JP7012244B2 - レンズ、照明装置、照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ、照明装置、照明器具に関し、特に、光源から放射される光の配光を制御するレンズ、当該レンズを備える照明装置、及び当該照明装置を備える照明器具に関する。

特許文献１は、レンズを備える照明器具を開示する。レンズは、各ＬＥＤチップの配列方向に沿った凹状の光入射面部と、光入射面部に対して平行、かつ、光入射面部に入射した光が出射する光出射面部とを備える。

特開２０１２－１８２０５６号公報

特許文献１のレンズによれば、光を拡散できるために広い照射範囲を取得できる。一方、照明器具の設置場所によっては、特定の範囲に集中して光を照射したい場合があり、また、レンズの光軸を特定の範囲に向けて照明器具を設置することが難しい場合がある。

本発明の課題は、光の分布を光軸の方向と光軸に交差する所望の方向との間の範囲に偏らせることができるレンズ、照明装置、及び照明器具を提供することである。

本発明に係る一態様の光学レンズは、光源と共に用いられるレンズであって、光軸の方向において互いに反対側にある凹面状の入射面及び凸面状の出射面と、前記凸面状の出射面を備える突出部が設けられた第１面、及び前記第１面に厚み方向に対向する平面状の第２面を具備する基部と、を有する。前記第２面は、前記光軸の方向に垂直である。前記光源は、前記光軸と前記第２面との交点である基準点に配置される。前記入射面は、前記光軸に直交する所定方向における第１端と前記光軸との間の部位である第１半体が有する第１入射面と、前記所定方向における第２端と前記光軸との間の部位である第２半体が有する第２入射面とを含む。前記第１入射面は、前記光軸及び前記所定方向を含む基準平面において、前記基準点との第１入射距離が前記光軸との第１入射角度に関わらず一定、又は、前記第１入射角度の増加に伴い単調に増加する。前記第２入射面は、前記基準平面において、前記基準点との第２入射距離が前記光軸との第２入射角度に関わらず一定、又は、前記第２入射角度の増加に伴い単調に増加又は減少する。前記第１入射距離は、前記第１入射角度と前記第２入射角度が等しい場合には、前記第２入射距離以上である。前記出射面は、前記第１半体が有する第１出射面と、前記第２半体が有する第２出射面とを含む。前記基準平面において、前記基準点を通る方向における、前記第１出射面と前記第１入射面との距離である第１面間距離が、前記第１入射角度の増加に伴い単調に減少する。前記基準平面において、前記基準点を通る方向における、前記第２出射面と前記第２入射面との距離である第２面間距離が、前記第２入射角度の増加に伴い単調に増加する。

本発明に係る一態様の照明装置は、前記レンズと、前記レンズの前記基準点に位置する光源と、を備える。

本発明に係る一態様の照明器具は、常用照明装置と、非常用照明装置としての上記照明装置と、前記常用照明装置と前記照明装置を支持する器具本体と、を備える。

本発明に係る態様のレンズ、照明装置、及び照明器具によれば、光の分布を光軸の方向と光軸に交差する所望の方向との間の範囲に偏らせることができる。

図１Ａは、一実施形態のレンズの前方斜視図である。図１Ｂは、上記実施形態のレンズの後方斜視図である。 図２は、上記実施形態のレンズの前面図である。 図３Ａは、図２のＡ－Ａ線断面図である。図３Ｂは、図２のＢ－Ｂ線断面図である。 図４Ａは、図２のＣ－Ｃ線断面図である。図４Ｂは、図２のＤ－Ｄ線断面図である。 図５Ａは、図２のＡ－Ａ線断面における配光曲線を示すグラフである。図５Ｂは、図２のＢ－Ｂ線断面における配光曲線を示すグラフである。 図６Ａは、図２のＣ－Ｃ線断面における配光曲線を示すグラフである。図６Ｂは、図２のＤ－Ｄ線断面における配光曲線を示すグラフである。 図７は、上記実施形態のレンズを備える照明装置の断面図である。 図８は、上記照明装置を備える照明器具の斜視図である。 図９は、上記照明器具の使用状況の説明図である。

１．実施形態
１．１ レンズ
１．１．１ 構成
一実施形態のレンズ１０は、図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すように、基部１１と、突出部（レンズ部）１２と、を備える。基部１１と突出部１２とは、光透過性材料により一体に形成されている。光透過性材料としては、ガラス、及び、合成樹脂材料（例えば、ポリカーボネート樹脂）が挙げられる。なお、合成樹脂材料は、ガラス繊維が混入されることで耐熱性（難燃性）が向上されていてもよい。

基部１１は、その厚み方向（図２の紙面に垂直な方向）において互いに反対側となる第１面１１１及び第２面１１２を有する長円形の板状である。基部１１の厚み方向は、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、及び図４Ｂに示すように、レンズ１０の光軸（Lens Axis）Ａ１０の方向と平行である。突出部１２は、基部１１の第１面１１１から第２面１１２とは反対側に突出している。突出部１２は、基部１１の第１面１１１の外周部分以外の中央部分に設けられている。突出部１２は、非球面状の表面を有している。

また、レンズ１０は、図１Ｂに示すように、第１凹部１３と、第２凹部１４と、を有する。第１凹部１３は、図１Ｂ及び図２に示すように、基部１１の第２面１１２の中央部分に形成されている。第１凹部１３は、基部１１の厚み方向に直交する面内において、突出部１２の内側に位置する。第１凹部１３は、図２に示すように、正円形状である。第２凹部１４は、第１凹部１３の底面に形成されている。第２凹部１４は、非球面状の底面を有している。また、レンズ１０は、図１Ｂ及び図２に示すように、複数（４つ）の位置決め穴１５を有する。複数の位置決め穴１５は、第１凹部１３を囲うように基部１１の第２面１１２に形成されている。

レンズ１０において、第２凹部１４の底面が凹面状の入射面１０１を規定し、突出部１２の表面が凸面状の出射面１０２を規定する。このように、レンズ１０では、光軸Ａ１０の方向（図２における紙面に垂直な方向）において互いに反対側にある凹面状の入射面１０１及び凸面状の出射面１０２を有する。

以下に、図２、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、及び図４Ｂを参照して、入射面１０１及び出射面１０２の形状について詳細に説明する。なお、図３Ａは、光軸Ａ１０と光軸Ａ１０に直交する所定方向（図２の左右方向）を含む平面（基準平面）におけるレンズ１０の断面を示す。図３Ｂは、基準平面から光軸Ａ１０の回りに３０°回転した平面におけるレンズ１０の断面を示す。図４Ａは、基準平面から光軸Ａ１０の回りに６０°回転した平面におけるレンズ１０の断面を示す。図４Ｂは、基準平面から光軸Ａ１０の回りに９０°回転した平面におけるレンズ１０の断面を示す。

レンズ１０では、入射面１０１及び出射面１０２の形状を定めるために、基準点Ｐ１０が設定されている。基準点Ｐ１０は、入射面１０１の出射面１０２とは反対側における光軸Ａ１０上の点である。基準点Ｐ１０は、例えば、光源に対するレンズ１０の配光特性が最も良く発揮される光源の位置に設定される。言い換えれば、基準点Ｐ１０は、レンズ１０に対して光源を配置する位置を定める。したがって、光源は、レンズ１０の基準点Ｐ１０に配置することが好ましい。なお、本実施形態において、基準点Ｐ１０は、基部１１の第２面１１２と光軸Ａ１０との交点として定められている。

入射面１０１は、図２に示すように、第１入射面１０１Ａと、第２入射面１０１Ｂと、を有する。第１入射面１０１Ａは、入射面１０１の一部であって、レンズ１０の第１半体１０Ａに対応する。ここで、第１半体１０Ａは、レンズ１０の一部であって、光軸Ａ１０の方向（図２の紙面に垂直な方向）に直交する所定方向（図２の左右方向）における第１端（図２の左端）と光軸Ａ１０との間の部位である。第２入射面１０１Ｂは、第１入射面１０１Ａとは異なる入射面１０１の一部であって、レンズ１０の第２半体１０Ｂに対応する。第２半体１０Ｂは、第１半体１０Ａとは異なるレンズ１０の一部であって、所定方向（図２の左右方向）における第２端（図２の右端）と光軸Ａ１０との間の部位である。

第１入射面１０１Ａは、図３Ａに示すように、光軸Ａ１０及び所定方向を含む基準平面において、基準点Ｐ１０との第１入射距離Ｌ１１が光軸Ａ１０との第１入射角度θ１の増加に伴い単調に増加する。つまり、基準平面において、第１入射面１０１Ａ上の点と基準点Ｐ１０とを結ぶ線分の長さ（Ｌ１１）は、当該線分と光軸Ａ１０との角度（θ１）の増加に伴い単調に増加する。第１入射距離Ｌ１１は、光軸Ａ１０上において（第１入射角度θ１が０°であるときに）、最小値となる。最小値は、光軸Ａ１０に沿った方向における、入射面１０１と基準点Ｐ１０との間の距離Ｌ１３である。Ｌ１３は、例えば、４．５ｍｍである。第１入射距離Ｌ１１は、レンズ１０の第１端側の入射面１０１の端（図３Ａの左端）において、最大値となる。このとき、第１入射角度θ１は、約８３°であるから、第１入射距離Ｌ１１の最大値は、所定方向（図３Ａの左右方向）における、レンズ１０の第１端側の入射面１０１の端と基準点Ｐ１０との間の距離Ｌ１４とほぼ等しい。Ｌ１４は、例えば、７．６３ｍｍである。したがって、本実施形態に限っては、Ｌ１４を第１入射距離Ｌ１１の最大値としてみなしてよい。

第２入射面１０１Ｂは、図３Ａに示すように、基準平面において、基準点Ｐ１０との第２入射距離Ｌ１２が光軸Ａ１０との第２入射角度θ２の増加に伴い単調に増加する。つまり、基準平面において、第２入射面１０１Ｂ上の点と基準点Ｐ１０とを結ぶ線分の長さ（Ｌ１２）は、当該線分と光軸Ａ１０との角度（θ２）の増加に伴い単調に増加する。第２入射距離Ｌ１２は、光軸Ａ１０上において（第２入射角度θ２が０°であるときに）、最小値となる。最小値は、光軸Ａ１０に沿った方向における、入射面１０１と基準点Ｐ１０との間の距離Ｌ１３である。第２入射距離Ｌ１２は、レンズ１０の第２端側の入射面１０１の端（図３Ａの右端）において、最大値となる。このとき、第２入射角度θ２は、約７８°であるから、第２入射距離Ｌ１２の最大値は、所定方向（図３Ａの左右方向）における、レンズ１０の第２端側の入射面１０１の端と基準点Ｐ１０との間の距離Ｌ１５とほぼ等しい。Ｌ１５は、例えば、４．７７ｍｍである。したがって、本実施形態に限っては、Ｌ１５を第２入射距離Ｌ１２の最大値とみなしてよい。

入射面１０１では、第１入射面１０１Ａと第２入射面１０１Ｂとは、いずれも、光軸Ａ１０との角度（θ１，θ２）が増加するにつれて、基準点Ｐ１０との距離（Ｌ１１，Ｌ１２）が増加する。ただし、入射面１０１は、第１入射角度θ１と第２入射角度θ２が等しい場合には、第１入射距離Ｌ１１が第２入射距離Ｌ１２よりも長くなるように設計されている。つまり、第１入射距離Ｌ１１は、第１入射角度θ１と第２入射角度θ２が等しい場合には、第２入射距離Ｌ１２よりも長い。

レンズ１０では、第２凹部１４内の空間よりもレンズ１０のほうが高い屈折率を有することから、入射面１０１に関して、入射角に対して屈折角が小さくなる。そのため、基準平面において、所定の条件を満たす限りは、入射面１０１によって、基準点Ｐ１０からの光が、光軸Ａ１０とは反対側へ屈折される。当該所定の条件は、基準点Ｐ１０からの光と入射面１０１との交点における入射面１０１の法線が入射面１０１の光学中心（入射面１０１と光軸Ａ１０との交点）と基準点Ｐ１０との間で光軸Ａ１０と交差することである。そして、当該法線が、基準点Ｐ１０における入射面１０１の光学中心と反対側で光軸Ａ１０と交差する場合、入射面１０１によって、基準点Ｐ１０からの光が、光軸Ａ１０側へ屈折される。

ここで、第１入射面１０１Ａは、図３Ａに示すように、基準平面において、基準点Ｐ１０との第１入射距離Ｌ１１が光軸Ａ１０との第１入射角度θ１の増加に伴い単調に増加する。そのため、第１入射面１０１Ａでは、基準点Ｐ１０からの光と入射面１０１との交点における入射面１０１の法線が入射面１０１の光学中心と基準点Ｐ１０との間では光軸Ａ１０と交差しない。そのため、第１入射面１０１Ａによって、基準点Ｐ１０からの光を光軸Ａ１０側へ屈折させることができる。また、第２入射面１０１ｂは、図３Ａに示すように、基準平面において、基準点Ｐ１０との第２入射距離Ｌ１２が光軸Ａ１０との第２入射角度θ２の増加に伴い単調に増加する。そのため、第２入射面１０１Ｂでは、基準点Ｐ１０からの光と入射面１０１との交点における入射面１０１の法線が入射面１０１の光学中心と基準点Ｐ１０との間では光軸Ａ１０と交差しない。そのため、第２入射面１０１Ｂによって、基準点Ｐ１０からの光を光軸Ａ１０側へ屈折させることができる。

このように、入射面１０１全体としては、基準点Ｐ１０からの光を光軸Ａ１０側へ集光する。ここで、第１入射距離Ｌ１１は、第１入射角度θ１と第２入射角度θ２が等しい場合には、第２入射距離Ｌ１２よりも長い。そのため、第１入射角度θ１と第２入射角度θ２が等しい場合には、第１入射面１０１Ａのほうが第２入射面１０１Ｂよりも、基準点Ｐ１０からの光の入射角が大きくなりやすい。そのため、基準平面において、第２入射面１０１Ｂよりも第１入射面１０１Ａにおいて基準点Ｐ１０からの光をより光軸Ａ１０側へ屈折させることができる。

出射面１０２は、図２に示すように、第１出射面１０２Ａと、第２出射面１０２Ｂと、を有する。第１出射面１０２Ａは、出射面１０２の一部であって、レンズ１０の第１半体１０Ａに対応する。第２出射面１０２Ｂは、第１出射面１０２Ａとは異なる出射面１０２の一部であって、レンズ１０の第２半体１０Ｂに対応する。

第１出射面１０２Ａは、図３Ａに示すように、基準平面において、第１入射面１０１Ａとの第１面間距離Ｌ２１が光軸Ａ１０との第１入射角度θ１の増加に伴い単調に減少する。つまり、基準平面において、基準点Ｐ１０を通る直線上における第１入射面１０１Ａと第１出射面１０２Ａ間の距離（Ｌ２１）は、当該直線と光軸Ａ１０との角度（θ１）の増加に伴い単調に減少する。第１面間距離Ｌ２１は、光軸Ａ１０上において（第１入射角度θ１が０°であるときに）、最小値となる。最小値は、光軸Ａ１０に沿った方向における、出射面１０２と入射面１０１との間の距離Ｌ２３である。Ｌ２３は、例えば、１２ｍｍである。第１面間距離Ｌ２１は、レンズ１０の第１端側の出射面１０２の端（図３Ａの左端）において、最大値となる。このとき、第１入射角度θ１は、約８４°であるから、第１面間距離Ｌ２１の最大値は、所定方向（図３Ａの左右方向）における、レンズ１０の第１端側の出射面１０２の端とレンズ１０の第１端側の入射面１０１の端との間の距離Ｌ２４とほぼ等しい。Ｌ２４は、例えば、１７．７８ｍｍである。したがって、本実施形態に限っては、Ｌ２４を第１面間距離Ｌ２１の最大値としてみなしてよい。

第２出射面１０２Ｂは、図３Ａに示すように、基準平面において、第２入射面１０１Ｂとの第２面間距離Ｌ２２が光軸Ａ１０との第２入射角度θ２の増加に伴い単調に増加する。つまり、基準平面において、基準点Ｐ１０を通る直線上における第２入射面１０１Ｂと第２出射面１０２Ｂ間の距離（Ｌ２２）は、当該直線と光軸Ａ１０との角度（θ２）の増加に伴い単調に増加する。第２面間距離Ｌ２２は、光軸Ａ１０上において（第２入射角度θ２が０°であるときに）、最小値となる。最小値は、光軸Ａ１０に沿った方向における、出射面１０２と入射面１０１との間の距離Ｌ２３である。第２面間距離Ｌ２２は、レンズ１０の第２端側の出射面１０２の端（図３Ａの右端）において、最大値となる。このとき、第２入射角度θ２は、約８４°であるから、第２面間距離Ｌ２２の最大値は、所定方向（図３Ａの左右方向）における、レンズ１０の第２端側の出射面１０２の端とレンズ１０の第２端側の入射面１０１の端との間の距離Ｌ２５とほぼ等しい。Ｌ２５は、例えば、１９．５ｍｍである。したがって、本実施形態に限っては、Ｌ２５を第２面間距離Ｌ２２の最大値とみなしてよい。

出射面１０２では、第１出射面１０２Ａは、光軸Ａ１０との角度（θ１）が増加するにつれて、第１入射面１０１Ａとの距離（Ｌ１１）が減少する。一方で、第２出射面１０２Ｂは、光軸Ａ１０との角度（θ２）が増加するにつれて、第２入射面１０１Ｂとの距離（Ｌ１２）が増加する。よって、出射面１０２は、第１入射角度θ１と第２入射角度θ２が等しい場合には、第２面間距離Ｌ２２が第１面間距離Ｌ２１よりも長くなるように設計されている。つまり、第２面間距離Ｌ２２は、第１入射角度θ１と第２入射角度θ２が等しい場合には、第１面間距離Ｌ２１よりも長い。

レンズ１０では、外部空間よりもレンズ１０のほうが高い屈折率を有することから、出射面１０２に関して、入射角に対して屈折角が大きくなる。そのため、基準平面において、所定の条件を限りは、出射面１０２によって、入射面１０１の所定位置からの光が、光軸Ａ１０側へ屈折される。当該所定の条件は、入射面１０１の所定位置からの光と出射面１０２との交点における出射面１０２の法線が出射面１０２の光学中心（出射面１０２と光軸Ａ１０との交点）と所定位置とを結ぶ線分と交差することである。そして、当該法線が、出射面１０２の光学中心と所定位置とを結ぶ線分と交差しない場合、出射面１０２によって、基準点Ｐ１０からの光が、光軸Ａ１０とは反対側へ屈折される。

ここで、第１出射面１０２Ａは、図３Ａに示すように、基準平面において、第１入射面１０１Ａとの第１面間距離Ｌ２１が光軸Ａ１０との第１入射角度θ１の増加に伴い単調に減少する。そのため、第１出射面１０２Ａでは、入射面１０１の所定位置からの光と出射面１０２との交点における出射面１０２の法線が、出射面１０２の光学中心と所定位置とを結ぶ線分と交差する。そのため、第１出射面１０２Ａによって、入射面１０１からの光を光軸Ａ１０側へ屈折させることができる。したがって、第１出射面１０２Ａによって光軸Ａ１０側へ屈折される第１入射角度θ１の範囲を広げることができる。これによって、第１出射面１０２Ａから光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第１端側へ傾斜した方向へ向かう光の強度を減らして、第１出射面１０２Ａから光軸Ａ１０の方向へ向かう光の強度を増やすことができる。一方、第２出射面１０２Ｂは、図３Ａに示すように、基準平面において、第２入射面１０１Ｂとの第２面間距離Ｌ２２が光軸Ａ１０との第２入射角度θ２の増加に伴い単調に増加する。そのため、第２出射面１０２ｂでは、入射面１０１の所定位置からの光と出射面１０２との交点における出射面１０２の法線が、出射面１０２の光学中心と所定位置とを結ぶ線分と交差しない。そのため、第２出射面１０２Ｂによって、入射面１０１からの光を光軸Ａ１０とは反対側へ屈折させることができる。したがって、第２出射面１０２Ｂによって光軸Ａ１０とは反対側へ屈折される第２入射角度θ２の範囲を広げることができる。これによって、第２出射面１０２Ｂから光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第２端側へ傾斜した方向へ向かう光の強度を増やして、第２出射面１０２Ｂから光軸Ａ１０の方向へ向かう光の強度を減らすことができる。

このように、出射面１０２全体としては、第１出射面１０２Ａから光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第１端側へ傾斜した方向へ向かう光の強度を減らすことができる。また、出射面１０２全体としては、第２出射面１０２Ｂから光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第２端側へ傾斜した方向へ向かう光の強度を増やすことができる。したがって、レンズ１０によれば、光の分布を光軸Ａ１０の方向と光軸に交差する所望の方向（光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第２端側へ傾斜した方向）との間の範囲に偏らせることができる。

また、レンズ１０では、入射面１０１によって、基準点Ｐ１０からの光を光軸Ａ１０の方向へ集光させている。そのため、第１入射面１０１Ａから光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第１端側へ傾斜した方向へ向かう光の強度を減らすことができる。この場合、第２入射面１０１Ｂから光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第２端側へ傾斜した方向へ向かう光の強度も減ることになる。しかしながら、第２出射面１０２Ｂは、第２出射面１０２Ｂから光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第２端側へ傾斜した方向へ向かう光の強度を増やして、第２出射面１０２Ｂから光軸Ａ１０の方向へ向かう光の強度を減らすことができる。結果として、光の分布を光軸Ａ１０の方向と光軸に交差する所望の方向（光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第２端側へ傾斜した方向）との間の範囲に偏らせることができる。

また、レンズ１０では、第１半体１０Ａは、図２に示すように、光軸Ａ１０に対して軸対称である。言い換えれば、第１半体１０Ａは、基準平面における形状（図３Ａ参照）を、光軸Ａ１０の回りに１８０°回転させて得られる半回転体である。したがって、第１半体１０Ａは、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、及び図４Ｂに示すように、光軸Ａ１０を通る平面における断面はいずれも同じである。換言すれば、第１入射面１０１Ａ及び第１出射面１０２Ａも、光軸Ａ１０に対して軸対称である。したがって、第１入射面１０１Ａは、図４Ｂに示すように、所定方向に直交し光軸Ａ１０を通る平面において、基準点Ｐ１０との距離が光軸Ａ１０との角度の増加に伴い単調に増加する。上述したように、第１入射面１０１Ａは光軸Ａ１０に対して軸対称であるから、所定方向に直交し光軸Ａ１０を通る平面において、第１入射面１０１Ａと基準点Ｐ１０との距離は、Ｌ１３からＬ１４まで単調に増加する。同様に、第１出射面１０２Ａは、図４Ｂに示すように、所定方向に直交し光軸Ａ１０を通る平面において、第１入射面１０１Ａとの距離が光軸Ａ１０との角度の増加に伴い単調に減少する。上述したように、第１出射面１０２Ａは光軸Ａ１０に対して軸対称であるから、所定方向に直交し光軸Ａ１０を通る平面において、第１出射面１０２Ａと第１入射面１０１Ａとの距離は、Ｌ２３からＬ２４まで単調に減少する。

また、第２半体１０Ｂは、図２に示すように、光軸Ａ１０に直交する面内において、光軸Ａ１０の方向及び所定方向にそれぞれ直交する方向（図２の上下方向）における寸法が、光軸Ａ１０からレンズ１０の第２端（図２の右端）に向かうにつれて、単調に減少する。換言すれば、第２入射面１０１Ｂ及び第２出射面１０２Ｂも、光軸Ａ１０に直交する面内において、特定方向（図２の上下方向）における寸法が、光軸Ａ１０からレンズ１０の第２端（図２の右端）に向かうにつれて、単調に減少する。当該特定方向は、光軸Ａ１０の方向及び所定方向にそれぞれ直交する方向である。ここで、当該寸法の光軸Ａ１０からの距離に対する減少率は、一定ではなく、距離が長くなるほど減少率が大きくなるようになっている。また、第２半体１０Ｂは、図４Ｂに示すように、光軸Ａ１０に直交する面内において、所定方向（図４Ｂの紙面に垂直な方向）に沿って光軸Ａ１０を通る軸に対して線対称である。

このように、レンズ１０は、光軸Ａ１０に直交する面内において、所定方向に沿って光軸Ａ１０を通る軸に対して線対称である。そして、光軸Ａ１０に直交する面内において、入射面１０１は凹面状であり、出射面１０２は凸面状であるから、基準点Ｐ１０に配置された光源からの光を、光軸Ａ１０に沿った方向に集中させることができる。これによって、光軸Ａ１０及び所定方向に直交する方向への光の拡散を抑制できる。

１．１．２ 配光特性
図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、及び図６Ｂは、レンズ１０の配光特性についてシミュレーションを行った結果を示す。なお、配光特性のシミュレーションにおいては、光源自体の配光特性は、均等拡散配光とした。

図５Ａは、基準平面におけるレンズ１０の断面（図３Ａ参照）についての配光曲線を示す。図５Ａから明らかなように、レンズ１０では、第１出射面１０２Ａから光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第１端側へ傾斜した方向（図５Ａの左側の３０°及び６０°方向）へ向かう光の強度を減らすことができる。また、レンズ１０では、第２出射面１０２Ｂから光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第２端側へ傾斜した方向（図５Ａの右側の３０°及び６０°方向）へ向かう光の強度を増やすことができる。したがって、レンズ１０によれば、光の分布を光軸Ａ１０の方向と光軸に交差する所望の方向（光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第２端側へ傾斜した方向）との間の範囲に偏らせることができる。

図５Ｂは、基準平面から光軸Ａ１０の回りに３０°回転した平面におけるレンズ１０の断面（図３Ｂ参照）についての配光曲線を示す。図６Ａは、基準平面から光軸Ａ１０の回りに６０°回転した平面におけるレンズ１０の断面（図４Ａ参照）についての配光曲線を示す。図５Ｂ及び図６Ａから明らかなように、レンズ１０によれば、第１半体１０Ａでは、第１出射面１０２Ａから光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第１端側へ傾斜した方向（図５Ｂ及び図６Ａの左側の３０°及び６０°方向）へ向かう光の強度を減らすことができる。一方で、第２半体１０Ｂでは、基準平面において、第２出射面１０２Ｂから光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第２端側へ傾斜した方向へ向かう光の強度が最も強くなっていることがわかる。

図６Ｂは、基準平面から光軸Ａ１０の回りに９０°回転した平面におけるレンズ１０の断面（図４Ｂ参照）についての配光曲線を示す。図６Ｂから明らかなように、レンズ１０によれば、光軸Ａ１０及び所定方向に直交する方向（特に図６Ｂの左右方向）への光の拡散を抑制できていることがわかる。

１．１．３ まとめ
以上述べた本実施形態のレンズ１０では、図３Ａに示すように、基準平面においては、第１出射面１０２Ａの第１入射面１０１Ａとの第１面間距離Ｌ２１が光軸Ａ１０との第１入射角度θ１の増加に伴い単調に減少する。これにより、第１出射面１０２Ａから光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第１端側へ傾斜した方向へ向かう光の強度を減らして、第１出射面１０２Ａから光軸Ａ１０の方向へ向かう光の強度を増やすことができる。一方、基準平面においては、第２出射面１０２Ｂの第２入射面１０１Ｂとの第２面間距離Ｌ２２が光軸Ａ１０との第２入射角度θ２の増加に伴い単調に増加する。これによって、第２出射面１０２Ｂから光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第２端側へ傾斜した方向へ向かう光の強度を増やして、第２出射面１０２Ｂから光軸Ａ１０の方向へ向かう光の強度を減らすことができる。したがって、出射面１０２全体としては、光の分布を光軸Ａ１０の方向と光軸に交差する所望の方向（光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第２端側へ傾斜した方向）との間の範囲に偏らせることができる。

１．２ 照明装置
図７は、一実施形態の照明装置２０を示す。照明装置２０は、支持板２００と、支持板２００上に配置される光源ユニット２１０と、光源ユニット２１０上に配置されるレンズ１０と、レンズ１０を光源ユニット２１０に固定するカバー２２０と、を有する。支持板２００は、例えば、放熱板である。光源ユニット２１０は、光源２１１を有している。光源２１１は、例えば、１以上の発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）を備えるＬＥＤモジュールである。光源ユニット２１０は、支持板２００上に配置される。レンズ１０は、光源２１１がレンズ１０の基準点Ｐ１０に位置するように、光源ユニット２１０上に配置される。カバー２２０は、レンズ１０用の開口２２１を有する。カバー２２０は、開口２２１からレンズ１０の突出部１２を露出させ、基部１１の外周部でレンズ１０を光源ユニット２１０に固定する。

このように、照明装置２０は、レンズ１０と、レンズ１０の基準点Ｐ１０に位置する光源２１１と、を備える。照明装置２０は、レンズ１０を備えているから、光の分布を光軸Ａ１０の方向と光軸に交差する所望の方向（光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第２端側へ傾斜した方向）との間の範囲に偏らせることができる。

１．３ 照明器具
図８は、一実施形態の照明器具３０を示す。照明器具３０は、非常用照明器具である。より詳細には、照明器具３０は、図９に示すように、建物の避難経路となる階段４０１，４０２の踊り場４１０の天井４１１（次の階段４０３の先の踊り場の下面）に設置される階段通路誘導灯である。なお、照明器具３０は、踊り場４１０の壁４１２に設置されてもかまわない。

照明器具３０は、図８に示すように、常用照明装置３００と、非常用照明装置としての一対の照明装置２０と、器具本体３１０とを備える。また、照明器具３０は、センサ装置３２０を備える。

器具本体３１０は、長尺状である。常用照明装置３００は、長尺状であり、器具本体３１０の中央部分に配置されている。一対の照明装置２０は、器具本体３１０の長手方向において、常用照明装置３００の両側に配置されている。センサ装置３２０は、器具本体３１０の中央部分に配置されている。

照明器具３０は、例えば、センサ装置３２０が人（移動体）を検知した際に、外部電源（例えば商用交流電源）からの電力により常用照明装置３００を点灯させる。また、照明器具３０は、外部電源からの電力が得られない場合、内蔵のバッテリにより、常用照明装置３００の代わりに一対の照明装置２０を点灯させる。

このように、照明器具３０は、常用照明装置３００と、非常用照明装置としての照明装置２０と、常用照明装置３００と照明装置２０を支持する器具本体３１０と、を備える。照明装置２０は、上述したように、レンズ１０と、レンズ１０の基準点Ｐ１０に位置する光源２１１と、を備える。そのため、照明器具３０においても、光の分布を光軸Ａ１０の方向と光軸に交差する所望の方向（光軸Ａ１０に対してレンズ１０の第２端側へ傾斜した方向）との間の範囲に偏らせることができる。

ここで、照明器具３０では、階段４０１，４０２の両方を照らすことができることが望ましい。特に、レンズ１０の第１半体１０Ａを天井４１１側、第２半体１０Ｂを床側（踊り場側）４１０に向ければ、階段４０３側への光を抑えて、階段４０１，４０２に効率よく光を照射できる。

２．変形例
以上説明した実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。また、上記実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施形態の変形例を列挙する。

上記実施形態では、第１入射面１０１Ａは、基準平面において、第１入射距離Ｌ１１が第１入射角度θ１の増加に伴い単調に増加するが、第１入射角度θ１に関わらず一定であってもよい。

また、第２入射面１０１Ｂは、基準平面において、第２入射距離Ｌ１２が第２入射角度θ２の増加に伴い単調に増加するが、第２入射角度θ２に関わらず一定であってもよい。また、第２入射面１０１Ｂは、基準平面において、第２入射距離Ｌ１２が第２入射角度θ２の増加に伴い単調に減少してもよい。この場合、第２入射面１０１Ｂでは、基準点Ｐ１０からの光と入射面１０１との交点における入射面１０１の法線が入射面１０１の光学中心と基準点Ｐ１０との間で光軸Ａ１０と交差する。そのため、第２入射面１０１Ｂによって、基準点Ｐ１０からの光を光軸Ａ１０とは反対側へ屈折させることができる。これにより、光軸Ａ１０の方向と光軸に交差する所望の方向との間の範囲を広げることができる。

また、入射面１０１は、非球面状ではなく球面状であってもよい。この場合、第１入射面１０１Ａは、基準平面において、第１入射距離Ｌ１１が第１入射角度θ１に関わらず一定になり、第２入射面１０１Ｂも、基準平面において、第２入射距離Ｌ１２が第２入射角度θ２に関わらず一定になる。さらに、第１入射距離Ｌ１１は、第１入射角度θ１と第２入射角度θ２が等しい場合には、第２入射距離Ｌ１２と等しくなる。

また、レンズ１０は、光軸Ａ１０に直交する面内において、所定方向に沿って光軸Ａ１０を通る軸に対して線対称ではなく、非対称であってもよい。

また、レンズ１０の入射面１０１は、所定方向に直交する面内において、凹面状でなくてもよく、例えば、平面状であってもよい。同様に、出射面１０２は、所定方向に直交する面内において、凸面状でなくてもよく、平面状であってもよい。例えば、レンズ１０は、基準平面における形状（図３Ａ参照）を光軸Ａ１０及び所定方向にそれぞれ直交する方向に延長して得られるシリンドリカルレンズであってもよい。また、入射面１０１と出射面１０２との少なくとも一方は、所定方向に直交する面内において、非球面状であってもよい。つまり、所定方向に直交する面内における光の配光については、所望の配光となるようにレンズ１０の形状を変更してもよい。

また、第１入射距離Ｌ１１が最大となる第１入射角度θ１は、上記の例に限定されない。このような第１入射角度θ１は、実際のレンズ１０の設計等に応じて変更可能である。この点は、第１面間距離Ｌ２１が最大となる第１入射角度θ１についても同様である。

また、第２入射距離Ｌ１２が最大となる第２入射角度θ２は、上記の例に限定されない。このような第２入射角度θ２は、実際のレンズ１０の設計等に応じて変更可能である。この点は、第２面間距離Ｌ２２が最大となる第２入射角度θ２についても同様である。

また、基部１１の外周形状は、長円形に限定されず、例えば、長円形以外の円形（例えば正円又は楕円）、又は多角形であってもよい。また、突出部１２は、基部１１の第１面１１１の全体に形成されていてもよい。また、レンズ１０において、第１凹部１３及び位置決め穴１５は任意の要素である。

３．態様
以上述べた実施形態及び変形例から明らかなように、第１の態様のレンズ（１０）は、光軸（Ａ１０）の方向において互いに反対側にある凹面状の入射面（１０１）及び凸面状の出射面（１０２）を有する。前記入射面（１０１）は、第１半体（１０Ａ）に対応する第１入射面（１０１Ａ）と、第２半体（１０Ｂ）に対応する第２入射面（１０１Ｂ）とを含む。前記第１半体（１０Ａ）は、前記レンズ（１０）における前記光軸（Ａ１０）に直交する所定方向における第１端と前記光軸（Ａ１０）との間の部位である。前記第２半体（１０Ｂ）は、前記レンズ（１０）における前記所定方向における第２端と前記光軸（Ａ１０）との間の部位である。前記第１入射面（１０１Ａ）は、基準平面において、基準点（Ｐ１０）との第１入射距離（Ｌ１１）が前記光軸（Ａ１０）との第１入射角度（θ１）に関わらず一定、又、前記第１入射角度（θ１）の増加に伴い単調に増加する。前記基準平面は、前記光軸（Ａ１０）及び前記所定方向を含む平面である。前記基準点（Ｐ１０）は、前記入射面（１０１）の前記出射面（１０２）とは反対側における前記光軸（Ａ１０）上の点である。前記第２入射面（１０１Ｂ）は、前記基準平面において、前記基準点（Ｐ１０）との第２入射距離（Ｌ１２）が前記光軸（Ａ１０）との第２入射角度（θ２）に関わらず一定、又、前記第２入射角度（θ２）の増加に伴い単調に増加又は減少する。前記第１入射距離（Ｌ１１）は、前記第１入射角度（θ１）と前記第２入射角度（θ２）が等しい場合には、前記第２入射距離（Ｌ１２）以上である。前記出射面（１０２）は、前記第１半体（１０Ａ）に対応する第１出射面（１０２Ａ）と、前記第２半体（１０Ｂ）に対応する第２出射面（１０２Ｂ）とを含む。前記第１出射面（１０２Ａ）は、前記基準平面において、前記第１入射面（１０１Ａ）との第１面間距離（Ｌ２１）が前記第１入射角度（θ１）の増加に伴い単調に減少する。前記第２出射面（１０２Ｂ）は、前記基準平面において、前記第２入射面（１０１Ｂ）との第２面間距離（Ｌ２２）が前記第２入射角度（θ２）の増加に伴い単調に増加する。第１の態様によれば、光の分布を光軸に交差する一方向へ偏らせることができる。

第２の態様のレンズ（１０）は、第１の態様との組み合わせにより実現され得る。第２の態様では、前記第１入射距離（Ｌ１１）は、前記第１入射角度（θ１）と前記第２入射角度（θ２）が等しい場合には、前記第２入射距離（Ｌ１２）より長い。第２の態様によれば、基準平面において、第２入射面（１０１Ｂ）よりも第１入射面（１０１Ａ）において基準点（Ｐ１０）からの光をより光軸（Ａ１０）側へ屈折させることができる。その結果、光の分布を光軸に交差する一方向へより偏らせることができる。

第３の態様のレンズ（１０）は、第１又は第２の態様との組み合わせにより実現され得る。第３の態様では、前記第２入射面（１０１Ｂ）は、前記基準平面において、前記第２入射距離（Ｌ１２）が前記第２入射角度（θ２）の増加に伴い単調に増加又は減少する。第３の態様によれば、第２入射面（１０１Ｂ）によって、基準点（Ｐ１０）からの光を光軸（Ａ１０）側、又は、光軸（Ａ１０）とは反対側へ屈折させることができる。ここで、基準点（Ｐ１０）からの光を光軸（Ａ１０）側へ屈折させれば、光の分布を光軸に交差する一方向へより偏らせることができる。一方、基準点（Ｐ１０）からの光を光軸（Ａ１０）とは反対側へ屈折させれば、光軸（Ａ１０）に交差する一方向における光の照射範囲を広げることができる。

第４の態様のレンズ（１０）は、第１～第３の態様のいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第４の態様では、前記第２入射面（１０１Ｂ）は、前記基準平面において、前記第２入射距離（Ｌ１２）が前記第２入射角度（θ２）の増加に伴い単調に減少する。第４の態様によれば、第２入射面（１０１Ｂ）によって、基準点（Ｐ１０）からの光を光軸（Ａ１０）とは反対側へ屈折させることができる。これにより、光軸（Ａ１０）に交差する一方向における光の照射範囲を広げることができる。

第５の態様のレンズ（１０）は、第１～第４の態様のいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第５の態様では、前記第１半体（１０Ａ）は、前記光軸（Ａ１０）に対して軸対称である。第５の態様によれば、光軸（Ａ１０）及び所定方向に直交する方向への光の拡散を抑制できる。

第６の態様のレンズ（１０）は、第１～第５の態様のいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第６の態様では、前記第２半体（１０Ｂ）は、前記光軸（Ａ１０）に直交する面内において、前記光軸（Ａ１０）の方向及び前記所定方向にそれぞれ直交する方向における寸法が、前記光軸（Ａ１０）から前記第２端に向かうにつれて、単調に減少する。第６の態様によれば、光軸（Ａ１０）及び所定方向に直交する方向への光の拡散を抑制できる。

第７の態様のレンズ（１０）は、第１～第６の態様のいずれか一つとの組み合わせにより実現され得る。第７の態様では、前記第２半体（１０Ｂ）は、前記光軸（Ａ１０）に直交する面内において、前記所定方向に沿って前記光軸（Ａ１０）を通る軸に対して線対称である。第７の態様によれば、光軸（Ａ１０）及び所定方向に直交する方向への光の拡散を抑制できる。

第８の態様の照明装置（２０）は、第１～第７の態様のいずれか一つのレンズ（１０）と、前記レンズ（１０）の前記基準点（Ｐ１０）に位置する光源（２１１）と、を備える。第８の態様によれば、光の分布を光軸に交差する一方向へ偏らせることができる。

第９の態様の照明器具（３０）は、常用照明装置（３００）と、非常用照明装置としての第８の態様の照明装置（２０）と、前記常用照明装置（３００）と前記照明装置（２０）を支持する器具本体（３１０）と、を備える。第９の態様によれば、光の分布を光軸に交差する一方向へ偏らせることができる。

１０ レンズ
１０Ａ 第１半体
１０Ｂ 第２半体
１０１ 入射面
１０１Ａ 第１入射面
１０１Ｂ 第２入射面
１０２ 出射面
１０２Ａ 第１出射面
１０２Ｂ 第２出射面
２０ 照明装置
２１１ 光源
３０ 照明器具
３００ 常用照明装置
３１０ 器具本体
Ａ１０ 光軸
Ｐ１０ 基準点
Ｌ１１ 第１入射距離
Ｌ１２ 第２入射距離
Ｌ２１ 第１面間距離
Ｌ２２ 第２面間距離
θ１ 第１入射角度
θ２ 第２入射角度

Claims (9)

1. 光源と共に用いられるレンズであって、
   光軸の方向において互いに反対側にある凹面状の入射面及び凸面状の出射面と、
   前記凸面状の出射面を備える突出部が設けられた第１面、及び前記第１面に厚み方向に対向する平面状の第２面を具備する基部と、を有し、
   前記第２面は、前記光軸の方向に垂直であり、
   前記光源は、前記光軸と前記第２面との交点である基準点に配置され、
   前記入射面は、前記光軸に直交する所定方向における第１端と前記光軸との間の部位である第１半体が有する第１入射面と、前記所定方向における第２端と前記光軸との間の部位である第２半体が有する第２入射面とを含み、
   前記第１入射面は、前記光軸及び前記所定方向を含む基準平面において、前記基準点との第１入射距離が前記光軸との第１入射角度に関わらず一定、又は、前記第１入射角度の増加に伴い単調に増加し、
   前記第２入射面は、前記基準平面において、前記基準点との第２入射距離が前記光軸との第２入射角度に関わらず一定、又は、前記第２入射角度の増加に伴い単調に増加又は減少し、
   前記第１入射距離は、前記第１入射角度と前記第２入射角度が等しい場合には、前記第２入射距離以上であり、
   前記出射面は、前記第１半体が有する第１出射面と、前記第２半体が有する第２出射面とを含み、
   前記基準平面において、前記基準点を通る方向における、前記第１出射面と前記第１入射面との距離である第１面間距離が、前記第１入射角度の増加に伴い単調に減少し、
   前記基準平面において、前記基準点を通る方向における、前記第２出射面と前記第２入射面との距離である第２面間距離が、前記第２入射角度の増加に伴い単調に増加する、
   レンズ。
2. 前記第１入射距離は、前記第１入射角度と前記第２入射角度が等しい場合には、前記第２入射距離より長い、
   請求項１のレンズ。
3. 前記第２入射面は、前記基準平面において、前記第２入射距離が前記第２入射角度の増加に伴い単調に増加又は減少する、
   請求項１又は２のレンズ。
4. 前記第２入射面は、前記基準平面において、前記第２入射距離が前記第２入射角度の増加に伴い単調に減少する、
   請求項１～３のいずれか一つのレンズ。
5. 前記第１半体は、前記光軸に対して軸対称である、
   請求項１～４のいずれか一つのレンズ。
6. 前記第２半体は、前記光軸に直交する面内において、前記光軸の方向及び前記所定方向にそれぞれ直交する方向における寸法が、前記光軸から前記第２端に向かうにつれて、単調に減少する、
   請求項１～５のいずれか一つのレンズ。
7. 前記第２半体は、前記光軸に直交する面内において、前記所定方向に沿って前記光軸を通る軸に対して線対称である、
   請求項１～６のいずれか一つのレンズ。
8. 請求項１～７のいずれか一つのレンズと、
   前記レンズの前記基準点に位置する光源と、
   を備える、
   照明装置。
9. 常用照明装置と、
   非常用照明装置としての請求項８の照明装置と、
   前記常用照明装置と前記照明装置を支持する器具本体と、
   を備える、
   照明器具。

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