CN111120893A - 发光装置、照明装置以及光学部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光装置、照明装置以及光学部件。发光装置(50)具有：一个以上第一发光元件(11)、一个以上第二发光元件(12)、配置在与第一发光元件(11)对应的位置且使从第一发光元件(11)入射的光聚光的第一聚光部(22)、配置在第一聚光部(22)周围且使从第一发光元件(11)射出并未向第一聚光部(22)入射的光聚光的第二聚光部(23)、以及配置在第二聚光部(23)周围且配置在与第二发光元件(12)对应的位置并使从第二发光元件(12)入射的光在内部全反射而进行导光的第一导光部(24)。从第一导光部(24)射出的光的半值角(θHW2)比从第一聚光部(22)射出的光的半值角(θHW1)大。

Description

发光装置、照明装置以及光学部件
技术领域
实施方式涉及发光装置、照明装置以及光学部件。
背景技术
近年来，需要能够切换配光角的照明装置。例如，需要利用一个照明装置，在某种情况下增大配光角来照明整个室内，而在其它的情况下减小配光角来照明狭小的范围。作为实现上述照明装置的装置，可以考虑通过机械装置来改变光源与光学系统的位置关系。然而，设有上述机械装置的照明装置大型、高成本、并且切换需要时间，此外，还存在装饰性降低这样的问题。
发明内容
实施方式的发光装置具有：一个以上第一发光元件；一个以上第二发光元件；第一聚光部，其配置在与所述第一发光元件对应的位置，使从所述第一发光元件入射的光聚光；第二聚光部，其配置在所述第一聚光部的周围，使从所述第一发光元件射出且未向所述第一聚光部入射的光聚光；第一导光部，其配置在所述第二聚光部的周围，并配置在与所述第二发光元件对应的位置，使从所述第二发光元件入射的光在内部全反射而进行导光。从所述第一导光部射出的光的半值角比从所述第一聚光部射出的光的半值角大。
另外，其它实施方式的发光装置具有：第一聚光部，其为凸透镜；第二聚光部，其配置在所述第一聚光部的周围，具有内表面与外表面，所述外表面相对于光射出的面向外弯曲；第一导光部，其为将所述第二聚光部的周围以环状包围的筒状部件；一个以上第一发光元件，其配置在与所述第一聚光部对应的位置；一个以上第二发光元件，其配置在与所述第一导光部对应的位置。
实施方式的光学部件具有：第一聚光部，其使向第一光入射区域入射的光聚光；第二聚光部，其配置在所述第一聚光部的周围，使从与所述第一光入射区域对置的位置射出且未向所述第一聚光部入射的光聚光；第一导光部，其配置在所述第二聚光部的周围，使向第二光入射区域入射的光在内部全反射而进行导光。从所述第一导光部射出的光的半值角比从所述第一聚光部射出的光的半值角大。
另外，其它实施方式的光学部件具有：第一聚光部；第二聚光部，其配置在所述第一聚光部的周围，具有内表面与外表面，所述外表面相对于光射出的面向外弯曲；第一导光部，其为将所述第二聚光部的周围以环状包围的筒状部件。
实施方式的发光电路具有：配置在第一区域配置的一个以上第一发光元件、以及在所述第一区域周围的第二区域配置的一个以上第二发光元件。从所述第二发光元件射出的光的色温与从所述第一发光元件射出的光的色温不同。包含所述一个以上第一发光元件的第一电路与包含所述一个以上第二发光元件的第二电路相互并联，在所述第一电路中串联的所述第一发光元件的级数比在所述第二电路中串联的所述第二发光元件的级数少。
附图说明
图1是表示第一实施方式的照明装置的剖视立体分解图。
图2A是表示第一实施方式的照明装置的剖视图。
图2B是表示第一实施方式的照明装置的立体图。
图3是表示光源部的俯视图。
图4A是表示第一实施方式的光学部件的剖视立体图。
图4B是表示第一实施方式的光学部件的剖视图。
图5A是从光入射方向观察第一实施方式的光学部件的俯视图。
图5B是从光射出方向观察第一实施方式的光学部件的俯视图。
图5C是表示第一实施方式的光学部件的立体图。
图6是表示从第一发光元件射出的光的轨迹的模拟结果的图。
图7是表示从第二发光元件射出的光的轨迹的模拟结果的图。
图8是表示从发散板射出的光的轨迹与罩部件的位置关系的剖视图。
图9是表示第二实施方式的发光装置的图。
图10A是表示实施例的第一导光部以及第二导光部的尺寸的图。
图10B是将横轴作为与中心的角度，将纵轴作为光度，表示从实施例的第一导光部射出的光的分布的模拟结果的曲线图。
图10C是将横轴作为与中心的角度，将纵轴作为光度，表示从实施例的第二导光部射出的光的分布的模拟结果的曲线图。
图11是表示第三实施方式的光源部的俯视图。
图12是表示第三实施方式的发光电路的电路图。
图13A是将横轴作为输入电流，将纵轴作为光通量，表示第三实施方式的第一发光元件以及第二发光元件的行为的曲线图。
图13B是将横轴作为输入电流，将纵轴作为色温，表示第三实施方式的发光装置的行为的曲线图。
图14是表示第四实施方式的光源部的俯视图。
图15是表示第四实施方式的发光电路的电路图。
图16是将横轴作为x，将纵轴作为y，表示从发光装置射出的光的色的变化的色度坐标图。
图17是表示第五实施方式的光源部的俯视图。
图18是表示第六实施方式的光源部的俯视图。
图19是表示第六实施方式的光学部件的剖视图。
具体实施方式
＜第一实施方式＞
首先，针对第一实施方式进行说明。
图1是表示本实施方式的照明装置的剖视立体分解图。
图2A是表示本实施方式的照明装置的剖视图。
图2B是表示本实施方式的照明装置的立体图。
首先，针对本实施方式的照明装置1的结构概括进行说明。照明装置1 具有：光源部10、光学部件20、发散板30以及罩部件40。由光源部10以及光学部件20构成发光装置50。
光源部10具有一个以上第一发光元件11、以及一个以上第二发光元件 12。光学部件20具有第一聚光部22、第二聚光部23、以及第一导光部24。第一聚光部22配置在与第一发光元件11对应的位置，使从第一发光元件11 入射的光聚光。第二聚光部23配置在第一聚光部22的周围，使从第一发光元件11射出且未向第一聚光部22入射的光聚光。第一导光部24在第二聚光部23的周围且与第二发光元件12对应的位置进行配置，使从第二发光元件12入射的光在内部全反射而进行导光。而且，从第一导光部24射出的光的半值角比从第一聚光部22射出的光的半值角大。
发散板30在从光源部10射出、且通过了光学部件20的光所入射的位置进行配置。罩部件40配置在覆盖发光装置50及发散板30的侧面的位置。罩部件40的形状为大致筒状，在其内表面，对通过了发散板30的光的一部分进行反射。
下面，详细地进行说明。
图3是表示光源部10的俯视图。
在光源部10设有一枚配线基板15。虽然图示了配线基板15的形状为大致圆板状的例子，但不限于此。配线基板15例如在由树脂材料形成的母材中设有配线。第一发光元件11及第二发光元件12安装在配线基板15的安装面 15a上。
第一发光元件11例如设有四个，配置在配线基板15的中心附近。第二发光元件12例如设有十三个，在包围四个第一发光元件11的区域配置成圆形。在此，虽然表示了第一发光元件11的数量为四个、第二发光元件12的数量为十三的例子，但不限于此。只要在配线基板15的中心附近配置有第一发光元件11、包围第一发光元件11而配置有第二发光元件12即可，与配置的数量无关。第一发光元件11及第二发光元件12例如为LED(Light EmittingDiode：发光二极管)。第一发光元件11与第二发光元件12能够相互独立而亮灯。
图4A是表示本实施方式的光学部件20的剖视立体图。
图4B是表示本实施方式的光学部件20的剖视图。
图5A是从光入射方向观察本实施方式的光学部件20的俯视图。
图5B是从光射出方向观察本实施方式的光学部件20的俯视图。
图5C是表示本实施方式的光学部件20的立体图。
光学部件20为由透明材料一体地形成的透明部件。光学部件20的形状大概为以中心轴C为旋转轴的旋转体，具有光入射面21与光射出面29。光入射面21与光源部10对置。如后面所述，在光学部件20的光入射面21形成有凹凸，利用该凹凸实现光学功能。光射出面29为相对于中心轴C正交的平面。在下面，将光学部件20的中心轴C所延伸的方向之中、从光射出面 29向光入射面21的方向称为“光入射方向”，将从光入射面21向光射出面29的方向称为“光射出方向”。
在光入射面21的中央部设有向光入射方向突出的第一聚光部22。第一聚光部22在光源部10的与第一发光元件11对应的位置进行配置，例如，在与第一发光元件11对置的位置进行配置。第一聚光部22的形状为凸透镜状，例如是旋转椭圆体的一部分。第一聚光部22的外表面22a为凸状的曲面。外表面22a的最小曲率半径为0.3mm以上、且13mm以下。外表面22a的最小曲率半径例如能够在包含中心轴C的剖面中进行测量。
在第一聚光部22的周围设有第二聚光部23。第二聚光部23的形状为顶部下沉的大致圆锥台状。第二聚光部23与光源部10的第一发光元件11和第二发光元件12之间的区域对置。第二聚光部23的表面包含内表面23a、上表面23b、以及外表面23c。
内表面23a与第一聚光部22的外表面22a相接，随着朝向光入射方向，与中心轴C分离而倾斜。上表面23b配置在内表面23a的周围，与内表面23a 相接。上表面23b为相对于光射出面29平行的圆环状的平面。外表面23c配置在上表面23b的周围，与上表面23b相接。外表面23c随着朝向光射出方向，与中心轴C分离而倾斜。另外，外表面23c相对于光射出面29向外、即向光入射方向凸出而弯曲。外表面23c的最小曲率半径为0.6mm以上、且 28mm以下。外表面23c的最小曲率半径例如也能够在包含中心轴C的剖面中进行测量。
在第二聚光部23的周围设有第一导光部24。第一导光部24的形状为将第二聚光部23的周围以环状包围的筒状。第一导光部24中相对于光射出面 29垂直的面、例如包含中心轴C的面的剖面形状为梯形。第一导光部24的表面包含内表面24a、上表面24b、以及外表面24c。
内表面24a与第二聚光部23的外表面23c相接，随着朝向光入射方向，与中心轴C分离而倾斜。第二聚光部23的外表面23c与第一导光部24的内表面24a的边界线28a位于比第一聚光部22的外表面22a与第二聚光部23 的内表面23a的边界线28b更靠近光射出方向侧。即，边界线28a与光射出面29的距离比边界线28b与光射出面29的距离短。
上表面24b配置在内表面24a的周围，与内表面24a相接。上表面24b 为相对于光射出面29平行的圆环状的平面。上表面24b在光源部10的与第二发光元件12对应的位置进行配置，例如，配置在与第二发光元件12对置的位置。第二聚光部23的上表面23b与第一导光部24的上表面24b位于同一平面上。外表面24c可以相对于光射出面29垂直，也可以随着朝向光射出方向而向与中心轴C分离的方向倾斜。
在第一导光部24的周围设有平板部25。平板部25的形状只要为包围第一导光部24周围的形状即可，优选为圆环板状。平板部25的上表面25a为相对于光学部件20的光射出面29平行、且相对于中心轴C正交的平面。
光入射面21以整体从光射出方向直接可见的位置及角度进行配置。即，第一聚光部22的外表面22a、第二聚光部23的内表面23a、上表面23b、外表面23c、第一导光部24的内表面24a、上表面24b、外表面24c、以及平板部25的上表面25a全都与光射出面29对置。因此，光学部件20能够通过注塑成型等进行制作。例如，向光射出面29侧开口的模具注入透明树脂并使之固化，在光射出方向上取出，由此能够使光学部件20成型。
发散板30由透明材料、例如玻璃或者树脂材料形成，使入射的光发散并透过。例如，也可以在发散板30的一方或者双方的表面形成微细的凹凸。或者，在发散板30中也可以向母材中分散折射率与母材不同的材料。发散板30 的形状只要为覆盖光射出面29的形状即可，优选为圆板状。发散板30配置在光学部件20的光射出面29侧，例如，与光射出面29相接。
罩部件40具有：凸缘部41、收纳部42、以及圆锥部43。罩部件40由不透明材料、例如白色树脂材料、深色树脂材料或者金属材料形成。罩部件40 的形状大致为旋转体，罩部件40的中心轴与光学部件20的中心轴C大致一致。
凸缘部41的形状例如为圆环板状。凸缘部41为用于将照明装置1相对于安装目标部件、例如房间的天花板100进行固定的部分。收纳部42的形状为上表面的整体与底面的中央部分开口的圆筒状，将光源部10、光学部件20、以及发散板30收纳在内部。发散板30的外周部由光学部件20的平板部25、以及罩部件40的收纳部42的底面夹持而固定。圆锥部43的形状为直径随着与收纳部42分离而增大的圆锥台形状。圆锥部43的上表面及底面开口，圆锥部43的内部与收纳部42的内部连通。圆锥部43的内表面在罩部件40由白色材料形成的情况下，对光进行漫反射，在罩部件40由深色材料形成的情况下，对光进行吸收。
接着，针对本实施方式的照明装置1的动作进行说明。
图6是表示从第一发光元件射出的光的轨迹的模拟结果的图。
图7是表示从第二发光元件射出的光的轨迹的模拟结果的图。
图8是表示从发散板射出的光的轨迹与罩部件的位置关系的剖视图。
当第一发光元件11亮灯时，从第一发光元件11射出的光的一部分向光学部件20的第一聚光部22的外表面22a入射。外表面22a为光向第一聚光部22入射的第一光入射区域。下面，将向第一聚光部22入射的光称为“光 L1”。光L1利用凸透镜形状的第一聚光部22进行聚光，从光射出面29射出。从第一聚光部22射出的光L1的半值角θHW1例如为24°。
从第一发光元件11射出的光的剩余部分、即从第一发光元件11射出且未向第一聚光部22入射的光向第二聚光部23的内表面23a入射。下面，将向第二聚光部23入射的光称为“光L2”。光L2通过第二聚光部23内，至少一部分由外表面23c全反射，从光射出面29射出。因为外表面23c相对于光射出面29向外弯曲，所以光L2通过在外表面23c中被全反射而被聚光。
当第二发光元件12亮灯时，从第二发光元件12射出的光的大部分向光学部件20的第一导光部24的上表面24b入射。上表面24b为光向第一导光部24入射的第二光入射区域。下面，将向第一导光部24入射的光称为“光 L3”。光L3的至少一部分由第一导光部24的内表面24a与外表面24c反复进行全反射，由此，在第一导光部24的内部被导光且被发散，从光射出面29 射出。从第一导光部24射出的光L3的半值角θHW2例如为68°。从光学部件20的第一导光部24射出的光L3的半值角θHW2比从第一聚光部22射出的光L1的半值角θHW1大。即，为θHW2＞θHW1。
这样，在照明装置1中，当使第一发光元件11亮灯时，利用第一聚光部 22而聚光的光L1、以及利用第二聚光部23而聚光的光L2从照明装置1射出。由此，能够得到半值角较小的光。另一方面，当使第二发光元件12亮灯时，由第一导光部24进行发散的光L3从照明装置1射出。由此，能够得到半值角较大的光。这样，照明装置1通过切换亮灯的发光元件，能够切换射出光的配光角，改变照明范围。
从光学部件20的光射出面29射出的光在通过发散板30时被散射。由此，能够减少因使用者直接可见第一发光元件11或者第二发光元件12而产生的“颗粒感”，并且减少因光的射出角度而产生的“颜色不均匀”及“眩光”。然后，从发散板30射出的光向罩部件40的圆锥部43内入射。从发散板30 射出的光的一部分到达圆锥部43的内表面。特别是在相对于配线基板15的安装面15a的角度为30°以下的方向上行进的光必须到达圆锥部43的内表面。需要说明的是，光L4表示从在发散板30的圆锥部43内露出的部分的一端，以相对于安装面15a30°的角度射出并通过圆锥部43的中心轴的光的轨迹。圆锥部43设计为使光L4向圆锥部43的内表面入射。在圆锥部43的内表面由白色材料形成的情况下，已到达圆锥部43的内表面的光由圆锥部43 的内表面进行漫反射，向照明装置1的外部射出。在圆锥部43的内表面由深色材料形成的情况下，已到达圆锥部43的内表面的光由圆锥部43的内表面吸收。从发散板30射出的光的其它一部分未到达圆锥部43的内表面，直接向照明装置1的外部射出。
接着，针对本实施方式的效果进行说明。
在照明装置1中，可以不设置机械装置，而是只利用电子装置切换配光角。因此，能够实现照明装置1的小型化及低成本化。另外，因为没有机械性的动作，所以，切换不需要时间，也不会产生噪音，可靠性也高。此外，因为能够使照明装置1的外观为不知道能够进行配光角切换的外观，所以在安装于房间的天花板100而作为吸顶灯使用的情况等，能够提高装饰性。
另外，因为使用一个光学部件20，能够实施窄角照明与广角照明双方，所以能够进一步降低照明装置1的成本。如上所述，只要通过注塑成型法等形成光学部件20，就能够进一步降低成本。另外，从使用者角度观察，因为在窄角照明时与广角照明时发光区域的位置及面积几乎不会改变，所以，切换窄角照明与广角照明时的不连续感较少。
此外，在照明装置1中，从发散板30射出的光之中、在相对于配线基板 15的安装面15a的角度为30°以下的方向上行进的光在罩部件40由白色材料形成的情况下，由圆锥部43的内表面进行漫反射，在罩部件40由深色材料形成的情况下，由圆锥部43的内表面吸收，所以，不会从发散板30向照明装置1的外部直接射出。由此，能够防止以较浅的角度从第一发光元件11 及第二发光元件12射出的光直接进入使用者的眼中，能够抑制眩光。另外，在照明装置1中，因为能够使窄角照明用光L1及L2、以及广角照明用光L3 从一个光学部件20射出，所以能够减少发光面积。由此，能够遮挡30°以下的光，并且降低圆锥部43的高度，并能够使照明装置1整体紧凑。
需要说明的是，也可以使第一发光元件11与第二发光元件12同时亮灯。由此，例如能够利用第二发光元件12对整个房间进行照明，并且利用第一发光元件11对桌子等作业空间进行更明亮的照明。在该情况下，也可以使第一发光元件11射出的光的色温与第二发光元件12射出的光的色温相互不同。例如，也可以使从第二发光元件12射出的光的色温为2700K(开尔文)，以灯泡颜色的光对整个房间进行照明，并且使从第一发光元件11射出的光的色温为6500K，以白色的光对桌上进行照明。
另外，也可以通过利用传感器感知人体，来切换窄角照明与广角照明。例如，在桌子等作业空间的附近无人时，只使第二发光元件12亮灯，对整个房间进行照明，在作业空间有人时，使第一发光元件11及第二发光元件12 双方亮灯，重复对作业空间进行照明。或者，例如也可以在房间无人时，使第一发光元件11及第二发光元件12双方灭灯，在有人出现在房间入口时，只使第一发光元件11亮灯，只对入口附近局部进行照明，当有人进入房间内部时，使第一发光元件11及第二发光元件12双方亮灯，对整个房间进行明亮的照明。
＜第二实施方式＞
接着，针对第二实施方式进行说明。
图9是表示本实施方式的发光装置的图。
需要说明的是，在如下的说明中，原则上只说明与第一实施方式的不同之处。在如下说明的事项以外，都与第一实施方式相同。针对后面叙述的其它实施方式也是相同的。
本实施方式的发光装置50a除了第一实施方式的发光装置50的结构以外，还在光源部10a设有一个以上第三发光元件13，在光学部件20a设有第二导光部26以及平板部27。
第三发光元件13例如设有多个，包围在配线基板15的安装面15a上配置有第二发光元件12的区域的区域圆形地进行配置。第三发光元件13例如为LED。第三发光元件13能够与第一发光元件11及第二发光元件12独立而亮灯。
第二导光部26设置在平板部25的外侧。第二导光部26为将第一导光部 24的周围以环状包围的透明的筒状部件。第二导光部26配置在与第三发光元件13对应的位置，例如，配置在与第三发光元件13对置的位置。
第二导光部26的表面包含内表面26a、上表面26b、以及外表面26c。内表面26a与平板部25的上表面25a相接，例如，相对于中心轴C平行。上表面26b配置在内表面26a的周围，与内表面26a相接。上表面26b为相对于光射出面29平行的圆环状的平面，与第三发光元件13对置。上表面26b位于与第二聚光部23的上表面23b及第一导光部24的上表面24b相同的平面上。外表面26c与上表面26b相接，例如，相对于中心轴C平行。第二导光部26相对于光射出面29垂直的面、例如包含中心轴C的面的剖面形状为长方形。需要说明的是，第二导光部26的剖面形状也可以是长方形以外的梯形。
第二导光部26的内表面26a及外表面26c的锥角、即与中心轴C的角度比第一导光部24的内表面24a及外表面24c的锥角小。因此，第二导光部26 的锥度比比第一导光部24的锥度比小。导光部的“锥度比”，是指使导光部的光入射面21侧的端面的宽度为Win、光射出面29侧的端面的宽度为Wout、沿导光部的中心轴C的长度为H时，由(Wout-Win)/H定义的值。第一导光部24的光入射面21侧的端面为上表面24b，光射出面29侧的端面为连结边界线28a与平板部25的上表面25a的平面，第二导光部26的光入射面21 侧的端面为上表面26b，光射出面29侧的端面为连结平板部25的上表面25a 与平板部27的上表面27a的平面。例如，第一导光部24的锥度比为比0大、且0.54以下，第二导光部26的e锥度比为0以上、且0.1以下。由此，从第二导光部26射出的光的半值角比从第一导光部24射出的光的半值角大。
平板部27设置在第二导光部26的外侧。平板部27的上表面27a为相对于光射出面29平行的圆环状的平面。平板部27的厚度例如与平板部25的厚度大致相同。包含第二导光部26及平板部27的光学部件20a由透明材料一体地形成。
接着，针对本实施方式的照明装置的动作进行说明。
当使第三发光元件13亮灯时，从第三发光元件13射出的光的大部分向第二导光部26的上表面26b入射。上表面26b为光向第二导光部26入射的第三光入射区域。从上表面26b向第二导光部26内入射的光的至少一部分由内表面26a与外表面26c反复进行全反射，在第二导光部26内传播，从光射出面29射出。从第二导光部26射出的光的半值角θHW3比从第一导光部24 射出的光的半值角θHW2大。即，为θHW3＞θHW2＞θHW1。
接着，针对本实施方式的效果进行说明。
根据本实施方式，通过使第三发光元件13亮灯，与使第一发光元件11 或者第二发光元件12亮灯的情况相比，能够得到半值角较大的光。由此，能够三档切换配光角。
接着，针对实施例的照明装置进行说明。
图10A是表示本实施例的第一导光部24以及第二导光部26的尺寸的图。
图10B是将横轴作为与中心的角度，将纵轴作为光度，表示从本实施例的第一导光部24射出的光的分布的模拟结果的曲线图。
图10C是将横轴作为与中心的角度，将纵轴作为光度，表示从本实施例的第二导光部26射出的光的分布的模拟结果的曲线图。
例如，在使第一导光部24的光入射方向侧的端部的宽度Win为3mm、使光射出方向侧的端部的宽度Wout为6mm、使第一导光部24的光射出方向的长度H为10.9mm的情况下，半值角θHW2为68°。另一方面，在使第二导光部26的光入射方向侧的端部的宽度Win为3mm、使光射出方向侧的端部的宽度Wout为3mm、使第二导光部26的光射出方向的长度H为10.9mm 的情况下，半值角θHW3为112°。如上所述，从第一聚光部22射出的光L1 的半值角θHW1例如为24°。上述值总结如下表1所示。
[表1]
发光元件 第一发光元件11 第二发光元件12 第三发光元件13
通过的部分 第一聚光部22 第一导光部24 第二导光部26
半值角(°) 24 68 112
＜第三实施方式＞
接着，针对第三实施方式进行说明。
图11是表示本实施方式的光源部的俯视图。
图12是表示本实施方式的发光电路的电路图。
本实施方式的发光装置50b的光源部10b具有发光电路81。发光电路81 具有：配置在第一区域51的一个以上第一发光元件11、以及配置在第二区域 52的一个以上第二发光元件12。第二区域52配置在第一区域51的周围。从第二发光元件12射出的光的色温与从第一发光元件11射出的光的色温不同。在发光电路81中，包含一个以上第一发光元件11的第一电路61与包含一个以上第二发光元件12的第二电路62相互并联。在第一电路61中串联的第一发光元件11的级数比在第二电路62中串联的第二发光元件12的级数少。
第一发光元件11例如设有四个，在位于配线基板15的中心附近的第一区域51进行配置。例如，第一区域51包含配线基板15的中心。第二发光元件12例如设有七个，在位于第一区域51的周围的第二区域52配置成圆形。第一发光元件11及第二发光元件12例如为LED。
第一发光元件11例如射出色温为2000K(开尔文)的光。例如四个第一发光元件11与例如五个电阻元件71～75一起，经由配线基板15的配线而进行串联，构成第一电路61。在图12所示的例子中，在第一电路61中，从正极侧向负极侧，按照电阻元件71、第一发光元件11、电阻元件72、电阻元件 73、第一发光元件11、电阻元件74、第一发光元件11、电阻元件75、第一发光元件11的顺序进行串联。即，在第一电路61中，第一发光元件11的总数为四，串联的第一发光元件11的级数也为四。各第一发光元件11的阳极与正极侧连接，阴极与负极侧连接。
第二发光元件12例如射出色温为3000K的光。第二发光元件12经由配线基板15的配线进行串联，构成第二电路62。在图12所示的例子中，在第二电路62中，从正极侧向负极侧，例如七个第二发光元件12未经由电阻元件而进行串联。即，在第二电路62中，第二发光元件12的总数为七，串联的第二发光元件12的级数也为七。各第二发光元件12的阳极与正极侧连接，阴极与负极侧连接。
在发光电路81中，第一电路61的正极侧端子与第二电路62的正极侧端子相互连接，第一电路61的负极侧端子与第二电路62的负极侧端子相互连接。由此，第一电路61与第二电路62在正极侧端子与负极侧端子之间并联。需要说明的是，在图11及图12所示的例子中，表示了第一发光元件11的数量为四、第二发光元件12的数量为七的例子，但不限于此。只要在第一区域 51配置有第一发光元件11、在包围第一区域51的第二区域52配置第二发光元件12、在第一电路61中串联的第一发光元件11的级数比在第二电路62 中串联的第二发光元件12的级数少即可。
接着，针对本实施方式的照明装置的动作进行说明。
首先，针对发光电路81的动作进行说明。
图13A是将横轴作为输入电流，将纵轴作为光通量，表示本实施方式的第一发光元件及第二发光元件的行为的曲线图。
图13B是将横轴作为输入电流，将纵轴作为色温，表示本实施方式的发光装置的行为的曲线图。
如上所述，在发光电路81中，在第一电路61中串联的第一发光元件11 的级数比在第二电路62中串联的第二发光元件12的级数少。因此，当使向发光电路81施加的直流电流从0连续增加时，因为当初向各第一发光元件11 的阳极-阴极之间施加的电压比向各第二发光元件12的阳极-阴极之间施加的电压高，所以，第一发光元件11先导通。因此，电流只在第一电路61中流动，在第二电路62几乎未流动有电流。因此，只有第一发光元件11发光，射出色温为2000K的光。然后，在输入电流值成为第一发光元件11中流动的电流大概饱和的值I1之前，输入电流越增加，则第一发光元件11的光通量越增加。
当使向发光电路81施加的直流电流增加时，在第二发光元件12中也开始流动有电流。由此，第二发光元件12也发光。第二发光元件12开始发光的电流值为I2。在电流值为0以上、I2以下的范围内，根据输入电流，光的色温恒定为2000K，只有光通量发生变化。电流值I2优选为电流值I1以下。当电流值为I2以上时，从光源部10b射出的光为从第一发光元件11射出的光与从第二发光元件12射出的光混合后的光，色温为2000K与3000K之间的值。然后，在输入电流值成为在第二发光元件12中流动的电流饱和的值I3之前，输入电流值越增加，则第一发光元件11的光通量大致维持恒定，第二发光元件12的光通量越增加。另外，因为第一发光元件11的光通量与第二发光元件12的光通量的比例发生变化，所以，从光源部10b射出的光的色温也发生变化。因此，在电流值为I2以上、I3以下的范围内，输入电流越大，则光通量越增加，并且光的色温从2000K开始增加，向在2000K与3000K之间的规定的值收敛。电阻元件71～75的电阻值在电流值达到I3时，调整使各第一发光元件11的阳极-阴极间电压与各第二发光元件12的阳极-阴极间电压相等。
这样，在本实施方式的发光装置50b中，当使第一发光元件11亮灯时，光从第一区域51射出，由第一聚光部22聚光的光L1、以及由第二聚光部23 聚光的光L2从发光装置50b射出。由此，能够得到半值角较小的光。另一方面，当使第二发光元件12亮灯时，光从第二区域52射出，由第一导光部24 进行发散的光L3从发光装置50b射出。由此，能够得到半值角较大的光。这样，发光装置50b通过调整输入电流值，使各发光元件的光通量发生变化，能够控制射出光的色温以及配光角。
＜第四实施方式＞
接着，针对第四实施方式进行说明。
图14是表示本实施方式的光源部的俯视图。
图15是表示本实施方式的发光电路的电路图。
在本实施方式的发光装置50c中，在光源部10c中，在第一区域51设有一个以上第一发光元件11，在第二区域52分别设有一个以上第一发光元件 11、第二发光元件12、第三发光元件13、以及第四发光元件14。即，第一发光元件11设置在第一区域51及第二区域52双方，第二发光元件12、第三发光元件13、以及第四发光元件14只设置在第二区域52。需要说明的是，在图14中，为了简化附图，发光元件的数量比实际情况表示得少。在图15所示的例子中，第一发光元件11的总数、第二发光元件12的总数、第三发光元件13的总数、以及第四发光元件14的总数分别为十二。
在本实施方式中，例如从第一发光元件11射出的光的色温为2700K，从第二发光元件12射出的光的色温为2000K，从第三发光元件13射出的光的色温为3500K，从第四发光元件14射出的光的色温为6500K。需要说明的是，从各发光元件射出的光的色温不限于上述的例子，从第一发光元件11射出的光的色温、从第二发光元件12射出的光的色温、从第三发光元件13射出的光的色温、以及从第四发光元件14射出的光的色温只要相互不同即可。
在光源部10c设有发光电路82。发光电路82包含上述第一～第四发光元件、多个第一电阻元件76以及多个第二电阻元件77。在发光电路82设有第一电路61、第二电路62、第三电路63以及第四电路64。在发光电路82中，第一电路61与第二电路62相互并联，第三电路63与第四电路64相互并联。
在第一电路61中，例如，设有四个由相互并联的三个第一发光元件11 形成的单位电路，该四个单位电路与多个第一电阻元件76串联。因此，在第一电路61中，第一发光元件11的总数为十二，串联的第一发光元件11的级数为四。需要说明的是，多个第一电阻元件76的电阻值可以相同，也可以不同。
在第二电路62中，例如十二个第二发光元件12未经由电阻元件而进行串联。因此，在第二电路62中，第二发光元件12的总数为十二，串联的第二发光元件12的级数也为十二。
在第三电路63中，例如，设有四个由相互并联的三个第三发光元件13 形成的单位电路，该四个单位电路与多个第二电阻元件77串联。因此，在第三电路63中，第三发光元件13的总数为十二，串联的第三发光元件13的级数为四。需要说明的是，多个第二电阻元件77的电阻值可以相同，也可以不同。
在第四电路64中，例如十二个第四发光元件14未经由电阻元件而进行串联。因此，在第四电路64中，第四发光元件14的总数为十二，串联的第四发光元件14的级数为十二。
接着，针对本实施方式的动作进行说明。
因为第一发光元件11配置在第一区域51及第二区域52双方，所以，从第一发光元件11射出的光从光学部件20的第一聚光部22、第二聚光部23 以及第一导光部24射出。因为第二发光元件12、第三发光元件13以及第四发光元件14只配置在第二区域52，所以，从第二发光元件12、第三发光元件13以及第四发光元件14射出的光从第一导光部24射出。
第一电路61和第二电路62与相同的电源连接，施加有相同的电压。由此，如在第一实施方式中所说明的那样，当输入电流值从0逐渐增加时，第一发光元件11先开始发光，在第一发光元件11中流动的电流饱和的点附近，第二发光元件12开始发光。其结果是，当使输入电流值发生变化时，整体的色温、光通量以及配光角依照规定的关系发生变化。
第三电路63和第四电路64与相同的电源连接，施加有相同的电压。由此，当输入电流值从0逐渐增加时，第三发光元件13先开始发光，在第三发光元件13中流动的电流饱和的点附近，第四发光元件14开始发光。其结果是，当输入电流值发生变化时，整体的色温及光通量依照规定的关系发生变化。
而且，通过控制在第一电路61及第二电路62流动的电流值与在第三电路63及第四电路64流动的电流值的比例，能够控制从第一发光元件11、第二发光元件12、第三发光元件13以及第四发光元件14射出的光的比例。通过优化该控制，能够使从发光装置50c射出的光的颜色沿黑体辐射发生变化。
图16是将横轴作为x，将纵轴作为y，表示从发光装置射出的光的颜色的变化的色度坐标图。
由图16中虚线所示的曲线表示黑体辐射的颜色变化的理论曲线，由实线所示的曲线表示本实施方式的发光装置射出的光的颜色变化的模拟结果，由一点划线所示的直线表示只使用两种发光元件的发光装置射出的光的颜色变化。
如图16所示，根据本实施方式，能够使从发光装置2射出的光沿黑体辐射发生变化。
接着，针对本实施方式的效果进行说明。
根据本实施方式，因为设有色温相互不同的四种发光元件，所以与第三实施方式相比较，色温的调整范围较广。另外，因为包含第一发光元件11的第一电路61与包含第二发光元件12的第二电路62相互并联，在第一电路61 中串联的第一发光元件11的级数比在第二电路62中串联的第二发光元件12 的级数少，所以，能够从使第一发光元件11单独发光的状态顺畅且连续地推移至使第一发光元件11及第二发光元件12双方发光的状态。同样地，因为包含第三发光元件13的第三电路63与包含第四发光元件14的第四电路64 相互并联，在第三电路63中串联的第三发光元件13的级数比在第四电路64 中串联的第四发光元件14的级数少，所以能够从使第三发光元件13单独发光的状态顺畅且连续地推移至使第三发光元件13及第四发光元件14双方都发光的状态。
而且，通过适当地控制在第一电路61及第二电路62并联的电路中流动的电流值、以及在第三电路63及第四电路64并联的电路中流动的电流值，能够从使第一发光元件11单独发光的状态顺畅且连续地推移至使所有的发光元件发光的状态。由此，能够使色温、光通量以及配光角连续地发生变化，能够在调光时抑制使用者感觉到不舒适感。另外，能够使光的颜色沿黑体辐射发生变化。由此，能够进行更自然的调光，能够使使用者安心。
＜第五实施方式＞
接着，针对第五实施方式进行说明。
图17是表示本实施方式的光源部的俯视图。
本实施方式的发光电路与图15所示的发光电路82相同。
在本实施方式的发光装置50d中，在光源部10d中，在第一区域51设有第一发光元件11及第二发光元件12双方。在第二区域52设有第一发光元件 11、第二发光元件12、第三发光元件13以及第四发光元件14。需要说明的是，在图17中，为了简化附图，发光元件的数量比实际情况表示得少。后面叙述的图18及图19也是相同的。
根据本实施方式，与第二实施方式相比较，从第一聚光部22及第二聚光部23射出、且对窄角区域进行照明的光也能够从使第一发光元件11单独发光的状态连续地变化至使第一发光元件11及第二发光元件12双方都发光的状态。本实施方式的除上述以外的其它结构、动作以及效果都与第四实施方式相同。
＜第六实施方式＞
接着，针对第六实施方式进行说明。
图18是表示本实施方式的光源部的俯视图。
图19是表示本实施方式的光学部件的剖视图。
在本实施方式的发光装置50e中，设有光源部10e。在光源部10e中，在第一区域51设有一个以上第一发光元件11。在第二区域52中设有一个以上第一发光元件11、一个以上第二发光元件12、一个以上第三发光元件13以及一个以上第四发光元件14。在第三区域53也设有一个以上第一发光元件11、一个以上第二发光元件12、一个以上第三发光元件13以及一个以上第四发光元件14。因此，在整个光源部10e，第一发光元件11设有三个以上，第二发光元件12、第三发光元件13以及第四发光元件14分别设有两个以上。第一区域51为包含配线基板15的中心的圆形区域，第二区域为在第一区域 51的周围配置的圆环状区域，第三区域53为在第二区域52的周围配置的圆环状区域。
在本实施方式中，例如，与第四实施方式相同，从第一发光元件11射出的光的色温为2700K，从第二发光元件12射出的光的色温为2000K，从第三发光元件13射出的光的色温为3500K，从第四发光元件14射出的光的色温为6500K。但是不限于此，色温只要相互不同即可。
另外，在发光装置50e中，与第二实施方式相同，光学部件20a还具有对从第二区域52周围的第三区域53入射的光进行导光的第二导光部26以及平板部27。从第二导光部26射出的光的半值角比从第一导光部24射出的光的半值角大。
第二导光部26设置在平板部25的外侧。第二导光部26为将第一导光部 24的周围以环状包围的透明的筒状部件。第二导光部26配置在光源部10c 的与第三区域53对应的位置，例如，配置在与第三区域53对置的位置。
针对本实施方式的效果进行说明。
根据本实施方式，因为与第四实施方式同样地设有色温相互不同的四种发光元件，所以能够在广泛的范围内控制色温。另外，能够从使第一发光元件11单独发光的状态顺畅且连续地推移至使所有的发光元件发光的状态。由此，能够使色温、光通量以及配光角连续地发生变化。此外，也能够使光的颜色沿黑体辐射而发生变化。
另外，因为在光源部10e的第三区域53配置有发光元件，光学部件20a 具有对从第三区域53入射的光进行导光的第二导光部26，所以能够在更广泛的范围内使配光角发生变化。
本发明例如可以应用在室内用照明装置等中。

Claims (27)

1.一种发光装置，其特征在于，具有：
一个以上第一发光元件；
一个以上第二发光元件；
第一聚光部，其配置在与所述第一发光元件对应的位置，使从所述第一发光元件入射的光聚光；
第二聚光部，其配置在所述第一聚光部的周围，使从所述第一发光元件射出且未向所述第一聚光部入射的光聚光；
第一导光部，其配置在所述第二聚光部的周围，并配置在与所述第二发光元件对应的位置，使从所述第二发光元件入射的光在内部全反射而进行导光；
从所述第一导光部射出的光的半值角比从所述第一聚光部射出的光的半值角大。
2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述第一导光部为透明部件，使从所述第二发光元件射出的光发散并射出。
3.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述第二聚光部为透明部件，具有光所入射的内表面、以及使从所述内表面入射的光的至少一部分进行全反射的外表面。
4.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，还具有：
一个以上第三发光元件；
第二导光部，其配置在所述第一导光部的周围，并配置在与所述第三发光元件对应的位置，对向第三光入射区域入射的光进行导光；
从所述第二导光部射出的光的半值角比从所述第一导光部射出的光的半值角大。
5.一种发光装置，其特征在于，具有：
第一聚光部，其为凸透镜；
第二聚光部，其配置在所述第一聚光部的周围，具有内表面与外表面，所述外表面相对于光射出的面向外弯曲；
第一导光部，其为将所述第二聚光部的周围以环状包围的筒状部件；
一个以上第一发光元件，其配置在与所述第一聚光部对应的位置；
一个以上第二发光元件，其配置在与所述第一导光部对应的位置。
6.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于，
所述外表面的最小曲率半径为0.6mm以上、且28mm以下。
7.如权利要求5所述的发光装置，其特征在于，还具有：
第二导光部，其为将所述第一导光部的周围以环状包围的筒状部件；
一个以上第三发光元件，其配置在与所述第二导光部对应的位置；
所述第一导光部及第二导光部是分别相对于光射出的面垂直的面的剖面形状为梯形的透明部件，所述第二导光部的锥角比所述第一导光部的锥角小。
8.如权利要求7所述的发光装置，其特征在于，
所述第一导光部的锥度比为比0大、且0.54以下。
9.如权利要求7所述的发光装置，其特征在于，
所述第二导光部的锥度比为0以上、且0.1以下。
10.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述第一聚光部为凸透镜，所述第一导光部为在所述凸透镜的周围配置成环状的透明部件。
11.如权利要求10所述的发光装置，其特征在于，
所述凸透镜的最小曲率半径为0.3mm以上、且13mm以下。
12.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
从所述第二发光元件射出的光的色温与从所述第一发光元件射出的光的色温不同。
13.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述第一发光元件配置在第一区域，
所述第二发光元件配置在所述第一区域周围的第二区域，
从所述第二发光元件射出的光的色温与从所述第一发光元件射出的光的色温不同，
包含所述一个以上第一发光元件的第一电路与包含所述一个以上第二发光元件的第二电路相互并联，在所述第一电路中串联的所述第一发光元件的级数比在所述第二电路中串联的所述第二发光元件的级数少。
14.如权利要求13所述的发光装置，其特征在于，
所述第一发光元件设有两个以上，
所述第一发光元件也配置在所述第二区域。
15.如权利要求13所述的发光装置，其特征在于，
还具有在所述第一电路中与所述第一发光元件串联的第一电阻元件。
16.如权利要求13所述的发光装置，其特征在于，还具有：
一个以上第三发光元件，其配置在所述第二区域；
一个以上第四发光元件，其配置在所述第二区域；
从所述第一发光元件射出的光的色温、从所述第二发光元件射出的光的色温、从所述第三发光元件射出的光的色温、以及从所述第四发光元件射出的光的色温相互不同。
17.如权利要求16所述的发光装置，其特征在于，
包含所述一个以上第三发光元件的第三电路与包含所述一个以上第四发光元件的第四电路相互并联，在所述第三电路中串联的所述第三发光元件的级数比在所述第四电路中串联的所述第四发光元件的级数少。
18.如权利要求17所述的发光装置，其特征在于，
还具有在所述第三电路中与所述第三发光元件串联的第二电阻元件。
19.如权利要求16所述的发光装置，其特征在于
还具有对从所述第二区域周围的第三区域入射的光进行导光的第二导光部，
从所述第二导光部射出的光的半值角比从所述第一导光部射出的光的半值角大，
所述第三发光元件及所述第四发光元件分别设有两个以上，
所述第三发光元件及所述第四发光元件也配置在所述第三区域。
20.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
能够使射出的光的颜色沿黑体辐射发生变化。
21.一种照明装置，其特征在于，具有：
权利要求1～20中任一项所述的发光装置；
发散板，其在从所述发光装置射出的光所入射的位置进行配置；
罩部件，其覆盖所述发光装置及所述发散板的侧面。
22.一种光学部件，其特征在于，具有：
第一聚光部，其使向第一光入射区域入射的光聚光；
第二聚光部，其配置在所述第一聚光部的周围，使从与所述第一光入射区域对置的位置射出且未向所述第一聚光部入射的光聚光；
第一导光部，其配置在所述第二聚光部的周围，使向第二光入射区域入射的光在内部全反射而进行导光；
从所述第一导光部射出的光的半值角比从所述第一聚光部射出的光的半值角大。
23.一种光学部件，其特征在于，具有：
第一聚光部；
第二聚光部，其配置在所述第一聚光部的周围，具有内表面与外表面，所述外表面相对于光射出的面向外弯曲；
第一导光部，其为将所述第二聚光部的周围以环状包围的筒状部件。
24.如权利要求22或23所述的光学部件，其特征在于，
所述第一聚光部、所述第二聚光部以及所述第一导光部由透明材料一体地形成。
25.一种发光电路，其特征在于，具有：
一个以上第一发光元件，其配置在第一区域；
一个以上第二发光元件，其配置在所述第一区域周围的第二区域；
从所述第二发光元件射出的光的色温与从所述第一发光元件射出的光的色温不同，
包含所述一个以上第一发光元件的第一电路与包含所述一个以上第二发光元件的第二电路相互并联，在所述第一电路中串联的所述第一发光元件的级数比在所述第二电路中串联的所述第二发光元件的级数少。
26.如权利要求25所述的发光电路，其特征在于，
还具有在所述第一电路中与所述第一发光元件串联的第一电阻元件。
27.如权利要求25所述的发光电路，其特征在于，还具有：
一个以上第三发光元件；
一个以上第四发光元件；
从所述第一发光元件射出的光的色温、从所述第二发光元件射出的光的色温、从所述第三发光元件射出的光的色温、以及从所述第四发光元件射出的光的色温相互不同，
包含所述一个以上第三发光元件的第三电路与包含所述一个以上第四发光元件的第四电路相互并联，在所述第三电路中串联的所述第三发光元件的级数比在所述第四电路中串联的所述第四发光元件的级数少。
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