(57)【要約】【課題】  光軸方向に大型化させることなく、特定の照射領域に均一照度の光を照射することのできる照明装置を提供する。【解決手段】  ＬＥＤ１２の出射平面１２ａに空隙４０を介して入射平面２２ｄが対向する所定厚さの導光部２２ｂをレンズ部２２ｃの入射側に一体形成した片凸コリメーションレンズ２２をＬＥＤ１２ａの光軸方向直前方に配設することにより、光軸方向の距離を長大化させることなく、フライアイレンズ２５への略平行な光の入射を実現する。すなわち、片凸コリメーションレンズ２２は、空隙４０により形成される空気層と導光部２２ｂとの屈折率の違いによって、ＬＥＤ１２から出射した広角な光を導光部２２ｂで所定の狭角に絞り込むので、レンズ部２２ｃを比較的ＬＥＤ１２寄りに配設した場合にも、入射光を略平行光に変換して出射することが可能となる。【選択図】  図１
2006073250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面実装型の発光ダイオードと、
前記発光ダイオードの出射平面に空隙を介して入射平面が対向する所定厚さの導光部と、当該導光部の出射側に一体に連設するレンズ部とを有する片凸コリメーションレンズと、
前記片凸コリメーションレンズからの出射光をそれぞれ入射して特定の照射領域に互いに重畳させて出射する複数のレンズ部を有するフライアイレンズと、
を具備したことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記片凸コリメーションレンズと前記フライアイレンズとの間の光路上に、前記片凸コリメーションレンズからの出射光の角度補正を行う副コリメーションレンズを介装したことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記片凸コリメーションレンズのレンズ部のレンズ部の縁辺部から出射する光を遮光する遮光板を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装型の発光ダイオードを光源として有し、特定の照射領域に均一照度の光を照射する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車載のマップランプ等の照明装置は、特定の照射領域に均一照度の光を照射する必要がある。このような特定の照射領域への均一照度の光の照射は、例えば、特許文献１に開示されているように、光源から出射する光をコリメーションレンズで略平行光に変換してフライアイレンズに入射させることで実現が可能である。
【０００３】
ところで、近年においては、比較的出力の高い小型の表面実装型の発光ダイオード（ＬＥＤ）が広く普及しており、このＬＥＤを照明装置の光源として好適に利用することが期待される。
【特許文献１】特開２００３−１０７１２４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般に、表面実装型のＬＥＤから出射する光の出射角は１６０°〜１８０°程度と極めて広角であり、このように広角な出射光をコリメーションレンズで略平行光に変換するためには、ＬＥＤの出射平面からコリメーションレンズまでの光軸方向の距離を長く設定する必要があるため、光軸方向の小型化が困難となる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、光軸方向に大型化させることなく、特定の照射領域に均一照度の光を照射することのできる照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、表面実装型の発光ダイオードと、前記発光ダイオードの出射平面に空隙を介して入射平面が対向する所定厚さの導光部と、当該導光部の出射側に一体に連設するレンズ部とを有する片凸コリメーションレンズと、前記片凸コリメーションレンズからの出射光をそれぞれ入射して特定の照射領域に互いに重畳させて出射する複数のレンズ部を有するフライアイレンズと、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の照明装置によれば、光軸方向に大型化させることなく、特定の照射領域に均一照度の光を照射することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一形態に係わり、図１は照明装置の要部断面図、図２は照明装置の分解斜視図、図３は片凸コリメーションレンズの光学特性を示す説明図、図４はフライアイレンズの光学特性を示す説明図、図５は設定照射領域と各レンズ部の照射領域との関係を示す説明図である。
【０００９】
図１において、符号１は、例えば車載のマップランプ等に好適な照明装置を示す。この照明装置１は、表面実装型の発光ダイオード（ＬＥＤ）１２を光源とする光源ユニット１０と、この光源ユニット１０に冠設するレンズ光学系ユニット２０とを有する。
【００１０】
図１，２に示すように、光源ユニット１０はＬＥＤ基板１１を有する。ＬＥＤ基板１１は、その略中央部に半田付け等によってＬＥＤ１２を保持し、さらに、保持したＬＥＤ１２を図示しない電源と電気的に接続する。ここで、ＬＥＤ１２の発光効率を向上するため、本形態のＬＥＤ基板１１は、熱伝導性の良好な薄型のアルミ基板となっており、さらに、ＬＥＤ基板１１の裏面には、放熱フィン１３が固着している。
【００１１】
また、レンズ光学系ユニット２０は、レンズ筐体２１と、このレンズ筐体２１に収容保持される片凸コリメーションレンズ２２、遮光板２３、副コリメーションレンズ２４、及び、フライアイレンズ２５を有する。
【００１２】
図２に示すように、本形態において、レンズ筐体２１は、略角筒形状をなし、その光軸方向の一端にＬＥＤ挿入口３０が開口している。また、レンズ筐体２１の光軸方向の他端には、照明光の出射口３１が、ＬＥＤ焦入港３０に対向して開口している。そして、図１に示すように、レンズ筐体２１は、光源ユニット１０に冠設した際に、ＬＥＤ挿入口３０を通じてＬＥＤ１２を内部に露呈させ、ＬＥＤ１２の出射平面１２ａを出射口３１に対向させる。
【００１３】
また、レンズ筐体２１は、一側に開口するレンズ挿入口３３を有し、このレンズ挿入口３３にそれぞれ隣接する各側壁の内面に、互いに対向する片凸コリメーションレンズ保持溝３４、遮光板保持溝３５、副コリメーションレンズ保持溝３６、及び、フライアイレンズ保持溝３７をＬＥＤ挿入口３０側から順にを有する。
【００１４】
片凸コリメーションレンズ２２は、片凸コリメーションレンズ保持溝３４に挿入支持される平面略矩形形状のレンズ基板２２ａ上に、ＬＥＤ１２から出射する広角な光を所定の狭角に絞り込む導光部２２ｂと、導光部２２ｂで絞り込まれた光を略平行光に変換して出射するレンズ部２２ｃとが一体形成されたレンズ部材である。
【００１５】
具体的に説明すると、導光部２２ｂは、ＬＥＤ１２の出射平面１２ａに所定の空隙（例えば、０．１ｍｍの空隙）４０を介して対向する入射平面２２ｄを備えた所定の厚さの略円柱部材で構成され、レンズ基板２２ａ上に立設している。また、レンズ部２２ｃは、導光部２２ｂと同径の略半球部材で構成され、導光部２２ｂの出射側に連設している。
【００１６】
図３に示すように、この片凸コリメーションレンズ２２において、導光部２２ｂは、入射平面２２ｄから入射する広角（例えば、１６０°程度）の光を、空気層（空隙４０）との屈折率の違いによって所定の狭角（例えば、８０°程度）に絞り込み、レンズ部２２ｃに導く。そして、レンズ部２２ｃは、その曲面によって、導光部２２ｂから導かれた光を略平行光に変換して出射する。ここで、導光部２２ｂでの入射光の絞り込みを効率よく実現するため、片凸コリメーションレンズ２２は、高い屈折率（例えば、１．４５以上）の材料で構成されることが望ましい。この場合、例えば、ポリカーボネイト（屈折率１．５８５）、アクリル（屈折率１．４９２）、ガラス（屈折率１．５００）等が好適に適用可能である。
【００１７】
遮光板２３は、遮光板保持溝３５に挿入支持される平面略矩形形状の板状部材であり、その略中央部に片凸コリメーションレンズ２２のレンズ部２２ｃよりもやや小径の開口部２３ａを有する。この開口部２３ａには、片凸コリメーションレンズ２２のレンズ部２２ｃが臨まされ、これにより、遮光板２３はレンズ部２２ｃの縁辺部から出射する光を遮光する。
【００１８】
副コリメーションレンズ２４は、副コリメーションレンズ保持溝３６に挿入支持される平面略矩形形状のレンズ基板２４ａの両面に、片凸コリメーションレンズ２２からの出射光の角度補正を行う凸レンズ部２４ｂ，２４ｃが一体形成された両凸レンズである。そして、図３に示すように、副コリメーションレンズ２４は、各凸レンズ部２４ｂ，２４ｃによる角度補正によって、片凸コリメーションレンズ２２からの出射光をより平行光に近づける。なお、副コリメーションレンズ２４は、両凸レンズとしたが、片凸レンズでもよいし、フルネルレンズでもよく、凸レンズ機能を有するものであればよい。
【００１９】
フライアイレンズ２５は、フライアイレンズ保持溝３７に挿入支持される平面略矩形形状のレンズ基板２５ａ上に、例えば下方に突出する入射面と上方に突出する出射面とを備えた複数（例えば、２０００〜２５００個）の微細なレンズ部２５ｂ（図４参照）がマトリクス状に一体形成されたレンズ部材である。本形態において、各レンズ部２５ｂは、例えば、片凸コリメーションレンズ２２から副コリメーションレンズ２４を介して入射する平行光の合焦位置が出射面上に設定された（図４参照）、平面矩形形状のレンズ部である。図５に示すように、各レンズ部２５ｂから出射する各光束ｌはレンズ部２５ｂの平面形状に応じた矩形形状をなし、そのほとんどが矩形の照射領域Ａｌ上で互いに重畳して当該照射領域Ａｌを均一に照射する。
【００２０】
ここで、図２中符号４５は側板であり、この側板４５は、各レンズ２２，２４，２５及び遮光板２３をレンズ筐体２１内に収容後に、例えば粘着テープ等による貼着によって、レンズ筐体２１のレンズ挿入口３３を閉塞する。
【００２１】
このような形態によれば、ＬＥＤ１２の出射平面１２ａに空隙４０を介して入射平面２２ｄが対向する所定厚さの導光部２２ｂをレンズ部２２ｃの入射側に一体形成した片凸コリメーションレンズ２２をＬＥＤ１２ａの光軸方向直前方に配設することにより、光軸方向の距離を長大化させることなく、フライアイレンズ２５に略平行な光を入射させることができる。すなわち、片凸コリメーションレンズ２２は、空隙４０により形成される空気層と導光部２２ｂとの屈折率の違いによって、ＬＥＤ１２から出射した広角な光を導光部２２ｂで所定の狭角に絞り込むことができ、レンズ部２２ｃを比較的ＬＥＤ１２寄りに配設した場合にも、入射光を略平行光に変換して出射することができる。従って、表面実装型ＬＥＤ１２を光源として用いた場合にも、照明装置１の光軸方向の長さを大幅に縮小した構成で、特定の照射領域に均整度の高い光を照射することができる。
【００２２】
その際、片凸コリメーションレンズ２２とフライアイレンズ２５との間に副コリメーションレンズ２４を介装し、この副コリメーションレンズ２４によって、片凸コリメーションレンズの出射光の角度補正を行うことにより、より良好な平行光をフライアイレンズ２５に入射させることができ、照射光の均整度をより向上することができる。
【００２３】
また、片凸コリメーションレンズ２２のレンズ部２２ｃの縁辺部から出射する光を遮光する遮光板２３を設けることにより、十分な平行光に変換されずに出射する光をカットすることができ、照射光の均整度をより向上することができる。
【００２４】
なお、上述の形態においては、片凸コリメーションレンズ２２とフライアイレンズ２５との間に副コリメーションレンズ２４を介装した一例について説明したが、片凸コリメーションレンズ２２単体で良好な平行光を得ることが可能な場合には、副コリメーションレンズ２４を省略することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】照明装置の要部断面図
【図２】照明装置の分解斜視図
【図３】片凸コリメーションレンズの光学特性を示す説明図
【図４】フライアイレンズの光学特性を示す説明図
【図５】設定照射領域と各レンズ部の照射領域との関係を示す説明図
【符号の説明】
【００２６】
１…照明装置、１２…表面実装型の発光ダイオード、１２ａ…出射平面、２０…レンズ光学系ユニット、２２…片凸コリメーションレンズ、２２ｂ…導光部、２２ｃ…レンズ部、２２ｄ…入射平面、２３…遮光板、２４…副コリメーションレンズ、２５…フライアイレンズ、４０…空隙
代理人    弁理士      伊    藤      進
【図１】
2006073250.tif 000003
【図２】
2006073250.tif 000004
【図３】
2006073250.tif 000005
【図４】
2006073250.tif 000006
【図５】
2006073250.tif 000007