JP4048831B2

JP4048831B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP4048831B2
Application number: JP2002143756A
Authority: JP
Inventors: 孝行神谷; 光博苗代; 和司野田; 浩史伊藤; 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: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: JP2003281908A

Description

【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、
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３２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４１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LED２０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LED２０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LED２０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１００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１０２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１０４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８０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１０１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１０１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

Claims

蛍光体を用いて白色光を得るチップ型の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凸レンズ状の第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凸レンズ状の第２レンズと、
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であって、前記第１レンズの周囲に配置されるリフレクタと、
を備え、
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、
平面視における、前記ＬＥＤの中心と、前記第１レンズの中心と、前記第２レンズの中心を一致させた、照明装置。
前記第２レンズは、その表面曲率が第１レンズのそれよりも緩やかであり、且つその外径は第１レンズのそれよりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の照明装置。
前記リフレクタで反射された光が、前記第２レンズを介さずに外部放射するように前記リフレクタを配置したことを特徴とする、請求項２に記載の照明装置。
前記リフレクタは、前記第１レンズと前記第２レンズとの間に設置されていることを特徴とする、請求項３に記載の照明装置。
前記蛍光体が、青色系の光を受けて黄色〜黄緑色系の蛍光を発する蛍光体である、請求項４に記載の照明装置。