JP2012123984A - Lighting system - Google Patents
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Abstract
【課題】中心光度を大きく変更せずに、照射面に対する照射光の色むらも光量のむらが無く、高効率に集光した光を必要範囲内に照射することを可能にする。
【解決手段】本実施形態の照明装置1は、LED素子2と、LED素子2の発光部を覆って、発光部2bからの放射光を狭角に集光して外部に出射する集光透光性部材3と、集光透光性部材3の表面と、前記集光透光性部材3の出射側に配された透光性部材5の表面とのいずれか一方に設けられ、光軸Oに対して直交する方向にきった平面上で、光軸Oから放射方向に向けて扇状に複数分割し、この分割した範囲4a〜4h毎に、半径rが100〜800μm、平面3Aからの突出寸法hが1/30r〜1/3rである半球状で、かつ凸状に形成された凸状形成部40を、放射方向に複数配設して構成された光路変換部4と、を有している。
【選択図】図1The present invention makes it possible to irradiate light with high efficiency within a necessary range without greatly changing the central luminous intensity and without causing unevenness in the color of the irradiation light on the irradiation surface.
An illumination device 1 according to the present embodiment covers a LED element 2 and a light emitting part of the LED element 2, condenses light emitted from the light emitting part 2b at a narrow angle, and emits the light to the outside. Provided on any one of the optical member 3, the surface of the concentrating translucent member 3, and the surface of the translucent member 5 disposed on the exit side of the concentrating translucent member 3, and the optical axis On a plane perpendicular to O, the light is divided into a plurality of sectors from the optical axis O toward the radial direction, and each of the divided ranges 4a to 4h has a radius r of 100 to 800 μm and from the plane 3A. And an optical path conversion unit 4 configured by arranging a plurality of convex forming portions 40 in a radial direction in a hemispherical shape having a protruding dimension h of 1 / 30r to 1 / 3r. is doing.
[Selection] Figure 1
Description
本発明の実施形態は、LED(発光ダイオード:Light Emitting Diode)からの放射光を集光して外部に出射する照明装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to an illumination device that collects radiated light from an LED (Light Emitting Diode) and emits the light to the outside.
近年、LEDを光源とし、このLEDからの放射光を集光して外部に照射する照明装置であって、照射光の当たる照射面の所定領域を明るくするような照射光を照射する照明装置が商品化されている。このような照明装置は、LEDを用いているため、従来用いられているハロゲンスポットライト等のスポットライトと比較して長寿命かつ省電力を実現できる。 2. Description of the Related Art In recent years, an illumination device that uses an LED as a light source, collects emitted light from the LED, and irradiates the illumination light to the outside, and illuminates irradiation light that brightens a predetermined area of an irradiation surface that is irradiated with irradiation light. It has been commercialized. Since such an illuminating device uses an LED, it can realize a long life and power saving as compared with a conventionally used spotlight such as a halogen spotlight.
このような照明装置において、中心光度が高い光源を得ようとする場合、発光素子であるLEDの前面に、LEDからの光をその側面で全反射させて狭角に集光する透光性部材を配置するのが有効である。また、さらにLEDの照射光側の面をレンズ状に構成してその放射光を光学制御することにより、集光生の良い光源が得られる。 In such an illuminating device, when trying to obtain a light source having a high central luminous intensity, a translucent member that condenses light from the LED on the front surface of the LED, which is a light emitting element, and condenses it at a narrow angle. It is effective to arrange Furthermore, a light source with good light collection can be obtained by configuring the surface of the LED on the irradiation light side in a lens shape and optically controlling the emitted light.
しかしながら、上述したようにLEDの前面に、前記透光性部材を配置し、さらに、LEDの照射光側の面をレンズ状に構成してその放射光を光学制御するようにした構成の照明装置では、LEDからの照射光の集光生が良いために、LEDの発光部形状が映り込んでしまい、照射光自体の照射形状がいびつになったりして、照射範囲内に色むらが発生してしまうという不都合が生じてしまうことがある。 However, as described above, the illuminating device has a configuration in which the translucent member is disposed on the front surface of the LED, and the irradiation light side surface of the LED is configured in a lens shape to optically control the emitted light. Then, because the light emitted from the LED is well collected, the shape of the light emitting part of the LED is reflected, the irradiation shape of the irradiation light itself becomes irregular, and color unevenness occurs in the irradiation range. Inconvenience may occur.
そこで、従来の照明装置では、出射される光の広がる角度、すなわち、中心光度の1/2ビーム角で定義される拡散角を制御して色むらの発生を防止するために、集光透光性部材の表面を、入射光を拡散させて出射する形状に構成したり、あるいは集光透光性部材の前面に平板状拡散部材を設けて構成したものがある。 Therefore, in the conventional illumination device, in order to prevent the occurrence of color unevenness by controlling the spread angle of the emitted light, that is, the diffusion angle defined by the 1/2 beam angle of the central luminous intensity, There is a configuration in which the surface of the light-transmitting member is configured to have a shape that diffuses and emits incident light, or a flat plate-shaped diffusion member is provided on the front surface of the light-condensing translucent member.
しかし、レンズユニットの出射面に、例えば、拡散部材を設けることにより、LEDからの照射光を単純に拡散させて出射すると、中心光度が低下してしまい、所望する光量が得られないという問題がある。 However, for example, by providing a diffusing member on the exit surface of the lens unit, if the light emitted from the LED is simply diffused and emitted, the central luminous intensity decreases, and the desired amount of light cannot be obtained. is there.
そこで、本実施形態はこのような問題点に鑑みてなされたもので、中心光度を大きく変更せずに、照射面に対する照射光の色むら及び光量のむらが無く、高効率に集光した光を必要範囲内に照射することのできる照明装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present embodiment has been made in view of such a problem, and the light that has been collected with high efficiency is obtained without greatly changing the central luminous intensity, without unevenness in the color of the irradiation light and unevenness in the amount of light. It aims at providing the illuminating device which can irradiate within a required range.
本実施形態に係る照明装置は、発光部を有するLED素子と;前記LED素子の発光部を覆って、前記発光部からの放射光を狭角に集光して外部に出射する集光透光性部材と;前記集光透光性部材の表面と、前記集光透光性部材の出射側に配された透光性部材の表面とのいずれか一方に設けられ、前記発光部の光軸に対して直交する方向にきった平面上で、前記光軸から放射方向に向けて扇状に複数分割し、この分割した範囲毎に、半径rが100〜800μm、前記平面からの突出寸法hが1/30r〜1/3rである半球状で、かつ凸状に形成された凸状形成部又は凹状に形成された凹状形成部を、放射方向に複数配設して構成された光路変換部と、を具備したことを特徴とする。 An illumination device according to the present embodiment includes: an LED element having a light emitting unit; and a light-transmitting light that covers the light emitting unit of the LED element, collects radiated light from the light emitting unit at a narrow angle, and emits the light to the outside. An optical axis of the light emitting part, provided on one of a surface of the light transmissive member and a surface of the light transmissive member disposed on an emission side of the light transmissive member Is divided into a plurality of sectors in a fan shape from the optical axis toward the radial direction, and for each of the divided ranges, a radius r is 100 to 800 μm, and a protrusion dimension h from the plane is An optical path conversion unit configured by arranging a plurality of convex forming portions formed in a hemispherical shape that is 1 / 30r to 1 / 3r or convex or concave forming portions formed in a concave shape; It is characterized by comprising.
本実施形態に係る照明装置によれば、中心光度を大きく変更せずに、照射面に対する照射光の色むらも光量のむらが無く、高効率に集光した光を必要範囲内に照射することが可能となる。 According to the illuminating device according to the present embodiment, it is possible to irradiate light with high efficiency within a necessary range without greatly changing the central luminous intensity, without causing unevenness in the color unevenness of the irradiation light on the irradiation surface. It becomes possible.
本発明に係る実施の形態の照明装置は、発光部を有するLED素子と;前記LED素子の発光部を覆って、前記発光部からの放射光を狭角に集光して外部に出射する集光透光性部材と;前記集光透光性部材の表面と、前記集光透光性部材の出射側に配された透光性部材の表面とのいずれか一方に設けられ、前記発光部の光軸に対して直交する方向にきった平面上で、前記光軸から放射方向に向けて扇状に複数分割し、この分割した範囲毎に、半径rが100〜800μm、前記平面からの突出寸法hが1/30r〜1/3rである半球状で、かつ凸状に形成された凸状形成部又は凹状に形成された凹状形成部を、放射方向に複数配設して構成された光路変換部と;を具備したことを特徴とする。 An illumination device according to an embodiment of the present invention includes: an LED element having a light emitting unit; and a light collecting unit that covers the light emitting unit of the LED element, collects emitted light from the light emitting unit at a narrow angle, and emits the light to the outside. A light transmissive member; provided on any one of a surface of the light transmissive member and a surface of the light transmissive member disposed on an emission side of the light transmissive member; Are divided into a plurality of sectors in a fan shape from the optical axis in the radial direction on the plane perpendicular to the optical axis, and for each of the divided ranges, the radius r is 100 to 800 μm and protrudes from the plane. An optical path formed by arranging a plurality of convex forming portions or concave forming portions formed in a hemispherical shape having a dimension h of 1 / 30r to 1 / 3r in the radial direction. And a conversion unit.
本発明及び以下の請求項の各発明に係わる実施の形態において、特に限定しない限り、用語の定義及び技術的意味は次による。
LED素子は、例えば、面実装されたLEDの照射側に配設されるガラスレンズ等の発光部を有して構成されるが、この発光部は、ガラスレンズに限定されるものではなく、他のレンズ部材を用いて構成しても良い。
In the embodiments of the present invention and the following claims, the definitions and technical meanings of terms are as follows unless otherwise specified.
The LED element has a light emitting part such as a glass lens disposed on the irradiation side of the surface-mounted LED, for example, but the light emitting part is not limited to the glass lens, and other You may comprise using the lens member of.
集光透光性部材は、LED素子の発光部を覆って発光部からの放射光を、例えば側面部等で反射させることにより狭角に集光して外部に出射するものであり、LED素子の発光部を覆う部分が透光性を有して構成される。透光性を有する部材としては、例えば、透光性と拡散性とを有する樹脂部材を用いており、この樹脂部材としては、例えば、ポリカーボネート (Polycarbonate) 等の熱可塑性プラスチックを用いている。
また、集光透光性部材の形状は、LED素子の発光部を覆うように凹状でかつ円筒状に形成された凹部を有し、かつこの凹部の発光部の対向する面が発光部側方向に突出する略半球形状に形成されるとともに、外部に光を出射する出射面は平面状に構成することが望ましい。また、凹部と発光部との間には、隙間が形成されるが、この構成に限定されない。
The condensing light-transmitting member covers the light-emitting portion of the LED element, and radiates light from the light-emitting portion, for example, by reflecting the light from the side surface portion and the like, and collects the light at a narrow angle and emits it to the outside. The portion covering the light emitting part is configured to have translucency. As the member having translucency, for example, a resin member having translucency and diffusibility is used, and as this resin member, for example, a thermoplastic plastic such as polycarbonate is used.
Moreover, the shape of the light-condensing translucent member has a concave portion that is concave and cylindrical so as to cover the light emitting portion of the LED element, and the surface of the concave portion facing the light emitting portion is in the light emitting portion side direction. It is desirable that the exit surface for emitting light to the outside be formed in a flat shape. In addition, a gap is formed between the concave portion and the light emitting portion, but the present invention is not limited to this configuration.
なお、集光透光性部材の平面状の出射面以外の形状については、この出射面から出射する光が照射面の一点を明るくするような照射光として出射することができる形状であれば、どのような形状で構成しても良い。 In addition, as for the shape other than the flat emission surface of the light-condensing translucent member, as long as the light emitted from the emission surface can be emitted as irradiation light that brightens one point on the irradiation surface, Any shape may be used.
光路変換部の凸状形成部又は凹状形成部は、発光部の光軸に対して直交する方向にきった平面上で、光軸から放射方向に向けて扇状に複数分割し、この分割した範囲毎に、半径rが100〜800μm、前記平面からの突出寸法hが1/30r〜1/3rである半円筒状の一部として構成され、例えば、半径rが500μm、突出寸法が50μm、ピッチが500μmである。 The convex forming part or the concave forming part of the optical path changing part is divided into a plurality of sectors in a fan shape from the optical axis toward the radial direction on a plane perpendicular to the optical axis of the light emitting part. Each is configured as a part of a semi-cylindrical shape having a radius r of 100 to 800 μm and a protruding dimension h from the plane of 1 / 30r to 1 / 3r. For example, the radius r is 500 μm, the protruding dimension is 50 μm, and the pitch Is 500 μm.
また、光路変換部の分割する範囲の数は、例えば、4〜16の何れか1つの数の範囲で分割すれば良いが、これに限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。 In addition, the number of ranges to be divided by the optical path conversion unit may be divided, for example, within the range of any one of 4 to 16, but is not limited to this, and may be appropriately set as necessary. good.
また、光路変換部は、集光透光性部材の表面と、集光透光性部材の出射側に配された透光性部材の表面とのいずれか一方に設けられるものであるが、透光性部材の表面に設けた場合、この透光性部材の表裏のいずれか一方に設けても良い。 In addition, the optical path conversion unit is provided on either the surface of the concentrating translucent member or the surface of the translucent member disposed on the emission side of the concentrating translucent member. When it is provided on the surface of the light transmissive member, it may be provided on either the front or back side of the light transmissive member.
(第1の実施形態)
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1から図6は、第1の実施形態の照明装置に係り、図1は、第1の実施形態に係る照明装置の外観構成を示す斜視図、図2は、図1の照明装置の断面図、図3は、図1の集光透光性部材又は透光性部材の表面に設けられた光路変換部の構成を示す平面図、図4は、図3のA−A線断面図、図5は、第1の変形例に係る照明装置の断面図、図6は、第1の実施形態の照明装置による照射光を照射面に照らしたときの擬似的な照射光の状態を示す図である。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 to 6 relate to the illumination device of the first embodiment, FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration of the illumination device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the illumination device of FIG. FIG. 3 is a plan view showing a configuration of an optical path changing part provided on the surface of the condensing light-transmitting member or the light-transmitting member in FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the lighting device according to the first modification, and FIG. 6 is a diagram illustrating a state of pseudo irradiation light when irradiation light from the lighting device according to the first embodiment is illuminated on the irradiation surface. It is.
図1及び図2に示すように、第1の実施形態に係る照明装置1は、LED素子2と、集光透光性部材3と、光路変換部4とを有して構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the illuminating
LED素子2は、LEDが面実装された発光面を有する直方体の素子本体2aと、この素子本体2aの発光面側から突出するように設けられた発光部であるガラスレンズ2bとを有して構成される。
The
このガラスレンズ2bは、例えば、外径5mmの半球状に形成されたレンズ体であって、素子本体2aにより発光した光を集光透光性部材3に向けて拡散して照射する。
The
集光透光性部材3は、LED素子2のガラスレンズ2bを覆って、このガラスレンズ2bからの放射光を例えば側面部3Dで反射させることにより狭角に集光して外部に出射する。この集光透光性部材3は、透光性を有する部材を用いて構成されている。透光性を有する部材としては、例えば、透光性と拡散性とを有する樹脂部材を用いており、この樹脂部材としては、例えば、ポリカーボネート (Polycarbonate) 等の熱可塑性プラスチックを用いている。
また、集光透光性部材3は、LED素子2のガラスレンズ2bを覆うようにLED素子側部分が凹状に形成された凹部3Bを有している。この凹部3Bは、例えば、円筒状に形成されている。また、この凹部3Bのガラスレンズ2bに対向する面3Eは、ガラスレンズ2b側方向に突出するように湾曲した略半球形状に形成されている。この集光透光性部材3の凹部3Bとガラスレンズ2bとの間には、隙間である空間部3Cが形成されている。
The condensing
Moreover, the condensing
また、集光透光性部材3は、LED素子2の光軸Oに対して直交する平面3Aを有し、この平面3Aに光路変換部4を設けることにより、平面3Aが、集光したガラスレンズ2bからの光を外部に出射する出射面3Fを構成している。
Moreover, the condensing
また、集光透光性部材3は、中心軸である光軸Oに直交する断面形状が円形であって、LED素子2の取り付け面から平面3Aに向かって断面の径が徐々に太くなる部分と、途中から同径の部分とを有する形状を有している。
Moreover, the condensing
なお、集光透光性部材3の形状は、出射面3Fから出射する光が照射面の所定領域、すなわちスポット光の領域、を明るくするような照射光として出射することができる形状であれば、どのような形状で構成しても良い。
In addition, the shape of the condensing
本実施形態において、集光透光性部材3の表面(平面3A)には、光路変換部4が設けられている。この光路変換部4は、図1〜図4に示すように、LED素子2のガラスレンズ2bの光軸Oに対して直交する方向に切った平面3A上において、光軸Oが通る中心Rから放射方向に向けて、平面3Aの領域を8つに分割した扇状の8つの範囲4a〜4hを有して構成される。
In the present embodiment, the optical
そして、光路変換部4は、図3及び図4に示すように、出射面3F上の各範囲に、複数の細長く直線状に伸びた微細な凸レンズからなる複数の凸状形状部40を有する。各凸状形状部40は、平面3Aに直交し、かつ各凸レンズが直線状に伸びた方向に直交する断面において、半円状の形状を有する。各範囲においては、複数の細長い凸レンズの凸状形状部40は、出射面3Fに対向する方向から見たときに、互いに平行に形成されて設けられている。すなわち、光路変換部4の分割した範囲毎に、半径rが100〜800μm、突出寸法hが1/30r〜1/3rである半円筒状の一部で、かつ凸状に形成された凸状形成部40が、放射方向に複数配設されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the optical
具体的には、例えば、これら分割した8つの範囲4a〜4h毎に、半径rが100〜800μm、前記平面3Aからの突出寸法hが1/30r〜1/3rである半球状で、かつ凸状に形成された複数の凸状形成部40を、放射方向に向かう方向に沿って互いに平行に、それぞれ複数設けている。なお、図4の凸状形状部40は、凹状に形成された凹状形成部(図示せず)であってもよい。
Specifically, for example, for each of the eight divided
本実施形態においては、例えば、前記光路変換部4の凸状形成部40は、半径r=500μm、出射面3Aからの突出寸法h=50μm、ピッチP=500μmとなるように構成し、この凸状形成部40を、前記8つの範囲4a〜4b毎に中心Rから放射方向に向けて複数並設した。
In the present embodiment, for example, the convex forming
なお、上記構成の光路変換部4は、図5の第1の変形例に示すように、集光透光性部材3の表面に設けずに、集光透光性部材3の出射側に配設した平板状の透光性部材5の表面に設けて構成しても良い。この場合、透光性部材5の集光透光性部材3側の面とは、反対側の面が、出射面5Fとなる。
Note that the optical
次に、本実施の形態の照明装置の作用について、図4及び図6を参照して説明する。なお、図6(a)は、照明装置から照射面に照射された照射光の拡散状態を説明する説明図、図6(b)は照明装置からの照射光を照射面に照らしたときの照射光の状態を説明するための平面図である。 Next, the operation of the lighting device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6A is an explanatory diagram for explaining a diffusion state of irradiation light irradiated on the irradiation surface from the lighting device, and FIG. 6B is an irradiation when irradiation light from the lighting device is illuminated on the irradiation surface. It is a top view for demonstrating the state of light.
本実施形態の照明装置1において、前記光路変換部4の複数の凸状形成部40は、図3において、細長く直線状に伸びた微細な凸レンズの伸びる方向に対して直交する方向に、ガラスレンズ2bからの照射光の角度を拡散するように入射光の光路変更を行う。
In the illuminating
すなわち、図4に示すように、凸状形成部40は、ガラスレンズ2bから光軸Oに対して平行な平行光である入射光Cが集光透光性部材3を介して入射されると、そのまま直線上に出射する光路C1と、予め決められた拡散角で出射する光路C2、C3とを含む照射光を出射する。
That is, as shown in FIG. 4, the convex forming
従来の照明装置は、例えば、図13に示すように、照射面100に対して該照射面100の一点を明るくするような照射範囲101を有する照射光を照射するが、この照射光にLED素子の発光部形状103が映り込んでしまい、照射光自体の照射形状がいびつになったりして、照射範囲101内に色むらが発生してしまう。なお、図13において、照射範囲102は、LED素子からの光が拡散されないで照射された場合の範囲を示す。
For example, as shown in FIG. 13, the conventional lighting device irradiates irradiation light having an
そこで、このような光路変換部4の光学特性によって、図13に示すような、照明光に映り込んでいるLED素子2の発光部形状部分の光を拡散してぼやかすような光学処理が可能である。
Therefore, optical processing such as diffusing and blurring the light of the shape of the light emitting portion of the
したがって、このような光学特性を有する照明装置1により、実際に照射面に照射光を照射した場合に、図6(b)に示すように、照射面10に対して該照射面10の所定領域であるスポット領域を明るくするような照射範囲11を有する照射光が照射される。なお、図6(b)において、照射範囲12は、LED素子2からの光が拡散されないで照射された場合の範囲を示す。
Accordingly, when the
この場合、従来の照明装置では、この照射範囲12と照射範囲11との間の照射範囲13には、LED素子2の発光部形状部分が映り込んでしまっていた。
In this case, in the conventional illumination device, the light emitting part shape portion of the
しかしながら、本実施形態では、この照射範囲12と照射範囲11との間の照射範囲13は、前記光路変換部4によって、照明光に映り込んでいるLED素子2の発光部形状部分の光を拡散してぼやかすような光学処理がなされているので、前記発光部形状部分が映り込まず、光量のむらがない照射光が照射されることになる。勿論、照明光の形状もいびつになったりせず、理想的な略円形形状となる。
However, in this embodiment, the
また、この場合、本実施形態の照射装置1は、前記光路変換部4によって光学処理を行ったとしても、図6(a)に示すように、従来装置と比較して、中心光度の1/2ビーム角、すなわち、拡散角θと、中心光度とを大きく変更してはいない。
In this case, even if the
従って、第1の実施形態によれば、拡散角θと中心光度とを大きく変更せずに、図6(b)に示すような理想的な略円形形状の照明光12が得られるので、照射面10に対する照射光12の色むらも光量のむらが無く、高効率に集光した光を必要範囲内(照射範囲11内)に照射することが可能な照明装置1を実現できる。
Therefore, according to the first embodiment, the ideal substantially
なお、本実施形態においては、図7に示す第2の変形例のように、光路変換部4を設けた照明装置を複数設け、これら複数の照明装置1a〜1dを適宜配設して、照明装置1Bを構成しても良い。図7は、複数個の照明装置を2次元状に配置した場合において、その中の4つの照明装置のみ示している。図7では、各照明装置は、図2で示すように、集光透光性部材3に光路変換部4が設けられている。
In the present embodiment, as in the second modified example shown in FIG. 7, a plurality of illumination devices provided with the optical
また、図8に示す第3の変形例のように、光路変換部4を設けずに構成した照明装置を複数設け、これら複数の照明装置1a1〜1a4の出射面側に、複数の照明装置1a1〜1a4を覆う面積で形成された透光性部材5を配設し、この透光性部材5の表面に前記光路変換部4を設けて出射面5Fを形成するようにして、照明装置1Cを構成しても良い。但し、この場合、前記複数の照明装置1a1〜1a4は、透光性部材5の光路変換部4の位置に合わせた位置決めを行うことが必要である。
Further, as in the third modification shown in FIG. 8, a plurality of illumination devices configured without providing the optical
図9は、第2又は第3の変形例に係る照明装置による照射光を照射面に照らしたときの照射光の状態を説明するための図である。なお、図9に示す照射光は、図7又は図8に示した4つの照明装置を、それぞれ2×2のマトリックス状となるように配設したときのものである。 FIG. 9 is a diagram for explaining the state of the irradiation light when the irradiation surface is irradiated with the irradiation light from the illumination device according to the second or third modification. The irradiation light shown in FIG. 9 is obtained when the four lighting devices shown in FIG. 7 or FIG. 8 are arranged in a 2 × 2 matrix.
図9に示すように、照明装置を構成した場合でも、色むらも光量のむらが無く、高効率に集光した光を必要範囲内(照射範囲11A〜11D内)にそれぞれ照射する照射光12A〜12Dが得られ、勿論、各照射範囲13A〜13D内に、ガラスレンズ形状部分が映り込むこともない。
As shown in FIG. 9, even when the lighting device is configured, the
また、これら4つの照明光12A〜12D及び4つの照射範囲11A〜11Dは、それぞれ照射光の一部が重なりあって、照射面10に対して集中的に明るく照らす照明光となる。
The four
従って、第2及び第3変形例においても、複数の照明装置を用いて構成した場合でも、前記第1の実施の形態と同様の効果が得られる。 Therefore, also in the second and third modified examples, the same effects as those of the first embodiment can be obtained even when configured using a plurality of illumination devices.
なお、前記第1の実施形態、及び第1〜第3の変形例において、前記光路変換部4は、集光透光性部材3の表面又は透光性部材5の表面の全表面面積に対する比率が2/3以上となるように設けて構成しても良い。この場合も上記同様の効果が得られる。
In addition, in the said 1st Embodiment and the 1st-3rd modification, the said optical
(第2の実施形態)
図10から図12は、第2の実施形態に係る照明装置に係り、図10は、第2の実施形態の照明装置の集光透光性部材又は透光性部材の表面に設けられた第2の光路変換部の構成を示す平面図、図11は、図10のB−B線の沿った部分断面図、図12は、第2の実施形態に係る照明装置による照射光を照射面に照らしたときの照射光の状態を説明するための図である。
なお、図10から図12は、前記第1の実施形態の照明装置と同様な構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
(Second Embodiment)
FIGS. 10 to 12 relate to the illumination device according to the second embodiment, and FIG. 10 shows the first configuration of the light-collecting translucent member or the translucent member of the illumination device according to the second embodiment. FIG. 11 is a partial cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 10, and FIG. 12 illustrates irradiation light from the illumination device according to the second embodiment on the irradiation surface. It is a figure for demonstrating the state of the irradiation light when illuminated.
10 to 12, the same components as those of the illumination device of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and only different portions are described.
第2の実施形態の照明装置は、図10及び図11に示すように、前記第1の実施形態にて設けた光路変換部4の他に、発光部のガラスレンズ2bの光軸Oに対して直交する方向に切った平面上に、細長く円環状に形成された微細な凸レンズからなる複数の凸状形成部40Aが設けられている。各凸状形成部40Aは、平面3Aに直交し、かつ円環状方向にも直交する断面において、半円状の形状を有する。
As shown in FIGS. 10 and 11, the illumination device of the second embodiment has an optical axis O of the
凸状形成部40Aは、半径rが100〜800μm、前記平面からの突出寸法hが1/30r〜1/3rである環状の半円筒状の一部であり、かつ、径の異なる複数の環状の凸状に形成された凸状形成部であり、前記光軸O近傍から同心円状に設けた光路変換部である。なお、図11の凸状形状部40Aは、凹状に形成された凹状形成部(図示せず)であってもよい。
The convex forming
この第2の光路変換部4Aは、例えば、図2の集光透光性部材3の出射面側に別途配設した透光性部材5の表面に設けたり、或いは、図5に示す透光性部材5の光路変換部4が設けられた逆側の裏面に設けたり、或いは、図7に示す複数の集光透光性部材3の出射面側に夫々配設した透光性部材5の表面に設けたり、或いは、図8に示す透光性部材5の光路変換部4が設けられた逆側の裏面に設けている。なお、本実施形態では、このような第2の光路変換部4Aと前記光路変換部4とを設けた場合の組み合わせに限定されるものではない。
For example, the second optical
本実施形態において、この光路変換部4Aの凸状形成部40Aは、例えば、半径r=500μm、出射面3Aからの突出寸法h=50μm、ピッチP=500μmとなるように構成し、この径の異なる複数の環状の凸状形成部40Aを、光軸Oを通る中心R近傍から同心円状に併設した。
In the present embodiment, the convex forming
次に、本実施の形態の照明装置の作用について、図11及び図12を参照して説明する。なお、図12(a)は、照明装置から照射面に照射された照射光の拡散状態を説明する説明図、図12(b)は照明装置からの照射光を照射面に照らしたときの照射光の状態を説明するための平面図である。 Next, the operation of the lighting apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 12A is an explanatory diagram for explaining a diffusion state of irradiation light irradiated on the irradiation surface from the lighting device, and FIG. 12B is an irradiation when irradiation light from the lighting device is illuminated on the irradiation surface. It is a top view for demonstrating the state of light.
本実施形態の照明装置1において、前記光路変換部4Aの複数の凸状形成部40は、図10において、中心Rと外周を結ぶ線の方向に、ガラスレンズ2bからの照射光の角度を拡散するように入射光の光路変更を行う。
In the
すなわち、図11に示すように、凸状形成部40Aは、ガラスレンズ2bからの平行光である入射光Cが集光透光性部材3を介して入射されると、そのまま直線上に出射する光路C1と、予め決められた拡散角で出射する光路C2、C3とを含む照射光を出射する。
That is, as shown in FIG. 11, when the incident light C, which is parallel light from the
このような光路変換部4Aの拡散する光学特性と、前記第1の実施形態における光路変換部4の光学特性とを合わせることによって、前記第1の実施形態よりも、1/2ビーム角が大きくなるように照明光を制御できる。
By combining the optical characteristics of the optical
すなわち、本実施形態の照射装置1は、前記光路変換部4、4Aによる光学処理によって、図12(a)に示すように、前記第1の実施形態と比較して、中心光度の1/2ビーム角、すなわち、拡散角θ1が少し大きくなり、具体的には、拡散角θ1を18度から25度に広角化できる。
That is, the
したがって、このような光学特性を有する照明装置1により、実際に照射面に照射光を照射した場合に、図12(b)に示すように、第1の実施形態と略同様に、照射面10に対して該照射面10の一点を明るくするような照射範囲11を有する照射光が照射されるが、さらに第2の光路変換部4Aを設けたことにより、第1の実施形態の照射光12(図6(b)参照)よりも、外径の大きな照射光を照射することができる。
Therefore, when the
勿論、照射面10に対する照射光の色むらも光量のむらが無く、高効率に集光した光を必要範囲内(照射範囲11a内)に照射することが可能となる。
Of course, there is no unevenness in the color of the irradiation light on the
従って、第2の実施形態によれば、さらに第2の光路変換部4Aを設けたことにより、外径の大きな照射光を照射することができるとともに、照射光の色むらも光量のむらが無く、高効率に集光した光を必要範囲内(照射範囲11a内)に照射することが可能な照明装置を実現できる。
Therefore, according to the second embodiment, by further providing the second optical
本発明は、上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1…照明装置、
2…LED素子、
2a…素子本体、
2b…ガラスレンズ、
3…集光透光性部材、
3A…出射面、
3B…凹部、
3C…空間部、
3D…側面部、
4…光路変換部、
4A…第2の光路変換部、
5…透光性部材、
40、40A…凸状形成部。
1 ... lighting device,
2 ... LED element,
2a element body,
2b ... Glass lens,
3 ... Condensed translucent member,
3A: emitting surface,
3B ... recess,
3C ... space part,
3D ... side part,
4 ... Optical path changing unit,
4A ... second optical path conversion unit,
5 ... translucent member,
40, 40A ... convex forming part.
Claims (5)
前記LED素子の発光部を覆って、前記発光部からの放射光を狭角に集光して外部に出射する集光透光性部材と;
前記集光透光性部材の表面と、前記集光透光性部材の出射側に配された透光性部材の表面とのいずれか一方に設けられ、前記発光部の光軸に対して直交する方向にきった平面上で、前記光軸から放射方向に向けて扇状に複数分割し、この分割した範囲毎に、半径rが100〜800μm、前記平面からの突出寸法hが1/30r〜1/3rである半球状で、かつ凸状に形成された凸状形成部又は凹状に形成された凹状形成部を、放射方向に複数配設して構成された光路変換部と;
を具備したことを特徴とする照明装置。 An LED element having a light emitting part;
A condensing translucent member that covers the light emitting portion of the LED element, condenses the emitted light from the light emitting portion at a narrow angle, and emits the light to the outside;
Provided on any one of the surface of the concentrating translucent member and the surface of the translucent member disposed on the exit side of the concentrating translucent member, and orthogonal to the optical axis of the light emitting unit On the plane that is in the direction to be cut, the fan is divided into a plurality of sectors from the optical axis toward the radial direction, and for each of the divided ranges, the radius r is 100 to 800 μm, and the projecting dimension h from the plane is 1/30 r to A hemispherical shape that is 1 / 3r, and an optical path conversion unit that is formed by arranging a plurality of convex forming portions or convex forming portions formed in a concave shape in the radial direction;
An illumination device comprising:
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