(57)【要約】【課題】簡易な構造で、かつ、耐久性に優れ、光の配向を制御することができる照明装置を提供する。【解決手段】本考案の照明装置１Ａは、光を発光する光源部２と、発光した光を出射する平面レンズ３と、光源部２及び平面レンズ３を支持する筐体４とを備えている。平面レンズ３は、少なくとも一方の主面にプリズムを形成する。このプリズムは、屈折作用を有する屈折プリズムと、反射作用を有する反射プリズムとを含む。平面レンズ３は、着脱可能に、かつ、表面及び裏面を反転可能に筐体４に設けられている。この平面レンズ３を筐体４に対して平面レンズ３の表面及び裏面を反転させることにより、光源部２から出射された光の配向分布を変えることができる。【選択図】図１
0003187902.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
前方に向かって光を出射する光源部と、
少なくとも一方の主面に複数のプリズムが形成され、かつ、前記光源部の前方に配置されることで、前記光源部から出射される光の配向を制御する配向制御部材と、
前記配向制御部材を保持する筐体と、を備えた照明装置であって、
複数の前記プリズムは、前記光源部から入射した光を傾斜面で反射させ、前記配向制御部材の出射面から出射されるように構成された反射プリズムを含み、
前記筐体は、前記配向制御部材を着脱可能、かつ、前記配向制御部材の表面及び裏面を反転可能に構成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記配向制御部材は、円形状に形成され、
複数の前記プリズムは、前記光源部の光軸を中心として同心円状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記筐体は、前記配向制御部の外周部を配置する段部が形成された第１支持部と、
前記第１支持部と共に前記配向制御部材の外周部を挟持する第２支持部と、を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記反射プリズムは、前記配向制御部の外周側に形成され、
前記反射プリズムが形成される領域の内周側には、前記光源部から入射した光を傾斜面で屈折させ、前記配向制御部材の出射面から出射されるように構成された屈折プリズムが形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源から入射した光の配向が制御可能な照明装置として、例えば、特許文献１には、複数のＬＥＤがそれぞれ直線状に配置され、全体として放射状に配置された複数のフレームを平面状態から凹面状態又は凸面状態となるように機械的に変形可能に構成することで、光の指向性を調整することができる照明装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２９０１４号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたものでは、各フレームを機械的に変形させる必要があるため、構造が複雑になると共に、照明装置の耐久性が懸念される。
【０００５】
本考案は、上記の点に鑑みてなされたものであり、簡易な構造で、かつ、耐久性に優れ、光の配向を制御することができる照明装置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】
【０００６】
（考案の態様）
以下の考案の態様は、本考案の態様を例示するものであり、本考案の多様な構成要素の理解を容易にするために、項分けして説明するものである。以下の各項は、本考案の技術的範囲を限定するものではなく、本考案を実施する最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、または、さらに他の構成要素を付加した態様についても、本考案の一態様になり得るものである。
【０００７】
（１）前方に向かって光を出射する光源部と、
少なくとも一方の主面に複数のプリズムが形成され、かつ、前記光源部の前方に配置されることで、前記光源部から出射される光の配向を制御する配向制御部材と、
前記配向制御部材を保持する筐体と、を備えた照明装置であって、
複数の前記プリズムは、前記光源部から入射した光を傾斜面で反射させ、前記配向制御部材の出射面から出射されるように構成された反射プリズムを含み、
前記筐体は、前記配向制御部材を着脱可能、かつ、前記配向制御部材の表面及び裏面を反転可能に構成されている照明装置（請求項１）。
【０００８】
本項に係る照明装置では、配向制御部材の少なくとも一方の主面に形成された複数のプリズムに反射プリズムを含ませ、筐体に対して配向制御部材の表面及び裏面を反転させることにより、光源部から出射された光の配向分布を変えるものである。また、筐体は、配向制御部材を着脱可能に構成することにより、容易に配向制御部材の表面及び裏面を反転させるものである。
【０００９】
（２）上記（１）項において、前記配向制御部材は、円形状に形成され、
複数の前記プリズムは、前記光源部の光軸を中心として同心円状に形成されている照明装置（請求項２）。
【００１０】
本項に係る照明装置では、複数のプリズムを光源部の光軸を中心として同心円状に形成することで、光源部から出射される光は、光源部の光軸を中心として回転対称性に優れた照度分布となる。
【００１１】
（３）上記（１），（２）項において、前記筐体は、前記配向制御部の外周部を配置する段部が形成された第１支持部と、
前記第１支持部と共に前記配向制御部材の外周部を挟持する第２支持部と、を備えている照明装置（請求項３）。
【００１２】
本項に係る照明装置では、第１支持部の段部に配向制御部材の外周部を配置し、第２支持部を第１支持部に組付けることにより、配向制御部材を確実に挟持することができる。
【００１３】
（４）上記（１）から（３）項において、前記反射プリズムは、前記配向制御部の外周側に形成され、
前記反射プリズムが形成される領域の内周側には、前記光源部から入射した光を傾斜面で屈折させ、前記配向制御部材の出射面から出射されるように構成された屈折プリズムが形成されている照明装置（請求項４）。
【００１４】
本項に係る照明装置では、反射プリズムが形成される領域の内周側に屈折プリズムを形成することで、光源部から入射した光を傾斜面で屈折させ、配向制御部材に対して所定の方向に効率よく出射するものである。
【考案の効果】
【００１５】
本考案は、以上のように構成したことにより、簡易な構造で、かつ、耐久性に優れ、光の配向を制御することが可能な照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本考案の第１実施形態に係る照明装置の概略断面図である。
【図２】光源部に対してプリズムが対向して配置された状態の平面レンズの部分拡大図である。
【図３】光源部に対してプリズムが反対に配置された状態の平面レンズの部分拡大図である。
【図４】本考案に係る平面レンズの試験評価を示す図表である。
【図５】本考案の第２実施形態に係る照明装置の概略断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１７】
以下、本考案の第１実施形態に係る照明装置の構成を図１、図２及び図３に基づいて詳細に説明する。
本考案の照明装置１Ａは、光の配向（照射範囲）を変更することが可能な照明装置である。この照明装置１Ａは、図１に示すように、光を発光する光源部２と、光源部２が発光した光の配向を制御して出射する平面レンズ３（配向制御部材）と、光源部２及び平面レンズ３を支持する筐体４とを備えている。
【００１８】
光源部２は、ＬＥＤ６と、このＬＥＤ６を搭載する基板７とを有している。ＬＥＤ６は、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体とを組合せて白色光を発光する白色ＬＥＤである。基板７は、略円板状であり、上面にＬＥＤ６を設けている。また、基板７は、筐体４を構成する第１支持部１８の、第１開口部２２の第１段部２４に配置される。
【００１９】
平面レンズ３は、略円板状であり、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂を用いて形成される。平面レンズ３は、一方の主面に複数のプリズム９が形成され、この複数のプリズム９は、光源部２のＬＥＤ６の光軸（図２及び図３の破線矢印Ｏ参照）を中心に同心円状に形成されている。また、平面レンズ３は、筐体４を構成する第１支持部１８の、第２開口部２３の第２段部２５に着脱可能に、かつ、反転可能に配置されている。なお、平面レンズ３を第２段部２５に配置するために、適宜複数のプリズムが形成された主面の外周側は、平坦面で形成されている。以下に、各構成要素について詳しく説明する。
【００２０】
複数のプリズム９は、平面レンズ３の内周側の領域に形成される複数の屈折プリズム１０と、平面レンズ３の外周側（複数の屈折プリズム１０の外側）の領域に形成される複数の反射プリズム１１とを有している。複数の屈折プリズム１０及び複数の反射プリズム１１は、全てのプリズムの焦点距離が同一となるように形成されている。
【００２１】
複数の屈折プリズム１０は、屈折作用を有するプリズムであり、複数のプリズム９が形成された主面（プリズム面）がＬＥＤ６に対向するように平面レンズ３を配置した場合（図２参照）、ＬＥＤ６から出射された光は、屈折プリズム１０の垂直面１３（ＬＥＤ６の光軸Ｏに向く面）を経由することなく傾斜面１４（ＬＥＤ６の光軸Ｏとは反対に向く面）に入射して屈折する。そして、平面レンズ３の出射面（プリズム面の反対側の主面である平坦面）から所定の方向（図示の例では、垂直方向（光軸方向））に出射（進行）する（図２の２点鎖線Ｐ参照）。一方、平面レンズ３の表面及び裏面を反転させ、平坦面がＬＥＤ６に対向するように平面レンズ３を配置した場合（ＬＥＤ６から出射された光を平坦面に入射させる場合、図３参照）、ＬＥＤ６から出射された光は、垂直面１３に入射することがなく傾斜面１４に入射して屈折する。そして、平面レンズ３の出射面（プリズム面）から、プリズム面がＬＥＤ６に対向するように平面レンズ３を配置した場合と略同一の方向に出射する（図３の２点鎖線Ｐ参照）。
【００２２】
複数の反射プリズム１１は、反射作用を有するプリズムであり、プリズム面がＬＥＤ６に対向するように平面レンズ３を配置した場合（図２参照）、ＬＥＤ６から出射された光は、入射面１５（ＬＥＤ６の光軸Ｏに向く面）からプリズム内に入射して傾斜面１６（ＬＥＤ６の光軸Ｏとは反対に向く面）で反射する。そして、平面レンズ３の出射面から所定の方向（図示の例では、垂直方向）に出射する（図２の２点鎖線Ｑ参照）。一方、平面レンズ３の表面及び裏面を反転させ、平坦面がＬＥＤ６に対向するように平面レンズ３を配置した場合（図３参照）、ＬＥＤ６から出射された光は、入射面１５を経由することなく傾斜面１６に対して垂直に近い角度（臨界角より小さい角度）で入射して屈折する。そして、平面レンズ３の出射面（プリズム面）から、プリズム面がＬＥＤ６に対向するように平面レンズ３を配置した場合とは異なる方向に出射する（図３の２点鎖線Ｑ参照）。
【００２３】
すなわち、平面レンズ３に形成されたプリズム９が屈折プリズム１０である場合には、平面レンズ３の表面及び裏面を反転させても光の出射方向（配向分布）は基本的には変わらないが、平面レンズ３に形成されたプリズム９が反射プリズム１１である場合には、光の出射方向が変わる。なお、反射プリズム１１の傾斜面１６は、屈折プリズム１０の傾斜面１４よりも平面レンズ３の主面に対する傾斜角度が大きい。
【００２４】
筐体４は、上述のように光源部２及び平面レンズ３が配置される第１支持部１８と、この第１支持部１８と共に平面レンズ３を挟持する第２支持部１９とを有している。第１支持部１８は、中心部に前後方向に貫通する空間２０を有する平円柱状であり、白色樹脂等の光を反射する樹脂で形成されている。また、第１支持部１８は、頂部側（図１の上面）の外周部に雄ねじ２１が形成され、底部側（図１の下面）に光源部２を配置するための第１開口部２２が形成され、頂部側に平面レンズ３を配置するための第２開口部２３が形成されている。第１開口部２２は、光源部２の基板７の外周部と当接する第１段部２４が形成され、第２開口部２３には、平面レンズ３の外周部と当接する第２段部２５が形成されている。第１開口部２２と第２開口部２３とは、前方に向かうほど拡開する傾斜面２６で連結されている。この傾斜面２６は、光源部２から出射した光を平面レンズ３に向けて反射させる反射面としての機能を有する。
【００２５】
第２支持部１９は、低円筒状であり、内周部に雌ねじ２７が形成された壁部２８と、この壁部２８の上端から内側に延びるリング状の張出部２９とを有している。壁部２８は、内径が第１支持部１８の外径と略同一かやや大きく形成されている。また、壁部２８は、第２支持部１９を第１支持部１８に組付けたとき、第１支持部１８の上端の外周部を覆うように配置される。すなわち、第１支持部１８と第２支持部１９とは、第１支持部１８の雄ねじ２１と第２支持部１９の雌ねじ２７とが螺合することで着脱可能に互いに固定される。張出部２９は、内側に形成された円形状の開口部３０を有している。また、張出部２９は、第２支持部１９を第１支持部１８に組付けたとき、第１支持部１９の第２開口部２３の第２段部２５との間で平面レンズ３の外周部を挟持する。開口部３０は、平面レンズ３の外周部を除く出射面が露出し、平面レンズ３の出射面を介して開口部３０から照明光を出射させる。
【００２６】
なお、第１支持部１８と第２支持部１９との着脱可能な固定手段として、第１支持部１８の雄ねじ２１と第２支持部１９の雌ねじ２７とを螺合させて固定しているが、フック等のロック機構を設けた固定手段を用いて固定することもできる。
【００２７】
次に、プリズム９が形成された平面レンズ３を備えた照明装置１の評価試験について、図４を参照して説明する。評価試験は、プリズム９が形成された主面（プリズム面）側から光を入射したとき、照度角が１３°〜３９°の範囲で異なる３つのサンプル（Ｎо．１，Ｎо．２及びＮо．３）の平面レンズ３を用いて評価を行った。ここで、各サンプルの具体的な照度角は、Ｎо．１が１３．０°であり、Ｎо．２が２４．５°であり、Ｎо．３が３９．０°である。また、評価試験は、プリズム９が形成された主面（表面、プリズム面）に光を入射させた状態、及び、プリズム９が形成された反対側の主面（裏面、平坦面）に光を入射させた状態の評価を行った。なお、Ｎо．１，Ｎо．２及びＮо．３は、照度角に対応して中心照度も異なっている。また、照度角は、各プリズムの焦点距離、及び、光源部２と平面レンズ３との間の距離を変えることにより調整することができる。
【００２８】
３つのサンプルの評価結果において、図４を参照して、Ｎо．１の場合では、平面レンズ３の表面（プリズム面から入光）及び裏面（プリズム面から出光）を反転にして使用することにより、照度角が約２倍に広がることが分かった。Ｎо．２の場合では、中心照度以外は特性の変化がないことが分かった。Ｎо．３の場合では、平面レンズ３の表面及び裏面を反転にして使用することにより、照度角が狭くなることが分かった。
【００２９】
この結果、反射プリズム１１を有する平面レンズ３に用いることにより、平面レンズ３の表面及び裏面を反転にして照明装置１に取付けることで、照明装置１から出射する光の配向を制御することが可能となる。また、Ｎо．２では、プリズム９側から出光する場合、光が集光されず、中心照度が落ちるが、色度差（Δｘ，Δｙ）は、変化がないため、見栄えに問題がなく照明レンズとして機能することができる。なお、平面レンズ３には、白色ＬＥＤの構造に基く色むらを低減するために、プリズム９が形成された主面の反対側の主面に光散乱素子を形成しているが、平面レンズ３の表面及び裏面を反転にしても色むらは、ほとんど変わらない。
【００３０】
上記構成を有する本考案の第１実施形態の照明装置１によると、平面レンズ３の少なくとも一方の主面に形成された複数のプリズム９に反射プリズム１１を含ませ、筐体４に対して平面レンズ３の表面及び裏面を反転させることにより、光源部２から出射された光の配向分布を変えることができる。また、複数のプリズム９を光源部２の光軸を中心として同心円状に形成することで、光源部２から出射される光は、光源部２の光軸を中心として回転対称性に優れた照度分布となる。筐体４は、平面レンズ３を着脱可能に構成することにより、容易に平面レンズ３の表面及び裏面を反転させることができる。更に、第１支持部１８の第１段部２４に平面レンズ３の外周部を配置し、第２支持部１９を第１支持部１８に組付けることにより、平面レンズ３を確実に挟持することができる。
【００３１】
次に、本考案の第２実施形態について、図５を参照して説明する。なお、以下の説明において、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同じ参照符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。
【００３２】
図５に示すように、第２実施形態に係る照明装置１Ｂでは、平面レンズ３３が矩形平板状に形成され、少なくとも一方の主面に複数のプリズム（図示せず）が直線状に（いわゆるリニアプリズム）形成されている。図示の例では、複数のプリズムは、紙面垂直方向に延びている。
【００３３】
筐体３４は、平面レンズ３３の外径形状に対応して、中心部に空間３５を有する直方体状に形成されている。この空間３５は、前後方向（光軸方向）、及び、それと直交する方向（紙面垂直方向）に貫通するように形成されている。筐体３４は、第２開口部２３のやや下方に、平面レンズ３３の両端を挿入して保持する一対の溝部３６，３６が形成されている。
【００３４】
また、照明装置１Ｂでは、プリズムが延びる方向に対する平面レンズ３３の移動を規制し、かつ、筐体３４内にゴミ、塵等の異物の進入を防ぐために、筐体３４の紙面垂直方向の両端部を閉塞する一対の端板（図示せず）が設けられている。
【００３５】
第２実施形態に係る照明装置１Ｂによると、上記第１実施形態と同様の作用効果に加え、筐体３４に一対の溝部３６，３６を形成することで、平面レンズ３３を着脱可能に保持すことができ、かつ、容易に平面レンズ３３の表面及び裏面を反転させることができる。また、第１実施形態で使用していた第２支持部１９が不要となるので、簡易な構造であり、コストを低減することができる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、平面レンズ３，３３の内周側の領域に複数の屈折プリズム１０を形成し、平面レンズ３，３３の外周側の領域に複数の反射プリズム１１を形成しているが、複数の屈折プリズム１０を設けることなく、複数の反射プリズム１１のみで形成してもよい。この場合、平面レンズ３，３３の内周側の領域に複数の反射プリズム１１を形成してもよい。
【００３７】
また、平面レンズ３，３３の一方の主面に複数のプリズム９を形成しているが、両面に複数のプリズム９を形成してもよい。各プリズム９の焦点距離は、一定である必要はなく、プリズム９ごとに焦点距離を適宜変更してもよい。
【００３８】
更に、上記実施形態では、平面レンズ３，３３を筐体２，３４に取付ける際、平面レンズ３，３３の表面及び裏面を反転するだけではなく、光源部２と平面レンズ３，３３との間の距離を変えるように構成してもよい。これにより、より広い範囲で光の配向を変えることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１Ａ，１Ｂ…照明装置、２…光源部、３…平面レンズ（配向制御部材）、４…筐体、９…プリズム、１１…反射プリズム
【図１】
0003187902.tif 000003
【図２】
0003187902.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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