JP5589930B2 - 照明装置 - Google Patents
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特許文献1には、発光部品の真下に近接配置される樹脂製の円筒プリズムを設け、その円筒プリズムの開口側の先端近傍の円筒部位を除く残りの円筒部位に肉を追加し、その肉厚部位で反射した光を円筒プリズムの開口方面へ向かわなくさせることにより、円筒プリズムの開口を通って予期せぬ方向へ光が飛んでしまうのを防止する技術が開示されている。
また、このような照明装置は、通常、車室の天井部に備えられる他機能部(例えば、マップランプ、車両各部の操作用スイッチなど)と兼用のハウジングに設けられ、そのハウジングは前席の上方に設置されるため、シフトレバーやセンターコンソール近傍を照明するためには、ハウジングの位置から車室内の前方側(車両の前側)へ光を照射する必要がある。
ちなみに、車室内の前方側へ光を照射するために、発光素子の光軸とプリズムの光軸とをずらして配置することが考えられるが、その場合には光の照射領域に照度や照明色のムラが生じて照明品位が低下するという問題がある。
本発明は前記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、車室内の前方側へ向けて細長い領域へ光を照射可能で照明品位が高く小型な照明装置を提供することにある。
第1の局面は、
発光素子と、
前記発光素子の照射側に配置されるプリズムレンズと
を備えた照明装置であって、
前記プリズムレンズは、
前記発光素子から照射された照射光が入射される平面状の入射面と、
前記入射面から入射された入射光を反射する平面状の第1反射面および第2反射面と、
前記第1反射面および前記第2反射面で反射された反射光を屈折し、出射光として出射する平面状の出射面とを備え、
前記第1反射面は前記発光素子の光軸と交差し、
前記第2反射面は、前記第1反射面と対向し、前記入射面にて前記発光素子の光軸より前方側に入射された入射光を前記出射面に向けて反射する照明装置である。
そして、発光素子からプリズムレンズに入射された入射光のほとんどを、多くとも1回の全反射で出射面から放射可能であるため、プリズムレンズにおける光の損失もほとんど無く、発光素子の照射光を有効利用できることから、明るい照明が得られる。
また、光線L1,L3が交差して混合され、出射面の出射光の半分以上が光線L1となるため、照明装置の照射領域に照度や照明色にムラが生じ難くなり、照明品位を向上できる。
第2の局面は、第1の局面において、前記プリズムレンズの入射面および前記出射面は、平行に配置形成されると共に、前記発光素子の光軸に対して垂直に配置形成される照明装置である。
第2の局面によれば、第1の局面の作用・効果を更に確実に得られる。
そして、プリズムレンズと発光素子を合わせた高さ方向の寸法が小さくなり、それらを収容するハウジングの厚みも小さくすることが可能になるため、車両の天井部に設置するのに好適な小型の照明装置を実現できる。
第3の局面は、第1または第2の局面において、前記入射面と前記第1反射面とを接続し、前記発光素子の光軸と平行に配置形成され、前記入射面にて前記発光素子の光軸より後方側に入射された入射光を前記出射面に向けて反射する第3反射面を備える照明装置である。
そのため、入射面にて発光素子の光軸より後方側に入射された入射光についても、無駄にすることなく照明に利用できるため、明るい照明が得られる。
第4の局面は、第3の局面において、前記プリズムレンズの第3反射面は、前記発光素子の光軸に対して垂直な断面形状がアール状になったアール面状を成す照明装置である。
そのため、第3反射面の反射光がプリズムレンズの横方向(第1反射面および第2反射面と交差する方向)へ広がるのを抑制し、第3反射面の反射光を効率的に出射面へ反射可能になり、第3反射面の反射光を無駄にすることなく照明に利用して明るい照明が得られる。
第5の局面は、第1〜4の局面において、対向して配置形成されて前記反射面と接続され、前記入射光を前記出射面に向けて反射する第4反射面および第5反射面を備え、前記第4反射面と前記第5反射面との間隔が前記出射面に向かって広がるように傾斜される照明装置である。
そのため、第4反射面および第5反射面の反射光を確実に出射面へ反射可能になり、第4反射面および第5反射面の反射光を無駄にすることなく照明に利用して明るい照明が得られる。
第6の局面は、第1〜5の局面において、前記プリズムレンズの出射面は、前記入射面から入射された入射光のうち、前記反射面のいずれでも反射されずに前記出射面に直接到達した入射光を屈折して出射する照明装置である。
そのため、発光素子からプリズムレンズに入射された入射光を、0回の全反射で出射面から放射可能であるため、第1の局面の作用・効果を更に確実に得られるである。
第7の局面は、第1〜6の局面において、前記プリズムレンズは、前記第2反射面における前記入射面の近傍にて、前記発光素子の光軸に対して直交方向に突出するリブを備える照明装置である。
そのため、発光素子およびプリズムレンズを収容するハウジングによってリブを固定保持すれば、発光素子に対する入射面の位置を固定保持することが可能になり、入射面の位置ズレに伴ってプリズムレンズから放射される放射光の位置ズレを防止して、プリズムレンズの光軸を安定化できる。
第8の局面は、第1〜7の局面において、前記プリズムレンズの出射面に光拡散処理が施されるランプユニットである。
そのため、光拡散処理により、出射面から放射される放射光の色別れを軽減して照明精度を高めることができる。
尚、以下の説明において、「前方側」とは照明装置10の正面側(すなわち、車室内の前方側(車両の前側))であり、「後方側」とは照明装置10の背面側(すなわち、車室内の後方側(車両の後側))である。
照明装置10は、ハウジング20(リブ21〜24、凹部25、収容部S)、回路基板30、発光素子40、キャップ50(スリット51)、プリズムレンズ60(反射面61〜65、入射面66、出射面67、リブ68〜71)から構成されている。
ハウジング20は照明装置10の他機能部(マップランプ11、車両各部の操作用スイッチ12など)と兼用されており、ハウジング20の長手方向中央部には照明装置10が配置され、ハウジング20の両端部にはマップランプ11が配置され、照明装置10とマップランプ11との間には操作用スイッチ12が配置されている。
ハウジング20は、合成樹脂材料の射出成形によって一体形成されている。
リブ21はハウジング20の上方開口部にて係止面を上方を向けて突設され、板状のリブ22はハウジング20の上方にて係止面を下方を向けて突設され、筒状のリブ23,24はハウジング20の下方開口部にて係止面を下方に向けて突設されている。
筒状のリブ23,24は入れ子状に配置され、リブ23,24の間には凹部25が形成されている。
回路基板30は、発光素子40を点灯させるための電子回路を構成する電子部品(図示略)が搭載されて回路パターンが配線形成されたプリント配線基板である。
発光素子40は、例えば、LED素子、無機EL素子、有機EL素子などの光半導体素子(半導体型光源)から構成されている。
回路基板30の下面側周縁部はハウジング20のリブ21の係止面に当接して係止され、回路基板30はハウジング20に取付固定されている。
発光素子40はハウジング20の内部にて真下方向へ光を照射する。そのため、発光素子40の光軸LAは、回路基板30に対して垂直になると共に、ハウジング20が設置された車室内の天井部に対して垂直になっている。
キャップ50は不透明な合成樹脂材料の射出成形によって一体形成されており、キャップ50の下面側には細長形状のスリット51が貫通形成されている。
キャップ50の外周壁の一部はハウジング20のリブ23の係止面に当接して係止されると共に、キャップ50の外周壁の他の一部はハウジング20の凹部25に挿入されて挟持固定されている。
また、キャップ50とハウジング20とは、それぞれに形成された係合爪(図示略)と係合凹部(図示略)との係合により、ハウジング20からキャップ50が脱落不能に取付固定されている。
図1〜図5に示すように、プリズムレンズ60は、無色透明な合成樹脂材料(例えば、ポリカーボネートなど)の射出成形によって一体形成されており、反射面61〜65、入射面66、出射面67、リブ68〜71から構成されている。
矩形状のリブ70は、入射面66の近傍からプリズムレンズ60の前方側(正面側)に突設されており、発光素子40の光軸LAに対して直交方向に突出する。
矩形状のリブ71は、出射面67の外周縁を囲むフランジ状に突設されている。
リブ68〜70の係止面となる上面は、同一平面上に配置されると共に、入射面66と平行に形成され、発光素子40の光軸LAと直交する。
リブ68,69はハウジング20の上方開口部に設けられたリブ(図示略)に当接して係止され、リブ70の上面はハウジング20のリブ22の下面に当接して係止され、リブ71はハウジング20のリブ24とキャップ50のスリット51近傍との間で挟持固定されている。
プリズムレンズ60の光軸PAは、発光素子の光軸LAに対して前方側へ鋭角を成して傾斜している。
出射面67は、入射面66から入射された入射光のうち、反射面61〜65のいずれでも反射されずに出射面67に直接到達した入射光を屈折して出射する(図2に示す光線L4参照)。
平面状の反射面61は、プリズムレンズ60の後方側(背面側)に配置形成され、発光素子40の光軸LAと交差し、入射光を出射面67に向けて反射する(図2に示す光線L1参照)。
平面状の反射面63は、プリズムレンズ60の前方側に配置形成され、反射面61と対向し、入射面66にて発光素子40の光軸LAより前方側に入射された入射光を出射面67に向けて反射する(図2に示す光線L3参照)。
アール(R)面状の反射面62は、プリズムレンズ60の後方側に配置形成され、入射面66と反射面61とを接続し、発光素子40の光軸LAと平行に配置形成され、発光素子40の光軸LAに対して垂直な断面形状がアール状になっており(図4参照)、入射面66にて前記発光素子40の光軸LAより後方側に入射された入射光を出射面67に向けて反射する(図2および図4に示す光線L2参照)。
ここで、スリット51の配置箇所および寸法形状は、プリズムレンズ60の出射面67の配置箇所および寸法形状に対応し、出射面67の出射光を妨げないように設定されている。
本実施形態の照明装置10によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
反射面61は発光素子40の光軸LAと交差する。
反射面63は、反射面61と対向し、入射面66にて発光素子40の光軸LAより前方側に入射された入射光を出射面67に向けて反射する。
そして、発光素子40からプリズムレンズ60に入射された入射光のほとんどを、多くとも1回の全反射で出射面67から放射可能であるため、プリズムレンズ60における光の損失もほとんど無く、発光素子40の照射光を有効利用できることから、明るい照明が得られる。
また、光線L1,L3が交差して混合され、出射面67の出射光の半分以上が光線L1となるため、照明装置10の照射領域TAには照度や照明色にムラが生じ難くなり、照明品位を向上できる。
光線L3が入射面66に入射される入射角a゜と、入射面66で屈折される屈折角b゜と、屈折率REとの間には、数式1が成り立つ。
そして、プリズムレンズ60と発光素子40を合わせた高さ方向の寸法が小さくなり、ハウジング20の厚みも小さくすることが可能になるため、車両の天井部に設置するのに好適な小型の照明装置10を実現できる。
そのため、入射面66にて発光素子40の光軸LAより後方側に入射された入射光についても、無駄にすることなく照明に利用できるため、明るい照明が得られる。
そのため、反射面62の反射光がプリズムレンズ60の反射面64,65の方向へ広がるのを抑制し、反射面62の反射光を効率的に出射面67へ反射可能になり、反射面62の反射光を無駄にすることなく照明に利用して明るい照明が得られる。
そのため、反射面64.65の反射光を確実に出射面67へ反射可能になり、反射面64,65の反射光を無駄にすることなく照明に利用して明るい照明が得られる。
そのため、発光素子40からプリズムレンズ60に入射された入射光を、0回の全反射で出射面67から放射可能であるため、前記[1]の作用・効果を更に確実に得られる。
リブ70の上面はハウジング20のリブ22の下面に当接して係止されるため、発光素子40に対する入射面66の位置を固定保持することが可能になり、入射面66の位置ズレに伴う光線L1〜L4の位置ズレを防止して、プリズムレンズ60の光軸PAを安定化できる。
光拡散処理の具体的な方法には、例えば、出射面67にブラスト処理やシボ加工などを施す方法や、出射面67に光拡散剤を含ませたシートを配置する方法などがある。
尚、光拡散剤には、例えば、プリズムレンズ60と異なる屈折率を有するガラス粒子や、酸化シリコンや酸化チタンなどの透明もしくは白色の微粒子などがある。
20…ハウジング
30…回路基板
40…発光素子
50…キャップ
51…キャップ50のスリット
60…プリズムレンズ
61…プリズムレンズ60の反射面(第1反射面)
62…プリズムレンズ60の反射面(第3反射面)
63…プリズムレンズ60の反射面(第2反射面)
64…プリズムレンズ60の反射面(第4反射面)
65…プリズムレンズ60の反射面(第5反射面)
66…プリズムレンズ60の入射面
67…プリズムレンズ60の出射面
68〜71…プリズムレンズ60のリブ
LA…発光素子40の光軸
Claims (8)
- 発光素子と、
前記発光素子の照射側に配置されるプリズムレンズと
を備えた照明装置であって、
前記プリズムレンズは、
前記発光素子から照射された照射光が入射される平面状の入射面と、
前記入射面から入射された入射光を反射する平面状の第1反射面および第2反射面と、
前記第1反射面および前記第2反射面で反射された反射光を屈折し、出射光として出射する平面状の出射面と
を備え、
前記第1反射面は、前記発光素子の光軸と交差し、前記入射光を前記出射面に向けて反射し、
前記第2反射面は、前記第1反射面と対向し、前記入射面にて前記発光素子の光軸より前方側に直接入射された入射光を前記出射面に向けて反射する照明装置。 - 発光素子と、
前記発光素子の照射側に配置されるプリズムレンズと
を備えた照明装置であって、
前記プリズムレンズは、
前記発光素子から照射された照射光が入射される平面状の入射面と、
前記入射面から入射された入射光を反射する平面状の第1反射面および第2反射面と、
前記第1反射面および前記第2反射面で反射された反射光を屈折し、出射光として出射する平面状の出射面と、
前記入射面と前記第1反射面とを接続し、前記発光素子の光軸と平行に配置形成され、前記入射面にて前記発光素子の光軸より後方側に入射された入射光を前記出射面に向けて反射する第3反射面と
を備え、
前記第1反射面は前記発光素子の光軸と交差し、
前記第2反射面は、前記第1反射面と対向し、前記入射面にて前記発光素子の光軸より前方側に入射された入射光を前記出射面に向けて反射する照明装置。 - 発光素子と、
前記発光素子の照射側に配置されるプリズムレンズと
を備えた照明装置であって、
前記プリズムレンズは、
前記発光素子から照射された照射光が入射される平面状の入射面と、
前記入射面から入射された入射光を反射する平面状の第1反射面および第2反射面と、
前記第1反射面および前記第2反射面で反射された反射光を屈折し、出射光として出射する平面状の出射面と、
前記入射面と前記第1反射面とを接続し、前記入射面にて前記発光素子の光軸より後方側に入射された入射光を前記出射面に向けて反射する第3反射面と
を備え、
前記第1反射面は前記発光素子の光軸と交差し、
前記第2反射面は、前記第1反射面と対向し、前記入射面にて前記発光素子の光軸より前方側に入射された入射光を前記出射面に向けて反射し、
前記第3反射面は、前記発光素子の光軸に対して垂直な断面形状がアール状になったアール面状を成す照明装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明装置において、
前記プリズムレンズの入射面および前記出射面は、平行に配置形成されると共に、前記発光素子の光軸に対して垂直に配置形成される照明装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の照明装置において、
前記プリズムレンズは、
対向して配置形成されて前記反射面と接続され、前記入射光を前記出射面に向けて反射する第4反射面および第5反射面を備え、
前記第4反射面と前記第5反射面との間隔が前記出射面に向かって広がるように傾斜される照明装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の照明装置において、
前記プリズムレンズの出射面は、前記入射面から入射された入射光のうち、前記反射面のいずれでも反射されずに前記出射面に直接到達した入射光を屈折して出射する照明装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の照明装置において、
前記プリズムレンズは、
前記第2反射面における前記入射面の近傍にて、前記発光素子の光軸に対して直交方向に突出するリブを備える照明装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の照明装置において、
前記出射面に光拡散処理が施されるランプユニット。
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