JP2010023552A

JP2010023552A - 照明装置

Info

Publication number: JP2010023552A
Application number: JP2008184122A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Arai; 敏之新井
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2010-02-04

Abstract

【課題】照射像の品質を悪化させることなく、制約のある設置スペースに対しても効率よく設置することができる照明装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ１２からの出射光を制御するレンズ光学系２１の光軸Ｏ上に反射鏡３７を配置し、この反射鏡３７の反射面３７ａでの反射により、投射レンズ２３から出射された光束の光路を変更する。これにより、照明光の照射方向に十分な奥行きを確保することが困難な場合等のように、設置スペース４２に制約がある場合にも、レンズ光学系２１を構成する各光学部材間に必要な光軸Ｏ方向の距離等を犠牲にすることなく、照明装置１を設置することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源からの出射光をレンズ光学系を用いて制御する照明装置に関する。

近年、車載のマップランプやステップランプ等に好適な比較的小型な照明装置においては、光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の点光源が採用される傾向にある。この種の光源は、リフレクタ等に代えて、コリメーションレンズ等を用いて平行光に近い光を生成することができるため、照明装置の光軸周りのサイズを有効に小型化することが期待できる。

このような点光源を用いた照明装置として、例えば、特許文献１には、ＬＥＤからの出射光を略平行光に変換するコリメーションレンズと、コリメーションレンズで略平行光に変換された光を投射するフライアイレンズと、フライアイレンズからの投射光の一部を遮光することで所定形状の光束を形成する遮光マスクとをレンズ光学系に備えた照明装置が開示されている。
特開２００７−３４０７１号公報

ところで、例えば、この種の照明装置をダウンライト方式のマップランプ等として車載する場合、照明装置は、一般に、車室内天井部等に設定された設置スペース内に基部側が埋設された状態で設置される。

しかしながら、特に、ＬＥＤ等を光源とする照明装置は、上述のようにレンズ光学系に複数のレンズ等を具備することが一般的であり、光軸方向に長大化する傾向にあるため、設置スペース内に主要部を好適に収容することが困難となる場合がある。これに対処し、各レンズや遮光マスク等の間隔を短縮すると、照射像の品質が悪化する等の虞がある。

本発明は、照射像の品質を悪化させることなく、制約のある設置スペースに対しても効率よく設置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。

本発明は、光源と、前記光源からの出射光を制御するレンズ光学系と、前記レンズ光学系の光軸上で当該レンズ光学系に対向配置され、前記レンズ光学系で制御された光束の光路を反射によって変更する光路変更手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明の照明装置によれば、照射像の品質を悪化させることなく、制約のある設置スペースに対しても効率よく設置することができる。

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図１乃至図３は本発明の第１の実施形態に係わり、図１は照明装置の概略構成を示す分解斜視図、図２は照明装置の要部断面図、図３は照明装置をマップランプとして車室内天井部に設置した一例を示す説明図である。

図１，２に示す照明装置１は、例えば、車室内を上方から照明するダウンライト方式のマップランプ等に好適な照明装置であり、この照明装置１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）１２を光源とする光源ユニット１０と、この光源ユニット１０に連結する筐体２０とを有する。

光源ユニット１０は、ＬＥＤ基板１１を有する。ＬＥＤ基板１１は、例えば、平面略矩形形状をなし、その略中央部に半田付け等によって、ＬＥＤ１２を保持する。なお、ＬＥＤ１２の発光効率を向上させるため、ＬＥＤ基板１１は、例えば、熱伝導性の高いアルミ基板等で構成されている。また、ＬＥＤ１２は、例えば、出射平面に片凸レンズ１２ａが固設された表面実装型のＬＥＤチップで構成されている。

筐体２０は、ＬＥＤ１２の光軸Ｏ方向に沿う筒状形状をなし、その内部に、ＬＥＤ１２からの出射光を制御するためのレンズ光学系２１を収容する。本実施形態において、筐体２０は、基端部に外向フランジ２０ａが設けられた略円筒形状の部材で構成されている。そして、この外向フランジ２０ａには、光源ユニット１０のＬＥＤ基板１１が、ネジ止め等によって固設されている。また、筐体２０の先端部には、ＬＥＤ基板１１との間にレンズ光学系２１を保持するための内向フランジ２０ｂが周設されている。さらに、筐体２０の外周部には、後述する光路変更手段としての反射部材３５を保持するためのネジ穴２０ｃが設けられている。

レンズ光学系２１は、ＬＥＤ１２からの出射光を略平行光に変換するコリメーションレンズ２２と、コリメーションレンズ２２で略平行光に変換された光を投射する投射レンズ２３とを有する。さらに、レンズ光学系２１は、コリメーションレンズ２２と投射レンズ２３との間に遮光マスク２４を有する。

コリメーションレンズ２２は、例えば、筐体２０の内周に摺接する環状のフランジ部２２ａの内側に両凸のレンズ部２２ｂが一体形成された光透過性の樹脂成型品で構成されている。このコリメーションレンズ２２の入射側において、フランジ部２２ａには環状のスペーサ３０が当接されており、このスペーサ３０を介して、コリメーションレンズ２２はＬＥＤ１２に対向配置されている。そして、スペーサ３０によって、ＬＥＤ１２との光軸Ｏ方向の距離が適値に設定されることにより、コリメーションレンズ２２は、ＬＥＤ１２からの出射光を略平行光に変換する。

遮光マスク２４は、例えば、所望の照射像の形状に対応する開口部２４ａが開口された遮光性フィルム２６が、ガラス基板２５上に貼着されて要部が構成されている。この遮光マスク２４の入射側の縁辺部には、環状のスペーサ３１が当接されており、このスペーサ３１を介して、遮光マスク２４はコリメーションレンズ２２に対向配置されている。そして、遮光マスク２４は、コリメーションレンズ２２で略平行光に変換された光を開口部２４ａ内のみ通過させる。なお、発熱量の小さいＬＥＤ１２を光源として用いた場合、ガラス基板２５は必ずしも必要ではなく、遮光性フィルム２６単体で遮光マスク２４を構成することも可能である。

投射レンズ２３は、例えば、筐体２０の内周に摺接する環状のフランジ部２３ａの内側にレンズ部２３ｂが一体形成された光透過性の樹脂成型品で構成されている。この投射レンズ２３の入射側において、フランジ部２３ａには、環状のスペーサ３２が当接されており、このスペーサ３２を介して、投射レンズ２３は遮光マスク２４に対向配置されている。一方、投射レンズ２３の出射側において、フランジ部２３ａには、筐体２０の内向フランジ２０ｂが当接されている。

そして、投射レンズ２３のフランジ部２３ａが筐体２０の内向フランジ２０ｂに当接することにより、コリメーションレンズ２２、遮光マスク２４及び、投射レンズ２３は、各スペーサ３０〜３２によって相対的な位置決めがなされた状態で、光源ユニット１０のＬＥＤ基板１１と筐体２０の内向フランジ２０ｂとの間に保持されている。

なお、図１，２に示すように、遮光マスク２４の縁辺部には、光軸Ｏを中心とする非対称位置に、複数（例えば、３個）のピン孔２４ｂが穿設されており、これらピン孔２４ｂに、スペーサ３１から突設するピン３２ａが圧入されることにより、遮光マスク２４（開口部２４ａ）の光軸Ｏ回りの位置決めがなされている。

反射部材３５は、筐体２０に固設するブラケット３６と、このブラケット３６に支持される反射鏡３７とを有する。

ブラケット３６は、例えば、筐体２０に外嵌する環状の部材で構成されている。このブラケット３６には、筐体２０のネジ穴２０ｃに対応する孔部３６ａが開口され、この孔部３６ａに挿通するネジ部材を通じて、ブラケット３６は、筐体２０に締結固定されている。

ブラケット３６からは、レンズ光学系２１の光軸Ｏ方向に沿うアーム３８が延出され、このアーム３８の先端部には反射鏡３７が形成されている。反射鏡３７の反射面３７ａは、光軸Ｏに対して所定角度傾斜した状態でレンズ光学系２１（投射レンズ２３）に対向するよう設定されており、この反射面３７ａにおける反射により、投射レンズ２３から出射された光束の光路が変更される。

ここで、本実施形態において、反射面３７ａは、例えば、光軸Ｏに対して略４５°の傾斜角を有し、これにより、投射レンズ２３から出射された光束の光路を、光軸Ｏに対して略直交する方向に変更する（図３（ａ）参照）。また、本実施形態において、反射面３７ａは、例えば、投射レンズ２３の前側焦点と略一致する位置に設定されている。

このような構成の照明装置１をマップランプとして車室内天井部に設置する場合、照明装置１は、例えば、図３（ａ）に示すように、車体のルーフパネル４０とルーフトリム４１との間隙に設置される。すなわち、ルーフパネル４０とルーフトリム４１との間隙には、略水平方向に延在する設置スペース４２が設定されており、この設置スペース４２内において、照明装置１は、レンズ光学系２１の光軸Ｏが略水平方向に指向した状態で設置されている。また、照明装置１の反射面３７ａはルーフトリム４１に対向されており、このルーフトリム４１上には、反射面３７ａに対応する窓部４１ａが開口されている。

これにより、レンズ光学系２１を経て所定の光束に制御されたＬＥＤ１２からの出射光は、反射面３７ａで反射された後、窓部４１ａを経て車室内に導かれ、要照明部を照明する。すなわち、ＬＥＤ１２からの出射光は、コリメーションレンズ２２によって略平行光に変換された後、投射レンズ２３に入射される。その際、遮光マスク２４によって入射光の一部が遮光されることにより、例えば、投射レンズ２３は矩形の光束を形成する。そして、投射レンズ２３から出射された光束は、反射面３７ａにおける反射によって光路が変更され、窓部４１ａを経て車室内に導かれる。これにより、車室内の要照明部には、例えば、矩形の照射像Ｉが照射される。

このような実施形態によれば、ＬＥＤ１２からの出射光を制御するレンズ光学系２１の光軸Ｏ上に反射鏡３７を配置し、この反射鏡３７の反射面３７ａでの反射により、投射レンズ２３から出射された光束の光路を変更することにより、例えば、照明光の照射方向に十分な奥行きを確保することが困難な場合等のように設置スペース４２に制約がある場合にも、レンズ光学系２１を構成する各光学部材間に必要な光軸Ｏ方向の距離等を犠牲にすることなく、照明装置１を設置することができる。

この場合において、反射面３７ａを、投射レンズ２３の前側焦点と略一致する位置に配置することにより、反射面３７ａを大型化させることなく、光束の光路変更を効率よく実現することができる。

ここで、例えば、図３（ｂ）に示すように、反射面３７ａを投射レンズ２３の前側焦点よりも投射レンズ２３側に配置し、光路変更された光束を窓部４１ａの近傍で集光させる構成とすれば、ルーフトリム４１に開口する窓部４１ａを小型化でき、美観等を向上することができる。

次に、図４乃至図７は本発明の第２の実施形態に係わり、図４は照明装置の要部断面図、図５は照明装置をマップランプとして車室内天井部に設置した一例を示す説明図、図６（ａ）は反射部材の変形例を示す要部断面図であり（ｂ）は反射部材の変形例を示す平面図、図７（ａ）は反射部材の変形例を示す要部断面図であり（ｂ）は反射部材の変形例を示す平面図である。なお、本実施形態は、反射部材の構成が上述の第１の実施形態に対して主として異なる。その他、上述の第１の実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。

図４，５に示すように、本実施形態において、反射部材３５は、反射鏡を支持するアーム３８上に、ハーフミラー３９を有する。このハーフミラー３９は、例えば、反射鏡３７と略同一位置を起点として、反射鏡３７とは異なる傾斜角度でアーム３８から延出されている。これにより、ハーフミラー３９の反射面３９ａは、投射レンズ２３と反射面３７ａとの間に介装され、投射レンズ２３から出射される光束の一部を反射してその光路を変更する。一方、反射面３９ａで反射されることなくハーフミラー３９を透過した光束は、反射鏡３７の反射面３７ａによって反射され、その光路が変更される。

これら反射鏡３７とハーフミラー３９の作用により、本実施形態の照明装置１は、例えば、図５に示すように、異なる２つの照射像Ｉ１及びＩ２を車室内に照射する。この場合において、ハーフミラー３９による反射率を適宜調整すれば、照射像Ｉ１とＩ２の明るさに相対的な明暗を持たせることができる。

ここで、例えば、図６に示すように、反射鏡３７及びハーフミラー３９（すなわち、反射面３７ａ，３９ａ）を同一の傾斜角度によりアーム３８上の異なる起点から延在させることも可能である。このように構成すれば、照射像Ｉ１，Ｉ２の形状に相対的な歪み等が発生することを抑制できる。

さらに、例えば、図７に示すように、ハーフミラー３９（すなわち、反射面３９ａ）を光軸Ｏに対して２軸方向に傾斜させることも可能である。このように構成すれば、照射像Ｉ１，Ｉ２の照射方向を高い自由度で設定することができる。なお、図示しないが、反射鏡３７（すなわち、反射面３７ａ）についても、光軸Ｏに対して２軸方向に傾斜させてもよいことは勿論である。

なお、上述の実施形態においては、反射部材を筐体に固設した場合の一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射部材を筐体と分離させて設置することも可能である。

また、遮光マスクで形成される光束の形状は上述のものに限定されるものではなく、例えば、所定の文字等を形成してもよいことは勿論である。

また、本発明による照明装置の用途はマップランプに限定されるものではなく、例えば、車載のステップランプ等にも好適に用いることが可能である。さらに、照明装置１の用途は車両用のものに限定されるものではなく、例えば、看板照明や間接照明等、多岐に亘る用途にも好適に用いることが可能である。

本発明の第１の実施形態に係わり、照明装置の概略構成を示す分解斜視図同上、照明装置の要部断面図同上、照明装置をマップランプとして車室内天井部に設置した一例を示す説明図本発明の第２の実施形態に係わり、照明装置の要部断面図同上、照明装置をマップランプとして車室内天井部に設置した一例を示す説明図同上、（ａ）は反射部材の変形例を示す要部断面図であり（ｂ）は反射部材の変形例を示す平面図同上、（ａ）は反射部材の変形例を示す要部断面図であり（ｂ）は反射部材の変形例を示す平面図

符号の説明

１…照明装置、１０…光源ユニット、１１…ＬＥＤ基板、１２…発光ダイオード（光源）、１２ａ…片凸レンズ、２０…筐体、２０ａ…外向フランジ、２０ｂ…内向フランジ、２０ｃ…ネジ穴、２１…レンズ光学系、２２…コリメーションレンズ、２２ａ…フランジ部、２２ｂ…レンズ部、２３…投射レンズ、２３ａ…フランジ部、２３ｂ…レンズ部、２４…遮光マスク、２４ａ…開口部、２４ｂ…ピン孔、２５…ガラス基板、２６…遮光性フィルム、３０〜３２…スペーサ、３２ａ…ピン、３５…反射部材（光路変更手段）、３６…ブラケット、３６ａ…孔部、３７…反射鏡、３７ａ…反射面、３８…アーム、３９…ハーフミラー、３９ａ…反射面、４０…ルーフパネル、４１…ルーフトリム、４１ａ…窓部、４２…設置スペース、Ｏ…光軸、Ｉ，Ｉ１，Ｉ２…照射像

Claims

光源と、
前記光源からの出射光を制御するレンズ光学系と、
前記レンズ光学系の光軸上で当該レンズ光学系に対向配置され、前記レンズ光学系で制御された光束の光路を反射によって変更する光路変更手段と、を備えたことを特徴とする照明装置。
前記光路変更手段は、反射面が前記レンズ光学系の光軸に対して傾斜配置された反射鏡と、半透過性の反射面が前記レンズ光学系と前記反射鏡との間で前記レンズ光学系の光軸に対して傾斜配置されたハーフミラーとを有することを特徴とする請求項１記載の証明装置。