JP2023034336A - レンズ、及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】 出射する光の拡散と高効率化との両立を可能とするレンズ、及び照明器具を提供する。【解決手段】 レンズ６は、照明器具１の光源４２から発せられる光が透過する。レンズ６は、光が入射する入射面６１と、光が出射する出射面６２と、を備える。入射面６１は、凹曲面６１１と、凹曲面６１１を囲む凸曲面６１２と、を有する。【選択図】図２

Description

本開示は、レンズ、及び照明器具に関する。

特許文献１のような照明器具は、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材と、光束制御部材からの出射光を拡散させつつ透過させる光拡散板と、を備えている。

特開２０２０－１１３５１６号公報

照明器具には、光を拡散させ、かつ、高効率で配光する、ことが求められるものがある。照明器具に対するこのような要求を満たすために、照明器具のレンズには、出射する光の拡散と高効率化との両立が求められる。しかしながら、従来の照明器具に用いられているレンズでは、このような要求を満たすことは困難であった。

本開示の目的は、出射する光の拡散と高効率化との両立を可能とするレンズ、及び照明器具を提供することにある。

本開示の一態様に係るレンズは、照明器具の光源から発せられる光が透過するレンズであって、前記光が入射する入射面と、前記光が出射する出射面と、を備える。前記入射面は、凹曲面と、前記凹曲面を囲む凸曲面と、を有する。

本開示の一態様に係る照明器具は、上述のレンズと、前記光源と、前記出射面から出射した前記光の一部を反射する反射部材と、を備える。

本開示は、出射する光の拡散と高効率化との両立を可能とするという効果がある。

図１は、実施形態のレンズを備える照明器具を示す斜視図である。 図２は、同上の照明器具を示す断面図である。 図３は、同上の照明器具を示す分解斜視図である。 図４は、同上のレンズを示す斜視図である。 図５は、同上のレンズを示す断面図である。 図６Ａ及び図６Ｂは、第１比較例の光路を示す断面図である。 図７は、同上のレンズの配光曲線を示す特性図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、第２比較例の光路を示す断面図である。 図９は、同上のレンズの配光曲線を示す特性図である。 図１０Ａ及び図１０Ｂは、実施形態のレンズの光路を示す断面図である。 図１１は、同上のレンズの配光曲線を示す特性図である。 図１２は、実施形態の第１変形例のレンズを示す平面図である。 図１３は、実施形態の第２変形例のレンズを示す断面図である。 図１４Ａは、同上のレンズの光路を示す断面図である。図１４Ｂは、同上のレンズの配光曲線を示す特性図である。

以下の実施形態は、一般に、レンズ、及び照明器具に関する。より詳細には、出射する光の拡散と高効率化との両立を可能とするレンズ、及び照明器具に関する。

以下、実施形態に係るレンズ、及び照明器具について、図１～図７を参照して詳細に説明する。ただし、下記の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれ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。なお、以下の実施形態で説明する構成は本開示の一例にすぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

また、以下の説明では、特に断りのない限り、図１において、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を規定する。便宜的に、Ｘ軸に沿う両方向のうち一方を右方向とし、他方を左方向とする。また、Ｙ軸に沿う両方向のうち一方を前方向とし、他方を後方向とする。また、Ｚ軸に沿う両方向のうち一方を上方向とし、他方を下方向とする。なお、これらの方向は、レンズ、及び照明器具の実際の使用時の方向を限定するものではない。

（実施形態）
（１）照明器具
実施形態に係る照明器具１の構成について、図面を参照して説明する。

照明器具１は、例えば店舗、事務所、劇場、商業施設、ホール、又は住宅などに設置される。照明器具１は、例えば埋込型ダウンライトであり、天井パネルなどの造営材に埋め込み配置されて、下方を照明する。

照明器具１は、図１～図３に示すように、基台２、光源ホルダ３、光源ユニット４、主反射部材５、レンズ６、枠体７、及び補助反射部材８を備える。

（１．１）基台
基台２は、筒体２１を備えており、筒体２１の上端は上壁２１１で閉塞されている。筒体２１の下端は開放されており、筒体２１の内部には、光源ホルダ３が収納される。上壁２１１の上面には、上方に突出する複数の放熱フィン２２が形成されている。上壁２１１の上面には、３つの挿通孔２１３（図１参照）が形成されており、３つの挿通孔２１３に図示しない３本のねじがそれぞれ挿通される。３本のねじの下端が枠体７のねじ孔７３１（図３参照）にそれぞれねじ込まれることで、光源ホルダ３、光源ユニット４、主反射部材５、及び枠体７が、基台２に取り付けられる。

上壁２１１の下面には、下方に突出する四角錐台状の突起２１２が形成されている。突起２１２には、光源ユニット４のＬＥＤ基板４１の上面が接触する。すなわち、基台２は、ＬＥＤ基板４１に実装されている光源４２の発熱を周囲に放散する放熱部材として機能し、アルミニウム、銅、鉄などのように熱伝導率の高い金属によって形成されることが好ましい。筒体２１と放熱フィン２２とは、アルミダイカスト等で一体成形される構成、及び別体の筒体２１と放熱フィン２２とが接合などによって一体化される構成のいずれでもよい。なお、基台２は、放熱フィン２２を備えていなくてもよい。

（１．２）光源ホルダ
光源ホルダ３は、略矩形板状のホルダ本体３１、及びホルダ本体３１の周縁から上方及び下方に延びて形成されている筒状の側壁３２を備える。ホルダ本体３１の下面中央には、上に向かって窪んだ凹部３１１が形成されている。凹部３１１は正方形状の断面を有している。凹部３１１の正方形状の底面には、正方形状の開口３１２が形成されている。

光源ホルダ３は、基台２の筒体２１の内部に収納されており、側壁３２の上端及び凹部３１１の底部が筒体２１の上壁２１１の下面に接触する。

光源ホルダ３の凹部３１１には、光源ユニット４のＬＥＤ基板４１が収納され、基台２の突起２１２が開口３１２を上方から挿通して、ＬＥＤ基板４１の上面に面接触する。

（１．３）光源ユニット
光源ユニット４は、ＬＥＤ基板４１、光源４２、及び一対の電極４３を備える。

ＬＥＤ基板４１及び光源４２は、ＣＯＢ（Chip On Board）タイプのＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップを構成している。

ＬＥＤ基板４１は、正方形の板形状であり、例えば、セラミックス基板、樹脂基板、又はメタルベース基板などを有する。ＬＥＤ基板４１は、光源４２、及び一対の電極４３を実装されている。

光源４２は、複数のＬＥＤチップを備えており、複数のＬＥＤチップは、ＬＥＤ基板４１の下面において円形状に実装されて、封止部材で封止されている。ＬＥＤチップは、例えば、青色光を発する青色ＬＥＤチップなどの単色の可視光を発するベアチップである。なお、光源４２は、１つのＬＥＤチップを備える構成であってもよい。封止部材は、例えば、透光性樹脂で構成され、蛍光体を含む。蛍光体は、ＬＥＤチップからの光を波長変換する機能を有する。封止部材は、例えば、蛍光体粒子を含有するシリコーン樹脂である。ＬＥＤチップが青色光を発し、蛍光体粒子がＹＡＧ系の黄色蛍光体であれば、光源４２は白色光を発する。封止部材は、全てのＬＥＤチップを一括して封止してもよく、マトリクス状に配置された複数のＬＥＤチップを列ごとにライン状に封止してもよく、複数のＬＥＤチップをそれぞれ個別に封止してもよい。

一対の電極４３は、銅、アルミニウムなどの高い導電性の材料によって形成され、ＬＥＤ基板４１に実装されている。一対の電極４３には、外部からの直流電力の供給路となる電線又は導体が接続される。光源４２は、一対の電極４３を介して直流電力を供給され、直流電力によって点灯する。

また、ＬＥＤ基板４１は、外部からの交流電力を直流電力に変換する電源回路を実装していてもよい。この場合、一対の電極４３には、外部からの交流電力の供給路となる電線又は導体が接続される。光源４２は、電源回路が出力する直流電力によって点灯する。

光源ユニット４のＬＥＤ基板４１は、光源４２を下に向けた状態で光源ホルダ３の凹部３１１に収納され、ＬＥＤ基板４１の上面は、光源ホルダ３の開口３１２を上方から挿通した基台２の突起２１２に面接触している。したがって、光源４２の発熱は、突起２１２を介して基台２に伝達され、基台２の放熱フィン２２などから周囲に放散される。

（１．４）反射部材
主反射部材５は、Ｚ軸に沿った上下方向を軸方向とする円筒形状の筒体５１、及び筒体５１の外周面に設けられた環状の鍔部５２を備える。主反射部材５は、例えば白色樹脂材料によって形成される。主反射部材５を構成する樹脂材料は、ポリブチレンテレフタレートなどであることが好ましい。なお、主反射部材５は、アルミニウム等の金属材料によって形成されてもよく、樹脂成型品の内面にアルミニウム等の金属膜を形成したものでもよい。

筒体５１は、円筒状の上筒部５１１、及び円筒状の下筒部５１２を一体に備えており、下筒部５１２の直径が上筒部５１１の直径より大きくなる２段構造を有する。上筒部５１１は、光源ユニット４の光源４２の下方に位置し、上筒部５１１の上部（又は上端付近）に光源４２が位置する。上筒部５１１及び下筒部５１２の各内面は光の反射面であり、光源４２が下方に発した光は、上筒部５１１の内部を通過した後に、下筒部５１２の内部を通過して、レンズ６に入射する。上筒部５１１の内部を通過する光の一部は、上筒部５１１の内面で反射する。下筒部５１２の内部を通過する光の一部は、下筒部５１２の内面で反射する。

鍔部５２は、円環部５２１、及び側壁５２２を備える。円環部５２１は、下筒部５１２の外周面において下筒部５１２の上端から外側に延びる円環状である。側壁５２２は、円環部５２１の外周縁から上方に延びている円環状の壁体である。また、円環部５２１の下面には３つの係止部５２３が、円周方向に等間隔に形成されている。係止部５２３は、円環部５２１の下面から下方に延びる一対の係止爪で構成されている。係止部５２３がレンズ６の図示しない係止突起に係止することで、主反射部材５の下端にレンズ６が取り付けられる。

（１．５）レンズ
レンズ６は、透光性を有する透光部材であり、主反射部材５の下筒部５１２の下端開口を覆うようにして、下筒部５１２に収納されている。レンズ６は、光源４２から主反射部材５の内部を通過してレンズ６に到達した光を透過させる。

レンズ６は、図４及び図５に示すように、円板状のレンズ本体６０を備える。レンズ本体６０の上面は、光源４２からの光が入射する入射面６１を構成する。レンズ本体６０の下面は、レンズ６を通過した光がレンズ６の外部に出射する出射面６２を構成する。

入射面６１は、凹曲面６１１と、凹曲面６１１を囲む凸曲面６１２と、を有する。入射面６１は、凹曲面６１１と凸曲面６１２との間に、凹曲面６１１と凸曲面６１２との境界となる境界部６１４を更に有する。入射面６１は、凸曲面６１２を囲むフレネルレンズ６１３を更に有する。すなわち、入射面６１の外周に沿って、円環状のフレネルレンズ６１３が形成されている。入射面６１においてフレネルレンズ６１３の内周側には、凸曲面６１２が形成されている。入射面６１において凸曲面６１２の内周側には、境界部６１４が形成されている。入射面６１において境界部６１４の内周側には、凹曲面６１１が形成されている。

レンズ６は、透光性を有する透光性材料によって構成され、例えば、アクリル、シリコーン系樹脂材料、若しくはポリカーボネート等の透明樹脂材料、又はガラス材料によって形成される。

なお、レンズ６の詳細については後述する。

（１．６）枠体
枠体７は、樹脂等によって円筒形状に形成されており、筒体７１、鍔部７２、及び３つの取付片７３（図３では１つ取付片７３のみを図示している）を備える。筒体７１は、Ｚ軸に沿った上下方向を軸方向とする円筒形状であり、筒体７１の上面には円形の上開口７１１が形成され、筒体７１の下面には円形の下開口７１２が形成されている。主反射部材５の下筒部５１２が上開口７１１を上方から挿通し、下筒部５１２は筒体７１に収納されている。

鍔部７２は、筒体７１の下端において円環形状に形成され、下開口７１２の開口縁から筒体７１の外側に向かって延びている。

３つの取付片７３は、筒体７１の上端において、上開口７１１の周方向に等間隔に形成されている。

さらに、取付片７３には、ねじ孔７３１（図３では１つのねじ孔７３１のみを図示している）が形成されている。そして、基台２の３つの挿通孔２１３（図１参照）に上方から挿通した図示しない３本のねじの下端がねじ孔７３１にそれぞれねじ込まれることで、光源ホルダ３、光源ユニット４、主反射部材５、及び枠体７が基台２に取り付けられる。すなわち、基台２と枠体７とが、光源ホルダ３、光源ユニット４、及び主反射部材５を挟持している。

（１．７）補助反射部材
補助反射部材８は、本開示の反射部材に相当し、枠体７の内部に取り付けられる。補助反射部材８は、筒体８１、及び３つの撓み片８２を備える。

筒体８１は、円筒形状であり、筒体８１の上端に形成されている円形状の開口を入射口８１１とし、筒体８１の下面に形成されている円形状の開口を出射口８１２とする。筒体８１の直径は、筒体８１の上端から下端に近付くにつれて、徐々に大きくなる。すなわち、出射口８１２の直径は入射口８１１の直径より大きくなる。筒体８１の上端がレンズ６の出射面６２の周縁を支持し、主反射部材５の下筒部５１２の下端が入射面６１に当接することで、レンズ６は主反射部材５と補助反射部材８との間に挟持される。

筒体８１の上端には、入射口８１１の周縁に沿って３つの撓み片８２が等間隔に形成されている。撓み片８２は、入射口８１１の周縁から上方に延びており、撓み片８２の上端から外側に係止片８２１が延びている。

補助反射部材８は、筒体８１の軸方向が上下に沿うように、枠体７の内部に収納される。補助反射部材８の上端は、枠体７の下開口７１２から枠体７の内部に挿入される。補助反射部材８が枠体７の内部に挿入されると、撓み片８２が撓みながら上開口７１１を下方から挿通し、係止片８２１の下面が取付片７３の上面に係止する。すなわち、補助反射部材８は、枠体７に取り付けられる。

筒体８１の内面は、光を反射する反射面８１３を構成している。反射面８１３を備える補助反射部材８は、アルミニウムを表面に蒸着させた樹脂の筒体であることが好ましい。アルミニウムの筒体は、切削品、鋳造品、及び鍛造品のいずれでもよい。また、補助反射部材８は、アルミニウム等の金属膜を表面に蒸着させた樹脂製の筒体であってもよい。補助反射部材８を構成する樹脂材料としては、ポリブチレンテレフタレート等である。

（１．８）照明光
上述のように構成された照明器具１では、光源４２が発した光は、主反射部材５の筒体５１の内部を通って、レンズ６の入射面６１に入射する。入射面６１に入射した光は、レンズ６の内部を通ってレンズ６の出射面６２から出射する。出射面６２は、Ｘ－Ｙ平面（図１のＸ軸及びＹ軸で規定される平面）に平行な平面である。出射面６２から出射した光は、補助反射部材８の入射口８１１から筒体８１の内部に入射する。すなわち、光源ユニット４の光源４２が発した光は、主反射部材５及びレンズ６を通って筒体８１の内部に到達する。筒体８１の内部に到達した光のうち、反射面８１３で少なくとも１回反射した光を反射光とする。筒体８１の内部に到達した光のうち、反射面８１３で１回も反射していない光を直接光とする。出射口８１２からは、反射光及び直接光を含む照明光が、照明器具１の下方の照明空間に向かって出力される。すなわち、照明器具１は、出射口８１２から照明光を照射する。

（２）レンズの詳細
レンズ６は、光源４２が発した光の配光を制御して、照明光を拡散させて出射口８１２から出射させる。しかしながら、レンズ６から出射した光のうち反射面８１３で反射した光は、下方の照明空間から見た場合にグレアを生じさせる要因になる。そこで、フレネルレンズ６１３を用いることで、反射面８１３に光が当たりにくくして、グレアを抑えている。

例えば、フレネルレンズ６１３を用いたレンズとしては、以下の第１比較例のレンズ６Ｒ、又は第２比較例のレンズ６Ｓがある。なお、第１比較例及び第２比較例は、本実施形態とは異なる。

（２．１）第１比較例
図６Ａ及び図６Ｂは、本実施形態のレンズ６とは異なるレンズ６Ｒを用いた第１比較例の照明器具の光路を示す。なお、図６Ａ及び図６Ｂは、光源４２、レンズ６Ｒ、及び補助反射部材８の筒体８１のみを図示している。レンズ６Ｒにおいてレンズ６と同様の構成には、レンズ６と同一の符号を付している。

レンズ６Ｒは、レンズ６の入射面６１の凹曲面６１１及び凸曲面６１２を平面６８に変更したレンズである。平面６８は、Ｘ－Ｙ平面に平行な面である。

すなわち、レンズ６Ｒの入射面６１では、円形状の平面６８が円環状のフレネルレンズ６１３に囲まれている。そして、図６Ａに示すように、光源４２の中心から発せられた光のうち平面６８に入射した光は、筒体８１の中心軸から離れる方向（拡がり方向）に出射面６２から出射する（図６Ａの光Ｌ１１参照）。光源４２の中心から発せられた光のうちフレネルレンズ６１３に入射した光は、フレネルレンズ６１３で反射し、筒体８１の中心軸に向かう方向（集光方向）に出射する（図６Ａの光Ｌ１２参照）。すなわち、フレネルレンズ６１３は、光Ｌ１１に対して交差する方向に光Ｌ１２を出射するクロス配光を行うことで、レンズ６Ｒの外周縁付近に入射した光が反射面８１３に当たることを抑制し、グレアの発生を抑える機能を有する。

また、入射面６１に平面６８を設けたレンズ６Ｒでは、図６Ｂに示すように、平面６８の外周縁付近に入射し、出射面６２から出射した光Ｌ１３は、反射面８１３に当たらずに出射口８１２から出射する。

図７は、レンズ６Ｒを用いた第１比較例の照明器具の配光曲線を示す。第１比較例では、レンズ６Ｒから出射される光の拡散度合が低く、ビーム角も狭いために、直下方向に光度のピークを有しており、１／２ビーム角が比較的小さく（狭く）なっている。

（２．２）第２比較例
図８Ａ及び図８Ｂは、本実施形態のレンズ６とは異なるレンズ６Ｓを用いた第２比較例の照明器具の光路を示す。なお、図８Ａ及び図８Ｂは、光源４２、レンズ６Ｓ、及び補助反射部材８の筒体８１のみを図示している。レンズ６Ｓにおいてレンズ６と同様の構成には、レンズ６と同一の符号を付している。

レンズ６Ｓは、レンズ６の入射面６１の凹曲面６１１及び凸曲面６１２を凹曲面６９に変更することで、出射する光の配光範囲をレンズ６Ｒよりも拡げたレンズである。凹曲面６９は、入射面６１から下に向かって窪んだ曲面である。

すなわち、レンズ６Ｓの入射面６１では、円形状の凹曲面６９が円環状のフレネルレンズ６１３に囲まれている。そして、図８Ａに示すように、光源４２の中心から発せられた光のうち凹曲面６９に入射した光は、レンズ６Ｒよりも拡がり方向に拡がりながら出射面６２から出射する（図８Ａの光Ｌ２１参照）。光源４２の中心から発せられた光のうちフレネルレンズ６１３に入射した光は、フレネルレンズ６１３で反射し、集光方向に出射する（図８Ａの光Ｌ２２参照）。

また、第２比較例では、レンズ６Ｓから出射される光が拡がりすぎるために、図８Ｂに示すように、凹曲面６９の外周縁付近に入射して出射面６２から出射した光Ｌ２３は、反射面８１３に当たってしまう。反射面８１３に当たる光Ｌ２３は、グレアの発生要因になる。

図９は、レンズ６Ｓを用いた第２比較例の照明器具の配光曲線を示す。第２比較例の配光曲線では、反射面８１３で反射する光Ｌ２３によって、直下方向から見た光度のピークが第１比較例に比べて大きくなっており、１／２ビーム角が第１比較例に比べて更に小さくなっている。

（２．３）実施形態のレンズ
上述の第１比較例及び第２比較例の各照明器具は、フレネルレンズ６１３によってクロス配光を行うことで、反射面８１３で反射する光量を減らして、グレアの発生を抑えている。しかしながら、レンズ６Ｒを用いた第１比較例の照明器具では、１／２ビーム角が小さかった。また、レンズ６Ｓを用いた第２比較例の照明器具では、第１比較例に比べて、１／２ビーム角が更に小さく、かつ、反射面８１３に当たる光量が増加して、グレアが発生しやすくなり、配光効率が低くなってしまう。すなわち、レンズ６の出射側に補助反射部材８を配置した照明器具１（特にダウンライト）に対しては、１／２ビーム角を大きくし（広くし）、かつ、グレアの発生を抑えて高効率で配光することが求められている。言い換えると、出射する光の拡散と高効率化との両立が求められている。

そこで、本実施形態の照明器具１は、図４及び図５に示すレンズ６を備える。

レンズ６は、円板状のレンズ本体６０を備え、レンズ本体６０の上面が入射面６１であり、レンズ本体６０の下面が出射面６２である。

入射面６１は、凹曲面６１１と、凹曲面６１１を囲む凸曲面６１２と、を有する。入射面６１は、凹曲面６１１と凸曲面６１２との間に、凹曲面６１１と凸曲面６１２との境界となる境界部６１４を更に有する。入射面６１は、凸曲面６１２を囲むフレネルレンズ６１３を更に有する。

凹曲面６１１は、入射面６１の中央が下に向かって窪んでいる領域であり、円形状の曲面である。凹曲面６１１の頂点６１１ａは、円形状の入射面６１の中心に位置する。頂点６１１ａは、凹曲面６１１のうち最も下方に位置する。そして、凹曲面６１１は、頂点６１１ａを通ってＺ軸に沿って上下に延びる仮想軸Ｚａ１に対して軸対象に形成されており、頂点６１１ａを囲む円形状の外周縁６１１ｂの内部に形成されている。

凸曲面６１２は、入射面６１の外側が上に向かって突出している領域であり、円環形状の曲面である。凸曲面６１２は、仮想軸Ｚａ１に対して軸対象に形成されており、頂点６１１ａを囲む円形状の内周縁６１２ｂと、内周縁６１２ｂを囲む外周縁６１２ｃとの間に形成されている。凸曲面６１２の頂部６１２ａは、凸曲面６１２のうち最も上方に位置する円環形状となる。頂部６１２ａは、内周縁６１２ｂより外周縁６１２ｃに近い位置に形成されている。

凹曲面６１１の外周縁６１１ｂと凸曲面６１２の内周縁６１２ｂとの間には、円環形状の境界部６１４が形成されている。境界部６１４は、凹曲面６１１と凸曲面６１２とが連続、かつ、滑らかとなるように（非連続とならないように）、曲面で構成されている。すなわち、境界部６１４は、凹曲面６１１の外周縁６１１ｂと凸曲面６１２の内周縁６１２ｂとをつなげる曲面である。この結果、レンズ６は、凹曲面６１１による配光と凸曲面６１２による配光とを滑らかにつなげることができ、配光の違和感を抑えることができる。

フレネルレンズ６１３は、ノコギリ波状の断面を有する円環形状の複数（図３及び図４では２つ）のレンズを、凸曲面６１２を囲んで同心円状に配置して構成されている。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、レンズ６の光路を示す。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂは、光源４２、レンズ６、及び補助反射部材８の筒体８１のみを図示している。

図１０Ａに示すように、光源４２の中心から発せられた光のうち凹曲面６１１に入射した光は、筒体８１の中心軸から離れる方向（拡がり方向）に拡がりながら出射面６２から出射する（図１０Ａの光Ｌ１参照）。このとき、凹曲面６１１に入射した光は、第１比較例の平面６８に入射した光に比べて、出射面６２からより拡がりながら進む。出射面６２から出射する光は、凹曲面６１１の深さが深いほど、より拡がる。すなわち、凹曲面６１１は、凹曲面６１１に入射した光を、出射面６２から拡散させている。

また、光源４２の中心から発せられた光のうち凸曲面６１２に入射した光は、以下のように配光される。

凸曲面６１２に入射した光のうち、凸曲面６１２の頂部６１２ａよりレンズ６の中心に近い側（凹曲面６１１に近い側）に入射した光は、拡がり方向に拡がりながら出射面６２から出射する（図１０Ａ及び図１０Ｂの光Ｌ２参照）。凸曲面６１２に入射した光のうち、凸曲面６１２の頂部６１２ａよりレンズ６の外周縁に近い側（フレネルレンズ６１３に近い側）に入射した光は、筒体８１の中心軸に近づく方向（集光方向）に出射面６２から出射する（図１０Ｂの光Ｌ３参照）。凸曲面６１２に入射した光の集光度合は、凸曲面６１２の高さが高いほど、大きくなる。

レンズ６の入射面６１では、凸曲面６１２が円環状のフレネルレンズ６１３に囲まれている。そして、図１０Ａに示すように、光源４２の中心から発せられた光のうちフレネルレンズ６１３に入射した光は、フレネルレンズ６１３で反射し、集光方向に出射する（図１０Ａの光Ｌ４参照）。すなわち、フレネルレンズ６１３は、光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に対して交差する方向に光Ｌ４を出射するクロス配光を行うことで、レンズ６の外周縁付近に入射した光が反射面８１３に当たることを抑制し、グレアの発生を抑える機能を有する。

すなわち、入射面６１の中央部（凹曲面６１１）に入射した光によって出射面６２から出射する光Ｌ１、Ｌ２は、拡がり方向に拡がっている。また、入射面６１の外側に入射した光によって出射面６２から出射する光Ｌ３、Ｌ４は、集光方向に進む。この結果、出射面６２から出射する光の大部分は、反射面８１３に当たらずに出射口８１２から出射する。言い換えると、反射面８１３に当たる光量が減少して、グレアが発生し難くなり、配光効率が向上する。

図１１は、レンズ６を用いた照明器具１の配光曲線を示す。レンズ６による直下方向の光度は、レンズ６Ｒを用いた第１比較例（図７参照）、及びレンズ６Ｓを用いた第２比較例（図９参照）に比べて低くなる。この結果、レンズ６による１／２ビーム角は、第１比較例及び第２比較例に比べて大きくなる。

上述のように、本実施形態のレンズ６は、光Ｌ１、Ｌ２によって出射面６２から出射する光を拡散させ、かつ、光Ｌ３、Ｌ４によって出射面６２から出射する光の拡がりを抑制できる。この結果、レンズ６を備えた照明器具１は、出射する光の拡散と高効率化との両立を実現している。

また、凸曲面６１２の頂部６１２ａが、内周縁６１２ｂより外周縁６１２ｃに近い位置に形成されているので、レンズ６は、出射面６２から出射する光に含まれる光Ｌ２の割合を光Ｌ３の割合より高くできる。すなわち、レンズ６は、凸曲面６１２による光の拡散度合を高めることができる。

（３）第１変形例
図１２は、レンズ６の変形例であるレンズ６Ａを示す。

レンズ６Ａは、平面状の出射面６２に凹凸形状のディンプル部６３を有する。ディンプル部６３は、円形状の出射面６２の全領域に形成されており、レーザ加工、又はサンドブラストなどによって形成された多数の凹部６３１を有する。凹部６３１の形状は、六角形であることが好ましいが、円形、楕円形、三角形、又は四角形などの他の形状であってもよい。凹部６３１の大きさは、数ｍｍ以下であることが好ましい。また、ディンプル部６３は、円形状の出射面６２に全面に形成される構成、円形状の出射面６２の一部に例えば同心円状に形成される構成のいずれであってもよい。

出射面６２は平面であるので、ディンプル部６３を出射面６２に容易に形成できる。ディンプル部６３は、光を拡散反射することで、出射面６２から出射する光の光むら及び色むらを抑制する。なお、出射面６２を構成する平面には、その表面粗さに応じた微細な凹凸が存在していてもよい。

（４）第２変形例
図１３は、レンズ６の変形例であるレンズ６Ｂを示す。

レンズ６Ｂでは、凸曲面６１２の頂部６１２ｄが外周縁６１２ｃより内周縁６１２ｂに近い位置に形成されている。また、レンズ６Ｂでは、頂部６１２ｄが、実施形態の頂部６１２ａよりも上方に位置する。すなわち、第２変形例のレンズ６Ｂの凸曲面６１２は、実施形態のレンズ６よりも上方に突出しており、凸曲面６１２に入射した光の拡がり度合がより抑えられている。

そして、レンズ６Ｂの凸曲面６１２に入射した光のうち、頂部６１２ｄよりレンズ６Ｂの外周縁に近い側（フレネルレンズ６１３に近い側）に入射した光は、出射面６２から集光方向に出射する（図１４Ａの光Ｌ５参照）。

本変形例の凸曲面６１２のうち頂部６１２ｄよりレンズ６Ｂの外周縁に近い領域は、上述の実施形態よりも広くなっている。したがって、出射面６２から集光方向に出射する光Ｌ５（図１４Ａ参照）は、上述の実施形態の光Ｌ２（図１０Ａ参照）よりも増加する。この結果、レンズ６Ｂは、凸曲面６１２に入射して出射面６２から出射した光を、反射面８１３により当たりにくくし、グレアの発生をより抑制できる。

図１４Ｂは、レンズ６Ｂを用いた照明器具１の配光曲線を示す。レンズ６Ｂを用いた照明器具１の配光曲線では、レンズ６を用いた照明器具１（図９参照）に比べて、直下方向から見た光度のピークが大きくなっている。

（５）第３変形例
光源４２は、ＣＯＢタイプのＬＥＤチップを備える構成に限定されず、例えば表面実装（SMD：Surface Mount Device）型のＬＥＤチップを備える構成であってもよい。光源４２は、ＬＥＤ以外に、有機ＥＬ（Organic Electro Luminescence、OEL）、又はレーザダイオード（Laser Diode）などを備えていてもよい。

出射面６２は、出射面６２の全面を平面とする構成、及び出射面６２の一部を平面とする構成のいずれであってもよい。出射面６２の一部を平面とした場合、ディンプル部６３は平面のみに形成されることが好ましい。

フレネルレンズ６１３は、ノコギリ波状の断面を有する円環形状のレンズを、少なくとも１つ備えていればよい。

また、照明器具１が設置される造営材は、天井パネルだけでなく、壁パネル、床パネル、塀、及びパーテーションなどの他の造営材であってもよい。

（６）まとめ
上述の実施形態に係る第１の態様のレンズ（６、６Ａ、６Ｂ）は、照明器具（１）の光源（４２）から発せられる光が透過する。レンズ（６、６Ａ、６Ｂ）は、光が入射する入射面（６１）と、光が出射する出射面（６２）と、を備える。入射面（６１）は、凹曲面（６１１）と、凹曲面（６１１）を囲む凸曲面（６１２）と、を有する。

上述のレンズ（６、６Ａ、６Ｂ）は、出射する光の拡散と高効率化との両立を可能とする。

上述の実施形態に係る第２の態様のレンズ（６、６Ａ、６Ｂ）では、第１の態様において、凹曲面（６１１）と凸曲面（６１２）との境界部（６１４）は、凹曲面（６１１）と凸曲面（６１２）とを連続させる曲面で構成されていることが好ましい。

上述のレンズ（６、６Ａ、６Ｂ）は、凹曲面（６１１）による配光と凸曲面（６１２）による配光とを滑らかにつなげることができ、配光の違和感を抑えることができる。

上述の実施形態に係る第３の態様のレンズ（６、６Ａ、６Ｂ）では、第１又は第２の態様において、出射面（６２）の少なくとも一部は、平面であることが好ましい。

上述のレンズ（６、６Ａ、６Ｂ）は、ディンプル部（６３）を出射面（６２）に容易に形成できる。

上述の実施形態に係る第４の態様のレンズ（６Ａ）では、第３の態様において、平面は、凹凸形状のディンプル部（６３）を有することが好ましい。

上述のレンズ（６Ａ）は、ディンプル部（６３）によって、出射面（６２）から出射する光の光むら及び色むらを抑制することができる。

上述の実施形態に係る第５の態様のレンズ（６、６Ａ）では、第１乃至第４の態様のいずれか１つにおいて、凸曲面（６１２）は、凹曲面（６１１）を囲む環形状である。凸曲面（６１２）の頂部（６１２ａ）は、凸曲面（６１２）の内周縁（６１２ｂ）より凸曲面（６１２）の外周縁（６１２ｃ）に近い位置に形成されていることが好ましい。

上述のレンズ（６、６Ａ）は、凸曲面（６１２）による配光の拡散度合を高めることができる。

上述の実施形態に係る第６の態様のレンズ（６、６Ａ、６Ｂ）は、第１乃至第５の態様のいずれか１つにおいて、凸曲面（６１２）を囲むフレネルレンズ（６１３）を更に備えることが好ましい。

上述のレンズ（６、６Ａ、６Ｂ）は、クロス配光を行うことができる。

上述の実施形態に係る第７の態様の照明器具（１）は、第１乃至第６の態様のいずれか１つのレンズ（６、６Ａ、６Ｂ）と、光源（４２）と、出射面（６２）から出射した光の一部を反射する反射部材（８）と、を備える。

上述の照明器具（１）は、出射する光の拡散と高効率化との両立を可能とする。

１ 照明器具
４２ 光源
６、６Ａ、６Ｂ レンズ
６１ 入射面
６１１ 凹曲面
６１２ 凸曲面
６１２ａ 頂部
６１２ｂ 内周縁
６１２ｃ 外周縁
６１３ フレネルレンズ
６１４ 境界部
６２ 出射面
６３ ディンプル部
８ 補助反射部材（反射部材）

Claims (7)

1. 照明器具の光源から発せられる光が透過するレンズであって、
   前記光が入射する入射面と、
   前記光が出射する出射面と、を備え、
   前記入射面は、
   凹曲面と、
   前記凹曲面を囲む凸曲面と、を有する
   レンズ。
2. 前記凹曲面と前記凸曲面との境界部は、前記凹曲面と前記凸曲面とを連続させる曲面で構成されている
   請求項１のレンズ。
3. 前記出射面の少なくとも一部は、平面である
   請求項１又は２のレンズ。
4. 前記平面は、凹凸形状のディンプル部を有する
   請求項３のレンズ。
5. 前記凸曲面は、前記凹曲面を囲む環形状であり、
   前記凸曲面の頂部は、前記凸曲面の内周縁より前記凸曲面の外周縁に近い位置に形成されている
   請求項１乃至４のいずれか１つのレンズ。
6. 前記凸曲面を囲むフレネルレンズを更に備える
   請求項１乃至５のいずれか１つのレンズ。
7. 請求項１乃至６のいずれか１つのレンズと、
   前記光源と、
   前記出射面から出射した前記光の一部を反射する反射部材と、を備える
   照明器具。

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