(57)【要約】【課題】１個の光源を用いて照射を行う際に生じ得るグレアを抑制する光源装置及びその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１は、光源１０と、レンズ３０と、を有し、レンズ３０は、入射面３１の側に設けられ、入射された光を拡散する第１の凹部４０と、第１の凹部４０の外周に設けられ、入射された光を出射面３２の側に導光する第２の凹部５０と、出射面３２の側に設けられ、第１の凹部４０と対向して光を拡散する対向面６１と、対向面６１の外周に設けられ、入射された光を入射面３１の側に全反射する周囲面６２と、を有し、レンズ３０から出射される光の配光領域は、対向面６１において形成される第１の配光領域３と、周囲面６２において形成され、入射面３１よりも光源１０側に設けられる第２の配光領域４と、第１の配光領域３と第２の配光領域４との間に形成される非配光領域５と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光が入射する入射面、及び前記入射面に対向する出射面を備え、前記光源から出射された光の進行方向を変える回転対称のレンズと、を有し、
前記レンズは、
前記入射面の側に設けられ、入射された光を拡散する第１の凹部と、
前記第１の凹部の外周に設けられ、入射された光を前記出射面の側に導光する第２の凹部と、
前記出射面の側に設けられ、前記第１の凹部と対向して光を拡散する対向面と、
前記対向面の外周に設けられ、入射された光を前記入射面の側に全反射する周囲面と、
を有し、
前記レンズから出射される光の配光領域は、
前記対向面において形成される第１の配光領域と、
前記周囲面において形成され、前記入射面よりも前記光源側に設けられる第２の配光領域と、
前記第１の配光領域と前記第２の配光領域との間に形成される非配光領域と、を有する
光源装置。
【請求項２】
前記第２の凹部における底部は、前記光源と前記周囲面における縁部とを結ぶ線分上にあるか前記線分よりも前記出射面の側に突出している
請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記レンズは、
前記対向面及び前記周囲面を備える第３の凹部を更に有する
請求項１又は２記載の光源装置。
【請求項４】
前記対向面は、
前記出射面の側に凸形状をなしている
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第２の凹部は、
前記入射面から前記出射面の側に向けて前記第１の凹部から径方向に沿って離れて、前記第１の凹部から出射された光を屈折する第１の屈折面と、
前記第１の屈折面から前記入射面の側に向けて前記第１の凹部から径方向に沿って離れて、前記第１の屈折面から出射された光を屈折し、前記周囲面に導く第２の屈折面と、を有する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１の屈折面は、
第１の屈曲点において、前記入射面の側に向けて屈曲している
請求項５記載の光源装置。
【請求項７】
前記第２の屈折面は、
第２の屈曲点において、前記入射面の側に向けて屈曲している
請求項５又は６記載の光源装置。
【請求項８】
前記第２の凹部は、
前記入射面から前記出射面の側に向けて前記第１の凹部から径方向に沿って離れて、前記第１の凹部から出射された光を全反射する全反射面を有する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項９】
前記第２の凹部の内部に、光を遮る遮光部材が設けられている
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記周囲面は、
放物面形状をなしている
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有する
照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及びその光源装置を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源として、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いた照明器具が多数提案されている。そして、これに伴って、照明器具が設置された部屋を明るく照らすという機能面に加え、照明器具が空間のデザインに寄与するというデザイン面においても、需要が高まっている。このようなデザイン面にも配慮された照明器具として、照明器具の下方を照らす直接照明に、照明器具の上方、側方を照らす機能を付加して、作業面における照度を維持しつつ、空間全体の明るさ感を満たす照明器具が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、上方照射用のＬＥＤ光源と下方照射用のＬＥＤ光源とを備えた照明器具が開示されている。また、特許文献２には、光源と導光体とを備えた照明装置が開示されている。この特許文献２は、導光体が複数の面から構成されており、これにより、光源から出射された光を、光源が載置された基板の後方にも出射させようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１１３８５５号公報（第２頁〜第３頁）
【特許文献２】特開２０１３−５８４５４号公報（第２頁〜第３頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された照明器具は、上方照射用のＬＥＤ光源及び下方照射用のＬＥＤ光源という２個のＬＥＤ光源が用いられており、部品点数が多い。また、特許文献２に開示された照明装置は、得られる配光が、基板の前方から基板の後方にかけて連続しており、その間で光が照射されない領域が存在しない。このため、人が不快なグレアとして感じる領域にも、光が照射されてしまう。
【０００６】
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、１個の光源を用いて照射を行う際に生じ得るグレアを抑制する光源装置及びその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】
【０００７】
本発明に係る光源装置は、光を出射する光源と、光源から出射された光が入射する入射面、及び入射面に対向する出射面を備え、光源から出射された光の進行方向を変える回転対称のレンズと、を有し、レンズは、入射面の側に設けられ、入射された光を拡散する第１の凹部と、第１の凹部の外周に設けられ、入射された光を出射面の側に導光する第２の凹部と、出射面の側に設けられ、第１の凹部と対向して光を拡散する対向面と、対向面の外周に設けられ、入射された光を入射面の側に全反射する周囲面と、を有し、レンズから出射される光の配光領域は、対向面において形成される第１の配光領域と、周囲面において形成され、入射面よりも光源側に設けられる第２の配光領域と、第１の配光領域と第２の配光領域との間に形成される非配光領域と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第１の配光領域と第２の配光領域との間に形成される非配光領域を有しているため、グレアと感じる領域に光が照射されることを抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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を示す断面図である。
【図３】実施の形態１に係る光源装置１の光の経路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の光の照射領域を示す配光分布である。
【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２に係る光源装置１００の光の経路を示す断面図である。
【図７】実施の形態３に係る光源装置２００を示す分解斜視図である。
【図８】実施の形態３に係る光源装置２００を示す断面図である。
【図９】実施の形態３に係る光源装置２００の光の経路を示す断面図である。
【図１０】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１１】実施の形態４に係る光源装置３００を示す断面図である。
【図１２】実施の形態４に係る光源装置３００の光の経路を示す断面図である。
【図１３】実施の形態５に係る照明装置２を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る光源装置１を示す分解斜視図である。この図１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、光源１０とレンズ３０とを備えており、そのほかに、基板１１、筐体２０、ワイヤ１２及びコネクタ１３を備えている。
【００１２】
光源１０は、光を出射するものであり、白色光を照射するものであって、例えばＬＥＤ（以下、ＬＥＤ１０）上に蛍光体が塗布された構造を備える。このＬＥＤ１０は、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。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。また、ＬＥＤ１０は基板１１上に実装されており、この基板１１は、例えば円形で板状のアルミニウム基板である。また、基板１１には、ＬＥＤ１０のほかに、ダイオード、配線等の素子も実装されている。そして、ＬＥＤ１０の光軸１４とレンズ３０の軸とはほぼ一致している。このＬＥＤ１０から出射された光は、光軸１４の下方（矢印Ｚ方向のＺ１）の側に向けて出射される。
【００１３】
筐体２０は、基板１１が収容されるものであり、アルミダイカスト材で作成されている。この筐体２０は、ＬＥＤ１０から発生する熱を放熱するヒートシンクとしての機能を兼ね備えている。また、筐体２０は、基板１１が載置される平坦部２１と、基板１１の周囲を覆う鍔部２２とから構成されている。筐体２０には、ワイヤ１２及びコネクタ１３が収容されており、これらのワイヤ１２及びコネクタ１３は、電源（図示せず）に接続されており、ＬＥＤ１０に電力を供給するものである。
【００１４】
レンズ３０は、ＬＥＤ１０から出射された光が入射する入射面３１、及び入射面３１に対向する出射面３２を備え、ＬＥＤ１０から出射された光の進行方向を変えるものであり、例えば円柱状をなしている。このレンズ３０は、ＬＥＤ１０から光が出射される側に設けられており、ＬＥＤ１０が載置された基板１１とレンズ３０とは、筐体２０によって位置決めされる。レンズ３０は、光軸１４を中心に回転する回転体であり、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂又はガラス等の透明な材料から生成されている。
【００１５】
図２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３は、実施の形態１に係る光源装置１の光の経路を示す断面図である。図２、図３に示すように、レンズ３０は、第１の凹部４０と、第２の凹部５０と、第３の凹部６０とを備えている。なお、レンズ３０は、光軸１４を中心とする回転対称の形状をなしている。
【００１６】
第１の凹部４０は、レンズ３０の入射面３１の側に設けられ、入射された光を拡散するものである。この第１の凹部４０は、入射面３１から、入射面３１の反対側の出射面３２の側に向けて幅が狭まるようにテーパ状に傾斜する傾斜面４１と、傾斜面４１の終端である底面４２とから構成されている。
【００１７】
第２の凹部５０は、第１の凹部４０の外周に設けられ、入射された光を出射面３２の側に導光するものである。この第２の凹部５０は、光軸１４に沿って形成された第１の屈折面５１と、第１の屈折面５１の端縁から出射面３２に対し傾斜した第２の屈折面５２と、第２の屈折面５２の端縁から光軸１４に沿って形成された第３の屈折面５３とを備えている。
【００１８】
第１の屈折面５１は、入射面３１から出射面３２の側に向けて第１の凹部４０から径方向に沿って離れて、第１の凹部４０から出射された光を屈折するものである。また、第２の屈折面５２は、第１の屈折面５１の端縁Ｂから入射面３１の側に向けて第１の凹部４０から径方向に沿って離れて、第１の屈折面５１から出射された光を屈折し、第３の凹部６０における周囲面６２に導くものである。そして、第３の屈折面５３は、第２の屈折面５２の端縁Ｃから入射面３１まで光軸１４方向（矢印Ｚ方向）に延びるものである。なお、第３の屈折面５３は、光軸１４に平行な面に限らず、第２の屈折面５２の端縁Ｃから入射面３１に向けて第１の凹部４０から離れるようにテーパが付けられた面としてもよい。
【００１９】
第３の凹部６０は、入射面３１に対し反対側の出射面３２の側に設けられ、第１の凹部４０から出射された光及び第２の凹部５０から出射された光が入射されるものである。この第３の凹部６０は、対向面６１と、周囲面６２とを備えており、例えば、出射面３２の全面に設けられている。
【００２０】
対向面６１は、出射面３２の側に設けられ、第１の凹部４０と対向して光を拡散するものである。そして、この対向面６１は、例えば出射面３２の側に凸形状をなしている。そして、対向面６１は、光軸１４上に中心を有する球面の一部であり、凸形状の頂点は、光軸１４上にある。
【００２１】
また、周囲面６２は、対向面６１の外周に設けられ、入射された光を入射面３１の側に全反射するものである。そして、この周囲面６２は、例えば放物面形状をなしている。即ち、周囲面６２は、光軸１４に平行な準線を備え、焦点がＬＥＤ１０の側端点Ｐである放物面（図２における２点鎖線）の一部である。また、この放物面は、レンズ３０の側面３３に向けて開く放物面であり、従って、周囲面６２におけるレンズ３０の厚さは、光軸１４から側面３３に向かって厚くなっている。なお、これらの対向面６１と周囲面６２とは、別の部材によって構成することも可能である。
【００２２】
本実施の形態１においては、第２の凹部５０における底部、即ち端縁Ｂが、ＬＥＤ１０と、出射面３２における縁部Ａとを結ぶ線分上に位置している。なお、第２の凹部５０における底部、即ち端縁Ｂが、ＬＥＤ１０と、出射面３２における縁部Ａとを結ぶ線分よりも出射面３２の側に突出するように構成してもよい。
【００２３】
次に、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は、実施の形態１に係る光源装置１の光の経路を示す断面図である。光の経路は、ＬＥＤ１０における光軸１４の中心から出射された光の経路を示すものである。そして、光軸１４と垂直の方向（矢印Ｘ方向）の線を基準線、即ち角度０度の線として、その基準線からの角度が夫々異なって出射された光の経路について説明する。なお、光軸１４の方向（矢印Ｚ方向）は、基準線から９０度の角度である。
【００２４】
先ず、基準線からの角度がもっとも小さい小角度光Ｓ１の経路について説明する。図３に示すように、小角度光Ｓ１は、ＬＥＤ１０から第１の凹部４０における傾斜面４１に向けて出射された光のうち、一部の光に該当するものである。この小角度光Ｓ１は、傾斜面４１で屈折され、その後、第２の凹部５０における第１の屈折面５１に入射し、更に屈折される。この屈折された小角度光Ｓ１は、第２の屈折面５２に入射して屈折され、第３の凹部６０における周囲面６２に入射する。そして、小角度光Ｓ１は、周囲面６２で全反射され、レンズ３０の側面３３に入射し、レンズ３０の側面３３から、レンズ３０の出射面３２とは反対側、即ち、図３において右斜め上方向に出射する。
【００２５】
次に、基準線からの角度が中程度の中角度光Ｍ１の経路について説明する。図３に示すように、中角度光Ｍ１は、ＬＥＤ１０から第１の凹部４０における傾斜面４１に向けて出射された光のうち、一部の光に該当するものである。この中角度光Ｍ１は、傾斜面４１で屈折され、その後、第２の凹部５０を介さずに、第３の凹部６０における周囲面６２に入射する。そして、中角度光Ｍ１は、周囲面６２で全反射され、レンズ３０の側面３３に入射し、レンズ３０の側面３３から、レンズ３０の出射面３２とは反対側、即ち、図３において右斜め上方向に出射する。
【００２６】
そして、基準線からの角度がもっとも大きい大角度光Ｌ１の経路について説明する。図３に示すように、大角度光Ｌ１は、ＬＥＤ１０から第１の凹部４０における底面４２に向けて出射された光に該当するものである。この大角度光Ｌ１は、底面４２で屈折され、その後、第３の凹部６０における対向面６１に入射する。そして、大角度光Ｌ１は、対向面６１で屈折され、レンズ３０の出射面３２に入射し、レンズ３０の出射面３２から図３において下方向に出射する。
【００２７】
次に、本実施の形態１に係る光源装置１の作用について説明する。図４は、実施の形態１に係る光源装置１の光の照射領域を示す配光分布である。図４において、下半球は、レンズ３０の出射面３２の側から出射された光の光量を示すものであり、上半球は、レンズ３０の出射面３２の側とは反対側に向けて出射された光の光量を示すものである。図３における小角度光Ｓ１及び中角度光Ｍ１は、図４における上半球の配光（第２の配光領域４）に相当する。また、図３における大角度光Ｌ１は、図４における下半球の配光（第１の配光領域３）に相当する。
【００２８】
そして、図４において、上半球の配光と下半球の配光との間の範囲γには、光が出射されていない（非配光領域５）。この範囲γにて出射される光は、グレアを引き起こす光である。本実施の形態１は、第２の凹部５０における底部、即ち端縁Ｂが、ＬＥＤ１０と、出射面３２における縁部Ａとを結ぶ線分上に位置している。このため、ＬＥＤ１０から出射された光が、第１の凹部４０を通過した後に、第２の凹部５０における第１の屈折面５１及び第３の凹部６０における周囲面６２のいずれかに入射する。これにより、ＬＥＤ１０から出射された光が、第１の凹部４０を通過した後に、第２の凹部５０における第１の屈折面５１及び第３の凹部６０における周囲面６２のいずれにも入射せず、そのままレンズ３０の側面３３に入射して、図４における範囲γにて出射されることを抑制することができる。即ち、レンズ３０から出射される光の配光領域は、対向面６１において形成される第１の配光領域３と、周囲面６２において形成され、入射面３１よりもＬＥＤ１０側に設けられる第２の配光領域４と、第１の配光領域３と第２の配光領域４との間に形成される非配光領域５と、を有する。
【００２９】
このように、本実施の形態１は、１個のＬＥＤ１０にて、上方照射（第２の配光領域４）及び下方照射（第１の配光領域３）が可能であり、また、第２の凹部５０における底部、即ち端縁Ｂが、ＬＥＤ１０と、出射面３２における縁部Ａとを結ぶ線分上に位置しているため、グレアと感じる領域（非配光領域５）に光が照射されることを抑制することができる。なお、この効果は、端縁Ｂが、線分よりも出射面３２の側に突出していても、同様に得られる。
【００３０】
なお、図４における上半球の配光と、図４における下半球の配光との割合は、第１の凹部４０の形状、又は第３の凹部６０における対向面６１の形状を適宜設定することによって、変更することができる。また、図４における下半球の配光の光量も、第１の凹部４０の形状、又は第３の凹部６０における対向面６１の形状を適宜設定することによって、変更することができる。図４における上半球の配光の光量は、第１の凹部４０の形状、第２の凹部５０の形状、又は第３の凹部６０における周囲面６２の形状を適宜設定することによって、変更することができる。
【００３１】
例えば、第３の凹部６０における対向面６１を、凸形状ではなく平面形状としてもよい。また、周囲面６２の形状を適宜変更することによって、レンズ３０の側面３３から出射する光の全部又は一部の方向を、レンズ３０の出射面３２の側に向けることも可能である。このレンズ３０の出射面３２の側の方向とは、例えば、図４における＋１０度〜−５度の範囲である。
【００３２】
実施の形態２．
次に、本実施の形態２に係る光源装置１００について説明する。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、第１の凹部１４０の形状と、第２の凹部１５０の形状とが実施の形態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。
【００３３】
実施の形態１と同様に、レンズ１３０は、光軸１４を中心とする回転対称の形状をなしている。
【００３４】
第１の凹部１４０は、レンズ１３０の入射面１３１の側に設けられ、入射された光を拡散するものである。図５に示すように、第１の凹部１４０は、実施の形態１のように複数の面から構成されたものではなく、ＬＥＤ１０を中心とした球の一部である。
【００３５】
第２の凹部１５０は、第１の凹部１４０の外周に設けられ、入射された光を出射面１３２の側に導光するものである。図５に示すように、第２の凹部１５０は、全反射面１５１を備えており、この全反射面１５１は、レンズ１３０の入射面１３１から出射面１３２の側に向けて第１の凹部１４０から径方向に沿って離れて、第１の凹部１４０から出射された光を全反射するものである。なお、全反射面１５１の傾斜角度αは、例えば光軸１４に垂直の方向（矢印Ｘ方向）に対し４５度である。
【００３６】
本実施の形態２においても、第２の凹部１５０における底部、即ち端縁Ｂが、ＬＥＤ１０と、出射面１３２における縁部Ａとを結ぶ線分上に位置している。なお、第２の凹部１５０における底部、即ち端縁Ｂが、ＬＥＤ１０と、出射面１３２における縁部Ａとを結ぶ線分よりも出射面１３２の側に突出するように構成してもよい。
【００３７】
次に、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６は、実施の形態２に係る光源装置１００の光の経路を示す断面図である。光の経路は、ＬＥＤ１０における光軸１４の中心から出射された光の経路を示すものである。そして、光軸１４と垂直の方向（矢印Ｘ方向）の線を基準線、即ち角度０度の線として、その基準線からの角度が夫々異なって出射された光の経路について説明する。なお、光軸１４の方向（矢印Ｚ方向）は、基準線から９０度の角度である。
【００３８】
先ず、基準線からの角度がもっとも小さい小角度光Ｓ２の経路について説明する。図６に示すように、ＬＥＤ１０から出射された小角度光Ｓ２は、第１の凹部１４０に入射する。この第１の凹部１４０は、ＬＥＤ１０を中心とした球の一部であるため、光を屈折しない。よって、小角度光Ｓ２は、第１の凹部１４０を通過して、第２の凹部１５０における全反射面１５１に入射し、全反射面１５１によって全反射される。そして、全反射された小角度光Ｓ２は、第３の凹部１６０における周囲面１６２に入射し、周囲面１６２によって全反射される。全反射された小角度光Ｓ２は、レンズ１３０の側面１３３に入射し、この側面１３３から、レンズ１３０の出射面１３２とは反対側、即ち、図６において右斜め上方向に出射する。
【００３９】
次に、基準線からの角度が中程度の中角度光Ｍ２の経路について説明する。図６に示すように、中角度光Ｍ２は、第１の凹部１４０を通過した後、第２の凹部１５０を介さずに、第３の凹部１６０における周囲面１６２に入射する。そして、中角度光Ｍ２は、周囲面１６２で全反射され、レンズ１３０の側面１３３に入射し、レンズ１３０の側面１３３から、レンズ１３０の出射面１３２とは反対側、即ち、図６において右斜め上方向に出射する。
【００４０】
そして、基準線からの角度がもっとも大きい大角度光Ｌ２の経路について説明する。図６に示すように、大角度光Ｌ２は、第１の凹部１４０を通過した後、第３の凹部１６０における対向面１６１に入射する。そして、大角度光Ｌ２は、対向面１６１で屈折され、レンズ１３０の出射面１３２に入射し、レンズ１３０の出射面１３２から図６において下方向に出射する。
【００４１】
次に、本実施の形態２に係る光源装置１００の作用について説明する。本実施の形態２は、第２の凹部１５０における底部、即ち端縁Ｂが、ＬＥＤ１０と、出射面１３２における縁部Ａとを結ぶ線分上に位置している。このため、ＬＥＤ１０から出射された光が、第１の凹部１４０を通過した後に、第２の凹部１５０における全反射面１５１及び第３の凹部１６０における周囲面１６２のいずれかに入射する。これにより、実施の形態１と同様に、グレアと感じる領域に光が照射されることを抑制することができる。
【００４２】
なお、レンズ１３０の素材としてアクリル樹脂を用いることができるが、このアクリル樹脂の屈折率は、１．４９である。また、空気の屈折率は、１．００である。アクリル樹脂から空気に向けて光が進行する場合、光の入射角度が境界面の法線に対し、４２．２度以上となったときに全反射が起こる。本実施の形態２では、前述の如く、全反射面１５１の傾斜角度αが光軸１４と平行の方向（矢印Ｘ方向）に対し４５度であるが、この全反射面１５１の傾斜角度αは、ＬＥＤ１０から出射された光が水平に進行した場合において、境界面で全反射が起こる角度である４７．８度未満であることが好ましい。
【００４３】
実施の形態３．
次に、本実施の形態３に係る光源装置２００について説明する。図７は、実施の形態３に係る光源装置２００を示す分解斜視図であり、図８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、複数のＬＥＤ１０を有している点で実施の形態１と相違し、また、第２の凹部２５０の形状が実施の形態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。
【００４４】
図７に示すように、ＬＥＤ１０は、基板１１における任意の位置である中心から円周状に複数、例えば８個配置されており、この中心を通過し、ＬＥＤ１０が配置された面に対し垂直な軸を光軸１４とする。
【００４５】
実施の形態１と同様に、レンズ２３０は、光軸１４を中心とする回転対称の形状をなしている。
【００４６】
図８に示すように、第２の凹部２５０における第１の屈折面２５１は、第１の屈曲点Ｂ１において、レンズ２３０の入射面２３１の側に向けて屈曲しており、入射面２３１の側から、夫々第１の屈曲前面２５１ａ及び第１の屈曲後面２５１ｂとなっている。また、第２の凹部２５０における第２の屈折面２５２は、第２の屈曲点Ｃ１において、レンズ２３０の入射面２３１の側に向けて屈曲しており、第１の屈折面２５１の側から、夫々第２の屈曲前面２５２ａ及び第２の屈曲後面２５２ｂとなっている。
【００４７】
次に、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９は、実施の形態３に係る光源装置２００の光の経路を示す断面図である。光の経路は、ＬＥＤ１０における光軸１４の中心から出射された光の経路を示すものである。そして、光軸１４と垂直の方向（矢印Ｘ方向）の線を基準線、即ち角度０度の線として、その基準線からの角度が夫々異なって出射された光の経路について説明する。なお、光軸１４の方向（矢印Ｚ方向）は、基準線から９０度の角度である。
【００４８】
ＬＥＤ１０のような光源は、実使用において、有限な大きさを有するため、意図しない方向に向かう光も存在する。本実施の形態３は、ＬＥＤ１０が円周状に配置されているため、１個配置されている場合よりも、見かけ上の大きさが大きい。このため、レンズ２３０の第２の凹部２５０における第１の屈折面２５１に入射する光の角度は、ＬＥＤ１０が配置された位置によって大きく異なる。
【００４９】
図９に示すように、第１の屈折面２５１に入射する光のうち、光軸１４に対し、その第１の屈折面２５１の位置から対称の位置に配置されたＬＥＤ１０から出射される光が、もっとも浅い角度で入射する角度光Ｄである。この角度光Ｄは、第１の凹部２４０における傾斜面２４１で屈折され、その後、第２の凹部２５０における第１の屈折面２５１のうち、第１の屈曲前面２５１ａに入射し、屈折される。
【００５０】
この屈折された角度光Ｄは、第２の凹部２５０における第２の屈折面２５２のうち、第２の屈曲後面２５２ｂに入射し、屈折される。その後、屈折された角度光Ｄは、第３の凹部２６０における周囲面２６２に入射する。そして、角度光Ｄは、周囲面２６２で全反射され、レンズ２３０の側面２３３に入射し、レンズ２３０の側面２３３から、レンズ２３０の出射面２３２とは反対側、即ち、図９において右斜め上方向に出射する。
【００５１】
次に、本実施の形態３に係る光源装置２００の作用について説明する。本実施の形態３は、図９における角度光Ｄのように、浅い角度で、第２の凹部２５０における第１の屈折面２５１に入射しても、第１の屈折面２５１が屈曲されて、第１の屈曲後面２５１ｂの傾斜角度よりも第１の屈曲前面２５１ａの傾斜角度の方が大きいため、第１の屈曲前面２５１ａで屈折した後に、第２の凹部２５０における第２の屈折面２５２に入射し、その後、第３の凹部２６０における周囲面２６２に入射する。
【００５２】
また、第２の屈折面２５２は屈曲されて、第２の屈曲前面２５２ａの傾斜角度よりも第２の屈曲後面２５２ｂの傾斜角度の方が小さいため、ＬＥＤ１０から浅い角度で第２の凹部２５０に入射した光は、第３の凹部２６０における周囲面２６２に入射する。これにより、本実施の形態３は、ＬＥＤ１０から出射される光の範囲が広くても、グレアと感じる領域に光が照射されることを抑制することができる。
【００５３】
なお、第１の屈折面２５１及び第２の屈折面２５２が屈曲されていない場合、浅い角度で第２の凹部２５０に入射した光は、第１の屈折面２５１及び第２の屈折面２５２にて十分に屈折せず、第２の屈折面２５２から出射した光は、第３の凹部２６０における周囲面２６２を通過せずに、そのままレンズ２３０の側面２３３に入射する。この光のうち、レンズ２３０の側面２３３で屈折された光は、図９における下方向に出射する。また、レンズ２３０の側面２３３で全反射された光は、第３の凹部２６０における周囲面２６２に入射して屈折され、図９における下方向に出射する。これらの光は、グレアと感じる領域となる虞がある。
【００５４】
実施の形態４．
次に、本実施の形態４に係る光源装置３００について説明する。図１０は、実施の形態４に係る光源装置３００を示す分解斜視図であり、図１１は、実施の形態４に係る光源装置３００を示す断面図である。本実施の形態４は、第２の凹部３５０の内部に、光を遮る遮光部材３２４が設けられている点で、実施の形態３と相違する。本実施の形態４では、実施の形態１、３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、３との相違点を中心に説明する。
【００５５】
図１０に示すように、筐体３２０は、筐体凹部３２１と鍔部３２２とから構成されている。筐体凹部３２１は、基板１１が載置される平坦部３２３と、この平坦部２１の周囲から突出する遮光部材３２４と、この遮光部材３２４の周囲に設けられたリング状凹部３２５とから構成されている。
【００５６】
図１１に示すように、筐体３２０は、光軸１４を中心とする回転対称の形状をなしている。また、レンズ３３０は、第２の凹部３５０における第３の屈折面３５３から延び、筐体３２０におけるリング状凹部３２５に係合するリング状凸部３３４を備えている。そして、筐体３２０とレンズ３３０とは、リング状凹部３２５にリング状凸部３３４が嵌め込まれることによって、固定される。これにより、第２の凹部３５０の内部に、光を遮るリング状の遮光部材３２４が設けられる。なお、遮光部材３２４は、リング状凹部３２５よりもＬＥＤ１０が載置される側に設けられており、遮光部材３２４の位置及び高さは、レンズ３３０の第２の凹部３５０に収まるように設計されている。
【００５７】
次に、本実施の形態４に係る光源装置３００の光の経路について説明する。図１２は、実施の形態４に係る光源装置３００の光の経路を示す断面図である。光の経路は、ＬＥＤ１０における光軸１４の中心から出射された光の経路を示すものである。そして、光軸１４と垂直の方向（矢印Ｘ方向）の線を基準線、即ち角度０度の線として、その基準線からの角度が夫々異なって出射された光の経路について説明する。なお、光軸１４の方向（矢印Ｚ方向）は、基準線から９０度の角度である。
【００５８】
ＬＥＤ１０から出射された光の一部は、フレネル反射を起こし、無作為な方向に進行する。図１２に示すように、ＬＥＤ１０から出射された光の一部であるフレネル反射光Ｆは、第１の凹部３４０における傾斜面３４１で屈折され、その後、第２の凹部３５０における第１の屈折面３５１に入射して反射する。そして、反射されたフレネル反射光Ｆは、第３の凹部３６０における対向面３６１に入射して反射し、光軸１４に対し反対側の第２の凹部３５０における第１の屈折面３５１に入射して屈折される。この屈折されたフレネル反射光Ｆは、遮光部材３２４に到達する。
【００５９】
次に、本実施の形態４に係る光源装置３００の作用について説明する。本実施の形態４は、図１２におけるフレネル反射光Ｆのように、ＬＥＤ１０から出射された光の一部が、フレネル反射を起こし、無作為な方向に進行しても、遮光部材３２４によって光の進行を妨げる。
【００６０】
遮光部材３２４がない場合、第２の凹部３５０における第１の屈折面３５１で屈折されたフレネル反射光Ｆは、レンズ３３０の入射面３３１に入射し、反射され、レンズ３３０の側面３３３から、グレアの領域となる図１２における下方向に出射する。本実施の形態４は、遮光部材３２４によって、フレネル反射光Ｆの進行を遮断しているため、実施の形態１、３で得られる効果に加え、人がグレアと感じる領域に光が照射されることを更に抑制することができる。
【００６１】
なお、遮光部材３２４は、第２の凹部３５０における第２の屈折面３５２への光の入射を妨げないように、第２の凹部３５０におけるレンズ３３０の側面３３３の側、即ち、第３の屈折面３５３の近傍に設けているが、第２の凹部３５０の内部であれば、いずれの位置でもよい。また、遮光部材３２４は、筐体３２０と一体にしてもよく、別体としてもよい。遮光部材３２４が別体である場合、レンズ３３０に対し、遮光用のテープ等を直接貼り付けてもよいし、遮光用の塗料を塗布してもよい。
【００６２】
実施の形態５．
次に、本実施の形態５に係る照明装置２について説明する。図１３は、実施の形態５に係る照明装置２を示す斜視図である。本実施の形態５に係る照明装置２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ものである。
【００６３】
図１３に示すように、照明装置２は、光源装置１と、ヒートシンク４０１と、固定金具４０２と、電源４０３とを備えている。ヒートシンク４０１は、光源装置１における筐体２０に取り付けられ、光源装置１が発する熱を放熱するものである。固定金具４０２は、発光装置を、天井等に設置された取付穴を用いて天井に取り付けるためのものである。そして、電源４０３は、光源装置１に所定の電力を供給するものである。
【００６４】
本実施の形態５に係る照明装置２は、実施の形態１に係る光源装置１を備えているため、レンズ３０の入射面３１の側、即ち天井の側と、レンズ３０の出射面３２の側、即ち床の側との両方に光を照射することができる。また、グレアと感じる領域に光が照射されることを抑制して、間接照明と直接照明とを両立することができる。更に、天井の面からは、レンズ３０のみが露出しているため、よりコンパクトな照明器具とすることができる。
【００６５】
なお、本実施の形態５に係る照明装置２は、実施の形態１に係る光源装置１が使用されているが、実施の形態２、３、４に係る光源装置が使用されてもよい。また、照明装置２は、天井以外に取り付けられるものであってもよい。例えば、照明装置２は、卓上に設置されるものでもよいし、壁に固定用の金具を使用して取り付けられるものでもよいし、他の場所又は用途で用いられるものであってもよい。
【００６６】
なお、光源１０の発光素子をＬＥＤ１０として例示したが、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）等としてもよいし、発光面積が大きい１個の発光素子としてもよい。また、光源１０の配置も、実施の形態３のように、光軸１４を中心とした円周状の配置とするだけでなく、複数個を矩形状又は多角形状に配置してもよい。また、基板１１は、アルミニウム基板を使用しているが、鉄といったそのほかの金属基板を用いてもよいし、より安価なガラスエポキシ基板又は紙フェノール材を用いてもよい。
【００６７】
また、筐体２０の材質は、アルミダイカスト材に限らず、鉄等の金属又は高熱伝導樹脂等としてもよい。更に、筐体２０の放熱特性を更に高めるために、フィンを一体成形して設けてもよい。更にまた、筐体２０と基板１１との間に、熱伝導グリース又は熱伝導シート等の熱伝導材又は接着材を介在させてもよい。使用されるＬＥＤ１０、回路素子等の耐熱温度、寿命及び強度等に基づいて、これらの熱伝導材又は接着材を使用するか否かが適宜決定される。また、レンズ３０の表面の全部又は一部に、シボ加工等の光拡散処理を施して、照射イメージの緩和及び照射面の色むら等を改善してもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１  光源装置、２  照明装置、３  第１の配光領域、４  第２の配光領域、５  非配光領域、１０  光源（ＬＥＤ）、１１  基板、１２  ワイヤ、１３  コネクタ、１４  光軸、２０  筐体、２１  平坦部、２２  鍔部、３０  レンズ、３１  入射面、３２  出射面、３３  側面、４０  第１の凹部、４１  傾斜面、４２  底面、５０  第２の凹部、５１  第１の屈折面、５２  第２の屈折面、５３  第３の屈折面、６０  第３の凹部、６１  対向面、６２  周囲面、１００  光源装置、１３０  レンズ、１３１  入射面、１３２  出射面、１３３  側面、１４０  第１の凹部、１５０  第２の凹部、１５１  全反射面、１６０  第３の凹部、１６１  対向面、１６２  周囲面、２００  光源装置、２３０  レンズ、２３１  入射面、２３２  出射面、２３３  側面、２４０  第１の凹部、２４１  傾斜面、２５０  第２の凹部、２５１  第１の屈折面、２５１ａ  第１の屈曲前面、２５１ｂ  第１の屈曲後面、２５２  第２の屈折面、２５２ａ  第２の屈曲前面、２５２ｂ  第２の屈曲後面、２５３  第３の屈折面、２６０  第３の凹部、２６１  対向面、２６２  周囲面、３００  光源装置、３２０  筐体、３２１  筐体凹部、３２２  鍔部、３２３  平坦部、３２４  遮光部材、３２５  リング状凹部、３３０  レンズ、３３１  入射面、３３２  出射面、３３３  側面、３３４  リング状凸部、３４０  第１の凹部、３４１  傾斜面、３４２  底面、３５０  第２の凹部、３５１  第１の屈折面、３５１ａ  第１の屈曲前面、３５１ｂ  第１の屈曲後面、３５２  第２の屈折面、３５２ａ  第２の屈曲前面、３５２ｂ  第２の屈曲後面、３５３  第３の屈折面、３６０  第３の凹部、３６１  対向面、３６２  周囲面、４０１  ヒートシンク、４０２  固定金具、４０３  電源。
【図１】
2015170604.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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