WO2025239170A1 - 照明装置 - Google Patents

照明装置

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WO2025239170A1
WO2025239170A1 PCT/JP2025/015869 JP2025015869W WO2025239170A1 WO 2025239170 A1 WO2025239170 A1 WO 2025239170A1 JP 2025015869 W JP2025015869 W JP 2025015869W WO 2025239170 A1 WO2025239170 A1 WO 2025239170A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
light source
lens
optical element
lighting device
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/JP2025/015869
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English (en)
French (fr)
Inventor
健太 大石
高裕 大野
英 椋本
雅也 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MinebeaMitsumi Inc
Original Assignee
MinebeaMitsumi Inc
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q3/00—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors
    • B60Q3/20—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors for lighting specific fittings of passenger or driving compartments; mounted on specific fittings of passenger or driving compartments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q3/00—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors
    • B60Q3/70—Arrangement of lighting devices for vehicle interiors; Lighting devices specially adapted for vehicle interiors characterised by the purpose
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/08—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to drivers or passengers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device.
  • DMS driver monitoring systems
  • This DMS device is, for example, integrated into the backlight (lighting device) of an in-vehicle display and installed in the vehicle.
  • the backlight and DMS device are assembled as separate units, and one in which the DMS device is embedded in the backlight.
  • a recess is created on the outer edge of the backlight, and the DMS device is assembled into this recess to achieve integration.
  • the DMS camera module is fitted into a cutout in the substrate, and then the module is embedded in a single housing to achieve integration.
  • the backlight cannot properly accommodate the DMS device.
  • installing a DMS device in the backlight can result in an increase in the number of parts, an increase in size, a narrower light-emitting area, and malfunctions due to white light entering the IR (infrared) receiving camera.
  • the problem that this invention aims to solve is to provide a lighting device that can be appropriately equipped with a DMS device.
  • an illumination device comprising: a substrate on which a first light source for illumination and a second light source for emitting near-infrared light are provided; a first lens having a first optical element at a position corresponding to the first light source for controlling the distribution of light from the first light source; and a second optical element at a position corresponding to the second light source for controlling the distribution of light from the second light source.
  • a lighting device can be appropriately equipped with a DMS device.
  • FIG. 1 is a perspective view of an appearance of a lighting device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the main part of the lighting device.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the YZ cross section showing the peripheral structure of the DMS device.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the XZ cross section showing the peripheral structure of the DMS device.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a lens.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a lens.
  • FIG. 7 is a diagram showing the illuminance distribution when there is no IR lens.
  • FIG. 8 is a diagram showing the illuminance distribution when an IR lens is provided.
  • FIG. 1 is a perspective view of an appearance of a lighting device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the main part of the lighting device.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the YZ cross section showing the peripheral structure of the DMS device.
  • FIG. 4 is an
  • FIG. 9 is a graph showing the irradiance in the horizontal cross section of the irradiance distributions of FIGS.
  • FIG. 10 is a graph showing the irradiance at a vertical cross section of the irradiance distributions of FIGS.
  • FIG. 11A is a diagram for explaining the advantages of the method of embedding a DMS device.
  • FIG. 11B is a diagram for explaining the advantages of the method of embedding a DMS device.
  • FIG. 12A is a diagram for explaining the advantages of mounting a DMS device in a direct lighting device.
  • FIG. 12B is a diagram for explaining the advantage of mounting a DMS device on a direct lighting device.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a lens according to a modified example.
  • Fig. 1 is an external perspective view of a lighting device 1 according to an embodiment, as viewed from the side of the light exit surface 1a.
  • the longitudinal direction of the lighting device 1 is designated as the X-axis direction, the lateral direction as the Y-axis direction, and the thickness direction as the Z-axis direction.
  • a direct-type (surface-emitting) lighting device in which multiple light sources are arranged two-dimensionally along the light exit surface 1a will be described as an example, but the present invention can also be applied to an edge-type (edge-light) lighting device in which light enters from a side surface of a light guide plate and exits from one main surface of the light guide plate.
  • the lighting device 1 has a housing formed by a bottom frame 2 and a top frame 8, and is a lighting device for a backlight (hereinafter referred to as "BL (backlight)”) equipped with a DMS (Driver Monitoring System) device 1b.
  • BL backlight
  • DMS Driver Monitoring System
  • the lighting device 1 is an embedded DMS-integrated backlight.
  • a liquid crystal display device, etc. is attached to the light output surface 1a side.
  • Figure 2 is an exploded perspective view of the main parts of the lighting device 1, and is a view from the side of the emission surface 1a, similar to Figure 1.
  • Figure 3 is an enlarged YZ cross-section view showing the peripheral structure of the DMS device 1b.
  • Figure 4 is an enlarged XZ cross-section view showing the peripheral structure of the DMS device 1b.
  • the DMS device 1b is a name that includes each device (component) used to realize the DMS functions, such as the IR (infrared) light source 3c and camera module 9, which will be described later.
  • the lighting device 1 comprises a bottom frame 2, a substrate 3, a reflector 4, a lens 5, a lens 6, a polarized reflective sheet 7, a top frame 8, a camera module 9, a light-shielding tape 10, a light-shielding cushion 11, a light-shielding tube 12, a light-shielding tape 13, and an IR transmission filter 14.
  • IR refers to light with wavelengths in the infrared region that include at least wavelengths in the near-infrared region, and in this embodiment is also simply referred to as "infrared light.”
  • the substrate 3 has a cutout 3a formed therein and is equipped with a BL light source 3b and an IR light source 3c.
  • the cutout 3a is formed at approximately the center of the DMS device 1b when viewed from the front, and is shaped to accommodate a light-shielding tube 12 (described below).
  • the light sources 3b are, for example, LEDs (Light Emitting Diodes) that emit white light, and multiple (many) are arranged two-dimensionally on the substrate 3.
  • the light sources 3c are, for example, LEDs that emit infrared light, and are arranged one on each side of the cutout 3a when viewed from the front.
  • the reflector 4 is provided on the emission side of the substrate 3, has a hole 4a formed therein, and is equipped with a BL reflecting wall 4b and an IR reflecting wall 4c.
  • the hole 4a penetrates the reflector 4 in the Z-axis direction at approximately the center of the DMS device 1b when viewed from the front, and is shaped to accommodate the light-shielding tube 12.
  • the hole 4a also has an extension 4d on the rear side that expands in a planar direction perpendicular to the Z-axis (see Figures 3 and 4). This extension 4d is shaped to accommodate the flange 12b of the light-shielding tube 12, which will be described later.
  • the reflective wall 4b is provided at a position corresponding to the light source 3b when viewed from the front, and reflects light from the light source 3b.
  • the reflective wall 4c is provided at a position corresponding to the light source 3c when viewed from the front, and reflects light from the light source 3c.
  • the height and inclination (angle) of the reflective walls 4b and 4c can be configured as desired depending on the performance required for the backlight and DMS device.
  • the reflector 4 is manufactured by resin injection molding, etc.
  • the lens 5 is a plate-shaped member that is provided on the output side of the reflector 4, has a notch 5a formed therein, and is equipped with an optical element 5b for BL and an optical element 5c for IR.
  • the notch 5a is formed in approximately the center of the DMS device 1b when viewed from the front.
  • the optical element 5b is provided in a position corresponding to the light source 3b when viewed from the front, and controls the distribution of light from the light source 3b.
  • the optical elements 5c are provided on both sides of the notch 5a (positions corresponding to the light source 3c) when viewed from the front, and control the distribution of light from the light source 3c. Note that Figure 5 shows an example of the lens 5.
  • optical element 5b includes a lenticular lens provided on the incident surface and a linear Fresnel lens provided on the exit surface.
  • the lenticular lens on the incident side has grooves that make up the concave and convex surfaces of the lens extending in the Y-axis direction, for example, and diffuses incident light in the X-axis direction.
  • the linear Fresnel lens on the exit side has grooves that make up the concave and convex surfaces of the lens extending in the X-axis direction, for example, and focuses incident light in the Y-axis direction.
  • Optical element 5b can be configured as desired depending on the performance required as a backlight.
  • Optical element 5c also includes a linear Fresnel lens provided on the incident surface and a linear Fresnel lens provided on the exit surface.
  • the linear Fresnel lens on the incident side has grooves that form the concave and convex portions of the lens extending in the X-axis direction, for example, and focuses incident light in the Y-axis direction.
  • the linear Fresnel lens on the exit side has grooves that form the concave and convex portions of the lens extending in the Y-axis direction, for example, and focuses incident light in the X-axis direction.
  • optical element 5c emits incident light as approximately parallel light.
  • optical element 5c may also be configured, for example, so that the linear Fresnel lens on the incident side extends in the Y-axis direction and the linear Fresnel lens on the exit side extends in the X-axis direction.
  • Lens 6 is a plate-shaped member that is provided on the output side of lens 5, has a notch 6a formed therein, and is equipped with an optical element 6b for BL. As shown in Figure 6, notch 6a is formed in a position corresponding to DMS device 1b in a front view (i.e., a position corresponding to lens 9a and two reflecting walls 4c). Optical element 6b is provided in a position corresponding to optical element 5b in a front view, and controls the light distribution of light output from optical element 5b. Note that Figure 6 shows an example of lens 6.
  • optical element 6b includes a composite prism provided on the incident surface and a lenticular lens provided on the exit surface.
  • the incident-side composite prism is an optical element that combines multiple (numerous) tiny prisms, with grooves that form the lens's concave and convex shapes extending in the X-axis direction, and multiple (numerous) tiny lenticular lenses, with grooves that form the lens's concave and convex shapes extending in the X-axis direction.
  • the exit-side lenticular lens has grooves that form the lens's concave and convex shapes extending in the Y-axis direction, and adjusts diffusion and brightness uniformity in the X-axis direction.
  • Lens 6 can be configured as desired depending on the performance required for the backlight.
  • the polarizing reflective sheet 7 is an optical component provided on the output side of the lens 6, which improves brightness by aligning the polarization direction of the individual light beams emitted from the multiple light sources 3b.
  • the polarizing reflective sheet 7 has cutouts 7a formed in the same position and shape as the cutouts 6a when viewed from the front.
  • the polarizing reflective sheet 7 is an example of an optical sheet, and can be replaced by, for example, a diffusion plate, diffusion sheet, or prism sheet. Note that an optical sheet does not necessarily have to be used.
  • the top frame 8 is a member that covers the opening side of the bottom frame 2 and is formed by die casting, sheet metal, etc.
  • the top frame 8 has a roughly rectangular opening, which forms the light exit surface 1a of the lighting device 1.
  • the camera module 9 is an electronic device equipped with a lens 9a and an image sensor, and acquires images by capturing an image of the area including the driver's seat (driver).
  • the camera module 9 is fixed with the lens 9a inserted through the light-shielding tape 10, the hole 2a in the bottom frame 2, the notch 3a in the circuit board 3, the light-shielding cushion 11, the light-shielding tube 12, and the hole 4a in the reflector 4 (see Figures 3 and 4).
  • Any image sensor (photo sensor) that is sensitive to infrared light can be used.
  • the camera module 9 should be a sensor that can detect at least near-infrared light.
  • the light-shielding tape 10 is a double-sided adhesive sheet (with a black base material) with light-shielding properties that secures the bottom frame 2 and camera module 9 together.
  • the light-shielding tape 10 is formed into a roughly rectangular frame shape and is placed on the back surface of the bottom frame 2 so as to surround the periphery of the hole 2a. This reduces the amount of light that leaks into the camera module 9 from the gap between the bottom frame 2 and the camera module 9.
  • the light-shielding cushion 11 is a light-shielding cushion (with a black base material) that is provided between the bottom frame 2 and the light-shielding tube 12.
  • the light-shielding cushion 11 is formed in a roughly rectangular frame shape and is positioned and compressed between the back surface of the light-shielding tube 12 and the bottom surface of the bottom frame 2. This reduces light that leaks into the camera module 9 through the gap between the bottom frame 2 and the light-shielding tube 12. Furthermore, by fixing the light-shielding cushion 11 in a compressed state, it is possible to absorb (tolerate) manufacturing variations in peripheral components such as the bottom frame 2, board 3, reflector 4, and light-shielding tube 12.
  • the light-shielding tube 12 is a cylindrical light-shielding member that covers the inner wall that forms the hole 4a and has a hole 12a through which the lens 9a mounted on the camera module 9 can be inserted.
  • the light-shielding tube 12 is manufactured by injection molding of a resin such as polycarbonate, and at least the inner wall of the hole 12a is black.
  • the light-shielding tube 12 has a roughly rectangular cylindrical shape, but it may also have a roughly cylindrical shape (including an ellipse).
  • the light-shielding tube 12 also has a fixing flange 12b on the back side (see Figures 3 and 4).
  • the light-shielding tube 12 is inserted from the back side of the reflector 4 so that this flange 12b is accommodated in the expanded portion 4b of the hole 4a of the reflector 4.
  • the bottom frame 2, substrate 3, and reflector 4 are fixed to one another with a double-sided adhesive sheet or the like. This allows the light-shielding tube 12 to be firmly fixed.
  • the double-sided adhesive sheet used here be made of a black base material and have light-shielding properties.
  • the light-shielding tube 12 is fixed in place so that it protrudes from the cutout 3a on the back side of the substrate 3. This reduces the amount of light that leaks from the edge of the substrate 3 to the camera module 9.
  • the height (length in the Z-axis direction) of the light-shielding tube 12 is set to a height that reaches the IR transmission filter 14. This makes it possible to reduce the mixing of BL light (light from the light source 3b) into the infrared light that has passed through the IR transmission filter 14.
  • the light-shielding tape 13 is a double-sided adhesive sheet (with a black base material) with light-shielding properties that secures the reflector 4 and the IR transmission filter 14 together.
  • the light-shielding tape 13 is shaped to surround the edge of the output side of the hole 4a in the reflector 4. This reduces the amount of light that leaks into the camera module 9 from the gap between the reflector 4 and the IR transmission filter 14.
  • Figure 7 shows the illuminance distribution when there is no IR lens (optical element 5c).
  • Figure 8 shows the illuminance distribution when there is an IR lens.
  • Figure 9 is a graph showing the irradiance in horizontal cross sections of the illuminance distributions of Figures 7 and 8.
  • Figure 10 is a graph showing the irradiance in vertical cross sections of the illuminance distributions of Figures 7 and 8.
  • Figures 7 and 8 illustrate the results of a simulation of the illuminance distribution when the light-receiving plane is placed 800 mm away from the light source, with the dashed line indicating the range (target range) where irradiation is required. Note that the target range is generally set to a rectangular shape (square) as shown.
  • Figures 11A and 11B are diagrams for explaining the advantages of the method of embedding a DMS device.
  • Figure 11A shows an example of the structure around the DMS when the DMS device is assembled.
  • Figure 11B shows an example of the structure around the DMS when the DMS device is embedded.
  • a notch is made in the lighting device, and a separate DMS device is attached to that notch.
  • the lighting device has a light-shielding frame inside the metal frame that forms the housing. Therefore, the distance A from the DMS device to the light-emitting area corresponds to the sum of the thickness of the metal frame and the thickness of the light-shielding frame.
  • the distance B from the DMS device to the light-emitting area corresponds only to the thickness of the IR reflecting wall 4c, and is therefore smaller than the distance A. Therefore, if the DMS device is approximately constant, the embedding method can ensure a wider light-emitting area.
  • Figures 12A and 12B are diagrams illustrating the advantages of incorporating a DMS device into a direct-type lighting device.
  • Figure 12A shows an example of an edge-type lighting device.
  • Figure 12B shows an example of a direct-type lighting device.
  • edge-type lighting device In an edge-type lighting device ( Figure 12A), light is emitted from a light source arranged in a line at the bottom end of the device, for example, and travels through the light guide plate in a planar direction (X and Y directions). If the DMS device were placed near the center of the light-emitting area (the position of the dashed rectangular line), the light from the light source would not reach the light-emitting area above that position, causing it to be shaded. For this reason, edge-type lighting devices are restricted to placing the DMS device only at the top end (opposite the linear light source). Furthermore, a notch must be made in the light guide plate to accommodate the DMS device, but because the notch is a point where the shape of the light guide plate changes, it is difficult to maintain brightness uniformity.
  • a direct-type lighting device i.e., lighting device 1 according to the embodiment
  • the light sources are arranged throughout the light-emitting area, and light from the light sources travels vertically (in the Z-axis direction). Even if the DMS device is placed near the center of the light-emitting area (in the position of the dashed rectangular line), the light sources are dispersed throughout the light-emitting area, so brightness uniformity in the light-emitting area can be maintained. It is also possible to separate and place the IR light source and camera module separately.
  • the above-described lighting device 1 is configured to collect infrared light from the IR light source 3c and cause it to travel straight ahead (in the Z-axis direction) as substantially parallel light, but it is also possible to tilt the optical axis of the infrared light in an oblique direction.
  • a light distribution prism peak shift prism
  • the optical axis of the infrared light can be tilted.
  • Figure 13 is a diagram showing an example of a lens 15 according to a modified example.
  • Lens 15 is provided on the emission side of lens 5 in place of lens 6 of lighting device 1, has a notch 15a formed therein, and is equipped with an optical element 15b for BL and an optical element 15c for IR.
  • Notch 15a is formed in the same position as notch 5a when viewed from the front.
  • Optical element 15b is provided in the same position as optical element 5b when viewed from the front, and controls the light distribution of light emitted from optical element 5b.
  • optical element 15b like optical element 6b, includes a composite prism provided on the incident surface and a lenticular lens provided on the emission surface.
  • Optical elements 15c are provided on both sides of cutout 5a (at positions corresponding to optical element 5c) when viewed from the front, and tilt the light distribution of light collected by optical element 5c in a predetermined direction relative to the Z-axis direction (for example, the direction toward the driver's head, which is the irradiated object).
  • optical element 15c has a linear prism provided on the exit surface (one surface) of lens 15. This linear prism has a roughly triangular prism structure extending in the X-axis direction and is arranged continuously in the Y-axis direction.
  • a groove extending in the X-axis direction is formed on the exit surface of optical element 15c, allowing the light distribution of light collected by optical element 5c to be tilted in the Y-axis direction (vertical direction).
  • the light distribution of light collected by optical element 5c can also be tilted in the X-axis direction (horizontal direction).
  • this linear prism may be configured as desired depending on the performance required of the light distribution prism.
  • the lens 15 according to the modified example can tilt the optical axis of the infrared light by providing a light distribution prism as the IR optical element 15c.
  • the optical axis of the infrared light can also be tilted by adjusting, for example, the tilt of the linear Fresnel lenses on the entrance and exit sides provided as the optical element 5c of the lens 5, or by adjusting the positional relationship between the central axis of the linear Fresnel lens and the optical axis of the IR light source 3c.
  • the present invention can also be applied to a case where a single lighting device is equipped with multiple (multiple types of) light sources emitting light of different wavelengths.
  • the lighting device includes a substrate on which a first light source emitting light of a first wavelength and a second light source emitting light of a second wavelength different from the first wavelength are provided.
  • the lighting device comprises a substrate on which a first light source for illumination and a second light source for emitting near-infrared light are provided, and a first lens having a first optical element that controls the distribution of light from the first light source at a position corresponding to the first light source, and a second optical element that controls the distribution of light from the second light source at a position corresponding to the second light source.
  • a DMS device This allows the lighting device to appropriately mount a DMS device.
  • the second optical element for IR can be formed on the same member (substrate) as the first optical element for BL, thereby preventing an increase in the number of parts.
  • both the first optical element and the second optical element are configured by arranging multiple linear optical elements (linear prisms) in a planar manner. This allows the lighting device to form multiple types of optical elements with different functions in the same member (substrate) using the same processing process, while also preventing the device from becoming too large.
  • the lighting device also includes a sensor (camera module) that detects near-infrared light, and a filter that is provided on the emission side of the first lens at a position corresponding to the sensor and a position corresponding to the second light source and that transmits near-infrared light but not visible light, and the first lens is provided on the emission side of the substrate and further has a first notch at a position corresponding to the sensor.
  • a sensor camera module
  • the lighting device can ensure a wide light-emitting area while reducing the amount of white light that enters the IR receiving camera.
  • the lighting device also includes a second lens provided on the output side of the first lens, the second lens having second notches at positions corresponding to the sensor and the second light source, and a third optical element that controls the distribution of light from the first optical element. This makes it possible to control the distribution of light for BL.
  • the filter is sized to fit into the second notch. This allows the IR filter to fit within the thickness range of existing BL systems (i.e., inside the top frame 8), preventing it from protruding (increasing in size) in the thickness direction (Z-axis direction) when the DMS device 1 is installed.
  • the lighting device also includes a second lens disposed between the first lens and the filter, the second lens having a second notch at a position corresponding to the sensor, a third optical element at a position corresponding to the second light source for controlling the distribution of light from the second optical element, and a fourth optical element for controlling the distribution of light from the first optical element.
  • This allows the optical axis of the infrared light to be tilted in accordance with the position of the expected irradiator.
  • the third optical element for IR can be formed on the same member (substrate) as the fourth optical element for BL, thereby preventing an increase in the number of parts.
  • the third optical element for IR as a plurality of fine, linear prisms (linear optical elements) arranged in a planar manner, similar to the fourth optical element for BL, the size of the device can be prevented from increasing.
  • the second optical element emits light from the second light source as approximately parallel light. This allows the infrared light to be focused within the target range.
  • multiple first light sources are arranged two-dimensionally.
  • a direct-type lighting device it is possible to maintain uniform brightness in the light-emitting area even if the DMS device is placed near the center of the light-emitting area (the position of the dashed rectangular area). It is also possible to separate and arrange the IR light source and sensor separately.
  • the lighting device also includes a reflector disposed between the substrate and the first lens, with a first hole formed at a position corresponding to the sensor, the reflector having a first reflecting wall that reflects light from the first light source and a second reflecting wall that reflects light from the second light source, and a light-shielding member that covers the inner wall that forms the first hole and has a second hole formed therein through which a near-infrared light receiving lens mounted on the sensor can be inserted. This reduces light leaking from the end of the reflector to the sensor.
  • the substrate also has a cutout at a position corresponding to the first hole, and the light-blocking member is fixed in place so that it protrudes from the cutout toward the rear side of the substrate. This reduces the amount of light that leaks from the edge of the substrate to the sensor.
  • the lighting device also includes a light-shielding tape placed between the filter and the reflector. This reduces the amount of light that leaks into the sensor through the gap between the reflector and the filter.
  • the lighting device also includes a bottom frame provided on the rear side of the substrate and having a third hole at a position corresponding to the sensor, and a light-shielding cushion provided between the bottom frame and the light-shielding member. This reduces light leaking into the sensor through the gap between the bottom frame and the light-shielding tube.
  • the lighting device also includes a light-shielding tape placed between the bottom frame and the sensor. This reduces the amount of light leaking into the sensor through the gap between the bottom frame and the sensor.
  • the light-blocking member has a flange portion on the rear side, and the reflector has an extension portion on the rear side of the first hole that can accommodate the flange portion. This allows the light-blocking member to be firmly fixed.
  • the lighting device also includes a sensor, a substrate on which a first light source for illumination and a second light source for emitting near-infrared light are mounted, a reflector mounted on the output side of the substrate, with a first hole formed in a position corresponding to the sensor, and having a first reflecting wall that reflects light from the first light source and a second reflecting wall that reflects light from the second light source, and a light-shielding member that covers the inner wall forming the first hole and has a second hole formed therein through which a near-infrared light-receiving lens mounted on the sensor can be inserted. This makes it possible to block light leaking from the end of the reflector to the sensor.
  • the lighting device also includes a first light source for illumination and a second light source that emits light of a different wavelength from the first light source, a first optical element that controls the light distribution of light from the first light source at a position corresponding to the first light source, and a first lens that has a second optical element that controls the light distribution of light from the second light source at a position corresponding to the second light source.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments.
  • the present invention also includes configurations that appropriately combine the above-described components.
  • further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspects of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible.
  • Lighting device 1a. Emission surface, 1b. DMS device, 2. Bottom frame, 2a. Hole, 3. Substrate, 3a. Cutout, 3b, 3c. Light source, 4. Reflector, 4a. Hole, 4b, 4c. Reflective wall, 4d. Extension, 5. Lens, 5a. Cutout, 5b, 5c. Optical element, 6. Lens, 6a. Cutout, 6b. Optical element, 7. Polarized reflective sheet, 7a. Cutout, 8. Top frame, 9. Camera module, 9a. Lens, 10. Light-shielding tape, 11. Light-shielding cushion, 12. Light-shielding tube, 13. Light-shielding tape, 14. IR-transmitting filter, 15. Lens, 15a. Cutout, 15b, 15c. Optical element

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Abstract

実施形態にかかる照明装置（１）は、照明用の第１光源（３ｂ）および近赤外光発光用の第２光源（３ｃ）が設けられた基板（３）と、前記第１光源（３ｂ）に対応する位置に前記第１光源（３ｂ）からの光の配光を制御する第１光学素子（５ｂ）と、前記第２光源（３ｃ）に対応する位置に前記第２光源（３ｃ）からの光の配光を制御する第２光学素子（５ｃ）とを有する第１レンズ（５）と、を備える。

Description

照明装置
　本発明は、照明装置に関する。
　従来、車両の安全な走行を実現するために、当該車両の運転者の状態を監視するドライバーモニタリングシステム（Driver　Monitoring　System：ＤＭＳ）が知られている。このＤＭＳ用装置は、例えば、車載ディスプレイのバックライト（照明装置）に一体化されて車両に搭載される。これらを一体化する場合、別体のバックライトとＤＭＳ用装置とを組み付ける方式と、ＤＭＳ用装置をバックライトに埋め込む方式とがある。
　組み付ける方式では、例えば、バックライトの外周端部に欠損部を設け、この欠損部にＤＭＳ用装置を組み付けることで一体化される。また、埋め込む方式では、例えば、基板に設けた切り欠きにＤＭＳ用のカメラモジュールを嵌め込み、これを一つの筐体に埋め込むことで一体化される。
特開２０２１－１７０４４９号公報
　ところで、埋め込む方式においても、バックライトがＤＭＳ用装置を適切に搭載できない場合がある。例えば、ＤＭＳ用装置をバックライトに搭載することで、部品点数の増加、大型化、発光エリアの狭小化、ＩＲ（infrared）受光用カメラへの白色光の混入による動作不良などが生じる場合がある。
　本発明が解決しようとする課題は、ＤＭＳ用装置を適切に搭載することができる照明装置を提供することである。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る照明装置は、照明用の第１光源および近赤外光発光用の第２光源が設けられた基板と、前記第１光源に対応する位置に前記第１光源からの光の配光を制御する第１光学素子と、前記第２光源に対応する位置に前記第２光源からの光の配光を制御する第２光学素子とを有する第１レンズと、を備える。
　本発明の一態様に係る照明装置は、ＤＭＳ用装置を適切に搭載することができる。
図１は、実施形態にかかる照明装置の外観斜視図である。 図２は、照明装置の主要部の分解斜視図である。 図３は、ＤＭＳ用装置の周辺構造を示すＹＺ断面の拡大図である。 図４は、ＤＭＳ用装置の周辺構造を示すＸＺ断面の拡大図である。 図５は、レンズの一例を示す図である。 図６は、レンズの一例を示す図である。 図７は、ＩＲ用レンズが無い場合の照度分布を示す図である。 図８は、ＩＲ用レンズが有る場合の照度分布を示す図である。 図９は、図７および図８の照度分布の水平断面における放射照度を示すグラフである。 図１０は、図７および図８の照度分布の垂直断面における放射照度を示すグラフである。 図１１Ａは、ＤＭＳ用装置を埋め込む方式における利点を説明するための図である。 図１１Ｂは、ＤＭＳ用装置を埋め込む方式における利点を説明するための図である。 図１２Ａは、直下型の照明装置へのＤＭＳ用装置の搭載による利点を説明するための図である。 図１２Ｂは、直下型の照明装置へのＤＭＳ用装置の搭載による利点を説明するための図である。 図１３は、変形例にかかるレンズの一例を示す図である。
　以下、実施形態に係る照明装置について図面を参照して説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、１つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。
　（実施形態）
　図１は、実施形態にかかる照明装置１の外観斜視図であり、出射面１ａ側から見た図である。図１では、便宜上、照明装置１の長手方向をＸ軸方向、短手方向をＹ軸方向、厚み方向をＺ軸方向とする。なお、本実施形態では、出射面１ａに沿って２次元的に複数の光源が配置される直下型（面発光方式）の照明装置を例として説明するが、導光板の側面から入光し、導光板の一方の主面から出光するエッジ型（エッジライト方式）の照明装置にも同様に適用可能である。
　図１に示すように、照明装置１は、ボトムフレーム２とトップフレーム８とで筐体が構成され、ＤＭＳ（Driver　Monitoring　System）用装置１ｂが搭載されたバックライト（以下、「ＢＬ（backlight）」）用の照明装置である。つまり、照明装置１は、埋め込む方式により構成されたＤＭＳ一体型バックライトである。車載用のナビゲーション装置やインジケータ等のバックライトとして照明装置１が用いられる場合、液晶表示装置等は出射面１ａ側に装着される。
　図２は、照明装置１の主要部の分解斜視図であり、図１と同様に出射面１ａ側から見た図である。図３は、ＤＭＳ用装置１ｂの周辺構造を示すＹＺ断面の拡大図である。図４は、ＤＭＳ用装置１ｂの周辺構造を示すＸＺ断面の拡大図である。なお、ＤＭＳ用装置１ｂとは、後述するＩＲ（infrared）用の光源３ｃやカメラモジュール９等、ＤＭＳの機能を実現するための各装置（部品）を包含する称呼である。
　図２に示すように、照明装置１は、ボトムフレーム２、基板３、リフレクタ４、レンズ５、レンズ６、偏光反射シート７、トップフレーム８、カメラモジュール９、遮光テープ１０、遮光クッション１１、遮光チューブ１２、遮光テープ１３、およびＩＲ透過フィルタ１４を備える。なお、ＩＲとは、少なくとも近赤外領域の波長を含む赤外領域の波長の光であり、本実施形態では単に「赤外光」とも表記する。
　ボトムフレーム２は、後述する基板３等を収容する有床箱状の部材であり、ダイカストや板金等により形成される。ボトムフレーム２は、正面視でＤＭＳ用装置１ｂの略中心位置（カメラモジュール９のレンズ９ａに対応する位置）に孔２ａを有する（図３および図４参照）。孔２ａは、レンズ９ａが挿通可能な大きさを有する。なお、詳述しないが、ボトムフレーム２には、基板３や他の部材を収容するための構造（突起、孔等）や、電気的な接続のためのコネクタ等が適宜設けられる。
　基板３は、切り欠き３ａが形成され、ＢＬ用の光源３ｂと、ＩＲ用の光源３ｃとを備える。切り欠き３ａは、正面視でＤＭＳ用装置１ｂの略中心位置に形成され、後述する遮光チューブ１２を収容可能な形状である。光源３ｂは、例えば白色光を発するＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）等であり、基板３上に２次元的に複数（多数）配置される。光源３ｃは、例えば赤外光を発するＬＥＤ等であり、正面視で切り欠き３ａの両側に１個ずつ配置される。
　リフレクタ４は、基板３の出射側に設けられ、孔４ａが形成され、ＢＬ用の反射壁４ｂと、ＩＲ用の反射壁４ｃとを備える。孔４ａは、正面視でＤＭＳ用装置１ｂの略中心位置において、Ｚ軸方向にリフレクタ４を貫通し、遮光チューブ１２を収容可能な形状である。また、孔４ａは、背面側の孔がＺ軸に垂直な平面方向に拡張された拡張部４ｄを有する（図３および図４参照）。この拡張部４ｄは、後述する遮光チューブ１２のフランジ部１２ｂを収容可能な形状である。
　また、リフレクタ４において、反射壁４ｂは、正面視で光源３ｂに対応する位置に設けられ、光源３ｂからの光を反射する。反射壁４ｃは、正面視で光源３ｃに対応する位置に設けられ、光源３ｃからの光を反射する。なお、反射壁４ｂおよび反射壁４ｃの高さや傾斜（角度）は、バックライトおよびＤＭＳ用装置として要求される性能に応じて任意に構成可能である。リフレクタ４は、樹脂の射出成型等により製造される。
　レンズ５は、板状の部材であり、リフレクタ４の出射側に設けられ、切り欠き５ａが形成され、ＢＬ用の光学素子５ｂと、ＩＲ用の光学素子５ｃとを備える。図５に示すように、切り欠き５ａは、正面視でＤＭＳ用装置１ｂの略中心位置に形成される。光学素子５ｂは、正面視で光源３ｂに対応する位置に設けられ、光源３ｂからの光の配光を制御する。光学素子５ｃは、正面視で切り欠き５ａの両側（光源３ｃに対応する位置）にそれぞれ設けられ、光源３ｃからの光の配光を制御する。なお、図５は、レンズ５の一例を示す図である。
　一例としては、光学素子５ｂは、入射側の面に設けられたレンチキュラーレンズと、出射側の面に設けられたリニアフレネルレンズとを含む。入射側のレンチキュラーレンズは、例えばレンズの凹凸を構成する溝がＹ軸方向に延在し、入射された光をＸ軸方向に対して拡散する。出射側のリニアフレネルレンズは、例えばレンズの凹凸を構成する溝がＸ軸方向に延在し、入射された光をＹ軸方向に対して集光する。なお、光学素子５ｂは、バックライトとして要求される性能に応じて任意に構成可能である。
　また、光学素子５ｃは、入射側の面に設けられたリニアフレネルレンズと、出射側の面に設けられたリニアフレネルレンズとを含む。入射側のリニアフレネルレンズは、例えばレンズの凹凸を構成する溝がＸ軸方向に延在し、入射された光をＹ軸方向に対して集光する。出射側のリニアフレネルレンズは、例えばレンズの凹凸を構成する溝がＹ軸方向に延在し、入射された光をＸ軸方向に対して集光する。つまり、光学素子５ｃは、入射された光を略平行光として出射する。なお、光学素子５ｃは、例えば、入射側のリニアフレネルレンズがＹ軸方向に延在し、出射側のリニアフレネルレンズがＸ軸方向に延在するように構成してもよい。
　レンズ６は、板状の部材であり、レンズ５の出射側に設けられ、切り欠き６ａが形成され、ＢＬ用の光学素子６ｂを備える。図６に示すように、切り欠き６ａは、正面視でＤＭＳ用装置１ｂに対応する位置（つまり、レンズ９ａおよび２つの反射壁４ｃに対応する位置）に形成される。光学素子６ｂは、正面視で光学素子５ｂに対応する位置に設けられ、光学素子５ｂから出射された光の配光を制御する。なお、図６は、レンズ６の一例を示す図である。
　一例としては、光学素子６ｂは、入射側の面に設けられた複合プリズムと、出射側の面に設けられたレンチキュラーレンズとを含む。入射側の複合プリズムは、レンズの凹凸を構成する溝がＸ軸方向に延びる複数（多数）の微小なプリズムと、レンズの凹凸を構成する溝がＸ軸方向に延びる複数（多数）の微小なレンチキュラーレンズとが複合された光学素子である。出射側のレンチキュラーレンズは、レンズの凹凸を構成する溝がＹ軸方向に延在し、Ｘ軸方向の拡散および輝度均一性を調整する。なお、レンズ６は、バックライトとして要求される性能に応じて任意に構成可能である。
　図２～図４の説明に戻る。偏光反射シート７は、レンズ６の出射側に設けられ、複数の光源３ｂから発せられた個々の光の偏光方向を揃えることにより輝度を向上させる光学部材である。偏光反射シート７は、正面視で切り欠き６ａと同一位置に同一形状の切り欠き７ａが形成される。偏光反射シート７は、光学シートの一例であり、例えば拡散板や拡散シート、プリズムシート等によって代替可能である。なお、光学シートは用いなくてもよい。
　トップフレーム８は、ボトムフレーム２の開口側を覆う部材であり、ダイカストや板金等により形成される。トップフレーム８は、略矩形状の開口部を有し、この開口部により照明装置１の出射面１ａが形成される。
　カメラモジュール９は、レンズ９ａとイメージセンサとを備え、運転席（運転者）を含む領域を撮像することにより画像を取得する電子デバイスである。カメラモジュール９は、レンズ９ａが遮光テープ１０、ボトムフレーム２の孔２ａ、基板３の切り欠き３ａ、遮光クッション１１、遮光チューブ１２、およびリフレクタ４の孔４ａに挿通された状態で固定される（図３および図４参照）。イメージセンサ（フォトセンサ）としては、赤外線の感度を有するものであれば任意に適用可能である。つまり、カメラモジュール９は、少なくとも近赤外光を検出可能なセンサであればよい。
　遮光テープ１０は、ボトムフレーム２とカメラモジュール９との間を固定する遮光性を有する両面粘着シート（基材が黒色）である。遮光テープ１０は、略矩形の枠状に形成され、ボトムフレーム２の背面において孔２ａの周囲を囲むように配置される。これにより、ボトムフレーム２とカメラモジュール９の隙間からカメラモジュール９へ漏れる光を低減することができる。
　遮光クッション１１は、ボトムフレーム２と遮光チューブ１２との間に設けられた遮光性を有するクッション（基材が黒色）である。遮光クッション１１は、略矩形の枠状に形成され、遮光チューブ１２の背面とボトムフレーム２の底面との間に配置され、圧縮される。これにより、ボトムフレーム２と遮光チューブ１２との隙間からカメラモジュール９へ漏れる光を低減することができる。また、遮光クッション１１を圧縮した状態で固定することにより、ボトムフレーム２、基板３、リフレクタ４、および遮光チューブ１２等の周辺部材の製造上のバラつきを吸収（許容）することができる。
　遮光チューブ１２は、孔４ａを形成する内壁を覆い、カメラモジュール９に搭載されたレンズ９ａを挿通可能な孔１２ａが形成された筒形状の遮光部材である。遮光チューブ１２は、例えば、ポリカーボネート等の樹脂の射出成型により製造され、少なくとも孔１２ａの内壁は黒色である。図示の例では遮光チューブ１２は略角筒形状であるが、略円筒形状（楕円を含む）であってもよい。
　また、遮光チューブ１２は、背面側に固定用のフランジ部１２を有する（図３および図４参照）。このフランジ部１２ｂがリフレクタ４の孔４ａの拡張部４ｂに収容されるように、遮光チューブ１２はリフレクタ４の背面側から挿通される。そして、フランジ部１２ｂの背面に遮光クッション１１が押し当てられた状態で、ボトムフレーム２、基板３、およびリフレクタ４が両面粘着シート等により互いに固定される。これにより、遮光チューブ１２を強固に固定することができる。なお、ここで利用される両面粘着シートについても、黒色の基材で構成された遮光性のあるものが好適である。
　また、遮光チューブ１２は、基板３の切り欠き３ａから背面側に突出した状態で固定される。これにより、基板３の端部からカメラモジュール９へ漏れる光を低減することができる。
　なお、遮光チューブ１２の高さ（Ｚ軸方向の長さ）は、ＩＲ透過フィルタ１４に到達する高さに設定するのが好適である。これにより、ＩＲ透過フィルタ１４を通過した赤外光へのＢＬ光（光源３ｂの光）の混入を低減することができる。
　遮光テープ１３は、リフレクタ４とＩＲ透過フィルタ１４との間を固定する遮光性を有する両面粘着シート（基材が黒色）である。遮光テープ１３は、リフレクタ４の孔４ａの出射側の縁を囲む形状を有する。これにより、リフレクタ４とＩＲ透過フィルタ１４との隙間からカメラモジュール９へ漏れる光を低減することができる。
　ＩＲ透過フィルタ１４は、可視光を遮光（または減衰）させ、赤外光を透過させる光学フィルタである。ＩＲ透過フィルタ１４は、レンズ５の出射側のＤＭＳ用装置１ｂに対応する位置、つまり正面視でカメラモジュール９のレンズ９ａおよび反射壁４ｃを含む位置に設けられる。
　また、ＩＲ透過フィルタ１４は、正面視でレンズ６の切り欠き６ａおよび偏光反射シート７の切り欠き７ａに収容可能な大きさである。ＩＲ透過フィルタ１４を切り欠き６ａおよび切り欠き７ａに収容することにより、ＩＲ透過フィルタ１４を既存のＢＬ系の厚みの範囲内（つまりトップフレーム８の内側）に収めることができる。このため、ＤＭＳ用装置１の搭載による厚み方向（Ｚ軸方向）への突出（大型化）を抑制することができる。
　図７は、ＩＲ用レンズ（光学素子５ｃ）が無い場合の照度分布を示す図である。図８は、ＩＲ用レンズが有る場合の照度分布を示す図である。図９は、図７および図８の照度分布の水平断面における放射照度を示すグラフである。図１０は、図７および図８の照度分布の垂直断面における放射照度を示すグラフである。図７および図８には、光源から８００ｍｍ離れた位置に受光平面を置いた場合の照度分布のシミュレーション結果を例示し、破線は照射が要求される範囲（ターゲット範囲）を示す。なお、ターゲット範囲は、図示のように矩形状（正四角形）に設定されるのが一般的である。
　図７～図１０に示すように、ＩＲレンズ（光学素子５ｃ）が無い場合には、赤外線は中心位置に強く照射されるものの、ターゲット範囲の外側にも広く照射されていた。この場合の最大放射照度は４．７２Ｅ－０６［Ｗ／ｍｍ＾２］であり、ターゲット範囲内のパワーは０．６７［Ｗ］であった。
　これに対し、ＩＲレンズ（光学素子５ｃ）が有る場合には、赤外線はターゲット範囲内に集光され、ターゲット範囲の外側にはほとんど照射されなかった。この場合の最大放射照度は９．８２Ｅ－０６［Ｗ／ｍｍ＾２］であり、ターゲット範囲内のパワーは１．３２［Ｗ］であった。この結果、ＩＲ用の光学素子５ｃを備えることにより、赤外光をターゲット範囲の形状に合わせて矩形状に集光しつつ、照度の均一性を向上させることができると考えられる。
　なお、図８では、正四角形の配光分布を得る場合を説明したが、例えばターゲット範囲が長方形である場合には、光学素子５ｃの入射側および出射側のリニアフレネルレンズの個々の集光度合いを調整（設定）することで長方形の配光分布を得ることも可能である。
　図１１Ａおよび図１１Ｂは、ＤＭＳ用装置を埋め込む方式における利点を説明するための図である。図１１Ａには、ＤＭＳ用装置を組み付ける方式におけるＤＭＳ周辺の構造例を示す。図１１Ｂには、ＤＭＳ用装置を埋め込む方式におけるＤＭＳ周辺の構造例を示す。
　ＤＭＳ用装置を組み付ける方式（図１１Ａ）では、照明装置に切り欠きを設け、その切り欠き部分に別体のＤＭＳ用装置を組み付けることとなる。この場合、照明装置には筐体を成す金属フレームの内側に遮光用フレームがある。このため、ＤＭＳ用装置から発光エリアまでの距離Ａは、金属フレームの厚みと遮光用フレームの厚みの和に対応する。
　これに対し、ＤＭＳ用装置を埋め込む方式（図１１Ｂ）、すなわち実施形態にかかる照明装置１では、ＤＭＳ用装置から発光エリアまでの距離Ｂは、ＩＲ用の反射壁４ｃの厚みのみに対応するので、距離Ａよりも小さな値となる。このため、ＤＭＳ用装置が略一定であれば、埋め込む方式の方が発光エリアを広く確保することができる。
　図１２Ａおよび図１２Ｂは、直下型の照明装置へのＤＭＳ用装置の搭載による利点を説明するための図である。図１２Ａには、エッジ型の照明装置の一例を示す。図１２Ｂには、直下型の照明装置の一例を示す。
　エッジ型の照明装置（図１２Ａ）では、例えば装置下端に線状に配置された光源から光が発せられ、導光板を平面方向（ＸＹ方向）に進む。仮に、ＤＭＳ用装置を発光エリアの中央付近（破線の矩形位置）に配置すると、当該位置より上の発光エリアには光源からの光が届かず、影になってしまう。このため、エッジ型の照明装置では、ＤＭＳ用装置は上端（線状光源の反対側）にしか配置できないという制約がある。また、ＤＭＳ用装置を配置するための切り欠きを導光板に設けることとなるが、切り欠きは導光板の形状変化点になるため、輝度均一性の維持が難しい。
　これに対し、直下型の照明装置（図１２Ｂ）、すなわち実施形態にかかる照明装置１では、光源が発光エリア内に全体的に配列されており、光源からの光は垂直方向（Ｚ軸方向）に進む。仮に、ＤＭＳ用装置を発光エリアの中央付近（破線の矩形位置）に配置しても、光源は発光エリア内に全体的に分散しているため、発光エリアの輝度均一性を維持することができる。また、ＩＲ用の光源とカメラモジュールとを分離して個別に配置することも可能である。
　（変形例）
　上述した照明装置１は、ＩＲ用の光源３ｃからの赤外光を集光し、略平行光として正面（Ｚ軸方向）に直進させる構成であるが、赤外光の光軸を斜め方向に傾斜させることも可能である。例えばＩＲ用の光学素子５ｃに加えて、もう一つのＩＲ用の光学素子として配光プリズム（ピークシフトプリズム）を設けることで、赤外光の光軸を傾斜させることができる。
　図１３は、変形例にかかるレンズ１５の一例を示す図である。レンズ１５は、照明装置１のレンズ６に代えてレンズ５の出射側に設けられ、切り欠き１５ａが形成され、ＢＬ用の光学素子１５ｂと、ＩＲ用の光学素子１５ｃとを備える。切り欠き１５ａは、正面視で切り欠き５ａと同一位置に形成される。光学素子１５ｂは、正面視で光学素子５ｂと同一位置に設けられ、光学素子５ｂから出射された光の配光を制御する。例えば、光学素子１５ｂは、光学素子６ｂと同様に、入射側の面に設けられた複合プリズムと、出射側の面に設けられたレンチキュラーレンズとを含む。
　光学素子１５ｃは、正面視で切り欠き５ａの両側（光学素子５ｃに対応する位置）にそれぞれ設けられ、光学素子５ｃによって集光された光の配光をＺ軸方向に対して所定の方向（例えば、照射体である運転手の頭部が想定される方向）に傾ける。例えば、光学素子１５ｃは、レンズ１５の出射側の面（一方の面）に設けられたリニアプリズムを有する。このリニアプリズムは、Ｘ軸方向に延在する略三角柱のプリズム構造を有し、Ｙ軸方向に連続して配置される。これにより、光学素子１５ｃの出射側の面には、Ｘ軸方向に延びる溝が形成され、光学素子５ｃによって集光された光の配光をＹ軸方向（鉛直方向）に傾けることができる。なお、この場合、レンズ１５の入射側の面（他方の面）にＹ軸方向に延びるリニアプリズムを形成することにより、光学素子５ｃによって集光された光の配光をＸ軸方向（水平方向）にも傾けることができる。すなわち、レンズ１５の表裏両面に互いに直交するそれぞれ所定形状のリニアプリズムを設けることにより、光学素子５ｃによって集光された光の配光をＺ軸方向に対して任意の方向に傾けることができる。また、このリニアプリズムは、配光プリズムとして要求される性能に応じて任意に構成されてよい。
　このように、変形例にかかるレンズ１５は、ＩＲ用の光学素子１５ｃとして配光プリズムを設けることで、赤外光の光軸を傾斜させることができる。なお、レンズ１５を用いるのではなく、例えばレンズ５の光学素子５ｃとして設けられた入射側および出射側のリニアフレネルレンズの傾斜やリニアフレネルレンズの中心軸とＩＲ用の光源３ｃの光軸との位置関係を調節することで赤外光の光軸を傾斜させてもよい。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
　例えば、上記の実施形態では、白色光を発する光源３ｂと、赤外光を発する光源３ｃとが用いられる場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、互いに異なる波長の光を発する複数（複数種類）の光源が一つの照明装置に搭載される場合にも、本発明は適用可能である。例えば、照明装置は、第１波長の光を発する第１光源と、第１波長とは異なる第２波長の光を発する第２光源とが設けられた基板を備える。また、照明装置は、前記第１光源に対応する位置に、前記第１波長の光の配光を制御する第１光学素子と、前記第２光源に対応する位置に、前記第２波長の光の配光を制御する第２光学素子とを有する第１レンズを備える。第１波長の光は、白色光であってもよいし、それ以外の波長の光であってもよい。第２波長の光は、赤外光（近赤外光）であってもよいし、それ以外の波長の光であってもよい。また、第１光源と第２光源とは、必ずしも同一（１枚）の基板に搭載される必要はなく、異なる基板にそれぞれ搭載されてもよい。
　以上のように、実施形態にかかる照明装置は、照明用の第１光源および近赤外光発光用の第２光源が設けられた基板と、前記第１光源に対応する位置に前記第１光源からの光の配光を制御する第１光学素子と、前記第２光源に対応する位置に前記第２光源からの光の配光を制御する第２光学素子とを有する第１レンズと、を備える。これにより、照明装置は、ＤＭＳ用装置を適切に搭載することができる。これにより、照明装置は、ＤＭＳ用装置を適切に搭載することができる。例えば、ＩＲ用の第２光学素子をＢＬ用の第１光学素子と同じ部材（基材）に形成できることから、部品点数の増加を抑制できる。
　また、前記第１光学素子と前記第２光学素子は、いずれも線状の光学素子（線状のプリズム）を平面状に複数配置して構成されている。これにより、照明装置は、機能が互いに異なる複数種類の光学素子を同じ加工プロセスで同じ部材（基材）に形成できるとともに、大型化を抑制することができる。
　また、照明装置は、近赤外光を検出するセンサ（カメラモジュール）と、前記第１レンズの出射側に設けられ、前記センサに対応する位置および前記第２光源に対応する位置に可視光を透過せずに近赤外光を透過するフィルタとを更に備え、前記第１レンズは、前記基板の出射側に設けられ、前記センサに対応する位置に第１切り欠きを更に有する。これにより、照明装置は、ＤＭＳ用装置を適切に搭載することができる。例えば、照明装置は、ＩＲ受光用カメラへの白色光の混入を低減しつつ、発光エリアを広く確保することができる。
　また、照明装置は、前記第１レンズの出射側に設けられ、前記センサに対応する位置および前記第２光源に対応する位置に第２切り欠きと、前記第１光学素子からの光の配光を制御する第３光学素子とを有する第２レンズを更に備える。これにより、ＢＬ用の光の配光を制御することができる。
　また、前記フィルタは、前記第２切り欠きに収容可能な大きさである。これにより、ＩＲ用のフィルタを既存のＢＬ系の厚みの範囲内（つまりトップフレーム８の内側）に収めることができ、ＤＭＳ用装置１の搭載による厚み方向（Ｚ軸方向）への突出（大型化）を抑制することができる。
　また、照明装置は、前記第１レンズと前記フィルタとの間に設けられ、前記センサに対応する位置に第２切り欠きと、前記第２光源に対応する位置に前記第２光学素子からの光の配光を制御する第３光学素子と、前記第１光学素子からの光の配光を制御する第４光学素子とを有する第２レンズを更に備える。これにより、想定される照射体の位置に対応して赤外光の光軸を傾斜させることができる。この場合も、ＩＲ用の第３光学素子がＢＬ用の第４光学素子と同じ部材（基材）に形成できることから、部品点数の増加を抑制できる。また、ＩＲ用の第３光学素子を、ＢＬ用の第４光学素子と同様に、微細かつ線状のプリズム（線状の光学素子）を平面状に複数配置して構成することにより、大型化を抑制できる。
　また、前記第２光学素子は、前記第２光源からの光を略平行光として出射する。これにより、赤外光をターゲット範囲に集光することができる。
　また、前記第１光源は、２次元的に複数配置される。つまり、照明装置を直下型とすることにより、ＤＭＳ用装置を発光エリアの中央付近（破線の矩形位置）に配置しても、発光エリアの輝度均一性を維持することができる。また、ＩＲ用の光源とセンサとを分離して個別に配置することも可能である。
　また、照明装置は、前記基板と前記第１レンズとの間に設けられ、前記センサに対応する位置に第１孔が形成され、前記第１光源からの光を反射する第１反射壁と、前記第２光源からの光を反射する第２反射壁とを有するリフレクタと、前記第１孔を形成する内壁を覆い、前記センサに搭載された近赤外光受光用レンズを挿通可能な第２孔が形成された遮光部材とを更に備える。これにより、リフレクタの端部からセンサへ漏れる光を低減することができる。
　また、前記基板は、前記第１孔に対応する位置に切り欠きを有し、前記遮光部材は、前記基板の切り欠きから背面側に突出した状態で固定される。これにより、基板の端部からセンサへ漏れる光を低減することができる。
　また、照明装置は、前記フィルタと前記リフレクタとの間に設けられた遮光テープを更に備える。これにより、リフレクタとフィルタの隙間からセンサへ漏れる光を低減することができる。
　また、照明装置は、前記基板の背面側に設けられ、前記センサに対応する位置に第３孔を有するボトムフレームと、前記ボトムフレームと前記遮光部材との間に設けられた遮光クッションとを更に備える。これにより、ボトムフレームと遮光チューブとの隙間からセンサへ漏れる光を低減することができる。
　また、照明装置は、前記ボトムフレームと前記センサとの間に設けられた遮光テープを更に備える。これにより、ボトムフレームとセンサの隙間からセンサへ漏れる光を低減することができる。
　また、前記遮光部材は、背面側にフランジ部を有し、前記リフレクタは、前記第１孔の背面側に前記フランジ部を収容可能な拡張部を有する。これにより、遮光部材を強固に固定することができる。
　また、照明装置は、センサと、照明用の第１光源および近赤外光発光用の第２光源が設けられた基板と、前記基板の出射側に設けられ、前記センサに対応する位置に第１孔が形成され、前記第１光源からの光を反射する第１反射壁と、前記第２光源からの光を反射する第２反射壁とを有するリフレクタと、前記第１孔を形成する内壁を覆い、前記センサに搭載された近赤外光受光用レンズを挿通可能な第２孔が形成された遮光部材とを備える。これにより、リフレクタの端部からセンサへ漏れる光を遮光することができる。
　また、照明装置は、照明用の第１光源および該第１光源とは異なる波長の光を発する第２光源と、前記第１光源に対応する位置に前記第１光源からの光の配光を制御する第１光学素子と、前記第２光源に対応する位置に前記第２光源からの光の配光を制御する第２光学素子とを有する第１レンズと、を備える。これにより、照明装置は、互いに異なる複数の波長の光それぞれの配光を制御する複数の光学素子を、一つの（共通の）部材（基材）に形成できる。このため、例えばＤＭＳ用装置とバックライトとが一体化される場合に限らず、照明光とともに照明光以外の光を一つの照明装置で扱う場合、更には、互いに異なる複数の波長の光を一つの装置で扱う場合に、それぞれの波長の光を制御するための複数の光学素子を一つの装置に適切に搭載することができる。
　また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
　１　照明装置，１ａ　出射面，１ｂ　ＤＭＳ用装置，２　ボトムフレーム，２ａ　孔，３　基板，３ａ　切り欠き，３ｂ、３ｃ　光源，４　リフレクタ，４ａ　孔，４ｂ、４ｃ　反射壁，４ｄ　拡張部，５　レンズ，５ａ　切り欠き，５ｂ、５ｃ　光学素子，６　レンズ，６ａ　切り欠き，６ｂ　光学素子，７　偏光反射シート，７ａ　切り欠き，８　トップフレーム，９　カメラモジュール，９ａ　レンズ，１０　遮光テープ，１１　遮光クッション，１２　遮光チューブ，１３　遮光テープ，１４　ＩＲ透過フィルタ，１５　レンズ，１５ａ　切り欠き，１５ｂ、１５ｃ　光学素子

Claims (16)

  1. 　照明用の第１光源および近赤外光発光用の第２光源が設けられた基板と、
    　前記第１光源に対応する位置に前記第１光源からの光の配光を制御する第１光学素子と、前記第２光源に対応する位置に前記第２光源からの光の配光を制御する第２光学素子とを有する第１レンズと、
    　を備える、照明装置。
  2. 　前記第１光学素子と前記第２光学素子は、いずれも線状の光学素子を平面状に複数配置して構成されている、
    　請求項１に記載の照明装置。
  3. 　近赤外光を検出するセンサと、
    　前記第１レンズの出射側に設けられ、前記センサに対応する位置および前記第２光源に対応する位置に可視光を透過せずに近赤外光を透過するフィルタと
    　を更に備え、
    　前記第１レンズは、前記基板の出射側に設けられ、前記センサに対応する位置に第１切り欠きを更に有する、
    　請求項１に記載の照明装置。
  4. 　前記第１レンズの出射側に設けられ、前記センサに対応する位置および前記第２光源に対応する位置に第２切り欠きと、前記第１光学素子からの光の配光を制御する第３光学素子とを有する第２レンズを更に備える、
    　請求項３に記載の照明装置。
  5. 　前記フィルタは、前記第２切り欠きに収容可能な大きさである、
    　請求項４に記載の照明装置。
  6. 　前記第１レンズと前記フィルタとの間に設けられ、前記センサに対応する位置に第２切り欠きと、前記第２光源に対応する位置に前記第２光学素子からの光の配光を制御する第３光学素子と、前記第１光学素子からの光の配光を制御する第４光学素子とを有する第２レンズを更に備える、
    　請求項３に記載の照明装置。
  7. 　前記第２光学素子は、前記第２光源からの光を略平行光として出射する、
    　請求項１に記載の照明装置。
  8. 　前記第１光源は、２次元的に複数配置される、
    　請求項１に記載の照明装置。
  9. 　前記基板と前記第１レンズとの間に設けられ、前記センサに対応する位置に第１孔が形成され、前記第１光源からの光を反射する第１反射壁と、前記第２光源からの光を反射する第２反射壁とを有するリフレクタと、
    　前記第１孔を形成する内壁を覆い、前記センサに搭載された近赤外光受光用レンズを挿通可能な第２孔が形成された遮光部材とを更に備える、
    　請求項３に記載の照明装置。
  10. 　前記基板は、前記第１孔に対応する位置に切り欠きを有し、
    　前記遮光部材は、前記基板の切り欠きから背面側に突出した状態で固定される、
    　請求項９に記載の照明装置。
  11. 　前記フィルタと前記リフレクタとの間に設けられた遮光テープを更に備える、
    　請求項９に記載の照明装置。
  12. 　前記基板の背面側に設けられ、前記センサに対応する位置に第３孔を有するボトムフレームと、
    　前記ボトムフレームと前記遮光部材との間に設けられた遮光クッションとを更に備える、
    　請求項９に記載の照明装置。
  13. 　前記ボトムフレームと前記センサとの間に設けられた遮光テープを更に備える、
    　請求項１２に記載の照明装置。
  14. 　前記遮光部材は、背面側にフランジ部を有し、
    　前記リフレクタは、前記第１孔の背面側に前記フランジ部を収容可能な拡張部を有する、
    　請求項１２に記載の照明装置。
  15. 　近赤外光を検出するセンサと、
    　照明用の第１光源および近赤外光発光用の第２光源が設けられた基板と、
    　前記基板の出射側に設けられ、前記センサに対応する位置に第１孔が形成され、前記第１光源からの光を反射する第１反射壁と、前記第２光源からの光を反射する第２反射壁とを有するリフレクタと、
    　前記第１孔を形成する内壁を覆い、前記センサに搭載された近赤外光受光用レンズを挿通可能な第２孔が形成された遮光部材と
    　を備える、照明装置。
  16. 　照明用の第１光源および該第１光源とは異なる波長の光を発する第２光源と、
    　前記第１光源に対応する位置に前記第１光源からの光の配光を制御する第１光学素子と、前記第２光源に対応する位置に前記第２光源からの光の配光を制御する第２光学素子とを有する第１レンズと、
    　を備える、照明装置。
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