JP6914091B2 - Light source device and lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、光の進行方向を変えるレンズを備える光源装置及び光源装置を用いた照明装置に関する。 The present invention relates to a light source device including a lens that changes the traveling direction of light and a lighting device using the light source device.
従来、光源として例えばLED(Light Emitting Diode)といった発光素子を用いた光源装置が知られている。光源装置は、例えばレンズ等の光学部品を用いて、光源から出射された光を所定の方向に放射して配光を制御する。特許文献1には、保持部と屈折制御部と反射制御部とを有する光学レンズを備えたLED照明装置が開示されている。特許文献1において、保持部は、ベースに保持される部材である。屈折制御部は、基準点からの光に対して光軸を基準とした所定角度の範囲内の光成分を屈折によって配光制御する。反射制御部は、基準点からの光のうち所定角度の範囲外の光成分を光学レンズ内部に導き、反射面における全反射によって配光制御する。特許文献1では、反射制御部が屈折制御部の外周に設けられている。特許文献2には、フランジ部と出射面と外周面とを有する光束制御部材を備えた発光装置が開示されている。特許文献2において、フランジ部は、ホルダに保持される部材である。出射面は、基準点からの光に対して光軸を基準とした所定角度の範囲内の光成分を屈折によって配光制御する。外周面は、光軸方向に延びて形成されており、基準点からの光のうち所定角度の範囲外の光成分を光学レンズ内部に導き、全反射によって配光制御する。
Conventionally, a light source device using a light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) as a light source is known. The light source device controls the light distribution by radiating the light emitted from the light source in a predetermined direction by using an optical component such as a lens.
しかしながら、特許文献1に開示されたLED照明装置において、反射制御部に入射した光が反射面に入射することなく保持部に入射してしまう光が存在する。保持部に入射した光は、配光制御されないため、所定の方向に放射されない。このため、LED照明装置全体として、光の利用効率が低下する。また、特許文献2に開示された発光装置は、光源から出射された光をできるだけ外周面で反射させて光の利用効率を上げるために、外周面の光軸方向の大きさを大きくしている。このため、レンズの厚さが厚くなり、レンズが大型化する。
However, in the LED lighting device disclosed in
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、レンズを大型化することなく光の利用効率を向上させる光源装置及び光源装置を用いた照明装置を提供するものである。 The present invention has been made against the background of the above problems, and provides a light source device for improving light utilization efficiency without enlarging the lens and a lighting device using the light source device.
本発明に係る光源装置は、光を出射する光源と、光源の出射側に設けられ、光源から出射された光が入射する入射面と、入射面から入射した光が出射する出射面とが形成され、光の進行方向を変えるレンズと、を備え、レンズは、出射面に突出して形成され、光源から出射された光を光源の光軸方向に屈折させる屈折制御部と、入射面に突出して形成され、光源から出射された光を光軸に沿った方向に反射させる反射制御部と、を有し、屈折制御部の屈折端部から光軸までの距離が、反射制御部の反射端部から光軸までの距離より長く、屈折制御部は、光源から出射された光を光軸方向に屈折させる屈折面を有し、反射制御部は、光源から出射された光を光軸から離れる方向に屈折させる第1の面と、第1の面の外側に形成され、第1の面で屈折した光を屈折制御部側に反射させる第2の面と、を有し、第1の面に入射した光の一部は、直接屈折制御部に到達する。 The light source device according to the present invention is formed with a light source that emits light, an incident surface that is provided on the exit side of the light source and is incident with the light emitted from the light source, and an exit surface from which the light incident from the incident surface is emitted. The lens is provided with a lens that changes the traveling direction of the light, and the lens is formed so as to project from the emitting surface, and a refraction control unit that refracts the light emitted from the light source in the optical axis direction of the light source and a lens projecting from the incident surface. It has a reflection control unit that is formed and reflects the light emitted from the light source in a direction along the optical axis, and the distance from the refraction end portion of the refraction control unit to the optical axis is the reflection end portion of the reflection control unit. rather longer than the distance to the optical axis from the refractive controller has a refractive surface that refracts light emitted from the light source in the optical axis direction, the reflection control unit leaves the light emitted from the light source from the optical axis It has a first surface that is refracted in the direction and a second surface that is formed outside the first surface and reflects the light refracted by the first surface toward the refraction control unit side. A part of the light incident on the refraction control unit directly reaches the refraction control unit .
本発明によれば、屈折制御部における光軸から離れる側の屈折端部から光軸までの距離が、反射制御部における光軸から離れる側の反射端部から光軸までの距離より長い。このため、反射制御部に入射した光は、屈折制御部に確実に到達する。従って、反射制御部を大きくせずに、配光制御が行われる光を増加させることができる。このように、レンズを大型化することなく、光の利用効率を向上させることができる。 According to the present invention, the distance from the refraction end portion on the side away from the optical axis of the refraction control unit to the optical axis is longer than the distance from the reflection end portion on the side away from the optical axis in the reflection control unit to the optical axis. Therefore, the light incident on the reflection control unit surely reaches the refraction control unit. Therefore, it is possible to increase the amount of light for which light distribution control is performed without increasing the reflection control unit. In this way, it is possible to improve the light utilization efficiency without increasing the size of the lens.
実施の形態1.
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。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、図2は、実施の形態1に係る光源装置1を示す上面図である。この図1及び図2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、筐体16と、光源10と、基板11と、光源ホルダ15と、コネクタ13と、ワイヤ12と、レンズ20とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the light source device and the lighting device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view showing the
図3は、実施の形態1に係る光源装置1を示す断面図であり、図2のA−A断面図である。図3に示すように、筐体16は、有底円筒状の部材であり、内部に、光源10、基板11、光源ホルダ15、レンズ20、コネクタ13及びワイヤ12が収容される。光源10は、光を出射するものであり、例えば白色光を照射するものであって、LEDチップ上に蛍光体が塗布された構造を備える。光源10は、例えば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。光源10は、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。なお、光源10は、LEDに限らず、LD(Laser Diode)等でもよいし、1つの発光面の面積が大きい発光素子でもよい。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the
基板11は、例えば正方形で板状のセラミックス基板であり、筐体16の底面に取り付けられている。また、基板11上には光源10が実装されている。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、鉄又はアルミニウム等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11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11は、金属基板と比べて安価である。光源ホルダ15は、円筒状の部材であり、内部に光源10が収納されている。
The
光源ホルダ15は、基板11上に取り付けられており、これにより、光源10は筐体16に保持される。光源ホルダ15の内壁の一端側は、外側に向けて拡径されたテーパ―状をなしており、光源10から出射された光をレンズ20側に導くアパーチャ15aとなっている。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410(図示せず)が接続された部材である。ワイヤ12は、コネクタ13と基板11とを接続する部材である。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410から電力が供給されている。
The
レンズ20は、例えば円板状の部材であり、光源10の正面、即ち出射側に設けられ、光源10から出射された光の進行方向を変える。レンズ20には、入射面24aと出射面24bとが形成されている。入射面24aは、光源10から出射された光が入射する面である。出射面24bは、入射面24aから入射した光が出射する面である。レンズ20は、例えばアクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂等の透光性を有する材料から構成されており、例えば射出成形法によって製造される。なお、レンズ20は、例えば回転対称の形状をなしている。レンズ20は、保持部24と、屈折制御部21と、反射制御部22とを有している。
The
保持部24は、例えば平板状の部材であり、厚さが略均一である。保持部24は、屈折制御部21の外側に設けられており、両端部が筐体16の端部に固定されている。これにより、レンズ20が筐体16に保持される。レンズ20は、保持部24と筐体16とが固定されることによって位置決めされており、光軸14とレンズ20の回転軸とは一致又は略一致している。また、入射面24aの中央部には、入光面25が形成されており、入光面25は、光源10から出射された光が入射する略平坦の面である。入光面25は、光源10から出射された光を光軸14に沿った方向に屈折させる。
The holding
屈折制御部21は、出射面24bに形成され、光源10から出射された光を光軸14に沿った方向に屈折させる屈折面21aを有する部材である。屈折制御部21は、光源10から離れる方向に突出した凸状をなしている。また、屈折制御部21は、光源10の光軸14から離れるほど厚みが薄くなっており、即ち屈折面21aは曲面形状をなしている。
The
反射制御部22は、入射面24aに形成され、光源10から出射された光を光軸14に沿った方向に屈折させる部材である。反射制御部22は、光源10に近づく方向に突出した凸状をなしている。反射制御部22は、第1の面22aと、中間面22bと、第2の面122cとを有している。第1の面22aは、入光面25の端部に接続され、略垂直又は入光面25から離れるほど光軸14から離れる方向に若干傾いて光源10側に延びる面である。第1の面22aは、光源10から出射された光を光軸14から離れる方向に屈折させる。
The
中間面22bは、第1の面22aの外側の端部に接続され、光軸14に対し略垂直、即ち光軸14から離れる方向に略水平に延びる面である。第2の面22cは、中間面22bの外側の端部に接続され、中間面22bから離れるほど光軸14から離れる方向に傾いて屈折制御部21側に延びる面である。第2の面22cは、第1の面22aで屈折した光を屈折制御部21側に反射させる。
The
ここで、屈折制御部21と反射制御部22との径方向の長さについて説明する。屈折制御部21における光軸14から離れる側の屈折端部Rから光軸14までの距離Lrは、反射屈折部における光軸14から離れる側の反射端部Qから光軸14までの距離Lqより長い。即ち、屈折制御部21の径は、反射制御部22の径より長い。次に、光源10の中心Pと、反射端部Qと、屈折端部Rとの位置関係について説明する。屈折端部Rは、中心Pと反射端部Qとを結ぶ延長線Tよりも光軸14から離れる位置に設けられている。
Here, the radial lengths of the
次に、図3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。図3では、光の経路として、光源10の中心から出射された光S1及びL1の経路と、光源10の端部から出射された光M1の経路とを例示する。
Next, the light path of the
先ず、光軸14からの角度が大きい光S1の経路について説明する。図3に示すように、光S1は、反射制御部22の第1の面22aからレンズ20内に入射する。第1の面22aに入射した光S1は、光軸14から離れる方向に屈折され、レンズ20内に入射する。レンズ20内に入射した光S1は、反射制御部22の第2の面122cに到達し、全反射したのちに、屈折制御部21に到達する。屈折制御部21に到達した光S1は、屈折面21aにおいて屈折され、光軸14に沿った方向に向けて角度を変えてレンズ20から出射される。
First, the path of the light S1 having a large angle from the
次に、光軸14からの角度が小さい光L1の経路について説明する。光L1は、入光面25からレンズ20内に入射する。入光面25に入射した光L1は、光軸14に沿った方向に屈折され、レンズ20内に入射する。レンズ20内に入射した光L1は、屈折制御部21に到達する。屈折制御部21に到達した光L1は、屈折面21aにおいて屈折され、光軸14に沿った方向に向けて角度を変えてレンズ20から出射される。
Next, the path of the light L1 having a small angle from the
そして、光源10の端部から出射された光M1の経路について説明する。光M1は、反射制御部22の第1の面22aからレンズ20内に入射する。第1の面22aに入射した光M1は、光軸14から離れる方向に屈折され、レンズ20内に入射する。レンズ20内に入射した光M1は、反射制御部22の第2の面122cに当たることなく、屈折制御部21に到達する。屈折制御部21に到達した光M1は、屈折面21aにおいて屈折され、光軸14に沿った方向に向けて角度を変えてレンズ20から出射される。
Then, the path of the light M1 emitted from the end of the
図4は、実施の形態1に係る光源装置1の配光分布を示すグラフである。次に、光源装置1によって得られた配光分布について説明する。図4では、本実施の形態1の光源装置1の配光分布を実線で示し、比較例として本実施の形態1のレンズ20を用いない光源装置1の配光分布を破線で示す。図4において、横軸は、光軸14からの傾き角度を示し、光軸14方向を0度とする。縦軸は、比較例における光源装置1の角度0度の光度を100とした場合の相対光度を示す。図4に示すように、比較例における光源装置1の配光分布は、ほぼ完全拡散の状態である。これに対し、本実施の形態1に係る光源装置1の配光分布は、角度0度付近の光度が増加し、角度0度付近に集光している。
FIG. 4 is a graph showing the light distribution distribution of the
本実施の形態1によれば、屈折制御部21における光軸14から離れる側の屈折端部Rから光軸14までの距離が、反射制御部22における光軸14から離れる側の反射端部Qから光軸14までの距離より長い。このため、反射制御部22に入射した光は、屈折制御部21に確実に到達する。従来の光源装置では、反射制御部に入射した光が反射面に入射せずに保持部に入射してしまう光が存在する。保持部に入射した光は、配光制御されないため、所定の方向に放射されず、光の利用効率が低下する。また、従来の光源装置では、光源から出射された光をできるだけ外周面で反射させて光の利用効率を上げるために、外周面を大きくしている。このため、レンズの厚さが厚くなり、レンズが大型化する。
According to the first embodiment, the distance from the refraction end portion R on the side of the
これに対し、本実施の形態1は、反射制御部22に入射した光は、屈折制御部21に確実に到達する。屈折端部Rから光軸14までの距離Lrが、反射端部Qから光軸14までの距離Lqより長いため、反射制御部22に入射した光は、第2の面122cに当たらなくても、屈折制御部21に確実に到達する。このように、第2の面122cで捉えきれなかった光も、屈折制御部21で配光制御することができる。従って、反射制御部22を大きくせずに、配光制御が行われる光を増加させることができる。このように、レンズ20を大型化することなく、光の利用効率を向上させることができる。
On the other hand, in the first embodiment, the light incident on the
また、屈折端部Rは、光源10の中心Pと反射端部Qとを結ぶ延長線Tよりも光軸14から離れる位置に設けられている。このため、反射制御部22に入射後に第2の面122cに当たらないすれすれの位置である反射端部Qを通過する光も、屈折制御部21の屈折面21aに到達する。従って、反射制御部22を大きくせずに、配光制御が行われる光を増加させることができる。これにより、光制御性が高い光源装置1を得ることができる。
Further, the refraction end portion R is provided at a position away from the
更に、レンズ20は、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。なお、光源10の配置、レンズ20の外形及び光源装置1の形状は、楕円形又は多角形等でもよい。
Further, the
実施の形態2.
図5は、実施の形態2に係る光源装置100を示す断面図である。本実施の形態2は、レンズ120が凹部123を有している点で、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。
Embodiment 2.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the
図5に示すように、レンズ120において、凹部123は、反射制御部122の外周に形成されている。凹部123は、反射制御部122の第2の面122cと、第3の面123aと、第4の面123bとを有している。第2の面122cは、実施の形態1と異なり、入射面24aよりも出射面24b側に向かって延びている。第3の面123aは、第2の面122cの端部に接続され、光軸14に対し略垂直、即ち光軸14から離れる方向に略水平に延びる面である。第4の面123bは、第3の面123aの端部に接続され、第3の面123aから光軸14に対し略平行に延びる面である。
As shown in FIG. 5, in the
次に、図5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。図5では、光の経路として、光源10の中心から出射された光S1及びL1の経路と、光源10の端部から出射された光M2の経路とを例示する。なお、光S1及び光L1の経路は、実施の形態1の光S1及び光L1の経路と同様であるため、説明を省略する。
Next, the light path of the
光源10の端部から出射された光M2の経路について説明する。光M2は、反射制御部122の第1の面122aからレンズ120内に入射する。第1の面122aに入射した光M2は、光軸14から離れる方向に屈折され、レンズ120内に入射する。レンズ120内に入射した光M2は、凹部123側に延長された反射制御部122の第2の面122cに到達し、全反射したのちに、屈折制御部121に到達する。屈折制御部121に到達した光S1は、屈折面121aにおいて屈折され、光軸14に沿った方向に向けて角度を変えてレンズ120から出射される。
The path of the light M2 emitted from the end of the
本実施の形態2によれば、レンズ120が凹部123を有しているため、反射制御部122の第2の面122cの面積を広げることができる。このため、反射制御部122で制御される光の量が増加する。このように、配光制御される光の量を維持しつつ、屈折制御部121の径を小さくすることができる。これにより、光を所定の方向に出射する上での光制御性が高いレンズ120を小型化することができる。また、屈折制御部121の径は、凹部123の径よりも大きい。このため、凹部123が形成される上で、屈折制御部121と凹部123の第4の面123bとの厚さが大きい。従って、射出成形時に、屈折制御部121と第4の面123bとの間に、樹脂が流動し易い。よって、レンズ120の製造が容易になる。
According to the second embodiment, since the
実施の形態3.
図6は、実施の形態3に係る光源装置200を示す断面図である。本実施の形態3は、レンズ220がフレネルレンズである点で、実施の形態1と相違する。本実施の形態3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。
Embodiment 3.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the
図6に示すように、入光面225は、光軸14から離れるほど厚みが薄くなる凸形状をなしている。屈折制御部221は、第1の屈折面221aと、接続面221bと、第2の屈折面221cとを有している。第1の屈折面221aは、屈折制御部221において光源10から離れるほど厚みが薄くなっている部分であり、曲面形状をなす面である。第1の屈折面221aは、光源10から出射された光を光軸14に沿った方向に屈折させる。接続面221bは、第1の屈折面221aの端部に接続され、光軸14に対し略平行に屈折制御部221側に延びる面である。第2の屈折面221cは、接続面221bの端部に接続され、光源10から離れるほど厚みが薄くなる方向に曲がった曲面形状をなす面である。第2の屈折面221cは、光源10から出射された光を光軸14に沿った方向に屈折させる。
As shown in FIG. 6, the
反射制御部222は、第1の内側面222aと、第2の内側面222bと、第1の外側面222cと、第2の外側面222dとを有している。第1の内側面222aは、入光面25の端部に接続され、略垂直又は入光面225から離れるほど光軸14から離れる方向に若干傾いて光源10側に延びる面である。第1の内側面222aは、光源10から出射された光を光軸14から離れる方向に屈折させる。第2の内側面222bは、第1の内側面222aの端部に接続され、第1の内側面222aから離れるほど光軸14から離れる方向に傾いて屈折制御部221側に延びる面である。第2の内側面222bは、第1の内側面222aで屈折した光を屈折制御部221側に反射させる。
The
第1の外側面222cは、第2の内側面222bの端部に接続され、略垂直又は入光面225から離れるほど光軸14から離れる方向に若干傾いて光源10側に延びる面である。第1の外側面222cは、光源10から出射された光を光軸14から離れる方向に屈折させる。第2の外側面222dは、第1の外側面222cの端部に接続され、第1の外側面222cから離れるほど光軸14から離れる方向に傾いて屈折制御部221側に延びる面である。第2の外側面222dは、第1の外側面222cで屈折した光を屈折制御部221側に反射させる。
The first
なお、本実施の形態3においても、屈折制御部221における光軸14から離れる側の屈折端部Rから光軸14までの距離Lrは、反射制御部222における光軸14から離れる側の反射端部Qから光軸14までの距離Lqより長い。即ち、屈折制御部221の径は、反射制御部222の径より長い。
Also in the third embodiment, the distance Lr from the refraction end portion R on the side of the
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。図6では、光の経路として、光源10の中心から出射された光S1、L1、M1及びM2の経路を例示する。
Next, the light path of the
先ず、光軸14からの角度が大きい光S1の経路について説明する。図6に示すように、光S1は、反射制御部222の第1の外側面222cからレンズ220内に入射する。第1の外側面222cに入射した光S1は、光軸14から離れる方向に屈折され、レンズ220内に入射する。レンズ220内に入射した光S1は、反射制御部222の第2の外側面222dに到達し、全反射したのちに、屈折制御部221に到達する。屈折制御部221に到達した光S1は、第2の屈折面221cにおいて屈折され、光軸14に沿った方向に向けて角度を変えてレンズ220から出射される。
First, the path of the light S1 having a large angle from the
次に、光軸14からの角度が小さい光L1の経路について説明する。光L1は、入光面225からレンズ220内に入射する。入光面225に入射した光L1は、光軸14に沿った方向に屈折され、レンズ220内に入射する。レンズ220内に入射した光L1は、屈折制御部221に到達する。屈折制御部221に到達した光L1は、第1の屈折面221aにおいて屈折され、光軸14に沿った方向に向けて角度を変えてレンズ220から出射される。
Next, the path of the light L1 having a small angle from the
そして、光軸14からの角度が光S1と光L1と中間である光M1の経路について説明する。光M1は、反射制御部222の第1の外側面222cからレンズ220内に入射する。第1の外側面222cに入射した光M1は、光軸14から離れる方向に屈折され、レンズ220内に入射する。レンズ220内に入射した光M1は、反射制御部222の第2の外側面222dに当たることなく、屈折制御部221に到達する。屈折制御部221に到達した光M1は、第2の屈折面221cにおいて屈折され、光軸14に沿った方向に向けて角度を変えてレンズ220から出射される。
Then, the path of the light M1 whose angle from the
更に、光軸14からの角度が光M1と光L1と中間である光M2の経路について説明する。光M2は、反射制御部222の第1の内側面222aからレンズ220内に入射する。第1の内側面222aに入射した光M2は、光軸14から離れる方向に屈折され、レンズ220内に入射する。レンズ220内に入射した光M2は、反射制御部222の第2の内側面222bに到達し、全反射したのちに、屈折制御部221に到達する。屈折制御部221に到達した光S1は、第2の屈折面221cにおいて屈折され、光軸14に沿った方向に向けて角度を変えてレンズ220から出射される。
Further, the path of the light M2 whose angle from the
本実施の形態3によれば、レンズ220は、フレネルレンズであり、屈折制御部221は、複数の屈折面を有し、反射制御部222は、複数の第1の面及び複数の第2の面を有する。このため、レンズ220の厚みを薄くしても、光軸14からの角度が大きい光を所定の方向に導くように制御することができる。即ち、本実施の形態3は、薄型で光の制御性が高いレンズ220を実現することができる。
According to the third embodiment, the
実施の形態4.
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、図8は、実施の形態4に係る光源装置300を示す上面図である。本実施の形態4は、直線状の光源装置300である点で、実施の形態1及び2と相違する。本実施の形態4では、実施の形態1及び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及び2との相違点を中心に説明する。
Embodiment 4.
FIG. 7 is an exploded perspective view showing the
図7及び図8に示すように、筐体316は、中空部316aを有する一方向に延びる直方体状の部材であり、中空部316aに、複数の光源310、基板311、レンズ320、コネクタ13及びワイヤ12が収容される。複数の光源310は、光を出射するものであり、基板311上に2列に直線状に実装されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
図9は、実施の形態4に係る光源装置300を示す断面図であり、図8のB−B断面図である。図9に示すように、レンズ320の断面形状は、実施の形態2のレンズ320の断面形状と同様であるが、実施の形態4においては、レンズ320が回転対称ではなく、筐体316の長手方向に延在している。また、実施の形態2の中間面122bは省略されている。なお、入光面325には、光を拡散させる拡散部325aが設けられている。拡散部325aは、例えばシボ加工による拡散処理が施されることによって形成される。これにより、離散的に配置された光源310に起因する輝度むらを解消することができる。レンズ320は、保持部324と筐体316とが固定されることによって位置決めされている。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the
本実施の形態4によれば、1平面内の配光制御性を高めた小型直線状の光源装置300を実現することができる。また、レンズ320の表面には、光を拡散させる拡散部325aが設けられている。これにより、離散的に配置された光源310に起因する輝度むらを解消し、照射面の明るさむらの緩和及び色むらの軽減を図ることができる。
According to the fourth embodiment, it is possible to realize a compact linear
実施の形態5.
図10は、実施の形態5に係る照明装置400を示す斜視図である。本実施の形態5に係る照明装置400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装置である。
Embodiment 5.
FIG. 10 is a perspective view showing the
図10に示すように、照明装置400は、光源装置1と、ヒートシンク430と、枠420と、電源410と、ケーブル440とを備えている。ヒートシンク430は、光源装置1の筐体16と一体的に設けられており、光源10から発生する熱を放出する機能を有する。ヒートシンク430及び筐体16は、例えばアルミニウム製である。枠420は、レンズ20の出射面側において筐体16に取り付けられる筒状の部材であり、例えば樹脂製である。電源410は、光源装置1に所定の電力を供給する装置である。ケーブル440は、電源410とコネクタ13(図1参照)とを接続する部材である。
As shown in FIG. 10, the
本実施の形態5に係る照明装置400は、実施の形態1に係る光源装置1を備えている。実施の形態1に係る光源装置1は、小型で高効率であるため、照射範囲をより明るく照らし、且つコンパクトな照明装置400を実現することができる。また、光源装置1のレンズ20によって、光源10から出射された光が集光されているため、枠420に当たる光が少ない。従って、枠420の輝度を低下させることができる。これにより、照明装置400において発生する可能性のあるグレア現象といった眩しさを低減することができる。
The
なお、照明装置400は、実施の形態1に係る光源装置1に限らず、実施の形態2〜4に係る光源装置を用いてもよい。また、照明装置400は、天井等に取り付けられるだけではなく、卓上に設置されるものでもよいし、壁に固定されるものでもよいし、車両のヘッドライト等のそのほかの用途に用いられてもよい。また、光源10及び基板11からなる光源モジュールとヒートシンク430との間には、熱伝導グリース又は熱伝導シート等の熱伝導材を介在させてもよいし、接着材を介在させてもよい。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、接着材の使用が適宜決定される。
The
(変形例)
図11は、変形例におけるレンズ520を示す断面図である。図11に示すように、レンズ520の屈折制御部521は、非球面形状をなしている。即ち、屈折制御部521において、反射制御部522に対向する位置の勾配が緩やかに形成されている。変形例では、屈折制御部521が非球面形状をなしているため、反射制御部522の第1の面522aを介して屈折制御部521に入射する光と、入光面525を介して屈折制御部521に入射する光との配光ずれを軽減することができる。
(Modification example)
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the
また、反射制御部522の第2の面522c等の各面は、用途及び目的に応じて所望の配光分布となるように、直線に限らず曲線となるように適宜設定されてもよい。
Further, each surface of the
1 光源装置、10 光源、11 基板、12 ワイヤ、13 コネクタ、14 光軸、15 光源ホルダ、15a アパーチャ、16 筐体、20 レンズ、21 屈折制御部、21a 屈折面、22 反射制御部、22a 第1の面、22b 中間面、22c 第2の面、24 保持部、24a 入射面、24b 出射面、25 入光面、100 光源装置、120 レンズ、121 屈折制御部、121a 屈折面、122 反射制御部、122a 第1の面、122b 中間面、122c 第2の面、123 凹部、123a 第3の面、123b 第4の面、200 光源装置、220 レンズ、221 屈折制御部、221a 第1の屈折面、221b 接続面、221c 第2の屈折面、222 反射制御部、222a 第1の内側面、222b 第2の内側面、222c 第1の外側面、222d 第2の外側面、225 入光面、300 光源装置、310 光源、311 基板、316 筐体、316a 中空部、320 レンズ、321 屈折制御部、321a 屈折面、322 反射制御部、322a 第1の面、322c 第2の面、323 凹部、 323a 第3の面、323b 第4の面、324 保持部、324a 入射面、324b 出射面、325 入光面、325a 拡散部、400 照明装置、410 電源、420 枠、430 ヒートシンク、440 ケーブル、520 レンズ、521 屈折制御部、521a 屈折面、522 反射制御部、522a 第1の面、522b 中間面、522c 第2の面、524 保持部、524a 入射面、524b 出射面、525 入光面。 1 light source device, 10 light sources, 11 boards, 12 wires, 13 connectors, 14 optical axes, 15 light source holders, 15a apertures, 16 housings, 20 lenses, 21 refraction control units, 21a refraction surfaces, 22 reflection control units, 22a th. 1 surface, 22b intermediate surface, 22c second surface, 24 holding part, 24a incident surface, 24b exit surface, 25 incoming surface, 100 light source device, 120 lens, 121 refraction control unit, 121a refraction surface, 122 reflection control Unit, 122a first surface, 122b intermediate surface, 122c second surface, 123 recess, 123a third surface, 123b fourth surface, 200 light source device, 220 lens, 221 refraction control unit, 221a first refraction Surface, 221b connection surface, 221c second refraction surface, 222 reflection control unit, 222a first inner surface, 222b second inner surface, 222c first outer surface, 222d second outer surface, 225 entrance surface , 300 light source device, 310 light source, 311 substrate, 316 housing, 316a hollow part, 320 lens, 321 refraction control unit, 321a refraction surface, 322 reflection control unit, 322a first surface, 322c second surface, 323 recess , 323a 3rd surface, 323b 4th surface, 324 holding part, 324a incident surface, 324b exit surface, 325 light receiving surface, 325a diffuser, 400 lighting device, 410 power supply, 420 frame, 430 heat sink, 440 cable, 520 lens, 521 refraction control unit, 521a refraction surface, 522 reflection control unit, 522a first surface, 522b intermediate surface, 522c second surface, 524 holding unit, 524a incident surface, 524b exit surface, 525 incoming surface.
Claims (10)
前記光源の出射側に設けられ、前記光源から出射された光が入射する入射面と、前記入射面から入射した光が出射する出射面とが形成され、光の進行方向を変えるレンズと、を備え、
前記レンズは、
前記出射面に突出して形成され、前記光源から出射された光を前記光源の光軸方向に屈折させる屈折制御部と、
前記入射面に突出して形成され、前記光源から出射された光を前記光軸に沿った方向に反射させる反射制御部と、を有し、
前記屈折制御部の屈折端部から前記光軸までの距離が、前記反射制御部の反射端部から前記光軸までの距離より長く、
前記屈折制御部は、
前記光源から出射された光を前記光軸方向に屈折させる屈折面を有し、
前記反射制御部は、
前記光源から出射された光を前記光軸から離れる方向に屈折させる第1の面と、
前記第1の面の外側に形成され、前記第1の面で屈折した光を前記屈折制御部側に反射させる第2の面と、を有し、
前記第1の面に入射した光の一部は、直接、前記屈折制御部に到達する
光源装置。 A light source that emits light and
A lens provided on the exit side of the light source to form an incident surface on which the light emitted from the light source is incident and an exit surface on which the light incident from the incident surface is emitted to change the traveling direction of the light. Prepare,
The lens is
A refraction control unit that is formed so as to project from the exit surface and refracts the light emitted from the light source in the optical axis direction of the light source.
It has a reflection control unit that is formed so as to project from the incident surface and reflects light emitted from the light source in a direction along the optical axis.
The distance from the refracting edge of the refractive controller to said optical axis, rather longer than the distance to the optical axis from the reflective end of the reflection control unit,
The refraction control unit
It has a refracting surface that refracts the light emitted from the light source in the optical axis direction.
The reflection control unit
A first surface that refracts the light emitted from the light source in a direction away from the optical axis, and
It has a second surface formed on the outside of the first surface and reflecting the light refracted by the first surface toward the refraction control unit side.
A light source device in which a part of the light incident on the first surface directly reaches the refraction control unit.
請求項1記載の光源装置。 The light source device according to claim 1, wherein the refraction end portion is provided at a position away from the optical axis from an extension line connecting the light source and the reflection end portion.
前記屈折制御部の外側に設けられる保持部を更に有する
請求項1又は2記載の光源装置。 The lens is
The light source device according to claim 1 or 2, further comprising a holding unit provided outside the refraction control unit.
前記屈折制御部は、複数の前記屈折面を有し、
前記反射制御部は、複数の前記第1の面及び複数の前記第2の面を有する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の光源装置。 The lens is a Fresnel lens.
The refraction control unit has a plurality of the refraction surfaces.
The light source device according to any one of claims 1 to 3, wherein the reflection control unit has a plurality of the first surface and a plurality of the second surfaces.
前記入射面よりも前記出射面側に向かって延びている
請求項3又は4記載の光源装置。 The second surface is
The light source device according to claim 3 or 4 , wherein the light source device extends from the entrance surface toward the exit surface side.
回転対称の形状をなしている
請求項1〜5のいずれか1項に記載の光源装置。 The lens is
The light source device according to any one of claims 1 to 5 , which has a rotationally symmetric shape.
前記レンズは、
前記筐体の長手方向に沿って延在する形状をなしている
請求項1〜5のいずれか1項に記載の光源装置。 A housing that houses the light source and the lens and extends in one direction is further provided.
The lens is
The light source device according to any one of claims 1 to 5 , which has a shape extending along the longitudinal direction of the housing.
非球面形状をなしている
請求項1〜7のいずれか1項に記載の光源装置。 The refraction control unit
The light source device according to any one of claims 1 to 7 , which has an aspherical shape.
光を拡散させる拡散部が設けられている
請求項1〜8のいずれか1項に記載の光源装置。 On the surface of the lens
The light source device according to any one of claims 1 to 8 , wherein a diffusing portion for diffusing light is provided.
照明装置。 A lighting device including the light source device according to any one of claims 1 to 9.
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