JP2022053628A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】任意のカットオフライン(カットオフ形状)を有する配光パターンを形成することができる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置100は、少なくとも一つの光源132a6と、前記光源の前方に配置されたセパレータ150と、セパレータ150の前方に配置された投影レンズ160と、を備えた照明装置100であって、セパレータ150は、光源132a6が対向する入光面153eと、投影レンズ160が対向し、かつ、投影レンズ160の焦点面に沿って配置された出光面153aと、入光面153eから入光し出光面153aから出光する光源132a6からの光を出光面153aまで導光する導光部と、光源からの光が出光することで出光面153aに形成される光度分布の一部を遮光する遮光部と、を含む。投影レンズ160は、遮光部により一部が遮光された前記光度分布を反転投影することで、カットオフラインを含む配光パターンを形成する。【選択図】図13
Description
本発明は、照明装置に関し、特に、任意のカットオフライン(カットオフ形状)を有する配光パターンを形成することができる照明装置に関する。
第1レンズ及び第2レンズによって構成される投影レンズと、投影レンズの後方に配置された導光レンズ(以下、セパレータという)と、セパレータの後方に配置され、セパレータ及び投影レンズをこの順に透過して前方に照射されてロービーム用配光パターンを形成する光を発光する光源と、を備えた車両用灯具が提案されている(例えば、特許文献1参照)。なお、投影レンズの焦点面と、光源からの光が出光するセパレータの出光面はそれぞれ球面(曲率が一定の球面)で、概ね一致している。
これに対して、本発明者らは、特許文献1に記載の灯具により、任意のカットオフライン(カットオフ形状)を有する配光パターンを形成することを検討した。例えば、対象物の角部形状(例えば、鉛直線に対して所定角度傾斜した斜辺)に対応するカットオフラインを有する配光パターンを形成し、当該配光パターンにより、カットオフラインと対象物の角部形状とが一致(概ね一致)した状態で対象物を照明することを検討した。
しかしながら、本発明者らが検討したところ、特許文献1に記載の車両用灯具においては、上端縁にカットオフラインを有する配光パターン(ロービーム用配光パターン)を形成することができるものの、任意のカットオフライン(カットオフ形状)を有する配光パターンを形成するのが難しいことが判明した。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、任意のカットオフライン(カットオフ形状)を有する配光パターンを形成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。
本発明にかかる照明装置は、少なくとも一つの光源と、前記光源の前方に配置されたセパレータと、前記セパレータの前方に配置された投影レンズと、を備えた照明装置であって、前記セパレータは、前記光源が対向する入光面と、前記投影レンズが対向し、かつ、前記投影レンズの焦点面に沿って配置された出光面と、前記入光面から入光し前記出光面から出光する前記光源からの光を前記出光面まで導光する導光部と、を含み、さらに、前記光源からの光が出光することで前記出光面に形成される光度分布の一部を遮光する遮光部を含み、前記投影レンズは、前記遮光部により一部が遮光された前記光度分布を反転投影することで、カットオフラインを含む配光パターンを形成する。
このような構成により、任意のカットオフライン(カットオフ形状)を有する配光パターンを形成することができる照明装置を提供することができる。任意のカットオフラインは、出光面に形成される光度分布の一部を遮光する遮光部により実現される。
上記照明装置において、前記投影レンズは、前記セパレータの前記出光面が対向し、かつ、前記投影レンズの焦点面に沿って配置されたレンズ面を有し、前記投影レンズの前記レンズ面には、前記遮光部として機能する凹部が形成されていてもよい。
また、上記照明装置において、前記凹部は、前記入光面から入光し前記出光面から出光する前記光源からの光のうち当該凹部に入射する光の少なくとも一部を、全反射する全反射面を含み、前記全反射面は、当該全反射面で全反射された光を逆方向に延長した場合、当該延長した光が前記光度分布と交差するように構成されていてもよい。
また、上記照明装置において、前記遮光部は、前記投影レンズと前記セパレータの前記出光面との間に配置された遮光膜であってもよい。
また、上記照明装置において、前記遮光膜は、前記セパレータの前記出光面に設けられていてもよい。
また、上記照明装置において、前記投影レンズは、前記セパレータの前記出光面が対向し、かつ、前記投影レンズの焦点面に沿って配置されたレンズ面を有し、前記遮光膜は、前記投影レンズの前記レンズ面に設けられていてもよい。
本発明にかかる別の照明装置は、少なくとも一つの光源と、前記光源の前方に配置されたセパレータと、前記セパレータの前方に配置された投影レンズと、を備えた照明装置であって、前記セパレータは、前記光源が対向する入光面と、前記投影レンズが対向し、かつ、前記投影レンズの焦点面に沿って配置された出光面と、前記入光面から入光し前記出光面から出光する前記光源からの光を前記出光面まで導光する導光部と、を含み、前記投影レンズは、前記光源からの光が出光することで前記出光面に形成される光度分布を反転投影することで、カットオフラインを含む配光パターンを形成し、前記配光パターンは、当該配光パターンの左端部及び右端部のうち少なくとも一方に前記カットオフラインを有し、前記セパレータの前記出光面は、前記カットオフラインに対応する外形を有する。
また、上記照明装置において、前記カットオフラインは、対象物の角部形状に対応する形状であり、前記配光パターンは、前記カットオフラインと前記対象物の角部形状とが一致した状態で、前記対象物に形成されてもよい。
また、上記いずれか1項に記載の第1照明装置と、上記いずれか1項に記載の第2照明装置と、を備え、前記第1照明装置を構成する前記光源が発光する光の色温度と前記第2照明装置を構成する前記光源が発光する光の色温度は、互いに異なっていてもよい。
本発明により、任意のカットオフラインを有する配光パターンを形成することができる照明装置を提供することができる。
以下、本発明の一実施形態である車両用灯具10について添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
図1は、車両用灯具10の斜視図である。図2(a)は車両用灯具10の上面図、図2(b)は正面図、図2(c)は側面図である。
図1及び図2に示す車両用灯具10は、ロービーム用配光パターンPLo(図9(a)参照)、又は、ロービーム用配光パターンPLo及びADB(Adaptive Driving Beam)用配光パターンPADBを含む合成配光パターン(図9(c)参照)を形成可能な車両用前照灯であり、車両(図示せず)の前端部の左側及び右側に搭載される。ロービーム用配光パターンPLo、ADB用配光パターンPADBは、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン(車両前面から約25m前方に配置されている)上に形成される。なお、以下、説明の便宜のため、XYZ軸を定義する。X軸は車両前後方向に延びており、Y軸は車幅方向に延びており、Z軸は鉛直方向に延びている。
図3は、図1に示す車両用灯具10を、基準軸AXを含む水平面(X軸及びY軸を含む平面)で切断した断面図である。図4は、図1に示す車両用灯具10を、基準軸AXを含む鉛直面(X軸及びZ軸を含む平面)で切断した断面図である。図5は、車両用灯具10の分解斜視図である。
図3~図5に示すように、本実施形態の車両用灯具10は、ヒートシンク20、光源モジュール30、ホルダ40、セパレータ50、プライマリレンズ60、リテーナ70、セカンダリレンズ80等を備える。車両用灯具10は、図示しないが、アウターレンズとハウジングとによって構成される灯室内に配置され、ハウジング等に取り付けられる。
図5に示すように、ヒートシンク20は、アルミダイキャスト製で、前面22aとその反対側の後面22bとを含むベース22を含む。
前面22aは、光源モジュール実装面22a1と、当該光源モジュール実装面22a1を取り囲む周囲面22a2と、を含む。
光源モジュール実装面22a1及び周囲面22a2は、例えば、Y軸及びZ軸を含む平面に対して平行な平面である。
光源モジュール実装面22a1には、光源モジュール30をネジ止め固定するために、ネジ穴22a5(図5中、3箇所)が設けられる。また、光源モジュール実装面22a1には、光源モジュール30を位置決めするために、位置決めピン22a6(図5中、2箇所)が設けられる。
周囲面22a2は、ホルダ40が当接するホルダ当接面22a3と、リテーナ70が当接するリテーナ当接面22a4と、を含む。
リテーナ当接面22a4は、周囲面22a2の左右両側にそれぞれ設けられる。
リテーナ当接面22a4と後面22bとの間の厚み(X軸方向の厚み)は、ホルダ当接面22a3と後面22bとの間の厚み(X軸方向の厚み)より厚く、段差部を構成している。
ベース22には、ネジN1が挿入されるネジ穴22c(図3中、2箇所)が設けられる。ネジ穴22cは、リテーナ当接面22a4と後面22bとを貫通している。
ベース22の左右両側には、それぞれ、当該ベース22の左右両側から後方(X軸方向)に向かって延びた第1延長部24が設けられる。第1延長部24の先端部には、側方(Y軸方向)に向かって延びた第2延長部26が設けられる。
ベース22の後面22bには、放熱フィン28が設けられる。
光源モジュール30は、複数のロービーム用光源32a及び複数のADB用光源32bと、複数のロービーム用光源32a、複数のADB用光源32b及びコネクタ34cが実装された基板34と、を含む。
図8(c)は、セパレータ50を透視した複数のロービーム用光源32a及び複数のADB用光源32bの正面図(透視図)である。
図8(c)に示すように、複数のロービーム用光源32aは、上段かつY軸方向に配置された形態で基板34に実装される。複数のADB用光源32bは下段かつY軸方向に配置された形態で基板34に実装される。
各々の光源32a、32bは、例えば、矩形(例えば、1mm角)の発光面を備えたLEDやLD等の半導体発光素子であり、各々の発光面を前方(正面)に向けた状態で基板34に実装される。図8(c)中の複数の矩形は、各々の光源32a、32bの発光面を表す。
基板34には、ヒートシンク20の位置決めピン22a6が挿入される貫通穴34a(図5中、2箇所)、ネジN2が挿入される切欠部S1(図5中、3箇所)が設けられる。
上記構成の光源モジュール30は、ヒートシンク20の位置決めピン22a6が基板34の貫通穴34aに挿入された状態で、切欠部S1に挿入されたネジN2をヒートシンク
20のネジ穴22a5に螺合させることでヒートシンク20(光源モジュール実装面22a1)に固定される。
20のネジ穴22a5に螺合させることでヒートシンク20(光源モジュール実装面22a1)に固定される。
図3~図5に示すように、ホルダ40は、アクリルやポリカーボネイト等の合成樹脂製で、前方側が開口し、後方側が閉塞したカップ状のホルダ本体42を含む。
ホルダ本体42の前面42aは、セパレータ50の後面(上セパレータ本体52の後面52b及び下セパレータ本体53の後面53b)が面接触するように、当該セパレータ50の後面が反転した形状の面(後方に向かって凹の球状面)として構成される。
ホルダ本体42には、セパレータ50の第1導光部52d及び第2導光部53dが挿入される貫通穴42cが設けられる。
ホルダ本体42には、当該ホルダ本体42の外周部から後方(X軸方向)に向かって延びた筒状部44が設けられる。そして、筒状部44の先端部には、ヒートシンク20のホルダ当接面22a3に当接するフランジ部46が設けられる。
なお、ホルダ本体42(及び筒状部44)には、切欠部S4が設けられる。
ホルダ40の前方側開口端面40aには、凸部48と、凸部49と、が設けられる。
図6は、ヒートシンク20、光源モジュール30、ホルダ40及びセパレータ50を組み合わせた構造体の斜視図である。
図7は、セパレータ50の斜視図である。
図7に示すように、セパレータ50(導光レンズ)は、シリコン樹脂製で、前方側が開口し、後方側が閉塞したカップ状の部材である。セパレータ50は、上セパレータ本体52と、下セパレータ本体53と、を含む。
図4に示すように、上セパレータ本体52は基準軸AXより上に配置され、下セパレータ本体53は基準軸AXより下に配置される。基準軸AXは、X軸方向に延びている。
上セパレータ本体52の前面52aは、プライマリレンズ60の後面60b(後方に向かって凸の球状面)の基準軸AXより上半分が面接触するように、当該プライマリレンズ60の後面60bの上半分が反転した形状の面(後方に向かって凹の球状面)として構成される。
上セパレータ本体52の後面52b(図3及び図4参照)は、ホルダ40(ホルダ本体42)の前面42a(前方に向かって凹の球状面)の基準軸AXより上半分が面接触するように、当該ホルダ40(ホルダ本体42)の前面42aの上半分が反転した形状の面(後方に向かって凸の球状面)として構成される。
図8(a)に示すように、上セパレータ本体52の前面52aの下端縁は、カットオフラインCLLo(CL1~CL3)に対応した形状の段差付きエッジ部52a1、及び、段差付きエッジ部52a1の両側に配置された延長エッジ部52a2、52a3を含む。なお、延長エッジ部は、片側にだけ設けられていてもよい。
段差付きエッジ部52a1は、左水平カットオフラインCL1に対応する辺e1、右水平カットオフラインCL2に対応する辺e2、及び、左水平カットオフラインCL1と右
水平カットオフラインCL2とを接続する斜めカットオフラインCL3に対応する辺e3を含む。
水平カットオフラインCL2とを接続する斜めカットオフラインCL3に対応する辺e3を含む。
延長エッジ部52a2は、Z軸方向に関し、辺e1と同一位置に配置される。延長エッジ部52a3は、Z軸方向に関し、辺e2と同一位置に配置される。
上セパレータ本体52の下端面52c(図4参照)は、上セパレータ本体52の前面52aの下端縁から上セパレータ本体52の後面52bに向かって水平方向(X軸方向)に延びた面である。
図3及び図4に示すように、上セパレータ本体52の後面52bには、光源モジュール30(複数のロービーム用光源32a)からの光を導光するために、第1導光部52dが設けられる。第1導光部52dは、その基端部が上セパレータ本体52の後面52bのうち段差付きエッジ部52a1を含む一部領域に設けられ、かつ、光源モジュール30(複数のロービーム用光源32a)に向かって延びている。なお、段差付きエッジ部52a1を含む一部領域は、上セパレータ本体52の後面52bのうち光源モジュール30(複数のロービーム用光源32aの発光面)が対向する領域である。第1導光部52dは、ホルダ40の貫通穴42cに挿入される。
第1導光部52dの先端部には、第1入光面52eが設けられる。第1入光面52eは、例えば、Y軸及びZ軸を含む平面に対して平行な平面である。
第1入光面52eは、第1導光部52dがホルダ40の貫通穴42cに挿入された状態で、光源モジュール30(複数のロービーム用光源32aの発光面)と対向する位置に配置される(図4参照)。第1入光面52eと光源モジュール30(複数のロービーム用光源32aの発光面)との間隔は、例えば、0.2mmである。
図5、図7に示すように、上セパレータ本体52の前方側開口端面には、フランジ部52fが設けられる。フランジ部52fには、ホルダ40の凸部48が挿入される貫通穴52f1(図5、図7中、1箇所)、ホルダ40の凸部49が挿入される貫通穴52f2(図5、図7中、2箇所)が設けられる。
下セパレータ本体53の前面53aは、プライマリレンズ60の後面60b(後方に向かって凸の球状面)の基準軸AXより下半分が面接触するように、当該プライマリレンズ60の後面60bの下半分が反転した形状の面(後方に向かって凹の球状面)として構成される。
下セパレータ本体53の後面53b(図3及び図4参照)は、ホルダ40(ホルダ本体42)の前面42a(前方に向かって凹の球状面)の基準軸AXより下半分が面接触するように、当該ホルダ40(ホルダ本体42)の前面42aの下半分が反転した形状の面(後方に向かって凸の球状面)として構成される。
図8(b)に示すように、下セパレータ本体53の前面53aの上端縁は、段差付きエッジ部52a1が反転した形状の段差付きエッジ部53a1(辺e1´~e3´)、及び、段差付きエッジ部53a1の両側に配置された延長エッジ部53a2、53a3を含む。なお、延長エッジ部は、片側にだけ設けられていてもよい。
延長エッジ部53a2は、Z軸方向に関し、辺e1´と同一位置に配置される。延長エッジ部53a3は、Z軸方向に関し、辺e2´と同一位置に配置される。
下セパレータ本体53の上端面53c(図4参照)は、下セパレータ本体53の前面53aの上端縁から下セパレータ本体53の後面53bに向かって水平方向(X軸方向)に延びた面である。
図3及び図4に示すように、下セパレータ本体53の後面53bには、光源モジュール30(複数のADB用光源32b)からの光を導光するために、第2導光部53dが設けられる。第2導光部53dは、その基端部が下セパレータ本体53の後面53bのうち段差付きエッジ部53a1を含む一部領域に設けられ、かつ、光源モジュール30(複数のADB用光源32b)に向かって延びている。なお、段差付きエッジ部53a1を含む一部領域は、下セパレータ本体53の後面53bのうち光源モジュール30(複数のADB用光源32bの発光面)が対向する領域である。第2導光部53dは、ホルダ40の貫通穴42cに挿入される。
第2導光部53dの先端部には、第2入光面53eが設けられる。第2入光面53eは、ADB用配光パターンを構成する複数の領域(例えば、個別に点消灯される複数の領域A1~A4)が図9(d)に示すように円形となって相互に重なるのを防止し、図9(b)に示すように縦エッジで分割された状態で形成されるように調整された面である。なお、図9(b)、図9(d)は、複数のADB用光源32bが4個の場合に形成されるADB用配光パターンを表す。図9(b)、図9(d)中のハッチング領域は、当該領域に対応するADB用光源32bが消灯されていることを表す。
第2入光面53eは、第2導光部53dがホルダ40の貫通穴42cに挿入された状態で、光源モジュール30(複数のADB用光源32bの発光面)と対向する位置に配置される(図4参照)。第2入光面53eと光源モジュール30(複数のADB用光源32bの発光面)との間隔は、例えば、0.2mmである。
図5、図7に示すように、下セパレータ本体53の前方側開口端面には、フランジ部53fが設けられる。フランジ部53fには、ホルダ40の凸部48が挿入される貫通穴53f1(図5、図7中、2箇所)が設けられる。
なお、下セパレータ本体53には、当該下セパレータ本体53に光源モジュール30のコネクタ34cが当接(干渉)しないように、切欠部S5が設けられる。
図8(c)に示すように、上セパレータ本体52及び下セパレータ本体53は、上セパレータ本体52の前面52aの下端縁と下セパレータ本体53の前面53aの上端縁とが線接触し、かつ、上セパレータ本体52の下端面52cと下セパレータ本体53の上端面53cとが面接触した状態で組み合わされてセパレータ50を構成する。
上記構成のセパレータ50は、上セパレータ本体52の第1導光部52d及び下セパレータ本体53の第2導光部53dがホルダ40の貫通穴42cに挿入(例えば、圧入又は嵌合)され、上セパレータ本体52(第1導光部52d)の第1入光面52eと光源モジュール30(複数のロービーム用光源32aの発光面)とが対向し、下セパレータ本体53(第2導光部53d)の第2入光面53eと光源モジュール30(複数のADB用光源32bの発光面)とが対向し(図3及び図4参照)、かつ、セパレータ50の後面(上セパレータ本体52の後面52b及び下セパレータ本体53の後面53b)がホルダ40(ホルダ本体42)の前面42aに面接触(図3及び図4参照)した状態で配置される。
その際、上セパレータ本体52の貫通穴52f1及び下セパレータ本体53の貫通穴53f1にホルダ40の凸部48が挿入される(図6参照)。さらに、上セパレータ本体52の貫通穴52f2にホルダ40の凸部49が挿入される(図6参照)。
図5に示すように、プライマリレンズ60は、前面60aとその反対側の後面60bとを含む球状レンズである。前面60aは前方に向かって凸の球状面で、後面60bは後方に向かって凸の球状面である。プライマリレンズ60には、フランジ部62が設けられる。フランジ部62は、前面60aと後面60bとの間において基準軸AXを取り囲むように延びている。
図5に示すように、リテーナ70は、アクリルやポリカーボネイト等の合成樹脂製で、前方側開口端面から後方側開口端面に向かうに従って錐体状に広くなる筒体であるリテーナ本体72を含む。
図5に示すように、セカンダリレンズ80は、アクリルやポリカーボネイト等の合成樹脂製で、レンズ本体82を含む。
レンズ本体82は、前面82aとその反対側の後面82bとを含む(図3及び図4参照)。前面82aはY軸及びZ軸を含む平面に対して平行な平面で、後面82bは後方に向かって凸の球状面である。
レンズ本体82の外周部には、当該レンズ本体82の外周部から後方(X軸方向)に向かって延びた筒状部84が設けられる。
プライマリレンズ60及びセカンダリレンズ80は、焦点F(図8(c)参照)が上セパレータ本体52の前面52aの下端縁(段差付きエッジ部52a1)及び下セパレータ本体53の前面53aの上端縁(段差付きエッジ部53a1)近傍に位置する投影レンズを構成する。この投影レンズの像面湾曲(後方焦点面)は、上セパレータ本体52の前面52aの下端縁(段差付きエッジ部52a1)及び下セパレータ本体53の前面53aの上端縁(段差付きエッジ部53a1)に略一致している。
この投影レンズを構成するプライマリレンズ60及びセカンダリレンズ80としては、例えば、特開2015-79660号公報に記載の球状レンズ及び平凸レンズを用いることができる。
上記構成のセカンダリレンズ80は、レンズ本体82がプライマリレンズ60の前方に配置され、かつ、押さえ部兼ネジ受け部86がリテーナ70のフランジ部76に当接した状態で配置される(図3及び図4参照)。
上記構成の車両用灯具10においては、複数のロービーム用光源32aを点灯すると、当該複数のロービーム用光源32aからの光は、上セパレータ本体52の第1導光部52dの第1入光面52eから入光し、第1導光部52d内を導光され、上セパレータ本体52の前面52aから出光する。これにより、上セパレータ本体52の前面52aに、ロービーム用配光パターンに対応する光度分布が形成される。この光度分布は、カットオフラインCLLo(CL1~CL3)に対応する辺e1~e3(図8(a)参照)を含む。プライマリレンズ60及びセカンダリレンズ80によって構成される投影レンズは、この光度分布を前方に反転投影する。これにより、図9(a)に示すように、上端縁にカットオフラインCL(CL1~CL3)を含むロービーム用配光パターンPLoが形成される。
複数のADB用光源32bを点灯すると、複数のADB用光源32bからの光は、下セパレータ本体53の第2導光部53dの第2入光面53eから入光し、第2導光部53d内を導光され、下セパレータ本体53の前面53aから出光する。これにより、下セパレータ本体53の前面53aに、ADB用配光パターンに対応する光度分布が形成される。
この光度分布は、カットオフラインCLADB(CL1´~CL3´)に対応する辺e1´~e3´(図8(b)参照)を含む。プライマリレンズ60及びセカンダリレンズ80によって構成される投影レンズは、この光度分布を前方に反転投影する。これにより、図9(b)に示すように、下端縁にカットオフラインCLADB(CL1´~CL3´)を含むADB用配光パターンPADBが形成される。なお、図9(b)は、複数のADB用光源32bが4個の場合に形成されるADB用配光パターンPADBを表す。図9(b)中のハッチング領域は、当該領域に対応するADB用光源32bが消灯されていることを表す。
この光度分布は、カットオフラインCLADB(CL1´~CL3´)に対応する辺e1´~e3´(図8(b)参照)を含む。プライマリレンズ60及びセカンダリレンズ80によって構成される投影レンズは、この光度分布を前方に反転投影する。これにより、図9(b)に示すように、下端縁にカットオフラインCLADB(CL1´~CL3´)を含むADB用配光パターンPADBが形成される。なお、図9(b)は、複数のADB用光源32bが4個の場合に形成されるADB用配光パターンPADBを表す。図9(b)中のハッチング領域は、当該領域に対応するADB用光源32bが消灯されていることを表す。
複数のロービーム用光源32a及び複数のADB用光源32bを点灯すると、図9(c)に示すように、ロービーム用配光パターンPLo及びADB用配光パターンPADBを含む合成配光パターンが形成される。
次に、第2実施形態として、上記車両用灯具10を改良した照明装置100(灯具ユニット)の一例について説明する。
図10は、照明装置100の斜視図である。図11は、照明装置100により形成される、配光パターンP100の一例である。図12は、照明装置100(配光パターンP100)により対象物Obを照明している様子を表す図である。
図11に示すように、配光パターンP100は、任意のカットオフラインCL100(カットオフ形状)を有する。
以下、対象物Obが石垣で、任意のカットオフラインCL100が鉛直線に対して左側に角度θ1傾いた斜めカットオフラインである例について説明する。以下、石垣Ob、斜めカットオフラインCL100と記載する。また、図12に示すように、照明装置100は、堀(例えば、水堀)を挟んで石垣の対岸に設置され、石垣Obを照明するものとする。石垣Obの右端部の角部形状は、鉛直線に対して左側に角度θ2傾いた斜辺LRを有している。図12中、石垣Ob(図12中の台形範囲A1)は、配光パターンP100により、斜めカットオフラインCL100と石垣Obの右端部の角部形状(斜辺LR)とが一致(概ね一致)した状態で照明されている。
図13(a)は図10に示す照明装置100の縦断面図、図13(b)は横断面図である。
図13(a)、図13(b)に示すように、照明装置100は、第1実施形態の車両用灯具10と同様、ヒートシンク20、光源モジュール130、ホルダ40、セパレータ150(導光レンズともいう)、プライマリレンズ160、リテーナ70、セカンダリレンズ80等を備えるが、以下の点が相違する。
第1に、第1実施形態の車両用灯具10は、上端縁にカットオフラインCL(CL1~CL3)を含むロービーム用配光パターンPLo(図9(a)参照)を形成するのに対して、第2実施形態の照明装置100は、図11に示すように、上端縁及び下端縁が水平で、かつ、鉛直線に対して左側に角度θ1傾斜した斜めカットオフラインCL100を含む配光パターンP100を形成する点が相違する。
第2に、セパレータの構成が相違する。すなわち、第1実施形態の車両用灯具10においては、ロービーム用配光パターンPLoに対応する光度分布を形成するように構成されたセパレータ50を用いているのに対して、第2実施形態の照明装置100においては、矩形形状の光度分布p100(図17参照)を形成するように構成されたセパレータ150を用いている点が相違する。
第3に、プライマリレンズの構成が相違する。すなわち、第1実施形態の車両用灯具10においては、V溝163が形成されていないプライマリレンズ60を用いているのに対して、第2実施形態の照明装置100においては、V溝163(図18(a)、図18(b)参照)が形成されたプライマリレンズ160を用いている点が相違する。V溝163については、後述する。
第4に、光源が実装された基板の構成が相違する。すなわち、第1実施形態の車両用灯具10においては、ロービーム用光源32a及びADB用光源32bが実装された基板34(図5参照)を用いているのに対して、第2実施形態の照明装置100においては、光源132が実装された基板134(図14参照)を用いている点が相違する。
それ以外、第1実施形態と同様の構成である。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
まず、基板134について説明する。
図14は、基板134の正面図である。
図14に示すように、基板134の前面には、互いに間隔をあけて水平方向(Y軸方向)に一列に配置された光源132a1~132a11が実装されている。以下、光源132a1~132a11を特に区別しない場合、光源132aと記載する。
基板134は、例えば、アルミ等の金属製基板である。光源132aは、例えば、色温度が5000Kの光又は3000Kの光を発光するLEDである。光源132aは、発光面(例えば、1mm角の矩形の発光面)を備えている。光源132aは、発光面の互いに対向する一対の辺e1、辺e2がY軸方向に一致し、かつ、発光面の互いに対向する他の一対の辺e3、e4がZ軸方向に一致した状態で基板134に実装されている。
図15(a)は図13(a)の部分拡大図、図15(b)は図13(b)の部分拡大図である。
図15(a)に示すように、基板134は、ヒートシンク20に取り付けられている。具体的には、基板134は、光源132aが実装された前面の反対側の裏面がヒートシンク20の前面に対向し、かつ、光源132aの発光面が前方(図15(a)中左側)を向きセパレータ150(入光面153e)と対向した状態でヒートシンク20に取り付けられている。ヒートシンク20(前面)と基板134(裏面)との間には、両者の密着性を高め、接触熱抵抗を低減するため、サーマルグリス、熱伝導シート、熱伝導接着材等のTIM(Thermal Interface Materials:熱伝導部材)が設けられる。
次に、セパレータ150の構成例について説明する。
図13(a)に示すように、セパレータ150は、シリコン樹脂製で、前方側(図13(a)中左側)が開口し、後方側(図13(a)中右側)が閉塞したカップ状の部材である。セパレータ150は、上セパレータ本体152と、下セパレータ本体153と、を含む。上セパレータ本体152は基準軸AX(例えば、プライマリレンズ160の光軸)より上に配置され、下セパレータ本体153は基準軸AXより下に配置されている。基準軸AXは、X軸方向に延びている。上セパレータ本体152は、上記第1実施形態で説明した上セパレータ本体152と同様の構成であるため説明を省略する。以下、下セパレータ本体153の構成例を中心に説明する。
図15(a)、図15(b)に示すように、下セパレータ本体153は、光源132a(発光面)が対向する入光面153eと、プライマリレンズ160の後面160bが対向し、かつ、投影レンズ(プライマリレンズ160及びセカンダリレンズ80によって構成される)の焦点面(像面湾曲)に沿って配置された出光面153a(前面)と、入光面153eから入光し出光面153aから出光する光源132aからの光を出光面153aまで導光する導光部153dと、を含む。
図15(a)に示すように、導光部153dは、下セパレータ本体153の上端部から光源132aに向かって延びた部分で、光源132a(発光面)が対向する入光面153e、上面153g、下面153hを含む。入光面153eは、光源132aからの光が下セパレータ本体153(導光部153d)に入光する面で、例えば、YZ平面に対して平行な平面である。上面153g、下面153hは、例えば、XY平面に対して平行な平面である。
図15(b)に示すように、導光部153dは、個別入光部153f1~153d11を含む。個別入光部153f1~153d11は、互いに間隔をあけて水平方向(Y軸方向)に一列に配置されている。以下、個別入光部153f1~153d11を特に区別しない場合、個別入光部153fと記載する。
個別入光部153f1~153d11は、導光部153dを、分割溝153k1~153k12によりY軸方向に分割することで形成される。分割溝153k1~153k12は、入光面153eから出光面153aに向かってX軸方向に延びており、かつ、上面153g及び下面153hを貫通している。以下、分割溝153k1~153k12を特に区別しない場合、分割溝153kと記載する。
個別入光部153fは、入光面153e、上面153g、下面153h(図15(a)参照)、左右一対の側面153m、153n(図15(b)参照)を含む。光源132aは、その発光面が個別入光部153fの入光面153eに対向した状態で配置されている(図15(b)参照)。
次に、下セパレータ本体153の出光面153aに形成される矩形形状の光度分布p100について説明する。
図16は、中央の光源132a1からの光の光路図である。図17は、図16中の太矢印AR1方向から見た下セパレータ本体153の出光面153aに形成される矩形形状の光度分布p100の概略矢視図である。なお、図17中、光源132aは、点線の矩形で描いてある。
図17に示す矩形形状の光度分布p100は、次のようにして形成される。
中央の光源132a1を点灯すると、図16に示すように、中央の光源132a6からの光は、当該中央の光源132a6が対向する個別入光部153f6の入光面153eから入光する。そして、個別入光部153f6に入光した中央の光源132a6からの光のうち、一部の光が上セパレータ本体153の出光面153aから直接出光する。一方、他の一部の光が個別入光部153fの上面153g、下面153h、左右一対の側面153m、153nで全反射されつつ導光部153d(個別入光部153f6)内を導光され、下セパレータ本体153の出光面153aから出光する。これにより、下セパレータ本体153の出光面153aに、図17に示すように、矩形形状の光度分布p100が形成される。
次に、プライマリレンズ160の構成例について説明する。
図13(b)、図15(a)に示すように、プライマリレンズ160は、下セパレータ本体153の出光面153aが対向し、かつ、投影レンズ(プライマリレンズ160及びセカンダリレンズ80によって構成される)の焦点面に沿って配置された後面160b(本発明のレンズ面の一例)を有する。
図18(a)は、図16中の太矢印AR1方向から見たプライマリレンズ160の矢視図である。図18(b)は、図18(a)のA-A断面図である。
図18(a)、図18(b)に示すように、プライマリレンズ160(後面160b)には、V溝163が形成されている。V溝163が本発明の凹部の一例である。なお、図18(a)、図18(b)中、符号162は、プライマリレンズ160に設けられたフランジ部を表す。
図19は、図16中の太矢印AR1方向から見た下セパレータ本体153の出光面153aに形成される矩形形状の光度分布p100及びプライマリレンズ160(後面160b)に形成されたV溝163の概略矢視図である。なお、図19中、光源132aは、点線の矩形で描いてある。
図19に示すように、V溝163は、プライマリレンズ160(後面160b)のうち、出光面153aに形成される矩形形状の光度分布p100の一部に重なる範囲(図19中のハッチング範囲HA)に形成されており、矩形形状の光度分布p100の一部を遮光する遮光部として機能する。
具体的には、V溝163は、プライマリレンズ160(後面160b)のうち、中心の光源132a6を通る鉛直線Lvに対して左側であって、鉛直線Lvに対して左側に角度θ1傾いた一対の直線L1、L2及びY軸に対して平行な一対の直線L3、L4で囲まれた範囲に形成されている。
角度θ1は、例えば、角度θ2(図12参照)と同一角度である。V溝163は、例えば、プライマリレンズ160の後面160bのうち直線L1~L4で囲まれた範囲を切削することで形成される。なお、V溝163は、それ以外の方法、例えば、プライマリレンズ160を射出成形することで形成してもよい。
図18(b)に示すように、V溝163は、基準軸AXの近くに配置された第1面163aと基準軸AXから遠くに配置された第2面163bとを含む。第1面163aは、例えば、XZ平面に対して左側に角度θ3(図18(b)参照)傾いた平面を、さらに、鉛直線Lvに対して左側に角度θ1(図19参照)傾けた平面である。角度θ3は、後述のように第1面163aで全反射され台形形状の配光パターンP100に向かう光(中央の光源132a6からの光)が最大となるように(つまり、配光パターンP100が最も明るくなるように)考慮された角度である。
第2面163bは、例えば、XZ平面に対して平行な平面(図18(b)参照)を、鉛直線Lvに対して左側に角度θ1(図19参照)傾けた平面である。図18(b)及び図19中の符号163cは、第1面163aと第2面163bとの交線を表す。以下、交線163cと呼ぶ。交線163cは、図19中、鉛直線Lvに対して左側に角度θ1傾いた方向に延びている。
以上のように、V溝163は、プライマリレンズ160(後面160b)のうち、出光面153aに形成される矩形形状の光度分布p100の一部に重なる範囲(図19中のハッチング範囲HA)に形成されており、矩形形状の光度分布p100の一部を遮光することで、配光パターンP100中の斜めカットオフラインCL100を規定する。
図11に示す斜めカットオフラインCL100を含む配光パターンP100は、次のようにして形成される。
図20は、中央の光源132a6からの光の光路図である。
まず、光源132a1~光源132a6を点灯する。中央の光源132a6からの光(例えば、図20に示すRay1~4参照)は、当該中央の光源132a6が対向する個別入光部153f6の入光面153eから入光する。そして、個別入光部153f6に入光した中央の光源132a6からの光のうち、一部の光(例えば、図20中の光Ray3、Ray4参照)が下セパレータ本体153の出光面153aから直接出光する。一方、他の一部の光(例えば、図20中の光Ray1、Ray2参照)が個別入光部153fの上面153g、下面153h、左右一対の側面153m、153nで全反射されつつ導光部153d(個別入光部153f6)内を導光され、下セパレータ本体153の出光面153aから出光する。これにより、下セパレータ本体153の出光面153aに、図17に示すように、矩形形状の光度分布p100が形成される。中央の光源132a6以外の光源132a1~光源132a5からの光も同様の経路を辿って出光面153aから出光する。これにより、図示しないが、下セパレータ本体153の出光面153aに、矩形形状の光度分布p100を含む複数の矩形形状の光度分布が形成される。
その際、図19に示すように、下セパレータ本体153の出光面153aに形成される矩形形状の光度分布p100は、プライマリレンズ160(後面160b)に形成されたV溝163により一部(図19中のハッチング範囲HA)が遮光された状態となる。
そして、このV溝163により一部が遮光された状態の矩形形状の光度分布p100、すなわち、図19中、ハッチング範囲HAを除いた台形形状の光度分布p100が、投影レンズ(プライマリレンズ160及びセカンダリレンズ80によって構成される)により前方に反転投影される。同様に、下セパレータ本体153の出光面153aに形成される、矩形形状の光度分布p100以外の矩形形状の光度分布も前方に反転投影される。
これにより、図11に示すように、台形形状の光度分布p100に対応する台形形状の配光パターンP100が形成される。配光パターンP100は、V溝163により規定される斜めカットオフラインCL100を含む。
上記のようにして形成される配光パターンP100により、斜めカットオフラインCL100と石垣Obの右端部の角部形状(斜辺LR)とが一致(概ね一致)した状態で石垣Ob(図12中の台形範囲A1)を照明することができる。
以上説明したように、第2実施形態によれば、任意のカットオフライン(カットオフ形状)を有する配光パターンを形成することができる。
例えば、図19に示すように、V溝163を、プライマリレンズ160(後面160b)のうち、中心の光源132a6を通る鉛直線Lvに対して左側であって、鉛直線Lvに対して左側に角度θ1傾いた一対の直線L1、L2及びY軸に対して平行な一対の直線L3、L4で囲まれた範囲に形成することで、図11に示すように、V溝163(直線L1)により規定される斜めカットオフラインCL100を含む配光パターンP100を形成することができる。
また例えば、図24(a)に示すように、V溝163を、プライマリレンズ160の後面160bのうち、鉛直線Lvに対して左側、かつ、Z軸に対して平行な一対の直線L9、L10及びY軸に対して平行な一対の直線L11、L12で囲まれた範囲に形成することで、図示しないが、V溝163(直線L9)により規定されるカットオフラインを含む配光パターンを形成することができる。
また例えば、図24(b)に示すように、図24(a)に示す範囲を、鉛直線Lvに対して右側に所定角度傾けた範囲に、V溝163を形成することで、図示しないが、V溝163(直線L13)により規定されるカットオフラインを含む配光パターンを形成することができる。
また例えば、図25に示すように、V溝163を、プライマリレンズ160の後面160bのうち、鉛直線Lvに対して右側に形成することで、図11に示す配光パターンP100を左右反転させた配光パターンを形成することができる。なお、図25中のV溝163は、図19に示すV溝163を左右反転させたものに相当する。
また、例えば、V溝163(直線L1、L2)の角度(図19中の角度θ1参照)を調整することで、斜めカットオフラインCL100の角度(図11中の角度θ1参照)が変更された配光パターンP100を形成することができる。
また、V溝163の形状を変えることで、例えば、図11に示す配光パターンP100を上下反転させた逆台形の配光パターンを形成することができる。また、カットオフラインが鉛直線の配光パターンを形成することもできる。これら配光パターン(カットオフライン)を組み合わせることで、複雑な形状の対象物(例えば、建造物)の端部(角部等)をシャープな配光パターンで照明することができる。また、V溝163の直線L1(図19参照)に代えて曲線(例えば、対象物の角部形状に対応する曲線)を用いてもよい。このようにすれば、当該曲線に対応する曲線状のカットオフラインを有する配光パターンP100を形成することができる。
また、第2実施形態によれば、図12に示すように、斜めカットオフラインCL100と石垣Obの右端部の角部形状(斜辺LR)とが一致(概ね一致)した状態で石垣Ob(図12中の台形範囲A1)を照明した場合、斜めカットオフラインCL100に対して右側(図12中右側)に光が照射されるのが抑制されるため、グレア(例えば、周辺道路に照射される光)の発生が抑制される。
また、第2実施形態によれば、光の利用率が向上する。これは次の理由による。
すなわち、矩形形状の光度分布p100の一部(図19中のハッチング範囲HA)が遮光膜ではなく、V溝163で遮光されているため、下セパレータ本体153の出光面153aから出光する中央の光源132a6からの光(迷光)の少なくとも一部が、V溝163(全反射面である第1面163a)で全反射されて台形形状の配光パターンP100に向かう。
例えば、図20に示すように、下セパレータ本体153の出光面153aから出光し、V溝163(第1面163a)で全反射される中央の光源132a6からの光Ray1、Ray2は、逆方向に延長した場合(図20中、一点鎖線参照)、位置a、位置bにおいて台形形状の光度分布p100と交差する。この場合、V溝163(第1面163a)で全反射される中央の光源132a6からの光Ray1、Ray2は、それぞれ、台形形状の配光パターンP100(図11参照)中の、位置aに対応する位置A、位置bに対応する位置Bに向かう。下セパレータ本体153の出光面153aから出光し、V溝163(第1面163a)で全反射される中央の光源132a6からの光のうち光Ray1、Ray2以外の光についても同様である。その結果、矩形形状の光度分布p100の一部(図19中のハッチング範囲HA)を例えば反射率が相対的に低い遮光膜で遮光する場合と比べ、光の利用率が向上する。つまり、遮光部として、V溝163を用いる場合、反射率が相対的に低い遮光膜を用いる場合と比べ、配光パターンP100が明るくなる。
また、第2実施形態によれば、台形形状の配光パターンP100(図11参照)のうち右端部の光度を相対的に高くすることができる。これは、次の理由による。
すなわち、図15(b)に示すように、中央の光源132a6が対向する個別入光部153f6のY軸方向の両側の分割溝153k6、153k7は、他の分割溝153kと比べX軸方向の深さD1が深い。そのため、中央の光源132a6からの光により形成される矩形形状の光度分布p100(図17参照)は、中央の光源132a6以外の光源132a1~光源132a5からの光により形成される矩形形状の光度分布(図示せず)と比べ、明るいものとなる。
その結果、下セパレータ本体153の出光面153aに形成される、矩形形状の光度分布p100及びその他の矩形形状の光度分布が反転投影されることで形成される台形形状の配光パターンP100(図11参照)は、その右端部の光度が相対的に高くなる。なお、図11中、配光パターンP100は、矩形B1、矩形B2、矩形B3の順に光度が低くなっていることを表す。
また、第2実施形態によれば、明暗比が高いシャープな斜めカットオフラインCL100(図11参照)含むシャープな配光パターンP100を形成することができる。
これは、主に、上記のように、台形形状の配光パターンP100(図11参照)のうち右端部の光度が相対的に高くなることによるものである。
また、第2実施形態によれば、以上のように、明暗比が高いシャープな斜めカットオフラインCL100を含み、かつ、右端部の光度が相対的に高い台形形状のシャープな配光パターンP100(図11参照)により、斜めカットオフラインCL100と石垣Obの右端部の角部形状(斜辺LR)とが一致(概ね一致)した状態で石垣Ob(図12中の台形範囲A1)を照明することで(図12参照)、石垣Ob(図12中の台形範囲A1)を強く光らせシャープな見栄えを実現することができる。
次に、変形例について説明する。
図21は、照明装置100の変形例である。
上記第2実施形態では、遮光部としてプライマリレンズ160(後面160b)に形成されたV溝163を用いた例について説明したが、これに限らない。
例えば、図21(a)に示すように、V溝163を用いることなく、一部がカットされた形状の下セパレータ本体153を用いてもよい。この場合、V溝163が形成されていないプライマリレンズ160を用いる。
図21(a)において、下セパレータ本体153は、図19に示す直線L1に沿ってカットされ、左側が除去された形状に構成されている。図21(b)に示すように、この下セパレータ本体153の出光面153a(外形)は、斜めカットオフラインCL100(図11参照)に対応する斜辺e153aを有している。この場合、光源132aからの漏れ光Ray5(図21(a)参照)が下セパレータ本体153を介さず直接プライマリレンズ160に入光してグレアが発生するのを抑制するため、当該漏れ光Ray5を遮光する遮蔽物(例えば、遮光膜。図示せず)を設けるのが望ましい。当該遮蔽物は、投影レンズの焦点面付近又は光源132a付近に配置するのが望ましい。
図21(a)中3つの光源132aを点灯すると、各々の光源132aからの光が下セパレータ本体153の出光面152a出光面152aから出光し、これにより、下セパレータ本体153の出光面153aに、当該出光面153aの外形(図21(b)参照)と同じ外形を有する光度分布が形成される。
そして、この光度分布が、投影レンズ(プライマリレンズ160及びセカンダリレンズ80によって構成される)により前方に反転投影される。これにより、図11に示すように、この光度分布に対応する台形形状の配光パターンP100が形成される。配光パターンP100は、出光面153aの外形(斜辺e153a)に対応する斜めカットオフラインCL100を含む。
図22は、照明装置100の他の変形例である。
図22に示すように、遮光部としてV溝163に代えて遮光膜157を用いてもよい。この場合、V溝163が形成されていないプライマリレンズ160を用いる。遮光膜157は、プライマリレンズ160とセパレータ150の出光面153aとの間に配置されていればよく、例えば、下セパレータ本体153の出光面153aに設けてもよいし(図23参照)、プライマリレンズ160の後面160bに設けてもよい。
遮光膜157は、例えば、下セパレータ本体153の出光面153aのうち図19中のハッチング範囲HAに対して不透明な塗装を施すことで設けてもよいし、プライマリレンズ160の後面160bのうち図19中のハッチング範囲HAに対して不透明な塗装を施すことで設けてもよい。
図23は、照明装置100の他の変形例である。
上記第2実施形態では、プライマリレンズ160の後面160bが、投影レンズ(プライマリレンズ160及びセカンダリレンズ80によって構成される)の焦点面に沿って配置されている例について説明したが、これに限らない。
例えば、図23に示すように、プライマリレンズ160の後面160bは、投影レンズ(プライマリレンズ160及びセカンダリレンズ80によって構成される)の焦点面FPに沿って配置されていなくてもよい。すなわち、プライマリレンズ160の後面160bと焦点面FP(下セパレータ本体153の出光面153a)との間に空間Sが存在していてもよい。
また、上記第2実施形態では、投影レンズとして二枚のレンズ(プライマリレンズ160及びセカンダリレンズ80)を用いた例について説明したが、これに限らない。例えば、図示しないが、投影レンズとして一枚のレンズ又は三枚以上のレンズを用いてもよい。
また、上記第2実施形態では、照明装置100が照明する対象物が石垣である例について説明したが、これに限らない。すなわち、照明装置100が照明する対象物は、石垣以外の建造物であってもよいし、その他の物であってもよい。
また、上記第2実施形態では、光源132a1~132a11が実装された基板134を用いた例について説明したが、これに限らない。すなわち、第2実施形態では、光源132a1~132a6のみを点灯させるため、光源132a1~132a6のみが実装され、光源132a7~132a11が省略された基板を用いてもよい。
また、上記第2実施形態では、凹部としてV溝163を用いた例について説明したが、これに限らない。すなわち、凹部は、第1面163a又はこれに相当する全反射面を備えていればよく、V溝163以外の凹部であってもよい。
次に、第3実施形態として、第2実施形態の照明装置100に加え、照明装置101、102、103を用いて、対象物を照明する例について説明する。
図26は、照明装置100、101、102、103(配光パターンP100~P103)により対象物Obを照明している様子を表す図である。
以下、対象物Obが石垣である例について説明する。以下、石垣Obと記載する。また、図26に示すように、照明装置100、101、102、103は、堀(例えば、水堀)を挟んで石垣の対岸に設置され、石垣Obを照明するものとする。図26中、石垣Ob(図26中の右角部台形範囲A1、中央右矩形範囲A2、中央左矩形範囲A3、左角部台形範囲A4)は、配光パターンP100~P103により照明されている。
まず、照明装置101の構成例について説明する。
照明装置101は、V溝163が形成されていないプライマリレンズ160を用いている点が相違する。それ以外、照明装置100と同様に構成されている。照明装置101によれば、V溝163が形成されていないプライマリレンズ160を用いているため、光源132a1~132a11のうち適宜の位置、数の光源を点灯することで、石垣の中央右矩形範囲A2に対応する矩形形状の配光パターンP101(図26参照)を形成することができる。この配光パターンP101により、石垣の中央右矩形範囲A2を照明することができる。なお、配光パターンP101は、光源132a1~132a11のうち適宜の位置、数の光源を点灯することで、水平方向(Y軸方向)の長さを調整することができる。
次に、照明装置102の構成例について説明する。
照明装置102は、V溝163が形成されていないプライマリレンズ160を用いている点が相違する。それ以外、照明装置100と同様に構成されている。照明装置102によれば、V溝163が形成されていないプライマリレンズ160を用いているため、光源132a1~132a11のうち適宜の位置、数の光源を点灯することで、石垣の中央左矩形範囲A3に対応する矩形形状の配光パターンP102(図26参照)を形成することができる。この配光パターンP101により、石垣の中央左矩形範囲A3を照明することができる。なお、配光パターンP102は、光源132a1~132a11のうち適宜の位置、数の光源を点灯することで、水平方向(Y軸方向)の長さを調整することができる。
次に、照明装置103の構成例について説明する。
照明装置103においては、図25に示すように、V溝163が、プライマリレンズ160の後面160bのうち、鉛直線Lvに対して右側に形成されている点が相違する。それ以外、照明装置100と同様に構成されている。
照明装置103によれば、光源132a6~光源132a11を点灯することで、図11に示す配光パターンP100を左右反転させた配光パターンP103を形成することができる。
この配光パターンP103により、斜めカットオフラインCL103と石垣Obの左端部の角部形状(斜辺LL)とが一致(概ね一致)した状態で石垣Ob(図26中の台形範囲A4)を照明することができる。
以上説明したように、第3実施形態によれば、照明装置100、101、102、103により、石垣Ob(図26中の右角部台形範囲A1、中央右矩形範囲A2、中央左矩形範囲A3、左角部台形範囲A4)を照明することができる。
また、第3実施形態によれば、光源132a1~132a11のうち適宜の位置、数の光源を点灯することで、水平方向(Y軸方向)の長さが調整された矩形形状の配光パターンP101、P102を形成することができる。
次に、第4実施形態として、色温度切り替え可能な照明装置200、201、202、203を用いて、対象物を照明する例について説明する。
図27は、照明装置200、201、202、203(配光パターンP200~P203)により対象物Obを照明している様子を表す図である。
以下、対象物Obが石垣である例について説明する。以下、石垣Obと記載する。また、図27に示すように、照明装置200、201、202、203は、堀(例えば、水堀)を挟んで石垣の対岸に設置され、石垣Obを照明するものとする。図27中、石垣Ob(図27中の右角部台形範囲A1、中央右矩形範囲A2、中央左矩形範囲A3、左角部台形範囲A4)は、配光パターンP200~P203により照明されている。
まず、照明装置200の構成例について説明する。
図28は、照明装置200の概略構成図(正面図)である。
図28に示すように、照明装置200は、第1の色温度(例えば、5000K)の光を発光する光源132aを用いた4つの照明装置100(以下照明装置100Aと呼ぶ)と第2の色温度(例えば、3000K)の光を発光する光源132aを用いた5つの照明装置100(以下、照明装置100Bと呼ぶ)とを組み合わせることで構成される。照明装置100Aと照明装置100Bは、色温度が互いに相違する点以外、照明装置100と同一の構成である。照明装置100A、100Bは、例えば、図28に示すように、3×3の格子状に配置されている。照明装置100A、100Bは、これ以外のパターンで配置されていてもよい。
照明装置200によれば、照明装置100Aの光源132a1~132a6又は照明装置100Bの光源132a1~132a6を点灯することで、石垣の右角部台形範囲A1に対応する台形形状の配光パターンP200(図27参照)を形成することができる。この配光パターンP200により、石垣の右角部台形範囲A1を第1の色温度(例えば、5000K)の光又は第2の色温度(例えば、3000K)の光で照明することができる。なお、台形形状の配光パターンP200は、各々の照明装置100Aにより形成される第1の色温度(例えば、5000K)の台形形状の配光パターンP100(図26参照)が重畳されたもの、又は、各々の照明装置100Bにより形成される第2の色温度(例えば、3000K)の台形形状の配光パターンP100(図26参照)が重畳されたものである。
次に、照明装置201の構成例について説明する。
照明装置201は、図示しないが、第1の色温度(例えば、5000K)の光を発光する光源132aを用いた4つの照明装置101(以下照明装置101Aと呼ぶ)と第2の色温度(例えば、3000K)の光を発光する光源132aを用いた5つの照明装置101(以下、照明装置101Bと呼ぶ)とを組み合わせることで構成される。照明装置101Aと照明装置101Bは、色温度が互いに相違する点以外、照明装置101と同一の構成である。照明装置101A、101Bは、例えば、図28に示すのと同様に、3×3の格子状に配置されている(図示略)。照明装置101A、101Bは、これ以外のパターンで配置されていてもよい。
照明装置201によれば、石垣の中央右矩形範囲A2に対応する矩形形状の配光パターンP201(図27参照)を形成することができる。この配光パターンP201により、石垣の中央右矩形範囲A2を第1の色温度(例えば、5000K)の光又は第2の色温度(例えば、3000K)の光で照明することができる。なお、矩形形状の配光パターンP201は、各々の照明装置101Aにより形成される第1の色温度(例えば、5000K)の矩形形状の配光パターンP101(図26参照)が重畳されたもの、又は、各々の照明装置101Bにより形成される第2の色温度(例えば、3000K)の矩形形状の配光パターンP101(図26参照)が重畳されたものである。
次に、照明装置202の構成例について説明する。
照明装置202は、図示しないが、第1の色温度(例えば、5000K)の光を発光する光源132aを用いた4つの照明装置102(以下照明装置102Aと呼ぶ)と第2の色温度(例えば、3000K)の光を発光する光源132aを用いた5つの照明装置102(以下、照明装置102Bと呼ぶ)とを組み合わせることで構成される。照明装置102Aと照明装置102Bは、色温度が互いに相違する点以外、照明装置102と同一の構成である。照明装置102A、102Bは、例えば、図28に示すのと同様に、3×3の格子状に配置されている(図示略)。照明装置102A、102Bは、これ以外のパターンで配置されていてもよい。
照明装置202によれば、石垣の中央左矩形範囲A3に対応する矩形形状の配光パターンP202(図27参照)を形成することができる。この配光パターンP202により、石垣の中央左矩形範囲A3を第1の色温度(例えば、5000K)の光又は第2の色温度(例えば、3000K)の光で照明することができる。なお、矩形形状の配光パターンP202は、各々の照明装置102Aにより形成される第1の色温度(例えば、5000K)の矩形形状の配光パターンP102(図26参照)が重畳されたもの、又は、各々の照明装置102Bにより形成される第2の色温度(例えば、3000K)の矩形形状の配光パターンP102(図26参照)が重畳されたものである。
次に、照明装置203の構成例について説明する。
照明装置203は、第1の色温度(例えば、5000K)の光を発光する光源132aを用いた4つの照明装置103(以下照明装置103Aと呼ぶ)と第2の色温度(例えば、3000K)の光を発光する光源132aを用いた5つの照明装置103(以下、照明装置103Bと呼ぶ)とを組み合わせることで構成される。照明装置103Aと照明装置103Bは、色温度が互いに相違する点以外、照明装置103と同一の構成である。照明装置103A、103Bは、例えば、例えば、図28に示すのと同様に、3×3の格子状に配置されている。照明装置100A、100Bは、これ以外のパターンで配置されていてもよい。
照明装置203によれば、照明装置103Aの光源132a6~132a11又は照明装置103Bの光源132a6~132a11を点灯することで、石垣の左角部台形範囲A4に対応する台形形状の配光パターンP203(図27参照)を形成することができる。なお、台形形状の配光パターンP203は、各々の照明装置103Aにより形成される第1の色温度(例えば、5000K)の台形形状の配光パターンP103(図26参照)が重畳されたもの、又は、各々の照明装置100Bにより形成される第2の色温度(例えば、3000K)の台形形状の配光パターンP103(図26参照)が重畳されたものである。
以上説明したように、第4実施形態によれば、対象物を照射する光の色温度を切り替えることができる。例えば、夏には、照明装置200、201、202、203により、第1の色温度(例えば、5000K)の光(青系の光)で、石垣Ob(図27中の右角部台形範囲A1、中央右矩形範囲A2、中央左矩形範囲A3、左角部台形範囲A4)を照明することで、清涼感を演出することができる。また、例えば、冬には、照明装置200、201、202、203により、第2の色温度(例えば、3000K)の光(赤系の光)で、石垣Ob(図27中の右角部台形範囲A1、中央右矩形範囲A2、中央左矩形範囲A3、左角部台形範囲A4)を照明することで、暖かみを演出することができる。
上記実施形態で示した数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができるのは無論である。
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。上記実施形態の記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。
10…車両用灯具、20…ヒートシンク、22…ベース、22a…前面、22a1…光源モジュール実装面、22a2…周囲面、22a3…ホルダ当接面、22a4…リテーナ当接面、22a5…ネジ穴、22a6…位置決めピン、22b…後面、22c…ネジ穴、24…第1延長部、26…第2延長部、28…放熱フィン、30…光源モジュール、32a…ロービーム用光源、32b…ADB用光源、34…基板、34a…貫通穴、34c…コネクタ、40…ホルダ、40a…前方側開口端面、42…ホルダ本体、42a…前面、42c…貫通穴、44…筒状部、46…フランジ部、48…凸部、49…凸部、50、50A…セパレータ、52、52A…上セパレータ本体、52a、52Aa…前面、52a
1…段差付きエッジ部、52a2…延長エッジ部、52a3…延長エッジ部、52b、52Ab…後面、52c…下端面、52d…第1導光部、52e…第1入光面、52f…フランジ部、52f1…貫通穴、52f2…貫通穴、52g…導光部、52h…入光面、53…下セパレータ本体、53a…前面、53a1…段差付きエッジ部、53a2…延長エッジ部、53a3…延長エッジ部、53b…後面、53c…上端面、53d…第2導光部、53e…第2入光面、53f…フランジ部、53f1…貫通穴、53g…導光部、53h…入光面、60、60A…プライマリレンズ、60a…前面、60b、60Ab…後面、60Ab1…上入光面、60Ab2…下入光面、62…フランジ部、70…リテーナ、72…リテーナ本体、76…フランジ部、80…セカンダリレンズ、82…レンズ本体、82a…前面、82b…後面、84…筒状部、86…押さえ部兼ネジ受け部、88…位置決めピン、AX…基準軸、CL…カットオフライン、CL1…左水平カットオフライン、CL2…右水平カットオフライン、CL3…カットオフライン、CLADB…カットオフライン、CLLo…カットオフライン、F…焦点、N1、N2…ネジ、PADB…ADB用配光パターン、PLo…ロービーム用配光パターン、100~103…照明装置、130…光源モジュール、132…光源、134…基板、150…セパレータ、153…下セパレータ本体、153a…出光面、153d…導光部、153e…入光面、153f…個別入光部、153g…上面、153h…下面、153k…分割溝、153m、153n…側面、153…下セパレータ本体、157…遮光膜、160…プライマリレンズ、160b…後面、163…遮光部(V溝)、163a…第1面、163b…第2面、163c…交線、200~203…照明装置
1…段差付きエッジ部、52a2…延長エッジ部、52a3…延長エッジ部、52b、52Ab…後面、52c…下端面、52d…第1導光部、52e…第1入光面、52f…フランジ部、52f1…貫通穴、52f2…貫通穴、52g…導光部、52h…入光面、53…下セパレータ本体、53a…前面、53a1…段差付きエッジ部、53a2…延長エッジ部、53a3…延長エッジ部、53b…後面、53c…上端面、53d…第2導光部、53e…第2入光面、53f…フランジ部、53f1…貫通穴、53g…導光部、53h…入光面、60、60A…プライマリレンズ、60a…前面、60b、60Ab…後面、60Ab1…上入光面、60Ab2…下入光面、62…フランジ部、70…リテーナ、72…リテーナ本体、76…フランジ部、80…セカンダリレンズ、82…レンズ本体、82a…前面、82b…後面、84…筒状部、86…押さえ部兼ネジ受け部、88…位置決めピン、AX…基準軸、CL…カットオフライン、CL1…左水平カットオフライン、CL2…右水平カットオフライン、CL3…カットオフライン、CLADB…カットオフライン、CLLo…カットオフライン、F…焦点、N1、N2…ネジ、PADB…ADB用配光パターン、PLo…ロービーム用配光パターン、100~103…照明装置、130…光源モジュール、132…光源、134…基板、150…セパレータ、153…下セパレータ本体、153a…出光面、153d…導光部、153e…入光面、153f…個別入光部、153g…上面、153h…下面、153k…分割溝、153m、153n…側面、153…下セパレータ本体、157…遮光膜、160…プライマリレンズ、160b…後面、163…遮光部(V溝)、163a…第1面、163b…第2面、163c…交線、200~203…照明装置
Claims (9)
- 少なくとも一つの光源と、前記光源の前方に配置されたセパレータと、前記セパレータの前方に配置された投影レンズと、を備えた照明装置であって、
前記セパレータは、前記光源が対向する入光面と、前記投影レンズが対向し、かつ、前記投影レンズの焦点面に沿って配置された出光面と、前記入光面から入光し前記出光面から出光する前記光源からの光を前記出光面まで導光する導光部と、を含み、
さらに、前記光源からの光が出光することで前記出光面に形成される光度分布の一部を遮光する遮光部を含み、
前記投影レンズは、前記遮光部により一部が遮光された前記光度分布を反転投影することで、カットオフラインを含む配光パターンを形成する照明装置。 - 前記投影レンズは、前記セパレータの前記出光面が対向し、かつ、前記投影レンズの焦点面に沿って配置されたレンズ面を有し、
前記投影レンズの前記レンズ面には、前記遮光部として機能する凹部が形成されている請求項1に記載の照明装置。 - 前記凹部は、前記入光面から入光し前記出光面から出光する前記光源からの光のうち当該凹部に入射する光の少なくとも一部を、全反射する全反射面を含み、
前記全反射面は、当該全反射面で全反射された光を逆方向に延長した場合、当該延長した光が前記光度分布と交差するように構成されている請求項2に記載の照明装置。 - 前記遮光部は、前記投影レンズと前記セパレータの前記出光面との間に配置された遮光膜である請求項1に記載の照明装置。
- 前記遮光膜は、前記セパレータの前記出光面に設けられている請求項4に記載の照明装置。
- 前記投影レンズは、前記セパレータの前記出光面が対向し、かつ、前記投影レンズの焦点面に沿って配置されたレンズ面を有し、
前記遮光膜は、前記投影レンズの前記レンズ面に設けられている請求項4に記載の照明装置。 - 少なくとも一つの光源と、前記光源の前方に配置されたセパレータと、前記セパレータの前方に配置された投影レンズと、を備えた照明装置であって、
前記セパレータは、前記光源が対向する入光面と、前記投影レンズが対向し、かつ、前記投影レンズの焦点面に沿って配置された出光面と、前記入光面から入光し前記出光面から出光する前記光源からの光を前記出光面まで導光する導光部と、を含み、
前記投影レンズは、前記光源からの光が出光することで前記出光面に形成される光度分布を反転投影することで、カットオフラインを含む配光パターンを形成し、
前記配光パターンは、当該配光パターンの左端部及び右端部のうち少なくとも一方に前記カットオフラインを有し、
前記セパレータの前記出光面は、前記カットオフラインに対応する外形を有する照明装置。 - 前記カットオフラインは、対象物の角部形状に対応する形状であり、
前記配光パターンは、前記カットオフラインと前記対象物の角部形状とが一致した状態で、前記対象物に形成される請求項1から7のいずれか1項に記載の照明装置。 - 請求項1から8のいずれか1項に記載の第1照明装置と、
請求項1から8のいずれか1項に記載の第2照明装置と、を備え、
前記第1照明装置を構成する前記光源が発光する光の色温度と前記第2照明装置を構成する前記光源が発光する光の色温度は、互いに異なる照明装置。
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