JP4887547B2 - Lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、線状の照明を行なうための照明装置に関する。 The present invention relates to an illumination device for performing linear illumination.
従来、例えばスキャナ等の光源としては、所謂線状光源装置が使用されており、このような線状光源装置としては、例えば特許文献1に示す照明装置が知られている。
この特許文献1による照明装置は、図11に示すように構成されている。
Conventionally, for example, a so-called linear light source device has been used as a light source for a scanner or the like.
The illumination device according to
即ち、図11において、照明装置1は、光を照射する光源2と、光源2から照射される光を集光する集光手段3と、集光手段3により集光された光を細長い形状に成形する光束整形手段4と、光束整形手段4により整形された細長い形状の光を投射対象物5に対して投射する投光手段6と、から構成されている。
That is, in FIG. 11, the
上記光源2は、長手方向(紙面垂直方向)に延びる線状の光源である。
上記集光手段3は、図示の場合、長手方向に沿って延び、光源2を光出射方向後方(紙面左方)から包囲するように湾曲した曲面反射鏡として構成されている。
これにより、光源2から上記集光手段3に入射した光は、この集光手段によって光照射方向前方(紙面右方)に向かってほぼ平行な光を反射する。
The
In the illustrated case, the light condensing means 3 is configured as a curved reflecting mirror that extends along the longitudinal direction and is curved so as to surround the
As a result, the light incident on the condensing means 3 from the
上記光束整形手段4は、図示の場合、長手方向に延びるスリット4aを備えた板状の遮光部材から構成されており、光源2及び集光手段3からの光を光照射方向前方に向かって透過させるようになっている。
上記投光手段6は、長手方向に延びるシリンドリカルレンズであって、スリット4aを透過した光を集束して、光照射方向の前方にて所定距離に配置された投射対象物5に対して結像させるようになっている。
In the illustrated case, the light beam shaping means 4 is composed of a plate-shaped light shielding member having a slit 4a extending in the longitudinal direction, and transmits light from the
The light projecting means 6 is a cylindrical lens extending in the longitudinal direction, focuses the light transmitted through the slit 4a, and forms an image on the
このような構成の照明装置1によれば、上記光源2から出射した光は、その一部が直接に、また他の一部が集光手段3により反射・集光された後に、光束整形手段4のスリット4aを通過し、さらに投光手段6により集光されて、所定距離だけ前方に位置する投影対象物5上に集束する。
これにより、スリット4aの明るく細長い形状が、投光手段6により上記投影対象物5の表面に投影され、線状に照明されることになる。
As a result, the bright and elongated shape of the slit 4a is projected onto the surface of the
ところで、上記特許文献1の目的は、歪みのない平行光を照射することにあるが、投光手段6であるシリンドリカルレンズにより所望の方向への照射光を制御できるのは、図12(A)に示すように、シリンドリカルレンズ6の横断面を通るような光、即ちシリンドリカルレンズ6の軸Cに対して垂直に入射する光L1のみである。
このような垂直光L1が、シリンドリカルレンズ即ち投光手段6に入射したとき、図12(B)に示すように、シリンドリカルレンズ内における光路長はシリンドリカルレンズの厚さtと同じになり、設計通りに、くっきりとした照射パターンが得られることになる。
この場合、照射パターンにおける長手方向に垂直な方向の輝度分布は、図12(C)に示すように、方形となり、照射パターンがほぼ一定の輝度を有している。
By the way, although the purpose of the above-mentioned
When such vertical light L1 enters the cylindrical lens, that is, the light projecting means 6, as shown in FIG. 12B, the optical path length in the cylindrical lens becomes the same as the thickness t of the cylindrical lens, as designed. In addition, a clear irradiation pattern can be obtained.
In this case, the luminance distribution in the direction perpendicular to the longitudinal direction in the irradiation pattern is square as shown in FIG. 12C, and the irradiation pattern has a substantially constant luminance.
これに対して、図13(A)に示すように、シリンドリカルレンズに対して、斜めに光が入射すると、この斜め光L2のシリンドリカルレンズ内における光路長は、その厚さtより長いt’となり、設計値からずれることになる。このため、前述した投影対象物5の表面に結像しなくなる。
On the other hand, as shown in FIG. 13A, when light is incident on the cylindrical lens obliquely, the optical path length of the oblique light L2 in the cylindrical lens becomes t ′ longer than the thickness t. , Will deviate from the design value. For this reason, no image is formed on the surface of the
従って、このような斜め光L2が、シリンドリカルレンズ即ち投光手段6に入射したとき、図13(B)に示すように、長手方向の両側縁がぼやけた照射パターンが得られることになる。
この場合、照射パターンにおける長手方向に垂直な方向の輝度分布は、図13(C)に示すように、なだらかな山型となり、照射パターンが歪んでしまうことになる。
Therefore, when such oblique light L2 enters the cylindrical lens, that is, the light projecting means 6, as shown in FIG. 13B, an irradiation pattern in which both side edges in the longitudinal direction are blurred is obtained.
In this case, the luminance distribution in the direction perpendicular to the longitudinal direction in the irradiation pattern becomes a gentle mountain shape as shown in FIG. 13C, and the irradiation pattern is distorted.
実際には、図14に示すように、スリット4aを通過した光が、シリンドリカルレンズ6の長手方向に放射状に出射することから、目的とする平行な照射光を保持することができない。このため、照射パターンは、図15(A)に示すように、シリンドリカルレンズ6の両端付近にて、照射パターンが幅方向(照射パターンにおける長手方向に垂直な方向)に大きくぼけることになり、図15(B)に示すように、輝度が低下することになる。
Actually, as shown in FIG. 14, the light that has passed through the slit 4 a is emitted radially in the longitudinal direction of the
また、図16にて矢印で示すように、シリンドリカルレンズ6に対して、左右方向の入射角度が大きい斜め入射光L3の場合、入射角度がある角度を超えると、シリンドリカルレンズ6の入射面または出射面にて臨界角を超えることになって、入射面外面または出射面内面にて全反射することになる。このため、図17(A)に示すように、シリンドリカルレンズ6の両端付近にて、照射パターンが形成されなくなると共に、図17(B)に示すように、輝度が大きく低下してしまうことから、照射パターンの長手方向に関して大きさに限界がある。
Further, as shown by arrows in FIG. 16, in the case of the oblique incident light L <b> 3 having a large incident angle in the left-right direction with respect to the
これに対して、上述した照明装置1においては、例えば図18に示すように、線状でない光源、例えば点光源(スリット)4bを使用した場合には、入射角度が大きくなるにつれて、図19(A)に示すように、照射パターンのボケが大きくなって、幅が広くなる。また、入射角度が大きい領域では、図19(B)に示すように、急激に輝度が低下してしまい、正しく照射パターンを形成することができなくなってしまう。
On the other hand, in the
これに対して、光源として線状光源を使用する場合には、上述した垂直入射光を得るためには、線状光源を、投影対象物とほぼ同じ長さに構成する必要があり、線状光源が大型化してしまうことから、コストが高くなってしまう。 On the other hand, when a linear light source is used as the light source, in order to obtain the above-described normal incident light, it is necessary to configure the linear light source with substantially the same length as the projection object. Since the light source is enlarged, the cost is increased.
本発明は、以上の点から、簡単な構成により、小型の光源を使用して広い範囲に線状の照射パターンを形成するようにした照明装置を提供することを目的としている。 In view of the above, an object of the present invention is to provide an illumination device that forms a linear irradiation pattern in a wide range using a small light source with a simple configuration.
上記目的は、本発明によれば、光源と、所定の設計断面を光源と反対側に突出する弧状に掃引することにより得られる形状の少なくとも一部から成るレンズと、を含んでいることを特徴とする、照明装置により、達成される。 According to the present invention, the above object includes a light source and a lens formed of at least a part of a shape obtained by sweeping a predetermined design cross section in an arc shape protruding to the opposite side of the light source. This is achieved by the lighting device.
本発明による照明装置は、好ましくは、上記レンズの設計断面が、片面または両面にて球面または非球面となる形状を有している。 The illumination device according to the present invention preferably has a shape in which the design cross section of the lens is spherical or aspheric on one or both sides.
本発明による照明装置は、好ましくは、上記光源とレンズとの間に、レンズの掃引方向とほぼ平行に延びる長い開口を備えた遮蔽部材が配置されている。 In the illumination device according to the present invention, preferably, a shielding member having a long opening extending substantially parallel to the sweeping direction of the lens is disposed between the light source and the lens.
本発明による照明装置は、好ましくは、上記遮蔽部材が、レンズの掃引軌跡に対してほぼ相似の断面を有する。
本発明による照明装置の遮蔽部材の開口は、より鮮明な照射パターンを得るには小さい寸法設定とされることが好ましい。
In the illuminating device according to the present invention, preferably, the shielding member has a substantially similar cross section with respect to the sweep locus of the lens.
The opening of the shielding member of the lighting device according to the present invention is preferably set to a small size in order to obtain a clearer irradiation pattern.
本発明による照明装置は、好ましくは、上記開口が長方形または台形である。 In the lighting device according to the present invention, the opening is preferably rectangular or trapezoidal.
本発明による照明装置は、好ましくは、上記開口が、長手方向の端縁に向かって幅が徐々に狭くなるように形成されている。 In the illuminating device according to the present invention, preferably, the opening is formed such that the width gradually decreases toward the end edge in the longitudinal direction.
本発明による照明装置は、好ましくは、上記開口が、上記レンズの掃引軌跡を含む面に対して、非対称に形成されている。
本発明による照明装置は、例えば上記開口の長手方向寸法を短縮するなど、光束のレンズ面入射において光路長が異なる光成分が少なくなるような構成上の考慮を行うことが好ましい。
In the illumination device according to the present invention, preferably, the opening is formed asymmetrically with respect to a plane including a sweep locus of the lens.
The illuminating device according to the present invention preferably takes structural considerations such that, for example, the longitudinal dimension of the opening is shortened, light components having different optical path lengths are reduced when the light beam enters the lens surface.
本発明による照明装置は、好ましくは、上記光源,遮光部材及びレンズを互いに固定保持するハウジングを備えている。 The illumination device according to the present invention preferably includes a housing for fixing and holding the light source, the light shielding member, and the lens.
本発明による照明装置は、好ましくは、上記レンズの長手方向の両端部の少なくとも一方が、ハウジングに対してボルトにより固定されている。 In the illumination device according to the present invention, preferably, at least one of both end portions in the longitudinal direction of the lens is fixed to the housing by a bolt.
本発明による照明装置は、好ましくは、上記レンズの長手方向の両端部の少なくとも一方が、逆棘形状のフックを備えており、このフックがハウジングに設けられた固定用孔に係合することにより、ハウジングに対して固定されている。 In the illuminating device according to the present invention, preferably, at least one of both end portions in the longitudinal direction of the lens is provided with a hook having an inverted spine shape, and the hook engages with a fixing hole provided in the housing. , Fixed to the housing.
本発明による照明装置は、好ましくは、上記レンズの長手方向の両端部の少なくとも一方が、ハウジング表面に当接するフランジ部を備えている。 In the illumination device according to the present invention, preferably, at least one of both end portions in the longitudinal direction of the lens includes a flange portion that contacts the housing surface.
上記構成によれば、レンズが上方に凸の弧状であり、光源から斜めに入射する光(従来の斜め光L2(図13参照)に相当する光)が、レンズの集光作用により結合する際の焦点ずれが大幅に低減される。これにより、照射パターンのボケや広がり等の歪みが大幅に低減され得て、所望の照射パターンが形成され得ることになる。 According to the above configuration, the lens has an upwardly convex arc shape, and light incident obliquely from the light source (light corresponding to the conventional oblique light L2 (see FIG. 13)) is coupled by the condensing function of the lens. Is greatly reduced. Thereby, distortions such as blurring and spreading of the irradiation pattern can be greatly reduced, and a desired irradiation pattern can be formed.
また、光源から斜めにレンズに入射する光の入射角が臨界角より小さくされ得ることにより、レンズ外面での全反射が抑制され得、レンズ内を透過した後、レンズ外に出射する際に出射面にて入射角が臨界角より小さくされ得ることにより、レンズ内面での全反射が抑制され得る。
従って、レンズからの光の取出し効率が向上し、レンズの両端付近の領域に対応して、比較的高い輝度で照射パターンが形成され得ることになり、全体としてより長い照射パターンが得られることになる。
これにより、光源が点光源あるいはレンズの長手方向の長さより短い線状光源であっても、レンズを介して、レンズのほぼ全長に亘って延びる細長い照射パターンが形成され得ることになる。
In addition, since the incident angle of light obliquely incident on the lens from the light source can be made smaller than the critical angle, total reflection on the outer surface of the lens can be suppressed, and the light is emitted when passing through the lens and then exiting the lens. By making the incident angle smaller than the critical angle on the surface, total reflection on the inner surface of the lens can be suppressed.
Therefore, the light extraction efficiency from the lens is improved, and an irradiation pattern can be formed with a relatively high luminance corresponding to the area near both ends of the lens, and a longer irradiation pattern can be obtained as a whole. Become.
As a result, even if the light source is a point light source or a linear light source shorter than the length of the lens in the longitudinal direction, an elongated irradiation pattern extending over almost the entire length of the lens can be formed via the lens.
上記レンズの設計断面が、片面または両面にて球面または非球面となる形状を有している場合には、レンズの長手方向に垂直な幅方向に関して、凸状となり、光源からの光を集束させることになる。 When the design cross section of the lens has a shape that is spherical or aspheric on one or both sides, the lens has a convex shape in the width direction perpendicular to the longitudinal direction of the lens, and focuses the light from the light source. It will be.
上記光源とレンズとの間に、レンズの掃引方向とほぼ平行に延びる長い開口を備えた遮蔽部材が配置されている場合には、この遮蔽部材の開口(スリット)の像が、レンズにより投影対象物等に対して投影されることになる。 When a shielding member having a long opening extending substantially parallel to the lens sweep direction is disposed between the light source and the lens, an image of the opening (slit) of the shielding member is projected by the lens. It is projected onto an object or the like.
上記遮蔽部材がレンズの掃引軌跡に対してほぼ相似の断面を有する場合には、遮蔽部材の開口が、各部にてそれぞれレンズに対してほぼ同じ距離に配置されることになり、開口がレンズにより投影される。これにより、正しい照射パターンが形成され得ることになる。 When the shielding member has a substantially similar cross section with respect to the sweep trajectory of the lens, the opening of the shielding member is disposed at substantially the same distance from the lens at each part, and the opening is formed by the lens. Projected. Thereby, a correct irradiation pattern can be formed.
上記開口が長方形,台形である場合には、この開口(スリット)の像がレンズにより投影される。これにより、長方形または台形の照射パターンが形成されることになる。 When the opening is rectangular or trapezoidal, an image of the opening (slit) is projected by the lens. Thereby, a rectangular or trapezoidal irradiation pattern is formed.
上記開口が、長手方向の端縁に向かって幅が徐々に狭くなるように形成されている場合には、開口が両端付近にて絞り込まれていることによって、両端付近で幅が広くなりがちな照射パターンが、両端付近においても実質的に同じ幅で形成され得ることになる。 When the opening is formed so that the width is gradually narrowed toward the edge in the longitudinal direction, the opening tends to be narrowed near both ends, so that the width tends to be wide near both ends. The irradiation pattern can be formed with substantially the same width in the vicinity of both ends.
上記開口が、上記レンズの掃引軌跡を含む面に対して、非対称に形成されている場合には、例えば車両前照灯におけるカットオフのように、一側のみに照射パターンを形成することが可能である。 When the opening is formed asymmetrically with respect to the surface including the sweep trajectory of the lens, it is possible to form an irradiation pattern only on one side, for example, as a cut-off in a vehicle headlamp. It is.
上記光源,遮光部材及びレンズを互いに固定保持するハウジングを備えている場合には、これらの光源,遮光部材及びレンズがハウジング内に収容され得る。これにより、埃,ゴミ等から保護され得て、光源からの光が外部の不要な方向に関して洩れないように構成され得る。 In the case where a housing for fixing and holding the light source, the light shielding member, and the lens is provided, the light source, the light shielding member, and the lens can be accommodated in the housing. Thereby, it can protect from dust, dust, etc., and it can be comprised so that the light from a light source may not leak about an unnecessary direction outside.
上記レンズの長手方向の両端部の少なくとも一方が、ハウジングに対してボルトにより固定され、または逆棘形状のフックを備えており、このフックがハウジングに設けられた固定用孔に係合することにより、ハウジングに対して固定されている場合には、レンズがハウジングに対して、ボルト締めまたはフック係合により、容易に且つ確実に固定保持され得ることになる。 At least one of both end portions in the longitudinal direction of the lens is fixed to the housing by a bolt, or has an inverted spine-shaped hook, and the hook engages with a fixing hole provided in the housing. When the lens is fixed to the housing, the lens can be easily and reliably fixed and held to the housing by bolting or hook engagement.
上記レンズの長手方向の両端部の少なくとも一方が、ハウジング表面に当接するフランジ部を備えている場合には、レンズがハウジング表面に対して確実に位置決めされ、保持され得る。また、このフランジ部がハウジングに対して螺合,係合等により、容易に且つ確実に固定保持され得ることになる。 When at least one of both end portions in the longitudinal direction of the lens includes a flange portion that comes into contact with the housing surface, the lens can be reliably positioned and held with respect to the housing surface. In addition, the flange portion can be easily and securely fixed and held by screwing, engaging or the like with the housing.
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、小型の光源を使用して広い範囲に線状の照射パターンを形成するようにした照明装置が提供されることになる。 Thus, according to the present invention, there is provided an illumination device that forms a linear irradiation pattern in a wide range using a small light source with a simple configuration.
以下、この発明の好適な実施形態を図1から図10を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
The embodiments described below are preferable specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. As long as there is no description of the effect, it is not restricted to these aspects.
[実施例1]
図1から図3は、本発明を適用した照明装置の第一の実施形態の構成を示している。
図1から図3において、照明装置10は、ハウジング11と、光源12と、遮光部材13と、レンズ14と、から構成されている。以下、これら構成の相対的な位置関係等を明確にするため、XYZ座標系を定義する(図3等参照)。
[Example 1]
1 to 3 show a configuration of a first embodiment of a lighting device to which the present invention is applied.
1 to 3, the
上記ハウジング11は、不透光性材料からほぼ直方体状に構成されており、上方が開放したほぼ直方体状の中空部11aを有している。
The
上記光源12は、ハウジング11の中空部11a内にて、プリント基板12a上に実装された少なくとも一個(図示の場合、三個)の発光素子、例えばLED12bから構成されている。
ここで、上記光源12を構成する各LED12bは、上記ハウジング11の中空部11aの中央付近にて、長手方向(X方向)に沿って一列に並んで配置されている。
上記プリント基板12aは、ハウジング11の中空部11aの底部に対して接着等により固定保持されている。
The
Here, the
The printed circuit board 12a is fixed and held to the bottom of the hollow portion 11a of the
上記遮光部材13は、板状の不透光性材料から構成されており、ハウジング11の中空部11aの開放端を閉鎖するように、ハウジング11の上端に取り付けられている。
さらに、上記遮光部材13は、その中心付近に、長手方向(X方向)に沿って延びる細長い長方形または台形の形状を有する開口としてのスリット13aを備えている。 このスリット13aは、図示の場合、前述した光源12の各LED12aの直上に位置しており、その長さは、各LED12aの配列長さに対応している。
本実施例においては、スリット幅1mm、スリット長さ14mmを採用した。 なおまた、本実施例におけるハウジング11の幅は40mmで、長さは60mmとした。
The
Further, the
In this example, a slit width of 1 mm and a slit length of 14 mm were employed. In addition, the width of the
上記レンズ14は、図5の縦断面図に示すように、下面14c(本発明の内側面に相当。図4、図5参照)が平坦で且つ上面14d(本発明の外側面に相当。図4、図5参照)が球面または非球面により+Z方向に凸状に形成された片面シリンドリカルレンズとして形成されている。また、図4の横断面図に示すように、長手方向(X方向)に関して上方(+Z方向)に向かって凸の弧状に湾曲して形成されている。この凸の弧状レンズ幅(Y方向)は、本実施例においては20mmで、弧状の直径を約44mmとした。
上記レンズ14は、図5の断面図における三日月状の断面形状を、図4に示すように、弧状に掃引した形状を有している。
ここで、この弧状の掃引曲線は、好ましくは、円弧状または非球面近似式で表わされる。
5, the
The
Here, the arc-shaped sweep curve is preferably represented by an arc shape or an aspherical approximate expression.
上記レンズ14は、図5において、その下方の焦点位置が、上記遮光部材13のスリット13a付近に位置している。
これにより、上記レンズ14によりスリット13aの形状(スリット13aの像)が投影されることによって、鮮明な照射パターンが形成されるようになっている。
In FIG. 5, the lower focal position of the
Thus, a sharp irradiation pattern is formed by projecting the shape of the slit 13a (image of the slit 13a) by the
さらに、上記レンズ14は、その下方に湾曲した両端が、それぞれ上記ハウジング11の長手方向(X方向)の両端に対して、上記遮光部材13を介して固定保持されるようになっている。
これにより、上記ハウジング11により、光源12,遮光部材13及びレンズ14が互いに固定保持され得ることになる。
Further, both ends of the
Thereby, the
上記レンズ14は、図6(A)の左側に示すように、その少なくとも一端から外側に突出したフランジ部14aが、上記遮光部材13に対して、下方から固定ネジ15aにより、あるいは上方から固定ネジ15bにより、螺着され、もしくは図6(A)の右側に示すように、その少なくとも一端に直接に設けられた逆棘形状のフック14bが、上記遮光部材13に設けられた係合孔13bに係合することによって、固定される。
これに対して、上記レンズ14は、図6(B)の左側に示すように、その両端の下面に対して、下方から固定ネジ15cにより螺着されてもよい。
As shown on the left side of FIG. 6A, the
On the other hand, as shown on the left side of FIG. 6 (B), the
本発明実施形態による照明装置10は、以上のように構成されており、以下のように動作する。
即ち、上記光源12の各LED12bが駆動され発光する。各LED12bから出射した光は、上記遮光部材13のスリット13aを通過した後、上記レンズ14に入射し、このレンズ14の光学作用により幅方向(レンズの幅方向又はスリットの幅方向。すなわち、Y方向)に関して集束され、外部に出射する。
これにより、上記レンズ14により、上記スリット13aの像が投影されることになり、照射パターンが形成されることになる。
The
That is, each
Thereby, the image of the slit 13a is projected by the
この場合、各LED12bから上記スリット13aを介して長手方向(X方向)に関して放射状に出射する光は、図7(A)に示すように、上記レンズ14の下側の面14cに入射する際に、この面14cが上方(+Z方向)に向かって凸状に湾曲しており、そのため入射角が小さくなる。
これにより、上記レンズ14を透過する光は、このレンズ14内の光路長が大きく異なることがなく、ほぼ設計条件でレンズ14を透過する。これにより、投影対象物(図示せず)の表面に確実に結像することになる。
従って、図7(B)に示すように、長手方向(X方向)の両側縁付近にて、照射光が幅方向(レンズの幅方向又はスリットの幅方向。すなわち、Y方向)に拡散してしまうようなことがなく、幅方向(レンズの幅方向又はスリットの幅方向。すなわち、Y方向)に関してぼやけた照射パターンが形成されず、くっきりした照射パターンが得られることになる。
In this case, when the light emitted radially from each
As a result, the light passing through the
Therefore, as shown in FIG. 7B, the irradiated light diffuses in the width direction (the width direction of the lens or the width direction of the slit, ie, the Y direction) near both side edges in the longitudinal direction (X direction) . Therefore, a blurred irradiation pattern is not formed in the width direction (the width direction of the lens or the width direction of the slit, ie, the Y direction) , and a clear irradiation pattern is obtained.
また、上記レンズ14への入射角が比較的小さいことから、長手方向(X方向)の両端付近にて、上記光源12の各LED12bから斜めにレンズ14に入射した光(従来の斜め光L2(図13参照)に相当する光)が、このレンズ14の内側の外面および外側の内面で、臨界角より小さい入射角で入射する。このため、この外面および内面で全反射してしまうようなことがない。従って、前述したように、照射パターンの長手方向(X方向)両端付近での拡散が抑制されることと相まって、上記レンズ14から外部への光の取出し効率が向上する。これにより、図7(C)に示すように、照射パターンの輝度が比較的広い角度範囲にて比較的高く保持され得ることになる。
In addition, since the incident angle to the
[実施例2]
図8は、本発明による照明装置の第二の実施形態の構成による照射状態を示している。
この第二の実施形態においては、照明装置は、図1から図3に示した照明装置と同様の構成であるが、光源12の代わりに、点状の光源21、例えばただ一つのLEDから成る光源が備えられている点でのみ異なる構成になっている。
[Example 2]
FIG. 8 shows an irradiation state according to the configuration of the second embodiment of the illumination device according to the present invention.
In this second embodiment, the illumination device has the same configuration as the illumination device shown in FIGS. 1 to 3, but instead of the
この構成によれば、図8(A)に示すように、上記光源21から放射状に出射した光は、いずれの方向の光も、上記レンズ14の内面14cに対してほぼ垂直に、即ち入射角がほぼゼロで入射することになる。
従って、殆どすべての光が、上記レンズ14に対して設計条件で透過し、光学作用を受けることになる。このため、図8(B)に示すように、所望の照射パターンが形成され得ることになる。
これにより、図8(C)に示すように、長手方向(X方向)に関して広い角度範囲で、比較的高い輝度が得られることになる。
According to this configuration, as shown in FIG. 8A, the light emitted radially from the
Therefore, almost all the light is transmitted to the
Accordingly, as shown in FIG. 8C, relatively high luminance can be obtained in a wide angle range with respect to the longitudinal direction (X direction) .
[実施例3]
図9は、本発明による照明装置の第三の実施形態における遮光部材の構成例を示している。
この第三の実施形態において、照明装置は、図1から図3に示した照明装置と同様の構成であるが、遮光部材12の代わりに、遮光部材31が備えられている点でのみ異なる構成になっている。
この遮光部材31は、その中心付近に設けられた長手方向(X方向)に延びるスリット31aが、両端に向かって徐々に幅が狭くなるように形成されている。
[Example 3]
FIG. 9 shows a configuration example of the light shielding member in the third embodiment of the illumination device according to the present invention.
In this third embodiment, the illumination device has the same configuration as the illumination device shown in FIGS. 1 to 3, but differs only in that a
The
このような構成の照明装置によれば、図1から図3に示した照明装置と同様に作用し、上記遮光部材31のスリット31aが両端付近にて幅方向(Y方向)に絞られている。これにより、光源11に対するスリット31aの像の幅が均一化され得ることになる。
従って、照射パターンの両端付近における拡散がより確実に抑制されることになり、より一層歪みの少ない照射パターンが得られることになる。
According to the illuminating device having such a configuration, it operates in the same manner as the illuminating device shown in FIGS. 1 to 3, and the slit 31a of the
Therefore, diffusion near the both ends of the irradiation pattern is more reliably suppressed, and an irradiation pattern with even less distortion can be obtained.
[実施例4]
図10は、本発明による照明装置の第四の実施形態における遮光部材の構成例を示している。
この第四の実施形態において、照明装置は、図1から図3に示した照明装置と同様の構成であるが、遮光部材12の代わりに、遮光部材41が備えられている点でのみ異なる構成になっている。
この遮光部材41は、その中心付近に設けられたスリット41aが、長手方向(X方向)の中心線から一側に広がるように、長手方向(X方向)の中心線(すなわちXZ平面)に対して非対称に形成されている。
[Example 4]
FIG. 10 shows a configuration example of the light shielding member in the fourth embodiment of the illumination device according to the present invention.
In the fourth embodiment, the illumination device has the same configuration as the illumination device shown in FIGS. 1 to 3, but differs only in that a
The
このような構成の照明装置によれば、図1から図3に示した照明装置と同様に作用し、上記遮光部材41のスリット41aが長手方向(X方向)の中心線から一側に広がるように形成されている。このため、このスリット41aの側縁が照射パターンに対してカットオフラインを形成することになる。
従って、カットオフラインを有する照明装置、例えばすれ違いビーム用車両前照灯として最適な照明装置が実現され得ることになる。
According to the illuminating device having such a configuration, it operates in the same manner as the illuminating device shown in FIGS. 1 to 3 so that the slit 41a of the
Therefore, an illuminating device having a cut-off line, for example, an illuminating device optimal as a low-beam vehicle headlamp can be realized.
上述した実施形態においては、光源12は、複数個の一列に並んだLEDから構成されているが、一個のLEDから構成されていてもよく、また他の発光素子等の点状光源から構成されていてもよい。
また、上述した実施形態においては、光源12は、発光素子としてLEDから構成されているが、これに限らず、他の発光素子であるフィラメント電球や、線状光源としての冷陰極管や熱陰極管等が使用されてもよい。
In the embodiment described above, the
In the above-described embodiment, the
さらに、上述した実施形態においては、複数個のLEDが一列に並んで線状光源を構成しているが、これに限らず、照射パターンの輝度の強弱分布や照射位置を調整するために、個々のLED等の点状光源を互いに長手方向(X方向)または幅方向(Y方向)にずらして配置することも可能である。 Furthermore, in the above-described embodiment, a plurality of LEDs are arranged in a line to form a linear light source. However, the present invention is not limited to this, and in order to adjust the intensity distribution and irradiation position of the irradiation pattern, It is also possible to dispose the point light sources such as the LEDs as shifted in the longitudinal direction (X direction) or the width direction (Y direction) .
また、上述した実施形態においては、レンズ14の長手方向(X方向)に垂直な幅方向(Y方向)に関して光源12からの光を集束させるために、上記レンズ14は、その断面形状(図5参照)が片面シリンドリカルレンズと同様に形成されているが、これに限らず、両面シリンドリカルレンズと同様に形成されていてもよい。
その際、レンズの断面形状は、円弧(球面レンズの断面形状)だけでなく、非球面レンズの断面形状と同様に形成されていてもよく、また二次曲線として形成されていてもよい。
In the embodiment described above, in order to focus the light from the
At that time, the cross-sectional shape of the lens is not limited to the circular arc (the cross-sectional shape of the spherical lens), but may be the same as the cross-sectional shape of the aspherical lens, or may be formed as a quadratic curve.
さらに、上述した実施形態においては、単に照明装置10について説明しているが、これに限らず、照明装置としては、例えばヘッドランプ等の車両前照灯,フォグランプ等の補助前照灯,所謂AFS(Adaptive Front−Lighting System)におけるベンディングランプ,後方駐車支援システム用車幅光源,側方車幅認識用光源等を含む車両用灯具や、スキャナ読取用光源,防犯用,FA(Factory Automation)用等の各種ラインセンサ用光源にも本発明を適用し得ることは明らかである。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、小型の光源を使用して広い範囲に線状の照射パターンを形成するようにした、極めて優れた照明装置が提供されることになる。 As described above, according to the present invention, an extremely excellent illumination device is provided that uses a small light source to form a linear irradiation pattern in a wide range with a simple configuration. .
10 照明装置
11 ハウジング
11a 中空部
12 光源
12a プリント基板
12b LED(発光素子)
13 遮光部材
13a スリット(開口)
13b 係合孔
14 レンズ
14a フランジ部
14b フック
15a,15b,15c 固定ネジ
DESCRIPTION OF
13 Shading member 13a Slit (opening)
Claims (6)
Y軸方向の幅を持ち、X軸上の−側からZ軸上の+側を通過してX軸上の+側に弧状に延びるとともに前記光源からの光が入射する内側面と、Y軸方向の幅を持ち、前記内側面の外側に配置され、X軸上の−側からX軸上の+側にかけてZ軸上の+側を通過してX軸上の+側に弧状に延びるとともに前記内側面から入射した前記光源からの光が出射する外側面と、を含み、全体としてX軸上の−側からX軸上の+側にかけて+Z方向に凸の弧状に延びた弧状レンズと、
を備えており、
前記弧状レンズは、前記内側面のY方向に延びる断面と、前記内側面のY方向に延びる断面の外側に配置され、前記外側面のY方向に延びる断面と、を含み、かつ、前記光源から入射した光をY方向に集束させるように構成された凸レンズ断面を、その形状を変化させることなくX軸上の−側からZ軸上の+側を通過してX軸上の+側に弧状に掃引した形状のレンズであることを特徴とする照明装置。 A light source that emits light in the + Z direction disposed at the origin of the XYZ coordinate system;
An inner side surface having a width in the Y-axis direction, extending in an arc from the negative side on the X axis to the positive side on the Z axis and extending to the positive side on the X axis, and receiving light from the light source; It has a width in the direction, is arranged outside the inner surface, passes from the − side on the X axis to the + side on the X axis, passes through the + side on the Z axis, and extends in an arc shape on the + side on the X axis An arcuate lens that extends in an arc shape convex in the + Z direction from the − side on the X axis to the + side on the X axis as a whole, and an outer surface that emits light from the light source incident from the inner surface.
With
The arcuate lens includes a cross section extending in the Y direction of the inner side surface, and a cross section disposed outside the cross section extending in the Y direction of the inner side surface and extending in the Y direction of the outer side surface, and from the light source A cross section of a convex lens configured to focus incident light in the Y direction passes through the + side on the Z axis from the − side on the X axis without changing its shape, and forms an arc shape on the + side on the X axis. A lighting device characterized by being a lens having a shape swept into
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