(57)【要約】【課題】複雑な設計が必要なく、光軸方向の距離を短くして小型化した照明装置を提供する。【解決手段】光源と、第１のリニアフレネルレンズと、第２のリニアフレネルレンズと、が光軸に沿ってこの順で配置された照明装置であって、第１のリニアフレネルレンズの表面に設けられた複数の平行直線状の第１のプリズムと、第２のリニアフレネルレンズの表面に設けられた複数の平行直線状の第２のプリズムと、は所定角度で交差する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
第１のリニアフレネルレンズと、
第２のリニアフレネルレンズと、
が光軸に沿ってこの順で配置された照明装置であって、
前記第１のリニアフレネルレンズの表面に設けられた複数の平行直線状の第１のプリズムと、前記第２のリニアフレネルレンズの表面に設けられた複数の平行直線状の第２のプリズムと、は所定角度で交差する、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記所定角度は、０度より大きく９０度以下である、
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１のリニアフレネルレンズからの出射光は、光軸に対して５度傾斜し、
前記第２のリニアフレネルレンズからの出射光は、光軸に平行である、
請求項１または２に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配光制御が可能な照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
照明装置は、その発光面の正面の光度が最も大きく、正面からの角度が増すにつれて光度が減少するような配光特性を有するのが一般的である。そして、このような配光特性を有する照明装置では、照明装置から離れた位置にある被照明面（例えば、このような照明装置を室内照明として天井に取り付けて使用した場合には、床面）における照度は、照明装置の直下のみが大きく、周辺にいくにしたがって急激に減少するといった問題がある。
従来、この問題を回避して被照明面上の比較的広い領域において均一な照度を達成するために、照明装置の配光特性をバットウィング状とすることが知られている（例えば、特許文献１）。
また、特許文献２には、光源とレンズとの間の距離を変更することによって配光制御する照明装置が提案されている。この照明装置では、光源がフレネルレンズの焦点距離ｆより小さい位置に配置された場合は、出射光が光軸と平行な方向および光軸に対して内側に傾斜した方向に進み、一方、光源がフレネルレンズの焦点距離ｆより大きい位置に配置された場合は、出射光は、光軸と平行な方向および光軸に対して外側に傾斜した方向に進む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２３０８１１号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載の照明装置では、複数のプリズムが表面に設けられた配光制御部材を用いているが、その表面形状は、傾斜面および平坦面を含み、複雑な設計が必要であった。
上述した特許文献２に記載の照明装置では、配光制御のために、光源とレンズとの間の距離を変更するため、照明装置が光軸方向に大きくなる、という問題が生じていた。
そこで、本発明は、上述した問題点を解消し、複雑な設計が必要なく、光軸方向の距離を短くして小型化した照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の要旨は、以下のとおりである。
本発明の照明装置は、
光源と、
第１のリニアフレネルレンズと、
第２のリニアフレネルレンズと、
が光軸に沿ってこの順で配置された照明装置であって、
前記第１のリニアフレネルレンズの表面に設けられた複数の平行直線状の第１のプリズムと、前記第２のリニアフレネルレンズの表面に設けられた複数の平行直線状の第２のプリズムと、は所定角度で交差する、
ことを特徴とする。
【０００６】
本発明の照明装置では、
前記所定角度は、０度より大きく９０度以下である、
ことが好ましい。
【０００７】
本発明の照明装置では、
前記第１のリニアフレネルレンズからの出射光は、光軸に対して５度傾斜し、
前記第２のリニアフレネルレンズからの出射光は、光軸に平行である、
ことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る照明装置を示す。
【図２】照明装置からの出射光の配光分布を示す。
【図３】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る照明装置の第２のリニアフレネルレンズを３０度回転させた構成を示し、（ｂ）は、照明装置からの出射光の配光分布を示す。
【図４】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る照明装置の第２のリニアフレネルレンズを４５度回転させた構成を示し、（ｂ）は、照明装置からの出射光の配光分布を示す。
【図５】本発明の第２実施形態に係る照明装置を示す。
【図６】本発明の第２実施形態に係る照明装置において、第２のリニアフレネルレンズの回転角度を変更した際の配光分布を示す。
【図７】本発明の第３実施形態に係る照明装置において、第２のリニアフレネルレンズの回転角度を変更した際の配光分布を示す。
【図８】参考例に係る照明装置からの出射光の配光分布を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の照明装置を、その実施形態を例示して詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る照明装置の斜視図であり、図１（ｂ）はそのｚｘ断面図であり、図１（ｃ）はそのｙｚ断面図である。
照明装置１００は、ＬＥＤ等の光源５と、第１のリニアフレネルレンズ１０と、第２のリニアフレネルレンズ２０と、が光軸（ｚ方向）に沿ってこの順で配置されている。
第１のリニアフレネルレンズ１０の光源５側の表面には、複数の平行直線状の第１のプリズム１１が、ｙ方向に沿って設けられ、第２のリニアフレネルレンズ２０の第１のリニアフレネルレンズ１０側の表面には、複数の平行直線状の第２のプリズム２１が、ｘ方向に沿って設けられている。すなわち、第１のプリズム１１と第２のプリズム２１とは９０度の角度で交差する。この場合、第１のリニアフレネルレンズ１０は、ｘ方向に広がっている光を光軸に平行に出射させ、第２のリニアフレネルレンズ２０は、ｙ方向に広がっている光を光軸に平行に出射させるため、結果として照明装置１００から出射する光は図２のような配光分布になる。
図２は、照明装置１００からの出射光のｘ方向（実線）およびｙ方向（破線）における配光分布を示す。ｘ方向およびｙ方向ともに、±１５度程度未満に配光が制御されている。
なお、図面において、フレネルレンズ（０度配光）とは、フレネルレンズからの出射光が光軸に平行である（光軸に対して０度で傾斜している）ことを意味する。
【００１０】
次に、図３（ａ）に示すように、図１の状態から、第２のリニアフレネルレンズ２０のみをｘｙ平面において３０度回転させる。すなわち、第１のプリズム１１と第２のプリズム２１とは６０度の角度で交差する。この場合、照明装置１００から出射する光は図３（ｂ）のような配光分布になる。図３（ｂ）より、ｘ方向およびｙ方向ともに、±３０度程度まで配光が広がり、ｙ方向の配光は、台形に近い形状であることが分かる。
【００１１】
次に、図４（ａ）に示すように、図１の状態から、第２のリニアフレネルレンズ２０のみをｘｙ平面において４５度回転させる。すなわち、第１のプリズム１１と第２のプリズム２１とは４５度の角度で交差する。この場合、照明装置１００から出射する光は図４（ｂ）のような配光分布になる。図４（ｂ）より、ｘ方向は、±３０度程度まで配光が広がり、ピークが２つに分かれ、ｙ方向の配光は、±４０度以上に配光が広がり、台形に近い形状であることが分かる。
【００１２】
図１〜図４に示すように、第１のプリズム１１と第２のプリズム２１との交差角度を変更するだけで照明装置１００からの出射光の配光分布が大きく変わることが分かる。このように、第２のリニアフレネルレンズ２０を回転させるだけで、所望の配光分布を達成することができるので、複雑な設計が必要ない。また、第２のリニアフレネルレンズ２０を光軸方向に移動する必要もないので、小型化した照明装置を提供することができる。ただし、第１のリニアフレネルレンズ１０および第２のリニアフレネルレンズ２０の少なくとも一方を光軸方向に移動させた場合には、出射光の面分布を均一にすることができるという効果も生ずる。
なお、第１実施形態では、第２のリニアフレネルレンズ２０のみを回転させたが、第１のリニアフレネルレンズ１０のみを回転させてもよいし、第１のリニアフレネルレンズ１０および第２のリニアフレネルレンズ２０の両方を回転させてもよい。さらに、第１実施形態では、第１のプリズム１１は、第１のリニアフレネルレンズ１０の光源５側の表面に設けられ、第２のプリズム２１は、第２のリニアフレネルレンズ２０の第１のリニアフレネルレンズ１０側の表面に設けられていたが、それぞれ、反対側の表面に設けられていてもよい。
【００１３】
図５は、本発明の第２実施形態に係る照明装置の断面図である。
照明装置２００では、第１のリニアフレネルレンズ１０ａ、１０ｂを用いている点以外、照明装置１００と同一である。照明装置１００の第１のリニアフレネルレンズ１０では、ｘ方向に広がっている光を光軸に平行に出射させていたのに対して、図５（ａ）に示す第１のリニアフレネルレンズ１０ａでは、ｘ方向に広がっている光を光軸に対して５度内側に傾斜させ、図５（ｂ）に示す第１のリニアフレネルレンズ１０ｂでは、ｘ方向に広がっている光を光軸に対して５度外側に傾斜させて出射する。図面において、光軸に対して内外に５度で傾斜させたフレネルレンズについて、フレネルレンズ（５度配光）と記載されている。
第２のリニアフレネルレンズ２０は、照明装置１００の場合と同様に、ｙ方向に広がっている光を光軸に平行に出射させる。それゆえ、図面において、フレネルレンズ（０度配光）と記載されている。
結果として照明装置２００から出射する光は図６のような配光分布になる。
【００１４】
図６（ａ）は、第１のプリズム１１がｙ方向に設けられ、第２のプリズム２１がｘ方向に設けられているため、第１のプリズム１１と第２のプリズム２１とが９０度の角度で交差する状態の配光分布を示す。ｘ方向は、第１のリニアフレネルレンズが５度配光の影響で、±２０度程度に、ｙ方向は、第２のリニアフレネルレンズが０度配光の影響で、±１５度程度に配光が制御されている。
図６（ｂ）は、図３（ａ）と同様に、第１のプリズム１１がｙ方向に設けられ、第２のプリズム２１がｘ方向に対して３０度傾斜した方向に設けられているため、第１のプリズム１１と第２のプリズム２１とが６０度の角度で交差する状態の配光分布を示す。ｘ方向およびｙ方向ともに、±３０度程度まで配光が広がっている。また、ｘ方向の配光は、台形に近い形状であり、ｙ方向の配光は、ピークが２つに分かれた形状である。
図６（ｃ）は、図４（ａ）と同様に、第１のプリズム１１がｙ方向に設けられ、第２のプリズム２１がｘ方向に対して４５度傾斜した方向に設けられているため、第１のプリズム１１と第２のプリズム２１とが４５度の角度で交差する状態の配光分布を示す。ｘ方向は、±３０度程度まで配光が広がり、ピークが大きく２つに分かれ、ｙ方向の配光は、±６０度近くまで配光が広がり、ピークが小さく２つに分かれている。
図６（ｂ）（ｃ）に示すように、第１のリニアフレネルレンズ１０ａ、１０ｂとして、５度配光のレンズを使用し、第２のリニアフレネルレンズ２０を回転させることにより、照明装置の配光特性をバットウィング状に近い形状とすることができる。
【００１５】
図示を省略するが、本発明の第３実施形態に係る照明装置では、第１のリニアフレネルレンズは、ｘ方向に広がっている光を光軸に対して５度内側または外側に傾斜させ、第２のリニアフレネルレンズは、ｙ方向に広がっている光を光軸に対して５度内側または外側に傾斜させる。結果として照明装置から出射する光は図７のような配光分布になる。
図７（ａ）は、第１のプリズムがｙ方向に設けられ、第２のプリズムがｘ方向に設けられているため、第１のプリズムと第２のプリズムとが９０度の角度で交差する状態の配光分布を示す。ｘ方向およびｙ方向ともに、±２０度程度まで配光が広がっている。また、ｘ方向の配光は、台形に近い形状であり、ｙ方向の配光は、ピークが２つに分かれた形状である。
図７（ｂ）は、図３（ａ）と同様に、第１のプリズムがｙ方向に設けられ、第２のプリズムがｘ方向に対して３０度傾斜した方向に設けられているため、第１のプリズムと第２のプリズムとが６０度の角度で交差する状態の配光分布を示す。ｘ方向およびｙ方向ともに、±４０度程度まで配光が広がっている。また、ｘ方向の配光は、ピークが２つに分かれた形状であり、ｙ方向の配光は、台形に近い形状である。
図７（ｃ）は、図４（ａ）と同様に、第１のプリズムがｙ方向に設けられ、第２のプリズムがｘ方向に対して４５度傾斜した方向に設けられているため、第１のプリズムと第２のプリズムとが４５度の角度で交差する状態の配光分布を示す。ｘ方向およびｙ方向ともに、±４０度程度まで配光が広がっている。また、ｘ方向の配光は、ピークが２つに分かれた形状であり、ｙ方向の配光は、台形に近い形状である。
【００１６】
なお、上述した第２実施形態および第３実施形態では、リニアフレネルレンズからの出射光は、光軸に対して５度傾斜していたが、５度とは一例であり、任意の傾斜角度に設定することができる。
【００１７】
図８には、参考例として、リニアフレネルレンズの代わりに均一プリズムが形成されたレンズ（プリズムシート）を用いた際の出射光の配光分布を示す。参考例に係る照明装置では、光源と、複数の平行直線状の第１の均一プリズムが表面に形成された第１のプリズムシートと、複数の平行直線状の第２の均一プリズムが表面に形成された第２のプリズムシートと、が光軸に沿ってこの順で配置されている。
図８（ａ）は、第１の均一プリズムがｙ方向に設けられ、第２の均一プリズムがｘ方向に設けられているため、第１の均一プリズムと第２の均一プリズムとが９０度の角度で交差する状態の配光分布を示す。ｘ方向およびｙ方向ともに、透過光がゼロになっている。
図８（ｂ）は、第１の均一プリズムがｘ方向に対して４５度傾斜した方向に設けられ、第２の均一プリズムがｘ方向に対して１３５度傾斜した方向に設けられているため、第１の均一プリズムと第２の均一プリズムとが９０度の角度で交差する状態の配光分布を示す。ｘ方向およびｙ方向ともに、±２０度以内の透過光がゼロになり、±２０度より大きい範囲では角度の絶対値が大きくなるにつれて強度が減少している。
図８（ｃ）は、第１の均一プリズムがｙ方向に設けられ、第２の均一プリズムがｘ方向に対して３０度傾斜した方向に設けられているため、第１の均一プリズムと第２の均一プリズムとが６０度の角度で交差する状態の配光分布を示す。ｘ方向は、±２５度以内の透過光がゼロになり、±４５度程度にピークが現れ、±４５度超の範囲では角度の絶対値が大きくなるにつれて強度が減少している。ｙ方向は、±１０度以内の透過光がゼロになり、±１０度から±５０度の範囲は略一定であり、５０度超の範囲では角度の絶対値が大きくなるにつれて強度が減少している。
図８（ｄ）は、第１の均一プリズムがｙ方向に設けられ、第２の均一プリズムがｘ方向に対して４５度傾斜した方向に設けられているため、第１の均一プリズムと第２の均一プリズムとが４５度の角度で交差する状態の配光分布を示す。ｘ方向およびｙ方向ともに、±１５度以内の透過光がゼロになっている。ｘ方向は、±１５度から±４０度の範囲では角度の絶対値が大きくなるにつれて強度が減少し、±４０度において増加した後、±４０度超の範囲では角度の絶対値が大きくなるにつれて強度が減少している。ｙ方向は、±１５度超の範囲では角度の絶対値が大きくなるにつれて強度が減少している。
リニアフレネルレンズを用いた場合と異なり、プリズムシートを用いると、０度付近の透過光が０となり、一般的な照明装置として有効な配光分布を達成することはできない。
【符号の説明】
【００１８】
５                    光源
１０、１０ａ、１０ｂ  第１のリニアフレネルレンズ
１１                  第１のプリズム
２０                  第２のリニアフレネルレンズ
２１                  第２のプリズム
１００、２００        照明装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2018085251.tif 000008
【図７】
2018085251.tif 000009
【図８】
2018085251.tif 000010