(57)【要約】【課題】利用者が目視にて認識し難い穴を用いて照明を行うこと。【解決手段】  実施形態に係る照明装置は、発光面を有するＬＤ（Laser  Diode）と、前記ＬＤの前記発光面からの光を集光し、集光した光を、遮光部材に形成された穴から出射させる第１の光学部材と、を備える。【選択図】図１
2018110080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光面を有するＬＤ（Laser  Diode）と、
前記ＬＤの前記発光面から出射された光を集光し、集光した光を、遮光部材に形成された穴から出射させる第１の光学部材と、
を備える、照明装置。
【請求項２】
前記ＬＤの前記発光面からの光を平行光にし、当該平行光を前記第１の光学部材にむけて出射する第２の光学部材を更に備え、
前記第１の光学部材は、前記第２の光学部材から出射された前記平行光を集光して前記穴から出射させる、
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記穴及び前記第１の光学部材は、第１の方向に並んで配置され、
前記ＬＤ及び前記第２の光学部材は、前記第１の方向と交差する第２の方向に並んで配置され、
前記照明装置は、前記第２の光学部材から出射された前記平行光を前記第１の光学部材に向けて反射する第３の光学部材を更に備える、
請求項２に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピンホール照明と呼ばれる照明装置がある。かかる照明装置では、光源からの光がレンズにより集光され、集光された光が天井に形成された穴（ピンホール）から出射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６６９１６号公報
【特許文献２】特開２００９−２６５３１号公報
【特許文献３】特開２００７−２０７７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光源として、面積が比較的大きい発光面を有するＬＥＤを用いるため、レンズの焦点位置における集光される光の部分の幅が広い。このため、天井に形成される穴の開口径が大きくならざるを得ない。よって、利用者が、天井を見上げた際に、目視にて穴が認識されてしまう。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、利用者が目視にて認識し難い穴を用いて照明を行うことが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】
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、発光面を有するＬＤ（Laser  Diode）と、前記ＬＤの前記発光面からの光を集光し、集光した光を、遮光部材に形成された穴から出射させる第１の光学部材と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、利用者が目視にて認識し難い穴を用いて照明を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る照明装置の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る照明装置のモデルを示す図である。
【図３】図３は、図２に示す照明装置のモデルに対して、天井の穴のモデルの開口位置における光の直径を得るシミュレーションを行った結果の一例を示す図である。
【図４】図４は、参考例に係る照明装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図５】図５は、図４に示す照明装置のモデルに対して、天井の穴のモデルの開口位置における光の直径を得るシミュレーションを行った結果の一例を示す図である。
【図６】図６は、第２の実施形態に係る照明装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、第１の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、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。また、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。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る照明装置１の構成の一例を示す図である。図１の例に示す照明装置１は、例えば、天井１００に配置されるピンホール照明として用いられる。
【００１１】
図１の例に示す照明装置１は、室内の天井１００に形成された穴１００ａから光を出射する。図１の例に示すように、照明装置１は、ＬＤ（Laser  Diode）１０と、集光レンズ１１とを備える。なお、図１に示すＺ軸方向は、鉛直方向を指し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、天井１００が延びる方向を指す。ＬＤ１０、集光レンズ１１及び穴１００ａは、鉛直方向（Ｚ軸方向）に並んで配置されている。また、天井１００は、ＸＹ平面に沿って広がっている。天井１００は、遮光部材の一例である。
【００１２】
ＬＤ１０は、例えば、集光レンズ１１の焦点距離の２倍の位置（ＬＤ１０側）に配置される。ＬＤ１０は、光１０ａを出射する発光面１０ｂを有する。ＬＤ１０の発光面１０ｂの面積は、例えば、数ｍｍ２以下（数平方ミリメートル以下）の面積である。例えば、ＬＤ１０の発光面１０ｂの面積は、ＬＥＤの発光面の面積よりも小さい。
【００１３】
集光レンズ１１は、凸レンズ（例えば、フレネルレンズ）であり、ＬＤ１０の発光面１０ｂから出射された光１０ａを集光する。そして、集光レンズ１１は、集光した光１０ａを、天井１００に形成された穴１００ａから出射する。集光レンズ１１は、第１の光学部材の一例である。
【００１４】
図１の例に示すように、例えば、集光レンズ１１の焦点距離の２倍の位置（天井１００側）１１ａが、天井１００に形成された穴１００ａの位置と同一となるように、穴１００ａと集光レンズ１１とＬＤ１０の発光面１０ｂとの位置関係が規定されている。なお、焦点距離の２倍の位置１１ａが、例えば、穴１００ａの位置よりも鉛直方向の上側（Ｚ軸の正方向側）に位置するようにしてもよい。すなわち、ＬＤ１０側から順に、ＬＤ１０、集光レンズ１１、焦点距離の２倍の位置１１ａ、穴１００ａが、鉛直方向（Ｚ軸方向）に並んでもよい。
【００１５】
天井１００に形成された穴１００ａの形状は、例えば、天井１００に沿う面（ＸＹ平面）において、円状の形状である。円状の穴１００ａの開口径（直径）１００ａ＿１は、数ｍｍ（数ミリメートル）である。
【００１６】
次に、図２及び図３を参照して、照明装置１（図１参照）のモデル２０に対して、天井１００（図１参照）の穴１００ａ（図１参照）の位置（開口位置）１００ａ＿２における光１０ｄの直径（ＸＹ平面における寸法）を得るシミュレーションを行った結果を説明する。図２は、第１の実施形態に係る照明装置１のモデル２０を示す図である。
【００１７】
図２に示すように、照明装置１のモデル２０は、ＬＤ１０（図１参照）のモデル１０ｃと、集光レンズ１１（図１参照）のモデル１１ｂとを備える。照明装置１のモデル２０において、ＬＤ１０のモデル１０ｃ側から順に、ＬＤ１０のモデル１０ｃ、集光レンズ１１のモデル１１ｂ、集光レンズ１１のモデル１１ｂの焦点位置１１ｃが、鉛直方向（Ｚ軸方向）に並んでいる。照明装置１のモデル２０において、ＬＤ１０のモデル１０ｃは、光１０ｄを出射し、集光レンズ１１のモデル１１ｂは、ＬＤ１０のモデル１０ｃから出射された光１０ｄを集光する。そして、集光レンズ１１のモデル１１ｂは、集光した光１０ｄを出射する。
【００１８】
図３は、図２に示す照明装置１のモデル２０に対して、天井の穴１００ａ（図１参照）のモデルの開口位置１００ａ＿２における光１０ｄの直径を得るシミュレーションを行った結果の一例を示す図である。図３には、開口位置１００ａ＿２のＸＹ平面上の各位置における光１０ｄの光量の大きさが示されている。横軸は、Ｘ軸方向における位置（原点０からの距離（ｍｍ））を示し、縦軸は、Ｙ軸方向における位置（原点０からの距離（ｍｍ））を示す。
【００１９】
図３に示すシミュレーションの結果から、開口位置１００ａ＿２における光１０ｄの直径は、１ｍｍ程度であることが分かる。したがって、直径が１ｍｍ程度の光が穴１００ａ（図１参照）を通過できるようにするには、穴１００ａの開口径１００ａ＿１を、例えば、数ｍｍ（数ミリメートル）に設計すればよい。
【００２０】
次に、図４を参照して、参考例に係る照明装置２００について説明する。図４は、参考例に係る照明装置２００の構成の一例を示す斜視図である。参考例に係る照明装置２００は、室内の天井３００に形成された穴３００ａから光を出射する。参考例に係る照明装置２００は、光源としてのＬＥＤ２０１と、集光レンズ２０２とを備える。
【００２１】
ＬＥＤ２０１は、光２０１ａを出射する発光面２０１ｂを有する。ＬＥＤ２０１の発光面２０１ｂの面積は、例えば、３８ｍｍ２以上の面積である。ＬＥＤ２０１の発光面２０１ｂの面積は、ＬＤ１０の発光面１０ｂの面積よりも大きい。
【００２２】
集光レンズ２０２は、ＬＥＤ２０１の発光面２０１ｂから出射された光２０１ａを集光する。そして、集光レンズ２０２は、集光した光２０１ａを、天井３００に形成された穴３００ａから出射する。
【００２３】
天井３００に形成された穴３００ａの形状は、例えば、円状の形状である。円状の穴３００ａの開口径（直径）３００ａ＿１は、数１０ｍｍ（数１０ミリメートル）である。
【００２４】
図５を参照して、参考例に係る照明装置２００のモデルに対して、天井の穴３００ａの位置（開口位置）における光の直径を得るシミュレーションを行った結果を説明する。なお、照明装置２００のモデルは、光源としてＬＥＤ２０１のモデルが採用されたモデルであり、その他の点は、図２に示す照明装置１のモデル２０と同様である。
【００２５】
図５は、図４に示す照明装置２００のモデルに対して、天井の穴３００ａ（図４参照）のモデルの開口位置における光の直径を得るシミュレーションを行った結果の一例を示す図である。図５には、ＸＹ平面上の各位置における光の光量の大きさが示されている。横軸は、Ｘ軸方向における位置（原点０からの距離（ｍｍ））を示し、縦軸は、Ｙ軸方向における位置（原点０からの距離（ｍｍ））を示す。
【００２６】
図５に示すように、シミュレーションの結果から、天井の穴３００ａ（図４参照）の開口位置における光の直径は、１０ｍｍ程度であることが分かる。したがって、この直径が１０ｍｍ程度の光が穴３００ａを通過できるようにするには、穴３００ａの開口径３００ａ＿１（図４参照）を、例えば、数１０ｍｍにする必要がある。
【００２７】
参考例に係る照明装置２００では、光源として、面積が比較的大きい発光面２０１ｂを有するＬＥＤ２０１が用いられるため、集光レンズ２０２の天井３００側の焦点の位置２０２ａにおける光２０１ａの部分の幅（例えば、Ｙ軸方向における寸法又はＸ軸方向における寸法）２０１ａ＿１が広い。このため、天井３００に形成される穴３００ａの開口径３００ａ＿１が大きくならざるを得ない。上述したように、開口径３００ａ＿１は、数１０ｍｍである。よって、利用者が、天井３００を見上げた際に、目視にて穴３００ａが認識されてしまう。
【００２８】
また、参考例に係る照明装置２００では、発光面２０１ｂの面積が比較的大きいため、光が広い範囲で発光面２０１ｂから出射される。このため、ＬＥＤ２０１から出射される光２０１ａの配光を制御するために、ＬＥＤ２０１の発光面２０１ｂと集光レンズ２０２との距離を近づける必要がある。
【００２９】
一方、図１に示す第１の実施形態に係る照明装置１では、光源として、面積が比較的小さい発光面１０ｂを有するＬＤ１０が用いられるため、集光レンズ１１の焦点距離の２倍の位置１１ａにおける光１０ａの部分の幅（例えば、Ｙ軸方向における寸法又はＸ軸方向における寸法）が狭い。このため、天井１００に形成される穴１００ａの開口径１００ａ＿１の大きさを小さくすることができる。例えば、開口径１００ａ＿１は、数ｍｍである。よって、利用者が、天井１００を見上げた際に、目視にて穴１００ａが認識されてしまうことを抑制することができる。したがって、第１の実施形態に係る照明装置１によれば、利用者が目視にて認識し難い穴１００ａを用いて照明を行うことができる。
【００３０】
また、第１の実施形態に係る照明装置１では、ＬＤ１０の発光面１０ｂの面積が比較的小さいため、光が出射される範囲は、比較的狭い。このため、ＬＤ１０の発光面１０ｂと集光レンズ１１との距離を近づけなくても、ＬＤ１０から出射される光１０ａの配光を制御することができる。
【００３１】
また、第１の実施形態に係る照明装置１では、ＬＤ１０の発光面１０ｂの面積が比較的小さいため、ＬＤ１０はＬＥＤ２０１よりも点光源に近い。したがって、集光レンズ１１に入射される光が点光源から出射された単純な光であると仮定して集光レンズ１１の設計を行うことができる。よって、第１の実施形態に係る照明装置１では、容易に、集光レンズ１１の設計を行うことができる。
【００３２】
以上、第１の実施形態に係る照明装置１について説明した。第１の実施形態に係る照明装置１によれば、上述したように、利用者が目視にて認識し難い穴１００ａを用いて照明を行うことができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。図６は、第２の実施形態に係る照明装置２の構成の一例を示す図である。なお、第１の実施形態に係る照明装置１の構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３４】
図６の例に示す第２の実施形態に係る照明装置２も、第１の実施形態に係る照明装置１と同様に、例えば、天井１００に配置されるピンホール照明として用いられる。
【００３５】
照明装置２は、室内の天井１００に形成された穴１００ｂから光を出射する。図２の例に示すように、照明装置２は、集光レンズ１１、平行化レンズ２１及び反射ミラー２２を有する光学系２３を備える。すなわち、照明装置２は、第１の実施形態に係る集光レンズ１１に加えて、新たに、平行化レンズ２１及び反射ミラー２２を備える。なお、図６においても、図１と同様に、Ｚ軸方向は、鉛直方向を指し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、天井１００が延びる方向を指す。
【００３６】
図６に示すように、穴１００ｂ及び集光レンズ１１は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に並んで配置されている。なお、鉛直方向は、第１の方向の一例である。集光レンズ１１の焦点距離の２倍の位置１１ａが、天井１００に形成された穴１００ｂの位置と同一となるように、穴１００ｂと集光レンズ１１と反射ミラー２２と平行化レンズ２１とＬＤ１０の発光面１０ｂとの位置関係が規定されている。なお、集光レンズ１１の焦点距離の２倍の位置１１ａが、穴１００ｂの位置よりも鉛直方向の上側（Ｚ軸の正方向側）に位置するようにしてもよい。すなわち、反射ミラー２２側から順に、反射ミラー２２、集光レンズ１１、焦点距離の２倍の位置１１ａ、穴１００ｂが、鉛直方向（Ｚ軸方向）に並んでもよい。
【００３７】
また、ＬＤ１０及び平行化レンズ２１は、鉛直方向と交差する水平方向（図６の例では、Ｙ軸方向）に並んで配置されている。なお、水平方向は、第２の方向の一例である。第２の実施形態に係るＬＤ１０は、平行化レンズ２１の焦点の位置に配置される。
【００３８】
平行化レンズ２１は、凸レンズである。平行化レンズ２１は、ＬＤ１０の発光面１０ｂから出射された光１０ａを平行化して平行光にする。そして、平行化レンズ２１は、平行化された光（平行光）１０ａを反射ミラー２２に向けて出射する。例えば、平行化レンズ２１は、平行光１０ａを反射ミラー２２を介して集光レンズ１１に向けて出射する。平行化レンズ２１は、第２の光学部材の一例である。
【００３９】
反射ミラー２２は、鉛直方向（Ｚ軸方向）及び水平方向（図６の例ではＹ軸方向）に対して傾斜して配置される。反射ミラー２２は、平行化レンズ２１から出射された平行光１０ａを集光レンズ１１に向けて反射する。反射ミラー２２は、第３の光学部材の一例である。
【００４０】
第２の実施形態に係る集光レンズ１１は、反射ミラー２２により反射された、平行化レンズ２１から出射された平行光１０ａを集光する。そして、集光レンズ１１は、集光した光１０ａを、天井１００に形成された穴１００ｂから出射する。
【００４１】
図６に示す第２の実施形態に係る照明装置２では、第１の実施形態に係る照明装置１と同様に、光源として、面積が比較的小さい発光面１０ｂを有するＬＤ１０が用いられるため、集光レンズ１１の焦点距離の２倍の位置１１ａにおける光１０ａの部分の幅（例えば、Ｙ軸方向における寸法又はＸ軸方向における寸法）が比較的狭い。このため、天井１００に形成される穴１００ｂの開口径１００ｂ＿１の大きさを小さくすることができる。例えば、開口径１００ｂ＿１を数ｍｍ（数ミリメートル）とすることができる。よって、利用者が、天井１００を見上げた際に、目視にて穴１００ｂが認識されてしまうことを抑制することができる。したがって、第２の実施形態に係る照明装置２によれば、利用者が目視にて認識し難い穴１００ｂを用いて照明を行うことができる。
【００４２】
また、第２の実施形態に係る照明装置２では、第１の実施形態に係る照明装置１と同様に、ＬＤ１０の発光面１０ｂの面積が比較的小さいため、光が出射される範囲は、比較的狭い。このため、ＬＤ１０の発光面１０ｂと集光レンズ１１との距離を近づけなくても、ＬＤ１０から出射される光１０ａの配光を制御することができる。
【００４３】
また、第２の実施形態に係る照明装置２では、集光レンズ１１が、平行化レンズ２１により平行化された平行光１０ａを集光して穴１００ｂから出射させる。このように、第２の実施形態に係る照明装置２では、様々な方向に進む光ではなく、同一の方向に進む平行光１０ａが集光されるので、精度よく集光することができる。
【００４４】
また、第２の実施形態に係る照明装置２では、鉛直方向に、ＬＤ１０、平行化レンズ２１、反射ミラー２２、集光レンズ１１及び穴１００ｂを並べて配置するのではなく、鉛直方向（Ｚ軸方向）に、反射ミラー２２、集光レンズ１１及び穴１００ｂが並んで配置され、水平方向（図６の例ではＹ軸方向）に、反射ミラー２２、平行化レンズ２１及びＬＤ１０が並んで配置される。したがって、第２の実施形態に係る照明装置２によれば、鉛直方向のサイズの小型化を実現しつつ、精度よく集光することができる。
【００４５】
以上、第２の実施形態に係る照明装置２について説明した。第２の実施形態に係る照明装置２によれば、上述したように、利用者が目視にて認識し難い穴１００ｂを用いて照明を行うことができる。
【００４６】
なお、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。
【符号の説明】
【００４７】
１，２  照明装置
１０  ＬＤ
１１  集光レンズ（第１の光学部材）
２１  平行化レンズ（第２の光学部材）
２２  反射ミラー（第３の光学部材）
２３  光学系
１００  天井（遮光部材）
１００ａ  穴
【図１】
2018110080.tif 000003
【図２】
2018110080.tif 000004
【図３】
2018110080.tif 000005
【図４】
2018110080.tif 000006
【図５】
2018110080.tif 000007
【図６】
2018110080.tif 000008