JP2015170604A - 光源装置及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】1個の光源を用いて照射を行う際に生じ得るグレアを抑制する光源装置及びその光源装置を用いた照明装置を提供する。【解決手段】光源装置1は、光源10と、レンズ30と、を有し、レンズ30は、入射面31の側に設けられ、入射された光を拡散する第1の凹部40と、第1の凹部40の外周に設けられ、入射された光を出射面32の側に導光する第2の凹部50と、出射面32の側に設けられ、第1の凹部40と対向して光を拡散する対向面61と、対向面61の外周に設けられ、入射された光を入射面31の側に全反射する周囲面62と、を有し、レンズ30から出射される光の配光領域は、対向面61において形成される第1の配光領域3と、周囲面62において形成され、入射面31よりも光源10側に設けられる第2の配光領域4と、第1の配光領域3と第2の配光領域4との間に形成される非配光領域5と、を有する。【選択図】図2
Description
本発明は、光源装置及びその光源装置を用いた照明装置に関する。
光源として、LED(Light Emitting Diode)を用いた照明器具が多数提案されている。そして、これに伴って、照明器具が設置された部屋を明るく照らすという機能面に加え、照明器具が空間のデザインに寄与するというデザイン面においても、需要が高まっている。このようなデザイン面にも配慮された照明器具として、照明器具の下方を照らす直接照明に、照明器具の上方、側方を照らす機能を付加して、作業面における照度を維持しつつ、空間全体の明るさ感を満たす照明器具が提案されている。
特許文献1には、上方照射用のLED光源と下方照射用のLED光源とを備えた照明器具が開示されている。また、特許文献2には、光源と導光体とを備えた照明装置が開示されている。この特許文献2は、導光体が複数の面から構成されており、これにより、光源から出射された光を、光源が載置された基板の後方にも出射させようとするものである。
しかしながら、特許文献1に開示された照明器具は、上方照射用のLED光源及び下方照射用のLED光源という2個のLED光源が用いられており、部品点数が多い。また、特許文献2に開示された照明装置は、得られる配光が、基板の前方から基板の後方にかけて連続しており、その間で光が照射されない領域が存在しない。このため、人が不快なグレアとして感じる領域にも、光が照射されてしまう。
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたもので、1個の光源を用いて照射を行う際に生じ得るグレアを抑制する光源装置及びその光源装置を用いた照明装置を提供するものである。
本発明に係る光源装置は、光を出射する光源と、光源から出射された光が入射する入射面、及び入射面に対向する出射面を備え、光源から出射された光の進行方向を変える回転対称のレンズと、を有し、レンズは、入射面の側に設けられ、入射された光を拡散する第1の凹部と、第1の凹部の外周に設けられ、入射された光を出射面の側に導光する第2の凹部と、出射面の側に設けられ、第1の凹部と対向して光を拡散する対向面と、対向面の外周に設けられ、入射された光を入射面の側に全反射する周囲面と、を有し、レンズから出射される光の配光領域は、対向面において形成される第1の配光領域と、周囲面において形成され、入射面よりも光源側に設けられる第2の配光領域と、第1の配光領域と第2の配光領域との間に形成される非配光領域と、を有する。
本発明によれば、第1の配光領域と第2の配光領域との間に形成される非配光領域を有しているため、グレアと感じる領域に光が照射されることを抑制することができるという効果を奏する。
以下、本発明に係る光源装置及び照明装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る光源装置1を示す分解斜視図である。この図1に基づいて、光源装置1について説明する。図1に示すように、光源装置1は、光源10とレンズ30とを備えており、そのほかに、基板11、筐体20、ワイヤ12及びコネクタ13を備えている。
図1は、実施の形態1に係る光源装置1を示す分解斜視図である。この図1に基づいて、光源装置1について説明する。図1に示すように、光源装置1は、光源10とレンズ30とを備えており、そのほかに、基板11、筐体20、ワイヤ12及びコネクタ13を備えている。
光源10は、光を出射するものであり、白色光を照射するものであって、例えばLED(以下、LED10)上に蛍光体が塗布された構造を備える。このLED10は、440nm〜480nm程度の青色光を発光するLEDチップ上に、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体が設けられたものである。これにより、合成光として白色光を発光する発光素子である。また、LED10は基板11上に実装されており、この基板11は、例えば円形で板状のアルミニウム基板である。また、基板11には、LED10のほかに、ダイオード、配線等の素子も実装されている。そして、LED10の光軸14とレンズ30の軸とはほぼ一致している。このLED10から出射された光は、光軸14の下方(矢印Z方向のZ1)の側に向けて出射される。
筐体20は、基板11が収容されるものであり、アルミダイカスト材で作成されている。この筐体20は、LED10から発生する熱を放熱するヒートシンクとしての機能を兼ね備えている。また、筐体20は、基板11が載置される平坦部21と、基板11の周囲を覆う鍔部22とから構成されている。筐体20には、ワイヤ12及びコネクタ13が収容されており、これらのワイヤ12及びコネクタ13は、電源(図示せず)に接続されており、LED10に電力を供給するものである。
レンズ30は、LED10から出射された光が入射する入射面31、及び入射面31に対向する出射面32を備え、LED10から出射された光の進行方向を変えるものであり、例えば円柱状をなしている。このレンズ30は、LED10から光が出射される側に設けられており、LED10が載置された基板11とレンズ30とは、筐体20によって位置決めされる。レンズ30は、光軸14を中心に回転する回転体であり、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂又はガラス等の透明な材料から生成されている。
図2は、実施の形態1に係る光源装置1を示す断面図であり、図3は、実施の形態1に係る光源装置1の光の経路を示す断面図である。図2、図3に示すように、レンズ30は、第1の凹部40と、第2の凹部50と、第3の凹部60とを備えている。なお、レンズ30は、光軸14を中心とする回転対称の形状をなしている。
第1の凹部40は、レンズ30の入射面31の側に設けられ、入射された光を拡散するものである。この第1の凹部40は、入射面31から、入射面31の反対側の出射面32の側に向けて幅が狭まるようにテーパ状に傾斜する傾斜面41と、傾斜面41の終端である底面42とから構成されている。
第2の凹部50は、第1の凹部40の外周に設けられ、入射された光を出射面32の側に導光するものである。この第2の凹部50は、光軸14に沿って形成された第1の屈折面51と、第1の屈折面51の端縁から出射面32に対し傾斜した第2の屈折面52と、第2の屈折面52の端縁から光軸14に沿って形成された第3の屈折面53とを備えている。
第1の屈折面51は、入射面31から出射面32の側に向けて第1の凹部40から径方向に沿って離れて、第1の凹部40から出射された光を屈折するものである。また、第2の屈折面52は、第1の屈折面51の端縁Bから入射面31の側に向けて第1の凹部40から径方向に沿って離れて、第1の屈折面51から出射された光を屈折し、第3の凹部60における周囲面62に導くものである。そして、第3の屈折面53は、第2の屈折面52の端縁Cから入射面31まで光軸14方向(矢印Z方向)に延びるものである。なお、第3の屈折面53は、光軸14に平行な面に限らず、第2の屈折面52の端縁Cから入射面31に向けて第1の凹部40から離れるようにテーパが付けられた面としてもよい。
第3の凹部60は、入射面31に対し反対側の出射面32の側に設けられ、第1の凹部40から出射された光及び第2の凹部50から出射された光が入射されるものである。この第3の凹部60は、対向面61と、周囲面62とを備えており、例えば、出射面32の全面に設けられている。
対向面61は、出射面32の側に設けられ、第1の凹部40と対向して光を拡散するものである。そして、この対向面61は、例えば出射面32の側に凸形状をなしている。そして、対向面61は、光軸14上に中心を有する球面の一部であり、凸形状の頂点は、光軸14上にある。
また、周囲面62は、対向面61の外周に設けられ、入射された光を入射面31の側に全反射するものである。そして、この周囲面62は、例えば放物面形状をなしている。即ち、周囲面62は、光軸14に平行な準線を備え、焦点がLED10の側端点Pである放物面(図2における2点鎖線)の一部である。また、この放物面は、レンズ30の側面33に向けて開く放物面であり、従って、周囲面62におけるレンズ30の厚さは、光軸14から側面33に向かって厚くなっている。なお、これらの対向面61と周囲面62とは、別の部材によって構成することも可能である。
本実施の形態1においては、第2の凹部50における底部、即ち端縁Bが、LED10と、出射面32における縁部Aとを結ぶ線分上に位置している。なお、第2の凹部50における底部、即ち端縁Bが、LED10と、出射面32における縁部Aとを結ぶ線分よりも出射面32の側に突出するように構成してもよい。
次に、本実施の形態1に係る光源装置1の光の経路について説明する。図3は、実施の形態1に係る光源装置1の光の経路を示す断面図である。光の経路は、LED10における光軸14の中心から出射された光の経路を示すものである。そして、光軸14と垂直の方向(矢印X方向)の線を基準線、即ち角度0度の線として、その基準線からの角度が夫々異なって出射された光の経路について説明する。なお、光軸14の方向(矢印Z方向)は、基準線から90度の角度である。
先ず、基準線からの角度がもっとも小さい小角度光S1の経路について説明する。図3に示すように、小角度光S1は、LED10から第1の凹部40における傾斜面41に向けて出射された光のうち、一部の光に該当するものである。この小角度光S1は、傾斜面41で屈折され、その後、第2の凹部50における第1の屈折面51に入射し、更に屈折される。この屈折された小角度光S1は、第2の屈折面52に入射して屈折され、第3の凹部60における周囲面62に入射する。そして、小角度光S1は、周囲面62で全反射され、レンズ30の側面33に入射し、レンズ30の側面33から、レンズ30の出射面32とは反対側、即ち、図3において右斜め上方向に出射する。
次に、基準線からの角度が中程度の中角度光M1の経路について説明する。図3に示すように、中角度光M1は、LED10から第1の凹部40における傾斜面41に向けて出射された光のうち、一部の光に該当するものである。この中角度光M1は、傾斜面41で屈折され、その後、第2の凹部50を介さずに、第3の凹部60における周囲面62に入射する。そして、中角度光M1は、周囲面62で全反射され、レンズ30の側面33に入射し、レンズ30の側面33から、レンズ30の出射面32とは反対側、即ち、図3において右斜め上方向に出射する。
そして、基準線からの角度がもっとも大きい大角度光L1の経路について説明する。図3に示すように、大角度光L1は、LED10から第1の凹部40における底面42に向けて出射された光に該当するものである。この大角度光L1は、底面42で屈折され、その後、第3の凹部60における対向面61に入射する。そして、大角度光L1は、対向面61で屈折され、レンズ30の出射面32に入射し、レンズ30の出射面32から図3において下方向に出射する。
次に、本実施の形態1に係る光源装置1の作用について説明する。図4は、実施の形態1に係る光源装置1の光の照射領域を示す配光分布である。図4において、下半球は、レンズ30の出射面32の側から出射された光の光量を示すものであり、上半球は、レンズ30の出射面32の側とは反対側に向けて出射された光の光量を示すものである。図3における小角度光S1及び中角度光M1は、図4における上半球の配光(第2の配光領域4)に相当する。また、図3における大角度光L1は、図4における下半球の配光(第1の配光領域3)に相当する。
そして、図4において、上半球の配光と下半球の配光との間の範囲γには、光が出射されていない(非配光領域5)。この範囲γにて出射される光は、グレアを引き起こす光である。本実施の形態1は、第2の凹部50における底部、即ち端縁Bが、LED10と、出射面32における縁部Aとを結ぶ線分上に位置している。このため、LED10から出射された光が、第1の凹部40を通過した後に、第2の凹部50における第1の屈折面51及び第3の凹部60における周囲面62のいずれかに入射する。これにより、LED10から出射された光が、第1の凹部40を通過した後に、第2の凹部50における第1の屈折面51及び第3の凹部60における周囲面62のいずれにも入射せず、そのままレンズ30の側面33に入射して、図4における範囲γにて出射されることを抑制することができる。即ち、レンズ30から出射される光の配光領域は、対向面61において形成される第1の配光領域3と、周囲面62において形成され、入射面31よりもLED10側に設けられる第2の配光領域4と、第1の配光領域3と第2の配光領域4との間に形成される非配光領域5と、を有する。
このように、本実施の形態1は、1個のLED10にて、上方照射(第2の配光領域4)及び下方照射(第1の配光領域3)が可能であり、また、第2の凹部50における底部、即ち端縁Bが、LED10と、出射面32における縁部Aとを結ぶ線分上に位置しているため、グレアと感じる領域(非配光領域5)に光が照射されることを抑制することができる。なお、この効果は、端縁Bが、線分よりも出射面32の側に突出していても、同様に得られる。
なお、図4における上半球の配光と、図4における下半球の配光との割合は、第1の凹部40の形状、又は第3の凹部60における対向面61の形状を適宜設定することによって、変更することができる。また、図4における下半球の配光の光量も、第1の凹部40の形状、又は第3の凹部60における対向面61の形状を適宜設定することによって、変更することができる。図4における上半球の配光の光量は、第1の凹部40の形状、第2の凹部50の形状、又は第3の凹部60における周囲面62の形状を適宜設定することによって、変更することができる。
例えば、第3の凹部60における対向面61を、凸形状ではなく平面形状としてもよい。また、周囲面62の形状を適宜変更することによって、レンズ30の側面33から出射する光の全部又は一部の方向を、レンズ30の出射面32の側に向けることも可能である。このレンズ30の出射面32の側の方向とは、例えば、図4における+10度〜−5度の範囲である。
実施の形態2.
次に、本実施の形態2に係る光源装置100について説明する。図5は、実施の形態2に係る光源装置100を示す断面図である。本実施の形態2は、第1の凹部140の形状と、第2の凹部150の形状とが実施の形態1と相違する。本実施の形態2では、実施の形態1と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
次に、本実施の形態2に係る光源装置100について説明する。図5は、実施の形態2に係る光源装置100を示す断面図である。本実施の形態2は、第1の凹部140の形状と、第2の凹部150の形状とが実施の形態1と相違する。本実施の形態2では、実施の形態1と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
実施の形態1と同様に、レンズ130は、光軸14を中心とする回転対称の形状をなしている。
第1の凹部140は、レンズ130の入射面131の側に設けられ、入射された光を拡散するものである。図5に示すように、第1の凹部140は、実施の形態1のように複数の面から構成されたものではなく、LED10を中心とした球の一部である。
第2の凹部150は、第1の凹部140の外周に設けられ、入射された光を出射面132の側に導光するものである。図5に示すように、第2の凹部150は、全反射面151を備えており、この全反射面151は、レンズ130の入射面131から出射面132の側に向けて第1の凹部140から径方向に沿って離れて、第1の凹部140から出射された光を全反射するものである。なお、全反射面151の傾斜角度αは、例えば光軸14に垂直の方向(矢印X方向)に対し45度である。
本実施の形態2においても、第2の凹部150における底部、即ち端縁Bが、LED10と、出射面132における縁部Aとを結ぶ線分上に位置している。なお、第2の凹部150における底部、即ち端縁Bが、LED10と、出射面132における縁部Aとを結ぶ線分よりも出射面132の側に突出するように構成してもよい。
次に、本実施の形態2に係る光源装置100の光の経路について説明する。図6は、実施の形態2に係る光源装置100の光の経路を示す断面図である。光の経路は、LED10における光軸14の中心から出射された光の経路を示すものである。そして、光軸14と垂直の方向(矢印X方向)の線を基準線、即ち角度0度の線として、その基準線からの角度が夫々異なって出射された光の経路について説明する。なお、光軸14の方向(矢印Z方向)は、基準線から90度の角度である。
先ず、基準線からの角度がもっとも小さい小角度光S2の経路について説明する。図6に示すように、LED10から出射された小角度光S2は、第1の凹部140に入射する。この第1の凹部140は、LED10を中心とした球の一部であるため、光を屈折しない。よって、小角度光S2は、第1の凹部140を通過して、第2の凹部150における全反射面151に入射し、全反射面151によって全反射される。そして、全反射された小角度光S2は、第3の凹部160における周囲面162に入射し、周囲面162によって全反射される。全反射された小角度光S2は、レンズ130の側面133に入射し、この側面133から、レンズ130の出射面132とは反対側、即ち、図6において右斜め上方向に出射する。
次に、基準線からの角度が中程度の中角度光M2の経路について説明する。図6に示すように、中角度光M2は、第1の凹部140を通過した後、第2の凹部150を介さずに、第3の凹部160における周囲面162に入射する。そして、中角度光M2は、周囲面162で全反射され、レンズ130の側面133に入射し、レンズ130の側面133から、レンズ130の出射面132とは反対側、即ち、図6において右斜め上方向に出射する。
そして、基準線からの角度がもっとも大きい大角度光L2の経路について説明する。図6に示すように、大角度光L2は、第1の凹部140を通過した後、第3の凹部160における対向面161に入射する。そして、大角度光L2は、対向面161で屈折され、レンズ130の出射面132に入射し、レンズ130の出射面132から図6において下方向に出射する。
次に、本実施の形態2に係る光源装置100の作用について説明する。本実施の形態2は、第2の凹部150における底部、即ち端縁Bが、LED10と、出射面132における縁部Aとを結ぶ線分上に位置している。このため、LED10から出射された光が、第1の凹部140を通過した後に、第2の凹部150における全反射面151及び第3の凹部160における周囲面162のいずれかに入射する。これにより、実施の形態1と同様に、グレアと感じる領域に光が照射されることを抑制することができる。
なお、レンズ130の素材としてアクリル樹脂を用いることができるが、このアクリル樹脂の屈折率は、1.49である。また、空気の屈折率は、1.00である。アクリル樹脂から空気に向けて光が進行する場合、光の入射角度が境界面の法線に対し、42.2度以上となったときに全反射が起こる。本実施の形態2では、前述の如く、全反射面151の傾斜角度αが光軸14と平行の方向(矢印X方向)に対し45度であるが、この全反射面151の傾斜角度αは、LED10から出射された光が水平に進行した場合において、境界面で全反射が起こる角度である47.8度未満であることが好ましい。
実施の形態3.
次に、本実施の形態3に係る光源装置200について説明する。図7は、実施の形態3に係る光源装置200を示す分解斜視図であり、図8は、実施の形態3に係る光源装置200を示す断面図である。本実施の形態3は、複数のLED10を有している点で実施の形態1と相違し、また、第2の凹部250の形状が実施の形態1と相違する。本実施の形態3では、実施の形態1と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
次に、本実施の形態3に係る光源装置200について説明する。図7は、実施の形態3に係る光源装置200を示す分解斜視図であり、図8は、実施の形態3に係る光源装置200を示す断面図である。本実施の形態3は、複数のLED10を有している点で実施の形態1と相違し、また、第2の凹部250の形状が実施の形態1と相違する。本実施の形態3では、実施の形態1と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
図7に示すように、LED10は、基板11における任意の位置である中心から円周状に複数、例えば8個配置されており、この中心を通過し、LED10が配置された面に対し垂直な軸を光軸14とする。
実施の形態1と同様に、レンズ230は、光軸14を中心とする回転対称の形状をなしている。
図8に示すように、第2の凹部250における第1の屈折面251は、第1の屈曲点B1において、レンズ230の入射面231の側に向けて屈曲しており、入射面231の側から、夫々第1の屈曲前面251a及び第1の屈曲後面251bとなっている。また、第2の凹部250における第2の屈折面252は、第2の屈曲点C1において、レンズ230の入射面231の側に向けて屈曲しており、第1の屈折面251の側から、夫々第2の屈曲前面252a及び第2の屈曲後面252bとなっている。
次に、本実施の形態3に係る光源装置200の光の経路について説明する。図9は、実施の形態3に係る光源装置200の光の経路を示す断面図である。光の経路は、LED10における光軸14の中心から出射された光の経路を示すものである。そして、光軸14と垂直の方向(矢印X方向)の線を基準線、即ち角度0度の線として、その基準線からの角度が夫々異なって出射された光の経路について説明する。なお、光軸14の方向(矢印Z方向)は、基準線から90度の角度である。
LED10のような光源は、実使用において、有限な大きさを有するため、意図しない方向に向かう光も存在する。本実施の形態3は、LED10が円周状に配置されているため、1個配置されている場合よりも、見かけ上の大きさが大きい。このため、レンズ230の第2の凹部250における第1の屈折面251に入射する光の角度は、LED10が配置された位置によって大きく異なる。
図9に示すように、第1の屈折面251に入射する光のうち、光軸14に対し、その第1の屈折面251の位置から対称の位置に配置されたLED10から出射される光が、もっとも浅い角度で入射する角度光Dである。この角度光Dは、第1の凹部240における傾斜面241で屈折され、その後、第2の凹部250における第1の屈折面251のうち、第1の屈曲前面251aに入射し、屈折される。
この屈折された角度光Dは、第2の凹部250における第2の屈折面252のうち、第2の屈曲後面252bに入射し、屈折される。その後、屈折された角度光Dは、第3の凹部260における周囲面262に入射する。そして、角度光Dは、周囲面262で全反射され、レンズ230の側面233に入射し、レンズ230の側面233から、レンズ230の出射面232とは反対側、即ち、図9において右斜め上方向に出射する。
次に、本実施の形態3に係る光源装置200の作用について説明する。本実施の形態3は、図9における角度光Dのように、浅い角度で、第2の凹部250における第1の屈折面251に入射しても、第1の屈折面251が屈曲されて、第1の屈曲後面251bの傾斜角度よりも第1の屈曲前面251aの傾斜角度の方が大きいため、第1の屈曲前面251aで屈折した後に、第2の凹部250における第2の屈折面252に入射し、その後、第3の凹部260における周囲面262に入射する。
また、第2の屈折面252は屈曲されて、第2の屈曲前面252aの傾斜角度よりも第2の屈曲後面252bの傾斜角度の方が小さいため、LED10から浅い角度で第2の凹部250に入射した光は、第3の凹部260における周囲面262に入射する。これにより、本実施の形態3は、LED10から出射される光の範囲が広くても、グレアと感じる領域に光が照射されることを抑制することができる。
なお、第1の屈折面251及び第2の屈折面252が屈曲されていない場合、浅い角度で第2の凹部250に入射した光は、第1の屈折面251及び第2の屈折面252にて十分に屈折せず、第2の屈折面252から出射した光は、第3の凹部260における周囲面262を通過せずに、そのままレンズ230の側面233に入射する。この光のうち、レンズ230の側面233で屈折された光は、図9における下方向に出射する。また、レンズ230の側面233で全反射された光は、第3の凹部260における周囲面262に入射して屈折され、図9における下方向に出射する。これらの光は、グレアと感じる領域となる虞がある。
実施の形態4.
次に、本実施の形態4に係る光源装置300について説明する。図10は、実施の形態4に係る光源装置300を示す分解斜視図であり、図11は、実施の形態4に係る光源装置300を示す断面図である。本実施の形態4は、第2の凹部350の内部に、光を遮る遮光部材324が設けられている点で、実施の形態3と相違する。本実施の形態4では、実施の形態1、3と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態1、3との相違点を中心に説明する。
次に、本実施の形態4に係る光源装置300について説明する。図10は、実施の形態4に係る光源装置300を示す分解斜視図であり、図11は、実施の形態4に係る光源装置300を示す断面図である。本実施の形態4は、第2の凹部350の内部に、光を遮る遮光部材324が設けられている点で、実施の形態3と相違する。本実施の形態4では、実施の形態1、3と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態1、3との相違点を中心に説明する。
図10に示すように、筐体320は、筐体凹部321と鍔部322とから構成されている。筐体凹部321は、基板11が載置される平坦部323と、この平坦部21の周囲から突出する遮光部材324と、この遮光部材324の周囲に設けられたリング状凹部325とから構成されている。
図11に示すように、筐体320は、光軸14を中心とする回転対称の形状をなしている。また、レンズ330は、第2の凹部350における第3の屈折面353から延び、筐体320におけるリング状凹部325に係合するリング状凸部334を備えている。そして、筐体320とレンズ330とは、リング状凹部325にリング状凸部334が嵌め込まれることによって、固定される。これにより、第2の凹部350の内部に、光を遮るリング状の遮光部材324が設けられる。なお、遮光部材324は、リング状凹部325よりもLED10が載置される側に設けられており、遮光部材324の位置及び高さは、レンズ330の第2の凹部350に収まるように設計されている。
次に、本実施の形態4に係る光源装置300の光の経路について説明する。図12は、実施の形態4に係る光源装置300の光の経路を示す断面図である。光の経路は、LED10における光軸14の中心から出射された光の経路を示すものである。そして、光軸14と垂直の方向(矢印X方向)の線を基準線、即ち角度0度の線として、その基準線からの角度が夫々異なって出射された光の経路について説明する。なお、光軸14の方向(矢印Z方向)は、基準線から90度の角度である。
LED10から出射された光の一部は、フレネル反射を起こし、無作為な方向に進行する。図12に示すように、LED10から出射された光の一部であるフレネル反射光Fは、第1の凹部340における傾斜面341で屈折され、その後、第2の凹部350における第1の屈折面351に入射して反射する。そして、反射されたフレネル反射光Fは、第3の凹部360における対向面361に入射して反射し、光軸14に対し反対側の第2の凹部350における第1の屈折面351に入射して屈折される。この屈折されたフレネル反射光Fは、遮光部材324に到達する。
次に、本実施の形態4に係る光源装置300の作用について説明する。本実施の形態4は、図12におけるフレネル反射光Fのように、LED10から出射された光の一部が、フレネル反射を起こし、無作為な方向に進行しても、遮光部材324によって光の進行を妨げる。
遮光部材324がない場合、第2の凹部350における第1の屈折面351で屈折されたフレネル反射光Fは、レンズ330の入射面331に入射し、反射され、レンズ330の側面333から、グレアの領域となる図12における下方向に出射する。本実施の形態4は、遮光部材324によって、フレネル反射光Fの進行を遮断しているため、実施の形態1、3で得られる効果に加え、人がグレアと感じる領域に光が照射されることを更に抑制することができる。
なお、遮光部材324は、第2の凹部350における第2の屈折面352への光の入射を妨げないように、第2の凹部350におけるレンズ330の側面333の側、即ち、第3の屈折面353の近傍に設けているが、第2の凹部350の内部であれば、いずれの位置でもよい。また、遮光部材324は、筐体320と一体にしてもよく、別体としてもよい。遮光部材324が別体である場合、レンズ330に対し、遮光用のテープ等を直接貼り付けてもよいし、遮光用の塗料を塗布してもよい。
実施の形態5.
次に、本実施の形態5に係る照明装置2について説明する。図13は、実施の形態5に係る照明装置2を示す斜視図である。本実施の形態5に係る照明装置2は、実施の形態1に係る光源装置1をダウンライトに適用したものである。
次に、本実施の形態5に係る照明装置2について説明する。図13は、実施の形態5に係る照明装置2を示す斜視図である。本実施の形態5に係る照明装置2は、実施の形態1に係る光源装置1をダウンライトに適用したものである。
図13に示すように、照明装置2は、光源装置1と、ヒートシンク401と、固定金具402と、電源403とを備えている。ヒートシンク401は、光源装置1における筐体20に取り付けられ、光源装置1が発する熱を放熱するものである。固定金具402は、発光装置を、天井等に設置された取付穴を用いて天井に取り付けるためのものである。そして、電源403は、光源装置1に所定の電力を供給するものである。
本実施の形態5に係る照明装置2は、実施の形態1に係る光源装置1を備えているため、レンズ30の入射面31の側、即ち天井の側と、レンズ30の出射面32の側、即ち床の側との両方に光を照射することができる。また、グレアと感じる領域に光が照射されることを抑制して、間接照明と直接照明とを両立することができる。更に、天井の面からは、レンズ30のみが露出しているため、よりコンパクトな照明器具とすることができる。
なお、本実施の形態5に係る照明装置2は、実施の形態1に係る光源装置1が使用されているが、実施の形態2、3、4に係る光源装置が使用されてもよい。また、照明装置2は、天井以外に取り付けられるものであってもよい。例えば、照明装置2は、卓上に設置されるものでもよいし、壁に固定用の金具を使用して取り付けられるものでもよいし、他の場所又は用途で用いられるものであってもよい。
なお、光源10の発光素子をLED10として例示したが、LD(Laser Diode)等としてもよいし、発光面積が大きい1個の発光素子としてもよい。また、光源10の配置も、実施の形態3のように、光軸14を中心とした円周状の配置とするだけでなく、複数個を矩形状又は多角形状に配置してもよい。また、基板11は、アルミニウム基板を使用しているが、鉄といったそのほかの金属基板を用いてもよいし、より安価なガラスエポキシ基板又は紙フェノール材を用いてもよい。
また、筐体20の材質は、アルミダイカスト材に限らず、鉄等の金属又は高熱伝導樹脂等としてもよい。更に、筐体20の放熱特性を更に高めるために、フィンを一体成形して設けてもよい。更にまた、筐体20と基板11との間に、熱伝導グリース又は熱伝導シート等の熱伝導材又は接着材を介在させてもよい。使用されるLED10、回路素子等の耐熱温度、寿命及び強度等に基づいて、これらの熱伝導材又は接着材を使用するか否かが適宜決定される。また、レンズ30の表面の全部又は一部に、シボ加工等の光拡散処理を施して、照射イメージの緩和及び照射面の色むら等を改善してもよい。
1 光源装置、2 照明装置、3 第1の配光領域、4 第2の配光領域、5 非配光領域、10 光源(LED)、11 基板、12 ワイヤ、13 コネクタ、14 光軸、20 筐体、21 平坦部、22 鍔部、30 レンズ、31 入射面、32 出射面、33 側面、40 第1の凹部、41 傾斜面、42 底面、50 第2の凹部、51 第1の屈折面、52 第2の屈折面、53 第3の屈折面、60 第3の凹部、61 対向面、62 周囲面、100 光源装置、130 レンズ、131 入射面、132 出射面、133 側面、140 第1の凹部、150 第2の凹部、151 全反射面、160 第3の凹部、161 対向面、162 周囲面、200 光源装置、230 レンズ、231 入射面、232 出射面、233 側面、240 第1の凹部、241 傾斜面、250 第2の凹部、251 第1の屈折面、251a 第1の屈曲前面、251b 第1の屈曲後面、252 第2の屈折面、252a 第2の屈曲前面、252b 第2の屈曲後面、253 第3の屈折面、260 第3の凹部、261 対向面、262 周囲面、300 光源装置、320 筐体、321 筐体凹部、322 鍔部、323 平坦部、324 遮光部材、325 リング状凹部、330 レンズ、331 入射面、332 出射面、333 側面、334 リング状凸部、340 第1の凹部、341 傾斜面、342 底面、350 第2の凹部、351 第1の屈折面、351a 第1の屈曲前面、351b 第1の屈曲後面、352 第2の屈折面、352a 第2の屈曲前面、352b 第2の屈曲後面、353 第3の屈折面、360 第3の凹部、361 対向面、362 周囲面、401 ヒートシンク、402 固定金具、403 電源。
Claims (11)
- 光を出射する光源と、
前記光源から出射された光が入射する入射面、及び前記入射面に対向する出射面を備え、前記光源から出射された光の進行方向を変える回転対称のレンズと、を有し、
前記レンズは、
前記入射面の側に設けられ、入射された光を拡散する第1の凹部と、
前記第1の凹部の外周に設けられ、入射された光を前記出射面の側に導光する第2の凹部と、
前記出射面の側に設けられ、前記第1の凹部と対向して光を拡散する対向面と、
前記対向面の外周に設けられ、入射された光を前記入射面の側に全反射する周囲面と、
を有し、
前記レンズから出射される光の配光領域は、
前記対向面において形成される第1の配光領域と、
前記周囲面において形成され、前記入射面よりも前記光源側に設けられる第2の配光領域と、
前記第1の配光領域と前記第2の配光領域との間に形成される非配光領域と、を有する
光源装置。 - 前記第2の凹部における底部は、前記光源と前記周囲面における縁部とを結ぶ線分上にあるか前記線分よりも前記出射面の側に突出している
請求項1記載の光源装置。 - 前記レンズは、
前記対向面及び前記周囲面を備える第3の凹部を更に有する
請求項1又は2記載の光源装置。 - 前記対向面は、
前記出射面の側に凸形状をなしている
請求項1〜3のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記第2の凹部は、
前記入射面から前記出射面の側に向けて前記第1の凹部から径方向に沿って離れて、前記第1の凹部から出射された光を屈折する第1の屈折面と、
前記第1の屈折面から前記入射面の側に向けて前記第1の凹部から径方向に沿って離れて、前記第1の屈折面から出射された光を屈折し、前記周囲面に導く第2の屈折面と、を有する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記第1の屈折面は、
第1の屈曲点において、前記入射面の側に向けて屈曲している
請求項5記載の光源装置。 - 前記第2の屈折面は、
第2の屈曲点において、前記入射面の側に向けて屈曲している
請求項5又は6記載の光源装置。 - 前記第2の凹部は、
前記入射面から前記出射面の側に向けて前記第1の凹部から径方向に沿って離れて、前記第1の凹部から出射された光を全反射する全反射面を有する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記第2の凹部の内部に、光を遮る遮光部材が設けられている
請求項1〜8のいずれか1項に記載の光源装置。 - 前記周囲面は、
放物面形状をなしている
請求項1〜9のいずれか1項に記載の光源装置。 - 請求項1〜10のいずれか1項に記載の光源装置を有する
照明装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015085711A JP2015170604A (ja) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | 光源装置及び照明装置 |
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- 2015-04-20 JP JP2015085711A patent/JP2015170604A/ja active Pending
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