(57)【要約】【課題】境界線をきれいに表示することができる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置は、被照射面を照射して形成される暗部と明部との境界線を利用して表示形状を被照射面に表示し、複数個のＬＥＤ２３を有する光源ユニットを備え、複数個のＬＥＤ２３は表示形状に対応して配され、隣接するＬＥＤ２３の隙間が、０〜１ｍｍの範囲内にある。【選択図】図３
2020072067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照射面を照射して形成される暗部と明部との境界線を利用して表示形状を前記被照射面に表示する照明装置において、
複数個のＬＥＤを有する光源ユニットを備え、
前記複数個のＬＥＤは前記表示形状に対応して配され、
隣接するＬＥＤの隙間が、０〜１ｍｍの範囲内にある
照明装置。
【請求項２】
前記光源ユニットの光出射側に、前記表示形状に対応して貫通孔を有する遮光ユニットを備え、
前記貫通孔は、前記複数個のＬＥＤの光出射面に対向し、前記複数個のＬＥＤの光出射面の合計面積よりも小さい開口面積を有する
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記貫通孔を通過した光を平行光に変換した後に前記被照射面に向けて集光するレンズユニットと、
前記遮光ユニットと前記レンズユニットとの間に配され、前記貫通孔を通過した光を拡散する拡散ユニットと
を備え、
前記レンズユニットは、１枚以上のフレネルレンズを有し、
前記貫通孔は、対向するＬＥＤの光出射面より小さく、
前記遮光ユニットと前記ＬＥＤとの隙間が、０〜２ｍｍの範囲にある
請求項２に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被照射面を照射して所望の形状を表示する照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被照射面を照射して、被照射面の暗部と明部との境界線を利用して所望の形状を表示する照明装置として、ＬＥＤを用いた装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
特許文献１の照明装置は、「ＬＥＤ発光素子を用いたＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源からの光を屈折させて、所定の位置において、前記ＬＥＤ光源の光軸方向から見た前記ＬＥＤ発光素子の発光形状の像を拡大して結ばせる第１屈折要素と、前記ＬＥＤ光源及び前記第１屈折要素を収容し、前記第１屈折要素から出た光を外部に射出する光射出口を有するケーシングと、を備える」とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３９４４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１におけるパターン形成用照明装置では、明太暗部との境界線がぼやける傾向にある。
本発明が解決しようとする課題は、境界線をきれいに表示することができる照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様である照明装置は、被照射面を照射して形成される暗部と明部との境界線を利用して表示形状を前記被照射面に表示する照明装置において、複数個のＬＥＤを有する光源ユニットを備え、前記複数個のＬＥＤは前記表示形状に対応して配され、隣接するＬＥＤの隙間が、０〜１ｍｍの範囲内にある。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の照明装置によれば、暗部と明部の境界をきれいに表示できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る照明装置の一部を切り欠いた斜視図である。
【図２】（ａ）は照明装置の側面図であり、（ｂ）は照明装置の縦断面図である。
【図３】照明装置を遮光板の表側から遮光板を見た拡大図である。
【図４】光源部周辺の拡大図である。
【図５】変形例１に係る照明装置を遮光板の表側から見た拡大図である。
【図６】（ａ）は変形例２Ａに係る照明装置を遮光板の表側から見た拡大図であり、（ｂ）は変形例２Ｂに係る照明装置を遮光板の表側から見た拡大図である。
【図７】変形例３に係る照明装置の使用状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜概要＞
本発明の一態様に係る照明装置は、被照射面を照射して形成される暗部と明部との境界線を利用して表示形状を前記被照射面に表示する照明装置において、複数個のＬＥＤを有する光源ユニットを備え、前記複数個のＬＥＤは前記表示形状に対応して配され、隣接するＬＥＤの隙間が、０〜１ｍｍの範囲内にある。なお、「Ａ〜Ｂ」の表示は、「Ａ」及び「Ｂ」の数値は含むものとする。
本発明の別態様に係る照明装置において、前記光源ユニットの光出射側に、前記表示形状に対応して貫通孔を有する遮光ユニットを備え、前記貫通孔は、前記複数個のＬＥＤの光出射面に対向し、前記複数個のＬＥＤの光出射面の合計面積よりも小さい開口面積を有する。これにより、暗部と明部の境界をさらにきれいに表示できる。
本発明の別態様に係る照明装置において、前記貫通孔を通過した光を平行光に変換した後に前記被照射面に向けて集光するレンズユニットと、前記遮光ユニットと前記レンズユニットとの間に配され、前記貫通孔を通過した光を拡散する拡散ユニットとを備え、前記レンズユニットは、１枚以上のフレネルレンズを有し、前記貫通孔は、対向するＬＥＤの光出射面より小さく、前記遮光ユニットと前記ＬＥＤとの隙間が、０〜２ｍｍの範囲にある。
【０００９】
＜実施形態＞
以下に実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
１．全体構成
主に図１及び図２を用いて説明する。
照明装置１は、被照射面を照射して形成される被照射面の暗部と明部との境界線を利用して所望の形状を表示する。この形状を「表示形状」ともいい、ここでは第１方向に延伸する直線状、つまり「−」状をしている。
照明装置１は、光源ユニット２と遮光ユニット３と少なくとも備える。照明装置１はレンズユニット４を備えてもよい。照明装置１は拡散ユニット５を備えてもよい。照明装置１は冷却ユニット６を備えてもよい。
本実施形態の照明装置１は、光源ユニット２、遮光ユニット３、レンズユニット４及び冷却ユニット６を筐体７内に備える。なお、照明装置１は、図外の電源ユニットと接続されている。
なお、照明装置１から光が出射される方向を表側又は前側とし、光が出射される側から照明装置１を見た状態を基準して、左右方向を幅方向ともいい、上下方向を高さ方向ともいう。
以下、各ユニット等について説明する。
【００１０】
２．各ユニット
（１）光源ユニット
光源ユニット２は、実装基板２１と、実装基板２１に実装された１個又は複数個のＬＥＤ２３とから構成される。ここでは、複数個のＬＥＤ２３から構成される。
実装基板２１は、絶縁板の表面に配線パターンが形成された配線基板である。実装基板２１は電源ユニットと電気的に接続される。
ＬＥＤ２３は表面実装タイプの発光素子である。ＬＥＤ２３の裏面がバンプや半田により実装基板２１に実装される。
ＬＥＤ２３は、図３に示すように、複数個（例えば、６個である）あり、幅方向に一列に配されている。ここで、複数個のＬＥＤ２３が並ぶ方向を配設方向とし、上記第１方向と一致する。複数個のＬＥＤ２３は配設方向に密着して実装されている。つまり、配設方向に隣接するＬＥＤ２３の隙間は、０〜１．０ｍｍの範囲内となるように実装されている。これにより、被照射面において明部が、ＬＥＤ２３の配設方向に連続した１つの領域で表示される。
実施形態の光源ユニット２は、図１及び図２に示すように、冷却ユニット６の表面に取り付けられている。
【００１１】
（２）遮光ユニット
遮光ユニット３は少なくとも遮光板３１を有する。遮光ユニット３は、図２に示すように、遮光板３１と、遮光板３１の位置を調整するためのスペーサ３３とを備える。
遮光板３１は、図３に示すように、表示形状に対応した貫通孔３１ａを有する。ここでの表示形状は一直線であるため、貫通孔３１ａは表側から見ると幅方向に長い矩形状をしている。貫通孔３１ａは、幅方向に１列に並ぶ複数個のＬＥＤ２３の表面（光出射面）に対向するように配され、複数個のＬＥＤ２３表面の合計面積よりも小さい開口面積を有する。
表側から遮光ユニット３側を見ると、ＬＥＤ２３における配設方向の端縁を除く端縁がどの角度からも見えないように、貫通孔３１ａが設けられている。なお、見えない端縁は、ＬＥＤ２３の配設方向と平行な端縁である。換言すると、複数個のＬＥＤ２３の全体で構成される全体領域の面積よりも貫通孔３１ａの開口面積が小さく、表側から遮光ユニット３側を見ると、ＬＥＤ２３の全体領域の周縁よりも内側に貫通孔３１ａが存在する（なお、全体領域の周縁は見えない）。
遮光ユニット３がＬＥＤ２３の表面と接触している場合、貫通孔３１ａの周縁は全体領域の周縁よりも０．１〜０．５ｍｍの範囲内の距離で内側に位置する。
【００１２】
遮光板３１は、図４に示すように、ＬＥＤ２３の表面に近接又は接触するように、設けられている。つまり、遮光板３１は、ＬＥＤ２３との隙間が０〜２ｍｍの範囲内になるように配されている。換言すると、表側から見たときに、遮光板３１の貫通孔３１ａからＬＥＤ２３における配設方向と平行な端縁がどの角度からも見えないように、遮光板３１が配されている。本実施形態では、遮光板３１はＬＥＤ２３に接触している。これにより、発光中のＬＥＤ２３の熱を遮光板３１へと伝導させることができる。つまり、遮光板３１は放熱機能を有する。なお、遮光板３１は、アルミニウム等の金属材料により構成されている。
遮光板３１は、図２に示すように、スペーサ３３を利用して冷却ユニット６に取り付けられている。つまり、遮光ユニット３は、遮光板３１とスペーサ３３とから構成される。なお、スペーサ３３の表裏方向の寸法は、ＬＥＤ２３の高さ（表裏方向の寸法）と略一致している。
【００１３】
（３）レンズユニット
レンズユニット４は、少なくともレンズ４１，４３を有する。レンズユニット４は、図１に示すように、レンズ４１，４３を保持するホルダ４５を有する。
（３−１）レンズ
レンズ４１，４３は、ＬＥＤ２３の主出射方向と直交するように配されている。表側のレンズを表レンズ４１とし、裏側のレンズを裏レンズ４３とする。
表レンズ４１は直線状の複数の溝を平行に有するリニアフレネルレンズであり、溝が被照射面側に位置する。裏レンズ４３は同心円状の複数の溝を有するフレネルレンズであり、溝が被照射面側に位置する。これにより、ＬＥＤ２３から発せられた光を一旦平行光に変換した後、被照射面で集光する。
表レンズ４１と裏レンズ４３との表裏方向の隙間は、０〜１０ｍｍの範囲内にある。
【００１４】
（３−２）ホルダ
ホルダ４５は、図１及び図２に示すように、筐体７に対して表裏方向に移動可能に取り付けられる取付ホルダ４６と、取付ホルダ４６とでレンズ４１，４３を固定する固定ホルダ４７とを備える。
取付ホルダ４６は、薄板状をし、方形状又は矩形状の本体部４６ａと、本体部４６ａの幅方向の両端が裏側に屈曲する屈曲部４６ｂとを有する「コ」字状をしている。
取付ホルダ４６は、固定ホルダ４７を固定するねじ（図示省略）用の貫通孔（図示省略）を本体部４６ａの４隅に有している。取付ホルダ４６は、表レンズ４１に対応した貫通孔４６ｃを本体部４６ａに有している。
屈曲部４６ｂには、図２に示すように、レンズユニット４を筐体７に固定するねじ８１用のねじ孔４６ｄが設けられている。なお、ねじ孔４６ｄはバーリング加工されている。
固定ホルダ４７は、薄板状をし、方形状又は矩形状をしている。固定ホルダ４７は、裏レンズ４３に対応して貫通孔４３ａを有する。固定ホルダ４７は、固定ホルダ４７を取付ホルダ４６に固定するねじ（図示省略）用のねじ孔を４隅に有する。ねじ孔は、取付ホルダ４６の本体部４６ａの４隅の貫通孔に対応して設けられ、バーリング加工されている。
【００１５】
（４）冷却ユニット
冷却ユニット６は、光源ユニット２側に配されたヒートシンク６１と、ヒートシンク６１の裏側に配されたファン６３とを有する。
ヒートシンク６１は、板状のベース部６１ａと、ベース部６１ａから裏側に板状に延伸する複数枚のフィン部６１ｂとを一体で有する。
ベース部６１ａには実装基板２１が密着する状態で光源ユニット２が取付けられている。複数枚のフィン部６１ｂは高さ方向に間隔を空けて設けられている。
【００１６】
（５）筐体
筐体７は、全体として、表方向に長い直方体状をし、表側が開口している。筐体７は下筐体７１と上筐体７３とを有する。
下筐体７１は、表裏方向と直交する断面において、上方が開口する「コ」字状をしている。下筐体７１は、図２の（ｂ）に示すように、長手方向に間隔をおいて複数個のねじ孔７１ｂを屈曲部７１ａに有する。このねじ孔７１ｂには、図２の（ａ）に示すように、ねじ８３が、上筐体７３の貫通孔（図示省略）を挿通して螺合する。下筐体７１には、光源ユニット２及び遮光ユニット３が取付けられた冷却ユニット６が取り付けられる。
【００１７】
上筐体７３は、表裏方向と直交する断面において、下方が開口する「コ」字状をし、裏側端から下筐体７１に向かう後板部７３ｃを有している。つまり、上筐体７３は、天板部７３ａと、一対の側板部７３ｂと、後板部７３ｃとを有する。
側板部７３ｂは、高さ方向の中央に表裏方向に長い長孔７３ｄを有している。長孔７３ｄには、レンズユニット４を移動可能に固定するねじ８１が挿通する。側板部７３ｂは、下筐体７１のねじ孔７１ｂに螺合するねじ８３が挿通する貫通孔（図示省略）が設けられている。
【００１８】
３．使用
照明装置１は被照射面に直線状の線分形状を表示する。この際、複数個のＬＥＤ２３を並設方向に近接させて配置しているため、被照射面の明部内に暗部が現れることがなく、表示形状をきれいに表示できる。また、明部内での明るさムラを少なくできる。
照明装置１は、表示形状に対応して複数個のＬＥＤ２３を備える。これにより、遮光ユニット３やレンズユニット４を備えてなくても、表示形状に近い形状で被照射面を照射できる。これにより、使用するＬＥＤ２３の個数を少なくできる。
照明装置１は、表示形状に対応した貫通孔３１ａが形成された遮光板３１をＬＥＤ２３に近接して備える。これにより、遮光板３１を通過した光は表示形状を構成すると共に暗部と明部との境界を明確にできる。さらに、ＬＥＤ２３を表示形状に対応して設けると共に遮光板を近接配置するため、照度を低下させることなく、暗部と明太の境界がきれいな表示形状を表示できる。また、遮光板３１がＬＥＤ２３に接触している場合、ＬＥＤ２３の熱は遮光板３１から筐体７へと伝導する。
照明装置１は、レンズユニット４を光源ユニット２に対して、遠近方向に移動可能に備える。これにより、被照射面に焦点位置を一致させやすくなり、きれいな表示形状を表示できる。
＜変形例＞
以上、実施形態に係る照明装置を説明したが、これらの実施形態に限られるものではなく、例えば、以下のような変形例であってもよい。また、実施形態と変形例とを組み合わせたものでもよいし、変形例同士を組み合わせたものでもよい。また、各実施形態や変形例に記載していない例や要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。
【００１９】
１．表示形状
実施形態の表示形状は、一直線状をしていたが、他の形状であってもよい。以下、他の形状について説明する。
（１）変形例１
変形例１の表示形状は「＋」字状をしている。この場合、光源ユニット１０２は、図５に示すように、複数個（例えば９個）のＬＥＤ２３を、表示形状に対応した「＋」字状に備えることが好ましい。複数個のＬＥＤ２３は、近接又は接触させて配置するのが好ましい。遮光ユニット１０３の遮光板１３１は、表示形状に対応した形状の貫通孔１３１ａを有するのが好ましい。この場合、遮光板１３１とＬＥＤ２３とを近接又は接触させることが好ましい。なお、表側から見たときに、近接又は接触する状態で配された複数個のＬＥＤ２３の全体の周縁よりも内側に遮光板１３１の貫通孔１３１ａの周縁が位置することが好ましい。
【００２０】
（２）変形例２
変形例２の表示形状は矢印状をしている。
（２−１）変形例２Ａ
変形例２Ａに係る光源ユニット２０２Ａは、図６の（ａ）に示すように、１１個のＬＥＤ２３を矢印状に配置している。
ここでは、複数個のＬＥＤ２３は、矢印の直線部を構成する直線群２１１Ａと、直線群２１１Ａの直線方向の一端から斜め方向に延伸して傾斜部を構成する２つの傾斜群２１３Ａとの何れかに属する。
直線群２１１Ａには７個のＬＥＤ２３が属し、これらのＬＥＤ２３は直線状に配置されている。１つの傾斜群２１３Ａには２個のＬＥＤが属し、これらのＬＥＤ２３は、傾斜する直線上に対角が位置するように配されている。なお、直線群２１１Ａに属する７個のＬＥＤ２３は隣接する他のＬＥＤ２３と近接する。
【００２１】
遮光ユニット２０３Ａの遮光板２３１Ａは、表示形状に対応した形状の貫通孔２３３Ａを複数個有している。貫通孔２３３ＡはＬＥＤ２３の表面に対応する部位に設けられている。ここでの貫通孔２３３Ａは、直線群２１１ＡのＬＥＤ２３に対応した直線状の直線孔２３５Ａと、傾斜群２１３ＡのＬＥＤ２３に対応して島状に独立して設けられた４個の独立孔２３７Ａとから構成される。
貫通孔２３３Ａは、表側から遮光板２３１Ａを見ると、ＬＥＤ２３の端縁であって他のＬＥＤ２３と隣接していない端縁が露出しないように、遮光板２３１Ａに設けられている。つまり、貫通孔２３３ＡはＬＥＤ２３の表面より小さく形成されている。
【００２２】
（２−２）変形例２Ｂ
変形例２Ｂに係る遮光ユニット２０３Ｂの遮光板２３１Ｂは、図６の（ｂ）に示すように、表示形状である矢印状の１個の貫通孔２３３Ｂを有している。貫通孔２３３Ｂは、直線部２３５Ｂと、直線部２３５Ｂの一端から斜め方向に延伸する一対の傾斜部２３７Ｂとから構成されている。
光源ユニット２０２Ｂは、１７個のＬＥＤ２３を矢印状に配置している。複数個のＬＥＤ２３は、直線状に配置した直線群２１１Ｂと、直線群２１１Ｂの直線方向の一端から斜め方向に広がるように配置した２つの傾斜群２１３Ｂとの何れかに属する。
直線群２１１Ｂは７個のＬＥＤ２３を一列で有し、１つの傾斜群２１３Ｂは５個のＬＥＤ２３を２列状で有している。
表側から遮光板２３１Ｂを見ると、ＬＥＤ２３の端縁であって他のＬＥＤ２３と隣接していない端縁が露出しないように、貫通孔２３３Ｂが遮光板２３１Ｂに設けられている。つまり、貫通孔はＬＥＤ２３の表面より小さく形成されている。
【００２３】
２．照明装置
実施形態の照明装置１は、１個の光源ユニット２と１個の遮光ユニット３と１個のレンズユニット４とを有しているが、例えば、複数個の光源ユニットと、１個の遮光ユニット３と１個のレンズユニットを有してもよい。つまり、照明装置は、Ｎ個（Ｎは自然数）の光源ユニットと、Ｍ個（Ｍは自然数）の遮光ユニットと、Ｌ個（Ｌは自然数）のレンズユニットとを有し、Ｎ、Ｍ、Ｌは、すべて同じであってもよいし、２個同じであってもよいし、すべて異なってもよい。
実施形態の照明装置１は、１個の装置で１つの表示形状を表示しているが、例えば、変形例３を示す図７のように、複数台（ここでは３台である）の照明装置３０１から光３０５を出射して、被照射面に１つの表示文字３０９を表示するようにしてもよい。
実施形態のレンズユニット４は、２枚のフレネルレンズ４１，４３を備えているが、例えば、レンズを１枚備えてもよいし、３枚以上備えてもよい。レンズは、凸レンズや凹レンズ等のフレネルレンズ以外であってもよいし、これらを組み合わせてもよい。
実施形態では、複数個のＬＥＤ２３を備えているが、例えば、ＬＥＤと遮光板との隙間やレンズユニット等に着目する場合、光源ユニットは１個のＬＥＤを備えてもよい。実施形態では、外部に電源ユニットを備えているが、例えば、装置（筐体）に備えてもよく、例えば、ヒートシンクとファンとの間、ヒートシンクと筐体との間、ファンの裏側であって筐体の内面、ファンと筐体との間等に設けてもよい。
実施形態では、冷却ユニット６を筐体７内に備えているが、例えば、ヒートシンクを筐体に張り出すように設けてもよいし、筐体の外面にさらヒートシンクを設けてもよい。
【００２４】
３．拡散板
実施形態の照明装置１は、遮光板３１の貫通孔３１ａを通過する光を拡散させる拡散ユニットを備えていないが、遮光板の貫通孔を塞ぐように拡散ユニットを備えてもよい。拡散ユニットとして、例えば、表裏に微小凹凸を有する拡散板（すりガラス等）や拡散シートや、拡散粒子が混入された樹脂板（乳白色板等）や樹脂シート等を使用できる。
拡散ユニットは、遮光ユニットのレンズユニット側（表側）に設けられてもよいし、遮光ユニットの光源ユニット側（表側）に設けられてもよい。なお、光の取出効率を考慮すると、遮光ユニットの表側が好ましい。また、拡散ユニットの使用量を考慮すると、遮光ユニットに密着させるのが好ましい。
拡散板を設けることで、表示形状の輪郭がより一層明確になる。特に、被照射面にピントを合わせると、隣接するＬＥＤの隙間が現れる傾向にあり、拡散板をもうけることで隙間が見え難くできる。
【符号の説明】
【００２５】
１    照明装置
２    光源ユニット
３    遮光ユニット
４    レンジユニット
【図１】
2020072067.tif 000003
【図２】
2020072067.tif 000004
【図３】
2020072067.tif 000005
【図４】
2020072067.tif 000006
【図５】
2020072067.tif 000007
【図６】
2020072067.tif 000008
【図７】
2020072067.tif 000009