WO2022239308A1 - 照明装置 - Google Patents

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WO2022239308A1
WO2022239308A1 PCT/JP2022/002697 JP2022002697W WO2022239308A1 WO 2022239308 A1 WO2022239308 A1 WO 2022239308A1 JP 2022002697 W JP2022002697 W JP 2022002697W WO 2022239308 A1 WO2022239308 A1 WO 2022239308A1
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light
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light source
cup lens
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巳緒 安間
良平 高山
涼 羽根田
灯 山田
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ミネベアミツミ株式会社
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to lighting devices.
  • a lighting device installed on the ceiling of a facility or the like is known (for example, see Patent Document 1, etc.).
  • a light source such as an LED (Light Emitting Diode) is arranged in an opening on the short diameter side of a cone-shaped reflector, and in front of the light source and the reflector in the optical axis direction, A condensing lens such as a Fresnel lens is provided which can be moved to.
  • Light distribution can be controlled from narrow light distribution to wide light distribution by changing the distance between the light source and the condenser lens.
  • the surface of the reflector is not a specular reflection surface (specular reflection surface) but a diffuse reflection surface such as white.
  • glare glare, dazzle
  • the luminous flux ratio of the 10 deg area cannot be increased.
  • the light that directly enters the condenser lens from the light source is controlled by the condenser lens to have the light distribution as designed, but the light that is diffusely reflected by the reflector flies at all angles as stray light, causing glare. become.
  • the luminous flux near the center is reduced to lower the luminous flux ratio.
  • the present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to provide a lighting device that can reduce glare and increase the luminous flux ratio near the center.
  • a lighting device includes a light source, a cup lens, and a condenser lens.
  • the light source emits point light.
  • the cup lens is arranged on the exit side of the light source.
  • the condensing lens is arranged on the output side of the cup lens.
  • the cup lens has a substantially circular bottom surface with a first outer shape, a substantially circular top surface with a second outer shape that is larger than the first outer shape, and is spaced in the optical axis direction from the bottom surface on the output side, It includes a side surface that connects the bottom surface and the top surface, and a substantially cylindrical recess that is provided substantially in the center of the bottom surface and accommodates the light source.
  • the lighting device can reduce glare and increase the luminous flux ratio near the center.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a lighting device according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view along YY in FIG.
  • FIG. 3A is a plan view of a cup lens.
  • FIG. 3B is a bottom view of the cup lens.
  • FIG. 3C is a front view of the cup lens.
  • FIG. 3D is a YY cross-sectional view in FIG. 3A.
  • FIG. 4A is a diagram (1) showing an example in which the light distribution is changed by the distance between the cup lens and the condensing lens.
  • FIG. 4B is a diagram (2) showing an example in which the light distribution is changed by the distance between the cup lens and the condenser lens.
  • FIG. 4A is a diagram (1) showing an example in which the light distribution is changed by the distance between the cup lens and the condensing lens.
  • FIG. 4B is a diagram (2) showing an example in which the light distribution is changed by the distance between the cup lens and the condenser lens.
  • FIG. 5A is a diagram showing an example of a cup lens having a convex portion on the exit surface.
  • FIG. 5B is a diagram showing an example of the brightness of the output surface by the cup lens of FIG. 5A.
  • FIG. 6A is a diagram showing an example of a flat cup lens with no projections on the output surface.
  • FIG. 6B is a diagram showing an example of the brightness of the output surface by the cup lens of FIG. 6A.
  • FIG. 7A is a diagram (1) showing an example of a light distribution with and without a projection on the exit surface.
  • FIG. 7B is a diagram (2) showing an example of a light distribution with and without a projection on the exit surface.
  • FIG. 8A is a diagram (1) showing an example of spread of light near an end portion by a cup lens having an inclined portion on the exit surface.
  • FIG. 8B is a diagram (2) showing an example of spread of light in the vicinity of the end by a cup lens having an inclined portion on the exit surface.
  • FIG. 9A is a diagram (1) showing an example of how light spreads near the end of a cup lens that does not have an inclined portion on the exit surface.
  • FIG. 9B is a diagram (2) showing an example of how light spreads near the end of a cup lens that does not have an inclined portion on the exit surface.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of designing the shape of the cup lens.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the configuration of a lighting device of a comparative example.
  • FIG. 12A is a diagram (1) showing an example of changing light distribution in a comparative example.
  • FIG. 12B is a diagram (2) showing an example of changing the light distribution in the comparative example.
  • FIG. 13A is a diagram showing an example of a cup lens having a convex entrance surface with respect to incident light and a flat exit surface.
  • 13B is a diagram showing an example of paths of light from the light source through the cup lens of FIG. 13A.
  • FIG. 13C is a diagram showing an example of the brightness of the output surface by the cup lens of FIG. 13A.
  • FIG. 14A is a diagram showing an example of a cup lens having a flat entrance surface and a flat exit surface.
  • 14B is a diagram showing an example of paths of light from the light source through the cup lens of FIG. 14A.
  • FIG. 14C is a diagram showing an example of the brightness of the output surface by the cup lens of FIG. 14A.
  • FIG. 15A is a diagram showing an example of a cup lens having a concave entrance surface and a flat exit surface.
  • 15B is a diagram showing an example of paths of light from the light source through the cup lens of FIG. 15A.
  • FIG. 15C is a diagram showing an example of the brightness of the output surface by the cup lens of FIG. 15A.
  • FIG. 16A is a diagram showing an example of a cup lens having a flat entrance surface and a convex exit surface on the exit side. 16B is a diagram showing an example of paths of light from the light source through the cup lens of FIG. 16A.
  • FIG. 16C is a diagram showing an example of the brightness of the output surface by the cup lens of FIG. 16A.
  • FIG. 17A is a diagram showing an example of a cup lens having a flat entrance surface and a mortar-shaped exit surface.
  • 17B is a diagram showing an example of paths of light from the light source through the cup lens of FIG. 17A.
  • FIG. 17C is a diagram showing an example of the brightness of the output surface by the cup lens of FIG. 17A.
  • FIG. 18A is a diagram showing an example of a cup lens having an incident surface that is concave with respect to incident light and an output surface that is mortar-shaped.
  • 18B is a diagram showing an example of paths of light from the light source by the cup lens of FIG. 18A.
  • FIG. 18C is a diagram showing an example of the brightness of the output surface by the cup lens of FIG. 18A.
  • FIG. 19A is a diagram showing an example of a cup lens having a convex entrance surface with respect to incident light and a mortar-shaped exit surface.
  • 19B is a diagram showing an example of paths of light from the light source through the cup lens of FIG. 19A.
  • FIG. 19C is a diagram showing an example of the brightness of the output surface by the cup lens of FIG. 19A.
  • a lighting device will be described below with reference to the drawings.
  • this invention is not limited by this embodiment.
  • the dimensional relationship of each element in the drawings, the ratio of each element, and the like may differ from reality. Even between the drawings, there are cases where portions with different dimensional relationships and ratios are included. In principle, the contents described in one embodiment and modification are similarly applied to other embodiments and modifications.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a lighting device 1 according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view along YY in FIG. Although the coordinate axes (X, Y, Z) are shown to clarify the positional relationship of the members in each figure, these coordinate axes generally have nothing to do with the three-dimensional space with the Z axis being the height direction. , the illumination device 1 can be used in any posture.
  • the illumination device 1 includes a frame 2, a light source holder 3, a light source 4, a cup lens 5, a turntable 6, a condenser lens holder 7, a condenser lens 8, A cover lens 9 is provided.
  • a heat sink, a support arm, and the like are provided at the lower end of the frame 2, but are omitted from the drawing.
  • the frame 2 has a substantially cylindrical shape.
  • the light source holder 3 has a substantially disk shape and is arranged in the center of one end (lower end in the drawing) of the frame 2 .
  • a light source 4 such as an LED that emits light in a point shape is arranged in the center of the light source holding portion 3 .
  • the cup lens 5 is arranged on the output side of the light source 4 so as to wrap the light source 4 . Details of the cup lens 5 will be described later.
  • the turntable 6 is a re-used rotating reflector of a conventional product, and has a cone-shaped reflecting surface 6a and a substantially cylindrical support wall 6b that supports the reflecting surface 6a.
  • the reflective surface 6a is not used for the purpose of reflecting light in this embodiment.
  • the turntable 6 is arranged at one end (lower end in the drawing) of the frame 2, and is driven by a motor (not shown) or the like so as to be rotatable around a rotation axis coinciding with the optical axis of the light source 4.
  • the condenser lens holding part 7 has a substantially cylindrical shape, and one end (lower end in the drawing) is engaged with the outer support wall 6 b of the turntable 6 .
  • a spiral groove (not shown) is provided on the outer surface of the support wall 6b on the outside of the rotating table 6, and a pin (not shown) is provided on the inner surface of the tube of the condenser lens holder 7, and the light is condensed into the groove of the support wall 6b.
  • the condenser lens 8 is, for example, a substantially disk-shaped Fresnel lens, and is fixed to the other end (upper end in the drawing) of the condenser lens holding portion 7 .
  • the cover lens 9 is a substantially disc-shaped transparent plate and is fixed to the other end (upper end in the drawing) of the frame 2 .
  • FIG. 3A is a plan view of the cup lens 5.
  • FIG. 3B is a bottom view of the cup lens 5.
  • FIG. 3C is a front view of the cup lens 5.
  • FIG. 3D is a YY cross-sectional view in FIG. 3A.
  • the cup lens 5 has a substantially circular bottom surface 5a with a first outer shape and a substantially circular second outer shape larger than the first outer shape. and a substantially conical side surface 5c connected to the bottom surface 5a and the top surface 5b via a substantially cylindrical edge portion 5i and a substantially annular stepped portion 5j.
  • a substantially cylindrical recess 5d for accommodating the light source 4 (FIG. 2) is provided at substantially the center of the bottom surface 5a.
  • the concave portion 5d has a wall surface 5e forming an incident surface and a bottom surface (top surface) 5f.
  • a substantially hemispherical projection 5g is provided as a part of the exit surface at substantially the center of the top surface 5b.
  • a substantially conical inclined portion 5h that is inclined toward the incident side from the outer peripheral portion of the top surface 5b toward the center is provided, and the center side of the inclined portion 5h continues to the convex portion 5g.
  • One or both of the convex portion 5g and the inclined portion 5h may be omitted.
  • FIG. 4A and 4B are diagrams showing examples in which the light distribution is changed by the distance between the cup lens 5 and the condenser lens 8.
  • FIG. 4A shows a state in which the distance between the cup lens 5 and the condenser lens 8 is set wide. The light is refracted, resulting in a narrow-angle light distribution.
  • FIG. 4B shows a state in which the distance between the cup lens 5 and the condenser lens 8 is set narrow, and the light emitted from the cup lens 5 is not sufficiently refracted by the condenser lens 8 and spreads from the optical axis. , resulting in a wide-angle light distribution.
  • the condenser lens 8 between the position in FIG. 4A and the position in FIG. 4B, it is possible to adjust the desired light distribution.
  • FIG. 5A is a diagram showing an example of a cup lens 5-01 provided with a convex portion 5g on the exit surface.
  • FIG. 5B is a diagram showing an example of the brightness of the output surface by the cup lens 5-01 of FIG. 5A. Note that, unlike the cup lens 5 shown in FIGS. 2 to 4B, the inclined portion 5h is not provided on the exit surface in order to show the effect of only the convex portion 5g.
  • FIG. 6A is a diagram showing an example of a flat cup lens 5-02 with no projections on the output surface.
  • FIG. 6B is a diagram showing an example of the brightness of the output surface by the cup lens 5-02 of FIG. 6A.
  • the light emitted from the light source 4 spreads from the optical axis even in the vicinity of the center periphery of the emission surface, so the brightness in the vicinity of the center periphery is conspicuous as shown in FIG. 6B, and the appearance is poor. .
  • FIG. 5A the emitted light from the light source 4 is condensed toward the optical axis near the center of the exit surface, so that the brightness around the center is suppressed as shown in FIG. 5B, and the appearance is improved. Improving.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams showing examples of light distributions with and without projections on the output surface, and FIG. 7B is an enlarged view of the thick frame portion in FIG. 7A.
  • the degree of light collection at an angle of 0, which is the direction of the optical axis is enhanced when there is a convex portion compared to when there is no convex portion.
  • FIG. 8B is a state in which the distance between the cup lens 5 and the condenser lens 8 is set to be narrow.
  • FIGS 9A and 9B are diagrams showing an example of the spread of light near the end by the cup lens 5-03 having no inclined portion on the exit surface.
  • FIG. 9B shows the state in which the gap is set wide, and the state in which the gap between the cup lens 5-03 and the condenser lens 8 is set narrow.
  • the light distribution of the light emitted from the cup lens is designed to spread outward from the optical axis.
  • the difference between the effective diameter of the condensing lens in the subsequent stage and the outer diameter of the cup lens becomes smaller. becomes smaller.
  • the angle of light incident on the condenser lens becomes small, when the condenser lens approaches the cup lens, the amount of change in the incident position to the condenser lens is small, making it difficult to achieve a wide-angle light distribution. Become.
  • the cup lens 5 is downsized, an inclined portion 5h is provided on the exit surface, and the light distribution angle ⁇ 1 of the cup lens 5 is increased.
  • the cup lens 5-03 is larger than in FIGS. 8A and 8B, and the light distribution angle ⁇ 2 of the cup lens 5 is smaller than in FIGS. 8A and 8B.
  • the condensing lens 8 when the condensing lens 8 is displaced within a predetermined distance with respect to the cup lens 5, the light distribution angle can be greatly changed, making it easy to control the wide-angle light distribution in particular. Further, by miniaturizing the cup lens 5, the distance between the cup lens 5 and the condensing lens 8 is also increased, which also facilitates control during light distribution.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of designing the shape of the cup lens 5.
  • the ⁇ emission angle from the cup lens'' is set according to the ⁇ emission angle from the light source'', and the surface of each part of the cup lens 5 is shaped so that the light is reflected and refracted according to the setting.
  • a shape is determined. For example, as in the case where the "emission angle from the light source" is 10 degrees, the light emitted from the light source 4 in the directly upward direction is the inner curve of the bottom surface 5f (FIG. 3D) of the concave portion 5d and the convex portion 5g (FIG. 3D).
  • the shapes of those surfaces are determined so that the light is emitted at 0°. Further, for example, the light emitted from the light source 4 in the reclined direction, such as the "emission angle from the light source" being 40 degrees, is totally reflected by the inner surface of the outer curve of the side surface 5c (FIG. 3D), and the inclined portion 5h (FIG. 3D), the surfaces are shaped so that the light exits at 23.5 deg since it exits after being refracted by the outer curve of 3D).
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the configuration of a lighting device 1' of a comparative example.
  • ' corresponds to the frame 2, the light source holder 3, the light source 4, the turntable 6, the reflecting surface 6a, the support wall 6b, the condenser lens holder 7, the condenser lens 8, and the cover lens 9 in FIG.
  • the cup lens 5 is not provided and the reflecting surface 6a' is used to reflect the light from the light source 4'.
  • the light directly incident on the condensing lens 8' such as the light L1' from the light source 4', is controlled to have a light distribution as designed.
  • the light diffusely reflected by flies to all angles as stray light, causing glare.
  • the luminous flux near the center is reduced to lower the luminous flux ratio.
  • glare (dazzle, dazzle) is likely to occur in a region slightly away from the optical axis (eg, a region of 40 degrees or more from the optical axis), and the luminous flux ratio is high near the center (eg, a region of 0 to 10 degrees). I had a problem that I could't
  • FIG. 12A and 12B are diagrams showing an example of changing the light distribution in the comparative example.
  • FIG. 12A shows a state in which the distance between the light source 4' and the reflecting surface 6a' and the condenser lens 8' is set wide, and the light emitted from the light source 4' spreads to the effective diameter of the condenser lens 8', The light is refracted by the condensing lens 8' into substantially parallel light, resulting in a narrow-angle light distribution.
  • FIG. 12B shows a state in which the distance between the light source 4' and the reflecting surface 6a' and the condenser lens 8' is set narrow, and the light emitted from the light source 4' is not sufficiently refracted by the condenser lens 8'. , spread out from the optical axis, resulting in a wide-angle light distribution.
  • Table 1 shows the luminous flux ratio for each angle with respect to the optical axis and the cumulative total for the comparative example shown in FIGS. 11 to 12B and the embodiment shown in FIGS. 1 to 4B.
  • the luminous flux ratio of leaked light of 40 to 90 degrees was 24.43%, whereas in the embodiment, it decreased to 7.6%. Reduced leakage light reduces glare.
  • the luminous flux ratio near the center of 0 to 10 degrees was 31.30% in the comparative example, it increased to 59.5%, which is about double in the embodiment.
  • RGB Red, Green, Blue
  • a plurality of light-emitting elements such as LEDs having different emission wavelengths corresponding to red, green, and blue are used as the light source.
  • the colors are not sufficiently mixed, and color unevenness tends to occur on the irradiated surface.
  • the configuration of the device is the same as that of the lighting device 1 shown in FIGS. 1 to 4B, but the light source 4 has multiple light-emitting elements such as LEDs with different emission wavelengths.
  • the basic shape of the cup lens 5 is the same, there are differences between the entrance surface and the exit surface from the viewpoint of reducing color unevenness.
  • FIG. 13A is a diagram showing an example of a cup lens 5-11 in which the incident surface I is convex with respect to incident light and the exit surface O is flat. More precisely, the bottom surface 5f of the concave portion 5d of the cup lens 5 in FIG. 3D described above is convex with respect to incident light, and the top surface 5b extends flat without the convex portion 5g and the inclined portion 5h. .
  • the plane of incidence I refers to the bottom surface 5f of the concave portion 5d of the cup lens 5 in FIG. 3D.
  • the exit surface O refers to the top surface 5b, the convex portion 5g, and the inclined portion 5h of the cup lens 5 in FIG. 3D.
  • FIG. 13B is a diagram showing an example of paths of light from the light source 4 through the cup lens 5-11 of FIG. 13A.
  • FIG. 13C is a diagram showing an example of the brightness of the output surface O by the cup lens 5-11 of FIG. 13A.
  • FIG. 14A is a diagram showing an example of a cup lens 5-12 having a flat entrance surface I and a flat exit surface O.
  • FIG. 14B is a diagram showing an example of paths of light from the light source 4 through the cup lens 5-12 of FIG. 14A.
  • FIG. 14C is a diagram showing an example of the brightness of the output surface O by the cup lens 5-12 of FIG. 14A.
  • FIG. 15A is a diagram showing an example of a cup lens 5-13 in which the incident surface I is concave with respect to incident light and the exit surface O is flat.
  • FIG. 15B is a diagram showing an example of paths of light from the light source 4 through the cup lens 5-13 of FIG. 15A.
  • FIG. 15C is a diagram showing an example of the brightness of the output surface O by the cup lens 5-13 of FIG. 15A.
  • FIG. 16A is a diagram showing an example of a cup lens 5-14 having a flat entrance surface I and a convex exit surface O on the exit side.
  • FIG. 16B is a diagram showing an example of the path of light from the light source 4 through the cup lens 5-14 of FIG. 16A.
  • FIG. 16C is a diagram showing an example of the brightness of the output surface O by the cup lens 5-14 of FIG. 16A.
  • FIG. 17A is a diagram showing an example of a cup lens 5-15 having a flat entrance surface I and a mortar-shaped exit surface O (having an inclined portion).
  • FIG. 17B is a diagram showing an example of paths of light from the light source 4 through the cup lens 5-15 of FIG. 17A.
  • FIG. 17C is a diagram showing an example of the brightness of the output surface O by the cup lens 5-15 of FIG. 17A.
  • FIG. 18A is a diagram showing an example of a cup lens 5-16 having an incident surface I that is concave with respect to incident light and an output surface O that is mortar-shaped.
  • FIG. 18B is a diagram showing an example of the paths of light from the light source 4 through the cup lenses 5-16 of FIG. 18A.
  • FIG. 18C is a diagram showing an example of the brightness of the output surface O by the cup lens 5-16 of FIG. 18A.
  • FIG. 19A is a diagram showing an example of a cup lens 5-17 having an incident surface I that is convex with respect to incident light and an output surface O that is mortar-shaped.
  • FIG. 19B is a diagram showing an example of paths of light from the light source 4 through the cup lens 5-17 of FIG. 19A.
  • FIG. 19C is a diagram showing an example of the brightness of the output surface O by the cup lens 5-17 of FIG. 19A.
  • FIG. 13A, 14A, and 15A the output surfaces O of the cup lenses 5-11, 5-12, and 5-13 are flat, whereas the shapes of the incident surfaces I are different. , flat in FIG. 14A, and concave with respect to the incident light in FIG. 15A. 13B, 14B, and 15B showing the respective paths of light, and FIGS. 13C, 14C, and 15C showing the brightness of the exit surface O, it is clear from FIG.
  • the cup lens 5-12 and the cup lens 5-13 of FIG. 15A having a concave entrance surface I have increased diffusivity in the central portion, and color unevenness occurs at the stage when light is emitted from the cup lenses 5-12 and 5-13. reduced. It has been confirmed that the color unevenness in the peripheral portion of the irradiated surface as the final lighting device is alleviated, and the color difference ⁇ u'v' is reduced to 0.005.
  • color unevenness is conspicuous.
  • the exit surface O flat as shown in FIG. 14A, or by making the exit surface O conical as shown in FIG. 17A, a mixing effect can be obtained and color unevenness can be reduced.
  • the incident surface I is effective in reducing color unevenness if it is concave as shown in FIG. 18A, but if it is convex as shown in FIG. In that case, the color unevenness will worsen.
  • the incident surface I of the cup lens 5 is preferably a flat surface or a concave surface with respect to the incident side.
  • the output surface O of the cup lens 5 is desirably a flat surface or a mortar-shaped surface.
  • the color unevenness at the central portion of the final irradiation surface cannot be completely eliminated. It may be necessary to increase the diffusivity of the cover lens 9 mounted thereon.
  • the illumination device includes a light source emitting point light, a cup lens arranged on the exit side of the light source, and a condensing lens arranged on the exit side of the cup lens.
  • the lens has a substantially circular bottom surface with a first outer shape, a substantially circular top surface with a second outer shape that is larger than the first outer shape, and is separated from the bottom surface in the optical axis direction on the output side, and the bottom surface and the top surface. and a substantially cylindrical concave portion which is provided substantially in the center of the bottom surface and accommodates the light source. This can reduce glare and increase the luminous flux ratio near the center.
  • the light emitted from the light source can be collected by the condenser lens as designed by the cup lens, and no stray light is generated, thereby reducing glare.
  • stray light can be collected near the center, and the luminous flux ratio can be increased.
  • the condenser lens is a Fresnel lens. As a result, a thin condenser lens can be realized, and the size of the illumination device can be reduced.
  • the condenser lens is supported so as to be movable in the optical axis direction with respect to the light source and the cup lens. This makes it possible to control light distribution from narrow light distribution to wide light distribution.
  • the cup lens has a convex portion provided substantially in the center of the top surface.
  • the cup lens has an inclined portion that inclines toward the incident side from the outer peripheral portion of the top surface toward the center.
  • the light emitted from the cup lens can be spread out from the optical axis, making it easier to control the light distribution by adjusting the distance between the condenser lens and the cup lens, and the size of the cup lens can be reduced. I can plan.
  • the light source has a plurality of light-emitting elements with different emission wavelengths
  • the bottom surface of the concave portion which is the incident surface of the cup lens, is a flat surface or a concave surface with respect to the incident side. This makes it possible to reduce color unevenness even when a light source in which multiple light-emitting elements such as LEDs with different emission wavelengths are arranged is used.
  • the light source has a plurality of light-emitting elements with different emission wavelengths
  • the top surface which is the output surface of the cup lens, is a flat surface or a mortar-shaped surface. This makes it possible to reduce color unevenness even when a light source in which multiple light-emitting elements such as LEDs with different emission wavelengths are arranged is used.
  • the present invention is not limited by the above-described embodiment.
  • the present invention also includes those configured by appropriately combining the respective constituent elements described above. Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, broader aspects of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible.
  • 1 Lighting device 2 Frame, 3 Light source holder, 4 Light source, 5 Cup lens, 5a Bottom surface, 5b Top surface, 5c Side surface, 5d Concave portion, 5e Wall surface, 5f Bottom surface, 5g Convex portion, 6 Rotating table, 7 Condensing lens Holding part, 8 condenser lens, 9 cover lens

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Abstract

実施形態の照明装置（１）は、光源（４）と、カップレンズ（５）と、集光レンズ（８）とを備える。前記光源（４）は、点状に発光する。前記カップレンズ（５）は、前記光源（４）の出射側に配置される。前記集光レンズ（８）は、前記カップレンズ（５）の出射側に配置される。前記カップレンズ（５）は、第１の外形の略円形の底面（５ａ）と、前記第１の外形よりも大きい第２の外形の略円形で、前記底面（５ａ）よりも出射側に光軸方向に離間した天面（５ｂ）と、前記底面（５ａ）と前記天面（５ｂ）とに連なる側面（５ｃ）と、前記底面（５ａ）の略中央に設けられ、前記光源（４）を収容する略円筒状の凹部（５ｄ）とを備える。

Description

照明装置
　本発明は、照明装置に関する。
　施設の天井等に設置される照明装置が知られている（例えば、特許文献１等を参照）。特許文献１に示される照明装置では、ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）等による光源がコーン状のリフレクタの短径側の開口内に配置され、光源およびリフレクタの光軸方向の前方には、光軸方向に移動可能なフレネルレンズ等の集光レンズが設けられている。光源と集光レンズとの間隔が変化することで、狭配光から広配光まで配光の制御が可能となっている。なお、リフレクタの表面は、正反射面（鏡面反射面）ではなく、白色等の拡散反射面となっている。
特開２０１５－２２５７９９号公報
　しかしながら、特許文献１に示される照明装置では、光軸から若干離れた領域（例えば、光軸から４０deg以上の領域）でグレア（眩輝、眩惑）が発生しやすく、中心付近（例えば、０～１０degの領域）の光束比率が高められないという問題があった。すなわち、光源から集光レンズに直接に入射した光は、集光レンズにより設計通りの配光に制御されるが、リフレクタで拡散反射された光は迷光としてあらゆる角度に飛んでいき、グレアの原因になる。また、迷光のほとんどは中心付近に飛んでいかないため、中心付近の光束を減らして光束比率を低下させる。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、グレアを低減させ、中心付近の光束比率を高めることのできる照明装置を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る照明装置は、光源と、カップレンズと、集光レンズとを備える。前記光源は、点状に発光する。前記カップレンズは、前記光源の出射側に配置される。前記集光レンズは、前記カップレンズの出射側に配置される。前記カップレンズは、第１の外形の略円形の底面と、前記第１の外形よりも大きい第２の外形の略円形で、前記底面よりも出射側に光軸方向に離間した天面と、前記底面と前記天面とに連なる側面と、前記底面の略中央に設けられ、前記光源を収容する略円筒状の凹部とを備える。
　本発明の一態様に係る照明装置は、グレアを低減させ、中心付近の光束比率を高めることができる。
図１は、一実施形態にかかる照明装置の外観斜視図である。 図２は、図１におけるＹ－Ｙ断面図である。 図３Ａは、カップレンズの平面図である。 図３Ｂは、カップレンズの底面図である。 図３Ｃは、カップレンズの正面図である。 図３Ｄは、図３ＡにおけるＹ－Ｙ断面図である。 図４Ａは、カップレンズと集光レンズとの間隔により配光が変えられる例を示す図（１）である。 図４Ｂは、カップレンズと集光レンズとの間隔により配光が変えられる例を示す図（２）である。 図５Ａは、出射面に凸部が設けられたカップレンズの例を示す図である。 図５Ｂは、図５Ａのカップレンズによる出射面の明るさの例を示す図である。 図６Ａは、出射面に凸部がなくフラットなカップレンズの例を示す図である。 図６Ｂは、図６Ａのカップレンズによる出射面の明るさの例を示す図である。 図７Ａは、出射面に凸部がある場合とない場合とにおける配光分布の例を示す図（１）である。 図７Ｂは、出射面に凸部がある場合とない場合とにおける配光分布の例を示す図（２）である。 図８Ａは、出射面に傾斜部があるカップレンズによる端部付近の光の広がりの例を示す図（１）である。 図８Ｂは、出射面に傾斜部があるカップレンズによる端部付近の光の広がりの例を示す図（２）である。 図９Ａは、出射面に傾斜部がないカップレンズによる端部付近の光の広がりの例を示す図（１）である。 図９Ｂは、出射面に傾斜部がないカップレンズによる端部付近の光の広がりの例を示す図（２）である。 図１０は、カップレンズの形状の設計の例を示す図である。 図１１は、比較例の照明装置の構成を示す断面図である。 図１２Ａは、比較例において配光を変える例を示す図（１）である。 図１２Ｂは、比較例において配光を変える例を示す図（２）である。 図１３Ａは、入射面が入光に対して凸で出射面がフラットなカップレンズの例を示す図である。 図１３Ｂは、図１３Ａのカップレンズによる光源からの光の経路の例を示す図である。 図１３Ｃは、図１３Ａのカップレンズによる出射面の明るさの例を示す図である。 図１４Ａは、入射面がフラットで出射面がフラットなカップレンズの例を示す図である。 図１４Ｂは、図１４Ａのカップレンズによる光源からの光の経路の例を示す図である。 図１４Ｃは、図１４Ａのカップレンズによる出射面の明るさの例を示す図である。 図１５Ａは、入射面が入光に対して凹で出射面がフラットなカップレンズの例を示す図である。 図１５Ｂは、図１５Ａのカップレンズによる光源からの光の経路の例を示す図である。 図１５Ｃは、図１５Ａのカップレンズによる出射面の明るさの例を示す図である。 図１６Ａは、入射面がフラットで出射面が出射側に凸のカップレンズの例を示す図である。 図１６Ｂは、図１６Ａのカップレンズによる光源からの光の経路の例を示す図である。 図１６Ｃは、図１６Ａのカップレンズによる出射面の明るさの例を示す図である。 図１７Ａは、入射面がフラットで出射面がすり鉢状のカップレンズの例を示す図である。 図１７Ｂは、図１７Ａのカップレンズによる光源からの光の経路の例を示す図である。 図１７Ｃは、図１７Ａのカップレンズによる出射面の明るさの例を示す図である。 図１８Ａは、入射面が入光に対して凹で出射面がすり鉢状のカップレンズの例を示す図である。 図１８Ｂは、図１８Ａのカップレンズによる光源からの光の経路の例を示す図である。 図１８Ｃは、図１８Ａのカップレンズによる出射面の明るさの例を示す図である。 図１９Ａは、入射面が入光に対して凸で出射面がすり鉢状のカップレンズの例を示す図である。 図１９Ｂは、図１９Ａのカップレンズによる光源からの光の経路の例を示す図である。 図１９Ｃは、図１９Ａのカップレンズによる出射面の明るさの例を示す図である。
　以下、実施形態に係る照明装置について図面を参照して説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、１つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。
（構成）
　図１は、一実施形態にかかる照明装置１の外観斜視図である。図２は、図１におけるＹ－Ｙ断面図である。なお、各図における部材の配置関係を明確にするたに座標軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が図示されているが、かかる座標軸は、一般に高さ方向をＺ軸とする３次元空間とは関係なく、照明装置１は任意の姿勢で用いられることができる。
　図１および図２において、照明装置１は、フレーム２と、光源保持部３と、光源４と、カップレンズ５と、回転台６と、集光レンズ保持部７と、集光レンズ８と、カバーレンズ９とを備えている。なお、フレーム２の下端には、ヒートシンクや、支持アーム等が設けられるが、図示は省略されている。
　フレーム２は、略円筒状である。光源保持部３は、略円板状であり、フレーム２の一端（図における下端）の中央に配置されている。光源保持部３の中央にはＬＥＤ等の点状に発光する光源４が配置されている。カップレンズ５は、光源４の出射側に、光源４を包み込むように配置されている。カップレンズ５の詳細については後述する。
　回転台６は、従来製品の回転するリフレクタが再利用されたものであり、コーン状の反射面６ａと、この反射面６ａを支える略円筒状の支持壁６ｂとを有している。反射面６ａは、本実施形態では、光を反射する目的としては使用されていない。回転台６は、フレーム２の一端（図における下端）に配置されており、光源４の光軸と一致する回転の軸を中心に、図示しないモータ等により駆動されて回転可能となっている。
　集光レンズ保持部７は、略円筒状であり、一端（図における下端）が回転台６の外側の支持壁６ｂに係合している。回転台６の外側の支持壁６ｂの外面には図示しない螺旋状の溝が設けられ、集光レンズ保持部７の筒の内面には図示しないピンが設けられ、支持壁６ｂの溝に集光レンズ保持部７のピンが係合し、回転台６が回転することで、回転方向に応じ集光レンズ保持部７が図における上方向または下方向に移動する。
　集光レンズ８は、例えば略円板状のフレネルレンズであり、集光レンズ保持部７の他端（図における上端）側に固定されている。カバーレンズ９は、略円板状の透明な板であり、フレーム２の他端（図における上端）側に固定されている。
　図３Ａは、カップレンズ５の平面図である。図３Ｂは、カップレンズ５の底面図である。図３Ｃは、カップレンズ５の正面図である。図３Ｄは、図３ＡにおけるＹ－Ｙ断面図である。
　図３Ａ～図３Ｄにおいて、カップレンズ５は、第１の外形の略円形の底面５ａと、第１の外形よりも大きい第２の外形の略円形で、底面５ａよりも出射側に光軸方向に離間した天面５ｂと、底面５ａと天面５ｂとに、略円筒面状の縁部５ｉおよび略環状の段部５ｊを介して連なる略円錐面状の側面５ｃとを有している。また、底面５ａの略中央には、光源４（図２）を収容する略円筒状の凹部５ｄが設けられている。凹部５ｄは、入射面を形成する壁面５ｅおよび底面（天面）５ｆを備えている。
　また、天面５ｂの略中央には、出射面の一部として、略半球状の凸部５ｇが設けられている。更に、天面５ｂの外周部から中央に向けて入射側に傾斜する略円錐面状の傾斜部５ｈが設けられており、傾斜部５ｈの中心側は凸部５ｇに連なっている。凸部５ｇと傾斜部５ｈは、一方または両方が省略される場合がある。
（配光制御）
　図４Ａおよび図４Ｂは、カップレンズ５と集光レンズ８との間隔により配光が変えられる例を示す図である。図４Ａは、カップレンズ５と集光レンズ８との間隔が広く設定された状態を示しており、カップレンズ５の出射光は集光レンズ８の有効径まで広がり、集光レンズ８によってほぼ平行光に屈折され、狭角の配光となる。
　図４Ｂは、カップレンズ５と集光レンズ８との間隔が狭く設定された状態を示しており、カップレンズ５の出射光は集光レンズ８によって充分に屈折されず、光軸から広がった状態となり、広角の配光となる。例えば、集光レンズ８が図４Ａにおける位置と図４Ｂにおける位置との間で調整されることで、所望の配光に調整が可能である。
（カップレンズの出射面の凸部）
　図５Ａは、出射面に凸部５ｇが設けられたカップレンズ５－０１の例を示す図である。図５Ｂは、図５Ａのカップレンズ５－０１による出射面の明るさの例を示す図である。なお、図２～図４Ｂのカップレンズ５と異なり、凸部５ｇのみの効果を示すために、出射面に傾斜部５ｈは設けられていない。
　図６Ａは、出射面に凸部がなくフラットなカップレンズ５－０２の例を示す図である。図６Ｂは、図６Ａのカップレンズ５－０２による出射面の明るさの例を示す図である。
　図６Ａでは光源４からの出射光が出射面の中心の周辺付近においても光軸から広がってしまっているため、図６Ｂのように中心の周辺付近における明るさが目立ち、見栄えが悪くなっている。
　これに対し、図５Ａでは光源４からの出射光が出射面の中心の周辺付近において光軸側に集光されるため、図５Ｂのように中心の周辺付近における明るさが抑えられ、見栄えが改善している。
　図７Ａおよび図７Ｂは、出射面に凸部がある場合とない場合とにおける配光分布の例を示す図であり、図７Ｂは図７Ａにおける太枠部分の拡大図である。図７Ａおよび図７Ｂにおいて、凸部がない場合に比べ、凸部がある場合は、光軸方向である角度０への集光の度合いが強まっている。
（カップレンズの出射面の傾斜部）
　図８Ａおよび図８Ｂは、出射面に傾斜部５ｈがあるカップレンズ５による端部付近の光の広がりの例を示す図であり、図８Ａはカップレンズ５と集光レンズ８との間隔が広く設定された状態、図８Ｂはカップレンズ５と集光レンズ８との間隔が狭く設定された状態である。
　図９Ａおよび図９Ｂは、出射面に傾斜部がないカップレンズ５－０３による端部付近の光の広がりの例を示す図であり、図９Ａはカップレンズ５－０３と集光レンズ８との間隔が広く設定された状態、図９Ｂはカップレンズ５－０３と集光レンズ８との間隔が狭く設定された状態である。
　一般論として、カップレンズからの出射光の配光は、光軸から外側に広がる設計とされている。カップレンズが大型化していくと、その後段にある集光レンズの有効径とカップレンズの外径サイズとの差が小さくなるため、集光レンズに入射する光の角度（法線方向に対する角度）は小さくなる。集光レンズに入射する光の角度が小さくなると、集光レンズがカップレンズに近づく広角の配光時、集光レンズへの入射位置の変化量が小さく、広角の配光を実現することが難しくなる。
　そこで、本実施形態では、図８Ａおよび図８Ｂのように、カップレンズ５を小型化し、出射面に傾斜部５ｈを設け、カップレンズ５の配光の角度θ１を大きくしている。図９Ａおよび図９Ｂでは、カップレンズ５－０３が図８Ａおよび図８Ｂよりも大きく、カップレンズ５の配光の角度θ２が図８Ａおよび図８Ｂよりも小さい。これにより、図８Ａおよび図８Ｂの実施形態では、カップレンズ５と集光レンズ８との距離を変化させた場合に、集光レンズ８に入射する領域（光が入射する最外周の径）を大きく変化させることができる。この結果、カップレンズ５に対して集光レンズ８を所定の距離内で変位させた場合に、配光角を大きく変化させることができ、特に広角の配光時のコントロールが容易となる。また、カップレンズ５を小型化することによっても、カップレンズ５と集光レンズ８との距離が大きくなり、この点でも配光時のコントロールが容易になる。
（カップレンズの設計例）
　図１０は、カップレンズ５の形状の設計の例を示す図である。図１０に示されるように、「光源からの出射角度」に応じ、「カップレンズからの出射角度」が設定され、その設定に従って光が反射・屈折されるようにカップレンズ５の各部の面の形状が決定される。例えば、「光源からの出射角度」が１０degの場合のように、光源４から直上方向に出射する光は、凹部５ｄの底面５ｆ（図３Ｄ）の内側カーブと、凸部５ｇ（図３Ｄ）の外側カーブとで屈折されて出射するので、光が０degで出射するように、それらの面の形状が決定される。また、例えば、「光源からの出射角度」が４０degのように、光源４から寝た方向に出射する光は、側面５ｃ（図３Ｄ）の外側カーブの内面で全反射し、傾斜部５ｈ（図３Ｄ）の外側カーブで屈折されて出射するので、光が２３．５degで出射するように、それらの面の形状が決定される。
（比較例）
　図１１は、比較例の照明装置１’の構成を示す断面図である。図１１において、フレーム２’、光源保持部３’、光源４’、回転台６’、反射面６ａ’、支持壁６ｂ’、集光レンズ保持部７’、集光レンズ８’、カバーレンズ９’は、図２のフレーム２、光源保持部３、光源４、回転台６、反射面６ａ、支持壁６ｂ、集光レンズ保持部７、集光レンズ８、カバーレンズ９に対応している。異なるのは、カップレンズ５が設けられていないことと、反射面６ａ’が光源４’からの光を反射するために用いられていることである。
　図１１において、光源４’から光Ｌ１’のように集光レンズ８’に直接に入射する光は設計通りの配光に制御されるが、光Ｌ２’、Ｌ３’のように反射面６ａ’で拡散反射された光は迷光としてあらゆる角度に飛んでいき、グレアの原因になる。また、迷光のほとんどは中心付近に飛んでいかないため、中心付近の光束を減らして光束比率を低下させる。その結果、光軸から若干離れた領域（例えば、光軸から４０deg以上の領域）でグレア（眩輝、眩惑）が発生しやすく、中心付近（例えば、０～１０degの領域）の光束比率が高められないという問題があった。
　図１２Ａおよび図１２Ｂは、比較例において配光を変える例を示す図である。図１２Ａは、光源４’および反射面６ａ’と集光レンズ８’との間隔が広く設定された状態を示しており、光源４’の出射光は集光レンズ８’の有効径まで広がり、集光レンズ８’によってほぼ平行光に屈折され、狭角の配光となる。図１２Ｂは、光源４’および反射面６ａ’と集光レンズ８’との間隔が狭く設定された状態を示しており、光源４’の出射光は集光レンズ８’によって充分に屈折されず、光軸から広がった状態となり、広角の配光となる。
（光束比率）
　図１１～図１２Ｂに示された比較例と、図１～図４Ｂに示された実施形態との、光軸に対する角度毎の光束比率と、その累計が表１に示されている。比較例では４０～９０degの漏れ光の光束比率が２４．４３％であったのに対し、実施形態では７．６％に減少している。漏れ光の減少により、グレアが低減する。また、比較例では０～１０degの中心付近の光束比率が３１．３０％であったのに対し、実施形態では約２倍の５９．５％に増大している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（色ムラの低減）
　一般照明の分野では、演出の際などに、ＲＧＢ（Red、Green、Blue）の光源を利用した、白色以外の色が照射可能な「カラー照明」が利用される場合がある。ここで、光源には、赤色、緑色、青色に対応する発光波長の異なる複数のＬＥＤ等の発光素子が使用されるが、この場合、発光波長の異なる発光素子が微小ではあるが離間して配置されることに起因して充分に混色が行われず、照射面に色ムラが発生しやすい。
　装置の構成は図１～図４Ｂに示された照明装置１と同様であるが、光源４は、発光波長の異なる複数のＬＥＤ等の発光素子が多灯配置されたものとなる。また、カップレンズ５の基本的な形状は同様であるが、入射面と出射面のそれぞれについて、色ムラを低減させる観点から異なる点がある。
　図１３Ａは、入射面Ｉが入光に対して凸で出射面Ｏがフラットなカップレンズ５－１１の例を示す図である。より正確には、前述の図３Ｄにおけるカップレンズ５の凹部５ｄの底面５ｆが入光に対して凸となっており、凸部５ｇおよび傾斜部５ｈがなく、天面５ｂがフラットに延びている。以下、図１９Ｃまでの説明において、入射面Ｉは、図３Ｄにおけるカップレンズ５の凹部５ｄの底面５ｆの部分を指すものとする。また、出射面Ｏは、図３Ｄにおけるカップレンズ５の天面５ｂ、凸部５ｇおよび傾斜部５ｈの部分を指すものとする。
　図１３Ｂは、図１３Ａのカップレンズ５－１１による光源４からの光の経路の例を示す図である。図１３Ｃは、図１３Ａのカップレンズ５－１１による出射面Ｏの明るさの例を示す図である。
　図１４Ａは、入射面Ｉがフラットで出射面Ｏがフラットなカップレンズ５－１２の例を示す図である。図１４Ｂは、図１４Ａのカップレンズ５－１２による光源４からの光の経路の例を示す図である。図１４Ｃは、図１４Ａのカップレンズ５－１２による出射面Ｏの明るさの例を示す図である。
　図１５Ａは、入射面Ｉが入光に対して凹で出射面Ｏがフラットなカップレンズ５－１３の例を示す図である。図１５Ｂは、図１５Ａのカップレンズ５－１３による光源４からの光の経路の例を示す図である。図１５Ｃは、図１５Ａのカップレンズ５－１３による出射面Ｏの明るさの例を示す図である。
　図１６Ａは、入射面Ｉがフラットで出射面Ｏが出射側に凸のカップレンズ５－１４の例を示す図である。図１６Ｂは、図１６Ａのカップレンズ５－１４による光源４からの光の経路の例を示す図である。図１６Ｃは、図１６Ａのカップレンズ５－１４による出射面Ｏの明るさの例を示す図である。
　図１７Ａは、入射面Ｉがフラットで出射面Ｏが（傾斜部を有する）すり鉢状のカップレンズ５－１５の例を示す図である。図１７Ｂは、図１７Ａのカップレンズ５－１５による光源４からの光の経路の例を示す図である。図１７Ｃは、図１７Ａのカップレンズ５－１５による出射面Ｏの明るさの例を示す図である。
　図１８Ａは、入射面Ｉが入光に対して凹で出射面Ｏがすり鉢状のカップレンズ５－１６の例を示す図である。図１８Ｂは、図１８Ａのカップレンズ５－１６による光源４からの光の経路の例を示す図である。図１８Ｃは、図１８Ａのカップレンズ５－１６による出射面Ｏの明るさの例を示す図である。
　図１９Ａは、入射面Ｉが入光に対して凸で出射面Ｏがすり鉢状のカップレンズ５－１７の例を示す図である。図１９Ｂは、図１９Ａのカップレンズ５－１７による光源４からの光の経路の例を示す図である。図１９Ｃは、図１９Ａのカップレンズ５－１７による出射面Ｏの明るさの例を示す図である。
　図１３Ａ、図１４Ａ、図１５Ａでは、カップレンズ５－１１、５－１２、５－１３の出射面Ｏがフラットであるのに対し、入射面Ｉの形状が異なっており、図１３Ａでは入光に対して凸、図１４Ａではフラット、図１５Ａでは入光に対して凹となっている。それぞれの光の経路を示す図１３Ｂ、図１４Ｂ、図１５Ｂと、出射面Ｏの明るさを示す図１３Ｃ、図１４Ｃ、図１５Ｃとから明らかなように、入射面Ｉをフラットとした図１４Ａのカップレンズ５－１２と、入射面Ｉを凹とした図１５Ａのカップレンズ５－１３とでは中央部の拡散性が上がり、カップレンズ５－１２、５－１３から出射された段階で色ムラが低減される。最終的な照明装置としての照射面も、外周部の色ムラが緩和され、色差Δu’v’も０．００５まで低下したことが確認されている。
　また、図１６Ａのように、出射面Ｏが凸、入射面Ｉがフラットのカップレンズ５－１４の場合は、色ムラが目立ったものとなる。この場合、図１４Ａのように出射面Ｏをフラットとし、または、図１７Ａのように出射面Ｏをすり鉢状とすることで、ミキシングの効果が得られ、色ムラが低減する。
　出射面Ｏがすり鉢状の場合（図１７Ａ、図１８Ａ、図１９Ａ）、入射面Ｉに関しては、図１８Ａのように凹の場合は色ムラ低減の効果があるが、図１９Ａのように凸の場合は色ムラが悪化してしまう。
　以上より、光源から出射する光の混色の観点からは、カップレンズ５の入射面Ｉは、フラットな面または入射側に対して凹となる面であることが望ましい。また、カップレンズ５の出射面Ｏは、フラットな面またはすり鉢状の面であることが望ましい。なお、カップレンズ５の入射面Ｉと出射面Ｏの形状によって最終的な照射面の中央部分の色ムラを完全に消すことはできず、完全に消し去るには、集光レンズ８とさらにその上に取り付けられるカバーレンズ９の拡散性を上げる必要がある場合がある。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
　以上のように、実施形態に係る照明装置は、点状に発光する光源と、光源の出射側に配置されるカップレンズと、カップレンズの出射側に配置される集光レンズとを備え、カップレンズは、第１の外形の略円形の底面と、第１の外形よりも大きい第２の外形の略円形で、底面よりも出射側に光軸方向に離間した天面と、底面と天面とに連なる側面と、底面の略中央に設けられ、光源を収容する略円筒状の凹部とを備える。これにより、グレアを低減させ、中心付近の光束比率を高めることができる。すなわち、光源から出た光はカップレンズにより設計通りに集光レンズに集めることができ、迷光が発生しないためグレアを低減させる。また、迷光となっていた光を中心付近に集めることができ、光束比率を高めることができる。
　また、集光レンズは、フレネルレンズである。これにより、集光レンズを薄型で実現することができ、照明装置を小型化することができる。
　また、集光レンズは、光源およびカップレンズに対して、光軸方向に移動可能に支持される。これにより、狭配光から広配光まで配光の制御が可能となる。
　また、カップレンズは、天面の略中央に設けられる凸部を有する。これにより、出射面の中心の周辺付近の光を集光し、中心の周辺付近の光が広がって見栄えが悪くなる問題を解消することができる。
　また、カップレンズは、天面の外周部から中央に向けて入射側に傾斜する傾斜部を有する。これにより、カップレンズからの出射光を光軸からより広がったものとすることができ、集光レンズとカップレンズとの間隔の調整による配光制御が容易になるとともに、カップレンズの小型化が図れる。
　また、光源は、発光波長の異なる複数の発光素子が多灯配置され、カップレンズの入射面となる凹部の底面は、フラットな面または入射側に対して凹となる面である。これにより、発光波長の異なる複数のＬＥＤ等の発光素子が多灯配置された光源が用いられる場合であっても、色ムラを低減させることができる。
　また、光源は、発光波長の異なる複数の発光素子が多灯配置され、カップレンズの出射面となる天面は、フラットな面またはすり鉢状の面である。これにより、発光波長の異なる複数のＬＥＤ等の発光素子が多灯配置された光源が用いられる場合であっても、色ムラを低減させることができる。
　また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
　１　照明装置，２　フレーム，３　光源保持部，４　光源，５　カップレンズ，５ａ　底面，５ｂ　天面，５ｃ　側面，５ｄ　凹部，５ｅ　壁面，５ｆ　底面，５ｇ　凸部，６　回転台，７　集光レンズ保持部，８　集光レンズ，９　カバーレンズ

Claims (7)

  1. 　点状に発光する光源と、
    　前記光源の出射側に配置されるカップレンズと、
    　前記カップレンズの出射側に配置される集光レンズと、
    を備え、
    　前記カップレンズは、
    　第１の外形の略円形の底面と、
    　前記第１の外形よりも大きい第２の外形の略円形で、前記底面よりも出射側に光軸方向に離間した天面と、
    　前記底面と前記天面とに連なる側面と、
    　前記底面の略中央に設けられ、前記光源を収容する略円筒状の凹部と、
    を備える照明装置。
  2. 　前記集光レンズは、フレネルレンズである、
    請求項１に記載の照明装置。
  3. 　前記集光レンズは、前記光源および前記カップレンズに対して、光軸方向に移動可能に支持される、
    請求項１または２に記載の照明装置。
  4. 　前記カップレンズは、前記天面の略中央に設けられる凸部を有する、
    請求項１～３のいずれか一つに記載の照明装置。
  5. 　前記カップレンズは、前記天面の外周部から中央に向けて入射側に傾斜する傾斜部を有する、
    請求項１～４のいずれか一つに記載の照明装置。
  6. 　前記光源は、発光波長の異なる複数の発光素子が多灯配置され、
    　前記カップレンズの入射面となる前記凹部の底面は、フラットな面または入射側に対して凹となる面である、
    請求項１～３のいずれか一つに記載の照明装置。
  7. 　前記光源は、発光波長の異なる複数の発光素子が多灯配置され、
    　前記カップレンズの出射面となる前記天面は、フラットな面またはすり鉢状の面である、
    請求項１～３、６のいずれか一つに記載の照明装置。
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