JP2003281908A

JP2003281908A - 照明装置

Info

Publication number: JP2003281908A
Application number: JP2002143756A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Kamiya; 孝行神谷; Mitsuhiro Naeshiro; 光博苗代; Kazuji Noda; 和司野田; Hiroshi Ito; 浩史伊藤; Yoshio Sano; 良男佐野
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2003-10-03
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: JP4048831B2

Abstract

(57)【要約】【課題】長時間の照明が可能で、コンパクトに構成さ
れ、かつ平行光を照射することができ、車両室内におけ
る読書灯などとして好適に利用できる照明装置を提供す
る。【解決手段】 LEDの光放出側に、前記LEDの光を集束し
て放射する第１レンズを設置し、前記第１レンズの光放
射側に、前記第１レンズを介して放射された光を略平行
光に集束して放射する第２レンズを設置して照明装置を
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は照明装置に関する。本発
明の照明装置は、車両室内や航空機室内などにおいて、
例えば読書用のライトとして乗員の手元などを照明する
ことに利用できる。

【０００２】

【従来の技術】車両室内ではルームランプによる広範囲
の照明や、ドア等に設置された光源からのステップ部の
照明など様々な照明が行われている。従来、このような
照明は主として乗降時の安全性確保のためや、マップの
参照、音響機器の操作などを目的としたものであった。
また、光源としては、電球や蛍光灯が用いられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、走行中に乗員
（後部座席あるいは助手席の乗員）が読書などをする
際、手元を効果的に照明することができる照明装置の提
供が望まれている。このような照明装置には十分な照度
が必要とされることは勿論のこと、使用者や周辺の人へ
不快感を与えること無く、かつ、周辺部品・機器へ熱的
な影響を及ぼさない長時間の点灯が可能であることが要
求される。また、使い勝手の面及び車両室内が限られた
スペースであることを考慮すれば、コンパクトであるこ
とが好ましい。これらに加えて、スポットライト的な平
行光により照明が行えることが好ましい。平行光を利用
した照明によれば、照明装置と照明対象（本など）との
距離に多少変動が生じたとしても、等しい領域を等しい
光量の光で照明することができ、走行中の路面からの振
動に起因して、あるいは乗員自らが照明対象の位置を移
動させることによる照明効果の低下を防止できるからで
ある。

【０００４】ところで、従来の車両等の照明においては
一般に光源としてバルブが使用されていたが、光源が高
温となり、人が触れたり接近したときに光源の熱さによ
り、使用者に不快感を与えるばかりでなく周辺部品へも
高熱による影響を与える恐れが有った。また、他の光源
として蛍光灯が使用されることが有るが、高電圧駆動の
ため昇圧回路が必要となり、その昇圧回路が電気的なノ
イズや磁界を発生させ、周辺の部品へ影響を与える恐れ
が有った。これに代えてLEDを用いれば、使用者や周辺
の人へ不快感を与えること無く、かつ、周辺部品・機器
へ熱的な影響を及ぼさない長時間の点灯が可能となり、
また照明装置のコンパクト化が図られる。しかしなが
ら、例えばLEDとしてチップ型のものを採用した場合に
は、かかるLEDからの光は拡散状態で放射されるため、
これをそのまま利用しただけでは平行光を照射できる照
明装置を構成することはできない。一方、砲弾型（ラン
プ型）LEDを利用することにより、封止樹脂（モールド
部材）の形状の如何によってある程度の光の絞込みは可
能であるが、平行光を得ることは容易でない。仮に平行
光を得ようとすれば、光軸方向に厚い封止部材を採用す
る必要が生じ、照明装置のコンパクト化、薄型化の要請
に沿わないこととなる。本発明は以上の課題に鑑みなさ
れたものであって、車両室内などにおける読書灯などと
して好適な照明装置、即ち長時間の照明が可能で、コン
パクトに構成され、かつ平行光を照射することができる
照明装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の目的を解
決すべく次の構成からなる。即ち、本発明の第１の局面
は、LEDと、前記LEDの光放出側に設置され、前記LEDの
光を集束して放射する第１レンズと、前記第１レンズの
光放射側に設置され、前記第１レンズを介して放射され
た光を略平行光に集束して放射する第２レンズと、を備
える照明装置である。

【０００６】かかる構成によれば、点灯に伴う発熱量が
少ないLEDを光源として採用することにより、長時間の
点灯が可能な照明装置となる。また、LEDは小型である
ことから照明装置をコンパクト化できる。一方、第１レ
ンズと第２レンズによってLEDの光は平行光へと変換さ
れ、平行光による照明が可能となる。二つのレンズを利
用することによって、薄型化を図りつつ、LEDから放出
された光を効率的に平行光へと変換できる。

【０００７】LEDは消費電力及び発熱量が小さくかつ長
寿命であることから、長時間連続的に点灯させることに
適した光源である。また、LEDは小型で、かつ電球に比
べて低発熱であるため照明装置全体を小型・薄板化でき
る。LEDのタイプは特に限定されず、砲弾型、チップ型
などを採用できる。好ましくは、チップ型LEDが採用さ
れる。チップ型LEDは砲弾型LEDと比較してより小型であ
ることから、照明装置の一層のコンパクト化、薄型化を
図ることができるからである。

【０００８】LEDの発光色は特に限定されないが、照明
装置から最終的に白色光が放射されるようにLEDの発光
色（発光波長）を選択することが好ましい。例えば、白
色光を発光するLEDを採用することができる。また、蛍
光体を励起可能な光を発光するLED（例えば、紫外領域
の光を発光可能なLED）を採用し、蛍光体の作用を利用
して白色光を得ることも可能である。例えば、青色系の
発光色のLEDを採用し、併せて当該LEDの光を受けて黄色
〜黄緑色系の蛍光を発する蛍光体を用いることにより、
LEDからの光及び蛍光とを混色させて白色光を得ること
ができる。また、赤系、緑系、青系をそれぞれ発光可能
な発光素子を備えたLEDを採用することもできる。この
ようなLEDでは、白色系の光を発光可能なことは勿論の
こと、各発光素子の点灯状態を個別に制御すれば様々な
色の光を得ることができる。従って、白色光による照明
のほか、様々な色の光によるバリエーション豊かな照明
態様を作り出すことが可能となる。尚、可視領域及び紫
外領域の光を発光可能なLED光源を用いてもよい。

【０００９】蛍光体は、例えばLEDの光放出側に設置さ
れる後述の第１レンズ、及び／又は第２レンズに含有さ
せることができる。また、第１レンズ等の表面に蛍光体
を含有する層を設けても良い。勿論、LEDと第１レンズ
との間や、第１レンズと第２レンズとの間などに別途蛍
光体を含有する層を設けることもできる。

【００１０】用いられる蛍光体の種類は特に限定され
ず、有機系、無機系を問わず用いることができる。有機
系の蛍光体を用いることにより、クリアー感のある光源
による照明が可能となる。他方、無機系の蛍光体を用い
ると、艶消し感のある光源による照明装置が形成可能と
なる。様々な蛍光色を有する蛍光体を採用することがで
き、例えば光の三原色である赤色、緑色、又は青色の蛍
光色を有する蛍光体の他、それらの中間色を蛍光する蛍
光体を用いることができる。複数の蛍光体を組み合わせ
て用いることもでき、例えば赤色系蛍光体、緑色系蛍光
体、及び青色系蛍光体を混合して用いることができる。

【００１１】LEDは、基板にマウントされた状態で用い
ることができる。照明領域の拡大、照度の向上等のため
に複数のLEDを用いることが好ましい。この場合におけ
るLEDの配置態様は特に限定されず、例えば直線状、円
弧状（以上において、数列をなす態様を含む）に配置す
ることができる。また、一定領域（例えば矩形領域、円
形領域）にマトリクス状に配置することもできる。一定
領域を発光ムラのない光で照明する観点からは、このよ
うなマトリクス状の配置態様を採用することが好まし
い。

【００１２】本発明の第１の局面では第１レンズと第２
レンズという二つのレンズが用いられる。二つのレンズ
を利用することによって薄型化が図れ、かつLEDから放
出された光を効率的に平行光へと変換できる。特に、光
源としてチップ型LEDを採用した場合には、拡散状態で
放出された光源の光を効率的に平行光へと変換すること
ができる。第１レンズはLEDの光放出側に設置される。
第１レンズはそれに入射するLEDの光を集束して外部に
放射する。第１レンズにおいてLED側に凹部を形成し、
この凹部内にLEDを設置することが好ましい。LEDからの
光を効率的に第１レンズに導入するためである。特にチ
ップ型LEDを採用した場合には、チップ型LEDから放出さ
れる光はいわゆる拡散状態にあるため、このようにチッ
プ型LEDが第１レンズに包囲されるように構成すること
で、チップ型LEDから放出された光を極めて効率的に第
１レンズ内に導入することが可能となる。第１レンズ内
へのより効率的な光の導入を可能とするために、第１レ
ンズをLEDに近接して配置することが好ましい。このよ
うな配置態様によれば併せて薄型化も図れる。

【００１３】ここで、LEDの光が導入される領域に凸レ
ンズ状の第１レンズ部が形成された板状部材（第１レン
ズ板）を用いることができる。ここでの第１レンズ部は
上記の第１レンズに相当する。このような第１レンズ板
では、凸レンズ状の領域を複数設けることによって複数
の第１レンズ部を形成することができる。従って、LED
を複数用いる場合において、LED毎に第１レンズを用意
する必要が無くなる。即ち、使用するLEDに応じた数の
第１レンズ部を形成した第１レンズ板を用意すればよ
い。よって、構成が簡易なものとなる。また、予めLED
の配置態様に合わせて複数の第１レンズ部を形成してお
けば、LEDごとに位置調整しながら第１レンズの設置を
行う必要が無く、組み付け作業が容易となり、かつその
精度も向上する。

【００１４】第１レンズ（又は第１レンズ部）の光放射
側には第２レンズが設置される。この第２レンズは、第
１レンズ（又は第１レンズ部）を介して放射された光を
略平行光に集束して放射する。第１レンズを介して放射
された光をより効率的に第２レンズ内へと導入するため
に、第２レンズを第１レンズに近接して配置することが
好ましい。このような配置態様によれば併せて薄型化も
図れる。

【００１５】ここで、第１レンズ（又は第１レンズ部）
を介して放射される光が導入される領域に凸レンズ状の
第２レンズ部が形成された板状部材（第２レンズ板）を
用いることができる。ここでの第２レンズ部は上記の第
２レンズに相当する。この第２レンズ部が、第１レンズ
部を介して導入される光を略平行光に集束して放射する
ことが好ましく、このような構成によれば略平行光を放
射する照明装置となる。このような第２レンズ板では、
凸レンズ状の領域を複数設けることによって複数の第２
レンズ部を形成することができる。従って、LEDを複数
用いる場合において、LED毎に第２レンズを用意する必
要が無い。即ち、使用するLEDに応じた数の第２レンズ
部を形成した第２レンズ板を用意すればよい。よって、
構成が簡易なものとなる。また、予めLEDの配置態様に
合わせて複数の第２レンズ部を形成しておけば、LEDご
とに位置調整しながら設置を行う必要が無く、組み付け
作業が容易となり、かつその精度も向上する。

【００１６】第１レンズ（又は第１レンズ板）及び第２
レンズ（又は第２レンズ板）は、ポリカーボネート、ア
クリル樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂や、ガラス等の
無機材料を用いて作製することができる。

【００１７】LEDから横方向に放出された光を光の取り
出し方向に反射するリフレクタを備えることが好まし
い。このようなリフレクタを設けることにより、LEDか
ら横方向に放出された光をも照明光として利用できる。
もって、照度の向上や照明領域の拡大といった効果が奏
される。リフレクタはそれによって反射される光が平行
光として外部に放射されるような反射面形状を備えるこ
とが好ましい。また、リフレクタをそれに反射された光
が第２レンズ（又は第２レンズ部）を介さずに外部に照
射するような位置に設置することが好ましい。リフレク
タによる反射光で平行光とした光が第２レンズによって
屈折し、広角の光となることを防止するためである。
例えば、第１レンズ板及び第２レンズ板を用いる場合に
あっては、第１レンズ板と第２レンズ板との間、かつ第
１レンズ部の周囲にリフレクタを設置することができ
る。リフレクタは金属板、又は適当な樹脂の表面に金属
メッキなどを施して形成することができる。

【００１８】以上の構成では光源としてのLED、及び第
１レンズ（又は第１レンズ部）と第２レンズ（又は第２
レンズ部）という２種類のレンズを用いることにより、
コンパクトかつ平行光を照射可能な照明装置が提供され
る。以下に示す本発明の第２の局面では、照明装置の更
なるコンパクト化、及び構成の簡略化を図るべく、以下
の構成が提供される。即ち、本発明の第２の局面は、LE
Dと、前記LEDの光放出側に設置されるレンズ板であっ
て、前記LEDの光が導入される領域に略逆すり鉢形状の
レンズ部を有するレンズ板と、及び前記LEDから放出さ
れる光の中で前記レンズ部の周縁部を介して放射される
光を、光の取り出し方向に反射するリフレクタと、を備
える照明装置に関する。

【００１９】かかる構成によれば一つのLEDに対してレ
ンズ（又はレンズ板）を二つ用意する必要がなくなるこ
とから一層の薄型化、コンパクト化が達成される。同時
に照明装置全体の構成がより簡略なものとなる。ここ
で、レンズ板に設けるレンズ部を略逆すり鉢形状とした
ことにより、当該レンズ部の中央部では凸レンズ効果に
よって光の集束が生じ、もって照明光の平行光化が行わ
れる。一方で、レンズ部の周縁部からはLEDから横方向
ないし斜め上方に放出された光が放射されるが、この光
はリフレクタの作用によって効率的に光の取り出し方向
へと変換される。その結果照明光として利用できる光の
量が増大する。換言すれば、光の取り出し効率の高い照
明装置となる。さらに、略逆すり鉢形状のレンズ部を採
用することにより、その表面から放射される光による照
明領域は比較的広範囲に及ぶ。このことから、一定照明
範囲の光を得るために必要なLEDの数が少なく済む。即
ち、使用するLED数の低減が図られる。したがって、LED
使用数の変化に伴う製造コストの低減はもとより、レン
ズ板の構成の簡略化ひいては照明装置全体の構成を簡略
化することによる大幅なコストダウンが達成される。

【００２０】本発明の第２の局面ではLEDの光放出側に
レンズ板が設置され、このレンズ板にはLEDの光が導入
される領域に略逆すり鉢形状のレンズ部が形成されてい
る。ここでの逆すり鉢形状には、円錐形状、6角錐、８
角錐などの多角錐形状、及び山形などが含まれる。ま
た、光の放射態様の制御を考慮すれば、逆すり鉢形状は
その中心軸に対して対称なものであることが好ましい。
但し、その中心軸に対して非対称な部分を有する形状の
ものを採用することもできる。ここで、レンズ部の中央
部を凸レンズ状に突出した形状とすることが好ましい。
レンズ部の中央部に導入されるLEDの光を効率的に集束
し、より平行光に近い光をレンズ部表面から放射させる
ためである。一方、レンズ部の周縁部に凸レンズ状に突
出した領域を設けることが好ましい。このような構成と
すれば当該領域において円周外方向へ光の集束効果が得
られる。これにより、当該領域に導入されるLEDの光を
集束させ、LEDから横方向ないし斜め上方へ変換して放
射することができ、リフレクタによる反射で放射方向を
制御できる。尚、レンズの中央部と周縁部との境界はレ
ンズ板とLEDとの距離、使用するLEDの発光特性、照明光
の態様などを考慮して定められ、例えばLEDの発光中心
を起点としてLEDの光軸に対して約45°〜約70°の傾斜
角を有する直線とレンズ部表面との交点によって両者の
境界が構成される。

【００２１】LEDから放出された光の中でレンズ部の周
縁部を介して放射される光を、光の取り出し方向に反射
するリフレクタが備えられる。このようなリフレクタを
設けることにより、LEDから横方向ないし斜め上方に放
出され、レンズ部の周縁部を介して放射される光を効率
的に照明光として利用できる。もって、照度の向上や照
明領域の拡大といった効果が奏される。リフレクタはそ
れによって反射される光が平行光として外部に放射され
るような反射面形状を備えることが好ましい。リフレク
タはレンズ部の周囲に設置され、好ましくはレンズ部の
周囲を取り囲むように設置される。リフレクタは金属
板、又は適当な樹脂の表面に金属メッキなどを施して形
成することができる。

【００２２】レンズ板のレンズ部においてそのLED側に
凹部を形成し、この凹部内にLEDを設置することが好ま
しい。LEDからの光を効率的にレンズ部に導入するため
である。特にチップ型LEDを採用した場合には、チップ
型LEDから放出される光はいわゆる拡散状態にあるた
め、このようにチップ型LEDがレンズ部に包囲されるよ
うに構成することで、チップ型LEDから放出された光を
極めて効率的にレンズ部内に導入することが可能とな
る。レンズ部内へのより効率的な光の導入を可能とする
ために、LEDをレンズ部に近接して配置することが好ま
しい。このような配置態様によれば併せて一層の薄型化
も図られる。

【００２３】LEDの使用数は特に限定されないが、複数
のLEDを用いることにより、より広範囲の光を照射可能
な照明装置を構成することができる。この場合、レンズ
板にはLEDの使用数と同数のレンズ部が形成される。こ
のようにLED毎にレンズ板を用いるのではなく、複数の
レンズ部が形成された一のレンズ板を用いることによ
り、上記本発明の第１の局面において第１レンズ板を用
いた場合と同様に、照明装置の構成が簡略となり、また
レンズ板の組み付け作業の容易化、組み付け精度の向上
が図られることは言うまでもない。

【００２４】レンズ板の光放射側にカバーを備えること
ができる。このカバーとしては略平板状（実質的に表面
に凹凸が存在しない）のものを採用できる。但し、その
上面（光放射面）又は裏面に所望の凹凸を形成すること
もできる。例えばレンズ状部分を設けたり、粗面加工を
施すことができる。また、カバー内に蛍光体、光拡散剤
等を含有させることができる。これら蛍光体などを含む
層（例えば蛍光体フィルム）をカバー表面（上面又は裏
面）に形成してもよい。尚、特に記載のない構成、即ち
使用できるLEDの種類、発光色、配置態様などは上述の
本発明の第１の局面におけるものと同様である。

【００２５】本発明の照明装置は、自動車、電車などの
車両や航空機などの室内において乗員の手元などを照明
することに利用できる。例えば、自動車のリアパッケー
ジに装着し、後部座席の乗員の使用に供される読書用ラ
イトとして利用することができる。以下、本発明の構成
を、実施例を用いてより詳細に説明する。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例である車
両室内用照明装置１（以下、「照明装置１」という）の平
面図を示す。図２は照明装置１の側面図である。同様
に、図３は照明装置１の部分背面図であり、図４は図１
におけるＣ−Ｃ線断面図である。また、図５は図２にお
いて符号Ａで示した矢視平面図である。図６は図４の部
分拡大図である。

【００２７】照明装置１は、照明部２、アーム部３、取
り付け部４から構成される。照明部２は基板１０、チッ
プ型LED２０、第１レンズ板３０、第２レンズ板４０を
備え、これらの部材がケース５０内に収納される。チッ
プ型LED２０は白色系の発光色を有するLEDである。各チ
ップ型LED２０はその配置態様がマトリクス状となるよ
うに基板１０上にマウントされる。尚、基板１０には所
定の配線パターンが形成されている。基板１０の配線パ
ターンは電源用の配線に接続されており、使用時にはこ
の配線が車両側の電源に接続されて各チップ型LED２０
への電力が供給される。また、各チップ型LED２０は基
板１０の配線パターンを介してスイッチ６０に接続され
ている。このスイッチ６０とチップ型LED２０との間に
は図示しない制御回路が形成されており、スイッチ６０
を押す毎に全てのチップ型LED２０のオン、オフが切り
換えられる。

【００２８】ケース５０の底面５１には、放熱用に複数
の孔５２が設けられている。一方、空気中の埃などがこ
の孔５２を介して照明部２内へ侵入するのを防止するた
めに、底面５１の内側には一面に不織布シート５３が敷
かれている。アーム部３はその中に配線を通した中空の
フレキシブルチューブからなり、表面にはクロムメッキ
が施されている。アーム部３はＯリング７０を介して照
明部２の一端側中央部に接続されており、照明部２がア
ーム部３を軸として約３０°回転可能となっている（図
５を参照）。

【００２９】照明装置１は、取り付け部４を自動車のリ
アパッケージにボルトで固定して使用される。そして、
アーム部３を適宜屈曲させて照明部２の位置及び光の照
射方向が調整される。

【００３０】次に、図４の部分拡大図である図６を参照
しながら第１レンズ板３０、第２レンズ板４０、及びリ
フレクタ３６の構成、並びに光の放射態様について説明
する。第１レンズ板３０は光透過性樹脂（本実施例では
ポリカーボネート樹脂）を成形したものであって、凸レ
ンズ状に形成された第１レンズ部３１を備える。この第
１レンズ部３１は前後左右に等間隔となるように複数設
けられている。第１レンズ板３０は、平面視において各
第１レンズ部３１の中心が基板１０にマウントされた各
チップ型LED２０の中心と一致するように、第１レンズ
部３１が形成される側と反対側の面を下にして基板１０
と平行に設置される。また、各第１レンズ部３１の反対
側にはそれぞれ凹部３２が形成されており、この凹部３
２内にチップ型LED２０が位置する。

【００３１】第２レンズ板４０は第１レンズ板３０と同
様に光透過性樹脂製（本実施例ではポリカーボネート樹
脂）であって、凸レンズ状に形成された第２レンズ部４
１を備える。この第２レンズ部４１は、その表面曲率が
第１レンズ部３１のそれよりも緩やかであり、且つその
外径は第１レンズ部３１のそれよりも大きい。第１レン
ズ板３０の第１レンズ部３１と同様に、この第２レンズ
部４１も前後左右に等間隔となるように複数設けられて
いる。第２レンズ板４０は、第２レンズ部４１が形成さ
れる側と反対側の面を下にして、第１レンズ板３０を覆
うように第１レンズ板３０と平行に設置される。尚、図
示されるように、第２レンズ板４０を設置した際には、
平面視において各第２レンズ部４１の中心位置が、第１
レンズ板３０の各第１レンズ部３１及び各チップ型LED
２０の中心位置と一致する。

【００３２】リフレクタ３６は、第１レンズ板３０と第
２レンズ板４０との間であって、隣り合う二つの第１レ
ンズ部３１に挟まれる位置に設けられる。その結果、第
１レンズ部３１を取り囲むようにしてリフレクタ３６が
配設されることとなる。リフレクタ３６は金属の表面に
Ｎｉメッキを施してなり、その表面は光の取り出し方向
に向かってすり鉢状に湾曲している。

【００３３】続いて、照明装置１の照明態様について説
明する。スイッチ６０の操作によってチップ型LED２０
が点灯されると、チップ型LED２０からは広範囲の光が
放出される。この光の多くの部分は第１レンズ板３０の
凹部３２の底面より第１レンズ部３１に導入される。導
入光は第１レンズ部３１のレンズ効果によって集束され
た後、第１レンズ部３１の表面３５より放射される。放
射光は続いて第２レンズ板４０の裏面４３に照射し、第
２レンズ部４１に導入される。第２レンズ部４１におい
てもそのレンズ効果によって光の集束が行われ、その結
果第２レンズ部４１の表面４４からは略平行の光束を有
する光（平行光）が外部放射する。一方、チップ型LED
２０から横方向に放射された光は第１レンズ板３０の凹
部３２の側面を介して第１レンズ板３０に導入され、第
１レンズ部３１を経ることなく、第１レンズ板３０の表
面より放射される。放射された光はリフレクタ３６に照
射し、その表面で反射されて図に示すように光の取り出
し方向に向かう光へと変換される。そして、反射光は第
２レンズ板４０の第２レンズ部４１が設けられていない
領域４６を介して外部放射される。その結果、上記の第
１レンズ部３１及び第２レンズ部４１を連続的に介して
外部放射される光の周囲を取り囲み、かつ当該光と同様
に略平行な光が外部放射されることとなる。

【００３４】このように、チップ型LED２０から放射さ
れる光はその一部が第１レンズ部３１及び第２レンズ部
４１によって略平行光に変換され、他の一部がリフレク
タ３６によって略平行光に変換され、全体として略平行
な光となって外部放射される。そして、各チップ型LED
２０の光が同様の態様で外部に放射されることにより、
照明装置１の発光面（第２レンズ板４０の上面）のほぼ
全領域から、平行な光束を有する光が放射される。従っ
て、照明装置１では平行な光をもって乗員の手元の本な
どを照明することができる。平行な光による照明が行え
ることから、照明装置１との距離が多少変動したとして
も照度及び照明領域はほとんど変化することがない。従
って、照明装置１を読書灯として利用する場合を例に採
れば、走行中の振動などによって照明装置１と本との距
離が多少変動しても、照度の変化によって字が読みづら
くなることがほとんど無く、また照明領域の変化に合わ
せて本の位置を調整する必要がほとんど無く、読書灯と
して極めて好適なものとなる。一方、照明装置１では二
つのレンズ、即ち第１レンズ板３０における第１レンズ
部３１と、第２レンズ板４０における第２レンズ部４１
を組み合わせて用いたことにより、高い集光度が得ら
れ、併せてリフレクタを利用することにより集光効率が
アップし、正面照度の極めて高い照明が行えるものとな
る。

【００３５】次に本発明の第２の局面の一実施例である
車両室内用照明装置８０（以下、「照明装置８０」とい
う）について説明する。図７は照明装置８０の平面図で
ある。また、図８は照明装置８０の側面図である。同様
に、図９は照明装置８０の部分背面図であり、図１０は
図７におけるＤ−Ｄ線断面図である。また、図１１及び
図１２は図８においてそれぞれ符号Ｅ及びＦで示した矢
視平面図である。図１３は図１０の部分拡大図である。
尚、各図面において上述の照明装置１と同一の部材には
同一の符号を付してその説明を省略する。

【００３６】照明装置８０は照明部８１、アーム部３、
及び取り付け部４から概略構成される。照明部８１は基
板１０、チップ型LED２０、カバー９０、及びレンズ板
１００を備え、これらの部材がケース９５内に収納され
ている。チップ型LED２０は白色系の発光色を有するLED
である。

【００３７】ケース９５の底面９６には、放熱用に複数
の孔５２が設けられている。アーム部３はその中に配線
を通した中空のフレキシブルチューブからなり、表面に
はクロムメッキが施されている。アーム部３はベアリン
グ機構９７を介して照明部８１の一端側中央部に接続さ
れており、これによりアーム部３を軸として照明部８１
を自由に回転させ、所望の角度の状態で一時的に固定す
ることが可能となっている。

【００３８】図１４に示されるように、照明装置８０は
その取り付け部４を自動車のリアパッケージ１１０にボ
ルトで固定して使用される。そして、アーム部３を適宜
屈曲させて照明部８１の位置及び光の照射方向が調整さ
れる。

【００３９】次に、図１０の部分拡大図である図１３を
参照しながらレンズ板１００及びリフレクタ９３の構
成、並びに光の放射態様について説明する。レンズ板１
００は光透過性樹脂（本実施例ではポリカーボネート樹
脂）を成形したものであって、互いに等間隔となるよう
に形成された複数のレンズ部１０１を有する。レンズ部
１０１はその表面が略逆すり鉢形状であって、中央部１
０２は凸レンズ状に突出した形状に成形されている。ま
た、レンズ部１０１の周縁部１０３には中央部１０２と
は別個に凸レンズ状の領域が形成されている。このよう
に、レンズ部１０１の表面は二つの凸レンズ状の面が接
合されて構成されている。レンズ板１００は型成形のよ
うな一般的な成形方法によって作製される。本実施例で
は周縁部１０３全体に亘って凸レンズ状となるようにレ
ンズ部１０１の形状を設計したが、周縁部１０３におい
て中央部１０２側の領域（例えば中央部１０２に連続す
る領域）のみをこのような凸レンズ状にすることもでき
る。この場合、凸レンズ状に形成されない領域は例えば
フラットな面とすることができる。

【００４０】レンズ部１０１のチップ型LED２０に対向
する側には凹部１０４が形成されており、この凹部１０
４内にチップ型LED２０が配置される。図示されるよう
に凹部１０４の下部領域１０５はチップ型LED２０から
遠ざかるようにテーパーする面となっている。このよう
なテーパー加工を凹部１０４に施すことにより、チップ
型LED２０とレンズ板１００との間により多くの空間
（空気層）を確保することができ、チップ型LED２０か
らの効率的な放熱を行うことができる。尚、このような
テーパー加工は、チップ型LED２０からの光が実質的に
照射しない凹部１０４の領域に限って行うことが好まし
い。光が照射する部分においてもテーパー加工を行え
ば、形成されたテーパー面による光の屈折を考慮してレ
ンズ部１０１を設計する必要が生じるからである。レン
ズ部１０１の表面には全体に鏡面加工が施されている。
これにより、レンズ部１０１表面から効率的な光の放射
が行われる。レンズ板１００は平面視において各レンズ
部１０１の中心が基板１０にマウントされた各チップ型
LED２０の中心と一致するように、凹部１０４が形成さ
れる側を下にして基板１０と平行に設置される。

【００４１】レンズ板１００の光照射側にはカバー９０
が被せられる。このカバーは光透過性樹脂製（本実施例
ではポリカーボネート樹脂）であって、照明装置８０内
部に埃などが侵入するのを防止する。また、照明装置８
０の表面意匠性の向上にも寄与する。

【００４２】リフレクタ９３はレンズ板１００とカバー
９０との間であって且つ隣り合う二つのレンズ部１０１
に挟まれる位置に設置される。その結果、レンズ部１０
１を取り囲むようにしてリフレクタ９３が配設されるこ
ととなる。リフレクタ９３は金属の表面にＮｉメッキを
施してなり、その表面は光の取り出し方向に向かってす
り鉢状に湾曲している。

【００４３】続いて照明装置８０の照明態様について説
明する。スイッチ６０の操作によってチップ型LED２０
が点灯されると、チップ型LED２０からは広範囲の光が
放出される。この光の多くの部分はレンズ板１００の凹
部１０４の底面よりレンズ部１０１に導入される。導入
光の中でレンズ部１０１の中央部１０２に至る光はレン
ズ効果によって集束された後、当該中央部１０２の表面
より放射される。この放射光は続いてカバー９０を透過
し、外部に放射される。一方、レンズ部１０１に導入さ
れた光の中で、レンズ部１０１の周縁部１０３に至る光
の一部（周縁部１０３において中央部１０２に近い領域
に至る光）は、図示されるようにレンズ効果によって屈
折された後、直接カバー９０に至り、続いてこれを透過
して外部に放射される。他方、レンズ部１０１の周縁部
１０３において中央部１０２から離れた領域に至る光
は、図示されるように周縁部１０３で屈折されて放射さ
れた後、リフレクタ９３表面で反射され、光の取り出し
方向に向かう光へと変換される。その後、カバー９０を
透過して外部に放射される。以上のようなレンズ部１０
１の周縁部１０３を介して外部に放射される光はレンズ
部１０１の中央部１０２を介して外部放射される光の周
囲を取り囲み、かつ当該光と同様に略平行な光となる。

【００４４】以上のような光の放射態様によって、照明
装置８０の発光面（カバー９０の上面）のほぼ全領域か
ら平行な光束を有する光が放射される。従って、照明装
置８０では平行な光をもって乗員の手元の本などを照明
することができる。平行な光による照明が行えることか
ら、照明装置８０との距離が多少変動したとしても照度
及び照明領域はほとんど変化することがなく、上記の照
明装置１と同様に読書灯として極めて好適なものとな
る。これに加えて、照明装置８０の光の放射態様によれ
ば、一のチップ型LED２０に起因する光による照明範囲
が上記の照明装置１の場合に比較して広いものとなり、
少ない数のLEDによって照明装置を構成することができ
る。

【００４５】この発明は、上記発明の実施の形態の説明
に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載
を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変
形態様もこの発明に含まれる。

【００４６】以下、次の事項を開示する。（１１）前記LEDが複数用いられ、前記第１レンズ板
には、各LEDの光が導入される領域にそれぞれ前記第１
レンズ部が形成され、前記第２レンズ板には、各第１レ
ンズ部を介して放射される光が導入される領域にそれぞ
れ前記第２レンズ部が形成されている、請求項４又は５
に記載の照明装置。（１２）複数の前記LEDが前記基板上にマトリクス状
に配置されている、（１１）に記載の照明装置。（１３）前記LEDから横方向に放出された光を光の取
り出し方向に反射するリフレクタ、をさらに備える、請
求項４、５、（１１）、及び（１２）のいずれかに記載
の照明装置。（１４）前記リフレクタが、前記第１レンズ板と前記
第２レンズ板との間に設置される、（１３）に記載の照
明装置。（１５）前記第１レンズ部には、前記LED側に凹部が
形成されており、該凹部内に前記LEDが設置される、請
求項４、５、（１１）〜（１４）のいずれかに記載の照
明装置。（１６）前記LEDがチップ型のLEDである、請求項４、
５、（１１）〜（１５）のいずれかに記載の照明装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例である車両室内用照明
装置１の平面図である。

【図２】図２は同じく車両室内用照明装置１の側面図で
ある。

【図３】図３は同じく車両室内用照明装置１の部分背面
図であり、照明部２の背面の構成が示される。

【図４】図４は図１におけるＣ−Ｃ線断面図である。

【図５】図５は図２において符号Ａで示した矢視平面図
である。

【図６】図６は図４の部分拡大図である。第１レンズ板
３０、第２レンズ板４０、及びリフレクタ３６の構成、
並びに光の放射態様が示される。

【図７】図７は本発明の第２の局面の一実施例である車
両室内用照明装置８０の平面図である。

【図８】図８は同じく車両室内用照明装置８０の側面図
である。

【図９】図９は同じく車両室内用照明装置８０の部分背
面図であり、照明部８１の背面の構成が示される。

【図１０】図１０は図７におけるＤ−Ｄ線断面図であ
る。

【図１１】図１１は図８において符号Ｅで示した矢視平
面図である。

【図１２】図１２は図８において符号Ｆで示した矢視平
面図である。

【図１３】図１３は図１０の部分拡大図である。レンズ
板１００、カバー９０、及びリフレクタ９３の構成、並
びに光の放射態様が示される。

【図１４】図１４は車両室内用照明装置８０の使用例を
示す斜視図である。

【符号の説明】

１８０車両室内用照明装置（読書灯）２８１照明部３アーム部４取り付け部１０基板２０チップ型LED ３０第１レンズ板３１第１レンズ部３２凹部４０第２レンズ板４１第２レンズ部５０９５ケース５２放熱孔９０カバー１００レンズ板１０１レンズ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野田和司愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内 (72)発明者伊藤浩史愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内 (72)発明者佐野良男愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１番地豊田合成株式会社内Ｆターム(参考） 3K040 CA05 EB02 GB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 LEDと、前記LEDの光放出側に設置され、前記LEDの光を集束して
放射する第１レンズと、前記第１レンズの光放射側に設置され、前記第１レンズ
を介して放射された光を略平行光に集束して放射する第
２レンズと、を備える照明装置。
【請求項２】前記LEDから横方向に放出された光を光
の取り出し方向に反射するリフレクタ、をさらに備える
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】前記第１レンズには、前記LED側に凹部
が形成されており、該凹部内に前記LEDが設置される、
請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】 LEDと、前記LEDがマウントされる基板と、前記LEDの光放出側に設置される第１レンズ板であっ
て、前記LEDの光が導入される領域に凸レンズ状の第１
レンズ部が形成された第１レンズ板と、前記第１レンズ板の光放射側に設置される第２レンズ板
であって、前記第１レンズ板の前記第１レンズ部を介し
て放射される光が導入される領域に凸レンズ状の第２レ
ンズ部が形成された第２レンズ板と、を備えてなる照明装置。
【請求項５】前記第２レンズ部が、前記第１レンズ部
を介して導入される光を略平行光に集束して放射する、
請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】 LEDと、前記LEDの光放出側に設置されるレンズ板であって、前
記LEDの光が導入される領域に略逆すり鉢形状のレンズ
部を有するレンズ板と、及び前記LEDから放出される光
の中で前記レンズ部の周縁部を介して放射される光を、
光の取り出し方向に反射するリフレクタと、を備える照明装置。
【請求項７】前記レンズ部はその中央部が凸レンズ状
に突出している、請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】前記レンズ部の前記周縁部は凸レンズ状
に突出する領域を有する、請求項６又は７に記載の照明
装置。
【請求項９】前記レンズ板の光放射側に設置される略
平板状のカバーをさらに備える、請求項６〜８のいずれ
かに記載の照明装置。
【請求項１０】前記レンズ板において、前記レンズ部
の前記LED側には凹部が形成されており、該凹部内に前
記LEDが設置される、請求項６〜９のいずれかに記載の
照明装置。
【請求項１１】前記LEDがチップ型のLEDである、請求
項１〜１０のいずれかに記載の照明装置。