JP5889065B2 - 光束制御部材、発光装置および照明装置 - Google Patents
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Description
ΔZ1>ΔZ2 …(1)
ΔZ2≠0 …(2)
ただし、ΔZ1は、前記光束制御部材の中心軸と前記出射面との交点のz座標の値から、前記出射面において最もy座標の値が大きい点のz座標の値を引いた値であり、ΔZ2は、前記光束制御部材の中心軸と前記出射面との交点のz座標の値から、前記出射面において最もx座標の値が大きい点のz座標の値を引いた値であり、前記光束制御部材は、ΔZ2の値が最も小さくなるように3次元直交座標系に配置されるものとする。
[発光装置の構成]
図4〜7は、本発明の実施の形態1の発光装置の構成を示す図である。図4は、実施の形態1の発光装置の斜視図である。図5Aは、実施の形態1の発光装置の正面図であり、図5Bは、実施の形態1の発光装置の側面図である。図6Aは、実施の形態1の発光装置の平面図であり、図6Bは、実施の形態1の発光装置の底面図である。図7Aは、図5Aに示されるA−A線の断面図であり、図7Bは、図5Bに示されるB−B線の断面図である。
ΔZ1>ΔZ2 …(1)
ΔZ2≠0 …(2)
図4〜7に示される実施の形態1の光束制御部材120の配光特性をシミュレーションした。出射面123の形状は、狭義のトロイダル形状である。また、比較のため、図10Aおよび図10Bに示される、回転対称の出射面を有する光束制御部材と、略シリンドリカル形状の出射面を有する光束制御部材の配光特性もシミュレーションした。今回のシミュレーションでは、図11に示されるように、発光素子の発光中心(原点)から角度(θ、γ)で出射された光の光路を計算した。各光束制御部材のサイズはほぼ同じであり、出射面の外縁はx=±8.0およびy=±8.0を通る(図13参照)。図12に示されるように、光束制御部材のxz平面と平行になるように、y=−20.0の位置に被照射面220が配置されていると仮定した。
次に、実施の形態1の発光装置100を含む照明装置について説明する。ここでは、本発明の照明装置の代表例として、内照式の照明装置(例えば内照式看板)について説明する。
実施の形態1の発光装置100は、発光装置100間の中心間距離P(図16参照)や発光装置100と被照射面との間隔などに応じて、出射面123のx軸方向の曲率とy軸方向の曲率をそれぞれ別個に調整することで、x軸方向およびy軸方向の配光をそれぞれ別個に制御することができる。したがって、発光装置100を含む照明装置200では、暗部40および輝部50をほとんど発生させることなく、被照射面220a,bを均一に照らすことができる(図14参照)。
[発光装置の構成]
図18〜21は、本発明の実施の形態2の発光装置の構成を示す図である。図18は、実施の形態2の発光装置の斜視図である。図19Aは、実施の形態2の発光装置の正面図であり、図19Bは、実施の形態2の発光装置の側面図である。図20Aは、実施の形態2の発光装置の平面図であり、図20Bは、実施の形態2の発光装置の底面図である。図21Aは、図19Aに示されるA−A線の断面図であり、図21Bは、図19Bに示されるB−B線の断面図である。なお、図4〜7に示される実施の形態1の発光装置100と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
ΔZ1>ΔZ2 …(1)
ΔZ2≠0 …(2)
実施の形態2の発光装置300は、実施の形態1の発光装置100と同様に、x軸方向およびy軸方向の配光を制御して、被照射面を均一に照らすことができる。したがって、発光装置300を含む照明装置では、被照射面の照度分布をより均一にすることができる。
[発光装置の構成]
図22〜25は、本発明の実施の形態3の発光装置の構成を示す図である。図22は、実施の形態3の発光装置の斜視図である。図23Aは、実施の形態3の発光装置の正面図であり、図23Bは、実施の形態3の発光装置の背面図であり、図23Cは、実施の形態3の発光装置の側面図である。図24Aは、実施の形態3の発光装置の平面図であり、図24Bは、実施の形態3の発光装置の底面図である。図25は、図23Cに示されるA−A線の断面図である。なお、図4〜7に示される実施の形態1の発光装置100および図18〜21に示される実施の形態2の発光装置300と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
ΔZ1>ΔZ2 …(1)
ΔZ2≠0 …(2)
一方、第2出射面411bは、光束制御部材410の中心軸CAを回転軸として母線を回転させて形成された円錐面の一部である。
実施の形態3の光束制御部材410は、第1出射面411aでは光をx軸方向およびy軸方向に広げるが、第2出射面411bでは光を集光させる。このため、実施の形態3の光束制御部材410は、出射面411に占める第2出射面411bの割合を制御することで、光の広配光化と集光とのバランスを調整することができる。したがって、光束制御部材410を含む照明装置では、被照射面の照度分布をより均一にすることができる。
20 発光装置
30 基板
40 明部
50 輝部
100,300,400 発光装置
110 発光素子
120,310,410 光束制御部材
121 入射面
121a 内天面
121b 内側面
122 全反射面
123,311,411 出射面
124 凹部
200 照明装置
210 基板
220,220a,220b 被照射面
230 天板
240 反射面
411a 第1出射面
411b 第2出射面
CA 中心軸
Claims (10)
- 発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材であって、
前記発光素子から出射された光を入射する入射面と、
前記入射面から入射した光の一部を全反射する全反射面と、
前記入射面から入射した光の一部および前記全反射面で反射した光を出射する出射面と、を有し、
前記入射面は、前記発光素子と対向する位置に、前記光束制御部材の中心軸と交わるように形成され、
前記出射面は、前記入射面の反対側の位置に、前記光束制御部材の中心軸と交わるように形成され、
前記全反射面は、前記光束制御部材の中心軸を取り囲み、かつ前記入射面側から前記出射面側に向かって、漸次、直径が拡大するように形成され、
前記出射面は、前記発光素子の発光中心の位置が原点となり、前記光束制御部材の中心軸がz軸と一致し、かつ前記発光素子の発光中心から前記出射面に向かう方向がz軸の正方向となるように、前記光束制御部材を3次元直交座標系に配置したときに、以下の式(1)および式(2)を満たす、
光束制御部材。
ΔZ1>ΔZ2 …(1)
ΔZ2≠0 …(2)
ただし、ΔZ1は、前記光束制御部材の中心軸と前記出射面との交点のz座標の値から、前記出射面において最もy座標の値が大きい点のz座標の値を引いた値であり、ΔZ2は、前記光束制御部材の中心軸と前記出射面との交点のz座標の値から、前記出射面において最もx座標の値が大きい点のz座標の値を引いた値であり、前記光束制御部材は、ΔZ2の値が最も小さくなるように3次元直交座標系に配置されるものとする。 - 前記出射面は、前記3次元直交座標系のxz平面上に稜線を有し、
前記出射面は、前記3次元直交座標系のxz平面に平行な任意の断面において、曲率を有し、かつx=0における前記出射面の曲率半径をR1とし、x≠0の任意の点における前記出射面の曲率半径をR2としたとき、R1=R2を満たす、
請求項1に記載の光束制御部材。 - 前記出射面は、前記3次元直交座標系において、y=0であるxz平面に平行な断面における前記出射面の曲率中心O1の座標を(x1,y1,z1)とし、y≠0であるxz平面に平行な断面における前記出射面の曲率中心O2の座標を(x2,y2,z2)としたとき、x1=x2=0、かつz1=z2を満たす、請求項2に記載の光束制御部材。
- 前記出射面は、前記3次元直交座標系において、y=0であるxz平面に平行な断面における前記出射面の曲率中心O1の座標を(x1,y1,z1)とし、y≠0であるxz平面に平行な断面における前記出射面の曲率中心O2の座標を(x2,y2,z2)としたとき、x1=x2=0、かつz1≠z2を満たす、請求項2に記載の光束制御部材。
- 前記ΔZ1および前記ΔZ2は、いずれも正の値である、請求項1に記載の光束制御部材。
- 前記ΔZ1は、正の値であり、
前記ΔZ2は、負の値である、
請求項1に記載の光束制御部材。 - 前記出射面は、前記3次元直交座標系のy<0の空間において、前記光束制御部材の中心軸を回転軸として母線を回転させて形成された円錐面の一部を含む、請求項1に記載の光束制御部材。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の光束制御部材と、発光素子とを有し、
前記光束制御部材は、前記光束制御部材の中心軸が前記発光素子の光軸と合致するように配置されている、発光装置。 - 請求項8に記載の発光装置と、
前記発光装置からの光を照射される平面状の被照射面と、を有し、
前記発光装置は、前記3次元直交座標系のx軸が前記被照射面に対して平行になるように配置されている、
照明装置。 - 複数の前記発光装置が、前記被照射面と平行な直線上に一列に配置されている、請求項9に記載の照明装置。
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