光束控制部件、发光装置、照明装置以及成型模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及控制从发光元件射出的光的配光的光束控制部件、具有所述光束控制部件的发光装置和照明装置、以及用于将所述光束控制部件成型的成型模具。
【背景技术】
[0002]近年来，从节能或小型化的观点考虑，使用以发光二极管(以下也称为“LED”)为光源的发光装置(LED闪光灯)，作为拍摄相机用的发光装置。例如，已知有将LED和菲涅耳透镜组合而成的发光装置。
[0003]一般地，拍摄相机的拍摄区域的形状是四边形。由此，为了得到清晰的拍摄画像，优选发光装置以四边形形状照射被照射区域。从而，要求拍摄相机用的发光装置所使用的菲涅耳透镜，将从发光元件射出的光均匀且高效地照射到四边形形状的被照射区域。到目前为止，作为用于照射四边形形状的被照射区域的菲涅耳透镜，也提出了多种方案(例如，参照专利文献1、2)。
[0004]图1A是专利文献I中记载的菲涅耳透镜10的立体图。图1A所示的菲涅耳透镜10能够实现与图1B所示的圆柱形透镜20相同的功能。如图1A所示，在菲涅耳透镜10中，彼此离开且同心地形成有俯视形状为长方形形状的多个槽12。
[0005]图1C是专利文献2中记载的菲涅耳透镜30的俯视图。如图1C所示，菲涅耳透镜30具有配置在中央部的第一聚光透镜40、和配置在第一聚光透镜40的外侧的第二聚光透镜50。第一聚光透镜40被分为三个区域。在两端的区域，彼此离开且同心地形成有俯视形状为半圆形状的多个槽42。在中央的区域形成有多个圆柱形透镜44。在第二聚光透镜50中，彼此离开且同心地形成有俯视形状为圆形形状的多个槽52。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开平11-065490号公报
[0009]专利文献2:日本特开2012-181542号公报
【发明内容】
[0010]发明要解决的问题
[0011]在菲涅耳透镜10及菲涅耳透镜30中，形成有直线状的凸部及凹部。这样的直线状的菲涅耳部分进行的聚光的程度基本是由形成凸部及凹部的倾斜面的倾斜角度与直线的长度决定的。因此，直线状的菲涅耳部分的设计自由度较低。
[0012]另外，在制作俯视形状为圆形的一般的菲涅耳透镜的模具时，能够通过车削加工等曲线加工来形成凸部及凹部。因此，通常，为了制造用于照射圆形状的被照射区域的菲涅耳透镜，有曲线加工用加工机即可。
[0013]相对于此，在制作菲涅耳透镜10的模具时，能够通过直线加工来形成凸部及凹部。另外，在制作菲涅耳透镜30的模具时，可以通过直线加工及曲线加工这两者来形成凸部及凹部。因此，为了制造这些菲涅耳透镜10、30，至少需要直线加工用加工机。
[0014]特别地，为了制造菲涅耳透镜30，需要直线加工用加工机和曲线加工用加工机这两者。因此，为了制造用于照射四边形形状的被照射区域的菲涅耳透镜，有时必须新引入直线加工用加工机。
[0015]但是，在直线加工中，适于特定以上的大小(例如高度0.5mm以上)的直线菲涅耳加工的加工机的加工速度一般比细微的曲线加工用加工机的加工速度快。因此，如果能够有效地利用现有的直线加工用加工机，则从缩短加工时间的观点考虑是有效的。
[0016]本发明的目的在于，提供能够将从发光元件射出的光均匀且高效地照射到四边形形状的被照射面、且菲涅耳部分的设计自由度较高的光束控制部件。
[0017]另外，本发明的目的在于，提供具有该光束控制部件的发光装置和照明装置。
[0018]并且，本发明的目的还在于，提供为了制造该光束控制部件而未必需要直线加工用加工机的成型模具。
[0019]解决问题的方案
[0020]本发明的光束控制部件采用以下结构，其对从发光元件射出的光的配光进行控制，包括:入射区域，其使从发光元件射出的光入射；以及射出区域，其使从所述入射区域入射的光射出，所述入射区域包括多个凸部，该多个凸部具有将连结第一虚拟四边形的对角线的交点与顶点的四条第一虚拟直线中的、相邻的两条所述第一虚拟直线间相连的棱线，所述凸部配置为，在两条所述第一虚拟直线间的相邻的两个所述凸部间形成谷部，多个所述棱线的至少一部分在俯视时呈圆弧状，所述圆弧状的棱线的曲率半径比从所述交点到该棱线的中点的距离长。
[0021]本发明的发光装置采用以下结构，包括:发光元件；以及本发明的光束控制部件，所述交点配置在所述发光元件的光轴上。
[0022]本发明的照明装置采用以下结构，包括:本发明的发光装置；以及罩，其使来自所述发光装置的出射光漫射并透射。
[0023]本发明的成型模具采用以下结构，其用于将本发明的光束控制部件成型，具有用于将所述入射区域成型的入射区域成型区域，所述入射区域成型区域包括多个凹部，该多个凹部具有，将连结第二虚拟四边形的对角线的交点与各顶点的四条第二虚拟直线中的、相邻的两条所述第二虚拟直线间连上的谷线，所述凹部配置为在两条所述第二虚拟直线间的相邻的两个所述凹部间形成顶部，多个所述谷线的至少一部分在俯视时呈圆弧状，所述圆弧状的谷线的曲率半径比从所述第二虚拟四边形的对角线的交点到所述谷线的中点的距离长。
[0024]发明效果
[0025]对于本发明的光束控制部件，其菲涅耳部分的设计自由度较高，且能够不需要直线加工用加工机而被制造出来，且能够利用曲线状菲涅耳将光均匀且高效地照射到四边形形状的被照射区域。另外，本发明的发光装置和照明装置能够将光均匀且高效地照射到四边形形状的被照射区域。
【附图说明】
[0026]图1A?图1C是表示专利文献中记载的以往的透镜的结构的图。
[0027]图2是本发明的实施方式I的发光装置的剖面图。
[0028]图3是本发明的实施方式I的光束控制部件的立体图。
[0029]图4A?图4D是表示实施方式I的光束控制部件的结构的图。
[0030]图5A、图5B是实施方式I的光束控制部件的剖面图。
[0031]图6A、图6B是实施方式I的光束控制部件的局部放大图。
[0032]图7A、图7B是表示比较用的光束控制部件的结构的图。
[0033]图8A、图SB是表示使用本发明及比较用的发光装置的情况下的照度分布的仿真结果的图。
[0034]图9A、图9B是表示使用本发明及比较用的发光装置的情况下的配光分布的仿真结果的图。
[0035]图10是实施方式I的第一模具的俯视图。
[0036]图1lA?图1lD是表示实施方式I的第一模具的结构的图。
[0037]图12是表示实施方式I的照明装置的结构的图。
[0038]图13是实施方式I的变形例的光束控制部件的立体图。
[0039]图14A?图14D是表示实施方式I的变形例的光束控制部件的结构的图。
[0040]图15A、图15B是实施方式I的变形例的光束控制部件的局部放大图。
[0041]图16是实施方式2的光束控制部件的立体图。
[0042]图17A?图17D是表示实施方式2的光束控制部件的结构的图。
[0043]图18A、图18B是实施方式2的光束控制部件的局部放大图。
[0044]图19A、图19B是表示使用实施方式2的发光装置的情况下的照度分布的仿真结果的图。
[0045]图20A?图20D是表示实施方式2的第一模具的结构的图。
[0046]图21是实施方式2的变形例的光束控制部件的立体图。
[0047]图22A?图22D是表示实施方式2的变形例的光束控制部件的结构的图。
[0048]图23A、图23B是实施方式2的变形例的光束控制部件的局部放大图。
[0049]图24是实施方式3的光束控制部件的立体图。
[0050]图25A?图25C是表示实施方式3的光束控制部件的结构的图。
[0051]图26A是实施方式3的光束控制部件的剖面图，图26B、图26C是实施方式3的光束控制部件的局部放大图。
[0052]图27是表示使用实施方式3的发光装置的情况下的照度分布的仿真结果的图。
[0053]图28A?图28D是表示实施方式3的第一模具的结构的图。
[0054]图29是实施方式4的光束控制部件的立体图。
[0055]图30A?图30C是表示实施方式4的光束控制部件的结构的图。
[0056]图31A是实施方式4的光束控制部件的剖面图，图31B、图31C是实施方式4的光束控制部件的局部放大图。
[0057]图32是表示使用实施方式4的发光装置的情况下的照度分布的仿真结果的图。
[0058]图33A?图33D是表示实施方式4的第一模具的结构的图。
[0059]符号说明
[0060]10、30菲涅耳透镜
[0061]12、42、52 槽
[0062]20、44圆柱形透镜
[0063]40第一聚光透镜
[0064]50第二聚光透镜
[0065]100发光装置
[0066]120发光元件
[0067]140、140’、240、340、640、740、840 光束控制部件
[0068]141入射区域
[0069]142射出区域
[0070]143 凸缘
[0071]144折射部
[0072]145菲涅耳透镜部
[0073]146，246 凸部
[0074]146a、146a’ 第一倾斜面
[0075]146b、146b’ 第二倾斜面
[0076]146c、146c’ 第三倾斜面
[0077]146d、246d、283、383 棱线
[0078]146d，、286、386 谷线
[0079]280^380^580^980 第一模具片
[0080]281、381 第一芯部
[0081]282、382 第二芯部
[0082]284、384、562 凹部
[0083]285内侧棱线
[0084]287、387 外侧棱线
[0085]400照明装置
[0086]420 罩
[0087]440 基板
[0088]500、900 第一模具
[0089]520入射区域成型区域
[0090]540折射部成型区域
[0091]560菲涅耳透镜部成型区域
[0092]642 壁部
[0093]CA中心轴
[0094]LA 光轴
[0095]S (第一)虚拟四边形
[0096]S’(第二)虚拟四边形
[0097]L (第一)虚拟直线
[0098]L’ (第二)虚拟直线
【具体实施方式】
[0099]以下，参照附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。
[0100][实施方式I]
[0101](光束控制部件和发光装置的结构)
[0102]图2是本发明实施方式I的发光装置100的剖面图。如图2所示，发光装置100具有发光元件120和光束控制部件140。发光元件120例如是白色发光二极管等发光二极管(LED)。光束控制部件
文档序号 :
【 9457565 】
技术研发人员：齐藤共启
技术所有人：恩普乐股份有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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