(57)【要約】  照明装置は、複数のＬＥＤ光源と、複数のＬＥＤ光源のそれぞれに対向した複数の開口を有する反射板と、複数の開口のそれぞれに対向し、複数の開口から放射された光を開口に対して垂直な方向に導く複数のレンズを有する。反射板は、複数のＬＥＤ光源と複数のレンズとの間に配置され、複数のＬＥＤ光源から放射された光を集光する。
2015064073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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た複数の開口を有する反射板と、
前記複数の開口のそれぞれに対向し、前記複数の開口から放射された光を前記開口に対して垂直な方向に導く複数のレンズを備え、
前記反射板は、前記複数の発光素子と前記複数のレンズとの間に配置され、前記複数の発光素子から放射された光を集光することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記反射板の複数の前記開口が同一の形状であり、それぞれの前記開口の中心位置とそれらに対向する前記レンズの中心軸とのずれ量が、位置により異なることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記反射板の複数の前記開口の中心位置とそれらに対向する前記レンズの中心軸とのずれ量の最大値が、前記開口の幅の５割まであることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記反射板の複数の前記開口の形状は、前記開口ごとで異なる形状を有すること特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記反射板の複数の開口の形状が、長方形、楕円、或いは半円、半楕円形状のいずれかから一部分が欠けていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
前記レンズは、その外形形状として、複数の半径を有する球状外周面からなることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項７】
前記複数のレンズを有するレンズユニットを前記レンズの中心軸に対して水平方向に駆動するための駆動装置を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の照明装置。
【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。特に、発光ダイオードを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、車両用ヘッドライトとして、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた照明装置１００がある（特許文献１）。【０００３】
図２１は、上記従来の照明装置１００の断面図である。この照明装置１００のＬＥＤ光源１０と、基板１１と、反射板１２と、開口１３とからなる。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】
ＬＥＤ光源１０は、高出力のＬＥＤであり、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の形状が決定されている。高出力のＬＥＤなので、高い熱量を発生する。そのため、基板１１や、その下部（図示せず）に冷却機構を設けている。
【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】
本発明の照明装置は、複数の発光素子と、複数の発光素子に対向した複数の開口部を有する反射板と、複数の開口部に対向し、複数の開口部から放射された光を開口面に対して垂直な方向に集光する複数のレンズと、を有する。上記反射板は、発光素子とレンズの間に配置され、隣接する発光素子から放射された光を遮蔽する。
【０００７】
本発明の照明装置によれば、複数のＬＥＤを用い、それぞれのＬＥＤに対応した開口を有するリフレクターを用いる。さらに、本発明の照明装置によれば、それぞれの開口に対応したレンズを複数用いる。その結果、薄型のＬＥＤ照明装置が実現する。また、本発明の照明装置では、特別な放熱構造が不要である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、実施の形態１の照明装置の断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施の形態１の照明装置の平面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、実施の形態１の照明装置の拡大断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施の形態１のリフレクターユニットの平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、実施の形態１のリフレクターユニットの開口部の拡大平面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施の形態２の照明装置の断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、実施の形態２の照明装置の平面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、実施の形態２の照明装置で、レンズ中心軸３５とＬＥＤ光源中心軸３６とが一致した時の配光角毎の光量分布を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａの時の光の進行状態を説明する断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、実施の形態２の照明装置で、レンズ中心軸３５がＬＥＤ光源中心軸３６より右側へ変位した時の光量分布を示す図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、図４Ｃの時の光の進行状態を説明する断面図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、実施の形態２の照明装置で、レンズ中心軸３５がＬＥＤ光源中心軸３６より左側へ変位した時の光量分布を示す図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは、図４Ｅの時の光の進行状態を説明する断面図である。
【図４Ｇ】図４Ｇは、図４Ａ、図４Ｃ、図４Ｅの条件を有するＬＥＤ光源２２をそれぞれ有する１つの照明装置２００での光量分布を示す図である。
【図４Ｈ】図４Ｈは、図４Ｇの時の光の進行状態を説明する断面図である。
【図５】図５は、実施の形態２の照明装置の光量分布を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施の形態３のリフレクターユニットの開口の拡大平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの時の２５ｍ先の光量分布を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態４の照明装置の断面の斜視図である。
【図８】図８は、実施の形態４の照明装置の分解斜視図である。
【図９】図９は、実施の形態４の照明装置でレンズユニットを移動させた時の光の分布を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、実施の形態４の照明装置でレンズとＬＥＤ光源の位置が一致している状態での、照明装置から２５ｍ先の光分布を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａの時の配光分布を示す図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、実施の形態４の照明装置でレンズをＬＥＤ光源から下方へ０．５ｍｍシフトした状態での、照明装置から２５ｍ先の光分布を示す図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、図１０Ｃの時の配光分布を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、実施の形態４の照明装置でレンズをＬＥＤ光源から右へ１．０ｍｍシフトした状態での、照明装置２００から２５ｍ先の光分布を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａの時の配光分布を示す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、実施の形態４の照明装置でレンズをＬＥＤ光源から右へ２．０ｍｍシフトした状態での、照明装置２００から２５ｍ先の光分布を示す図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、図１１Ｃの時の配光分布を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、実施の形態４の照明装置でレンズをＬＥＤ光源から右方へ１．０ｍｍ、下方へ０．５ｍｍシフトした状態での、照明装置から２５ｍ先の光分布を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２Ａの時の配光分布を示す図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、実施の形態４の照明装置でレンズをＬＥＤ光源から右方へ２．０ｍｍ、下方へ０．５ｍｍシフトした状態での、照明装置から２５ｍ先の光分布を示す図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、図１２Ｃの時の配光分布を示す図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、実施の形態４の照明装置でリフレクターユニットを左に１ｍｍシフトさせた時の照明装置から２５ｍ先の光量分布を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａの時の配光状態を示す図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、実施の形態４の照明装置でリフレクターユニットを左に２ｍｍシフトさせた時の照明装置から２５ｍ先の光量分布を示す図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、図１３Ｃの時の配光状態を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態５の照明装置の断面図である。
【図１５】図１５は、実施の形態５の照明装置の断面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、実施の形態５の図１４のレンズの光の進行を説明する図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、実施の形態５の図１４のレンズの光の進行を説明する図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、実施の形態６の照明装置の断面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、実施の形態６の照明装置のレンズ焦点位置を変化させたときの配光角度と放射強度の関係を示す図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、実施の形態６の照明装置の断面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、実施の形態６の照明装置のレンズ焦点位置を変化させたときの配光角度と放射強度の関係を示す図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、実施の形態６の照明装置の断面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、実施の形態６の照明装置でレンズ焦点がリフレクターユニット上面にある場合のレンズ中心軸とＬＥＤ光源中心の位置ずれ（０．０ｍｍ）時の放射強度との関係を示す図である。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、実施の形態６の照明装置でレンズ焦点がリフレクターユニット上面にある場合のレンズ中心軸とＬＥＤ光源中心の位置ずれ（０．１ｍｍ）時の放射強度との関係を示す図である。
【図１９Ｄ】図１９Ｄは、実施の形態６の照明装置でレンズ焦点がリフレクターユニット上面にある場合のレンズ中心軸とＬＥＤ光源中心の位置ずれ（０．２ｍｍ）時の放射強度との関係を示す図である。
【図１９Ｅ】図１９Ｅは、実施の形態６の照明装置でレンズ焦点がリフレクターユニット上面にある場合のレンズ中心軸とＬＥＤ光源中心の位置ずれ（０．３ｍｍ）時の放射強度との関係を示す図である。
【図１９Ｆ】図１９Ｆは、実施の形態６の照明装置でレンズ焦点がリフレクターユニット上面にある場合のレンズ中心軸とＬＥＤ光源中心の位置ずれ（０．４ｍｍ）時の放射強度との関係を示す図である。
【図１９Ｇ】図１９Ｇは、実施の形態６の照明装置でレンズ焦点がリフレクターユニット上面にある場合のレンズ中心軸とＬＥＤ光源中心の位置ずれ（０．５ｍｍ）時の放射強度との関係を示す図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、実施の形態６の照明装置の断面図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、実施の形態６の照明装置のレンズ焦点がリフレクターユニット上０．５ｍｍにある場合のレンズ中心軸とＬＥＤ光源中心軸の位置ずれ（０．０ｍｍ）時の放射強度との関係を示す図である。
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、実施の形態６の照明装置のレンズ焦点がリフレクターユニット上０．５ｍｍにある場合のレンズ中心軸とＬＥＤ光源中心軸の位置ずれ（０．１ｍｍ）時の放射強度との関係を示す図である。
【図２０Ｄ】図２０Ｄは、実施の形態６の照明装置のレンズ焦点がリフレクターユニット上０．５ｍｍにある場合のレンズ中心軸とＬＥＤ光源中心軸の位置ずれ（０．２ｍｍ）時の放射強度との関係を示す図である。
【図２０Ｅ】図２０Ｅは、実施の形態６の照明装置のレンズ焦点がリフレクターユニット上０．５ｍｍにある場合のレンズ中心軸とＬＥＤ光源中心軸の位置ずれ（０．３ｍｍ）時の放射強度との関係を示す図である。
【図２０Ｆ】図２０Ｆは、実施の形態６の照明装置のレンズ焦点がリフレクターユニット上０．５ｍｍにある場合のレンズ中心軸とＬＥＤ光源中心軸の位置ずれ（０．４ｍｍ）時の放射強度との関係を示す図である。
【図２０Ｇ】図２０Ｇは、実施の形態６の照明装置のレンズ焦点がリフレクターユニット上０．５ｍｍにある場合のレンズ中心軸とＬＥＤ光源中心軸の位置ずれ（０．５ｍｍ）時の放射強度との関係を示す図である。
【図２１】図２１は、従来の照明装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施の形態の説明に先立ち、前述の従来の照明装置の課題を簡単に説明する。特許文献１に記載の照明装置では、ＬＥＤが１個であり、照度を確保するためには、高出力が必要である。また、高出力に伴い、高い発熱を伴う。このため、別途、特別に冷却機構が必要となることに加え、反射板の部分が、光学設計上大きくなる。
【００１０】
以下、ＬＥＤを用いる照明装置として、薄型構造であり、特別の放熱構造が不要な本発明の実施の形態による照明装置について図面を参照しながら説明する。なお各実施の形態において同様の構成には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する場合がある。
【００１１】
（実施の形態１）
実施の形態１の照明装置２００を図１で説明する。図１Ａは、照明装置２００の断面図である。図１Ｂは平面図である。図１Ｃは、照明装置２００の拡大断面図である。
【００１２】
実施の形態１の照明装置２００は、レンズユニット２０と、その下部に位置するリフレクターユニット２１と、その下部に位置する複数の発光素子であるＬＥＤ光源２２と、ＬＥＤ光源２２が実装された基板２３とを含む。ＬＥＤ光源２２は、レーザーダイオードであり、複数個、基板２３に実装されている。
【００１３】
レンズユニット２０は、複数のＬＥＤ光源２２のそれぞれに対応して、その上部の位置に、半球状のレンズを複数個有する。そのレンズは、樹脂成形で製造される。
【００１４】
リフレクターユニット２１は、レンズユニット２０とＬＥＤ光源２２との間に位置する。
【００１５】
複数のＬＥＤ光源２２のそれぞれに対応して、貫通穴が形成されている。貫通穴の上部には、下部より小さい面積の開口が設けられ、光が絞られる。
【００１６】
リフレクターユニット２１は、その内部で光を反射、および、光を集光する反射板である。リフレクターユニット２１は、金属板或いは高反射ポリブチレンテレフタレート樹脂、高反射ポリカーボネート樹脂、高反射ナイロン樹脂、高反射発泡樹脂等の反射率の高い樹脂部材で形成される。
【００１７】
ＬＥＤ光源２２からの光は、リフレクターユニット２１で集められ、リフレクターユニット２１の開口上部２５１から、レンズユニット２０へ導かれる。光は、レンズ２０１によりその方向を真上方向（図では）へ発光される。
【００１８】
図１Ｂは、照明装置２００の平面図である。レンズユニット２０上部に複数の半球状のレンズ２０１が、蜜に配列されている。
【００１９】
図１Ｃは、照明装置２００の拡大断面図であり、開口２５の形状がわかる。照明装置２００の上部に開口上部２５１があり、下部に開口下部２５２がある。照明装置２００の上部に行くほど、開口が狭くなっている。この構造により、ＬＥＤ光源２２からでた光は、絞られる。
【００２０】
図２Ａは、リフレクターユニット２１の平面図である。開口２５が、レンズに対応して設けられている。図２Ｂは、リフレクターユニット２１の１つの開口２５の拡大平面図である。リフレクターユニット２１は、長方形の開口上部２５１と開口下部２５２とを有する。リフレクターユニット２１の厚み方向、上方へ向かって、貫通穴の断面積は、減少している。
【００２１】
実施の形態１では、開口上部２５１の大きさは、２ｍｍ×１ｍｍである。開口下部２５２の大きさは、２ｍｍ×２ｍｍである。レンズ２０１は、半径５ｍｍの非球面状の半球である。開口２５は、図面では左右方向を絞っている。上下方向は絞っていない。
【００２２】
照明装置２００は、複数のＬＥＤ光源２２からなるので、ＬＥＤ光源２２の熱が集中せず、特別な冷却機構は不要である。リフレクターユニット２１の開口２５で光を反射、カットする。その後、レンズユニット２０で光を前方へ送るので、大きな反射板（リフレクター）も不要である。
【００２３】
ＬＥＤ光源２２と、リフレクターユニット２１の開口２５と、レンズ２０１とが１直線上にあるので、光を効率よく発光できる。
【００２４】
（実施の形態２）
図３から図５を用いて実施の形態２を説明する。実施の形態１と異なる部分を説明する。図３Ａは、照明装置２００の断面図である。図３Ｂは、照明装置２００の平面図である。図３Ａは、図１Ａに相当する図である。実施の形態１と異なるのは、レンズ中心軸３５とＬＥＤ光源中心軸３６との位置がずれていることである。照明装置２００の中心軸３８を中心に、左右、上下方向へ位置がずらされている。照明装置２００の端へ行くほど、位置のずらされる量が大きい。
【００２５】
図３Ａでは、ＬＥＤ光源中心軸３６は、端部へ行くにつれて、０．１ｍｍずつ、広がっている。増加量は、一定である必要はない。
【００２６】
図４Ａから図４Ｈでは、この位置ずれの状態での光量分布、光の進行経路を説明する。
【００２７】
光量分布は、光学シュミレーションの結果であり、照明装置２００から２５ｍ先の対象物を想定した場合のデータである。以下の図でも同じである。
【００２８】
図４Ａは、レンズ中心軸３５とＬＥＤ光源中心軸３６とが一致した時の配光角毎の光量分布を示す。図４Ｂは、その時の光の経路を示す断面図である。
【００２９】
図４Ｅは、レンズ中心軸３５がＬＥＤ光源中心軸３６より左側へ変位した時の光量分布を示す。図４Ｆは、その時の光の経路を示す断面図である。
【００３０】
図４Ｃは、レンズ中心軸３５がＬＥＤ光源中心軸３６より右側へ変位した時の光量分布を示す。図４Ｄは、その時の光の経路を示す断面図である。
【００３１】
図４Ａ，図４Ｃ、図４Ｅでは、開口２５の両端からの光が強く、ピークが２つに分裂している。
【００３２】
図４Ｇは、図４Ａ、図４Ｃ、図４Ｅの条件を有するＬＥＤ光源２２をそれぞれ有する１つの照明装置２００での光量分布を示す。図４Ｈは、その時の光の経路を示す断面図である。位置ずれしないもの、位置ずれしたものものから照明装置２００がなる。光は足し合わされるので、図４Ｇのように、頂上部分が均質な光となる。実施の形態２の場合は、実施の形態１の場合より好ましい。
【００３３】
図５は、照明装置において、ＬＥＤ光源２２とレンズ２０１とを、左右に±０．２ｍｍ、±０．３ｍｍ、±０．４ｍｍ、±０．５ｍｍ位置をずらした場合のそれぞれの光量分布を示す。開口上部２５１の左右の幅は、２ｍｍである。
【００３４】
放射強度の頂上での強度差異を３割、３０００ｃｄ程度の範囲に抑えるため、±０．３ｍｍ以上、±０．５ｍｍ以下が好ましい。
【００３５】
つまり、位置ずらしする方向の開口幅の０.６／２＝０．３（３０％）以上、１／２＝０．５（５０％）までが好ましい。これは、一方向での条件であるが、別の方向でも同様のことが言える。
【００３６】
また、上記効果がでるには、光の重なりが必要である。そのため、ＬＥＤ光源２２は、１方向に並ぶ照明装置なら３つ以上、その１方向に並ぶ必要ある。２方向、平面状にＬＥＤ光源２２が並ぶ照明装置２００では、３×３の９個以上のＬＥＤ光源２２が並ぶ必要がある。当然、それらに合ったレンズユニット２０、リフレクターユニット２１も必要である。
【００３７】
（実施の形態３）
図６Ａと図６Ｂを用いて、実施の形態３を説明する。説明しない事項は実施の形態１と同様である。
【００３８】
図６Ａは、リフレクターユニット２１の開口２５を示す図である。レンズユニット２０から見た平面図である。図６Ａは、図２Ｂに相当する図である。
【００３９】
図６Ｂは、このリフレクターユニット２１を用い、照明装置２００を点灯させた時の２５ｍ先の光量分布を示す図である。
【００４０】
開口２５には、カット部２５３が存在する。これは、オートバイや自動車が道路の片方通行（右側通行、または、左側通行）するため、対向車に対して、光を照射しないように設けられている。右側通行の場合は、カット部２５３は、開口２５をレンズユニット２０側から見て、右下に位置する。
【００４１】
図６Ｂからわかるように、この開口上部２５１の形状にしたがって、光が照射される。図６Ｂでは、光の範囲は、制限されている。
【００４２】
オートバイ、自動車以外の照明装置２００でも、必要に応じて、開口上部２５１の形状を変えることで、光の範囲を制限できる。
【００４３】
１つの照明装置２００では、開口形状をそろえる必要はなく、開口面積、形状を場所により変化させ、光の分布を望む形状にできる。
【００４４】
開口部の形状が、縦横の寸法が異なる長方形や楕円、或いは半円や半楕円形状でもよい。開口部の形状がＬ字形であってもよい。それぞれの図形の１部分を塞ぐことで、光をカットしてもよい。
【００４５】
（実施の形態４）
図７と図８を用いて、実施の形態４を説明する。説明しない事項は実施の形態１と同様である。図７は、実施の形態４の照明装置２００の断面の斜視図である。図８は、各部材を分解した時の各部材の斜視図である。
【００４６】
照明装置２００は、レンズ押さえ２６と、レンズユニット２０と、リフレクターユニット２１と、基板２３と、フレーム２４と、駆動リンク２９とを含む。照明装置２００では、この順番に積層されている。
【００４７】
レンズ押さえ２６は、レンズユニット２０をフレーム２４へ押さえるものである。レンズユニット２０は、複数のレンズが一体化されたものである。リフレクターユニット２１は、ＬＥＤ光源２２の上方にあって、ＬＥＤ光源２２の光を集光させるものである。
【００４８】
基板２３は、ＬＥＤ光源２２が実装された基板である。基板２３は、ＬＥＤ光源２２へ電力供給、制御する配線などを有する。フレーム２４は、上記の部材を保持する枠体である。駆動リンク２９は、レンズユニット２０と組み合わされ、レンズユニット２０を移動させるユニットである。駆動リンク２９は、図示しないがモータなどの駆動部と繋がっている。
【００４９】
レンズユニット２０以外の他の部材は、位置決めのための開口や突起があり、位置が固定される。レンズユニット２０は、駆動リンク２９の突起物と組み合わされるが、他の部材に対しては、遊び部分が設けられ、２ｍｍ程度周辺に移動できる。
【００５０】
＜動作＞
動作は、基板２３とリフレクターユニット２１とに対して、レンズユニット２０を相対的に動かす。駆動リンク２９を動かすことで、レンズユニット２０を移動させる。レンズユニット２０でなく、リフレクターユニット２１を動かす場合も同様の構造が取れる。
【００５１】
＜スペクトル＞
図９は、レンズユニット２０を移動させた時の光のスペクトルを示す。縦軸は、放射強度を示し、横軸は、配光角度を示す。レンズユニット２０を０、０．１、０．２、０．３、０．４ｍｍ移動させた時の配光角度と照射強度を示す。０．１ｍｍの移動で約０．７度配光がシフトする。
【００５２】
図１０〜図１２は、照明装置２００から２５ｍ先の地点での光の分布と、配光特性とである。配光特性は、中心に照明装置２００を設置し、０度方向を主出射方向として点灯させた時に、２５ｍ先にある対象面に照射した時の照度の分布を、円周方向に配光角、半径方向を照度として円周座標上に示した特性図である。
【００５３】
図１０Ａは、レンズ２０１とＬＥＤ光源２２とが合っている状態で、照明装置２００から２５ｍ先の位置での光分布を示す図である。図１０Ｂは、その時の配光分布を示す図である。
【００５４】
図１０Ｃは、レンズ２０１をＬＥＤ光源２２から下方へ０．５ｍｍシフトした状態で、照明装置２００から２５ｍ先の位置での光分布を示す図である。図１０Ｄは、その時の配光分布を示す図である。
【００５５】
図１１Ａは、レンズ２０１をＬＥＤ光源２２から右へ１．０ｍｍシフトした状態で、照明装置２００から２５ｍ先の位置での照度分布を示す図である。図１１Ｂは、その時の配光分布を示す図である。
【００５６】
図１１Ｃは、レンズ２０１をＬＥＤ光源２２から右へ２．０ｍｍシフトした状態で、照明装置２００から２５ｍ先の位置での照度分布を示す図である。図１１Ｄは、その時の配光分布を示す図である。
【００５７】
図１２Ａは、レンズ２０１をＬＥＤ光源２２から右方へ１．０ｍｍ、下方へ０．５ｍｍシフトした状態で、照明装置２００から２５ｍ先の位置での照度分布を示す図である。図１２Ｂは、その時の配光分布を示す図である。
【００５８】
図１２Ｃは、レンズ２０１をＬＥＤ光源２２から右方へ２．０ｍｍ、下方へ０．５ｍｍシフトした状態で、照明装置２００から２５ｍ先の位置での照度分布を示す図である。図１２Ｄは、その時の配光分布を示す図である。
【００５９】
それぞれ、レンズユニット２０の位置をずらしたことに応じて、配光分布も変化する。配光を自由に制御できることがわかる。
【００６０】
レンズユニット２０とリフレクターユニット２１の位置をずらすと、配光は約０．７度／０．１ｍｍシフトする。レンズユニット２０の移動で、配光を変化させることができる。
【００６１】
このことから、照明装置２００を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、配光方向を変えることができる。レンズユニット２０を動かすことで、配光を変えることができる。２ｍｍの移動により、約１５度配光方向を変えることができる。
【００６２】
ハイビーム、ロービームの切り替えもできる。０．６ｍｍの移動で、約５度の配光を変更できる。住宅用照明装置、野外の照明装置、業務用照明装置としても、同様に、配光を変化させることができる。
【００６３】
＜リフレクターの移動＞
図１３Ａ〜図１３Ｄは、レンズユニット２０でなくリフレクターユニット２１を移動させた場合を示す。レンズユニット２０と基板２３とに対して、リフレクターユニット２１を移動させる。
【００６４】
図１３Ａは、リフレクターユニット２１を左に１ｍｍシフトさせた時の照明装置２００から２５ｍ先の照度分布を示す。図１３Ｂは、その時の配光状態を示す。
【００６５】
図１３Ｃは、リフレクターユニット２１を左に２ｍｍシフトさせた時の照明装置２００から２５ｍ先の照度分布を示す。図１３Ｄは、その時の配光状態を示す。
【００６６】
反射板を動かすと配光角度が変化する。
【００６７】
図１３Ｃと図１３Ｄを、図１１Ｃと図１１Ｄと、を比較すると、明らかに、図１３Ｃ、図１３Ｄでの照度分布の変形度合いが大きい。
【００６８】
リフレクターユニット２１を動かす場合に、移動距離が小さい時は、ＬＥＤ光源２２からの光は、レンズユニット２０に応じて、配光される。しかし、移動距離が大きくなると、リフレクターユニット２１の開口上部２５１でカットされる部分が大きくなり、光の分布が変形してしまう。
【００６９】
これは、ＬＥＤ光源２２とレンズ２０１間で光学系が成立し、その間のリフレクターユニット２１の開口２５の大きな移動により、光の収集ができず、光をカットしてしまうためである。開口上部２５１の大きさの半分までなら問題ない。
【００７０】
よって、ＬＥＤ光源２２とリフレクターユニット２１を固定し、レンズユニット２０を移動させるのがより好ましい。ただし、リフレクターユニット２１も、ある範囲なら動かしても同様の効果がだせる。
【００７１】
また、実施の形態２のレンズユニット２０とＬＥＤ光源２２との位置ずれを、さらに、組み合わせると、より好ましい。
【００７２】
（実施の形態５）
図１４と図１５を用いて、実施の形態５を説明する。説明しない事項は実施の形態１と同様である。
【００７３】
図１４は、照明装置２００の断面図を示す。レンズ２０１の最表面のレンズ光出射面３２は、１つの半径の球面で形成されている。レンズ２０１の焦点からレンズ光出射面３２までの距離である半径ｒとレンズ中心軸３５と半径ｒとのなす角θと、レンズの屈折率ｎと、レンズ厚みｔと、の関係は、以下式１である。
【００７４】
ｒ＝（ｎ−１）×ｔ／（ｎ−ｃｏｓθ）・・・・・（式１）
この形状により、ＬＥＤ光源２２からの光が上方へ発光される。
【００７５】
さらに、図１５のレンズ形状にすれば、より好ましい。図１５は、照明装置２００の断面図を示す。２種類の半径ｒ１と半径ｒ２とからなる。
【００７６】
半径ｒ１は、以下式２に従う。
【００７７】
ｒ１＝（ｎ−１）×ｔ１／（ｎ−ｃｏｓθ１）・・・・・（式２）
半径ｒ２は、以下式３に従う。
【００７８】
ｒ２＝（ｎ−１）×ｔ２／（ｎ−ｃｏｓθ２）・・・・・・（式３）
ここでｔ１、ｔ２は以下の式に従う。
【００７９】
ｔ＝ｔ１＋ｔ２（θ２−θｃｈ）／（ｃｏｓ−１（１／ｎ）−θｃｈ）・・・・（式４）
ここで、半径ｒ１は、角度θ１が０度から角度θｃｈまでの半径である。この半径ｒ１は、レンズ焦点３１からレンズ光出射面３２までの距離である。
【００８０】
半径ｒ２は、角度θ２が、角度θｃｈから最大角度θｍａｘまでの半径である。この半径ｒ２は、レンズ中心軸３５上でレンズ２０１の頂点からの厚みｔの位置からレンズ光出射面３２までの距離である。屈折率ｎは、レンズの屈折率である。
【００８１】
角度θ１と角度θ２は、レンズ中心軸３５からの角度である。最大角度θｍａｘは、隣接するレンズとの境界での角度である。角度θｃｈは、半径ｒ１と半径ｒ２の境目の角度である。
【００８２】
角度θ２＝ｃｏｓ−１（１／ｎ）のとき、ｔ＝ｔ１＋ｔ２となる。厚みｔ１は、レンズユニット２０の最大厚みである。厚みｔ２は、任意の値であり、角度θ２＝ｃｏｓ−１（１／ｎ）で、開口上部２５１の端部を通る直線と光軸が交わる点とレンズ仮面との距離よりも長いことが望ましい。
【００８３】
図１５のレンズでは、図１４のレンズと比較して、より光を上方へ出せる。その説明を図１６Ａ、図１６Ｂで行う。
【００８４】
図１６Ａは、図１４の場合の照明装置２００の断面図である。光の進路を点線と実線で示している。角度θｃｈ以上の光は、一部が全反射し、方向を大きく変えて、側面方向へ進む。
【００８５】
図１６Ｂは、図１５の場合の照明装置２００の断面図である。光の進路を点線と実線で示している。角度θｃｈ以上の光は、全反射せず、方向を大きく変えず、上方へ進む。
【００８６】
図１５の構造では、角度θｃｈ前後で半径を変え、光の全反射を抑えている。レンズ中心部分と側面側とで、半径を２種類、その中心をずらすことで、光をもれなく、上方へ発光している。
【００８７】
上記の実施の形態１〜４と組み合わせることでより効果がでる。
【００８８】
（実施の形態６）
図１７から図２０を用いて、実施の形態５を説明する。説明しない事項は実施の形態１と同様である。以下データは、光学シュミレーションにより求めたデータである。記載していない条件は、実施の形態１と同じである。
【００８９】
図１７Ａと図１７Ｂは、レンズ焦点３１が、リフレクターユニット２１の上面より上方にある場合である。図１７Ａは、断面図である。図１７Ｂは、リフレクターユニット２１の上面とレンズ焦点３１との距離ｔを変化させた時の配光角度と放射強度の関係を示す。
【００９０】
図１８Ａと図１８Ｂは、レンズ焦点３１が、リフレクターユニット２１の上面より下方にある場合である。図１８Ａは、断面図である。図１８Ｂは、リフレクターユニット２１の上面とレンズ焦点３１との距離ｔを変化させた時の配光角度と放射強度の関係を示す。
【００９１】
図１７Ｂと図１８Ｂとを比較して、図１７Ｂの方が、放射強度が全体的に高い。レンズ焦点３１から発光される光は、無駄なく上方へ導かれる。結果、レンズ焦点３１は、リフレクターユニット２１条面より０．５ｍｍ高い位置の場合がよい。
【００９２】
次に、レンズ焦点３１が、リフレクターユニット２１の上面に位置する時と、上方に位置する時とで、位置ずれ（横方向、水平方向）について、検討する。
【００９３】
図１９Ａは、照明装置２００の断面図を示す。図１９Ｂ〜図１９Ｇは、レンズ焦点３１がリフレクターユニット２１の上面０ｍｍにある場合のレンズ中心軸３５とＬＥＤ光源中心軸３６の位置ずれ（横方向、水平方向）とその時の放射強度と示す。
【００９４】
図１９Ｂは、位置ずれ０ｍｍ、図１９Ｃは、位置ずれ０．１ｍｍ、図１９Ｄは、位置ずれ０．２ｍｍ、図１９Ｅは、位置ずれ０．３ｍｍ、図１９Ｆは、位置ずれ０．４ｍｍ、図１９Ｇは、位置ずれ０．５ｍｍの場合である。
【００９５】
一方、図２０Ａは、照明装置２００の断面図を示す。図２０Ｂ〜図２０Ｇは、レンズ焦点３１がリフレクターユニット２１上０．５ｍｍにある場合のレンズ中心軸３５とＬＥＤ光源中心軸３６の位置ずれ（横方向、水平方向）とその時の放射強度と示す。
【００９６】
図２０Ｂは、位置ずれ０ｍｍ、図２０Ｂは、位置ずれ０ｍｍ、図２０Ｃは、位置ずれ０．１ｍｍ、図２０Ｄは、位置ずれ０．２ｍｍ、図２０Ｅは、位置ずれ０．３ｍｍ、図２０Ｆは、位置ずれ０．４ｍｍ、図２０Ｇは、位置ずれ０．５ｍｍの場合である。
【００９７】
図１９Ｂと図２０Ｂとを比較して、図２０の方が、放射強度が高い。レンズ焦点３１から発光される光が無駄なく上方へ導かれる。結果、レンズ焦点３１は、リフレクターユニット２１条面より０．５ｍｍ高い位置の場合がよい。０．２から０．８ｍｍ程度高いのがよい。
【００９８】
なお、上記の実施の形態は、組み合わせることができる。
【００９９】
以上のように、本発明によれば、電子機器の筐体内の狭いスペースにおいても十分に断熱効果を発揮し、発熱を伴う部品から筐体外面への伝熱を効果的に低減し得る複合断熱体およびそれを含む電子機器を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明の照明装置は、車両用ヘッドライトに関する。しかしながら、本発明の照明装置は、他の用途、たとえば、建物の照明装置にも用いることができる。
【符号の説明】
【０１０１】
ｎ  屈折率
ｒ  半径
ｔ  距離
１０  ＬＥＤ光源
１１  基板
１２  反射板
１３  開口
２０  レンズユニット
２１  リフレクターユニット
２２  ＬＥＤ光源
２３  基板
２４  フレーム
２５  開口
２９  駆動リンク
３１  レンズ焦点
３２  レンズ光出射面
３５  レンズ中心軸
３６  ＬＥＤ光源中心軸
３８  中心軸
ｒ１  半径
ｒ２  半径
１００，２００  照明装置
２０１  レンズ
２５１  開口上部
２５２  開口下部
２５３  カット部
【図１Ａ】
2015064073.tif 000003
【図１Ｂ】
2015064073.tif 000004
【図１Ｃ】
2015064073.tif 000005
【図２Ａ】
2015064073.tif 000006
【図２Ｂ】
2015064073.tif 000007
【図３Ａ】
2015064073.tif 000008
【図３Ｂ】
2015064073.tif 000009
【図４Ａ】
2015064073.tif 000010
【図４Ｂ】
2015064073.tif 000011
【図４Ｃ】
2015064073.tif 000012
【図４Ｄ】
2015064073.tif 000013
【図４Ｅ】
2015064073.tif 000014
【図４Ｆ】
2015064073.tif 000015
【図４Ｇ】
2015064073.tif 000016
【図４Ｈ】
2015064073.tif 000017
【図５】
2015064073.tif 000018
【図６Ａ】
2015064073.tif 000019
【図７】
2015064073.tif 000020
【図９】
2015064073.tif 000021
【図１０Ｂ】
2015064073.tif 000022
【図１０Ｄ】
2015064073.tif 000023
【図１１Ｂ】
2015064073.tif 000024
【図１１Ｄ】
2015064073.tif 000025
【図１２Ｂ】
2015064073.tif 000026
【図１２Ｄ】
2015064073.tif 000027
【図１３Ｂ】
2015064073.tif 000028
【図１３Ｄ】
2015064073.tif 000029
【図１４】
2015064073.tif 000030
【図１５】
2015064073.tif 000031
【図１６Ａ】
2015064073.tif 000032
【図１６Ｂ】
2015064073.tif 000033
【図１７Ａ】
2015064073.tif 000034
【図１７Ｂ】
2015064073.tif 000035
【図１８Ａ】
2015064073.tif 000036
【図１８Ｂ】
2015064073.tif 000037
【図１９Ａ】
2015064073.tif 000038
【図１９Ｂ】
2015064073.tif 000039
【図１９Ｃ】
2015064073.tif 000040
【図１９Ｄ】
2015064073.tif 000041
【図１９Ｅ】
2015064073.tif 000042
【図１９Ｆ】
2015064073.tif 000043
【図１９Ｇ】
2015064073.tif 000044
【図２０Ａ】
2015064073.tif 000045
【図２０Ｂ】
2015064073.tif 000046
【図２０Ｃ】
2015064073.tif 000047
【図２０Ｄ】
2015064073.tif 000048
【図２０Ｅ】
2015064073.tif 000049
【図２０Ｆ】
2015064073.tif 000050
【図２０Ｇ】
2015064073.tif 000051
【図２１】
2015064073.tif 000052
【図６Ｂ】
2015064073.tif 000053
【図８】
2015064073.tif 000054
【図１０Ａ】
2015064073.tif 000055
【図１０Ｃ】
2015064073.tif 000056
【図１１Ａ】
2015064073.tif 000057
【図１１Ｃ】
2015064073.tif 000058
【図１２Ａ】
2015064073.tif 000059
【図１２Ｃ】
2015064073.tif 000060
【図１３Ａ】
2015064073.tif 000061
【図１３Ｃ】
2015064073.tif 000062
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月6日(2015.10.6)
【手続補正１】
【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】
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た複数の開口を有する反射板と、
前記複数の開口のそれぞれに対向し、前記複数の開口から放射された光を前記開口に対して垂直な方向に導く複数のレンズを備え、
前記反射板は、前記複数の発光素子と前記複数のレンズとの間に配置され、前記複数の発光素子から放射された光を集光する照明装置。
【請求項２】
前記複数の発光素子は、基板に位置し、
前記複数のレンズは、レンズユニットであり、
前記基板と前記反射板と前記レンズユニットとは、移動可能に積層された請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記反射板の複数の前記開口が同一の形状であり、それぞれの前記開口の中心位置とそれらに対向する前記レンズの中心軸とのずれ量が、位置により異なる請求項１記載の照明装置。
【請求項４】
前記反射板の複数の前記開口の形状は、前記開口ごとで異なる形状を有すること特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記反射板の複数の開口の形状が、長方形、楕円、或いは半円、半楕円形状のいずれかから一部分が欠けていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
前記反射板の複数の開口の形状が、長方形の端部から一部分が欠けている請求項１に記載の照明装置。
【請求項７】
前記反射板の複数の前記開口の中心位置とそれらに対向する前記レンズの中心軸とのずれ量の最大値が、前記開口の幅の５割まであることを特徴とする請求項２項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記反射板の複数の前記開口の中心位置とそれらに対向する前記レンズの中心軸とのずれ量は、前記照明装置の端へ行くほど、前記ずれ量が大きい請求項１項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記レンズは、その外形形状として、複数の半径を有する球状外周面からなることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記複数のレンズを有するレンズユニットを前記レンズの中心軸に対して水平方向に駆動するための駆動装置を有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記反射板の複数の前記開口の前記レンズ側形状と、前記発光素子側形状とは、長方形形状であり、
前記レンズ側長方形の長辺は、前記発光素子側長方形の長辺とは同じであり、
前記レンズ側長方形の短辺は、前記発光素子側長方形の短辺より小さく、
前記レンズは半球状である請求項１に記載の照明装置。
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月2日(2016.9.2)
【手続補正１】
【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】
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た複数の開口を有する反射板と、
前記複数の開口のそれぞれに対向し、前記複数の開口から放射された光を前記開口に対して垂直な方向に導く複数のレンズを備え、
前記反射板は、前記複数の発光素子と前記複数のレンズとの間に配置され、前記複数の発光素子から放射された光を集光する照明装置であり、
前記複数の発光素子は、基板に位置し、
前記複数のレンズは、レンズユニットであり、
前記レンズユニットは、前記基板と前記反射板に対して、相対的に移動可能に積層された照明装置。
【請求項２】
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た複数の開口を有する反射板と、
前記複数の開口のそれぞれに対向し、前記複数の開口から放射された光を前記開口に対して垂直な方向に導く複数のレンズを備え、
前記反射板は、前記複数の発光素子と前記複数のレンズとの間に配置され、前記複数の発光素子から放射された光を集光する照明装置であり、
前記複数の発光素子は、基板に位置し、
前記複数のレンズは、レンズユニットであり、
前記反射板は、前記基板と前記レンズユニットに対して、相対的に移動可能に積層された照明装置。
【請求項３】
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た複数の開口を有する反射板と、
前記複数の開口のそれぞれに対向し、前記複数の開口から放射された光を前記開口に対して垂直な方向に導く複数のレンズを備え、
前記反射板は、前記複数の発光素子と前記複数のレンズとの間に配置され、前記複数の発光素子から放射された光を集光する照明装置であり、
前記反射板の複数の前記開口が同一の形状であり、それぞれの前記発光素子の中心位置とそれらに対向する前記レンズの中心軸の位置とがずれており、前記照明装置の中心軸を中心に、左右、上下方向へずれている照明装置。
【請求項４】
前記ずれの量は、前記照明装置の端へ行くほど、大きい請求項２記載の照明装置。
【請求項５】
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た複数の開口を有する反射板と、
前記複数の開口のそれぞれに対向し、前記複数の開口から放射された光を前記開口に対して垂直な方向に導く複数のレンズを備え、
前記反射板は、前記複数の発光素子と前記複数のレンズとの間に配置され、前記複数の発光素子から放射された光を集光する照明装置であり、
前記反射板の複数の前記開口の形状は、前記開口ごとで異なる形状を有する照明装置。
【請求項６】
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た複数の開口を有する反射板と、
前記複数の開口のそれぞれに対向し、前記複数の開口から放射された光を前記開口に対して垂直な方向に導く複数のレンズを備え、
前記反射板は、前記複数の発光素子と前記複数のレンズとの間に配置され、前記複数の発光素子から放射された光を集光する照明装置であり、
前記反射板の複数の開口の形状が、長方形、楕円、或いは半円、半楕円形状のいずれかから一部分が欠けている照明装置。
【請求項７】
前記反射板の複数の開口の形状が、長方形の端部から一部分が欠けている請求項６記載の照明装置。
【請求項８】
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た複数の開口を有する反射板と、
前記複数の開口のそれぞれに対向し、前記複数の開口から放射された光を前記開口に対して垂直な方向に導く複数のレンズを備え、
前記反射板は、前記複数の発光素子と前記複数のレンズとの間に配置され、前記複数の発光素子から放射された光を集光する照明装置であり、
前記複数のレンズを有するレンズユニットを前記レンズの中心軸に対して水平方向に駆動するための駆動装置を有する照明装置。
【請求項９】
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た複数の開口を有する反射板と、
前記複数の開口のそれぞれに対向し、前記複数の開口から放射された光を前記開口に対して垂直な方向に導く複数のレンズを備え、
前記反射板は、前記複数の発光素子と前記複数のレンズとの間に配置され、前記複数の発光素子から放射された光を集光する照明装置であり、
前記反射板の複数の前記開口の前記レンズ側形状と、前記発光素子側形状とは、長方形形状であり、
前記レンズ側長方形の長辺は、前記発光素子側長方形の長辺とは同じであり、
前記レンズ側長方形の短辺は、前記発光素子側長方形の短辺より小さく、
前記レンズは、半球状である照明装置。
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月11日(2017.1.11)
【手続補正１】
【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】
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た複数の開口を有する反射板と、
前記複数の開口のそれぞれに対向し、前記複数の開口から放射された光を前記開口に対して垂直な方向に導く複数のレンズを備え、
前記反射板は、前記複数の発光素子と前記複数のレンズとの間に配置され、前記複数の発光素子から放射された光を集光する照明装置であり、
前記複数の発光素子は、基板に位置し、
前記複数のレンズは、レンズユニットであり、
前記反射板の複数の前記開口が同一の形状であり、それぞれの前記発光素子の中心位置とそれらに対向する前記レンズの中心軸の位置とがずれていて、前記照明装置の中心軸を中心に、左右、上下方向へずれていて、
前記レンズユニットは、前記基板と前記反射板に対して、相対的に移動可能に積層された照明装置。
【請求項２】
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た複数の開口を有する反射板と、
前記複数の開口のそれぞれに対向し、前記複数の開口から放射された光を前記開口に対して垂直な方向に導く複数のレンズを備え、
前記反射板は、前記複数の発光素子と前記複数のレンズとの間に配置され、前記複数の発光素子から放射された光を集光する照明装置であり、
前記複数の発光素子は、基板に位置し、
前記複数のレンズは、レンズユニットであり、
前記反射板の複数の前記開口が同一の形状であり、それぞれの前記発光素子の中心位置とそれらに対向する前記レンズの中心軸の位置とがずれていて、前記照明装置の中心軸を中心に、左右、上下方向へずれていて、
前記反射板は、前記基板と前記レンズユニットに対して、相対的に移動可能に積層された照明装置。
【請求項３】
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た複数の開口を有する反射板と、
前記複数の開口のそれぞれに対向し、前記複数の開口から放射された光を前記開口に対して垂直な方向に導く複数のレンズを備え、
前記反射板は、前記複数の発光素子と前記複数のレンズとの間に配置され、前記複数の発光素子から放射された光を集光する照明装置であり、
前記反射板の複数の前記開口が同一の形状であり、それぞれの前記発光素子の中心位置とそれらに対向する前記レンズの中心軸の位置とがずれていて、前記照明装置の中心軸を中心に、左右、上下方向へずれていて、
前記複数のレンズを有するレンズユニットを前記レンズの中心軸に対して水平方向に駆動するための駆動装置を有する照明装置。
【国際調査報告】
2015064073.tif 000063
2015064073.tif 000064