JP2011228241A - 光束制御部材、発光装置、及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光装置及びこれを備えた照明装置の部品点数を削減することができ、発光装置
及びこれを備えた照明装置の構造を簡単化・小型化することが可能になる光束制御部材を
提供する。
【解決手段】光束制御部材４は、全反射面１２が反射部材のように機能し、入射面１３か
ら入射して全反射面１２に到達した発光素子（ＬＥＤ等）３からの光を全反射面１２によ
って出射面１１（第１出射面１１ａ及び第２出射面１１ｂ）側へ向けて全反射すると共に
、第１出射面１１ａからの照明光に第２出射面１１ｂからの照明光を重ね合わせるように
して、発光素子（ＬＥＤ等）３からの光を効率的に利用でき、且つ、被照射面６を広範囲
に照明できるようになっている。したがって、本発明の光束制御部材４は、反射部材を設
置する必要がなくなる。
【選択図】図１

Description

この発明は、発光素子（例えば、ＬＥＤ）からの光を光束制御部材を介して出射する発
光装置や、この発光装置で被照明部材の被照射面（広告パネル、壁面、天井、床面等）を
照明する外照式の照明装置、及びこれら発光装置と照明装置を構成する光束制御部材に関
するものである。

従来から、例えば、図２７に示すように、看板１００の前方斜め下方に発光装置１０１
を配置し、この発光装置１０１から出射した光で看板１００の被照射面（表面）１０２を
照明する外照式の照明装置１０３が知られている。この外照式の照明装置１０３に使用さ
れる発光装置１０１は、ハロゲンランプや放電ランプ等の光源１０４をケース１０５内に
収容し、光源１０４からの光をケース１０５の内部に取り付けた反射部材１０６で反射す
ると共に、光源１０４から直接到達する光及び反射部材１０６によって反射された後に到
達する光をレンズ１０７で屈折させて出射し、このレンズ１０７から出射する光で被照射
面１０２を照明するようになっている。なお、このような照明装置１０３の技術と同様の
技術が特許文献１及び２に開示されている。

特開２００１−３０７５０８号公報 特開２００８−２１６６１３号公報

しかしながら、図２７に示したような従来の照明装置１０３は、発光装置１０１の構造
が複雑で且つ部品点数が多いため、発光装置１０１を含めた製品価格の低廉化の要望に応
えられず、また、設置スペースの小スペース化の要望にも応えることができなかった。さ
らに、図２７に示したような従来の照明装置１０３は、光源１０４としてハロゲンランプ
や放電ランプを使用しているため、省電力化の要請にも応えることができなかった。

そこで、本発明は、従来の照明装置の問題点を解決し得る光束制御部材、この光束制御
部材を備えた発光装置、及びこの発光装置を備えた照明装置を提供する。

請求項１の発明は、発光素子３からの光を、被照射面６，６２ａの斜め前方側の位置か
ら前記被照射面６，６２ａに斜めに照射する光束制御部材４に関するものである（図１〜
３，図１２〜１３，図１６〜図１９，図２３〜図２４参照）。この発明の光束制御部材４
は、その中心軸１４が前記発光素子３の光軸８に合致するように配置されている。そして
、この発明の光束制御部材４は、前記発光素子３からの光を入射させる入射面１３と、前
記入射面１３から入射した光の一部を全反射して集光する全反射面１２と、前記全反射面
１２で反射された光及び前記入射面１３から直接到達した光を出射する出射面１１と、を
有している。前記入射面１３は、前記発光素子３に対向するように裏面１５側に形成され
た凹み１６の内面であり、前記凹み１６の底部に位置する第１入射面１３ａと、この第１
入射面１３ａから前記凹み１６の開口縁の間に位置する第２入射面１３ｂとを有している
。また、前記全反射面１２は、前記裏面１５側と前記出射面１１側の間に形成され、且つ
、前記光軸８を取り囲むように形成されて、前記入射面１３のうちの主に第２入射面１３
ｂから入射した光を前記出射面１１側へ向けて全反射するようになっている。また、前記
出射面１１は、前記裏面１５と反対側の位置で、且つ、前記光軸８の周りに形成され、前
記光軸８よりも前記被照射面６，６２ａ側に配置される第１出射面１１ａと、前記第１出
射面１１ａよりも前記被照射面６，６２ａから離れた位置側に配置される第２出射面１１
ｂと、を有している。そして、前記第２出射面１１ｂは、前記発光素子３の光軸８を回転
軸として前記第１出射面１１ａを１８０度回転させた面からの出射光の配光特性と比較し
て、前記第２出射面１１ｂからの出射光の方が、前記被照射面６，６２ａへ向かう光束が
多くなるように形成されている。

請求項２の発明は、請求項１の発明に係る光束制御部材４の出射面１１の形状に特徴を
有するものである。すなわち、前記第１出射面１１ａは、前記被照射面６，６２ａに直交
し、前記中心軸１４を含む断面と前記第１出射面１１ａとの交線を母線とし、この母線を
前記中心軸１４を回転軸として±９０°の角度範囲で回転させて形成された半錐形状の面
である。また、前記第２出射面１１ｂは、前記出射面１１を平面視した場合、前記中心軸
１４に直交する中心線１８に沿って前記第１出射面１１ａと区分けされ、前記中心線１８
に沿って前記第１出射面１１ａの頂点１７と同一高さの頂辺（上端縁２０）が形成される
傾斜面であって、且つ、前記頂辺から遠ざかるにしたがって高さが漸減するように形成さ
れた傾斜面である。そして、前記第１出射面１１ａと前記第２出射面１１ｂは、前記中心
軸１４を中心とする線対称の一対の起立壁２２，２２で接続されている（図２〜図３参照
）。

請求項３の発明は、請求項２の発明に係る光束制御部材において、前記起立壁２２が粗
面化されたことを特徴とするものである（図２〜図３参照）。

請求項４の発明は、請求項１の発明に係る光束制御部材４の全反射面１２に特徴を有す
るものである。すなわち、請求項１の発明において、前記全反射面１２は、前記光軸８よ
りも前記被照射面６側に配置される第１全反射面１２ａと、前記第１全反射面１２ａより
も前記被照射面６から離れた位置側に配置される第２全反射面１２ｂと、を有している（
図１，図１４〜１５参照）。そして、前記第２全反射面１２ｂは、反射光が前記第１全反
射面１２ａにおける反射光よりも光軸８に近づくように形成されている。

請求項５の発明は、請求項１の発明に係る光束制御部材４において、前記発光素子３の
発光中心７から延びる光軸８が前記発光中心７から離れるに従って前記被照射面６に近づ
くように前記被照射面６に対して配置されるようになっている、ことを特徴としている（
図１参照）。

請求項６の発明は、発光素子３と、前記請求項１乃至５のいずれかの発明に係る光束制
御部材４と、を備えたことを特徴とする発光装置１に関するものである（図１，図２３〜
図２４参照）。

請求項７の発明は、請求項６の発明に係る発光装置１と、この発光装置１からの出射光
で照明される被照射面６，６２ａと、を備えた照明装置２，６０に関するものである。そ
して、この照明装置２，６０における前記発光装置１は、前記出射光のうちで前記被照射
面６，６２ａ上の前記発光装置１から近い位置へ照射する光を光軸から遠い光とし、前記
出射光のうちで前記光軸から遠い光よりも前記光軸８とのなす角が小さい光を光軸に近い
光とすると、前記光軸に近い光の方が前記光軸から遠い光よりも前記被照射面６，６２ａ
への入射角が大きくなるように配置されたことを特徴としている（図１，図２３〜図２４
参照）。

本発明の光束制御部材は、全反射面が反射部材のように機能し、入射面から入射して全
反射面に到達した発光素子（ＬＥＤ等）からの光を全反射面によって出射面（第１出射面
及び第２出射面）側へ向けて全反射すると共に、第１出射面からの照明光に第２出射面か
らの照明光を重ね合わせるようにして、発光素子（ＬＥＤ等）からの光を効率的に利用で
き、且つ、被照射面を広範囲に照明できる。したがって、本発明の光束制御部材は、反射
部材が不要となる。その結果、本発明の光束制御部材を使用した発光装置及び照明装置は
、部品点数の削減が可能になり、構造を簡単化することができると共に、全体構造を小型
化することができ、設置スペースの小スペース化の要望及び製品価格の低廉化の要望に応
えることができる。また、本発明の光束制御部材を使用した発光装置及び照明装置は、発
光素子（ＬＥＤ等）を光源としているため、ハロゲンランプや放電ランプを光源とする従
来技術に比較して、省電力化することができる。

本実施形態に係る発光装置及びこの発光装置を使用した照明装置を示す側面図である。 光束制御部材の第１実施形態を示す外観斜視図（斜め上方から見た外観図）である。 図３（ａ）が光束制御部材の第１実施形態を示す平面図、図３（ｂ）が光束制御部材の第１実施形態を示す左側面図、図３（ｃ）が図３（ａ）の光束制御部材をＡ１−Ａ１線に沿って切断して示す断面図、図３（ｄ）が光束制御部材の第１実施形態を示す正面図、図３（ｅ）が光束制御部材の第１実施形態を示す裏面図である。 光束制御部材の比較例を示す外観斜視図（斜め上方から見た外観図）である。 図５（ａ）が光束制御部材の比較例を示す平面図、図５（ｂ）が光束制御部材の比較例を示す左側面図、図５（ｃ）が図５（ａ）の光束制御部材をＡ２−Ａ２線に沿って切断して示す断面図、図５（ｄ）が光束制御部材の比較例を示す正面図、図５（ｅ）が光束制御部材の比較例を示す裏面図である。 比較例に係る光束制御部材を第１実施形態の光束制御部材に代えて使用した照明装置で被照射面を照明した場合において、被照射面に照射された照明光を模式的に示した図である。 第１実施形態に係る光束制御部材を使用した照明装置で被照射面を照明した場合において、被照射面に照射された照明光を模式的に示した図である。 第１実施形態に係る光束制御部材の第１出射面のみで被照射面を照明した場合において、被照射面に照射された照明光を模式的に示した図である。 第１実施形態に係る光束制御部材の第２出射面のみで被照射面を照明した場合において、被照射面に照射された照明光を模式的に示した図である。 図１０（ａ）は、比較例に係る光束制御部材を使用した場合の光路を側面側から見て模式的に示す図である。図１０（ｂ）は、第１実施形態に係る光束制御部材を使用した場合の光路を側面側から見て模式的に示す図である。 図１１（ａ）は、比較例に係る光束制御部材を使用した場合の光路を上方から見て模式的に示す平面図である。図１１（ｂ）は、第１実施形態に係る光束制御部材を使用した場合の光路を上方から見て模式的に示す平面図である。 光束制御部材の第２実施形態を示す外観斜視図（斜め上方から見た外観図）である。 図１３（ａ）が光束制御部材の第２実施形態を示す平面図、図１３（ｂ）が光束制御部材の第２実施形態を示す左側面図、図１３（ｃ）が図１３（ａ）の光束制御部材をＡ３−Ａ３線に沿って切断して示す断面図、図１３（ｄ）が光束制御部材の第２実施形態を示す正面図、図１３（ｅ）が光束制御部材の第２実施形態を示す裏面図である。 光束制御部材の第３実施形態を示す外観斜視図（斜め上方から見た外観図）である。 図１５（ａ）が光束制御部材の第３実施形態を示す平面図、図１５（ｂ）が光束制御部材の第３実施形態を示す左側面図、図１５（ｃ）が図１５（ａ）の光束制御部材をＡ４−Ａ４線に沿って切断して示す断面図、図１５（ｄ）が光束制御部材の第３実施形態を示す正面図、図１５（ｅ）が光束制御部材の第３実施形態を示す裏面図である。 光束制御部材の第４実施形態を示す外観斜視図（斜め上方から見た外観図）である。 図１７（ａ）が光束制御部材の第４実施形態を示す平面図、図１７（ｂ）が光束制御部材の第４実施形態を示す左側面図、図１７（ｃ）が図１７（ａ）の光束制御部材をＡ５−Ａ５線に沿って切断して示す断面図、図１７（ｄ）が光束制御部材の第４実施形態を示す正面図、図１７（ｅ）が光束制御部材の第４実施形態を示す裏面図である。 光束制御部材の第５実施形態を示す外観斜視図（斜め上方から見た外観図）である。 図１９（ａ）が光束制御部材の第５実施形態を示す平面図、図１９（ｂ）が光束制御部材の第５実施形態を示す左側面図、図１９（ｃ）が図１９（ａ）の光束制御部材をＡ６−Ａ６線に沿って切断して示す断面図、図１９（ｄ）が光束制御部材の第５実施形態を示す正面図、図１９（ｅ）が光束制御部材の第５実施形態を示す裏面図、図１９（ｆ）が光束制御部材の第５実施形態を示す背面図である。 基板上の発光素子とホルダとの係合状態を示すと共に、光束制御部材とホルダとの係合状態を示す断面図である。 図２１（ａ）はホルダの平面図であり、図２１（ｂ）は図２１（ａ）のＡ７−Ａ７線に沿って切断して示すホルダの断面図であり、図２１（ｃ）はホルダの裏面図である。 ホルダの第２の光束制御部材としての機能を説明するための図であり、図２０の一部を拡大して示す断面図である。 図２３（ａ）は、本発明に係る光束制御部材の他の使用例である内照式の照明装置を斜め上方から見て示す外観斜視図である。図２３（ｂ）は、内照式の照明装置を構成する筐体の左側面側を取り除いて示す内照式の照明装置の側面図である。 図２４（ａ）は、本発明に係る内照式の照明装置の内部構造を示す平面図であり、筐体を構成する天板を取り除いて示す照明装置の平面図である。図２４（ｂ）は、図２３（ｂ）のＡ８−Ａ８線に沿って切断して示す照明装置の正面図である。 図２５（ａ）は、本発明に係る内照式の照明装置における被照射面の照明状態を示す図である。図２５（ｂ）は、比較例に係る内照式の照明装置における被照射面の照明状態を示す図である。 比較例に係る光束制御部材（図２６（ａ））、本発明に係る第１群の光束制御部材（図２６（ｂ））、同第２群の光束制御部材（図２６（ｃ））の出射特性の違いを説明するための図であり、シミュレーション実験によって求めた各光束制御部材の出射特性の違いを説明するための図である。 従来技術に係る照明装置の側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。

（発光装置及び照明装置）
図１は、本実施形態に係る発光装置１及びこの発光装置１を使用した照明装置２を示す
側面図である。

この図１に示すように、発光装置１は、発光素子３（例えば、ＬＥＤ及び封止部材によ
って封止されたＬＥＤ）からの光を光束制御部材４を介して出射するようになっており、
発光素子３と光束制御部材４とが一対一で対応している。なお、発光素子３は、出射光の
光度半値角をαで表してある。

この発光装置１を使用した照明装置２は、発光装置１から出射した光で被照射部材５（
例えば、広告パネル）の被照射面６（例えば、広告パネルの広告面）を下方の斜め前方か
ら照明するようになっている。すなわち、発光素子３は、発光中心７が被照射面６に正対
する領域（被照射面６の下端縁６ａ）から下方にＨ１だけ外れた位置で、且つ、発光中心
７が被照射面６から前方にＬ１だけ離れた位置に配置されている。また、発光素子３は、
光軸８が被照射面６の上端縁６ｂに向かって延びるように、光軸８を被照射面６に対して
θだけ傾けて配置されている。ここで、光軸８とは、発光素子３からの立体的な出射光束
の中心における光の進行方向をいう。そして、図１において、紙面に直交する方向で、且
つ、光軸８に直交する方向の軸をＸ軸とする。また、図１において、紙面に平行の方向で
、且つ、光軸８に直交する方向の軸をＹ軸とする。また、図１において、発光素子３の光
軸８に沿った方向で、且つ、Ｘ軸とＹ軸の交点でＸ軸及びＹ軸に直交する軸をＺ軸とする
。また、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の交点が発光素子３の発光中心７である。なお、本実施形態に
係る照明装置２は、光軸８が被照射面６の上端縁６ｂに向かうように発光装置１を配置す
るようになっているが、これに限られず、発光素子３の発光中心７から延びる光軸８が発
光中心７から＋Ｚ軸方向に沿って離れるに従って被照射面６に近づくようになっていれば
よく、被照射面６の形状等に応じ、光軸８が被照射面６の上端縁６ｂから外れた位置に向
かうようにしてもよい。

（光束制御部材の第１実施形態）
図２乃至図３は、光束制御部材４の第１実施形態を示すものである。なお、図２は、光
束制御部材４の外観斜視図（斜め上方から見た外観図）である。また、図３（ａ）が光束
制御部材４の平面図、図３（ｂ）が光束制御部材４の左側面図、図３（ｃ）が図３（ａ）
の光束制御部材４をＡ１−Ａ１線に沿って切断して示す断面図、図３（ｄ）が光束制御部
材４の正面図、図３（ｅ）が光束制御部材４の裏面図である。

光束制御部材４は、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で形成されている。こ
の光束制御部材４は、リング状のフランジ部１０の上面側に出射面１１が形成され、フラ
ンジ部１０の下面側に全反射面１２及び入射面１３が形成されている。そして、この光束
制御部材４は、中心軸１４が発光素子３の光軸８と同軸上に位置するように、発光素子３
が固定された基板（図示せず）上に取り付けられるようになっている。

光束制御部材４の入射面１３は、光束制御部材４の裏面１５側に形成された凹み１６の
内面であり、断面形状が等脚台形形状であって、中心軸１４の回りに回転対称となるよう
に形成されている。この光束制御部材４の入射面１３は、凹み１６の底面である第１入射
面１３ａと、この第１入射面１３ａから凹み１６の開口縁まで延びるテーパ状円筒面であ
る第２入射面１３ｂとを有している。ここで、第２入射面１３ｂは、第１入射面１３ａ側
の端縁の内径寸法よりも開口縁側の内径寸法の方が大径となるように、第１入射面１３ａ
側から開口縁側へ向かうにしたがって内径が漸増している。なお、光束制御部材４の裏面
１５は、凹み１６の開口縁の周囲に形成されたリング状の平面であり、中心軸１４に直交
する仮想平面上に位置する平面である。

光束制御部材４の全反射面１２は、裏面１５の外周縁からフランジ部１０の下面まで延
びる外表面であり、中心軸１４を取り囲むように形成された回転対称面（略円錐台形状の
外表面）である。この光束制御部材４の全反射面１２は、裏面１５からフランジ部１０に
向かうに従って外径が漸増しており、その母線が外側（中心軸１４から離れる側）へ凸の
円弧状曲線である（図３（ｂ）〜（ｄ）参照）。

光束制御部材４の出射面１１は、中心軸１４（光軸８）よりも被照射面６寄りに位置す
るように配置される第１出射面１１ａと、この第１出射面１１ａよりも被照射面６から離
れた位置に配置される第２出射面１１ｂとを有している（図１参照）。光束制御部材４の
第１出射面１１ａは、中心軸１４の回りに１８０°の角度範囲で形成された略半円錐形状
の非球面であり、被照射面６に直交し、中心軸１４を含む断面と第１出射面１１ａとの交
線を母線とし、中心軸１４を回転軸として±９０°の角度範囲で回転させて形成された半
錐面である。頂点１７が中心軸１４上に位置するように形成され、且つ、下端縁（フラン
ジ部１０上の端縁）の最大径が全反射面１２の最大径と同径となるように形成されている
。また、光束制御部材４の第２出射面１１ｂは、中心線１８に沿った上端縁（頂辺）２０
が第１出射面１１ａの頂点１７と同一高さになるように形成され、且つ、中心線１８に直
交する方向へ向かうにしたがって高さ（フランジ部１０の上面からの中心軸１４に沿った
方向の高さ）を漸減させるように形成された傾斜面であって、中心軸の回りに１８０°の
角度範囲で形成されている。ここで、第２出射面１１ｂと中心軸１４に直交する仮想平面
２１とのなす角β２は、第１出射面１１ａの母線と中心軸１４に直交する仮想平面２１と
のなす角β１よりも大きく（β２＞β１）なっている。また、第２出射面１１ｂは、出射
面１１を平面視した場合、中心軸１４に直交する中心線１８によって第１出射面１１ａと
区分けされている。なお、第１出射面１１ａと第２出射面１１ｂは、中心軸１４を中心と
する線対称の一対の起立壁２２，２２で接続されている。この起立壁２２は、図３（ｃ）
，（ｄ）に示すように、正面側の形状が三角形状であり、第１出射面１１ａから第２出射
面１１ｂまで中心軸１４に沿って立ち上がっており、第１出射面１１ａ及び第２出射面１
１ｂから出射できなかった光のうちの一部が出射するようになっている。

以上のように構成された光束制御部材４は、発光素子３からの光のうちで第１入射面１
３ａから入射した光が第１出射面１１ａ及び第２出射面１１ｂに直接到達し、第２入射面
１３ｂから入射した光が全反射面１２で全反射されて集光された後に第１出射面１１ａ及
び第２出射面１１ｂに到達する。そして、光束制御部材４からの出射光のうちで被照射面
６上の光束制御部材４から近い位置へ照射する光を「光軸から遠い光」とし、光束制御部
材４からの出射光のうちで「光軸から遠い光」よりも光軸８とのなす角が小さい光を「光
軸に近い光」とすると、「光軸に近い光」の方が「光軸から遠い光」よりも被照射面６へ
の入射角が大きくなるように光束制御部材４が使用されることにより（光束制御部材４が
図１に示すように使用されると）、光束制御部材４の第１出射面１１ａからは、被照射面
６の下端縁６ａから上端縁６ｂまでを照明するような光が出射される。また、光束制御部
材４の第２出射面１１ｂからは、被照射面６に向かう光であって、且つ、第１出射面１１
ａから出射した光よりも±Ｘ方向（幅方向であって、光軸８に直交する方向）に拡げて被
照射面６を照明できる光が出射される。また、光束制御部材４の起立壁２２からは、被照
射面６のうちの特に下端縁６ａ側（光束制御部材４に近い部分）を照明できる光が出射さ
れる。なお、この起立壁２２を粗面化することにより、光を起立壁２２から拡散出射する
ことが可能となり、被照射面６の下端縁６ａ側を起立壁２２から出射される光によって均
等に且つ広範囲に照明することが可能になる。

なお、第２出射面１１ｂと中心軸１４に直交する仮想平面２１とのなす角β２は、第１
出射面１１ａの母線と中心軸１４に直交する仮想平面２１とのなす角β１に等しく（β２
＝β１）してもよく、また、第１出射面１１ａの母線と中心軸１４に直交する仮想平面２
１とのなす角β１よりも僅かに小さく（β２＜β１）してもよい。

また、このような光束制御部材４は、全反射面１２を図示しない支持プレートの位置決
め穴に係合し、フランジ部１０を図示しない支持プレートの上面に引っ掛けることにより
、発光素子３に対して位置決めすると共に、発光素子３及び被照射面６に対する姿勢を正
確に保持することができる。

（第１実施形態の効果）
以下、本実施形態に係る光束制御部材４に基づく効果を、図４乃至図５に示す比較例と
対比して説明する。なお、図４乃至図５に示す比較例の光束制御部材４は、出射面１１の
全範囲が本実施形態の第１出射面１１ａの形状と同一形状に形成されている点を除き、他
の構成が本実施形態の光束制御部材４と同一である。したがって、比較例に係る光束制御
部材４は、本実施形態の光束制御部材４と同様の構成部分に同一符号を付し、本実施形態
の光束制御部材４の説明と重複する説明を省略する。

図６は、比較例に係る光束制御部材４を本実施形態の光束制御部材４に代えて使用した
照明装置２における被照射面６の照明光を模式的に示す図である（図１参照）。なお、図
６において複数の楕円状の線は、被照射面６に照射された照明光の照度の等高線を示して
いる。そして、照度の等高線に囲まれる領域は、中央部から離れるにしたがって照度が低
下している。

図７は、本実施形態の光束制御部材４を使用した照明装置２における被照射面６の照明
光を模式的に示す図である。なお、この図においても、複数の楕円状の線は、被照射面６
に照射された照明光の照度の等高線を示している。

図６と図７を比較して明らかなように、本実施形態に係る光束制御部材４は、比較例に
係る光束制御部材４よりも被照射面６の照明領域をＸ方向に拡げることができる（照明幅
を拡げることができる）。

この本実施形態に係る光束制御部材４は、第２出射面１１ｂを覆い、第１出射面１１ａ
のみで被照射面６を照明した場合、図８に示すように、図７の照明領域よりもＸ方向の幅
が狭く且つ低照度の照明光となる。また、本実施形態に係る光束制御部材４は、第１出射
面１１ａを覆い、第２出射面１１ｂのみで被照射面６を照明した場合、図８に示す照明領
域よりもＺ方向の幅が狭い一方、図８に示す照明領域よりもＸ方向の幅が広い照明光とな
る（図９参照）。そして、本実施形態の光束制御部材４は、図８と図９の照明光を重ね合
わせたものが、図７に示した被照射面６の照明光となる。なお、図６〜９は、被照射面６
の下端縁６ａに到達する低照度の光の等高線を省略してある。

図１０乃至図１１は、本実施形態に係る光束制御部材４の第２出射面１１ｂの出射特性
と比較例に係る光束制御部材４の出射面１１（第２出射面１１ｂに対応する領域）の出射
特性の違いを説明するための図であり、シミュレーション実験によって求めた出射特性の
結果を模式的に示す図である。なお、図１０（ａ）及び図１１（ａ）が比較例に係る光束
制御部材４に関するシミュレーション実験結果を模式的に示す図であり、図１０（ｂ）及
び図１１（ｂ）が本実施形態に係る光束制御部材４に関するシミュレーション実験結果を
模式的に示す図である。また、図１０におけるＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸は、図１のＸ軸，Ｙ軸，
Ｚ軸のそれぞれに対応する。また、図１０において、光束制御部材４からの出射光が到達
する測定面２３は、Ｘ−Ｙ平面に平行で且つＸ−Ｙ平面からＺ軸方向に沿って１０００ｍ
ｍ離れて位置する仮想平面である。また、図１１は、測定面２３，光束制御部材４及びＸ
−Ｙ平面をＺ軸方向から見た平面図である。そして、図１１におけるＸ軸，Ｙ軸は図１０
のＸ軸，Ｙ軸に対応しており、図１１におけるＺ軸は紙面の法線方向へ延びている。

これらの図において、発光素子の発光面上における発光中心７は、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の
交点である。そして、シミュレーション実験は、発光面上の点であって、且つ、Ｙ軸方向
へのみ０．５ｍｍ離れた点であるａ点から出射した光に着目し、その光が光束制御部材４
の内部をどのように伝播し、測定面２３上のどの位置に到達するのかを求めるものである
。そして、このシミュレーション実験の結果を数値化して示したものが表１及び表２であ
る。なお、表１は、比較例に係る光束制御部材４に関するシミュレーション実験の結果を
示す表である。また、表２は、本実施形態に係る光束制御部材４に関するシミュレーショ
ン実験の結果を示す表である。

ここで、図１０及び図１１のｂ点は、ａ点から出射した光が光束制御部材４の第２入射
面１３ｂに入射する位置を示している。また、図１０及び図１１のｃ点は、ｂ点から光束
制御部材４の内部に入射した光が全反射面１２で反射される位置を示している。また、図
１０及び図１１のｄ点は、全反射面１２のｃ点で反射された光が出射面１１（１１ｂ）に
到達した位置（出射面１１（１１ｂ）から出射する位置）を示すものである。また、図１
０及び図１１のｅ点は、光束制御部材４の出射面１１（１１ｂ）上の点ｄから出射した光
が測定面２３に到達した位置を示すものである。

以上のシミュレーション実験結果に示すとおり、比較例に係る光束制御部材４及び本実
施形態に係る光束制御部材４は、入射面１３の形状及び全反射面１２の形状が同一である
ため、ａ点からｃ点までは同一位置となる。しかし、比較例に係る光束制御部材４の出射
面１１の形状と本実施形態に係る光束制御部材４の出射面１１（第２出射面１１ｂ）の形
状が異なるため、ｄ点及びｅ点が比較例に係る光束制御部材４と本実施形態に係る光束制
御部材４とで異なっている。特に、ｅ点は、比較例に係る光束制御部材４と本実施形態に
係る光束制御部材４とで大きく異なっている。すなわち、本実施形態に係る光束制御部材
４の第２出射面１１ｂから出射した光は、比較例に係る光束制御部材４の出射面１１から
出射した光に比較し、Ｚ軸から−Ｘ方向に大きく（約１．８倍）離れた測定面２３上の位
置（ｅ点）まで到達し、且つ、−Ｙ方向の測定面２３上の位置（ｅ点）にまで到達してい
る。ここで、図１０及び図１１の−Ｙ方向は、図１における光軸８よりも被照射面６寄り
の位置である。したがって、本実施形態に係る光束制御部材４の第２出射面１１ｂは、比
較例に係る光束制御部材４の出射面１１では被照射面６に到達し得なかった光を被照射面
６側に向かうように制御して、被照射面６を照明するための光利用効率を高めることが可
能であり、また、被照射面６の幅方向（±Ｘ方向）の広い範囲に向けて光を照射すること
が可能になる。

以上のような本実施形態に係る光束制御部材４を使用した発光装置１及び照明装置２は
、従来技術で使用されたような反射部材を必要としないため、少なくとも反射部材が不要
となった分だけ、構造が小型化・簡単化すると共に部品点数が減少するため、製品価格を
低廉化することができる。

また、本実施形態に係る光束制御部材４を使用した発光装置１及び照明装置２は、構造
が小型化・簡単化するため、設置スペースを従来技術に比較して小さくすることができる
。

また、本実施形態に係る光束制御部材４を使用した発光装置１及び照明装置２は、光源
として発光素子（ＬＥＤ等）３を使用しているため、ハロゲンランプや放電ランプを光源
とする従来技術に比較し、省電力化することが可能となる。

（光束制御部材の第２実施形態）
図１２乃至図１３は、本発明に係る光束制御部材４の第２実施形態を示す図である。こ
れらの図に示す本実施形態の光束制御部材４は、第２出射面１１ｂの形状が第１実施形態
の光束制御部材４と異なるが、他の構成が第１実施形態の光束制御部材４と同一である。
したがって、本実施形態に係る光束制御部材４は、第１実施形態の光束制御部材４と同様
の構成部分には同一符号を付し、第１実施形態の光束制御部材４の説明と重複する説明を
省略する。

図１２乃至図１３に示すように、本実施形態の光束制御部材４は、第２出射面１１ｂの
中央部に急傾斜面部１１ｂ₁が形成されている。この急傾斜面部１１ｂ₁は、図１３（ａ）
の平面図において、中心線２６に対して線対称となるように形成され、第２出射面１１ｂ
の他部との境界線２５と中心線２６とのなす角が所定の角δ（本実施形態においては４５
°）となるように、第１出射面１１ａの頂点１７から略扇状に形成されている。なお、第
２出射面１１ｂにおける急傾斜面部１１ｂ₁の面積比率は、求められている出射光特性に
応じてδの角度を変えることにより、最適の数値となるように設定される。

このような構成の本実施形態に係る光束制御部材４は、第１実施形態の光束制御部材４
と同様な効果を得ることができることはもちろんのこと、第１実施形態の光束制御部材４
による照明光の照度分布とは異なる照度分布の照明が可能になる。

（光束制御部材の第３実施形態）
図１４乃至図１５は、本発明に係る光束制御部材４の第３実施形態を示す図である。こ
れらの図に示す本実施形態の光束制御部材４は、第１実施形態に係る光束制御部材４の第
２出射面１１ｂと同様の部分が出射面１１に形成されない点と、全反射面１２の略半分の
形状が第１実施形態に係る光束制御部材４と異なる点を除き、他の構成が第１実施形態の
光束制御部材４と同一である。したがって、本実施形態に係る光束制御部材４は、第１実
施形態の光束制御部材４と同様の構成部分には同一符号を付し、第１実施形態の光束制御
部材４の説明と重複する説明を省略する。

図１４乃至図１５に示すように、本実施形態に係る光束制御部材４は、全反射面１２が
第１全反射面１２ａと第２全反射面１２ｂとからなっている。このうち、第１全反射面１
２ａは、第１実施形態の光束制御部材４を中心軸１４に沿って２分したと仮定した場合に
おけるいずれか一方の全反射面１２と同一形状である。また、第２全反射面１２ｂは、第
１実施形態の光束制御部材４を中心軸１４に沿って２分したと仮定した場合におけるいず
れか他方の全反射面１２を小径化し、第１全反射面１２ａ側よりも反射光が光軸に近づく
ように形成されている。すなわち、第２全反射面１２ｂは、その出射面側端縁（上端縁）
２７の半径Ｒ２が出射面１１ａ（１１）の周縁（フランジ部に接続される端縁）２８の半
径Ｒ１よりも小径（Ｒ２＜Ｒ１）となるように形成され、その下端縁３０が凹み１６の開
口端近傍に位置するように形成されている（図１５（ａ），（ｃ）参照）。その結果、第
２全反射面１２ｂは、第１全反射面１２ａに比較し、裏面１５側から出射面１１側へ向か
って急激に立ち上がっている。

このような本実施形態に係る光束制御部材４は、図１における第１実施形態の光束制御
部材４に代えて照明装置２を構成する場合、第１全反射面１２ａが光軸８よりも被照射面
６側に配置され、第２全反射面１２ｂが被照射面６から離れた側に配置された状態で使用
される。

このような本実施形態に係る光束制御部材４によれば、第１実施形態の光束制御部材４
と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施形態に係る光束制御部材４の第２全反射面１２ｂを第１及び第２実施形態
の光束制御部材４に適用し、第２全反射面１２ｂでの反射光が被照射面６を照明する光と
なるように面形状を調整することにより、被照射面６を照明するための光利用効率をより
一層高めることが可能になる。

（光束制御部材の第４実施形態）
図１６乃至図１７は、本発明に係る光束制御部材４の第４実施形態を示す図である。こ
れらの図に示す本実施形態の光束制御部材４は、第１出射面１１ａの形状及び第２出射面
１１ｂの形状が第１実施形態の光束制御部材４と異なるが、他の構成が第１実施形態の光
束制御部材４と同一である。したがって、本実施形態に係る光束制御部材４は、第１実施
形態の光束制御部材４と同様の構成部分には同一符号を付し、第１実施形態の光束制御部
材４の説明と重複する説明を省略する。

図１６乃至図１７に示すように、本実施形態に係る光束制御部材４は、第１出射面１１
ａの形状が非球面形状であり、第１出射面１１ａの形状が略半円錐面形状であった第１実
施形態の光束制御部材４と異なる。また、本実施形態の光束制御部材４は、第２出射面１
１ｂの外周面３１がフランジ部１０の外周面３２と一致する大きさに形成されており、第
２出射面１１ｂの面積が第１実施形態に係る光束制御部材４の第２出射面１１ｂの面積よ
りも大きくなっている。

このような構成の本実施形態に係る光束制御部材４は、第１実施形態の光束制御部材４
と同様な効果を得ることができることはもちろんのこと、必要に応じてフランジ部１０を
光学面として利用することにより、第１実施形態の光束制御部材４よりも広い範囲を照明
することが可能になる。

なお、第３実施形態に係る光束制御部材４の第２全反射面１２ｂを本実施形態の光束制
御部材４に適用し、第２全反射面１２ｂでの反射光が被照射面６を照明する光となるよう
に面形状を調整することにより、被照射面６を照明するための光利用効率をより一層高め
ることが可能になる。

また、本実施形態の光束制御部材４は、第１出射面１１ａの形状が非球面形状であるた
め、第１出射面１１ａの形状が半円錐面形状である第１実施形態の光束制御部材４とは異
なる照度分布の照明が可能になる。

（光束制御部材の第５実施形態）
図１８乃至図１９は、本発明に係る光束制御部材４の第５実施形態を示す図である。こ
れらの図に示す本実施形態の光束制御部材４は、第２出射面１１ｂの形状が第１実施形態
の光束制御部材４と異なるが、他の構成が第１実施形態の光束制御部材４と同一である。
したがって、本実施形態に係る光束制御部材４は、第１実施形態の光束制御部材４と同様
の構成部分には同一符号を付し、第１実施形態の光束制御部材４の説明と重複する説明を
省略する。

図１８乃至図１９に示すように、本実施形態の光束制御部材４は、第１実施形態に係る
光束制御部材４の第２出射面１１ｂの一部が第１出射面１１ａの形状と同一形状（略円錐
形状）に形成されたものである。すなわち、図１９（ａ）の平面図において、光束制御部
材４の第２出射面１１ｂは、中心線１８から所定寸法幅の帯状部分１１ｂ’が第１実施形
態に係る光束制御部材４の第２出射面１１ｂと同様に形成され、残部１１ｂ”が第１出射
面１１ａと同一形状に形成されている。

このような構成の本実施形態に係る光束制御部材４は、第１実施形態の光束制御部材４
と同様な効果を得ることができることはもちろんのこと、第１実施形態の光束制御部材４
による照明光の照度分布とは異なる照度分布の照明が可能になる。

なお、第３実施形態に係る光束制御部材４の第２全反射面１２ｂを本実施形態の光束制
御部材４に適用し、第２全反射面１２ｂでの反射光が被照射面６を照明する光となるよう
に面形状を調整することにより、被照射面６を照明するための光利用効率をより一層高め
ることが可能になる。

（上記各実施形態の変形例）
上述の各実施形態に係る光束制御部材４は、第１出射面１１ａの形状が円錐面を中心軸
１４に沿って半分にした形状や、第１出射面１１ａの形状が非球面を中心軸１４に沿って
半分にした形状のものを例示したが、これに限られず、第１出射面１１ａの形状が半球面
形状のものや、第１出射面１１ａの形状が裏面１５と平行の平面でもよい。

また、上述の各実施形態に係る光束制御部材４のいずれかを使用した発光装置１は、被
照射面６の大きさに応じ、複数個が適当な間隔で使用される。

また、上述の実施形態に係る照明装置２は、発光装置１を被照射面６に対して下方の斜
め前方に配置する態様を例示したが、これに限られず、上下を逆転し（１８０°回転させ
）、発光装置１を被照射面６に対して上方の斜め前方に配置し、その発光装置１によって
被照射面６を上方の斜め前方から照明するようにしてもよい。また、上述の実施形態に係
る発光装置１を被照射面６の略中心にたてた被照射面６に対する法線を回転軸として９０
°回転させるとともに、発光装置１をＸ軸と被照射面６とに平行方向に移動させて、被照
射面６に対する発光装置１の位置を調整し、発光装置１を被照射面６に対して左側方また
は右側方の斜め前方に配置し、その発光装置１によって被照射面６を左側方または右側方
の斜め前方から照明するようにしてもよい。また、上述の実施形態に係る発光装置１を被
照射面６の大きさに応じて所定角度回転させるとともに、発光装置１を被照射面６と平行
方向に移動させて、被照射面６に対する発光装置１の位置を調整して、発光装置１を被照
射面６のコーナー部に対応させて配置し、その発光装置１によって被照射面６をコーナー
部側から照明するようにしてもよい。なお、被照射面６に対する発光装置１の位置に応じ
て発光装置１の仰角を調整することが好ましい。

（光束制御部材のホルダ）
図２０乃至図２１は、光束制御部材４を発光素子（例えば、ＬＥＤ）３に対して位置決
めした状態で保持するために使用されるホルダ４０に関する図である。このうち、図２０
は、基板４１上の発光素子３とホルダ４０との係合状態を示すと共に、光束制御部材４と
ホルダ４０との係合状態を示す断面図である。また、図２１（ａ）はホルダ４０の平面図
であり、図２１（ｂ）は図２１（ａ）のＡ７−Ａ７線に沿って切断して示すホルダ４０の
断面図であり、図２１（ｃ）はホルダ４０の裏面図である。

これらの図に示すように、ホルダ４０は、有底筒状体であり、中心軸４２に直交する円
板形状の底部４３と、この底部４３から離れるにしたがって内径寸法が漸増するテーパ状
の筒状部４４と、を有している。

ホルダ４０の底部４３には、発光素子３の角柱状のケース４５を微小な隙間をもって収
容する四角形状の貫通穴４６が形成されている。そして、このホルダ４０は、底部４３の
貫通穴４６を発光素子３のケース４５に係合し、底部４３を基板４１上に載置することに
より、発光素子３に対して位置決めされた状態（光軸８と中心軸４２とを合致させた状態
）で保持される。

ホルダ４０の筒状部４４は、内周面４７が光束制御部材４の全反射面１２に隙間４８を
もって係合するように形成されている。そして、筒状部４４の開口端側には、光束制御部
材４のリング状のフランジ部１０を収容して支持するフランジ部収容凹所５０がリング状
に形成されている（図２１（ａ）参照）。このフランジ部収容凹所５０は、光束制御部材
４のフランジ部１０の下面に当接するフランジ部支持面５１と、光束制御部材４のフラン
ジ部１０の外周面に接するように係合するフランジ部位置決め面５２とを備えている。フ
ランジ部支持面５１は、底部４３の内面からの高さ寸法（中心軸４２に沿った寸法）が光
束制御部材４のフランジ部１０の下面から裏面１５までの中心軸１４に沿った寸法と等し
いか又は僅かに大きくなるように形成され、光束制御部材４の裏面１５が発光素子３に接
触しないようにフランジ部１０を支持するようになっている。

そして、ホルダ４０の底部４３を基板４１上に接着剤等で固定し、光束制御部材４のフ
ランジ部１０をホルダ４０のフランジ部収容凹所５０内に接着剤等で固定することにより
、光束制御部材４がホルダ４０によって発光素子３に対して位置決めされた状態で保持さ
れることになる。これにより、発光素子３の光軸８、ホルダ４０の中心軸４２、及び光束
制御部材４の中心軸１４が同軸上に合致するように、発光素子３，ホルダ４０及び光束制
御部材４が位置決めされた状態で基板４１上に組み立てられる。

また、本実施形態のホルダ４０は、光束制御部材４と同様に、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
明なガラスで形成されているため、第２の光束制御部材としても機能させることができる
ようになっている。

すなわち、図２２に示すように、本実施形態のホルダ４０は、光束制御部材４の裏面１
５側と発光素子３との隙間５３から漏れ出た発光素子３からの光を底部４３の貫通穴４６
のエッジ５４や貫通穴４６の内壁面から入射させ、その入射光を底部４３で筒状部４４側
へ向けて導光し、筒状部４４に到達した光を筒状部４４の外表面から屈折させて出射させ
、被照射面６の発光素子３に近い領域（被照射面６の下端縁６ａ側）の照明光として利用
することができる（図１参照）。ここで、ホルダ４０の底部４３及び筒状部４４の形状は
、光束制御部材４から出射して被照射面６を照明する光に比較し、発光素子３に近い被照
射面６を照明できる光を出射できるように形成されている（図１参照）。また、ホルダ４
０を介して被照射面６側へ向けて出射される光は、発光素子３の光軸８からの角度が大き
くて光束制御部材４に入射できなかった光であり、光束制御部材４に入射する光に比較し
て低光度の光であるが、被照射面６上における光の到達位置が発光素子３に近く、被照射
面６への入射角度が小さいため、光の減衰が抑えられ、照明光として効率的に利用される
（図１参照）。

このような本実施形態のホルダ４０を第２の光束制御部材として使用すれば、発光素子
３から遠い被照射面６を光束制御部材４から出射される高光度の光（光軸８近傍の光）で
照明し、発光素子３から近い被照射面６をホルダ４０から出射される低光度の光で照明す
ることができるため、高効率且つ高品位の照明が可能になる（図１参照）。

なお、本実施形態のホルダ４０は、光束制御部材４とは別に形成される態様を例示した
が、一部又は全体を光束制御部材４と一体に形成するようにしてもよい。また、低光度の
光を制御する部分をホルダ４０及び光束制御部材４とは別体として形成するようにしても
よい。

また、本実施形態のホルダ４０は、光束制御部材４の裏面１５と発光素子３との間の隙
間５３から漏れ出た光に限られず、発光素子３から出射される光のうちの低光度（光度半
値角を大きく越える程度の光度であり、例えば、最大光度の３０％以下の光を指す）の光
を被照射面６に向けて出射させるようにしてもよい（図１参照）。

また、ホルダ４０の形状は、上述の実施形態の形状（図２０〜２２参照）に限定される
ものではなく、低光度の光を被照射面６の発光素子３に近い領域に出射できるように、光
を屈折させて出射させることができる形状であればよい。

また、ホルダ４０は、底部４３以外の筒状部４４等で低光度の光を被照射面６の発光素
子３に近い領域に出射できるようになっていれば、底部４３を省略してもよい。

（光束制御部材の他の使用例）
図２３乃至図２４は、本発明の光束制御部材４（第１実施形態に係る光束制御部材４）
を内照式の照明装置６０に使用した例を示すものである。なお、図２３（ａ）は、本発明
に係る内照式の照明装置６０を斜め上方から見て示す外観斜視図である。また、図２３（
ｂ）は、本発明に係る内照式の照明装置６０を構成する筐体６１の左側面側を取り除いて
示す側面図である。また、図２４（ａ）は、本発明に係る内照式の照明装置６０の内部構
造を示す平面図であり、筐体６１を構成する天板を取り除いて示す照明装置６０の平面図
である。また、図２４（ｂ）は、図２３（ｂ）のＡ８−Ａ８線に沿って切断して示す照明
装置６０の正面図である。

これらの図に示すように、内照式の照明装置６０は、光透過性を有する平板状の被照明
部材（例えば、広告パネル）６２を対向するように且つ平行に一対配置し、これら被照明
部材６２，６２の下端を底板６３で支持し、これら被照明部材６２，６２の左側端間の隙
間と右側端間の隙間をそれぞれ側板６４で塞ぎ、これら被照明部材６２，６２の上端を天
板６５で塞いで、内部に空間６６を有する筐体６１が形成されている。そして、この照明
装置６０は、筐体６１を構成する底板６３の上面６３ａに複数の発光装置１を一列に取り
付けることにより、筐体６１の内部に複数の発光装置１を収容し、一対の被照明部材６２
，６２の裏面側（内部空間側）の斜め前方で且つ下端側から被照明部材６２の被照射面（
内面）６２ａを複数の発光装置１で照明するようになっている。

発光装置１は、光軸８が被照明部材６２，６２の被照射面６２ａ，６２ａに対して平行
になるように底板６３上に配置され、且つ、光軸８がＺ軸方向に沿って延びるように底板
６３上に配置されている。

発光装置１を構成する光束制御部材４は、平面視した場合（天板６５側からＺ軸に沿っ
て底板６３側を見た場合）、隣り合う他の光束制御部材４と１８０°向きが異なるように
配置されている。すなわち、一対の被照射面６２ａ，６２ａの一方の被照射面６２ａを主
として照明する光束制御部材４（第１群の光束制御部材４₁）と他方の被照射面６２ａを
主として照明する光束制御部材４（第２群の光束制御部材４₂）とが交互に配置され、各
光束制御部材４₁，４₂の第１出射面１１ａが主たる照明対象である被照射面６２ａ側に配
置されている。

図２５（ａ）は、本発明に係る照明装置６０において、一対の被照射面６２ａ，６２ａ
のうちの一方の被照射面６２ａにおける照明状態を示すものである。なお、図２５（ａ）
の被照射面６２ａは、光束制御部材４₁，４₂からの光が十分に照射される部分を白抜き部
分で示している。

この図２５（ａ）に示すように、一方の被照射面６２ａは、第１群の光束制御部材４₁
によって±Ｘ方向に幅広く照明され、且つ、下端縁６２ｂまで照明されている。また、一
方の被照射面６２ａは、第１群の光束制御部材４₁からの光が到達し難い領域であって、
第１群の光束制御部材４₁，４₁間のＸ軸方向中間領域が第２群の光束制御部材４₂からの
光で照明されるようになっている。その結果、本発明に係る内照式の照明装置６０におい
て、一方の被照射面６２ａは、第１群の光束制御部材４₁からの光の照射範囲６７が第２
群の光束制御部材４₂からの光の照射範囲６８で補完され、下端縁６２ｂ側の僅かな領域
（白抜きされていない部分）７０を除き、全体が均一の照度分布となるように第１群及び
第２群の光束制御部材４（４₁，４₂）によって照明される。

また、他方の被照射面６２ａは、第２群の光束制御部材４₂によって±Ｘ方向に幅広く
照明され、且つ下端縁６２ｂまで照明される。また、他方の被照射面６２ａは、第２群の
光束制御部材４₂からの光が到達し難い領域であって、第２群の光束制御部材４₂，４₂間
のＸ軸方向中間領域が第１群の光束制御部材４₁からの光で照明されるようになっている
。その結果、本発明に係る内照式の照明装置６０において、他方の被照射面６２ａは、第
２群の光束制御部材４₂からの光の照射範囲が第１群の光束制御部材４₁からの光の照射範
囲で補完され、下端縁６２ｂの僅かな領域を除き、全体が均一の照度分布となるように第
１群及び第２群の光束制御部材４（４₁，４₂）によって照明される。

すなわち、本発明に係る内照式の照明装置６０において、一対の被照明部材６２，６２
の被照射面６２ａ，６２ａは、下端縁６２ｂの僅かな領域を除き、全体が均一の照度分布
となるように第１群及び第２群の光束制御部材４（４₁，４₂）によって照明される。

図２５（ｂ）は、本発明の光束制御部材４（第１実施形態の光束制御部材４）に代えて
比較例（図４及び図５参照）の光束制御部材４を使用した照明装置６０における一方の被
照射面６２ａの照明状態を示すものである。なお、図２５（ｂ）の被照射面６２ａは、光
束制御部材４からの光による照射範囲を破線で囲んで示し、被照射面６２ａの上で特異的
に明るい範囲を実線で囲み（明部７１）、白抜き部分で示している。

この図２５（ｂ）に示すように、一方の被照射面６２ａは、隣り合う光束制御部材４，
４の中間部分が暗部として認識される。これは、光束制御部材４からの光が狭い範囲に集
中して照射されるため、図２５（ａ）の被照射面６２ａと比較し、破線で示す照射範囲の
中で明部７１が際立って明るく視認される。なお、比較例に係る光束制御部材４を使用し
た照明装置６０は、他方の被照射面６２ａが一方の被照射面６２ａと同様の照度分布にな
っている。

このように、本発明に係る光束制御部材４（４₁，４₂）を使用した照明装置６０は、比
較例に係る光束制御部材４を使用した照明装置６０と比較し、照明品質を格段に向上させ
ることが可能になる。

図２６は、本発明に係る第１群の光束制御部材４₁（４）、同第２群の光束制御部材４₂
（４）、及び比較例に係る光束制御部材４の出射特性の違いを説明するための図であり、
シミュレーション実験によって求めた各光束制御部材４₁，４₂，４の出射特性の違いを説
明するための図である。なお、図２６（ａ）が比較例に係る光束制御部材４のシミュレー
ション実験結果を模式的に示す図である。また、図２６（ｂ）が本発明に係る第１群の光
束制御部材４₁のシミュレーション実験結果を模式的に示す図である。また、図２６（ｃ
）が本発明に係る第２群の光束制御部材４₂のシミュレーション実験結果を模式的に示す
図である。また、図２６におけるＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸は、図２３のＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸のそれ
ぞれに対応する。また、図２６において、光束制御部材４₁，４₂，４からの出射光が到達
する測定面７３は、Ｘ−Ｙ平面に平行で且つＸ−Ｙ平面からＺ軸方向に沿って２００ｍｍ
離れて位置する仮想平面である。

図２６において、発光素子の発光面上における発光中心７は、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の交点
である。そして、シミュレーション実験は、発光中心７であるａ点から出射した光に着目
し、その光が光束制御部材４の内部をどのように伝播し、測定面７３上のどの位置に到達
するのかを求めるものである。そして、このシミュレーション実験の結果を数値化して示
したものが表３〜表５である。なお、表３は、比較例に係る光束制御部材４に関するシミ
ュレーション実験の結果を示すものである。また、表４は、本発明に係る第１群の光束制
御部材４₁に関するシミュレーション実験の結果を示すものである。また、表５は、本発
明に係る第２群の光束制御部材４₂に関するシミュレーション実験の結果を示すものであ
る。また、これら表３〜５における数値の単位は、ミリメートル（ｍｍ）である。

ここで、図２６（ａ）〜（ｃ）のｂ点は、ａ点から出射した光が光束制御部材４の第２
入射面１３ｂに入射する位置を示している。また、図２６（ａ）〜（ｃ）のｃ点は、ｂ点
から光束制御部材４の内部に入射した光が全反射面１２で反射される位置を示している。
また、図２６（ａ）のｄ点が全反射面１２で反射された光が出射面１１に到達した位置（
出射面１１から出射する位置）であり、図２６（ｂ）のｄ点が全反射面１２で反射された
光が第２出射面１１ｂに到達した位置（第２出射面１１ｂから出射する位置）であり、図
２６（ｃ）のｄ点が全反射面１２で反射された光が第１出射面１１ａに到達した位置（第
１出射面１１ａから出射する位置）を示している。また、図２６のｅ点は、光束制御部材
４の出射面１１（１１ａ，１１ｂ）から出射した光が測定面７３に到達した位置を示して
いる。

以上のシミュレーション実験結果に示すとおり、比較例に係る光束制御部材４，本発明
に係る第１群の光束制御部材４₁，及び本発明に係る第２群の光束制御部材４₂は、入射面
１３の形状及び全反射面１２の形状が同一であるため、ａ点からｃ点までは同一位置とな
る。しかし、比較例に係る光束制御部材４の出射面１１の形状と、本発明に係る光束制御
部材（第１群の光束制御部材４₁）の第２出射面１１ｂの形状と、本発明に係る光束制御
部材（第２群の光束制御部材４₂）の第１出射面１１ａの形状が異なるため、ｄ点及びｅ
点が比較例に係る光束制御部材４，本発明に係る第１群の光束制御部材４₁，及び第２群
の光束制御部材４₂で異なっている。特に、本発明の第１群の光束制御部材４₁におけるｅ
点は、比較例に係る光束制御部材４及び本発明の第２群の光束制御部材４₂におけるｅ点
と大きく異なっている。なお、本発明に係る光束制御部材４の第１出射面１１ａの形状と
比較例に係る光束制御部材４の出射面１１の形状が似ているため、本発明の第２群の光束
制御部材４₂のｄ点，ｅ点と比較例の光束制御部材４のｄ点，ｅ点の差は極僅かである。

すなわち、本発明に係る光束制御部材４₁の第２出射面１１ｂから出射した光は、比較
例に係る光束制御部材４の出射面１１や本発明の光束制御部材４₂の第１出射面１１ａか
ら出射した光に比較し、Ｚ軸から−Ｘ方向に大きく（約１３〜１５倍）離れた測定面７３
上の位置（ｅ点）まで到達し、且つ、Ｚ軸から−Ｙ方向に大きく（−Ｘ方向の寸法と同程
度）離れた測定面７３上の位置（ｅ点）にまで到達している。ここで、図２６の−Ｙ方向
は、図２３における光軸８よりも一方（図２３（ｂ）の右側）の被照射面６２ａ寄りの位
置である。したがって、本発明の第１群に係る光束制御部材４₁の第２出射面１１ｂは、
比較例に係る光束制御部材４の出射面１１や本発明の第２群に係る光束制御部材４₂の第
１出射面１１ａでは天板６５に到達する光（図２５（ｂ）の明部７１ａ）や明部７１を生
じさせる光の一部を一方の被照射面６２ａ側に向かうように制御して、一方の被照射面６
２ａ上の光束制御部材４₁の照射範囲における明るさの均一化を高めることが可能であり
、また、被照射面６２ａの幅方向（±Ｘ方向）の広い範囲に向けて光を照射することが可
能になる。

以上のような本発明に係る光束制御部材４を使用した発光装置１及び内照式の照明装置
６０は、従来技術で使用されたような反射部材を必要としないため、少なくとも反射部材
が不要となった分だけ、構造が小型化・簡単化すると共に部品点数が減少するため、製品
価格を低廉化することができる。或いは、反射部材を使用して、従来と同様の製品価格で
明るく高品位な照明装置６０とすることもできる。

なお、本発明に係る内照式の照明装置６０は、図２０乃至図２１に示したホルダ４０に
よって本発明に係る光束制御部材４を保持するようにしてもよい。このようにすれば、図
２０乃至図２１に示したホルダ４０の光束制御部材としての機能を利用し、ホルダ４０か
ら出射する光で被照射面６２ａの下端縁６２ｂ側（発光素子３寄りの端部）を照明するこ
とができるため、本発明に係る光束制御部材４の起立壁２２からの出射光と相俟って、被
照射面６２ａの下端縁６２ｂ側（発光素子３寄りの端部）を効率的に照明することができ
、被照射面６２ａの下端縁６２ｂ側の低照度領域を少なくすることができる。その結果、
例えば、本発明に係る照明装置６０の被照明部材６２が広告板である場合、広告に有効利
用できない低照度領域（額縁領域）を狭くすることができ、広告板の有効利用領域を拡げ
ることができる。

また、本発明の内照式の照明装置６０は、一対の被照明部材６２，６２の被照射面６２
ａ，６２ａを均一に照明するため、第１群の光束制御部材４₁と第２群の光束制御部材４₂
を交互に配置する態様を例示したが、一方の被照明部材６２の被照射面６２ａのみを照明
するために第１群の光束制御部材４₁のみを一列に複数配置するか、又は他方の被照明部
材６２の被照射面６２ａのみを照明するために第２群の光束制御部材４₂のみを一列に複
数配置するようにしてもよい。

また、本発明の内照式の照明装置６０は、発光装置１の光軸８に対して一対の被照明部
材６２，６２が平行に配置される態様を例示したが、これに限られず、発光装置１で被照
明部材６２を照明できる範囲内で且つ一定条件下において、被照射面６２ａの上端（＋Ｚ
方向の端部）をＺ軸に近づけるか又はＺ軸から遠ざけるようにして、被照射面６２ａを発
光装置１の光軸８に対して傾けるようにしてもよい。ここで、一定条件とは、発光装置１
からの出射光のうちで被照射面６２ａ，６２ａ上の発光装置１から近い位置へ照射する光
を「光軸から遠い光」とし、発光装置１からの出射光のうちで「光軸から遠い光」よりも
光軸８とのなす角が小さい光を「光軸に近い光」とすると、「光軸に近い光」の方が「光
軸から遠い光」よりも被照射面６２ａ，６２ａへの入射角が大きくなるように発光装置１
が使用されることをいう。

また、本発明の内照式の照明装置６０は、第１実施形態に係る光束制御部材４を使用す
る例を示したが、他の実施形態に係る光束制御部材４やその光束制御部材４の変形例を適
用することができる。

本発明に係る発光装置５は、外照式や内照式の広告板の照明装置に適用できることはも
ちろんのこと、天井、床面、壁面等を照明する外照式の照明装置や間接照明、樹木、草花
等のライトアップ用の照明装置に適用できる。

１……発光装置、２，６０……照明装置、３……発光素子（例えばＬＥＤ）、４……光
束制御部材、６，６２ａ……被照射面、７……発光中心、８……光軸、１１……出射面、
１１ａ……第１出射面、１１ｂ……第２出射面、１２……全反射面、１２ａ……第１全反
射面、１２ｂ……第２全反射面、１３……入射面、１３ａ……第１入射面、１３ｂ……第
２入射面、１４……中心軸、１５……裏面、１６……凹み、２０……上端縁（頂辺）

Claims (7)

1. 発光素子からの光を、被照射面の斜め前方側の位置から前記被照射面に斜めに照射する
   光束制御部材であって、
   前記光束制御部材の中心軸が前記発光素子の光軸に合致するように配置されており、
   前記発光素子からの光を入射させる入射面と、前記入射面から入射した光の一部を全反
   射して集光する全反射面と、前記全反射面で反射された光及び前記入射面から直接到達し
   た光を出射する出射面と、を有し、
   前記入射面は、前記発光素子に対向するように裏面側に形成された凹みの内面であり、
   前記凹みの底部に位置する第１入射面と、この第１入射面から前記凹みの開口縁の間に位
   置する第２入射面とを有し、
   前記全反射面は、前記裏面側と前記出射面側の間に形成され、且つ、前記光軸を取り囲
   むように形成されて、前記入射面のうちの主に第２入射面から入射した光を前記出射面側
   へ向けて全反射するようになっており、
   前記出射面は、前記裏面と反対側の位置で、且つ、前記光軸の周りに形成され、前記光
   軸よりも前記被照射面側に配置される第１出射面と、前記第１出射面よりも前記被照射面
   から離れた位置側に配置される第２出射面と、を有し、
   前記第２出射面は、前記発光素子の光軸を回転軸として前記第１出射面を１８０度回転
   させた面からの出射光の配光特性と比較して、前記第２出射面からの出射光の方が、前記
   被照射面へ向かう光束が多くなるように形成されている、
   ことを特徴とする光束制御部材。
2. 前記第１出射面は、前記被照射面に直交し、前記中心軸を含む断面と前記第１出射面と
   の交線を母線とし、この母線を前記中心軸を回転軸として±９０°の角度範囲で回転させ
   て形成された半錐形状の面であり、
   前記第２出射面は、前記出射面を平面視した場合、前記中心軸に直交する中心線に沿っ
   て前記第１出射面と区分けされ、前記中心線に沿って前記第１出射面の頂点と同一高さの
   頂辺が形成される傾斜面であって、且つ、前記頂辺から遠ざかるにしたがって高さが漸減
   するように形成された傾斜面であり、
   前記第１出射面と前記第２出射面は、前記中心軸を中心とする線対称の一対の起立壁で
   接続された、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光束制御部材。
3. 前記起立壁が粗面化されたことを特徴とする請求項２に記載の光束制御部材。
4. 前記全反射面は、前記光軸よりも前記被照射面側に配置される第１全反射面と、前記第
   １全反射面よりも前記被照射面から離れた位置側に配置される第２全反射面と、を有し、
   前記第２全反射面は、反射光が前記第１全反射面における反射光よりも光軸に近づくよ
   うに形成された、
   ことを特徴とする請求項１記載の光束制御部材。
5. 前記発光素子の発光中心から延びる光軸が前記発光中心から離れるに従って前記被照射
   面に近づくように前記被照射面に対して配置されるようになっている、
   ことを特徴とする請求項１記載の光束制御部材。
6. 発光素子と、前記請求項１乃至５のいずれかに記載の光束制御部材と、を備えたことを
   特徴とする発光装置。
7. 請求項６に記載の発光装置と、この発光装置からの出射光で照明される被照射面とを備
   え、
   前記発光装置は、
   前記出射光のうちで前記被照射面上の前記発光装置から近い位置へ照射する光を光軸か
   ら遠い光とし、前記出射光のうちで前記光軸から遠い光よりも前記光軸とのなす角が小さ
   い光を光軸に近い光とすると、前記光軸に近い光の方が前記光軸から遠い光よりも前記被
   照射面への入射角が大きくなるように配置された、
   ことを特徴とする照明装置。

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