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JP6214151B2 - 照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、発光素子を光源とし、蛍光管などに代えて使用されうる照明装置に関する。
近年、省エネルギーや環境保全の観点から、発光ダイオード(以下「LED」ともいう)を光源とする照明装置(例えば、LED電球やLED蛍光管など)が、電球や蛍光管などに代わる照明装置として使用されるようになってきた(たとえば、特許文献1参照)。
図1は、特許文献1に係る照明装置10の構成を示す図である。図1に示されるように、特許文献1に係る照明装置10は、LEDなどの光源20(発光素子)と、樹脂またはガラスで成形され、光源20から出射された光を伝播する棒状の導光部材30と、導光部材30を覆う光透過性のカバー40とを有する。導光部材30は、その端面(入射面)が光源20に対向するように配置されている。
光源20から出射した光は、入射面から導光部材30内に入射する。導光部材30内に入射した光は、例えば図1の矢印で示されるように、導光部材30の軸方向に沿って進行しながら、導光部材30の外周面から出射する。
特開2009−169157号公報
図1に示されるように、特許文献1の照明装置10では、光源20から出射された光の配光を制御しないで導光部材30に入射させているため、光源20から見て、導光部材30の遠方まで導光する光量が少なくなってしまう。これにより、導光部材30の外周面(発光領域)において輝度ムラができてしまうという問題があった。また、導光部材30は、樹脂またはガラスで成形されているため、照明装置10が重くなり、取り扱いが煩わしいという問題があった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、発光領域における輝度ムラが少なく、かつ軽量な照明装置を提供することを目的とする。
本発明に係る照明装置は、発光素子と、その中心軸が前記発光素子の光軸と重なるように配置された、前記発光素子から出射された光の配光を狭めるように制御する光束制御部材と、前記光軸を前記光束制御部材ごと囲うように配置された、光透過性の材料によって形成され、複数のプリズム列を有し、前記光軸方向に延在する略筒状のプリズム部材と、前記プリズム部材を囲うように配置された、光透過性および光拡散性を有する略筒状の拡散部材と、を有し、複数の前記プリズム列は、前記プリズム部材の外周面に、前記光軸と平行に配置されており、前記発光素子からの出射光は、前記プリズム部材および前記拡散部材を介して出射される、構成を採る。
本発明によれば、発光領域における輝度ムラが少なく、かつ軽量な照明装置を提供することができる。
特許文献1の照明装置の断面図である。 図2A,Bは、実施の形態1に係る照明装置の断面図である。 図2Aの部分拡大図である。 図2Bの部分拡大図である。 実施の形態1に係る照明装置における輝度分布を示すグラフである。 図6A,Bは、実施の形態1の変形例に係る照明装置の断面図である。 図7A,Bは、実施の形態2に係る照明装置の構成を示す図である。 実施の形態2に係る照明装置における輝度分布を示すグラフである。 図9A,Bは、実施の形態2の変形例に係る照明装置の断面図である。 実施の形態2の変形例に係る照明装置における輝度分布を示すグラフである。 図11A,Bは、実施の形態3に係る照明装置の断面図である。 図12A,Bは、実施の形態4に係る照明装置の断面図である。 図13A,Bは、実施の形態5に係る照明装置の断面図である。
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明の照明装置の代表例として、蛍光管に代えて使用されうる照明装置について説明する。以下の説明では、両端に発光素子が配置された照明装置について説明する。
[実施の形態1]
(照明装置の構成)
図2は、実施の形態1に係る照明装置100の断面図である。図2Aは、照明装置100の長軸方向(発光素子110の光軸LA方向)の断面図であり、図2Bは、照明装置100の短軸方向(発光素子110の光軸LAに直交する方向)の断面図である。図3は、図2Aの部分拡大図である。図4は、図2Bの部分拡大図である。
図2および図3に示されるように、照明装置100は、発光素子110と、光束制御部材120と、基板130と、プリズム部材140と、拡散部材150とを有する。発光素子110および光束制御部材120は、発光装置を構成する。照明装置100は、1つまたは2つ以上の発光装置を有している。2つの発光装置を配置する場合、各発光装置は、発光素子110の発光面同士が向かい合うように、対向配置してもよい。
発光素子110は、照明装置100の光源であり、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード(LED)である。
光束制御部材120は、発光素子110から出射された光の配光を狭めるように制御(狭配光化)する。光束制御部材110は、中心軸CAが発光素子110の光軸LAに合致するように、基板130上に配置される。ここで「発光素子110の光軸LA」とは、発光素子110からの立体的な出射光束の中心の光線を意味する。
光束制御部材120は、射出成形により形成されうる。光束制御部材120の材料は、所望の波長の光を通過させ得るものであれば特に限定されない。たとえば、光束制御部材120の材料は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)やポリカーボネート(PC)、エポキシ樹脂(EP)などの光透過性樹脂、またはガラスである。
光束制御部材120は、入射面121、全反射面122、出射面123、フランジ124およびホルダ125を有する。以下の説明では、発光素子110に対向し、光が入射する側を「裏側」といい、発光素子110に対向せず、光を出射する側を「表側」という。また、回転対称の全反射面122の中心軸を「光束制御部材120の中心軸CA」と定義する。
入射面121は、発光素子110から出射した光を光束制御部材120内に入射させる。入射面121は、光束制御部材120の裏側(発光素子110側)に中心軸CAと交わるように形成された凹部の内面である。入射面121は、中心軸CAを中心とする回転対称面である。
全反射面122は、入射面121から入射した光の一部を出射面123(表側)に向けて反射させる。全反射面122は、光束制御部材120の底部の外縁から出射面123の外縁に延びる面である。全反射面122は、基本的には中心軸CAを取り囲むように形成された回転対称面である。全反射面122の直径は、入射面121側から出射面123側に向けて漸増している。全反射面122を構成する母線(中心軸CAを含む断面図における全反射面122)は、外側(中心軸CAから離れる側)に凸の円弧状曲線である。
出射面123は、入射面121から入射した光の一部および全反射面122で反射した光を外部に出射する。出射面123は、光束制御部材120において入射面121の反対側(表側)に位置する面であり、中心軸CAと交わるように形成されている。出射面123は、入射面121から入射した光の一部および全反射面122で反射した光を外部に出射する。出射面123は、中心軸CAを中心とする回転対称面であり、中心軸CAとの交点が裏側からの高さが最も高い頂部126となっている。
ホルダ125は、入射面121、全反射面122および出射面123を有する光束制御部材本体を支持するとともに、基板130に対して光束制御部材本体を位置決めする。ホルダ125は、略円筒形状の部材である。ホルダ125の上端部には、フランジ124が接合されている。
基板130は、発光素子110および光束制御部材120を支持する。基板130は、発光素子110の光軸LAと、光束制御部材120の中心軸CAとが重なるように、発光素子110および光束制御部材120を支持する。基板130は、発光素子110および光束制御部材120を支持する側の表面に、光を反射させる反射面131を有する。反射面131は、正反射面であってもよいし、拡散反射面であってもよい。
プリズム部材140は、発光素子110の光軸LAを光束制御部材120ごと囲うように配置されている、発光素子110の光軸LA方向に延在する筒状の部材である。プリズム部材140は、到達した光の一部を反射することで、光束制御部材120から出射された光をより遠くに導くとともに、到達した光の一部を拡散部材150に向かって透過させる。プリズム部材140の長軸方向に直交する方向の断面形状は、特に限定されない。プリズム部材140の断面形状の例には、円形や多角形などが含まれる。本実施の形態では、プリズム部材140の形状は、円筒形である。
プリズム部材140の両開口端部には、それぞれ発光素子110および光束制御部材120が実装された基板130が配置されている。基板130は、プリズム部材140の中心軸CA1と、発光素子110の光軸LAおよび光束制御部材120の中心軸CAとが重なるようにプリズム部材140の両開口端部に配置される。ここで「プリズム部材140の中心軸CA1」とは、プリズム部材140の長軸方向に直交する方向の断面形状の中心を通り、かつ発光素子110の光軸LAに平行な軸を意味する。
プリズム部材140は、筒の内部から到達した光を再度筒の内部に向けて反射させるための複数のプリズム列141を有する。図4に示されるように、複数のプリズム列141は、プリズム部材140の外周面に、発光素子110の光軸LA(光束制御部材120の中心軸CAおよびプリズム部材140の中心軸CA1)と平行に配置されている。複数のプリズム列141の光軸LAに直交する方向における断面形状は、三角形である。複数のプリズム列141は、それぞれ第1平面142および第2平面143を含むプリズム面を有する。第1平面142と第2平面143とは、交互に連続して配置されている。
光束制御部材120から出射された光の一部は、プリズム部材140の内周面で表面反射される。内周面で表面反射された光は、プリズム部材140の光束制御部材120から離れた領域に到達する。また、光束制御部材120から出射された光の一部は、内周面からプリズム部材140の内部に入射する。そして、内部入射した光うち、所定の角度でプリズム面に入射した光は、第1平面および第2平面の順番(または第2平面および第1平面の順番)で反射することで、内周面に向かって反射する。さらに、内部入射した光のうち、プリズム面で反射される角度以外の角度でプリズム面に入射した光は、外部に透過される。
プリズム部材140の材料は、光透過性を有するものであれば特に限定されない。たとえば、プリズム部材140の材料は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、スチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂(MS)などの光透過性樹脂、またはガラスである。
拡散部材150は、プリズム部材140の外側に位置し、発光素子110の光軸LAおよびプリズム部材140を囲うように配置されている、発光素子110の光軸LA方向に延在する筒状の部材である。拡散部材150は、プリズム部材140を透過した光を拡散させつつ、外部に向かって透過させる。拡散部材150の長軸方向に直交する方向の断面形状は、特に限定されない。拡散部材150の断面形状の例には、円形や多角形などが含まれる。プリズム部材140および拡散部材150の断面形状は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施の形態では、拡散部材150の形状は、円筒形である。
光軸LA方向の拡散部材150の長さは、光軸LA方向のプリズム部材140と同じである。すなわち、拡散部材150の両開口端部にも、それぞれ発光素子110および光束制御部材120が実装された基板130が配置される。プリズム部材140の中心軸CA1と、発光素子110の光軸LAと、光束制御部材120の中心軸CAと、拡散部材150の中心軸CA2とは一致している。ここで「拡散部材150の中心軸CA2」とは、拡散部材150の長軸方向に直交する方向の断面形状の中心を通り、かつ発光素子110の光軸LAに平行な軸を意味する。
拡散部材150の材料は、特に限定されない。たとえば、拡散部材150の材料は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、スチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂(MS)などの光透過性樹脂、またはガラスである。光拡散性を付与するため、拡散部材150の表面に微細な凹凸が形成されているか、または拡散部材150の内部にビーズなどの光拡散子が分散している。
プリズム部材140および拡散部材150は、接触していてもよいし、離間していてもよい。プリズム部材140および拡散部材150が離間している場合、プリズム部材140および拡散部材150は、それぞれ筒形状を維持することができる程度に剛性を有する。
以上のように構成された実施の形態1に係る照明装置100において、発光素子110から出射された光は、光束制御部材120で狭配光化されて、出射面123から出射する。そして、プリズム部材140に到達した一部の光は、内周面またはプリズム面で反射されて、光束制御部材120から離れた領域に到達する。また、プリズム部材140に到達した一部の光は、プリズム部材140の外部に向かって透過する。プリズム部材140の外周面から出射した光は、拡散部材150によって拡散されるとともに、拡散部材150の外周面から出射する。
(照明装置の輝度測定)
実施の形態1に係る照明装置100について、照明装置100の長軸方向(発光素子110の光軸LA方向)における輝度分布を測定した。また、比較のため、プリズム部材140のみを有する照明装置と、拡散部材150のみを有する照明装置についても、長軸方向における輝度分布を測定した。いずれの照明装置においても、拡散部材150(拡散部材150が無い場合はプリズム部材140)の長さは600mmである。
図5は、各照明装置における輝度分布を示すグラフである。実線は、実施の形態1に係る照明装置100における輝度分布を示し、一点鎖線は、プリズム部材140のみを有する照明装置における輝度分布を示し、二点鎖線は、拡散部材150のみを有する照明装置における輝度分布を示す。横軸は、中心からの長軸方向(発光素子110の光軸LA方向)の距離(mm)を示しており、縦軸は、輝度(cd/m)を示している。
図5に示されるように、複数のプリズム列141を含むプリズム部材140のみを有する比較用の照明装置と、光透過性および光拡散性を有する拡散部材150のみを有する比較用の照明装置では、発光素子110近傍のみが明るくなった。
一方、プリズム部材140および拡散部材150の両方を有する実施の形態1に係る照明装置100では、照明装置100の中央部分も明るくなり、輝度分布が均一になった。
これらの結果から、本実施の形態に係る照明装置100は、発光素子110から出射された光を遠方まで伝播することができ、発光領域における輝度ムラが少ないことがわかる。
(変形例)
次に、実施の形態1の変形例に係る照明装置200について説明する。変形例に係る照明装置200は、カバー260をさらに有する点において、実施の形態1に係る照明装置100と異なる。そこで、実施の形態1に係る照明装置100と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
(照明装置の構成)
図6は、実施の形態1の変形例に係る照明装置200の断面図である。図6Aは、長軸方向(発光素子110の光軸LA方向)の部分拡大断面図であり、図6Bは、短軸方向(発光素子110の光軸LAに直交する方向)の断面図である。
照明装置200は、発光素子110、光束制御部材120、基板130、プリズム部材140、拡散部材150に加え、光透過性を有するカバー260を有する。
カバー260は、拡散部材150の外側に位置し、発光素子110の光軸LAを囲うように配置されている、発光素子110の光軸LA方向に延在する筒状の部材である。カバー260は、プリズム部材140および拡散部材150を保護し、照明装置200の強度を向上させる。カバー260の長軸方向に直交する方向の断面形状は、特に限定されない。カバー260の断面形状の例には、円形や多角形などが含まれる。本実施の形態では、カバー260の形状は、円筒形である。
光軸LA方向のカバー260の長さは、光軸LA方向のプリズム部材140および拡散部材150と同じである。すなわち、カバー260の両開口端部にも、それぞれ発光素子110および光束制御部材120が実装された基板130が配置される。プリズム部材140の中心軸CA1と、発光素子110の光軸LAと、光束制御部材120の中心軸CAと、拡散部材150の中心軸CA2と、カバー260の中心軸CA3とは一致している。ここで「カバー260の中心軸CA3」とは、カバー260の長軸方向に直交する方向の断面形状の中心を通り、かつ発光素子110の光軸LAに平行な軸を意味する。
カバー260の材料は、所望の波長の光を通過させ得るものであれば特に限定されない。たとえば、カバー260の材料は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)やポリカーボネート(PC)、エポキシ樹脂(EP)などの光透過性樹脂、またはガラスである。カバー260と拡散部材150とは、接触していてもよいし、接触していなくてもよい。
(効果)
以上のように、本発明の照明装置100,200は、発光素子110から出射された光を狭配光化する光束制御部材120と、プリズム列141を有し、光束制御部材120から出射された光の一部を内部に反射させるプリズム部材140と、光透過性および光拡散性を有する拡散部材150とを有するため、発光素子110の近くから遠くに至るまで発光領域の輝度分布を均一にすることができる。また、本実施の形態の照明装置100,200は、中空構造であるため、軽量化することができる。
[実施の形態2]
本発明の実施の形態2に係る照明装置300は、正反射部材370をさらに有する点において、実施の形態1に係る照明装置100と異なる。そこで、実施の形態1に係る照明装置100と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
(照明装置の構成)
図7は、実施の形態2に係る照明装置300の断面図である。図7Aは、長軸方向(発光素子110の光LA軸方向)の部分拡大断面図であり、図7Bは、短軸方向(発光素子110の光軸LAに直交する方向)の断面図である。
照明装置300は、発光素子110、光束制御部材120、基板130、プリズム部材140、拡散部材150、カバー260に加え、正反射部材370を有する。
正反射部材370は、発光素子110および光束制御部材120を囲うように、プリズム部材140の内側に配置されている、発光素子110の光軸LA方向に延在する筒状の部材である。正反射部材370は、正反射領域を有する。正反射領域は、発光素子110および光束制御部材120を含む発光装置に対して、光軸LAに直交する方向であって、プリズム部材140の内側に配置されている。すなわち、正反射領域は、筒状の正反射部材370の内周面に配置された正反射面である。正反射部材370は、光束制御部材120から出射した光のうち、光軸LAに対する出射角度が大きい光を反射させる。正反射部材370の外周面は、プリズム部材140の内周面と接するように配置されている。正反射部材370の長軸方向に直交する方向の断面形状は、特に限定されない。正反射部材370の断面形状の例には、円形や多角形などが含まれる。本実施の形態では、正反射部材370の形状は、円筒形である。
光軸LA方向の正反射部材370(正反射領域)の長さは、特に限定されないが、プリズム部材140の長さおよび拡散部材150の長さよりも短く、かつ光軸LA方向の発光装置(発光素子110および光束制御部材120)の最大長さよりも長いことが好ましい。すなわち、光軸LA方向における正反射部材370の発光素子110とは反対側の端部の位置は、発光素子110に対して、少なくとも出射面123の頂部126よりも離れた位置であることが好ましい。通常、光軸LA方向の正反射部材370の長さは、光軸LA方向のプリズム部材140の長さの半分未満である。
以上のように構成された実施の形態2に係る照明装置300では、発光素子110から出射された光は、光束制御部材120で狭配光化されて出射面123から出射する。出射面123から出射した光のうち、光軸LAに対する出射角度がある程度大きい光は、正反射部材370の内周面(正反射領域)で反射して、光束制御部材120から離れた領域に導かれる。そして、光軸LAに対する出射角度が小さい光および正反射部材370の内周面(正反射領域)で反射した光は、プリズム部材140に到達する。プリズム部材140に到達した光は、実施の形態1の照明装置100と同様に、内周面またはプリズム面で内部に向かって反射されるか、または外部に透過する。プリズム部材140の外周面から出射した光は、拡散部材150によって拡散されるとともに、拡散部材150の外周面から出射する。
(照明装置の輝度測定)
実施の形態2に係る照明装置300について、照明装置300の長手方向(発光素子110の光軸LA方向)における輝度分布を測定した。図8は、照明装置300,100における輝度分布を示すグラフである。図8において、実線は、実施の形態2に係る照明装置300における輝度分布を示し、一点鎖線は、実施の形態1に係る照明装置100における輝度分布を示している。横軸は、中心からの距離(mm)を示しており、縦軸は、輝度(cd/m)を示している。
図8に示されるように、プリズム部材140、拡散部材150および正反射部材370を有する実施の形態2に係る照明装置300は、プリズム部材140および拡散部材150のみを有する実施の形態1に係る照明装置100と比較して、破線で示される中央部分が明るくなった。これは、正反射部材370の内周面(正反射領域)で反射した光が、中央部分まで伝播したためだと考えられる。
(変形例)
次に、実施の形態2の変形例に係る照明装置400について説明する。変形例に係る照明装置400は、正反射部材470の径が異なる点において、実施の形態2に係る照明装置300と異なる。そこで、実施の形態2に係る照明装置300と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
(照明装置の構成)
図9は、実施の形態2に係る照明装置400の断面図である。図9Aは、長軸方向(発光素子110の光軸LA方向)の部分拡大断面図であり、図9Bは、短軸方向(発光素子110の光軸LAに直交する方向)の断面図である。
図9に示されるように、照明装置400は、発光素子110、光束制御部材120、基板130、プリズム部材140、拡散部材150、カバー260および正反射部材470を有する。
正反射部材470は、プリズム部材140の内側に配置されている。プリズム部材140の内周面と正反射部材470の外周面とは、離間している。また、正反射部材470の内周面および外周面は、反射率が高くなるように形成されている。正反射部材470の内周面は、正反射面である。正反射部材470の外周面は、正反射面であってもよいし、拡散反射面であってもよい。
光軸LAに直交する方向の断面において、プリズム部材140と、正反射部材470との間隙は、対向する発光素子110からの光が正反射部材470の発光素子110側端部まで到達し、間隙に到達した光によって照明装置400の端部の明るさが増すような大きさに形成されていることが好ましい。
以上のように構成された実施の形態2の変形例に係る照明装置400では、発光素子110から出射された光は、光束制御部材120で狭配光化されて出射面123から出射する。出射面123から出射した光のうち、光軸LAに対する出射角度がある程度大きい光は、正反射部材470の内周面で反射して、光束制御部材120から離れた領域に導かれる。そして、光軸LAに対する出射角度が小さい光および正反射部材470の内周面で反射した光は、プリズム部材140に到達する。このとき、一部の光は、プリズム部材140および正反射部材470の間に入り込む。プリズム部材140に到達した光は、実施の形態1の照明装置100と同様に、内周面またはプリズム面で内部に向かって反射されるか、外部に透過する。プリズム部材140の外周面から出射した光は、拡散部材150によって拡散されるとともに、拡散部材150の外周面から出射する。
(照明装置の輝度測定)
実施の形態2の変形例に係る照明装置400について、照明装置400の長手方向(発光素子110の光軸LA方向)における輝度分布を測定した。図10は、照明装置400,300における輝度分布を示すグラフである。図10において、実線は、実施の形態2の変形例に係る照明装置400における輝度分布を示し、一点鎖線は、実施の形態2に係る照明装置300における輝度分布を示している。横軸は、中心からの距離(mm)を示しており、縦軸は、輝度(cd/m)を示している。
図10に示されるように、プリズム部材140の内周面と正反射部材470の外周面とが離間している実施の形態2の変形例に係る照明装置400は、プリズム部材140の内周面と正反射部材370の外周面とが接触している実施の形態2の照明装置300と比較して、破線で示される発光素子110(光束制御部材120)近傍が明るくなっていることがわかる。これは、対向する発光素子110から出射された光が、プリズム部材140と正反射部材470との間に入り込んだためだと推察される。
(効果)
以上のように、実施の形態2に係る照明装置300,400は、実施の形態1に係る照明装置100,200と同じ効果を有する。また、正反射部材370,470を配置することで、照明装置300の中央部分をさらに明るくすることができる。さらに、プリズム部材140と正反射部材470とを離間させることで、発光領域を広くすることができる。
[実施の形態3]
本発明の実施の形態3に係る照明装置500は、正反射部材570が光束制御部材のホルダとしての機能も担う点において、実施の形態2の照明装置300,400と異なる。そこで、実施の形態2に係る照明装置300,400と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
(照明装置の構成)
図11は、実施の形態3に係る照明装置500の断面図である。図11Aは、長軸方向(発光素子110の光軸LA方向)の部分拡大断面図であり、図11Bは、短軸方向(発光素子110の光軸LAに直交する方向)の断面図である。
図11に示されるように、照明装置500は、発光素子110、光束制御部材520、基板130、プリズム部材140、拡散部材150および正反射部材570を有する。
実施の形態3に係る光束制御部材520は、入射面121、全反射面122、出射面123およびフランジ124を有する。すなわち、本実施の形態の光束制御部材520は、ホルダを有していない。
正反射部材570は、略円筒状の部材である。正反射部材570は、実施の形態2に示した機能に加え、光束制御部材520を支持する。正反射部材570の内部の基板130側には、光束制御部材520が配置されている。正反射部材570の内周面の径は、フランジ124の外周面の径と同じである。正反射部材570の内周面には、フランジ124の外周面が接合されている。よって、正反射部材570において、フランジ124より基板130側の部分は、ホルダとして機能する。一方、反対側の部分は、反射筒として機能する。
以上のように構成された実施の形態3に係る照明装置500では、実施の形態2の変形例に係る照明装置400と同様に配光が制御される。
(効果)
以上のように、実施の形態3に係る照明装置500は、実施の形態1,2に係る照明装置100,200,300,400と同じ効果を有する。また、正反射部材570がホルダの機能を兼ね備えることで、さらに軽量化することができる。
[実施の形態4]
本発明の実施の形態4に係る照明装置600は、正反射領域が筒状に配置されていない点において、実施の形態2に係る照明装置300,400と異なる。そこで、実施の形態2に係る照明装置300,400と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
(照明装置の構成)
図12は、実施の形態4に係る照明装置600の断面図である。図12Aは、長軸方向(発光素子110の光軸LA方向)の部分拡大断面図であり、図12Bは、短軸方向(発光素子110の光軸LAに直交する方向)の断面図である。
図12に示されるように、照明装置600は、発光素子110、光束制御部材120、基板130、プリズム部材140、拡散部材150および正反射部材670を有する。
正反射部材670は、曲板状(部分円筒状)の部材である。正反射部材670の内周面には、正反射領域が配置されている。この場合、正反射領域は、正反射部材670の内周面の全面である。光軸LA方向の正反射領域の長さは、特に限定されないが、光軸LA方向の発光装置(発光素子110および光束制御部材120)の最大長さより長いことが好ましい。通常、光軸LA方向の正反射領域の長さは、光軸LA方向のプリズム部材140の長さの半分未満である。
(効果)
以上のように構成された実施の形態4に係る照明装置600では、正反射領域が発光装置の側方(光軸LAに直交する方向)の一部に配置されているため、実施の形態1に係る照明装置100,200と同じ効果に加え、発光素子110の近傍であり、かつ正反射領域が配置されていない側の光量を上げることができる。
[実施の形態5]
本発明の実施の形態5に係る照明装置700は、プリズム部材740、拡散部材750およびカバー760の光軸LAに直交する方向における一部分を光軸LA方向の全長にわたって欠いている点において、実施の形態1の変形例に係る照明装置200と異なる。そこで、実施の形態1の変形例に係る照明装置200と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
(照明装置の構成)
図13は、実施の形態5に係る照明装置700の断面図である。図13Aは、長軸方向(発光素子110の光軸LA方向)の部分拡大断面図であり、図13Bは、短軸方向(発光素子110の光軸LAに直交する方向)の断面図である。
図13に示されるように、照明装置700は、発光素子110、光束制御部材120、基板130、プリズム部材740、拡散部材750、カバー760および台座770を有する。すなわち、本実施の形態に係る照明装置700は、筒状の正反射部材を有していない。
プリズム部材740は、円筒の周壁の周方向における一部分を円筒の全長にわたって欠く略円筒形状に形成されている。プリズム部材740は、例えば側縁部が台座770の側縁にある一対の凸条771に嵌め込められることによって、台座770に装着される。
拡散部材750は、円筒の周壁の周方向における一部分を円筒の全長にわたって欠く略円筒形状に形成されている。拡散部材750は、例えば拡散部材750の側縁が台座770の側縁にある凸条771に嵌め込められることによって、プリズム部材740が装着された台座770に装着される。
カバー760は、円筒の周壁の周方向における一部分を円筒の全長にわたって欠く略円筒形状に形成されている。カバー760は、例えばカバー760の側縁が台座770の側縁にある一対の凸条771に嵌め込められることによって、プリズム部材740および拡散部材750が装着された台座770に装着される。
すなわち、プリズム部材740、拡散反射部材750およびカバー760は、いずれも略円筒形状に形成されている。台座770に装着するときは、プリズム部材740、拡散反射部材750およびカバー760を組み立てたあとに、台座770に装着してもよいし、上述のように、順番に装着してもよい。
台座770は、発光素子110、光束制御部材120、基板130、プリズム部材740、拡散部材750およびカバー760を支持する。台座770は、一対の基板固定部772と、カバー固定部773とを有する。
基板固定部772は、発光素子110および光束制御部材120が実装された基板130を支持する。基板固定部772は、照明装置700の両端に配置されている。基板固定部772は、光束制御部材120の出射面123が対向するように、基板130を配置する。また、基板固定部772は、ヒートシンクの機能を有していてもよい。すなわち、基板固定部772は、基板130を介して発光素子110を冷却することもできる。
カバー固定部773は、プリズム部材740、拡散部材750およびカバー760を支持する。カバー固定部773は、プリズム部材740、拡散部材750およびカバー760と同じ長さに形成されている。カバー固定部773の光軸LAに平行な両縁部には、プリズム部材740、拡散部材750およびカバー760が係合する凸条771が配置されている。また、カバー固定部773の光束制御部材120と対向する表面には、正反射領域が配置されている。
(効果)
以上のように構成された実施の形態5に係る照明装置700では、プリズム部材740、拡散部材750およびカバー760の光軸LAに直交する方向における一部分を光軸LA方向の全長にわたって欠いており、正反射領域が光軸LAと平行に配置されているため、実施の形態1に係る照明装置100,200と同じ効果に加え、発光素子110の近傍であり、かつ正反射領域が配置されていない側の光量を上げることができる。
なお、上記各実施の形態では、プリズム部材の両開口端部にそれぞれ発光素子が配置された照明装置について説明したが、プリズム部材の一方の開口端部にのみ発光素子が配置されていてもよい。この場合、発光素子が配置されていない側の基板の表面は、正反射面であることが好ましい。
本発明の照明装置は、蛍光管などに代えて使用されうるため、各種照明機器に幅広く適用されうる。
10,100,200,300,400,500,600,700 照明装置
20 光源
30 導光部材
40,260,760 カバー
110 発光素子
120,520 光束制御部材
121 入射部
122 全反射面
123 出射部
124 フランジ
125 ホルダ
126 頂部
130 基板
131 反射面
140,740 プリズム部材
141 プリズム列
142 第1平面
143 第2平面
150,750 拡散部材
370,470,570,670 正反射部材
770 台座
771 凸条
772 基板固定部
773 カバー固定部

Claims (7)

  1. 発光素子と、
    その中心軸が前記発光素子の光軸と重なるように配置された、前記発光素子から出射された光の配光を狭めるように制御する光束制御部材と、
    前記光軸を前記光束制御部材ごと囲うように配置された、光透過性の材料によって形成され、複数のプリズム列を有し、前記光軸方向に延在する略筒状のプリズム部材と、
    前記プリズム部材を囲うように配置された、光透過性および光拡散性を有する略筒状の拡散部材と、
    前記光軸を前記発光素子および前記光束制御部材を含む発光装置ごと囲うように、前記プリズム部材の内側に配置された、筒状の正反射部材の内周面に配置された正反射面である、正反射領域と、
    を有し、
    複数の前記プリズム列は、前記プリズム部材の外周面に、前記光軸と平行に配置されており、
    前記発光素子からの出射光は、前記プリズム部材および前記拡散部材を介して出射され、
    前記拡散部材のうち前記光束制御部材に対応する部分は、発光領域として機能し、
    前記光軸方向の前記正反射領域の長さは、前記プリズム部材および前記拡散部材よりも短く、かつ前記光軸方向の前記発光装置の最大長さよりも長く、
    前記プリズム部材および前記正反射部材は、離間している、
    照明装置。
  2. 前記光束制御部材は、
    裏側に前記中心軸と交わるように形成された、前記発光素子から出射された光を入射する入射面と、
    前記中心軸を取り囲み、かつ裏側から表側に向かって漸次直径が拡大するように形成された、前記入射面から入射した光の一部を表側に向けて反射させる全反射面と、
    表側に前記中心軸と交わるように形成された、前記入射面から入射した光の一部および前記全反射面で反射した光を外部に出射する出射面と、
    を有し、
    前記正反射部材は、前記光束制御部材の前記出射面から出射した光を反射させる、
    請求項に記載の照明装置。
  3. 前記正反射部材は、前記光束制御部材を支持する、請求項または請求項に記載の照明装置。
  4. 前記プリズム部材および前記拡散部材は、その周方向における一部分を前記光軸方向の全長にわたって欠いている、請求項1〜のいずれか一項に記載の照明装置。
  5. 前記拡散部材を囲うように配置され、光透過性を有する略筒状のカバーをさらに有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の照明装置。
  6. 前記発光素子は、反射面を有する基板上に配置されている、請求項1〜のいずれか一項に記載の照明装置。
  7. 前記発光素子および前記光束制御部材を含む発光装置を2以上有し、
    2以上の前記発光装置は、前記発光素子の発光面同士が向かい合うように、対向配置されている、
    請求項1〜のいずれか一項に記載の照明装置。
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