(57)【要約】【課題】照明光の配光特性を切り替えることができる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置は、複数の発光素子と、入光部を介して発光素子からの光を入射し、入射した光を内部に伝搬させ出射面から出射する導光板と、導光板から出射された光を受けてレンズ部材と、を備える。導光板の入光部には、入射した光が第１の配光特性を有する第１領域と、入射した光が前記第１の配光特性よりも広い第２の配光特性を有する第２領域とが規則正しく配置される。第１領域及び第２領域のそれぞれに対向して各発光素子が配置される。【選択図】図４
2018088302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子と、
入光部を介して前記発光素子からの光を入射し、入射した光を内部に伝搬させ出射面から出射する導光板と、
前記導光板から出射された光を受けてレンズ部材と、を備え、
前記導光板の入光部には、入射した光が第１の配光特性を有する第１領域と、入射した光が前記第１の配光特性よりも広い第２の配光特性を有する第２領域とが規則正しく配置され、
前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれに対向して各発光素子が配置される、
照明装置。
【請求項２】
前記第１領域はフラットな面または凸レンズを含み、前記第２領域は複数のプリズムを含む、請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１領域に対向して、前記第１の配光特性を有する発光素子を配置し、前記第２領域に対向して、前記第２の配光特性を有する発光素子を配置する、請求項２記載の照明装置。
【請求項４】
前記第１及び第２領域をフラットな面で形成し、
前記第１領域に対向して、前記第１の配光特性を有する発光素子を配置し、前記第２領域に対向して、前記第２の配光特性を有する発光素子を配置する、請求項１記載の照明装置。
【請求項５】
前記第１領域と前記第２領域とは交互に配置される、請求項１記載の照明装置。
【請求項６】
前記第１領域に対向して配置される発光素子群と、前記第２領域に対向して配置される発光素子群とのいずれか一方を選択的に駆動する駆動回路をさらに備えた、請求項１ないし５のいずれかに記載の照明装置。
【請求項７】
画像を撮影するカメラと、
請求項１ないし６のいずれかに記載の照明装置と
を備えた画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、配光特性を切替可能な照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１ないし４は照明装置を開示する。例えば、特許文献１は、複数の発光素子と、複数の発光素子から出射した光を板内において導光する導光板と、導光板の主面の少なくとも一部を覆う集光カバーとを備える照明装置を開示する。その照明装置において、導光板は複数の凹状反射部を有し、集光カバーは、各凹状反射部と対向関係を保って配置された複数のレンズ部を有する。このような照明装置においては、導光板に入射した光は、導光板を伝搬中に、導光板内の凹状反射部で反射され、集光カバーに出射される。集光カバーにおいて、導光板から入射した光は、レンズ部により反射されて照明光として出射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１６５０２１号公報
【特許文献２】特開２０１４−１６０６１６号公報
【特許文献３】特開２０１４−１５４３９３号公報
【特許文献４】特開２０１４−１５４３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１ないし４に開示された照明装置は、出射する照明光の配光特が一定である。
【０００５】
本開示は、照明光の配光特性を切り替え可能な照明装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様において、照明装置が提供される。照明装置は、複数の発光素子と、入光部を介して発光素子からの光を入射し、入射した光を内部に伝搬させ出射面から出射する導光板と、導光板から出射された光を受けてレンズ部材と、を備える。導光板の入光部には、入射した光が第１の配光特性を有する第１領域と、入射した光が第１の配光特性よりも広い第２の配光特性を有する第２領域とが規則正しく配置される。第１領域及び第２領域のそれぞれに対向して各発光素子が配置される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、配光特性を切り替えることができる照明装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態における照明装置の外観図
【図２】照明装置の断面図
【図３】照明装置の構成要素を示す展開図
【図４】（ａ）レンズアレイの斜視図、（ｂ）導光板の斜視図
【図５】導光板の凹状反射部による光の反射を説明した図
【図６】フラット面領域である第１領域およびプリズムが形成された領域である第２領域が配置された導光板の入光部と、各領域に対応して配置されるＬＥＤ素子とを説明した図
【図７】配光特性の異なるＬＥＤ素子を説明した図
【図８】ＬＥＤ素子を駆動するための構成を説明した図
【図９】第１領域（フラット面領域）に入射した光の伝搬を説明した図
【図１０】第２領域（プリズム形成領域）に入射した光の伝搬を説明した図
【図１１】（ａ）第１領域（フラット面領域）に光を入射した場合の導光板の照度分布を示す図、および（ｂ）第２領域（プリズム形成領域）に光を入射した場合の導光板の照度分布を示す図
【図１２】導光板の入光部の第１領域（フラット面領域）に入射光を入射したときの照度分布のシミューション結果を示した図
【図１３】導光板の入光部の第２領域（プリズム形成領域）に入射光を入射したときの照度分布のシミューション結果を示した図
【図１４】凸レンズが形成された第１領域およびプリズムが形成された領域である第２領域が配置された導光板の入光部と、各領域に対応して配置されるＬＥＤ素子とを説明した図
【図１５】プリズムが形成された第１領域に入射した光の伝搬を説明した図
【図１６】（ａ）凸レンズ形成が形成された第１領域に光を入射した場合の導光板の照度分布を示す図、および（ｂ）プリズムが形成された第２領域に光を入射した場合の導光板の照度分布を示す図
【図１７】導光板の入光部の第１領域（凸レンズ状に形成された領域）に入射光を入射したときの照度分布のシミューション結果を示した図
【図１８】（ａ）、（ｂ）水中及び空気中の環境下で、導光板の入光部の第１領域（凸レンズ形成領域）及び第２領域（プリズム形成領域）に入射光を入射したときのそれぞれの照度分布のシミューション結果をグラフ化した図、および）（ｃ）水中及び空気中における照明装置による照明光の照度分布の切り替わりを説明した図
【図１９】第１および第２領域をフラット面で形成した場合の導光板の入光部と、各領域に応じて配置されるとともに、異なる配光特性を有するＬＥＤ素子とを説明した図
【図２０】実施の形態１の照明装置を備えた水中画像撮影装置の外観を説明した図
【図２１】（ａ）水中での照明装置の照度分布を示す図、（ｂ）空気中での照明装置の照度分布を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１０】
なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１１】
（本開示に至った経緯）
本発明者は、水中の画像撮影のための照明装置の開発中に、使用する環境により所望の配光特性が得られない場合があるという問題に直面した。具体的には、本発明者は、照明装置の水中での使用を想定して、照明光の配光特性を水中にて所望の特性となるように照明装置の光学部材等を調整した。その照明装置は、水中では所望の配光特性を得ることができたが、空気中で使用したところ、所望の配光特性が得られなかった。例えば、図２１は、同じ照明装置について水中及び空気中での１ｍ先の照度分布（配光特性に依存）を示した図である。水中では、図２１（ａ）に示すように、照明装置の出射面の中央では照度分布の値が低下しているのに対して、空気中では、図２１（ｂ）に示すように、出射面の中央では照度分布が高くなっている。このように、同じ照明装置について、水中と空気中において照度分布の違いが見られた。この違いは、水と空気との間で屈折率が異なることに起因する。そこで、本発明者は、使用環境によらずに所望の配光特性が得られる照明装置を検討し、以下の照明装置の構成を考案した。
【００１２】
（実施の形態１）
以下、添付の図面を参照して実施の形態を説明する。
【００１３】
１．構成
図１は、本開示にかかる照明装置の斜視図である。図２は照明装置を、照明装置の中心を通る面で切断したときの断面図であり、図２（ａ）はやや斜め上から見たときの断面図であり、図２（ｂ）は真横から見たときの断面図である。図３は、照明装置の展開図である。
【００１４】
図１〜図３に示すように、照明装置１０は、カバー１１と、押え板１３と、レンズアレイ１５と、導光板１７と、反射板１９と、ＬＥＤ基板２３と、ベース部２５とを含む。
【００１５】
カバー１１はベース部２５に取り付けられ、ベース部２５とともに防塵、防水機能を果たすように密閉空間を形成する。その密閉空間内部に、レンズアレイ１５や導光板１７等が収容される。すなわち、密閉空間内においては、ＬＥＤ基板２３の上に反射板１９が配置され、その上に導光板１７が配置され、導光板１７の上にレンズアレイ１５が配置される。レンズアレイ１５からＬＥＤ基板２３は、押え板１３を貫通するネジによりベース部２５に取り付けられる。
【００１６】
カバー１１、レンズアレイ１５及び導光板１７は、ＰＭＭＡ（Polymethyl methacrylate）、ＰＣ（polycarbonate）等の透明な材料で形成される。
【００１７】
レンズアレイ１５は、導光板１７から出射した光を入射し、出射面（カバー１１に対応する側の主面）から出射する。図４（ａ）は、レンズアレイ１５を斜め上方から見たときの図である。図５は、導光板１７と、その上に配置されたレンズアレイ１５の断面図である。図４（ａ）及び図５に示すように、レンズアレイ１５の出射面側において、複数のレンズ１５ａが形成されている。レンズ１５ａは、レンズアレイ１５の頂点を中心として同心円状に配置されている。導光板１７からレンズアレイ１５に入射した光は、レンズ１５ａにより光路が変更され、出射光として出射される。
【００１８】
導光板１７は、ＬＥＤ素子２１ａ、２１ｂからの光をその内部を伝搬させ、出射面（レンズアレイ１５側の主面）から出射する。図４（ｂ）は、導光板１７を斜め下方からみたときの図である。導光板１７はドーム状形状を有している。導光板１７は、その周縁部（円環状の端部）を入光部とし、その入光部からＬＥＤ素子２１ａ、２１ｂからの光を導光板１７内部に入射させる。
【００１９】
導光板１７の入光部は、導光板１７の内部に入射した光が集光された光（狭い配光特性を持つ光）となる第１領域１７ａと、導光板１７の内部に入射した光が第１領域１７ａにて入射した光よりもより拡散された光（広い配光特性を持つ光）となる第２領域１７ｂとを有する。第１領域１７ａと第２領域１７ｂとは交互に配置される。
【００２０】
第１領域１７ａの形状は、第１領域１７ａから導光板内部に入射した光の配光特性が狭くなるような形状に設定される。また、第２領域１７ｂの形状は、第２領域１７ｂから導光板内部に入射した光の配光特性が比較的広くなるような形状に設定されている。例えば、図４（ｂ）に示す例のように、第１領域１７ａはフラットな面で形成され、第２領域１７ｂには、複数のプリズムが形成される。
【００２１】
また、導光板１７は、図４（ｂ）及び図５に示すように、その底面側（反射板１９側）表面において円錐状の凹部（以下「凹状反射部」という）１７ｘが複数形成されている。導光板１７内の凹状反射部１７ｘは、レンズアレイ１５内のレンズ１５ａに対応した位置に形成される。例えば、凹状反射部１７ｘの中心軸と、対応するレンズアレイ１５内のレンズ１５ａの中心軸とが所定の位置関係を満たすような位置に、凹状反射部１７ｘが配置される。
【００２２】
導光板１７に入射した光は、導光板１７板内を伝搬し、この凹状反射部１７ｘに入射すると、凹状反射部１７ｘによってレンズアレイ１５側に反射される（図５参照）。凹状反射部１７ｘにより反射されレンズアレイ１５に入射した光は、レンズ１５ａによって進行方向が変更されてレンズアレイ１５の出射面から出射する。
【００２３】
反射板１９は、導光板１７の内部を進行する光が導光板１７の底面側表面から外部に漏れ出たときに、その光を反射して導光板１７内に再度入射させるための部材である。反射板１９は、高い反射率（例えば、９７〜９８％）を有する材料で形成される。
【００２４】
ＬＥＤ基板２３上には、発光素子であるＬＥＤ素子２１ａ、２１ｂが複数個配置されている。ここで、ＬＥＤ素子２１ａは導光板１７の第１領域１７ａに光を照射するＬＥＤ素子であり、ＬＥＤ素子２１ｂは導光板１７の第２領域１７ｂに光を照射するＬＥＤ素子である。本例では、ＬＥＤ素子２１ａ及びＬＥＤ素子２１ｂをそれぞれ１０個ずつ、合計２０個のＬＥＤ素子を配置している。図６は、ＬＥＤ素子２１ａ及びＬＥＤ素子２１ｂと、導光板１７の第１及び第２領域１７ａ、１７ｂの位置関係を説明した図である。図６（ａ）に示すように、ＬＥＤ素子２１ａ及びＬＥＤ素子２１ｂはそれぞれ、導光板１７の第１及び第２領域１７ａ、１７ｂに対応させてＬＥＤ基板２３上に円環状に配置される。また、ＬＥＤ素子２１ａ及びＬＥＤ素子２１ｂは、第１及び第２領域１７ａ、１７ｂに応じたＬＥＤ基板２３上の位置に交互に配置される（図６（ａ）、（ｂ）参照）。
【００２５】
図７は、種々の配光特性を有するＬＥＤ素子を示した図である。図７（ａ）は、標準タイプの配光特性を有するＬＥＤ素子を、図７（ｂ）は、広い配光特性を有するＬＥＤ素子を、図７（ｃ）は、狭い配光特性を有するＬＥＤ素子をそれぞれ示す。ＬＥＤ素子の配光特性は、ＬＥＤ素子に一体として取り付けられるレンズを適宜設計することにより所望の特性に設計できる。ここでは、ＬＥＤ素子２１ａ、２１ｂとして、図７（ａ）に示す標準タイプのＬＥＤ素子を使用している。
【００２６】
図８は、ＬＥＤ素子２１ａ、２１ｂを駆動するための回路構成を示すブロック図である。導光板１７の入光部の第１領域１７ａに対応して配置される複数のＬＥＤ素子２１ａは直列に接続されて、駆動電圧が供給される。同様に、導光板１７の入光部の第２領域１７ｂに対応して配置される複数のＬＥＤ素子２１ｂも直列に接続されて、駆動電圧が供給される。ＬＥＤ駆動回路５０は、コントローラ６０に制御にしたがいＬＥＤ素子２１ａ群またはＬＥＤ素子２１ｂ群のいずれかに対して駆動電圧を供給する。ＬＥＤ駆動回路５０は、ＬＥＤ素子２１ａ、２１ｂに供給する電圧を生成する電源回路を備えている。コントローラ６０は、例えば、ユーザの指示またはセンサ出力に基づき、ＬＥＤ素子２１ａ群またはＬＥＤ素子２１ｂ群のいずれかに駆動電圧を供給するようＬＥＤ駆動回路５０を制御する。
【００２７】
２．動作
以上のように構成される照明装置１０の動作を説明する。最初に、ＬＥＤ素子２１ａ、２１ｂからの光が導光板１７及びレンズアレイ１５により照明光に変換され、出力される際の動作を説明する。
【００２８】
ＬＥＤ基板２３に配置されたＬＥＤ素子２１ａ、２１ｂからの光は、導光板１７の周縁の入光部から導光板１７内に入射される。図９は、ＬＥＤ素子２１ａから、フラット面状に形成された導光板１７の入光部の第１領域１７ａに入射された光の進行方向を説明するための図である。図１０は、ＬＥＤ素子２１ｂから、導光板１７の入光部においてプリズムが形成された第２領域１７ｂへ入射された光の進行方向を説明するための図である。図１１（ａ）は、フラット面状に形成された第１領域１７ａに対して光を入射したときの、導光板１７の照度分布を示した図であり、図１１（ｂ）は、プリズム状に形成された第２領域１７ｂに対して光を入射したときの、導光板１７の照度分布を示した図である。
【００２９】
図９に示すように、フラット面状に形成された第１領域１７ａに入射した光は拡散せずに、主として導光板１７内を導光板１７の中心Ａに向かって伝搬する。このため、各第１領域１７ａにおいてＬＥＤ素子２１ａから光を入射した場合、導光板１７の中心部付近に光が伝搬し、図１１（ａ）に示すように、中心部付近から出射光の照度が高くなる。
【００３０】
一方、図１０に示すように、プリズム状に形成された第２領域１７ｂに入射した光は、プリズムにより屈折され、拡散して導光板１７内を伝搬する。このため、各第２領域１７ｂにおいてＬＥＤ素子２１ｂから光を入射させた場合、図１１（ｂ）に示すように、導光板１７の中心部よりも周縁部付近を通過する光が多くなる。このため、図１１（ａ）に示す場合、導光板１７の中心部よりも周縁部付近の出射光の照度が高くなっている。
【００３１】
このように、導光板１７の第１領域１７ａから光を入射する場合と、導光板１７の第２領域１７ｂから光を入射する場合とで、導光板１７からの出射する光の配光特性を変化させることができる。すなわち、コントローラ６０により、ＬＥＤ素子群２１ａまたはＬＥＤ素子群２１ｂのいずれを駆動させるかを切り替えることにより、導光板１７に対して入射光を入射させる領域（第１領域１７ａまたは第２領域１７ｂ）を切り替えることができる。
【００３２】
以上のように、本実施形態の照明装置１０によれば、物理的な構成を変更せずに導光板１７からの出射光の配光特性を容易に切り替えることができる。照明装置の光学部材を機械的に駆動せずに配光特性を容易に切り替えることができ、コストを低減でき、信頼性を向上できる。また、例えば、水中での使用時と空気中での使用時において、配光特性を切り替えて使用することにより、それぞれの環境に応じた配光特性を持つ照明装置を実現できる。
【００３３】
また、コントローラ６０により、ＬＥＤ素子群２１ａまたはＬＥＤ素子群２１ｂのいずれを駆動させるかを切り替えるのではなく、ＬＥＤ素子群２１ａとＬＥＤ素子群２１ｂの駆動電圧の比率を変化させることにより、配光特性を微妙に調整することも可能である。
【００３４】
図１２は、導光板１７の入光部の第１領域１７ａ（フラット面状に形成された領域）に入射光を入射したときの照度分布のシミューション結果を示した図である。図１２（ａ）は、導光板１７の出射面の照度分布を示す。図１２（ｂ１）、（ｂ２）はそれぞれ、水中及び空気中での１ｍ先の地点の照度分布のシミューション結果を示した図である。水中と空気中では屈折率が異なる。このため、水中と空気中では１ｍ先の地点の照度分布も異なっている。すなわち、空気中では、中心部の照度がやや高くなっているのに対して、水中では、中心部は照度がやや低く、周縁部の照度がやや高くなる。
【００３５】
図１３は、導光板１７の入光部の第２領域１７ｂ（プリズム状に形成された領域）に入射光を入射したときの照度分布のシミューション結果を示した図である。図１３（ａ）は、導光板１７の出射面の照度分布を示す。図１３（ｂ１）、（ｂ２）はそれぞれ、水中及び空気中での１ｍ先の地点の照度分布のシミューション結果を示した図である。図１３（ｂ１）、（ｂ２）に示す例でも、水中と空気中では、１ｍ先の地点の照度分布が異なっていることがわかる。
【００３６】
図１１に示すように、入射光を入光部の第１領域１７ａへ入射させた場合の方が、入射光を入光部の第２領域１７ｂへ入射させた場合よりも、より中心部の照度が高くなる傾向を有する。また、水中においては空気中よりも導光板１７の中心部の照度が低くなる傾向にある。これらの点を勘案し、水中における使用時には入射光を入光部の第１領域１７ａへ入射させ、空気中における使用時には入射光を入光部の第２領域１７ｂへ入射させるように、入射光を入射する領域を切り替えることにより、水中及び空気中の双方に適した配光特性を持つ照明を実現することができる。
【００３７】
２．１  第１及び第２領域の他の例
以下、第１及び第２領域の他の構成例について説明する。
【００３８】
（１）構成例１
上記の例では、導光板１７内部へ拡散させない光を入射させる第１領域の形状をフラットな面状にしたが、第１領域の形状はこれに限定されない。例えば、図１４に示すように、第１領域に凸レンズを形成してもよい。この場合、導光板１７の入光部において、凸レンズを形成した第１領域１７ｃと、プリズムを形成した第２領域１７ｂとを交互に配置する。第１領域をこのように構成しても図１５に示すように、フラット面状に形成された第１領域１７ａの場合と同様に、導光板１７内に入射する光は集光した光となり、拡散せずに導光板１７内を伝搬する。すなわち、図１６に示すように、凸レンズを形成した領域１７ｃへ光を入射した場合、プリズムを形成した第２領域１７ａに入射光を入射した場合よりも、より中心部の照度が高くなる。このため、フラット面状に形成された第１領域１７ａの場合と同様の効果が得られる。よって、第１領域を凸レンズ状に形成しても、プリズム状に形成された第２領域と異なる配光特性が得られるため、配光特性の切り替えが可能となる。
【００３９】
図１７は、導光板１７の入光部の第１領域１７ｃ（凸レンズ状に形成された領域）に入射光を入射したときの照度分布のシミューション結果を示した図である。図１７（ａ）は、導光板１７の出射面の照度分布を示す。図１７（ｂ１）、（ｂ２）はそれぞれ、水中及び空気中での１ｍ先の地点の照度分布のシミューション結果を示した図である。
【００４０】
図１８（ａ）（ｂ）は、水中及び空気中の環境下で、導光板１７の入光部の第１領域１７ｃ（凸レンズ状に形成された領域）及び第２領域１７ｂ（プリズム状に形成された領域）に入射光を入射したときのそれぞれの照度分布のシミューション結果をグラフ化した図である。図１８（ａ）は、水中での、第１領域１７ｃ（凸レンズ状に形成された領域）または第２領域１７ｂ（プリズム状に形成された領域）に入射光を入射したときの１ｍ先の地点の照度分布のシミューション結果をグラフ化した図である。図１８（ｂ）は、空気中での、第１領域１７ｃ（凸レンズ状に形成された領域）または第２領域１７ｂ（プリズム状に形成された領域）に入射光を入射したときの１ｍ先の地点の照度分布のシミューション結果をグラフ化した図である。
【００４１】
図１８（ａ）（ｂ）に示す特性を考慮して、図１８（ｃ）に示すように、照明装置１０の水中での使用時には、第１領域１７ｃに入射光を入射し、照明装置１０の空気中での使用時には、第２領域１７ｂに入射光を入射することで、水中と空気中で同等の配光特性を実現できる。具体的には、コントローラ６０は、照明装置１０の水中での使用時には、ＬＥＤ素子２１ａ群を発光させ、照明装置１０の空気中での使用時には、ＬＥＤ素子２１ｂ群を発光させるようにＬＥＤ駆動回路５０を制御すればよい。
【００４２】
（２）構成例２
上記の例では、図６（ｂ）または図１４に示すように、導光板１７の入光部において形状を異ならせた第１領域１７ａ、１７ｃと第２領域１７ｂを交互に配置し、導光板１７の形状によって導光板１７内部に入射した光の配光を異ならせていた。しかし、導光板１７内部に入射した光の配光を異ならせるために、必ずしも第１領域と第２領域の間で、導光板１７の入光部の形状を異ならせる必要はない。
【００４３】
例えば、図１９に示すように、導光板１７の入光部において、第１領域及び第２領域の双方ともフラットな面状に形成してもよい。この場合、第１領域及び第２領域それぞれに対向して配置するＬＥＤ素子２１ａ、２１ａの配光特性を異ならせる。すなわち、第１領域に対向して配置するＬＥＤ素子２１ａとして、図７（ａ）に示すような標準タイプのＬＥＤ素子や図７（ｃ）に示すような狭い配光タイプのＬＥＤ素子を用い、第２領域に対向して配置するＬＥＤ素子２１ｂとして、図７（ｂ）に示すような広い配光タイプのＬＥＤ素子を用いる。コントローラ６０は、ＬＥＤ素子群２１ａまたはＬＥＤ素子群２１ｂのいずれかを駆動するようＬＥＤ駆動回路５０を制御する。ＬＥＤ素子群２１ａが発光するように制御された場合（図１９（ａ）参照）、導光板１７内部において入射光は拡散せず、中心Ａに向かって伝搬し、これにより中心部の照度が比較的高くなる。一方、ＬＥＤ素子群２１ｂが発光するように制御された場合（図１９（ｂ）参照）、導光板１７内部において入射光は拡散し、導光板１７の中心部からずれた外周部付近を伝搬し、これにより外周部の照度が比較的高くなる。この構成によっても、照明装置の光学部材を機械的に駆動せずに配光特性を容易に切り替えることができ、コストを低減でき、信頼性を向上できる。
【００４４】
３．効果、等
以上のように本実施形態の照明装置１０は、複数のＬＥＤ素子２１ａ、２１ｂ（発光素子の一例）と、入光部を介してＬＥＤ素子からの光を入射し、入射した光を内部に伝搬させ出射面から出射する導光板１７と、導光板１７から出射された光を受けてレンズアレイ１５（レンズ部材の一例）と、を備える。導光板１７は、光を入射する第１領域１７ａ、１７ｃと、光を入射する第２領域とを備える。第１領域１７ａ、１７ｃは、第１領域１７ａ、１７ｃから導光板１７内へ入射した光が第１の配光特性を有するような領域である。第２領域１７ｂは、第２領域１７ｂから導光板１７内へ入射した光が第１の配光特性よりも広い第２の配光特性を有するような領域である。第１領域１７ａ、１７ｃと第２領域１７ｂとは規則正しく配置される。第１領域１７ａ、１７ｃ及び第２領域１７ｂのそれぞれに対向して各ＬＥＤ素子２１ａ、２１ｂが配置される。
【００４５】
照明装置１０は、第１領域１７ａ、１７ｃに対向して配置されるＬＥＤ素子２１ａ群と、第２領域１７ｂに対向して配置されるＬＥＤ素子２１ｂ群とのいずれか一方を選択的に駆動するＬＥＤ駆動回路５０を備えてもよい。
【００４６】
以上の構成により、第１領域１７ａ、１７ｃから入射した光は導光板内部において第１の配光特性に応じた方向に伝搬する。また、第２領域１７ｂから入射した光は導光板内部において第２の配光特性に応じた方向に伝搬する。このように導光板内の伝搬方向が異なるため、導光板から出射する光の照度分布すなわち配光特性が異なる。
【００４７】
例えば、第１の配光特性が狭い配光を示す場合、入射した光は導光板１７の中心方向に向かって伝搬する。この場合、第１領域１７ａから光を入射した場合、導光板１７の中心部の照度が比較的高くなる。これに対して、第２の配光特性はより広い配光を示し、入射した光が拡散するような場合、入射した光は、導光板内の外周部付近を伝搬する。このため、第２領域１７ｂから光を入射した場合、導光板１７の外周部の照度が比較的高くなる。
【００４８】
このように、本実施形態の照明装置１０によれば、光を入射する領域を第１領域１７ａ、１７ｃまたは第２領域１７ｂに切り替えることにより、導光板１７の出射光の照度分布すなわち配光特性を切り替えることが可能となる。すなわち、照明装置１０によれば、レンズアレイ１５等の光学部材を機械的に駆動させることなく、照明光の配光特性を切り替えることができるため、可動部材を機械的に駆動するための駆動部材を設ける必要がなく、製造コストを抑制できる。また、可動部材や駆動部材がないことから信頼性も向上できる。
【００４９】
（実施の形態２）
実施の形態１で示した照明装置の適用例を説明する。図２０は、実施の形態１の照明装置１０を備えた水中画像撮影装置を示した図である。水中画像撮影装置１００は、水中に潜水可能であり、水中を移動しながら水中の画像を撮影し、記録媒体に記録することができる。
【００５０】
水中画像撮影装置１００はフレーム１０３を備え、フレーム１０３に、水中を移動するための推進手段として複数のスクリュー１０５が種々の向きに取り付けられている。さらに、フレーム１０３には、画像を撮影するための防水機能を有する複数のカメラ１１０も取り付けられている。カメラ１１０は、撮影により生成した画像データを記録媒体（例えば、メモリカード）に格納する。
【００５１】
水中画像撮影装置１００は、各スクリューの回転数を制御することで所望の方向に進むことができる。水中画像撮影装置１００は、被写体に対して照明装置１０から照明光を照射し、カメラ１１０により画像を撮影する。
【００５２】
このような水中画像撮影装置１００は例えば橋桁やダムの点検に使用可能である。橋桁やダムの壁等を点検する場合に、水上に露出した部分から水没した部分へと連続して点検する場合がある。このような場合に、本実施形態の照明装置１０によれば、水上に露出した部分の画像を撮影する場合と、水中にある部分の画像を撮影する場合とで、照明光の配光特性をそれぞれの環境に応じた特性に切り替えることができる。このため、水上に露出した部分及び水没した部分の双方において、良質な画像を撮影することができる。
【００５３】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、上記の実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【００５４】
実施の形態１では、異なる２つの配光特性を得るため、第１領域と第２領域とで導光板１７の入光部の形状を異ならせる例（図６、図１４）、及び、第１領域と第２領域とで発光素子の配光特性を異ならせる例（図１９）を説明した。それらの考え方を組み合わせても良い。すなわち、図６または図１４に示すように第１領域１７ａまたは１７ｃと第２領域１７ｂとで導光板１７の入光部の形状を異ならせた上で、さらに、第１領域と第２領域１７ａまたは１７ｃに対して、図１９に示すように配光特性の異なる発光素子２１ａ、２１ｂを対向させて配置してもよい。
【００５５】
上記の実施形態においては、第１領域１７ａ又は１７ｃと第２領域１７ｂとを交互に（１つおきに）配置したが、第１領域と第２領域の配置はこれに限定されない。例えば、１つの第１領域１７ａ又は１７ｃと、２つの第２領域１７ｂとを交互に配置してもよい。すなわち、所定数の第１領域１７ａ又は１７ｃと、所定数の第２領域１７ｂとが交互に配置されればよい。
【００５６】
上記の実施形態において、ＬＥＤ素子２１ａ群とＬＥＤ素子２１ｂ群のいずれかを駆動させるかはコントローラ５０が制御した。コントローラ５０は、スイッチを介したユーザに指示に基づき、駆動すべきＬＥＤ素子群を切り替えてもよい。または、コントローラ５０は、所定の状態（例えば、照明装置が水中にある状態）を検知するセンサから検知信号を受信し、その検知信号の内容に基づき、駆動すべきＬＥＤ素子群を切り替えてもよい。
【００５７】
上記の実施形態において、導光板１７の第２領域１７ｂに形成されるプリズムや第１領域１７ｃに形成される凸レンズに関して、それらの形状、大きさ、数を適宜調整することで配光特性を所望のものに設定することができる。
【００５８】
上記の実施形態では、導光板１７の入光部において２種類の領域（第１及び第２領域１７ａ、１７ｂ）を配置したが、入射した光の配光特性が異なる３種類以上の領域を配置してもよい。これにより、導光板１７の出射光の配光特性を多段階に切り替えることができる。
【００５９】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【００６０】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００６１】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本開示は、照明光の配光特性を切り替えることができ、照明装置に有用できる。本開示は、例えば、水中および空気中の双方の環境において使用する照明装置に適用できる。
【符号の説明】
【００６３】
１０  照明装置
１１  カバー
１５  レンズアレイ
１５ａ  レンズ
１７  導光板
１７ａ  第１領域（集光した光が入射してくる領域）
１７ｂ  第２領域（拡散した光が入射してくる領域）
１７ｘ  凹状反射部
１９  反射板
２１ａ、２１ｂ  ＬＥＤ素子
２３  ＬＥＤ基板
２５  ベース部
５０  ＬＥＤ駆動回路
６０  コントローラ
１００  水中画像撮影装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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