JP2017017001A - 光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＯＢ型のＬＥＤ等の、側方方向に光を多く出射する発光素子を用いた場合でも、発光装置から照射される光に輝度ムラをさせにくい光束制御部材を提供すること。
【解決手段】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に係る。この光束制御部材は、その中心軸と交わるように裏側に形成された第１の凹部の内面である入射面と、前記入射面で入射した光を外部に出射する出射面と、裏側に形成された第２の凹部と、を有し、第２の凹部は前記中心軸と直交する仮想直線に対して傾斜する第１の傾斜面および第２の傾斜面を有し、第２の傾斜面は、前記第１の傾斜面よりも前記中心軸に近い領域に形成され、第１の傾斜面は、前記入射面で光束制御部材に入射して前記出射面でフレネル反射した光の少なくとも一部を反射させる角度で傾斜する。
【選択図】図９

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に関する。また、本発明は、前記光束制御部材を有する発光装置、前記発光装置を有する面光源装置、および前記面光源装置を有する表示装置に関する。

液晶表示装置などの透過型画像表示装置では、バックライトとして直下型の面光源装置を使用することがある。近年、光源として複数の発光素子を有する、直下型の面光源装置が使用されるようになってきている。

たとえば、直下型の面光源装置は、基板、複数の発光素子、複数の光束制御部材（レンズ）および光拡散部材を有する。発光素子は、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。複数の発光素子は、基板上にマトリックス状に配置されている。各発光素子の上には、各発光素子から出射された光を基板の面方向に拡げる光束制御部材が配置されている。光束制御部材から出射された光は、光拡散部材により拡散され、被照射部材（例えば液晶パネル）を面状に照らす。

図１は、従来の光束制御部材の構成を示す図である。図１Ａは、裏側から見た斜視図であり、図１Ｂは、裏側から見た断面斜視図であり、図１Ｃは、断面図である。なお、図１Ａおよび図１Ｂでは、裏側に設けられた脚部を省略している。これらの図に示されるように、従来の光束制御部材２０は、発光素子から出射された光を入射する入射面２２と、入射面２２で入射した光を外部に出射する出射面２４とを有する。入射面２２は、発光素子に対して凹形状の面であり、発光素子の発光面と対向するように形成されている。

図２は、光束制御部材２０の光路図である。図２Ａは、出射角３０°で発光素子１０の発光中心から出射された光線の光路図であり、図２Ｂは、出射角４０°で発光素子１０の発光中心から出射された光光線の光路図である。ここで「出射角」とは、発光素子１０の光軸ＬＡに対する、出射された光線の角度（図２Ａのθ）を意味する。なお、図２でも、裏側に設けられた脚部を省略している。

図２に示されるように、発光素子１０から出射された光は、入射面２２で光束制御部材２０内に入射する。光束制御部材２０内に入射した光は、出射面２４に到達し、出射面２４から外部に出射される（実線の矢印）。このとき、出射面２４の形状により光が屈折するため、光の進行方向が制御される。その一方で、出射面２４に到達した光の一部は、出射面２４で反射し（フレネル反射）、発光素子１０が実装されている基板と対向する裏面２６に到達する（破線の矢印）。裏面２６に到達した光が裏面２６で反射した場合、光束制御部材２０の直上に向かう光が過剰になってしまうため、発光装置から照射される光の輝度に不均一な分布（輝度ムラ）が生じてしまう。また、裏面２６に到達した光が裏面２６から出射された場合、光が基板に吸収されてしまうため、光の損失が大きい。そこで、特許文献１では、このような問題を解決できる光束制御部材が提案されている。

図３は、特許文献１に記載の光束制御部材の構成を示す図である。図３Ａは、裏側から見た斜視図であり、図３Ｂは、裏側から見た断面斜視図であり、図３Ｃは、断面図である。なお、図３Ａおよび図３Ｂでは、裏側に設けられた脚部を省略している。これらの図に示されるように、特許文献１に記載の光束制御部材３０では、傾斜面３２を外側に有し、中心軸ＣＡに対して略平行な面３４を内側に有する凹部が裏面２６に形成されている。傾斜面３２は、光束制御部材３０の中心軸ＣＡに対して回転対称（円対称）であり、かつ中心軸ＣＡに直交する仮想直線に対して所定の角度（例えば４５°）で傾斜している。

図４は、光束制御部材３０の光路図である。図４Ａは、出射角３０°で発光素子１０の発光中心から出射された光線の光路図であり、図４Ｂは、出射角４０°で発光素子１０の発光中心から出射された光線の光路図である。なお、これらの図でも、裏側に設けられた脚部を省略している。これらの図に示されるように、出射面２４でフレネル反射した光は、裏面２６上の所定の領域に到達する。上記所定の領域に傾斜面３２を形成することで、傾斜面３２に到達した光の少なくとも一部を反射させて、側方方向へ向かう光にすることができる（図４Ａ、Ｂ参照）。

このように、特許文献１に記載の光束制御部材３０では、出射面２４で反射した光が、光束制御部材３０の直上に向かう光になりにくく、また、基板に吸収もされにくい。したがって、特許文献１に記載の光束制御部材３０を有する発光装置は、従来の光束制御部材２０を有する発光装置に比べて、均一にかつ効率よく光を照射することができる。

また、近年、チップ・オン・ボード（ＣＯＢ）型のＬＥＤが、実装の容易さ、および発光効率の高さから、照明用に用いられている。ＣＯＢ型のＬＥＤは、上方への出射に加えて、従来のＬＥＤよりも多くの光を側方方向へも出射することが知られている。

特開２０１１−２３２０４号公報

特許文献１に記載の面光源装置の発光素子に前記ＣＯＢ型のＬＥＤを用いるときは、ＬＥＤの側方方向に出射される光を入射面２２から光束制御部材内へ多く入射させる観点から、光束制御部材の裏面と発光素子の上面との高さの差をより少なくする。このとき、発光素子の側方方向に出射され、光束制御部材に入射した光は、光束制御部材の内部を伝播し、前記凹部を形成する内側の面３４に到達する。この光は、前記内側の面３４を透過するとともに面の表面状態によっては散乱する。さらに面３４を透過した光が傾斜面３２で屈折して、発光装置の上部近傍に向かう方向へ多く進行する（図５参照）。この内側の面３４での散乱および傾斜面３２での屈折により、発光装置の上部近傍に向かう光が過剰になってしまうため、発光装置の上部近傍に円環状に輝度の高い領域ができて、輝度ムラが生じてしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、出射面で反射した光をさらに反射させる傾斜面を有する光束制御部材であって、ＣＯＢ型のＬＥＤ等の、側方方向に光を多く出射する発光素子と組みあわせて用いた場合でも、光束制御部材から出射される光に輝度ムラを生じさせにくい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、この発光装置を有する面光源装置、およびこの面光源装置を有する表示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、その中心軸と交わるように裏側に形成された第１の凹部の内面であって、発光素子から出射された光を入射する入射面と、前記中心軸と交わるように表側に形成された、前記入射面で入射した光を外部に出射する出射面と、前記入射面よりも外側で前記中心軸を取り囲むように裏側に形成された、光束制御部材の内部に陥入した第２の凹部と、を有し、前記第２の凹部は、前記中心軸と直交する仮想直線に対して傾斜する第１の傾斜面と、前記中心軸と直交する仮想直線に対して傾斜する第２の傾斜面と、を有し、前記第２の傾斜面は、前記第１の傾斜面よりも前記中心軸に近い領域に形成され、前記第１の傾斜面は、前記入射面で光束制御部材に入射して前記出射面でフレネル反射した光の少なくとも一部を反射させる角度で、前記中心軸から離れるほど、より裏側に向かう方向に傾斜し、前記第２の傾斜面は、前記中心軸から離れるほど、より表側に向かう方向に傾斜する、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し、前記光束制御部材は、前記中心軸が前記発光素子の光軸と合致するように配置されている、構成を採る。

本発明の面光源装置は、本発明の発光装置と、前記発光装置からの光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する、構成を採る。

本発明の表示装置は、本発明の面光源装置と、前記面光源装置から出射された光を照射される表示部材とを有する、構成を採る。

本発明の光束制御部材は、ＣＯＢ型のＬＥＤ等の、側方方向に光を多く出射する発光素子と組み合わせた場合でも、出射される光に輝度ムラを生じさせにくい。

また、本発明の発光装置、面光源装置および表示装置は、上記輝度ムラを生じさせにくい光束制御部材を含むため、出射される光に輝度ムラを生じさせにくい。

図１Ａ〜Ｃは、従来の光束制御部材の構成を示す図である。 図２Ａ、Ｂは、図１に示される光束制御部材の光路図である。 図３Ａ〜Ｃは、特許文献１に記載の光束制御部材の構成を示す図である。 図４Ａ、Ｂは、図３に示される光束制御部材の光路図である。 図５は、図３に示される光束制御部材の別の光路図である。 図６Ａ、Ｂは、本発明に係る面光源装置の構成を示す図である。 図７Ａ、Ｂは、本発明に係る面光源装置の構成を示す断面図である。 図８は、図７Ｂの一部を拡大した部分拡大断面図である。 図９は、本発明に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図１０Ａ〜Ｃは、本発明に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図１１Ａ、Ｂは、本発明に係る光束制御部材の別の構成を示す図である。 図１２Ａ〜Ｃは、図１０に示される光束制御部材の光路図である。 図１３Ａ、Ｂは、本発明に係る光束制御部材のさらに別の構成を示す図である。 図１４は、本発明に係る光束制御部材のさらに別の構成を示す図である。 図１５は、図１０に示される光束制御部材の別の光路図である。 図１６Ａは、比較用の光束制御部材の概略を示す部分断面図である。図１６Ｂは、実施の形態１に係る光束制御部材の概略を示す部分断面図である。図１６Ｃは、図１６Ａおよび図１６Ｂに示す光束制御部材の直上領域における照度分布のシミュレーション結果を示すグラフである。 図１７Ａは、実施の形態１に係る別の光束制御部材の概略を示す部分断面図である。図１７Ｂは、図１６Ａおよび図１７Ａに示す光束制御部材の直上領域における照度分布のシミュレーション結果を示すグラフである。 図１８Ａは、実施の形態１に係る別の光束制御部材の概略を示す部分断面図である。図１８Ｂは、図１６Ａおよび図１８Ａに示す光束制御部材の直上領域における照度分布のシミュレーション結果を示すグラフである。 図１９Ａは、実施の形態２に係る光束制御部材の概略を示す部分断面図である。図１９Ｂは、図１６Ａおよび図１９Ａに示す光束制御部材の直上領域における照度分布のシミュレーション結果を示すグラフである。 図２０Ａは、実施の形態２に係る別の光束制御部材の概略を示す部分断面図である。図２０Ｂは、図１６Ａおよび図２０Ａに示す光束制御部材の直上領域における照度分布のシミュレーション結果を示すグラフである。 図２１Ａは、実施の形態２に係る別の光束制御部材の概略を示す部分断面図である。図２１Ｂは、図１６Ａおよび図２１Ａに示す光束制御部材の直上領域における照度分布のシミュレーション結果を示すグラフである。 図２２Ａは、実施の形態２に係る別の光束制御部材の概略を示す部分断面図である。図２２Ｂは、図１６Ａおよび図２２Ａに示す光束制御部材の直上領域における照度分布のシミュレーション結果を示すグラフである。 図２３Ａは、実施の形態３に係る光束制御部材の概略を示す部分断面図である。図２３Ｂは、図１６Ａおよび図２３Ａに示す光束制御部材の直上領域における照度分布のシミュレーション結果を示すグラフである。 図２４Ａ、Ｂは、本発明の他の実施形態に係る光束制御部材の構成を示す図である。

以下、本発明の光速制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明の面光源装置の代表例として、液晶表示装置のバックライトなどに適する面光源装置について説明する。これらの面光源装置は、面光源装置からの光を照射される被照射部材（例えば液晶パネル）と組み合わせることで、表示装置として使用されうる。

［面光源装置および発光装置の構成］
図６〜図８は、本発明の面光源装置の構成を示す図である。図６Ａは、平面図であり、図６Ｂは、正面図である。図７Ａは、図６Ｂに示される７Ａ−７Ａ線の断面図であり、図７Ｂは、図６Ａに示される７Ｂ−７Ｂ線の断面図である。図８は、図７Ｂの一部を拡大した部分拡大断面図である。

図６、図７に示されるように、本発明の面光源装置１００は、筐体１１０、複数の発光装置２００および光拡散部材１２０を有する。複数の発光装置２００は、筐体１１０の底板１１２上にマトリックス状に配置されている。底板１１２の内面は、拡散反射面として機能する。また、筐体１１０の天板１１４には、開口部が設けられている。光拡散部材１２０は、この開口部を塞ぐように配置されており、発光面として機能する。発光面の大きさは、例えば約４００ｍｍ×約７００ｍｍとすることができる。

図７、図８に示されるように、複数の発光装置２００は、それぞれ基板２１０上に固定されている。複数の基板２１０は、それぞれ筐体１１０の底板１１２上の所定の位置に固定されている。図８に示されるように、複数の発光装置２００は、それぞれ発光素子２２０および光束制御部材３００を有している。

発光素子２２０は、面光源装置１００の光源であり、基板２１０上に実装されている。発光素子２２０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。実装が容易であり、かつ、発光効率が高い観点からは、発光素子２２０はチップ・オン・ボード（ＣＯＢ）型のＬＥＤであることが好ましい。

ＣＯＢ型のＬＥＤは、従来のＬＥＤよりも多くの光を側方方向に出射することが知られている。発光素子２２０が、ＣＯＢ型のＬＥＤ等の、側方方向に多くの光を出射する素子であるとき、ＬＥＤの側面方向に出射する光をより多く光束制御部材に入射させる観点から、発光素子の上面は、光束制御部材が有する第１の凹部３１０（後述）の下端よりも鉛直方向上方にあることが好ましい。

光束制御部材３００は、レンズであり、基板２１０上に固定されている。光束制御部材３００は、発光素子２２０から出射された光の配光を制御し、上記光の進行方向を基板の面方向に拡げる。光束制御部材３００は、その中心軸ＣＡが発光素子２２０の光軸ＬＡに一致するように、発光素子２２０の上に配置されている（図８参照）。なお、後述する光束制御部材３００の入射面３２０および出射面３３０はいずれも回転対称（円対称）であり、かつこれらの回転軸は一致する。この入射面３２０および出射面３３０の回転軸を「光束制御部材の中心軸ＣＡ」という。また、「発光素子の光軸ＬＡ」とは、発光素子２２０からの立体的な出射光束の中心の光線を意味する。

光束制御部材３００は、複数に駒割した金型などを用いて、一体成形により形成することができる。光束制御部材３００の材料は、所望の波長の光を通過させ得る材料であればよい。たとえば、光束制御部材３００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）、シリコーン樹脂などの光透過性樹脂、またはガラスである。

本発明に係る面光源装置１００は、光束制御部材３００の構成に主たる特徴を有する。そこで、光束制御部材３００については、別途詳細に説明する。

光拡散部材１２０は、光拡散性を有する板状の部材であり、発光装置２００からの出射光を拡散させつつ透過させる。通常、光拡散部材１２０は、液晶パネルなどの被照射部材とほぼ同じ大きさである。たとえば、光拡散部材１２０は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂（ＭＳ）などの光透過性樹脂により形成される。光拡散性を付与するため、光拡散部材１２０の表面に微細な凹凸が形成されているか、または光拡散部材１２０の内部にビーズなどの光拡散子が分散している。

本発明に係る面光源装置１００では、各発光素子２２０から出射された光は、光束制御部材３００により光拡散部材１２０の広範囲を照らすように拡げられる。各光束制御部材３００から出射された光は、さらに光拡散部材１２０により拡散される。その結果、本発明に係る面光源装置１００は、面状の被照射部材（例えば液晶パネル）を均一に照らすことができる。

［光束制御部材の構成］
図９および図１０は、本発明に係る光束制御部材３００の構成を示す図である。図９は、裏側（基板２１０側）から見た斜視図である。図１０Ａは、平面図であり、図１０Ｂは、正面図であり、図１０Ｃは、図１０Ａに示される１０Ｃ−１０Ｃ線の断面図である。

図９に示されるように、光束制御部材３００は、第１の凹部３１０、入射面３２０、出射面３３０、第２の凹部３４０、および鍔部３５０を有する。光束制御部材３００は、いずれも不図示の、裏面または複数の脚部を有していてもよい。

第１の凹部３１０は、光束制御部材３００の裏側（発光素子２２０側）の中央部に形成されている。第１の凹部３１０の内面は、入射面３２０として機能する。入射面３２０は、発光素子２２０から出射された光の大部分またはすべてを、その進行方向を制御しつつ光束制御部材３００の内部に入射させる。入射面３２０は、光束制御部材３００の中心軸ＣＡと交わり、中心軸ＣＡを軸として回転対称（円対称）である。

出射面３３０は、光束制御部材３００の表側（光拡散部材１２０側）に、鍔部３５０から突出するように形成されている。出射面３３０は、光束制御部材３００内に入射した光を、進行方向を制御しつつ外部に出射させる。出射面３３０は、中心軸ＣＡと交わり、中心軸ＣＡを軸として回転対称（円対称）である。

出射面３３０は、中心軸ＣＡを中心とする所定範囲に位置する第１出射面３３０ａと、第１出射面３３０ａの周囲に連続して形成される第２出射面３３０ｂと、第２出射面３３０ｂと鍔部３５０とを接続する第３出射面３３０ｃとを有する（図１０Ｃ参照）。第１出射面３３０ａは、裏側に凸の曲面である。第２出射面３３０ｂは、第１出射面３３０ａの周囲に位置する、表側に凸の滑らかな曲面である。第２出射面３３０ｂの形状は、円環状の凸形状である。第３出射面３３０ｃは、第２出射面３３０ｂの周囲に位置する曲面である。図１０Ｃに示される断面において、第３出射面３３０ｃの断面は、直線状であってもよいし、曲線状であってもよい。

第２の凹部３４０は、光束制御部材の裏側の、前記第１の凹部３１０よりも外側（中心軸ＣＡからより遠い領域）に、中心軸ＣＡを取り囲むように形成されている。第２の凹部３４０は、その外側に形成された第１の傾斜面３４２と、より内側（中心軸ＣＡにより近い領域）に設けられた第２の傾斜面３４４とを有する。第２の凹部３４０は、後述する非傾斜面を有する非傾斜部をさらに有していてもよい。第１の傾斜面３４２および第２の傾斜面３４４は、いずれも中心軸ＣＡに直交する仮想直線に対して傾斜している。第１の傾斜面３４２は、中心軸から離れるほど、より裏側に向かう方向に、傾斜する。第２の傾斜面３４４は、中心軸ＣＡから離れるほど、より表側に向かう方向に、傾斜する。なお、傾斜面とは、中心軸ＣＡに直交する仮想直線に対して傾斜する（所定の角度で交わる）面を意味し、非傾斜面とは、中心軸ＣＡに直交する仮想直線と平行な平面を意味する。

また、中心軸ＣＡに直交する仮想直線に対する、傾斜面の傾斜角（以下、単に「傾斜角」ともいう。）とは、中心軸ＣＡを含む断面におけるその傾斜面が直線状であるときは、その直線と中心軸ＣＡに直交する仮想直線とがなす角度を意味し、中心軸ＣＡを含む断面におけるその傾斜面が曲線状であるときは、中心軸ＣＡを含む断面におけるその傾斜面に含まれる、中心軸ＣＡに最も近い点と中心軸ＣＡから最も遠い点とを結ぶ直線と、中心軸ＣＡに直交する仮想直線と、がなす角度を意味する。

第１の傾斜面３４２と第２の傾斜面３４４とは、連続して形成されてもよいし、第１の傾斜面３４２と第２の傾斜面３４４との間に非傾斜部が形成されてもよい。第１の傾斜面３４２と第２の傾斜面３４４とが連続して形成されるとき、中心軸ＣＡを含む断面において、第１の傾斜面３４２と第２の傾斜面３４４とは直接に接しており、第２の凹部３４０の断面形状は、上下を逆転させた略Ｖ字状である。第１の傾斜面３４２と第２の傾斜面３４４との間に非傾斜部が形成されるとき、中心軸ＣＡを含む断面において、第１の傾斜面３４２と第２の傾斜面３４４とは非傾斜部を介して接している。なお、非傾斜部を介して接するとは、断面における第１の傾斜面３４２を表す線分、および第２の傾斜面３４４を表す線分が、非傾斜面を介して（このとき、第２の凹部３４０の断面形状は、上底（より表側に位置する辺）が短い略台形から下底を除いた形状である。）、または頂面に非傾斜面が形成された凸状の非傾斜部を介して配置されて第２の凹部３４０の断面を形成していることを意味する。

上記第１の傾斜面３４２と第２の傾斜面３４４との間に形成された非傾斜面は、駒割された複数の金型から光束制御部材３００を成形するときの金型を、第１の傾斜面３４２を成形するための転写面を有する側の金型と、第２の傾斜面３４４を成形するための転写面を有する側の金型とに分割して形成するときに、中心軸ＣＡを回転軸とした回転方向、および中心軸ＣＡに沿った高さ方向の位置合わせするための基準として用いることができる。そのため、上記非傾斜面を有する光束制御部材３００は、製造がより容易である。ただし、後述する図１６Ｂ、図１６Ｃと図１７Ａ、図１７Ｂとの比較から明らかなように、非傾斜面を有さない光束制御部材は、輝度ムラがより生じにくい。そのため、上記製造の容易さと輝度ムラを抑制する効果とを両立させる観点からは、非傾斜面３４３を有する光束制御部材３００の中心軸ＣＡを含む断面図である図１１Ａおよびその裏側（基板２１０側）から見た斜視図である図１１Ｂに示されるように、非傾斜部は、連続して形成された第１の傾斜面３４２と第２の傾斜面３４４との接辺の一部にのみ配置されることが好ましい。このとき、光束制御部材３００の、中心軸ＣＡを含む一の断面では、第１の傾斜面３４２と第２の傾斜面３４４とは直接に接しており（図１０Ｃ）、中心軸ＣＡを含む他の断面では、第１の傾斜面３４２と第２の傾斜面３４４とは非傾斜部を介して接している（図１１Ｂ）。このとき、上記第１の傾斜面３４２と上記非傾斜面３４３と、および、非傾斜面３４３と第２の傾斜面３４４とは、互いに接していてもよいし、他の面（たとえば、中心軸ＣＡに略平行な面）を介して接していてもよい。

非傾斜面３４３の平面形状は、図１１Ｂに示すような小判型であってもよいし、円形などの他の形状であってもよい。金型同士の位置合わせをより容易にする観点からは、光束制御部材３００は、中心軸ＣＡを挟んで略対向する２つの位置に非傾斜部を有することが好ましく、上記略対向する２つの非傾斜部の組み合わせを少なくとも１組有することが好ましい。また、非傾斜面３４３は、中心軸ＣＡに沿った高さ方向について第１の傾斜面３４２および第２の傾斜面３４４の位置を正確に把握するための測定基準面として使用することもできる。その場合、測定を容易にし、且つ安定した測定結果を得るためには、非傾斜部を、中心軸ＣＡを対称軸として回転対称な位置に２個以上有することが好ましい。ただし、輝度ムラの発生を最小限に抑制する観点からは、光束制御部材３００が有する非傾斜部の数は少ない方が好ましく、位置合わせ効果および輝度ムラ抑制効果のバランスを考慮し、上記略対向する２つの非傾斜部の組み合わせを２組のみ有することが好ましい。

第１の傾斜面３４２の傾斜角は、入射面３２０で光束制御部材３００に入射して出射面３３０でフレネル反射した光の少なくとも一部を反射させる角度である。このような構成とすることで、上記フレネル反射して第１の傾斜面３４２に到達した光の少なくとも一部は、第１の傾斜面３４２で反射して、側方方向へ向かう光となる。そのため、出射面３３０でフレネル反射した光が、基板２１０でさらに反射することによる輝度ムラの発生や、基板２１０に吸収されることによる光の損失を、抑制することができる（図４参照）。

より多くの光を側方方向へ向かわせる観点からは、第１の傾斜面３４２は、たとえば、入射面３２０で光束制御部材３００に入射した光が出射面３３０でフレネル反射して到達する領域に設けることができる。入射面３２０で入射した光が出射面３３０でフレネル反射して光束制御部材３００の裏側に到達するまでの光路は、シミュレーションで求めることができる。図１２は、光束制御部材３００の光路図である。図１２Ａは、出射角３０°で発光素子２２０の発光中心から出射された光線の光路図であり、図１２Ｂは、出射角４０°で発光素子２２０の発光中心から出射された光線の光路図であり、図１２Ｃは、出射角５０°で発光素子２２０の発光中心から出射された光線の光路図である。これらの図に示されるように、光束制御部材３００では、出射面３３０で反射した光は、光束制御部材３００の裏側（これらの図では、裏面が形成されている）の所定の領域に到達する。前記入射面３２０で光束制御部材３００に入射した光が前記出射面３３０でフレネル反射して到達する領域は、たとえば、複数の異なる角度について上記シミュレーションを行い、そのうち大部分の光路が到達した領域を含むように、設定することができる。

図１３に示されるように、第１の傾斜面３４２は、稜線３４２ｃに垂直な断面が略三角形状であり、かつ中心軸ＣＡに対して回転対称な、複数の凸条３４２ｄからなってもよい（図１３Ａ参照）。凸条３４２ｄは、平面状の第１反射面３４２ａと、平面状の第２反射面３４２ｂと、第１反射面３４２ａと第２反射面３４２ｂとの交線である稜線３４２ｃとを有している。また、図１３Ｂに示すように、稜線３４２ｃを含む仮想直線は、稜線３４２ｃよりも表側の位置で中心軸ＣＡと交わる。なお、説明を簡略化するため、図１３Ｂでは第２の傾斜面３４４を省略している。このような凸条３４２ｄは、全反射プリズムのように機能して、上記フレネル反射して第１の傾斜面３４２に到達した光を光束制御部材３００の側方方向にさらに反射させる。これにより、上記凸条３４２ｄは、第１の傾斜面３４２を通過して光束制御部材３００直下の基板に到達する光による、輝度ムラの発生および光の利用効率の低下をさらに抑制する。

このときも、光束制御部材３００の裏側（基板２１０側）から見た斜視図である図１４に示されるように、金型同士の位置合わせをより容易にするため、光束制御部材３００は、連続して形成された第１の傾斜面３４２と第２の傾斜面３４４との接辺の一部に非傾斜面３４３を有する非傾斜部が形成されていてもよい。図１４に示される非傾斜面３４３は、凸条３４２ｄの高さおよび第２の凹部３４０の深さ（第２の凹部３４０の底（第２の凹部３４０の表面のうち、最も表側にある点）と、第１の凹部３１０の下端（第１の凹部３１０の表面のうち、最も裏側にある点）を含んで中心軸ＣＡに直交する仮想直線と、の間の距離）などを測定する際の基準面として用いることもできる。非傾斜面３４３の平面形状は、図１４に示すような小判型であってもよいし、円形などの他の形状であってもよい。金型同士の位置合わせをより容易にする観点からは、光束制御部材３００は、中心軸ＣＡを挟んで略対向する２つの位置に非傾斜部を有することが好ましく、上記略対向する２つの非傾斜部の組み合わせを少なくとも１組有することが好ましい。また、非傾斜面３４３を、中心軸ＣＡに沿った高さ方向について第１の傾斜面３４２および第２の傾斜面３４４の位置を正確に把握するための測定基準面として使用する観点からは、測定を容易にし、且つ安定した測定結果を得るためには、非傾斜部を、中心軸ＣＡを対称軸として回転対称な位置に２個有することが好ましい。ただし、輝度ムラの発生を最小限に抑制する観点からは、光束制御部材３００が有する非傾斜部の数は少ない方が好ましく、位置合わせ効果および輝度ムラ抑制効果のバランスを考慮し、上記略対向する２つの非傾斜部の組み合わせを２組のみ有することが好ましい。

第２の傾斜面３４４は、傾斜角が一定の、ひとつの円錐台面（後述する実施の態様１を参照）でもよいし、異なる傾斜角を有する複数の円錐台面を組み合わせてなるもの（後述する実施の態様２を参照）でもよいし、外側に向けて漸次変化する傾斜角を有する曲面（後述する実施の態様３を参照）であってもよい。なお、円錐台面とは、円錐台の側面の形状を有する面を意味する。

第２の傾斜面３４４が、傾斜角が一定である、ひとつの円錐台面状であるとき、中心軸ＣＡを通る断面において第２の傾斜面３４４は直線状となる。第２の傾斜面３４４が、異なる傾斜角を有する複数の円錐台面の集合であるとき、中心軸ＣＡを通る断面において第２の傾斜面３４４は途中で屈折した直線状となる。第２の傾斜面３４４が、外側に向けて漸次変化する傾斜角を有する曲面であるとき、中心軸ＣＡを通る断面において第２の傾斜面３４４は、傾斜角が漸次変化する曲線状となる。

従来、第２の凹部３４０の内側の面は、中心軸ＣＡに対して略平行に形成されていた（たとえば、図３および図４の面３４）。そのため、上記中心軸ＣＡに略直交する方向に進行する光は、上記内側の面および第１の傾斜面３４２により、光束制御部材の上方に散乱したり方向変換されたりしてしまい（たとえば、図５の光路図を参照）、このような光により、面光源装置から照射される光には、輝度ムラが発生していた。これに対し、上記内側の面を傾斜させ、第２の傾斜面３４４とすることで、図５に記載されるような光路を進行する光の量は、減少する。また、第２の傾斜面３４４は、上記中心軸ＣＡに略直交する方向に進行する光を反射または屈折させて光束制御部材の側方方向に進行させる（図１５参照。なお、図１５では、第２の傾斜面３４４で反射した光のみが示されている。）。これらの理由により、第２の傾斜面３４４は、光束制御部材３００の上方への光の進行を抑制し、上記輝度ムラを発生しにくくする。上記散乱および上方へ方向変換した光による輝度ムラをより発生しにくくする観点からは、第２の傾斜面３４４は、たとえば、入射面３２０で光束制御部材３００に入射して中心軸ＣＡに略直交する方向に進行する光が多く到達する領域に設けることができる。

特に、発光素子がＣＯＢ型のＬＥＤであるとき、ＬＥＤの側方方向へ出射する光の量が従来のＬＥＤよりも多いため、上記中心軸ＣＡに略直交する方向に進行する光の量も多くなる。そのため、本発明の光束制御部材３００は、発光素子がＣＯＢ型のＬＥＤであるときに、従来の光束制御部材と比べて、輝度ムラをより発生しにくくすることができる。

第２の傾斜面３４４で反射した光が光束制御部材３００の上方へ進行することによる輝度ムラを、より生じにくくする観点からは、第２の傾斜面３４４は、中心軸ＣＡと直交する方向に進行し入射面３２０の縁部で光束制御部材に入射して、第２の傾斜面３４４に到達する光を、中心軸ＣＡに平行な方向へ進行するように全反射させる角度より小さい角度で、中心軸ＣＡと直交する仮想直線に対して傾斜することが好ましい。なお、第２の傾斜面３４４の傾斜角とは、中心軸ＣＡを含む任意の断面において第２の傾斜面３４４を表す線分に含まれる、出射面３３０に最も近い点と出射面３３０から最も遠い点とを結ぶ直線と、中心軸ＣＡに直交する仮想直線とがなす角度を意味する。後述する実施の形態２のように、第２の傾斜面３４４が傾斜角の異なる複数の傾斜面を含むときは、第２の傾斜面３４４の全表面積のうち、傾斜角が上記全反射させる角度より小さい角度である傾斜面の表面積が占める割合が、少なくとも半分以上であることがより好ましい。上記観点からは、第２の傾斜面３４４が傾斜角の異なる複数の傾斜面を含むときは、いずれの傾斜面の傾斜角も、上記全反射させる角度より小さい角度であることがさらに好ましい。

一方で、上記中心軸ＣＡに略直交する方向に進行する光のほぼ全てを光束制御部材の側方方向に進行させ、上記上方への光の散乱をより抑制する観点からは、第２の傾斜面３４４の傾斜角は、上記光を全反射させる角度であることが好ましい。また、第１の傾斜面３４２と第２の傾斜面３４４との間に、中心軸ＣＡに対して略平行な面が形成されにくくする観点からは、第２の傾斜面３４４の傾斜角は、前記第２の凹部３４０の底と前記第１の凹部３１０の下端とを結ぶ直線と、中心軸ＣＡに直交する仮想直線と、のなす角度以上の角度であることが好ましい。

後述する実施の形態２から明らかなように、より輝度ムラを少なくする観点からは、第２の傾斜面３４４は、裏側に凸となっていることが好ましい。このとき、第２の傾斜面３４４は、たとえば、異なる傾斜角を有する複数の円錐台面の組み合わせ、または外側に向けて漸次変化する傾斜角を有する曲面であり、中心軸ＣＡを含む断面において、第２の傾斜面３４４は、それぞれ、いずれも裏側に凸な、複数の線分の組みあわせ（図１９Ａ、図２１Ａ参照）、または外側ほど傾斜角が大きい曲線状（図２３Ａ参照）となる。

一方で、成形の容易さの観点からは、第２の傾斜面３４４は、傾斜角が一定であることが好ましい。このとき、第２の傾斜面３４４は、ひとつの円錐台面状となり、中心軸ＣＡを含む断面において、第２の傾斜面３４４は、直線状となる（図１６Ｂ参照）。

なお、図９では、光束制御部材３００の裏側の全面を第２の凹部３４０としているが、第１の傾斜面３４２および第２の傾斜面３４４が上記領域に形成される限り、第２の凹部３４０は光束制御部材３００の裏側の一部の領域にのみ形成されてもよい。このとき、光束制御部材３００の裏側の残りの領域には、裏面が形成される。

また、光束制御部材３００の裏側に複数（たとえば２つ）の第２の凹部３４０を形成して、そのうち一つの凹部が第１の傾斜面３４２を有し、他の凹部が第２の傾斜面３４４を有してもよい。このとき、上記中心軸ＣＡに略直交する方向に進行する光の散乱による輝度ムラの発生をより抑制する観点からは、第２の傾斜面３４４は、複数の第２の凹部３４０のうち、最も入射面３２０に近い凹部の、入射面３２０側の面とすることが好ましい。ただし、第２の凹部３４０が２つ以上存在すると、第１の傾斜面３４２および第２の傾斜面３４４以外に、中心軸ＣＡに対して略平行な面が形成され、この面が前記上方への散乱をわずかに生じさせることがある。このわずかな上方への散乱を抑制する観点からは、第２の凹部３４０を一つのみ形成し、その外側の面を第１の傾斜面３４２とし、内側の面を第２の傾斜面３４４とすることが好ましい。

鍔部３５０は、出射面３３０の外周部と光束制御部材３００の裏側の外周部との間に位置し、径方向外側に突出している。鍔部３５０の形状は、略円環状である。鍔部３５０は、必須の構成要素ではないが、鍔部３５０を設けることで、光束制御部材３００の取り扱いおよび位置合わせが容易になる。鍔部３５０の厚みは、出射面３３０の必要面積や鍔部３５０の成形性などを考慮して決定され得る。

任意に形成される裏面は、光束制御部材の裏側（基板２１０側）に位置する、上記中心軸ＣＡに略直交する方向に延在する面であり、たとえば、第１の凹部３１０の開口縁部から径方向に延在する面である。

任意に形成される複数の脚部は、光束制御部材３００の裏側から突出している略円柱状の部材である。複数の脚部は、発光素子２２０に対して適切な位置に光束制御部材３００を支持する。

［照度分布のシミュレーション結果］
以下、第２の傾斜面３４４の形状ごとに、光束制御部材３００の直上領域における照度分布をシミュレーションした結果を示す。また、比較のため、第１の傾斜面３４２は有するが、第２の傾斜面３４４は有さない比較用の光束制御部材について、同様に照度分布をシミュレーションした結果も示す。

図８に示されるように基板２１０の上に、底面以外の５面がランバーシアン配光で発光するＣＯＢ型のＬＥＤである発光素子２２０、および光束制御部材３００または上記比較用の光束制御部材を配置した場合の、光束制御部材３００または上記比較用の光束制御部材の上部における光拡散部材１２０上の照度分布を調べた。なお、発光素子２２０は、その上面が、光束制御部材３００または上記比較用の光束制御部材が有する第１の凹部３１０の下端よりも鉛直方向上方になるように、設置した。シミュレーションに用いた光束制御部材３００および比較用の光束制御部材は、第２の傾斜面３４４を有するかどうかのみで相違する。光束制御部材３００および比較用の光束制御部材のパラメーターを以下のように設定した。第２の傾斜面の傾斜角および内径を変更した複数の光束制御部材３００による照度分布を求めて、それぞれを上記比較用の光束制御部材による照度分布と比較した。
（共通のパラメーター）
・光束制御部材の外径： １５.５ｍｍ
・出射面の外径： １５.０ｍｍ
・第１の凹部の開口径： ２.０ｍｍ
・基板表面から入射面縁部までの高さ： ０．０２ｍｍ
・第１の傾斜面の内径： ９.４ｍｍ
・第１の傾斜面の外径： １５.５ｍｍ
・第１の傾斜面の内径部の高さ： ０．７ｍｍ
・発光素子の高さ： ０．３５ｍｍ
・発光素子の大きさ： １．５ｍｍ×１．５ｍｍ

（実施の形態１）
実施の形態１は、第２の傾斜面３４４が、ひとつの円錐台面状である態様に係る。このとき、中心軸ＣＡを通る断面において、第２の傾斜面３４４は直線状となる。

図１６Ａは、シミュレーションに用いた光束制御部材のうち、第１の傾斜面３４２を有するが第２の傾斜面を有さない、比較用の光束制御部材の概略を示す、中心軸ＣＡを通る断面における部分断面図である。図１６Ｂは、シミュレーションに用いた光束制御部材のうち、第１の傾斜面３４２および第２の傾斜面３４４をいずれも有する光束制御部材３００の概略を示す、中心軸ＣＡを通る断面における部分断面図である。図１６Ｂにおいて、第２の凹部３４０は、光束制御部材３００の裏側の全体に形成されており、第１の傾斜面３４２および第２の傾斜面３４４は、連続して形成されている。図１６Ａおよび図１６Ｂにおいて、縦軸は光束制御部材３００の第１の凹部３１０の下端からの鉛直方向の距離を、横軸は光束制御部材３００の中心軸ＣＡからの水平方向の距離（ｍｍ）を、それぞれ示している。また、図１６Ａおよび図１６Ｂにおいて、上記比較用の光束制御部材または光束制御部材３００の形状は、太線で示されている。

図１６Ｃは、図１６Ａに示す比較用の光束制御部材および図１６Ｂに示す光束制御部材３００の、直上領域における照度分布のシミュレーション結果である。図１６Ｃにおいて、縦軸は照度（ｌｘ）を、横軸は光束制御部材の中心軸ＣＡからの水平方向の距離（ｍｍ）を示している。図１６Ｃにおいて、破線は上記比較用の光束制御部材のシミュレーション結果を、太線は光束制御部材３００のシミュレーション結果を、それぞれ示す。

図１６Ｃから明らかなように、上記比較用の光束制御部材では、発光装置の上部近傍に周囲よりも照度が高くなった部分（図中２つの矢印で示す。）が生じているが、本実施の形態に係る光束制御部材３００では、上記照度が高くなった部分は生じなかった。また、本実施の形態に係る光束制御部材３００では、光束制御部材３００の直上領域の照度が低くなり、逆に周辺領域の照度が高くなって、照度分布がより滑らかな山型になった。

図１７Ａは、シミュレーションに用いた光束制御部材のうち、第１の傾斜面３４２および第２の傾斜面３４４をいずれも有する別の光束制御部材３００の概略を示す、中心軸ＣＡを通る断面における部分断面図である。図１７Ａにおいて、第２の凹部３４０は、光束制御部材３００の裏側の全体に形成されており、第１の傾斜面３４２および第２の傾斜面３４４との間には、中心軸ＣＡに対して回転対称な非傾斜面が形成されている。図１７Ａにおいて、縦軸は光束制御部材３００の第１の凹部３１０の下端からの鉛直方向の距離を、横軸は光束制御部材３００の中心軸ＣＡからの水平方向の距離（ｍｍ）を、それぞれ示している。また、図１７Ａにおいて、光束制御部材３００の形状は、太線で示されている。

図１７Ｂは、図１６Ａに示す比較用の光束制御部材および図１７Ａに示す光束制御部材３００の、直上領域における照度分布のシミュレーション結果である。図１７Ｂにおいて、縦軸は照度（ｌｘ）を、横軸は光束制御部材の中心軸ＣＡからの水平方向の距離（ｍｍ）を示している。図１７Ｂにおいて、破線は上記比較用の光束制御部材のシミュレーション結果を、太線は光束制御部材３００のシミュレーション結果を、それぞれ示す。

図１７Ｂから明らかなように、上記比較用の光束制御部材では、発光装置の上部近傍に周囲よりも照度が高くなった部分（図中２つの矢印で示す。）が生じているが、本実施の形態に係る光束制御部材３００では、上記照度が高くなった部分は生じなかった。また、本実施の形態に係る光束制御部材３００では、光束制御部材３００の直上領域の照度が低くなり、逆に周辺領域の照度が高くなって、照度分布がより滑らかな山型になった。

図１８Ａは、シミュレーションに用いた光束制御部材のうち、第１の傾斜面３４２および第２の傾斜面３４４をいずれも有するさらに別の光束制御部材３００の概略を示す、中心軸ＣＡを通る断面における部分断面図である。図１８Ａにおいて、第２の凹部３４０は、光束制御部材３００の裏側の一部の領域にのみ形成されており、第１の傾斜面３４２および第２の傾斜面３４４は、連続して形成されている。図１８Ａにおいて、縦軸は光束制御部材３００の第１の凹部３１０の下端からの鉛直方向の距離を、横軸は光束制御部材３００の中心軸ＣＡからの水平方向の距離（ｍｍ）を、それぞれ示している。また、図１８Ａにおいて、光束制御部材３００の形状は、太線で示されている。

図１８Ｂは、図１６Ａに示す比較用の光束制御部材および図１８Ａに示す光束制御部材３００の、直上領域における照度分布のシミュレーション結果である。図１８Ｂにおいて、縦軸は照度（ｌｘ）を、横軸は光束制御部材の中心軸ＣＡからの水平方向の距離（ｍｍ）を示している。図１８Ｂにおいて、破線は上記比較用の光束制御部材のシミュレーション結果を、太線は光束制御部材３００のシミュレーション結果を、それぞれ示す。

図１８Ｂから明らかなように、上記比較用の光束制御部材部材では、発光装置の上部近傍に周囲よりも照度が高くなった部分（図中２つの矢印で示す。）が生じているが、本実施の形態に係る光束制御部材３００では、上記照度が高くなった部分は生じなかった。また、本実施の形態に係る光束制御部材３００では、光束制御部材３００の直上領域の照度が低くなり、逆に周辺領域の照度が高くなって、照度分布がより滑らかな山型になった。

以上のように、本実施の形態に係る光束制御部材３００では、第１の傾斜面３４２を形成する凹部を形成する内側の面３４に照射されて散乱する光による、凹部の上方に円環状に照度の高い領域が生じにくい。また、本実施の形態に係る光束制御部材３００では、光束制御部材３００の直上領域の照度が低くなり、逆に周辺領域の照度が高くなって、照度分布がより滑らかな山型になる。したがって、本実施の形態に係る発光装置２００は、上記比較用の光束制御部材を有する発光装置に比べて、効率よくかつより滑らかな山型に光を照射することができる。

上記効果は、中心軸ＣＡを含む断面における第２の凹部３４０の断面形状が、上下を逆転させた略Ｖ字状であるとき（図１６Ｂ）および上底が短い略台形から下底を除いた形状であるとき（図１７Ａ）、ならびに第２の凹部３４０が光束制御部材３００の裏側の一部の領域にのみ形成されているとき（図１８Ａ）、のいずれにおいても奏される。

また、図１６Ｃと図１７Ｂおよび図１８Ｂとの比較からも明らかなように、第２の傾斜面３４４の傾斜角は小さいほうがよい。これは、上記傾斜角を小さくすることで、中心軸ＣＡに略平行に進行し、第２の傾斜面３４４で反射または散乱した光の多くを、光束制御部材３００の側方方向に進行させやすくなるためと考えられる。ただし、第２の傾斜面３４４の傾斜角は、第２の凹部３４０の下端と第１の凹部３１０の下端とを結ぶ直線と、中心軸ＣＡに直交する仮想直線と、がなす角度以上の角度であることが好ましい。

（実施の形態２）
実施の形態２は、光束制御部材３００の第２の傾斜面３４４が、異なる傾斜角を有する複数（ここでは２つ）の円錐台面の集合である態様に係る。このとき、中心軸ＣＡを通る断面において、第２の傾斜面３４４は途中で角度の異なる複数の直線からなる。

図１９Ａ、図２０Ａ、図２１Ａおよび図２２Ａは、シミュレーションに用いた光束制御部材のうち、第１の傾斜面３４２および第２の傾斜面３４４をいずれも有するさらに別の光束制御部材３００の概略を示す、中心軸ＣＡを通る断面における部分断面図である。図１９Ａ、図２０Ａ、図２１Ａおよび図２２Ａにおいて、第２の傾斜面３４４は、異なる傾斜角を有する傾斜面３４４ａおよび傾斜面３４４ｂを有する。図１９Ａ、図２０Ａ、図２１Ａおよび図２２Ａにおいて、縦軸は光束制御部材３００の第１の凹部３１０の下端からの鉛直方向の距離を、横軸は光束制御部材３００の中心軸ＣＡからの水平方向の距離（ｍｍ）を、それぞれ示している。また、図１９Ａ、図２０Ａ、図２１Ａおよび図２２Ａにおいて、光束制御部材３００の形状は、太線で示されている。

これらのうち、図１９Ａおよび図２１Ａは、第２の傾斜面３４４が裏側に凸となるように、異なる傾斜角を有する２つの円錐台面を組み合わせてなる、光束制御部材３００を示す。逆に、図２０Ａおよび図２２Ａは、第２の傾斜面３４４が表側に凸となるように、異なる傾斜角を有する２つの円錐台面を組み合わせてなる、光束制御部材３００を示す。

図１９Ｂ、図２０Ｂ、図２１Ｂおよび図２２Ｂは、それぞれ、図１６Ａに示す比較用の光束制御部材および図１９Ａ、図２０Ａ、図２１Ａおよび図２２Ａに示す光束制御部材３００の、直上領域における照度分布のシミュレーション結果である。図１９Ｂ、図２０Ｂ、図２１Ｂおよび図２２Ｂにおいて、縦軸は照度（ｌｘ）を、横軸は光束制御部材の中心軸ＣＡからの水平方向の距離（ｍｍ）を示している。図１９Ｂ、図２０Ｂ、図２１Ｂおよび図２２Ｂにおいて、破線は上記比較用の光束制御部材のシミュレーション結果を、太線は光束制御部材３００のシミュレーション結果を、それぞれ示す。

図１９Ｂ、図２０Ｂ、図２１Ｂおよび図２２Ｂから明らかなように、上記比較用の光束制御部材では、発光装置の上部近傍に周囲よりも照度が高くなった部分（図中２つの矢印で示す。）が生じているが、本実施の形態に係る光束制御部材３００では、上記照度が高くなった部分は生じなかった。また、本実施の形態に係る光束制御部材３００では、光束制御部材３００の直上領域の照度が低くなり、逆に周辺領域の照度が高くなって、照度分布がより滑らかな山型になった。

また、図１４Ｂ、図１９Ｂ、図２０Ｂ、図２１Ｂおよび図２２Ｂから明らかなように、第２の傾斜面３４４は、表側に凸となるように、異なる傾斜角を有する複数の円錐台面を組み合わせてなるときより（図２０Ａ、図２２Ａ）も、ひとつの円錐台面（図１６Ｂ）であるほうが、照度分布がより滑らかな山型であり、裏側に凸となるように、異なる傾斜角を有する複数の円錐台面を組み合わせてなるとき（図１９Ａ、図２１Ａ）、照度分布がさらに滑らかな山型になった。

（実施の形態３）
実施の形態３は、光束制御部材３００の第２の傾斜面３４４が、変化する傾斜角を有する、裏側に凸となるような、外側に向けて漸次変化する傾斜角を有する曲面である態様に係る。このとき、中心軸ＣＡを通る断面において、第２の傾斜面３４４は略放物線状となる。

図２３Ａは、シミュレーションに用いた光束制御部材のうち、第１の傾斜面３４２および第２の傾斜面３４４をいずれも有するさらに別の光束制御部材３００の概略を示す、中心軸ＣＡを通る断面における部分断面図である。図２３Ａにおいて、第２の傾斜面３４４は、外側に向けて漸次変化する傾斜角を有する曲面である。図２３Ａにおいて、縦軸は光束制御部材３００の第１の凹部３１０の下端からの鉛直方向の距離を、横軸は光束制御部材３００の中心軸ＣＡからの水平方向の距離（ｍｍ）を、それぞれ示している。また、図２３Ａにおいて、光束制御部材３００の形状は、太線で示されている。

図２３Ｂは、それぞれ、図１６Ａに示す比較用の光束制御部材および図２３Ａに示す光束制御部材３００の、直上領域における照度分布のシミュレーション結果である。図２３Ｂにおいて、縦軸は照度（ｌｘ）を、横軸は光束制御部材の中心軸ＣＡからの水平方向の距離（ｍｍ）を示している。図２３Ｂにおいて、破線は上記比較用の光束制御部材のシミュレーション結果を、太線は光束制御部材３００のシミュレーション結果を、それぞれ示す。

図２３Ｂから明らかなように、上記比較用の光束制御部材では、発光装置の上部近傍に周囲よりも照度が高くなった部分（図中２つの矢印で示す。）が生じているが、本実施の形態に係る光束制御部材３００では、上記照度が高くなった部分は生じにくかった。また、本実施の形態に係る光束制御部材３００では、光束制御部材３００の直上領域の照度が低くなり、逆に周辺領域の照度が高くなって、照度分布がより滑らかな山型になった。

また、第２の傾斜面３４４が、傾斜角が一定の、ひとつの円錐台面状（図１６Ｂ）であるときよりも、裏側に凸となるような、外側に向けて漸次変化する傾斜角を有する曲面（図２３Ａ）であるほうが、照度分布がより滑らかな山型であった。

［効果］
以上述べたように、本発明の光束制御部材３００は、発光装置の上部近傍の照度が高まることを抑制し、かつ、光束制御部材３００の直上領域の照度も低くし、逆に周辺領域の照度を高くして、光束制御部材３００の直上における照度分布をより滑らかな山型にすることができる。また、このような光束制御部材３００を有する発光装置２００、面光源装置１００および表示装置は、同様に、輝度ムラが発生しにくく、照度分布をより均一にしやすい。

［その他］
図２４に示すように、第２の傾斜面３４４は、稜線３４４ｅに垂直な断面が略三角形状であり、かつ中心軸ＣＡに対して回転対称な、複数の凸条３４４ｆからなっていてもよい。凸条３４４ｆは、平面状の第１反射面３４４ｃと、平面状の第２反射面３４４ｄと、第１反射面３４４ｃと第２反射面３４４ｄとの交線である稜線３４４ｅとを有している。このような凸条３４４ｆも、実施の形態１から３の第２の傾斜面と同様に上記中心軸ＣＡに略直交する方向に進行する光を反射または屈折させ、輝度ムラの発生を抑制する。また、面光源装置１００の系内に存在する迷光が、光束制御部材３００の出射面３３０から入射し、第２の傾斜面３４４に到達して凸条３４４ｆによって再帰反射され、光束制御部材３００直下の基板に到達することを抑制する効果が期待できる。これにより、光の利用効率の低下を抑制できる可能性もある。

光束制御部材３００は、図２４Ａに示すように、複数の凸条３４４ｄのみを有してもよいし、図２４Ｂに示すように、複数の凸条３４４ｄおよび複数の凸条３４２ｄを有していてもよい。

図２４Ａおよび図２４Ｂに示すいずれの形態においても、金型同士の位置合わせをより容易にし、かつ、凸条３４２ｄの高さ、凸条３４４ｆの高さおよび第２の凹部３４０の深さなどを測定する際の基準面として用いるため、光束制御部材３００は、連続して形成された第１の傾斜面３４２と第２の傾斜面３４４との接辺の一部に非傾斜面３４３を有する非傾斜部が形成されていてもよい。金型同士の位置合わせをより容易にする観点からは、光束制御部材３００は、中心軸ＣＡを挟んで略対向する２つの位置に非傾斜部を有することが好ましく、上記略対向する２つの非傾斜部の組み合わせを少なくとも１組有することが好ましい。また、非傾斜面３４３を、中心軸ＣＡに沿った高さ方向について第１の傾斜面３４２および第２の傾斜面３４４の位置を正確に把握するための測定基準面として使用する観点からは、測定を容易にし、且つ安定した測定結果を得るためには、非傾斜部を、中心軸ＣＡを対称軸として回転対称な位置に２個有することが好ましい。ただし、輝度ムラの発生を最小限に抑制する観点からは、光束制御部材３００が有する非傾斜部の数は少ない方が好ましく、位置合わせ効果および輝度ムラ抑制効果のバランスを考慮し、上記略対向する２つの非傾斜部の組み合わせを２組のみ有することが好ましい。

本発明の光束制御部材、発光装置および面光源装置は、例えば、液晶表示装置のバックライトや一般照明などに適用することができる。

１０ 発光素子
２０、３０ 光束制御部材
２２ 入射面
２４ 出射面
２６ 裏面
３２ 傾斜面
３４ 中心軸に対して略平行な面
１００ 面光源装置
１１０ 筐体
１１２ 底板
１１４ 天板
１２０ 光拡散部材
２００ 発光装置
２１０ 基板
２２０ 発光素子
３００ 光束制御部材
３１０ 第１の凹部
３２０ 入射面
３３０ 出射面
３３０ａ 第１出射面
３３０ｂ 第２出射面
３３０ｃ 第３出射面
３４０ 第２の凹部
３４２ 第１の傾斜面
３４２ａ 第１反射面
３４２ｂ 第２反射面
３４２ｃ 稜線
３４２ｄ 凸条
３４３ 非傾斜面
３４４ 第２の傾斜面
３４４ａ 傾斜面
３４４ｂ 傾斜面
３４４ｃ 第１反射面
３４４ｄ 第２反射面
３４４ｅ 稜線
３４４ｆ 凸条
３５０ 鍔部
ＣＡ 光束制御部材の中心軸
ＬＡ 発光素子の光軸

Claims (9)

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、
   その中心軸と交わるように裏側に形成された第１の凹部の内面であって、発光素子から出射された光を入射する入射面と、
   前記中心軸と交わるように表側に形成された、前記入射面で入射した光を外部に出射する出射面と、
   前記入射面よりも外側で前記中心軸を取り囲むように裏側に形成された、光束制御部材の内部に陥入した第２の凹部と、
   を有し、
   前記第２の凹部は、前記中心軸と直交する仮想直線に対して傾斜する第１の傾斜面と、前記中心軸と直交する仮想直線に対して傾斜する第２の傾斜面と、を有し、
   前記第２の傾斜面は、前記第１の傾斜面よりも前記中心軸に近い領域に形成され、
   前記第１の傾斜面は、前記入射面で光束制御部材に入射して前記出射面でフレネル反射した光の少なくとも一部を反射させる角度で、前記中心軸から離れるほど、より裏側に向かう方向に傾斜し、
   前記第２の傾斜面は、前記中心軸から離れるほど、より表側に向かう方向に傾斜する、光束制御部材。
2. 前記第２の傾斜面は、前記中心軸と直交する方向に進行し前記入射面の縁部で光束制御部材に入射して前記第２の傾斜面に到達する光を前記中心軸と平行な方向へ全反射させる角度より小さい角度で、前記中心軸と直交する仮想直線に対して傾斜する、請求項１に記載の光束制御部材。
3. 前記第２の傾斜面は、裏側に凸となっている、請求項１または２に記載の光束制御部材。
4. 前記第２の傾斜面は、傾斜角が一定である、請求項１または２に記載の光束制御部材。
5. 前記第２の凹部は、前記中心軸に直交する仮想直線に対して平行な非傾斜面が形成された非傾斜部をさらに有し、
   前記中心軸を含む一の断面において、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面とは直接に接しており、前記中心軸を含む他の断面において、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面とは前記非傾斜部を介して接している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光束制御部材。
6. 発光素子と、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光束制御部材とを有し、前記光束制御部材は、前記中心軸が前記発光素子の光軸と合致する位置に配置されている、発光装置。
7. 前記発光素子はチップ・オン・ボード型（ＣＯＢ）の発光ダイオード（ＬＥＤ）である、請求項６に記載の発光装置。
8. 請求項６または７に記載の発光装置と、前記発光装置からの光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する、面光源装置。
9. 請求項８に記載の面光源装置と、前記面光源装置から出射された光を照射される表示部材とを有する、表示装置。

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