JP5620285B2 - Luminous flux control member, light emitting device including the luminous flux control member, and illumination device including the luminous device - Google Patents
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Description
本発明は、光束制御部材、この光束制御部材を備えた発光装置およびこの発光装置を備えた照明装置に係り、特に、発光素子から出射された光を、これの配光特性を制御した上で被照射面に照射するのに好適な光束制御部材、この光束制御部材を備えた発光装置およびこの発光装置を備えた照明装置に関する。 The present invention relates to a light flux controlling member, a light emitting device including the light flux controlling member, and an illumination device including the light emitting device, and in particular, controlling light distribution characteristics of light emitted from a light emitting element. The present invention relates to a light beam control member suitable for irradiating an irradiated surface, a light emitting device including the light beam control member, and an illumination device including the light emitting device.
従来から、ショーケース用の照明や看板用の照明等に用いられる外照式または内照式の発光装置として、特定の方向に光を照射することによって特定の領域を照明するスポット照明用の発光装置が用いられていた。 Conventionally, as an externally or internally illuminated light-emitting device used for showcase illumination or signboard illumination, light emission for spot illumination that illuminates a specific area by irradiating light in a specific direction A device was used.
近年、この種の発光装置の光源としては、小型化、消費電力削減および環境保全等の観点から、LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)が用いられるようになった。 In recent years, light emitting diodes (LEDs) have come to be used as light sources of this type of light emitting device from the viewpoints of miniaturization, power consumption reduction, environmental conservation, and the like.
ところで、LEDは、その発光部から所定の広がり角を以て光束が出射されるため、これをスポット照明用の発光装置に適用するには、発光部から出射された光を被照射面の方向に集光させる手段が必要であった。 By the way, an LED emits a light beam with a predetermined divergence angle from its light emitting part. To apply this to a light emitting device for spot illumination, the light emitted from the light emitting part is collected in the direction of the irradiated surface. There was a need for a means of light.
そこで、従来から、この種の集光手段の1つとして、図32〜図36に示すようなスポット照明用の光束制御部材1(換言すれば、スポットレンズ)が用いられていた。ここで、図32は、光束制御部材1の斜視図である。また、図33は、光束制御部材1の正面図である。さらに、図34は、図33の平面図である。さらにまた、図35は、図33の下面図である。なお、図33の左右の側面図は、図33と同じである。また、図36は、光束制御部材1の縦断面図(光軸OAを含む縦断面図)を、LED等の発光素子2とともに示したものであり、同図は、換言すれば、光束制御部材1と発光素子2とからなる発光装置3の構成図である。なお、図36において、発光素子2は、この発光素子2から出射される光の中心軸(中心光)が光束制御部材1の光軸OAと合致するように位置合わせされた状態で光束制御部材1に対向配置されている。なお、図示はしないが、発光素子2は、基板上に実装されており、光束制御部材1は、この基板上に取り付けられている。
Therefore, conventionally, as one of this kind of condensing means, a light
図36に示すように、光束制御部材1は、発光素子2に対向して配置された発光素子対向面部(図36における下端部)に、光軸OA方向における発光素子2と反対側(図36における上方)に向かって凹入形成された凹部5を有している。図36に示すように、凹部5は、縦断面が等脚台形形状に形成されており、その内面が、光軸OAと交わる光軸OAに垂直な内部底面と、この内部底面を包囲する内周面とによって形成されている。なお、図35に示すように、凹部5の内部底面は、下面図において光軸OAと同心の円形状を呈している。また、図36に示すように、凹部5の内周面は、凹部5の内部底面の外周端部から発光素子2側に向かって延出されるとともに、発光素子2側に向かうにしたがって内径が大きくなるような光軸OAと同心のテーパ面(内面テーパ)に形成されている。
As shown in FIG. 36, the light
このような凹部5は、発光素子2から出射された光を光束制御部材1に入射させる機能を有している。すなわち、凹部5の内部底面は、第1入射面6とされており、この第1入射面6には、発光素子2から出射された光(光束)のうちの光軸OAとのなす角度(出射角)が相対的に小さい中心側の第1の光(光束)L1が入射するようになっている。ただし、同図では、第1の光L1のうちの1本の光線のみを代表的に図示している。また、凹部5の内周面は、第2入射面7とされており、この第2入射面7には、発光素子2から出射された光のうちの第1の光L1の外側(周辺側)の第2の光(光束)L2が入射するようになっている。この第2の光L2は、光軸OAとのなす角度(出射角)が第1の光L1に比べて相対的に大きい。ただし、同図では、第2の光L2のうちの2本の光線のみを代表的に図示している。
Such a
また、図36に示すように、光束制御部材1は、光軸OA方向における発光素子2と反対側の端部(図36における上端部)に形成された出射面8を有している。図36および図34に示すように、出射面8は、光軸OAを回転対称軸とし、かつ、光軸OA方向における発光素子2と反対側に向かうにしたがって外径が小さくなるような略円錐面形状に形成されている。この出射面8の作用については後述する。
As shown in FIG. 36, the light
さらに、図36に示すように、凹部5と出射面8との間には、光軸OAを包囲する外周面10が形成されている。図36に示すように、外周面10は、凹部5における光学素子2側の端部から出射面8側に向かって延出されるとともに、出射面8側に向かうにしたがって外径が大きくなるような光軸OAと同心のテーパ面状(外面テーパ状)に形成されている。より具体的には、図36に示すように、外周面10は、光軸OAを含む縦断面の外形(母線)が、光軸OAを基準とした径方向の外方に向かって僅かに膨らむような円弧形状を呈する曲線テーパ面に形成されている。
Furthermore, as shown in FIG. 36, an outer
このような外周面10は、発光素子2から出射された光の一部を全反射させる機能を有する全反射面11とされている。この全反射面11には、第2入射面7から入射した第2の光L2が、光束制御部材1(光束制御部材本体)内の光路上を進行した後に、臨界角以上の入射角で内部入射するようになっている。そして、全反射面11は、内部入射した第2の光L2を、出射面8に向けて全反射させるようになっている。
Such an outer
そして、前述した出射面8には、第1入射面6から入射した第1の光L1が、光束制御部材1の内部の光路上を進行して直接到達(内部入射)するようになっている。なお、直接とは、全反射面11における全反射を介さないという意味である。また、このとき、出射面8には、第2入射面7から入射した第2の光L2が、全反射面11における全反射を経て到達(内部入射)するようになっている。そして、出射面8は、これら到達した第1の光L1と第2の光L2とを被照射面に向けて出射させるようになっている。
Then, the first light L 1 incident from the
なお、図32〜図36に示すように、外周面10における出射面8側の端部(図36における上端部)と出射面8における外周端部(図36における下端部)との間には、平面図(図34)において光軸OAと同心の円環形状を呈するフランジ部12が、外周面10および出射面8よりも径方向の外方に延出するように形成されている。
As shown in FIGS. 32 to 36, there is a gap between the end of the outer
このような光束制御部材1は、例えば、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)、PC(ポリカーボネート)およびEP(エポキシ樹脂)などの樹脂材料やガラス等の透光性材料によって形成されている。
Such a light
そして、このような光束制御部材1は、例えば、図37に示すように、外照式看板等の外照用の被照射部材15の被照射面15aに対して光軸OAを傾けた状態で配置されることによって、外照式の照明装置を構成するようになっている。ただし、被照射部材15および被照射面15aは、同図の紙面垂直方向に奥行き(横幅)を有しており、これにともなって、同図の構成においては、複数の光束制御部材1が、紙面垂直方向に所定の間隔を設けて整列配置されている。なお、同図には、便宜上、最も手前側の1つの光束制御部材1のみが示されている。また、同図の構成において、各光束制御部材1の光軸OAの傾き方向は、発光素子2から光軸OAに対して大きな角度で出射して発光素子2近傍の被照射面15aに照射する光の方が光軸OAに対して小さな角度で出射する光よりも、被照射面15aへの入射角が小さくなるような傾き方向となっている。このような構成においては、各光束制御部材1のそれぞれの出射面8から出射された第1の光L1および第2の光L2(図36参照)が、被照射面15aに対して斜め方向(すなわち、被照射面15aの面法線方向に対して傾きを有する方向)から照射されるようになっており、これにより、被照射面15aの照明が行われることになる。
Then, for example, as shown in FIG. 37, such a light
図38は、このように構成された外照式の照明装置において、1つの光束制御部材1から被照射面15aに照射される光(すなわち、第1の光L1と第2の光L2との混合光)の照度分布を模式的に示したものである。この照度分布は、光束制御部材1によって出射(制御)された光の配光特性を反映している。ここで、同図中の矩形領域の下端部9aは、被照射面15a上の照明すべき領域における光束制御部材1側(光源近傍側)の端部を示している。一方、同矩形領域の上端部9bは、被照射面15a上の照明すべき領域における光束制御部材1と反対側(光源遠方側)の端部を示している。なお、照明すべき領域は、被照射面15a全面となる場合もある。また、同図の横方向は、複数の光束制御部材1の整列方向(被照射部材15の横幅方向)に相当する。そして、同図中には、中央側から周辺側に向かって波紋状に広がるような複数の楕円状(同図縦方向を長軸とした楕円状)の閉曲線が示されているが、これらの閉曲線は、それぞれ被照射面15a上における同照度の点を結んだ等高線とされている。これら複数の等高線のうち、最も中央側の等高線は、対応する照度が相対的に最も高くなっており、この最も中央側の等高線から周辺側の等高線に向かうにしたがって、対応する照度が次第に低くなっている。なお、同図の各等高線は、被照射面15a上の代表的な同照度の位置を離散的に示したものであり、実際は、中央側から周辺側に向かってほぼ連続的に照度が低くなるので、無数の等高線を描くことができる。ただし、同図中における最も周辺側の等高線は、被照射面15aを照明するのに十分な照度であるとみなされる照度の下限に対応したものである。
FIG. 38 shows the light (that is, the first light L 1 and the second light L 2) emitted from one light
また、このような外照式の照明装置以外にも、光束制御部材1は、例えば、図39に示すような内照式の照明装置を構成する場合もある。同図に示すように、両面内照式の照明装置においては、光束制御部材1が、内照式看板等の互いに平行に対向配置された透光性を有する一対の内照用の被照射部材17、18の間に配置されている。具体的には、同図に示すように、両被照射部材17、18の下端部間には、これらに垂直な底板20が配設されており、この底板20における内側(同図における上側)の表面が、光束制御部材1の配置位置となっている。また、この底板20における内側の表面には、発光素子2の実装された基板が取り付けられている。さらに、同図に示すように、光束制御部材1のフランジ部12には、光束制御部材1を保持するための光軸OAと同心の円筒形状のホルダ21が、外周面10を包囲するように形成されている。そして、このホルダ21の下端面が、光束制御部材1と発光素子2との位置合わせを行ったうえで底板20上(或いは基板上)に固定されることによって、光束制御部材1が底板20上に保持されている。さらにまた、同図において、光束制御部材1は、光軸OAが各被照射部材17、18の被照射面17a、18aに対して平行になるように配置されている。また、同図においては、図37の場合と同様に、複数の光束制御部材1が、紙面垂直方向に整列配置されている。なお、図示はしないが、被照射部材17、18の上端部間には、底板20に対向する天板が配設されており、さらに、被照射部材17、18、底板20および天板の同図紙面垂直方向の両端部には、互いに平行に対向する一対の側板が配設されている。そして、これら被照射部材17、18、底板20、天板および側板によって矩形の筐体が構成されており、光束制御部材1は、この筐体の内部に収容された状態となっている。このような両面内照式の照明装置においても、外照式の照明装置と同様に、発光素子2から光軸OAに対して大きな角度で出射し発光素子2近傍の被照射面17a、18aを照射する光の方が、光軸OAに対して小さな角度で出射する光よりも被照射面17a、18aへの入射角が小さくなるように発光素子2および光束制御部材1の位置決めがなされた上で、光束制御部材1から出射された光L1、L2が各被照射面17a、18aに対して斜め方向から照射されることになる。
In addition to such an external illumination type illumination device, the light
さらに、光束制御部材1は、図40に示すような片面内照式の照明装置を構成する場合もある。同図の構成においては、互いに平行に対向配置された板状の反射部材24と内照式看板等の透光性の被照射部材25とを有している。そして、同図に示すように、光束制御部材1は、両面内照の場合と同様に、反射部材24と被照射部材25との間に配置されている。なお、同図の構成においては、光束制御部材1から反射部材24側に照射された光が、反射部材24の反射面24aにおいて被照射部材25側に反射される点で、両面内照式の照明装置の場合と異なる。
Furthermore, the light
このような内照式の照明および外照式の照明に適用可能な光束制御部材1に関する従来技術としては、これまでにも、例えば、特許文献1に示す技術が提案されている。
As a conventional technique related to the light
しかしながら、従来の光束制御部材1は、図38に示したように、外照式の照明に適用された場合には、被照射面15aにおける光束制御部材1の近傍の領域(同図の矩形領域における下端部9a近傍)が、同図における最も周辺側の等高線の外側となることが分かる。このことは、被照射面15aにおける光束制御部材1の近傍の領域の照度が不十分となることを示している。
However, when the conventional light
このような現象は、図39および図40に示したような内照式の照明に適用する場合には更に顕著になると予想される。蓋し、図39および図40の構成においては、光束制御部材1の光軸OAが被照射面17a、18a、25aに対して平行となっているため、外照式の場合(図37の構成)に比べて、被照射面17a、18a、25aに対する照射光の入射角が大きくなる、換言すれば、照射光が光束制御部材1に対してより遠くの位置に照射されることになるからである。
Such a phenomenon is expected to become more prominent when applied to internally-illuminated illumination as shown in FIGS. 39 and 40, since the optical axis OA of the light
すなわち、従来の光束制御部材1においては、被照射面に光を照射する際に、被照射面における光源近傍の領域が光量不足(換言すれば、暗部)となるといった問題が生じる。
That is, in the conventional light
また、従来の光束制御部材1を用いた発光装置と被照射面15aとの位置関係を変更し、図41に示すように、光源近傍の領域の光量が補えるような位置に発光装置を配置した場合であっても、同図破線閉曲線に示すように、複数の発光装置間に対応して被照射面に暗部が発生する。したがって、このような場合には、1つの発光装置からの出射光による被照射面上の照度分布の最も周辺側の等高線が、被照射面に投影した光軸(投影光軸)に対して直交する方向に広がるようにする必要がある。
Further, the positional relationship between the light emitting device using the conventional light
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、被照射面における部分的な光量不足を改善することができる光束制御部材、この光束制御部材を備えた発光装置およびこの発光装置を備えた照明装置を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention has been made in view of such a problem, and a light flux control member that can improve a partial shortage of light amount on an irradiated surface, a light emitting device including the light flux control member, and the light emission. It aims at providing the illuminating device provided with the apparatus.
前述した目的を達成するため、本発明の請求項1に係る光束制御部材の特徴は、発光素子から出射された光を、これの配光特性を制御して被照射面に対して斜め方向から照射する光束制御部材であって、前記光束制御部材は、前記発光素子に対向して配置される発光素子対向面部と、前記発光素子対向面部に対して前記発光素子と反対側に形成された出射面と、前記発光素子対向面部の外周端部から前記出射面の外周端部へ向かって延設された外周面とを備え、前記発光素子対向面部には、前記発光素子から出射された光を前記光束制御部材内へ入射させるための凹部が形成され、前記凹部は、光軸に直交する平面として形成され、前記発光素子から出射された光のうちの中心側の第1の光が入射する第1入射面と、この第1入射面の外周端部から前記発光素子側に向かって延設され、前記発光素子から出射される光のうちの前記第1の光の外側の第2の光が入射する第2入射面とを有し、前記外周面は、前記第2入射面に入射する前記第2の光が前記出射面に向けて全反射されるように、前記発光素子対向面部側から前記出射面側に向かって、漸次、直径が拡径するように形成された全反射面を有し、前記出射面は、前記第1入射面から入射し直接到達した前記第1の光および前記第2入射面から入射し前記全反射面を経て到達した前記第2の光を前記被照射面に向けて出射させ、前記外周面には、前記第2の光の一部をなす第3の光を、前記出射面に到達させずに前記出射面よりも前記発光素子側の位置において前記外周面の外側に出射させる出射機能部が形成され、前記出射機能部は、前記第3の光を、前記出射面から出射される前記第1の光および前記第2の光よりも前記光軸から大きな角度方向に出射させるように、前記外周面と前記凹部の内周面とに挟まれた光束制御部材本体の壁部における前記外周面の周方向の一部で且つ前記発光素子対向面部側に形成された切り欠き部、または外周面粗面化部であり、前記切り欠き部は、前記外周面と前記凹部の内周面とに挟まれた光束制御部材本体の壁部を、前記外周面の周方向の一部で且つ発光素子対向面部側の所定の部位において、前記壁部の厚みを減ずるように、前記光軸と平行にそぎ落として凹設される平面出射部またはくりぬいて凹設される曲面出射部を有しており、前記第3の光を、前記第2入射面への入射後に前記平面出射部において屈折させもしくは前記曲面出射部において屈折および発散させて前記外周面の外側に出射させるように形成されており、前記外周面粗面化部は、前記外周面の周方向の一部で且つ発光素子対向面部側の所定の部位を粗面化されており、前記第3の光を、前記第2入射面への入射後に前記外周粗面化部において拡散させて前記外周面の外側に出射ように形成されている点にある。
In order to achieve the above-described object, the light flux controlling member according to
この請求項1に係る発明によれば、出射機能部によって、第3の光を、出射面よりも発光素子側の位置において、出射面から出射される第1の光および第2の光よりも光軸から大きな角度方向(換言すれば、被照射面に対する入射角が小さくなる方向)に出射させることができるので、第3の光を、被照射面における光源近傍の領域に照射して、この領域の光量不足を改善することができる。
また、出射機能部を、切り欠き部からなる簡易な構成によって実現することができる。
そして、切り欠き部を、平面出射部からなる簡易な構成によって実現することができ、また、平面出射部による光の屈折を利用して、被照射面上における第3の光の照射位置の好適化を図ることも可能となる。
そしてまた、出射機能部を、局面出射部からなる簡易な構成によって実現することができるとともに、曲面出射部による光の発散を利用して、被照射面における第3の光の照射領域を拡大することができる。
そしてまた、出射機能部を、外周面粗面化部からなる簡易な構成によって実現することができるとともに、外周面粗面化部による光の拡散を利用して、第3の光の光量の均一化ひいては被照射面における光源近傍の領域の照度の均一化を図ることができる。
According to the invention of
In addition, the emission function unit can be realized by a simple configuration including a notch.
The cut-out portion can be realized by a simple configuration including the flat emission portion, and the third light irradiation position on the irradiated surface is preferably utilized by utilizing light refraction by the flat emission portion. It is also possible to make it easier.
In addition, the emission function unit can be realized by a simple configuration including the phase emission unit, and the irradiation region of the third light on the irradiated surface is expanded by using the divergence of light by the curved emission unit. be able to.
In addition, the emission function unit can be realized by a simple configuration including the outer peripheral surface roughening unit, and the light amount of the third light is made uniform by utilizing the diffusion of light by the outer peripheral surface roughening unit. As a result, it is possible to make the illuminance uniform in the area near the light source on the irradiated surface.
さらにまた、請求項2に係る光束制御部材の特徴は、請求項1において、更に、前記出射機能部は、前記第2入射面における前記発光素子対向面部側の所定の部位を粗面化した入射面粗面化部を更に有し、前記第3の光を、前記入射面粗面化部において拡散させることによって前記外周面においてこれの外側に透過されるようにする点にある。
Still further, the light flux controlling member according to
そして、この請求項2に係る発明によれば、出射機能部を、入射面粗面化部からなる簡易な構成によって実現することができるとともに、入射面粗面化部による光の拡散を利用して、第3の光の光量の均一化を図ることができる。 According to the second aspect of the present invention, the emission function unit can be realized by a simple configuration including the incident surface roughening unit, and light diffusion by the incident surface roughening unit is utilized. Thus, the amount of the third light can be made uniform.
また、請求項3に係る光束制御部材の特徴は、請求項1または2において、更に、前記外周面の外側に、光束制御部材本体を保持するためのホルダが配置され、前記ホルダは、前記出射機能部から出射された前記第3の光を屈折または拡散させることによって、前記第3の光の配光特性を補正する点にある。
The characteristic of the light flux controlling member according to
そして、この請求項3に係る発明によれば、出射機能部から出射された第3の光の配光特性をホルダによって補正することができるので、被照射面上における第3の光の照射位置の好適化または第3の光の光量の均一化(換言すれば、被照射面における光源近傍の領域の照度の均一化)を図ることができる。 According to the third aspect of the invention, since the light distribution characteristic of the third light emitted from the emission function unit can be corrected by the holder, the irradiation position of the third light on the irradiated surface Or uniformizing the amount of light of the third light (in other words, equalizing the illuminance of the region near the light source on the irradiated surface).
さらに、請求項4に係る発光装置の特徴は、光を出射させる発光素子と、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光束制御部材とを備え、前記発光素子が、前記光の中心軸を前記光束制御部材の光軸に合致させた状態で前記光束制御部材の前記凹部に臨む位置に配置されている点にある。
Furthermore, the light-emitting device according to
そして、この請求項4に係る発明によれば、被照射面における光源近傍の領域に光を有効に照射して、この領域の光量不足を改善することができる発光装置を実現することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to realize a light-emitting device that can effectively irradiate light to an area near the light source on the surface to be irradiated and improve the shortage of light in this area.
さらにまた、請求項5に係る照明装置の特徴は、請求項4に記載の発光装置と、この発光装置による光の照射が行われる被照射面とを備え、前記発光装置の前記光束制御部材は、前記出射機能部を前記被照射面側に向けた状態で配置されている点にある。
Furthermore, the illumination device according to
そして、この請求項5に係る発明によれば、被照射面における光源近傍の領域に光を有効に照射して、この領域の光量不足を改善することができ、ひいては照明品質を向上させることができる照明装置を実現することができる。
According to the invention of
また、請求項6に係る照明装置の特徴は、請求項4に記載の発光装置と、この発光装置による光の照射が行われる被照射面とを備え、前記発光装置の前記光束制御部材は、前記出射機能部を前記被照射面から遠ざけた状態で配置されている点にある。
The illumination device according to
そして、この請求項6に係る発明によれば、被照射面上の照射領域を前述した投影光軸に対して直交方向に広げることによって、被照射面上の照度分布を改善することができる。特に、複数の発光装置を整列配置する場合には、被照射面における各発光装置間に対応する位置の暗部を有効に低減することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the illuminance distribution on the irradiated surface can be improved by expanding the irradiation region on the irradiated surface in the direction orthogonal to the projection optical axis described above. In particular, when arranging a plurality of light emitting devices in alignment, dark portions at positions corresponding to the light emitting devices on the irradiated surface can be effectively reduced.
さらに、請求項7に係る照明装置の特徴は、請求項5または6において、更に、外照式の照明装置とされ、前記光束制御部材は、前記被照射面を照射する前記光束制御部材からの出射光のうち、前記光軸に対して大きな角度の出射光が前記光軸に対して小さな角度の出射光よりも前記被照射面への入射角が小さくなるように前記被照射面に対して傾いた状態で配置されている点にある。
Further, the illumination device according to
そして、この請求項7に係る発明によれば、外照式の照明に適用する場合においても、被照射面における部分的な光量不足を確実に改善することができる。
In the invention according to the
さらにまた、請求項8に係る照明装置の特徴は、請求項5または6において、更に、内照式の照明装置とされ、前記光束制御部材は、前記被照射面を照射する前記光束制御部材からの出射光のうち、前記光軸に対して大きな角度の出射光が前記光軸に対して小さな角度の出射光よりも前記被照射面への入射角が小さくなるような状態で配置されている点にある。
Further, the illumination device according to
そして、この請求項8に係る発明によれば、内照式の照明に適用する場合においても、被照射面における部分的な光量不足を確実に改善することができる
And according to this
本発明によれば、被照射面における部分的な光量不足を改善することができる。 According to the present invention, it is possible to improve partial light quantity shortage on the irradiated surface.
(第1実施形態)
(光束制御部材および発光装置の形態)
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図9を参照して説明する。
(First embodiment)
(Form of light flux controlling member and light emitting device)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
なお、従来と基本的構成が同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。 Note that portions having the same or similar basic configuration as those in the related art will be described using the same reference numerals.
ここで、図1は、本実施形態における光束制御部材30の斜視図である。また、図2は、光束制御部材30の正面図である。さらに、図3は、図2の右側面図である。さらにまた、図4は、図2の下面図である。また、図5は、光束制御部材30の縦断面図(光軸OAを含む縦断面図)を、LED等の発光素子2とともに示したものであり、同図は、本実施形態における発光装置31の構成図に相当する。なお、図5において、発光素子2は、この発光素子2から出射される光の中心軸(中心光)が光束制御部材30の光軸OAと合致するように位置合わせされた状態で光束制御部材30に対向配置されている。
Here, FIG. 1 is a perspective view of the light
図1〜図5に示すように、本実施形態における光束制御部材30は、従来の光束制御部材1と同様に、光軸OA方向における発光素子2側の発光素子対向面部に形成された凹部5と、光軸OA方向における発光素子2と反対側の端部に形成された出射面8と、凹部5と出射面8との間に形成された外周面10とを備えており、凹部5には、第1の光L1を入射させる第1入射面6および第2の光L2を入射させる第2入射面7が形成され、外周面10には、全反射面11が形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the light
ただし、本実施形態における光束制御部材30は、従来とは異なり、外周面10および凹部5に出射機能部が形成されている。
However, the light
具体的には、図1〜図5に示すように、凹部5の内周面と外周面10とに挟まれた光束制御部材30(光束制御部材本体)の壁部30a(図5参照)のうち、発光素子対向面部(図5における下端部)には、光軸OA回りの所定の形成角度範囲にわたって、壁部30aの厚みを減ずる(本実施形態においては、厚みを無くす)ような切り欠き部32が形成されている。
Specifically, as shown in FIGS. 1 to 5, the wall portion 30 a (see FIG. 5) of the light flux controlling member 30 (light flux controlling member body) sandwiched between the inner circumferential surface and the outer
より具体的には、本実施形態における切り欠き部32は、外周面10から凹部5の内周面に至るように壁部30aを貫通し、且つ、発光素子対向面部側に開口するような貫通溝に形成されている。以下、本実施形態における切り欠き部32を、貫通溝32と称することとする。この貫通溝32の形成角度範囲は、例えば、貫通溝32における周方向(光軸OA回り方向)の一方の端部と光軸OAとを結ぶ仮想直線を角度の基準線(0°)にとった場合に、基準線から周方向の他方側に90°にわたる角度範囲とすることもできる。
More specifically, the
より具体的には、貫通溝32は、下面図(図4)において光軸OAと同心の扇形状を呈しており、また、切り欠きの深さ(光軸OA方向の寸法)は、貫通溝32の形成角度範囲内のすべての位置において一定とされている。
More specifically, the through
そして、本実施形態においては、このような貫通溝32が出射機能部として機能するようになっている。
And in this embodiment, such a through-
すなわち、図5に示すように、貫通溝32は、発光素子2から出射された第2の光L2(周辺光束)の一部をなす第3の光L3(光束)として、貫通溝32の形成角度範囲と同一角度範囲内において第2入射面7に入射する他の第2の光L2よりも周辺側の第3の光L3を、貫通溝32に囲まれた空間を介して素通りさせる。ただし、同図では、第3の光L3のうちの1本の光線のみを代表的に図示している。
That is, as shown in FIG. 5, the through
次いで、このようにして貫通溝32を素通りした第3の光L3は、全反射面11における全反射が行われないので出射面8には到達せず、出射面8よりも発光素子2側の位置において、外周面10の外側に出射される。
Next, the third light L 3 passing through the through
このとき、第3の光L3は、出射面8から出射される第1の光L1および第2の光L2よりも光軸OAに対して大きな角度方向に出射される。換言すれば、第3の光L3は、発光素子2からの出射角を維持したまま外周面10の外側に出射される。
At this time, the third light L 3 is emitted in a larger angular direction with respect to the optical axis OA than the first light L 1 and the second light L 2 emitted from the
(外照式照明装置の形態)
そして、このような第3の光L3の光路を形成する本実施形態の光束制御部材30は、従来と同様に、外照式または内照式の照明に適用することができる。
(External illumination device configuration)
Then, the light
例えば、図6は、本実施形態における光束制御部材30を適用した外照式の照明装置を示したものであり、同図は、従来の図37に対応したものである。図6に示すように、本実施形態においては、従来と同様に、光束制御部材30が、光軸OAを被照射面15aに対して傾けた状態で配置されている。なお、本実施形態においても、従来と同様に、複数の光束制御部材30が、同図の紙面垂直方向に整列配置されている。さらに、図6に示すように、本実施形態においては、光束制御部材30が、貫通溝32を被照射面15a側に向けた状態で配置されている。なお、貫通溝32は、その周方向における中央部が、光軸OAを含む被照射面15aに垂直な仮想平面上に位置されていることが望ましい。
For example, FIG. 6 shows an external illumination type illumination device to which the light
このような本実施形態の外照式の照明装置においては、図6に示すように、貫通溝32を素通りした第3の光L3が、被照射面15aにおける光束制御部材30近傍の領域に照射されることになる。また、図示はしないが、出射面8から出射された第1の光L1および第2の光L2は、被照射面15aにおける第3の光L3の照射領域よりも光束制御部材30から遠方の領域に照射されることになる。これは、第3の光L3の方が、第1の光L1および第2の光L2よりも被照射面15aに対する入射角が小さいことによるものである。このようにして、第1〜第3の光L1〜3を被照射面15a上にバランス良く振り分けることができ、特に、従来問題とされていた被照射面15aにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善(低減)することができる。なお、光源近傍の光量不足を改善できるということは、被照射面15a全体でみれば、被照射面15a上の光量ムラ(照度ムラ)を改善できるということになる。
In such an external lighting type illumination device of the present embodiment, as shown in FIG. 6, the third light L 3 passing through the through
図7は、このような本実施形態の効果を、被照射面15a上の照度分布として模式的に示したものである。同図は、従来の図38に対応したものであり、その概要は図38について説明したものと同様である。図7に示すように、本実施形態においては、被照射面15aにおける光束制御部材30の近傍の領域(同図の矩形領域における下端部9a近傍)が、同図における最も周辺側の等高線の内側となることが分かる。このことは、被照射面15aにおける光束制御部材30の近傍の領域の照度が十分となることを示しており、従来(図38)と比べて光量不足が改善されていることを示すことに他ならない。
FIG. 7 schematically shows the effect of this embodiment as an illuminance distribution on the irradiated surface 15a. This figure corresponds to FIG. 38 of the prior art, and the outline thereof is the same as that described for FIG. As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the area near the light
(内照式照明装置の形態)
これ以外にも、本実施形態における光束制御部材30は、従来と同様に、例えば、図8に示すような両面内照式の照明装置に適用することもできるし、また、図9に示すような片面内照式の照明装置に適用することもできる。このような各内照式の照明装置においては、従来と同様に、光束制御部材30が、光軸OAを被照射面17a、18a、25aに平行にした状態で被照射面17a、18a、25aに対向配置されている。また、貫通溝32を被照射面17a、18a、25aに向けた状態で光束制御部材30を配置する点については、図6の外照式の照明装置の場合と同様である。ただし、図8および図9に示すように、内照式の照明装置の場合には、外周面10の外側にホルダ21が設けられているため、貫通溝32は、ホルダ21越しに被照射面17a、18a、25aに臨むような状態で配置されている。また、図8に示すように、両面内照式の照明装置の場合には、被照射面17a、18aが2つあることに対応して、光束制御部材30にも、貫通溝32を、径方向において互いに対向する2箇所の位置に形成することが照度ムラ改善に有効である。
(Internal illumination device configuration)
In addition to this, the light
これらの内照式の照明装置の場合においても、本実施形態の外照式の照明装置の場合と同様に、貫通溝32によって第3の光L3を素通りさせて、被照射面17a、18a、25a側に出射させることができる。ここで、内照式の場合には、外周面10の外側にホルダ21が設けられているため、貫通溝32を素通りした第3の光L3は、ホルダ21を透過した後に被照射面17a、18a、25aに照射されることになる。そこで、貫通溝32を素通りした第3の光L3を、ホルダ21において屈折または拡散させることによって第3の光L3の配光特性を補正してもよい。第3の光L3を屈折または拡散させて配光特性を補正すると、被照射面17a、18a、25a上における第3の光L3の照射位置の好適化を図ることができ、被照射面17a、18a、25aにおける光源近傍の領域の照度の均一化を図ることができる。なお、ホルダ21において第3の光L3を屈折させるためには、例えば、図10および図11に示すように、ホルダ21の外周面および内周面の少なくとも一方を、光軸OAに対して傾きを有するテーパ面に形成すればよい。また、ホルダ21において第3の光L3を拡散させるようにするためには、ホルダ21の外周面および内周面の少なくとも一方を粗面化すればよい。このようにして、内照式の照明装置の場合においても、貫通溝32によって第3の光L3を被照射面17a、18a、25aにおける光束制御部材30の近傍の領域に照射することができるので、外照式の場合と同様に、被照射面17a、18a、25aにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善することができる。
In these cases the internal irradiation type illumination device, as in the case of external irradiation type lighting device of the present embodiment, by flow through the third light L 3 by the through
なお、ホルダ21によって第3の光L3を屈折または拡散させる構成は、外照式の照明装置に適用してもよい。
The refractive or configured to diffuse the third light L 3 by the
また、前述した第1出射面8は、光軸OAを対称軸とした回転対称面であれば、円錐面でなくてもよく、例えば、球面レンズまたは非球面レンズ状の凸面であってもよい。
Further, the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について、第1実施形態との差異を中心に、図12〜図16を参照して説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 to 16 with a focus on differences from the first embodiment.
ここで、図12は、本実施形態における光束制御部材33の斜視図である。また、図13は、光束制御部材33の正面図である。さらに、図14は、図13の右側面図である。さらにまた、図15は、図13の下面図である。また、図16は、光束制御部材33の縦断面図(光軸OAを含む縦断面図)を発光素子2とともに示したものであり、同図は、本実施形態における発光装置34の構成図に相当する。
Here, FIG. 12 is a perspective view of the light
本実施形態の第1実施形態との相違点は、出射機能部の具体的な構成にある。すなわち、図12〜図16に示すように、外周面10の光軸OA方向における光学素子2側(発光素子対向面部側)の端部には、本実施形態における切り欠き部として、光軸OA回りの所定の角度範囲にわたる光軸OAに平行な平面出射部35が、外周面10の一部を削落するようにして凹設されている。この平面出射部35は、右側面図(図14)において略半月形状を呈しており、発光素子2側の端辺が円弧状に形成され、発光素子2と反対側の端辺が弦状に形成されている。また、平面出射部35における発光素子2側の端部は、外周面10における発光素子2側の端部上に位置されている。そして、本実施形態においては、このような平面出射部35が出射機能部として機能するようになっている。
The difference of this embodiment from the first embodiment is the specific configuration of the emission function unit. That is, as shown in FIGS. 12 to 16, the optical axis OA is formed as a notch portion in the present embodiment at the end of the outer
すなわち、図16に示すように、平面出射部35には、第3の光L3が、第2入射面7への入射後に光束制御部材33の内部側から入射する。そして、平面出射部35は、入射した第3の光L3を、屈折させて外周面10の外側に出射させる。このとき、平面出射部35は、第3の光L3を、出射面8から出射される第1の光L1および第2の光L2よりも光軸OAに対して大きな角度方向に出射させる。
That is, as shown in FIG. 16, the third light L 3 is incident on the
このような平面出射部35を備えた本実施形態における光束制御部材33は、第1実施形態と同様に、外照式の照明および内照式(両面/片面)の照明のいずれに適用された場合においても、被照射面15a、17a、18a、25aにおける光束制御部材33の近傍の領域に第3の光L3を照射させることができる。したがって、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、被照射面15a、17a、18a、25aにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善することができる。
The light
また、平面出射部35における屈折によって第3の光L3の進行方向(換言すれば、被照射面15a、17a、18a、25aに対する入射角)を制御することができるので、ホルダ21を設けずとも、被照射面15a、17a、18a、25a上における第3の光L3の照射位置の好適化を図ることができる。ただし、ホルダ21によって更に光L3の進行方向を補正してもよい。
Furthermore, (in other words, the irradiated surface 15a, 17a, 18a, the angle of incidence with respect to 25a) traveling direction of the third optical L 3 by refraction in the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について、第1実施形態との差異を中心に、図17〜図21を参照して説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 17 to 21 with a focus on differences from the first embodiment.
ここで、図17は、本実施形態における光束制御部材37の斜視図である。また、図18は、光束制御部材37の正面図である。さらに、図19は、図18の右側面図である。さらにまた、図20は、図18の下面図である。また、図21は、光束制御部材37の縦断面図(光軸OAを含む縦断面図)を発光素子2とともに示したものであり、同図は、本実施形態における発光装置38の構成図に相当する。
Here, FIG. 17 is a perspective view of the light
本実施形態の第1実施形態との相違点も、出射機能部の具体的な構成にある。すなわち、図17〜図21に示すように、外周面10の光軸OA方向における光学素子2側の端部には、本実施形態における切り欠き部として、光軸OA回りの所定の角度範囲にわたる球面の一部のような形状の曲面出射部39が、外周面10の一部をくり抜くようにして凹設されている。この曲面出射部39は、右側面図(図19)において、光軸OAに直交する方向に長尺な略楕円形状を呈しており、その発光素子2側の端部が、外周面10における発光素子2側の端部上に位置されている。そして、本実施形態においては、このような曲面出射部39が出射機能部として機能するようになっている。
The difference of this embodiment from the first embodiment is also the specific configuration of the emission function unit. That is, as shown in FIGS. 17 to 21, the end portion on the
すなわち、図21に示すように、曲面出射部39には、第3の光L3が、第2入射面7への入射後に光束制御部材37の内部側から入射する。そして、曲面出射部39は、凹曲面に形成されているため、入射した第3の光L3を、凹レンズ面と同様の機能によって発散、屈折させて外周面10の外側に出射させる。このとき、曲面出射部39は、第3の光L3を、出射面8から出射される第1の光L1および第2の光L2よりも光軸OAに対して大きな角度方向に出射させる。
That is, as shown in FIG. 21, the third light L 3 is incident on the curved
このような曲面出射部39を備えた本実施形態における光束制御部材37は、第1実施形態と同様に、外照式の照明および内照式(両面/片面)の照明のいずれに適用された場合においても、被照射面15a、17a、18a、25aにおける光束制御部材37の近傍の領域に第3の光L3を照射させることができる。したがって、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、被照射面15a、17a、18a、25aにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善することができる。
The light
また、曲面出射部39における発散によって第3の光L3の光束径を広げることができるので、ホルダ21を設けずとも、被照射面15a、17a、18a、25aにおける第3の光L3の照射領域の拡大を図ることができる。ただし、ホルダ21を用いて更に第3の光L3の進行方向を補正してもよい。
Further, it is possible to widen the third light flux diameter of the light L 3 by the divergence of the
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について、第1実施形態との差異を中心に、図22〜図25を参照して説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 22 to 25 with a focus on differences from the first embodiment.
ここで、図22は、本実施形態における光束制御部材41の正面図である。また、図23は、図22の右側面図である。さらに、図24は、図22の下面図である。さらにまた、図25は、光束制御部材41の縦断面図(光軸OAを含む縦断面図)を発光素子2とともに示したものであり、同図は、本実施形態における発光装置42の構成図に相当する。
Here, FIG. 22 is a front view of the light
本実施形態の第1実施形態との相違点も、出射機能部の具体的な構成にある。すなわち、図22〜図25に示すように、外周面10の光軸OA方向における光学素子2側(発光素子対向面部側)の端部には、光軸OA回りの所定の角度範囲にわたって、外周面10の一部を粗面化してなる外周面粗面化部43が形成されている。この外周面粗面化部43は、右側面図(図23)において、上底が下底よりも長尺とされた等脚台形状を呈しており、その発光素子2側の端部(下底)が、外周面10における発光素子2側の端部上に位置されている。また、外周面粗面化部43は、下面図(図24)において扇形状を呈している。このような外周面粗面化部43は、金型の形状(樹脂成形の場合)やガラスエッチング等によって実現することができる。そして、本実施形態においては、このような外周面粗面化部43が出射機能部として機能するようになっている。
The difference of this embodiment from the first embodiment is also the specific configuration of the emission function unit. That is, as shown in FIGS. 22 to 25, the end of the outer
すなわち、図25に示すように、外周面粗面化部43には、第3の光L3が、第2入射面7への入射後に光束制御部材41の内部側から入射する。そして、外周面粗面化部43は、入射した第3の光L3を、拡散させて外周面10の外側に出射させる。このとき、外周面粗面化部43は、第3の光L3を、出射面8から出射される第1の光L1および第2の光L2よりも光軸OAに対して大きな角度方向に出射させる。
That is, as shown in FIG. 25, the third light L 3 enters the outer peripheral surface roughening portion 43 from the inner side of the light
このような外周面粗面化部43を備えた本実施形態における光束制御部材41は、第1実施形態と同様に、外照式の照明および内照式(両面/片面)の照明のいずれに適用された場合においても、被照射面15a、17a、18a、25aにおける光束制御部材41の近傍の領域に第3の光L3を照射させることができる。したがって、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、被照射面15a、17a、18a、25aにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善することができる。
The light
また、外周面粗面化部43における拡散によって外周面粗面化部43から出射される第3の光L3の光量を均一化することができるので、ホルダ21を設けずとも、被照射面15a、17a、18a、25aにおける光源近傍の領域の照度を均一化することができる。ただし、ホルダ21を用いて更に第3の光L3の進行方向を補正してもよい。
Further, it is possible to equalize the third amount of light L 3 emitted from the outer peripheral surface roughened portion 43 by the diffusion of the outer peripheral surface roughened portion 43, without providing the
(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について、第1実施形態との差異を中心に、図26および図27を参照して説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 26 and 27, focusing on differences from the first embodiment.
ここで、図26は、本実施形態における光束制御部材45の下面図である。また、図27は、光束制御部材45の縦断面図(光軸OAを含む縦断面図)を発光素子2とともに示したものであり、同図は、本実施形態における発光装置46の構成図に相当する。
Here, FIG. 26 is a bottom view of the light flux controlling member 45 in the present embodiment. FIG. 27 shows a longitudinal sectional view (longitudinal sectional view including the optical axis OA) of the light flux controlling member 45 together with the
本実施形態の第1実施形態との相違点も、出射機能部の具体的な構成にある。すなわち、図26および図27に示すように、第2入射面7の光軸OA方向における光学素子2側(発光素子対向面部側)の端部には、光軸OA回りの所定の角度範囲にわたって、第2入射面7の一部を粗面化してなる入射面粗面化部47が形成されている。この入射面粗面化部47は、下面図(図26)において扇形状を呈している。このような入射面粗面化部47は、金型の形状やガラスエッチング等によって実現することができる。そして、本実施形態においては、このような入射面粗面化部47が外周面10とともに出射機能部として機能するようになっている。
The difference of this embodiment from the first embodiment is also the specific configuration of the emission function unit. That is, as shown in FIGS. 26 and 27, the end of the
すなわち、図27に示すように、入射面粗面化部47には、発光素子2から出射された第3の光L3が入射する。そして、入射面粗面化部47は、入射した第3の光L3を、拡散させて外周面10に向かって出射させる。そして、入射面粗面化部47から出射された第3の光L3は、外周面10に光束制御部材45の内部側から入射する。このとき、第3の光L3(光束)は、入射面粗面化部47において拡散されているため、外周面10(全反射面11)に対する入射角が臨界角未満となる光線を含んでいる。そして、このような光線は、外周面10において全反射されずに、出射面8から出射される第1の光L1および第2の光L2よりも光軸OAに対して大きな角度方向に向かって外周面10の外側に出射(透過)される。
That is, as illustrated in FIG. 27, the third light L 3 emitted from the
このような入射面粗面化部47を備えた本実施形態における光束制御部材45は、第1実施形態と同様に、外照式の照明および内照式(両面/片面)の照明のいずれに適用された場合においても、被照射面15a、17a、18a、25aにおける光束制御部材45の近傍の領域に第3の光L3を照射させることができる。したがって、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、被照射面15a、17a、18a、25aにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善することができる。
The light flux controlling member 45 in the present embodiment provided with such an incident
また、入射面粗面化部47における拡散によって入射面粗面化部47から出射される第3の光L3の光量を均一化することができるので、ホルダ21を設けずとも、被照射面15a、17a、18a、25aにおける光源近傍の領域の照度を均一化することができる。ただし、ホルダ21を用いて更に第3の光L3の進行方向を補正してもよい。
Further, it is possible to equalize the third amount of light L 3 emitted from the incident surface roughened
(第6実施形態)
次に、本発明の第6実施形態について、第1実施形態との差異を中心に、図28〜図31を参照して説明する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 28 to 31 with a focus on differences from the first embodiment.
ここで、図28は、本実施形態における光束制御部材50を斜め下方から見上げた斜視図である。また、図29は、光束制御部材50を斜め上方から見下ろした斜視図である。
Here, FIG. 28 is a perspective view of the light
本実施形態の第1実施形態との相違点は、出射面8の具体的構成にある。すななわち、図28および図29に示すように、出射面8は、光軸OA回りの所定の第1の角度範囲にわたって形成された第1出射面8aと、第1の角度範囲から外れた光軸OA回りの所定の第2の角度範囲にわたって形成された第2出射面8bとを有している。ここで、同図の構成における具体的な第1の角度範囲は、第1出射面8aにおける周方向の一方の端部と光軸OAとを結ぶ仮想直線を角度の基準線(0°)として、基準線から周方向の他方に向かって180°にわたる角度範囲とされている。また、同図の構成における具体的な第2の角度範囲は、第1の角度範囲と同位置に基準線(0°)をとった場合に、180°〜360°にわたる角度範囲とされている。
The difference of this embodiment from the first embodiment is in the specific configuration of the
また、第1出射面8aは、光軸OAを対称軸として仮定された回転対称面であって光軸OA方向における発光素子2と反対側の端部が光軸OAと交わる面頂点となる所定の回転対称面における第1の角度範囲にわたる部位に相当する形状の曲面に形成されている。より具体的には、図28および図29の構成における第1出射面8aは、第1実施形態における円錐面形状の出射面8を二等分した半円錘面形状に形成されている。
Further, the first emission surface 8a is a rotationally symmetric surface assumed with the optical axis OA as the symmetry axis, and the end opposite to the
さらに、第2出射面8bは、第1出射面8aよりも被照射面15a、17a、18a、25aから離れた位置に配置された状態で、出射面8の形状を光軸OA回りの全角度範囲にわたる回転対称面形状(本実施形態においては円錐面形状)と仮定した場合と比較して、被照射面15a、17a、18a、25aに向かって出射される光束を多くするような所定の形状に形成されている。より具体的には、図28および図29の構成における第2出射面8bは、光軸OA方向における発光素子2と反対側に向かうにしたがって光軸OAに接近するような光軸OAに対して傾きを有する傾斜平面であって、その発光素子2と反対側の端辺が、光軸OA上において第1出射面8aの面頂点と交わり、なおかつ、当該端辺が、光軸OA上から離れるにしたがって第1の出射面8aとの段差が大きくなるような傾斜平面に形成されている。
Further, the second emission surface 8b is arranged at a position farther from the irradiated surfaces 15a, 17a, 18a, and 25a than the first emission surface 8a, and the shape of the
さらにまた、図28に示すように、貫通溝32は、第1出射面8aの形成角度範囲である第1の角度範囲内の位置に形成されている。より具体的には、同図の構成において、貫通溝32における周方向の中心部と、第1出射面8aの周方向における中心部とは、光軸OA回りの回転角度位置が互いに一致している。
Furthermore, as shown in FIG. 28, the through
また、前述した第1出射面8aと第2出射面8bとの段差の部分には、光軸方向に平行な段差面8cが形成されている。この段差面8cは、被照射面15a、17a、18a、25a上への光の照射に利用してもよい。 Further, a step surface 8c parallel to the optical axis direction is formed at the step portion between the first exit surface 8a and the second exit surface 8b. The step surface 8c may be used for irradiating light onto the irradiated surfaces 15a, 17a, 18a, and 25a.
このような本実施形態における光束制御部材50は、例えば、図30に示すように、第1出射面8aが被照射面15aに向けられた状態で配置され、被照射面15aの照明に用いられるようになっている。
For example, as shown in FIG. 30, the light
ここで、図31は、本実施形態における光束制御部材50を被照射面15aの照明に用いた場合の被照射面15a上の照度分布を模式的に示したものである。同図の概要は第1実施形態の図7と同様である。図31に示すように、本実施形態によれば、同図における最も周辺側の等高線の内側となる領域が、図7の場合と比較して横方向に拡大していることが分かる。このことは、本実施形態における構成が、被照射面15a、17a、18a、25aにおける光源近傍の領域の光量不足を改善することだけでなく、第2出射面8bによって被照射面15aに向かう光束を多くして、被照射面15aにおける十分な光量が照射される領域を拡大することができることを示すことに他ならない。
Here, FIG. 31 schematically shows an illuminance distribution on the illuminated surface 15a when the light
なお、このような本実施形態における出射面8の構成は、本出願人によって先になされた特願2010−145485号にも開示されている。同出願の出願書類には、第2出射面の一部を急斜面としたもの(同出願の図12参照)や、第1出射面を非球面としたもの(同出願の図16参照)等の種々の変形例が記載されているが、これらの変形例は、本発明においても適宜採用することができる。また、この他にも、第2出射面8bをシリンドリカル面やトロイダル面に形成してもよい。
In addition, the structure of the
(外照式及び内照式照明装置における発光装置と被照射面との位置関係変形例)
また、複数の発光装置を広いピッチで配置し、これら発光装置からの出射光によって被照射面15a、17a、18a、25aを照射する場合や、1つの発光装置からの出射光によって投影光軸に対して直交方向に広い範囲を照射する場合には、図41に示したように、被照射面の発光装置間に対応する位置(1つの発光装置からの出射光が照射する領域の横方向)に暗部が発生する虞がある。
(Modification of positional relationship between light emitting device and irradiated surface in external illumination and internal illumination devices)
In addition, when a plurality of light emitting devices are arranged at a wide pitch and the irradiated surfaces 15a, 17a, 18a, and 25a are irradiated by the light emitted from these light emitting devices, or the projection light axis is emitted by the light emitted from one light emitting device. On the other hand, when irradiating a wide range in the orthogonal direction, as shown in FIG. 41, positions corresponding to the light emitting devices on the irradiated surface (the horizontal direction of the region irradiated with the emitted light from one light emitting device) There is a risk that dark areas will occur.
このように、1つの発光装置からの出射光による被照射面上の照射領域を投影光軸に対して直交方向に広げて照度分布を改善する必要がある場合には、光束制御部材30の出射機能部32、35、39、43、47形成位置を被照射面側に向けず、それら出射機能部の周方向における中央部が、光軸OAを含む被照射面に垂直な第1の仮想平面に対して直交し、且つ光軸OAを含むような第2の仮想平面上に位置されていることが望ましい。
As described above, when it is necessary to improve the illuminance distribution by extending the irradiation area on the surface to be irradiated by the light emitted from one light emitting device in a direction orthogonal to the projection optical axis, the light emitted from the light
以上述べたように、本発明によれば、出射機能部32、35、39、43、47によって、第3の光L3を、出射面8よりも発光素子2側の位置において、出射面8から出射される第1の光L1および第2の光L2よりも光軸OAに対して大きな角度方向に出射させることができるので、第3の光L3を、被照射面15a、17a、18a、25aにおける第1の光L1及び第2の光L2が照射し難い領域に照射して、この領域の光量不足を改善することができる。
As described above, according to the present invention, the
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change can be made in the limit which does not impair the characteristic of this invention.
2 発光素子
5 凹部
6 第1入射面
7 第2入射面
8 出射面
10 外周面
11 全反射面
32 貫通溝(切り欠き部)
2 Light-Emitting
Claims (8)
前記光束制御部材は、
前記発光素子に対向して配置される発光素子対向面部と、前記発光素子対向面部に対して前記発光素子と反対側に形成された出射面と、前記発光素子対向面部の外周端部から前記出射面の外周端部へ向かって延設された外周面とを備え、
前記発光素子対向面部には、
前記発光素子から出射された光を前記光束制御部材内へ入射させるための凹部が形成され、
前記凹部は、
光軸に直交する平面として形成され、前記発光素子から出射された光のうちの中心側の第1の光が入射する第1入射面と、
この第1入射面の外周端部から前記発光素子側に向かって延設され、前記発光素子から出射される光のうちの前記第1の光の外側の第2の光が入射する第2入射面とを有し、
前記外周面は、
前記第2入射面に入射する前記第2の光が前記出射面に向けて全反射されるように、前記発光素子対向面部側から前記出射面側に向かって、漸次、直径が拡径するように形成された全反射面を有し、
前記出射面は、
前記第1入射面から入射し直接到達した前記第1の光および前記第2入射面から入射し前記全反射面を経て到達した前記第2の光を前記被照射面に向けて出射させ、
前記外周面には、
前記第2の光の一部をなす第3の光を、前記出射面に到達させずに前記出射面よりも前記発光素子側の位置において前記外周面の外側に出射させる出射機能部が形成され、
前記出射機能部は、
前記第3の光を、前記出射面から出射される前記第1の光および前記第2の光よりも前記光軸から大きな角度方向に出射させるように、前記外周面と前記凹部の内周面とに挟まれた光束制御部材本体の壁部における前記外周面の周方向の一部で且つ前記発光素子対向面部側に形成された切り欠き部、または外周面粗面化部であり、
前記切り欠き部は、
前記外周面と前記凹部の内周面とに挟まれた光束制御部材本体の壁部を、前記外周面の周方向の一部で且つ発光素子対向面部側の所定の部位において、前記壁部の厚みを減ずるように、前記光軸と平行にそぎ落として凹設される平面出射部またはくりぬいて凹設される曲面出射部を有しており、前記第3の光を、前記第2入射面への入射後に前記平面出射部において屈折させもしくは前記曲面出射部において屈折および発散させて前記外周面の外側に出射させるように形成されており、
前記外周面粗面化部は、
前記外周面の周方向の一部で且つ発光素子対向面部側の所定の部位を粗面化されており、前記第3の光を、前記第2入射面への入射後に前記外周粗面化部において拡散させて前記外周面の外側に出射ように形成されていること
を特徴とする光束制御部材。 A light flux controlling member that irradiates light emitted from the light emitting element from an oblique direction with respect to the irradiated surface by controlling the light distribution characteristics thereof,
The light flux controlling member is
The light emitting element facing surface portion disposed to face the light emitting element, the emitting surface formed on the opposite side of the light emitting element with respect to the light emitting element facing surface portion, and the emission from the outer peripheral end of the light emitting element facing surface portion An outer peripheral surface extending toward the outer peripheral end of the surface,
In the light emitting element facing surface portion,
A recess is formed for allowing light emitted from the light emitting element to enter the light flux controlling member,
The recess is
A first incident surface that is formed as a plane perpendicular to the optical axis and on which the first light on the center side of the light emitted from the light emitting element is incident;
A second incident that extends from the outer peripheral end of the first incident surface toward the light emitting element, and in which the second light outside the first light out of the light emitted from the light emitting element is incident. And having a surface,
The outer peripheral surface is
The diameter gradually increases from the light emitting element facing surface side toward the exit surface side so that the second light incident on the second entrance surface is totally reflected toward the exit surface. Having a total reflection surface formed on
The exit surface is
The first light incident from the first incident surface and directly reached and the second light incident from the second incident surface and reached through the total reflection surface are emitted toward the irradiated surface,
On the outer peripheral surface ,
An emission function unit is formed that emits the third light that forms a part of the second light to the outside of the outer peripheral surface at a position closer to the light emitting element than the emission surface without reaching the emission surface. And
The emission function unit is
The third light, the so that is emitted in a large angle direction from the optical axis than the first light and said second light emitted from the exit surface, the inner periphery of the said outer peripheral surface recess A notch portion formed on the light emitting element facing surface portion side in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the wall portion of the light flux controlling member main body sandwiched between the surfaces, or an outer peripheral surface roughening portion,
The notch is
A wall portion of the light flux controlling member main body sandwiched between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the concave portion is a part of the circumferential direction of the outer peripheral surface and a predetermined portion on the light emitting element facing surface side of the wall portion. In order to reduce the thickness, it has a flat surface emitting portion that is recessed by being cut parallel to the optical axis or a curved surface emitting portion that is hollowed and recessed, and the third light is transmitted to the second incident surface. Is formed so as to be refracted at the flat emission part or refracted and diverged at the curved emission part to be emitted to the outside of the outer peripheral surface after being incident on the outer surface,
The outer peripheral surface roughened portion is
A portion of the outer peripheral surface in the circumferential direction and a predetermined portion on the light emitting element facing surface portion side is roughened, and the third light is incident on the second incident surface and then the outer peripheral roughened portion. A light flux controlling member, wherein the light flux controlling member is formed so as to be emitted outside the outer peripheral surface .
前記第2入射面における前記発光素子対向面部側の所定の部位を粗面化した入射粗面化部を更に有し、前記第3の光を、前記入射粗面化部において拡散させることによって前記外周面においてこれの外側に透過されるようにすること
を特徴とする請求項1に記載の光束制御部材。 The emission function unit is
Further comprising an incident roughened portion roughened predetermined portion of the light emitting element facing surface side of the second incident surface, the third light, the by diffusing in the incident roughened portion The light flux controlling member according to claim 1 , wherein the light flux is transmitted to the outside of the outer peripheral surface.
光束制御部材本体を保持するためのホルダが配置され、
前記ホルダは、
前記出射機能部から出射された前記第3の光を屈折または拡散させることによって、前記第3の光の配光特性を補正すること
を特徴とする請求項1または2に記載の光束制御部材。 Outside the outer peripheral surface,
A holder for holding the light flux controlling member body is disposed,
The holder is
By refracting or diffusing the third light emitted from the emitting functional part, the light flux controlling member according to claim 1 or 2, characterized in that to correct the light distribution characteristics of the third light.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の光束制御部材と
を備え、
前記発光素子が、前記光の中心軸を前記光束制御部材の光軸に合致させた状態で前記光束制御部材の前記凹部に臨む位置に配置されていること
を特徴とする発光装置。 A light emitting element that emits light;
A light flux controlling member according to any one of claims 1 to 3 ,
The light emitting device, wherein the light emitting element is disposed at a position facing the concave portion of the light flux controlling member in a state where a central axis of the light coincides with an optical axis of the light flux controlling member.
この発光装置による光の照射が行われる被照射面と
を備え、
前記発光装置の前記光束制御部材は、前記出射機能部を前記被照射面側に向けた状態で配置されていること
を特徴とする照明装置。 A light emitting device according to claim 4 ;
An illuminated surface on which light is emitted by the light emitting device, and
The light flux controlling member of the light emitting device is disposed in a state where the emission function portion is directed to the irradiated surface side.
この発光装置による光の照射が行われる被照射面と
を備え、
前記発光装置の前記光束制御部材は、前記出射機能部を前記被照射面から遠ざけた状態で配置されていること
を特徴とする照明装置。 A light emitting device according to claim 4 ;
An illuminated surface on which light is emitted by the light emitting device, and
The light flux controlling member of the light emitting device is disposed in a state where the emission function unit is away from the irradiated surface.
前記光束制御部材は、前記被照射面を照射する前記光束制御部材からの出射光のうち、前記光軸に対して大きな角度の出射光が前記光軸に対して小さな角度の出射光よりも前記被照射面への入射角が小さくなるように前記被照射面に対して傾いた状態で配置されていること
を特徴とする請求項5または6に記載の照明装置。 It is an external lighting device,
The luminous flux control member is configured such that, of the emitted light from the luminous flux control member that irradiates the irradiated surface, the emitted light having a larger angle with respect to the optical axis is more than the emitted light having a smaller angle with respect to the optical axis. The illuminating device according to claim 5 or 6 , wherein the illumination device is arranged in an inclined state with respect to the irradiated surface so that an incident angle to the irradiated surface is reduced.
前記光束制御部材は、前記被照射面を照射する前記光束制御部材からの出射光のうち、前記光軸に対して大きな角度の出射光が前記光軸に対して小さな角度の出射光よりも前記被照射面への入射角が小さくなるような状態で配置されていること
を特徴とする請求項5または6に記載の照明装置。 It is an internally illuminated lighting device,
The luminous flux control member is configured such that, of the emitted light from the luminous flux control member that irradiates the irradiated surface, the emitted light having a larger angle with respect to the optical axis is more than the emitted light having a smaller angle with respect to the optical axis. The illumination device according to claim 5 or 6 , wherein the illumination device is arranged in a state in which an incident angle to an irradiated surface is small.
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