CN103649628A - 光束控制部件、发光装置和照明装置 - Google Patents

光束控制部件、发光装置和照明装置 Download PDF

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Abstract

本发明的光束控制部件(100)具有入射面(110)和射出面(120)。入射面(110)是相对于光束控制部件(100)的底部呈凹形状、且各面的边界是R面的角锥面。入射面(110)的水平剖面的形状是与n边形状的被照射面(410)大致相似的形状。在射出面(120)的水平剖面中，将与被照射面(410)的n个角对应的n个角中的彼此相邻的角连结的各直线，与入射面(110)的水平剖面的对应的边大致平行。射出面(120)的水平剖面与在该剖面中由所述各直线形成的n边形相同或包含于其内部。

Description

光束控制部件、发光装置和照明装置
技术领域
本发明涉及对从发光元件射出的光的配光进行控制的光束控制部件。另外，本发明涉及具有所述光束控制部件的发光装置、以及具有所述发光装置的照明装置。
背景技术
近年来，从节约能源的观点出发，作为照明用的光源，逐渐使用发光二极管(LED)来代替日光灯或卤素灯等。
在使用发光二极管照射被照射面的情况下，在光源(发光二极管)的正下方与远离光源的位置之间照度大不相同。因此，在使用一个发光二极管照射宽的被照射面的情况下，在光源的正下方与被照射面的周缘部之间照度大不相同。作为使用发光二极管均匀地照射宽的被照射面的方法，可以考虑紧密地配置多个发光二极管。但是，这种方法从节约能源的观点看不优选。
另外，作为使用发光二极管均匀地照射宽的被照射面的其他方法，可以考虑使用透镜来扩展从发光二极管射出的光的配光(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中，记载了包括发光元件、和扩展来自发光元件的光的配光的透镜部的发光元件单元。透镜部具有入射来自发光元件的光的入射面、和扩展从入射面入射的光的射出面。透镜部的形状呈以发光元件的光轴为中心轴的旋转对称(圆对称)。因此，俯视时的透镜部的形状是圆形。通过使用专利文献1中记载的发光元件单元，能够将来自发光元件的光以某种程度均匀地照射到宽的被照射面。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-152142号公报
发明内容
发明要解决的问题
在使用专利文献1中记载的发光元件单元向平面状的被照射面照射光的情况下，光的照射范围为大致圆形状。因此，在使用专利文献1中记载的发光元件单元向矩形状的被照射面照射光的情况下，有可能被照射面的四角昏暗。而且，若设置为向被照射面的四角照射充足的光，则超过需要地扩展了光而产生了无用的光。
这样，在使用以往的光束控制部件(透镜)的情况下，不能将从发光元件射出的光高效率地照射到多边形状的被照射面。
本发明的目的是提供能够将从发光元件射出的光均匀且高效率地照射到多边形(n边形：n为3以上的整数)状的被照射面的光束控制部件。此外，本发明的另一个目的是提供具有该光束控制部件的发光装置、以及具有该发光装置的照明装置。
解决问题的方案
本发明的光束控制部件对从发光元件射出的光的配光进行控制，该光束控制部件采用的结构包括：入射面，入射从所述发光元件射出的光；以及射出面，使从所述入射面入射的光向n边形状的被照射面射出，所述入射面是在位于所述射出面的相反侧的底部的与所述发光元件对应的位置，相对于所述底部呈凹形状地形成的角锥面，且是所述角锥面的各面的边界为R面的角锥面，所述入射面的与所述发光元件的光轴正交的剖面的形状是与所述被照射面的形状大致相似的形状，在所述射出面的与所述发光元件的光轴正交的剖面中，将n个角中的彼此相邻的角连结的各直线，与所述入射面的与所述发光元件的光轴正交的剖面的对应的边大致平行，其中，所述n个角与所述被照射面的n个角对应，所述射出面的与所述发光元件的光轴正交的剖面和在该射出面的剖面中由各直线形成的n边形相同，或包含于其内部，所述各直线将与所述被照射面的n个角对应的n个角中的彼此相邻的角连结。
本发明的发光装置采用的结构包括上述光束控制部件、以及发光元件，所述光束控制部件被配置成，使所述发光元件的光轴通过所述角锥面的顶点。
本发明的照明装置采用的构成包括：上述发光装置；以及被来自所述发光装置的光照射的多边形状的被照射面，所述发光装置被配置成，使所述发光元件的光轴与所述被照射面正交。
发明效果
具有本发明的光束控制部件的发光装置能够将从发光元件射出的光均匀且高效率地照射到多边形状的被照射面。此外，本发明的照明装置能够将光均匀且高效率地照射到多边形状的被照射面。
附图说明
图1A是实施方式1的照明用透镜的俯视立体图，图1B是实施方式1的照明用透镜的仰视立体图。
图2A是实施方式1的照明用透镜的俯视图，图2B是实施方式1的照明用透镜的仰视图。
图3A是图2A所示的A-A线的剖面图，图3B是图2A所示的B-B线的剖面图，图3C是图2A所示的C-C线的剖面图。
图4是用于说明粗糙面区域的实施方式1的照明用透镜的仰视图。
图5是图3B所示的D-D线的剖面图。
图6是具有不包含R面的入射面的照明用透镜的剖面图。
图7A是表示使用实施方式1的照明用透镜时的照度分布的图。图7B是表示使用以往的照明用透镜时的照度分布的图。
图8A是以往的照明用透镜的俯视图，图8B是以往的照明用透镜的仰视图，图8C是图8A所示的F-F线的剖面图。
图9A是比较用的照明用透镜的俯视立体图，图9B是比较用的照明用透镜的仰视立体图。
图10A是比较用的照明用透镜的俯视立体图，图10B是比较用的照明用透镜的仰视立体图。
图11A是比较用的照明用透镜的俯视立体图，图11B是比较用的照明用透镜的仰视立体图。
图12A是比较用的照明用透镜的俯视立体图，图12B是比较用的照明用透镜的仰视立体图。
图13A是比较用的照明用透镜的俯视立体图，图13B是比较用的照明用透镜的仰视立体图。
图14是实施方式1的照明装置的立体图。
图15A是表示实施方式1的发光装置的配光分布的曲线图，图15B是实施方式1的照明装置的侧视图。
图16A是实施方式2的照明用透镜的俯视图，图16B是实施方式2的照明用透镜的仰视图。
图17是实施方式2的照明用透镜的侧视图。
图18A是图16A所示的A-A线的剖面图，图18B是图16A所示的B-B线的剖面图，图18C是图16A所示的C-C线的剖面图。
图19A是图18B所示的D-D线的剖面图，图19B是图18B所示的E-E线的剖面图。
图20A是表示使用实施方式2的照明用透镜时的照度分布的图。图20B是表示使用实施方式1的照明用透镜时的照度分布的图。
标号说明
10、100、500 照明用透镜
11、110 入射面
111 凹部
112 平面
113 R 面
12、120、510(510a，510b)射出面
130 凸缘
140 支脚
200 发光元件
300、600 发光装置
400 照明装置
410 被照射面
CA 中心轴
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。在以下的说明中，作为本发明的光束控制部件的代表例，对能够将从发光元件射出的光高效率地照射到正方形(n边形：n=4)状的被照射面的照明用透镜进行说明。
此外，本说明书中的“正方形状的被照射面”是指被光照射的面且是光的照射范围是正方形状的面。因此，“正方形状的被照射面”不限于正方形状的平板。例如，在向圆形的平板以正方形状照射光的情况下，被光照射的面属于“正方形状的被照射面”。
(实施方式1)
[照明用透镜及发光装置的结构]
图1～5是表示实施方式1的照明用透镜100的结构的图。图1A是照明用透镜100的俯视立体图，图1B是照明用透镜100的仰视立体图。图2A是照明用透镜100的俯视图，图2B及图4是照明用透镜100的仰视图。图3A是图2A所示的A-A线的剖面图，图3B是图2A所示的B-B线的剖面图，图3C是图2A所示的C-C线的剖面图。图5是图3B所示的D-D线的剖面图。
此外，在图3A中，与照明用透镜100一起，还图示了发光元件200。即，图3A也是实施方式1的发光装置300的剖面图。
如图1～3所示，照明用透镜100具有：入射从发光元件200射出的光的入射面110；使从入射面110入射的光向正方形(n边形：n=4)状的被照射面射出的射出面120；设置于外周部的凸缘130；以及设置于凸缘130的底面侧的圆柱状的支脚140。
照明用透镜100是通过一体成型而形成的。照明用透镜100的材料只要能够使所希望的波长的光通过，就没有特别的限制。例如，照明用透镜100的材料是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)、环氧树脂(EP)等透光性树脂、或玻璃。
照明用透镜100以中心轴CA与发光元件200的光轴一致的方式安装于发光元件200被固定的基板(未图示)上(参照图3A)。为了将照明用透镜100固定于基板而设置有凸缘130和支脚140。照明用透镜100和发光元件200构成发光装置300。发光元件200例如是白色发光二极管等发光二极管(LED)。
照明用透镜100的入射面110是在照明用透镜100的底部(位于射出面120的相反侧)形成的凹部111的内表面。凹部111的形状大致是四角锥形状。即，入射面110是形成于照明用透镜100的底部的与发光元件200对应的位置，并且是相对于照明用透镜100的底部呈凹形状的四角锥面(四角锥的侧面)。凹部111的开口部的形状(四角锥的底面的形状)是与被照射面的形状(正方形)大致相似的形状。另外，在照明用透镜100的与中心轴CA(发光元件的光轴)正交的方向(以下也称为“水平方向”)的任意位置处的入射面110的剖面形状也是与被照射面的形状(正方形)大致相似的形状。这里，上述“任意位置”是横切凹部111的各平面112(不是后述的R面（圆弧面）113的面)的位置。此外，如后述那样，四角锥被进行圆弧倒角，并在入射面110的水平方向的剖面的角部形成R部分（圆弧部分）。因此，入射面110的水平方向的剖面的形状是与被照射面的形状(正方形)“大致”相似的形状。
凹部111的各平面112的边界(棱线及顶点)形成为R面113(参照图2B)。因而，凹部111的顶部附近的水平方向的剖面的形状是直线部分少而几乎圆形。在入射面110的各平面112的边界不是R面113的情况下，不能使光朝向被照射面的中央部及对角线，会产生照度不均。对于R面113的半径，只要能防止被照射面的照度不均，没有特别的限制。例如，如以下那样设定R面113的半径。
如图6所示，假设光入射到不包含R面的入射面。在从发光元件的发光点O(光轴上的点)向光轴方向射出的光(实线)入射到图6中左侧所示的入射面S1的情况下，光经由射出面上的点B1到达被照射面上的点A1。另一方面，在从发光元件的发光点O向光轴方向射出的光(实线)入射到图6中右侧所示的入射面S2的情况下，光经由射出面上的点B2到达被照射面上的点A2。此时，由于光量不足在被照射面上的点A1与点A2之间的区域成为暗部。为了不使该区域成为暗部，而形成R面面。
在将线段OB1与入射面S1的交点设为b1，将线段OB2与入射面S2的交点设为b2时，以点b1及点b2为切点的内切圆的半径成为R面的最小半径。通过这样形成R面，光也能够到达射出面的点B1与点B2之间，从而也能够将光照射到被照射面的点A1与点A2之间。
通过将R面的半径设为上述最小半径以上，能够抑制被照射面的暗部的产生。为了更可靠地抑制暗部的产生，优选将以图6所示的点a1及点a2为切点的内切圆的半径设为R面的半径。这里，点a1是线段OA1与入射面S1的交点，点a2是线段OA2与入射面S2的交点。此外，若过度地扩大R面的区域，而使入射面110的形状接近球面，则不能将光轴附近的射出光向被照射面的周缘方向分配，而在被照射面的中心部产生明部。
这里，对角锥面的顶点部分的R面的半径进行了说明，但是，角锥面的棱线部分的R面的半径也相同。
返回对入射面110的说明。角锥面的棱线部分的R面113中的、顶点附近的区域(图4中以“E”表示的区域)形成为粗糙面。通过这样形成为粗糙面，能够抑制在被照射面产生十字形(X字形)的照度不均。此外，若使R面113的整个面粗糙，则被照射面的四角的照度有可能降低。
如上所述，以中心轴CA与发光元件200的光轴一致的方式配置照明用透镜100。此时，发光元件200的光轴通过角锥面(入射面110)的顶点(参照图3A)。
射出面120在照明用透镜100中位于入射面110的相反侧。射出面120的水平方向的剖面形状(与光轴正交的方向的剖面形状)是与被照射面的形状(正方形)大致相似的形状(参照图5)。
入射面110的水平方向的剖面形状和射出面120的水平方向的剖面形状都是与被照射面的形状(正方形)大致相似的形状。此时，2个大致正方形的朝向一致。即，在图5所示的射出面120的水平方向的剖面中，将与被照射面的4个(n=4)角分别对应的4个(n=4)角C1～C4中的彼此相邻的角连结的各直线(C1-C2，C2-C3，C3-C4，C4-C1)与入射面110的水平方向剖面(正方形)的对应的边大致平行。另外，照明用透镜100与被照射面之间的位置关系被配置成，入射面110的水平方向剖面中的各边和射出面120的水平方向剖面中的各直线(C1-C2，C2-C3，C3-C4，C4-C1)，与对应于这些边的被照射面的各边大致平行。
此外，在图5所示的射出面120的水平方向剖面中，射出面120的剖面与如下的四边形相同(重复)，该四边形由将与被照射面的4个(n=4)角对应的4个(n=4)角C1～C4中的彼此相邻的角连结的各直线(C1-C2，C2-C3，C3-C4，C4-C1)所形成。
如图3A及图3B所示，构成射出面120的4个(n=4)曲面是相对于构成入射面110的4个(n=4)平面112中的最接近的平面112(对应的平面112)为凸形状的曲面。此外，构成射出面120的4个(n=4)曲面在水平方向不具有曲率(参照图5)。即，在射出面120的水平方向剖面中，构成射出面120的4个曲面分别形成为直线。在这种情况下，成为在发光元件200周围配置4个圆柱形透镜那样的结构。通过这样构成，能够使光向被照射面的周缘部聚光。另外，与入射面110不同，构成射出面120的4个(n=4)曲面的边界不具有R面(参照图1A)。但是，也可以形成有在加工模具时所需的最小的R面。
凸缘130及支脚140支撑照明用透镜100。如上所述，凸缘130及支脚140是为了将照明用透镜100固定于基板而设置的。因此，凸缘130及支脚140只要是能够实现该目的的形状且在光学上不产生不好的影响的形状，不限于本实施方式所示的形状。
通过使用实施方式1的照明用透镜100，能够减少朝向发光元件200的光轴方向的光，并且增加朝向被照射面的四角的光。其结果，通过使用实施方式1的照明用透镜100，能够均匀且高效率地将来自发光元件的光照射到正方形状的被照射面。
图7A是表示使用包含实施方式1的照明用透镜100和发光元件200的发光装置300来照射正方形状的被照射面时的照度分布的图。在该实验中，将发光元件200与被照射面之间的间隔设为250mm。此外，将被照射面的大小设为500mm×500mm。
本实验中使用的照明用透镜100(PMMA制)的各部的大小如下所示。
俯视时的入射面110(大致正方形)的1边的长度：8.2mm。
俯视时的射出面120(正方形)的1边的长度：7.67mm。
从凹部111的开口部到射出面120的顶点的高度：4mm。
R面113的半径：2mm。
图7A中，对正方形状的被照射面(500mm×500mm)标以颜色。各数值是该部位的照度(单位：lx)。如图7A所示，在使用实施方式1的照明用透镜100的情况下，能够将光大致均匀地照射在正方形状的被照射面内(192～266lx)。另一方面，光几乎未照射到被照射面外(12～35lx)。由此知道，正方形状的被照射面被均匀且高效率地照射。
图7B是表示使用包含以往的照明用透镜及发光元件的发光装置来照射正方形状的被照射面时的照度分布的图。在该实验中，作为以往的照明用透镜，使用了图8所示的照明用透镜10(PMMA制)。
图8A是以往的照明用透镜的俯视图，图8B是以往的照明用透镜的仰视图，图8C是图8A所示的F-F线的剖面图。俯视时的入射面11(圆形)的直径与实施方式的照明用透镜100的俯视时的入射面110(大致正方形)的内切圆的直径大致相同。此外，俯视时的射出面12(圆形)的直径与实施方式的照明用透镜100的俯视时的射出面120(正方形)的外切圆的直径大致相同。
如图7B所示，在使用以往的照明用透镜10的情况下，与正方形状的被照射面的中心部相比，四角的照度低，产生了照度不均。此外，由于在被照射面外也照射了光(35～73lx)，所以与实施方式1的照明用透镜100相比，被照射面内的照度低(66～136lx)。
这样，通过使用实施方式1的照明用透镜100，与以往的照明用透镜10相比，能够将来自发光元件200的光均匀且高效率地照射到正方形状的被照射面。
此外，本发明人对图9～13所示的形状的照明用透镜也进行了同样的实验。
图9所示的照明用透镜在射出面120的水平剖面的形状是圆形这一点，与实施方式1的照明用透镜100不同。图9A是俯视立体图，图9B是仰视立体图。在使用图9所示的照明用透镜的情况下，正方形状的被照射面的四角变暗了。
图10所示的照明用透镜在入射面110是圆锥面(顶点附近为R面)这一点，与实施方式1的照明用透镜100不同。图10A是俯视立体图，图10B是仰视立体图。在使用图10所示的照明用透镜的情况下，正方形状的被照射面的中心区域变暗了。
图11所示的照明用透镜在入射面110的各面的边界处没有R面(有棱线)这一点，与实施方式1的照明用透镜100不同。图11A是俯视立体图，图11B是仰视立体图。在使用图11所示的照明用透镜的情况下，正方形状的被照射面的中心区域及对角线的附近区域变暗了。
图12所示的照明用透镜在射出面120的各面的边界处有R面(没有棱线)且入射面110的各面的边界处没有R面(有棱线)这一点，与实施方式1的照明用透镜100不同。图12A是俯视立体图，图12B是仰视立体图。在使用图12所示的照明用透镜的情况下，正方形状的被照射面的中心区域及对角线的附近区域变暗了。
图13所示的照明用透镜在俯视照明用透镜100时，在由入射面110的外边缘形成的正方形与由射出面的外边缘形成的正方形错开45°，且入射面110的各面的边界处没有R面(有棱线)这一点，与实施方式1的照明用透镜100不同。图13A是俯视立体图，图13B是仰视立体图。在使用图13所示的照明用透镜的情况下，光集中于正方形状的被照射面的中心区域及对角线附近区域。
根据以上实验结果可知，为了均匀且高效率地照射正方形状的被照射面，满足以下的1)～3)的条件是重要的。
1)入射面110是各面的边界为R面的角锥面。
2)入射面110的水平剖面的形状是与被照射面的形状大致相似的形状。
3)射出面120的水平剖面的4个角与入射面110的水平剖面的4个角对应。即，在射出面120的水平剖面中，将与被照射面的4个角对应的4个角中的彼此相邻的角连结的各直线，与入射面110的水平剖面的对应的边大致平行。
[照明装置的结构]
接下来，对具有实施方式1的发光装置300的照明装置进行说明。
图14是实施方式1的照明装置400的立体图。如图14所示，照明装置400包括发光装置300和正方形状的被照射面410。如上所述，发光装置300包含照明用透镜100和发光元件200。
被照射面410是正方形(n边形：n=4)状的平面。以被照射面410与照明用透镜100的中心轴CA和发光元件200的光轴(参照图3A)正交的方式配置发光装置300。此时，照明用透镜100的中心轴CA及发光元件200的光轴通过被照射面410的中心部。
如上所述，照明用透镜100的入射面110的水平剖面及射出面120的水平剖面都大致是正方形状。这里，以使这2个大致正方形状的各边和被照射面410的各边彼此平行的方式配置发光装置300。
通过利用从发光装置300射出的光照射被照射面410来使用照明装置400。实施方式1的发光装置300均匀地照射正方形状的被照射面410，并且基本不照射被照射面410外。因而，照明装置400能够均匀且高效率地照射正方形状的被照射面410。
图15A是表示实施方式1的发光装置300的配光分布的曲线图(测定角0°)。此外，图15B是实施方式1的照明装置400的侧视图。
如图15A所示，实施方式1的发光装置300在规定的角度±θa(在图15A的曲线图中约±50°)下的照度为最高。该θa的值根据入射面110相对于发光元件200的基板面的角度及射出面120的各面的曲率而变化。如图15B所示，在将连结发光装置300与被照射面410的端部的线对于发光装置300的中心轴(与照明用透镜100的中心轴CA一致)的角度设为θL的情况下，为了高效率地照射被照射面410，优选以θL＞θa的方式配置发光装置300。
[效果]
实施方式1的照明用透镜100、发光装置300及照明装置400能够将从发光元件200射出的光均匀且高效率地照射到正方形状的被照射面410。
(实施方式2)
[照明用透镜及发光装置的结构]
图16～19是表示实施方式2的照明用透镜500的结构的图。图16A是照明用透镜500的俯视图，图16B是照明用透镜500的仰视图。图17是照明用透镜500的侧视图。图18A是图16A所示的A-A线的剖面图，图18B是图16A所示的B-B线的剖面图，图18C是图16A所示的C-C线的剖面图。图19A是图18B所示的D-D线的剖面图，图19B是图18B所示的E-E线的剖面图。
此外，在图18A中，与照明用透镜500一起，还图示了发光元件200。即，图18A也是实施方式2的发光装置600的剖面图。
如图16～19所示，实施方式2的照明用透镜500，与实施方式1的照明用透镜100同样，包括入射面110、射出面510、凸缘130及支脚140。实施方式2的照明用透镜500及发光装置600中除了照明用透镜的射出面以外的构成要素与实施方式1的照明用透镜100及发光装置300几乎相同(入射面的R面的半径等略微不同)。因此，对于与实施方式1的照明用透镜100及发光装置300相同的构成要素，赋予相同的标号并省略其说明。
射出面510在照明用透镜500中位于入射面110的相反侧。如图17所示，射出面510由位于上方(光轴上的光的行进方向)的4个面510a、和位于侧方(凸缘130侧)的4个面510b构成。位于上方的4个面510a是与实施方式1的照明用透镜100的射出面120的一部分相同的形状(比较参照图3A与图18A)。另一方面，位于侧方的4个面510b分别为与光轴大致平行的面(与凸缘130大致垂直的面)。射出面510的上方部分的水平方向的剖面形状是与被照射面的形状(正方形)大致相似的形状(参照图19B)。另一方面，射出面510的下方部分的水平方向的剖面形状不是与被照射面的形状(正方形)大致相似的形状(参照图19A)。
射出面510的水平方向的剖面中的对应于被照射面的4个(n=4)角的4个(n=4)角C1～C4的位置，与入射面110的水平方向的剖面中的4个(n=4)角对应。即，在图19A及图19B所示的射出面510(510a，510b)的水平方向的剖面中，将与被照射面的4个(n=4)角对应的4个(n=4)角C1～C4中的彼此相邻的角连结的各直线(C1-C2，C2-C3，C3-C4，C4-C1)与入射面110的水平方向的剖面(正方形)的对应的边大致平行。照明用透镜500与被照射面之间的位置关系配置成，入射面110的水平方向的剖面中的各边及射出面510的水平方向的剖面中的各直线(C1-C2，C2-C3，C3-C4，C4-C1)与这些边对应的被照射面的各边大致平行。
在图19A所示的射出面510的下方部分的水平方向的剖面中，射出面510(510b)的剖面包含于由将与被照射面的4个(n=4)角对应的4个(n=4)角C1～C4中的彼此相邻的角连结的各直线(C1-C2，C2-C3，C3-C4，C4-C1)形成的四边形的内部。另一方面，在图19B所示的射出面510的上方部分的水平方向的剖面中射出面510(510a)的剖面与如下的四边形相同(重复)，该四边形由将与被照射面的4个(n=4)角对应的4个(n=4)角C1～C4中的彼此相邻的角连结的各直线(C1-C2，C2-C3，C3-C4，C4-C1)所形成。
如图18A及图18B所示，构成射出面510的8个面中的、与发光元件的光轴(照明用透镜500的中心轴CA)接触且与构成入射面110的4个(n=4)平面112分别对应的4个曲面510a分别是相对于最接近的平面112(对应的平面112)呈凸形状的曲面。此外，这4个(n=4)曲面510a在水平方向不具有曲率(参照图19B)。即，在与照明用透镜500的中心轴CA正交的剖面(水平方向的剖面)中，4个(n=4)曲面510a分别形成为直线。在该情况下，成为在发光元件200周围配置4个圆柱形透镜那样的结构。通过这样构成，能够使光向被照射面的周缘部聚光。此外，这4个(n=4)曲面510a的边界不具有R面(参照图16A)。
通过使用实施方式2的照明用透镜500，与实施方式1的照明用透镜100同样，能够将来自发光元件的光均匀且高效率地照射到正方形状的被照射面。
图20A是表示使用包含实施方式2的照明用透镜500和发光元件200的发光装置600来照射正方形状的被照射面时的照度分布的图。此外，图20B是表示使用包含实施方式1的照明用透镜100和发光元件200的发光装置300来照射正方形状的被照射面时的照度分布的图。
如图20A及图20B所示，在使用实施方式1的照明用透镜100的情况下和使用实施方式2的照明用透镜500的情况下，都能够将光几乎均匀地照射在正方形状的被照射面内。另一方面，光几乎不照射到被照射面外。此外，
将图20A与图20B进行比较可知，与使用实施方式1的照明用透镜100的情况相比，使用实施方式2的照明用透镜500的情况下，进一步抑制了向被照射面外照射的光，更高效率地照射了正方形状的被照射面。在图20A及图20B所示的测定结果中，对测定范围的最外边缘与带颜色的被照射面之间的测定点的照度值(图中用二重线围起来的测定值)进行比较可知，与使用实施方式1的照明用透镜100的情况相比(151～204)，使用实施方式2的照明用透镜500的情况下照度值低(59～131)。由此可见，与实施方式1的照明用透镜100相比，实施方式2的照明用透镜500的将照射区域控制为正方形状的效果高。
[效果]
实施方式2的照明用透镜500和发光装置600以及具有实施方式2的发光装置600的照明装置(未图示；参照图14)与实施方式1的照明用透镜100、发光装置300和照明装置400同样，能够将从发光元件200射出的光均匀且高效率地照射到正方形状的被照射面。
此外，在上述各实施方式中，虽然对用于照射正方形(n边形：n=4)状的被照射面的照明用透镜100、500，发光装置300、600及照明装置400进行了说明，但是本发明的照明用透镜、发光装置及照明装置不限于此。对于被照射面的形状，只要是多边形(n边形：n为3以上的整数)，就没有特别的限制，也可以是三角形(n=3)或五边形(n=5)、六边形(n=6)等。在这种情况下，入射面的水平剖面的形状为与被照射面的形状(多边形)大致相似的形状。
本申请主张基于2011年6月22日提交的日本专利申请特愿2011-138370号及2011年9月27日提交的日本专利申请特愿2011-210277号的优先权。其申请说明书及附图中记载的内容全部引用于本申请说明书。
工业实用性
本发明的光束控制部件、发光装置及照明装置能够使从发光元件射出的光均匀且高效地照射多边形状的被照射面。本发明的发光装置及照明装置，例如，作为植物栽培用照明或工作灯(桌上照明)、读书灯等是有用的。

Claims (6)

1.一种光束控制部件，对从发光元件射出的光的配光进行控制，包括：
入射面，入射从所述发光元件射出的光；以及
射出面，使从所述入射面入射的光向n边形状的被照射面射出，
所述入射面是在位于所述射出面的相反侧的底部的与所述发光元件对应的位置，相对于所述底部呈凹形状地形成的角锥面，且是所述角锥面的各面的边界为R面的角锥面，
所述入射面的与所述发光元件的光轴正交的剖面的形状是与所述被照射面的形状大致相似的形状，
在所述射出面的与所述发光元件的光轴正交的剖面中，将n个角中的彼此相邻的角连结的各直线，与所述入射面的与所述发光元件的光轴正交的剖面的对应的边大致平行，其中，所述n个角与所述被照射面的n个角对应，
所述射出面的与所述发光元件的光轴正交的剖面和在该射出面的剖面中由各直线形成的n边形相同，或包含于其内部，所述各直线将与所述被照射面的n个角对应的n个角中的彼此相邻的角连结。
2.如权利要求1所述的光束控制部件，其中，
构成所述射出面的多个面中的、与所述发光元件的光轴接触且与构成所述入射面的n个平面分别对应的n个曲面分别为相对于该平面呈凸形状的曲面。
3.如权利要求2所述的光束控制部件，其中，
包含于构成所述射出面的多个面中的所述n个曲面分别形成为，在所述射出面的与所述发光元件的光轴正交的剖面中呈直线。
4.如权利要求1所述的光束控制部件，其中，
包含于构成所述射出面的多个面中的所述n个曲面的边界不具有R面。
5.一种发光装置，包括：
权利要求1所述的光束控制部件、以及发光元件，
所述光束控制部件被配置成，使所述发光元件的光轴通过所述角锥面的顶点。
6.一种照明装置，包括：
权利要求5所述的发光装置；以及
被来自所述发光装置的光照射的多边形状的被照射面，
所述发光装置被配置成，使所述发光元件的光轴与所述被照射面正交。
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