JP2019113754A - レンズ、発光装置及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配光特性が異なる複数種類の照明装置に対して、共通したレンズを用いても、要求される配光特性を得ることが可能なレンズ、発光装置及び照明装置を提供する。【解決手段】レンズ９は、光源８１から放射された光が入る入射面９３と、入射面９３から入った光が出る出射面９２とを備える。出射面９２は、第１凹曲面９２１と、第１凸曲面９２２と、第２凹曲面９２３と、第２凸曲面９２４とを有する。第１凹曲面９２１は、光源８１の光軸と交わり、部分的にくぼんでいる。第１凸曲面９２２は、第１凹曲面９２１の周囲に形成され第１凹曲面９２１に連続する。第２凹曲面９２３は、第１凸曲面９２２の周囲に形成され第１凸曲面９２２に連続する。第２凸曲面９２４は、第２凹曲面９２３の周囲に形成され第２凹曲面９２３に連続する。【選択図】図３

Description

本開示は、レンズ、発光装置及び照明装置に関し、より詳細には、光源の配光を制御するレンズ、このレンズを備えた発光装置、及びこの発光装置を備えた照明装置に関する。

特許文献１には、従来のレンズが開示されている。この特許文献１に記載のレンズは、光源と向かい合う面と、その反対側の面（上面）とを有している。特許文献１記載のレンズの上面は、凸面状に形成されている。また、レンズの上面のうちの光軸を中心とした部分に凹面が形成され、光軸が通る地点に、上側に膨らんだ凸部が形成されている。

特許文献１記載のレンズは、光源から放射された光が、凸部，凹面及び凸面を通過することで、全体的に均一な光量の分布を得ようとする。

特開２００７−１４０５２４号公報

ところで、一般に、照明装置を例えば室内に配置する場合、照明装置の配光を考えて配置が設計される。したがって、配光特性が異なる複数種類の照明装置が存在する場合、照明装置の種類ごとに配置の設計を行う必要がある。

ここで、上記特許文献１記載のレンズを用いた照明装置では、全体的に均一な光量の配光が得られる。しかし、上記特許文献１記載のレンズでは、配光特性が異なる複数種類の照明装置で共通して使用することを前提として設計されていない。このため、複数種類の照明装置に対して、共通して上記特許文献１記載のレンズを用いた場合、一の照明装置では、要求される配光特性が得られたとしても、他の照明装置では要求される配光特性が得られない場合がある。

本開示は、上記事情に鑑みてなされており、配光特性が異なる複数種類の照明装置に対して、共通したレンズを用いても、要求される配光特性を得ることが可能なレンズ、発光装置及び照明装置を提供することを目的とする。

本開示の一態様に係るレンズは、光源から放射された光が入る入射面と、前記入射面から入った光が出る出射面とを備える。前記出射面は、第１凹曲面と、第１凸曲面と、第２凹曲面と、第２凸曲面とを有する。第１凹曲面は、前記光源の光軸と交わり、部分的にくぼんでいる。第１凸曲面は、前記第１凹曲面の周囲に形成され前記第１凹曲面に連続する。第２凹曲面は、前記第１凸曲面の周囲に形成され前記第１凸曲面に連続する。第２凸曲面は、前記第２凹曲面の周囲に形成され前記第２凹曲面に連続する。

本開示の一態様に係る発光装置は、前記レンズと、前記レンズの前記入射面に発光面が対向する前記光源とを備える。

本開示の一態様に係る照明装置は、前記発光装置と、前記発光装置を駆動する駆動装置と、前記発光装置及び前記駆動装置を収容する筐体とを備える。

本開示は、配光特性が異なる複数種類の照明装置に対して、共通したレンズを用いても、要求される配光特性を得ることが可能である、という利点がある。

図１は、本開示の一実施形態に係る照明装置の斜視図である。 図２Ａは、異なる種類の照明装置のそれぞれの配光分布を示すグラフである。図２Ｂは、目標配光の分布を示すグラフである。 図３Ａは、上記実施形態に係るレンズの断面を示した、図３ＢにおけるＣ−Ｃ線断面図である。図３Ｂは、同上のレンズの平面図である。 図４は、同上の照明装置と予備電源装置との接続関係を示す概略ブロック図である。 図５は、同上の照明装置の分解斜視図である。 図６Ａは、比較例１のレンズの断面図である。図６Ｂは、比較例２のレンズの断面図である。

（実施形態１）
（１）概要
本開示の一実施形態に係る照明装置１を説明するにあたり、まず、図１〜３を用いて、照明装置１及びレンズ９の概要を説明する。

本実施形態に係る照明装置１は、例えば、建築物の天井板２等に設置されて、室内の空間及び床面を照明する非常灯（非常用照明器具）である。一般に、非常灯は、床面を照らす照明の照度が所定の値（例えば、１[lx]）以上となるように、複数の非常灯の配置を設計した配置表に基づいて取り付け施工される。ここで、非常灯としては、例えば天井埋込み型又は天井直付け型等の取り付け方法が異なる非常灯が存在する。このため、配置表では、照明装置１の種類に応じて、配置が設計される。

本開示でいう「照明装置１の種類」とは、放射する光の配光の特性によって分類した照明装置１のまとまりを意味する。したがって、本開示でいう「照明装置１の種類」には、天井埋込み型又は天井直付け型等の取り付け方法が異なる照明装置１のほか、光源８１の種類が異なる照明装置１も含まれる。また、本開示にいう「配光」とは、光軸に対する角度（以下、配光角という場合がある）ごとの光度の分布を意味し、具体的には曲線（配光曲線）で近似される。すなわち、配置表では、配光角ごとの光度の各数値が所定値以上となるように、照明装置１の配置が設計されている。照明装置１の光源８１の消費電力を大きくすれば、光度の分布が所定値以上となるが、本開示では、特に断りがない限り、光源８１から放射される光が一定の強度であるとして説明する。もちろん、本開示では、光源８１の消費電力は、特に限定されない。

本実施形態に係る照明装置１は、光源８１から放射される光を通すレンズ９を備えている。レンズ９は、光源８１から放射された光の配光を制御するように構成されている。レンズ９は、光源８１から放射された光が入る入射面９３（図３）と、入射面９３から入った光が出る出射面９２とを備えている。本実施形態では、出射面９２から出る光の配光が、目標とする配光（以下、目標配光という）の配光曲線以上の光度となるように、出射面９２が形成される。

本開示でいう「目標配光」とは、出射面９２の形状を決定するにあたっての目標となる配光を意味し、配光曲線で表現される。本実施形態では、以下のようにして目標配光が決定される。ここで、図２Ａには、異なる複数種類（ここでは、Ａタイプ及びＢタイプの２種類）の照明装置１の配光（以下、合成前配光という場合がある）を示した配光曲線を示す。そして、図２Ｂは、合成前配光を合成して得た配光曲線であり、これが目標配光を示している。図２Ａ，２Ｂのグラフでは、横軸が光源８１から放射される光の光軸に対する角度（つまり配光角）を示し、縦軸が配光角に対する光度を示す。

本実施形態において、目標配光は、例えば、次のようにして得られる。任意の角度における目標配光の光度は、合成前配光における対応する角度の光度のうち、最も高い光度の値である。すなわち、目標配光の配光曲線は、合成前配光の配光曲線について、角度ごとに最も高い光度の値をプロットした曲線である。本実施形態では、ここで得た目標配光に基づいて、出射面９２の形状が決定される。

出射面９２は、図３に示すように、光源８１の光軸上に位置する第１凹曲面９２１と、第１凸曲面９２２と、第２凹曲面９２３と、第２凸曲面９２４とで構成されている。出射面９２は、第１凹曲面９２１、第１凸曲面９２２、第２凹曲面９２３、及び第２凸曲面９２４が連続して形成されている。このように、本実施形態では、出射面９２について、中央から外方向に沿って、第１凹曲面９２１、第１凸曲面９２２、第２凹曲面９２３、及び第２凸曲面９２４と連続するように形成される。これにより、配光を制御することができるようになり、目標配光以上の光度を得ることができる。

このため、本実施形態に係るレンズ９を有する照明装置１によれば、１種類のレンズ９によって、複数種類の照明装置１に対応した配光以上の光度を得ることができるため、照明装置１の種類によらず、共通したレンズ９を用いることができる、という利点がある。

（２）詳細
（２．１）照明装置
次に、本開示の一実施形態に係る照明装置１、発光装置８及びレンズ９について更に詳しく説明する。ただし、本実施形態の説明で使用する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさ及び厚さの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。以下の説明では、図１に示すように、筐体３の長さ方向を上下方向（本開示では第１方向という場合がある）とし、上下方向のうち、レンズ９から筐体３に向かう方向を「上方向」とし、その反対方向を「下方向」として定義する。また、上下方向に直交する面に沿う方向を水平方向（本開示では第２方向という場合がある）とし、水平方向のうち、照明装置１から離れる方向を「外方向」とし、その反対方向を「内方向」として定義する。

なお、図面に示す矢印の表記は、いずれも説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。また、上記の方向の規定は、照明装置１の使用態様を限定する趣旨ではない。

本実施形態に係る照明装置１は、火災等により停電が発生した場合に、自動的に非常電源に切替わり、室内又は通路等を照明する非常灯である。照明装置１は、本実施形態では、電池を内蔵していない、いわゆる電源別置型の非常灯である。照明装置１は、各種の建築物に設置される。建築物としては、主に、例えば宿泊施設、展示場、百貨店、病院、店舗又はオフィスビル等の居住を目標としない非住宅建築物が挙げられるが、居住用の住宅建築物であってもよい。

照明装置１は、図４に示すように、外部にある予備電源装置１０から供給される直流電力又は交流電力（ここでは、直流電力）によって光源８１を点灯するように構成されている。ここで、予備電源装置１０は、蓄電池、商用電源から供給される交流電力によって蓄電池を充電する充電回路、蓄電池から電源ケーブルへの直流電力の給電を入切する切替器、及び商用電源の停電を検知したときに切替器を投入する停電検知回路等を備えている。予備電源装置１０は、停電検知回路が商用電源の停電を検知していないときは切替器を切って充電回路に蓄電池を充電させる。また、予備電源装置１０は、停電検知回路が商用電源の停電を検知している間は切替器を投入して蓄電池を放電させ、電源ケーブルを介して直流電力を照明装置１に供給する。つまり、予備電源装置１０は、商用電源の停電などの非常時に照明装置１に直流電力を供給するように構成されている。予備電源装置１０は、例えば自家発電機のように、非常時に照明装置１に交流電力を供給するように構成されていてもよい。

照明装置１は、本実施形態では、建築物における通路又は廊下などの照明の対象となる空間にある造作材（ここでは、天井板２）に設置される。図１に示すように、天井板２には、埋込孔２１が形成されており、照明装置１は、この埋込孔２１に対して屋内側から通された状態で天井板２に設置される。本実施形態に係る照明装置１は、図５に示すように、筐体３と、カバー４と、複数（ここでは２つ）の支持具５と、駆動装置６と、発光装置８とを備えている。

筐体３は、駆動装置６と発光装置８とを収める器である。筐体３は、下面に開口部３３を有し、かつ上面を底板３２とする有底筒状に形成されている。筐体３は、例えば、亜鉛鋼板又はステンレス鋼板等の１枚の板材に打ち抜き加工を施し、かつ、曲げ加工を施すことにより形成される。

筐体３は、側板３１と、底板３２とを備えている。側板３１は、筐体３の外周の板であり、上下方向に見て（以下、平面視という場合がある）略多角形状（ここでは八角形状）に形成されている。側板３１は、側板３１の一部が開口する２つの窓３１１を有する。２つの窓３１１のうちの１つの窓３１１からは、後述の入力端子部６３の電線差込口６３１が露出する。

ここで、本開示にいう筐体３の「長さ方向」とは、筐体３における開口部３３の中心（図心）から底板３２の中心（図心）に向かう方向に平行な方向（双方向）とし、長さ方向に直交する面に沿う方向を「幅方向」という場合がある。したがって、本実施形態では、照明装置１が天井板２に設置されると、上述のように、長さ方向は上下方向に平行となり、かつ幅方向は水平方向に平行となる。ただし、本開示において、照明装置１を造作材に設置した状態では、筐体３の長さ方向（上下方向）は、鉛直方向に一致しなくてもよく、例えば、鉛直方向に対して所定角度傾いてもよい。また、本実施形態では、筐体３の長さ方向は、筐体３の幅方向よりも長いが、本開示では、筐体３の長さ方向は、筐体３の幅方向よりも短くてもよい。

カバー４は、天井板２の埋込孔２１を、埋込孔２１の下方から覆う部材である。カバー４は、例えばアルミニウム等の金属材料からなり、筐体３の外形よりも大きい円盤状に形成されている。カバー４は、筐体３の下面の開口を塞ぐように構成されている。カバー４は、中央部において上下方向に貫通して形成された円形状の窓孔４１を有する。窓孔４１には、発光装置８のレンズ９の下端部が、窓孔４１の上方から通される。カバー４は、ねじ留め等の適宜の固定手段により、後述のホルダ７及び放熱部材６２に取り付けられている。

複数の支持具５は、筐体３を造作材に取り付けるための部材である。各支持具５は、筐体３の側板３１に取り付けられる取付部５１と、取付部５１の下端部から水平方向に延びる突出部５２とで構成される。各支持具５は、板ばね状に形成されており、突出部５２の先端が取付部５１に近づく方向に弾性変形可能である。本実施形態に係る照明装置１は、突出部５２を取付部５１に沿うように支持具５を変形させた状態で、埋込孔２１の下方から上方向に移動させることで、埋込孔２１に通される。この後、照明装置１は、支持具５の変形が復元されることで、支持具５とカバー４との間に、天井板２を挟むことができ、これにより、照明装置１は天井板２に取り付けられる。

駆動装置６は、発光装置８を駆動する装置である。駆動装置６は、本実施形態では、外部にある予備電源装置１０から供給された直流電力を所定の電力に変換した上で、所定の電力を発光装置８に供給し、発光装置８を点灯することができる。駆動装置６は、筐体３に収容可能に形成されている。本実施形態では、駆動装置６は、電源ユニット６１と、放熱部材６２と、入力端子部６３とを有している。なお、駆動装置６は、本実施形態では、外部にある予備電源装置１０から電力の供給を受けて発光装置８を駆動するが、本開示では、筐体３に収容された電源を有していてもよい。

入力端子部６３は、電源ケーブルが接続される端子台である。本実施形態では、入力端子部６３は、送り端子付きの端子台で構成されている。もちろん、入力端子部６３は、送り端子を有していなくてもよい。入力端子部６３には、電源ケーブルを介して予備電源装置１０から供給される直流電力又は交流電力が入力される。入力端子部６３は、複数の電線差込口６３１を有しており、電線差込口６３１には、予備電源装置１０からの電源ケーブルが接続される。複数の電線差込口６３１は、筐体３の窓３１１から露出する。入力端子部６３に入力された直流電力又は交流電力は、電源ユニット６１の点灯回路６１１に出力される。

電源ユニット６１は、予備電源装置１０から電力が供給されると、供給された電力を所定の電力に変換した上で、発光装置８に供給する。電源ユニット６１は、図４に示すように、点灯回路６１１を有する。点灯回路６１１は、例えばダイオードブリッジといった全波整流回路と、降圧チョッパ回路とを有している。点灯回路６１１は、入力端子部６３を介して供給される直流電力又は交流電力を、所定の直流電力に変換するように構成されている。点灯回路６１１は、降圧チョッパ回路の出力電流を発光装置８が有する光源８１に供給し、光源８１を点灯させるように構成されている。

放熱部材６２は、発光装置８で発生した熱を放熱する部材である。放熱部材６２は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金などの金属製の板材である。放熱部材６２は、図５に示すように、円盤状に形成されており、ねじ止め等の適宜の固定手段により、電源ユニット６１の下端に固定される。また、放熱部材６２には、ねじ止め等の適宜の固定手段により、ホルダ７及びカバー４が取り付けられる。放熱部材６２の一部は、筐体３に直接的又は間接的に、熱的に接続される。

放熱部材６２の下面は、放熱シート６２１を介して、光源８１の実装基板８１１の上面に重なる。これにより、放熱部材６２は、光源８１と熱的に接続される。したがって、光源８１が点灯することで生じた熱は、放熱シート６２１及び放熱部材６２に伝導した後、筐体３に伝導し、その後、照明装置１の外部に放射される。

（２．２）発光装置
駆動装置６の下面（放熱部材６２の下面）には、発光装置８が取り付けられる。具体的に、発光装置８は、ホルダ７によって、放熱部材６２に対して保持される。

ホルダ７は、例えばポリカーボネート樹脂などの合成樹脂材料からなり、図５に示すように円盤状に形成されている。ホルダ７には、上下方向に貫通する開口部７１が設けられている。ホルダ７は、ねじ止め等の適宜の固定手段により、放熱部材６２に取り付けられている。

発光装置８は、電力の供給を受けて、所定の配光特性で光を放射する装置である。本実施形態では、発光装置８は、光源８１と、配光を制御するレンズ９とを備えている。ここでいう「所定の配光特性」とは、上述の「（１）概要」で述べた目標配光を満たす（つまり、目標配光以上の光度を有する）配光であることを意味する。本実施形態に係る発光装置８は、レンズ９によって、目標配光を満たした光を放射できるように構成されている。

光源８１は、電力の供給を受けて発光する。光源８１は、本実施形態では、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）モジュールである。ＬＥＤモジュールは、本実施形態では、平板状の実装基板８１１の実装面の中央に少なくとも１個のＬＥＤチップ８１２（固体発光素子）が実装されて構成される。ＬＥＤチップ８１２は、例えば、発光面から青色光を放射する青色発光ダイオードであることが好ましい。また、ＬＥＤチップ８１２を含む実装基板８１１の実装面は、ＬＥＤチップ８１２から放射される青色光を波長変換する蛍光物質が混入された封止樹脂で円盤状に被われている。さらに、実装基板８１１には、カソードの電極とアノードの電極とが形成されている。光源８１は、アノードの電極とカソードの電極との間に直流電圧が印加されることにより、白色の照明光を発光面から放射するように構成されている。光源８１は、レンズ９と共にホルダ７に保持されている。

レンズ９は、光源８１から放射された光が入射し、入射した光を一定の配光となるように出射させる光学部材である。レンズ９は、光の配光を制御するレンズ本体部９１と、鍔部９５とを備えている。なお、レンズ本体部９１の詳細は、後述の「（２．２．１）レンズ」の欄で詳しく説明する。

鍔部９５は、レンズ９をホルダ７によって駆動装置６に取り付けるための取付け代となる。鍔部９５は、レンズ本体部９１の側周面９４の上方向の端部から外方向に突出している。ホルダ７は、鍔部９５を放熱部材６２の下面に押し当てることで、レンズ９を放熱部材６２に対して保持することができる。

発光装置８は、本実施形態では、光源８１が、ＬＥＤチップ８１２の光軸方向が下方向に平行になるように、ホルダ７によって、放熱部材６２の下面に保持される。このとき、レンズ９は、レンズ本体部９１がホルダ７の開口部７１に通された状態で、鍔部９５が、ホルダ７によって実装基板８１１の下面に保持される。これにより、発光装置８は、駆動装置６の下面に取り付けられる。

（２．２．１）レンズ
図３Ａ，３Ｂには、本実施形態に係るレンズ９を示している。レンズ９は、例えばガラスのような透光性を有する不燃材料で形成されている。ただし、レンズ９はアクリル樹脂等の透光性を有する合成樹脂材料で形成されてもよい。レンズ９は、上述の鍔部９５と、レンズ本体部９１とを備えている。

レンズ本体部９１は、光源８１から放射された光が入射し、かつ入射した光を出射させる際に屈折させて光路を変更する部分であり、レンズ９の主体を構成する。レンズ本体部９１は、光源８１から放射される光の光軸に沿った直線を中心軸９６とした軸対称に形成された回転体である。レンズ本体部９１は、入射面９３と、出射面９２と、側周面９４とを備えている。

ここで、図３Ａ，３Ｂにおいて、中心軸９６、切断線等の補助線を表示しているが、いずれも説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。また、図３Ｂにおいて、ドットを付した部分は凹んだ部分を意味するが、説明のために表記しているに過ぎず、実体を伴わない。

レンズ９の中心軸９６は光軸に沿うように配置されるが、光軸の中心軸９６に対して厳密に一致しなくてもよい。すなわち、本開示でいう「光軸に沿った直線」とは、光軸に対してわずかに傾いていてもよいし、光軸に対し外方向にずれていてもよく、回転体として、光学的な特性が共通する範囲であれば、同じ「光軸に沿った直線を軸とした軸対称」の範疇である。

入射面９３は、光源８１から放射された光が入る（入射する）面である。入射面９３は、本実施形態では、レンズ本体部９１の上方向の端面（上面）に形成された平面視円形状の凹没部９７の下面に、下方向に凹むようにして形成されており、光源８１の発光面に対向するように配置される。入射面９３は、本実施形態では、下方向（つまり、光の進行方向）に凹んだ回転放物線形状に形成されている。入射面９３の下方向の頂点は、本実施形態では、光軸上に位置する。

出射面９２は、入射面９３から入った光がレンズ本体部９１から出る（出射する）面である。出射面９２は、本実施形態では、レンズ本体部９１の下方向の端面（下面）と、この下方向の端面と側周面９４との出隅面とに形成されている（本実施形態に係る出射面９２は、図３Ａ中の点Ｓ_１と点Ｓ_２との間の面である）。出射面９２は、第１凹曲面９２１と、第１凸曲面９２２と、第２凹曲面９２３と、第２凸曲面９２４とで構成されている。出射面９２は、これら第１凹曲面９２１、第１凸曲面９２２、第２凹曲面９２３、及び第２凸曲面９２４はこの順で、中心軸９６から側周面９４まで、外方向に連続している。

ここで、本開示でいう「連続する」とは、凸曲面と凹曲面とが段差等の実体的な境界を介することなく連なっていることを意味する。したがって、本開示では、第１凹曲面９２１、第１凸曲面９２２、第２凹曲面９２３及び第２凸曲面９２４の各境界は、実体を伴わない。ただし、説明のために、図３Ｂには補助線（一点鎖線）で境界を示している。この補助線は、凸曲面と凹曲面との変曲点を結んだ線であり、第１凹曲面９２１、第１凸曲面９２２、第２凹曲面９２３及び第２凸曲面９２４の各境界を意味する。

第１凹曲面９２１は、光源８１の光軸上に位置しており、部分的にくぼんだ凹曲面である。ここで、本開示でいう「部分的にくぼんだ」とは、出射面９２の全体よりも小さい部分において窪んでいることを意味する。また、本開示でいう「凹曲面」とは、窪んだ面が曲面であることを意味するが、必ずしも、断面が円弧状でなくてもよい。同様に、本開示でいう「凸曲面」とは、突出した面が曲面であることを意味するが、必ずしも、断面が円弧状でなくてもよい。ただし、本実施形態では、第１凹曲面９２１は、断面円弧状であり、球面状に形成されている。

第１凹曲面９２１は、光源８１の光軸上に位置しており、具体的には、第１凹曲面９２１の中心が光軸上に位置している。ただし、本開示では、第１凹曲面９２１と光軸とは交差していればよい。第１凹曲面９２１と光軸とが交差することで、光源８１から放射される光のうち光度の高い部分は、第１凹曲面９２１から出射するからである。

ここで、レンズ本体部９１の直径及び中心軸９６を含む仮想平面と、出射面との交点を、図３Ｂのように、Ｐ_１，Ｐ_２，Ｑ_１，Ｑ_２，Ｒ_１，Ｒ_２，Ｓ_１，Ｓ_２，Ｔ_１，Ｔ_２とする。そして、例えば、第１凹曲面９２１の直径をＰ_１Ｐ_２とし、出射面９２の直径をＳ_１Ｓ_２などとする_。

本実施形態では、平面視において、第１凹曲面９２１の直径Ｐ_１Ｐ_２は、出射面９２全体の直径Ｓ_１Ｓ_２に対し、約０.２５倍である。また、第１凹曲面９２１の曲率半径は、第１凹曲面９２１の平面視の直径Ｐ_１Ｐ_２に対し、約２.７２倍である。なお、これらの数値は、本開示における一例に過ぎず、レンズ９の形状を限定する趣旨ではない。

第１凸曲面９２２は、第１凹曲面９２１の周囲に形成された凸曲面であり、第１凹曲面９２１に連続する。第１凸曲面９２２は、下方向に突出しており、図３Ｂに示すように、平面視円環状に形成されており、第１凹曲面９２１を囲んでいる。

本実施形態では、平面視において、第１凸曲面９２２の外径Ｑ_１Ｑ_２は、第１凹曲面９２１の直径Ｐ_１Ｐ_２に対し約２.００倍であり、第１凸曲面９２２の幅Ｐ_１Ｑ_１（Ｐ_２Ｑ_２）は、第１凹曲面９２１の直径Ｐ_１Ｐ_２に対し、約０.５０倍である。また、第１凸曲面９２２の曲率半径は、第１凹曲面９２１の平面視の直径Ｐ_１Ｐ_２に対し約１.２０倍であり、第１凹曲面９２１の曲率半径に対し約０.４４倍である。なお、これらの数値は、本開示における一例に過ぎず、レンズ９の形状を限定する趣旨ではない。

第２凹曲面９２３は、第１凸曲面９２２の周囲に形成された凹曲面であり、第１凸曲面９２２に連続する。第２凹曲面９２３は、上方向に凹んでおり、図３Ｂに示すように、平面視円環状に形成されており、第１凸曲面９２２を囲んでいる。

本実施形態では、平面視において、第２凹曲面９２３の外径Ｒ_１Ｒ_２は、第１凹曲面９２１の直径Ｐ_１Ｐ_２に対し約２.８２倍であり、第２凹曲面９２３の幅Ｑ_１Ｒ_１（Ｑ_２Ｒ_２）は、第１凹曲面９２１の直径Ｐ_１Ｐ_２に対し、約０.４１倍である。また、第２凹曲面９２３の曲率半径は、第１凹曲面９２１の平面視の直径Ｐ_１Ｐ_２に対し約４.２６倍であり、第１凹曲面９２１の曲率半径に対し約２.２５倍である。なお、これらの数値は、本開示における一例に過ぎず、レンズ９の形状を限定する趣旨ではない。

第２凸曲面９２４は、第２凹曲面９２３の周囲に形成された凸曲面であり、第２凹曲面９２３に連続する。第２凸曲面９２４は、上方向に突出しており、図３Ｂに示すように、平面視円環状に形成されており、第２凹曲面９２３を囲んでいる。第２凸曲面９２４は、出射面９２の外方向の端部に位置する面である。

本実施形態では、平面視において、第２凸曲面９２４の外径Ｓ_１Ｓ_２は、第１凹曲面９２１の直径Ｐ_１Ｐ_２に対し約３.７０倍であり、第２凸曲面９２４の平面視における幅Ｒ_１Ｓ_１（Ｓ_２Ｓ_２）は、第１凹曲面９２１の直径に対し、約０.４４倍である。また、第２凸曲面９２４の曲率半径は、第１凹曲面９２１の平面視の直径Ｐ_１Ｐ_２に対し約０.４０倍であり、第１凹曲面９２１の曲率半径に対し約０.１５倍である。なお、これらの数値は、本開示における一例に過ぎず、レンズ９の形状を限定する趣旨ではない。

側周面９４は、出射面９２の周囲に形成され、かつ第２凸曲面９２４に連続する面である。側周面９４は、レンズ本体部９１の中心軸９６に沿った方向のうちの光源８１側の面（ここではレンズ本体部９１の上面）と出射面９２とをつなぐ面である。側周面９４は、下方向に進むほど、中心軸９６に近づくように傾斜している。側周面９４は、第３凹曲面９４１を有している。

第３凹曲面９４１は、側周面９４において部分的にくぼんだ凹曲面である。第３凹曲面９４１は、第２凸曲面９２４の周囲に形成されており、平面視円環状に形成されている。第３凹曲面９４１は、本実施形態では、第２凸曲面９２４に連続している。

このような構成のレンズ９に対し、光源８１から放射した光が入射面９３から入ると、入射した光は出射面９２から出る。出射面９２から出る光は、屈折することで、所定の配光となる。本実施形態に係るレンズ９を通過した光は、「（１）概要」で述べたように、図２Ｂに示す目標配光を満たした光度となる。したがって、本実施形態に係るレンズ９を使用することで、照明装置１の種類によらず、目標配光を満たすことができるため、複数種類の照明装置１に対して共通のレンズ９を用いることができる。この結果、レンズ９の金型等の製造コストの低減を図ることができるうえに、従来、目標配光を得るために、反射板を用いたものと比べて、小型化された照明装置１とすることもできる。

（３）比較例との対比
次に、比較例１として、図６Ａに示すように、レンズ９の出射面９２の形状を、下方向に突出した１つの曲面となるように形成したレンズ９００を用い、配光特性を測定し、上記実施形態１のレンズ９と比較した。すなわち、上記実施形態に係るレンズ９の出射面９２は、第１凹曲面９２１，第１凸曲面９２２，第２凹曲面９２３，及び第２凸曲面９２４が連続して形成されているのに対し、比較例１の出射面９２０では、これらは形成されていない。なお、側周面９４には、比較例１と実施形態１とともに、第３凹曲面９４１が形成されている。図６Ａ中には、比較のために、一点鎖線で実施形態１のレンズ９を示している。

比較例１に係るレンズ９００の配光は、配光角α＝３５°における光度が、実施形態１に係るレンズ９に比べて、１６％低減した。また、比較例１に係るレンズ９００の配光は、出射面９２から出る光の外方向の端部の配光角βが、実施形態１に係るレンズ９に比べて１°狭くなった。ここでいう「光の外方向の端部の配光角β」とは、最も高い光度の値に対し、１０％以上の光度に対応する光を対象とし、対象とする光のうちの外方向の端部の配光角βを意味する。

これによって、出射面９２が、第１凹曲面９２１，第１凸曲面９２２，第２凹曲面９２３，及び第２凸曲面９２４と連続して形成されることの優位性が確認できた。

次に、比較例２として、図６Ｂに示すように、レンズ９０１の出射面９２００の形状を、下方向に突出した１つの曲面となるように形成し、かつ側周面９４０について凹曲面が形成されていないレンズ９０１を用いた。そして、比較例２に係るレンズ９０１の配光特性を測定し、上記実施形態１のレンズ９と比較した。すなわち、本実施形態に係るレンズ９の出射面９２は、第１凹曲面９２１，第１凸曲面９２２，第２凹曲面９２３，及び第２凸曲面９２４が連続して形成され、かつ側周面９４に第３凹曲面９４１が形成されている。これに対し、比較例２の出射面９２００は、第１凹曲面９２１，第１凸曲面９２２，第２凹曲面９２３，及び第２凸曲面９２４が形成されておらず、更に、側周面９４０に第３凹曲面９４１が形成されていない。

比較例２に係るレンズ９０１の配光は、配光角α＝３５°における光度が、比較例１と同様、実施形態１に係るレンズ９に比べて１６％低減した。また、比較例２に係るレンズ９０１の配光は、出射面９２００から出る光の外方向の端部の配光角γが、実施形態１に係るレンズ９に比べて５°狭くなった。ここでいう「光の外方向の端部の配光角γ」とは、最も高い光度の値に対し、１０％以上の光度に対応する光を対象とし、対象とする光のうちの外方向の端部の配光角γを意味する。

これによって、側周面９４に第３凹曲面９４１を形成し、第２凸曲面９２４を第３凹曲面９４１に連続する形状とすることで、出射面９２から出る光の幅を広くすることができることが確認できた。

（４）変形例
実施形態１は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態１は、本開示の目標を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態１の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

実施形態１に係るレンズ９は、側周面９４に第３凹曲面９４１を有していたが、第３凹曲面９４１が形成されていない場合には、「（２）比較例との対比」で述べたように、出射面９２から出る光の幅が狭くなるものの、目標配光を満たすことができる。このため、本開示では、側周面９４には第３凹曲面９４１がなくてもよい。

実施形態１に係るレンズ９は、光軸に沿った直線（中心軸９６）を軸とした回転体であったが、本開示に係るレンズ９は、対称形状でなくてもよく、すなわち回転体でなくてもよい。

実施形態１に係るレンズ９は、出射面９２が、第１凹曲面９２１、第１凸曲面９２２、第２凹曲面９２３、及び第２凸曲面９２４で構成されたが、本開示では、第２凸曲面９２４に対し外方向に連続する面（例えば、凹曲面、凸曲面又は平面等）を有していてもよい。

実施形態１に係る照明装置１は、非常灯であったが、本開示に係る照明装置１は、非常灯に限らず、誘導灯又は住宅用の照明器具等であってもよい。

（５）まとめ
以上説明したように、第１の態様に係るレンズ（９）は、光源（８１）から放射された光が入る入射面（９３）と、入射面（９３）から入った光が出る出射面（９２）とを備える。出射面（９２）は、第１凹曲面（９２１）と、第１凸曲面（９２２）と、第２凹曲面（９２３）と、第２凸曲面（９２４）とを有する。第１凹曲面（９２１）は、光源（８１）の光軸と交わり、部分的にくぼんでいる。第１凸曲面（９２２）は、第１凹曲面（９２１）の周囲に形成され、第１凹曲面（９２１）に連続する。第２凹曲面（９２３）は、第１凸曲面（９２２）の周囲に形成され、第１凸曲面（９２２）に連続する。第２凸曲面（９２４）は、第２凹曲面（９２３）の周囲に形成され、第２凹曲面（９２３）に連続する。

この態様によれば、出射面（９２）に、第１凹曲面（９２１）、第１凸曲面（９２２）、第２凹曲面（９２３）、及び第２凸曲面（９２４）を形成することで、出射面（９２）から出る光の配光分布を制御することができる。したがって、この態様に係るレンズ（９）を用いることで、所定値以上の光度を得やすい。この結果、この態様のレンズ（９）によれば、配光特性が異なる複数種類の照明装置に対して、共通したレンズ（９）を用いても、要求される配光特性を得ることができる。

第２の態様に係るレンズ（９）は、第１の態様において、入射面（９３）と出射面（９２）とを備えたレンズ本体部（９１）が、光軸に沿った直線を軸（９６）とした軸対称に形成されている。

この態様によれば、平面視３６０°の範囲で、同じような配光を得やすく、照明装置（１）の配置の設計を行いやすい。

第３の態様に係るレンズ（９）は、第１又は第２の態様において、入射面（９３）と出射面（９２）とを備えたレンズ本体部（９１）は、出射面（９２）の周囲に形成された側周面（９４）を備える。側周面（９４）は、第２凸曲面（９２４）の周囲に形成された第３凹曲面（９４１）を有する。第２凸曲面（９２４）は、第３凹曲面（９４１）に連続している。

この態様によれば、第２凸曲面（９２４）が第３凹曲面（９４１）に連続する形状に形成されているため、出射面（９２）から出る光の幅を広くすることができる。

第４の態様に係るレンズ（９）は、第１〜３のいずれかの態様において、第１凹曲面（９２１）の曲率半径は、第２凹曲面（９２３）の曲率半径よりも小さい。

この態様によれば、出射面（９２）から出る光の光軸に近い部分の光度を高くすることができる。

第５の態様に係る発光装置（８）は、第１〜４のいずれかのレンズ（９）と、レンズ（９）の入射面（９３）に発光面が対向する光源（８１）とを備える。

この態様によれば、レンズ（９）によって、出射面（９２）から出る光の配光分布を制御することができ、複数の種類の光源（８１）に対して、共通したレンズ（９）を用いることができる。

第６の態様に係る照明装置（１）は、第５の態様の発光装置（８）と、発光装置（８）を駆動する駆動装置（６）と、発光装置（８）及び駆動装置（６）を収容する筐体（３）とを備える。

この態様によれば、レンズ（９）によって、出射面（９２）から出る光の配光分布を制御することができ、複数の種類の照明装置（１）に対して、共通したレンズ（９）を用いることができる。

第２〜第４の態様に係る構成については、レンズ（９）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

１ 照明装置
３ 筐体
６ 駆動装置
８ 発光装置
８１ 光源
９ レンズ
９１ レンズ本体部
９２ 出射面
９２１ 第１凹曲面
９２２ 第１凸曲面
９２３ 第２凹曲面
９２４ 第２凸曲面
９３ 入射面
９４ 側周面
９４１ 第３凹曲面
９６ 中心軸（軸）

Claims (6)

1. 光源から放射された光が入る入射面と、
   前記入射面から入った光が出る出射面と
   を備え、
   前記出射面は、
   前記光源の光軸と交わり、部分的にくぼんだ第１凹曲面と、
   前記第１凹曲面の周囲に形成され前記第１凹曲面に連続する第１凸曲面と、
   前記第１凸曲面の周囲に形成され前記第１凸曲面に連続する第２凹曲面と、
   前記第２凹曲面の周囲に形成され前記第２凹曲面に連続する第２凸曲面と
   を有する
   レンズ。
2. 前記入射面と前記出射面とを備えたレンズ本体部が、前記光軸に沿った直線を軸とした軸対称に形成されている
   請求項１記載のレンズ。
3. 前記入射面と前記出射面とを備えたレンズ本体部は、前記出射面の周囲に形成された側周面を備え、
   前記側周面は、前記第２凸曲面の周囲に形成された第３凹曲面を有し、
   前記第２凸曲面は、前記第３凹曲面に連続している
   請求項１又は請求項２記載のレンズ。
4. 前記第１凹曲面の曲率半径は、前記第２凹曲面の曲率半径よりも小さい
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ。
5. 請求項１〜４のいずれ１項に記載のレンズと、
   前記レンズの前記入射面に発光面が対向する前記光源と
   を備える
   発光装置。
6. 請求項５記載の発光装置と、
   前記発光装置を駆動する駆動装置と、
   前記発光装置及び前記駆動装置を収容する筐体と
   を備える
   照明装置。

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