(57)【要約】【課題】簡単な手段で色温度の調整と有害な領域の光線を除去することができかつ効率のよい集光レンズ及び照明器具を提供することである。【解決手段】中央部の円筒状空胴３３の一端に前記空胴３３とほぼ同径の凸レンズ３１を設け、前記空胴３３の外周を取り囲む凹レンズ３２を設けた集光レンズ３０において、前記凸レンズ３１の内面及び空胴３３の内周面を被う調光層３５を設け、この調光層３５によって色温度の調整や有害な領域の光線の除去及び効率化を可能とする。この調光層３５を設けた集光レンズ３０を発光ダイオードに被せて照明器具とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央部の円筒状空胴の一端に前記空胴とほぼ同径の凸レンズを設け、前記空胴の外周を取り囲む凹レンズを設けた集光レンズにおいて、前記凸レンズの内面及び空胴の内周面を被う調光層を設け、この調光層中に透明な色素、有害光線吸収剤、蛍光塗料のいずれか一以上を混入したことを特徴とする照明器具用集光レンズ。
【請求項２】
前記調光層は、周壁と頂壁を有するカップより成り、前記凸レンズの内面及び空胴の内周面に密着して挿入されるようにした請求項１に記載の照明器具用集光レンズ。
【請求項３】
前記凹レンズの外面に反射層を設けた請求項１または２に記載の照明器具用集光レンズ。
【請求項４】
３個の白色発光ダイオードを円周上に等間隔に配列し、これらの発光ダイオードにそれぞれ請求項１〜３のいずれかの集光レンズを被せて固定した基板を一端が開放された円筒状器体内に取り付け、この器体の開放面に透明なキャップを取り付けた照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光ダイオードを用いた照明器具用集光レンズと照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の発光ダイオードは、事実上半永久的とも言われる耐久性を有し、光源として小形化が可能で様々な用途が期待されている。
【０００３】
しかしながら、用途によっては種々の性能が要求され、それぞれに適応した改良が必要とされている。例えば航空機の読書燈として用いられる照明器具では、読書などに充分な明るさと色温度が必要とされ、また目に傷害を与えない光線であることも重要である。
【０００４】
一般に白色発光ダイオードを光源とした照明器具によって絵や物体を見る場合に、適当な色温度でないと視覚的な違和感を与える場合があり、本発明者は、これを改良するため、特許文献１に記載されているように、光源を内蔵した照明器具の透明キャップに色温度調整用フィルターを取り付けることを提案している。
【０００５】
しかしながら、この種の光源による光線の中に紫外線や近紫外線領域の青色光のほかにも赤外線が含まれ、これらは目に有害とされている。
【特許文献１】特開２００５−２６８１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、この発明の課題は、簡単な手段で色温度の調節と有害な領域の光線の除去が可能でかつ効率のよい集光レンズ及び照明器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明は、中央部の円筒状空胴の一端に前記空胴とほぼ同径の凸レンズを設け、前記空胴の外周を取り囲む凹レンズを設けた集光レンズにおいて、前記凸レンズの内面全面及び空胴の内周面全面を被う調光層を設け、この調光層中に透明な色素、有害光線吸収剤、蛍光塗料のいずれか一以上を混入したことを特徴とする。
【０００８】
前記調光層を、周壁と頂壁から成るカップによって形成し、このカップを前記凸レンズの内面及び空胴の内周面に密着して挿入できるようにしてもよい。また、前記凹レンズの外面に反射層を設けることができる。
【０００９】
上記のような集光レンズを白色発光ダイオードに被せ、この白色発光ダイオードを３個円周上に等間隔に配列した基板を円筒形状器体内に取り付け、この器体に透明なキャップを取り付けて照明器具を形成する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、既存の集光レンズに調光層を設けるだけで色温度に優れ無害で効率のよい照明が得られ、また調光層を成形品にしておくと、集光レンズに嵌め込むだけでよいため、コスト的にも有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１、２、３に示すように、照明器具１０は、３個の白色発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）２１を固定して支持する基板２０、それぞれの発光ダイオード２１に被せられる集光レンズ３０、前記基板２０を支持固定する器体４０、前記器体４０に着脱自在に取り付けられる透明なキャップ５０より成る。
【００１２】
前記基板２０は、ダイオード２１の発熱を放出可能なアルミニウムなどの伝熱性に優れた金属板が好ましく、発光ダイオード２１は、砲弾形が一般的であるがチップ形でもよく、これらを図示のように３個円周上に等間隔に配置するのが、電気的にも形状的にも有利である。一般に市販されている高輝度白色ＬＥＤの標準的な順電圧は、３．６Ｖ〜４．０Ｖの範囲内であり、ＬＥＤ３個を直列に配列すれば駆動電源は１２Ｖの効率的な範囲内になり、汎用品を使用できる。また、定電圧電源、調整抵抗方式の場合、ＬＥＤ３個の構成が最も有利である。
【００１３】
一方、照射部が円状で均等な明るさを求める照明器具にあっては、当然光源となるＬＥＤも円周上に配置される。その場合、照明器具の最小化を考えた場合、多灯数の光源の最小は３個である。
【００１４】
次に、前記器体４０は、ダイキャストなどで形成された円筒形状で、底面の中央部には、電源ケーブルを通す空間４１が設けられ、内周には、前記キャップ５０をねじ込むねじ溝４２が設けられている。
【００１５】
前記キャップ５０は、透明なアクリル樹脂より成る円筒カップ形状で、頂面５１はほぼ完全透明、周面５２はマット処理が施されて半透明になっており、周面５２の外端面５３には、ねじが形成され、器体４０のねじ溝４２とねじ結合できるようになっている。
【００１６】
前記集光レンズ３０は、透明なアクリル樹脂より成り、図４（イ）（ロ）に示すように、光源となるＬＥＤ２１とほぼ同径の凸レンズ３１とその周囲をとり囲む凹レンズ３２より成り、中心部に円筒形空胴３３が形成されている。凸レンズ３１と凹レンズ３２は、焦点を適当に選択して集光レンズ３０から大部分の光が平行に投射されるようにしてある。なお、図４中の符号３４は、支持棒であって、集光レンズ３０を基板２０に取り付ける際に、定位置を維持して強固に固定するためのものであり、等間隔に４ヶ所設けられている。
【００１７】
前記集光レンズ３０の中央部に設けられた空胴３３の内周面及び凸レンズ３１の内面には、調光層３５が設けられている。この調光層３５は、主として色温度の調整と有害光線の除去を目的とするが、勿論この調光層３５を設けことによる効率の低下即ち光量の減少をできるだけ防止しなければならない。
【００１８】
色温度の調整には、必要とされる色温度に応じて調光層３５に混入する透明な色素の種類と量を選択すればよく、有害光線の除去には、紫外線吸収剤などを用いればよく、さらに光量の減少防止には蛍光塗料を用いることができる。そして、前記調光層３５として、例えば塗布層を採用すれば、適当なバインダに選択された色素及び／又は紫外線吸収剤と、必要に応じて蛍光塗料を混入して集光レンズ３０の空胴３３の内面に塗工すればよい。また、図５に示すようなカップ３５ａを用いることができる。このカップ３５ａは、アクリル樹脂等の透明な材料を成形し集光レンズ３０の空胴３３内に密着するようにしたものであって、円筒状周壁３５ｂ、頂壁３５ｃより成り、成形材料中に、上記色素、紫外線吸収剤、蛍光塗料のいずれかを混入して成形すればよい。さらに、光量の減少防止手段として、集光レンズ３０の凹レンズ３２の外面に反射層３６を設けておくことができる。この反射層３６は、例えばアルミニウム等の金属蒸着膜が好ましい。
【００１９】
前記照明器具１０は、器体４０を壁面や天井面の適当な個所に固定して用いることができる。また、図６に示すように、放熱用フイン６０を器体４０に取り付けることができる。この場合はフイン６０の基部６１に取り付け孔６２を設けて前述と同様に、適宜個所に取り付けるとよい。なお、図中、符号７０は整流器、８０は家庭用コンセントである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の照明器具の一実施形態を示す分解斜視図
【図２】照明器具の平面図
【図３】照明器具の縦断面図
【図４】（イ）集光レンズの縦断面図、（ロ）同平面図
【図５】調光カップの縦断面図
【図６】照明器具の他の例を示す縦断面図
【符号の説明】
【００２１】
１０    照明器具
２０    基板
２１    発光ダイオード
３０    集光レンズ
３１    凸レンズ
３２    凹レンズ
３３    空胴
３４    支持棒
３５    調光層
３５ａ  カップ
４０    器体
４１    空間
４２    ねじ溝
５０    キャップ
５１    頂面
５２    周面
５３    外端面
６０    フイン
７０    整流器
８０    コンセント
【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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