WO2013084427A1 - 光束制御部材および照明装置 - Google Patents

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WO2013084427A1
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light
controlling member
flux controlling
light flux
emitting element
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PCT/JP2012/007433
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中村　真人
紀之 河原
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株式会社エンプラス
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a light flux controlling member that controls light distribution of light emitted from a light emitting element, and a lighting device having the light flux controlling member.
  • LEDs light emitting diodes
  • a conventional lighting device using an LED as a light source emits light only in the forward direction, and cannot emit light in a wide range like incandescent bulbs. For this reason, the conventional illuminating device cannot illuminate the room widely using the reflected light from a ceiling or a wall surface like an incandescent bulb.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the illumination device described in Patent Document 1.
  • the lighting device 10 includes a plurality of LEDs 12 arranged on a substrate, and a cylindrical case 14 made of a light transmissive material arranged around the LEDs 12.
  • the upper surface of the case 14 is formed in an inverted truncated cone shape.
  • An aluminum plate 16 that reflects light is attached to the inclined surface of the truncated cone and functions as a reflecting surface.
  • the plane of the truncated cone functions as a transmission window 18 that transmits light.
  • a part of the light emitted from the LED 12 passes through the transmission window 18 and becomes outgoing light in the forward direction (upward direction).
  • part of the light emitted from the LED 12 is reflected by the aluminum plate 16 and becomes emitted light in the lateral direction (horizontal direction) and the backward direction (downward direction).
  • the traveling direction of the emitted light from the LED using the light flux controlling member, it is possible to obtain the emitted light not only in the forward direction but also in the lateral direction and the backward direction. Therefore, by using the light flux controlling member (reflecting surface) described in Patent Document 1, the light distribution characteristic of the lighting device (LED bulb) can be brought close to the light distribution characteristic of the incandescent bulb to some extent.
  • the lighting device described in Patent Document 1 has a problem that the balance of light distribution characteristics is poor.
  • the lighting device 10 described in Patent Document 1 is used, only the emitted light from the LED 12 reaches the space A in the forward direction from the upper end of the case 14 as shown in FIG.
  • the reflected light from the aluminum plate 16 reaches the space B in the rearward direction from the upper end of the case 14. Therefore, the brightness differs between the space A and the space B. Therefore, when the cover 20 is put on the lighting device 10 described in Patent Document 1, the amount of light reaching the cover 20 is greatly different between the upper part and the lower part of the cover 20 as shown in FIG. A light / dark border is formed on the cover 20.
  • An object of the present invention is to provide a light flux controlling member used in a lighting device having a light emitting element, and capable of distributing light in a balanced manner in all of the front direction, the side direction, and the rear direction. is there. Another object of the present invention is to provide an illumination device having this light flux controlling member.
  • the light flux controlling member of the present invention is a light flux controlling member that controls the light distribution of the light emitted from the light emitting element. At least a part of the light emitted from the light emitting element is incident, and the incident light is transmitted in a predetermined manner.
  • a first light flux control member that emits light that is controlled by light having light distribution characteristics, and a second light flux control member that reflects at least a part of the light emitted from the first light flux control member and transmits the remainder.
  • the first light flux controlling member has an incident surface on which at least a part of the light emitted from the light emitting element is incident, and a part of the light incident on the incident surface is directed toward the second light flux controlling member.
  • the second light flux controlling member includes the first light flux Opposite to the control member and emitted from the first light flux control member A reflecting surface for reflecting a part of the light, wherein the reflecting surface is a rotationally symmetric surface with the optical axis of the light emitting element as a rotational axis, and a generatrix of the rotationally symmetric surface is relative to the first light flux controlling member;
  • the outer peripheral portion of the reflecting surface is farther from the light emitting element in the direction of the optical axis of the light emitting element than the position of the central portion of the reflecting surface.
  • the configuration is formed at the position.
  • the illumination device of the present invention includes one or more light emitting elements, the light flux controlling member of the present invention, and a cover that diffuses and transmits the reflected light and transmitted light from the light flux controlling member. take.
  • the illuminating device having the light flux controlling member of the present invention exhibits a light distribution characteristic closer to that of an incandescent bulb than a conventional illuminating device.
  • FIG. 4A is a plan view of the first light flux controlling member.
  • 4B is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 4A.
  • FIG. 4C is a bottom view of the first light flux controlling member.
  • FIG. 4D is a side view of the first light flux controlling member.
  • FIG. 5A is a plan view of the second light flux controlling member. 5B is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 5A.
  • FIG. 5C is a bottom view of the second light flux controlling member.
  • FIG. 5D is a side view of the second light flux controlling member.
  • FIG. 6A is a plan view of the holder. 6B is a cross-sectional view taken along line CC shown in FIG. 6A.
  • FIG. 6C is a bottom view of the holder.
  • FIG. 6D is a side view of the holder.
  • 7A and 7B are diagrams illustrating an optical path of light having a large angle with respect to the optical axis of the light emitting element among the light from the light emitting element.
  • 8A and 8B are diagrams illustrating an optical path of light having a small angle with respect to the optical axis of the light emitting element among the light from the light emitting element.
  • FIG. 10A is a plan view of a first light flux controlling member according to Embodiment 2.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line DD shown in FIG. 10A.
  • FIG. 10C is a bottom view of the first light flux controlling member.
  • FIG. 10D is a side view of the first light flux controlling member.
  • FIG. 11A and FIG. 11B are diagrams showing an optical path of light having a large angle with respect to the optical axis of the light emitting element among the light from the light emitting element.
  • FIG. 12A and 12B are diagrams illustrating an optical path of light having a small angle with respect to the optical axis of the light emitting element among the light from the light emitting element.
  • FIG. 13A is a cross-sectional view of the lighting apparatus according to Embodiment 3.
  • 13B and 13C are partially enlarged views of the broken-line circle shown in FIG. 13A. It is sectional drawing of the illuminating device which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. 15A and 15B are diagrams illustrating an optical path of light from the central portion of the light emitting element.
  • 16A and 16B are diagrams illustrating an optical path of light from the outer peripheral portion of the light emitting element.
  • FIG. 17A is a cross-sectional view of the lighting apparatus according to Embodiment 5.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the lighting apparatus according to Embodiment 5.
  • FIG. 17B is a plan view of the substrate and the light-emitting element.
  • FIG. 18A and FIG. 18B are diagrams showing an optical path of light from a light emitting element arranged at the center.
  • FIG. 19A and FIG. 19B are diagrams showing an optical path of light from the light emitting elements arranged on the outer peripheral portion. It is sectional drawing of the illuminating device which concerns on Embodiment 6.
  • FIG. 21A and FIG. 21B are diagrams showing an optical path of light from a light emitting element arranged in the center.
  • 22A and 22B are diagrams showing an optical path of light from the light emitting elements arranged on the outer peripheral portion. It is sectional drawing of the illuminating device which concerns on Embodiment 7.
  • FIG. 24B are diagrams showing an optical path of light from the light emitting element arranged in the center.
  • FIG. 25A and FIG. 25B are diagrams showing an optical path of light from the light emitting elements arranged on the outer peripheral portion. It is sectional drawing of the illuminating device which concerns on Embodiment 8.
  • FIG. 27A and 27B are diagrams illustrating an optical path of light from the central portion of the light emitting element.
  • 28A and 28B are diagrams illustrating an optical path of light from the outer peripheral portion of the light emitting element.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of the lighting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the lighting device 100 includes a pedestal 110, a substrate 120, a light emitting element 130, a light flux control member 140, a holder 150, and a cover 160.
  • a pedestal 110 a substrate 120
  • a light emitting element 130 a light emitting element 130
  • a light flux control member 140 a holder 150
  • cover 160 a cover 160.
  • the light-emitting element 130 is a light source of the lighting device 100 and is mounted on the substrate 120 fixed on the pedestal 110.
  • the light emitting element 130 is a light emitting diode (LED) such as a white light emitting diode.
  • the shape of the substrate 120 is not particularly limited as long as the light emitting element 130 can be mounted, and may not be a plate shape.
  • the shape of the pedestal 110 is not particularly limited as long as at least the substrate 120 can be fixed, and may not be plate-shaped.
  • the light flux controlling member 140 controls the light distribution of the light emitted from the light emitting element 130. As shown in FIG. 3, the light flux control member 140 includes a first light flux control member 141 and a second light flux control member 142.
  • FIGS. 4A to 4D are diagrams showing the configuration of the first light beam control member 141.
  • 4A is a plan view
  • FIG. 4B is a sectional view taken along line AA shown in FIG. 4A
  • FIG. 4C is a bottom view
  • FIG. 4D is a side view.
  • the first light flux controlling member 141 controls the traveling direction of a part of the light emitted from the light emitting element 130.
  • the first light flux controlling member 141 functions so that the light distribution from the first light flux controlling member 141 is narrower than the light emitted from the light emitting element 130.
  • the first light flux controlling member 141 is a member formed in a substantially circular shape in plan view.
  • the first light flux controlling member 141 is supported by the holder 150, and is disposed with respect to the light emitting element 130 via an air layer so that the central axis CA1 thereof coincides with the optical axis LA of the light emitting element 130 ( (See FIG. 3).
  • the first light flux controlling member 141 has an incident surface 143 on which a part of the light emitted from the light emitting element 130 is incident, and a part of the light incident from the incident surface 143 is totally reflected. And a light exit surface 145 that emits a part of the light incident from the incident surface 143 and the light reflected by the total reflective surface 144.
  • the total reflection surface 144 does not guarantee that all the light emitted from the emission surface of the light emitting element 130 is totally reflected.
  • the total reflection surface 144 is designed such that light emitted from the center of the light emitting element 130 (intersection of the optical axis LA and the light emitting element 130) and its vicinity is totally reflected toward the second light flux controlling member 142. ing.
  • the first light flux controlling member 141 is formed by, for example, injection molding.
  • the material of the first light flux controlling member 141 is not particularly limited as long as it has a high transmittance that allows light having a desired wavelength to pass therethrough.
  • the material of the first light flux controlling member 141 is a light transmissive resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), and epoxy resin (EP), or glass.
  • the incident surface 143 causes a part of the light emitted from the light emitting element 130 to enter the first light flux controlling member 141.
  • the incident surface 143 is an inner surface of the through hole 146 formed at the center when the first light flux controlling member 141 is viewed in plan.
  • the incident surface 143 is a rotationally symmetric surface with the central axis CA1 of the first light flux controlling member 141 as the center. That is, the incident surface 143 is formed in a cylindrical shape having the central axis CA1 as the central axis.
  • the shape of the entrance surface 143 is not limited to this, For example, you may form in the truncated cone shape centering on the central axis CA1.
  • the total reflection surface 144 totally reflects a part of the light incident from the incident surface 143 toward the second light flux controlling member 142.
  • Total reflection surface 144 is a surface extending from the outer edge of bottom portion 147 of first light flux controlling member 141 to the outer edge of emission surface 145.
  • a flange 148 may be provided between the outer edge of the total reflection surface 144 and the outer edge of the emission surface 145.
  • the total reflection surface 144 is a rotationally symmetric surface formed so as to surround the central axis CA1 of the first light flux controlling member 141. The diameter of the total reflection surface 144 gradually increases from the bottom 147 side toward the first emission surface 145 side.
  • the generatrix that constitutes the total reflection surface 144 is an arc-shaped curve convex outward (side away from the central axis CA1). Further, the bus forming the total reflection surface 144 may be a straight line according to the light distribution characteristic required for the lighting device 100. That is, the total reflection surface 144 may be tapered.
  • the “bus line” generally means a straight line that describes a ruled surface, but in the present invention, it is used as a term including a curve for drawing the total reflection surface 144 that is a rotationally symmetric surface.
  • the emission surface 145 emits a part of the light incident from the incident surface 143 and the light totally reflected by the total reflection surface 144 toward the second light flux controlling member 142.
  • the emission surface 145 is a surface located on the opposite side of the bottom portion 147 in the first light flux controlling member 141. That is, the emission surface 145 is disposed so as to face the second light flux controlling member 142.
  • a through hole 146 is formed at the center of the emission surface 145.
  • FIGS. 5A to 5D are diagrams showing the configuration of the second light beam control member 142.
  • 5A is a plan view
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 5A
  • FIG. 5C is a bottom view
  • FIG. 5D is a side view.
  • the second light flux controlling member 142 controls the direction of travel of a part of the light emitted from the light emitting element 130 and the light emitted from the first light flux controlling member 141 to reflect the light, and transmits the remaining part.
  • the second light flux controlling member 142 is a member having a substantially circular shape in plan view.
  • the second light flux controlling member 142 is supported by the holder 150, and is disposed via the air layer with respect to the first light flux controlling member 141 so that the central axis CA2 thereof coincides with the optical axis LA of the light emitting element 130. ing.
  • the second light flux control member 142 reflects a part of the light emitted from the light emitting element 130 and the first light flux control member 141 and transmits a part thereof.
  • Means for imparting such a function to the second light flux controlling member 142 is not particularly limited.
  • a transmission / reflection film may be formed on the surface of the second light flux controlling member 142 made of a light transmissive material (the surface facing the light emitting element 130 and the first light flux controlling member 141).
  • the light transmissive material include transparent resin materials such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), and epoxy resin (EP), and glass.
  • Examples of the transmission / reflection film include a multilayer film of TiO 2 and SiO 2, a multilayer film of ZnO 2 and SiO 2, a multilayer film of Ta 2 O 5 and SiO 2 , and aluminum (Al). A metal thin film or the like.
  • light scatterers such as beads may be dispersed inside the second light flux controlling member 142 made of a light transmissive material. That is, the second light flux controlling member 142 may be formed of a material that reflects part of light and transmits part of light. Further, a light transmission part may be formed in the second light flux controlling member 142 made of a light reflective material. Examples of the light reflective material include white resin and metal. Examples of the light transmitting part include a through hole and a recessed part with a bottom.
  • the second light flux controlling member 142 having both light reflectivity and light transmissivity is made of white polymethyl methacrylate having a visible light transmittance of about 20% and a reflectance of about 78%. Can be formed.
  • the surface of the second light flux controlling member 142 facing the light emitting element 130 and the first light flux controlling member 142 (reflecting surface 149 described later) has a reflection intensity in the regular reflection direction of incident light higher than the reflection intensity in other directions. It is preferable that it is formed to be large. Therefore, the surface of the second light flux controlling member 142 facing the light emitting element 130 and the first light flux controlling member 141 is formed to be a glossy surface.
  • the second light flux controlling member 142 has a reflecting surface 149 that faces the first light flux controlling member 141 and reflects part of the light emitted from the first light flux controlling member 141.
  • the reflecting surface 149 reflects part of the emitted light from the first light flux controlling member 141 toward the holder 150.
  • the reflected light passes through the holder 150 and reaches the middle part (side part) and the lower part of the cover 160.
  • the reflecting surface 149 of the second light flux controlling member 142 is a rotationally symmetric (circular symmetric) surface centered on the central axis CA2 of the second light flux controlling member 142.
  • the bus line from the center of the rotationally symmetric surface to the outer peripheral portion is a concave curve with respect to the light emitting element 130 and the first light flux controlling member 141, and the reflection surface 149 has the bus line. It is a curved surface in a state where is rotated 360 °. That is, the reflecting surface 149 has an aspherical curved surface whose height from the light emitting element 130 increases from the center toward the outer peripheral portion.
  • the outer peripheral portion of the reflecting surface 149 is formed at a position where the distance (height) from the light emitting element 130 in the optical axis LA direction of the light emitting element 130 is larger than the center of the reflecting surface 149.
  • the reflecting surface 149 is an aspherical curved surface whose height from the light emitting element 130 increases from the center toward the outer periphery, or from the center to the outer periphery from the center to a predetermined point. As the height increases from the light emitting element 130 (substrate 120), the height from the light emitting element 130 decreases from the center to the outer peripheral portion from the predetermined point to the outer peripheral portion. .
  • the inclination angle of the reflecting surface 149 with respect to the surface direction of the substrate 120 decreases from the center toward the outer peripheral portion.
  • the reflective surface 149 has a zero inclination angle (parallel to the substrate 120) with respect to the surface direction of the substrate 120 at a position between the center and the outer periphery and close to the outer periphery.
  • the “bus line” generally means a straight line that draws a ruled surface, but in the present invention, it is used as a word including a curve for drawing the reflection surface 149 that is a rotationally symmetric surface.
  • FIGS. 6A to 6D are views showing the configuration of the holder 150.
  • 6A is a plan view
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line CC shown in FIG. 6A
  • FIG. 6C is a bottom view
  • FIG. 6D is a side view.
  • the holder 150 is positioned on the base 110 and positions the first light flux control member 141 and the second light flux control member 142 with respect to the light emitting element 130.
  • the holder 150 is a transparent member formed in a substantially cylindrical shape.
  • the holder 150 is formed by injection molding, for example.
  • the material of the holder 150 is not particularly limited as long as it can pass light of a desired wavelength.
  • the material of the holder 150 is a light transmissive resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), and epoxy resin (EP), or glass.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • EP epoxy resin
  • the holder 150 has a leg portion 151, a first step portion 152, and a second step portion 153.
  • the leg 151 is formed in the lower part of the holder 150 and positions the holder 150 with respect to the base 110.
  • the first step portion 152 is formed at the center of the inner surface of the holder 150, and the first step 152 is first with respect to the holder 150 so that the optical axis LA of the light emitting element 130 and the central axis CA1 of the first light flux controlling member 141 overlap.
  • the light flux controlling member 141 is positioned.
  • the second step portion 153 is formed on the upper portion of the holder 150, and the second light flux controlling member with respect to the holder 150 so that the optical axis LA of the light emitting element 130 and the central axis CA2 of the second light flux controlling member 142 overlap. 142 is positioned.
  • the shape of the holder 150 is not limited to a substantially cylindrical shape as long as the first light flux control member 141 and the second light flux control member 142 can be positioned.
  • the holder 150 may have a portion that penetrates from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface in consideration of the light distribution characteristics of the lighting device 100 and the light emission quality on the outer surface of the cover 160.
  • the cover 160 allows light (reflected light and transmitted light) whose traveling direction is controlled by the light flux controlling member 140 to be diffused and transmitted.
  • the cover 160 is a member in which a hollow region having an opening is formed.
  • the substrate 120, the light emitting element 130, the light flux controlling member 140, and the holder 150 are disposed in the hollow region of the cover 160.
  • the means for imparting light diffusing ability to the cover 160 is not particularly limited.
  • the inner surface or the outer surface of the cover 160 may be subjected to light diffusion treatment (for example, roughening treatment), or a light diffusing material (for example, a light transmissive material including scatterers such as beads) is used.
  • the cover 160 may be manufactured.
  • the shape of the cover 160 is not particularly limited as long as desired light distribution characteristics can be realized.
  • the shape of the cover 160 is a spherical crown shape (a shape obtained by cutting a part of a spherical surface with a plane).
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating an optical path of light from the light emitting element 130 having a large angle with respect to the optical axis LA of the light emitting element 130.
  • 8A and 8B are diagrams illustrating an optical path of light having a small angle with respect to the optical axis LA of the light emitting element 130 out of the light from the light emitting element 130.
  • 7A and 8A are diagrams illustrating an optical path when light that has reached the second light flux controlling member 142 passes through the second light flux controlling member 142.
  • FIG. 7B and FIG. 8B are diagrams showing an optical path when the light that has reached the second light flux controlling member 142 is reflected by the reflecting surface 149 of the second light flux controlling member 142.
  • light having a large angle with respect to the optical axis LA of the light emitting element 130 enters the first light flux controlling member 141 from the incident surface 143.
  • Part of the light incident on the first light flux controlling member 141 is reflected by the total reflection surface 144 toward the second light flux controlling member 142 and is emitted from the emission surface 145.
  • a part of the light incident on the first light flux controlling member 141 is totally reflected by the emission surface 145 and emitted from the total reflection surface 144.
  • the light emitted from the total reflection surface 144 reaches the lower part of the cover 160 (see FIG. 7B).
  • Part of the light emitted from the emission surface 145 of the first light flux controlling member 141 passes through the second light flux controlling member 142 and reaches the upper part of the cover 160 (see FIG. 7A). Further, a part of the light emitted from the emission surface 145 of the first light flux controlling member 141 is reflected by the reflecting surface 149 of the second light flux controlling member 142 and reaches the middle part (side part) and the lower part of the cover 160 (See FIG. 7B). At this time, the light reflected at the center of the second light flux controlling member 142 is directed toward the center of the cover 160. On the other hand, the light reflected at the outer periphery of the second light flux controlling member 142 travels to the lower part of the cover 160.
  • the manufacturing method of the light flux controlling member 140 is not particularly limited.
  • the light flux controlling member 140 can be manufactured by the following procedure.
  • a first light flux controlling member 141 having an incident surface 143, a total reflection surface 144, and an exit surface 145 is manufactured by injection molding using a colorless and transparent resin material.
  • the second light flux controlling member 142 having the reflecting surface 149 is manufactured by injection molding.
  • the method for producing the second light flux controlling member 142 is not particularly limited. For example, after the second light flux controlling member 142 is injection-molded using a colorless and transparent resin material, the second light flux controlling member 142 is transmitted through a surface (a surface facing the first light flux controlling member 141) that becomes the reflecting surface 149 of the obtained resin molding. It can be produced by depositing a reflective film.
  • the second light flux controlling member 142 can also be manufactured by injection molding using a white resin material.
  • the holder 150 having the leg portion 151, the first step portion 152, and the second step portion 153 is manufactured by injection molding using a colorless and transparent resin material.
  • the first light flux controlling member 141 is assembled to the first step portion 152 of the holder 150
  • the second light flux controlling member 142 is assembled to the second step portion 153 of the holder 150.
  • an adhesive or the like may be used.
  • the light flux controlling member 140 can be manufactured by the above procedure.
  • the first light flux controlling member 141 and the holder 150 may be integrally formed.
  • the light flux controlling member 140 can be manufactured by assembling the second light flux controlling member 142 to the first light flux controlling member 141 and the holder 150 that are integrally molded.
  • the emitted light from the light emitting element 130 with a large angle with respect to the optical axis LA of the light emitting element 130 is reflected by the total reflection surface 144 of the 1st light beam control member 141, The amount of light reaching the middle and bottom of the cover 160 is reduced.
  • the balance between the amount of light reaching the upper portion of the cover 160 and the amount of light reaching the middle and lower portions of the cover 160 can be adjusted by controlling the light transmittance and light reflectance in the second light flux controlling member 142. .
  • the light flux controlling member 140 according to the first embodiment can eliminate unevenness of the light reaching the cover 160 by equalizing the amount of light emitted in the forward direction, the lateral direction, and the backward direction. That is, the light flux controlling member 140 according to the first embodiment can realize the light distribution characteristic close to that of an incandescent lamp by controlling the amount of emitted light directed in the forward direction, the lateral direction, and the backward direction, respectively.
  • Illumination apparatus 100 according to Embodiment 1 can be used for indoor lighting or the like instead of an incandescent light bulb.
  • lighting device 100 according to Embodiment 1 can consume less power than incandescent bulbs and can be used for a longer period of time than incandescent bulbs.
  • the light flux controlling member 140 is configured such that a part of the light reaching the second light flux controlling member 142 is reflected by the reflecting surface 149 in the lateral direction (in the middle direction of the cover 160) and the backward direction. The light is reflected in the direction of the lower part of the cover 160 and a part of the light is transmitted in the forward direction (the direction of the upper part of the cover 160). At this time, the light flux controlling member 140 generates reflected light in the lateral direction in the region on the central portion side of the reflecting surface 149, and generates reflected light in the backward direction in the region on the outer peripheral portion side. For this reason, the illuminating device 100 which concerns on Embodiment 1 can illuminate the to-be-irradiated surface of a back direction efficiently, without being disturbed by the base 110. FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of lighting apparatus 200 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the lighting device 200 includes a pedestal 110, a substrate 120, a light emitting element 130, a light flux control member 240, a holder 150, and a cover 160.
  • the light flux control member 240 includes a first light flux control member 241 and a second light flux control member 142.
  • the illumination device 200 according to Embodiment 2 differs from the illumination device 100 according to Embodiment 1 in that the first light flux controlling member 241 does not have a through hole. Therefore, the same components as those of lighting apparatus 100 according to Embodiment 1 are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
  • the luminous flux control member 240 has a first luminous flux control member 241 and a second luminous flux control member 142. Since the second light flux controlling member 142 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • FIG. 10A to 10D are diagrams showing the configuration of the first light flux controlling member 241.
  • FIG. 10A is a plan view
  • FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line DD shown in FIG. 10A
  • FIG. 10C is a bottom view
  • FIG. 4D is a side view.
  • the first light flux controlling member 241 has an incident surface 243, a total reflection surface 144, and an exit surface 245.
  • the incident surface 243 is an inner surface of a recess formed in the bottom 147 of the first light flux controlling member 241.
  • the incident surface 243 is formed at a position facing the light emitting element 130 so as to intersect the central axis CA1 of the first light flux controlling member 241.
  • the incident surface 243 is a rotationally symmetric surface with the central axis CA1 as the center.
  • the incident surface 243 has an inner top surface 243a that forms the top surface of the recess, and a tapered inner side surface 243b that forms the side surface of the recess.
  • the inner surface 243b has an inner diameter that gradually increases from the inner top surface 243a toward the opening edge so that the inner diameter of the opening edge is larger than the inner diameter of the edge of the inner top surface 243a.
  • the total reflection surface 144 is a surface extending from the outer edge of the bottom 147 of the first light flux controlling member 241 to the outer edge of the emission surface 245.
  • Total reflection surface 144 has the same configuration as total reflection surface 144 of first light flux controlling member 141 according to Embodiment 1 (see FIGS. 10B and 10D).
  • the emission surface 245 is a surface located on the opposite side of the incident surface 243 (bottom portion 147) in the first light flux controlling member 241, and is formed so as to intersect with the optical axis LA of the light emitting element 130. Unlike the first light flux controlling member 141 according to the first embodiment, no through hole is formed in the emission surface 245.
  • FIGS. 11 and 12 are diagrams illustrating an optical path of light from the light emitting element 130 having a large angle with respect to the optical axis LA of the light emitting element 130.
  • FIG. 12A and 12B are diagrams illustrating an optical path of light from the light emitting element 130 having a small angle with respect to the optical axis LA of the light emitting element 130.
  • FIG. 11A and FIG. 12A are diagrams illustrating an optical path when the light that has reached the second light flux controlling member 142 passes through the second light flux controlling member 142.
  • FIG. 11B and FIG. 12B are diagrams showing an optical path when the light reaching the second light flux controlling member 142 is reflected by the reflecting surface 149 of the second light flux controlling member 142.
  • Light flux controlling member 240 and lighting device 200 according to Embodiment 2 have the same effects as light flux controlling member 140 and lighting device 100 according to Embodiment 1, respectively. If light reflected by the emission surface 245 of the first light flux controlling member is used to make the lower part of the cover 160 brighter, it is preferable to use the light flux controlling member 140 according to Embodiment 1 (FIG. 7A). And FIG. 11A for comparison).
  • FIG. 13A is a cross-sectional view illustrating a configuration of lighting apparatus 300 according to Embodiment 3.
  • the lighting device 300 includes a pedestal 110, a substrate 120, a light emitting element 130, a light flux control member 140, a holder 350, and a cover 160.
  • the lighting device 300 according to the third embodiment is different from the lighting device 100 according to the first embodiment in that a plurality of annular ridges 351 are provided on the outer peripheral surface of the holder 350. Therefore, the same components as those of lighting apparatus 100 according to Embodiment 1 are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
  • the holder 350 positions the first light flux control member 141 and the second light flux control member 142 with respect to the light emitting element 130 and transmits light from the first light flux control member 141 and the second light flux control member 142.
  • the holder 350 is formed in a substantially cylindrical shape and includes a leg portion 151, a first step portion 152, and a second step portion 153. As described above, a plurality of annular ridges 351 are formed on the outer peripheral surface of the holder 350.
  • FIGS. 13B and 13C are enlarged cross-sectional views of a portion indicated by a broken line in FIG. 13A.
  • the plurality of ridges 351 are formed so as to be parallel to the pedestal 110, respectively.
  • Each ridge portion 351 has a horizontal plane extending in a direction perpendicular to the central axis of the holder 350 and a tapered surface inclined with respect to the horizontal plane.
  • the taper surface of each convex strip 351 is located at the lower part of the horizontal plane (on the light emitting element 130 side).
  • the tapered surface is located at the upper part of the horizontal plane.
  • the holder 350 transmits light from the first light flux control member 141 and the second light flux control member 142. At this time, the holder 350 changes the traveling direction of transmitted light according to the direction of the tapered surface. That is, in the example shown in FIG. 13B, the traveling direction of light from the first light flux control member 141 and the second light flux control member 142 is changed to the forward direction (the direction toward the top of the cover 160). On the other hand, in the example shown in FIG. 13C, the traveling direction of light from the first light flux control member 141 and the second light flux control member 142 is changed to the rear direction (the direction toward the lower part of the cover 150).
  • lighting apparatus 300 according to Embodiment 3 can also control the traveling direction of light in holder 350, an incandescent light bulb can be controlled in more detail by controlling the amount of light emitted in the forward direction, the lateral direction, and the backward direction. A light distribution characteristic close to can be realized.
  • a texture may be applied instead of forming the plurality of ridges 351 on the outer peripheral surface of the holder 350. Thereby, the light transmitted through the holder 350 can be diffused.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a configuration of illumination apparatus 400 according to Embodiment 4.
  • the illumination device 400 includes a pedestal 110, a substrate 120, a light emitting element 430, a light flux control member 240, a holder 150, and a cover 160.
  • the lighting device 400 according to the fourth embodiment is different from the lighting device 200 according to the second embodiment in that the size of the light emitting element 130 is larger than the bottom of the first light flux controlling member 241. Therefore, the same components as those of the lighting device 200 according to Embodiment 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the light emitting element 430 is a light source of the lighting device 400 and is mounted on the substrate 120 fixed on the pedestal 110. As described above, the size of the light emitting element 430 is larger than the outer edge of the bottom 147 of the first light flux controlling member 241. Therefore, as shown in FIG. 14, the outer peripheral portion of the light emitting element 430 faces the total reflection surface 144 instead of the incident surface 243 (concave portion) of the first light flux controlling member 241.
  • FIGS. 15 and 16 are diagrams illustrating an optical path of light from the central portion of the light emitting element 430.
  • FIG. 16A and 16B are diagrams illustrating the optical path of light from the outer peripheral portion of the light emitting element 430.
  • FIG. 15A and 16A are diagrams showing an optical path when the light that has reached the second light flux controlling member 142 passes through the second light flux controlling member 142.
  • FIG. 15B and FIG. 16B are diagrams showing an optical path when the light reaching the second light flux controlling member 142 is reflected by the reflecting surface 149 of the second light flux controlling member 142.
  • the light emitted from the central portion of the light emitting element 430 enters the first light flux controlling member 241 from the incident surface 243.
  • a part of the light incident on the first light flux controlling member 241 is totally reflected by the total reflection surface 144 toward the second light flux controlling member 142 and is emitted from the emission surface 245.
  • a part of the light incident on the first light flux controlling member 241 is emitted as it is from the emission surface 245 toward the second light flux controlling member 142.
  • a part of the light emitted from the emission surface 245 of the first light flux controlling member 241 passes through the second light flux controlling member 142 and reaches the upper part of the cover 160 (see FIG. 15A).
  • a part of the light emitted from the emission surface 245 of the first light flux controlling member 241 is reflected by the second light flux controlling member 142 and reaches the middle part and the lower part of the cover 160 (see FIG. 15B).
  • a part of the light emitted from the outer peripheral portion of the light emitting element 430 enters the first light flux controlling member 241 from the total reflection surface 144.
  • the total reflection surface 144 functions as a refracting surface.
  • the light incident on the first light flux controlling member 241 is emitted as it is from the emission surface 245 toward the second light flux controlling member 142.
  • a part of the light emitted from the emission surface 245 of the first light flux controlling member 241 passes through the second light flux controlling member 142 and reaches the upper part of the cover 160 (see FIG. 16A).
  • a part of the light emitted from the emission surface 245 of the first light flux controlling member 241 is reflected by the second light flux controlling member 142 and reaches the middle part and the lower part of the cover 160 (see FIG. 16B).
  • a part of the light emitted from the outer peripheral portion of the light emitting element 430 passes through the holder 150 as it is and reaches the middle portion and the lower portion of the cover 160 (see FIGS. 16A and 16B).
  • the outer peripheral portion of the light emitting element 430 is not opposed to the incident surface 243 of the first light flux controlling member 241, but is emitted from the outer peripheral portion of the light emitting element 430. A part of the light reaches the cover 160 via the first light flux control member 241 and the second light flux control member 142. Therefore, the deterioration of the light distribution characteristic caused by the light emitted from the outer peripheral portion of the light emitting element 430 directly reaching the cover 160 is suppressed.
  • Lighting device 400 according to Embodiment 4 has the same effect as lighting device 200 according to Embodiment 2.
  • FIG. 17A is a cross-sectional view showing a configuration of lighting apparatus 500 according to Embodiment 5.
  • the lighting device 500 includes a pedestal 110, a substrate 120, a plurality of light emitting elements 530, a light flux control member 540, a holder 150, and a cover 160.
  • the light flux control member 540 includes a first light flux control member 541 and a second light flux control member 142.
  • the illuminating device 500 according to Embodiment 5 differs from the illuminating device 200 according to Embodiment 2 in that it has a plurality of light emitting elements 530 and the opening diameter of the concave portion of the first light flux controlling member 541 is large. Therefore, the same components as those of the lighting device 200 according to Embodiment 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the plurality of light emitting elements 530 are light sources of the illumination device 500 and are mounted on the substrate 120 fixed on the pedestal 110.
  • FIG. 17B is a plan view of the substrate 120 and the light emitting element 530. As shown in FIG. 17B, each light emitting element 530 is arranged on a concentric circle. When the plurality of light emitting elements 530 are arranged on the substrate 120 in this way, the “optical axis LA of the light emitting elements” means the traveling direction of light at the center of the three-dimensional light flux from the plurality of light emitting elements 530. To do. As shown in FIG. 17A, the light emitting element 530 located on the outer side faces the total reflection surface 144 instead of the incident surface 543 (concave portion) of the first light flux controlling member 541.
  • the light flux control member 540 includes a first light flux control member 541 and a second light flux control member 142. Since the second light flux controlling member 142 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the first light flux controlling member 541 has an entrance surface 543, a total reflection surface 144, and an exit surface 245. As described above, the first light flux controlling member 541 is different from the first light flux controlling member 241 according to Embodiment 2 in that the opening diameter of the recess is large. As illustrated in FIG. 17A, the opening diameter of the recess is increased so that seven light emitting elements 530 near the center of the plurality of light emitting elements 530 face the incident surface 543.
  • FIGS. 18A and 18B are diagrams showing an optical path of light from the light emitting element 530 arranged at the center.
  • 19A and 19B are diagrams showing an optical path of light from the light emitting element 530 arranged on the outer peripheral portion.
  • FIGS. 18A and 19A are diagrams illustrating an optical path when the light reaching the second light flux controlling member 142 passes through the second light flux controlling member 142.
  • FIG. 18B and FIG. 19B are diagrams showing an optical path when the light reaching the second light flux controlling member 142 is reflected by the reflecting surface 149 of the second light flux controlling member 142.
  • the light emitted from the light emitting element 530 arranged in the center part enters the first light flux controlling member 541 from the incident surface 543.
  • a part of the light incident on the first light flux controlling member 541 is totally reflected by the total reflection surface 144 toward the second light flux controlling member 142 and emitted from the emission surface 245.
  • the total reflection surface 144 is designed such that light emitted from the intersection between the optical axis LA and the light emitting element 530 and the vicinity thereof is totally reflected and travels toward the second light flux controlling member 142.
  • a part of the light incident on the first light flux controlling member 541 is emitted as it is from the emission surface 245 toward the second light flux controlling member 142.
  • a part of the light emitted from the emission surface 245 of the first light flux controlling member 541 passes through the second light flux controlling member 142 and reaches the upper portion of the cover 160 (see FIG. 18A). Further, part of the light emitted from the emission surface 245 of the first light flux controlling member 541 is reflected by the second light flux controlling member 142 and reaches the middle and lower parts of the cover 160 (see FIG. 18B).
  • the total reflection surface 144 functions as a refractive surface.
  • the light incident on the first light flux controlling member 541 is emitted from the emission surface 245 toward the second light flux controlling member 142 as it is.
  • a part of the light emitted from the emission surface 245 of the first light flux controlling member 541 passes through the second light flux controlling member 142 and reaches the upper portion of the cover 160 (see FIG. 19A).
  • part of the light emitted from the emission surface 245 of the first light flux controlling member 541 is reflected by the second light flux controlling member 142 and reaches the middle and lower parts of the cover 160 (see FIG. 19B).
  • a part of the light emitted from the light emitting element 530 disposed on the outer peripheral portion passes through the holder 150 as it is and reaches the middle and lower portions of the cover 160 (see FIGS. 19A and 19B).
  • the light emitting element 530 disposed in the outer peripheral portion does not face the incident surface 543 of the first light flux controlling member 541, but the light emission disposed in the outer peripheral portion. Part of the light emitted from the element 530 reaches the cover 160 via the first light flux control member 541 and the second light flux control member 142. Therefore, the deterioration of the light distribution characteristic caused by the light emitted from the light emitting element 530 disposed on the outer peripheral portion directly reaching the cover 160 is suppressed.
  • Light flux controlling member 540 and lighting device 500 according to Embodiment 5 have the same effects as light flux controlling member 240 and lighting device 200 according to Embodiment 2, respectively.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing a configuration of lighting apparatus 600 according to Embodiment 6.
  • the illumination device 600 includes a pedestal 110, a substrate 120, a plurality of light emitting elements 530, a light flux control member 640, a holder 150, and a cover 160.
  • the light flux control member 640 includes a first light flux control member 641 and a second light flux control member 142.
  • the illumination device 600 according to the sixth embodiment is different from the illumination device 500 according to the fifth embodiment in that the inner top surface 643a of the incident surface 643 of the first light flux controlling member 641 has a conical shape. Therefore, the same components as those of lighting apparatus 500 according to Embodiment 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the luminous flux control member 640 includes a first luminous flux control member 641 and a second luminous flux control member 142. Since the second light flux controlling member 142 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the first light flux controlling member 641 has an incident surface 643, a total reflection surface 144, and an exit surface 245.
  • the incident surface 643 has an inner top surface 643 a that forms the top surface of the recess, and an inner side surface 643 b that forms the side surface of the recess.
  • the inner top surface 643 a has a conical shape that is convex with respect to the light emitting element 530.
  • the inner surface 643b has an inner diameter that gradually increases from the inner top surface 643a toward the opening edge so that the inner diameter of the opening edge is larger than the inner diameter of the edge of the inner top surface 643a.
  • FIG. 21A and FIG. 21B are diagrams showing an optical path of light from the light emitting element 530 arranged in the central portion.
  • 22A and 22B are diagrams showing an optical path of light from the light emitting element 530 arranged on the outer peripheral portion.
  • FIG. 21A and FIG. 22A are diagrams showing an optical path when the light that has reached the second light flux controlling member 142 passes through the second light flux controlling member 142.
  • FIG. 21B and FIG. 22B are diagrams showing an optical path when the light reaching the second light flux controlling member 142 is reflected by the reflecting surface 149 of the second light flux controlling member 142.
  • the light emitted from the light emitting element 530 disposed in the central portion enters the first light flux controlling member 641 from the incident surface 643.
  • a part of the light incident on the first light flux controlling member 641 is totally reflected by the total reflection surface 144 toward the second light flux controlling member 142 and is emitted from the emission surface 245.
  • part of the light incident on the first light flux controlling member 641 is emitted as it is from the emission surface 245 toward the second light flux controlling member 142.
  • a part of the light emitted from the emission surface 245 of the first light flux controlling member 641 passes through the second light flux controlling member 142 and reaches the upper part of the cover 160 (see FIG. 21A).
  • part of the light emitted from the emission surface 245 of the first light flux controlling member 641 is reflected by the second light flux controlling member 142 and reaches the middle and lower part of the cover 160 (see FIG. 21B).
  • the inner top surface 543a of the incident surface 543 has a conical shape. For this reason, the light incident from the inner top surface 543 a is condensed toward the center of the second light flux controlling member 142. Therefore, in the illuminating device 600 according to the sixth embodiment, more light reaches the vicinity of the center portion of the second light flux controlling member 142 than in the illuminating device 500 according to the fifth embodiment. More light reaches.
  • a part of the light emitted from the light emitting element 530 disposed in the outer peripheral portion enters the first light flux controlling member 641 from the total reflection surface 144.
  • the light incident on the first light flux controlling member 641 is emitted as it is from the emission surface 245 toward the second light flux controlling member 142.
  • a part of the light emitted from the emission surface 245 of the first light flux controlling member 641 passes through the second light flux controlling member 142 and reaches the upper part of the cover 160 (see FIG. 22A).
  • part of the light emitted from the emission surface 245 of the first light flux controlling member 641 is reflected by the second light flux controlling member 142 and reaches the middle and lower portions of the cover 160 (see FIG. 22B).
  • part of the light emitted from the light emitting element 530 disposed on the outer peripheral portion passes through the holder 150 as it is and reaches the middle and lower portions of the cover 160 (see FIGS. 22A and 22B).
  • the light emitting element 530 disposed in the outer peripheral portion does not face the incident surface 643 of the first light flux controlling member 641, but the light emission disposed in the outer peripheral portion. Part of the light emitted from the element 530 reaches the cover 160 via the first light flux control member 641 and the second light flux control member 142. Therefore, the deterioration of the light distribution characteristic caused by the light emitted from the light emitting element 530 disposed on the outer peripheral portion directly reaching the cover 160 is suppressed.
  • Light flux controlling member 640 and lighting device 600 according to Embodiment 6 have the same effects as light flux controlling member 240 and lighting device 200 according to Embodiment 2, respectively.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing a configuration of lighting apparatus 700 according to Embodiment 7.
  • the lighting device 700 includes a pedestal 110, a substrate 120, a plurality of light emitting elements 530, a light flux controlling member 740, a holder 150, and a cover 160.
  • the light flux control member 740 includes a first light flux control member 741 and a second light flux control member 142.
  • the illumination device 700 according to the seventh embodiment is different from the illumination device 500 according to the fifth embodiment in that a recess 746 is formed on the emission surface 745 side of the first light flux controlling member 741. Therefore, the same components as those of lighting apparatus 500 according to Embodiment 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the luminous flux control member 740 has a first luminous flux control member 741 and a second luminous flux control member 142. Since the second light flux controlling member 142 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the first light flux controlling member 741 has an entrance surface 543, a total reflection surface 144, and an exit surface 745. As shown in FIG. 23, a recess 746 is formed on the exit surface 745 side of the first light flux controlling member 741.
  • the inner bottom surface of the recess 746 also functions as the exit surface 745.
  • the inner surface has an inner diameter as it goes from the inner bottom surface toward the opening edge side so that the inner diameter dimension on the opening edge side is larger than the inner diameter dimension of the edge on the inner bottom surface side in consideration of the draft taper at the time of molding. Increasing gradually.
  • the inner side surface may be formed with a constant inner diameter dimension from the inner bottom side edge to the opening edge side.
  • FIGS. 24A and 24B are diagrams showing an optical path of light from the light emitting element 530 arranged at the center.
  • FIG. 25A and FIG. 25B are diagrams showing an optical path of light from the light emitting element 530 arranged on the outer peripheral portion.
  • FIG. 24A and FIG. 25A are diagrams showing an optical path when the light that has reached the second light flux controlling member 142 passes through the second light flux controlling member 142.
  • FIG. 24B and FIG. 25B are diagrams showing an optical path when the light reaching the second light flux controlling member 142 is reflected by the reflecting surface 149 of the second light flux controlling member 142.
  • the light emitted from the light emitting element 530 disposed in the center enters the first light flux controlling member 741 from the incident surface 543.
  • a part of the light incident on the first light flux controlling member 741 is totally reflected by the total reflection surface 144 toward the second light flux controlling member 142 and is emitted from the emission surface 745.
  • a part of the light incident on the first light flux controlling member 741 is emitted as it is from the emission surface 745 toward the second light flux controlling member 142.
  • a part of the light emitted from the emission surface 745 of the first light flux controlling member 741 passes through the second light flux controlling member 142 and reaches the upper part of the cover 160 (see FIG. 24A).
  • part of the light emitted from the emission surface 745 of the first light flux controlling member 741 is reflected by the second light flux controlling member 142 and reaches the middle and lower parts of the cover 160 (see FIG. 24B).
  • a part of the light emitted from the light emitting element 530 disposed on the outer peripheral portion enters the first light flux controlling member 741 from the total reflection surface 144.
  • the light incident on the first light flux controlling member 741 is emitted from the emission surface 745 toward the second light flux controlling member 142 as it is.
  • a part of the light emitted from the emission surface 745 of the first light flux controlling member 741 passes through the second light flux controlling member 142 and reaches the upper portion of the cover 160 (see FIG. 25A).
  • part of the light emitted from the emission surface 745 of the first light flux controlling member 741 is reflected by the second light flux controlling member 142 and reaches the middle and lower part of the cover 160 (see FIG. 25B).
  • part of the light emitted from the light emitting element 530 disposed on the outer peripheral portion passes through the holder 150 as it is and reaches the middle and lower portions of the cover 160 (see FIGS. 25A and 25B).
  • the light emitting element 530 disposed in the outer peripheral portion does not face the incident surface 543 of the first light flux controlling member 741, but the light emission disposed in the outer peripheral portion. Part of the light emitted from the element 530 reaches the cover 160 via the first light flux control member 741 and the second light flux control member 142. Therefore, the deterioration of the light distribution characteristic caused by the light emitted from the light emitting element 530 disposed on the outer peripheral portion directly reaching the cover 160 is suppressed.
  • Light flux controlling member 740 and lighting device 700 according to Embodiment 7 have the same effects as light flux controlling member 240 and lighting device 200 according to Embodiment 2. Moreover, since the light beam control member 740 according to the seventh embodiment is provided with the recess 746, the material cost can be reduced and the moldability can be improved as compared with the light beam control member 240 according to the second embodiment. Can do.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing a configuration of lighting apparatus 800 according to Embodiment 8.
  • the lighting device 800 includes a pedestal 110, a substrate 120, a light emitting element 130, a light flux control member 840, a holder 150, and a cover 160.
  • the light flux control member 840 includes a first light flux control member 841 and a second light flux control member 142.
  • the illuminating device 800 according to Embodiment 8 is different from the illuminating device 200 according to Embodiment 2 in that the first light flux controlling member 841 is a Fresnel lens having a function of total reflection. Therefore, the same components as those of the lighting device 200 according to Embodiment 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the light beam control member 840 includes a first light beam control member 841 and a second light beam control member 142. Since the second light flux controlling member 142 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the first light flux controlling member 841 is a Fresnel lens having a function of total reflection, and has a plurality of annular protrusions arranged concentrically on the side facing the light emitting element 130. Each of the plurality of protrusions has an incident surface 843 on which the light emitted from the light emitting element 130 is incident, and a total reflection surface 844 that reflects the light incident from the incident surface 843 toward the second light flux controlling member 142 side. .
  • the incident surface 843 is located inside the protrusion (on the central axis CA1 side), and the total reflection surface 844 is located outside the protrusion.
  • the first light flux controlling member 841 has a flat emission surface 245 on the second light flux controlling member 142 side. That is, the first light flux controlling member 841 has a plurality of incident surfaces 843, a plurality of total reflection surfaces 844, and an exit surface 245.
  • FIGS. 27 and 28 are diagrams showing the optical path of light emitted from the central portion of the light emitting element 130.
  • FIG. 28A and 28B are diagrams illustrating the optical path of light emitted from the outer peripheral portion of the light emitting element 130.
  • FIG. FIG. 27A and FIG. 28A are diagrams showing an optical path when the light reaching the second light flux controlling member 142 is transmitted through the second light flux controlling member 142.
  • FIG. 27B and FIG. 28B are diagrams showing an optical path when the light reaching the second light flux controlling member 142 is reflected by the reflecting surface 149 of the second light flux controlling member 142.
  • the light emitted from the central portion of the light emitting element 130 enters the first light flux controlling member 841 from the incident surface 843 of the annular protrusion.
  • a part of the light incident on the first light flux control member 841 is totally reflected toward the second light flux control member 142 by the corresponding total reflection surface 844 and is emitted from the emission surface 245.
  • part of the light incident on the first light flux controlling member 841 is emitted as it is from the emission surface 245 toward the second light flux controlling member 142.
  • a part of the light emitted from the emission surface 245 of the first light flux controlling member 841 passes through the second light flux controlling member 142 and reaches the upper part of the cover 160 (see FIG. 27A).
  • part of the light emitted from the emission surface 245 of the first light flux controlling member 841 is reflected by the second light flux controlling member 142 and reaches the middle and lower part of the cover 160 (see FIG. 27B).
  • the light emitted from the outer peripheral portion of the light emitting element 130 enters the first light flux controlling member 841 from the incident surface 843 or the total reflection surface 844 of the annular protrusion.
  • a part of the light incident from the incident surface 843 is totally reflected by the corresponding total reflection surface 844 toward the second light flux controlling member 142 and is emitted from the emission surface 245.
  • a part of the light incident on the first light flux controlling member 841 is emitted as it is toward the second light flux controlling member 142 or the holder 150 from the emission surface 245 or the total reflection surface 844.
  • a part of the light emitted from the emission surface 245 of the first light flux controlling member 841 passes through the second light flux controlling member 142 or the holder 150 and reaches the upper part and the middle part of the cover 160 (see FIG. 28A). Further, a part of the light emitted from the emission surface 245 of the first light flux controlling member 841 is reflected by the second light flux controlling member 142 and reaches the middle and lower part of the cover 160 (see FIG. 28B).
  • Light flux controlling member 840 and lighting device 800 according to Embodiment 8 have the same effects as light flux controlling member 240 and lighting device 200 according to Embodiment 2. Further, since light flux controlling member 840 according to the eighth embodiment is thinned, it is possible to realize a reduction in material cost and an improvement in moldability as compared with light flux controlling member 240 according to the second embodiment. .
  • the lighting device of the present invention can be used in place of an incandescent bulb, it can be widely applied to various lighting devices such as chandeliers and indirect lighting devices.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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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

光束制御部材および照明装置
　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。
特開２００３－２５８３１９号公報
　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。
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。 特許文献１に記載の照明装置にカバーを設けた場合の模式図である。 実施の形態１に係る照明装置の断面図である。 図４Ａは、第１光束制御部材の平面図である。図４Ｂは、図４Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。図４Ｃは、第１光束制御部材の底面図である。図４Ｄは、第１光束制御部材の側面図である。 図５Ａは、第２光束制御部材の平面図である。図５Ｂは、図５Ａに示されるＢ－Ｂ線の断面図である。図５Ｃは、第２光束制御部材の底面図である。図５Ｄは、第２光束制御部材の側面図である。 図６Ａは、ホルダーの平面図である。図６Ｂは、図６Ａに示されるＣ－Ｃ線の断面図である。図６Ｃは、ホルダーの底面図である。図６Ｄは、ホルダーの側面図である。 図７Ａおよび図７Ｂは、発光素子からの光のうち、発光素子の光軸に対する角度が大きい光の光路を示す図である。 図８Ａおよび図８Ｂは、発光素子からの光のうち、発光素子の光軸に対する角度が小さい光の光路を示す図である。 実施の形態２に係る照明装置の断面図である。 図１０Ａは、実施の形態２に係る第１光束制御部材の平面図である。図１０Ｂは、図１０Ａに示されるＤ－Ｄ線の断面図である。図１０Ｃは、第１光束制御部材の底面図である。図１０Ｄは、第１光束制御部材の側面図である。 図１１Ａおよび図１１Ｂは、発光素子からの光のうち、発光素子の光軸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、発光素子からの光のうち、発光素子の光軸に対する角度が小さい光の光路を示す図である。 図１３Ａは、実施の形態３に係る照明装置の断面図である。図１３Ｂおよび図１３Ｃは、図１３Ａに示される破線円の部分拡大図である。 実施の形態４に係る照明装置の断面図である。 図１５Ａおよび図１５Ｂは、発光素子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、発光素子の外周部からの光の光路を示す図である。 図１７Ａは、実施の形態５に係る照明装置の断面図である。図１７Ｂは、基板および発光素子の平面図である。 図１８Ａおよび図１８Ｂは、中央部に配置された発光素子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からの光の光路を示す図である。 実施の形態６に係る照明装置の断面図である。 図２１Ａおよび図２１Ｂは、中央部に配置された発光素子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からの光の光路を示す図である。 実施の形態７に係る照明装置の断面図である。 図２４Ａおよび図２４Ｂは、中央部に配置された発光素子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からの光の光路を示す図である。 実施の形態８に係る照明装置の断面図である。 図２７Ａおよび図２７Ｂは、発光素子の中心部からの光の光路を示す図である。 図２８Ａおよび図２８Ｂは、発光素子の外周部からの光の光路を示す図である。
　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。
　（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。
　（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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　（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。
　（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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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

Claims (8)

  1. 　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。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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。
  6. 　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。
  7. 　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。
  8. 　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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