(57)【要約】【課題】光源からの光を効率良く水中に照射することができる水中照明装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る水中照明装置１は、水中を照明する装置であって、ＬＥＤ（光源）６と、該ＬＥＤ６から入射する光を全反射させて水中に出射させる複数の反射面２ｃが形成され空洞部２Ａを有する光学レンズ２と、該光学レンズ２の前記空洞部２Ａを覆って当該光学レンズ２の内部に空気層Ｓを形成する錘５と、を含んで構成される。ここで、前記光学レンズ２を回転体形状とする。又、前記光学レンズ２は、前記ＬＥＤ６から入射する光を１次側で屈折又は屈折及び全反射させて当該光学レンズ２の回転軸Ｚと平行な平行光とし、この平行光を２次側の前記反射面２ｃで全反射させて回転軸Ｚに直交する方向に出射させるものとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中を照明する装置であって、
光源と、
該光源から入射する光を全反射させて水中に出射させる複数の反射面が形成され空洞部を有する光学レンズと、
該光学レンズの前記空洞部を覆って当該光学レンズの内部に空気層を形成する錘と、
を備えることを特徴とする水中照明装置。
【請求項２】
前記光学レンズを回転体形状としたことを特徴とする請求項１記載の水中照明装置。
【請求項３】
前記光学レンズは、前記光源から入射する光を１次側で屈折又は屈折及び全反射させて当該光学レンズの回転軸と平行な平行光とし、この平行光を２次側の前記反射面で全反射させて回転軸に直交する方向に出射させることを特徴とする請求項２記載の水中照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中を照明するための水中照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、光合成を行う藻等の水中微生物を水槽で育成する場合、照明装置によって水中微生物に光を人工的に照射することが行われている。この場合、水中微生物の全体に光をまんべんなく照射する必要がある。
【０００３】
ところで、近年、斯かる照明装置の光源には、高輝度で消費電力が小さく、且つ、高寿命であるＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子が使用されている。このような発光素子を光源として用いた照明装置が特許文献１に提案されている。
【０００４】
特許文献１において提案された照明装置は、信号表示灯等の用途に供されるものであって、少なくとも１つのレンズ部品と、該レンズ部品の光源位置に光源であるＬＥＤを配置して成る表示ユニットを備えて構成されている。ここで、前記レンズ部品は、前記ＬＥＤからの光が入射する入射面を有する光入射部と、前記ＬＥＤの配置位置又はその近傍を通る所定の軸線を中心として放射状に配置されて前記光入射部から入射した光を前記所定の軸線と交差する放射方向へと導く複数の板状導光部を含んで構成されている。そして、前記板状導光部は、前記光入射部の入射面から入射した光を放射方向へ向けて内面反射させる放射反射面を端部に有し、一対の主面が、前記所定の軸線とほぼ平行であって、前記入射面から入射した光を内面反射させながら放射方向へと導光する一対の導光反射面を成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０８９６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１において提案された照明装置においては、ＬＥＤから出射した光の配光を制御していないために光の利用効率が悪い他、密閉構造を有していないために水中で使用することができず、浮力を利用して水中に浮かせることもできないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、水槽等の底面に起立した状態で光源からの光を効率良く水中に照射することができる水中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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載の水中照明装置は、水中を照明する装置であって、
光源と、
該光源から入射する光を全反射させて水中に出射させる複数の反射面が形成され空洞部を有する光学レンズと、
該光学レンズの前記空洞部を覆って当該光学レンズの内部に空気層を形成する錘と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記光学レンズを回転体形状としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記光学レンズは、前記光源から入射する光を１次側で屈折又は屈折及び全反射させて当該光学レンズの回転軸と平行な平行光とし、この平行光を２次側の前記反射面で全反射させて回転軸に直交する方向に出射させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の発明によれば、ＬＥＤからの光を光学レンズによって配光制御して水中に照射するようにしたため、光の利用効率が高められ、光源からの光を効率良く水中に照射することができる。又、光学レンズの空洞部を錘で覆って該光学レンズの内部に空気層を形成するようにしたため、空気層の容積と錘の重さを調整することによって当該水中照明装置を水槽等の底面に起立した状態や水中に適度に沈めた状態（光学レンズの光出射面が水中に浸漬する状態）で浮かせることができ、光源からの光を水中に効率良く照射することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、光学レンズを回転体形状としたため、光源からの光は光学レンズから水中に向かって全方向に均一に照射される。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、光源からの光を光学レンズによってその回転軸に直交する水平方向に出射させるようにしたため、水中全体を均一に照明することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る水中照明装置の斜視図である。
【図２】本発明に係る水中照明装置の水中での使用状態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る水中照明装置の水槽への配置例を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る水中照明装置の複数を一体としてユニット化した例を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る水中照明装置のユニットの水槽への配置例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明に係る水中照明装置の斜視図、図２は同水中照明装置の水中での使用状態を示す断面図、図３は同水中照明装置の水槽への配置例を示す斜視図である。
【００１７】
本発明に係る水中照明装置１は、図２に示すように、水中を照明するために水中に浮かんだ状態で使用されるものの例であって、その一部は水中に沈んでいる。この手中照明装置１は、略円柱状(回転体状)の光学レンズ２の上端に一体に形成された角フランジ２ａに矩形板状の基板３を重ね、その上から矩形板状の蓋部材４を取り付けるとともに、光学レンズ２の下端外周に有底筒状の錘５を被着し、前記基板３の下面の回転軸（光学レンズ２の回転軸）Ｚ上に光源であるＬＥＤ６を配置して構成されている。
【００１８】
上記光学レンズ３は、ＰＭＭＡ、ＰＣ等の光透過率の高い透明樹脂によって略円柱状に一体に成形されており、図２に示すように、前記ＬＥＤ６に対向する上端部である入光部（１次側）には、ＬＥＤ６から出射する光を屈折又は屈折及び全反射させて当該光学レンズ３の回転軸Ｚと平行（図２の垂直下向き）の平行光に変換するレンズカット２ｂが施されている。
【００１９】
又、光学レンズ２の中心部には、下方が開口する円錐状の空洞部２Ａが形成されており、この空洞部２Ａの内周面（２次側）には、４５°カットの複数の反射面２ｃが階段状に形成されている。これらの反射面２ｃは、当該光学レンズ２の内部を垂直下方に向かって導光される平行光を全反射させてその進行方向を回転軸Ｚに対して直交する水平方向に変換するものであって、水平光は、光学レンズ２の外周の出光面２ｄから水中へと出射して水中の照明に供される。この場合、光学レンズ２の１次側においては、ＬＥＤ６から光学レンズ２に入射する光をレンズカット２ｂによって屈折又は屈折及び全反射させて当該光学レンズ２の回転軸Ｚと平行（図２の垂直下向き）の平行光に変換し、この平行光を２次側において反射面２ｃによって全反射させて光学レンズ２の回転軸Ｚに直交する水平光に変換するようにしたため、２次側の反射面２ｃで全反射しない光（ＬＥＤ６から出射する際に一定以上の角度もって出射する光）を極力減らすことができ、ＬＥＤ６から出射する光の多くを光学レンズの２次側の反射面２ｃで効率良く全反射させることができるために光の利用効率が高められる２。
【００２０】
そして、光学レンズ２に形成された空洞部２Ａは、該光学レンズ２の下端外周に被着された前記錘５によって気密に密閉され、その内部には空気層Ｓが形成されている。ここで、錘５は、蓋部材を兼ねるものであって、その材質には金属、樹脂、その他任意のものを使用することができ、不透明、透明を問わない。
【００２１】
以上のように構成された水中照明装置１は、図２に示すように、水槽１０内に収容された水の中に適度な深さ（具体的には、光学レンズ２の外周の出光面２ｄが水中に浸漬する深さ）で沈み込んだ状態で水中に垂直に起立した状態で使用される。ここで、当該水中照明装置１の手中に沈む深さは、光学レンズ２の空洞部２Ａの内部に形成された空気層Ｓの容積（浮力）と錘５の重さを調整することによって所望の値に設定することができる。
【００２２】
ここで、本発明に係る水中照明装置１の実際の使用形態を図３に示すが、例えば藻等の水中微生物を水槽１０で育成する場合、複数（図示例では、３×４＝１２）の水中照明装置１が適当な間隔で整然と水中に浮かんだ状態で設置される。この場合、各水中照明装置１からは前述のように水中に向かって水平な光が出射して水中微生物に照射されるため、水中微生物の光合成が正常に行われる。
【００２３】
以上のように、本発明に係る水中照明装置１によれば、ＬＥＤ６からの光を光学レンズ２によって配光制御して水中に水平に出射するようにしたため、光の利用効率が高められ、ＬＥＤ６からの光を効率良く水中に照射することができる。又、光学レンズ２の空洞部２Ａを錘５で覆って該光学レンズ２の内部に空気層Ｓを形成するようにしたため、空気層Ｓの容積と錘５の重さを調整することによって当該水中照明装置１を水中に適度に沈めた状態（光学レンズ２の光出面２ｄが水中に浸漬する状態）で浮かせることができ、ＬＥＤ６からの光を水中に効率良く照射することができる。
【００２４】
又、本実施の形態では、光学レンズ２を回転体形状である円柱状としたため、ＬＥＤ６からの光は光学レンズ２から水中に向かって全方向に均一に照射される。そして、ＬＥＤ６からの光を光学レンズ２によってその回転軸Ｚに直交する水平方向に出射させるようにしたため、水中全体を均一に照明することができる。
【００２５】
ところで、以上の実施の形態では、水中照明装置１を単体として構成したが、例えば図４に示すように４つの水中照明装置１を並設して一体化することによってユニットＵを構成し、図５に示すように、水槽１０内の水中に例えば４つのユニットＵを直線状に配置して成る列を平行に２列配置することによって水中を照明するようにしても良い。又、以上の実施の形態では、水中照明装置１を水中で浮かんだ状態で使用する例で説明したが、水槽１０の深さや水中照明装置１の大きさにより、水槽１０の底面に錘５が接して水中に起立した状態で水中照明装置１を使用しても良い。
【符号の説明】
【００２６】
１        水中照明装置
２        光学レンズ
２Ａ      光学レンズの空洞
２ａ      光学レンズの角フランジ
２ｂ      光学レンズのレンズカット
２ｃ      光学レンズの反射面
２ｄ      光学レンズの出光面
３        基板
４        蓋部材
５        錘
６        ＬＥＤ（光源）
１０      水槽
Ｓ        空気層
Ｕ        ユニット
Ｚ        光学レンズの回転軸
【図１】
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【図２】
2015022975.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015022975.tif 000006
【図５】
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