JP6499908B2 - 照射範囲設定用光学素子、及び、照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、照射範囲設定用光学素子、及び、照明装置に関する。

一般に、複数のミラーセルによって構成されるミラーアレイを用いた種々の照明装置が知られている。ミラーアレイでは、その製造上、互いに隣り合うミラーセルのミラー板の間には隙間が生じてしまう。
例えば特許文献１には、基板上に配置された複数のマイクロミラー（ミラー板）間の隙間に遮光手段を設けた構成が開示されている。この構成では、遮光手段を設けることで、各マイクロミラー間の隙間に入射した光が基板で反射されてから再び隙間を通って射出しないため、フレアの発生を防止することができる。

特開平９−２３０２５７号公報

しかしながら、特許文献１記載の構成では、隣り合うミラー板の隙間に入射した光が遮光手段によって減光又は吸収され、無駄になってしまう。即ち、従来のミラーアレイでは、光源から発せられた光の一部を照射光として有効に活用できない、という問題がある。このため、ミラーアレイを用いた照明装置による照射領域の明るさを十分に得られない虞がある。照射領域の明るさを確保するためには、光源の数や光量を増やすことも考えられるが、この場合には、消費電力が大きくなってしまう。照明装置の消費電力が大きくなることは好ましくない。

本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、光源から発せられた光を無駄にすることなく、照射光として有効に活用することができる照射範囲設定用光学素子、及び、照明装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の照射範囲設定用光学素子は、光軸に対して平行な入射光の少なくとも一部を前記光軸に近接する方向に屈折させる第一面と、前記第一面で屈折した屈折光を前記光軸に平行する方向に屈折させて出射する第二面と、を備え、前記第一面は、前記光軸を中心とする所定領域を有し、前記光軸に対して直交する第一平面と、前記第一平面の外周縁に設けられ、前記入射光を前記光軸に近接する方向に屈折させる第一屈折面と、を備え、前記第二面は、前記光軸を中心とする所定領域を有し、前記第一平面に平行して配置され、前記第一平面を通過した光が通る第二平面と、前記第二平面の外周縁に設けられ、前記屈折光を前記光軸に平行する方向に屈折させる第二屈折面と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の照明装置は、光源と、前記光源から発せられた光を光軸に対して平行な光とする平行化レンズと、前記平行化レンズから出射された前記平行な光を入射光とする前記照射範囲設定用光学素子と、前記照射範囲設定用光学素子から出射された出射光を所定の方向に反射させるミラー板を有するミラーセルと、を備え、前記照射範囲設定用光学素子の前記第二面から出射された出射光が前記ミラー板の反射領域内に入射されることを特徴とする。

本発明によれば、光源から発せられ、且つ光軸に対して平行化された光（以下、平行光とする）が照射範囲設定用光学素子に入射されると、平行光の一部が第一面によって光軸に近接する方向に屈折し、その後、屈折した光（以下、屈折光とする）が第二面によって光軸に平行する方向に屈折し、平行光として第二面から出射される。このため、第二面から出射される平行光の光路断面が、第一面に入射される前の平行光の光路断面よりも小さくなる。したがって、第一面に入射される前の平行光の光路断面が、ミラー板の反射領域よりも大きくても、平行光が照射範囲設定用光学素子を通してミラー板の反射領域に入射することで、平行光の一部を欠損することなく、平行光全体を反射領域内に入射させることができる。すなわち、光源から発せられた光を無駄にすることなく、照射光として有効に活用することができる。

本発明の一実施形態に係る照明装置を示す側面図である。 図１の照明装置に備えるミラーアレイの概略を示す平面図である。 図２のミラーアレイのミラーセルの概略を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る照射範囲設定用光学素子であって、図１の照明装置に備える照射範囲設定用光学素子を示す断面図である。 図４の照射範囲設定用光学素子の拡大断面図である。 図１の照明装置における照射範囲設定用光学素子とミラーアレイとの間の光の伝搬の様子を示す模式図である。 図４から図６の照射範囲設定用光学素子の第二面から出射された光路断面と、図２のミラー板の反射領域との関係を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る照明装置を適用した灯火装置の第一例を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る照明装置を適用した灯火装置の第二例を示す断面図である。

以下、図１から図９を参照し、本発明の一実施形態について説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、及び厚みの比率等は実際のものと同一とは限らず、適宜変更することができる。

本実施形態に係る照明装置１は、例えば車両用の灯火装置、プロジェクター、画像投影装置等に適用可能な装置であり、その適用対象は特に限定されない。
図１に示すように、照明装置１は、光源１２と、平行化レンズ１４と、照射範囲設定用光学素子２０と、ミラーアレイ３０と、を備える。光源１２、平行化レンズ１４、照射範囲設定用光学素子２０及びミラーアレイ３０は、ケース１１の内部に設けられている。
ケース１１には、ミラーアレイ３０において反射した光を外方に出射させるための開口Ｈ１が形成されている。
ケース１１の形状及び材質は、その内部に光源１２、平行化レンズ１４、照射範囲設定用光学素子２０及びミラーアレイ３０を所定の位置に保持するように収容可能であって、内部の光を開口Ｈ１のみから出射させることができれば、特に限定されない。

光源１２は、光軸Ａの前進方向（図１において右方向）に向けて光を出射する。
本実施形態の光源１２は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であるが、例えばフィラメント灯やこれら以外のものであってもよい。また、本実施形態の光源１２の数は一つであるが、例えば複数であってもよい。
光源１２から発せられる光は、光源１２の光の出射方向（すなわち、光軸Ａの前進方向）の後方の点Ｓを中心として発散する発散光である。光源１２は、点Ｓから光軸Ａ上を距離Ｌ１で前進した位置に配置されている。

平行化レンズ１４は、光源１２から出射された発散光を平行化し、平行光を出射する。本実施形態の平行化レンズ１４は所謂、平凸レンズである。すなわち、平行化レンズ１４の入射面は、周辺部から中央部（言い換えれば、光軸Ａ）に向かうに従って光源１２側に膨出する凸曲面である。一方、平行化レンズ１４の出射面は、光軸Ａに垂直な平面である。平行化レンズ１４は、点Ｓから光軸Ａ上を距離Ｌ０で前進した位置に配置されている。

照射範囲設定用光学素子２０は、平行化レンズ１４から出射された平行光（以下、第一平行光とする）の光路断面を変更することで平行光の照射範囲を設定し、設定後の照射範囲に合った光路断面を有する平行光を出射する。本実施形態の照射範囲設定用光学素子２０は、第一平行光の光路断面を、照射範囲設定用光学素子２０の出射側に配置されているミラーアレイ３０の反射領域の光路断面に合わせて縮小する。そして、縮小した光路断面を有する平行光をミラーアレイ３０に向けて出射する。照射範囲設定用光学素子２０の詳細な構成については、後述する。

ミラーアレイ３０は、照射範囲設定用光学素子２０から出射された平行光（以下、第二平行光とする）を開口Ｈ１に向けて反射する。
ミラーアレイ３０は、例えば一つのミラーセルによって構成されていてもよいし、例えば複数のミラーセルによって構成されていてもよい。

本実施形態のミラーアレイ３０は、図２に示すように、複数の小さなミラーセル３１，…，３１を有する。本実施形態のミラーアレイ３０では、この小さなミラーセル３１が縦横に複数配列されている。

複数のミラーセル３１，…，３１は、それぞれ独立して揺動可能である。すなわち、各々のミラーセル３１の反射面３１ｒは、ミラーアレイ３０の上下左右、及び、これらを組み合わせた任意の方向に向くことが可能である。これにより、ミラーアレイ３０では、ミラーセル３１において反射する光の向きを自在に変更可能である。

ミラーセル３１の具体的構成の一例について説明する。
ミラーセル３１は、例えば図２及び図３に示すように、ベース部３２と、ミラー板３３と、を備える。

ベース部３２の構成は特に制限されない。本実施形態のベース部３２は、ベース本体３４と、支持部３５と、を備える。
ベース本体３４は、例えば基板または板状に形成された絶縁材である。
支持部３５は、ベース本体３４の主面３４ａから突出して設けられ、ミラー板３３をベース本体３４の主面３４ａの上方に間隔をあけた位置で揺動可能に支持する。本実施形態の支持部３５は、枠部３６と、複数の梁部３７と、を備える。

枠部３６は、ミラー板３３を囲むように配置されるため、ミラー板３３に対応する平面視形状に形成されている。本実施形態の枠部３６は平面視矩形状に形成されている。
梁部３７は、枠部３６の周方向に間隔をあけて複数配列される。各梁部３７は、ミラー板３３の周縁部から枠部３６まで延びている。また、各梁部３７は、例えば弾性変形可能に形成される。本実施形態において、各梁部３７は、ミラー板３３の角部と該角部に対向する枠部３６の角部とを接続する。

ミラー板３３は、支持部３５によってベース部３２に対して任意の方向に揺動可能に支持され、光源１２からの光を所定の方向に反射させる。
ミラー板３３は、平坦な反射面３３ｒを有する。ミラー板３３の反射面３３ｒは、前述したミラーセル３１の反射面３１ｒに相当する。ミラー板３３は、任意の平面視形状に形成されてよいが、本実施形態では平面視矩形状に形成されている。

ミラー板３３、枠部３６、梁部３７は、例えば、鉄やニッケル等の軟磁性体、または、半導体からなる基板によって構成することができる。また、ミラー板３３の反射面３３ｒは、例えば、金やアルミ等の金属薄膜を基板に蒸着させることで形成することができる。

また、本実施形態のミラーセル３１は、ベース本体３４の主面３４ａに配される複数の電極３８，…，３８を備える。電極３８は、ミラー板３３を所望の傾斜角度に変位させるための構成である。複数の電極３８，…，３８は、ベース本体３４の主面３４ａのうち、ミラー板３３に対向する領域において、枠部３６の周方向に互いに間隔をあけて配列される。本実施形態では、電極３８がミラー板３３の各角部に配されている。

図２及び図３に示す構成において、ミラー板３３を傾斜させる場合には、例えば複数の電極３８，…，３８のうち選択された一部の電極３８に所定の駆動電位を印加する。また、ミラー板３３に接地電位を印加する。これによって、印加された電極３８とその直上に位置するミラー板３３の部位との間に静電引力（クーロン力）が発生する。この静電引力によって上記ミラー板３３の部位がベース本体３４に近づくことで、ミラー板３３が傾斜する。また、選択された電極３８に印加する駆動電位の大きさを調整することで、ミラー板３３の傾斜角度を変化させ、ミラー板３３を所望の傾斜角度に設定することができる。また、駆動電位が印加される電極３８を変えることで、ミラー板３３を揺動させることができる。

次いで、図４及び図５を参照して上記説明したミラーセル３１を備えるミラーアレイ３０に第二平行光を照射する照射範囲設定用光学素子２０の詳細な構成について説明する。
照射範囲設定用光学素子２０は、図４及び図５に示すように、入射側に位置する複数の第一面２１，…，２１と、出射側に位置する複数の第二面２２，…，２２と、を備える。本実施形態において、第一面２１及び第二面２２の数は、ミラーセル３１の数に対応する。

第一面２１は、光軸Ａｘを中心とする所定領域を有する。光軸Ａｘは、光源１２の光軸Ａ（図１参照）に平行する。第一面２１は、第一平面２１Ｐと、第一屈折面２１Ｒと、を備える。
第一平面２１Ｐは、光軸Ａｘに直交する平坦な面であり、光軸Ａｘに平行する入射光の向きを変えずに、この入射光を第二面２２に向けて進行させる。
第一屈折面２１Ｒは、第一平面２１Ｐの外周縁に設けられる。第一屈折面２１Ｒは、第一平面２１Ｐの外周縁に滑らかに連なる。第一屈折面２１Ｒは、第一平面２１Ｐの外周縁から離れるに従って、第一平面２１Ｐに対して光の進行方向前側（図４及び図５において右側）に向けて傾斜する傾斜角度が漸次大きくなる断面円弧状の湾曲面に形成されている。第一屈折面２１Ｒは、上記入射光を光軸Ａｘに近接する方向に屈折させた上で第二面２２に向けて進行させる。

図５に例示する入射光の成分ａ１，ａ２，ａ３において、第一屈折面２１Ｒに入射後、第一屈折面２１Ｒによって屈折される内角θ１，θ２，θ３は、第一屈折面２１Ｒの曲率、入射光の波長における照射範囲設定用光学素子２０の材質の屈折率及び第一屈折面２１Ｒの入射側領域の屈折率に依存し、スネルの法則に従う屈折角に応じて決まる。

複数の第一面２１，…，２１は、光軸Ａｘに直交する方向（例えば、図４及び図５において矢印Ｄ２方向）に互いに隣接して配列されている。本実施形態では、ミラーアレイ３０においてミラーセル３１が縦横に複数配列されていることに対応し、複数の第一面２１，…，２１が縦横に配列されている。

第二面２２は、光軸Ａｘを中心とする所定領域を有し、第二平面２２Ｐと、第二屈折面２２Ｒと、を備える。
第二平面２２Ｐは、第一平面２１Ｐに平行し、第一平面２１Ｐに対して光の進行方向前側に所望の間隔をあけて位置している。第二平面２２Ｐは、第一平面２１Ｐからの光の向きを変えずに、この光を出射する。
第二屈折面２２Ｒは、第二平面２２Ｐの外周縁に設けられる。第二屈折面２２Ｒは、第二平面２２Ｐの外周縁に滑らかに連なる。第二屈折面２２Ｒは、第二平面２２Ｐの外周縁から離れるにしたがって、第二平面２２Ｐに対して光の進行方向前側に向けて傾斜する傾斜角度が漸次大きくなる断面円弧状の湾曲面に形成されている。第二屈折面２２Ｒは、第一屈折面２１Ｒによって屈折された屈折光を光軸Ａｘに平行する方向に屈折させ、出射する。

図５に例示する入射光の成分ａ１，ａ２，ａ３において、第二屈折面２２Ｒに入射後、第二屈折面２２Ｒによって再び屈折される内角θ４，θ５，θ６は、第二屈折面２２Ｒの曲率、入射光の波長における照射範囲設定用光学素子２０の材質の屈折率及び第二屈折面２２Ｒの出射側領域の屈折率に依存し、スネルの法則に従う屈折角に応じて決まる。第一屈折面２１Ｒの入射側領域の屈折率と、第二屈折面２２Ｒの出射側領域の屈折率とが同一であれば、内角θ４，θ５，θ６はそれぞれ、内角θ１，θ２，θ３に等しい。

複数の第二面２２，…，２２は、光軸Ａｘに直交する方向に互いに間隔をあけて配列されている。本実施形態では、ミラーアレイ３０においてミラーセル３１が縦横に複数配列されていることに対応するとともに複数の第一面２１，…，２１の配置に合わせて、複数の第二面２２，…，２２が縦横に配列されている。隣り合う第二面２２，２２同士を接続する接続面２３の形状は特に制限されないが、本実施形態では光軸Ａｘに対して垂直な平面である。

上記構成の照射範囲設定用光学素子２０では、図５に示すように、光軸Ａｘに平行する平行光が第二平面２２Ｐ及び第二屈折面２２Ｒから出射される。すなわち、第二面２２のうち第二平面２２Ｐ及び第二屈折面２２Ｒは照射有効領域ＲＡを構成する。一方、接続面２３からは光が出射されない。すなわち、隣り合う第二面２２同士の間に介在する接続面２３は照射無効領域ＲＩを構成する。

本実施形態の照射範囲設定用光学素子２０を備える照明装置１では、先ず光源１２から発せられ、且つ平行化レンズ１４によって光軸Ａに対して平行化された第一平行光が照射範囲設定用光学素子２０に入射される。この際、第一面２１では光軸Ａｘに対して平行な第一平行光（入射光）の少なくとも一部が光軸Ａｘに近接する方向に屈折される。また、第二面２２では第一面２１で屈折した屈折光が光軸Ａｘに平行する方向に屈折され、照射範囲設定用光学素子２０から出射される。
これにより、図６及び図７に示すように、第二面２２から出射される平行光（以下、第二平行光とする）の光路断面Ｃ２を第一面２１に入射される第一平行光の光路断面Ｃ１よりも小さくすることができる。

従って、第二平行光の光路断面Ｃ２２（図５に例示する第二面２２の照射有効領域ＲＡ）の大きさを照射範囲設定用光学素子２０の後段に配置されるミラーアレイ３０のミラー板３３の反射面３３ｒの反射領域と同等の大きさとする、または、反射領域よりも小さくすることで、第一平行光の一部を欠損することなく、第一平行光全体を第二平行光として、ミラー板３３の反射領域内に入射させることができる。
一方、第二面２２の照射無効領域ＲＩの大きさや形状は、例えば複数のミラー板３３の反射領域の間の隙間領域に対応しているため、複数のミラー板３３の間の隙間領域には、光が入射されない。

なお、本実施形態の照射範囲設定用光学素子２０において、第一屈折面２１Ｒ及び第二屈折面２２Ｒによって光が屈折する際には、光量の減少は殆どない。厳密には、照射範囲設定用光学素子２０周囲の屈折率と、照射範囲設定用光学素子２０の材質の屈折率との差に起因する反射損失が生じる。ただし、第一面２１及び第二面２２に公知の反射防止構造を設けることで前記反射損失を減少または無くすことができる。

以上説明したように、本実施形態の照射範囲設定用光学素子２０及びこれを備える照明装置１によれば、照射範囲設定用光学素子２０の第一面２１に入射される前の第一平行光の光路断面Ｃ１が、照射範囲設定用光学素子２０を通して第二平行光の光路断面Ｃ２に縮小される。
これにより、第一平行光の光路断面Ｃ１がミラー板３３の反射領域（反射面３３ｒ）よりも大きくても、第一平行光を欠損させることなく、第一平行光全体を第二平行光として、ミラー板３３の反射領域内に入射させることができる。その結果、光源１２から発せられた光を無駄にすることなく、照射光として有効に活用することができる。

また、本実施形態の照射範囲設定用光学素子２０によれば、第一面２１が第一平面２１Ｐ及びその外周縁に設けられる第二屈折面２２Ｒを備え、第二面２２が第二平面２２Ｐ及びその外周縁に設けられる第二屈折面２２Ｒを備える。
このため、図６に示すように、第一平行光の一部（例えば、図６に示す成分ａ４）が第一平面２１Ｐ及び第二平面２２Ｐを順次透過し、そのまま光軸Ａｘに平行する方向に進行することで、第二平行光の一部として第二面２２から出射される。
一方、第一平行光の一部の外周縁の残部（例えば、図６に示す成分ａ１，ａ２，ａ３）は第一屈折面２１Ｒによって光軸Ａｘに近接する方向に屈折される。その後、屈折光が第二屈折面２２Ｒによって光軸Ａｘに平行する方向に屈折され、第二平行光の残部として第二面２２から出射される。

これにより、ミラー板３３の反射領域の周縁部分に照射される光の光量を、ミラー板３３の反射領域の中央部分に照射される光の光量よりも大きくすることができる。その結果、ミラー板３３の反射領域で反射した光が広がった上で所定の照射領域に照射される際に、この照射領域の明るさの均一化を図ることができる。
また、第一平面２１Ｐ及び第二平面２２Ｐの寸法、第一屈折面２１Ｒ及び第二屈折面の寸法と曲率等を適切に設計することで、光路断面Ｃ１に対する光路断面Ｃ２の大きさを容易に最適化することができる。つまり、照射範囲設定用光学素子２０によって光路断面Ｃ２を所望の範囲に設定することができる。

また、本実施形態の照射範囲設定用光学素子２０では、複数の第一面２１が、光軸Ａｘに直交する方向に互いに隣接して配列され、複数の第二面２２が、光軸Ａｘに直交する方向に互いに間隔をあけて配列される。
これにより、複数の第一面２１に入射される第一平行光を、光軸Ａｘに対して垂直な方向に区分でき、区分された複数の第一平行光を、第二面２２から各々光路断面が縮小された複数の第二平行光として出射させることができる。そして、これら複数の第二平行光を複数のミラー板３３の反射領域に各々照射することができる。すなわち、照射範囲設定用光学素子２０を複数のミラーセル３１を備えるミラーアレイ３０に適用することができる。特に、本実施形態の照射範囲設定用光学素子２０は、小型化に伴ってミラー板３３の反射領域に対するミラー板３３間の隙間領域の比率が大きくなるミラーアレイ３０に好適である。

次いで、本実施形態の照明装置１は、光源１２と、平行化レンズ１４と、本実施形態の照射範囲設定用光学素子２０と、照射範囲設定用光学素子２０から出射された第二平行光（出射光）を所定の方向に反射させるミラー板３３を複数有するミラーアレイ３０と、を備える。また、照射範囲設定用光学素子２０の第二面２２から出射された第二平行光が各ミラー板３３の反射領域内に入射される。
上記構成によれば、照射範囲設定用光学素子２０の上記作用効果に基づき、光源１２から発せられた光を無駄にすることなく、ミラーアレイ３０において反射させ、照射光として有効に活用することができる。

具体的に説明すれば、ミラーアレイ３０を小型化すると、光軸Ａｘ方向から見たミラー板３３の幅に対する枠部３６の幅の比率が増大する。従来の照明装置では、このような枠部３６の幅の比率が増大する程、ミラー板３３の反射面３３ｒに照射されずに無駄になる光の割合が大きくなってしまう。
これに対し、本実施形態の照射範囲設定用光学素子２０では、ミラー板３３の幅に対する枠部３６（ミラー板３３間の隙間）の幅の比率を勘案して、第一平面２１Ｐ及び第二平面２２Ｐの寸法、第一屈折面２１Ｒ及び第二屈折面の寸法と曲率等を最適設計することで、ミラー板３３の幅に対する枠部３６の幅の比率に関わらず、光源１２から発せられた光を無駄にすることなく、照射光として有効に活用することができる。
従って、特にミラーアレイ３０を小型化する場合に、本実施形態の照射範囲設定用光学素子２０を用いることは非常に有効である。

また、本実施形態の照明装置１では、第二面２２から出射される第二平行光（出射光）の光路断面Ｃ２の形状が、図７に例示するように、ミラー板３３の反射領域の形状に相似してもよい。図７において、ミラー板３３の反射領域、及び、第二平行光の光路断面Ｃ２の平面視形状は、互いに相似する八角形となっているが、これに限ることはない。
ミラー板３３の反射領域、及び、第二平行光の光路断面Ｃ２の平面視形状が互いに相似する場合には、ミラー板３３の反射領域全体に第二平行光を照射し、照射された光を有効に活用することができる。

次に、本実施形態に係る照明装置１を適用した灯火装置の一例について説明する。
図８及び図９に示す灯火装置５０Ａ，５０Ｂは、例えば車両用の灯火装置であって、自動二輪車や自動四輪車等の車両の前方を照らすヘッドライトである。

第一例の灯火装置５０Ａは、図８に示すように、本実施形態の照明装置１と、反射鏡４３と、レンズカバー４５と、を備える。照明装置１、反射鏡４３及びレンズカバー４５はハウジング５２の内部に設けられている。
ハウジング５２には、照明装置１からの照射光を反射鏡４３で反射した光を外方に出射させるための開口Ｈ５２が形成されている。ハウジング５２の開口Ｈ５２は、例えば車両の前方側に向けられる。
反射鏡４３の反射面４３ｒの形状は任意であってよい。すなわち、反射鏡４３は、例えば凸面鏡や凹面鏡であってよい。

レンズカバー４５は、透明な材料からなり、ハウジング５２の開口Ｈ５２に設けられている。
このような構成においては、照明装置１から出射された光が、反射鏡４３において反射され、さらに、レンズカバー４５を通過した上で、車両の前方側の照射領域に照射される。なお、図８において、ハウジング５２の開口Ｈ５２及びレンズカバー４５は平面視矩形状に形成されているが、これらの平面視形状は矩形に限定されず、所望の形状とすることができる。

上記説明した灯火装置５０Ａによれば、本実施形態の照射範囲設定用光学素子２０を含む照明装置１を備えることで、照明装置１のミラーセル３１によって反射鏡４３に向けて照射される照射光の方向を自在に変えることができる。また、その照射光を反射鏡４３によって反射させ、レンズカバー４５を通してハウジング５２の開口Ｈ５２から任意の方向に、自在に出射させることができる。
さらに、本実施形態の照射範囲設定用光学素子２０を備えることで、照射光を無駄にすることなく、光源１２からの光の光量を保持しながら照明装置１を小型化し、それに伴って灯火装置５０Ａを小型化することができる。

第二例の灯火装置５０Ｂは、図９に示すように、本実施形態の照明装置１と、反射鏡４４と、曲面レンズ４８と、を備える。照明装置１、反射鏡４４及びレンズカバー４５はハウジング５３の内部に設けられている。
ハウジング５３の外形輪郭は図８に例示したハウジング５２とは異なるものの、ハウジング５３には、図８のハウジング５２と同様に、照明装置１からの照射光を反射鏡４４で反射した光を外方に出射するための開口Ｈ５３が形成されている。ハウジング５３の開口Ｈ５３は、例えば車両の前方側に向けられる。

反射鏡４４は、例えば平面鏡であってもよいし、反射鏡４３と同様にその反射面４４ｒが湾曲して形成された凹面鏡や凸面鏡であってもよい。反射鏡４４は、照明装置１からの出射光を曲面レンズ４８に向けて反射させる。

曲面レンズ４８は、反射鏡４４によって反射された光を開口Ｈ５３の大きさに合わせ、かつ平行化して開口Ｈ５３から灯火装置５０Ｂの外方に出射させる。そのため、曲面レンズ４８の入射面及び出射面はそれぞれ開口Ｈ５３側にくぼむまたは膨らむ凹曲面及び凸曲面となっている。

上記説明した灯火装置５０Ｂによれば、本実施形態の照射範囲設定用光学素子２０を含む照明装置１を備えることで、図８に例示した灯火装置５０Ａと同様に照明装置１からの任意の方向の出射光を反射鏡４４によって反射させ、曲面レンズ４８を通してハウジング５３の開口Ｈ５３から任意の方向に、自在に出射させることができる。
さらに、本実施形態の照射範囲設定用光学素子２０を備えることで、照射光を無駄にすることなく、光源１２からの光の光量を保持しながら照明装置１を小型化し、それに伴って灯火装置５０Ｂを小型化することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変更が可能である。

例えば、ミラーアレイ３０のミラーセル３１は一つとし、照射範囲設定用光学素子２０については本実施形態のように複数の第一面２１が光軸Ａｘに直交する方向に互いに隣接して配列されるとともに、複数の第二面２２が光軸Ａｘに直交する方向に互いに間隔をあけて配列されてもよい。

例えば、照射範囲設定用光学素子２０が備える第一面２１及び第二面２２は、一つであってもよい。
また、第二平行光の光路断面Ｃ２の平面視形状は、少なくとも平面視において光路断面Ｃ２がミラー板３３の反射領域（反射面３３ｒ）内に収まる形状であればよく、例えばミラー板３３の反射領域の平面視形状と異なってもよい。
例えば、ミラー板３３の反射領域の平面視形状が矩形であり、光路断面Ｃ２の平面視形状が前記反射領域に収まる大きさの円形であってもよい。また、例えば、ミラー板３３の反射領域の平面視形状が円形であり、光路断面Ｃ２の平面視形状が前記反射領域に収まる大きさの矩形であってもよい。

１ 照明装置
１２ 光源
１４ 平行化レンズ
２０ 照射範囲設定用光学素子
２１ 第一面
２１Ｐ 第一平面
２１Ｒ 第一屈折面
２２ 第二面
２２Ｐ 第二平面
２２Ｒ 第二屈折面
３０ ミラーアレイ
３１ ミラーセル
３１ｒ，３３ｒ 反射面（反射領域）
３３ ミラー板
Ａ，Ａｘ 光軸
Ｃ１，Ｃ２ 光路断面

Claims (5)

1. 光軸に対して平行な入射光の少なくとも一部を前記光軸に近接する方向に屈折させる第一面と、
   前記第一面で屈折した屈折光を前記光軸に平行する方向に屈折させて出射する第二面と、を備え、
   前記第一面は、前記光軸を中心とする所定領域を有し、前記光軸に対して直交する第一平面と、前記第一平面の外周縁に設けられ、前記入射光を前記光軸に近接する方向に屈折させる第一屈折面と、を備え、
   前記第二面は、前記光軸を中心とする所定領域を有し、前記第一平面に平行して配置され、前記第一平面を通過した光が通る第二平面と、前記第二平面の外周縁に設けられ、前記屈折光を前記光軸に平行する方向に屈折させる第二屈折面と、を備えた照射範囲設定用光学素子。
2. 前記第一屈折面は、前記第一平面の外周縁から離れるに従って、前記第一平面に対して光の進行方向前側に向けて傾斜する傾斜角度が漸次大きくなる断面円弧状の湾曲面に形成されている、
   請求項１に記載の照射範囲設定用光学素子。
3. 複数の前記第一面が、前記光軸に直交する方向に互いに隣接して配列され、
   複数の前記第二面が、前記光軸に直交する方向に互いに間隔をあけて配列される請求項１又は請求項２に記載の照射範囲設定用光学素子。
4. 光源と、前記光源から発せられた光を光軸に対して平行な光とする平行化レンズと、前記平行化レンズから出射された前記平行な光を入射光とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の照射範囲設定用光学素子と、前記照射範囲設定用光学素子から出射された出射光を所定の方向に反射させるミラー板を有するミラーセルと、を備え、
   前記照射範囲設定用光学素子の前記第二面から出射された出射光が前記ミラー板の反射領域内に入射される照明装置。
5. 前記第二面から出射される出射光の光路断面の形状が前記ミラー板の反射領域の形状に相似する請求項４に記載の照明装置。

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