特許 7467825 発光装置、照明装置及び光学部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】発光装置、照明装置及び光学部材

(51)【国際特許分類】

   F21S 8/02 20060101AFI20240409BHJP

   F21V 8/00 20060101ALI20240409BHJP

   H01L 33/58 20100101ALI20240409BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20240409BHJP

【ＦＩ】

F21S8/02 410

F21V8/00 310

H01L33/58

F21Y115:10

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2023003926

(22)【出願日】2023-01-13

(62)【分割の表示】P 2018205312の分割

【原出願日】2018-10-31

(65)【公開番号】P2023052393

(43)【公開日】2023-04-11

【審査請求日】2023-02-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100172188

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 敬人

(72)【発明者】

【氏名】島 康平

(72)【発明者】

【氏名】河野 洋平

【審査官】山崎 晶

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１０３５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６２４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－００８５６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ８／０２

Ｆ２１Ｖ ８／００

Ｈ０１Ｌ ３３／５８

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１以上の第１発光素子と、
複数の第２発光素子と、
前記第１発光素子に対応する位置に配置され、前記第１発光素子から入射した光を集光する第１集光部と、
前記第１集光部の周囲に配置され、前記第１発光素子から出射し前記第１集光部に入射しない光を集光する第２集光部と、
前記第２集光部の周囲に配置され、前記複数の第２発光素子に対応する位置に配置され、前記複数の第２発光素子のそれぞれから入射した光を内部で全反射させて外部を経由することなく導光する第１導光部と、
を備え、
前記第１導光部から出射する光の半値角は、前記第１集光部から出射する光の半値角よりも大きく、
前記第２集光部と前記第１導光部との境界と光出射面との距離は、前記第２集光部と前記第１集光部との境界と前記光出射面との距離よりも短い発光装置。

【請求項2】

前記第１導光部は透明部材であり、前記第２発光素子から出射した光を拡散させて出射させる請求項１記載の発光装置。

【請求項3】

前記第２集光部は、光が入射する内面と、前記内面から入射した光の少なくとも一部を全反射させる外面と、を有した透明部材である請求項１または２に記載の発光装置。

【請求項4】

１以上の第３発光素子と、
前記第１導光部の周囲に配置され、前記第３発光素子に対応する位置に配置され、第３光入射領域に入射した光を導光する第２導光部をさらに備え、
前記第２導光部から出射する光の半値角は、前記第１導光部から出射する光の半値角よりも大きい請求項１～３のいずれか１つに記載の発光装置。

【請求項5】

凸レンズである第１集光部と、
前記第１集光部の周囲に配置され、内面と外面とを有し、前記外面は光が出射する面に対して外向きに湾曲している第２集光部と、
前記第２集光部の周囲を環状に囲む筒状部材である第１導光部と、
前記第１集光部に対応する位置に配置された、１以上の第１発光素子と、
前記第１導光部に対応する位置に配置された、１以上の第２発光素子と、
を備え、
前記第２集光部と前記第１導光部との境界と前記光が出射する面との距離は、前記第２集光部と前記第１集光部との境界と前記光が出射する面との距離よりも短い発光装置。

【請求項6】

前記外面の最小曲率半径は、０．６ｍｍ以上、かつ、２８ｍｍ以下である請求項５記載の発光装置。

【請求項7】

前記第１導光部の周囲を環状に囲む筒状部材である第２導光部と、
前記第２導光部に対応する位置に配置された、１以上の第３発光素子と、
をさらに備え、
前記第１導光部及び第２導光部は、それぞれ、光が出射する面に対して垂直な面の断面形状が台形である透明部材であり、前記第２導光部のテーパー角は前記第１導光部のテーパー角よりも小さい請求項５または６に記載の発光装置。

【請求項8】

前記第１導光部のテーパー比は、０より大きく、かつ、０．５４以下である請求項７記載の発光装置。

【請求項9】

前記第２導光部のテーパー比は、０以上、かつ、０．１以下である請求項７または８に記載の発光装置。

【請求項10】

前記第１集光部は凸レンズであり、前記第１導光部は前記凸レンズの周囲に環状に配置された透明部材である請求項１～９のいずれか１つに記載の発光装置。

【請求項11】

前記凸レンズの最小曲率半径は、０．３ｍｍ以上、かつ、１３ｍｍ以下である請求項１０記載の発光装置。

【請求項12】

前記第２発光素子から出射される光の色温度は、前記第１発光素子から出射される光の色温度とは異なる請求項１～１１のいずれか１つに記載の発光装置。

【請求項13】

請求項１～１２のいずれか１つに記載の発光装置と、
前記発光装置から出射した光が入射する位置に配置された拡散板と、
前記発光装置及び前記拡散板の側面を覆うカバー部材と、
を備えた照明装置。

【請求項14】

第１光入射領域に入射した光を集光する第１集光部と、
前記第１集光部の周囲に配置され、前記第１光入射領域に対向する位置から出射し前記第１集光部に入射しない光を集光する第２集光部と、
前記第２集光部の周囲に配置され、複数の発光素子のそれぞれから第２光入射領域に入射した光を内部で全反射させて外部を経由することなく導光する第１導光部と、
を備え、
前記第１導光部から出射する光の半値角は、前記第１集光部から出射する光の半値角よりも大きく、
前記第２集光部と前記第１導光部との境界と光出射面との距離は、前記第２集光部と前記第１集光部との境界と前記光出射面との距離よりも短い光学部材。

【請求項15】

第１集光部と、
前記第１集光部の周囲に配置され、内面と外面とを有し、前記外面は光が出射する面に対して外向きに湾曲している第２集光部と、
前記第２集光部の周囲を環状に囲む筒状部材である第１導光部と、
を備えた光学部材。

【請求項16】

前記第１集光部、前記第２集光部及び前記第１導光部が透明材料により一体的に形成された請求項１４または１５に記載の光学部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施形態は、発光装置、照明装置及び光学部材に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、配光角の切替が可能な照明装置が要望されている。例えば、１つの照明装置により、ある状況では配光角を大きくして室内全体を照明し、他の状況では配光角を小さくして狭い範囲を照明することが要求されている。このような照明装置を実現する手段として、機械的な手段によって光源と光学系の位置関係を変化させることが考えられる。しかしながら、このような機械的な手段を設けた照明装置は、大型であり、高コストであり、切替に時間を要し、さらに、インテリア性を低下させるという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－３３５１０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

実施形態は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって、機械的な手段を用いずに配光角の切替が可能な照明装置、並びに、この照明装置に用いる発光装置及び光学部材を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る発光装置は、１以上の第１発光素子と、１以上の第２発光素子と、前記第１発光素子に対応する位置に配置され、前記第１発光素子から入射した光を集光する第１集光部と、前記第１集光部の周囲に配置され、前記第１発光素子から出射し前記第１集光部に入射しない光を集光する第２集光部と、前記第２集光部の周囲に配置され、前記第２発光素子に対応する位置に配置され、前記第２発光素子から入射した光を内部で全反射させて導光する第１導光部と、を備える。前記第１導光部から出射する光の半値角は、前記第１集光部から出射する光の半値角よりも大きい。

【0006】

また、他の実施形態に係る発光装置は、凸レンズである第１集光部と、前記第１集光部の周囲に配置され、内面と外面とを有し、前記外面は光が出射する面に対して外向きに湾曲している第２集光部と、前記第２集光部の周囲を環状に囲む筒状部材である第１導光部と、前記第１集光部に対応する位置に配置された、１以上の第１発光素子と、前記第１導光部に対応する位置に配置された、１以上の第２発光素子と、を備える。

【0007】

実施形態に係る光学部材は、第１光入射領域に入射した光を集光する第１集光部と、前記第１集光部の周囲に配置され、前記第１光入射領域に対向する位置から出射し前記第１集光部に入射しない光を集光する第２集光部と、前記第２集光部の周囲に配置され、第２光入射領域に入射した光を内部で全反射させて導光する第１導光部と、を備え、前記第１導光部から出射する光の半値角は、前記第１集光部から出射する光の半値角よりも大きい。

【0008】

また、他の実施形態に係る光学部材は、第１集光部と、前記第１集光部の周囲に配置され、内面と外面とを有し、前記外面は光が出射する面に対して外向きに湾曲している第２集光部と、前記第２集光部の周囲を環状に囲む筒状部材である第１導光部と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

実施形態によれば、機械的な手段を用いずに配光角の切替が可能な照明装置、並びに、この照明装置に用いる発光装置及び光学部材を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施形態に係る照明装置を示す分解斜視端面図である。

【図2A】第１の実施形態に係る照明装置を示す端面図である。

【図2B】第１の実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。

【図3】光源部を示す平面図である。

【図4A】第１の実施形態に係る光学部材を示す斜視端面図である。

【図4B】第１の実施形態に係る光学部材を示す端面図である。

【図5A】第１の実施形態に係る光学部材を光入射方向から見た平面図である。

【図5B】第１の実施形態に係る光学部材を光出射方向から見た平面図である。

【図5C】第１の実施形態に係る光学部材を示す斜視図である。

【図6】第１発光素子から出射した光の軌跡のシミュレーション結果を示す図である。

【図7】第２発光素子から出射した光の軌跡のシミュレーション結果を示す図である。

【図8】拡散板から出射した光の軌跡とカバー部材との位置関係を示す端面図である。

【図9】第２の実施形態に係る発光装置を示す図である。

【図10A】実施例における第１導光部及び第２導光部の寸法を示す図である。

【図10B】横軸に中心からの角度をとり、縦軸に光度をとって、実施例の第１導光部から出射した光の分布のシミュレーション結果を示すグラフである。

【図10C】横軸に中心からの角度をとり、縦軸に光度をとって、実施例の第２導光部から出射した光の分布のシミュレーション結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

＜第１の実施形態＞
先ず、第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る照明装置を示す分解斜視端面図である。
図２Ａは、本実施形態に係る照明装置を示す端面図である。
図２Ｂは、本実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。

【0012】

先ず、本実施形態に係る照明装置１の構成を概略的に説明する。照明装置１は、光源部１０、光学部材２０、拡散板３０及びカバー部材４０を備える。光源部１０及び光学部材２０により、発光装置５０が構成されている。

【0013】

光源部１０は、１以上の第１発光素子１１と、１以上の第２発光素子１２を有する。光学部材２０は、第１集光部２２、第２集光部２３、第１導光部２４を有する。第１集光部２２は第１発光素子１１に対応する位置に配置され、第１発光素子１１から入射した光を集光する。第２集光部２３は、第１集光部２２の周囲に配置され、第１発光素子１１から出射し第１集光部２２に入射しない光を集光する。第１導光部２４は、第２集光部２３の周囲であって第２発光素子１２に対応する位置に配置され、第２発光素子１２から入射した光を内部で全反射させて導光する。そして、第１導光部２４から出射する光の半値角は、第１集光部２２から出射する光の半値角よりも大きい。

【0014】

拡散板３０は、光源部１０から出射し、光学部材２０を通過した光が入射する位置に配置されている。カバー部材４０は、発光装置５０及び拡散板３０の側面を覆う位置に配置されている。カバー部材４０の形状は略筒状であり、その内面において、拡散板３０を通過した光の一部を反射する。

【0015】

以下、詳細に説明する。
図３は、光源部１０を示す平面図である。
光源部１０には、１枚の配線基板１５が設けられている。配線基板１５の形状は略円板状である例を図示しているが、これに限定されない。配線基板１５は、例えば、樹脂材料からなる母材中に配線が設けられている。第１発光素子１１及び第２発光素子１２は、配線基板１５の実装面１５ａ上に搭載されている。

【0016】

第１発光素子１１は、例えば４個設けられており、配線基板１５の中心付近に配置されている。第２発光素子１２は、例えば１３個設けられており、４個の第１発光素子１１を囲む領域に円状に配置されている。ここでは、第１発光素子１１の数が４個であり、第２発光素子１２の数が１３個である例を示したが、これには限定されない。配線基板１５の中心付近に第１発光素子１１が配置され、第１発光素子１１を囲むように第２発光素子１２が配置されていれば、配置される数は問わない。第１発光素子１１及び第２発光素子１２は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）である。第１発光素子１１と第２発光素子１２とは、相互に独立して点灯させることができる。

【0017】

図４Ａは、本実施形態に係る光学部材２０を示す斜視端面図である。
図４Ｂは、本実施形態に係る光学部材２０を示す端面図である。
図５Ａは、本実施形態に係る光学部材２０を光入射方向から見た平面図である。
図５Ｂは、本実施形態に係る光学部材２０を光出射方向から見た平面図である。
図５Ｃは、本実施形態に係る光学部材２０を示す斜視図である。

【0018】

光学部材２０は、透明材料により一体的に形成された透明部材である。光学部材２０の形状は概ね、中心軸Ｃを回転軸とした回転体であり、光入射面２１と光出射面２９を有する。光入射面２１は光源部１０に対向している。後述するように、光学部材２０の光入射面２１には凹凸が形成されており、この凹凸により光学的な機能を実現している。光出射面２９は中心軸Ｃに対して直交した平面である。以下、光学部材２０の中心軸Ｃが延びる方向のうち、光出射面２９から光入射面２１に向かう方向を「光入射方向」といい。光入射面２１から光出射面２９に向かう方向を「光出射方向」という。

【0019】

光入射面２１の中央部には、光入射方向に突出した第１集光部２２が設けられている。第１集光部２２は、光源部１０の第１発光素子１１に対応する位置に配置されており、例えば、第１発光素子１１に対向する位置に配置されている。第１集光部２２の形状は凸レンズ状であり、例えば、回転楕円体の一部である。第１集光部２２の外面２２ａは凸状の曲面である。外面２２ａの最小曲率半径は、０．３ｍｍ以上、かつ、１３ｍｍ以下である。外面２２ａの最小曲率半径は、例えば、中心軸Ｃを含む断面において計測することができる。

【0020】

第１集光部２２の周囲には、第２集光部２３が設けられている。第２集光部２３の形状は、頂上部が陥没した略円錐体状である。第２集光部２３は、光源部１０における第１発光素子１１と第２発光素子１２の間の領域に対向している。第２集光部２３の表面は、内面２３ａ、上面２３ｂ、外面２３ｃを含んでいる。

【0021】

内面２３ａは第１集光部２２の外面２２ａと接しており、光入射方向に向かうにつれて中心軸Ｃから離れるように傾斜している。上面２３ｂは内面２３ａの周囲に配置され、内面２３ａと接している。上面２３ｂは光出射面２９に対して平行な円環状の平面である。外面２３ｃは上面２３ｂの周囲に配置され、上面２３ｂと接している。外面２３ｃは、光出射方向に向かうにつれて中心軸Ｃから離れるように傾斜している。また、外面２３ｃは、光出射面２９に対して外向きに、すなわち、光入射方向に向けて凸となるように湾曲している。外面２３ｃの最小曲率半径は、０．６ｍｍ以上、かつ、２８ｍｍ以下である。外面２３ｃの最小曲率半径も、例えば、中心軸Ｃを含む断面において計測することができる。

【0022】

第２集光部２３の周囲には、第１導光部２４が設けられている。第１導光部２４の形状は、第２集光部２３の周囲を環状に囲む筒状である。第１導光部２４は、光出射面２９に対して垂直な面、例えば、中心軸Ｃを含む面の断面形状が台形である。第１導光部２４の表面は、内面２４ａ、上面２４ｂ、外面２４ｃを含んでいる。

【0023】

内面２４ａは第２集光部２３の外面２３ｃと接しており、光入射方向に向かうにつれて中心軸Ｃから離れるように傾斜している。第２集光部２３の外面２３ｃと第１導光部２４の内面２４ａとの境界線２８ａは、第１集光部２２の外面２２ａと第２集光部２３の内面２３ａとの境界線２８ｂよりも、光出射方向側に位置している。すなわち、境界線２８ａと光出射面２９との距離は、境界線２８ｂと光出射面２９との距離よりも短い。

【0024】

上面２４ｂは内面２４ａの周囲に配置され、内面２４ａと接している。上面２４ｂは光出射面２９に対して平行な円環状の平面である。上面２４ｂは、光源部１０の第２発光素子１２に対応する位置に配置されており、例えば、第２発光素子１２に対向する位置に配置されている。第２集光部２３の上面２３ｂと第１導光部２４の上面２４ｂとは、同一平面上に位置している。外面２４ｃは、光出射面２９に対し垂直でもよく、光出射方向に向かうにつれて中心軸Ｃから離れる方向に傾斜していてもよい。

【0025】

第１導光部２４の周囲には、平板部２５が設けられている。平板部２５の形状は、第１導光部２４の周囲を囲む形状であればよく、好ましくは円環板状である。平板部２５の上面２５ａは、光学部材２０の光出射面２９に対して平行であり、中心軸Ｃに対して直交した平面である。

【0026】

光入射面２１は、全体が光出射方向から直接的に見える位置及び角度で配置されている。すなわち、第１集光部２２の外面２２ａ、第２集光部２３の内面２３ａ、上面２３ｂ、外面２３ｃ、第１導光部２４の内面２４ａ、上面２４ｂ、外面２４ｃ、平板部２５の上面２５ａは、全て光出射面２９に対向している。このため、光学部材２０は、射出成型等により作製することができる。例えば、光出射面２９側が開口した型に透明樹脂を流し込んで固化させ、光出射方向に引き出すことにより、光学部材２０を成形することができる。

【0027】

拡散板３０は、透明材料、例えば、ガラス又は樹脂材料からなり、入射する光を拡散させて透過する。光を拡散させる構造は、拡散板３０の一方又は両方の表面には微細な凹凸を設けたり、拡散板３０の中に屈折率の異なる材料を分散させることによって拡散板３０に設けられている。拡散板３０の形状は光出射面２９を覆う形状であればよく、好ましくは円板状である。拡散板３０は、光学部材２０の光出射面２９側に配置されており、例えば、光出射面２９に接している。

【0028】

カバー部材４０は、鍔部４１、収納部４２、コーン部４３を有する。カバー部材４０は、不透明材料、例えば、白色樹脂材料、暗色樹脂材料又は金属材料により形成されている。カバー部材４０の形状は概ね回転体であり、カバー部材４０の中心軸は光学部材２０の中心軸Ｃと略一致する。

【0029】

鍔部４１の形状は、例えば、円環板状である。鍔部４１は、照明装置１を取付対象部材、例えば、部屋の天井１００に対して固定するための部分である。収納部４２の形状は、上面の全体と底面の中央部分が開口した円筒状であり、光源部１０、光学部材２０、拡散板３０を内部に収納する。拡散板３０の外周部は、光学部材２０の平板部２５と、カバー部材４０の収納部４２の底面により挟まれて固定される。コーン部４３の形状は、収納部４２から離れるにつれて直径が大きくなる円錐台形状である。コーン部４３の上面及び底面は開口しており、コーン部４３の内部は収納部４２の内部と連通している。コーン部４３の内面は、カバー部材４０が白色材料からなる場合は光を乱反射し、カバー部材４０が暗色材料からなる場合は光を吸収する。

【0030】

次に、本実施形態に係る照明装置１の動作について説明する。
図６は、第１発光素子から出射した光の軌跡のシミュレーション結果を示す図である。
図７は、第２発光素子から出射した光の軌跡のシミュレーション結果を示す図である。
図８は、拡散板から出射した光の軌跡とカバー部材との位置関係を示す端面図である。

【0031】

第１発光素子１１が点灯すると、第１発光素子１１から出射した光の一部は、光学部材２０の第１集光部２２の外面２２ａに入射する。外面２２ａは、第１集光部２２に光が入射する第１光入射領域である。以下、第１集光部２２に入射した光を「光Ｌ１」という。光Ｌ１は、凸レンズ形状の第１集光部２２によって集光されて、光出射面２９から出射する。第１集光部２２から出射した光Ｌ１の半値角θ_ＨＷ１は、例えば、２４°である。

【0032】

第１発光素子１１から出射した光の残部、すなわち、第１発光素子１１から出射し、第１集光部２２に入射しなかった光は、第２集光部２３の内面２３ａに入射する。以下、第２集光部２３に入射した光を「光Ｌ２」という。光Ｌ２は、第２集光部２３内を通過し、少なくとも一部が外面２３ｃにおいて全反射されて、光出射面２９から出射する。外面２３ｃは、光出射面２９に対して外向きに湾曲しているため、光Ｌ２は外面２３ｃにおいて全反射されることにより、集光される。

【0033】

第２発光素子１２が点灯すると、第２発光素子１２から出射した光の大部分は、光学部材２０の第１導光部２４の上面２４ｂに入射する。上面２４ｂは、第１導光部２４に光が入射する第２光入射領域である。以下、第１導光部２４に入射した光を「光Ｌ３」という。光Ｌ３の少なくとも一部は、第１導光部２４の内面２４ａと外面２４ｃとで全反射を繰り返すことにより、第１導光部２４の内部を導光されると共に拡散されて、光出射面２９から出射する。第１導光部２４から出射した光Ｌ３の半値角θ_ＨＷ２は、例えば、６８°である。光学部材２０の第１導光部２４から出射する光Ｌ３の半値角θ_ＨＷ２は、第１集光部２２から出射する光Ｌ１の半値角θ_ＨＷ１よりも大きい。すなわち、θ_ＨＷ２＞θ_ＨＷ１である。

【0034】

このように、照明装置１においては、第１発光素子１１を点灯させると、第１集光部２２によって集光された光Ｌ１、及び、第２集光部２３によって集光された光Ｌ２が、照明装置１から出射する。これにより、半値角が小さい光を得ることができる。一方、第２発光素子１２を点灯させると、第１導光部２４によって拡散された光Ｌ３が照明装置１から出射する。これにより、半値角が大きい光を得ることができる。このように、照明装置１は、点灯させる発光素子を切り替えることにより、出射光の配光角を切り替えて、照明範囲を変えることができる。

【0035】

光学部材２０の光出射面２９から出射した光は、拡散板３０を通過する際に散乱される。これにより、使用者に第１発光素子１１又は第２発光素子１２が直接見えてしまうことによる「粒感」を軽減すると共に、光の出射角度に起因した「色ムラ」や「グレア」を軽減することができる。そして、拡散板３０から出射した光はカバー部材４０のコーン部４３内に入射する。拡散板３０から出射した光の一部は、コーン部４３の内面に到達する。特に、配線基板１５の実装面１５ａに対する角度が３０°以下の方向に進む光は、必ずコーン部４３の内面に到達する。なお、光Ｌ４は、拡散板３０におけるコーン部４３内に露出した部分の端から、実装面１５ａに対して３０°の角度で出射し、コーン部４３の中心軸を通過する光の軌跡を示している。コーン部４３は、光Ｌ４がコーン部４３の内面に入射するように、設計されている。コーン部４３の内面が白色材料からなる場合は、コーン部４３の内面に到達した光はコーン部４３の内面によって乱反射され、照明装置１の外部に出射する。コーン部４３の内面が暗色材料からなる場合は、コーン部４３の内面に到達した光はコーン部４３の内面によって吸収される。拡散板３０から出射した光の他の一部は、コーン部４３の内面には到達せずに、直接照明装置１の外部に出射する。

【0036】

次に、本実施形態の効果について説明する。
照明装置１においては、機械的な手段を設けることなく、電気的な手段のみで配光角を切り替えることができる。このため、照明装置１の小型化及び低コスト化を図ることができる。また、機械的な動作がないため、切替に時間を要さず、騒音が発生することもなく、信頼性も高い。さらに、照明装置１の外観を、配光角の切替が可能であることがわからないような外観とすることができるため、部屋の天井１００に取り付けてダウンライトとして使用する場合等に、インテリア性を向上させることができる。

【0037】

また、１つの光学部材２０を用いて、狭角照明と広角照明の双方を実施することができるため、照明装置１のコストをより一層低減することができる。上述の如く、射出成型法等によって光学部材２０を形成すれば、コストをより低減できる。また、使用者から見て、狭角照明時と広角照明時で発光領域の位置及び面積がほとんど変わらないため、狭角照明と広角照明を切り替えたときの不連続感が少ない。

【0038】

さらに、照明装置１においては、拡散板３０から出射した光のうち、配線基板１５の実装面１５ａに対する角度が３０°以下の方向に進む光は、カバー部材４０が白色材料からなる場合はコーン部４３の内面によって乱反射され、カバー部材４０が暗色材料からなる場合はコーン部４３の内面で吸収されるため、拡散板３０から照明装置１の外部に直接出射することがない。これにより、第１発光素子１１及び第２発光素子１２から浅い角度で出射した光が直接使用者の目に入ることを防止でき、グレアを抑えることができる。また、照明装置１においては、狭角照明用の光Ｌ１及びＬ２と、広角照明用の光Ｌ３とを、１つの光学部材２０から出射させることができるため、発光面積を低減することができる。これにより、３０°以下の光を遮断しつつ、コーン部４３の高さを低くすることができ、照明装置１全体をコンパクトにすることができる。

【0039】

なお、第１発光素子１１と第２発光素子１２は、同時に点灯させてもよい。これにより、例えば、第２発光素子１２によって部屋全体を照明しつつ、第１発光素子１１によって机などの作業空間をより明るく照明することができる。この場合に、第１発光素子１１が出射する光の色温度と、第２発光素子１２が出射する光の色温度を、相互に異ならせてもよい。例えば、第２発光素子１２から出射する光の色温度を２７００Ｋ（ケルビン）として部屋全体を電球色の光で照明しつつ、第１発光素子１１から出射する光の色温度を６５００Ｋとして机の上を白色の光で照明してもよい。

【0040】

また、センサーを用いて人を感知することで、狭角照明と広角照明を切り替えてもよい。例えば、机などの作業空間の付近に人がいないときは、第２発光素子１２のみを点灯させて部屋全体を照明し、作業空間に人がいるときは、第１発光素子１１及び第２発光素子１２の双方を点灯させて、作業空間を重ねて照明してもよい。または、例えば、部屋が無人のときは第１発光素子１１及び第２発光素子１２の双方を消灯させておき、部屋の入口に人が現れたときは、第１発光素子１１のみを点灯させて、入口付近のみを局所的に照明してもよい。

【0041】

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。
図９は、本実施形態に係る発光装置を示す図である。
なお、以下の説明においては、原則として、第１の実施形態との相違点のみを説明する。以下に説明する事項以外は、第１の実施形態と同様である。後述する他の実施形態についても同様である。

【0042】

本実施形態に係る発光装置５０ａは、第１の実施形態に係る発光装置５０の構成に加えて、光源部１０ａに１以上の第３発光素子１３が設けられており、光学部材２０ａに第２導光部２６及び平板部２７が設けられている。

【0043】

第３発光素子１３は、例えば複数設けられており、配線基板１５の実装面１５ａ上における第２発光素子１２が配置されている領域を囲む領域に、円状に配置されている。第３発光素子１３は、例えば、ＬＥＤである。第３発光素子１３は、第１発光素子１１及び第２発光素子１２から独立して点灯させることができる。

【0044】

第２導光部２６は、平板部２５の外側に設けられている。第２導光部２６は、第１導光部２４の周囲を環状に囲む透明な筒状部材である。第２導光部２６は、第３発光素子１３に対応する位置に配置されており、例えば、第３発光素子１３に対向する位置に配置されている。

【0045】

第２導光部２６の表面は、内面２６ａ、上面２６ｂ、外面２６ｃを含んでいる。内面２６ａは平板部２５の上面２５ａと接しており、例えば、中心軸Ｃに対して平行である。上面２６ｂは内面２６ａの周囲に配置され、内面２６ａと接している。上面２６ｂは光出射面２９に対して平行な円環状の平面であり、第３発光素子１３に対向している。上面２６ｂは、第２集光部２３の上面２３ｂ及び第１導光部２４の上面２４ｂと同じ平面上に位置している。外面２６ｃは、上面２６ｂに接し、例えば、中心軸Ｃに対して平行である。第２導光部２６は、光出射面２９に対して垂直な面、例えば、中心軸Ｃを含む面の断面形状が長方形である。なお、第２導光部２６の断面形状は、長方形以外の台形であってもよい。

【0046】

第２導光部２６の内面２６ａ及び外面２６ｃのテーパー角、すなわち、中心軸Ｃとの角度は、第１導光部２４の内面２４ａ及び外面２４ｃのテーパー角よりも小さい。従って、第２導光部２６のテーパー比は、第１導光部２４のテーパー比よりも小さい。導光部の「テーパー比」とは、導光部の光入射面２１側の端面の幅をＷｉｎとし、光出射面２９側の端面の幅をＷｏｕｔとし、導光部の中心軸Ｃに沿った長さをＨとしたとき、（Ｗｏｕｔ－Ｗｉｎ）／Ｈで定義される値である。第１導光部２４の光入射面２１側の端面は上面２４ｂであり、光出射面２９側の端面は境界線２８ａと平板部２５の上面２５ａとを結ぶ平面であり、第２導光部２６の光入射面２１側の端面は上面２６ｂであり、光出射面２９側の端面は平板部２５の上面２５ａと平板部２７の上面２７ａとを結ぶ平面である。例えば、第１導光部２４のテーパー比は０より大きく、かつ、０．５４以下であり、第２導光部２６のテーパー比は０以上、かつ、０．１以下である。これにより、第２導光部２６から出射する光の半値角は、第１導光部２４から出射する光の半値角よりも大きくなる。

【0047】

平板部２７は、第２導光部２６の外側に設けられている。平板部２７の上面２７ａは、光出射面２９に対して平行な円環状の平面である。平板部２７の厚さは、例えば、平板部２５の厚さと略同じである。第２導光部２６及び平板部２７を含む光学部材２０ａは、透明材料により一体的に形成されている。

【0048】

次に、本実施形態に係る照明装置の動作について説明する。
第３発光素子１３を点灯させると、第３発光素子１３から出射した光の大部分は、第２導光部２６の上面２６ｂに入射する。上面２６ｂは、第２導光部２６に光が入射する第３光入射領域である。上面２６ｂから第２導光部２６内に入射した光の少なくとも一部は、内面２６ａと外面２６ｃで全反射を繰り返し、第２導光部２６内を伝播し、光出射面２９から出射する。第２導光部２６から出射する光の半値角θ_ＨＷ３は、第１導光部２４から出射する光の半値角θ_ＨＷ２よりも大きい。すなわち、θ_ＨＷ３＞θ_ＨＷ２＞θ_ＨＷ１である。

【0049】

次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態によれば、第３発光素子１３を点灯することにより、第１発光素子１１又は第２発光素子１２を点灯した場合よりも、半値角が大きい光を得ることができる。これにより、配光角を３段階に切り替えることができる。

【0050】

次に、実施例に係る照明装置について説明する。
図１０Ａは、本実施例における第１導光部２４及び第２導光部２６の寸法を示す図である。
図１０Ｂは、横軸に中心からの角度をとり、縦軸に光度をとって、本実施例の第１導光部２４から出射した光の分布のシミュレーション結果を示すグラフである。
図１０Ｃは、横軸に中心からの角度をとり、縦軸に光度をとって、本実施例の第２導光部２６から出射した光の分布のシミュレーション結果を示すグラフである。

【0051】

例えば、第１導光部２４の光入射方向側の端部の幅Ｗｉｎを３ｍｍとし、光出射方向側の端部の幅Ｗｏｕｔを６ｍｍとし、第１導光部２４の光出射方向における長さＨを１０．９ｍｍとした場合、半値角θ_ＨＷ２は６８°である。一方、第２導光部２６の光入射方向側の端部の幅Ｗｉｎを３ｍｍとし、光出射方向側の端部の幅Ｗｏｕｔを３ｍｍとし、第２導光部２６の光出射方向における長さＨを１０．９ｍｍとした場合、半値角θ_ＨＷ３は１１２°である。前述の如く、第１集光部２２から出射する光Ｌ１の半値角θ_ＨＷ１は、例えば、２４°である。これらの値を下記表１にまとめて示す。

【0052】

【表1】

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明は、例えば、室内用の照明装置等に利用することができる。

【符号の説明】

【0054】

１：照明装置
１０、１０ａ：光源部
１１：第１発光素子
１２：第２発光素子
１３：第３発光素子
１５：配線基板
１５ａ：実装面
２０、２０ａ：光学部材
２１：光入射面
２２：第１集光部
２２ａ：外面
２３：第２集光部
２３ａ：内面
２３ｂ：上面
２３ｃ：外面
２４：第１導光部
２４ａ：内面
２４ｂ：上面
２４ｃ：外面
２５：平板部
２５ａ：上面
２６：第２導光部
２６ａ：内面
２６ｂ：上面
２６ｃ：外面
２７：平板部
２７ａ：上面
２８ａ、２８ｂ：境界線
２９：光出射面
３０：拡散板
４０：カバー部材
４１：鍔部
４２：収納部
４３：コーン部
５０、５０ａ：発光装置
１００：天井
Ｃ：中心軸
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４：光
θ_ＨＷ１、θ_ＨＷ２、θ_ＨＷ３：半値角

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】