JP2005259653A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、フライアイレンズを使用して十分に実用に適するレベルでの照明を行なうことができるとともに、多用途化及び多機能化にも効果的に対応可能とした照明装置を提供することを目的としている。
【解決手段】所定間隔離間して対向する一対の側板（１２ｂ）の一端部相互間で光源（１３）を支持する第１の支持部（１２ｆ，１３ｃ）と、一対の側板（１２ｂ）の中間部相互間で板状のコリメータレンズ部（１４）を面方向に挿入して支持する第２の支持部（１２ｈ，１２ｊ，１４ｂ，１４ｃ）と、一対の側板（１２ｂ）の他端部相互間でフライアイレンズ（１５）を支持する第３の支持部（１２ｇ，１２ｉ，１５ｂ，１５ｃ）とを有する筐体（１２）を備える。
【選択図】 図４

Description

この発明は、光源から出射された光をフライアイレンズを介して照射する照明装置の改良に関する。

周知のように、光源からの出射光をフライアイレンズに通過させることによって、特定の光照射領域内に照射される光の強度を均一化することができる。そして、このようなフライアイレンズを用いた光照射手段は、例えば、特許文献１に示されるように、投射型の映像表示装置等に広く使用されている。

一方、近年では、このフライアイレンズを使用した光照射手段を、局所照明用の照明装置に使用することが考えられている。この照明装置は、特定の領域に対して強度の均一な光を照射することができるという特徴を利用することにより、現状の照明手段に代わって種々の用途に幅広く利用されていく可能性を含んでいる。

しかしながら、この種の照明装置は、まだまだ開発途上にある段階であり、構造上、用途上、性能上、機能上等、種々の点で改良すべき余地が多く残されている。例えば、構造においては、小型化を促進させる構成や、組み立ての作業性を向上させる構成等が要求される。

また、用途においては、上記の特徴が十分効果的に発揮される設置場所の選択等が望まれる。さらに、性能においては、小型、省電力で十分に実用に適する強度の照射光を効率良く得るための工夫等が要求される。また、機能においては、フライアイレンズを使用するからこそ容易に実現することができる種々の機能の開発等が要求される。

これに対し、上記特許文献１に記載されている光照射手段は、ほぼ半球形状のリフレクタ内に光源を設置し、光源から拡散照射される光をリフレクタにより一方向に集光させてフライアイレンズに入射させる構成である。このため、構造的に大型化し易く、小型化することが困難になるという問題を有している。

また、特許文献２は、拡散照明のための発光ダイオード及びレンズと、スポット照明のための発光ダイオード及びレンズとを、それぞれ別個に設置する構成とした自動車の室内用照明装置であって、フライアイレンズを使用することについては全く記載されていないものである。

さらに、特許文献３，４には、光源からの出射光を絵柄や文字等の記載されたシートやフィルムを介してスクリーンに投影する構成とした投影装置が開示されている。しかしながら、これらの特許文献３，４には、フライアイレンズを使用した投影手段については、何らの記載もなされていないものである。
特開２００１−３３７２０４号公報 特開２００３−１７５７６５号公報 特開平７−３９６５５号公報 特開２０００−１０５４１３号公報

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので、フライアイレンズを使用して十分に実用に適するレベルでの照明を行なうことができるとともに、多用途化及び多機能化にも効果的に対応可能とした照明装置を提供することを目的とする。

この発明に係る照明装置は、光源と；光源からの出射光をほぼ平行光に変換する板状のコリメータレンズ部と；コリメータレンズ部からの出射光を特定の光照射領域に出射するフライアイレンズと；所定間隔離間して対向する一対の板と、一対の板の一端部相互間で光源を支持する第１の支持部と、一対の板の中間部相互間でコリメータレンズ部を面方向に挿入して支持する第２の支持部と、一対の板の他端部相互間でフライアイレンズを支持する第３の支持部とを有する筐体とを備えるようにしたものである。

上記した発明によれば、光源、コリメータレンズ部及びフライアイレンズをそれぞれ併設する構成であって、リフレクタ等を設置しない構成であるため、小型化、特に薄型化に適するものとなる。また、筐体に対して、光源、コリメータレンズ部及びフライアイレンズをそれぞれを独立して取り付け可能に構成している。このため、筐体に、光源、コリメータレンズ部及びフライアイレンズを取り付ける際、取付順序に制限がないので、組立作業や部品の交換作業等の作業性を向上させることが可能となる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態で説明する照明装置１１の外観を示している。すなわち、この照明装置１１は、略箱状に形成された筐体１２内に、光源１３とコリメータレンズ部１４とフライアイレンズ１５とを収納する構成となっている。

この照明装置１１は、光源１３から特定の出射角をもって出射された光を、コリメータレンズ部１４で平行光に変換してフライアイレンズ１５に導くことにより、図２に示すように、フライアイレンズ１５によって所望の光照射領域１６に対して強度の均一な照射光を得るようにしている。

図３は、上記筐体１２の詳細な形状を示している。図３において、（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、それぞれ、筐体１２を上面、正面、側面、下面から見た状態を示している。

すなわち、この筐体１２は、板体で略正方形状に形成された天板１２ａと、この天板１２ａの互いに対向する両端部からそれぞれ同方向に、天板１２ａに対して垂直に延出される一対の側板１２ｂと、この一対の側板１２ｂのうち、天板１２ａに接続された端部とその反対側の端部との略中央部同士を連結する、天板１２ａに平行な底板１２ｃとから構成されている。

そして、上記天板１２ａには、径大な円形の窓１２ｄが形成されている。また、上記底板１２ｃには、複数（図示の場合は９つ）の透孔１２ｅが３列×３行の正方形状の配置で形成されている。さらに、一対の側板１２ｂには、それぞれ、天板１２ａからの延出方向先端部に一対の係止部１２ｆが形成されている。

ここで、上記一対の側板１２ｂのうち、天板１２ａと底板１２ｃとの間で相互に対向する各面には、それぞれ、高さを異ならせた位置に天板１２ａに平行な２つの溝１２ｇ，１２ｈが形成されている。また、この一対の側板１２ｂには、溝１２ｇ，１２ｈの一部に係止孔１２ｉ，１２ｊがそれぞれ形成されている。

図４は、上記筐体１２内に、光源１３とコリメータレンズ部１４とフライアイレンズ１５とを収納する手段を示している。

まず、上記光源１３は、天板１２ａと略同サイズの正方形状に形成された回路基板１３ａに、発光部品としての複数（図示の場合は９つ）の砲弾型の発光ダイオード１３ｂが３列×３行の正方形状の配置で接続されている。なお、この９つの発光ダイオード１３ｂの各先端部は、筐体１２の底板１２ｃに形成された９つの透孔１２ｅにそれぞれ対応している。

また、上記回路基板１３ａの互いに対向する両端部には、それぞれ、筐体１２の一対の側板１２ｂにそれぞれ形成された一対の係止部１２ｆを係止させるための切り欠き部１３ｃが形成されている。

そして、上記回路基板１３ａの切り欠き部１３ｃを、筐体１２の一対の側板１２ｂにそれぞれ形成された一対の係止部１２ｆに係止させるように構成された第１の支持部によって、光源１３が筐体１２に固定される。

この場合、各発光ダイオード１３ｂは、その各先端部が筐体１２の底板１２ｃに形成された各透孔１２ｅにそれぞれ嵌合され、傾き等が修正される。また、この透孔１２ｅは、発光ダイオード１３ｂからの出射光のうち、照明に寄与しない余分な光を遮光する作用も有している。

次に、上記コリメータレンズ部１４は、天板１２ａと略同サイズの正方形の板状に形成され、各発光ダイオード１３ｂにそれぞれ対応させるように、９つのコリメータレンズ１４ａが３列×３行の正方形状の配置で形成されている。

このコリメータレンズ部１４の互いに対向する両端部には、それぞれ、筐体１２の一対の側板１２ｂに形成された溝１２ｇ，１２ｈのうち底板１２ｃに近い方の溝１２ｈに、コリメータレンズ部１４をその面方向にスライドさせて挿入させるための挿入部１４ｂと、その溝１２ｈの一部に形成された係止孔１２ｊに嵌合される突部１４ｃとが形成されている。

そして、上記コリメータレンズ部１４の挿入部１４ｂを、筐体１２の一対の側板１２ｂにそれぞれ形成された溝１２ｈ内に挿入させ、つまり、コリメータレンズ部１４をその面方向にスライドさせて筐体１２内に収容させ、突部１４ｃを係止孔１２ｊに嵌合させるように構成された第２の支持部により、コリメータレンズ部１４が筐体１２に固定される。

また、上記フライアイレンズ１５は、天板１２ａと略同サイズの正方形の板状に形成され、その両面つまり光入射面と光出射面とで一対になる複数のレンズ１５ａが一定の配列で形成されており、入射面から入射した光が出射面で集光される形状となっている。

このフライアイレンズ１５の互いに対向する両端部には、それぞれ、筐体１２の一対の側板１２ｂに形成された溝１２ｇ，１２ｈのうち天板１２ａに近い方の溝１２ｇに、フライアイレンズ１５をその面方向にスライドさせて挿入させるための挿入部１５ｂと、その溝１２ｇの一部に形成された係止孔１２ｉに嵌合される突部１５ｃとが形成されている。

そして、上記フライアイレンズ１５の挿入部１５ｂを、筐体１２の一対の側板１２ｂにそれぞれ形成された溝１２ｇ内に挿入させ、つまり、フライアイレンズ１５をその面方向にスライドさせて筐体１２内に収容させ、突部１５ｃを係止孔１２ｉに嵌合させるように構成された第３の支持部によって、フライアイレンズ１５が筐体１２に固定される。

上記のような照明装置１１によれば、光源１３、コリメータレンズ部１４及びフライアイレンズ１５をそれぞれ併設する構成であって、リフレクタ等を設置しない構成であるため、小型化、特に薄型化に適するものとなる。

また、上記の照明装置１１は、筐体１２に対して、光源１３、コリメータレンズ部１４及びフライアイレンズ１５をそれぞれを独立して取り付けることが可能となるように構成している。このため、筐体１２に、光源１３、コリメータレンズ部１４及びフライアイレンズ１５を取り付ける際、取付順序に制限がないので、組立作業や部品の交換作業等の作業性を向上させることが可能となる。

ここで、上記筐体１２は、図５（ａ）に上面から見た状態を示すように、互いに同一形状に形成された２つの筐体部品１７同士を合体させる構成とすることもできる。

ここで、図６は、上記筐体部品１７の詳細な形状を示している。図６において、（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ、筐体部品１７を上面、正面、側面から見た状態を示している。すなわち、この筐体部品１７は、相互に平行に設置された一対の側板１７ａと、この一対の側板１７ａの略中央部同士を連結する連結板１７ｂとから構成されている。

この連結板１７ｂには、光源１３の各発光ダイオード１３ｂのうちの３つの配列に対応した透孔１７ｃと、２つの筐体部品１７同士を合体させた状態で、光源１３の各発光ダイオード１３ｂのうちの３つの配列に対応した円形の透孔となる、半円形状の切り欠き部１７ｄとが形成されている。

ここで、一対の側板１７ａのうち、連結板１７ｂの切り欠き部１７ｄが形成されている側に対応する端部には、相互に互い違いとなる位置に係止片１７ｅと係止部１７ｆとが形成されている。また、上記連結板１７ｂのうち、切り欠き部１７ｄが形成されている側の両端部には、突起１７ｇと凹部１７ｈとが形成されている。

さらに、上記一対の側板１７ｂのうち、連結板１７ｃの一方側で相互に対向する各面には、それぞれ、高さを異ならせた位置に連結板１７ｃに平行な２つの溝１７ｉ，１７ｊが形成されている。また、上記一対の側板１７ｂのうち、連結板１７ｃの他方側で相互に対向する各面にも、それぞれ、連結板１７ｃに平行な溝１７ｋが形成されている。

ここで、図５（ｂ）に示すように、筐体部品１７の各溝１７ｉ，１７ｊ，１７ｋに、フライアイレンズ１５、コリメータレンズ部１４及び光源１３を構成する回路基板１３ａの各両端部をそれぞれ挿入させた状態で、他の筐体部品１７を合体させる。

すると、両方の筐体部品１７の突起１７ｇと凹部１７ｈとが嵌合されるとともに、係止片１７ｅが係止部１７ｆにそれぞれ係止されることにより、１つの筐体１２が構築され、照明装置１１を構成することができる。

このように、互いに同一形状に形成された２つの筐体部品１７同士を合体させて筐体１２を構成するようにしても、光源１３、コリメータレンズ部１４及びフライアイレンズ１５の取付順序に制限がないので、組立作業や部品の交換作業等の作業性を向上させることが可能となる。

図７は、上記のように構成された照明装置１１を、自動車の室内局所照明装置の１つであるマップランプ１８に使用した状態を示している。このマップランプ１８は、自動車の室内側で屋根の前方中央部に設置され、運転者及び助手席搭乗者の手元をめがけて光を照射するものである。

このマップランプ１８は、図８に示すように、マップランプ本体１８ａ内に、運転席側と助手席側とに対応させてそれぞれ照明装置１１を設置し、それぞれの照明装置１１を、対応して設けられたスイッチ１８ｂによって独立して点灯状態及び消灯状態に制御できるようにしたものである。

また、マップランプ本体１８ａに設置された切替スイッチ１８ｃによって、ドアが開いたときに両方の照明装置１１が自動的に点灯し、ドアが閉じたときに両方の照明装置１１が自動的に消灯する状態と、ドアの開閉に無関係にスイッチ１８ｂのみによって照明装置１１が点灯及び消灯する状態とに切り替えられるようになっている。

照明装置１１のマップランプ本体１８ａへの組み込みは、マップランプ本体１８ａ内に照明装置１１を収容可能なスペースと筐体１２に係止する係止部とを形成しておき、そのスペース内に照明装置１１を収容させるだけで筐体１２が自動的に係止部に係止されることにより、ワンタッチで行なわれる。

また、光源１３を構成する回路基板１３ａは、ハーネス１３ｄを介して、自動車内のマップランプ１８の取付位置近傍にまで引き回された電源供給用の接続部に簡単に接続し、発光ダイオード１３ｂに電力を供給することができる。

上記した照明装置１１は、図２を用いて説明したように、特定の光照射領域１６に対して強度の均一な光を照射することが可能である。また、この光照射領域１６も、図２に示されるように矩形状にすることができる。このため、地図、雑誌、新聞等を読む際に非常に便利であり、自動車のマップランプ１８に使用して好適するものとなる。

この点に関し、現状におけるマップランプは、フィラメント電球から出射された光を反射鏡や集光レンズを用いて局所照明光にしている。このため、運転者及び助手席搭乗者の手元をめがけて照射された光の強度が、その照射軸中央を最高にして、周囲にいくほど低くなっている。

すなわち、現状のマップランプでは、中央付近の照度が高く均斉度が低いため、地図、雑誌、新聞等のある程度照射面積を必要とする被照射物体の場合、物体自体を照射軸中央に移動させながら所望の部分を読み取っていく必要があり、取り扱いが煩雑で目に対しても大きな負担がかかることになる。

また、光源から照射された光のうち、集光レンズで集光しきれなかった分の光が分散し漏れ光が生じて、所望する部分以外の部分にも光が照射されることがある。このような場合には、窓ガラスに自動車室内の光景が映し出されてしまい、外が見え難くなるという不都合が生じる。

この点に関し、上記した照明装置１１では、光源１３を構成する発光ダイオード１３ｂの各先端部が、筐体１２の底板１２ｃに形成された各透孔１２ｅにそれぞれ嵌合されて、照明に寄与しない余分な光が遮光されるので、所望する部分以外の部分にも光が照射されるという不都合が改善される。

ここで、上記照明装置１１を構成する筐体１２としては、例えば、アクリル、ポリカーボネイト、シクロオレフィンポリマ、ＡＢＳ、ＡＥＳ等の樹脂により形成される。また、フライアイレンズ１５としては、アクリル、ポリカーボネイト、シリコーン、シクロオレフィンポリマ等の樹脂、ゴムもしくはガラス等、光透過率が８０％以上の高透過率を持ち合わせた絶縁材料により形成される。

さらに、フライアイレンズ１５は、それを構成する複数のレンズ１５ａの形状が円形、または、多角形であり、各寸法が０．２ｍｍ〜２０ｍｍ、レンズ曲率半径が１ｍｍ〜１０ｍｍである。また、特定の光照射領域１６内における照度均斉度が５０％以内に設定されている。

なお、上記した照明装置１１は、マップランプ１８の用途に使用されるだけでなく、例えば、図７に示すように、自動車の室内における、バニティミラーランプ１９ａ、ヘッドアップディスプレイ１９ｂ、クラスタメータ照明１９ｃ、グローブボックス照明１９ｄ、ルームランプ１９ｅ、読書灯１９ｆ及び足元照明１９ｇ等の用途に使用することが可能である。

また、上記した照明装置１１は、例えば、フォグランプ、トランクルームランプ等の、自動車の室外照明の用途にも使用可能である。

次に、光源１３から出射された光を効率良くフライアイレンズ１５に入射させることについて説明する。すなわち、図９に示すように、光源１３の各発光ダイオード１３ｂから出射された光は、コリメータレンズ部１４により平行光に変換されてフライアイレンズ１５に入射される。ところが、図９から明らかなように、コリメータレンズ部１４から出射される光は、完全な平行光にはなっておらず、所定の出射角を有して広がっている。

そこで、図１０に示すように、光源１３とコリメータレンズ部１４とをまとめて１つの光源部２０と見た場合、光源部２０から出射され、フライアイレンズ１５を構成する各レンズ１５ａに入射される光の入射角θ１を、そのレンズ１５ａから出射される光の出射角θ２よりも小さくなるように、つまり、θ１＜θ２と設定する。

このように設定することにより、光源部２０からの出射光を効率良くフライアイレンズ１５に入射させることが可能となる。これにより、フライアイレンズ１５の各レンズ１５ａから、円形または多角形の均一な光照射を行なうことが可能になる。

この場合、図１１に示すように、コリメータレンズ部１４よりもフライアイレンズ１５のサイズを大きく形成することにより、コリメータレンズ部１４で集光しきれずに所定の出射角をもって広がる光を、効率的にフライアイレンズ１５に入射させることができる。

なお、上記の条件を満たす場合には、コリメータレンズ部１４を除いて、光源１３からの出射光を直接フライアイレンズ１５に入射させるようにすることもできる。

図１２（ａ），（ｂ）は、光源１３から出射された光を効率良くフライアイレンズ１５に入射させるための他の例を示している。すなわち、光源１３とコリメータレンズ部１４との間に遮光部品２１を介在させている。この遮光部品２１は、樹脂または金属材料で形成され、光源１３を構成する各発光ダイオード１３ｂの先端部がそれぞれ収容される透孔２１ａを有している。そして、この透孔２１ａを形成する面は、黒く着色されている。

組み立てた状態では、光源１３を構成する各発光ダイオード１３ｂの先端部が、それぞれ遮光部品２１の透孔２１ａ内に収容されている。また、遮光部品２１の光源１３と反対側の端部には、コリメータレンズ部１４が密着されている。すなわち、発光ダイオード１３ｂからの出射光が、透孔２１ａ内を通過して、拡散されることなく、コリメータレンズ部１４に入射される構成となっている。

このため、コリメータレンズ部１４から出射される光を、より平行光に近付けることが可能となり、フライアイレンズ１５への光の入射角が十分に制限される。これにより、フライアイレンズ１５の内部において、隣のレンズ１５ａにずれ込む漏れ光線が抑えられ、設計したサイズの光照射領域に対する良好な光照射が可能となる。

なお、この遮光部品２１としては、新たに別部品として用意する他に、前述した筐体１２の底板１２ｃ、または、筐体部品１７の連結板１７ｂを兼用させる構成とすることも可能である。

また、光源１３を構成する発光ダイオード１３ｂから出射され、遮光部品２１の透孔２１ａ内を通過した光が、十分に平行光に近く、フライアイレンズ１５への光の入射角が十分に制限されたものとなっていれば、図１３に示すように、コリメータレンズ部１４を除いて、遮光部品２１の透孔２１ａを通過した光を、直接フライアイレンズ１５に入射させるようにすることもできる。

図１４〜図１８は、それぞれ、光源１３から出射された光を平行光に変換して、効率良くフライアイレンズ１５に入射させるためのコリメータレンズ部１４の変形例を示している。まず、図１４に示す例は、発光ダイオード１３ｂから出射された光を、球形のボールレンズ２２を用いて平行光に変換している。

図１５に示す例は、発光ダイオード１３ｂから出射された光を、ボールレンズを半分にカットした半球形状の片側平面凸レンズ２３を用いて平行光に変換している。図１６に示す例は、発光ダイオード１３ｂから出射された光を、両面凸レンズ２４を用いて平行光に変換している。

図１７に示す例は、半球形状に形成された２つの片側平面凸レンズ２５ａ，２５ｂを、それらの平面部同士を対向させるようにして所定間隔離間させて設置し、各片側平面凸レンズ２５ａ，２５ｂ間に遮光板２６を介在させている。この遮光板２６には、スリット２６ａが形成されている。

この場合、発光ダイオード１３ｂから出射された光は、片側平面凸レンズ２５ｂを通過し、遮光板２６のスリット２６ａにより必要な光のみが通過された後、片側平面凸レンズ２５ａに入射されて平行光に変換される。これにより、フライアイレンズ１５への光の入射角が十分に制限されるので、設計したサイズの光照射領域に対する良好な光照射が可能となる。

図１８に示す例は、片側平面凸レンズ２７の平面部に遮光板２８を密着させている。この遮光板２８には、スリット２８ａが形成されている。この場合、発光ダイオード１３ｂから出射された光は、遮光板２８のスリット２８ａにより必要な光のみが通過された後、片側平面凸レンズ２７に入射されて平行光に変換される。これにより、フライアイレンズ１５への光の入射角が十分に制限されるので、設計したサイズの光照射領域に対する良好な光照射が可能となる。

なお、以上の説明では、発光ダイオード１３ｂを砲弾型のものとしたが、これに限らず、例えば表面実装型の発光ダイオードでも使用することが可能である。

次に、フライアイレンズ１５の変形例について説明する。図１９において、（ａ）はフライアイレンズ１５の平面図、（ｂ）は側断面図を示している。すなわち、このフライアイレンズ１５は、その外周部分と中央部分とで光出射角が異なるように構成されている。

具体的に言えば、フライアイレンズ１５の外周部分は、それぞれが同一の面積を有する複数のレンズ１５ｄを配列させた第１の領域２９ａとなされている。また、フライアイレンズ１５の中央部分は、それぞれがレンズ１５ｄよりも小さい同一面積を有する複数のレンズ１５ｅを配列させた第２の領域２９ｂとなされている。ただし、この２種類のレンズ１５ｄ，１５ｅは、その曲率半径がほぼ等しく設定されている。

ここで、フライアイレンズ１５のうち、レンズ１５ｄによって構成される第１の領域２９ａと、レンズ１５ｅによって構成される第２の領域２９ｂとでは、出射する光の出射角が異なる。すなわち、曲率半径がほぼ同等な場合、レンズ１５ｄによって構成される第１の領域２９ａから出射される光の出射角は、レンズ１５ｄよりも面積の小さいレンズ１５ｅによって構成される第２の領域２９ｂから出射される光の出射角よりも広くなる。

このため、図１９に示したフライアイレンズ１５を用いた照明装置１１によれば、図２０に示すように、面積の異なる２種類のレンズ１５ｄ，１５ｅによってそれぞれ構成された第１及び第２の領域２９ａ，２９ｂからの各出射光が重なり合って形成される主光照射領域３０ａと、この主光照射領域３０ａの外側に面積の大きいレンズ１５ｄによって構成された第１の領域２９ａからの出射光のみで形成される副光照射領域３０ｂとが形成されるようになる。

すなわち、主光照射領域３０ａの外側に、主光照射領域３０ａよりも照度の低い副光照射領域３０ｂが形成されることになり、非照明領域との間に照度のグラデーションを設定することが可能となる。このため、例えば読書時等に、照明領域と非照明領域とで明暗の差がつきすぎない自然な照明を行なうことができる。

また、図２１において、（ａ）はフライアイレンズ１５の平面図、（ｂ）は側断面図を示している。すなわち、このフライアイレンズ１５は、その外周部分と中央部分とで光出射角が異なるように構成されている。

具体的に言えば、フライアイレンズ１５の外周部分は、それぞれが同一面積を有する複数のレンズ１５ｆを配列させた第１の領域２９ａとなされている。また、フライアイレンズ１５の中央部分は、それぞれがレンズ１５ｆよりも大きい同一面積を有する複数のレンズ１５ｇを配列させた第２の領域２９ｂとなされている。ただし、この２種類のレンズ１５ｆ，１５ｇは、その曲率半径がほぼ等しく設定されている。

このようなフライアイレンズ１５を用いれば、面積の異なる２種類のレンズ１５ｆ，１５ｇによってそれぞれ構成された第１及び第２の領域２９ａ，２９ｂからの各出射光が重なり合って形成される主光照射領域の内側に、面積の大きいレンズ１５ｇによって構成された第２の領域２９ｂからの出射光のみによって、主光照射領域よりも照度の低い副光照射領域が形成されることになる。このため、照明領域と非照明領域とで明暗の差がはっきりする照明を行なうことが可能となる。

また、図２２において、（ａ）はフライアイレンズ１５の平面図、（ｂ）は側断面図を示している。すなわち、このフライアイレンズ１５は、その中心を挟んで一方側（図中左側）と他方側（図中右側）とで光出射角が異なるように構成されている。

具体的に言えば、フライアイレンズ１５の一方側（図中左側）は、それぞれが同一面積を有する複数のレンズ１５ｈを配列させた第１の領域２９ａとなされている。また、フライアイレンズ１５の他方側（図中右側）は、それぞれがレンズ１５ｈよりも小さい同一面積を有する複数のレンズ１５ｉを配列させた第２の領域２９ｂとなされている。ただし、この２種類のレンズ１５ｈ，１５ｉは、その曲率半径がほぼ等しく設定されている。

このようなフライアイレンズ１５を用いれば、その全光照射領域の中で、照度の異なる２種類の照明を行なうことが可能となる。

また、図２３において、（ａ）はフライアイレンズ１５の平面図、（ｂ）は側断面図を示している。すなわち、このフライアイレンズ１５は、その外周部分と中央部分とで光出射角が異なるように構成されている。

具体的に言えば、フライアイレンズ１５の外周部分は、それぞれが同一の曲率半径を有する複数のレンズ１５ｊを配列させた第１の領域２９ａとなされている。また、フライアイレンズ１５の中央部分は、それぞれがレンズ１５ｊよりも小さい同一の曲率半径を有する複数のレンズ１５ｋを配列させた第２の領域２９ｂとなされている。ただし、この２種類のレンズ１５ｊ，１５ｋは、その面積がほぼ等しく設定されている。

ここで、フライアイレンズ１５のうち、レンズ１５ｊによって構成される第１の領域２９ａと、レンズ１５ｋによって構成される第２の領域２９ｂとでは、出射する光の出射角が異なる。すなわち、面積がほぼ同等な場合、レンズ１５ｊによって構成された第１の領域２９ａから出射される光の出射角は、レンズ１５ｊよりも小さい曲率半径を有するレンズ１５ｋによって構成された第２の領域２９ｂから出射される光の出射角よりも狭くなる。

このようなフライアイレンズ１５を用いることにより、曲率半径の異なる２種類のレンズ１５ｊ，１５ｋによってそれぞれ構成された第１及び第２の領域２９ａ，２９ｂからの出射光が重なり合って形成される主光照射領域の内側に、曲率半径の小さいレンズ１５ｋによって構成された第２の領域２９ｂからの出射光のみによって、主光照射領域よりも照度の低い副光照射領域が形成されることになる。このため、照明領域と非照明領域とで明暗の差がはっきりする照明を行なうことが可能となる。

図１９〜図２３で説明したように、フライアイレンズ１５を構成する複数のレンズ１５ａの面積または曲率半径を異ならせることにより、同じフライアイレンズ１５内に出射角の異なる、つまり、照度の異なる第１及び第２の領域２９ａ，２９ｂを容易に形成することが可能となり、多用途化及び多機能化を促進させることができる。

なお、図１９〜図２３では、フライアイレンズ１５内に出射角の異なる第１及び第２の領域２９ａ，２９ｂを形成するために、レンズ１５ａの面積または曲率半径の一方のみを変えることについて説明したが、光出射角を変えるためには面積と曲率半径との両方を変えるようにしても良いことはもちろんである。また、フライアイレンズ１５内に、光出射角の異なる領域を３つ以上形成することも可能である。

次に、上記のように、光出射角の異なる複数の領域が形成されたフライアイレンズ１５を照明装置１１に使用した一例について説明する。

図２４において、（ａ）はフライアイレンズ１５の平面図、（ｂ）は側断面図を示している。すなわち、このフライアイレンズ１５は、その中心を挟んで一方側（図中左側）に、それぞれ同一面積を有する複数のレンズ１５ｌによって構成される第１の領域２９ａが形成され、他方側（図中右側）に、それぞれレンズ１５ｌよりも小さい同一面積を有する複数のレンズ１５ｍによって構成される第２の領域２９ｂが形成されている。

これにより、このフライアイレンズ１５は、その第１の領域２９ａの光出射角よりも第２の領域２９ｂの光出射角の方が狭くなり、第１の領域２９ａの照度に対して第２の領域２９ｂの照度を高くする照明を行なうことが可能となっている。

そして、このフライアイレンズ１５は、図２５（ａ），（ｂ）に示すように、光源１３の出射光を平行光に変換するコリメータレンズ部１４の光出射面に対して、その第１の領域２９ａと第２の領域２９ｂとを選択的に対向させることができるように、面方向に移動可能に支持されている。

このため、図２５（ａ）に示すように、フライアイレンズ１５の第１の領域２９ａをコリメータレンズ部１４の光出射面に対向させた場合には、広い光出射角での照明を行なうことができる。また、図２５（ｂ）に示すように、フライアイレンズ１５の第２の領域２９ｂをコリメータレンズ部１４の光出射面に対向させた場合には、狭い光出射角での照明を行なうことができる。

すなわち、フライアイレンズ１５を移動させることにより、照度を切り替えることができ、多用途化及び多機能化を促進させることが可能となる。なお、フライアイレンズ１５内に、光出射角の異なる領域を３つ以上形成することも可能である。このようにした場合には、さらに照度を細かく切り替えることが可能となる。

また、図２６に示すように、全てが同一形状の複数のレンズ１５ａで形成されたフライアイレンズ１５においては、各レンズ１５ａの入射面側に同じ図柄のマーク３１を印刷または貼り付けにより形成する。

そして、図２７に示すように、光源１３からの出射光をコリメータレンズ部１４に通過させて得た指向角度の狭い光を、フライアイレンズ１５に照射する。この場合、フライアイレンズ１５は、その上下を反転させた状態で設置する。

すると、フライアイレンズ１５からの出射光は、その各レンズ１５ａからの出射光がそれぞれ重ね合わさったものとなるので、各レンズ１５ａに形成されたマーク３１が結像されて、そのマーク３１の図柄が光照射面３２に投影される。これにより、簡易な構成で特定の図柄を容易に投影することが可能となる。

また、フライアイレンズ１５の各レンズ１５ａに、マーク３１を直接形成するのではなく、図２８（ａ）に示すように、透明のシート３３上に、フライアイレンズ１５の各レンズ１５ａに対応させて、同じ図柄のマーク３３ａを印刷または貼り付けにより形成する。

そして、図２８（ｂ）に示すように、フライアイレンズ１５の入射面側に、シート３３を、そのマーク３３ａが各レンズ１５ａに対向するように、上下を反転させて設置することにより、マーク３３ａの図柄を投影することが可能となる。このように構成すれば、シート３３を取り替えることにより、種々の図柄のマーク３３ａを投影させることが可能となる。

さらに、図２９に示すように、フライアイレンズ１５の入射面側に透過型の液晶パネル３４を設置し、この液晶パネル３４上に、フライアイレンズ１５の各レンズ１５ａに対応させて同じ図柄のマークを上下反転させて表示させるようにしても、マークの図柄を光照射面３２に投影することができる。

また、図柄はすべて同じものである必要はなく、異なった図柄を形成した場合には、図柄が合成された投影光を得ることができ、演出効果を高めることができる。さらに、図柄に限らず、文字や写真等を投影させることも可能である。

なお、この発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

この発明の実施の形態を示すもので、照明装置の外観を説明するために示す斜視図。 同照明装置における光照射領域を説明するために示す図。 同照明装置における筐体の形状を説明するために示す図。 同照明装置における筐体への部品の収納方法を説明するために示す分解斜視図。 同照明装置における筐体の他の例を説明するために示す図。 図５に示した筐体の形状を説明するために示す図。 同照明装置を自動車の室内局所照明装置として使用することを説明するために示す図。 同照明装置を使用したマップランプを説明するために示す図。 同照明装置における光路を説明するために示す図。 同照明装置におけるフライアイレンズの光入射角と光出射角との関系を説明するために示す図。 同照明装置におけるコリメータレンズ部のサイズとフライアイレンズのサイズとの関系を説明するために示す図。 同照明装置におけるフライアイレンズへの光入射角を制限する手段の一例を説明するために示す図。 同照明装置におけるフライアイレンズへの光入射角を制限する手段の他の例を説明するために示す図。 同照明装置におけるフライアイレンズへの光入射角を制限する手段のさらに他の例を説明するために示す図。 同照明装置におけるフライアイレンズへの光入射角を制限する手段のさらに他の例を説明するために示す図。 同照明装置におけるフライアイレンズへの光入射角を制限する手段のさらに他の例を説明するために示す図。 同照明装置におけるフライアイレンズへの光入射角を制限する手段のさらに他の例を説明するために示す図。 同照明装置におけるフライアイレンズへの光入射角を制限する手段のさらに他の例を説明するために示す図。 同照明装置におけるフライアイレンズの他の例を説明するために示す図。 図１９に示したフライアイレンズを用いた光照射領域を説明するために示す図。 同照明装置におけるフライアイレンズのさらに他の例を説明するために示す図。 同照明装置におけるフライアイレンズのさらに他の例を説明するために示す図。 同照明装置におけるフライアイレンズのさらに他の例を説明するために示す図。 同照明装置におけるフライアイレンズのさらに他の例を説明するために示す図。 図２４に示したフライアイレンズを使用した照明の一例を説明するために示す図。 同照明装置を利用して投影を行なう場合のフライアイレンズの一例を説明するために示す図。 図２６に示したフライアイレンズを使用した投影の一例を説明するために示す図。 同照明装置を利用して投影を行なう場合のフライアイレンズの他の例を説明するために示す図。 同照明装置を利用して投影を行なう場合のフライアイレンズのさらに他の例を説明するために示す図。

符号の説明

１１…照明装置、１２…筐体、１３…光源、１４…コリメータレンズ部、１５…フライアイレンズ、１６…光照射領域、１７…筐体部品、１８…マップランプ、２０…光源部、２１…遮光部品、２２…ボールレンズ、２３…片側平面凸レンズ、２４…両側凸レンズ、２５ａ，２５ｂ…片側平面凸レンズ、２６…遮光板、２７…片側平面凸レンズ、２８…遮光板、２９ａ…第１の領域、２９ｂ…第２の領域、３０ａ…主光照射領域、３０ｂ…副光照射領域、３１…マーク、３２…光照射面、３３…シート、３４…液晶パネル。

Claims (8)

1. 光源と；
   前記光源からの出射光をほぼ平行光に変換する板状のコリメータレンズ部と；
   前記コリメータレンズ部からの出射光を特定の光照射領域に出射するフライアイレンズと；
   所定間隔離間して対向する一対の板と、前記一対の板の一端部相互間で前記光源を支持する第１の支持部と、前記一対の板の中間部相互間で前記コリメータレンズ部を面方向に挿入して支持する第２の支持部と、前記一対の板の他端部相互間で前記フライアイレンズを支持する第３の支持部とを有する筐体と；
   を具備したことを特徴とする照明装置。
2. 光源と、前記光源からの出射光を特定の光照射領域に出射するフライアイレンズと、前記光源及びフライアイレンズを収容する筐体とを有する照明装置と；
   車両内の所定位置に設置され前記照明装置を収容可能な本体部と；
   前記本体部に収容された照明装置の光源と車両内を引き回された電源供給用の接続部とを接続する接続手段と；
   を具備したことを特徴とする車両用照明装置。
3. 光源と、
   それぞれが両面で一対になる複数のレンズを一定の配列で形成したもので、前記光源からの出射光を特定の光照射領域に出射するフライアイレンズとを具備し、
   前記フライアイレンズを構成する各レンズに対する光入射角が、該レンズからの光出射角よりも小さくなるように構成することを特徴とする照明装置。
4. 砲弾型または表面実装型の発光部品を備えた光源と、
   前記発光部品の先端部が一方側から挿入される透孔を有する遮光部品と、
   前記遮光部品の他方側から前記透孔を通過して出射される前記発光部品の出射光を特定の光照射領域に出射するフライアイレンズと、
   を具備したことを特徴とする照明装置。
5. 光源と、
   レンズまたはスリットの形成された遮光板を有し、前記光源からの出射光をほぼ平行光に変換するコリメータ手段と、
   前記コリメータ手段からの出射光を特定の光照射領域に出射するフライアイレンズと、
   を具備したことを特徴とする照明装置。
6. 光源と；
   それぞれが前記光源からの出射光を特定の光照射領域に変換して出射するもので、第１の出射角をもって光を出射する第１の領域と、前記第１の出射角とは異なる第２の出射角をもって光を出射する第２の領域とが形成されたフライアイレンズと；
   を具備したことを特徴とする照明装置。
7. 前記フライアイレンズは、前記光源からの出射光を前記第１の領域に入射させる位置と、前記光源からの出射光を前記第２の領域に入射させる位置とに、選択的に移動可能としたことを特徴とする請求項６記載の照明装置。
8. 光源と、
   それぞれが両面で一対になる複数のレンズを一定の配列で形成したもので、前記光源からの出射光を各レンズからの出射光がそれぞれ重なり合うように出射するフライアイレンズとを具備し、
   前記フライアイレンズを構成する複数のレンズの光入射面側に、それぞれ所定の図柄、文字及び写真のいずれかを含むマークを設け、前記マークを投影することを特徴とする投影装置。

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