(57)【要約】【課題】光の利用効率を低下させることなく、簡単な構成でバリエーションに富んだ照射像を照射することができる照明装置を提供する。【解決手段】発光色の異なるＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｂを光源として設け、これら各色のＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｂに対し、所定形状の開口部３３Ｒ，３３Ｂが開口する遮光マスク３２Ｒ，３２Ｂを個別に対向配置するとともに、各開口部３３Ｒ，３３Ｂを通過した各色の光をそれぞれ個別に投射する投射レンズ４２Ｒ，４２Ｂを設け、遮光マスク３２Ｒを動作機構部によって遮光マスク３２Ｂに対して相対移動させる。これにより、簡単な構成で各色の照射像ＩＲ，ＩＢの照射位置を相対的に変化させて、全体としてバリエーションに富んだ照射像を形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光色の異なる複数の光源を備えた光源部と、
前記各光源に対向する複数の開口部を備えた遮光マスクと、
前記各開口部を通過した光を投射する投射レンズと、
前記各開口部の少なくとも何れか１つを他の前記開口部と関連付けて動作させる動作機構部とを具備したことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記投射レンズは、複数の前記光源に個別に対応して配置されることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記投射レンズは、複数の前記光源からの光を同一のレンズ曲面に入射することを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め設定された照射面に対して所望の図柄の照明光を投写する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、発光ダイオード（ＬＥＤ）は、消費電力が小さく長寿命であるという利点を有する。しかも、ＬＥＤは、点光源として扱うことができるため、バルブ等の光源に比して扱いが容易である。そこで、近年では、ＬＥＤの高出力化に伴い、各種照明装置の光源としてＬＥＤを適用することが期待されている。
【０００３】
この種の照明装置として、例えば、特許文献１には、ＬＥＤを光源とする照明ユニットと、第１，第２凸レンズが装着された鏡筒との間に、図案が印刷されたフィルムを配設することにより、所望の図案の照明光を投写する携帯用の投影式表示装置（照明装置）が開示されている。
【特許文献１】実用新案登録第３１１８６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の特許文献１の技術において、所望の図案等を照射像によってカラー表示する場合には、当該図案に対応する各色のカラーフィルタをフィルム上に形成する必要がある。
【０００５】
しかしながら、このように光源からの光をカラーフィルタに透過させることは光の利用効率の低下を招く。また、上述の特許文献１の技術は、単一の照射像しか投射することができず、各種バリエーションの照射像を照射することが望まれていた。
【０００６】
本発明は、光の利用効率を低下させることなく、簡単な構成でバリエーションに富んだ照射像を照射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】
【０００７】
本発明は、発光色の異なる複数の光源を備えた光源部と、前記各光源に対向する複数の開口部を備えた遮光マスクと、前記各開口部を通過した光を投射する投射レンズと、前記各開口部の少なくとも何れか１つを他の前記開口部と関連付けて動作させる動作機構部とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の照明装置によれば、光の利用効率を低下させることなく、簡単な構成でバリエーションに富んだ照射像を照射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図１乃至図４は本発明の第１の実施形態に係わり、図１は照明装置の要部断面図、図２は照明装置の分解斜視図、図３は図１のIII−III断面図、図４は照射像の変化を示す説明図である。
【００１０】
図１に示す照明装置１は、例えば、複数色の幾何学模様からなる照射像を投射する照明装置であり、この照明装置１は、発光色が異なる一対の発光ダイオード（ＬＥＤ）１２を光源とする光源ユニット１０と、この光源ユニット１０に冠設する筐体２０とを有する。ここで、本実施形態において、光源ユニット１０には、例えば、波長領域６３０ｎｍ〜７８０ｎｍの赤色光を出射するＬＥＤ１２と、波長領域４００ｎｍ〜４６０ｎｍの青色光を出射するＬＥＤ１２とが光源として用いられている。なお、以下の説明において、これらのＬＥＤ１２及び当該ＬＥＤ１２に対応する各部材等を区別する必要がある場合には、適宜、発光色に対応する添字”Ｒ”或いは”Ｂ”を符号に付す。
【００１１】
光源ユニット１０は、ＬＥＤ基板１１を有する。ＬＥＤ基板１１は、例えば、平面略矩形形状をなし、その基板上に半田付け等によって、各ＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｂを保持する。さらに、ＬＥＤ基板１１には、各ＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｂを図示しない電源と電気的に接続するためのコネクタ１３が固設されている。なお、ＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｂの発光効率を向上するため、ＬＥＤ基板１１は、例えば、熱伝導性の高いアルミ基板等で構成されている。
【００１２】
ここで、各ＬＥＤ１２は発光素子１７（発光素子１７Ｒ，１７Ｂ）に反射面１５が対向配置された反射型発光ダイオードで構成されている。具体的に説明すると、本実施形態において、ＬＥＤ１２は、反射枠体１４を有し、この反射枠体１４には、例えば、回転放物線形状をなす反射面１５が凹設されている。また、反射枠体１４には、互いに対向する側壁に沿って、一対のリードフレーム１６ａ，１６ｂが配設されている。各リードフレーム１６ａ，１６ｂの中途は反射枠体１４の上部で内側に折曲され、これにより、各リードフレーム１６ａ，１６ｂの端部が反射面１５に臨まされている。これらリードフレーム１６ａ，１６ｂのうち、一方のリードフレーム１６ａは、その端部が反射面１５の焦点位置まで延設され、このリードフレーム１６ａの端部には、反射面１５に対向する面上に、発光素子１７がマウントされている。また、他方のリードフレーム１６ｂの端部は、リード線１６ｃを介して、発光素子１７に接続されている。これにより、発光素子１７のアノード及びカソードは、リードフレーム１６ａ，１６ｂを介してＬＥＤ基板１１にそれぞれ電気的に接続され、発光素子１７は、通電時に、反射面１５に向けて光を発光する。そして、反射面１５は、発光素子１７から発光された光を反射することにより、平行光を生成する。
【００１３】
筐体２０は、各ＬＥＤ１２の光軸方向に沿う筒状形状をなし、各ＬＥＤ１２からの出射光を所定の照射像に調光するためのレンズ光学系２１を内部に収容する。本実施形態において、筐体２０は、略円筒形状をなし、先端部に内向フランジ２０ａが設けられている。また、筐体２０の基端部には、光源ユニット１０のＬＥＤ基板１１が当接する外向フランジ２０ｂが設けられている。そして、この外向フランジ２０ｂには、光源ユニット１０のＬＥＤ基板１１が、ネジ止め等によって固設されている。
【００１４】
レンズ光学系２１は、各ＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｂから出射する平行光を投射する投射レンズユニット２２と、この投射レンズユニット２２に各ＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｂから入射する光を制限する遮光ユニット２３とを有する。
【００１５】
遮光ユニット２３は、例えば、環状のスペーサ２４を介して光源ユニット１０に対向する円盤状の固定板３０を有する。この固定板３０には、各ＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｂに個別に対向するマスク保持孔３１Ｒ，３１Ｂが開口され、これらマスク保持孔３１Ｒ，３１Ｂのうちの一方（例えば、マスク保持孔３１Ｂ）には、遮光マスク３２Ｂが直接的に保持されている。
【００１６】
また、他方のマスク保持孔３１Ｒには、固定板３０の側面に開口するスライド穴３０ｓが連通されており、このスライド穴３０ｓ内を進退移動する可動板３４を介して、遮光マスク３２Ｒが保持されている。具体的に説明すると、可動板３４は略中央に遮光マスク３２Ｒを保持する孔部３４ａを有し、保持した遮光マスク３２ＲをＬＥＤ１２Ｒの光軸に対して垂直方向にスライドさせる。より詳しくは、可動板３４は、保持した遮光マスク３２Ｒを遮光マスク３２Ｂに対して同一平面状で相対移動する方向にスライドさせる。また、この可動板３４とスライド穴３０ｓの奥部との間には、リターンスプリング３５が配設され、このリターンスプリング３５によって可動板３４は外方（すなわち、可動板３４がスライド穴３０ｓから突出する方向）に付勢されている。また、可動板３４の外側端面にはピン３４ｂが突設され、このピン３４ｂの先端部は、筐体２０に穿設されたピン孔２０ｃを介して外部に露呈されている。これらにより、遮光ユニット２３には遮光マスク３２Ｒを遮光マスク３２Ｂと関連付けて動作させる動作機構部が構成されている。すなわち、ユーザ等によるピン３４ｂの押圧操作が行われると、この操作量に応じて遮光マスク３２Ｒ，３２Ｂの相対距離は変化する（図３参照）。
【００１７】
ここで、本実施形態において、各遮光マスク３２Ｒ，３２Ｂには、互いに等しい開口形状（例えば、３個の矩形が連なった開口形状）をなす開口部３３Ｒ，３３Ｂがそれぞれ設けれている。
【００１８】
投射レンズユニット２２は、例えば、環状のスペーサ２５を介して遮光ユニット２３に対向する円盤状のレンズ保持板４０を有する。このレンズ保持板４０には、各遮光マスク３２Ｒ，３２Ｂに個別に対向するレンズ保持孔４１Ｒ，４１Ｂが開口され、これらレンズ保持孔４１Ｒ，４１Ｂには、投射レンズ４２Ｒ，４２Ｂがそれぞれ保持されている。
【００１９】
ここで、レンズ保持板４０は、スペーサ２５と内向フランジ２０ａとの間に挟持されることによって筐体２０内に保持されており、各遮光マスク３２Ｒ，３２Ｂに対する各投射レンズ４２Ｒ，４２Ｂの光軸距離は、スペーサ２５によって適値に設定されている。具体的には、各遮光マスク３２Ｒ，３２Ｂの開口部３３Ｒ，３３Ｂに対し、各投射レンズ４２Ｒ，４２Ｂの前側焦点（入射側（ＬＥＤ１２側）の焦点）が近傍に一致するよう設定されている。また、各投射レンズ４２Ｒ，４２Ｂによる照射領域は、所定の光軸距離以上遠方において、少なくとも一部が互いに重畳するよう設定されている。
【００２０】
このような構成の照明装置１において、各ＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｂから出射される平行光が対応する開口部３３Ｒ，３３Ｂを通過して各投射レンズ４２Ｒ，４２Ｂに入射すると、各投射レンズ４２Ｒ，４２Ｂは各開口部３３Ｒ，３３Ｂの開口形状に応じた赤色光による照射像ＩＲ及び青色光による照射像ＩＢを照射する。そして、これら赤色光による照射像ＩＲと青色光による照射像ＩＢとの重畳により、これらの間に、紫色光による照射像ＩＰが形成される（図４（ａ）参照）。
【００２１】
このような照射時において、ユーザ等によりピン３４ｂが押圧操作されると、このピン３４ｂの押圧量に応じて遮光マスク３２Ｒ（開口部３３Ｒ）が遮光マスク３２Ｂ（開口部３３Ｂ）側に移動され、この移動量に応じて、照射像ＩＲが照射像ＩＢから離間する側に移動する。これにより、照射像ＩＰは除々に縮小される（図４（ｂ）参照）。そして、さらに、ピン３４ｂが押圧操作されると、照射像ＩＲは照射像ＩＢから離間され、照射像ＩＰが消滅する。（図４（ｃ）参照）。
【００２２】
逆に、ユーザ等によるピン３４ｂの押圧操作が解放されると、照射像ＩＲは照射像ＩＢに重畳され、これらの間に照射像ＩＰが形成される（図４（ｃ）、（ｂ）、（ａ）参照）。
【００２３】
このような実施形態によれば、発光色の異なるＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｂを光源として設け、これら各色のＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｂに対し、所定形状の開口部３３Ｒ，３３Ｂが開口する遮光マスク３２Ｒ，３２Ｂを個別に対向配置するとともに、各開口部３３Ｒ，３３Ｂを通過した各色の光をそれぞれ個別に投射する投射レンズ４２Ｒ，４２Ｂを設け、遮光マスク３２Ｒを動作機構部によって遮光マスク３２Ｂに対して相対移動させることにより、簡単な構成で各色の照射像ＩＲ，ＩＢの照射位置を相対的に変化させて、全体としてバリエーションに富んだ照射像を形成することができる。特に、遮光マスク３２Ｒ，３２Ｂの相対移動によって各照射像ＩＲ，ＩＢの一部を適宜重畳させることにより、照射像の変化による視覚効果の向上を効果的に実現できる。なお、このような効果は、上述の実施形態で示したように、単純な幾何学模様等の組み合わせによって照射像を構成する場合に特に有効である。
【００２４】
さらに、遮光マスク３２Ｒ，３２Ｂの開口部３３Ｒ，３３Ｂにカラーフィルタ等を設けることなく複数色の照射像ＩＲ、ＩＢ、ＩＰを照射することができるので、高い光の利用効率を実現することができる。
【００２５】
次に、図５乃至図７は本発明の第２の実施形態に係わり、図５は照明装置の要部断面図、図６は遮光マスクの平面図、図７は照射像の変化を示す説明図である。なお、本実施形態においては、上述の第１の実施形態に対して、遮光マスク及び投射レンズの構成が、主として異なる。その他、上述の第１の実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。
【００２６】
図５に示すように、本実施形態において、遮光マスク５０は、ＬＥＤ１２Ｒ及びＬＥＤ１２Ｂに対して一体的に対向する円盤状の遮光マスクで構成されている。この遮光マスク５０の中心部には、例えば、ＬＥＤ基板１１に固設された動作機構としてのモータ５１の回転軸５１ａが固設されており、この回転軸５１ａを介して伝達されるモータ駆動力によって、遮光マスク５０は回動自在となっている。また、遮光マスク５０上には、回転軸５１ａを中心とする同心円上に、例えば、４個の開口部５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄが開口されており、各開口部５３ａ〜５３ｄは、遮光マスク５０の回動状態に応じて、各ＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｂに対して順次対向するようになっている。
【００２７】
また、筐体２０内には、光源ユニット１０のＬＥＤ基板１１に連設する環状のスペーサ５５が配設され、このスペーサ５５と内向フランジ２０ａとの間には、投射レンズ５７が挟持されている。
【００２８】
具体的に説明すると、投射レンズ５７は、例えば、筐体２０の内周に摺接するフランジ部５７ａの内側に両凸のレンズ部５７ｂが一体形成された光透過性の樹脂成型品で構成されている。そして、投射レンズ５７は、フランジ部５７ａがスペーサ５５と内向フランジ２０ａとの間に挟持されることにより、レンズ部５７ｂの前側焦点が遮光マスク５０上に位置するよう位置決めされた状態で筐体２０内に保持される。
【００２９】
このような構成の照明装置１において、各ＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｂ及びモータ５１が通電され、各ＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｂから出射される平行光が、遮光マスク５０の回動に伴って順次対向される開口部５３ａ〜５３ｄを通過して同一のレンズ部５７ｂのレンズ曲面に入射されると、レンズ部５７ｂは、各瞬間に対向する開口部の形状に応じた赤色光による照射像ＩＲ及び青色光による照射像ＩＢを照射する。この場合、各ＬＥＤ１２Ｒ，１２Ｂからの光は、遮光マスク５０上の開口部を経て同一のレンズ部５７ｂに入射されるので、各照射像ＩＲ、ＩＢは、互いに交わることがなく所定間隔隔てられた照射位置で所定の関連性を有しつつ変化する（図７（ａ）、（ｂ）参照）。
【００３０】
このような実施形態においても、上述の第１の実施形態と同様、光の利用効率を低下させることなく、簡単な構成でバリエーションに富んだ照射像を照射できるという効果を奏することができる。
【００３１】
なお、上述の各実施形態においては、２種類のＬＥＤを光源として用いた一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３種類以上のＬＥＤを光源として用いてもよい。
【００３２】
また、遮光マスクに開口する各開口部の開口形状は、上述の形状に限定されるものではなく、各種形状を採用することが可能である。さらに、動作機構部についても、上述のものに限定されるものではなく、手動式、電動式を問わず、各種動作機構部を採用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わり、照明装置の要部断面図
【図２】同上、照明装置の分解斜視図
【図３】同上、図１のIII−III断面図
【図４】同上、照射像の変化を示す説明図
【図５】第２の実施形態に係わり、照明装置の要部断面図
【図６】遮光マスクの平面図
【図７】照射像の変化を示す説明図
【符号の説明】
【００３４】
１…照明装置、１０…光源ユニット、１１…ＬＥＤ基板（光源部）、１２Ｒ，１２Ｂ…発光ダイオード（光源）、１７Ｒ，１７Ｂ…発光素子、２０…筐体、２０ｃ…ピン孔（動作機構部）、２１…レンズ光学系、２２…投射レンズユニット、２３…遮光ユニット、３０ｓ…スライド穴（動作機構部）、３０…固定板、３１Ｒ，３１Ｂ…マスク保持孔、３２Ｒ，３２Ｂ…遮光マスク、３３Ｒ，３３Ｂ…開口部、３４ｂ…ピン（動作機構部）、３４…可動板（動作機構部）、３４ａ…孔部（動作機構部）、３５…リターンスプリング（動作機構部）、４０…レンズ保持板、４１Ｒ，４１Ｂ…レンズ保持孔、４２Ｒ，４２…投射レンズ、５０…遮光マスク、５１…モータ（動作機構部）、５１ａ…回転軸（動作機構部）、５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ…開口部、５７…投射レンズ、５７ａ…フランジ部、５７ｂ…レンズ部、
【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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