JP6927744B2

JP6927744B2 - 光投射装置

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Publication number: JP6927744B2
Application number: JP2017100777A
Authority: JP
Inventors: 直寛小林
Original assignee: Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2037-05-22
Also published as: JP2018195779A

Description

本発明は、光投射装置に関する。

近年、車等に、光を投射する装置（光投射装置）が取り付けられ、様々な目的に使用されている。例えば、赤外光を投射する光投射装置とセンサとを車に設け、光投射装置から投射された光の反射光をセンサで検知することで、車の周囲にある物体を認識したりする技術が知られている。また、夜間に車両を運転中のドライバーに運転の邪魔にならないように赤外光を投射して、ドライバーを赤外カメラで撮影するドライバーカメラにも赤外光を投射する光投射装置が用いられる。
これらのような目的に使用される光投射装置では、センシングの精度を高めるため等に、ＬＥＤ（発光装置）から放出された光の配光分布を狭配光とすることが求められる。すなわち、ＬＥＤで発光した光をできるだけ所定方向に向けるとともに、所定範囲にできるだけ均一に光を投射することが求められる。
光を所定方向に向けて投射する装置としては、例えば、特許文献１のもののように、ＬＥＤを放物面状の反射面の焦点位置に置き、ＬＥＤからの光を、この反射面で反射させ平行光とする技術が知られている。

ここで、ＬＥＤを用いた発光装置では、基板上に配置されたＬＥＤ素子が空気より熱伝導率が高い透明な樹脂で封入されている場合がある。特に出力の大きい発光装置では、発熱対策としてＬＥＤ素子が樹脂で封入されているのが一般的であるが、基板上でＬＥＤ素子を封入する封入樹脂は、レンズ効果を有するものとなる。ここでは、発光装置のＬＥＤ素子が樹脂に封入されたものをレンズ効果パッケージと称する。このようなレンズ効果パッケージを有する発光装置においては、レンズ効果を有する封入樹脂の形状やＬＥＤ素子のサイズ等に基づく、封入樹脂と空気の境界面でのＬＥＤの光の屈折や反射により、ＬＥＤ素子以外の部分が発光したような状況となる疑似光源が発生する。この場合に、ＬＥＤ素子からの発光だけを考慮して、疑似光源を考慮しないで光投射装置を設計すると、疑似光源からの光により、光投射装置の配光特性が悪くなるといった問題や、意図しない配光により不均一な照明となってしまうといった問題がある。

そこで、発明者らは、放物面状の反射面を有するリフレクタと封入されたＬＥＤを有する光投射装置についての様々な検討を行い、リフレクタとＬＥＤの位置関係やフレネルレンズの併用等により、封入されたＬＥＤの疑似光源の発生による配光の問題を解決するに至った。
この光投射装置は、例えば、放物面から構成される略円錐筒状（ラッパ状、釣鐘状）のリフレクタと、リフレクタの小径側に配置されるレンズ効果パッケージ（発光装置）と、リフレクタの大径側開口に当該開口を塞ぐように配置されるフレネルレンズとを備える。このような光投射装置のサイズは、例えば、リフレクタより径の大きなフレネルレンズの外径がφ９．７５ｍｍであり、光投射装置の全長（レンズ効果パッケージからフレネルレンズまで）が１１ｍｍとなっている。この際のレンズ効果パッケージ（発光装置）の大きさは、基板（正方形）の一辺の長さが３．９５ｍｍで、基板に直交する高さ（封入樹脂部分の高さ）が２．４１ｍｍであった。

特開２００８−４２９６号公報

ところで、車載されるような装置では、一般的に小型化が求められており、光投射装置も例外ではなく、小型化の要求があり、光投射装置の軸方向（全長方向、光軸方向）に直交する径や、軸方向に沿った長さが制限される。その場合に、例えば、疑似光源を考慮した放物面状の反射面を有するリフレクタに加えてフレネルレンズを用いるような構成を採用することがサイズ的に困難である。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、小型で発光装置（レンズ効果パッケージ）に疑似光源が生じても所定方向範囲にできるだけ均一に多くの光を配光して光を投射できる光投射装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の光投射装置は、ＬＥＤ基板上で封入部材に封入されたＬＥＤ素子を備えるレンズ効果パッケージと、前記レンズ効果パッケージからの光の方向を整えて投射する光学部材とを備え、
前記レンズ効果パッケージは、前記封入部材により疑似光源が発生するものであって、
前記光学部材は、
前記レンズ効果パッケージからの光が入射する入射面と、入射した光を出射する出射面とを備えるレンズ部と、
前記レンズ部の前記入射面から、前記出射面から前記入射面に向かう方向で、前記レンズ効果パッケージの光が出射される部分の周囲を囲むように延出するとともに、前記レンズ効果パッケージから入射する光を前記出射面に向けて導光する導光部と、
を備え、
前記導光部は、外周面と内周面とを備える円環状に形成されるとともに、径方向に沿う断面が、前記入射面から離れるほど細くなる楔状となっていることを特徴とする。

このような構成によれば、レンズ効果パッケージ（発光装置）から出射された光が光学部材の入射面から光学部材の外周面に向かい、最終的に設計時に設定された所定方向範囲外に出射したり、発光装置から出射された光が光学部材の入射面に当たらずに入射面の外側に向かったりする場合に、本発明では、光が導光部に当たって、導光部に入射した光が屈折と、光学部材内での１回以上の反射とにより出射面側に導光され、光が所定方向範囲内で出射する可能性を高めることができる。
なお、出射面は、ＬＥＤ素子からの拡散光を平行光としたり、集光したりするように凸面となっていることが好ましく、球面であっても非球面であってもよい。

また、発光装置において封入部材（封入樹脂）により疑似光源が生じるとともに疑似光源からの光が光を投射すべき方向に対して大きくずれて広い配光となってしまったり、配光分布が不均一となったりするのを導光部により抑制することができる。
例えば、封入部材と外気との境界面での反射や屈折により、封入部材の表面部分で光が集中するような部分が光源のように光を発射しているように振る舞う疑似光源となる。ＬＥＤ素子や封入部材の形状により疑似光源の位置や数が変わるが、例えば、封入部材の中央部を除く環状の部分（ドーナッツ状の部分）に多くの疑似光源が発生する虞がある。疑似光源で問題となるのは、疑似光源からの光の方向がＬＥＤ素子の発光面からの光の方向と大きく異なり、例えば光学部材の中心側から外周側に向かうような場合である。このような光が封入樹脂の疑似光源から封入樹脂の外側の導光部に至ると導光部に入射した光が導光部で例えば屈折と１回以上の反射により外周面側ではなく出射面側に導光される。これにより、封入部材により、疑似光源が生じても光の配光を狭めて所定方向範囲に多くの光を配光させるとともに、所定方向範囲で光の分布を均一に近づけることができる。なお、導光部は、たとえば、ドーム状の封入部材の周囲を囲むように配置されることが好ましい。

本発明の前記構成において、前記光学部材の前記出射面が外側に凸の球面形状または非球面形状であることが好ましい。

このような構成によれば、光学部材を球面レンズまたは非球面レンズとすることができ、例えば、球面レンズとして汎用性を高めたり、非球面レンズとして各種収差の低減を図ったりすることができる。

本発明の前記構成において、前記光学部材の導光部は、外周面と内周面とを備える円環状に形成されるとともに、径方向に沿う断面が、前記入射面から離れるほど細くなる楔状となっている。

このような構成とすれば、楔状の導光部内で光が外周面と内周面との間で反射を繰り返し、光学部材の出射面側に光を導くことができる。

本発明の前記構成において、前記光学部材は、前記入射面から前記出射面まで略円柱状に形成されるとともに、前記光学部材の前記出射面より前記入射面に近い側に最も径が小さい小径部が設けられ、前記小径部から前記出射面に向かうにつれて径が大きくなっていることが好ましい。

このような構成によれば、小径部より出射面側で光学部材の外周面が出射面に向かって径が広くなる斜面となっていることにより、導光部で導光されたか否かにかかわらず光学部材の入射面から出射面に向かう光が、外周面に至るのを抑制することができる。また、光が光学部材の外周面に至った場合に、外周面で反射した際に方向が大きく変わるのを抑制することができる。すなわち、光学部材を径が変化しない円柱状とした場合より、光の配光が広がるのを抑制できる。

また、本発明の前記構成において、前記レンズ効果パッケージは、ベース部材上に設けられ、
前記光学部材は、前記入射面の前記導光部より外側から、前記レンズ効果パッケージを囲んだ状態で前記ベース部材に至って前記レンズ効果パッケージを収容する筒状の基部を備えることが好ましい。

このような構成によれば、基部により光学部材をレンズ効果パッケージ（発光装置）に対応してベース部材に取り付けることが可能となる。この際に、発光装置が基部内に配置されるので、発光装置の封入樹脂からの光が導光部よりベース部材側を通った場合に基部で反射させて導光部に向かわせることができる。なお、この場合に、基部内から基部の外周面に対する光の入射角度が大きくなり、光の透過量が多くなるように見えるが、光学部材の径が十分に小さければ外周面が周方向に大きく傾斜した斜面として機能し、外周面の内側で反射する光が多くなる。また、光学部材の外周に反射膜を設けてもよい。

また、本発明の前記構成において、略円柱状の前記光学部材の前記出射面側の端部の径の長さが、前記光学部材の軸方向に沿った前記出射面から前記基部までの長さより短いことが好ましい。

このような構成によれば、光投射装置の径を小さくして小型化を図ることができるが、この際に導光部を設けることで、径の小さな光学部材の外周面側に多くの光が向かうのを抑制できる。すなわち、導光部により光学部材の径を小さくすることが可能となる。

また、本発明の前記構成において、前記レンズ効果パッケージは、前記封入部材が頂点を通る光軸を備えたドーム状に設けられ、
前記光学部材は対称軸を有する回転対称形状を有しており、
前記レンズ効果パッケージの前記光軸と前記光学部材の前記対称軸が一致していることが好ましい。

また、本発明の前記構成において、前記光学部材の外周面に反射膜が設けられていることが好ましい。
このような構成によれば、光学部材の形状や屈折率にかかわらず、光学部材内部の光が外周面に至った場合に光を反射させることができ、所定方向に向かう光を増やすことができる。

本発明によれば、光投射装置の配光分布を狭配光とするとともに光投射装置を小型化することができる。

本発明の実施の形態の光投射装置を説明するための図である。同、光学部材を説明するための図である。同、光学部材を説明するための図である。同、実施例の光投射装置の配光分布を示す直交座標である。同、実施例の光投射装置の照射強度分布を説明するための図であり、（ａ）は平面上で分布を示し、（ｂ）は直交座標系で分布を示している。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
本実施の形態の光投射装置は、例えば、車に設けられ、赤外光を投射し、この投射された光の反射光を、車に設けられたセンサで検知することで、車の周囲にある物体の外形を把握したり、物体との距離を計測したりするのに用いられる。

光投射装置１は、図１に示すように、光投射装置１のベースとなるベース部材２と、光を発生する発光装置１０と、光を屈折する光学素子である光学部材２０とを備えている。なお、図１〜３は、光投射装置１の内部が分かりやすいように、光投射装置１の光学部材２０の図１〜３における手前側部分を透過させて発光装置１０を表示している。

ベース部材２は、ベース部材２を除く光投射装置本体が取り付けられる板状の部材である。
発光装置（レンズ効果パッケージ）１０は、正方形状の板体である基板１１と、基板１１上に設けられたＬＥＤ素子１２と、レンズ効果を有するドーム状の封入樹脂１３と、基板１１をベース部材２に取り付けるための取付部材１４とを備えている。また、ＬＥＤ素子１２は、発光面から赤外光を発する赤外ＬＥＤであり、例えば、発光波長が９４０ｎｍ＋−６０ｎｍ程度のものである。また、封入樹脂１３は、レンズ効果をもった透明な樹脂製の部材であるが、樹脂に代えてガラスであってもよい。

ＬＥＤ素子１２は、正方形の板状の基板１１の一方の面の中心部に設けられている。また、ＬＥＤ素子１２の形状は、正方形の板状となっている。また、ＬＥＤ素子１２からの光は、基板１１に垂直な方向（光学部材２０の光軸方向と平行な方向）を中心に放出される。発光装置１０の基板１１は、ベース部材２の一方の面に枠状の取付部材１４により取り付けられている。
基板１１のＬＥＤ素子１２側の面には、ＬＥＤ素子１２を覆うようにして、ドーム状の封入樹脂１３が設けられている。光学部材２０は対称軸を有する回転対称形状を有しており、レンズ効果パッケージ（発光装置１０）の光軸と光学部材２０の対称軸が一致している。
また、ドーム状の封入樹脂１３の光軸はドーム状の封入樹脂１３の頂点を通り、ＬＥＤ素子１２からの発光の中心軸と一致する。また、光学部材２０の光軸もＬＥＤ素子１２からの発光の中心軸と一致するように配置されている。つまり、封入樹脂１３の光軸とＬＥＤ素子１２の発光の中心軸と、光学部材２０の光軸とは一致した状態となっている。
ＬＥＤ素子１２の発光面から放出された光は、発光装置１０の封入樹脂１３を通るため、封入樹脂１３と外気との境界面での反射や屈折により封入樹脂１３の中央部を除く環状部分等が疑似的に光源（疑似光源）のように振る舞うこととなる。つまり、ＬＥＤ素子１２と封入樹脂１３とを備える発光装置１０は、ＬＥＤ素子１２（光源）と封入樹脂１３による疑似光源との２種類の光源を有するかのように振る舞う。なお、発生する疑似光源は、ＬＥＤ素子１２の発光面と封入樹脂１３の位置関係や封入樹脂１３の形状により、１つに限らず複数発生し、その位置も封入樹脂の中央部を除くドーナッツ状の部分に限られるものではない。疑似光源からの光の方向が光学部材２０の光軸方向に対して大きく異なると、例えば、疑似光源からの光が光学部材２０の後述の入射面２９に入射しなかったり、光学部材２０からの出射方向が所定方向範囲からはずれたりすることになる。すなわち、配光が広くなったり、所定範囲の配光分布が略均一にならなかったりする虞がある。

それに対して、光学部材２０が光源と疑似光源の両方に対応して光投射装置１の配光分布が広くなるのを抑制するとともに、配光分布が不均一となるのを防止している。
光学部材２０は、略円柱状の部材であり、ベース部材２に発光装置１０を囲んだ状態に取り付けられる円筒状の基部２６と、基部２６に設けられて光学素子として発光装置１０からの光の方向を整えて発光装置１０の光を集光したり、平行光にしたりする光学部材本体２８とを有する。基部２６は、ベース部材２に直交してベース部材２に取り付けられた円筒体であり、内部空間２２に発光装置１０が収容された状態となっている。また、円筒状の基部２６の中心軸と発光装置１０のＬＥＤ素子１２の中心が一致している。円筒状の基部２６に、略円柱状の光学部材本体２８が設けられている。基部２６と光学部材本体２８は、同軸上に配置されるとともに、基部２６の外径と光学部材本体２８の最大径が等しいものとなっている。

光学部材本体２８は、光学素子として、発光装置１０の光が入射する入射面２９と、入射した発光装置１０の光を出射する出射面２１とを備える。入射面２９は、例えば、平面であるが、凸や凹の局面であってもよい。出射面２１は、凸面であり、例えば、球面形状であるが、非球面形状であってもよい。非球面とは、基本的に球面以外の全ての面を含む概念であるが、平面は含まず曲面であり、非球面レンズとは、このような曲面を屈折面に含むレンズのことである。非球面としては、円筒面、トーリック面、対称非球面、非対称非球面等がある。非球面レンズは、その形状によるが、球面レンズに比べて様々な収差を小さくすることが可能である。
このような光学部材本体２８は、凸レンズとして機能する。光学部材本体２８は、その径が軸方向位置によって異なる。光学部材２０においては、基部２６と、出射面２１における外径が同じとなっているとともに光学部材２０で最も大きな径となっている。また、光学部材２０の光学部材本体２８の入射面２９から出射面２１に至る部分の入射面２９に近い側に最も径が小さい小径部２３が設けられている。基部２６の光学部材本体２８側の端部から光学部材本体２８の小径部２３までの間は、基部２６から小径部２３に向かって径が小さくなっていくことにより、この部分の外周面２５がテーパー面となっている。また、光学部材本体２８の小径部２３から出射面２１までの外周面２４は、小径部２３から出射面２１に向かって外径が大きくなっており、外周面２５と逆向きのテーパー面となっている。

光学部材本体２８の入射面２９には、基部２６の内側で内部空間２２内の封入樹脂１３の外側となる位置に封入樹脂１３（発光装置１０の光が出射する部分）を囲むように円環状の導光部２７が設けられている。導光部２７は、丸いドーム状の封入樹脂１３の外周面から外側に離れて円環状に配置され、導光部２７の中央部に封入樹脂１３が配置されている。また、基部２６の円筒内の入射面２９の最も外側、すなわち、基部２６の直ぐ内側に導光部２７が設けられている。導光部２７の光学部材２０の軸方向に沿った長さは、基部２６の軸方向長さより短く、入射面２９からベース部材２までに至る長さより短くなっている。

導光部２７は、全体が外周面と内周面とを有する円環状となっているとともに、光学部材２０の径方向に沿った断面が楔状（三角形状）となっており、入射面２９から離れるほど、すなわち、ベース部材２に近づくほど厚みが薄くなる形状となっている。また、導光部２７の断面において導光部２７の外周側が入射面２９から離れるほど径が小さくなるテーパー面となっている。それに対して、導光部２７の断面において導光部２７の内周側が光学部材２０の軸方向とほぼ平行となっている。このような光学部材２０において、図１に示すように、最も大きな径である出射面２１の径となる長さ、すなわち、基部２６の外径となる長さＤは、光学部材２０の軸方向に沿った長さＬより小さなものとなっている。また、光学部材２０には、基部２６および光学部材本体２８の両方の外周面に、反射膜が設けられている。反射膜は、例えば、アルミニウム等の金属や合金を蒸着したものであるが、金属をメッキしたものや、金属光沢を有する塗料を塗布したものであってもよい。

このような光投射装置１における光の主な経路を図２、図３を参照して説明する。
図２は、光源であるＬＥＤ素子１２の略中央から出射した光の光投射装置１内の代表的な経路を示すものである。図２に示す光の代表的な経路Ａは、ＬＥＤ素子１２から拡散光として出射するが、光学部材２０の光軸との角度のずれが小さく、発光装置１０から光学部材２０の入射面２９に至って、光学部材２０の光軸方向に近づくように屈折し、光学部材本体２８の外周面に当たることなく、出射面２１に至り、出射面２１で屈折して光軸に沿った平行光に近づくか、集光する傾向となる。すなわち、経路Ａは、凸レンズとしての光学部材２０に光が入射して出射したものであり、入射面２９と出射面２１とで光が屈折したものであり、光が光学部材２０の外周面から出射したり、外周面で反射したりしていない。

経路Ａよりも発光装置１０から出射した際の角度が光軸方向からずれた経路Ｂでは、光学部材本体２８の入射面２９から入射した光の角度が光学部材本体２８の断面の小径部２３より出射面２１側の外周面２４の角度より傾斜している。この経路Ｂでは、光が外周面２４に当たるが全反射の範囲内となるとともに反射後の光の光軸方向に対する角度のずれが小さく、基本的に経路Ａの場合と同様に出射面２１で屈折して設定された所定方向範囲の方向へ光が出射する。

経路Ｂよりも発光装置１０から出射した際の角度が光軸方向からずれ、導光部２７に直接入射する経路Ｃでは、ＬＥＤ素子１２から出た光が斜めに入射面２９に向かい、入射面２９内の外周側または、入射面２９の少し外側に向かうことになる。この際に、入射面２９内の外周部分から導光部２７が延出しており、ＬＥＤ素子１２からの光は、円環状の導光部２７の内周面から導光部２７内に入射する。この際に、光が屈折し、光軸方向に対する傾斜角が小さくなった状態で上述のように傾斜する導光部２７の外周面に当たるが、この際には光が反射し、次いで、内周面で反射して入射面２９より出射面２１側の光学部材本体２８内に至り、出射面２１から経路Ｃの光が出射する。この場合に、ＬＥＤ素子１２から出た光が導光部２７に入射することで、導光部２７内を繰り返し反射した光が出射面２１側に導光されている。なお、経路Ｃの光線の中には外周面２４で反射する光路を取る光線もあり得る。

経路Ｃよりも発光装置１０から出射した際の角度が光軸方向からずれ、導光部２７に直接入射しない経路Ｄでは、ＬＥＤ素子１２から出た光が入射面２９に向かわず、基部２６の内周面に向かう。この際に光が導光部２７に当たらずに、導光部２７とベース部材２との間を抜けて基部２６の内周面から基部２６内に入射して屈折するとともに外周面に大きな入射角で入射するが、外周面には反射膜が形成されているので、光が基部２６の外周面から内周面に向けて反射し、内周面に当たった光は導光部２７に向かい、導光部２７から入射する。このように導光部２７に至った光も導光部２７で反射を繰り返し、出射面２１側に導光される。

図３は、発光装置１０の封入樹脂１３の外周部分の疑似光源から出射した光の光投射装置１内の代表的な経路を示すものである。この実施の形態では疑似光源はドーム状の封入樹脂１３の表面であって、ドームの頂点より外側にドーナッツ状に発生している。このドーナッツ状の疑似光源の特徴的な経路を経路Ｅと経路Ｆとして示す。ドーナッツ状の疑似光源からの他の経路、例えば入射面２９に向かう経路などは発光装置１０から直接出射した光線の経路と同一視できるので省略する。経路Ｅでは、封入樹脂１３のドーナッツ状の疑似光源から出射した光が導光部２７の内周面に向かって、導光部２７に入射し、上述の経路Ｃと同様に、導光部２７に導光された光が導光部２７で反射を繰り返して出射面に向かうようになっている。また、経路Ｆでは、封入樹脂１３のドーナッツ状の疑似光源から出射した光が導光部２７の内周面に向かって、導光部２７に入射し、導光部２７に導光された光が導光部２７の外周面で一回反射するがその後導光部２７の内周面で反射せずに屈折して出射し、この光が入射面２９から屈折して入射する。この場合に、導光部２７へ内周面から入射する際の屈折と、導光部２７の外周面での一回の反射と、導光部２７の内周面からの出射時の屈折と、入射面２９からの入射の際の屈折により、導光部２７で反射を繰り返さなくても導光部２７に入射した光を出射面２１に導くことができる。

このような光投射装置１によれば発光装置１０から出射される光を、導光部２７を有する光学部材２０により所定方向範囲内により多く向かわせることができる。特に、発光装置１０で封入樹脂１３が用いられることにより疑似光源が生じ、光学部材２０の光軸方向（軸方向）からずれる光が多くなっても、所定方向範囲内により多く光を向かわせることができる。これにより、光投射装置１を狭配光にできるとともに、所定方向範囲内の光をより均一にできる。

なお、本実施形態ではＬＥＤ素子１２中心から頂点を通る光軸を１本有するようなドーム状の封入樹脂を用いているが、ＬＥＤ素子１２中心から複数の頂点をそれぞれ通る複数の光軸を有する形状の封入樹脂を用いたレンズ効果パッケージであってもよい。発光装置１０は、封入樹脂（封入部材）１３が無いものであってもよい。また、発光装置１０は、例えば、レンズ付きのチップＬＥＤや砲弾型のＬＥＤ等のレンズ付きＬＥＤを用いるものであってもよい。また、ＬＥＤ素子１２は、赤外光を発光するものに限られるものではなく、可視光や紫外線の波長のＬＥＤ素子であってもよい。また、発光装置１０の基板１１の縦横の長さを４ｍｍ以下とした場合に、光学部材２０の軸方向長さＬを７ｍｍ以下とし、光学部材２０の最大径を６．５ｍｍ以下とすることが好ましい。

以下に本発明の光投射装置の実施例を説明する。
この実施例の光投射装置１は、図１に示す形状を有するものであり、光投射装置１の軸方向に沿った長さＤ（光学部材２０の軸方向長さ、ベース部材２の厚さを含ます）が７ｍｍ、光投射装置１（光学部材２０）の最大外径Ｄが６．５ｍｍとなっている。なお、レンズ効果パッケージ（発光装置１０）は、従来と同じものであり、基板（正方形）の一辺の長さが３．９５ｍｍのものである。
また、発光装置１０は、ＬＥＤの発光波長が９５０ｎｍであり、放射束（ｒａｄｉａｎｔ・ｆｌｕｘ）が１．０７Ｗであり、指向角半値幅（ＦＷＨＭ：ｈａｌｆ・ａｎｇｌｅ）が±４５度である。
また、光学部材２０の材質は、例えば、ポリカーボネイトであるが、例えばシクロオレフィンコポリマー等の他の樹脂を用いることもできる。

以下に、光投射装置１における発光装置１０の光の投射のシミュレーション結果を説明する。
図４は、光投射装置１の直交座標系の配光分布（ＲｅｃｔａｎｇｕｌａｒＣａｎｄｅｌａＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎＰｌｏｔ）を示すものであり、縦軸が放射強度（Ｗ／ｓｒ：ワット毎ステラジアン）を示し、横軸が角度（ｄｅｇｒｅｅｓ）を示している。図４に示すように指向角半値幅が±２３度となる。
また、図５は、光投射装置１から５００ｍｍ離れた位置における放射照度（ｗ／ｍ²）を２０００ｍｍ×２０００ｍｍの範囲でプロットしたものであり、一つのピクセルが１ｍｍ×１ｍｍとしている。また、図５（ａ）は、平面上に放射照度（ｗ／ｍ²）を濃淡で表したものであり、図５（ｂ）は、縦軸が放射照度（ｗ／ｍ²）で横軸が位置（ｍｍ）であり、例えば、図５（ａ）における横軸上の位置である。シミュレーションにおける放射効率（Ejection efficiency）は、７４％であった。また、放射照度の最大値は、０．０００００１ｍ²の面積範囲で８．６Ｗ／ｍ²であり、図５（ｂ）で四角に囲まれた０．１６ｍ²の面積範囲における平均の放射強度が３．５Ｗ／ｍ²であった。

１光投射装置
２ベース部材
１０発光装置（レンズ効果パッケージ）
１２ＬＥＤ素子
１３封入樹脂（封入部材）
２０光学部材
２１出射面
２３小径部
２６基部
２７導光部
２９入射面

Claims

ＬＥＤ基板上で封入部材に封入されたＬＥＤ素子を備えるレンズ効果パッケージと、前記レンズ効果パッケージからの光の方向を整えて投射する光学部材とを備え、
前記レンズ効果パッケージは、前記封入部材により疑似光源が発生するものであって、
前記光学部材は、
前記レンズ効果パッケージからの光が入射する入射面と、入射した光を出射する出射面とを備えるレンズ部と、
前記レンズ部の前記入射面から、前記出射面から前記入射面に向かう方向で、前記レンズ効果パッケージの光が出射される部分の周囲を囲むように延出するとともに、前記レンズ効果パッケージから入射する光を前記出射面に向けて導光する導光部と、
を備え、
前記導光部は、外周面と内周面とを備える円環状に形成されるとともに、径方向に沿う断面が、前記入射面から離れるほど細くなる楔状となっていることを特徴とする光投射装置。
前記光学部材の前記出射面が外側に凸の球面形状または非球面形状であることを特徴とする請求項１に記載の光投射装置。
前記光学部材の外形は、前記入射面から前記出射面まで略円柱状に形成されるとともに、前記光学部材の前記出射面より前記入射面に近い側に最も径が小さい小径部が設けられ、前記小径部から前記出射面に向かうにつれて径が大きくなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の光投射装置。
前記レンズ効果パッケージは、ベース部材上に設けられ、
前記光学部材は、前記入射面の前記導光部より外側から、前記レンズ効果パッケージを囲んだ状態で前記ベース部材に至って前記レンズ効果パッケージを収容する筒状の基部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光投射装置。
略円柱状の前記光学部材の前記出射面側の端部の径の長さが、前記光学部材の軸方向に沿った前記出射面から前記基部までの長さより短いことを特徴とする請求項４に記載の光投射装置。
前記レンズ効果パッケージは、前記封入部材が頂点を通る光軸を備えたドーム状に設けられ、
前記光学部材は対称軸を有する回転対称形状を有しており、
前記レンズ効果パッケージの前記光軸と前記光学部材の前記対称軸が一致していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光投射装置。
前記光学部材の外周面に反射膜が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光投射装置。