TWI533023B - 光束控制部件、發光裝置以及照明裝置 - Google Patents

光束控制部件、發光裝置以及照明裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI533023B
TWI533023B TW100110575A TW100110575A TWI533023B TW I533023 B TWI533023 B TW I533023B TW 100110575 A TW100110575 A TW 100110575A TW 100110575 A TW100110575 A TW 100110575A TW I533023 B TWI533023 B TW I533023B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
controlling member
flux controlling
incident
light flux
Prior art date
Application number
TW100110575A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201144693A (en
Inventor
關晃伸
山田恭平
河原紀之
高鳥洋
Original Assignee
恩普樂股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 恩普樂股份有限公司 filed Critical 恩普樂股份有限公司
Publication of TW201144693A publication Critical patent/TW201144693A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI533023B publication Critical patent/TWI533023B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
    • G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
    • G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
    • G02B19/0061—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
    • G02B27/0916—Adapting the beam shape of a semiconductor light source such as a laser diode or an LED, e.g. for efficiently coupling into optical fibers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/08—Refractors for light sources producing an asymmetric light distribution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

光束控制部件、發光裝置以及照明裝置
本發明係關於控制從發光元件(例如，LED)射出的光的方向之光束控制部件、具備該光束控制部件之發光裝置、以及使用該發光裝置來照射被照明部件的被照射面(廣告板、壁面、天花板、地面等)之照明裝置。
以往，例如，已知如圖1所示，在招牌100的前斜下方配置發光裝置101，利用該發光裝置101射出的光，照射該招牌100的被照射面(表面)102之外照式的照明裝置103。用於該外照式的照明裝置103之發光裝置101將鹵素燈(halogen lamp)或放電燈(discharge lamp)等之光源104收納在殼體(case)105內，利用安裝在殼體105內部的反射部件106反射來自光源104的光，並且利用透鏡(lens)107折射從光源104直達的光以及通過反射部件106反射後到達的光並射出，且利用從該透鏡107射出的光來照射被照射面102。另外，在專利文獻1及專利文獻2中，公開了與此種照明裝置103的技術同樣的技術。
【先前技術文獻】 【非專利文獻】
[專利文獻1]特開2001-307508號公報
[專利文獻2]特開2008-216613號公報
然而，對現有的照明裝置而言，發光裝置的結構複雜且零件個數多，所以無法滿足包含發光裝置的製品價格的廉價化之要求，也無法滿足省空間化之要求。另外，由於現有的照明裝置將鹵素燈或放電燈作為光源而使用，所以也無法滿足省電化之要求。
本發明的目的在於，提供與現有技術相比，能夠使發光裝置的結構簡單而刪減零件個數，實現照明裝置的廉價化、省空間化、省電化的光束控制部件。
本發明的光束控制部件使來自發光元件的光從被照射面之斜前方側的位置傾斜地照射到前述被照射面，其中，配置為前述光束控制部件的中心軸與前述發光元件的光軸一致，前述光束控制部件所採用的結構包括：入射面，使來自前述發光元件的光射入；全反射面，將由前述入射面射入之光的一部分全反射並集光；以及出射面，射出由前述全反射面反射的光及由前述入射面直達的光，前述入射面為凹部的內表面，該凹部與前述發光元件對向而形成在背面側，前述入射面包括：第一入射面，位於前述凹部的底部；第二入射面，位於該第一入射面與前述凹部的開口邊緣之間，前述全反射面形成在前述背面側與出射面側之間，並且形成為圍繞前述光軸，並將主要由前述入射面中之第二入射面射入的光向前述出射面側全反射，前述出射面包括：第一出射面，形成在與前述背面相反側的位置且形成在前述光軸的周圍，並配置在比前述光軸靠近前述被照射面側；第二出射面，配置在比前述第一出射面遠離前述被照射面的位置側，前述第二出射面形成為，與來自將前述發光元件的光軸作為旋轉軸而使前述第一出射面旋轉180度的面之出射光的配光特性相比，來自前述第二出射面的出射光的、朝向前述被照射面之光束較多。
在本發明的光束控制部件中，全反射面如反射部件般的發揮功能，藉由全反射面向出射面(第一出射面及第二出射面)側全反射從入射面射入而到達了全反射面的、來自發光元件(LED等)的光，並且將來自第二出射面的照明光與來自第一出射面的照明光重疊。由此，能夠有效的利用來自發光元件(LED等)的光，並且能夠大範圍的照射被照射面。因此，本發明的光束控制部件不需要反射部件。結果，能夠使利用了本發明的光束控制部件之發光裝置的結構簡單而刪減零件個數，滿足照明裝置的省空間化之要求及製品價格的廉價化之要求。另外，使用了本發明的光束控制部件之發光裝置及照明裝置將發光元件(LED等)作為光源，所以與將鹵素燈或放電燈作為光源的現有技術相比，能夠實現省電化。
以下，參照附圖，詳細說明本發明的實施方式。
(發光裝置及照明裝置)
圖2係顯示本實施方式之發光裝置1及使用了該發光裝置1的照明裝置2的側視圖。
如該圖2所示，發光裝置1經由光束控制部件4射出由發光元件3(例如，LED及藉由密封部件密封的LED)發出的光。發光元件3與光束控制部件4一對一的對應。另外，在圖2中，利用α來表示發光元件3之出射光的亮度半功率角(half-power angle)。
使用了該發光裝置1之照明裝置2利用從發光裝置1射出的光而從下方的斜前方照射被照明部件5(例如，廣告板)之被照射面6(例如，廣告板的廣告面)。即，發光元件3配置在：發光中心7從與被照射面6正對的區域(被照射面6的下端邊緣6a)向下方偏移H1的位置且發光中心7從被照射面6向前方偏移L1的位置。另外，發光元件3被配置為使光軸8對於被照射面6傾斜θ，以使光軸8朝向被照射面6的上端邊緣6b延伸。在此，光軸8係指，來自發光元件3的立體的出射光束的中心處之光的行進方向。然後，在圖2中，將與紙面正交的方向且與光軸8正交的方向的軸作為X軸。另外，在圖2中，將與紙面平行的方向且與光軸8正交的方向的軸作為Y軸。另外，在圖2中，將在沿著發光元件3的光軸8的方向上且在X軸和Y軸之間的交點處與X軸和Y軸正交之軸作為Z軸。另外，X軸、Y軸、Z軸的交點係發光元件3的發光中心7。另外，在本實施方式的照明裝置2中，以使光軸8朝向被照射面6的上端邊緣6b的方式，配置發光裝置1，但本發明並不限於此，從發光元件3的發光中心7延伸之光軸8隨著從發光中心7沿+Z軸方向逐漸遠離而接近被照射面6即可，也可以根據被照射面6的形狀等，使光軸8朝向從被照射面6的上端邊緣6b偏移的位置。
(光束控制部件的第一實施方式)
圖3及圖4(a)～圖4(e)顯示光束控制部件4的第一實施方式。另外，圖3係光束控制部件4的外觀立體圖(從斜上方觀察的外觀圖)。另外，圖4(a)係光束控制部件4的俯視圖，圖4(b)係光束控制部件4的左視圖，圖4(c)係對圖4(a)的光束控制部件4沿著A1-A1線切斷而顯示的剖面圖，圖4(d)係光束控制部件4的正面圖，圖4(e)係光束控制部件4的仰視圖。
光束控制部件4例如由PMMA(polymethylmethacrylate，聚甲基丙烯酸酯)、PC(polycarbonate，聚碳酸酯)、EP(epoxy resin，環氧樹脂)等透明樹脂材料或透明玻璃形成。該光束控制部件4在環狀的凸緣(flange)部10的上面側形成出射面11，在凸緣部10的下面側形成全反射面12及入射面13。然後，該光束控制部件4安裝在發光元件3被固定著的基板(未圖示)上，以使中心軸14位於與發光元件3的光軸8同一軸上。
光束控制部件4的入射面13係形成在光束控制部件4的背面15側的凹部16的內表面，剖面形狀為等腰梯形(isosceles trapezoid)形狀，並且在中心軸14的周圍形成為旋轉對稱。該光束控制部件4的入射面13具有凹部16的底面即第一入射面13a、以及從該第一入射面13a延伸到凹部16的開口邊緣的、錐(taper)狀圓筒面即第二入射面13b。在此，在第二入射面13b中，其內徑隨著從第一入射面13a側接近開口邊緣側而遞增，以使開口邊緣側的內徑尺寸大於第一入射面13a側的端邊緣的內徑尺寸。另外，光束控制部件4的背面15係形成在凹部16的開口邊緣的周圍之環狀的平面，並且係位於與中心軸14正交的虛擬平面上的平面。
光束控制部件4的全反射面12係從背面15的外周邊緣延伸到凸緣部10的下面的外表面，並且係形成為圍繞中心軸14的旋轉對稱面(大致圓錐梯形狀的外表面)。在該光束控制部件4的全反射面12中，其外經隨著從背面15接近凸緣部10而遞增，其母線係朝向外側(遠離中心軸14的一側)凸出的圓弧狀曲線(參照圖4(b)至圖4(d))。
光束控制部件4的出射面11具有：第一出射面11a，配置在比中心軸14(光軸8)靠近被照射面6的位置；以及第二出射面11b，配置在比該第一出射面11a遠離被照射面6的位置(參照圖2)。光束控制部件4的第一出射面11a係在中心軸14的周圍在180°的角度範圍內形成的大致半圓錐形狀的非球面，並且將與被照射面6正交且包含中心軸14的剖面和第一出射面11a的交線作為母線，將中心軸14作為旋轉軸而在±90°的角度範圍內旋轉形成的曲面。形成為頂點17位於中心軸14上，並且形成為下端邊緣(凸緣部10上的端邊緣)的最大徑與全反射面12的最大徑成相同徑。另外，光束控制部件4的第二出射面11b係形成為沿著中心線18的上端邊緣(頂邊)20與第一出射面11a的頂點17成同一高度，並且形成為高度(從凸緣部10的上表面沿著中心軸14的方向的高度)沿與中心線18正交的方向而遞減的傾斜面，並在中心軸的周圍在180°的角度範圍內被形成。在此，與中心軸14正交的虛擬平面21和第二出射面11b的夾角β2大於與中心軸14正交的虛擬平面21和第一出射面11a的母線的夾角β1(β2>β1)。另外，藉由以在俯視出射面11時與中心軸14正交之中心線18，區分第二出射面11b和第一出射面11a。另外，第一出射面11a和第二出射面11b藉由以中心軸14為中心的線對稱的一對直立壁22、22來連接。如圖4(c)及圖4(d)所示，在該直立壁22中，其正面側的形狀為三角形狀，從第一出射面11a至第二出射面11b為止沿著中心軸14豎立，射出未能從第一出射面11a及第二出射面11b射出的光中的一部分。
在如上構成的光束控制部件4中，來自發光元件3的光中從第一入射面13a入射的光，直達第一出射面11a及第二出射面11b。另外，從第二入射面13b入射的光在藉由全反射面12全反射而集光後，到達第一出射面11a及第二出射面11b。在此，將來自光束控制部件4的出射光中的、照射到被照射面6上的靠近光束控制部件4的位置的光稱為“遠離光軸的光”，將來自光束控制部件4的出射光中的、與光軸8的夾角小於“遠離光軸的光”的光稱為“接近光軸的光”。藉由形成光束控制部件4，以與“遠離光軸的光”相比，使“接近光軸的光”的對被照射面6的入射角更大(若如圖2所示的使用光束控制部件4)，從光束控制部件4的第一出射面11a射出用於照射被照射面6之下端邊緣6a至上端邊緣6b為止的光。另外，從光束控制部件4的第二出射面11b射出朝向被照射面6之光且能夠比從第一出射面11a射出的光射出更向±X方向(寬度方向且與光軸8正交的方向)擴展地照射被照射面6之光。另外，從光束控制部件4的直立壁22射出能夠照射被照射面6中特別是下端邊緣6a側(接近光束控制部件4的部分)的光。另外，藉由使該直立壁22壁面粗糙化，能夠將光從直立壁22擴散射出，並藉由從直立壁22射出的光能夠均勻且大範圍地照射被照射面6之下端邊緣6a側。
另外，與中心軸14正交的虛擬平面21和第二出射面11b之夾角β2也可以相等於與中心軸14正交的虛擬平面21和第一出射面11a的母線之夾角β1(β2=β1)，此外，也可以略小於與中心軸14正交的虛擬平面21和第一出射面11a的母線之夾角β1(β2<β1)。
另外，此種光束控制部件4藉由將全反射面12與未圖示之支撐板的定位孔嚙合，將凸緣部10勾掛在未圖示之支撐板的上面，因而能夠對於發光元件3定位，並且正確保持對發光元件3及被照射面6的姿勢。
(第一實施方式的效果)
以下，與圖5及圖6(a)～圖6(e)所示的比較例對比，說明基於本實施方式的光束控制部件4之效果。在圖5及圖6(a)～圖6(e)所示的比較例之光束控制部件4中，出射面11的全範圍形成為與本實施方式之第一出射面11a的形狀成同一形狀。比較例的光束控制部件4的其他結構與本實施方式的光束控制部件4相同。另外，對比較例的光束控制部件4的、與本實施方式的光束控制部件4相同的結構部分附加相同的標號，並省略與本實施方式的光束控制部件4的說明重複的說明。
圖7係示意地顯示從使用了比較例之光束控制部件4的照明裝置2照射到被照射面6的照明光的、被照射面6上之照度分佈的圖(參照圖2)。另外，在圖7中，多個橢圓形的線是被照射面6上之照度的等高線。然後，照度的等高線越遠離中央部，該值越低。
圖8係示意地顯示從使用了本實施方式之光束控制部件4的照明裝置2照射到被照射面6的照明光的、被照射面6上之照度分佈的圖。另外，在該圖中，多個橢圓形的線也顯示被照射面6上之照度的等高線。
比較圖7與圖8可知，與比較例的光束控制部件4相比，本實施方式的光束控制部件4能夠向X方向更加擴展被照射面6之照明區域(能夠擴展照明寬度)。
本實施方式的光束控制部件4在覆蓋第二出射面11b，而僅由第一出射面11a照射被照射面6之情況下，如圖9所示，與圖8的照明區域相比，變成X方向上的寬度窄且低照度的照明光。另外，本實施方式的光束控制部件4在覆蓋第一出射面11a，而僅由第二出射面11b照射被照射面6之情況下，變成Z方向上的寬度較圖9所示的照明區域窄但X方向上的寬度較圖9所示的照明區域寬的照明光(參照圖10)。然後，在本實施方式的光束控制部件4中，重疊圖9及圖10的照明光而成為圖8所示的被照射面6的照明光。另外，在圖7至圖9中，省略到達被照射面6的下端邊緣6a之低照度的光的等高線。
圖11(a)～圖11(b)及圖12(a)～圖12(b)係用於說明本實施方式的光束控制部件4之第二出射面11b的出射特性和比較例的光束控制部件4之出射面11(與第二出射面11b對應的區域)的出射特性之差異的圖，並且係示意地顯示藉由模擬實驗求出的出射特性之結果的圖。另外，圖11(a)及圖12(a)係示意地顯示與比較例的光束控制部件4有關的模擬實驗結果的圖，圖11(b)及圖12(b)係示意地顯示與本實施方式的光束控制部件4有關的模擬實驗結果的圖。另外，圖11(a)和圖11(b)中的X軸、Y軸、Z軸分別與圖2的X軸、Y軸、Z軸對應。另外，在圖11(a)和圖11(b)中，來自光束控制部件4的出射光到達的測量面23係位於與X-Y平面平行且從X-Y平面沿著Z軸方向間隔1000mm的位置的虛擬平面。另外，圖12(a)和圖12(b)係從Z軸方向觀察測量面23、光束控制部件4及X-Y平面的俯視圖。然後，圖12(a)和圖12(b)中的X軸、Y軸與圖11(a)和圖11(b)的X軸、Y軸對應，圖12(a)和圖12(b)中的Z軸在紙面的法線方向上延伸。
在這些圖中，發光元件的發光面上之發光中心7係X軸、Y軸、Z軸的交點。然後，模擬(simulation)實驗係指，著眼於從發光面上的點且僅與Y軸方向相距0.5mm的點之a點射出的光，求出該光在光束控制部件4的內部如何傳播，到達測量面23上的哪個位置。然後，表1及表2將該模擬實驗的結果數值化而顯示。另外，表1係顯示與比較例的光束控制部件4有關的模擬實驗之結果的表。另外，表2係顯示與本實施方式的光束控制部件4有關的模擬實驗之結果的表。
(單位：mm)
(單位：mm)
這裡，圖11(a)和圖11(b)及圖12(a)和圖12(b)的b點係從a點射出的光入射至光束控制部件4之第二入射面13b的位置。另外，圖11(a)和圖11(b)及圖12(a)和圖12(b)的c點係從b點射入到光束控制部件4之內部的光在全反射面12被反射的位置。另外，圖11(a)和圖11(b)及圖12(a)和圖12(b)的d點係在全反射面12的c點被反射的光到達出射面11(11b)的位置(從出射面11(11b)射出的位置)。另外，圖11(a)和圖11(b)及圖12(a)和圖12(b)的e點係從光束控制部件4的出射面(11)11b上的點d射出的光到達測量面23的位置。
如以上的模擬實驗結果所示，在比較例的光束控制部件4及本實施方式的光束控制部件4中，入射面13的形狀以及全反射面12的形狀相同，所以從a點至c點為止為相同位置。但是，比較例的光束控制部件4之出射面11的形狀和本實施方式的光束控制部件4之出射面11(第二出射面11b)的形狀不同，所以d點及e點在比較例的光束控制部件4和本實施方式的光束控制部件4不同。尤其，e點在比較例的光束控制部件4與本實施方式的光束控制部件4極為不同。即，從本實施方式的光束控制部件4的第二出射面11b射出的光與從比較例的光束控制部件4的出射面11射出的光相比，到達從Z軸向-X方向大幅(約1.8倍)偏離的測量面23上的位置(e點)，並且到達-Y方向的測量面23上的位置(e點)。在此，圖11(a)和圖11(b)及圖12(a)和圖12(b)的-Y方向係圖2中的比光軸8靠近被照射面6的位置。因此，本實施方式的光束控制部件4之第二出射面11b能夠控制比較例的光束控制部件4的出射面11中無法到達被照射面6的光，以使其朝向被照射面6側，提高用於照射被照射面6的光利用效率，並且能夠向被照射面6的寬度方向(±X方向)上的寬範圍照射光。
如上所述，通過使用本實施方式的光束控制部件4，發光裝置1及照明裝置2不需要現有技術中使用的反射部件，所以能夠至少與不需要反射部件相對應，實現結構的簡單化、零件個數的刪減，能夠使製品價格廉價化。
另外，通過使用本實施方式的光束控制部件4，發光裝置1及照明裝置2能夠對現有技術實現小型化，能夠比現有技術縮小設置空間。
另外，使用了本實施方式的光束控制部件4之發光裝置1及照明裝置2，將發光元件(LED等)3作為光源而使用，所以與將鹵素燈或放電燈作為光源的現有技術相比，能夠實現省電化。
(光束控制部件的第二實施方式)
圖13及圖14(a)～圖14(e)係顯示本發明的光束控制部件4之第二實施方式的圖。這些圖所示的本實施方式的光束控制部件4與第一實施方式的光束控制部件4的不同之處在於，第二出射面11b的形狀。本實施方式的光束控制部件4的其他結構與第一實施方式的光束控制部件4相同。另外，對本實施方式的光束控制部件4的、與第一實施方式的光束控制部件4相同的結構部分附加相同的標號，並省略與第一實施方式的光束控制部件4的說明重複的說明。
如圖13及圖14(a)～圖14(e)所示，本實施方式的光束控制部件4在第二出射面11b的中央部形成高傾斜面部11b1。在圖14(a)的俯視圖中，該高傾斜面部11b1形成為對中心線26成為線對稱，並從第一出射面11a的頂點17形成為大致扇狀，以使與第二出射面11b的其他部分的邊界線25和中心線26的夾角成為規定的角δ(本實施方式中為45°)。另外，藉由根據要求的出射光特性來改變δ的角度，設定第二出射面11b中的高傾斜面部11b1之面積比率，以使其為最佳的數值。
通過使用如此構成的本實施方式之光束控制部件4，能夠獲得與使用了第一實施方式之情況同樣的效果，能夠實現與第一實施方式的光束控制部件4之照明光的照度分佈不同的照度分佈的照明。
(光束控制部件的第三實施方式)
圖15及圖16(a)～圖16(e)係顯示本發明的光束控制部件4之第三實施方式的圖。這些圖所示的本實施方式之光束控制部件4在出射面11不形成與第一實施方式的光束控制部件4之第二出射面11b同樣的部分，全反射面12的大致一半的形狀與第一實施方式的光束控制部件4不同。本實施方式的光束控制部件4的其他結構與第一實施方式的光束控制部件4相同。另外，對本實施方式的光束控制部件4的、與第一實施方式的光束控制部件4相同的結構部分附加相同的標號，並省略與第一實施方式的光束控制部件4的說明重複的說明。
如圖15及圖16(a)～圖16(e)所示，在本實施方式的光束控制部件4中，全反射面12由第一全反射面12a及第二全反射面12b形成。其中，第一全反射面12a與假設將第一實施方式的光束控制部件4沿著中心軸14分為兩個時之任何一方的全反射面12為相同形狀。另外，第二全反射面12b形成為使假設將第一實施方式的光束控制部件4沿著中心軸14分為兩個時之任何另一方的全反射面12小徑化，使反射光比第一全反射面12a側更接近光軸。即，第二全反射面12b形成為使該出射面側端邊緣(上端邊緣)27的半徑R2比出射面11a(11)的周邊(與凸緣部連接的端邊緣)28的半徑R1小之半徑(R2<R1)，並形成為使其下端邊緣30位於凹部16的開口端附近。結果，第二全反射面12b與第一全反射面12a相比，從背面15側朝向出射面11側急劇直立。
此種本實施方式的光束控制部件4在構成照明裝置2，代替圖2中的第一實施方式之光束控制部件4的情況下，在第一全反射面12a配置在比光軸8靠近被照射面6側，第二全反射面12b配置在與被照射面6遠離側的狀態下被使用。
藉由使用此種本實施方式的光束控制部件4，能夠獲得與使用了第一實施方式的光束控制部件4之情況同樣的效果。
另外，藉由將本實施方式的光束控制部件4之第二全反射面12b適用於第一實施方式及第二實施方式的光束控制部件4，並調整面形狀，以使第二全反射面12b中的反射光為照射被照射面6的光，因而能夠進一步提高用於照射被照射面6的光利用效率。
(光束控制部件的第四實施方式)
圖17及圖18(a)～圖18(e)係顯示本發明的光束控制部件4之第四實施方式的圖。這些圖所示的本實施方式的光束控制部件4與第一實施方式的光束控制部件4的不同之處在於，第一出射面11a及第二出射面11b的形狀。本實施方式的光束控制部件4的其他結構與第一實施方式的光束控制部件4相同。另外，對本實施方式的光束控制部件4的、與第一實施方式的光束控制部件4相同的結構部分附加相同的標號，並省略與第一實施方式的光束控制部件4的說明重複的說明。
如圖17及圖18(a)～圖18(e)所示，在本實施方式的光束控制部件4中，第一出射面11a的形狀為非球面形狀，與第一出射面11a的形狀大致為半圓錐面形狀的第一實施方式之光束控制部件4不同。另外，在本實施方式的光束控制部件4中，第二出射面11b的外周面31形成與凸緣部10的外周面32一致的大小，第二出射面11b的面積大於第一實施方式的光束控制部件4之第二出射面11b的面積。
藉由使用此種結構的本實施方式之光束控制部件4，能夠獲得與第一實施方式的光束控制部件4同樣的效果，在將凸緣部10用作光學面時，能夠照射比第一實施方式的光束控制部件4更寬的範圍。
另外，藉由將第三實施方式的光束控制部件4之第二全反射面12b適用於本實施方式的光束控制部件4，並調整面形狀，以使第二全反射面12b中的反射光為照射被照射面6的光，因而能夠進一步提高用於照射被照射面6的光利用效率。
另外，在本實施方式的光束控制部件4中，第一出射面11a的形狀為非球面形狀，所以能夠實現與第一出射面11a的形狀大致為半圓錐面形狀的第一實施方式之光束控制部件4不同的照度分佈的照明。
(光束控制部件的第五實施方式)
圖19及圖20(a)～圖20(f)係顯示本發明的光束控制部件4之第五實施方式的圖。這些圖所示的本實施方式的光束控制部件4與第一實施方式的光束控制部件4的不同之處在於，第二出射面11b的形狀。本實施方式的光束控制部件4的其他結構與第一實施方式的光束控制部件4相同。另外，對本實施方式的光束控制部件4的、與第一實施方式的光束控制部件4相同的結構部分附加相同的標號，並省略與第一實施方式的光束控制部件4的說明重複的說明。
如圖19及圖20(a)～圖20(f)所示，在本實施方式的光束控制部件4中，第一實施方式的光束控制部件4之第二出射面11b的一部分形成與第一出射面11a的形狀相同的形狀(大致為圓錐形狀)。即，在圖20(a)的俯視圖中，在光束控制部件4的第二出射面11b中，與第一實施方式的光束控制部件4之第二出射面11b同樣地形成從中心線18起有規定尺寸寬度的帶狀部分11b’，並且剩餘部11b”形成與第一出射面11a相同的形狀。
通過使用如此構成的本實施方式之光束控制部件4，能夠獲得與使用了第一實施方式的光束控制部件4之情況同樣的效果，能夠實現與第一實施方式的光束控制部件4之照明光的照度分佈不同的照度分佈的照明。
另外，藉由將第三實施方式的光束控制部件4之第二全反射面12b適用於本實施方式的光束控制部件4，並調整面形狀，以使第二全反射面12b中的反射光為照射被照射面6的光，因而能夠進一步提高用於照射被照射面6的光利用效率。
(上述各實施方式的變形例)
上述各實施方式的光束控制部件4例示了，第一出射面11a的形狀為沿著中心軸14將圓錐面切去一半的形狀，或者第一出射面11a的形狀為沿著中心軸14將非球面切去一半的形狀，但本發明並不限於此，第一出射面11a的形狀可以為半球面形狀，第一出射面11a的形狀也可以為與背面15平行的平面。
另外，使用了上述各實施方式的光束控制部件4之任一個的發光裝置1根據被照射面6的大小，以適當的間隔被使用了多個。
另外，對上述實施方式的照明裝置2而言，例示了將發光裝置1相對於被照射面6配置在下方的斜前方之形態，但本發明並不限於此，也可以使照明裝置2的上下反轉(使其旋轉180°)，將發光裝置1相對於被照射面6配置在上方的斜前方，藉由該發光裝置1從上方的斜前方照射被照射面6。另外，也能夠以設置在被照射面6的大致中心的、對被照射面6的法線為旋轉軸，使上述實施方式的發光裝置1旋轉90°，並且使發光裝置1在與X軸及被照射面6平行的方向上移動，調整相對於被照射面6的發光裝置1之位置，將發光裝置1相對於被照射面6配置在左側方或右側方的斜前方，並藉由該發光裝置1從左側方或右側方的斜前方照射被照射面6。另外，也可以根據被照射面6的大小，使上述實施方式的發光裝置1旋轉規定角度，並且使發光裝置1在與被照射面6平行的方向上移動，調整相對於被照射面6的發光裝置1之位置，與被照射面6的角落(corner)部對應地配置發光裝置1，並藉由該發光裝置1從角落部側照射被照射面6。另外，較為理想的是根據相對於被照射面6的發光裝置1之位置，調整發光裝置1的仰角。
(光束控制部件的支架)
圖21及圖22(a)～圖22(c)係與用於在光束控制部件4相對於發光元件(例如，LED)3而定位了的狀態下將其保持的支架40有關的圖。其中，圖21係顯示基板41上的發光元件3與支架(holder)40之嚙合狀態，並且顯示光束控制部件4與支架40之嚙合狀態的剖面圖。另外，圖22(a)係支架40的俯視圖，圖22(b)係沿著圖22(a)的A7-A7線切斷而顯示支架40之剖面圖，圖22(c)係支架40之仰視圖。
如這些圖所示，支架40為有底筒狀體，包括：圓板形狀的底部43，其與中心軸42正交；以及錐狀的筒狀部44，其內徑尺寸隨著遠離該底部43而遞增。
在支架40的底部43，形成四邊形狀的貫穿孔46，其保持微小的間隔而收納發光元件3之角柱狀的殼體(case)45。然後，該支架40藉由將底部43的貫穿孔46與發光元件3的殼體45嚙合，將底部43載置於基板41上，因而在其相對於發光元件3被定位的狀態(使光軸8與中心軸42一致的狀態)下被保持著。
支架40的筒狀部44形成為使內周面47與光束控制部件4的全反射面12保持間隔48而嚙合。然後，在筒狀部44的開口端側，環狀的形成凸緣部收納凹部50(參照圖22的(a))，其收納並支撐光束控制部件4之環狀的凸緣部10。該凸緣部收納凹部50包括：凸緣部支撐面51，其與光束控制部件4的凸緣部10的下表面抵接；以及凸緣部定位面52，其與光束控制部件4的凸緣部10之外周面抵接地相嚙合。凸緣部支撐面51形成為其自底部43的內表面之高度尺寸(沿著中心軸42的尺寸)相等於或略大於從光束控制部件4的凸緣部10之下面到背面15為止的沿著中心軸14的尺寸，並支撐凸緣部10，以使光束控制部件4的背面15不與發光元件3接觸。
然後，藉由使用黏接劑等將支架40的底部43固定在基板41上，並使用黏接劑等將光束控制部件4的凸緣部10固定在支架40的凸緣部收納凹部50內，因而光束控制部件4在藉由支架40相對於發光元件3而被定位的狀態下被保持著。由此，發光元件3、支架40以及光束控制部件4在被定位的狀態下組裝到基板41上，以使發光元件3的光軸8、支架40的中心軸42、以及光束控制部件4的中心軸14在同一軸上。
另外，本實施方式的支架40與光束控制部件4同樣，由PMMA(聚甲基丙烯酸酯)、PC(聚碳酸酯)、EP(環氧樹脂)等透明樹脂材料或透明玻璃形成，所以也可以作為第二光束控制部件而發揮功能。
即，如圖23所示，本實施方式的支架40使從光束控制部件4的背面15側與發光元件3之間的間隙53漏出的、來自發光元件3的光，從底部43的貫穿孔46之邊緣54或貫穿孔46之內壁表面射入，藉由底部43將該入射光引向筒狀部44側，使到達筒狀部44的光從筒狀部44的外表面折射並射出，能夠用作被照射面6的靠近發光元件3之區域(被照射面6的下端邊緣6a側)的照明光(參照圖2)。在此，支架40的底部43及筒狀部44的形狀形成為與從光束控制部件4射出而照射被照射面6的光相比，能夠射出可照射靠近發光元件3的被照射面6的光。另外，經由支架40向被照射面6側射出的光係因與發光元件3的光軸8之角度大而無法射入光束控制部件4的光，而且與射入光束控制部件4的光相比，係低亮度的光，但被照射面6上之光的到達位置靠近發光元件3，對被照射面6的入射角度小，所以抑制了光的衰減，並作為照明光而有效地利用(參照圖2)。
藉由將此種本實施方式的支架40用作第二光束控制部件，能夠利用從光束控制部件4射出之高亮度的光(光軸8附近的光)照射遠離發光元件3之被照射面6，並利用從支架40射出之低亮度的光照射距發光元件3較近的被照射面6，所以能夠實現高效率且高品質的照明。
另外，本實施方式的支架40例示了與光束控制部件4分別形成的形態，但也可以將支架40的一部分或整體與光束控制部件4一體形成。另外，也可以將控制低亮度的光的部分與支架40及光束控制部件4分開作為單體而另行形成。
另外，不限於從光束控制部件4的背面15與發光元件3之間的間隙53漏出的光，本實施方式的支架40也可以使從發光元件3射出的光中的低亮度(指大幅超過亮度半功率角的程度之亮度，例如最大亮度之30%以下)的光向被照射面6射出(參照圖2)。
另外，支架40的形狀並不限定於上述實施方式的形狀(參照圖21至圖22(a)～圖22(c))，只要能夠以使低亮度的光射出到被照射面6的靠近發光元件3之區域的方式使光折射並射出的形狀即可。
另外，支架40只要能夠藉由底部43以外的筒狀部44等，將低亮度的光射出到被照射面6的靠近發光元件3的區域，也可以省略底部43。
(光束控制部件的其他使用例)
圖24(a)～圖24(b)及圖25(a)～圖25(b)顯示將本發明的光束控制部件4(第一實施方式的光束控制部件4)用於內照式的照明裝置60的例子。另外，圖24(a)係從斜上方觀察的、顯示本發明的內照式的照明裝置60之外觀立體圖。另外，圖24(b)係去除構成本發明的內照式的照明裝置60之殼體61的左側面側而顯示的側視圖。另外，圖25(a)係顯示本發明的內照式的照明裝置60之內部結構的俯視圖，而且係去除構成殼體61的頂板而顯示照明裝置60的俯視圖。另外，圖25(b)係沿著圖24(b)之A8-A8線切斷而示出的照明裝置60的正面圖。
如這些圖所示，內照式的照明裝置60使具有透光性的平板狀之被照明部件(例如，廣告板)62對向且平行地成對配置，藉由底板63支撐這些被照明部件62及62的下端，分別藉由側板64密封這些被照明部件62及62的左側端間的間隙及右側端間的間隙，藉由頂板65密封這些被照明部件62及62的上端，形成其內部具有空間66的殼體61。然後，該照明裝置60藉由將多個發光裝置1一列地安裝在構成殼體61的底板63之上表面63a上，因而在殼體61的內部收納多個發光裝置1，並藉由多個發光裝置1，從一對被照明部件62及62的背面側(內部空間側)的斜前方且下端側來照射被照明部件62之被照射面(內表面)62a。
發光裝置1配置在底板63上，以使光軸8與被照明部件62的被照射面62a和62a平行，並且配置在底板63上，以使光軸8沿著Z軸方向延伸。
在俯視時(從頂板65側沿著Z軸觀察底板63側時)，構成發光裝置1的光束控制部件4配置為與相鄰的其他光束控制部件4方向相差180°。即，交替配置主要照射一對被照射面62a及62a中之一方的被照射面62a的光束控制部件4(第一群的光束控制部件41)與主要照射另一方的被照射面62a的光束控制部件4(第二群的光束控制部件42)，各第一群的光束控制部件41及第二群的光束控制部件42的第一出射面11a配置在作為主要的照明對象之被照射面62側。
圖26(a)顯示在本發明的照明裝置60中的、一對被照射面62a和62a中之一方的被照射面62a的照明狀態。另外，在圖26(a)的被照射面62a中，利用白色部分顯示來自第一群的光束控制部件41及第二群的光束控制部件42的光充分照射的部分。
如該圖26(a)所示，一方的被照射面62a藉由第一群的光束控制部件41在±X方向上被大範圍地照射，並且被照射到下端邊緣62b為止。另外，在一方的被照射面62a中，藉由來自第二群之光束控制部件42的光，照射來自第一群之光束控制部件41的光難以到達的區域及第一群的光束控制部件41和41間的X軸方向中間區域。結果，在本發 明之內照式的照明裝置60中，藉由第一群的光束控制部件41及第二群的光束控制部件42來照射一方的被照射面62a，以使來自第一群的光束控制部件41的光之照射範圍67由來自第二群的光束控制部件42的光之照射範圍68補充，除了下端邊緣62b側的微小區域(非白色的部分)70以外，整體為均勻的照度分佈。
另外，另一方的被照射面62a藉由第二群的光束控制部件42在±X方向上被大範圍地照射，並且被照射到下端邊緣62b為止。另外，在另一方的被照射面62a中，藉由來自第一群之光束控制部件41的光，照射來自第二群之光束控制部件42的光難以到達的區域及第二群的光束控制部件41和42間的X軸方向中間區域。結果，在本發明之內照式的照明裝置60中，藉由第一群的光束控制部件41及第二群的光束控制部件42來照射另一方的被照射面62a，以使來自第二群的光束控制部件42的光之照射範圍由來自第一群的光束控制部件41的光之照射範圍補充，除了下端邊緣62b側的微小區域以外，整體為均勻的照度分佈。
即，在本發明的內照式的照明裝置60中，藉由第一群的光束控制部件41及第二群的光束控制部件42，照射一對被照明部件62及62的被照射面62a及62a，以使整體為均勻的照度分佈，除了下端邊緣62b的微小區域以外。
圖26(b)顯示使用了比較例(參照圖5及圖6(a)~圖6(e))的光束控制部件4來代替本發明的光束控制部件4(第一實 施方式的光束控制部件4)之照明裝置60中的、一方的被照射面62a的照明狀態。另外，在圖26(b)的被照射面62a中，用虛線包圍來自光束控制部件4的光之照射範圍而進行顯示，用實線包圍被照射面62a上特別明亮的範圍(亮部71)並以白色部分來顯示。
如該圖26(b)所示，在一方的被照射面62a中，相鄰的光束控制部件4及4之中間部分被識別為暗部。此因來自光束控制部件4的光集中照射到較窄的範圍，所以與圖26(a)的被照射面62a相比，在以虛線顯示的照射範圍中，亮部71被視覺辨認為特別明亮。另外，在使用了比較例的光束控制部件4之照明裝置60中，另一方的被照射面62a的照度分佈為與一方的被照射面62a同樣的照度分佈。
如此，使用了本發明的光束控制部件4(第一群的光束控制部件41及第二群的光束控制部件42)之照明裝置60與使用了比較例的光束控制部件4之照明裝置60相比，能夠顯著提高照明品質。
圖27(a)~圖27(c)係用於說明本發明的第一群的光束控制部件41(4)、本發明的第二群的光束控制部件42(4)、比較例的光束控制部件4之間的出射特性的差異的圖，並且係用於說明藉由模擬實驗求出的各光束控制部件4、第一群的光束控制部件41及第二群的光束控制部件42之出射特性的差異的圖。另外，圖27(a)係示意地顯示比較例的光束控制部件4之模擬實驗結果的圖。另外，圖27(b)係示意地顯示本發明的第一群的光束控制部件41之模擬實驗 結果的圖。另外，圖27(c)係示意地顯示本發明的第二群的光束控制部件42之模擬實驗結果的圖。另外，圖27(a)~圖27(c)中的X軸、Y軸、Z軸分別與圖24(a)~圖24(b)的X軸、Y軸、Z軸對應。另外，在圖27(a)~圖27(c)中，來自光束控制部件4、第一群的光束控制部件41及第二群的光束控制部件42的出射光到達的測量面73係位於與X-Y平面平行且從X-Y平面沿著Z軸方向間隔200mm的位置的虛擬平面。
在圖27(a)~圖27(c)中，發光元件的發光面上之發光中心7係X軸、Y軸、Z軸之間的交點。然後，模擬實驗著眼於從作為發光中心7的a點射出的光，求出該光在光束控制部件4的內部如何傳播，並到達測量面73上的哪個位置。然後，表3至表5將該模擬實驗的結果數值化而顯示。另外，表3顯示與比較例的光束控制部件4有關的模擬實驗之結果。另外，表4顯示與本發明的第一群的光束控制部件41有關的模擬實驗之結果。另外，表5顯示與本發明的第二群的光束控制部件42有關的模擬實驗之結果。另外，這些表3至表5中之數值的單位為毫米(mm)。
這裡，圖27(a)至圖27(c)的b點係從a點射出的光射入光束控制部件4之第二入射面13b的位置。另外，圖27(a)至圖27(c)的c點係從b點射入到光束控制部件4之內部的光在全反射面12被反射的位置。另外，圖27(a)的d點係在全反射面12被反射的光到達出射面11的位置(從出射面11射出的位置)，圖27(b)的d點係在全反射面12被反射的光到達第二出射面11b的位置(從第二出射面11b射出的位置)，圖27(c)的d點係在全反射面12被反射的光到達第一出射面11a的位置(從第一出射面11a射出的位置)。另外，圖27(a)至圖27(c)的e點係從光束控制部件4的出射面11(11a、11b)射出的光到達測量面73的位置。
如以上的模擬實驗結果所示，在比較例的光束控制部件4、本發明的第一群的光束控制部件41、以及本發明的第二群的光束控制部件42中，入射面13的形狀以及全反射面12的形狀相同，所以從a點至c點為止為相同位置。但是，由於比較例的光束控制部件4之出射面11的形狀、本發明的光束控制部件(第一群的光束控制部件41)之第二出射面11b的形狀、以及本發明的光束控制部件(第二群的光束控制部件42)之第一出射面11a的形狀不同，所以d點及e點在比較例的光束控制部件4、本發明的第一群的光束控制部件41、以及第二群的光束控制部件42之間不同。尤其，本發明的第一群的光束控制部件41中之e點與比較例的光束控制部件4及本發明的第二群的光束控制部件42中之e點極為不同。另外，本發明的光束控制部件4之第一出射面11a的形狀與比較例的光束控制部件4之出射面11之形狀相似，所以本發明的第二群的光束控制部件42之d點、e點與比較例的光束控制部件4之d點、e點之差極小。
即，從本發明的第一群的光束控制部件41的第二出射面11b射出的光與從比較例的光束控制部件4的出射面11或本發明的第二群的光束控制部件42的第一出射面11a射出的光相比，到達從Z軸向-X方向大幅(約13至18倍)偏離的測量面73上的位置(e點)，並且到達從Z軸向-Y方向大幅(與-X方向的尺寸相同程度)偏離的測量面73上的位置(e點)。在此，圖27(a)~圖27(c)的-Y方向為圖24(a)~圖24(b)中的比光軸8更靠近一方(圖24(b)的右側)的被照射面62a的位置。因此，本發明的第一群的光束控制部件41之第二出射面11b將在比較例的光束控制部件4之出 射面11或本發明的第二群的光束控制部件42之第一出射面11a中到達頂板65的光(圖26(b)的亮部71a)或產生亮部71的光的一部分進行控制，以使其朝向一方的被照射面62側，能夠提高一方的被照射面62a上之第一群的光束控制部件41的照射範圍中之亮度的均勻化，並且能夠向被照射面62a的寬度方向(±X方向)上之寬範圍照射光。
如上所述的使用了本實施方式的光束控制部件4之發光裝置1及內照式的照明裝置60不需要現有技術中使用的反射部件，所以能夠至少與不需要反射部件相對應，實現小型化、結構的簡單化，並且能夠刪減零件個數，能夠使製品價格廉價化。或者，本發明的照明裝置60能夠使用反射部件，以與現有技術同樣的製品價格，實現明亮且高品質的照明。
另外，本發明的內照式的照明裝置60也可以藉由圖21及圖22(a)~圖22(c)所示的支架40，保持本發明的光束控制部件4。由此，能夠利用圖21及圖22(a)~圖22(c)所示的支架40之作為光束控制部件的功能，藉由從支架40射出的光，照射被照射面62a的下端邊緣62b側(靠近發光元件3的端部)。由此，與來自本發明的光束控制部件4之直立壁22的出射光一起，能夠高效地照射被照射面62a的下端邊緣62b側(靠近發光元件3的端部)，能夠減少被照射面62a的下端邊緣62b側之低照度區域。結果，例如，在本發明的照明裝置60之被照明部件62係廣告板之情況下，能夠使無法有效利用於廣告的低照度區域(框架(frame)區域)變窄，能夠擴大廣告板的有效利用區域。
另外，作為本發明的內照式的照明裝置60，在上述說明中，為了均勻地照射一對被照明部件62及62之被照射面62a及62a，例示了交替配置第一群的光束控制部件41及第二群的光束控制部件42之形態，但本發明並不限於此，也可以為了僅照射一方的被照明部件62之被照射面62a，而僅一列地配置多個第一群的光束控制部件41，或者為了僅照射另一方的被照明部件62之被照射面62a，而僅一列地配置多個第二群的光束控制部件42。
另外，作為本發明的內照式的照明裝置60，在上述說明中，例示了相對於發光裝置1之光軸8而平行地配置一對被照明部件62及62的形態，但本發明並不限於此，也可以在能夠藉由發光裝置1照射被照明部件62之範圍內且在一定條件下，使被照射面62a的上端(+Z方向的端部)接近Z軸或遠離Z軸，而使被照射面62a相對於發光裝置1的光軸8傾斜。在此，一定條件係指，若將來自發光裝置1的出射光中照射被照射面62a及62a上之靠近發光裝置1的位置的光作為“遠離光軸的光”，將來自發光裝置1的出射光中與光軸8之夾角小於“遠離光軸的光”之光作為“接近光軸的光”，則使用了發光裝置1，以使“接近光軸的光”之對被照射面62a及62a的入射角大於“遠離光軸的光”之對被照射面62a及62a的入射角。
另外，顯示了本發明的內照式的照明裝置60使用第一實施方式的光束控制部件4之例子，但也能夠適用其他實施方式的光束控制部件4或該光束控制部件4之變形例。
2010年3月30日提出之第2010-076845號的日本專利申請及2010年6月25日提出之第2010-145485號的日本專利申請中包含的說明書、圖式及摘要等中揭示之內容全部援用於本申請。
(產業上之可利用性)
使用了本發明的光束控制部件之發光裝置能夠適用於外照式或內照式之廣告板的照明裝置、照射天花板、地面、壁面等之外照式的照明裝置、以及間接照明、樹木、草花等之照亮用的照明裝置。
1．．．發光裝置
2、60．．．照明裝置
3．．．發光元件(例如，LED)
4．．．光束控制部件
6、62a．．．被照射面
6a．．．照射面6的下端邊緣
6b．．．照射面6的上端邊緣
7．．．發光中心
8．．．光軸
11．．．出射面
11a．．．第一出射面
11b．．．第二出射面
12．．．全反射面
12a．．．第一全反射面
12b．．．第二全反射面
13．．．入射面
13a．．．第一入射面
13b．．．第二入射面
14．．．中心軸
15．．．背面
16．．．凹部
20．．．上端邊緣(頂邊)
圖1係顯示現有技術之照明裝置的圖。
圖2係顯示本實施方式之發光裝置及使用了該發光裝置的照明裝置的圖。
圖3係顯示光束控制部件的第一實施方式之外觀立體圖(從斜上方觀察的外觀圖)。
圖4(a)至圖4(e)係顯示光束控制部件的第一實施方式之圖。
圖5係顯示光束控制部件的比較例之外觀立體圖(從斜上方觀察的外觀圖)。
圖6(a)至圖6(e)係顯示光束控制部件的比較例之圖。
圖7係示意地顯示從使用了比較例之光束控制部件的照明裝置照射到被照射面的照明光之照度分佈(illuminance distribution)的圖。
圖8係示意地顯示從使用了第一實施方式之光束控制部件的照明裝置照射到被照射面的照明光之照度分佈的圖。
圖9係示意地顯示僅從第一實施方式之光束控制部件的第一出射面照射到被照射面的照明光之照度分佈的圖。
圖10係示意地顯示僅從第一實施方式之光束控制部件的第二出射面照射到被照射面的照明光之照度分佈的圖。
圖11(a)係從側面側觀察的、示意地顯示使用了比較例的光束控制部件時的光路的圖，圖11(b)係從側面側觀察的、示意地顯示使用了第一實施方式之光束控制部件時的光路的圖。
圖12(a)係從上方觀察的、示意地顯示使用了比較例的光束控制部件時的光路的圖，圖12(b)係從上方觀察的、示意地顯示使用了第一實施方式之光束控制部件時的光路的圖。
圖13係顯示光束控制部件的第二實施方式之外觀立體圖(從斜上方觀察的外觀圖)。
圖14(a)至圖14(e)係顯示光束控制部件的第二實施方式之圖。
圖15係顯示光束控制部件的第三實施方式之外觀立體圖(從斜上方觀察的外觀圖)。
圖16(a)至圖16(e)係顯示光束控制部件的第三實施方式之圖。
圖17係顯示光束控制部件的第四實施方式之外觀立體圖(從斜上方觀察的外觀圖)。
圖18(a)至圖18(e)係顯示光束控制部件的第四實施方式之圖。
圖19係顯示光束控制部件的第五實施方式之外觀立體圖(從斜上方觀察的外觀圖)。
圖20(a)至圖20(f)係顯示光束控制部件的第五實施方式之圖。
圖21係顯示基板上的發光元件與支架(holder)之嚙合狀態，並且顯示光束控制部件與支架之嚙合狀態的剖面圖。
圖22(a)至圖22(c)係顯示支架的圖。
圖23係顯示圖3的光束控制部件之一部分的放大剖面圖。
圖24(a)係從斜上方觀察的、顯示本發明的光束控制部件之其他使用例的內照式的照明裝置之外觀立體圖，以及圖24(b)顯示內照式的照明裝置的圖。
圖25(a)至圖25(b)係顯示本發明的內照式的照明裝置之內部結構的圖。
圖26(a)係顯示本發明的內照式的照明裝置中之被照射面的照明狀態的圖，以及圖26(b)係顯示比較例的內照式的照明裝置中之被照射面的照明狀態的圖。
圖27(a)、圖27(b)、圖27(c)係用於說明圖27(a)比較例的光束控制部件、圖27(b)本發明的第一群的光束控制部件、以及圖27(c)本發明的第二群的光束控制部件之間的出射特性的差異的圖，並且係用於說明藉由模擬實驗求出的各光束控制部件之出射特性的差異的圖。
1．．．發光裝置
2．．．照明裝置
3．．．發光元件(例如，LED)
4．．．光束控制部件
6a．．．照射面6的下端邊緣
6b．．．照射面6的上端邊緣
7．．．發光中心
8．．．光軸
11．．．出射面
11a．．．第一出射面
11b．．．第二出射面
12．．．全反射面
13．．．入射面

Claims (6)

  1. 一種光束控制部件，將來自發光元件的光進行照射，其特徵為，配置為前述光束控制部件的中心軸與前述發光元件的光軸一致，前述光束控制部件包括：入射面，使來自前述發光元件的光射入；全反射面，將由前述入射面射入之光的一部分全反射並集光；以及出射面，射出由前述全反射面反射的光及由前述入射面直達的光，前述入射面為凹部的內表面，該凹部與前述發光元件對向而形成在背面側，前述入射面包括：第一入射面，位於前述凹部的底部；第二入射面，位於該第一入射面與前述凹部的開口邊緣之間，前述全反射面形成在前述背面側與出射面側之間，並且形成為圍繞前述光軸，並將主要由前述入射面中之第二入射面射入的光向前述出射面側全反射，前述出射面包括：第一出射面，形成在與前述背面相反側的位置且形成在前述光軸的周圍；第二出射面，是在所述中心軸的周圍在180度的範圍內形成的傾斜面，前述第一出射面係，以所述中心軸為旋轉軸在±90度的角度範圍內將包含前述中心軸的剖面、與前述第一出射面的交線旋轉而形成的曲面，前述第二出射面係，在俯視前述出射面時沿著與前述中心軸正交的中心線而與前述第一出射面區分開，並且沿 著前述中心線形成了與前述第一出射面的頂點相同高度之頂邊的傾斜面，而且，前述第二出射面係形成為隨著遠離前述頂邊而高度遞減的傾斜面，前述第一出射面及前述第二出射面藉由以前述中心軸為中心的線對稱的一對直立壁而連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光束控制部件，其中，使前述直立壁壁面已粗糙化。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光束控制部件，其中，前述全反射面包括：第一全反射面；第二全反射面，形成為其反射光比前述第一全反射面上的反射光更接近所述光軸。
  4. 一種發光裝置，包括：發光元件；以及前述申請專利範圍第1項至申請專利範圍第3項之任一項所述的光束控制部件。
  5. 一種照明裝置，包括：申請專利範圍第4項所述之發光裝置；以及被照射面，被來自該發光裝置的出射光照射，所述發光裝置被配置為，若將所述出射光中照射到所述被照射面上靠近所述發光裝置的位置之光稱為遠離所述光軸的光，而將所述出射光中與所述光軸的夾角小於遠離所述光軸的光與該光軸的夾角之光稱為接近所述光軸的光，則接近所述光軸的光對於所述被照射面的入射角大於遠離所述光軸的光對於所述被照射面的入射角。
  6. 一種照明裝置，包括：發光元件；被照射面；以及光束控制部件，其將來自所述發光元件的光從所述被照射面的斜前方側的位置傾斜地照射到所述被照射面，所述光束控制部件配置為所述光束控制部件的中心軸與所述發光元件的光軸一致，所述光束控制部件包括：入射面，使來自所述發光元件的光入射；全反射面，將從所述入射面入射的光的一部份全反射並集光；以及出射面，出射由所述全反射面反射的光以及從所述入射面直達的光，所述入射面為凹部的內表面，該凹部與所述發光元件對向地形成在背面側，所述入射面包括：第一入射面，位於所述凹部的底部；第二入射面，位於該第一入射面與所述凹部的開口邊緣之間，所述全反射面形成在所述背面側和所述出射面側之間，並且形成為圍繞所述光軸，並將主要從所述入射面中的第二入射面入射的光向所述出射面側全反射，所述出射面包括：第一出射面，其形成在與所述背面相反側的位置且形成在所述光軸的周圍，並配置在比所述光軸更靠近所述被照射面側的位置；第二出射面，配置在比所述第一出射面更遠離所述被照射面的位置側，且是在所述中心軸的周圍在180度的範圍內形成的傾斜面，所述第二出射面形成為，與來自將所述發光元件的光軸做為旋轉軸而使所述第一出射面旋轉180度的面的出光面的配光特性相比，來自所述第二出射面的出射光的、朝 向所述被照射面的光束較多，所述第一出射面是，以所述中心軸為旋轉軸在±90度的角度範圍內將與所述被照射面正交且包含所述中心軸的剖面和所述第一出射面之間的交線旋轉而形成的曲面，所述第二出射面是，在俯視所述出射面時沿與所述中心軸正交的中心線而與所述第一出射面區分開，並且沿所述中心線形成了與所述第一出射面的頂點相同高度的頂邊的傾斜面，而且是形成為隨著遠離所述頂邊而高度遞減的傾斜面，所述第一出射面和所述第二出射面通過以所述中心軸為中心形成線對稱的一對直立壁連接，所述直立壁與所述被照射面對向。
TW100110575A 2010-03-30 2011-03-28 光束控制部件、發光裝置以及照明裝置 TWI533023B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010076845 2010-03-30
JP2010145485A JP5550112B2 (ja) 2010-03-30 2010-06-25 光束制御部材、発光装置、及び照明装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201144693A TW201144693A (en) 2011-12-16
TWI533023B true TWI533023B (zh) 2016-05-11

Family

ID=44275932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100110575A TWI533023B (zh) 2010-03-30 2011-03-28 光束控制部件、發光裝置以及照明裝置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8777458B2 (zh)
EP (1) EP2378337B1 (zh)
JP (1) JP5550112B2 (zh)
KR (1) KR101777343B1 (zh)
CN (1) CN102207277B (zh)
TW (1) TWI533023B (zh)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004532586A (ja) * 2001-05-14 2004-10-21 インターディジタル テクノロジー コーポレイション ダウンリンクリソースをアロケートするためのｃｑ測定
JP5667427B2 (ja) * 2010-12-20 2015-02-12 株式会社エンプラス 発光装置及び照明装置
CN103608715A (zh) * 2011-06-20 2014-02-26 皇家飞利浦有限公司 涉及用于led的光学透镜的方法和装置
JP5889065B2 (ja) * 2011-10-28 2016-03-22 株式会社エンプラス 光束制御部材、発光装置および照明装置
EP4242516A3 (en) 2011-12-02 2023-11-22 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting module and lens
US10047930B2 (en) * 2011-12-02 2018-08-14 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting module and lens
US9607422B1 (en) * 2011-12-22 2017-03-28 Msc.Software Corporation Interactive vertex manipulation system and methods for geometry repair
ES2420556B1 (es) * 2012-02-20 2014-09-29 Simón, S. A. Luminaria para superficies rectangulares
US8974077B2 (en) 2012-07-30 2015-03-10 Ultravision Technologies, Llc Heat sink for LED light source
JP5734940B2 (ja) * 2012-10-30 2015-06-17 光電気Ｌｅｄシステム株式会社 表示体用照明装置
US9103523B2 (en) * 2013-01-17 2015-08-11 Osram Sylvania Inc. Runway sign having a replaceable single LED lamp
US9239141B1 (en) 2013-02-15 2016-01-19 Rpc Photonics, Inc. Optical element providing oblique illumination and apparatuses using same
US9217554B1 (en) * 2013-02-15 2015-12-22 Rpc Photonics, Inc. Optical element providing oblique illumination and apparatuses using same
KR20150018288A (ko) * 2013-08-09 2015-02-23 현대모비스 주식회사 차량용 램프 및 이를 포함하는 차량
US9291334B2 (en) * 2014-05-27 2016-03-22 Lumenpulse Lighting Inc. Wall wash lighting system
JP6290040B2 (ja) * 2014-08-25 2018-03-07 株式会社エンプラス 光束制御部材、発光装置および照明装置
JP6099618B2 (ja) * 2014-11-12 2017-03-22 浜井電球工業株式会社 光源モジュール、およびそれを利用したトンネル用照明灯具
JP6507035B2 (ja) * 2015-06-03 2019-04-24 株式会社エンプラス 光束制御部材、発光装置および照明装置
TWI561772B (en) * 2015-06-18 2016-12-11 Ind Tech Res Inst Asymmetrical light distribution total internal reflection lens
CN105090781B (zh) * 2015-07-17 2018-01-05 开发晶照明（厦门）有限公司 Led灯具以及光学透镜
CN107709873A (zh) * 2015-07-22 2018-02-16 日立化成株式会社 照明装置、照明方法和使用它的影像投射装置
JP6695418B2 (ja) * 2016-03-02 2020-05-20 三菱電機株式会社 照明装置
US10309589B2 (en) 2016-05-13 2019-06-04 Rohinni, LLC Light vectoring apparatus
JP6843547B2 (ja) * 2016-08-05 2021-03-17 株式会社エンプラス 光束制御部材、発光装置および照明装置
JP2018125245A (ja) * 2017-02-03 2018-08-09 株式会社エンプラス 面光源装置および表示装置
RU176887U1 (ru) * 2017-03-09 2018-02-01 Общество с ограниченной ответственностью "ФАРОС-АЛЕФ" Осветитель для освещения эскалаторной балюстрады метрополитена

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1630706A (en) * 1924-08-22 1927-05-31 American Optical Corp Process of producing monocentric fused bifocal lenses
US1981761A (en) * 1934-02-19 1934-11-20 Townsend Frank Clark Automobile headlight shield
BE532581A (zh) * 1954-01-29
DE3340462C1 (de) * 1983-11-09 1985-04-18 Westfälische Metall Industrie KG Hueck & Co, 4780 Lippstadt Abgeblendeter Fahrzeugscheinwerfer
US5182444A (en) * 1989-06-12 1993-01-26 Digital Equipment Corporation Split lens displaced long from each other along plane of cut
US6273596B1 (en) * 1997-09-23 2001-08-14 Teledyne Lighting And Display Products, Inc. Illuminating lens designed by extrinsic differential geometry
JP2001307508A (ja) 2000-03-30 2001-11-02 Nsi Enterprises Inc 改良型戸外パネル照明器具
US6837605B2 (en) * 2001-11-28 2005-01-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Led illumination system
DE10158395B4 (de) * 2001-11-28 2011-07-07 OSRAM Opto Semiconductors GmbH, 93055 LED-Beleuchtungssystem
US6784357B1 (en) * 2002-02-07 2004-08-31 Chao Hsiang Wang Solar energy-operated street-lamp system
GB2421584A (en) * 2004-12-21 2006-06-28 Sharp Kk Optical device with converging and diverging elements for directing light
DE202005008242U1 (de) * 2005-05-23 2005-09-22 Hoffmeister Leuchten Gmbh Elektrische Leuchte
WO2007100837A2 (en) 2006-02-27 2007-09-07 Illumination Management Solutions, Inc. An improved led device for wide beam generation
US7829899B2 (en) 2006-05-03 2010-11-09 Cree, Inc. Multi-element LED lamp package
JP4891120B2 (ja) 2007-03-05 2012-03-07 株式会社アイ・ライティング・システム 表示灯
US8388193B2 (en) * 2008-05-23 2013-03-05 Ruud Lighting, Inc. Lens with TIR for off-axial light distribution
US7841750B2 (en) * 2008-08-01 2010-11-30 Ruud Lighting, Inc. Light-directing lensing member with improved angled light distribution
DE102008056103A1 (de) * 2008-11-06 2010-05-12 Erco Gmbh Leuchte
JP5590792B2 (ja) 2008-12-16 2014-09-17 キヤノン株式会社 照明装置、撮像装置及び充電制御方法
JP5475395B2 (ja) * 2009-10-23 2014-04-16 スタンレー電気株式会社 車両用灯具
JP4891387B2 (ja) 2009-12-21 2012-03-07 大和製衡株式会社 充填装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102207277B (zh) 2015-01-21
EP2378337B1 (en) 2017-09-13
US8777458B2 (en) 2014-07-15
US20110255291A1 (en) 2011-10-20
CN102207277A (zh) 2011-10-05
JP2011228241A (ja) 2011-11-10
KR20110109985A (ko) 2011-10-06
TW201144693A (en) 2011-12-16
EP2378337A3 (en) 2012-06-06
EP2378337A2 (en) 2011-10-19
KR101777343B1 (ko) 2017-09-11
JP5550112B2 (ja) 2014-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI533023B (zh) 光束控制部件、發光裝置以及照明裝置
JP6356997B2 (ja) 光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置
JP6310285B2 (ja) 発光装置、面光源装置および表示装置
JP6342901B2 (ja) 光束制御部材、発光装置および照明装置
JP6629601B2 (ja) 光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置
TWI534391B (zh) 光源導引結構及發光裝置
WO2012017636A1 (ja) 発光装置及び照明装置
US8801221B2 (en) Lens structure, light source device and light source module
JP2014508310A (ja) Ｌｅｄ光拡散用拡張型アイシクルタイプ光調整レンズ
WO2013179610A1 (ja) 光束制御部材、発光装置および照明装置
JP6347390B2 (ja) 照明装置
JP2012182117A (ja) 管型照明器具、管型照明器具用筐体及び両面内照式看板装置
JP7130913B2 (ja) 光学装置および照明装置
WO2013190801A1 (ja) 光束制御部材、発光装置、照明装置および表示装置
JP5673923B2 (ja) 照明装置
WO2016194798A1 (ja) 面光源装置および液晶表示装置
WO2019044968A1 (ja) 発光装置、面光源装置および表示装置
WO2013183227A1 (ja) 光束制御部材、発光装置、照明装置および表示装置
JP2010129447A (ja) 点状光源カバーレンズおよび照明装置
US20170268747A1 (en) LED Optic for Offset Beam Generation
US8827491B2 (en) Lighting device
JP2012150317A (ja) 照明用レンズおよび照明装置
JP2012028254A5 (zh)
WO2018207902A1 (ja) 光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置
CN203453800U (zh) 多边形平面灯具

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees