(57)【要約】【課題】分散光および集中光の両方の光を同時に出力でき、また照明器具のコンパクト化を図り、さらに照明器具のコストを抑えることができる照明器具を提供する。【解決手段】照明器具１０は、光を発光する発光素子１１と、発光素子から発光された光を出力するレンズ１２とを備えている。レンズは、発光素子から発光された光を集光して集中光１６として出力する集光レンズ部１５と、集光レンズ部のレンズ側面１５ａの下端部１５ｂから集光レンズ部の外側に向けて延長され、集光レンズ部から分散された分散光１９を集中光の出力方向と同じ方向に出力する分散光レンズ部１８とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発光する発光素子と、前記発光素子から発光された光を出力するレンズとを備えた照明器具において、
前記レンズは、
前記発光素子から発光された光を集光して集中光として出力する集光レンズ部と、
前記集光レンズ部のレンズ側面の一部から前記集光レンズ部の外側に向けて延長され、前記集光レンズ部から分散された分散光を前記集中光の出力方向と同じ方向に出力する分散光レンズ部と、
を備えたことを特徴とする。
【請求項２】
請求項１の照明器具において、前記分散光レンズ部は、前記集光レンズ部のレンズ側面から離れるにつれて前記分散光の出力方向の厚さ寸法が小さくなることを特徴とする。
【請求項３】
請求項２の照明器具において、前記分散光レンズ部から前記分散光を出力する分散光出力面が、前記集光レンズ部から前記集中光を出力する集中光出力面に対して平行であることを特徴とする。
【請求項４】
請求項１の照明器具において、前記分散光レンズ部が前記集光レンズ部のレンズ側面から離れるにつれて前記分散光の出力方向に向けて湾曲状に形成されたことを特徴とする。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項の照明器具において、前記分散光レンズ部のうち少なくとも前記分散光を出力する分散光出力面の反対側の面に前記集光レンズ部と同心円上の溝部が設けられたことを特徴とする。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項の照明器具において、前記分散光レンズ部のうち前記分散光を出力する分散光出力面の反対側の面に反射膜が設けられたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子から発光された拡散光をレンズで集光して集中光として出力する照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０に示す照明器具１００の発光素子１０１は点光源のため、発光素子１０１から発
光された光１０２が拡散してしまい均一に発光することができない。このため、発光素子１０１に砲弾型のレンズ１０３（以下、「砲弾型レンズ」という）を組み合わせたものを光源として用いている。
発光素子１０１に砲弾型レンズ１０３を組み合わせることで、発光素子１０１から発光された光１０２を砲弾型レンズ１０３で集光させて集中光１０４として出力することが可能である。
ここで、集中光１０４に加えて分散光を出力するためには、発光素子１０１から発光された光１０２を集光する砲弾型レンズ１０３と、発光素子１０１から発光された光１０２を分散するレンズ（以下「分散光レンズ」という）との２つのレンズを発光素子１０１に組み合わせる必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０５４３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、発光素子１０１に砲弾型レンズ１０３および分散光レンズの２つのレンズを組み合わせることは難しく、一つの光源から集中光と分散光の両方の光を同時に出力することは難しいとされていた。
【０００５】
ところで、自動車や電車などの車両室内の照明には、車室全体のエリアを照らす室内灯と手元周りのエリアを照らすスポットライトが設置されている。
室内灯は車室全体のエリアを照らす必要があるので分散光を出力する光源を用いることが好ましい。一方、スポットライトは手元周りのエリアを照らす必要があるので集中光を出力する光源を用いることが好ましい。
【０００６】
しかし、分散光および集中光の両方の光を同時に出力できる照明器具は、室内灯およびスポットライトの２つの光源（すなわち、複数の光源）が必要になるため、照明器具が大きくなり、かつ、照明器具のコストも高くなる。
【０００７】
本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は分散光および集中光の両方の光を同時に出力でき、また照明器具のコンパクト化を図り、さらに照明器具のコストを抑えることができる照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、光を発光する発光素子と、前記発光素子から発光された光を出力するレンズとを備えた照明器具において、前記レンズは、前記発光素子から発光された光を集光して集中光として出力する集光レンズ部と、前記集光レンズ部のレンズ側面の一部から前記集光レンズ部の外側に向けて延長され、前記集光レンズ部から分散された分散光を前記集中光の出力方向と同じ方向に出力する分散光レンズ部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、前記分散光レンズ部は、前記集光レンズ部のレンズ側面から離れるにつれて前記分散光の出力方向の厚さ寸法が小さくなることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明は、前記分散光レンズ部から前記分散光を出力する分散光出力面が、前記集光レンズ部から前記集中光を出力する集中光出力面に対して平行であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記分散光レンズ部が前記集光レンズ部のレンズ側面から離れるにつれて前記分散光の出力方向に向けて湾曲状に形成されたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明は、前記分散光レンズ部のうち少なくとも前記分散光を出力する分散光出力面の反対側の面に前記集光レンズ部と同心円上の溝部が設けられたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記分散光レンズ部のうち前記分散光を出力する分散光出力面の反対側の面に反射膜が設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、集光レンズ部のレンズ側面の一部から集光レンズ部の外側に向けて分散光レンズ部を延ばした。集光レンズ部は、発光素子から発光された光を集光させて集中光として出力することができる。
さらに、集光レンズ部のレンズ側面から漏れた光を分散光レンズ部に導いて、分散光レンズ部に導いた漏光を分散光として出力できる。
これにより、一つの光源から集中光および分散光の２種類の光を出力することができる。
【００１５】
さらに、集光レンズ部のレンズ側面の一部から分散光レンズ部を延ばすだけの構成なので、照明器具のコンパクト化が図れ、さらに照明器具のコストを抑えることができる。
【００１６】
また、本発明では、分散光レンズ部を集光レンズ部から離れるにつれて分散光の出力方向の厚さ寸法を小さくした。
よって、集光レンズ部から分散光レンズ部に導かれた光に対して分散光レンズ部の壁面を傾斜させることができるので光の屈折方向を変えることができる。
これにより、分散光の出力方向を変えることができるので、分散光レンズ部から外部に分散光を効率よく出力できる。
【００１７】
さらに、本発明では、分散光レンズ部の分散光出力面を集光レンズ部の集中光出力面に対して平行に形成した。
よって、分散光レンズ部のうち、分散光を出力する分散光出力面の反対側の面のみを、集光レンズ部から分散光レンズ部に導かれた光に対して分散光レンズ部の壁面を傾斜させることができる。
これにより、分散光レンズ部に導かれた光を傾斜壁面で屈折反射させて、分散光を集中光の出力方向と同じ方向に効率よく出力できる。
【００１８】
また、本発明では、分散光レンズ部を集光レンズ部から離れるにつれて分散光の出力方向に向けて湾曲状に形成した。
よって、集光レンズ部から分散光レンズ部に導かれた光に対して分散光レンズ部の壁面を傾斜させることができるので光の屈折方向を変えることができる。
これにより、分散光の出力方向を変えることができるので、分散光レンズ部から外部に分散光を効率よく出力できる。
【００１９】
さらに、分散光レンズ部を湾曲状に形成して分散光レンズ部に導かれた光に対して分散光レンズ部の壁面を傾斜させることで、分散光レンズ部の厚さ寸法を小さくする必要がない。
これにより、分散光レンズ部の厚さ寸法を均一に保つことができるので、分散光レンズ部の強度を十分に確保できる。
【００２０】
さらに、本発明では、分散光レンズ部のうち少なくとも分散光を出力する分散光出力面の反対側の面に集光レンズ部と同心円上の溝部を設けた。
これにより、分散光レンズ部に導かれた光を溝部で屈折反射させて、分散光を集中光の出力方向と同じ方向に効率よく出力できる。
【００２１】
また、本発明では、分散光レンズ部のうち分散光を出力する分散光出力面の反対側の面に反射膜を設けた。
よって、分散光レンズ部に導かれた光が、分散光を出力する分散光出力面の反対側の面から分散出力されることを反射膜で防ぐことができる。
これにより、分散光レンズ部に導かれた光を分散光出力面から効率よく出力できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る照明器具の第１実施形態を示す断面図
【図２】第１実施形態の変形例を示す断面図
【図３】本発明に係る照明器具の第２実施形態を示す断面図
【図４】第２実施形態の変形例を示す断面図
【図５】本発明に係る照明器具の第３実施形態を示す断面図
【図６】本発明に係る照明器具の第４実施形態を示す断面図
【図７】本発明に係る照明器具の第５実施形態を示す断面図
【図８】第５実施形態の変形例１を示す断面図
【図９】第５実施形態の変形例２を示す断面図
【図１０】従来の照明器具を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る照明器具１０について説明する。
図１に示すように、照明器具１０は、点光源としての発光素子１１と、発光素子１１から発光された光を出力するレンズ１２とを備えている。
【００２５】
発光素子１１は、基板１３に設けられ、拡散光１４を発光する光源である。発光素子１１としては、好ましくは、発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられている。
レンズ１２は、発光素子１１から発光された光を集光して集中光１６として出力する集光レンズ部１５と、集光レンズ部１５のレンズ側面１５ａの下端部（一部）１５ｂから延長された分散光レンズ部１８とを有する。
【００２６】
集光レンズ部１５は、外形が砲弾型（卵型の上半部）のように形成され、集中光を出力する平坦な集中光出力面１５ｃが下端部に形成された砲弾型のレンズ（以下、「砲弾型レンズ」という）である。
この集光レンズ部１５の頂部１５ｄに発光素子１１が組み付けられている。これにより、発光素子１１から発光された拡散光１４が、集光レンズ部１５で集光させて集中光１６として集中光出力面１５ｃから出力される。
【００２７】
分散光レンズ部１８は、集光レンズ部１５のレンズ側面１５ａの下端部１５ｂから集光レンズ部１５の外側に向けて延長されることで環状に形成されている。
分散光レンズ部１８は、集中光出力面１５ｃに対して面一に形成された平坦な分散光出力面１８ａと、分散光出力面１８ａと平行に形成された分散光出力面１８ａの反対側の面１８ｂとを有している。
この分散光レンズ部１８は、集光レンズ部１５から導かれた光２１を集中光１６の出力方向と同じ方向に分散光出力面１８ａから分散光１９として出力することができる。
【００２８】
以上説明したように、集光レンズ部１５のレンズ側面１５ａの下端部１５ｂから集光レンズ部１５の外側に向けて分散光レンズ部１８を延ばすことで、発光素子１１から発光された拡散光１４を集光レンズ部１５で集光させて集中光１６として出力し、集光レンズ部１５のレンズ側面１５ａから漏れた光を分散光レンズ部１８に導いて分散光１９として出力できる。
これにより、一つの光源（すなわち、発光素子１１）から集中光１６および分散光１９の２種類の光を出力することができる。
【００２９】
さらに、集光レンズ部１５のレンズ側面１５ａの下端部１５ｂから分散光レンズ部１８を延ばすだけの構成なので、照明器具１０のコンパクト化が図れ、さらに照明器具１０のコストを抑えることができる。
【００３０】
照明器具１０の変形例として、図２に示すように集光レンズ部１５の頂部１５ｄに凹部２２を形成し、凹部２２に発光素子１１を収容することも可能である。
凹部２２に発光素子１１を収容することで、発光素子１１から発光された拡散光１４を有効に（効率よく）集光レンズ部１５に入力させる（導く）ことができる。
【００３１】
つぎに、第２実施形態〜第５実施形態の照明器具を図３〜図９に基づいて説明する。なお、第２実施形態〜第５実施形態の照明器具において第１実施形態の照明器具１０と同一類似部材については同じ符号を付して説明を省略する。
【００３２】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る照明器具３０について説明する。
図３に示すように、照明器具３０は、第１実施形態の分散光レンズ部１８に代えて分散光レンズ部３２を集光レンズ部１５から延出したもので、その他の構成は第１実施形態に係る照明器具１０と同じである。
【００３３】
分散光レンズ部３２は、集光レンズ部１５のレンズ側面１５ａから離れるにつれて分散光１９の出力方向の厚さ寸法Ｔが徐々に小さくなるように形成されている。
すなわち、分散光レンズ部３２は、分散光出力面（壁面）３２ａと、分散光出力面３２ａの反対側の面（壁面）３２ｂとの間隔（すなわち、厚さ寸法Ｔ）がレンズ側面１５ａから離れるにつれて徐々に小さくなるように形成されている。
【００３４】
よって、分散光出力面３２ａおよび反対側の面３２ｂを、集光レンズ部１５から分散光レンズ部３２に導かれた光２１に対して傾斜させて、光２１の屈折方向を変えることができる。
光２１の屈折方向を変えることで、光２１の出力方向を変えることができるので、分散光レンズ部３２から外部に分散光１９を効率よく出力できる。
【００３５】
照明器具３０の変形例として、図４に示すように分散光レンズ部３２から分散光１９を出力する分散光出力面３２ａが、集光レンズ部１５から集中光１６を出力する集中光出力面１５ｃに対して平行で、かつ面一に形成することも可能である。
【００３６】
分散光出力面３２ａを集中光出力面１５ｃに対して平行（面一）に形成することで、分散光レンズ部３２のうち分散光出力面３２ａの反対側の面３２ｂのみを、集光レンズ部１５から分散光レンズ部に導かれた光２１に対して傾斜させることができる。
これにより、分散光レンズ部３２に導かれた光２１を反対側の面３２ｂで屈折反射させて、集中光１６の出力方向と同じ方向に分散光１９を一層効率よく出力できる。
【００３７】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る照明器具４０について説明する。
図５に示すように、照明器具４０は、第１実施形態の分散光レンズ部１８に代えて分散光レンズ部４２を集光レンズ部１５から延出したもので、その他の構成は第１実施形態に係る照明器具１０と同じである。
【００３８】
分散光レンズ部４２は、分散光出力面（壁面）４２ａと、分散光出力面４２ａの反対側の面（壁面）４２ｂとの間隔（すなわち、厚さ寸法Ｔ）が一定に保たれた状態で、集光レンズ部１５のレンズ側面１５ａから離れるにつれて分散光１９の出力方向に向けて湾曲状に形成されている。
【００３９】
分散光レンズ部４２を集光レンズ部１５のレンズ側面１５ａから離れるにつれて分散光１９の出力方向に向けて湾曲状に形成することで、集光レンズ部１５から分散光レンズ部に導かれた光２１に対して分散光出力面４２ａおよび反対側の面４２ｂを傾斜させることができるので光２１の屈折方向を変えることができる。
これにより、分散光１９の出力方向を変えることができるので、分散光レンズ部４２から外部に分散光１９を効率よく出力できる。
【００４０】
さらに、分散光レンズ部４２を湾曲状に形成することで、分散光レンズ部４２の厚さ寸法Ｔをレンズ側面１５ａから離れるにつれて小さくする必要がない。
これにより、分散光出力面４２ａおよび反対側の面４２ｂの間隔（すなわち、厚さ寸法Ｔ）を一定に保つことができるので、分散光レンズ部４２の強度を十分に確保できる。
【００４１】
（第４実施形態）
第４実施形態に係る照明器具５０について説明する。
図６に示すように、照明器具５０は、第１実施形態の分散光レンズ部１８に代えて分散光レンズ部５２を集光レンズ部１５から延出したもので、その他の構成は第１実施形態に係る照明器具１０と同じである。
【００４２】
分散光レンズ部５２は、分散光レンズ部５２のうち分散光１９を出力する分散光出力面５２ａの反対側の面５２ｂに集光レンズ部１５と同心円上の溝部５４が設けられている。
これにより、集光レンズ部１５から分散光レンズ部５２に導かれた光２１を溝部５４で屈折反射させて、集中光１６の出力方向と同じ方向に分散光１９を効率よく出力できる。
【００４３】
（第５実施形態）
第５実施形態に係る照明器具６０について説明する。
図７に示すように、照明器具６０は、第１実施形態の分散光レンズ部１８に代えて分散光レンズ部６２を集光レンズ部１５から延出したもので、その他の構成は第１実施形態に係る照明器具１０と同じである。
【００４４】
分散光レンズ部６２は、分散光レンズ部６２のうち分散光１９を出力する分散光出力面６２ａの反対側の面６２ｂに反射膜６４が塗布されている（設けられている）。
よって、集光レンズ部１５から分散光レンズ部６２に導かれた光２１が、分散光１９を出力する分散光出力面６２ａの反対側の面６２ｂから分散出力されることを反射膜６４で防ぐことができる。
これにより、分散光レンズ部６２に導かれた光２１を分散光出力面６２ａから効率よく分散光１９として出力できる。
【００４５】
また、照明器具６０の変形例１として、図８に示すように反射膜６６に間隔Ｓを形成して、反射膜６６の間隔Ｓや、反射膜６６の大きさ（すなわち、反射膜６６の幅寸法Ｗ）を変更することも可能である。
これにより、分散光レンズ部６６に導かれた光２１を分散光出力面６２ａから一層効率よく分散光１９として出力できる。
【００４６】
ここで、反射膜６６の間隔Ｓや反射膜６２の大きさ（反射膜６６の幅寸法Ｗ）を変更することにより、反射膜６６の間隔Ｓから光が漏れてしまい分散光出力面６２ａから効率よく分散光１９を出力する妨げになることが考えられる。
そこで、反射膜６６の間隔Ｓから光が漏れることを防ぐために、反射シートや反射板を併用することが好ましい。
【００４７】
さらに、照明器具６０の変形例２として、図９に示すように反射膜６８を、分散光レンズ部６２の反対側の面６２ｂに塗布する（設ける）とともに、集光レンズ部１５の集光部や出力部を回避した部位に塗布することも（設けることも）可能である。
これにより、集光レンズ部１５から光が漏れることを抑えて、集中光出力面１５ｃから集中光１６を一層効率よく出力するとともに、分散光出力面６２ａから分散光１９を一層効率よく出力できる。
【００４８】
なお、本発明に係る照明器具１０は、前述した第１実施形態〜第５実施形態に限定されるものではなく適宜変更、改良などが可能である。
例えば、第２実施形態の変形例では、集中光出力面１５ｃに対して分散光出力面３２ａを面一に形成した例について説明したが、これに限らないで、集中光出力面１５ｃに対して分散光出力面３２ａを段差状に形成することも可能である。
【００４９】
また、第５実施形態の変形例２では、第５実施形態の集光レンズ部１５に反射膜６４を塗布した例について説明したが、これに限らないで、反射膜６４を第１実施形態〜第５実施形態の集光レンズ部１５に適用することも可能である。
【００５０】
さらに、第４実施形態では、分散光レンズ部５２のうち分散光出力面５２ａの反対側の面５２ｂに溝部５４を設けた例について説明したが、これに限らないで、分散光出力面５２ａおよび反対側の面５２ｂの両面に溝部５４を設けることも可能である。
これにより、分散光レンズ部５２から分散光１９を効率よく出力できる。
【００５１】
また、第１実施形態〜第５実施形態で示した照明器具１０，３０，４０，５０，６０、発光素子１１、レンズ１２、集光レンズ部１５、レンズ側面１５ａ、レンズ側面の下端部１５ｂ、集中光出力面１５ｃ、分散光レンズ部１８，３２，４２，５２，６２、分散光出力面１８ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ、反対側の面４２ｂ，５２ｂ、溝部５４および反射膜６４，６６，６８などの形状や構成は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１０，３０，４０，５０，６０  照明器具
１１  発光素子
１２  レンズ
１５  集光レンズ部
１５ａ  レンズ側面
１５ｂ  レンズ側面の下端部（一部）
１５ｃ  集中光出力面
１６  集中光
１８，３２，４２，５２，６２  分散光レンズ部
１８ａ，３２ａ，４２ａ，５２ａ  分散光出力面
１９  分散光
４２ｂ，５２ｂ  反対側の面
５４  溝部
６４，６６，６８  反射膜
Ｔ  厚さ寸法
【図１】
2010260506.tif 000003
【図２】
2010260506.tif 000004
【図３】
2010260506.tif 000005
【図４】
2010260506.tif 000006
【図５】
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【図６】
2010260506.tif 000008
【図７】
2010260506.tif 000009
【図８】
2010260506.tif 000010
【図９】
2010260506.tif 000011
【図１０】
2010260506.tif 000012