CN104704286B - 光束控制部件、发光装置及照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明的光束控制部件(140)具有第一光束控制部件(150)、第二光束控制部件(160)及大致圆筒状的保持架(170)。第一光束控制部件(150)使从发光元件(130)射出的光的至少一部分入射，并向第二光束控制部件(160)射出。第二光束控制部件(160)将从第一光束控制部件(150)到达的光的一部分反射，并使剩余部分透射。保持架(170)使由第二光束控制部件(160)反射后的光透射。在保持架(170)的外周面形成有用于控制在保持架(170)透射的光的射出方向的凹部(173)。

Description

光束控制部件、发光装置及照明装置

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、以及具有所述光束控制部件的发光装置和照明装置。

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方向射出光，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。

为了使以往的以LED为光源的照明装置的配光特性接近白炽灯的配光特性，提出了利用光束控制部件对来自LED的出射光的配光进行控制的方案(例如，参照专利文献1)。图1是表示专利文献1中记载的照明装置的结构的要部剖面图。如图1所示，照明装置10具有配置在基板上的多个LED12、和配置在LED12的周围的由透光性材料构成的圆筒形的壳体14。壳体14的上表面形成为倒圆锥台形状。圆锥台的斜面贴上了使光反射的铝板16，而作为反射面来发挥功能。另一方面，圆锥台的平面作为使光透射的透射窗18发挥功能。如图1中箭头所示，从LED12射出的光的一部分通过透射窗18成为朝向前方方向(上方方向)的出射光。另外，从LED12射出的光的一部分由铝板16反射而成为朝向侧方方向(水平方向)及后方方向(下方方向)的出射光。

通过这样使用光束控制部件对来自LED的出射光的行进方向进行控制，不只是前方方向，还能够得到朝向侧方方向及后方方向的出射光。因此，通过使用专利文献1中记载的光束控制部件(反射面)，能够使照明装置(LED灯)的配光特性在某种程度上接近白炽灯的配光特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-258319号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，专利文献1中记载的照明装置中存在配光特性的均衡性差的问题。在使用专利文献1中记载的照明装置10的情况下，如图1所示，只有来自LED12的出射光到达比壳体14的上端靠前方方向的空间A。另一方面，不只是来自LED12的出射光，来自铝板16的反射光也到达比壳体14的上端靠后方方向的空间B。因此，空间A与空间B的亮度不同。从而，在对专利文献1记载的照明装置10覆盖上盖20的情况下，如图2所示，到达盖20的光的量在盖20的上部与下部存在很大不同，因此在盖20产生了明暗的边界线。

本发明的目的在于提供一种光束控制部件，其被用于具有发光元件的照明装置，能够对前方方向、侧方方向及后方方向都均衡良好地进行配光。另外，本发明的另一目的在于提供一种具有该光束控制部件的发光装置及照明装置。

解决问题的方案

本发明的光束控制部件控制从发光元件射出的光的配光，采用以下结构，即：具有第一光束控制部件，其使从发光元件射出的光的至少一部分入射，并将所入射的光控制为具有规定的配光特性的光后射出；第二光束控制部件，其使从所述第一光束控制部件到达的光的一部分反射，并使剩余的光透射；以及保持架，其具有透光性且呈大致圆筒状，用于定位所述第一光束控制部件和所述第二光束控制部件，所述第一光束控制部件具有：入射面，其使从所述发光元件射出的光的至少一部分入射；全反射面，其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，其使入射至所述入射面的光的一部分和由所述全反射面反射后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反射面，该反射面与所述射出面相对，且使从所述第一光束控制部件到达的光的一部分反射，所述反射面是以所述保持架的中心轴为旋转轴的旋转对称面，且形成为所述旋转对称面的母线相对于所述第一光束控制部件呈凹曲线，与所述反射面的中心部的位置相比，所述反射面的外周部形成于在所述发光元件的光轴的方向上的距所述发光元件的距离更远的位置，在所述保持架的外周面形成有改变透射了所述保持架透射的光的射出方向的凸部或凹部，所述凸部或凹部的形状是以所述保持架的中心轴为旋转轴的旋转对称的形状，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。

本发明的发光装置采用以下构成，具有：一个或两个以上的发光元件；以及本发明的光束控制部件，所述光束控制部件被配置成，使所述保持架的中心轴与所述一个或两个以上的发光元件的光轴一致。

本发明的照明装置采用以下构成，具有：本发明的发光装置；以及使来自所述发光装置的出射光漫射的同时使其透射的盖。

发明效果

与以往的照明装置相比，具有本发明的光束控制部件的照明装置显示了更接近白炽灯的配光特性。

附图说明

图1是表示专利文献1中记载的照明装置的结构的要部剖面图。

图2是在专利文献1记载的照明装置中设置盖的情况下的要部剖面图。

图3是实施方式1的照明装置的要部剖面图。

图4中，图4A是表示多个发光元件的配置的俯视图。图4B是光束控制部件的剖面图。

图5中，图5A是第一光束控制部件及保持架的俯视图。图5B是第一光束控制部件及保持架的主视图。图5C是第一光束控制部件及保持架的仰视图。图5D是图5A所示的A-A线的剖面图。

图6中，图6A是第二光束控制部件的俯视图。图6B是第二光束控制部件的主视图。图6C是第二光束控制部件的仰视图。图6D是图6A所示的B-B线的剖面图。

图7是比较例的发光装置的要部剖面图。

图8是表示比较例的发光装置的配光特性的曲线图。

图9是实施方式1的发光装置的要部剖面图。

图10是表示实施方式1的发光装置的配光特性的曲线图。

图11是实施方式2的发光装置的要部剖面图。

图12是表示实施方式2的发光装置的配光特性的曲线图。

图13是实施方式3的发光装置的要部剖面图。

图14是表示实施方式3的发光装置的配光特性的曲线图。

图15是实施方式4的发光装置的要部剖面图。

图16是表示实施方式4的发光装置的配光特性的曲线图。

图17是实施方式5的发光装置的要部剖面图。

图18是表示实施方式5的发光装置的配光特性的曲线图。

图19是实施方式6的发光装置的要部剖面图。

图20是表示实施方式6的发光装置的配光特性的曲线图。

图21是实施方式7的发光装置的要部剖面图。

图22是表示实施方式7的发光装置的配光特性的曲线图。

图23中，图23A及图23B是表示通过保持架的光的光路的图。

图24中，图24A是第一光束控制部件的变形例的俯视图。图24B是第一光束控制部件的变形例的主视图。图24C是第一光束控制部件的变形例的仰视图。图24D是图24A所示的C-C线的剖面图。

符号说明

10 照明装置

12 LED

14 壳体

16 铝板

18 透射窗

20 盖

30 比较例的发光装置

100 照明装置

100’、200’、300’、400’、500’、600’、700’ 发光装置

110 壳体

111 倾斜面

112 灯头

120 基板

130 发光元件

140、240、340、440、540、640、740 光束控制部件

150、450、750、850 第一光束控制部件

151 折射部

152 菲涅耳透镜部

153 射出面

154 突起

154a 第一倾斜面

154b 第二倾斜面

160 第二光束控制部件

161 反射面

170、270、370、470、570、670、770 保持架

171 上侧台阶部

172 下侧台阶部

173、273、373、473、573、773 凹部

173a 第三倾斜面

173b 第四倾斜面

180 盖

673 凸部

CA 光束控制部件的中心轴

CA1 第一光束控制部件的中心轴

CA2 第二光束控制部件的中心轴

CA3 保持架的中心轴

LA 发光元件的光轴

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

[实施方式1]

(照明装置的结构)

图3是表示实施方式1的照明装置100的结构的要部剖面图。如图3所示，照明装置100具有壳体110、基板120、多个发光元件130、光束控制部件140及盖180。图4A是表示多个发光元件130的配置的俯视图。图4B是光束控制部件140的剖面图。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具有设置在盖180侧的倾斜面111、和设置在相反侧的灯头112。壳体110作为用于将发光元件130的热量从发光元件130放出的散热件而发挥功能。在壳体110的内部配置有将灯头112与发光元件130电连接的电源电路。为了不将从盖180向后方方向射出的光遮挡而形成有倾斜面111。

基板120固定于壳体110的盖180侧的面。对于基板120的形状，只要能够安装发光元件130，不特别地进行限定。

发光元件130是照明装置100的光源，安装在基板120上。例如，发光元件130是白色发光二极管等发光二极管(LED)。对于发光元件130的数量，不特别地进行限定，可以是一个也可以是两个以上。如图4A所示，本实施方式的照明装置100具有多个发光元件130。此外，本说明书中，所谓“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，“发光元件的光轴”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

光束控制部件140以其中心轴CA与发光元件的光轴LA一致的方式配置，对从发光元件130射出的光的配光进行控制。如图4B所示，光束控制部件140具有与发光元件130相对而配置的第一光束控制部件150、与第一光束控制部件150相对而配置的第二光束控制部件160、以及将第一光束控制部件150及第二光束控制部件160定位的保持架170。本实施方式的光束控制部件140中，将第一光束控制部件150和保持架170一体地形成。第一光束控制部件150、第二光束控制部件160及保持架170的形状都是旋转对称(圆对称)。第一光束控制部件150的中心轴CA1、第二光束控制部件160的中心轴CA2、及保持架170的中心轴CA3与光束控制部件140的中心轴CA一致。

(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150及保持架170的结构的图。图5A是俯视图，图5B是主视图，图5C是仰视图，图5D是图5A所示的A-A线的剖面图。

第一光束控制部件150对从发光元件130射出的光的一部分的行进方向进行控制。第一光束控制部件150以使从第一光束控制部件150射出的出射光的配光比从发光元件130射出的出射光的配光狭窄的方式发挥功能。如图5A所示，第一光束控制部件150的俯视形状为大致圆形。第一光束控制部件150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3)。

如图4B及图5D所示，第一光束控制部件150具有折射部151、菲涅耳透镜部152以及射出面153。若将射出面153侧设为第一光束控制部件150的表侧，则折射部151及菲涅耳透镜部152形成在第一光束控制部件150的里侧。折射部151形成在第一光束控制部件150的里侧的中心部，菲涅耳透镜部152形成在折射部151的周围。

折射部151使从发光元件130射出的光的一部分入射并向射出面153折射。折射部151作为入射至第一光束控制部件150的光的入射面而发挥功能。折射部151例如是平面、球面、非球面、或折射型的菲涅耳透镜。折射部151的形状是以中心轴CA1为中心轴的旋转对称(圆形)。

菲涅耳透镜部152具有多个配置为同心圆状的圆环状的突起154。如图4B所示，圆环状的突起154具有内侧的第一倾斜面154a和外侧的第二倾斜面154b。第一倾斜面154a使从发光元件130射出的光入射。第二倾斜面154b将从第一倾斜面154a入射的光的一部分向第二光束控制部件160全反射。这样，第一倾斜面154a作为入射面而发挥功能，第二倾斜面154b作为全反射面而发挥功能。即，菲涅耳透镜部152作为反射型的菲涅耳透镜而发挥功能。

第一倾斜面154a是从圆环状的突起154的顶缘到圆环状的突起154的内侧的底缘的面，是以第一光束控制部件150的中心轴CA1为中心的旋转对称面。多个第一倾斜面154a的倾斜角可以各不相同，也可以与光轴LA平行。另外，第一倾斜面154a的母线可以是直线，也可以是曲线。此外，所谓“母线”，虽然一般是指描绘直纹曲面的直线，但是本说明书中作为包括用于描绘旋转对称面的曲线的单词来使用。另外，在倾斜面的母线为曲线的情况下，所谓“倾斜面的倾斜角”是指倾斜面的切线相对于中心轴的角度。

第二倾斜面154b将从第一倾斜面154a入射的光的一部分向第二光束控制部件160全反射。第二倾斜面154b是从圆环状的突起154的顶缘到圆环状的突起154的外侧的底缘的面。第二倾斜面154b是以第一光束控制部件150的中心轴CA1为中心的旋转对称面。第二倾斜面154b的直径从圆环状的突起154的顶缘向底缘渐增。第二倾斜面154b的母线虽然是向外侧(远离中心轴CA1的一侧)凸的圆弧状曲线，但是也可以是直线。即，第二倾斜面154b也可以是锥形。多个第二倾斜面154b的倾斜角也可以各不相同。

射出面153使从折射部151和第一倾斜面154a入射的光的一部分及由第二倾斜面154b全反射后的光向第二光束控制部件160射出。射出面153是第一光束控制部件150中位于表侧的面。即，射出面153以与第二光束控制部件160相对的方式而配置。

例如通过射出成型来形成第一光束控制部件150。对于第一光束控制部件150的材料，只要是能够使所希望的波长的光通过的透射性高的材料，不特别地进行限定。例如，第一光束控制部件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。

(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160的结构的图。图6A是俯视图，图6B是主视图，图6C是仰视图，图6D是图6A所示的B-B线的剖面图。

第二光束控制部件160控制从第一光束控制部件150到达的光中的一部分的光的行进方向并将其反射，使剩余部分透射。如图6A所示，第二光束控制部件160的俯视形状为大致圆形。第二光束控制部件160由保持架170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150隔着空气层而配置。

对于对第二光束控制部件160赋予上述功能的方案，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160的表面(与第一光束控制部件150相对的面)形成透射反射膜即可。作为透光性的材料的例子，包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)、环氧树脂(EP)等透明树脂材料以及玻璃等。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、以及由铝(Al)等金属构成的金属薄膜等。另外，也可以在由透光性的材料构成的第二光束控制部件160的内部分散有珠粒等光散射物质。即，第二光束控制部件160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160形成光透射部。作为光反射性的材料的例，包括白色树脂或金属等。作为光透射部的例，包括通孔或有底的凹部等。在是后者的情况下，来自第一光束控制部件150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160。优选第二光束控制部件160的与第一光束控制部件150相对的面(此后说明的反射面161)以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的方式形成。从而，第二光束控制部件160的与第一光束控制部件150相对的面形成为光泽面。

第二光束控制部件160具有与第一光束控制部件150的射出面153相对、且将从第一光束控制部件150到达的光的一部分反射的反射面161。反射面161将来自第一光束控制部件150的出射光的一部分向保持架170反射。被反射的光在保持架170透射而到达盖180的中部(侧部)及下部。

第二光束控制部件160的反射面161是以第二光束控制部件160的中心轴CA2为中心的旋转对称面。另外，如图6D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150为凹的曲线，反射面161是将该母线旋转360°的状态下的曲面。即，反射面161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161的中心相比，反射面161的外周部形成在如下位置，即：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161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，或是如下的非球面形状的曲面，即：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距发光元件130的高度逐渐变低。在是前者的情况下，反射面161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161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。

(2-3)保持架

保持架170是形成为大致圆筒状的具有透光性的部件。保持架170固定于壳体110，并且将第一光束控制部件150和第二光束控制部件160相对于发光元件130进行定位。另外，保持架170控制在保持架170透射的光的射出方向。

如图5所示，保持架170具有上侧台阶部171和下侧台阶部172。上侧台阶部171形成在保持架170的上端部，下侧台阶部172形成在保持架170的下端部。上侧台阶部171以使第一光束控制部件150的中心轴CA1与第二光束控制部件160的中心轴CA2一致的方式，将第二光束控制部件160进行定位。下侧台阶部172将保持架170相对于壳体110进行定位。

此外，作为将第二光束控制部件160相对于保持架170进行定位的手段，不特别地进行限定。例如，也可以在保持架170的上端部设有用于将第二光束控制部件160固定的导向突起及爪部，来代替上侧台阶部171。导向突起形成在上端部的端面的外周部的一部分，防止第二光束控制部件160向保持架170的径向移动。爪部形成在上端部的端面，与形成在第二光束控制部件160外周部的凹部嵌合，来防止第二光束控制部件160脱落及旋转。

另外，对于将保持架170相对于壳体110进行定位的方案，也不特别地进行限定。例如，也可以在保持架170的下端部设有用于将保持架170定位于壳体110的凸起(凸部)及卡止爪，来代替下侧台阶部172。凸起与基板120抵接，调整第二光束控制部件160的高度。卡止爪与形成在壳体110或基板120的一端面的卡止用的孔卡止，来防止保持架170脱落及旋转。

保持架170的形状是大致圆筒状，且是以保持架170的中心轴CA3为中心旋转对称。本说明书中，“大致圆筒状”还包括配光特性与圆筒形状相同的剖面多边形的筒形状。在保持架170的外周面形成有用于使在保持架170透射的光的射出方向变化的圆环状的凸部或凹部。这些凸部或凹部的形状也是以保持架170的中心轴CA3为中心旋转对称(圆对称)。

本实施方式的光束控制部件140中，在保持架170的外周面形成有多个凹部173。多个凹部173形状相同且以一定间隔配置。通过保持架170中心轴CA3的剖面中的凹部173的剖面形状是等腰三角形。各凹部173具有与盖180的上部相对的第三倾斜面173a、以及与盖180的下部相对的第四倾斜面173b。第三倾斜面173a及第四倾斜面173b使在保持架170透射的光的射出方向变化。例如，第三倾斜面173a将从发光元件130直接到达保持架170的光的行进方向改变为接近与发光元件130的光轴LA正交的方向(侧方方向)(参照图23B)。另外，第四倾斜面173b将由第二光束控制部件160反射后到达保持架170的光的行进方向改变为接近与发光元件130的光轴LA正交的方向(侧方方向)(参照图23A)。

例如通过射出成型来形成保持架170。对于保持架170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170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。在对保持架170赋予光漫射能力的情况下，可以使这些透光性的材料包含散射物质，还可以对保持架170的表面施加光漫射处理。

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160组装在第一光束控制部件150与保持架170的一体成形物上来制造光束控制部件140。组装第二光束控制部件160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150与保持架170的一体成形物。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161的面蒸镀透射反射膜，来制作第二光束控制部件160。另外，也可以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160。

此外，第一光束控制部件150及保持架170也可以是彼此不同的部件。在该情况下，可以通过将第一光束控制部件150组装在保持架170，并将第二光束控制部件160组装在保持架170，来制造光束控制部件140。通过将第一光束控制部件150和保持架170设为不同的部件，提高了第一光束控制部件150及保持架170的材料选择的自由度。例如，也能够利用不包含散射物质的透光性的材料制作第一光束控制部件150，利用包含散射物质的透光性的材料制作保持架170。

(3)盖

盖180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180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180的中空区域内。

不特别地限定对盖180赋予光漫射能力的手段。例如，可以对盖180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，包含珠粒等散射物质的透光性的材料)来制作盖180。此外，对于盖180的形状，只要是能够实现所希望的配光特性，不特别地进行限定。例如，盖180的形状是球冠形状(以平面切下球面的一部分后得到的形状)。

(照明装置中的光的行进路线)

接着，说明本实施方式的照明装置100中的从发光元件130射出的光的行进路线。

相对于发光元件130光轴LA的角度较大的光在第一光束控制部件150的菲涅耳透镜部152的第一倾斜面154a(入射面)入射，被第二倾斜面154b(全反射面)向第二光束控制部件160反射，从射出面153射出。另一方面，相对于发光元件130光轴LA的角度较小的光在第一光束控制部件150的折射部151(入射面)入射，并直接从射出面153射出。

从第一光束控制部件150的射出面153射出的光的一部分在第二光束控制部件160透射而到达盖180的上部(参照图3)。另外，从射出面153射出的光的一部分由第二光束控制部件160的反射面161反射，并在保持架170透射而到达盖180的中部(侧部)及下部(参照图3)。这时，在第二光束控制部件160的中心部反射的光朝向盖180的中部。另一方面，在第二光束控制部件160的外周部反射的光朝向盖180的下部。

这样，利用第一光束控制部件150及第二光束控制部件160适当地对来自配置在光束控制部件140的中心轴CA附近的发光元件130的光的配光进行控制。另一方面，对于来自配置在距光束控制部件140的中心轴CA较远的位置的发光元件130的光，有时无法按照所希望那样进行配光。例如，有时从配置在基板120外周部的发光元件130射出的光中的、相对于发光元件130的光轴LA的角度较大的光直接在保持架170透射。另外，有时从配置在基板120外周部的发光元件130射出的光中的、相对于发光元件130的光轴LA的角度较小的光，即使入射至第一光束控制部件150，也不到达第二光束控制部件160，而在保持架170透射。这是由于以下情况：第一光束控制部件150及第二光束控制部件160的形状设计成能够适当地控制来自配置在光束控制部件140的中心轴CA附近的发光元件130的光的配光。因此，仅利用第一光束控制部件150及第二光束控制部件160，有时无法将来自发光元件130的光向前方方向、侧方方向及后方方向都均衡良好地配光(参照图8)。

为了解决该问题，本发明的光束控制部件中，在保持架的外周面形成有一个或两个以上的凸部或凹部。凸部或凹部分别具有使在保持架透射的光的射出方向变化的倾斜面，通过使在保持架透射的光的射出方向变化，来改善来自发光元件的光的配光均衡性。如上所述，本实施方式的光束控制部件140中，在保持架170的外周面形成有多个凹部173。多个凹部173通过使在保持架170透射的光的射出方向变化，来改善来自发光元件130的光的配光均衡性(参照图10)。

(发光装置的配光特性)

为了确认本实施方式的光束控制部件140的效果(特别是多个凹部173的效果)，通过仿真求出了具有多个发光元件130及光束控制部件140的发光装置100’(拆下了盖180后的照明装置100)的配光特性。具体而言，以多个发光元件130的发光中心(图4A所示的点CP)为基准点，求出包含光轴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CP为1000mm的距离处的假想面中的照度。

首先，作为比较例，求出了图7所示的结构的发光装置30的配光特性。图7所示的发光装置30在保持架170’的外周面未形成凸部及凹部这一点上，与图9所示的实施方式1的发光装置100’不同。

图8是表示比较例的发光装置30的配光特性的曲线图。在曲线图的外侧记载的数值表示相对于发光元件130的发光中心CP的角度(°)。0°表示光轴方向(前方方向)、90°表示水平方向(侧方方向)、180°表示后方方向。另外，在曲线图的内侧记载的数值表示各方向的相对照度(最大值为1)。从图8的曲线图可知，比较例的发光装置30中，由于第一光束控制部件150及第二光束控制部件160的效果，生成了朝向±120～130°方向的光。但是，朝向±90°方向的光较少，在没有盖180的状态下，配光均衡性存在改善的余地。

图10是表示图9所示的实施方式1的发光装置100’的配光特性的曲线图。从图10的曲线图可知，实施方式1的发光装置100’中，由于光束控制部件140的凹部173的效果，显著地改善了配光均衡性。这可以考虑是因为如下情况：比较例的发光装置30中朝向±30～60°方向的光的一部分被分为±90°方向(比较参照图8及图10)。因此，可以认为，朝向在比较例的发光装置30中光量相对较少的0°方向及±90°方向的光量相对增加，配光均衡性得到改善。如上所述，即使在没有盖180的状态下，实施方式1的发光装置100’也具有宽广且均衡良好的配光特性。

(效果)

实施方式1的发光装置100’中，利用第一光束控制部件150的第二倾斜面154b(全反射面)，将来自相对于发光元件130的光轴LA的角度较大的发光元件130的出射光反射，从而增加了到达第二光束控制部件160的光的量。因此，实施方式1的发光装置100’能够增加到达盖180的上部的光。另外，实施方式1的发光装置100’中，利用第一光束控制部件150的第二倾斜面154b(全反射面)将来自相对于发光元件130的光轴LA的角度较大的发光元件130的出射光反射，从而减少了到达盖180的中部及下部的光的量。能够通过控制第二光束控制部件160中的光透射率及光反射率，来调整到达盖180的上部的光的量和到达盖180的中部及下部的光的量的均衡。

另外，如上所述，当在距光束控制部件140的中心轴CA较远的位置存在发光面的情况下(例如，在距光束控制部件140的中心轴CA较远的位置配置了发光元件130的情况下，或发光元件130的发光面较大的情况下等)，仅利用第一光束控制部件150及第二光束控制部件160，无法将来自发光元件130的光向前方方向、侧方方向及后方方向的全部均衡良好地进行配光(参照图8)。对于该问题，实施方式1的发光装置100’由于在保持架170的外周面形成的多个凹部173控制在保持架170透射的光的射出方向，所以能够改善配光均衡性(参照图10)。

这样，实施方式1的光束控制部件140能够通过使朝向前方方向、侧方方向及后方方向的出射光量均等，而消除到达盖180的光的不均。即，实施方式1的光束控制部件140能够分别对朝向前方方向、侧方方向及后方方向的出射光量进行控制，来实现接近白炽灯的配光特性。实施方式1的照明装置100能够代替白炽灯用于室内照明等。另外，实施方式1的照明装置100与白炽灯相比能够减少功耗，并且与白炽灯相比能够长时间使用。

另外，实施方式1的光束控制部件140将到达第二光束控制部件160的光中的、一部分的光利用反射面161向侧方方向(盖180的中部的方向)及后方方向(盖180的下部的方向)反射，使一部分的光向前方方向(盖180的上部的方向)透射。这时，光束控制部件140在反射面161的中心部侧的区域生成侧方方向的反射光，在外周部侧的区域生成后方方向的反射光。因此，实施方式1的照明装置100能够不被壳体110阻碍而高效地照射后方方向的被照射面。

[实施方式2]

(照明装置的结构)

图11是表示实施方式2的发光装置200’的结构的要部剖面图。如图11所示，发光装置200’具有多个发光元件130及光束控制部件240。光束控制部件240包括第一光束控制部件150、第二光束控制部件160及保持架270。实施方式2的发光装置200’在保持架270上所形成的凹部273的剖面形状为直角三角形这一点，与实施方式1的发光装置100’不同。因此，对与实施方式1的发光装置100’相同的构成要素标以相同的符号，并省略其说明。

光束控制部件240包括第一光束控制部件150、第二光束控制部件160及保持架270。第一光束控制部件150及第二光束控制部件160与实施方式1相同，因此省略其说明。

保持架270的外周面形成有多个凹部273。多个凹部273形状相同且以一定间隔配置。通过保持架270的中心轴CA3的剖面中的凹部273的剖面形状是直角三角形。此外，与直角三角形的斜边对应的倾斜面与盖180的下部相对。构成凹部273的另一个面与保持架270的中心轴CA3大致垂直。

(发光装置的配光特性)

为了确认本实施方式的光束控制部件240的效果(特别地，多个凹部273的效果)，以与实施方式1同样的顺序通过仿真求出了发光装置200’的配光特性。

图12是表示实施方式2的发光装置200’的配光特性的曲线图。将图8的曲线图与图12的曲线图进行比较可知，实施方式2的发光装置200’中，朝向在比较例的发光装置30中光量相对较少的0°方向及±90°方向的光量相对增加，配光均衡性得到改善。

(效果)

实施方式2的光束控制部件240具有与实施方式1的光束控制部件140同样的效果。此外，虽然可以看出实施方式2的光束控制部件240的配光均衡性比实施方式1的光束控制部件140差，但是根据用途，实施方式2的光束控制部件240比实施方式1的光束控制部件140更优选。

[实施方式3]

(照明装置的结构)

图13是表示实施方式3的发光装置300’的结构的要部剖面图。如图13所示，发光装置300’具有多个发光元件130及光束控制部件340。光束控制部件340包括第一光束控制部件150、第二光束控制部件160及保持架370。实施方式3的发光装置300’与实施方式1的发光装置100’的不同之处在于，在保持架370上所形成的凹部373的剖面形状为直角三角形。因此，对与实施方式1的发光装置100’相同的构成要素标以相同的符号，并省略其说明。

光束控制部件340包括第一光束控制部件150、第二光束控制部件160及保持架370。第一光束控制部件150及第二光束控制部件160与实施方式1相同，因此省略其说明。

在保持架370的外周面形成有多个凹部373。多个凹部373形状相同且以一定间隔配置。在通过保持架370的中心轴CA3的剖面中的凹部373的剖面形状是直角三角形。此外，与直角三角形的斜边对应的倾斜面与盖180的上部相对。构成凹部373的另一个面与保持架370的中心轴CA3大致垂直。

(发光装置的配光特性)

为了确认本实施方式的光束控制部件340的效果(特别地，多个凹部373的效果)，以与实施方式1同样的顺序通过仿真求出了发光装置300’的配光特性。

图14是表示实施方式3的发光装置300’的配光特性的曲线图。将图8的曲线图与图14的曲线图进行比较可知，实施方式3的发光装置300’中，朝向在比较例的发光装置30中光量相对较少的±90°方向的光量相对增加，配光均衡性得到改善。

(效果)

实施方式3的光束控制部件340具有与实施方式1的光束控制部件140同样的效果。此外，虽然可以看出实施方式3的光束控制部件340的配光均衡性比实施方式1的光束控制部件140差，但是根据用途，实施方式3的光束控制部件340比实施方式1的光束控制部件140更优选。

[实施方式4]

(照明装置的结构)

图15是表示实施方式4的发光装置400’的结构的要部剖面图。如图15所示，发光装置400’具有多个发光元件130及光束控制部件440。光束控制部件440包括第一光束控制部件450、第二光束控制部件160及保持架470。实施方式4的发光装置400’的第一光束控制部件450及保持架470的形状与实施方式1的发光装置100’不同。因此，对与实施方式1的发光装置100’相同的构成要素标以相同的符号，并省略其说明。

光束控制部件440包括第一光束控制部件450、第二光束控制部件160及保持架470。第二光束控制部件160与实施方式1相同，因此省略其说明。

与实施方式1的第一光束控制部件150同样地，第一光束控制部件450具有折射部151、菲涅耳透镜部152以及射出面153。实施方式4的第一光束控制部件450中，菲涅耳透镜部152的外缘位于比菲涅耳透镜部152的内缘低的位置。通过这样构成，能够对来自发光元件130的光不向第一光束控制部件450入射而直接到达保持架470的情况进行抑制。

实施方式4的第一光束控制部件450中，只在保持架470的外周面的上半部分形成有多个凹部473。实施方式4的第一光束控制部件450中，由于从发光元件130直接到达保持架470的下部的光较少，所以在保持架470的外周面的下半部分未形成凹部473。

多个凹部473形状相同且以一定间隔配置。通过保持架470的中心轴CA3的剖面中的凹部473的剖面形状是直角三角形。此外，与直角三角形的斜边对应的倾斜面与盖180的下部相对。构成凹部473的另一个面与保持架470的中心轴CA3大致垂直。

(发光装置的配光特性)

为了确认本实施方式的光束控制部件440的效果(特别地，多个凹部473的效果)，以与实施方式1同样的顺序通过仿真求出了发光装置400’的配光特性。

图16是表示实施方式4的发光装置400’的配光特性的曲线图。将图8的曲线图与图16的曲线图进行比较可知，实施方式4的发光装置400’中，朝向在比较例的发光装置30中光量相对较少的0°方向及±90°方向的光量相对增加，配光均衡性得到改善。

(效果)

实施方式4的光束控制部件440具有与实施方式1的光束控制部件140同样的效果。

[实施方式5]

(照明装置的结构)

图17是表示实施方式5的发光装置500’的结构的要部剖面图。如图17所示，发光装置500’具有多个发光元件130及光束控制部件540。光束控制部件540包括第一光束控制部件150、第二光束控制部件160及保持架570。实施方式5的发光装置500’在保持架570上所形成的凹部573的剖面形状为半圆这一点，与实施方式1的发光装置100’不同。因此，对与实施方式1的发光装置100’相同的构成要素标以相同的符号，并省略其说明。

光束控制部件540包括第一光束控制部件150、第二光束控制部件160及保持架570。第一光束控制部件150及第二光束控制部件160与实施方式1相同，因此省略其说明。

在保持架570的外周面形成有多个凹部573。多个凹部573形状相同且以一定间隔配置。通过保持架570的中心轴CA3的剖面中的凹部573的剖面形状是半圆。

(发光装置的配光特性)

为了确认本实施方式的光束控制部件540的效果(特别地，多个凹部573的效果)，以与实施方式1同样的顺序通过仿真求出了发光装置500’的配光特性。

图18是表示实施方式5的发光装置500’的配光特性的曲线图。将图8的曲线图与图18的曲线图进行比较可知，实施方式5的发光装置500’中，朝向在比较例的发光装置30中光量相对较少的0°方向及±90°方向的光量相对增加，配光均衡性得到改善。

(效果)

实施方式5的光束控制部件540具有与实施方式1的光束控制部件140同样的效果。此外，虽然可以看出实施方式5的光束控制部件540的配光均衡性比实施方式1的光束控制部件140差，但是根据用途，实施方式5的光束控制部件540比实施方式1的光束控制部件140更优选。

[实施方式6]

(照明装置的结构)

图19是表示实施方式6的发光装置600’的结构的要部剖面图。如图19所示，发光装置600’具有多个发光元件130及光束控制部件640。光束控制部件640包括第一光束控制部件150、第二光束控制部件160及保持架670。实施方式6的发光装置600’在保持架670上形成有凸部673这一点，与实施方式1的发光装置100’不同。因此，对与实施方式1的发光装置100’相同的构成要素标以相同的符号，并省略其说明。

光束控制部件640包括第一光束控制部件150、第二光束控制部件160及保持架670。第一光束控制部件150及第二光束控制部件160与实施方式1相同，因此省略其说明。

在保持架670的外周面形成有多个凸部673。多个凸部673形状相同且以一定间隔配置。通过保持架670的中心轴CA3的剖面中的凸部673的剖面形状是半圆。

(发光装置的配光特性)

为了确认本实施方式的光束控制部件640的效果(特别地，多个凸部673的效果)，以与实施方式1同样的顺序通过仿真求出了发光装置600’的配光特性。

图20是表示实施方式6的发光装置600’的配光特性的曲线图。将图8的曲线图与图20的曲线图进行比较，可知，实施方式6的发光装置600’中，朝向在比较例的发光装置30中光量相对较少的0°方向及±90°方向的光量相对增加，配光均衡性得到改善。

(效果)

实施方式6的光束控制部件640具有与实施方式1的光束控制部件140同样的效果。

[实施方式7]

(照明装置的结构)

图21是表示实施方式7的发光装置700’的结构的要部剖面图。如图21所示，发光装置700’具有多个发光元件130及光束控制部件740。光束控制部件740包括第一光束控制部件750、第二光束控制部件160及保持架770。实施方式7的发光装置700’中，第一光束控制部件750及保持架770的形状与实施方式1的发光装置100’不同。因此，对与实施方式1的发光装置100’相同的构成要素标以相同的符号，并省略其说明。

光束控制部件740包括第一光束控制部件750、第二光束控制部件160及保持架770。第二光束控制部件160与实施方式1相同，因此省略其说明。

与实施方式1的第一光束控制部件150同样地，第一光束控制部件750具有折射部151、菲涅耳透镜部152以及射出面153。实施方式7的第一光束控制部件750中，菲涅耳透镜部152的外缘位于比菲涅耳透镜部152的内缘低的位置。通过这样构成，能够抑制来自发光元件130的光不向第一光束控制部件750入射而直接到达保持架770的情况。

实施方式7的第一光束控制部件750中，只在保持架770的外周面的上半部分形成有多个凹部773。实施方式7的第一光束控制部件750中，由于从发光元件130直接到达保持架770的下部的光较少，所以在保持架770的外周面的下半部分未形成凹部773。

多个凹部773形状相同且以一定间隔配置。通过保持架770的中心轴CA3的剖面中的凹部773的剖面形状是长方形。此外，与长方形的两个长边对应的两个面与保持架770的中心轴CA3大致垂直。

(发光装置的配光特性)

为了确认本实施方式的光束控制部件740的效果(特别地，多个凹部773的效果)，以与实施方式1同样的顺序通过仿真求出了发光装置700’的配光特性。

图21是表示实施方式7的发光装置700’的配光特性的曲线图。将图8的曲线图与图21的曲线图进行比较可知，实施方式7的发光装置700’中，朝向在比较例的发光装置30中光量相对较少的0°方向及±90°方向的光量相对增加，配光均衡性得到改善。

(效果)

实施方式7的光束控制部件740具有与实施方式1的光束控制部件140同样的效果。此外，虽然可以看出实施方式7的光束控制部件740的配光均衡性比实施方式1的光束控制部件140差，但是根据用途，实施方式7的光束控制部件740比实施方式1的光束控制部件140更优选。

[凸部及凹部的优选形状]

将上述各实施方式的发光装置100’～700’进行比较，则实施方式1的发光装置100’(图9)、实施方式4的发光装置400’(图15)、实施方式6的发光装置600’(图19)的配光特性特别优异。这三个发光装置满足以下的(1)及(2-1)的条件，或满足(1)及(2-2)的条件。条件(1)是针对保持架的上半部分(比第一光束控制部件靠上侧的部分)的条件，条件(2-1)及(2-2)是针对保持架的下半部分(比第一光束控制部件靠下侧的部分)的条件。

(1)在保持架的上半部分存在图23A所示那样的、用于将从第二光束控制部件到达保持架的光的行进方向改变为接近与发光元件的光轴LA正交的方向的倾斜面。

(2-1)在保持架的下半部分存在图23B所示那样的、用于将从发光元件直接到达保持架的光的行进方向改变为接近与发光元件的光轴LA正交的方向的倾斜面。

(2-2)代替在保持架的下半部分存在满足上述(2-1)的条件的倾斜面，使菲涅耳透镜部的外缘比菲涅耳透镜部的内缘靠近发光元件。这意味着从发光元件直接到达保持架的光较少。

因此，为了均衡良好地对前方方向、侧方方向及后方方向的全部进行配光，特别优选使用满足上述(1)及(2-1)的条件，或满足(1)及(2-2)的条件的光束控制部件。

另外，在实施方式1的光束控制部件的保持架(图9)、实施方式2的光束控制部件的保持架(图11)、实施方式3的光束控制部件的保持架(图13)、实施方式5的光束控制部件的保持架(图17)和实施方式6的光束控制部件的保持架(图19)中，在保持架的上半部分与下半部分形成了相同形状的凸部或凹部。通过这样地在保持架的外周面整体以一定间隔形成相同形状的凸部或凹部，能够容易进行模具加工。

[光束控制部件的变形例]

在上述各实施方式中，虽然对第一光束控制部件具有菲涅耳透镜部的例子进行了说明，但是第一光束控制部件也可以不具有菲涅耳透镜部。图24是表示不包含菲涅耳透镜部的第一光束控制部件850的结构的图。图24A是俯视图，图24B是主视图，图24C是仰视图，图24D是图24A所示的C-C线的剖面图。虽然图24所示的第一光束控制部件850作为与保持架不同的部件而制作，但是也可以与保持架一体地制作。对于与图5所示的第一光束控制部件150相同的构成要素，标以相同符号并省略其说明。

第一光束控制部件850具有使从发光元件130射出的光入射的入射面851、将从入射面851入射的光的一部分全反射的全反射面852、以及使从入射面851入射的光的一部分及由全反射面852反射的光射出的射出面153。

入射面851是在第一光束控制部件850的底部形成的凹部的内表面。入射面851具有构成凹部的顶面的内顶面851a、和构成凹部的侧面的内侧面851b。内侧面851b以开口边缘侧的内径尺寸比内顶面851a侧的边缘的内径尺寸大的方式，随着从内顶面851a侧靠近开口边缘侧内径逐渐增加(参照图24D)。

全反射面852是从第一光束控制部件850的底部的外缘向射出面153的外缘延伸的面。也可以在全反射面852与射出面153之间形成有凸缘。全反射面852是以第一光束控制部件850的中心轴CA1为中心的旋转对称面。全反射面852的直径从底部侧向射出面153侧逐渐增加。构成全反射面852的母线虽然是向外侧(远离中心轴CA1的一侧)凸的圆弧状曲线，但是也可以是直线。

具有第一光束控制部件850的发光装置及照明装置中，相对于发光元件130的光轴LA的角度较大的光从内侧面851b向第一光束控制部件850内入射，并由全反射面852向第二光束控制部件全反射。另一方面，相对于发光元件130的光轴LA的角度较小的光从内顶面851a向第一光束控制部件850内入射。由全反射面852全反射后的光及从内顶面851a入射的光，从射出面153向第二光束控制部件射出。

如上所述，第一光束控制部件850能够发挥与实施方式1的第一光束控制部件150同样的功能。因此，具有第一光束控制部件850的照明装置具有与实施方式1的照明装置100同样的效果。

本申请主张基于在2012年9月28日提出的日本专利申请特愿2012-216518号的优先权。该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中。

工业实用性

由于本发明的照明装置能够代替白炽灯来使用，所以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 (7)

1.一种光束控制部件，其控制从发光元件射出的光的配光，具有：

第一光束控制部件，其使从发光元件射出的光的至少一部分入射，并将所入射的光控制为具有规定的配光特性的光后射出；

第二光束控制部件，其使从所述第一光束控制部件到达的光的一部分反射，并使剩余的光透射；以及

保持架，其具有透光性且呈大致圆筒状，用于定位所述第一光束控制部件和所述第二光束控制部件，

所述第一光束控制部件具有：入射面，其使从所述发光元件射出的光的至少一部分入射；全反射面，其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，其使入射至所述入射面的光的一部分和由所述全反射面反射后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反射面，该反射面与所述射出面相对，且使从所述第一光束控制部件到达的光的一部分反射，

所述反射面是以所述保持架的中心轴为旋转轴的旋转对称面，且形成为所述旋转对称面的母线相对于所述第一光束控制部件呈凹曲线，

与所述反射面的中心部的位置相比，所述反射面的外周部形成于在所述发光元件的光轴的方向上的距所述发光元件的距离更远的位置，

在所述保持架的外周面形成有改变透射了所述保持架的光的射出方向的凸部或凹部，

所述凸部或凹部的形状是以所述保持架的中心轴为旋转轴的旋转对称的形状，

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。

2.根据权利要求1所述的光束控制部件，其中，

所述保持架的外周面配置有多个相同形状的所述凸部或凹部。

3.根据权利要求2所述的光束控制部件，其中，

以一定间隔配置所述多个凸部或凹部。

4.根据权利要求1所述的光束控制部件，其中，

所述凸部或凹部具有倾斜面，该倾斜面用于将从所述第二光束控制部件到达所述保持架的光的行进方向改变为接近与所述发光元件的光轴正交的方向。

5.根据权利要求1所述的光束控制部件，其中，

所述凸部或凹部具有倾斜面，该倾斜面用于将从所述发光元件直接到达所述保持架的光的行进方向改变为接近与所述发光元件的光轴正交的方向。

6.一种发光装置，具有：

一个或两个以上的发光元件；以及

权利要求1～5中任意一项所述的光束控制部件，

所述光束控制部件被配置成，使所述保持架的中心轴与所述一个或两个以上的发光元件的光轴一致。

7.一种照明装置，具有：

权利要求6所述的发光装置；以及

使来自所述发光装置的出射光漫射的同时使其透射的盖。