專利名稱：發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠使出射光的照射范圍收斂于一定角度內(nèi)，并且能夠使用點(diǎn)光源， 按照較高的均勻度對(duì)照射面進(jìn)行照射的發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
通過(guò)使從光源出射的受限的光聚光而高效地對(duì)照射面進(jìn)行照射是在開發(fā)發(fā)光裝 置時(shí)非常重要的課題，為了實(shí)現(xiàn)該課題，以往以來(lái)開發(fā)出了各種各樣的發(fā)光裝置(例如，專 利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1的發(fā)光裝置1如其附圖8所示，大致包括面光源2 ；以及碗狀的反射 鏡6，具有將來(lái)自該面光源2的光收入內(nèi)側(cè)空間的入射側(cè)開口 3、與該入射側(cè)開口 3對(duì)向的 出射側(cè)開口 4、以及使從入射側(cè)開口 3收進(jìn)內(nèi)側(cè)空間的光向著出射側(cè)開口 4反射的反射面 5。此處，反射鏡6的反射面5是如下的旋轉(zhuǎn)面在包括中心軸CL的平面M中顯現(xiàn)的 入射側(cè)開口 3的兩個(gè)周緣點(diǎn)7a、7b、以及出射側(cè)開口 4的兩個(gè)周緣點(diǎn)9a、9b中，以與通過(guò)周 緣點(diǎn)7a和9b的直線X平行、并且通過(guò)周緣點(diǎn)7b的直線為橫軸的坐標(biāo)系中，使通過(guò)周緣點(diǎn) 7a以及周緣點(diǎn)9a、并且將另一個(gè)周緣點(diǎn)7b作為焦點(diǎn)的拋物線8以中心軸CL為中心軸進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)，從而得到的旋轉(zhuǎn)面?；谠摪l(fā)光裝置1，從面光源2出射的光，在通過(guò)周緣點(diǎn)7a和9b的直線X與通過(guò) 周緣點(diǎn)7b和9a的直線Y所成的角度θ (=張角Θ)內(nèi)出射。其原因?yàn)?，例如如果考慮從 入射側(cè)開口 3的周緣點(diǎn)7b出射的光，則在反射面5上不反射地從直線出射側(cè)開口 4出射的 情況下，該光與中心軸CL所成的角度和直線Y相同(=1/2 θ )，在反射面5上反射的情況 下，周緣點(diǎn)7b位于拋物線8的焦點(diǎn)，所以從周緣點(diǎn)7b出射而在反射面5上反射的光全部與 直線X平行地前進(jìn)(這是指從入射側(cè)開口 3的周緣輸出的所有光。原因是，入射側(cè)開口 3 的周緣被規(guī)定成通過(guò)平面M中的拋物線8的焦點(diǎn)即周緣點(diǎn)7b且以中心軸CL為中心的圓)。 另外，從入射側(cè)開口 3的周緣的內(nèi)側(cè)出射的光由反射面5反射了之后，全部相對(duì)中心軸CL 以小于1/2 θ的角度照射。因此，從面光源2出射的光的照射范圍S通過(guò)反射鏡6被聚光在規(guī)定的角度θ內(nèi)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2006-128041號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
在所述發(fā)光裝置1中，能夠使從面光源2出射的光的照射范圍S聚光在規(guī)定的角 度θ內(nèi)。但是，在光源中使用了以LED(發(fā)光二極管)為代表的點(diǎn)光源體2a的情況下(圖 9)，存在均勻度變低這樣的問(wèn)題。即，從LED2a出射的光如從圖10所示的發(fā)散光角特性的極坐標(biāo)所示可知具有狹窄 的(=指向性強(qiáng))發(fā)散光角特性，從該LED2a出射的光如圖9所示，其大部分不在反射鏡6 的反射面5中反射而從出射側(cè)開口 4直接出射，結(jié)果，照射范圍S的中央部Sl被明亮地照射，其周緣部S2變暗。本發(fā)明是鑒于這樣的以往技術(shù)的問(wèn)題點(diǎn)而開發(fā)出的。因此，本發(fā)明的主要的課題在于提供一種發(fā)光裝置，在使用了具有較窄的發(fā)散光角特性的點(diǎn)光源的情況下，能夠使出 射光收斂在規(guī)定的角度內(nèi)，并且能夠以較高的均勻度來(lái)對(duì)照射范圍進(jìn)行照射。第1方面記載的發(fā)明提供一種發(fā)光裝置10，其特征在于，具備點(diǎn)光源12，具有狹窄的發(fā)散光角特性；以及實(shí)心透明的導(dǎo)光體14，具有將來(lái)自所 述點(diǎn)光源12的光收進(jìn)內(nèi)部的受光面20、使從所述受光面20收進(jìn)的光進(jìn)行內(nèi)面反射的反射 側(cè)面22、以及與所述受光面20對(duì)向地配置并使在所述反射側(cè)面22上反射的光出光的出光 面24，其中，所述反射側(cè)面22是通過(guò)將與所述點(diǎn)光源12的光軸L 一致的中心軸CL作為旋轉(zhuǎn) 軸而使拋物線P旋轉(zhuǎn)時(shí)的軌跡規(guī)定的旋轉(zhuǎn)面，所述拋物線P是如下的拋物線的一部分(線段AD)，即在假想了包含所述中心軸 CL且截?cái)嗨鰧?dǎo)光體14的平面M時(shí)，在被表現(xiàn)為所述受光面20的周緣與所述平面M的交 點(diǎn)的兩個(gè)受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)A、B以及兩個(gè)出光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)C、D中，以與通過(guò)一個(gè)所述受光面 側(cè)周緣點(diǎn)A和與其相對(duì)地夾著所述中心軸CL的一個(gè)所述出光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)C的直線W平行、 并且通過(guò)另一個(gè)所述受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)B的直線X為橫軸的坐標(biāo)系中，通過(guò)一個(gè)所述受光面 側(cè)周緣點(diǎn)A以及另一個(gè)所述出光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)D、并且將另一個(gè)所述受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)B作為焦 點(diǎn)的拋物線的一部分(線段AD)，在所述受光面20的中央部中與所述點(diǎn)光源12對(duì)向地設(shè)置有凹部26，所述凹部26 的表面是凹透鏡28。在本發(fā)明的發(fā)光裝置10中，實(shí)心透明的導(dǎo)光體14的反射側(cè)面22是由使與專利文 獻(xiàn)1的反射面5同樣的拋物線P以中心軸CL旋轉(zhuǎn)了時(shí)的軌跡規(guī)定的旋轉(zhuǎn)面，所以從點(diǎn)光源 12出射的光通過(guò)導(dǎo)光體14被聚光在規(guī)定的角度內(nèi)。此處，在該發(fā)光裝置10中，在具有與點(diǎn)光源12的光軸L 一致的中心軸CL的導(dǎo)光 體14中的受光面20的中央部，與點(diǎn)光源12對(duì)向地設(shè)置有其表面成為凹透鏡28的凹部26。一般的“凹透鏡U”具有圖4所示那樣的特性。即，與該凹透鏡U的中心軸CL平行 的光PL(在圖中，中心軸CL的上側(cè)的光)通過(guò)凹透鏡U折射，而在連接處于中心軸CL上的 入射側(cè)的焦點(diǎn)F1、和凹透鏡U以及光PL的交點(diǎn)的直線上，恰如從焦點(diǎn)Fl出射那樣展寬行進(jìn) (發(fā)散)。另外，向著處于中心軸CL上的出射側(cè)的焦點(diǎn)F2的光OL (在圖中，中心軸CL的下 側(cè)的光)通過(guò)凹透鏡U折射，而成為與中心軸CL平行地行進(jìn)的光。因此，從點(diǎn)光源12出射的指向性強(qiáng)的光在通過(guò)形成于受光面20中的凹部26的表 面(=凹透鏡28)時(shí)，以中心軸CL為中心而發(fā)散。從點(diǎn)光源12出射的光通過(guò)凹透鏡28而發(fā)散，從而如圖5所示，如果是以往的發(fā)光 裝置，則在反射面中不反射而直接出射的光Rl內(nèi)，與中心軸CL所成的角度比較大的光Rla 通過(guò)凹透鏡28發(fā)散，從而其角度進(jìn)一步變大，所以照射到導(dǎo)光體14的反射側(cè)面22，在該反 射側(cè)面22中反射了之后，從出光面24出光而照射到照射范圍S中的周緣部S2。另一方面，在直接出射的光Rl內(nèi)，與中心軸CL所成的角度比較小的光Rlb也同樣 地通過(guò)凹透鏡28發(fā)散，而其角度變大，不在導(dǎo)光體14的反射側(cè)面22上反射而從出光面24 直接出射，雖然在所述點(diǎn)中沒有變化，但與沒有凹透鏡28的情況相比，照射更寬的照射范圍S。對(duì)于點(diǎn)光源12是小光量/小型且配設(shè)在凹部26的內(nèi)側(cè)，從該點(diǎn)光源12出射的光 全部從凹部26的表面(=凹透鏡28)向?qū)Ч怏w14內(nèi)入光的情況，如上所述，但在點(diǎn)光源12 是大光量/大型，且點(diǎn)光源12與導(dǎo)光體14的受光面20相離的情況下，從點(diǎn)光源12出射的 光的一部分(=光R2)從受光面20中的凹部26以外的部分向?qū)Ч怏w14內(nèi)入光。該光R2在入光到導(dǎo)光體14時(shí)，折射到與中心軸CL所成的角進(jìn)一步變小(即，聚 光)的方向。然后，入光到導(dǎo)光體14內(nèi)的光R2在反射側(cè)面22進(jìn)行了內(nèi)面反射之后，從出 光面24出光而朝向照射范圍S。通過(guò)這樣在導(dǎo)光體14中的受光面20的中央部中設(shè)置其表面是凹透鏡28的凹部 26，照射到照射范圍S的中央部Sl的光減少，與此同時(shí)照射到周緣部S2的光增加。另外，在整個(gè)本說(shuō)明書中，“點(diǎn)光源”不限于完全的點(diǎn)狀光源，而是例如還包括如 LED這樣具有較小的發(fā)光面的光源。第2方面記載的發(fā)明在第1方面記載的發(fā)光裝置10中，其特征在于，至少在所述 受光面20中的所述凹部26的表面上，設(shè)置有多個(gè)微細(xì)的凹凸。根據(jù)本發(fā)明，至少在受光面20中的凹部26的表面設(shè)置有多個(gè)微細(xì)的凹凸，使從點(diǎn) 光源12出射的光如上所述通過(guò)凹透鏡28發(fā)散，并且通過(guò)多個(gè)微細(xì)的凹凸進(jìn)一步進(jìn)行亂反 射，從而恰如使凹部26的表面以較寬的出光角進(jìn)行面發(fā)光，而從該凹部26的表面向?qū)Ч怏w 14內(nèi)出射更均一的光，所以能夠進(jìn)一步提高從發(fā)光裝置10出射的光所照射到的照射范圍S 中的均勻度。當(dāng)然，也可以在包括凹部26的受光面20的整個(gè)表面中設(shè)置微細(xì)的凹凸。第3方面記載的發(fā)明在第1或者第2方面記載的發(fā)光裝置10中，其特征在于，所 述點(diǎn)光源12出射藍(lán)色的光，至少在所述凹部26的表面上，設(shè)置有包括接收所述藍(lán)色的光而出射黃色或者橙 黃色的光的YAG(yttrium aluminum garnet，釔鋁石榴石)熒光體29的熒光體膜30。根據(jù)本發(fā)明，在從點(diǎn)光源12出射的藍(lán)色的光通過(guò)熒光體膜30內(nèi)時(shí)，該藍(lán)色的光的 一部分碰撞到包含在熒光體膜30中的YAG熒光體29而對(duì)其進(jìn)行激勵(lì)，從而射出與藍(lán)色處 于補(bǔ)色的關(guān)系的黃色或者橙黃色的光。然后，該黃色或者黃橙色的光與沒有碰撞到Y(jié)AG熒 光體29的剩余的藍(lán)色的光混色，從而成為白色的光，而能夠從發(fā)光裝置10出射白色的光。第4方面記載的發(fā)明在第1至第3方面中的任意一個(gè)記載的發(fā)光裝置10中，其特 征在于，所述點(diǎn)光源12配設(shè)在所述受光面20的所述凹部26的內(nèi)側(cè)。第5方面記載的發(fā)明在第1至第3方面中的任意一個(gè)記載的發(fā)光裝置10中，其特 征在于，還具備在內(nèi)側(cè)具有反射凹面52的反射器50，所述導(dǎo)光體14使所述受光面20與所述反射器50的底部對(duì)向地，從所述反射器50 的開口部50a插入設(shè)置到其內(nèi)側(cè)，所述點(diǎn)光源12遠(yuǎn)離所述導(dǎo)光體14的所述受光面20而安裝在所述反射器50的所 述底部。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置，能夠降低照射到照射面的照射范圍中的中心 部的光的量，并與其對(duì)應(yīng)地使照射到該照射范圍中的周緣部的光增加，所以能夠使用具有 狹窄的發(fā)散光角特性的點(diǎn)光源，同時(shí)能夠使出射光聚光在規(guī)定的角度內(nèi)，并且能夠提高照 射范圍中的均勻度。


圖1是示出應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)光裝置的剖面圖。圖2是示出應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)光裝置的導(dǎo)光體的立體圖。圖3是基于包括中心軸并且切斷導(dǎo)光體的平面的導(dǎo)光體的剖面圖。圖4是用于說(shuō)明凹透鏡的特性的圖。圖5是示出從點(diǎn)光源出射并導(dǎo)入到導(dǎo)光體的內(nèi)部的光的軌跡的圖(為了易于觀察 光的軌跡，省略了影線)。圖6是示出具有反射器的發(fā)光裝置的剖面圖。圖7是示出具有反射器的其他發(fā)光裝置的剖面圖。圖8是示出以往技術(shù)的圖。圖9是示出以往技術(shù)的圖。圖10是對(duì)一般的LED的發(fā)散光角特性進(jìn)行了極坐標(biāo)表示的圖。(符號(hào)說(shuō)明)10 發(fā)光裝置；12 點(diǎn)光源；14 導(dǎo)光體；16 出光部；18 出光部保持部件；20 受 光面；22 反射側(cè)面；24 出光面；26 凹部；28 凹透鏡；29 YAG熒光體；30 熒光體膜；50 反射器；51 透明罩；52 反射凹面；54 點(diǎn)光源保持板。
具體實(shí)施例方式以下，對(duì)應(yīng)用了本發(fā)明的圖示實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖1是示出應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)光 裝置10的剖面圖，圖2是示出該發(fā)光裝置10的導(dǎo)光體14的立體圖。這樣，應(yīng)用了本發(fā)明 的發(fā)光裝置10包括點(diǎn)光源12和導(dǎo)光體14。點(diǎn)光源12是具有狹窄的發(fā)散光角特性的LED (發(fā)光二極管)，在本實(shí)施例中，具備 出射藍(lán)色光的出光部16 ；以及保持該出光部16，并印刷了用于向出光部16供給電力的供電 電路(未圖示)的出光部保持部件18。另外，點(diǎn)光源12如果是具有狹窄的發(fā)散光角特性的 點(diǎn)光源，則不限于LED，能夠使用其他種類的光源，所出射的光的顏色也不限于藍(lán)色，但在如 本實(shí)施例那樣使用YAG熒光體29來(lái)生成白色光的情況下(后述)，需要使用藍(lán)色光。另外，點(diǎn)光源12既可以如圖1(a)所示，遠(yuǎn)離導(dǎo)光體14中的后述受光面20地配設(shè) (點(diǎn)光源12是大光量/大型的情況)，也可以如圖1 (b)所示，配設(shè)在該受光面20的凹部26 的內(nèi)側(cè)(點(diǎn)光源12是小光量/小型的情況)。在以下的說(shuō)明中，基本上使用圖1(a)，僅在 需要的情況下使用圖1(b)。導(dǎo)光體14是聚碳酸酯制(當(dāng)然，材質(zhì)不限于此，也可以使用其他樹脂、石英玻璃) 的實(shí)心透明體，具有將來(lái)自點(diǎn)光源12的光收進(jìn)內(nèi)部的圓形形狀的受光面20 ；在從受光面 20收進(jìn)之后，使在導(dǎo)光體14的內(nèi)部前進(jìn)的光進(jìn)行內(nèi)面反射的反射側(cè)面22 ；以及與受光面 20的中心軸CL正交并且與該受光面20對(duì)向，射出在反射側(cè)面22中反射的光的圓形形狀的 出光面24。另外，導(dǎo)光體14的中心軸CL被定位成與點(diǎn)光源12的光軸L 一致。反射側(cè)面22是以中心軸CL為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)面，在假想了包括導(dǎo)光體14的中心軸 CL (=點(diǎn)光源12的光軸L)、并且截?cái)鄬?dǎo)光體14的平面M時(shí)，由使在平面M中顯現(xiàn)的拋物線 P繞中心軸CL旋轉(zhuǎn)時(shí)的軌跡來(lái)規(guī)定。
對(duì)于該拋物線P，在使用圖3來(lái)詳細(xì)說(shuō)明時(shí)，在平面M內(nèi)，將在受光面20的兩端中 出現(xiàn)的兩個(gè)周緣點(diǎn)分別設(shè)為“一個(gè)受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)A”以及“另一個(gè)受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)B”。另 外，在出光面24的兩端中出現(xiàn)的兩個(gè)周緣點(diǎn)中，將夾著中心軸CL與“一個(gè)受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn) A”對(duì)向的周緣點(diǎn)設(shè)為“一個(gè)出光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)C”，將剩下的設(shè)為“另一個(gè)出光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)D”。接下來(lái)，畫出連接一個(gè)受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)A、和一個(gè)出光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)C的直線W，設(shè)與 該直線W平行、并且通過(guò)另一個(gè)受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)B的直線為橫軸X。然后，設(shè)與該橫軸X正 交的直線為縱軸Y。另外，將直線W與中心軸CL所成的角度θ 1稱為導(dǎo)光體14的“1/2張 角”。另外，連接另一個(gè)受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)B、和另一個(gè)出光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)D的直線V與中心軸 CL所成的角度也成為與所述角度θ 1相同的角度。在設(shè)定了這樣的橫軸X以及縱軸Y時(shí)，拋物線P被規(guī)定成以另一個(gè)受光面?zhèn)戎芫?點(diǎn)B為焦點(diǎn)，通過(guò)一個(gè)受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)A以及另一個(gè)出光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)D的拋物線的一部分 (=線段AD)。這樣，通過(guò)確定橫軸X以及縱軸Y、1個(gè)焦點(diǎn)(在所述例子中，是一個(gè)受光面 側(cè)周緣點(diǎn)Α)、以及1個(gè)通過(guò)點(diǎn)(另一個(gè)受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)B)，能夠唯一地規(guī)定拋物線P。在受光面20的中央部中，與點(diǎn)光源12對(duì)向地設(shè)置有凹部26 (圖1、圖2)，凹部26 的表面成為凹透鏡28。此處，一般的“凹透鏡U”具有圖4所示那樣的特性。即，與該凹透鏡U的中心軸CL 平行的光PL (在圖中，中心軸CL的上側(cè)的光)被凹透鏡U折射，在連接處于中心軸CL上的 入射側(cè)的焦點(diǎn)F1、和凹透鏡U以及光PL的交點(diǎn)的直線上，恰如從焦點(diǎn)Fl出射那樣展寬地 行進(jìn)(發(fā)散)。另外，朝向處于中心軸CL上的出射側(cè)的焦點(diǎn)F2的光OL (在圖中，中心軸CL 的下側(cè)的光)被凹透鏡U折射，而成為與中心軸CL平行地行進(jìn)的光。因此，從點(diǎn)光源12出 射的光在通過(guò)形成于受光面20中的凹部26的表面(=凹透鏡28)時(shí)以中心軸CL為中心 而發(fā)散(因此，通過(guò)凹透鏡形成的虛像始終是正立虛像)。這樣，凹透鏡28具有“使入光的光發(fā)散”這樣的特性，在從點(diǎn)光源12出射并入射到 實(shí)心透明的導(dǎo)光體14內(nèi)時(shí)通過(guò)受光面20的凹透鏡28的光如圖5所示，以其中心軸CL (= 光軸L)為中心而發(fā)散。另外，在本實(shí)施例中，在包括凹部26的受光面20的整個(gè)表面，設(shè)置了包括通過(guò)接 收從點(diǎn)光源12出射的藍(lán)色光來(lái)出射黃色或者橙黃色光的YAG熒光體29的熒光體膜30。另 外，在如圖1(b)所示，將點(diǎn)光源12配設(shè)于凹部26的內(nèi)側(cè)的情況下，僅在該凹部26的表面 上設(shè)置熒光體膜30即可。另外，該熒光體膜30并不是必需的，在使從點(diǎn)光源12出射的光 按照原來(lái)的顏色從導(dǎo)光體14出射的情況下，無(wú)需設(shè)置熒光體膜30。另外，雖然未圖示，但也可以用全反射膜來(lái)覆蓋導(dǎo)光體14中的反射側(cè)面22的外側(cè) 面。據(jù)此，從受光面20進(jìn)入的光，不在反射側(cè)面22中進(jìn)行內(nèi)面反射，能夠防止從該反射側(cè) 面22向?qū)Ч怏w14的外部跑出。如果對(duì)本實(shí)施例的發(fā)光裝置10中的點(diǎn)光源12的出光部16，經(jīng)由印刷在出光部保 持部件18中的供電電路(未圖示)供給了電力，則從出光部16向?qū)Ч怏w14的受光面20 出射藍(lán)色的光(圖5)。然后，該藍(lán)色的光在通過(guò)設(shè)置在受光面20的表面中的熒光體膜30 內(nèi)之后，進(jìn)入到導(dǎo)光體14內(nèi)。在藍(lán)色的光通過(guò)熒光體膜30內(nèi)時(shí)，該藍(lán)色的光的一部分碰撞到包含在熒光體膜 30中的YAG熒光體29而對(duì)其進(jìn)行激勵(lì)，從而射出與藍(lán)色處于補(bǔ)色的關(guān)系的黃色或者橙黃色的光。然后，該黃色或者黃橙色的光、與沒有碰撞到Y(jié)AG熒光體29的剩下的藍(lán)色的光混色， 從而成為白色的光，如上所述進(jìn)入到導(dǎo)光體14內(nèi)。此處，在將點(diǎn)光源12配設(shè)于導(dǎo)光體14的凹部26的內(nèi)側(cè)的情況下(參照?qǐng)D1(b))， 從該點(diǎn)光源12出射的光全部成為從凹部26的表面(=凹透鏡28)進(jìn)入到導(dǎo)光體14內(nèi)的 光R1。另外，在點(diǎn)光源12與導(dǎo)光體14的受光面20遠(yuǎn)離的情況下(參照?qǐng)D1(a))，從該點(diǎn) 光源12出射的光除了所述光Rl以外，還有從受光面20中的凹部26以外的部分入光的光 R2，所以對(duì)這些光Rl以及R2依次進(jìn)行說(shuō)明。若說(shuō)明“從設(shè)置在受光面20上的凹部26進(jìn)入的光Rl”，由于凹部26的表面成為 凹透鏡28，且如上所述凹透鏡28具有“使所進(jìn)入的光發(fā)散”這樣的特性，所以從凹部26進(jìn) 入到導(dǎo)光體14的內(nèi)部的光Rl在通過(guò)凹部26 (=凹透鏡28)時(shí)以中心軸CL為中心而發(fā)散 (與中心軸CL所成的角度變大)。因此，在以往的發(fā)光裝置中，在反射面中不反射而從出射 側(cè)的端面直接出射的光內(nèi)，與光軸所成的角度較大的光Rla的該角度進(jìn)一步變大而在導(dǎo)光 體14的反射側(cè)面22上被內(nèi)面反射之后，從出光面24出光而照射到照射范圍內(nèi)的周緣部。另一方面，雖然在直接出射的光內(nèi)，與中心軸CL所成的角度較小的光Rlb也同樣 地通過(guò)凹透鏡28發(fā)散而其角度變大，但不會(huì)在導(dǎo)光體14的反射側(cè)面22上反射而直接出 射，但與沒有凹透鏡28的情況相比，照射到更寬的照射范圍，所以照射到中心部分的光減 少，與此同時(shí)照射到周緣部分的光增加。接下來(lái)，在說(shuō)明“從受光面20中的凹部26以外的部分進(jìn)入的光R2”時(shí)，該光R2在 進(jìn)入到導(dǎo)光體14內(nèi)時(shí)，折射到與中心軸CL所成的角比較小的(S卩，聚光的)方向。然后， 進(jìn)入到導(dǎo)光體14內(nèi)的光R2在反射側(cè)面22上進(jìn)行內(nèi)面反射之后，從出光面24出光而朝向 照射范圍S。這樣，在從點(diǎn)光源12出射時(shí)與中心軸CL所成的角小的光(即，光軸方向的光Rl) 折射到通過(guò)設(shè)置在受光面20中的凹部26 (=凹透鏡28)而發(fā)散的方向。另外，與中心軸CL 所成的角大的光R2折射到由于凹部26以外的受光面20而聚光的方向?？傊诒緦?shí)施例的發(fā)光裝置10中，即使是從具有光軸L(=中心軸CL)方向的指 向性強(qiáng)的發(fā)散光角特性的點(diǎn)光源12出射的光，也可以降低照射到照射面的照射范圍S中的 中央部Sl的光的量，與此同時(shí)增加照射到該照射范圍中的周緣部S2的光，所以能夠提高照 射范圍S中的均勻度。另外，在所述實(shí)施例中，平滑地形成了包含凹部26的受光面20的表面，但也可以 在該表面中設(shè)置多個(gè)微細(xì)的凹凸(例如，考慮通過(guò)噴沙處理而將表面形成為磨砂玻璃狀)。 在該情況下，從點(diǎn)光源12出射的光如上所述被折射而其均勻度提高，并且該光通過(guò)多個(gè)微 細(xì)的凹凸進(jìn)一步產(chǎn)生亂反射，從而恰如包括凹部26的受光面20以較寬的出光角θ進(jìn)行面 發(fā)光那樣，更均勻的光出射到導(dǎo)光體14的內(nèi)側(cè)，所以能夠進(jìn)一步提高從發(fā)光裝置10出射的 光所照射的照射范圍中的均勻度。另外，在所述實(shí)施例中，由1個(gè)點(diǎn)光源12和1個(gè)導(dǎo)光體14構(gòu)成了發(fā)光裝置10，但 當(dāng)然也可以組合多個(gè)點(diǎn)光源12和與其相同數(shù)量的導(dǎo)光體14來(lái)構(gòu)成發(fā)光裝置10。據(jù)此，能 夠?qū)亩鄠€(gè)點(diǎn)光源12出射的光集中成一個(gè)而射出，所以能夠構(gòu)成緊湊并且高輸出(=大光 量)的發(fā)光裝置10。進(jìn)而，也可以如圖6所示，通過(guò)點(diǎn)光源12、導(dǎo)光體14、以及反射器50來(lái)構(gòu)成發(fā)光裝置10。反射器50是在其內(nèi)側(cè)具有使從點(diǎn)光源12出射并從導(dǎo)光體14的受光面20脫離的 光(即，與中心軸CL所成的角度大的光)反射的反射凹面52的碗狀的部件。作為該反射 器50的材質(zhì)，使用玻璃、鋁或者樹脂等，在鋁的情況下，對(duì)反射凹面52進(jìn)行了金屬蒸鍍(或 者，并非金屬蒸鍍，而也可以進(jìn)行耐酸鋁處理)。另外，在玻璃的情況下，除了鋁等金屬膜以 外，還可以使用通過(guò)多層膜涂層形成的可見光反射膜。對(duì)反射器50的開口部50a，以使其受 光面20與反射器50的底部(=底部開口 50b)對(duì)向地插入設(shè)置了導(dǎo)光體14，并安裝了覆蓋 該開口部50a的透明罩51，并且在反射器50的底部開口 50b上，以覆蓋該底部開口 50b方 式，安裝了用于使點(diǎn)光源12處于該點(diǎn)光源12的光軸L與導(dǎo)光體14的中心軸CL 一致的位 置、并且使該點(diǎn)光源12遠(yuǎn)離導(dǎo)光體14的受光面20地保持的點(diǎn)光源保持板54。透明罩51是聚碳酸酯制(當(dāng)然，材質(zhì)不限于此，也可以使用其他樹脂、石英玻璃) 的板狀件，在本實(shí)施例中，在導(dǎo)光體14中的出光面24側(cè)的端部，與該導(dǎo)光體14 一體地形 成。另外，對(duì)于透明罩51和導(dǎo)光體14，既可以獨(dú)立地構(gòu)成，也可以例如如圖7所示，從 導(dǎo)光體14的出光面24側(cè)的端的外周面一體地突出設(shè)置凸緣部14a，并且在透明罩51的中 央部，設(shè)置比該導(dǎo)光體14的外徑稍微大、并且比凸緣部14a的外徑小的導(dǎo)光體插通孔51a， 將導(dǎo)光體14插通到導(dǎo)光體插通孔51a直到凸緣部14a抵接到透明罩51，并使用粘接劑等 (未圖示)來(lái)固定透明罩51和凸緣部14a。反射凹面52是形成在反射器50的內(nèi)面，且以中心軸CL為中心的旋轉(zhuǎn)拋物面，在 本實(shí)施例中，設(shè)定成該旋轉(zhuǎn)拋物面的焦點(diǎn)FR與點(diǎn)光源12的出光部16 —致。另外，反射凹 面52的形狀不限于旋轉(zhuǎn)拋物面，而也可以是旋轉(zhuǎn)橢圓面，并且，旋轉(zhuǎn)拋物面的焦點(diǎn)Π 不與 出光部16 —致也可，但優(yōu)選如本實(shí)施例那樣使反射凹面52的焦點(diǎn)FR與出光部16 —致。其 原因?yàn)?，在反射凹?2是旋轉(zhuǎn)拋物面的情況下，如圖6所示，在反射凹面52上反射后的光 成為與中心軸CL平行的光，在旋轉(zhuǎn)橢圓面的情況下，通過(guò)如圖7所示，使反射凹面52的焦 點(diǎn)FR與點(diǎn)光源12的出光部16 —致，以使由反射凹面52反射的光成為聚光到處于反射器 50的外部中的中心軸CL上的聚光點(diǎn)(未圖示)的光，從而能夠使在反射凹面52上反射的 光具有規(guī)則性，能夠容易地在照射范圍S中實(shí)現(xiàn)期望的照度分布。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，其特征在于，具備點(diǎn)光源，具有狹窄的發(fā)散光角特性；以及實(shí)心透明的導(dǎo)光體，具有將來(lái)自所述點(diǎn)光源的光收進(jìn)內(nèi)部的受光面、使從所述受光面 收進(jìn)的光進(jìn)行內(nèi)面反射的反射側(cè)面、以及與所述受光面對(duì)向地配置并使在所述反射側(cè)面反 射的光出光的出光面，其中，所述反射側(cè)面是由將與所述點(diǎn)光源的光軸一致的中心軸作為旋轉(zhuǎn)軸而使拋物線 旋轉(zhuǎn)時(shí)的軌跡規(guī)定的旋轉(zhuǎn)面，所述拋物線是如下的拋物線的一部分，即在假想了包含所述中心軸且截?cái)嗨鰧?dǎo)光體 的平面時(shí)，在被表現(xiàn)為所述受光面的周緣與所述平面的交點(diǎn)的兩個(gè)受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)以及兩 個(gè)出光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)中，以與通過(guò)一個(gè)所述受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)和相對(duì)該一個(gè)所述受光面?zhèn)戎芫?點(diǎn)夾著所述中心軸的一個(gè)所述出光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)的直線平行、并且通過(guò)另一個(gè)所述受光面?zhèn)?周緣點(diǎn)的直線為橫軸的坐標(biāo)系中，通過(guò)一個(gè)所述受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)以及另一個(gè)所述出光面?zhèn)?周緣點(diǎn)、并且將另一個(gè)所述受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)作為焦點(diǎn)的拋物線的一部分，在所述受光面的中央部中與所述點(diǎn)光源對(duì)向地設(shè)置有凹部，所述凹部的表面是凹透境。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于，至少在所述受光面中的所述凹部的 表面上，設(shè)置有多個(gè)微細(xì)的凹凸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述點(diǎn)光源出射藍(lán)色的光，至少在所述凹部的表面上，設(shè)置有包括接收所述藍(lán)色的光而出射黃色或者橙黃色的光 的YAG熒光體的熒光體膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述點(diǎn)光源配設(shè)在 所述受光面的所述凹部的內(nèi)側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其特征在于，還具備在內(nèi)側(cè)具有 反射凹面的反射器，所述導(dǎo)光體以所述受光面與所述反射器的底部對(duì)向的方式，從所述反射器的開口部插 入設(shè)置到其內(nèi)側(cè)，所述點(diǎn)光源遠(yuǎn)離所述導(dǎo)光體的所述受光面地安裝在所述反射器的所述底部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置，在使用了具有較窄的發(fā)散光角特性的點(diǎn)光源的情況下，能夠使出射光收斂于規(guī)定的角度內(nèi)，并且能夠按照較高的均勻度對(duì)照射范圍進(jìn)行照射。由點(diǎn)光源(12)和實(shí)心透明的導(dǎo)光體(14)構(gòu)成發(fā)光裝置(10)，用通過(guò)在包含中心軸(CL)的平面(M)中通過(guò)一個(gè)受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)(A)以及另一個(gè)出光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)(D)、并且將另一個(gè)受光面?zhèn)戎芫夵c(diǎn)(B)作為焦點(diǎn)的拋物線(P)而得到的旋轉(zhuǎn)面來(lái)規(guī)定導(dǎo)光體(14)的反射側(cè)面(22)，在導(dǎo)光體(14)的受光面(20)的中央部中，設(shè)置其表面是凹透鏡(28)的凹部(26)，從而能夠解決技術(shù)問(wèn)題。
文檔編號(hào)F21V19/00GK101994938SQ20101025717
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月24日
發(fā)明者A·卡茲米爾斯基, 池田富彥, 渡邊加名 申請(qǐng)人:鳳凰電機(jī)公司