JP5554050B2

JP5554050B2 - 液晶レンズを用いる発光装置

Info

Publication number: JP5554050B2
Application number: JP2009266627A
Authority: JP
Inventors: 直景岸本; 和雄吉田; 秀雄宮城; 伸通西浜
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2029-11-24
Also published as: JP2011113674A

Description

本発明は、発光部から出力光を液晶レンズにより集めて配光する発光装置に関する。

従来から、発光部から照射される出力光を液晶レンズで集めて配光する指向性を有する発光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。図１４は、このような発光装置１０１の構成を示す。発光装置１０１は、ケース１０２と、ケース１０２に収容される発光部１０３と、発光部１０３からの出力光を集めて配光する液晶レンズ１０４と、を備える。液晶レンズ１０４は、給電ライン１０９を介して制御回路１０６と電気的に接続されている。

発光装置１０１は、制御回路１０６から液晶レンズ１０４を駆動制御するための電力が供給されて、液晶レンズ１０４の屈折率が調整されることにより、光の照射範囲を制御する。ところで、ケース１０２と液晶レンズ１０４の位置決めは、液晶レンズ１０４と発光部１０３の光軸が合致していないと適切な配光特性が得られないので、高い精度が要求される。しかし、この発光装置１０１では、ケース１０２と液晶レンズ１０４の位置決めの精度を上げるための手段を有していないので、正確に位置決めすることが容易でない。

特開２００５−３１７８７９号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ケースと液晶レンズを係り合わせるだけで、液晶レンズと発光部の各光軸を合致させることができ、容易に液晶レンズの適切な配光特性を得ることができる発光装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、発光部と、前記発光部を収容するケースと、前記ケースの開口に臨むように配置される液晶レンズと、を備えた発光装置であって、前記ケース及び液晶レンズとは、当該ケースの開口側にある端面上に半円筒状に形成された凸部、及び前記液晶レンズの透明基板の周縁を切り取って半円状に形成された凹部が相互に係り合うことにより位置決めされる係合部を有し、前記係合部同士が係り合い、位置決めされたとき、液晶レンズと発光部の各光軸が合致するようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発光装置において、前記係合部は、前記液晶レンズへの給電手段を有するものである。

請求項１の発明によれば、ケースと液晶レンズをそれら係合部同士を係り合せるだけで、ケースと液晶レンズが位置決めされ、液晶レンズと発光部の各光軸を合致させることができるので、容易に液晶レンズの配光制御を適切に行うことができる。

請求項２の発明によれば、係合部が液晶レンズへの給電手段を有するので、係合部を相互に係り合せるだけでケースと液晶レンズの位置決めが行われると共に、液晶レンズへの給電構造が実現される。

本発明の第１の実施形態に係る発光装置の平面図。図１のＡ−Ａ線断面図。同発光装置の液晶レンズとケースの係合部の拡大斜視図。透明電極が設けられている各透明基板の平面図。同発光装置の変形例の平面図。図５のＢ−Ｂ線断面図。同発光装置の他の変形例の平面図。図７のＣ−Ｃ線断面図。本発明の第２の実施形態に係る発光装置の平面図。図９のＤ−Ｄ線断面図。透明電極が設けられている各透明基板の平面図。同発光装置の液晶レンズと給電コネクタの斜視図。同発光装置の変形例の平面図。従来の発光装置の断面図。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る発光装置について、図１乃至図４を参照して説明する。図１乃至図３に示されるように、発光装置１は、ケース２と、ケース２に収容される発光部３と、発光部３からの出力光を集めて配光する液晶レンズ４と、発光部３を点灯制御する点灯回路５と、液晶レンズ４を駆動制御する制御回路６と、を備える。ケース２は、液晶レンズ４と係合される２つの凸部２１（係合部）を有する。液晶レンズ４は、前記凸部２１と係合される２つの凹部４１（係合部）を有し、ケース２の開口２２に臨むように配置される。凸部２１と凹部４１が相互に係り合うことによって、ケース２と液晶レンズ４の位置決め及び機械的接続が行われる。液晶レンズ４は、供給される電圧に応じて屈折率が調整され、光の照射範囲を制御する。

ケース２は、一方側に開口２２を有した筒形状であり、発光部３からの出力光を液晶レンズ４へ向けて反射する反射板２３と、を有する。反射板２３は、ケース２の開口２２側へ向けて拡径した椀状に形成され、内面に光反射率の高いアルミニウムが蒸着された樹脂構造体から成る。また、ケース２は、点灯回路５と、制御回路６と、発光部３と点灯回路５を繋ぐ給電ライン７と、液晶レンズ４と制御回路６を繋ぐ給電ラインと、を収容する。点灯回路５と制御回路６への電源供給は、外部電源（図示せず）から行われる。

凸部２１は、開口２２側にある端面２４上に半円筒状に形成され、液晶レンズ４の凹部４１と係り合うとき、液晶レンズ４と発光部３の各光軸（図２の一点鎖線）が合致するように、端面２４への設置位置が調整されている。なお、図３においては分り易くするため、凸部２１と凹部４１の端面同士が接触していないが、実際にはこれらは密着される。

発光部３は、例えば、ＬＥＤチップ、蛍光灯、白熱灯、高輝度放電灯などで構成される。液晶レンズ４は、２枚の円板形状に形成された透明基板４２、４３と、透明基板４２、４３に封入される液晶４４と、液晶４４に電圧を印加する透明電極４５と、透明基板４２、４３間に液晶４４を封じ込めるシール材４６と、を有する。凹部４１は、透明基板４２、４３の周縁を切り取って半円状に形成される。透明基板４２、４３は、ガラス板や透明なプラスチック板などから成る。透明電極４５は、ＩＴＯ透明導電膜から成り、図２において上側の透明基板４２に設けられた中心電極５１及び帯状電極５２、５３と、下側の透明基板４３に設けられた円状電極５４とから構成される。

図４（ａ）（ｂ）に示されるように、上側の透明基板４２に設けられた電極５１〜５３は、引出電極５１ａ、５２ａ、５３ａをそれぞれ有し、下側の透明基板４３に設けられた円状電極５４は、５４ａを有する。凹部４１は、電極５１〜５４と引出電極５１ａ〜５４ａが設けられていない箇所に設けられる。各引出電極５１ａ〜５４ａは、制御回路６と繋がった給電ラインと電気的に接続される。

中心電極５１は円状に形成され、帯状電極５２、５３はＣ字の相似形状にそれぞれ形成され、中心電極５１の外周に各Ｃ字の切欠部分の開口方向が揃えられて配置される。これら電極５１〜５４の形状は、上記に限定されず、例えば、上側の透明基板４２に設けられた中心電極５１及び帯状電極５２、５３と同じ形状の電極が、下側の透明基板４３に設けられていてもよい。

液晶レンズ４は、制御回路６による制御の下、中心電極５１、帯状電極５２、５３及び円状電極５４にそれぞれ異なる電圧が印加されることにより、液晶４４内の液晶分子の配光が制御されて、液晶４４の屈折率を調整することができる。

上記のように構成された本実施形態の発光装置１においては、ケース２の凸部２１と液晶レンズ４の凹部４１とを係り合せるだけで、ケース２と液晶レンズ４が位置決めされ、これにより、液晶レンズ４と発光部３の各光軸が合致するので、容易に液晶レンズ４の配光制御を適切に行うことができる。

図５及び図６は、本実施形態の第１の変形例に係る発光装置１を示す。この変形例は、上記構成に加えて、液晶レンズ４をケース２にネジ４８を用いて固定するようにしたものである。ネジ４８は、ケース２のネジ穴２５と、透明基板４２、４３に設けられた孔４７とを挿通して取り付けられる。ネジ穴２５は、ケース２の開口２２側の端面２４を貫通して形成される。この構成により、液晶レンズ４は、ケース２の凸部２１と係り合う凹部４１と、ネジ４８とによって固定され、ケース２への機械的接続が確実となる。

図７及び図８は、本実施形態の第２の変形例に係る発光装置１を示す。この変形例は、互いに係り合うケース２の凸部２１と液晶レンズ４の凹部４１の個数を増やしたものである。この例では、液晶レンズ４は、３個の凸部２１と３個の凹部４１が係り合ってケース２に保持される。これにより、液晶レンズ４のケース２への機械的接続が確実となる。なお、凸部２１と凹部４１は、それぞれ４個以上設けられてもよい。

（第２の実施形態）
図９乃至図１２は、第２の実施形態に係る発光装置１を示す。上記第１の実施形態では、ケース２と液晶レンズ４との係合部が凸部と凹部とにより構成されたものを示したが、第２の実施形態では、係合部が凸部と凹部に代えて、給電手段により構成されている。この給電手段は、ケース２に設けた給電コネクタ８と、これと係り合う液晶レンズ４に設けた金属ピン６１〜６４とにより構成される。

給電コネクタ８は、バネ性のある金属導電部８１を保持する絶縁性の樹脂成型部８２から成り、ケース２の開口２２側にある端面２４に埋め込まれて設置される。金属導電部８１は、制御回路６と繋がった給電ライン９と電気的に接続されている。金属ピン６１〜６４は、引出電極５１ａ〜５４ａとそれぞれ繋がっており、液晶レンズ４のケース２と接触する面から立設して形成されている。

金属ピン６１〜６４が給電コネクタ８の金属導電部８１に挿入されて係り合うことにより電気的及び機械的に接続され、ケース２と液晶レンズ４の位置決め、及び液晶レンズ４への給電構成が得られる。液晶レンズ４は、制御回路６から給電ライン９、給電コネクタ８、金属ピン６１〜６４及び引出電極５１ａ〜５４ａを順に介して電力が供給される。

上記のように構成された本実施形態の発光装置１においては、金属ピン６１〜６４と、給電コネクタ８とを相互に係り合せるだけで、ケース２と液晶レンズ４の位置決めが行われると共に、液晶レンズ４への給電構造が実現される。

図１３は、本実施形態の変形例に係る発光装置１を示す。この変形例は、上記構成に加えて、上記の第１の実施形態の第１の変形例と同様に、液晶レンズ４をケース２にネジ４８を用いて固定するようにしたものである。これにより、液晶レンズ４は、ケース２の給電コネクタ８に挿入される金属ピン６１〜６４と、ネジ４８とによって保持されるので、ケース２への機械的接続が確実となる。

なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ケース部の凸部が平面視において半円形状で形成されているものを示したが、凸部が矩形状又は三角形状などで形成されているものであっても構わない。凸部の形状を変形させた場合、液晶レンズの凹部も凸部の形状に対応した形状に形成される。

１発光装置
２ケース
２１凸部（係合部）
２２開口
３発光部
４液晶レンズ
４１凹部（係合部）
６１、６２、６３、６４金属ピン(係合部、給電手段)
８給電コネクタ（係合部、給電手段）

Claims

発光部と、前記発光部を収容するケースと、前記ケースの開口に臨むように配置される液晶レンズと、を備えた発光装置であって、
前記ケース及び液晶レンズとは、当該ケースの開口側にある端面上に半円筒状に形成された凸部、及び前記液晶レンズの透明基板の周縁を切り取って半円状に形成された凹部が相互に係り合うことにより位置決めされる係合部を有し、
前記係合部同士が係り合い、位置決めされたとき、液晶レンズと発光部の各光軸が合致するようにしたことを特徴とする発光装置。
前記係合部は、前記液晶レンズへの給電手段を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。