特開 2022-109790 照明装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022109790

(43)【公開日】2022-07-28

(54)【発明の名称】照明装置

(51)【国際特許分類】

   B60Q 3/76 20170101AFI20220721BHJP

   B60Q 3/60 20170101ALI20220721BHJP

【ＦＩ】

B60Q3/76

B60Q3/60

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021005311

(22)【出願日】2021-01-15

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】特許業務法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 廉

(72)【発明者】

【氏名】大石 健太

【テーマコード（参考）】

3K040

【Ｆターム（参考）】

3K040AA02

3K040CA05

3K040EA03

3K040EB03

3K040GA04

3K040GB01

3K040GC01

(57)【要約】

【課題】小型化が図れるとともにグレアを低減すること。
【解決手段】実施形態の照明装置は、光源と、レンズと、フレームとを備える。前記光源は、略点状に発光する。前記レンズは、前記光源の出射方向前方に配置される。前記フレームは、前記レンズの出射方向前方にピンホールが配置される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

略点状に発光する光源と、
前記光源の出射方向前方に配置されたレンズと、
前記レンズの出射方向前方にピンホールが配置されたフレームと、
を備える照明装置。

【請求項2】

略点状に発光する中央照明用の第１の光源と、
前記第１の光源にそれぞれ隣接して配置され、略点状に発光するスポット照明用の第２および第３の光源と、
前記第１、第２および第３の光源の出射方向前方にそれぞれ配置された第１、第２および第３のレンズと、
前記第１、第２および第３のレンズの出射方向前方にピンホールが配置されたフレームと、
を備える照明装置。

【請求項3】

前記第２および第３のレンズの出射面は、前記ピンホールに出射光を向けるリニアプリズムを構成する、
請求項２に記載の照明装置。

【請求項4】

前記第２のレンズは、前記第１のレンズの一部と前記第２の光源との間に配置され、
前記第３のレンズは、前記第１のレンズの他の一部と前記第３の光源との間に配置される、
請求項２または３に記載の照明装置。

【請求項5】

前記第１のレンズにおける前記第２および第３のレンズのそれぞれの出射光の経路となる第１および第２の部分は、貫通孔とされるか、または、透明で平坦な面とされる、
請求項４に記載の照明装置。

【請求項6】

前記第１のレンズと前記第２および第３のレンズとの光の重複により照度が高くなる、前記第１のレンズにおける第３および第４の部分が、前記第１および第２の部分に連続して設けられ、
前記第３および第４の部分は、貫通孔とされるか、または、透明で平坦な面とされる、
請求項５に記載の照明装置。

【請求項7】

前記第１、第２および第３の光源は、個別に点灯が制御される、
請求項２～６のいずれか一つに記載の照明装置。

【請求項8】

前記レンズの入射面は、ＴＩＲフレネル複合レンズを構成する、
請求項１～７のいずれか一つに記載の照明装置。

【請求項9】

前記フレームの出射面側に配置される透明なカバーを備え、
前記カバーの前記ピンホールと対向する部分には、光を広げる凹部が設けられる、
請求項１～８のいずれか一つに記載の照明装置。

【請求項10】

前記光源から発せられる光のうち、光軸方向から外れる光を反射して光軸方向に戻すリフレクタを備える、
請求項１～９のいずれか一つに記載の照明装置。

【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】

自動車室内の照明装置であるルームランプが知られている（例えば、特許文献１～４等を参照）。このようなルームランプは、オーバーヘッドコンソール（ＯＨＣ：Overhead Console）と呼ばれる、天井に設けられたユニットに収納されることが多い。このようなオーバーヘッドコンソールには、ルームランプのほかに、サンルーフスイッチ、ＳＯＳ（緊急）スイッチ、サングラスホルダ等の多くの機能が一体とされるのがトレンドとなっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－２７２４０９号公報

【特許文献2】特開２００７－２７９４７４号公報

【特許文献3】特開２０１８－９９９５１号公報

【特許文献4】特開２０１２－１５０６５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、多機能化に伴いオーバーヘッドコンソールが大型化することが懸念される。オーバーヘッドコンソールの大型化は乗員に圧迫感を与え、さらには自動車室内のデザイン性を損なうため、乗員の快適性の低下を招く。オーバーヘッドコンソールの体積のうちルームランプが占める割合は大きいため、ルームランプの小型化がオーバーヘッドコンソールの小型化に有効である。

【0005】

また、現在主流の面状発光タイプのルームランプは、発光部から直接に乗員の目に光が入るため、眩しさ（グレア）を与え、これも快適性の低下を招く一因となっている。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型化が図れるとともにグレアを低減することの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】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様照明装置は、光源と、レンズと、フレームとを備える。前記光源は、略点状に発光する。前記レンズは、前記光源の出射方向前方に配置される。前記フレームは、前記レンズの出射方向前方にピンホールが配置される。

【0008】

本発明の一態様に係る照明装置は、小型化が図れるとともにグレアを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、一実施形態にかかる照明装置の斜視図である。

【図2】図２は、図１における照明装置のＸ－Ｘ断面図である。

【図3】図３は、図１における照明装置のＹ－Ｙ断面図である。

【図4】図４は、光源およびリフレクタの正面図である。

【図5】図５は、光源およびリフレクタの斜視図である。

【図6】図６は、レンズの平面図である。

【図7】図７は、レンズの斜視図である。

【図8】図８は、スポット照明用のレンズの出射面側を示す図である。

【図9】図９は、スポット照明用のレンズの部分的な断面図である。

【図10】図１０は、カバーに凹部が設けられなかった場合の照度分布の例を示す図である。

【図11】図１１は、カバーに凹部が設けられた場合の照度分布の例を示す図である。

【図12】図１２は、中央照明用の光源のみを点灯した場合の照度分布の例を示す図である。

【図13】図１３は、スポット照明用の光源のみを点灯した場合の照度分布の例を示す図である。

【図14】図１４は、全ての光源を点灯した場合の照度分布の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、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、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、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。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。また、１つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。

【0011】

図１は、一実施形態にかかる照明装置１の斜視図である。図２は、図１における照明装置１のＸ－Ｘ断面図である。図３は、図１における照明装置１のＹ－Ｙ断面図である。図１～図３において、略直方体状の照明装置１の図における上面側が自動車室内の天井等のオーバーヘッドコンソール内の底面等に固定され、照明装置１の下面側から照明光が出射される。また、Ｘ軸の正方向に自動車が進行するものとされている。なお、以下では、中央照明について、照明装置１から鉛直下向き方向（Ｚ軸の負方向）に光を照射するものとしているが、光の照射方向（光軸方向）は任意に設定することが可能である。例えば、自動車の進行方向を向いて前または後ろに光軸方向を傾けたり、更には左または右に光軸方向を傾けたりすることができる。同様に、スポット照明についても、光軸方向を任意に設定することが可能である。

【0012】

照明装置１は、フレーム２と、基板３と、光源４Ａ～４Ｃと、リフレクタ５Ａ～５Ｃと、レンズ６Ａ～６Ｃと、カバー７とを備えている。光源４Ａ～４Ｃ、リフレクタ５Ａ～５Ｃおよびレンズ６Ａ～６Ｃは、筐体内に設けられている。

【0013】

フレーム２は、樹脂や金属等により構成され、図における下側に底板があり、その周囲の４辺に側壁が設けられている。フレーム２の底板の略中央部には、貫通したピンホール２ａが設けられている。ピンホール２ａは、略円形状であり、斜めからの光の入射を考慮し、図における上側の径が大きく、下側の径が小さい円錐台形状になっている。ピンホール２ａのサイズは、例えば入射側をφ１０ｍｍ、出射側をφ５ｍｍとしている。

【0014】

基板３は、フレーム２の図における上端側に配置される。基板３の図における下側の面（内側の面）には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の略点状に発光する光源４Ａ、４Ｂ、４Ｃと、その周囲を囲むリフレクタ５Ａ、５Ｂ、５Ｃとが設けられている。基板３上では、光源４Ａ、４Ｂ、４Ｃが個別に点灯が可能なように、配線が行われている。

【0015】

第１の光源４Ａおよび第１のリフレクタ５Ａは、中央照明用である。第２の光源４Ｂおよび第２のリフレクタ５Ｂと、第３の光源４Ｃおよび第３のリフレクタ５Ｃとは、スポット照明用である。第２の光源４Ｂおよび第２のリフレクタ５Ｂは、自動車の進行方向を向いて右側の座席に対応し、第３の光源４Ｃおよび第３のリフレクタ５Ｃは、左側の座席に対応する。光源４Ａ～４Ｃおよびリフレクタ５Ａ～５Ｃの詳細については後述する。

【0016】

中央照明用の第１の光源４Ａ、第１のリフレクタ５Ａおよび第１のレンズ６Ａは、フレーム２のＸ軸方向およびＹ軸方向の略中央に配置されている。

【0017】

第２の光源４Ｂおよび第２のリフレクタ５Ｂと、第３の光源４Ｃおよび第３のリフレクタ５Ｃとは、Ｙ軸方向については、第１の光源４Ａおよび第１のリフレクタ５Ａを挟んで対称に配置されており、Ｘ軸方向については、第１の光源４Ａおよび第１のリフレクタ５Ａよりも正方向寄りに配置されている。第２の光源４Ｂおよび第２のリフレクタ５Ｂに対応する第２のレンズ６Ｂの中央は、第２の光源４Ｂおよび第２のリフレクタ５Ｂの光軸上に配置されている。第３の光源４Ｃおよび第３のリフレクタ５Ｃに対応する第３のレンズ６Ｃの中央は、第３の光源４Ｃおよび第３のリフレクタ５Ｃの光軸上に配置されている。第２の光源４Ｂおよび第２のリフレクタ５Ｂと、第３の光源４Ｃおよび第３のリフレクタ５Ｃとが、第１の光源４Ａおよび第１のリフレクタ５Ａよりも正方向寄りに配置されているのは、中央よりも自動車の進行方向と反対側にスポット光を当てるためである。

【0018】

スポット照明用の第２の光源４Ｂおよび第２のリフレクタ５Ｂと、第３の光源４Ｃおよび第３のリフレクタ５Ｃとの図における下側には、第２のレンズ６Ｂと第３のレンズ６Ｃとが、それぞれの光軸に対して中央（中心）が正対し、入射面および出射面が光軸に直交するように配置されている。スポット照明用の第２のレンズ６Ｂと第３のレンズ６Ｃとの図における下側には、スポット照明用の第２のレンズ６Ｂおよび第３のレンズ６Ｃよりも径の大きい、中央照明用の第１のレンズ６Ａが、中央照明用の第１の光源４Ａおよび第１のリフレクタ５Ａからの光軸に対して入射面および出射面が直交するように配置されている。

【0019】

スポット照明用の第２のレンズ６Ｂおよび第３のレンズ６Ｃの外形は単純な円形であるが、中央照明用の第１のレンズ６Ａの外形は、円形から、スポット照明用の第２のレンズ６Ｂおよび第３のレンズ６Ｃの外形よりも一回り大きい領域が削られた円形開口部６Ａｃと、ホットスポットを軽減するための楕円形開口部６Ａｄとが設けられている。レンズ６Ａ～６Ｃの詳細については後述する。

【0020】

カバー７は、透明なガラスや樹脂等により構成され、フレーム２の図における下端に配置されている。カバー７において、フレーム２のピンホール２ａと対向する位置（ピンホール直下部分）には、照明光のダークスポットを軽減するための凹部７ａが設けられている。凹部７ａのサイズとして、径はピンホール２ａの出射側のφ５ｍｍよりも大きいφ５．４ｍｍとし、曲率半径は例えば２０ｍｍとしている。凹部７ａの働きについては後述する。

【0021】

図４は、光源４Ａ、４Ｂ、４Ｃおよびリフレクタ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの正面図である。図５は、光源４Ａ、４Ｂ、４Ｃおよびリフレクタ５Ａ、５Ｂ、５Ｃの斜視図である。図４および図５において、光源４Ａ、４Ｂ、４Ｃは略直方体状であり、図における下面と側面とから発光するものとされている。リフレクタ５Ａ、５Ｂ、５Ｃは、光源４Ａ、４Ｂ、４Ｃを囲む側壁５Ａａ、５Ｂａ、５Ｃａと、側壁５Ａａ、５Ｂａ、５Ｃａの一端から外側に開く傾斜壁５Ａｂ、５Ｂｂ、５Ｃｂとを有している。リフレクタ５Ａ、５Ｂ、５Ｃのサイズとして、側壁５Ａａ、５Ｂａ、５Ｃａの幅（Ｙ軸方向とＸ軸方向の長さ）を例えば２．０ｍｍ、側壁５Ａａ、５Ｂａ、５Ｃａの高さ（Ｚ軸方向の長さ）を例えば０．４ｍｍ、傾斜壁５Ａｂ、５Ｂｂ、５Ｃｂの高さ（Ｚ軸方向の長さ）を例えば０．４ｍｍ、傾斜壁５Ａｂ、５Ｂｂ、５Ｃｂの幅（Ｙ軸方向とＸ軸方向の長さ）を例えば３．０ｍｍとしている。

【0022】

光源４Ａ、４Ｂ、４Ｃが単独で設けられる場合に比べ、リフレクタ５Ａ、５Ｂ、５Ｃが設けられることで、光の利用効率が向上する。例えば、リフレクタ設置により、光利用効率は、第１の光源４Ａについては１２．９％、第２の光源４Ｂおよび第３の光源４Ｃについては４．２％の上昇が確認されている。なお、第１の光源４Ａについての光利用効率が高いのは、第１のレンズ６Ａの径が大きく、第１の光源４Ａおよび第１のリフレクタ５Ａから出た光のほとんどが第１のレンズ６Ａに到達するためである。

【0023】

図６は、レンズ６Ａ、６Ｂ、６Ｃの平面図である。図７は、レンズ６Ａ、６Ｂ、６Ｃの斜視図である。図６および図７において、中央照明用の第１のレンズ６Ａの入射面６Ａａは、ＴＩＲ（Total Internal Reflection）フレネル複合レンズとなっている。すなわち、中央部分６Ａｅが屈折型プリズムとなっており、周辺部分６Ａｆが全反射型プリズムとなっている。中央照明用の第１のレンズ６Ａの出射面６Ａｂは、フラット面となっている。第１のレンズ６Ａのサイズとしては、直径が例えば２２．０ｍｍ、厚さ（プリズムの厚さを含めず）を例えば１．３ｍｍとしている。プリズムのピッチは例えば０．１ｍｍである。

【0024】

また、中央照明用の第１のレンズ６Ａに円形開口部６Ａｃと楕円形開口部６Ａｄとが設けられている点は前述した。円形開口部６Ａｃ等は、上側に設けられるスポット照明用の第２のレンズ６Ｂ等からの光を遮らずに通過させるためのものである。また、楕円形開口部６Ａｄ等は、中央照明用の第１のレンズ６Ａと、スポット照明用の第２のレンズ６Ｂ等との照射エリアの重複によって照度値が高くなるホットスポットを軽減するためのものである。なお、円形開口部６Ａｃと楕円形開口部６Ａｄとの両方または一方は、貫通して削られた貫通孔に代え、プリズム等の光学素子が設けられない、単に光を透過するだけの透明で平坦な面としてもよい。円形開口部６Ａｃの直径は、例えば１０．０ｍｍである。楕円形開口部６Ａｄの長手方向の直径は例えば４．０ｍｍ、短手方向の直径は２．０ｍｍである。

【0025】

スポット照明用の第２のレンズ６Ｂおよび第３のレンズ６Ｃの入射面６Ｂａ、６Ｃａは、中央照明用の第１のレンズ６Ａの入射面６Ａａと同様に、ＴＩＲフレネル複合レンズとなっており、中央部分６Ｂｃ、６Ｃｃが屈折型プリズムとなっており、周辺部分６Ｂｄ、６Ｃｄが全反射型プリズムとなっている。第２のレンズ６Ｂおよび第３のレンズ６Ｃのサイズとしては、直径が例えば９．０ｍｍ、厚さ（プリズムの厚さを含めず）を例えば１．２ｍｍとしている。プリズムのピッチは例えば０．１ｍｍである。

【0026】

また、スポット照明用の第２のレンズ６Ｂおよび第３のレンズ６Ｃの出射面６Ｂｂ、６Ｃｂは、フレーム２のピンホール２ａに光の向きを変えるために、リニアプリズム（６Ｂｅ、６Ｃｅ）が設けられている。図８は、スポット照明用のレンズ６Ｃの出射面６Ｃｂ側を示す図であり、図９は、スポット照明用のレンズ６Ｃの部分的な断面図である。スポット照明用の第２のレンズ６Ｂおよび第３のレンズ６Ｃは対称であるため、一方の第３のレンズ６Ｃについて図示してある。

【0027】

図８において、リニアプリズム６Ｃｅは、ＸＹ平面上におけるフレーム２のピンホール２ａの中心とレンズ６Ｃの中心とを結ぶ線に対して直角となるように溝が設けられている。なお、リニアプリズム６Ｃｅの溝は一部（右側）のみが示されているが、全面に設けられている。リニアプリズム６Ｃｅの溝の図中の傾斜角度θは、ピンホール２ａとレンズ６Ｃとの配置により決まるものであり、図示の例では１４．３°である。図９において、リニアプリズム６Ｃｅの底角α１は例えば８８°であり、底角α２は例えば３２°であり、頂角α３は例えば６０°である。プリズムのピッチは例えば０．１ｍｍである。

【0028】

カバー７にダークスポットを軽減するための凹部７ａが設けられている点は前述した。図１０は、カバー７に凹部７ａが設けられなかった場合の照度分布の例を示す図である。図１０において、破線の丸で示されるように、中央照明とスポット照明との照射エリアの境界部分（４箇所）でダークスポットが生じている。これに対し、図１１は、カバー７に凹部７ａが設けられた場合の照度分布の例を示す図である。図１１においては、図１０においてダークスポットが生じていた部分において、その内側の明るい部分が外側に広がり、ダークスポットを軽減させている。

【0029】

以下、光源４Ａ、４Ｂ、４Ｃの点灯状態に応じた照明光について説明する。図１２は、中央照明用の光源４Ａのみを点灯した場合の照度分布の例を示す図である。図の縦方向に長く、中央より下側の左右の部分がない形状となる。

【0030】

図１３は、スポット照明用の光源４Ｂ、４Ｃのみを点灯した場合の照度分布の例を示す図である。なお、光源４Ｂだけを点灯させた場合には図１３の右側のスポット光だけとなり、光源４Ｃだけを点灯させた場合には図１３の左側のスポット光だけとなる。

【0031】

図１４は、全ての光源４Ａ、４Ｂ、４Ｃを点灯した場合の照度分布の例を示す図である。図１２の照明光と図１３の照明光とが合成された状態である。

【0032】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

【0033】

以上のように、実施形態に係る照明装置は、略点状に発光する光源と、光源の出射方向前方に配置されたレンズと、レンズの出射方向前方にピンホールが配置されたフレームとを備える。これにより、小型化が図れるとともにグレアを低減することができる。すなわち、略点状に発光する光源やフレームのピンホールは大きな体積を必要とせず、レンズが照明装置の大きさを決定することとなり、このレンズも光源から発せられる光をピンホールに導ければよいため、大幅な小型化が可能となる。また、ピンホールから出た光はほとんどが照明対象に向かい、乗員の目にほとんど入らないため、眩しさを感じることはなくなる。

【0034】

また、略点状に発光する中央照明用の第１の光源と、第１の光源にそれぞれ隣接して配置され、略点状に発光するスポット照明用の第２および第３の光源と、第１、第２および第３の光源の出射方向前方にそれぞれ配置された第１、第２および第３のレンズと、第１、第２および第３のレンズの出射方向前方にピンホールが配置されたフレームとを備える。これにより、自動車室内のルームランプに適した照明装置を構成することができる。

【0035】

また、第２および第３のレンズの出射面は、ピンホールに出射光を向けるリニアプリズムを構成する。これにより、第１のレンズと異なる位置に第２および第３のレンズが配置されていても、１つのピンホールを共用することができる。

【0036】

また、第２のレンズは、第１のレンズの一部と第２の光源との間に配置され、第３のレンズは、第１のレンズの他の一部と第３の光源との間に配置される。これにより、３つのレンズをコンパクトに配置することができ、小型化に寄与することができる。

【0037】

また、第１のレンズにおける第２および第３のレンズのそれぞれの出射光の経路となる第１および第２の部分は、貫通孔とされるか、または、透明で平坦な面とされる。これにより、第２および第３のレンズの出射光を妨げず、スポット照明の照度を確保することができる。

【0038】

また、第１のレンズと第２および第３のレンズとの光の重複により照度が高くなる、第１のレンズにおける第３および第４の部分が、第１および第２の部分に連続して設けられ、第３および第４の部分は、貫通孔とされるか、または、透明で平坦な面とされる。これにより、第１のレンズと第２および第３のレンズとの光の重複により生ずるホットスポットを軽減することができる。

【0039】

また、第１、第２および第３の光源は、個別に点灯が制御される。これにより、状況に応じた多様な照明を行うことができる。

【0040】

また、レンズの入射面は、ＴＩＲフレネル複合レンズを構成する。これにより、薄型の集光レンズを構成することができ、小型化に寄与することができる。

【0041】

また、フレームの出射面側に配置される透明なカバーを備え、カバーのピンホールと対向する部分には、光を広げる凹部が設けられる。これにより、中央照明とスポット照明との照射エリアの境界部分で生ずるダークスポットを軽減することができる。

【0042】

また、光源から発せられる光のうち、光軸方向から外れる光を反射して光軸方向に戻すリフレクタを備える。これにより、光源からの光の利用効率を高めることができる。

【0043】

また、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】

【0044】

１ 照明装置，２ フレーム，２ａ ピンホール，３ 基板，４Ａ～４Ｃ 光源，５Ａ～５Ｃ リフレクタ，６Ａ～６Ｃ レンズ，７ カバー，７ａ 凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】