JP2024037363A - Optical components and lighting devices - Google Patents

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圭一郎 野村
佳憲 澤
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    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Abstract

【課題】輝度ムラを低減することが可能な光学部材および照明装置を提供する。【解決手段】光を屈折させる屈折部(21)と、屈折部(21)の両側に配置された突出部(23)を有する反射部(22)とを備え、突出部(23)は、突出部(23)に入射する光の反射を調整する光反射調整部(24)を備える光学部材(20)。【選択図】図1[Problem] To provide an optical member and lighting device capable of reducing unevenness in brightness. [Solution] An optical member (20) comprising a refracting section (21) that refracts light, and a reflecting section (22) having protrusions (23) arranged on both sides of the refracting section (21), the protrusions (23) comprising light reflection adjustment sections (24) that adjust the reflection of light incident on the protrusions (23). [Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、光学部材および照明装置に関する。 The present invention relates to an optical member and a lighting device.

従来全反射を利用したレンズ、いわゆるTIRレンズを用いた光源装置が知られている。TIRレンズは中央部に配置された屈折部、および屈折部の周囲に配置された反射部を備えている。TIRレンズを用いた光源装置を開示した文献として、例えば特許文献1が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a light source device using a lens that utilizes total internal reflection, a so-called TIR lens, is known. A TIR lens includes a refracting section located in the center and a reflecting section located around the refracting section. For example, Patent Document 1 is known as a document disclosing a light source device using a TIR lens.

特許文献1に開示された光学ユニット(光源装置)は複数の光源(発光素子)、複数の光源上に各々配置されたコリメートレンズの機能を有する複数の光学手段(TIRレンズ)、複数の光学手段の出射面側に配置された複数のレンズアレイを備え、複数の異なる配光パターンを形成している。特許文献1に開示された光学ユニットの用途は、主に車両用灯具である。 The optical unit (light source device) disclosed in Patent Document 1 includes a plurality of light sources (light emitting elements), a plurality of optical means (TIR lenses) each having a function of a collimating lens arranged on the plurality of light sources, and a plurality of optical means. It includes a plurality of lens arrays arranged on the exit surface side of the lens, forming a plurality of different light distribution patterns. The optical unit disclosed in Patent Document 1 is mainly used as a vehicle lamp.

上記のような光源装置は例えば車両等に搭載されるヘッドアップディスプレイ(以下、「HUD」という場合がある)の照明装置(バックライト)として用いられる場合もある。HUDに用いる光源装置においては、特に明るく、むらのない、すなわち、高輝度で均一な輝度分布であることが求められる。換言すれば、光束の利用効率が高く適切な配光であることが求められる。上記のTIRレンズは、発光素子からの出射光において出射軸とのなす角度(指向角)が大きく外側に広がる光も集光させることができるので、この目的に適合する光学手段として用いられる場合も多い。 The light source device as described above may be used, for example, as a lighting device (backlight) of a head-up display (hereinafter sometimes referred to as "HUD") mounted on a vehicle or the like. A light source device used in a HUD is particularly required to be bright and without unevenness, that is, to have high brightness and a uniform brightness distribution. In other words, it is required that the luminous flux is used efficiently and that the light distribution is appropriate. The above-mentioned TIR lens can condense the light emitted from the light emitting element that has a large angle (directivity angle) with the emission axis and spreads outward, so it may be used as an optical means suitable for this purpose. many.

特開2021-189306号公報Japanese Patent Application Publication No. 2021-189306

しかし、従来から用いられているTIRレンズは、屈折部に入射した光は正の光学的パワーで集光し、反射部に入射した光は傾斜した反射面での全反射を利用しているため、屈折部と反射部の境界において出射される光量を確保することが困難であった。このようなTIRレンズを光学部材として用いると、屈折部と反射部の境界に輝度ムラが生じ、良好な画像表示が困難になるという問題があった。 However, in conventional TIR lenses, the light that enters the refracting section is focused with positive optical power, and the light that enters the reflecting section uses total internal reflection on the inclined reflective surface. However, it was difficult to ensure the amount of light emitted at the boundary between the refracting section and the reflecting section. When such a TIR lens is used as an optical member, there is a problem in that brightness unevenness occurs at the boundary between the refracting section and the reflecting section, making it difficult to display a good image.

そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、輝度ムラを低減することが可能な光学部材および照明装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object of the present invention is to provide an optical member and a lighting device that can reduce uneven brightness.

上記課題を解決するために、本発明の光学部材は、光を屈折させる屈折部と、前記屈折部の両側に配置された突出部を有する反射部と、を備え、前記突出部は、前記突出部に入射する光の反射を調整する光反射調整部を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an optical member of the present invention includes a refracting section that refracts light, and a reflecting section that has protrusions arranged on both sides of the refracting section, and the protruding section is arranged on both sides of the refracting section. It is characterized by comprising a light reflection adjustment section that adjusts reflection of light incident on the section.

このような本発明の光学部材では、光反射調整部で突出部に入射する光を調整し、屈折部と反射部の境界における光量を向上させ、輝度ムラを低減することが可能となる。 In such an optical member of the present invention, it is possible to adjust the light incident on the protruding part with the light reflection adjusting part, improve the amount of light at the boundary between the refracting part and the reflecting part, and reduce uneven brightness.

また、本発明の一態様では、前記光反射調整部は、前記反射部の傾斜が変化する傾斜変化部である。 Further, in one aspect of the present invention, the light reflection adjusting section is a slope changing section that changes the slope of the reflecting section.

また、本発明の一態様では、前記傾斜変化部は、前記突出部の内壁よりも前記屈折部側にまで延伸されて爪状部を構成する。 Further, in one aspect of the present invention, the slope changing portion extends closer to the bending portion than the inner wall of the protruding portion to form a claw-like portion.

また、本発明の一態様では、前記爪状部の内面は、前記光を全反射する角度で傾斜している。 Further, in one aspect of the present invention, the inner surface of the claw-like portion is inclined at an angle that totally reflects the light.

また、本発明の一態様では、前記屈折部および前記反射部は、一軸方向に延伸して形成されており、前記光反射調整部は、前記一軸方向に沿った周期的な凹凸形状である。 Further, in one aspect of the present invention, the refracting section and the reflecting section are formed to extend in a uniaxial direction, and the light reflection adjusting section has a periodic uneven shape along the uniaxial direction.

また、本発明の一態様では、前記凹凸形状は、前記一軸方向に沿って所定の円錐形状を複数配列し、前記円錐形状と前記反射面の交差する領域を含む。 Further, in one aspect of the present invention, the uneven shape includes a plurality of predetermined conical shapes arranged along the uniaxial direction, and a region where the conical shape and the reflective surface intersect.

また、本発明の一態様では、前記円錐形状は、頂角が100度以上である。 Further, in one aspect of the present invention, the conical shape has an apex angle of 100 degrees or more.

また上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、上記何れか一つに記載の光学部材と、前記屈折部および前記突出部の光入射側に配置された発光素子を有することを特徴とする。 Moreover, in order to solve the above-mentioned problem, the illumination device of the present invention is characterized by having the optical member described in any one of the above, and a light emitting element disposed on the light incident side of the refraction part and the protrusion part. shall be.

本発明では、輝度ムラを低減することが可能な光学部材および照明装置を提供することができる。 The present invention can provide an optical member and a lighting device that can reduce uneven brightness.

第1実施形態に係る光学部材20および照明装置100の概要を説明する模式断面図であり、図1(a)は本実施形態の照明装置100を示し、図1(b)は仮想的なTIRレンズを示している。FIG. 1(a) is a schematic cross-sectional view illustrating an overview of an optical member 20 and a lighting device 100 according to a first embodiment, and FIG. 1(b) shows a virtual TIR. showing the lens. 照明装置100における光の経路を模式的に説明する図であり、図2(a)は第1実施形態の光学部材20および照明装置100での光の経路を示し、図2(b)は仮想的なTIRレンズでの光の経路を示している。2A is a diagram schematically explaining a light path in the illumination device 100, FIG. 2A shows a light path in the optical member 20 and the illumination device 100 of the first embodiment, and FIG. 2B shows a virtual It shows the path of light through a typical TIR lens. 光学部材20を用いた光照射の照度分布を説明する模式図であり、図3(a)は第1実施形態の光学部材20での照度分布を示し、図3(b)は仮想的なTIRレンズでの照度分布を示している。3A is a schematic diagram illustrating the illuminance distribution of light irradiation using the optical member 20, FIG. 3(a) shows the illuminance distribution in the optical member 20 of the first embodiment, and FIG. 3(b) shows a virtual TIR It shows the illuminance distribution on the lens. 第2実施形態に係る光学部材30および照明装置200の概要を説明する模式断面図であり、図4(a)は幅方向の断面図を示し、図4(b)は長手方向の断面図を示している。4(a) is a cross-sectional view in the width direction, and FIG. 4(b) is a cross-sectional view in the longitudinal direction. FIG. It shows. 光学部材30の構造を示す模式斜視図である。3 is a schematic perspective view showing the structure of an optical member 30. FIG. 光学部材30の凹凸形状34について説明する模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a concavo-convex shape 34 of an optical member 30. FIG. 凹凸形状34を形成する仮想的な円錐形状の頂角2θと照度分布の関係を示す表である。It is a table showing the relationship between the apex angle 2θ of a virtual conical shape forming the uneven shape 34 and the illuminance distribution. 第3実施形態に係る光学部材40の構造を示す模式斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view showing the structure of an optical member 40 according to a third embodiment. 第3実施形態の変形例に係る光学部材40および照明装置200の概要を説明する模式断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating an overview of an optical member 40 and a lighting device 200 according to a modification of the third embodiment. 第4実施形態に係る光学部材40での対流による放熱性向上について説明する模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating improvement in heat dissipation by convection in an optical member 40 according to a fourth embodiment.

(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図1は、本実施形態に係る光学部材20および照明装置100の概要を説明する模式断面図であり、図1(a)は本実施形態の照明装置100を示し、図1(b)は仮想的なTIRレンズを示している。図1(a)に示すように、照明装置100は、発光素子10と、光学部材20を有している。
(First embodiment)
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Identical or equivalent constituent elements, members, and processes shown in each drawing are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted as appropriate. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an overview of an optical member 20 and a lighting device 100 according to this embodiment, and FIG. 1(a) shows the lighting device 100 of this embodiment, and FIG. 1(b) is a virtual It shows a typical TIR lens. As shown in FIG. 1(a), the lighting device 100 includes a light emitting element 10 and an optical member 20.

発光素子10は、配線が形成された搭載基板(図示省略)に搭載されて、駆動回路によって電流が供給されることで所定の色で発光する電子部品である。発光素子10は複数個が紙面に垂直な方向に沿って配置されている。発光素子10の具体的な構造は限定されないが、一次光を発光する発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)と、一次光の一部を二次光に波長変換する波長変換部材を組み合わせたLEDパッケージを用いることができる。また、発光ダイオードの材料も限定されず、公知の材料および構造を用いることができる。一例としては、青色光を発光するGaN系LEDを用いることができる。また、波長変換部材の材料も限定されず、一例としては青色光で励起されて黄色光を発光するYAG系蛍光体材料等を用いることができる。なお、本実施形態では発光素子10の配列数を1列としているが、2列以上であってもよい。また発光素子10はLEDに限らず半導体レーザー等であってもよい。 The light emitting element 10 is an electronic component that is mounted on a mounting board (not shown) on which wiring is formed, and emits light in a predetermined color when a current is supplied by a drive circuit. A plurality of light emitting elements 10 are arranged along a direction perpendicular to the paper surface. Although the specific structure of the light emitting element 10 is not limited, it may be an LED package that combines a light emitting diode (LED) that emits primary light and a wavelength conversion member that converts a part of the primary light into secondary light. can be used. Further, the material of the light emitting diode is not limited either, and known materials and structures can be used. As an example, a GaN-based LED that emits blue light can be used. Further, the material of the wavelength conversion member is not limited, and for example, a YAG-based phosphor material that emits yellow light when excited by blue light can be used. Note that in this embodiment, the number of light emitting elements 10 arranged is one row, but it may be two or more rows. Further, the light emitting element 10 is not limited to an LED, but may be a semiconductor laser or the like.

光学部材20は、発光素子10が照射した光が入射して、光を屈折および反射させて所定方向に照射するための部材である。図1に示したように、光学部材20は、屈折部21と、反射部22を備え、反射部22にはさらに突出部23および傾斜変化部24が設けられている。また光学部材20は図1に示した断面形状の各部が紙面に垂直な方向に延伸して形成されており、一軸TIR(内部全反射:Total Internal Reflection)レンズを構成している。図1に示したように、光学部材20は、屈折部21、反射部22、突出部23および傾斜変化部24が同じ材料で一体に形成されている。 The optical member 20 is a member into which the light emitted by the light emitting element 10 enters, refracts and reflects the light, and irradiates the light in a predetermined direction. As shown in FIG. 1, the optical member 20 includes a refracting section 21 and a reflecting section 22, and the reflecting section 22 is further provided with a protruding section 23 and a slope changing section 24. Further, the optical member 20 is formed such that each part of the cross-sectional shape shown in FIG. 1 extends in a direction perpendicular to the plane of the paper, and constitutes a uniaxial TIR (Total Internal Reflection) lens. As shown in FIG. 1, in the optical member 20, the refracting section 21, the reflecting section 22, the protruding section 23, and the slope changing section 24 are integrally formed of the same material.

屈折部21は、光学部材20の中央近傍に配置され、入射した光を屈折させて透過する部分である。屈折部21の発光素子10と対向する側には、曲面形状の屈折部入射面21aが設けられている。屈折部入射面21aの形状は限定されないが、発光素子10から拡大して入射した光を平行光に近づけるためには凸レンズ形状とすることが好ましい。図1に示したように屈折部入射面21aは、周囲を反射部22で囲まれて反射部22中央に位置する凹部として形成されている。したがって、発光素子10から照射された光の一部は、屈折部21と空気との屈折率差によって屈折部入射面21aで屈折され、屈折部21を透過して光出射面から照射される。 The refracting section 21 is arranged near the center of the optical member 20 and is a section that refracts and transmits incident light. On the side of the refraction section 21 facing the light emitting element 10, a curved refraction section entrance surface 21a is provided. Although the shape of the refracting portion entrance surface 21a is not limited, it is preferably in the shape of a convex lens in order to bring the magnified light incident from the light emitting element 10 closer to parallel light. As shown in FIG. 1, the refracting portion entrance surface 21a is formed as a recessed portion surrounded by the reflecting portion 22 and located at the center of the reflecting portion 22. As shown in FIG. Therefore, a part of the light emitted from the light emitting element 10 is refracted at the refraction section entrance surface 21a due to the difference in refractive index between the refraction section 21 and air, passes through the refraction section 21, and is emitted from the light exit surface.

反射部22は、屈折部21の両脇に配置され、入射した光を反射して照射する部分である。反射部22のうち、屈折部21よりも発光素子10方向(図中下方向)に延伸された部分は突出部23となっている。反射部22の外側面は光出射面に対して所定角度で傾斜した反射面22aとなっている。 The reflecting section 22 is arranged on both sides of the refracting section 21 and is a section that reflects and irradiates incident light. A portion of the reflecting portion 22 that extends further toward the light emitting element 10 (downward in the figure) than the refracting portion 21 serves as a protruding portion 23 . The outer surface of the reflecting portion 22 is a reflecting surface 22a that is inclined at a predetermined angle with respect to the light exit surface.

突出部23は、反射部22のうち屈折部21よりも発光素子10方向に突出して高さhだけ伸びている部分であり、その先端の一部は傾斜変化部24となっている。傾斜変化部24は、突出部23の先端が内側に折れ曲がり、突出部23の内壁よりも屈折部21側にまで延伸されて爪状部を構成している。後述するように傾斜変化部24は、本発明の光反射調整部に相当している。光学部材20は、金型にシリコーンなどの樹脂材料をインジェクションモールド技術等で流し込み、材料硬化後に金型から抜き取ることで形成することができる。このとき、傾斜変化部24が突出部23から内側に折れ曲がっているが、傾斜変化部24の厚みが小さいため、傾斜変化部24が弾性変形して金型から抜き取り作業を行うことができる。 The protruding portion 23 is a portion of the reflecting portion 22 that protrudes in the direction of the light emitting element 10 than the refracting portion 21 and extends by a height h, and a portion of its tip forms a slope changing portion 24 . The tip of the protruding part 23 is bent inward, and the inclination changing part 24 is extended to the bending part 21 side from the inner wall of the protruding part 23 to form a claw-like part. As will be described later, the inclination changing section 24 corresponds to the light reflection adjusting section of the present invention. The optical member 20 can be formed by pouring a resin material such as silicone into a mold using an injection molding technique or the like, and removing the resin material from the mold after the material hardens. At this time, the slope change part 24 is bent inward from the protrusion 23, but since the thickness of the slope change part 24 is small, the slope change part 24 is elastically deformed and can be removed from the mold.

突出部23および傾斜変化部24の外側面は、それぞれ反射面23a,24aとなっている。反射面23aは、反射面22aから連続して形成された面であり、光出射面に対して反射面22aと同じ角度で傾斜している。反射面24aは、光出射面に対して反射面22a,23aとは異なる角度で傾斜している。また、図1中で上方の光出射面側から発光素子10を見た場合の平面視において、反射面24aの範囲内に突出部入射面23bが含まれている。 The outer surfaces of the protruding portion 23 and the slope changing portion 24 are reflective surfaces 23a and 24a, respectively. The reflective surface 23a is a surface formed continuously from the reflective surface 22a, and is inclined at the same angle as the reflective surface 22a with respect to the light exit surface. The reflective surface 24a is inclined at a different angle from the reflective surfaces 22a and 23a with respect to the light exit surface. Further, in a plan view when the light emitting element 10 is viewed from the upper light exit surface side in FIG. 1, the protrusion entrance surface 23b is included within the range of the reflective surface 24a.

突出部23および傾斜変化部24の内側面は、それぞれ突出部入射面23bおよび傾斜変化部入射面24bとなっている。突出部入射面23bは、屈折部21と反射部22の境界から発光素子10方向に延伸して形成された内壁面であり、発光素子10から照射された光の一部が反射部22および突出部23に入射する部分である。傾斜変化部入射面24bは、突出部入射面23bの先端から延伸して形成された内側面(内面)であり、発光素子10から照射された光の一部が傾斜変化部24に入射する部分である。 The inner surfaces of the protruding portion 23 and the slope changing portion 24 serve as a protruding portion entrance surface 23b and a slope changing portion entrance surface 24b, respectively. The protruding part entrance surface 23b is an inner wall surface formed by extending in the direction of the light emitting element 10 from the boundary between the refracting part 21 and the reflecting part 22, and a part of the light irradiated from the light emitting element 10 is transmitted to the reflecting part 22 and the protruding part. This is the part where the light enters the part 23. The slope-changing portion entrance surface 24b is an inner surface (inner surface) extending from the tip of the protruding portion entrance surface 23b, and is a portion through which a part of the light emitted from the light emitting element 10 enters the slope-changing portion 24. It is.

図1(b)は、図1(a)に示した光学部材20において、傾斜変化部24を設けずに突出部23の反射面23aと突出部入射面23bがそのまま延伸された場合を想定した仮想的なTIRレンズを示している。傾斜変化部24を設けない場合の突出部23の仮想的な高さをLとすると、図1(a)に示した例における突出部23の高さhはL>hとなっている。また突出部23の高さhは、仮想的な高さLの半分以上であることが好ましく、2/3以上であることがより好ましい。高さhがこれらの範囲よりも小さい場合には、突出部入射面23bの面積が小さくなり、反射面22a,23aで反射される光量が低下し好ましくない。 FIG. 1(b) assumes that in the optical member 20 shown in FIG. 1(a), the reflective surface 23a of the protruding portion 23 and the protruding portion entrance surface 23b are extended as they are without providing the slope changing portion 24. A virtual TIR lens is shown. If the virtual height of the protrusion 23 in the case where the slope change part 24 is not provided is L, then the height h of the protrusion 23 in the example shown in FIG. 1(a) satisfies L>h. Further, the height h of the protrusion 23 is preferably at least half of the virtual height L, more preferably at least ⅔. If the height h is smaller than these ranges, the area of the protrusion entrance surface 23b will become smaller and the amount of light reflected by the reflecting surfaces 22a and 23a will decrease, which is not preferable.

図2は、照明装置100における光の経路を模式的に説明する図であり、図2(a)は本実施形態の光学部材20および照明装置100での光の経路を示し、図2(b)は仮想的なTIRレンズでの光の経路を示している。反射面22a,23a,24aの傾斜角度は、反射部22と空気との屈折率差によって発光素子10からの光が臨界角度以上で到達し、全反射される角度とされている。 FIG. 2 is a diagram schematically explaining a light path in the illumination device 100, and FIG. 2(a) shows a light path in the optical member 20 and the illumination device 100 of this embodiment, and FIG. ) shows the path of light in a virtual TIR lens. The inclination angles of the reflective surfaces 22a, 23a, and 24a are such that the light from the light emitting element 10 reaches a critical angle or more due to the difference in refractive index between the reflective portion 22 and air and is totally reflected.

図2(a)に示したように、発光素子10から照射された光は、一部が突出部入射面23bから突出部23に入射し、反射面22a,23aで全反射されて光出射面から外部に照射される。また、発光素子10から照射された光は、一部が傾斜変化部入射面24bから傾斜変化部24に入射し、反射面24aで全反射されて光出射面から外部に照射される。また、発光素子10から照射された光は、一部が屈折部21に入射して屈折され、光出射面から外部に照射される。また傾斜変化部入射面24bは、光出射面に対して所定角度で傾斜しており、表面に到達した光の一部が反射される。 As shown in FIG. 2(a), a part of the light emitted from the light emitting element 10 enters the protrusion 23 from the protrusion entrance surface 23b, is totally reflected by the reflection surfaces 22a and 23a, and is completely reflected by the light exit surface. irradiated to the outside. Further, a part of the light emitted from the light emitting element 10 enters the slope change part 24 from the slope change part entrance surface 24b, is totally reflected by the reflection surface 24a, and is irradiated to the outside from the light output surface. Further, a part of the light emitted from the light emitting element 10 enters the refraction section 21, is refracted, and is emitted to the outside from the light exit surface. Further, the slope change portion entrance surface 24b is inclined at a predetermined angle with respect to the light exit surface, and a portion of the light that reaches the surface is reflected.

図2(b)に示したように、傾斜変化部24を設けない仮想的なTIRレンズにおいては、突出部入射面23bから斜めに突出部23に入射した光が反射面22a,23aで全反射される。このとき、発光素子10から略横方向に進行して反射面23aに到達した光は、反射面23aに対する入射角度が小さくなり、屈折部21と反射部22の境界である突出部入射面23bの近傍では全反射せずに透過してしまう。 As shown in FIG. 2(b), in a hypothetical TIR lens without the slope change portion 24, the light incident obliquely on the protrusion 23 from the protrusion entrance surface 23b is totally reflected on the reflection surfaces 22a and 23a. be done. At this time, the light that travels from the light emitting element 10 in a substantially horizontal direction and reaches the reflective surface 23a has a small incident angle with respect to the reflective surface 23a, and the light that has reached the reflective surface 23a becomes smaller, and the light reaches the protrusion entrance surface 23b, which is the boundary between the refracting section 21 and the reflective section 22. In the vicinity, it is transmitted without being totally reflected.

しかし、図2(a)に示した本実施形態の光学部材20では、突出部23の先端に傾斜変化部24が設けられており、反射面24aの傾斜角度が反射面23aとは異なっており、光出射面に対する傾斜角度が大きくなっている。したがって、反射面24aに到達した光は、反射面24aに対する入射角度が大きくなり、発光素子10から略横方向に進行した光も良好に全反射することができる。また、傾斜変化部24の反射面24aは、上面視において突出部入射面23bと重なっており、反射面24aで反射された光は屈折部21と反射部22の境界近傍から外部に照射される。したがって、傾斜変化部24は突出部23に入射する光の反射を調整する機能を有しており、本発明における光反射調整部に相当している。 However, in the optical member 20 of this embodiment shown in FIG. 2(a), the inclination changing part 24 is provided at the tip of the protrusion 23, and the inclination angle of the reflective surface 24a is different from that of the reflective surface 23a. , the angle of inclination with respect to the light exit surface is increased. Therefore, the light that has reached the reflective surface 24a has a large incident angle with respect to the reflective surface 24a, and even the light that has proceeded substantially laterally from the light emitting element 10 can be fully reflected. Further, the reflective surface 24a of the slope changing portion 24 overlaps with the protrusion entrance surface 23b when viewed from above, and the light reflected by the reflective surface 24a is irradiated to the outside from near the boundary between the refracting portion 21 and the reflective portion 22. . Therefore, the slope changing section 24 has a function of adjusting the reflection of light incident on the protruding section 23, and corresponds to the light reflection adjusting section in the present invention.

図3は、光学部材20を用いた光照射の照度分布を説明する模式図であり、図3(a)は本実施形態の光学部材20での照度分布を示し、図3(b)は仮想的なTIRレンズでの照度分布を示している。図中の白色は照度が高い領域を示し、図中の黒色は照度が低い領域を示している。傾斜変化部24を設けない仮想的なTIRレンズでは、図3(b)に示したように中央の屈折部21と両側の反射部22の境界領域に対する光量が不十分であり、照度分布(輝度分布)にムラが生じてしまう。それに対して本実施形態の光学部材20では、傾斜変化部24の反射面24aで反射された光は、屈折部21と反射部22の境界近傍に対して照射される。これにより図3(a)に示したように、中央の屈折部21と両側の反射部22の境界領域に対する光量が増加し、照度分布(輝度分布)のムラを抑制することができる。 FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the illuminance distribution of light irradiation using the optical member 20. FIG. 3(a) shows the illuminance distribution in the optical member 20 of this embodiment, and FIG. It shows the illuminance distribution with a typical TIR lens. White in the figure indicates areas with high illuminance, and black in the figure indicates areas with low illuminance. In a hypothetical TIR lens without the tilt changing part 24, as shown in FIG. (distribution) becomes uneven. On the other hand, in the optical member 20 of the present embodiment, the light reflected by the reflective surface 24a of the tilt changing section 24 is irradiated near the boundary between the refracting section 21 and the reflecting section 22. As a result, as shown in FIG. 3A, the amount of light to the boundary area between the central refracting section 21 and the reflecting sections 22 on both sides increases, and unevenness in the illuminance distribution (brightness distribution) can be suppressed.

本実施形態では、図1に示した断面形状が紙面方向に垂直に延伸して形成された一軸TIRレンズの場合を示しているが、中心軸の周りに図1に示した断面を回転させたTIRレンズであってもよい。 In this embodiment, a case of a uniaxial TIR lens is shown in which the cross-sectional shape shown in FIG. 1 is formed by extending perpendicularly to the paper surface direction, but the cross-sectional shape shown in FIG. 1 is rotated around the central axis. It may also be a TIR lens.

上述したように、本実施形態の光学部材20および照明装置100では、光反射調整部に相当する傾斜変化部24で突出部23に入射する光を調整し、屈折部21と反射部22の境界における光量を向上させ、輝度ムラを低減することが可能となる。 As described above, in the optical member 20 and the illumination device 100 of the present embodiment, the light incident on the protrusion 23 is adjusted by the slope changing part 24 corresponding to the light reflection adjustment part, and the boundary between the refraction part 21 and the reflection part 22 is adjusted. It becomes possible to improve the amount of light and reduce uneven brightness.

(第1実施形態の変形例)
第1実施形態では、傾斜変化部24(爪状部)の内面である傾斜変化部入射面24bの傾斜角度として、発光素子10からの光を全反射する角度としたが、傾斜変化部入射面24bの所定領域に入射した光を全反射する角度で傾斜させるとしてもよい。この場合には傾斜変化部入射面24bの所定領域から外部に照射される光量を増加させることができ、突出部入射面23bよりも屈折部21側の領域において、輝度ムラを抑制することができる。
(Modified example of the first embodiment)
In the first embodiment, the inclination angle of the inclination change part entrance surface 24b, which is the inner surface of the inclination change part 24 (claw-shaped part), is an angle that totally reflects the light from the light emitting element 10, but the inclination change part entrance surface It may be tilted at an angle that causes total reflection of light incident on a predetermined area of 24b. In this case, it is possible to increase the amount of light irradiated to the outside from a predetermined region of the slope-changing portion entrance surface 24b, and it is possible to suppress uneven brightness in the region closer to the refracting portion 21 than the protrusion entrance surface 23b. .

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図4から図7を用いて説明する。第1実施形態と重複する内容は説明を省略する。図4は、本実施形態に係る光学部材30および照明装置200の概要を説明する模式断面図であり、図4(a)は幅方向の断面図を示し、図4(b)は長手方向の断面図を示している。図5は、光学部材30の構造を示す模式斜視図である。図4(a)(b)および図5に示したように、照明装置200は、発光素子10と、光学部材30を有している。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described using FIGS. 4 to 7. Description of contents that overlap with those of the first embodiment will be omitted. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view explaining the outline of the optical member 30 and illumination device 200 according to the present embodiment, FIG. 4(a) shows a cross-sectional view in the width direction, and FIG. 4(b) shows a cross-sectional view in the longitudinal direction. A cross-sectional view is shown. FIG. 5 is a schematic perspective view showing the structure of the optical member 30. As shown in FIGS. 4A and 4B and FIG. 5, the lighting device 200 includes a light emitting element 10 and an optical member 30.

光学部材30は、屈折部31と、反射部32を備え、反射部32にはさらに突出部33が設けられている。また光学部材30は図4(a)に示した断面形状の各部が、図4(b)に示したように一軸方向に延伸して形成されており、一軸TIRレンズを構成している。反射部32および突出部33の外側面は、それぞれ反射面32a,33aとなっている。反射面32a,33aは、光出射面に対して所定の角度で傾斜している。突出部33の内側面は、突出部入射面33bとなっている。 The optical member 30 includes a refracting section 31 and a reflecting section 32, and the reflecting section 32 is further provided with a protruding section 33. Further, the optical member 30 is formed by extending each part of the cross-sectional shape shown in FIG. 4(a) in a uniaxial direction as shown in FIG. 4(b), thereby forming a uniaxial TIR lens. The outer surfaces of the reflective portion 32 and the protruding portion 33 serve as reflective surfaces 32a and 33a, respectively. The reflective surfaces 32a and 33a are inclined at a predetermined angle with respect to the light exit surface. The inner surface of the protrusion 33 serves as a protrusion entrance surface 33b.

また、図4(b)および図5に示したように、突出部33の先端には、一軸方向に沿って周期的な切欠きが形成されており、周期的な凹凸形状34が構成されている。また、光出射面に対して垂直な方向(図4中の上下方向)において、突出部33の先端と発光素子10の間には間隙d(d≧0)が設けられている。 Further, as shown in FIG. 4(b) and FIG. 5, periodic notches are formed along the uniaxial direction at the tip of the protrusion 33, and a periodic uneven shape 34 is formed. There is. Furthermore, a gap d (d≧0) is provided between the tip of the protrusion 33 and the light emitting element 10 in the direction perpendicular to the light exit surface (vertical direction in FIG. 4).

周期的な凹凸形状34の形状についてさらに詳細に説明する。図4(b)に示したように凹凸形状34は、一軸方向に沿って配置された複数の発光素子10の間に一つずつ切欠きが形成された構造を有している。図4(b)では、凹凸形状34として曲線状に切欠きを形成した例を示しているが、切欠きおよび凹凸形状34の具体的な形状は限定されず、直線状に切り欠くとしても矩形状に切り欠くとしてもよい。また、図4および図5では、発光素子10の間に一つずつ切欠きが形成された例を示しているが、隣り合う発光素子10の間に複数の切欠きを形成するとしてもよい。 The shape of the periodic uneven shape 34 will be explained in more detail. As shown in FIG. 4(b), the uneven shape 34 has a structure in which one notch is formed between a plurality of light emitting elements 10 arranged along a uniaxial direction. Although FIG. 4B shows an example in which a notch is formed in a curved shape as the uneven shape 34, the specific shapes of the notch and the uneven shape 34 are not limited, and even if the notch is linear, it may be a rectangular shape. It is also possible to cut out the shape. Further, although FIGS. 4 and 5 show an example in which one notch is formed between each light emitting element 10, a plurality of notches may be formed between adjacent light emitting elements 10.

図6は、光学部材30の凹凸形状34について説明する模式図である。図6中には、凹凸形状34を設けない場合の突出部33の仮想的な形状を示している。発光素子10表面の中心を原点として、光の出射方向(図中上方向)を0度とし、0度軸方向となす角をθとする。したがって光学部材30の幅方向(図中横方向)は90度となる。図6中で角度θ方向に示した実線矢印を0度軸周りに回転させると、実線矢印は発光素子10表面の中心を頂点とした仮想的な円錐形状を描く。この仮想的な円錐形状は、頂角が2θとなっている。 FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the uneven shape 34 of the optical member 30. FIG. 6 shows a hypothetical shape of the protrusion 33 in the case where the uneven shape 34 is not provided. With the center of the surface of the light emitting element 10 as the origin, the light emission direction (upward in the figure) is 0 degrees, and the angle formed with the 0 degree axis direction is θ. Therefore, the width direction (horizontal direction in the figure) of the optical member 30 is 90 degrees. When the solid line arrow shown in the angle θ direction in FIG. 6 is rotated around the 0 degree axis, the solid line arrow draws a virtual conical shape with the center of the surface of the light emitting element 10 as the apex. This virtual conical shape has an apex angle of 2θ.

凹凸形状34の切欠きは、凹凸形状34を設けない場合の仮想的な突出部33について、この仮想的な円錐形状と交わった面で切断した形状となっている。図4(b)に示したように、発光素子10は一軸方向に沿って複数配列されているため、凹凸形状34は、一軸方向に沿って仮想的な円錐形状を複数配列し、円錐形状と反射面32a,33aの交差する線で仮想的なTIRレンズを切断した形状を成す。 The notch of the uneven shape 34 has a shape obtained by cutting the virtual protrusion 33 in the case where the uneven shape 34 is not provided at a plane that intersects with this virtual conical shape. As shown in FIG. 4(b), since a plurality of light emitting elements 10 are arranged along one axis, the uneven shape 34 is formed by arranging a plurality of virtual conical shapes along one axis. A virtual TIR lens is cut along a line where the reflective surfaces 32a and 33a intersect.

この仮想的な円錐形状は、発光素子10表面の中心を頂点としており、発光素子10から照射される光の拡がりを示すライトコーンと見做すことができる。このライトコーンを想定した仮想的な円錐形状によって、突出部33の先端に凹凸形状34を切り出すことで、頂角2θより大きな角度で発光素子10から照射された光は反射部32および突出部33に入射しない。一般的に発光素子10の配光分布は0度方向を最大とするラグランジュ分布となっているため、θが大きい横方向に照射される光量は比較的小さい。そのため、仮想的な円錐形状で切り出された凹凸形状34を設けても、光学部材30に入射しない光量の影響は小さいと考えられる。 This virtual conical shape has its apex at the center of the surface of the light emitting element 10, and can be regarded as a light cone indicating the spread of light emitted from the light emitting element 10. By cutting out an uneven shape 34 at the tip of the protruding part 33 using a virtual conical shape assuming this light cone, light irradiated from the light emitting element 10 at an angle larger than the apex angle 2θ is transmitted to the reflecting part 32 and the protruding part 33. does not enter. Generally, the light distribution of the light emitting element 10 is a Lagrangian distribution with the maximum in the 0 degree direction, so the amount of light emitted in the lateral direction where θ is large is relatively small. Therefore, even if the concavo-convex shape 34 cut out in a virtual conical shape is provided, the influence of the amount of light that does not enter the optical member 30 is considered to be small.

図7は、凹凸形状34を形成する仮想的な円錐形状の頂角2θと照度分布の関係を示す表である。表中における取込み角度は、0度軸方向からの傾斜角度θを示し、頂角が2θの仮想的な円錐形状で凹凸形状34を切り出した場合を示している。また、表中の照度分布は、光学部材30の光出射面における照度分布を示している。また、表中における相対光束利用率は、取込み角度が90度の場合を100%として、相対的な光束の利用率を示したものである。ここで、取込み角度が90度とは、頂角2θが180度になるため仮想的な円錐形状は存在せず、凹凸形状34を切り出さない場合である。 FIG. 7 is a table showing the relationship between the apex angle 2θ of the virtual conical shape forming the uneven shape 34 and the illuminance distribution. The intake angle in the table indicates the inclination angle θ from the 0 degree axial direction, and indicates the case where the uneven shape 34 is cut out in a virtual conical shape with an apex angle of 2θ. Further, the illuminance distribution in the table indicates the illuminance distribution on the light exit surface of the optical member 30. Further, the relative luminous flux utilization rate in the table indicates the relative luminous flux utilization rate, with the case where the capture angle is 90 degrees being set as 100%. Here, when the intake angle is 90 degrees, since the apex angle 2θ is 180 degrees, there is no virtual conical shape, and the uneven shape 34 is not cut out.

図7に示したように、取込み角度が50度以上において相対光束利用率が80%を超えており、凹凸形状34を形成しても光学部材30からの照度分布の低下を抑制できることがわかる。特に、取込み角度が60度以上では相対光束利用率が90%を超え、65度以上では相対光束利用率が97.5%にまで達している。したがって仮想的な円錐形状は、頂角2θが100度以上(θが50度以上)であることが好ましく、より好ましくは120度以上、さらに好ましくは130度以上である。 As shown in FIG. 7, the relative luminous flux utilization rate exceeds 80% when the capture angle is 50 degrees or more, indicating that even if the uneven shape 34 is formed, a decrease in the illuminance distribution from the optical member 30 can be suppressed. In particular, when the capture angle is 60 degrees or more, the relative luminous flux utilization rate exceeds 90%, and when the capture angle is 65 degrees or more, the relative luminous flux utilization rate reaches 97.5%. Therefore, the virtual conical shape preferably has an apex angle 2θ of 100 degrees or more (θ is 50 degrees or more), more preferably 120 degrees or more, and still more preferably 130 degrees or more.

突出部33の先端は幅方向の厚みが薄く、他の部分よりも熱による変形が生じやすい。突出部33の先端が変形すると、突出部入射面33bからの光の入射や反射面33aでの反射において想定外の光の屈折や反射が生じて、照射光に輝度ムラが生じてしまう。しかし、本実施形態の光学部材30および照明装置200では、突出部33の先端に凹凸形状34が設けられているため、屈折部入射面31aと突出部入射面33bで囲まれた凹部空間が、凹凸形状34の切欠きを介して外部空間と連通している。よって、凹部空間内と外部空間との間で凹凸形状34の切欠きを介して空気の流れが生じやすくなる。これにより、発光素子10での光照射に伴って熱が生じても、凹凸形状34を介した空気の流れで放熱性が向上し、突出部33の温度上昇による変形を抑制することができる。 The tip of the protrusion 33 is thinner in the width direction and is more likely to be deformed by heat than other parts. When the tip of the protrusion 33 is deformed, unexpected refraction or reflection of light occurs when light enters the protrusion entrance surface 33b or is reflected by the reflection surface 33a, resulting in uneven brightness in the irradiated light. However, in the optical member 30 and illumination device 200 of this embodiment, since the uneven shape 34 is provided at the tip of the protrusion 33, the recessed space surrounded by the refracting part entrance surface 31a and the protrusion entrance surface 33b is It communicates with the external space via the notch of the uneven shape 34. Therefore, air flow is likely to occur between the inside of the recessed space and the external space via the notches of the uneven shape 34. Thereby, even if heat is generated due to light irradiation in the light emitting element 10, heat dissipation is improved due to air flow through the uneven shape 34, and deformation of the protrusion 33 due to temperature rise can be suppressed.

図4および図5に示した例では、突出部33の先端との間に間隙dを設けて仮想的な円錐形状の頂点を設定し、凹凸形状34を形成している。したがって、凹部空間と外部空間は凹凸形状34および間隙dを介して連通し、さらに空気の流れが生じやすく、放熱性がより向上する。 In the example shown in FIGS. 4 and 5, a gap d is provided between the tip of the protrusion 33 and the apex of a virtual conical shape, thereby forming the uneven shape 34. Therefore, the recessed space and the external space communicate with each other via the uneven shape 34 and the gap d, and air flow is more likely to occur, further improving heat dissipation.

上述したように本実施形態の光学部材30および照明装置200では、凹凸形状34を介して屈折部入射面31aと突出部入射面33bで囲まれた凹部空間からの放熱性を向上させることができ、突出部33の熱変形による輝度ムラを抑制することができる。また、突出部33に凹凸形状34を形成しても、頂角2θを100度以上とすることで発光素子10からの光を良好に照射することができる。 As described above, in the optical member 30 and the illumination device 200 of this embodiment, it is possible to improve the heat dissipation from the recess space surrounded by the refracting part entrance surface 31a and the protrusion part entrance surface 33b via the uneven shape 34. , brightness unevenness due to thermal deformation of the protrusion 33 can be suppressed. Further, even if the protruding portion 33 is formed with the uneven shape 34, the light from the light emitting element 10 can be irradiated satisfactorily by setting the apex angle 2θ to 100 degrees or more.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図8を用いて説明する。第2実施形態と重複する内容は説明を省略する。本実施形態では、仮想的な円錐形状の頂点位置を変えた点が第2実施形態と異なっている。図8は、本実施形態に係る光学部材40の構造を示す模式斜視図である。図8に示したように、光学部材40は、屈折部41と、反射部42を備え、反射部42にはさらに突出部43が設けられている。また、突出部43の先端には凹凸形状44が形成されている。反射部42および突出部43の外側面は、それぞれ反射面42a,43aとなっている。突出部43の内側面は、突出部入射面43bとなっている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described using FIG. 8. Descriptions of contents that overlap with those of the second embodiment will be omitted. This embodiment differs from the second embodiment in that the apex position of the virtual conical shape is changed. FIG. 8 is a schematic perspective view showing the structure of the optical member 40 according to this embodiment. As shown in FIG. 8, the optical member 40 includes a refraction section 41 and a reflection section 42, and the reflection section 42 is further provided with a protrusion 43. Furthermore, an uneven shape 44 is formed at the tip of the protrusion 43 . The outer surfaces of the reflective portion 42 and the protruding portion 43 serve as reflective surfaces 42a and 43a, respectively. The inner surface of the protrusion 43 serves as a protrusion entrance surface 43b.

本実施形態では、凹凸形状44を設けない仮想的な突出部43の先端よりも屈折部41に近い位置に、仮想的な円錐形状の頂点を設定している。また凹凸形状44は、頂角2θの仮想的な円錐形状と仮想的な突出部43が交わった面で切断した形状となっている。図8に示すように光学部材40では、反射面43aと突出部入射面43bの交差する鋭角が突出部43の先端には存在せず、一軸方向に沿って凹凸形状44で切り出された面が連続している。反射面43aと突出部入射面43bの交差する鋭角な部分は、樹脂の厚みが小さく熱変形しやすいが、凹凸形状44が連続していることで当該鋭角な部分での熱変形を抑制することができる。 In this embodiment, the apex of the virtual conical shape is set at a position closer to the bending part 41 than the tip of the virtual protrusion 43 without the uneven shape 44. Moreover, the uneven shape 44 has a shape cut at a plane where a virtual conical shape with an apex angle of 2θ and a virtual protrusion 43 intersect. As shown in FIG. 8, in the optical member 40, the acute angle at which the reflection surface 43a and the projection entrance surface 43b intersect does not exist at the tip of the projection 43, and the surface cut out with the uneven shape 44 along the uniaxial direction is Continuous. At the acute angle portion where the reflective surface 43a and the protrusion entrance surface 43b intersect, the resin is thin and easily thermally deformed, but the continuous uneven shape 44 suppresses thermal deformation at the acute angle portion. Can be done.

本実施形態においても、凹凸形状44を介して屈折部入射面41aと突出部入射面43bで囲まれた凹部空間からの放熱性を向上させることができ、突出部43の熱変形による輝度ムラを抑制することができる。また、突出部43に凹凸形状44を形成しても、頂角2θを100度以上とすることで発光素子10からの光を良好に照射することができる。また、仮想的な円錐形状の頂点を屈折部41に近い位置とすることで、光学部材40の薄型化と軽量化を図ることもできる。 In this embodiment as well, it is possible to improve the heat dissipation from the recessed space surrounded by the refracting part entrance surface 41a and the protruding part entrance surface 43b via the uneven shape 44, and to prevent uneven brightness due to thermal deformation of the protruding part 43. Can be suppressed. Further, even if the protruding portion 43 is formed with the uneven shape 44, the light from the light emitting element 10 can be irradiated satisfactorily by setting the apex angle 2θ to 100 degrees or more. Further, by locating the apex of the virtual conical shape at a position close to the refracting section 41, the optical member 40 can be made thinner and lighter.

(第3実施形態の変形例)
図9は、第3実施形態の変形例に係る光学部材40および照明装置200の概要を説明する模式断面図である。発光素子10表面から斜めに伸びる破線は、仮想的な円錐形状を示している。仮想的な円錐形状で突出部33から凹凸形状34を切り出すため、本変形例では屈折部41および屈折部入射面41aの幅を広くしつつ、発光素子10と突出部43の先端との間隙dを設け、屈折部入射面41aと突出部入射面43bで囲まれた凹部空間を浅くしている。
(Modification of third embodiment)
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view illustrating an overview of an optical member 40 and a lighting device 200 according to a modification of the third embodiment. A broken line extending obliquely from the surface of the light emitting element 10 indicates a virtual conical shape. In order to cut out the concavo-convex shape 34 from the protruding part 33 in a virtual conical shape, in this modification, the widths of the refracting part 41 and the refracting part entrance surface 41a are widened, and the gap d between the light emitting element 10 and the tip of the protruding part 43 is widened. is provided to make the recess space surrounded by the refracting part entrance surface 41a and the protruding part entrance surface 43b shallow.

本変形例では、屈折部41および屈折部入射面41aの幅を広くすることで、光学部材40のさらなる薄型化と軽量化を図ることができ、凹凸形状44のサイズを小さくすることができる。これにより、複雑で精密な成形性が要求される凹凸形状44において、成形不良が発生する可能性を抑制できる。特に、間隙dを所定値以上とした場合には凹凸形状44を設ける必要がなくなる。また、突出部入射面43bの高さを小さくし、屈折部41の幅を大きくすることで、凹凸形状44を介した放熱性を向上させて、熱変形による輝度ムラを抑制することができる。 In this modification, by widening the widths of the refracting section 41 and the refracting section entrance surface 41a, the optical member 40 can be further made thinner and lighter, and the size of the uneven shape 44 can be reduced. Thereby, the possibility of occurrence of molding defects can be suppressed in the concavo-convex shape 44 that requires complex and precise moldability. In particular, when the gap d is set to a predetermined value or more, there is no need to provide the uneven shape 44. Further, by reducing the height of the protrusion entrance surface 43b and increasing the width of the refracting portion 41, heat dissipation through the uneven shape 44 can be improved, and brightness unevenness due to thermal deformation can be suppressed.

(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について図10を用いて説明する。第1実施形態と重複する内容は説明を省略する。図10は、第4実施形態に係る光学部材40での対流による放熱性向上について説明する模式図である。図中上下方向は重力方向を示し、図中横方向は水平方向を示している。また、屈折部入射面41aと突出部入射面43bで囲まれた凹部空間45が形成され、発光素子10と突出部43の先端の間には間隙dが設けられている。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described using FIG. 10. Description of contents that overlap with those of the first embodiment will be omitted. FIG. 10 is a schematic diagram illustrating improvement in heat dissipation by convection in the optical member 40 according to the fourth embodiment. The vertical direction in the figure indicates the direction of gravity, and the horizontal direction in the figure indicates the horizontal direction. Further, a recessed space 45 is formed surrounded by the refracting part entrance surface 41a and the protruding part entrance surface 43b, and a gap d is provided between the light emitting element 10 and the tip of the protruding part 43.

図10(a)に示した例では、発光素子10と光学部材40は横向きに配置されており、図中右方向に光が照射される。発光素子10の光照射によって光学部材40の温度が上昇した場合には、対流が生じて間隙dの下方から上方に向かって空気が流れる。このとき、凹部空間45内に存在する空気も対流の影響を受け、間隙dを介して外部に流出して放熱が行われる。 In the example shown in FIG. 10(a), the light emitting element 10 and the optical member 40 are arranged horizontally, and light is irradiated rightward in the figure. When the temperature of the optical member 40 increases due to light irradiation from the light emitting element 10, convection occurs and air flows from below to above the gap d. At this time, the air existing in the recessed space 45 is also affected by convection, flows out through the gap d, and heat is radiated.

図10(b)に示した例では、発光素子10と光学部材40は斜め下向きに配置されており、図中右下方向に光が照射される。この場合にも、発光素子10の光照射によって光学部材40の温度が上昇すると、対流が生じて間隙dの下方から上方に向かって空気が流れる。このとき、凹部空間45内に存在する空気も対流の影響を大きく受け、間隙dを介して外部に流出して良好に放熱が行われる。 In the example shown in FIG. 10(b), the light emitting element 10 and the optical member 40 are arranged diagonally downward, and light is irradiated in the lower right direction in the figure. In this case as well, when the temperature of the optical member 40 rises due to light irradiation from the light emitting element 10, convection occurs and air flows upward from below the gap d. At this time, the air existing in the recessed space 45 is also greatly affected by convection, flows out to the outside through the gap d, and heat is effectively radiated.

本実施形態の光学部材40および照明装置200でも、間隙dを介して凹部空間45からの放熱性を向上させることができ、突出部43の熱変形による輝度ムラを抑制することができる。 Also in the optical member 40 and illumination device 200 of this embodiment, the heat dissipation from the recessed space 45 can be improved through the gap d, and uneven brightness due to thermal deformation of the protrusion 43 can be suppressed.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. are also included within the technical scope of the present invention.

100,200…照明装置
10…発光素子
20,30,40…光学部材
21,31,41…屈折部
22,32,42…反射部
23,33,43…突出部
24…傾斜変化部
34,44…凹凸形状
45…凹部空間
21a,31a,41a…屈折部入射面
22a,23a,24a,32a,42a,43a…反射面
23b,33b,43b…突出部入射面
24b…傾斜変化部入射面
100,200...Lighting device 10...Light emitting element 20,30,40...Optical member 21,31,41...Refraction part 22,32,42...Reflection part 23,33,43...Protrusion part 24...Inclination change part 34,44 ...Uneven shape 45...Concave space 21a, 31a, 41a...Refraction part entrance surface 22a, 23a, 24a, 32a, 42a, 43a...Reflection surface 23b, 33b, 43b...Protrusion part entrance surface 24b...Inclination change part entrance surface

Claims (8)

光を屈折させる屈折部と、
前記屈折部の両側に配置された突出部を有する反射部と、を備え、
前記突出部は、前記突出部に入射する光の反射を調整する光反射調整部を備えることを特徴とする光学部材。
a refracting section that refracts light;
a reflecting section having protrusions arranged on both sides of the refracting section;
The optical member is characterized in that the protrusion includes a light reflection adjusting section that adjusts reflection of light incident on the protrusion.
請求項1に記載の光学部材であって、
前記光反射調整部は、前記反射部の傾斜が変化する傾斜変化部であることを特徴とする光学部材。
The optical member according to claim 1,
The optical member is characterized in that the light reflection adjusting section is an inclination changing section in which the inclination of the reflecting section changes.
請求項2に記載の光学部材であって、
前記傾斜変化部は、前記突出部の内壁よりも前記屈折部側にまで延伸されて爪状部を構成することを特徴とする光学部材。
The optical member according to claim 2,
The optical member is characterized in that the slope changing portion extends closer to the bending portion than the inner wall of the protruding portion to form a claw-like portion.
請求項3に記載の光学部材であって、
前記爪状部の内面は、前記光を全反射する角度で傾斜していることを特徴とする光学部材。
The optical member according to claim 3,
An optical member characterized in that the inner surface of the claw-like portion is inclined at an angle that totally reflects the light.
請求項1に記載の光学部材であって、
前記屈折部および前記反射部は、一軸方向に延伸して形成されており、
前記光反射調整部は、前記一軸方向に沿った周期的な凹凸形状であることを特徴とする光学部材。
The optical member according to claim 1,
The refracting portion and the reflecting portion are formed to extend in a uniaxial direction,
The optical member is characterized in that the light reflection adjustment portion has a periodic uneven shape along the uniaxial direction.
請求項5に記載の光学部材であって、
前記凹凸形状は、前記一軸方向に沿って所定の円錐形状を複数配列し、前記円錐形状と前記反射面の交差する領域を含むことを特徴とする光学部材。
The optical member according to claim 5,
The optical member is characterized in that the uneven shape includes a plurality of predetermined conical shapes arranged along the uniaxial direction, and a region where the conical shape and the reflective surface intersect.
請求項6に記載の光学部材であって、
前記円錐形状は、頂角が100度以上であることを特徴とする光学部材。
The optical member according to claim 6,
The optical member is characterized in that the conical shape has an apex angle of 100 degrees or more.
請求項1から7の何れか一つに記載された光学部材と、
前記屈折部および前記突出部の光入射側に配置された発光素子を有することを特徴とする照明装置。
The optical member according to any one of claims 1 to 7,
An illumination device comprising a light emitting element disposed on a light incident side of the refraction section and the protrusion.
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