JP2012164626A

JP2012164626A - 発光装置

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Publication number: JP2012164626A
Application number: JP2011128636A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Arai; 滋荒井
Original assignee: NIPPON OYO KOGAKU KK
Current assignee: NIPPON OYO KOGAKU KK
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2012-08-30

Abstract

【課題】発光ダイオードを傾斜させないで出射光を傾斜する。
【解決手段】複数の多色発光ダイオード３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄと、これら複数の発光ダイオード３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄにそれぞれ対応する複数のレンズ４１とを備え、前記複数のレンズ４１のうちの一部又は全部は、その光軸を前記発光ダイオード３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの中心軸に対し傾けた状態で、前記発光ダイオード３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの前方側に接触又は近接している。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオードを光源とした照明装置（例えば、スポットライトやウォールウォッシャーライト等）や、信号灯、表示灯等の発光装置に関するものである。

従来、照明装置や信号灯等の発光装置の光源には、電球（ハロゲンランプや豆電球等を含む）が使われることが多かったが、近年では、長寿命、省エネ等の要請から発光ダイオードが使われつつある。発光ダイオードを用いたスポットライトには、複数の発光ダイオードを曲面上に配設することで、各発光ダイオードの光軸（中心軸）を傾斜させ、これら複数の発光ダイオードの照射光を一点に集中させて仮想の単一点光源ユニットを構成し、この光源ユニットから出射される光をアパチャに通過させて投射するようにしたものがある（例えば、特許文献１及び２参照）。
また、例えば、発光ダイオードを同一平面上に多数配設して表示灯を構成する場合も、幅広い方向からの視認性を向上するために、多数の発光ダイオードを傾斜させて固定し、各発光ダイオードの光軸を傾けることが提案される。

しかしながら、上記従来技術によれば、各発光ダイオードを傾斜させて固定する必要があため、発光ダイオードを装着するための基板や、発光ダイオードの熱を放熱するためのヒートシンク等に、傾斜面や曲面等を形成しなければならず、その加工が容易でない。

特開２００１−３０７５０２号公報特開２００６−７９９９１号公報

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、発光ダイオードを傾斜させないで出射光を傾斜できること、発光ダイオードの傾斜を不要にして生産性を向上できること、複数の発光ダイオードから放出される光を効率よく集光できること、複数の発光ダイオードから放出される光を幅広い方向から目視できるようにすること等、が本発明の目的である。

上記課題を解決するための技術的手段は、複数の発光ダイオードと、これら複数の発光ダイオードにそれぞれ対応する複数のレンズとを備え、前記複数のレンズのうちの一部又は全部は、その光軸を前記発光ダイオードの中心軸に対し傾けた状態で、前記発光ダイオードの前方側に接触又は近接していることを特徴とする。

本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような作用効果を奏する。
発光ダイオードの中心軸に対し、該発光ダイオードの前方側に接触又は近接するレンズの光軸を傾斜させたため、発光ダイオード自体を傾斜させないで出射光を傾斜させることができ、ひいては、基板やヒートシンク等に傾斜部分を形成する必要がなく、例えば、複数の発光ダイオードから放出される光を傾斜させて効率よく集光するスポットライトや、複数の発光ダイオードから放出される光を傾斜させて幅広い方向から目視できるようにする信号灯、複数の発光ダイオードから放出される光を傾斜させて拡散する照明装置等を、生産性の良好な簡素な構造でもって実現することができる。

本発明に係る発光装置の一例を示す断面図である。第１のレンズユニットの一例を示す正面図である。図２における（III）−（III）線断面図である。レンズの一例を示す正面図である。レンズと発光ダイオードの関係の一例を示す側面図である。レンズガイドの一例を示す平面図である。レンズ取付板の一例を示す平面図である。本発明に係る発光装置の一例を示す模式図である。ＬＥＤ基板の一例を示す平面図である。本発明に係る発光装置の他例を示す模式図である。レンズと発光ダイオードの関係の他例を示す側面図である。本発明に係る発光装置の他例を示す正面図である。同発光装置における発光ユニットの一例を示す正面図である。図１３における（XIV）−（XIV）線断面図である。同発光ユニットにおける一方の支持ブラケットを示す平面図である。図１５における（XVI）−（XVI）線断面図である。同発光ユニットにおける他方の支持ブラケットを示す平面図である。図１７における（XVIII）−（XVIII）線断面図である。同発光ユニットにおけるレンズガイドを示す平面図である。同発光ユニットにおけるレンズ取付板を示す平面図である。同発光装置における水平方向の配光曲線である。同発光装置における垂直方向の配光曲線である。

本発明を実施するための一形態では、複数の発光ダイオードと、これら複数の発光ダイオードにそれぞれ対応する複数のレンズとを備え、前記複数のレンズのうちの一部又は全部は、その光軸を前記発光ダイオードの中心軸に対し傾けた状態で、前記発光ダイオードの前方側に接触又は近接している。

さらに、生産性の良好な好ましい形態では、複数の前記発光ダイオードを、基板の同一平面上に装着するとともに、各発光ダイオードの中心軸が前記基板に略直交するようにする。

さらに、発光ダイオードから前記レンズに入射する光を効率的に傾斜させるには、光軸を傾けた前記レンズは、その入射側に、対応する前記発光ダイオードを挿入する凹部を有するとともに、前記凹部の縁側の外面に、前記基板に対し略平行な平坦部を有する。

さらに、生産性の良好な好ましい構造としては、複数の前記レンズを支持ブラケットに支持し、該支持ブラケットを前記基板に固定する。

さらに、発光ダイオードから放出される光を効率的に傾斜させる形態としては、光軸を傾けた前記レンズは、対応する前記発光ダイオードから入射した光のうちの少なくとも一部を、全反射して該レンズの前方側に集光するように形成される。

さらに、発光ダイオードから放出される光を傾斜させ集光するようにした好ましい形態としては、中心側に開口部を有するアパチャと、該アパチャの前方側に位置する投射レンズ部とを具備し、光軸を傾けた前記レンズの出射光を、前記アパチャの前記開口部に通過させた後、前記投射レンズ部に通過させて前方へ投射する、スポットライトを構成する。

また、他の好ましい形態としては、前記発光ダイオード及び前記レンズを複数備えた前記基板を、同一平面上に複数配設することで、信号灯を構成する。

さらに、幅広い範囲からの視認性を向上できる上、生産性が良好な形態としては、複数の前記レンズのうちの少なくとも一つは、その光軸を一方向に沿って傾ける。
ここで、前記一方向には、水平方向や、垂直方向、斜め方向等を含む。

さらに、出射光に色ムラが生じるのを低減できる形態としては、前記複数の発光ダイオードの各々は、複数の異なる発光色のＬＥＤチップを具備してなる多色発光ダイオードであり、複数の前記多色発光ダイオードのうちの少なくとも一つは、平行移動により他の多色発光ダイオードに重ね合わせられた場合に同発光色のＬＥＤチップ同士が重なり合う関係とならないように、前記他の多色発光ダイオードを基準に所定角度自転した位置関係にある。

以下、上記形態をより具体化した実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る発光装置の実施例１を示す。
この発光装置Ａは、円筒状の灯体１０と、該灯体１０内の後端側に固定されたヒートシンク２０と、灯体１０内の後端側に光源として設けられたＬＥＤ基板３０と、ＬＥＤ基板３０から放出される光を集光する第１のレンズユニット４０と、この第１のレンズユニット４０から出射される光を通過させるアパチャ５０と、該アパチャ５０を通過した光を前方へ投射する第２のレンズユニット６０とを具備してなるスポットライトである。

灯体１０は、前後端部を開口した金属製の円筒状部材である。
この灯体１０の後端開口部には、金属製のヒートシンク２０が接続固定される。

このヒートシンク２０は、多色発光ダイオード３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄによる熱を放熱するように後端側（図１の左端側）がひだ状に形成される。また、このヒートシンク２０の前端面は、ＬＥＤ基板３０に対する装着性が良好なように、略平坦状に加工される。

ＬＥＤ基板３０は、平坦な円盤状のプリント基板であり、円盤状の基板本体３１（基板）と、該基板本体３１の前面である同一平面上に装着された複数（図示例によれば４つ）の多色発光ダイオード３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄとを具備している。

基板本体３１は、その中心部及び外周側の適宜箇所に止着孔３１ａを有し（図９参照）、この止着孔３１ａに挿通されるネジ等の止着具によってヒートシンク２０に固定される。

また、各多色発光ダイオード３２ａ（３２ｂ，３２ｃ又は３２ｄ）は、基板本体３１の平坦状の前面に略平行に固定される矩形平板状の基部ｐと、該基部ｐから前方へ突出する略半球状のレンズ部ｑとを有する（図５参照）。この多色発光ダイオード３２ａ（３２ｂ，３２ｃ又は３２ｄ）には、ＬＥＤ視野角１１０度のものを用いる。

基部ｐには、複数の発光色（図示例によれば赤色、緑色、青色、白色の４色）のＬＥＤチップｒ，ｇ，ｂ，ｗが、同一円周上に等間隔に位置するように設けられる（図９参照）。ＬＥＤチップｒ，ｇ，ｂ，ｗには、それぞれ独立して電源が供給されるようになっている。
レンズ部ｑは、前記ＬＥＤチップから発した光を略半球状の外表面から放出するように構成される。

この多色発光ダイオード３２ａ（３２ｂ，３２ｃ又は３２ｄ）によれば、複数の発光色のＬＥＤチップを同時に発光した際に、各ＬＥＤチップの出力を適宜に調整することで、これら複数のＬＥＤチップの光が合成されてなる様々な色の光を発することが可能であり、さらに、白色光を発する場合、その色温度を変えたり微妙な色味を加えたりすることも可能である。

この多色発光ダイオード３２ａ（３２ｂ，３２ｃ又は３２ｄ）は、本実施の形態の一例によれば、「米国ＣＲＥＥＩＮＣ．製、Ｘｌａｍｐ（登録商標）ＭＣ−ＥＬＥＤＣｏｌｏｒＮｅｕｔｒａｌＷｈｉｔｅ」を用いているが、同様の構造であれば、他メーカの多色発光ダイオードもしくはフルカラー発光ダイオード等を用いてもよい。

そして、前記複数の多色発光ダイオードの各々（例えば３２ｂ）は、仮に回転することなく平行移動により他の多色発光ダイオード（例えば３２ａ）に重ね合わせられた場合に、同発光色のＬＥＤチップ同士が重なり合うことのないように、前記他の多色発光ダイオード（３２ａ）に対し所定角度自転した位置関係に設けられる。
特に、図９に示す好ましい一例では、前記のようにして各多色発光ダイオードを他の多色発光ダイオードに重ね合わせた場合に、異なる発光色のＬＥＤチップ同士が重なり合う関係となるように構成される。

図示例について、より詳細に説明すれば、前記複数の多色発光ダイオードは、同一円周上に等間隔にｎ個配設され、各多色発光ダイオードは、隣り合う多色発光ダイオードに対し、（３６０／ｎ）度自転した位置関係にある。
すなわち、図９に示す一例によれば、同一円周上に等間隔に４つの多色発光ダイオード３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄが設けられ、各多色発光ダイオード（例えば３２ｂ）は、隣り合う多色発光ダイオード（３２ａ）に対し、時計回りに９０度自転した位置関係にある。

この構成によれば、複数の多色発光ダイオード３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄから放出される光は、後述する第１のレンズユニット４０、アパチャ５０、第２のレンズユニット６０を通過して、壁面等の照射対象物に照射された際、複数の発光色（赤色、緑色、青色、白色）の混合状態が分裂することなく、色ムラの少ない照射光となる。
すなわち、本実施の形態の発光装置Ａでは、各多色発光ダイオードを、他の多色発光ダイオードに対し同発光色のＬＥＤチップ同士が重なり合う関係とならないように自転させて配置しているため、複数の異なる発光色が重なり合って良好に混合され、色ムラの少ない照射光を得ることができる。

そして、ＬＥＤ基板３０の前方側には、前記複数の多色発光ダイオードから放出される光をアパチャ５０の中心寄りへ集光するために第１のレンズユニット４０が設けられる。

第１のレンズユニット４０は、前記複数の発光ダイオードから放出される光を発光ダイオード毎に集光するように、前記複数の発光ダイオードにそれぞれ対応する複数（図示例によれば４つ）のレンズ４１を備える。

これら複数のレンズ４１の各々は、その出射光をアパチャ５０の中心寄り（換言すれば灯体１０の中心軸側）へ向けるように、光軸ｓ１を前記発光ダイオードの中心軸ｓ２に対し傾けて設けられる（図５及び図８参照）。
より詳細には、各レンズ４１から出射される光束の断面が、アパチャ５０の最大に開放した状態の開口部５０ａよりも若干大きくなるように、各レンズ４１の傾きが設定されている。
そして、複数のレンズ４１の光軸ｓ１は、図示例によれば、アパチャ５０と第２のレンズユニット６０の間における灯体１０の中心軸線上で、一点に集中する（図８参照）。

各レンズ４１は、図５に示すように、前方へ向かって徐々に拡径する略逆円錐状を呈し、その後端側（入射側）に円柱状の凹部４１ａを有するとともに、該凹部４１ａ内の底部（図５によれば傾斜する上部）側に後方へ突出する凸曲面状の凸部４１ｂを有する。そして、前記凹部４１ａには、多色発光ダイオード３２ａ（３２ｂ，３２ｃ又は３２ｄ）のレンズ部ｑが挿入される。

また、レンズ４１の後端側には、前記凹部４１ａの縁側の外面に、基板本体３１の平坦状の前面に対し略平行となる平坦部４１ｅを有する。この平坦部４１ｅは、多色発光ダイオード３２ａ（３２ｂ，３２ｃ又は３２ｄ）の基部ｐに対し略平行に当接される。
この平坦部４１ｅによれば、多色発光ダイオード３２ａ（３２ｂ，３２ｃ又は３２ｄ）のレンズ部ｑの外面が凹部４１ａ内の凸部４１ｂ外面に近接又は接触するまで、レンズ部ｑをレンズ４１の凹部４１ａ内に深く挿入させることができ、ひいては、多色発光ダイオード３２ａ（３２ｂ，３２ｃ又は３２ｄ）から放出される光が、レンズ４１後端部と多色発光ダイオード３２ａ（３２ｂ，３２ｃ又は３２ｄ）の基部ｐとの間の隙間から漏れるのを軽減することができる。また、レンズ４１の平坦部４１ｅを、平坦な基部ｐに当接させるようにしているため、レンズ４１を安定的に固定することができる。

また、レンズ４１の前端面には、光を拡散放射して混合するための細かい凹凸４１ｄが多数形成されている。この凹凸４１ｄには、各多色発光ダイオードのＬＥＤチップｒ，ｇ，ｂ，ｗから放出される光を適宜に混合して色の分離を防ぐ作用がある。
また、レンズ４１の前端側における径方向の両端には、レンズ４１を支持ブラケット４２に固定するための突起４１ｆ，４１ｆが設けられる。

前記構成のレンズ４１によれば、凹部４１ａ内で多色発光ダイオード３２ａ（３２ｂ，３２ｃ又は３２ｄ）から放出された光のうち、凹部４１ａの内周壁に入射した光は、該内周壁で屈折した後、傾斜する外周部の内面４１ｃで全反射し略前方へ進み、前面の凹凸４１ｄによって混合される。
また、凸部４１ｂに入射した光は、凸部４１ｂ面で屈折した後、略前方へ進み、前面の凹凸４１ｄによって混合される。

なお、前記レンズ４１は、同様の作用効果を得られるものであれば、図示例以外のレンズや複数のレンズを組み合わせたものであってもよい。

そして、複数のレンズ４１は、単一の支持ブラケット４２に支持され、該支持ブラケット４２は基板本体３１に固定される。

支持ブラケット４２は、複数のレンズ４１を前方から覆う略円形状に形成され、各レンズ４１の前端面を当接させる複数の傾斜面４２ａを有するとともに、各傾斜面４２ａに、レンズ４１の出射面（前端面）に臨む円形状の開口部４２ａ１を有する。

前記構成の支持ブラケット４２に対し、レンズ４１は、レンズガイド４３とレンズ取付板４４によって固定される。
レンズガイド４３は、レンズ４１前端側の外周部に嵌り合う枠状に形成され、その内周部には、レンズ４１前端側の突起４１ｆ，４１ｆに嵌り合う凹部４３ｂ，４３ｂを有する。
レンズ取付板４４は、前記レンズガイド４３のガイド孔４３ａよりも若干径の小さい貫通孔４４ａを有する枠状に形成される。このレンズ取付板４４は、レンズガイド４３に重ね合わせられるとともに、その内側に、レンズ４１後端側の傾斜状の外周面を挿入する。
そして、レンズガイド４３及びレンズ取付板４４は、カシメ加工やネジ止め、リベット止め等の手段により、支持ブラケット４２の傾斜面４２ａ裏面に止着されて、レンズ４１を固定する。

上記のようにして複数のレンズ４１を一体化した支持ブラケット４２は、ネジやボルト等の止着具４５、及びスペーサ４６を介して基板本体３１に固定される（図３参照）。
止着具４５は、支持ブラケット４２における外周側の平坦部分の貫通孔に挿通され、支持ブラケット４２をスペーサ４６に止着している。
スペーサ４６は、支持ブラケット４２と基板本体３１の間に挟まれるとともに前記止着具４５を螺合する雌ネジ部を有する柱状部４６ａと、該柱状部４６ａの先端側に延設された雄ねじ部４６ｂとからなり、前記雄ねじ部４６ｂを基板本体３１に挿通してヒートシンク２０に螺合接続している。
止着具４５及びスペーサ４６は、支持ブラケット４２の止着強度を十分に確保するように、適宜数（図２に示す一例によれば対角線上に２つ）設けられる。

上記構成の第１のレンズユニット４０から出射される光は、アパチャ５０に通過される。
アパチャ５０は、矩形筒状の筒体部５１と、該筒体部５１の上下左右の壁部に差し込まれて抜き差し方向へ移動可能な４枚の仕切板５２とを備え、筒体部５１の中心側に、前記４枚の仕切板５２によって囲まれた矩形孔状の開口部５０ａを有する（図１参照）。
このアパチャ５０によれば、各仕切板５２端部のレバー部５２ａを摘んで、各仕切板５２を抜き差し方向へ移動すれば、前記開口部５０ａの左右方向及び上下方向の寸法を変化させることができ、ひいては、当該発光装置Ａによって被照射面に投影される矩形状の光の左右方向及び上下方向の寸法を変化させることができる。

そして、前記アパチャ５０の前方には、アパチャ５０を通過した矩形状の光束を前方へ投射する周知構造の第２のレンズユニット６０が設けられる。
第２のレンズユニット６０は、アパチャ５０の筒体部５１の前端に固定された円筒状の固定筒６１と、該固定筒６１内に固定された一枚の固定レンズ６２と、固定筒６１の前側で前後方向へスライドするように設けられたスライド筒６３と、該スライド筒６３内に止着された二枚の可動レンズ６４，６５とを備え、スライド筒６３及び二枚の可動レンズ６４，６５の前後移動によってピント調整が行われるように構成される。

上記構成の発光装置Ａによれば、多色発光ダイオード３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを傾けることなく、各レンズ４１のみを傾斜させてレンズ４１から出射される光をアパチャ５０の中心寄りへ向けるようにしているため、基板本体３１及びヒートシンク２０に傾斜部分を加工する必要がない。よって、複数の多色発光ダイオードから放出される光を効率よく集光できる上、生産性が良好である。

次に他の実施例について説明する。
図１０及び図１１に示す実施例２の発光装置Ｂは、上記発光装置Ａにおける各レンズ４１を、平坦部４１ｅを省いたレンズ４１’に置換した構成としている。
この発光装置Ｂでは、各レンズ４１’に平坦部４１ｅを有さないため、レンズ４１’後端と多色発光ダイオード３２ａ（３２ｂ，３２ｃ又は３２ｄ）の基部ｐとの隙間から漏れる光が若干多くなるが、平坦部４１ｅの加工を要さないため、生産性の面でメリットがある。

なお、上記実施例１及び２では、いずれも、複数のレンズ４１の全てについて、それぞれの出射光がアパチャ５０の中心寄りへ向かうように、光軸ｓ１を発光ダイオードの中心軸ｓ２に対し傾けた（図８参照）が、他例としては、複数のレンズ４１のうちの一部のみについて、その出射光がアパチャ５０の中心寄りへ向かうように、光軸ｓ１を発光ダイオードの中心軸ｓ２に対し傾けた態様とすることも可能である。

また、上記実施例１及び２では、特に好ましい態様として、複数の多色発光ダイオード３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを基板本体３１の同一平面上に配設するとともに各多色発光ダイオードの中心軸ｓ２が前記平面に略直交するようにし、前記各多色発光ダイオードに対し各レンズ４１を近接又は接触させたが、他例としては、複数の多色発光ダイオードを異なる平面上に配置した態様や、前記多色発光ダイオードを単一色の発光ダイオードに置換した態様等とすることも可能である。

また、上記実施例１及び２では、一つの基板本体３１上に複数（図示例によれば４つ）の発光ダイオードを設けたが、より光量を増加するために、前記構成に加えて、基板本体３１の周囲に、複数（例えば８つ）の発光ダイオードを有する他の基板を設けてもよい。
この場合、追加した前記複数の発光ダイオードは、前記他の基板の同一平面上に配設される。そして、各発光ダイオードの中心軸が前記他の基板の同一平面に略直交するようにし、各発光ダイオードに対し、光軸を傾けたレンズ４１を近接又は接触させて配置する。
ここで、前記他の基板は、基板本体３１と面一となるように設けてもよいし、基板本体３１に対し前側又は後側にずらして設けてもよいが、より集光効率を向上する観点からは基板本体３１よりも前側にずらすのが好ましい。

また、図１２〜２２により説明する実施例３の発光装置Ｃは、複数の発光ユニットの点灯パターンにより文字や記号等を表示する信号灯を構成している。

この発光装置Ｃは、同一平面上に配設された複数の発光ユニット７０と、これら発光ユニット７０の各々に電源を供給する電源装置（図示せず）と、前記複数の発光ユニット７０の点灯パターンを制御する制御回路（図示せず）とを具備している。
複数の発光ユニット７０は、水平方向（図１２によれば左右方向）と上下方向（図１２によれば上下方向）に、それぞれ一定間隔を置いて配置され、ブラケット８１等を介して単一の基台８２に固定されている。

各発光ユニット７０は、複数の発光ダイオード７１と、これら複数の発光ユニット７０にそれぞれ対応する複数のレンズ７２ａ，７２ｂ，７２ｃと、複数の発光ダイオード７１を同一平面上に装着してなるＬＥＤ基板７３と、複数のレンズ７２ａ，７２ｂ，７２ｃを一体に支持してＬＥＤ基板７３に固定する支持ブラケット７４，７５、レンズガイド７６ａ，７６ｂ及びレンズ取付板７７ａ，７７ｂと、ＬＥＤ基板７３の後方側に配置されたヒートシンク７８とを備え、上下左右が対称となるように構成される（図１３及び１４参照）。

複数の発光ダイオード７１は、図指例によれば、横長矩形状のＬＥＤ基板７３における略中央部に一つ、その左右両側のそれぞれに所定間隔を置いて４つ、計９つ設けられている。
各発光ダイオード７１は、上述した発光装置Ａ又はＢの多色発光ダイオード３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄと略同形状の単色の発光ダイオードであり、ＬＥＤ基板７３の平坦状の前面に略平行に固定される矩形平板状の基部ｐと、該基部ｐから前方へ突出する略半球状のレンズ部ｑとを有する。
なお、他例としては、この発光ダイオード７１を、上述した発光装置Ａ又はＢと同様に、多色発光ダイオードとすることも可能である。

複数のレンズ７２ａ，７２ｂ，７２ｃは、それぞれ、上述した発光装置Ａ及びＢのレンズ４１と略同様に構成され、前方へ向かって徐々に拡径する略逆円錐状を呈し、その後端側（入射側）に円柱状の凹部７２１を有するとともに、該凹部７２１内の底部側に後方へ突出する凸曲面状の凸部７２２を有する（図１４参照）。
そして、レンズ７２ａ，７２ｂ，７２ｃは、それぞれ、前記凹部７２１に発光ダイオード７１のレンズ部ｑを挿入し、凹部７２１の内周壁に入射した光を、該内周壁で屈折した後、傾斜する外周部の内面７２３で全反射して略前方へ導き、また、凸部７２２に入射した光も、該凸部７２２面で屈折して略前方へ導く。

水平方向の略中央に位置するレンズ７２ａは、その光軸を、傾斜することなく略前方へ向けた状態に支持される。このレンズ７２ａは、上述した発光装置Ｂのレンズ４１’と略同様に構成される。

中央部から横幅方向へ離間したレンズ７２ｂは、その光軸を一方向（図示例によれば水平方向）に沿って前記中央部側へ傾けており、図示例によれば、その傾斜角度を約１０度としている。このレンズ７２ｂは、上述した発光装置Ａのレンズ４１と略同様に、凹部７２１の縁側の後端外面に、ＬＥＤ基板７３に対し略平行な平坦部７２ｂ１を有し、この平坦部７２ｂ１を発光ダイオード７１の基部ｐに当接させている。

前記レンズ７２ｂよりも更に横幅方向へ離間したレンズ７２ｃは、その光軸を一方向（図示例によれば水平方向）に沿って前記中央部側へ傾けており、その傾斜角度を、前記レンズ７２ｂと異ならせており、図示例では約２２度としている。このレンズ７２ｃも、上述した発光装置Ａのレンズ４１と略同様に、凹部７２１の縁側の後端外面に、ＬＥＤ基板７３に対し略平行な平坦部７２ｃ１を有し、この平坦部７２ｃ１を発光ダイオード７１の基部ｐに当接させている。

ＬＥＤ基板７３は、平坦な横長矩形状のプリント基板であり、その前面部である同一平面上に、前記した複数（図示例によれば９つ）の発光ダイオード７１を装着しており、図示しない電源装置から供給される電力により、これら複数の発光ダイオード７１を点灯する。

一方の支持ブラケット７４は、後述する支持ブラケット７５に、複数（例えば２つ）の止着具（例えばネジやボルト等）によって固定される。この支持ブラケット７４は、ＬＥＤ基板７３の前面に対し所定間隔を置いて位置し、横幅方向における中央側のレンズ７２ａと、その両側の４つのレンズ７２ｂを支持している。
詳細に説明すれば、支持ブラケット７４は、図１５及び図１６に示すように、複数のレンズ７２ａ，７２ｂを前方から覆う平面視略矩形状に形成され、中央側のレンズ７２ａの前端面を当接させる平坦面部７４ａと、該平坦部７４ａの両側で傾斜する傾斜面部７４ｂ，７１ｂとを有するとともに、これら平坦面部７４ａ及び傾斜面部７４ｂの各々に、レンズ７２ａ又は７２ｂの出射面（前端面）に臨む円形状の開口部７４ａ１，７４ｂ１を有する。

前記支持ブラケット７４の平坦面部７４ａに対し、中央側のレンズ７２ａは、レンズガイド７６ａ及びレンズ取付板７７ａ（図１４参照）によって固定される。
レンズガイド７６ａ及びレンズ取付板７７ａは、その平面視形状の図示を省略するが、略矩形枠状を呈し、基本的な構造は、上記発光装置Ａで用いたレンズガイド４３及びレンズ取付板４４と略同様である。

また、同支持ブラケット７４の傾斜面部７４ｂに対しては、前記レンズ７２ａを挟む両側の４つのレンズ７２ｂが、レンズガイド７６ｂ及びレンズ取付板７７ｂによって固定される。
レンズガイド７６ｂ及びレンズ取付板７７ｂも、基本的な構造は発光装置Ａのレンズガイド４３及びレンズ取付板４４と略同様であるが、図１９及び図２０に示すように、縦長の矩形枠状に形成され、一組のレンズガイド７６ｂ及びレンズ取付板７７ｂによって二つのレンズ７２ｂが固定されるようになっている。

また、他方の支持ブラケット７５は、略柱状の複数（図示例によれば４つ）のスペーサ７９を介することで、基板７３の前面に対し所定間隔を置いて固定され、前記４つのレンズ７２ｂの左右両側の４つのレンズ７２ｃを支持している（図１４参照）。なお、図示例では、特に生産性の良好な態様として、基板７３に支持ブラケット７５を固定した後、該支持ブラケット７５に対し、前記支持ブラケット７４を止着するようにしたが、他例としては、基板７３に前記支持ブラケット７４を固定した後、該支持ブラケット７４に支持ブラケット７５を止着する構造や、双方の支持ブラケット７４，７５をそれぞれ基板７３に固定する構造等とすることも可能である。

支持ブラケット７５は、図１７及び図１８に示すように、複数のレンズ７２ｃを前方から覆う平面視略矩形枠状に形成され、前記支持ブラケット７４及びレンズ７２ａ，７２ｂを貫通する中空部７５ａと、該中空部７５ａの両側で傾斜する傾斜面部７５ｂ，７５ｂとを有するとともに、各傾斜面部７５ｂに、２つのレンズ７２ｃの出射面（前端面）に臨む円形状の２つの開口部７５ａ１，７５ａ１を有する。

支持ブラケット７５の各傾斜面部７５ｂに対しては、２つのレンズ７２ｃが、上記レンズガイド７６ｂ及びレンズ取付板７７ｂによって固定される。

また、ヒートシンク７７は、ＬＥＤ基板７３の後端面に接触する略直方体状の金属製部材であり、複数の発光ダイオード７１による熱を放熱するように、後端側がひだ状に形成される。このヒートシンク７７の前端面は、ＬＥＤ基板７３に対する装着性が良好なように、略平坦状に加工される。

上記構成の発光ユニット７０は、略平板状の基台８２の前面に、縦方向及び横方向へ所定間隔を置いて複数配設され、発光装置Ｃを構成する。この発光装置Ｃは、複数の発光ユニット７０が、選択的に点灯又は消灯されることで、文字や図形、記号等を表示する信号灯として機能する。

次に、上記構成の発光装置Ｃについて、その作用効果を説明する。
発光装置Ｃでは、各発光ユニット７０における複数のレンズ７２ａ，７２ｂ，７２ｃのうちの一部について、各レンズの光軸を対応する発光ダイオード７１の中心軸に対し水平方向に沿って傾けている。そのため、各発光ユニット７０の照射光は、垂直方向よりも水平方向への広がりが大きい光となる。

具体的には、各発光ユニット７０の照射光は、図２１及び図２２に示す配光特性となる。
図２１において、横軸は水平配光角度、縦軸は光度を示す。
そして、曲線ｘは各発光ユニット７０に要求される仮想の水平配光特性を示す。曲線ａ１は、中央側の一つのレンズ７２ａによる光の水平配光特性を示す。曲線ａ２，ａ２は、それぞれ、前記レンズ７２ａの右側の２つのレンズ７２ｂによる光の水平配光特性と、左側の２つのレンズ７２ｂによる光の水平配光特性とを示す。曲線ａ３，ａ３は、それぞれ、更に右側の２つのレンズ７２ｃによる光の水平配光特性と、更に左側の２つのレンズ７２ｃによる光の水平配光特性とを示す。曲線Ａは、複数のレンズ７２ａ，７２ｂ，７２ｃによる合成光の水平配光特性を示す。
また、図２２において、横軸は垂直配光角度、縦軸は光度を示す。
そして、曲線ｙは各発光ユニット７０に要求される仮想の垂直配光特性を示す。曲線ｂ１は、中央側の一つのレンズ７２ａによる光の垂直配光特性を示す。曲線ｂ２は、前記レンズ７２ａの左側の２つのレンズ７２ｂと、右側の２つのレンズ７２ｂについて、それぞれ（片側２つ分）の光の垂直配光特性を示す。曲線ｂ３は、更に左側の２つのレンズ７２ｃと、右側のレンズ７２ｃについて、それぞれ（片側２つ分）の光の垂直配光特性を示す。曲線Ｂは、複数のレンズ７２ａ，７２ｂ，７２ｃによる合成光の垂直配光特性を示す。なお、垂直配光特性は、前記水平配光特性における水平配光角度が０度の位置における垂直配光特性である。

よって、上記構成の発光装置Ｃによれば、複数の発光ユニット７０によって表示される文字や図形、記号等を、水平方向における比較的幅広い方向に対し視認させることができる。
より詳細に説明すれば、発光ダイオード７１のＬＥＤチップから放出される光は、該発光ダイオード７１のレンズ部ｑにより光軸近くに集められるが、それでも広い範囲に放出されているため、ある程度広い範囲からの視認が可能であるが、各発光ダイオード７１から一つの方向へ放出される光の強さは弱くなる。
上記構成の発光装置Ｃでは、複数の発光ダイオード７１から放出される光を、一旦複数のレンズ７２ａ，７２ｂ，７２ｃにより狭い範囲に集めて強くするとともに、傾斜したレンズ７２ｂ及び７２ｃにより、その傾斜方向だけに光が広がるようにしており、不要な方向にはレンズを傾けないので光を有効に利用することができる。

なお、従来構造のレンズとして、上下方向へ拡散する角度が狭く、左右方向へ拡散する角度の広いレンズもあるが、このような従来構造のレンズを用いた場合には、要求される拡散角度に応じて屈折面等の形状や角度が異なるものを用いる必要が生じる。
しかしながら、上記構造の発光装置Ｃによれば、基本構造が略同一のレンズ７２ａ，７２ｂ，７２ｃを用いて、それぞれの傾斜角度の調整のみによって対応することができ、汎用性及び生産性に優れている。

なお、上記発光装置Ｃでは、各発光ユニット７０のレンズの一部（７２ｂ，７２ｃ）を、水平方向に沿って該ユニットの中央側へ傾斜させたが、他例としては、発光ユニット７０のレンズ７２ａ，７２ｂ，７２ｃの一部又は全部を、水平方向に沿って該ユニットの中央から離れる方向へ傾斜させるようにしてもよい。更に、複数のレンズ７２ａ，７２ｂ，７２ｃの一部又は全部を垂直方向に沿って傾斜させることで上下方向への視認性を向上したり、複数のレンズ７２ａ，７２ｂ，７２ｃの一部又は全部を水平方向及び垂直方向以外の斜め方向に沿って傾斜させたり等することも可能である。

また、上記実施例３では、複数の発光ユニット７０を信号灯として構成したが、他例としては、略同構成の単数又は複数の発光ユニット７０を、照明装置として用いることも可能である。この他例によれば、その照射光を、傾斜するレンズ７２ｂ，７２ｃによって水平方向へ効果的に拡散することができる。
さらに、他例としては、略同構成の単数又は複数の発光ユニット７０を、道路照明のために一方向（道路が延びている方向）への広がりが比較的大きい照明装置として用いることも可能である。

１０：灯体２０，７８：ヒートシンク
３０，７３：ＬＥＤ基板３１：基板本体
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，７１：多色発光ダイオード（発光ダイオード）
４０：第１のレンズユニット４１，４１’，７２ａ，７２ｂ，７２ｃ：レンズ
４１ａ，７２１：凹部４１ｂ，７２２：凸部
４１ｅ，７２ｃ１，７２ｂ１：平坦部４２，７４，７５：支持ブラケット
５０：アパチャ６０：第２のレンズユニット
ｓ１：光軸ｓ２：中心軸
Ａ，Ｂ，Ｃ：発光装置

Claims

複数の発光ダイオードと、これら複数の発光ダイオードにそれぞれ対応する複数のレンズとを備え、
前記複数のレンズのうちの一部又は全部は、その光軸を前記発光ダイオードの中心軸に対し傾けた状態で、前記発光ダイオードの前方側に接触又は近接していることを特徴とする発光装置。
複数の前記発光ダイオードを、基板の同一平面上に装着するとともに、各発光ダイオードの中心軸が前記基板に略直交するようにしたことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
光軸を傾けた前記レンズは、その入射側に、対応する前記発光ダイオードを挿入する凹部を有するとともに、前記凹部の縁側の外面に、前記基板に対し略平行な平坦部を有することを特徴とする請求項２記載の発光装置。
複数の前記レンズを支持ブラケットに支持し、該支持ブラケットを前記基板に固定したことを特徴とする請求項２又は３記載の発光装置。
光軸を傾けた前記レンズは、対応する前記発光ダイオードから入射した光のうちの少なくとも一部を、全反射して該レンズの前方側に集光するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至４何れか１項記載の発光装置。
中心側に開口部を有するアパチャと、該アパチャの前方側に位置する投射レンズ部とを具備し、
光軸を傾けた前記レンズの出射光を、前記アパチャの前記開口部に通過させた後、前記投射レンズ部に通過させて前方へ投射する、スポットライトを構成したことを特徴とする請求項１乃至５何れか１項記載の発光装置。
前記発光ダイオード及び前記レンズを複数備えた前記基板を、同一平面上に複数配設することで、信号灯を構成したことを特徴とする請求項１乃至５何れか１項記載の発光装置。
複数の前記レンズのうちの少なくとも一つは、その光軸を一方向に沿って傾けていることを特徴とする請求項７記載の発光装置。
前記複数の発光ダイオードの各々は、複数の異なる発光色のＬＥＤチップを具備してなる多色発光ダイオードであり、
複数の前記多色発光ダイオードのうちの少なくとも一つは、平行移動により他の多色発光ダイオードに重ね合わせられた場合に同発光色のＬＥＤチップ同士が重なり合う関係とならないように、前記他の多色発光ダイオードを基準に所定角度自転した位置関係にあることを特徴とする請求項１乃至８何れか１項記載の発光装置。