JP2018190558A - Lighting device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting device which can emit light in a rectangular form.SOLUTION: A lighting device according to an embodiment includes a light source and a lens. The light source emits light. The lens has optical elements arranged in a substantially lattice form on an emission surface which is a surface opposite to the light source.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、照明装置に関する。   The present invention relates to a lighting device.

従来から、スポットライト等の種々の照明装置が提供される。例えば、スポットライトとして用いられる照明装置として、出射面から矩形状に光を出射するものがある。   Conventionally, various illumination devices such as spotlights are provided. For example, there is an illuminating device used as a spotlight that emits light in a rectangular shape from an emission surface.

特開2006−286615号公報JP 2006-286615 A

しかしながら、従来の照明装置では、光を遮断することで矩形状に光を出射していた。すなわち、従来の照明装置では、光を遮断する分だけ出射効率が低下する課題があった。   However, the conventional lighting device emits light in a rectangular shape by blocking the light. That is, the conventional illumination device has a problem that the emission efficiency is lowered by the amount of light blocking.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、矩形状に光を出射することができる照明装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the illuminating device which can radiate | emit a light in a rectangular shape.

上述した課題を解決し、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、光を出射する光源と、略格子状に配列された光学素子を前記光源と反対側の面である出射面に有するレンズとを備える。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an illumination device according to one embodiment of the present invention includes a light source that emits light and an optical element arranged in a substantially lattice shape on a surface opposite to the light source. A lens having a certain exit surface.

本発明の一態様によれば、矩形状に配光を制御することができる。   According to one embodiment of the present invention, light distribution can be controlled in a rectangular shape.

図1は、実施形態に係る照明装置の模式的な分解斜視図である。FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a lighting device according to an embodiment. 図2は、実施形態に係るレンズの模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a lens according to the embodiment. 図3Aは、実施形態に係るレンズの出射面の模式図である。FIG. 3A is a schematic diagram of an exit surface of the lens according to the embodiment. 図3Bは、実施形態に係る光学素子の模式図である。FIG. 3B is a schematic diagram of the optical element according to the embodiment. 図3Cは、実施形態に係る光学素子の模式図である。FIG. 3C is a schematic diagram of the optical element according to the embodiment. 図4は、実施形態に係る照明装置から出射される光の配光を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a light distribution of light emitted from the illumination device according to the embodiment. 図5は、実施形態に係るカバーレンズの模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a cover lens according to the embodiment. 図6は、実施形態に係る第1プリズム、第2プリズムおよび第3プリズムの向きを示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating directions of the first prism, the second prism, and the third prism according to the embodiment. 図7は、実施形態に係るカバーレンズの有無による比較結果を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a comparison result according to the presence or absence of a cover lens according to the embodiment.

以下、実施形態に係る照明装置について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。   Hereinafter, a lighting device according to an embodiment will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by embodiment shown below. In addition, the relationship between the dimensions of each element in the drawings, the ratio of each element, and the like may be different from the actual situation. Also, there are cases in which parts having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.

まず、図1を用いて、実施形態に係る照明装置の構成について説明する。図1は、実施形態に係る照明装置の模式的な分解斜視図である。なお、図1には、説明を分かりやすくするために、光が出射する側の面を正方向とするZ軸を含む3次元の直交座標系を図示している。かかる直交座標系は、以下の説明で用いる他の図面においても示す場合がある。   First, the structure of the illumination device according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic exploded perspective view of a lighting device according to an embodiment. FIG. 1 shows a three-dimensional orthogonal coordinate system including the Z-axis with the light emitting surface as the positive direction for easy understanding. Such an orthogonal coordinate system may be shown in other drawings used in the following description.

図1に示す照明装置1は、いわゆるスポットライトであり、例えば、美術館などの展示品を照らすために使用される。なお、図1の例では、照明装置1は、Z軸正方向側に光を出射することができる。   The illumination device 1 shown in FIG. 1 is a so-called spotlight, and is used for illuminating an exhibit such as a museum. In the example of FIG. 1, the lighting device 1 can emit light in the positive direction of the Z axis.

実施形態に係る照明装置1は、図1に示すように、ヒートシンク部材11と、筐体12と、光源であるLED(Light Emitting Diode)13と、LEDホルダー14と、調整部材15と、リフレクタ―16と、レンズホルダー17と、レンズ18と、カバーレンズ19と、レンズストッパー20とを備える。   As shown in FIG. 1, the lighting device 1 according to the embodiment includes a heat sink member 11, a housing 12, an LED (Light Emitting Diode) 13 that is a light source, an LED holder 14, an adjustment member 15, and a reflector. 16, a lens holder 17, a lens 18, a cover lens 19, and a lens stopper 20.

ヒートシンク部材11は、LED13により発生された熱を放熱する。筐体12は、調整部材15と、リフレクタ―16と、レンズホルダー17と、レンズ18と、カバーレンズ19を収容し、ヒートシンク部材11と連結させる。   The heat sink member 11 dissipates heat generated by the LED 13. The housing 12 accommodates the adjustment member 15, the reflector 16, the lens holder 17, the lens 18, and the cover lens 19, and is connected to the heat sink member 11.

LED13は、例えば、RGBフルカラーのCOB(Chip On Board)タイプのLEDである。LEDホルダー14は、LED13を覆ってLED13を保護する部材である。調整部材15は、レンズ18の位置を調整し、LED13とレンズ18との距離を調整する。例えば、調整部材15を周方向に摺動させることで、LED13とレンズ18との距離を近づけたり、遠ざけたりすることができる。   The LED 13 is, for example, an RGB full color COB (Chip On Board) type LED. The LED holder 14 is a member that covers the LED 13 and protects the LED 13. The adjustment member 15 adjusts the position of the lens 18 and adjusts the distance between the LED 13 and the lens 18. For example, by sliding the adjustment member 15 in the circumferential direction, the distance between the LED 13 and the lens 18 can be reduced or increased.

リフレクタ―16は、中央位置に開口部が設けれ、開口部に向かって円錐形状に凹んだ形状に形成されており、LED13からの光をレンズ18側に反射させる。   The reflector 16 is provided with an opening at a central position, and is formed in a conical shape recessed toward the opening, and reflects the light from the LED 13 toward the lens 18 side.

レンズホルダー17は、レンズ18およびカバーレンズ19を収容する部材である。レンズ18は、いわゆるフレネルレンズであり、LED13から出射された光の配光角を制御する。なお、実施形態に係る照明装置1は、レンズ18のLED13と反対側の主面である出射面に光学素子を設けることで、矩形状に配光を制御することができる。この点の詳細については、図2以降を用いて後述する。   The lens holder 17 is a member that accommodates the lens 18 and the cover lens 19. The lens 18 is a so-called Fresnel lens, and controls the light distribution angle of the light emitted from the LED 13. In addition, the illuminating device 1 which concerns on embodiment can control light distribution to a rectangular shape by providing an optical element in the output surface which is the main surface on the opposite side to LED13 of the lens 18. FIG. Details of this point will be described later with reference to FIG.

カバーレンズ19は、レンズ18を覆ってレンズ18を保護する部材である。なお、実施形態に係る照明装置1は、カバーレンズ19の主面の一方にレンズ18から出射した光の配光を制御するプリズムを設けることで、出射する光をより矩形状に近づけることができる。この点の詳細については、図5以降の図面を用いて後述する。   The cover lens 19 is a member that covers the lens 18 and protects the lens 18. In addition, the illuminating device 1 according to the embodiment can make the emitted light closer to a rectangular shape by providing a prism that controls the light distribution of the light emitted from the lens 18 on one of the main surfaces of the cover lens 19. . Details of this point will be described later with reference to FIGS.

レンズストッパー20は、レンズ18およびカバーレンズ19をレンズホルダー17に固定するための部材である。レンズストッパー20をレンズホルダー17に押し付けた状態で周方向に摺動させることでレンズ18およびカバーレンズ19を固定したり、取り外したりすることができる。   The lens stopper 20 is a member for fixing the lens 18 and the cover lens 19 to the lens holder 17. By sliding the lens stopper 20 against the lens holder 17 in the circumferential direction, the lens 18 and the cover lens 19 can be fixed or removed.

次に、図2を用いてレンズ18の詳細について説明する。図2は、レンズ18の構成を示す断面模式図である。なお、図2では、図1に示したレンズ18のX軸に沿った断面を模式的に示す。図2に示すように、レンズ18のLED13と反対側の主面である出射面は、光学素子18aを有する。   Next, details of the lens 18 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the lens 18. 2 schematically shows a cross section along the X-axis of the lens 18 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the exit surface, which is the main surface opposite to the LED 13 of the lens 18, has an optical element 18a.

かかる光学素子18aは、出射面と対向する主面である入射面に設けられたプリズム18b、18cによって配光が制御された光に対してさらに配光を矩形状に制御する。なお、レンズ18の入射面側にLED13が設置される。   The optical element 18a further controls the light distribution in a rectangular shape with respect to the light whose light distribution is controlled by the prisms 18b and 18c provided on the incident surface which is the main surface facing the emission surface. The LED 13 is installed on the incident surface side of the lens 18.

ここで、従来の照明装置では、色ムラを低減させるために、例えば、レンズの出射面に光を拡散する拡散素子を備えるものが知られている。一方、実施形態に係る照明装置1では、レンズ18の入射面および出射面の両面で配光を制御することで矩形状の配光制御を可能とする。これにより、実施形態に係る照明装置1では、出射する光を遮る部材を用いることなく矩形状に配光を制御することができる。なお、光学素子18aの詳細については図3A〜図3Cを用いて後述する。   Here, in the conventional illumination device, in order to reduce color unevenness, for example, an illumination device including a diffusion element that diffuses light on the exit surface of a lens is known. On the other hand, in the illumination device 1 according to the embodiment, rectangular light distribution control is enabled by controlling the light distribution on both the incident surface and the exit surface of the lens 18. Thereby, in the illuminating device 1 which concerns on embodiment, light distribution can be controlled to a rectangular shape, without using the member which interrupts | emits the emitted light. Details of the optical element 18a will be described later with reference to FIGS. 3A to 3C.

また、実施形態に係る照明装置1は、レンズ18のLED13側の主面である入射面にプリズム18b、18cを有する。プリズム18bが屈折型プリズムであり、プリズム18cが全反射型プリズム(TIR(Total Internal Reflection)プリズム)であり、それぞれ同心円状に構成されている。   Moreover, the illuminating device 1 which concerns on embodiment has prism 18b, 18c in the entrance plane which is the main surface by the side of LED13 of the lens 18. FIG. The prism 18b is a refractive prism, and the prism 18c is a total reflection prism (TIR (Total Internal Reflection) prism), each of which is configured concentrically.

LED13から入射された光は、プリズム18bでは屈折され、プリズム18cでは内部で全反射させる。これにより、プリズム18bおよびプリズム18cを通過する光は、出射面に対して例えば略垂直となるように、入射角が制御される。なお、レンズ18は、プリズム18b、18cを有さない構成とすることにしてもよい。   Light incident from the LED 13 is refracted by the prism 18b and totally reflected internally by the prism 18c. Thereby, the incident angle of the light passing through the prism 18b and the prism 18c is controlled so as to be substantially perpendicular to the emission surface. The lens 18 may be configured without the prisms 18b and 18c.

次に、図3A〜図3Cを用いてレンズ18の光学素子18aの詳細について説明する。図3Aは、実施形態に係るレンズ18の出射面の模式図である。また、図3Bおよび図3Cは、実施形態に係る光学素子18aの模式図である。なお、図3Aは、レンズ18をZ軸正方向側から見た模式図である。また、図3Bは、第1プリズム18dの頂点18daを含むY軸に沿ったレンズ18の断面模式図であり、図3Cは、第2プリズム18eの頂点18eaを含むX軸に沿ったレンズ18の断面模式図である。なお、図3Bおよび図3Cでは、上記のプリズム18b、18cの記載を省略している。   Next, details of the optical element 18a of the lens 18 will be described with reference to FIGS. 3A to 3C. FIG. 3A is a schematic diagram of an emission surface of the lens 18 according to the embodiment. 3B and 3C are schematic views of the optical element 18a according to the embodiment. FIG. 3A is a schematic view of the lens 18 as seen from the Z axis positive direction side. 3B is a schematic cross-sectional view of the lens 18 along the Y axis including the vertex 18da of the first prism 18d. FIG. 3C is a cross-sectional view of the lens 18 along the X axis including the vertex 18ea of the second prism 18e. It is a cross-sectional schematic diagram. In FIGS. 3B and 3C, the description of the prisms 18b and 18c is omitted.

図3Aに示すように、レンズ18の出射面には、光学素子18aが形成される。光学素子18aは、X軸方向に筋状に延伸する複数の第1プリズム18dと、Y軸方向に筋状に延伸する複数の第2プリズム18eとからなる略格子状のプリズムである。つまり、光学素子18aは、第1プリズム18dと第2プリズム18eとを組み合わせた表面形状である。また、第1プリズム18dおよび第2プリズム18eの短手方向の断面形状は、それぞれ2つの円弧とそれらを接続する傾斜部とからなる略波型形状であり、レンズ18の出射面からZ軸正方向に凸となるよう形成される。   As shown in FIG. 3A, an optical element 18 a is formed on the exit surface of the lens 18. The optical element 18a is a substantially lattice-shaped prism including a plurality of first prisms 18d extending in a streak shape in the X-axis direction and a plurality of second prisms 18e extending in a streak shape in the Y-axis direction. That is, the optical element 18a has a surface shape in which the first prism 18d and the second prism 18e are combined. Further, the cross-sectional shapes in the short direction of the first prism 18d and the second prism 18e are substantially wave-shaped shapes each composed of two arcs and an inclined portion connecting them, and the Z-axis positive direction from the exit surface of the lens 18 is obtained. It is formed to be convex in the direction.

ところで、実施形態に係る照明装置1では、第1プリズム18dおよび第2プリズム18eのそれぞれの頂点18da、18eaからそれぞれの底面18db、18ebまでの高さや、第1プリズム18dおよび第2プリズム18eの間隔を調整することで、配光を調整することが可能である。   By the way, in the illuminating device 1 which concerns on embodiment, the height from each vertex 18da and 18ea of each of the 1st prism 18d and the 2nd prism 18e to each bottom face 18db and 18eb, and the space | interval of the 1st prism 18d and the 2nd prism 18e. By adjusting the light distribution, it is possible to adjust the light distribution.

具体的には、図3Bおよび図3Cに示すように、第1プリズム18dの頂点18daから第1プリズム18dの底面18dbまでの高さh1が、第2プリズム18eの頂点18eaから第2プリズム18eの底面18ebまでの高さh2よりも低い場合、Y軸方向側に比べて、X軸方向側に光をより広く拡散することができる。   Specifically, as shown in FIGS. 3B and 3C, the height h1 from the apex 18da of the first prism 18d to the bottom surface 18db of the first prism 18d is such that the apex 18ea of the second prism 18e extends to the second prism 18e. When the height is lower than the height h2 to the bottom surface 18eb, light can be diffused more widely in the X-axis direction side than in the Y-axis direction side.

これは、高さh1や高さh2を高くするほど、第1プリズム18dまたは第2プリズム18eの表面積または接触角が大きくなるためであると考えられる。例えば、表面積を大きくすることで、第1プリズム18dまたは第2プリズム18eが延伸する方向と略直交する向きに光をより広く拡散すると考えられる。なお、上記の例では、高さh2が高さh1よりも高いため、第2プリズム18eと直交する向きを長手方向とする略長方形状に光を出射することができる。   This is considered to be because the surface area or contact angle of the first prism 18d or the second prism 18e increases as the height h1 or the height h2 is increased. For example, by increasing the surface area, it is considered that light is diffused more widely in a direction substantially orthogonal to the direction in which the first prism 18d or the second prism 18e extends. In the above example, since the height h2 is higher than the height h1, light can be emitted in a substantially rectangular shape with the direction perpendicular to the second prism 18e as the longitudinal direction.

なお、以下の手法により金型を形成し、かかる金型の形状をレンズ18の出射面に転写することで光学素子18aを形成することができる。具体的には、まず、金型に対して第1プリズム18dに対応する溝をレーザ照射により形成する。かかる場合に、溝の深さが略均一となるように金型に対してレーザ照射を行う。続いて、第1プリズム18dに対応する溝が形成された金型に対して第1プリズム18dと略直交する向きに第2プリズム18eに対応する溝をレーザ照射により形成する。なお、金型に形成される第1プリズムと第2プリズムに対応する溝の形状(深さ)は、レーザ加工時のレーザ照射条件等を変えることで調整できる。   The optical element 18a can be formed by forming a mold by the following method and transferring the shape of the mold to the exit surface of the lens 18. Specifically, first, a groove corresponding to the first prism 18d is formed on the mold by laser irradiation. In such a case, laser irradiation is performed on the mold so that the groove depth is substantially uniform. Subsequently, a groove corresponding to the second prism 18e is formed by laser irradiation in a direction substantially orthogonal to the first prism 18d with respect to the mold in which the groove corresponding to the first prism 18d is formed. In addition, the shape (depth) of the groove | channel corresponding to the 1st prism and 2nd prism formed in a metal mold | die can be adjusted by changing the laser irradiation conditions etc. at the time of laser processing.

つまり、かかる金型をレンズ18の出射面に転写することで、高さh1および高さh2が異なる光学素子18aが形成される。ただし、第2プリズム18eに対応するレーザ加工工程において、先に加工された第1プリズム18dに対応する溝と重なる部分が部分的に深くなる。すなわち、第1プリズム18dの頂部と第2プリズム18eの頂部とが重なる部分が部分的に高くなる。   That is, by transferring the mold to the exit surface of the lens 18, optical elements 18a having different heights h1 and h2 are formed. However, in the laser processing step corresponding to the second prism 18e, the portion that overlaps the groove corresponding to the first prism 18d that has been processed first is partially deepened. That is, the portion where the top of the first prism 18d and the top of the second prism 18e overlap is partially increased.

次に、図4を用いて第1プリズム18dまたは第2プリズム18eのピッチ、高さh1、高さh2と、レンズ18から出射される光の配光の相関について説明する。図4は、実施形態に係る照明装置1から出射される光の配光を示す図である。なお、図4には、LED13とレンズ18との距離を25mmにした場合の結果を示す。   Next, the correlation between the pitch, height h1, height h2 of the first prism 18d or the second prism 18e and the light distribution of the light emitted from the lens 18 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a light distribution of light emitted from the illumination device 1 according to the embodiment. FIG. 4 shows the results when the distance between the LED 13 and the lens 18 is 25 mm.

また、ピッチとは、隣り合う第1プリズム18dの頂点18daの間隔を示す。なお、光学素子18aが略格子状に配置されることより、かかる間隔と、隣り合う第2プリズム18eの頂点18eaの間隔とは略等しいものとする。   The pitch indicates the interval between the apexes 18da of the adjacent first prisms 18d. Note that, since the optical elements 18a are arranged in a substantially lattice shape, the interval and the interval between the apexes 18ea of the adjacent second prisms 18e are substantially equal.

図4に示すように、ピッチが長いほど、略十字状の配光を有する。具体的には、ピッチが、100μmでは、略十字状の配光であり、ピッチを80、64、50μmと短くするほど、十字状から矩形状に近い配光となる。   As shown in FIG. 4, the longer the pitch, the light distribution has a substantially cross shape. Specifically, when the pitch is 100 μm, the light distribution is substantially cross-shaped, and as the pitch is shortened to 80, 64, and 50 μm, the light distribution becomes closer to a rectangular shape from the cross shape.

そして、ピッチを32μmとする場合に、略矩形状の配光を有する。すなわち、実施形態に係る照明装置1では、ピッチを短くすることで、矩形状に配光を制御することが可能となる。   When the pitch is 32 μm, the light distribution is substantially rectangular. That is, in the illuminating device 1 which concerns on embodiment, it becomes possible to control light distribution to a rectangular shape by shortening a pitch.

これは、ピッチを短くすることで、図3Bや図3C等に示したように、光学素子18aの底面が湾曲した形状となるためである。換言すると、実施形態に係る照明装置1ではピッチを短くすることで、光学素子18aの底面に平らな部分を形成しないようにしている。   This is because the bottom surface of the optical element 18a is curved as shown in FIGS. 3B and 3C by shortening the pitch. In other words, in the illuminating device 1 according to the embodiment, the flat portion is not formed on the bottom surface of the optical element 18a by shortening the pitch.

これは、ピッチが長くなると、光学素子18aの底面に平らな部分が形成され、かかる平らな部分を通過する光が、光学素子18aで制御されず、配向が円形状に近づくためである。このため、実施形態に係る照明装置1では、光学素子18aの底面に平らな部分が形成されない程度にピッチが短いことが好ましい。   This is because when the pitch is increased, a flat portion is formed on the bottom surface of the optical element 18a, and light passing through the flat portion is not controlled by the optical element 18a, and the orientation approaches a circular shape. For this reason, in the illuminating device 1 which concerns on embodiment, it is preferable that a pitch is short so that a flat part may not be formed in the bottom face of the optical element 18a.

なお、本実施形態に係る光学素子18aの形状は、断面が2つの円弧とそれらを接続する傾斜部とからなる略波型形状であるが、本発明はかかる形状に限られず、断面が三角形状やなどその他の形状であってもよい。また、LED13とレンズ18との距離等によっては、光学素子18aの底面に平らな部分を設けることにしてもよい。また、上記の例では、第1プリズム18dのピッチと、第2プリズムのピッチとが略等しい場合について例示したが、双方のピッチが異なる長さであってもよい。   The shape of the optical element 18a according to the present embodiment is a substantially wave shape in which the cross section includes two arcs and an inclined portion that connects the two arcs, but the present invention is not limited to such a shape, and the cross section is triangular. Other shapes such as may be used. Further, depending on the distance between the LED 13 and the lens 18, a flat portion may be provided on the bottom surface of the optical element 18a. In the above example, the case where the pitch of the first prism 18d and the pitch of the second prism are substantially equal is illustrated, but the pitch of both may be different.

次に、図5〜図7を用いて、実施形態に係るカバーレンズ19について説明する。まず、図5を用いて実施形態に係るカバーレンズ19の概要について説明する。図5は、実施形態に係るカバーレンズ19の概要を示す図である。   Next, the cover lens 19 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. First, the outline of the cover lens 19 according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an outline of the cover lens 19 according to the embodiment.

なお、図5では、カバーレンズ19をZ軸負方向側から見た図である。すなわち、図5は、カバーレンズ19のLED13側の主面である入射面を模式的に示す図である。   In FIG. 5, the cover lens 19 is viewed from the Z-axis negative direction side. That is, FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an incident surface that is a main surface of the cover lens 19 on the LED 13 side.

図5に示すように、カバーレンズ19は、X軸方向に筋状に延伸する複数の第3プリズム19aを有する。かかる第3プリズム19aは、例えば、レーザ照射された金型の形状をカバーレンズ19の入射面に転写することで形成される。なお、第3プリズム19aは、短手方向の断面が略円弧状で、カバーレンズ19の入射面からZ軸負方向に凸となるように形成される。   As shown in FIG. 5, the cover lens 19 has a plurality of third prisms 19a extending in a streak shape in the X-axis direction. The third prism 19 a is formed, for example, by transferring the shape of a mold irradiated with a laser to the incident surface of the cover lens 19. The third prism 19a is formed so that the cross section in the short direction is substantially arc-shaped and is convex from the incident surface of the cover lens 19 in the negative Z-axis direction.

ここで、各第3プリズム19aの高さは、X軸座標に応じて異なる高さとなるように形成される。具体的には、各第3プリズム19aは、同図に示すように、カバーレンズ19の中央部における高さが最も低く、両端部に行くにしたがって徐々に高くなる。換言すると、第3プリズム19aは、カバーレンズ19の中央部から端部に行くにつれて、高さが高く形成される。   Here, the height of each third prism 19a is formed to be different depending on the X-axis coordinate. Specifically, as shown in the figure, each third prism 19a has the lowest height at the center of the cover lens 19 and gradually increases toward both ends. In other words, the third prism 19 a is formed such that its height increases from the center to the end of the cover lens 19.

これにより、第3プリズム19aは、端部に行くにつれて、第3プリズム19aと直交する向きであるY軸方向に光を広く拡散させることができると考えられる。すなわち、第3プリズム19aは、図5に示すエリアAにおいてY軸方向に光を効果的に拡散することができる。   Thereby, it is considered that the third prism 19a can diffuse light widely in the Y-axis direction, which is the direction orthogonal to the third prism 19a, as it goes to the end. That is, the third prism 19a can effectively diffuse light in the Y-axis direction in the area A shown in FIG.

なお、第3プリズム19aを全て均一の高さにすることにしてもよいし、あるいは、カバーレンズ19の一方向の端部(例えば、エリアAに囲まれる領域)のみに形成することにしてもよい。   Note that all the third prisms 19a may have a uniform height, or may be formed only at one end of the cover lens 19 in one direction (for example, a region surrounded by the area A). Good.

また、カバーレンズ19の出射面側に第3プリズム19aを設けることにしてもよいし、カバーレンズ19の出射面および入射面の両面に第3プリズム19aを形成することにしてもよい。また、カバーレンズ19に代えて、第3プリズム19aを有する他の部材を用いることにしてもよい。   Further, the third prism 19 a may be provided on the exit surface side of the cover lens 19, or the third prism 19 a may be formed on both the exit surface and the entrance surface of the cover lens 19. Further, instead of the cover lens 19, another member having the third prism 19a may be used.

なお、カバーレンズ19に第3プリズム19aを設けることで、他の部材を用いる場合に比べて部品点数の削減や、かかる他の部材を削減する分だけ、出射効率の低下を抑制することができる。   By providing the cover prism 19 with the third prism 19a, the number of parts can be reduced as compared with the case of using other members, and the reduction in emission efficiency can be suppressed by the amount of such other members. .

次に、図6を用いて第1プリズム18d、第2プリズム18eおよび第3プリズム19aの向きについて説明する。図6は、第1プリズム18d、第2プリズム18eおよび第3プリズム19aの向きを説明する図である。   Next, directions of the first prism 18d, the second prism 18e, and the third prism 19a will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating the orientation of the first prism 18d, the second prism 18e, and the third prism 19a.

なお、図6では、説明を分かりやすくするため、第1プリズム18d、第2プリズム18eおよび第3プリズム19aのみを示している。なお、上述したように、第1プリズム18d、第2プリズム18eは、レンズ18の出射面に形成され、第3プリズム19aは、カバーレンズ19の入射面に形成される。   In FIG. 6, only the first prism 18d, the second prism 18e, and the third prism 19a are shown for easy understanding. As described above, the first prism 18 d and the second prism 18 e are formed on the exit surface of the lens 18, and the third prism 19 a is formed on the entrance surface of the cover lens 19.

また、以下では、第1プリズム18dが延伸する方向を第1方向と記載し、第2プリズム18eが延伸する方向を第2方向と記載する。そして、第3プリズム19aが延伸する方向を第3方向と記載する。   Hereinafter, a direction in which the first prism 18d extends is referred to as a first direction, and a direction in which the second prism 18e extends is referred to as a second direction. A direction in which the third prism 19a extends is referred to as a third direction.

図6に示すように、第1方向と、第2方向とが略直交し、図3Bおよび図3Cに示したように、高さh1が高さh2より低い場合、第3プリズム19aは、第3方向が第2方向と直交する向きに配置される。   As shown in FIG. 6, when the first direction and the second direction are substantially orthogonal, and the height h1 is lower than the height h2 as shown in FIGS. 3B and 3C, the third prism 19a Three directions are arranged in a direction orthogonal to the second direction.

すなわち、第3プリズム19aは、第1プリズム18dおよび第2プリズム18eのうち、高さが高いプリズムと直交する向きに配置される。これにより、第3プリズム19aを通過する光は、第1方向と略直交する向きに効果的に拡散される。   That is, the third prism 19a is arranged in a direction orthogonal to the prism having the higher height among the first prism 18d and the second prism 18e. Thereby, the light passing through the third prism 19a is effectively diffused in a direction substantially orthogonal to the first direction.

なお、第1プリズム18dおよび第2プリズム18eは、必ずしも略直交している必要はなく、交差していればよい。かかる場合であっても、カバーレンズ19は、第3プリズム19aが第2プリズム18eと略直交した向きに配置することとすればよい。なお、第3プリズム19aの形状によっては、第3方向と、第1方向とが直交する向きにレンズ18およびカバーレンズ19を配置することにしてもよい。また、第1方向または第2方向と第3方向とは、必ずしも略直交していなくてもよい。   Note that the first prism 18d and the second prism 18e do not necessarily need to be substantially orthogonal, but may be crossed. Even in such a case, the cover lens 19 may be arranged in a direction in which the third prism 19a is substantially orthogonal to the second prism 18e. Depending on the shape of the third prism 19a, the lens 18 and the cover lens 19 may be arranged in a direction in which the third direction and the first direction are orthogonal to each other. In addition, the first direction or the second direction and the third direction do not necessarily have to be substantially orthogonal.

次に、図7を用いて第3プリズム19aを有するカバーレンズ19の有無における光の配光の比較結果について説明する。図7は、実施形態に係るカバーレンズ19の有無による比較結果を示す図である。   Next, a comparison result of light distribution with and without the cover lens 19 having the third prism 19a will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram illustrating a comparison result based on the presence or absence of the cover lens 19 according to the embodiment.

図7に示すように、カバーレンズ19が無い場合、中央部に凹み部を有する形状の配光となり、カバーレンズ19を有する場合、カバーレンズが無い場合に比べてより矩形状に近い配光となる。   As shown in FIG. 7, when there is no cover lens 19, the light distribution has a shape having a recess at the center, and when the cover lens 19 is provided, the light distribution is closer to a rectangular shape than when there is no cover lens. Become.

これは、第3プリズム19aによって、凹み部を無くす向きに光が拡散されるためであると考えられる。すなわち、カバーレンズ19は、第1方向と直交する向きに光を拡散することで、凹み部を解消し、配光を矩形状により近づけることができる。   This is presumably because light is diffused by the third prism 19a in a direction that eliminates the recess. That is, the cover lens 19 can disperse light in a direction orthogonal to the first direction, thereby eliminating the dent and making the light distribution closer to a rectangular shape.

換言すると、実施形態に係る照明装置1では、第3方向が第2方向と略直交する向きとなるようにレンズ18およびカバーレンズ19を配置することで、カバーレンズ19から出射する光をより矩形状に近づけることができる。   In other words, in the illumination device 1 according to the embodiment, the lens 18 and the cover lens 19 are arranged so that the third direction is substantially orthogonal to the second direction, so that the light emitted from the cover lens 19 is more rectangular. It can be close to the shape.

上述したように、実施形態に係る照明装置1において、光源(LED13)は、光を出射する。レンズ18は、略格子状に配列された光学素子18aを光源と反対側の面である出射面に有する。これにより、矩形状に光を出射することができる。   As described above, in the illumination device 1 according to the embodiment, the light source (LED 13) emits light. The lens 18 has optical elements 18a arranged in a substantially lattice pattern on the exit surface that is the surface opposite to the light source. Thereby, light can be emitted in a rectangular shape.

また、上述したように、実施形態に係る照明装置1において、光学素子18aは、底面が湾曲した形状である。これにより、矩形状に光を拡散することができる。   Further, as described above, in the illumination device 1 according to the embodiment, the optical element 18a has a shape with a curved bottom surface. Thereby, light can be diffused in a rectangular shape.

また、上述したように、実施形態に係る照明装置1において、光学素子18aは、第1方向に筋状に延伸する複数の第1プリズム18dと、第1方向と交差する第2方向に筋状に延伸する複数の第2プリズム18eとを組み合わせた表面形状である。これにより、効率よく矩形状に光を照射することができる。   Further, as described above, in the illumination device 1 according to the embodiment, the optical element 18a includes the plurality of first prisms 18d extending in a streak shape in the first direction and the streaks in the second direction intersecting the first direction. The surface shape is a combination of a plurality of second prisms 18 e extending in a straight line. Thereby, light can be efficiently irradiated in a rectangular shape.

また、上述したように、実施形態に係る照明装置1において、レンズ18の出射面側に配置され、第3方向に筋状に延伸する複数の第3プリズム19aを主面の一方に有するカバー(カバーレンズ19)をさらに備える。これにより、レンズ18から出射された光の配光をカバーレンズ19によってさらに制御することができる。   In addition, as described above, in the illumination device 1 according to the embodiment, a cover (on one side of the main surface) that includes a plurality of third prisms 19a that are arranged on the exit surface side of the lens 18 and extend in a streak shape in the third direction. A cover lens 19) is further provided. Thereby, the light distribution of the light emitted from the lens 18 can be further controlled by the cover lens 19.

また、上述したように、実施形態に係る照明装置1において、カバーは、第3方向が第1方向または第2方向と略直交する向きに配置される。これにより、第1方向または第2方向と直交する向きに光を拡散することができる。   Further, as described above, in the lighting device 1 according to the embodiment, the cover is arranged in a direction in which the third direction is substantially orthogonal to the first direction or the second direction. Thereby, light can be diffused in a direction orthogonal to the first direction or the second direction.

また、上述したように、実施形態に係る照明装置1において、第1方向と第2方向とが略直交し、第1プリズム18dの頂点18daから第1プリズム18dの底面18dbまでの高さh1が第2プリズム18eの頂点18eaから第2プリズム18eの底面18ebまでの高さh2よりも低い場合に、第3方向が第2方向と略直交する向きに配置される。これにより、出射する光をより矩形状に近づけることができる。   Further, as described above, in the illumination device 1 according to the embodiment, the first direction and the second direction are substantially orthogonal, and the height h1 from the vertex 18da of the first prism 18d to the bottom surface 18db of the first prism 18d is When the height h2 from the apex 18ea of the second prism 18e to the bottom surface 18eb of the second prism 18e is lower than the height h2, the third direction is arranged in a direction substantially orthogonal to the second direction. Thereby, the emitted light can be made closer to a rectangular shape.

また、上述したように、実施形態に係る照明装置1において、第3プリズム19aは、第3方向に沿ってカバーの中央から端部に向かうにつれて高さが徐々に高くなる。これにより、出射する光をより効果的に矩形状に近づけることができる。   Further, as described above, in the illumination device 1 according to the embodiment, the height of the third prism 19a gradually increases from the center of the cover toward the end along the third direction. Thereby, the emitted light can be brought closer to a rectangular shape more effectively.

また、上述したように、実施形態に係る照明装置1において、カバーは、レンズ18を保護するカバーレンズ19である。これにより、部品点数を抑えるとともに、出射効率の低下を抑制することができる。   Further, as described above, in the illumination device 1 according to the embodiment, the cover is the cover lens 19 that protects the lens 18. As a result, it is possible to suppress the number of components and suppress a decrease in emission efficiency.

ところで、上述した実施形態では、レンズ18の出射面が円形状である場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、レンズ18の出射面は、楕円形状、矩形状、三角形状等の他の形状であってもよい。また、レンズ18は、平板状に限られず、例えば、球面上など厚みが不均一であってもよい。   In the above-described embodiment, the case where the exit surface of the lens 18 is circular has been described. However, the present invention is not limited to this. That is, the exit surface of the lens 18 may have another shape such as an elliptical shape, a rectangular shape, or a triangular shape. The lens 18 is not limited to a flat plate shape, and may be non-uniform in thickness, for example, on a spherical surface.

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。   Further, the present invention is not limited by the above embodiment. What was comprised combining each component mentioned above suitably is also contained in this invention. Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.

1 照明装置
11 ヒートシンク部材
12 筐体
13 LED(光源の一例)
14 LEDホルダー
15 調整部材
16 リフレクタ―
17 レンズホルダー
18 レンズ
18a 光学素子
18b、c プリズム
18d 第1プリズム
18e 第2プリズム
19 カバーレンズ
19a 第3プリズム
20 レンズストッパー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illuminating device 11 Heat sink member 12 Case 13 LED (an example of a light source)
14 LED holder 15 Adjustment member 16 Reflector
17 Lens holder 18 Lens 18a Optical element 18b, c Prism 18d First prism 18e Second prism 19 Cover lens 19a Third prism 20 Lens stopper

Claims (8)

光を出射する光源と、
略格子状に配列された光学素子を前記光源と反対側の面である出射面に有するレンズとを備える照明装置。
A light source that emits light;
An illumination device comprising: a lens having optical elements arranged in a substantially lattice pattern on an exit surface which is a surface opposite to the light source.
前記光学素子は、
底面が湾曲した形状である請求項1に記載の照明装置。
The optical element is
The lighting device according to claim 1, wherein the bottom surface has a curved shape.
前記光学素子は、
第1方向に筋状に延伸する複数の第1プリズムと、前記第1方向と交差する第2方向に筋状に延伸する複数の第2プリズムとを組み合わせた表面形状である請求項1または2に記載の照明装置。
The optical element is
The surface shape is a combination of a plurality of first prisms extending linearly in a first direction and a plurality of second prisms extending linearly in a second direction intersecting the first direction. The lighting device described in 1.
前記レンズの前記出射面側に配置され、第3方向に筋状に延伸する複数の第3プリズムを主面の一方に有するカバーをさらに備える請求項3に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 3, further comprising a cover that is disposed on the light exit surface side of the lens and has a plurality of third prisms extending in a streak shape in a third direction on one of the main surfaces. 前記カバーは、
前記第3方向が前記第1方向または前記第2方向と略直交する向きに配置される請求項4に記載の照明装置。
The cover is
The lighting device according to claim 4, wherein the third direction is arranged in a direction substantially orthogonal to the first direction or the second direction.
前記レンズは、
前記第1方向と前記第2方向とが略直交し、
前記カバーは、
前記第1プリズムの頂点から前記第1プリズムの底面までの高さが前記第2プリズムの頂点から前記第2プリズムの底面までの高さよりも低い場合に、前記第3方向が前記第2方向と略直交する向きに配置される請求項5に記載の照明装置。
The lens is
The first direction and the second direction are substantially orthogonal,
The cover is
When the height from the top of the first prism to the bottom surface of the first prism is lower than the height from the top of the second prism to the bottom surface of the second prism, the third direction is the second direction. The lighting device according to claim 5, wherein the lighting device is arranged in a substantially orthogonal direction.
前記第3プリズムは、
前記第3方向に沿って前記カバーの中央から端部に向かうにつれて高さが徐々に高くなる請求項4〜6のいずれか一つに記載の照明装置。
The third prism is
The lighting device according to any one of claims 4 to 6, wherein the height gradually increases from the center of the cover toward the end portion along the third direction.
前記カバーは、
前記レンズを保護するカバーレンズである請求項4〜7のいずれか一つに記載の照明装置。
The cover is
The illumination device according to claim 4, wherein the illumination device is a cover lens that protects the lens.
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