JP2015141826A - 光束制御部材、発光装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反射面の形状の修正を容易に行うことができる光束制御部材を提供すること。【解決手段】本発明の光束制御部材は、入射領域および出射領域を有する。入射領域は、入射面、反射面および稜線を有する凸条を複数含む。凸条は、仮想四角形の隣接する２本の対角線を繋ぐように配置されている。少なくとも１つの反射面は、凸状の延在方向と平行に配置され、入射面で入射した光を出射領域に向けて反射させる複数の分割反射面と、隣接した２つの分割反射面の間であって、入射面で入射した光の進行方向に対して死角の位置に配置された１または２以上の段差面と、を有する。【選択図】図１０

Description

本発明は、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材、この光束制御部材を有する発光装置および照明装置に関する。

近年、省エネルギーや小型化の観点から、撮像カメラ用の発光装置として、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」ともいう）を光源とする発光装置（ＬＥＤフラッシュ）が使用されるようになってきた。このような発光装置としては、ＬＥＤと、フレネルレンズとを組み合わせたものがよく知られている。

一般的に、撮像カメラの撮像領域の形状は、四角形である。よって、鮮明な撮像画像を得るためには、発光装置は被照射領域を四角形状に照らすことが好ましい。したがって、撮像カメラ用の発光装置に使用されるフレネルレンズには、発光素子から出射された光を四角形状の被照射領域に均一かつ効率的に照射することが要求される。これまでにも、四角形状の被照射領域を照らすためのフレネルレンズとして様々なものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１Ａは、特許文献１に記載のフレネルレンズ１０の斜視図である。図１Ａに示されるフレネルレンズ１０は、図１Ｂに示されるシリンドリカルレンズ２０と同じ機能を果たすことができる。図１Ａに示されるように、特許文献１に記載のフレネルレンズ１０には、平面視形状が長方形状の複数の溝１２が互いに離間して同心に形成されている。形成された溝１２の一方の面はフレネル部分の入射面となり、他方の面はフレネル部分の反射面となる。

特開平１１−６５４９０号公報

特許文献１に記載のフレネルレンズ１０を作製する場合は、通常、フレネルレンズ１０を分割した形状に対応した複数の金型駒を作製する。次いで、作製した金型駒を組み合わせた金型を用いて、フレネルレンズ１０を作製する。その後、ＬＥＤを使用して、作製したフレネルレンズ１０における被照射面の品位を確認する。そして、要求に応じた品位となるように、反射面に対応する金型駒の対応面を微調整して、フレネルレンズ１０として最終形状に仕上げることが一般的に行われている。

しかしながら、特許文献１に記載のフレネルレンズ１０では、フレネル部分の１つの反射面に対応する金型駒の対応面の一部分の形状を修正するために、その対応面における修正が不要な他の部分まで修正する必要があった。よって、対応面の一部分を修正する場合であっても、その対応面全体を修正する必要があった。また、修正箇所を特定するために反射面の形状を測定する場合、反射面全体を１つの基準点から特定しなければならず、修正箇所の特定が困難であった。このように、特許文献１に記載のフレネルレンズ１０では、反射面の修正工程が煩雑であった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、反射面の形状の修正を容易に行うことができる光束制御部材を提供することを目的とする。また、本発明は、この光束制御部材を有する発光装置および照明装置を提供することも目的とする。

本発明の光束制御部材は、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材であって、発光素子から出射された光を入射させる入射領域と、前記入射領域の反対側に形成され、前記入射領域で入射した光を出射させる出射領域と、を有し、前記入射領域は、その内側に配置され、前記発光素子から出射された光の一部を入射させる入射面と、その外側に配置され、入射した光を前記出射領域に向けて反射させる反射面と、前記入射面および前記反射面の間に配置された稜線とを有する凸条を複数含み、前記凸条は、仮想四角形の隣接する２本の対角線を繋ぐように配置されており、少なくとも１つの前記反射面は、前記凸状の延在方向と平行に配置され、前記入射面で入射した光を前記出射領域に向けて反射させる複数の分割反射面と、隣接した前記２つの分割反射面の間であって、前記入射面で入射した光の進行方向に対して死角の位置に配置された１または２以上の段差面と、を有する構成を採る。

本発明の発光装置は、発光素子と、本発明の光束制御部材と、を有する、構成を採る。

本発明の照明装置は、本発明の発光装置と、前記発光装置からの出射光を拡散させつつ透過させるカバーと、を有する、構成を採る。

本発明の光束制御部材は、反射面の形状を容易に修正することができる。したがって、本発明の発光装置および照明装置は、簡単に被照射領域の品位の調整を行うことができる。

図１Ａ、Ｂは、特許文献１に係るフレネルレンズの構成を示す図である。 図２は、実施の形態１に係る発光装置の断面図である。 図３は、実施の形態１に係る光束制御部材の斜視図である。 図４Ａ〜Ｃは、実施の形態１に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図５Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る光束制御部材の屈折部、フレネルレンズ部および反射部を省略した底面図である。 図６Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る光束制御部材の断面図である。 図７は、第２凸条および角部の配置を説明するための図である。 図８Ａ〜Ｃは、角部の立体形状を説明するための図である。 図９Ａ、Ｂは、角部の立体形状を説明するための図である。 図１０Ａ、Ｂは、光束制御部材における光路図の一部である。 図１１は、照明装置の断面図である。 図１２は、比較例に係る光束制御部材の斜視図である。 図１３Ａ〜Ｃは、比較例に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図１４は、実施の形態２に係る光束制御部材の斜視図である。 図１４Ａ〜Ｃは、実施の形態２に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図１６Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る光束制御部材の断面図である。 図１７は、光束制御部材における光路図の一部である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［実施の形態１］
（光束制御部材および発光装置の構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る発光装置１００の断面図である。図２に示されるように、発光装置１００は、発光素子１２０および光束制御部材１４０を有する。発光素子１２０は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。光束制御部材１４０は、発光素子１２０から出射された光の配光を制御する。光束制御部材１４０は、その中心軸ＣＡが発光素子１２０の光軸ＬＡに合致するように配置される。

光束制御部材１４０の材料は、所望の波長の光を通過させ得るものであれば特に限定されない。たとえば、光束制御部材１４０の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの光透過性樹脂、またはガラスである。光束制御部材１４０は、例えば射出成形により製造することができる。

図３〜図７は、実施の形態１に係る光束制御部材１４０の構成を示す図である。図３は、実施の形態１に係る光束制御部材１４０の斜視図である。図４Ａは、光束制御部材１４０の平面図であり、図４Ｂは、底面図であり、図４Ｃは、側面図である。図５Ａは、第１仮想四角形Ｓ１のみを示した光束制御部材１４０の底面図であり、図５Ｂは、第１仮想四角形Ｓ１および第２仮想四角形Ｓ２のみを示した光束制御部材１４０の底面図である。図６Ａは、図４Ｂに示されるＡ−Ａ線の断面図であり、図６Ｂは、図６Ａにおいて破線で示される領域の部分拡大断面図である。また、図７は、第２凸条１７１および角部１７２の配置を説明するための図である。

図３〜図７に示されるように、光束制御部材１４０は、発光素子１２０から出射された光を入射させる入射領域１４１と、入射領域１４１の反対側に位置し、入射領域１４１で入射した光を出射させる出射領域１４２とを有する。入射領域１４１と出射領域１４２との間には、フランジ１４３が設けられていてもよい。

光束制御部材１４０の平面視形状は、特に限定されない。図４Ａに示されるように、本実施の形態では、光束制御部材１４０の平面視形状は、正方形である。また、本実施の形態における光束制御部材１４０の一辺の長さは、例えば４．７ｍｍ程度である。

入射領域１４１は、発光素子１２０から出射された光を入射させる。入射領域１４１は、入射領域１４１の中央部分に位置する屈折部１５０と、屈折部１５０の外側に位置するフレネルレンズ部１６０と、フレネルレンズ部１６０の外側に位置する最外レンズ部１７０とを有する。入射領域１４１は、２回対称または４回対称である。入射領域１４１の外形は、例えば長方形または正方形である。

屈折部１５０は、発光素子１２０から出射された光の一部（光軸ＬＡに対して小さな角度で出射された光）を光束制御部材１４０内に入射させるとともに、入射した光を出射領域１４２に向かって屈折させる。屈折部１５０は、発光素子１２０と対向する位置に、光束制御部材１４０の中心軸ＣＡ（発光素子１２０の光軸ＬＡ）と交わるように配置されている（図２参照）。なお、屈折部１５０の形状は、上記の機能を発揮することができれば、特に限定されない。たとえば、屈折部１５０の形状は、屈折型フレネルレンズであってもよい。また、屈折部１５０の表面は、球面または非球面であってもよい。本実施の形態では、屈折部１５０の表面は非球面であり、屈折部１５０の形状は略四角錐状である（図２および図３参照）。

フレネルレンズ部１６０は、発光素子１２０から出射された光の一部（光軸ＬＡに対して比較的大きな角度で出射された光）を光束制御部材１４０内に入射させるとともに、入射した光を出射領域１４２に向けて反射させる。フレネルレンズ部１６０は、発光素子１２０から出射された光の進行方向を制御するための複数の第１凸条（凸条）１６１を有する。

図５Ａに示されるように、フレネルレンズ部１６０に、第１仮想四角形（仮想四角形）Ｓ１が配置されていると仮定する。第１仮想四角形Ｓ１の中心Ｏ１（対角線Ｌ１の交点）は、光束制御部材１４０の中心軸ＣＡと合致している。第１仮想四角形Ｓ１および４本の対角線Ｌ１は、複数の第１凸条１６１の配置の基準となる。複数の第１凸条１６１は、隣接する２本の対角線Ｌ１間を繋ぐように配置される。複数の第１凸条１６１は、直線状であってもよいし、曲線状であってもよい。また、複数の第１凸条１６１は、隣接する２本の対角線Ｌ１間の領域において隣接する２つの第１凸条１６１間に谷部が形成されるように配置される（図６Ｂ参照）。

第１凸条１６１の形状および大きさは、特に限定されず、それぞれ同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施の形態では、複数の第１凸条１６１の大きさは、それぞれ異なっている（図６Ｂ参照）。また、光軸ＬＡ方向における、光束制御部材１４０の下端部と各第１凸条１６１の第１稜線１６５との距離ｄ（基準面から第１稜線１６５までの距離ｄ）は、内側から外側に向かうにつれて徐々に短くなっている（図６Ｂ参照）。ここで「光束制御部材１４０の下端部」とは、後述する第２凸条１７１の頂部（第２稜線１７６）を意味し、「基準面」とは、第２凸条１７１の頂部（第２稜線１７６）を含む平面を意味する。

第１凸条１６１は、第１入射面１６２、第１反射面１６３、第１接続面１６４および第１稜線１６５を有する。第１凸条１６１において、第１入射面１６２は内側（中心軸ＣＡ側）に配置され、第１反射面１６３は外側に配置される（図６Ｂ参照）。

第１入射面１６２は、発光素子１２０から出射された光の一部を入射させるとともに、第１反射面１６３側に屈折させる。第１入射面１６２は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。本実施の形態では、第１入射面１６２は、平面である。また、第１入射面１６２は、光束制御部材１４０を成形する観点から、中心軸ＣＡに対して僅かに傾斜していることが好ましい。第１入射面１６２は、光束制御部材１４０の下端部（基準面）に近づくにつれて、中心軸ＣＡから離れるように傾斜している。第１入射面１６２の傾斜角度は、中心軸ＣＡを含む任意の断面において、中心軸ＣＡに対して０°超であって、１０°以下の範囲内であることが好ましい。第１入射面１６２の傾斜角度は、５°以下であることが好ましく、３°以下であることがさらに好ましい。

第１反射面１６３は、第１入射面１６２と対に形成され、第１入射面１６２で入射した光を出射領域１４２に向けて反射させる。第１反射面１６３は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。本実施の形態では、第１反射面１６３は、平面である。また、第１反射面１６３は、到達した光を全反射させる観点から、中心軸ＣＡに対して傾斜していることが好ましい。第１反射面１６３は、光束制御部材１４０の下端部（基準面）に近づくにつれて、中心軸ＣＡに近づくように傾斜している。

第１接続面１６４は、第１入射面１６２および第１反射面１６３の間に配置されている。第１接続面１６４は、第１入射面１６２および第１反射面１６３を繋ぐ。第１接続面１６４は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。本実施の形態では、第１接続面１６４は、平面である。また、第１接続面１６４を形成せずに、第１入射面１６２と第１反射面１６３とを直接繋いでもよい。

第１稜線１６５は、第１入射面１６２および第１接続面１６４の境界線である。第１稜線１６５は、第１仮想四角形Ｓ１の隣接する２つの対角線Ｌ１を繋ぐように配置されている。なお、第１接続面１６４を形成しない場合、第１稜線１６５は、第１入射面１６２および第１反射面１６３の境界線である。第１入射面１６２と第１反射面１６３との間に第１接続面１６４を設けた場合、鋭角部分を無くすことで、製造性を向上させることができる。入射領域１４１を平面視したとき、第１稜線１６５は、直線であってもよいし、曲線であってもよい。本実施の形態では、入射領域１４１を平面視したとき、第１稜線１６５は、直線である。

最外レンズ部１７０は、発光素子１２０から出射された光の一部（光軸ＬＡに対して大きな角度で出射された光）を光束制御部材１４０内に入射させるとともに、入射した光を出射領域１４２に向けて反射させる。最外レンズ部１７０は、４つの第２凸条１７１と、４つの角部１７２とを有する。

図５Ｂに示されるように、最外レンズ部１７０に第２仮想四角形Ｓ２が配置されていると仮定する。第２仮想四角形Ｓ２の中心Ｏ２（第２対角線Ｌ２の交点）は、光束制御部材１４０の中心軸ＣＡと合致している。第２仮想四角形Ｓ２は、４つの第２凸条１７１および４つの角部１７２の配置の基準となる。第２仮想四角形Ｓ２は、第１仮想四角形Ｓ１の外側に配置されている。第２仮想四角形Ｓ２および第１仮想四角形Ｓ１は、互いに相似し、同心かつ各辺が平行となるように配置されている。前述の通り、第１稜線１６５は、第１仮想四角形Ｓ１の隣接する２つの対角線Ｌ１を繋ぐように配置されていればよい。よって、第１稜線１６５および後述の第２稜線１７６は、曲線で形成される場合もあるため、平行でなくてもよい。

４つの第２凸条１７１は、第２仮想四角形Ｓ２の各辺上にそれぞれ配置されている。当該第２凸条１７１が配置されている辺に直交する面の第２凸条１７１の断面積は、当該第２凸条１７１が配置されている辺に直交する面の第１凸条１６１の断面積より大きい。第２凸条１７１の両端には、角部１７２がそれぞれ接続されている。第２仮想四角形Ｓ２の辺と平行な方向における第２凸条１７１の長さは、最も外側に配置された第１凸条１６１の長さより短い。光束制御部材１４０が上記の発光装置１００に用いられる場合、第２仮想四角形Ｓ２の辺と平行な方向における第２凸条１７１の長さは、発光装置１００に用いられる発光素子１２０の幅より長いことが好ましい。

第２凸条１７１は、略三角柱形状に形成されている。当該第２凸条１７１が配置されている辺に直交する面の第２凸条１７１の断面形状は、略三角形である。各第２凸条１７１は、第２入射面１７３、第２反射面１７４、第２接続面１７５および第２稜線１７６を有する。第２凸条１７１において、第２入射面１７３は内側（中心軸ＣＡ側）に配置され、第２反射面１７４は外側に配置される（図６Ｂ参照）。

第２入射面１７３は、発光素子１２０から出射された光を入射させるとともに、第２反射面１７４側に屈折させる。第２入射面１７３は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。本実施の形態では、第２入射面１７３は、平面である。また、第２入射面１７３は、中心軸ＣＡに平行な垂直面であってもよいし、中心軸ＣＡに対して傾斜している傾斜面であってもよい。本実施の形態では、第２入射面１７３は、光束制御部材１４０の下端部（基準面）に近づくにつれて、中心軸ＣＡから離れるように傾斜している。

第２反射面１７４は、第２入射面１７３と対に形成され、第２入射面１７３で入射した光を出射領域１４２に向けて反射させる。第２反射面１７４は、複数の分割反射面１７７および段差面１７８を有する。分割反射面１７７および段差面１７８は、発光素子１２０側から出射領域１４２側に向かって、第２反射面１７４の表面をなぞるように交互に配置されている。

分割反射面１７７は、第２入射面１７３で入射した光を出射領域１４２に向かって反射させる。分割反射面１７７は、第２凸条１７１の延在方向と平行に配置されている。分割反射面１７７の数は、複数であれば特に限定されない。本実施の形態では、分割反射面１７７の数は、４つである。分割反射面１７７は、第２凸条１７１の延在方向の一方の端部から他方の端部まで、同じ幅で形成されていてもよいし、異なる幅で形成されていてもよい。本実施の形態では、分割反射面１７７は、一端から他端まで同じ幅に形成されている。また、複数の分割反射面１７７は、全て同じ幅に形成されていてもよいし、それぞれ異なる幅に形成されていてもよい。本実施の形態では、複数の分割反射面１７７は、それぞれ異なる幅に形成されている。また、分割反射面１７７は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。本実施の形態では、分割反射面１７７は、曲面である。具体的には、分割反射面１７７は、中心軸ＣＡに直交する断面（水平断面）において直線である。また、分割反射面１７７は、中心軸ＣＡを含む断面（垂直断面）において外側に凸となるような曲線である。分割反射面１７７は、光束制御部材１４０の下端部（基準面）に近づくにつれて、中心軸ＣＡに近づくように傾斜している。また、第２仮想四角形Ｓ２に直交する方向において、隣接する２つの分割反射面１７７のうち、発光素子１２０側に配置された分割反射面１７７の上端は、出射領域１４２側に配置された他方の分割反射面１７７の下端と同じ位置に配置されている（図１０Ｂ参照）。なお、「第２仮想四角形Ｓ２に直交する方向」は、光束制御部材１４０の中心軸ＣＡおよび発光素子１２０から出射される光の光軸ＬＡと合致している。

段差面１７８は、隣接する２つの分割反射面１７７の間に配置されている。段差面１７８は、第２入射面１７３で入射した光の進行方向に対して死角の位置に配置されている。ここで、「死角」とは、入射した光が直接的に通ることのない領域をいう。すなわち、第２入射面１７３で入射した光は、段差面１７８に直接的に到達しない。分割反射面１７７の数は、１つまたは２つ以上である。例えば、分割反射面１７７が２つの場合には、段差面１７８は１つである。また、分割反射面１７７が４つの場合には、段差面１７８は３つである。段差面１７８は、第２凸条１７１の延在方向の一方の端部から他方の端部まで、同じ幅で形成されていてもよいし、異なる幅で形成されていてもよい。本実施の形態では、段差面１７８は、分割反射面１７７の幅に対応して形成されている。また、段差面１７８は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。本実施の形態では、段差面１７８は、平面である。段差面１７８の傾斜角度は、第２入射面１７３で入射し光が直接的に到達しなければ特に限定されない。段差面１７８の傾斜角度は、第２仮想四角形Ｓ２に直交する方向の直線を含む断面において、第２入射面１７３で入射した光のうち、分割反射面１７７の上端部（出射領域１４２側の端部）を進行する光と、第２仮想四角形Ｓ２の表面に垂直な方向（中心軸ＣＡ）の直線とがなす角度より大きい（図１０Ｂ参照）。本実施の形態では、段差面１７８の第２仮想四角形Ｓ２の表面に垂直な方向の直線に対する角度は、９０°（第２仮想四角形Ｓ２の表面と平行）である。

第２稜線１７６は、第２入射面１７３および第２接続面１７５の境界線である。なお、第２稜線１７６は、第２接続面１７５を形成しない場合、第２入射面１７３および第２反射面１７４（分割反射面１７７）の境界線である。このように、第２入射面１７３と第２反射面１７４との間に第２接続面１７５を設けた場合、鋭角部分を無くすことで、製造性を向上させることができる。また、図７に示されるように、第２稜線１７６の端部間距離ｄ１は、最も外側に位置する第１凸条１６１の第１稜線１６５の端部間距離ｄ２よりも短い。また、光束制御部材１４０が上記の発光装置１００に用いられる場合、第２稜線１７６の端部間距離ｄ１は、発光装置１００に用いられる発光素子１２０の幅より長いことが好ましい。

４つの角部１７２は、第２仮想四角形Ｓ２の四隅にそれぞれ配置されている。角部１７２は、第２仮想四角形Ｓ２の中心Ｏ２側に頂点が配置された略錐体の一部である。角部１７２は、第３入射面１８１、第３反射面１８２および第３稜線１８３を有する（図９参照）。ここで「略錐体（錐状体）」とは、頂点から底面の外周縁を直線または曲線で結ぶことにより形成される立体形状をいう。略錐体（錐状体）の例には、角錐、頂点と底面の周上の点とを結ぶ線が外側に凸の略角錐、頂点と底面の周上の点とを結ぶ線が内側に凸の略角錐、円錐、母線が外側に凸の略円錐、母線が内側に凸の略円錐などが含まれる。本実施の形態では、略錐体（錐状体）は、母線が外側に凸の略円錐である。

第３入射面１８１は、発光素子１２０から出射された光の残部のさらに一部を入射させるとともに、第３反射面１８２側に屈折させる。第３入射面１８１は、平面であってもよいし、曲面であってもよい。本実施の形態では、第３入射面１８１は、２つの平面からなる。また、２つの平面は、それぞれ中心軸ＣＡに対して傾斜していることが好ましい。２つの平面は、それぞれ光束制御部材１４０の下端部（基準面）に近づくにつれて、中心軸ＣＡから離れるように傾斜している。また、第３入射面１８１を構成する２つの平面は、それぞれ隣接する第２入射面１７３と同一平面上に形成されていてもよい。

第３反射面１８２は、第３入射面１８１と対に形成され、第３入射面１８１で入射した光を出射領域１４２に向けて反射させる。本実施の形態では、第３反射面１８２は、曲面である。第３反射面１８２の中心軸ＣＡに直交する断面（水平断面）における外側縁部は、外側に凸となるような曲線である。また、第３反射面１８２の中心軸ＣＡを含む断面（垂直断面）における外側縁部も、外側に凸となるような曲線である。第３反射面１８２は、略円錐の側面の一部に対応し、隣接する２つの第２反射面１７４間を繋ぐように接続する。

第３稜線１８３は、第３入射面１８１および第３反射面１８２の境界線である。第３稜線１８３は、後述するように、第２凸条１７１側から第２仮想四角形Ｓ２の第２対角線Ｌ２に近づくにつれて、出射領域１４２との距離が漸減するように形成された曲線である。また、図７に示されるように、入射領域１４１を平面視した場合に、第３反射面１８２の最外縁と第３稜線１８３との距離ｄ３は、第２仮想四角形Ｓ２の対角線Ｌ２に近づくにしたがって漸減する。このように角部１７２と第２仮想四角形Ｓ２の第２対角線Ｌ２とが交わる位置には、凹み部分が形成されている。なお、第３入射面１８１および第３反射面１８２の境界を面取りすることにより接続面（第３接続面）を形成してもよい。この場合、第３稜線１８３は、第３入射面１８１および第３接続面の境界線である。

図８および図９は、角部１７２の立体形状を説明するための図である。なお、図８Ｃは、図８Ｂに示される矢印の方向からみた斜視図である。上述したように、角部１７２は、略錐体（錐状体）の一部である。ここで、底面が円である略円錐を想定する（図８Ａ参照）。そして、所定の幅を有する十字で垂直方向に略円錐を切断する（図８Ｂおよび図８Ｃ参照）。このとき、十字の幅は、第２仮想四角形Ｓ２の辺の方向の第２凸条１７１の長さと同じである。次いで、第３入射面１８１が上記の傾斜となるように、略円錐の中心側の一部を除去する（図９Ａおよび図９Ｂ参照）。このとき、略円錐の側面が曲面であるため、第３稜線１８３は、第２凸条１７１側から第２仮想四角形Ｓ２の第２対角線Ｌ２に向かうにつれて、出射領域１４２との距離が漸減するように形成される。なお、本実施の形態では、４つの角部１７２の第３反射面１８２の全てが、光束制御部材１４０の中心軸ＣＡ上に頂点を有する１つの略円錐の側面の一部である（光束制御部材１４０の中心軸ＣＡと略円錐の中心軸が一致している）として説明した。しかしながら、４つの第３反射面１８２は、それぞれ中心軸の異なる略錐体の側面の一部であってもよい。

出射領域１４２は、発光素子１２０とは反対側の、被照射領域側に形成された平面である。出射領域１４２は、光束制御部材１４０の中心軸ＣＡと交わるように形成されている（図２参照）。出射領域１４２は、屈折部１５０で入射した光、第１入射面１６２で入射し、第１反射面１６３で反射した光、第２入射面１７３で入射し、第２反射面１７４で反射した光および第３入射面１８１で入射し、第３反射面１８２で反射した光を被照射領域に向けて出射させる。

図１０は、光束制御部材１４０内における光路図の一部である。図１０Ａは、図４に示されるＡ−Ａ線の断面図の一部における光の光路を示しており、図１０Ｂは、図１０Ａにおいて一点鎖線で示される領域の部分拡大図である。図１０Ａおよび図１０Ｂでは、光路を示すために、ハッチングを省略している。

図１０Ａに示されるように、第２入射面１７３で入射した光は、第２反射面１７４に向けて屈折する。そして、第２反射面１７４の分割反射面１７７に到達した光は、出射領域１４２に向かって反射される。このとき、図１０Ｂに示されるように、段差面１７８は、入射した光の進行方向に対して死角（図１０Ｂの網掛け部分参照）に位置する（反射面や屈折面として機能しない。）。すなわち、第２入射面１７３で入射した光は、段差面１７８に直接的に到達しない。

（照明装置の構成）
次に、本実施の形態に係る発光装置１００を有する照明装置４００について説明する。

図１１は、本実施の形態に係る照明装置４００の構成を示す図である。図１１に示されるように、照明装置４００は、発光装置１００およびカバー４２０を有する。前述したように、発光装置１００は、光束制御部材１４０および発光素子１２０を含む。発光素子１２０は、基板４４０に固定されている。

カバー４２０は、発光装置１００からの出射光を拡散させつつ透過させるとともに、発光装置１００を保護する。カバー４２０は、発光装置１００から出射される光の光路上に配置されている。カバー４２０の材料は、上記の機能を発揮することができれば特に限定されない。カバー４２０の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの光透過性樹脂、またはガラスである。

（効果）
以上のように、本実施の形態に係る光束制御部材１４０は、第２反射面（反射面）１７４が分割反射面１７７および段差面１７８を有するため、例えば、図１０に示されるように、中心軸ＣＡを通る断面において、点Ｃ−点Ｄ間に修正が必要となった場合、点Ａ−点Ｂ間および点Ｅ−点Ｆ間を修正する必要がない。すなわち、第２反射面１７４の全体を修正する必要がない。また、第２反射面１７４および段差面１７８の境界が、第２反射面１７４を測定する基準点となるため、多くの基準点を設けることができる。よって、第２反射面１７４の高精度な調整が可能である。さらに、光束制御部材１４０は、段差面１７８を第２入射面１７３で入射した光の進行方向に対して死角の位置に配置しているため、光束の制御に影響をおよぼさない。

図１２および図１３は、比較例に係る光束制御部材１４０’の構成を示す図である。図１２は、比較例に係る光束制御部材１４０’の斜視図である。図１３Ａは、光束制御部材１４０’の底面図であり、図１３Ｂは、側面であり、図１３Ｃは、図１３Ｂにおいて破線で示された領域の部分拡大図である。

図１２および図１３に示されるように、比較例に係る光束制御部材１４０’は、入射領域１４１’および出射領域１４２を有する。入射領域１４１’は、屈折部１５０、フレネルレンズ部１６０および最外レンズ部１７０’を有する。最外レンズ部１７０’は、第２凸条１７１’および角部１７２を有する。第２凸条１７１’は、第２入射面１７３および第２出射面１７４’を有する。すなわち、比較例の光束制御部材１４０’は、第２反射面１７４’が分割反射面１７７および段差面１７８を有していない。このように、第２反射面１７４’が１つの面で形成されているため、第２反射面１７４’の一部のみを修正する場合であっても、第２反射面１７４’全体を修正する必要がある。

［実施の形態２］
実施の形態２に係る発光装置および照明装置は、光束制御部材２４０の形状が実施の形態１に係る発光装置１００および照明装置４００とそれぞれ異なる。実施の形態２に係る光束制御部材２４０は、最外レンズ部２７０の第２反射面２７４において、分割反射面２７７および段差面２７８のみが、実施の形態１に係る光束制御部材１４０と異なる。そこで、実施の形態１に係る発光装置１００および照明装置４００と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略し、光束制御部材２４０の異なる構成要素を中心に説明する。

（光束制御部材の構成）
図１４〜図１７は、実施の形態２に係る光束制御部材２４０の構成を示す図である。図１４は、実施の形態２に係る光束制御部材２４０の斜視図である。図１５Ａは、光束制御部材２４０の底面図であり、図１５Ｂは、側面図であり、図１５Ｃは、図１５Ｂにおいて破線で示される領域の部分拡大図である。図１６Ａは、図１５に示されるＢ−Ｂ線の断面図であり、図１６Ｂは、図１６Ａの破線で囲まれた領域の部分拡大図である。図１７は、光束制御部材２４０における光路図の一部である。

図１４〜図１７に示されるように、実施の形態２に係る光束制御部材２４０の入射領域２４１は、屈折部１５０、フレネルレンズ部１６０および最外レンズ部２７０を有する。

最外レンズ部２７０は、４つの第２凸条２７１と、４つの角部１７２とを有する。４つの第２凸条２７１は、第２入射面１７３および第２反射面２７４を有する。第２反射面２７４は、分割反射面２７７および段差面２７８を有する。分割反射面２７７および段差面２７８は、発光素子１２０側から出射領域１４２側に向かって、第２反射面２７４の表面において交互に配置されている。

第２仮想四角形Ｓ２の表面に垂直な方向において、隣接する２つの分割反射面２７７のうち、発光素子１２０側に配置された分割反射面２７７の上端は、出射領域１４２側に配置された他方の分割反射面２７７の下端より、出射領域１４２側に配置されている。すなわち、隣接する２つの分割反射面２７７は、水平方向において部分的に重なって配置されている。

段差面２７８は、隣接する２つの分割反射面２７７の間に配置されている。段差面２７８は、中心軸ＣＡに向かうにつれて、出射領域１４２側に近づくように傾斜している。

（効果）
実施の形態２に係る発光装置および照明装置は、実施の形態１と同様の効果を有する。

なお、凸条（第１凸条１６１および第２凸条１７１、２７１）の反射面（第１反射面１６３および第２反射面１７４、２７４）が分割反射面および段差面を有していてもよい。また、第１凸条１６１の第１反射面１６３のみが分割反射面および段差面を有していて、第２反射面１７１が分割反射面および段差面を有していなくてもよい。

また、第１凸条１６１の第１稜線１６５は、中心軸ＣＡ側に凸の曲線であってもよいし、外側に凸の曲線であってもよい。

また、最外レンズ部１７０、２７０は、４つの角部１７２を有していなくてもよい。この場合、最外レンズ部１７０、２７０は、４つの第２凸条１７１、２７１から構成される。

本発明に係る光束制御部材、発光装置および照明装置は、簡単に被照射領域の品位の調整を行うことができる。本発明に係る発光装置は、例えば、カメラのフラッシュなどとして有用である。また、本発明に係る照明装置は、例えば、室内の一般照明、液晶パネルを被照射面とする面光源装置などとして有用である。

１０ フレネルレンズ
１２ 溝
２０ シリンドリカルレンズ
１００ 発光装置
１２０ 発光素子
１４０、１４０’２４０ 光束制御部材
１４１、１４１’２４１ 入射領域
１４２ 出射領域
１４３ フランジ
１５０ 屈折部
１６０ フレネルレンズ部
１６１ 第１凸条
１６２ 第１入射面
１６３ 第１反射面
１６４ 第１接続面
１６５ 第１稜線
１７０、１７０’、２７０ 最外レンズ部
１７１、１７１’、２７１ 第２凸条
１７２ 角部
１７３ 第２入射面
１７４、１７４’、２７４ 第２反射面
１７５ 第２接続面
１７６ 第２稜線
１７７、２７７ 分割反射面
１７８、２７８ 段差面
１８１ 第３入射面
１８２ 第３反射面
１８３ 第３稜線
４００ 照明装置
Ｌ１ 第１対角線
Ｌ２ 第２対角線
Ｓ１ 第１仮想四角形
Ｓ２ 第２仮想四角形
ＣＡ 中心軸
ＬＡ 光軸

Claims (5)

1. 発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材であって、
   発光素子から出射された光を入射させる入射領域と、
   前記入射領域の反対側に形成され、前記入射領域で入射した光を出射させる出射領域と、
   を有し、
   前記入射領域は、その内側に配置され、前記発光素子から出射された光の一部を入射させる入射面と、その外側に配置され、入射した光を前記出射領域に向けて反射させる反射面と、前記入射面および前記反射面の間に配置された稜線とを有する凸条を複数含み、
   前記凸条は、仮想四角形の隣接する２本の対角線を繋ぐように配置されており、
   少なくとも１つの前記反射面は、
   前記凸状の延在方向と平行に配置され、前記入射面で入射した光を前記出射領域に向けて反射させる複数の分割反射面と、
   隣接した前記２つの分割反射面の間であって、前記入射面で入射した光の進行方向に対して死角の位置に配置された１または２以上の段差面と、
   を有する、
   光束制御部材。
2. 前記仮想四角形に直交する方向において、隣接する前記２つの分割反射面のうち、前記発光素子側に配置された前記分割反射面の上端は、前記出射領域側に配置された他方の前記分割反射面の下端と同じ位置に配置されている、請求項１に記載の光束制御部材。
3. 前記仮想四角形に直交する方向において、隣接する前記２つの分割反射面のうち、前記発光素子側に配置された前記分割反射面の上端は、前記出射領域側に配置された他方の前記分割反射面の下端より、前記出射領域側に配置されている、請求項１に記載の光束制御部材。
4. 発光素子と、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の光束制御部材と、
   を有する、発光装置。
5. 請求項４に記載の発光装置と、
   前記発光装置からの出射光を拡散させつつ透過させるカバーと、
   を有する、照明装置。

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