CN108980778A - 透镜及照明器具 - Google Patents

Abstract

目的是提供一种能够抑制照射面上的不匀、并且能够抑制光的损失的透镜及照明器具。透镜(100)具有形成于光射出侧的透镜构造、和形成于光入射侧的光入射面(132)上的多个凸部(121)及多个凹部(122)，多个凸部(121)形成于光入射面(101)的规定的位置。

Description

透镜及照明器具

技术领域

本发明涉及透镜及具备该透镜的照明器具。

背景技术

在下照灯或聚光灯等照明器具中，有时为了控制从光源射出的光的配光而使用光学零件。作为这样的光学零件，例如已知有菲涅耳透镜等的透镜。

以往，作为这种透镜，在专利文献1中公开了一种具有形成于光射出侧的以同心圆环状突出的多个透镜部、和形成于光入射侧的面(光入射面)上的龟甲图案的许多凸部的菲涅耳透镜。在专利文献1所公开的菲涅耳透镜中，通过将具有曲率半径大的入射面的凸部(龟甲)配置在光入射面的外周区域，抑制了从菲涅耳透镜射出的光的照射面上的不匀。

专利文献1：日本特开2009－205872号公报

发明内容

但是，在光射出侧形成有透镜部的以往的透镜中，有发生光的损失的问题。

本发明是为了解决这样的问题而做出的，目的是提供一种能够抑制照射面上的不匀、并且抑制光的损失的透镜及照明器具。

为了达到上述目的，有关本发明的透镜的一技术方案具有：透镜构造，形成于光射出侧；以及多个凸部及多个凹部，形成于光入射侧的光入射面；上述多个凸部形成于上述光入射面的规定的位置。

此外，有关本发明的照明器具的一技术方案具备：上述透镜；以及光源，与上述透镜的上述光入射面对置地配置。

发明效果

能够抑制照射面上的不匀，并且抑制光的损失。

附图说明

图1是有关实施方式的照明器具的外观图。

图2是有关实施方式的照明器具的剖视图。

图3是将有关实施方式的透镜从光射出侧观察时的立体图。

图4是将有关实施方式的透镜从光入射侧观察时的立体图。

图5是有关实施方式的透镜的剖视图。

图6是将有关实施方式的透镜从光入射侧观察时的平面图。

图7是用来说明有关实施方式的透镜的与入射角对应的射出角的图。

图8是用来说明比较例1的透镜的光学作用的示意图。

图9是用来说明有关实施方式的透镜的光学作用的示意图。

图10是关于入射到比较例2的透镜中的光的光线解析图。

图11是关于入射到有关实施方式的透镜中的光的光线解析图。

图12是用来说明关于在有关实施方式的透镜的光入射面上形成的凸部的正交角θ1与入射角θ2的关系的图。

图13是用来说明关于在有关实施方式的透镜的光入射面上形成的凹部的正交角θ3与入射角θ4的关系的图。

图14是有关实施方式的透镜的部分放大剖视图。

图15是将有关变形例的透镜从光射出侧观察时的立体图。

图16是有关变形例的透镜的剖视图。

图17是将有关变形例的透镜从光入射侧观察时的平面图。

图18是用来说明比较例3的透镜的光学作用的示意图。

图19是用来说明有关变形例的透镜的光学作用的示意图。

图20是关于入射到比较例3的透镜中的光的光线解析图。

图21是关于入射到比较例4的透镜中的光的光线解析图。

图22是关于入射到有关变形例的透镜中的光的光线解析图。

标号说明

1照明器具

100、100A透镜

101光入射面

101a第1光入射面

110、110A透镜部

111第1透镜部

111a透镜控制面

112第2透镜部

112a透镜控制面

121凸部

122凹部

200光源

400筒状部件

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，以下说明的实施方式都表示本发明的优选的一具体例。因而，在以下的实施方式中表示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态等是一例，不是限定本发明的意思。因此，关于以下的实施方式的构成要素中的、在表示本发明的最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，设为任意的构成要素进行说明。

另外，各图是示意图，并不一定被严格地图示。因而，例如在各图中比例尺等也不一定一致。此外，在各图中，对于实质上相同的结构赋予相同的标号，将重复的说明省略或简略化。

(实施方式)

使用图1及图2对有关实施方式的照明器具1的结构进行说明。图1是有关实施方式的照明器具1的外观图。图2是该照明器具1的剖视图。

照明器具1例如是将照明光向下方(例如地板或地面、墙壁等)照射的下照灯，被设置在建筑物的顶棚等。照明器具1例如被埋入配设于顶棚的开口部。

如图1及图2所示，照明器具1具备透镜100、光源200、器具主体300、筒状部件400、框体500和安装部件600。

本实施方式的照明器具1是通用下照灯，构成为，能够使照明光的照射方向变化。具体而言，配置有光源200的器具主体300以能够变更相对于照射面的姿势的方式可转动地支承于框体500。由此，通过变更器具主体300的相对于照射面的姿势，能够使照明器具1的光的照射方向变化。

以下，对照明器具1的各构成要素详细地说明。另外，在本实施方式中，将光源200的光射出侧设为前方侧。

[透镜]

透镜100(透镜零件)是对入射的光的配光进行控制的透光性的光学部件。在本实施方式中，透镜100是将向透镜100入射的光聚光的聚光透镜。此外，透镜100是形成于光射出侧的透镜构造被菲涅耳化的菲涅耳透镜。

如图2所示，透镜100配置在光源200的前方。具体而言，透镜100与光源200隔开规定的间隔而配置在光源200的光射出侧。因而，透镜100控制从光源200射出而向透镜100入射的光的配光。透镜100例如将从光源200射出的光变为准直。透镜100的光轴J优选的是与光源200的光轴大致一致。

透镜100由规定的形状形成，以便具有规定的透镜作用。此外，透镜100使用透光性材料形成。具体而言，透镜100使用丙烯或聚碳酸酯等的透明树脂材料或玻璃材料等的透明材料，用模具等成形为规定的形状。

这里，使用图3～图6对透镜100的具体的形状进行说明。图3是将有关实施方式的透镜100从光射出侧观察时的立体图。图4是将该透镜100从光入射侧观察时的立体图。图5是该透镜100的剖视图。图6是将该透镜100从光入射侧观察时的平面图。另外，在图6的放大图中，凹部122的各点表示凹部122的中心。

如图3～图6所示，透镜100具有作为透镜构造而形成于光射出侧的多个透镜部110、形成于光入射侧的光入射面101的多个凸部121及多个凹部122、和形成于光入射侧的环状的突出部130。

在本实施方式中，透镜100以形成有多个凸部121及多个凹部122的光入射面101与光源200面对的方式配置。因而，透镜100的光入射侧是光源200侧，透镜100的光射出侧是与光源200侧相反侧。

如图3及图5所示，多个透镜部110构成透镜100的波带，形成为同心圆环状。多个透镜部110分别以向外方突出的方式形成。多个透镜部110控制从由突出部130构成的圆柱凹部131的内表面入射的光的配光。

多个透镜部110由第1透镜部111和波带状的多个第2透镜部112构成。

第1透镜部111是位于透镜100的中心部的中央透镜部。第1透镜部111具有作为对光的配光进行控制的光控制面的透镜控制面111a(菲涅耳控制面)。透镜控制面111a是透镜100的光射出面，对穿过的光赋予折射等的透镜作用。在本实施方式中，第1透镜部111是向从光源200远离的方向突出的凸透镜。因而，第1透镜部111对从光源200入射到透镜100中的光赋予聚光作用。

第1透镜部111的表面(透镜控制面111a)的形状例如是大致球面，但并不限于此。第1透镜部111的中心轴是透镜100的中心轴(光轴J)，优选的是与光源200的光轴大致一致。

多个第2透镜部112分别是将第1透镜部111以同心环状包围的环状透镜部。各第2透镜部112是形成透镜100中的锯齿状的截面的部分。各第2透镜部112在剖视中是大致三角形状，随着从光源200远离而变得尖细。各第2透镜部112的中心轴优选的是与光源200的光轴大致一致。

多个第2透镜部112分别具有作为对光的配光进行控制的光控制面的透镜控制面112a(菲涅耳控制面)、和将相邻的2个第2透镜部112的透镜控制面112a连接的透镜壁面112b(菲涅耳壁面)。透镜控制面112a及透镜壁面112b是透镜100的光射出面，对穿过的光赋予折射等的透镜作用。在本实施方式中，透镜控制面112a构成为，对从光源200入射到透镜100中的光赋予聚光作用。

环状的突出部130形成于透镜100的光入射侧(光源200侧)的外周部。具体而言，如图2所示，突出部130以将光源200包围的方式朝向光源200侧突出。在本实施方式中，突出部130如图5所示，在剖视中是大致三角形，随着朝向光源200侧而变得尖细。

此外，通过在透镜100形成突出部130，在透镜100形成作为圆柱状的凹部的圆柱凹部131。圆柱凹部131形成为，向从光源200离开的方向凹陷。

由突出部130构成的圆柱凹部131形成于与光源200对置的位置。具体而言，如图2所示，圆柱凹部131设置为，将光源200的发光部220覆盖。从光源200射出的光向圆柱凹部131入射。因而，如图5所示，圆柱凹部131的内表面是来自光源200的光入射的面，为透镜100的光入射面101。

光入射面101具有作为圆柱凹部131的内表面中的圆柱凹部131的底面的第1光入射面101a、和作为圆柱凹部131的内表面中的圆柱凹部131的侧面的第2光入射面101b。

第1光入射面101a是与光源200的发光部220面对的主光入射面，是以光源200的光轴为法线的面。具体而言，第1光入射面101a在平面视中是大致圆形的面。在透镜100中，第1光入射面101a与多个透镜部110背对。

第2光入射面101b是圆柱凹部131的侧面，并且是突出部130的内表面。具体而言，第2光入射面101b是大致圆柱面。另外，突出部130的外表面是将从第2光入射面101b入射到突出部130中的光全反射的光反射面102。突出部130的前端部构成第2光入射面101b与光反射面102的连接部。

多个凸部121及多个凹部122形成于光入射面101中的第1光入射面101a。在本实施方式中，多个凸部121各自是倒凹窝(dimple)形状，多个凸部121各自的表面为凸球面(例如半球面)。此外，多个凹部122各自是凹窝形状，多个凹部122各自的表面为凹球面(例如半球面)。

如图4所示，多个凸部121及多个凹部122构成第1光入射面101a的凹凸构造，以铺满第1光入射面101a的方式混杂形成。即，多个凸部121及多个凹部122在第1光入射面101a的大致整面上形成有无数个。

这样，通过在作为圆柱凹部131的底面的第1光入射面101a形成多个凸部121及多个凹部122，能够使入射到第1光入射面101a中的光扩散。由此，能够抑制从透镜100射出的光的照射面上的不匀。

此外，虽然没有图示，但优选的是在作为圆柱凹部131的侧面的第2光入射面101b形成从突出部130的前端部到第1光入射面101a(底面)以直线状延伸的流槽(日文原文：樋)状的微小凹部。该微小凹部例如沿着第2光入射面101b的周向连续地形成有多个。

这样，通过在第2光入射面101b形成微小凹部，能够使入射到第2光入射面101b中的光扩散，所以能够进一步抑制从透镜100射出的光的照射面上的不匀。

形成于第1光入射面101a上的多个凸部121及多个凹部122如图5及图6所示，以成为规定的分布的方式被区分排列在第1光入射面101a的规定的位置。

具体而言，多个凸部121形成于第1光入射面101a的规定的位置，多个凹部122形成于第1光入射面101a的形成有多个凹部122的区域以外的位置。

在本实施方式中，如图5所示，多个凸部121在透镜100的光轴J的方向(光轴方向)上，形成于与作为相邻的2个透镜部110的边界区域的透镜部边界区域重叠的位置。即，多个凸部121和透镜部110的透镜部边界区域处于经由透镜100的基部而对置的位置关系。

这里，相邻的2个透镜部110的边界本身，是在相邻的2个透镜部110中将一方的透镜部110的透镜控制面112a与另一方的透镜部110的透镜壁面112b连接的部分(菲涅耳拐点)。即，相邻的2个透镜部110的边界在第1光入射面101a的平面视中是圆环线状。因而，相邻的2个透镜部110的透镜部边界区域是包括相邻的2个透镜部110的边界和其周边区域的区域(相邻的2个透镜部110的凹陷周边部分)，是圆环状的区域。

这样，通过将多个凸部121配置在与相邻的2个透镜部110的边界区域(菲涅耳拐点附近)重叠的位置，能够抑制透镜100中的光的损失。

此外，如图5所示，多个凸部121形成于在第1光入射面101a的内侧区域A1及外侧区域A2之中位于外侧区域A2的透镜部边界区域。如图6所示，外侧区域A2是将内侧区域A1包围的区域。在本实施方式中，内侧区域A1是圆形的区域，外侧区域A2是一定宽度的环形的区域。

在本实施方式中，多个凸部121形成于外侧区域A2，而没有形成于内侧区域A1。即，在内侧区域A1中，仅形成有多个凸部121及多个凹部122中的多个凹部122。

由此，能够在第1光入射面101a的中央部附近配置多个凹部122，所以能够将来自光源200的光扩散而有效地减少照射面的中央区域中的不匀。

这里，如图7所示，如果设从透镜部110的透镜控制面111a及112a(光控制面)射出的光相对于透镜100的中心的射出角为α，则内侧区域A1与外侧区域A2的边界处于满足3°≤α≤10°的位置。即，内侧区域A1与外侧区域A2的边界位于相对于从光源200入射的入射角θ而言射出角α距中心为3°以上10°以下的范围中。

此外，如图5及图6所示，在本实施方式中，第1光入射面101a中的多个凸部121构成为以环状排列的凸部环状排列部。具体而言，凸部环状排列部中的多个凸部121沿着圆环状的透镜部边界区域被排列为圆环状。圆环状的凸部环状排列部沿着2条透镜部边界区域形成。即，圆环状的凸部环状排列部以同心圆环状形成有2条。

在2条凸部环状排列部的各自中，多个凸部121是将凸部121被以一列排列为环状的1条环状列作为基本列、并将该基本列以同心圆状排列多个而成的结构。另外，在本实施方式中，在2条凸部环状排列部的各自中，多个凸部121是将基本列排列了多个而成的结构(在图6中为2列和4列)，但也可以是各1列。

另一方面，多个凹部122以铺满第1光入射面101a之中没有形成多个凸部121的区域的方式形成。在本实施方式中，第1光入射面101a中的多个凹部122在内侧区域A1中构成为以圆形状分布那样排列的凹部圆形排列部，在外侧区域A2中构成为以环状排列的凹部环状排列部。具体而言，凹部环状排列部中的多个凹部122被排列为圆环状。

在凹部圆形排列部及凹部环状排列部的各自中，多个凹部122是将凹部122被以一列排列为环状的1条环状列作为基本列、并将该基本列以同心圆状排列多个而成的结构。

这样，第1光入射面101a中的多个凸部121及多个凹部122将以一列排列为环状的1条环状列作为基本列而排列。并且，排列为环状的多个凸部121(基本列)和排列为环状的多个凹部122(基本列)形成为同心圆状。

另外，在本实施方式中，在外侧区域A2形成有凸部121及凹部122双方，但也可以仅形成有凸部121。但是，在外侧区域A2中，优选的是仅在与透镜部边界区域重叠的位置形成有凸部121。

这样构成的透镜100如图2所示，被固定在器具主体300。在本实施方式中，透镜100经由被固定在器具主体300的框状的安装部件600而被固定到器具主体300。具体而言，安装部件600以被嵌入到器具主体300的遮罩部320的内面中的方式被固定，透镜100被卡止于在该安装部件600的前方侧的开口端部设置的凹部610。如图3～图5所示，在透镜100的光射出侧的周缘部，形成有与安装部件600的凹部610卡止的凸缘部140。如图2所示，通过透镜100的凸缘部140被嵌入到安装部件600的凹部610中，能够将透镜100固定到安装部件600。另外，安装部件600例如是树脂制，但也可以是金属制。

[光源]

如图2所示，光源200与透镜100的光入射面101对置而配置。具体而言，光源200以光源200的发光面面对透镜100的第1光入射面101a的方式配置。

光源200配置于器具主体300。具体而言，被固定于器具主体300的固定部310。例如，光源200载置于固定部310的载置面，通过保持件等安装部件被安装到固定部310。

光源200是具有LED的LED光源(LED模块)。光源200是例如是释放白色光的白色LED光源。作为一例，光源200是COB(Chip On Board)构造，具有基板210和设置在基板210上的发光部220。发光部220具有安装在基板210上的LED和将LED封固的封固部件。

基板210是用来安装LED的安装基板，例如是陶瓷基板、树脂基板或金属基底基板等。另外，在基板，设置有用来从外部接受用于使LED发光的直流电力的一对电极端子、和用来向LED供给直流电力的金属布线。电极端子通过电线而与电源电路电连接。电源电路例如被内置在配置于器具主体300的外部的电源盒。

LED是发光元件的一例，例如是发出单色的可视光的裸芯片。具体而言，LED是如果被通电则发出蓝色光的蓝色LED芯片。LED例如在基板上以矩阵状配置有多个，通过形成在基板上的金属布线而相互电连接。另外，LED只要至少配置1个就可以。

封固部件例如是透光性树脂。本实施方式的封固部件作为将来自LED的光进行波长变换的波长变换材料而包含荧光体。封固部件例如是使荧光体分散在硅树脂中而成的含荧光体树脂。作为荧光体粒子，在LED是蓝色LED芯片的情况下，为了得到白色光，可以使用例如YAG系的黄色荧光体。在本实施方式中，封固部件以将全部的LED一齐封固的方式形成为圆形状，但也可以将多个LED按每个列以线状封固，也可以将各LED一个个地单独封固。

这样，本实施方式的光源200是由蓝色LED芯片和黄色荧光体构成的白色LED光源。黄色荧光体将蓝色LED芯片发出的蓝色光的一部分吸收，被激励而释放黄色光。并且，该黄色光与没有被黄色荧光体吸收的蓝色光混合而成为白色光，作为光源200的射出光而从封固部件(发光部)射出白色光。即，从发光部220射出白色光。

[器具主体]

如图2所示，器具主体300是安装光源200的基台。此外，器具主体300还作为将由光源200产生的热散热的热沉发挥功能。因而，器具主体300优选的是由铝等的金属材料或高热传导树脂等的热传导率高的材料构成。在本实施方式中，器具主体300整体是一体物，例如是由铝构成的铝压铸制。

在本实施方式中，器具主体300具备固定部310、遮罩部320和散热部330。

固定部310是供光源200固定的台状的部分。固定部310具有载置光源200的载置面。该载置面是固定部310的前方侧的面。此外，也可以在固定部310安装以将光源200包围的方式形成的反射体。由此，能够由反射体使从光源200向侧方射出的光反射而向透镜100入射。

遮罩部320是设置在固定部310的前方侧的筒状的部分。遮罩部320设置在固定部310的周缘。从遮罩部320的前方侧的开口端部射出照明器具1的射出光。

散热部330是将由光源200产生的热散热的部分。具体而言，散热部330是散热片，是设置在固定部310的后方侧的多个板状体。多个散热片以相互平行的方式立设在固定部310的背面。这样，通过在固定部310设置散热部330，能够将由光源200产生的热高效地散热。

这样构成的器具主体300为了变更照明器具1的光的照射方向而可转动(可摆头)地支承于框体500。具体而言，器具主体300构成为，相对于在顶棚的开口部固定的框体500的相对角度变化。在本实施方式中，器具主体300能够以与框体500的框部510的开口面平行的方向(在本实施方式中是水平方向)为转动轴转动。

具体而言，通过使拧入到在器具主体300的侧方设置的侧壁部340中的螺钉700沿着框体500的支承部520的狭缝移动，器具主体300转动。

[筒状部件]

如图1及图2所示，筒状部件400配置在透镜100的光射出侧，从透镜100射出的光经过筒状部件400的内部从筒状部件400的外部射出。

在本实施方式中，筒状部件400以筒状部件400的透镜100侧的端部接近于透镜100的光射出侧的端部的方式配置。具体而言，筒状部件400的透镜100侧的端部接近于透镜100的凸缘部140。此外，筒状部件400配置在器具主体300的遮罩部320的前方侧的内表面。筒状部件400例如被固定于遮罩部320。

筒状部件400例如可以使用聚碳酸酯或PBT等的树脂材料形成。另外，筒状部件400并不限于树脂制，也可以是金属制。

在本实施方式中，筒状部件400作为抑制眩光的遮挡件(baffle)发挥功能。因而，筒状部件400的内表面例如为作为眩光抑制面的黑色面。黑色的眩光抑制面例如可以通过对涂装为黑色的面实施消光处理来实现。此外，黑色的眩光抑制面也可以通过对涂装为黑色的面或由黑色的部件构成的面实施压纹加工来实现。另外，也可以是筒状部件400的整体由黑色树脂构成。

进而，在本实施方式中，为了进一步抑制筒状部件400的内表面上的眩光，在筒状部件400的内表面设有阶梯状的多个台阶部。

[框体]

如图1及图2所示，框体500以器具主体300能够转动的方式支承器具主体300。

在本实施方式中，框体500具有将器具主体300的遮罩部320包围的板状的框部510、和可转动地支承器具主体300的支承部520。支承部520是以从框部510的一部分立设的方式形成的支承臂。在支承部520，形成有沿着器具主体300的转动方向形成的狭缝。通过将螺钉700经由支承部520的狭缝拧入到器具主体300的侧壁部340的螺孔中，能够以器具主体300可相对于支承部520转动的状态将器具主体300固定到支承部520。框体500例如由金属板构成。

在将照明器具1向顶棚的开口部设置时，通过向圆筒状的金属制的固定部件(未图示)安装框体500，并将安装了框体500的固定部件固定到顶棚的开口部，能够将照明器具1固定到顶棚的开口部。在此情况下，可以通过设置在固定部件的外周面上的多个安装弹簧将固定部件固定到顶棚的开口部。

另外，该固定部件也可以是照明器具1的一部分。此外，也可以不使用固定部件，而通过将框体500直接固定到顶棚的开口部，来将照明器具1固定到顶棚的开口部。

[透镜的光学作用]

接着，使用图8及图9，与比较例1的透镜100X比较来说明有关本实施方式的透镜100的光学作用。图8是用来说明比较例1的透镜100X的光学作用的示意图。图9是用来说明有关实施方式的透镜100的光学作用的示意图。在图8及图9中，实线及虚线表示从光源200射出的光的轨迹。另外，在图9中，实线表示入射到凹部122中的光的轨迹，虚线表示入射到凸部121中的光的轨迹。

图8所示的比较例1的透镜100X相对于上述实施方式的透镜100，是在第1光入射面101a上没有形成凹部及凸部、第1光入射面101a为平坦面的构造。其以外的结构与上述实施方式的透镜100相同。

如图8所示，在比较例1的透镜100X中，从光源200射出的光向第1光入射面101a及第2光入射面101b入射，经过透镜100X而向透镜100X的外部射出。其中，虽然没有图示，但入射到第2光入射面101b的光经过突出部130内在光反射面102上全反射，从突出部130的光射出侧的面射出。

另一方面，如图8所示，入射到第1光入射面101a的光经过多个透镜部110向透镜100X的外部射出。在此情况下，在比较例1的透镜100X中，如图8所示，从多个透镜部110的透镜控制面112a射出的光(即被配光控制的光)向透镜壁面112b入射，发生光的损失。

此外，在比较例1的透镜100X中，存在透镜控制面112a中的无效区域(即入射的光达不到的区域)，结果，发生光的损失。

特别是，向第1光入射面101a入射的光中，越是向第1光入射面101a的外侧入射的光(即，从光源200向第1光入射面101a的入射角越大的光)，从透镜控制面112a射出的光越容易到达透镜壁面112b，并且，透镜控制面112a中的无效区域也变大。即，越是向第1光入射面101a的外侧入射的光，光的损失越大。

相对于此，如图9所示，在本实施方式的透镜100中，在第1光入射面101a上形成有多个凸部121及多个凹部122。由此，从光源200射出的光在入射到了第1光入射面101a时通过多个凸部121及多个凹部122而扩散。具体而言，入射到凸部121的光聚束，入射到凹部122的光发散。结果，当从透镜100射出的光被照射在照射面上时，能够抑制在照射面上发生不匀。

并且，在本实施方式的透镜100中，多个凸部121在透镜100的光轴方向上形成于与相邻的2个透镜部(第2透镜部112)的边界区域(菲涅耳拐点附近)重叠的位置。

由此，如图9所示，入射到凸部121的光通过凸部121聚光，所以能够抑制从多个透镜部110的透镜控制面112a射出的光向透镜壁面112b入射。结果，能够抑制光的损失。

进而，由于凸部121的大小小，所以构成凸部121的表面的凸球面的曲率半径大。因而，入射到凸部121的光在透镜控制面112a的近前结成焦点，朝向透镜控制面112a扩散。这样，入射到凸部121的光被凸部121聚光，能够使光达到透镜控制面112a的较大的区域。由此，能够使透镜控制面112a中的无效区域变小，使透镜控制面112a中的有效区域变大，所以能够抑制光的损失。

以上，根据本实施方式的透镜100，具有形成于光射出侧的作为透镜构造的多个透镜部110、和形成于光入射侧的光入射面101(第1光入射面101a)的多个凸部121及多个凹部122，多个凸部121形成于光入射面101的规定的位置。

由此，能够通过在光入射面101上混杂的多个凸部121及多个凹部122将入射到透镜100的光扩散，所以能够抑制从透镜100射出的光在照射面上的不匀。并且，由于多个凸部121形成于光入射面101的规定的位置，所以能够抑制光的损失。这样，根据本实施方式的透镜100，能够抑制从透镜100射出的光在照射面上的不匀，并且能够抑制光的损失。由此，能够在透镜100的光轴方向上将光高效地取出，并且能够兼顾照射面上的不匀的抑制和总光通量的提高。

特别是，在本实施方式的透镜100中，形成于光射出侧的透镜构造是以同心圆环状突出的多个透镜部110，多个凸部121在透镜100的光轴方向上形成于与相邻的2个透镜部110的边界区域重叠的位置。

由此，能够抑制从多个透镜部110的透镜控制面112a射出的光向透镜壁面112b入射，并且能够使透镜控制面112a中的无效区域变小而使透镜控制面112a中的有效区域变大。因而，能够抑制从透镜100射出的光在照射面上的不匀，并且相对于图8所示的比较例1的透镜100X，有效地抑制光的损失。结果，能够在透镜100的光轴方向上将光高效地取出。

此外，本实施方式的透镜100相对于将第1光入射面101a做成平坦面的比较例1的透镜100X能够抑制光的损失，而相对于在第1光入射面101a的整面上形成有多个凹部122的透镜，也能够抑制光的损失。关于这一点，使用图10及图11进行说明。

图10是关于入射到比较例2的透镜100Y中的光的光线解析图。图11是关于入射到有关实施方式的透镜100中的光的光线解析图。

如图10所示，在第1光入射面101a仅形成有多个凹部122的比较例2的透镜100Y中，可知从位于最外侧起第2个位置的透镜部110(第2透镜部112)的透镜控制面112a射出的光大部分入射到位于最外侧的透镜部110(第2透镜部112)的透镜壁面112b。

并且，在图10的透镜100Y中，可知在位于最外侧的透镜部110(第2透镜部112)的透镜控制面112a的内侧部分发生了无效区域。

这样，在第1光入射面101a的整面上形成有多个凹部122的透镜100Y中，由于所入射的光通过多个凹部122而扩散，所以能够抑制照射面上的不匀，但发生了光的损失。

相对于此，如图11所示，在本实施方式的透镜100中，能够抑制从透镜部110的透镜控制面112a射出的光向透镜壁面112b入射。特别是，如图11所示，关于从位于最外侧起第2个位置的透镜部110(第2透镜部112)的透镜控制面112a射出的光，与图10的比较例2的透镜100Y相比，可知抑制了向位于最外侧的透镜部110(第2透镜部112)的透镜壁面112b入射。

并且，在本实施方式的透镜100中，能够使透镜部110的透镜控制面112a中的无效区域变小。特别是，如图11所示，关于位于最外侧的透镜部110(第2透镜部112)的透镜控制面112a，与图10的比较例2的透镜100Y相比，可知无效区域变小，有效区域变大。

这样，本实施方式的透镜100在与图10所示的比较例2的透镜100X比较的情况下，也能够有效地抑制光的损失。

此外，如图10所示，在多个透镜部110中的与内侧区域A1对应的透镜部110中，不怎么发生由透镜壁面112b带来的光的损失。因此，如图11所示，优选的是在第1光入射面101a的内侧区域A1中不形成凸部121，而仅形成凹部122。

由此，能够将入射到第1光入射面101a的中央部附近的光有效地扩散，所以能够抑制从透镜100射出的光在照射面的中央区域中的不匀。

此外，在本实施方式的透镜100中，多个凸部121的各自的表面是凸球面，多个凹部122的各自的表面是凹球面。

在此情况下，如图12及图14所示，如果设凸部121的凸球面的半径中心O1和与第1光入射面101a接触的凸部121的凸球面的宽度W1的外侧点M1的正交角为θ1，设来自光源200的光向外侧点P1入射的入射角为θ2，则凸部121的凸球面的曲率半径R1及宽度W1被设定为，满足θ1>θ2的关系。

此外，如图13及图14所示，如果设凹部122的凹球面的半径中心O2和与第1光入射面101a接触的凹部122的凹球面的宽度W2的内侧点M2的正交角为θ3，设来自光源200的光向内侧点P2入射的入射角为θ4，则凹部122的凹球面的曲率半径R2及宽度W2被设定为，满足θ3>θ4的关系。

这样，通过设定凸部121的凸球面的曲率半径R1及宽度W1以满足θ1>θ2的关系，并且设定凹部122的凹球面的曲率半径R2及宽度W2以满足θ3>θ4的关系，能够更有效地抑制照射面上的不匀，并且能够抑制光的损失。

进而，如图14所示，如果设在透镜100的径向上排列的多个凸部121的间距为P1，设关于多个凸部121各自的径向的宽度为W1，设在透镜100的径向上排列的多个凹部122的间距为P2，设关于多个凹部122各自的径向的宽度为W2，则优选的是满足0.1≤P1/W1≤2.0、且0.1≤P2/W2≤2.0的关系。

如果成为P1/W1<0.1，P2/W2<0.1，则凸部121及凹部122的表面接近于平面，作为凹凸构造的效果变弱。另一方面，如果成为2.0<P1/W1，2.0<P2/W2，则相邻的2个凸部121间或相邻的2个凹部122间的间隙变大，在第1光入射面101a中不存在凸部121或凹部122的部位的比例变大，在此情况下，作为凹凸构造的效果也变弱。

进而，在本实施方式的透镜100中，如图6所示，排列为环状的多个凸部121和排列为环状的多个凹部122在透镜100的径向上以规定范围内的间距Pr(凹凸球面间距)形成。

由此，不会在第1光入射面101a产生浪费的空间，而能够将多个凸部121及多个凹部122铺满第1光入射面101a，所以能够在更有效地抑制照射面上的不匀的同时抑制光的损失。

此外，在以环状排列的多个凸部121及以环状排列的多个凹部122的某一方中，在周向上排列的多个凸部121或多个凹部122优选的是以不同的间距(即随机地)排列。在本实施方式中，如图6所示，在形成于内侧区域A1中的环状的凹部122中，在周向上排列的多个凹部122以不同的间距排列。即，在以环状排列的1条的多个凹部122中，以光轴J为中心的相邻的2个凹部122的圆弧的多个中心角β(凹凸球面配置角度)存在不同。具体而言，以环状排列的1条的多个凹部122没有以等间隔配置。

这样，通过将在周向上排列的多个凸部121或多个凹部122以不同的间距排列，能够进一步抑制照射面上的不匀。

此外，根据使用本实施方式的透镜100的照明器具1，能够抑制从照明器具1照射的照明光在照射面上的不匀，并且能够抑制关于照明光的光的损失。

此外，在使用透镜100的照明器具1中，当将筒状部件400配置在透镜100的光射出侧时，能够抑制从透镜100射出的光到达筒状部件400的内表面。即，通过透镜100能够抑制到达透镜壁面112b的光(即朝向外方的光)。由此，能够进一步抑制关于照明光的光的损失。

进而，在作为筒状部件400而使用遮挡件的情况下，通过使用透镜100，能够抑制到达遮挡件的内表面的光，所以能够进一步抑制眩光。

(变形例)

接着，使用图15～图17对有关变形例的透镜100A进行说明。图15是将有关变形例的透镜100A从光射出侧观察时的立体图。图16是有关变形例的透镜100A的剖视图。图17是将有关变形例的透镜100A从光入射侧观察时的平面图。

关有本变形例的透镜100A与有关上述实施方式的透镜100同样，是对入射的光的配光进行控制的透光性的光学部件。在本变形例中，透镜100A也是将入射到透镜100A中的光聚光的聚光透镜，此外，可以使用与上述有关实施方式的透镜100相同的材料形成。

如图15～图17所示，有关本变形例的透镜100A具有作为透镜构造而形成于光射出侧的透镜部110A、形成于光入射侧的光入射面101上的多个凸部121及多个凹部122、和形成于光入射侧的环状的突出部130。

透镜部110A是向从光源200(未图示)远离的方向突出的凸透镜。因而，透镜部110A对从光源200入射到透镜100中的光赋予聚光作用。透镜部110A的表面的形状例如是大致球面，但并不限于此。

在本变形例中，也是多个凸部121及多个凹部122形成于光入射面101中的第1光入射面101a。如图17所示，多个凸部121及多个凹部122构成第1光入射面101a的凹凸构造，以铺满第1光入射面101a的方式混杂形成。

此外，在本变形例中，也是多个凸部121形成于第1光入射面101a的规定的位置，多个凹部122形成于第1光入射面101a的形成有多个凹部122的区域以外的位置。

并且，在本变形例中，多个凸部121形成于光入射面101的规定的位置，但在本变形例中与上述实施方式不同，如图16所示，多个凸部121形成于第1光入射面101a的外周区域(外侧区域)中。

具体而言，形成于第1光入射面101a的外周区域中的多个凸部121构成为以环状排列的凸部环状排列部。更具体地讲，凸部环状排列部中的多个凸部121沿着圆环状的透镜部边界区域以圆环状排列。圆环状的凸部环状排列部沿着3条透镜部边界区域形成。即，圆环状的凸部环状排列部以同心圆环状形成有3条。

在3条凸部环状排列部的各自中，多个凸部121是将凸部121被以一列排列为环状的1条环状列作为基本列、并将该基本列以同心圆状排列3列而成的结构。另外，在变形例中，多个凸部121为3列，但也可以是1列或2列，也可以是4列以上。

接着，使用图18及图19，与比较例3的透镜100B比较来说明有关本变形例的透镜100A的光学作用。图18是用来说明比较例3的透镜100B的光学作用的示意图。图19是用来说明有关变形例的透镜100A的光学作用的示意图。在图18及图19中，实线表示从光源200射出的光的轨迹。

图18所示的比较例3的透镜100B相对于上述变形例的透镜100A，是在第1光入射面101a上没有形成凹部及凸部、第1光入射面101a为平坦面的构造。其以外的结构与图15～图17所示的上述变形例的透镜100A相同。

如图18所示，在比较例3的透镜100B中，从光源200射出的光入射到第1光入射面101a及第2光入射面101b，经过透镜100X而向透镜100X的外部射出。其中，入射到第2光入射面101b的光经过突出部130内而在光反射面102上全反射，从突出部130的光射出侧的面射出。

另一方面，入射到第1光入射面101a的光经过透镜部110A而向透镜100B的外部射出。在此情况下，在比较例3的透镜100B中，如图18所示，入射到第1光入射面101a的外周区域中的光在第1光入射面101a上朝向外方折射，不穿过透镜部110A，并且也不在光反射面102上全反射，而经过突出部130朝向斜向外方射出。因此，在比较例3的透镜100B中，发生光的损失。

相对于此，在本变形例的透镜100A中，多个凸部121形成于第1光入射面101a的外周区域。由此，如图19所示，入射到第1光入射面101a的外周区域中的光通过凸部121而聚光，所以不会入射到突出部130，能够向透镜100A的外部射出。具体而言，入射到第1光入射面101a的外周区域中的光的一部分经过透镜部110A而射出，在突出部130的前方部分的内壁面上全反射，朝向光轴附近行进。结果，能够抑制光的损失。

另外，入射到第1光入射面101a的光中的入射到凹部122的光在第1光入射面101a上扩散，经过透镜部110A而向外部射出。

这样，在本变形例的透镜100A中，也由于在第1光入射面101a上混杂形成有多个凸部121及多个凹部122，所以与上述实施方式的透镜100同样，能够抑制在照射面上发生不匀。此外，在本变形例的透镜100A中，也是多个凸部121形成于光入射面101的规定的位置。由此，能够抑制从透镜100射出的光在照射面上的不匀，并且能够抑制光的损失。

特别是，在本变形例的透镜100A中，多个凸部121形成于第1光入射面101a的外周区域。

由此，能够抑制从透镜100A射出的光在照射面上的不匀，并且能够更有效地抑制光的损失。因而，能够在透镜100A的光轴方向上将光高效地取出，并且能够兼顾照射面上的不匀的抑制和总光通量的提高。

此外，本变形例的透镜100A相对于将第1光入射面101a做成平坦面的比较例3的透镜100B能够抑制光的损失，而相对于在第1光入射面101a的整面上形成有多个凹部122的透镜100C也能够抑制光的损失。关于这一点，使用图20、图21及图22进行说明。

图20是关于入射到图18所示的比较例3的透镜100B中的光的光线解析图。图21是关于入射到比较例4的透镜100C中的光的光线解析图。图22是关于入射到有关变形例的透镜100A中的光的光线解析图。

如图20所示，可知在第1光入射面101a是平坦面的比较例3的透镜100B中，入射到第1光入射面101a的外周区域中的光的一部分如在图18中说明那样，在第1光入射面101a上朝向外方折射，不穿过透镜部110A，并且也不在光反射面102上全反射，而经过突出部130朝向斜向外方射出。

这样，在第1光入射面101a是平坦面的比较例3的透镜100B中，由于存在入射到透镜100B中的光没有被聚光而朝向外方漏掉的光，所以发生光的损失。

此外，如图21所示，可知在第1光入射面101a上仅形成有多个凹部122的比较例4的透镜100C中，入射到第1光入射面101a的外周区域中的光的一部分通过第1光入射面101a的凹部122而发散，与比较例3的透镜100B同样，不穿过透镜部110A，并且也不在光反射面102上全反射，而经过突出部130朝向斜向外方射出。

这样，在第1光入射面101a上仅形成有多个凹部122的比较例4的透镜100C中，也由于存在入射到透镜100C中的光没有被聚光而朝向外方漏掉的光，所以发生光的损失。

相对于此，如图22所示，可知在本变形例的透镜100A中，由于在第1光入射面101a的外周区域中形成有凸部121，所以入射到第1光入射面101a的外周区域中的光的一部分通过第1光入射面101a的凸部121而聚光，经过透镜部110A向透镜100A的外部射出。

这样，本变形例的透镜100A在与图20所示的比较例3的透镜100B及图21所示的比较例4的透镜100C比较的情况下，能够有效地抑制光的损失。

(其他的变形例等)

以上，基于实施方式对有关本发明的透镜100及照明器具1进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。

例如，在上述实施方式中，透镜100具有将入射光变为准直的光学作用，但并不限于此。例如，透镜100也可以具有使入射光成为进一步聚光的光斑状的照明光的光学作用，也可以具有使其成为减弱了聚光度的光斑状的照明光的光学作用。此外，透镜100并不限于聚光透镜，也可以是具有使入射光发散的作用的透镜。

此外，在上述实施方式中，光源200构成为，通过蓝色LED芯片和黄色荧光体释放白色光，但并不限于此。例如，也可以构成为，使用含有红色荧光体及绿色荧光体的含荧光体树脂，通过将该含荧光体树脂与蓝色LED芯片组合来释放白色光。

此外，在上述实施方式中，作为LED而使用了蓝色LED芯片，但并不限于此。例如，作为LED也可以使用发出蓝色以外的颜色的光的LED芯片。在此情况下，在使用与蓝色LED芯片相比释放短波长的紫外光的紫外LED芯片的情况下，可以使用将主要被紫外光激励而以三原色(红色、绿色、蓝色)发光的各色荧光体进行组合的结构。另外，作为将LED的光的波长进行变换的波长变换材料而使用了荧光体，但并不限于此。例如，作为荧光体以外的波长变换材料，可以使用半导体、金属络合物、有机染料、颜料等的包含有将某波长的光吸收、发出与吸收的光不同的波长的光的物质的材料。

此外，在上述实施方式中，光源200做成了在基板上直接安装LED芯片的COB构造的LED模块，但并不限于此。例如，也可以代替COB构造的LED模块而使用SMD(Surface MountDevice)构造的LED模块。SMD构造的LED模块是使用在树脂制的封装(容器)的凹部中安装LED芯片并在该凹部内封入了封固部件(含荧光体树脂)的封装型的LED元件(SMD型LED元件)来将其在基板上安装了1个或多个的结构。

此外，在上述实施方式中，光源200使用LED，但并不限于此。例如，光源200也可以使用半导体激光器等的半导体发光元件、或有机EL(Electro Luminescence)或无机EL等LED以外的固体发光元件，也可以使用荧光灯或高亮度灯等的已有的灯。

除此以外，对上述实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的形态、或通过在不脱离本发明的主旨的范围内将上述实施方式的构成要素及功能任意地组合而实现的形态也包含在本发明中。

Claims (12)

1.一种透镜，其特征在于，具有：

透镜构造，形成于光射出侧；以及

多个凸部及多个凹部，形成于光入射侧的光入射面；

上述多个凸部形成于上述光入射面的规定的位置。

2.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，

上述透镜构造是以同心圆环状突出的多个透镜部；

上述多个凸部在上述透镜的光轴方向上形成于与相邻的2个上述透镜部的边界区域重叠的位置。

3.如权利要求2所述的透镜，其特征在于，

上述多个凸部形成于在上述光入射面的内侧区域及外侧区域之中位于上述外侧区域的上述边界区域；

上述多个凹部以铺满上述光入射面之中没有形成上述多个凸部的区域的方式形成。

4.如权利要求3所述的透镜，其特征在于，

当设从上述透镜部的光控制面射出的光相对于上述透镜的中心的射出角为α，则上述内侧区域与上述外侧区域的边界处于满足3°≤α≤10°的位置。

5.如权利要求2～4中任一项所述的透镜，其特征在于，

上述多个凸部各自的表面是凸球面；

上述多个凹部各自的表面是凹球面；

当设上述凸球面的半径中心和与上述光入射面接触的上述凸球面的宽度的外侧点的正交角为θ1，来自光源的光向上述外侧点入射的入射角为θ2，则上述凸球面的曲率半径及宽度被设定为，满足θ1>θ2的关系；

当设上述凹球面的半径中心和与上述光入射面接触的上述凹球面的宽度的内侧点的正交角为θ3，来自光源的光向上述内侧点入射的入射角为θ4，则上述凹球面的曲率半径及宽度被设定为，满足θ3>θ4的关系。

6.如权利要求2～4中任一项所述的透镜，其特征在于，

当设：在上述透镜的径向上排列的上述多个凸部的间距为P1，关于上述多个凸部各自的上述径向的宽度为W1，在上述径向上排列的上述多个凹部的间距为P2，关于上述多个凹部各自的上述径向的宽度为W2，

则满足0.1≤P1/W1≤2.0，且0.1≤P2/W2≤2.0的关系。

7.如权利要求2～4中任一项所述的透镜，其特征在于，

上述多个凸部以环状排列；

上述多个凹部以环状排列；

以环状排列的上述多个凸部和以环状排列的上述多个凹部形成为同心圆状。

8.如权利要求7所述的透镜，其特征在于，

上述以环状排列的上述多个凸部和以环状排列的上述多个凹部在上述透镜的径向上以规定范围内的间距形成。

9.如权利要求7所述的透镜，其特征在于，

在以环状排列的上述多个凸部及以环状排列的上述多个凹部的某一方中，沿周向排列的上述多个凸部或上述多个凹部以不同的间距排列。

10.如权利要求1所述的透镜，其特征在于，

上述多个凸部形成于上述光入射面的外周区域。

11.一种照明器具，其特征在于，具备：

权利要求1～9中任一项所述的透镜；以及

光源，与上述透镜的上述光入射面对置地配置。

12.如权利要求11所述的照明器具，其特征在于，

还具备配置在上述透镜的光射出侧的筒状部件。