JP2020184488A - Lens for lighting device and lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明器具用レンズおよび照明器具に関する。 The present invention relates to a lens for a luminaire and a luminaire.
光源から出射された光をレンズによって偏向する照明器具が知られている(特許文献1)。特許文献1には、LEDから出射された光の波長を変換した後で、レンズによって光の進行方向を揃えて出射するLED照明装置が記載されている。特許文献1のLED照明装置では、波長変換部材によってLEDから出射された光の波長を変換することにより、照射面の色ムラを抑制している。
A luminaire that deflects light emitted from a light source by a lens is known (Patent Document 1).
特許文献1のLED照明装置では、レンズによって光の進行方向を揃えているが、LED照明装置からの照射範囲を広くするためには、レンズの大型化が必要となり、小さなレンズで光を効率的に偏向できなかった。また、無理にレンズを小さくすると、色収差が増加してしまう。
In the LED lighting device of
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光を偏向するための小型化に適した照明器具用レンズおよび照明器具を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a lens for a luminaire and a luminaire suitable for miniaturization for deflecting light.
本発明による照明器具用レンズは、光源から光軸に向けて出射された光を透過する照明器具用レンズである。前記照明器具用レンズは、本体部と、前記本体部の周囲に配置された外周部と、前記本体部と前記外周部とを連結する連結部とを備える。前記本体部は、内側入射面と、内側反射面と、凸レンズの設けられた内側出射面とを有する。前記内側反射面は、前記内側入射面から入射した光を反射する。前記外周部は、外側入射面と、外側反射面と、外側出射面とを有する。前記外側反射面は、前記外側入射面から入射した光を反射する。 The lens for a luminaire according to the present invention is a lens for a luminaire that transmits light emitted from a light source toward an optical axis. The lens for a lighting fixture includes a main body portion, an outer peripheral portion arranged around the main body portion, and a connecting portion for connecting the main body portion and the outer peripheral portion. The main body has an inner incident surface, an inner reflecting surface, and an inner emitting surface provided with a convex lens. The inner reflecting surface reflects light incident from the inner incident surface. The outer peripheral portion has an outer incident surface, an outer reflecting surface, and an outer emitting surface. The outer reflecting surface reflects light incident from the outer incident surface.
ある実施形態では、前記内側反射面は、前記内側入射面から入射した光を全反射するように構成されており、前記外側反射面は、前記外側入射面から入射した光を全反射するように構成されている。 In certain embodiments, the inner reflective surface is configured to totally reflect light incident from the inner incident surface, and the outer reflective surface totally reflects light incident from the outer incident surface. It is configured.
ある実施形態では、前記光軸に対する前記内側反射面の傾きは、前記光軸に対する前記外側反射面の傾きよりも大きい。 In certain embodiments, the inclination of the inner reflective surface with respect to the optical axis is greater than the inclination of the outer reflective surface with respect to the optical axis.
ある実施形態では、前記内側入射面の任意の地点において、前記光軸に対する前記内側入射面の傾きは90°以下である。 In certain embodiments, the inclination of the inner incident surface with respect to the optical axis is 90 ° or less at any point on the inner incident surface.
ある実施形態において、前記内側入射面に、段差が設けられている。 In certain embodiments, a step is provided on the inside incident surface.
ある実施形態において、前記内側入射面の中央は、前記内側入射面の端部よりも前記光源に対して突出している。 In certain embodiments, the center of the inner plane of incidence projects more with respect to the light source than the edges of the plane of incidence.
ある実施形態において、前記内側入射面の外側端部は、前記光軸に対して直交する方向に延びる。 In certain embodiments, the outer edge of the inner plane of incidence extends in a direction orthogonal to the optical axis.
ある実施形態において、前記内側出射面は、前記外側出射面に対して窪んでおり、前記凸レンズは、前記内側出射面に設けられる。 In certain embodiments, the inner exit surface is recessed with respect to the outer exit surface, and the convex lens is provided on the inner exit surface.
ある実施形態において、前記内側入射面の中央に、凹凸が設けられている。 In certain embodiments, an uneven surface is provided in the center of the inner incident surface.
ある実施形態において、前記照明器具用レンズは、前記光源から出射され、前記本体部、前記外周部および前記連結部のいずれかを透過した光を拡散する拡散部材をさらに備える。 In certain embodiments, the luminaire lens further comprises a diffusing member that diffuses light emitted from the light source and transmitted through any of the main body, the outer periphery, and the connecting portion.
本発明による照明器具は、上記に記載の照明器具用レンズと、前記照明器具用レンズに向けて光を出射する光源とを備える。 The luminaire according to the present invention includes the luminaire lens described above and a light source that emits light toward the luminaire lens.
本発明によれば、光を偏向するための小型化に適した照明器具用レンズを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a lens for a luminaire suitable for miniaturization for deflecting light.
以下、図面を参照して、本発明による照明器具用レンズの実施形態を説明する。図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。なお、本願明細書では、発明の理解を容易にするため、互いに直交するX方向、Y方向およびZ方向を参照して説明することがある。例えば、X方向およびY方向は水平方向に平行であり、Z方向は鉛直方向に平行である。ただし、X方向およびY方向は水平方向以外の方向に平行であってもよく、Z方向は鉛直方向以外の方向に平行であってもよい。 Hereinafter, embodiments of a lens for a luminaire according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description is not repeated. In the specification of the present application, in order to facilitate understanding of the invention, the description may be made with reference to the X direction, the Y direction and the Z direction which are orthogonal to each other. For example, the X and Y directions are parallel to the horizontal direction, and the Z direction is parallel to the vertical direction. However, the X direction and the Y direction may be parallel to a direction other than the horizontal direction, and the Z direction may be parallel to a direction other than the vertical direction.
図1を参照して、本実施形態の照明器具用レンズ100を説明する。図1(a)は、照明器具用レンズ100の模式的な斜視図であり、図1(b)は、照明器具用レンズ100の模式的な断面図である。照明器具用レンズ100は、照明器具のためのレンズとして用いられる。照明器具用レンズ100は、照明器具の光源から出射された光を所定の方向に偏向する。
The
図1(a)に示すように、照明器具用レンズ100は、中心軸に対して対象構造を有する。照明器具用レンズ100は、略円錐形状の先端中央に形成された窪み突起部の設けられた構造を有している。
As shown in FIG. 1A, the
照明器具用レンズ100は、透明部材から形成される。例えば、照明器具用レンズ100は、ポリカーボネート樹脂またはアクリル樹脂から形成される。耐熱温度の観点から、照明器具用レンズ100は、ポリカーボネート樹脂から形成されることが好ましい。なお、本明細書において、照明器具用レンズ100を単にレンズ100と記載することがある。
The
図1(b)には、レンズ100とともにレンズ100に光を照射する光源210を併せて示している。レンズ100は、光源210からの光を偏向する。
FIG. 1B also shows the
光源210は、光を出射する。ここでは、光源210は、−Z方向に向かって光を出射する。光源210の光軸LXの方向は、Z軸に平行である。光源210は、光軸LXに対して最も強い強度を示す光を出射する。光源210から出射された光は、光軸LXを中心に−Z方向に沿って広がりながら進行する。
The
例えば、光源210は、発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)である。光源210は、発光ダイオードを備える電球であってもよい。あるいは、光源210は、白熱電球または蛍光灯であってもよい。
For example, the
レンズ100は、光源210からの光を所定の方向に偏向する。ここでは、レンズ100は、光源210からの光を光軸LXに沿って進行するように偏向する。
The
図1(b)に示すように、レンズ100は、本体部110と、外周部120と、連結部130とを備える。本体部110、外周部120および連結部130は、それぞれ、光軸LXに対して対称構造を有する。本体部110は、光源210からの光を透過させる。また、本体部110は、光源210からの光を屈折または反射して偏向する。
As shown in FIG. 1 (b), the
本体部110は、入射面112と、反射面114と、出射面116とを有する。入射面112は、光源210に対して対向する。入射面112は、光軸LXに対して略垂直に延びる。
The
光源210からの光は、入射面112に入射する。入射面112のうちの光源210の光軸LXとの交点領域は、光軸LXに対して垂直に延びていることが好ましい。光源210から入射面112の交点領域に入射した光は、ほとんど屈折することなく、本体部110内を進行する。光源210から入射面112の交点領域以外に入射した光は、入射面112に入射する際に、光軸LXに近づく方向に屈折して本体部110内を進行する。
The light from the
反射面114は、入射面112の外側端部と連絡する。反射面114は、光軸LXに対して斜めに設けられる。
The
反射面114は、入射面112に入射した光の一部を所定の方向に反射する。反射面114は、入射面112の外側端部から入射した光を光軸LXに沿って反射する。典型的には、光源210から光軸LXに対してある程度離れた方向に向かって進行する光は、本体部110の入射面112に入射する際に屈折する。屈折した光は、本体部110内を反射面114に向かって進行する。光が反射面114に到達すると、光は、反射面114において光軸LXの方向に向かって反射される。例えば、反射面114は、反射面114に到達する光を全反射することが好ましい。
The reflecting
出射面116には、凸レンズ116cが設けられる。出射面116は、入射面112に入射した光を外部に出射する。入射面112に入射した光の一部は、反射面114において反射されることなく出射面116から外部に出射される。また、入射面112に入射した光の別の一部は、反射面114において反射された後で出射面116から外部に出射される。
A
出射面116は、透過出射面116aと、反射出射面116bとを有する。透過出射面116aは、光軸LXの周囲に位置し、反射出射面116bは、透過出射面116aよりも光軸LXから離れて位置する。透過出射面116aは、凸レンズ116cを形成する。透過出射面116aは、反射出射面116bに対して窪んでおり、反射出射面116bよりも光源210の近くに位置する。
The
透過出射面116aは、入射面112に入射した光の一部を、反射面114において反射されずに外部に出射する。反射出射面116bは、入射面112に入射した光の一部を、反射面114において反射された後で外部に出射する。
The transmission /
典型的には、光源210から光軸LXの近くの方向に向かって進行する光は、本体部110の入射面112に入射して本体部110内を進行し、透過出射面116aから本体部110の外部に出射される。また、典型的には、光源210から光軸LXに対してある程度離れた方向に向かって進行する光は、本体部110の入射面112に入射して本体部110内を進行し、反射面114において反射された後、反射出射面116bから本体部110の外部に出射される。
Typically, the light traveling from the
外周部120は、本体部110の周囲に位置する。詳細には、外周部120は、光軸LXに対して、本体部110の周囲を囲むように配置される。ここでは、外周部120は、本体部110の側方全体と対向しており、本体部110の側方を全方位にわたって囲んでいる。外周部120により、円環状のプリズムが形成される。ただし、外周部120は、本体部110の側方の一部のみと対向してもよい。
The outer
また、ここでは、外周部120の高さ(Z方向の長さ)は、本体部110の高さ(Z方向の長さ)よりも大きい。ただし、外周部120の高さは、本体部110の高さとほぼ等しくてもよく、本体部110の高さよりも小さくてもよい。
Further, here, the height of the outer peripheral portion 120 (length in the Z direction) is larger than the height of the main body portion 110 (length in the Z direction). However, the height of the outer
外周部120は、入射面122と、反射面124と、出射面126とを有する。本体部110の反射面114と外周部120の入射面122とは対向する。本体部110の反射面114と外周部120の入射面122との間には窪みが形成される。反射面114と入射面122とのなす角は鋭角である。
The outer
なお、外周部120の入射面122、反射面124および出射面126は、本体部110の入射面112、反射面114および出射面116に対して外側に位置する。このため、本明細書において、外周部120の入射面122、反射面124および出射面126を、それぞれ外側入射面122、外側反射面124および外側出射面126と記載することがある。また、本体部110の入射面112、反射面114および出射面116を、それぞれ内側入射面112、内側反射面114および内側出射面116と記載することがある。
The
入射面122は、光軸LXに対して略平行に延びる。光源210から出射されて、光軸LXからある程度離れた方向に向かって進行する光は、本体部110に入射することなく、外周部120に入射する。この場合、光は、入射面122に入射する。入射面122に入射した光は、入射面122に入射する際に、光軸LXから離れる方向に屈折して外周部120内を進行する。
The
反射面124は、入射面122の先端部と連絡する。反射面124は、光軸LXに対して斜めに設けられる。なお、光軸LXに対する反射面124の傾きは、光軸LXに対する反射面114の傾きよりも大きい。ここで、光軸LXに対する傾きは、−Z方向を基準とした面と対象となる面との角度を示す。例えば、光軸LXに対する内側反射面114の傾きは、5°以上40°以下である。また、光軸LXに対する外側反射面124の傾きは、30°以上50°以下である。
The reflecting
反射面124は、入射面122に入射した光を所定の方向に反射する。典型的には、光源210から光軸LXに対してある程度離れた方向に向かって進行する光は、外側入射面122に入射して外周部120内を進行し、反射面124において反射される。例えば、反射面124は、外周部120を通過する光を全反射することが好ましい。
The reflecting
出射面126は、反射面124において反射された光を外部に出射する。典型的には、反射面124において反射された光は、外周部120内を進行し、出射面126から外周部120の外部に出射される。
The
連結部130は、本体部110と外周部120とを連結する。連結部130は、本体部110の−Z方向の端部と、外周部120の−Z方向の端部とを連結する。ここでは、外周部120の出射面126は、連結部130の−Z方向の端部と面一に連結する。また、本体部110の反射出射面116bは、連結部130の端部と面一に連結する。
The connecting
本実施形態のレンズ100によれば、本体部110の反射面114によって光源210からの光を所定の方向に偏向できるとともに、外周部120の反射面124によって光源210からの光を所定の方向に偏向できる。このため、レンズ100が薄くても、光源210からの光の多くを所定の方向に偏向できる。また、レンズ100によれば、本体部110の出射面116に凸レンズ116cが設けられる。このため、反射面114および/または反射面124を介さない光も、光源210からの光を所定の方向に偏向して出射できる。
According to the
なお、入射面112には、中央部と外側端部との間に段差112pが設けられ、中央部は、外側端部よりも光源210に対して突出していることが好ましい。これにより、透過出射面116aにおいて全反射が生じることを抑制できる。
It is preferable that the
また、入射面112の外側端部に平坦部112fが設けられることが好ましい。これにより、内側反射面114を短くでき、レンズ100を小型化できる。
Further, it is preferable that the
さらに、入射面112には窪みが設けられないことが好ましい。これにより、外側反射面124を短くでき、レンズ100を小型化できる。
Further, it is preferable that the
次に、図1および図2を参照して本実施形態のレンズ100による光の偏向を説明する。図2は、レンズ100による光の偏向を説明するための模式図である。なお、図2では、光源210から出射された光の流れを説明するが、ここでは、説明が過度に複雑になることを避けるために、光源210を点光源として示していることに留意されたい。ただし、光源210は、点光源に限られないことは言うまでもない。
Next, the deflection of light by the
図2に示すように、光源210から出射された光は、内側入射面112および外側入射面122から入射する。内側入射面112に入射した光のうち、内側入射面112の中央近傍に入射した光は、本体部110の凸レンズ116c内を進行する。その後、光は、透過出射面116aから出射される。
As shown in FIG. 2, the light emitted from the
また、内側入射面112に入射した光のうち、内側入射面112の外側端部近傍に入射した光は、本体部110内を進行して内側反射面114において反射される。その後、光は、本体部110内を進行し、反射出射面116bから出射される。
Further, among the light incident on the
外側入射面122に入射した光は、外周部120内を進行して外側反射面124において反射される。その後、光は、外周部120内を進行し、出射面126から出射される。
The light incident on the
図2では、レンズ100全体に入射する光の進行を示したが、以下では、レンズ100の部分ごとに分けて光の進行を説明する。
Although FIG. 2 shows the progress of light incident on the
次に、図1〜図3を参照して、本実施形態のレンズ100による光の偏向を説明する。図3(a)は、本体部110の凸レンズ116cを透過する光の進行を説明するための模式図であり、図3(b)は、内側反射面114において反射される光の進行を説明するための模式図であり、図3(c)は、外側反射面124において反射される光の進行を説明するための模式図である。
Next, the deflection of light by the
図3(a)に示すように、光源210から出射される光のうち光軸LXに対する出射角が角度θ1以下の光は、本体部110の入射面112に入射して屈折する。その後、光は、本体部110内を進行して透過出射面116aに到達し、透過出射面116aから外部に出射される。
As shown in FIG. 3A, among the light emitted from the
図3(b)に示すように、光源210から出射される光のうち光軸LXに対する出射角が角度θ1よりも大きく角度θ2以下の光は、本体部110の入射面112に入射して屈折する。その後、光は、本体部110内を進行して、内側反射面114に到達し、反射面114において反射される。典型的には、反射面114は、光を、光軸LXと平行に反射する。その後、光は、本体部110内を進行して、出射面116において光軸LXと平行に出射される。
As shown in FIG. 3B, among the light emitted from the
この場合、光は、入射面112に入射する際に比較的小さく屈折するため、色収差が生じにくい。また、光は、反射面114において全反射しても、色収差はほとんど生じない。さらに、光は、出射面116においてほとんど屈折しないため、色収差が生じにくい。したがって、光の色収差の発生を抑制できる。
In this case, since the light is refracted relatively small when it is incident on the
図3(c)に示すように、光源210から出射される光のうち光軸LXに対する出射角が角度θ2よりも大きく角度θ3以下の光は、内側入射面112に入射することなく外側入射面122に入射して、入射面122において屈折する。その後、光は、外周部120内を進行して反射面124に到達し、反射面124において反射される。典型的には、反射面124は、光を、光軸LXと平行に反射する。その後、光は、外周部120内を進行して、出射面126において光軸LXと平行に出射される。
As shown in FIG. 3C, among the light emitted from the
なお、本体部110の入射面112の少なくとも一部は、光軸LXに対して垂直に延びてもよい。あるいは、本体部110の入射面112には、窪みが設けられてもよい。ただし、本体部110の入射面112は、光軸LXからの傾きが90°を超える成分を有しないことが好ましい。
At least a part of the
次に、図4を参照して本実施形態のレンズ100による光の偏向を説明する。図4(a)は、入射面112に窪み112qの設けられたレンズ100の模式図であり、図4(b)は、図4(a)の一部を示す模式図である。
Next, the deflection of light by the
図4(a)に示すように、レンズ100には、入射面112に窪み112qが設けられる。ここでは、窪み112qは、入射面112の外側付近に位置する。入射面112は、中央から外側に向かって平坦であり、窪み112qにおいて凹む。また、入射面112のうちの窪み112qよりもさらに外側は突起している。
As shown in FIG. 4A, the
図4(b)に示すように、窪み112qの内側は、光軸LXに対して角度θaを示す。ここでは、角度θaは、90°未満である。また、窪み112qの外側は、光軸LXに対して角度θbを示す。ここでは、角度θbは、90°を超える。
As shown in FIG. 4B, the inside of the
図4(c)は、入射面112に窪み112qの設けられたレンズ100による光の偏向を説明するための模式図である。図4(c)に示すように、光源210から光軸LXに対してある程度離れた方向に向かって進行する光は、本体部110の入射面112に入射して本体部110内を進行し、反射出射面116bから本体部110の外部に出射される。
FIG. 4C is a schematic diagram for explaining the deflection of light by the
また、光源210から光軸LXに対してさらに離れた方向に向かって進行する光は、内側入射面112に入射することなく外側入射面122に入射して、入射面122において屈折する。その後、光は、外周部120内を進行して反射面124に到達し、反射面124において反射される。典型的には、反射面124は、光を、光軸LXと平行に反射する。その後、光は、外周部120内を進行して、出射面126において光軸LXと平行に出射される。
Further, the light traveling in a direction further away from the
図4(c)では、光源210から出射されて、入射面112の突起から入射面112に入射する光は、光軸LXから離れる方向に屈折し、その後、内側反射面114において反射される。このため、図4(c)のレンズ100では、内側反射面114の下方は、光を光軸LXに沿って偏向するためには利用されない。
In FIG. 4C, the light emitted from the
ここで、図4および図5を参照して、窪み112qの有無に応じたレンズ100による光の偏向の違いを説明する。図5(a)は、入射面112に窪み112qが設けられたレンズ100による光の偏向を説明するための模式図であり、図5(b)は、入射面112に窪み112qが設けられていないレンズ100による光の偏向を説明するための模式図である。なお、図5(b)は、図3(b)および図3(c)を併せた上で、光軸LXに対して+X方向側の光の流れを示したものである。
Here, with reference to FIGS. 4 and 5, the difference in light deflection by the
図5(a)に示すように、光源210から出射されて、入射面112の突起から入射面112に入射する光は、光軸LXから離れる方向に屈折し、その後、内側反射面114において反射される。このため、図5(a)のレンズ100では、内側反射面114の下方は、光を光軸LXに沿って偏向するためには利用されない。
As shown in FIG. 5A, the light emitted from the
また、上述の説明では、光源210を点光源として説明してきたが、ここでは、光源210のX方向の長さを考慮する。例えば、光源210のX方向の長さを長さLaとする。一例では、光源210は、長さLaの直径を有する円光源である。
Further, in the above description, the
この場合、光源210は、光軸LXから長さLaだけ離れた位置からも光を出射する。図5(a)には、この光が、内側入射面112の突起に遮られることなく外側入射面122に入射して外側反射面124の下端に到達する経路を示している。このように、光源210の端部からの光を利用するためには、外側反射面124の高さ(Z方向の長さ)はH2であり、レンズ100の最大半径(すなわち、本体部110と外周部120との+X方向側のX方向に沿った長さ)は、長さLaと長さLb2との和となることが必要である。
In this case, the
図5(b)に示すように、光源210から出射されて、入射面112の外側先端から入射面112に入射する光は、光軸LXに近づく方向に屈折し、その後、内側反射面114において反射される。このため、図5(b)のレンズ100では、内側反射面114が比較的長くても、光軸LX上の光源210から出射される光を光軸LXに沿って偏向するために、内側反射面114の下方まで利用できる。
As shown in FIG. 5B, the light emitted from the
また、図5(b)にも、光源210が、光軸LXから長さLaだけ離れた位置からも光を出射する場合、この光が、内側入射面112に遮られることなく外側入射面122に入射して外側反射面124の下端に到達する経路を示している。このように、光源210の端部からの光を利用するためには、外側反射面124の高さ(Z方向の長さ)はH1であり、レンズ100の最大半径(すなわち、本体部110と外周部120との+X方向側のX方向に沿った長さ)は長さLaと長さLb1との和となることが必要である。
Further, also in FIG. 5B, when the
図5(a)と図5(b)との比較から理解されるように、図5(b)の高さH1は、図5(a)の高さH2よりも小さくできる。また、図5(b)の長さLb2は、図5(a)の長さLb1よりも短くできる。このように、入射面112に窪み112qが設けられていないことにより、レンズ100を小型化できる。
As can be understood from the comparison between FIGS. 5 (a) and 5 (b), the height H1 of FIG. 5 (b) can be made smaller than the height H2 of FIG. 5 (a). Further, the length Lb2 in FIG. 5B can be shorter than the length Lb1 in FIG. 5A. As described above, the
なお、本体部110の入射面112は、平坦であってもよい。ただし、本体部110の入射面112の中央部は端部よりも突出していることが好ましい。
The
次に、図6を参照して本実施形態のレンズ100による光の偏向を説明する。図6(a)および図6(b)は、入射面112の全体が平坦なレンズ100による光の偏向を説明するための模式図であり、図6(c)は、入射面112の中央部が突出しているレンズ100による光の偏向を説明するための模式図であり、
Next, the deflection of light by the
図6(a)に示すように、入射面112の全体が平坦である場合、光源210から入射面112に入射した光は、本体部110を透過して、出射面116から出射される。特に、光源210から光軸LXの近くの方向に向かって出射され、入射面112に入射した光は、本体部110を透過して、出射面116の中央から出射される。
As shown in FIG. 6A, when the
しかしながら、光源210から光軸LXに対して離れた方向に向かって出射され、入射面112に入射した光は、本体部110を透過しても出射面116から出射されないことがある。入射面112に入射した光は、光軸LXに対して近づく方向に屈折するものの、屈折が比較的小さいため、出射面116においてこの光を光軸LXに平行に屈折させるためには、出射面116の曲率を大きくする必要がある。
However, the light emitted from the
しかしながら、図6(b)に示すように、光源210の光が光軸LXに対してX方向に離れた位置から出射されると、出射面116に対して光は大きい入射角で入射することになる。この場合、光は、出射面116において全反射され、本体部110内の意図せぬ方向に進行してしまう。
However, as shown in FIG. 6B, when the light of the
一方、図6(c)に示すように、入射面112に段差112pが設けられている場合、出射面116の曲率を小さくできる。この場合、光軸LX上の光源210から光軸LXに対して離れた方向に向かって出射された光は、入射面112の段差112pにより、入射面112に入射する際に比較的大きく屈折する。このため、入射面112から入射した光は、出射面116の曲率が小さくても、この光を光軸LXに平行に出射できる。
On the other hand, as shown in FIG. 6C, when the
この場合、光源210の光が光軸LXに対して離れた位置から出射されても、出射面116の曲率を小さいため、出射面116に対して光は比較的小さい入射角で進行し、この光を照射面側に出射できる。したがって、図6(c)に示すように、入射面112に段差112pが設けられており、入射面112の中央は外側端部よりも光源210に対して突出していることが好ましい。
In this case, even if the light of the
本体部110の入射面112は、平坦であってもよい。あるいは、本体部110の入射面112は、傾斜していてもよい。ただし、本体部110の入射面112の外側端部は、平坦であることが好ましい。
The
次に、図7を参照して本実施形態のレンズ100による光の偏向を説明する。図7(a)は、入射面112の外側端部が傾斜しているレンズ100による光の偏向を説明するための模式図であり、図7(b)は、入射面112の外側端部が平坦なレンズ100による光の偏向を説明するための模式図である。
Next, the deflection of light by the
図7(a)に示すように、入射面112の外側端部が傾斜している場合、光源210から入射面112の外側端部に向かう光は、入射面112に入射する際に屈折する。その後、光は、本体部110内を通過して反射面114において反射され、出射面116から出射される。
As shown in FIG. 7A, when the outer end of the
入射面112の外側端部が傾斜している場合、光源210からの光は、入射面112において比較的大きく屈折する。この屈折光を利用するためには、反射面114をZ方向に長くすることが必要である。光軸LXに対する傾きの小さい屈折光を利用するためには、本体部110の高さ(Z方向の長さ)はH4である。
When the outer end of the
一方、図7(b)に示すように、入射面112の外側端部に平坦部112fを設けた場合、光源210からの光は、入射面112において比較的小さく屈折する。したがって、屈折光を利用するためには、反射面114は比較的短くてもよい。光軸LXに対する傾きの小さい屈折光を利用するためには、本体部110の高さ(Z方向の長さ)はH3である。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the
図7(a)と図7(b)との比較から理解されるように、図7(b)の高さH3は、図7(a)の高さH4よりも小さくできる。このように、入射面112の外側端部に平坦部112fを設けることにより、レンズ100の高さ(Z方向の長さ)が短くても、入射面112の外側端部から入射する光を反射して利用できる。
As can be understood from the comparison between FIGS. 7 (a) and 7 (b), the height H3 of FIG. 7 (b) can be made smaller than the height H4 of FIG. 7 (a). By providing the
なお、図1〜図7に示したレンズ100では、凸レンズ116cは窪みに設けられたが、本実施形態はこれに限定されない。凸レンズ116cは、窪みに形成されなくてもよい。
In the
次に、図8を参照して本実施形態のレンズ100による光の偏向を説明する。図8は、本実施形態のレンズ100による光の偏向を説明するための模式図である。なお、図8のレンズ100は、凸レンズ116cが出射面126に対して照射面側に突出している点を除いて、図2に示したレンズ100と同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する記載を省略する。
Next, the deflection of light by the
図8に示すように、出射面116の凸レンズ116cは、反射出射面116bおよび出射面126と面一に連結する。このように、出射面116には、透過出射面116aと反射出射面116bとの間に窪みを設けることなく凸レンズ116cが配置されてもよい。
As shown in FIG. 8, the
ただし、図1〜図7を参照して上述したように、凸レンズ116cは、透過出射面116aと反射出射面116bとの間の窪みを設けられることが好ましい。窪みにより、入射面112と凸レンズ116cとの間の距離を短くできるため、光の吸収減衰を抑制できる。
However, as described above with reference to FIGS. 1 to 7, it is preferable that the
上述したように、レンズ100の本体部110および外周部120は光を出射する。なお、レンズ100の位置に応じて、出射する光の強度にムラが生じることがある。このため、レンズ100は、拡散機能を有することが好ましい。例えば、レンズ100の入射面に拡散機能が設けられてもよい。あるいは、レンズ100の出射面に拡散機能が設けられてもよい。
As described above, the
次に、図9を参照して、本実施形態のレンズ100を説明する。図9は、本実施形態のレンズ100の模式図である。図9のレンズ100は、入射面112に凹凸112dが設けられた点を除いて、図2に示したレンズ100と同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する記載を省略する。
Next, the
図9に示すように、レンズ100には、本体部110の入射面112に凹凸112dが設けられる。この場合、凹凸112dは、入射面112の中央部に設けられることが好ましい。あるいは、凹凸112dは、入射面112全体に設けられてもよい。
As shown in FIG. 9, the
なお、図9に示したレンズ100には、本体部110の入射面112に凹凸1112dが設けられていたが、本実施形態はこれに限定されない。本体部110の入射面112ではなく外周部120の入射面122に凹凸が設けられてもよい。あるいは、本体部110の入射面112および外周部120の入射面122のそれぞれに凹凸が設けられてもよい。
The
また、図9に示したレンズ100では、レンズ100のうち光源210からの光の入射する面に凹凸が設けられたが、本実施形態はこれに限定されない。レンズ100のうち光源210からの光の入射する面ではなく光が出射する面に凹凸が設けられてもよい。
Further, in the
次に、図10を参照して、本実施形態のレンズ100を説明する。図10(a)および図10(b)は、本実施形態の照明器具用レンズの模式図である。図10のレンズ100は、出射面116、出射面126および連結部130の少なくとも1つに凹凸が設けられた点を除いて、図2に示したレンズ100と同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する記載を省略する。
Next, the
図10(a)に示すように、レンズ100には、本体部110の出射面116、外周部120の出射面126および連結部130の照射面側の全面にわたって連続して凹凸116dが設けられる。この場合、出射面116および出射面126から出射される光を適度に拡散でき、照射面に照射される光にレンズ100の形状が反映されることを抑制できる。
As shown in FIG. 10A, the
あるいは、図10(b)に示すように、本体部110の出射面116、外周部120の出射面126および連結部130の照射面側に凹凸116eが設けられてもよい。凹凸116eは、連結部130の照射面と、本体部110の出射面116および外周部120の出射面126のうちの連結部130近傍とにわたって設けられる。この場合、出射面116および出射面126との境界近傍に出射される光を適度に拡散でき、照射面に照射される光にレンズ100の形状が反映されることを抑制できる。
Alternatively, as shown in FIG. 10B,
次に、図11を参照して、本実施形態のレンズ100を説明する。図11は、本実施形態のレンズ100の模式図である。図11のレンズ100は、出射面116、出射面126および連結部130に対向して拡散部材140を備える点を除いて、図2に示したレンズ100と同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する記載を省略する。
Next, the
図11に示すように、図11のレンズ100は、拡散部材140をさらに備える。ここでは、拡散部材140はシート状である。例えば、拡散部材140の厚さは略一定である。
As shown in FIG. 11, the
拡散部材140は、本体部110、外周部120および連結部130に対向して配置される。詳細には、拡散部材140は、出射面116、出射面126および連結部130に対向して配置される。
The
レンズ100の出射面側に拡散部材140を配置することにより、レンズ100の本体部110、外周部120および連結部130から出射される光の強度が異なっても、拡散部材140が光を拡散することにより、光の強度の違いを低減できる。これにより、強度ムラの低減された光を特定の方向に照射できる。
By arranging the diffusing
なお、図1〜図11を参照して上述したレンズ100では、光源からの光はレンズ100全体を透過したが、本実施形態はこれに限定されない。レンズ100に、設置部を設けてもよい。
In the
次に、図12を本実施形態の照明器具用レンズ100を説明する。図12(a)は、本実施形態のレンズ100の模式的な斜視図であり、図12(b)は、本実施形態のレンズ100の模式的な断面図である。参考のために、図12(b)にも、レンズ100のために設置される光源210の位置を光源210の光軸LXとともに示している。
Next, FIG. 12 describes the
図12(a)および図12(b)に示すように、レンズ100は、本体部110、外周部120および連結部130に加えて設置部150をさらに備える。ここでは、設置部150は、底部152と、側部154とを有する。
As shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), the
底部152は、外周部120と外周部120から径方向外側に連結する。底部152は、外周部120の周囲に位置し、環状構造である。底部152は、外周部120の出射面126と面一に連結する。
The
側部154は、底部152の径方向外側端部から光源210側に突起する。側部154の高さ(Z方向の長さ)は、外周部120の高さ(Z方向の長さ)よりも大きい。側部154は、環状構造であり、外周部120と対向する。
The
図12に示したレンズ100は、照明器具に用いられる。レンズ100は容器に嵌るように設置されることが好ましい。レンズ100は、中角配光および/またはスポット配光用の照明器具に好適に用いられる。
The
次に、図13を本実施形態の照明器具用レンズ100を備えた照明器具200を説明する。図13は、本実施形態の照明器具用レンズ100を備える照明器具200の模式的な分解斜視図である。
Next, FIG. 13 describes the
図13に示すように、照明器具200は、レンズ100と、光源210と、アーム220と、枠体230と、反射部材240とを備える。ここでは、枠体230および反射部材240は、一体に形成されている。図13のレンズ100は、側部154に貫通孔154aおよび貫通孔154bが設けられる点を除いて、図12に示したレンズ100と同様の構成を有している。
As shown in FIG. 13, the
光源210は、光を出射する。アーム220は、光源210を保持する。ここでは、アーム220は、光源210が−Z方向に向くように光源210を保持する。アーム220は、枠体230の側面に固定される。
The
例えば、アーム220は、細長い板状部材から形成される。アーム220は、光源210のY方向側方およびZ方向上方に位置する。アーム220の両端は、枠体230と連絡する。例えば、アーム220は、板状部材を折り曲げることによって形成される。
For example, the
レンズ100は、枠体230の内側に配置される。例えば、枠体230は、樹脂から構成される。枠体230には貫通孔234a、234bが設けられる。枠体230の貫通孔の中心は、光源210の光軸と平行である。枠体230は、貫通孔の設けられた略筒形状である。例えば、枠体230は略円筒形状である。枠体230の外径は、光源210の外径よりも大きい。
The
レンズ100および枠体230は、アーム220を支持する。枠体230には開口が設けられる。光源210から出射された光は、レンズ100を通過した後、枠体230の開口を通過する。
The
照明器具200では、枠体230は、レンズ100の外側に配置される。枠体230の内径は、レンズ100の側部154の外径よりも大きい。なお、枠体230の内径は、レンズ100の側部154の外径よりも大きくてもよく、レンズ100の外径とほぼ等しくてもよい。
In the
上述したように、アーム220は光源210を保持する。アーム220にはソケット210sが取り付けられる。光源210は、アーム220のソケット210sに取り付けられる。
As described above, the
ソケット210sは、固定部材210tによってアーム220に固定される。固定部材210tは、ビスまたはリベットを含む。または、固定部材210tは、ボルトおよびナットを含んでもよい。
The
反射部材240は、光源210から−Z方向に向けて出射された光が光源210に向かって戻ることを抑制する。反射部材240には開口が設けられる。反射部材240の開口の中心は、光源210の光軸上に位置する。
The reflecting
例えば、反射部材240は、樹脂から形成される。光源210から出射された光を効率的に反射するために、少なくとも反射部材240の内面は、反射加工されていることが好ましい。反射加工は、例えば、白色塗装、銀色塗装、または、光沢のある金属メッキ加工を含む。あるいは、反射部材240の色は、白色または銀色のような光反射率の高い色彩であってもよい。また、反射部材240は、金属から形成されてもよい。
For example, the
反射部材240は、筒部242と、鍔部244とを含む。筒部242には、開口が設けられる。筒部242の開口の中心は光源210の光軸と一致する。筒部242の内周面の直径は、光源210から離れるのにしたがって漸次大きくなる。例えば、筒部242は略円錐台状である。
The
鍔部244は、筒部242の下端(−Z方向側の端部)の周囲を囲む。例えば、鍔部244は、筒部242と接続して筒部242から径方向外側に延びる。
The
なお、反射部材240は枠体230と連結してもよい。ここでは、反射部材240は、枠体230と一体的に設けられる。
The
また、照明器具200は、カバー部材250をさらに備えることが好ましい。カバー部材250は、アーム220に連結される。カバー部材250は、光源210の−X方向側の側部を覆う。Z軸方向に沿って平面視した場合、カバー部材250は半円形状である。
Further, it is preferable that the
上述したように、枠体230は、アーム220を支持する。アーム220は、枠体230の側面に固定される。固定部230aは、アーム220を枠体230の側面に固定する。
As described above, the
ここでは、アーム220は枠体230の外周面に固定される。この場合、固定部230aは、アーム220の一部が枠体230の外周面に接触した状態でアーム220を枠体230の外周面に固定する。
Here, the
例えば、固定部230aは、ボルト230bおよびナット230cを含む。ナット230cがボルト230bを締めることにより、アーム220が枠体230に固定される。
For example, the fixing
枠体230がレンズ100の外側に配置される場合、アーム220は、レンズ100および枠体230に固定される。なお、固定部230aは、枠体230およびレンズ100を固定してもよい。この場合、固定部230aは、アーム220、枠体230およびレンズ100を固定する。
When the
枠体230の側部に貫通孔234a、234bが設けられ、レンズ100の側部154に貫通孔154a、154bが設けられる。枠体230の貫通孔234a、234bおよびレンズ100の貫通孔154a、154bの大きさはほぼ等しい。枠体230の貫通孔234a、234bがレンズ100の貫通孔154a、154bと整合するように位置合わせし、さらに、アーム220の貫通孔を枠体230の貫通孔234a、234bおよびレンズ100の貫通孔154a、154bに整合するようにアーム220、枠体230およびレンズ100を位置合わせする。この状態で、ボルト230bをアーム220の貫通孔、枠体230の貫通孔234a、234bおよびレンズ100の貫通孔154a、154bに挿入して、アーム220を枠体230およびレンズ100の側面に固定する。
Through
アーム220は、枠体230に対して回動可能であることが好ましい。ここでは、アーム220は、枠体230に対してX方向に回動可能である。なお、アーム220は、枠体230に対して、光源210の光軸がZ方向とは平行にはならない姿勢まで回動可能である。
The
上述したように、固定部230aは、アーム220および枠体230を固定する。アーム220は、枠体230に対して固定部230aを中心に+X方向側に回動可能である。なお、固定部230aがアーム220の回動中心になる場合、固定部230aは、ボルトおよびナットを含むことが好ましい。
As described above, the fixing
上述したように、カバー部材250は光源210に対して−X方向側の側方を覆う。一方で、光源210に対して+X方向側の側方にはカバー部材250は設けられない。このため、アーム220は、カバー部材250と衝突することなく枠体230に対して回動できる。
As described above, the
例えば、照明器具200は以下のように作製される。まず、アーム220に、光源210およびカバー部材250を取り付ける。また、レンズ100を枠体230に設置する。ここでは、枠体230の内側にレンズ100を嵌め込む。
For example, the
次に、枠体230にアーム220を取り付け、固定部230aがアーム220を枠体230の側面に固定する。例えば、アーム220の貫通孔が枠体230の貫通孔234a、234bおよびレンズ100の貫通孔154a、154bと重なるようにレンズ100および枠体230に対してアーム220を位置合わせする。その後、ボルト230bをアーム220の貫通孔および枠体230の貫通孔に挿入してボルト230bにナット230cを締めて、アーム220を枠体230およびレンズ100の側面に固定する。
Next, the
以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施形態として実施することが可能である。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の個数等は、図面作成の都合から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果を実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented as an embodiment in various embodiments without departing from the gist thereof. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining the plurality of components disclosed in the above embodiments. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. In order to make the drawings easier to understand, each component is schematically shown, and the number of each component shown may differ from the actual one due to the convenience of drawing. Further, each component shown in the above embodiment is an example and is not particularly limited, and various modifications can be made without substantially deviating from the effect of the present invention.
例えば、図1〜図13に示したレンズ100では、本体部110および外周部120は、連結部130を介して互いに連結されており、連結部130は、本体部110および外周部120の位置関係を規定していたが、本実施形態はこれに限定されない。本体部110および外周部120は、連結部130に連結されることなく、位置決めされてもよい。例えば、図13に示した枠体230は、レンズ100の本体部110および外周部120をそれぞれ所定の位置に載置するように凸部または凹部が設けられてもよい。
For example, in the
本発明は、照明器具用レンズおよび照明器具に有用である。 The present invention is useful for luminaire lenses and luminaires.
100 照明器具用レンズ
110 本体部
120 外周部
130 連結部
100 Lens for
Claims (11)
本体部と、
前記本体部の周囲に配置された外周部と、
前記本体部と前記外周部とを連結する連結部と
を備え、
前記本体部は、内側入射面と、内側反射面と、凸レンズの設けられた内側出射面とを有し、
前記内側反射面は、前記内側入射面から入射した光を反射し、
前記外周部は、外側入射面と、外側反射面と、外側出射面とを有し、
前記外側反射面は、前記外側入射面から入射した光を反射する、照明器具用レンズ。 A lens for lighting equipment that transmits light emitted from a light source toward the optical axis.
With the main body
An outer peripheral portion arranged around the main body portion and
A connecting portion for connecting the main body portion and the outer peripheral portion is provided.
The main body portion has an inner incident surface, an inner reflecting surface, and an inner emitting surface provided with a convex lens.
The inner reflecting surface reflects light incident from the inner incident surface,
The outer peripheral portion has an outer incident surface, an outer reflecting surface, and an outer emitting surface.
The outer reflecting surface is a lens for a luminaire that reflects light incident from the outer incident surface.
前記外側反射面は、前記外側入射面から入射した光を全反射するように構成されている、請求項1に記載の照明器具用レンズ。 The inner reflecting surface is configured to totally reflect the light incident from the inner incident surface.
The lens for a luminaire according to claim 1, wherein the outer reflecting surface is configured to totally reflect light incident from the outer incident surface.
前記凸レンズは、前記内側出射面に設けられる、請求項1から7のいずれかに記載の照明器具用レンズ。 The inner exit surface is recessed with respect to the outer exit surface.
The lens for a lighting fixture according to any one of claims 1 to 7, wherein the convex lens is provided on the inner emitting surface.
前記照明器具用レンズに向けて光を出射する光源と
を備える、照明器具。 The lens for a luminaire according to any one of claims 1 to 10.
A luminaire comprising a light source that emits light toward the luminaire lens.
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