(57)【要約】【課題】発光部とレンズ部との間隔を調整して照射する光のビーム角を連続的に変化させる照明器具において、レンズ部の光軸方向における位置ずれを防いで、ビーム角が意図せず変化することがないようにする。【解決手段】照明器具１は、複数のＬＥＤ２１を有する発光部２と、発光部２を収容する固定筐体３と、ＬＥＤ２１の各々に対向して設けられた複数のレンズ４１を有するレンズ部４と、レンズ部４を収容してＬＥＤ２１の光軸方向に移動可能な可動筐体５と、を備える。照明器具１は、更に、固定筐体３と可動筐体５とを係合して発光部２とレンズ部４との間隔を調整する係合調整部と、固定筐体３とレンズ部４との間に配置されてレンズ部４を可動筐体５の光出射面側の端面に押圧付勢する弾性体７と、を備える。レンズ部４が常に弾性体７により可動筐体５に押圧固定されているので、レンズ部４が光軸方向にずれ難く、従って、ビーム角が意図せず変化することが防止される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源を有する発光部と、
前記発光部を収容する固定筐体と、
前記複数の光源の各々に対向して設けられた複数のレンズを有するレンズ部と、
前記レンズ部を収容し、前記光源の光軸方向に移動可能な可動筐体と、
前記固定筐体と可動筐体とを係合し、前記発光部とレンズ部との間隔を調整する係合調整部と、
前記固定筐体とレンズ部との間に配置され、該レンズ部を前記可動筐体の光出射面側の端面に押圧付勢する弾性体と、を備えたことを特徴とする照明器具。
【請求項２】
前記係合調整部は、前記固定筐体の側面及び前記可動筐体の側面にそれぞれ設けられ互いに螺合するネジ構造から成ることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項３】
前記可動筐体を固定筐体に対して回転させることにより前記間隔を調整するとき、前記レンズ部は、前記光源とレンズの各々とが対向した状態が維持されるように該固定筐体に対して回り止めされていることを特徴とする請求項２に記載の照明器具。
【請求項４】
前記係合調整部は、前記固定筐体の側面に設けられ光軸方向に伸びるレール状のガイド部と、前記可動筐体の側面に設けられ前記ガイド部に係合する被ガイド部と、から成ることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light emitting diode）等の固体発光素子とレンズとを組み合わせた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からＬＥＤとレンズとを組み合わせ、照射する光のビーム角を連続的に変化させる照明器具が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような照明器具は、図１２に示されるように、ＬＥＤ１０を有する発光部２０と、発光部２０を収容する固定筐体３０と、ＬＥＤ１０に対向したレンズを有するレンズ部４０と、レンズ部４０を収容して光軸方向に移動可能な可動筐体５０と、を備える。固定筐体３０及び可動筐体５０は、共に光出射面側が開口した円柱形状とされ、固定筐体３０は内周に雌ねじ溝３１を有し、可動筐体５０は外周に雌ねじ溝３１と螺合する雄ねじ溝５１を有する。これら雌ねじ溝３１と雄ねじ溝５１とを螺合させることにより、固定筐体３０は、可動筐体５０を回転可能に保持する。可動筐体５０を固定筐体３０に対して回転させると、ＬＥＤ１０とレンズ部４０との距離が変わるので、ＬＥＤ１０から出射された光のレンズにおける屈折パターンが変化し、その結果、照明器具から照射される光のビーム角が変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９９６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような照明器具では、レンズ部４０はホルダ５２、５３で挟み込む構造によって保持されており、レンズ部４０保持部にクリアランス（隙間）ができるので、レンズ部４０の位置がホルダ５２、５３に対して光軸方向に微妙にずれ易い。そのため、ビーム角が意図せず変化してしまうことがある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するものであって、照射光のビーム角を連続的に変化させることができる照明器具において、レンズ部の位置が光軸方向にずれ難く、ビーム角が意図せず変化することのない照明器具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】
本発明の照明器具は、複数の光源を有する発光部と、前記発光部を収容する固定筐体と、前記複数の光源の各々に対向して設けられた複数のレンズを有するレンズ部と、前記レンズ部を収容し、前記光源の光軸方向に移動可能な可動筐体と、前記固定筐体と可動筐体とを係合し、前記発光部とレンズ部との間隔を調整する係合調整部と、前記固定筐体とレンズ部との間に配置され、該レンズ部を前記可動筐体の光出射面側の端面に押圧付勢する弾性体と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
前記係合調整部は、前記固定筐体の側面及び前記可動筐体の側面にそれぞれ設けられ互いに螺合するネジ構造から成ることが好ましい。
【０００８】
前記係合調整部がネジ構造から成る場合、前記可動筐体を固定筐体に対して回転させることにより前記間隔を調整するとき、前記レンズ部は、前記光源とレンズの各々とが対向した状態が維持されるように該固定筐体に対して回り止めされていることが好ましい。
【０００９】
前記係合調整部は、前記固定筐体の側面に設けられ光軸方向に伸びるレール状のガイド部と、前記可動筐体の側面に設けられ前記ガイド部に係合する被ガイド部と、から成ることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レンズ部は弾性体により可動筐体に押圧固定されているので、レンズ部の位置が光軸方向にずれ難く、従って、ビーム角が意図せず変化することが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る照明器具の分解斜視図。
【図２】上記照明器具の断面図。
【図３】光源とレンズとが近接した状態における上記照明器具の断面図。
【図４】上記実施形態の第１の変形例に係る照明器具の断面図。
【図５】上記実施形態の第２の変形例に係る照明器具の分解斜視図。
【図６】上記照明器具の断面図。
【図７】上記実施形態の第３の変形例に係る照明器具の分解斜視図。
【図８】上記照明器具の断面図。
【図９】上記実施形態の第４の変形例に係る照明器具の分解斜視図。
【図１０】上記照明器具の断面図。
【図１１】（ａ）（ｂ）は上記照明器具の動作を示す図。
【図１２】従来の照明器具の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態に係る照明器具について、図１乃至図３を参照して説明する。本照明器具は、光源としてＬＥＤを用いている。
【００１３】
図１乃至図３に示されるように、照明器具１は、複数のＬＥＤ２１を有する発光部２と、発光部２を収容する固定筐体３と、各ＬＥＤ２１に対向したレンズ４１を有するレンズ部４と、レンズ部４を収容し照明器具１の軸線方向に移動可能な可動筐体５と、を備える。固定筐体３は内周に雌ネジ溝３１を有し、可動筐体５は外周に雌ネジ溝３１と螺合する雄ねじ溝５１を有する。これら雌ネジ溝３１及び雄ねじ溝５１から成るネジ構造は、螺合することにより固定筐体３と可動筐体５とを係合し、固定筐体３に対して可動筐体５を回転させることで発光部２とレンズ部４との間隔Ｄ（図２参照）を調整する係合調整部を成す。照明器具１は、更に、レンズ部４を固定筐体３に係合する複数の固定部６と、固定筐体３とレンズ部４との間に配置されレンズ部４を可動筐体５の光出射面側の端面である引っかかり部５２に押圧付勢する弾性体７と、を備える。固定部６は、可動筐体５を固定筐体３に対して回転させるときに、レンズ部４の回転を防止する回り止めとして機能し、ＬＥＤ２１とレンズ４１の各々とが対向した状態を維持する。
【００１４】
発光部２は、ＬＥＤ２１と、ＬＥＤ２１を実装する円盤形状の配線基板２２と、を有する。ＬＥＤ２１には、例えば、白色光を発する白色ＬＥＤが用いられる。各ＬＥＤ２１の光軸は、それぞれ軸線に対して平行となっている。配線基板２２は、高い熱伝導率を有する材料、例えば、アルミニウム等の金属、ガラスエポキシ等の樹脂、又はセラミック等の無機材料を母材として構成される。配線基板２２は、ＬＥＤ２１実装面に高い光反射率を有する光反射部材を有する。光反射部材は、例えば、銀やアルミニウムにより構成される。また、配線基板２２は、ＬＥＤ２１への給電を担う配線パターンを有する。この配線パターンは、配電線を介してスイッチやマイコン等を備えた調光装置に接続されており、商用電源からＬＥＤ２１への電力供給を調節することによりＬＥＤ２１をオン／オフ制御及び調光制御する。なお、配線基板２２上に実装されるＬＥＤ２１の数及び配線基板２２上におけるＬＥＤ２１の配置は、図例のものに限定されない。
【００１５】
固定筐体３は、光出射面側が開口した円柱形状とされ、熱伝導率の高い材料、例えば、アルミニウムや銅等の金属により構成される。固定筐体３は、ＬＥＤ２１の発光に伴って発光部２で生じた熱を外部に放熱する複数の平板状フィン３２と、発光部２が取り付けられる面に軸線と平行に伸びる棒形状とされる固定部６を収容する縦穴３３と、を有する。縦穴３３は、間隔Ｄを小さくしたときにも十分に固定部６を収容できる深さに構成されている。
【００１６】
レンズ部４は、円盤形状とされ、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、又はガラス等の透光性材料により構成される。レンズ部４は、複数のレンズ４１と、レンズ４１間に位置する平坦部と、から成る。各々のレンズ４１の光軸は、それぞれ対向するＬＥＤ２１の光軸と一致している。
【００１７】
可動筐体５は、円筒形状とされ、例えば、アルミニウムや銅等の金属やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂により構成される。可動筐体５は、その内周に内側に突出してレンズ部４の光出射面側周縁部と当接する引っかかり部５２を有する。
【００１８】
固定部６は、例えば、アルミニウム等の金属やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂により構成され、１２０度ずつ角度を隔ててレンズ部４の光入射面側周縁部に複数取り付けられている。各固定部６の光入射面側の端部は、固定筐体３の縦穴３３に軸線方向に移動可能に挿入されている。なお、固定部６の形状、構成材料、数及び配置は、本実施形態のものに限定されない。
【００１９】
弾性体７は、ステンレスにより構成されたコイル状バネとされる。弾性体７は、その光入射面側の端部において発光部２と干渉することなく固定筐体３の発光部２実装面と当接し、光出射面側の端部においてレンズ４１と干渉することなくレンズ部４の光入射面側周縁部と当接している。
【００２０】
次に、上記のように構成された本実施形態の照明器具１の作用を説明する。図２に示されるように、発光部２とレンズ部４との間隔Ｄが大きい状態から、図３に示されるように、間隔Ｄが小さい状態へ変更するには、光出射面側から見て時計回りに可動筐体５を固定筐体３に対して回転させて、可動筐体５を固定筐体３方向に移動させる。このとき、レンズ部４は、弾性体７により可動筐体５の引っかかり部５２に押圧固定されているので、光軸方向に位置ずれせず、発光部２に対して平行に保たれる。また、レンズ部４は、固定部６により固定筐体３に対して回り止めされているので、可動筐体５と一緒に回転しない。そのため、各々のレンズ４１は、各ＬＥＤ２１に対向したままＬＥＤ２１に近づく。間隔Ｄが小さい状態では、ＬＥＤ２１から出射された光は、レンズ４１により屈折及び反射され、ビーム角の大きい光となって照明器具１から出射される。また、ＬＥＤ２１をレンズ４１の焦点位置に配置した場合には、ＬＥＤ２１から出射された光は、ビーム角の小さい光となって照明器具１から出射される。
【００２１】
本実施形態に係る照明器具１によれば、弾性体７によりレンズ部４が可動筐体５に押圧固定されているので、レンズ部４の光軸方向における位置ずれを防止できると共に、レンズ部４を発光部２に対して平行に保つことができる。これにより、レンズ４１のＬＥＤ２１に対する位置精度が向上し、照射する光のビーム角を自然に変化させることができる。また、間隔Ｄを調整する機構として、片手でも操作可能なネジ構造を利用しているので操作性が高い。
【００２２】
次に、本実施形態の第１の変形例に係る照明器具について図４を参照して説明する。以下では上述の照明器具１との相異点のみ説明する。照明器具１１は、固定部６の機能を併せ持つ弾性体７を有する。弾性体７は、バネ７１と、バネ７１の一端を固定筐体３に固定する第１の固定部材７２と、バネ７１の他端をレンズ部４に固定する第２の固定部材７３と、を有する。弾性体７は、レンズ部４を可動筐体５の引っかかり部５２に押圧固定すると共に、可動筐体５を固定筐体３に対して回転させたときにレンズ部４が可動筐体５と一緒に回転するのを防止する。このような照明器具１１は、上述の照明器具１と同様に作用する。
【００２３】
第１の変形例に係る照明器具１１によれば、弾性体７が固定部６の機能を併せ持っているので、照明器具１と比較して、構成部材の数が少なくなり組み立て効率が向上する。
【００２４】
次に、本実施形態の第２の変形例に係る照明器具について図５、図６を参照して説明する。照明器具１２は、固定筐体３の内周に設けられ軸線と平行に伸びるレール状の複数のガイド部６１と、可動筐体５の外周に設けられ各々のガイド部６１に係合する複数の被ガイド部６２と、を有する。これらガイド部６１と被ガイド部６２とが係合することにより、可動筐体５は、レンズ４１とＬＥＤ２１の各々とを対向させたまま軸線方向に移動可能となり、ガイド部６１と被ガイド部６２との間に働く摩擦力によりガイド部６１上の任意の位置に保持される。また、照明器具１２は、固定筐体３の一部として、固定筐体３の光出射面側の端部に固定され、固定筐体３と可動筐体５との隙間を埋めることで照明器具１２からの光漏れを防止するリング３４を有する。リング３４は、更に、図６に示されるように、間隔Ｄを大きくしたときに被ガイド部６２の下端部と当接することで、被ガイド部６２がガイド部６１から脱落するのを防止する。このような照明器具１２は、可動筐体５をガイド部６１に沿って移動させることで間隔Ｄを調整し、照射する光のビーム角を変化させる。なお、ガイド部６１、被ガイド部６２の構造、数及び配置は、本変形例のものに限定されない。また、照明器具１２は、間隔Ｄを調整した後、固定筐体３の外周に設けられたネジ穴を介して外側からネジ締めすることで可動筐体５を固定筐体３に固定して、間隔Ｄが変化しないようする構成とされてもよい。
【００２５】
第２の変形例に係る照明器具１２によれば、間隔Ｄ調整の際にネジ構造のように噛んでしまう虞がないので、間隔Ｄをスムーズに調整することができる。また、間隔Ｄの調整に片手でも操作可能なレール状ガイド部への係合を利用しているので操作性が高い。
【００２６】
次に、本実施形態の第３の変形例に係る照明器具について図７、図８を参照して説明する。照明器具１３は、上述の照明器具１２にネジ構造から成る間隔Ｄ調整機構を組み込んだものである。照明器具１３は、可動筐体５（本変形例においては、これを第１の可動筐体５とする）の光出射面側に第２の可動筐体５ａを有する。第２の可動筐体５ａは、略円筒形状とされ、内周に設けられた雌ネジ溝５３と、内周から内側に突出して可動筐体５の下端部と当接する可動筐体引っかかり部５４と、を有する。雌ネジ溝５３は、固定筐体３の外周に設けられた雄ねじ溝３４と螺合する。これら雌ネジ溝５３及び雄ねじ溝３４を螺合させて第２の可動筐体５ａを固定筐体３に対して回転させると、可動筐体５が軸線方向に移動する。このとき、可動筐体５は、被ガイド部６２が固定筐体３のガイド部６１に係合されているので回転しない。そのため、レンズ４１とＬＥＤ２１の各々とが対向した状態が維持される。このように、照明器具１３は、第２の可動筐体５ａを固定筐体３に対して回転させることで可動筐体５を軸線方向に移動させて間隔Ｄを調整し、照射光のビーム角を変化させる。
【００２７】
第３の変形例に係る照明器具１３によれば、ガイド部６１及び被ガイド部６２がレンズ部４の回り止めとして機能するので、照明器具１のように固定筐体３に固定部６を収容する縦穴３３を設ける必要がない。そのため、照明器具１と比較して、照明器具１３の装置高さを低くすることができる。
【００２８】
次に、本実施形態の第４の変形例に係る照明器具について図９乃至図１１を参照して説明する。図９、図１０に示されるように、照明器具１４は、レンズ部４の光出射面側にレンズ部４を軸線方向に移動させる回転部材８と、回転部材８を回転可能に収容する可動筐体５と、を有する。回転部材８は、円環形状とされ、例えば、アルミニウム等の金属やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂により構成される。回転部材８は、その光入射面にレンズ部４の光出射面側周縁部に設けられた複数の凸部４２と係合する複数の突起部８１と、外周から軸線と直交する方向に突出して回転部材８を回転させる際の持ち手となるレバー８２と、を有する。可動筐体５は、その内周に内側に突出して回転部材８の光出射面と当接する回転部材引っかかり部５５と、回転部材引っかかり部５５に沿って設けられ回転部材８のレバー８２を通すスリット５６と、を有する。スリット５６に沿ってレバー８２を移動させると、回転部材８が回転して、回転部材８の突起部８１とレンズ部４の凸部４２との係合状態が変化する。図１１（ａ）は、突起部８１が凸部４２に係合していない状態を示す。この状態から光出射面側から見て時計回りに回転部材８を回転させると、図１１（ｂ）に示されるように、突起部８１が凸部４２に係合し、その結果、レンズ部４が発光部２側に移動して間隔Ｄが小さくなる。このように、照明器具１４は、固定筐体３と可動筐体５との螺合による間隔Ｄ調整機構に加え、回転部材８の回転による間隔Ｄ調整機構を備える。なお、突起部８１及び凸部４２の形状、数及び配置は、本変形例のものに限定されない。
【００２９】
第４の変形例に係る照明器具１４によれば、固定筐体３と可動筐体５との螺合により大まかに間隔Ｄを調整した後、回転部材８を回転させることで間隔Ｄを微調整することができる。これにより、照明器具１と比較して、照射光のビーム角をより細やかに調整することができる。
【００３０】
また、本実施形態及びいずれの変形例においても、配線基板２２及び固定筐体３が熱伝導率の高い材料から構成されているので、ＬＥＤ２１の発光に伴って生じた熱を効率良く外界へ放熱してＬＥＤ２１の寿命を延ばすことができる。
【００３１】
また、配線基板２２のＬＥＤ２１実装面に光反射部材が設けられているので、レンズ４１において反射される等して照明器具１の内部方向へ戻ってきた光を、光反射部材により反射して再び照明器具１の外部方向へ向かわせることができる。これにより、照明器具１の光取り出し効率が向上する。
【００３２】
更に、発光部２とレンズ部４とが離れている場合、ＬＥＤ２１から出射された光の一部は、レンズ４１に入射せずレンズ部４の平坦部に直接入射することがある。このような光は、レンズ４１によって配光制御されないので、照射むらを引き起こしたりグレアとなる可能性がある。そこで、この平坦部に光を拡散する光拡散材を添加したり、光を拡散する光学処理を施してもよい。これにより、平坦部に入射した光を種々の方向に拡散して、照射むらやグレアの発生を低減することができる。なお、平坦部に成される加工は、上記のものに限定されず、例えば、光を遮光する遮光部材を設けたり、光を遮光する光学処理を施してもよい。
【００３３】
なお、本発明に係る照明器具は、上記実施形態及びその変形例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、光源は、白色ＬＥＤに限定されず、他色のＬＥＤから構成されてもよいし、有機ＥＬ等の光源から構成されてもよい。また、弾性体は、コイル状バネに限定されず、例えば、弾性ゴムから構成されてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１、１１、１２、１３、１４  照明器具
２  発光部
２１  ＬＥＤ（光源）
３  固定筐体
３１  雌ネジ溝（ネジ構造）
３４  雄ネジ溝（ネジ構造）
４  レンズ部
４１  レンズ
５  可動筐体
５１  雄ネジ溝（ネジ構造）
５３  雌ネジ溝（ネジ構造）
６１  ガイド部
６２  被ガイド部
７  弾性体
Ｄ  発光部とレンズ部との間隔
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013004374.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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