(57)【要約】【課題】平行光を出射できる反射型ＬＥＤを光源にして光軸長を短くして装置全体として小型化を図りつつ、遊技機内の空きスペースといった狭いスペースにおいて許容される光源の設置場所から投射面までの距離に応じて当該ユニットの長さを長短できる設計の自由度を持ち、かつ、投射面に図形や文字の投射像を鮮明に投射できる投射ユニット。【解決手段】平行光の反射型ＬＥＤ１１と、反射型ＬＥＤの光出射面の前方に位置し、図形又は文字が切り込まれているマスクフィルム１４と、マスクフィルムの前方に位置し、マスクフィルムを通過した反射型ＬＥＤからの光を任意の距離において一定の面積Ｓに集光する第１のレンズ１５と、第１のレンズの前方における一定の距離ｄ１に設置され、マスクフィルムの図形又は文字を通過した光をその前方の一定の距離ｄ２の位置に結像させる第２のレンズ１６と、これらを収容し固定する筐体１２とを備えた投射ユニット。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行光を出射する反射型ＬＥＤと、
前記反射型ＬＥＤの光出射面の前方に位置し、図形又は文字が切り込まれているマスクフィルムと、
前記マスクフィルムの前方に位置し、前記マスクフィルムを通過した前記反射型ＬＥＤからの光を任意の距離において一定の面積に集光する第１のレンズと、
前記第１のレンズの前方における一定の距離に設置され、前記マスクフィルムの図形又は文字を通過した光をそのさらに前方の一定の距離の位置に結像させる第２のレンズと、
前記反射型ＬＥＤとマスクフィルムと第１及び第２のレンズを収容し固定する筐体とを備えた投射ユニット。
【請求項２】
前記反射型ＬＥＤは、単色発光ＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載の投射ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源に平行光を発光する反射型ＬＥＤを用いて、マスクフィルムに刻み込まれた図形や文字を投射面に対して投射する投射ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特開２００５-１１８２２６号公報（特許文献１）や特開平５−２００１５１号公報（特許文献２）に記載されているような文字や図形を投射面に投射する投射装置が知られている。しかしながら、従来の投射装置は、レーザー光を利用して天井面に投射したり、遊技機の前面ガラスにして投射したりするために、投射装置が遊技機の外に取り付けられており、また大型になっていた。
【０００３】
例えば、パチンコ機のような遊技機の中の空きスペースに組み込んでガラス面や利用者の着衣を投射面にして図形や文字を投射する投射装置の場合、上記従来公知の投射装置は大きすぎて採用できない。
【０００４】
そこで、小型化した投射装置を考えると、例えば、図８に示す構成の投射装置が考えられる。すなわち、実装基板１０１に光源としてのＬＥＤ１０２を実装し、ＬＥＤ１０２の前方に放射光を平行光に揃えるコリメートレンズ１０３を設置し、投射しようとするロゴや特定の文字１０４を切ったマスクフィルム１０５をコリメートレンズ１０３の前方に設置し、さらにマスクフィルム１０５のロゴあるいは文字１０４の部分を通過した光を整形する整形レンズ１０６をマスクフィルム１０５の前方に設置した構成にして、整形レンズ１０６から出射する光を投射面１０７に投射させる。
【０００５】
ところが、このような小型化を図った投射装置の場合でも、光源として従来広く用いられている砲弾型のＬＥＤやＳＭＤ型のＬＥＤを採用すると、発光した光は発散光になるので、光の向きがマスクフィルム１０５の方向に揃う平行光になるようにコリメートレンズ１０３をＬＥＤ１０２の前方でマスクフィルム１０５の手前側に必ず設置する必要がある。そして、このようなコリメートレンズ１０３を採用すると、光源であるＬＥＤ１０２からマスクフィルム１０５までの距離がコリメートレンズ１０３の存在により長くなり、装置全体としても小型化に限界があり、遊技機の狭い空きスペースに設置するのが難しい問題点があった。
【０００６】
これに対して、本願発明者等は、光源に平行光を発光する反射型ＬＥＤを採用することで、ＬＥＤからの光を平行光に揃えるコリメートレンズを不要にし、光軸長を短くして装置全体として小型化を図り、遊技機内の空きスペースといった狭いスペースへの組み込みを可能にする投射ユニットを先の出願にて提案した（特願２００８−２９５７５２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５-１１８２２６号公報
【特許文献２】特開平５−２００１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記本願発明者等の発明をさらに改良し、平行光を出射できる反射型ＬＥＤを光源にして光軸長を短くして装置全体として小型化を図りつつ、遊技機内の空きスペースといった狭いスペースにおいて許容される光源の設置場所から投射面までの距離に応じて当該ユニットの長さを長短できる設計の自由度を持ち、かつ、投射面に図形や文字の投射像を鮮明に投射できる投射ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの特徴は、平行光を出射する反射型ＬＥＤと、前記反射型ＬＥＤの光出射面の前方に位置し、図形又は文字が切り込まれているマスクフィルムと、前記マスクフィルムの前方に位置し、前記マスクフィルムを通過した前記反射型ＬＥＤからの光を任意の距離において一定の面積に集光する第１のレンズと、前記第１のレンズの前方における一定の距離に設置され、前記マスクフィルムの図形又は文字を通過した光をそのさらに前方の一定の距離の位置に結像させる第２のレンズと、前記反射型ＬＥＤとマスクフィルムと第１及び第２のレンズを収容し固定する筐体とを備えた投射ユニットである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の投射ユニットよれば、平行光を出射する反射型ＬＥＤを光源にして、反射型ＬＥＤの出射する光をマスクフィルムに照射し、マスクフィルムに切り込まれた図形又は文字を通過した光を第１のレンズにてその前方の任意の距離において一定の面積に集光し、さらに第１のレンズから一定の距離の位置に置かれた第２のレンズにてさらにその前方の一定の距離に位置する投射面にマスクフィルムを通過した図形や文字を結像させることができ、第１のレンズと第２のレンズとの離間距離により前記反射型光源から第２のレンズまでの距離を第２のレンズがない場合よりも長くなるように設計することができ、平行光を出射できる反射型ＬＥＤを光源にして光軸長を短くして装置全体として従来よりも小型化を図りつつ、遊技機内の空きスペースといった狭いスペースにおいて許容される光源の設置場所から投射面までの距離に応じて当該ユニットの長さを長短できる設計の自由度を持ち、かつ、投射面に図形や文字の投射像を鮮明に投射できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態の投射ユニットの断面図。
【図２】上記第１の実施の形態の投射ユニットの文字投射動作の説明図。
【図３】本発明の第１及び第２の実施の形態の投射ユニットに使用する単色発光の反射型ＬＥＤの斜視図。
【図４】上記単色発光の反射型ＬＥＤの断面図。
【図５】本発明の第２の実施の形態の投射ユニットの斜視図。
【図６】上記第２の実施の形態の投射ユニットの断面図。
【図７】上記第２の実施の形態の投射ユニットの分解図。
【図８】従来例の投射ユニットの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。
【００１３】
＜第１の実施の形態＞
図１、図２を用いて、本発明の１つの実施の形態の投射ユニット１０の原理的な構造とその作用を説明する。本実施の形態の照射ユニット１０は、平行光を出射する反射型ＬＥＤ１１と、この反射型ＬＥＤ１１の光出射面の前方に位置する、図形又は文字１４Ａが切り込まれているマスクフィルム１４と、このマスクフィルム１４の前方に位置し、マスクフィルム１４の孔になっている図形又は文字１４Ａを通過した反射型ＬＥＤ１１からの光ｍを任意の距離において一定の面積Ｓより広がらないような平行光にする第１の球面レンズ（第１のレンズ）１５と、この第１の球面レンズ１５から用途に応じて決定される一定の距離ｄ１だけ離れた位置に置かれ、一定の面積Ｓに広がった光をその出光面から一定の距離ｄ２だけ離れた位置の投射面１７に結像させる第２の球面レンズ１６とを筐体１２内に収容し固定した構造である。ただし、ｄ１とｄ２は等しくはなく、ｄ２＞＞ｄ１であり、例えば、ｄ１＝５０〜６０ｍｍ、ｄ２＝５０〜６０ｃｍである。
【００１４】
反射型ＬＥＤ１１には、図３、図４に示す単色発光のものを使用する。この単色発光の反射型ＬＥＤ１１は、上面部に放物曲面形状の反射面１１２を有する凹状ケース１１６と、この凹状ケース１１６の反射面１１２の上方を横切り、当該凹状ケース１１６の壁側面及び底面に沿うように狭幅の上片１１７ａ、広幅の垂直片１１７ｂ、広幅の下片１１７ｃが折り曲げられて形成されている素子マウント側リード１１７と、この素子マウント側リード１１７と対置され、同様に狭幅の上片１１８ａ、広幅の垂直片１１８ｂ、広幅の下片１１８ｃが折り曲げられて形成されているワイヤ接続側リード１１８と、素子マウント側リード１１７の上片１１７ａのケース中心側先端部に搭載された発光素子１１９とから構成されている。発光素子１１９にはワイヤ１１１０の一端が接続され、ワイヤ１１１０の他端はワイヤ接続側リード１１８の上片１１８ａの先端部に接続されている。
【００１５】
凹状ケース１１６の凹部内に、例えば、カチオン重合型透明エポキシ樹脂のような透明エポキシ樹脂もしくは透明シリコン樹脂のような透明樹脂１１１３を凹状ケース１１６の上縁面に達する深さに充填して硬化させることで、１対のリード１１７，１１８の上片１１７ａ，１１８ａや発光素子１１９、ワイヤ１１１０を透明樹脂１１１３の中に埋没させた状態で固定している。
【００１６】
上記構成の反射型ＬＥＤ１１は、図示していない実装基板上に載置し、底部両側のリード１１７，１１８の下片１１７ｃ，１１８ｃそれぞれを半田にてプラス端子、マイナス端子に接続して固定する。このマウント状態で、それらのプラス端子、マイナス端子に通電することで発光素子１１９に両側のリード１１７，１１８を通じて通電して発光させる。発光素子１１９からの光は、図４において矢印線で示すように大部分が下方に出て放物曲面の反射面１１２にて反射され、ほぼ平行光線となって凹状ケース１１６の上面からそれに垂直な方向に出光する。このため、この反射型ＬＥＤ１１では、光の向きが揃い指向性が強いほぼ平行で、輝度の高い光を得ることができる。
【００１７】
尚、反射型ＬＥＤ１１については特に図示実施の形態のものに限定されるものではなく、平行な単色光を出射する構成のものであれば制限されることなく採用することができる。
【００１８】
図１、図２に示す投射ユニット１０では、この反射型ＬＥＤ１１から出射される平行光がマスクフィルム１４に到達し、マスクフィルム１４に切り込まれて孔になっている図形又は文字１４Ａを通過した光ｍを第１の球面レンズ１５にて任意の距離の位置において一定の面積Ｓ（このＳは、筐体１２の中空部の断面積に相当する）よりも広がらない平行光にする。この光はさらに、用途に応じて決定される一定の距離ｄ１の位置に置かれた第２の球面レンズ１６により、その出光面からｄ２距離だけ離れた位置に置かれた投射面１７に結像するように屈折され、出射される。この結果、投射面１７では、マスクフィルム１４に切り込まれた図形や文字１４Ａの形状を拡大して鮮明に投射することができる。
【００１９】
これにより、例えば、図２に示したように、当該投射ユニット１０を遊技機の内部の空きスペースに組み込んで利用する用途では、第１と第２の球面レンズ１５，１６間の距離ｄ１は小さくしても第２のレンズ１６から投射面１７までの距離ｄ２を大きくとることができるので、投射面１７を遊技者の着衣の表面とするとき、遊技用の他のイルミネーションのためにランプ、ＬＥＤ等が多数、稠密に実装されているベース板５に存在する狭い空きスペースに設置し、表のガラス板６に支持させることにより、他のイルミネーションに干渉されない、また他のイルミネーションに干渉しない、多様なイルミネーションを追加的に利用できることになる。
【００２０】
＜第２の実施の形態＞
図５〜図７を用いて、本発明の第２の実施の形態の投射ユニット１０について説明する。本実施の形態の投射ユニット１０は、コネクタ２１ａを備えた実装基板２１、この実装基板２１の上に実装された反射型ＬＥＤ１１、円筒状のマスクホルダ１３、マスクフィルム１４、円筒状のレンズホルダ１８、第１の球面レンズ１５、外ケース１９、そしてこの外ケース１９に保持された第２の球面レンズ１６にて構成されている。
【００２１】
本実施の形態の場合、実装基板２１、マスクホルダ１３、レンズホルダ１８、そしてこれらに対して外側から被せる外ケース１９によって、反射型ＬＥＤ１１、マスクフィルム１４、第１、第２の球面レンズ１５，１６を収容する筐体が構成されることになる。
【００２２】
実装基板２１上に反射型ＬＥＤ１１が実装され、この反射型ＬＥＤ１１の周囲を取り囲むように実装基板２１の上面に円筒状のマスクホルダ１３を設置し、マスクホルダ１３の実装基板２１とは反対側の開口面の縁部にマスクフィルム１４を設置し、その上に円筒状のレンズホルダ１８を設置し、マスクホルダ１３の先端円縁部とこのレンズホルダ１８の後端円縁部とでマスクフィルム１４を押さえ付けて固定している。尚、実装基板２１上の反射型ＬＥＤ１１に対する外部電源の接続には、コネクタ２１ａが利用される。
【００２３】
レンズホルダ１８の先端開口部に第１の球面レンズ１５が取り付けられている。そしてこの第１の球面レンズ１５は外ケース１９の厚肉部１９ａの後端面にてその周縁部がレンズホルダ１８の開口円縁部に押さえつけられ、固定されている。この外ケース１９の厚肉部１９ａの長さは第１の実施の形態にて説明したように当該投射ユニット１０の用途に応じて決められる一定の距離ｄ１であり、また厚肉部１９ａの内周面に囲まれた空間の断面積は上述したＳに設定されている。
【００２４】
外ケース１９の先端部の内側における厚肉部１９ａの終端縁部に、第２の球面レンズ１６が設置されている。第１の球面レンズ１５と第２の球面レンズ１６とのレンズ特性は第１の実施の形態の場合と同様である。すなわち、第１の球面レンズ１５により、マスクフィルム１４の図形又は文字１４Ａを通過した反射型ＬＥＤ１１からの光を任意の距離において一定の面積Ｓより広がらない平行光にし、第１の球面レンズ１５から一定の距離ｄ１（当該投射ユニット１０の用途に応じて決められる距離）だけ離れた位置に置かれた第２の球面レンズ１６が、一定の面積Ｓの光をその出光面から一定の距離ｄ２だけ離れた位置の投射面１７に結像させる。
【００２５】
本実施の形態の投射ユニット１０によれば、第１の実施の形態の場合と同様、マスクフィルム１４に切り込まれた図形や文字１４Ａの形状をｄ１＜＜ｄ２の距離ｄ２に存在する投射面１７に拡大して鮮明に投射することができる。例えば、第１の実施の形態と同様に、当該投射ユニット１０を遊技機の内部のベース板５の回路要素の空きスペースに組み込んで利用する用途では、第１と第２の球面レンズ１５，１６の間の一定の距離ｄ１としてはベース板５から遊技機の表ガラス板６までの距離とし、第２の球面レンズ１６から遊技者の着衣までの距離を一定の距離ｄ２とすることで、遊技用の他のイルミネーションのためにランプ、ＬＥＤ等が多数、稠密に実装されているベース板５に存在する狭い空きスペースに当該投射ユニット１０を設置して、他のイルミネーションに干渉されない、また他のイルミネーションに干渉しない、多様なイルミネーションを追加的に利用できることになる。
【００２６】
尚、本発明にあっては、上記実施の形態で採用した第１、第２の球面レンズ１５，１６に代えてその一方あるいは両方にそれらと同等の作用をする平面レンズを採用することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  投射ユニット
１１  反射型ＬＥＤ
１２  筐体
１３  マスクホルダ
１４  マスクフィルム
１４Ａ  文字又は図形の穴
１５  第１の球面レンズ
１６  第２の球面レンズ
１７  投射面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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