WO2020194891A1 - 光束制御部材、発光装置および照明装置 - Google Patents

光束制御部材、発光装置および照明装置 Download PDF

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WO2020194891A1
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light emitting
light
incident
emitting device
control member
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English (en)
French (fr)
Inventor
中村 真人
Original Assignee
株式会社エンプラス
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00Refractors for light sources
    • F21V5/04Refractors for light sources of lens shape
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/02Diffusing elements; Afocal elements

Definitions

  • the present invention relates to a light flux control member, a light emitting device having the light flux control member, and a lighting device having the light emitting device.
  • LEDs light emitting diodes
  • LEDs are more expensive than fluorescent lamps and halogen lamps. Therefore, a technique for uniformly illuminating a wider area with fewer LEDs is disclosed (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 describes a lighting device for plant cultivation.
  • the illuminating device described in Patent Document 1 has two illuminating devices.
  • a plurality of light sources such as LEDs are arranged in a row.
  • the two illuminators are arranged at a predetermined height from the irradiated surface along two opposite sides of the irradiated surface. Further, the two illuminators are arranged so that the light from the light source is obliquely irradiated to the irradiated surface.
  • the irradiation area of the irradiated surface is uniformly illuminated by two illuminators arranged along the corresponding two sides of the irradiated surface.
  • An object of the present invention is a luminous flux control member for controlling the light distribution of light emitted from a light emitting element, and can illuminate a wide area of the irradiated surface even if it is arranged at a position close to the irradiated surface. It is to provide a luminous flux control member. Another object of the present invention is to provide a light emitting device and a lighting device having this luminous flux control member.
  • the light beam control member of the present invention is a light beam control member for controlling the light distribution of light emitted from the light emitting element, is arranged so as to face the light emitting element, and is incident with the light emitted from the light emitting element.
  • the incident region has an incident region to be made to be incident and an exit region to emit light incident on the incident region, which is arranged on the opposite side of the incident region, and the incident region is the light beam control that coincides with the optical axis of the light emitting element.
  • a first control unit arranged on one side when viewed in a plan view with a virtual plane including the central axis of the member as a boundary, and a second control unit arranged on the other side when viewed in a plan view with the virtual plane as a boundary.
  • the first control unit has a first incident surface on which the light emitted from the light emitting element is incident, and the light incident on the first incident surface so that the angle with respect to the central axis becomes smaller.
  • the second control unit has a first convex portion including a first reflecting surface that reflects light toward the emission region, and the second control unit has a refracting incident surface that refracts and incidents light emitted from the light emitting element, and the refracting incident surface.
  • the second incident surface is arranged away from the refraction incident surface with respect to the central axis, and is incident on the second incident surface so that the angle with respect to the second incident surface and the central axis on which the light emitted from the light emitting element is incident is small.
  • It has a second convex portion including a second reflecting surface that reflects the light emitted toward the emission region, and is arranged so that the optical axis coincides with the central axis in a cross section including the central axis.
  • the angle of the first light beam emitted from the light emitting center of the light emitting element with respect to the central axis is set to ⁇ 1, and the first light beam is controlled by the refraction incident surface and then emitted from the emission region.
  • the angle of the second light beam with respect to the central axis is ⁇ 2, the following equation (1) is satisfied.
  • ⁇ 1 n-1 ⁇ 1 n ⁇ 1 n + 1 , ⁇ 2 n-1 is the angle of the light ray corresponding to ⁇ 1 n-1
  • ⁇ 2 n is the angle of the light ray corresponding to ⁇ 1 n
  • ⁇ 2 n + 1 is the angle of the light beam corresponding to ⁇ 1 n + 1 .
  • the light emitting device of the present invention includes a light emitting element and a light flux control member of the present invention, and the optical axis of the light emitting element and the central axis of the light flux control member coincide with each other.
  • the illumination device of the present invention includes an irradiated surface and at least one light emitting device of the present invention, and in the light emitting device, the second control unit is closer to the irradiated surface side than the first control unit.
  • the light is incident from the second control unit in a cross section that is located and is arranged so that the optical axis intersects the irradiated surface at an angle, and includes the optical axis and is orthogonal to the irradiated surface.
  • the light emitted at the maximum angle with respect to the axis is arranged so as to reach the irradiated surface.
  • the luminous flux control member of the present invention can uniformly illuminate the entire irradiated surface even when it is directly above the irradiated surface and is arranged at a position close to the irradiated surface.
  • FIG. 8A and 8B are optical path diagrams of the light emitting device according to the second embodiment.
  • 9A to 9D are an optical path diagram of the lighting device according to the reference example and an optical path diagram of the lighting device according to the third to fifth embodiments.
  • FIG. 10 is a cross section showing the configuration of the substrate and the light emitting device according to the sixth embodiment.
  • 11A to 11D are views showing the configuration of the luminous flux control member according to the sixth embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of the substrate and the light emitting device according to the seventh embodiment.
  • 13A to 13D are views showing the configuration of the luminous flux control member according to the seventh embodiment.
  • 14A and 14B are plan views of the luminous flux control member according to the modified example in the seventh embodiment.
  • 15 is a cross-sectional view showing the configuration of the substrate and the light emitting device according to the eighth embodiment.
  • 16A to 16D are views showing the configuration of the luminous flux control member according to the eighth embodiment.
  • 17A and 17B are plan views of the luminous flux control member according to the modified example in the eighth embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a lighting device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view of the region surrounded by the broken line shown in FIG.
  • the irradiated surface 110 is irradiated with light by the light emitting device 120.
  • the size of the irradiated surface 110 is not particularly limited and is appropriately set.
  • the shape of the irradiated surface 110 is also not particularly limited.
  • the irradiated surface 110 is an elongated rectangle extending in one direction.
  • the surface of the irradiated surface 110 may be a flat surface or a curved surface.
  • a plurality of convex portions 171 may be formed on the surface of the irradiated surface 110, or concave portions may be formed.
  • the surface of the irradiated surface 110 is a flat surface. A mode in which a plurality of convex portions 171 are formed on the surface of the irradiated surface 110 will be described later (see FIG. 6).
  • the light emitting device 120 is arranged at a predetermined height from the irradiated surface 110, and irradiates the irradiated surface 110 with light.
  • the number of light emitting devices 120 is not particularly limited.
  • the number of light emitting devices 120 may be one or two or more. In the present embodiment, the number of light emitting devices 120 is two. In the present embodiment, the two light emitting devices 120 are arranged directly above both ends of the irradiated surface 110 in the long axis direction.
  • one light emitting device 120 is arranged directly above one end of the irradiated surface 110 in one direction (semi-major direction), and the two light emitting devices 120 Of these, the other light emitting device 120 is arranged directly above the other end portion in one direction (semi-major direction) of the irradiated surface 110.
  • the lower end of the light emitting device 120 is located directly above the short side of the irradiated surface 110, and the light emitting device 120 is arranged so as to be inclined so that the light emitted from the light emitting device 120 is directed toward the inside of the irradiated surface 110.
  • the height of each light emitting device 120 from the irradiated surface 110 is appropriately set.
  • Each light emitting device 120 is arranged so that the optical axis OA of the light emitting element 121 intersects the irradiated surface 110 at an angle, and the second control is performed in a cross section including the optical axis OA and orthogonal to the irradiated surface 110.
  • the light incident from the portion 137 (see FIG. 3B) and emitted at the maximum angle with respect to the optical axis OA is arranged so as to reach the irradiated surface 110.
  • the optical axes OA of the two light emitting devices 120 intersect.
  • the smaller angle between the optical axis OA of the light emitting element 121 and the irradiated surface 110 is not particularly limited as long as it exceeds 0 ° and is less than 90 °. In the present embodiment, the smaller angle between the optical axis OA of the light emitting element 121 and the irradiated surface 110 is 10 °.
  • the light emitting device 120 includes a light emitting element 121 and a luminous flux control member 122.
  • the light emitting device 120 may be fixed to the holder 123 and used, or may be fixed to the substrate 623 described later and used. In the present embodiment, the light emitting device 120 is fixed to the holder 123 and used.
  • a light emitting element 121 that emits visible light may be selected, and when it is desired to sterilize the irradiated surface 110, ultraviolet light is emitted.
  • the light emitting element 121 that emits light may be selected.
  • the luminous flux control member 122 has an incident region 131 and an emitted region 132. Further, in the present embodiment, the luminous flux control member 122 has a tubular portion 133, a flange portion 134, and a positioning convex portion 135.
  • the incident region 131 is arranged so as to face the light emitting element 121, and the light emitted from the light emitting element 121 is incident.
  • the incident region 131 includes a first control unit 136 and a second control unit 137.
  • the first control unit 136 uses the incident region 131 as a boundary with a virtual plane including the central axis CA of the luminous flux control member 122 that coincides with the optical axis OA of the light emitting element 121. It is arranged on one side (upper side in FIG. 3B).
  • the second control unit 137 is arranged on the other side (lower side in FIG.
  • the light emitting device 120 is arranged so that the second control unit 137 is located closer to the irradiated surface 110 than the first control unit 136.
  • the first control unit 136 has a first refraction incident surface 141 and a first convex portion 142.
  • the first refraction incident surface 141 is arranged on the CA side (inside) of the central axis in the first control unit 136.
  • the first refracting incident surface 141 refracts the light emitted from the light emitting element 121 so that the angle with respect to the central axis CA becomes small and makes it incident.
  • the first refraction incident surface 141 is formed so as to move toward the emission region 132 side as the distance from the central axis CA increases.
  • the first convex portion 142 is arranged at a distance from the first refraction incident surface 141 with respect to the central axis CA. That is, the first convex portion 142 is arranged outside the first refraction incident surface 141, with the CA side of the central axis on the inside.
  • the first convex portion 142 controls the light emitted from the light emitting element 121 toward the emission region 132 so that the angle with respect to the central axis CA becomes smaller in the cross section including the central axis CA.
  • the number of the first convex portions 142 is not particularly limited. In the present embodiment, there are three first convex portions 142. The sizes of the three first convex portions 142 may all be the same or may be different from each other.
  • the first convex portion 142 farthest from the central axis CA is larger than the other first convex portions 142.
  • the plan view shape of the first convex portion 142 is a partial shape of an annulus (semicircular ring).
  • the three first convex portions 142 are arranged so that their respective first ridge lines 145 are located on concentric circles.
  • the first convex portion 142 includes a first incident surface 143 on the central axis CA side (inside) and a first reflecting surface 144 arranged at a position (outside) away from the first incident surface 143 with respect to the central axis CA.
  • a first ridge line 145 which is a connecting line between the first incident surface 143 and the first reflecting surface 144.
  • the first incident surface 143 is an incident surface that causes the light emitted from the light emitting element 121 to enter toward the first reflecting surface 144.
  • the first incident surface 143 is arranged so as to approach the emission region 132 as it approaches the central axis CA in the cross section including the central axis CA.
  • the plan view shape of the first incident surface 143 is a part of the annulus.
  • the first reflecting surface 144 is a reflecting surface that internally reflects the light incident on the first incident surface 143 toward the emission region 132 so that the angle with respect to the central axis CA becomes small.
  • the first reflecting surface 144 is arranged so as to move toward the emission region 132 as the central axis CA is separated from the central axis CA in the cross section.
  • the plan view shape of the first reflecting surface 144 is a part of the annulus.
  • the second control unit 137 has a second refraction incident surface 151 (refraction incident surface) and a second convex portion 152.
  • the second refraction incident surface 151 is arranged on the CA side (inside) of the central axis of the second control unit 137.
  • the second refracting incident surface 151 refracts the light emitted from the light emitting element 121 so that the angle with respect to the central axis CA becomes small and makes it incident.
  • the second refraction incident surface 151 is formed so as to be convex toward the emission region 132.
  • the plan view shape of the second refraction incident surface 151 is a fan shape having a central angle of 180 °.
  • the second convex portion 152 is arranged at a distance from the second refraction incident surface 151 with respect to the central axis CA. That is, the second convex portion 152 is arranged outside the second refraction incident surface 151 with the central axis CA side as the inside.
  • the second convex portion 152 controls the light emitted from the light emitting element 121 toward the emission region 132 so that the angle with respect to the central axis CA becomes smaller in the cross section including the central axis CA.
  • the number of the second convex portions 152 is not particularly limited. In the present embodiment, there is only one second convex portion 152.
  • the second convex portion 152 has a notched portion 153.
  • the second convex portion 152 includes a second incident surface 154 on the central axis CA side (inside) and a second reflecting surface 155 arranged at a position (outside) away from the second incident surface 154 with respect to the central axis CA. , A second ridge line 156, which is a connecting line between the second incident surface 154 and the second reflecting surface 155.
  • the plan view shape of the second convex portion 152 is a partial shape of an annulus (a semicircular annulus except for the notch portion 153).
  • the second reflecting surface 155 is a reflecting surface that internally reflects the light incident on the second incident surface 154 toward the emission region 132 so that the angle with respect to the central axis CA becomes smaller.
  • the second reflecting surface 155 is arranged so as to move toward the emission region 132 as the distance from the central axis CA increases in the cross section including the central axis CA.
  • the plan view shape of the second reflecting surface 155 is a part of the annulus.
  • the tubular portion 133 is arranged so as to surround the incident region 131 and the emitted region 132.
  • the shape of the tubular portion 133 is not particularly limited. In the present embodiment, the shape of the tubular portion 133 is a cylindrical shape.
  • a flange portion 134 is connected to the base end portion of the tubular portion 133 on the light emitting element 121 side.
  • the flange portion 134 is connected to the end portion (base end portion) of the tubular portion 133 on the light emitting element 121 side.
  • the flange portion 134 extends radially outward from the outer peripheral surface of the tubular portion 133.
  • the shape of the flange portion 134 is not particularly limited. In the present embodiment, the flange portion 134 has an annular shape.
  • the luminous flux control member 122 is formed, for example, by integral molding.
  • the material of the luminous flux control member 122 is appropriately selected from materials having translucency that allows light of a desired wavelength to pass through.
  • the material of the luminous flux control member 122 includes a light-transmitting resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), and epoxy resin (EP), and glass.
  • FIGS. 4A to 4D are diagrams showing the configuration of the holder 123 in the first embodiment.
  • 4A is a plan view of the holder 123
  • FIG. 4B is a bottom view
  • FIG. 4C is a left side view
  • FIG. 4D is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 4A.
  • the holder 123 in which the light emitting device 120 is incorporated is shown.
  • the second substrate 162 is a rectangular flat plate.
  • One through hole 166 and four second fixing holes 167 are formed in the second substrate 162.
  • the through hole 166 is formed in the central portion of the second substrate 162, and the tubular portion 133 of the luminous flux control member 122 is inserted.
  • the size of the through hole 166 is slightly larger than that of the tubular portion 133 of the luminous flux control member 122.
  • the peripheral portion of the through hole 166 of the second substrate 162 cooperates with the first substrate 161 to sandwich the flange portion 134 of the luminous flux control member 122.
  • the four second fixing holes 167 are formed at the four corners of the second substrate 162.
  • Four fixing members 163 are screwed into the four second fixing holes 167, respectively.
  • the fixing member 163 fixes the first substrate 161 and the second substrate 162.
  • the structure of the fixing member 163 is not particularly limited as long as it can exhibit the above-mentioned functions.
  • the fixing member 163 is a bolt.
  • the procedure for incorporating the light emitting device 120 into the holder 123 will be described with reference to FIGS. 4A to 4D.
  • the light emitting element 121 is arranged in the central portion of the first substrate 161.
  • the luminous flux control member 122 is positioned on the first substrate 161 by fitting the positioning convex portion 135 of the luminous flux control member 122 into the positioning hole 164 of the first substrate 161 in which the light emitting element 121 is arranged.
  • the light emitting device 120 flange portion 134 of the luminous flux control member 122 is mounted on the first substrate 161 and the second substrate 162. Sandwich with.
  • the light emitting device 120 can be fixed to the holder 123 by fixing the first substrate 161 and the second substrate 162 by the fixing member 163.
  • the light emitting device 120 is arranged between the first substrate 161 and the second substrate 162, and the first substrate 161 and the second substrate 162 are fixed by the fixing member 163, so that the light emitting device 120 is attached to the holder 123. It is fixed.
  • the light emitted from the light emitting element 121 toward the first control unit 136 has a small emission angle. Reaches the first refraction incident surface 141.
  • the light that has reached the first refraction incident surface 141 is incident on the inside of the luminous flux control member 122 so that the angle with respect to the central axis CA becomes small.
  • the light incident on the inside of the luminous flux control member 122 is emitted from the emission region 132 to the outside of the luminous flux control member 122.
  • the light that reaches the emission region 132 is emitted with almost no refraction because the angle with respect to the central axis CA is small (because it is incident substantially perpendicular to the emission region 132) (a region in FIG. 5A). reference).
  • the light emitted from the light emitting element 121 toward the first control unit 136 and having a large emission angle reaches the first incident surface 143 of any of the first convex portions 142.
  • the light that has reached the first incident surface 143 is refracted toward the first reflecting surface 144 and is incident inside the luminous flux control member 122.
  • the light that has reached the first incident surface 143 is refracted and incident so that the angle with respect to the central axis CA is slightly large.
  • the light that has reached the first reflecting surface 144 is internally reflected by the first reflecting surface 144 toward the emission region 132. At this time, the light that has reached the first reflecting surface 144 is internally reflected so that the angle with respect to the central axis CA becomes smaller.
  • the light internally reflected by the first reflecting surface 144 is emitted from the emission region 132 to the outside of the luminous flux control member 122. At this time, since the light reaching the emission region 132 has a small angle with respect to the central axis CA (because it is incident substantially perpendicular to the emission region 132), it is emitted with almost no refraction (region b in FIG. 5A). reference).
  • the light incident on the first control unit 136 is emitted from the emission region 132 at a small angle with respect to the central axis CA, and heads toward the distant region of the irradiated surface 110.
  • the light is emitted from the light emitting element 121 toward the second control unit 137, and the emission angle is small.
  • the light reaches the second refraction incident surface 151.
  • the light that has reached the second refraction incident surface 151 is incident on the inside of the luminous flux control member 122 so that the angle with respect to the central axis CA is slightly smaller.
  • the light incident on the inside of the luminous flux control member 122 is emitted from the emission region 132 to the outside of the luminous flux control member 122.
  • the angle of the first light ray emitted from the light emitting center of the light emitting element 121 arranged so that the optical axis OA coincides with the central axis CA is ⁇ 1
  • the first The angle of the second ray with respect to the central axis CA which is generated by the ray being controlled by the second refraction incident surface 151 and then emitted from the emission region 132 (without being controlled by the other surface), is ⁇ 2.
  • the first ray (the ray incident on the second refraction incident surface 151) and the second ray (the ray emitted from the emission region 132) satisfy the following equation (1).
  • ⁇ 1 n-1 ⁇ 1 n ⁇ 1 n + 1 , ⁇ 2 n-1 is the angle of the light ray corresponding to ⁇ 1 n-1
  • ⁇ 2 n is the angle of the light ray corresponding to ⁇ 1 n
  • ⁇ 2 n + 1 is the angle of the light beam corresponding to ⁇ 1 n + 1 .
  • the notch portion 153 On the other hand, some of the light emitted from the light emitting element 121 toward the second control unit 137 and having a large emission angle reaches the notch portion 153.
  • the light that has reached the cutout portion 153 is incident on the inside of the luminous flux control member 122 on the emission region 132 side of the second refraction incident surface 151, which has a large emission angle as compared with the light having a small emission angle. Therefore, the emission angle of the light incident on the cutout portion 153 and emitted from the emission region 132 is larger than that of the light incident on the second refraction incident surface 151.
  • the light incident on the cutout portion 153 goes directly below the light emitting device 120.
  • the light emitted from the light emitting element 121 toward the second control unit 137 and emitted at an emission angle larger than the emission angle of the light reaching the notch portion 153 reaches the tubular portion 133.
  • the light that has reached the tubular portion 133 enters the inside of the light flux control member 122 on the inner surface of the tubular portion 133, and is emitted to the outside of the light flux control member 122 from the outer peripheral surface of the tubular portion 133.
  • the light incident on the tubular portion 133 also goes directly under the light emitting device 120.
  • the light incident on the second control unit 137 is emitted from the emission region 132 at various angles with respect to the central axis CA, and heads toward a region of the irradiated surface 110 that is somewhat distant from the nearby region.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the state of lighting in the lighting device 100.
  • one light emitting device 120 shown on the left side of FIG. 6 will be referred to as a light emitting device 120A
  • the other light emitting device 120 shown on the right side of FIG. 6 will be referred to as a light emitting device 120B.
  • the case where the convex portion 171A and the convex portion 171B are formed on the irradiated surface 110 will be described. This is a model for showing that the irradiated surface 110 can be uniformly illuminated even when the irradiated surface 110 is not flat.
  • the light emitting device 120A and the light emitting device 120B are arranged directly above both ends in the long axis direction of the irradiated surface 110, respectively.
  • the two light emitting devices 120A and the light emitting device 120B are arranged so that their optical axes OA intersect with the irradiated surface 110.
  • one light emitting device 120A has one end portion on the irradiated surface 110 and the other light emitting device 120B among the plurality of convex portions 171. Illuminates between the convex portion 171B closest to. More specifically, the light emitting device 120A illuminates a region (RA1, RA3) that is a region between the region directly below the light emitting device 120A and the convex portion 171B, excluding the region (RA2) that is shaded by the convex portion 171A.
  • RA1, RA3 region between the region directly below the light emitting device 120A and the convex portion 171B, excluding the region (RA2) that is shaded by the convex portion 171A.
  • the other light emitting device 120B has a convex portion 171A closest to the light emitting device 120A of one of the plurality of convex portions 171 and the other end portion on the irradiated surface 110. Illuminate the space. More specifically, the light emitting device 120B illuminates a region (RB1, RB3) directly below the light emitting device 120B and between the convex portion 171A and excluding the region (RB2) shaded by the convex portion 171B.
  • the area (RA2) not illuminated by the light emitting device 120A is illuminated by the light emitting device 120B, and the area not illuminated by the light emitting device 120B (RB2) is illuminated by the light emitting device 120A.
  • the region RA2 (RB2) not illuminated by one light emitting device 120A (light emitting device 120B) is illuminated by the other light emitting device 120B (light emitting device 120A). Even when the irradiated surface 110 has irregularities, a wide area of the irradiated surface 110 can be illuminated substantially uniformly.
  • the first control unit 136 arranged at a position far from the irradiated surface 110 of the luminous flux control member 122 and the illuminated surface 110 of the luminous flux control member 122 are close to each other.
  • the control of the light emitted from the light emitting element 121 is different from that of the second control unit 137 arranged at the position.
  • light can be irradiated substantially uniformly from directly below the light emitting device 120 on the irradiated surface 110 to a position far from the light emitting device 120. Therefore, the lighting device 100 can illuminate a wide area of the irradiated surface 110 substantially uniformly even when the lighting device 100 is arranged immediately above the irradiated surface 110 and at a position close to the irradiated surface 110. it can.
  • the lighting device has an irradiated surface 110 and a light emitting device 220.
  • the light emitting device 220 includes a light emitting element 121 and a luminous flux control member 222.
  • FIG. 7A to 7D are views showing the configuration of the luminous flux control member 222 according to the second embodiment.
  • 7A is a plan view of the luminous flux control member 222
  • FIG. 7B is a bottom view
  • FIG. 7C is a left side view
  • FIG. 7D is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 7A. is there.
  • the luminous flux control member 222 has an incident region 231 and an emitted region 132.
  • the incident region 231 includes a first control unit 136 and a second control unit 237.
  • the second control unit 237 has a second refraction incident surface 151 and a second convex portion 152.
  • a notch 253 is formed in the second convex portion 152.
  • the cutout portion 253 in the present embodiment is an inclined surface formed so as to move toward the emission region 132 as the distance from the central axis CA increases in the cross section including the central axis CA.
  • a stepped surface is formed between the second refraction incident surface 151 and the notch 153 (see FIG. 3D), but the luminous flux control member 222 according to the second embodiment Then, a stepped surface is not formed between the second refraction incident surface 151 and the notch 253 (see FIG. 7D).
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams showing an optical path in the light emitting device 220.
  • FIG. 8A shows an optical path of light incident on the first control unit 136
  • FIG. 8B shows an optical path of light incident on the second control unit 237.
  • the flange portion 134 and the positioning convex portion 135 in the luminous flux control member 122 are omitted. Since the light emitted from the light emitting element 121 toward the first control unit 136 is the same as that in the first embodiment, the description thereof will be omitted.
  • the light emitted from the light emitting element 121 toward the second control unit 237 and having a small emission angle is the second light as in the light flux control member 122 in the first embodiment. It is incident on the refraction incident surface 151 and is controlled so as to satisfy the above equation (1).
  • a part of the light incident on the second refraction incident surface 151 is reflected by the stepped surface between the second refraction incident surface 151 and the notch 153 (FIG. FIG. 5B) Since the light beam control member 222 according to the second embodiment has no stepped surface, a part of the light incident on the second refraction incident surface 151 is not reflected by the stepped surface (see FIG. 8B). Therefore, the luminous flux control member 222 according to the second embodiment can more appropriately control the light incident on the second refraction incident surface 151.
  • the emission angle of the light incident on the cutout portion 153 and emitted from the emission region 132 is larger than that of the light incident on the second refraction incident surface 151.
  • the light incident on the cutout portion 153 goes directly below the light emitting device 120.
  • the lighting device according to the present embodiment is irradiated with all the light emitted from the light emitting element 121 and incident on the second refraction incident surface 151. Since it can be appropriately controlled toward the surface 110, the light utilization efficiency can be further improved.
  • FIG. 9A is a diagram for explaining the state of lighting in the lighting device 600 according to the reference example
  • FIG. 9B is a diagram for explaining the state of lighting in the lighting device 300 according to the third embodiment of the present invention. Is.
  • the light emitting devices 120A and 120B are set so that the emitted light is directed into the irradiated surface 110. Even if it is arranged at an angle, it is not possible to illuminate the area outside the light emitting device 120B (the area covered by the eaves). Therefore, in the present embodiment, the light emitting device 120B is arranged in the central portion of the irradiated surface 110 (irradiated region), and the direction of the light emitting device 120B is reversed. As shown in FIG. 9B, the lighting device 300 according to the present embodiment has an irradiated surface 110 and two light emitting devices 120A and 120B.
  • a convex portion 171C having an eaves portion is formed at one end thereof.
  • one light emitting device 120A is arranged at one end of the irradiated surface 110, and the other light emitting device 120B is in the center of the irradiated surface 110 (irradiated region). It is placed in the part.
  • the light emitting device 120B arranged in the central portion of the irradiated surface 110 is arranged so as to illuminate the area covered by the eaves.
  • the light emitting device 120A and the light emitting device 120B are arranged so that the optical axis of the light emitted from the light emitting device 120A and the optical axis of the light emitted from the light emitting device 120B face the same direction. ing.
  • the light emitting device 120A illuminates directly under the light emitting device 120A and between the light emitting device 120B.
  • the light emitting device 120B illuminates directly under the light emitting device 120B and under the eaves portion of the convex portion 171C.
  • the lighting device 300 according to the present embodiment can illuminate the entire irradiated area including the eaves.
  • the lighting device 400 according to the fourth embodiment differs from the lighting device 300 according to the third embodiment in the arrangement of the light emitting device 220 and the form of the convex portion. Therefore, the same components as those of the lighting device 300 according to the third embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 9C is a diagram for explaining the state of lighting in the lighting device 400 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the illumination device 400 has an irradiated surface 110 and two light emitting devices 120A and 120B.
  • convex portions 171C and 171D having eaves are formed at both ends thereof, respectively.
  • the two light emitting devices 120A and 120B are arranged in the central portion of the irradiated surface 110 (irradiated region).
  • the light emitting devices 120A and 120B arranged in the central portion of the irradiated surface 110 are arranged so as to irradiate the area covered by the eaves, respectively.
  • the light emitting device 120A and the light emitting device 120B are arranged so that the optical axis of the light emitted from the light emitting device 120A and the optical axis of the light emitted from the light emitting device 120B are oriented in substantially opposite directions. Specifically, the light emitting device 120A illuminates between the area directly below the light emitting device 120A and the area covered by the eaves of the convex portion 171D. The light emitting device 120B illuminates between the area directly below the light emitting device 120B and the area covered by the eaves of the convex portion 171C. As described above, the lighting device 300 according to the present embodiment can illuminate the entire irradiated area including the eaves.
  • FIG. 9D is a diagram for explaining the state of lighting in the lighting device 500 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the lighting device 500 has an irradiated surface 110 and two light emitting devices 120A and 120B.
  • the irradiated surface 110 is formed with two convex portions 171C and 171D having eaves arranged at both ends and a convex portion 171a arranged at the central portion.
  • the two light emitting devices 120A and 120B are arranged at the central portion of the irradiated surface 110 (irradiated region) and directly above the convex portion 171a.
  • the light emitting device 120B illuminates between the area directly below the light emitting device 120B and the area covered by the eaves of the convex portion 171C.
  • the lighting device 300 can illuminate the entire irradiated area including the eaves.
  • the surface of the convex portions 171C and 171D facing the light emitting devices 120A and 120B and the surrounding wall surface on which the lighting device 500 is arranged are formed of a reflecting surface, and the surface irradiated by the light emitted from the light emitting devices 120A and 120B.
  • the irradiation efficiency of 110 may be improved.
  • the entire irradiated surface 110 including the area covered by the eaves can be illuminated.
  • the light emitting device 620 according to the sixth embodiment has a different configuration of the luminous flux control member 622 from the light emitting device 120 according to the first embodiment. Therefore, the same configurations as those of the light emitting device 120 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of the substrate 623 and the light emitting device 620 according to the sixth embodiment.
  • 11A to 11D are views showing the configuration of the luminous flux control member 622 according to the sixth embodiment.
  • 11A is a plan view of the luminous flux control member 622 according to the sixth embodiment
  • FIG. 11B is a bottom view
  • FIG. 11C is a side view
  • FIG. 11D is AA shown in FIG. 11A. It is sectional drawing of a line.
  • the light emitting device 620 includes a light emitting element 121 and a luminous flux control member 622.
  • the luminous flux control member 622 has an incident region 631, an emitted region 132, and a tubular portion 633.
  • the luminous flux control member 622 does not have a flange portion 134, a positioning convex portion 135, and a notch portion 153.
  • the incident region 631 in the present embodiment has a first control unit 136 and a second control unit 637.
  • the second control unit 637 has a second refraction incident surface 151 and a second convex portion 652.
  • the second convex portion 652 in the present embodiment does not have a notch portion 153.
  • the second convex portion 652 includes a second incident surface 654 on the central axis CA side (inside) and a second reflecting surface 655 arranged at a position (outside) away from the second incident surface 654 with respect to the central axis CA.
  • the plan view shape of the second convex portion 652 is a partial shape of the annulus (semicircular annulus shape).
  • the second incident surface 654 is an incident surface that causes the light emitted from the light emitting element 121 to enter toward the second reflecting surface 655.
  • the second incident surface 654 is arranged so as to approach the emission region 132 as it approaches the central axis CA in the cross section including the central axis CA.
  • the plan view shape of the second incident surface 654 is a partial shape of the ring (semicircular shape).
  • the second reflecting surface 655 is a reflecting surface that internally reflects the light incident on the second incident surface 654 toward the emission region 132 so that the angle with respect to the central axis CA becomes smaller.
  • the second reflecting surface 655 is arranged so as to move toward the emission region 132 as the distance from the central axis CA increases in the cross section including the central axis CA.
  • the plan view shape of the second reflecting surface 655 is a partial shape of the annulus (semicircular annulus shape).
  • the tubular portion 633 in the present embodiment is arranged so as to surround the incident region 631 and the emitted region 132.
  • the shape of the tubular portion 633 is not particularly limited.
  • the shape of the tubular portion 633 is a cylindrical shape.
  • a fine uneven shape is formed on the end surface 633a of the tubular portion 633 on the light emitting element 121 side.
  • the fine uneven shape can be formed by, for example, embossing. As a result, the surface area of the end face 633a can be increased, so that the adhesive strength to the substrate 623 can be increased.
  • the luminous flux control member 622 according to the present embodiment is fixed to the substrate 623 by using an adhesive 660.
  • the light emitting device 620 provides the adhesive strength to the substrate 623 even when the luminous flux control member 622 is directly fixed to the substrate 623. Can be high.
  • the light emitting device 720 according to the seventh embodiment has a different configuration of the luminous flux control member 722 from the light emitting device 620 according to the sixth embodiment. Therefore, the same components as those of the light emitting device 620 according to the sixth embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of the substrate 623 and the light emitting device 720 according to the seventh embodiment.
  • 13A to 13D are views showing the configuration of the luminous flux control member 722 according to the seventh embodiment.
  • 13A is a plan view of the luminous flux control member 722 according to the seventh embodiment
  • FIG. 13B is a bottom view
  • FIG. 13C is a side view
  • FIG. 13D is AA shown in FIG. 13A. It is sectional drawing of a line.
  • the light emitting device 720 includes a light emitting element 121 and a luminous flux control member 722.
  • the luminous flux control member 722 has an incident region 631, an emission region 132, a tubular portion 633, and a flange portion 734. In the present embodiment, the luminous flux control member 722 does not have the positioning convex portion 135 and the notch portion 153.
  • the flange portion 734 in the present embodiment is connected to the base end portion of the tubular portion 633 on the light emitting element 121 side.
  • the flange portion 734 extends radially outward from the outer peripheral surface of the tubular portion 133.
  • the shape of the flange portion 734 is not particularly limited.
  • the flange portion 734 has an annular shape.
  • the end face 734a of the flange portion 734 on the light emitting element 121 side is formed with a fine uneven shape.
  • the fine uneven shape can be formed by, for example, embossing. As a result, the surface area of the end face 734a can be increased, so that the adhesive strength to the substrate 623 can be increased.
  • FIG. 14A and 14B are plan views of the luminous flux control members 722a and 722b according to the modified example in the seventh embodiment.
  • 14A is a plan view of the luminous flux control member 722a according to the first modification of the seventh embodiment
  • FIG. 14B is a plan view of the luminous flux control member 722b according to the second modification.
  • the light emitting device 720 according to the present embodiment can have a higher adhesive strength to the substrate 623 than the light emitting device 620 according to the sixth embodiment.
  • the light emitting device 820 according to the eighth embodiment has a different configuration of the luminous flux control member 822 from the light emitting device 720 according to the seventh embodiment. Therefore, the same components as those of the light emitting device 720 according to the seventh embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing the configuration of the substrate 623 and the light emitting device 820 according to the eighth embodiment.
  • 16A to 16D are views showing the configuration of the luminous flux control member 822 according to the eighth embodiment.
  • 16A is a plan view of the luminous flux control member 822 according to the eighth embodiment
  • FIG. 16B is a bottom view
  • FIG. 16C is a side view
  • FIG. 16D is AA shown in FIG. 16A. It is sectional drawing of a line.
  • the flange portion 834 in the present embodiment has a groove portion 834a.
  • the shape of the groove 834a is not particularly limited.
  • the plan view shape of the groove portion 834a is an annular shape.
  • the cross-sectional shape of the groove portion 834a is rectangular.
  • the luminous flux control member 822 according to the present embodiment is also fixed to the substrate 623 by using an adhesive 660.
  • the adhesive 660 is arranged between the substrate and the substrate 623, and the adhesive 660 is arranged so as to cover at least a part of the groove portion 834a of the flange portion 834. As a result, the light flux control member 822 is sealed with respect to the substrate 623.
  • the flange portion 734g of the luminous flux control member 822a according to the first modification of the eighth embodiment may be divided into a plurality of parts. In this modification, the flange portion 834 g is divided into two parts. Further, as shown in FIG. 17B, the flange portion 834h of the luminous flux control member 822b according to the second modification of the eighth embodiment may be divided into four parts.
  • the light emitting device 820 according to the present embodiment can have a higher adhesive strength to the substrate 623 than the light emitting device 720 according to the seventh embodiment.
  • the luminous flux control members 622, 722, 722a, 722b, 822, 822a, and 822b having no notch 153 are used, but in the sixth to eighth embodiments, the light flux control members are used.
  • the luminous flux control members 122 and 222 having the notch portions described in the first to fifth forms of the above may be used.
  • the luminous flux control member, the light emitting device, and the lighting device of the present invention can uniformly and efficiently irradiate the irradiated surface with the light emitted from the light emitting element.

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Abstract

発光素子から出射された光の配光を制御するための光束制御部材であって、被照射面に近い位置に配置されても被照射面の広い領域を照らすことができる光束制御部材を提供すること。光束制御部材は、入射領域および出射領域を有する。入射領域は、平面視したときに一方に配置された第1制御部と、他方に配置された第2制御部とを含む。第1制御部は、第1入射面および第1反射面を含む第1凸部を有する。第2制御部は、屈折入射面と、第2入射面および第2反射面を含む第2凸部と、を有する。屈折入射面は、所定の配光特性を有する。

Description

光束制御部材、発光装置および照明装置
 本発明は、光束制御部材、当該光束制御部材を有する発光装置、および当該発光装置を有する照明装置に関する。
 近年、省エネルギーの観点から、照明用の光源として、蛍光灯やハロゲンランプなどに代えて、発光ダイオード(以下、単に「LED」ともいう)が使用されている。しかし、LEDは、蛍光灯やハロゲンランプなどと比較して高価である。そこで、より少ないLEDで、より広い領域を均一に照らす技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
 特許文献1には、植物栽培用の照明装置が記載されている。特許文献1に記載の照明装置は、2つの照明器を有する。各照明器では、LEDなどの複数の光源が一列に配置されている。2つの照明器は、被照射面から所定の高さに、被照射面の対向する2辺に沿ってそれぞれ配置されている。また、2つの照明器は、光源からの光が被照射面に対して斜めに照射されるようにそれぞれ配置されている。特許文献1に記載の照明装置では、被照射面の対応する2辺に沿って配置された2つの照明器により、被照射面の照射領域を均一に照らす。
特開2015-130838号公報
 被照射面の上部の空間に余裕が無い場合、特許文献1に記載の照明器を用いて被照射面を照らそうとすると、照明器の位置を被照射面に近づけることとなる。このような場合、1つの光源が照らせる範囲が狭くなってしまうため、被照射面の全体を均一に照らすことが難しい。
 本発明の目的は、発光素子から出射された光の配光を制御するための光束制御部材であって、被照射面に近い位置に配置されても被照射面の広い領域を照らすことができる光束制御部材を提供することである。また、本発明の別の目的は、この光束制御部材を有する発光装置および照明装置を提供することである。
 本発明の光束制御部材は、発光素子から出射された光の配光を制御するための光束制御部材であって、前記発光素子と対向して配置され、前記発光素子から出射された光を入射させる入射領域と、前記入射領域の反対側に配置され、前記入射領域に入射した光を出射させる出射領域と、を有し、前記入射領域は、前記発光素子の光軸と一致する前記光束制御部材の中心軸を含む仮想平面を境界として、平面視したときに一方に配置された第1制御部と、前記仮想平面を境界として、平面視したときに他方に配置された第2制御部と、を有し、前記第1制御部は、前記発光素子から出射された光を入射させる第1入射面と、前記中心軸に対する角度が小さくなるように、前記第1入射面で入射した光を前記出射領域に向けて反射させる第1反射面とを含む第1凸部を有し、前記第2制御部は、前記発光素子から出射された光を屈折して入射させる屈折入射面と、前記中心軸に対して、前記屈折入射面より離れて配置され、前記発光素子から出射された光を入射させる第2入射面および前記中心軸に対する角度が小さくなるように、前記第2入射面で入射した光を前記出射領域に向けて反射させる第2反射面を含む第2凸部と、を有し、前記中心軸を含む断面において、前記光軸が前記中心軸と一致するように配置された前記発光素子の発光中心から出射された第1光線の前記中心軸に対する角度をθ1とし、前記第1光線が前記屈折入射面で制御された後、前記出射領域から出射されることで生成される第2光線の前記中心軸に対する角度をθ2としたときに、以下の式(1)を満たす、
 光束制御部材。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 [式(1)において、θ1n-1<θ1<θ1n+1、θ2n-1はθ1n-1に対応する光線の角度であり、θ2はθ1に対応する光線の角度であり、θ2n+1はθ1n+1に対応する光線の角度である。]
 本発明の発光装置は、発光素子と、本発明の光束制御部材と、を有し、前記発光素子の光軸および前記光束制御部材の中心軸は、一致している。
 本発明の照明装置は、被照射面と、少なくとも1つの本発明の発光装置と、を有し、前記発光装置は、前記第2制御部が前記第1制御部よりも前記被照射面側に位置し、かつ前記光軸が前記被照射面に対して斜めに交差するように配置され、かつ前記光軸を含み前記被照射面に直交する断面において、前記第2制御部から入射し前記光軸に対して最大角度で出射する光が前記被照射面上へ到達するように配置されている。
 本発明の光束制御部材は、被照射面の直上部であって、かつ被照射面に近い位置に配置された場合であっても、被照射面の全体を均一に照らすことができる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る照明装置の構成を示す断面図である。 図2は、図1に示される破線で囲まれた領域の部分拡大断面図である。 図3A~Dは、実施の形態1に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図4A~Dは、実施の形態1におけるホルダーおよび発光装置の構成を示す図である。 図5A、Bは、実施の形態1に係る発光装置における光路図である。 図6は、実施の形態1に係る照明装置における照明の様子を説明するための図である。 図7A~Dは、本発明の実施の形態2に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図8A、Bは、実施の形態2に係る発光装置における光路図である。 図9A~Dは、参考例に係る照明装置における光路図および実施の形態3~5に係る照明装置における光路図である。 図10は、実施の形態6における基板および発光装置の構成を示す断面である。 図11A~Dは、実施の形態6に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図12は、実施の形態7における基板および発光装置の構成を示す断面図である。 図13A~Dは、実施の形態7に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図14A、Bは、実施の形態7における変形例に係る光束制御部材の平面図である。 図15は、実施の形態8における基板および発光装置の構成を示す断面図である。 図16A~Dは、実施の形態8に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図17A、Bは、実施の形態8における変形例に係る光束制御部材の平面図である。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
 [実施の形態1]
 (照明装置の構成)
 図1は、本発明の実施の形態1に係る照明装置の構成を示す断面図である。図2は、図1に示される破線で囲まれた領域の部分拡大断面図である。
 図1、図2に示されるように、照明装置100は、被照射面110と、発光装置120とを有する。
 被照射面110は、発光装置120によって光を照射される。被照射面110の大きさは、特に限定されず、適宜設定される。被照射面110の形状も、特に限定されない。本実施の形態では、被照射面110は、一方向に延在した細長い矩形である。被照射面110の表面は、平面でもよいし、曲面でもよい。また、被照射面110の表面に複数の凸部171(図6参照)が形成されていてもよいし、凹部が形成されていてもよい。本実施の形態では、被照射面110の表面は、平面である。なお、被照射面110の表面に複数の凸部171が形成された態様については後述する(図6参照)。
 発光装置120は、被照射面110から所定の高さに配置されており、被照射面110に光を照射する。発光装置120の数は、特に限定されない。発光装置120の数は、1つでもよいし、2つ以上でもよい。本実施の形態では、発光装置120の数は、2つである。本実施の形態では、2つの発光装置120は、被照射面110の長軸方向の両端の直上にそれぞれ配置されている。具体的には、2つの発光装置120のうち、一方の発光装置120は、被照射面110の一方向(長軸方向)における一方の端部の直上に配置されており、2つの発光装置120のうち、他方の発光装置120は、被照射面110の一方向(長軸方向)における他方の端部の直上に配置されている。発光装置120は、その下端が被照射面110の短辺の直上に位置しており、発光装置120から出射される光が被照射面110内に向かうように傾けて配置されている。各発光装置120の被照射面110からの高さは、適宜設定される。
 それぞれの発光装置120は、被照射面110に対して発光素子121の光軸OAが斜めに交差するように配置され、かつ光軸OAを含み被照射面110に直交する断面において、第2制御部137(図3B参照)から入射し光軸OAに対して最大角度で出射する光が被照射面110上へ到達するように配置されている。本実施の形態では、2つの発光装置120の光軸OAは、交差する。発光素子121の光軸OAおよび被照射面110のなす角度のうち小さい方の角度は、0°超かつ90°未満であれば特に限定されない。本実施の形態では、発光素子121の光軸OAおよび被照射面110のなす角度のうち小さい方の角度は、10°である。
 (発光装置の構成)
 発光装置120は、発光素子121と、光束制御部材122とを有する。発光装置120は、ホルダー123に固定されて使用されてもよいし、後述する基板623に固定されて使用されてもよい。本実施の形態では、発光装置120は、ホルダー123に固定されて使用される。
 発光素子121は、所定の波長の光を出射する。発光素子121の例には、白色発光ダイオードなどの発光ダイオード(LED)、レーザーダイオードが含まれる。発光素子121から出射される光の波長は、特に限定されない。発光素子121から出射される光の波長は、可視光線の波長でもよいし、紫外線の波長であってもよい。発光素子121から出射される光の波長は、使用する用途に応じて適宜選択される。例えば、被照射面110を明るく照らしたり、植物を栽培したりしたい場合には、可視光線を出射する発光素子121を選択すればよいし、被照射面110を殺菌したい場合には、紫外光を出射する発光素子121を選択すればよい。
 (光束制御部材の構成)
 図3A~Dは、実施の形態1に係る光束制御部材122の構成を示す図である。図3Aは、光束制御部材122の平面図であり、図3Bは、底面図であり、図3Cは、左側面図であり、図3Dは、図3Aに示されるA-A線の断面図である。
 図2に示されるように、光束制御部材122は、発光素子121から出射された光の配光を制御する部材である。光束制御部材122は、光束制御部材122の中心軸CAが発光素子121の光軸OAと一致するように配置される。
 図3A~Dに示されるように、光束制御部材122は、入射領域131と、出射領域132とを有する。また、本実施の形態では、光束制御部材122は、筒部133と、フランジ部134と、位置決め凸部135とを有している。
 入射領域131は、発光素子121と対向して配置され、発光素子121から出射された光を入射させる。入射領域131は、第1制御部136と、第2制御部137とを含む。入射領域131を平面視(底面視)したときに、第1制御部136は、発光素子121の光軸OAと一致する光束制御部材122の中心軸CAを含む仮想平面を境界として、入射領域131の一方側(図3Bでは上側)に配置されている。また、入射領域131を平面視(底面視)したときに、第2制御部137は、中心軸CAを含む仮想平面を境界として、入射領域131の他方側(図3Bでは下側)に配置されている。照明装置100において、発光装置120は、第2制御部137が第1制御部136よりも被照射面110側に位置するように配置される。
 第1制御部136は、第1屈折入射面141と、第1凸部142とを有する。
 第1屈折入射面141は、第1制御部136における中心軸CA側(内側)に配置されている。第1屈折入射面141は、中心軸CAに対する角度が小さくなるように、発光素子121から出射された光を屈折させて入射させる。中心軸CAを含む断面において、第1屈折入射面141は、中心軸CAから離れるにつれて、出射領域132側に向かうように形成されている。より具体的には、中心軸CAを含む断面において、第1屈折入射面141の中心軸CA近傍の領域では、中心軸CAから離れるにつれて、第1屈折入射面141の接線の中心軸CAに対する傾きが徐々に小さくなる。一方、第1屈折入射面141の外周部の領域(第1凸部142近傍の領域)では、中心軸CAから離れるにつれて、第1屈折入射面141の接線の中心軸CAに対する傾きが徐々に大きくなる。本実施の形態では、第1屈折入射面141の平面視形状は、中心角が180°の扇形形状である。
 第1凸部142は、中心軸CAに対して、第1屈折入射面141よりも離れて配置されている。すなわち、第1凸部142は、中心軸CA側を内側とすると、第1屈折入射面141の外側に配置されている。第1凸部142は、中心軸CAを含む断面において、中心軸CAに対する角度が小さくなるように、発光素子121から出射された光を出射領域132に向けて制御する。第1凸部142の数は、特に限定されない。本実施の形態では、第1凸部142は、3つである。3つの第1凸部142の大きさは、全て同じでもよいし、それぞれ異なっていてもよい。本実施の形態では、3つの第1凸部142のうち、最も中心軸CAから遠い第1凸部142は、他の第1凸部142よりも大きい。本実施の形態では、第1凸部142の平面視形状は、円環の一部の形状(半円環状)である。3つの第1凸部142は、それぞれの第1稜線145が同心円上に位置するように配置されている。
 第1凸部142は、中心軸CA側(内側)の第1入射面143と、中心軸CAに対して第1入射面143から離れた位置(外側)に配置された第1反射面144と、第1入射面143および第1反射面144の接続線である第1稜線145とを有する。
 第1入射面143は、発光素子121から出射された光を第1反射面144に向けて入射させる入射面である。第1入射面143は、中心軸CAを含む断面において、中心軸CAに近づくにつれて、出射領域132に向かうように配置されている。第1入射面143の平面視形状は、円環の一部の形状である。
 第1反射面144は、中心軸CAに対する角度が小さくなるように、第1入射面143で入射した光を出射領域132に向けて内部反射させる反射面である。第1反射面144は、中心軸CAを断面において、中心軸CAから離れるにつれて、出射領域132に向かうように配置されている。第1反射面144の平面視形状は、円環の一部の形状である。
 第2制御部137は、第2屈折入射面151(屈折入射面)と、第2凸部152とを有する。
 第2屈折入射面151は、第2制御部137における中心軸CA側(内側)に配置されている。第2屈折入射面151は、中心軸CAに対する角度が小さくなるように、発光素子121から出射された光を屈折して入射させる。中心軸CAを含む断面において、第2屈折入射面151は、出射領域132に向かって凸となるように形成されている。本実施の形態では、第2屈折入射面151の平面視形状は、中心角が180°の扇形形状である。
 第2凸部152は、中心軸CAに対して、第2屈折入射面151よりも離れて配置されている。すなわち、第2凸部152は、中心軸CA側を内側として、第2屈折入射面151の外側に配置されている。第2凸部152は、中心軸CAを含む断面において、中心軸CAに対する角度が小さくなるように、発光素子121から出射された光を出射領域132に向けて制御する。第2凸部152の数は、特に限定されない。本実施の形態では、第2凸部152は、1つである。第2凸部152は、切り欠き部153を有する。
 第2凸部152は、中心軸CA側(内側)の第2入射面154と、中心軸CAに対して第2入射面154より離れた位置(外側)に配置された第2反射面155と、第2入射面154および第2反射面155の接続線である第2稜線156とを有する。本実施の形態では、第2凸部152の平面視形状は、円環の一部の形状(切り欠き部153を除いて半円環状)である。
 第2入射面154は、発光素子121から出射された光を第2反射面155に向けて入射させる入射面である。第2入射面154は、中心軸CAを含む断面において、中心軸CAに近づくにつれて、出射領域132に向かうように配置されている。第2入射面154の平面視形状は、円環の一部の形状である。
 第2反射面155は、中心軸CAに対する角度が小さくなるように、第2入射面154で入射した光を出射領域132に向けて内部反射させる反射面である。第2反射面155は、中心軸CAを含む断面において、中心軸CAから離れるにつれて、出射領域132に向かうように配置されている。第2反射面155の平面視形状は、円環の一部の形状である。
 切り欠き部153は、第2凸部152を二分するように、第2凸部152に形成されている。切り欠き部153は、第2凸部152が部分的に形成されていない領域であり、発光装置120の直下に光を導くために形成されている。本実施の形態では、第2屈折入射面151の外側に位置するこの領域には、中心軸CAに平行な面が形成される。切り欠き部153の位置は、発光装置120の直下に光を導くことができれば特に限定されない。本実施の形態では、切り欠き部153は、第1制御部136から離れた位置に形成されている。より具体的には、切り欠き部153は、発光装置120が照明装置100に組み込まれたときに、被照射面110に一番近い位置に形成されている。切り欠き部153の幅は、特に限定されない。切り欠き部153の幅は、被照射面110の幅などに応じて適宜設定される。
 筒部133は、入射領域131および出射領域132を取り囲むように配置されている。筒部133の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、筒部133の形状は円筒形状である。筒部133の発光素子121側の基端部には、フランジ部134が接続されている。
 フランジ部134は、筒部133の発光素子121側の端部(基端部)に接続されている。フランジ部134は、筒部133の外周面から径方向外側に向かって延在している。フランジ部134の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、フランジ部134は、円環形状である。
 位置決め凸部135は、フランジ部134の発光素子121側の面(裏面)から突出して配置されている。位置決め凸部135の数は、特に限定されない。本実施の形態では、位置決め凸部135の数は、3つである。3つの位置決め凸部135は、フランジ部134の周方向において等間隔となるように配置されている。3つの位置決め凸部135は、ホルダー123の第1基板161(後述)に形成された3つの位置決め孔164に嵌合することで、第1基板161に対して位置決めされる。
 光束制御部材122は、例えば一体成形により形成されている。光束制御部材122の材料は、所望の波長の光を通過させる透光性を有する材料から適宜に選ばれる。光束制御部材122の材料には、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)やポリカーボネート(PC)、エポキシ樹脂(EP)などの光透過性樹脂、および、ガラスが含まれる。
 図4A~Dは、実施の形態1におけるホルダー123の構成を示す図である。図4Aは、ホルダー123の平面図であり、図4Bは、底面図であり、図4Cは、左側面図であり、図4Dは、図4Aに示されるA-A線の断面図である。これらの図では、発光装置120を組み込んだ状態のホルダー123を示している。
 ホルダー123は、第1基板161と、第2基板162と、固定部材163とを有する。
 第1基板161は、矩形の平板である。第1基板161の中心には、発光素子121が配置される。第1基板161には、3つの位置決め孔164と、4つの第1固定孔165とが形成されている。3つの位置決め孔164は、光束制御部材122の位置決め凸部135に対応した位置に形成されている。3つの位置決め孔164には、光束制御部材122の位置決め凸部135がそれぞれ嵌合する。4つの第1固定孔165は、第1基板161の四隅に形成されている。4つの第1固定孔165には、4つの固定部材163がそれぞれ螺合する。
 第2基板162は、矩形の平板である。第2基板162には、1つの貫通孔166と、4つの第2固定孔167とが形成されている。貫通孔166は、第2基板162の中央部分に形成されており、光束制御部材122の筒部133が挿入される。貫通孔166の大きさは、光束制御部材122の筒部133よりも少し大きい。第2基板162の貫通孔166の周辺部は、第1基板161と協働して、光束制御部材122のフランジ部134を挟み込む。4つの第2固定孔167は、第2基板162の四隅に形成されている。4つの第2固定孔167には、4つの固定部材163がそれぞれ螺合する。
 固定部材163は、第1基板161および第2基板162を固定する。固定部材163は、前述の機能を発揮できれば、その構成は特に限定されない。本実施の形態では、固定部材163は、ボルトである。
 図4A~Dを参照して、ホルダー123に発光装置120を組み込む手順を説明する。まず、第1基板161の中央部分に発光素子121が配置される。次いで、発光素子121が配置された第1基板161の位置決め孔164に、光束制御部材122の位置決め凸部135を嵌合させることで、第1基板161に光束制御部材122を位置決めする。次いで、光束制御部材122の出射領域132側から第2基板162を第1基板161に重ね合わせることで、発光装置120(光束制御部材122のフランジ部134)を第1基板161および第2基板162で挟み込む。最後に、固定部材163により、第1基板161および第2基板162を固定することにより、発光装置120をホルダー123に固定できる。このようにして、第1基板161および第2基板162の間に発光装置120を配置し、第1基板161および第2基板162を固定部材163で固定することにより、発光装置120がホルダー123に固定される。
 (光路)
 ここで、発光装置120における光路について説明する。図5A、Bは、発光装置120における光路を示す図である。図5Aは、第1制御部136に入射する光の光路を示しており、図5Bは、第2制御部137に入射する光の光路を示している。また、図5A、Bでは、光束制御部材122におけるフランジ部134および位置決め凸部135を省略している。
 まず、第1制御部136に入射する光について見てみると、図5Aに示されるように、発光素子121から第1制御部136に向かって出射される光であって、出射角度が小さい光は、第1屈折入射面141に到達する。第1屈折入射面141に到達した光は、中心軸CAに対する角度が小さくなるように、光束制御部材122の内部に入射する。光束制御部材122の内部に入射した光は、出射領域132から光束制御部材122の外部に出射される。このとき、出射領域132に到達する光は、中心軸CAに対する角度が小さいため(出射領域132に対して、ほぼ垂直に入射するため)、ほとんど屈折することなく出射される(図5Aのa領域参照)。
 一方、発光素子121から第1制御部136に向かって出射される光であって、出射角度が大きい光は、いずれかの第1凸部142の第1入射面143に到達する。第1入射面143に到達した光は、第1反射面144に向かって屈折して、光束制御部材122の内部に入射する。本実施の形態では、第1入射面143に到達した光は、中心軸CAに対する角度が僅かに大きくなるように屈折して入射する。第1反射面144に到達した光は、第1反射面144で出射領域132に向かって内部反射する。このとき、第1反射面144に到達した光は、中心軸CAに対する角度が小さくなるように、内部反射する。第1反射面144で内部反射した光は、出射領域132から光束制御部材122の外部に出射される。このとき、出射領域132に到達する光は、中心軸CAに対する角度が小さいため(出射領域132に対して、ほぼ垂直に入射するため)、ほとんど屈折することなく出射される(図5Aのb領域参照)。
 このように、第1制御部136に入射した光は、中心軸CAに対して小さい角度で出射領域132から出射され、被照射面110のうち遠方の領域に向かう。
 次に、第2制御部137に入射する光について見てみると、図5Bに示されるように、発光素子121から第2制御部137に向かって出射される光であって、出射角度が小さい光は、第2屈折入射面151に到達する。第2屈折入射面151に到達した光は、中心軸CAに対する角度が僅かに小さくなるように、光束制御部材122の内部に入射する。光束制御部材122の内部に入射した光は、出射領域132から光束制御部材122の外部に出射される。このとき、出射領域132に到達する光は、中心軸CAから離れるにつれて、中心軸CAに対する角度が大きいため、出射領域132から出射される光の中心軸CAに対する角度は、中心軸CAから離れるにつれて大きくなる。
 したがって、中心軸CAを含む断面において、光軸OAが中心軸CAと一致するように配置された発光素子121の発光中心から出射された第1光線の中心軸CAに対する角度をθ1とし、第1光線が第2屈折入射面151で制御された後、(他の面で制御されることなく)出射領域132から出射されることで生成される第2光線の中心軸CAに対する角度をθ2としたときに、第1光線(第2屈折入射面151に入射する光線)および第2光線(出射領域132から出射された光線)は、以下の式(1)を満たす。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 [式(1)において、θ1n-1<θ1<θ1n+1、θ2n-1はθ1n-1に対応する光線の角度であり、θ2はθ1に対応する光線の角度であり、θ2n+1はθ1n+1に対応する光線の角度である。]
 一方、発光素子121から第2制御部137に向かって出射される光であって、出射角度が大きい光のうち一部の光は、切り欠き部153に到達する。切り欠き部153に到達した光は、出射角度が小さい光と比較して、出射角度が大きく、かつ第2屈折入射面151よりも出射領域132側で光束制御部材122の内部に入射する。よって、切り欠き部153で入射した光であって、出射領域132から出射される光の出射角度は、第2屈折入射面151で入射した光と比較して大きい。切り欠き部153で入射した光は、発光装置120の直下に向かう。
 また、発光素子121から第2制御部137に向かって出射される光であって、出射角度が大きい光のうち他の一部の光は、第2凸部152の第2入射面154に到達する(いずれも図5Bでは図示していない)。なお、第2凸部152に到達した光は、第1凸部142の第1入射面143に到達した光と同じように制御されるため、光路の説明を省略する。
 さらに、発光素子121から第2制御部137に向かって出射される光であって、切り欠き部153に到達する光の出射角度よりも大きな出射角度で出射された光は、筒部133に到達する。筒部133に到達した光は、筒部133の内面で光束制御部材122の内部に入射し、筒部133の外周面から光束制御部材122の外部に出射される。筒部133で入射した光も、発光装置120の直下に向かう。
 このように、第2制御部137に入射した光は、中心軸CAに対して様々な角度で出射領域132から出射され、被照射面110のうち近傍の領域からある程度遠方の領域に向かう。
 次に、照明装置100における光路について説明する。図6は、照明装置100における照明の様子を説明するための図である。ここでは、図6の左側に図示した一方の発光装置120を発光装置120Aとし、図6の右側に図示した他方の発光装置120を発光装置120Bとして説明する。なお、ここでは、被照射面110上には、凸部171Aおよび凸部171Bが形成された場合について説明する。これは、被照射面110が平面でない場合であっても、被照射面110を均一に照らすことができることを示すためのモデルである。
 図6に示されるように、本実施の形態に係る照明装置100では、被照射面110の長軸方向の両端部の直上に発光装置120Aおよび発光装置120Bがそれぞれ配置されている。2つの発光装置120Aおよび発光装置120Bは、その光軸OAが被照射面110と交差するようにそれぞれ配置されている。
 図6に示されるように、2つの発光装置120Aおよび発光装置120Bのうち、一方の発光装置120Aは、被照射面110における一方の端部と、複数の凸部171のうち他方の発光装置120Bに最も近い凸部171Bとの間を照らす。より具体的には、発光装置120Aは、発光装置120Aの直下と凸部171Bの間の領域であって、凸部171Aによる影になる領域(RA2)を除く領域(RA1、RA3)を照らす。2つの発光装置120Aおよび発光装置120Bのうち、他方の発光装置120Bは、被照射面110における他方の端部と、複数の凸部171のうち一方の発光装置120Aに最も近い凸部171Aとの間を照らす。より具体的には、発光装置120Bは、発光装置120Bの直下と凸部171Aの間の領域であって、凸部171Bによる影になる領域(RB2)を除く領域(RB1、RB3)を照らす。
 本実施の形態に係る照明装置100では、発光装置120Aで照らされない領域(RA2)を発光装置120Bで照らし、発光装置120Bで照らされない領域(RB2)を発光装置120Aで照らす。このように、本実施の形態に係る照明装置100では、一方の発光装置120A(発光装置120B)で照らされない領域RA2(RB2)を、他方の発光装置120B(発光装置120A)で照らすため、被照射面110に凹凸があった場合であっても、被照射面110の幅広い領域を略均一に照らすことができる。
 (効果)
 以上のように、本実施の形態に係る照明装置100では、光束制御部材122の被照射面110から遠い位置に配置された第1制御部136と、光束制御部材122の被照射面110から近い位置に配置された第2制御部137とでは、発光素子121から出射される光の制御が異なる。これにより、被照射面110の発光装置120の直下から発光装置120から遠い位置まで光を略均一に照射できる。よって、照明装置100は、被照射面110の直上部であって、かつ被照射面110に近い位置に配置された場合であっても、被照射面110の幅広い領域を略均一に照らすことができる。
 [実施の形態2]
 実施の形態2に係る照明装置は、光束制御部材222の構成のみが実施の形態1に係る照明装置100と異なる。そこで、実施の形態1に係る照明装置100と同様の構成については、同様の符号を付して、その説明を省略する。
 本実施の形態に係る照明装置は、被照射面110と、発光装置220とを有する。発光装置220は、発光素子121と、光束制御部材222とを有する。
 図7A~Dは、実施の形態2に係る光束制御部材222の構成を示す図である。図7Aは、光束制御部材222の平面図であり、図7Bは、底面図であり、図7Cは、左側面図であり、図7Dは、図7Aに示されるA-A線の断面図である。
 図7A~Dに示されるように、本実施の形態に係る光束制御部材222は、入射領域231と、出射領域132とを有する。入射領域231は、第1制御部136および第2制御部237を含む。第2制御部237は、第2屈折入射面151と、第2凸部152とを有する。第2凸部152には、切り欠き部253が形成されている。
 本実施の形態における切り欠き部253は、中心軸CAを含む断面において、中心軸CAから離れるにつれて、出射領域132に向かうように形成されている傾斜面である。実施の形態1に係る光束制御部材122では、第2屈折入射面151と切り欠き153との間に段差面が形成されているが(図3D参照)、実施の形態2に係る光束制御部材222では、第2屈折入射面151と切り欠き253との間に段差面が形成されない(図7D参照)。
 (光路)
 ここで、発光装置220における光路について説明する。図8A、Bは、発光装置220における光路を示す図である。図8Aは、第1制御部136に入射する光の光路を示しており、図8Bは、第2制御部237に入射する光の光路を示している。また、図8A、Bでは、光束制御部材122におけるフランジ部134および位置決め凸部135を省略している。発光素子121から第1制御部136に向かって出射される光については、実施の形態1と同じであるため、その説明を省略する。
 図8Bに示されるように、発光素子121から第2制御部237に向かって出射される光であって、出射角度が小さい光は、実施の形態1における光束制御部材122と同様に、第2屈折入射面151で入射し、上記式(1)を満たすように制御される。実施の形態1に係る光束制御部材122では、第2屈折入射面151で入射した光の一部は、第2屈折入射面151と切り欠き153との間の段差面で反射されるが(図5B参照)、実施の形態2に係る光束制御部材222では、段差面が無いため、第2屈折入射面151で入射した光の一部は段差面で反射されない(図8B参照)。したがって、実施の形態2に係る光束制御部材222は、第2屈折入射面151で入射した光をより適切に制御することができる。
 発光素子121から第2制御部237に向かって出射される光であって、出射角度が大きい光のうち一部の光は、切り欠き部253に到達する。切り欠き部253に到達した光は、出射角度が小さい光と比較して、出射角度が大きい。よって、切り欠き部153で入射した光であって、出射領域132から出射される光の出射角度は、第2屈折入射面151で入射した光と比較して大きい。切り欠き部153で入射した光は、発光装置120の直下に向かう。
 また、発光素子121から第2制御部237に向かって出射される光であって、第2凸部152に到達した光は、第1凸部142の第1入射面143に到達した光と同じように制御されるため、その説明を省略する。また、発光素子121から第2制御部237に向かって出射される光であって、切り欠き部153に到達する光の出射角度よりも大きな出射角度で出射された光の光路についても、その説明を省略する。
 (効果)
 以上のように、本実施の形態に係る照明装置は、実施の形態1に係る照明装置100の効果に加え、発光素子121から出射され第2屈折入射面151で入射した全ての光を被照射面110に向けて適切に制御できるため、光の利用効率をより向上させることができる。
 [実施の形態3]
 実施の形態3に係る照明装置300は、発光装置120の配置と、凸部の形態とが実施の形態1に係る照明装置100と異なる。そこで、実施の形態1に係る照明装置100と同様の構成については、同様の符号を付して、その説明を省略する。
 図9Aは、参考例に係る照明装置600における照明の様子を説明するための図であり、図9Bは、本発明の実施の形態3に係る照明装置300における照明の様子を説明するための図である。
 図9Aに示されるように、被照射面110の端部に庇部を有する凸部171Cが形成されている場合、出射される光が被照射面110内に向かうように発光装置120A、120Bを傾けて配置しても、発光装置120Bよりも外側の領域(庇部に覆われた領域)を照らすことができない。そこで、本実施の形態では、発光装置120Bを被照射面110(被照射領域)の中央部分に配置し、かつ発光装置120Bの向きを逆にしている。図9Bに示されるように、本実施の形態に係る照明装置300は、被照射面110と、2つの発光装置120A、120Bとを有する。
 被照射面110には、庇部を有する凸部171Cがその一方の端部に形成されている。2つの発光装置120A、120Bのうち、一方の発光装置120Aは、被照射面110の一方の端部に配置されており、他の発光装置120Bは、被照射面110(被照射領域)の中央部分に配置している。被照射面110の中央部分に配置された発光装置120Bは、庇部で覆われた領域を照らすように配置される。具体的には、発光装置120Aと、発光装置120Bとは、発光装置120Aから出射される光の光軸と、発光装置120Bから出射される光の光軸とが同じ方向を向くように配置されている。発光装置120Aは、発光装置120Aの直下と、発光装置120Bとの間を照らす。発光装置120Bは、発光装置120Bの直下と、凸部171Cの庇部の下の間を照らす。このように、本実施の形態に係る照明装置300では、庇部を含んだ被照射領域の全体を照らすことができる。
 [実施の形態4]
 実施の形態4に係る照明装置400は、発光装置220の配置と、凸部の形態とが実施の形態3に係る照明装置300と異なる。そこで、実施の形態3に係る照明装置300と同様の構成については、同様の符号を付して、その説明を省略する。
 図9Cは、本発明の実施の形態4に係る照明装置400における照明の様子を説明するための図である。
 図9Cに示されるように、照明装置400は、被照射面110と、2つの発光装置120A、120Bとを有する。被照射面110には、庇部を有する凸部171C、171Dがその両端部にそれぞれ形成されている。2つの発光装置120A、120Bは、被照射面110(被照射領域)の中央部分に配置している。被照射面110の中央部分に配置された発光装置120A、120Bは、庇部で覆われた領域をそれぞれ照射するように配置される。発光装置120Aと、発光装置120Bとは、発光装置120Aから出射される光の光軸と、発光装置120Bから出射される光の光軸とが略反対方向に向くように配置されている。具体的には、発光装置120Aは、発光装置120Aの直下と凸部171Dの庇部で覆われた領域との間を照らす。発光装置120Bは、発光装置120Bの直下と凸部171Cの庇部で覆われた領域との間を照らす。このように、本実施の形態に係る照明装置300では、庇部を含んだ被照射領域の全体を照らすことができる。
 [実施の形態5]
 実施の形態5に係る照明装置500は、発光装置220の配置と、凸部の形態とが実施の形態4に係る照明装置400と異なる。そこで、実施の形態4に係る照明装置400と同様の構成については、同様の符号を付して、その説明を省略する。
 図9Dは、本発明の実施の形態5に係る照明装置500における照明の様子を説明するための図である。
 図9Dに示されるように、照明装置500は、被照射面110と2つの発光装置120A、120Bと、を有する。被照射面110には、両端部に配置された庇部を有する2つの凸部171C、171Dと、中央部分に配置された凸部171aとが形成されている。2つの発光装置120A、120Bは、被照射面110(被照射領域)の中央部分であって、かつ凸部171aの直上部に配置されている。発光装置120Aと、発光装置120Bとは、発光装置120Aから出射される光の光軸と、発光装置120Bから出射される光の光軸とが略反対方向に向くように配置されている。被照射面110の中央部分に配置された発光装置120A、120Bは、庇部で覆われた領域をそれぞれ照射するように配置される。具体的には、発光装置120Aは、発光装置120Aの直下と凸部171Dの庇部で覆われた領域との間を照らす。発光装置120Bは、発光装置120Bの直下と凸部171Cの庇部で覆われた領域との間を照らす。このように、本実施の形態に係る照明装置300では、庇部を含んだ被照射領域の全体を照らすことができる。また、凸部171C、171Dの発光装置120A、120B側を向いた面や、照明装置500が配置される周囲の壁面を反射面で構成し、発光装置120A、120Bからの出射光による被照射面110の照射効率を向上させてもよい。
 以上のように、実施の形態3~5に係る照明装置300、400、500では、庇部で覆われた領域を含んだ被照射面110の全体を照らすことができる。
 [実施の形態6]
 実施の形態6に係る発光装置620は、光束制御部材622の構成が実施の形態1に係る発光装置120と異なる。そこで、実施の形態1に係る発光装置120と同様の構成については、同様の符号を付して、その説明を省略する。
 図10は、実施の形態6における基板623および発光装置620の構成を示す断面図である。図11A~Dは、実施の形態6に係る光束制御部材622の構成を示す図である。図11Aは、実施の形態6に係る光束制御部材622の平面図であり、図11Bは、底面図であり、図11Cは、側面図であり、図11Dは、図11Aに示されるA-A線の断面図である。
 図10、図11A~Dに示されるように、本実施の形態に係る発光装置620は、発光素子121と、光束制御部材622とを有する。光束制御部材622は、入射領域631と、出射領域132と、筒部633とを有している。本実施の形態では、光束制御部材622は、フランジ部134と、位置決め凸部135と、切り欠き部153を有していない。
 本実施の形態における入射領域631は、第1制御部136と、第2制御部637とを有する。第2制御部637は、第2屈折入射面151と、第2凸部652とを有する。本実施の形態における第2凸部652は、切り欠き部153を有していない。
 第2凸部652は、中心軸CA側(内側)の第2入射面654と、中心軸CAに対して第2入射面654より離れた位置(外側)に配置された第2反射面655と、第2入射面654および第2反射面655の接続線である第2稜線656とを有する。本実施の形態では、第2凸部652の平面視形状は、円環の一部の形状(半円環形状)である。
 第2入射面654は、発光素子121から出射された光を第2反射面655に向けて入射させる入射面である。第2入射面654は、中心軸CAを含む断面において、中心軸CAに近づくにつれて、出射領域132に向かうように配置されている。第2入射面654の平面視形状は、円環の一部の形状(半円環形状)である。
 第2反射面655は、中心軸CAに対する角度が小さくなるように、第2入射面654で入射した光を出射領域132に向けて内部反射させる反射面である。第2反射面655は、中心軸CAを含む断面において、中心軸CAから離れるにつれて、出射領域132に向かうように配置されている。第2反射面655の平面視形状は、円環の一部の形状(半円環形状)である。
 本実施の形態における筒部633は、入射領域631および出射領域132を取り囲むように配置されている。筒部633の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、筒部633の形状は円筒形状である。筒部633の発光素子121側の端面633aには、微細な凹凸形状が形成されている。微細な凹凸形状は、例えばシボ加工により形成できる。これにより、端面633aの表面積を増やすことができるため、基板623に対する接着強度を高めることができる。
 本実施の形態に係る光束制御部材622は、基板623に対して接着剤660を用いて固定することが考えられる。
 図10に示されるように、本実施の形態では、光束制御部材622を基板623に固定する場合、筒部633の発光素子121側の端面633aと基板623との間に接着剤660を配置するとともに、筒部633の基板623側端部を囲うように接着剤660を配置する。
 (効果)
 以上のように、本実施の形態に係る発光装置620は、実施の形態1に係る発光装置120の効果に加え、光束制御部材622を基板623に直接固定する場合でも、基板623に対する接着強度を高くできる。
 [実施の形態7]
 実施の形態7に係る発光装置720は、光束制御部材722の構成が実施の形態6に係る発光装置620と異なる。そこで、実施の形態6に係る発光装置620と同様の構成については、同様の符号を付して、その説明を省略する。
 図12は、実施の形態7における基板623および発光装置720の構成を示す断面図である。図13A~Dは、実施の形態7に係る光束制御部材722の構成を示す図である。図13Aは、実施の形態7に係る光束制御部材722の平面図であり、図13Bは、底面図であり、図13Cは、側面図であり、図13Dは、図13Aに示されるA-A線の断面図である。
 図12、図13A~Dに示されるように、本実施の形態に係る発光装置720は、発光素子121と、光束制御部材722とを有する。光束制御部材722は、入射領域631と、出射領域132と、筒部633と、フランジ部734とを有している。本実施の形態では、光束制御部材722は、位置決め凸部135と、切り欠き部153とを有していない。
 本実施の形態におけるフランジ部734は、筒部633の発光素子121側の基端部に接続されている。
 フランジ部734は、筒部133の外周面から径方向外側に向かって延在している。フランジ部734の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、フランジ部734は、円環形状である。フランジ部734の発光素子121側の端面734aは、微細な凹凸形状が形成されている。微細な凹凸形状は、例えばシボ加工により形成できる。これにより、端面734aの表面積を増やすことができるため、基板623に対する接着強度を高めることができる。
 本実施の形態に係る光束制御部材722も基板623に接着剤660を用いて固定することが考えられる。
 図12に示されるように、本実施の形態では、光束制御部材722を基板623に固定する場合、筒部633の発光素子121側の端面633aおよびフランジ部734の発光素子121側の端面734aと、基板623との間に接着剤660を配置するとともに、フランジ部734の側面734bおよび上面734cの少なくとも一部を覆うように接着剤660を配置する。これにより、基板623に対して光束制御部材722を封止させる。
 (変形例)
 次いで、実施の形態7の変形例に係る光束制御部材722a、722bについて説明する。図14A,Bは、実施の形態7における変形例に係る光束制御部材722a、722bの平面図である。図14Aは、実施の形態7における変形例1に係る光束制御部材722aの平面図であり、図14Bは、変形例2に係る光束制御部材722bの平面図である。
 図14Aに示されるように、実施の形態7の変形例1に係る光束制御部材722aのフランジ部734dは、複数に分割されていてもよい。本変形例では、フランジ部734dは、2つに分割されている。また、図14Bに示されるように、実施の形態7の変形例2に係る光束制御部材722bのフランジ部734eは、4つに分割されていてもよい。
 (効果)
 以上のように、本実施の形態に係る発光装置720は、実施の形態6に係る発光装置620よりも基板623に対する接着強度を高くできる。
 [実施の形態8]
 実施の形態8に係る発光装置820は、光束制御部材822の構成が実施の形態7に係る発光装置720と異なる。そこで、実施の形態7に係る発光装置720と同様の構成については、同様の符号を付して、その説明を省略する。
 図15は、実施の形態8における基板623および発光装置820の構成を示す断面図である。図16A~Dは、実施の形態8に係る光束制御部材822の構成を示す図である。図16Aは、実施の形態8に係る光束制御部材822の平面図であり、図16Bは、底面図であり、図16Cは、側面図であり、図16Dは、図16Aに示されるA-A線の断面図である。
 図15、図16A~Dに示されるように、本実施の形態に係る発光装置820は、発光素子121と、光束制御部材822とを有する。光束制御部材822は、入射領域631と、出射領域132と、筒部633と、フランジ部834とを有している。本実施の形態では、光束制御部材822は、位置決め凸部135と、切り欠き部153とを有していない。
 本実施の形態におけるフランジ部834は、溝部834aを有する。溝部834aの形状は特に限定されない。本実施の形態では、溝部834aの平面視形状は、円環形状である。また、溝部834aの断面形状は、矩形である。
 本実施の形態に係る光束制御部材822も基板623に接着剤660を用いて固定することが考えられる。
 図15に示されるように、本実施の形態では、光束制御部材822を基板623に固定する場合、筒部633の発光素子121側の端面633aおよびフランジ部834の発光素子121側の端面734aと、基板623との間に接着剤660を配置するとともに、フランジ部834の溝部834aの少なくとも一部を覆うように接着剤660を配置する。これにより、基板623に対して、光束制御部材822を封止させる。
 (変形例)
 次いで、実施の形態7の変形例に係る光束制御部材822a、822bについて説明する。図17A,Bは、実施の形態8における変形例に係る光束制御部材822a、822bの平面図である。図17Aは、実施の形態8における変形例1に係る光束制御部材822aの平面図であり、図17Bは、変形例2に係る光束制御部材822bの平面図である。
 図17Aに示されるように、実施の形態8の変形例1に係る光束制御部材822aのフランジ部734gは、複数に分割されていてもよい。本変形例では、フランジ部834gは、2つに分割されている。また、図17Bに示されるように、実施の形態8の変形例2に係る光束制御部材822bのフランジ部834hは、4つに分割されていてもよい。
 (効果)
 以上のように、本実施の形態に係る発光装置820は、実施の形態7に係る発光装置720よりも基板623に対する接着強度を高くできる。
 また、上述した照明装置は、例えば、ヒートポンプを備える電気機械器具など、すなわち、エアコンディショナーの室内機、除湿機、冷蔵庫などの電気機械器具に適用できる。この場合、被照射面はドレンパンに相当し、被照射面を殺菌するため、紫外光を出射する発光素子を使用する。
 なお、実施の形態6~8では、切り欠き部153を有さない光束制御部材622、722、722a、722b、822、822a、822bを使用しているが、実施の形態6~8において、実施の形態1~5に記載されている切り欠き部を有する光束制御部材122、222を使用してもよい。
 本出願は、2019年3月28日出願の特願2019-064836に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
 本発明の光束制御部材、発光装置および照明装置は、被照射面に発光素子から出射された光を均一かつ効率的に照射できる。
 100、200、300、400、500、600 照明装置
 110 被照射面
 120、220、620、720、820 発光装置
 121 発光素子
 122、222、622、722、722a、722b、822、822a、822b 光束制御部材
 123 ホルダー
 131、231、631 入射領域
 132 出射領域
 133、633 筒部
 134、834、834g、834h フランジ部
 135 位置決め凸部
 136 第1制御部
 137、237、637 第2制御部
 141 第1屈折入射面
 142 第1凸部
 143 第1入射面
 144 第1反射面
 145 第1稜線
 151 第2屈折入射面
 152、652 第2凸部
 153、253 切り欠き部
 154、654 第2入射面
 155、655 第2反射面
 156、656 第2稜線
 161 第1基板
 162 第2基板
 163 固定部材
 164 位置決め孔
 165 第1固定孔
 166 貫通孔
 167 第2固定孔
 171A、171B、171C、171D 凸部
 633a 端面
 660 接着剤
 734a 端面
 734b 側面
 734c 上面
 834a 溝部
 CA 中心軸
 OA 光軸

Claims (7)

  1.  発光素子から出射された光の配光を制御するための光束制御部材であって、
     前記発光素子と対向して配置され、前記発光素子から出射された光を入射させる入射領域と、
     前記入射領域の反対側に配置され、前記入射領域に入射した光を出射させる出射領域と、
     を有し、
     前記入射領域は、
     前記発光素子の光軸と一致する前記光束制御部材の中心軸を含む仮想平面を境界として、平面視したときに一方に配置された第1制御部と、
     前記仮想平面を境界として、平面視したときに他方に配置された第2制御部と、
     を有し、
     前記第1制御部は、前記発光素子から出射された光を入射させる第1入射面と、前記中心軸に対する角度が小さくなるように、前記第1入射面で入射した光を前記出射領域に向けて反射させる第1反射面とを含む第1凸部を有し、
     前記第2制御部は、
     前記発光素子から出射された光を屈折して入射させる屈折入射面と、
     前記中心軸に対して、前記屈折入射面より離れて配置され、前記発光素子から出射された光を入射させる第2入射面および前記中心軸に対する角度が小さくなるように、前記第2入射面で入射した光を前記出射領域に向けて反射させる第2反射面を含む第2凸部と、
     を有し、
     前記中心軸を含む断面において、前記光軸が前記中心軸と一致するように配置された前記発光素子の発光中心から出射された第1光線の前記中心軸に対する角度をθ1とし、前記第1光線が前記屈折入射面で制御された後、前記出射領域から出射されることで生成される第2光線の前記中心軸に対する角度をθ2としたときに、以下の式(1)を満たす、
     光束制御部材。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     [式(1)において、θ1n-1<θ1<θ1n+1、θ2n-1はθ1n-1に対応する光線の角度であり、θ2はθ1に対応する光線の角度であり、θ2n+1はθ1n+1に対応する光線の角度である。]
  2.  前記第2凸部は、切り欠き部を有する、請求項1に記載の光束制御部材。
  3.  前記屈折入射面は、前記中心軸に対する角度が小さくなるように、前記発光素子から出射された光を屈折して入射させる、請求項1または請求項2に記載の光束制御部材。
  4.  発光素子と、
     請求項1~3のいずれか一項に記載の光束制御部材と、
     を有し、
     前記発光素子の光軸および前記光束制御部材の中心軸は、一致している、
     発光装置。
  5.  前記発光素子は、紫外線を出射する、請求項4に記載の発光装置。
  6.  被照射面と、
     請求項4または請求項5に記載の少なくとも1つの発光装置と、
     を有し、
     前記発光装置は、前記第2制御部が前記第1制御部よりも前記被照射面側に位置し、かつ前記光軸が前記被照射面に対して斜めに交差するように配置され、かつ前記光軸を含み前記被照射面に直交する断面において、前記第2制御部から入射し前記光軸に対して最大角度で出射する光が前記被照射面上へ到達するように配置されている、
     照明装置。
  7.  前記照明装置は、2つの前記発光装置を有し、
     前記被照射面は、一方向に延在しており、かつ複数の凸部を有し、
     2つの前記発光装置のうち、一方の前記発光装置は、前記被照射面の前記一方向における一方の端部の直上に配置されており、
     2つの前記発光装置のうち、他方の前記発光装置は、前記被照射面の前記一方向における他方の端部の直上に配置されており、
     前記一方の発光装置は、前記被照射面における前記一方の端部と、前記複数の凸部のうち前記他方の発光装置に最も近い凸部との間を照射し、
     前記他方の発光装置は、前記被照射面における前記他方の端部と、前記複数の凸部のうち前記一方の発光装置に最も近い凸部との間を照射する、
     請求項6に記載の照明装置。
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