(57)【要約】【課題】  光源としてＬＥＤを用いた照明装置において、光源からの光の集光効果を向上して照明装置からの照射光の明るさを向上させるのに好適な技術を提供する。【解決手段】  本発明に係る照明装置は、光源(1)と、透明な材質で形成された、前記光源(1)からの光を集光して出射するため集光体(2)とを備え、前記集光体(2)の出射側端部には光源(1)からの光の入射側に向けて湾曲するように形成された湾曲出射面(5)が設けられており、前記集光体(2)の中心軸CXと直交する方向の幅寸法が光入射側から光出射側にかけて大きくなり、前記集光体(2)の側面が中心軸CXと平行な断面において楕円の一部を為しており、かつ該側面に反射面(6)を設けた。更に、湾曲出射面(5)の商店と、楕円形状の反射面(6)の焦点とが略一致させる。【選択図】図１
2013137890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、透明な材質で形成された、前記光源からの光を集光して出射するため集光体とを備えた照明装置において、
前記集光体の光出射側の端部には、前記光源からの光の入射側に向けて湾曲するように形成された湾曲出射面が設けられており、前記集光体の中心軸と直交する方向の幅寸法が前記光入射側から前記光出射面にかけて大きくなり、前記集光体の側面が前記中心軸と平行な断面において楕円の一部を為しており、かつ該側面に反射面が設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、前記光源が発光ダイオードであることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１に記載の照明装置において、前記湾曲出射面の焦点と、前記楕円形状の反射面の焦点とが略一致するように構成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１に記載の照明装置において、集光体の光入射側の端部には空間が形成され、該空間内に前記光源が配置されており、該空間を形成する前記集光体の内壁面が前記光源からの光の入射面とされていることを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項４に記載の照明装置において、前記空間は、前記集光体の中心軸と平行な断面の形状が四角形の円柱状であることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項４に記載の照明装置において、前記空間は、前記集光体の中心軸と平行な断面の形状が、前記空間の前記中心軸と直行する寸法が光源から離れるに従い小さくなる台形状であることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項６に記載の照明装置において、前記空間の前記光源と対向する入射面に第１のレンズを設け、前記湾曲出射面の中央部に、光の出射側に凸を向けた第２のレンズを設けたことを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項７に記載の照明装置において、前記第１のレンズは光源側に凸を向けた凸レンズであることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項７に記載の照明装置において、前記第１のレンズは光出射側に凹を向けた凹レンズであることを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の照明装置において、前記第２のレンズの焦点が略前記第１のレンズに位置しており、前記第１のレンズが前記光源の実像を前記第２のレンズに結像させることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の集光体を複数連結して一体化された一体化集光体を用いたことを特徴とする照明装置。
【請求項１２】
光源からの光を集光して出射するための、透明な材質で形成された集光体であって、
光の出射側の端部には、前記光源からの光の入射側に向けて湾曲するように形成された湾曲出射面が設けられており、前記集光体の中心軸と直交する方向の幅寸法が前記光入射側から前記光出射面にかけて大きくなり、前記集光体の側面が前記中心軸と平行な断面において楕円の一部を為しており、かつ該側面に反射面が設けられていることを特徴とする集光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として例えばＬＥＤ（発光ダイオード）を使用したスポットライト等の照明装置及びこれに用いられる集光体に係り、特に光源からの光の集光効果を向上せしめた照明装置及びこれに用いられる集光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
スポットライト等の照明装置の光源として、環境への配慮や低消費電力化のために、従来の蛍光灯や白熱電球に代えてＬＥＤが使用されつつある。スポットライトは、比較的狭い範囲或いは限定された範囲を集中的に照射可能であることが好ましい。しかしながら、ＬＥＤは光の出射角が大きく広い配光分布を持つため、照明光が広範囲に拡散しやすくなる。このため、ＬＥＤを用いた照明装置においては、レンズ体などでＬＥＤからの光を集光してように構成されている。
【０００３】
ＬＥＤからの光を集光させるための従来技術として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１には、ＬＥＤ等の光源とレンズ体とを有し、該レンズ体は、該レンズ体中央に形成され光源からの所定角度範囲内の光を屈折により集束させる中央プリズム部と、この中央プリズム部の周囲に凹部を形成するように設けられた外輪プリズム部とで構成され、光源から出射した光線をレンズ体の中央部プリズム部で屈折させて集束させ、外輪プリズム部の内部に入射した光線を外輪プリズムの界面で全反射して集束させることが開示されている。また、特許文献１の図４には、光源からの光をより集束させるために、レンズ体の外輪プリズム（凸状曲面部）を放物線面または楕円面とすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−４３６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の外輪プリズムの形状は、光源から出射した光線を集束させるためには有効であるが、特許文献１はレンズ体の出射面が平面状であるため、外輪プリズムで光を集光しても出射面で屈折、拡散されやすくなる。よって、特許文献１では、良好な集光効果が得ることが困難となる。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、照明装置において、光源からの光の集光効果を向上して照明装置からの照射光の明るさを向上させるのに好適な技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は特許請求の範囲に記載された構成を特徴とするものである。より具体的には、本発明に係る照明装置は、光源と、透明な材質で形成された、前記光源からの光を集光して出射するため集光体とを備え、前記集光体の光出射側の端部には、前記光源からの光入射側に向けて湾曲するように形成された湾曲射面が設けられており、前記集光体の中心軸と直交する方向の幅寸法が前記光入射側から前記湾曲出射面にかけて大きくなり、前記集光体の側面が前記中心軸と平行な断面において楕円の一部を為しており、かつ該側面に反射面が設けられていることを特徴とする。このとき、上記湾曲出射面の焦点と、前記楕円形状の反射面の焦点とが略一致させることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
上記本発明の構成によれば、光源（ＬＥＤ）からの光をより好適に集光することができるので、照明装置からの照射光の明るさを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一の実施例に係る照明装置の一構成例を示す図。
【図２】本発明の第二の実施例に係る照明装置及び集光体の一構成例を示す図。
【図３】本発明の第三の実施例に係る照明装置及び集光体の一構成例を示す図。
【図４】本発明の第四の実施例に係る照明装置及び集光体の一構成例を示す俯瞰図。
【図５】本発明の第四の実施例に係る照明装置及び集光体の一構成例を示す断面図。
【図６】本発明の第五の実施例に係る照明装置及び集光体の一構成例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。尚、各図または各実施例において、同一の構成、機能または作用を有する要素には同じ番号を付し、重複した説明を省略するものとする。
【実施例１】
【００１１】
図１（ａ）〜（ｄ）を用いて、本発明の第一の実施例の構成を説明する。ここで、図１（ａ）は、第一の実施例に係る照明装置及び集光体の、集光体の中心軸ＣＸを含み且つ中心軸ＣＸと平行な断面図を示している。図１（ｂ）は、集光体の光入射側から見た仰瞰図、図１（ｃ）は集光体の光出射側から見た仰瞰図を示し、また図１（ｄ）は集光体の光学的作用（光の進行経路）を示している。
【００１２】
図１に示されるように、本実施例に係る照明装置は、光源１と、集光体２と、フランジ７と、光源基板１０、支持部材１１とを備えて構成される。集光体２は、入射空間部３、入射面４、反射面６、及び湾曲出射面７を含んでいる。尚、図１（ｂ）及び（ｃ）では光源１、フランジ７、光源基板１０及び支持部材１１の図示を省略し、図１（ｄ）では入射空間部３、入射面４、フランジ７、光源基板１０及び支持部材１１の図示を省略している。
【００１３】
光源１は、例えばＬＥＤが用いられ、その上に配置される集光体２に向けて（紙面上方に）光を放出する。本実施例では、光源１として例えば白色光を放出する白色ＬＥＤを用いるものとする。白色ＬＥＤは、例えば電力を受けて青色光を発光する発光チップ部分と、該発光チップからの青色光を受けて励起され、緑から赤にかけた波長領域のスペクトルを持つ光を発光する蛍光体とを有している。この蛍光体として、赤と緑の光を同時に励起して黄色に見える発光スペクトルを有する蛍光体を用いることもできる。さらに、一つのＬＥＤに複数の発光チップを利用した大光量タイプのＬＥＤを利用してもよい。複数の発光チップを利用したＬＥＤでは、ＬＥＤの発光面（光放出面）の中心を規準にして対称となるように、発光チップを例えば矩形状、同心円状に配置することが好ましいが、配置はこれに限定されるものではない。
【００１４】
また光源１には、配光の調整や光の取り出し効率を改善のためのレンズやリフレクタなどの光学部品が備えられていてもよい。かかる光学部品として、例えば、透過性を持つ材質で成形された凸レンズや、金属蒸着されたミラーなどを用いることができる。
【００１５】
光源１は光源基板１０に実装されている。図では光源基板１０上に光源１を１つのみ実装しているが、光量を増加するために複数の光源を実装してもよい。また光源基板１０は、光源１の他に、図示しない電源からの電力を光源１に供給するための駆動回路（ドライバ）、配線及び／または光源１への電力供給量（電流量）を制御するための制御回路などの電子部品や電気回路が設けられている。これら電子部品や電気回路は、光源基板１０の光源１の実装面とは反対側の面に設けてもよい。
【００１６】
光源１の光放出側には、透明樹脂等の透明材質で形成された中実の集光体２が配置されている。集光体２の材質として、ガラスやプラスチックなどの光透過性を有する材質が利用できる。たとえば、生産性に優れたプラスチックを例に挙げると、ポリカーボネート、アクリルなどを利用することができる。集光体を製造する方法として、例えば、材料を熱して流動性を高めて金型に流し込み、これを冷やし固めて成型する射出成形を利用することができる。このとき、金型の表面は後述のように研磨されていることが好ましい。
【００１７】
図中の点線は集光体２の中心軸ＣＸを示しており、光源１が１つのＬＥＤの場合、中心軸ＣＸがＬＥＤの光軸とほぼ一致するように光源１と集光体２の位置合わせが為される。また光源１が光源基板１０上に２次元的に実装された複数のＬＥＤで構成される場合は、光源１を光出射側から見たときの配光分布の中心と中心軸ＣＸがほぼ一致するように光源１と集光体２の位置合わせが為される。
【００１８】
集光体２は、その一端に光源１からの光が入射され、これを集光しながら他端から光を出射するように構成されている。そして集光体２は、中心軸ＣＸ（点線で図示）と直交する断面が円形であり、その断面の寸法（すなわち集光体２の幅或いは径）が光の入射側（一端）から出射側（他端）にかけて大きくなるような椀形状に形成されている。
【００１９】
集光体２の入射側の端部には、図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、中心軸ＣＸを含み且つ中心軸ＣＸと平行な断面が四角形状とされた円柱状の入射空間部３が設けられている。該入射空間部３は、光源１の光放出側を囲う或いは覆うように配置されている。また入射空間部３を形成する集光体２の内壁面は、光源１からの光を取り込むための光取込口、つまり光入射面４とされる。光入射面４は、円柱状の入射空間部３の円周側面にある側面入射面４ａと光源１に対向する対向入射面４ｂとを含み、側面入射面４ａは光源１からの出射角（光軸との為す角）が大きい光が入射され、対向入射面４ｂは出射角が小さい光が入射される。一方、集光体２の出射側の端部は、図１（ａ）及び（ｃ）に示されるように、入射側に向けて湾曲された（すなわち入射側に凹面を向けた）湾曲出射面５が設けられている。
【００２０】
また集光体２の外周側面の形状は、中心軸ＣＸを含み且つ中心軸ＣＸと平行な断面において略楕円の一部を為しており、光源１からの光を反射する反射面６とされている。すなわち反射面６は、中心軸ＣＸと平行な断面が略楕円形状（の一部）となっている。このため、反射面６で反射された光は、反射面６の形状である楕円の焦点（楕円の２つの焦点のうち光源１から遠い方の焦点）に向かって集光される。尚、集光性が高い集光体としてパラボラリフレクタなどの放物面が利用されることがあるが、楕円の方が光軸に対する半径方向の広がりが小さい傾向にあり、半径方向の大きさを抑え集光体の小型化に好適である。
【００２１】
上記集光体２の側面の反射面６を、集光体２の界面における全反射を利用して実現する場合は、集光体２の外周側面に対して臨界角よりも浅く入射した光線を反射する機能を持たせる。このとき、外周側面を鏡面研磨することによって反射効率を高くすることができる。また、高い透過性が求められる例えば湾曲出射面５も鏡面研磨されていると、集光体２の表面で散乱する光線が減少して光を高い効率で透過することができる。そのため、集光体２の表面は、外周側面、入射面、出射面も含め全体的に鏡面仕上げされていることが望ましい。ただし、必要に応じて光を散乱させる要素（微小凹凸、微小ビーズ等）を部分的に設け、光線方向を意図的に乱して照度分布や配光分布を調整してもよい。また、集光体２の外周側面に、金属蒸着や誘電体多層膜を設けることで反射面６を形成してもよい。金属蒸着や誘電体多層膜を用いる場合には、集光体２は中空であってもよい。
【００２２】
集光体２の出射側端部の周囲には、図示されるようにフランジ７が設けられる。このフランジ７は、照明装置を照射側から見たときに環状と成っており、集光体２を構成する材質と同じ材質で集光体２と一体成型される。このフランジ７と光源基板１０または光源基板１０を搭載する板状部材とを、複数の棒状部材または環状の部材で構成される支持部材１１を介して取り付けられる。すなわち、集光体２は支持部材１１を介して光源基板１０（または板状部材）から支持される構成となっている。このとき、集光体２の底面が光源基板１０（または板状部材）の面に接触しないように、集光体２の底面と光源基板１０（または板状部材）との間に所定の間隔を空けて集光体２が支持部材１１により支持される。
【００２３】
支持部材１１は例えば樹脂或いは金属で構成されており、支持部材１１とフランジ７及び光源基板１０（または板状部材）は、例えばネジ止めや接着剤で固定されてもよいし、また光源基板１０（または板状部材）に複数の孔を設け、これに支持部材１１を挿入して固定するようにしてもよい。また、フランジ７の内側に支持部材１１を取り付け、フランジ７の外側に、図示しないスタンドや可動アーム等の装置取付器具、或いは、例えば照明装置の外周を覆う樹脂または金属製の円筒状のカバー（容器）を取り付けるようにしてもよい。また、支持部材１１を用いずに、集光体２の底面と光源基板１０（または板状部材）とを例えば接着剤等により直接結合して固定してもよい。
【００２４】
ここで、本実施例では、図１（ｄ）に示されるように、湾曲出射面５の焦点は、反射面６の焦点Ｆ（反射面６の形状である楕円の２つの焦点のうち光源１側から遠い方の焦点）と略一致するように構成されている。すなわち、両者の面の焦点が位置Ｆで重なるよう、湾曲出射面５の形成位置や各面の曲率などが設定される。
【００２５】
このような構成の本実施例における光学的作用について図１（ｄ）も併用して以下に説明する。ここでは説明の簡単化のために、光源１が１つのＬＥＤとし、集光体２の中心軸ＣＸとＬＥＤの光軸が一致して配置されている場合を例にして説明する。
【００２６】
光源（ＬＥＤ）１から出射した光線は、入射空間部３を進行して入射面４（側面入射面４ａ及び対向入射面４ｂ）に入射される。入射面４に入射した光線は、その境界面で屈折され、楕円形状の反射面６に入射する。上述のように反射面６は鏡面仕上げされているため（但し本発明は反射面６の表面粗さを限定するものではない）、入射した光線を全反射によって、反射面６の形状である楕円の焦点Ｆに集光する方向に反射する。反射光はそのまま出射側端部に設けられた湾曲出射面５に向かって進行し、この湾曲出射面５によって、反射面６から楕円の焦点に向かう光線が屈折される。湾曲出射面５の凹面は、焦点Ｆに向かって進行する光線を平行化する作用を持つため、前記光線はレンズの光軸に対して略平行光となる。その結果、光源１から出射し、集光体２を通過して出射した光線は集束され平行化されたた光束となる。このため、照明装置からの光は大きく拡散されることなく中心軸ＣＸとほぼ平行な方向に向かい、その先の領域または範囲を局所的に照明することができる。
【００２７】
上記構成において、光源１の位置が図１の位置ではなく、焦点Ｆとは異なる他方の楕円の焦点（つまり楕円の２つ焦点のうち光源１側に近いほうの焦点）近傍に配置される場合は、光源１の中心から出射した光線は反射面６によって集光方向に反射され、湾曲出射面５によって平行化することができる。
【００２８】
上記実施例において、集光体２の光入射側に、光源１の位置決めをするための位置決めピンや突起を設けていてもよい。これらの構造は、できるだけ光源１から集光体２内を伝播する光路を避けて設けることが望ましく、たとえば外周に設けられていることが望ましい。
【００２９】
このように、本実施例では、集光体２の外周側面に設けた略楕円形状の反射面６と、集光体２の光出射側端部に設けられた凹面を持つ湾曲出射面５によって、光源１からの光を集光し平行化している。従って、本実施例によれば、小型でありながらも集光性が高く、ＬＥＤからの光を比較的狭い或いは限定された範囲に集中的に光を照射することが可能なスポットライト等の照明装置、及びそれに用いられる集光体を提供できる。
【実施例２】
【００３０】
次に、図２を用いて本発明の第二の実施例の一構成例を説明する。ここで、図２（ａ）は、第二の実施例に係る照明装置及び集光体の、集光体の中心軸を含み且つ中心軸と平行な断面図を示している。図２（ｂ）は、集光体の光入射側から見た仰瞰図、図２（ｃ）は集光体の光出射側から見た仰瞰図を示している。
【００３１】
本実施例が第一の実施例と異なるのは、第一の実施例の入射空間部３の径（すなわち中心軸ＣＸと直交する方向の幅寸法）が一定の円柱状であるのに対し、本実施例では、図２に示されるように、入射空間部３２の径が光源から離れる（つまり出射側端部に向かう）に従い小さくなる点である。すなわち、本実施例の入射空間部３２は、中心軸ＣＸを含み且つ中心軸ＣＸと平行な断面が台形状であり、入射空間部３２の側面入射面４ａ２が、光源１側から出射側にかけて、中心軸ＣＸ側へ傾斜している。その他の点は第一実施例と同じである。このような傾斜を持つものであれば、入射空間部３２の側面入射面４ａ２は、中心軸ＣＸと平行な断面が直線状ではなく、段階的に傾斜角が変化するものや、球面や、そのほかの曲面形状であってもよい。
【００３２】
本実施例では、光源１から離れるに従い入射空間部３２の径が小さくなるように入射空間部３２の側面入射面４ａ２が中心軸ＣＸ側へ傾斜しているので、集光体２を射出成型で製造する場合に、集光体２を型から抜き取り易くなる。つまり本実施例に係る集光体２は射出成型で製造する場合に好適である。
【００３３】
また、入射空間部３２の側面入射面４ａ２が傾斜しているために、下記の理由よって、円周入射面４ａ２４によって発生する光源１の虚像の拡大を抑制して集光性を向上させることが可能である。
【００３４】
光源１から出射した光線は側面入射面によって屈折されて光源１の虚像を作り出されるが、その虚像は一般的に光源１よりも大きくなる。このとき、側面入射面での屈折が無ければ、虚像は光源１そのものとなる。すなわち屈折が小さいほど形成される虚像は小さくなる。そして、光源１の楕円形状の反射面６に対する光源１の大きさが小さいほど集束性を高められる性質があることと、更に楕円形状の反射面６は光源１の虚像に対して作用することから、光源１の虚像を小さく抑えれば集束性を高めることが可能である。従って、本実施例のように側面入射面４ａ２を傾斜させれば、光源１から側面入射面４ａ２に入射させる光の入射角を小さくして側面入射面４ａ２での屈折の度合いを小さくできる。その結果、光源１の虚像の拡大が抑えられ、光源１からの光の集束性を高めることが可能となる。
【００３５】
このように、本実施例は、上記第一の実施例に加え、更に製造を容易にする効果と、光源１の虚像の拡大を抑える効果を有するものである。
【実施例３】
【００３６】
次に、図３を用いて本発明の第三の実施例の一構成例を説明する。ここで、図３（ａ）は、第三の実施例に係る照明装置及び集光体の、集光体の中心軸を含み且つ中心軸と平行な断面図を示している。図３（ｂ）は、集光体の光入射側から見た仰瞰図、図３（ｃ）は集光体の光出射側から見た仰瞰図を示している。
【００３７】
本実施例は、第二の実施例と比較して、入射空間部３２の径が光源から離れるに従い小さくなる点、すなわち入射空間部３２の側面入射面４ａ２が光源１から遠ざかるに従い中心軸ＣＸ側へ傾斜している点では同じである。しかしながら、この入射空間部３２の光源１に対向する面（図１及び図２の対向入射面４ｂ）に、光源１側に凸を向けた第１のレンズ８を設け、かつ湾曲出射面５の中央に第光出射側に凸を向けた２のレンズ９を設けた点が第二の実施例と異なっている。その他の点は第二の実施例または第一の実施例と同じである。
【００３８】
本実施例の構成において、光源１から出射した光線のうち、出射角が大きく側面入射面４ａを透過する光線は、側面入射面４ａの境界面で屈折されて楕円形状の反射面６に入射し、該反射面６で全反射されて出射面に設けられた凹面の湾曲出射面５により屈折されて集束する。一方、出射角が小さく側面入射面４ａに入射しない光線は第１のレンズ８に入射され、第２のレンズ９に向けて集束される。ここで、第１のレンズ８を光源１側に凸を向いた凸レンズとすることで、第１のレンズ８に入射された光線を集光して、第２のレンズ９に入射する光束を増加させることができる。また第２のレンズ９を光出射側に凸を向けた凸レンズとすることによって、第１のレンズ８で州層腐れた光を更に集束することで、より集光効果を高めことが可能である。尚、本実施例では、第１のレンズ８で集束された光のほぼ全てを第２のレンズ９に取り込めるように、第２のレンズ９の口径を第１のレンズ８の口径よりも大きくしている。
【００３９】
ここで、第１のレンズ８と、第２のレンズ９による集束性は両レンズの合成焦点距離によって決定され、合成焦点距離によって定まる合成焦点位置に光源１を配置すれば、第１のレンズ８と第２のレンズ９によって良好に光源１からの光を集光させることができる。従って、本実施例では、第１のレンズ８と第２のレンズ９の合成焦点位置に光源１を配置するものとする。このようにすれば、光源１の発光面積が大きくても第２のレンズ９からの発散角度が減少し集束性が高まる。
【００４０】
光源１を合成焦点位置に配置する場合において、合成焦点距離が大きいと光源１と第１のレンズ８との距離が大きくなるため、照明装置の小型化の観点から好ましくない。照明装置の小型化の都合上、光源１と第１のレンズ８との距離を確保できない場合には、第１のレンズ８を凸レンズに代えて光源１側に凹を向けた凹レンズとしてもよい。第１のレンズ８を曲率が大きい凹レンズとすることにより、第１のレンズ８と第２のレンズ９との合成レンズの焦点位置を第一のレンズ８側に近づけることができるため、光源１を第１のレンズ８に近づけながら、上記合成レンズの焦点位置に合わせることができる。よって、かかる構成によれば、照明装置を小型化しながら第１のレンズ８と第２のレンズ９の合成レンズによる集束性を高めることが可能となる。
【００４１】
尚、上記第１のレンズ８は、第一の実施例のように、円柱状の入射空間部のものであっても同様に設けることができる。
【００４２】
また、図４（ａ）に示されるように、第２のレンズ９の焦点を略第１のレンズ８に位置させ、第１のレンズ８が光源１の実像を第２のレンズ９に結像させるようにしてもよい。上記の構成であれば、光源１からの出射光を効率よく第２のレンズ９に入射させることが可能である。
【００４３】
ここで、第１のレンズ８によって第２のレンズ９に投影（または結像）される光源１の大きさを第２のレンズ９の口径よりも小さくすれば、光源１からの出射光を第２のレンズ９に効率良く通過させることができる。そのために、第２のレンズ９の口径に対して、第２のレンズ９に投影される光源１の実像が小さくなるように、第１のレンズ８の倍率（曲率）、第２のレンズ９との距離、或いは光源１との距離を設定することが好ましい。
【００４４】
さらに第２のレンズ９は、その焦点位置にある第１のレンズ８からの光学像を投影する光学系になっている。この第２のレンズ９の焦点距離を、第２のレンズ９から出射する光束の所望の発散角によって決定してもよい。例えば、第１のレンズ８に結像される光源１の実像の大きさが大きければ、第２のレンズ９から出射する光束の発散角度は大きくなり、逆に光源１の実像が小さければ、発散角度が小さくなる。これらの関係から、第２のレンズ９から出射する光束の所望の発散角度を定めて焦点距離を設定することができる。前記発散角度については、目標とする照明装置の発散角度と近いことが望ましい。
【００４５】
光源１から出射した光線は、第１のレンズ８に到達するまでの距離において発散或いは拡散されるため、第１のレンズ５上の照度分布は、光源１の発光面上の照度分布と比較して均一化されている。このため、集光体２から出射される光線のうち、第１のレンズ８と第２のレンズ９を通過する光束を、空間的に均一化されて均質化された照射光とすることができる。
【００４６】
よって、上記構成によれば、例えば光源１の発光面上で色むらが発生している場合や、輝度ムラがある場合でも、空間的に均質な照射光を得ることが可能となる。
【実施例４】
【００４７】
次に、図４及び図５を用いて本発明の第四の実施例の一構成例を説明する。ここで、図４は、第四の実施例に係る照明装置及び集光体の光出射側から見た仰瞰図を示し、図５は、第四の実施例に係る照明装置及び集光体の、集光体の中心軸を含み且つ中心軸と平行な断面図を示している。尚、図５では、部品番号は左側の集光体２のみに付している。
【００４８】
本実施例は、上記実施例で説明した照明装置を複数組合わせて一つの照明装置を構成したものである。図４では、各照明装置の集光体２として第三の実施例で説明した集光体２を用いているが、勿論、第一の実施例や第二の実施例で説明した集光体２を用いてもよい。
【００４９】
図４及び図５に示されるように、本実施例は光源１と集光体２との組を複数備えており（本例では４個）、各組の集光体２は縦横に配列されて互いに結合され、これにより一体型の集光体２１が構成される。光源基板１０には複数の光源１（本例では４個）が一体型集光体２１における各集光体２と位置的に対応するように縦横に配列されて実装されており、その上に一体型集光体２１が配置される。そして一体型集光体２１は、図５に示されるように、光源基板１０上に支持部材１１を介して結合或いは固定される。本実施例では、フランジ７１は一体型集光体２１全体の周囲に環状に設けられており、このフランジ７に円周方向に配列された複数の棒状の支持部材１１を結合するものとする。一方、光源基板１０には、支持部材１１と位置的に対応させて挿入穴４１を設けており、フランジ７に取付けられた複数の支持部材１１を、光源基板１０に設けられた挿入穴４１に挿入することで光源基板１０に一体型集光体２１を結合或いは固定する。一体型集光体２１の底面を接着剤等で直接結合させるようにしてもよい。光源１及び各集光体２の配列形態は上記に限定されるものではない。フランジ７１は第一の実施例で述べたように一体型集光体２１と一体的に設けてもよいし、また別部材としてもよい。
【００５０】
かかる本実施例の構成によれば、光源１を複数有するため、出力が大きい照明装置を提供できる。さらに、複数の光学部品（集光体２）を一つにまとめて一体成形することができるため、組み立て工数の削減に効果があり、生産性を高めることが可能である。
【００５１】
先の実施例でも説明したように、本発明に係る集光体２は小型化が可能であるため、本実施例のように複数組み合わせて一つの照明装置を構成する場合にも当該照明装置の小型化を図ることができる。
【００５２】
複数の光源１を用いる場合、色が異なる光源（例えばＲＧＢ三色の光をそれぞれ放出する３つのＬＥＤ）を組み合わせて構成し、照明装置の発光色を制御できるように、それぞれの光源に供給する電力を制御してもよい。また、光源１の発光面の発光状態、たとえば配光分布や、照度分布が異なる複数の光源１を組み合わせて構成し、それぞれの光源１に供給する電力を制御するように構成していてもよい。
【実施例５】
【００５３】
次に、図６を用いて本発明の第五の実施例の一構成例を説明する。
【００５４】
図６は、上記実施例で説明した照明装置を電球に使用したＬＥＤ電球を一例を示して降り、かかるＬＥＤ電球は、第一の実施例〜第四の実施例のいずれかで説明した集光体（本例では第四の実施例の一体型集光体２１）を備え、更に、光源１を複数実装した光源基板１０と、筐体６２と、取り付けリング６１、口金６３を有して構成されている。
【００５５】
筐体６２は、その下方側端部から上方端部に向かって径が大きくなる形状を有しており、下方側端部に口金６３が設けられ、上方端部には例えば第四の実施例で示された４つの光源（ＬＥＤ）１が実装された光源基板１０が配置される。筐体６２は光源基板１０へ電力を供給するための電源回路を内包しており、図示しないソケットにねじ込まれた口金６３からの電力は、電源回路を介して光源基板１０に実装された光源１や電気回路等に供給される。
【００５６】
光源基板１０上には、第四の実施例で説明したように挿入穴４１が複数設けられており、これに、一体型集光体２１のフランジ７に設けられた棒状の支持部材１１が挿入されることにより一体型集光体２１が光源基板１０に取り付けられる。取り付けリング６１は環状を為しており、一体型集光体２１及び筐体６２の光源基板１０の取付け部の外周側面を囲うように保持することで一体型集光体２１を筐体６２に固定するための部材である。その材質はデザインによるが、光を透過させて発光するように透明な樹脂を利用してもよいし、光をレンズ体から多く出射させるために、取り付けリング７の内部を反射性の高い材質でコーティングすることも出来るし、内面が反射性を持つ金属で構成していてもよい。一体型集光体２１の取り付け構成によっては、取り付けリング６１は省略されていてもよい。また筐体８は放熱性が良いアルミなどの金属で構成されていてもよい。もし光源基板１０へ供給される電力が少なく放熱性が重要視されない場合には金属以外の材質で構成されていてもよい。
【００５７】
このように、本実施例によれば、集光性が高い照明装置を電球として利用することができる。
【００５８】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。たとえば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１…光源、２，２１…集光体、３…入射空間部、４…入射面、４ａ…側面入射面、４ｂ…対向入射面、５…湾曲出射面、６…反射面、７，７１…フランジ、８…第１のレンズ、９…第２のレンズ、１０…光源基板、１１…支持部材、４１…挿入穴、６１…取り付けリング、６２…筐体、６３…口金。
【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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