CN104603521A

CN104603521A - 照明装置

Info

Publication number: CN104603521A
Application number: CN201380046928.7A
Authority: CN
Inventors: 中村真人
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2013-08-15
Publication date: 2015-05-06
Anticipated expiration: 2033-08-15
Also published as: US9671087B2; CN104603521B; WO2014041745A1; US20150241028A1; JP2014056656A; JP5944801B2

Abstract

本发明的照明装置(100)利用光束控制部件(140)的第一光束控制部件将由发光元件(130)射出的光向第二光束控制部件取向，并从第二光束控制部件向照明装置(100)的侧方及后方取向，使其通过具有方向Y上的P3-P4之间的距离R相对于方向X上的P1-P2之间的距离O之比R/O大于0.33且小于1.2的形状的盖(160)，来向照明装置(100)的前方、侧方及后方全部均衡良好地进行配光。

Description

照明装置

技术领域

本发明涉及具有发光元件的照明装置。

背景技术

近年来，从节能或环境保护的观点考虑，使用以发光二极管(以下称为“LED”)为光源的照明装置(例如，LED灯)来代替白炽灯。但是，以往的以LED为光源的照明装置仅向前方射出光，不能像白炽灯那样向广泛的方向射出光。因此，以往的照明装置不能像白炽灯那样利用来自天花板或墙面的反射光对室内宽范围地进行照射。

为了使以LED为光源的照明装置的配光特性接近白炽灯的配光特性，提出了利用覆盖LED的盖的形状，将来自LED的出射光向LED后方配光的方案(例如，参照专利文献1及2)。

图1是表示专利文献1中记载的照明装置的构成的示意图。如图1所示，LED灯101具有LED模块102、设置有LED模块102的基体部103、以及安装在基体部103的球形灯罩104。球形灯罩104的剖面形状是圆顶形形状，并且其针对基体部103的安装部的外径D1比最大的部分的外径D2小。这样，在专利文献1中记载了如下例子：通过以安装部的外径D1比最大外径D2小的方式形成球形灯罩104，来增加向后方的配光。

图2是表示专利文献2中记载的照明装置的结构的示意图。如图2所示，照明装置包括至少一个以上的光源105、安装光源105的光源基板106、以及覆盖光源105的出光部的周围的、且具有透光性及光漫射性的盖部件107。在盖部件107的与中心轴A正交的方向上的最大外径W的部分位于比中心轴A方向上的盖部件107的中央C靠近光源105侧的位置。这样，在专利文献2中记载了如下例子：以盖部件107的最大外径W的部分位于比中心轴A方向上的盖部件107的尺寸的中央C靠近光源105侧的位置的方式形成盖部件107，从而增加向后方的配光。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2012-64568号公报

专利文献2:日本特开2012-74248号公报

发明内容

发明要解决的问题

上述专利文献中记载的技术中，通过利用盖(球形灯罩)将来自具有朗伯配光特性的LED光源的出射光进行扩展，从而生成朝向后方的出射光。但是，来自LED光源的出射光中包括的朝向侧方及后方的出射成分极其少。因此，仅利用盖的漫射性能来实现充分的全方位配光是困难的。

作为增加LED照明装置的侧方及后方的光量的方案，可以考虑利用光束控制部件对来自LED光源的出射光的配光进行控制。但是，若利用光束控制部件增加侧方及后方的光的光量，则全方位的配光特性中有时会产生明显的偏差。从而，在使用这样的光束控制部件的情况下，需要进一步的方案，以用于使来自光束控制部件的出射光的配光特性在全方位为均匀度较高的配光。

本发明的目的在于提供一种具有发光元件的照明装置，该照明装置能够均衡地向前方、侧方及后方的全部进行配光。

解决问题的方案

本发明的照明装置，具有:

发光元件，配置在基板上，具有沿着基板的法线的光轴，且为一个以上；

光束控制部件，配置在所述基板上，对从所述发光元件射出的光的配光进行控制；以及

盖，其至少覆盖所述发光元件及所述光束控制部件，使从所述光束控制部件射出的光漫射并透射，

所述光束控制部件具有与所述发光元件相对而配置的第一光束控制部件、以及与所述第一光束控制部件相对而配置的第二光束控制部件，

所述第一光束控制部件具有：入射面，使从所述发光元件射出的光的一部分入射；全反射面，使入射至所述入射面的光的一部分向所述第二光束控制部件反射；以及射出面，使入射至所述入射面的光的一部分及由所述全反射面反射的光向所述第二光束控制部件射出，

所述第二光束控制部件具有如下的反射面：与所述第一光束控制部件的射出面相对的、将从所述第一光束控制部件射出并到达所述第二光束控制部件的光的一部分反射而使剩余部分透射，

所述反射面是以所述光轴为旋转轴的旋转对称面，所述旋转对称面的母线相对于所述第一光束控制部件形成为凹的曲线，

与所述反射面的中心部相比，所述反射面的外周部形成在在所述光轴的方向X上的距所述发光元件的距离远的位置，

当在所述方向X上，将从所述光束控制部件上的距所述基板最远的点到所述盖的内表面上的距所述基板最远的点之间的、在所述方向X上的距离设为O，并且，

在包含所述光轴的剖面中，将从通过所述全反射面的最外缘部并与所述光轴正交的直线与所述盖的内表面之间的交点，到所述光束控制部件的距所述光轴最远的点之间的、在与所述光轴正交的方向Y上的距离设为R时，

R对O的比R/O为大于0.33且小于1.2。

发明效果

本发明的照明装置能够均衡良好地对全方位进行配光。从而本发明的照明装置能够如白炽灯那样利用来自天花板或墙面的反射光对室内宽范围地进行照射。

附图说明

图1是表示专利文献1记载的照明装置的结构的示意图。

图2是表示专利文献2记载的照明装置的结构的示意图。

图3是本发明一实施方式的照明装置的主要部位剖面图。

图4是本发明一实施方式的光束控制部件的剖面图。

图5中，图5A是本发明一实施方式的第一光束控制部件及保持架的俯视图，图5B是该第一光束控制部件及保持架的侧视图，图5C是该第一光束控制部件及保持架的仰视图，图5D是该第一光束控制部件及保持架的、沿图5A所示的A-A线的剖面图。

图6中，图6A是本发明一实施方式的第二光束控制部件的俯视图，图6B是该第二光束控制部件的侧视图，图6C是该第二光束控制部件的仰视图，图6D是该第二光束控制部件的、沿图6A所示的A-A线的剖面图。

图7中，图7A是本发明另一实施方式的第一光束控制部件及保持架的俯视图，图7B是该第一光束控制部件及保持架的侧视图，图7C是该第一光束控制部件及保持架的仰视图，图7D是该第一光束控制部件及保持架的、沿图7A所示的B-B线的剖面图。

图8是表示用于测定光束控制部件的配光特性的照明装置的结构的示意图。

图9是图8所示的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图10是表示实施例1的照明装置的结构的示意图。

图11是表示实施例1的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图12是表示实施例2的照明装置的饥饿哦股的示意图。

图13是表示实施例2的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图14是表示实施例3的照明装置的结构的示意图。

图15是表示实施例3的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图16是表示实施例4的照明装置的结构的示意图。

图17是表示实施例4的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图18是表示实施例5的照明装置的结构的示意图。

图19是表示实施例5的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图20是表示实施例6的照明装置的结构的示意图。

图21是表示实施例6的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图22是表示实施例7的照明装置的结构的示意图。

图23是表示实施例7的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图24是表示实施例8的照明装置的结构的示意图。

图25是表示实施例8的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图26是表示实施例9的照明装置的结构的示意图。

图27是表示实施例9的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图28是表示实施例10的照明装置的结构的示意图。

图29是表示实施例10的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图30是表示实施例11的照明装置的结构的示意图。

图31是表示实施例11的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图32是表示实施例12的照明装置的结构的示意图。

图33是表示实施例12的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图34是表示实施例13的照明装置的结构的示意图。

图35是表示实施例13的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图36是表示实施例14的照明装置的结构的示意图。

图37是表示实施例14的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图38是表示实施例15的照明装置的结构的示意图。

图39是表示实施例15的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图40是表示比较例1的照明装置的结构的示意图。

图41是表示比较例1的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图42是表示比较例2的照明装置的结构的示意图。

图43是表示比较例2的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图44是表示比较例3的照明装置的结构的示意图。

图45是表示比较例3的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图46是表示比较例4的照明装置的结构的示意图。

图47是表示比较例4的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图48是表示比较例5的照明装置的结构的示意图。

图49是表示比较例5的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图50是表示比较例6的照明装置的结构的示意图。

图51是表示比较例6的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图52是表示比较例7的照明装置的结构的示意图。

图53是表示比较例7的照明装置的全方位的相对照度的曲线图。

图54是表示实施例1～15及比较例1～7的照明装置中的R/O和Ea/Emax的相关性的曲线图。

图55是表示实施例1～15及比较例1～7的照明装置中的R/O和Ed/Emax的相关性的曲线图。

符号说明

1～22、100 照明装置

101 LED灯

102 LED模块

103 基体部

104 球形灯罩

105 光源

106 光源基板

107 盖部件

110 壳体

110a 倾斜面

110b 灯头

120 基板

130 发光元件

140、740 光束控制部件

141、741 第一光束控制部件

142 第二光束控制部件

143 嵌合部

144 凹部

145 反射面

146、148 凸缘

150 保持架

151 端面

152 导向突起

153 爪部

155 凸起

156 换气口

157 卡止爪

160 盖

161 折射部

162 菲涅耳透镜部

162a 圆环状的突起

162b 第一倾斜面

162c 第二倾斜面

163 射出面

761 入射面

762 全反射面

A、CA1、CA2 中心轴

C 中央

LA 光轴

P0 盖160的开口部上的点

P1 方向X上距基板120最远的光束控制部件140上的点

P2 方向X上距基板120最远的盖160的内表面上的点

P3 方向Y上距光轴LA最远的光束控制部件140的点

P4 方向Y上通过全反射面的最外缘部的直线与盖160的内表面之间的交点

P5 方向Y上距光轴LA最远的盖160的内表面上的点

P6 表示包含光轴LA的剖面中的全反射面762的最外缘部的点

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。以下的说明中，对作为本发明的照明装置的代表例的、能够代替白炽灯来使用的照明装置进行说明。

[照明装置的结构]

图3是本发明一实施方式的照明装置的结构的剖面图。如图3所示，照明装置100具有壳体110、基板120、发光元件130、光束控制部件140及盖160。以下，对各构成要素进行说明。

(1)壳体、基板及发光元件

壳体110具有从壳体110的一端面的边缘向壳体110的另一端侧倾斜的倾斜面110a、和配置在壳体110的另一端的灯头110b。并且壳体110还兼做用于将来自发光元件130的热量排出的散热件。在灯头110b及散热件内部设置有将灯头110b与发光元件130电连接的未图示的电源电路。倾斜面110a是为了不将从盖160向后方射出的光遮挡而形成的。

基板120配置在壳体110的一端面上。对于基板120的形状，只要能够安装发光元件130，则不特别地进行限定，也可以不是板状。

发光元件130是照明装置100的光源，安装在固定于壳体110上的基板120上。发光元件130以发光元件130的光轴LA沿着基板120的法线的方式，配置在基板120上。例如，发光元件130是白色发光二极管等发光二极管(LED)。“发光元件的光轴”是指来自发光元件的立体光束的中心的光的行进方向。在发光元件为多个的情况下，是指来自多个发光元件的立体光束的中心的光的行进方向。

(2)光束控制部件

图4是光束控制部件140的剖面图。光束控制部件140对从发光元件130射出的光的配光进行控制。如图4所示，光束控制部件140包括与发光元件130相对而配置的第一光束控制部件141、与第一光束控制部件141相对而配置的第二光束控制部件142及保持架150。

(2-1)第一光束控制部件

图5A～图5D是表示第一光束控制部件141及保持架150的结构的图。图5A是第一光束控制部件141及保持架150的俯视图，图5B是第一光束控制部件141及保持架150的侧视图，图5C是第一光束控制部件141及保持架150的仰视图，图5D是第一光束控制部件141及保持架150的、沿图5A所示的A-A线的剖面图。

第一光束控制部件141控制从发光元件130射出的光的一部分的行进方向。第一光束控制部件141以使来自第一光束控制部件141的出射光的配光比来自发光元件130的出射光的配光窄的方式而发挥功能。如图5A所示，第一光束控制部件141形成为俯视形状呈大致圆形。第一光束控制部件141与保持架150一体形成，并以其中心轴CA1与发光元件130的光轴LA一致的方式，相对于发光元件130隔着空气层而配置(参照图4)。

如图4及图5D所示，第一光束控制部件141具有折射部161、菲涅耳透镜部162以及射出面163。若将射出面163侧设为第一光束控制部件141的表侧，则折射部161形成为第一光束控制部件141的里侧面的中心部。折射部161使从发光元件130射出的光的一部分入射并使其向射出面163折射。这样，折射部161作为向第一光束控制部件141入射的光的入射面而发挥功能。

菲涅耳透镜部162形成在折射部161的周围。菲涅耳透镜部162具有多个配置为同心圆状的圆环状的突起162a。圆环状的突起162a具有内侧的第一倾斜面162b和外侧的第二倾斜面162c。第一倾斜面162b使从发光元件130射出的光入射。这样，第一倾斜面162b作为向第一光束控制部件141入射的光的入射面而发挥功能。第二倾斜面162c将入射至第一倾斜面162b的光的一部分向第二光束控制部件142全反射。这样，第二倾斜面162c作为将从第一倾斜面162b入射的光的一部分全反射的全反射面而发挥功能。即，菲涅耳透镜部162作为反射型的菲涅耳透镜而发挥功能。

第一光束控制部件141例如通过射出成型来形成。对于第一光束控制部件141的材料，只要是能够使所希望的波长的光通过的透射性较高的材料，不特别地进行限定。例如，第一光束控制部件141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。

折射部161及第一倾斜面162b使从发光元件130射出的光的一部分向第一光束控制部件141的内部入射。折射部161是俯视形状为圆形的面。折射部161例如是平面、球面、非球面或折射型的菲涅耳透镜。折射部161的形状为以中心轴CA1为中心轴的旋转对称(圆形)。

第一倾斜面162b是从圆环状的突起162a的顶缘到圆环状的突起162a的内侧的底缘的面，是以第一光束控制部件141的中心轴CA1为中心的旋转对称面。即，第一倾斜面162b形成为以中心轴CA1为中心轴的圆环形状。第一倾斜面162b的倾斜角也可以各不相同，也可以包括与光轴LA平行(倾斜角90°)的情况。第一倾斜面162b的母线可以是直线，还可以是曲线。在第一倾斜面162b为曲面的情况下的第一倾斜面162b的倾斜角，是第一倾斜面162b的切线相对于中心轴CA1的角度。

第二倾斜面162c将从第一倾斜面162b入射的光的一部分向第二光束控制部件142全反射。第二倾斜面162c是从圆环状的突起162a的顶缘到圆环状的突起162a的外侧的底缘的面。在最外侧的第二倾斜面162c的外缘与射出面163的外缘之间设有凸缘148。也可以不设置该凸缘148。

第二倾斜面162c是以包围第一光束控制部件141的中心轴CA1的方式而形成的旋转对称面。第二倾斜面162c的直径从圆环状的突起162a的顶缘向底缘渐增。构成第二倾斜面162c的母线是凸向外侧(远离中心轴CA1的一侧)的圆弧状曲线。另外，根据照明装置100所要求的配光特性，也可以将构成第二倾斜面162c的母线设为直线。即，第二倾斜面162c也可以是锥形。

此外，所谓“母线”，虽然一般是指描绘直纹曲面的直线，但是本发明中“母线”用作包括用于描绘旋转对称面即第二倾斜面162c的曲线的词汇。各个第二倾斜面162c中，第二倾斜面162c的倾斜角也可以各不相同。在第二倾斜面162c为曲面的情况下第二倾斜面162c的倾斜角是第二倾斜面162c的切线相对于中心轴CA1的角度。

射出面163使从折射部161及第一倾斜面162b入射的光的一部分及由第二倾斜面162c全反射后的光向第二光束控制部件142射出。射出面163是第一光束控制部件141中位于在里侧形成的菲涅耳透镜部162相反侧(表侧)的面。即，射出面163以与第二光束控制部件142相对的方式而配置。

(2-2)第二光束控制部件

图6A～图6D是表示第二光束控制部件142的结构的图。图6A是第二光束控制部件142的俯视图，图6B是第二光束控制部件142的侧视图，图6C是第二光束控制部件142的仰视图，图6D是第二光束控制部件142的沿如图6A所示的A-A线的剖面图。

第二光束控制部件142控制从第一光束控制部件141射出的到达第二光束控制部件142的光中的一部分的光的行进方向并使其反射，并使剩余部分透射。如图6A所示，第二光束控制部件142是形成为俯视形状呈大致圆形的部件。第二光束控制部件142由保持架150支撑，并以其中心轴CA2与发光元件130的光轴LA一致的方式，相对于第一光束控制部件141隔着空气层而配置。

对于对第二光束控制部件142赋予上述的部分反射、部分透射的功能的方案，不特别地进行限定。例如，在由透光性的材料构成的第二光束控制部件142的表面(与发光元件130及第一光束控制部件141相对的面)形成透射反射膜即可。作为透光性的材料的例，包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)、环氧树脂(EP)等透明树脂材料、和玻璃等。作为透射反射膜的例，包括TiO2及SiO2的多层膜、ZnO2及SiO2的多层膜、Ta2O5及SiO2的多层膜等电介质多层膜、和由铝(Al)等构成的金属薄膜等。

另外，也可以在由透光性的材料构成的第二光束控制部件142的内部分散有珠粒等光散射物质。即，第二光束控制部件142也可以由使一部分的光反射并使一部分的光透射的材料形成。

另外，也可以在由光反射性的材料构成的第二光束控制部件142形成光透射部。作为光反射性的材料的例子，包括白色树脂或金属等。作为光透射部的例子，包括通孔或有底的凹部等。在是后者的情况下，来自发光元件130及第一光束控制部件141的出射光在凹部的底部(厚度薄的部分)透射。例如，能够使用可见光的透射率为20％左右、反射率为78％左右的白色的聚甲基丙烯酸甲酯，来形成兼具光反射性及透光性的功能的第二光束控制部件142。

优选第二光束控制部件142的与第一光束控制部件141相对的面(此后说明的反射面145)，形成为入射光的正反射方向的反射强度比其他方向的反射强度大。从而第二光束控制部件142的与第一光束控制部件141相对的面形成为光泽面。

第二光束控制部件142具有与第一光束控制部件141相对、且将从第一光束控制部件141射出的光的一部分反射的反射面145。反射面145将来自第一光束控制部件141的出射光的一部分向保持架150反射。被反射的光在保持架150透射而到达盖160的中部(侧部)及下部。

第二光束控制部件142的反射面145是以第二光束控制部件142的中心轴CA2为中心的旋转对称(圆对称)面。另外，如图4所示，从该旋转对称面的中心到外周部的母线是相对于发光元件130及第一光束控制部件141为凹的曲线，反射面145是将该母线旋转360°的状态下的曲面。即，反射面145具有随着从中心靠近外周部，距发光元件130的高度逐渐变高的非球面形状的曲面。

另外，与反射面145的中心相比，反射面145的外周部形成在发光元件130的光轴LA方向上与发光元件130的距离(高度)较远的位置。例如，反射面145是随着从中心靠近外周部，距发光元件130的高度逐渐变高的非球面形状的曲面，或是从中心部到规定的地点为止随着从中心部靠近外周部距发光元件130(基板120)的高度逐渐变高，且从所述规定的地点到外周部为止随着从中心部靠近外周部而距发光元件130的高度逐渐变低的非球面形状的曲面。

在是前者的情况下，反射面145相对于基板120面方向的倾斜角度随着从中心靠近外周部而逐渐变小。另一方面，在是后者的情况下，在反射面145中，在中心与外周部之间且是靠近外周部的位置，存在相对于基板120面方向的倾斜角度为零(与基板120平行)的点。此外，如上所述，虽然所谓“母线”一般是指描绘直纹曲面的直线，但是本发明中“母线”用作包括用于描绘作为旋转对称面的反射面145的曲线的词汇。

(3)保持架

保持架150定位于基板120，并且将第一光束控制部件141及第二光束控制部件142相对于发光元件130进行定位。

保持架150是形成为大致圆筒形状的具有透光性的部件。在保持架150的一方的端部固定有第二光束控制部件142。保持架150的另一方的端部固定于基板120。以下的说明中，将保持架150的两个端部中的、固定第二光束控制部件142的端部称为“上端部”，将固定于基板120的端部称为“下端部”。

通过与第一光束控制部件141一起一体成型来形成保持架150。对于保持架150的材料，只要是能够使所希望的波长的光通过的材料，不特别地进行限定。例如，保持架150的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)、环氧树脂(EP)等透光性树脂、或玻璃。在对保持架150赋予光漫射能力的情况下，可以在这些透光性的材料中包含散射物质，还可以对保持架150的表面施加光漫射处理。

如图5A～图5D所示，在保持架150的上端部设有用于将第二光束控制部件142固定在上端部的端面151上的导向突起152及爪部153。

导向突起152形成在上端部的端面151的外周部的一部分，防止第二光束控制部件142向保持架150的径向移动。虽然不特别地限定导向突起152的数量，但是通常为两个以上。图5A～图5D所示的例中，保持架150具有彼此相对的两个导向突起152。另外，对于导向突起152的形状，只要能够与第二光束控制部件142径嵌合，不特别地进行限定。在图5A～图5D所示的例中，俯视时的导向突起152的形状为圆弧状。

爪部153形成在上端部的端面151。如后述那样，爪部153与第二光束控制部件142的嵌合部143(凹部144)嵌合，来防止第二光束控制部件142脱落及旋转。虽然不特别地限定爪部153的数量，但是通常为两个以上。图5A～图5D所示的例中，保持架150具有彼此相对的两个爪部153。另外，对于爪部153的形状，只要在旋转第二光束控制部件142时能够将爪部153与第二光束控制部件142的凹部144嵌合，则不特别地进行限定。

在保持架150的上端部的整周，形成有用于放置第二光束控制部件142的端面151。即，在导向突起152的内侧及爪部153的内侧也存在端面151(参照图5A)。从而，在俯视光束控制部件140时，第二光束控制部件142的外周部(凸缘146)与上端部的端面151在整周上重叠。因此，能够防止光从第二光束控制部件142与保持架150之间的间隙漏出。

在保持架150的下端部设有：用于将保持架150定位于壳体110的凸起155、以及与形成在壳体110或基板120的一端面的未图示的卡止用的孔进行卡止的卡止爪157。另外，还设有用于对第一光束控制部件141周围的空气进行换气的换气口156。

不特别地限定光束控制部件140的制造方法。例如，可以通过将第二光束控制部件142组装在第一光束控制部件141与保持架150的一体成型物上来制造光束控制部件140。安装第二光束控制部件142时，也可以使用粘接剂等。例如可以使用无色透明的树脂材料通过射出成型来制作第一光束控制部件141与保持架150的一体成型物。

例如可以通过在使用无色透明的树脂材料进行射出成型后在成为反射面145的面蒸镀透射反射膜，或通过使用白色的树脂材料进行射出成型来制作第二光束控制部件142。通过将第一光束控制部件141的爪部153嵌合于第二光束控制部件142的凹部144并将第二光束控制部件142旋转，来将第二光束控制部件142组装至第一光束控制部件141与保持架150的一体成型物上。

此外，也可以分别地将第一光束控制部件141和保持架150成型。在该情况下，能够通过将第一光束控制部件141组装于保持架150，并将第二光束控制部件142组装于保持架150，来制造光束控制部件140。通过将第一光束控制部件141和保持架150分别地成型，提高了形成保持架150及第一光束控制部件141的材料的选择自由度。例如，利用包含散射物质的透光性的材料形成保持架150，利用不含散射物质的透光性的材料形成第一光束控制部件141是容易的。

接着，说明光束控制部件140中的从发光元件130射出的光的光路。

相对于发光元件130的光轴LA的角度较大的光，从第一倾斜面162b向第一光束控制部件141入射。入射至第一光束控制部件141的光由第二倾斜面162c向第二光束控制部件142反射，从射出面163射出。而且，到达第二光束控制部件142的光的一部分在第二光束控制部件142透射而到达盖160的上部。

另外，到达第二光束控制部件142的光的一部分由第二光束控制部件142的反射面145反射，并通过保持架150到达盖160的中部(侧部)及下部。这时，在第二光束控制部件142的中心部反射的光朝向盖160的中部。另一方面，在第二光束控制部件142的外周部反射的光朝向盖160的下部。

相对于发光元件130的光轴LA的角度较小的光从折射部161向第一光束控制部件141入射，从射出面163射出并到达第二光束控制部件142。而且，到达第二光束控制部件142的光的一部分在第二光束控制部件142透射而到达盖160的上部。

另一方面，到达第二光束控制部件142的光的一部分由第二光束控制部件142的反射面145反射，并通过保持架150到达盖160的中部及下部。这时，在第二光束控制部件142的中心部反射的光朝向盖160的中部。另外，在第二光束控制部件142的外周部反射的光朝向盖160的下部。这样，将来自发光元件130的出射光向前方、侧方及后方配光(参照图9)。

(4)盖

盖160将由光束控制部件140控制了行进方向的光(反射光及透射光)漫射的同时，使其透射。盖160是形成有具有开口部的中空区域的部件。基板120、发光元件130及光束控制部件140配置在盖160的中空区域内。

不特别地限定对盖160赋予光漫射能力的手段。例如，可以在盖160的内表面或外表面进行光漫射处理(例如，粗糙化处理)，还可以使用光漫射性的材料(例如，包含珠粒等漫射物质的透光性的材料)制作盖160。

在将方向Y上的盖160的开口部上的点设为P0、将方向Y上的距光轴LA为最大直径的点设为P5时，以从P0到P5盖160的内径渐增的方式形成盖160。盖160的形状还满足下述式(1)。对于盖160的形状，虽然可以是例如球冠形状(以平面切下球面的一部分后的形状)，但是在还满足下述式(1)的范围内，不特别地进行限定。

0.33<R/O<1.2 (1)

上述式中，“O”是指在沿光轴LA的方向X上，从光束控制部件140上的距基板120最远的点到盖160的内表面上的距基板120最远的点为止的、在方向X上的距离(参照图3)。“在方向X上，光束控制部件上的距基板最远的点”是指光束控制部件140的具有对出射光的配光进行控制的功能的部分中的、在方向X上距基板最远的位置的点。例如，是导向突起152上的点或第二光束控制部件142的外周部上的点(图4中的P1)。“在方向X上，盖的内表面上的距基板最远的点”例如是盖160的内表面与光轴LA的交点(图3中的P2)。这些点之间的“方向X上的距离”例如是从P2到基板120的表面为止的距离、与从P1到基板120的表面为止的距离之间的差。

上述式中，“R”是指在包含光轴LA的剖面中，从光束控制部件140的距光轴LA最远的点到通过全反射面的最外缘部并与光轴LA正交的直线与盖的内表面之间的交点为止的、与光轴LA正交的方向Y上的距离(参照图3)。“在方向Y上，光束控制部件的距光轴最分离的点”是指光束控制部件140的具有对出射光的配光进行控制的功能的部分中的、位于在方向Y上距光轴最远的位置的点。例如保持架150的上端部的侧面上的点(图4中的P3)。“通过全反射面的最外缘部并与光轴LA正交的直线与盖的内表面之间的交点”是指例如在包含光轴LA的剖面中通过光束控制部件140的全反射面的最外缘部(位于菲涅耳透镜部162的最外缘的第二倾斜面162c的底缘)，并与光轴LA正交的直线与盖160的部分中的内表面之间的交点(图3中的P4)。这些点之间的“方向Y上的距离”，是指例如从P4到光轴LA为止的距离与从P3到光轴LA为止的距离之间的差。也可以将通过光束控制部件140的全反射面的最外缘部的面称为作为全反射面的第二倾斜面162c的形成基准面。

若R/O为0.33以下，则从光束控制部件140射出的光中的、以发光元件130的发光中心为基准，相对于光轴LA为0°以上且30°以下的光的针对盖160的入射角变大，该光难以从盖160射出。因此，从盖160射出的光中的、相对于光轴LA为0°以上30°以下的光的光量变少。

若R/O为1.2以上，则从盖160射出的光中的、以发光元件130的发光中心为基准，相对于光轴LA为0°以上且30°以下的光的光量变多，而超过90°且120°以下的光的光量相对地变少。因此，从盖160射出的光的配光变窄。

此外，盖160的表面或里面可以是光滑的，还可以是被粗糙化后的面。通过将盖160的表面或里面粗糙化，能够减小照明装置100的照度不均。

从作为照明装置实现向全方位适当地进行配光的观点考虑，优选照明装置100满足下述式(2)及式(3)的关系。

0.8<Ea/Emax≤1 (2)

0.6<Ed/Emax≤1 (3)

上述式中，Ea表示从盖160射出的光中的、以发光元件130的发光中心为基准，射出到相对于光轴LA为0°以上且30°以下的区域的光的相对照度之和，Ed表示射出到超过90°且120°以下的区域的光的相对照度之和。另外，将从盖160射出的光的、以发光元件130的发光中心为基准，射出到相对于光轴LA为超过30°～60°以下的区域的光的相对照度之和设为Eb，将射出到超过60°且90°以下的区域的光的相对照度之和设为Ec，将射出到超过120°且150°以下的区域的光的相对照度之和设为Ee时，将Ea～Ee中的最大值表示为Emax。所谓“相对照度”是指距发光元件的发光中心等距离的位置处的照度。相对照度可以是实测值，还可以是假想面中的照度的计算值。

上述式(2)中，在Ea＝Emax时，Ea/Emax为最大值1。若Ea/Emax为0.8以下，则从盖160射出的光中的、相对于光轴LA为0°以上且30°以下的光的光量变少。因此，来自盖160的出射光的配光分布为在0°附近较暗的配光分布，这并不是优选。

上述式(3)中，在Ed＝Emax时，Ed/Emax为最大值1。若Ed/Emax为0.6以下，则从盖160射出的光中的、相对于光轴LA为超过90°且120°以下的光的光量变少。因此，来自盖160的出射光不能充分地到达照明装置的后方(壳体110的另一端侧)。从而，有时无法作为照明装置得到最佳的全方位配光。

能够根据从上述的R/O、或从光轴LA的方向Y上的基板120表面到盖160内表面上成为最大直径的点P5(参照图3)为止的距离来调整Ea/Emax及Ed/Emax。例如，当在光轴LA的方向上P5位于比P1靠近基板120侧的情况下，有前方的光的光量增加、侧方及后方的光的光量减少的倾向。当在光轴LA的方向上，P5位于比P1远离基板120的位置的情况下，有侧方及后方的光的光量增加、前方的光的光量减少的倾向。

[效果]

照明装置100中，通过利用第一光束控制部件141的第二倾斜面162c，使相对于发光元件130的光轴LA的角度较大的来自发光元件130的出射光反射，来增加到达第二光束控制部件142的光的光量。而且，通过使到达第二光束控制部件142的光的一部分向盖160的中部及下部反射，来增加朝向侧方及后方的出射光的光量。并且，通过使来自光束控制部件140的出射光通过满足上述的式(1)的形状的盖160，来使从盖160向前方、侧方及后方的各方向的出射光量均等。因此，照明装置100能够实现接近白炽灯的配光特性。照明装置100能够代替白炽灯而用于室内照明等。另外，照明装置100与白炽灯相比能够减少功耗，并且与白炽灯相比能够长期使用。

[光束控制部件的变形例]

能够代替光束控制部件140，如图7所示那样使用不包含菲涅耳透镜部162的光束控制部件740。图7是表示本发明的另一实施方式的第一光束控制部件及保持架的结构的图。图7A是第一光束控制部件741及保持架150的俯视图，图7B是第一光束控制部件741及保持架150的侧视图，图7C是第一光束控制部件741及保持架150的仰视图，图7D是第一光束控制部件741及保持架150的沿图7A所示的B-B线的剖面图。以相同符号表示与图4所示的第一光束控制部件141及保持架150相同的构成要素，并省略其说明。

除了未图示的第二光束控制部件142以外，光束控制部件740还具有第一光束控制部件741及保持架150。第一光束控制部件741具有使从发光元件130射出的光入射的入射面761、将从入射面761入射的光的一部分全反射的全反射面762、和使从入射面761入射的光的一部分及由全反射面762反射后的光射出的射出面163。

入射面761是形成在第一光束控制部件741的底部的凹部的内表面。入射面761具有构成凹部的顶面的内顶面、和构成凹部的侧面的锥状的内侧面。内侧面以开口边缘侧的内径尺寸比内顶面侧的边缘的内径尺寸大的方式，随着从内顶面侧靠近开口边缘侧而内径渐增(参照图7D)。

全反射面762是从第一光束控制部件741的底部的外缘向射出面163的外缘延伸的面。全反射面762是以包围第一光束控制部件741的中心轴CA1的方式而形成的旋转对称面。全反射面762的直径从底部侧向射出面163侧渐增。构成全反射面762的母线是向外侧(从中心轴CA1离开的一侧)凸的圆弧状曲线。也可以将构成全反射面762的母线设为直线，而将全反射面762设为锥形。

也能够与具有光束控制部件140的照明装置同样地定义本变形例中的“R”。即，本变形例中的“R”是，在包含光轴LA的剖面中，从通过全反射面762的最外缘部且与光轴LA正交的直线与盖的内表面之间的交点，到光束控制部件740的距光轴LA最远的点为止的、在与光轴LA正交的方向Y上的距离。

所谓全反射面762的最外缘部是全反射面762的上端缘，例如在图7D中用点P6表示。也能够将通过光束控制部件740的全反射面762的最外缘部的面称为全反射面762的形成基准面。即使使用这样的光束控制部件740照明装置100，也能够实现接近白炽灯的配光特性。

[实施例]

通过仿真求出了安装了形状不同的盖的照明装置的配光特性。具体而言，以发光元件130的发光中心为基准点，求出了包含光轴LA的平面中的全方位的相对照度。本仿真中，计算出了距发光元件130的发光中心为1000mm的距离处的假想面中的照度。

(光束控制部件的配光特性)

如图8所示，使用不具有盖160的照明装置调查了光束控制部件140的配光特性。图9是表示上述照明装置(光束控制部件140)的配光特性的曲线图。该曲线图中，将最大照度设为“1”，来表示各方位的相对照度(以下的曲线图也相同)。0°代表前方(图8中的上方方向)，90°代表侧方(图8中的水平方向)，180°代表后方(图8中的下方方向)。另外，对于配光特性，也将上述曲线图中的0°以上且30°以下的范围称为“前方”、将超过30°且90°以下的范围称为“侧方”，将超过90°且180°以下的范围称为“后方”。此外，上述曲线图中，正的角度的配光特性与负的角度的配光特性的关系为以0°-180°线(光轴LA)为对称轴的轴对称。

根据图9可知，由光束控制部件140控制了来自发光元件130的出射光的配光，侧方(约60°)及后方(超过120°且150°以下)的光量变多。另一方面，可知，前方(0°以上且30°以下)及后方(超过90°且120°以下)的光量相对地少，从而仅利用光束控制部件140无法进行均衡良好的配光。

(实施例1)

求出了具有图10所示的形状的盖的照明装置1的配光特性。照明装置1中，从光束控制部件中的距基板最远的点(上述的P1)，到盖的内表面中的距基板最远的点(上述的点P2)为止的、在方向X上的距离(O)为17.8mm。另外，从光束控制部件中的距光轴最远的点(上述的P3)，到位于与全反射面的形成基准面相同高度的位置的、盖的内表面中的点(上述的P4)为止的、在方向Y上的距离(R)为13.44mm。另外，从点P1到盖内表面的最大直径的点P5为止的在方向X上的距离(Q)为12.7mm。

将照明装置1的配光特性表示在图11中。并且分别将表示照明装置1的、R/O与Ea/Emax之间的相关性的曲线图表示在图54中，将表示照明装置1的、R/O与Ed/Emax之间的相关性的曲线图表示在图55。从图11可知，照明装置1具有宽广且均衡良好的配光特性。

(实施例2～15)

除了用照明装置2～15代替照明装置1以外，与实施例1同样地，求出了照明装置2～15的配光特性。将照明装置2～15的盖的形状表示在图12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36及38中。另外，将照明装置2～15中的O、R及Q表示在以下的表1中。另外，将照明装置2～15的配光特性表示在图13、15、17、19、21、23、25、27、29、31、33、35、37及39中。并且，分别地将表示照明装置2～15的、R/O与Ea/Emax之间的相关性的曲线图表示在图54中，将表示照明装置2～15的、R/O与Ed/Emax之间的相关性的曲线图表示在图55中。

实施例15中的照明装置15的盖及光束控制部件形成为比其他实施例中的照明装置的盖及光束控制部件大。即使是这样的照明装置，也可以通过R/O满足上述的式(1)，来实现接近白炽灯的配光特性。

(比较例1～7)

除了用照明装置16～22代替照明装置1以外，与实施例1同样地，求出了照明装置16～22的配光特性。将照明装置16～22的盖的形状表示在图40、42、44、46、48、50及52中。另外，将照明装置16～22中的O、R及Q表示在以下的表1中。另外，将照明装置16～22的配光特性表示在图41、43、45、47、49、51及53中。并且，分别地，将表示照明装置16～22的、R/O与Ea/Emax之间的相关性的曲线图表示在图54中，将表示照明装置16～22的、R/O与Ed/Emax之间的相关性的曲线图表示在图55中。

表1

如图11～图39、图54及图55所示，照明装置1～15中，相对于全方位的各角度范围中的光量(Ea～Ee)的最大值(Emax)，在前方(0°以上且30°以下)得到80％以上的光量，且即使在后方(超过90°且120°以下)也得到60％以上的光量。由此可知，通过使用满足上述式(1)的盖160，能够增加通过光束控制部件140的配光控制使光量相对变少的前方(0°以上且30°以下)及后方(超过90°且120°以下)的光量，来实现均衡良好的配光。

另一方面，如图40～图47所示，照明装置16～19中，因为O相对于R过大，前方(0°以上且30°以下)的光量仍然较少，无法实现均衡良好的配光。另外，如图48～53及图55所示，照明装置20～22中，R相对于O过大，后方(超过90°且120°以下)的光量仍然较少，无法实现均衡良好的配光。

另外，例如根据实施例1～3及实施例7可知，若将O实际上固定，并增大从基板120的表面到P5(最大直径位置)为止的在方向X上的距离(使P5的位置进一步提高)，则后方的光量增加。

另外，例如根据实施例3、13及比较例4可知，若将O和Q实际上固定，并增大R，则超过30°且150°以下的光量降低，若减小R，则前方(0°以上且30°以下)及后方(超过150°且180°以下)的光量降低。

另外，例如根据实施例1、实施例4、比较例1及比较例4可知，若将O实际上固定，并减小R，且使P5的位置进一步提高，则从前方至侧方(0°以上且60°以下)的光量降低，且后方(超过150°且180°以下)的光量增加。

另外，例如根据实施例3、5及8可知，若将O实际上固定，并增大R，且使P5的位置进一步提高，则从前方至侧方(0°以上且60°以下)的光量及后方(超过120°且180°以下)的光量都增加。

在2012年9月11日提出的日本专利申请特愿2012-199464中包含的说明书、附图及摘要的公开内容全部引用于本申请。

工业实用性

本发明的照明装置由于能够代替白炽灯而使用，因此，能够广泛地适用于吊灯或间接照明装置等各种照明设备。

Claims

1.一种照明装置，具有：

一个以上的发光元件，配置在基板上，具有沿着基板的法线的光轴；

盖，至少覆盖所述发光元件及所述光束控制部件，使从所述光束控制部件射出的光漫射并透射，

所述第一光束控制部件具有：

入射面，使从所述发光元件射出的光的一部分入射；全反射面，使入射至所述入射面的光的一部分向所述第二光束控制部件反射；以及射出面，使入射至所述入射面的光的一部分及由所述全反射面反射的光向所述第二光束控制部件射出，

所述第二光束控制部件具有如下的反射面：与所述第一光束控制部件的射出面相对，使从所述第一光束控制部件射出并到达所述第二光束控制部件的光的一部分反射而使剩余部分透射，

所述反射面是以所述光轴为旋转轴的旋转对称面，所述旋转对称面的母线相对于所述第一光束控制部件形成凹的曲线，

与所述反射面的中心部相比，所述反射面的外周部形成在所述光轴的方向X上的距所述发光元件的距离远的位置，

R对O的比R/O为大于0.33且小于1.2。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，

所述第一光束控制部件具有菲涅耳透镜部，该菲涅耳透镜部具有多个配置为同心圆状的圆环状的突起，

所述圆环状的突起具有作为所述入射面发挥功能的内侧的第一倾斜面、和作为所述全反射面发挥功能的外侧的第二倾斜面。

3.根据权利要求1所述的照明装置，其中，

在将从所述盖射出的光中的、以所述发光元件的发光中心为基准射出到相对于所述光轴为0°以上且30°以下的区域的光的相对照度之和设为Ea，将射出到超过30°且60°以下的区域的光的相对照度之和设为Eb，将射出到超过60°且90°以下的区域的光的相对照度之和设为Ec，将射出到超过90°且120°以下的区域的光的相对照度之和设为Ed，将射出到超过120°且150°以下的区域的光的相对照度之和设为Ee，将所述Ea～Ee中的最大值设为Emax时，

Ea/Emax大于0.8且为1以下，Ed/Emax大于0.6且为1以下。