JP6725624B2 - 光学素子および照明装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、一般家庭、店舗、オフィスなどで使用する照明装置、およびこの照明装置に組み込まれた光学素子に関する。

一般照明用のＬＥＤ照明装置には、白熱電球のような形状および光り方に近づけること（レトロフィット）が望まれる場合がある。特に、クリア型白熱電球（クリアガラスのグローブを用いた白熱電球）のように、グローブ内部の点光源から広配光（１／２配光角が約２７０°）に光ることへの要望は多い。しかしながら、ＬＥＤをそのまま光源として用いると、配光角は狭くなり、１／２配光角は１２０°程度となる。そこで、広配光レンズなどの光学素子を用いて、配光角を広げる工夫がなされている。

この種の光学素子として、例えば、導光ロッドの先端に散乱部材を備えたものが知られている。この光学素子を用いる場合、ＬＥＤは、散乱部材から離間して対向する導光ロッドの底面に対向して配置される。そして、ＬＥＤから発光される光線は、導光ロッド内を全反射によって伝搬されて散乱部材へ導かれる。散乱部材に到達した光線は、散乱部材によって散乱されて、光学素子の外部へと射出される。このようにして、広配光の光線群が作り出される。

米国特許 ＵＳ６３５００４１

しかし、上述した光学素子を用いた場合、散乱部材で散乱された光線群のうち幾つかの光線は、再び導光ロッドを伝播し、ＬＥＤに戻ってしまう。ＬＥＤに戻った光線はほぼ吸収される。つまり、ＬＥＤに戻る光線の割合が高くなると、光線のロスが大きくなり、器具効率が低下する。

よって、広配光な光を効率良く射出できる光学素子、およびこの光学素子を備えた照明装置の開発が望まれている。

実施形態に係る光学素子は、中心軸に対して回転対称となる形状を有し、可視光に対して透明な材料により形成された光学素子であって、前記中心軸に沿った光源側の一端に設けた入射面と、前記入射面から離間した前記中心軸に沿った他端側に設けられ、当該光学素子の内部で閉じた密閉空間を形成した空孔と、を有し、前記空孔の内面は、前記中心軸を含む平面と当該内面とが交差する前記空孔の境界線の全てが当該光学素子の外方に向けて膨らむ曲線となる形状を有し、前記空孔内に原点をとり、当該原点に対して前記境界線に沿って時計回りに進む方向を正方向とし、前記境界線上の第１の点における第１の接線ベクトルをとり、前記第１の点に対して正方向に隣接する第２の点における第２の接線ベクトルをとった場合、この第２の接線ベクトルの前記第１の接線ベクトルに対する前記時計回りを正とする成す角が常に０度より大きい。
他の実施形態に係る光学素子は、中心軸に対して回転対称となる形状を有し、可視光に対して透明な材料により形成された光学素子であって、前記中心軸に沿った光源側の一端に設けた入射面と、前記入射面から離間した前記中心軸に沿った他端側に設けられ、当該光学素子の内部で閉じた密閉空間を形成した空孔と、を有し、前記中心軸を含む平面と前記空孔の内面とが交差する前記空孔の境界線が楕円形又は円形である。

図１は、第１の実施形態に係る光学素子を示す外観斜視図である。 図２は、図１の光学素子の要部を部分的に拡大した部分拡大断面図である。 図３は、図１の光学素子の配光分布のシミュレーション結果である。 図４は、第２の実施形態に係る光学素子を示す外観図である。 図５は、図４の光学素子の要部を部分的に拡大した部分拡大断面図である。 図６は、図４の光学素子を備えた照明装置を示す概略図である。 図７は、第３の実施形態に係る光学素子を示す外観図である。 図８は、図７の光学素子の中心軸を含む平面で切断した断面図である。 図９Ａは、第４の実施形態に係る光学素子を示す外観図である。 図９Ｂは、図９Ａの光学素子を示す底面図である。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る光学素子１０を示す外観斜視図である。図２は、図１の光学素子１０をその中心軸Ｃを含む平面で切断した断面を部分的に拡大した部分拡大断面図である。図３は、図１の光学素子１０の配光分布のシミュレーションによる計算結果を示したレーダーチャート図である。図１では、光学素子１０の他に、光学素子１０の長手方向の一端（図示下端）に対向する複数の発光素子１１も図示してある。各発光素子１１は、例えば、図示しないＬＥＤチップを樹脂で封止したものである。

図１に示すように、光学素子１０は、中心軸Ｃに対して回転対称となる形状の回転体である。光学素子１０は、可視光に対して透明な材料（本実施形態ではアクリル）により形成されている。光学素子１０の材料は、可視光に対して透明な材料であれば何でもよく、アクリルの他に、例えば、ポリカーボネートやガラスなどによって光学素子１０を形成してもよい。

また、光学素子１０は、その内部に、上記透明な材料が存在しない空孔１を備えている。本実施形態では、この空孔１も、中心軸Ｃに対して回転対称となる形状を有する。また、本実施形態の空孔１は、光学素子１０の長手方向の略全長にわたって設けられている。

すなわち、光学素子１０は、円筒形の導光部２と、半球状の散乱部３と、を一体につなげた構造を有する。導光部２の外径と散乱部３の外径は同じである。そして、導光部２の円筒内部と散乱部３の中空内部をなだらかにつなげて空孔１が形成されている。つまり、本実施形態の空孔１は、円柱の一端（図示上端）に同径の半球をつなげた形状の空間である。言い換えると、空孔１は、導光部２の全長を貫通して、散乱部３の内部まで延びている。

空孔１の内面のうち、散乱部３の内面（半球面）は、光を散乱させる拡散面３ａになっている。拡散面３ａ以外の空孔１の内面（すなわち円筒面）は、鏡面になっている。このように、光学素子１０の先端近くに設けた散乱部３の内面を拡散面３ａとすることにより、配光角の広い光を射出できる。

散乱部３の内側にある拡散面３ａは、例えば、空孔１の内面に白色塗装したものであってもよい。或いは、拡散面３ａは、空孔１の内面を部分的にサンドブラスト処理した粗面であってもよい。また、拡散面３ａを設ける代わりに、散乱部３の空孔１内に、光を散乱させる散乱部材（図示せず）を充填してもよい。

なお、拡散面３ａは、導光部２の円筒形の内面に僅かにさしかかる位置まで延びてもよい。散乱部材を充填する場合には、導光部２の内部に僅かにさしかかる位置まで散乱部材を充填してもよい。つまり、拡散面３ａの大きさは任意に変更可能である。

導光部２は、中心軸Ｃに沿って散乱部３から離間した長手方向の一端側に円形の外周縁を有する底面２１を備えている。また、導光部２は、底面２１の外周縁から長手方向の他端側に向けてつながる円筒形の側面２２を有する。側面２２の底面２１から離間した他端側には、散乱部３の外面となる半球面３１がなだらかに連続している。

つまり、底面２１、側面２２、および半球面３１が光学素子１０の外表面となり、これらの面はいずれも鏡面である。ただし、この限りではなく、これらの面２１、２２、３１は、拡散面を含んでもよい。なお、底面２１は、光学素子１０の中心軸Ｃと直交し、側面２２は、中心軸Ｃと平行に延びている。

空孔１の一端（図示下端）は、底面２１に接続され、底面２１と同心の円形の開口２３を形成している。空孔１の内面は、中心軸Ｃに沿って底面２１に向かって広がる形状を有する。ここで、広がる形状とは、狭まる形状ではないものを意味し、円筒面のような形状も含むものとする。すなわち、散乱部３の内面（拡散面３ａ）が半球面であることから、空孔１は、内側に凹む面を含まない形状を有することになる。

なお、上述した回転対称とは、中心軸Ｃに対して対象物を回転させたとき、対象物がもとの形状に一致し、かつ中心軸Ｃ周りの回転角が３６０°未満となることを意味する。

複数の発光素子１１は、それぞれ、発光面（図示省略）を有する。各発光素子１１は、その発光面が光学素子１０の円環状の底面２１に対向するよう配置される。本実施形態では、複数の発光素子１１を底面２１の周方向に等間隔で環状に並べて配置した。なお、複数の発光素子１１は、例えば、ここでは図示を省略した基板の表面に実装される。本実施形態では、複数の発光素子１１を同一平面上に配置したがこれに限らず、複数の発光素子１１を立体的に配置することもできる。

以下、上述した空孔１の内面形状について、図２を参照してより詳細に説明する。なお、図２は、光学素子１０を、中心軸Ｃを含む平面で切断した断面を部分的に（拡散面３ａ付近を）拡大して示す。

本実施形態の空孔１は、中心軸Ｃに対して回転対称形であるため、中心軸Ｃを含む平面で光学素子１０を切断した場合、その切断面と空孔１の内面が交差する線Ｌ（以下、この線を境界線Ｌと称する）の形状が空孔１の内面形状を一義的に表わすことになる。つまり、この境界線Ｌの形状を規定することで、空孔１の内面を規定できる。

境界線Ｌは、光学素子１０の外方へ向けて膨らむ形状の曲線部分を含む。本実施形態では、散乱部３の内面（拡散面３ａ）と切断面が交差する線が曲線部分となる。この他に、境界線Ｌは、導光部２の内面と切断面が交差する直線を含む。言い換えると、境界線Ｌは、空孔１に向けて内側に凹む部分を有していない。

例えば、図２の断面において、空孔１内に原点Ｏをとり、原点Ｏを中心に図示時計回りに境界線Ｌに沿った方向を正方向と規定する。原点Ｏは、空孔１内の内面上を含まない任意の点とすることができる。ここでは、仮に、原点Ｏを中心軸Ｃ上の散乱部３の曲率の中心に置いた。

次に、境界線Ｌ上に任意の点Ａをとり、点Ａにおける接線を正方向に向く接線ベクトルＶ１とする。上記で述べたように、正方向は、原点Ｏに対して境界線Ｌ上を時計まわりに進む方向と定義した。また、点Ａから正方向に境界線Ｌ上を移動した点Ｂをとり、この点Ｂにおける接線を正方向に向く接線ベクトルＶ２とする。このとき、接線ベクトルＶ１に対する接線ベクトルＶ２の上記時計回りを正とする成す角を接線回転角θとする。

以上の条件に基づいて、境界線Ｌを規定すると、接線回転角θが常に０度以上になる形状とすることができる。

次に、光学素子１０の機能について説明する。

複数の発光素子１１（図１）から射出された光は、図２に示すように光学素子１０を伝播される。各光学素子１０から射出される光は、互いに平行な光線群として分類することができる。そのため、光線群についての議論は、以下で一般性を失わない。

光線群は、各発光素子１１の発光面を介して発光された後、光学素子１０の底面２１に入射される。底面２１から光学素子１０へ入射された光線群は、導光部２の側面２２および散乱部３の半球面３１と空孔１の内面との間で全反射を繰り返して導光される。

このとき、空孔１の内面にある拡散面３ａで散乱（一次的な散乱）される光線群は、拡散面３ａに対する光線群の入射角に応じて透過・反射成分が変化する。つまり、拡散面３ａへの入射角が大きいと反射成分（拡散反射成分）が多くなり、透過成分（拡散透過成分）が減る。逆に、拡散面３ａへの入射角が小さいと反射成分が少なくなり、透過成分が多くなる。ここで言う入射角とは、拡散面３ａに入射する光線が拡散面３ａに当たる点における拡散面３ａの法線方向と入射光線とが成す角を意味する。

これに対して、散乱部３の内面に拡散面３ａを設けずに空孔１内に散乱部材を詰め込んだ場合、散乱部３の内面を透過する光線の透過成分が吸収成分になるが、反射成分については同様である。つまり、いずれの場合においても、空孔１の内面への光線の入射角が大きいと反射成分が多くなり、内面への入射角が小さいと反射成分が少なくなると言える。

空孔１の内面で反射された光線は、光学素子１０の側面２２や半球面３１から外部へ屈折透過され、或いは側面２２や半球面３１で再び反射されて拡散面３ａに向けて戻される。拡散面３ａに戻された光線は、拡散面３ａで再び散乱（二次的な散乱）される。しかし、拡散面３ａで散乱された光線の一部は、導光部２へ戻される。

図２において、例えば、符号４１が側面２２から屈折透過される光線の一例を示し、符号４２が導光部２に戻される光線の一例を示す。導光部２に戻る光線４２は、最終的に発光素子１１に戻って吸収される。しかし、拡散面３ａで二次的に散乱された光線のほとんどは、最終的に光学素子１０の側面２２を介して屈折透過される。そのため、1次的に拡散面３ａで拡散反射された光線が導光部２に戻るのを防ぎ、再び拡散面３ａで散乱させれば発光素子１１に戻って吸収される光線を減らすことができる。

この種の光学素子１０において、器具効率を向上させるためには、拡散面３ａで散乱されて導光部２へ戻る光線をできるだけ少なくすることが望ましい。導光部２へ戻る光線を少なくするためには、拡散面３ａで一次的に反射された光が再び拡散面３ａに入射され易い状況を作れば良い。このためには、拡散面３ａの全領域のうち発光素子１１からできるだけ遠い領域で光線を散乱させればよい。

発光素子１１より遠い領域で散乱される光線は、そのほとんどが散乱部３の半球面３１或いは導光部２の側面２２を介して屈折透過される。そして、屈折透過されない一部の光線は、導光部２に直接戻らず、拡散面３ａに再び入射され易い状況となる。上述したように、拡散面３ａで二次的に散乱された光線は、そのほとんどが、最終的に光学素子１０の側面２２を介して屈折透過される。

これに対し、発光素子１１に近い領域で光線が多く散乱されると、この一次的な散乱光は、導光部２に戻り易く、最終的に発光素子１１に吸収され易い。

上述した第１の実施形態の光学素子１０は、発光素子１１から射出された光線の多くを、発光素子１１からできるだけ遠い領域で散乱させることのできる構成を備えている。以下、この構成について図２を参照してその機能を説明する。

発光素子１１から射出された平行な光線群のうち、光線４３は空孔１の内面にある点Ａで拡散反射され、光線４４は同様に点Ｂで拡散反射される。このとき、点Ａに入射する光線４３と点Ｂに入射する光線４４は、空孔１の内面に対する入射角が異なる。

上述したように、本実施形態では、空孔１の内面形状（境界線Ｌの形状）を規定する接線回転角θが常に０度以上となるため、図２の点Ａに対する光線４３の入射角に対し、点Ｂに対する光線４４の入射角の方が大きくなる。つまり、この場合、点Ｂにおける光線４４の拡散反射成分の方が、点Ａにおける光線４３の拡散反射成分より多くなる。

見方を変えると、本実施形態では、発光素子１１からできるだけ遠い領域で光線の拡散反射成分を多くするため、空孔１の内面形状を、接線回転角θが常に０度以上となる形状にした。これにより、発光素子１１に戻る光線を少なくでき、光学素子１０の器具効率を高めることができる。

また、接線回転角が境界線Ｌに沿って連続的に変化する、あるいは一定になるため、拡散反射の方向をなだらかに変化させることができる。これより、配光分布を白熱電球のようになだらかな分布とすることができる。

上述した光学素子１０の配光分布は、光線追跡シミュレーション（LightTools）（登録商標）を用いて計算できる。計算結果を図３に示す。この図は、配光角に応じた光線の光度をレーダーチャート的に示したものである。この図から分かるように、本実施形態の光学素子１０の場合、１／２配光角が約３１０度となり、３００度を超えていることが分かる。

以上のように、本実施形態によると、ＬＥＤを光源に用いたにも関わらず、広配光で効率の良い光を射出できる光学素子１０を提供できる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る光学素子５０について、図４および図５を参照して説明する。この光学素子５０は、空孔５１が光学素子５０の底面５２につながっておらず、光学素子５０の内部で閉じた密閉空間を形成している。これ以外の構成は、上述した第１の実施形態と略同じであるため、ここでは、第１の実施形態と同様に機能する構成要素に同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

光学素子５０の空孔５１の内面形状は、中心軸Ｃ上で互いに離間した２つの定点（不図示）を基準にした回転楕円面である。つまり、これら２つの定点から空孔５１の内面上の任意の点までの距離の和が等しくなるように任意の点を連続させた面が空孔５１の内面となる。なお、２つの定点は重なってもよく、この場合、空孔５１の内面は球面となる。あるいは、２つの定点を十分離間した場合、空孔５１の内面は回転放物面となる。いずれにしても、本実施形態の空孔５１も、接線回転角θが常に０度以上となる形状を有し、内側に凹む面を含まない。

空孔５１は、光学素子５０の底面５２から中心軸Ｃに沿って離間した先端近くに片寄ってレイアウトされている。空孔５１の内面には、白色塗装或いはサンドブラストにより拡散面５１ａが設けられている。この場合、光学素子５０を、中心軸Ｃを含む面で分割して形成し、空孔５１に拡散面５１ａを形成した後、両者を貼り合せる。或いは、３Ｄプリンタを用いる場合、空孔５１内にサポート材（例えば、白いアクリル）を充填する。

図６に示すように、光学素子５０は、照明装置の一例である電球１００内に組み込まれる。ここでは説明を省略するが、他の実施形態の光学素子も図６のように電球１００内に組み込まれることができる。

電球１００は、金属製の放熱筐体１０２、図示しない天井のソケットなどに電気的に接続するための口金１０４、光学素子５０を覆う概ね球状の透明なグローブ１０６、発光素子１１に給電して点灯させる点灯回路１０８、および光学素子５０を備えている。発光素子１１は基板１１ａを有し、基板支持体１１０の上面１１０ａに基板１１ａの裏面を接触させて取り付けられる。点灯回路１０８は、ここでは図示しない配線を介して、発光素子１１および口金１０４にそれぞれ接続されている。基板支持体１１０の図示下端側は放熱筐体１０２に熱的に接続されている。光学素子５０は、発光素子１１の発光面に底面５２が対向する姿勢で取り付けられる。この電球１００は、例えば、図６の姿勢を天地逆転して口金１０４を上にした状態で天井のソケットに取り付けられる。

放熱筐体１０２は、口金１０４を接続した一端（図示下端）およびグローブ１０６を取り付けた他端（図示上端）を有する。放熱筐体１０２、口金１０４、およびグローブ１０６は、電球１００の管軸と重なる軸を有する。光学素子５０は、その中心軸Ｃが電球１００の管軸と一致するように取り付けられる。

放熱筐体１０２は、一端から他端に向けて径が徐々に拡大する略円錐台状の外形を有する。この放熱筐体１０２は、基板支持体１１０を介して、発光素子１１に熱的に接続し、発光素子１１の熱を放熱筐体１０２の外部に放射するよう機能する。このため、放熱筐体１０２は、その外周面１０２ａ上に複数の放熱フィンを備えていても良い。

グローブ１０６は、図示のような球形に限らず、シャンデリア型でもよい。

発光素子１１の発光面から射出された光線群は、光学素子５０の底面５２から入射する。底面５２に入射した光線群は、導光部２および散乱部３を介して光学素子５０を伝播される。光学素子５０を伝播された光は、空孔５１の拡散面５１ａに集められて散乱され、白熱電球並の配光角を有する照明光が射出される。つまり、本実施形態の光学素子５０を用いた場合、グローブ１０６の中心を光らせることができ、レトロフィットの効果を奏することができる。

以上のように、第２の実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様に、広配光で効率の良い光を射出できる光学素子５０を提供でき、発光素子１１の熱を効果的に放熱させることができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る光学素子６０について、図７および図８を参照して説明する。本実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

光学素子６０は、その一端側に、複数の発光素子１１に対向する環状の傾斜底面６２を有する。傾斜底面６２は、光学素子６０の中心軸Ｃと直交する面に対して傾斜している。複数の発光素子１１は、その発光面を傾斜底面６２に対向させ、傾斜底面６２の周方向に沿って等間隔で並べて配置される。このため、各発光素子１１の発光面は、光学素子６０の中心軸Ｃと直交しない。つまり、各発光素子１１の発光面が同一面に配置されず立体的なレイアウトとなる。

以上のように、各発光素子１１を立体配置とすることで、装置構成をコンパクトにでき、設計の自由度を高めることができる。また、複数の発光素子１１を分散して配置することができ、熱源の集中を抑え、放熱特性を向上させることができる。

また、本実施形態の光学素子６０は、発光素子１１から離間した他端側に開口した空孔６１を有する。空孔６１の内面には拡散面６１ａが設けられている。そして、この空孔６１の内面形状も、上述した接線回転角θが常に０度以上となる形状を有する。このため、本実施形態においても、上述した第１および第２の実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、ここでは図示を省略するが、本実施形態のように光学素子の他端側に開口する空孔の内面を開口に向けて徐々に広がる形状としても良い。この場合、光学素子を成型した際の型抜きが可能となり、光学素子の製造を容易にできる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る光学素子７０について、図９Ａおよび図９Ｂを参照して説明する。ここでも、上述した実施形態と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

光学素子７０は、中心軸Ｃに沿った一端側に円錐面７２を有する。円錐面７２は、光学素子７０の底面を凹ませて形成される。円錐面７２には、アルミが蒸着されて、鏡面にされている。そして、この円錐面７２に対向して、複数の発光素子１１が設けられている。すなわち、発光素子１１は、光学素子７０の側面２２に発光面が対向する向きで設けられる。

そして、発光素子１１の発光面から射出された光線群が、円錐面７２で反射されて導光部２を伝播され、空孔７１へ導かれる。空孔７１は、第２の実施形態の空孔５１と同様の内面形状を有する。よって、この光学素子７０も、中心軸Ｃを含む面で一旦分割して形成される。

以上のように、本実施形態においても、上述した第１乃至第３の実施形態と同様の効果を奏することができ、広配光な光を効率良く射出できる。

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
可視光に対して透明な材料により形成した、中心軸に対して回転対称となる形状の光学素子であって、
当該光学素子の内部に空孔を備え、
上記空孔の内面は、上記中心軸を含む平面と当該内面とが交差する上記空孔の境界線が当該光学素子の外方に向けて膨らむ曲線部分を含むような形状を有し、上記空孔内に原点をとり、当該原点に対して上記境界線に沿って時計回りに進む方向を正方向とし、上記境界線上の第１の点における第１の接線ベクトルをとり、上記第１の点に対して正方向に隣接する第２の点における第２の接線ベクトルをとった場合、この第２の接線ベクトルの上記第１の接線ベクトルに対する上記時計回りを正とする成す角が常に０度以上である、
光学素子。
［２］
上記中心軸の一端側にある底面と、
この底面につながる上記中心軸に沿った側面と、をさらに有し、
上記側面は、上記中心軸の他端側に向けて先細りする形状を有する、
［１］の光学素子。
［３］
上記空孔は、上記先細りする形状の内側に配置されている、
［２］の光学素子。
［４］
上記空孔の内面は、光を散乱させる拡散面を含む、
［１］の光学素子。
［５］
上記空孔内に、光を散乱させる散乱部材を有する、
［１］の光学素子。
［６］
上記空孔は、上記底面につながる開口を有し、該空孔の上記内面は、上記中心軸に沿って上記開口に向けて徐々に広がる形状を有する、
［２］の光学素子。
［７］
上記空孔は、当該光学素子の内部で閉じた密閉空間である、
［１］の光学素子。
［８］
上記空孔の内面形状は、該空孔内に２つの定点を置いたとき、これら各定点から上記内面上の任意の点までの距離の和が等しくなる回転楕円面である、
［７］の光学素子。
［９］
上記空孔の内面形状は、上記２つの定点が重なる球面である、
［８］の光学素子。
［１０］
上記空孔は、当該光学素子の上記底面から離間した他端側に開口を有し、この開口に向けて上記中心軸に沿って徐々に広がる形状の内面を有する、
［２］の光学素子。
［１１］
［１］乃至［１０］のうちいずれかの光学素子と、
発光面を有する光源と、を有し、
上記光学素子の上記中心軸に沿った一端側にある底面に上記発光面が対向するように上記光源を配置した、
照明装置。
［１２］
複数の上記光源を円形に配置した基板をさらに有し、
上記複数の光源のそれぞれの上記発光面が上記光学素子の上記底面に対向するように上記基板を配置した、
［１１］の照明装置。
［１３］
上記光学素子の上記底面は、上記中心軸と直交する面に対して傾斜した傾斜面を含み、
上記複数の光源は、それぞれの上記発光面が上記傾斜面に対向するように配置される、
［１２］の照明装置。
［１４］
［１］乃至［１０］のうちいずれかの光学素子と、
発光面を有する光源と、
上記光源および上記光学素子を覆う、光を透過するグローブと、を備え、
上記光学素子の上記中心軸に沿った一端側にある底面に上記発光面が対向するように上記光源を配置した、
照明装置。

１…空孔、２…導光部、３…散乱部、３ａ…拡散面、１０、５０、６０、７０…光学素子、１１…発光素子、Ｌ…境界線、Ｖ１、Ｖ２…接線ベクトル、θ…接線回転角。

Claims (8)

1. 中心軸に対して回転対称となる形状を有し、可視光に対して透明な材料により形成された光学素子であって、
   前記中心軸に沿った光源側の一端に設けた入射面と、
   前記入射面から離間した前記中心軸に沿った他端側に設けられ、当該光学素子の内部で閉じた密閉空間を形成した空孔と、を有し、
   前記空孔の内面は、前記中心軸を含む平面と当該内面とが交差する前記空孔の境界線の全てが当該光学素子の外方に向けて膨らむ曲線となる形状を有し、前記空孔内に原点をとり、当該原点に対して前記境界線に沿って時計回りに進む方向を正方向とし、前記境界線上の第１の点における第１の接線ベクトルをとり、前記第１の点に対して正方向に隣接する第２の点における第２の接線ベクトルをとった場合、この第２の接線ベクトルの前記第１の接線ベクトルに対する前記時計回りを正とする成す角が常に０度より大きい、
   光学素子。
2. 前記空孔の内面は、光を散乱させる拡散面を含む、
   請求項１の光学素子。
3. 前記空孔内に、光を散乱させる散乱部材を有する、
   請求項１の光学素子。
4. 前記空孔の内面形状は、該空孔内に２つの定点を置いたとき、これら各定点から前記内面上の任意の点までの距離の和が等しくなる回転楕円面である、
   請求項１の光学素子。
5. 前記空孔の内面形状は、前記２つの定点が重なる球面である、
   請求項４の光学素子。
6. 中心軸に対して回転対称となる形状を有し、可視光に対して透明な材料により形成された光学素子であって、
   前記中心軸に沿った光源側の一端に設けた入射面と、
   前記入射面から離間した前記中心軸に沿った他端側に設けられ、当該光学素子の内部で閉じた密閉空間を形成した空孔と、を有し、
   前記中心軸を含む平面と前記空孔の内面とが交差する前記空孔の境界線が楕円形又は円形である、
   光学素子。
7. 請求項１乃至請求項６のうちいずれかの光学素子と、
   発光面を有し、前記光学素子の前記入射面に当該発光面を対向させて配置した光源と、
   を有する照明装置。
8. 請求項１乃至請求項６のうちいずれかの光学素子と、
   発光面を有し、前記光学素子の前記入射面に当該発光面を対向させて配置した光源と、
   前記光源および前記光学素子を覆うとともに光を透過するグローブと、
   を有する照明装置。