JP5957340B2 - 光束制御部材および照明装置 - Google Patents
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Description
[照明装置の構成]
図3は、本発明の実施の形態1の照明装置100の断面図である。本実施の形態の照明装置は、白熱電球に代えて使用されうる。
発光素子130は、照明装置100の光源であり、台座110上に固定された基板120上に実装されている。発光素子130は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード(LED)である。基板120上に複数の発光素子130が実装されている場合、各発光素子130は、円周上に配置されていてもよい。なお、基板120の形状は、発光素子130を実装することができれば特に限定されず、板状でなくてもよい。また、台座110の形状は、基板120を固定することができれば特に限定されず、板状でなくてもよい。
光束制御部材170は、発光素子130から出射された光の配光を制御する。図4および図5は、光束制御部材170の構成を示す図である。図4は斜視図であり、図5Aは平面図であり、図5Bは正面図であり、図5Cは底面図であり、図5Dは図5Aに示すA−A線の断面図である。また、図6は、光束制御部材170の分解斜視図である。これらの図に示されるように、光束制御部材170は、第1光束制御部材140(透過反射部材)、第2光束制御部材150(集光部材)およびホルダ160(支持部材かつ拡散透過部材)を含む。また、第2光束制御部材150およびホルダ160は、一体化されている。
図7は、第2光束制御部材150およびホルダ160の構成を示す図である。図7Aは平面図であり、図7Bは正面図であり、図7Cは底面図であり、図7Dは図7Aに示すB−B線の断面図である。前述の通り、第2光束制御部材150およびホルダ160は、一体化されている。
第2光束制御部材150は、発光素子130から出射された光の一部の進行方向を制御し、第2光束制御部材150からの出射光の方が発光素子130からの出射光よりも配光が狭まるように機能する。図7Aに示されるように、第2光束制御部材150は、平面視形状が略円形に形成された部材である。第2光束制御部材150は、ホルダ160により支持されており、その中心軸CA2が光軸LAと一致するように、発光素子130に対して空気層を介して配置されている(図3参照)。基板120上に複数の発光素子130が配置されている場合、「発光素子130の光軸LA」とは、複数の発光素子130からの立体的な光束の中心における光の進行方向をいう。
図8は、第1光束制御部材140の構成を示す図である。図8Aは平面図であり、図8Bは正面図であり、図8Cは底面図であり、図8Dは図8Aに示すC−C線の断面図であり、図8Eは右側面図である。
カバー180は、台座110に位置決めされるとともに、光束制御部材170により進行方向を制御された光(反射光および透過光)を拡散させつつ透過させる。カバー180は、開口部を有する中空領域が形成された部材である。基板120、発光素子130および光束制御部材170は、カバー180の中空領域内に配置される。
本実施の形態の光束制御部材170は、例えば以下の手順により製造されうる。
実施の形態1の光束制御部材170は、発光素子130からの出射光の進行方向を第1光束制御部材140および第2光束制御部材150を用いて制御して、出射光を前方方向、側方方向および後方方向へ振り分けることができる。したがって、実施の形態1の光束制御部材170を有する照明装置100は、前方方向、側方方向および後方方向へ向かう出射光量をそれぞれ制御して、白熱電球に近い配光特性を実現することができる。
実施の形態2の照明装置および光束制御部材は、ホルダの形状のみが実施の形態1の照明装置100および光束制御部材170と異なる。そこで、実施の形態1の照明装置100および光束制御部材170と同じ構成要素については同一の符番を付し、説明を省略する。
実施の形態2の光束制御部材は、実施の形態1の光束制御部材170よりも軽量でありながら、実施の形態1の光束制御部材170と同様の効果を有する。
実施の形態3の照明装置および光束制御部材は、ホルダの形状のみが実施の形態1の照明装置100および光束制御部材170と異なる。そこで、実施の形態1の照明装置100および光束制御部材170と同じ構成要素については同一の符番を付し、説明を省略する。
実施の形態3の光束制御部材は、実施の形態1の光束制御部材170よりも軽量でありながら、実施の形態1の光束制御部材170と同様の効果を有する。
実施の形態4の照明装置および光束制御部材は、ホルダの形状のみが実施の形態1の照明装置100および光束制御部材170と異なる。そこで、実施の形態1の照明装置100および光束制御部材170と同じ構成要素については同一の符番を付し、説明を省略する。
実施の形態4の光束制御部材は、実施の形態1の光束制御部材170と同様の効果に加え、第1光束制御部材140と第2光束制御部材150との間の空間の温度上昇を抑制できるという効果をさらに有する。
実施の形態5の照明装置および光束制御部材は、第2光束制御部材を有しない点で実施の形態1の照明装置100および光束制御部材170と異なる。そこで、実施の形態1の照明装置100および光束制御部材170と同じ構成要素については同一の符番を付し、説明を省略する。
実施の形態5の光束制御部材は、実施の形態1の光束制御部材170と同様の効果を有する。前方方向、側方方向、後方方向、それぞれへの光の配分を調整する必要がある場合には、第1光束制御部材140の透過性能と反射性能とのバランスや反射面形状を調整することで、狙いの配光分布を得ることが可能となる。
実施の形態6の照明装置および光束制御部材は、第2光束制御部材およびホルダの形状が実施の形態1の照明装置100および光束制御部材170と異なる。そこで、実施の形態1の照明装置100および光束制御部材170と同じ構成要素については同一の符番を付し、説明を省略する。
実施の形態6の光束制御部材は、実施の形態1の光束制御部材170よりも軽量でありながら、実施の形態1の光束制御部材170と同様の効果を有する。また、実施の形態6の光束制御部材は、基板120上に容易に固定されうる。
なお、実施の形態1〜4,6では、第2光束制御部材とホルダとが一体化されている例について説明したが、第2光束制御部材およびホルダはそれぞれ別個の部材であってもよい。この場合、ホルダに第1光束制御部材を固定する前に、ホルダに第2光束制御部材を固定することが必要である。第2光束制御部材の固定方法は、特に限定されない。たとえば、ホルダの内周面に円周方向に段部を形成し、この段部を利用して第2光束制御部材を固定してもよい。
12 LED
14 ケース
14a ケース本体
14b 蓋部
16 透過反射膜
18 爪
20 切り欠き部
100 照明装置
110 台座
120 基板
130 発光素子
140 第1光束制御部材
141 反射面
142 フランジ
143 嵌合部
144 凹部
150,650 第2光束制御部材
151 入射面
152 全反射面
153 出射面
160,260,360,460,560,660 ホルダ
161 端面
162 ガイド突起
163 爪部
165 段部
166 換気口
170 光束制御部材
180 カバー
461 換気溝
651 入射領域
652 屈折部
653 フレネルレンズ部
654 出射領域
661 位置決めボス
662 位置決め爪
CA1 第1光束制御部材の中心軸
CA2 第2光束制御部材の中心軸
LA 発光素子の光軸
Claims (12)
- 発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材であって、
光透過性を有する略円筒形状のホルダと、
前記ホルダの一方の端面上に配置され、前記発光素子から出射された光の一部を反射し、一部を透過させる第1光束制御部材と、を有し、
前記第1光束制御部材は、表裏関係にある2つの主要面を有し、
前記ホルダの前記一方の端面の外周部の一部には、ガイド突起が設けられており、
前記ホルダの前記一方の端面には、1または2以上の爪部が設けられており、
前記第1光束制御部材の外周部には、前記第1光束制御部材が前記ホルダの前記一方の端面上に装着された際に、前記爪部と前記一方の端面との間に位置する嵌合部が設けられており、
前記第1光束制御部材は、前記ガイド突起に沿って回転可能に径嵌合されることで径方向の移動が規制され、
前記ホルダの前記一方の端面上で前記第1光束制御部材を回転させて前記嵌合部を前記爪部と前記一方の端面との間に係合させることで、前記第1光束制御部材は、前記ホルダの前記一方の端面上に固定されている、光束制御部材。 - 平面視したときに、前記第1光束制御部材の外周部は、全周にわたり前記ホルダの前記一方の端面と重なっている、請求項1に記載の光束制御部材。
- 前記発光素子からの出射光のうち、少なくとも最大強度の光が出射される方向から前記最大強度の半分の強度の光が出射される方向までの角度範囲内に出射される光は、前記ホルダおよび前記第1光束制御部材の少なくともいずれか一方を透過して、前記ホルダおよび前記第1光束制御部材に囲まれた内部領域から外部領域へ出射される、請求項1に記載の光束制御部材。
- 前記発光素子から出射された光の少なくとも一部を入射し、入射した光を所定の配光特性を有する光に制御して前記第1光束制御部材に向けて出射する第2光束制御部材をさらに有し、
前記第2光束制御部材は、前記発光素子から出射された光の少なくとも一部を入射する入射面と、前記入射面に入射した光の一部を前記第1光束制御部材に向けて反射する全反射面と、前記入射面に入射した光の一部および前記全反射面で反射された光を出射する出射面と、を有し、
前記第1光束制御部材は、前記第2光束制御部材から出射された光の一部を反射し、一部を透過させる、
請求項1に記載の光束制御部材。 - 前記第1光束制御部材は、前記発光素子と対向し、かつ前記発光素子から出射された光の一部を反射させる反射面を有し、
前記反射面は、前記発光素子の光軸を回転軸とする回転対称面であり、前記回転対称面の母線が前記発光素子に対して凹の曲線となるように形成され、
前記反射面の外周部は、前記反射面の中心部の位置と比較して、前記発光素子の光軸の方向における前記発光素子からの距離が離れた位置に形成される、
請求項1に記載の光束制御部材。 - 前記発光素子から出射された光の少なくとも一部を入射し、入射した光を所定の配光特性を有する光に制御して前記第1光束制御部材に向けて出射する第2光束制御部材をさらに有し、
前記第2光束制御部材は、前記発光素子から出射された光の少なくとも一部を入射する入射面と、前記入射面に入射した光の一部を前記第1光束制御部材に向けて反射する全反射面と、前記入射面に入射した光の一部および前記全反射面で反射された光を出射する出射面と、を有し、
前記第1光束制御部材は、前記第2光束制御部材と対向し、かつ前記第2光束制御部材から出射された光の一部を反射させる反射面を有し、
前記反射面は、前記発光素子の光軸を回転軸とする回転対称面であり、前記回転対称面の母線が前記発光素子に対して凹の曲線となるように形成され、
前記反射面の外周部は、前記反射面の中心部の位置と比較して、前記発光素子の光軸の方向における前記発光素子からの距離が離れた位置に形成される、
請求項1に記載の光束制御部材。 - 前記発光素子から出射された光の少なくとも一部を入射し、入射した光を所定の配光特性を有する光に制御して前記第1光束制御部材に向けて出射する第2光束制御部材をさらに有し、
前記第2光束制御部材は、前記発光素子から出射された光の少なくとも一部を入射する入射領域と、前記入射領域に入射した光を出射する出射領域と、を有し、
前記入射領域は、前記発光素子から出射された光の一部を入射する第1傾斜面および前記第1傾斜面に入射した光を前記出射領域に向けて反射させる第2傾斜面を有する、同心円状に配置された円環状の突起を複数有するフレネルレンズ部を有し、
前記第1光束制御部材は、前記第2光束制御部材と対向し、かつ前記第2光束制御部材から出射された光の一部を反射させる反射面を有し、
前記反射面は、前記発光素子の光軸を回転軸とする回転対称面であり、前記回転対称面の母線が前記発光素子に対して凹の曲線となるように形成される、
請求項1に記載の光束制御部材。 - 前記反射面には、前記発光素子から出射された光の一部を反射し、一部を透過させる透過反射膜が形成されている、請求項5〜7のいずれか一項に記載の光束制御部材。
- 前記第1光束制御部材は、到達した光の一部を反射し、一部を透過させる材料により形成されている、請求項5〜7のいずれか一項に記載の光束制御部材。
- 前記第1光束制御部材は、到達した光の一部を透過させる透過部を有する、請求項5〜7のいずれか一項に記載の光束制御部材。
- 前記透過部は、貫通孔または凹部である、請求項10に記載の光束制御部材。
- 1または2以上の発光素子と、
請求項1〜11のいずれか一項に記載の光束制御部材と、
前記光束制御部材からの反射光および透過光を拡散させつつ透過させるカバーと、
を有する、照明装置。
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