WO2011033906A1

WO2011033906A1 - パターン形成用照明装置

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Publication number: WO2011033906A1
Application number: PCT/JP2010/064164
Authority: WO
Inventors: 池田　貴裕
Original assignee: パイフォトニクス株式会社
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2011-03-24
Also published as: US20120162996A1; EP2479742A4; CN102356420B; CN102356420A; ES2728968T3; EP2479742B1; JP5394476B2; JPWO2011033906A1; US8449148B2; HK1165073A1; EP2479742A1

Abstract

　本発明は、簡単な構成でありながら、対象物上に所望の図形や文字などを照射でき、さらにその図形や文字などを簡単に変更することができるものであり、ＬＥＤ光源３と、ＬＥＤ光源３からの光を屈折させて、所定の位置において、ＬＥＤ光源の光軸方向から見た発光形状の像を結ばせる第１屈折要素４と、ＬＥＤ光源３及び第１屈折要素４を収容し、第１屈折要素４から出た光を外部に射出する光射出口２Ａを有するケーシング２と、を備えている。

Description

パターン形成用照明装置

　本発明は、例えば山又は建物、構造物等の対象物上に図形、文字、記号又は模様などの所定形状の光を照射するためのパターン形成用照明装置に関するものである。

　従来、所望の図柄の照明光を照射面上に投射する照明装置としては、例えば特許文献１に示すように、光源と、当該光源からの射出光を平行光に変換する光学部材と、当該光学部材からの平行光を射出面上に投射する投写レンズと、当該投写レンズの光源側の焦点近傍に配設された図柄に対応する開口部が開口された遮光マスクとを具備するものがある。

　しかしながら、投写レンズの光源側に遮光マスクを配置するものでは、構造上複雑になるという問題がある。また、遮光マスクを設けることによって光量が低下してしまい、例えば遠方に図柄を照射する場合には、当該像がぼやけてしまうという問題もある。さらに、遮光マスクによって図柄を形成するものでは、例えば遠方に図柄を照射する場合には、図柄を拡大して照射しようとすると別途拡大レンズを設ける必要があり、さらに構造が複雑化してしまうという問題もある。加えて、図柄を変更する場合には、照射装置を分解して遮光マスクを取り替える必要があるといった作業面でも問題がある。

特開２００８－２１０７１２号公報

　そこで本発明は、光源と投写レンズとの間に図柄に対応する開口部を有する部材を配置するという発想から離れ、簡単な構成でありながら、対象物上に所望の図形、文字、記号又は模様などの所定形状の光を照射でき、さらにその図形、文字、記号又は模様などを簡単に変更することができるパターン形成用照明装置を提供することをその主たる所期課題とするものである。

　すなわち本発明に係るパターン形成用照明装置は、ＬＥＤ発光素子を用いたＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源からの光を屈折させて、所定の位置において、前記ＬＥＤ光源の光軸方向から見た発光形状の像を拡大して結ばせる第１屈折要素と、前記ＬＥＤ光源及び前記第１屈折要素を収容し、前記第１屈折要素から出た光を外部に射出する光射出口を有するケーシングと、を備えることを特徴とする。

　このようなものであれば、対象物上等の所定の位置にＬＥＤ光源の光軸方向から見た発光形状を結像させることができる。これにより、光源と結像レンズとの間に他の部材を配置することなく、例えばＬＥＤ光源の形状を変更することによって対象物上における照射形状を変更することができ、又は複数のパターン形成用照明装置を組み合わせることによっても対象物上における照射形状を変更することができる。また、複数のパターン形成用照明装置の配置によって所定の照射形状を表現することで、照射形状を大きくすることができ、拡大レンズ等を用いることなく、例えば遠方の対象物上にも所望の図形、文字、記号又は模様などの所定形状の光を照射することができるようになる。

　前記第１屈折要素から出た光を所定の方向に拡げて、前記ＬＥＤ光源の光軸方向から見た発光形状の像を所定形状に変形する第２屈折要素をさらに備えることが望ましい。このとき、前記ＬＥＤ光源、前記第１屈折要素及び前記第２屈折要素が、前記ケーシング内に配置されており、前記第１屈折要素は前記ＬＥＤ光源を所定の距離に拡大して結像する機能を持ち、前記第２屈折要素は拡大して結像された前記ＬＥＤ光源の光軸方向から見た発光形状の像を所定の方向に拡げる機能を持つ。これにより、前記ＬＥＤ光源の発光面の像を所定形状に変形して対象物上に照射させることができる。変形された像は、平行光ではなく、結像したものであるので、照射形状の輪郭がぼやける等の不具合が生じるのを防ぐことができ、対象物上には輪郭のはっきりした照射形状を形成することができる。

　例えば照明装置を鉛直方向又は水平方向に直列に配置した場合において、対象物の表面が複数の照明装置に対して傾斜している場合等には、各照明装置と対象物の表面との距離が異なり、第１屈折要素の結像位置が対象物の表面に位置しないことがある。この問題を解決するためには、前記パターン形成用照明装置が、前記ＬＥＤ光源と前記第１屈折要素との距離を可変にする距離可変機構を備えており、パターン形成用照明装置毎に結像位置を変更可能にしていることが望ましい。

　複数のパターン形成用照明装置を用いて図形、文字、記号又は模様などの照射形状を形成するにあたって、照射むら無く均一に照射するとともに照射形状の形成を簡単にするためには、前記ＬＥＤ光源の光軸方向から見た発光形状が、矩形であることが望ましい。このとき照射形状の単位構成要素は矩形となる。

　ＬＥＤ光源の光軸方向から見た発光形状を対象物上に結像させると共に、第１屈折要素の形状を確認するだけで発光面の形状を認識できるようにして作業性を向上させるためには、前記ＬＥＤ光源の光軸方向から見た発光形状と前記第１屈折要素の形状とが相似形であることが望ましい。

　また、前記第１屈折要素と前記光射出口が略同一であり、前記ＬＥＤ光源の光軸方向から見た発光形状と前記第１屈折要素の形状とが相似形であることが望ましい。

　パターン形成用照明装置に用いられる部品点数を減らし、簡単な構成で所定形状の像を生成することができるようにするには、板状の光学素子を更に有し、その一面に前記第１屈折要素が形成され、別の一面に前記第２屈折要素が形成されていることが望ましい。

　パターン形成用照明装置の構成を簡単にし、低コスト化を図りつつも、第１屈折要素のケーシングへの取り付け及び位置決めを簡単に行うためには、前記ケーシングが、前記光射出口を形成する端部を内側に折り返して形成された折り返し部に設けられ、前記第１屈折要素に当接する当接面と、前記第１屈折要素子を前記ケーシング内で前記当接面に向かって移動させて前記第１屈折要素が前記当接面に接触した状態において、前記第１屈折要素を位置決め固定する位置決め突起と、を有することが望ましい。

　このように構成した本発明によれば、簡単な構成でありながら、対象物上に所望の図形、文字、記号又は模様などの所定形状の光を照射でき、さらにその図形、文字、記号又は模様などを簡単に変更することができるパターン形成用照明装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る光照射システムの概略構成図である。同実施形態のユニット群を示す模式図である。同実施形態におけるパターン形成用照明装置の斜視図である。同実施形態におけるパターン形成用照明装置の模式的断面図である。同実施形態における発光面と結像レンズとの位置関係を示す模式図である。位置調節機構の作用を示す図である。位置調節機構の作用を示す図である。電力供給方法を示す図である。電力供給方法を示す図である。発光面、結像レンズ及び単位構成要素の関係を示す図である。変形実施形態に係る光照射システムの概略構成図である。変形実施形態に係る連結機構を示す図である。本発明の第２実施形態に係る道路ライン生成用照明装置の模式的斜視図である。同実施形態における道路ライン生成用照明装置の内部構成を示す模式的断面図である。同実施形態における位置調節機構の働きを示す模式的断面図である。同実施形態におけるＬＥＤ光源を示す模式的斜視図である。同実施形態における道路ライン生成用照明装置の使用状態を示す模式図である。同実施形態におけるＬＥＤ光源の発光面の形状と道路の路面上に投影される像とを示す模式図である。本発明の別の実施形態に係る道路ライン生成用照明装置におけるＬＥＤ光源の発光面の形状と道路の路面上に投影される像とを示す模式図である。本発明の更に別の実施形態に係る道路ライン生成用照明装置における道路の路面上に投影される像を示す模式図である。本発明の第３実施形態に係る照明装置の模式的断面図である。本発明の第４実施形態に係るライン生成方法を示す図である。変形実施形態に係るライン生成方法を示す図である。

　＜第１実施形態＞
　以下に第１実施形態に係る照明装置を用いた光照射システムについて図面を参照して説明する。

　本実施形態に係る光照射システム１００は、図１に示すように、例えば４００～５００ｍ先の遠方の対象物（例えば山、ビル等の建物、又はピラミッド等の構造物等）の表面上に所望の図形、文字、記号又は模様などの所定形状の光を表示するものである。なお、図１においては、山の地面上に「山」の字を表示した場合を示している。

　具体的にこのものは、図２、図３に示すように、概略直方体形状をなす複数のパターン形成用照明装置１を直線状（直列的）に連結して形成された複数のユニット群１０を備えている。なお、図２中（Ａ）はユニット群１０の平面図であり、（Ｂ）はユニット群１０の側面図である。

　ユニット群１０は、複数（図２において５個）の照明装置１を、その開口部（光射出口）２Ａが略同一方向を向き、且つそれぞれの開口部２Ａが同一平面上となるように、連結ホルダ１０Ｈによって直列状に連結されている。

　複数のユニット群１０の配置態様は、表示する図形、文字、記号又は模様などの照射形状により適宜設定可能であるが、例えば山の表面上に「山」の字を表示する場合には、例えば６つのユニット群１０を山の字状に配置する（図１参照）。このようにユニット群１０を形成していることによって、光照射システム１００の組み立て時又は配置変更時において、取り扱いを容易にする等作業性を向上させることができる。

　次に、照明装置１の構成を説明する。
　本実施形態に係る照明装置１は、図３及び図４に示すように、ケーシング２と、ＬＥＤ光源３と、第１屈折要素である結像レンズ４と、位置調節機構５と、を具備するものである。

　以下、各部２～５について説明する。

　ケーシング２は、略四角形の正面に光射出口である開口部２Ａを有し、略直方体形状をなすものであり、具体的には、正面の略全体が開口した中空箱形状をなすものである。また、ケーシング２の内側周面は、光の反射を防ぐための遮光処理（例えば、黒色表面処理など）が施されている。さらに、ケーシング２の開口部２Ａには、１枚の結像レンズ４及び当該結像レンズ４を保護するための１枚の保護部材６が、前方（光射出側）に向かってこの順番で設けられている。保護部材６は、アクリル樹脂からなる透明薄板であり、結像レンズ４と略密着して設けられている。また、ケーシング２の背面には貫通孔２ｈが設けられ、後述する位置調節機構５の操作連結部５２が挿通している。

　ＬＥＤ光源３は、ケーシング２内に設けられ、結像レンズ４に向かって光を射出する面光源であり、具体的には、図５に示すように、結像レンズ４の焦点位置近傍にその光軸方向から見た発光形状である発光面３０１が位置するように設けられている。なお、図５中の符号Ｆは結像レンズの前側焦点であり、発光面３０１が当該前側焦点Ｆよりも若干外側、つまりＬＥＤ光源３の発光面３０１が前側焦点Ｆよりも若干離れた位置となるように（発光面３０１と結像レンズ４との距離が、前側焦点Ｆと結像レンズ４との距離よりも若干大きくなるように）設けられている。本実施形態のＬＥＤ光源３は、単一のＬＥＤであり、単色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）又は白色のものである。また、このＬＥＤは、例えば面実装タイプで、発光面が矩形をなすものである。前記ケーシング２が略直方体形状で開口部２Ａを略四角形（矩形）とし、発光面３０１と相似形としていることで、照明装置１の照射する単位構成要素の形状を直観的に認識できるようにしている。

　結像レンズ４は、ケーシング２の開口部２Ａに設けられ、ＬＥＤ光源３の発光面３０１を対象物２００上に拡大して結像するものである。この結像レンズ４は、ケーシング２の開口部２Ａ（ケーシング２の正面の略全体）に設けられており、光軸方向から見て開口部２Ａと略同一形状をなすものである。本実施形態では、ケーシング２が立方体形状をなすものであり、結像レンズ４は、光軸方向から見て正方形状をなすものである。つまり、本実施形態の照明装置１は、立方体の一面全体から光を射出するものである。また、結像レンズ４の形状は、ＬＥＤ光源３の発光面３０１と相似形をなすものである。結像レンズ４としては、照明装置１全体を軽量化するために、軽量薄型の樹脂製フレネルレンズであることが好ましい。

　位置調節機構５は、ＬＥＤ光源３と結像レンズ４との距離を可変にする距離可変機構を含むものであり、ケーシング２の外部に把持部５４が設けられ、当該把持部５４が操作されることにより結像レンズ４に対するＬＥＤ光源３の位置を調節するものである。その構成は、光源保持部５１と、操作連結部５２と、支持部５３と、を備える。

　光源保持部５１は、ＬＥＤ光源３を保持して、ケーシング２内に配置されるものであり、本実施形態では更にＬＥＤ光源３により発生する熱を放熱する放熱部としての機能を果たす。光源保持部５１は、放熱部としての機能を発揮するために、例えばアルミニウム等の高熱伝導性材料により形成しても良いし、放熱フィンが設けられても良い。

　操作連結部５２は、一端が光源保持部５１に接続され、他端に把持部５４が設けられ、ケーシング２の背面に設けられた貫通孔２ｈに挿通するロッド形状をなすものである。なお、この操作連結部５２に放熱フィン等の放熱機構を設けるようにしても良い。

　把持部５４は、操作連結部５２のケーシング２の外側端部に設けられた概略球形状をなすものである。また、把持部５４は、ＬＥＤ光源３の発光の色と同一の色に着色されている。これにより、組み立ての際に、各光照射ユニット１の照明光の色を容易に視覚的に把握して、組み立ての作業性を向上させることができる。

　支持部５３は、ケーシング２と操作連結部５２との間に介在して設けられ、把持部５４が操作されたときに光源保持部５１が移動するように操作連結部５２を支えるものである。本実施形態の支持部５３は、ケーシング２の後壁に設けられた貫通孔２ｈの周囲近傍に設けられ、ケーシング２の後壁に操作連結部５２を固定させつつ、把持部５４の操作により、操作連結部５２を摺動可能、及び支持部５３を回転中心として回転可能に支持するものである。この支持部５３は、球面滑り軸受（例えばピロボール）により構成することが考えられる。また、支持部５３は、操作連結部５２を周方向から押圧固定する止めねじにより構成しても良いし、弾性部材により構成しても良い。

　具体的には、図６に示すように、把持部５４を後方に引っ張ることにより、操作連結部５２が支持部５３において摺動し、ＬＥＤ光源３を結像レンズ４に接近又は離間させることができる。これにより、結像レンズ４から射出される光の結像位置を対象物２００に対して前後に調節することができる。また、図７に示すように、把持部５４を上下方向に移動させることにより、操作連結部５２が支持部５３を中心として回転して、ＬＥＤ光源３を上下方向に移動させることができる。これにより、結像レンズ４から射出される光の照射方向を変更することができる。なお、本実施形態の支持部５３は、貫通孔２ｈからＬＥＤ３からの光が漏れないようにする機能も有する。

　また、本実施形態の光照射システム１００は、各ユニット群１０毎に対応して電源９が設けられている。

　各ユニット群１０における各ＬＥＤ光源３への電力の供給方法としては、図８に示すように、各照明装置１間を電力供給線８により電気的に接続して、電源９に対して各照明装置１のＬＥＤ光源３を直列に接続して、各ＬＥＤ光源３に電力を供給するようにしても良い。また、図９に示すように、各照明装置１間を電気的に接続すること無く、電源９から電力供給線８により各照明装置１のＬＥＤ光源３に電力を供給するようにしても良い。

　次に、本実施形態に係る光照射システム１００による図形、文字、記号又は模様等の照射形状及び光照射システム１００の作用について説明する。

　光照射システム１００により対象物２００上に形成される図形、文字、記号又は模様は、対象物２００の表面上に結像された照明装置１の発光面３０１の拡大像の集合により形成される。本実施形態では、ＬＥＤ光源３の発光面３０１が矩形であることから、図形、文字、記号又は模様は、矩形を単位構成要素として形成される。

　また、位置調節機構５により、ＬＥＤ光源３の位置を各照明装置１毎に独立して調節することで、対象物２００の傾斜した表面に対して各照明装置１のＬＥＤ光源３の発光面３０１の拡大像をそれぞれ結像させることができる。

　さらに、複数の照明装置１の配列と、対象物２００上における複数の照明装置１による照射形状とが対応するように複数の照明装置１を配置している。そして、複数の照明装置１の配列を変更することで、対象物２００上における複数の照明装置１による照射形状を変更可能にしている。本実施形態では、複数個単位でユニット群１０を構成していることから、複数のユニット群１０の配列を変更することで、対象物２００上における照射形状を変更するようにしている。

　最後に、ＬＥＤ光源３の発光面３０１、結像レンズ４及び単位構成要素の関係について図１０を参照して説明する。図１０に示すように、１枚の結像レンズ４で拡大結像した場合、ＬＥＤ光源３の発光面３０１は上下左右反転して結像される。なお、ＬＥＤ光源３の発光面３０１と結像レンズ４の主点との距離をａ、結像レンズ４の主点と像面（対象物２００の表面）との距離をｂ、結像レンズ４の焦点距離をｆとする。

　レンズの公式（１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ）より、ａ＝ｂｆ／（ｂ－ｆ）であるから、
　焦点距離ｆ＝１００ｍｍの結像レンズ４を用いて、ｂ＝１ｍの地点に発光面３０１を結像して照明するためには、ａ＝１００×１０００／（１０００－１００）＝１１１．１１ｍｍとなる。

　焦点距離ｆ＝１００ｍｍの結像レンズ４を用いて、ｂ＝１０ｍの地点に発光面３０１を結像して照明するためには、ａ＝１００×１００００／（１００００－１００）＝１０１．０１ｍｍとなる。

　焦点距離ｆ＝１００ｍｍの結像レンズ４を用いて、ｂ＝１００ｍの地点に発光面３０１を結像して照明するためには、ａ＝１００×１０００００／（１０００００－１００）＝１００．１０ｍｍとなる。

　焦点距離ｆ＝１００ｍｍの結像レンズ４を用いて、ｂ＝５００ｍの地点に発光面３０１を結像して照明するためには、ａ＝１００×５０００００／（５０００００－１００）＝１００．０２ｍｍとなる。

　上記のとおり、像面（対象物２００の表面）が遠隔になれば発光面３０１の結像レンズ４に対する移動量は微小になる。

　また、像面（対象物２００の表面）に結像される単位構成要素のサイズＡ（図１０では高さ寸法のみ示す。）は、ＬＥＤ光源３の発光面３０１のサイズｘ（図１０では高さ寸法のみ示す。）とＬＥＤ光源３の発光面３０１と結像レンズ４の主点との距離をａと、照明距離Ｌ（＝結像レンズ４の主点と像面との距離をｂ）とを用いて、Ａ＝ｘＬ／ａの式により求まる。

　たとえば、発光面３０１のサイズｘ＝２ｍｍ、結像レンズ４の焦点距離ｆ＝１００ｍｍ、照明距離Ｌ＝５００ｍ、ＬＥＤ光源３の発光面３０１と結像レンズ４の主点との距離をａ＝１００．０２ｍｍとすると、結像される単位構成要素のサイズＡ＝２×５０００００／１００．０２ｍｍ＝９９９８ｍｍ（≒１０ｍ）となる。つまり、発光面３０１が２ｍｍ角のＬＥＤ光源３を用いた場合、結像される単位構成要素は１０ｍ角となる。なお、発光面３０１のサイズが大きすぎると、単位構成要素が大きくなる。実用上を考えると発光面３０１が１０ｍｍ角以内であることが望ましい。

　＜第１実施形態の効果＞
　このように構成した本実施形態に係る光照射システム１００によれば、対象物２００上等の所定の位置にＬＥＤ光源３の発光面３０１の形状を結像させることができる。これにより、ＬＥＤ光源３と結像レンズ４との間に他の部材を配置することなく、複数の照明装置１を組み合わせることによっても対象物２００上における照射形状を変更することができる。また、複数の照明装置１の配置によって所定の照射形状を表現することで、照射形状を大きくすることができ、拡大レンズ等を用いることなく、例えば遠方の対象物２００上にも所望の図形、文字、記号又は模様などの所定形状の光を照射することができるようになる。

　なお、本発明は前記第１実施形態に限られるものではない。以下の説明において前記第１実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。

　例えば、前記第１実施形態では、ＬＥＤ光源として発光面が矩形をなす表面実装型ＬＥＤを用いているが、その他の発光面形状（例えば円形）を有するＬＥＤを用いたものや、砲弾型ＬＥＤであっても良い。例えば、直径３ｍｍの砲弾型ＬＥＤを用いた場合、光軸から見た発光形状は、砲弾型の樹脂モールド部の断面形状となる。また、ＬＥＤ以外の有機ＥＬ等を用いた光源を用いても良い。

　また、前記第１実施形態のＬＥＤ光源は、ＬＥＤのみからなるものであったが、ＬＥＤと当該ＬＥＤからの光を拡散して射出するロッドレンズとからなるものであっても良い。この場合、ロッドレンズの光射出面は結像レンズの焦点位置近傍に配置され、結像レンズはロッドレンズの光射出面を対象物上に結像する。また、ＬＥＤ光源は、ＬＥＤと当該ＬＥＤからの光を伝達する光ファイバとからなるものであっても良い。

　さらに、前記第１実施形態では、取り扱い容易のため、複数個の照明装置を連結ホルダにより連結した複数のユニット群を用いて光照射システムを構成しているのが、ユニット群を構成することなく、照明装置毎に配置変更可能に構成しても良い。また、ユニット群は直列状に限られず、例えば部分円弧状又は概略Ｌ字状等の種々の形状を採用することができる。

　その上、前記第１実施形態の結像レンズは、フレネルレンズを用いているが、凸レンズを用いても良い。

　また、ユニット群を構成する照明装置の個数、ユニット群の個数、及び配列態様は前記実施形態に限定されることなく、対象物上に照射する照射形状に応じて適宜変更可能であることは言うまでもない。

　さらに、前記第１実施形態では、複数の照明装置１を照射形状に対応させて配列しているが、複数の照明装置１を一列又は複数列に配置して、各照明装置１の設置角度又は位置調節機構５によって照射方向を調節することによって所定の照射形状を表現するようにしても良い。図１１は、複数の照明装置１を一列に配置し、各照明装置１の上下方向又は左右方向の設置角度又は位置調節機構５によって上下方向又は左右方向の照射方向を調節することによって、山の地表上に「大」の字を表示した場合を示している。

　加えて、各照明装置の光源の色を異ならせること、又はユニット群毎に光源の色を異ならせることによって、対象物上に複数の色からなる模様を照射するように構成しても良い。模様としては例えば市松模様などの格子模様または縞模様等である。

　さらに加えて、前記第１実施形態では、各ユニット群に対応して電源が設けられていたが、全ての装置群に１つの電源から電力を供給するものであってもよい。

　また、前記第１実施形態のケーシングは略直方体形状をなすものであったが、その他、背面（及び正面）が略円形の略円柱形状、略正三角形の略正三角柱形状又は略正六角形の略正六角柱形状をなすもの等であっても良い。このとき、背面（及び正面）が光源の発光面と相似形状をなすものであれば、各光照射ユニットが照射する単位構成要素の形状を直観的に認識することができる。

　さらに前記第１実施形態では、開口部が、ケーシングの正面の略全面に形成され、導光レンズが、開口部と略同一形状をなすものであったが、開口部は、ケーシングの正面の略全面に形成されないものであっても良く、さらに導光レンズは、開口部と異なる形状であっても良い。

　さらに加えて、前記第１実施形態では、連結ホルダによって複数の照明装置を連結するようにしているが、各照明装置に連結機構を設けても良い。この連結機構は、１つの照明装置１のケーシング２の側壁の外面に設けられた第１の連結部７１と、別の照明装置１のケーシング２の側壁に外面に設けられ、前記第１の連結部７１に連結される第２の連結部７２と、からなる。

　第１の連結部７１及び第２の連結部７２の具体例としては、例えば、図１２の（Ａ）に示すように、第１の連結部７１がケーシング２の側壁（例えば左側壁、上側壁）の外面に設けた凸条部であり、第２の連結部７２がケーシング２の側壁（例えば右側壁、下側壁）の外面に設けられた凹溝である。凸条部は、突出方向に行くに従って幅が拡開する形状をなすものであり、凹溝は、凸条部の形状に対応して、深さ方向に行くに従って溝幅が拡開する形状をなす。そして、凸条部を凹溝に延伸方向に沿ってスライドさせて嵌め込むことにより、照明装置１を連結することができる。

　また、図１２の（Ｂ）に示すように、第１の連結部７１が、ケーシング２の側壁（例えば左側壁、上側壁）の外面に設けた例えばピン形状をなす突起部であり、第２の連結部７２がケーシング２の側壁（例えば右側壁、下側壁）の外面に設けられた凹部である。このとき、凹部の内周面には、突起部が嵌合した際に突起部に密着して固定するための弾性体（図１２において図示しない）を設けておくことが好ましい。

　照明装置同士の第１の連結部７１及び第２の連結部７２が嵌合するように連結することにより、照明装置１を上下左右に連結して組み合わせることができる。なお、照明装置１を一列に連結するだけの場合には、ケーシング２のうち１組の対向面（例えば左右側壁）にのみ第１の連結部７１及び第２の連結部７２を設ければ良い。また、２つだけの照明装置１を連結する場合には、各照明装置１のケーシング２の一面にのみ第１の連結部７１及び第２の連結部７２を設けるようにすればよい。

　また、各照明装置又は各ユニット群を規則的又はランダムに点滅させたり、各照明装置を規則的又はランダムに調光することより、例えば対象物上の模様を規則的又はランダムに変化させることもでき、また、演出度を高めることもできる。

　さらに加えて、前記第１実施形態では位置調節機構を備えているが、対象物が遠方（数百ｍ先）にあり、結像位置の可変範囲が誤差範囲に含まれてしまうと判断される場合等には、位置調節機構を不要とすることもできる。

　＜第２実施形態＞
　次に、道路に例えば停止線、路側線、中央線等のラインを照明により生成するための光照射ユニット（照明装置）１について説明する。また、第２実施形態で用いる符号は、前記第１実施形態とは異なる。

　＜装置構成＞
　本実施形態に係る道路ライン生成用照明装置１は、例えば、トンネル内のセンターライン等の道路標示を示すラインＬを照明により生成するために用いられるものである。

　道路ライン生成用照明装置１は、図１３の斜視図に示すように概略キューブの外観を有するものであり、ケーシング２と、ＬＥＤ光源３と、第１屈折要素であるフレネルレンズ４と、第２屈折要素であるレンチキュラーレンズ５と、ＬＥＤ光源３及びフレネルレンズ４の距離を調節する位置調節機構６と、を備えたものである。

　各部２～６について説明する
　ケーシング２は、一面が開口した立方体形状の薄肉箱体であり、図１４、図１５の内部断面図に示すように、その光射出口２Ａには、フレネルレンズ４及びレンチキュラーレンズ５が取り付けてあり、その開口２Ａの対向面の内側面にはＬＥＤ光源３及び位置調節機構６が取り付けてある。また、ケーシング２の内部には電源ボックス７が設けてあり、ケーシング２の外側面には、概略コの字状の設置台２Ｈが前後に回転可能に設けてある。なお、図１４、図１５、図１７では簡単のため設置台２Ｈは省略してある。

　ＬＥＤ光源３は、チップ型のＬＥＤを用いたものであり、図１６に示すようにその光軸方向から見た発光形状である発光面は正方形状のものである。このＬＥＤ光源３は、ケーシング２の一面のほぼ中央部に設けてあるとともに、フレネルレンズ４の焦点よりも外側であり、当該フレネルレンズ４から射出された光が道路上で結像する位置となるように位置調節機構６によって調節してある。

　フレネルレンズ４は、入射した光を屈折させて、所定の位置において像を結ばせるものである。このフレネルレンズ４及びＬＥＤ光源３の距離は、位置調整機構６により、道路上において像を結ぶように調整される。

　レンチキュラーレンズ５は、フレネルレンズ４の光軸方向の前方に接触させて設けてある。その形状は、細い半円筒形状のかまぼこ型レンズが多数並べてあるものである。そして、前記かまぼこ型レンズの軸方向と、前記ＬＥＤ光源３の発光面３０１の対向する１組の辺の延伸方向とが平行となるように配置されている。つまり、図１４において、図面視で上下方向にかまぼこ型レンズが並べてあるので、ＬＥＤ光源３から射出され、道路上に結像されるＬＥＤ光源３の像は上下方向に伸長された状態となる。レンチキュラーレンズ５の光軸方向の前方には、アクリル製のレンズカバー８が設けてあり、レンチキュラーレンズ５とレンズカバー８は、ケーシング２の開口部２Ａにおいて各辺の中央部に設けられたレンズ押さえ板２０１と、開口部２Ａの外側面から周囲を覆うように設けられた前枠２０２に挟みこむことで固定してある。

　位置調節機構６は、ＬＥＤ光源３が取り付けられる板状のヒートシンク６１と、ヒートシンク６１に取り付けられて、当該ヒートシンク６１を光軸方向に沿って前後移動させる送りねじ機構６２と、ヒートシンク６１を前後方向にのみ移動するように案内する案内棒６３と、から構成してある。

　各部について詳述すると、図１４及び図１５に示すように、ヒートシンク６１のほぼ中央部に送りねじ機構６２が貫通して設けられており、その下部にＬＥＤ光源３が取り付けられている。また、案内棒６３は、送りねじ機構６２の上部において、ヒートシンク６１を貫通するように光軸方向に沿って設けられている。送りねじ機構６２は、ケーシング２の外側に設けられるハンドル部６２１と、ハンドル部６２１に連結されて内側に突出するねじ部６２２と、そのねじ部６２２に螺合するナット部６２３とからなり、ナット部６２３はヒートシンク６１に固定してある。従って、図１５に示すように、ハンドル部６２１を回すことにより、ねじ部６２２に対してナット部６２３は移動するので、それに合わせてＬＥＤ光源３も光軸方向に沿って前後移動させることができる。なお、ねじ部６２２の長さ、案内棒６３の長さ、電源ボックス７の大きさは、ＬＥＤ光源３がケーシング２の一番奥にある場合（つまり、ＬＥＤ光源３をフレネルレンズ４から最も離間させた状態）においても光路を遮らないように構成してある。

　次に、このように構成された道路ライン生成用照明装置１を用いて、センターラインを生成する場合の設定、状態等について説明する。

　なお、本実施形態では、図１７に示すように、１つの道路ライン生成用照明装置１で、１本のラインＬを道路上に結像させた場合である。つまり、センターラインを点線により表示する必要がある場合には、白線部分の数だけ道路ライン生成用照明装置１を用意する必要がある。

　それぞれの道路ライン生成用照明装置１は、自身から道路の路面上までの距離に応じて、位置調節機構６によりＬＥＤ光源３とフレネルレンズ４との間の距離が調整されて、ＬＥＤ光源３の実像が路面上で結像するようにしてある。一方、レンチキュラーレンズ５は１次元方向のみに光を拡散する。このようにＬＥＤ光源３の実像すなわち、正方形状の光がレンチキュラーレンズ５によってラインＬを描きたい方向へと無数に一部が重なり合いながら結像されるので、図１８（ａ）に示すように結果として一本の長方形状のラインＬとして結像されることになる。例えば、図１８（ｂ）に示すように発光面３０１が円形のＬＥＤ光源３を用いた場合にも、道路上にはラインＬを形成することができるが、図１８（ｂ）に示すように端部には円形状が表れることになる。つまり、本実施形態のように図１８（ａ）に示すように発光面３０１が四角形状（長方形も含む）のものをＬＥＤ光源３として用いると、道路上の表示によく用いられる長方形状のラインに近い形として生成するのが簡単であり、使いやすい。

　＜第２実施形態の効果＞
　このように本実施形態の道路ライン生成用照明装置１は、従来であれば、長方形状のラインＬを路面上に投影するには、ＬＥＤ光源３をフレネルレンズ４の焦点位置に配置し、レンズから射出される光を平行光にする必要があると思いこまれていた所を、そうではなく、ＬＥＤ光源３の形状自体を道路上に結像させることによりラインＬを生成するように構成したことが従来とは全く発想の異なるものである。

　すなわち、本実施形態では、四角形状の発光面３０１を有するＬＥＤ光源３から射出された光をフレネルレンズ４で道路上に結像させつつ、レンチキュラーレンズ５により所定の方向に無数重なり合いながら並べて伸ばす構成であるので、ＬＥＤ光源３と路面との間の距離が離れていたとしても、輪郭のはっきりとしたラインＬを路面上に投影することができる。従って、平行光を路面に照射することによりラインＬを投影しようとした場合には、輪郭がぼやけてしまい、ドライバーの視認性があまり良くなかった場合に比べて、格段にラインＬを見やすくさせることができる。

　しかも、１つのＬＥＤ光源３と１つのフレネルレンズ４と、１つのレンチキュラーレンズ５だけで１本のラインＬが形成されるので、非常に簡単な構成と少ない部品点数で視認性の良いラインＬを形成していくことができる。

　なお、本発明は前記第２実施形態に限られるものではない。以下の説明において前記第２実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。

　例えば、前記第２実施形態では、ＬＥＤ光源、第１屈折要素であるフレネルレンズ及び第２屈折要素であるレンチキュラーレンズは、ケーシング内においてこの順で並んでいたが、ＬＥＤ光源、第２屈折要素、第１屈折要素の順で並んで配置されるものであっても構わない。また、第２屈折要素はレンチキュラーレンズに限られるものではなく、リニアフレネルレンズ等であっても構わない。要するに、一定方向にのみ光を拡げる作用をもつものであればよい。

　また、前記第２実施形態の照明装置は、道路ライン生成用のものであったが、その他、建築物の壁面等にラインを生成するものとしても良い。

　さらに、前記第２実施形態の第２屈折要素は、１次元方向にのみ光を拡げる作用をもつものであったが、透明な位相変調型の回折光学素子（例えば、ガラス板やアクリル板に微細加工を施したホログラフィック回折光学素子など）を用いて２次元方向に光を拡げて所定形状の光を照射するものとしても良い。例えば、四角形の枠形状を発生させるホログラフィック回折光学素子を第２屈折要素とすることにより、第１屈折要素により結像される所定の距離において四角形の枠形状の光を照射することができる。なお、複数のラインを照射する照明装置を組み合わせることによって矩形枠等を照射するように構成することもできる。

　前記第２実施形態では、第１屈折要素と第２屈折要素は別々のフレネルレンズとレンチキュラーレンズであったが、例えば、１枚のアクリル板に片面にはフレネルレンズを形成し、もう片方の面にはレンチキュラーレンズが形成してあるものであっても構わない。このようなものであれば、部品点数を減らしたり、組立時に二つの板を精度よく重ね合わせる作業をなくしたりすることができ、生産性を向上させることができる。

　前記第２実施形態では、ＬＥＤ光源の発光面は正方形状であったが、その他の形状であっても構わない。例えば円形の発光面であっても、レンチキュラーレンズにより重なり併せて結像される間隔を調節しておくことにより、概略長方形状にすることもでき、また、多少の凹凸を許容できる場合などでも使用することができる。

　前記第２実施形態のＬＥＤ光源は、ＬＥＤチップを１つだけ有するものであったが、複数有するものであっても構わない。前記第２実施形態において図１９（ａ）に示すように４つのチップが並んでいる場合には、路面上に投影されるラインは２本となる。また、レンチキュラーレンズのかまぼこ型レンズが並べられている方向に対して、前記ＬＥＤ光源が傾いて取り付けてあっても構わない。例えば図１９（ｂ）に示すように前記第２実施形態においてＬＥＤチップを傾けて取り付けておけば、路面上には少なくとも中央部が太くなったラインを形成することができる。すなわち、道路の路面上に形成したラインの形に応じて、ＬＥＤチップの数やその向きを変化させてもよい。さらに複数のＬＥＤ光源を、それらの光軸方向が異なるように配置（具体的には光軸が放射状をなすように配置）することによって、１つのラインを形成するように構成しても良い。

　また、前記ＬＥＤ光源と前記レンチキュラーレンズとは、その距離を調節可能に構成してあったが、さらにそのレンチキュラーレンズに対するＬＥＤ光源の傾きを調節する傾き調節機構を備えるものであってもよい。このようなものであれば、図１９（ｂ）に示すように投影されるラインの太さ等を変更する事が可能となる。

　図２０に示すように、前述した道路ライン生成用照明装置１を複数用意し、各第２屈折要素５の光を拡げる所定の方向が一致するように並べて設けることにより道路ライン生成用照明システム１００として構成しても構わない。図２０に示すように前述した第２実施形態に基づけば、ケーシング２が略立方体形状であるため、前記所定の方向に道路ライン生成用照明装置１を隣接させて設ける事が容易であり、さらに、各道路ライン生成用照明装置１から射出される光を重なり合わせることによってラインＬの光強度を向上させることができる。このことから、特に視認性が必要とされる環境等においてもよりラインを目立たせることが可能となる。また、光強度だけでなく、ライン全体の長さも長くしていくことができる。図２０では、各道路ライン生成用照明装置１が密接して配置してあるが少し離間しているものであっても構わない。要するに、それぞれの道路ライン生成用照明装置１から射出される光により形成されるラインＬが重なり合うように配置されて道路ライン生成用照明システム１００が構成されていればよい。

　センターライン等を生成するだけでなく、例えば、複数の道路ライン生成用照明装置を用いて、道路標示のために用いられる図案や文字を生成してもよい。具体的には、×印やコの字等を複数のラインで生成するようにしても構わない。

　前記第２実施形態では路面に直接ラインを投影するものであったが、本明細書での路面とは、雪等で道路が隠されている場合にはその表面のことも指す概念である。

　＜第３実施形態＞
　次に、前記各実施形態の照明装置１の変形実施形態について説明する。

　本実施形態の照明装置１のケーシング２は、図２１の部分拡大図に示すように、開口部２Ａを形成する側壁２２の端部を内側に折り返して形成された折り返し部２３に設けられたレンズ当接面２３Ｐと、フレネルレンズ４をレンズ当接面２３Ｐに向かって嵌め入れてフレネルレンズ４がレンズ当接面２３Ｐに接触した状態において、フレネルレンズ４を位置決め固定する位置決め突起２４と、を有する。

　本実施形態の折り返し部２３は、ケーシング側壁２２をほぼ１８０度折り曲げて形成され、折り返し部２３の側面が、ケーシング側壁２２の内面に略密着するように形成されている。また折り返し部２３は、ケーシング２の各側壁２２において、その全体に亘って形成されている。

　このように折り返し部２３を構成していることにより、レンズ当接面２３Ｐは、折り返し部２３の先端面により構成されている。

　また、位置決め突起２４は、ケーシング２の側壁２２をプレス加工により内側に凹ませることにより構成されている。具体的には、ケーシング２の各側壁２２に複数個ずつ設けられている。この位置決め突起２４は、折り返し部２３の先端面（レンズ当接面２３Ｐ）から固定すべきフレネルレンズ４の厚み程度離間して設けられている。これにより、位置決め突起２４により固定されたフレネルレンズ４は、レンズ当接面２３Ｐに接触した状態で、位置決め突起２４からレンズ当接面２３Ｐ側に押圧力を受ける。

　最後にこのように構成した照明装置１においてフレネルレンズ４、リニアフレネルレンズ５及び保護カバー７の取り付け方法について説明する。

　まず、板金を用いてケーシング２を成形する。このとき、プレス加工により、開口部２Ａを形成する端部を折り返すことにより折り返し部２３を形成するとともに、位置決め突起２４を形成する。

　そして、フレネルレンズ４をケーシング２内部に収容した後、当該ケーシング２内を位置決め突起２４側からレンズ当接面２３Ｐ側に移動させる。そうすると、フレネルレンズ４が位置決め突起２４を乗り越えて移動し、当該位置決め突起２４を乗り越えると直ちにレンズ当接面２３Ｐに接触する。これによってフレネルレンズ４が位置決め固定される。次に、リニアフレネルレンズ５を、フレネルレンズ４の光射出側前方から、折り返し部２３により形成される開口部２Ａ内に嵌め込み、フレネルレンズ４に接触した状態で固定する。また、保護カバー７をリニアフレネルレンズ５の光射出側前方から、折り返し部２３により形成される開口部２Ａ内に嵌め込み、リニアフレネルレンズ５に接触した状態で固定する。このとき、折り返し部２３と保護カバー７との間に隙間が形成されるが、この隙間を利用して、折り返し部２３とリニアフレネルレンズ５及び保護カバー７との間に接着剤を充填する。これにより、ケーシング２にリニアフレネルレンズ５及び保護カバー７を固定することができるとともに、Ｏリング等のシール部材を設けることが難しい矩形状の開口部２Ａをシールすることができる。

　＜第３実施形態の効果＞
　このように構成した本実施形態に係る照明装置１によれば、フレネルレンズ４をレンズ当接面２３Ｐに接触するように嵌め入れるだけで、フレネルレンズ４の位置決めができるだけでなく、その際に、位置決め突起２４により固定されるので、ケーシング２に切削加工を施すことなく又は別途固定部材（締め付け工具）を設けることなく、フレネルレンズ４をケーシング２に位置決め固定することができる。したがって、照明装置１の構成を簡単にし、低コスト化を図りつつも、フレネルレンズ４のケーシング２への取り付け及び位置決めを簡単に行うことができる。

　なお、本発明は前記第３実施形態に限られるものではない。以下の説明において前記第３実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。

　例えば、前記第３実施形態では、レンズ当接面及び位置決め突起によりフレネルレンズのみを挟持する構成であったが、その他、レンズ当接面及び位置決め突起によりフレネルレンズと保護カバー、フレネルレンズと光学フィルタ（強度フィルタ又は位相フィルタ又は偏光フィルタ）と保護カバー、フレネルレンズと回折光学素子（リニアフレネルレンズやホログラフィック回折光学素子）、フレネルレンズと光学フィルタと回折光学素子、フレネルレンズと光学フィルタと回折光学素子と保護カバー、フレネルレンズと光学フィルタと回折光学素子と光学フィルタと保護カバーを挟持する構成としても良い。なお、上記各部材を挟持する場合には、レンズ当接面と位置決め突起との距離を各部材の厚さを合わせたものとする。また、上記レンズ又は保護板の平坦面に反射防止や防曇コートを施し、又は反射防止や防曇用フィルムを設けることによって反射防止や防曇処理を施しても良い。

　また、前記第３実施形態のレンズ当接面は、折り返し部の先端面により構成されているが、折り返し部をケーシングの側壁に対して略直角に折り曲げて形成されている場合には、折り返し部の内側面により構成しても良い。

　さらに、前記第３実施形態の位置決め突起は、ケーシングの側壁をプレス加工により内側に凹ませることにより構成しているが、別途位置決め突起を構成する部材をケーシングの側壁の内面に取り付けることにより、位置決め突起を構成しても良い。

　加えて、前記第３実施形態のケーシングは、一面全体が開口した立方体形状等の角筒形状をなすものであったが、そのほか、円筒形状であってもよい。

　＜第４実施形態＞
　次に、第１実施形態及び第３実施形態に説明した照明装置１を用いて、構造物の天井面、壁面、床面等の平面Ｗ上にラインを生成するライン生成方法について説明する。

　このライン生成方法は、図２２に示すように、照明装置１をその光軸Ｃが照射対象面である壁面等の平面Ｗに対して傾斜するように配置する。具体的には、照明装置１をその光軸Ｃが平面Ｗに対して鋭角（例えば０度～１０度の角度範囲）を形成するように配置する。そして、照射装置１により、照射対象面Ｗの所定位置においてＬＥＤ光源３の発光面３０１が結像するようにして、当該結像位置Ｑの前後両側の所定範囲で平面Ｗ上にラインを生成する。

　照明装置１の光軸Ｃを照射対象面Ｗに対して傾斜させる方法としては、例えば照明装置１の設置角度を調整する方法（図２２参照）や、ＬＥＤ光源の位置をフレネルレンズに対して平行移動させる方法又はフレネルレンズの光軸中心位置がＬＥＤ光源の光軸に対してずれるように切り出して使用する等、ＬＥＤ光源の光軸とフレネルレンズの光軸との相対位置関係をずらして使用する方法が考えられる。

　ここで照明装置１の具体例について説明する。厚み１ｍｍの板金加工を施した１辺１００ｍｍの正方形状の角筒型のケーシングに一辺９６ｍｍの正方形状の開口部（光射出口）を設けた。板金折り返し加工により形成された折り返し部のレンズ当接面と位置決め突起とを用いて第１屈折要素として焦点距離１００ｍｍ、厚み２ｍｍ、一辺９８ｍｍの正方形状のフレネルレンズを保持し、フレネルレンズと密着して厚み５ｍｍ一辺９６ｍｍの正方形状の保護カバーであるアクリル板を開口部に嵌めこんでいる。防水対策のためにアクリル板と折り返し部との間にシーリング用接着剤を充填している。また、アクリル板表面には、反射防止処理及び防曇処理を施している。ＬＥＤ光源には一辺２ｍｍの正方形状の表面実装型の高輝度白色ＬＥＤを用いており、発光面３０１とレンズ面との距離を可変できる機構を設けている。

　照明装置１のＬＥＤ光源３の発光面が結像位置Ｑ＝５ｍで拡大結像するように、ＬＥＤ光源３の発光面とフレネルレンズ４の主点面の距離ａ＝１００×５０００／（５０００－１００）＝１０２．０４ｍｍに調整した。拡大結像されたＬＥＤ光源３はサイズＡ＝２×５０００／１０２．０４＝９８ｍｍとなる。照明装置１が平面Ｗに近接した状態で、照明装置１から５ｍ離れた平面Ｗ上の結像位置Ｑに拡大結像された発光面の中央部が位置するように、照明装置１の光軸Ｃを平面Ｗに対して０．５７度に調整している。この時、結像位置Ｑでは、壁面に形成されるラインの幅は９８ｍｍとなり、ラインのエッジ部分（輪郭）をはっきりさせることができる。拡大結像されたＬＥＤ光源３の中央下部は照明装置１と拡大結像位置Ｑの間の壁面部をライン状に照明し、光源の中央上部は拡大結像位置Ｑより遠方の壁面部をライン状に照明することにより、結果として１０ｍ程度のラインを壁面に生成することができる。この時、ライン光は結像位置Ｑから離れるについてラインのエッジ部分（輪郭）がぼやけることになる。一方、ＬＥＤ光源３の発光面を結像位置Ｑ＝１０ｍの距離で拡大結像させた場合、照明装置１から１０ｍ離れた平面Ｗ上の地点において、拡大結像された発光面の上端部が位置するようにしてもよい。この場合、１０ｍ離れた地点においてラインのエッジ部分（輪郭）をはっきりさせることができる。

　＜第４実施形態の効果＞
　このように構成した本実施形態に係るライン生成方法によれば、結像光学系を有する照明装置１を用いて平面Ｗ上にラインを生成することができる。また、結像位置Ｑの前後両側の所定範囲でラインを生成することにより、ラインのエッジ部分（輪郭）をはっきりさせることができる。特に、照明装置１のＬＥＤ光源が矩形状をなすため、ラインの光強度分布を矩形にすることができ輪郭をはっきりさせることができる。また、ケーシング２が板金から形成されているため、照明装置１の光射出口を可及的に平面に近づけることができ、照明装置１の近傍から照明することができる。

　なお、本発明は前記第４実施形態に限られるものではない。

　例えば、形成されたラインの照度の均一性を高めるとともに、ラインの長さを長くするために、図２３に示すように、照明装置１を対向配置して、各照明装置１により形成されるラインの一部又は全部が重なるように構成しても良い。これにより、対向配置した照明装置１の間に人等が入ってもその人の影によりラインが消えることが無い。

　また、ラインの幅を太くするために、複数の照明装置１を連結して配置しても良い。さらに、演出性を高めるために、異なる色を発する照明装置１を連結配置しても良いし、異なる色を発する照明装置１を連結配置するとともに対向配置された照明装置１の照明色を異なる色にすることにより多色化することも考えられる。

　さらに、照射対象面への照明装置の光軸角度を時間的に変化させることにより、動的にラインの長さを変化させることができ、また、演出度を高めることもできる。その上、複数台の照明装置を用いて、各照明装置のラインの配置を変更することによって、照射対象面に×印や□印や簡単な文字を生成することもできる。

　本発明により、簡単な構成でありながら、対象物上に所望の図形や文字などを照射でき、さらにその図形や文字などを簡単に変更することができる。

Claims

　ＬＥＤ発光素子を用いたＬＥＤ光源と、
　前記ＬＥＤ光源からの光を屈折させて、所定の位置において、前記ＬＥＤ光源の光軸方向から見た発光形状の像を拡大して結ばせる第１屈折要素と、
　前記ＬＥＤ光源及び前記第１屈折要素を収容し、前記第１屈折要素から出た光を外部に射出する光射出口を有するケーシングと、を備えるパターン形成用照明装置。
　前記第１屈折要素から出た光を所定の方向に拡げて、前記ＬＥＤ光源の光軸方向から見た発光形状の像を所定形状に変形する第２屈折要素をさらに備える請求項１記載のパターン形成用照明装置。
　前記ＬＥＤ光源と前記第１屈折要素との距離を可変にする距離可変機構を備えることを特徴とする請求項１記載のパターン形成用照明装置。
　前記ＬＥＤ光源の光軸方向から見た発光形状と前記第１屈折要素の形状とが相似形であることを特徴とする請求項１記載のパターン形成用照明装置。
　前記第１屈折要素と前記光射出口が略同一であり、前記ＬＥＤ光源の光軸方向から見た発光形状と前記第１屈折要素の形状とが相似形であることを特徴とする請求項１記載のパターン形成用照明装置。
　板状の光学素子を更に有し、その一面に前記第１屈折要素が形成され、別の一面に前記第２屈折要素が形成されている請求項２記載のパターン形成用照明装置。
　前記ケーシングが、
　前記光射出口を形成する端部を内側に折り返して形成された折り返し部に設けられ、前記第１屈折要素に当接する当接面と、
　前記第１屈折要素子を前記ケーシング内で前記当接面に向かって移動させて前記第１屈折要素が前記当接面に接触した状態において、前記第１屈折要素を位置決め固定する位置決め突起と、を有する請求項１記載のパターン形成用照明装置。
　道路上に光を照射して、ラインを生成する道路ライン生成用照明装置であって、
　ＬＥＤ発光素子を用いたＬＥＤ光源と、
　前記ＬＥＤ光源からの光を屈折させて、所定の位置において、前記ＬＥＤ光源の光軸方向から見た発光形状の像を拡大して結ばせる第１屈折要素と、
　前記第１屈折要素から出た光を所定の方向に拡げて、前記ＬＥＤ光源の光軸方向から見た発光形状の像を所定形状に変形する第２屈折要素と、
　前記ＬＥＤ光源、前記第１屈折要素及び前記第２屈折要素を収容するケーシングとを備え、
　前記ＬＥＤ光源の光軸方向から見た発光形状が所定の方向に伸びた像が道路上に結ばれてラインが生成される位置に、前記ＬＥＤ光源、前記第１屈折要素及び前記第２屈折要素が前記ケーシング内に配置されていることを特徴とする道路ライン生成用照明装置。