JP7320175B2

JP7320175B2 - 発光装置、照明装置及び光学部材

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Publication number: JP7320175B2
Application number: JP2019146417A
Authority: JP
Inventors: 洋平河野; 康平島
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2019-08-08
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2023-08-03
Anticipated expiration: 2039-08-08
Also published as: JP2021026993A

Description

実施形態は、発光装置、照明装置及び光学部材に関する。

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、切替に時間を要するおそれがある。

特開２００７－３３５１０１号公報

実施形態は、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。

実施形態に係る発光装置は、開口部を有する凹面鏡と、前記凹面鏡を囲む透光性を持つ第１筒状部と、前記開口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筒状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。

実施形態に係る照明装置は、前記発光装置と、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、を備える。

実施形態に係る光学部材は、開口部を有し、前記開口部から入射した光を集光する凹面鏡と、前記凹面鏡の周囲に配置され、透光性を持ち、端面から入射した光を内部で全反射させて導光する第１筒状部と、を備える。

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。

第１の実施形態に係る照明装置を示す分解斜視図である。第１の実施形態に係る照明装置を示す断面図である。カバー部材を示す斜視図である。光源部を示す平面図である。第１の実施形態に係る光学部材を示す断面図である。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。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。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断面図である。第１の実施形態の第１の変形例に係る光学部材を示す断面図である。第１の実施形態の第２の変形例に係る光学部材を示す断面図である。第２の実施形態に係る光学部材を示す断面図である。第３の実施形態に係る発光装置を示す断面図である。

＜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図である。
図２は、本実施形態に係る照明装置を示す断面図である。
図３は、本実施形態に係る照明装置のカバー部材を示す斜視図である。

本実施形態に係る発光装置は、開口部を有する凹面鏡と、凹面鏡を囲む透光性を持つ第１筒状部と、開口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、第１筒状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。
本実施形態に係る照明装置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。

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、凹面鏡２１と、第１筒状部２２と、を有する。凹面鏡２１は、開口部２１ａを有する。第１筒状部２２は、凹面鏡２１を囲み、透光性を持つ。第１発光素子１１は、開口部２１ａに対応する位置に配置される。第２発光素子１２は、第１筒状部２２に対応する位置に配置される。ここで「透光性」とは第２発光素子１２からの光の４０％以上、好ましくは６０％以上、さらに好ましくは８０％以上を透過することをいう。

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。

以下、詳細に説明する。
図４は、光源部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。

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。なお、図２では、説明をわかりやすくするため、複数の第１発光素子１１のうちいくつかの第１発光素子１１を省略し、複数の第２発光素子１２のうちいくつかの第２発光素子１２を省略している。以降に説明する他の断面図についても同様である。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。

図５は、本実施形態に係る光学部材を示す断面図である。
光学部材２０は、凹面鏡２１及び透光性部材２９を有する。
凹面鏡２１の形状は、概ね、中心軸Ｃを回転軸とする回転体である。凹面鏡２１は、凹面板２３と、鍔部２４と、を有する。凹面板２３及び鍔部２４は、例えば、金属材料によって一体的に形成されている。凹面鏡２１に用いられる金属材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム等の光を反射し易い金属が挙げられる。凹面鏡２１は、光源部１０に対向する位置に配置されている。以下、光学部材２０の中心軸Ｃが延びる方向のうち、光源部１０から光学部材２０に向かう方向を「光出射方向Ｃ１」といい、光出射方向Ｃ１の反対方向を「光入射方向Ｃ２」という。また、中心軸Ｃに直交する方向を「径方向Ｒ」という。

凹面板２３の表面は、内面２３ａ、上面２３ｂ、及び外面２３ｃを含んでいる。内面２３ａは、光出射方向Ｃ１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、内面２３ａは、光入射方向Ｃ２に向けて凹となるように湾曲している。内面２３ａの最小曲率半径は、例えば、０．６ｍｍ以上、かつ、２８ｍｍ以下である。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、径方向Ｒに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Ｃ１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。

凹面板２３の上部には、開口部２１ａが形成されている。開口部２１ａは、第１発光素子１１に対応する位置に形成されており、例えば、第１発光素子１１に対向する位置に形成されている。一例では、開口部２１ａの形状は、円形であり、その中心は、中心軸Ｃ上に位置する。開口部２１ａは、凹面鏡２１の内部２１ｂに連通している。凹面鏡２１の内部２１ｂは、凹面鏡２１の下部の開口部２１ｃに連通している。

凹面板２３の上面２３ｂと光源部１０の間には隙間が設けられていることが好ましい。これによって光源部１０上の配線等と凹面板２３が接触し、通電することを抑制できる。ただし、光源部１０の配線等に被覆等を施し、凹面板２３の上面２３ｂを光源部１０に接触させてもよい。

鍔部２４の形状は、例えば、円環板状である。鍔部２４は、凹面板２３において光出射方向Ｃ１側の端部２３ｄに連なっている。鍔部２４は、凹面板２３の端部２３ｄから、径方向Ｒの外側に向かって延びている。なお、鍔部２４は、凹面板２３の端部２３ｄの全周に亘って設けられるのではなく、部分的に設けられてもよい。また、凹面鏡２１の形状は、反射面が凹面である限り上記に限定されない。

凹面鏡２１の周囲には、透光性部材２９が設けられている。透光性部材２９の形状は、概ね、中心軸Ｃを回転軸とする回転体であり、互いに対向する光入射面２９ａと光出射面２９ｂを有する。透光性部材２９の光入射面２９ａには、光入射方向Ｃ２に突出した第１筒状部２２が設けられている。透光性部材２９の光出射面２９ｂは、中心軸Ｃに対して直交した平面である。

第１筒状部２２は、凹面鏡２１の周囲を環状に囲む。第１筒状部２２の表面は、内面２２ａ、上面２２ｂ、及び外面２２ｃを含んでいる。内面２２ａは、光入射方向Ｃ２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２２ｂは内面２２ａの周囲に配置され、内面２２ａと接している。上面２２ｂは、径方向Ｒに平行な円環状の平面である。上面２２ｂ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。凹面鏡２１の上面２３ｂと第１筒状部２２の上面２２ｂとは、例えば、同一平面上に位置している。外面２２ｃは、光出射方向Ｃ１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し、中心軸Ｃに沿って延びていてもよい。

第１筒状部２２は、光出射面２９ｂ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。「台形」とは、少なくとも中心軸Ｃが延びる方向において対向する２辺が、互いに平行である形状を意味する。したがって、「台形」は「長方形」を含む。図５では、内面２２ａ、上面２２ｂ、及び外面２２ｃによって囲まれる第１筒状部２２の断面形状が、中心軸Ｃの延びる方向において対向する２辺が互いに平行であり、かつ、径方向Ｒに対向する２辺が互いに平行でない例を示している。しかしながら、第１筒状部２２の断面形状は、中心軸Ｃの延びる方向において対向する２辺が互いに平行であり、かつ、径方向Ｒに対向する２辺が互いに平行であってもよい。すなわち、第１筒状部２２の断面形状は長方形であってもよい。

内面２２ａと光出射面２９ｂの間には、光出射面２９ｂよりも光入射方向Ｃ２に窪んだ窪み２２ｅが形成されている。凹面鏡２１の鍔部２４は、窪み２２ｅ内に配置されている。透光性部材２９と拡散板３０は、窪み２２ｅ内に配置された凹面鏡２１の鍔部２４を挟持している。

透光性部材２９において第１筒状部２２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筒状部２２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、光出射面２９ｂに平行な平面である。

拡散板３０は、透光性材料、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。拡散板３０の一方又は両方の表面に微細な凹凸を設けたり、拡散板３０中に屈折率の異なる材料を分散させたりすることによって、拡散板３０は光を拡散させる。拡散板３０の形状は凹面鏡２１及び光出射面２９ｂ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２９ｂ側に配置されており、例えば、光出射面２９ｂに接している。

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。

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。

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断面図である。

第１発光素子１１が点灯すると、第１発光素子１１から出射した光の大部分は、開口部２１ａを介して凹面鏡２１の内面２３ａに入射する。以下、凹面鏡２１に入射した光を「光Ｌ１」という。内面２３ａは、光入射方向Ｃ２に向かって凹となるように湾曲しているため、光Ｌ１は、内面２３ａによって全反射されることにより、集光される。凹面鏡２１から出射した光Ｌ１の半値角θ_ＨＷ１は、例えば、２８°である。

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、第１筒状部２２の端面である上面２２ｂに入射する。以下、第１筒状部２２に入射した光を「光Ｌ２」という。光Ｌ２の少なくとも一部は、第１筒状部２２の内面２２ａと外面２２ｃとで全反射を繰り返すことにより、第１筒状部２２の内部を導光されると共に拡散されて、光出射面２９ｂから出射する。第１筒状部２２から出射した光Ｌ２の半値角θ_ＨＷ２は、例えば、７０°である。光学部材２０の第１筒状部２２から出射する光Ｌ２の半値角θ_ＨＷ２は、凹面鏡２１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。

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、凹面鏡２１によって集光された光Ｌ１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筒状部２２によって拡散された光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。

光学部材２０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Ｌ３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Ｌ３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。

次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態に係る発光装置５０は、開口部２１ａを有する凹面鏡２１と、凹面鏡２１を囲む透光性を持つ第１筒状部２２と、開口部２１ａに対応する位置に配置された１以上の第１発光素子１１と、第１筒状部２２に対応する位置に配置された１以上の第２発光素子１２と、を備える。
また、本実施形態に係る照明装置１は、発光装置５０と、発光装置５０から出射した光が入射する位置に配置された拡散板３０と、発光装置５０及び拡散板３０の側面を覆うカバー部材４０と、を備える。
また、本実施形態に係る光学部材２０は、開口部２１ａを有し、開口部２１ａから入射した光を集光する凹面鏡２１と、凹面鏡２１の周囲に配置され、透光性を持ち、端面である上面２２ｂから入射した光を内部で全反射させて導光する第１筒状部２２と、を備える。
本実施形態によれば、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１、並びに、この照明装置１に用いる発光装置５０及び光学部材２０を実現できる。

このように、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。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。

また、第１発光素子１１から出射した光は、凹面鏡２１によって集光される。このため、第１発光素子１１から出射した光がレンズ等の透光性部材によって集光される場合と比較して、第１発光素子１１から出射した光をより一層効率的に取り出すことができる。また、凹面鏡２１の凹面板２３は、凹面鏡２１の内部２１ｂと第１筒状部２２との間に介在している。このため、第１発光素子１１からの光が第１筒状部２２側に漏れ出ること、及び、第２発光素子１２からの光が凹面鏡２１の内部２１ｂ側に漏れ出ることを抑制できる。

また、本実施形態においては、凹面鏡２１は金属材料からなる。金属材料から成る凹面鏡２１は、耐久性に優れる。したがって、凹面鏡２１は、レンズ等の樹脂部材と比較して、より一層高い出力の第１発光素子１１に対応できる。

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と、広角照明用の光Ｌ２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。

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２発光素子１２から出射する光の色温度は、第１発光素子１１から出射する光の色温度とは異なることが好ましい。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。

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、人が部屋の内部に進入したときは、第１発光素子１１及び第２発光素子１２の双方を発光させて、部屋全体を照明してもよい。

＜第１の実施形態の第１の変形例＞
次に、第１の実施形態の第１の変形例について説明する。
図９は、本変形例に係る光学部材を示す断面図である。
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。後述する他の変形例及び実施形態についても同様である。

本変形例に係る光学部材２０ａは、透光性部材２９ｃが第１筒状部２２の内側に配置され、凹面鏡２１に向かって突出する突出部２６を備える点で第１の実施形態に係る光学部材２０と相違する。

突出部２６の形状は、概ね、中心軸Ｃを中心とする回転体である。突出部２６は、第１筒状部２２の内面２２ａの光出射方向Ｃ１側の縁部に接している。突出部２６は、凹面鏡２１に向かって径方向Ｒに平行な方向に延びている。突出部２６の内側の端部には、光入射方向Ｃ２に向かって窪んだ窪み２６ｄが設けられている。すなわち、突出部２６は、光出射面２９ｂ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略Ｌ字形である。凹面鏡２１の鍔部２４は、窪み２６ｄ内に配置されている。透光性部材２９ｃと拡散板３０は、窪み２６ｄ内に配置された凹面鏡２１の鍔部２４を挟持している。

次に、本変形例の効果について説明する。
本変形例においては、凹面鏡２１の鍔部２４は、中心軸Ｃの延びる方向において第１筒状部２２と重ならない位置に位置する。このため、凹面鏡２１の鍔部２４が、第１筒状部２２を通過した光を遮断することを抑制できる。

＜第１の実施形態の第２の変形例＞
次に、第１の実施形態の第２の変形例について説明する。
図１０は、本変形例に係る光学部材を示す断面図である。

本変形例に係る光学部材２０ｂにおいては、凹面鏡２１の内面２３ａにファセット加工が施されている。内面２３ａは、ファセット加工により、複数の領域Ａに区画されている。各領域Ａは、平面である。各領域Ａは、隣り合う他の領域Ａと異なる方向に広がっている。各領域Ａは、四角形であってもよいし、四角形以外の多角形であってもよい。

次に、本変形例の効果について説明する。
本変形例に係る光学部材２０ｂにおいては、凹面鏡２１の内面２３ａにはファセット加工が施されている。このため、凹面鏡２１の内面２３ａによって、光が分散され、使用者に第１発光素子１１が直接見えてしまうことによる「粒感」を軽減することができる。

＜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１１は、本実施形態に係る光学部材を示す断面図である。

本実施形態に係る光学部材２２０は、凹面鏡２２１及び第１筒状部２２２の構成において第１実施形態に係る光学部材２０と相違する。

凹面鏡２２１は、透光性を持つ樹脂材料からなる凹面板２２３と、凹面板２２３の内面２２３ａに設けられた金属膜２２４と、を有する。凹面板２２３の形状は、第１実施形態の凹面板２３と同様の形状である。金属膜２２４は、凹面板２２３の内面２２３ａに、蒸着等によって設けられている。金属膜２２４に用いられる金属材料としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム等の光を反射し易い金属が挙げられる。

第１筒状部２２２の形状は、窪み２２ｅが形成されていない点以外は、第１実施形態における第１筒状部２２と同様である。

凹面板２２３、第１筒状部２２２、及び平板部２５は、例えば、透光性を持つ樹脂材料により一体的に形成されている。凹面板２２３の外面２２３ｃ、第１筒状部２２２の内面２２２ａ、上面２２２ｂ、外面２２２ｃ、及び平板部２５の上面２５ａは、光出射方向Ｃ１から直接的に見える位置及び角度で配置されている。このため、射出成型等により、凹面板２２３、第１筒状部２２２、及び平板部２５を一体的に形成することができる。例えば、所定の型に透光性を持つ樹脂材料を流し込んで固化させ、成形品を光出射方向Ｃ１に引き出すことにより、凹面板２２３、第１筒状部２２２、及び平板部２５を一体的に形成することができる。なお、凹面板２２３は、第１筒状部２２２及び平板部２５と別体であってもよい。

次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態に係る光学部材２２０においては、凹面鏡２２１は、樹脂材料からなる凹面板２２３と、凹面板２２３の内面２２３ａに設けられた金属膜２２４と、を有する。このため、本実施形態に係る光学部材２２０は、第１実施形態に係る光学部材２０と比較して軽量である。このため、使用者は、照明装置１を天井１００等に簡便に取り付けることができる。

また、本実施形態に係る光学部材２２０においては、凹面板２２３の樹脂材料は透光性を持ち、凹面板２２３及び第１筒状部２２２は樹脂材料により一体的に形成されていてもよい。これにより、凹面板２２３を第１筒状部２２２等に組み付ける手間を省くことができる。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。
図１２は、本実施形態に係る発光装置を示す断面図である。

本実施形態に係る発光装置３５０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３１０に１以上の第３発光素子１３が設けられており、光学部材３２０を構成する透光性部材３２９に第２筒状部２７及び平板部２８が設けられている。

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。

第２筒状部２７は、平板部２５の外側に設けられている。第２筒状部２７は、第１筒状部２２の周囲を環状に囲む透光性を持つ筒状部材である。第２筒状部２７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。

第２筒状部２７の表面は、内面２７ａ、上面２７ｂ、外面２７ｃを含んでいる。内面２７ａ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２７ｂは内面２７ａの周囲に配置され、内面２７ａと接している。上面２７ｂは、径方向Ｒに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２７ｂは、例えば、凹面鏡２１の上面２３ｂ及び第１筒状部２２の上面２２ｂと同じ平面上に位置している。外面２７ｃは、上面２７ｂに接し、例えば、中心軸Ｃに対して平行である。第２筒状部２７は、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筒状部２７の断面形状は、長方形以外の台形であってもよい。

第２筒状部２７の内面２７ａ及び外面２７ｃのテーパー角、すなわち、中心軸Ｃとの角度は、第１筒状部２２の内面２２ａ及び外面２２ｃのテーパー角よりも小さい。従って、第２筒状部２７のテーパー比は、第１筒状部２２のテーパー比よりも小さい。筒状部の「テーパー比」とは、筒状部の光入射方向Ｃ２側の端面の幅をＷｉｎとし、光出射方向Ｃ１側の端面の幅をＷｏｕｔとし、筒状部の中心軸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筒状部２２の光入射方向Ｃ２側の端面は上面２２ｂであり、光出射方向Ｃ１側の端面は、第１筒状部２２において平板部２５の上面２５ａと同一平面上に位置する平面である。第２筒状部２７の光入射方向Ｃ２側の端面は上面２７ｂであり、光出射方向Ｃ１側の端面は第２筒状部２７において平板部２８の上面２８ａと同一平面上に位置する平面である。例えば、第１筒状部２２のテーパー比は０より大きく、かつ、０．５４以下であり、第２筒状部２７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筒状部２７から出射する光の半値角は、凹面鏡２１から出射する光の半値角よりも大きくなる。

平板部２８は、第２筒状部２７の外側に設けられている。平板部２８の上面２８ａは、光出射面２９ｂに平行な円環状の平面である。平板部２８の厚さは、例えば、平板部２５の厚さと略同じである。第１筒状部２２、平板部２５、第２筒状部２７、及び平板部２８は、透光性材料により一体的に形成されていてもよい。

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筒状部２７の上面２７ｂに入射する。上面２７ｂから第２筒状部２７内に入射した光の少なくとも一部は、内面２７ａと外面２７ｃで全反射を繰り返し、第２筒状部２７内を伝播し、光出射面２９ｂから出射する。第２筒状部２７から出射する光の半値角θ_ＨＷ３は、第１筒状部２２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。

次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態に係る発光装置３５０は、第１筒状部２２を囲む透光性を持つ第２筒状部２７と、第２筒状部２７に対応する位置に配置された１以上の第３発光素子１３と、をさらに備える。第１筒状部２２及び第２筒状部２７は、それぞれ、光出射面２９ｂに対して垂直な面の断面形状が台形であり、第２筒状部２７のテーパー角は第１筒状部２２のテーパー角よりも小さい。このため、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。

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。

１：照明装置
１０、３１０：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、２０ｂ、２２０、３２０：光学部材
２１、２２１：凹面鏡
２１ａ：開口部
２１ｂ：内部
２１ｃ：開口部
２２、２２２：第１筒状部
２２ａ、２２２ａ：内面
２２ｂ、２２２ｂ：上面
２２ｃ、２２２ｃ：外面
２２ｅ：窪み
２３、２２３：凹面板
２３ａ、２２３ａ：内面
２３ｂ：上面
２３ｃ、２２３ｃ：外面
２３ｄ：端部
２４：鍔部
２５：平板部
２５ａ：上面
２６：突出部
２６ｄ：窪み
２７：第２筒状部
２７ａ：内面
２７ｂ：上面
２７ｃ：外面
２８：平板部
２８ａ：上面
２９、２９ｃ、３２９：透光性部材
２９ａ：光入射面
２９ｂ：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、３５０：発光装置
１００：天井
２２４：金属膜
Ａ：領域
Ｃ：中心軸
Ｃ１：光出射方向
Ｃ２：光入射方向
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３：光
Ｒ：径方向
θ_ＨＷ１、θ_ＨＷ２、θ_ＨＷ３：半値角

Claims

開口部を有する凹面鏡と、
前記凹面鏡を囲む透光性を持つ第１筒状部と、
前記開口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筒状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１筒状部から出射する光の半値角は、前記凹面鏡から出射する光の半値角よりも大きい発光装置。
前記凹面鏡は金属材料からなる請求項１に記載の発光装置。
開口部を有する凹面鏡と、
前記凹面鏡を囲む透光性を持つ第１筒状部と、
前記開口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筒状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、
前記凹面鏡は、
樹脂材料からなる凹面板と、
前記凹面板の内面に設けられた金属膜と、
を有し、
前記樹脂材料は透光性を持ち、
前記凹面板及び前記第１筒状部は前記樹脂材料により一体的に形成された発光装置。
前記凹面鏡の内面にはファセット加工が施されている請求項１～３のいずれか１つに記載の発光装置。
開口部を有する凹面鏡と、
前記凹面鏡を囲む透光性を持つ第１筒状部と、
前記第１筒状部を囲む透光性を持つ第２筒状部と、
前記開口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筒状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、
前記第２筒状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、
を備え、
前記第１筒状部及び第２筒状部は、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り、前記第２筒状部のテーパー角は前記第１筒状部のテーパー角よりも小さい発光装置。
前記第１筒状部のテーパー比は、０より大きく、かつ、０．５４以下である請求項５に記載の発光装置。
前記第２筒状部のテーパー比は、０以上、かつ、０．１以下である請求項５または６に記載の発光装置。
前記第２発光素子から出射する光の色温度は、前記第１発光素子から出射する光の色温度とは異なる請求項１～７のいずれか１つに記載の発光装置。
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、
前記発光装置は、
開口部を有する凹面鏡と、
前記凹面鏡を囲む透光性を持つ第１筒状部と、
前記開口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筒状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、
を有する照明装置。
開口部を有し、前記開口部から入射した光を集光する凹面鏡と、
前記凹面鏡の周囲に配置され、透光性を持ち、端面から入射した光を内部で全反射させて導光する第１筒状部と、
を備え、
前記第１筒状部から出射する光の半値角は、前記凹面鏡から出射する光の半値角よりも大きい光学部材。