(57)【要約】【課題】光を有効に利用して発光光度を高めることができるとともに、発光の太さや形状を変化させることができる装飾照明装置を提供すること。【解決手段】基板２上に実装されたＬＥＤ１と、該ＬＥＤ１の光出射方向に沿って配置された集光レンズ３及びドットレンズ４を備える装置であって、前記集光レンズ３は、各ＬＥＤ１から出射する光を半値角２１°〜２６°を中心とする角度範囲に集光させて前記ドットレンズ４に向けて出射させる出射面３ｂを備えている。又、前記集光レンズ３の出射面３ｂは、その中央部に凹んだ谷部３ｃを有している。更に、前記集光レンズ３の前記ＬＥＤ１に対向する入射面３ａは、凹曲面状（半球面状）に形成されている。【選択図】図１
2017079183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に実装されたＬＥＤと、該ＬＥＤの光出射方向に沿って配置された集光レンズ及びドットレンズを備える装置であって、
前記集光レンズは、各ＬＥＤから出射する光を半値角２１°〜２６°を中心とする角度範囲に集光させて前記ドットレンズに向けて出射させる出射面を備え、前記ドットレンズは表面又は裏面に複数の凹状ドットを形成して成ることを特徴とする装飾照明装置。
【請求項２】
前記集光レンズの出射面は、その中央部に凹んだ谷部を有していることを特徴とする請求項１に記載の装飾照明装置。
【請求項３】
前記集光レンズの前記ＬＥＤに対向する入射面は、凹曲面状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の装飾照明装置。
【請求項４】
前記集光レンズは、前記ＬＥＤの光軸を中心として対称な縦断面形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の装飾照明装置。
【請求項５】
前記集光レンズは、前記ＬＥＤの光軸を中心として非対称な縦断面形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の装飾照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とする装飾照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、パチンコ機やアレンジボール等の遊技機の装飾照明装置として、特許文献１には、点光りという欠点を有したＬＥＤを用いながらも、導光板の正面への出射光範囲を広く拡散させるとともに、点光りを有効に利用して演出効果を高めるようにしたイルミネーションユニットが提案されている。
【０００３】
このイルミネーションユニットは、図１６に示すように、ＬＥＤ２１からの出射光の一部Ａを受光領域３１の中心部を透過させて対向出射領域３２の中心部３２ａから出射される第１の光路と、出射光の一部Ｂを受光領域３１の一部で一次反射させて第１の光路よりも外径側の対向出射領域３２から出射させる第２の光路と、出射光の一部Ｃを拡散内反射領域３７の一部で内反射させて第２の光路よりも外径側の拡散出射領域３５から出射させる第３の光路と、出射光の一部Ｄを対向出射領域３２の一部で内反射させてから拡散出射領域３５で内反射させ、更に拡散内反射領域３４Ａにて内反射させて第３の光路よりも外径側の拡散出射領域３５から出射させる第４の光路を形成するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２４２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１において提案されたイルミネーションユニットを含めて従来の装飾照明装置においては、同一のレンズ（導光板）によって複数のリング発光を行うことは可能であるが、複数のリング発光は同心円しかならず、複数のリング発光を任意の配置にすることができないという問題がある。
【０００６】
又、複数のリング発光の立体的な配置を実現するためには、レンズ（導光体）そのものを立体的に配置しなければならず、構造においてレンズ（導光体）が既に立体的になっているために点灯した際に立体的なリング発光が実現しても、視認者に驚きを与えることができない。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、大きさの異なる複数のリング発光を可能とするとともに、立体的なリング発光も可能とする装飾照明装置を提供することにある。
【０００８】
更に、本発明は、ＬＥＤからの光を有効に利用して発光光度を高めることができる装飾照明装置を提供することを目的とする。
【０００９】
又、図１６に示す装飾照明装置においては、リング発光の太さや形状を変えることができないため、リング発光が単調な印象を与えるという問題もある。
【００１０】
従って、本発明は、リング発光の太さや形状を変化させることができる装飾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】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、基板上に実装されたＬＥＤと、該ＬＥＤの光出射方向に沿って配置された集光レンズ及びドットレンズを備える装置であって、前記集光レンズは、各ＬＥＤから出射する光を半値角２１°〜２６°を中心とする角度範囲に集光させて前記ドットレンズに向けて出射させる出射面を備え、前記ドットレンズは表面又は裏面に複数の凹状ドットを形成して成ることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記集光レンズの出射面は、その中央部に凹んだ谷部を有していることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記集光レンズの前記ＬＥＤに対向する入射面は、凹曲面状に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記集光レンズは、前記ＬＥＤの光軸を中心として対称な縦断面形状を有していることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記集光レンズは、前記ＬＥＤの光軸を中心として非対称な縦断面形状を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、ＬＥＤから出射する光を集光レンズによって半値角２１°〜２６°を中心とする角度範囲に集光させてドットレンズに向けて出射させるようにしたため、この集光した光の大部分がドットレンズによるリング発光に寄与することができ、ＬＥＤからの光が有効に利用されてリング発光の明るさが高められる。又、集光レンズにより集光角度の幅を変更することによってリング発光の太さを変えることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、集光レンズの出射面の中央部に凹んだ谷部を設けたため、ＬＥＤから出射する光軸上の強い光を光軸外に屈折させることができ、光軸上での点光りを防ぐことができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、集光レンズの入射面を凹曲面状としたため、ＬＥＤから出射する光を集光レンズに効率良く入射させることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、集光レンズの縦断面形状がＬＥＤの光軸を中心として対称であるため、ドットレンズ上には真円状のリング発光が現れる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、集光レンズがＬＥＤの光軸を中心として非対称の縦断面形状を有しているため、ドットレンズ上に現れるリング発光は真円以外の形状となるとともに、リング発光の太さも変化する。このため、リング発光の形状と太さを任意に変えることができ、発光パターンのバリエーションが増えて発光に単調な印象を与えることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る装飾照明装置の要部断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大詳細図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る装飾照明装置の集光レンズの斜視図である。
【図４】集光レンズが無い装飾照明装置においてリング発光に寄与する光束とリング発光サイズを説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る装飾照明装置によるリング発光を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る装飾照明装置の集光レンズの斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る装飾照明装置の集光レンズの平面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】図７のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る装飾照明装置によるリング発光を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る装飾照明装置の集光レンズの斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る装飾照明装置の集光レンズの平面図である。
【図１３】図１２のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１４】図１２のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態３に係る装飾照明装置によるリング発光を示す平面図である。
【図１６】特許文献１において提案されたイルミネーションユニットの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る装飾照明装置の要部断面図、図２は図１のＡ部拡大詳細図、図３は本発明の実施の形態１に係る装飾照明装置の集光レンズの斜視図、図４は集光レンズが無い装飾照明装置においてリング発光に寄与する光束とリング発光サイズを説明する図、図５は本発明の実施の形態１に係る装飾照明装置によるリング発光を示す平面図である。
【００２４】
本発明に係る装飾照明装置は、不図示のハウジングとその前面開口部を覆う透明な不図示のアウタレンズによって形成される空間内に、図１に示すように、光源であるＬＥＤ１を実装した平板状の基板２と、前記ＬＥＤ１の光出射方向（図１の上方）に沿って配置された集光レンズ３及び平板状のドットレンズ４を収容して構成されている。ここで、ＬＥＤ１は、その光出射方向が上方になるよう基板２上に実装されている。尚、実際には基板２上には複数のＬＥＤ１が実装されているが、以下、１つのＬＥＤ１についてのみ図示及び説明する。
【００２５】
前記集光レンズ３と前記ドットレンズ４は、ＬＥＤ１から出射する光の配光を制御するためのものであって、アクリル等の透明樹脂によって構成されている。ここで、集光レンズ３は、ＬＥＤ１を覆うように近接して配置されており、そのＬＥＤ１に対向する内面は、図１及び図２に示すように、凹曲面（半球面）状の入射面３ａを構成している。又、図１及び図２に示すように、集光レンズ３の外面は、２つの円弧凸曲面状の山部から成る出射面３ｂを構成しており、この出射面３ｂの中央部には凹んだ１つの谷部３ｃが形成されている。従って、集光レンズ３は、ＬＥＤ１の光軸ｘを中心として対称を成す縦断面形状を有している。
【００２６】
又、前記ドットレンズ４の表面（図１の上面）には、多数の円錐ドット４ａがマトリックス状に規則的に並んで形成されている。尚、本実施の形態では、円錐ドット４ａとして頂角が９０°のものを使用しているが、その頂角は任意であり、又、円錐ドット４ａに代えて多角錐ドット、三角プリズムドット等を用いても良い。
【００２７】
ここで、集光レンズ３が無い装飾照明装置においてリング発光に寄与する光束とリング発光サイズについて図４に基づいて説明する。
【００２８】
一般的に、リング発光に寄与する光のドットレンズ４への入射角度は、ドットレンズ４に形成された円錐ドット４ａの頂角とドットレンズ４の板厚によって変化するが、円錐ドット４ａの頂角が４５°、ドットレンズ４の板厚が２ｍｍである場合には、リング発光に寄与する光のドットレンズ４への入射角度は半値角で２１°〜２６°となり、本実施の形態における集光レンズ３（図１〜図３参照）が無い図４に示す装飾照明装置においては、ＬＥＤ１から拡散しながら出射する光のうちの半値角で５°分の光しかリング発光に寄与していない。このため、ドットレンズ４上に現れるリング発光の光度が低くなり、リング発光は、暗いものとなってしまう。
【００２９】
ここで、リング発光のサイズはＬＥＤ１からドットレンズ４までの距離によって変化するが、前述の条件下においては、ＬＥＤ１からドットレンズ４までの距離をａとすると、リング発光のサイズ（半径）は、約ａ／２となる。
【００３０】
而して、集光レンズ３を備える本実施の形態に係る装飾照明装置において、不図示の電源からＬＥＤ１に電流が供給されて該ＬＥＤ１が発光すると、その光は、図１及び図２に示すように、集光レンズ３の入射面３ａから該集光レンズ３内に入射し、この集光レンズ３内を拡散しながら出射面３ｂに向かって進む。そして、この光は、集光レンズ３の反射面３ｂで集光しながらドットレンズ４に向かって出射するが、このときの集光角度は、半値角で２１°〜２６°を中心とする範囲であって、本実施の形態では、半値角で２１°〜５１°となっている。
【００３１】
ところで、前述のように、ドットレンズ４の表面には多数の円錐ドット４ａがマトリックス状に規則的に並んで形成されているが、この円錐ドット４ａは、或る特定の入射角（本実施の形態では、半値角２１°〜２６°）で入射する光のみを視点方向（図１の上方）へ屈折させる。このため、半値角２１°〜２６°を中心とする集光角度（本実施の形態では、２１°〜５１°）に集光された光の大部分が視認者にはリング状に発光して見える。
【００３２】
従って、本実施の形態に係る装飾照明装置においては、ＬＥＤ１から出射する光を集光レンズ３によって半値角２１°〜２６°を中心とする角度範囲（２１°〜５１°）に集光させてドットレンズ４に向けて出射させるようにしたため、この集光した光の大部分がドットレンズ４によるリング発光に寄与することができ、ＬＥＤ１からの光が有効に利用されてリング発光の明るさが高められる。この場合、集光レンズ３の集光角度の幅を変えれば、ドットレンズ４上に現れるリング発光の太さを変化させることができる。具体的には、集光角度の幅を大きくするほど、リング発光の太さを太くすることができる。
【００３３】
そして、本実施の形態では、集光レンズ３の出射面３ｂの中央部に凹んだ谷部３ｃを設けたため、ＬＥＤ１から出射する光軸ｘ上の強い光を光軸ｘ外に屈折させることができ、光軸ｘ上での点光りを防ぐことができる。
【００３４】
又、本実施の形態では、集光レンズ３の入射面３ａを凹曲面状（半球面状）としたため、ＬＥＤ１から出射する光を集光レンズ３に効率良く入射させることができる。
【００３５】
ところで、本実施の形態では、図１及び図２に示すように、集光レンズ３の縦断面形状がＬＥＤ１の光軸ｘを中心として対称であり、ドットレンズ４に円錐ドット４ａを設けているため、ドットレンズ４上に現れるリング発光の形状は、図５に示すように真円に近いリングとなる。尚、ドットレンズ４に多角錐ドットを設けた場合、リング発光形状は多角形に近いものになる。即ち、四角錐ドットであればリング発光形状は四角形になり、三角錐ドットであればリング発光形状は三角形となる。
【００３６】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図６〜図１０に基づいて説明する。
【００３７】
図６は本発明の実施の形態２に係る装飾照明装置の集光レンズの斜視図、図７は同集光レンズの平面図、図８は図７のＢ−Ｂ線断面図、図９は図７のＣ−Ｃ線断面図、図１０は本発明の実施の形態２に係る装飾照明装置によるリング発光を示す平面図である。
【００３８】
本実施の形態に係る装飾照明装置の基本構成は、前記実施の形態１に係る装飾照明装置のそれと同じであり、集光レンズ３の形状のみが異なっているため、以下、集光レンズ３とこれによって形成されるリング発光のみについて説明する。そして、以下の説明では、図１に示したものと同一要素については同一符号を用いている。
【００３９】
本実施の形態に係る装飾照明装置は、集光レンズ３として図６及び図７に示すように平面視三角状の三角面体形状のものを使用している。この集光レンズ３の入射面３ａは平面とされ、出射面３ｂは、図８及び図９に示すように、ＬＥＤ１の光軸ｘを中心として非対称の縦断面形状を有している。ここで、集光レンズ３の出射面３ｂは、前記実施の形態１と同様に、ＬＥＤ１から出射する光を半値角２１°〜２６°を中心とする角度範囲に集光させる機能を有している。又、この集光レンズ３の出射面３ｂは、その中央部に凹んだ谷部３ｃを有している。
【００４０】
而して、本実施の形態に係る装飾照明装置においても、前記実施の形態１に係る装飾照明装置と同様に、ＬＥＤ１から出射する光は、集光レンズ３によって半値角２１°〜２６°を中心とする角度範囲に集光してドットレンズ４に向けて出射される。このため、この集光した光の大部分がドットレンズ４によるリング発光に寄与することができ、ＬＥＤ１からの光が有効に利用されてリング発光の明るさが高められる。
【００４１】
そして、本実施の形態では、集光レンズ３は、図８及び図９に示すように、ＬＥＤ１の光軸ｘを中心として非対称の縦断面形状を有しているため、ドットレンズ４上に現れるリング発光の形状は、図１０に示すように、真円ではなく六角状のリングとなり、集光レンズ３の出射面３ｂの形状を変更することによって、リング発光の太さを任意に変えることができる。このように、リング発光の形状や太さを変化させることによって、発光パターンのバリエーションが増えて発光に単調な印象を与えることがなくなる。
【００４２】
又、本実施の形態においても、前記実施の形態１と同様に、集光レンズ３の出射面３ｂの中央部に凹んだ谷部３ｃを設けたため、ＬＥＤ１から出射する光軸ｘ上の強い光を光軸ｘ外に屈折させることができ、光軸ｘ上での点光りを防ぐことができるという効果が得られる。
【００４３】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３を図１１〜図１５に基づいて説明する。
【００４４】
図１１は本発明の実施の形態３に係る装飾照明装置の集光レンズの斜視図、図１２は同集光レンズの平面図、図１３は図１２のＤ−Ｄ線断面図、図１４は図１２のＥ−Ｅ線断面図、図１５は本発明の実施の形態３に係る装飾照明装置によるリング発光を示す平面図である。
【００４５】
本実施の形態に係る装飾照明装置の基本構成は、前記実施の形態１に係る装飾照明装置のそれと同じであり、集光レンズ３の形状のみが異なっているため、以下、集光レンズ３とこれによって形成されるリング発光のみについて説明する。そして、以下の説明では、図１に示したものと同一要素については、同一符号を用いている。
【００４６】
本実施の形態に係る装飾照明装置は、集光レンズ３として図１１及び図１２に示すように平面視六角状の六角面体形状のものを使用しており、この集光レンズ３の入射面３ａは、凹曲面上（半球面状）とされている。又、集光レンズ３の或る縦断面形状は、図１３に示すように、ＬＥＤ１の光軸ｘを中心として対称とされ、他の縦断面形状は、図１４に示すように、ＬＥＤ１の光軸ｘを中心として非対称とされている。ここで、集光レンズ３の出射面３ｂは、前記実施の形態１，２と同様に、ＬＥＤ１から出射する光を半値角２１°〜２６°を中心とする角度範囲に集光させる機能を有している。
【００４７】
而して、本実施の形態に係る装飾照明装置においても、前記実施の形態１，２に係る装飾照明装置と同様に、ＬＥＤ１から出射する光は、集光レンズ３によって半値角２１°〜２６°を中心とする角度範囲に集光してドットレンズ４に向けて出射される。このため、この集光した光の大部分がドットレンズ４によるリング発光に寄与することができ、ＬＥＤ１からの光が有効に利用されてリング発光の明るさが高められる。
【００４８】
そして、本実施の形態では、集光レンズ３は、図１３及び図１４に示すように、ＬＥＤ１の光軸ｘを中心として対称な縦断面形状と非対称な縦断面形状を有しているため、ドットレンズ４上に現れるリング発光の形状は、図１５に示すように、真円ではなく花弁状のリングとなり、集光レンズ３の出射面３ｂの形状を変更することによって、リング発光の形状と太さを任意に変えることができる。このように、リング発光の形状や太さを変化させることによって、発光パターンのバリエーションが増えて発光に単調な印象を与えることがなくなる。
【００４９】
尚、以上の実施の形態１〜３において示した集光レンズの形状は一例であって、他の任意の形状を有する集光レンズを使用することによって他の任意の形状と太さのリング発光を実現することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１        ＬＥＤ
２        基板
３        集光レンズ
３ａ      集光レンズの入射面
３ｂ      集光レンズの出射面
３ｃ      集光レンズの谷部
４        ドットレンズ
４ａ      ドットレンズの円錐ドット
ｘ        ＬＥＤの光軸
【図１】
2017079183.tif 000003
【図２】
2017079183.tif 000004
【図３】
2017079183.tif 000005
【図４】
2017079183.tif 000006
【図５】
2017079183.tif 000007
【図６】
2017079183.tif 000008
【図７】
2017079183.tif 000009
【図８】
2017079183.tif 000010
【図９】
2017079183.tif 000011
【図１０】
2017079183.tif 000012
【図１１】
2017079183.tif 000013
【図１２】
2017079183.tif 000014
【図１３】
2017079183.tif 000015
【図１４】
2017079183.tif 000016
【図１５】
2017079183.tif 000017
【図１６】
2017079183.tif 000018