JP6079370B2 - レンズ、透過型光学素子及び照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子の放射光を配光制御するレンズ、透過型光学素子及び照明器具に関する。

従来、複数のＬＥＤの各々を個別にレンズで覆い、これらのレンズによりＬＥＤの放射光を配光する照明器具が知られている。この種の照明器具においては、ＬＥＤを覆うランプカバーにレンズを一体に設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１００７２１号公報

上記のような照明器具では、ＬＥＤが放射する光の配光制御は、照明器具の利用目的に応じたニーズに応じて行われる。例えば、従来の照明器具を、街路を照明する街路灯に採用した場合、器具本体の前方向については広い範囲に光を照射したいが、照明器具の後方向には、光を照射したくないというニーズもある。
器具本体の一方向に配光制御する方法としては、反射鏡を用いることが考えられるが、ＬＥＤからの直接光と、反射鏡による反射光とが重ね合わされることとなり、照度むらが生じやすい上に、ＬＥＤからの直接光は配光の制御自由度が小さい。また、レンズを用いて配光制御を行う場合には、出射角を大きく変更させる必要があるため、レンズが大型化してしまう。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、レンズの大型化を抑制しつつ、一方向に配光制御可能なレンズ、透過型光学素子及び照明器具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のレンズは、入射面がレンズ内面に凸状に湾曲し、湾曲した内部に発光素子の配置位置である設計基準位置が設定され、出射面がこの入射面に対してレンズ外面に凸形状であるレンズにおいて、光の入射面、及び出射面の両方に、一方向にレンズの肉厚を薄くする方向に順次低くなる複数の段部を、設計基準位置から放射されて各入射面に入射された光が各出射面に放射されるように対応付けて設け、各入射面及び各出射面は一方向に配光制御する角度で設けられたことを特徴とする。

上記構成において、前記出射面には、一方向に並んだ段部と同じ並びの外側に設けられ、設計基準位置から放射され前記入射面から入射した光を全反射する全反射面と、当該全反射面で反射された光を出射する反射光出射面とを含み、前記反射光出射面は、前記全反射面の他から入射した光に対して、全反射面として作用してもよい。

また、本発明は、入射面がレンズ内面に凸状に湾曲し、湾曲した内部に発光素子の配置位置である設計基準位置が設定され、出射面がこの入射面に対してレンズ外面に凸形状であるレンズを複数一体に備えた透過型光学素子において、前記レンズには、光の入射面、及び出射面の両方に、一方向にレンズの肉厚を薄くする方向に順次低くなる複数の段部を、設計基準位置から放射されて各入射面に入射された光が各出射面に放射されるように対応付けて設け、各入射面及び各出射面は一方向に配光制御する角度で設けられたことを特徴とする。

上記構成において、複数の前記発光素子が表面に設けられた基板の表面に重ねて設置される平板部を備え、前記平板部の表面に複数の前記レンズが一体成形され、前記平板部には前記レンズにそれぞれ対応する貫通孔を備え、かつ、この貫通孔と前記レンズの内側とを連通させてもよい。

上記構成において、前記レンズの裏側には前記発光素子を配置する凹部を備え、前記平板部の裏側には前記レンズを囲むリブを備え、前記リブを前記基板に当接させて前記リブの内側に前記レンズの凹部に連通する空隙を設け、当該空隙に前記貫通孔を連通させてもよい。

上記構成において、前記レンズの裏側には前記発光素子を配置する凹部を備え、前記レンズの裏側に、前記レンズの凹部と前記貫通孔とを連通する連通凹部を設けてもよい。
上記構成において、前記レンズの裏側に、前記レンズの凹部と前記貫通孔とを連通する連通凹部を設けてもよい。

また、本発明は、複数の発光素子と、複数の前記発光素子にそれぞれ対応する複数のレンズを一体に有し、各レンズは、入射面がレンズ内面に凸状に湾曲し、湾曲した内部に発光素子の配置位置である設計基準位置が設定され、出射面がこの入射面に対してレンズ外面に凸形状である透過型光学素子と、を備えた照明器具において、前記レンズには、光の入射面、及び出射面の両方に、一方向にレンズの肉厚を薄くする方向に順次低くなる複数の段部を、設計基準位置から放射されて各入射面に入射された光が各出射面に放射されるように対応付けて設け、各入射面及び各出射面は一方向に配光制御する角度で設けられたことを特徴とする。

本発明によれば、光の入射面、及び出射面の両方に、一方向に順次低くなる複数の段部を、入射面と出射面の段部と対応付けて設けたため、一方向に複数の出射面を設けることができるので、一方向への光配光制御の自由度を向上できる。また、レンズの入射面及び出射面の両方に複数の段部を設けることで、レンズの肉厚を入射面及び出射面の両方から薄くすることができる。

本発明の実施形態に係る照明器具を示す斜視図である。 レンズユニットを前方から示す斜視図である。 レンズユニットを後方から示す斜視図である。 レンズユニットを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は背面図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 レンズを拡大して示す図である。 一の器具本体の照度分布を示す図であり、（Ａ）はレンズを示す側面図、（Ｂ）は出射面４９からの光による照度分布、（Ｃ）は出射面４８からの光による照度分布、（Ｄ）は出射面４１からの光による照度分布、（Ｅ）は出射面４２からの光による照度分布、（Ｆ）は出射面４３からの光による照度分布、（Ｇ）は出射面４０全体からの光による照度分布、（Ｈ）はレンズを示す背面図、（Ｉ）は集光面５０からの光による照度分布を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る照明器具を示す斜視図である。図２はレンズユニットを前方から示す斜視図であり、図３はレンズユニットを後方から示す斜視図である。
照明器具１は、図１に示すように、２つの薄い略直方体型の器具本体１０と、支持部材１１とを備えている。支持部材１１は支柱９への固定部材であり、２つの器具本体１０はそれぞれ後端部１０Ａが支持部材１１に支持されて、背中合わせに配置されている。器具本体１０の底部には、ＬＥＤ基板（基板）１２、及びレンズユニット（透過型光学素子）１３を重ねて取り付けられ、これらを覆うように透明樹脂製のグローブ６１が設けられている。なお、以下の説明では、各器具本体１０について、器具本体１０の支持側を後側、先端側を前側とする。照明器具１は、各器具本体１０について、前方向に延びる配光、いわゆる前方向配光を有する。

ＬＥＤ基板１２は略矩形の回路実装基板であり、このＬＥＤ基板１２には複数（本実施形態では、６つ）のレンズユニット１３が、左右方向に一対ずつ、前後方向に３列、計６つ設けられている。ＬＥＤ基板１２の表面には、図２及び図３に示すように、発光素子の一例たるＬＥＤ１４が、レンズユニット１３に対しそれぞれ複数個（本実施形態では、８つ）ずつ実装されており、これらのＬＥＤ１４によって照明器具１の光源が構成されている。各レンズユニット１３においては、ＬＥＤ１４は、左右方向に３列に配置され、両側の列には３つ、中央の列には２つ配置されている。中央の列の２つのＬＥＤ１４の前後に位置については、前側のＬＥＤ１４は両側の列の最前のＬＥＤ１４と同じ位置に配置され、後側のＬＥＤ１４は両側の列の２番目と最後尾のＬＥＤ１４との間に配置されている。前後方向２列目の一対のレンズユニット１３は、前後方向１列目と３列目の一対のレンズユニット１３と、ＬＥＤ１４が前後方向で重ならないように、中央側に寄せて配置されている。各ＬＥＤ１４は、ＬＥＤ基板１２の面に垂直な方向に放射光の光軸Ｃを有している。各ＬＥＤ１４には、その放射光を上記横長配光に制御する透過型の光制御体たるレンズ１５が設けられている。この照明器具１において、ＬＥＤ１４とレンズ１５の対が成す配光は、全て同じ上述の横長配光であり、１対の配光で器具本体１０の配光が概ね代表される。
この照明器具１では、各レンズ１５は１つのレンズユニット１３として構成されている。複数のレンズ１５を１つのユニットとすることで、ＬＥＤ１４ごとにレンズ１５を組み付ける手間が省け組立性の向上が図られる。

図４はレンズユニット１３を示す図であり、図４（Ａ）は平面図、図４（Ｂ）は側面図、図４（Ｃ）は底面図、図４（Ｄ）は背面図である。図５は、図４のＡ−Ａ断面図である。図６は、レンズを拡大して示す図である。図７は、一の器具本体１０の照度分布を示す図であり、図７（Ａ）はレンズを示す側面図、図７（Ｂ）は出射面４９からの光による照度分布、図７（Ｃ）は出射面４８からの光による照度分布、図７（Ｄ）は出射面４１からの光による照度分布、図７（Ｅ）は出射面４２からの光による照度分布、図７（Ｆ）は出射面４３からの光による照度分布、図７図７（Ｇ）は出射面４０全体からの光による照度分布、図７（Ｈ）はレンズを示す背面図、図７（Ｉ）は集光面５０からの光による照度分布を示す図である。なお、図５及び図６には、ＬＥＤ１４を実装したＬＥＤ基板１２を点線で示している。図７（Ｂ）乃至図７（Ｇ）及び図７（Ｉ）において、図中上側が器具本体１０の前側、下側が器具本体１０の後側を示す。

レンズユニット１３は、図４に示すように、透明樹脂製の平板部１６を有し、その平板部１６の表面１６Ａに上記レンズ１５が一体に樹脂成形されている。平板部１６は、略正方形状を成し、その四隅及び略中央にはネジ孔１８が形成されており、このネジ孔１８にネジを通して器具本体１０の底面１０Ｂ（図１）にレンズユニット１３が固定される。

この照明器具１では、レンズユニット１３とＬＥＤ基板１２がネジ孔ネジで共締めされており、各レンズ１５と、ＬＥＤ基板１２のＬＥＤ１４の位置ズレを防止している。
これに加え、レンズユニット１３の平板部１６の裏面１６Ｂには、図４（Ｃ）に示すように、その面内に複数（図示例では２つ）の位置決めボス１９が立設され、またＬＥＤ基板１２の面内には、図５に示すように、位置決めボス１９を受ける位置決め用孔２０が形成されている。これら位置決めボス１９、及び位置決め用孔２０の係合によって、レンズユニット１３とＬＥＤ基板１２が、より正確な位置に位置決めされる。特に、レンズユニット１３は、ＬＥＤ１４ごとのレンズ１５を含むことから、これらのレンズ１５の正確な位置決めが一度に行われる。

レンズ１５のそれぞれは、対応するＬＥＤ１４に重なる位置に配置され、同一形状を成し、また同一の配光特性をもってＬＥＤ１４の放射光を制御する。
具体的には、レンズ１５は、図６に示すように、レンズ内面に凸状（すなわち底面視で凹状）に湾曲する入射面３０を有し、この入射面３０に対してレンズ外面に凸形状の出射面４０を有し、この入射面３０によってレンズ１５の裏面に凹部２２が形成されている。この凹部２２にはＬＥＤ１４が入り込み、この凹部２２に設定されている設計基準位置ＰａにＬＥＤ１４の発光部の中心である発光点Ｑが配置される。設計基準位置Ｐａは、レンズ１５の光学設計における光源の配置位置であり、このレンズ１５は、この設計基準位置Ｐａに理想的な点光源が配置されるものとして、上記前方向配光が得られるように光学設計されている。

ＬＥＤ１４は、発光点Ｑを含む発光部から光を放射する略点光源とみなすことができ、光軸Ｃを中心に放射状に略全周囲に光を放射し、レンズ１５は、この放射光を一方向（本実施形態では、前方向）に配光する。
具体的には、レンズ１５は、図４（Ａ）及び図５に示すように、出射面４０が略半球状に形成された前部（一部）１５Ａと、この前部１５Ａから出射面４０が後方に広がる後部（他部）１５Ｂとを備えて構成されている。レンズ１５の前部１５Ａは、出射面４０が略半球状に形成されることで前方向に延びる配光が形成され、レンズ１５の前端部に近いほど、ＬＥＤ基板１２の面と成す角度である俯角θが小さく、遠方に向かう光を放射する。また、レンズ１５の前部１５Ａには、図６に示すように、入射面３０及び出射面４０の両方に、前方向に順次低くなる複数（本実施形態では、２つ）の段部３０Ａ−３０Ｃ，４０Ａ−４０Ｃを、入射面３０と出射面４０と対応付けて設けている。このように、レンズ１５の前部１５Ａの入射面３０及び出射面４０の両方に複数の段部３０Ａ−３０Ｃ，４０Ａ−４０Ｃを設けたレンズ１５を形成することで、レンズ１５の前部１５Ａの肉厚を入射面３０及び出射面４０の両方から薄く形成することができ、レンズ１５を容易かつ安価に製造できる。

入射面３０及び出射面４０に複数の段部３０Ａ−３０Ｃ，４０Ａ−４０Ｃを対応付けて設けることで、複数の角度の異なる入射面３１−３３が形成され、これらの入射面３１−３３に対応して複数の角度の異なる出射面４１−４３が形成される。したがって、入射面３１−３３から入射して出射面４１−４３から出射した光Ｋ１−Ｋ３は、異なる角度で前方向に配光される。このように、出射面４１−４３を複数設けることで、光束の区分けを行い、光配光制御の自由度を向上できる。図７（Ｄ）乃至図７（Ｆ）に示すように、出射面４１からの光束は器具本体１０の手前側に、出射面４２からの光束は出射面４１からの光束が照らすエリアよりも遠方に、出射面４３からの光束は出射面４２からの光束が照らすエリアよりも遠方に照射される。

図６に示すように、レンズ１５の後部１５Ｂには、入射面３０に、発光部から後方に放射される光を入射させる入射面３４が形成され、出射面４０に、入射面３４から入射した光を全反射する少なくとも１つの（本実施形態では、２つ）全反射面４４，４５と、当該全反射面４４，４５で反射された光を出射する反射光出射面４６とが形成されている。したがって、入射面３４から入射して全反射面４４，４５で反射されて反射光出射面４６から出射した光Ｋ４，Ｋ５は、器具本体１０内に配光される。

また、入射面３０には、反射光出射面４６に対応して入射面３５が形成され、反射光出射面４６は、反射光出射面４６の他から入射した光、例えば、入射面３５からの光に対して、全反射面４７として作用する。また、全反射面４４，４５は、全反射面４７で反射した光を出射する出射面４８，４９として機能する。これら複数（２つ）の４８，４９は、後方向に連続して角度を変えて設けられている。したがって、入射面３５から入射して全反射面４７で反射された光は出射面４８，４９に向かい、これら出射面４８，４９から出射した光Ｋ８，Ｋ９が異なる角度で前方向に配光される。このように、発光部から後方向に放射される光のうち、一部を器具本体１０内に、その他を全反射面４７で反射させて前方向に配光することで、光が器具本体１０の後方向に出射することを防止している。また、レンズ１５の後部１５Ｂについても、出射面４８，４９を複数設けることで、光束の区分けを行い、光配光制御の自由度を向上できる。図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示すように、出射面４９からの光は器具本体１０の手前側に、出射面４８からの光は出射面４９からの光が照らすエリアよりも遠方に照射される。

また、出射面４２は、図６に示すように、入射面３２から入射して出射面４２を出射した光Ｋ２の一部が照射エリアに至る前（本実施形態では、レンズ１５外）の集光点Ｐ１で集光するように形成されている。これにより、出射面４２から出射した光Ｋ２が、他の出射面から出射した光が照らすエリアまで広がる。
全反射面４７（反射光出射面４６）には、入射面３５から入射して全反射面４７で全反射されて出射面４８を出射する光Ｋ８の一部を照射エリアに至る前（本実施形態では、レンズ１５内）の集光点Ｐ２で集光させる集光面５０が形成されている。これにより、出射面４８から出射した光Ｋ８が、他の出射面から出射した光が照らすエリアまで広がる。
このように、集光点Ｐ１，Ｐ２を有するように出射面４２及び集光面５０を形成することで、出射面４２及び出射面４８から出射する光Ｋ２，Ｋ８に広がりを持たすことができ、光束が集中する部分を生じ難くし、照度ムラを抑えることができる。図７（Ｅ）及び図７（Ｉ）に示すように、出射面４２及び集光面５０からの光束は、他の出射面４１−４５単独からの光束に比べ、広い範囲に照射している。

ところで、照明器具１においては、より高出力型のＬＥＤ１４を光源に用いるほど、照射エリアを広範囲にすることができる。
そこで、多数のＬＥＤ素子を集積して構成したＣＯＢ型ＬＥＤのような高出力型ＬＥＤを光源に用いることも考えられるが、そうすると、設計基準位置Ｐａでの発光点Ｑが点光源よりも非常に大きくなってしまうため、それに合わせてレンズも大型化する必要が生じ、本実施例のコンパクトでスリムな灯具には不向きである。
これに対して本実施形態の照明器具１では、図５に示すように、同一配光のＬＥＤ１４、及びレンズ１５の複数の対を並べることで、それぞれの対による照明の重ね合わせによって、十分な光量が得られるようになっている。

また、これらＬＥＤ１４は全て同じ１枚のＬＥＤ基板１２に実装され、同様にレンズ１５は同じレンズユニット１３に一体に形成されているため、ＬＥＤ基板１２にレンズユニット１３を位置決めするだけで、全てのＬＥＤ１４、及びレンズ１５の対が一度に位置決めされる。特に、上述の通り、レンズユニット１３とＬＥＤ基板１２は、位置決めボス１９、及び位置決め用孔２０の係合によって正確な位置に位置決めされることから、正確な配光制御が可能となっている。

レンズユニット１３のＬＥＤ１４に対面する面である裏面には、図４（Ｃ）に示すように、隣り合うレンズ１５間及び平板部１６の縁部１６Ｃに沿ってリブ２５を形成する窪み部２１が設けられており、リブ２５によって区切られた各窪み部２１に上記レンズ１５が形成されている。レンズユニット１３とＬＥＤ基板１２の接合時には、平板部１６の裏面１６Ｂを縁取るリブ２５がＬＥＤ基板１２に当接することから、平板部１６とＬＥＤ基板１２の接合時の平行度も良好に維持される。これにより、上記位置決めボス１９による両者の面内方向の位置決めに加え、リブ２５による両者の対面方向の位置決めも行われ、より正確な配光が得られることとなる。

また、この窪み部２１が設けられることで、図５及び図６に示すように、ＬＥＤ基板１２とレンズユニット１３の間に空隙２６が形成される。この空隙２６によって、レンズ１５の凹部２２へのＬＥＤ１４の熱籠もりを防止できる。
特に、このレンズユニット１３では、図４に示すように、レンズ１５に挟まれたレンズ１５に対しては、リブ２５に連通路２７が形成されることで、レンズ１５に挟まれたレンズ１５での熱籠もりが、より一層防止される。

また、窪み部２１を設けることで、レンズユニット１３の成形に要する樹脂材の量を少なくでき、また樹脂成形時の成型時間を短くできるから、製造コストを抑え、かつ生産性が高められる。また、平板部１６の窪み部２１は、その周囲にリブ２５を残して形成されていることから、窪み部２１に起因して生じ易くなる平板部１６の反り変形を防止できる。

このレンズユニット１３では、上記窪み部２１に加え、レンズ１５のそれぞれにおいても、次のようにして樹脂材料の軽減が図られている。
すなわち、レンズ１５のそれぞれは、図６に示すように、その裏面の側にＬＥＤ１４の発光点Ｑと、有効入射面３７の境界部３７Ａとを結ぶ面Ｖから下の部位に肉盗み部（連通凹部）２８を設けて樹脂成形されている。有効入射面３７とは、入射面３０のうち、光学設計が成された入射面であり、この有効入射面３７に入射する光線はレンズ１５によって制御される。

ここで、ＬＥＤ１４を収める凹部２２を裏側に有するレンズを、金型を用いた樹脂成形によって製造する場合、凹部２２の開口端側は、金型が抜ける形状である必要があるため、この凹部２２の開口端側の形状には自由度が少ない。したがって、入射面３０を凹部２２の開口端側まで延びていても、開口端側の範囲は、専ら金型を抜くための形状とされ、この範囲の形状について光学設計は成されておらず、この範囲に入射した光は無制御の光を発生することとなる。一方、この範囲よりも凹部２２に入り込んだ範囲については光学設計が成されており、この範囲が上記有効入射面３７である。

そこで、このレンズ１５では、凹部２２の開口端側であって、有効入射面３７よりも下側の光学設計が成されていない範囲を樹脂成形の肉盗み部２８とすることで、光学特性に影響を及ぼすことなく、樹脂材の量を低減することとしている。
また、レンズ１５において、発光点Ｑと有効入射面３７の境界部３７Ａを結ぶ面Ｖよりも上側の領域が、発光点Ｑから放射された光を制御可能な領域である。換言すれば、この面Ｖよりも下側の領域は、発光点Ｑの放射光の制御には有効ではない領域である。したがって、このレンズ１５では、図６に示すように、レンズ１５の裏面の側に、この面Ｖに沿って肉盗み部２８を大きく設けることとし、樹脂材の量をより少なくしている。また、レンズ１５の裏側に肉盗み部２８が設けられるため、レンズ１５の実質的な厚みが肉盗み部２８の分だけ減り、樹脂成形時の硬化速度が速められ生産性が高められる。

また、このレンズユニット１３では、各レンズ１５に対応して表裏に貫通する貫通孔５１が平板部１６に設けられている。貫通孔５１は、図６に示すように、レンズ１５の凹部２２に連通し、矢印Ｘで示すように、凹部２２の熱が外部に放出され、熱籠もりが防止される。
また各レンズ１５に対応して貫通孔５１が形成されることで、樹脂材の量も減らせ、低コスト化が図られる。

貫通孔５１とレンズ１５の凹部２２の連通について更に詳述すると、上述の通り、平板部１６の裏面１６Ｂには、各レンズ１５の周囲を取り囲むリブ２５が設けられることで、ＬＥＤ基板１２と平板部１６の間には空隙２６が形成されている。この空隙２６によって凹部２２と貫通孔５１が連通し、熱気が外部に放出される。

更に、このレンズユニット１３にあっては、貫通孔５１と凹部２２の間に上記肉盗み部２８が位置するように当該貫通孔５１が設けられている。これにより、貫通孔５１と凹部２２とが、空隙２６によりも大きな空間の肉盗み部２８を通じて連通することから、この空気流路の抵抗を減らし、より効率良く凹部２２の中を冷却できる。
これに加え、レンズユニット１３においては、レンズユニット１３の略中央と、左右方向に３列あるレンズ１５のうちの両側の列のレンズ１５に対応して、表裏に貫通する通気孔５２が平板部１６に設けられている。この貫通孔５１，５２及び連通路２７によって、図４（Ｃ）において矢印で示すように、レンズ１５内の熱が外部に放熱される。

以上説明したように、本実施形態によれば、レンズは、光の入射面３０、及び出射面４０の両方に、一方向に順次低くなる複数の段部３０Ａ−３０Ｃ，４０Ａ−４０Ｃを、入射面３０と出射面４０の段部と対応付けて設ける構成とした。この構成により、一方向に複数の出射面４１−４３を設けることができるので、一方向への光配光制御の自由度を向上できる。また、レンズ１５の入射面３０及び出射面４０の両方に複数の段部３０Ａ−３０Ｃ，４０Ａ−４０Ｃを設けることで、レンズ１５の肉厚を入射面３０及び出射面４０の両方から薄くすることができる。

また、本実施形態によれば、入射面３０の段部３０Ａ−３０Ｃ、及び出射面４０の段部４０Ａ−４０Ｃの対で制御される各光束のうち、照度ムラを生じさせる光束（Ｋ２）を、照射エリアに至る前で集光させ、他の光束が照らすエリアまで拡げる構成とした。この構成により、出射面４２からの光束が照らすエリアが他の出射面４１，４３からの光束が照らすエリアに重なるので、照度ムラを抑制できる。

また、本実施形態によれば、出射面４０には、一方向に並んだ段部４０Ａ−４０Ｃと同じ並びの外側に設けられ、入射面３０から入射した光を全反射する全反射面４４，４５と、当該全反射面４４，４５で反射された光を出射する反射光出射面４６とを含む構成とした。この構成により、反射光出射面４６から出射した光Ｋ４，Ｋ５が後方向の器具本体１０内に配光されるので、器具本体１０の後方向への光漏れを防止できる。
また、反射光出射面４６は、全反射面４４，４５の他から入射した光に対して、全反射面４７として作用する構成とした。この構成により、全反射面４４，４５の他から入射した光を一方向に配光できるので、光利用効率を向上できる。

また、本実施形態によれば、レンズユニット１３の平板部１６にはレンズ１５にそれぞれ対応する貫通孔５１を備え、かつ、この貫通孔５１とレンズの内側の凹部２２とを連通させる構成とした。この構成により、レンズ１５の凹部２２に籠もる熱を外部に放出することができ、また貫通孔５１の分だけ樹脂成形時の樹脂材を減らし低コスト化が可能となる。

また、本実施形態によれば、平板部１６の裏側のリブ２５をＬＥＤ基板１２に当接させてリブ２５の内側にレンズ１５の凹部２２に連通する空隙２６を設け、当該空隙２６に貫通孔５１を連通させる構成とした。この構成により、凹部２２の熱をより効率良く外部に放出することができる。
特に、レンズ１５の凹部２２と貫通孔５１とを肉盗み部２８によって連通させたため、流路の抵抗を抑えて、より効率良く外部に熱を放出することができる。

但し、上記実施形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施形態では、発光素子の一例としてＬＥＤ１４を例示したが、これに限らず、任意の発光素子を用いることができる。

また、上記実施形態では、道路灯の一例として街路灯を例示したが、路面を照明する灯具であれば、任意の灯具に本発明を適用できる。

１ 照明器具
１２ ＬＥＤ基板（基板）
１４ ＬＥＤ（発光素子）
１５ レンズ
１６ 平板部
３０ 入射面
３０Ａ−３０Ｃ，４０Ａ−４０Ｃ 段部
４０ 出射面
４７ 全反射面
４６ 反射光出射面
５１ 貫通孔
２２ 凹部
２５ リブ
２６ 空隙
２８ 肉盗み部

Claims (8)

1. 入射面がレンズ内面に凸状に湾曲し、湾曲した内部に発光素子の配置位置である設計基準位置が設定され、出射面がこの入射面に対してレンズ外面に凸形状であるレンズにおいて、
   光の入射面、及び出射面の両方に、一方向にレンズの肉厚を薄くする方向に順次低くなる複数の段部を、設計基準位置から放射されて各入射面に入射された光が各出射面に放射されるように対応付けて設け、
   各入射面及び各出射面は一方向に配光制御する角度で設けられたことを特徴とするレンズ。
2. 前記出射面には、一方向に並んだ段部と同じ並びの外側に設けられ、設計基準位置から放射され前記入射面から入射した光を全反射する全反射面と、当該全反射面で反射された光を出射する反射光出射面とを含み、
   前記反射光出射面は、前記全反射面の他から入射した光に対して、全反射面として作用することを特徴とする請求項１に記載のレンズ。
3. 入射面がレンズ内面に凸状に湾曲し、湾曲した内部に発光素子の配置位置である設計基準位置が設定され、出射面がこの入射面に対してレンズ外面に凸形状であるレンズを複数一体に備えた透過型光学素子において、
   前記レンズには、光の入射面、及び出射面の両方に、一方向にレンズの肉厚を薄くする方向に順次低くなる複数の段部を、設計基準位置から放射されて各入射面に入射された光が各出射面に放射されるように対応付けて設け、
   各入射面及び各出射面は一方向に配光制御する角度で設けられたことを特徴とする透過型光学素子。
4. 複数の前記発光素子が表面に設けられた基板の表面に重ねて設置される平板部を備え、
   前記平板部の表面に複数の前記レンズが一体成形され、
   前記平板部には前記レンズにそれぞれ対応する貫通孔を備え、かつ、この貫通孔と前記レンズの内側とを連通させたことを特徴とする請求項３に記載の透過型光学素子。
5. 前記レンズの裏側には前記発光素子を配置する凹部を備え、前記平板部の裏側には前記レンズを囲むリブを備え、前記リブを前記基板に当接させて前記リブの内側に前記レンズの凹部に連通する空隙を設け、当該空隙に前記貫通孔を連通させたことを特徴とする請求項４に記載の透過型光学素子。
6. 前記レンズの裏側には前記発光素子を配置する凹部を備え、
   前記レンズの裏側に、前記レンズの凹部と前記貫通孔とを連通する連通凹部を設けたことを特徴とする請求項４に記載の透過型光学素子。
7. 前記レンズの裏側に、前記レンズの凹部と前記貫通孔とを連通する連通凹部を設けたことを特徴とする請求項５に記載の透過型光学素子。
8. 複数の発光素子と、
   複数の前記発光素子にそれぞれ対応する複数のレンズを一体に有し、各レンズは、入射面がレンズ内面に凸状に湾曲し、湾曲した内部に発光素子の配置位置である設計基準位置が設定され、出射面がこの入射面に対してレンズ外面に凸形状である透過型光学素子と、
   を備えた照明器具において、
   前記レンズには、光の入射面、及び出射面の両方に、一方向にレンズの肉厚を薄くする方向に順次低くなる複数の段部を、設計基準位置から放射されて各入射面に入射された光が各出射面に放射されるように対応付けて設け、
   各入射面及び各出射面は一方向に配光制御する角度で設けられたことを特徴とする照明器具。