JP6522770B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンチキュラレンズシートを使用した室内などを照明する照明装置に関する。

従来の白熱電球や蛍光灯などを用いた照明装置に代わって、高輝度で消費電力の低いＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの点光源を用いた照明装置が普及しつつある。例えば、特許文献１記載の照明装置は、基板の上に直線状に配列した複数のＬＥＤと、その表面側にＬＥＤを覆うように配置した拡散シートとから構成される。この拡散シートは、複数の平凸シリンドリカルレンズを並列配列したレンチキュラレンズシートであり、ＬＥＤから発せられる光を拡散して透過させる。

特開２００７−２５７８５７号公報

照明装置は、単に暗部を照明することを目的とするだけではなく、室内や屋外の雰囲気を変えることを目的として用いられることも多い。しかしながら、上記特許文献１記載の照明装置では、レンチキュラレンズシートは、光を拡散させるためだけに用いられている。このため、特許文献１記載の照明装置からは、レンチキュラレンズシートを透過した単調な照射光が発せられるのみである。特許文献１記載の照明装置は、レンチキュラレンズシートを十分に活用しているとはいえず、光を拡散させるだけの照明装置であり、装飾性に欠けるという問題がある。

本発明は、レンチキュラレンズシートを活用した装飾性の高い照明装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、レンチキュラレンズシートと、光源とを備える。レンチキュラレンズシートは、第１の方向に延在した平凸シリンドリカルレンズが、第１の方向と直交する第２の方向に複数配列されたレンチキュラレンズシートであって、第１の方向に湾曲され、平凸シリンドリカルレンズの凸状面側が凹状に形成されている。光源は、平凸シリンドリカルレンズの凸状面側に配置されている。

光源は点光源であることが好ましい。レンチキュラレンズシートは、円弧状に湾曲されていることが好ましい。

凹状に形成されたレンチキュラレンズシートの曲率が、光源から第２の方向に離れるに連れて変化することが好ましい。曲率は、光源から第２の方向に離れるに連れて小さくなることが好ましい。

レンチキュラレンズシートの凸状面には、光源の光を反射させる光反射膜が形成されていることが好ましい。

レンチキュラレンズシートの光源が配置された位置の周囲を支持する支持部材を備えることが好ましい。支持部材は、光源から第２の方向に直交する方向に射出される光を遮光する遮光部を有することが好ましい。光源の色が可変であることが好ましい。

本発明によれば、レンチキュラレンズシートを活用した装飾性の高い照明装置を提供することができる。

本発明の照明装置の正面側斜視図である。 照明装置のＸ方向に直交する要部断面図である。 照明装置のＹ方向に直交する要部断面図である。 照明装置の縦断面図である。 第２実施形態の照明装置の正面側斜視図である。 第２実施形態の照明装置の要部断面図であり、光源付近でＹ方向に直交する要部断面図である。 第２実施形態の照明装置の要部断面図であり、光源から離れた位置でＹ方向に直交する要部断面図である。 第２実施形態の照明装置の縦断面図である。 第３実施形態の照明装置の底面側斜視図である。 第３実施形態の照明装置のＸ方向に直交する断面図である。 第４実施形態の照明装置に用いるレンチキュラレンズシートの要部断面図である。 第５実施形態の照明装置に用いる光源を示す斜視図である。 本発明を自動車の照明装置に適用した例を示す斜視図である。

[第１実施形態]
図１において、照明装置１０は、レンチキュラレンズシート１１と、ＬＥＤ光源１２と、支持部材１３とを備える。レンチキュラレンズシート１１は、複数の平凸シリンドリカルレンズ１４により構成されている。各平凸シリンドリカルレンズ１４は、半円柱形の凸状１４Ａを有し、この凸状１４Ａとは反対側は平坦状である（図２参照）。各平凸シリンドリカルレンズ１４は、Ｘ方向（第１の方向）に延在しており、隣接する平凸シリンドリカルレンズ１４と平行に複数配列されている。すなわち、平凸シリンドリカルレンズ１４は、Ｘ方向と直交するＹ方向（第２の方向）に一定のピッチで配置されている。

レンチキュラレンズシート１１は、Ｘ方向に湾曲され、平凸シリンドリカルレンズ１４の凸状１４Ａから構成される面（以下凸状面という）１１Ａ側が凹状に形成されている。本実施形態では、レンチキュラレンズシート１１は、Ｙ方向に沿った中心軸ＣＬの周りに、円弧状に湾曲された半円筒形状である。すなわち、レンチキュラレンズシート１１は、Ｙ方向に直交する断面が全て同じ曲率である。

レンチキュラレンズシート１１は、Ｙ方向における一方の端部である下端部１１Ｂが、支持部材１３によって支持されている。支持部材１３は、円筒部１３Ａと底面部１３Ｂとで構成されている。円筒部１３Ａは、レンチキュラレンズシート１１の下端部１１Ｂの周囲を支持する。底面部１３Ｂは、円筒部１３Ａの底面を塞いでいる。照明装置１０は、例えば、支持部材１３を下方として、凸状面１１Ａを観察者側に向けて室内の床面やテーブル上に設置される。

ＬＥＤ光源１２は、照明装置１０の光源として、支持部材１３の底面部１３Ｂに設けられた台座部１６に取り付けられている。ＬＥＤ光源１２は、チップ状の素子部が発光し、中心部が強い光を放つ、いわゆる点光源である。台座部１６には、ＬＥＤ光源１２に給電を行う電池等の給電部（図示せず）が内蔵されている。照明装置１０は、テーブル上や棚などに設置される装飾品としても使用できる。また、台座部１６には、給電部による給電のオン／オフを行うためのスイッチ（図示せず）が設けられている。

ＬＥＤ光源１２は、レンチキュラレンズシート１１の凸状面１１Ａ側であり、かつ中心軸ＣＬ（図３参照）上に位置している。すなわち、ＬＥＤ光源１２は、その周囲が支持部材１３の円筒部１３Ａによって囲われている。支持部材１３の円筒部１３Ａは、ＬＥＤ光源１２からＹ方向と直交する方向で、かつレンチキュラレンズシート１１とは反対側（観察者側）に射出される光を遮光する遮光部として機能する。

図２は、ＬＥＤ光源１２から射出された光がレンチキュラレンズシート１１の凸状面１１Ａで反射される成分のうち、凸状面１１ＡでＹ方向に反射され、観察者の眼に導かれる成分を示している。平凸シリンドリカルレンズ１４は、Ｙ方向に一定のピッチで配列されているため、ＬＥＤ光源１２からの照射光は、各平凸シリンドリカルレンズ１４の凸状１４Ａから構成される凸状面１１Ａによって反射される。この凸状面１１Ａは、半円筒状であるので、凸状面１１Ａで反射される反射光には、観察者の左右の眼ＬＥ，ＲＥに入射する成分（以下、反射成分Ｒという）が存在する。

反射成分Ｒが凸状面１１Ａで反射される点を輝点Ｓとすると、輝点Ｓは、Ｙ方向に沿った線状の光を形成する。

図３に示すように、Ｙ方向に直交する断面では、ＬＥＤ光源１２は、中心軸ＣＬ上に位置している。このため、ＬＥＤ光源１２からの照射光は、Ｙ方向に直交する平面において、レンチキュラレンズシート１１の凸状面１１Ａに対して垂直に入射し、垂直に反射される。このため、観察者の左眼ＬＥと右目ＲＥとで、観察される上記輝点Ｓの位置が異なる。以下、左眼ＬＥにより観察される輝点Ｓを第１輝点Ｓ１と呼び、右眼ＲＥにより観察される輝点Ｓを第２輝点Ｓ２と呼ぶ。

観察者の左眼ＬＥには、第１輝点Ｓ１から、中心軸ＣＬ付近（すなわち、ＬＥＤ光源１２上）を通過した反射成分Ｒ（以下、第１反射成分Ｒ１という）が入射する。同様に、観察者の右眼ＲＥには、第２輝点Ｓ２から、中心軸ＣＬ付近（すなわち、ＬＥＤ光源１２上）を通過した反射成分Ｒ（以下、第２反射成分Ｒ２という）が入射する。

図４に示すように、照明装置１０を観察する観察者は、第１輝点Ｓ１と第２輝点Ｓ２との視差により、第１反射成分Ｒ１と第２反射成分Ｒ２とが交差する位置（すなわち、中心軸ＣＬを中心とした位置）に、あたかも発光体が存在するかのように、発光体の虚像Ｋ１を観察する。この虚像Ｋ１は、Ｙ方向に沿った線状であって、ＬＥＤ光源１２とほぼ同じ幅で、かつレンチキュラレンズシート１１のＹ方向における寸法とほぼ同じ長さである。

上述したように、照明装置１０を観察する観察者にとっては、レンチキュラレンズシート１１の手前側に線状の発光体が浮き上がったような虚像Ｋ１が観察される。このため、照明装置１０では、特許文献１記載の照明装置のような拡散光ではなく、発光体の虚像を観察可能とし、レンチキュラレンズシートを活用した高い装飾性が得られる。

また、支持部材１３の円筒部１３Ａによって、ＬＥＤ光源１２からＹ方向と直交する方向に射出される光が遮光されているため、観察者には、ＬＥＤ光源１２から直接左右の眼ＬＥ，ＲＥに直接光が導かれずに、虚像Ｋ１のみが観察される。したがって、さらに、間接照明のような装飾性も得られる。

［第２実施形態］
第２実施形態は、図５に示すように、曲率が、ＬＥＤ光源１２からＹ方向に離れるに連れて変化するようにレンチキュラレンズシート２１を湾曲させている。具体的には、本実施形態の照明装置２０では、レンチキュラレンズシート２１のＹ方向に直交する断面における曲率は、ＬＥＤ光源１２からＹ方向に離れるに連れて小さくなっている。

レンチキュラレンズシート２１は、上記第１実施形態のレンチキュラレンズシート１１と同様に、複数の平凸シリンドリカルレンズ１４により構成され、各平凸シリンドリカルレンズ１４は、Ｘ方向に延在し、Ｘ方向と直交するＹ方向に一定のピッチで配置されている。

レンチキュラレンズシート２１は、Ｘ方向に湾曲され、平凸シリンドリカルレンズ１４の凸状１４Ａが形成された面（以下凸状面という。）２１Ａ側が凹状に形成されている。本実施形態では、レンチキュラレンズシート２１は、Ｙ方向に直交する断面形状が円弧状であって、曲率が、ＬＥＤ光源１２からＹ方向に離れるに連れて小さくなるように湾曲されている。このため、ＬＥＤ光源１２の付近における断面と、ＬＥＤ光源１２からＹ方向に離れた位置における断面とでは、円弧の中心の位置が異なる。

レンチキュラレンズシート２１は、Ｙ方向における一方の端部である下端部２１Ｂが、支持部材１３によって支持されている。照明装置２０のその他の構成は、第１実施形態の照明装置１０の構成と同様である。

図６Ａに示すように、Ｙ方向においてＬＥＤ光源１２の付近における断面では、ＬＥＤ光源１２は、レンチキュラレンズシート２１の円弧の中心Ｃ１上に位置している。図６Ａに示す断面では、ＬＥＤ光源１２からの照射光は、レンチキュラレンズシート２１の凸状面２１Ａに対して垂直に反射する。これにより、観察者の眼ＬＥ，ＲＥには、第１実施形態と同様に、それぞれ第１及び第２輝点Ｓ１，Ｓ２から、中心Ｃ１付近（すなわち、ＬＥＤ光源１２上）を通過した第１及び第２反射成分Ｒ１，Ｒ２が入射する。

図６Ｂに示すように、ＬＥＤ光源１２からＹ方向に離れた位置における断面では、ＬＥＤ光源１２は、レンチキュラレンズシート２１の円弧の中心Ｃ２上よりも凸状面２１Ａ側に位置する。図６Ｂに示す断面では、ＬＥＤ光源１２からの照射光は、レンチキュラレンズシート２１の凸状面２１Ａに対して入射角α（α＜９０°）で入射し、反射角αで反射する。これにより、観察者の眼ＬＥ，ＲＥには、それぞれ第１及び第２輝点Ｓ１，Ｓ２から、ＬＥＤ光源１２よりも観察者側の位置を通過した第１及び第２反射成分Ｒ１，Ｒ２が入射する。

このように、ＬＥＤ光源１２からＹ方向に離れるほど、第１及び第２反射成分Ｒ１，Ｒ２が交差する点が観察者側に位置するため、図７に示すように、観察者により観察される発光体の虚像Ｋ２は傾斜する。この虚像Ｋ２は、Ｙ方向に対して観察者側に傾斜した線状であって、ＬＥＤ光源１２とほぼ同じ幅で、かつレンチキュラレンズシート１１のＹ方向における寸法とほぼ同じ長さである。

上述したように、照明装置２０を観察する観察者にとっては、レンチキュラレンズシート１１の手前側に線状の発光体が浮き上がり、かつ観察者側に向かうように傾斜した虚像Ｋ２が観察されるため、第１実施形態の照明装置１０とは異なる装飾性が得られる。

［第３実施形態］
第３実施形態では、図８に示すように、レンチキュラレンズシートのＹ方向における中央付近にＬＥＤ光源１２を配置する。本実施形態の照明装置３０では、上記第１実施形態と同様のレンチキュラレンズシート１１と、ＬＥＤ光源１２と、支持部材３１とを備える。

レンチキュラレンズシート１１は、Ｙ方向における中央部が、支持部材３１によって支持されている。支持部材３１は、レンチキュラレンズシート１１の中央部の周囲を支持する半円筒部３１Ａと、取付部３１Ｂと、連結部３１Ｃとを有する。取付部３１Ｂは、半円筒部３１ＡからＹ方向と直交する一方向に延在された円柱状に形成されている。照明装置３０は、例えば、取付部３１Ｂを天井などに固定し、凸状面１１Ａを観察者側に向けて設置される。連結部３１Ｃは、レンチキュラレンズシート１１を貫通し、先端部がレンチキュラレンズシート１１の凸状面１１Ａ側に位置する。ＬＥＤ光源１２は、連結部３１Ｃの先端部に取り付けられ、レンチキュラレンズシート１１の凸状面１１Ａ側であり、かつ中心軸ＣＬ上に位置している。

図９に示すように、照明装置３０を観察する観察者は、上記第１実施形態と同様に、中心軸ＣＬを中心とした位置にある発光体の虚像Ｋ３を観察する。この虚像Ｋ３は、Ｙ方向に沿った線状であって、ＬＥＤ光源１２からＹ方向における両端部に向かってＬＥＤ光源１２とほぼ同じ幅で、かつレンチキュラレンズシート１１のＹ方向における寸法とほぼ同じ長さである。

［第４実施形態］
第４実施形態では、図１０に示すように、レンチキュラレンズシート４１の凸状面４１Ａに、ＬＥＤ光源１２の光を反射させる光反射膜４２（例えば、金属の蒸着膜など）を形成している。これにより、凸状面４１におけるＬＥＤ光源１２からの光の反射効率が高められる。この光反射膜４２は、第１〜第３実施形態のいずれのレンチキュラレンズシートにも適用可能である。この光反射膜４２による光反射率の向上により、より高輝度で、シャープな虚像が観察される。

［第５実施形態］
第５実施形態では、図１１に示すように、上記各実施形態のＬＥＤ光源１２に代えて、色が可変である光源５０を用いる。光源５０は、発光色の異なる複数のＬＥＤ光源５１Ａ〜５１Ｄと、これらのＬＥＤ光源５１Ａ〜５１Ｄが設けられた基板５２とを有する。ＬＥＤ光源５１Ａ〜５１Ｄは、例えば、赤色、緑色、青色、白色のＬＥＤ光源等が用いられる。基板５２には、駆動部５３が接続されている。

駆動部５３は、各ＬＥＤ光源５１Ａ〜５１Ｄの発光状態（発光強度やデューティ）を変化させることにより、光源５０の発光色を変化させる。これにより、状況に応じて光源５０の発光色を変化させることで、装飾性をより高めることができる。

［第６実施形態］
図１２は、照明装置６０を、自動車６１の内装品に取り付ける例を示している。例えば、照明装置６０は、内装品の一部に埋め込むように取り付けられる。照明装置６０は、上記第１〜第５実施形態のいずれかの照明装置と同様の構成である。照明装置６０は、例えば、自動車６１のメーターパネル６２内部等に取り付けられる。この場合、照明装置６０の発光状態を、自動車６１の動作状態（速度等）に応じて変更することが好ましい。

なお、上記各実施形態では、光源としてＬＥＤ光源を用いているが、これに限られず、ＬＥＤ光源以外の点光源を用いても良い。また、上記各実施形態では、レンチキュラレンズシートを円弧状に湾曲されているが、円弧以外の曲面状に湾曲されてもよい。例えば、レンチキュラレンズシート、楕円弧状に湾曲させてもよい。

上記実施形態では、室内の照明装置や、自動車の内装品に取り付けられる照明装置に本発明を適用しているが、これらに限定されず、アミューズメントパークなどの商業施設や、ゲーム機などの遊技機に用いられる照明装置などに適用することも可能である。

１０，２０，３０，６０ 照明装置
１１，２１，４１ レンチキュラレンズシート
１１Ａ，２１Ａ，４１Ａ 凸状面
１２ ＬＥＤ光源
１３，３１ 支持部材
１３Ａ 円筒部
４２ 光反射膜

Claims (9)

1. 第１の方向に延在した平凸シリンドリカルレンズが、第１の方向と直交する第２の方向に複数配列されたレンチキュラレンズシートであって、前記第１の方向に湾曲され、前記平凸シリンドリカルレンズの凸状面側が凹状に形成されたレンチキュラレンズシートと、
   前記平凸シリンドリカルレンズの凸状面側に配置された光源と、
   を備え、
   前記光源から射出された光が前記凸状面で反射される成分のうち、前記光源に対して前記レンチキュラレンズシートとは反対側に位置する観察者の左右の眼に入射する反射成分を有する場合、前記反射成分が前記凸状面で反射される輝点が前記第２の方向に沿った線状の光を形成する照明装置。
2. 前記光源は点光源である請求項１記載の照明装置。
3. 前記レンチキュラレンズシートは、円弧状に湾曲されている請求項１または２記載の照明装置。
4. 凹状に形成された前記レンチキュラレンズシートの曲率が、前記光源から前記第２の方向に離れるに連れて変化する請求項１または２記載の照明装置。
5. 前記曲率は、前記光源から前記第２の方向に離れるに連れて小さくなる請求項４記載の照明装置。
6. 前記レンチキュラレンズシートの前記凸状面には、前記光源の光を反射させる光反射膜が形成されている請求項１から５いずれか１項に記載の照明装置。
7. 前記レンチキュラレンズシートの前記光源が配置された位置の周囲を支持する支持部材を備える請求項１から６いずれか１項に記載の照明装置。
8. 前記支持部材は、前記光源から前記第２の方向に直交する方向に射出される光を遮光する遮光部を有する請求項７記載の照明装置。
9. 前記光源の色が可変である請求項１から８いずれか１項に記載の照明装置。

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