CN114667410B - 光源单元、光源模块、以及照明装置 - Google Patents

光源单元、光源模块、以及照明装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光源单元、光源模块、以及照明装置。光源单元(30)具有：发光元件(51、52)、柱状透镜(60)、以及遮光体(70)。柱状透镜具有：第一端面(60a)、第二端面(60b)、以及侧面(60c)。遮光体设有将第二端面的至少一部分露出的开口部(70a)，与侧面分开而覆盖侧面。遮光体在从第一端面向第二端面的第一方向Z+具有比第二端面更突出的前端(70b)。与第一方向交叉的第一平面P1在第一方向上位于与前端相同的位置。与第一方向交叉的第二平面P2在第一方向上位于与第二端面相同的位置或者前端与第二端面之间。第一平面的开口部的第一面积比第二平面的开口部的第二面积大。

Description

光源单元、光源模块、以及照明装置
技术领域
实施方式涉及光源单元、光源模块、以及照明装置。
背景技术
以往，如专利文献1所示，已知一种具有发光元件及柱状透镜的光源单元。从发光元件射出的光射入柱状透镜的第一端面。然后，射入柱状透镜内的光反复进行全反射，从柱状透镜的位于第一端面的相反一侧的第二端面射出。在上述光源单元中，在为了得到期望的照度而增加发光元件的件数、使柱状透镜随之大型化的情况下，从柱状透镜射出的光可能偏离期望的照明区域。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2019-8944号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的一个实施方式的目的在于提供一种光源单元、光源模块、以及照明装置，能够实现期望的照度，并且精密地控制照明区域。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的一个实施方式的光源单元具有：第一发光元件及第二发光元件；柱状透镜，其具有从所述第一发光元件及所述第二发光元件射出的光所射入的第一端面、位于所述第一端面的相反一侧的第二端面、以及位于所述第一端面与所述第二端面之间的侧面，所述第二端面的面积比所述第一端面的面积小；遮光体，其设有将所述第二端面的至少一部分露出的开口部，与所述侧面分离而覆盖所述侧面。所述遮光体在从所述第一端面向所述第二端面的第一方向上具有比所述第二端面更突出的前端。与所述第一方向交叉的第一平面在所述第一方向上位于与所述前端相同的位置。与所述第一方向交叉的第二平面在所述第一方向上位于与所述第二端面相同的位置或者所述前端与所述第二端面之间。所述第一平面的所述开口部的第一面积比所述第二平面的所述开口部的第二面积大。
本发明的一个实施方式的光源模块具有：上述光源单元、以及将从所述光源单元射出的所述光进行投光的光学部件。
本发明的一个实施方式的照明装置具有：上述光源模块、以及保持所述光源模块的保持部件。
发明的效果
根据本发明的一个实施方式，能够实现可实现期望的照度、并可精密地控制照明区域的光源单元、光源模块、以及照明装置。
附图说明
图1是表示第一实施方式的照明装置的立体图。
图2是表示第一实施方式的照明装置的剖视图。
图3是表示第一实施方式的光源模块的端面图。
图4A是表示第一实施方式的光源单元的立体图，是表示安装遮光体之前的状态的图。
图4B是表示第一实施方式的光源单元的俯视图，是表示安装遮光体之前的状态的图。
图5是表示第一实施方式的光源单元的立体图，是表示安装了遮光体后的状态的图。
图6A是表示第一实施方式的光源单元的一部分的端面图。
图6B是表示第一实施方式的光源单元的俯视图，是表示安装了遮光体后的状态的图。
图7A是表示光学部件的立体图。
图7B是表示光学部件的立体剖视图。
图8是表示在包括X方向及Z方向的端面上从第一发光元件及第二发光元件射出的光的轨迹的模拟结果的图。
图9A是表示在第一实施方式的光源单元中从柱状透镜射出的光的示意图。
图9B是表示在第一参考例的光源单元中从柱状透镜射出的光的示意图。
图9C是表示在第二参考例的光源单元中从柱状透镜射出的光的示意图。
图10A是例示第一实施方式的照明装置的照射图案的图。
图10B是以纵轴为照度、以横轴为X方向的位置来表示图10A的10B-10B线上的照度分布的模拟结果的曲线图。
图11A是表示第一实施方式的第一变形例的光源单元的一部分的端面图。
图11B是表示第一实施方式的第二变形例的光源单元的一部分的端面图。
图12是表示第二实施方式的光源单元的一部分的端面图。
图13是表示在第二实施方式的光源单元中从柱状透镜射出的光的示意图。
具体实施方式
＜第一实施方式＞
图1是表示本实施方式的照明装置的立体图。
图2是表示本实施方式的照明装置的剖视图。
图3是表示本实施方式的光源模块的端面图。
如图1所示，照明装置1具有：多个光源模块10、以及保持多个光源模块10的保持部件20。如图2所示，各光源模块10具有：光源单元30、以及光学部件40。光源单元30具有：第一发光元件51、第二发光元件52、柱状透镜60、以及遮光体70。
下面，为了便于说明，在本说明书中，采用XYZ正交坐标系。构成后面叙述的保持部件20的基板81设置在XY平面上。使基板81的长度方向为“X方向”，使基板81的宽度方向为“Y方向”。使与X方向及Y方向正交的方向为“Z方向”。
如图3所示，柱状透镜60具有：从第一发光元件51及第二发光元件52射出的光所射入的第一端面60a、位于第一端面60a的相反一侧的第二端面60b、以及位于第一端面60a与第二端面60b之间的侧面60c。第二端面60b的面积比第一端面60a的面积小。
下面，使从柱状透镜60的第一端面60a向第二端面60b的方向为“第一方向Z+”，使其相反方向为“第二方向Z－”。另外，将在第二方向Z－上观察照明装置1的各结构主要部件称为“俯视”。第一方向Z+例如与Z方向之中从基板81向柱状透镜60的方向相同。需要说明的是，“第一方向Z+”例如是从第一端面60a的中心向第二端面60b的中心的方向。“第一端面60a的中心”在第一端面60a为长方形的情况下是对角线的交点。第二端面60b的中心也相同。“第一端面60a”是柱状透镜60的表面之中、由柱状透镜60的侧面60c的第二方向Z－的端缘、或者在柱状透镜60中将侧面60c延长至与第一发光元件51及第二发光元件52面对的面的面D的第二方向Z－的端缘包围的面。
遮光体70设有将第二端面60b的至少一部分露出的开口部70a。遮光体70与侧面60c分开而覆盖侧面60c。遮光体70在从第一端面60a向第二端面60b的第一方向Z+上具有比第二端面60b更突出的前端70b。“前端70b”是指在第一方向Z+上位于距离第二端面60b最远的位置的点、线或者区域，在第一方向Z+上不具有厚度。
与第一方向Z+交叉的第一平面P1在第一方向Z+上位于与前端70b相同的位置。与第一方向Z+交叉的第二平面P2在第一方向Z+上位于与第二端面60b相同的位置或者前端70b与第二端面60b之间。第一平面P1的开口部70a的第一面积比第二平面P2的开口部70a的第二面积大。“开口部70a”是指遮光体70的内部之中、从第一方向Z+上与第二端面60b相同的位置至与前端70b相同的位置的部分。
光学部件40将从光源单元30射出的光进行投光。
如图1所示，保持部件20保持光源模块10。保持部件20例如具有：安装有多个光源单元30的基板81、以及安装有多个光学部件40且安装在基板81的保持器82a、82b。
下面，针对照明装置1的各部进行详述。需要说明的是，下面，对照明装置1例如在牙科门诊中为了照清患者的口腔内而使用的牙科用照明装置中进行应用的例子进行说明。但是，照明装置1的用途不限于上述说明。
基板81例如是在由树脂材料形成的母材中设有第一发光元件51及第二发光元件52的配线的配线基板。基板81的形状是在大致中央设有贯通孔81a的大致长方形的板状。但是，基板81的形状不限于此。
基板81的表面包括安装面81b、以及位于安装面81b的相反一侧的背面81c。多个光源单元30搭载在基板81的安装面81b。在背面81c安装有散热片90。
在基板81的安装面81b例如搭载有六个光源单元30。安装面81b包括：使X方向为长度方向的第一区域83a、以及在Y方向上与第一区域83a分离且使X方向为长度方向的第二区域83b。在第一区域83a与第二区域83b之间设有贯通孔81a。三个光源单元30在第一区域83a上沿X方向排列。另外三个光源单元30在第二区域83b上沿X方向排列。但是，照明装置1具有的光源单元30的数量及位置不限于上述说明。
如图3所示，在基板81设有孔81d，该孔81d配置有在柱状透镜60设置的安装部61a、61b的销61e。另外，在基板81设有贯通孔81e，该贯通孔81e插通有用于将安装部61a、61b固定在基板81的螺钉或铆钉等固定件63。
如图1所示，散热片90的形状例如与基板81的形状大致相同，例如是在大致中央设有贯通孔90a的大致长方形的板状。散热片90例如由散热性良好的铜、铝以及不锈钢等金属材料形成。但是，散热片90的形状不限于上述说明。另外，照明装置1也可以不具有散热片90。
在照明装置1例如应用在牙科用照明装置的情况下，也可以在基板81的贯通孔81a及散热片90的贯通孔90a设有例如用于对患者的口腔内进行拍摄的相机等。
图4A是表示本实施方式的光源单元的立体图，是表示安装遮光体之前的状态的图。
图4B是表示本实施方式的光源单元的俯视图，是表示安装遮光体之前的状态的图。
如图4A所示，各光源单元30具有：多个第一发光元件51、多个第二发光元件52、以及柱状透镜60。
第一发光元件51及第二发光元件52例如为LED(Light Emitting Diode：发光二极管)。优选从第一发光元件51射出的光的色温与从第二发光元件52射出的光的色温不同。从第一发光元件51射出的光的色温例如为2000K以上、5000K以下，例如为4500K。从第二发光元件52射出的光的色温例如为4000K以上、7000K以下，例如为6500K。但是，从第一发光元件51射出的光的色温与从第二发光元件52射出的光的色温也可以相同。
例如，第一发光元件51的输出与第二发光元件52的输出也可以独立进行控制。例如，在照明装置1中，可以对只使第一发光元件51亮灯的状态、只使第二发光元件52亮灯的状态、以及使第一发光元件51及第二发光元件52双方亮灯的状态进行切换。在使第一发光元件51及第二发光元件52双方亮灯的状态下，第一发光元件51的输出与第二发光元件52的输出也可以独立进行控制。由此，在照明装置1例如应用在牙科用照明装置中的情况下，牙科医生等可以在白天及黄昏时等光的状态不同的多个环境下确认患者的牙齿外观，并且进行牙齿美白等治疗。
如图4A所示，第一发光元件51的数量与第二发光元件52的数量例如相同，在本实施方式中，例如表示了第一发光元件51为三个、第二发光元件52为三个的情况。下面，将一个光源单元30的多个第一发光元件51及多个第二发光元件52称为“发光元件组50”。但是，各光源单元30的第一发光元件51的数量及第二发光元件52的数量不限于上述说明。例如，第一发光元件51的数量与第二发光元件52的数量也可以不同。另外，各光源单元30的第一发光元件51的数量及第二发光元件52的数量可以相同，也可以不同。此外，各光源单元30也可以具有射出的光的色温相互不同的三种以上的发光元件。
如图4A及图4B所示，第一发光元件51的形状及第二发光元件52的形状例如为长方形的板状。各第一发光元件51及各第二发光元件52搭载在基板81的安装面81b上。
三个第一发光元件51及三个第二发光元件52例如形成在X方向上三行、在Y方向上两列的行列地进行排列。优选使第一发光元件51及第二发光元件52分散地进行配置。例如，各第一发光元件51在X方向及Y方向上与第二发光元件52相邻，与其它的第一发光元件51在X方向及Y方向上不相邻。各第二发光元件52在X方向及Y方向上与第一发光元件51相邻，与其它的第二发光元件52在X方向及Y方向上不相邻。但是，各发光元件51、52的形状及位置不限于上述说明。
柱状透镜60由透光材料形成。柱状透镜60的形状例如大致为锥台形，例如大致为四棱锥台形。柱状透镜60例如以轴C1为中心轴进行延伸。轴C1例如沿Z方向进行延伸。但是，轴C1也可以相对于Z方向倾斜。
柱状透镜60包括：第一端面60a、第二端面60b、以及侧面60c。从第一发光元件51及第二发光元件52射出的光的大部分射入第一端面60a。射入第一端面60a的光的大部分在侧面60c反复进行全反射，作为整体而向第一方向Z+传播。在柱状透镜60内传播并到达第二端面60b的光从第二端面60b向柱状透镜60之外射出。
如图4A所示，在柱状透镜60的形状为四棱锥台形的情况下，侧面60c包括四个面62a、62b、62c、62d。各面62a、62b、62c、62d例如随着朝向第一方向Z+而接近轴C1。各面62a、62b、62c、62d例如为平面。但是，各面62a、62b、62c、62d不仅可以为平面，例如也可以为弯曲的面。
第一端面60a是柱状透镜60的表面之中、由在第一方向Z+上与第一发光元件51及第二发光元件52对置且面62a、62c的第二方向Z－的端缘、以及将面62b、62d在柱状透镜60中延长至与发光元件组50面对的面的面D的第二方向Z－的端缘包围的面。第一端面60a例如大致为长方形的平面。第一端面60a在第一方向Z+上与发光元件组50分离。第一端面60a例如与第一方向Z+正交。如图4B所示，在俯视中发光元件组50位于第一端面60a的范围内。在图4B所示的例子中，第一端面60a的X方向的最大尺寸Lx1例如比发光元件组50的X方向的最大尺寸Lx0大。另外，优选第一端面60a的Y方向的最大尺寸Ly1例如与发光元件组50的Y方向的最大尺寸Ly0大致相同，或者第一端面60a的Y方向的最大尺寸Ly1比发光元件组50的Y方向的最大尺寸Ly0大。
第二端面60b例如为大致长方形的平面。第二端面60b在Z方向上位于第一端面60a的相反一侧。第二端面60b例如与第一方向Z+正交。如图4B所示，第二端面60b的面积比第一端面60a的面积小。在图4B所示的例子中，第二端面60b的X方向的最大尺寸Lx2比第一端面60a的X方向的最大尺寸Lx1小。另外，第二端面60b的Y方向的最大尺寸Ly2例如比第一端面60a的Y方向的最大尺寸Ly1小。
这样，与第一端面60a的面积相比，第二端面60b的面积较小。由此，能够使从发光元件组50射出的光射入第一端面60a，并且缩小照明区域。因此，例如在将照明装置1应用在牙科用照明装置中的情况下，例如能够照清患者的牙齿，并且抑制照到患者的眼睛等。
但是，射入第一端面60a的光的一部分向侧面60c的射入角比临界角小，在侧面60c未进行全反射，而是从侧面60c射出。第二端面60b的面积比第一端面60a的面积小的情况与第二端面60b的面积等同于第一端面60a的面积的情况相比，侧面60c越朝向第一方向Z+、越接近轴C1地倾斜，光与侧面60c的射入角减小。因此，射入第一端面60a的光之中、从侧面60c射出的光的比例增高。从侧面60c射出的光到达后面叙述的遮光体70，并被吸收。
在未设有后面叙述的遮光体70的情况下，从侧面60c射出的光比从第二端面60b射出的光向与轴C1分离的方向射出，形成为与期望的照明区域偏离的杂散光。在本实施方式中，因为后面叙述的遮光体70将从侧面60c射出的光进行遮挡，所以能够抑制杂散光。由此，能够精密地控制照明区域。另外，在杂散光向期望的照明区域的外侧区域照射的情况下，期望的照明区域与期望的照明区域的外侧区域的亮度的对比度降低。通过由后面叙述的遮光体70精密地控制照明区域，能够增大期望的照明区域与期望的照明区域的外侧区域的对比度。
在柱状透镜60设有在基板81安装的安装部61a、61b。安装部61a、61b由透光材料形成。安装部61a、61b与柱状透镜60一体成型。
安装部61a、61b例如从柱状透镜60的第二方向Z－侧的端部在X方向上延伸，安装在基板81。安装部61a、61b的第二方向Z－的端部与安装面81b抵接。
在安装部61a、61b设有固定件63所插通的贯通孔61d。另外，如图3所示，在安装部61a、61b设有在基板81的孔81d内配置的销61e。另外，在安装部61a、61b设有在后面叙述的遮光体70的槽72d内配置的销61f。
图5是表示本实施方式的光源单元的立体图，是表示安装了遮光体后的状态的图。
图6A是表示本实施方式的光源单元的一部分的端面图。
图6B是表示本实施方式的光源单元的俯视图，是表示安装了遮光体后的状态的图。
如图5所示，遮光体70具有：与柱状透镜60的侧面60c分开而覆盖侧面60c的主体部71、以及从主体部71的第二方向Z－侧的端缘在X方向上延伸且安装在基板81的安装部72a、72b。
主体部71的形状例如是使大致四棱锥台形为中空的形状。主体部71例如以轴C1为中心轴进行延伸。如图6A所示，主体部71例如覆盖第二端面60b的周缘部，将第二端面60b的中央部露出。即，主体部71的、从前端70b向第二方向Z－的恒定部分比第二端面60b更向第一方向Z+突出。下面，将主体部71中比第二端面60b更向第一方向Z+突出的部分称为突出部71a。
在突出部71a设有将第二端面60b的中央部露出的开口部70a。突出部71a与第二端面60b分离。但是，突出部71a也可以与第二端面60b相接。突出部71a的表面包括：与开口部70a面对的面(遮光体70的内表面的一部分73a)、遮光体70的外表面的一部分73b、以及前端面73c。
内表面的一部分73a例如包括与轴C1大致平行的第一区域74a、以及位于第一区域74a与前端面73c之间的第二区域74b。如图6B所示，第一区域74a的形状在俯视中为长方形。如图6A所示，第二区域74b随着朝向第一方向Z+而与轴C1分离。第二区域74b例如是相对于与第一方向Z+及第一方向Z+正交的方向倾斜的平面。第二区域74b与第一方向Z+形成的角θ例如为45度以上、不足90度，优选为50度以上、70度以下。外表面的一部分73b例如随着朝向第一方向Z+而与轴C1接近。外表面的一部分73b是相对于第一方向Z+倾斜的平面。前端面73c位于内表面的一部分73a与外表面的一部分73b之间，与内表面的一部分73a及外表面的一部分73b相接。前端面73c例如是与第一方向Z+正交的平面。
如上所述，将与第一方向Z+正交、且在第一方向Z+上位于与前端70b(前端面73c)相同的位置的平面称为第一平面P1。另外，将第一平面P1的开口部70a的面积称为“第一面积”。另外，在本实施方式中，在前端70b与第二端面60b之间存在使开口部70a的面积比第一面积小的第二平面P2。在本实施方式中，第二平面P2例如是使XY平面的面积最小的平面，例如是包括第一区域74a的第二方向Z－侧的端缘的平面。将第二平面P2的开口部70a的面积称为“第二面积”。
第一平面P1的开口部70a的第一面积比第二平面P2的开口部70a的第二面积大。如图6B所示，在第二方向Z－上观察，第一平面P1的开口部70a的外周75a位于第二平面P2的开口部70a的外周75b的外侧。
在安装部72a、72b例如设有固定件63所插通的贯通孔72c。另外，在安装部72a、72b设有配置有销61f的槽72d。如图3所示，在安装时，在柱状透镜60的销61e配置在基板81的孔81d内、销61f配置在遮光体70的槽72d内的状态下，使用固定件63将柱状透镜60及遮光体70固定在基板81。由此，能够将柱状透镜60定位在基板81。另外，能够将遮光体70定位在柱状透镜60。
遮光体70优选主体部71的内表面为深色，更优选为黑色。遮光体70例如由树脂材料形成，也可以在表面进行黑色涂覆。另外，遮光体70例如也可以由碳黑等吸光材料形成。由此，遮光体70能够吸收从柱状透镜60的侧面60c射出的光。
遮光体70与柱状透镜60的侧面60c分离，例如在遮光体70与柱状透镜60的侧面60c之间存在空气层64。因为柱状透镜60的折射率与空气层64的折射率差异较大，所以侧面60c的临界角增大，到达侧面60c的光容易进行全反射。与此相对，假设遮光体70与柱状透镜60相接而不存在空气层64时，侧面60c的临界角减小，到达侧面60c的光容易被遮光体70吸收，难以进行全反射。
图7A是表示光学部件的立体图。
图7B是表示光学部件的立体剖视图。
光学部件40例如具有透光部件41、以及反射镜层42。
透光部件41例如具有主体部43及凸缘部44。主体部43以轴C2为中心轴进行延伸。下面，将在轴C2延伸的方向上配置有光源单元30的一侧称为“光射入侧”，将其相反一侧称为“光射出侧”。需要说明的是，在图7A及图7B的XYZ坐标系中轴C2延伸的方向为一个例子，如后面所叙在各光源单元30中，轴C2延伸的方向不同。
透光部件41的表面具有：从光源单元30射出的光射入的第一面41a、射入的光射出的第二面41b、以及位于第二面41b的相反一侧的第三面41c。第一面41a配置在光射入侧。第一面41a例如以轴C2为中心轴，随着朝向光射出侧而与轴C2接近。第一面41a是向光射出侧弯曲为凹状的面。第一面41a与柱状透镜60的第二端面60b对置。第二面41b配置在比第一面41a更靠近光射出侧。第二面41b例如以轴C2为中心轴，随着朝向光射入侧而与轴C2接近。第二面41b例如面向光射入侧是凹状的面。第三面41c配置在第一面41a的周围。第三面41c例如以轴C2为中心轴，随着朝向光射入侧而与轴C2接近。第三面41c例如是朝向光射入侧弯曲为凸状的面。
凸缘部44从主体部43向与轴C2交叉的方向突出。在凸缘部44例如设有螺钉或铆钉等固定件86(参照图2)所插通的贯通孔44a。另外，在凸缘部44设有在设置于保持器82a、82b的孔(未图示)内配置的销44b。贯通孔44a在与轴C2交叉的一条对角线上设有两个。销44b在与轴C2交叉的另一条对角线上设有两个。在安装时，在销44b于保持器82a、82b的孔内进行配置的状态下，由固定件86将光学部件40固定在保持器82a、82b。由此，能够将光学部件40定位在保持器82a、82b。
反射镜层42设置在第三面41c。反射镜层42例如由铝及银等光反射率较高的金属材料形成。
如图1所示，保持器82a例如在基板81的第一区域83a上进行配置。保持器82b例如在基板81的第二区域83b上进行配置。保持器82a、82b例如由树脂材料形成。如图1及图2所示，各保持器82a、82b具有：安装光学部件40的安装部84、以及安装在基板81且支承安装部84的支承部85。支承部85在第一方向Z+上延伸，安装在基板81。
在安装部84例如安装有三个光学部件40。安装部84例如在第一方向Z+上与照明装置1分离的规定的位置上，使各光源模块10的照明区域大概一致地保持各光学部件40。各光源模块10的第一方向Z+的规定位置的照明区域例如是通过基板81的贯通孔81a的中心、以在第一方向Z+上延伸的轴C3(参照图1)为中心的大致长方形的区域。因此，如图2所示，各光学部件40的轴C2相对于柱状透镜60的轴C1倾斜，以在第一方向Z+上与照明装置1分离的规定的位置上接近贯通孔81a的轴C3。
接着，针对本实施方式的照明装置1的工作进行说明。
图8是表示在包括X方向及Z方向的端面上从第一发光元件及第二发光元件射出的光的轨迹的模拟结果的图。
图9A是表示在本实施方式的光源单元中从柱状透镜射出的光的示意图。
图9B是表示在第一参考例的光源单元中从柱状透镜射出的光的示意图。
图9C是表示在第二参考例的光源单元中从柱状透镜射出的光的示意图。
如图8所示，从第一发光元件51及第二发光元件52射出的光的大部分从第一端面60a射入柱状透镜60内。向柱状透镜60内射入的光的大部分在侧面60c反复进行全反射，作为整体而在第一方向Z+上传播。在柱状透镜60内传播并到达第二端面60b的光从第二端面60b向柱状透镜60外射出。
如图9A中箭头L1所示，射入第一端面60a的光的一部分向侧面60c的射入角比临界角小，在侧面60c未进行全反射，而是从侧面60c射出。在与第一端面60a的面积相比、第二端面60b的面积较小的情况下，光向侧面60c的射入角容易减少，从侧面60c射出的光增加。本实施方式的遮光体70吸收从柱状透镜60的侧面60c射出的光。
在未设有遮光体70的情况下，从柱状透镜60的侧面60c射出的光比从第二端面60b射出的光向与轴C1分离的方向射出，成为与期望的照明区域偏离的杂散光。在本实施方式中，因为遮光体70对从侧面60c射出的光进行遮挡，所以能够抑制杂散光。由此，能够精密地控制照明区域。另外，在杂散光向期望的照明区域的外侧区域照射的情况下，期望的照明区域与期望的照明区域的外侧区域的对比度降低。通过由遮光体70精密地控制照明区域，能够提高期望的照明区域与期望的照明区域的外侧区域的对比度。
在遮光体70与柱状透镜60的侧面60c之间存在有空气层64。因为柱状透镜60的折射率与空气层64的折射率差异较大，所以侧面60c的临界角增大，到达侧面60c的光容易进行全反射。与此相对，假设遮光体70与柱状透镜60相接而不存在空气层64时，侧面60c的临界角减小，到达侧面60c的光容易被遮光体70吸收，难以进行全反射。
此外，如箭头L2所示，侧面60c之中可能从第二端面60b的附近的区域射出光。本实施方式的遮光体70具有比柱状透镜60的第二端面60b更向第一方向Z+突出的突出部71a。因此，从侧面60c之中第二端面60b的附近的区域射出的光也能够被遮光体70吸收。
此外，第一平面P1的开口部70a的第一面积比第二平面P2的开口部70a的第二面积大。由此，如箭头L3所示，能够抑制从第二端面60b的侧面60c的附近区域向与第一方向Z+交叉的方向射出的光被突出部71a遮挡。这样，在本实施方式中，能够吸收由箭头L1及L2表示的光并抑制杂散光，并且使由箭头L3表示的光通过，从而向照明区域照射充足的光。
图9B所示的第一参考例的光源单元10a中，遮光体870的前端870b在第一方向Z+上位于与第二端面60b相同的位置。在上述情况下，如箭头L1所示，遮光体870能够遮挡侧面60c之中从与第二端面60b分离的区域射出的光。另外，如箭头L3所示，遮光体870不会遮挡从第二端面60b向与第一方向Z+交叉的方向射出的光。然而，如箭头L2所示，从侧面60c之中第二端面60b的附近的区域射出的光未进行遮挡。因此，从侧面60c之中第二端面60b的附近的区域射出的光可能成为与期望的照明区域偏离的杂散光。因此，本实施方式的光源单元30与第一参考例的光源单元10a相比较，能够抑制杂散光。
图9C所示的第二参考例的光源单元10b中，尽管遮光体970的前端970b在第一方向Z+上比第二端面60b更突出，但在第一方向Z+的各位置上，开口部970a的各XY平面的面积恒定。在上述情况下，如箭头L1所示，遮光体970能够遮挡侧面60c之中从与第二端面60b分离的区域射出的光。另外，如箭头L2所示，遮光体970能够遮挡从侧面60c之中第二端面60b的附近的区域射出的光。然而，如箭头L3所示，遮光体970也遮挡从第二端面60b向与第一方向Z+交叉的方向射出的光。因此，本实施方式的光源单元30与第二参考例的光源单元10b相比较，光的提取效率较高。
如图8所示，从第二端面60b射出的光的大部分射入光学部件40的第一面41a。射入第一面41a的光的一部分在第二面41b进行全反射。在第二面41b进行了全反射的光被反射镜层42反射。被反射镜层42反射的光从第二面41b射出。这样，从光源单元30射出的光的行进方向由于利用光学部件40主要进行两次反射而折曲。其结果是，与利用凸透镜因折射而使光的行进方向折曲的情况相比较，能够抑制产生色差。
图10A是例示本实施方式的照明装置的照射图案的图。
图10B是以纵轴为照度、以横轴为X方向的位置来表示图10A的10B-10B线上的照度分布的模拟结果的曲线图。
(日本)JIS T 5753：2017针对对牙科治疗中为了照清患者的口腔内使用的牙科用照明装置的要求事项等进行了规定。根据(日本)JIS T 5753：2017，牙科用照明装置的照射距离为700mm的位置的照明区域T0之中、包括作为最高照度的点在内的水平轴为50mm(在本实施方式中为沿着X方向的长轴)及垂直轴为25mm(在本实施方式中为沿着Y方向的短轴)的椭圆内的区域被定义为“A区域T1”。A区域T1要求在最高照度的75％的等照度线T2的范围内。另外，最高照度的50％的等照度线T3与A区域T1之间的区域被定义为“B区域T4”。B区域T4的外廓要求位于水平轴为80mm及垂直轴为40mm的椭圆上或其外侧。另外，在短轴方向上，位于A区域T1的上端T1a向上方(在本实施方式中为Y方向)60mm处、且水平上(在本实施方式中为10B-10B线上)的所有的点的照度要求在1200lx以下。这是为了向患者的口腔内照射光，另一方面抑制向患者的眼睛照射光。
图10A表示了照明装置1的照明区域T0的A区域T1、最高照度的75％的等照度线T2、最高照度的50％的等照度线T3、以及B区域T4。这样，在照明装置1的照明区域T0中，A区域T1为最高照度的75％以上。另外，B区域T4的外廓位于水平轴为80mm及垂直轴为40mm的椭圆的外侧。
如图10B所示，在本实施方式的照明装置1中，位于A区域T1的上端T1a向上方60mm处的水平上(图10A的10B-10B线上)的所有的点的照度比1200lx低。另一方面，在不具有遮光体70的参考例的照明装置中，位于A区域T1的上端T1a向上方60mm处的水平上的一部分的照度比1200lx高。这是因为在本实施方式的照明装置1中，由遮光体70抑制了杂散光，与此相对，在参考例的照明装置中，未抑制杂散光。如上所述，本实施方式的照明装置1满足(日本)JIS T 5753：2017的规范，另一方面，参考例的照明装置不满足(日本)JIS T 5753：2017的规范。
接着，针对本实施方式的效果进行说明。
在本实施方式中，柱状透镜60的第二端面60b的面积比第一端面60a的面积小。由此，能够使从第一发光元件51及第二发光元件52射出的光射入第一端面60a，并且缩小照明区域。
另外，因为第二端面60b的面积比第一端面60a的面积小，所以与第二端面60b的面积等同于第一端面60a的面积的情况相比，侧面60c相对于第一方向Z+，越朝向光射出侧则越接近轴C1地倾斜，光与侧面60c的射入角减小。因此，射入第一端面60a的光之中从侧面60c射出的光的比例增高。在本实施方式的光源单元30中，遮光体70覆盖柱状透镜60的侧面60c。另外，遮光体70的前端70b比第二端面60b更向第一方向Z+突出。即，遮光体70具有突出部71a。由此，遮光体70能够遮挡从侧面60c射出的光的大部分，能够抑制杂散光。此外，在本实施方式中，通过由遮光体70抑制产生杂散光，与未设有遮光体70的情况相比，能够提高期望的照明区域与期望的照明区域的外侧区域的对比度。
此外，在本实施方式中，第一方向Z+上位于与前端70b相同位置的第一平面P1的开口部70a的第一面积比第一方向Z+上位于前端70b与第二端面60b之间的第二平面P2的开口部70a的第二面积大。由此，能够由突出部71a抑制杂散光，并且抑制从第二端面60b射出的光被突出部71a遮挡。由此，能够提高光的提取效率。
由此，根据本实施方式，能够提供可实现期望的照度、并且可精密地控制照明区域的光源单元30、光源模块10、以及照明装置1。
另外，在本实施方式中，遮光体70覆盖第二端面60b的周缘部。由此，因为遮光体70覆盖柱状透镜60的侧面60c与遮光体70之间的间隙，所以能够更可靠地抑制杂散光。
另外，在本实施方式中，在遮光体70中与开口部70a面对的面(遮光体70的内表面的一部分73a)之中位于第一平面P1与第二平面P2之间的区域(第二区域74b)相对于第一方向Z+倾斜。由此，能够抑制杂散光，并且抑制从第二端面60b向与第一方向Z+交叉的方向射出的光被遮光体70遮挡。
另外，在本实施方式中，在第二方向Z－上观察，第一平面P1的开口部70a的外周75a位于第二平面P2的开口部70a的外周75b的外侧。由此，能够抑制杂散光，并且抑制从第二端面60b向与第一方向Z+交叉的各方向射出的光被遮光体70遮挡。
另外，在本实施方式中，在第二方向Z－上观察，柱状透镜60的第二端面60b的外周位于柱状透镜60的第一端面60a的外周的内侧。由此，能够使从第一发光元件51及第二发光元件52射出的光射入第一端面60a，并且缩小照明区域。
另外，从第一发光元件51射出的光的色温与从第二发光元件52射出的光的色温不同。因此，通过调整第一发光元件51的输出与第二发光元件52的输出，能够使从第二端面60b射出的光的色调改变。
另外，本实施方式的光源模块10具有光源单元30、以及光学部件40。光学部件40具有：透光部件41，其具有从光源单元30射出的光射入的第一面41a、光射出的第二面41b、以及位于第二面41b的相反一侧的第三面41c；反射镜层42，其设置在透光部件41的第三面41c。由此，从光源单元30射出的光的行进方向利用光学部件40主要通过反射而折曲。其结果是，与利用凸透镜通过折射而使光的行进方向折曲的情况相比，能够抑制产生色差。
另外，本实施方式的照明装置1例如为牙科用照明装置。在牙科用照明装置中，优选向患者的口腔内照射光，另一方面不会向眼底等照射光。通过将具有光源单元30的照明装置1应用在牙科用照明装置中，能够向患者的口腔照射光，另一方面不会向眼底等照射光。
＜第一实施方式的第一变形例＞
接着，针对第一实施方式的第一变形例进行说明。
图11A是表示本变形例的光源单元的一部分的端面图。
本变形例的光源单元130的遮光体70的突出部171a的形状与第一实施方式的突出部71a的形状不同。
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。如下说明的事项以外的事项都与第一实施方式相同。对于后面叙述的其它变形例及实施方式也是同样的。
在遮光体70的突出部171a设有将第二端面60b的中央部露出的开口部170a。突出部171a的表面包括：与开口部170a面对的面(遮光体70的内表面的一部分173a)、遮光体70的外表面的一部分173b、以及前端面173c。
在内表面的一部分173a设有台阶。例如内表面的一部分173a包括：与第一方向Z+大致平行的第一区域174a、与第一区域174a的第一方向Z+侧的端缘相接且与第一方向Z+交叉的第二区域174b、以及与第二区域174b的第一方向Z+侧的端缘相接且与第一方向Z+大致平行的第三区域174c。外表面的一部分173b例如随着朝向第一方向Z+而与轴C1接近地倾斜。前端面173c配置在内表面的一部分173a与外表面的一部分173b之间，与内表面的一部分173a及外表面的一部分173b相接。前端面173c例如是与第一方向Z+正交的平面。
下面，将与第一方向Z+正交、且在第一方向Z+上位于与前端70b(前端面173c)相同的位置的平面称为第一平面P11。另外，将第一平面P11的开口部170a的面积称为“第一面积”。另外，在前端70b与第二端面60b之间存在开口部170a的面积比第一面积小的第二平面P12。在本变形例中，第二平面P12例如是使XY平面的面积最小的平面，例如是包括第一区域174a的第二方向Z－侧的端缘的平面。将第二平面P12的开口部170a的面积称为“第二面积”。
第一平面P11的开口部170a的第一面积比第二平面P12的开口部170a的第二面积大。在第二方向Z－上观察，第一平面P11的开口部170a的外周位于第二平面P12的开口部170a的外周的外侧。如上所述，在位于第一平面P11与第二平面P12之间的内表面的一部分173a设有台阶。需要说明的是，台阶也可以为两级以上。
接着，针对本变形例的效果进行说明。
在本变形例中，在遮光体70上与开口部170a面对的面之中位于第一平面P11与第二平面P12之间的区域(遮光体70的内表面的一部分173a)设有台阶。由此，能够抑制杂散光，并且抑制从第二端面60b向与第一方向Z+交叉的方向射出的光被遮光体70遮挡。
＜第一实施方式的第二变形例＞
接着，针对第一实施方式的第二变形例进行说明。
图11B是表示本变形例的光源单元的一部分的端面图。
本变形例的光源单元230的遮光体70的突出部271a的形状与第一实施方式的突出部71a的形状不同。
在遮光体70的突出部271a设有将第二端面60b的中央部露出的开口部270a。突出部271a的表面包括：与开口部270a面对的面(遮光体70的内表面的一部分273a)、遮光体70的外表面的一部分273b、以及前端面273c。
内表面的一部分273a随着朝向第一方向Z+而与轴C1分离。内表面的一部分273a向第一方向Z+弯曲为凸状。但是，内表面的一部分273a也可以向第二方向Z－弯曲为凹状。外表面的一部分273b例如随着朝向第一方向Z+而与轴C1接近地倾斜。外表面的一部分273b例如随着朝向第一方向Z+而与轴C1接近地倾斜。前端面273c配置在内表面的一部分273a与外表面的一部分273b之间，与内表面的一部分273a及外表面的一部分273b相接。前端面273c例如是与第一方向Z+正交的平面。
下面，将与第一方向Z+正交、且在第一方向Z+上位于与前端70b相同位置的平面称为第一平面P21。另外，将第一平面P21的开口部270a的面积称为“第一面积”。另外，在前端70b与第二端面60b之间存在使开口部270a的面积比第一面积小的第二平面P22。在本变形例中，第二平面P22例如是使XY平面的面积最小的平面，例如是包括内表面的一部分273a的第二方向Z－侧的端缘的平面。将第二平面P22的开口部270a的面积称为“第二面积”。
第一平面P21的开口部270a的第一面积比第二平面P22的开口部270a的第二面积大。在第二方向Z－上观察，第一平面P21的开口部270a的外周位于第二平面P22的开口部270a的外周的外侧。如上所述，位于第一平面P21与第二平面P22之间的内表面的一部分273a弯曲。
接着，针对本变形例的效果进行说明。
在本变形例中，遮光体70上与开口部270a面对的面之中位于第一平面P21与第二平面P22之间的区域(遮光体70的内表面的一部分273a)弯曲。由此，能够抑制杂散光，并且抑制从第二端面60b向相对于第一方向Z+倾斜的方向射出的光被遮光体70遮挡。
＜第二实施方式＞
接着，针对第二实施方式进行说明。
图12是表示本实施方式的光源单元的一部分的端面图。
本实施方式的光源单元330的遮光体70的突出部371a的形状与第一实施方式的突出部71a的形状不同。
在遮光体70的突出部371a设有将第二端面60b的整个区域露出的开口部370a。突出部371a的表面包括：与开口部370a面对的面(遮光体70的内表面的一部分373a)、遮光体70的外表面的一部分373b、以及前端面373c。
内表面的一部分373a包括：第一区域374a，其相对于第一方向Z+倾斜，以随着朝向第一方向Z+而与轴C1接近；第二区域374b，其位于第一区域374a与前端面373c之间，相对于第一方向Z+倾斜，以随着朝向第一方向Z+而与轴C1分离。外表面的一部分373b例如随着朝向第一方向Z+而与轴C1接近地倾斜。前端面373c位于内表面的一部分373a与外表面的一部分373b之间，与内表面的一部分373a及外表面的一部分373b相接。前端面373c例如是与第一方向Z+正交的平面。
需要说明的是，内表面的一部分373a的形状不限于上述说明。例如也可以在内表面的一部分373a设有台阶。另外，内表面的一部分373a也可以弯曲，以随着朝向第一方向Z+而与轴C1分离。
下面，将与第一方向Z+正交、且在第一方向Z+上位于与前端70b(前端面373c)相同位置的平面称为第一平面P31。另外，将第一平面P21的开口部370a的面积称为“第一面积”。另外，在前端70b与第二端面60b之间存在使开口部370a的面积比第一面积小的第二平面P32。在本实施方式中，第二平面P32例如为使XY平面的面积最小的平面，例如是包括第二区域374b的第二方向Z－侧的端缘的平面。将第二平面P32的开口部370a的面积称为“第二面积”。
第一平面P31的开口部370a的第一面积比第二平面P32的开口部370a的第二面积大。在第二方向Z－上观察，第一平面P31的开口部370a的外周位于第二平面P32的开口部370a的外周的外侧。
接着，针对本实施方式的照明装置的工作进行说明。
图13是表示在本实施方式的光源单元中从柱状透镜射出的光的示意图。
如图13中箭头L1所示，射入第一端面60a的光的一部分可能从侧面60c射出。本实施方式的遮光体70吸收从侧面60c射出的光。
此外，如箭头L2所示，侧面60c之中可能从第二端面60b的附近的区域射出光。本实施方式的遮光体70具有比柱状透镜60的第二端面60b更向第一方向Z+突出的突出部371a。因此，侧面60c之中从第二端面60b的附近的区域射出的光也能够被遮光体70吸收。
此外，第一平面P31的开口部370a的第一面积比第二平面P32的开口部370a的第二面积大。由此，如箭头L3所示，能够抑制从第二端面60b向与第一方向Z+交叉的方向射出的光被突出部371a遮挡。
接着，针对本实施方式的效果进行说明。
遮光体70将第二端面60b的整个区域露出。因此，本实施方式的光源单元330与第一实施方式的光源单元30相比较，光的提取效率较高。
另外，开口部370a在第二平面P32中面积最小。而且，第二平面P32在第一方向Z+上位于前端70b与第二端面60b之间。由此，遮光体70能够遮挡从侧面60c射出的光的大部分。
本发明例如可以在牙科用照明装置等中利用。

Claims (15)

1.一种光源单元，其特征在于，具有：
第一发光元件及第二发光元件；
柱状透镜，其具有从所述第一发光元件及所述第二发光元件射出的光所射入的第一端面、位于所述第一端面的相反一侧的第二端面、以及位于所述第一端面与所述第二端面之间的侧面，所述第二端面的面积比所述第一端面的面积小；
遮光体，其设有将所述第二端面的至少一部分露出的开口部，与所述侧面分开而覆盖所述侧面；
所述遮光体在从所述第一端面向所述第二端面的第一方向具有比所述第二端面更突出的前端，
与所述第一方向交叉的第一平面在所述第一方向上位于与所述前端相同的位置，
与所述第一方向交叉的第二平面在所述第一方向上位于与所述第二端面相同的位置或者所述前端与所述第二端面之间，
所述第一平面的所述开口部的第一面积比所述第二平面的所述开口部的第二面积大。
2.如权利要求1所述的光源单元，其特征在于，
所述遮光体覆盖所述第二端面的周缘部。
3.如权利要求1所述的光源单元，其特征在于，
所述遮光体将所述第二端面的整个区域露出，
所述开口部在所述第二平面中面积最小。
4.如权利要求1～3中任一项所述的光源单元，其特征在于，
在所述遮光体上与所述开口部面对的面之中位于所述第一平面与所述第二平面之间的区域相对于所述第一方向倾斜。
5.如权利要求4所述的光源单元，其特征在于，
在所述遮光体上与所述开口部面对的面之中位于所述第一平面与所述第二平面之间的所述区域与所述第一方向形成的角为45度以上、不足90度。
6.如权利要求1～3中任一项所述的光源单元，其特征在于，
在所述遮光体上与所述开口部面对的面之中位于所述第一平面与所述第二平面之间的区域设有台阶。
7.如权利要求1～3中任一项所述的光源单元，其特征在于，
在所述遮光体上与所述开口部面对的面之中位于所述第一平面与所述第二平面之间区域弯曲。
8.如权利要求1～7中任一项所述的光源单元，其特征在于，
在从所述第二端面向所述第一端面的第二方向上观察，所述第一平面的所述开口部的外周位于所述第二平面的所述开口部的外周的外侧。
9.如权利要求1～8中任一项所述的光源单元，其特征在于，
在从所述第二端面向所述第一端面的第二方向上观察，所述柱状透镜的所述第二端面的外周位于所述柱状透镜的所述第一端面的外周的内侧。
10.如权利要求1～9中任一项所述的光源单元，其特征在于，
从所述第一发光元件射出的光的色温与从所述第二发光元件射出的光的色温不同。
11.一种光源模块，其特征在于，具有：
权利要求1～10中任一项所述的光源单元；
光学部件，其将从所述光源单元射出的所述光进行投光。
12.如权利要求11所述的光源模块，其特征在于，
所述光学部件具有：
透光部件，其具有从所述光源单元射出的光所射入的第一面、所述光射出的第二面、以及位于所述第二面的相反一侧的第三面；
反射镜层，其设置在所述透光部件的所述第三面。
13.如权利要求12所述的光源模块，其特征在于，
射入所述第一面的所述光在所述第二面进行全反射，在所述第二面进行了全反射的所述光被所述反射镜层反射，从所述第二面射出。
14.一种照明装置，其特征在于，具有：
权利要求11～13中任一项所述的光源模块；
保持部件，其保持所述光源模块。
15.如权利要求14所述的照明装置，其特征在于，
所述照明装置是牙科用照明装置。
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