WO2016158542A1 - 光源装置及び照明装置 - Google Patents

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WO2016158542A1
WO2016158542A1 PCT/JP2016/058888 JP2016058888W WO2016158542A1 WO 2016158542 A1 WO2016158542 A1 WO 2016158542A1 JP 2016058888 W JP2016058888 W JP 2016058888W WO 2016158542 A1 WO2016158542 A1 WO 2016158542A1
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WO
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light source
light
lens
reflector
source device
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/058888
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English (en)
French (fr)
Inventor
絵里 桑原
米田　俊之
和生 伴
Original Assignee
三菱電機株式会社
三菱電機照明株式会社
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Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社, 三菱電機照明株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to JP2017509814A priority Critical patent/JP6407407B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/04—Combinations of only two kinds of elements the elements being reflectors and refractors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof

Definitions

  • the present invention relates to a light source device including a light source and an illumination device using the light source device.
  • Patent Document 1 discloses a light source device including a light source, a condensing lens, and a reflector.
  • a condensing lens condenses light emitted from a light source at a desired position.
  • the reflector reflects the light emitted from the light source to a desired position.
  • the light source device disclosed in Patent Document 1 reflects light emitted from the light source directly to the reflector without using a lens.
  • the light emitted from the light source diffuses in various directions. For this reason, in order to capture a large amount of light emitted from the light source, it is necessary to deepen the depth of the reflector. Accordingly, there is a problem that the reflector becomes large and the light source device becomes large.
  • the present invention has been made against the background of the above problems, and provides a light source device that can be miniaturized while sufficiently securing the amount of light emitted from the light source, and an illumination device using the light source device. is there.
  • a light source device includes a light source that emits light, a lens that changes a traveling direction of light emitted from the light source, a light source and at least a part of the lens, and the light emitted from the light source is on the irradiated surface side. And a lens that deflects light emitted from the light source toward the reflector.
  • the lens deflects the light emitted from the light source toward the reflector. That is, most of the light emitted from the light source and diffused in various directions is deflected to the reflector side. For this reason, the reflector can take in a large amount of light emitted from the light source. Therefore, it is not necessary to increase the depth of the reflector. Thereby, a reflector can be made small. Therefore, the light source device can be reduced in size while ensuring a sufficient amount of light emitted from the light source.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a light source device 1 according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a light source device 1 according to Embodiment 1.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing a light source device 100 according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a light source device 100 according to Embodiment 2.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view showing a light source device 200 according to Embodiment 3.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a light source device 200 according to Embodiment 3.
  • 10 is an exploded perspective view showing a light source device 300 according to Embodiment 4.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a light source device 300 according to Embodiment 4.
  • FIG. 10 is a top view showing a lens 360 in the fourth embodiment. It is a perspective view which shows the illuminating device 2 which concerns on Embodiment 5.
  • FIG. It is a perspective view which shows the light source 10 in a 1st modification. It is a perspective view which shows the light source device 1 which concerns on a 2nd modification. It is a perspective view which shows the light source device 1 which concerns on a 3rd modification.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a light source device 1 according to Embodiment 1.
  • the light source device 1 will be described with reference to FIG.
  • the light source device 1 includes a light source 10, a lens 20, and a reflector 30.
  • the light source device 1 includes, for example, a substrate 11, a connector 13, a wire 12, and a heat sink 40.
  • the light source 10 emits light and emits white light, and has, for example, a structure in which a phosphor is coated on an LED.
  • a phosphor that converts blue light into yellow light is provided on an LED chip that emits blue light of about 440 nm to 480 nm.
  • the light-emitting element emits white light as synthetic light.
  • the substrate 11 is, for example, a circular and plate-like aluminum substrate, and the light source 10 is mounted on the substrate 11. Further, a circuit pattern for supplying power is formed on the substrate 11, and in addition to the light source 10, an element (not shown) such as a diode is appropriately mounted.
  • substrate 11 is good also as a metal board
  • the connector 13 is connected to a power source (not shown) that supplies power for driving elements on the substrate 11.
  • the wire 12 connects the connector 13 and the substrate 11. As described above, power is supplied to the substrate 11 from the power source via the wire 12 and the connector 13.
  • the heat sink 40 includes a plurality of fins and is in close contact with the surface of the substrate 11 opposite to the surface on which the light source 10 is mounted. Thereby, the heat sink 40 has a function of radiating heat generated from the light source 10.
  • a heat conductive material such as a heat conductive grease or a heat conductive sheet, an adhesive, or the like may be interposed between the substrate 11 and the heat sink 40. Whether or not the heat conducting material or the adhesive is used is appropriately determined based on the heat resistant temperature, life, strength, and the like of the light source 10 and the circuit element used.
  • the lens 20 changes the traveling direction of the light emitted from the light source 10 and has, for example, a cylindrical shape that is a rotationally symmetric shape around the optical axis 14 of the light source 10.
  • the lens 20 is disposed on the side from which light is emitted from the light source 10, and the rotation axis coincides with the optical axis 14 (in the arrow y direction) of the light source 10.
  • the lens 20 is made of a transparent material such as acrylic resin, polycarbonate resin, or glass.
  • the lens 20 is configured so as to be surrounded by the reflector 30.
  • the reflector 30 covers at least a part of the light source 10 and the lens 20, and reflects the light emitted from the light source 10 to the irradiated surface side.
  • the irradiated surface refers to a surface to which light from the light source 10 is irradiated, such as a wall surface or a floor surface.
  • the reflector 30 has a rotationally symmetric shape centered on the optical axis 14 of the light source 10 and has a truncated cone shape having a hollow portion.
  • the reflector 30 is made of a material such as resin, glass, or metal, and the inner surface is improved in reflectivity by appropriately performing coating or metal deposition on the inner surface.
  • the substrate 11 and the reflector 30 are fixed to the heat sink 40, and the lens 20 is fixed to the substrate 11.
  • the substrate 11, the lens 20, and the reflector 30 are positioned by the heat sink 40.
  • the lens 20 is surrounded by the reflector 30. That is, the incident surface 21 (see FIG. 2) of the lens 20 is disposed closer to the light source 10 than the opening surface 35 (see FIG. 2) of the reflector 30.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the light source device 1 according to the first embodiment. That is, FIG. 2 is a view of the inside of the light source device 1 seen through.
  • the lens 20 and the reflector 30 will be described in detail.
  • the lens 20 faces the surface of the substrate 11 on which the light source 10 is mounted, the incident surface 21 on which the light emitted from the light source 10 is incident, and the light incident on the inside of the lens 20 is emitted.
  • a side surface 23 connecting the peripheral edge of the incident surface 21 and the peripheral edge of the output surface 22.
  • the incident surface 21 has a light incident recess 24.
  • the light incident recess 24 is where the light emitted from the light source 10 is incident, and has, for example, a substantially hemispherical shape centered on the light source 10. Accordingly, the angle formed between the light emitted from the light source 10 and the light incident recess 24 is substantially a right angle. For this reason, the light emitted from the light source 10 enters the lens 20 as it is without being refracted even if it enters the light incident recess 24.
  • the exit surface 22 has a total reflection surface 29 and an exit refracting surface 28.
  • the total reflection surface 29 totally reflects the light emitted from the light source 10 and deflects it toward the reflector 30 side.
  • the total reflection surface 29 is provided on the outer peripheral portion of the emission surface 22, and is a horizontal plane parallel to the substrate 11 (arrow x direction).
  • the lens 20 totally reflects the light emitted from the light source 10 and deflects it toward the reflector 30 side.
  • the exit refracting surface 28 is provided on the inner periphery of the total reflection surface 29, and refracts the light emitted from the light source 10 and emits it to the irradiated surface side.
  • the exit refracting surface 28 is configured to be inclined toward the irradiated surface side as the distance from the total reflection surface 29 increases.
  • the outgoing refracting surface 28 is opposed to the light incident concave portion 24 and has a convex shape protruding toward the irradiated surface side.
  • the angle ⁇ 1 formed by the connection position between the total reflection surface 29 and the outgoing refracting surface 28 and the optical axis 14 satisfies the following formula (1), where n is the refractive index of the material of the lens 20.
  • the angle ⁇ 1 is a critical angle that is the minimum incident angle at which light emitted from the light source 10 and incident on the total reflection surface 29 is always totally reflected.
  • the side surface 23 refracts the light emitted from the light source 10 and is a vertical surface parallel to the optical axis 14 (in the direction of arrow y).
  • the reflector 30 has a first spheroid 31 and a second spheroid 32.
  • the first spheroid 31 is provided on the irradiated surface side, and the cross-sectional shape parallel to the optical axis 14 (in the direction of the arrow y), that is, the cross-sectional shape when viewed from the radial direction, has the light source 10 as the first focal point. And an elliptical shape having an arbitrary point on the irradiated surface side as the second focal point is formed.
  • the first spheroid 31 is formed with an opening surface 35 having an opening on the irradiated surface side, and light emitted from the light source 10 irradiates the irradiated surface through the opening surface 35.
  • the second spheroid 32 is connected to the first spheroid 31 and provided on the light source 10 side.
  • the second spheroid 32 has a cross-sectional shape parallel to the optical axis 14 (in the direction of arrow y), that is, a cross-sectional shape when viewed from the radial direction, in which the first reflection point 29 is symmetrical with respect to the total reflection surface 29. It has an elliptical shape with a focal point and an arbitrary point on the irradiated surface side as the second focal point.
  • the first spheroid 31 and the second spheroid 32 are connected in the reflector 30 between a portion horizontal to the entrance surface 21 of the lens 20 and a portion horizontal to the exit surface 22 of the lens 20. Yes.
  • the second focal point of the first spheroid 31 and the second focal point of the second spheroid 32 are the same point.
  • the second focal point of the first spheroid 31 and the second focal point of the second spheroid 32 also coincide with the point where the light emitted from the light source 10 is collected by the exit refracting surface 28.
  • the second focal point of the first spheroid 31, the second focal point of the second spheroid 32, and the point condensed by the exit refracting surface 28 are referred to as a condensing point.
  • the light path indicates the path of light emitted from the center of the optical axis 14 in the light source 10.
  • a path of light emitted with different angles from the reference line will be described with the line in the direction perpendicular to the optical axis 14 (the direction of the arrow x) taken as a reference line, that is, a line with an angle of 0 degrees.
  • the direction of the optical axis 14 (arrow y direction) is an angle of 90 degrees from the reference line.
  • the path of the small-angle light S1 having the smallest angle from the reference line will be described.
  • the small-angle light S ⁇ b> 1 enters the lens 20 through the light incident recess 24.
  • the light incident recess 24 has a hemispherical shape centered on the light source 10.
  • the small-angle light S1 enters the lens 20 as it is without being refracted.
  • the small-angle light S ⁇ b> 1 that has entered the inside of the lens 20 reaches the side surface 23.
  • the small-angle light S1 is refracted by the side surface 23 and is emitted obliquely downward to the right in FIG.
  • the small-angle light S ⁇ b> 1 emitted from the side surface 23 mainly reaches the first spheroid 31.
  • the small-angle light S ⁇ b> 1 is reflected by the first spheroid 31 and travels through the opening surface 35 toward the focused point on the irradiated surface side.
  • the medium angle light M ⁇ b> 1 enters the lens 20 through the light incident recess 24.
  • the light incident recess 24 has a hemispherical shape centered on the light source 10.
  • the medium-angle light M1 enters the lens 20 as it is without being refracted.
  • the medium angle light M ⁇ b> 1 that has entered the inside of the lens 20 reaches the total reflection surface 29.
  • the medium angle light M ⁇ b> 1 is totally reflected by the total reflection surface 29 and reaches the side surface 23.
  • the medium angle light M1 is refracted by the side surface 23 and is emitted in a direction opposite to the irradiated surface side, that is, in a diagonally upper right direction in FIG.
  • the medium-angle light M1 emitted from the side surface 23 mainly reaches the second spheroid 32.
  • the medium angle light M ⁇ b> 1 is reflected by the second spheroid 32, passes through the opening surface 35, and travels toward the focused point on the irradiated surface side.
  • the large-angle light L1 having the largest angle from the reference line will be described.
  • the large-angle light L ⁇ b> 1 enters the lens 20 through the light incident recess 24.
  • the light incident recess 24 has a hemispherical shape centered on the light source 10. Therefore, the large-angle light L1 enters the lens 20 as it is without being refracted.
  • the large-angle light L1 that has entered the lens 20 reaches the exit refracting surface.
  • the large-angle light L1 is refracted by the exit refracting surface 28, passes through the opening surface 35, and travels toward the focused point on the irradiated surface side.
  • the lens 20 deflects the light emitted from the light source 10 toward the reflector 30 side. That is, most of the light emitted from the light source 10 and diffused in various directions is deflected to the reflector 30 side. For this reason, the reflector 30 can take in a large amount of light emitted from the light source 10. Therefore, it is not necessary to deepen the depth (in the arrow y direction) of the reflector 30. Thereby, the reflector 30 can be made small. Therefore, it is possible to reduce the size of the light source device 1 while ensuring a sufficient amount of light emitted from the light source 10 and improving the light use efficiency.
  • a lens does not have a configuration for deflecting light emitted from a light source toward the reflector. For this reason, in order to reflect light having a larger angle from the reference line than the small-angle light S1 like the medium-angle light M1, it is necessary to increase the depth of the reflector.
  • the lens 20 deflects the light emitted from the light source 10 toward the reflector 30 side.
  • the reflector 30 can take in a large amount of light emitted from the light source 10. Therefore, it is not necessary to deepen the depth (in the arrow y direction) of the reflector 30.
  • the lens 20 has a total reflection surface 29 that totally reflects the light emitted from the light source 10 and deflects it toward the reflector 30 side.
  • the first embodiment uses the total reflection surface 29 to totally reflect the light emitted from the light source 10 and deflect it toward the reflector 30.
  • the light source device 1 can be reduced in size while ensuring a sufficient amount of light emitted from the light source 10 and improving the light utilization efficiency.
  • the lens 20 is provided on the inner periphery of the total reflection surface 29, and has an exit refracting surface 28 that refracts the light emitted from the light source 10 and emits it to the irradiated surface side.
  • the lens 20 freely controls the light emitted from the light source 10 by the total reflection by the total reflection surface 29 and the refraction by the output refracting surface 28. For this reason, controllability of light distribution is high.
  • the exit refracting surface 28 is configured to be inclined toward the irradiated surface side as the distance from the total reflection surface 29 increases. Thereby, the light radiate
  • the lens 20 has a light incident recess 24 into which light emitted from the light source 10 enters.
  • the light incident recess 24 has a hemispherical shape centered on the light source 10. For this reason, the light emitted from the light source 10 can enter the lens 20 as it is without being refracted.
  • the lens 20 has a rotationally symmetric shape centered on the optical axis 14 of the light source 10.
  • the reflector 30 has a rotationally symmetric shape around the optical axis 14 of the light source 10. For this reason, it is possible to uniformly irradiate the irradiated surface with the light emitted from the light source 10 in the circumferential direction.
  • the lens 20 is configured to be surrounded by the reflector 30. For this reason, the reflector 30 can take in a large amount of light emitted from the light source 10.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the light source device 100 according to the second embodiment.
  • the shape of the lens 120 and the shape of the reflector 130 are different from those of the first embodiment.
  • portions common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and differences from the first embodiment will be mainly described.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in the shape of the lens 120 and the shape of the reflector 130.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the light source device 100 according to the second embodiment. That is, FIG. 4 is a view of the inside of the light source device 100 seen through. As shown in FIG. 4, the lens 120 faces the surface on which the light source 10 is mounted on the substrate 11, the incident surface 121 on which light emitted from the light source 10 is incident, and the light incident on the inside of the lens 120 is emitted. And a side surface 123 that connects the peripheral portion of the incident surface 121 and the peripheral portion of the output surface 122.
  • the incident surface 121 has a light incident recess 124 and a third recess 150.
  • the light incident recess 124 is where the light emitted from the light source 10 enters, and has, for example, a bottom surface 126 and an inclined surface 125.
  • the bottom surface 126 is a circular surface extending horizontally from the optical axis 14 of the light source 10.
  • the inclined surface 125 is a frustoconical surface that spreads and inclines toward the light source 10 as the distance from the bottom surface 126 increases.
  • the third recess 150 refracts the light emitted from the inclined surface 125 and guides it to the irradiated surface side.
  • the 3rd recessed part 150 is provided in the outer periphery of the light-incidence recessed part 124, and guides the incident light to the output surface 122 side or the side surface 123 side.
  • the third recess 150 includes a first refracting surface 151 that is slightly inclined with respect to the optical axis 14, and a second refracting surface 152 that is inclined with respect to the exit surface 122 from the edge of the first refracting surface 151. And a third refracting surface 153 formed parallel to the optical axis 14 from the edge of the second refracting surface 152.
  • the first refracting surface 151 is separated from the light incident recess 124 along the radial direction (arrow x direction) from the incident surface 121 toward the exit surface 122 and enters the lens 120 from the light incident recess 124. It refracts light.
  • the second refracting surface 152 is emitted from the first refracting surface 151 away from the light incident recess 124 in the radial direction from the edge of the first refracting surface 151 toward the incident surface 121.
  • the light is refracted and guided to the total reflection surface 129.
  • the third refracting surface 153 extends parallel to the optical axis 14 (in the direction of the arrow y) from the edge of the second refracting surface 152 to the upper end surface of the lens 120.
  • the exit surface 122 has a second recess 127, and the second recess 127 enters the inside of the lens 120 from the light entrance recess 124 and enters the inside of the lens 120 from the third recess 150. Light is incident.
  • the entire exit surface 122 is a second recess 127.
  • the second recess 127 has a total reflection surface 129 and an exit refracting surface 128.
  • the total reflection surface 129 is provided on the outer peripheral portion of the emission surface 122 and totally reflects incident light to the incident surface 121 side.
  • the total reflection surface 129 is configured to be inclined toward the irradiated surface side as it approaches the reflector 130. That is, in the lens 120, the portion located between the incident surface 121 and the total reflection surface 129 becomes thicker as it approaches the reflector 130.
  • the exit refracting surface 128 is provided on the inner periphery of the total reflection surface 129, and refracts the light emitted from the light source 10 and emits it to the irradiated surface side.
  • the exit refracting surface 128 is configured to be inclined toward the irradiated surface side as the distance from the total reflection surface 129 increases.
  • the outgoing refracting surface 128 is opposed to the light incident concave portion 124 and has a convex shape protruding toward the irradiated surface side. That is, in the lens 120, the portion located between the incident surface 121 and the outgoing refracting surface 128 becomes thicker as the distance from the total reflection surface 129 increases.
  • the exit refracting surface 128 is a part of a spherical surface centered on an arbitrary point on the optical axis 14, and the vertex of the convex shape of the exit refracting surface 128 is located on the optical axis 14.
  • the reflector 130 has an ellipsoidal shape, and the inner surface has a shape of a paraboloid of revolution.
  • the focal point of the inner surface of the reflector 130 is an intersection point P ⁇ b> 1 between the optical axis 14 and the horizontal plane passing through the outer edge of the total reflection surface 129.
  • the light path of the light source device 100 indicates the path of light emitted from the center of the optical axis 14 in the light source 10.
  • a path of light emitted with different angles from the reference line will be described with the line in the direction perpendicular to the optical axis 14 (the direction of the arrow x) taken as a reference line, that is, a line with an angle of 0 degrees.
  • the direction of the optical axis 14 (arrow y direction) is an angle of 90 degrees from the reference line.
  • the small-angle light S ⁇ b> 1 corresponds to a part of the light emitted from the light source 10 toward the inclined surface 125 in the light incident recess 124.
  • the small-angle light S1 is refracted by the inclined surface 125, and then enters the first refracting surface 151 in the third recess 150 and is further refracted.
  • the refracted small-angle light S1 enters the second refracting surface 152, is refracted, and enters the total reflection surface 129 in the second concave portion 127.
  • the small-angle light S1 is totally reflected by the total reflection surface 129, enters the side surface 123 of the lens 120, and from the side surface 123 of the lens 120 to the side opposite to the exit surface 122 of the lens 120, that is, the right side in FIG.
  • the light is emitted obliquely upward.
  • the small angle light S ⁇ b> 1 emitted from the side surface 123 reaches the reflector 130.
  • the small-angle light S ⁇ b> 1 is reflected by the reflector 130 and travels toward the irradiated surface through the opening surface 135 as a light beam substantially parallel to the optical axis 14 or a light beam that converges slightly.
  • the medium angle light M ⁇ b> 1 corresponds to a part of the light emitted from the light source 10 toward the inclined surface 125 in the light incident recess 124.
  • the medium angle light M1 is refracted by the inclined surface 125, and then enters the total reflection surface 129 in the second recess 127 without passing through the third recess 150.
  • the medium-angle light M1 is totally reflected by the total reflection surface 129, enters the side surface 123 of the lens 120, and exits substantially horizontally from the side surface 123 of the lens 120.
  • the medium angle light M1 emitted from the side surface 123 reaches the reflector 130.
  • the medium-angle light M1 is reflected by the reflector 130 and travels through the aperture surface 135 to the irradiated surface as a light beam that is substantially parallel to the optical axis 14 or a light beam that diverges slightly.
  • the large-angle light L1 having the largest angle from the reference line will be described.
  • the large-angle light L ⁇ b> 1 corresponds to light emitted from the light source 10 toward the bottom surface 126 of the light incident recess 124.
  • the large-angle light L1 is refracted by the bottom surface 126, and then enters the output refracting surface 128 of the second recess 127.
  • the large-angle light L1 is refracted by the exit refracting surface 128 and is emitted in a substantially downward direction, that is, in a direction substantially parallel to the optical axis 14 in FIG.
  • the large-angle light L1 emitted from the exit refracting surface 128 is not reflected by the inner surface of the reflector 130 and passes through the opening surface 135 toward the irradiated surface.
  • the lens 120 has a third recess 150 that refracts the light emitted from the inclined surface 125.
  • the third recess 150 is provided in the middle of the optical path from the light incident recess 124 toward the side surface 123. For this reason, it is possible to suppress the light emitted from the light source 10 from reaching the side surface 123 without reaching the total reflection surface 129.
  • the reflector 130 can capture a large amount of light emitted from the light source 10. Therefore, it is not necessary to deepen the depth (in the arrow y direction) of the reflector 130. Thereby, the reflector 130 can be made small. Therefore, the light source device 100 can be reduced in size while ensuring a sufficient amount of light emitted from the light source 10 and improving the light use efficiency.
  • the total reflection surface 129 is configured to be inclined toward the irradiated surface side as approaching the reflector 130. Therefore, since the ratio of the total reflection of the light emitted from the light source 10 increases, the reflector 130 can be made small.
  • the light incident recess 124 has a bottom surface 126 that extends horizontally from the optical axis 14 of the light source 10 and an inclined surface 125 that spreads and inclines toward the light source 10 as the distance from the bottom surface 126 increases. For this reason, the light that reaches the light incident recess 124 can be diffused in various directions.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing light source device 200 according to Embodiment 3.
  • the third embodiment is common to the second embodiment although the shape of the lens 220 is different from the first and second embodiments and the shape of the reflector 230 is different from the first embodiment.
  • portions common to the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted, and the difference from the first and second embodiments will be mainly described.
  • the third embodiment is the same as the second embodiment although the shape of the lens 220 is different from the first and second embodiments and the shape of the reflector 230 is different from the first embodiment.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the light source device 200 according to the third embodiment. That is, FIG. 6 is a view of the inside of the light source device 200 observed through. As shown in FIG. 6, the lens 220 has a light incident recess 221, a back surface 223, and an exit surface 222 having a first exit surface 222a and a second exit surface 222b.
  • the light incident recess 221 is where the light emitted from the light source 10 enters, and has a substantially hemispherical shape centered on the light source 10, for example. Therefore, the angle formed between the light emitted from the light source 10 and the light incident recess 221 is substantially a right angle. For this reason, the light emitted from the light source 10 enters the lens 220 as it is without being refracted even when entering the light incident recess 221.
  • the back surface 223 is a surface on the back side of the first emission surface 222a and the second emission surface 222b, and is provided on the outer periphery of the light incident recess 221.
  • the back surface 223 is a surface that is substantially orthogonal to the optical axis 14 of the light source 10.
  • the first emission surface 222a is inclined toward the irradiated surface side as the distance from the optical axis 14 of the light source 10 is increased, and the light emitted from the light source 10 is refracted and deflected toward the reflector 230 side. That is, in the lens 220, the light incident recess 221 and the portion located between the back surface 223 and the first emission surface 222 a increase in thickness as the distance from the optical axis 14 increases. Note that the first emission surface 222 a is substantially orthogonal to the optical axis 14 of the light source 10.
  • the second emission surface 222b is inclined toward the light source 10 as it approaches the reflector 230 from the first emission surface 222a, and refracts the light emitted from the light source 10 to deflect it toward the reflector 230. That is, in the lens 220, the light incident recess 221 and the portion located between the back surface 223 and the second exit surface 222 b become thinner as it approaches the reflector 230. Thus, the first emission surface 222a and the second emission surface 222b are aspherical.
  • the light path of the light source device 200 indicates the path of light emitted from the center of the optical axis 14 in the light source 10.
  • a path of light emitted with different angles from the reference line will be described with the line in the direction perpendicular to the optical axis 14 (the direction of the arrow x) taken as a reference line, that is, a line with an angle of 0 degrees.
  • the direction of the optical axis 14 (arrow y direction) is an angle of 90 degrees from the reference line.
  • the light L ⁇ b> 200 enters the lens 220 through the light incident recess 221.
  • the light incident recess 221 has a hemispherical shape with the light source 10 as the center. Therefore, the light L200 enters the lens 220 as it is without being refracted.
  • the light L200 that has entered the lens 220 reaches the second emission surface 222b.
  • the light L200 is refracted in the direction away from the optical axis 14 at the second emission surface 222b and reaches the reflector 230.
  • the light L200 is reflected by the reflector 230 and passes through the opening surface 235 toward the irradiated surface.
  • the light L 201 traveling along the optical axis 14 enters the inside of the lens 220 through the light incident recess 221.
  • the light incident recess 221 has a hemispherical shape with the light source 10 as the center.
  • the light L201 enters the lens 220 as it is without being refracted.
  • the light L201 that has entered the lens 220 reaches the first emission surface 222a.
  • the first emission surface 222a is substantially orthogonal to the optical axis 14 of the light source 10, the light L201 is emitted as it is without being refracted. Then, the light L201 travels through the opening surface 235 toward the irradiated surface.
  • the lens 220 is inclined toward the irradiated surface side as it is farther from the optical axis 14 of the light source 10, and a first emission surface 222 a that refracts the light emitted from the light source 10 and deflects it to the reflector 230 side, and the first The second emission surface 222b is inclined toward the light source 10 as it approaches the reflector 230 from the emission surface 222a, and refracts the light emitted from the light source 10 and deflects it to the reflector 230 side. For this reason, the light emitted from the light source 10 is refracted in the direction away from the optical axis 14 mainly by the second emission surface 222b.
  • the light from the light source 10 can be sufficiently captured even if the depth of the reflector 230 is shallow. Accordingly, it is possible to obtain a light source device 200 that has high light utilization efficiency and light distribution controllability, and is small and lightweight.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing light source device 300 according to Embodiment 4.
  • the shape of the lens 360 and the shape of the reflector 330 are different from those of the first, second, and third embodiments.
  • portions common to the first, second, and third embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The description will focus on differences from the first, second, and third embodiments.
  • the lens 360 has a rotationally asymmetric shape centered on the optical axis 14 of the light source 10, and the reflector 330 is also centered on the optical axis 14 of the light source 10. It has a rotationally asymmetric shape.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the light source device 300 according to Embodiment 4, that is, FIG. 8 is a view of the light source device 300 seen through.
  • FIG. 9 is a top view showing the lens 360 in the fourth embodiment.
  • the lens 360 is opposed to the surface of the substrate 11 on which the light source 10 is mounted, and is incident on the incident surface 321 on which the light emitted from the light source 10 enters and the inside of the lens 360.
  • the light exit surface 322 from which the light exits, and a side surface 363 and a curved surface 371 connecting the peripheral portion of the entrance surface 321 and the peripheral portion of the exit surface 322 are provided.
  • the lens 360 includes a truncated cone part 370 that faces the light source 10 and a protruding part 380 that projects from the truncated cone part 370.
  • the incident surface 321 has a light incident recess 364 and a third recess 390.
  • the light incident concave portion 364 is provided in the truncated cone portion 370
  • the third concave portion 390 is provided in the protruding portion 380.
  • the light incident recess 364 is where the light emitted from the light source 10 enters, and has, for example, a bottom surface 384, an inclined surface 383, and a partial spherical surface 365.
  • the bottom surface 384 is a semicircular surface extending horizontally from the optical axis 14 of the light source 10.
  • the inclined surface 383 is a semi-conical surface that spreads and inclines toward the light source 10 as the distance from the bottom surface 384 increases, and is provided on the protruding portion 380 side.
  • the partial spherical surface 365 has a shape of a part of a spherical surface with the light source 10 as the center, and is provided on the truncated cone portion 370 side.
  • the 3rd recessed part 390 is provided in the outer periphery of the light-incidence recessed part 364, and guides the incident light to the output surface 322 side or the side surface 363 side.
  • the third recess 390 includes a first refracting surface 391 that is slightly inclined with respect to the optical axis 14, and a second refracting surface 392 that is inclined with respect to the exit surface 322 from the edge of the first refracting surface 391.
  • a third refracting surface 393 formed parallel to the optical axis 14 from the edge of the second refracting surface 392, and a concave side surface connecting the first refracting surface 391 and the third refracting surface 393.
  • the first refracting surface 391, the second refracting surface 392, and the third refracting surface 393 have the same shape as that of the second embodiment or a part thereof, and are the same as those of the second embodiment. Has an effect.
  • the exit surface 322 has a total reflection surface 369 and an exit refracting surface 368.
  • the total reflection surface 369 is provided on the projection portion 380
  • the outgoing refracting surface 368 is provided on the truncated cone portion 370.
  • the total reflection surface 369 and the exit refracting surface 368 have the same shape as the first and second embodiments or a part of the shape, and have the same function as the first and second embodiments.
  • the side surface 363 refracts the light emitted from the light source 10 and is a vertical surface parallel to the optical axis 14 (in the direction of arrow y).
  • the side surface 363 is provided on the protruding portion.
  • the curved surface 371 is a surface that is inclined so as to increase in width from the incident surface 321 to the exit surface 322, and is provided in the truncated cone part 370.
  • the curved surface 371 has a rotating paraboloid shape with the center of the light source 10 as a focal point.
  • the protruding portion 380 is provided with a protruding side surface 381.
  • the protruding side surface 381 connects the curved surface 371 and the side surface 363.
  • the projecting side surfaces 381 are opposed to each other from the curved surface 371 to the side surface 363 so as to increase the distance from each other. Thereby, the protrusion side surface 381 totally reflects incident light and guides it to the side surface 363.
  • the reflector 330 has a semi-ellipsoidal shape.
  • the reflector 330 is disposed at a position facing the side surface 363 of the lens 360, but may be disposed within a range where the light emitted from the side surface 363 reaches.
  • the light path of the light source device 300 indicates the path of light emitted from the center of the optical axis 14 in the light source 10.
  • a path of light emitted with different angles from the reference line will be described with the line in the direction perpendicular to the optical axis 14 (the direction of the arrow x) taken as a reference line, that is, a line with an angle of 0 degrees.
  • the direction of the optical axis 14 (arrow y direction) is an angle of 90 degrees from the reference line.
  • the path of the small-angle light S1 having the smallest angle from the reference line will be described.
  • the small-angle light S ⁇ b> 1 is totally reflected by the total reflection surface 369 and enters the side surface 363 of the lens 360, and from the side surface 363 of the lens 360, that is, the side opposite to the exit surface 322 of the lens 360, In FIG. 8, the light is emitted obliquely upward to the right.
  • the small angle light S ⁇ b> 1 emitted from the side surface 363 reaches the reflector 330.
  • the small-angle light S ⁇ b> 1 is reflected by the reflector 330 and travels toward the irradiated surface through the opening surface 335 as a light beam that is substantially parallel to the optical axis 14 or a light beam that converges slightly.
  • route of the small angle light S1 in this Embodiment 4 is equivalent to the path
  • the path of the medium angle light M1 (not shown) having a medium angle from the reference line is also equivalent to the path of the medium angle light M1 in the second embodiment. That is, the medium angle light M ⁇ b> 1 emitted from the side surface 363 reaches the reflector 330.
  • the medium-angle light M1 is reflected by the reflector 330 and travels toward the irradiated surface through the aperture surface 335 as a light beam that is substantially parallel to the optical axis 14 or a light beam that diverges slightly.
  • the large-angle light L300 corresponds to a part of the light emitted from the light source 10 toward the truncated cone part 370 and enters the partial spherical surface 365 of the light incident recess 364.
  • the partial spherical surface 365 has a shape of a part of a spherical surface centered on the light source 10. For this reason, the large-angle light L300 enters the inside of the lens 360 as it is without being refracted.
  • the large-angle light L300 that has entered the inside of the lens 360 reaches the curved surface 371.
  • the large-angle light L300 is totally reflected by the curved surface 371 and reaches the exit refracting surface 368.
  • the large-angle light L1 is refracted by the exit refracting surface 368 and travels through the aperture surface 335 toward the focused point on the irradiated surface side.
  • the light source device 300 can be reduced in size while ensuring a sufficient amount of light emitted from the light source 10 and improving the light use efficiency.
  • the ratio of the light emitted from the opening surface 335 after being reflected by the reflector 330 can be adjusted. For this reason, the light distribution according to a use and an illumination pattern can be obtained easily.
  • the lens 360 has a rotationally asymmetric shape centered on the optical axis 14 of the light source 10.
  • the reflector 330 has a rotationally asymmetric shape about the optical axis 14 of the light source 10. For this reason, the lens 360 and the reflector 330 can be reduced in size.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the lighting apparatus 2 according to the fifth embodiment.
  • the illumination device 2 according to the fifth embodiment is obtained by applying the light source device 1 according to the first embodiment to a downlight.
  • the lighting device 2 includes a light source device 1, a heat sink 401, and a power source 403.
  • the heat sink 401 radiates heat generated by the light source device 1.
  • the heat sink 401 described in Embodiment 1 may be used as it is as the heat sink 401.
  • the lighting device 2 is attached to a ceiling or the like by a fixing bracket (not shown) using an attachment hole installed in the ceiling or the like.
  • the power source 403 is connected to the light source device 1 via the cable 405 and supplies predetermined power to the light source device 1.
  • the lighting device 2 according to the fifth embodiment includes the light source device 1 according to the first embodiment.
  • the reflector 30 can be reduced in thickness, and the light use efficiency can be improved and the light distribution controllability can be improved while being small and lightweight.
  • the light source device 1 which concerns on Embodiment 1 is used for the illuminating device 2 which concerns on this Embodiment 5, even if the light source device which concerns on any of Embodiment 2, 3, 4 is used. Good.
  • the illuminating device 2 may be attached other than a ceiling.
  • the lighting device 2 may be used for a vehicle headlight or the like, and the application is not limited.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the light source 10 in the first modification.
  • the light source 10 is exemplified as an LED, but the light source 10 may be an LD (Laser Diode) or the like. Further, as shown in FIG. 11, the light source 10 may be a light source module mounted on the substrate 11. Furthermore, the light source 10 may be a halogen lamp or an HID lamp.
  • FIG. 12 is a perspective view showing the light source device 1 according to a second modification. That is, FIG. 12 is a view of the inside of the light source device 1 seen through. Next, a second modification will be described.
  • the shapes of the incident surface and the total reflection surface of the lens 20 are not limited to the shapes exemplified in the above embodiment. For example, a spheroid shape, a hyperboloid shape, a rotation polynomial surface, or the like can be given. Further, the shape of the exit refracting surface is not limited to the shape exemplified in the above embodiment. For example, a concave shape, a planar shape, or a truncated cone shape can be used.
  • the exit surface 22 may be the total reflection surface 29 only.
  • the light L500 emitted from the light source 10 is totally reflected by the total reflection surface 29, thereby being deflected in a direction away from the optical axis 14 of the light source 10, and reaching the reflector 30.
  • high-efficiency light control is possible even when the reflector 30 is shallow.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the light source device 1 according to a third modification. That is, FIG. 13 is a view of the inside of the light source device 1 seen through. Next, a third modification will be described.
  • the position where the lens 500 is disposed is not limited to the position between the opening surface 35 of the reflector 600 and the light source 10 as in the first to fourth embodiments. As shown in FIG. 13, the lens 500 may be disposed on the opening surface 35 of the reflector 600.
  • the incident surface 521 has a total reflection surface 502 and an exit refracting surface 501.
  • the total reflection surface 502 is provided on the outer peripheral portion of the incident surface 521 and is a horizontal plane.
  • the exit refracting surface 501 is provided on the inner periphery of the total reflection surface 502, and is configured to be inclined toward the light source 10 as the distance from the total reflection surface 502 increases. That is, the exit refracting surface 501 faces the light source 10 and has a convex shape protruding toward the light source 10 side.
  • the exit refracting surface 501 has a shape of a part of a sphere.
  • the emission surface 503 is a horizontal plane.
  • the light L501 emitted toward the exit refracting surface 501 is refracted by the exit refracting surface 501 and the exit surface 503 to illuminate the illuminated surface.
  • the light L 502 emitted toward the total reflection surface 502 is totally reflected by the total reflection surface 502 and reaches the reflector 600.
  • the light L502 is reflected by the reflector 600, passes through the total reflection surface 502 and the exit surface 503, and illuminates the irradiated surface.
  • the lens 500 is disposed on the opening surface 35 of the reflector 600, and the exit refracting surface 501 is provided on the inner periphery of the total reflection surface 502, away from the total reflection surface 502. It is comprised so that it may incline toward the light source 10 side.
  • This third modification also has the same effects as those of the first to fifth embodiments.
  • the exit refracting surface of the lens, the light distribution angle by the reflector, and the illumination area do not have to coincide with each other, and can be appropriately changed according to the application. Further, at least a part of the surface of the lens or the reflector may be subjected to light diffusion processing such as embossing. Thereby, an irradiation image can be changed and color unevenness of an irradiated surface can be reduced.
  • the first to fifth embodiments, the first modified example, the second modified example, and the third modified example are merely specific examples of the present invention, and can be combined as appropriate.

Abstract

　光源装置は、光を出射する光源と、光源から出射された光の進行方向を変えるレンズと、光源及びレンズの少なくとも一部を覆い、光源から出射された光を被照射面側に反射するリフレクタと、を備え、レンズは、光源から出射された光をリフレクタ側に偏向するものである。

Description

光源装置及び照明装置
　本発明は、光源を備える光源装置及びその光源装置を用いた照明装置に関する。
　従来、所望の照明光を得るために、光源から出射された光を、レンズ及びリフレクタによって配光制御する光源装置が知られている。特許文献１には、光源、集光レンズ及びリフレクタを備える光源装置が開示されている。特許文献１において、集光レンズは、光源から出射された光を所望の位置に集光させる。また、リフレクタは、光源から出射された光を所望の位置に反射させる。
特開２０１０－３４８９号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された光源装置は、光源から出射された光を、レンズを介さずに直接リフレクタに反射させる。光源から出射された光は、様々な方向に拡散する。このため、光源から出射された光を大量に取り込むためには、リフレクタの奥行を深くする必要がある。従って、リフレクタが大きくなり、光源装置が大型化するという課題があった。
　本発明は、上記のような課題を背景としてなされたもので、光源から出射された光の量を充分に確保しつつ小型化できる光源装置及びその光源装置を用いた照明装置を提供するものである。
　本発明に係る光源装置は、光を出射する光源と、光源から出射された光の進行方向を変えるレンズと、光源及びレンズの少なくとも一部を覆い、光源から出射された光を被照射面側に反射するリフレクタと、を備え、レンズは、光源から出射された光をリフレクタ側に偏向するものである。
　本発明によれば、レンズは、光源から出射された光をリフレクタ側に偏向する。即ち、光源から出射されて様々な方向に拡散する光の大半がリフレクタ側に偏向される。このため、リフレクタは、光源から出射された光を大量に取り込むことができる。従って、リフレクタの奥行を深くすることが不要である。これにより、リフレクタを小さくすることができる。よって、光源装置を、光源から出射された光の量を充分に確保しつつ小型化することができる。
実施の形態１に係る光源装置１を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係る光源装置１を示す透視図である。 実施の形態２に係る光源装置１００を示す分解斜視図である。 実施の形態２に係る光源装置１００を示す透視図である。 実施の形態３に係る光源装置２００を示す分解斜視図である。 実施の形態３に係る光源装置２００を示す透視図である。 実施の形態４に係る光源装置３００を示す分解斜視図である。 実施の形態４に係る光源装置３００を示す透視図である。 実施の形態４におけるレンズ３６０を示す上面図である。 実施の形態５に係る照明装置２を示す斜視図である。 第１の変形例における光源１０を示す斜視図である。 第２の変形例に係る光源装置１を示す透視図である。 第３の変形例に係る光源装置１を示す透視図である。
　以下、本発明に係る光源装置及び照明装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る光源装置１を示す分解斜視図である。この図１に基づいて、光源装置１について説明する。図１に示すように、光源装置１は、光源１０とレンズ２０とリフレクタ３０とを備えている。更に、光源装置１は、例えば基板１１、コネクタ１３、ワイヤ１２及びヒートシンク４０を備えている。
　光源１０は、光を出射するものであり、白色光を照射するものであって、例えばＬＥＤ上に蛍光体が塗布された構造を備える。この光源１０は、４４０ｎｍ～４８０ｎｍ程度の青色光を発光するＬＥＤチップ上に、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体が設けられたものである。これにより、合成光として白色光を発光する発光素子である。
　基板１１は、例えば円形で板状のアルミニウム基板であり、基板１１上には光源１０が実装されている。また、基板１１には、電力供給用の回路パターンが形成されており、光源１０のほかに、ダイオード等の素子（図示せず）も、適宜実装されている。なお、基板１１は、鉄等のそのほかの金属を用いた金属基板としてもよいし、ガラスエポキシ又は紙フェノール材等を用いた基板としてもよい。ガラスエポキシ又は紙フェノール材等を用いた基板は、金属基板と比べて安価である。
　コネクタ１３は、基板１１上の素子を駆動する電力を供給する電源（図示せず）が接続されたものである。ワイヤ１２は、コネクタ１３と基板１１とを接続するものである。このように、基板１１には、ワイヤ１２及びコネクタ１３を介して、電源から電力が供給されている。
　ヒートシンク４０は、複数のフィンを備えており、基板１１における光源１０が実装された面とは反対側の面に密着されている。これにより、ヒートシンク４０は、光源１０から発生する熱を放熱する機能を有する。なお、基板１１とヒートシンク４０との間に、熱伝導グリース又は熱伝導シート等の熱伝導材、或いは、接着剤等を介在させてもよい。熱伝導材又は接着剤等は、使用される光源１０、回路素子等の耐熱温度、寿命及び強度等に基づいて、使用の可否が適宜決定される。
　レンズ２０は、光源１０から出射された光の進行方向を変えるものであり、例えば光源１０の光軸１４上を中心とした回転対称の形状である円柱状をなしている。レンズ２０は、光源１０から光が出射される側に配置されており、回転軸は、光源１０の光軸１４（矢印ｙ方向）と一致している。レンズ２０は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂又はガラス等の透明な材料から生成されている。なお、レンズ２０は、リフレクタ３０に囲まれるように構成されている。
　リフレクタ３０は、光源１０及びレンズ２０の少なくとも一部を覆い、光源１０から出射された光を被照射面側に反射するものである。ここで、被照射面とは、光源１０からの光が照射される面、例えば壁面又は床面等をいう。リフレクタ３０は、光源１０の光軸１４上を中心とした回転対称の形状であり、中空部を有する円錐台形状をなしている。リフレクタ３０は、樹脂、ガラス又は金属等の材料が用いられており、その内面に、塗装又は金属蒸着等が適宜施されることにより、内面の反射率が高められている。
　ここで、基板１１及びリフレクタ３０は、ヒートシンク４０に固定されており、レンズ２０は基板１１に固定されている。このように、基板１１、レンズ２０及びリフレクタ３０は、ヒートシンク４０によって位置決めされている。レンズ２０は、リフレクタ３０に囲まれており、即ち、レンズ２０の入射面２１（図２参照）は、リフレクタ３０の開口面３５（図２参照）よりも光源１０側に配置されている。
　図２は、実施の形態１に係る光源装置１を示す透視図である。即ち、図２は、光源装置１を透視して内部を観察した図である。次に、レンズ２０及びリフレクタ３０について詳細に説明する。図２に示すように、レンズ２０は、基板１１における光源１０が実装された面に対向し、光源１０から出射された光が入射する入射面２１と、レンズ２０の内部に入射した光が出射する出射面２２と、入射面２１の周縁部と出射面２２の周縁部とを接続する側面２３とを有している。
　入射面２１は、入光凹部２４を有している。入光凹部２４は、光源１０から出射された光が入射するものであり、例えば光源１０を中心とした略半球状をなしている。従って、光源１０から出射された光と入光凹部２４とのなす角度はほぼ直角である。このため、光源１０から出射された光は、入光凹部２４に入射しても、ほぼ屈折せずに、そのままレンズ２０の内部に進入する。
　出射面２２は、全反射面２９と出射屈折面２８とを有している。
　全反射面２９は、光源１０から出射された光を全反射してリフレクタ３０側に偏向する。全反射面２９は、出射面２２の外周部に設けられており、基板１１と平行（矢印ｘ方向）の水平面である。このように、レンズ２０は、光源１０から出射された光を全反射してリフレクタ３０側に偏向するものである。
　出射屈折面２８は、全反射面２９の内周に設けられ、光源１０から出射された光を屈折して被照射面側に出射する。出射屈折面２８は、全反射面２９から遠ざかるにつれて被照射面側に向かって傾斜するように構成されている。本実施の形態１では、出射屈折面２８は、入光凹部２４と対向しており、被照射面側に突出する凸形状をなしている。
　ここで、全反射面２９と出射屈折面２８との接続位置と光軸１４とのなす角度θ１は、レンズ２０の材料の屈折率をｎとすると、下記式（１）を満たす。
　θ１≧Ｓｉｎ－１（１／ｎ）・・・・（１）
　角度θ１は、光源１０から出射されて全反射面２９に入射する光が常に全反射する最小の入射角である臨界角である。
　側面２３は、光源１０から出射された光を屈折するものであり、光軸１４と平行（矢印ｙ方向）の垂直面である。
　リフレクタ３０は、第１の回転楕円体３１と第２の回転楕円体３２とを有している。
　第１の回転楕円体３１は、被照射面側に設けられており、光軸１４に平行（矢印ｙ方向）の断面形状、即ち径方向からみた場合の断面形状は、光源１０を第１焦点とし、被照射面側の任意の点を第２焦点とする楕円形状をなしている。第１の回転楕円体３１には、被照射面側が開口した開口面３５が形成されており、光源１０から出射された光は、開口面３５を通って被照射面を照射する。
　第２の回転楕円体３２は、第１の回転楕円体３１に接続され、光源１０側に設けられている。第２の回転楕円体３２は、光軸１４に平行（矢印ｙ方向）の断面形状、即ち径方向からみた場合の断面形状は、光源１０における全反射面２９を線対称とする点を第１焦点とし、被照射面側の任意の点を第２焦点とする楕円形状をなしている。第１の回転楕円体３１と第２の回転楕円体３２とは、リフレクタ３０において、レンズ２０の入射面２１に水平な部分とレンズ２０の出射面２２に水平な部分との間で接続されている。
　なお、第１の回転楕円体３１の第２焦点と第２の回転楕円体３２の第２焦点とは、同じ点である。そして、第１の回転楕円体３１の第２焦点及び第２の回転楕円体３２の第２焦点は、光源１０から出射された光が出射屈折面２８によって集光する点とも、一致している。以下、第１の回転楕円体３１の第２焦点、第２の回転楕円体３２の第２焦点及び出射屈折面２８により集光する点を、集光点と呼称する。
　次に、図２を用いて、本実施の形態１に係る光源装置１の光の経路について説明する。光の経路は、光源１０における光軸１４の中心から出射された光の経路を示すものである。そして、光軸１４と垂直の方向（矢印ｘ方向）の線を基準線、即ち角度０度の線として、その基準線からの角度が夫々異なって出射された光の経路について説明する。なお、光軸１４の方向（矢印ｙ方向）は、基準線から９０度の角度である。
　先ず、基準線からの角度が最も小さい小角度光Ｓ１の経路について説明する。図２に示すように、小角度光Ｓ１は、入光凹部２４を通ってレンズ２０の内部に進入する。ここで、入光凹部２４は光源１０を中心とした半球状をなしている。このため、小角度光Ｓ１は、ほぼ屈折せずに、そのままレンズ２０の内部に進入する。レンズ２０の内部に進入した小角度光Ｓ１は、側面２３に到達する。小角度光Ｓ１は、側面２３で屈折され、図２において右斜め下方向に出射される。側面２３から出射した小角度光Ｓ１は、主として、第１の回転楕円体３１に到達する。小角度光Ｓ１は、第１の回転楕円体３１で反射され、開口面３５を通って被照射面側の集光点に向かう。
　次に、基準線からの角度が中程度の中角度光Ｍ１の経路について説明する。図２に示すように、中角度光Ｍ１は、入光凹部２４を通ってレンズ２０の内部に進入する。ここで、入光凹部２４は光源１０を中心とした半球状をなしている。このため、中角度光Ｍ１は、ほぼ屈折せずに、そのままレンズ２０の内部に進入する。レンズ２０の内部に進入した中角度光Ｍ１は、全反射面２９に到達する。中角度光Ｍ１は、全反射面２９で全反射され、側面２３に到達する。中角度光Ｍ１は、側面２３で屈折され、被照射面側とは反対側の方向、即ち、図２において右斜め上方向に出射される。側面２３から出射した中角度光Ｍ１は、主として、第２の回転楕円体３２に到達する。中角度光Ｍ１は、第２の回転楕円体３２で反射され、開口面３５を通って被照射面側の集光点に向かう。
　そして、基準線からの角度が最も大きい大角度光Ｌ１の経路について説明する。図２に示すように、大角度光Ｌ１は、入光凹部２４を通ってレンズ２０の内部に進入する。ここで、入光凹部２４は光源１０を中心とした半球状をなしている。このため、大角度光Ｌ１は、ほぼ屈折せずに、そのままレンズ２０の内部に進入する。レンズ２０の内部に進入した大角度光Ｌ１は、出射屈折面２８に到達する。大角度光Ｌ１は、出射屈折面２８で屈折され、開口面３５を通って被照射面側の集光点に向かう。
　次に、本実施の形態１に係る光源装置１の作用について説明する。レンズ２０は、光源１０から出射された光をリフレクタ３０側に偏向する。即ち、光源１０から出射されて様々な方向に拡散する光の大半がリフレクタ３０側に偏向される。このため、リフレクタ３０は、光源１０から出射された光を大量に取り込むことができる。従って、リフレクタ３０の奥行（矢印ｙ方向）を深くすることが不要である。これにより、リフレクタ３０を小さくすることができる。よって、光源装置１を、光源１０から出射された光の量を充分に確保して光の利用効率を高めつつ小型化することができる。
　ここで、従来技術について説明する。従来、レンズは、光源から出射された光をリフレクタ側に偏向する構成を有していない。このため、中角度光Ｍ１のように、小角度光Ｓ１よりも基準線からの角度が大きい光をリフレクタに反射させるためには、リフレクタの深さを深くする必要がある。
　これに対し、本実施の形態１において、レンズ２０は、光源１０から出射された光をリフレクタ３０側に偏向する。このため、リフレクタ３０は、光源１０から出射された光を大量に取り込むことができる。従って、リフレクタ３０の奥行（矢印ｙ方向）を深くすることが不要である。
　また、レンズ２０は、光源１０から出射された光を全反射してリフレクタ３０側に偏向する全反射面２９を有する。このように、本実施の形態１は、全反射面２９を用いて、光源１０から出射された光を全反射してリフレクタ３０側に偏向している。これにより、光源装置１を、光源１０から出射された光の量を充分に確保して光の利用効率を高めつつ小型化することができる。
　更に、レンズ２０は、全反射面２９の内周に設けられ、光源１０から出射された光を屈折して被照射面側に出射する出射屈折面２８を有する。このように、レンズ２０は、全反射面２９による全反射及び出射屈折面２８による屈折によって、光源１０から出射された光を自在に制御する。このため、配光の制御性が高い。
　更にまた、出射屈折面２８は、全反射面２９から遠ざかるにつれて被照射面側に向かって傾斜するように構成されている。これにより、光源１０から出射された光を、被照射面に効率的に集光させることができる。
　また、レンズ２０は、光源１０から出射された光が入射する入光凹部２４を有する。そして、入光凹部２４は、光源１０を中心とした半球状をなしている。このため、光源１０から出射された光を、ほぼ屈折せずに、そのままレンズ２０の内部に進入させることができる。
　更に、レンズ２０は、光源１０の光軸１４上を中心とした回転対称の形状をなしている。更にまた、リフレクタ３０は、光源１０の光軸１４上を中心とした回転対称の形状をなしている。このため、光源１０から出射された光を、周方向において均一に被照射面に照射させることができる。
　更にまた、レンズ２０は、リフレクタ３０に囲まれるように構成されている。このため、リフレクタ３０は、光源１０から出射された光を大量に取り込むことができる。
実施の形態２．
　次に、本実施の形態２に係る光源装置１００について説明する。図３は、実施の形態２に係る光源装置１００を示す分解斜視図である。本実施の形態２は、レンズ１２０の形状及びリフレクタ１３０の形状が実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
　図３に示すように、本実施の形態２は、レンズ１２０の形状及びリフレクタ１３０の形状が実施の形態１と相違する。
　図４は、実施の形態２に係る光源装置１００を示す透視図である。即ち、図４は、光源装置１００を透視して内部を観察した図である。図４に示すように、レンズ１２０は、基板１１における光源１０が実装された面に対向し、光源１０から出射された光が入射する入射面１２１と、レンズ１２０の内部に入射した光が出射する出射面１２２と、入射面１２１の周縁部と出射面１２２の周縁部とを接続する側面１２３とを有している。
　入射面１２１は、入光凹部１２４と第３の凹部１５０とを有している。
　入光凹部１２４は、光源１０から出射された光が入射するものであり、例えば底面１２６と傾斜面１２５とを有している。底面１２６は、光源１０の光軸１４から水平に延びる円状の面である。傾斜面１２５は、底面１２６から遠ざかるにつれて光源１０側に向かって広がって傾斜する円錐台状の面である。
　第３の凹部１５０は、傾斜面１２５から出射された光を屈折して被照射面側に導くものである。第３の凹部１５０は、入光凹部１２４の外周に設けられており、入射した光を出射面１２２側又は側面１２３側に導くものである。第３の凹部１５０は、光軸１４に対し若干傾いて形成された第１の屈折面１５１と、第１の屈折面１５１の端縁から出射面１２２に対し傾斜した第２の屈折面１５２と、第２の屈折面１５２の端縁から光軸１４に対し平行に形成された第３の屈折面１５３とを有している。
　第１の屈折面１５１は、入射面１２１から出射面１２２の側に向けて入光凹部１２４から径方向（矢印ｘ方向）に沿って離れて、入光凹部１２４からレンズ１２０の内部に進入した光を屈折するものである。また、第２の屈折面１５２は、第１の屈折面１５１の端縁から入射面１２１の側に向けて入光凹部１２４から径方向に沿って離れて、第１の屈折面１５１から出射された光を屈折し、全反射面１２９に導くものである。そして、第３の屈折面１５３は、第２の屈折面１５２の端縁からレンズ１２０の上端面まで光軸１４に対し平行（矢印ｙ方向）に延びるものである。
　出射面１２２は、第２の凹部１２７を有しており、第２の凹部１２７は、入光凹部１２４からレンズ１２０の内部に進入した光及び第３の凹部１５０からレンズ１２０の内部に進入した光が入射するものである。なお、本実施の形態２は、出射面１２２の全面が第２の凹部１２７となっている。第２の凹部１２７は、全反射面１２９と出射屈折面１２８とを有している。
　全反射面１２９は、出射面１２２の外周部に設けられており、入射された光を入射面１２１の側に全反射するものである。全反射面１２９は、例えばリフレクタ１３０に近づくにつれて被照射面側に向かって傾斜するように構成されている。即ち、レンズ１２０において、入射面１２１と全反射面１２９との間に位置する部分は、リフレクタ１３０に近づくにつれて厚さが厚くなっている。
　出射屈折面１２８は、全反射面１２９の内周に設けられ、光源１０から出射された光を屈折して被照射面側に出射する。出射屈折面１２８は、全反射面１２９から遠ざかるにつれて被照射面側に向かって傾斜するように構成されている。本実施の形態２では、出射屈折面１２８は、入光凹部１２４と対向しており、被照射面側に突出する凸形状をなしている。即ち、レンズ１２０において、入射面１２１と出射屈折面１２８との間に位置する部分は、全反射面１２９から遠ざかるにつれて厚さが厚くなっている。なお、出射屈折面１２８は、光軸１４上の任意の点を中心とした球面の一部であり、出射屈折面１２８の凸形状における頂点は、光軸１４上に位置している。
　リフレクタ１３０は、楕円体の形状をなしており、内面が回転放物面の形状をなしている。リフレクタ１３０の内面の焦点は、全反射面１２９の外側端縁を通る水平面と光軸１４との交点Ｐ１である。
　次に、図４を用いて、本実施の形態２に係る光源装置１００の光の経路について説明する。光の経路は、光源１０における光軸１４の中心から出射された光の経路を示すものである。そして、光軸１４と垂直の方向（矢印ｘ方向）の線を基準線、即ち角度０度の線として、その基準線からの角度が夫々異なって出射された光の経路について説明する。なお、光軸１４の方向（矢印ｙ方向）は、基準線から９０度の角度である。
　先ず、基準線からの角度が最も小さい小角度光Ｓ１の経路について説明する。図４に示すように、小角度光Ｓ１は、光源１０から入光凹部１２４における傾斜面１２５に向けて出射された光のうち、一部の光に該当するものである。この小角度光Ｓ１は、傾斜面１２５で屈折され、その後、第３の凹部１５０における第１の屈折面１５１に入射し、更に屈折される。この屈折された小角度光Ｓ１は、第２の屈折面１５２に入射して屈折され、第２の凹部１２７における全反射面１２９に入射する。そして、小角度光Ｓ１は、全反射面１２９で全反射され、レンズ１２０の側面１２３に入射し、レンズ１２０の側面１２３から、レンズ１２０の出射面１２２とは反対側、即ち、図４において右斜め上方向に出射する。側面１２３から出射した小角度光Ｓ１は、リフレクタ１３０に到達する。小角度光Ｓ１は、リフレクタ１３０で反射され、光軸１４に対し略平行な光線又は若干収束する光線として、開口面１３５を通って被照射面に向かう。
　次に、基準線からの角度が中程度の中角度光Ｍ１の経路について説明する。図４に示すように、中角度光Ｍ１は、光源１０から入光凹部１２４における傾斜面１２５に向けて出射された光のうち、一部の光に該当するものである。この中角度光Ｍ１は、傾斜面１２５で屈折され、その後、第３の凹部１５０を介さずに、第２の凹部１２７における全反射面１２９に入射する。そして、中角度光Ｍ１は、全反射面１２９で全反射され、レンズ１２０の側面１２３に入射し、レンズ１２０の側面１２３から略水平に出射する。側面１２３から出射した中角度光Ｍ１は、リフレクタ１３０に到達する。中角度光Ｍ１は、リフレクタ１３０で反射され、光軸１４に対し略平行な光線又は若干発散する光線として、開口面１３５を通って被照射面に向かう。
　そして、基準線からの角度が最も大きい大角度光Ｌ１の経路について説明する。図４に示すように、大角度光Ｌ１は、光源１０から入光凹部１２４における底面１２６に向けて出射された光に該当するものである。この大角度光Ｌ１は、底面１２６で屈折され、その後、第２の凹部１２７における出射屈折面１２８に入射する。そして、大角度光Ｌ１は、出射屈折面１２８で屈折され、図４において略下方向、即ち光軸１４に略平行の方向に出射される。このように、出射屈折面１２８から出射された大角度光Ｌ１は、リフレクタ１３０の内面に反射されることなく、開口面１３５を通って被照射面に向かう。
　次に、本実施の形態２に係る光源装置１００の作用について説明する。光源１０から出射された光の一部は、レンズ１２０の全反面によってリフレクタ１３０に向けて全反射され、リフレクタ１３０で反射されることによって、被照射面を照明する照明光として利用される。ここで、レンズ１２０は、傾斜面１２５から出射された光を屈折する第３の凹部１５０を有している。この第３の凹部１５０は、入光凹部１２４から側面１２３に向かう光路の途中に設けられている。このため、光源１０から出射された光が全反射面１２９に到達することなく側面１２３に到達することを抑制することができる。
　従って、リフレクタ１３０に到達する光の大半は、全反射面１２９によって反射される。これにより、レンズ１２０を通過した光は、基準線よりも上方に向く割合が増加する。従って、リフレクタ１３０は、光源１０から出射された光を大量に取り込むことができる。従って、リフレクタ１３０の奥行（矢印ｙ方向）を深くすることが不要である。これにより、リフレクタ１３０を小さくすることができる。よって、光源装置１００を、光源１０から出射された光の量を充分に確保して光の利用効率を高めつつ小型化することができる。
　また、全反射面１２９は、リフレクタ１３０に近づくにつれて前記被照射面側に向かって傾斜するように構成されている。これにより、光源１０から出射された光は、全反射される割合が増えるため、リフレクタ１３０を小さくすることができる。
　入光凹部１２４は、光源１０の光軸１４から水平に延びる底面１２６と、底面１２６から遠ざかるにつれて光源１０側に向かって広がって傾斜する傾斜面１２５と、を有する。このため、入光凹部１２４に到達した光を様々な方向に拡散することができる。
実施の形態３．
　次に、本実施の形態３に係る光源装置２００について説明する。図５は、実施の形態３に係る光源装置２００を示す分解斜視図である。本実施の形態３は、レンズ２２０の形状が実施の形態１，２と相違し、リフレクタ２３０の形状が実施の形態１と相違するが実施の形態２と共通する。本実施の形態３では、実施の形態１，２と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１，２との相違点を中心に説明する。
　図５に示すように、本実施の形態３は、レンズ２２０の形状が実施の形態１，２と相違し、リフレクタ２３０の形状が実施の形態１と相違するが実施の形態２と共通する。
　図６は、実施の形態３に係る光源装置２００を示す透視図である。即ち、図６は、光源装置２００を透視して内部を観察した図である。図６に示すように、レンズ２２０は、入光凹部２２１と、裏面２２３と、第１の出射面２２２ａ及び第２の出射面２２２ｂを有する出射面２２２とを有している。
　入光凹部２２１は、光源１０から出射された光が入射するものであり、例えば光源１０を中心とした略半球状をなしている。従って、光源１０から出射された光と入光凹部２２１とのなす角度はほぼ直角である。このため、光源１０から出射された光は、入光凹部２２１に入射しても、ほぼ屈折せずに、そのままレンズ２２０の内部に進入する。
　裏面２２３は、第１の出射面２２２ａ及び第２の出射面２２２ｂの裏側の面であり、入光凹部２２１の外周に設けられている。裏面２２３は、光源１０の光軸１４に略直交する面である。
　第１の出射面２２２ａは、光源１０の光軸１４から遠ざかるにつれて被照射面側に向かって傾斜し、光源１０から出射された光を屈折してリフレクタ２３０側に偏向する。即ち、レンズ２２０において、入光凹部２２１及び裏面２２３と第１の出射面２２２ａとの間に位置する部分は、光軸１４から離れるにつれて厚さが厚くなっている。なお、第１の出射面２２２ａは、光源１０の光軸１４に略直交している。
　第２の出射面２２２ｂは、第１の出射面２２２ａからリフレクタ２３０に近づくにつれて光源１０側に向かって傾斜し、光源１０から出射された光を屈折してリフレクタ２３０側に偏向する。即ち、レンズ２２０において、入光凹部２２１及び裏面２２３と第２の出射面２２２ｂとの間に位置する部分は、リフレクタ２３０に近づくにつれて厚さが薄くなっている。このように、第１の出射面２２２ａ及び第２の出射面２２２ｂは、非球面状をなしている。
　次に、図６を用いて、本実施の形態３に係る光源装置２００の光の経路について説明する。光の経路は、光源１０における光軸１４の中心から出射された光の経路を示すものである。そして、光軸１４と垂直の方向（矢印ｘ方向）の線を基準線、即ち角度０度の線として、その基準線からの角度が夫々異なって出射された光の経路について説明する。なお、光軸１４の方向（矢印ｙ方向）は、基準線から９０度の角度である。
　図６に示すように、光Ｌ２００は、入光凹部２２１を通ってレンズ２２０の内部に進入する。ここで、入光凹部２２１は光源１０を中心とした半球状をなしている。このため、光Ｌ２００は、ほぼ屈折せずに、そのままレンズ２２０の内部に進入する。レンズ２２０の内部に進入した光Ｌ２００は、第２の出射面２２２ｂに到達する。光Ｌ２００は、第２の出射面２２２ｂで光軸１４から離れる方向に屈折され、リフレクタ２３０に到達する。光Ｌ２００は、リフレクタ２３０で反射され、開口面２３５を通って被照射面に向かう。
　一方、図６に示すように、光軸１４に沿って進行する光Ｌ２０１は、入光凹部２２１を通ってレンズ２２０の内部に進入する。ここで、入光凹部２２１は光源１０を中心とした半球状をなしている。このため、光Ｌ２０１は、ほぼ屈折せずに、そのままレンズ２２０の内部に進入する。レンズ２２０の内部に進入した光Ｌ２０１は、第１の出射面２２２ａに到達する。ここで、第１の出射面２２２ａは光源１０の光軸１４に略直交しているため、光Ｌ２０１は、ほぼ屈折せずに、そのまま出射される。そして、光Ｌ２０１は、開口面２３５を通って被照射面に向かう。
　次に、本実施の形態３に係る光源装置２００の作用について説明する。レンズ２２０は、光源１０の光軸１４から遠ざかるにつれて被照射面側に向かって傾斜し、光源１０から出射された光を屈折してリフレクタ２３０側に偏向する第１の出射面２２２ａと、第１の出射面２２２ａからリフレクタ２３０に近づくにつれて光源１０側に向かって傾斜し、光源１０から出射された光を屈折してリフレクタ２３０側に偏向する第２の出射面２２２ｂと、を有する。このため、光源１０から出射された光は、第２の出射面２２２ｂによって主に光軸１４に対し、遠ざかる方向に屈折される。従って、レンズ２２０が使用されない場合に比べて、リフレクタ２３０の奥行を浅くしても、光源１０からの光を充分に取り込むことができる。従って、光利用効率及び配光制御性が高く、小型及び軽量な光源装置２００を得ることができる。
実施の形態４．
　次に、本実施の形態４に係る光源装置３００について説明する。図７は、実施の形態４に係る光源装置３００を示す分解斜視図である。本実施の形態４は、レンズ３６０の形状及びリフレクタ３３０の形状が実施の形態１，２，３と相違する。本実施の形態４では、実施の形態１，２，３と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１，２，３との相違点を中心に説明する。
　図７に示すように、本実施の形態４は、レンズ３６０が光源１０の光軸１４上を中心とした回転非対称の形状をなしており、リフレクタ３３０も光源１０の光軸１４上を中心とした回転非対称の形状をなしている。
　図８は、実施の形態４に係る光源装置３００を示す透視図であり、即ち、図８は、光源装置３００を透視して内部を観察した図である。図９は、実施の形態４におけるレンズ３６０を示す上面図である。図８，図９に示すように、レンズ３６０は、基板１１における光源１０が実装された面に対向し、光源１０から出射された光が入射する入射面３２１と、レンズ３６０の内部に入射した光が出射する出射面３２２と、入射面３２１の周縁部と出射面３２２の周縁部とを接続する側面３６３及び曲面３７１を有している。なお、レンズ３６０は、光源１０に対向する円錐台部３７０と、円錐台部３７０から突出する突起部３８０とから構成されている。
　入射面３２１は、入光凹部３６４と第３の凹部３９０とを有している。このうち、入光凹部３６４は、円錐台部３７０に設けられており、第３の凹部３９０は、突起部３８０に設けられている。
　入光凹部３６４は、光源１０から出射された光が入射するものであり、例えば底面３８４と傾斜面３８３と部分球面３６５とを有している。底面３８４は、光源１０の光軸１４から水平に延びる半円状の面である。傾斜面３８３は、底面３８４から遠ざかるにつれて光源１０側に向かって広がって傾斜する半円錐台状の面であり、突起部３８０側に設けられている。部分球面３６５は、光源１０を中心とした球面の一部の形状をなしており、円錐台部３７０側に設けられている。
　第３の凹部３９０は、入光凹部３６４の外周に設けられており、入射した光を出射面３２２側又は側面３６３側に導くものである。第３の凹部３９０は、光軸１４に対し若干傾いて形成された第１の屈折面３９１と、第１の屈折面３９１の端縁から出射面３２２に対し傾斜した第２の屈折面３９２と、第２の屈折面３９２の端縁から光軸１４に対し平行に形成された第３の屈折面３９３と、第１の屈折面３９１と第３の屈折面３９３とを接続する凹部側面とを有している。なお、第１の屈折面３９１、第２の屈折面３９２及び第３の屈折面３９３は、実施の形態２と同様の形状又はその一部の形状をなしており、実施の形態２と同様の作用を有する。
　出射面３２２は、全反射面３６９と出射屈折面３６８とを有している。このうち、全反射面３６９は、突起部３８０に設けられており、出射屈折面３６８は、円錐台部３７０に設けられている。なお、全反射面３６９及び出射屈折面３６８は、実施の形態１，２と同様の形状又はその一部の形状をなしており、実施の形態１，２と同様の作用を有する。
　側面３６３は、光源１０から出射された光を屈折するものであり、光軸１４と平行（矢印ｙ方向）の垂直面である。側面３６３は、突出部に設けられている。
　曲面３７１は、入射面３２１から出射面３２２にかけて幅が広がるように傾斜する面であり、円錐台部３７０に設けられている。曲面３７１は、光源１０の中心を焦点とする回転放物面の形状をなしている。
　なお、突起部３８０には、突起側面３８１が設けられている。突起側面３８１は、曲面３７１と側面３６３とを接続するものである。突起側面３８１同士は、曲面３７１から側面３６３にかけて、互いの距離が広がるように傾斜して対向している。これにより、突起側面３８１は、入射する光を全反射して、側面３６３に導く。
　リフレクタ３３０は、半楕円体の形状をなしている。リフレクタ３３０は、例えばレンズ３６０の側面３６３に対向する位置に配置されているが、側面３６３から出射された光が到達する範囲内に配置されればよい。
　次に、図８を用いて、本実施の形態４に係る光源装置３００の光の経路について説明する。光の経路は、光源１０における光軸１４の中心から出射された光の経路を示すものである。そして、光軸１４と垂直の方向（矢印ｘ方向）の線を基準線、即ち角度０度の線として、その基準線からの角度が夫々異なって出射された光の経路について説明する。なお、光軸１４の方向（矢印ｙ方向）は、基準線から９０度の角度である。
　先ず、基準線からの角度が最も小さい小角度光Ｓ１の経路について説明する。図８に示すように、小角度光Ｓ１は、全反射面３６９で全反射され、レンズ３６０の側面３６３に入射し、レンズ３６０の側面３６３から、レンズ３６０の出射面３２２とは反対側、即ち、図８において右斜め上方向に出射する。側面３６３から出射した小角度光Ｓ１は、リフレクタ３３０に到達する。小角度光Ｓ１は、リフレクタ３３０で反射され、光軸１４に対し略平行な光線又は若干収束する光線として、開口面３３５を通って被照射面に向かう。なお、本実施の形態４における小角度光Ｓ１の経路は、実施の形態２における小角度光Ｓ１の経路と同等である。
　基準線からの角度が中程度の中角度光Ｍ１（図示せず）の経路も、実施の形態２における中角度光Ｍ１の経路と同等である。即ち、側面３６３から出射した中角度光Ｍ１は、リフレクタ３３０に到達する。中角度光Ｍ１は、リフレクタ３３０で反射され、光軸１４に対し略平行な光線又は若干発散する光線として、開口面３３５を通って被照射面に向かう。
　そして、基準線からの角度が最も大きい大角度光Ｌ３００の経路について説明する。図８に示すように、大角度光Ｌ３００は、光源１０から円錐台部３７０側に出射された光の一部に該当し、入光凹部３６４の部分球面３６５に入射するものである。ここで、部分球面３６５は光源１０を中心とした球面の一部の形状をなしている。このため、大角度光Ｌ３００は、ほぼ屈折せずに、そのままレンズ３６０の内部に進入する。レンズ３６０の内部に進入した大角度光Ｌ３００は、曲面３７１に到達する。大角度光Ｌ３００は、曲面３７１で全反射され、出射屈折面３６８に到達する。大角度光Ｌ１は、出射屈折面３６８で屈折され、開口面３３５を通って被照射面側の集光点に向かう。
　なお、光源１０から入光凹部３６４を介してレンズ３６０の内部に進入し、そのまま出射屈折面３６８に到達した光（図示せず）は、出射屈折面３６８で屈折され、開口面３３５を通って被照射面側の集光点に向かう。
　次に、本実施の形態４に係る光源装置３００の作用について説明する。本実施の形態４では、レンズ３６０の出射屈折面３６８から出射して被照射面を照明する光と、レンズ３６０の側面３６３から出射してリフレクタ３３０で反射して被照射面を照明する光とが存在する。このうち、リフレクタ３３０で反射する光は、主に、レンズ３６０によって、光軸１４から離れる方向又は入射面３２１側に向けて全反射された後、リフレクタ３３０に到達する。従って、リフレクタ３３０の奥行（矢印ｙ方向）を深くすることが不要である。これにより、リフレクタ３３０を小さくすることができる。よって、光源装置３００を、光源１０から出射された光の量を充分に確保して光の利用効率を高めつつ小型化することができる。
　また、突起部３８０の大きさを適宜変更することにより、リフレクタ３３０で反射した後に開口面３３５から出射する光の割合を調整することができる。このため、用途に応じた配光、照明パターンを容易に得ることができる。
　更に、レンズ３６０は、光源１０の光軸１４上を中心とした回転非対称の形状をなしている。更にまた、リフレクタ３３０は、光源１０の光軸１４上を中心とした回転非対称の形状をなしている。このため、レンズ３６０及びリフレクタ３３０を小型化することができる。
実施の形態５．
　次に、本実施の形態５に係る照明装置２について説明する。図１０は、実施の形態５に係る照明装置２を示す斜視図である。本実施の形態５に係る照明装置２は、実施の形態１に係る光源装置１をダウンライトに適用したものである。
　図１０に示すように、照明装置２は、光源装置１と、ヒートシンク４０１と、電源４０３とを備えている。ヒートシンク４０１は、光源装置１が発する熱を放熱するものである。なお、ヒートシンク４０１は、実施の形態１で説明したヒートシンク４０をそのまま用いてもよい。なお、照明装置２は、固定金具（図示せず）によって、天井等に設置された取付穴を用いて取り付けられ、天井等に取り付けられる。電源４０３は、ケーブル４０５を介して光源装置１に接続されており、光源装置１に所定の電力を供給するものである。
　本実施の形態５に係る照明装置２は、実施の形態１に係る光源装置１を備えている。このため、リフレクタ３０を薄型化することができ、小型且つ軽量でありながら、光の利用効率を高め、配光制御性を高めることができる。
　なお、本実施の形態５に係る照明装置２は、実施の形態１に係る光源装置１が使用されているが、実施の形態２，３，４のいずれかに係る光源装置が使用されてもよい。また、照明装置２は、天井以外に取り付けられるものであってもよい。例えば、照明装置２は、車両のヘッドライト等に使用されてもよく、用途は限定されない。
　（第１変形例）
　図１１は、第１の変形例における光源１０を示す斜視図である。次に、第１変形例について説明する。上記実施の形態１～５のいずれもにおいて、光源１０をＬＥＤとして例示しているが、光源１０をＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）等としてもよい。また、図１１に示すように、光源１０は、基板１１上に複数実装された光源モジュールとしてもよい。更に、光源１０を、ハロゲンランプ又はＨＩＤランプ等としてもよい。
　（第２変形例）
　図１２は、第２の変形例に係る光源装置１を示す透視図である。即ち、図１２は、光源装置１を透視して内部を観察した図である。次に、第２変形例について説明する。レンズ２０の入射面及び全反射面の形状は、上記実施の形態で例示した形状に限定されない。例えば、回転楕円形状、回転双曲面形状又は回転多項式面等が挙げられる。また、出射屈折面の形状は、上記実施の形態で例示した形状に限定されない。例えば、凹形状、平面形状又は円錐台形状等が挙げられる。
　また、図１２に示すように、出射面２２を全反射面２９のみとしてもよい。光源１０から出射された光Ｌ５００は、全反射面２９で全反射されることによって、光源１０の光軸１４から離れる方向に偏向されて、リフレクタ３０に到達する。これにより、第２変形例においても、実施の形態１～４と同様に、リフレクタ３０を浅くしても、高効率な光制御が可能である。
　（第３変形例）
　図１３は、第３の変形例に係る光源装置１を示す透視図である。即ち、図１３は、光源装置１を透視して内部を観察した図である。次に、第３変形例について説明する。レンズ５００が配置される位置は、上記実施の形態１～４のように、リフレクタ６００の開口面３５と光源１０との間の位置に限定されない。図１３に示すように、レンズ５００は、リフレクタ６００の開口面３５に配置されてもよい。
　入射面５２１は、全反射面５０２と出射屈折面５０１とを有している。全反射面５０２は、入射面５２１の外周部に設けられており、水平面である。出射屈折面５０１は、全反射面５０２の内周に設けられており、全反射面５０２から遠ざかるにつれて光源１０側に向かって傾斜するように構成されている。即ち、出射屈折面５０１は、光源１０と対向しており、光源１０側に突出する凸形状をなしている。なお、出射屈折面５０１は、球の一部の形状をなしている。出射面５０３は、水平面である。
　光源１０から出射された光のうち、出射屈折面５０１に向かって出射された光Ｌ５０１は、出射屈折面５０１及び出射面５０３で屈折されて、被照射面を照明する。また、光源１０から出射された光のうち、全反射面５０２に向かって出射された光Ｌ５０２は、全反射面５０２で全反射されて、リフレクタ６００に到達する。光Ｌ５０２は、リフレクタ６００で反射されて全反射面５０２及び出射面５０３を通過して、被照射面を照明する。
　このように、第３変形例は、レンズ５００がリフレクタ６００の開口面３５に配置されており、出射屈折面５０１は、全反射面５０２の内周に設けられており、全反射面５０２から遠ざかるにつれて光源１０側に向かって傾斜するように構成されている。この第３変形例においても、上記実施の形態１～５と同様の効果を奏する。
　なお、レンズの出射屈折面とリフレクタによる配光角度、照明エリアとは、一致させなくともよく、用途に応じて適宜変更することができる。また、レンズ又はリフレクタの表面の少なくとも一部に、シボ加工等の光拡散処理を施してもよい。これにより、照射イメージを変更することができ、また、被照射面の色むら等を緩和することができる。
　なお、上記実施の形態１～５、第１変形例、第２変形例及び第３変形例は、本発明の具体例を示したに過ぎず、夫々、適宜組み合わせることも可能である。
　１　光源装置、２　照明装置、１０　光源、１１　基板、１２　ワイヤ、１３　コネクタ、１４　光軸、２０　レンズ、２１　入射面、２２　出射面、２３　側面、２４　入光凹部、２８　出射屈折面、２９　全反射面、３０　リフレクタ、３１　第１の回転楕円体、３２　第２の回転楕円体、３５　開口面、４０　ヒートシンク、１００　光源装置、１２０　レンズ、１２１　入射面、１２２　出射面、１２３　側面、１２４　入光凹部、１２５　傾斜面、１２６　底面、１２７　第２の凹部、１２８　出射屈折面、１２９　全反射面、１３０　リフレクタ、１３５　開口面、１５０　第３の凹部、１５１　第１の屈折面、１５２　第２の屈折面、１５３　第３の屈折面、２００　光源装置、２２０　レンズ、２２１　入光凹部、２２２　出射面、２２２ａ　第１の出射面、２２２ｂ　第２の出射面、２２３　裏面、２３０　リフレクタ、２３５　開口面、３００　光源装置、３２１　入射面、３２２　出射面、３３０　リフレクタ、３３５　開口面、３６０　レンズ、３６３　側面、３６４　入光凹部、３６５　部分球面、３６８　出射屈折面、３６９　全反射面、３７０　円錐台部、３７１　曲面、３８０　突起部、３８１　突起側面、３８３　傾斜面、３８４　底面、３９０　第３の凹部、３９１　第１の屈折面、３９２　第２の屈折面、３９３　第３の屈折面、３９４　凹部側面、４０１　ヒートシンク、４０３　電源、４０５　ケーブル、５００　レンズ、５０１　出射屈折面、５０２　全反射面、５０３　出射面、５２１　入射面、６００　リフレクタ。

Claims (17)

  1. 　光を出射する光源と、
    　前記光源から出射された光の進行方向を変えるレンズと、
    　前記光源及び前記レンズの少なくとも一部を覆い、前記光源から出射された光を被照射面側に反射するリフレクタと、を備え、
    　前記レンズは、
    　前記光源から出射された光を前記リフレクタ側に偏向するものである
    　光源装置。
  2. 　前記レンズは、
    　前記光源から出射された光を全反射して前記リフレクタ側に偏向する全反射面を有する
    　請求項１記載の光源装置。
  3. 　前記全反射面は、
    　前記リフレクタに近づくにつれて前記被照射面側に向かって傾斜するように構成されている
    　請求項２記載の光源装置。
  4. 　前記レンズは、
    　前記全反射面の内周に設けられ、前記光源から出射された光を屈折して前記被照射面側に出射する出射屈折面を有する
    　請求項２又は３記載の光源装置。
  5. 　前記出射屈折面は、
    　前記全反射面から遠ざかるにつれて前記被照射面側に向かって傾斜するように構成されている
    　請求項４記載の光源装置。
  6. 　前記出射屈折面は、
    　前記全反射面から遠ざかるにつれて前記光源側に向かって傾斜するように構成されている
    　請求項４記載の光源装置。
  7. 　前記レンズは、
    　前記光源の光軸から遠ざかるにつれて前記被照射面側に向かって傾斜し、前記光源から出射された光を屈折して前記リフレクタ側に偏向する第１の出射面と、
    　前記第１の出射面から前記リフレクタに近づくにつれて前記光源側に向かって傾斜し、前記光源から出射された光を屈折して前記リフレクタ側に偏向する第２の出射面と、を有する
    　請求項１記載の光源装置。
  8. 　前記レンズには、
    　前記光源から出射された光が入射する入光凹部が形成されている
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の光源装置。
  9. 　前記入光凹部は、
    　前記光源を中心とした半球状をなしている
    　請求項８記載の光源装置。
  10. 　前記入光凹部は、
    　前記光源の光軸から水平に延びる底面と、
    　前記底面から遠ざかるにつれて前記光源側に向かって広がって傾斜する傾斜面と、を有する
    　請求項８記載の光源装置。
  11. 　前記レンズには、
    　前記傾斜面から出射された光を屈折して被照射面側に導く第３の凹部が形成されている
    　請求項１０記載の光源装置。
  12. 　前記レンズは、前記光源の光軸上の点を中心とした回転対称の形状をなしている
    　請求項１～１１のいずれか１項に記載の光源装置。
  13. 　前記レンズは、前記光源の光軸上の点を中心とした回転非対称の形状をなしている
    　請求項１～１１のいずれか１項に記載の光源装置。
  14. 　前記リフレクタは、前記光源の光軸上の点を中心とした回転対称の形状をなしている
    　請求項１～１３のいずれか１項に記載の光源装置。
  15. 　前記リフレクタは、前記光源の光軸上の点を中心とした回転非対称の形状をなしている
    　請求項１～１３のいずれか１項に記載の光源装置。
  16. 　前記レンズは、
    　前記リフレクタに囲まれるように構成されている
    　請求項１～１５のいずれか１項に記載の光源装置。
  17. 　請求項１～１６のいずれか１項に記載の光源装置を備える
    　照明装置。
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