WO2013084427A1 - 光束制御部材および照明装置 - Google Patents
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Abstract
光束制御部材（１４０）は、第１光束制御部材（１４１）および第２光束制御部材（１４２）を有する。第１光束制御部材（１４１）は、発光素子（１３０）から出射された光の一部を入射する入射面（１４３）と、入射面（１４３）に入射した光の一部を第２光束制御部材（１４２）に向けて反射する全反射面（１４４）と、入射面（１４３）および全反射面（１４４）からの光を出射する出射面（１４５）とを有する。第２光束制御部材（１４２）は、第１光束制御部材（１４１）から出射された光の一部を反射させる反射面（１４９）を有する。反射面（１４９）は、発光素子（１３０）の光軸（ＬＡ）を回転軸とする回転対称面であり、回転対称面の母線が第１光束制御部材（１４１）に対して凹の曲線となるように形成される。
Description
本発明は、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および前記光束制御部材を有する照明装置に関する。
近年、省エネルギーや環境保全の観点から、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」ともいう）を光源とする照明装置（例えば、ＬＥＤ電球）が、白熱電球に代わるものとして使用されている。しかしながら、従来のＬＥＤを光源とする照明装置は、前方方向のみに光を出射し、白熱電球のように幅広い方向に光を出射することができない。このため、従来の照明装置は、白熱電球のように天井や壁面からの反射光を利用して室内を広範囲に照らすことができない。
従来のＬＥＤを光源とする照明装置の配光特性を白熱電球の配光特性に近づけるため、ＬＥＤからの出射光の配光を光束制御部材で制御することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。図１は、特許文献１に記載の照明装置の構成を示す模式図である。図１に示されるように、照明装置１０は、基板上に配置された複数のＬＥＤ１２と、ＬＥＤ１２の周囲に配置された光透過性材料からなる円筒形のケース１４とを有する。ケース１４の上面は、逆円錐台形状に形成されている。円錐台の斜面は、光を反射させるアルミ板１６が貼り付けられており、反射面として機能する。一方、円錐台の平面は、光を透過させる透過窓１８として機能する。図１において矢印で示されるように、ＬＥＤ１２から出射された光の一部は、透過窓１８を通過して前方方向（上方向）への出射光となる。また、ＬＥＤ１２から出射された光の一部は、アルミ板１６で反射して側方方向（水平方向）および後方方向（下方向）への出射光となる。
このように光束制御部材を用いてＬＥＤからの出射光の進行方向を制御することにより、前方方向だけでなく、側方方向および後方方向への出射光を得ることができる。したがって、特許文献１に記載の光束制御部材（反射面）を使用することで、照明装置（ＬＥＤ電球）の配光特性を白熱電球の配光特性にある程度近づけることができる。
しかしながら、特許文献１に記載の照明装置は、配光特性のバランスが悪いという問題がある。特許文献１に記載の照明装置１０を使用した場合、図１に示されるように、ケース１４の上端より前方方向の空間Ａには、ＬＥＤ１２からの出射光のみが届く。一方、ケース１４の上端より後方方向の空間Ｂには、ＬＥＤ１２からの出射光だけでなくアルミ板１６からの反射光も届く。そのため、空間Ａと空間Ｂとでは、明るさが異なってしまうことになる。したがって、特許文献１に記載の照明装置１０にカバー２０を被せた場合、図２に示されるように、カバー２０に到達する光の量が、カバー２０の上部と下部で大きく異なってしまうため、カバー２０に明暗の境界線ができてしまう。
本発明の目的は、発光素子を有する照明装置に用いられる光束制御部材であって、前方方向、側方方向および後方方向のすべてにバランスよく配光することができる光束制御部材を提供することである。また、本発明の別の目的は、この光束制御部材を有する照明装置を提供することである。
本発明の光束制御部材は、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、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出射する第１光束制御部材と、少なくとも前記第１光束制御部材から出射された光の一部を反射し、残部を透過させる第２光束制御部材と、を有し、前記第１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２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２光束制御部材は、前記第１光束制御部材と対向し、かつ前記第１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第１光束制御部材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、構成を採る。
本発明の照明装置は、１または２以上の発光素子と、前記本発明の光束制御部材と、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、構成を採る。
本発明の光束制御部材を有する照明装置は、従来の照明装置に比べて、より白熱電球に近い配光特性を示す。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明の照明装置の代表例として、白熱電球に代えて使用されうる照明装置について説明する。
［実施の形態１］
（照明装置の構成）
図３は、本発明の実施の形態１に係る照明装置の構成を示す断面図である。図３に示されるように、照明装置１００は、台座１１０、基板１２０、発光素子１３０、光束制御部材１４０、ホルダー１５０およびカバー１６０を有する。以下、各構成要素について説明する。
（照明装置の構成）
図３は、本発明の実施の形態１に係る照明装置の構成を示す断面図である。図３に示されるように、照明装置１００は、台座１１０、基板１２０、発光素子１３０、光束制御部材１４０、ホルダー１５０およびカバー１６０を有する。以下、各構成要素について説明する。
（１）台座、基板および発光素子
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。たとえば、発光素子１３０は、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、少なくとも基板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。
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。たとえば、発光素子１３０は、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、少なくとも基板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。
（２）光束制御部材
光束制御部材１４０は、発光素子１３０から出射された光の配光を制御する。図３に示されるように、光束制御部材１４０は、第１光束制御部材１４１および第２光束制御部材１４２を含む。
光束制御部材１４０は、発光素子１３０から出射された光の配光を制御する。図３に示されるように、光束制御部材１４０は、第１光束制御部材１４１および第２光束制御部材１４２を含む。
（２－１）第１光束制御部材
図４Ａ～Ｄは、第１光束制御部材１４１の構成を示す図である。図４Ａは平面図であり、図４Ｂは図４Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図４Ｃは底面図であり、図４Ｄは側面図である。
図４Ａ～Ｄは、第１光束制御部材１４１の構成を示す図である。図４Ａは平面図であり、図４Ｂは図４Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図４Ｃは底面図であり、図４Ｄは側面図である。
第１光束制御部材１４１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する。第１光束制御部材１４１は、第１光束制御部材１４１からの出射光が発光素子１３０からの出射光よりも配光が狭まるように機能する。図４Ａに示されるように、第１光束制御部材１４１は、平面視形状が略円形に形成された部材である。第１光束制御部材１４１は、ホルダー１５０により支持されており、その中心軸ＣＡ１が発光素子１３０の光軸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）。
図４Ａ～Ｄに示されるように、第１光束制御部材１４１は、発光素子１３０から出射された光の一部を入射する入射面１４３と、入射面１４３から入射した光の一部を全反射する全反射面１４４と、入射面１４３から入射した光の一部および全反射面１４４で反射した光を出射する出射面１４５とを有する。なお、全反射面１４４は、発光素子１３０の出射面から出射される全ての光が全反射されることを保証するものではない。全反射面１４４は、発光素子１３０の中心（光軸ＬＡと発光素子１３０との交点）およびその近傍から出射される光が全反射されて第２光束制御部材１４２の方向へ向かうように設計されている。
第１光束制御部材１４１は、例えば射出成形により形成される。第１光束制御部材１４１の材料は、所望の波長の光を通過させ得る透過性の高いものであれば特に限定されない。たとえば、第１光束制御部材１４１の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの光透過性樹脂、またはガラスである。
入射面１４３は、発光素子１３０から出射された光の一部を第１光束制御部材１４１の内部に入射させる。入射面１４３は、第１光束制御部材１４１を平面視したときの中心に形成された貫通孔１４６の内面である。入射面１４３は、第１光束制御部材１４１の中心軸ＣＡ１を中心とする回転対称面である。すなわち、入射面１４３は、中心軸ＣＡ１を中心軸とする円筒形状に形成されている。なお、入射面１４３の形状は、これに限定されず、例えば中心軸ＣＡ１を中心軸とする円錐台形状に形成されていてもよい。
全反射面１４４は、入射面１４３から入射した光の一部を第２光束制御部材１４２に向けて全反射する。全反射面１４４は、第１光束制御部材１４１の底部１４７の外縁から出射面１４５の外縁に延びる面である。全反射面１４４の外縁と出射面１４５の外縁との間には、フランジ１４８が設けられていてもよい。全反射面１４４は、第１光束制御部材１４１の中心軸ＣＡ１を取り囲むように形成された回転対称面である。全反射面１４４の直径は、底部１４７側から第１出射面１４５側に向けて漸増している。全反射面１４４を構成する母線は、外側（中心軸ＣＡ１から離れる側）に凸の円弧状曲線である。また、照明装置１００に求められる配光特性に応じて、全反射面１４４を構成する母線を直線としてもよい。すなわち、全反射面１４４は、テーパー形状であってもよい。なお、「母線」とは、一般的に線織面を描く直線を意味するが、本発明では回転対称面である全反射面１４４を描くための曲線を含む語として用いる。
出射面１４５は、入射面１４３から入射した光の一部および全反射面１４４で全反射された光を第２光束制御部材１４２に向けて出射する。出射面１４５は、第１光束制御部材１４１において、底部１４７の反対側に位置する面である。すなわち、出射面１４５は、第２光束制御部材１４２と対向するように配置されている。また、出射面１４５の中心には、貫通孔１４６が形成されている。
（２－２）第２光束制御部材
図５Ａ～Ｄは、第２光束制御部材１４２の構成を示す図である。図５Ａは平面図であり、図５Ｂは図５Ａに示されるＢ－Ｂ線の断面図であり、図５Ｃは底面図であり、図５Ｄは側面図である。
図５Ａ～Ｄは、第２光束制御部材１４２の構成を示す図である。図５Ａは平面図であり、図５Ｂは図５Ａに示されるＢ－Ｂ線の断面図であり、図５Ｃは底面図であり、図５Ｄは側面図である。
第２光束制御部材１４２は、発光素子１３０からの出射光および第１光束制御部材１４１からの出射光のうち、一部の光の進行方向を制御して反射させ、残部を透過させる。図５Ａに示されるように、第２光束制御部材１４２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１４２は、ホルダー１５０により支持されており、その中心軸ＣＡ２が発光素子１３０の光軸ＬＡと一致するように、第１光束制御部材１４１に対して空気層を介して配置されている。
第２光束制御部材１４２は、発光素子１３０および第１光束制御部材１４１から出射された光の一部を反射し、一部を透過させる。第２光束制御部材１４２にこのような機能を付与する手段は、特に限定されない。たとえば、光透過性の材料からなる第２光束制御部材１４２の表面（発光素子１３０および第１光束制御部材１４１に対向する面）に透過反射膜を形成すればよい。光透過性の材料の例には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの透明樹脂材料や、ガラスなどが含まれる。透過反射膜の例には、ＴｉＯ２およびＳｉＯ２の多層膜、ＺｎＯ２およびＳｉＯ２の多層膜、Ｔａ２Ｏ５およびＳｉＯ２の多層膜などの誘電体多層膜や、アルミニウム（Ａｌ）などからなる金属薄膜などが含まれる。また、光透過性の材料からなる第２光束制御部材１４２の内部にビーズなどの光散乱子を分散させてもよい。すなわち、第２光束制御部材１４２は、一部の光を反射させ、一部の光を透過させる材料により形成されていてもよい。また、光反射性の材料からなる第２光束制御部材１４２に光透過部を形成してもよい。光反射性の材料の例には、白色樹脂や金属などが含まれる。光透過部の例には、貫通孔や有底の凹部などが含まれる。後者の場合、発光素子１３０および第１光束制御部材１４１からの出射光は、凹部の底部（厚みが薄くなっている部分）を透過する。たとえば、可視光の透過率が２０％程度であり、反射率が７８％程度である白色のポリメタクリル酸メチルを用いて、光反射性および光透過性の機能を併せ持つ第２光束制御部材１４２を形成することができる。第２光束制御部材１４２の発光素子１３０および第１光束制御部材１４２と対向する面（この後説明する反射面１４９）は、入射光の正反射方向の反射強度が他の方向の反射強度よりも大きくなるように形成されていることが好ましい。したがって、第２光束制御部材１４２の発光素子１３０および第１光束制御部材１４１と対向する面は、光沢面となるように形成されている。
第２光束制御部材１４２は、第１光束制御部材１４１と対向し、かつ第１光束制御部材１４１から出射された光の一部を反射させる反射面１４９を有する。反射面１４９は、第１光束制御部材１４１からの出射光の一部をホルダー１５０に向けて反射させる。反射した光は、ホルダー１５０を透過してカバー１６０の中部（側部）および下部に到達する。
第２光束制御部材１４２の反射面１４９は、第２光束制御部材１４２の中心軸ＣＡ２を中心とする回転対称（円対称）面である。また、図３に示されるように、この回転対称面の中心から外周部にかけての母線は、発光素子１３０および第１光束制御部材１４１に対して凹の曲線であり、反射面１４９は、この母線を３６０°回転させた状態の曲面である。すなわち、反射面１４９は、中心から外周部に向かうにつれて発光素子１３０からの高さが高くなる非球面形状の曲面を有する。また、反射面１４９の外周部は、反射面１４９の中心と比較して、発光素子１３０の光軸ＬＡ方向における発光素子１３０からの距離（高さ）が離れた位置に形成されている。たとえば、反射面１４９は、中心から外周部に向かうにつれて発光素子１３０からの高さが高くなる非球面形状の曲面であるか、または、中心部から所定の地点までは中心部から外周部に向かうにつれて発光素子１３０（基板１２０）からの高さが高くなり、前記所定の地点から外周部までは中心部から外周部に向かうにつれて発光素子１３０からの高さが低くなる非球面形状の曲面である。前者の場合、基板１２０の面方向に対する反射面１４９の傾斜角度は、中心から外周部に向かうにつれて小さくなる。一方、後者の場合、反射面１４９には、中心と外周部との間であって、かつ外周部に近い位置に、基板１２０の面方向に対する傾斜角度が零（基板１２０と平行）となる点が存在する。なお、前述の通り、「母線」とは、一般的に線織面を描く直線を意味するが、本発明では回転対称面である反射面１４９を描くための曲線を含む語として用いる。
（３）ホルダー
図６Ａ～Ｄは、ホルダー１５０の構成を示す図である。図６Ａは平面図であり、図６Ｂは図６Ａに示されるＣ－Ｃ線の断面図であり、図６Ｃは底面図であり、図６Ｄは側面図である。
図６Ａ～Ｄは、ホルダー１５０の構成を示す図である。図６Ａは平面図であり、図６Ｂは図６Ａに示されるＣ－Ｃ線の断面図であり、図６Ｃは底面図であり、図６Ｄは側面図である。
ホルダー１５０は、台座１１０に位置決めされると共に、発光素子１３０に対して、第１光束制御部材１４１および第２光束制御部材１４２を位置決めする。ホルダー１５０は、略円筒形状に形成された透明な部材である。ホルダー１５０は、例えば射出成形により形成されている。ホルダー１５０の材料は、所望の波長の光を通過させ得るものであれば特に限定されない。たとえば、ホルダー１５０の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの光透過性樹脂、またはガラスである。ホルダー１５０に光拡散能を付与する場合には、これらの光透過性の材料に散乱子を含ませてもよいし、ホルダー１５０の表面に光拡散処理を施してもよい。
ホルダー１５０は、脚部１５１、第１段部１５２および第２段部１５３を有する。脚部１５１は、ホルダー１５０の下部に形成されており、ホルダー１５０を台座１１０に対して位置決めする。第１段部１５２は、ホルダー１５０の内面の中央部に形成されており、発光素子１３０の光軸ＬＡと第１光束制御部材１４１の中心軸ＣＡ１が重なるように、ホルダー１５０に対して第１光束制御部材１４１を位置決めする。第２段部１５３は、ホルダー１５０の上部に形成されており、発光素子１３０の光軸ＬＡと第２光束制御部材１４２の中心軸ＣＡ２が重なるように、ホルダー１５０に対して第２光束制御部材１４２を位置決めする。
ホルダー１５０の形状は、第１光束制御部材１４１および第２光束制御部材１４２を位置決めすることができれば、略円筒形状に限定されない。たとえば、ホルダー１５０は、照明装置１００の配光特性やカバー１６０の外面における発光品位などを考慮した上で、内周面から外周面にかけて貫通する部分を有していてもよい。
（４）カバー
カバー１６０は、光束制御部材１４０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１６０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、光束制御部材１４０およびホルダー１５０は、カバー１６０の中空領域内に配置される。
カバー１６０は、光束制御部材１４０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１６０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、光束制御部材１４０およびホルダー１５０は、カバー１６０の中空領域内に配置される。
カバー１６０に光拡散能を付与する手段は、特に限定されない。たとえば、カバー１６０の内面または外面に光拡散処理（例えば、粗面化処理）を行ってもよいし、光拡散性の材料（例えば、ビーズなどの散乱子を含む光透過性の材料）を用いてカバー１６０を作製してもよい。なお、カバー１６０の形状は、所望の配光特性を実現することができれば特に限定されない。たとえば、カバー１６０の形状は、球冠形状（球面の一部を平面で切り取った形状）である。
次に、図７および図８を参照して、発光素子１３０から出射された光の光路について説明する。図７Ａおよび図７Ｂは、発光素子１３０からの光のうち、発光素子１３０の光軸ＬＡに対する角度が大きい光の光路を示す図である。一方、図８Ａおよび図８Ｂは、発光素子１３０からの光のうち、発光素子１３０の光軸ＬＡに対する角度が小さい光の光路を示す図である。また、図７Ａおよび図８Ａは、第２光束制御部材１４２に到達した光が第２光束制御部材１４２を透過する場合の光路を示す図である。一方、図７Ｂおよび図８Ｂは、第２光束制御部材１４２に到達した光が第２光束制御部材１４２の反射面１４９で反射される場合の光路を示す図である。
図７Ａおよび図７Ｂに示されるように、発光素子１３０の光軸ＬＡに対する角度が大きい光は、入射面１４３から第１光束制御部材１４１に入射する。第１光束制御部材１４１に入射した光の一部は、全反射面１４４で第２光束制御部材１４２に向けて反射し、出射面１４５から出射される。また、第１光束制御部材１４１に入射した光の一部は、出射面１４５で全反射して、全反射面１４４から出射される。全反射面１４４から出射した光は、カバー１６０の下部に到達する（図７Ｂ参照）。
第１光束制御部材１４１の出射面１４５から出射された光の一部は、第２光束制御部材１４２を透過してカバー１６０の上部に到達する（図７Ａ参照）。また、第１光束制御部材１４１の出射面１４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２の反射面１４９で反射して、カバー１６０の中部（側部）および下部に到達する（図７Ｂ参照）。このとき、第２光束制御部材１４２の中心部において反射した光は、カバー１６０の中部に向かう。一方、第２光束制御部材１４２の外周部において反射した光は、カバー１６０の下部に向かう。
図８Ａおよび図８Ｂに示されるように、発光素子１３０の光軸ＬＡに対する角度が小さい光は、第１光束制御部材１４１内に入射せずに、第１光束制御部材１４１に形成された貫通孔を経て、第２光束制御部材１４２に直接到達する。そして、第２光束制御部材１４２に到達した光の一部は、第２光束制御部材１４２を透過してカバー１６０の上部に到達する（図８Ａ参照）。一方、第２光束制御部材１４２に到達した光の一部は、第２光束制御部材１４２の反射面１４９で反射して、ホルダー１５０を介してカバー１６０の中部および下部に到達する（図８Ｂ参照）。このとき、第２光束制御部材１４２の中心部において反射した光は、カバー１６０の中部に向かう。また、第２光束制御部材１４２の外周部において反射した光は、カバー１６０の下部に向かう。
（光束制御部材の製造方法）
光束制御部材１４０の製造方法は、特に限定されない。たとえば、光束制御部材１４０は、以下の手順により製造されうる。
光束制御部材１４０の製造方法は、特に限定されない。たとえば、光束制御部材１４０は、以下の手順により製造されうる。
まず、入射面１４３、全反射面１４４および出射面１４５を有する第１光束制御部材１４１を無色透明の樹脂材料を用いて射出成形により作製する。
また、反射面１４９を有する第２光束制御部材１４２を射出成形により作製する。第２光束制御部材１４２を作製する方法は、特に限定されない。たとえば、第２光束制御部材１４２は、無色透明の樹脂材料を用いて射出成形した後に、得られた樹脂成形物の反射面１４９となる面（第１光束制御部材１４１に対向する面）に透過反射膜を蒸着することで作製されうる。また、第２光束制御部材１４２は、白色の樹脂材料を用いて射出成形することでも作製されうる。
さらに、脚部１５１、第１段部１５２および第２段部１５３を有するホルダー１５０を、無色透明の樹脂材料を用いて射出成形により作製する。
次いで、第１光束制御部材１４１をホルダー１５０の第１段部１５２に組み付け、さらに第２光束制御部材１４２をホルダー１５０の第２段部１５３に組み付ける。第１光束制御部材１４１および第２光束制御部材１４２を組み付ける際には、接着剤などを使用してもよい。以上の手順により、光束制御部材１４０を製造することができる。
なお、第１光束制御部材１４１およびホルダー１５０を一体として成形してもよい。この場合は、一体として成形された第１光束制御部材１４１およびホルダー１５０に、第２光束制御部材１４２を組み付けることで、光束制御部材１４０を製造することができる。
（効果）
実施の形態１に係る照明装置１００では、発光素子１３０の光軸ＬＡに対する角度が大きい発光素子１３０からの出射光を、第１光束制御部材１４１の全反射面１４４で反射させることで、第２光束制御部材１４２に到達する光の量を増やしている。このため、実施の形態１に係る照明装置１００は、カバー１６０の上部に到達する光を増やすことができる。また、実施の形態１に係る照明装置１００では、発光素子１３０の光軸ＬＡに対する角度が大きい発光素子１３０からの出射光を、第１光束制御部材１４１の全反射面１４４で反射させることで、カバー１６０の中部および下部に到達する光の量を減らしている。カバー１６０の上部に到達する光の量とカバー１６０の中部および下部に到達する光の量とのバランスは、第２光束制御部材１４２における光透過率および光反射率を制御することで調整されうる。
実施の形態１に係る照明装置１００では、発光素子１３０の光軸ＬＡに対する角度が大きい発光素子１３０からの出射光を、第１光束制御部材１４１の全反射面１４４で反射させることで、第２光束制御部材１４２に到達する光の量を増やしている。このため、実施の形態１に係る照明装置１００は、カバー１６０の上部に到達する光を増やすことができる。また、実施の形態１に係る照明装置１００では、発光素子１３０の光軸ＬＡに対する角度が大きい発光素子１３０からの出射光を、第１光束制御部材１４１の全反射面１４４で反射させることで、カバー１６０の中部および下部に到達する光の量を減らしている。カバー１６０の上部に到達する光の量とカバー１６０の中部および下部に到達する光の量とのバランスは、第２光束制御部材１４２における光透過率および光反射率を制御することで調整されうる。
このように、実施の形態１に係る光束制御部材１４０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均等にすることにより、カバー１６０に到達する光のムラをなくすことができる。すなわち、実施の形態１に係る光束制御部材１４０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１に係る照明装置１００は、白熱電球に代えて室内照明などに使用されうる。また、実施の形態１に係る照明装置１００は、白熱電球よりも消費電力を少なくすることができるとともに、白熱電球よりも長期間使用することができる。
また、実施の形態１に係る光束制御部材１４０は、第２光束制御部材１４２に到達した光のうち、一部の光を反射面１４９によって側方方向（カバー１６０の中部の方向）および後方方向（カバー１６０の下部の方向）へ反射させ、一部の光を前方方向（カバー１６０の上部の方向）へ透過させる。このとき、光束制御部材１４０は、反射面１４９の中心部側の領域において側方方向の反射光を生成し、外周部側の領域において後方方向の反射光を生成する。このため、実施の形態１に係る照明装置１００は、台座１１０に妨げられることなく、後方方向の被照射面を効率よく照らすことができる。
［実施の形態２］
（照明装置の構成）
図９は、本発明の実施の形態２に係る照明装置２００の構成を示す断面図である。図９に示されるように、照明装置２００は、台座１１０、基板１２０、発光素子１３０、光束制御部材２４０、ホルダー１５０およびカバー１６０を有する。光束制御部材２４０は、第１光束制御部材２４１および第２光束制御部材１４２を含む。実施の形態２に係る照明装置２００は、第１光束制御部材２４１が貫通孔を有していない点で、実施の形態１に係る照明装置１００と異なる。そこで、実施の形態１に係る照明装置１００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。
（照明装置の構成）
図９は、本発明の実施の形態２に係る照明装置２００の構成を示す断面図である。図９に示されるように、照明装置２００は、台座１１０、基板１２０、発光素子１３０、光束制御部材２４０、ホルダー１５０およびカバー１６０を有する。光束制御部材２４０は、第１光束制御部材２４１および第２光束制御部材１４２を含む。実施の形態２に係る照明装置２００は、第１光束制御部材２４１が貫通孔を有していない点で、実施の形態１に係る照明装置１００と異なる。そこで、実施の形態１に係る照明装置１００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。
光束制御部材２４０は、第１光束制御部材２４１および第２光束制御部材１４２を有する。第２光束制御部材１４２は、実施の形態１と同じであるので、その説明を省略する。
図１０Ａ～Ｄは、第１光束制御部材２４１の構成を示す図である。図１０Ａは平面図であり、図１０Ｂは図１０Ａに示されるＤ－Ｄ線の断面図であり、図１０Ｃは底面図であり、図４Ｄは側面図である。
図９および図１０に示されるように、第１光束制御部材２４１は、入射面２４３、全反射面１４４および出射面２４５を有する。
入射面２４３は、第１光束制御部材２４１の底部１４７に形成された凹部の内面である。入射面２４３は、発光素子１３０と対向する位置に、第１光束制御部材２４１の中心軸ＣＡ１と交わるように形成されている。入射面２４３は、中心軸ＣＡ１を中心とする回転対称面である。入射面２４３は、凹部の天面を構成する内天面２４３ａと、凹部の側面を構成するテーパー状の内側面２４３ｂとを有する。内側面２４３ｂは、内天面２４３ａ側の縁の内径寸法よりも開口縁側の内径寸法の方が大径となるように、内天面２４３ａ側から開口縁側に向かうに従って内径が漸増している。
全反射面１４４は、第１光束制御部材２４１の底部１４７の外縁から出射面２４５の外縁に延びる面である。全反射面１４４は、実施の形態１に係る第１光束制御部材１４１の全反射面１４４と同じ構成である（図１０Ｂおよび図１０Ｄ参照）。
出射面２４５は、第１光束制御部材２４１において入射面２４３（底部１４７）の反対側に位置する面であり、発光素子１３０の光軸ＬＡと交わるように形成されている。実施の形態１に係る第１光束制御部材１４１と異なり、出射面２４５には貫通孔は形成されていない。
次に、図１１および図１２を参照して、実施の形態２に係る照明装置２００における、発光素子１３０から出射した光の光路について説明する。図１１Ａおよび図１１Ｂは、発光素子１３０からの光のうち、発光素子１３０の光軸ＬＡに対する角度が大きい光の光路を示す図である。図１２Ａおよび図１２Ｂは、発光素子１３０からの光のうち、発光素子１３０の光軸ＬＡに対する角度が小さい光の光路を示す図である。また、図１１Ａおよび図１２Ａは、第２光束制御部材１４２に到達した光が第２光束制御部材１４２を透過する場合の光路を示す図である。一方、図１１Ｂおよび図１２Ｂは、第２光束制御部材１４２に到達した光が第２光束制御部材１４２の反射面１４９で反射される場合の光路を示す図である。
図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるように、発光素子１３０の光軸ＬＡに対する角度が大きい光は、内側面２４３ｂから第１光束制御部材２４１に入射する。第１光束制御部材２４１に入射した光の一部は、全反射面１４４で第２光束制御部材１４２に向けて全反射し、出射面２４５から出射される。そして、第１光束制御部材２４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２を透過してカバー１６０の上部に到達する（図１１Ａ参照）。また、第１光束制御部材２４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２で反射して、カバー１６０の中部および下部に到達する（図１１Ｂ参照）。
図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるように、発光素子１３０の光軸ＬＡに対する角度が小さい光は、内天面２４３ａから第１光束制御部材２４１に入射して、出射面２４５から第２光束制御部材１４２に向かって出射される。そして、第２光束制御部材１４２に到達した光の一部は、第２光束制御部材１４２を透過してカバー１６０の上部に到達する（図１２Ａ参照）。一方、第２光束制御部材１４２に到達した光の一部は、第２光束制御部材１４２の反射面１４９で反射して、カバー１６０の中部および下部に到達する（図１２Ｂ参照）。
このように、実施の形態２に係る照明装置２００では、第２光束制御部材１４２に到達する光は、すべて第１光束制御部材２４１内に入射し、第１光束制御部材２４１から出射された光である。
（効果）
実施の形態２に係る光束制御部材２４０および照明装置２００は、それぞれ実施の形態１に係る光束制御部材１４０および照明装置１００と同様の効果を有する。なお、第１光束制御部材の出射面２４５で反射した光を利用して、カバー１６０の下部をより明るくしたい場合は、実施の形態１に係る光束制御部材１４０を使用することが好ましい（図７Ａと図１１Ａとを比較参照）。
実施の形態２に係る光束制御部材２４０および照明装置２００は、それぞれ実施の形態１に係る光束制御部材１４０および照明装置１００と同様の効果を有する。なお、第１光束制御部材の出射面２４５で反射した光を利用して、カバー１６０の下部をより明るくしたい場合は、実施の形態１に係る光束制御部材１４０を使用することが好ましい（図７Ａと図１１Ａとを比較参照）。
［実施の形態３］
（照明装置の構成）
図１３Ａは、実施の形態３に係る照明装置３００の構成を示す断面図である。図１３Ａに示されるように、照明装置３００は、台座１１０、基板１２０、発光素子１３０、光束制御部材１４０、ホルダー３５０およびカバー１６０を有する。実施の形態３に係る照明装置３００は、ホルダー３５０の外周面に複数の環状の凸条部３５１が設けられている点で、実施の形態１に係る照明装置１００と異なる。そこで、実施の形態１に係る照明装置１００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。
（照明装置の構成）
図１３Ａは、実施の形態３に係る照明装置３００の構成を示す断面図である。図１３Ａに示されるように、照明装置３００は、台座１１０、基板１２０、発光素子１３０、光束制御部材１４０、ホルダー３５０およびカバー１６０を有する。実施の形態３に係る照明装置３００は、ホルダー３５０の外周面に複数の環状の凸条部３５１が設けられている点で、実施の形態１に係る照明装置１００と異なる。そこで、実施の形態１に係る照明装置１００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。
ホルダー３５０は、発光素子１３０に対して、第１光束制御部材１４１および第２光束制御部材１４２を位置決めするとともに、第１光束制御部材１４１および第２光束制御部材１４２からの光を透過させる。ホルダー３５０は、略円筒形状に形成されており、脚部１５１、第１段部１５２および第２段部１５３を有する。また、前述の通り、ホルダー３５０の外周面には、複数の環状の凸条部３５１が形成されている。
図１３Ｂおよび図１３Ｃは、図１３Ａにおいて破線で示される部分の拡大断面図である。図１３Ｂおよび図１３Ｃに示されるように、複数の凸条部３５１は、それぞれ台座１１０と平行になるように形成されている。各凸条部３５１は、ホルダー３５０の中心軸に対して垂直方向に延在する水平面と、前記水平面に対して傾斜しているテーパー面とを有する。図１３Ｂに示される例では、各凸条部３５１において、テーパー面は、水平面の下部（発光素子１３０側）に位置している。図１３Ｃに示される例では、テーパー面は、水平面の上部に位置している。
前述の通り、ホルダー３５０は、第１光束制御部材１４１および第２光束制御部材１４２からの光を透過させる。このとき、ホルダー３５０は、テーパー面の向きに応じて、透過させる光の進行方向を変化させる。すなわち、図１３Ｂに示される例では、第１光束制御部材１４１および第２光束制御部材１４２からの光の進行方向を、前方方向（カバー１６０の上部に向かう方向）に変化させる。一方、図１３Ｃに示される例では、第１光束制御部材１４１および第２光束制御部材１４２からの光の進行方向を、後方方向（カバー１５０の下部に向かう方向）に変化させる。
（効果）
実施の形態３に係る照明装置３００は、ホルダー３５０においても光の進行方向を制御することができるため、前方方向、側方方向および後方方向へ向かう出射光量をより詳細に制御して、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３に係る照明装置３００は、ホルダー３５０においても光の進行方向を制御することができるため、前方方向、側方方向および後方方向へ向かう出射光量をより詳細に制御して、白熱電球に近い配光特性を実現することができる。
なお、ホルダー３５０の外周面に、複数の凸条部３５１を形成する代わりに、シボ加工を施してもよい。これにより、ホルダー３５０を透過する光を拡散させることができる。
［実施の形態４］
（照明装置の構成）
図１４は、実施の形態４に係る照明装置４００の構成を示す断面図である。図１４に示されるように、照明装置４００は、台座１１０、基板１２０、発光素子４３０、光束制御部材２４０、ホルダー１５０およびカバー１６０を有する。実施の形態４に係る照明装置４００は、発光素子１３０の大きさが第１光束制御部材２４１の底部よりも大きい点で、実施の形態２に係る照明装置２００と異なる。そこで、実施の形態２に係る照明装置２００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。
（照明装置の構成）
図１４は、実施の形態４に係る照明装置４００の構成を示す断面図である。図１４に示されるように、照明装置４００は、台座１１０、基板１２０、発光素子４３０、光束制御部材２４０、ホルダー１５０およびカバー１６０を有する。実施の形態４に係る照明装置４００は、発光素子１３０の大きさが第１光束制御部材２４１の底部よりも大きい点で、実施の形態２に係る照明装置２００と異なる。そこで、実施の形態２に係る照明装置２００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。
発光素子４３０は、照明装置４００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。前述の通り、発光素子４３０の大きさは、第１光束制御部材２４１の底部１４７の外縁よりも大きい。したがって、図１４に示されるように、発光素子４３０の外周部は、第１光束制御部材２４１の入射面２４３（凹部）ではなく、全反射面１４４と対向する。
次に、図１５および図１６を参照して、実施の形態４に係る照明装置４００における、発光素子４３０から出射した光の光路について説明する。図１５Ａおよび図１５Ｂは、発光素子４３０の中心部からの光の光路を示す図である。図１６Ａおよび図１６Ｂは、発光素子４３０の外周部からの光の光路を示す図である。また、図１５Ａおよび図１６Ａは、第２光束制御部材１４２に到達した光が第２光束制御部材１４２を透過する場合の光路を示す図である。一方、図１５Ｂおよび図１６Ｂは、第２光束制御部材１４２に到達した光が第２光束制御部材１４２の反射面１４９で反射される場合の光路を示す図である。
図１５Ａおよび図１５Ｂに示されるように、発光素子４３０の中央部から出射された光は、入射面２４３から第１光束制御部材２４１に入射する。第１光束制御部材２４１に入射した光の一部は、全反射面１４４で第２光束制御部材１４２に向けて全反射し、出射面２４５から出射される。また、第１光束制御部材２４１に入射した光の一部は、そのまま出射面２４５から第２光束制御部材１４２に向かって出射される。そして、第１光束制御部材２４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２を透過してカバー１６０の上部に到達する（図１５Ａ参照）。また、第１光束制御部材２４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２で反射して、カバー１６０の中部および下部に到達する（図１５Ｂ参照）。
図１６Ａおよび図１６Ｂに示されるように、発光素子４３０の外周部から出射された光の一部は、全反射面１４４から第１光束制御部材２４１に入射する。このとき、全反射面１４４は屈折面として機能する。第１光束制御部材２４１に入射した光は、そのまま出射面２４５から第２光束制御部材１４２に向かって出射される。そして、第１光束制御部材２４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２を透過してカバー１６０の上部に到達する（図１６Ａ参照）。また、第１光束制御部材２４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２で反射して、カバー１６０の中部および下部に到達する（図１６Ｂ参照）。一方、発光素子４３０の外周部から出射された光の一部は、そのままホルダー１５０を透過してカバー１６０の中部および下部に到達する（図１６Ａおよび図１６Ｂ参照）。
このように、実施の形態４に係る照明装置４００では、発光素子４３０の外周部が、第１光束制御部材２４１の入射面２４３と対向していないが、発光素子４３０の外周部から出射される光の一部は、第１光束制御部材２４１および第２光束制御部材１４２を介してカバー１６０に到達する。したがって、発光素子４３０の外周部から出射される光が直接カバー１６０に到達することで生じる、配光特性の悪化が抑制される。
（効果）
実施の形態４に係る照明装置４００は、実施の形態２に係る照明装置２００と同様の効果を有する。
実施の形態４に係る照明装置４００は、実施の形態２に係る照明装置２００と同様の効果を有する。
［実施の形態５］
（照明装置の構成）
図１７Ａは、実施の形態５に係る照明装置５００の構成を示す断面図である。図１７Ａに示されるように、照明装置５００は、台座１１０、基板１２０、複数の発光素子５３０、光束制御部材５４０、ホルダー１５０およびカバー１６０を有する。光束制御部材５４０は、第１光束制御部材５４１および第２光束制御部材１４２を含む。実施の形態５に係る照明装置５００は、複数の発光素子５３０を有する点、および第１光束制御部材５４１の凹部の開口径が大きい点で、実施の形態２に係る照明装置２００と異なる。そこで、実施の形態２に係る照明装置２００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。
（照明装置の構成）
図１７Ａは、実施の形態５に係る照明装置５００の構成を示す断面図である。図１７Ａに示されるように、照明装置５００は、台座１１０、基板１２０、複数の発光素子５３０、光束制御部材５４０、ホルダー１５０およびカバー１６０を有する。光束制御部材５４０は、第１光束制御部材５４１および第２光束制御部材１４２を含む。実施の形態５に係る照明装置５００は、複数の発光素子５３０を有する点、および第１光束制御部材５４１の凹部の開口径が大きい点で、実施の形態２に係る照明装置２００と異なる。そこで、実施の形態２に係る照明装置２００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。
（１）発光素子
複数の発光素子５３０は、照明装置５００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。図１７Ｂは、基板１２０および発光素子５３０の平面図である。図１７Ｂに示されるように、各発光素子５３０は、同心円の円周上に配置されている。このように基板１２０上に複数の発光素子５３０が配置されている場合、「発光素子の光軸ＬＡ」とは、複数の発光素子５３０からの立体的な光束の中心における光の進行方向を意味する。図１７Ａに示されるように、外側に位置する発光素子５３０は、第１光束制御部材５４１の入射面５４３（凹部）ではなく、全反射面１４４と対向する。
複数の発光素子５３０は、照明装置５００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。図１７Ｂは、基板１２０および発光素子５３０の平面図である。図１７Ｂに示されるように、各発光素子５３０は、同心円の円周上に配置されている。このように基板１２０上に複数の発光素子５３０が配置されている場合、「発光素子の光軸ＬＡ」とは、複数の発光素子５３０からの立体的な光束の中心における光の進行方向を意味する。図１７Ａに示されるように、外側に位置する発光素子５３０は、第１光束制御部材５４１の入射面５４３（凹部）ではなく、全反射面１４４と対向する。
（２）光束制御部材
光束制御部材５４０は、第１光束制御部材５４１および第２光束制御部材１４２を有する。第２光束制御部材１４２は、実施の形態１と同じであるので、その説明を省略する。
光束制御部材５４０は、第１光束制御部材５４１および第２光束制御部材１４２を有する。第２光束制御部材１４２は、実施の形態１と同じであるので、その説明を省略する。
第１光束制御部材５４１は、入射面５４３、全反射面１４４および出射面２４５を有する。前述の通り、第１光束制御部材５４１は、凹部の開口径が大きい点で、実施の形態２に係る第１光束制御部材２４１と異なる。図１７Ａに示されるように、複数の発光素子５３０のうちの中央部近傍の７個の発光素子５３０が入射面５４３と対向するように、凹部の開口径が拡げられている。
次に、図１８および図１９を参照して、実施の形態５に係る照明装置５００における、発光素子５３０から出射した光の光路について説明する。図１８Ａおよび図１８Ｂは、中央部に配置された発光素子５３０からの光の光路を示す図である。図１９Ａおよび図１９Ｂは、外周部に配置された発光素子５３０からの光の光路を示す図である。また、図１８Ａおよび図１９Ａは、第２光束制御部材１４２に到達した光が第２光束制御部材１４２を透過する場合の光路を示す図である。一方、図１８Ｂおよび図１９Ｂは、第２光束制御部材１４２に到達した光が第２光束制御部材１４２の反射面１４９で反射される場合の光路を示す図である。
図１８Ａおよび図１８Ｂに示されるように、中央部に配置された発光素子５３０から出射された光は、入射面５４３から第１光束制御部材５４１に入射する。第１光束制御部材５４１に入射した光の一部は、全反射面１４４で第２光束制御部材１４２に向けて全反射し、出射面２４５から出射される。全反射面１４４は、光軸ＬＡと発光素子５３０との交点およびその近傍から出射される光が全反射されて第２光束制御部材１４２の方向へ向かうように設計されている。また、第１光束制御部材５４１に入射した光の一部は、そのまま出射面２４５から第２光束制御部材１４２に向かって出射される。そして、第１光束制御部材５４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２を透過してカバー１６０の上部に到達する（図１８Ａ参照）。また、第１光束制御部材５４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２で反射して、カバー１６０の中部および下部に到達する（図１８Ｂ参照）。
図１９Ａおよび図１９Ｂに示されるように、外周部に配置された発光素子５３０から出射された光の一部は、全反射面１４４から第１光束制御部材５４１に入射する。このとき全反射面１４４は屈折面として機能する。第１光束制御部材５４１に入射した光は、そのまま出射面２４５から第２光束制御部材１４２に向かって出射される。そして、第１光束制御部材５４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２を透過してカバー１６０の上部に到達する（図１９Ａ参照）。また、第１光束制御部材５４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２で反射して、カバー１６０の中部および下部に到達する（図１９Ｂ参照）。一方、外周部に配置された発光素子５３０から出射された光の一部は、そのままホルダー１５０を透過してカバー１６０の中部および下部に到達する（図１９Ａおよび図１９Ｂ参照）。
このように、実施の形態５に係る照明装置５００では、外周部に配置された発光素子５３０が、第１光束制御部材５４１の入射面５４３と対向していないが、外周部に配置された発光素子５３０から出射される光の一部は、第１光束制御部材５４１および第２光束制御部材１４２を介してカバー１６０に到達する。したがって、外周部に配置された発光素子５３０から出射される光が直接カバー１６０に到達することで生じる、配光特性の悪化が抑制される。
（効果）
実施の形態５に係る光束制御部材５４０および照明装置５００は、それぞれ実施の形態２に係る光束制御部材２４０および照明装置２００と同様の効果を有する。
実施の形態５に係る光束制御部材５４０および照明装置５００は、それぞれ実施の形態２に係る光束制御部材２４０および照明装置２００と同様の効果を有する。
［実施の形態６］
（照明装置の構成）
図２０は、実施の形態６に係る照明装置６００の構成を示す断面図である。図２０に示されるように、照明装置６００は、台座１１０、基板１２０、複数の発光素子５３０、光束制御部材６４０、ホルダー１５０およびカバー１６０を有する。光束制御部材６４０は、第１光束制御部材６４１および第２光束制御部材１４２を含む。実施の形態６に係る照明装置６００は、第１光束制御部材６４１の入射面６４３の内天面６４３ａが円錐形状である点で、実施の形態５に係る照明装置５００と異なる。そこで、実施の形態５に係る照明装置５００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。
（照明装置の構成）
図２０は、実施の形態６に係る照明装置６００の構成を示す断面図である。図２０に示されるように、照明装置６００は、台座１１０、基板１２０、複数の発光素子５３０、光束制御部材６４０、ホルダー１５０およびカバー１６０を有する。光束制御部材６４０は、第１光束制御部材６４１および第２光束制御部材１４２を含む。実施の形態６に係る照明装置６００は、第１光束制御部材６４１の入射面６４３の内天面６４３ａが円錐形状である点で、実施の形態５に係る照明装置５００と異なる。そこで、実施の形態５に係る照明装置５００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。
光束制御部材６４０は、第１光束制御部材６４１および第２光束制御部材１４２を有する。第２光束制御部材１４２は、実施の形態１と同じであるので、その説明を省略する。
第１光束制御部材６４１は、入射面６４３、全反射面１４４および出射面２４５を有する。図２０に示されるように、入射面６４３は、凹部の天面を構成する内天面６４３ａと、凹部の側面を構成する内側面６４３ｂとを有する。内天面６４３ａは、発光素子５３０に対して凸の円錐形状である。内側面６４３ｂは、内天面６４３ａ側の縁の内径寸法よりも開口縁側の内径寸法の方が大径となるように、内天面６４３ａ側から開口縁側に向かうに従って内径が漸増している。
次に、図２１および図２２を参照して、実施の形態６に係る照明装置６００における、発光素子５３０から出射した光の光路について説明する。図２１Ａおよび図２１Ｂは、中央部に配置された発光素子５３０からの光の光路を示す図である。図２２Ａおよび図２２Ｂは、外周部に配置された発光素子５３０からの光の光路を示す図である。また、図２１Ａおよび図２２Ａは、第２光束制御部材１４２に到達した光が第２光束制御部材１４２を透過する場合の光路を示す図である。一方、図２１Ｂおよび図２２Ｂは、第２光束制御部材１４２に到達した光が第２光束制御部材１４２の反射面１４９で反射される場合の光路を示す図である。
図２１Ａおよび図２１Ｂに示されるように、中央部に配置された発光素子５３０から出射された光は、入射面６４３から第１光束制御部材６４１に入射する。第１光束制御部材６４１に入射した光の一部は、全反射面１４４で第２光束制御部材１４２に向けて全反射し、出射面２４５から出射される。また、第１光束制御部材６４１に入射した光の一部は、そのまま出射面２４５から第２光束制御部材１４２に向かって出射される。そして、第１光束制御部材６４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２を透過してカバー１６０の上部に到達する（図２１Ａ参照）。また、第１光束制御部材６４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２で反射して、カバー１６０の中部および下部に到達する（図２１Ｂ参照）。
実施の形態６に係る照明装置６００では、実施の形態５に係る照明装置５００と異なり、入射面５４３の内天面５４３ａが円錐形状である。このため、内天面５４３ａから入射した光は、第２光束制御部材１４２の中心に向かって集光される。したがって、実施の形態６に係る照明装置６００では、実施の形態５に係る照明装置５００に比べて第２光束制御部材１４２の中心部近傍に到達する光が多くなり、カバー１６０の上部および中部に到達する光が多くなる。
図２２Ａおよび図２２Ｂに示されるように、外周部に配置された発光素子５３０から出射された光の一部は、全反射面１４４から第１光束制御部材６４１に入射する。第１光束制御部材６４１に入射した光は、そのまま出射面２４５から第２光束制御部材１４２に向かって出射される。そして、第１光束制御部材６４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２を透過してカバー１６０の上部に到達する（図２２Ａ参照）。また、第１光束制御部材６４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２で反射して、カバー１６０の中部および下部に到達する（図２２Ｂ参照）。一方、外周部に配置された発光素子５３０から出射された光の一部は、そのままホルダー１５０を透過してカバー１６０の中部および下部に到達する（図２２Ａおよび図２２Ｂ参照）。
このように、実施の形態６に係る照明装置６００では、外周部に配置された発光素子５３０が、第１光束制御部材６４１の入射面６４３と対向していないが、外周部に配置された発光素子５３０から出射される光の一部は、第１光束制御部材６４１および第２光束制御部材１４２を介してカバー１６０に到達する。したがって、外周部に配置された発光素子５３０から出射される光が直接カバー１６０に到達することで生じる、配光特性の悪化が抑制される。
（効果）
実施の形態６に係る光束制御部材６４０および照明装置６００は、それぞれ実施の形態２に係る光束制御部材２４０および照明装置２００と同様の効果を有する。
実施の形態６に係る光束制御部材６４０および照明装置６００は、それぞれ実施の形態２に係る光束制御部材２４０および照明装置２００と同様の効果を有する。
［実施の形態７］
（照明装置の構成）
図２３は、実施の形態７に係る照明装置７００の構成を示す断面図である。図２３に示されるように、照明装置７００は、台座１１０、基板１２０、複数の発光素子５３０、光束制御部材７４０、ホルダー１５０およびカバー１６０を有する。光束制御部材７４０は、第１光束制御部材７４１および第２光束制御部材１４２を含む。実施の形態７に係る照明装置７００は、第１光束制御部材７４１の出射面７４５側に凹部７４６が形成されている点で、実施の形態５に係る照明装置５００と異なる。そこで、実施の形態５に係る照明装置５００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。
（照明装置の構成）
図２３は、実施の形態７に係る照明装置７００の構成を示す断面図である。図２３に示されるように、照明装置７００は、台座１１０、基板１２０、複数の発光素子５３０、光束制御部材７４０、ホルダー１５０およびカバー１６０を有する。光束制御部材７４０は、第１光束制御部材７４１および第２光束制御部材１４２を含む。実施の形態７に係る照明装置７００は、第１光束制御部材７４１の出射面７４５側に凹部７４６が形成されている点で、実施の形態５に係る照明装置５００と異なる。そこで、実施の形態５に係る照明装置５００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。
光束制御部材７４０は、第１光束制御部材７４１および第２光束制御部材１４２を有する。第２光束制御部材１４２は、実施の形態１と同じであるので、その説明を省略する。
第１光束制御部材７４１は、入射面５４３、全反射面１４４および出射面７４５を有する。図２３に示されるように、第１光束制御部材７４１の出射面７４５側には、凹部７４６が形成されている。凹部７４６の内底面も出射面７４５として機能する。内側面は、成形時の抜きテーパーを考慮して、内底面側の縁の内径寸法よりも開口縁側の内径寸法の方が大径となるように、内底面側から開口縁側に向かうに従って内径が漸増している。なお、内側面は、内底面側の縁から開口縁側にかけて一定の内径寸法で形成されてもよい。
次に、図２４および図２５を参照して、実施の形態７に係る照明装置７００における、発光素子５３０から出射した光の光路について説明する。図２４Ａおよび図２４Ｂは、中央部に配置された発光素子５３０からの光の光路を示す図である。図２５Ａおよび図２５Ｂは、外周部に配置された発光素子５３０からの光の光路を示す図である。また、図２４Ａおよび図２５Ａは、第２光束制御部材１４２に到達した光が第２光束制御部材１４２を透過する場合の光路を示す図である。一方、図２４Ｂおよび図２５Ｂは、第２光束制御部材１４２に到達した光が第２光束制御部材１４２の反射面１４９で反射される場合の光路を示す図である。
図２４Ａおよび図２４Ｂに示されるように、中央部に配置された発光素子５３０から出射された光は、入射面５４３から第１光束制御部材７４１に入射する。第１光束制御部材７４１に入射した光の一部は、全反射面１４４で第２光束制御部材１４２に向けて全反射し、出射面７４５から出射される。また、第１光束制御部材７４１に入射した光の一部は、そのまま出射面７４５から第２光束制御部材１４２に向かって出射される。そして、第１光束制御部材７４１の出射面７４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２を透過してカバー１６０の上部に到達する（図２４Ａ参照）。また、第１光束制御部材７４１の出射面７４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２で反射して、カバー１６０の中部および下部に到達する（図２４Ｂ参照）。
図２５Ａおよび図２５Ｂに示されるように、外周部に配置された発光素子５３０から出射された光の一部は、全反射面１４４から第１光束制御部材７４１に入射する。第１光束制御部材７４１に入射した光は、そのまま出射面７４５から第２光束制御部材１４２に向かって出射される。そして、第１光束制御部材７４１の出射面７４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２を透過してカバー１６０の上部に到達する（図２５Ａ参照）。また、第１光束制御部材７４１の出射面７４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２で反射して、カバー１６０の中部および下部に到達する（図２５Ｂ参照）。一方、外周部に配置された発光素子５３０から出射された光の一部は、そのままホルダー１５０を透過してカバー１６０の中部および下部に到達する（図２５Ａおよび図２５Ｂ参照）。
このように、実施の形態７に係る照明装置７００では、外周部に配置された発光素子５３０が、第１光束制御部材７４１の入射面５４３と対向していないが、外周部に配置された発光素子５３０から出射される光の一部は、第１光束制御部材７４１および第２光束制御部材１４２を介してカバー１６０に到達する。したがって、外周部に配置された発光素子５３０から出射される光が直接カバー１６０に到達することで生じる、配光特性の悪化が抑制される。
（効果）
実施の形態７に係る光束制御部材７４０および照明装置７００は、実施の形態２に係る光束制御部材２４０および照明装置２００と同様の効果を有する。また、実施の形態７に係る光束制御部材７４０は、凹部７４６が設けられているため、実施の形態２に係る光束制御部材２４０に比べて、材料費の削減および成形性の向上を実現することができる。
実施の形態７に係る光束制御部材７４０および照明装置７００は、実施の形態２に係る光束制御部材２４０および照明装置２００と同様の効果を有する。また、実施の形態７に係る光束制御部材７４０は、凹部７４６が設けられているため、実施の形態２に係る光束制御部材２４０に比べて、材料費の削減および成形性の向上を実現することができる。
［実施の形態８］
（照明装置の構成）
図２６は、実施の形態８に係る照明装置８００の構成を示す断面図である。図２６に示されるように、照明装置８００は、台座１１０、基板１２０、発光素子１３０、光束制御部材８４０、ホルダー１５０およびカバー１６０を有する。光束制御部材８４０は、第１光束制御部材８４１および第２光束制御部材１４２を含む。実施の形態８に係る照明装置８００は、第１光束制御部材８４１が全反射の機能を有するフレネルレンズである点で、実施の形態２に係る照明装置２００と異なる。そこで、実施の形態２に係る照明装置２００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。
（照明装置の構成）
図２６は、実施の形態８に係る照明装置８００の構成を示す断面図である。図２６に示されるように、照明装置８００は、台座１１０、基板１２０、発光素子１３０、光束制御部材８４０、ホルダー１５０およびカバー１６０を有する。光束制御部材８４０は、第１光束制御部材８４１および第２光束制御部材１４２を含む。実施の形態８に係る照明装置８００は、第１光束制御部材８４１が全反射の機能を有するフレネルレンズである点で、実施の形態２に係る照明装置２００と異なる。そこで、実施の形態２に係る照明装置２００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。
光束制御部材８４０は、第１光束制御部材８４１および第２光束制御部材１４２を有する。第２光束制御部材１４２は、実施の形態１と同じであるので、その説明を省略する。
第１光束制御部材８４１は、全反射の機能を有するフレネルレンズであり、発光素子１３０と対向する側に同心円状に配置された円環状の突起を複数有する。複数の突起は、それぞれ、発光素子１３０から出射された光を入射させる入射面８４３と、入射面８４３から入射した光を第２光束制御部材１４２側に向けて反射させる全反射面８４４とを有する。入射面８４３は、突起の内側（中心軸ＣＡ１側）に位置し、全反射面８４４は、突起の外側に位置する。また、第１光束制御部材８４１は、第２光束制御部材１４２側に平面状の出射面２４５を有する。すなわち、第１光束制御部材８４１は、複数の入射面８４３、複数の全反射面８４４、および出射面２４５を有する。
次に、図２７および図２８を参照して、実施の形態８に係る照明装置８００における、発光素子１３０から出射した光の光路について説明する。図２７Ａおよび図２７Ｂは、発光素子１３０の中心部から出射された光の光路を示す図である。図２８Ａおよび図２８Ｂは、発光素子１３０の外周部から出射された光の光路を示す図である。また、図２７Ａおよび図２８Ａは、第２光束制御部材１４２に到達した光が第２光束制御部材１４２を透過する場合の光路を示す図である。一方、図２７Ｂおよび図２８Ｂは、第２光束制御部材１４２に到達した光が第２光束制御部材１４２の反射面１４９で反射される場合の光路を示す図である。
図２７Ａおよび図２７Ｂに示されるように、発光素子１３０の中心部から出射された光は、円環状の突起の入射面８４３から第１光束制御部材８４１に入射する。第１光束制御部材８４１に入射した光の一部は、対応する全反射面８４４で第２光束制御部材１４２に向けて全反射し、出射面２４５から出射される。また、第１光束制御部材８４１に入射した光の一部は、そのまま出射面２４５から第２光束制御部材１４２に向かって出射される。そして、第１光束制御部材８４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２を透過してカバー１６０の上部に到達する（図２７Ａ参照）。また、第１光束制御部材８４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２で反射して、カバー１６０の中部および下部に到達する（図２７Ｂ参照）。
図２８Ａおよび図２８Ｂに示されるように、発光素子１３０の外周部から出射された光は、円環状の突起の入射面８４３または全反射面８４４から第１光束制御部材８４１に入射する。入射面８４３から入射した光の一部は、対応する全反射面８４４で第２光束制御部材１４２に向けて全反射し、出射面２４５から出射される。また、第１光束制御部材８４１に入射した一部の光は、そのまま出射面２４５または全反射面８４４から第２光束制御部材１４２またはホルダー１５０に向かって出射される。そして、第１光束制御部材８４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２またはホルダー１５０を透過してカバー１６０の上部および中部に到達する（図２８Ａ参照）。また、第１光束制御部材８４１の出射面２４５から出射した光の一部は、第２光束制御部材１４２で反射して、カバー１６０の中部および下部に到達する（図２８Ｂ参照）。
（効果）
実施の形態８に係る光束制御部材８４０および照明装置８００は、実施の形態２に係る光束制御部材２４０および照明装置２００と同様の効果を有する。また、実施の形態８に係る光束制御部材８４０は、薄型化されているため、実施の形態２に係る光束制御部材２４０に比べて、材料費の削減および成形性の向上を実現することができる。
実施の形態８に係る光束制御部材８４０および照明装置８００は、実施の形態２に係る光束制御部材２４０および照明装置２００と同様の効果を有する。また、実施の形態８に係る光束制御部材８４０は、薄型化されているため、実施の形態２に係る光束制御部材２４０に比べて、材料費の削減および成形性の向上を実現することができる。
本発明の照明装置は、白熱電球に代えて使用されうるため、シャンデリアや間接照明装置などの各種照明機器に幅広く適用されうる。
本出願は、２０１１年１２月９日出願の特願２０１１－２７０１５９および２０１２年２月２４日出願の特願２０１２－０３８７２９に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００ 照明装置
１１０ 台座
１２０ 基板
１３０、４３０、５３０ 発光素子
１４０、２４０、５４０、６４０、７４０、８４０ 光束制御部材
１４１、２４１、５４１、６４１、７４１、８４１ 第１光束制御部材
１４２ 第２光束制御部材
１４３、２４３、５４３、６４３、８４３ 入射面
１４４、８４４ 全反射面
１４５、２４５、７４５ 出射面
１４６ 貫通孔
１４７ 底部
１４８ フランジ
１４９ 反射面
１５０、３５０ ホルダー
１５１ 脚部
１５２ 第１段部
１５３ 第２段部
１６０ カバー
２４３ａ、６４３ａ 内天面
２４３ｂ、６４３ｂ 内側面
３５１ 凸条部
７４６ 凹部
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 光軸
１１０ 台座
１２０ 基板
１３０、４３０、５３０ 発光素子
１４０、２４０、５４０、６４０、７４０、８４０ 光束制御部材
１４１、２４１、５４１、６４１、７４１、８４１ 第１光束制御部材
１４２ 第２光束制御部材
１４３、２４３、５４３、６４３、８４３ 入射面
１４４、８４４ 全反射面
１４５、２４５、７４５ 出射面
１４６ 貫通孔
１４７ 底部
１４８ フランジ
１４９ 反射面
１５０、３５０ ホルダー
１５１ 脚部
１５２ 第１段部
１５３ 第２段部
１６０ カバー
２４３ａ、６４３ａ 内天面
２４３ｂ、６４３ｂ 内側面
３５１ 凸条部
７４６ 凹部
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 光軸
Claims (8)
- 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、
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出射する第１光束制御部材と、
少なくとも前記第１光束制御部材から出射された光の一部を反射し、残部を透過させる第２光束制御部材と、
を有し、
前記第１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２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２光束制御部材は、前記第１光束制御部材と対向し、かつ前記第１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第１光束制御部材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、
光束制御部材。 - 前記発光素子から出射された光のうちの一部であって、前記光軸に沿った方向への光を含む前記光軸に対する角度の小さい光は、前記第１光束制御部材に形成された貫通孔を経て、前記第２光束制御部材に到達する、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は、前記第１光束制御部材を介して、前記第２光束制御部材に到達する、請求項１に記載の光束制御部材。
- 前記反射面には、前記第１光束制御部材から出射された光の一部を反射し、一部を透過させる透過反射膜が形成されている、請求項１に記載の光束制御部材。
- 前記第２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１に記載の光束制御部材。
- 前記第２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１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６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１～７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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