JP2014165021A - Illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED(light emitting diode)等の半導体発光素子を光源として備える照明装置に関する。本発明は特に、集光型の照明装置に関する。 The present invention relates to an illumination device including a semiconductor light emitting element such as an LED (light emitting diode) as a light source. The present invention particularly relates to a concentrating illumination device.
近年、省エネルギーの観点から、高効率・長寿命なLED等、半導体発光素子を光源として利用した照明装置が開発されている。特に近年ではLED発光モジュールの広い発光面積を利用したダウンライトやスポットライトが提案されている。例えば、特許文献1では、面状発光部を有するLED発光モジュールとフレネルレンズを備えた集光型の照明装置800が提案されている。図27は、従来の照明装置800の内部構成を示す断面図である。照明装置800は、筐体801と、筐体801の内部に収納された発光モジュール802と、光路上に配されたフレネルレンズ803とを備える。発光モジュール802は板状の基体8020と、基体8020上に実装された発光素子(LED)8021と、発光素子8021の前方の配された蛍光体層8022とを備える。照明装置800に電力供給することにより各発光素子8021が点灯する。発光素子8021から出射された光L1、L2はフレネルレンズ803を透過する。光L1、L2はフレネルレンズ803にて平行光に調整され、外部に照射される。
In recent years, from the viewpoint of energy saving, a lighting device using a semiconductor light emitting element as a light source such as a highly efficient LED and a long life has been developed. Particularly in recent years, downlights and spotlights using a wide light emitting area of LED light emitting modules have been proposed. For example,
しかしながら従来の集光方式の照明装置では、一定の配光角で集光するために光源からレンズまでの間に所定の長さの光路を確保することが必要である。その結果、照明装置の薄型化と狭配向とを同時に実現することは難しかった。
例えば、特許文献1記載の従来の照明装置800では、配向性を評価するための指標のひとつである1/2ビーム角を45°とした場合には、光源の発光部からレンズ表面までの光路長に27mmの長さが必要であった。他方、上記光路長を10mmに短縮した場合には1/2ビーム角は100°となり、薄型と狭配向との両立に向けては、さらなる改善が必要であった。
However, in the conventional condensing type illumination device, it is necessary to secure an optical path having a predetermined length between the light source and the lens in order to condense at a constant light distribution angle. As a result, it has been difficult to simultaneously realize the thinning and narrow orientation of the lighting device.
For example, in the
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、薄型で狭配向を実現可能な照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a lighting device that is thin and capable of realizing narrow orientation.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る照明装置は、複数の発光素子が基板上に環状に配列された発光部と、前記発光部の発光素子列と対峙する光導入部と導入した光を環内側方向に導光する円板状の環内導光部とを有した導光板と、前記導光板の一方の主面側に配された円板状の集光カバーと、
を備え、前記導光板は、導光されてきた光を複数個所において前記主面に向けて光路変更するために、前記主面と背向する裏面を凹入した複数の凹状反射部を有し、前記集光カバーは、前記複数の凹状反射部の各々と個別に光学的な対向関係を保って配置され且つ前記各々の凹状反射部からの反射光を前記主面に垂直な主出射方向に集光する複数のレンズ部を有し、前記凹状反射部と前記レンズ部との個別光学的対向関係は、対向関係にある凹状反射部とレンズ部において、凹状反射部の中心位置がレンズ部の中心軸よりも環内導光部の中心に近づくようにズレており、且つ、そのズレ量が環内導光部の周縁に近いものほど環内導光部の中心に存するものよりも大きく調整されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an illumination device according to an aspect of the present invention includes a light emitting unit in which a plurality of light emitting elements are arranged in a ring shape on a substrate, and a light introducing unit facing a light emitting element array of the light emitting unit. A light guide plate having a disk-shaped in-ring light guide that guides the introduced light in the direction toward the inner side of the ring, and a disk-shaped light collecting cover disposed on one main surface side of the light guide plate;
The light guide plate has a plurality of concave reflectors recessed in the back surface facing away from the main surface in order to change the optical path of the guided light toward the main surface at a plurality of locations. The condensing cover is disposed in an optically opposing relationship with each of the plurality of concave reflecting portions and reflects light from each concave reflecting portion in a main emission direction perpendicular to the main surface. A plurality of condensing lens portions, and the individual optical facing relationship between the concave reflecting portion and the lens portion is such that the center position of the concave reflecting portion is the lens portion of the concave reflecting portion and the lens portion in the facing relationship. It is shifted so that it is closer to the center of the light guide in the ring than the center axis, and the amount of shift closer to the periphery of the light guide in the ring is adjusted to be larger than that in the center of the light guide in the ring. It is characterized by being.
また、別の態様では、前記ずれの量は、前記環内導光部の中心から周縁に向けて漸次増加している構成であってもよい。
また、別の態様では、前記凹状反射部は、前記環内導光部の半径方向に第1の間隔をなす複数の円周からなる第1の同心円の各円周上に配置され、前記レンズ部は、前記集光カバーの半径方向に第2の間隔をなす複数の円周からなる第2の同心円の各円周上に配置され、前記第1の同心円の中心位置と第2の同心円の中心位置とは前記主出射方向において重なり、前記第1の間隔は、前記第2の間隔よりも小さい構成であってもよい。
In another aspect, the amount of deviation may be gradually increased from the center of the in-ring light guide portion toward the periphery.
Further, in another aspect, the concave reflecting portion is disposed on each circumference of a first concentric circle having a plurality of circumferences forming a first interval in the radial direction of the in-ring light guide portion, and the lens. The portion is arranged on each circumference of a second concentric circle having a plurality of circumferences forming a second interval in the radial direction of the light collecting cover, and the center position of the first concentric circle and the second concentric circle The center position may overlap in the main emission direction, and the first interval may be smaller than the second interval.
また、別の態様では、前記第1の間隔は、前記導光板の厚みの1.5倍以上2.5倍以下である構成であってもよい。
また、別の態様では、前記各凹状反射部は前記主面側に頂部を向けた円錐形状であり、前記環内部の周縁付近にある前記凹状部は前記環内部の中心付近にある前記凹状反射部よりも円錐の高さが高い構成であってもよい。
In another aspect, the first interval may be not less than 1.5 times and not more than 2.5 times the thickness of the light guide plate.
In another aspect, each of the concave reflecting portions has a conical shape with the top facing the main surface side, and the concave portion near the periphery inside the ring is the concave reflecting portion near the center inside the ring. The cone may have a higher height than the portion.
また、別の態様では、前記複数のレンズ部は、前記集光カバーを平面視したときに前記複数の凹状反射部の各々と個別に重なるように配置されていることを特徴とする構成であってもよい。 In another aspect, the plurality of lens portions are arranged so as to individually overlap each of the plurality of concave reflection portions when the light collection cover is viewed in plan. May be.
本発明の一態様に係る照明装置では、上記構成により、発光素子からレンズ部に至る光路の短縮を図れる。この光路の短縮によって照明装置の薄型化を実現できる。さらに、集光カバーの異なる位置から出射される光の配向特性を異ならせて、各々の照度分布における凹凸が互いに補完されるように重畳させることができる。これにより、集光型の照明装置において配向角0°付近での照度の落ち込みを改善し狭配向を実現することができる。 In the lighting device according to one embodiment of the present invention, the optical path from the light-emitting element to the lens portion can be shortened by the above structure. By shortening the optical path, the lighting device can be made thinner. Furthermore, the alignment characteristics of the light emitted from different positions of the light collecting cover can be made different so that the unevenness in each illuminance distribution can be superimposed on each other. Thereby, in the condensing type illuminating device, it is possible to improve the drop in illuminance near the orientation angle of 0 ° and realize narrow orientation.
≪発明を実施するための形態に至る経緯≫
特許文献1に記載の照明装置900では、配光の度合いを示す一つの尺度である1/2照度角は45°であった。集光型の照明装置として更なる集光特性の向上が望まれる。ここで、1/2照度角とは、光源の直下照度の1/2の照度になる点と光源中心を結んだ線と光源中心の鉛直方向線とのなす角度を指す。
≪Background to the form for carrying out the invention≫
In the
これに対し、発明者らは例えば図1(a)の断面図に示す照明装置900の構成を想定した。図1は、想定される照明装置である照明装置900の構成を示す断面図である。(a)は照明装置900の全体の断面図である。(b)は(a)の領域Aの拡大断面図である。図1(a)に示すとおり、照明装置900は、ベース910と、ベース910に配された実装基板920と、実装基板920上に配された反射部材930と、反射部材930上に配された導光板940とを有する。さらに照明装置900は、導光板940上に配された集光カバー960と、集光カバー960の周囲を覆う拡散カバー950とを有する。実装基板920は基板表面に複数の半導体発光素子(LED)922が実装されてなる。図1(a)の領域Aの拡大断面図である図1(b)に示すように、導光板940は、反射部材930と対向する裏面を厚み方向に凹入してなる円錐状の凹状反射部944を複数有する。集光カバー960は、各々の凹状反射部944と重なる位置に微小なレンズ部961を複数有する。
On the other hand, the inventors assumed the configuration of the
この照明装置900では図1(b)のように、発光素子922から導光板940に入射された光L3、L4が凹状反射部944の斜面でレンズ部961側に反射される。光L3、L4は凹状反射部944の真上のレンズ部961で集光されて照明光となる。照明装置900では導光板940と凹状反射部944とを用いてレンズ部961に近距離より平行光を入射できる。これにより各凹状反射部944の真上に微小なレンズ部961を近接することで光の拡散を防止でき、良好な集光効果を期待することができる。
In the
ところで、照明装置900では、凹状反射部944から反射された光が光学的対向関係を有するレンズ部961で集光された後、対象面上に照射される。その際、複数のレンズ部961から照射される光が、対象面上に重ねられて照射される。そのため、凹状反射部944及びレンズ部961からなる個別の光学系が形成する照度分布が、照明装置900全体の照度分布に影響するという特性がある。
By the way, in the illuminating
図2は、想定される照明装置である照明装置900における導光板940と集光カバー960における集光原理の説明図であり、(a)は集光カバー960の中央部付近、(b)は左端周辺部、(c)は右端周辺部、(d)は全体の総和を示す。図2(a)に示すように、発光素子922の出射光は導光板940の裏面9411に形成された凹状反射部944によって出射面9410の方向に反射される。そのとき、凹状反射部944の反射面は中心軸944Aからずれた位置にあり、そこから反射される光、例えばq1、q2、q3、q4或はr1、r2、r3、r4の光は集光カバー960に入射後、レンズ部961により主出射方向前方に対して傾いた光に変換される。そのため、円推形状の凹状反射部944から出射される光の強度のピークは配向角0°から少しずれた位置に形成される。例えば、凹状反射部944における円錐の底面の直径が0.8mmの場合、配向角約±5°の角度に出射光の強度のピークが発生する。
FIGS. 2A and 2B are explanatory views of the light collecting principle of the
ここで、集光カバー60の中央部付近では発光素子922からの距離は左右でほぼ等しく、凹状反射部44に入光する光は左右ほぼ等しい。そのため、対象面上には均等な2つの照度のピークが形成される。このピーク間距離X0は、例えば約2mの距離Z2000の位置にある対称面上において数十cmとなる。
次に図2(b)に示すように、集光カバー960の左端部周辺に位置する導光板940の凹状反射部944で反射された光も同様に集光される。このとき、集光カバー960の左端部周辺では発光素子922からの距離が左右で異なり、左側の発光素子922からの距離が短く、右側の発光素子922からの距離が大きい。そのため、左側から凹状反射部944に入光する光は、右側から入光する光に比べて光束が大きく、t1、t2、t3、t4に基づき対象面上にはほぼ+5°にのみ照度のピークが形成される。
Here, in the vicinity of the central portion of the
Next, as shown in FIG. 2B, the light reflected by the concave reflecting
さらに図2(c)に示すように、集光カバー960の右端部周辺に位置する導光板940の凹状反射部944で反射された光も同様に集光される。このとき、集光カバー960の右端部周辺では右側の発光素子922からの距離が小さく左側の発光素子922からの距離が大きい。そのため、右側から凹状反射部944に入光する光は、左側から入光する光に比べて光束が大きく、u1、u2、u3、u4に基づき対象面上にはほぼ−5°にのみ照度のピークが形成される。
Further, as shown in FIG. 2C, the light reflected by the concave reflecting
そして、図2(a)ないしは(c)に示す照度分布を重畳すると、照明装置900として、図2(d)に示すような、配向角0°付近での照度の落ち込みが発生し対象面上には均等な2つの大きな照度のピークが形成される。この現象をリング状照度分布といい、照明装置900にはさらなる改善の余地がある。
そこで、発明者らは、複数のレンズ部を有する集光カバーと、複数の凹状反射部を有する導光板とを備える構成において、照射対象面上の照度分布を適正化する技術について鋭意検討を行い、本発明の実施の形態に係る照明装置に想到するに至った。
When the illuminance distribution shown in FIGS. 2 (a) or 2 (c) is superimposed, the
In view of this, the inventors have intensively studied a technique for optimizing the illuminance distribution on the irradiation target surface in a configuration including a light collecting cover having a plurality of lens portions and a light guide plate having a plurality of concave reflection portions. The inventors have arrived at the lighting device according to the embodiment of the present invention.
以下、本発明の実施の形態に係る照明装置について、図面を参照しながら説明する。
≪実施の形態≫
<照明装置100の構成>
図3は、実施の形態に係る照明装置100の構成及び設置例を示す、一部断面図である。照明装置100は、XY平面に平行な円板形状をなし、Z方向を主出射方向とする。図3に示すように、照明装置100は、照明器具1と、板バネ状の掛止部材3と、照明器具1を点灯させる電源ユニット4とを備えてなる。照明器具1は配線23により電源ユニット4と電気接続されている。掛止部材3は照明器具1の背面側にあるベース10に取着される。実施の形態では、照明装置100を天井に埋設する外径約136mmのダウンライトとしている。
Hereinafter, an illumination device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<< Embodiment >>
<Configuration of
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a configuration and an installation example of
照明装置100を設置する際には、天井2に設けた貫通孔2aを介し、天井2の裏面2bに電源ユニット4を載置する。貫通孔2aに対し、照明器具1をベース10が収納されるように配置する。このとき貫通孔2aの周縁に掛止部材3を掛止させる。これにより照明装置100を天井2に設置できる。
図4は、実施の形態に係る照明器具1の外観構成と内部構成を示す図である。図5は照明器具1の平面図である。図4及び図5に示すように、照明器具1は、外観構成はおよそベース10と点Oを中心とした円板形状の集光カバー60及びその周囲に設けられた円環状の拡散カバー50とで構成される。ベース10の切欠部16からは配線23が外部に延出される。点OはXY平面における照明器具1の中心を構成する。
When installing the
FIG. 4 is a diagram illustrating an external configuration and an internal configuration of the
尚、図4中の点線は、内蔵された実装基板20と、発光素子22と、基板本体21の位置を示す。
<照明器具1の構成>
図6は、実施の形態に係る照明器具1の内部構成を示す分解図(組立図)である。図7は、実施の形態に係る照明器具1の内部構成を示す断面図である。図6及び図7に示すように、照明器具1は、ベース10と、実装基板20と、反射部材30と、導光板40と、拡散カバー50と、集光カバー60とを有してなる。照明器具1は円板状の全体形状を有する。ベース10と、実装基板20と、反射部材30と、導光板40と、拡散カバー50の各外周形状は、照明器具1の全体形状に合わせて円形に形成される。
Note that dotted lines in FIG. 4 indicate the positions of the built-in mounting
<Configuration of
FIG. 6 is an exploded view (assembly drawing) showing an internal configuration of the
導光板40と集光カバー60はお互いに接しており、導光板40の厚み1.5mmに対して、集光カバー60の最大厚みは2.5mmで構成されている。導光板40の厚みが更に薄くなれば、それに比例して集光カバー60の厚みを薄くすることが可能である。
(ベース10)
ベース10は放熱特性に優れる材料、例えばアルミダイキャスト材料等の金属材料で構成される。ベース10は、中央側が深く周縁側が浅い二段底構造を有する本体部11と、本体部11の周囲に立設されたフランジ部12とを有する(図6)。フランジ部12には切欠部16が存在する。
The
(Base 10)
The
本体部11は、その中央側から周縁側に向けて、底が深い円板状の内側底部13と、底が浅い内側底部13と内側底部13の周縁に立設された側壁部14と、側壁部14の周囲に配された環状の外側底部15とを有する。
内側底部13には実装基板20と反射部材30とが順次重ねて載置される。外側底部15には導光板40の環状外周部43が載置される。
The
The mounting
フランジ部12はそのZ方向頂部付近において、拡散カバー50の側壁部52と例えば接着剤やシール部材を用いて接合される。
(実装基板20)
実装基板20は、環状の基板本体21と、基板本体21の表面(図6では反射部材30と対向する上面)に実装された複数の発光素子22と、配線23とを有し発光部を構成する。
The
(Mounting board 20)
The mounting
基板本体21は、例えば、セラミック材料や熱伝導樹脂等からなる絶縁層と、アルミニウム等からなる金属層とを積層した2層構造を有する。基板本体21の表面には発光素子22と配線23とを電気接続するための配線パターン(不図示)が形成されている。基板本体21の外径は側壁部14の内径とほぼ一致させている。
発光素子22は、一例としてLED素子を用いてなる。図7におけるB部を示す拡大断面図(図10)に示すように、発光素子22は素子本体220と、素子本体220を収納する素子筐体221とを有する。発光素子22は、基板本体21の上面に対し、主な出射方向が垂直(Z)方向を向くように、互いに一定間隔をおいて円環状の素子列を形成して実装される。実装基板20では、一例として合計18個の発光素子22が配線パターンに対し、COB(Chip on Board)技術を用いてフェイスアップ実装される。素子列の直径は約90mmである。
The
The
尚、基板本体21の上面は、発光素子22の出射光を効率良く導光板40側へ反射させるために反射面となっている。
配線23は、電源ユニット4側より発光素子22に電力供給を行うために用いられる。配線23の両端は、基板本体21の配線パターンと、電源ユニット4とに電気接続される。
The upper surface of the
The
(反射部材30)
反射部材30は、発光素子22からの出射光と導光板40から漏れ出た光とを効率よく導光板40側に反射する目的で配設する円板状の板状部材である。照明器具1において、反射部材30は実装基板20と導光板40との間に挟設される。反射部材30は、高反射特性を有する材料、例えば高光反射性ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、高反射ポリカーボネート(PC)樹脂、高光反射性ナイロン樹脂、高光反射性発泡樹脂等の何れかを用いて構成される。これらの樹脂材料を用いて反射部材30を射出成形することで、高精度で反射部材30を構成することができる。反射部材30は、少なくともその表面において反射特性を有していればよい。
(Reflection member 30)
The
図8(a)は、実施の形態に係る照明器具1の反射部材30の平面図、(b)は、(a)における断面A−Aで切断した断面図、(c)は裏面図である。図8に示すように、反射部材30は中央側から外側に向けて、内側反射部31と、凹入部32と、外側反射部33とを有する。反射部材30の外径は側壁部14の内径とほぼ一致させている。内側反射部31と外側反射部33とはそれぞれ上面310、330を有する(図8(b))。
Fig.8 (a) is a top view of the
内側反射部31(外側反射部33)は、実装基板20の発光素子22の実装位置より内側(外側)の位置に設けられる(図7)。内側反射部31(外側反射部33)は、導光板40より漏れた光を、上面310(320)において再度、導光板40側に反射させるための部位である。
凹入部32は、実装基板20における各発光素子22の実装位置の真上に対応する領域に設けられる。反射部材30を平面視する際、凹入部32は、反射部材30の上面(導光板40との対向面)における一定半径の円周領域を厚み(Z)方向に凹入させてなる(図8(b))。
The inner reflection part 31 (outer reflection part 33) is provided at a position inside (outside) the mounting position of the
The recessed
凹入部32の内部には、図7、図8(a)、(b)、(c)、図10に示すように、その円周方向に沿って、反射部材30の厚み方向に貫通する複数の開口34が一定間隔をおいて存在する。開口34は、実装基板20の発光素子22の実装位置の真上に存在する。開口34では、Y方向に沿って開口34を挟む両側には、発光素子22の出射光を反射する一対の側壁342、343が存在する。側壁342、343は図10に示すように、Y方向に沿って開口34の周縁を形成し、開口幅W34をおいて互いに近接される。この開口幅W34は発光素子22の幅W22と略等しいが、発光素子22が開口34に緩挿される程度に幅W22は開口幅W34よりも小さく構成されている。
As shown in FIGS. 7, 8 </ b> A, 8 </ b> B, 10 </ b> C, and FIG. 10, a plurality of penetrating members in the thickness direction of the reflecting
反射部材30は、上面310の中央に、後述する導光板の凸部46が緩挿される凹部36を有する。この凹部36に導光板40の後述する凸部46が緩挿されることにより導光板40の反射部材30に対する位置が規制される。
また、反射部材30の上面310に配向する裏面には、ベース10に対しネジ70により締結されるためのネジ穴38を有するボス37が形成されている。ベース10の穴17を挿通するネジ70が反射部材30のボス37におけるネジ穴38に螺合することにより、反射部材30はベース10に固定される。
The reflecting
Further, a
尚、図8(b)に示すように、凹入部32及び外側反射部33に背向する裏面35は実装基板20の基板本体21の表面形状に合わせた平坦面としている。
(導光板40)
[全体構成]
導光板40は、発光素子22の出射光を主としてXY平面方向に導光し、集光カバー60側及び拡散カバー50(Z方向)側に面発光させるために用いる。
As shown in FIG. 8B, the
(Light guide plate 40)
[overall structure]
The
図9(a)は、実施の形態に係る照明装置100の導光板40の構成を示す斜視図である。(b)は、(a)におけるE部拡大図である。導光板40は、図7及び図9に示すように、反射部材30の実装基板20との対向側とは反対側に配置される。導光板40の材料としては透光性に優れる材料、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ガラス等を挙げられる。本実施の形態では、アクリル樹脂としてポリメタクリル酸メチル樹脂を用いた。これらの材料を用いて導光板40を射出成形することで、反射部材30と同様に、高精度で導光板40を構成できる。
Fig.9 (a) is a perspective view which shows the structure of the light-
導光板40は円形板状であって、発光素子22からなる素子列に沿って円環状に形成された環状部42と、環状部42の環内側に環状部42と連続して形成された円板状の環内部41を備える。さらに、環状部42の環外側に環状部42と連続して形成された円環状の環状外周部43を備える。図7および図10において、符号W42で示す範囲が環状部42であり、符号W41で示す範囲が環内部41であり、符号W43で示す範囲が環状外周部43である。本実施の形態では、W41からW43までを合わせた導光板40の外径は約128mmであり、環内部41の直径は約80mmである。
The
導光板40の外径は側壁部14の内径とほぼ一致させている。環内部41の反射部材30側の面中央には凸部46を有する。この凸部46を反射部材30の凹部36に導光板40の緩挿することにより、反射部材30と導光板40との配置関係では位置ずれ誤差を無視できる程度に小さくできる。
また、導光板40は、集光カバー60側の面における環内部41の外縁よりも少し内側に、後述する集光カバー60の凸部62を緩挿するための凹部47を複数有する(図6)。本実施の形態では、例えば、この凹部47は、円板形状の導光板40の中心を基準に、約120°ずつ円周角を異ならせて3か所設けられている。そして、この凹部47は、導光板40と集光カバー60とを重ねた合わせた状態で後述するレンズ部61の中心とZ方向において重なる位置に配置されている。
The outer diameter of the
In addition, the
また、導光板40では一例として、環内部41の各外表面が、環状外周部43の各外表面よりも高く設定される(図7)。また、環内部41、環状外周部43の厚みも同一に設定されている。
[環状部42]
環状部42は、発光素子22の出射光を入光し導光板40の内側と外側とに導光させる部位である。照明器具1において、環状部42は反射部材30の凹入部32に挿入される(図7)。これにより環状部42は、実装基板20上の各発光素子22の実装位置を結ぶように連続的に形成される。
Moreover, in the
[Annular part 42]
The
図10(a)は、図7におけるB部を示す拡大断面図、(b)は(a)におけるF部を示す拡大断面図である。具体的な構成として、環状部42は図10に示すように、素子対向部420と、外側反射部422Aと、内側反射部422Bと、外側反射部422Aと内側反射部422B間に存在する境界部423とを有する。環状部42は、全体的な形状としては図7、図10に示すように、一定の厚みを持つ略V字断面形状を有する。Y方向に沿った環状部42の両側には、外側反射部422A及び内側反射部422Bと反対側に、外側反射部422A及び内側反射部422Bと同様の傾斜面を有する外側側面部424A及び内側側面部424Bが存在する(図10)。
10A is an enlarged cross-sectional view showing a portion B in FIG. 7, and FIG. 10B is an enlarged cross-sectional view showing an F portion in FIG. As a specific configuration, as shown in FIG. 10, the
素子対向部420は、発光素子22と近接配置され、且つ、発光素子22の出射面と対向配置される部位であり光導入部を構成する。発光素子22と対向する素子対向部420の表面形状は、ここでは一例として平坦面としている(図9(b))。従って素子対向部420はY方向に沿って、幅W420を挟んで両側に位置する端部(入光端部420A、420B)を有する(図10)。ここで、素子対向部420の幅W420は、反射部材30における開口34の開口幅W34と略同一である。そして、導光板40の素子対向部420と反射部材30の側壁342、343との開口幅W34とが互いに対向するように位置関係が設定されている。これは、開口34において、発光素子22の出射光量が発散することなく、導光板40に導光するように設定したものである。
The
外側反射部422A及び内側反射部422Bは、導光板40において、素子対向部420が形成された面と反対側の面(図10では上面)に配設される。外側反射部422A及び内側反射部422Bは、具体的には垂直(Z)方向に対し、素子対向部420より遠ざかるにつれて滑らかに傾斜角度が増大する傾斜面を有する。さらに外側反射部422A及び内側反射部422Bは、垂直(Z)方向に対して互いに略線対称の形状を有する。外側反射部422A及び内側反射部422Bは上記のような傾斜面を有することで、素子対向部420より直上(Z)方向に沿って入射した入射光をその表面において正反射させ、導光板40内に効率よく導光させることができる。
The
境界部423は、外側反射部422Aと内側反射部422Bの間にある突起形状であって、境界部423のサイズをできるだけ小さくしている。これにより、照明装置100の駆動時に発光素子22からの出射光が境界部423を突き抜けて直接光となりにくいように調整されている。
境界部423は、入光端部420Aと入光端部420Bを結ぶ線分上の入光端部420A側からほぼ1:9に内分した点420CのZ方向上方に位置する。そのため、X方向において境界部423は発光素子22の中心からδだけ左方に位置する。本δは、発光素子22の幅W22に対して、0.6〜0.7倍の範囲であることが好ましい。これにより、素子対向部420から入光した光は、ほぼ1:9の割合で各々外側反射部422A及び内側反射部422Bに導かれ、ほぼ1:9の割合で各々環状外周部43及び環内部41に導光されるよう調整されている。
The
The
環状部42の外側反射部422A及び内側反射部422B、外側側面部424A及び内側側面部424Bには、光反射処理が施されている。光散乱処理が施されているため、素子対向部420に入射した光は全反射され、環状外周部43及び環内部41に導光される。
[環内部41]
環内部41は、環状部42より導光板40の内部に入射された発光素子22の光を発光素子22の実装位置よりも内側に導光し、Z方向に向けて反射させる部位であり円板状の環内導光部を構成する。
The
[Inside ring 41]
The
環内部41のZ方向側を向いた出射面410は、環内部41内を導光される光が全反射するよう反射処理がされている。また、一定角度以上で環内部41内に入射した光の一部が出射する光出射面となっている。
環内部41の出射面410の裏側の裏面411にも、環内部41内を導光される光が全反射するよう反射処理がされている。併せて、環内部41内に導光される光を出射面410側に反射させるために、裏面411の一部を凹入させてなる複数の凹状反射部44が設けられている。したがって、環状部42から環内部41に入射した光は環内部41内を導光され凹状反射部44において出射面410側に反射され、出射面410からZ方向に出射される。
The
The
凹状反射部44は、図7に示すように、環内部41の裏面411において等ピッチで単位面積当たりの個数が略均一となるように配設されており、これにより出射面410から全体から均一に光が出射されるようになっている。本実施の形態では、凹状反射部44は、半径方向におけるピッチを約3mmとし、環内部41の範囲W41にわたり26列配置されている。環内部41における凹状反射部44の総個数は491個である。凹状反射部44の形状の詳細については後述する。
As shown in FIG. 7, the
[環状外周部43]
環状外周部43は、環状部42より導光板40の内部に入射された発光素子22の光を発光素子22の実装位置よりも外側に導光し、Z方向に向けて反射させる部位であり環状導光部を構成する。環状外周部43の外周縁部は、ベース10の本体部11上に載置された状態で、本体部11と拡散カバー50の側壁部52とで挟持されている。
[Annular outer periphery 43]
The annular outer
環状外周部43のZ方向側の面は出射面430であり、環状外周部43内を導光される光が全反射するよう反射処理がされている。また、一定角度以上で環状外周部43内に入射した光の一部が出射する光出射面となっている。
環状外周部43の出射面430の裏側の面431にも、環状外周部43内を導光される光が全反射するよう反射処理がされている。併せて、環状外周部43内に導光される光を出射面430側に反射させるために、面431の一部を凹入させてなる複数の凹状反射部45が設けられている。したがって、環状部42から環状外周部43に入射した光は環状外周部43内を導光され凹状反射部45において出射面430側に反射され、出射面430からZ方向に出射される。
The surface on the Z direction side of the annular outer
The
凹状反射部45は、図7に示すように、環状外周部43の面431において等ピッチで単位面積当たりの個数が略均一となるように配設されており、これにより出射面430から全体から均一に光が出射されるようになっている。本実施の形態では、凹状反射部44は、半径方向におけるピッチを約1.7mmとし、環状外周部43の範囲W43において片側8列(左右両側では16列)配置されている。環状外周部43における凹状反射部45の総個数は1571個である。凹状反射部45の形状は後述する凹状反射部44の形状と同じである。
[凹状反射部44]
図11は、図7におけるC部を示す拡大断面図である。図11に示すように、導光板40の裏面には、裏面411の一部を凹入させてなる複数の凹状反射部44が設けられている。凹状反射部44は、出射面410側に頂部を向けた円錐形状の凹陥部である。したがって、円錐の底面に当たる部分は、裏面411に開いた開口である。ここで、XY平面方向においては、XY方向を平面視したときに複数の凹状反射部44の各々とレンズ部61とが個別に光学的な対向関係を保って配置されていることが必要である。「光学的な対向関係を保って配置」されているとは、凹状反射部44で反射されレンズ部61に入光した光が照明光として集光する位置関係にあって、さらに以下の関係にあることを指す。すなわち、対向関係にある凹状反射部44とレンズ部61において凹状反射部44の中心位置44Aが、レンズ部61の中心軸61Aよりも導光板40の中心に近づくようにズレて配置されている。その上で、そのズレ量が導光板40の周縁に近いものほど、導光板の中心に存するものよりも大きく調整されている関係にあることを指す。そして、凹状反射部44は、集光カバー60のレンズ部61と同数設けられている。
As shown in FIG. 7, the concave reflecting
[Concave reflector 44]
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing a portion C in FIG. As shown in FIG. 11, a plurality of concave reflecting
なお、凹状反射部44とレンズ部61との位置関係は、凹状反射部44からの反射光を主面に垂直な主出射方向に集光できる構成であれば上記態様に限られず変更可能である。
図12は、照明器具1の導光板40における凹状反射部44の断面形状を示す模式図である。導光板40の板厚t1は、本実施の形態では約1.5mmである。凹状反射部44は、円錐角θ、高さh、中心軸を44Aとする円錐形状の凹陥部である。円錐の部分は底面を開口とする空間である。θは、76°±1°、hは、0.4以上0.7mm以下、先端のrは、約0.1mmとした。しかしながら、上記は一例であって、凹状反射部44の形状は、上記に限られない。例えば、導光板40の材料の屈折率を考慮して、凹状反射部44の円錐角を調整することができる。
The positional relationship between the
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a cross-sectional shape of the concave reflecting
なお、環内部41および環状外周部43に施される光反射部は上記に限定されず変形例にて後述するように変更可能である。
(集光カバー60)
[全体構成]
集光カバー60は、導光板40から出射される光を入射してZ方向に出射して集光させるために用いる。集光カバー60は透光性材料、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラス等を用いて構成される。本実施の形態では、アクリル樹脂としてポリメタクリル酸メチル樹脂を用いた。
In addition, the light reflection part given to the ring inside 41 and the ring outer
(Condensing cover 60)
[overall structure]
The condensing
図13は、(a)は、照明器具1の集光カバー60の平面図、(b)は、(a)におけるG部拡大図、(c)は側面図、(d)は裏面図である。図7及び図13に示すように、集光カバー60は点600Aを中心とする円板形状であり、導光板40の環内部41の出射面410を覆うレンズ領域63と、レンズ領域の外周に位置する周縁部64とを有する。図7および図13において、符号W63で示す範囲がレンズ領域63であり、符号W64で示す範囲が周縁部64である。本実施の形態では、レンズ領域63は約80mmである。集光カバー60の中心600Aは、XY平面における照明器具1の中心0(図5)と同一の位置にある。
13A is a plan view of the
集光カバー60は、裏面65を導光板40の出射面410に接触させ、周縁部64を後述する拡散カバー50の裏面511に当接させた状態で、導光板40と拡散カバー50との間に挟設される。このとき、集光カバー60のレンズ領域63は拡散カバー50の開口53に適合し、レンズ領域63は開口53から露出した状態となる(図7)。
集光カバー60は、裏面65における周縁部64よりも内方に、上述した導光板の凹部47に緩挿される凸部62を複数有する。この凹部36に導光板40の後述する凸部46が緩挿されることにより導光板40の反射部材30に対する位置が規制される。本実施の形態では、例えば、凸部62は、レンズ領域63の中心600Aを基準に、約120°ずつ円周角を異ならせて3か所設けられている。尚、凸部62は、後述するレンズ部61の中心に各々配置される。これは、配向特性上、レンズ部61の中心が凸部62に起因する照度のムラが最も目立たない位置であるからである。
The
The condensing
[レンズ部61]
レンズ部61の平面方向における配置について説明する。図13(a)に示すように、集光カバー60のレンズ領域63は、複数のレンズ部61を有する。図13(b)に示すように、レンズ部61は、レンズ領域63の中心600Aを基準に、円周間のピッチをpとする同心円の円周状にレンズ部61の中心が位置するように配置される。また、各円周上には、隣接するレンズ部61の中心間の円弧上の距離がピッチpと最も近くなる個数のレンズ部61が配置される。本実施の形態では、中心600Aから1列目の円周上にはレンズ部61が6個配置され、2列目の円周上にはレンズ部61が13個配置される構成を採る。また、レンズ部61の総数は491個である。
[Lens 61]
The arrangement of the
次に、レンズ部61の断面形状について説明する。図14は、照明装置100の集光カバー60におけるレンズ部61と導光板40における凹状反射部44の断面を示す模式図である。導光板40の板厚t1は、上述したように約1.5mm、集光カバー60の最大厚みは2.5mmである。図12に示すように導光板40と集光カバー60とは、各々凹状反射部44からレンズ部61に至る光路において互いに接している部分を有する。レンズ部61は、図14に示すように、レンズ面610の頂点610Aを通りZ軸と平行な中心軸61Aと導光板40の裏面411との交点610Bを中心とした非球面形状からなるレンズ面610を有する。レンズ面610の半径rは、導光板40の裏面411からレンズ面610の頂点610Aまでの距離をt2、屈折率をnとしたとき、中心軸44Aとの角度θの関数として次式で規定される。
Next, the cross-sectional shape of the
r=(n−1)×t2/(n−cosθ)
尚、本実施の形態では、t2は、4.0mm、nは、1.491とした。
(レンズ部61と凹状反射部44との位置ずれ配置(オフセット))
照明装置10では、導光板40及び集光カバー60の中心では、凹状反射部44は、円錐の中心線が、集光カバー60に設けられたレンズ部60の中心線と各々が一致する位置に配置されている。他方、導光板40及び集光カバー60の中心を除く位置では、図14に示すように、レンズ部61の中心軸61Aと、凹状反射部44における円錐の中心軸44Aとは、X方向に距離dだけ位置がずれて配置されている。
r = (n−1) × t 2 / (n−cos θ)
In this embodiment, t 2 is 4.0 mm and n is 1.491.
(Position misalignment between the
In the illuminating
図15は、照明器具1の導光板40の凹状反射部44のXY方向の配置を集光カバー60のレンズ部61のXY方向の配置と重ねて示した説明図である。図15に示すように、レンズ部61は、上述のとおり、レンズ領域63の中心600Aを基準に、半径方向のピッチをP61とする同心円の円周状にレンズ部61の中心軸61Aが位置するように配置される。これに対し、凹状反射部44は、同じく中心600Aを基準に、半径方向のピッチをP44とする同心円の円周状に凹状反射部44の円錐の中心軸44Aが位置するように配置される。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing the arrangement in the XY direction of the concave reflecting
中心600Aを基準とする半径方向においては、凹状反射部44の中心軸44Aは、最も近接するレンズ部61の中心61Aと中心600Aとを結ぶ直線上に位置する。
本実施の形態では、中心600Aから1列目の円周上には凹状反射部44が6個配置され、2列目の円周上には凹状反射部44が13個配置される構成を採る。また、環内部41における、凹状反射部44の総数はレンズ部61と同じく491個である。
In the radial direction with reference to the
In the present embodiment, a configuration is adopted in which six concave reflecting
図16は、図7におけるD部を示す拡大断面図である。
図16に示すように、集光カバー60の中心600Aにおいては、レンズ部61の中心軸61Aは、凹状反射部44の中心軸44Aと同じ中心600Aに位置する。
次に、凹状反射部44の半径方向のピッチをP44は、中心600Aからの距離にかかわらず一定である。また、レンズ部61の半径方向のピッチをP61も、中心600Aからの距離にかかわらず一定である。そして、凹状反射部44のピッチをP44は、レンズ部61のピッチをP61よりも小さく設定されている。本実施の形態では、一例として、レンズ部61のピッチをP61は3.05mm、凹状反射部44のピッチをP44は、3.022mmから3.034mmとした。しかしながら、各ピッチの値は上記に限られず適宜選択可能である。これにより、レンズ部61の中心軸61Aは、凹状反射部44の中心軸44Aよりも、半径方向の外側に位置する。中心600Aを中止とする同心円における中心600Aから1列目の円周上では、ピッチをP61とピッチをP44との差dに相当する長さだけレンズ部61の中心軸61Aは、凹状反射部44の中心軸44Aよりも半径方向の外側に位置する。この両方の中心の半径方向における距離をずれ量(オフセット量)d1とする。
FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view showing a portion D in FIG.
As shown in FIG. 16, at the
Then, P 44 in the radial direction of the pitch of the concave reflecting
同様に、中心600Aから2列目の円周上では、ピッチをP61とピッチをP44との差dの2倍に相当する長さだけレンズ部61の中心軸61Aは、凹状反射部44の中心軸44Aよりも半径方向の外側に位置する。この両方の中心の半径方向における距離をずれ量d2とする。
また、中心600Aから3列目の円周上では、ピッチをP61とピッチをP44との差dの3倍に相当する長さだけレンズ部61の中心軸61Aは、凹状反射部44の中心軸44Aよりも半径方向の外側に位置する。この両方の中心の半径方向における距離をずれ量d3とする。
Similarly, in the second column on the circumference from the
Further, the third row from the
このように、ずれ量dnは、集光カバー60の中心600Aにおいて0であり、中心600Aからレンズ部61までの距離に基づいて定まり、中心600Aからレンズ領域63の周縁部64に向けて増加している。
以上説明したように、本実施の形態では、環内部41の中心O付近から周縁までに存する凹状反射部44の中心位置44Aは、各々が光学的な対向関係を有するレンズ部61の中心位置61Aよりも、環内部41の半径方向中心Oに近づくように位置がずれて配置されている。また、環内部41の周縁付近に存する凹状反射部44の位置は、前記環内部の中心付近に存する凹状反射部44の位置よりもずれの量が大きい。また、ずれの量は、環状部41の中心Oから周縁に向けて漸次増加している構成を採る。
Thus, the shift amount d n is 0 at the
As described above, in the present embodiment, the
(拡散カバー50)
拡散カバー50は、導光板40の環状外周部43からの出射光をさらに散乱させることにより均一な輝度分布の面発光を得る目的で配設する。拡散カバー50は透光性材料、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラス等の何れかを用いて構成される。
(Diffusion cover 50)
The
図7及び図13に示すように、集光カバー60は、集光カバー60のレンズ領域63を露出させるための開口53が中央部に形成された円環部51を有する円環形状である。そして、円環部51の周縁に側壁部52を有し、側壁部52をベース10のフランジ部12に嵌合させて照明装置100は組立てられる。組み立てられた状態で円環部51の表面510は照明器具1の外観を構成する。このとき、拡散カバー50の裏面511は集光カバー60の周縁部64を当接し、集光カバー60を導光板40に圧接する。また、裏面511に立設されたリブ54は、導光板40の環状外周部43の出射面430に当接し、導光板40をベース10に圧接する。拡散カバー50の側壁部52とベース10のフランジ部12とは図示しない樹脂バネ等によって固定される。図7において、符号W53で示す範囲が開口53であり、本実施の形態では、は約80mmである。
As shown in FIGS. 7 and 13, the condensing
円環部51には光散乱処理が施され、導光板40の環状外周部43からの出射光を効率よく散乱するように調整される。光散乱処理としては、例えば導光板40と対向する円環部51の表面を微細に凹凸処理することが挙げられる。
<照明装置100の動作>
以上の構成を有する照明装置100をユーザが使用する際は、照明装置100に電源投入する。照明装置100では、商業用電源に接続された電源ユニット4から配線23を介して各発光素子22に電力供給がなされる。これにより各発光素子22から出射光が生ずる。
The
<Operation of
When the user uses the
発光素子22の出射光は、反射部材30の開口34を介し、素子対向部420より導光板40の環状部42内部に入射する。入射光は導光板40の内部で正反射を繰り返し、環内部41と環状外周部43の両方の内部に拡散する。また、導光板40より下方に漏れ出た光は反射部材30の上面310、330(図8)において反射され、再度、導光板40側に入射される。
Light emitted from the
導光板40の裏面411に形成された凹状反射部44によって出射面410の方向に反射された発光素子22の出射光は、導光板40の出射面側から出射されて集光カバー60に入射される。入射光は集光カバー60のレンズ部61により照明光として主出射方向の対象面に集光される。
他方、導光板40の裏面431に形成された凹状反射部45によって出射面430の方向に反射された発光素子22の出射光は、導光板40の上面側から出射され拡散カバー50に入射される。入射光は光散乱処理された拡散カバー50の円環部51でさらに拡散され、最終的に照明光として外部に出射される。
The emitted light of the
On the other hand, the emitted light of the
以上、説明したとおり、本実施の形態の照明装置100により、拡散カバー50から照射される円環状の拡散光の内周側を通り、集光カバー60から円板状のスポット光が対象面に向けて照射される。
<照明装置100で奏される効果>
照明装置100を駆動させた場合、以下に挙げる諸効果を期待することができる。
As described above, the
<Effects produced by
When the
(照明装置100の薄型化に関する効果)
図27に示した従来の照明装置800では、例えば照度分布において上述のとおり1/2ビーム角を±45°以内に設定する場合、蛍光体層8022の径を60mmとすると、フレネルレンズ803の径は162mmとなる。このとき、発光素子8021とフレネルレンズ803との間の光路(距離Y0)として27mmを確保しなければならない。これにより照明装置800において薄型化を図ることは困難である。
(Effects regarding thickness reduction of lighting device 100)
In the
これに対して照明装置100では、各凹状反射部44の真上(Z)方向に位置する上レンズ部61に対し、各凹状反射部44より近距離より平行光を入射できる。従って、照明器具1の厚み(Z)方向における発光素子22と集光カバー50との間の光路を比較的短くできる。これにより照明器具1の厚みY1を18mm程度以下にまで抑制でき、照明装置100の薄型化を良好に図ることが可能である。
On the other hand, in the illuminating
(配向特性に関する効果)
[具体的効果]
図17は、照明装置100における導光板40と集光カバー60における集光原理の説明図であり、(a)は集光カバー60の中央部付近、(b)は左端周辺部、(c)は右端周辺部、(d)は全体の総和を示す。図17(a)に示すように、発光素子22の出射光は導光板40の裏面411に形成された凹状反射部44によって出射面410の方向に反射される。そのとき、凹状反射部44の反射面は中心軸44Aからずれた位置にあり、そこから反射される光、例えばs1、s2、s3、s4或はt1、t2、t3、t4の光は集光カバー960に入射後、レンズ部961により主出射方向前方に対して傾いた光に変換される。そのため、円推形状の凹状反射部44から出射される光の強度のピークは配向角0°から少しずれた位置に形成される。例えば、凹状反射部944における円錐の底面の直径が0.8の場合、配向角約±5°の角度に出射光の強度のピークが発生する。
(Effects on orientation characteristics)
[Specific effects]
FIGS. 17A and 17B are explanatory views of the light collecting principle of the
ここで、集光カバー60の中央部付近では発光素子922からの距離は左右でほぼ等しく、凹状反射部44に入光する光は左右ほぼ等しい。そのため、対象面上には均等な2つの照度のピークが形成される。このピーク間距離X0は、例えば約2mの距離Z2000の位置にある対称面上において数十cmとなる。
次に、図17(b)は、集光カバー60の左端周辺部を示している。左端周辺部では、集光カバー60の左端部周辺では発光素子22からの距離が左右で異なり、左側の発光素子22からの距離が短く、右側の発光素子22からの距離が大きい。そのため、左側から凹状反射部44に入光する光は、右側から入光する光に比べて光束が大きい。照明装置100では、集光カバー60の左端周辺部では、レンズ部61の中心軸61Aは、凹状反射部44の中心軸44Aに対し左方に距離dだけ位置がずれて配置されている構成を採る。したがって、凹状反射部44の反射面は中心軸44Aからは左方にずれた位置にあるものの、レンズ部61の中心軸61Aの直下又は微小な距離だけ右方にずれた位置にある。それゆえ、左側から凹状反射部44に入光し反射される光、例えばu1、u2、u3、u4の光は集光カバー60に入射後、レンズ部61により主出射方向前方に垂直な光に変換される。そのため、集光カバー60の左端部周辺に位置する導光板40の凹状反射部44で反射された光は、5°以下の角度θ1に集光され、対象面上には角度θ1にのみ照度のピークが形成される。
Here, in the vicinity of the central portion of the
Next, FIG. 17B illustrates the left end peripheral portion of the
次に、図17(c)は、集光カバー60の右端周辺部を示している。右端周辺部では、集光カバー60の右端部周辺では発光素子22からの距離が左右で異なり、右側の発光素子22からの距離が短く、左側の発光素子22からの距離が大きい。そのため、右側から凹状反射部44に入光する光は、左側から入光する光に比べて光束が大きい。照明装置100では、集光カバー60の右端周辺部では、レンズ部61の中心軸61Aは、凹状反射部44の中心軸44Aに対し右方に距離dだけ位置がずれて配置されている構成を採る。したがって、凹状反射部44の反射面は中心軸44Aからは右方にずれた位置にあるものの、レンズ部61の中心軸61Aの直下又は微小な距離だけ左方にずれた位置にある。それゆえ、右側から凹状反射部44に入光し反射される光、例えばv1、v2、v3、v4の光は集光カバー60に入射後、レンズ部61により主出射方向前方に垂直な光に変換される。そのため、集光カバー60の右端部周辺に位置する導光板40の凹状反射部44で反射された光は、5°以下の角度−θ1に集光され、対象面上には角度−θ1にのみ照度のピークが形成される。
Next, FIG. 17C shows the right end peripheral portion of the
そして、図17(a)ないしは(c)に示す照度分布を重畳すると、照明装置100として、図17(d)に示すような、対象面上には角度0°に照度のピークを有する照度分布が形成される。
[性能確認結果1]
照明装置100における集光カバー60のレンズ領域63内の位置ごとの配向特性の変化について、光学シミュレーションによる計算を行った。図18は、照明装置100のレンズ領域63内の位置ごとの配向特性の計算に用いたマスキングパターン700を示す模式図である。マスキングパターン700は、中心から距離rだけ離れた位置に中心がある直径20mmの開口710を有する直径80mmの円板形状のマスク領域720を有する。このマスク領域720を集光カバー60のレンズ領域63に位置合わせした状態を想定し、照明装置100における開口部分から照射される照明光の配向特性を光学シミュレーションにより求めた。
Then, when the illuminance distribution shown in FIGS. 17A to 17C is superimposed, the illuminance distribution having an illuminance peak at an angle of 0 ° on the target surface as shown in FIG. Is formed.
[Performance confirmation result 1]
The change of the orientation characteristic for each position in the
図19は、照明装置100の配向特性の計算結果を示す特性図である。図19(a)は導光板40の環内部41の中心からφ20mm範囲からの照明光を、(b)は環内部41の中心から10mm離れた位置を中心とするφ20mm範囲からの照明光を(c)は20mm離れた位置を中心とするφ20mm範囲からの照明光、(d)は30mm離れた位置を中心とするφ20mm範囲からの照明光の配向特性を各々示す。レンズ部61のピッチをP61は3.05mm、凹状反射部44のピッチをP44は、3.024mmとした。それぞれの特性図は、図18におけるX方向における配向特性を示したものである。
FIG. 19 is a characteristic diagram showing the calculation result of the orientation characteristic of the
図19(a)に示す中心からφ20mm範囲からの照明光では、配向角±8°に各々照度のピークがあり配向角0°付近に照度の落ち込みがある。図19(b)に示す中心から10mm離れた位置を中心とするφ20mm範囲からの照明光では、2つの照度のピークとその間の照度の落ち込みは右方に移動するとともに、左側のピークにおける照度は増加し右側のピークにおける照度は減少する。図19(c)に示す中心から20mm離れた位置を中心とするφ20mm範囲からの照明光では、2つのピークとその間の落ち込みはさらに右方に移動し、左側のピークにおける照度はさらに増加し右側のピークにおける照度はさらに減少する。そして、中心から30mm離れた位置を中心とするφ20mm範囲からの配向特性を示す図19(d)では、配向角0°付近での照度の落ち込みは解消し、左側の照度ピークが配向角0°付近に位置し、右側のピークにおける照度値はさらに減少する。
In the illumination light from the φ20 mm range from the center shown in FIG. 19A, there is an illuminance peak at the orientation angle ± 8 °, and there is a drop in illuminance near the orientation angle of 0 °. In the illumination light from the φ20 mm range centered at a
このように、中心から各々10mm、20mm、30mm離れた位置を中心とするφ20mm範囲からの照明光では、照度の落ち込みは、中心からの距離rの増加に伴って右方に移動する。
次に、照明装置100における集光カバー60全面から照射される光の配向特性について、マスキングパターン700を外した条件で光学シミュレーションによる計算を行った。図20は、照明装置100における集光カバー60全面から照射される光の配向特性を示す特性図である。図20に示すように配向角0°に単一のピークを有する照度分布が得られる。このように、集光カバーの異なる位置から出射される光の配向特性を異ならせて、各々の照度分布における凹凸が互いに補完されるように重畳させる。これにより、配向角0°付近での照度の落ち込みを改善でき、配向角0°に単一のピークを有する照度分布が得られる。
As described above, in the illumination light from the φ20 mm range centered at
Next, with respect to the alignment characteristics of the light irradiated from the entire surface of the
[性能確認結果2]
照明装置100におけるレンズ部61のピッチをP61は3.05mmとし、凹状反射部44のピッチをP44を、3.034mmから3.022mmまで変化させて、配向特性の変化について、光学シミュレーションによる計算を行った。図21は、照明装置100において、レンズ部61のピッチP61に対する凹状反射部44のピッチをP44比率を変化させた場合の集光カバー60全面から照射される光の配向特性の変化を示す特性図である。図中の括弧内に、ピッチP61に対するピッチをP44の比率を示す。配向角0°における照度のピークは、ピッチP61に対するピッチP44の比率が99.48%から減少するのに伴い増加し、99.15%のときに最大となる。また、99.24%以下99.08%以上において照度分布は凹凸のない連続的な曲線を示す。
[Performance confirmation result 2]
The pitch of the
[性能確認結果3]
照明装置100の配向特性について、光学シミュレーションによる計算を行った。図22は、照明装置100の配向特性の計算結果を示す特性図である。図22(a)は、中心Oに照明装置100を設置し0°方向を主出射方向として点灯させ、光源の前方2mにある対象面を照射したときの照度の分布を円周方向に配向角、半径方向を照度として円周座標上に示した特性図である。また、(b)は直交座標に示した特性図である。
[Performance confirmation result 3]
About the orientation characteristic of the illuminating
照明装置100におけるレンズ部61のピッチをP61は1.8mm、凹状反射部44のピッチをP44は、1.795mm、導光板40の厚みt1を1.5mmとした。
同様に、比較例としてレンズ部61のピッチをP61と凹状反射部44のピッチを等価とした場合の光学シミュレーションによる計算を行った。図23は、照明装置100の比較例の配向特性の計算結果を示す特性図である。比較例では、レンズ部61のピッチをP61と凹状反射部44のピッチをP44は1.8mm、導光板40の厚みt1は1.5mmとした。その他の条件は照明装置100と同じである。
P 61 the pitch of the
Similarly, as a comparative example, calculation was performed by optical simulation in the case where the pitch of the
図22(a)及び(b)に示すように、照明装置100では、配向性を評価するための尺度のひとつである1/2ビーム角θ1は18°となった。比較例では1/2ビーム角θ2は25°であった。ここで、1/2ビーム角とは、光源の直下照度の1/2の照度になる点と光源中心を結んだ線と、光源中心の鉛直方向線とのなす角度を指し配光の度合いを示す。従来のフレネルレンズを用いた集光型の照明装置では、1/2ビーム角は45°であった(特許文献1)。これに対し、照明装置100では、1/2ビーム角を18°に低減することができる。また、比較例に対しても、25°であった1/2ビーム角を、上述したように18°に低減することができる。
As shown in FIGS. 22A and 22B, in the
また、図22(a)及び(b)に示すように、照明装置100では、図23(a)及び(b)において示される、比較例における、配向角0°付近での照度の落ち込みを解消することができる。
同様に、照明装置100において、レンズ部61のピッチP61と凹状反射部44のピッチをP44は共に拡大した場合の光学シミュレーションによる計算を行った。図24は、照明装置100の配向特性の計算結果を示す特性図である。照明装置100におけるレンズ部61のピッチをP61は3.05mm、凹状反射部44のピッチをP44は、3.03mm、導光板40の厚みt1を1.5mmとした。
Further, as shown in FIGS. 22A and 22B, the
Similarly, in the
図24(a)及び(b)に示すように、照明装置100では、1/2ビーム角θ3は18°となり、θ1と同じになった。
さらに、図24では、図22及び図23において見られた配向角±40°から45°において見られた照度300cd程度のピークが解消していることが確認された。配向角±40°から45°に存するピークは、凹状反射部44からの反射光が凹状反射部44と個別に光学的な対向関係を有するレンズ部61の周囲のレンズ部61に入光することによって発生すると考えられる。図24の条件では、レンズ部61のピッチP61と凹状反射部44のピッチをP44は共に拡大し、導光板40の厚t1(1.5mm)に対するP61とP44の比率を約2以上に増加させた。これにより、周囲のレンズ部61に入光することを防止でき、配向角±40°から45°付近に生じる照度300cd程度のピークを解消できたと考えられる。また導光板40における凹状反射部44の半径方向のピッチは、導光板の厚t1みの1.5倍以上2.5倍以下、より好ましくは2以上2.5倍以下であることが好ましい。導光板40の厚t1が厚くなると、それに伴い、導光板40における凹状反射部44の半径方向のピッチが大きくなるため、単位面積当たりの導光板40における凹状反射部44の面積比率が小さくなり、放射強度(全光束)が小さくなる。したがって、導光板40の厚t1は、配向角±40°から45°付近に生じる照度ピークを解消したうえで出来るだけ薄くすることが望まれる。
As shown in FIGS. 24A and 24B, in the
Furthermore, in FIG. 24, it was confirmed that the peak of about
(小括)
以上、説明したとおり、照明装置100では、上記した構成におり、集光型の照明装置において、配向角0°付近での照度の落ち込みを解消しつつ、1/2照度角18°の配向角を実現することができた。また、配向角±40°から45°付近に生じる照度ピークの解消を図ることができた。本方式を採ることにより、薄型であって狭配向を実現可能な照明装置を提供することが可能となる。
(Brief Summary)
As described above, the
≪変形例≫
以上、実施の形態に係る照明装置100について説明したが、例示した照明装置100を以下のように変形することも可能であり、本発明が上述の実施の形態で示した通りの照明装置100に限られないことは勿論である。
上記した実施の形態に係る照明装置100では、凹状反射部44は、図12に示すように高さhを一定とする構成とした。しかしながら、凹状反射部44の高さをレンズ領域63の場所によって異なるような構成としてもよい。
≪Modification≫
The
In the illuminating
図25は、変形例に係る照明装置100Aにおいて、照明装置100に係る図7のD部と同じ部分を示す拡大断面図である。照明装置100Aでは、凹状反射部44の高さhは、集光カバー60の中心600Aからレンズ領域63の周縁64に向けて増加し、高さhは中心600Aから凹状反射部44までの距離に基づいて定まる構成とした。すなわち、凹状反射部44の高さhは、中心600Aからn列目の円周上の凹状反射部44の高さをhiとすると、図25に示すように、h0<h1<h2<h3<h4<h5<h6となるよう構成されている。すなわち、凹状反射部44の高さは、導光板40の中心で最も低く、中心から周縁付近にかけて漸次増加し、周縁付近で最も高く構成されている。その他の構成については、照明装置100と同じであり説明を省略する。
<照明装置100Aで奏される効果>
照明装置100Aを駆動させた場合、以下に挙げる諸効果を期待することができる。
FIG. 25 is an enlarged cross-sectional view showing the same part as the portion D of FIG. 7 related to the
<Effects produced by lighting device 100A>
When the illumination device 100A is driven, the following effects can be expected.
(配向特性について)
[具体的効果]
図26は、変形例に係る照明装置100Aにおける導光板40と集光カバー60における集光原理の説明図であり、(a)は比較例における集光カバー60の中央部付近、(b)は変形例における中央部付近、(c)は変形例における周辺部の状態を示す。
(Orientation characteristics)
[Specific effects]
FIG. 26 is an explanatory diagram of the light collection principle of the
凹状反射部44の大きさは反射光の光束に影響し、凹状反射部44のサイズが大きい方が反射光の光束は大きく照明装置として効率は高い。凹状反射部44のサイズは、円錐形状の凹状反射部44における円錐の高さと底面の半径で表される。しかしながら、図27(a)に示すように、集光カバー60の中央部付近では、凹状反射部44のサイズが大きく底面の半径が大きい場合、反射光はレンズ部61の周辺部に入光し配向角は拡大する。これは、凹状反射部44の反射面のレンズ部61の中心軸61Aに対する位置ずれ量δが大きいためである。
The size of the concave reflecting
変形例では、図27(b)に示すように、集光カバー60の中央部付近では凹状反射部44のサイズを縮小することにより底面の半径を縮小し、凹状反射部44の反射面のレンズ部61の中心軸61Aに対する位置ずれ量δを減少した。これにより、レンズ部61の周辺部への入光を防止し配向角の拡大を防止した。
他方、集光カバー60の周辺部付近では、上述したように凹状反射部44の中心軸44Aはレンズ部61の中心軸61Aに対して半径方向中心方向にオフセットされている。また、集光カバー60の周縁部付近では、図27(c)において、左側に存在する光源との距離が近く、実線で示す矢印からの光線の強度が、点線で示す矢印の光線の強度よりも高くなる。そのため、凹状反射部44のサイズが大きく底面の半径が大きい場合であっても、凹状反射部44の反射面のレンズ部61の中心軸61Aに対する位置ずれ量δは小さい。したがって、図27(c)に示すように、変形例では、集光カバー60の周縁部付近では、凹状反射部44のサイズを中央部と比較して拡大した構成とした。これにより、集光カバー60の周辺部付近では、凹状反射部44のサイズを拡大しつつ、レンズ部61の周辺部への入光を防止しる配向角の拡大を防止することができる。
In the modified example, as shown in FIG. 27B, the radius of the bottom surface is reduced by reducing the size of the concave reflecting
On the other hand, in the vicinity of the peripheral portion of the
その結果、変形例に係る照明装置100Aでは実施の形態に係る照明装置100と同等の狭配向を実現しつつ照明装置として効率を向上することができる。
≪まとめ≫
以上、説明したように、本実施の形態に係る照明装置100は、複数の発光素子が基板上に環状に配列された発光部と、前記発光部の発光素子列と対峙する光導入部と導入した光を環内側方向に導光する円板状の環内導光部とを有した導光板と、前記導光板の一方の主面側に配された円板状の集光カバーと、
を備え、前記導光板は、導光されてきた光を複数個所において前記主面に向けて光路変更するために、前記主面と背向する裏面を凹入した複数の凹状反射部を有し、前記集光カバーは、前記複数の凹状反射部の各々と個別に光学的な対向関係を保って配置され且つ前記各々の凹状反射部からの反射光を前記主面に垂直な主出射方向に集光する複数のレンズ部を有し、前記凹状反射部と前記レンズ部との個別光学的対向関係は、対向関係にある凹状反射部とレンズ部において、凹状反射部の中心位置がレンズ部の中心軸よりも環内導光部の中心に近づくようにズレており、且つ、そのズレ量が環内導光部の周縁に近いものほど環内導光部の中心に存するものよりも大きく調整されていることを特徴とする。
As a result, the illumination device 100A according to the modification can improve the efficiency as the illumination device while realizing a narrow orientation equivalent to that of the
≪Summary≫
As described above, the
The light guide plate has a plurality of concave reflectors recessed in the back surface facing away from the main surface in order to change the optical path of the guided light toward the main surface at a plurality of locations. The condensing cover is disposed in an optically opposing relationship with each of the plurality of concave reflecting portions and reflects light from each concave reflecting portion in a main emission direction perpendicular to the main surface. A plurality of condensing lens portions, and the individual optical facing relationship between the concave reflecting portion and the lens portion is such that the center position of the concave reflecting portion is the lens portion of the concave reflecting portion and the lens portion in the facing relationship. It is shifted so that it is closer to the center of the light guide in the ring than the center axis, and the amount of shift closer to the periphery of the light guide in the ring is adjusted to be larger than that in the center of the light guide in the ring. It is characterized by being.
かかる構成により、本発明の一態様に係る照明装置では、上記構成により、発光素子からレンズ部に至る光路の短縮を図れる。この光路の短縮によって照明装置の薄型化を実現できる。さらに、集光カバーの異なる位置から出射される光の配向特性を異ならせて、各々の照度分布における凹凸が互いに補完されるように重畳させることができ、配向角0°付近での照度の落ち込みを改善できる。 With this configuration, in the lighting device according to one embodiment of the present invention, the optical path from the light emitting element to the lens portion can be shortened by the above configuration. By shortening the optical path, the lighting device can be made thinner. Furthermore, the alignment characteristics of the light emitted from different positions of the light collecting cover can be made different so that the unevenness in each illuminance distribution can be superimposed so that the illuminance drops near an orientation angle of 0 °. Can be improved.
また、別の態様では、前記ずれの量は、前記環内導光部の中心から周縁に向けて漸次増加している構成であってもよい。
かかる構成により、配向角0°に単一のピークを有する連続的な照度分布を実現できる。
また、別の態様では、前記凹状反射部は、前記環内導光部の半径方向に第1の間隔をなす複数の円周からなる第1の同心円の各円周上に配置され、前記レンズ部は、前記集光カバーの半径方向に第2の間隔をなす複数の円周からなる第2の同心円の各円周上に配置され、前記第1の同心円の中心位置と第2の同心円の中心位置とは前記主出射方向において重なり、前記第1の間隔は、前記第2の間隔よりも小さい構成であってもよい。
In another aspect, the amount of deviation may be gradually increased from the center of the in-ring light guide portion toward the periphery.
With this configuration, a continuous illuminance distribution having a single peak at an orientation angle of 0 ° can be realized.
Further, in another aspect, the concave reflecting portion is disposed on each circumference of a first concentric circle having a plurality of circumferences forming a first interval in the radial direction of the in-ring light guide portion, and the lens. The portion is arranged on each circumference of a second concentric circle having a plurality of circumferences forming a second interval in the radial direction of the light collecting cover, and the center position of the first concentric circle and the second concentric circle The center position may overlap in the main emission direction, and the first interval may be smaller than the second interval.
かかる構成により、前記凹状反部のずれ量は、前記環状部の中心から外縁に向けて漸次増加している構成を容易に実現することができる。
また、別の態様では、前記第1の間隔は、前記導光板の厚みの1.5倍以上2.5倍以下である構成であってもよい。
かかる構成により、配向角±40°から45°付近に生じる照度ピークの解消することができる。
With such a configuration, it is possible to easily realize a configuration in which the amount of deviation of the concave antique portion gradually increases from the center of the annular portion toward the outer edge.
In another aspect, the first interval may be not less than 1.5 times and not more than 2.5 times the thickness of the light guide plate.
With this configuration, it is possible to eliminate an illuminance peak that occurs in the vicinity of an orientation angle of ± 40 ° to 45 °.
また、別の態様では、前記各凹状反射部は前記主面側に頂部を向けた円錐形状であり、前記環内部の周縁付近にある前記凹状部は前記環内部の中心付近にある前記凹状反射部よりも円錐の高さが高い構成であってもよい。
かかる構成により、
狭配向を維持しつつ照明装置として効率を向上することができる。
In another aspect, each of the concave reflecting portions has a conical shape with the top facing the main surface side, and the concave portion near the periphery inside the ring is the concave reflecting portion near the center inside the ring. The cone may have a higher height than the portion.
With this configuration,
Efficiency can be improved as a lighting device while maintaining a narrow orientation.
≪その他の事項≫
(1)本発明に係る照明装置は、天井に埋設するシーリングライトに限定されない。その他の設置方法で設置されるシーリングライトの他、ダウンライト、バックライトなど照明用途全般に広く利用可能である。
(2)本実施の形態に係る照明装置100では、掛止部材3は必須ではない。照明器具1はネジ止めやリベット、接着等を用いて天井に固定してもよい。
≪Other matters≫
(1) The lighting device according to the present invention is not limited to a ceiling light embedded in a ceiling. In addition to ceiling lights installed by other installation methods, it can be widely used for lighting applications such as downlights and backlights.
(2) In the illuminating
(3)照明装置100の一部が天井2の貫通孔2aに挿入される構成とした。しかしながら、照明装置100は厚みが薄いために、貫通孔2aを設けずに、天井2の天井面に配設することもできる。その場合、ネジ等の締結部材、接着剤又は両面テープ等を用いて照明装置100を天井面に取り付けることができる。
(4)照明装置100では、電源ユニット4と照明器具1とを別個の構成としたが、本発明はこの構造に限定されない。すなわち本発明の照明装置は、照明器具1が電源ユニット4を内蔵してなる構成としてもよい。
(3) A configuration in which a part of the
(4) In the
(5)発光素子22は、例えば、LD(レーザダイオード)や、EL素子(エレクトリックルミネッセンス素子)であってもよい。また本発明に係る発光素子としては、SMD(Surface Mount Device)型でもよい。
(6)導光板40は、反射部材30との対向面を平坦面としたが、微小なレンズを複数設けて導光板内を通る光の反射特性を変化させてもよい。これにより導光板の導光効果を向上させることができる。
(5) The
(6) Although the
(7)実装基板20の上方に設ける板状部材として反射部材30を例示した。しかしながら実装基板20の上方に設ける板状部材は反射部材を用いることは必須ではない。すなわち、板状部材に反射性を有さない部材とすることもできる。また、実装基板20の上方であって導光板40の下方に部材を挟挿しない構成であってもよい。
(8)照明装置100を円板状としているが、照明装置100は円板状に限定されない。例えば複数の発光素子を列状に配列させて、長尺状又は矩形状の照明装置を構成してもよい。この場合、ベース、反射部材、導光板、集光カバーを実装基板と同様に長尺状又は矩形状に構成する。そして、長尺状又は矩形状の導光板の長辺又は短辺の近傍に入光部を設け、列状の発光素子列を入光部に対向させて配置することにより実現できる。あるいは、長辺と短辺の両方に入光部を設けて発光素子列を対向させてもよい。
(7) The
(8) Although the
(9)照明装置100では、レンズ部61は、レンズ面610の頂点610Aを通りZ軸と平行な中心軸61Aと導光板40の裏面411との交点610Bを中心とした非球面形状からなるレンズ面610を有する構成とした。しかしながら、レンズ部61は、照明光を対象面に集光されることができる形状であれば良く、例えば、球面レンズやフレネル形状他の構成を用いてもよい。
(9) In the
(10)照明装置100では、レンズ部61は、集光カバー60において導光板40側と反対に位置する側の面に形成する構成とした。しかしながら、レンズ部61を形成する面は、照明光を対象面に集光されることができる形状であれば良く、例えば、導光板40側と反対に位置する側の裏面65に形成してもよい。この場合は、照明装置100の外観にレンズ部61が現れず、集光型の照明装置において拡散型の照明装置に近い意匠を実現することができる。また、レンズ部61を凹状反射部44に近接させることができ更なる薄型化を図ることができる。
(10) In the
(11)照明装置100では、凹状反射部44は、導光板40において集光カバー60と反対に位置する側の面411に形成する構成とした。しかしながら、凹状反射部44を形成する面は、照明光を対象面に集光されることができる構成ればよい。例えば、光反射部が裏側の裏面411、431ではなく表側の出射面410、430に施されていてもよいし、裏側の裏面411、431と表側の出射面410、430の両方に施されていてもよい。導光板40の集光中心軸61Aカバー60側に凹状反射部44を形成した場合は、凹状反射部44をレンズ部61に近接させることができ更なる薄型化を図ることができる。但し、環内部41の表側の出射面410および環状外周部43の表側の出射面430の全体から、均一に光が出射するような態様であることが好ましい。
(11) In the
また、光反射部として凹部ではなく凸部が設けられていてもよいし、凹部と凸部の両方が設けられていてもよい。
また、本発明に係る導光板は、円形板状に限定されず任意である。例えば、四角形板状、六角形板状、八角形板状等のような多角形の板状であってもよい。また、環状部、環内部、環状外周部、素子列対向部分、内側反射部、外側反射部、内側側面部、および外側側面部の各形状も、導光板の形状に応じて任意である。さらに、発光素子の配列や基板の形状も導光板の形状に応じて任意である。
Moreover, not a recessed part but a convex part may be provided as a light reflection part, and both a recessed part and a convex part may be provided.
In addition, the light guide plate according to the present invention is not limited to a circular plate shape and is arbitrary. For example, a polygonal plate shape such as a quadrangular plate shape, a hexagonal plate shape, or an octagonal plate shape may be used. In addition, each shape of the annular portion, the inside of the ring, the annular outer peripheral portion, the element array facing portion, the inner reflecting portion, the outer reflecting portion, the inner side surface portion, and the outer side surface portion is arbitrary depending on the shape of the light guide plate. Furthermore, the arrangement of the light emitting elements and the shape of the substrate are arbitrary depending on the shape of the light guide plate.
1 照明器具
10 ベース
11 本体部
12 フランジ部
13 内側底部
14 側壁部
15 外側底部
20 実装基板(発光部)
21 基板本体
22 発光素子
30 反射部材
31 内側反射部
32 凹入部
33 外側反射部
34 開口
40 導光板
41 環内部(環内導光部)
42 環状部
43 環状外周部(環状導光部)
44、45 凹状反射部
50 拡散カバー
51 円環部
52 側壁部
53 開口
60 集光カバー
61 レンズ部
62 凸部
63 レンズ領域
100、100A 照明装置
310、330 反射部材の上面
342、343 側壁
420 素子対向部(光導入部)
422A、422B 反射部
423 境界部
424A、424B 側面部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
42
44, 45
422A,
Claims (6)
前記発光部の発光素子列と対峙する光導入部と導入した光を環内側方向に導光する円板状の環内導光部とを有した導光板と、
前記導光板の一方の主面側に配された円板状の集光カバーと、
を備え、
前記導光板は、導光されてきた光を複数個所において前記主面に向けて光路変更するために、前記主面と背向する裏面を凹入した複数の凹状反射部を有し、
前記集光カバーは、前記複数の凹状反射部の各々と個別に光学的な対向関係を保って配置され且つ前記各々の凹状反射部からの反射光を前記主面に垂直な主出射方向に集光する複数のレンズ部を有し、
前記凹状反射部と前記レンズ部との個別光学的対向関係は、対向関係にある凹状反射部とレンズ部において、凹状反射部の中心位置がレンズ部の中心軸よりも環内導光部の中心に近づくようにズレており、且つ、そのズレ量が環内導光部の周縁に近いものほど環内導光部の中心に存するものよりも大きく調整されている
ことを特徴とする照明装置。 A light emitting section in which a plurality of light emitting elements are arranged in a ring on the substrate;
A light guide plate having a light introducing portion facing the light emitting element array of the light emitting portion and a disc-shaped in-ring light guide portion for guiding the introduced light in an inner ring direction;
A disc-shaped condensing cover disposed on one main surface side of the light guide plate;
With
The light guide plate has a plurality of concave reflecting portions recessed in the back surface facing away from the main surface in order to change the optical path of the guided light toward the main surface at a plurality of locations,
The condensing cover is disposed in an optically opposing relationship with each of the plurality of concave reflecting portions and collects reflected light from each concave reflecting portion in a main emission direction perpendicular to the main surface. A plurality of light-emitting lens portions;
The individual optical facing relationship between the concave reflecting portion and the lens portion is such that, in the concave reflecting portion and the lens portion in the facing relationship, the center position of the concave reflecting portion is the center of the intra-ring light guide portion rather than the central axis of the lens portion. The illumination device is characterized in that the amount of deviation is closer to the periphery of the in-ring light guide unit, and the amount of deviation is adjusted to be larger than that in the center of the in-ring light guide unit.
ことを特徴とする請求項1記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein the amount of deviation gradually increases from the center of the in-ring light guide portion toward the periphery.
前記レンズ部は、前記集光カバーの半径方向に第2の間隔をなす複数の円周からなる第2の同心円の各円周上に配置され、
前記第1の同心円の中心位置と第2の同心円の中心位置とは前記主出射方向において重なり、
前記第1の間隔は、前記第2の間隔よりも小さい
ことを特徴とする請求項1又は2の何れかに記載の照明装置。 The concave reflection portion is disposed on each circumference of a first concentric circle composed of a plurality of circumferences forming a first interval in the radial direction of the in-ring light guide portion,
The lens portion is disposed on each circumference of a second concentric circle composed of a plurality of circumferences forming a second interval in the radial direction of the light collecting cover,
The center position of the first concentric circle and the center position of the second concentric circle overlap in the main emission direction,
The lighting device according to claim 1, wherein the first interval is smaller than the second interval.
ことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の照明装置。 4. The lighting device according to claim 1, wherein the first interval is not less than 1.5 times and not more than 2.5 times the thickness of the light guide plate. 5.
ことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の照明装置。 Each of the concave reflecting portions has a conical shape with the top facing the main surface side, and the concave portion in the vicinity of the periphery of the in-ring light guide portion is in the vicinity of the center of the in-ring light guide portion. The lighting device according to claim 1, wherein the height of the cone is higher than the height of the cone.
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