレンズ３の焦点位置近傍に位置するように設けられている。本実施形態の光源５は、単色又は白色のＬＥＤである。なお、複数のＬＥＤ５を設けるようにしても良いし、単一のＬＥＤ５のみを設けるようにしても良い。

位置調節機構６は、ケーシング２の外部に把持部６４が設けられ、当該把持部６４が操作されることによりＬＥＤ５の位置を調節するものである。その構成は、光源保持部６１と、操作連結部６２と、支持部６３と、を備える。

光源保持部６１は、ＬＥＤ５を保持して、ケーシング２内に配置されるものであり、本実施形態では更にＬＥＤ５により発生する熱を放熱する放熱部としての機能を果たす。光源保持部６１は、放熱部としての機能を発揮するために、例えばアルミニウム等の高熱伝導性材料により形成しても良いし、放熱フィンが設けられても良い。

操作連結部６２は、一端が光源保持部６１に接続され、他端に把持部６４が設けられ、ケーシング２の後壁２１に設けられた貫通孔２１ｈに挿通するロッド形状をなすものである。なお、この操作連結部６２に放熱フィン等の放熱機構を設けるようにしても良い。

把持部６４は、操作連結部６２のケーシング２外側端部に設けられた概略球形状をなすものである。また、把持部６４は、ＬＥＤ５の発光の色と同一の色に着色されている。これにより、組み立ての際に、各照明装置１００の照明光の色を容易に視覚的に把握して、組み立ての作業性を向上させることができる。

支持部６３は、ケーシング２と操作連結部６２との間に介在して設けられ、把持部６４が操作されたときに光源保持部６１が移動するように操作連結部６２を支えるものである。本実施形態の支持部６３は、ケーシング２の後壁に設けられた貫通孔２１の周囲近傍に設けられ、ケーシング２の後壁に操作連結部６２を固定させつつ、把持部６４の操作により、操作連結部６２を摺動可能、及び支持部６３を回転中心として回転可能に支持するものである。この支持部６３は、球面滑り軸受（例えばピロボール）により構成することが考えられる。また、支持部６３は、操作連結部６２を周方向から押圧固定する止めねじにより構成しても良いし、弾性部材により構成しても良い。

具体的には、図３に示すように、把持部６４を前方に押し出すことにより、操作連結部６２が支持部６３において摺動して、ＬＥＤ５をフレネルレンズ３に近づけることができる。これにより、フレネルレンズ３から射出される光は、略平行光よりも若干拡開する光となる。また、図４に示すように、把持部６４を上下方向に移動させることにより、操作連結部６２が支持部６３を中心として回転して、ＬＥＤ５を上下方向に移動させることができる。これにより、フレネルレンズ３から射出される光の照射方向を変更することができる。なお、本実施形態の支持部６３は、貫通孔２１からＬＥＤ５からの光が漏れないようにする機能も有する。

＜位置決め固定構造について＞
しかして、本実施形態の照明装置のケーシング２は、図２の部分拡大図に示すように、開口部２Ａを形成する側壁２２の端部を内側に折り返して形成された折り返し部２３に設けられたレンズ当接面２３Ｐと、フレネルレンズ３をレンズ当接面２３Ｐに向かって嵌め入れてフレネルレンズ３がレンズ当接面２３Ｐに接触した状態において、フレネルレンズ３を位置決め固定する位置決め突起２４と、を有する。

本実施形態の折り返し部２３は、ケーシング側壁２２をほぼ１８０度折り曲げて形成され、折り返し部２３の側面が、ケーシング側壁２２の内面に略密着するように形成されている。また折り返し部２３は、ケーシング２の各側壁２２において、その全体に亘って形成されている。

このように折り返し部２３を構成していることにより、レンズ当接面２３Ｐは、折り返し部２３の先端面により構成されている。

また、位置決め突起２４は、ケーシング２の側壁２２をプレス加工により内側に凹ませることにより構成されている。具体的には、ケーシング２の各側壁２２に複数個ずつ設けられている。この位置決め突起２４は、折り返し部２３の先端面（レンズ当接面２３Ｐ）から固定すべきフレネルレンズ３の厚み程度離間して設けられている。これにより、位置決め突起２４により固定されたフレネルレンズ３は、レンズ当接面２３Ｐに接触した状態で、位置決め突起２４からレンズ当接面２３Ｐ側に押圧力を受ける。

最後にこのように構成した照明装置１００においてフレネルレンズ３、シリンドリカルフレネルレンズ４及び保護カバー７の取り付け方法について説明する。

まず、板金を用いてケーシング２を成形する。このとき、プレス加工により、開口部２Ａを形成する端部を折り返すことにより折り返し部２３を形成するとともに、位置決め突起２４を形成する。

そして、フレネルレンズ３をケーシング２内部に収容した後、当該ケーシング２内を位置決め突起２４側からレンズ当接面２３Ｐ側に移動させる。そうすると、フレネルレンズ３が位置決め突起２４を乗り越えて移動し、当該位置決め突起２４を乗り越えると直ちにレンズ当接面２３Ｐに接触する。これによってフレネルレンズ３が位置決め固定される。次に、シリンドリカルフレネルレンズ４を、フレネルレンズ３の光射出側前方から、折り返し部２３により形成される開口部２Ａ内に嵌め込み、フレネルレンズ３に接触した状態で固定する。また、保護カバー７をシリンドリカルフレネルレンズ４の光射出側前方から、折り返し部２３により形成される開口部２Ａ内に嵌め込み、シリンドリカルフレネルレンズ４に接触した状態で固定する。

＜本実施形態の効果＞ このように構成した本実施形態に係る照明装置１００によれば、フレネルレンズ３をレンズ当接面２３Ｐに接触するように嵌め入れるだけで、フレネルレンズ３の位置決めができるだけでなく、その際に、位置決め突起２４により固定されるので、ケーシング２に切削加工を施すことなく又は別途固定部材（締め付け工具）を設けることなく、フレネルレンズ３をケーシング２に位置決め固定することができる。したがって、照明装置１００の構成を簡単にし、低コスト化を図りつつも、フレネルレンズ３のケーシング２への取り付け及び位置決めを簡単に行うことができる。

＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。以下の説明において前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。

例えば、前記実施形態では、レンズ当接面及び位置決め突起によりフレネルレンズのみを挟持する構成であったが、その他、レンズ当接面及び位置決め突起によりフレネルレンズと保護カバー、フレネルレンズと光学フィルタ（強度フィルタ又は偏光フィルタ）と保護カバー、フレネルレンズと樹脂レンズ（シリンドリカルフレネルレンズ又はシリンドリカルフレネルレンズ）、フレネルレンズと光学フィルタと樹脂レンズ、フレネルレンズと光学フィルタと樹脂レンズと保護カバー、フレネルレンズと光学フィルタと樹脂レンズと光学フィルタと保護カバーを挟持する構成としても良い。なお、上記各部材を挟持する場合には、レンズ当接面と位置決め突起との距離を各部材の厚さを合わせたものとする。また、上記レンズ又は保護板の平坦面にＡＲコートを施し、又はＡＲ用フィルムを設けることによって反射防止処理を施しても良い。

また、前記実施形態のレンズ当接面は、折り返し部の先端面により構成されているが、折り返し部をケーシングの側壁に対して略直角に折り曲げて形成されている場合には、折り返し部の内側面により構成しても良い。

さらに、前記実施形態の位置決め突起は、ケーシングの側壁をプレス加工により内側に凹ませることにより構成しているが、別途位置決め突起を構成する部材をケーシングの側壁の内面に取り付けることにより、位置決め突起を構成しても良い。

加えて、前記実施形態のケーシングは、一面全体が開口した立方体形状等の角筒形状をなすものであったが、そのほか、円筒形状であってもよい。

その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・照明装置
２ ・・・ケーシング
２２ ・・・ケーシングの側壁
２Ａ ・・・開口部
３ ・・・フレネルレンズ（導光レンズ）
５ ・・・光源
２３ ・・・折り返し部
２３Ｐ・・・レンズ当接面（折り返し部の先端面）
２４ ・・・位置決め突起

Claims (8)

1. 概略筒形状をなし一端に開口部を有するケーシングと、当該ケーシング内に設けられて前記開口部に向かって光を射出する光源と、前記開口部に設けられた光学素子と、を具備し、
   前記ケーシングが、
   前記開口部を形成する端部を内側に折り返して形成された折り返し部に設けられ、前記光学素子に当接する当接面と、
   前記光学素子を前記ケーシング内で前記当接面に向かって移動させて前記光学素子が前記当接面に接触した状態において、前記光学素子を位置決め固定する位置決め突起と、を有し、
   前記位置決め突起が、前記ケーシングの側壁を内側に凹ませることにより構成されてい る照明装置。
2. 前記当接面が、前記折り返し部の先端面である請求項１記載の照明装置。
3. 前記折り返し部が、前記ケーシングの側壁内面に略密着して形成されている請求項１又は２記載の照明装置。
4. 前記ケーシングが板金から形成されている請求項１、２又は３記載の照明装置。
5. 前記光学素子が、前記光源からの光を略平行光に変換するフレネルレンズである請求項１、２、３又は４記載の照明装置。
6. 前記フレネルレンズの光射出面に密着するように平板状部材が設けられている請求項５記載の照明装置。
7. 前記平板状部材が、前記フレネルレンズにより略平行光とされた光を直線状の光に集光させるシリンドリカルフレネルレンズであり、
   前記フレネルレンズ及び前記シリンドリカルフレネルレンズが、光学フィルタを挟持可能である請求項６記載の照明装置。
8. 前記フレネルレンズ及び前記シリンドリカルフレネルレンズにより光学フィルタが挟持されている請求項７記載の照明装置。