CN204853178U - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

照明装置具备多个发光元件、导光板和聚光罩。在导光板中，设有分别将背面的一部分凹入而成且使导光到导光板的板内的光向聚光罩侧反射的多个凹状反射部。各个凹状反射部从导光板的背面侧成为锥台部和锥体部的二级结构。包围锥体部的斜面的锥角比包围锥台部的斜面的锥角小。聚光罩具备与各个凹状反射部分别具有光学上的对置关系配置且将各凹状反射部上的反射光向与导光板的主面垂直的方向聚光的多个透镜部。

Description

照明装置
技术领域
本实用新型涉及具备LED(LightEmittingDiode)等发光元件作为光源的下照灯型照明装置。本实用新型特别涉及聚光型照明装置。
背景技术
近年来，从节能的观点出发，开发了将高效率长寿命的LED等半导体发光元件作为光源来利用的照明装置。特别是，近年来提出了利用LED发光模块的较大的发光面积的下照灯及聚光灯。例如在专利文献1中，提出了具备具有面状发光部的LED发光模块和菲涅耳透镜的聚光型照明装置。图14的剖视图表示专利文献1所记载的照明装置800的结构。
照明装置800具备框体801、收纳在框体801的内部的发光模块802、和配置在光路上的菲涅耳透镜803。发光模块802具备板状的基体8020、安装在基体8020上的发光元件(LED)8021、和配置在发光元件8021的前方的荧光体层8022。通过向照明装置800供给电力，各发光元件8021点亮。从发光元件8021射出的光L1、L2透射菲涅耳透镜803。光L1、L2被菲涅耳透镜803调整为平行光，向外部照射。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2012－114022号公报
实用新型内容
实用新型要解决的问题
但是，在以往的聚光方式的照明装置中，为了以一定的配光角聚光，需要在从光源到透镜之间确保规定长度的光路。结果，难以同时实现照明装置的薄型化和窄配光。
例如，在专利文献1记载的以往的照明装置800中，在将用来评价配光性的指标之一的1/2波束角设为45°的情况下，从光源的发光部到透镜表面的光路长需要27mm的长度。另一方面，在将上述光路长缩短为10mm的情况下，1/2波束角成为100°，为了兼顾薄型和窄配光，需要进一步的改善。
本实用新型是鉴于上述课题而做出的，目的是提供一种能够实现薄型且窄配光的照明装置。
用于解决课题的手段
有关本实用新型的一技术方案的照明装置，具备：多个发光元件；导光板，将从多个发光元件射出的光在板内导光；以及聚光罩，将导光板的主面的至少一部分覆盖。
导光板具有多个凹状反射部，该多个凹状反射部分别将与主面背对的背面的一部分凹入而成，并且使导光到导光板的板内的光向聚光罩侧反射。
各个凹状反射部由锥台部和锥体部构成，上述锥台部比导光板的背面向主面侧凹入，上述锥体部从锥台部更向主面侧凹入，并且被锥角比包围锥台部的斜面的锥角小的斜面包围而构成。
聚光罩具有多个透镜部，该多个透镜部与各个凹状反射部分别保持光学上的对置关系而被配置，并且将来自各个凹状反射部的反射光向与导光板的主面垂直的方向聚光。
此外，在有关本实用新型的另一技术方案的照明装置中，锥台部是具有圆形的横截面形状的圆锥台部；锥体部是具有圆形的横截面形状的圆锥部。
此外，在有关本实用新型的另一技术方案的照明装置中，在导光板中，在设包围锥体部的斜面的锥角为θ1、包围锥台部的斜面的锥角为θ2时，满足以下的两个关系。
[数式1]48°≤θ1≤96°
[数式2]θ1<θ2<180°
此外，有关本实用新型的另一技术方案的照明装置还具备安装基板。安装基板是在其表面安装多个发光元件而成的基板。安装基板的表面上的多个发光元件形成环状的元件列；导光板是具有沿着安装基板上的元件列配置的环状部、和在环状部的内侧与环状部连续配置的环内部的圆盘状。
在导光板中，凹状反射部至少配置在环内部。
此外，有关本实用新型的另一技术方案的照明装置还具备反射部件。反射部件是夹设在导光板与安装基板之间的反射部件。
在反射部件的与多个发光元件各自的对置位置开设有开口部；来自多个发光元件各自的射出光穿过开口部向环状部入射。
此外，在有关本实用新型的另一技术方案的照明装置中，导光板还具有环状外周部。导光板的环状外周部是在上述环状部的外侧与该环状部连续配置的部分。
此外，有关本实用新型的另一技术方案的照明装置还具备扩散罩。扩散罩是配置在聚光罩的外侧、将导光板的上述环状外周部覆盖且被实施了光散射处理的环状的部件。
此外，在有关本实用新型的另一技术方案的照明装置中，聚光罩配置在导光板的上方，各透镜部至少形成在背对于与导光板对置的面的面。
此外，在有关本实用新型的另一技术方案的照明装置中，多个发光元件分别是LED(LightEmittingDiode)。
此外，有关本实用新型的另一技术方案的照明装置还具备电源单元。电源单元是与多个发光元件连接、用于向发光元件供给电力的单元。
实用新型效果
在本实用新型的一技术方案的照明装置中，在导光板的背面形成的凹状反射部由锥台部和配置在锥台部上的锥体部的组合构成。并且，包围锥台部的斜面的锥角比包围锥体部的斜面的锥角大。
在有关本实用新型的另一技术方案的照明装置中，通过上述结构能够实现从发光元件到透镜部的光路的缩短。由此能够实现照明装置的薄型化。
此外，如果使用上述那样的凹状反射部，则能够使不易被锥角较小的锥体部反射的光及如果被锥体部反射则会扩散的光被锥台部反射，并向位于凹状反射部的正上方的聚光罩的透镜部入射。另一方面，通过在锥台部之上设置锥体部，能够确保凹状反射部的高度，所以能够维持由凹状反射部整体反射的光量。结果，由位于凹状反射部的正上方的透镜部聚光的光量增加。因此，通过使得在凹状反射部中发挥良好的反射特性，聚光特性提高，所以能够提供窄配光的照明装置。
附图说明
图1是表示有关实施方式1的照明装置100的结构及设置例的部分剖视图。
图2是表示照明器具1的外观结构和内部结构的图。
图3是照明器具1的正视图。
图4是表示照明器具1的内部结构的分解图。
图5是表示照明器具1的内部结构的截面立体图。
图6是表示反射部件30的结构的正视图。
图7是图5的区域A的放大剖视图。
图8是图5的区域B的放大剖视图。
图9是表示凹状反射部403的具体的结构的剖视图。
图10的(a)是用来说明在锥角比较小的凹状反射部403A下设想的问题的图，(b)是用来说明在锥角比较大的凹状反射部403B下设想的问题的图。
图11是用来说明凹状反射部403的效果的剖视图。
图12是表示实施例和各比较例的配光角度与放射强度的关系的模拟结果的图。
图13是基于图12的模拟结果表示实施例与各比较例的配光角±10°间的光通量(lm)的强度的曲线图。
图14是表示以往的照明装置800的结构的剖视图。
图15是表示作为设想的照明装置的照明装置900的结构的剖视图，(a)是照明装置900的整体的剖视图，(b)是(a)的区域C的放大剖视图。
具体实施方式
<完成实用新型的经过>
在图14所示的照明装置800中，例如将在照度分布中光度为最大光度的1/2以上的角度范围的配光角(以下称作“1/2波束角”)设定为±45°以内的情况下，如果设荧光体层8022的直径为60mm，则菲涅耳透镜803的直径为162mm。此时，作为发光元件8021与菲涅耳透镜803之间的光路(距离h1)，必须确保例如27mm。由此，照明装置800的薄型化较困难。对此，能够设想例如图15的(a)的剖视图所示的照明装置900的结构。
照明装置900具有基座910、配置于基座910的安装基板920、配置在安装基板920上的反射部件930和配置在反射部件930上的导光板940。进而，照明装置900具有配置在导光板940上的聚光罩950和将聚光罩950的周围覆盖的透光性罩960。安装基板920在基板表面安装多个发光元件(LED)922而成。如作为图15的(a)的区域C的放大剖视图的图15的(b)所示，导光板940具有多个分别将与反射部件930对置的背面在厚度方向上凹入而成的圆锥状的凹状反射部941。聚光罩950在与各个凹状反射部941重叠的位置具有多个微小的透镜部951。
在这样的照明装置900中，如图15的(b)那样，从发光元件922向导光板940入射的光L3、L4被凹状反射部941的斜面向透镜部951侧反射。光L3、L4被凹状反射部941的正上方的透镜部951聚光而成为照明光。在照明装置900中，能够使用导光板940和凹状反射部941从近距离将平行光入射到透镜部951。因而，能够使发光元件922与透镜部951间的距离h2比较短。由此能够实现照明装置的薄型化。此外，通过在各凹状反射部941的正上方使微小的透镜部951接近，能够防止光的扩散，还能够期待良好的聚光效果。
在照明装置900中，使如光L3、L4那样向凹状反射部941的正上方的透镜部951入射的光量增加在得到良好的聚光特性的方面是重要的。因而，要求凹状反射部941具有良好的反射特性。在这一点上，照明装置900还有进一步的改善的余地。
所以，在本实用新型中，在具备具有多个透镜部的透镜板和具有多个凹状反射部的导光板的结构中，还使凹状反射部发挥更好的反射特性。由此，实现了薄型而窄配光的照明装置。
以下，参照附图对有关本实用新型的实施方式的照明装置进行说明。
<实施方式>
(照明装置100)
如图1的部分剖视图所示，照明装置100具备照明器具1、卡止部件3和电源单元4。卡止部件3是板簧，安装于处于照明器具1的背面侧的基座10。电源单元4使照明器具1点亮。电源单元4在布线23上与照明器具1电连接。照明装置100是设置于顶棚等建造体的埋设型下照灯。
在图1所示的照明装置100中，电源单元4经由设置于顶棚2的贯通孔2a被载置到顶棚2的背面2b。以将基座10收纳到贯通孔2a中的方式配置照明器具1。卡止部件3被卡止在贯通孔2a的周缘。由此，将照明装置100设置到顶棚2。
照明器具1在外观上如图2所示，由基座10、聚光罩50和扩散罩60构成。布线23从设置于基座10的缺口部16向外部伸出。图2中的虚线表示内置在照明器具1中的安装基板20、安装基板20的基板21和发光元件22的各位置。照明器具1在从正面观察时如图3所示，聚光罩50的周围被扩散罩60覆盖。照明器具1的尺寸作为一例，外径为约136mm、厚度为约18mm。
(照明器具1)
照明器具1如分解图的图4所示，具有基座10、安装基板20、反射部件30、导光板40、聚光罩50和扩散罩60。照明器具1的整体形状是圆盘状。基座10、安装基板20、反射部件30、导光板40、聚光罩50和扩散罩60的外周形成为圆形状。
[基座10]
基座10由散热特性良好的材料、例如铝等金属材料构成。基座10具有主体部11和凸缘部12。在凸缘部12存在缺口部16。
主体部11从中央侧向周缘侧具有圆盘状的内侧底部13、在内侧底部13的周缘立设的侧壁部14、和配置在侧壁部14的周围的环状的外侧底部15。
在内侧底部13依次重叠而载置安装基板20和反射部件30。在外侧底部15载置导光板40的环状外周部43。
凸缘部12立设在主体部11的周围。基座10在凸缘部12的Z方向顶部附近使用粘接剂或密封部件等而与扩散罩60的侧壁部62接合。
[安装基板20]
安装基板20具有环状的基板21、多个发光元件22和布线23。
基板21具有例如将由陶瓷材料或热传导树脂等构成的绝缘层和由铝等构成的金属层层叠的构造。在基板21的表面形成有用来将发光元件22与布线23电连接的布线图案(未图示)。
发光元件22作为一例是LED。对于基板21的与反射部件30对置的表面，将发光元件22使其主射出方向与垂直(Z)方向对准而安装。在基板21上，各发光元件22相互隔开一定间隔而形成圆周状的元件列。在安装基板20中，作为一例，将合计18个发光元件22对于布线图案使用COB(ChiponBoard)技术进行面朝上安装。
另外，基板21的表面成为具有光反射性的反射面，以使发光元件22的射出光高效率地向导光板40侧反射。
布线23用于从电源单元4侧向发光元件22供给电力。布线23的两端电连接于基板21的布线图案和电源单元4。
[反射部件30]
反射部件30是板状部件，将来自导光板40的返回光向导光板40侧反射。反射部件30夹设在安装基板20与导光板40之间。反射部件30使用具有高光反射特性的材料，例如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂、高聚碳酸酯(PC)树脂、尼龙树脂、发泡树脂等构成。通过用这些树脂材料将反射部件30注射成形，能够以高精度构成反射部件30。反射部件30只要至少在其表面具有光反射特性就可以。
在照明器具1的剖视图(图5)、反射部件30的正视图(图6)和图5的区域A的放大剖视图(图7)中表示反射部件30的具体结构。反射部件30从中央侧向外侧具有内侧反射部31、凹入部32和外侧反射部33。反射部件30的外径与基座10的侧壁部14的内径大致一致。内侧反射部31在上表面310与导光板40对置。此外，外侧反射部33在上表面320与导光板40对置。
如图5那样，内侧反射部31设置在比安装基板20的发光元件22的安装位置靠内侧的位置。此外，外侧反射部33设置在比安装基板20的发光元件22的安装位置靠外侧的位置。内侧反射部31和外侧反射部33使来自导光板40的返回光再次向导光板40侧反射。
凹入部32如图5和图7所示，使与安装基板20的各发光元件22的安装位置对应的反射部件30的区域沿着厚度(Z)方向向安装基板20侧凹入而成。
如图7所示，在凹入部32的内部，将反射部件30的厚度(Z)方向贯通的多个开口34隔开一定间隔而存在。开口34的位置与安装基板20上的各发光元件22的位置一致。
[导光板40]
导光板40将从发光元件22射出的光在该板内导光。如图4那样，导光板40夹设在反射部件30与聚光罩50(扩散罩60)之间。由此，从导光板40的上方射出的光向聚光罩50和扩散罩60入射。导光板40由透光性良好的材料，例如丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、玻璃的某一种等构成。作为具体的结构，导光板40从中央侧向外侧具有环内部41、环状部42和环状外周部43。作为一例，导光板40的外径是约128mm，板厚是约1.5mm。
(i)环内部41
环内部41是圆盘状，将从环状部42入射到导光板40的板内的发光元件22的光向比发光元件22的安装位置靠内侧导光。环内部41的直径是约80mm。如图5的区域B的放大剖视图(图8)所示，在环内部41的背面401存在多个凹状反射部403。凹状反射部403分别使背面401的一部分凹入而成，使在导光板40的板内导光的光向上表面402侧反射。凹状反射部403具有从背面401侧向上表面402侧凹入的锥台部4030、和比锥台部4030更向上表面402侧凹入的锥体部4031。各凹状反射部403的重心配置为，与位于凹状反射部403的正上方的聚光罩50的下透镜部502及上透镜部501的光轴上分别重叠。
在图9中表示凹状反射部403的具体的形状。锥台部4030是将其包围的斜面的锥角比较大的圆锥台部。当设想沿着锥台部4030的斜面的假想线P1、P2时，使与假想线P1、P2的交叉角对应的锥台部4030的斜面间的锥角(顶角)θ2为96°，使锥台部4030的斜面与背面401之间的倾斜角为42°。
将锥体部4031包围的斜面的锥角是比将锥台部4030包围的斜面的锥角小的圆锥体部。锥体部4031具有与锥台部4030的上表面相同直径的底面。当设想沿着将锥体部4031包围的斜面的假想线P3、P4时，使与假想线P3、P4的交叉角对应的将锥体部4031包围的斜面间的锥角(顶角)θ1为60°，使将锥体部4031包围的斜面与背面401之间的倾斜角为60°。
凹状反射部403在环内部41被配置了许多(在这里是合计491个)，从环内部41的中心向周围形成为同心圆状。作为一例，沿着环内部41的直径方向的凹状反射部403的间距是约3mm。作为凹状反射部403的间距，优选的是导光板40的板厚的1.5～2.5倍左右。此外，作为一例，凹状反射部403的Z方向高度是0.4mm以上且1.0mm以下。
另外，凹状反射部403的形状可以将以下的条件作为基准来设计。如图9所示，使沿着将锥体部4031包围的斜面的假想线P5、P6接触到背面401。在背面401上，设由假想线P5、P6表示的锥体部4031的假想的半径为r1，锥台部4030的半径为r2。这里，凹状反射部403的形状可以做成r2/r1为1.1以上且1.3以下的范围的形状。如果使角度θ1变小(或使角度θ2变大)，则能够使相对于从背面401到锥体部4031的高度h3的锥台部4030的高度h4在一定范围内变高。
另外，使锥体部4031的顶角θ1为至少考虑了导光板40的材料的折射率的值。作为一例而将导光板40用丙烯酸材料(折射率n＝1.49)构成的情况下，根据斯涅尔公式，能够由凹状反射部403反射的光的入射角的最小角度是42°。因此，在锥体部4031的顶角θ1比96°大的情况下，由锥体部4031反射的反射光有可能被导光板40的上表面402正反射。此外，在顶角θ1比48°小的情况下，由锥体部4031反射的反射光的角度为相对于导光板40的上表面402的法线方向对称的角度，即使进一步使顶角θ1成为锐角，也不会有聚光效率的提高。
因而，在将导光板40用丙烯酸材料构成的情况下，锥体部4031的顶角θ1优选的是设为以下的范围。
[数式3]48°≤θ1≤96°
随之，锥台部4030的顶角θ2优选的是设为以下的范围。
[数式4]θ1<θ2<180°
如果使凹状反射部403的尺寸变大，则通过表面积的增加而由凹状反射部403反射的光量增大，但随之1/2波束角变大，此外，如果凹状反射部403的尺寸过大，则扩散光的量也增加。为了使光适当地入射到凹状反射部403的正上方的下透镜部502及上透镜部501，凹状反射部403的尺寸优选的是应设为至少不超过位于正上方的上透镜部501的直径的程度。
另外，在环内部41的上表面402和聚光罩50的背面，按该顺序设有能够相互嵌合的微小尺寸的凸部和凹部(未图示)。凸部和凹部例如在聚光罩50的中心O的附近对应于圆周角各相差约120°的不同的3处位置而设置。由此，能够精密地进行导光板40和聚光罩50的对位。
(ii)环状部42
环状部42是将发光元件22的射出光向导光板40侧导光的入光部。如图4所示，环状部42与反射部件30的凹入部32重叠配置。由此，环状部42遍及安装基板20上的各发光元件22的安装位置而形成。
作为具体的结构，环状部42如图7所示，具有元件对置部420、内侧倾斜部421A和外侧倾斜部421B。环状部42作为整体而具有大致V字截面形状。
元件对置部420与发光元件22接近配置，元件对置部420的表面作为一例是平坦面。
内侧倾斜部421A和外侧倾斜部421B具有随着从元件对置部420远离而倾斜角度平滑地渐增的截面形状。内侧倾斜部421A与环内部41连续。外侧倾斜部421B与环状外周部43连续。内侧倾斜部421A和外侧倾斜部421B相对于垂直(Z)方向相互向反方向倾斜。由此，内侧倾斜部421A和外侧倾斜部421B使沿着比元件对置部420靠正上方(Z)方向入射的入射光在其内部按该顺序向环内部41和环状外周部43高效率地导光。
另外，在照明器具1中，因为外观设计上的理由，使内侧倾斜部421A的Z方向高度比外侧倾斜部421B的Z方向高度高。通过使内侧倾斜部421A与外侧倾斜部421B的Z方向高度一致，能够使照明器具1更加薄型化。
(iii)环状外周部43
环状外周部43将从环状部42入射到导光板40的内部中的发光元件22的光向比发光元件22的安装位置靠外侧导光。
如图7所示，在环状外周部43的背面430，向Z方向存在多个凹状反射部404。凹状反射部404是顶角为42°的圆锥体状的凹陷部，Z方向高度与凹状反射部403相同。
[聚光罩50]
聚光罩50将来自导光板40的射出光聚光并使其向前方射出。聚光罩50配置为将导光板40的至少一部分覆盖。如图8所示，聚光罩50具有基座部500、上透镜部501和下透镜部502。
基座部500是具有沿着XY平面的主面的板状部。在聚光罩50中，基座部500是将上透镜部501和下透镜部502配置到目标位置的部件。基座部500的背面与导光板40的主面(上表面402)对置配置，并且在表面形成下透镜部502。在基座部500的主面形成上透镜部501。
上透镜部501是微小的非球面透镜，在基座部500的上表面向更上方(Z方向)隆起而形成。这里如图8所示，设沿着上透镜部501的光轴的从聚光罩50的下方向的任意的位置A到上透镜部501的表面为止的上透镜部501的半径为r3，从任意的位置A到上透镜部501的顶部为止的高度为t1。进而，设导光板40的折射率为n，上透镜部501的高度(Z)方向与半径r3之间的角度为θ3。此时，上透镜部501的形状可以做成满足以下所示的[数式5]的关系的形状。
[数式5]r3＝(n-1)×t1/(n-cosθ3)
此外，设沿着下透镜部502的光轴的从聚光罩50的下方向的任意的位置B到下透镜部502的表面为止的下透镜部502的半径为r4，从任意的位置B到下透镜部502的顶部为止的高度为t2。进而，设导光板40的折射率为n，下透镜部502的高度(Z)方向与半径r4之间的角度为θ4。此时，下透镜部502的形状可以为满足以下所示的[数式6]的关系的形状。
[数式6]r4＝(n-1)×t2×cosθ4/((n×cos-1)×√n2-sin2θ4)
如图3所示，上透镜部501被配置许多(这里是491个)，从聚光罩50的中央点O朝向周缘以同心圆状密集而形成。
下透镜部502是曲率比上透镜部501大的凸透镜，相对于基座部500的背面向下方(负Z方向)隆起而形成。聚光罩50具有上透镜部501和下透镜部502，以使其与导光板40的各个凹状反射部403分别保持光学上的对置关系而配置。具体而言，如图8那样，下透镜部502配置在夹着基座部500与上透镜部501分别对应的位置。在Z方向上对应的位置的上透镜部501和下透镜部502与基座部500一起一体地被注射成形。
聚光罩50使用透光性良好的材料，例如硅树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、玻璃等构成。在照明器具1中，聚光罩50以与导光板40相接的方式配置。
作为一例，基座部500的板厚是0.5mm，沿着Z方向的上透镜部501与下透镜部502的合计高度是2.5mm。
另外，根据发明者们的研究，优选的是将聚光罩50和导光板40以相接的方式配置，使聚光罩50与导光板40的距离为0mm。根据该结构，调整上透镜部501和下透镜部502的透镜形状，由此能够将1/2波束角控制在10°以下且100°以上的范围中。
[扩散罩60]
扩散罩60使来自导光板40的环状外周部43的射出光成为散射光。扩散罩60使用透光性材料、例如硅树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、玻璃等构成。
作为具体的结构，如图3和图4所示，扩散罩60具有主体部61和侧壁部62。
主体部61是圆环状，被实施光散射处理而将来自导光板40的射出光高效率地散射。作为光散射处理，例如将与导光板40对置的主体部61的表面微细地进行凹凸处理。主体部61将导光板40的环状外周部43覆盖而配置。聚光罩50的上透镜部501从存在于主体部61的中央的开口63向外部露出。作为一例，开口63的直径是约80mm。
侧壁部62配置在主体部61的周缘。侧壁部62与基座10的凸缘部12接合。
(照明装置100的基本动作)
如果向具有以上的结构的照明装置100投入电源，则从与商业用电源连接的电源单元4经由布线23向各发光元件22供给电力。由此将各发光元件22驱动。由各发光元件22产生的射出光经由反射部件30的各开口34从环状部42向导光板40入射。入射光在导光板40的板内反复正反射，被向环内部41和环状外周部43双方导光。从导光板40向下方漏出的返回光在反射部件30的上表面310、320被反射，再次向导光板40入射。
被向导光板40的环内部41导光的发光元件22的射出光在凹状反射部403被向正上方(Z)方向或其附近方向反射，向位于各凹状反射部403的正上方的下透镜部502和上透镜部501依次入射。入射光被下透镜部502和上透镜部501聚光。被聚光的光在处于距离约2000mm处的照射面中，成为在配光角±约5°以内具有照度峰值的窄配光的照明光。
另一方面，被向导光板40的环状外周部43导光的发光元件22的射出光在凹状反射部404被向厚度(Z)方向或其附近方向反射。然后，射出光向上方的扩散罩60入射。入射光被光散射处理后的主体部61扩散，向外部射出。
(照明装置100所起的效果)
在照明装置100中，主要能够期待以下的各效果。
[1]由锥台部4030和锥体部4031带来的效果
在图10的(a)中表示具有锥角比较小的圆锥体状的凹状反射部403A的导光板40A的截面。在此情况下，如果在导光板40A的板内被导光的光从侧方照在凹状反射部403A上，则由于向凹状反射部403A的入射角较小，因此可能会发生穿透凹状反射部403A的光L5。此外，同样由于向凹状反射部403A的入射角较小，因此可能会发生从凹状反射部403A向周围扩散的光L6。
接着，在图10的(b)中表示具有锥角比较大的圆锥体状的凹状反射部403B的导光板40B的截面。图10的(b)中的401B和402B依次为导光板40B的背面和上表面。在此情况下，通过上透镜部501和凹状反射部403B的尺寸的制约等，导光板40B的厚度(Z)方向上的凹状反射部403B的高度变低。因而，在导光板40B的板内被导光的光不易被凹状反射部403B反射，可能会发生没有被凹状反射部403B反射的光L7。此外，由于向凹状反射部403B的入射角较大，因此向导光板40B的上表面402B的入射角过大，可能正反射而发生作为返回光的光L8。
在图11中表示针对这些问题通过使用凹状反射部403而起到的效果。锥台部4030的锥角比较大。因此，如将图10的(a)所示的L5或L6那样行进的光用锥台部4030反射的情况下，能够如图11的光L9、L10那样朝向正上方方向或其附近方向反射。这样的光L9、L10能够向位于凹状反射部403的正上方的下透镜部502和上透镜部501依次入射。
进而，通过在锥台部4030之上设置锥体部4031，能够确保凹状反射部403的Z方向高度。因此，能够将如图10的(b)所示的L7或L8那样行进的光在锥体部4031中良好地反射。这样的反射光如图11所示为朝向正上方向或其附近方向的光L11、L12。通过使用锥体部4031，能够维持由凹状反射部403的整体反射的光量。
[2]由锥台部4030和锥体部4031上的连续反射带来的效果
在凹状反射部403中，能够使如图11所示的光L13那样在锥台部4030中反射一次的光在锥体部4031中再次反射。这样被锥台部4030和锥体部4031连续反射的光L13能够向与正上方(Z)方向接近的方向反射，能够向凹状反射部403的正上方的下透镜部502和上透镜部501高效率地入射。因而，能够将光L13作为用来得到良好的聚光特性的有利的光来利用。
[3]由锥台部4030和锥体部4031的各锥角的设定带来的效果
在导光板40中，被凹状反射部403反射的光照在导光板40的上表面402时的入射角为至少将锥体部4031包围的斜面的锥角的一半以下的角度(在将锥体部4031包围的斜面的锥角θ1是60°的情况下为30°以下)。通过这样使向上表面402的光的入射角足够小，能够防止如图10的(b)的光L8那样被导光板40的上表面402正反射而成为返回光。这样，通过适当设定将锥台部4030和锥体部4031分别包围的斜面的锥角θ1、θ2，能够容易地使光入射到位于凹状反射部403的正上方的下透镜部502和上透镜部501。
通过起到以上的各效果，在照明装置100中，由凹状反射部403的正上方的下透镜部502和上透镜部501依次聚光的光量变得丰富，能够实现集中于配光角0°附近的窄配光的照度分布。由此，能够提供能够期待良好的聚光特性的照明装置100。
另外，能够根据凹状反射部403的尺寸来控制配光特性。例如，当使导光板40的环内部41的厚度为1.5mm、聚光罩50的透镜部的厚度为2.5mm、图9中的r2/r1为1.2、锥角θ1为60°、锥角θ2为96°、r2为0.45mm、上述关系式1中的t1为3.9mm、上述关系式2中的t2为80mm时，1/2波束角为约20°。此外，如果使r2的值变大，则能够与其大致成比例地将1/2波束角扩大。
[4]关于薄型化的效果
在照明装置100中，与照明装置900同样，通过使用具备凹状反射部403的导光板40和聚光罩50，能够从近距离向对应的上透镜部501和下透镜部502入射平行光。由此，能够使沿着Z方向的发光元件22与聚光罩50的距离变得比较短，所以能够实现照明装置100的薄型化。
(性能确认)
为了确认照明装置100的性能，关于配光角度与放射强度的关系进行了模拟计算。
作为实施例使用照明装置100，作为比较例使用除了凹状反射部由单一的圆锥体构成以外与实施例相同结构的照明装置。实施例的凹状反射部为图9的(a)所示的由锥台部和锥体部构成的构造，使将锥体部包围的斜面的锥(倾斜)角为60°，使将锥台部包围的斜面的锥(倾斜)角为42°。比较例的凹状反射部为圆锥体状，准备将倾斜角分别设定为44°、48°、52°、56°、60°的多个比较例。各比较例的凹状反射部的底面的直径和实施例的凹状反射部的锥台部的直径相同地匹配。在实施例和各比较例中，使导光板的厚度为1.5mm、各凹状反射部的高度为0.7mm。照射面的位置设定为无限远的位置。
图12是表示实施例和各比较例的配光角度与放射强度的关系的模拟结果的图。图13是基于图12的模拟结果表示实施例与各比较例的配光角±10°间的光通量(lm)的强度的曲线图。
如果观察图12，则在配光角为±5～±10°的范围中，在比较例中锥(倾斜)角为52°时放射强度最高。此外，在比较例中，可以看到如果锥(倾斜)角比52°小则配光角0°附近的放射强度下降、如果倾斜角比52°大则放射强度变高的趋势。如图12和图13所示，在配光角为±10°之间，在比较例中锥(倾斜)角为52°时的光通量最大。
相对于此，在实施例中，如图13所示，可知在配光角为±5～±10°的范围中，相对于各比较例都具有较高的放射强度。根据图12及图13所示的结果可以确认实施例具有比各比较例良好的聚光特性。作为得到该实施例的结果的理由，可以考虑是通过将凹状反射部403用锥台部4030和锥体部4031的组合构成，由聚光罩50起到的聚光特性得到提高。
<其他事项>
有关本实用新型的照明装置并不限定于埋设型的天花板灯。例如也可以是设置在建造体的表面的天花板灯。此外，能够广泛利用于下照灯、背灯等全部照明用途。
在本实用新型中，卡止部件3不是必须的。照明器具1也可以使用螺钉固定或铆接、粘接等固定到建造体。
在照明装置100中，将电源单元4和照明器具1做成了独立的结构，但本实用新型并不限定于该构造。即，本实用新型的照明装置也可以为照明器具1内置电源单元4而成的结构。
有关本实用新型的发光元件例如也可以是LD(激光二极管)或EL元件(电致发光元件)等半导体发光元件。此外，作为有关本实用新型的发光元件也可以是SMD(SurfaceMountDevice)型。
此外，在有关本实用新型的照明装置中，导光板的环状外周部和扩散罩不是必须的。因而，也能够将导光板的环状外周部和扩散罩省略。
在上述实施方式中，将反射部件30构成为一体型，但在本实用新型中，也可以使相邻的开口34彼此相互连通。在此情况下，反射部件30可以由内侧反射部31和外侧反射部33这两个部件构成。
在上述各实施方式中，作为设置在安装基板20的上方的板状部件而例示了反射部件30。但是，在本实用新型中，并不将板状部件的结构限定于反射部件。即，板状部件也可以为不具有反射性的结构。
在上述各实施方式中，照明器具1为圆盘状，但照明装置100并不限定于该形状。例如也可以将多个发光元件排列在长条状的基板主体上而构成安装基板20。在此情况下，使基座10、反射部件30、导光板40、聚光罩50、扩散罩60分别与安装基板20同样地构成为长条状。由此，还可以使照明器具1为长条状。
在导光板40中凹状反射部403只要至少匹配于上透镜部501及下透镜部502的配置位置来设置就可以。
此外，凹状反射部404不是必须的结构，所以也可以不设置。进而，凹状反射部404也可以为与凹状反射部403相同的结构。
在聚光罩50中，下透镜部502也可以省略。即，设置于聚光罩50的透镜部只要至少形成在背对于与导光板40对置的面的面就可以。但是，如果聚光罩50和导光板40过度地密接，则有在导光板40的上表面402上光的正反射增加的情况。因而，为了防止返回光的增加，优选的是在聚光罩50设置下透镜部502。
凹状反射部403的锥台部4030和锥体部4031的形状分别并不限定于在数学上严密的形状。也可以是包含实际的制造时的误差偏差的形状。例如，也可以是，锥台部4030和锥体部4031的至少一方是具有曲面状的斜面的形状。
在图9所示的凹状反射部403中，构成为锥台部4030的上表面的直径和锥体部4031的底面的周缘的直径相同。但是，本实用新型并不限定于此。例如也可以是，锥台部的上表面的直径比锥体部4031的底面的直径大，在锥台部4030与锥体部4031之间存在阶差。
标号说明
1照明器具
2顶棚
4电源单元
10基座
20安装基板
21基板
22发光元件
30反射部件
31内侧反射部
32凹入部
33外侧反射部
34开口
40、40A、40B、940导光板
41内侧导光部
42环状部
43外侧导光部
50聚光罩
60扩散罩
100照明装置
401、401B背面
402、402B上表面
403、403A、403B、404凹状反射部
500基座部
501上透镜部
502下透镜部
4030锥台部
4031锥体部。

Claims (10)

1.一种照明装置，其特征在于，具备：
多个发光元件；
导光板，将从上述多个发光元件射出的光在板内导光；以及
聚光罩，将上述导光板的主面的至少一部分覆盖；
上述导光板具有多个凹状反射部，该多个凹状反射部分别将与上述主面背对的背面的一部分凹入而成，并且使导光到上述导光板的板内的光向上述聚光罩侧反射；
各个上述凹状反射部由锥台部和锥体部构成，上述锥台部比上述导光板的上述背面向上述主面侧凹入，上述锥体部从上述锥台部更向上述主面侧凹入，并且由锥角比包围上述锥台部的斜面的锥角小的斜面包围而构成；
上述聚光罩具有多个透镜部，该多个透镜部与各个上述凹状反射部分别保持光学上的对置关系而被配置，并且将各个上述凹状反射部的反射光向与上述导光板的上述主面垂直的方向聚光。
2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
上述锥台部是具有圆形的横截面形状的圆锥台部；
上述锥体部是具有圆形的横截面形状的圆锥部。
3.如权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，
在上述导光板中，在设包围上述锥体部的斜面的锥角为θ1、包围上述锥台部的斜面的锥角为θ2时，满足以下两个关系：
48°≤θ1≤96°；
θ1<θ2<180°。
4.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
还具备在表面安装上述多个发光元件而成的安装基板；
上述安装基板的表面上的上述多个发光元件形成环状的元件列；
上述导光板是具有沿着上述安装基板上的上述元件列配置的环状部、和在上述环状部的内侧与上述环状部连续配置的环内部的圆盘状；
在上述导光板中，上述凹状反射部至少配置在上述环内部。
5.如权利要求4所述的照明装置，其特征在于，
还具备夹设在上述导光板与上述安装基板之间的反射部件；
在上述反射部件的与上述各发光元件的对置位置开设有开口部；
来自上述发光元件的射出光穿过上述开口部向上述环状部入射。
6.如权利要求4或5所述的照明装置，其特征在于，
上述导光板还在上述环状部的外侧具有与该环状部连续配置的环状外周部。
7.如权利要求6所述的照明装置，其特征在于，
还具备环状的扩散罩，该扩散罩配置在上述聚光罩的外侧，将上述导光板的上述环状外周部覆盖，并且被实施了光散射处理。
8.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
上述聚光罩配置在上述导光板的上方；
各个上述透镜部至少形成在背对于与上述导光板对置的面的面。
9.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
上述发光元件是LED。
10.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
还具备用于向上述发光元件供给电力的电源单元。
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