(57)【要約】  照明装置は、発光素子と、第１レンズと、第２レンズとを有する。第１レンズは、発光素子に対向し、光を照射する照射口と、第１入射面と、第２入射面と、第１反射面と、第２反射面とを有する。第２レンズは照射口に対向している。第１入射面は、発光素子に対向し、発光素子からの光を照射口に導く。第２入射面は、第１入射面を通過しない光を第１レンズの外周方向に導く。第１反射面は、第２入射面からの光を反射して照射口に導く。第２反射面は、第１入射面を通過後に照射口に向かう方向から反れた光と、第１反射面で反射後に照射口に向かう方向から反れた光とを、反射して照射口に導く。
2015198527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子に対向し配置され、光を照射する照射口を有する第１レンズと、
前記照射口に対向して配置された第２レンズと、を備え、
前記第１レンズは、
前記発光素子に対向し、前記発光素子からの光を前記照射口に導く第１入射面と、
前記第１入射面を通過しない光を前記第１レンズの外周方向に導く第２入射面と、
前記第２入射面からの光を反射して前記照射口に導く第１反射面と、
前記第１入射面を通過後に前記照射口に向かう方向から反れた光と、前記第１反射面で反射後に前記照射口に向かう前記方向から反れた光とを、反射して前記照射口に導く第２反射面と、をさらに有する、
照明装置。
【請求項２】
前記第２レンズは、光軸から入射した前記光を一定の範囲へ出射する、
請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１レンズは、前記入射した光を集め照射する、
請求項１記載の照明装置。
【請求項４】
前記第１レンズの側面には段差が設けられている、
請求項１記載の照明装置。
【請求項５】
前記照射口の形状は、四角形で、一辺に段差がある、
請求項１記載の照明装置。
【請求項６】
前記照射口の四角形の辺の部分は、前記第１レンズの側面へ向かってテーパとなっている、
請求項１記載の照明装置。
【請求項７】
前記テーパは、階段状となっている、
請求項６記載の照明装置。
【請求項８】
前記第１レンズの前記照射口は、四角形、楕円、或いは半円、半楕円形状のいずれか１つから、一部分が欠けた形状を有する、
請求項１記載の照明装置。
【請求項９】
複数の前記発光素子と、
前記複数の発光素子のそれぞれに対向し配置され、前記照射口をそれぞれ有する複数の前記第１レンズと、
前記複数の前記第１レンズのそれぞれの前記照射口に対向して配置された複数の前記第２レンズと、を備えた、
請求項１記載の照明装置。
【請求項１０】
前記複数の第１レンズのそれぞれの前記照射口の中心位置と、前記複数の第２レンズのそれぞれの中心軸とのズレ寸法が、前記照明装置における位置により異なる、
請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記複数の第１レンズの前記照射口のうち、少なくとも１つはそれ以外とは異なる形状を有する、
請求項９に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記複数の第１レンズの１つと前記複数の第２レンズの１つとが、レンズユニットを構成することで、複数のレンズユニットを備え、前記複数のレンズユニットは、それぞれ異なる光照射範囲を有する、
請求項９に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記異なる光照射範囲を合成して、段差のある光照射範囲となるように、前記複数のレンズユニットが配置されている、
請求項１２に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記第１レンズの複数の前記照射口はそれぞれ、四角形、楕円、半円、半楕円形状のいずれか１つから、一部分が欠けている形状を有する、
請求項９に記載の照明装置。
【請求項１５】
複数の発光素子と、
前記複数の発光素子のそれぞれに対向し配置されるとともに、光を照射する照射口を有する複数の第１レンズと、
前記複数の照射口のそれぞれに対向して配置された複数の前記第２レンズと、を有し、
前記複数の第１レンズの１つと前記複数の第２レンズの１つとが、レンズユニットを構成することで、複数のレンズユニットを有し、前記複数のレンズユニットが、それぞれ異なる光照射範囲を有する照明装置を準備するステップと、
前記複数の発光素子のそれぞれを点灯、消灯することで、前記複数のレンズユニットにより所望の光照射範囲に光を照射するステップと、を備えた、
照明方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置と照明方法に関し、特に、車両用の照明装置（ヘッドランプ）と照明方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた照明装置１００が車両用ヘッドランプとして用いられている（例えば、特許文献１）。【０００３】
図１は、照明装置１００の断面図である。照明装置１００は、発光素子１０と、基板１１と、反射板１２とを有する。ＬＥＤ光源１０から発射された光は、反射板１２で反射され、開口１３を通して、前方へ照射される。【０００４】
発光素子１０は、高出力のＬＥＤを含む点光源である。この点光源に対して、光学的設計により反射板１２の形状が設計されている。発光素子１０は高出力のＬＥＤを含むので、大きい熱量を発生する。そのため、基板１１や、その下部に冷却機構（図示せず）が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−５３７６６５号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、ＬＥＤを含むにも関わらず、薄型であり、特別の放熱構造が不要な照明装置を提供する。
【０００７】
本発明の照明装置は、発光素子と、第１レンズと、第２レンズとを有する。第１レンズは、発光素子に対向し、光を照射する照射口と、第１入射面と、第２入射面と、第１反射面と、第２反射面とを有する。第２レンズは照射口に対向している。第１入射面は、発光素子に対向し、発光素子からの光を照射口に導く。第２入射面は、第１入射面を通過しない光を第１レンズの外周方向に導く。第１反射面は、第２入射面からの光を反射して照射口に導く。第２反射面は、第１入射面を通過後に照射口に向かう方向から反れた光と、第１反射面で反射後に照射口に向かう方向から反れた光とを、反射して照射口に導く。
【０００８】
この構成では、第１レンズが光を照射口へ集め、第２レンズが光を照射するので、光の利用効率高く、出力を抑えることができる。また、反射板を用いないので小型で薄型の照明装置になる。また、特別な放熱構造も不要である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、従来の照明装置の断面図である。
【図２】図２は、実施の形態１による照明装置の断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２におけるＡ部の拡大断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図２に示す照明装置を矢印Ｂの方向から見たときの平面図である。
【図４】図４は、図２に示す照明装置のレンズ要素部の１ユニット（照明ユニット）の断面図である。
【図５】図５は、図２に示す照明装置の第１レンズ内における光の進路を示す模式図である。
【図６】図６は、図２に示す照明装置の第２レンズに入射した光の進路を示す模式図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図２に示す照明装置で、第２レンズが配置されていないときの光の放射特性を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図２に示す照明装置で、第２レンズの光軸中心が第１レンズの照射口の中心と同位置の場合の光の放射特性を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図２に示す照明装置で、第２レンズの光軸中心が第１レンズの照射口の中心に対して０．４ｍｍ右にずれている場合の光の放射特性を示す図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、図２に示す照明装置で、第２レンズの光軸中心が第１レンズの照射口の中心に対して０．８ｍｍ右にずれている場合の光の放射特性を示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、図２に示す照明装置の第１レンズの形状式に用いられる変数を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図２に示す照明装置の第２レンズの形状式に用いられる変数を示す図である。
【図９】図９は、図２に示す照明装置における第１レンズの第１反射面の形状を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図４に示す照明ユニットの第１レンズの照射口と第２レンズとの位置関係を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、第１レンズの照射口と第２レンズとの位置関係が、図１０Ａに示す位置にある場合の照射面での照度分布を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、図３Ｂに示す照明装置における第２レンズの配置を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、実施の形態１による照明装置における第２レンズの光軸中心と第１レンズの照射口の中心とのズレ寸法を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、実施の形態１による照明装置で、ロービームＬｏ−１の発光素子のみが点灯した際の光分布を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、実施の形態１による照明装置で、ロービームＬｏ−１１の発光素子のみが点灯した際の光分布を示す図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、実施の形態１による照明装置で、Ｌｏ−２０の発光素子のみが点灯した際の光分布を示す図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、実施の形態１による照明装置で、ハイビームＨｉ−１の発光素子のみが点灯した際の光分布を示す図である。
【図１２Ｅ】図１２Ｅは、実施の形態１による照明装置で、ハイビームＨｉ−１１の発光素子のみが点灯した際の光分布を示す図である。
【図１２Ｆ】図１２Ｆは、実施の形態１による照明装置でハイビームＨｉ−２０の発光素子のみが点灯した際の光分布を示す図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、実施の形態１による照明装置で、ロービームＬｏ−１からロービームＬｏ−２０までに対応する発光素子が点灯した際の照明装置から２５ｍ先の光分布を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａに示す場合の配光分布を示す図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、実施の形態１による照明装置で、ハイビームＨｉ−１からハイビームＨｉ−２０までに対応する発光素子が点灯した際の照明装置から２５ｍ先の光分布を示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１４Ａに示す場合の配光分布を示す図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、実施の形態１による照明装置で、全ての発光素子が点灯した際の照明装置から２５ｍ先の光分布を示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａに示す場合の配光分布を示す図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、第１レンズの照射口の中心点と第２レンズの光軸の中心とが等しい１個の照明ユニットの第１レンズの照射口と第２レンズとの位置関係を示す図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａのモデルでの照明装置から２５ｍ先の光分布を示す図である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、図１６Ｂに示す場合の配光分布を示す図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、図１６Ａ〜図１６Ｃの照明ユニットにおいて第２レンズを右方向（ｘプラス方向）に０．２ｍｍずつ、０．８ｍｍまで移動したときのｘ方向の配光特性の変化を示す図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、図１７Ａの配光の和の配光特性を示す図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、図１６Ａ〜図１６Ｃの照明ユニットにおいて第２レンズを下方向（ｙマイナス方向）に０．１ｍｍずつ、０．４ｍｍまで移動したときのｘ方向の配光特性の変化を示す図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、図１８Ａの配光の和の配光特性を示す図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、長方形の同一形状照射口を有する第１レンズにて構成された実施の形態１による照明装置の照射口の形状を示す図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、実施の形態１による照明装置におけるすれ違いビーム（ロービーム）の照度分布等高線を示す図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、形状の異なる照射口を有する第１レンズにて構成された実施の形態２による照明装置の照射口の形状を示す図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、実施の形態２による照明装置におけるすれ違いビーム（ロービーム）の照度分布等高線を示す図である。
【図２１】図２１は、照明ユニットの配列やＬＥＤの向きを自由にデザインした実施の形態３の照明装置の斜視図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、実施の形態４による照明装置の側面図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、図２２Ａに示す照明装置の他の側面図である。
【図２２Ｃ】図２２Ｃは、図２２Ａに示す照明装置の第１レンズの斜視図である。
【図２２Ｄ】図２２Ｄは、図２２Ａに示す照明装置の第１レンズの照射口を示す平面図である。
【図２２Ｅ】図２２Ｅは、図２２Ａに示す照明装置による光の照射範囲を示す図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、実施の形態４による照明装置の側面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、図２３Ａに示す照明装置の他の側面図である。
【図２３Ｃ】図２３Ｃは、図２３Ａに示す照明装置の第１レンズの斜視図である。
【図２３Ｄ】図２３Ｄは、図２３Ａに示す照明装置の第１レンズの照射口を示す平面図である。
【図２３Ｅ】図２３Ｅは、図２３Ａに示す照明装置による光の照射範囲を示す図である。
【図２３Ｆ】図２３Ｆは、図２３Ｄに示すテーパ部の拡大平面図である。
【図２３Ｇ】図２３Ｇは、図２３Ｄに示すテーパ部の断面図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、実施の形態５による照明装置の側面図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、図２４Ａに示す照明装置の斜視図である。
【図２５Ａ】図２５Ａは、図２４Ａに示す照明装置における１組のレンズユニットの側面図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、図２５Ａに示すレンズユニットの他の側面図である。
【図２５Ｃ】図２５Ｃは、図２５Ａに示すレンズユニットにおける第１レンズの下部の拡大断面図である。
【図２６Ａ】図２６Ａは、図２４Ａに示す照明装置の左側の照明ユニットの光分布を示す図である。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは、図２４Ａに示す照明装置の右側の照明ユニットの光分布を示す図である。
【図２７Ａ】図２７Ａは、図２６Ａ、図２６Ｂに示す右側と左側の照明ユニットの合成光の分布を示す図である。
【図２７Ｂ】図２７Ｂは、図２７Ａに示す合成光の光分強度布を示す図である。
【図２８Ａ】図２８Ａは、図２４Ａに示す照明装置の左側の照明ユニットの他の光分布を示す図である。
【図２８Ｂ】図２８Ｂは、図２４Ａに示す照明装置の右側の照明ユニットの他の光分布を示す図である。
【図２９Ａ】図２９Ａは、図２８Ａ、図２８Ｂに示す右側と左側の照明ユニットの合成光の分布を示す図である。
【図２９Ｂ】図２９Ｂは、図２９Ａに示す合成光の光分強度布を示す図である。
【図３０Ａ】図３０Ａは、図２４Ａに示す照明装置の左側の照明ユニットのさらに他の光分布を示す図である。
【図３０Ｂ】図３０Ｂは、図２４Ａに示す照明装置の右側の照明ユニットのさらに他の光分布を示す図である。
【図３１Ａ】図３１Ａは、図３０Ａ、図３０Ｂに示す右側と左側の照明ユニットの合成光の分布を示す図である。
【図３１Ｂ】図３１Ｂは、図３１Ａに示す合成光の光分強度布を示す図である。
【図３２Ａ】図３２Ａは、図２４Ａに示す照明装置の左側の照明ユニットのさらに他の光分布を示す図である。
【図３２Ｂ】図３２Ｂは、図２４Ａに示す照明装置の右側の照明ユニットのさらに他の光分布を示す図である。
【図３３Ａ】図３３Ａは、図３２Ａ、図３２Ｂに示す右側と左側の照明ユニットの合成光の分布を示す図である。
【図３３Ｂ】図３３Ｂは、図３３Ａに示す合成光の光分強度布を示す図である。
【図３４Ａ】図３４Ａは、図２４Ａに示す照明装置の左側の照明ユニットのさらに他の光分布を示す図である。
【図３４Ｂ】図３４Ｂは、図２４Ａに示す照明装置の右側の照明ユニットのさらに他の光分布を示す図である。
【図３５Ａ】図３５Ａは、図３４Ａ、図３４Ｂに示す右側と左側の照明ユニットの合成光の分布を示す図である。
【図３５Ｂ】図３５Ｂは、図３５Ａに示す合成光の光分強度布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態の説明に先立ち、従来の照明装置における問題点を簡単に説明する。特許文献１の照明装置では、ＬＥＤが１個であり、照度を確保するためには、さらに高出力化することが必要である。しかし、高出力に伴い、発熱量が大きくなる。このため、さらに冷却機構が必要である。また、反射板を含む部分も、光学設計上大きくする必要がある。
【００１１】
（実施の形態１）
図２は、実施の形態１による照明装置２００の断面図である。図３Ａは、図２のＡ部の拡大断面図である。図３Ｂは、図２に示す照明装置をＢ方向から見たときの平面図である。図４は、照明装置２００のレンズ要素部の１ユニットの構成断面図である。
【００１２】
＜照明装置２００＞
照明装置２００は、第１レンズユニット２０と、その上部に位置する第２レンズユニット２１と、第１レンズユニット２０の下部に位置する複数の発光素子２２と、発光素子２２が実装された基板２３とを含む。
【００１３】
発光素子２２は、レーザーダイオードであり、複数個の発光素子２２が基板２３に実装されている。照明装置２００を車両の前方、左右のコーナー部分に取り付けるため、基板２３は、光の放射方向に対して傾斜して配置されている。
【００１４】
第１レンズユニット２０は、複数の発光素子２２のそれぞれに対応して、その上部に対応した位置に配置された複数の第１レンズ２０１を有する。第１レンズユニット２０は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明樹脂を材料として、樹脂成形により複数の第１レンズ２０１を一体化するように製造される。
【００１５】
第２レンズユニット２１は、第１レンズユニット２０の上部に配置され、第１レンズ２０１のそれぞれに対応した位置に配置された複数の第２レンズ２１１を有する。第２レンズユニット２１もまた、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明樹脂を材料として、樹脂成形により複数の第２レンズ２１１を一体化するように製造される。
【００１６】
＜照明ユニット３００＞
図４を参照しながら、照明ユニット３００を説明する。照明ユニット３００は、図２の照明装置２００の一部分であり、第１レンズ２０１と第２レンズ２１１とをそれぞれ１つ含む。
【００１７】
第１レンズ２０１と第２レンズ２１１の間には隙間２４が存在する。隙間２４が広いと配光特性が広くなるため、隙間２４は狭いほうがよい。具体的には、隙間２４は、第２レンズ２１１の厚みの１／２０以下であることが望ましい。
【００１８】
第１レンズ２０１では、下部が上部より大きい。また、第１レンズ２０１の下部には凹部が設けられている。第１レンズ２０１は、この凹部に第１入射面２０２、第２入射面２０３を有する。また、第１レンズ２０１は上部に第１反射面２０４、第２反射面２０５を有する。第２反射面２０５は平面形状の照射口２０６を囲んでいる。第１レンズ２０１の上部は、錐状で、上へ行くに従い直径が小さくなっている。第１レンズ２０１は、上面に照射口２０６を有する。
【００１９】
第１レンズ２０１の照射口２０６の先には、隙間２４を介して、第２レンズ２１１が配置されている。すなわち、照射口２０６は隙間２４を介して、第２レンズ２１１と対向している。照射口２０６から放射された光は第２レンズ２１１の平面形状の入射面２１２に入射し、凸形状の出射面２１３で屈折してコリメートされる。
【００２０】
複数の照明ユニット３００は、図３Ｂに示す照明装置２００において、ハイビームＨｉ用、Ｌｏビーム用として整列されている。ハイビームＨｉ用、Ｌｏビーム用は後で説明する。
【００２１】
＜第１レンズ２０１の光路＞
図５に示す断面図を参照しながら、第１レンズ２０１を通過する光の進路（光路）を説明する。なお、図５は断面図であるが、光の進路を表示するため、斜線を用いていない。光の進路を表示する場合は、他の図も同様である。
【００２２】
第１入射面２０２は、発光素子２２の光軸上に配置されている。第１入射面２０２は、凸レンズ形状をしており、第１入射面２０２を通過した光Ｌ１１、光Ｌ１２、及び光Ｌ１３はコリメートされ、照射口２０６に向かう。光Ｌ１１、光Ｌ１２、及び光Ｌ１３は、コリメートされなくともよいが、照射口２０６へ導かれる必要がある。
【００２３】
第１入射面２０２に入射しない光Ｌ１４、光Ｌ１５、光Ｌ１６は、第２入射面２０３より第１レンズ２０１に入射し、第１反射面２０４で正反射して、照射口２０６に向かう。
【００２４】
第１反射面２０４の形状は、第１反射面２０４で反射した光が、第２反射面２０５に対してほぼ平行に進むように設定されている。しかし、第２入射面２０３付近では、全反射を維持するために、光軸と面の垂線とのなす角が樹脂の臨界角（アクリス樹脂の場合は４２．１５°）以上になるように設定されている。全反射が好ましいが反射でもよい。
【００２５】
光Ｌ１８は、発光素子２２の中心以外から放射され、第１入射面２０２を通過した光である。光Ｌ１９は、発光素子２２の中心以外から放射され、第２入射面２０３を通過した後に、第１反射面２０４で反射された光である。
【００２６】
光Ｌ１８、Ｌ１９や第２入射面２０３近傍の第１反射面２０４で反射した光Ｌ１６などは、一旦、第２反射面２０５で正反射され、照射口２０６に向かう。
【００２７】
光Ｌ１７は、第２入射面２０３と逆方向へ進む光であり、他の光と同様に、照射口２０６へ進む。
【００２８】
発光素子２２の、第１レンズ２０１の照射口中心２０７（第１レンズ光軸２０８とほぼ同じ）に対する傾きθＬは、自由に設定できるが、傾きθＬを５０°以下にすることが望まれる。５０°を超えると照射効率が急激に低下する。
【００２９】
上記からわかるように、第１レンズ２０１は、光を集光するレンズである。
【００３０】
＜第２レンズ２１１の光路＞
図６は、第２レンズ２１１の断面図である。第２レンズ２１１は光軸２１４を有している。実線で示すように、光軸２１４から第２レンズ２１１に入射した光Ｌ２１は、出射面２１３から外部へ出る。この出射光は、全て光軸２１４に対して平行な光となり放射される。
【００３１】
一方、点線で示すように、光軸２１４からずれて入射した光Ｌ２２は、光軸２１４に対して少し傾いた光となり放射される。
【００３２】
光軸２１４から入射して出射面２１３から出射した光Ｌ２１は全て平行な光であるのに対し、光軸２１４からずれて入射して出射面２１３から出射した光Ｌ２２は平行光ではなく、放射角を有する。この放射角は光軸２１４との位置ズレが大きいほど大きくなる。
【００３３】
結局、第２レンズ２１１から出射される光は、一定の範囲に照射されるように方向づけられる。
【００３４】
＜照明ユニット３００の光路＞
図７Ａ〜図７Ｄは、照明ユニット３００の断面図であり、光路を示している。図７Ａは、第２レンズ２１１がない場合の光路を示す。図７Ｂは、第２レンズ２１１の光軸２１４の中心が第１レンズ２０１の照射口中心２０７と同位置の場合の光路を示す。第１レンズ２０１から放射された光の配光角は広く、第２レンズ２１１を通過することにより、光がコリメートされ、狭配光の光線が得られる。
【００３５】
図７Ｃは、図７Ｂに対して、第２レンズ２１１の位置を右に０．４ｍｍずらした場合の放射光の方向の変化を示している。また図７Ｄは、図７Ｂに対して、第２レンズ２１１の位置を右に０．８ｍｍずらした場合の放射光の方向の変化を示している。第２レンズ２１１の厚みは１３ｍｍである。
【００３６】
図７Ｂ〜図７Ｄからわかるように、第１レンズ２０１の照射口中心２０７と第２レンズ２１１の光軸２１４との位置ズレの大きさの変化により、第２レンズ２１１から放射される光の放射方向は変化する。言い換えれば、第１レンズ２０１の照射口中心２０７と第２レンズ２１１の光軸２１４との相対位置を変えることによって、光の放射方向を変化させることができる。
【００３７】
ヘッドランプ用の照明装置２００では、車両同士が、すれ違い時に、各々の運転者がまぶしくならないために、その方向の光を急激に抑えることが求められる。すなわち、すれ違いビームにおけるカットオフライン照度の急激な変化が求められる。
【００３８】
本実施の形態では、第１レンズ２０１の照射口中心２０７と、第２レンズ２１１の光軸２１４とを、少し変化させることで、急激な照度変化を実現できる。
【００３９】
＜第１レンズ２０１の形状、第２レンズ２１１の形状＞
図８Ａ、図８Ｂはそれぞれ、第１レンズ２０１と第２レンズ２１１の部分断面図である。図８Ａは、第１レンズ２０１の形状に関する各変数を示す図であり、図８Ｂは、第２レンズ２１１の出射面２１３の形状式の各変数を示す図である。
【００４０】
（１）第１レンズ２０１の第１入射面２０２の形状
発光素子２２の発光面の中心Ｐ１と第１レンズ２０１の第１入射面２０２までの距離ｒ１は、第１レンズ光軸２０８と、長さが距離ｒ１であるベクトルとのなす角度θ１の関数として式１で与えられる。
【００４１】
ｒ１＝ｔ１＊（ｎ＊ｃｏｓ（β１）−１）／（ｎ＊ｃｏｓ（θ１＋β１）−１）・・・（式１）
ここで、ｎはレンズ材料の屈折率であり、アクリル樹脂の場合の屈折率ｎは１．４９である。角度β１は、第１入射面２０２に入射後の屈折光線と第１レンズ光軸２０８とがなす角度である。距離ｔ１は、第１レンズ光軸２０８上で、発光素子２２と第１入射面２０２との間の距離である。
【００４２】
（２）第１レンズ２０１の第１反射面２０４の形状
発光素子２２の発光面の中心Ｐ１と第１レンズ２０１の第１反射面２０４との間の距離ｒ２は、第１レンズ光軸２０８と距離ｒ２のなす角度θ２の関数として式２で与えられる。
【００４３】
ｒ２＝ｂ＊（１＋ｓｉｎ（β２））／（１−ｃｏｓ（θ２＋β２））・・・（式２）
ここで、距離ｂは、発光面の中心Ｐ１を通り第１レンズ光軸２０８に垂直な線と第１反射面２０４との交点と、発光面の中心Ｐ１との間の距離である。角度β２は、第１反射面２０４で反射した光線と第１レンズ光軸２０８がなす角度である。
【００４４】
（３）反射角θｒの大きさ
第１反射面２０４において、反射角θｒが材料の臨界角θｒｎ（全反射する限界の角度）以下になった場合、第１反射面２０４から外に抜ける光が発生する。そのため、反射角θｒは材料の臨界角θｒｎ以上であることが望ましい。発光素子２２の発光面の幅を考慮して、臨界角θｒｎより少し大きい角度θｒ０に対して、式２において反射角θｒ＜角度θｒ０になる場合は、距離ｒ２は式３で与えられる。また式３におけるｃは式４で、式４におけるｒ０は式５で求められる。
【００４５】
ｒ２＝ｃ＊ｅｘｐ（−θ２＊ｔａｎ（θｒ０））・・・（式３）
ｃ＝ｒ０／ｅｘｐ（（２＊θｒ０＋β２−π）＊ｔａｎ（θｒ０））・・・（式４）
ｒ０＝ｂ＊（１＋ｓｉｎ（β２））／（１−ｃｏｓ（π−２＊θｒ０））・・・（式５）
（４）第１レンズ２０１の第１反射面２０４の形状
図９は、第１レンズ２０１の断面図である。第１レンズ２０１の第１反射面２０４の形状は、図９に示すように、発光素子２２の発光面の中心Ｐ１と照射口中心２０７とを焦点とする楕円４０であってもよい。つまり、楕円４０は、照射口中心２０７と発光素子２２の発光面の中心Ｐ１を中心とする円を繋げて構成されている。この場合でも、反射角θｒは、材料の臨界角θｒｎ以上であることが望ましい。
【００４６】
（５）第２レンズ２１１の出射面２１３の形状
図８Ｂを参照しながら、第２レンズ２１１の出射面２１３の形状式を説明する。第２レンズ２１１の光軸２１４と入射面２１２との交点から出射面２１３までの距離ｒ３は、光軸２１４と、長さが距離ｒ３であるベクトルとのなす角θ３の関数として式６で与えられる。
【００４７】
ｒ３＝（ｎ−１）＊ｔ３／（ｎ−ｃｏｓ（θ３））・・・（式６）
ここで、ｎはレンズ材料の屈折率であり、アクリル樹脂の場合、屈折率ｎは１．４９である。また、ｔ３は第２レンズ２１１の厚みであり、ここでは、例えば１３ｍｍである。
【００４８】
＜第１レンズ２０１と第２レンズ２１１との位置関係＞
次に、図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１１Ａ、図１１Ｂを参照しながら、第１レンズ２０１と第２レンズ２１１との位置関係について説明する。
【００４９】
図１０Ａは、第１レンズ２０１の照射口２０６及び第２レンズ２１１を発光素子２２の方から見た図である。第２レンズ２１１の光軸の中心２１５は、第１レンズ２０１の照射口２０６の照射口中心２０７に対してＸ方向にズレ量ｄｘ、Ｙ方向にズレ量ｄｙだけずれている。
【００５０】
図１０Ｂは、図１０Ａに示す照明ユニット３００から一定距離だけ離れた照射面での照度分布３０を示す図である。照度分布３０の形状は、第１レンズ２０１の照射口２０６の形状と相似形をしている。
【００５１】
第１レンズ２０１の照射口中心２０７と、照度分布３０の中心３１とは、第２レンズ２１１の光軸の中心２１５を中心点として点対称である。
【００５２】
図１１Ａは、第２レンズユニット２１の各々の第２レンズ２１１の配置を示した平面図である。
【００５３】
ロービームＬｏ−１〜Ｌｏ−２０は、すれ違いビームヘッドランプの光を放つために設けられている。これらのロービームは、対向車両用に、ある方向の光を急激にカットする。
【００５４】
ハイビームＨｉ−１〜Ｈｉ−２０は、走行ビームヘッドランプの光を放つために設けられている。これらのハイビームは、車両の走行用に、均質な分布の光を放出する。
【００５５】
図１１Ｂは、各々の第２レンズ２１１の光軸の中心２１５と、第１レンズ２０１の照射口２０６の照射口中心２０７とのズレ量ｄｘ、ズレ量ｄｙを示すグラフである。ロービームＬｏ−１〜Ｌｏ−２０までのｘ方向のズレ量ｄｘは、番号順に０．１ｍｍずつ異なっている。ロービームＬｏ−１では、−１．０ｍｍ、ロービームＬｏ−１１では０ｍｍとなり、ロービームＬｏ−２０では＋０．９ｍｍとなっている。
【００５６】
Ｙ方向のズレ量ｄｙは、ロービームＬｏ−１で−０．４ｍｍであり、ロービームＬｏ−１１まで番号順に−０．０５ｍｍずつ異なり、ロービームＬｏ−１１で−０．５ｍｍとなる。ロービームＬｏ−１２からロービームＬｏ−２０までは−０．３ｍｍと一定の値となっている。第１レンズ２０１の照射口２０６のＹ方向の幅は０．７ｍｍであり、ズレ量ｄｙが−０．３５ｍｍの場合、照度分布の急激な変化を示す上側のラインがちょうど光軸方向と一致する。
【００５７】
ハイビームＨｉ−１〜Ｈｉ−２０のｘ方向のズレ量ｄｘは番号順に０．１ｍｍずつ異なり、ロービームＬｏ−１では、−１．０ｍｍ、ロービームＬｏ−１１では、０ｍｍとなり、ロービームＬｏ−２０では、＋０．９ｍｍとなっている。Ｙ方向のズレ量ｄｙは全て一定で０ｍｍとなっている。
【００５８】
＜光学シミュレーションの結果：個別＞
図１２Ａから図１２Ｆは、上記の条件の照明装置２００に対する光学シミュレーションにより、それぞれのレンズに対応する発光素子２２のみを点灯した場合の照明装置から２５ｍ先の光分布を示す。
【００５９】
図１２Ａ〜図１２Ｆは、それぞれ本実施の形態による照明装置２００において、ロービームＬｏ−１、ロービームＬｏ−１１、ロービームＬｏ−２０、ハイビームＨｉ−１、ハイビームＨｉ−１１、ハイビームＨｉ−２０のそれぞれの光分布に対応する。すなわち、これらの図は、対応する発光素子２２のみが点灯した際の照明装置２００から２５ｍ先の光分布を示している。
【００６０】
図１２Ａから図１２Ｆからわかるように、発光素子２２を１個だけを点灯した場合、照度の高い部分が、照度分布の中央ではなく両サイドにも発生する。これは、第１レンズ２０１において、第１入射面２０２から照射口２０６に導かれた光束と、第１反射面２０４で反射して照射口２０６に導かれた光束とのずれによる（図５参照）。
【００６１】
＜光学シミュレーションの結果：ロービームＬｏ＞
図１３Ａは、照明装置２００において、ロービームＬｏ−１からロービームＬｏ−２０までに対応する発光素子２２が点灯した際の光学シミュレーションによる照明装置から２５ｍ先の光分布を示している。
【００６２】
図１３Ｂは、図１３Ａに示す点灯状態における配光分布を示している。ロービームＬｏ−１〜Ｌｏ−２０に対応する発光素子２２が点灯した状態とは、すれ違いビーム（ロービーム）ヘッドランプの明かりを発生させた状態である。
【００６３】
すれ違いビーム（ロービーム）ヘッドランプの場合、照度が急激に変化するカットオフラインＬｋを設ける必要があり、右側通行の車両の場合、このカットオフラインは中心線を境に右側が少し高くなっていることが望まれる。左側通行の車両の場合、その逆となる。
【００６４】
本実施の形態ではすれ違いビーム（ロービーム）ヘッドランプを構成する第２レンズ２１１の光軸の中心２１５を、第１レンズ２０１の照射口２０６の下部のラインに近い位置に配置することで、図１３Ａに示すように照度分布の上側に照度が急激に変化するカットオフラインＬｋが形成されている。
【００６５】
また第１レンズ２０１の照射口２０６の照射口中心２０７に対する、第２レンズ２１１の光軸の中心２１５のＸ方向のズレ量ｄｘが少しずつ異なることにより、それぞれの第２レンズ２１１から放射された光を重ね合わせることにより、中央部に帯状の高照度領域が形成されている。
【００６６】
＜光学シミュレーションの結果：ハイビームＨｉ＞
図１４Ａは、照明装置２００においてハイビームＨｉ−１〜Ｈｉ−２０に対応する発光素子２２が点灯した際の光学シミュレーションによる照明装置から２５ｍ先の光分布を示している。
【００６７】
図１４Ｂは、図１４Ａに示す点灯状態における配光分布を示している。ハイビームＨｉ−１〜Ｈｉ−２０に対応する発光素子２２が点灯した状態とは、走行ビーム（ハイビーム）ヘッドランプの明かりを発生させた状態である。
【００６８】
第１レンズ２０１の照射口２０６の照射口中心２０７に対する、第２レンズ２１１の光軸の中心２１５のＹ方向のズレ量ｄｙは全て等しく０ｍｍである。また、Ｘ方向のズレ量ｄｘは少しずつ異なっている。そのため、中央部に帯状の高照度領域を有する横方向に長い長方形の照度分布が得られている。
【００６９】
＜光学シミュレーションの結果：ロービームＬｏ＋ハイビームＨｉ＞
図１５Ａは照明装置２００において全ての発光素子２２が点灯した際の光学シミュレーションによる照明装置から２５ｍ先の光分布を示している。図１５Ｂは、図１５Ａに示す点灯状態における配光分布を示している。
【００７０】
走行ビーム（ハイビーム）ヘッドランプとしてこのように全てのＬＥＤを点灯して使用してもよい。この場合、照度分布も上下方向に広がり、最大照度も高くなる。
【００７１】
＜第１レンズ２０１の照射口２０６と第２レンズ２１１の光軸の中心２１５とがずれている場合＞
次に、第１レンズ２０１の照射口中心２０７と第２レンズ２１１の光軸の中心２１５とのズレ量の変化に伴う配光特性の変化について図１６Ａから図１８Ｂを参照しながら説明する。
【００７２】
図１６Ａは、照射口中心２０７と第２レンズ２１１の光軸の中心２１５とが一致した照明ユニット３００において、照射口２０６と第２レンズ２１１との位置関係を発光素子２２の方から見た図である。
【００７３】
図１６Ｂは、図１６Ａに示す照明ユニット３００から放射された光の、照明装置から２５ｍ先の光分布を示している。図１６Ｃは、図１６Ｂに示す光の配光分布を示している。
【００７４】
図１７Ａは、図１６Ａに示す照明ユニット３００において、第２レンズ２１１を右方向（ｘプラス方向）に０．２ｍｍずつ、０．８ｍｍまで移動したときのｘ方向の配光特性の変化を示している。
【００７５】
図１７Ｂは、図１７Ａに示す配光の和の配光特性を示している。
【００７６】
図１８Ａは、図１６Ａに示す照明ユニット３００において、第２レンズ２１１を下方向（ｙマイナス方向）に０．１ｍｍずつ、０．４ｍｍまで移動したときのｙ方向の配光特性の変化を示している。
【００７７】
図１８Ｂは、図１８Ａの配光の和の配光特性を示している。
【００７８】
図１７Ａ及び図１８Ａからわかるように、第１レンズ２０１の照射口中心２０７と第２レンズ２１１の光軸の中心２１５とのズレ量を一定量ずつ変化させると、配光角度もほぼ一定量変化する。
【００７９】
その結果、第１レンズ２０１の照射口中心２０７と第２レンズ２１１の光軸の中心２１５とのズレ量ｄが０．１ｍｍ変化すると、配光角度は約７°変化する。また、配光の形も殆ど変化しない。
【００８０】
このことから、照明装置２００を、車両（自動車）に取り付けた場合に、カーブ時のハンドルの切り替え角度に応じて、第１レンズ２０１、第２レンズ２１１の相対位置を変えることで、配光方向を変えることができる。
【００８１】
このズレ量ｄの変化に対する配光角度のズレ角度θは式７のように、第２レンズ２１１の厚みｔ３に反比例する。
【００８２】
θ＝８５．３＊ｄ／ｔ３・・・・（式７）
式７より、第２レンズ２１１の厚みｔ３が１３ｍｍで、第２レンズユニット２１の移動量が３ｍｍの場合、配光方向を２０°変えることができる。
【００８３】
＜多数の照明ユニットからの光の重ね合わせ＞
図１６Ｂ及び図１６Ｃに示すように、第１レンズ２０１の照射口中心２０７と第２レンズ２１１の光軸の中心２１５とのズレ量がない場合、配光角度が広く、ｘ方向の配光特性においては中央部が暗い配光になり易い。
【００８４】
これに対して、図１７Ｂに示す配光特性では、各ユニットから放射される光の重ね合わせにより、中央部の明かりの落ち込みは無くなり、矩形に近い照度分布が得られる。そのため、多数の照明ユニットを有する照明装置において、第１レンズ２０１の照射口中心２０７と第２レンズ２１１の光軸の中心２１５とのズレ量を、少しずつ異ならせて配置することが好ましい。
【００８５】
（実施の形態２）
図１９Ａは、実施の形態１による照明装置の照射口２０６の形状の平面図である。照射口２０６は、全ての第１レンズ２０１において、長方形の同一形状に形成されている。
【００８６】
図１９Ｂは、実施の形態１の照明装置における照度分布等高線である。つまり図１９Ｂは、図１１Ｂに示すロービームＬｏ−１〜Ｌｏ−２０の位置関係で第２レンズ２１１を配置した時のすれ違いビーム（ロービーム）の照度分布等高線である。
【００８７】
この場合、カットオフラインＬｋが斜めに変化する領域において、ｘ方向の照度変化がゆるくなり、カットオフラインが不明瞭になる領域Ｌが生じる場合がある。
【００８８】
本実施の形態は、この解決策の一例である。以下、図２０Ａ、図２０Ｂを参照しながら本実施の形態について説明する。図２０Ａは、第１レンズ２０１の照射口の形状が複数種類あることを示す平面図である。すなわち、１つの照明装置が複数種類の照射口２０６Ａ〜２０６Ｆを有する。
【００８９】
本実施の形態の照明装置は、２０個の照明ユニット３００を有している。第１レンズ２０１は、６種類の照射口２０６Ａ〜２０６Ｆを有する。Ｎｏ．１からＮｏ．２０までの箇所に、図１１Ｂに示すロービームＬｏ−１〜Ｌｏ−２０の位置関係で第２レンズ２１１が配置されている。
【００９０】
Ｎｏ．１からＮｏ．１２までの１２箇所では、第１レンズ２０１は照射口２０６Ａを有する。Ｎｏ．１３及びＮｏ．１９．Ｎｏ．２０の３箇所では、第１レンズ２０１は、照射口２０６Ａに対して下方向に０．２ｍｍ長い照射口２０６Ｂを有する。Ｎｏ．１４では、第１レンズ２０１は、照射口２０６Ｂに対して、右方向に０．１ｍｍ長い照射口２０６Ｃを有する。Ｎｏ．１５では、第１レンズ２０１は、照射口２０６Ｃに対して右方向に０．１ｍｍ長い照射口２０６Ｄを有する。Ｎｏ．１６では、第１レンズ２０１は、照射口２０６Ｄに対して右方向に０．１ｍｍ長い照射口２０６Ｅを有する。Ｎｏ．１７では、第１レンズ２０１は、照射口２０６Ｅに対して右方向に０．１ｍｍ長い照射口２０６Ｆを有する。
【００９１】
図２０Ｂは、本実施の形態の照明装置における照度分布等高線を示す。つまり図２０Ｂは、第１レンズ２０１の照射口中心２０７と、第２レンズ２１１の光軸の中心２１５とのズレ量ｄを、Ｎｏ．１からＮｏ．２０まで、ｘ方向に０．１ｍｍずつシフトして配置した場合のすれ違いビーム（ロービーム）の照度分布等高線である。
【００９２】
本実施の形態による照明装置においては、全域で明瞭なカットオフラインＬｋが得られ、図１９Ｂで存在した不明瞭な領域Ｌがない。すなわち、図２０Ａのような形状の異なる照射口２０６Ａ〜２０６Ｆを有する複数の第１レンズ２０１を用いて、図２０ＢのようなカットオフラインＬｋを形成することができる。なお説明しない事項は、実施の形態１と同様である。
【００９３】
（実施の形態３）
実施の形態１、２において、第１レンズ２０１の照射口２０６の形状は長方形であったが、四角形、楕円、半円、半楕円形状のいずれか１つから一部分が欠けている形状でもよい。これらの組み合わせにより、自由な形状の照度分布を形成することが可能である。
【００９４】
実施の形態１，２は組み合わせることができる。
【００９５】
＜自由なデザインの構成＞
実施の形態１、２では、第２レンズ２１１の光軸の中心２１５は、第１レンズ２０１の照射口中心２０７に対するズレ量が並びの順番に徐々にずれている。しかし、順番でなく、ランダムずらしてもよい。
【００９６】
また、発光素子２２は、２列に等ピッチに配置されている。しかし、自由に配置しても良い。例えば、円状、Ｓ字状、幾何学形状に配置してもよい。
【００９７】
第１レンズ２０１の長さを場所によって変えることにより、発光素子２２を平面状の基板２３に実装した状態で、照明装置２００を立体的に配置することも可能である。
【００９８】
図２１は、照明装置２００の部分正面図である。図２１に示す照明装置２００は、レンズを２列に配置した領域と１列に配置した領域とを有している。照明ユニット３００の並べ方には自由度があり、自由なデザインが可能である。この場合も、実施の形態１、２で説明した第１レンズ２０１、第２レンズ２１１の関係が成り立てばよい。
【００９９】
また、複数の第１レンズ２０１、複数の第２レンズ２１１はそれぞれ、実施の形態１、２では同じであったが、大きさなど変化させてもよい。多数種類の光源の組み合わせにより照明装置が構成されてもよい。この構成では、発光素子２２の一部に不具合が発生した際にも十分な明かりを照射することが可能である。
【０１００】
以上のように、照明装置の光軸方向に対して発光素子２２の光軸方向を自由に傾けることが可能であり、複数のレンズユニットを自由に配置できる。そのため、自由なデザインが可能である。また、多数の光源の組み合わせによりランプが構成されているため、発光素子２２の一部に不具合が発生した際にも十分な明かりを照射することが可能である。
【０１０１】
（実施の形態４）
以下、図２２Ａ〜図２３Ｇを参照しながら、実施の形態４を説明する。実施の形態１〜３では、複数のレンズユニットを用いている。これに対し、本実施の形態による照明装置５００、６００では、１組のレンズを用いる。
【０１０２】
図２２Ａ、図２２Ｂは、照明装置５００の側面図である。照明装置５００は、第１レンズ５０１と第２レンズ５１１とを有する。発光素子２２は、第１レンズ５０１の下部に位置するが、図面上では見えない。
【０１０３】
図２２Ｃは、第１レンズ５０１の斜視図である。第１レンズ５０１には、側面の上から下まで伸びる段差５２１がある。
【０１０４】
図２２Ｄは、第１レンズ５０１の照射口５０６を示す平面図である。照射口５０６は、第１レンズ５０１から第２レンズ５１１へ光を導く。照射口５０６の長辺には段差５２１が現れている。
【０１０５】
図２２Ｅは、照明装置５００による光の照射範囲５０７を示している。照射範囲５０７には段差がある。照射範囲５０７はロービーム配光であり、照射口５０６と相似な形状を有している。
【０１０６】
照明装置５００の特徴は、上述のように、第１レンズ５０１の側面に段差５２１があることである。照射口５０６にも段差５２１の端部が位置している。
【０１０７】
照明装置５００は、１組の第１レンズ５０１と第２レンズ５１１とで、ロービーム配光を達成できる。ハイビーム用照明装置としては、別の照明装置を用いればよい。
【０１０８】
また、照明装置５００を複数用いてもよい。上記以外は実施の形態１〜３と同様である。
【０１０９】
次に、図２３Ａ〜図２３Ｇを参照しながら、照明装置５００の変形例である照明装置６００について説明する。
【０１１０】
図２３Ａと図２３Ｂは、照明装置６００の側面図である。照明装置６００は、第１レンズ６０１と第２レンズ６１１とを有する。発光素子２２は、第１レンズ６０１の下部に位置するが、図面上では見えない。
【０１１１】
図２３Ｃは、第１レンズ６０１の斜視図である。第１レンズ６０１には、側面の上から下まで伸びる段差６２１がある。
【０１１２】
図２３Ｄは、第１レンズ６０１の照射口６０６を示す平面図である。照射口６０６は、第１レンズ６０１から第２レンズ６１１へ光を導く。照射口６０６の長辺には段差６２１が現れている。
【０１１３】
図２３Ｅは、照明装置６００による光の照射範囲６０７を示している。照射範囲６０７は、ロービーム配光であり、照射口６０６の形状に相当する。
【０１１４】
照明装置５００に対する照明装置６００の違いは、図２３Ｄからわかるように、照射口６０６の周辺部にテーパ部６３１ａ、６３１ｂ、６３２ｃ、６３２ｄがあることである。
【０１１５】
テーパ部６３１ａは、照射口６０６の左辺のコーナー部に形成されている。テーパ部６３１ｂは、照射口６０６の下辺のコーナー部に形成されている。テーパ部６３２ｃは、照射口６０６の右辺のコーナー部に形成されている。照射口６０６の残りの１辺にはテーパはない。テーパ部６３２ｄは、第１レンズ６０１の側面のコーナー部に形成されている。
【０１１６】
図２３Ｆは、テーパ部５３１ａの拡大平面図である。図２３Ｇはテーパ部５３１ａの断面図である。このような階段状の形状により、光が分散される。図２２Ｅと図２３Ｅと比較するとわかるように、照射範囲６０７では、周辺部分が広がっている（ぼやけている）。そのため、照射範囲６０７は照射範囲５０７よりも広い。ロービーム部分６０８はくっきりとし、それ以外の周辺では、光が広がり、ぼやけている。
【０１１７】
（実施の形態５）
次に、図２４Ａ〜図３５Ｂを参照しながら実施の形態５を説明する。図２４Ａは、本実施の形態による照明装置７００の側面図である。照明装置７００は、２つの照明ユニット７０５を有する。２つの照明ユニット７０５は、自動車の照明装置を想定して、左右に配置される。照明ユニット７０５はそれぞれ、複数のレンズユニット７０５ａ〜７０５ｇを有する。図２４Ｂは、図２４Ａと異なる方向（垂直方向）から見た１つの照明ユニット７０５の側面図である。図２５Ａ、図２５Ｂは、照明ユニット７０５に含まれるレンズユニット７０５ａの側面図である。他のレンズユニットも同様である。図２５Ｃは、レンズユニット７０５ａの第１レンズ７０１の下部の拡大断面図である。
【０１１８】
上記実施の形態との相違点は以下のとおりである。下記以外は実施の形態１〜３と同様である。
【０１１９】
（１）実施の形態１〜３では、基板２３は平面状である。これに対し、本実施の形態による照明装置７００では、図２４Ａ、図２４Ｂに示すように、階段状の基板７２３を有する。
【０１２０】
（２）実施の形態１〜３では、発光素子２２は第１レンズ１０１に対して傾斜している。これに対し、照明装置７００では、図２５Ｃに示すように、発光素子２２の発光面は、第１レンズ７０１の下面（第１入射面７０２）に平行である。上述のように、基板７２３が階段状であるため、このような構成が可能である。発光素子２２からの光が、第１レンズ７０１の下面に垂直に入るので、より光の利用効率がよい。
【０１２１】
（３）複数のレンズユニット７０５ａ〜７０５ｇでは、第１レンズ７０１と第２レンズ７１１との位置関係が同じである。
【０１２２】
レンズユニット７０５ａ〜７０５ｇには、それぞれ、光を照射する範囲が決められている。それぞれのレンズユニット７０５ａ〜７０５ｇの下に配置された発光素子２２をオン、オフすることで、光照射範囲を制御することができる。図２４Ａ、図２４Ｂでは、ユニット７０５はそれぞれ、７個のレンズユニット７０５ａ〜７０５ｇを有する。
【０１２３】
図２６Ａ〜図３５Ｂは、レンズユニット７０５ａ〜７０５ｇの下に配置された発光素子２２のオン、オフにより、光の照射範囲を変化させた例を示している。図中の記号Ａ〜Ｇは、レンズユニット７０５ａ〜７０５ｇのそれぞれからの光を示している。ただし、レンズユニットの並び（位置）と光の照射位置とは無関係であり、レンズユニットごとに照射位置が設定されている。
【０１２４】
図２６Ａ、図２８Ａ、図３０Ａ、図３２Ａ、図３４Ａは、左側の照明ユニット７０５の光分布を示している。図２６Ｂ、図２８Ｂ、図３０Ｂ、図３２Ｂ、図３４Ｂは、右側の照明ユニット７０５の光分布を示している。図２７Ａ、図２９Ａ、図３１Ａ、図３３Ａ、図３５Ａは、右側と左側の照明ユニット７０５の合成光の光分布を示している。図２７Ｂ、図２９Ｂ、図３１Ｂ、図３３Ｂ、図３５Ｂは、それぞれ、図２７Ａ、図２９Ａ、図３１Ａ、図３３Ａ、図３５Ａでの光強度分布を示している。
【０１２５】
上記のように異なる光照射範囲を合成して、図２２Ｅ、図２３Ｅに示すような段差のある光照射範囲となるように、複数のレンズユニットを配置することもできる。
【０１２６】
照明装置７００では、それぞれのレンズユニット７０５ａ〜７０５ｇの下に配置された発光素子２２をオン、オフすることで光を照射したくないところの光をカットできる。
【０１２７】
なお、図２５Ａ、図２５Ｂに示すようにレンズユニット７０５ａでは、第１レンズ７０１と第２レンズ７１１とが一体されていてもよい。レンズユニット７０５ｂ〜７０５ｇについても同様である。実施の形態１〜３とは異なり、照明装置７００では第１レンズ７０１と第２レンズ７１１との位置関係をレンズユニットごとに変えないためである。
【０１２８】
図２６Ａ〜図２７Ｂは、全てのレンズユニット７０５ａ〜７０５ｇの下に配置された発光素子２２が点灯された状態を示す。
【０１２９】
図２８Ａ〜図２９Ｂは、左右のレンズユニット７０５ａ〜７０５ｃの下に配置された発光素子２２を消灯し、中央に光を照射させない場合を示す。
【０１３０】
図３０Ａ〜図３１Ｂは、左のレンズユニット７０５ａ〜７０５ｃの下に配置された発光素子２２を消灯し、右のレンズユニット７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｄの下に配置された発光素子２２を消灯した場合を示す。
【０１３１】
図３２Ａ〜図３３Ｂは、左のレンズユニット７０５ａ〜７０５ｇの下に配置された発光素子２２は全点灯で消灯せず、右のレンズユニット７０５ｅ、７０５ｆの下に配置された発光素子２２を消灯した場合を示す。
【０１３２】
図３４Ａ〜図３５Ｂは、左のレンズユニット７０５ａ〜７０５ｇの下に配置された発光素子２２は全点灯で消灯せず、右のレンズユニット７０５ｆ、７０５ｇの下に配置された発光素子２２を消灯した場合を示す。
【０１３３】
このように、レンズユニット７０５ａ〜７０５ｇの下に配置された発光素子２２の点灯、消灯で光の照射範囲を変更でき、所望の範囲にのみ光を照射できる。
【０１３４】
以上の実施の形態は、組み合わせることができる。例えば、実施の形態４のレンズを実施の形態１〜３、５の照明装置に用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明による照明装置は、車両用だけなく、広く乗り物用の照明装置として利用できる。また、建物用の照明装置としても利用できる。
【符号の説明】
【０１３６】
ｄ    ズレ量
ｎ    屈折率
ｂ    距離
１０    発光素子
１１    基板
１２    反射板
１３    開口
２０    第１レンズユニット
２１    第２レンズユニット
２２    発光素子
２３    基板
２４    隙間
３０    照度分布
３１    中心
４０    楕円
Ｈｉ    ハイビーム
Ｌｋ    カットオフライン
Ｌｏ    ロービーム
Ｐ１    中心
ｄｘ    ズレ量
ｄｙ    ズレ量
ｒ１    距離
ｒ２    距離
ｒ３    距離
ｔ１    距離
ｔ３    厚み
１００    照明装置
１０１    第１レンズ
２００    照明装置
２０１    第１レンズ
２０２    第１入射面
２０３    第２入射面
２０４    第１反射面
２０５    第２反射面
２０６，２０６Ａ，２０６Ｂ，２０６Ｃ，２０６Ｄ，２０６Ｅ，２０６Ｆ    照射口
２０７    照射口中心
２０８    第１レンズ光軸
２１１    第２レンズ
２１２    入射面
２１３    出射面
２１４    光軸
２１５    光軸の中心
３００    照明ユニット
５００    照明装置
５０１    第１レンズ
５０６    照射口
５０７    照射範囲
５１１    第２レンズ
５２１    段差
５３１ａ    テーパ部
６００    照明装置
６０１    第１レンズ
６０６    照射口
６０７    照射範囲
６０８    ロービーム部分
６１１    第２レンズ
６２１    段差
６３１ａ    テーパ部
６３１ｂ    テーパ部
６３２ｃ    テーパ部
６３２ｄ    テーパ部
７００    照明装置
７０１    第１レンズ
７０５    照明ユニット
７０５ａ，７０５ｂ，７０５ｃ，７０５ｄ，７０５ｅ，７０５ｆ，７０５ｇ    レンズユニット
７１１    第２レンズ
７２３    基板
Ｌ１１    光
Ｌ１２    光
Ｌ１３    光
Ｌ１４    光
Ｌ１５    光
Ｌ１６    光
Ｌ１７    光
Ｌ１８    光
Ｌ１９    光
Ｌ２１    光
Ｌ２２    光
【図１】
2015198527.tif 000003
【図３Ａ】
2015198527.tif 000004
【図３Ｂ】
2015198527.tif 000005
【図４】
2015198527.tif 000006
【図５】
2015198527.tif 000007
【図６】
2015198527.tif 000008
【図７Ａ】
2015198527.tif 000009
【図７Ｂ】
2015198527.tif 000010
【図７Ｃ】
2015198527.tif 000011
【図７Ｄ】
2015198527.tif 000012
【図８Ａ】
2015198527.tif 000013
【図８Ｂ】
2015198527.tif 000014
【図９】
2015198527.tif 000015
【図１０Ａ】
2015198527.tif 000016
【図１０Ｂ】
2015198527.tif 000017
【図１１Ａ】
2015198527.tif 000018
【図１３Ｂ】
2015198527.tif 000019
【図１４Ｂ】
2015198527.tif 000020
【図１５Ｂ】
2015198527.tif 000021
【図１６Ａ】
2015198527.tif 000022
【図１９Ａ】
2015198527.tif 000023
【図１９Ｂ】
2015198527.tif 000024
【図２０Ａ】
2015198527.tif 000025
【図２０Ｂ】
2015198527.tif 000026
【図２２Ｃ】
2015198527.tif 000027
【図２２Ｄ】
2015198527.tif 000028
【図２２Ｅ】
2015198527.tif 000029
【図２３Ｃ】
2015198527.tif 000030
【図２３Ｄ】
2015198527.tif 000031
【図２３Ｅ】
2015198527.tif 000032
【図２３Ｆ】
2015198527.tif 000033
【図２３Ｇ】
2015198527.tif 000034
【図２５Ｂ】
2015198527.tif 000035
【図２５Ｃ】
2015198527.tif 000036
【図２７Ｂ】
2015198527.tif 000037
【図２９Ｂ】
2015198527.tif 000038
【図３１Ｂ】
2015198527.tif 000039
【図３３Ｂ】
2015198527.tif 000040
【図３５Ｂ】
2015198527.tif 000041
【図２】
2015198527.tif 000042
【図１１Ｂ】
2015198527.tif 000043
【図１２Ａ】
2015198527.tif 000044
【図１２Ｂ】
2015198527.tif 000045
【図１２Ｃ】
2015198527.tif 000046
【図１２Ｄ】
2015198527.tif 000047
【図１２Ｅ】
2015198527.tif 000048
【図１２Ｆ】
2015198527.tif 000049
【図１３Ａ】
2015198527.tif 000050
【図１４Ａ】
2015198527.tif 000051
【図１５Ａ】
2015198527.tif 000052
【図１６Ｂ】
2015198527.tif 000053
【図１６Ｃ】
2015198527.tif 000054
【図１７Ａ】
2015198527.tif 000055
【図１７Ｂ】
2015198527.tif 000056
【図１８Ａ】
2015198527.tif 000057
【図１８Ｂ】
2015198527.tif 000058
【図２１】
2015198527.tif 000059
【図２２Ａ】
2015198527.tif 000060
【図２２Ｂ】
2015198527.tif 000061
【図２３Ａ】
2015198527.tif 000062
【図２３Ｂ】
2015198527.tif 000063
【図２４Ａ】
2015198527.tif 000064
【図２４Ｂ】
2015198527.tif 000065
【図２５Ａ】
2015198527.tif 000066
【図２６Ａ】
2015198527.tif 000067
【図２６Ｂ】
2015198527.tif 000068
【図２７Ａ】
2015198527.tif 000069
【図２８Ａ】
2015198527.tif 000070
【図２８Ｂ】
2015198527.tif 000071
【図２９Ａ】
2015198527.tif 000072
【図３０Ａ】
2015198527.tif 000073
【図３０Ｂ】
2015198527.tif 000074
【図３１Ａ】
2015198527.tif 000075
【図３２Ａ】
2015198527.tif 000076
【図３２Ｂ】
2015198527.tif 000077
【図３３Ａ】
2015198527.tif 000078
【図３４Ａ】
2015198527.tif 000079
【図３４Ｂ】
2015198527.tif 000080
【図３５Ａ】
2015198527.tif 000081
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月5日(2016.10.5)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、照明装置に関し、特に、車両用の照明装置（ヘッドランプ）に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子に対向し配置され、光を照射する照射口を有する第１レンズと、
前記照射口に対向して配置された第２レンズと、を備え、
前記第１レンズは、
前記発光素子に対向し、前記発光素子からの光を前記照射口に導く第１入射面と、
前記第１入射面を通過しない光を前記第１レンズの外周方向に導く第２入射面と、
前記第２入射面からの光を反射して前記照射口に導く第１反射面と、
前記第１入射面を通過後に前記照射口に向かう方向から反れた光と、前記第１反射面で反射後に前記照射口に向かう前記方向から反れた光とを、反射して前記照射口に導く第２反射面と、をさらに有する、
照明装置。
【請求項２】
前記第２レンズは、光軸から入射した前記光を一定の範囲へ出射する、
請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１レンズは、前記入射した光を集め照射する、
請求項１記載の照明装置。
【請求項４】
前記第１レンズの側面には段差が設けられている、
請求項１記載の照明装置。
【請求項５】
前記照射口の形状は、四角形で、一辺に段差がある、
請求項１記載の照明装置。
【請求項６】
前記照射口の四角形の辺の部分は、前記第１レンズの側面へ向かってテーパとなっている、
請求項１記載の照明装置。
【請求項７】
前記テーパは、階段状となっている、
請求項６記載の照明装置。
【請求項８】
前記第１レンズの前記照射口は、四角形、楕円、或いは半円、半楕円形状のいずれか１つから、一部分が欠けた形状を有する、
請求項１記載の照明装置。
【請求項９】
複数の前記発光素子と、
前記複数の発光素子のそれぞれに対向し配置され、前記照射口をそれぞれ有する複数の前記第１レンズと、
前記複数の前記第１レンズのそれぞれの前記照射口に対向して配置された複数の前記第２レンズと、を備えた、
請求項１記載の照明装置。
【請求項１０】
前記複数の第１レンズのそれぞれの前記照射口の中心位置と、前記複数の第２レンズのそれぞれの中心軸とのズレ寸法が、前記照明装置における位置により異なる、
請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記複数の第１レンズの前記照射口のうち、少なくとも１つはそれ以外とは異なる形状を有する、
請求項９に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記複数の第１レンズの１つと前記複数の第２レンズの１つとが、レンズユニットを構成することで、複数のレンズユニットを備え、前記複数のレンズユニットは、それぞれ異なる光照射範囲を有する、
請求項９に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記異なる光照射範囲を合成して、段差のある光照射範囲となるように、前記複数のレンズユニットが配置されている、
請求項１２に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記第１レンズの複数の前記照射口はそれぞれ、四角形、楕円、半円、半楕円形状のいずれか１つから、一部分が欠けている形状を有する、
請求項９に記載の照明装置。
【国際調査報告】
2015198527.tif 000082
2015198527.tif 000083
2015198527.tif 000084