特許 6793936 照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6793936

(24)【登録日】2020年11月13日

(45)【発行日】2020年12月2日

(54)【発明の名称】照射装置

(51)【国際特許分類】

   F21V 5/00 20180101AFI20201119BHJP

   F21V 5/08 20060101ALI20201119BHJP

   F21V 5/02 20060101ALI20201119BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20201119BHJP

   G02B 5/00 20060101ALI20201119BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20201119BHJP

【ＦＩ】

   F21V5/00 510

   F21V5/08

   F21V5/00 320

   F21V5/02 100

   F21V5/04 200

   G02B5/00 Z

   G02B5/00 C

   F21Y115:10

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-151867(P2016-151867)

(22)【出願日】2016年8月2日

(65)【公開番号】特開2018-22584(P2018-22584A)

(43)【公開日】2018年2月8日

【審査請求日】2019年5月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】594067025

【氏名又は名称】嶋田プレシジョン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092727

【弁理士】

【氏名又は名称】岸本 忠昭

(74)【代理人】

【識別番号】100146891

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 ひろ美

(72)【発明者】

【氏名】二俣 圭吾

(72)【発明者】

【氏名】関 克彦

(72)【発明者】

【氏名】梅林 亨

【審査官】 山崎 晶

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２７２５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０７１９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２８２４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｖ ５／０２ − １５／０４

Ｈ０１Ｌ ３３／００ − ３３／６４

Ｇ０２Ｂ ５／００ − ５／１３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

照射光を出射する光源手段と、前記光源手段に対向して配設された光学手段と、を備え、前記光学手段は、入射側に配設されたプリズムアレイと、出射側に配設されたレンズ手段とを含んでおり、
前記プリズムアレイは、所定方向に延びる複数のプリズム部を有し、前記レンズ手段は、凸状レンズから構成された第１レンズ部及び第２レンズ部を備え、前記プリズムアレイと前記レンズ手段の前記第１レンズ部及び前記第２レンズ部とは一体的に形成されており、
前記レンズ手段の前記第１レンズ部及び前記第２レンズ部は、前記所定方向に対して実質上垂直な方向に配設され、前記レンズ手段の片側の前記第１レンズ部は第１弧状表面を有し、その他側の前記第２レンズ部は第２弧状表面を有し、前記第１レンズ部の前記第１弧状表面の第１曲率半径は、前記第２レンズ部の前記第２弧状表面の第２曲率半径よりも大きく構成されており、
前記プリズムアレイの前記複数のプリズム部は、前記光源手段からの照射光を屈折させて互いに交差する第１の光束及び第２の光束を生成し、前記プリズムアレイからの前記第１光束は、前記レンズ手段の前記第１レンズ部から前記片側に出射されて主として第１領域を比較的狭く照射し、また前記プリズムアレイからの前記第２の光束は、前記レンズ手段の前記第２レンズ部から前記他側に出射されて主として第２領域を比較的広く照射することを特徴とする照射装置。

【請求項2】

前記第１レンズ部の前記第１弧状表面の前記第１曲率半径は比較的大きく、前記レンズ手段の前記第１レンズ部からの前記第１の光束は、略平行となるように出射されて主として前記第１領域を比較的狭く照射し、また前記第２レンズ部の前記第２弧状表面の前記第２曲率半径は比較的小さく、前記レンズ手段の前記第２レンズ部からの前記第２の光束は、収束するように出射された後拡がって主として前記第２領域を比較的広く照射することを特徴とする請求項１に記載の照射装置。

【請求項3】

前記プリズムアレイの前記複数のプリズム部の各々の頂角は（θ°）は、１５０°以下であり、前記プリズムアレイの屈折率をｎ２とし、空気の屈折率をｎ１とすると、各プリズム部の前記頂角（θ°）と前記光源手段の配光角度（Ｄ°）とは、次の条件、
０°＜９０°−asin［（n1／n2）sin（９０°−θ／２＋Ｄ／２）］−θ／２＜９０°
を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の照射装置。

【請求項4】

照射光を出射する光源手段と、前記光源手段に対向して配設された光学手段と、を備え、前記光学手段は、入射側に配設されたプリズムアレイと、出射側に配設されたレンズ手段とを含んでおり、
前記プリズムアレイは、所定方向に延びる複数のプリズム部を有し、前記複数のプリズム部は、前記光源手段からの照射光を屈折させて互いに交差する第１の光束及び第２の光束を生成し、
前記レンズ手段は、凸状レンズから構成された第１レンズ部及び第２レンズ部を備え、前記第１レンズ部と前記第２レンズ部との境界部には、曲率の変曲部の影響を抑えるための凹状部が設けられていることを特徴とする照射装置。

【請求項5】

前記プリズムアレイの前記複数のプリズム部の各々の先端部は円弧状であり、前記複数のプリズム部の前記先端部の曲率半径が５〜１００μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の照射装置。

【請求項6】

照射光を出射する光源手段と、前記光源手段に対向して配設された光学手段と、を備え、前記光学手段は、入射側に配設されたプリズムアレイと、出射側に配設されたレンズ手段とを含んでおり、
前記プリズムアレイは、所定方向に延びる複数のプリズム部を有し、前記複数のプリズム部は、前記光源手段からの照射光を屈折させて互いに交差する第１の光束及び第２の光束を生成し、
前記レンズ手段は、レンズ状部及びプレート状部を備え、前記レンズ状部は凸状レンズから構成され、前記レンズ状部と前記プレート状部との境界部には、曲率の変曲部の影響を抑えるための凹状部が設けられており、
前記プリズムアレイからの前記第１の光束は、前記プレート状部から出射されて主として第１領域を照射し、前記プリズムアレイからの前記第２の光束は、前記レンズ部から出射されて主として第２領域を照射することを特徴とする照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、１つの光源からの光を利用して被照射領域の２つの領域に照射することができる照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、電子機器の一例としての携帯電話では、液晶表示装置が配置される表示領域（第１領域）と複数のキーボタンが配置されるキーパッド領域（第２領域）とを照射するための照射装置を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この照射装置は、光源手段としてのＬＥＤと、液晶表示装置の背面側の表示領域に対応して配設された導光板と、キーボタンの背面側のキーパッド領域に対応して配設された反射板とを備え、ＬＥＤからの光の一部は、導光板を通して表示領域に導かれ、この表示領域から液晶表示装置を照射し、またこの光の残部は、この導光板及び反射板を介してキーパッド領域に導かれ、キーパッド領域からキーボタンを照射し、このように、一つの光源からの光を利用して表示領域及びキーパッド領域の二つの領域を照射することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−７７９６８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、上述した照射装置には、次の通りの解決すべき問題がある。第１に、光源手段としてＬＥＤを用いているが、このＬＥＤからの光を表示領域（第１領域）に導くのに導光板を利用し、またこの光をキーパッド領域（第２領域）に導くのに導光板及び反射板を利用しており、従って、ＬＥＤからの光を被照射領域の二つの領域に導くための構成が複雑となる。第２に、ＬＥＤからの光を二つの領域に導くための導光板及び反射板を必要とし、光源と被照射領域との間が離れていて空間となっている場合に、このような構成のものを適用することができない。

【0005】

本発明の目的は、一つの光源手段からの光を二つに分けて被照射領域の二つの領域を照射することができる照射装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の請求項１に記載の照射装置は、照射光を出射する光源手段と、前記光源手段に対向して配設された光学手段と、を備え、前記光学手段は、入射側に配設されたプリズムアレイと、出射側に配設されたレンズ手段とを含んでおり、
前記プリズムアレイは、所定方向に延びる複数のプリズム部を有し、前記レンズ手段は、凸状レンズから構成された第１レンズ部及び第２レンズ部を備え、前記プリズムアレイと前記レンズ手段の前記第１レンズ部及び前記第２レンズ部とは一体的に形成されており、
前記レンズ手段の前記第１レンズ部及び前記第２レンズ部は、前記所定方向に対して実質上垂直な方向に配設され、前記レンズ手段の片側の前記第１レンズ部は第１弧状表面を有し、その他側の前記第２レンズ部は第２弧状表面を有し、前記第１レンズ部の前記第１弧状表面の第１曲率半径は、前記第２レンズ部の前記第２弧状表面の第２曲率半径よりも大きく構成されており、
前記プリズムアレイの前記複数のプリズム部は、前記光源手段からの照射光を屈折させて互いに交差する第１の光束及び第２の光束を生成し、前記プリズムアレイからの前記第１光束は、前記レンズ手段の前記第１レンズ部から前記片側に出射されて主として第１領域を比較的狭く照射し、また前記プリズムアレイからの前記第２の光束は、前記レンズ手段の前記第２レンズ部から前記他側に出射されて主として第２領域を比較的広く照射することを特徴とする。

【0007】

このような照射装置では、前記第１レンズ部の前記第１弧状表面の第１曲率半径は比較的大きく、前記レンズ手段の前記第１レンズ部からの前記第１の光束は、略平行となるように出射されて主として前記第１領域を比較的狭く照射し、また前記第２レンズ部の前記第２弧状表面の第２曲率半径は比較的小さく、前記レンズ手段の前記第２レンズ部からの前記第２の光束は、収束するように出射された後拡がって主として前記第２領域を比較的広く照射するのが好ましく、更に前記プリズムアレイの前記複数のプリズム部の各々の頂角は（θ°）は、１５０°以下であり、前記プリズムアレイの屈折率をｎ２とし、空気の屈折率をｎ１とすると、各プリズム部の前記頂角（θ°）と前記光源手段の配光角度（Ｄ°）とは、次の条件、
０°＜９０°−asin［（n１／n２）sin（９０°−θ／２＋Ｄ／２）］−θ／２＜９０°
を満たすことが好ましく、更にまた前記プリズムアレイの前記複数のプリズム部の各々の先端部は円弧状であり、前記複数のプリズム部の前記先端部の曲率半径が５〜１００μｍであるのが好ましい。

【0008】

また、本発明の請求項４に記載の照明装置は、照射光を出射する光源手段と、前記光源手段に対向して配設された光学手段と、を備え、前記光学手段は、入射側に配設されたプリズムアレイと、出射側に配設されたレンズ手段とを含んでおり、
前記プリズムアレイは、所定方向に延びる複数のプリズム部を有し、前記複数のプリズム部は、前記光源手段からの照射光を屈折させて互いに交差する第１の光束及び第２の光束を生成し、
前記レンズ手段は、凸状レンズから構成された第１レンズ部及び第２レンズ部を備え、前記第１レンズ部と前記第２レンズ部との境界部には、曲率の変曲部の影響を抑えるための凹状部が設けられていることを特徴とする。
更に、本発明の請求項６に記載の照射装置は、照射光を出射する光源手段と、前記光源手段に対向して配設された光学手段と、を備え、前記光学手段は、入射側に配設されたプリズムアレイと、出射側に配設されたレンズ手段とを含んでおり、
前記プリズムアレイは、所定方向に延びる複数のプリズム部を有し、前記複数のプリズム部は、前記光源手段からの照射光を屈折させて互いに交差する第１の光束及び第２の光束を生成し、
前記レンズ手段は、レンズ状部及びプレート状部を備え、前記レンズ状部は凸状レンズから構成され、前記レンズ状部と前記プレート状部との境界部には、曲率の変曲部の影響を抑えるための凹状部が設けられており、
前記プリズムアレイからの前記第１の光束は、前記プレート状部から出射されて主として第１領域を照射し、前記プリズムアレイからの前記第２の光束は、前記レンズ部から出射されて主として第２領域を照射することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明の請求項１（又は請求項６）に記載の照射装置によれば、光学手段は、入射側に配設されたプリズムアレイと、出射側に配設されたレンズ手段とを備え、このプリズムアレイは、所定方向に延びる複数のプリズム部を有しているので、光源手段からの照射光は、プリズムアレイを通して入射することにより屈折して相互に交差する第１の光束と第２の光束とに分割され、従って、第１の光束と第２光束との拡がりを比較的狭い範囲に抑えることができる。また、レンズ手段は第１レンズ部（又はプレート状部）及び第２レンズ部（又はレンズ状部）を有しているので、第１の光束は第１レンズ部（又はプレート状部）から出射されて主として第１領域を照射し、また第２の光束は第２レンズ部（又はレンズ状部）から出射されて主として第２領域を照射し、従って、一つの光源手段からの照射光によって、異なる２つの箇所、即ち第１及び第２領域を照射することができる。
また、本発明の請求項４（又は請求項６）に記載の照明装置によれば、レンズ手段は、第１レンズ部（又はプレート状部）及び第２レンズ部（又はレンズ状部）を備え、第１レンズ部（又はプレート状部）と第２レンズ部（又はレンズ状部）との境界部に凹状部が設けられているので、曲率の変曲部の影響を抑えて明るくきれいに照射することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１（ａ）は、本発明に従う照射装置の一実施形態における光源手段からの光束を簡略的に示す図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の照射装置による被照射領域における明るさを示す図。

【図2】図１の照射装置にける光学手段を示す斜視図。

【図3】図２におけるＩＩＩーＩＩＩ線による断面図。

【図4】図１の照射装置におけるプリズムアレイのプリズム部を拡大して示す部分拡大断面図。

【図5】変形形態の光学手段を示す、図３に対応する断面図。

【図6】図６（ａ）は、配光角度の大きいＬＥＤを用いたときの光の屈折状態を示す図、図６（ｂ）は、配光角度の小さいＬＥＤを用いたときの光の屈折状態を示す図。

【図7】プリズムアレイのプリズム部の頂角と光の屈折方向との関係を説明する図。

【図8】光の入射角と光の屈折方向との関係を示す図。

【図9】光学手段の第１の変形形態を示す断面図。

【図10】光学手段の第２の変形形態を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して、本発明に従う照射装置の一実施形態について説明する。図１〜図３において、図示の照射装置は、照射光を出射する光源手段２と、この光源手段２に対向して配設された光学手段４とを備えている。光源手段２は、例えば白色発光のＬＥＤ６などから構成され、このＬＥＤ６からの照射光は、光学手段４に向けて照射される。

【0013】

また、光学手段４は、プレート状部材８の片面（図１において左面であって、ＬＥＤ６に対向する面）にプリズムアレイ１０が設けられ、このプリズムアレイ１０には、複数のプリズム部１２が第１の方向（図１（ａ）において上下方向、図３において左右方向）に連続的に設けられている。これらプリズム部１２は、断面形状が二等辺三角形状であり、第２の方向（図１（ａ）及び図３において紙面に対して実質上垂直な所定方向）に直線状に延びている。

【0014】

このプリズムアレイ１０のプリズム部１２のピッチＰ（図３参照）は、１５〜５００μｍであるのが好ましく、４０〜３００μｍであるのがより好ましい。プリズム部１２のピッチＰが１５μｍより小さくなると、回折現象が生じて照度が著しく低下するおそれがあり、またこのピッチＰが５００μｍを超えると、プリズム部１２の縞模様が視認されるおそれがある。

【0015】

また、このプリズムアレイ１０のプリズム部１２の頂角θ（図４参照）は、１５０°以下であればよいが、８５〜１３０°であるのが好ましい。プリズム部１２の頂角θが１５０°を超えると、後述する第１領域Ｓ１と第２領域Ｓ２との境界が明確にならないおそれがある。

【0016】

更に、このプリズムアレイ１０に関し、プリズム部１２の先端部、特に頂部１８の形状は、図４に示すように、円弧状形状（所謂、アール形状）にするのが好ましく、この頂部１８の曲率半径Ｒ（図４参照）は、５〜１００μｍであるのが好ましく、５〜３０μｍであるのが更に好ましく、このような範囲に設定することによって、後述する第１及び第２領域をその内側と外側の明るさがほぼ同じになるように照射することができる。

【0017】

このプレート状部材８の他面（図１において右面、図３において上面）にはレンズ手段３２が設けられている。このレンズ手段３２は、照射方向（図１（ａ）において右方）に突出するドーム状の凸状レンズから構成され、プレート状部材８の片側（図１（ａ）において下側、図２において右上側、図３において右側）に設けられた第１レンズ部３４と、その他側（図１（ａ）において上側、図２において左下側、図３において左側）に設けられた第２レンズ部３６とから構成され、図示の形態では、上記所定方向に対して実質上垂直な方向において、片側（図１において下側）に第１レンズ部３４が配設され、その他側（図１において上側）に第２レンズ部３６が配設されている。

【0018】

このような光学手段４（プレート状部材８、プリズムアレイ１０及びレンズ手段３２）は、例えばメタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネイト（ＰＣ）、シクロオレフィン樹脂（ＣＯＰ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメタクリルスチレン（ＭＳ）などの合成樹脂の一体成形により形成することができる。

【0019】

第１レンズ部３４は、略１／４球状であり、第１弧状表面３８（全体として略１／４の球面状表面）を有し、その曲率半径、即ち第１曲率半径Ｒ１（図３参照）は、比較的大きく、例えば５〜３０ｍｍ程度に形成される。また、第２ンズ部３６は、第１レンズ部３４と同様に、略１／４球状であり、第２弧状表面４０（全体として略１／４の球面状表面）を有し、その曲率半径Ｒ２は、比較的小さく、例えば３〜２０ｍｍ程度となるように形成される。即ち、図３に示すように、第２弧状表面４０の第２曲率半径Ｒ２（図３参照）は、その曲面の曲がり程度が第１弧状表面３８のよりも急になる、即ち第１の曲率半径Ｒ１よりも第２の曲率半径Ｒ２が小さくなるように形成される（Ｒ２＜Ｒ１）。このような第２レンズ部３６は、例えば、第１レンズ部３４の曲率を変更し、その第２弧状表面４０の曲がり度合いが第１弧状表面３８の曲面よりも急になるように且つ非球面となるように形成される。

【0020】

尚、これとは反対に、第２レンズ部３６の第２弧状表面４０の第２曲率半径Ｒ２を例えば３〜２０ｍｍ程度に形成し、第１レンズ部３４の第１弧状表面３８をその曲面の曲がり程度を第２レンズ部３６の第２弧状表面４０よりも緩やかになる、即ち第２の曲率半径Ｒ２よりも第１の曲率半径Ｒ１が大きくなる（Ｒ２＜Ｒ１）となるように、且つ非球面状となるように形成するようにしてもよい。

【0021】

また、第１及び第２レンズ部３４，３６の双方を非球面状に形成するようにしてもよく、この場合、第１レンズ部３４の第１表面３８の表面の曲がり程度が第２レンズ部３６の第２表面４０よりも緩やかになる（所謂、曲率半径に相当する長さが大きくなる）ように形成され、第１及び第２レンズ部３４，３６の第１及び第２表面３８，４０を適宜の形状にすることによって、後述する被照射領域Ｓの第１及び第２領域Ｓ１，Ｓ２の照射範囲を所要の通りに設定することができる。

【0022】

また、第１及び第２レンズ部３４，３６の第１及び第２弧状表面３８，４０のいずれか一方又は双方を非球面状にすることに代えて、これらの第１及び第２弧状表面３８，４０を円弧状の表面（全体として球面状表面）としてもよく、更にはこれらの第１及び第２弧状表面３８，４０を二次曲線状などにすることもできる。

【0023】

このような光学手段４を備えた照射装置では、光源手段２（ＬＥＤ６）からの照射光は、細線４２ａ，４２ｂで示すように光学手段４に向けて照射され、かく照射された光は、プリズムアレイ１０を通して光学手段４に入射され、この入射の際にスネルの法則により所要の通りに屈折される。図１（ａ）において細線４２ａで示すように、光源手段２から図１（ａ）において上側に照射された照射光は、プリズムアレイ１０（複数のプリズム部１２）によって反対側に屈折され、図１（ａ）において細線４４ａで示すように、このプレート状部材８及びレンズ部３２を通して第１の光束として図１（ａ）において下側に第１レンズ部３４に導かれる。また、図１（ａ）において細線４２ｂで示すように、光源手段２から図１（ａ）において下側に照射された照射光は、プリズムアレイ１０によって反対側に屈折され、図１（ａ）において細線４４ｂで示すように、このプレート状部材８及びレンズ部３２を通して第２の光束４として図１（ａ）において上側に第２レンズ部３６に導かれる。プリズムアレイ１０を通して入射した照射光は第１及び第２の光束４４ａ，４４ｂに分割され、分割された第１及び第２の光束４４ａ，４４ｂは、相互に交差するようにして第１及び第２レンズ部３４，３６に向けて導かれる。

【0024】

そして、第１レンズ部３４に導かれた第１の光束４４ａは、更に、第１レンズ部３４から略平行となるように出射され、図１（ａ）に細線４６ａで示すように、被照射領域Ｓの主として第１領域Ｓ１を照射し、また第２レンズ部３６に導かれた第２の光束４４ｂは、収束された後に拡がるように出射され、図１（ａ）に細線４６ｂで示すように、被照射領域Ｓの主として第２領域Ｓ２を照射する。このとき、第１レンズ部３４の第１弧状表面３８の曲がり程度が比較的小さい（換言すると、第１曲率半径Ｒ１は比較的大きい）ので、この第１レンズ部３４から出射される光の屈折度合いが比較的小さく、従って、この第１の光束４６ａは、その拡がり角度が小さく（即ち、その拡がりが抑えられ）、略平行に導かれて第１領域Ｓ１をスポット的に明るく照射する。一方、第２レンズ部３６の第２弧状表面４０は曲がり程度が大きい（換言すると、第２曲率半径Ｒ２は比較的小さい）ので、第２レンズ部３６から出射される光の屈折度合いが比較的大きく、従って、この第２の光束４６ｂは、焦点で絞られた後拡がるようになり、この光束の拡がり部を利用することにより、主として第２領域Ｓ２をぼんやりと照射する。

【0025】

このように光学手段４としてプリズムアレイ１０と第１及び第２レンズ部３４，３６を備えた光学手段４を用いることによって、光源手段２（ＬＥＤ６）からの照射光は、入射側のプリズムアレイ１０によって屈折されて第１の光束４４ａと第２の光束４４ｂとに分割され、第１の光束４４ａは、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１レンズ部３４から出射する際にその屈折度合いが小さくなって略平行になるような光束となり、光束の拡がりが抑えられたスポット的な光束４６ａとなって片側の第１領域Ｓ１（図１（ａ）において下側の領域）を照射する一方、第２の光束４４ｂは、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２レンズ部３６によって屈折される際にその屈折度合いが大きくなって焦点に絞られた後に拡がるような光束となり、拡がった光束４６ｂとなって他側の第２領域Ｓ２（図１（ａ）において上側の領域）をぼんやりと照射し、一つの光源手段２からの光を利用して、被照射領域Ｓの離れた二つの領域（第１及び第２領域Ｓ１，Ｓ２）を異なる照度及び照射状態でもって照射することができる。また、第１レンズ部３４から出射される第１の光束４６ａは略平行に照射するのに対し、第２レンズ部３６から出射される第２の光束４６ｂは、絞られた後拡がるように照射するので、レンズ手段３２と被照射領域Ｓとの間隔を調整することによって、第１領域Ｓ１の明るさを保ちながら第２領域の明るさを調整することができる。

【0026】

このような光学手段４Ｅとして図５に示すものを用いることができる。図５において、この変形形態においても、光学手段４Ｅは、上述したと同様に、プレート状部材８Ｅとレンズ手段３２Ｅから構成されている。このレンズ手段３２Ｅの第１レンズ部の表面（第１領域Ｓ１を照射するための光を出射する表面）は直線状となった平面状表面３８Ｅあり、第２レンズ部の表面は上述した実施形態と同様の曲面状となった弧状表面４０Ｅであり、この変形形態においては、このような平面状表面３８Ｅになっている第１レンズ部をプレート状部３４Ｅと、また弧状表面４０Ｅとなっている第２レンズ部をレンズ状部３６Ｅと表現する。

【0027】

このレンズ手段３２Ｅにおいては、更に、プレート状部３４Ｅとレンズ状部３６Ｅとの境界部に凹状部１０２が設けられている。この凹状部１０２は、プレート状部３４Ｅとレンズ状部３６Ｅとの境界部の全長にわたって設けることができ、このように凹状部１０２を設けることによって、この境界部における曲率の変曲部の影響（例えば、プレート状部３４Ｅから出射される第１光束にゴーストが現れる現象）を抑えることができ、これによって、プレート状部３４Ｅから出射される第１光束により第１領域を明るくきれいに照射することができる。

【0028】

この凹状部１０２は、プレート状部３４Ｅとレンズ状部３６Ｅとの境界部の全長に設ける必要はなく、例えば、この境界部における出射側の１／４〜１／２程度の部分に設けることによって、上述した所望の効果を得ることができる。また、このような凹状部１０２は、図１〜図４に示す形態のレンズ手段３２にも同様に適用することができ、この場合、第１レンズ部３４と第２レンズ部３６との境界部に設けることができる。

【0029】

この光学手段４Ｅを用いた場合においても、上述したと略同様に、第１の光束は、プレート状部３４Ｅから出射する際に略平行な光束となり、光束の拡がりが抑えられてスポット的に第１領域を明るく照射する一方、第２の光束は、レンズ状部３６Ｅから出射する際に大きく屈折されて焦点に絞られた後に拡がるような光束となり、拡がった光束となって第２領域をぼんやりと照射し、このような光学手段４Ｅを用いても被照射領域の離れた二つの領域（第１及び第２領域）を異なる照度及び照射状態でもって照射することができる。

【0030】

このような照射装置においては、ＬＥＤ６としては、比較的配光角度が狭いものを用いるのが好ましい。例えば、図６（ａ）に示すように、配光角度が比較的広いＬＥＤ６Ａを用いた場合、ＬＥＤ６Ａから発せられた光４２Ａ、４２ＢＡは、プリズムアレイ１０の複数のプリズム部１２によって横方向外側へより大きく屈折されるため、横方向における光学手段４（プリズムアレイ１０及びレンズ手段）の寸法を大きくする必要がある。これに対し、図６（ｂ）に示すように、配光角度が比較的狭いＬＥＤ６Ｂを用いた場合、複数のプリズム部１２による横方向外側への屈折が小さくなるため、横方向における光学手段４の寸法をコンパクトにすることができる。ＬＥＤ６の好適な配光角度はプリズム部１２の頂角θに依存するが、この頂角θが例えば１３０°である場合、ＬＥＤ６の配光角度を３０°以下とするのが好ましい。なお、ここでいう配光角度とは半値角（中心の光の強度を１とした場合に光の強度が１／２になる角度）で表される。

【0031】

ここで、図７及び図８を参照して、プリズムアレイ１０における複数のプリズム部１２の頂角θとＬＥＤ６の配光角度Ｄとの関係について説明する。プリズム部１２において、その片側（図７において左側）の第１プリズム面６２ａ又はその他側（図７において右側）の第２プリズム面６２ｂにおける光の入射点Ｐを通り頂角θの二等分線Ｃと平行な軸線を軸線Ｇとしたとき、この入射点Ｐにおいて第１プリズム面６２ａ又は第２プリズム面６２ｂから入射した光の屈折方向Ｄ３が軸線Ｇよりも内側（プリズム部１２の先端側、即ち山側）になるか外側（プリズム部１２の基部側、即ち谷側）になるかが決まる。

【0032】

そして、第１プリズム面６２ａ（又は第２プリズム面６２ｂ）に対する光の入射角をα、屈折角をβ、空気の屈折率をｎ１、プリズム６２の屈折率をｎ２としたとき、スネルの法則より次式（１）が得られる。

【0033】

N１×sinα＝n２×sinβ ・・・（１）
また、軸線Ｇに対する光の屈折方向Ｄ３の傾き角度γは次式（２）２で求められる。

【0034】

γ＝９０°−（β+θ/２） ・・・（２）
よって、式（１）及び式（２）より、次式（３）が得られる。

【0035】

γ＝９０°−asin［（n１／n２）sinα］−θ／２ ・・・（３）
そして、光の屈折方向Ｄ３の傾き角度γの値が０°〜９０°（０°＜ γ ＜ ９０°）のとき、光の屈折方向Ｄ３は軸線Ｇよりも内側、即ちプリズム部１２の山側となる。

【0036】

図８は、アクリル樹脂製（n２＝１．４９）のプリズムレイ１０（プリズム部１２）を用いたときの式（３）より求めた光の入射角αと光の屈折方向Ｄ３の傾き角度γとの関係を示し、頂角θが４５°、９０°、１３０°及び１５０°であるときのものを示している。

【0037】

図８からも理解されるように、プリズム部１２の頂角θが９０°以下であると、入射角αにかかわらず、第１プリズム面６２ａ（又は第２プリズム面６２ｂ）から入射した光は全て内側に屈折し、２つに分割される光束、即ち第１及び第２の光束の境界を明確にできることがわかる。また、プリズム部１２の頂角θが１３０°であるときには光の入射角αが４０°以下、この頂角θが１５０°であるときには光の入射角αが２３°以下において、第１プリズム面６２ａ（又は第２プリズム面６２ｂ）から入射した光の多くが内側に屈折し、２つに分割される光束（第１及び第２の光束）の境界を明確にできることが分かる。このことは、例えば、プリズムアレイ１０のプリズム部１２の頂角θが１３０°であるときには、第１及び第２プリズム面６２ａ，６２ｂにおける入射角αが４０°以下となるような光を多く発する光源手段２（ＬＥＤ６）を用いればよく、このプリズム部１２の頂角θが１５０°であるときには、第１及び第２プリズム面６２ａ，６２ｂにおける入射角αが２３°以下の光を多く発する光源手段４を用いればよいことが分かる。

【0038】

この点について更に検討すると、図７を参照して、プリズム部１２の頂角θの二等分線Ｃに対する光の傾き角度をｄ（ｄ＝Ｄ／２）としたとき、三角形の定理により、光の入射角αは次式（４）で表される。

【0039】

α＝９０°− θ／２ ＋ ｄ ・・・（４）
よって、式（４）を式（３）に適用すると、次式（５）が得られる。

【0040】

γ＝９０°−asin［（n１／n２）sin（９０°−θ／２＋ｄ）］−θ／２ ・・・（５）
そして、上述したように０°＜γ＜９０°の場合に光の屈折方向Ｄ３は軸線Ｇよりも内側となるので、次式（６）を満たすとき、光は内側に屈折することになる。

【0041】

０°＜９０°−asin［（n１／n２）sin（９０°−θ／２＋d）］θ/２−θ／２＜９０° ・・・（６）
光源手段２（ＬＥＤ６）の配光角度Ｄが光の傾き角度ｄの倍数（ｄ×２）の場合においては、光源手段２から発する光の殆どが傾き角度ｄ以下の光となることから、次式（７）を満たす光源手段２を用いることにより、２つの光束（第１及び第２の光束）の境界を明確にできる。

【0042】

０°＜９０°−asin［（n１／n２）sin（９０°−θ／２＋Ｄ／２）］−θ／２＜９０° ・・・（７）
但し、Ｄ：光源手段２の配光角度
よって、プリズム部１２の頂角θは１５０°以下であり、上述した式（７）を満たす配光角度Ｄを有する光源手段２を用いるのが好ましい。例えば、プリズム部１２の頂角θが１３０°である場合には光源手段２の配光角度Ｄを３０°以下とし、またその頂角θが１５０°である場合には光源手段２の配光角度を１６°以下とすることにより、第１プリズム面６２ａ（又は第２プリズム面６２ｂ）から入射した光の多くが内側に屈折するようになり、また、プリズム６２の頂角θが９０°以下である場合には、光源手段２の配光角度Ｄにかかわらず、第１プリズム面６２ａ（又は第２プリズム面６２ｂ）から入射した光は全て内側に屈折するようになり、このように構成することによって、２つに分割される光束（第１及び第２の光束）の境界を明確にできる。

【0043】

光学手段として、図９及び図１０に示すものを用いることもできる。光学手段の第１の変形形態を示す図９において、この光学手段４Ｃでは、プレート状部材８Ｃの片面に上述したと同様のプリズムアレイ１０が設けられ、このプレート状部材８Ｃの他面に凸状レンズから構成されるレンズ手段３２Ｃが設けられている。この第１の変形形態におけるレンズ手段３２Ｃは、プレート状部材８Ｃの片側（図９において右側）に設けられた第１レンズ部３４Ｃと、その他側（図９において左側）に設けられた第２レンズ部３６Ｃとから構成され、第１レンズ部３４Ｃ及び第２レンズ部３６Ｃが同じ形状に、即ち第１弧状表面３８Ｃの曲がりの程度（第１曲率半径）と第２レンズ部３６Ｃの第２弧状表面４０Ｃの曲がりの程度（第２曲率半径）とが実質上等しくなるように構成されている。このような光学手段４Ｃを用いた場合、上述した記載から容易に理解される如く、光源手段２（ＬＥＤ６）からの照射光でもって、被照射領域の離れた二つの領域（第１及び第２領域）を同じ照度及び照射状態でもって照射することができる。

【0044】

次に、図１０を参照して第２の変形形態の光学手段について説明すると、この光学手段４Ｄでは、プレート状部材８Ｄの片面に上述したと同様のプリズムアレイ１０が設けられ、このプレート状部材８Ｄの他面に凹状レンズから構成されるレンズ手段３２Ｄが設けられている。この第２の変形形態におけるレンズ手段３２Ｄは、プレート状部材８Ｄの片側（図１０において右側）に設けられた第１レンズ部３４Ｄと、その他側（図１０において左側）に設けられた第２レンズ部３６Ｄとから構成され、第１レンズ部３４Ｄ及び第２レンズ部３６Ｄが同じ形状に、即ち第１レンズ部３４Ｄの第１弧状表面３８Ｄの凹状表面の曲がりの程度（第１曲率半径）と第２レンズ部３６Ｄの第２弧状表面４０Ｄの凹状表面の曲がりの程度（第２曲率半径）とが実質上等しくなるように構成されている。このような光学手段４Ｄを用いた場合、上述した記載から容易に理解される如く、光源手段２（ＬＥＤ６）からの照射光でもって、被照射領域の離れた二つの領域（第１及び第２領域）を同じ照度及び照射状態でもって照射することができる。

【0045】

尚、凹状レンズを設けた場合においても、凸状レンズを設けた場合と同様に、第１レンズ部３４Ｄの第１弧状表面３８Ｄと第２レンズ部３６Ｄの第２弧状表面４０Ｄとの凹状表面の曲率半径を異なるように構成することもできる。また、第１及び第２レンズ部３４Ｄ，３６Ｄのいずれか一方又は双方を非球面形状又は二次曲線状などとなる凹状レンズとすることができる。

【0046】

このような照射装置は、例えば、自動車の車内における各種照明に、また展示会における各種展示に、或いはショウウインドウ展示などにおける各種照明などに広く適用することができる。

【0047】

以上、本発明に従う照射装置の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。

【0048】

例えば、上述した実施形態では、光学手段４（４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ）のプリズムアレイ１０及びレンズ手段３２（３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ）を一体的に形成しているが、このような構成に代えて、プリズムアレイ１０とレンズ手段３２（３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ）とを別体に構成し、これらを近接乃至接触して配設するようにしてもよい。

【0049】

また、例えば、レンズ手段３２（３２Ｃ）における第２レンズ部３６（３６Ｃ）のスポット的な照射の効果を高めるために、この第２レンズ部３６（３６Ｃ）の第２弧状表面４０（４０Ｃ）にフレネルレンズ加工を施すことができる。この場合、第２レンズ部３６（３６Ｃ）の先端から基部側に略１／２程度の範囲にわたって設けるのが好ましく、このフレネルレンズ加工は、第２弧状表面４０に同心状に（即ち、先端側に向けて同心状に小さくなるように）設けることができる。

【0050】

また、例えば、レンズ手段３２（３２Ｃ）における第１レンズ部３４（３４Ｃ）の拡散的な照射の効果を高めるために、この第１レンズ部３４（３４Ｃ）の第１弧状表面３８（３８Ｃ）に光拡散加工を施すことができる。この光拡散加工として、例えば、第１レンズ部３４（３４Ｃ）の第１弧状表面３８（３８Ｃ）に小さな凹凸を設けるようにしてもよく、或いは小さなシボ加工を施すようにしてもよく、この場合にも、第１レンズ部３４（３４Ｃ）の先端から基部側に略１／２程度の範囲にわたって設けるのが好ましい。

【符号の説明】

【0051】

２ 光源手段
４，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ 光学手段
６ ＬＥＤ
８，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅ プレート状部材
１０ プリズムアレイ
１２ プリズム部
３２、３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ レンズ手段
３４，３４Ｃ，３４Ｄ 第１レンズ部
３４Ｅ プレート状部
３６，３６Ｃ，３６Ｄ 第２レンズ部
３６Ｅ レンズ状部
３８，３８Ｃ，３８Ｄ 第１弧状表面
３８Ｅ 平面状表面
４０，４０Ｃ，４０Ｄ 第２弧状表面
４０Ｅ 弧状表面
Ｓ 被照射領域
Ｓ１ 第１領域
Ｓ２ 第２領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】