(57)【要約】【課題】レンズを大型化することなく光の利用効率を向上させる光源装置及び光源装置を用いた照明装置を提供する。【解決手段】光源装置は、光を出射する光源と、光源の出射側に設けられ、光源から出射された光が入射する入射面と、入射面から入射した光が出射する出射面とが形成され、光の進行方向を変えるレンズと、を備え、レンズは、出射面に突出して形成され、光源から出射された光を光源の光軸方向に屈折させる屈折制御部と、入射面に突出して形成され、光源から出射された光を光軸に沿った方向に反射させる反射制御部と、を有し、屈折制御部の屈折端部から光軸までの距離が、反射制御部の反射端部から光軸までの距離より長い。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
前記光源の出射側に設けられ、前記光源から出射された光が入射する入射面と、前記入射面から入射した光が出射する出射面とが形成され、光の進行方向を変えるレンズと、を備え、
前記レンズは、
前記出射面に突出して形成され、前記光源から出射された光を前記光源の光軸方向に屈折させる屈折制御部と、
前記入射面に突出して形成され、前記光源から出射された光を前記光軸に沿った方向に反射させる反射制御部と、を有し、
前記屈折制御部の屈折端部から前記光軸までの距離が、前記反射制御部の反射端部から前記光軸までの距離より長い
光源装置。
【請求項２】
前記屈折端部は、前記光源と前記反射端部とを結ぶ延長線よりも前記光軸から離れる位置に設けられている
請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記レンズは、
前記屈折制御部の外側に設けられる保持部を更に有する
請求項１又は２記載の光源装置。
【請求項４】
前記屈折制御部は、
前記光源から出射された光を前記光軸方向に屈折させる屈折面を有し、
前記反射制御部は、
前記光源から出射された光を前記光軸から離れる方向に屈折させる第１の面と、
前記第１の面の外側に形成され、前記第１の面で屈折した光を前記屈折制御部側に反射させる第２の面と、を有する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記レンズは、フレネルレンズであり、
前記屈折制御部は、複数の前記屈折面を有し、
前記反射制御部は、複数の前記第１の面及び複数の前記第２の面を有する
請求項４記載の光源装置。
【請求項６】
前記第２の面は、
前記入射面よりも前記出射面側に向かって延びている
請求項４又は５記載の光源装置。
【請求項７】
前記レンズは、
回転対称の形状をなしている
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記光源及び前記レンズを収容し、一方向に延びる筐体を更に備え、
前記レンズは、
前記筐体の長手方向に沿って延在する形状をなしている
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項９】
前記屈折制御部は、
非球面形状をなしている
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記レンズの表面には、
光を拡散させる拡散部が設けられている
請求項１〜９のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光源装置を備える
照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の進行方向を変えるレンズを備える光源装置及び光源装置を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源として例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）といった発光素子を用いた光源装置が知られている。光源装置は、例えばレンズ等の光学部品を用いて、光源から出射された光を所定の方向に放射して配光を制御する。特許文献１には、保持部と屈折制御部と反射制御部とを有する光学レンズを備えたＬＥＤ照明装置が開示されている。特許文献１において、保持部は、ベースに保持される部材である。屈折制御部は、基準点からの光に対して光軸を基準とした所定角度の範囲内の光成分を屈折によって配光制御する。反射制御部は、基準点からの光のうち所定角度の範囲外の光成分を光学レンズ内部に導き、反射面における全反射によって配光制御する。特許文献１では、反射制御部が屈折制御部の外周に設けられている。特許文献２には、フランジ部と出射面と外周面とを有する光束制御部材を備えた発光装置が開示されている。特許文献２において、フランジ部は、ホルダに保持される部材である。出射面は、基準点からの光に対して光軸を基準とした所定角度の範囲内の光成分を屈折によって配光制御する。外周面は、光軸方向に延びて形成されており、基準点からの光のうち所定角度の範囲外の光成分を光学レンズ内部に導き、全反射によって配光制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７２４６３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５０２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されたＬＥＤ照明装置において、反射制御部に入射した光が反射面に入射することなく保持部に入射してしまう光が存在する。保持部に入射した光は、配光制御されないため、所定の方向に放射されない。このため、ＬＥＤ照明装置全体として、光の利用効率が低下する。また、特許文献２に開示された発光装置は、光源から出射された光をできるだけ外周面で反射させて光の利用効率を上げるために、外周面の光軸方向の大きさを大きくしている。このため、レンズの厚さが厚くなり、レンズが大型化する。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたもので、レンズを大型化することなく光の利用効率を向上させる光源装置及び光源装置を用いた照明装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る光源装置は、光を出射する光源と、光源の出射側に設けられ、光源から出射された光が入射する入射面と、入射面から入射した光が出射する出射面とが形成され、光の進行方向を変えるレンズと、を備え、レンズは、出射面に突出して形成され、光源から出射された光を光源の光軸方向に屈折させる屈折制御部と、入射面に突出して形成され、光源から出射された光を光軸に沿った方向に反射させる反射制御部と、を有し、屈折制御部の屈折端部から光軸までの距離が、反射制御部の反射端部から光軸までの距離より長い。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、屈折制御部における光軸から離れる側の屈折端部から光軸までの距離が、反射制御部における光軸から離れる側の反射端部から光軸までの距離より長い。このため、反射制御部に入射した光は、屈折制御部に確実に到達する。従って、反射制御部を大きくせずに、配光制御が行われる光を増加させることができる。このように、レンズを大型化することなく、光の利用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る光源装置１を示す分解斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る光源装置１を示す上面図である。
【図３】実施の形態１に係る光源装置１を示す断面図である。
【図４】実施の形態１に係る光源装置１の配光分布を示すグラフである。
【図５】実施の形態２に係る光源装置１００を示す断面図である。
【図６】実施の形態３に係る光源装置２００を示す断面図である。
【図７】実施の形態４に係る光源装置３００を示す分解斜視図である。
【図８】実施の形態４に係る光源装置３００を示す上面図である。
【図９】実施の形態４に係る光源装置３００を示す断面図である。
【図１０】実施の形態５に係る照明装置４００を示す斜視図である。
【図１１】変形例におけるレンズ５２０を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、本発明に係る光源装置及び照明装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、実施の形態１に係る光源装置１を示す分解斜視図、図２は、実施の形態１に係る光源装置１を示す上面図である。この図１及び図２に基づいて、光源装置１について説明する。図１に示すように、光源装置１は、筐体１６と、光源１０と、基板１１と、光源ホルダ１５と、コネクタ１３と、ワイヤ１２と、レンズ２０とを備えている。
【００１０】
図３は、実施の形態１に係る光源装置１を示す断面図であり、図２のＡ−Ａ断面図である。図３に示すように、筐体１６は、有底円筒状の部材であり、内部に、光源１０、基板１１、光源ホルダ１５、レンズ２０、コネクタ１３及びワイヤ１２が収容される。光源１０は、光を出射するものであり、例えば白色光を照射するものであって、ＬＥＤチップ上に蛍光体が塗布された構造を備える。光源１０は、例えば４４０ｎｍ〜４８０ｎｍ程度の青色光を発光するＬＥＤチップ上に、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体が設けられたものである。光源１０は、これにより、合成光として白色光を発光する発光素子である。なお、光源１０は、ＬＥＤに限らず、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）等でもよいし、１つの発光面の面積が大きい発光素子でもよい。
【００１１】
基板１１は、例えば正方形で板状のセラミックス基板であり、筐体１６の底面に取り付けられている。また、基板１１上には光源１０が実装されている。基板１１には、電力供給用の回路パターンが形成されており、光源１０のほかに、ダイオード等の素子（図示せず）も、適宜実装されている。なお、基板１１は、鉄又はアルミニウム等の金属を用いた金属基板としてもよいし、ガラスエポキシ又は紙フェノール材等を用いた基板１１としてもよい。ガラスエポキシ又は紙フェノール材等を用いた基板１１は、金属基板と比べて安価である。光源ホルダ１５は、円筒状の部材であり、内部に光源１０が収納されている。
【００１２】
光源ホルダ１５は、基板１１上に取り付けられており、これにより、光源１０は筐体１６に保持される。光源ホルダ１５の内壁の一端側は、外側に向けて拡径されたテーパ―状をなしており、光源１０から出射された光をレンズ２０側に導くアパーチャ１５ａとなっている。コネクタ１３は、基板１１上の素子を駆動する電力を供給する電源４１０（図示せず）が接続された部材である。ワイヤ１２は、コネクタ１３と基板１１とを接続する部材である。このように、基板１１には、ワイヤ１２及びコネクタ１３を介して、電源４１０から電力が供給されている。
【００１３】
レンズ２０は、例えば円板状の部材であり、光源１０の正面、即ち出射側に設けられ、光源１０から出射された光の進行方向を変える。レンズ２０には、入射面２４ａと出射面２４ｂとが形成されている。入射面２４ａは、光源１０から出射された光が入射する面である。出射面２４ｂは、入射面２４ａから入射した光が出射する面である。レンズ２０は、例えばアクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂等の透光性を有する材料から構成されており、例えば射出成形法によって製造される。なお、レンズ２０は、例えば回転対称の形状をなしている。レンズ２０は、保持部２４と、屈折制御部２１と、反射制御部２２とを有している。
【００１４】
保持部２４は、例えば平板状の部材であり、厚さが略均一である。保持部２４は、屈折制御部２１の外側に設けられており、両端部が筐体１６の端部に固定されている。これにより、レンズ２０が筐体１６に保持される。レンズ２０は、保持部２４と筐体１６とが固定されることによって位置決めされており、光軸１４とレンズ２０の回転軸とは一致又は略一致している。また、入射面２４ａの中央部には、入光面２５が形成されており、入光面２５は、光源１０から出射された光が入射する略平坦の面である。入光面２５は、光源１０から出射された光を光軸１４に沿った方向に屈折させる。
【００１５】
屈折制御部２１は、出射面２４ｂに形成され、光源１０から出射された光を光軸１４に沿った方向に屈折させる屈折面２１ａを有する部材である。屈折制御部２１は、光源１０から離れる方向に突出した凸状をなしている。また、屈折制御部２１は、光源１０の光軸１４から離れるほど厚みが薄くなっており、即ち屈折面２１ａは曲面形状をなしている。
【００１６】
反射制御部２２は、入射面２４ａに形成され、光源１０から出射された光を光軸１４に沿った方向に屈折させる部材である。反射制御部２２は、光源１０に近づく方向に突出した凸状をなしている。反射制御部２２は、第１の面２２ａと、中間面２２ｂと、第２の面１２２ｃとを有している。第１の面２２ａは、入光面２５の端部に接続され、略垂直又は入光面２５から離れるほど光軸１４から離れる方向に若干傾いて光源１０側に延びる面である。第１の面２２ａは、光源１０から出射された光を光軸１４から離れる方向に屈折させる。
【００１７】
中間面２２ｂは、第１の面２２ａの外側の端部に接続され、光軸１４に対し略垂直、即ち光軸１４から離れる方向に略水平に延びる面である。第２の面２２ｃは、中間面２２ｂの外側の端部に接続され、中間面２２ｂから離れるほど光軸１４から離れる方向に傾いて屈折制御部２１側に延びる面である。第２の面２２ｃは、第１の面２２ａで屈折した光を屈折制御部２１側に反射させる。
【００１８】
ここで、屈折制御部２１と反射制御部２２との径方向の長さについて説明する。屈折制御部２１における光軸１４から離れる側の屈折端部Ｒから光軸１４までの距離Ｌｒは、反射屈折部における光軸１４から離れる側の反射端部Ｑから光軸１４までの距離Ｌｑより長い。即ち、屈折制御部２１の径は、反射制御部２２の径より長い。次に、光源１０の中心Ｐと、反射端部Ｑと、屈折端部Ｒとの位置関係について説明する。屈折端部Ｒは、中心Ｐと反射端部Ｑとを結ぶ延長線Ｔよりも光軸１４から離れる位置に設けられている。
【００１９】
次に、図３を用いて、本実施の形態１に係る光源装置１の光の経路について説明する。図３では、光の経路として、光源１０の中心から出射された光Ｓ１及びＬ１の経路と、光源１０の端部から出射された光Ｍ１の経路とを例示する。
【００２０】
先ず、光軸１４からの角度が大きい光Ｓ１の経路について説明する。図３に示すように、光Ｓ１は、反射制御部２２の第１の面２２ａからレンズ２０内に入射する。第１の面２２ａに入射した光Ｓ１は、光軸１４から離れる方向に屈折され、レンズ２０内に入射する。レンズ２０内に入射した光Ｓ１は、反射制御部２２の第２の面１２２ｃに到達し、全反射したのちに、屈折制御部２１に到達する。屈折制御部２１に到達した光Ｓ１は、屈折面２１ａにおいて屈折され、光軸１４に沿った方向に向けて角度を変えてレンズ２０から出射される。
【００２１】
次に、光軸１４からの角度が小さい光Ｌ１の経路について説明する。光Ｌ１は、入光面２５からレンズ２０内に入射する。入光面２５に入射した光Ｌ１は、光軸１４に沿った方向に屈折され、レンズ２０内に入射する。レンズ２０内に入射した光Ｌ１は、屈折制御部２１に到達する。屈折制御部２１に到達した光Ｌ１は、屈折面２１ａにおいて屈折され、光軸１４に沿った方向に向けて角度を変えてレンズ２０から出射される。
【００２２】
そして、光源１０の端部から出射された光Ｍ１の経路について説明する。光Ｍ１は、反射制御部２２の第１の面２２ａからレンズ２０内に入射する。第１の面２２ａに入射した光Ｍ１は、光軸１４から離れる方向に屈折され、レンズ２０内に入射する。レンズ２０内に入射した光Ｍ１は、反射制御部２２の第２の面１２２ｃに当たることなく、屈折制御部２１に到達する。屈折制御部２１に到達した光Ｍ１は、屈折面２１ａにおいて屈折され、光軸１４に沿った方向に向けて角度を変えてレンズ２０から出射される。
【００２３】
図４は、実施の形態１に係る光源装置１の配光分布を示すグラフである。次に、光源装置１によって得られた配光分布について説明する。図４では、本実施の形態１の光源装置１の配光分布を実線で示し、比較例として本実施の形態１のレンズ２０を用いない光源装置１の配光分布を破線で示す。図４において、横軸は、光軸１４からの傾き角度を示し、光軸１４方向を０度とする。縦軸は、比較例における光源装置１の角度０度の光度を１００とした場合の相対光度を示す。図４に示すように、比較例における光源装置１の配光分布は、ほぼ完全拡散の状態である。これに対し、本実施の形態１に係る光源装置１の配光分布は、角度０度付近の光度が増加し、角度０度付近に集光している。
【００２４】
本実施の形態１によれば、屈折制御部２１における光軸１４から離れる側の屈折端部Ｒから光軸１４までの距離が、反射制御部２２における光軸１４から離れる側の反射端部Ｑから光軸１４までの距離より長い。このため、反射制御部２２に入射した光は、屈折制御部２１に確実に到達する。従来の光源装置では、反射制御部に入射した光が反射面に入射せずに保持部に入射してしまう光が存在する。保持部に入射した光は、配光制御されないため、所定の方向に放射されず、光の利用効率が低下する。また、従来の光源装置では、光源から出射された光をできるだけ外周面で反射させて光の利用効率を上げるために、外周面を大きくしている。このため、レンズの厚さが厚くなり、レンズが大型化する。
【００２５】
これに対し、本実施の形態１は、反射制御部２２に入射した光は、屈折制御部２１に確実に到達する。屈折端部Ｒから光軸１４までの距離Ｌｒが、反射端部Ｑから光軸１４までの距離Ｌｑより長いため、反射制御部２２に入射した光は、第２の面１２２ｃに当たらなくても、屈折制御部２１に確実に到達する。このように、第２の面１２２ｃで捉えきれなかった光も、屈折制御部２１で配光制御することができる。従って、反射制御部２２を大きくせずに、配光制御が行われる光を増加させることができる。このように、レンズ２０を大型化することなく、光の利用効率を向上させることができる。
【００２６】
また、屈折端部Ｒは、光源１０の中心Ｐと反射端部Ｑとを結ぶ延長線Ｔよりも光軸１４から離れる位置に設けられている。このため、反射制御部２２に入射後に第２の面１２２ｃに当たらないすれすれの位置である反射端部Ｑを通過する光も、屈折制御部２１の屈折面２１ａに到達する。従って、反射制御部２２を大きくせずに、配光制御が行われる光を増加させることができる。これにより、光制御性が高い光源装置１を得ることができる。
【００２７】
更に、レンズ２０は、回転対称の形状をなしている。このため、光源１０から出射された光を、周方向において均一に被照射面に照射させることができる。なお、光源１０の配置、レンズ２０の外形及び光源装置１の形状は、楕円形又は多角形等でもよい。
【００２８】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る光源装置１００を示す断面図である。本実施の形態２は、レンズ１２０が凹部１２３を有している点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００２９】
図５に示すように、レンズ１２０において、凹部１２３は、反射制御部１２２の外周に形成されている。凹部１２３は、反射制御部１２２の第２の面１２２ｃと、第３の面１２３ａと、第４の面１２３ｂとを有している。第２の面１２２ｃは、実施の形態１と異なり、入射面２４ａよりも出射面２４ｂ側に向かって延びている。第３の面１２３ａは、第２の面１２２ｃの端部に接続され、光軸１４に対し略垂直、即ち光軸１４から離れる方向に略水平に延びる面である。第４の面１２３ｂは、第３の面１２３ａの端部に接続され、第３の面１２３ａから光軸１４に対し略平行に延びる面である。
【００３０】
次に、図５を用いて、本実施の形態２に係る光源装置１００の光の経路について説明する。図５では、光の経路として、光源１０の中心から出射された光Ｓ１及びＬ１の経路と、光源１０の端部から出射された光Ｍ２の経路とを例示する。なお、光Ｓ１及び光Ｌ１の経路は、実施の形態１の光Ｓ１及び光Ｌ１の経路と同様であるため、説明を省略する。
【００３１】
光源１０の端部から出射された光Ｍ２の経路について説明する。光Ｍ２は、反射制御部１２２の第１の面１２２ａからレンズ１２０内に入射する。第１の面１２２ａに入射した光Ｍ２は、光軸１４から離れる方向に屈折され、レンズ１２０内に入射する。レンズ１２０内に入射した光Ｍ２は、凹部１２３側に延長された反射制御部１２２の第２の面１２２ｃに到達し、全反射したのちに、屈折制御部１２１に到達する。屈折制御部１２１に到達した光Ｓ１は、屈折面１２１ａにおいて屈折され、光軸１４に沿った方向に向けて角度を変えてレンズ１２０から出射される。
【００３２】
本実施の形態２によれば、レンズ１２０が凹部１２３を有しているため、反射制御部１２２の第２の面１２２ｃの面積を広げることができる。このため、反射制御部１２２で制御される光の量が増加する。このように、配光制御される光の量を維持しつつ、屈折制御部１２１の径を小さくすることができる。これにより、光を所定の方向に出射する上での光制御性が高いレンズ１２０を小型化することができる。また、屈折制御部１２１の径は、凹部１２３の径よりも大きい。このため、凹部１２３が形成される上で、屈折制御部１２１と凹部１２３の第４の面１２３ｂとの厚さが大きい。従って、射出成形時に、屈折制御部１２１と第４の面１２３ｂとの間に、樹脂が流動し易い。よって、レンズ１２０の製造が容易になる。
【００３３】
実施の形態３．
図６は、実施の形態３に係る光源装置２００を示す断面図である。本実施の形態３は、レンズ２２０がフレネルレンズである点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態３では、実施の形態１と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
【００３４】
図６に示すように、入光面２２５は、光軸１４から離れるほど厚みが薄くなる凸形状をなしている。屈折制御部２２１は、第１の屈折面２２１ａと、接続面２２１ｂと、第２の屈折面２２１ｃとを有している。第１の屈折面２２１ａは、屈折制御部２２１において光源１０から離れるほど厚みが薄くなっている部分であり、曲面形状をなす面である。第１の屈折面２２１ａは、光源１０から出射された光を光軸１４に沿った方向に屈折させる。接続面２２１ｂは、第１の屈折面２２１ａの端部に接続され、光軸１４に対し略平行に屈折制御部２２１側に延びる面である。第２の屈折面２２１ｃは、接続面２２１ｂの端部に接続され、光源１０から離れるほど厚みが薄くなる方向に曲がった曲面形状をなす面である。第２の屈折面２２１ｃは、光源１０から出射された光を光軸１４に沿った方向に屈折させる。
【００３５】
反射制御部２２２は、第１の内側面２２２ａと、第２の内側面２２２ｂと、第１の外側面２２２ｃと、第２の外側面２２２ｄとを有している。第１の内側面２２２ａは、入光面２５の端部に接続され、略垂直又は入光面２２５から離れるほど光軸１４から離れる方向に若干傾いて光源１０側に延びる面である。第１の内側面２２２ａは、光源１０から出射された光を光軸１４から離れる方向に屈折させる。第２の内側面２２２ｂは、第１の内側面２２２ａの端部に接続され、第１の内側面２２２ａから離れるほど光軸１４から離れる方向に傾いて屈折制御部２２１側に延びる面である。第２の内側面２２２ｂは、第１の内側面２２２ａで屈折した光を屈折制御部２２１側に反射させる。
【００３６】
第１の外側面２２２ｃは、第２の内側面２２２ｂの端部に接続され、略垂直又は入光面２２５から離れるほど光軸１４から離れる方向に若干傾いて光源１０側に延びる面である。第１の外側面２２２ｃは、光源１０から出射された光を光軸１４から離れる方向に屈折させる。第２の外側面２２２ｄは、第１の外側面２２２ｃの端部に接続され、第１の外側面２２２ｃから離れるほど光軸１４から離れる方向に傾いて屈折制御部２２１側に延びる面である。第２の外側面２２２ｄは、第１の外側面２２２ｃで屈折した光を屈折制御部２２１側に反射させる。
【００３７】
なお、本実施の形態３においても、屈折制御部２２１における光軸１４から離れる側の屈折端部Ｒから光軸１４までの距離Ｌｒは、反射制御部２２２における光軸１４から離れる側の反射端部Ｑから光軸１４までの距離Ｌｑより長い。即ち、屈折制御部２２１の径は、反射制御部２２２の径より長い。
【００３８】
次に、図６を用いて、本実施の形態３に係る光源装置２００の光の経路について説明する。図６では、光の経路として、光源１０の中心から出射された光Ｓ１、Ｌ１、Ｍ１及びＭ２の経路を例示する。
【００３９】
先ず、光軸１４からの角度が大きい光Ｓ１の経路について説明する。図６に示すように、光Ｓ１は、反射制御部２２２の第１の外側面２２２ｃからレンズ２２０内に入射する。第１の外側面２２２ｃに入射した光Ｓ１は、光軸１４から離れる方向に屈折され、レンズ２２０内に入射する。レンズ２２０内に入射した光Ｓ１は、反射制御部２２２の第２の外側面２２２ｄに到達し、全反射したのちに、屈折制御部２２１に到達する。屈折制御部２２１に到達した光Ｓ１は、第２の屈折面２２１ｃにおいて屈折され、光軸１４に沿った方向に向けて角度を変えてレンズ２２０から出射される。
【００４０】
次に、光軸１４からの角度が小さい光Ｌ１の経路について説明する。光Ｌ１は、入光面２２５からレンズ２２０内に入射する。入光面２２５に入射した光Ｌ１は、光軸１４に沿った方向に屈折され、レンズ２２０内に入射する。レンズ２２０内に入射した光Ｌ１は、屈折制御部２２１に到達する。屈折制御部２２１に到達した光Ｌ１は、第１の屈折面２２１ａにおいて屈折され、光軸１４に沿った方向に向けて角度を変えてレンズ２２０から出射される。
【００４１】
そして、光軸１４からの角度が光Ｓ１と光Ｌ１と中間である光Ｍ１の経路について説明する。光Ｍ１は、反射制御部２２２の第１の外側面２２２ｃからレンズ２２０内に入射する。第１の外側面２２２ｃに入射した光Ｍ１は、光軸１４から離れる方向に屈折され、レンズ２２０内に入射する。レンズ２２０内に入射した光Ｍ１は、反射制御部２２２の第２の外側面２２２ｄに当たることなく、屈折制御部２２１に到達する。屈折制御部２２１に到達した光Ｍ１は、第２の屈折面２２１ｃにおいて屈折され、光軸１４に沿った方向に向けて角度を変えてレンズ２２０から出射される。
【００４２】
更に、光軸１４からの角度が光Ｍ１と光Ｌ１と中間である光Ｍ２の経路について説明する。光Ｍ２は、反射制御部２２２の第１の内側面２２２ａからレンズ２２０内に入射する。第１の内側面２２２ａに入射した光Ｍ２は、光軸１４から離れる方向に屈折され、レンズ２２０内に入射する。レンズ２２０内に入射した光Ｍ２は、反射制御部２２２の第２の内側面２２２ｂに到達し、全反射したのちに、屈折制御部２２１に到達する。屈折制御部２２１に到達した光Ｓ１は、第２の屈折面２２１ｃにおいて屈折され、光軸１４に沿った方向に向けて角度を変えてレンズ２２０から出射される。
【００４３】
本実施の形態３によれば、レンズ２２０は、フレネルレンズであり、屈折制御部２２１は、複数の屈折面を有し、反射制御部２２２は、複数の第１の面及び複数の第２の面を有する。このため、レンズ２２０の厚みを薄くしても、光軸１４からの角度が大きい光を所定の方向に導くように制御することができる。即ち、本実施の形態３は、薄型で光の制御性が高いレンズ２２０を実現することができる。
【００４４】
実施の形態４．
図７は、実施の形態４に係る光源装置３００を示す分解斜視図、図８は、実施の形態４に係る光源装置３００を示す上面図である。本実施の形態４は、直線状の光源装置３００である点で、実施の形態１及び２と相違する。本実施の形態４では、実施の形態１及び２と共通する部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１及び２との相違点を中心に説明する。
【００４５】
図７及び図８に示すように、筐体３１６は、中空部３１６ａを有する一方向に延びる直方体状の部材であり、中空部３１６ａに、複数の光源３１０、基板３１１、レンズ３２０、コネクタ１３及びワイヤ１２が収容される。複数の光源３１０は、光を出射するものであり、基板３１１上に２列に直線状に実装されている。
【００４６】
図９は、実施の形態４に係る光源装置３００を示す断面図であり、図８のＢ−Ｂ断面図である。図９に示すように、レンズ３２０の断面形状は、実施の形態２のレンズ３２０の断面形状と同様であるが、実施の形態４においては、レンズ３２０が回転対称ではなく、筐体３１６の長手方向に延在している。また、実施の形態２の中間面１２２ｂは省略されている。なお、入光面３２５には、光を拡散させる拡散部３２５ａが設けられている。拡散部３２５ａは、例えばシボ加工による拡散処理が施されることによって形成される。これにより、離散的に配置された光源３１０に起因する輝度むらを解消することができる。レンズ３２０は、保持部３２４と筐体３１６とが固定されることによって位置決めされている。
【００４７】
本実施の形態４によれば、１平面内の配光制御性を高めた小型直線状の光源装置３００を実現することができる。また、レンズ３２０の表面には、光を拡散させる拡散部３２５ａが設けられている。これにより、離散的に配置された光源３１０に起因する輝度むらを解消し、照射面の明るさむらの緩和及び色むらの軽減を図ることができる。
【００４８】
実施の形態５．
図１０は、実施の形態５に係る照明装置４００を示す斜視図である。本実施の形態５に係る照明装置４００は、実施の形態１に係る光源装置１をダウンライトに適用した装置である。
【００４９】
図１０に示すように、照明装置４００は、光源装置１と、ヒートシンク４３０と、枠４２０と、電源４１０と、ケーブル４４０とを備えている。ヒートシンク４３０は、光源装置１の筐体１６と一体的に設けられており、光源１０から発生する熱を放出する機能を有する。ヒートシンク４３０及び筐体１６は、例えばアルミニウム製である。枠４２０は、レンズ２０の出射面側において筐体１６に取り付けられる筒状の部材であり、例えば樹脂製である。電源４１０は、光源装置１に所定の電力を供給する装置である。ケーブル４４０は、電源４１０とコネクタ１３（図１参照）とを接続する部材である。
【００５０】
本実施の形態５に係る照明装置４００は、実施の形態１に係る光源装置１を備えている。実施の形態１に係る光源装置１は、小型で高効率であるため、照射範囲をより明るく照らし、且つコンパクトな照明装置４００を実現することができる。また、光源装置１のレンズ２０によって、光源１０から出射された光が集光されているため、枠４２０に当たる光が少ない。従って、枠４２０の輝度を低下させることができる。これにより、照明装置４００において発生する可能性のあるグレア現象といった眩しさを低減することができる。
【００５１】
なお、照明装置４００は、実施の形態１に係る光源装置１に限らず、実施の形態２〜４に係る光源装置を用いてもよい。また、照明装置４００は、天井等に取り付けられるだけではなく、卓上に設置されるものでもよいし、壁に固定されるものでもよいし、車両のヘッドライト等のそのほかの用途に用いられてもよい。また、光源１０及び基板１１からなる光源モジュールとヒートシンク４３０との間には、熱伝導グリース又は熱伝導シート等の熱伝導材を介在させてもよいし、接着材を介在させてもよい。使用される光源１０、回路素子等の耐熱温度、寿命及び強度等に基づいて、接着材の使用が適宜決定される。
【００５２】
（変形例）
図１１は、変形例におけるレンズ５２０を示す断面図である。図１１に示すように、レンズ５２０の屈折制御部５２１は、非球面形状をなしている。即ち、屈折制御部５２１において、反射制御部５２２に対向する位置の勾配が緩やかに形成されている。変形例では、屈折制御部５２１が非球面形状をなしているため、反射制御部５２２の第１の面５２２ａを介して屈折制御部５２１に入射する光と、入光面５２５を介して屈折制御部５２１に入射する光との配光ずれを軽減することができる。
【００５３】
また、反射制御部５２２の第２の面５２２ｃ等の各面は、用途及び目的に応じて所望の配光分布となるように、直線に限らず曲線となるように適宜設定されてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１  光源装置、１０  光源、１１  基板、１２  ワイヤ、１３  コネクタ、１４  光軸、１５  光源ホルダ、１５ａ  アパーチャ、１６  筐体、２０  レンズ、２１  屈折制御部、２１ａ  屈折面、２２  反射制御部、２２ａ  第１の面、２２ｂ  中間面、２２ｃ  第２の面、２４  保持部、２４ａ  入射面、２４ｂ  出射面、２５  入光面、１００  光源装置、１２０  レンズ、１２１  屈折制御部、１２１ａ  屈折面、１２２  反射制御部、１２２ａ  第１の面、１２２ｂ  中間面、１２２ｃ  第２の面、１２３  凹部、１２３ａ  第３の面、１２３ｂ  第４の面、２００  光源装置、２２０  レンズ、２２１  屈折制御部、２２１ａ  第１の屈折面、２２１ｂ  接続面、２２１ｃ  第２の屈折面、２２２  反射制御部、２２２ａ  第１の内側面、２２２ｂ  第２の内側面、２２２ｃ  第１の外側面、２２２ｄ  第２の外側面、２２５  入光面、３００  光源装置、３１０  光源、３１１  基板、３１６  筐体、３１６ａ  中空部、３２０  レンズ、３２１  屈折制御部、３２１ａ  屈折面、３２２  反射制御部、３２２ａ  第１の面、３２２ｃ  第２の面、３２３  凹部、  ３２３ａ  第３の面、３２３ｂ  第４の面、３２４  保持部、３２４ａ  入射面、３２４ｂ  出射面、３２５  入光面、３２５ａ  拡散部、４００  照明装置、４１０  電源、４２０  枠、４３０  ヒートシンク、４４０  ケーブル、５２０  レンズ、５２１  屈折制御部、５２１ａ  屈折面、５２２  反射制御部、５２２ａ  第１の面、５２２ｂ  中間面、５２２ｃ  第２の面、５２４  保持部、５２４ａ  入射面、５２４ｂ  出射面、５２５  入光面。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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