JP2016134260A - レンズユニットとこれを用いた照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数個の個別のレンズを１つレンズユニット１００として取り扱うようにして、これを用いた照明装置の生産性が向上するようにし、安価な照明装置を提供すると共に、レンズユニット内でも細かい光の制御ができる照明装置を提供する。【解決手段】光源２１と組み合わせて、光を制御するレンズユニット１００であって、１個のレンズ固定プレート１に、別に用意した複数個の要素レンズ１０を組み合わせて レンズ固定プレート１に設けてある複数個のレンズ固定穴２のそれぞれにはめ込み、ユニットとして一体化するようにしたこと、複数の各要素レンズ１０には、対となる光源２１を用意し、複数の要素レンズの組み合わせにより、光源２１からの光を、少なくとも所定の方向と所定の広がり角度に選択できるようにした。また、このレンズユニット１００を組み合わせて所望の特性を持つ安価な照明装置を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、LEDなどの光源からの光を収束させたり、発散させたりする、所謂、光を制御するレンズを組み合わせてユニットとして用いるレンズユニットとこれを用いた照明装置に関するものである。

従来、個別のLEDなどの光源に被せるなどして、光を制御するレンズがあった（特許文献１参照）。また、4連レンズなど、4個のレンズをまとめてプラスチック成型するなどして一体化したレンズ（特許文献２参照）もあった。

しかしながら、街路灯などの照明装置では、ＬＥＤ光源を使用した場合は、３０から７２ワット（W）などの高出力照明が必要であり、単一のレンズと１個の光源である高出力LED（例えば、１WのLED）とを個別に組み合わせて配置していたのでは、手間がかかり、生産性が低く高価なものになっていた。また、上記の特許文献２のような一連のプラスチック成型レンズでは、初期設計で定まるレンズ系になり、細かい光の制御、特に、照射光の放射角の調整、照射方向の制御、演色性、などが困難であった。

特開２００２−２２８９２１号公報 特開２０１２−１８２３４５号公報

本発明は、従来の上述の問題点を解消するために改良したもので、複数個の個別のレンズ（要素レンズ）を１つのユニット、すなわちレンズユニットとして取り扱うようにして、照明装置の生産性が向上するようにし、安価な照明装置を提供することを目的とし、更に、この１個のレンズユニット内でも細かい光の制御ができる照明装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係わるレンズユニットは、光源と組み合わせて、該光源からの光を制御するレンズユニットであって、１個のレンズ固定プレートに、複数のレンズ固定穴が開いており、別に用意した複数個の所定の対応する要素レンズを、前記レンズ固定穴を介してはめ込み、ユニットとして一体化するようにしたこと、該複数の各要素レンズには、対となる光源を用意してあること、該複数の要素レンズの組み合わせにより、前記光源からの光を、少なくとも所定の方向と所定の広がり角度に選択できるようにしたこと、を特徴とするものである。

要素レンズは、ガラスでも良いが、透明度が大きいプラスチックの方が金型で形成しやすく、好適である。プラスチックでも特に透明度が良いアクリルが好適である。同一のレンズ材料を用いた場合、その屈折率が一定だから要素レンズの先端部の光出射部の曲率を一定にすると、光出射部の先端から要素レンズの外部に設置したＬＥＤや豆電球などの光源までの距離が、光出射部からの出射角である広がり角度（半値角で評価）を決定する。結局、要素レンズの長さＬが広がり角度を決定することになる。

レンズ固定プレートは、金属板でも構わないが、例えば、加工がしやすいプラスチックの方が、はめ込み固定する際に、柔らかいために要素レンズに傷を付け難いプラスチック板が好適である。光源からの光は、ほとんどレンズ固定プレートには、漏れないようにしているので、レンズ固定プレートは、必ずしも透明である必要はなく、色付きの板でも良い。レンズ固定プレートは、平板である必要はなく、光を出射させる最も強く放射させる光軸を変更するために所定の角度で曲げて形成してある板でも良い。これらのレンズ固定プレートには、複数個の所定の穴（レンズ固定穴）を設けておき、これらのレンズ固定穴に、所定の長さＬの要素レンズをはめ込むようにする。要素レンズのはめ込みは、要素レンズの形状により、レンズ固定プレートの裏面から差し込む場合と、表面側から差し込むようにする場合とがある。

複数の要素レンズを所定のレンズ固定穴にはめ込んだレンズ固定プレートをレンズユニットと呼ぶことにし、このレンズユニットは、後述の光源基板に、固定用ネジ穴を介してネジ止めするようにして、光源ユニットとして一体化できるようにしている。ネジ止めは、必須でなく、レンズ固定プレートと光源基板とが、位置合わせがなされて一体として取り扱えるようなフックを備えて、光源ユニットとして一体化できるようにしても良い。

複数の要素レンズは、同一の要素レンズでも構わないが、使用目的に応じて設計された所定の方向と所定の広がり角度に選択できるように、レンズ固定プレートとして、平面板状か、それとも曲がりを有するものかの選択による所定の方向への出射方向の選択、所定の個数のレンズ固定穴の選択による出射光束の選択、各要素レンズの長さＬの選択による広がり角度の選択などができるようにするものである。

前記レンズ固定プレートには、所定のピッチで、所定の複数のレンズ固定穴が開口されているが、これらのレンズ固定穴は、例えば、６個の要素レンズをはめ込む際に、単に、１列で６個でも良いし、１列に３個ずつの２列で形成しても良い。１列に３個ずつの２列で形成した場合は、コンパクトなレンズユニットが形成しやすく好適である。これらの場合は、光源基板のＬＥＤなどの光源の配置もそれぞれに一致するように設計する必要がある。種々の光源の個数を有するレンズユニットの組合せで、所定の消費電力の照明装置が提供できる。

本発明の請求項２に係わるレンズユニットは、前記複数のレンズ固定穴が、円形である場合である。

レンズ固定穴を円形にすることにより、各要素レンズの断面形状も円形となり、光軸に対する対称性が良くなるので、出射光の広がりも光軸に対して対称になりやすく、各要素レンズの設計がしやすく好適である。

本発明の請求項３に係わるレンズユニットは、前記複数のレンズ固定穴が、同一の寸法である場合である。

前記複数のレンズ固定穴を同一の寸法とした場合、レンズ固定穴の直径や深さ（固定プレートのその部分の厚み）が同一であるから、任意の同一直径の要素レンズをはめ込むことができるために、所定の広がり角度の要素レンズのはめ込みが可能になり、照射面における照度の設計が容易になると共に、はめ込み作業も容易になる。

本発明の請求項４に係わるレンズユニットは、前記要素レンズに、前記光源からの光を取り込むための凹部を有している場合である。

各要素レンズに出射する各光源からの光は、すべてそれぞれの各要素レンズに入射し、外部に漏れずに各要素レンズ内を通り、各要素レンズの光出射部から外部に出射されることが望ましい。その場合、各要素レンズの底部に凹部を形成しておき、その凹部中に光源の発光部を挿入するようにすると、光源からの光が外部に漏れずに各要素レンズ内を通り各要素レンズの光出射部から外部に出射させやすい。光源がＬＥＤの場合、ＬＥＤチップの発光部に樹脂性の小さなレンズの微小光源部を備え、発光部からの光をほぼ平行に出射させるものが多い。このような場合のように、ＬＥＤ光源を各要素レンズの底部から離して設置しても、ＬＥＤ光源からの光は、上述のように各要素レンズの底部に形成して有る凹部中に集中することができるので、光源の発光部を必ずしも各要素レンズの底部の凹部に挿入する必要が無い。すなわち、ＬＥＤ光源の発光部を各要素レンズの底部から離した状態であっても良く、ＬＥＤチップの微小光源部から出射された光が、各要素レンズの底部の凹部内にのみ照射するように配置しても良い。

本発明の請求項５に係わるレンズユニットは、前記光源として、LEDとした場合である。

前記光源として、LEDとした場合は、一般にLEDの発光部の寸法が、要素レンズの直径に対して小さく、あたかも点光源のように見える。特に微小光源部を有するＬＥＤの場合は、この効果が著しい。このことは、一般に、光源を要素レンズの焦点位置に置けば、極めて平行な出射光となることが理論的に明らかである。従って、LEDを用いることにより、各要素レンズの形状が単純な球面凸型レンズであっても良く、非球面レンズ系の設計が必ずしも不要であり、安価な要素レンズが提供できる。また、ＬＥＤは、小型で、高効率で有り、応答速度が速く、コンパクトかつ軽量であるので、安価な照明装置が提供できる。更に、ＬＥＤは赤、緑、青、白色が得られ、これらの色の組合わせで、演色性を醸し出すことも容易である。

本発明の請求項６に係わるレンズユニットは、前記要素レンズは、寸法を規格化してある場合である。

前述したが、要素レンズの光出射部の曲率を一定にすると、同一の要素レンズ材料、例えば、アクリル樹脂の屈折率が一定であるので、光源の位置を要素レンズの所定の位置に取り付けると、その要素レンズの長さＬにより、出射光の広がり角度が定まる。このように、要素レンズの直径を所定の値（例えば、１５ｍｍφ）に統一し、要素レンズの長さＬを所定の各値に規格化することにより、要素レンズの出射光の広がり角度である広がり光の半値角（光軸方向の最大光度に対して、半分の光度になる光軸方向からの角度の２倍）を指定することができる。従って、要素レンズの長さＬによって、要素レンズを分類することができると言う利点があり、照射面の照度分布の設計が容易になる。

本発明の請求項７に係わるレンズユニットは、前記レンズ固定プレートには固定用ネジ穴があり、少なくとも該固定用ネジ穴周辺部の前記レンズ固定プレートの厚みを、はめ込まれた要素レンズの前記レンズ固定プレートから飛び出した飛び出し部分を相殺して、略平坦になるように調整してあり、光源基板へのネジ止めが空隙なしに固定できるようにした場合である。

レンズ固定プレートの厚みが充分厚く、要素レンズをレンズ固定プレートの裏面から差し込んだ場合でも、レンズ固定穴に直径が異なる二重段差の穴にするなどの工夫や要素レンズの形状を変えることで、レンズ固定プレート内にはめ込むことができるようにして、レンズ固定プレートから飛び出した飛び出し部分を無くすこともできる。しかし、レンズ固定プレートの厚みを厚くすると、レンズ固定プレートの材料費が高くなるので、強度が充分であれば可能な限り薄くしたいという要望がある。このような場合には、レンズ固定プレートから飛び出した飛び出し部分が存在することになるので、平坦な一様厚みのレンズ固定プレートを使用した場合には、その下に配置する光源基板との間に、上記飛び出し部分の存在のために空隙が存在することになる。この空隙は、固定用ネジ穴周辺部でも空隙が生じてしまい、光源基板と少なくとも固定用ネジ穴周辺部のレンズ固定プレートの厚みを、はめ込まれた要素レンズのレンズ固定プレートから飛び出した飛び出し部分を相殺するように厚くして、下部の光源基板へのネジ止めが空隙なしに密着して固定できるようにするものである。

平坦なレンズ固定プレートを使用した場合には、レンズ固定プレートの材料で無くとも、他のプラスチックや金属などのスペーサを貼り付けておくなどして、等価的に固定用ネジ穴周辺部の厚みを増して、はめ込まれた要素レンズのレンズ固定プレートから飛び出した飛び出し部分を相殺するように厚くして、下部の光源基板へのネジ止めが空隙なしに密着して固定できるようにしても良い。

本発明の請求項８に係わる照明装置は、１個の前記レンズユニットの各要素レンズの位置に対応して、前記光源をそれぞれ配置するようにした１個の光源基板を用い、該光源基板と前記レンズユニットとを一体化して１個の光源ユニットとし、該光源ユニットを使用したことを特徴とするものである。

光源基板とレンズユニットとを一体化して１個の光源ユニットを作成するには、LEDなどの複数の光源の位置と対応するレンズユニットの各要素レンズとが、それらの位置が一致するように設計してあり、対応する光源を取り付けた光源基板とレンズユニットとを位置合わせして一体化させるには、光源基板の固定用穴とレンズユニットの固定用ネジ穴とも一致するように設計してあり、これらの穴を通してネジ止めして、一体化した光源ユニットを作成するようにした方が容易である。そして、これらの光源ユニットを１個もしくは複数個用意し、所定の消費電力や演色性を考慮したLEDなどの光源の選択した形で、配列して所定の照明ユニットを形成して、この照明ユニットを搭載した照明装置を形成することができる。

本発明の請求項９に係わる照明装置は、前記光源は、それぞれ光源の色が選択できるようにした場合である。

特に、光源として豆電球を使用した場合は、ジュール加熱による光源であるから連続的な可視光線波長の放射であり、太陽光に近く、演色性が良い。しかし、LED光源を用いた場合でも、赤色、緑色、青色、更に青色と黄色付近の広い波長域の蛍光を利用した白色光も得られるので、これらを適当に組み合わせて所望の演色性を作ることができる。１個の光源ユニットの中で、LED光源の発光波長の組み合わせをすることもできるし、複数個の光源ユニットの組み合わせで演色性を豊かにすることもできる。

本発明の請求項１０に係わる照明装置は、複数個の光源ニットが配列できるようにした場合である。

複数個の光源ニットを配列して、所望の照明ユニットを形成し、この照明ユニットを搭載した所望の照射面の照度分布、消費電力などを有する照明装置を提供する場合である。なお、照明ユニットとは、前述の光源ユニットを１個もしくは複数個組み合わせて、放熱機能を備えた放熱板（平坦とは限らない）にネジ止めなどをして固定して一体化したもので、更に、この照明ユニットは、照明装置の灯具の筐体に、放熱板固定用穴を通してネジ止めなどで固定して、放熱を促進するものである。

本発明の請求項１１に係わる照明装置は、前記光源用の電流制御回路を搭載した場合である。

照明装置は、所定の消費電力で駆動する場合が一般的である。このためには、特に光源としてLEDを用いた場合は、一般に定電流駆動をし、そのための直流（DC）電源を使用する。商用電源である交流電源から所望の直流電源を得るための電流制御回路が必要であり、太陽光パネル（ソーラパネル）やバッテリを利用した直流電源でも、所望の直流電流を得るための電流制御回路が必要である。また、光源を所望のタイミングで点滅させたり、所定の光源ニットのみ光強度を時間的に変更したりするような場合も電流制御回路が必要になる。このような電流制御回路を搭載した照明装置の場合である。

本発明の請求項１２に係わる照明装置は、前記光源用の電源としてソーラパネルを搭載した場合である。

本発明の照明装置の電源として、商用電源がないところでも照明ができるように、光源用の電源としてソーラパネルを搭載した場合であり、ソーラパネルの容量は、昼間時に太陽光を受けてバッテリ等にその電力を蓄えて夜間の照明の使用するために必要な電力量を賄うことができる容量にする必要があり、照明装置の消費電力を考慮して決定されるものである。一般には、ソーラパネルと共に、バッテリも同時に搭載しておくことが望ましい。もちろん、最も電力量が得られるように太陽の平均位置の方向に向けてソーラパネルを設置するものである。

本発明のレンズユニットでは、１個のレンズ固定プレートに、複数個の要素レンズを組み合わせてはめ込み、ユニットとして一体化するので、所望の照度分布や照射方向を持つ１個の一体化したレンズユニットが提供できるという利点がある。

本発明のレンズユニットでは、各要素レンズ位置に対応して配置する光源を備えた光源基板との組合せで、光源ユニットが提供できるという利点がある。

本発明のレンズユニットでは、光源として、ＬＥＤが使用できるので、ＬＥＤの微小発光部に対して、相対的に大きい直径の要素レンズが容易に形成できるので、単純な光出射部の曲率半径（例えば、一定曲率半径）の要素レンズで済むという利点がある。

本発明のレンズユニットでは、光源として、ＬＥＤが使用し、光三原色や白色光源が使用できるので、演色性のある照明が容易に得られるという利点がある。

本発明のレンズユニットでは、要素レンズに光源からの光を取り込むための凹部を有しているので、光源からの光を有効に光出射部から出射することができるという利点がある。

本発明のレンズユニットでは、薄いレンズ固定プレートを用いても、固定用ネジ穴周辺部のみのレンズ固定プレートの厚みを調整することにより、安価な材料費で済み、下部の光源基板へのネジ止めが空隙なしに固定できるようになるという利点がある。

本発明のレンズユニットでは、薄いレンズ固定プレートの固定用ネジ穴周辺部厚みを、スペーサを用いることにより、部の光源基板へのネジ止めが空隙なしに固定できるようになるという利点がある。

本発明の照明装置では、光源ユニットを放熱板に、１個または複数個配列できるので、種々の組合せにより、所望の明るさ、指向性、照度分布、演色性が得られるようにした照明装置が安価に提供できるという利点がある。

本発明のレンズユニットの一実施例で、（a）レンズユニットの構成要素のレンズ固定プレートの斜視概略図、（ｂ）レンズユニットの構成要素の要素レンズ（レンズ固定プレートの裏面からはめ込むタイプ）の斜視概略図、（ｃ）レンズユニットの断面概略図で、レンズ固定プレート（a）に要素レンズ（ｂ）をはめ込んだ時の同図（a）のＸ−Ｘ線に沿った断面概略図、（ｄ）レンズユニットに対応したＬＥＤ光源を備えた光源基板の断面概略図、（e）レンズユニットと対応する光源基板とを取り付けて一体化した時の光源ユニット断面概略図、を示す。（実施例１） 本発明のレンズユニットの一実施例で、同図（a）曲がりを有するレンズ固定プレートに広がり角度が異なる要素レンズをはめ込んだ場合のレンズユニットの断面概略図、同図（ｂ）前図（a）のレンズユニットと、これに対応するＬＥＤ光源を備えた光源基板とを取り付けて一体化した時の光源ユニットの断面概略図、を示す。（実施例２） 本発明のレンズユニットの構成要素の要素レンズの他の一実施例（レンズ固定プレートの表面からはめ込むタイプ）を示す断面概略図である。同図（a）広がり角度が大きい場合の例、同図（ｂ）広がり角度が小さい場合の例を示す。（実施例１） 本発明のレンズユニットに、対応するＬＥＤ光源を備えた光源基板を取り付けて一体化した時の光源ユニットの一実施例を示す断面概略図で、広がり角度（２θ１；２θ２）が異なる要素レンズをはめ込んだ場合を示す。（実施例１） 本発明のレンズユニットの構成要素であるレンズ固定プレートの他の一実施例を示す断面概略図である。（実施例１） 本発明のレンズユニットに、対応する光源ユニットを取り付け、更に、コネクタ付きコードを取り付けた光源ユニットの一実施例を示す斜視概略図である。（実施例１、実施例３） 本発明の照明装置を構成する前記光源ユニットを２個搭載した放熱板と、更に直流電源コードを取り付けた照明ユニットの一実施例を示す斜視概略図である。（実施例３、実施例４） 本発明の照明装置を街路灯として実施した一実施例で、照明装置の光源の電源として、ソーラパネルとした場合の一例を示す斜視概略図である。（実施例４）

以下、本発明のレンズユニットと照明装置について、実施例に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明のレンズユニットの一実施例で、同図（a）レンズユニットの構成要素のレンズ固定プレートの斜視概略図、同図（ｂ）レンズユニットの構成要素の要素レンズ（レンズ固定プレートの裏面からはめ込むタイプ）の斜視概略図、同図（ｃ）レンズユニットの断面概略図で、レンズ固定プレート（a）に要素レンズ（ｂ）をはめ込んだ時の同図（a）のＸ−Ｘ線に沿った断面概略図、同図（ｄ）レンズユニットに対応したＬＥＤ光源を備えた光源基板の断面概略図、同図（e）レンズユニットと対応する光源基板とを取り付けて一体化した時の光源ユニット断面概略図、を示す。

図１（a）のレンズユニット１００の構成要素のレンズ固定プレート１は、プラスチック材料で形成した場合で、矩形上のアクリル板（例えば、中央部の厚み２ｍｍ）に、円形のレンズ固定穴２を６個形成した場合で、しかも、四隅付近に、固定用ネジ穴３を形成してある場合である。固定用ネジ穴３は、その下部に配置するＬＥＤ光源を備えた光源基板２０との接合のためのネジ止め用であり、中央部付近の厚みが薄いために、光源基板２０とレンズ固定プレート１が、安定して、しっかりと密着固定して空隙が発生しないように、固定用ネジ穴周辺部５を厚くして、同図（ｂ）に示すレンズ固定プレート１の裏面からはめ込むタイプの要素レンズ１０のストッパ１７の高さを相殺するようにしている。固定用ネジ穴周辺部５を厚くするのに、ここでは、例えば、射出成型で一体形成できるような場合を示しているが、例えば、図５に示すように、レンズ固定プレート１の固定用ネジ穴周辺部５にスペーサ１５０を張り付けるなどしても良い。

図１（a）のレンズユニットの構成要素のレンズ固定プレート１は、プラスチック材料である、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネートを用いた場合である。レンズ固定穴２は、ここでは、同一の直径の、例えば、１５ｍｍφとした場合である。図１（ｂ）に示す要素レンズ１０は、透明度の良いアクリル樹脂で形成した場合であり、レンズ固定穴２と同一の直径の１５ｍｍφより０．１ｍｍ程度小さくさせて、レンズ固定プレート１の裏面からはめ込むようにしている。レンズ固定プレート１と要素レンズ１０との固定は、接着剤を用いても良いが、密着しているならば必ずしも接着剤を使用する必要はなく、要素レンズ１０の下部に設けてある要素レンズ１０を一周するストッパ１７で、ＬＥＤ光源を備えた光源基板２０を取り付けると、要素レンズ１０がレンズ固定プレート１から外れないようにしている。また、要素レンズ１０の頂点部付近の光出射部１２は、ここでは、凸レンズを形成しており、光を集光するようにした場合である。もちろん、凹レンズを形成して、光を発散させるようにすることもできる。要素レンズ１０の底部１６には、凹部１５を形成してあり、この部分に光源２１からの光を集光させて、要素レンズ１０を介して、ほとんど全部の光を光出射部１２から外部に出射させるようにしている。

図１（ｃ）のレンズユニット１００は、前記レンズ固定プレート１に、要素レンズ１０をはめ込んで一体化させてユニットとしたものである。要素レンズ１０をレンズ固定プレート１の裏面からレンズ固定穴２からはめ込んだときに、要素レンズ１０のストッパ１７が要素レンズ１０の飛び出し部分６となり、図１（ｄ）の光源基板２０をネジ止めしたときにレンズ固定プレート１の固定用ネジ穴周辺部５に空隙が生じないように、固定用ネジ穴周辺部５の厚みを調整している。光源基板２０の光源２１として、豆電球でも良いが、ここでは、LED（発光ダイオード）を用いた場合であり、光源２１の微小光源部２２の位置を、レンズユニット１００のはめ込んだ要素レンズ１０の凹部１５の中央になるように設計している。なお、光源基板２０には、これに取り付けるLEDなどの光源２１への直流電流を流すための端子である入力端子２７が形成されており、ここに、コネクタ２１０を介してコード２５０を半田付けしたり、または、直接コード２５０を半田付けするが、ここではコネクタ２１０とコード２５０の図示を省略している。

図１（e）の光源ユニット２００は、レンズユニット１００とＬＥＤ光源を備えた光源基板２０とをレンズ固定プレート１の固定用ネジ穴３と、光源基板２０の固定用穴２５とを介してネジ止めしている場合である。LEDの光源２１を、例えば、すべて１ワット（W）の白色LEDとしたときには、すべて点灯した場合には、６個のLEDが光源ユニット２００に配置しているので、合計６Wの消費電力の照明となる。本実施例では、中央の要素レンズ１０の長さLが両側の要素レンズ１０の長さLよりも長い場合であり、前述のように、長さLが長い方の広がり角度（２θ２）は、図３の要素レンズ１０や、図４の光源ユニットに示すように、長さLが短い方の広がり角度（２θ１）に比べ、狭い広がり角度となる（θ１＞θ２）。これらの広がり角度の異なる要素レンズ１０の選択により、例えば後述の照射面８００の照度分布を所望の分布に設計できる。また、光源２１の色を選択し、更にそれらの放射強度を変更させることにより、演色性のある照明装置５００が提供できる。

図６には、上述のコネクタ２１０を介して、コード２５０を取り付けた場合の光源ユニット２００で、平板状の本発明のレンズユニット１００を有する場合の一実施例の光源ユニット２００の斜視断面概略図を示している。コネクタ２２０は、光源２１への電力供給のためのもので、光源ユニット２００を本発明の照明装置５００に取り付けたときに、容易に脱着可能なようにしたものである。

ここでは、前記の要素レンズ１０として、図１（ｂ）に示すように要素レンズ１０にストッパ１７を形成して、レンズ固定プレート１の裏面からレンズ固定穴２からはめ込むようにした場合であるが、図３に示すように、例えば、要素レンズ１０の差し込み部１８にテーパを持たせて、レンズ固定プレート１の裏面からレンズ固定穴２からはめ込むようにすることもできる。なお、図３（a）は、長さLが短い方で、広がり角度（２θ１）が大きい場合であり、図３（ｂ）は、長さLが長くして、広がり角度（２θ２）が大きい場合である。

図２は、本発明のレンズユニット１００の他の一実施例で、同図（a）は、レンズユニット１００を構成するレンズ固定プレート１に曲りが有するようにした場合であり、光源２１から要素レンズ１０を介して光出射部１２から出射する光の方向（要素レンズ１０の光軸方向）をレンズユニット１００の曲り形状により所定の方向に出射するように設計している場合である。同図（ｂ）は、同図（a）のレンズユニット１００に、丁度対応するように、設計してある所定のLEDなどの光源２１を組み込んだ光源基板２０を一体化して形成した光源ユニットの断面概略図である。他の機能は、前記実施例１と同様なので、ここではそれらの説明を省略する。

図７は、本発明の照明装置５００の構成要素である照明ユニット３００の斜視概略図であり、上記図６に示す光源ユニット２００を、ここでは、２個だけ放熱板３０に固定ネジ２７０でネジ止めした場合を示している。光源ユニット２００に取り付けたコネクタ２２０と直流電源コード２６０端に取り付けてあるコネクタ２３０とを結合させて、直流電源コード２６０を介して、所望の電力を供給できるようにした電流制御回路５５０（ここでは、その図を省略）に接続される。放熱板３０に設けてある固定用穴２５を介して、照明装置５００の灯具の筺体５１０にネジ止めして、灯具の筺体５１０に放熱させ、更に灯具の筺体５１０は、外気に晒されて、光源２１からの熱は外気に放熱されるので、ＬＥＤなどの光源２１は、効率よく安定な動作をすることができる。

図８は、本発明の照明装置５００を公園の歩道や一般道路などの街路灯として実施した場合の一実施例の模式図を示し、照明装置５００の電源としてソーラパネル６００を照明装置５００の灯具を支えるポール７００に取り付けた場合であり、ここでは、バッテリ６５０も備えて、昼間のソーラパネル６００での発電電力を蓄えておくようにした場合の例である。ソーラパネル６００やバッテリ６５０の容量は、照明装置５００の消費電力や夜間の点灯時間を加味して選択されるものである。なお、ここでは、照明装置５００の灯具の筺体５１０の中に、前記実施例３の図７に示すような照明ユニット３００を搭載して有り、更に、電流制御回路５５０も搭載した場合である。もちろん、電流制御回路５５０は、灯具の筺体５１０の外部、例えば、ポール７００に専用の格納箱を設けておき、この中に設置して、修理等をしやすくするようにしても良い。道路、交差点、トンネル内や公園の歩道などの照射面８００の所望の照度分布や演色性に応じて、本発明のレンズユニット１００や光源ユニット２００やそれらの個数、光源２１の発光色、消費電力を勘案して、照明装置５００の構成要素を選択して搭載し、照明装置５００を提供するものである。

本発明のレンズユニット１００や照明装置５００等は、本実施例に限定されることはなく、本発明の主旨、作用および効果が同一でありながら、当然、種々の変形がありうる。

本発明のレンズユニット１００とこれを用いた照明装置５００は、複数個の個別のレンズ（要素レンズ１０）を１つのユニット、すなわちレンズユニット１００として取り扱うようにしたことにより、照明装置５００の生産性が向上するようにして、安価な照明装置５００を提供する。また、１個のレンズユニット１００内でも、所望のレンズユニット１００や光源を備えた光源ユニット２００を用いた細かい光の制御、例えば、光の照射方向、広がり角度、演色性、点滅などの選択できるようにしているので、照明装置５００が使用される環境、例えば、道路、歩道、公園、交差点、店舗、広告、表示などの照明にマッチした所望の照明装置５００が提供できるものである。

１ レンズ固定プレート
２ レンズ固定穴
３ 固定用ネジ穴
５ 固定用ネジ穴周辺部
６ 飛び出し部分
１０ 要素レンズ
１２ 光出射部
１５ 凹部
１６ 底部
１７ ストッパ
１８ 差し込み部
２０ 光源基板
２１ 光源
２２ 微小光源部
２３ 電極
２４ 金属箔
２５ 固定用穴
２６ 光源ベース３
２７ 入力端子
３０ 放熱板
３５ 放熱板固定用穴
１００ レンズユニット
１５０ スペーサ
２００ 光源ユニット
２１０、２２０、２３０ コネクタ
２５０ コード
２６０ 直流電源コード
２７０ 固定ネジ
３００ 照明ユニット
５００ 照明装置
５１０ 灯具の筺体
５５０ 電流制御回路
６００ ソーラパネル
６５０ バッテリ
７００ ポール
８００ 照射面

Claims (12)

1. 光源と組み合わせて、該光源からの光を制御するレンズユニットであって、１個のレンズ固定プレートに、複数のレンズ固定穴が開いており、別に用意した複数個の所定の対応する要素レンズを、前記レンズ固定穴を介してはめ込み、ユニットとして一体化するようにしたこと、該複数の各要素レンズには、対となる光源を用意してあること、該複数の要素レンズの組み合わせにより、前記光源からの光を、少なくとも所定の方向と所定の広がり角度に選択できるようにしたこと、を特徴とするレンズユニット。
2. 前記複数のレンズ固定穴は、円形である請求項１記載のレンズユニット。
3. 前記複数のレンズ固定穴は、同一の寸法である請求項１もしくは２のいずれかに記載のレンズユニット。
4. 前記要素レンズには、前記光源からの光を取り込むための凹部を有している請求項１から３のいずれかに記載のレンズユニット。
5. 前記光源として、LEDとした請求項１から４のいずれかに記載のレンズユニット。
6. 前記要素レンズは、寸法を規格化してある請求項１から５のいずれかに記載のレンズユニット。
7. 前記レンズ固定プレートには固定用ネジ穴があり、少なくとも該固定用ネジ穴周辺部の前記レンズ固定プレートの厚みを、はめ込まれた要素レンズの前記レンズ固定プレートから飛び出した飛び出し部分を相殺して、略平坦になるように調整してあり、光源基板へのネジ止めが空隙なしに固定できるようにした請求項１から６のいずれかに記載のレンズユニット。
8. １個の前記レンズユニットの各要素レンズの位置に対応して、前記光源をそれぞれ配置するようにした１個の光源基板を用い、該光源基板と前記レンズユニットとを一体化して１個の光源ユニットとし、該光源ユニットを使用したことを特徴とする照明装置。
9. 前記光源は、それぞれ光源の色が選択できるようにした請求項８記載の照明装置。
10. 複数個の光源ニットが配列できるようにした請求項８もしくは９のいずれかに記載の照明装置。
11. 前記光源用の電流制御回路を搭載した請求項８もしくは９のいずれかに記載の照明装置。
12. 前記光源用の電源としてソーラパネルを搭載した請求項１１記載の照明装置。

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