(57)【要約】      （修正有）【課題】ＬＥＤ照明器具において、施工時に照射角度の自由設定を可能にしたＬＥＤ照明器具構造を提供する。【解決手段】一般の球面レンズより焦点距離の短いフレネルレンズを使用し、レンズとＬＥＤ光源の位置を、変化させることができる構造として、課題を解決した。組込む位置の変更、圧縮によるスプリングの高さの変化やスペーサーの変更、傾斜したスリット穴にそってのフレネルレンズの回転等より照射角度と照射面積の自由設定を可能にした。フレネルレンズの使用によりコンパクトな構造の照明器具となった。【選択図】図３
0003171713.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
フレネルレンズを使用するＬＥＤ照明において、ＬＥＤ光源とフレネルレンズとの距離を変更できる照射角度自由設定型のＬＥＤ照明器具構造
【請求項２】
フレネルレンズ収納ケースに複数のスリットを設けて、収納スリットの位置で、ＬＥＤ光源とフレネルレンズとの距離を変更することを特徴とする請求項１の照射角度自由設定型のＬＥＤ照明器具構造
【請求項３】
ＬＥＤ光源とフレネルレンズとの距離を、スペーサーの長さを変えてフレネルレンズをビスで取付けることを特徴とする請求項１の照射角度自由設定型のＬＥＤ照明器具構造
【請求項４】
ＬＥＤ光源とフレネルレンズとの距離を、ナットによる締め付けでスプリングの高さを変更することによって、フレネルレンズの位置を決定することを特徴とする請求項１の照射角度自由設定型のＬＥＤ照明器具構造
【請求項５】
フレネルレンズを収納する円筒のケースの中で、フレネルレンズを固定した回転リングが、円筒の傾斜したスリット穴に沿って回転して、ガイド用ボルトをナットで固定して、フレネルレンズの位置を決定することを特徴とする請求項１の照射角度自由設定型のＬＥＤ照明器具構造
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本考案は、ＬＥＤ照明器具において、フレネルレンズを使用したものであって、施工時に照射角度の自由設定を可能にしたＬＥＤ照明器具構造に関する。
【背景技術】
【０００２】テレビ分野や店頭照明にＬＥＤが採用されている。後者の場合、これまでのＬＥＤランプでは、照射角度や照射面積を変更して、商品の美と機能を照明によってクローズアップしたいときに、その変更は容易ではなく不便であった。所定のプリズム、反射壁等が固定され、ＬＥＤ照明器具の位置を変更しないで、照射角度や照射面積を変更することは不可能であった。本考案は、施工時に顧客の要求により照射角度や照射面積の変更を可能にするものであり、従来技術にはなかった技術分野である。
【特許文献】
【０００３】公開特許公報と公開実用新案公報によりＬＥＤ照明とフレネルレンズを検索キーワードとして検索したところ８件の特許が検索できた。２００３年から２０１１年３月までに公開されたものである。光の方向を変化させるものが３件あった。反射タイプのフレネルレンズの利用（特許文献１）、検査装置の特許で、検査にリニアフレネルレンズを利用したものである（特許文献２）。また、円錐型に成型されたレンズの頂点の近くに、ＬＥＤチップを配置したもの（特許文献３）、光偏向の手段としてフレネルレンズを使用したものが、それぞれ１件あった（特許文献４）。【０００４】さらに、発散性の光線を収束させる或いは平行させるのにフレネルレンズが使用されていた（特許文献５及び６）。他の２件は、屋外用の照明用具と面状や円状に固定したＬＥＤ照明において固定式のフレネルレンズを採用したものであった。これらの８件の先行特許に関して、共通して言えることは、フレネルレンズの位置は固定されたものであり、可変式にはなっていない。
【特許文献１】特開２０１１−４４６１０
【特許文献２】特開２０１１−１２９８１
【特許文献３】特開２００９−２４５９１０
【特許文献４】特開２００３−２０９２８８
【特許文献５】特開２００７−７９５２８
【特許文献６】特開２００８−２１５６１
【特許文献７】特開２００７−２５０５１３
【特許文献８】特開２００３−６５９６０
【非特許文献】
【０００４】フレネルレンズは、レンズの曲率のみを平面に並べたレンズで、平面状でありながらレンズ機能を持っている。しかもレンズの口径より短い焦点距離を持っている。太陽光の集光を目的とするときには、レンズ面側から平行光線が入って、焦点の位置に集光する。ＬＥＤの照明としての利用では、フレネルレンズの焦点の位置にＬＥＤ光源を置くと、フレネルレンズの屈折により所定の平行光線と照射面積を得る（非特許文献１及び２）。
【非特許文献１】ウィキペディア
【非特許文献２】日本特殊光学樹脂  カタログ
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】上述の先行特許文献や一般的なフレネルレンズの利用の中で、ＬＥＤ光源とフレネルレンズの位置を、変化させる考え方は、全く考えられていない。本考案者は、ＬＥＤのスポットライトを商品や舞台上の人間に当てて、顧客にその美と機能を訴える場合、必ずしも平行光線である必要はなく、展示環境に合わせて、広がる光の利用や収束する光線を当てて、当該商品や人物を際立たせる方が良いことに気がつき、ＬＥＤ照明器における照射角度の現場での可変性の追究を課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００６】ＬＥＤ照明器における照射角度の現場での可変性を実現するために、フレネルレンズの設定空間を設け、４種類の構造により可能とした。すなわち、１フレネルレンズを収納するスリットを数箇所設けて、焦点距離よりも近接した位置にもフレネルレンズを設置できる構造とする。２基板とフレネルレンズの距離をスペーサーによって決定できる構造とする。３基盤とフレネルレンズの間にスプリングをセットし、ナットの締め付けにより位置を可変とする。４フレネルレンズをセットしたリングが、円筒内で傾斜したスリット穴に沿って、回転しながら位置を変える構造を考案した。
【考案の効果】
【０００７】ＬＥＤ素子の光源と焦点距離１５ｍｍのフレネルレンズの距離を１０ｍｍとすると、約６０度の照射角度になる。フレネルレンズを収納する空間で、フレネルレンズの位置を検討して、展示品や舞台が引立つ照射角度と照射面積に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】フレネルレンズの収納位置を変更できるスリット方式のケースの断面模式図
【図２】収納するフレネルレンズの断面模式図  ａフレネルレンズの断面  ｂ別のフレネルレンズの断面
【図３】収納したフレネルレンズの断面模式図  ａスペーサーを使用してビス止めによって位置決めをした光源部の断面模式図  ｂスプリングを介してナットによって位置決めをした光源部の断面模式図
【図４】フレネルレンズを回転してその位置を変更できる傾斜スリットを有する構造の円筒の模式図
【図５】フレネルレンズを収納したスリット方式のケースの模式図
【図６】フレネルレンズの焦点距離より近接したＬＥＤ光源の照射例
【考案を実施するための形態】
【０００９】使用するレンズの形状に合わせた収納空間１において、ＬＥＤ光源からの距離が異なる位置にフレネルレンズを設定できる構造のＬＥＤ照明器具とする。顧客のニーズを聞いて、要望する照射角度と照射面積を実現する位置にフレネルレンズの位置を決定しての設置を可能にした。
【００１０】フレネルレンズの設置構造としては、図１のように予め数箇所のスリット２を設ける方法では、はめ込む位置で、ＬＥＤ光源からの距離を変更できる。フレネルレンズの断面を図２のａｂに示したが、これ以外に色々のフレネルレンズが使用できる。図３ａのように、選択したフレネルレンズを、一定高さの円筒状のスペーサー７をはめて、ビス６で取付ける。スペーサーの長さを変えると、ＬＥＤ光源からフレネルレンズまでの距離が変更できる。３番目の構造は、図３ｂのように取付け位置が自由に変更できるように、スプリング１０を介してナット８で位置決めをする方法である。締め付ける力でスプリングを圧縮して距離が変更できる。
【００１１】このように、可変方式には各種の実施形態が採用できる。さらに、図４に示すように、フレネルレンズを収納する円筒に、１２０度間隔で、３０度傾斜したスリット状の穴を作り、その穴に沿って回転させて、差込んだボルトをナットで固定してＬＥＤ光源とフレネルレンズの距離を自由に設定できる構造とする。
【実施例】
【００１２】ウインドウショッピングができる道路に面したウインドウにおいて、バッグ類の美と機能をアピールするために、照射角度６０度を求められた時に、焦点距離１５ｍｍの図２の４−ａタイプのフレネルレンズを、図３ａの構造でＬＥＤ光源から１０ｍｍの位置にセットした。約６０度の照射角度が実現できた。夕暮れ時からのウインドウショッピングに効果的であり、展示品が変わるときに商品によって、照射角度が変更できて好評であった。
【産業上の利用可能性】
【００１３】ＬＥＤとレンズとの距離が固定されていると照射角度と照射面積が固定され、商品が変わったときに、別のＬＥＤ照明が必要となる。本考案の構造であれば、ＬＥＤ光源とレンズの距離が可変できて、生産現場や商品展示或いは舞台用に利用できる。図６は、照射事例の光線の模式図であり、照射光１３の角度が自由に変更できる。
【符号の説明】
【００１４】１フレネルレンズを収納する空間
２フレネルレンズを組込むスリット
３ＬＥＤ光源
４−ａフレネルレンズの断面
４−ｂ別のフレネルレンズの断面
５ＬＥＤ光源の基板
６ビス止め方式におけるビス
７光源からの位置を決定するスペーサー
８ナット
９ナットを回転させて位置を変更するためのボルト
１０位置変更を可能にするスプリング
１１フレネルレンズを収納する円筒
１２円筒にあるガイド用ボルトが移動する傾斜したスリット状の穴
１３照射光
【図１】
0003171713.tif 000003
【図２】
0003171713.tif 000004
【図３】
0003171713.tif 000005
【図４】
0003171713.tif 000006
【図５】
0003171713.tif 000007
【図６】
0003171713.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月20日(2011.6.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ発光部とフレネルレンズが組合わされ、フレネルレンズ収納空間を有するＬＥＤ照明器具において、収納空間の天井の中央にＬＥＤチップを固定し、四角形又は円形の断面を有するその収納空間において、ＬＥＤ光源とフレネルレンズの距離の変更を可能にする構造を有するＬＥＤ照明器具構造
【請求項２】
フレネルレンズ収納空間に、板状フレネルレンズが挿入できる複数のスリット構造を設けて、照明現場において、所定の照明角度を有する照明光源とするために、選択したスリットにフレネルレンズを挿入することにより、ＬＥＤ光源とフレネルレンズの距離の変更を可能とした請求項１のＬＥＤ照明器具構造
【請求項３】
フレネルレンズ収納空間に、選択した所定長さの円筒形のスペーサーを取付けて、フレネルレンズをＬＥＤ光源の基盤にビスで固定することによりＬＥＤ光源とフレネルレンズとの距離を決めて、ＬＥＤ光源の照明角度を決定することを特徴とする請求項１のＬＥＤ照明器具構造
【請求項４】
ナットの回転締付けによって、スプリングの高さを変更して、ＬＥＤ光源とフレネルレンズとの距離を決めて、ＬＥＤ光源の照明角度を決定することを特徴とする請求項１のＬＥＤ照明器具構造
【請求項５】
円筒状のフレネルレンズ収納空間の中で、円筒壁面に傾斜したスリット状の穴を設け、フレネルレンズにガイド用のボルトを取付けてスリットに沿った移動により、フレネルレンズの位置の変更を可能にすることを特徴とする請求項１のＬＥＤ照明器具構造
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本考案は、ＬＥＤ照明器具において、フレネルレンズを使用したものであって、施工時に照射角度の変更を可能にしたＬＥＤ照明器具構造に関する。
【背景技術】
【０００２】テレビ分野や店頭照明にＬＥＤが採用されている。後者の場合、これまでのＬＥＤランプでは、照射角度や照射面積を変更して、商品の美と機能を照明によってクローズアップしたいときに、その変更は容易ではなく不便であった。所定のプリズム、反射壁等が固定され、ＬＥＤ照明器具の位置を変更しないで、照射角度や照射面積を変更することは不可能であった。本考案は、施工時に顧客の要求により照射角度や照射面積の変更を可能にするものであり、従来技術にはなかった技術分野である。
【特許文献】
【０００３】公開特許公報と公開実用新案公報によりＬＥＤ照明とフレネルレンズを検索キーワードとして検索したところ８件の特許が検索できた。２００３年から２０１１年３月までに公開されたものである。光の方向を変化させるものが３件あった。反射タイプのフレネルレンズの利用（特許文献１）、検査装置の特許で、検査にリニアフレネルレンズを利用したものである（特許文献２）。また、円錐型に成型されたレンズの頂点の近くに、ＬＥＤチップを配置したもの（特許文献３）、光偏向の手段としてフレネルレンズを使用したものが、それぞれ１件あった（特許文献４）。【０００４】さらに、発散性の光線を収束させる或いは平行させるのにフレネルレンズが使用されていた（特許文献５及び６）。他の２件は、屋外用の照明用具と面状や円状に固定したＬＥＤ照明において固定式のフレネルレンズを採用したものであった。これらの８件の先行特許に関して、共通して言えることは、フレネルレンズの位置は固定されたものであり、可変式にはなっていない。
【特許文献１】特開２０１１−４４６１０
【特許文献２】特開２０１１−１２９８１
【特許文献３】特開２００９−２４５９１０
【特許文献４】特開２００３−２０９２８８
【特許文献５】特開２００７−７９５２８
【特許文献６】特開２００８−２１５６１
【特許文献７】特開２００７−２５０５１３
【特許文献８】特開２００３−６５９６０
【非特許文献】
【０００４】フレネルレンズは、レンズの曲率のみを平面に並べたレンズで、平面状でありながらレンズ機能を持っている。しかもレンズの口径より短い焦点距離を持っている。太陽光の集光を目的とするときには、レンズ面側から平行光線が入って、焦点の位置に集光する。ＬＥＤの照明としての利用では、フレネルレンズの焦点の位置にＬＥＤ光源を置くと、フレネルレンズの屈折により所定の平行光線と照射面積を得る（非特許文献１及び２）。
【非特許文献１】ウィキペティア
【非特許文献２】日本特殊光学樹脂  カタログ
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】上述の先行特許文献や一般的なフレネルレンズの利用の中で、ＬＥＤ光源とフレネルレンズの位置を、変化させる考え方は、全く見当たらない。本考案者は、ＬＥＤのスポットライトを商品や舞台上の人間に当てて、顧客にその美と機能を訴える場合、必ずしも平行光線である必要はなく、展示環境に合わせて、広がる光の利用や収束する光線を当てて、当該商品や人物を際立たせる方が良いことに気がつき、ＬＥＤ照明器における照射角度の現場での可変性の追究を課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００６】本考案者は、ＬＥＤ照明器における照射角度の現場での可変性を実現するために、フレネルレンズの設定空間を設け、その空間内で、フレネルレンズの移動可能機能を有する構造を考案した。ここでは４種類の構造により実現した。すなわち、１フレネルレンズを収納する空間内で、光の照射方向にスリットを数箇所設けて、焦点距離よりも近接した位置にもフレネルレンズを設置できる構造とする。２基板とフレネルレンズの距離をスペーサーによって決定できる構造とする。すなわち、長さの異なるスペーサーの使用によりフレネルレンズの位置を変更できる構造とする。【０００７】３基盤とフレネルレンズの間にスプリングをセットし、ナットの締付けと弛緩によりフレネルレンズの位置を可変させる。４フレネルレンズにガイド棒を取付け、傾斜したスリットに沿って回転させて、その位置を変化できる構造とする。
【考案の効果】
【０００８】ＬＥＤ素子の光源と焦点距離１５ｍｍのフレネルレンズの距離を１０ｍｍとすると、約６０度の照射角度になる。フレネルレンズを収納する空間で、フレネルレンズの位置を検討して、展示品や舞台が引立つ照射角度と照射面積に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】フレネルレンズの収納位置を変更できるスリット方式の四角形のケースの断面模式図、ＬＥＤ光源の近くから４か所のスリット２があり、はめ込む位置で４段階に位置を変更できる構造である。
【図２】収納するフレネルレンズの断面模式図  ａフレネルレンズの断面  ｂ別のフレネルレンズの断面
【図３】収納したフレネルレンズの断面模式図  ａスペーサーを使用してビス止めによって位置決めをした光源部の断面模式図、円筒形のスペーサー７の長さの異なるものをはめてビスで留める構造である。ｂスプリングを介してナットによって位置決めをした光源部の断面模式図、円筒形のスプリング１０が、ナット８の回転で、ボルト９によって位置を変えることができる構造である。
【図４】フレネルレンズを回転してその位置を変更できる傾斜スリットを有する構造の円筒の模式図
【図５】図１の模式図で、左から２番目のスリットに、フレネルレンズを収納したスリット方式の収納空間の模式図
【図６】フレネルレンズの焦点距離より近接したＬＥＤ光源の照射例
【考案を実施するための形態】
【００１０】使用するレンズの形状に合わせた収納空間１において、ＬＥＤ光源からの距離が異なる位置にフレネルレンズを設定できる構造のＬＥＤ照明器具とする。顧客のニーズを聞いて、要望する照射角度と照射面積を実現する位置にフレネルレンズの位置を決定しての設置を可能にした。
【００１１】フレネルレンズの設置構造としては、図１のように予め数箇所のスリット２を設ける方法では、はめ込む位置で、ＬＥＤ光源からの距離を変更できる。フレネルレンズの断面を図２のａｂに示したが、これ以外に色々のフレネルレンズが使用できる。図３ａのように、選択したフレネルレンズを、一定高さの円筒状のスペーサー７をはめて、ビス６で取付ける。スペーサーの長さを変えると、ＬＥＤ光源からフレネルレンズまでの距離が変更できる。３番目の構造は、図３ｂのように取付け位置が自由に変更できるように、スブリング１０を介してナット８で位置決めをする方法である。締め付ける力でスプリングを圧縮して距離が変更できる。
【００１２】このように、可変方式には各種の実施形態が採用できる。さらに、図４に示すように、フレネルレンズを収納する円筒に、１２０度間隔で、３０度傾斜したスリット状の穴を作り、その穴に沿って回転させて、フレネルレンズの側面に設けた穴に差込んだボルトをナットで固定してＬＥＤ光源とフレネルレンズの距離を自由に設定できる構造とする。
【実施例】
【００１３】ウインドウショッピングができる道路に面したウインドウにおいて、バッグ類の美と機能をアピールするために、照射角度６０度を求められた時に、焦点距離１５ｍｍの図２の４−ａタイプのフレネルレンズを、図３ａの構造で、円筒形のスペーサーを選択してＬＥＤ光源から１０ｍｍの位置にセットした。約６０度の照射角度が実現できた。夕暮れ時からのウインドウショッピングに効果的であり、展示品が変わるときに商品によって、照射角度が変更できて好評であった。
【産業上の利用可能性】
【００１４】ＬＥＤとレンズとの距離が固定されていると照射角度と照射面積が固定され、商品が変わったときに、別のＬＥＤ照明が必要となる。本考案の構造であれば、ＬＥＤ光源とレンズの距離が可変できて、生産現場や商品展示或いは舞台に用に利用できる。図６は、照射事例の光線の模式図であり、照射光１３の角度が自由に変更できる。
【符号の説明】
【００１５】１フレネルレンズを収納するＬＥＤと共にある空間
２フレネルレンズを組込むスリット
３ＬＥＤ光源
４−ａフレネルレンズの断面
４−ｂ別のフレネルレンズの断面
５ＬＥＤ光源３が固定されているＬＥＤ光源の基板
６ビス止め方式におけるビス、７の円筒スペーサーの長さによりフレネルレンズの位置が移動できる。
７光源からの位置を決定する円筒形のスペーサー
８ナット
９ナットを回転させて位置を変更するボルト、弱い力でスプリングが圧縮できフレネルレンズの位置が変更できる。
１０位置変更を可能にする円筒スプリング
１１フレネルレンズを収納する円筒
１２ガイド用ボルトを移動させてフレネルレンズの位置を変更させるスリット状の穴
１３照射光
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月31日(2011.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップを使用した照明器具において、円形又は四角形基板にＬＥＤチップを取付け、その点灯時の発光光線の光路に、基板と同形の円筒体又は直方体のフレネルレンズ収納室を結合設置して、発光部とフレネルレンズによって構成された照明器具とし、照明現場において所定の照明角度を有する照明光源とするために、照明器具の取付け時に、ＬＥＤチップとフレネルレンズの距離を固定する部材をフレネルレンズ収納室に設け、ＬＥＤ光源、フレネルレンズ収納室、フレネルレンズ固定具によって構成されたことを特徴とするＬＥＤ照明器具構造
【請求項２】
フレネルレンズ収納室空間に、板状フレネルレンズが挿入できる複数のスリット構造を設けて、選択したスリットにフレネルレンズを挿入することにより、ＬＥＤ光源とフレネルレンズの距離を固定させることを特徴とする請求項１のＬＥＤ照明器具構造
【請求項３】
フレネルレンズ収納室空間に、選択した所定長さの円筒形のスペーサーを取付けて、フレネルレンズをＬＥＤ光源の基盤にビスで固定することによりＬＥＤ光源とフレネルレンズとの距離を決め、ＬＥＤ光源の照明角度を決定することを特徴とする請求項１のＬＥＤ照明器具構造
【請求項４】
ナットの回転締付けによって、スプリングの高さを変更して、ＬＥＤ光源とフレネルレンズとの距離を決め、ＬＥＤ光源の照明角度を決定することを特徴とする請求項１のＬＥＤ照明器具構造
【請求項５】
円筒状のフレネルレンズ収納室空間の中で、円筒壁面に傾斜したスリット状の穴を設け、フレネルレンズにガイド用のボルトを取付けてスリットに沿った移動により、フレネルレンズの位置の決定を可能にすることを特徴とする請求項１のＬＥＤ照明器具構造