照明装置制造方法
【专利摘要】本发明的照明装置(100)具有基板(110)上所配置的发光元件(120)、以及使从发光元件(120)射出的光的一部分反射并使一部分透射的光束控制部件(130)。光束控制部件(130)与发光元件(120)相对，且具有使从发光元件(120)射出的光的一部分反射的反射面(132)。反射面(132)具有随着从中心部靠近外周部而距发光元件(120)的高度变高的非球面形状的曲面。反射面(132)在中心部侧的区域向侧方方向反射光，在外周部侧的区域向后方方向反射光。
【专利说明】照明装置【技术领域】
[0001]本发明涉及具有发光元件及光束控制部件而能够代替白炽灯使用的照明装置。
【背景技术】
[0002]近年来，从节能、环保的观点出发，将发光二极管(以下也称为“LED”)作为光源的照明装置(例如LED灯)作为取代白炽灯的照明装置而使用。
[0003]但是，以往的以LED为光源的照明装置只向前方方向射出光，而无法如白炽灯那样向宽范围的方向射出光。因此，以往的照明装置无法如白炽灯那样利用来自顶棚和壁面的反射光在室内向较宽范围照射。
[0004]目前，提出如下方案:为了使这样的以往的以LED为光源的照明装置的配光特性接近白炽灯的配光特性，利用光束控制部件控制来自LED的射出光的行进方向(例如，参照专利文献1、2)。
[0005]图1是表示专利文献I所述的照明装置的结构的示意图。如图1所示，照明装置10具有:基板上所配置的多个LED12 ;和配置在LED12周围的由透光性材料构成的圆筒形的罩14。罩14的上表面形成为倒圆锥台形状。圆锥台的斜面贴有使光反射的铝板16，作为反射面发挥功能。另一方面，圆锥台的平面作为使光透射的透射窗18发挥功能。图1中，如箭头所示，从LED12射出的光的一部分通过透射窗18而成为向前方方向(向上方向)的射出光。另外，从LED12射出的光的一部分被招板16反射而成为向侧方方向(水平方向)的射出光。
[0006]图2是表示专利文献2所述的照明装置的结构的示意图。如图2所示，照明装置20具有:装置主体上所配置的多个LED22 ;LED22周围所配置的漫射罩24及透明罩26。漫射罩24具有光漫射性，使入射光一边漫射一边透过。另外，在漫射罩24的内表面形成有反射面，漫射罩24使入射光的一部分向透明罩反射。另一方面，透明罩26不具有光漫射性，按原样使入射光透过。如图2中用箭头所示的那样，从LED22射出的光的一部分通过漫射罩24并成为向前方方向(向上方向)射出的射出光。另外，从LED22射出的光的一部分被漫射罩24反射,透过透明罩26后成为向后方方向(向下方向)射出的射出光。
[0007]通过这样使用光束控制部件控制来自LED的射出光的行进方向，从而能够得到不只是向前方方向，也向侧方方向或后方方向射出的射出光。因此，通过使用专利文献1、2记载的光束控制部件(反射面)，能够使照明装置(LED灯)的配光特性某种程度地接近白炽灯的配光特性。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开2003-258319号公报
[0011] 专利文献2:日本特开2010-176890号公报
【发明内容】
[0012]发明要解决的问题
[0013]但是，专利文献1、2中记载的照明装置存在配光特性的均衡性差的问题。即，专利文献I中记载的照明装置虽然在前方方向及侧方方向能够某种程度地进行配光，但是无法向后方方向适当地进行配光。因此，图1所示的A区域为暗区域。另外，专利文献2中记载的照明装置虽然在前方方向及后方方向能够某种程度地进行配光，但是无法在侧方方向适当地进行配光。因此，图2所示的B区域为暗区域。这样，专利文献1、2中记载的照明装置与白炽灯相比，其配光特性的均衡性差。
[0014]本发明的目的在于，提供一种具有发光元件的照明装置，能够向比在通常的发光元件的配光特性中光量不足的半值角大的角度方向也分配光，从而能够在前方方向、侧方方向及后方方向都均衡地进行配光。
[0015]解决问题的方案
[0016]本发明的照明装置采用以下结构，包括:基板上所配置的一个或两个以上的发光元件；以及光束控制部件，以使其中心轴与所述发光元件的光轴一致的方式，相对于所述发光元件隔有空气层而被配置，使从所述发光元件射出的光的一部分反射并使一部分透射，所述光束控制部件具有反射面，该反射面与所述发光元件相对且使从所述发光元件射出的光的一部分反射，所述反射面具有非球面形状的曲面，即:距所述发光元件的高度从作为与所述发光元件的光轴之间的交点的中心部朝向外周部递增，所述反射面的外周部形成在如下位置，即:与所述反射面的中心部的位置比较，在所述发光元件的光轴方向上的距所述发光元件的距离更大的位置，将从所述发光元件沿着所述发光元件的光轴射出的光的角度设为O。时，所述反射面以满足下式(I)的方式，使从所述发光元件射出的光的一部分反射，Θ (a2)〈 Θ (b2)…(I)，其中，在式(I)中，Θ (a2)是从所述发光元件的发光中心相对于所述发光元件的光轴以Θ (al)的角度射出且被所述反射面反射后的光相对于所述发光元件的光轴的角度，Θ (b2)是从所述发光元件的发光中心相对于所述发光元件的光轴以Θ (bl)的角度射出且被所述反射面反射后的光相对于所述发光元件的光轴的角度，将从所述发光元件中距离所述发光元件的发光中心最远的点向与所述发光元件的光轴平行的方向射出的光到达所述反射面的点、和所述发光元件的发光中心连结的线相对于所述发光元件的光轴的角度设为Θ (Cl)时，满足Θ (Cl) ( Θ (al)<9 (bl)。
[0017]本发明的照明装置采用以下结构，包括:基板上所配置的一个或两个以上的发光元件；以及光束控制部件，以使其中心轴与所述发光元件的光轴一致的方式，相对于所述发光元件隔有空气层而被配置，使从所述发光元件射出的光的一部分反射并使一部分透射，所述光束控制部件具有反射面，该反射面与所述发光元件相对且使从所述发光元件射出的光的一部分反射，所述反射面具有非球面形状的曲面，即:距所述发光元件的高度从作为与所述发光元件的光轴之间的交点的中心部朝向外周部递增，所述反射面的外周部形成在如下位置，即:与所述反射面的中心部的位置比较，在所述发光元件的光轴方向上的距所述发光元件的距离更大的位置，所述反射面是以所述光束控制部件的中心轴为中心的旋转对称面，且其母线相对于所述发光元件为凹形。
[0018]发明效果
[0019]本发明的照明装置与以往的照明装置相比，更接近白炽灯的配光特性。【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是表示专利文献I中记载的照明装置的结构的示意图。
[0021]图2是表示专利文献2中记载的照明装置的结构的示意图。
[0022]图3是表示实施方式I的照明装置的结构的剖面图。
[0023]图4是表示一例实施方式I的照明装置中的光路的剖面图。
[0024]图5是表示实施方式I的照明装置中的射出光的角度(Θ (rl))与反射光的角度(Θ (r2))之间的关系的曲线图。
[0025]图6是表示实施方式I的照明装置的配光特性的曲线图。
[0026]图7是表示比较例I的照明装置的结构的剖面图。
[0027]图8是表示一例比较例I的照明装置中的光路的剖面图。
[0028]图9是表示比较例I的照明装置中的射出光的角度(Θ (rl))与反射光的角度(Θ (r2))之间的关系的曲线图。
[0029]图10是表示比较例I的照明装置的配光特性的曲线图。
[0030]图11是表示实施方式2的照明装置的结构的剖面图。
[0031]图12是表示一例实施方式2的照明装置中的光路的剖面图。
[0032]图13是表示实施方式2的照明装置中的射出光的角度(Θ (rl))与反射光的角度(Θ (r2))之间的关系的曲线图。
[0033]图14是表示实施方式2的照明装置的配光特性的曲线图。
[0034]图15是表示比较例2的照明装置的结构的剖面图。
[0035]图16是表示一例比较例2的照明装置中的光路的剖面图。
[0036]图17是表示比较例2的照明装置中的射出光的角度(Θ (rl))与反射光的角度(Θ (r2))之间的关系的曲线图。
[0037]图18是表示比较例2的照明装置的配光特性的曲线图。
[0038]图19是表示实施方式3的照明装置的结构的剖面图。
[0039]图20是表示一例实施方式3的照明装置中的光路的剖面图。
[0040]图21是表示实施方式3的照明装置中的射出光的角度(Θ (rl))与反射光的角度(Θ (r2))之间的关系的曲线图。
[0041]图22是表示实施方式3的照明装置的配光特性的曲线图。
[0042]图23是表示实施方式4的照明装置的结构的剖面图。
[0043]图24是表示一例实施方式4的照明装置中的光路的剖面图。
[0044]图25是表示实施方式4的照明装置中的射出光的角度(Θ (rl))与反射光的角度(Θ (r2))之间的关系的曲线图。
[0045]图26是表示实施方式4的照明装置的配光特性的曲线图。
[0046]图27是表示实施方式5的照明装置的结构的剖面图。
[0047]图28是表示一例实施方式5的照明装置中的光路的剖面图。
[0048]图29是表示实施方式5的照明装置中的射出光的角度(Θ (rl))与反射光的角度(Θ (r2))之间的关系的曲线图。
[0049]图30是表示实施方式5的照明装置的配光特性的曲线图。
[0050]图31是表示实施方式6的照明装置的结构的剖面图。[0051]图32是表示一例实施方式6的照明装置中的光路的剖面图。
[0052]图33是表示实施方式6的照明装置中的射出光的角度(Θ (rl))与反射光的角度(Θ (r2))之间的关系的曲线图。
[0053]图34是表示实施方式6的照明装置的配光特性的曲线图。
[0054]图35是表示实施方式7的灯泡型的照明装置的结构的剖面图。
[0055]图36是表示包含实施方式I的照明装置的灯泡型照明装置的例的剖面图。
[0056]图37是表示包含实施方式I的照明装置的灯泡型照明装置的另外的例的剖面图。
[0057]图38是表示图36所示的照明装置的配光特性的曲线图。
[0058]图39是表示图37所示的照明装置的配光特性的曲线图。
[0059]图40是表示实施方式7的灯泡型照明装置的配光特性的曲线图。
[0060]图41是表示实施方式8的灯泡型照明装置的结构的剖面图。
[0061]图42是表示实施方式8的灯泡型照明装置的配光特性的曲线图。
[0062]图43是表示实施方式9的灯泡型照明装置的结构的剖面图。
[0063]图44是表示实施方式9的灯泡型照明装置的配光特性的曲线图。
[0064]图45是表示实施方式10的灯泡型照明装置的结构的剖面图。
[0065]图46是表示实施方式10的灯泡型照明装置的配光特性的曲线图。
[0066]图47是表示实施方式11的灯泡型照明装置的结构的剖面图。
[0067]图48是表示实施方式11的灯泡型照明装置的配光特性的曲线图。
[0068]符号说明:
[0069]10,20照明装置
[0070]12，22 LED
[0071]14 罩
[0072]16 铝板
[0073]18透射窗
[0074]24漫射罩
[0075]26透明罩
[0076]100、100’、200、300、400、500、600 照明装置
[0077]110、210、410、510、610 基板
[0078]120发光元件
[0079]130、130’、230、330、430、530、630 光束控制部件
[0080]132、132，、232，332、432、532、632 反射面
[0081]140、240、440、540、640 侧壁部
[0082]150,720 罩
[0083]550 盖部
[0084]660 透镜
[0085]700、700’、700”、800、900、1000、1100 灯泡型照明装置
[0086]710 基座
[0087]730,1110 灯泡壳体
[0088]740 灯 口[0089]810、910 支脚部
[0090]1010 吊挂部
[0091]CA光束控制部件的中心轴
[0092]LA发光元件的光轴
【具体实施方式】
[0093]以下，基于附图详细地说明本发明的实施方式。
[0094](实施方式I)
[0095][照明装置的结构]
[0096]图3是表示本发明实施方式I的照明装置100的结构的剖面图。能够将本实施方式的照明装置100取代白炽灯而使用。
[0097]如图3所示，照明装置100具有基板110、一个或两个以上的发光元件120、光束控制部件130、侧壁部140及罩150。
[0098]发光元件120是照明装置100的光源，固定于基板110上。发光元件110例如是白色发光二极管等发光二极管(LED)。当在基板110上固定有多个发光元件120的情况下，也可以将各发光元件120配置在圆周上。对于进行光束控制部件130的反射面132 (后述)的形状设计来说，优选的是，在与反射面132相对的区域均匀地配置多个发光元件120。此外，对于基板110的形状，只要能够固定发光元件则不特别地进行限定，也可以不是板状。
[0099]光束控制部件130是对来自发光元件120的射出光的行进方向进行控制的、俯视形状大致为圆形的部件。利用由透光性的材料构成的筒状侧壁部140支撑光束控制部件130,该光束控制部件130以其中心轴CA与发光兀件120的光轴LA —致的方式,相对于发光元件120隔有空气层而被配置。即，光束控制部件130配置成与发光元件120相对。当在基板110上配置有多个发光元件120的情况下，“发光元件的光轴”是指来自多个发光元件的立体光束的中心处的光的行进方向。
[0100]光束控制部件130使从发光元件120射出的光的一部分反射并使一部分透射。对光束控制部件130赋予这种功能的手段不限于此。例如，在由透光性材料构成的光束控制部件130的表面(与发光元件120相对的面)形成透射反射膜即可。作为透光性的材料的例，包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)、环氧树脂(EP)等透明树脂材料、和透明玻璃等。作为透射反射膜的例，包括TiO2及SiO2的多层膜、ZnO2及SiO2的多层膜、Ta2O2及SiO2的多层膜等电介质多层膜、和由铝(Al)等构成的金属薄膜等。另外，也可以在由透光性的材料构成的光束控制部件130的内部分散有珠粒等光漫射子。即，也可以利用使一部分光反射并使一部分光透射的材料形成光束控制部件130。另外，也可以在由光反射性的材料构成的光束控制部件130形成光透射部。作为光反射性的材料的例子，包括白色树脂和金属等。作为光透射部的例子，包括贯穿孔和有底凹部等。在是后者的情况下，来自发光元件120的射出光透过凹部的底部(厚度薄的部分)。
[0101]光束控制部件130与发光元件120相对，且具有使从发光元件120射出的光的一部分反射的反射面132。在以下的说明中，将从发光元件120的发光中心相对于发光元件120的光轴LA以Θ (rl)的角度射出的且被反射面132反射的光相对于发光元件120的光轴LA的角度设为Θ (r2)(参照图4)。在此，“0 (rl)”是来自发光元件120的射出光与光轴LA形成的两个角度中的较小一方的角度。另外，“ Θ (r2)”是角度Θ (rl)的射出光被反射面132反射而朝着的方向与光轴LA形成的两个角度中的较大一方的角度。另外，在Θ (rl)表示具体的角度时，代替Θ (rl)而标记为Θ (al), Θ (bl),…。同样地，在Θ (r2)表示具体的角度时，代替θ (r2),标记为Θ (a2), Θ (b2),…。Θ (a2)及Θ (b2)分别是，从发光元件120的发光中心相对于发光元件120的光轴LA以Θ (al)或Θ (bl)的角度射出的、且被反射面132反射的光相对于发光元件120的光轴LA的角度。
[0102]反射面132使来自发光元件120的射出光向侧壁部140反射。若从另外的观点看，也可以说，反射面132以使任意的反射光相对于发光元件120的光轴LA的角度Θ (r2)(参照图4)比发光元件120的半值角Θ (hi)大的方式，使来自发光元件120的射出光反射。反射光透过由透光性材料构成的侧壁部140并到达罩150。
[0103]本发明的照明装置100的主要特征在于光束控制部件130的反射面132的形状。因此，另外详细地对光束控制部件130的反射面132的形状进行说明。[0104]罩150是形成了具有开口部的中空区域的部件。发光元件120、光束控制部件130及侧壁部140配置在罩150的中空区域内。罩150使由光束控制部件130控制了行进方向的光(反射光及透射光)漫射的同时使其透射。
[0105]不特别地限定对罩150赋予光漫射能力的方案。例如，可以对罩150的内表面或外表面进行光漫射处理(例如毛面化处理)，也可以使用光漫射性的材料(例如包含珠粒等漫射子的透光性材料)来制造罩150。此外，对于罩150的形状，只要能够实现所希望的配光特性，不特别地进行限定。例如，罩150的形状是球冠形状(用平面将球面的一部分切除后的形状)。
[0106][光束控制部件的反射面的形状]
[0107]光束控制部件130的反射面132是以光束控制部件130的中心轴CA为中心的旋转对称(圆对称)面。另外，如图3所示，该旋转对称面的母线相对于发光元件120为凹形。即，反射面132具有随着从中心部靠近外周部距发光元件120的高度逐渐变高的非球面形状的曲面。另外，反射面132的外周部形成如下位置，即:在与反射面132的中心部比较，在发光元件120的光轴LA方向上距发光元件120的距离(高度)拉开的位置。例如，反射面132是随着从中心部靠近外周部距发光元件120的高度逐渐变高的非球面形状的曲面、或从中心部到规定的地点随着从中心部靠近外周部距发光元件120 (基板110)的高度变高且从所述规定的地点到外周部随着从中心部靠近外周部，距发光元件120的高度逐渐变低的非球面形状的曲面。在是前者的情况下，反射面132相对于基板110的面方向的倾斜角度随着从中心部靠近外周部而逐渐变小。另一方面，在是后者的情况下，在反射面132上，在中心部和外周部之间且是距外周部近的位置，存在相对于基板110的面方向的倾斜角度为零(与基板110平行)的点。
[0108]更具体而言，反射面132是以在将从发光元件120向发光元件120的光轴LA的正方向射出的光的角度设为0°时满足下式(I)的方式，使从发光元件120射出的光的一部分反射的形状。
[0109]Θ (a2)〈 Θ (b2)…(I)
[0110]图4是表示一例照明装置100中的光路的剖面图。在该图中，省略了侧壁部140及罩150。如上所述，上式(I)中的Θ (a2)及Θ (b2)(图4中标记为“ Θ (r2) ”)分别是从发光兀件120的发光中心相对于发光兀件120的光轴LA以Θ (al)或Θ (bl)(图4中标记为“ Θ (rl) ”)的角度射出，且被反射面132反射的光相对于发光元件120的光轴LA的角度。Θ (al)及Θ (bl)都是Θ (Cl)以上的任意的角度。其中，设为Θ (bl)比Θ (al)大。即，上式(I)中，设为 Θ (Cl) ( Θ (al)< Θ (bl)。
[0111]θ (Cl)是由发光元件120的大小及配置、以及发光元件120与光束控制部件130之间的间隔决定的角度。即，如图4所示，一个或两个以上的发光元件120中，将从距发光中心最远的点向与发光元件120的光轴LA平行的方向射出的光到达反射面132的点设为C。朝向该点C从发光元件120的发光中心射出的光相对于发光元件120的光轴LA的角度为 Θ (cl)。
[0112]上式(I)表示，对于在比反射面132的点C靠外周侧的区域反射的光，越是在外侧的区域反射的光，相对于发光元件120的光轴LA的角度越大。S卩，满足上式(I)的反射面132在中心部侧的区域，向侧方方向(水平方向)反射光，在外周部侧的区域向后方方向(向下方向)反射光。这样，不是在反射面132的中心部侧，而是在外周部侧的区域生成后方方向的光，由此，能够不被基板110妨碍地有效照射后方方向的被照射面。假如，即使在反射面132的中心部侧的区域生成后方方向的光，由于被基板110妨碍，所以无法有效地照射后方方向的被照射面。
[0113][评价试验]
[0114](实施方式I的照明装置)
[0115]图5是表示图3所示的实施方式I的照明装置100中的、来自发光元件120(尺寸:7.6mmX6.6mm)的发光中心的射出光的角度(Θ (rl))和与该射出光对应的反射光的角度(Θ (r2))之间的关系的曲线图(仿真结果)。射出光及反射光的角度都是相对于发光元件120的光轴LA的角度。该照明装置100中为Θ (Cl) = 26.89°。
[0116]如该曲线图所示,对于Θ (cl) (26.89° )以上的射出角度的光,射出角度越大则反射角度也越大。据此可知，在实施方式I的照明装置100中，在反射面132的中心部侧的区域向侧方方向(水平方向)反射光，在外周部侧的区域向后方方向(向下方向)反射。
[0117]下面，对实施方式I的照明装置100的配光特性进行了测定。按以下的顺序测定配光特性。在从照明装置100内的发光元件120的发光中心沿光轴LA拉开了规定的距离的位置(基准位置0° )配置了照度计。以发光元件120的发光中心为旋转中心，将照度计向右旋方向(+ Θ方向)以5°间隔旋转180°测定了照度，向左旋方向(_ Θ方向)以5°间隔旋转180°测定了照度。用曲线圆滑地连结将所测定的照度中的最高照度设为I时的相对照度(无量纲值)制成曲线图。
[0118]图6是表示实施方式I的照明装置100的配光特性的曲线图。该曲线图中，0°意味着前方方向(上方方向)，90°意味着侧方方向(水平方向)，180°意味着后方方向(下方方向)。根据图6可知，实施方式I的照明装置100具有宽范围且均衡性良好的配光特性。
[0119](比较例I的照明装置)
[0120]图7是表示比较例I的照明装置100’的结构的剖面图，图8是表示一例比较例I的照明装置100’中的光路的剖面图。如图7及图8所示，比较例I的照明装置100’与实施方式I的照明装置100比较，其光束控制部件130’的反射面132’的形状不同。[0121]图9是表示图7所示的比较例I的照明装置100’中的、来自发光元件120(尺寸:7.6mmX6.6mm)的发光中心的射出光的角度(Θ (rl))和与该射出光对应的反射光的角度(Θ (r2))之间的关系的曲线图。该照明装置100’中，为Θ (Cl) = 26.89°。如该曲线图所示，比较例I的照明装置100’中，若射出角度超过了 35°，则反射角度变小。据此可知，在比较例I的照明装置100’中，在反射面132’的外周部侧的区域，不能向后方方向(向下方向)反射光(参照图8)。
[0122]图10是表示比较例I的照明装置100’的配光特性的曲线图。根据该曲线图可知，比较例I的照明装置100’无法充分地向后方方向将光进行配光。
[0123][效果]
[0124]实施方式I的照明装置100中，将到达光束控制部件130的来自发光元件120的射出光中的一部分的光利用反射面132向侧方方向及后方方向反射,并使一部分光向前方方向透射。这时，通过调整光束控制部件130的对光的反射率及透射率，能够容易地控制向各方向的射出光量。另外，实施方式I的照明装置100在反射面132的中心部侧的区域生成侧方方向的反射光，在外周部侧的区域生成后方方向的反射光。因此，实施方式I的照明装置100能够不被基板110妨碍地有效地照射后方方向的被照射面。
[0125]如以上所述，实施方式I的照明装置100通过分别控制朝向前方方向、侧方方向及后方方向的射出光量，能够实现与白炽灯接近的配光特性。实施方式I的照明装置100能够取代白炽灯使用于室内照明等。另外，实施方式I的照明装置100与白炽灯相比能够使耗电少，并且与白炽灯相比能够长时间使用。
[0126](实施方式2)
[0127][照明装置的结构]
[0128]图11是表示本发明实施方式2的照明装置200的结构的剖面图，图12是表示一例实施方式2的照明装置200中的光路的剖面图。实施方式2的照明装置200与实施方式I的照明装置100相比，基板210、光束控制部件230及侧壁部240的形状分别稍有不同。另夕卜，实施方式2的照明装置200在没有罩这一点，也与实施方式I的照明装置100不同。
[0129][评价试验]
[0130](实施方式2的照明装置)
[0131]图13是表示实施方式2的照明装置200中的、来自发光元件120 (尺寸:16mmX14mm)的发光中心的射出光的角度(Θ (rl))和与该射出光对应的反射光的角度(Θ (r2))之间的关系的曲线图。该照明装置200中，为Θ (Cl) = 40.55°。
[0132]如该曲线图所示,对于Θ (cl) (40.55° )以上的射出角度的光,射出角度越大则反射角度也越大。据此可知，在实施方式2的照明装置200中，在反射面232的中心部侧的区域向侧方方向反射光，在外周部侧的区域向后方方向反射光。
[0133]图14是表示实施方式2的照明装置200的配光特性的曲线图。根据该曲线图可知，实施方式2的照明装置200具有宽范围且均衡性良好的配光特性。
[0134](比较例2的照明装置)
[0135]图15是表示比较例2的照明装置200’的结构的剖面图，图16是表示一例比较例2的照明装置200’中的光路的剖面图。如图15及图16所示，比较例2的照明装置200’与实施方式2的照明装置200相比，其光束控制部件230’的反射面232’的形状不同。[0136]图17是表示比较例2的照明装置200’中的、来自发光元件120 (尺寸:16mmX14mm)的发光中心的射出光的角度(Θ (rl))和与该射出光对应的反射光的角度(Θ (r2))之间的关系的曲线图。该照明装置200’中，为Θ (Cl) = 40.54°。如该曲线图所示，比较例2的照明装置200’中，若射出角度超过40°，则反射角度变小。据此可知，在比较例2的照明装置200’中，在反射面232’的外周部侧的区域，不能向后方方向(向下方向)反射光(参照图16)。
[0137]图18是表示比较例2的照明装置200’的配光特性的曲线图。根据图18可知，比较例2的照明装置200’无法充分地向后方方向将光进行配光。
[0138][效果]
[0139]实施方式2的照明装置200具有与实施方式I的照明装置100相同的效果。实施方式2的照明装置200能够取代白炽灯而使用于室内照明等。
[0140](实施方式3)
[0141][照明装置的结构]
[0142]图19是表示本发明实施方式3的照明装置300的结构的剖面图，图20是表示一例实施方式3的照明装置300中的光路的剖面图。实施方式3的照明装置300与实施方式I的照明装置100相比，其光束控制部件330的形状稍有不同。另外，实施方式3的照明装置300在没有罩这一点也与实施方式I的照明装置100不同。
[0143][评价试验]
[0144]图21是表示实施方式3的照明装置300中的、来自发光元件120 (尺寸:7.6mmX6.6mm)的发光中心的射出光的角度(Θ (rl))和与该射出光对应的反射光的角度(Θ (r2))之间的关系的曲线图。该照明装置300中为Θ (Cl) = 30.55°。
[0145]如该曲线图所示，对于Θ (cl) (30.55° )以上的射出角度的光,射出角度越大则反射角度也越大。据此可知，在实施方式3的照明装置300中，在反射面332的中心部侧的区域向侧方方向反射光，在外周部侧的区域向后方方向反射光。
[0146]图22是表示实施方式3的照明装置300的配光特性的曲线图。根据该曲线图可知，实施方式3的照明装置300具有宽范围且均衡性良好的配光特性。
[0147][效果]
[0148]实施方式3的照明装置300具有与实施方式I的照明装置100相同的效果。实施方式3的照明装置300能够取代白炽灯而使用于室内照明等。
[0149](实施方式4)
[0150][照明装置的结构]
[0151]图23是表示本发明实施方式4的照明装置400的结构的剖面图，图24是表示一例实施方式4的照明装置400中的光路的剖面图。实施方式4的照明装置400与实施方式I的明装置100相比，基板410、光束控制部件430及侧壁部440的形状分别稍有不同。另夕卜，实施方式4的照明装置400在没有罩这一点也与实施方式I的照明装置100不同。
[0152][评价试验]
[0153]图25是表示实施方式4的照明装置400中的、来自发光元件120 (尺寸:16mmX14mm)的发光中心的射出光的角度(Θ (rl))和与该射出光对应的反射光的角度(Θ (r2))之间的关系的曲线图。该照明装置400中，为Θ (Cl) = 40.55°。[0154]如该曲线图所示,对于Θ (cl) (40.55° )以上的射出角度的光,射出角度越大则反射角度也越大。据此可知，在实施方式4的照明装置400中，在反射面432的中心部侧的区域向侧方方向反射光，在外周部侧的区域向后方方向反射光(参照图24)。
[0155]图26是表示实施方式4的照明装置400的配光特性的曲线图。根据该曲线图可知，实施方式4的照明装置400具有宽范围且均衡性良好的配光特性。
[0156][效果]
[0157]实施方式4的照明装置400具有与实施方式I的照明装置100相同的效果。实施方式4的照明装置400能够取代白炽灯而使用于室内照明等。
[0158](实施方式5)
[0159][照明装置的结构]
[0160]图27是表不本发明实施方式5的照明装置500的结构的剖面图，图28是表不一例实施方式5的照明装置500中的光路的剖面图。
[0161]如图27所示，照明装置500具有基板510、一个或两个以上的发光元件120、光束控制部件530、侧壁部540及盖部550。实施方式5的照明装置500与实施方式I的照明装置100相比，其光束控制部件530的形状稍有不同。另外，实施方式5的照明装置500中，在侧壁部540及盖部550为一体并作为罩而发挥功能这一点与实施方式I的照明装置100不同。
[0162]侧壁部540支撑光束控制部件530，并且使由光束控制部件530反射的光漫射。另夕卜，盖部550隔着空气层覆盖光束控制部件530，使透过光束控制部件530的光漫射。S卩，侧壁部540及盖部550作为使由光束控制部件530控制行进方向的光漫射的罩而发挥功能。
[0163][评价试验]
[0164]图29是表示实施方式5的照明装置500中的、来自发光元件120 (尺寸:16mmX14mm)的发光中心的射出光的角度(Θ (rl))和与该射出光对应的反射光的角度(Θ (r2))之间的关系的曲线图。该照明装置400中为Θ (Cl) = 42.79°。
[0165]如该曲线图所示，对于Θ (cl) (42.79° )以上的射出角度的光,射出角度越大则反射角度也越大。据此可知，在实施方式5的照明装置500中，在反射面532的中心部侧的区域向侧方方向反射光，在外周部侧的区域向后方方向反射光(参照图28)。
[0166]图30是表示实施方式5的照明装置500的配光特性的曲线图。根据该曲线图可知，实施方式5的照明装置500具有宽范围且均衡性良好的配光特性。
[0167][效果]
[0168]实施方式5的照明装置500具有与实施方式5的照明装置100相同的效果。实施方式5的照明装置500能够取代白炽灯而使用于室内照明等。
[0169](实施方式6)
[0170][照明装置的结构]
[0171]图31是表示本发明实施方式6的照明装置600的结构的剖面图，图32是表示一例实施方式6的照明装置600中的光路的剖面图。实施方式6的照明装置600与实施方式I的照明装置100相比，基板610、光束控制部件630及侧壁部640的形状稍有不同。另外，实施方式6的照明装置600在具有覆盖发光元件120的透镜660这一点也与实施方式I的照明装置100不同。[0172][评价试验]
[0173]图33是表示实施方式6的照明装置600中的、来自发光元件120 (尺寸:ImmX Imm)的发光中心的射出光的角度(Θ (rl))和与该射出光对应的反射光的角度(Θ (r2))之间的关系的曲线图。该照明装置600中为Θ (cl) =20.15°。
[0174]如该曲线图所示，对于Θ (Cl) (20.15° )以上的射出角度的光,射出角度越大则反射角度也越大。据此可知，在实施方式6的照明装置600中，在反射面632的中心部侧的区域向侧方方向反射光，在外周部侧的区域向后方方向反射光(参照图32)。
[0175]图34是表示实施方式6的照明装置600的配光特性的曲线图。根据该曲线图可知，实施方式6的照明装置600具有宽范围且均衡性良好的配光特性。
[0176][效果]
[0177]实施方式6的照明装置600具有与实施方式I的照明装置100相同的效果。实施方式6的照明装置600能够取代白炽灯而使用于室内照明等。
[0178](实施方式7)
[0179][照明装置的结构]
[0180]图35是表示本发明实施方式7的照明装置700的结构的剖面图。如图35所示，照明装置700具有一个或两个以上的发光元件120、光束控制部件130、侧壁部140、基座710、罩720、灯泡壳体730及灯口 740。实施方式7的照明装置700具有灯泡型的形状，能够与白炽灯同样地使用。
[0181]发光元件120、光束控制部件130及侧壁部140与实施方式I的照明装置100所包含的相同。发光元件120、光束控制部件130及侧壁部140配置于基座710之上。另外，发光元件120、光束控制部件130及侧壁部140中，发光元件120位于比光束控制部件130靠罩720的开口部侧的位置，且以发光元件120的光轴LA与罩720的中心轴一致的方式配置在罩720的中空区域内。
[0182]基座710设置于灯泡壳体730之上，对发光元件120、光束控制部件130及侧壁部140与罩720之间的位置关系进行调整。基座710中设置有将发光元件120与灯泡壳体730中的电路连接的电路。
[0183]罩720是具有开口部的、形成了中空区域的部件。如上所述，发光元件120、光束控制部件130及侧壁部140配置于罩720的中空区域内。罩720使来自光束控制部件130的反射光及透射光漫射的同时使其透射。在图35所示的例中，罩720的形状大致为球冠形状。罩720固定于灯泡壳体730的上部，罩720的开口部由灯泡壳体730堵塞。
[0184]在灯泡壳体730内设置有用于使发光元件120发光的电路。该电气电路与灯口740及发光元件120连接。另外，灯泡壳体730也作为散热部发挥功能。
[0185]本实施方式的照明装置700的特征之一为，发光元件120、光束控制部件130及侧壁部140配置于罩720内的规定的位置。即，在本实施方式的照明装置700中，发光元件120、光束控制部件130及侧壁部140位于比罩720的最大外径部分(图35中用箭头表示)靠上侧(开口部的相反侧)的位置。另外，在本实施方式的照明装置700中，罩720的开口部位于比发光元件120靠下侧(在将沿发光元件120的光轴的光的射出方向设为正的情况下的负方向)的位置。
[0186]通过这样将发光元件120、光束控制部件130及侧壁部140相对于罩720的开口部配置在上方，在光束控制部件130被反射的后方方向的光难以被灯泡壳体730妨碍。因此，能够与灯泡壳体730的尺寸无关系地，使照明装置700的配光特性接近于白炽灯。
[0187]图36是表示包含实施方式I的照明装置100的灯泡型照明装置700’的剖面图。如该图所示，如果光束控制部件130的尺寸和灯泡壳体730的尺寸之间的关系适当，则在光束控制部件130被反射的后方方向的光能够不被灯泡壳体730妨碍地照射后方方向的被照射面。
[0188]图37是包含实施方式I的照明装置100的灯泡型照明装置700”的剖面图。图37所示的照明装置700”与图36所示的照明装置700’相比，其灯泡壳体730的尺寸不同。如该图所示，若光束控制部件130的尺寸和灯泡壳体730的尺寸之间的关系不适当，在光束控制部件130被反射的后方方向的光有时被灯泡壳体730妨碍。
[0189]即使在这样使用较大的灯泡壳体730的情况下，也将发光元件120、光束控制部件130及侧壁部140相对于罩720的开口部配置于上方，由此，在光束控制部件130被反射的后方方向的光难以被灯泡壳体730妨碍。因此，如图35所示，本实施方式的照明装置700中，将发光元件120、光束控制部件130及侧壁部140配置在基座710之上。
[0190][评价试验]
[0191]图38是表示包含图36所示的实施方式I的照明装置100的灯泡型照明装置700’的配光特性的曲线图。灯泡壳体730的外径为35mm，发光元件120的尺寸为7.6mmX 6.6mm。根据该曲线图可知，图36所示的照明装置700’具有宽范围且均衡性良好的配光特性。
[0192]图39是表示包含图37所示的实施方式I的照明装置100的灯泡型照明装置700”的配光特性的曲线图。灯泡壳体730的外径为52.5mm，发光元件120的尺寸为
7.6mmX 6.6mm。根据该曲线图可知，与光束控制部件130相比，若灯泡壳体730较大，则无法在后方方向充分地进行配光。
[0193]图40是表示图35所示的实施方式7的照明装置700的配光特性的曲线图。灯泡壳体730的外径为52.5mm，发光元件120的尺寸为1.6mmX 6.6mm，灯泡壳体730与发光元件120之间的间隔(基座710的高度)为17mm。根据该曲线图可知，即使在与光束控制部件130相比灯泡壳体730较大的情况下，通过将发光元件120、光束控制部件130及侧壁部140相对于罩720的开口部配置在上方，在后方方向能够充分地进行配光。
[0194][效果]
[0195]若将小型灯泡用的发光元件120及光束控制部件130按原样应用于与其相比大型的灯泡，则后方方向的光被灯泡壳体730妨碍，无法实现均衡性良好的配光特性(参照图37)。另一方面，若与灯泡壳体730配合而增大光束控制部件130，则从成型性和透射反射膜的成膜的观点看，制造成本增大。
[0196]相对于此，实施方式7的照明装置700通过根据灯泡壳体730的外径调整基座710的高度，不用改变光束控制部件130的大小，而能够实现均衡性良好的配光特性。
[0197](实施方式8)
[0198][照明装置的结构]
[0199]图41是表示本发明实施方式8的照明装置800的结构的剖面图。实施方式8的照明装置800在光束控制部件130及侧壁部140由三根支脚部810支撑这一点与实施方式7的照明装置700不同。[0200][评价试验]
[0201]图42是表示实施方式8的照明装置800的配光特性的曲线图。各构成部件的尺寸与实施方式7的照明装置700相同。圆柱形状的支脚部810分别地其外径为1_、长度为2_。根据该曲线图可知，实施方式8的照明装置800具有宽范围且均衡性良好的配光特性。
[0202][效果]
[0203]实施方式8的照明装置800除了具有与实施方式7的照明装置100相同的效果以夕卜，还具有能够明显地减少基座710上的用于设置光束控制部件130的空间的效果。
[0204](实施方式9)
[0205][照明装置的结构]
[0206]图43是表示本发明实施方式9的照明装置900的结构的剖面图。实施方式9的照明装置900与实施方式7的照明装置700的不同之处在于，光束控制部件130不是由侧壁部支撑而是由三根支脚部910支撑。也可以作为一体制造光束控制部件130及支脚部910，还可以分别单独地制造。
[0207][评价试验]
[0208]图44是表示实施方式9的照明装置900的配光特性的曲线图。各构成部件的尺寸与实施方式7的照明装置700相同。圆柱形状的支脚部910分别地其外径为1_、长度为2_。根据该曲线图可知，实施方式9的照明装置900具有宽范围且均衡性良好的配光特性。
[0209][效果]
[0210]实施方式9的照明装置900具有与实施方式8的照明装置800相同的效果。
[0211](实施方式10)
[0212][照明装置的结构]
[0213]图45是表示本发明实施方式10的照明装置1000的结构的剖面图。实施方式10的照明装置1000在光束控制部件130不是由侧壁部而是由三根吊挂部1010支撑这一点与实施方式7的照明装置700不同。吊挂部1010固定于罩720的内表面。可以与光束控制部件130或罩720作为一体地制造吊挂部1010，还可以分别单独地制造。
[0214][评价试验]
[0215]图46是表示实施方式10的照明装置1000的配光特性的曲线图。各构成部件的尺寸与实施方式7的照明装置700相同。圆柱形状的吊挂部1010的外径为1mm、长度为10.8mm。根据该曲线图可知，实施方式10的照明装置1000具有宽范围且均衡性良好的配光特性。
[0216][效果]
[0217]实施方式10的照明装置1000除了具有与实施方式7的照明装置700相同的效果以外，还具有不需要基座710上的用于设置光束控制部件130的空间的效果。
[0218](实施方式11)
[0219][照明装置的结构]
[0220]图47是表示本发明实施方式11的照明装置1100的结构的剖面图。实施方式11的照明装置1100是在图37所示的照明装置700”的基础上，将罩150向灯口 740侧延长9.1mm(罩720)，并且，与其配合地除去灯泡壳体730的一部分的照明装置。即，使灯泡壳体1110承担实施方式7的照明装置700中的基座710及灯泡壳体730的两者的作用。
[0221][评价试验]
[0222]图48是表示实施方式11的照明装置1100的配光特性的曲线图。根据该曲线图可知，实施方式11的照明装置1100具有宽范围且均衡性良好的配光特性。
[0223][效果]
[0224]实施方式11的照明装置1100具有与实施方式7的照明装置700相同的效果。
[0225]本申请主张在2011年11月7日提出的日本专利申请特愿2011-243366号的优先权。该申请说明书及附图中记载的内容全部引用于本申请。
[0226]工业实用性
[0227]本发明的照明装置由于能够取代白炽灯而使用，所以能够广泛地应用于吊灯和间接照明装置等各种照明设备。
【权利要求】
1.一种照明装置，包括: 基板上所配置的一个或两个以上的发光元件；以及 光束控制部件，以使其中心轴与所述发光元件的光轴一致的方式，相对于所述发光元件隔有空气层而被配置，使从所述发光元件射出的光的一部分反射并使一部分透射， 所述光束控制部件具有反射面，该反射面与所述发光元件相对且使从所述发光元件射出的光的一部分反射， 所述反射面具有非球面形状的曲面，即:距所述发光元件的高度从作为与所述发光元件的光轴之间的交点的中心部朝向外周部递增， 所述反射面的外周部形成在如下位置，即:与所述反射面的中心部的位置比较，在所述发光元件的光轴方向上的距所述发光元件的距离更大的位置， 将从所述发光元件沿着所述发光元件的光轴射出的光的角度设为O。时，所述反射面以满足下式(1)的方式，使从所述发光元件射出的光的一部分反射，
Θ (a2) < Θ (b2)...(1) 其中，在式(1)中， Θ (a2)是从所述发光兀件的发光中心相对于所述发光兀件的光轴以Θ (al)的角度射出且被所述反射面反射后的光相对于所述发光元件的光轴的角度， Θ (b2)是从所述发光元件的发光中心相对于所述发光元件的光轴以Θ (bl)的角度射出且被所述反射面反射后的光相对于所述发光元件的光轴的角度， 将从所述发光元件中距离所述发光元件的发光中心最远的点向与所述发光元件的光轴平行的方向射出的光到达所述反射面的点、和所述发光元件的发光中心连结的线相对于所述发光兀件的光轴的角度设为Θ (cl)时,满足Θ (cl) ≤Θ (al) < Θ (bl)。
2.如权利要求1所述的照明装置，其中， 所述反射面形成有使从所述发光元件射出的光的一部分反射并使一部分透射的透射反射膜。
3.如权利要求1所述的照明装置，其中， 所述光束控制部件由使从所述发光元件射出的光的一部分反射并使一部分透射的材料形成。
4.如权利要求1所述的照明装置，其中， 所述光束控制部件具有使从所述发光元件射出的光的一部分透射的透射部。
5.如权利要求4所述的照明装置，其中， 所述透射部是贯穿孔或凹部。
6.如权利要求1~5中任意一项所述的照明装置,其中， 还包括具有开口部且形成有中空区域的罩， 所述发光元件及所述光束控制部件配置在所述罩的所述中空区域内 所述罩使来自所述光束控制部件的反射光及透射光漫射并透射。
7.如权利要求6所述的照明装置，其中， 所述罩为大致球冠形状。
8.如权利要求6所述的照明装置，其中， 在将从所述发光元件射出的光的沿所述光轴的射出方向设为正方向的情况下，所述罩的开口部位于比所述发光元件更靠所述光轴的负方向的位置。
9.如权利要求6所述的照明装置，其中， 所述发光元件及所述光束控制部件位于比所述罩的最大外径部分更靠所述开口部的相反侧的位置。
10.一种照明装置，包括: 基板上所配置的一个或两个以上的发光元件；以及 光束控制部件，以使其中心轴与所述发光元件的光轴一致的方式，相对于所述发光元件隔有空气层而被配置，使从所述发光元件射出的光的一部分反射并使一部分透射， 所述光束控制部件具有反射面，该反射面与所述发光元件相对且使从所述发光元件射出的光的一部分反射， 所述反射面具有非球面形状的曲面，即:距所述发光元件的高度从作为与所述发光元件的光轴之间的交点的中心部朝向外周部递增， 所述反射面的外周部形成在如下位置，即:与所述反射面的中心部的位置比较，在所述发光元件的光轴方向上的距所述发光元件的距离更大的位置， 所述反射面是以所述光束控制部件的中心轴为中心的旋转对称面，且其母线相对于所述发光元件为凹 形。
【文档编号】F21S2/00GK103906968SQ201280053186
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年11月2日 优先权日:2011年11月7日
【发明者】中村真人 申请人:恩普乐股份有限公司