專利名稱：照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制從發(fā)光元件所射出的光的配光特性的照明裝置。
背景技術(shù)：
以往，在輔助照明、天花板照明或陳列柜用的照明等的用途中，在使用點(diǎn)照明用的發(fā)光裝置，其通過向特定的方向照射光來對(duì)特定的區(qū)域進(jìn)行照明。并且，近年來，作為點(diǎn)照明用的發(fā)光裝置的光源，在使用白色發(fā)光二極管(白色LED)。白色發(fā)光二極管具有如下特征小型且功率利用系數(shù)高；發(fā)出顏色鮮艷的光；由于是半導(dǎo)體元件而不會(huì)存在保險(xiǎn)絲燒斷等擔(dān)心；初始驅(qū)動(dòng)特性優(yōu)異；耐振動(dòng)、耐開關(guān)燈的
重復(fù);等等。當(dāng)前的白色發(fā)光二極管的主流是使用了熒光體的方式，這種白色發(fā)光二極管一般被稱作黃藍(lán)色系近白色發(fā)光二極管。另外，作為顯示裝置用的面光源裝置，公知的是使用圓筒形狀的照明用透鏡來控制從發(fā)光二極管所射出的光的配光特性的裝置(例如，專利文獻(xiàn)I)。但是，在使用了專利文獻(xiàn)I的照明用透鏡的情況下，存在因重量重而難以處理的問題，并且存在因尺寸大導(dǎo)致金屬模昂貴，制造成本增大的問題。作為解決這種問題的手段，存在如下的方案針對(duì)發(fā)光二極管的光軸使用多個(gè)對(duì)稱形狀的照明用透鏡，控制從發(fā)光二極管射出的光的配光特性(例如，專利文獻(xiàn)2)。在專利文獻(xiàn)2中，在發(fā)光二極管的射出側(cè)排列多個(gè)照明用透鏡，使從發(fā)光二極管射出的光向著被照射面?zhèn)葏R聚。圖1是表示使用了相對(duì)于專利文獻(xiàn)2的發(fā)光二極管的光軸形成為對(duì)稱形狀的照明用透鏡10的照明裝置I的圖。如圖1所示，照明裝置I包括矩形形狀的被照射面部11，該被照射面部11具有記載了廣告牌的圖形或文字等的相互對(duì)置的被照射面Ila和被照射面lib。在照明裝置I中，從未圖示的發(fā)光二極管所射出的光入射到照明用透鏡10，由照明用透鏡10控制配光特性而照射到被照射面部11上。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2009 - 289506號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開2007 - 5218號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但是，在專利文獻(xiàn)2中，為了將從發(fā)光二極管所射出的光充分地到達(dá)被照射面的整體、特別是遠(yuǎn)離發(fā)光二極管的位置，需要使配光變窄，這就存在會(huì)在相鄰的發(fā)光二極管的中間附近產(chǎn)生照度不均的問題。即，在圖1的rl區(qū)域處產(chǎn)生照度不均。
本發(fā)明的目的在于提供一種照明裝置，其將發(fā)光元件與使所入射的光向被照射面均衡地分開射出的多個(gè)光束控制部件相組合并以規(guī)定的方向排列，從而能夠抑制在配置于規(guī)定的位置上的被照射面處產(chǎn)生照度不均。用于解決問題的方案本發(fā)明的照明裝置采用如下結(jié)構(gòu)，即多個(gè)發(fā)光裝置，其包括發(fā)光元件以及控制從該發(fā)光元件所射出的光的行進(jìn)方向的光束控制部件，并且以規(guī)定的間隔排列；被照射面部，其被從所述光束控制部件所射出的光所照明；以及對(duì)置被照射面部，其被配置成與所述被照射面部對(duì)置，其中，所述發(fā)光裝置的所述光束控制部件和所述發(fā)光元件被配置成，所述光束控制部件的中心軸與所述發(fā)光元件的光軸相一致，所述被照射面部被配置成，從所述光束控制部件射出的光中相對(duì)于所述光軸的射出角度越大的光，射入所述被照射面部的入射角越小，所述光束控制部件包括入射部，使從所述發(fā)光元件射出的光入射；全反射面部，其對(duì)從所述入射部所入射的光的一部分進(jìn)行全反射；以及出射面部，其將由所述全反射面部所反射的光和從所述入射部直接到達(dá)的光控制成具有所期望的配光特性的光而將其射 出，所述入射部包括第一入射面部，其形成在將所述光束控制部件的與所述發(fā)光元件對(duì)置的底面凹入內(nèi)部而成的凹處的內(nèi)頂面上；以及第二入射面部，位于從該第一入射面部的外邊緣到所述凹處的開口邊緣之間，所述全反射面部以包圍所述光軸的方式形成在所述底面和所述出射面部之間，且使主要從所述入射部中的所述第二入射面部入射的光向所述出射面部進(jìn)行全反射，所述出射面部包括第一出射面部，其是在角度Θ的第一角度區(qū)域、即-Θ1< Θ ( ΘI中，以所述中心軸為旋轉(zhuǎn)軸使母線旋轉(zhuǎn)而形成的面，其中，所述母線是所述出射面部與正交于所述被照射面部且包含所述中心軸的剖面的交線，所述角度Θ是所述母線相對(duì)于所述剖面的角度；第二出射面部，其形成在所述角度Θ的第二角度區(qū)域、即Θ1< Θ <180°和-180° ( Θ s-θ 1，從而與所述第一出射面部形成在所述出射面部處的所述角度Θ的全角度區(qū)域、即0° ( Θ < 360°的情況相比，使向所述被照射面部與對(duì)置被照射面部中的所述第一出射面部側(cè)的一方射出的光束更多；以及第三出射面部，其由所述第一出射面部與所述第二出射面部之間的臺(tái)階差形成。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，將發(fā)光兀件與使所入射的光向被照射面均衡地分開射出的多個(gè)光束控制部件相組合并以規(guī)定的方向排列，從而能夠抑制在配置于規(guī)定的位置上的被照射面處產(chǎn)生照度不均。


圖1是表示使用了相對(duì)于專利文獻(xiàn)2的發(fā)光二極管的光軸形成為對(duì)稱形狀的透鏡的照明裝置的圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施方式中的光束控制部件的立體圖。圖3Α是本發(fā)明實(shí)施方式中的光束控制部件的俯視圖。圖3Β是本發(fā)明實(shí)施方式中的光束控制部件的側(cè)面圖。圖3C是圖3Α的A — A線剖面圖。圖3D是本發(fā)明實(shí)施方式中的光束控制部件的主視圖。圖3Ε是本發(fā)明實(shí)施方式中的光束控制部件的仰視圖。
圖4是表示使用了本發(fā)明實(shí)施方式中的光束控制部件時(shí)的來自發(fā)光裝置的射出光的行進(jìn)路徑的圖。圖5是表示使用了以往的照明用透鏡時(shí)的光的行進(jìn)路徑的、圖4的各測量點(diǎn)處的位置的圖。圖6是表示在使用了本發(fā)明實(shí)施方式中的光束控制部件的情況下，在Y軸+側(cè)配置了第一出射面部時(shí)的光的行進(jìn)路徑的、在圖4的各測量點(diǎn)處的位置的圖。圖7是表示在使用了本發(fā)明實(shí)施方式中的光束控制部件的情況下，在Y軸+側(cè)配置了第二出射面部時(shí)的光的行進(jìn)路徑的、在圖4的各測量點(diǎn)處的位置的圖。圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的照明裝置的主視圖。圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的照明裝置的俯視圖。圖10是俯視觀察本發(fā)明實(shí)施方式中的被照射面與出射面部而得到的圖。圖11是容納了本發(fā)明實(shí)施方式中的光束控制部件的保持件的側(cè)剖面圖。圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的照明裝置的被照射面處的照度的各測量點(diǎn)的圖。圖13是表示本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的照明裝置的被照射面和對(duì)置被照射面處的照度的各測量點(diǎn)的測量結(jié)果的圖。圖14是表示使用了以往的照明用透鏡時(shí)的相對(duì)照度的圖。圖15是表示使用了本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的照明用透鏡時(shí)的第一出射面部側(cè)的被照射面的相對(duì)照度的圖。圖16是表示使用了本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的照明用透鏡時(shí)的第二出射面部側(cè)的對(duì)置被照射面的相對(duì)照度的圖。圖17是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的被照射面(對(duì)置被照射面)與X軸、Z軸的關(guān)系的圖。圖18是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的第一出射面部側(cè)的被照射面處的、與使用了以往的黑色保持件的情況進(jìn)行了比較的照度上升率的圖。圖19是表示本發(fā)明實(shí)施方式中的第二出射面部側(cè)的對(duì)置被照射面處的、與使用了以往的黑色保持件的情況進(jìn)行了比較的照度上升率的圖。附圖標(biāo)記說明100-1 100-5照明用透鏡102a第一出射面部102b第二出射面部102c第三出射面部200-1 200-5 發(fā)光元件850-1 850-5 發(fā)光裝置800照明裝置801被照射面部801a被照射面
具體實(shí)施方式
以下參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。(實(shí)施方式)(光束控制部件的結(jié)構(gòu))以下詳細(xì)說明作為光束控制部件的照明用透鏡100的結(jié)構(gòu)。圖2是本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的照明用透鏡100的立體圖。圖3A是本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的照明用透鏡100的俯視圖。圖3B是本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的照明用透鏡100的側(cè)面圖。圖3C是圖3A的A — A線剖面圖。圖3D是本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的照明用透鏡100的主視圖。圖3E是本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的照明用透鏡100的仰視圖。此外，在圖3D中也一并示出發(fā)光元件200。照明用透鏡100包括入射面部101、出射面部102、全反射面部103、凸緣部104以及底面部105。照明用透鏡100例如由如下材料形成，即PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)或PC (聚碳酸酯)、EP (環(huán)氧樹脂)等透明樹脂材料或透明玻璃。另外，照明用透鏡100安裝在固定有發(fā)光元件200的未圖示的基板上而構(gòu)成發(fā)光裝置，以使其中心軸Pl與發(fā)光二極管等的發(fā)光元件200的光軸相一致(參照圖3D)。另外，照明用透鏡100的平面形狀為圓形形狀。入射面部101形成在使與發(fā)光元件200對(duì)置的底面部105凹入內(nèi)部的凹處111的內(nèi)表面上，形成為在中心軸Pl的周圍構(gòu)成旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。另外，入射面部101包括作為凹處111的內(nèi)頂面的第一入射面部IOla;以及作為從第一入射面部IOla延伸到凹處111的開口邊緣的錐形形狀圓筒面的第二入射面部101b。在此，在第二入射面部IOlb中，內(nèi)徑隨著從第一入射面部IOla側(cè)朝向開口邊緣側(cè)而逐漸增加，以使開口邊緣側(cè)的內(nèi)徑尺寸大于第一入射面部IOla側(cè)的端邊緣的內(nèi)徑尺寸。出射面部102的投影到平面上的形狀為圓形形狀。另外，出射面部102包括位于從投影在平面上的圓形的中心點(diǎn)距離沿著中心軸Pl的方向上的規(guī)定高度、且比外周部113更向上方(被照射面?zhèn)?突出的頂點(diǎn)112 ;從頂點(diǎn)112向外周部113傾斜并且在上方彎曲成凸形形狀的第一出射面部102a ;位于從投影在平面上的圓形的直徑距離沿著中心軸Pl的方向上的規(guī)定高度的直線即棱線115 ;從棱線115向外周部113傾斜的第二出射面部102b ；在投影于平面上的圓形的直徑和棱線115之間，由第一出射面部102a與第二出射面部102b之間的臺(tái)階差形成的第三出射面部102c。第一出射面部102a是中心軸Pl的周圍以180°的角度范圍形成的大致半圓錐的非球面，其投影在平面上的形狀為半圓形狀。第二出射面部102b形成為形成棱線115的端部與頂點(diǎn)處于同一高度，并且是形成為使高度(從凸緣部104的上表面沿著中心軸Pl的方向的高度)隨著朝向與棱線115正交的方向而逐漸減少的傾斜面，具有中心軸Pl的周圍以180°的角度范圍形成的圓筒形狀(在與棱線115正交的方向具有曲率、在與棱線115平行的方向不具有曲率的形狀)。此外，第二出射面部102b的形狀不限于圓筒形狀，也可以是如環(huán)形形狀(環(huán)形面)的、第二出射面部102b與包含中心軸Pl的剖面的第一交線、以及第二出射面部102b和與同中心軸Pl正交的剖面的第二交線均形成為曲線。此時(shí)，特別是在頂點(diǎn)112附近與中心軸Pl正交的剖面中，第二交線的曲率半徑形成為大于第一交線的曲率半徑為優(yōu)選。另外，第二出射面部102b投影在平面上的形狀為處于第一出射面部102a相反一側(cè)的半圓形狀。在此，第二出射面部102b為半圓錐形狀時(shí)，第二出射面部102b和與同中心軸Pl正交的虛擬平面116所成的角β 2，大于第一出射面部102a的母線和與同中心軸Pl正交的虛擬平面116所成的角β I ( β 2 > β I)(參照圖3B)。第三出射面部102c形成一對(duì)，分別具有將中心軸Pl作為中心的線對(duì)稱的形狀。另外，如圖3C和圖3D所示，第三出射面部102c的正面?zhèn)鹊男螤顬槿切螤?，沿著中心軸Pl上升。全反射面部103是從底面部105的外周部延伸到凸緣部104的下表面的外表面，是形成為包圍中心軸Pl的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱面。另外，全反射面部103的外徑隨著從底面部105朝向凸緣部104而逐漸增大，該全反射面部103的母線具有向外側(cè)(離開中心軸Pl的一側(cè))凸出的圓弧狀曲線。凸緣部104向出射面部102的徑方向外側(cè)突出地形成，為大致圓環(huán)狀。
底面部105為形成在凹處111的開口邊緣的周圍的環(huán)狀平面。頂點(diǎn)112以位于中心軸Pl上的方式突出地形成，與第一出射面部102a、第二出射面部102b、第三出射面部102c接觸。圖4是表示通過照明用透鏡100控制配光特性時(shí)的光的行進(jìn)路徑S1、S2的圖。在圖4中，Y軸是在底面部105的延長線上，其左方向?yàn)?方向，其右方向?yàn)?方向。另外，在圖4中，Z軸是發(fā)光元件200的光軸，其上方向?yàn)?方向。另外，在圖4中，X軸是通過Y軸與Z軸的交點(diǎn)、且與Y軸和Z軸正交的直線，其紙面跟前側(cè)為-方向，紙面進(jìn)深側(cè)為+方向。另外，在圖4中，將X軸、Y軸與Z軸相交的交點(diǎn)設(shè)為原點(diǎn)a (坐標(biāo)(X，Y ,Z)=(O. 000,0. 000,0. 000))。另外，在圖4中，測量點(diǎn)e、e’是與X — Y平面平行且位于從X —Y平面沿著Z軸方向離開200mm的測量面400上的點(diǎn)。另外,在圖4中，行進(jìn)路徑SI表示在相對(duì)于光軸Z將第一出射面部102a配置在左側(cè)的情況下，從第一出射面部102a射出的光的行進(jìn)路徑。另外，在圖4中，行進(jìn)路徑S2表示在相對(duì)于光軸Z將第二出射面部102b配置在左側(cè)的情況下，從第二出射面部102b射出的光的行進(jìn)路徑。如圖4所示，具有上述結(jié)構(gòu)的照明用透鏡100，其使從發(fā)光元件200所射出的光中從第一入射面部IOla入射來的光直接到達(dá)第一出射面部102a和第二出射面部102b，且入射到第二入射面部IOlb的光在全反射面部103被全反射而匯聚后，到達(dá)第一出射面部102a和第二出射面部102b。從第一出射面部102a射出照明未圖示的被照射面的光(在圖4中行進(jìn)路徑SI的光)。從第二出射面部102b射出朝向未圖示的被照射面的光，該光是與從第一出射面部102a射出的光相比在與光軸Z正交的方向擴(kuò)展而能夠照明被照射面的光(在圖4中行進(jìn)路徑S2的光)。由第二出射面部102b射出的光與由以往的照明用透鏡射出的光、或由第一出射面部102a射出的光相比，光相對(duì)于光軸Z，朝向與所入射的一側(cè)相反的一側(cè)較大地彎曲。由此，能夠?qū)Ρ徽丈涿嬖趯挿秶M(jìn)行照明。從第三出射面部102c射出如下的光，即在與中心軸Pl正交的方向、并且對(duì)于與從發(fā)光元件200到第三出射面部102c為止的高度h (參照圖3D)相同程度的高度的被照射面及其附近進(jìn)行照明的光(在圖4中省略圖示)。即，從第三出射面部102c朝向如下區(qū)域射出光，該區(qū)域是使用了控制成使從發(fā)光元件200所射出的光形成為狹窄的配光特性的以往的光束控制部件時(shí)的照明裝置中容易變暗的區(qū)域。
圖5是表示使用了以往的照明用透鏡時(shí)的光的行進(jìn)路徑的、圖4的各測量點(diǎn)處的位置的圖。另外，圖6是表示在使用了本實(shí)施方式的照明用透鏡100的情況下，在Y軸的+側(cè)(在圖4中為比Y軸上的原點(diǎn)a更靠左側(cè)的區(qū)域)配置了第一出射面部102a時(shí)的光行進(jìn)路徑的、在圖4的各測量點(diǎn)處的位置的圖。另外，圖7是表示在使用了本實(shí)施方式的照明用透鏡100的情況下，在Y軸的+側(cè)配置了第二出射面部102b時(shí)的光行進(jìn)路徑的、在圖4的各測量點(diǎn)處的位置的圖。從第二出射面部102b射出的光的測量點(diǎn)e’的X軸和Y軸的位置(參照圖7)，與以往和從第一出射面部102a射出的光的測量點(diǎn)e的X軸和Y軸的位置相比(參照圖5和圖6 )，在X軸的-側(cè)(在圖4中比X軸上的原點(diǎn)a更靠紙面的進(jìn)深側(cè))和Y軸的-側(cè)(在圖4中比Y軸上的原點(diǎn)a更靠右側(cè))變大。(照明裝置的結(jié)構(gòu))以下詳細(xì)說明照明裝置800的結(jié)構(gòu)。圖8是本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的照明裝置800的主視圖。另外，圖9是本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的照明裝置800的俯視圖。在圖8和圖9中，照明用透鏡100-1 100-5與圖2 圖3E所示的結(jié)構(gòu)相同。此外，在圖8中，照明區(qū)域rll rl5表示由來自照明用透鏡100-1 100-5的射出光的被照射面801a處的照明區(qū)域。照明用透鏡100-1 100-5沿著相互正交的X軸、Y軸和Z軸中的X軸排列，被照射面801與X — Z平面平行地配置。Z軸與照明用透鏡100-3的中心軸Pl —致。被照射面801a是與X — Z平面平行，并且是設(shè)置于從X — Z平面在Y軸的+方向(在圖8中，是Y軸上的比Y軸與Z軸的交點(diǎn)更靠紙面跟前的方向)上例如距離40mm的位置的平面。另外，對(duì)置被照射面801b是與X — Z平面平行，并且是設(shè)置在從X — Z平面在Y軸的-方向(在圖8中，是Y軸上的比Y軸與Z軸的交點(diǎn)更靠紙面進(jìn)深方向)上例如距離40mm的位置的平面。此外，在Y軸上設(shè)置被照射面801a和被照射面801b的距X — Y平面的距離不限于上述距離，可以設(shè)為任意的距離。越是以相對(duì)于中心軸Pl (光軸Z)為較大的角度從照明用透鏡100-1 100-5射出的光，則這樣配置的被照射面801a和對(duì)置被照射面801b進(jìn)行照射的光的入射角越小。照明裝置800包括具有圖2 圖3E的結(jié)構(gòu)的多個(gè)照明用透鏡100-1 100-5、發(fā)光元件200-1 200-5、以及矩形形狀的被照射面部801。另外，由照明用透鏡100-1 100-5和發(fā)光元件200-1 200-5構(gòu)成發(fā)光裝置850-1 850-5。另外，被照射面部801包括被照射面801a、以及與被照射面801a平行且與被照射面801a相對(duì)地配置的對(duì)置被照射面801b。此外，在照明裝置800中，排列的照明用透鏡100-1 100-5的數(shù)量不限于5個(gè)，而根據(jù)被照射面801a和對(duì)置被照射面801b的面積排列任意數(shù)量的照明用透鏡100-1 100-5。照明用透鏡100-1 100-5在被照射面部801的與未圖示的虛擬底面部相對(duì)的位置處，沿著被照射面部801的長度方向(圖8中的左右方向)以規(guī)定的間隔設(shè)有多個(gè)。另外，照明用透鏡100-1 100-5配置成棱線115與照明用透鏡100-1 100-5的排列方向(圖8中左右方向)平行，在相鄰的照明用透鏡100-1 100-5中，在與發(fā)光元件200的光軸正交的平面上以旋轉(zhuǎn)了 180°的狀態(tài)配置。即，排列照明用透鏡100-1 100-5以使得第一出射面部102a位于被照射面801a側(cè)的照明用透鏡100_1、100_3、100-5與第二出射面部102b位于被照射面801a側(cè)的照明用透鏡100-2、100-4相鄰。具體而言，交替且反復(fù)地配置下述兩種配置，即，在設(shè)置將被照射面801a延長到與照明用透鏡100-1 100-5相對(duì)的位置的虛擬平面(以下記為“第一虛擬平面”)的情況下，取為第一出射面部102a與第一虛擬平面對(duì)置的配置(圖8中將第一出射面部102a朝向跟前側(cè)配置);在設(shè)置將被照射面801a延長到與照明用透鏡100-1 100-5對(duì)置的位置時(shí)的虛擬平面(以下記為“第二虛擬平面”)的情況下，取為第二出射面部102b與第二虛擬平面對(duì)置的配置(圖8中將第二出射面部102b朝向跟前側(cè)配置)。即，照明用透鏡100-1、100-3、100-5被配置成第一出射面部102a與第一虛擬平面對(duì)置、且第二出射面部102b與第二虛擬平面對(duì)置。另外，照明用透鏡100-2、100-4被配置成第一出射面部102a與第二虛擬平面對(duì)置、且第二出射面部102b與第一虛擬平面對(duì)置。被照射面801a、對(duì)置被照射面801b記載有廣告板的圖形或文字等，利用從發(fā)光元·件200所射出的光，通過照明用透鏡100-1 100-5進(jìn)行照明。如上構(gòu)成的照明裝置800在被照射面801a中，與僅利用第一出射面部102a照明的情況相比，利用照明用透鏡100-1、100-3、100-5的第一出射面部102a和第二出射面部102b能夠在寬范圍(區(qū)域rll、區(qū)域rl3和區(qū)域rl5)進(jìn)行照明。另外，照明裝置800在對(duì)置被照射面801b中，與僅利用第一出射面部102a照明的情況相比，利用照明用透鏡100-2、100-4的第一出射面部102a和第二出射面部102b能夠在寬范圍進(jìn)行照明。由此，能夠?qū)σ酝鶡o法充分照明的圖1的rl的區(qū)域進(jìn)行照明，能夠防止被照射面801a和對(duì)置被照射面801b處的照度不均。另外，照明裝置800利用第三出射面部102c對(duì)被照射面801a和對(duì)置被照射面801b進(jìn)行照明，從而能夠在被照射面801a和對(duì)置被照射面801b中使助行距離變小。在此，助行距離指的是從光源經(jīng)由照明用透鏡100射出的光的照度成為規(guī)定值以上的位置與光源的距離。通常，在使來自發(fā)光元件的射出光的配光特性變窄而在光軸方向明亮地照射的點(diǎn)照明中，由于使照射區(qū)域變窄，因此能夠提高位于遠(yuǎn)離發(fā)光元件的位置處的被照射面的照度，但發(fā)光元件附近的照度降低，導(dǎo)致上述助行距離變長。但是，在本實(shí)施方式中，除了第一出射面部102a和第二出射面部102b之外，還利用從第三出射面部102c所射出的光對(duì)被照射面801a和對(duì)置被照射面801b進(jìn)行照明，因此能夠縮短上述助行距離。另外，通過縮短助行距離，能夠使被照射面801a和對(duì)置被照射面801b處的框邊緣部分變窄。(照明裝置中的出射面部與被照射面的位置關(guān)系)接著，使用圖10，使出射面部102與被照射面部801相關(guān)聯(lián)來進(jìn)行說明。圖10是俯視觀察被照射面801a和出射面部102得到的圖。此外，圖10中的X軸、Y軸和Z軸的坐標(biāo)軸與圖8中的X軸、Y軸和Z軸的坐標(biāo)軸相一致。第一出射面部102a通過將與正交于被照射面801a、且包含中心軸Pl的剖面Dl的交線設(shè)為母線G、將中心軸Pl設(shè)為旋轉(zhuǎn)軸使母線G旋轉(zhuǎn)而形成。此時(shí)的母線G的旋轉(zhuǎn)區(qū)域處于與正交于被照射面801a、且包含中心軸Pl的剖面Dl所成的角度Θ為-Θ I < Θ < Θ I(第一角度區(qū)域)的范圍，在本實(shí)施方式中，Θ I = 90°。形成第一出射面部102a時(shí)的母線G的旋轉(zhuǎn)區(qū)域也可以根據(jù)被照射面801a或者與其相對(duì)配置的對(duì)置被照射面801b的大小等進(jìn)行變更。此外，在圖10中，示出了確定從中心軸Pl向Y軸的+方向延伸的母線G的旋轉(zhuǎn)區(qū)域、即第一角度區(qū)域，形成為第一出射面部102a位于被照射面801a側(cè)的情況，但本實(shí)施方式不限于此，也可以是，針對(duì)從中心軸Pl延伸到Y(jié)軸的-方向的母線G確定第一角度區(qū)域，形成為第一出射面部102a位于對(duì)置被照射面801b偵U。第二出射面部102b形成在俯視觀察出射面部102時(shí)的第一角度區(qū)域以外的區(qū)域(第二角度區(qū)域)內(nèi)。此時(shí)，第二角度區(qū)域以Θ I彡Θ彡180°和-180° ( Θ彡-Θ I表示，在本發(fā)明實(shí)施方式中，Θ I = 90°。另外，第二出射面部102b形成為向第一出射面部102a側(cè)的被照射面部801射出的光束比在Θ I = 360°的范圍(出射面部102整個(gè)面)下形成有第一出射面部102a的情況多。對(duì)在于圖10所示的從中心軸Pl延伸到Y(jié)軸的+側(cè)的母線G確定第一角度區(qū)域、以位于被照射面801a側(cè)的方式形成第一出射面部102a的情況下，通過第一出射面部102a和第二出射面部102b之間的臺(tái)階差 所形成的第三出射面部102c以與被照射面801a對(duì)置的方式上升地形成。(保持件的結(jié)構(gòu))以下詳細(xì)說明保持件900的結(jié)構(gòu)。圖11是容納了照明用透鏡100的狀態(tài)的保持件900的側(cè)剖面圖。保持件900是透明的，包括容納照明用透鏡100的容納部901、開口端部902以及貫穿孔903。容納部901形成為可容納照明用透鏡100的凸緣部104的更下側(cè)的大小。開口端部902形成在容納部901的內(nèi)壁的上端部，形成為內(nèi)徑比容納部901的內(nèi)徑更大。另外，開口端部902與照明用透鏡100的凸緣部104的下端部抵接而限制照明用透鏡100的向下方向的移動(dòng)。貫穿孔903在容納部901的底部沿上下方向貫穿形成，并且形成為可插通發(fā)光元件200的大小。具有上述結(jié)構(gòu)的保持件900與發(fā)光元件200、照明用透鏡100 —起安裝在基板950上。在該狀態(tài)下，從發(fā)光元件200射出的光經(jīng)由照明用透鏡100向圖11的上方射出，并且還經(jīng)由照明用透鏡100和透明的保持件900向圖11的左右方向射出。入射到透明的保持件900內(nèi)的光主要是如不入射到照明用透鏡100入射而變?yōu)樾孤┕獾摹⒁韵鄬?duì)于發(fā)光元件200的光軸Z為較大的角度從發(fā)光元件200射出的低光度的光。即使是這樣的低光度的光，在被照射面801a和對(duì)置被照射面801b上的入射角小的區(qū)域(接近被照射面801a和對(duì)置被照射面801b的發(fā)光元件200的區(qū)域)經(jīng)由保持件900進(jìn)行照射，從而能夠補(bǔ)充上述區(qū)域中的光量不足。由此，能夠縮短從發(fā)光元件200經(jīng)由照明用透鏡100和保持件900而射出的光成為規(guī)定值以上的位置與發(fā)光元件200之間的助行距離。此外，本實(shí)施方式中的透明的保持件900和將其改為黑色的保持件的比較將在后面描述。(照明裝置中的測量結(jié)果)接著，使用圖12和圖13說明照明裝置800中的照度的測量結(jié)果。圖12是表示照明裝置800的被照射面801a中的照度的各測量點(diǎn)的圖。另外，圖13是表示照明裝置800的被照射面801a和對(duì)置被照射面801b中的照度的各測量點(diǎn)處的測量結(jié)果的圖，單位為勒克斯(Ix)。圖8和圖9所示的X軸、Y軸和Z軸的坐標(biāo)軸與圖12所示的X軸、Y軸和Z軸的坐標(biāo)軸是一致的。在圖12中，在X — Y平面上配置被照射面801a的下端部，將發(fā)光元件200的光軸設(shè)為Z軸。另外，將X — Y平面與Z軸的交點(diǎn)設(shè)為原點(diǎn)O，將在該原點(diǎn)O處與Z軸正交、且與被照射面801a平行的軸設(shè)為X軸。此外，對(duì)置被照射面801b的測量結(jié)果與被照射面801a的測量結(jié)果僅偏移I節(jié)距(pitch)而大致相同，故省略其說明。在圖12的各測量點(diǎn)處，僅由發(fā)光元件進(jìn)行了照明時(shí)(以下記為“情形I”)的被照射面的照度、經(jīng)由以往的照明用透鏡進(jìn)行了照明時(shí)(以下記為“情形2”)的被照射面的照度、經(jīng)由本實(shí)施方式的照明用透鏡100進(jìn)行了照明時(shí)(以下記為“情形3”)的第一出射面部102a側(cè)的被照射面801a的照度、以及情形3的第二出射面部102b側(cè)的對(duì)置被照射面801b的照度如圖13所示。在此，圖13示出僅將配置在Z軸上的I個(gè)發(fā)光元件200點(diǎn)亮?xí)r的結(jié)果。第一出射面部102a側(cè)的被照射面是與第一出射面部102a對(duì)置的第一虛擬平面上的被照射面。根據(jù)圖13可知，在光軸Z上，與情形I相比，情形2中遠(yuǎn)離發(fā)光元件的位置的照度高，通過以往的照明用透鏡而在Z軸上的照度的均勻性提高。但是，為了消除圖1所示的暗部(使多個(gè)發(fā)光元件200點(diǎn)亮?xí)r的發(fā)光元件200的節(jié)距間的暗部(圖1的區(qū)域rl))，需要X軸方向上也提高照度的均勻性。在離開光軸Z和發(fā)光元件200的兩者的測量點(diǎn)d處，與情形1、情形2相比，情形3的照度上升，由此明顯可知通過使用本實(shí)施方式的照明用透鏡100，X軸方向的照度的均勻性也提高。由此，在本實(shí)施方式中，可以說與以往相比，在X軸方向和Z軸方向上都提高了照度的均勻性。具體而言，在測量點(diǎn)a處，情形3的第一出射面部102a側(cè)的被照射面的照度與情形2相比，呈示127%的上升率，情形3的第二出射面部102b側(cè)的被照射面的照度與情形2相比，呈示146%的上升率。另外，在測量點(diǎn)d處，情形3的第一出射面部102a側(cè)的被照射面的照度與情形2相比，呈示137%的上升率，情形3的第二出射面部102b側(cè)的被照射面的照度與情形2相比，呈示141 %的上升率。接著，使用圖14 圖16進(jìn)一步詳細(xì)地說明照明裝置800中的照度的測量結(jié)果。圖14是表示使用了以往的照明用透鏡時(shí)的相對(duì)照度的圖。另外，圖15是表示使用了本實(shí)施方式的照明用透鏡100時(shí)的第一出射面部102a側(cè)的被照射面801a的相對(duì)照度的圖。另外，圖16是表示使用了本實(shí)施方式的照明用透鏡100時(shí)的第二出射面部102b側(cè)的對(duì)置被照射面801b的相對(duì)照度的圖。在圖14 圖16中，相對(duì)照度表示將使用了圖14的以往的照明用透鏡時(shí)的將照度的最大值設(shè)為100%情況下的比例。另外,在圖14 圖16中，X軸和Z軸與圖12相同，因此省略其說明。根據(jù)圖14可知，以往相對(duì)照度為25%以上的區(qū)域(圖14中粗線部分)集中在X軸上的坐標(biāo)O 約65的狹窄范圍內(nèi)。另一方面，根據(jù)圖15和圖16可知,本實(shí)施方式中相對(duì)照度的最大值比以往低，但相對(duì)照度為25%以上的區(qū)域(圖15和圖16中粗線部分)變?yōu)閄軸上的坐標(biāo)O 約75的寬范圍。另外，在本實(shí)施方式中，對(duì)于相對(duì)照度的最大值比以往低這一點(diǎn)，使以往的過剩的照度降低，與此相應(yīng)地對(duì)寬范圍的區(qū)域進(jìn)行照明，而不會(huì)導(dǎo)致被照射面和對(duì)置被照射面處的照度顯著降低。(保持件中的測量結(jié)果)接著，使用圖17 圖19說明使用了圖11所示的透明的保持件900時(shí)的照度的測量結(jié)果。圖17是表示被照射面801a (對(duì)置被照射面801b)與X軸和Z軸的關(guān)系的圖。另外，圖18是表示第一出射面部102a側(cè)的被照射面801a中與使用了以往的黑色保持件的情況進(jìn)行了比較的照度上升率的圖。另外，圖19是第二出射面部102b側(cè)的對(duì)置被照射面801b中與使用了以往的黑色保持件的情況進(jìn)行了比較的照度上升率的圖。在圖17中，將被照射面801a的下端邊緣配置在三維相互正交的X軸、Y軸和Z軸的X — Y平面上。另外，在圖17中，Z軸是發(fā)光元件200的光軸。另外，將X — Y平面與Z軸的交點(diǎn)設(shè)為原點(diǎn)，取為坐標(biāo)(0，0，0)。另外，將發(fā)光元件200的發(fā)光中心取為坐標(biāo)(0，0，-15)。將被照射面801a和對(duì)置被照射面801b配置成相對(duì)于X — Z平面對(duì)稱。在本實(shí)施方式中，被照射面801a是與X — Z平面平行的、從X — Z平面在Y軸的+方向距離了 40mm的平面。另外，對(duì)置被照射面801b是與X — Z平面平行的、從X — Z平面在Y軸的-方向距離了 40mm的平面。根據(jù)圖17 圖19可知，在安裝有基板1900的發(fā)光元件200的周邊、即Z軸坐標(biāo)為O 170的范圍內(nèi)，照度比以往上升。在使用黑色保持件的現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)光元件200的周邊整體暗，從照明用透鏡100射出的光開始射到被照射面801a (對(duì)置被照射面801b)的附近處產(chǎn)生亮線(在圖17上以虛線示出的線)。此時(shí)，照射光量少的區(qū)域以及從照明用透鏡100所射出的光開始射到被照射面801a (對(duì)置被照射面801b)的區(qū)域之間的對(duì)比度強(qiáng)，因此上述亮線顯著。與此不同，如本實(shí)施方式那樣將保持件900以透明材料形成的情況下，能夠提高發(fā)光元件200周邊的照度，因此上述對(duì)比度弱，亮線也難以被識(shí)別。因此，亮線變得難以被識(shí)別，從而該區(qū)域也能夠作為顯示區(qū)域使用，因此能夠使被照射面中的框邊緣部分變窄。(本實(shí)施方式的效果)這樣，在本實(shí)施方式中，將發(fā)光元件與使所入射的光向被照射面均衡地分開射出的多個(gè)光束控制部件相組合并以規(guī)定的方向排列，從而能夠使從出射面部射出的光擴(kuò)展到寬范圍，能夠抑制照度不均的產(chǎn)生。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，使從發(fā)光元件射出而入射來的光的一部分從作為與光軸平行的壁面的第三出射面部射出，從而能夠縮短助行距離，使被照射面處的框邊緣部分變窄，能夠提高在被照射面中記載圖形或文字等的空間的自由度。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，通過將容納照明用透鏡的保持件做成透明，能夠從用于本發(fā)明的照明裝置的發(fā)光裝置射出對(duì)發(fā)光裝置近傍的被照射面進(jìn)行照明的光，因此即使在將照明用透鏡容納在保持件中的情況下，也能夠縮短助行距離。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，通過經(jīng)由透明的保持件對(duì)被照射面進(jìn)行照明，能夠減弱被照射面的對(duì)比度，因此能夠使被照射面處的框邊緣部分變窄，能夠提高在被照射面中記載圖形或文字等的空間的自由度。此外，在上述實(shí)施方式中，利用發(fā)光裝置對(duì)相對(duì)的被照射面和對(duì)置被照射面進(jìn)行了照明，但本發(fā)明不限于此，也可以通過發(fā)光裝置對(duì)I個(gè)被照射面進(jìn)行照明。此外，將所有的照明用透鏡排列成在第一出射面部位于由發(fā)光裝置照明的被照射面?zhèn)取Ａ硗?，在與被照明的被照射面對(duì)置的對(duì)置被照射面設(shè)置反射板，從而能夠提高被照射面的照度。另外，在上述實(shí)施方式中，將照明用透鏡容納在保持件中而安裝在基板上，但本發(fā)明不限于此，也可以將照明用透鏡直接安裝在基板上。另外，關(guān)于相對(duì)于被照射面的照明用透鏡的出射面部的方向，示出了第一出射面部與第二出射面部交替排列的情況，但本發(fā)明不限于此，也可以將所有的照明用透鏡的第一出射面部朝向被照射面?zhèn)扰帕?。另外，能夠?qū)⑺姓彰饔猛哥R的第一出射面部朝向設(shè)有反射板的對(duì)置被照射面?zhèn)扰渲?，由從照明用透鏡直接照射的光和來自反射板的反射光對(duì)被照射面進(jìn)行照明。
2010年7月14日提交的日本專利申請?zhí)卦?010 — 159852所包含的說明書、附圖和摘要中的公開內(nèi)容全部引用于本申請中。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的照明裝置適合于控制從發(fā)光元件所射出的光的配光特性。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，包括多個(gè)發(fā)光裝置，其包括發(fā)光元件以及控制從該發(fā)光元件所射出的光的行進(jìn)方向的光束控制部件，并且以規(guī)定的間隔排列；被照射面部，其被從所述光束控制部件所射出的光所照明；以及對(duì)置被照射面部，其被配置成與所述被照射面部對(duì)置，其中，所述發(fā)光裝置的所述光束控制部件和所述發(fā)光元件被配置成，所述光束控制部件的中心軸與所述發(fā)光元件的光軸相一致，所述被照射面部被配置成，從所述光束控制部件射出的光中相對(duì)于所述光軸的射出角度越大的光，射入所述被照射面部的入射角越小，所述光束控制部件包括入射部，使從所述發(fā)光元件射出的光入射；全反射面部，其對(duì)從所述入射部所入射的光的一部分進(jìn)行全反射；以及出射面部，其將由所述全反射面部所反射的光和從所述入射部直接到達(dá)的光控制成具有所期望的配光特性的光而將其射出，所述入射部包括第一入射面部，其形成在將所述光束控制部件的與所述發(fā)光元件對(duì)置的底面凹入內(nèi)部而成的凹處的內(nèi)頂面上；以及第二入射面部，位于從該第一入射面部的外邊緣到所述凹處的開口邊緣之間，所述全反射面部以包圍所述光軸的方式形成在所述底面和所述出射面部之間，且使主要從所述入射部中的所述第二入射面部入射的光向所述出射面部進(jìn)行全反射，所述出射面部包括第一出射面部，其是在角度Θ的第一角度區(qū)域、即-ΘI < Θ ( ΘI中，以所述中心軸為旋轉(zhuǎn)軸使母線旋轉(zhuǎn)而形成的面，其中，所述母線是所述出射面部與正交于所述被照射面部且包含所述中心軸的剖面的交線，所述角度Θ是所述母線相對(duì)于所述剖面的角度；第二出射面部，其形成在所述角度Θ的第二角度區(qū)域、S卩Θ1彡Θ彡180°和-180° ( θ <-θ 1，從而與所述第一出射面部形成在所述出射面部處的所述角度Θ的全角度區(qū)域、即0° ( Θ < 360°的情況相比，使向所述被照射面部與對(duì)置被照射面部中的所述第一出射面部側(cè)的一方射出的光束更多；以及第三出射面部，其由所述第一出射面部與所述第二出射面部之間的臺(tái)階差形成。
2.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中，所述第二出射面部形成為從所述中心軸越接近端部，所述臺(tái)階差越大。
3.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中，所述Θ I為90°。
4.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中，所述被照射面部和所述對(duì)置被照射面部中的一個(gè)是光透射面，另一個(gè)是反射面。
5.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中，所述第一出射面部位于所述被照射面部側(cè)的所述發(fā)光裝置與所述第二出射面部位于所述被照射面?zhèn)鹊乃霭l(fā)光裝置，以相鄰的方式排列。
6.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中，多個(gè)所述發(fā)光裝置全部被排列成，所述第一出射面部位于所述被照射面部側(cè)或所述對(duì)置被照射面部側(cè)。
7.如權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中，還包括透明的保持件，該保持件用于容納所述光束控制部件。
全文摘要
提供一種照明裝置，其抑制配置在規(guī)定位置上的被照射面中的照度不均的產(chǎn)生。在該照明裝置中，出射面部(102)包括第一出射面部(102a)，其是在與被照射面(801a)正交而且與包含照明用透鏡(100)的中心軸的剖面之間的交線即母線的、對(duì)于剖面的角度θ的第一角度區(qū)域(-θ1≤θ≤θ1)中，將所述中心軸作為旋轉(zhuǎn)軸而使所述母線旋轉(zhuǎn)形成的面；第二出射面部(102b)，其形成在所述角度θ的第二角度區(qū)域(θ1≤θ≤180°和-180°≤θ≤-θ1)，以使得與在出射面部(102)處的所述角度θ的全角度區(qū)域(0°θ＜360°)形成有第一出射面部(102a)的情況相比，向被照射面(801a)射出的光束多；以及第三出射面部(102c)，其由第一出射面部(102a)與第二出射面部(102b)之間的臺(tái)階差形成。
文檔編號(hào)F21V5/00GK103003621SQ20118003434
公開日2013年3月27日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者高鳥洋, 關(guān)晃伸, 河原紀(jì)之 申請人:恩普樂股份有限公司