JP2016018737A

JP2016018737A - 照明装置

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Publication number: JP2016018737A
Application number: JP2014142512A
Authority: JP
Inventors: 真蓮尾; Makoto Hasuo; 次弘松田; Tsuguhiro Matsuda; 康輔菅原; Kosuke Sugahara
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-07-10
Filing date: 2014-07-10
Publication date: 2016-02-01

Abstract

【課題】光軸回りの周方向に輝度分布を発現させる。【解決手段】照明装置１００は、光源１１２と、光源１１２の光軸上に配された光透過性を有する光学部材１５０とを備える。光学部材１５０は、光源１１２に対面する第１端面１５１と、第１端面１５１の反対側の第２端面１５２と、第１端面１５１と第２端面１５２とをつなぐ外周面１５３とを有する。第２端面１５２は、光軸と同軸で頂点１５６が第１端面１５１側を向いた角錐状の凹入面部分１５４を有する。角錐状の凹入面部分１５４が、第１端面１５１から導かれた光の少なくとも一部を内面反射させて外周面１５３に導く光反射面となる。【選択図】図１

Description

本発明は、装飾性の優れた配光特性を得るための照明装置に関する。

近年、光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備えた照明装置が普及している。一般照明では、照明光が均一かつ広角に広がることが重要視される。ＬＥＤの配光角は比較的狭いため、通常、ＬＥＤの光軸上に配光角を広げるための光学部材が配置される（例えば、特許文献１〜４参照）。

特開２０１３−６９４７８号公報特開２０１３−８４３４６号公報特開２０１３−９８１５９号公報特開２０１３−１４０３１８号公報

従来、上述の通り、配光特性が均一かつ広角な照明光の実現を主眼として研究開発が行われてきた。一方、近年の照明光に対する要望の多様化に伴い、配光特性が不均一な装飾性の高い照明光の需要が想定される。例えば、光軸回りの周方向に輝度が高い領域と輝度が低い領域とが周期的に発現する輝度分布を実現すれば、照明光にきらめき感を付与することができ、ひいては装飾性の優れた配光特性を得ることができる。

本発明は、光軸回りの周方向に輝度が高い領域と輝度が低い領域とが周期的に発現する輝度分布を得ることが可能な照明装置を提供することを目的とする。

本発明に係る照明装置は、光源と、光源の光軸上に配された光透過性を有する光学部材と、を備え、光学部材は、光源に対面する第１端面と、第１端面の反対側の第２端面と、第１端面と第２端面とをつなぐ外周面とを有し、第２端面は、光軸と同軸で頂点が第１端面側を向いた角錐状の凹入面部分を有し、角錐状の凹入面部分が、第１端面から導かれた光の少なくとも一部を内面反射させて外周面に導く光反射面となる。

上記構成によれば、凹入面部分で内面反射された光は光軸を中心軸として放射状に広がる。ただし、凹入面部分が円錐状ではなく角錐状なので、光軸回りの周方向に輝度が高い領域と輝度が低い領域とが周期的に発現する。従って、光軸回りの周方向に輝度が高い領域と輝度が低い領域とが周期的に発現する輝度分布を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る照明装置の構成を示す分解斜視図本発明の実施の形態に係る照明装置の構成を示す断面図光軸を含む面内での光源の出射光を模式的に示す図光軸に垂直な方向に見たときの光源の出射光を模式的に示す図光軸に垂直な面における光学部材と光源のレイアウトを説明するための図本発明の比較例に係る照明装置の構成を部分的に示す断面図（ａ）〜（ｃ）は、光源モジュールの変形例を示す斜視図（ａ）、（ｂ）は、凹入面部分の頂点の形状に関する変形例を示す断面図（ａ）〜（ｄ）は、凹入面部分の傾斜角度に関する変形例を示す断面図（ａ）〜（ｅ）は、光学部材の形状に関する変形例を示す斜視図照明装置の構造に関する変形例の構成を示す分解斜視図光学部材の薄型化に関する変形例を示す半断面図

本発明を実施するための形態を、図面を参照して詳細に説明する。
＜実施の形態＞
図１は、本発明の実施の形態に係る照明装置の構成を示す分解斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係る照明装置の構成を示す断面図である。
照明装置１００は、光源モジュール１１０と、ケース１３０と、電源モジュール１４０と、光学部材１５０とを備える。

（光源モジュール）
光源モジュール１１０は、基板１１１と、光源１１２と、電気コネクタ１１５とを含む。基板１１１は、電気絶縁性材料からなり、本実施の形態では中央部に開口部１１６を有する円環状の形状を有する。電気絶縁性材料としては、例えば、セラミックスまたは樹脂を利用することができる。また、例えば、ガラスエポキシのようなセラミックスと樹脂のハイブリッド材を利用してもよい。さらに、基板１１１の全体が電気絶縁性である必要はなく、金属基板とその上に配された電気絶縁性被膜とを含む多層基板を利用してもよい。

光源１１２は、基板１１１上に実装されたＬＥＤ１１３と、基板１１１上に配されてＬＥＤ１１３を被覆する波長変換部材１１４とを含む。ＬＥＤ１１３は、本実施の形態では、基板１１１の形状に合わせて円環状に配列されている。ＬＥＤ１１３としては、例えば、青色光を出射するＧａＮ（gallium nitride）系の青色ＬＥＤを利用することができる。波長変換部材１１４は、樹脂と、樹脂中に分散された粒子状の蛍光体とを含む。波長変換部材１１４は、本実施の形態では、円環状の形状を有する。波長変換部材１１４に含まれる樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂を利用することができる。蛍光体としては、例えば、青色光を黄色光に変換するＹＡＧ（yttrium aluminium garnet）系の蛍光体を利用することができる。ＬＥＤ１１３の出射光の一部は、波長変換部材１１４中で黄色光に変換されて波長変換部材１１４の外部に取り出される。ＬＥＤ１１３の出射光の残りの一部は、青色光のまま波長変換部材１１４の外部に取り出される。この黄色光と青色光とが混合されて白色光が得られる。なお、波長変換部材１１４内の粒子状の蛍光体により光が散乱されるので、波長変換部材１１４の全域から白色光が取り出される。従って、光源１１２は、波長変換部材１１４と同じく円環状の形状を有すると言える。光源１１２の光軸は、基板１１１に垂直であり、円環状の光源１１２の中心を通過する。本実施の形態では、光源１１２の光軸とランプ軸Ｊとが一致している。なお、ＬＥＤおよび蛍光体については、上記の例に限られず、公知のものを利用することができる。また、光源１１２の出射光の色は白に限られず、他の色でもよい。

電気コネクタ１１５は、基板１１１上に配され、ＬＥＤ１１３と電気的に接続されている。
（ケース）
ケース１３０は、円筒状の大径部１３１と、大径部１３１に連なる円筒状の小径部１３２と、小径部１３２に嵌め込まれたスクリュー型の口金１３５とを含む。光源モジュール１１０および電源モジュール１４０は、ケース１３０の内部に収容される。ケース１３０の大径部１３１は、内部に光源モジュール１１０を載置するための円環状の載置面１３３を有する。図２に、光源モジュール１１０が大径部１３１の載置面１３３に載置された状態が示されている。大径部１３１および小径部１３２の材料としては、電気絶縁性材料を利用することができる。このような電気絶縁性材料としては、例えば、ＰＢＴ（polybutylene terephthalat）、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate）、ＰＣ（polycarbonate）等の樹脂を利用することができる。スクリュー型の口金１３５は、シェル１３６と、アイレット１３７とを含む。

（電源モジュール）
電源モジュール１４０は、プリント配線板１４１と、電子部品１４２と、入力用配線１４３と、出力用配線１４４と、電気コネクタ１４５とを含む。プリント配線板１４１と電子部品１４２とで、商用の交流電力をＬＥＤ用の直流電力に変換する電源回路が形成される。入力用配線１４３の一端は、プリント配線板１４１に形成された配線に接続され、入力用配線１４３の他端は、口金１３５に接続される。出力用配線１４４の一端は、プリント配線板１４１に形成された配線に接続され、出力用配線１４４の他端は、電気コネクタ１４５に接続される。電気コネクタ１４５は、光源モジュール１１０の電気コネクタ１１５に接続される。これにより、直流電力がＬＥＤ１１３に供給され、その結果、ＬＥＤ１１３が発光する。

（光学部材）
光学部材１５０は、光透過性材料からなり、光源１１２の光軸上に配されている。光学部材１５０は、光源１１２に対面する第１端面１５１と、第１端面１５１の反対側の第２端面１５２と、第１端面１５１と第２端面１５２とをつなぐ外周面１５３とを有する。第２端面１５２は、光源１１２の光軸と同軸で頂点１５６が第１端面１５１側を向いた角錐状の凹入面部分１５４と、凹入面部分１５４を囲む環状面部分１５５とを有する。本実施の形態では、凹入面部分１５４は、八角錐状の形状を有する。環状面部分１５５は、三角形の平面を複数組み合わせた形状を有する。また、外周面１５３は、光軸に垂直な断面が円形状の形状を有する。光透過性材料としては、例えば、アクリル樹脂を利用することができる。

図３は、光軸を含む面内での光源の出射光を模式的に示す図である。第１端面１５１は、光源１１２から出射された光を受け入れる光入射面となる。ここでは、第１端面１５１に入射される光として、光線Ｌ₀₁、Ｌ₁₁、Ｌ₂₁、Ｌ₃₁、Ｌ₄₁が図示されている。凹入面部分１５４は、第１端面１５１から導かれた光を内面反射させて外周面１５３または環状面部分１５５に導く光反射面となる。ここでは、光線Ｌ₀₂、Ｌ₃₂、Ｌ₄₂が外周面１５３に導かれている。また、光線Ｌ₁₂、Ｌ₂₂が環状面部分１５５に導かれている。外周面１５３は、凹入面部分１５４から導かれた光の一部を外部に出射する光出射面となり、また、凹入面部分１５４から導かれた光の残りの一部を内面反射する光反射面となる。ここでは、光線Ｌ₀₃、Ｌ₃₃、Ｌ₄₃が外部に出射され、光線Ｌ₀₄、Ｌ₃₄、Ｌ₄₄が内面反射されている。環状面部分１５５は、凹入面部分１５４から導かれた光の一部を外部に出射する光出射面となり、また、凹入面部分１５４から導かれた光の残りの一部を内面反射させて外周面１５３に導く光反射面となる。ここでは、光線Ｌ₁₃、Ｌ₂₃が外部に出射され、光線Ｌ₁₄、Ｌ₂₄が外周面１５３に導かれている。

図４は、光軸に垂直な方向に見たときの光源の出射光を模式的に示す図である。光源１１２の出射光は、光源１１２から光軸回りの周方向に均一に放射状に広がり、凹入面部分１５４で内面反射される。このとき、凹入面部分１５４が円錐状ではなく角錐状なので、凹入面部分１５４は、放射状に広がる光線の一部に対しては直交し、残りの一部に対しては斜交している。凹入面部分１５４に斜交する光線は、凹入面部分１５４で内面反射されると、光軸を中心とする径方向に対して角度が付けられる。これにより、図４に示されるように、光軸回りの周方向に輝度が高い領域と輝度が低い領域とが周期的に発現する。同図によると、角錐状の凹入面部分１５４の角部１５９に沿う方向の輝度が低くなる。

なお、このような輝度分布を実現するには、光学部材１５０の凹入面部分１５４を円錐状とし、外周面１５３を断面多角形の形状にすることも想定される。すなわち、光学部材１５０の外周面１５３の形状を工夫することで、本実施の形態と同等の輝度分布を発現させることが考えられる。しかしながら、光学部材１５０の外周面１５３は、照明装置１００の中でもユーザの目を引きやすい箇所なので、外周面１５３の形状については周方向の輝度分布の形成という機能性よりもデザイン性を重視して設計したいという要望がある。本実施の形態では、周方向の輝度分布は、光学部材１５０の凹入面部分１５４により形成される。従って、光学部材１５０の外周面１５３をデザイン性重視で設計することができる。

図５は、光軸に垂直な面における光学部材と光源のレイアウトを説明するための図である。投影領域Ａ１１２は、光源１１２を光軸に垂直な面に投影して得られる。投影領域Ａ１５４は、凹入面部分１５４を光軸に垂直な面に投影して得られる。同図に示す通り、本実施の形態では、投影領域Ａ１１２の全域が、投影領域Ａ１５４に重複している。すなわち、投影領域Ａ１１２が、投影領域Ａ１５４に内包されている。これにより、光源１１２から光軸に平行に進行する光の全てが凹入面部分１５４に入射される。ＬＥＤの配光特性では、光源１１２から光軸に平行に進行する光（図３の光線Ｌ₀₁）の輝度が最も高くなる。輝度の最も高い光の全てを凹入面部分１５４に入射させることで、光源１１２の出射光を装飾性の高い照明光に有効利用することができる。

また、図３に示す通り、本実施の形態では、凹入面部分１５４の傾斜角度は一定である。凹入面部分１５４の傾斜角度は、光源１１２から光軸に平行に進行する光（光線Ｌ₀₁）が全反射する条件を満たすこととしてもよい。上述の通り、ＬＥＤの配光特性では、光源１１２から光軸に平行に進行する光（光線Ｌ₀₁）の輝度が最も高くなる。輝度の最も高い光を全反射させることで、光源１１２の出射光を装飾性の高い照明光に有効利用することができる。なお、全反射の条件は、以下の式１を用いて容易に求めることができる。

θ≧ｓｉｎ^-1（１／ｎ）・・・（式１）
ここで、θは、光軸に垂直な面と凹入面部分１５４とのなす角度である。ｎは、光学部材１５０の屈折率である。
なお、本実施の形態では、第１端面１５１が平坦面であり、第２端面１５２が、頂点が第１端面１５１側に向けた角錐状の凹入面部分１５４を有する。これに対して、図６に示す通り、第２端面１５２Ｘが平坦面であり、第１端面１５１Ｘが、頂点を第２端面１５２Ｘ側に向けた角錐状の凹入面部分１５４Ｘを有する光学部材１５０Ｘを想定することができる。しかしながら、この場合、光源１１２の出射光が、凹入面部分１５４Ｘにおいて低屈折率（空気）の媒質から高屈折率（光学部材）の媒質に入射されるので、凹入面部分１５４Ｘでの全反射を実現することが困難である。本実施の形態では、図３に示す通り、光源１１２の出射光が、凹入面部分１５４において高屈折率（光学部材）の媒質から低屈折率（空気）の媒質に入射されるので、凹入面部分１５４での全反射を実現することが可能となる。

また、図１および図２に示す通り、光学部材１５０の環状面部分１５５は、環状面部分１５５の内周１５７から外周１５８に向かうほど第１端面１５１側に近づく斜面となっている。これにより、図３に示す通り、環状面部分１５５は、凹入面部分１５４から導かれた光の少なくとも一部を内面反射させて外周面１５３に導く光反射面となる（光線Ｌ₁₄、Ｌ₂₄参照）。これにより、照明装置１００の後方に向けて進行する光を作り出すことができる。

（まとめ）
照明装置１００は、光源１１２と、光源１１２の光軸上に配された光透過性を有する光学部材１５０とを備える。光学部材１５０は、光源１１２に対面する第１端面１５１と、第１端面１５１の反対側の第２端面１５２と、第１端面１５１と第２端面１５２とをつなぐ外周面１５３とを有する。第２端面１５２は、光軸と同軸で頂点１５６が第１端面１５１側を向いた角錐状の凹入面部分１５４を有する。角錐状の凹入面部分１５４が、第１端面１５１から導かれた光の少なくとも一部を内面反射させて外周面１５３に導く光反射面となる。これにより、光軸回りの周方向に輝度が高い領域と輝度が低い領域とが周期的に発現する輝度分布を得ることができる。

また、投影領域Ａ１１２は、投影領域Ａ１５４に内包されていてもよい。ここで、投影領域Ａ１１２は、光源１１２を光軸に垂直な面に投影して得られる。投影領域Ａ１５４は、凹入面部分１５４を光軸に垂直な面に投影して得られる。これにより、光源１１２の出射光を装飾性の高い照明光に有効利用することができる。
また、角錐状の凹入面部分１５４の傾斜角度は、光源１１２から光軸に平行に進行する光が全反射する条件を満たすこととしてもよい。これにより、光源１１２の出射光を装飾性の高い照明光に有効利用することができる。

また、第２端面１５２は、さらに、角錐状の凹入面部分１５４を囲む環状面部分１５５を有していてもよい。環状面部分１５５は、環状面部分１５５の内周１５７から外周１５８に向かうほど第１端面１５１側に近づく斜面としてもよい。この場合に、角錐状の凹入面部分１５４は、第１端面１５１から導かれた光の一部を環状面部分１５５に導き、環状面部分１５５は、角錐状の凹入面部分１５４から導かれた光の少なくとも一部を内面反射させて外周面１５３に導く光反射面となることとしてもよい。これにより、照明装置１００の後方に向けて進行する光を作り出すことができる。

＜変形例＞
上述の通り、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、以下のような変形例も考えられる。
（１）光源モジュール
実施の形態では、円環状に連続する波長変換部材１１４により円環状の光源１１２が実現されているが、本発明はこれに限られない。例えば、図７（ａ）の光源モジュール２１０では、円環状に離散的に配されたＬＥＤ２１３により円環状の光源２１２が実現されている。なお、実施の形態では、光源１１２の形状が円形の輪郭を有する環状であるが、三角形状、四角形状、五角形状などの多角形状の輪郭を有する環状でも構わない。

実施の形態では、光源１１２の形状が中央部に開口部を有する円環状であるが、本発明はこれに限られない。例えば、図７（ｂ）の光源モジュール３１０では、光源３１２の形状が円盤状である。光源３１２は、ＬＥＤ１１３と、円盤状の波長変換部材３１４とを含む。図７（ｃ）の光源モジュール４１０では、光源４１２の形状が円盤状である。光源４１２は、ＬＥＤ１１３と、長尺状の波長変換部材４１４とを含む。何れの例においても、基板３１１は、円板状であり、電源モジュールの出力用配線を通過させるための切り欠き部３１７を有する。なお、光源３１２、４１２の形状は円形状に限らず、三角形状、四角形状、五角形状などの多角形状でも構わない。

また、実施の形態では、基板１１１の形状が円形の輪郭を有しているが、本発明はこれに限られない。例えば、三角形状、四角形状、五角形状などの多角形状の輪郭を有していても構わない。
（２）凹入面部分の頂点の形状
実施の形態では、凹入面部分１５４の頂点１５６が尖っているが、本発明はこれに限られない。例えば、図８（ａ）の光学部材５５０に示す通り、凹入面部分５５４の頂点５５６が曲面状の形状、あるいは、図８（ｂ）の光学部材６５０に示す通り、凹入面部分６５４の頂点６５６が平面状の形状を有することとしてもよい。これにより、光学部材５５０、６５０を樹脂成形で形成する場合に金型を光学部材５５０、６５０から抜きやすくすることができる。

また、光源１１２は、光軸を中心軸とする環状の形状を有する。光源１１２が環状の形状を有するので、光源１１２により囲まれる内部領域１１７が規定される。この場合、頂点５５６、６５６を光軸に垂直な面に投影して得られる投影領域Ａ５５６、Ａ６５６が、環状の光源１１２により囲まれる内部領域１１７を光軸に垂直な面に投影して得られる投影領域Ａ１１７に内包されることとしてもよい。すなわち、投影領域Ａ５５６、Ａ６５６に光源１１２が存在しない。頂点５５６、６５６は、光軸に垂直な面を含むので、光軸と平行に進行する光を通過させやすい。例えば、図７（ｂ）、（ｃ）に示される光源３１２、４１２を適用すると、光源３１２、４１２から光軸に平行に進行する光（輝度の最も高い光）が頂点５５６、６５６を通じて外部に出射される。この場合、光源３１２、４１２の出射光の一部は光軸と同軸の方向の輝度を高めるために利用され、光源３１２、４１２の出射光の残りの一部は光軸回りの周方向の周期的な輝度分布の発現に利用される。このように、光源３１２、４１２の出射光の用途が分散される。一方、投影領域Ａ５５６、Ａ６５６に光源１１２が不存在の場合、光源３１２、４１２の出射光の大部分が、光軸回りの周方向の周期的な輝度分布の発現に利用される。

（３）凹入面部分の傾斜角度
実施の形態では、凹入面部分１５４の傾斜角度が一定であるが、本発明は、これに限られない。例えば、図９（ａ）の光学部材７５０では、第２端面７５２は、頂点に近づくほど傾斜角度が段階的に小さくなる角錐状の凹入面部分７５４を有する。図９（ｂ）の光学部材８５０では、第２端面８５２は、頂点に近づくほど傾斜角度が連続的に小さくなる角錐状の凹入面部分８５４を有する。これらのように、頂点に近づくほど傾斜角度を小さくすることで、光学部材を樹脂成形で形成する場合に金型を光学部材から抜きやすくすることができる。また、図９（ｃ）の光学部材９５０では、第２端面９５２は、頂点に近づくほど傾斜角度が段階的に大きくなる角錐状の凹入面部分９５４を有する。図９（ｄ）の光学部材１０５０では、第２端面１０５２は、頂点に近づくほど傾斜角度が連続的に大きくなる角錐状の凹入面部分１０５４を有する。図３に示す通り、光源１１２の出射光は、光源を中心とする径方向の内側に向かう光（光線Ｌ₃₁、Ｌ₄₁）と、光源を中心とする径方向の外側に向かう光（光線Ｌ₁₁、Ｌ₂₁）とを含む。凹入面部分１５４の傾斜角度が一定の場合、径方向内側に向かう光の凹入面部分１５４への入射角は、径方向外側に向かう光の凹入面部分１５４への入射角よりも小さくなる。従って、径方向内側に向かう光が全反射の条件を満たしにくくなる。これに対して、凹入面部分の傾斜角度を頂点に近づくほど大きくすることで、傾斜角度を一定とする場合に比べて、径方向内側に向かう光の凹入面部分への入射角を大きくすることができる。従って、径方向内側に向かう光が全反射の条件を満たしやすくなる。

（４）光学部材の形状
実施の形態では、環状面部分１５５は三角形状の平面を複数組み合わせた形状である。これにより、凹入面部分１５４だけでなく環状面部分１５５も利用して、さらに複雑な輝度分布を形成することができる。しかしながら、本発明はこれに限られない。図１０（ａ）の光学部材１１５０では、第２端面１１５２は、角錐状の凹入面部分１１５４と環状面部分１１５５とを有する。環状面部分１１５５は、曲面状の形状を有する。これにより、角錐状の凹入面部分１１５４により形成された光軸回りの周方向の輝度分布を維持することができる。

また、実施の形態では、環状面部分１５５は内周１５７から外周１５８に向かうほど第１端面１５１側に近づく斜面となっているが、これに限られない。図１０（ｂ）の光学部材１２５０では、第２端面１２５２は、角錐状の凹入面部分１２５４と環状面部分１２５５とを有する。環状面部分１２５５は、環状面部分１２５５の内周１５７から外周１５８に向かうほど第１端面１５１側から遠ざかる斜面となっている。また、図１０（ｃ）の光学部材１３５０では、第２端面１３５２は、角錐状の凹入面部分１３５４と環状面部分１３５５とを有する。環状面部分１３５５は、第１端面１５１と平行である。これにより、環状面部分１２５５、１３５５で内面反射して照明装置の後方に進行する光の量を調整することができる。

また、実施の形態では、外周面１５３は光軸に垂直な断面が円形状の形状を有するが、これに限られない。図１０（ｄ）の光学部材１４５０では、第２端面１４５２は、角錐状の凹入面部分１４５４と環状面部分１４５５とを有する。また、光学部材１４５０の外周面１４５３は、光軸に垂直な断面が多角形の形状を有する。この例では、具体的には断面が八角形の形状である。図１０（ｅ）の光学部材１５５０では、第２端面１５５２は、角錐状の凹入面部分１５５４と環状面部分１５５５とを有する。また、光学部材１５５０の外周面１５５３は、第１端面側から第２端面側に延びる断面Ｖ字状の溝を周方向に複数有する。これにより、凹入面部分１４５４、１５５４だけでなく外周面１４５３、１５５３も利用して、さらに複雑な輝度分布を形成することができる。

（５）凹入面部分の角錐の形状
実施の形態では、凹入面部分は八角錐状の形状を有しているが、本発明は、これに限られない。例えば、三角錐状、四角錐状、五角錐状などの角錐状であってもよい。角錐状であれば、光軸回りの周方向に輝度が高い領域と輝度が低い領域とが周期的に発現する輝度分布を得ることができる。

（６）照明装置の構成
実施の形態では、スクリュー型の口金を有する白熱電球代替用の照明装置を例示しているが、本発明は、これに限られない。光源と光学部材とを備える照明装置であれば、本発明は適用可能である。図１１の照明装置１６００は、台座１６９２と、光源モジュール１６１０と、ケース１６３０と、電源モジュール１６４０と、反射鏡１６９５と、光学部材１６５０とを備える。

台座１６９２は、熱伝導性材料からなり、ヒートシンクとして機能する。
光源モジュール１６１０は、基板１６１１と光源１６１２とを含む。光源１６１２は、ＬＥＤ１６１３と、波長変換部材１６１４とを含む。光源１６１２の構成は、実施の形態と同様である。光源モジュール１６１０は、台座１６９２上に熱伝導性シート１６９３を介して配される。光源モジュール１６１０の熱は、熱伝導性シート１６９３を介して台座１６９２に伝達され、台座１６９２に伝達された熱は、熱伝導性シート１６９１を介して外部に伝達される。

ケース１６３０は、円筒形の形状を有し、固定用ネジ１６９４を用いて台座１６９２に固定されている。ケース１６３０の内部には、光源モジュール１６１０、電源モジュール１６４０および反射鏡１６９５が収容される。
電源モジュール１６４０は、円環状の形状を有する。電源モジュール１６４０の機能は、実施の形態と同様である。

反射鏡１６９５は、テーパー状の円筒部を有する。円筒部の内周面が光源１６１２の出射光の配光を制御するための光反射面となっている。
光学部材１６５０は、光透過性材料からなり、光源１６１２の光軸上に配されている。光学部材１６５０は、光源１６１２に対面する第１端面１６５１と、第１端面１６５１の反対側の第２端面１６５２と、第１端面１６５１と第２端面１６５２とをつなぐ外周面１６５３とを有する。第２端面１６５２は、実施の形態と同様に、角錐状の凹入面部分１６５４と、凹入面部分１６５４を囲む環状面部分１６５５とを有する。この例では、凹入面部分１６５４は、八角錐状の形状を有する。

照明装置１６００においても、実施の形態と同様の原理により、光軸回りの周方向に輝度が高い領域と輝度が低い領域とが周期的に発現する輝度分布を得ることができる。
（７）光学部材の薄型化
実施の形態では、光学部材の光軸方向の寸法が光軸に垂直な径方向の寸法（直径）よりも大きな例を示しているが、本発明は、これに限られない。例えば、光学部材の光軸方向の寸法を径方向の寸法よりも小さくすることで、光学部材の薄型化を図ることとしてもよい。

図１２の照明装置１７００は、光学部材１７５０を備える。光学部材１７５０は、光軸方向の寸法が径方向の寸法よりも小さい。光学部材１７５０は、第１端面１７５１と、第２端面１７５２と、外周面１７５３とを有する。第２端面１７５２は、角錐状の凹入面部分１７５４と、環状面部分１７５５とを有する。本変形例では、凹入面部分１７５４は、十二角錐状の形状を有する。ただし、厳密な十二角錐ではなく、十二角錐の各辺が三角形状の平面１７５４ｂでカットされたような形状である。また、凹入面部分１７５４の頂点１７５６は平面状である。環状面部分１７５５は、三角形の平面を複数組み合わせた形状を有する。外周面１７５３は、第２端面１７５２から第１端面１７５１に近づいても径が同じ第１部分１７５３ａと、第２端面１７５２から第１端面１７５１に近づくにつれて径が漸減する第２部分１７５３ｂとを有する。第１部分１７５３ａ、第２部分１７５３ｂの両方から光が出射されることとしてもよいし、何れかの一方のみから光が出射されることとしてもよい。例えば、第２部分１７５３ｂに光反射性の膜または部材を取り付けることで、第１部分１７５３ａのみから光を出射させることができる。

（８）角錐状の用語の定義
本明細書では、「角錐状」の用語は、厳密な角錐だけでなく、厳密な角錐に変形が加えられた形状も含む。例えば、図８（ａ）、（ｂ）の例では、頂点が曲面状または平面状になるように角錐を変形した形状である。図９（ａ）〜（ｄ）の例では、頂点に近づくほど傾斜角度が順次変化するように角錐を変形した形状である。図１２の例では、頂点が平面状であり、かつ、角錐の各辺が三角形状の平面でカットされたような形状に角錐を変形した形状である。これらの形状も「角錐状」に含まれるものとする。本明細書の「角錐状」を、光軸を中心軸として回転対称な凸多面体と表現してもよい。

１００照明装置
１１０光源モジュール
１１１基板
１１２光源
１１３ＬＥＤ
１１４波長変換部材
１１６基板の開口部
１１７環状の光源により囲まれる内部領域
１３０ケース
１４０電源モジュール
１５０光学部材
１５１第１端面
１５２第２端面
１５３外周面
１５４凹入面部分
１５５環状面部分
１５６頂点
１５７内周
１５８外周
Ａ１１２光源を光軸に垂直な面に投影して得られる投影領域
Ａ１５４凹入面部分を光軸に垂直な面に投影して得られる投影領域
Ａ５５６、Ａ６５６頂点を光軸に垂直な面に投影して得られる投影領域
Ａ１１７環状の光源に囲まれる内部領域を光軸に垂直な面に投影して得られる投影領域

Claims

光源と、前記光源の光軸上に配された光透過性を有する光学部材と、を備え、
前記光学部材は、前記光源に対面する第１端面と、前記第１端面の反対側の第２端面と、前記第１端面と前記第２端面とをつなぐ外周面とを有し、
前記第２端面は、前記光軸と同軸で頂点が前記第１端面側を向いた角錐状の凹入面部分を有し、前記角錐状の凹入面部分が、前記第１端面から導かれた光の少なくとも一部を内面反射させて前記外周面に導く光反射面となる、
照明装置。
前記光源を前記光軸に垂直な面に投影して得られる投影領域は、前記角錐状の凹入面部分を前記光軸に垂直な前記面に投影して得られる投影領域に内包される、
請求項１に記載の照明装置。
前記光源は、前記光軸を中心軸とする環状の形状を有し、
前記角錐状の凹入面部分の前記頂点は、曲面状または平面状の形状を有し、
前記曲面状または平面状の前記頂点を前記光軸に垂直な面に投影して得られる投影領域は、前記環状の前記光源により囲まれる内部領域を前記光軸に垂直な前記面に投影して得られる投影領域に内包される、
請求項１または２に記載の照明装置。
前記角錐状の凹入面部分の傾斜角度は、前記光源から前記光軸に平行に進行する光が全反射する条件を満たす、
請求項１から３の何れかに記載の照明装置。
前記第２端面は、さらに、前記角錐状の凹入面部分を囲む環状面部分を有し、
前記環状面部分は、前記環状面部分の内周から外周に向かうほど前記第１端面側に近づく斜面となっており、
前記角錐状の凹入面部分は、前記第１端面から導かれた光の一部を前記環状面部分に導き、
前記環状面部分は、前記角錐状の凹入面部分から導かれた光の少なくとも一部を内面反射させて前記外周面に導く光反射面となる、
請求項１から４の何れかに記載の照明装置。