JP7706285B2 - Illumination module and cylindrical lens - Google Patents
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Description
本発明は、照明モジュール及び照明モジュールに用いられるシリンドリカルレンズに関する。 The present invention relates to a lighting module and a cylindrical lens used in the lighting module.
従来、天井や床等に設置され、壁面や看板等に光を照射する所謂ウォールウォッシャー型の照明装置や、壁面等に設置され、床面や地面等に光を照射する所謂フットライト型の照明装置が広く用いられている。これに関連して、ＬＥＤ光源から出射される光の配光をシリンドリカルレンズによって変更し、壁面に対して光を均一に照射する照明モジュールを備える照明装置が知られている（例えば、特許文献１）。このような照明装置は、光源の光軸が照射対象面と平行となるように設置され、シリンドリカルレンズは、光源中心から該レンズに入射する光が該光軸に対して照射対象面側に出射されるように、その光学面が設定されている。 Conventionally, so-called wall washer type lighting devices that are installed on ceilings, floors, etc. and irradiate light onto walls, signs, etc., and so-called footlight type lighting devices that are installed on walls, etc. and irradiate light onto floors, ground, etc., have been widely used. In this connection, a lighting device is known that includes a lighting module that uses a cylindrical lens to change the distribution of light emitted from an LED light source and irradiates light uniformly onto a wall surface (for example, Patent Document 1). In such a lighting device, the optical axis of the light source is installed parallel to the surface to be irradiated, and the optical surface of the cylindrical lens is set so that light entering the lens from the center of the light source is emitted toward the surface to be irradiated with respect to the optical axis.
従来の照明モジュールでは、光源中心からの光が照射対象面に照射されるように設定されているものの、光源中心よりも照射対象面側の位置から該レンズに入射する光については十分に配慮されていないため、該光が該レンズから照射対象面の反対側に出射されることがあり、これによってグレア（眩しさ）が生じる虞があった。 Conventional lighting modules are set up so that light from the center of the light source is directed at the surface to be irradiated, but sufficient consideration is not given to light that enters the lens from a position closer to the surface to be irradiated than the center of the light source. This means that the light can be emitted from the lens to the opposite side of the surface to be irradiated, which can cause glare.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、光源とシリンドリカルレンズとを備える照明モジュールにおいて、グレアを軽減できる技術を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a technology that can reduce glare in a lighting module that includes a light source and a cylindrical lens.
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、本発明は、
光源と、前記光源の光軸方向と直交する第１方向に延在するシリンドリカルレンズと、を備え、前記光軸方向及び前記第１方向と直交する第２方向において前記光源から離間した照射対象面に対して光を照射するための照明モジュールであって、
前記シリンドリカルレンズは、
出射面と、
前記光源の光軸に対して前記照射対象面の反対側に設けられた反対側入射面と、前記光軸と交差するように前記反対側入射面よりも前記照射対象面側に設けられ、前記光源から入射した光を前記出射面へ導く光軸入射面と、を有する入射面と、
前記反対側入射面から入射した光を前記出射面へ反射させる反射面と、を含み、
前記光軸入射面は、前記光源側に凸状であって前記照射対象面側へ向かうに従って前記光源に接近する曲面で前記光軸と交わるように形成されている、
照明モジュールである。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
An illumination module comprising: a light source; and a cylindrical lens extending in a first direction perpendicular to an optical axis direction of the light source; and configured to irradiate light onto an illumination target surface spaced from the light source in a second direction perpendicular to the optical axis direction and the first direction,
The cylindrical lens is
An output surface;
an incident surface having an opposite side incident surface provided on the opposite side of the irradiation target surface with respect to the optical axis of the light source, and an optical axis incident surface provided on the irradiation target surface side of the opposite side incident surface so as to intersect with the optical axis, and which guides the light incident from the light source to the exit surface;
a reflecting surface that reflects the light incident from the opposite incident surface to the exit surface,
The optical axis incidence surface is formed to be convex toward the light source and to be curved toward the light source toward the irradiation target surface so as to intersect with the optical axis.
It is a lighting module.
本発明によれば、光源とシリンドリカルレンズとを備える照明モジュールにおいて、グレアを軽減することが可能となる。 The present invention makes it possible to reduce glare in a lighting module that includes a light source and a cylindrical lens.
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態を説明する。ただし、以下で説明する実施形態は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲をそれらの構成に限定するものではない。また、以下の実施形態に記載されている構成は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、繰り返しの説明を省略する。また、以下に説明する断面図では、便宜上、断面のハッチングを省略している。 Below, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiments described below merely exemplify preferred configurations of the present invention, and do not limit the scope of the present invention to those configurations. Furthermore, unless otherwise specified, the configurations described in the following embodiments are not intended to limit the technical scope of the invention to those configurations alone. In principle, identical components are given the same reference numbers, and repeated explanations will be omitted. Also, for the sake of convenience, hatching of the cross sections will be omitted in the cross-sectional views described below.
＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係る照明モジュールの全体斜視図である。図１の矢印は、照明モジュール１００の各構成の相対的な位置関係を規定するための方向を示す。符号Ｄ１は第１方向、Ｄ２は第２方向、Ｄ３は第３方向を示す。第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２は直交しており、第３方向は第１方向及び第２方向と直交している。図１に示すように、実施形態１に係る照明モジュール１００は、光源１０とレンズ２０と基板３０とを備える。
<
Fig. 1 is an overall perspective view of the lighting module according to the first embodiment. The arrows in Fig. 1 indicate directions for defining the relative positional relationship of each component of the
［光源］
光源１０は、長方形状の発光面１０ａを有し基板３０に支持された細長のＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源である。光源１０は、その発光面１０ａが第３方向Ｄ３と直交するとともに発光面１０ａの長手方向が第１方向Ｄ１と一致するように設けられている。つまり、光源１０は、第１方向Ｄ１に長尺となるように細長に形成されている。ここで、発光面１０ａと直交する方向を光軸方向と称する。本例における光軸方向は、第３方向Ｄ３と一致する。光源１０は、光軸方向において最大強度となるランバーシアン配光の光を発光面１０ａから出射する。なお、本発明に係る光源は、ＬＥＤに限定されず、他の種類の発光素子で構成されてもよい。光源は、例えば、有機ＥＬ（Electro Luminescence）で構成されてもよい。
[light source]
The
［シリンドリカルレンズ］
レンズ２０は、光源１０から出射された光を導入し、その配光を変更して外部に出射する光学素子である。レンズ２０は、光軸方向（第３方向Ｄ３）において光源１０と並んで配置されており、光源１０に対して所定の位置に位置合わせされている。レンズ２０の材料は特に限定されないが、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＥＰ（エポキシ樹脂）等の透明樹脂材料や、透明なガラス材料が挙げられる。図１に示すように、レンズ２０は、第１方向Ｄ１に延在するシリンドリカルレンズとして形成されている。本明細書において、「シリンドリカルレンズ」とは、シリンドリカル面を有するレンズのことを指す。また、「シリンドリカル面」とは、一方向においては曲率を有さず、これと直交する方向においては曲率を有する面のことを指す。
[Cylindrical lens]
The
［照明装置］
図２は、実施形態１に係る照明モジュール１００の使用例を示す図である。図２の符号Ｔ１は、照明モジュール１００の照射対象となる面（以下、照射対象面）を示す。符号１０００で示す照明装置は、照明モジュール１００と照明モジュール１００を収容するハウジングＨ１とを備える。図２に示すように、照明装置１０００は、照明モジュール１００によって照射対象面Ｔ１を照らす装置である。照射対象面Ｔ１は特に限定されないが、例えば、壁面、床面、地面、天井面、看板の表示面等が挙げられる。照明装置１０００は、光源１０の光軸方向（第３方向Ｄ３）が照射対象面Ｔ１と平行となる姿勢で照射対象面Ｔ１と直角な設置対象面Ｔ２に設置される。照明モジュール１００は、第２方向Ｄ２において光源１０から離間した照射対象面Ｔ１に対して光Ｌ１０を照射するように構成されている。
[Lighting equipment]
FIG. 2 is a diagram showing an example of use of the
［レンズ形状］
図３は、実施形態１に係る照明モジュール１００の断面図である。図３では、第１方向Ｄ１に直交する断面が示されている。図３の符号Ａ１は、光源１０の光軸（以下、光源光軸と称する）を示す。光源光軸Ａ１は、光源１０の発光面１０ａの第２方向Ｄ２における中心点ＣＰを通り光軸方向（第３方向Ｄ３）と平行な直線であり、第１方向Ｄ１に直交する断面ごとに定められる。図３に示すように、レンズ２０は、第２方向Ｄ２において非対称に形成されており、入射面１と出射面２と第１反射面３と第２反射面４とを備える。
[Lens shape]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
図３に示すように、入射面１は、レンズ２０において光源１０側に設けられ、光源１０から出射された光が入射する面である。入射面１は、第１方向Ｄ１に曲率を有さず第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３に曲率を有するシリンドリカル面として形成されている。入射面１は、第１入射面１１と第２入射面１２と第３入射面１３とを含む。
As shown in FIG. 3, the
図３に示すように、第１入射面１１は、光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１の反対側に設けられており、光源１０から出射された光の一部を屈折させて第１反射面３に導くよ
うに形成されている。第１入射面１１は、本発明に係る「反対側入射面」に相当する。第１入射面１１は、光軸方向において光源１０から離れるに従って光源光軸Ａ１に接近するように傾斜している。第２入射面１２は、光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側、即ち、第１入射面１１の反対側に設けられており、光源１０から出射された光の一部を屈折させて第２反射面４に導くように形成されている。第２入射面１２は、光軸方向において光源１０から離れるに従って光源光軸Ａ１に接近するように傾斜している。第１入射面１１と第２入射面１２は、光源光軸Ａ１を対称軸として対称な線の一部によって形成されている。そのため、第１入射面１１の光源光軸Ａ１に対する傾斜角度と第２入射面１２の光源光軸Ａ１に対する傾斜角度とが等しくなっている。
As shown in FIG. 3, the
図３に示すように、第３入射面１３は、光源光軸Ａ１と交差するように第１入射面１１よりも照射対象面Ｔ１側に設けられている。より詳しくは、第３入射面１３は、光源光軸Ａ１と交差するように第１入射面１１と第２入射面１２との間に設けられており、光源１０から出射された光の一部を屈折により集光して出射面２に導くように形成されている。第３入射面１３は、本発明に係る「光軸入射面」に相当する。第３入射面１３は、光源１０側に凸状となるように湾曲した非球面形状を有する。なお、本明細書におけるレンズの面形状の説明において、「光源側に凸状」とは、その面が、光源側に凸の曲線で形成されていることをいう。また、「光源の反対側に凸状」とは、その面が、光源とは反対側に凸の曲線で形成されていることをいう。例えば、入射面が「光源側に凸状」である場合、該入射面は、レンズ材料が光源側へ膨らんだ面となる。また、入射面が「光源とは反対側に凸状」である場合、該入射面は、レンズ材料が光源とは反対側へ凹んだ面となる。
3, the
図３に示すように、第３入射面１３は、第２方向Ｄ２において非対称に形成されている。図３の符号Ｐ１は、第３入射面１３の頂点を示す。図３に示すように、第３入射面１３の頂点Ｐ１は、光源光軸Ａ１よりも照射対象面Ｔ１側に位置している。ここで、光源光軸Ａ１と光源１０の発光面１０ａの照射対象面Ｔ１側の端部との距離をａ１とし、光源光軸Ａ１と頂点Ｐ１との距離をｂ１とする。このとき、ｂ１がａ１の80％よりも大きくなるように、第３入射面１３が形成されている。つまり、光源光軸Ａ１から光源１０の照射対象面Ｔ１側の端部までの距離の80％の位置よりも照射対象面Ｔ１側に頂点Ｐ１が位置している。
As shown in FIG. 3, the
また、図３に示すように、第３入射面１３の照射対象面Ｔ１と反対側の端部は第１入射面１１と接続されており、第３入射面１３の照射対象面Ｔ１側の端部は第２入射面１２と接続されている。ここで、第３入射面１３の一部であって第１入射面１１に接続される部位である接続部１３ａの、光源光軸Ａ１に対する傾斜角度をθ１とする。このとき、35°≦θ１≦65°となるように、第３入射面１３が形成されている。
As shown in FIG. 3, the end of the
図４は、第３入射面１３の拡大図である。図４に示すように、第３入射面１３のうち、頂点Ｐ１に対して照射対象面Ｔ１の反対側の部位を反対側第３入射面１３１とし、頂点Ｐ１に対して照射対象面Ｔ１側の部位を照射対象面側第３入射面１３２とする。図４に示すように、反対側第３入射面１３１は、光源１０側に凸状であって照射対象面Ｔ１側へ向かうに従って光源１０に接近する曲面として形成されている。ここで、図４のＩＰ１は、第３入射面１３と光源光軸Ａ１との交点を示す。図４に示すように、交点ＩＰ１は、反対側第３入射面１３１上に形成される。第３入射面１３の頂点Ｐ１が光源光軸Ａ１よりも照射対象面Ｔ１側に位置していることから、第３入射面１３は反対側第３入射面１３１において光源光軸Ａ１と交差している。つまり、実施形態１に係る照明モジュール１００は、シリンドリカルレンズの入射面が、光源側に凸状であって照射対象面側へ向かうに従って光源に接近する曲面で、光源の光軸と交わるように、構成されている。
4 is an enlarged view of the
図３に示すように、第１反射面３は、光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１の反対側に
設けられており、第１入射面１１から入射した光の一部を内部全反射して出射面２へ導くように形成されている。第１反射面３は、本発明に係る「反射面」に相当する。第２反射面４は、光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側、即ち、第１反射面３の反対側に設けられており、第２入射面１２から入射した光の一部を内部全反射して出射面２へ導くように形成されている。第１反射面３及び第２反射面４は、第１方向Ｄ１に曲率を有さず第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３に曲率を有するシリンドリカル面として形成されている。第１反射面３は、第３方向Ｄ３において光源１０から離れるに従って光源光軸Ａ１から離れるように傾斜している。第２反射面４は、第１反射面３と同様に、第３方向Ｄ３において光源１０から離れるに従って光源光軸Ａ１から離れるように傾斜している。
As shown in FIG. 3, the first reflecting
図３に示すように、第１反射面３上の任意の点を第１反射点Ｐ３とし、同一断面における第２反射面４上の点であって光軸方向において第１反射点Ｐ３と同一の位置にある点を第２反射点Ｐ４とする。また、光源光軸Ａ１と第１反射点Ｐ３との第２方向Ｄ２における距離をｄ１とし、光源光軸Ａ１と第２反射点Ｐ４との第２方向Ｄ２における距離をｄ２とする。このとき、ｄ１＜ｄ２となるように、第１反射面３及び第２反射面４が形成されている。つまり、第２反射面４の光源光軸Ａ１に対する傾斜角度の方が第１反射面３の光源光軸Ａ１に対する傾斜角度よりも大きくなっている。
As shown in FIG. 3, an arbitrary point on the first reflecting
ここで、第１反射面３及び第２反射面４の形状は、以下の非球面の式（１）によって表すことができる。
射面４は、Ｋ≦－１となるように設定されている。
Here, the shapes of the first reflecting
図３に示すように、出射面２は、レンズ２０において入射面１の反対側に設けられており、入射面１からレンズ２０の内部に入射した光をレンズ２０の外部に出射するように形成されている。出射面２は、光源光軸Ａ１と直交する平坦面として形成されている。但し、本発明において、出射面は平坦面に限定されない。出射面は、第２方向に対して傾斜した傾斜面であってもよいし、曲面であってもよい。
As shown in FIG. 3, the
［配光制御］
図５～図７は、実施形態１に係る照明モジュール１００の光路を模式的に示す図である。図５～図７では、第１方向Ｄ１に直交する断面が示されている。また、図５では光源１０の中心点ＣＰから出射された光の光路が示され、図６では中心点ＣＰよりも照射対象面Ｔ１の反対側に位置する発光点ＥＰ１から出射された光の光路が示され、図７では中心点ＣＰよりも照射対象面Ｔ１側に位置する発光点ＥＰ２から出射された光の光路が示されている。図５～図７において、光源１０から出射されて第１入射面１１に入射する光を光Ｌ１とし、光源１０から出射されて第２入射面１２に入射する光を光Ｌ２とし、光源１０から出射されて第３入射面１３に入射する光を光Ｌ３とする。
[Light distribution control]
5 to 7 are diagrams showing the optical path of the
図５～図７に示すように、光源１０から出射されて第１入射面１１に入射する光Ｌ１は、第１入射面１１で屈折して進み、第１反射面３で反射され、出射面２で屈折して出射される。光Ｌ１が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側に傾いた方向へ出射されるように、第１入射面１１、第１反射面３、及び出射面２の形状が設定されている。本例では、出射面２が光源光軸Ａ１に直交する面として形成されていることから、第１反射面３は、第
１入射面１１から入射した光Ｌ１が照射対象面Ｔ１側に傾いた方向で出射面２に到達するように、光Ｌ１を反射させる。
As shown in Fig. 5 to Fig. 7, light L1 emitted from the
また、光源１０から出射されて第２入射面１２に入射する光Ｌ２は、第２入射面１２で屈折により集光されて進み、第２反射面４で反射され、出射面２で屈折して出射される。光Ｌ２が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側に傾いた方向へ出射されるように、第２入射面１２、第２反射面４、及び出射面２の形状が設定されている。本例では、出射面２が光源光軸Ａ１に直交する面として形成されていることから、第２反射面４は、第２入射面１２から入射した光Ｌ２が照射対象面Ｔ１側に傾いた方向で出射面２に到達するように、光Ｌ２を反射させる。
In addition, light L2 emitted from the
また、光源１０から出射されて第３入射面１３に入射する光Ｌ３は、第３入射面１３で屈折して進み、出射面２で屈折して出射される。光Ｌ３が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側に傾いた方向へ出射されるように、第３入射面１３及び出射面２の形状が設定されている。本例では、出射面２が光源光軸Ａ１に直交する面として形成されていることから、第３入射面１３は、光Ｌ３が照射対象面Ｔ１側に傾いた方向で出射面２に到達するように、光Ｌ３を屈折させる。
In addition, light L3 emitted from the
図８は、実施形態１に係る照明モジュール１００の配光パターンを示す図である。図８では、光源光軸Ａ１に対する角度で配光パターンの出射光の各出射方向における強度（光度）を示している。図８において、90°の方向は光源光軸Ａ１を基準とした第２方向Ｄ２における照射対象面Ｔ１側に対応し、－90°の方向は第２方向Ｄ２における照射対象面Ｔ１の反対側に対応している。上述のように、光源１０からの光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側に傾いた方向へ出射されるように、第１入射面１１、第２入射面１２、第３入射面１３、第１反射面３、第２反射面４、及び出射面２が形成されている。そのため、図８に示すように、照明モジュール１００全体の配光パターンにおいて最大強度となる出射方向は、光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側に傾いている。実施形態１に係る照明モジュール１００では、配光パターンにおいて最大強度となる出射方向の光源光軸Ａ１に対する傾斜角度が4°以上20°以下となるように、各光学面の形状が
設定されている。
FIG. 8 is a diagram showing the light distribution pattern of the
［比較例］
図９～図１１は、比較例に係る照明モジュール１００Ｘの光路を模式的に示す図である。図９～図１１では、第１方向Ｄ１に直交する断面が示されている。また、図９では光源１０の中心点ＣＰから出射された光の光路が示され、図１０では発光点ＥＰ１から出射された光の光路が示され、図１１では発光点ＥＰ２から出射された光の光路が示されている。図９～図１１に示すように、比較例に係る照明モジュール１００Ｘのレンズ２０Ｘは、第２方向Ｄ２において対称に形成されている点で実施形態１に係る照明モジュール１００と異なる。具体的には、光源光軸Ａ１を対称軸として、第１入射面１１Ｘと第２入射面１２Ｘとが対称であり、第１反射面３Ｘと第２反射面４Ｘとが対称となっている。また、第３入射面１３Ｘの頂点Ｐ１は、光源光軸Ａ１上に位置している。図９～図１１において、光源１０から出射されて第１入射面１１Ｘに入射する光を光Ｌ４とし、光源１０から出射されて第２入射面１２Ｘに入射する光を光Ｌ５とし、光源１０から出射されて第３入射面１３Ｘに入射する光を光Ｌ６とする。図９に示すように、比較例に係るレンズ２０Ｘは、光源１０の中心点ＣＰから放射状に出射された光を光源光軸Ａ１と平行な方向に出射するように形成されている。また、図１１に示すように、光源光軸Ａ１よりも照射対象面Ｔ１側に位置する発光点ＥＰ２から出射されて第３入射面１３Ｘに入射する光Ｌ６は、光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１の反対側に傾いた方向へ出射される。そのため、比較例に係る照明モジュール１００Ｘを、実施形態１に係る照明モジュール１００と同様に光源１０の光軸方向（第３方向Ｄ３）が照射対象面Ｔ１と平行となるように設置した場合、レン
ズ２０Ｘから照射対象面Ｔ１の反対側へ出射された光によってグレアが生じる可能性がある。
[Comparative Example]
9 to 11 are diagrams showing the optical path of the
これに対して、実施形態１に係る照明モジュール１００では、レンズ２０の第３入射面１３において頂点Ｐ１の位置を光源光軸Ａ１よりも照射対象面Ｔ１側に位置させることで、図７に示すように、光源光軸Ａ１よりも照射対象面Ｔ１側に位置する発光点ＥＰ２から第３入射面１３に入射する光Ｌ６が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１の反対側に傾いた方向へ出射されることを抑制している。そのため、光源１０の光軸方向が照射対象面Ｔ１と平行となるように照明モジュール１００を設置した場合におけるグレアを軽減することができる。
In contrast, in the
［作用・効果］
以上のように、実施形態１に係る照明モジュール１００は、光軸方向及び第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２において光源１０から離間した照射対象面Ｔ１に対して光を照射するためのものであり、光源１０と第１方向Ｄ１に延在するシリンドリカルレンズ２０（以下、単にレンズ２０と称する）とを備える。そして、レンズ２０は、出射面２と、光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１の反対側に設けられた第１入射面１１と、第１入射面１１から入射した光を出射面２へ反射させる第１反射面３と、光源光軸Ａ１に対して第１入射面１１の反対側に設けられた第２入射面１２と、第２入射面１２から入射した光を出射面２へ反射させる第２反射面４と、光源光軸Ａ１と交差するように第１入射面１１と第２入射面１２との間に設けられ、光源１０から入射した光を出射面２へ導く第３入射面１３と、を含む。更に、第３入射面１３は、光軸方向において光源１０側に凸状となるように湾曲しており、第３入射面１３の頂点は、光源光軸Ａ１よりも照射対象面Ｔ１側に位置している。
[Action and Effects]
As described above, the
このような照明モジュール１００によると、第３入射面１３の頂点Ｐ１が光源光軸Ａ１よりも照射対象面Ｔ１側に位置することで、第３入射面１３は、光源１０側に凸状であって照射対象面Ｔ１側へ向かうに従って光源に接近する曲面である反対側第３入射面１３１で光源光軸Ａ１と交わることとなる。これによると、光源光軸Ａ１よりも照射対象面Ｔ１側に位置する発光点ＥＰ２から第３入射面１３に入射する光Ｌ３が照射対象面Ｔ１の反対側へ出射されることを抑制できる。これにより、照明モジュール１００によれば、グレアを軽減することができる。
In this
更に、実施形態１に係る照明モジュール１００では、第１反射面３上の第１反射点Ｐ３と光源光軸Ａ１との第２方向Ｄ２における距離ｄ１よりも光軸方向において第１反射点Ｐ３と同一の位置にある第２反射面４上の第２反射点Ｐ４と光源光軸Ａ１との第２方向Ｄ２における距離ｄ２の方が大きくなるように、第１反射面３及び第２反射面４が形成されている。これによると、第１入射面１１から入射して第１反射面３で反射した光Ｌ１や第２入射面１２から入射して第２反射面４で反射した光Ｌ２を光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ傾いた方向へ出射することができる。これにより、照明モジュール１００全体の配光パターンにおいて最大強度となる出射方向を光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側に傾斜させることができる。その結果、光源１０の光軸方向が照射対象面Ｔ１と平行となるように照明モジュール１００を設置した場合であっても照射対象面Ｔ１を光軸方向において遠くまで照らすことが可能となる。
Furthermore, in the
更に、実施形態１に係る照明モジュール１００は、配光パターンにおいて最大強度となる出射方向が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜するように各光学
面の形状が設定されている。これにより、照射対象面Ｔ１を光軸方向において遠くまで比較的均一に照らすことができる。
Furthermore, in the
また、実施形態１に係る照明モジュール１００では、第３入射面１３は、第１入射面１１に接続されるとともに光源光軸Ａ１に対して35°～65°傾斜した接続部１３ａを含んでいる。これによると、接続部１３ａに入射した光Ｌ３が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜した方向に出射する傾向となる。これにより、照明モジュール１
００全体の配光パターンにおいて最大強度となる出射方向を光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜させることが容易となる。
In the
It is easy to tilt the emission direction with the maximum intensity in the overall light distribution pattern of 00 by 4° to 20° toward the irradiation target surface T1 with respect to the light source optical axis A1.
また、実施形態１に係る照明モジュール１００では、光源光軸Ａ１と第３入射面１３の頂点Ｐ１との距離ｂ１が光源光軸Ａ１と光源１０の照射対象面Ｔ１側の端部との距離ａ１の80％以上となるように設定されている。このように頂点Ｐ１の位置を設定することによって、第３入射面１３に入射する光Ｌ３が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°
～20°傾斜した方向に出射する傾向となる。このことによっても、配光パターンにおいて最大強度となる出射方向を光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜させ
ることが容易となる。
In the
This also makes it easy to tilt the emission direction with the maximum intensity in the light distribution pattern by 4° to 20° toward the irradiation target surface T1 with respect to the light source optical axis A1.
更に、実施形態１に係る照明モジュール１００では、第１反射面３は非球面の式（１）で表され、Ｋ≦-0.5に設定されている。これにより、第１入射面１１から入射して第１反射面３で反射する光Ｌ１が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜した
方向に出射する傾向となる。また、実施形態１に係る照明モジュール１００では、第２反射面４も非球面の式（１）で表され、Ｋ≦-１に設定されている。これにより、第２入射
面１２から入射して第２反射面４で反射する光Ｌ２が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜した方向に出射する傾向となる。このように第１反射面３や第２反
射面４を形成することによっても、配光パターンにおいて最大強度となる出射方向を光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜させることが容易となる。
Furthermore, in the
更に、実施形態１に係る照明モジュール１００では、光源１０は、レンズ２０の延在方向（第１方向Ｄ１）に長尺な細長形状に形成されている。ここで、照明モジュールから照射される光の光量（光束）を増やす手段としては、光源の発光面の面積を大きくして光源の光量を増やすことが挙げられる。このとき、シリンドリカルレンズの延在方向と直交する方向である第２方向における光源の幅を大きくすることで光源の光量を増やすことが考えられる。しかしながら、光源の幅を大きくしながらも配光パターンを維持しようとすると、第２方向（幅方向）及び第３方向（光軸方向）においてシリンドリカルレンズを相似拡大しなければならず、照明モジュールの大型化を招く可能性が生じる。この点、実施形態１に係る照明モジュール１００は、光源１０をレンズ２０の延在方向（第１方向Ｄ１）に長尺な細長形状とすることで、幅方向及び光軸方向におけるレンズ２０の大型化を抑えながらも、光源の光量を確保することができる。つまり、照明モジュール１００の小型化や大光量化を実現できる。
Furthermore, in the
［変形例１］
図１２は、実施形態１の変形例１に係る照明モジュール１００Ａの断面図である。図１２では、第１方向Ｄ１に直交する断面が示されている。変形例１に係る照明モジュール１００Ａは、レンズ２０Ａが第２入射面１２と第３入射面１３とを接続するＲ面１４を備える点で、図３等で説明した照明モジュール１００と相違する。図１２に示すように、Ｒ面１４は、第１方向Ｄ１に直交する断面において円弧状を呈し、光軸方向において光源１０とは反対側に凸状となるように湾曲した曲面として形成されている。つまり、Ｒ面１４は、レンズ材料が光源とは反対側へ凹んだ曲面として形成されている。
[Modification 1]
12 is a cross-sectional view of a
ここで、上述の照明モジュール１００のように、第２入射面１２と第３入射面１３との接続部分がエッジ状になっていると、照明モジュール１００によって照射対象面Ｔ１に光を照射したときに、第２入射面１２に入射した光Ｌ２により形成された配光パターンと第
３入射面１３に入射した光Ｌ３により形成された配光パターンとの間に、照度が周りよりも低い領域である暗部（ブラックスポット）が形成される可能性がある。これに対して、照明モジュール１００Ａでは、第２入射面１２と第３入射面１３とが丸みのあるＲ面１４で滑らかに接続されているため、第２入射面１２から入射した光Ｌ２による配光パターンと第３入射面１３から入射した光Ｌ３による配光パターンとの間に、Ｒ面１４から入射した光による配光パターンが形成されることとなる。これにより、暗部を低減し、照射対象面Ｔ１を均一に照らすことができる。このとき、Ｒ面１４の曲率半径を0.1mm以上とする
ことが暗部の低減の観点から好ましい。但し、本発明に係るＲ面の曲率半径はこれに限定されない。
Here, as in the above-mentioned
［変形例２］
図１３は、実施形態１の変形例２に係る照明モジュール１００Ｂの断面図である。図１３では、第１方向Ｄ１に直交する断面が示されている。変形例２に係る照明モジュール１００Ｂは、レンズ２０Ｂが第２入射面１２と第３入射面１３とを接続する拡散面１５を備える点で、図３等で説明した照明モジュール１００と相違する。拡散面１５は、光軸方向と直交するように設けられている。この拡散面１５には、該拡散面に入射する光を拡散できるように拡散処理が施されている。具体的には、本例の拡散面１５は、シボ加工により微細な凹凸状の模様（パターン）が形成されたシボ面である。照明モジュール１００Ｂでは、入射光を拡散する拡散面１５を第２入射面１２と第３入射面１３との間に配置することで、照射対象面Ｔ１の暗部を低減し、照射対象面Ｔ１を均一に照らすことができる。ここで、図１４は、拡散面の一例を説明するための図である。図１４（Ａ）は拡散面１６の拡大図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のＡ－Ａ断面図である。本発明に係る拡散面は、図１４に示す拡散面１６のように複数の凸状レンズ面１６ａが配列することで凹凸状に形成されたレンズアレイとして形成されてもよい。
[Modification 2]
FIG. 13 is a cross-sectional view of the
［変形例３］
また、実施形態１に係る照明モジュール１００は、出射面２から出射される光を拡散するように出射面２が形成されてもよい。これにより、光源１０の色むらに起因する配光パターンの色むらを低減することができる。例えば、出射面２を上述のシボ面やレンズアレイとして凹凸状に形成することで、出射光を拡散してもよい。図１５は、実施形態１の変形例３に係る照明モジュール１００Ｃの断面図である。照明モジュール１００Ｃでは、一例として、出射面２がレンズアレイとして形成されている。これにより、出射面２から出射される光を拡散できる。
[Modification 3]
In addition, the
＜実施形態２＞
図１６は、実施形態２に係る照明モジュール２００の全体斜視図である。また、図１７は、実施形態２に係る照明モジュール２００の使用例を示す図である。図１６に示すように、実施形態２に係る照明モジュール２００は、光源１０とシリンドリカルレンズ４０（以下、単にレンズ４０と称する）と基板３０とを備える。図１７に示すように、照明モジュール２００は、照射対象面Ｔ１を照らすための照明装置２０００に用いられ、照明モジュール１００と同様に、第２方向Ｄ２において光源１０から離間した照射対象面Ｔ１に対して光Ｌ１０を照射するように構成されている。照明モジュール２００は、レンズ４０の形状が実施形態１に係るレンズ２０と異なっている。以下、実施形態２に係る照明モジュール２００について、実施形態１に係る照明モジュール１００との相違点を中心に説明し、同様の構成については同一の符号を付すことにより詳細な説明は割愛する。
<
FIG. 16 is an overall perspective view of the
［レンズ形状］
図１６に示すように、レンズ４０は、第１方向Ｄ１に延在するシリンドリカルレンズとして形成されている。レンズ４０は、光軸方向（第３方向Ｄ３）において光源１０と並んで配置されており、光源１０に対して所定の位置に位置合わせされている。レンズ４０の
材料については、レンズ２０と同様である。図１８は、実施形態２に係る照明モジュール２００の断面図である。図１８では、第１方向Ｄ１に直交する断面が示されている。図１８に示すように、レンズ４０は、第２方向Ｄ２において非対称に形成されており、入射面５と出射面６と反射面７とを備える。
[Lens shape]
As shown in Fig. 16, the
図１８に示すように、入射面５は、レンズ４０において光源１０側に設けられ、光源１０から出射された光が入射する面である。入射面５は、第１方向Ｄ１に曲率を有さず第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３に曲率を有するシリンドリカル面として形成されている。入射面５は、第１入射面５１と第２入射面５２とを含む。
As shown in FIG. 18, the
図１８に示すように、第１入射面５１は、光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１の反対側に設けられており、光源１０から出射された光の一部を屈折させて反射面７に導くように形成されている。第１入射面５１は、本発明に係る「反対側入射面」に相当する。第１入射面５１は、第３方向Ｄ３において光源１０から離れるに従って光源光軸Ａ１に接近するように傾斜している。
As shown in FIG. 18, the
図１８に示すように、第２入射面５２は、光源光軸Ａ１と交差するように第１入射面５１よりも照射対象面Ｔ１側に設けられており、光源１０から出射された光の一部を屈折させて出射面６に導くように形成されている。具体的には、第２入射面５２は、第２方向Ｄ２において非対称な非球面形状を有しており、全体が第２方向Ｄ２において照射対象面Ｔ１側へ向かうに従って光軸方向において光源１０に接近するように形成されている。第２入射面５２は、本発明に係る「光軸入射面」に相当する。
As shown in FIG. 18, the
図１８に示すように、第２入射面５２は、凸となる向きが互いに異なる凸状入射面５２１と凹状入射面５２２とを含む。凸状入射面５２１は、光軸方向において光源１０側に凸状に湾曲している。凹状入射面５２２は、凸状入射面５２１よりも照射対象面Ｔ１側に設けられ、光軸方向において光源１０の反対側に凸状に湾曲している。つまり、凹状入射面５２２は、レンズ材料が光源とは反対側へ凹んだ曲面として形成されている。凸状入射面５２１と凹状入射面５２２は、変曲点Ｐ５を介して接続されている。なお、「変曲点」とは、レンズの断面形状の曲線において、非球面形状の２階微分値の符号の正負が逆転するような非球面上の点のことである。つまり、変曲点Ｐ５は、第２入射面５２の形状が凸状と凹状とで切り替わる点である。
18, the
図１８に示すように、第２入射面５２の変曲点Ｐ５は、光源光軸Ａ１よりも照射対象面Ｔ１側に位置している。ここで、光源光軸Ａ１と変曲点Ｐ５との距離をｂ２とする。このとき、光源光軸Ａ１と光源１０の発光面１０ａの照射対象面Ｔ１側の端部との距離ａ１の80％よりもｂ２が大きくなるように、第２入射面５２が形成されている。つまり、光源光軸Ａ１から光源１０の照射対象面Ｔ１側の端部までの距離の80％の位置よりも照射対象面Ｔ１側に変曲点Ｐ５が位置している。
As shown in FIG. 18, the inflection point P5 of the
また、図１８に示すように、凸状入射面５２１の照射対象面Ｔ１と反対側の端部は第１入射面５１と接続されている。ここで、凸状入射面５２１の一部であって第１入射面５１に接続される部位である接続部５２１ａの光源光軸Ａ１に対する傾斜角度をθ２とする。このとき、35°≦θ２≦65°となるように、凸状入射面５２１が形成されている。
As shown in FIG. 18, the end of the
図１９は、第２入射面５２の拡大図である。図１９に示すように、凸状入射面５２１は、曲線ＣＬ１の一部によって形成されている。曲線ＣＬ１は、光軸方向において光源１０側に凸状に湾曲するとともにその頂点Ｐ６が変曲点Ｐ５よりも照射対象面Ｔ１側に位置している。そのため、凸状入射面５２１は、光源１０側に凸状であって照射対象面Ｔ１側へ向かうに従って光源１０に接近する曲面として形成されている。また、凸状入射面５２１
の形状は、上述の非球面の式（１）によって表すことができる。
凸状入射面５２１の場合、上記の式（１）において、ｙは、第２方向Ｄ２における頂点Ｐ６からの距離であり、ｘは、ｙの位置における頂点Ｐ６からの光軸方向における変位量であり、Ｒは、元となる球面の頂点曲率半径であり、Ｋは、コーニック定数であり、Ａ～Ｅは、非球面係数である。このとき、本例の凸状入射面５２１は、Ｋ≦－１となるように設定されている。
Fig. 19 is an enlarged view of the
The shape of the aspheric surface can be expressed by the above-mentioned aspheric surface formula (1).
In the case of the
図１９のＩＰ２は、第２入射面５２と光源光軸Ａ１との交点を示す。交点ＩＰ２は、凸状入射面５２１上に形成される。第２入射面５２の変曲点Ｐ５が光源光軸Ａ１よりも照射対象面Ｔ１側に位置していることから、第２入射面５２は凸状入射面５２１において光源光軸Ａ１と交差している。つまり、実施形態２に係る照明モジュール２００は、実施形態１に係る照明モジュール１００と同様に、シリンドリカルレンズの入射面が、光源１０側に凸状であって照射対象面Ｔ１側へ向かうに従って光源に接近する曲面で、光源光軸Ａ１と交わるように、構成されている。
IP2 in FIG. 19 indicates the intersection point between the
また、図１９に示すように、凹状入射面５２２は、曲線ＣＬ２の一部によって形成されている。曲線ＣＬ２は、光軸方向において光源１０の反対側に凸状に湾曲するとともにその頂点Ｐ７が変曲点Ｐ５よりも照射対象面Ｔ１の反対側に位置している。そのため、凹状入射面５２２は、光源１０の反対側に凸状であって照射対象面Ｔ１側へ向かうに従って光源１０に接近する曲面として形成されている。また、凹状入射面５２２の形状は、上記の式（１）によって表すことができる。凹状入射面５２２の場合、上記の式（１）において、ｙは、第２方向Ｄ２における頂点Ｐ７からの距離となり、ｘは、ｙの位置における頂点Ｐ７からの光軸方向における変位量となる。このとき、本例の凹状入射面５２２は、Ｋ≦０となるように設定されている。
Also, as shown in FIG. 19, the
図１８に示すように、反射面７は、光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１の反対側に設けられており、第１入射面５１から入射した光のほぼ全てを内部全反射して出射面６の第１出射面６１（後述）へ導くように形成されている。反射面７は、第１方向Ｄ１に曲率を有さず第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３に曲率を有するシリンドリカル面として形成されている。反射面７は、第３方向Ｄ３において光源１０から離れるに従って光源光軸Ａ１から離れるように傾斜している。ここで、本例の反射面７の形状は、上記の式（１）によって表すことができる。反射面７の場合、上記の式（１）において、ｙは、第２方向Ｄ２における頂点からの距離となり、ｘは、ｙの位置における頂点からの光軸方向における変位量となる。このとき、本例の反射面７は、Ｋ≦-0.5となるように設定されている。
18, the reflecting
図１８に示すように、出射面６は、レンズ４０において入射面５の反対側に設けられており、入射面５からレンズ４０の内部に入射した光をレンズ４０の外部に出射するように形成されている。出射面６は、光源光軸Ａ１と直交する第１出射面６１と、第１出射面６１よりも照射対象面Ｔ１側に設けられた第２出射面６２と、を含んでいる。第１出射面６１は、光源光軸Ａ１と直交する平坦面として形成されている。但し、本発明において、第１出射面は平坦面に限定されない。第１出射面は、第２方向に対して傾斜した傾斜面であってもよいし、曲面であってもよい。第２出射面６２は、光源光軸Ａ１よりも照射対象面Ｔ１側に設けられており、光軸方向において光源１０の反対側に凸状に湾曲するとともに第２方向Ｄ２において照射対象面Ｔ１側に向かうに従って光軸方向において光源１０に接近するように形成されている。
18, the
［配光制御］
図２０～図２２は、実施形態２に係る照明モジュール２００の光路を模式的に示す図である。図２０～図２２では、第１方向Ｄ１に直交する断面が示されている。また、図２０では光源１０の中心点ＣＰから出射された光の光路が示され、図２１では発光点ＥＰ１か
ら出射された光の光路が示され、図２２では発光点ＥＰ２から出射された光の光路が示されている。図２０～図２２において、光源１０から出射されて第１入射面５１に入射する光を光Ｌ７とし、光源１０から出射されて凸状入射面５２１に入射する光を光Ｌ８とし、光源１０から出射されて凹状入射面５２２に入射する光を光Ｌ９とする。
[Light distribution control]
20 to 22 are diagrams showing the optical path of the
図２０～図２２に示すように、光源１０から出射されて第１入射面５１に入射する光Ｌ７は、第１入射面５１で屈折して進み、反射面７で反射され、出射面６の第１出射面６１で屈折して出射される。光Ｌ７が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側に傾いた方向へ出射されるように、第１入射面５１、反射面７、及び第１出射面６１の形状が設定されている。本例では、第１出射面６１が光源光軸Ａ１に直交する面として形成されていることから、反射面７は、第１入射面５１から入射した光Ｌ７が照射対象面Ｔ１側に傾いた方向で第１出射面６１に到達するように、光Ｌ７を反射させる。
As shown in Figures 20 to 22, light L7 emitted from the
また、光源１０から出射されて凸状入射面５２１に入射する光Ｌ８は、凸状入射面５２１で屈折により集光されて進み、第１出射面６１又は第２出射面６２で屈折して出射される。光Ｌ８が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側に傾いた方向へ出射されるように、凸状入射面５２１及び出射面６の形状が設定されている。
In addition, light L8 emitted from the
また、光源１０から出射されて凹状入射面５２２に入射する光Ｌ９は、凹状入射面５２２で屈折して進み、第２出射面６２で屈折して出射される。光Ｌ９が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側に傾いた方向へ出射されるように、凹状入射面５２２及び第２出射面６２の形状が設定されている。
In addition, light L9 emitted from the
また、図２０～図２２に示すように、実施形態２に係る照明モジュール２００では、第２入射面５２の変曲点Ｐ５を光源光軸Ａ１よりも照射対象面Ｔ１側に位置させることで、光源光軸Ａ１よりも照射対象面Ｔ１側に位置する発光点ＥＰ２から第２入射面５２に入射する光Ｌ９が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１の反対側に傾いた方向へ出射されることを抑制している。そのため、光源１０の光軸方向が照射対象面Ｔ１と平行となるように照明モジュール２００を設置した場合におけるグレアを軽減することができる。
As shown in Figures 20 to 22, in the
図２３は、照明モジュール２００の配光パターンを示す図である。図２３では、光源光軸Ａ１に対する角度で配光パターンの出射光の各出射方向における強度（光度）を示している。図２３において、90°の方向は光源光軸Ａ１を基準とした第２方向Ｄ２における照射対象面Ｔ１側に対応し、‐90°の方向は第２方向Ｄ２における照射対象面Ｔ１の反対側に対応している。上述のように、光源１０からの光Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側に傾いた方向へ出射されるように、第１入射面５１、凸状入射面５２１、凹状入射面５２２、出射面６、及び反射面７が形成されている。そのため、図２３に示すように、照明モジュール２００全体の配光パターンにおいて最大強度となる出射方向は、光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側に傾いている。実施形態２に係る照明モジュール２００では、配光パターンにおいて最大強度となる出射方向の光源光軸Ａ１に対する傾斜角度が4°以上20°以下となるように、各光学面の形状が設定されている。
23 is a diagram showing the light distribution pattern of the
図２４は、実施形態２に係る照明モジュール２００において光源１０から出射されて第２入射面５２で反射する光の光路を示す図である。図２５は、比較例に係る照明モジュール１００Ｘにおいて光源１０から出射されて第２入射面１２Ｘで反射する光の光路を示す図である。
Fig. 24 is a diagram showing the optical path of light emitted from the
図２５に示すように、比較例に係る照明モジュール１００Ｘでは、第２入射面１２Ｘで反射した光ＲＬ２は、第３入射面１３に入射し、出射面２から出射された結果、光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１の反対側に傾いた方向へ出射される。そのため、比較例に係
る照明モジュール１００Ｘを、光源１０の光軸方向（第３方向Ｄ３）が照射対象面Ｔ１と平行となるように設置した場合、第２入射面１２Ｘで反射した光ＲＬ２によってグレアが生じる可能性がある。
25, in the
これに対して、図２４に示すように、実施形態２に係る照明モジュール２００では、第２入射面５２で反射する光ＲＬ１が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側に傾いた方向へ反射されるように、第２入射面５２が、照射対象面Ｔ１側へ向かうに従って光軸方向において光源１０に接近するように形成されている。そのため、第２入射面５２で反射した光ＲＬ１が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１の反対側に傾いた方向へ出射されることが抑制される。これにより、光源１０の光軸方向が照射対象面Ｔ１と平行となるように照明モジュール２００を設置した場合において、第２入射面５２で反射した光ＲＬ１によるグレアを軽減することができる。
In contrast, as shown in FIG. 24, in the
［作用・効果］
以上のように、実施形態２に係る照明モジュール２００は、光軸方向及び第１方向Ｄ１と直交する第２方向Ｄ２において光源１０から離間した照射対象面Ｔ１に対して光を照射するためのものであり、光源１０と第１方向Ｄ１に延在するシリンドリカルレンズ４０とを備える。そして、レンズ４０は、出射面６と、光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１の反対側に設けられた第１入射面５１と、第１入射面５１から入射した光を出射面６へ反射させる反射面７と、光源光軸Ａ１と交差するように第１入射面５１よりも照射対象面Ｔ１側に設けられ、光源１０から入射した光を出射面６へ導く第２入射面５２と、を含む。そして、第２入射面５２は、光源１０側に凸状であって照射対象面Ｔ１側へ向かうに従って光源１０に接近する曲面である凸状入射面５２１で光源光軸Ａ１と交わっている。更に、第２入射面５２は、照射対象面Ｔ１側へ向かうに従って光軸方向において光源１０に接近するように形成されている。
[Action and Effects]
As described above, the
このような照明モジュール２００によると、第２入射面５２が凸状入射面５２１で光源光軸Ａ１と交わることで、光源光軸Ａ１よりも照射対象面Ｔ１側に位置する発光点ＥＰ２から第２入射面５２に入射する光Ｌ８が照射対象面Ｔ１の反対側へ出射されることを抑制できる。また、照明モジュール２００によると、照射対象面Ｔ１側へ向かうに従って光軸方向において光源１０に接近するように第２入射面５２が形成されていることで、第２入射面５２で反射する光ＲＬ１を光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側に傾いた方向へ反射させることができる。これにより、第２入射面５２で反射した光ＲＬ１が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１の反対側に傾いた方向へ出射されることを抑制できる。その結果、第２入射面５２で反射した光ＲＬ１によるグレアを軽減することができる。
According to such a
また、実施形態２に係る照明モジュール２００では、第２入射面５２は、光軸方向において光源１０側に凸状に湾曲した凸状入射面５２１と、凸状入射面５２１よりも照射対象面Ｔ１側に設けられ、光源１０の反対側に凸状に湾曲するとともに変曲点Ｐ５を介して凸状入射面５２１に接続された凹状入射面５２２と、を含んでいる。これにより、光源から第２入射面５２へ出射される光のうち、光源光軸Ａ１に対する出射角度が比較的小さな光は凸状入射面５２１に到達し、光源光軸Ａ１に対する傾斜角度が比較的大きな光は凹状入射面５２２に到達することとなる。これにより、凸状入射面５２１により光を集光する一方で、凹状入射面５２２で反射する光ＲＬ１を光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側に傾いた方向へ反射させることができる。
In the
更に、実施形態２に係る照明モジュール２００では、第２入射面５２の変曲点Ｐ５が光源光軸Ａ１よりも照射対象面Ｔ１側に位置している。これによると、光源光軸Ａ１よりも照射対象面Ｔ１側に位置する発光点ＥＰ２から第２入射面５２に入射する光Ｌ９が照射対象面Ｔ１の反対側へ出射されることを抑制できる。これにより、グレアを軽減することが
できる。
Furthermore, in the
また、実施形態２に係る照明モジュール２００では、光源光軸Ａ１と第２入射面５２の変曲点Ｐ５との距離ｂ２が光源光軸Ａ１と光源１０の照射対象面Ｔ１側の端部との距離ａ１の80％以上となるように設定されている。このように変曲点Ｐ５の位置を設定することによって、第２入射面５２に入射する光Ｌ８，Ｌ９が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜した方向に出射する傾向となる。このことによっても、配光パター
ンにおいて最大強度となる出射方向を光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20
°傾斜させることが容易となる。
Furthermore, in the
3°, making it easier to tilt the
また、実施形態２に係る照明モジュール２００では、凸状入射面５２１は、第１入射面５１に接続されるとともに光源光軸Ａ１に対して35°～65°傾斜した接続部５２１ａを含んでいる。これによると、接続部５２１ａに入射した光Ｌ８が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜した方向に出射する傾向となる。これにより、照明モジュ
ール２００全体の配光パターンにおいて最大強度となる出射方向を光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜させることが容易となる。
In the
また、実施形態２に係る照明モジュール２００では、出射面６は、光源光軸Ａ１と直交する第１出射面６１と、第１出射面６１よりも照射対象面Ｔ１側に設けられた第２出射面６２とを含んでおり、凹状入射面５２２は、光源１０から入射した光を第２出射面６２に導くように形成されている。そして、第２出射面６２は、光源１０の反対側に凸状に湾曲するとともに照射対象面Ｔ１側に向かうに従って光軸方向において光源１０に接近するように形成されている。図２０～図２２に示すように、凹状入射面５２２から第２出射面６２に到達する光は光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側に傾斜しており、その傾斜角度は比較的大きなものとなるが、第２出射面６２を上述の形状とすることで、第２出射面６２から出射される光の出射方向を光源光軸Ａ１側へ傾け、傾斜角度を抑えることができる。これにより、光が集光され、照射対象面Ｔ１を光軸方向において遠くまで照らすことができる。
In the
また、実施形態２に係る照明モジュール２００では、反射面７は、第１入射面５１から入射した光Ｌ７のほぼ全てが反射面７によって反射されて第１出射面６１から光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ傾いた方向へ出射されるように、形成されている。これにより、照明モジュール２００全体の配光パターンにおいて最大強度となる出射方向を光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側に傾斜させることができる。
In addition, in the
更に、実施形態２に係る照明モジュール２００では、凸状入射面５２１は非球面の式（１）で表され、Ｋ≦－１に設定されている。これにより、凸状入射面５２１に入射する光Ｌ８が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜した方向に出射する傾向
となる。このことによっても、配光パターンにおいて最大強度となる出射方向を光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜させることが容易となる。
Furthermore, in the
更に、実施形態２に係る照明モジュール２００では、凹状入射面５２２は非球面の式（１）で表され、Ｋ≦０に設定されている。これにより、凹状入射面５２２に入射する光Ｌ９が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜した方向に出射する傾向と
なる。このことによっても、配光パターンにおいて最大強度となる出射方向を光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜させることが容易となる。
Furthermore, in the
更に、実施形態２に係る照明モジュール２００では、反射面７は非球面の式（１）で表され、Ｋ≦-0.5に設定されている。これにより、第１入射面５１から入射して反射面７で反射する光Ｌ７が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜した方向に出
射する傾向となる。このことによっても、配光パターンにおいて最大強度となる出射方向を光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜させることが容易となる。
Furthermore, in the
更に、実施形態２に係る照明モジュール２００は、配光パターンにおいて最大強度となる出射方向が光源光軸Ａ１に対して照射対象面Ｔ１側へ4°～20°傾斜するように各光学
面の形状が設定されている。これにより、照射対象面Ｔ１を光軸方向において遠くまで比較的均一に照らすことができる。
Furthermore, in the
更に、実施形態２に係る照明モジュール２００は、シリンドリカルレンズ４０の延在方向（第１方向Ｄ１）に長尺な細長形状を有する光源１０を用いることでレンズ２０の大型化を抑えながらも、光源の光量を確保することができる。つまり、照明モジュール２００の小型化や大光量化を実現できる。
Furthermore, the
なお、実施形態２に係る照明モジュール２００においても、出射面６から出射される光を拡散するように出射面６が形成されてもよい。これにより、光源１０の色むらに起因する配光パターンの色むらを低減することができる。例えば、出射面６をシボ面やレンズアレイとして形成することで、出射光を拡散してもよい。
In addition, in the
＜配光試験＞
以下の実施例１、実施例２、実施例３、及び比較例について配光試験を行い、配光パターンを比較した。
<Light distribution test>
A light distribution test was carried out for the following Example 1, Example 2, Example 3, and Comparative Example, and the light distribution patterns were compared.
［実施例１］
実施例１は、図３等で説明した実施形態１に係る照明モジュール１００に相当する。
[Example 1]
Example 1 corresponds to the
［実施例２］
実施例２は、図１２等で説明した実施形態１の変形例１に係る照明モジュール１００Ａに相当する。実施例２では、第２入射面と第３入射面とを接続するＲ面の曲率半径を0.1mm以上とした。
[Example 2]
Example 2 corresponds to the
［実施例３］
実施例３は、図１８等で説明した実施形態２に係る照明モジュール２００に相当する。
[Example 3]
Example 3 corresponds to the
［比較例］
比較例は、図９等で説明した変形例に係る照明モジュール１００Ｘに相当する。
[Comparative Example]
The comparative example corresponds to the
［試験方法］
図２６は、配光試験を説明するための図である。図２６のＸＹＺ座標軸は、試験に用いた照明モジュールと照射対象面との相対関係を説明するための座標系である。配光試験では、Ｘ軸と直交するように照射対象面を配置し、Ｘ軸方向において照射対象面と離間した位置に照明モジュールを配置し、照明モジュールから光を照射した。実施例１～３では、光源光軸がＺ軸と平行となるように照明モジュールを設置し、比較例では、光源光軸がＺ軸に対して照射対象面側に6.5°傾くように照明モジュールを設置した。
[Test Method]
Fig. 26 is a diagram for explaining the light distribution test. The XYZ coordinate axes in Fig. 26 are a coordinate system for explaining the relative relationship between the lighting module used in the test and the irradiation target surface. In the light distribution test, the irradiation target surface was arranged so as to be perpendicular to the X axis, the lighting module was arranged at a position separated from the irradiation target surface in the X axis direction, and light was emitted from the lighting module. In Examples 1 to 3, the lighting module was installed so that the light source optical axis was parallel to the Z axis, and in the comparative example, the lighting module was installed so that the light source optical axis was inclined 6.5° toward the irradiation target surface side with respect to the Z axis.
［試験結果］
図２７は、光度分布の結果を示す図である。図２７（Ａ）はＺ軸方向を０°としたＹ軸回りの角度に対する光度分布を示す図であり、図２７（Ｂ）はＺ軸方向を０°としたＸ軸回りの角度に対する光度分布を示す図である。図２７（Ａ）の横軸において、正側は光源光軸を基準とした＋Ｘ側（照射対象面側）に対応し、負側は－Ｘ軸側（照射対象面の反対側）に対応している。図２７（Ｂ）の横軸において、正側は光源光軸を基準とした＋Ｙ側
に対応し、負側が－Ｙ側に対応している。図２７（Ａ），（Ｂ）では、実施例１、実施例３、及び比較例の光度分布が図示されている。図２７（Ａ）の結果が示すように、実施例１及び実施例３の照明モジュールでは、配光パターンにおいて最大強度となる出射方向が、＋Ｘ側（照射対象面側）に6.5°程度傾くことが確認できた。これにより、光源光軸が
Ｚ軸と平行となるように実施例１及び実施例３の照明モジュールを設置した場合であっても配光パターンを照射対象面側に傾けて光を照射できることが確認できた。また、図２７（Ｂ）の結果が示すように、実施例１及び実施例３では比較例と比較して照明モジュールの正面の光度が小さい、つまり正面のグレアが少ないことが確認できた。これは、照明モジュールのレンズがＹ軸方向に延在するシリンドリカルレンズであり、Ｙ軸方向において同一の断面形状を有しているためである。つまり、光源光軸に対して＋Ｙ側又は－Ｙ側に傾いてレンズに入射した光も＋Ｘ側（照射対象面側）に傾いて出射されるためである。
[Test Results]
FIG. 27 is a diagram showing the results of the luminous intensity distribution. FIG. 27(A) is a diagram showing the luminous intensity distribution with respect to the angle around the Y axis with the Z axis direction being 0°, and FIG. 27(B) is a diagram showing the luminous intensity distribution with respect to the angle around the X axis with the Z axis direction being 0°. In the horizontal axis of FIG. 27(A), the positive side corresponds to the +X side (the side of the surface to be irradiated) based on the optical axis of the light source, and the negative side corresponds to the -X axis side (the opposite side of the surface to be irradiated). In the horizontal axis of FIG. 27(B), the positive side corresponds to the +Y side with the optical axis of the light source as the reference, and the negative side corresponds to the -Y side. In FIG. 27(A) and (B), the luminous intensity distributions of Example 1, Example 3, and the comparative example are shown. As shown in the results of FIG. 27(A), it was confirmed that in the lighting modules of Example 1 and Example 3, the emission direction with the maximum intensity in the light distribution pattern is tilted by about 6.5° to the +X side (the side of the surface to be irradiated). As a result, it was confirmed that even when the lighting modules of Examples 1 and 3 are installed so that the light source optical axis is parallel to the Z axis, the light distribution pattern can be tilted toward the irradiation target surface to irradiate light. Also, as shown in the result of FIG. 27(B), it was confirmed that the luminous intensity of the front of the lighting module is smaller in Examples 1 and 3 than in the comparative example, that is, the front glare is less. This is because the lens of the lighting module is a cylindrical lens extending in the Y-axis direction and has the same cross-sectional shape in the Y-axis direction. In other words, the light that enters the lens tilted toward the +Y side or -Y side with respect to the light source optical axis is also emitted tilted toward the +X side (irradiation target surface side).
図２８～図３１は、照度分布の結果を示す図である。図２８は実施例１の照度分布を示し、図２９は実施例２の照度分布を示し、図３０は実施例３の照度分布を示し、図３１は比較例の照度分布を示している。図２８～図３１において、ＢＳは照度が周りよりも低い領域である暗部（ブラックスポット）を示し、ＨＳは照度が周りよりも高い領域である明部（ホットスポット）を示す。暗部ＢＳや明部ＨＳが少ない方が、より均一な配光パターンといえる。図２８に示すように、実施例１では、暗部ＢＳと明部ＨＳが１つずつ形成された。図２９に示すように、実施例２では、暗部ＢＳは形成されず、明部ＨＳが１つ形成された。図３０に示すように、実施例３では、暗部ＢＳが１つ形成され、明部ＨＳが形成されなかった。図３１に示すように、比較例では、暗部ＢＳと明部ＨＳが２つずつ形成された。実施例１～３と比較例とを比較することで実施例１～３の方が比較例よりも暗部ＢＳや明部ＨＳの数が少なく、より均一な配光パターンを得られることを確認できた。また、実施例１と実施例２との比較により、第２入射面と第３入射面との間にＲ面を設けることにより暗部ＢＳを低減されることを確認できた。 Figures 28 to 31 are diagrams showing the results of the illuminance distribution. Figure 28 shows the illuminance distribution of Example 1, Figure 29 shows the illuminance distribution of Example 2, Figure 30 shows the illuminance distribution of Example 3, and Figure 31 shows the illuminance distribution of the comparative example. In Figures 28 to 31, BS indicates a dark area (black spot) where the illuminance is lower than the surroundings, and HS indicates a bright area (hot spot) where the illuminance is higher than the surroundings. The fewer the dark areas BS and bright areas HS, the more uniform the light distribution pattern. As shown in Figure 28, in Example 1, one dark area BS and one bright area HS were formed. As shown in Figure 29, in Example 2, no dark area BS was formed, and one bright area HS was formed. As shown in Figure 30, in Example 3, one dark area BS was formed, and no bright area HS was formed. As shown in Figure 31, in the comparative example, two dark areas BS and two bright areas HS were formed. By comparing Examples 1 to 3 with the Comparative Example, it was confirmed that Examples 1 to 3 have fewer dark areas BS and bright areas HS than the Comparative Example, and can obtain a more uniform light distribution pattern. In addition, by comparing Example 1 with Example 2, it was confirmed that the dark areas BS can be reduced by providing an R surface between the second and third entrance surfaces.
＜その他＞
以下、実施形態１に係る照明モジュールと実施形態２に係る照明モジュールとの共通点をいくつか挙げる。まず、実施形態１及び実施形態２では、シリンドリカルレンズの入射面が、光源側に凸状であって照射対象面側へ向かうに従って光源に接近する曲面で、光源の光軸と交わるように、構成されている。また、実施形態１及び実施形態２では、シリンドリカルレンズが、第１入射面から入射した光を出射面へ反射する反射面を備える。また、実施形態１及び実施形態２では、シリンドリカルレンズが、光軸方向に直交する第１入射面から入射した光を出射面へ反射する反射面を備える。また、実施形態１及び実施形態２では、シリンドリカルレンズの出射面が、光源光軸と直交する平坦面を含んで形成されている。なお、共通点は上記に挙げたものが全てではなく、また、上記の共通点は本発明を限定するものではない。
＜Other＞
Below, some commonalities between the lighting module according to the first embodiment and the lighting module according to the second embodiment are listed. First, in the first and second embodiments, the incident surface of the cylindrical lens is a curved surface that is convex toward the light source side and approaches the light source as it approaches the irradiation target surface side, and is configured to intersect with the optical axis of the light source. In the first and second embodiments, the cylindrical lens has a reflecting surface that reflects light incident from the first incident surface to the exit surface. In the first and second embodiments, the cylindrical lens has a reflecting surface that reflects light incident from the first incident surface perpendicular to the optical axis direction to the exit surface. In the first and second embodiments, the exit surface of the cylindrical lens is formed to include a flat surface perpendicular to the light source optical axis. Note that the commonalities are not all listed above, and the above commonalities do not limit the present invention.
以上、本開示の好適な実施形態について説明したが、本明細書に開示された各々の態様は、本明細書に開示された他のいかなる特徴とも組み合わせることができる。 Although preferred embodiments of the present disclosure have been described above, each aspect disclosed herein may be combined with any other feature disclosed herein.
１００…照明モジュール、１０…光源、２０…シリンドリカルレンズ、１１…第１入射面、１２…第２入射面、１３…第３入射面、２…出射面、３…第１反射面、４…第２反射面、Ａ１…光源光軸、Ｔ１…照射対象面 100...lighting module, 10...light source, 20...cylindrical lens, 11...first entrance surface, 12...second entrance surface, 13...third entrance surface, 2...exit surface, 3...first reflection surface, 4...second reflection surface, A1...light source optical axis, T1...irradiation target surface
Claims (7)
前記シリンドリカルレンズは、
出射面と、
前記光源の光軸に対して前記照射対象面の反対側に設けられた第１入射面と、前記光軸に対して前記第１入射面の反対側に設けられた第２入射面と、前記光軸と交差するように前記第１入射面よりも前記照射対象面側であって、前記第１入射面と前記第２入射面との間に設けられ、前記光源から入射した光を前記出射面へ導く第３入射面と、を有する入射面と、
前記第１入射面から入射した光を前記出射面へ反射させる第１反射面と、
前記第２入射面から入射した光を前記出射面へ反射させる第２反射面と、
を含み、
前記第３入射面は、前記光源側に凸状であって前記照射対象面側へ向かうに従って前記光源に接近する曲面で前記光軸と交わるように形成され、前記光軸方向において前記光源側に凸状となるように湾曲しており、
前記第３入射面の頂点は、前記光軸よりも前記照射対象面側に位置しており、
前記第３入射面と前記第２入射面とを接続すると共に前記光源から入射する光を拡散する拡散面を備える、
照明モジュール。 An illumination module comprising: a light source; and a cylindrical lens extending in a first direction perpendicular to an optical axis direction of the light source; and configured to irradiate light onto an illumination target surface spaced from the light source in a second direction perpendicular to the optical axis direction and the first direction,
The cylindrical lens is
An output surface;
an incident surface having a first incident surface provided on the opposite side of the irradiation target surface with respect to an optical axis of the light source, a second incident surface provided on the opposite side of the first incident surface with respect to the optical axis, and a third incident surface provided between the first incident surface and the second incident surface on the irradiation target surface side relative to the first incident surface so as to intersect with the optical axis, the third incident surface being arranged to intersect with the optical axis, the third incident surface being arranged
a first reflecting surface that reflects light incident on the first incident surface to the exit surface;
a second reflecting surface that reflects the light incident from the second incident surface to the exit surface;
Including,
the third incidence surface is formed as a curved surface that is convex toward the light source and approaches the light source as it approaches the irradiation target surface, so as to intersect with the optical axis , and is curved so as to be convex toward the light source in the optical axis direction,
a vertex of the third entrance surface is located closer to the irradiation target surface than the optical axis;
a diffusion surface that connects the third entrance surface and the second entrance surface and diffuses the light incident from the light source;
Lighting module.
請求項１に記載の照明モジュール。 a distance in the second direction between a second reflection point, which is a point on the second reflection surface and is at the same position as the first reflection point in the optical axis direction, and the optical axis is greater than a distance in the second direction between a first reflection point, which is an arbitrary point on the first reflection surface, and the optical axis;
The lighting module of claim 1 .
ように湾曲した曲面を更に備える、
請求項１又は２に記載の照明モジュール。 a curved surface that connects the second entrance surface and the third entrance surface and is curved so as to be convex on a side opposite to the light source,
3. A lighting module according to claim 1 or 2 .
請求項３に記載の照明モジュール。 The radius of curvature of the curved surface is 0.1 mm or more.
4. The lighting module of claim 3 .
請求項１から４の何れか一項に記載の照明モジュール。 a distance between the optical axis and the vertex of the third entrance surface is 80% or more of a distance between the optical axis and an end of the light source on the irradiation target surface side;
5. A lighting module according to any one of the preceding claims.
請求項１から５の何れか一項に記載の照明モジュール。
但し、上記の式において、ｙは、第２方向における頂点からの距離であり、ｘは、ｙの位置における頂点からの光軸方向における変位量であり、Ｒは、頂点曲率半径であり、Ｋは、コーニック定数であり、Ａ～Ｅは、非球面係数である。 The second reflecting surface is expressed by the following aspheric surface formula, where K≦−1:
6. A lighting module according to any one of the preceding claims.
In the above equation, y is the distance from the vertex in the second direction, x is the amount of displacement in the optical axis direction from the vertex at position y, R is the vertex radius of curvature, K is the conic constant, and A to E are aspheric coefficients.
出射面と、
前記光源の光軸に対して前記照射対象面の反対側に設けられた第１入射面と、前記光軸に対して前記第１入射面の反対側に設けられた第２入射面と、前記光軸と交差するように前記第１入射面よりも前記照射対象面側であって、前記第１入射面と前記第２入射面との間に設けられ、前記光源から入射した光を前記出射面へ導く第３入射面と、を有する入射面と、
前記第１入射面から入射した光を前記出射面へ反射させる第１反射面と、
前記第２入射面から入射した光を前記出射面へ反射させる第２反射面と、
を含み、
前記第３入射面は、前記光源側に凸状であって前記照射対象面側へ向かうに従って前記光源に接近する曲面で前記光軸と交わるように形成され、前記光軸方向において前記光源側に凸状となるように湾曲しており、
前記第３入射面の頂点は、前記光軸よりも前記照射対象面側に位置しており、
前記第３入射面と前記第２入射面とを接続すると共に前記光源から入射する光を拡散する拡散面を備える、
シリンドリカルレンズ。 A cylindrical lens extends in a first direction perpendicular to an optical axis direction of a light source, and is configured to irradiate light from the light source onto an irradiation target surface spaced from the light source in a second direction perpendicular to the optical axis direction and the first direction,
An output surface;
an incident surface having a first incident surface provided on the opposite side of the irradiation target surface with respect to an optical axis of the light source, a second incident surface provided on the opposite side of the first incident surface with respect to the optical axis, and a third incident surface provided between the first incident surface and the second incident surface on the irradiation target surface side relative to the first incident surface so as to intersect with the optical axis, the third incident surface being arranged to intersect with the optical axis, the third incident surface being arranged
a first reflecting surface that reflects light incident on the first incident surface to the exit surface;
a second reflecting surface that reflects the light incident from the second incident surface to the exit surface;
Including,
the third incidence surface is formed as a curved surface that is convex toward the light source and approaches the light source as it approaches the irradiation target surface, so as to intersect with the optical axis , and is curved so as to be convex toward the light source in the optical axis direction,
a vertex of the third entrance surface is located closer to the irradiation target surface than the optical axis;
a diffusion surface that connects the third entrance surface and the second entrance surface and diffuses the light incident from the light source;
Cylindrical lens.
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