專利名稱：光束控制部件、發(fā)光裝置以及照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對從發(fā)光元件(例如LED 發(fā)光二極管)發(fā)光的光方向進行控制的光束控制部件、具備該光束控制部件的發(fā)光裝置以及使用該發(fā)光裝置從背面?zhèn)葘Ρ徽彰鞑考谋徽丈涿?例如廣告板)進行照明的照明裝置。
背景技術(shù)：
照明裝置中有從背面?zhèn)葘V告板等具有透光性的被照明部件進行照明的類型。近幾年來，作為這種照明裝置的光源，使用比熒光燈功耗少且使用壽命長的發(fā)光元件(例如 LED)。(現(xiàn)有例1)圖1是以發(fā)光元件102作為光源的現(xiàn)有照明裝置101的示意圖。在照明裝置101 中，在對置地配置了一對被照明部件103、103的殼體104中的頂板105的內(nèi)面，配置有發(fā)光元件102。照明裝置101利用自發(fā)光元件102射出的光從內(nèi)側(cè)對被照明部件103、103的被照射面103a、103a進行照明。但是，圖1所示的照明裝置101中，被照明部件103、103中的發(fā)光元件102附近部分被明亮照明，而遠離發(fā)光元件102的部分較暗，在被照明部件103、103中有限的區(qū)域(發(fā)光元件102附近區(qū)域)出現(xiàn)特異的明亮部(參照圖7的照度表示線D)。因此，照明裝置101 無法對被照明部件103、103的被照射面103a、103a進行均勻照明。(現(xiàn)有例2)圖2是為了解決圖1所示照明裝置101的問題點的現(xiàn)有照明裝置111的示意圖。 在圖2所示的照明裝置111中，在對置地配置了一對被照明部件112的殼體103的內(nèi)部，配置有一對導(dǎo)光板114。在照明裝置111中，將從配置在各導(dǎo)光板114側(cè)面的發(fā)光元件115發(fā)出的光向?qū)Ч獍?14的內(nèi)部入射，并使入射到該導(dǎo)光板114內(nèi)部的光以面狀從與被照明部件112對置的導(dǎo)光板114的出射面射出。由此，照明裝置111能夠從背面?zhèn)葘Ρ徽彰鞑考?112進行均勻照明(參照專利文獻1)。但是，照明裝置111為了對被照明部件112的整個面進行均勻照明，必須使用與被照明部件112大致相同面積的導(dǎo)光板114，所以存在整體重量過重的問題。(現(xiàn)有例3)已知有為了減輕該照明裝置111的重量，使用如圖3所示的透鏡(光束控制部件)120來代替導(dǎo)光板14的現(xiàn)有技術(shù)。該現(xiàn)有技術(shù)中，透鏡120以覆蓋發(fā)光元件121的方式配置，并將自發(fā)光元件121發(fā)出的光經(jīng)由透鏡120射出，并由該射出光對被照明部件進行照明(參照專利文獻2)。專利文獻專利文獻1 日本特開2002-40261號公報專利文獻2 日本特開2008-141152號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，由于圖3所示的透鏡120將自發(fā)光元件121發(fā)出的光以與光軸Ll平行的方式射出，因此，不能對與光軸Ll大致平行地配置的被照明部件103、103進行均勻照明。本發(fā)明的目的在于，提供能夠?qū)εc發(fā)光元件的光軸大致平行地配置的被照射面進行均勻照明且能夠減輕照明裝置重量的光束控制部件、具備該光束控制部件的發(fā)光裝置以及具備該發(fā)光裝置的照明裝置。本發(fā)明的光束控制部件采用以下結(jié)構(gòu)，其與發(fā)光元件一同配置在被照明部件的端部側(cè)，將自所述發(fā)光元件發(fā)出的光從入射面向內(nèi)部入射之后再從出射面射出，并且利用自所述出射面射出的光對所述被照明部件的被照射面進行照明，在所述光束控制部件中，所述入射面具有第一入射面部，其被配置成位于與所述被照射面大致平行的所述發(fā)光元件的光軸上，且位于與所述發(fā)光元件一對一對置的位置；第二入射面部，位于圍繞所述第一入射面部的位置；其中，所述第一入射面部被形成為，使從所述發(fā)光元件射出的光束中的光束中央部的光向所述出射面入射；所述第二入射面部由圍繞所述第一入射面部且以所述光軸為中心呈同心圓狀形成的多個環(huán)狀的棱鏡突起群構(gòu)成，并且被形成為使所述光束中央部的光以外的光入射；所述棱鏡突起具有第一傾斜面，使所述光束中央部的光以外的光入射； 第二傾斜面，將從該第一傾斜面入射的光向所述出射面?zhèn)冗M行全反射；其中，所述入射面及所述出射面形成為，與經(jīng)過所述第二入射面部并從所述出射面射出的光中自所述光軸的角度最大的光相比，經(jīng)過所述第一入射面部并從所述出射面射出的光中自所述光軸的角度最大的光，其自所述光軸的角度更大。根據(jù)本發(fā)明，與僅使用發(fā)光元件對與發(fā)光元件的光軸大致平行地配置的被照明部件進行照明的情況相比，避免在被照明部件的發(fā)光元件附近產(chǎn)生特異的明亮部，能夠?qū)Ρ徽彰鞑考M行均勻照明。而且，使用本發(fā)明的光束控制部件的照明裝置，由于光束控制部件與發(fā)光元件一同配置在被照明部件的端部側(cè)，所以同使用具有與被照明部件的被照射面大致相同出射面積的導(dǎo)光板的照明裝置相比，能夠減輕照明裝置整體的重量。


圖1是現(xiàn)有例1的照明裝置的剖視圖。圖2是現(xiàn)有例2的照明裝置的剖視圖。圖3是現(xiàn)有例3的透鏡的剖視圖。圖4是本發(fā)明的實施方式的照明裝置及構(gòu)成該照明裝置的發(fā)光裝置的示意圖。圖5是本發(fā)明的實施方式1的光束控制部件的示意圖。圖6是用于說明本發(fā)明的實施方式1的光束控制部件功能的示意圖。圖7是在本發(fā)明的照明裝置中被照明部件的被照射面的照度，與在現(xiàn)有例1的照明裝置中被照明部件的被照射面的照度進行比較的示意圖。
圖8是圖4的照明裝置的變形例的示意圖。圖9是使用在圖8所示的照明裝置中的反射部件的變形例的示意圖。圖10是本發(fā)明的實施方式2的光束控制部件的示意圖。圖11是用于說明本發(fā)明的實施方式2的光束控制部件功能的示意圖。圖12是在使用本發(fā)明的實施方式2的光束控制部件的照明裝置中被照明部件的被照射面的照度，與在現(xiàn)有例1的照明裝置中被照明部件的被照射面的照度進行比較的示意圖。圖13是本發(fā)明的實施方式3的光束控制部件的示意圖。圖14是用于說明本發(fā)明的實施方式3的光束控制部件功能的示意圖。附圖標記1、1A:照明裝置2 發(fā)光裝置3:被照明部件3a 被照射面10 發(fā)光元件(例如LED)11 光束控制部件14:入射面15:出射面18,30 第一入射面部20 第二入射面部21 M 棱鏡突起21a Ma 第一傾斜面21b 24b 第二傾斜面25 反射部件Ll 光軸
具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。(發(fā)光裝置及照明裝置)圖4是本發(fā)明的實施方式的照明裝置1及構(gòu)成該照明裝置1的發(fā)光裝置2的示意圖。其中，圖4的(a)是包含發(fā)光裝置2的基準光軸LO的照明裝置1的示意剖視圖，圖4 的(b)是從斜下方所見的照明裝置1的外觀立體圖。在此，基準光軸LO是指在來自發(fā)光裝置2的立體射出光束的中心處的光行進方向。如圖4所示，在照明裝置1中，相對置地配置有一對具有透光性的平板狀的被照明部件3(例如廣告板)。被照明部件3、3的下端被底板4所封閉。被照明部件3、3的左側(cè)端之間的間隙和右側(cè)端之間的間隙分別被側(cè)板5、5所封閉。被照明部件3、3的上端被頂板6 所封閉。由此，構(gòu)成內(nèi)部具有空間7的殼體8。并且，在照明裝置1中，在構(gòu)成殼體8的頂板 6的下表面(殼體8的內(nèi)部側(cè)的面)6a安裝有發(fā)光裝置2。而且，照明裝置1由發(fā)光裝置2 從背面?zhèn)?空間7側(cè))的上端側(cè)對一對被照明部件3、3的被照射面(內(nèi)面)3a、3a進行照明。而且，在圖4所示的照明裝置1中，一對被照明部件3、3以該一對被照明部件3、3 的間隔從上端側(cè)到下端側(cè)相等(形成平行)的方式被固定在頂板6及底板4上。還有，一對被照明部件3、3可根據(jù)發(fā)光裝置2的射出光特性，被配置成上端側(cè)(頂板6側(cè))的間隔比下端側(cè)(底板4側(cè))的間隔大，或者被配置成下端側(cè)(底板4側(cè))的間隔比上端側(cè)(頂板6側(cè))的間隔大。即，一對被照明部件3、3只需具有其被照射面3a、3a能夠被發(fā)光裝置2 照明的姿勢即可，在包含發(fā)光元件10的光軸Ll的截面中，以光軸Ll為軸被配置在對稱位置上，或者被配置在非對稱位置上。而且，發(fā)光裝置2以基準光軸LO位于與被照射面3a大致平行的位置的方式被安裝在頂板6上。在此，“大致平行”已將發(fā)光裝置2與殼體8之間的組裝誤差或者一對被照明部件3、3的姿勢考慮在內(nèi)。發(fā)光裝置2將由發(fā)光元件10(例如LED、由密封部件密封的LED)發(fā)出的光經(jīng)由光束控制部件11射出。發(fā)光元件10與光束控制部件11 一對一地對應(yīng)。發(fā)光元件10隔著基板12固定在殼體8的頂板6上，并且，光束控制部件11通過未圖示的支座等固定在基板12 上。還有，在本實施方式中，以發(fā)光元件10的光軸Ll (來自發(fā)光元件10的立體射出光束的中心處的光行進方向)與基準光軸LO—致的情況為例進行說明。因此，在以下的說明中， 將基準光軸LO改寫成光軸Ll進行說明。(光束控制部件的實施方式1)圖5是本發(fā)明的實施方式1的光束控制部件11的示意圖，圖6是用于說明本發(fā)明的實施方式1的光束控制部件11功能的示意圖，其中，圖5的(a)是光束控制部件11的俯視圖，圖5的(b)是沿圖5的(a)的Al-Al線剖切的光束控制部件11的剖視圖，圖5的(c) 是光束控制部件11的后視圖，圖5的(d)是光束控制部件11的側(cè)視圖。并且，圖6是用于說明光束控制部件11功能的示意圖，是以來自發(fā)光元件10的發(fā)光中心IOa的射出光束為例說明的示意圖。光束控制部件11由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、環(huán)氧樹脂(EP)等的透明樹脂材料、或者透明玻璃形成。光束控制部件11是以覆蓋發(fā)光元件10的方式被使用的蓋狀的構(gòu)件(參照圖4及圖6)。光束控制部件11具有入射面14，形成在與發(fā)光元件 10對置的背面13側(cè)；出射面15，與該背面13側(cè)對置地形成；圓筒狀的側(cè)面16，連接這些背面13側(cè)與出射面15。光束控制部件11被形成為，相對于中心軸17旋轉(zhuǎn)對稱的形狀。光束控制部件11以中心軸17與發(fā)光元件10的光軸Ll 一致的方式安裝在基板12上(參照圖 4及圖6)。因此，在以下的說明中，將光束控制部件11的中心軸17適當改寫成光軸Ll進行說明。光束控制部件11的入射面14由第一入射面部18和第二入射面部20構(gòu)成，該第一入射面部18形成在光束控制部件11的背面13側(cè)，該第二入射面部20以圍繞該第一入射面部18的方式形成在光束控制部件11的背面13側(cè)。第一入射面部18是以中心軸17為中心旋轉(zhuǎn)對稱的凹面，具有按壓球的一部分時形成的那種球面狀的凹陷表面或者非球面狀的凹陷表面。該第一入射面部18將從發(fā)光元件10的發(fā)光中心IOa射出的光束中中心部(光軸Ll附近)的光，折射成直接朝向出射面 15進行入射(參照圖6)。第二入射面部20由在第一入射面部18的周圍以中心軸17為中心呈同心圓狀形成的多個環(huán)狀的棱鏡突起21 M群構(gòu)成。將從發(fā)光元件10射出的光束中除了向第一入射面部18入射的入射光以外的光，聚光成比向光束控制部件11入射之前的狀態(tài)更靠近光軸Li。該棱鏡突起21 M群由第一至第四棱鏡突起21 M構(gòu)成，該第一至第四棱鏡突起21 M從徑向內(nèi)側(cè)向徑向外側(cè)以相互鄰接的方式形成。如圖5的(c)所示，第一至第四棱鏡突起21 M各自形成環(huán)狀。并且，第一至第四棱鏡突起21 M分別形成為，由朝向發(fā)光元件10的方向逐漸收斂的兩個傾斜面(第一傾斜面21a 2 及第二傾斜面21b 24b)構(gòu)成的截面大致呈三角形狀(參照圖5的(b)、圖6)。而且，位于徑向內(nèi)側(cè)(中心軸 17側(cè))的第一傾斜面21a Ma，將除了向第一入射面部18入射的入射光以外的光向光束控制部件11的內(nèi)部入射。并且，位于徑向外側(cè)的第二傾斜面21b Mb，將從第一傾斜面 21a 2 入射的光朝向出射面15側(cè)進行全反射(參照圖6)。出射面15的平面形狀為圓形(參照圖5的(a))，是與中心軸17正交地形成的平面(參照圖5的(b)、(d))。入射面14及出射面15形成為，經(jīng)過第一入射面部18并從出射面15射出的光中自光軸Ll的角度最大的光，比經(jīng)過第二入射面部20并從出射面15射出的光中自光軸Ll的角度最大的光，自光軸Ll的角度更大(參照圖6)。再有，出射面15并不限定于如圖5的(b)、(d)所示的平面。只要能夠如上所述地將經(jīng)由第一入射面部18及第二入射面部20向光束控制部件11的內(nèi)部入射的光進行控制并射出，就可以將出射面15 的一部分或者全部做成以中心軸17為中心的凸面(球面或非球面)，或者以中心軸17為中心的凹面(球面或非球面)。而且，在出射面15上也可以形成棱鏡凸部或棱鏡凹部，該棱鏡凸部或棱鏡凹部位于被照明部件3、3的中間且相對于包含中心軸17的平面具有對稱形狀。 進一步，出射面15的平面形狀并不限定于圓形，也可以是橢圓形或矩形等。側(cè)面16是與中心軸17平行的圓筒面。再有，側(cè)面16并不限定于如圖5的(b)所示的形狀，也可以是相對于中心軸17傾斜的錐面。而且，側(cè)面16也可以向徑向外側(cè)突出形成用于掛上未圖示的支座的凸緣或者突起。再有，在本實施方式中，第二入射面部20并不限定于同心圓狀的圓環(huán)形狀，也可以形成為，在俯視圖中脊線呈橢圓形狀。而且，本實施方式的光束控制部件11中的第一入射面部18被形成為，使來自發(fā)光元件10的射出光中相當于三十七分之八的光束入射。作為設(shè)計值優(yōu)選為，來自發(fā)光元件10 的射出光中從第一入射面部18入射的光束占四分之一以下。如果來自發(fā)光元件10的射出光中從第一入射面部18入射的光束多于四分之一時，在被照明部件3、3中靠近發(fā)光元件10 位置上容易產(chǎn)生明亮部。(本實施方式的照明裝置與現(xiàn)有例1的照明裝置相比較)圖7是在本實施方式的照明裝置1中透過被照明部件3、3的被照射面3a、3a的光到達外表面北、北而得到的照度(簡稱外表面的照度(參照照度表示線A))，與在現(xiàn)有例 1的照明裝置101(參照圖1)中透過被照明部件103的被照射面103a、103a的光到達外表面10北、10北而得到的照度(簡稱外表面的照度(參照照度表示線D))相比較的示意圖。 再有，在圖7中示意性地表示，假設(shè)除了有無光束控制部件11的不同之外、在兩個照明裝置1、101中其它構(gòu)成(發(fā)光元件10、102及殼體8、104等)為相同結(jié)構(gòu)時的模擬實驗結(jié)果。 并且，在圖7中，橫軸表示被照明部件3、103的一端到另一端的沿光軸Ll的長度(L(mm))。 橫軸的L = 0(mm)對應(yīng)被照明部件3、103的位于發(fā)光元件10、102側(cè)的一端。橫軸的L =500 (mm)對應(yīng)被照明部件3、103的另一端。并且，在圖7中，縱軸表示在被照明部件3、103 的外表面3b、10;3b上的照度(Ix)。再有，進行光束控制部件11的面形狀的設(shè)計時，假設(shè)為發(fā)光元件10在發(fā)光中心IOa進行點發(fā)光。另外，有關(guān)圖7的模擬實驗是著眼于從發(fā)光元件 10的整個發(fā)光面射出的射出光束來進行的。如圖7的照度表示線D所示，僅使用發(fā)光元件102對被照明部件103進行照明的現(xiàn)有例1的照明裝置101中，在被照明部件103的一端附近(L =約20 25 (mm))照度最大，所以在被照明部件103的一端附近(發(fā)光元件102的附近)產(chǎn)生特異的明亮部。而且， 該現(xiàn)有例1的照明裝置101中，隨著遠離最大照度位置(L =約20 25 (mm))，照度急劇下降，在L = 200(mm)的位置降低到最大照度(約SOOO(Ix))的約1/100的程度，在L = 200 (mm) 350 (mm)的范圍中照度進一步遞減，在超出L = 350 (mm)的位置中的照度達到極小的值(0 約30 (Ix))。對此，使用本實施方式的光束控制部件11的照明裝置1中，如圖7的照度表示線 A所示，在L = 25 (mm) 250 (mm)的范圍中照度保持在約600 1000 (Ix)之間，在L = 250 (mm) 500 (mm)的范圍中照度遞減。而且，使用本實施方式的光束控制部件11的照明裝置1中，在被照明部件3的另一端(L = 500 (mm))處的照度維持在與現(xiàn)有例1中在L = 約200 (mm)位置的照度大致相同的值(參照圖7的照度表示線A、D)。如此，使用本實施方式的光束控制部件11的照明裝置1與現(xiàn)有例1相比較，不會在發(fā)光元件10的附近產(chǎn)生特異的明亮部，并能夠?qū)φ麄€被照明部件3進行均勻照明(參照圖7的照度表示線A、D)。(本實施方式的效果)如上所述，使用本實施方式的光束控制部件11的照明裝置1與現(xiàn)有例1的照明裝置101相比較，能夠均勻地對與發(fā)光元件10的光軸Ll大致平行地配置的一對被照明部件 3、3進行照明。即，本實施方式的照明裝置1與未使用光束控制部件11而僅使用發(fā)光元件 10,102對被照明部件3進行照明時的相比(與現(xiàn)有例1的照明裝置101相比較)，還能夠?qū)h離發(fā)光元件10的底板4附近的被照射面3a、3a進行照明，且不會在發(fā)光元件10的附近產(chǎn)生特異的明亮部。而且，本實施方式的照明裝置1中，由于與現(xiàn)有例2的構(gòu)成照明裝置111的導(dǎo)光板 114相比，光束控制部件11是極小的構(gòu)件，所以能夠使整體構(gòu)造簡單化的同時，能夠減輕整
體重量。(照明裝置的變形例)圖8是用于說明圖4所示的照明裝置1的變形例(照明裝置1A)的示意圖。再有，本變形例的照明裝置1A，除了底板4側(cè)的一部分，其它構(gòu)成與圖4的照明裝置1相同。 因此，圖8所示的照明裝置IA與圖4的照明裝置1相同的部分賦予相同符號，并省略與圖 4的照明裝置1重復(fù)的說明。在照明裝置IA的底板4的內(nèi)表面(與發(fā)光裝置2對置的面)側(cè)設(shè)置有反射部件 25。照明裝置IA將從發(fā)光裝置2射出的光中直接到達底板4側(cè)的光、以及從發(fā)光裝置2射出的光中被照明部件3、3反射后到達底板4側(cè)的光，由反射部件25進行反射，并將被該反射部件25反射的光作為被照明部件3、3的照明光而利用。再有，反射部件25只要是光反射性比殼體8的材料更為優(yōu)良的材料即可，可以由鋁板、不銹鋼板、鋁箔、鋁蒸鍍層或者銀蒸鍍層等形成。而且，也可以在反射部件25上采用使反射光適當?shù)厣⑸涞牟牧?。這樣構(gòu)成的照明裝置IA能夠降低光損失，并能夠?qū)⒐庾鳛楸徽彰鞑考?、3的照明光高效率地利用，與圖4所示的照明裝置1相比較，能夠?qū)Ρ徽彰鞑考?、3以更高照度且更均勻進行照明(參照圖7的照度表示線B)。再有，如圖9的(a)或(b)所示，可通過折彎將反射部件25形成為，頂部2 位于光軸Ll上且截面大致呈三角形狀，從而向被照明部件3反射光。而且，如圖9的(c)或(d) 所示，也可以將反射部件25形成為凸曲面或者凹曲面，以向被照明部件3、3高效率地照射反射光。(實施方式2)圖10是光束控制部件11的實施方式2的示意圖。該圖10所示的光束控制部件 11除了第二入射面部20之外的其它構(gòu)成部分與圖5所示的實施方式1的光束控制部件11 相同，所以與圖5所示的光束控制部件11相同構(gòu)成部分賦予相同符號，省略與實施方式1 的光束控制部件11的說明重復(fù)的說明。還有，圖10的(a)對應(yīng)圖5的(b)，并且圖10的 (b)是放大圖10的(a)的一部分(第二入射面部20側(cè)的一部分)的示意圖。如圖10所示，本實施方式的光束控制部件11中，使三個棱鏡突起21 23的第一傾斜面21a 23a分兩級傾斜。即，第一至第三棱鏡突起21 23，將第一傾斜面21a 23a 分割成根部側(cè)傾斜面部分21al 23al和前端側(cè)傾斜面部分21a2 23a2，該根部側(cè)傾斜面部分21al 23al位于棱鏡突起21 23的根部側(cè)，該前端側(cè)傾斜面部分21a2 23a2位于棱鏡突起21 23的前端側(cè)。在此，假設(shè)由包含中心軸17且與出射面15正交的虛擬平面(沿著中心軸17的虛擬平面)剖切了光束控制部件11 (參照圖10的(a)、(b)的剖視圖)。此時，第一至第三棱鏡突起21 23的第一傾斜面21a 23a被形成為，前端側(cè)傾斜面部分21a2 23a2相對于與中心軸17平行的虛擬直線27al 27a3的傾斜角θ 1，比根部側(cè)傾斜面部分21al 23al相對于與中心軸17平行的虛擬直線27al 27a3的傾斜角θ 2更大(θ 1 > θ 2)。 即，第一至第三棱鏡突起21 23形成為，前端側(cè)傾斜面部分21a2 23a2相對于第二傾斜面21b 23b的傾斜角(突起前端角)大于根部側(cè)傾斜面部分21al 23al相對于第二傾斜面21b 2 的傾斜角。如圖11所示，這樣形成的第一至第三棱鏡突起21 23中，將從第一傾斜面21a 23a的前端側(cè)傾斜面部分21a2 23a2入射并到達第二傾斜面21b 2 的光，通過第二傾斜面21b 23b向出射面15側(cè)進行全反射。并且，第一至第三棱鏡突起21 23將從第一傾斜面21a 23a的根部側(cè)傾斜面部分2Ial 23al入射并到達第二傾斜面21b 23b的光，通過第二傾斜面21b 23b向出射面15側(cè)進行全反射。而且，被這些第二傾斜面21b 2 全反射的光，從光束控制部件11的出射面15向光束控制部件11的外部射出。還有，如圖11所示，光束控制部件11的第四棱鏡突起對將從第一傾斜面2 入射并到達第二傾斜面24b的光，通過第二傾斜面Mb向出射面15側(cè)進行全反射。之后，被第四棱鏡突起M的第二傾斜面24b全反射的光，從光束控制部件11的出射面15向光束控制部件11的外部射出ο圖12是對應(yīng)于圖7的圖，表示在使用本實施方式的光束控制部件11的照明裝置1 中被照明部件3的外表面北的照度(參照圖4、圖12的照度表示線A2)，與在現(xiàn)有例1的照明裝置101中被照明部件103的外表面10 的照度(參照圖14、圖12的照度表示線D) 相比較的示意圖。如圖12所示，使用本實施方式的光束控制部件11的照明裝置1中，從被照明部件3的發(fā)光元件10側(cè)的一端(L = 0(mm))距離L ^ 40 (mm)的位置上的外表面北的照度是能夠作為照明用而利用的充分的照度。在L 40 (mm) L 100 (mm)的范圍中， 外表面北的照度大致保持恒定，在L 100 (mm) L = 500 (mm)的范圍中，外表面北的照度平緩地遞減。此外，如圖12所示，使用本實施方式的光束控制部件11的照明裝置1中， 在引起觀察者注意的外表面北中央部(L = 200 (mm) 300 (mm)的照度變化，與使用實施方式1的光束控制部件11的照明裝置1(參照圖4、圖7的照度表示線A)相比較，平緩且較小。而且，如圖12所示，使用本實施方式的光束控制部件11的照明裝置1與使用實施方式 1的光束控制部件11的照明裝置1(參照圖4、圖7的照度表示線A)相比較，在被照明部件 3的另一端(L = 500 (mm)處的外表面3b的照度較高(達到在L 40 (mm) 100 (mm)處的外表面北照度的一半左右的高照度)，能夠更均勻地對整個被照射面3a進行照明。如上所示，本實施方式的光束控制部件11中，將第一至第三棱鏡突起21 23的第一傾斜面21a 23a分割成根部側(cè)傾斜面部分21al 23al和前端側(cè)傾斜面部分21a2 23a2兩部分，以使來自出射面15的射出光的配光分布有別于實施方式1的光束控制部件 11的射出光的配光分布。由此，與實施方式1的光束控制部件11相比較，能夠更均勻地對被照射面3a進行照明(參照圖4)。還有，本實施方式的光束控制部件11中，對于比第四棱鏡突起M更小的第一至第三棱鏡突起21 23，將其第一傾斜面21a 23a分割成根部側(cè)傾斜面部分21al 23al和前端側(cè)傾斜面部分21a2 23a2兩部分。由此，能夠使突起前端角比實施方式1的光束控制部件11中的第一至第三棱鏡突起21 23的突起前端角更大(參照圖5、圖10)，從而能夠可靠地向射出成型用的模具填充熔融樹脂，提高成型精度。再有，在本實施方式的光束控制部件11中，例示第二棱鏡突起22的形狀如下，突起根部寬度S為1. 47mm、突起高度H為 2. 05mm、突起前端角(前端側(cè)傾斜面部分22a2與第二傾斜面22b所成的角)為50. 7度、根部側(cè)傾斜面部分22al與第二傾斜面22b所成的角為36度(參照圖10的(b))。S卩，與在第一傾斜面2 形成前端側(cè)傾斜面部分22a2時相比，在第一傾斜面2 未形成前端側(cè)傾斜面部分22a2時的第二棱鏡突起22，其突起前端角為36度的銳角，且突起高度H較高，為 2. 1mm，所以容易發(fā)生由射出成型引起的突起前端形狀的不均勻。再有，本實施方式的光束控制部件11，以第一至第三棱鏡突起21 23的第一傾斜面21a 23a分割成根部側(cè)傾斜面部分2Ial 23al和前端側(cè)傾斜面部分21a2 23a2 的形式為例，但本發(fā)明并不限定于此，也可以將所有棱鏡突起21 M中的一個或者兩個棱鏡突起的第一傾斜面分割成根部側(cè)傾斜面部分和前端側(cè)傾斜面部分，從而使來自出射面15 的射出光的配光分布有別于來自實施方式1的光束控制部件11的射出光的配光分布。而且，在本實施方式的光束控制部件11中，也可以考慮來自發(fā)光元件10的射出光束的光量分布，對位于發(fā)光元件10的光軸Ll (中心軸17)與從發(fā)光元件10的發(fā)光中心IOa 射出的光的行進方向所形成的角度處于0度 80度范圍內(nèi)的所有棱鏡突起，將第一傾斜面分割形成為根部側(cè)傾斜面部分和前端側(cè)傾斜面部分兩部分。而且，在本實施方式的光束控制部件11中，也可以將第一至第四棱鏡突起21 M 的所有第一傾斜面21a 2 分割形成為根部側(cè)傾斜面部分21al Mal和前端側(cè)傾斜面部分21a2 24a2兩部分。還有，本發(fā)明的光束控制部件11并不限定于在本實施方式中例示的棱鏡突起22 的尺寸及角度。(實施方式3)圖13是本發(fā)明的實施方式3的光束控制部件11的示意圖。在圖13所示的光束控制部件11中，除了第一入射面部30之外其它構(gòu)成部分與圖5所示的實施方式1的光束控制部件11相同。在圖13中，與圖5相同的構(gòu)成部分賦予相同符號，并且，省略與實施方式1的光束控制部件11的說明重復(fù)的說明。即，本實施方式的光束控制部件11中，第一入射面部30具有向發(fā)光元件10側(cè)突出的凸曲面形狀(如同切掉球面的一部分的曲面形狀或者非球面形狀)。本實施方式的光束控制部件11的第一入射面部30，將來自發(fā)光元件10的射出光束中的光束中央部的光向靠近光軸Ll的方向折射而入射(參照圖14)。而且，本實施方式的光束控制部件11的第二入射面部20被形成為，使來自發(fā)光元件10的射出光束中除了光束中央部以外的光靠近光軸Ll (參照圖14)。還有，本實施方式的光束控制部件11的出射面15將從第一入射面部30及第二入射面部20入射的來自發(fā)光元件10的光控制成靠近光軸Ll而射出(參照圖14)。這樣，從本實施方式的光束控制部件11的出射面15射出的光中，與經(jīng)過第二入射面部20的光相比，經(jīng)過第一入射面部30的光在射出時更擴散，但與從實施方式1的光束控制部件11的出射面15射出的光相比較，來自第一入射面部30的入射光在射出時更靠近光軸Li。因此，朝向被照明部件3、3的配置有發(fā)光元件10的端部側(cè)(頂板6側(cè))的光量減少 (參照圖6及圖14)。將本實施方式的光束控制部件11使用在圖8的照明裝置IA中時，在L = 0(mm) 75 (mm)的范圍內(nèi)，照度比在使用實施方式1的光束控制部件11的照明裝置IA中的照度 (參照圖7中表示照度的線B)更低，因此，難以對被照明部件3、3的較廣范圍進行均勻照明(參照圖7的照度表示線C)。即，與使用實施方式1的光束控制部件11的照明裝置IA 相比，使用本實施方式的光束控制部件11的照明裝置1A，其能夠大致均勻地對被照明部件
3、3進行照明的范圍從更離開L= 75(mm)左右的位置開始。但是，如果將L = 0 (mm)至L =75 (mm)的接近發(fā)光元件10的部分用框緣部遮蔽，即可實現(xiàn)作為均勻的被照射面的照明 (參照圖7的照度表示線B、C)。在本發(fā)明的照明裝置1、1A中，在窄框緣下獲得均勻的被照射面時，將光束控制部件U的第一入射面部18形成為具有負光焦度的第一入射面部(例如凹鏡面)更有利。(其它變形例)本發(fā)明的照明裝置1、1A并不限定于在頂板6上配置發(fā)光裝置2的形式(參照圖
4、圖8)，也可以在底板4上配置發(fā)光裝置2，或者在側(cè)板5上配置發(fā)光裝置2。而且，本發(fā)明的照明裝置1、1A也可以在底板4、側(cè)板5、頂板6中的多個或者全部上配置發(fā)光裝置2。進一步，被照射面3a為四角形狀時，本發(fā)明的照明裝置1、1A也可以配置在被照射面3a的角部。而且，本發(fā)明的照明裝置1、1A根據(jù)被照射面3a的大小，使用單個或者多個發(fā)光裝置2。
而且，本發(fā)明的照明裝置1、1A并不限定于在天花板上固定吊掛頂板6的形式，也可以放置在地面或者固定在墻面上。而且，本發(fā)明的照明裝置1、1A也可以將一對被照明部件3、3的任一個由透光性優(yōu)良的材料形成，而將一對被照明部件3、3中的另一個的被照射面3a由光反射性的材料形成。使用本發(fā)明的光束控制部件的發(fā)光裝置，可適用于從背面對廣告板等具有透光性的被照明部件進行照明的照明裝置。
權(quán)利要求
1.一種光束控制部件，其與發(fā)光元件一同配置在被照明部件的端部側(cè)，將自所述發(fā)光元件發(fā)出的光從入射面向內(nèi)部入射之后再從出射面射出，并利用自所述出射面射出的光對所述被照明部件的被照射面進行照明，其中，所述入射面具有第一入射面部，其被配置成位于與所述被照射面大致平行的所述發(fā)光元件的光軸上，且位于與所述發(fā)光元件一對一對置的位置；第二入射面部，位于圍繞所述第一入射面部的位置；所述第一入射面部被形成為，使從所述發(fā)光元件射出的光束中的光束中央部的光向所述出射面入射；所述第二入射面部由圍繞所述第一入射面部且以所述光軸為中心呈同心圓狀形成的多個環(huán)狀的棱鏡突起群構(gòu)成，并且被形成為使所述光束中央部的光以外的光入射；所述棱鏡突起具有第一傾斜面，使所述光束中央部的光以外的光入射；第二傾斜面， 將從該第一傾斜面入射的光向所述出射面?zhèn)冗M行全反射；所述入射面及所述出射面形成為，與經(jīng)過所述第二入射面部并從所述出射面射出的光中自所述光軸的角度最大的光相比，經(jīng)過所述第一入射面部并從所述出射面射出的光中自所述光軸的角度最大的光，其自所述光軸的角度更大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束控制部件，其中，所述第一入射面部形成為具有負光焦度的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光束控制部件，其中，所述棱鏡突起群中的至少一個棱鏡突起被形成為，所述第一傾斜面被分割成位于所述棱鏡突起的根部側(cè)的根部側(cè)傾斜面部分和位于所述棱鏡突起的前端側(cè)的前端側(cè)傾斜面部分，當所述光束控制部件被包含所述光軸且沿著所述光軸的虛擬平面剖切時，所述前端側(cè)傾斜面部分相對于所述第二傾斜面的傾斜角，大于所述根部側(cè)傾斜面部分相對于所述第二傾斜面的傾斜角。
4.一種發(fā)光裝置，其具備發(fā)光元件以及權(quán)利要求1所述的光束控制部件。
5.一種照明裝置，其具備權(quán)利要求4所述發(fā)明的發(fā)光裝置；以及一對被照明部件，與構(gòu)成所述發(fā)光裝置的所述發(fā)光元件的所述光軸大致平行地配置；利用從所述發(fā)光裝置射出的光對所述被照明部件的被照射面進行照明。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的照明裝置，其中，在所述一對被照明部件的一端部側(cè)配置有所述發(fā)光裝置，而在所述一對被照明部件的另一端部側(cè)，與所述發(fā)光裝置相對置地設(shè)置有反射部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及光束控制部件、發(fā)光裝置以及照明裝置。光束控制部件可對與發(fā)光元件的光軸大致平行配置的被照射面均勻照明，能減輕照明裝置重量。其與發(fā)光元件(10)一同配置在被照明部件端部側(cè)，將自發(fā)光元件(10)的光從入射面(14)向內(nèi)部入射后從出射面(15)射出。入射面(14)具有配置成位于與被照射面大致平行的發(fā)光元件(10)的光軸上的第一入射面部(18)和位于圍繞第一入射面部(18)的位置的第二入射面部(20)。入射面(14)及出射面(15)形成為，經(jīng)過第一入射面部(18)并從出射面(15)射出的光中自光軸角度最大的光，比經(jīng)過第二入射面部(20)并從出射面(15)射出的光中自光軸角度最大的光，自光軸的角度更大。
文檔編號F21V5/04GK102278703SQ20111012720
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者齊藤共啟 申請人:恩普樂股份有限公司