JP5515003B2

JP5515003B2 - 照明装置付き拡大鏡

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Publication number: JP5515003B2
Application number: JP2010090238A
Authority: JP
Inventors: 榮一佐藤; 理人佐藤; 弘泰佐藤
Original assignee: Opto Design Inc
Current assignee: Opto Design Inc
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-04-09
Also published as: JP2011222297A

Description

本発明は、照明装置付き拡大鏡に関し、詳しくは、光源に点光源を用いて、複数の点光源からの光を略均一な照明光にして対象物を照射する照明装置付き拡大鏡に関するものである。

近年、照明装置として白熱電球や蛍光灯に代わり、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと書く）やレーザーダイオードのような指向性の強い点光源が用いられるようになってきている。ＬＥＤは、白熱電球や蛍光灯と比較して、使用電力が小さく、また寿命も長い。

点光源を用いた照明装置は既に様々なものに利用されており、例えば拡大鏡用の照明装置として用いられている。下記特許文献１（特表２００５−５２５５８９号公報）には、拡大鏡の周囲に複数の変色可能なカラーＬＥＤを、拡大鏡の光軸と平行な方向に向くよう設置し、様々な色温度に設定できるよう構成された色制御スイッチによりカラーＬＥＤの照度を調整する照明装置つき拡大鏡の技術が開示されている。

下記特許文献１に開示されている照明装置つき拡大鏡を図７を用いて説明する。ここで、図７は特許文献１に開示されている拡大鏡の平面図である。図７に示されるように、拡大鏡１０１には、拡大レンズ１０２の周囲に設けられた環状ホルダー１０３に、ＬＥＤ群１０４が直接取り付けられており、スイッチ１０５を操作することによってＬＥＤの照度を調節することができ、様々な色温度に設定することができる。

また、下記特許文献２（特開２００７−１８７９４０号公報）には、拡大鏡の片面の外枠に複数の点光源を設けた照明器具が取り付けてあり、該複数の点光源の光軸を拡大鏡中心軸の焦点近傍方向に指向させて集光するよう構成された拡大鏡によって拡大された部分を照明する装置の技術が開示されている。

下記特許文献２に開示されている拡大部を照明する装置を図８を用いて説明する。ここで、図８Ａは特許文献２に開示されている拡大部を照明する装置の上面図、図８Ｂは図８ＡにおけるＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線での断面図である。図８に示されるように、拡大部を照明する装置２０１には拡大鏡２０２の外枠に複数の点光源２０３が取り付けられている。各点光源２０３は、点光源２０３の光軸が拡大鏡２０２の焦点近傍を照射する方向に固定されて取り付けられている。光を照射する方向はある程度調節できる。複数の点光源２０３の向きを拡大鏡２０２の焦点近傍方向に指向させることによって、拡大鏡２０２の焦点近傍に置かれている対象物のみ明るくすることができるとともに、点光源２０３によって発生する熱を、拡大鏡２０２の焦点近傍のみに限定することができる。

特表２００５−５２５５８９号公報特開２００７−１８７９４０号公報

しかしながら、ＬＥＤは指向性が強いため、上記特許文献１に開示されている照明装置つき拡大鏡では、ＬＥＤの設置された真下部分が明るくなり、拡大レンズによって拡大された部分は周囲よりも暗くなってしまい、拡大された部分が見えにくいという問題点があった。また、上記特許文献２に開示されている拡大部照明装置では、拡大鏡の焦点近傍は明るいが、ＬＥＤは指向性が強いために焦点近傍しか明るくならず、対象物が小さい場合は問題ないが、対象物が大きい場合、視認したい範囲全体を照明することができないという問題点があった。

また、ＬＥＤは指向性が強いために、ＬＥＤからの光を直接照明として利用すると、照明範囲中に照度差が生じ、不快な眩しさ、いわゆるグレアが発生してしまう。このため、上記特許文献２に開示された発明を用いて光反射率の高い対象物を見た場合、対象物がＬＥＤからの強い光を反射することによりグレアが発生し、目視することが困難であった。

さらに、上記特許文献１、２共に、ＬＥＤが外部に直接取り付けられているため、ＬＥＤが点灯しているときに誤ってＬＥＤから出た光を直接見てしまう可能性があり、網膜を傷つけるなどの危険があった。

本願発明者は上記問題を解消すべく、種々検討を重ねた結果、点光源をケーシング内に設置し、ケーシングに取り付けた光導通反射板を用いて点光源からの光を面照明へと変換することによって、点光源からの直接光が見えず、拡大鏡で拡大されている範囲全体を均一に照明することが可能な照明装置付き拡大鏡を提供できる本発明を完成するに至ったものである。

上記目的を達成するために、本発明の照明装置付き拡大鏡は、拡大レンズと、前記拡大レンズの周囲に装着された環状の照明装置と、を備えた照明装置付き拡大鏡において、前記照明装置は、中心部に前記拡大レンズが嵌め込まれる貫通穴が形成されていると共に光照射方向に開口部が形成された環状のケーシングと、前記ケーシング内の同一面上に取り付けられた複数の指向性の強い点光源と、前記ケーシングの前記開口部を塞ぐように取り付けられた光導通反射板とを備え、前記ケーシング及び前記光導通反射板は反射率の高い部材で形成され、前記光導通反射板は、前記拡大レンズの光軸方向と垂直となるように取り付けられており、前記光導通反射板は、前記点光源からの距離が長くなるに従って光の透過率が上昇し、光の反射率が低下するように構成されていることを特徴とする。

本発明の照明装置付き拡大鏡においては、前記ケーシングは仕切り板によって小室に仕切られ、前記各小室には一つ以上の前記点光源が設けられていることが好ましい。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、前記各小室の形状と大きさとは、全て同一であることが好ましい。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、前記各点光源は前記光導通反射板と対向する面に設けられていることが好ましい。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、前記各点光源は前記光導通反射板に隣接する面に設けられていることが好ましい。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、前記光導通反射板には、光の透過率および光の反射率を調整するための孔が設けられていることが好ましい。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、前記光導通反射板には、前記点光源の光軸上付近には光の透過率及び光の反射率を調整するための非貫通孔が、その周囲には貫通孔が設けられていることが好ましい。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、前記点光源は、前記各小室の中心よりも内側に設置されていることが好ましい。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、前記ケーシング及び前記光導通反射板は、超微細発泡光反射部材で形成されていることが好ましい。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、前記点光源は単数の発光ダイオードまたは複数の発光ダイオード群であることが好ましい。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、前記照明装置は、前記光導通反射板側が開口している化粧カバーに収容され、前記開口には前記光導通反射板から所定の距離をあけて拡散板が設けられていることが好ましい。

点光源から照射される光は照明範囲が狭く、また、照度も不均一である。この点光源から照射された光を光導通反射板によって照度の均一な面照明へと変換し、拡大レンズで拡大されている範囲全体を照明することによって、拡大レンズで視認される範囲全体を明るくして確認することができる。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、ケーシングの内部を小室に仕切ることによって、各点光源による照明範囲が制限され、各点光源の照明範囲が明確になり、照度の均一化が図りやすくなる。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、各小室の形状と大きさとを全て同一とすることによって、同一性能の点光源を用い、照明範囲全体の照度を均一にすることができる。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、点光源が設置される基板や、点光源同士を繋ぐコネクタを光導通反射板と対向する面側に取り付けることによって、照明装置の高さは高くなってしまうが、外径を小さくすることができ、照明装置付き拡大鏡を小型化できる。また、照明の妨げとならない。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、点光源を設置している基板や、点光源同士を繋ぐコネクタを光導通反射板に隣接する面側に取り付けることによって、照明装置の外径は大きくなってしまうが、高さを低くすることができ、照明装置付き拡大鏡を薄型化できる。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、カッティングプロッタや打ち抜きなどの簡易な方法で光導通反射板に孔を設けることができる。これにより、容易かつ安価に光の透過率および光の反射率を調整することができる。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、光導通反射板における点光源の光軸上付近に非貫通孔を設けることによって、点光源からの直接光が照明装置から出ていかなくなり、直接光を直視することがなくなる。すなわち、光源を直接見て目を傷つける危険性のない、安全性の高い照明装置付き拡大鏡を提供することができる。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、点光源を各小室の中心よりも内側に設置することによって、拡大レンズで拡大された範囲全体を均一な照度で照明しやすくなる。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、ケーシングおよび光導通反射板を形成する部材として、高光反射率及び低光透過率である超微細発泡光反射部材を用いることによって、点光源から照射された光を損失することなく、高い効率で利用することができる。

発光ダイオードは、現在照明として広く使用されている棒状の蛍光灯と比較して、消費電力が小さく、寿命が長い。したがって、光源として発光ダイオードを使用することにより、消費電力が小さく、寿命の長い照明装置を提供することができる。

また、本発明の照明装置付き拡大鏡においては、化粧カバーを取り付けることによって、照明装置が外部からの衝撃などから防護される。また、照明装置の前面に拡散板が設けられることによって、照明装置から照射された光を更に均一にすることができる。

図１Ａは本発明の実施例における照明装置付き拡大鏡の外観斜視図、図１Ｂは図１ＡにおけるＩＢ−ＩＢ断面図である。本発明の実施例における照明装置付き拡大鏡の一部分解図である。本発明の実施例における照明装置を取り付けた状態とは天地逆としたものの外観斜視図である。図３における照明装置の分解斜視図である。本発明の実施例における光導通反射板の一部拡大図であり、図４におけるＡで囲まれた部分の拡大平面図である。図６Ａは照明装置３の内側側板部３２側に点光源３６を配置したものの断面図、図６Ｂは照明装置３の内側側板部３２側に点光源３６を配置した場合の光導通反射ユニットの上面図、図６Ｃは照明装置３の外側側板部３３側に点光源３６を配置したものの断面図、図６Ｄは照明装置３の外側側板部３３側に点光源３６を配置した場合の光導通反射ユニットの上面図である。図７は特許文献１に開示されている拡大鏡の平面図である。図８Ａは特許文献２に開示されている照明装置の上面図、図８Ｂは図８ＡにおけるＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線での断面図である。

以下、本発明の具体例を実施例及び図面を用いて詳細に説明する。但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための照明装置付き拡大鏡を例示するものであって、本発明をこの照明装置付き拡大鏡に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態の照明装置付き拡大鏡にも等しく適応し得るものである。

以下、図１、図２を参照して本発明の実施例における照明装置付き拡大鏡の概要について説明する。なお、図１Ａは本発明の実施例における照明装置付き拡大鏡の外観斜視図、図１Ｂは図１ＡにおけるＩＢ−ＩＢ断面図、図２は本発明の実施例における照明装置付き拡大鏡の一部分解図である。

本実施例における照明装置付き拡大鏡１は、対象物を拡大する拡大レンズ２と、拡大レンズ２の周囲に設置された化粧カバー部４と、化粧カバー部４内に取り付けられた照明装置３と、化粧カバー部４に接続された支持柱５、支持柱５に接続され、照明装置付き拡大鏡１全体を支える台座６とで構成されている。

拡大レンズ２には、通常良く使用されている凸レンズやフレネルレンズなどが用いられる。本実施例においては平面視で円形状である直径１３．５ｃｍの凸レンズが用いられている。なお、拡大レンズ２の大きさ、形状はこれに限定されるものではない。

拡大レンズ２の周囲には中心に拡大レンズ２が取り付けられる直径１３．５ｃｍの貫通穴が設けられた、直径２１．５ｃｍのドーナツ型の形状である化粧カバー部４が設置されている。化粧カバー部４内には照明装置３が取り付けられている。照明装置３の詳細については後述する。化粧カバー部４は照明装置３の光出射方向側が開口している。
この開口を塞ぐように、開口全体に拡散板を設けてもよい。拡散板を設けることによって、照明装置から照射された照明光が散乱し、より均一な照明光を得ることができる。

化粧カバー部４は支持柱５に接続されており、支持柱５は台座６に接続されている。台座６は矩形状である。支持柱５は拡大レンズ２の焦点位置を調節できるよう、可撓性がある部材で構成されている。また、台座６の代わりにクリップを取り付け、机などの端にかませられるようにし、様々な場所に固定できるようにしてもよい。

化粧カバー部４、支持柱５、台座６は金属やプラスチック、カーボンファイバーなど一定の強度を持った物質で形成されている。化粧カバー部４と支持柱５、支持柱５と台座６とはネジやナットなどで機械的に接合したり、溶着などで接合したりされている。

図３、図４を参照して本発明の実施例における照明装置３について説明する。なお、図３は本発明の実施例における照明装置を取り付けた状態とは天地逆としたものの外観斜視図、図４は図３における照明装置の分解斜視図である。

照明装置３は、指向性の強い複数の点光源３６と、点光源３６が設置されている基板７（図２参照）と、点光源３６を配置するための孔を設けた平板部３５と平板部３５から垂直に立設されている外側側板部３３、内側側板部３２、および仕切り板３４とで構成され、平板部３５と対向する面は開口しているケーシング３０と、外側側板部３３、内側側板部３２、および仕切り板３４とに支持され、開口を閉塞するよう取り付けられた光導通反射板３１とで構成されている。

ケーシング３０の平板部３５、外側側板部３３、内側側板部３２および仕切り板３４と、光導通反射板３１には光反射率が高く、かつ、光透過率が低い部材を用いるのが望ましい。例えば超微細発泡光反射部材（ＭＣＰＥＴ：光反射率９８％、光透過率１％、光吸収率１％）や、チタンホワイトの微粒子をエマルジョン化したものなどである。

点光源３６には発光ダイオードやレーザダイオードが単体のものまたは複数集合したものが用いられている。本実施例では点光源３６は、点光源３６の光軸と拡大レンズ２の光軸とが平行であり、また、対象物方向を向いた状態に配置されている。

点光源３６は基板７に設置されている。点光源３６に熱がこもらないよう、基板７は熱伝導性の高い部材、例えばアルミニウムなどで構成されている。本実施例に用いられている基板７はアルミニウムの上に絶縁材、絶縁材の上に銅箔によって電気接続部が構成されたアルミニウム基板を用いている。これ以外に、単にアルミニウム板にフレキシブルプリント基板を取り付けたものなどでもよい。

ケーシング３０の平板部３５の形状は外周の一辺の長さが３ｃｍである正２４角形の多角形の内部から、縮小した相似形状である一辺の長さが１．７ｃｍの小正２４角形を同心状にくりぬいた、いわゆるドーナツ形状である。ドーナツ形状の外側には高さ１ｃｍの外側側板部３３が垂直に立設され、内側には高さ１ｃｍの内側側板部３２が垂直に立設されている。また、仕切り板３４は、平板部３５を１２等分するように、平板部３５から垂直に立設されている。仕切り板３４の高さも外側側板部３３、内側側板部３２同様１ｃｍである。この外側側板部３３、内側側板部３２、および仕切り板３４によって、ケーシング３０には小室３０_１〜３０_１２が形成されている。仕切り板３４は上縁に鉤爪部（図示省略）を有し、光導通反射板３１に設けられている、光透過率を調整するための開口に嵌め込まれることにより、光導通反射板と機械的に接合される。光導通反射板３１の詳細な説明は後述する。

各小室３０_１〜３０_１２には点光源３６が一つずつ配置されている。点光源３６は各小室の中心部に配置されているが、各小室の中心部から内側側板部３２に近い位置に配置してもよい。内側側板部３２に近い位置に配置することによって、点光源３６の光が内側にも届きやすくなり、拡大レンズ２で拡大された範囲全体をより均一に照明することができる。

以下、図４、図５を参照して本発明の実施例における照明装置付き拡大鏡１に用いられている光導通反射板３１について説明する。なお、図５は本発明の実施例における光導通反射板３１の一部拡大図であり、図４におけるＡで囲まれた部分の拡大平面図である。

光導通反射板３１は、外側側板部３３、内側側板部３２および仕切り板３４とで支持されている。ケーシング３０の開口部を閉塞するように取り付けられた光導通反射板３１は、各小室３０_１〜３０_１２に対応するように同じパターンの開口が設けられた光導通反射ユニット３１Ａが、１２個連接されて構成されている。

光導通反射ユニット３１Ａには、点光源３６の真上部分を中心として光導通反射板に同心状に溝が切られた弧状溝で構成された中央反射部３１ａと、その外側に設けられ、貫通した円形孔で構成された外方反射部３１ｂとが設けられている。弧状溝や円形孔は打ち抜きやカッティングプロッタによって形成される。光導通反射ユニット３１Ａに設けられた開口の大きさは、中心から離れるに従って、所定領域に対する開口の面積の割合が大きくなるように設定される。外方反射部３１ｂの外側には、仕切り板３４に設けられている鉤爪部が嵌め込まれる開口Ｓが設けられている。点光源３６の真上部分付近に設けられた弧状溝は非貫通にしてもよい。点光源３６の真上部分付近に設けられた弧状溝を非貫通にすることによって、点光源３６からの直接光が照明装置から出ていかなくなり、直接光を直視することがなくなる。

弧状溝の幅、長さと円形孔の大きさは、詳しくは、所定領域に対する開口面積の割合をＡ、光導通反射ユニット３１Ａの中心からの距離をｘとし、ｂおよびｃを定数とすると、概略
Ａ＝ｂｘ^２＋ｃ ―――――（１）
の関係式を満たすように設定される。
また、中央反射部３１ａの中心部分を非貫通孔とすることにより、点光源３６からの光が直接出てこなくなり、いわゆるグレアの発生が防止できる。また、弧状溝は弧状である必要はなく、（１）式を満たす幅、長さであれば、同心の多角形状の溝などであってもよい。さらに、外方反射部３１ｂに設けられている円形孔は円形である必要はなく、（１）式を満たす大きさであれば三角形や四角形、星型など、どんな形状であってもよい。

また、本実施例では光導通反射板３１に設ける開口の配置を平面視で俵積み状に互い違いに配置したが、直交格子状や、六方格子状に配置してもよい。

次に、図６を参照して本発明の変形例を説明する。なお、図６Ａは照明装置３の内側側板部３２側に点光源３６を配置したものの断面図、図６Ｂは照明装置３の内側側板部３２側に点光源３６を配置した場合の光導通反射ユニット３１Ｂの上面図、図６Ｃは照明装置３の外側側板部３３側に点光源３６を配置したものの断面図、図６Ｄは照明装置３の外側側板部３３側に点光源３６を配置した場合の光導通反射ユニット３１Ｃの上面図である。

図６Ａ、図６Ｃに示されるように、これらの実施例では点光源３６を内側側板部３２若しくは外側側板部３３に取り付け、いわゆるエッジ型の照明装置としている。この場合、光導通反射ユニット３１Ｂ、３１Ｃに設ける孔の大きさは、図６Ｂ、図６Ｄに示すように、点光源３６に近いところから順に大きくなっていくよう形成されている。また、点光源３６としてＬＥＤを用いており、ＬＥＤは指向性が強いため、点光源３６からの距離が等しくとも、ＬＥＤの光軸からの傾きが大きい点と小さい点とで照度が異なってしまう。従って、光源からの距離だけでなく、光軸からの傾きが大きくなるに従って、孔の大きさを大きくするよう形成されている。

上記のように、点光源３６を平板部３５ではなく、内側側板部３２や外側側板部３３に取り付けることによって、点光源３６を取り付けている基板や、光源のアダプタ（図示せず）も側面に置くことができ、照明装置３を薄型にできる。

以上本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成を取ることができる。
例えば、拡大レンズ２の形状は、長方形状、楕円形状などを選択することができる。拡大レンズ２の形状によって、拡大レンズ２の周囲を覆っている化粧カバー部４、化粧カバー部４内に設置されている照明装置３の形状も変更される。つまり、拡大レンズ２の形状が長方形状であれば化粧カバー部４、照明装置３の形状も長方形状とし、拡大レンズ２の形状が楕円形状であれば化粧カバー部４、照明装置３の形状も楕円形状とする。
また、拡大レンズ２のサイズを小さくし、支持柱５に代えて持ち手部分とすることで、手持ち型の照明装置付き拡大鏡とすることもできる。

１照明装置付き拡大鏡
２拡大レンズ
３照明装置
３２内側側板部
３３外側側板部
３４仕切り板
３５平板部
３６点光源
４化粧カバー部
５支持柱
６台座
７基板

Claims

拡大レンズと、前記拡大レンズの周囲に装着された環状の照明装置と、を備えた照明装置付き拡大鏡において、
前記照明装置は、中心部に前記拡大レンズが嵌め込まれる貫通穴が形成されていると共に光照射方向に開口部が形成された環状のケーシングと、前記ケーシング内の同一面上に取り付けられた複数の指向性の強い点光源と、前記ケーシングの前記開口部を塞ぐように取り付けられた光導通反射板とを備え、
前記ケーシング及び前記光導通反射板は反射率の高い部材で形成され、
前記光導通反射板は、前記拡大レンズの光軸方向と垂直となるように取り付けられており、
前記光導通反射板は、前記点光源からの距離が長くなるに従って光の透過率が上昇し、光の反射率が低下するように構成されていることを特徴とする照明装置付き拡大鏡。
前記ケーシングは仕切り板によって小室に仕切られ、
前記各小室には一つ以上の前記点光源が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置付き拡大鏡。
前記各小室の形状と大きさとは、全て同一であることを特徴とする請求項２に記載の照明装置付き拡大鏡。
前記各点光源は前記光導通反射板と対向する面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置付き拡大鏡。
前記各点光源は前記光導通反射板に隣接する面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置付き拡大鏡。
前記光導通反射板には、光の透過率および光の反射率を調整するための孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置付き拡大鏡。
前記光導通反射板には、前記点光源の光軸上付近には光の透過率及び光の反射率を調整するための非貫通孔が、その周囲には貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の照明装置付き拡大鏡。
前記点光源は、前記各小室の中心よりも内側に設置されていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置付き拡大鏡。
前記ケーシング及び前記光導通反射板は、超微細発泡光反射部材で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置付き拡大鏡。
前記点光源は単数または複数の発光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の照明装置付き拡大鏡。
前記照明装置は、前記光導通反射板側が開口している化粧カバーに収容され、前記開口には前記光導通反射板から所定の距離をあけて拡散板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置付き拡大鏡。