JP2014082000A - フレネルレンズ用反射板及び照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】フレネルレンズを用いる照明装置の、照射光の最適化を図る。
【解決手段】フレネルレンズと光源との間に配置される、フレネルレンズ用反射板22の凹状反射面22aによって、光源からの出射光のうち、フレネルレンズの方向以外に出射される光を、フレネルレンズの方向へと反射する。そして、光源からの出射光を効率的にフレネルレンズへと向けることが可能となる。凹状反射面22aの底部に設けられた光源の位置決め手段22bと、凹状反射面22aの底部とは反対側に位置する開放端部に設けられたフレネルレンズの位置決め手段22cとの各々に、光源及びフレネルレンズが固定されて、両者が位置決めされる。すなわち、フレネルレンズ用反射板22を介して、光源及びフレネルレンズが一体化されると共に、両者の位置決めがなされて、フレネルレンズと光源からの出射光との光軸が、正確に一致するものとなる。
【選択図】図1

Description

本発明は、発光ダイオードを一例とする固体発光素子及びフレネルレンズと共に用いられる反射板と、これらを備える照明装置とに関するものである。
従来、室内照明等一般照明用の光源としては、白熱灯や蛍光灯を用いることが一般的であったが、今日の青色発光ダイオード(LED)の高性能化に伴い、ダウンライトやスポットライト等の光源にもLEDが用いられるようになっている(例えば、特許文献1参照)。LEDは消費電力が小さく、長寿命であることから、地球温暖化の防止や環境保全の要請に応える上で、好適なものである。
図6には、光源にLEDを用いた照明装置10が例示されている。この照明装置10はスポットライトとして用いられるものであり、複数の冷却フィン12aを備える本体部12に、螺旋突条14aを備える口金14が固定されている。又、本体部12に対して、フレネルレンズ16が固定されている。又、本体部12の光源載置面には、複数のLED18aを封止樹脂にて封止してなる光源18が固定されている。そして、光源18はその発光部分を除き、本体部12の光源載置面に固定されるカバー20によって、覆われている
フレネルレンズ16は、例えば複数の輪帯レンズ16aを同心状に備え、半径方向外側に位置する輪帯レンズ16aほど、同心円状の中心側に光源18からの出射光を屈折させるように形成されている。これにより、照明装置10の照光方向を定めると共に、薄型軽量に構成されることで、照明装置10の小型化に貢献するものである(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
特開2012−119257号公報 特開2012−114022号公報
上述のような照明装置10において、フレネルレンズ16の効果を最大限に発揮するためには、フレネルレンズ16と、光源18からの出射光との光軸を正確に一致させる必要がある。又、LED18a等を用いた光源18からの出射光の配光分布を調整し、照明装置10からの照射光の最適化を図る上で、フレネルレンズ16は大きな役割を担っている。その反面、光源18からの出射光がフレネルレンズ16に吸収されて光量が低下し、照明装置10の光学効率を低下させてしまう場合がある。更に、フレネルレンズ16は透明であることから、光源18の周囲の配線や部品等がフレネルレンズ16を介して見えてしまい、照明装置10の見栄えや外観性の低下に繋がる。このため、上述の従来技術では、透明なフレネルレンズ16を介して、内部配線等が見えないように、それらをカバー20で隠すことで、照明装置10の商品性の低下を防いでいる。
本発明は、上述のごとくフレネルレンズを用いる照明装置の、外観性の低下を防ぐと共に、照射光の最適化を促進することにある。
(発明の態様)
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
(1)フレネルレンズと光源との間に配置され、該光源からの出射光を前記フレネルレンズの方向へと反射するための凹状反射面を有し、該凹状反射面の底部に、前記光源の位置決め手段を備え、前記凹状反射面の前記底部とは反対側に位置する開放端部に、前記フレネルレンズの位置決め手段を備えることを特徴とするフレネルレンズ用反射板(請求項1)。
本項に記載のフレネルレンズ用反射板は、フレネルレンズと光源との間に配置された、フレネルレンズ用反射板の凹状反射面によって、光源からの出射光のうち、フレネルレンズの方向以外に出射される光についても、フレネルレンズの方向へと反射する。そして、光源からの出射光を効率的にフレネルレンズへと向けるものである。凹状反射面の形状としては、例えば、すり鉢状の反射面を形成するものである。
又、フレネルレンズ用反射板の、凹状反射面の底部に設けられた光源の位置決め手段と、凹状反射面の底部とは反対側に位置する開放端部に設けられたフレネルレンズの位置決め手段との各々に、光源及びフレネルレンズが位置決めされるものである。すなわち、フレネルレンズ用反射板を介して、光源及びフレネルレンズの位置決めがなされて、フレネルレンズと光源からの出射光との光軸が正確に一致するものとなる。
(2)上記(1)項において、前記凹状反射面の底部に、前記光源からの出射光が通る開口が形成され、前記光源の位置決め手段は、前記凹状反射面の底部の、前記フレネルレンズが配置された側とは反対側の面に、前記開口を囲むようにして、前記光源の外形に対し相補的な凹凸形状を有して前記光源に当接可能な、凹凸部を有し、前記フレネルレンズの位置決め手段は、前記凹状反射面の前記底部とは反対側に位置する開放端部を囲むようにして、前記フレネルレンズの外形に対し相補的な凹凸形状を有して前記フレネルレンズに当接可能な、凹凸部を有するフレネルレンズ用反射板(請求項2)。
本項に記載のフレネルレンズ用反射板は、フレネルレンズ用反射板の、凹状反射面の底部に、光源からの出射光が通る開口が形成され、光源の位置決め手段は、凹状反射面の底部の、フレネルレンズが配置された側とは反対側の面に配置されて、光源を位置決めするものである。すなわち、凹状反射面の底部の、フレネルレンズが配置された側とは反対側の面に、開口を囲むようにして、光源の外形に対し相補的な凹凸形状を有して光源に当接可能に配置された凹凸部によって、フレネルレンズ用反射板に対して光源を位置決めするものである。
一例として、光源にCOB(Chip on Board)タイプLEDを用いる場合には、COBタイプLEDの構成部材であるセラミック基板の外形と相補的な凹凸形状を有する凹凸部が、凹状反射面の底部の、フレネルレンズが配置された側とは反対側の面(裏面)に、開口を囲むようにして形成される。併せて、この凹凸部を、セラミック基板に対して軽圧入の寸法関係を有する枠状に形成することとすれば、フレネルレンズ用反射板に対して光源を位置決めすると同時に、仮固定もなされることとなる。又、フレネルレンズ用反射板が不透明材料からなるものであれば、内部配線を覆い隠し、フレネルレンズを介して内部配線が外部から見えることを防ぐものとなる。
又、フレネルレンズの位置決め手段は、凹状反射面の底部とは反対側に位置する開放端部を囲む位置に配置されて、フレネルレンズを位置決めするものである。すなわち、凹状反射面の底部とは反対側に位置する開放端部を囲むようにして、フレネルレンズの外形に対し相補的な凹凸形状を有してフレネルレンズに当接可能に配置された凹凸部によって、フレネルレンズ用反射板に対してフレネルレンズを位置決めするものである。
一例として、フレネルレンズの周縁部の一部から円弧状の位置決め鍔部を突出させ、凹状反射面の底部とは反対側に位置する開放端部を囲むようにして、フレネルレンズの外形に対し相補的な凹凸形状が、フレネルレンズの位置決め手段として形成されるものである。
このように、フレネルレンズ用反射板を介して、光源及びフレネルレンズの位置決めがなされて、フレネルレンズと光源からの出射光との光軸が正確に一致するものとなる。
(3)上記(1)(2)項において、前記凹状反射面に、前記光源からの出射光を所定の方向に反射するための反射方向調整手段が設けられているフレネルレンズ用反射板(請求項3)。
本項に記載のフレネルレンズ用反射板は、光源からの出射光を凹状反射面で受け、凹状反射面に設けられた反射方向調整手段によって所定の方向に反射するものである。凹状反射面が意図的な凹凸形状のない曲面ないし傾斜面により構成されるものと比較して、光源からの出射光のうち、フレネルレンズの方向以外に出射される光を、より適切にフレネルレンズの方向へと反射するものである。そして、反射方向調整手段による光の反射作用と、フレネルレンズの偏光作用とを調和させて、配光分布の調整や光学効率の更なる向上を図るものである。
(4)上記(3)項において、前記反射方向調整手段はプリズムであるフレネルレンズ用反射板(請求項4)。
本項に記載のフレネルレンズ用反射板は、光源からの出射光を凹状反射面で受け、凹状反射面に設けられたプリズムの表面(斜面)によって所定の方向に反射するものである。そして、光源からの出射光のうち、フレネルレンズの方向以外に出射される光を、より適切にフレネルレンズの方向へと反射し、プリズムによる光の反射作用と、フレネルレンズの偏光作用とを調和させて、配光分布の調整や光学効率の更なる向上を図るものである。
(5)上記(1)から(4)項において、反射率の高い材料により形成されているフレネルレンズ用反射板(請求項5)。
本項に記載のフレネルレンズ用反射板は、反射率の高い材料により形成されていることにより、光源からの出射光を凹状反射面で受け、光の反射作用により、高い反射率を以って所定の方向に反射するものである。そして、光源からの出射光のうち、フレネルレンズの方向以外に出射される光の漏れを防ぎつつ、より適切にフレネルレンズの方向へと反射し、光源からの出射光を効率的にフレネルレンズへと向けるものである。
(6)上記(1)から(5)項において、前記反射率の高い材料は、ポリカーボネート樹脂又はABS樹脂であるフレネルレンズ用反射板(請求項6)。
本項に記載のフレネルレンズ用反射板は、反射率の高い材料として、ポリカーボネート樹脂又はABS樹脂を用いるものであり、特に白色のものが好適である。そして、これらの材料を用いることで、例えば射出成型により製作することが可能である。
(7)上記(5)(6)項において、前記反射率の高い材料からなる表面層と、該表面層とは異なる材料からなる基体層とを備えるフレネルレンズ用反射板(請求項7)。
本項に記載のフレネルレンズ用反射板は、表面層をなす反射率の高い材料により、光源からの出射光を凹状反射面で受け、光の反射作用により、高い反射率を以って所定の方向に反射するものである。又、表面層とは異なる材料からなる基体層によって、フレネルレンズ用反射板の強度を保障するものである。この場合、基体層には高い反射率は要求されず、材料選択の自由度が増すと共に、基体層に反射率向上以外の機能を担持させるものともなる。
例えば、光源の位置決め手段若しくはフレネルレンズの位置決め手段を含む骨格としての基体層を、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂等の合成樹脂で構成する。そして、基体層を覆うようにして、アルミニウム板などを固定してなる表面層を一体化した2層構造が採用可能である。又、フレネルレンズ用反射板の強度向上を目的として、合成樹脂からなる表面層の内部に、金属板が補強層として埋め込まれた3層構造を採用することも可能である。更には、フレネルレンズ用反射板を介して光源からの熱を効率的に放熱するために、放熱層を有する多層構造を採用することも可能である。そして、これらの多層構造は、フレネルレンズ用反射板の大きさ、厚み、重量、強度、肉厚、放熱性等を勘案して、適宜選択されるものである。
(8)上記(1)から(7)項において、前記凹状反射面に反射率を高めるための表面処理がなされているフレネルレンズ用反射板(請求項8)。
本項に記載のフレネルレンズ用反射板は、凹状反射面に反射率を高めるための表面処理がなされていることで、光源からの出射光を凹状反射面で受け、表面処理層の光の反射作用により、高い反射率を以って所定の方向に反射するものである。そして、光源からの出射光のうち、フレネルレンズの方向以外に出射される光を、より適切にフレネルレンズの方向へと反射し、光源からの出射光を効率的にフレネルレンズへと向けるものである。
(9)上記(8)項において、前記凹状反射面の、反射率を高めるための表面処理層として、白色塗料の塗布又はアルミニウム蒸着がなされているフレネルレンズ用反射板(請求項9)。
本項に記載のフレネルレンズ用反射板は、光源からの出射光を、白色塗料の塗布又はアルミニウム蒸着がなされた凹状反射面で受け、これら表面処理層の光の反射作用により、高い反射率を以って所定の方向に反射するものである。そして、光源からの出射光のうち、フレネルレンズの方向以外に出射される光を、より適切にフレネルレンズの方向へと反射し、光源からの出射光を効率的にフレネルレンズへと向けるものである。なお、本項に係るフレネルレンズ用反射板の表面処理層は、上記(7)項に係る表面層とみなすこともでき、この場合、基体層には高い反射率は要求されず、材料選択の自由度が増すと共に、基体層に反射率向上以外の機能を担持させることも可能となる。
(10)上記(1)から(9)項記載のフレネルレンズ用反射板を供える照明装置(請求項10)。
(11)上記(10)項において、固体発光素子からなる光源を備える照明装置(請求項11)。
そして、上記(10)(11)項に記載の照明装置によれば、各々、上記(1)から(9)項のフレネルレンズ用反射板に対応する作用が得られるものである。なお、固体発光素子には、上記(2)項にて例示したCOBタイプLEDに限らず、LED、半導体レーザ、有機EL等の様々な形式のものが採用可能である。
本発明はこのように構成したので、フレネルレンズを用いる照明装置の、外観性の低下を防ぐと共に、照射光の最適化を促進することが可能となる。
本発明の実施の形態に係る、フレネルレンズ用反射板を示すものであり、(a)は表面側斜視図、(b)は裏面側斜視図、(c)は断面図である。 本発明の実施の形態に係る、フレネルレンズ用反射板を備える照明装置の分解図であり、(a)は表面側斜視図、(b)は裏面側斜視図、 図2に示される照明装置の要部を裏面側から見た部分透視図である。 図2に示される照明装置の要部を示すものであり、(a)は表面側斜視図、(b)は裏面側斜視図、(c)は断面図である。 図2に示される照明装置の光学効率を、LED単体、及び、反射板を備えない照明装置の光学効率と比較したグラフである。 従来の、LEDを光源に用いた照明装置を示すものであり、(a)は側面図、(b)は(a)のB−B断面図、(c)は(a)のA−A断面図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については同一符号で示し、詳しい説明を省略する。
図1には、本発明の実施の形態に係るフレネルレンズ用反射板22が示され、図2〜図4には、図1のフレネルレンズ用反射板22を備える照明装置24が示されている。
本発明の実施の形態に係るフレネルレンズ用反射板22は、図2、図4に示されるように、フレネルレンズ26と光源28との間に配置されるものである。フレネルレンズ用反射板22には、光源28からの出射光をフレネルレンズの方向へと反射するための、すり鉢状の曲面からなる凹状反射面22a(図1)を有している。凹状反射面22aの形状については、光源28からの出射光をフレネルレンズの方向へと反射するに適した、最適形状を採用するものである。又、凹状反射面22aの底部には、図1(b)に示される、光源28の位置決め手段22bを備えている。更に、図1(a)に示される、凹状反射面22aの底部とは反対側に位置する開放端部には、フレネルレンズの位置決め手段22cを備えている。
図示の例では、光源28には、COBタイプLEDが用いられている。そして、フレネルレンズ用反射板22の凹状反射面22aの底部には、光源28であるCOBタイプLEDの発光部28a(図4(a)参照)からの出射光が通る、開口22dが形成されている。光源28の位置決め手段22bは、凹状反射面22aの底部の、図1(a)に示されるフレネルレンズが配置される側とは反対側の面、すなわち、図1(b)に示されるフレネルレンズ用反射板22の裏面に、開口22dを囲むようにして形成されている。しかも、光源28の位置決め手段22bは、光源28の外形に対し相補的な凹凸形状を有して、光源28に当接可能な、凹凸部(凸部22b1、凹部22b2)を有してなるものである。
図示の例では、開口部22dは、COBタイプLEDの、発光部28aと、COBタイプLEDの構成部材であるセラミック基板28b(図4(b)参照)に設けられた電極28c(図4(a))とが、フレネルレンズ用反射板22のフレネルレンズが配置される側(フレネルレンズ用反射板22の表面)に露出すると共に、電極28cに半田付けされる銅線30を裏面へと挿通することが可能な形状を有している。
そして、図1(b)に示される、光源28の位置決め手段22bの凸部22b1は、COBタイプLEDの構成部材であるセラミック基板28b(図4(b)参照)の外形(四角形)を囲む相補的な形状を有する枠であり、本例では、セラミック基板28bに対して軽圧入の寸法関係を有するように形成されている。又、光源28の位置決め手段22bの凹部22b2は、セラミック基板28bの、発光部28a及び電極28cが設けられた表面が密着するための平面となっている。
又、フレネルレンズの位置決め手段22cは、凹状反射面22aの底部とは反対側に位置する開放端部(図1(a)に示される)を囲むようにして、フレネルレンズ26(図2参照)の外形に対し相補的な凹凸形状を有して、フレネルレンズ26に当接可能な、凹凸部(凸部22c1、凹部22c2、平面部22c3)を有している。
図示の例では、図2に示されるように、フレネルレンズ26の周縁部の一部は、円弧状の位置決め鍔部26aが突出している。そして、フレネルレンズの位置決め手段22cの凹部22c2が、フレネルレンズ16の位置決め鍔部26aに当接し、凸部22c1が、フレネルレンズ16の位置決め鍔部26a以外の周縁部に当接する。又、フレネルレンズの位置決め手段22cの平面部22c3は、フレネルレンズ26の表面が密着する部分であり、フレネルレンズ26の厚みと同じ分の段差を、フレネルレンズ用反射板22の凹状反射面22aの開放端部に対して有するように形成されている。
更に、フレネルレンズ用反射板22によって、フレネルレンズ26が位置決めされた状態で、図2、図4に示されるように、フレネルレンズ26を露出させるための、開口部32aを備えるフロントカバー32が、フレネルレンズ用反射板22の凹状反射面22aの開放端部(図1(a)に示される)から装着される。図示の例では、フロントカバー32は板金製であるが、適宜、合成樹脂などにより成型することとしても良い。又、フロントカバー32は、図4(b)(c)に示されるように、フレネルレンズ用反射板22の外周端部に嵌合するための、嵌合爪32bを供えている。
更に、フロントカバー32が固定されたフレネルレンズ用反射板22を、図2に示されるリヤカバー34に固定して、照明装置24が完成するものである。図示の例では、リヤカバー34は板金製であるが、適宜、放熱対策を別途講じれば合成樹脂などにより成型することとしても良い。なお、光源28の電極28cに半田付けされる銅線30は、図3に示されるように、フレネルレンズ用反射板22の裏面側に案内されて、リヤカバー34の銅線穴34aから、照明装置24の外部へと取り回される。
さて、上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能となる。
本発明の実施の形態に係るフレネルレンズ用反射板22は、フレネルレンズ26と光源28との間に配置された、フレネルレンズ用反射板22の凹状反射面22aによって、光源28からの出射光のうち、フレネルレンズ26の方向以外に出射される光についても、フレネルレンズ26の方向へと反射することが可能となる。そして、光源28からの出射光を効率的にフレネルレンズ26へと向けることが可能となる。
又、フレネルレンズ用反射板22の、凹状反射面22aの底部に設けられた光源28の位置決め手段22bと、凹状反射面22aの底部とは反対側に位置する開放端部に設けられたフレネルレンズ26の位置決め手段との各々に、光源28及びフレネルレンズ26が位置決めされるものである。すなわち、フレネルレンズ用反射板22を介して、光源28及びフレネルレンズ26の位置決めがなされて、フレネルレンズ26と光源28からの出射光との光軸が正確に一致するものとなる。
図5は、本発明の実施の形態に係る、フレネルレンズ用反射板22を備える照明装置24の光学効率Iを、光源単体の場合の光学効率N、及び、フレネルレンズ用反射板22を省略した場合の光学効率Uと比較したものである。
図5のグラフからは、光源単体の場合の光学効率N=100.0%としたとき、フレネルレンズ用反射板22を省略した照明装置の光学効率U=89.3%、本発明の実施の形態に係る照明装置24の光学効率I=93.5%であることが読み取れた。すなわち、フレネルレンズ26を用いることにより光源18単体の場合(N)と比べ、出射光が吸収されて光量が低下するが(U)、本発明の実施の形態に係るフレネルレンズ用反射板22を用いることで、光学効率を4.2%向上(回復)することとなる(I)。なお、参考までに、各比較例における全光束は、同一の測定条件下において、光源単体の場合で919.0(lm)、フレネルレンズ用反射板22を省略した照明装置の場合で821.0(lm)、本発明の実施の形態に係る照明装置24で859.0(lm)であった。
又、フレネルレンズ用反射板22の、凹状反射面22aの底部に、光源28からの出射光が通る開口22dが形成され、光源28の位置決め手段22bは、凹状反射面の底部の、フレネルレンズ26が配置された側とは反対側の面に配置されて、光源28を位置決めするものである。すなわち、凹状反射面22aの底部の、フレネルレンズ26が配置された側とは反対側の面に、開口22dを囲むようにして、光源28の外形に対し相補的な凹凸形状を有して光源に当接可能に配置された凹凸部(22b1、22b2)によって、フレネルレンズ用反射板22に対して光源28を位置決めすることが可能である。
本発明の実施の形態のごとく、光源28にCOBタイプLEDを用いる場合には、COBタイプLEDの構成部材であるセラミック基板28bの外形と相補的な凹凸形状を有する凹凸部(22b1、22b2)が、凹状反射面22aの底部の、フレネルレンズ26が配置された側とは反対側の面に、開口22dを囲むようにして形成されるものである。併せて、本発明の実施の形態では、この凹凸部(22b1、22b2)を、セラミック基板28bに対して軽圧入の寸法関係を有する枠状に形成することで、フレネルレンズ用反射板22に対して光源28を位置決めすると同時に、仮固定もなされることとなる。又、フレネルレンズ用反射板22が不透明材料からなることにより、銅線30等の内部配線を覆い隠し、フレネルレンズ26を介して内部配線が外部から見えることを防いで、照明装置24の見栄えや外観性の低下を防ぐことが可能となる。
又、本発明の実施の形態では、光源28の位置決め手段22bと、光源28であるCOBタイプLEDの構成部材であるセラミック基板28bの外形寸法を、軽圧入の寸法関係として説明したが、多少の隙間がある「すきまばめ」としても、光源28はフレネルレンズ用反射板22とリヤカバー34とに挟持されて固定されるので、組立性も含め問題は生じない。
一方、フレネルレンズの位置決め手段22cは、凹状反射面22aの底部とは反対側に位置する開放端部を囲む位置に配置されて、フレネルレンズ26を位置決めするものである。すなわち、凹状反射面22aの底部とは反対側に位置する開放端部を囲むようにして、フレネルレンズ26の外形に対し相補的な凹凸形状を有してフレネルレンズ26に当接可能に配置された凹凸部(22c1、22c2、22c3)によって、フレネルレンズ用反射板22に対してフレネルレンズ26を位置決めすることが可能となる。
本発明の実施の形態では、フレネルレンズ26の周縁部の一部から円弧状の位置決め鍔部26aを突出させ、凹状反射面22aの底部とは反対側に位置する開放端部を囲むようにして、フレネルレンズ26の外形に対し相補的な凹凸形状が、形成されるものである。併せて、本発明の実施の形態では、この凹凸部(22c1、22c2、22c3)を、フレネルレンズ26の外形に対してほぼ同じ寸法関係を有する枠状に形成したので、フレネルレンズ用反射板22に対してフレネルレンズ26を正確に位置決めが可能となる。
このように、フレネルレンズ用反射板22を介して、光源28及びフレネルレンズ26の位置決めがなされて、フレネルレンズ26と光源28からの出射光との光軸を正確に一致させることが可能となる。
又、本発明の実施の形態に係るフレネルレンズ用反射板22は、反射率が85%以上と高い材料により形成されていることにより、光源28からの出射光を凹状反射面22aで受け、高い反射率を以って所定の方向に反射することが可能となる。そして、光源28からの出射光のうち、フレネルレンズ26の方向以外に出射される光の漏れを防ぎつつ、より適切にフレネルレンズ26の方向へと反射し、光源28からの出射光を効率的にフレネルレンズ26へと向けることが可能となる。
かかる反射率の高い材料としては、ポリカーボネート樹脂又はABS樹脂を用いるものであり、特に白色のものが反射率を高める上で好適である。そして、これらの材料を用いることで、例えば射出成型により、低コストでフレネルレンズ用反射板22を製作することが可能となる。
以下、図示は省略するが、本発明の実施の形態に係るフレネルレンズ用反射板22の応用例について説明する。
まず、フレネルレンズ用反射板22の凹状反射面22aに、光源28からの出射光を所定の方向に反射するための反射方向調整手段を設けることも可能である。反射方向調整手段としては、例えばプリズムが挙げられる。そして、光源28からの出射光を凹状反射面22aで受け、凹状反射面22aに設けられた反射方向調整手段(例えばプリズムの表面)によって所定の方向に反射するものである。この場合には、凹状反射面22aが意図的な凹凸形状のない曲面ないし傾斜面により構成されるものと比較して、光源28からの出射光のうち、フレネルレンズ26の方向以外に出射される光を、反射方向調整手段により適切にフレネルレンズ26の方向へと反射するものである。そして、反射方向調整手段による光の反射作用と、フレネルレンズ26の偏光作用とを調和させて、所望の配光分布の調整や光学効率の更なる向上(最適化)を図ることが可能となる。
又、フレネルレンズ用反射板22が、反射率の高い材料からなる表面層と、該表面層とは異なる材料からなる基体層とを備えるように、構成することも可能である。この場合には、表面層をなす反射率の高い材料により、光源28からの出射光を凹状反射面22aで受け、光の反射作用により、高い反射率を以って所定の方向に反射することが可能となる。又、表面層とは異なる材料からなる基体層によって、フレネルレンズ用反射板22の強度を保障することが可能となる。この場合、基体層には高い反射率は要求されず、材料選択の自由度が増すと共に、基体層に反射率向上以外の機能を担持させることが可能となる。
例えば、光源28の位置決め手段若しくはフレネルレンズ26の位置決め手段を含む骨格としての基体層を、ポリカーボネート樹脂、ABS樹脂等の合成樹脂で構成する。そして、基体層を覆うようにして、アルミニウム板などを固定してなる表面層を一体化した2層構造が採用可能である。又、フレネルレンズ用反射板22の強度向上を目的として、合成樹脂からなる表面層の内部に、金属板が基体層として埋め込まれた3層構造を採用することも可能である。更には、フレネルレンズ用反射板22を介して光源28からの熱を効率的に放熱するために、放熱層を有する多層構造を採用することも可能である。そして、これらの多層構造は、フレネルレンズ用反射板22の大きさ、厚み、重量、強度、肉厚、放熱性等を勘案して、適宜選択することが可能である。
又、フレネルレンズ用反射板22の凹状反射面22aに、反射率を高めるための表面処理がなされていることとしても良い。この例によれば、光源28からの出射光を凹状反射面22aで受け、高い反射率を以って所定の方向に反射することが可能となる。そして、光源28からの出射光のうち、フレネルレンズ26の方向以外に出射される光を、より適切にフレネルレンズ26の方向へと反射し、光源28からの出射光を効率的にフレネルレンズ26へと向けることが可能となる。
又、フレネルレンズ用反射板22の凹状反射面22aの反射率を高めるための表面処理層として、例えば、白色塗料の塗布又はアルミニウム蒸着が挙げられる。なお、本フレネルレンズ用反射板の表面処理層は、上述の多層構造の表面層とみなすこともでき、この場合、基体層には高い反射率は要求されず、基体層を透明材料とすることも可能で材料選択の自由度が増すと共に、基体層に反射率向上以外の機能を担持させることも可能となる。
更に、光源28には、COBタイプLEDに限らず、LED,半導体レーザ、有機EL等の様々な形式の、固体発光素子が採用可能である。
22:フレネルレンズ用反射板、22a:凹状反射面、22b:光源の位置決め手段、22b1:凸部、22b2:凹部、22c:フレネルレンズの位置決め手段、22c1:凸部、22c2:凹部、22c3:平面部、22d:開口、24:照明装置、26:フレネルレンズ、26a:位置決め鍔部、28:光源

Claims (11)

  1. フレネルレンズと光源との間に配置され、該光源からの出射光を前記フレネルレンズの方向へと反射するための凹状反射面を有し、該凹状反射面の底部に、前記光源の位置決め手段を備え、前記凹状反射面の前記底部とは反対側に位置する開放端部に、前記フレネルレンズの位置決め手段を備えることを特徴とするフレネルレンズ用反射板。
  2. 前記凹状反射面の底部に、前記光源からの出射光が通る開口が形成され、
    前記光源の位置決め手段は、前記凹状反射面の底部の、前記フレネルレンズが配置された側とは反対側の面に、前記開口を囲むようにして、前記光源の外形に対し相補的な凹凸形状を有して前記光源に当接可能な、凹凸部を有し、
    前記フレネルレンズの位置決め手段は、前記凹状反射面の前記底部とは反対側に位置する開放端部を囲むようにして、前記フレネルレンズの外形に対し相補的な凹凸形状を有して前記フレネルレンズに当接可能な、凹凸部を有することを特徴とする請求項1記載のフレネルレンズ用反射板。
  3. 前記凹状反射面に、前記光源からの出射光を所定の方向に反射するための反射方向調整手段が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のフレネルレンズ用反射板。
  4. 前記反射方向調整手段はプリズムであることを特徴とする請求項3載のフレネルレンズ用反射板。
  5. 反射率の高い材料により形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項記載のフレネルレンズ用反射板。
  6. 前記反射率の高い材料は、ポリカーボネート樹脂又はABS樹脂であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載のフレネルレンズ用反射板。
  7. 前記反射率の高い材料からなる表面層と、該表面層とは異なる材料からなる基体層とを備えることを特徴とする請求項5又は6記載のフレネルレンズ用反射板。
  8. 前記凹状反射面に反射率を高めるための表面処理がなされていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載のフレネルレンズ用反射板。
  9. 前記凹状反射面の、反射率を高めるための表面処理層として、白色塗料の塗布又はアルミニウム蒸着がなされていることを特徴とする請求項8記載のフレネルレンズ用反射板。
  10. 請求項1から9のいずれか1項記載のフレネルレンズ用反射板を供える照明装置。
  11. 固体発光素子からなる光源を備えることを特徴とする請求項10記載の照明装置。
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