JP5322632B2 - 照明装置 - Google Patents
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Description
この発明は、広い範囲を均一な明るさに照らす照明装置に関する。
床面などの平面を照らす非常灯などの照明装置は、所定の範囲内のいずれの場所においても、最低照度以上の明るさが求められる。一つの照明装置が照らすことができる範囲が広ければ、その分、照明装置の数を減らすことができ、設置コストや消費電力の面で有利である。このため、正面方向からの角度が大きいほど光度が大きくなる（いわゆるバットウイング状の）配光特性が求められる。
照明装置の光源としては、指向性を有さず全方位に均等な配光を有する白熱灯などの光源や、指向性を有し正面方向からの角度が大きくなるほど光度が小さくなるＬＥＤなどの光源がある。ＬＥＤは、消費電力や寿命などの点で有利なため、近年、照明装置の光源として用いられることが多くなってきている。
実開昭５０−２３１７８号公報
特開平４−１４７５０９号公報
特開昭５９−２０９０１号公報
特開２００８−８４６１２号公報
特開２００８−１５９５６２号公報
照明装置の光源としては、指向性を有さず全方位に均等な配光を有する白熱灯などの光源や、指向性を有し正面方向からの角度が大きくなるほど光度が小さくなるＬＥＤなどの光源がある。ＬＥＤは、消費電力や寿命などの点で有利なため、近年、照明装置の光源として用いられることが多くなってきている。
ＬＥＤのような配光特性を有する光源を照明装置の光源として用いた場合、光源の配光特性がバットウィング状の配光特性とはまったく逆であるため、理想的なバットウィング状の配光特性を得ることが難しい。
この発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ＬＥＤのように、正面方向からの角度が大きいほど光度が小さくなる配光特性を有する光源を用いて、なるべく広い範囲を均等な明るさで照らす配光特性を有する照明装置を得ることを目的とする。
この発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ＬＥＤのように、正面方向からの角度が大きいほど光度が小さくなる配光特性を有する光源を用いて、なるべく広い範囲を均等な明るさで照らす配光特性を有する照明装置を得ることを目的とする。
この発明にかかる照明装置は、
略円形の範囲を照射範囲とし、上記照射範囲に対して略垂直の方向から上記照射範囲内を照射する照明装置において、
所定の軸を配光中心軸とし、上記配光中心軸を中心とする回転対称の配光特性を有する光源と、
上記配光中心軸を含む平面内の所定の曲線を反射面形状曲線とし、上記配光中心軸を中心として上記反射面形状曲線を回転した回転対称の形状である反射面を有し、上記光源が上記照射範囲外の方向に発した光を上記反射面が反射して、上記照射範囲内の方向へ向かわせる反射鏡とを有する光源部を備え、
上記反射面形状曲線は、上記光源から上記配光中心軸と略垂直の方向に始点を有し、上記光源から上記照射範囲の輪郭へ向かう方向に終点を有し、上記終点に近い位置ほど反射方向変化率が小さいことを特徴とする。
略円形の範囲を照射範囲とし、上記照射範囲に対して略垂直の方向から上記照射範囲内を照射する照明装置において、
所定の軸を配光中心軸とし、上記配光中心軸を中心とする回転対称の配光特性を有する光源と、
上記配光中心軸を含む平面内の所定の曲線を反射面形状曲線とし、上記配光中心軸を中心として上記反射面形状曲線を回転した回転対称の形状である反射面を有し、上記光源が上記照射範囲外の方向に発した光を上記反射面が反射して、上記照射範囲内の方向へ向かわせる反射鏡とを有する光源部を備え、
上記反射面形状曲線は、上記光源から上記配光中心軸と略垂直の方向に始点を有し、上記光源から上記照射範囲の輪郭へ向かう方向に終点を有し、上記終点に近い位置ほど反射方向変化率が小さいことを特徴とする。
この発明にかかる照明装置によれば、反射鏡の反射面が反射した光のうち、反射面形状曲線上の終点に近い位置で反射した光は、比較的集中するので、光度が高くなり、反射面形状曲線上の始点に近い位置で反射した光は、比較的分散するので、光度が低くなる。これにより、照射範囲の端に近い方向ほど、照射する光を強くする配光を実現することができるので、広い範囲を均等な明るさで照らすことができる。
実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図２１を用いて説明する。
実施の形態１について、図１〜図２１を用いて説明する。
図１は、この実施の形態における照明装置８００の外観の一例を示す斜視図である。
照明装置８００は、例えば非常灯であり、天井に埋め込むなどして設置し、床面のなるべく広い範囲を最低照度以上の明るさで照らすことを目的とした照明である。
照明装置８００は、四つの光源部１００を有する。各光源部１００は、床面からの高さが同じ位置に近接して配置されている。各光源部１００は、それぞれＬＥＤ（光源）を有し、更に、それぞれのＬＥＤが発した光の配光を制御する反射鏡などを有する。光源部１００の詳細については、後述する。
照明装置８００は、例えば非常灯であり、天井に埋め込むなどして設置し、床面のなるべく広い範囲を最低照度以上の明るさで照らすことを目的とした照明である。
照明装置８００は、四つの光源部１００を有する。各光源部１００は、床面からの高さが同じ位置に近接して配置されている。各光源部１００は、それぞれＬＥＤ（光源）を有し、更に、それぞれのＬＥＤが発した光の配光を制御する反射鏡などを有する。光源部１００の詳細については、後述する。
図２は、この実施の形態における照明装置８００の使用状態の一例を示す斜視図である。
照明装置８００は、床面８１０からの高さｈの位置に、床面８１０に対して正対するように設置する。照明装置８００は、光源から床面に降ろした垂線（以下「配光中心軸」と呼ぶ。）の足（以下「照射中心８１１」と呼ぶ。）を中心とする半径Ｒの範囲（以下「照射範囲８１２」と呼ぶ。）内が、所定の照度（以下「最低照度Ｅ」と呼ぶ。）以上の明るさになるよう、床面８１０を照らす。
照射範囲８１２の面積をＳとすると、照射範囲８１２を最低照度Ｅ以上で照らすために必要な光束ＬＳは、次の式で与えられる。
例えば、１灯当たりの光束が６０ｌｍ（ルーメン）のＬＥＤを４灯使用した場合（合計２４０ｌｍ）、最低照度Ｅを２ｌｘ（ルクス）とすると、理論上は、Ｒ＝６．１８ｍ（メートル）の照射範囲８１２を照らすことができる。
照明装置８００は、床面８１０からの高さｈの位置に、床面８１０に対して正対するように設置する。照明装置８００は、光源から床面に降ろした垂線（以下「配光中心軸」と呼ぶ。）の足（以下「照射中心８１１」と呼ぶ。）を中心とする半径Ｒの範囲（以下「照射範囲８１２」と呼ぶ。）内が、所定の照度（以下「最低照度Ｅ」と呼ぶ。）以上の明るさになるよう、床面８１０を照らす。
照射範囲８１２の面積をＳとすると、照射範囲８１２を最低照度Ｅ以上で照らすために必要な光束ＬＳは、次の式で与えられる。
光源から発する光の方向が、配光中心軸となす角をψとする。ψ方向の床面８１０を最低照度Ｅ以上で照らすために必要な光の光度ＩＳ（ψ）は、次の式で与えられる。
一方、ＬＥＤは、通常、正面方向に最も強い光度の光を照射し、正面方向からの角度が大きいほど光度が低くなる回転対称な配光特性を有する。ＬＥＤを床面８１０に正対するよう配置した場合、ψ方向に照射する光の光度ＩＬ（ψ）は、例えば、次の式で与えられる。
ただし、Ｉ０は、正面方向（ψ＝０）の光度。Ｌは、ＬＥＤが発する全光束である。
図３は、ＬＥＤが照射する光の光度ＩＬ（ψ）と、必要な光度ＩＳ（ψ）との関係の一例を示すグラフ図である。
横軸は、角度ψを示す、左端が配光中心軸方向（ψ＝０度）を示し、右端が床面８１０に平行な方向（ψ＝９０度）を示す。縦軸は、光度を示す。
横軸は、角度ψを示す、左端が配光中心軸方向（ψ＝０度）を示し、右端が床面８１０に平行な方向（ψ＝９０度）を示す。縦軸は、光度を示す。
この図において、角度ψがψ１より小さい領域（照射範囲８１２の中央よりの部分）では、光度ＩＬ（ψ）が光度ＩＳ（ψ）を上回っていて、十分な照度が得られている。これに対し、角度ψがψ１からψ２の間の領域（照射範囲８１２の周辺に近い部分）では、光度ＩＬ（ψ）が光度ＩＳ（ψ）を下回っていて、十分な照度が得られていない。また、角度ψがψ２より大きい領域（照射範囲８１２の外の部分）にも、光が照射されている。
この実施の形態では、角度ψがψ２より大きい方向へ発せられた光を、角度ψがψ１からψ２の間の領域に振り向けることにより照度不足を補い、必要な照度を得る構成について説明する。
図４は、この実施の形態における光源部１００の一例を示す断面図である。
この図は、光源部１００を、床面８１０に対して垂直な平面で切断した側面視断面図である。
この図は、光源部１００を、床面８１０に対して垂直な平面で切断した側面視断面図である。
光源部１００は、ＬＥＤ１１０、反射鏡１２０、基板１３０を有する。
ＬＥＤ１１０（光源）は、基板１３０上に実装され、配光中心軸８２１を中心とした回転対称の配光特性を有する。ＬＥＤ１１０がψ方向に発する光の光度ＩＬ（ψ）は、ψが大きくなるほど小さくなり、例えば、数１３のような特性である。
反射鏡１２０は、配光中心軸８２１を中心とした回転対称の形状を有する。下縁部１２２は、ＬＥＤ１１０の発光点から見て、配光中心軸８２１に対して角度ψ２の方向に位置する。上縁部１２３は、同じくＬＥＤ１１０の発光点から見て、配光中心軸８２１に対して垂直の方向に位置する。反射鏡１２０の表面のうち、下縁部１２２と上縁部１２３との間の部分が反射面１２１であり、ＬＥＤ１１０が発した光を反射する。なお、上縁部１２３より上の部分には、ＬＥＤ１１０が発した光が届かないので、反射面である必要はない。
反射面１２１で反射した光は、配光中心軸８２１を挟んで反対側の方向へ向かう。反射面１２１のうち、下縁部１２２に最も近い部分で反射した光は、反対側の角度ψ２の方向へ向かう。また、上縁部１２３で反射した光は、反対側の角度ψ１の方向へ向かう。こうして、反射面１２１は、ＬＥＤ１１０が角度ψ２〜π／２の方向に発した光を反射して、反対側の角度ψ２〜ψ１の方向へ向かわせる。
ＬＥＤ１１０（光源）は、基板１３０上に実装され、配光中心軸８２１を中心とした回転対称の配光特性を有する。ＬＥＤ１１０がψ方向に発する光の光度ＩＬ（ψ）は、ψが大きくなるほど小さくなり、例えば、数１３のような特性である。
反射鏡１２０は、配光中心軸８２１を中心とした回転対称の形状を有する。下縁部１２２は、ＬＥＤ１１０の発光点から見て、配光中心軸８２１に対して角度ψ２の方向に位置する。上縁部１２３は、同じくＬＥＤ１１０の発光点から見て、配光中心軸８２１に対して垂直の方向に位置する。反射鏡１２０の表面のうち、下縁部１２２と上縁部１２３との間の部分が反射面１２１であり、ＬＥＤ１１０が発した光を反射する。なお、上縁部１２３より上の部分には、ＬＥＤ１１０が発した光が届かないので、反射面である必要はない。
反射面１２１で反射した光は、配光中心軸８２１を挟んで反対側の方向へ向かう。反射面１２１のうち、下縁部１２２に最も近い部分で反射した光は、反対側の角度ψ２の方向へ向かう。また、上縁部１２３で反射した光は、反対側の角度ψ１の方向へ向かう。こうして、反射面１２１は、ＬＥＤ１１０が角度ψ２〜π／２の方向に発した光を反射して、反対側の角度ψ２〜ψ１の方向へ向かわせる。
なお、複数の光源部１００は、例えば数ｃｍ程度の間隔で近接して配置され、配光中心軸８２１の方向が同じである。したがって、照明装置８００の配光特性は、各光源部１００の配光特性に、光源部１００の数を乗じた特性となる。また、各光源部１００の配光中心軸８２１は、ほぼ同じとみなすことができ、これを照明装置８００の配光中心軸とする。
図５は、この実施の形態における反射面形状曲線Ｃの一例を示す図である。
反射面形状曲線Ｃとは、配光中心軸８２１を含む平面で、反射面１２１を切断したとき、切断面に表れる曲線のことである。反射面１２１は、配光中心軸８２１を中心として、反射面形状曲線Ｃを回転させた形状を有する。
反射面形状曲線Ｃを記述するため、直交座標系を設ける。ＬＥＤ１１０の発光点を原点とし、配光中心軸８２１をｙ軸とし、ｙ軸に対して垂直にｘ軸を設ける。この直交座標系上において、反射面形状曲線Ｃは、所定の関数ｆを用いて、Ｃ：ｘ＝ｆ（ｙ）の形で記述される。また、この直交座標系における方向は、ｙ軸方向を０度、ｘ軸方向を９０度として表わす。
反射面形状曲線Ｃとは、配光中心軸８２１を含む平面で、反射面１２１を切断したとき、切断面に表れる曲線のことである。反射面１２１は、配光中心軸８２１を中心として、反射面形状曲線Ｃを回転させた形状を有する。
反射面形状曲線Ｃを記述するため、直交座標系を設ける。ＬＥＤ１１０の発光点を原点とし、配光中心軸８２１をｙ軸とし、ｙ軸に対して垂直にｘ軸を設ける。この直交座標系上において、反射面形状曲線Ｃは、所定の関数ｆを用いて、Ｃ：ｘ＝ｆ（ｙ）の形で記述される。また、この直交座標系における方向は、ｙ軸方向を０度、ｘ軸方向を９０度として表わす。
反射面形状曲線Ｃの始点８２３は、反射鏡１２０の上縁部１２３に対応し、その座標は、（ｘ２，０）である。反射面形状曲線Ｃの終点８２２は、反射鏡１２０の下縁部１２２に対応し、その座標は、（ｘ１，ｙ１）である。
ここで、ｘ１：ｙ１＝Ｒ：ｈである。ただし、（ｘ１，ｙ１）は、終点８２２の座標。Ｒは、照射範囲８１２の半径。ｈは、光源の高さである。終点８２２は、原点から見て、ψ２方向に位置する。
反射面形状曲線Ｃの終点８２２における接線は、ｙ軸と平行である。これにより、下縁部１２２において、ψ２方向の光を−ψ２方向へ反射する。
反射面形状曲線Ｃの始点８２３における接線の方向は、（４５度−ψ１／２）である。これにより、上縁部１２３において、９０度方向の光を−ψ１方向へ反射する。
反射面形状曲線Ｃの終点８２２における接線は、ｙ軸と平行である。これにより、下縁部１２２において、ψ２方向の光を−ψ２方向へ反射する。
反射面形状曲線Ｃの始点８２３における接線の方向は、（４５度−ψ１／２）である。これにより、上縁部１２３において、９０度方向の光を−ψ１方向へ反射する。
ＬＥＤ１１０がψ方向に発した光を反射鏡１２０の反射面１２１で反射した光の方向を、ψの関数として−θ（ψ）と表わす。なお、「−」は、反射光が配光中心軸８２１を挟んで反対側の方向へ向かうことを表わしている。
ＬＥＤ１１０が発した光の方向ψが微小角度ｄψ異なる場合に、反射光の方向θ（ψ）が微小角度ｄθ異なるとき、ｄθ／ｄψの絶対値を反射方向変化率と呼ぶ。
ＬＥＤ１１０が発した光の方向ψが微小角度ｄψ異なる場合に、反射光の方向θ（ψ）が微小角度ｄθ異なるとき、ｄθ／ｄψの絶対値を反射方向変化率と呼ぶ。
反射面形状曲線Ｃの終点８２２における反射方向変化率は、始点８２３における反射方向変化率よりも小さく、始点８２３に近づくほど、徐々にもしくは段階的に反射方向変化率が大きくなる。これにより、終点８２２に近い位置で反射した光のほうが、始点８２３に近い位置で反射した光よりも同じ方向に集中する度合いが高くなる。
図６は、この実施の形態におけるＬＥＤ１１０がψ２〜９０度の方向へ放射する光束Ｌ＋（ψ）と、ψ１〜ψ２方向へ照射すべき光束Ｌ−（ψ）との関係を示す図である。
横軸は角度ψ、縦軸は光束を示す。
横軸は角度ψ、縦軸は光束を示す。
光束Ｌ＋（ψ）は、ＬＥＤ１１０が放射する光束のうち、ψ方向から９０度方向までの範囲に放射する全光束の積算値を、ψの関数として表わしたものである。
光束Ｌ−（ψ）は、床面を均等な照度Ｅで照射するため、ψ１方向からψ方向までの範囲に照射すべき全光束の積算値から、ＬＥＤ１１０がその同じ範囲に放射する全光束の積算値を差し引いた差（すなわち、光束の不足分）を、ψの関数として表わしたものである。
光束Ｌ＋（ψ）及び光束Ｌ−（ψ）は、次の式で与えられる。
光束Ｌ−（ψ）は、床面を均等な照度Ｅで照射するため、ψ１方向からψ方向までの範囲に照射すべき全光束の積算値から、ＬＥＤ１１０がその同じ範囲に放射する全光束の積算値を差し引いた差（すなわち、光束の不足分）を、ψの関数として表わしたものである。
光束Ｌ＋（ψ）及び光束Ｌ−（ψ）は、次の式で与えられる。
図に示したように、方向ψ２において、少なくとも光束Ｌ＋（ψ２）と光束Ｌ−（ψ２）とが等しいことが必要であり、一般には、次の関係を満たす必要がある。
また、図に示したように、光束Ｌ−（ψ）を示す曲線は、光束Ｌ＋（ψ）を示す曲線より、曲がり方がきつい。例えば、ψ２と９０度との間を（１−ｐ）対ｐに按分する角度ψ’と、ψ１とψ２との間をｑ対（１−ｑ）に按分する角度θとにおいて、Ｌ＋（ψ’）とＬ−（θ）とが等しいとすると、ｐよりもｑのほうが大きい。
このため、ＬＥＤ１１０がψ２〜ψ’の範囲に放射した光で、θ〜ψ２の範囲の光量不足を補い、ＬＥＤ１１０がψ’〜９０度の範囲に放射した光で、ψ１〜θの範囲の光量不足を補うのが、最も効率がよい。
このため、ＬＥＤ１１０がψ２〜ψ’の範囲に放射した光で、θ〜ψ２の範囲の光量不足を補い、ＬＥＤ１１０がψ’〜９０度の範囲に放射した光で、ψ１〜θの範囲の光量不足を補うのが、最も効率がよい。
これを実現するためには、ψ２方向の光を反射する部分に当たる終点８２２における反射方向変化率を小さくして、反射した光を近い方向に集め、９０度方向の光を反射する部分に当たる始点８２３における反射方向変化率を大きくして、反射した光をそれほど近い方向に集めないようにする。始点８２３と終点８２２との中間部分においても、終点８２２から始点８２３へ向かうほど、反射方向変化率が大きくなるようにする。
反射面形状曲線Ｃとして、原点を焦点とする放物線を用いると、反射した光は平行になるから、反射方向変化率は、常に０である。したがって、原点を焦点とする放物線は、上記の要件を満たさない。
また、反射面形状曲線Ｃとして、原点を焦点とする楕円弧を用いると、反射した光はもう一つの焦点に集まる。反射方向変化率は、反射点が原点に近いほど小さく、原点から離れるほど大きくなる。もう一つの焦点に集まった光が床面８１０を照射するためには、もう一つの焦点がｙ＞０の領域にある必要があるので、終点８２２は原点から遠い側、始点８２３は原点に近い側にあたる。したがって、原点を焦点とする楕円も、上記の要件を満たさない。
また、反射面形状曲線Ｃとして、原点を焦点とする楕円弧を用いると、反射した光はもう一つの焦点に集まる。反射方向変化率は、反射点が原点に近いほど小さく、原点から離れるほど大きくなる。もう一つの焦点に集まった光が床面８１０を照射するためには、もう一つの焦点がｙ＞０の領域にある必要があるので、終点８２２は原点から遠い側、始点８２３は原点に近い側にあたる。したがって、原点を焦点とする楕円も、上記の要件を満たさない。
図７は、反射面形状曲線Ｃとして、円弧を用いる場合の例を示す図である。
この例において、反射面形状曲線Ｃは、次の式により定義される円弧である。
反射面形状曲線Ｃの終点８２２の座標は（ｘ１，ｙ１）、始点８２３の座標は（ｘ２，０）、中心点８２４の座標は（ｘ０，ｙ１）である。
この例において、反射面形状曲線Ｃは、次の式により定義される円弧である。
図８は、図７に示した反射面形状曲線Ｃを用いた場合における光源部１００の配光特性と反射方向変化率Ａ（ψ）＝ｄθ／ｄψとの関係を示す図である。
横軸は角度ψ、縦軸は光度もしくは反射方向変化率を示す。
ＩＬ（ψ）は、ψ方向に放射されるＬＥＤ１１０からの直接光の光度。Ｉｒ（ψ）は、反射鏡１２０によりψ方向に反射された反射光の光度。ＩＳ（ψ）は、ψ方向に必要な光度を示す。ψ１〜ψ２の範囲において、光度ＩＬ（ψ）と光度Ｉｒ（ψ）との合計がＩＳ（ψ）を上回っているので、必要な照度が得られていることがわかる。
反射方向変化率Ａ（ψ）は、ＬＥＤ１１０からψ方向に放射された光を反射鏡１２０が反射する位置における反射方向変化率である。上記の要件に反して、９０度に近づくほど反射方向変化率が小さくなっている。
横軸は角度ψ、縦軸は光度もしくは反射方向変化率を示す。
ＩＬ（ψ）は、ψ方向に放射されるＬＥＤ１１０からの直接光の光度。Ｉｒ（ψ）は、反射鏡１２０によりψ方向に反射された反射光の光度。ＩＳ（ψ）は、ψ方向に必要な光度を示す。ψ１〜ψ２の範囲において、光度ＩＬ（ψ）と光度Ｉｒ（ψ）との合計がＩＳ（ψ）を上回っているので、必要な照度が得られていることがわかる。
反射方向変化率Ａ（ψ）は、ＬＥＤ１１０からψ方向に放射された光を反射鏡１２０が反射する位置における反射方向変化率である。上記の要件に反して、９０度に近づくほど反射方向変化率が小さくなっている。
このため、ψ１方向に反射された光のほうが、ψ２方向に反射された光より狭い角度範囲に集中し、必要な光度を大幅に上回る「照らし過ぎ」状態が発生している。「照らし過ぎ」自体は、悪いことではないが、ＬＥＤ１１０が照射する全光束は一定なので、その分、他の領域が暗くなり、その結果、最低照度Ｅ以上の明るさに照らすことができる照射範囲８１２が狭くなる。
図９は、反射面形状曲線Ｃとして、楕円弧を用いる場合の例を示す図である。
この例において、反射面形状曲線Ｃは、次の式により定義される楕円弧である。
反射面形状曲線Ｃの終点８２２の座標は（ｘ１，ｙ１）、始点８２３の座標は（ｘ２，０）、中心点８２４の座標は（０，ｙ１）、反射面形状曲線Ｃの長軸８２５の長さに対する短軸８２６の長さの比（楕円率）はａである。反射面形状曲線Ｃの長軸８２５はｙ軸と一致し、短軸８２６は終点８２２を通る。反射面形状曲線Ｃの焦点は、原点と異なる位置にある。
この例において、反射面形状曲線Ｃは、次の式により定義される楕円弧である。
図１０は、図９に示した反射面形状曲線Ｃを用いた場合における光源部１００の配光特性と反射方向変化率Ａ（ψ）との関係を示す図である。
円弧の場合と比較すると、ψが９０度のときの反射方向変化率Ａ（ψ）が大きくなっている分、ψ１方向への反射光の集中が緩和され、その分、反射光Ｉｒ（ψ）が最大となるψがψ２側に寄り、「照らし過ぎ」が緩和されて、最低照度Ｅ以上の明るさで照らすことができる照射範囲８１２が広くなる。
図１１は、反射面形状曲線Ｃとして、楕円弧を用いる場合の別の例を示す図である。
この例において、反射面形状曲線Ｃは、次の式により定義される楕円弧である。
反射面形状曲線Ｃの終点８２２の座標は（ｘ１，ｙ１）、始点８２３の座標は（ｘ２，０）、中心点８２４の座標は（ｘ０，ｙ１）、楕円率はａである。反射面形状曲線Ｃの長軸８２５はｙ軸と平行であり、短軸８２６は終点８２２を通る。
この例において、反射面形状曲線Ｃは、次の式により定義される楕円弧である。
図１２は、図１１に示した反射面形状曲線Ｃを用いた場合における光源部１００の配光特性と反射方向変化率Ａ（ψ）との関係を示す図である。
長軸をｙ軸と一致させた場合と異なり、反射方向変化率Ａ（ψ）は、入射光の角度ψが９０度のとき最大となり、ψが小さくなるほど反射方向変化率Ａ（ψ）も小さくなる。ψがψ３のとき、反射方向変化率Ａ（ψ）は最小となり、更にψが小さくなると、反射方向変化率Ａ（ψ）は大きくなる。
これにより、角度ψが９０度に近い入射光を反射したψ１方向への反射光は、比較的分散されるのに対し、角度ψがψ２付近の入射光を反射したψ２方向への反射光は、比較的集中する。このため、角度ψがψ３の入射光を反射した反射光の角度であるθ３の付近で、反射光の光度Ｉｒ（ψ）が最大となる。なお、反射光の光度Ｉｒ（ψ）のピークがθ３よりもψ２側に寄っているのは、入射光の光量が、ψ２〜９０度の範囲において、ψ２で最大であり、９０度に近づくほど小さくなるからである。
これにより、「照らし過ぎ」を減らすことができ、最低照度Ｅ以上の明るさで照らすことができる照射範囲８１２が広くなる。
なお、反射面形状曲線Ｃの始点８２３において、９０度方向から入射した光を反射したときに反射光が向かう方向は、ψ１方向ではなく、ψ１方向よりも中心に近い（角度が小さい）方向であってもよい。
これにより、角度ψが９０度に近い入射光を反射したψ１方向への反射光は、比較的分散されるのに対し、角度ψがψ２付近の入射光を反射したψ２方向への反射光は、比較的集中する。このため、角度ψがψ３の入射光を反射した反射光の角度であるθ３の付近で、反射光の光度Ｉｒ（ψ）が最大となる。なお、反射光の光度Ｉｒ（ψ）のピークがθ３よりもψ２側に寄っているのは、入射光の光量が、ψ２〜９０度の範囲において、ψ２で最大であり、９０度に近づくほど小さくなるからである。
これにより、「照らし過ぎ」を減らすことができ、最低照度Ｅ以上の明るさで照らすことができる照射範囲８１２が広くなる。
なお、反射面形状曲線Ｃの始点８２３において、９０度方向から入射した光を反射したときに反射光が向かう方向は、ψ１方向ではなく、ψ１方向よりも中心に近い（角度が小さい）方向であってもよい。
図１３は、反射面形状曲線Ｃとして、楕円弧を用いる場合の更に別の例を示す図である。
この例において、反射面形状曲線Ｃは、点（ｘ０，ｙ０）を中心点８２４とし、長軸８２５がｙ軸に対して傾いた楕円弧である。反射面形状曲線Ｃの終点８２２の座標は（ｘ１，ｙ１）、始点８２３の座標は（ｘ２，０）である。
この例において、反射面形状曲線Ｃは、点（ｘ０，ｙ０）を中心点８２４とし、長軸８２５がｙ軸に対して傾いた楕円弧である。反射面形状曲線Ｃの終点８２２の座標は（ｘ１，ｙ１）、始点８２３の座標は（ｘ２，０）である。
図１４は、図１３に示した反射面形状曲線Ｃを用いた場合における光源部１００の配光特性と反射方向変化率Ａ（ψ）との関係を示す図である。
楕円弧の長軸８２５を傾けた分、反射方向変化率Ａ（ψ）が最小となる入射光の角度ψ３が小さくなり、ψ２に近づいている。これにより、反射光の光度Ｉｒ（ψ）が最大となる角度が大きくなり、ψ２に近づく。
これにより、「照らし過ぎ」を更に減らすことができ、最低照度Ｅ以上の明るさで照らすことができる照射範囲８１２が更に広くなる。
楕円弧の長軸８２５を傾けた分、反射方向変化率Ａ（ψ）が最小となる入射光の角度ψ３が小さくなり、ψ２に近づいている。これにより、反射光の光度Ｉｒ（ψ）が最大となる角度が大きくなり、ψ２に近づく。
これにより、「照らし過ぎ」を更に減らすことができ、最低照度Ｅ以上の明るさで照らすことができる照射範囲８１２が更に広くなる。
次に、反射面形状曲線Ｃとして、複数の曲線の組み合わせを用いる場合について説明する。
上述したように、反射面形状曲線Ｃとして円弧などを用いると、入射光の角度ψが大きくなるほど、反射方向変化率Ａ（ψ）が小さくなり、「照らし過ぎ」が発生する。そこで、反射面形状曲線Ｃとして、複数の円弧などを組み合わせて用いることにより、入射光の角度ψが大きくなると、反射方向変化率Ａ（ψ）が大きくなるようにして、「照らし過ぎ」を軽減して、最低照度Ｅ以上の明るさで照らすことができる照射範囲８１２を広くする。
上述したように、反射面形状曲線Ｃとして円弧などを用いると、入射光の角度ψが大きくなるほど、反射方向変化率Ａ（ψ）が小さくなり、「照らし過ぎ」が発生する。そこで、反射面形状曲線Ｃとして、複数の円弧などを組み合わせて用いることにより、入射光の角度ψが大きくなると、反射方向変化率Ａ（ψ）が大きくなるようにして、「照らし過ぎ」を軽減して、最低照度Ｅ以上の明るさで照らすことができる照射範囲８１２を広くする。
図１５は、反射面形状曲線Ｃとして、三つの円弧を組み合わせた曲線を用いる場合の例を示す図である。
この例において、反射面形状曲線Ｃは、三つの円弧Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を接続した曲線である。隣接する円弧Ｃ１と円弧Ｃ２との接続点８２７１において、円弧Ｃ１と円弧Ｃ２とは、接線を共有し、滑らかに接続している。同様に、隣接する円弧Ｃ２と円弧Ｃ３との接続点８２７２において、円弧Ｃ２と円弧Ｃ３とは、接線を共有し、滑らかに接続している。すなわち、円弧Ｃ２の中心点８２４２は、円弧Ｃ１と円弧Ｃ２との接続点８２７１と、円弧Ｃ１の中心点８２４１とを結ぶ円弧Ｃ１の半径上にあり、円弧Ｃ３の中心点８２４３は、円弧Ｃ２と円弧Ｃ３との接続点８２７２と、円弧Ｃ２の中心点８２４２とを結ぶ円弧Ｃ２の半径上にある。また、円弧Ｃ１の半径Ｒ１は、円弧Ｃ２の半径Ｒ２より大きく、円弧Ｃ２の半径Ｒ２は、円弧Ｃ３の半径Ｒ３より大きい。
この例において、反射面形状曲線Ｃは、三つの円弧Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を接続した曲線である。隣接する円弧Ｃ１と円弧Ｃ２との接続点８２７１において、円弧Ｃ１と円弧Ｃ２とは、接線を共有し、滑らかに接続している。同様に、隣接する円弧Ｃ２と円弧Ｃ３との接続点８２７２において、円弧Ｃ２と円弧Ｃ３とは、接線を共有し、滑らかに接続している。すなわち、円弧Ｃ２の中心点８２４２は、円弧Ｃ１と円弧Ｃ２との接続点８２７１と、円弧Ｃ１の中心点８２４１とを結ぶ円弧Ｃ１の半径上にあり、円弧Ｃ３の中心点８２４３は、円弧Ｃ２と円弧Ｃ３との接続点８２７２と、円弧Ｃ２の中心点８２４２とを結ぶ円弧Ｃ２の半径上にある。また、円弧Ｃ１の半径Ｒ１は、円弧Ｃ２の半径Ｒ２より大きく、円弧Ｃ２の半径Ｒ２は、円弧Ｃ３の半径Ｒ３より大きい。
図１６は、図１５に示した反射面形状曲線Ｃを用いた場合における光源部１００の配光特性と反射方向変化率Ａ（ψ）との関係を示す図である。
各円弧Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に対応する部分では、角度ψが大きくなるほど、反射方向変化率Ａ（ψ）が小さくなる。しかし、各円弧Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の半径が、角度ψが９０度に近づくほど小さくなっているので、反射方向変化率Ａ（ψ）は、全体として見ると、角度ψが９０度に近づくほど大きくなる傾向となっている。
これにより、反射面形状曲線Ｃとして一つの円弧を用いる場合と比較して、「照らし過ぎ」を減らすことができ、最低照度Ｅ以上で照らすことができる照射範囲８１２を広くすることができる。
これにより、反射面形状曲線Ｃとして一つの円弧を用いる場合と比較して、「照らし過ぎ」を減らすことができ、最低照度Ｅ以上で照らすことができる照射範囲８１２を広くすることができる。
なお、ここでは、反射面形状曲線Ｃとして三つの円弧を組み合わせる場合について説明したが、組み合わせる円弧の数は、三つに限らず、二つでもよいし、四つ以上でもよい。組み合わせる円弧の数が多いほど、「照らし過ぎ」を減らすことができ、最低照度Ｅ以上で照らすことができる照射範囲８１２を広くすることができる。また、組み合わせる曲線は、円弧に限らず、楕円弧やその他の曲線であってもよい。
次に、反射面形状曲線Ｃとして、多項式曲線を用いる場合について説明する。
図１７は、反射面形状曲線Ｃとして、多項式曲線を用いる場合の例を示す図である。
この例において、反射面形状曲線Ｃは、次の式により定義される多項式曲線である。
反射面形状曲線Ｃとして円錐曲線を用いる場合と比較すると、定める必要のある係数の数が多いので、設計の自由度が高い。したがって、これらの係数ａ０〜ａ４を適切に定めることにより、「照らし過ぎ」を減らし、最低照度Ｅ以上で照らすことができる照射範囲８１２を広くすることができる。なお、反射面形状曲線Ｃを定義する多項式の次数は、４次に限らず、もっと高次でもよい。
この例において、反射面形状曲線Ｃは、次の式により定義される多項式曲線である。
図１８は、図１７に示した反射面形状曲線Ｃを用いた場合における光源部１００の配光特性と反射方向変化率Ａ（ψ）との関係を示す図である。
角度ψが９０度付近で、反射方向変化率Ａ（ψ）は最大となり、角度ψが小さくなるほど、反射方向変化率Ａ（ψ）も小さくなる。
これにより、ほとんど「照らし過ぎ」がなく、角度ψ１〜ψ２の範囲で、直接光の光度ＩＬ（ψ）と反射光の光度Ｉｒ（ψ）との合計が、必要な光度ＩＳ（ψ）をわずかに上回るという理想的な配光が実現できる。したがって、最低照度Ｅ以上で照らすことができる照射範囲８１２を広くすることができる。
角度ψが９０度付近で、反射方向変化率Ａ（ψ）は最大となり、角度ψが小さくなるほど、反射方向変化率Ａ（ψ）も小さくなる。
これにより、ほとんど「照らし過ぎ」がなく、角度ψ１〜ψ２の範囲で、直接光の光度ＩＬ（ψ）と反射光の光度Ｉｒ（ψ）との合計が、必要な光度ＩＳ（ψ）をわずかに上回るという理想的な配光が実現できる。したがって、最低照度Ｅ以上で照らすことができる照射範囲８１２を広くすることができる。
図１９は、反射面形状曲線Ｃとして、偶関数多項式曲線を用いる場合の例を示す図である。
この例において、反射面形状曲線Ｃは、次の式により定義される偶関数多項式曲線である。
このように、反射面形状曲線Ｃを定義する多項式は、ｙ＝ｙ１を対称軸とする偶関数であってもよい。
この例において、反射面形状曲線Ｃは、次の式により定義される偶関数多項式曲線である。
図２０は、図１９に示した反射面形状曲線Ｃを用いた場合における光源部１００の配光特性と反射方向変化率Ａ（ψ）との関係を示す図である。
角度ψが９０度で反射方向変化率Ａ（ψ）が最大となり、概して、角度ψが小さくなるほど反射方向変化率Ａ（ψ）が小さくなり、角度ψがψ２付近で反射方向変化率Ａ（ψ）が最小となる。前の例と同様、ほとんど「照らし過ぎ」をなくすことができるので、最低照度Ｅ以上で照らすことができる照射範囲８１２を広くすることができる。
角度ψが９０度で反射方向変化率Ａ（ψ）が最大となり、概して、角度ψが小さくなるほど反射方向変化率Ａ（ψ）が小さくなり、角度ψがψ２付近で反射方向変化率Ａ（ψ）が最小となる。前の例と同様、ほとんど「照らし過ぎ」をなくすことができるので、最低照度Ｅ以上で照らすことができる照射範囲８１２を広くすることができる。
図２１は、以上説明した反射面形状曲線Ｃの具体例を示す図である。
なお、反射面形状曲線Ｃの終点８２２のｙ座標ｙ１を１として規格化している。ｙ１の実際の寸法が例えば１０ｍｍであるとすると、ここに示した各座標や半径などの数値を１０倍し、単位をｍｍとして考えればよい。また、ＬＥＤ１１０が発する全光束は２４０ｌｍ、最低照度Ｅは２ｌｘ、ＬＥＤ１１０の発光点の床面８１０からの高さｈは３ｍとする。
反射面形状曲線Ｃとして、中心点８２４の座標（−１．１３，１）、半径２．６６の円弧を用いた場合、最低照度Ｅ以上で照射できる照射範囲８１２の半径Ｒは、約４．５８ｍである。
反射面形状曲線Ｃとして、中心点８２４の座標（０，１）、長径２．１０、短径１．５７の楕円弧を用いた場合、照射範囲８１２の半径Ｒは、約４．６９ｍである。
反射面形状曲線Ｃとして、中心点８２４の座標（１．２０，１）、長径１．２８、短径０．５０の楕円弧を用いた場合、照射範囲８１２の半径Ｒは、約５．１０ｍである。
反射面形状曲線Ｃとして、中心点８２４の座標（−０．０５，１．６７）、長径２．６１、短径１．６７、長軸８２５の傾き１８度の楕円弧を用いた場合、照射範囲８１２の半径Ｒは、約５．１７ｍである。
反射面形状曲線Ｃとして、中心点８２４１の座標（−１．５２，１）、半径３．１９の円弧Ｃ１と、中心点８２４２の座標（−１．０７，０．９６）、半径２．７４の円弧Ｃ２と、中心点８２４３の座標（−０．６１，０．８６）、半径２．２７の円弧Ｃ３とからなる曲線を用いた場合、照射範囲８１２の半径Ｒは、約４．７１ｍである。
反射面形状曲線Ｃとして、次の式により定義される多項式曲線を用いた場合、照射範囲８１２の半径Ｒは、約５．２７ｍである。
反射面形状曲線Ｃとして、次の式により定義される多項式曲線を用いた場合、照射範囲８１２の半径Ｒは、約５．２４ｍである。
なお、反射面形状曲線Ｃの終点８２２のｙ座標ｙ１を１として規格化している。ｙ１の実際の寸法が例えば１０ｍｍであるとすると、ここに示した各座標や半径などの数値を１０倍し、単位をｍｍとして考えればよい。また、ＬＥＤ１１０が発する全光束は２４０ｌｍ、最低照度Ｅは２ｌｘ、ＬＥＤ１１０の発光点の床面８１０からの高さｈは３ｍとする。
反射面形状曲線Ｃとして、中心点８２４の座標（−１．１３，１）、半径２．６６の円弧を用いた場合、最低照度Ｅ以上で照射できる照射範囲８１２の半径Ｒは、約４．５８ｍである。
反射面形状曲線Ｃとして、中心点８２４の座標（０，１）、長径２．１０、短径１．５７の楕円弧を用いた場合、照射範囲８１２の半径Ｒは、約４．６９ｍである。
反射面形状曲線Ｃとして、中心点８２４の座標（１．２０，１）、長径１．２８、短径０．５０の楕円弧を用いた場合、照射範囲８１２の半径Ｒは、約５．１０ｍである。
反射面形状曲線Ｃとして、中心点８２４の座標（−０．０５，１．６７）、長径２．６１、短径１．６７、長軸８２５の傾き１８度の楕円弧を用いた場合、照射範囲８１２の半径Ｒは、約５．１７ｍである。
反射面形状曲線Ｃとして、中心点８２４１の座標（−１．５２，１）、半径３．１９の円弧Ｃ１と、中心点８２４２の座標（−１．０７，０．９６）、半径２．７４の円弧Ｃ２と、中心点８２４３の座標（−０．６１，０．８６）、半径２．２７の円弧Ｃ３とからなる曲線を用いた場合、照射範囲８１２の半径Ｒは、約４．７１ｍである。
反射面形状曲線Ｃとして、次の式により定義される多項式曲線を用いた場合、照射範囲８１２の半径Ｒは、約５．２７ｍである。
なお、この例において、ＬＥＤ１１０が照射範囲８１２の外側の方向に照射する光の方向を制御することにより、最低照度Ｅ以上の明るさで照らすことができる照射範囲８１２の半径Ｒは、理論上、約５．３０ｍである。
この実施の形態における照明装置８００は、略円形の範囲を照射範囲８１２とし、上記照射範囲８１２に対して略垂直の方向から上記照射範囲８１２内を照射する照明装置である。
上記照明装置８００は、光源部１００を備える。
上記光源部１００は、光源（ＬＥＤ１１０）と、反射鏡１２０とを有する。
上記光源（ＬＥＤ１１０）は、所定の軸を配光中心軸８２１とし、上記配光中心軸８２１を中心とする回転対称の配光特性を有する。
上記反射鏡１２０は、上記配光中心軸を含む平面内の所定の曲線を反射面形状曲線Ｃとし、上記配光中心軸８２１を中心として上記反射面形状曲線Ｃを回転した回転対称の形状である反射面１２１を有し、上記光源（ＬＥＤ１１０）が上記照射範囲８１２外の方向に発した光を上記反射面１２１が反射して、上記照射範囲８１２内の方向へ向かわせる。
上記反射面形状曲線Ｃは、上記光源（ＬＥＤ１１０）から上記配光中心軸８２１と略垂直の方向（９０度方向）に始点８２３を有し、上記光源（ＬＥＤ１１０）から上記照射範囲８１２の輪郭へ向かう方向（ψ２方向）に終点８２２を有し、上記終点８２２に近い位置ほど反射方向変化率Ａ（ψ）が小さい。
上記照明装置８００は、光源部１００を備える。
上記光源部１００は、光源（ＬＥＤ１１０）と、反射鏡１２０とを有する。
上記光源（ＬＥＤ１１０）は、所定の軸を配光中心軸８２１とし、上記配光中心軸８２１を中心とする回転対称の配光特性を有する。
上記反射鏡１２０は、上記配光中心軸を含む平面内の所定の曲線を反射面形状曲線Ｃとし、上記配光中心軸８２１を中心として上記反射面形状曲線Ｃを回転した回転対称の形状である反射面１２１を有し、上記光源（ＬＥＤ１１０）が上記照射範囲８１２外の方向に発した光を上記反射面１２１が反射して、上記照射範囲８１２内の方向へ向かわせる。
上記反射面形状曲線Ｃは、上記光源（ＬＥＤ１１０）から上記配光中心軸８２１と略垂直の方向（９０度方向）に始点８２３を有し、上記光源（ＬＥＤ１１０）から上記照射範囲８１２の輪郭へ向かう方向（ψ２方向）に終点８２２を有し、上記終点８２２に近い位置ほど反射方向変化率Ａ（ψ）が小さい。
この実施の形態における照明装置８００によれば、反射鏡１２０の反射面１２１が反射した光のうち、反射面形状曲線Ｃ上の終点８２２に近い位置で反射した光は、比較的集中するので、光度が高くなり、反射面形状曲線Ｃ上の始点８２３に近い位置で反射した光は、比較的分散するので、光度が低くなる。これにより、照射範囲８１２の端に近い方向ほど、照射する光を強くする配光を実現することができる。
この実施の形態における照明装置８００において、上記反射面形状曲線Ｃは、反射した光が上記配光中心軸８２１を挟んで反対側の照射範囲へ向かう。
この実施の形態における照明装置８００によれば、反射した光が配光中心軸８２１を挟んで反対側の照射範囲へ向かうので、配光を比較的容易に制御することができる。
この実施の形態における照明装置８００において、上記反射面形状曲線Ｃは、上記終点８２２において、上記配光中心軸８２１と略平行である。
この実施の形態における照明装置８００によれば、反射面形状曲線Ｃが、終点８２２において、配光中心軸８２１と略平行なので、終点８２２で反射した光は、配光中心軸８２１を挟んで反対側の照射範囲８１２の輪郭の方向（ψ２方向）へ向かう。これにより、反射面１２１で反射した光のうち、最も光度が強い光を、照射範囲８１２の輪郭の方向へ向けることができる。
この実施の形態における照明装置８００において、反射面形状曲線Ｃは、上記配光中心軸８２１上でない位置に中心を有する複数の円弧が滑らかに接合した曲線である。
この実施の形態における照明装置８００によれば、反射面形状曲線Ｃが複数の円弧が滑らかに接合した曲線なので、反射面１２１の加工が比較的容易であり、照射範囲８１２内を概ね均等な明るさに照らす配光を実現することができ、最低照度Ｅ以上の明るさで照射できる照射範囲８１２を広くすることができる。
この実施の形態における照明装置８００において、上記反射面形状曲線Ｃは、上記配光中心軸８２１上でない位置に焦点を有する楕円弧である。
この実施の形態における照明装置８００によれば、反射面形状曲線Ｃが配光中心軸８２１上でない位置に焦点を有する楕円弧なので、照射範囲８１２内をほぼ均等な明るさに照らす配光を実現することができ、最低照度Ｅ以上の明るさで照射できる照射範囲８１２を広くすることができる。
この実施の形態における照明装置８００において、上記反射面形状曲線Ｃは、四次以上の多項式曲線である。
この実施の形態における照明装置８００によれば、反射面形状曲線Ｃが四次以上の多項式曲線なので、設計の自由度が高く、ほぼ理想に近い配光を実現することができ、最低照度Ｅ以上の明るさで照射できる照射範囲８１２を広くすることができる。
以上説明した照明装置８００は、非常灯などとして用いるのに好適である。照明装置８００は、反射鏡１２０を備え、広範囲にわたって均一照明を行い、目標照度を達成することができる。一つの照明装置８００で、例えば床面８１０上半径４〜５ｍの範囲（照射範囲８１２）を均一かつ目標照度以上の明るさで照らすことができるので、照明装置８００の設置する個数を少なく抑えることができる。特に、非常灯は、地震などの非常時にしか点灯しないので、天井などに設置する個数を少なく抑えることが求められる。
照明装置８００は、非常灯に限らず、他の用途に用いるものであってもよい。広範囲を均一な明るさで照らすことにより、設置個数を削減し、消費電力を抑えることができるという効果は、他の用途に用いる照明装置においても共通して有用である。
光源が発する光束は、光源における消費電力に比例する。したがって、同じ範囲を照らすのに必要な光束が少なければ、照明装置８００における消費電力を削減できるし、同じ光束で照らすことができる範囲が広ければ、照明装置８００の数を減らせるので、全体としての消費電力を削減できる。
照明装置８００は、光束を効率的に使って配光制御をしているので、より少ない光束で要求される仕様を満足することができる。
照明装置８００は、非常灯に限らず、他の用途に用いるものであってもよい。広範囲を均一な明るさで照らすことにより、設置個数を削減し、消費電力を抑えることができるという効果は、他の用途に用いる照明装置においても共通して有用である。
光源が発する光束は、光源における消費電力に比例する。したがって、同じ範囲を照らすのに必要な光束が少なければ、照明装置８００における消費電力を削減できるし、同じ光束で照らすことができる範囲が広ければ、照明装置８００の数を減らせるので、全体としての消費電力を削減できる。
照明装置８００は、光束を効率的に使って配光制御をしているので、より少ない光束で要求される仕様を満足することができる。
光源としてＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤ単体では、一般に、正面方向となす角度の余弦（コサイン）に比例する配光特性を有する。
例えば、１灯当たり６０ｌｍのＬＥＤを４灯用いた照明装置８００を、床面８１０から高さｈが３ｍの位置に設置し、目標照度Ｅが２ｌｘととして、これを実現しようとする。４灯のＬＥＤの正面を、床面８１０に対して垂直な鉛直下方向に向けて配置すると、ＬＥＤが発した直接光だけで、０度方向から４５度方向までの範囲は、目標照度Ｅを達成するが、４５度方向よりも角度が大きい範囲は、目標照度Ｅを達成しない。
そこで、照射範囲８１２の境界を、例えば５９度方向と定め、その境界よりも内側の方向（すなわち０度方向から５９度方向まで）の範囲へ向かう直接光は、そのまま床面８１０を照らさせる。境界よりも外側の方向（すなわち５９度方向から９０度方向まで）の範囲へ向かう直接光は、余剰光束であるから、反射鏡１２０が反射して、反対側の４５度から５９度までの方向の範囲へ向かわせる。これにより、４５度方向から５９度方向までの範囲における光束不足を補う。
例えば、１灯当たり６０ｌｍのＬＥＤを４灯用いた照明装置８００を、床面８１０から高さｈが３ｍの位置に設置し、目標照度Ｅが２ｌｘととして、これを実現しようとする。４灯のＬＥＤの正面を、床面８１０に対して垂直な鉛直下方向に向けて配置すると、ＬＥＤが発した直接光だけで、０度方向から４５度方向までの範囲は、目標照度Ｅを達成するが、４５度方向よりも角度が大きい範囲は、目標照度Ｅを達成しない。
そこで、照射範囲８１２の境界を、例えば５９度方向と定め、その境界よりも内側の方向（すなわち０度方向から５９度方向まで）の範囲へ向かう直接光は、そのまま床面８１０を照らさせる。境界よりも外側の方向（すなわち５９度方向から９０度方向まで）の範囲へ向かう直接光は、余剰光束であるから、反射鏡１２０が反射して、反対側の４５度から５９度までの方向の範囲へ向かわせる。これにより、４５度方向から５９度方向までの範囲における光束不足を補う。
ここで、ＬＥＤ単体の配光特性により、角度が大きくなるほど直接光は弱くなる。また、４５度方向から５９度方向までの範囲における光束不足は、４５度方向よりも５９度方向のほうが深刻である。照明装置８００は、５９度方向の直接光を反対側の５９度方向へ反射し、９０度方向の直接光を反対側の４５度方向へ反射する。すなわち、光束不足がより深刻な方向に、光度の大きい光を向かわせる。
更に、照明装置８００は、９０度方向の直接光を反射する反射点よりも、５９度方向の直接光を反射する反射点のほうが、反射方向変化率Ａ（５９°）が小さくなる反射面形状曲線Ｃを用いる。これにより、５９度方向付近の直接光は、近い角度範囲に集中するので、更に光度が高くなり、９０度方向付近の直接光は、比較的広い角度範囲に分散するので、比較的光度が低くなる。すなわち、光束不足がより深刻な方向に、より光度の大きい光を向かわせる。
上述したように、反射方向変化率とは、所定の放射点（原点）からψ方向に放射した光が反射面形状曲線Ｃに当たって反射した光の方向をθとし、入射光の方向ψが微小角度ｄψ変化した場合に、反射光の方向θが微小角度ｄθ変化するとき、ｄθをｄψで割った商（すなわち、θをψで微分した値）の絶対値のことである。反射方向変化率が０に近ければ、その付近の角度の入射光は、みな同じ方向に反射されるので、反射光の光度は大きくなる。
反射方向変化率は、曲率とは異なる概念であり、同じ曲率でも、放射点との位置関係（距離及び方向）により、反射方向変化率は異なる。
反射面形状曲線Ｃの微小部分を、放射点（原点）を焦点とする円錐曲線で近似した場合、その微小部分と、もう一つの焦点との間の距離は、反射方向変化率に反比例する。
反射方向変化率は、曲率とは異なる概念であり、同じ曲率でも、放射点との位置関係（距離及び方向）により、反射方向変化率は異なる。
反射面形状曲線Ｃの微小部分を、放射点（原点）を焦点とする円錐曲線で近似した場合、その微小部分と、もう一つの焦点との間の距離は、反射方向変化率に反比例する。
反射面１２１の形状が回転楕円面である場合、すなわち、反射面形状曲線Ｃが、ｙ軸（配光中心軸８２１）を長軸（あるいは短軸）とする楕円弧である場合、原点が楕円弧の焦点であるか否かに関わらず、反射方向変化率は、角度ψが大きいほど小さくなる。このため、光束不足が深刻な５９度方向付近よりも、光束不足が深刻でない４５度方向付近に反射光が集中して、５９度方向付近の光束不足を補うことができず、照射範囲８１２が狭くなる。
反射面１２１の形状がトロダイル面（ドーナツ面もしくはラグビーボール面）である場合、すなわち、反射面形状曲線Ｃが、ｙ軸（配光中心軸８２１）以外の点を中心点とする円弧である場合も、反射方向変化率は、角度ψが大きいほど小さくなる。やはり、光束不足が深刻でない４５度方向付近は反射光が供給過多、光束不足が深刻な５９度方向付近は反射光が供給不足となり、照射範囲８１２が狭くなる。
反射面１２１の形状がトロダイル面（ドーナツ面もしくはラグビーボール面）である場合、すなわち、反射面形状曲線Ｃが、ｙ軸（配光中心軸８２１）以外の点を中心点とする円弧である場合も、反射方向変化率は、角度ψが大きいほど小さくなる。やはり、光束不足が深刻でない４５度方向付近は反射光が供給過多、光束不足が深刻な５９度方向付近は反射光が供給不足となり、照射範囲８１２が狭くなる。
これに対し、反射面形状曲線Ｃとして、半径の異なる複数の円弧を滑らかに繋いだ形状（多段円弧）の曲線を用いた場合、段階的ではあるが、９０度方向よりも５９度方向のほうが、反射方向変化率を小さくすることができる。５９度方向から９０度方向までの範囲を、円弧の数と同じ数の範囲に分割し、例えば、５９度方向から６９度方向までの範囲と、６９度方向から８１度方向までの範囲と、８１度方向から９０度方向までの範囲との三つに分割する。また、光束が不足している４５度方向から５９度方向までの範囲も同じ数の範囲に分割し、例えば、４５度方向から５０度方向までの範囲と、５０度方向から５５度方向までの範囲と、５５度方向から５９度方向までの範囲との三つに分割する。反射面形状曲線Ｃを構成する各円弧に、分割した各範囲を割り当てる。第一の円弧Ｃ１は、５９度方向から６９度方向の範囲に向かう直接光を、５５度方向から５９度方向までの範囲に向けて反射し、第二の円弧Ｃ２は、６９度方向から８１度方向までの範囲に向かう直接光を、５０度方向から５５度方向までの範囲に向けて反射し、第三の円弧Ｃ３は、８１度方向から９０度方向に向かう直接光を、４５度方向から５０度方向までの範囲に向けて反射するよう、各円弧の中心点および半径を決定する。なお、各円弧の半径は、第一の円弧Ｃ１のほうが第二の円弧Ｃ２より大きく、第二の円弧Ｃ２のほうが第三の円弧Ｃ３より大きい。第一の円弧Ｃ１の中心点のｙ座標は、反射面形状曲線Ｃの終点８２２のｙ座標と等しい。これにより、反射面形状曲線Ｃの終点８２２において、５９度方向から入射した直接光を、反対側の５９度方向へ反射する。
このように、反射面形状曲線Ｃとして多段円弧を用いることにより、照射範囲８１２を広くすることができる。円弧の数が多いほど、正確に配光を制御できるので、照射範囲８１２が広くなる。
このように、反射面形状曲線Ｃとして多段円弧を用いることにより、照射範囲８１２を広くすることができる。円弧の数が多いほど、正確に配光を制御できるので、照射範囲８１２が広くなる。
反射面形状曲線Ｃとして多段円弧を用いた場合、曲率が不連続である接続点付近で、余剰光束あるいは光束不足が生じやすい。このため、反射面形状曲線Ｃは、曲率が連続的に変化する曲線であるほうが好ましい。
曲率が連続的に変化する曲線の一例として、楕円弧がある。しかし、上述したように、反射面１２１の形状として回転楕円面は好ましくない。そこで、反射面形状曲線Ｃとして、長軸（及び短軸）がｙ軸（配光中心軸８２１）と一致しない楕円弧（円弧を除く）を用いる。これにより、反射面１２１の形状は、回転楕円面ともトロダイル面とも異なる形状となる。中心点のｘ座標が自由になった分、反射面形状曲線Ｃの設計に余裕ができ、定数を適切に定めることにより、照射範囲８１２を更に広くすることができる。
曲率が連続的に変化する曲線の一例として、楕円弧がある。しかし、上述したように、反射面１２１の形状として回転楕円面は好ましくない。そこで、反射面形状曲線Ｃとして、長軸（及び短軸）がｙ軸（配光中心軸８２１）と一致しない楕円弧（円弧を除く）を用いる。これにより、反射面１２１の形状は、回転楕円面ともトロダイル面とも異なる形状となる。中心点のｘ座標が自由になった分、反射面形状曲線Ｃの設計に余裕ができ、定数を適切に定めることにより、照射範囲８１２を更に広くすることができる。
また、反射面形状曲線Ｃは、円錐曲線に限らず、他の曲線を用いてもよい。例えば、反射面形状曲線Ｃとして、多項式曲線を用いてもよい。反射面形状曲線Ｃとして、多項式曲線を用いた場合、各項の係数を適切に定めることにより、照射範囲８１２を更に広くすることができる。最適な配光を得るためには、設計の裕度を確保する必要があり、そのため、反射面形状曲線Ｃを定義する多項式は、４つ以上の項を有することが好ましい。すなわち、多項式が偶数次の項のみからなる場合は、８次以上、奇数次の項も含む場合は、４次以上であることが好ましい。
あるいは、反射面形状曲線Ｃは、次の式によって定義される非球面曲線であってもよい。
この場合も、反射面形状曲線Ｃを定義する式は、８次以上の高次項を含むことが好ましい。
あるいは、反射面形状曲線Ｃは、次の式によって定義される非球面曲線であってもよい。
以上説明した照明装置８００において、リフレクタ（反射鏡１２０）は、光源（ＬＥＤ１１０）を回転中心軸（配光中心軸８２１）上に配置する回転対称形状のリフレクタであって、半径が異なる複数個の円弧を個滑らかにつないだ断面形状（反射面形状曲線Ｃ）であり、リフレクタ開口端（下縁部１２２）から光源側へ順に円弧の半径が小さくなっており、リフレクタ開口端に最も近い円弧の中心の光源からの高さが、リフレクタ開口端の光源からの高さと等しい。
このリフレクタ形状により、少ない光源数、光束で、広範囲にわたって目標照度を達成できる。
このリフレクタ形状により、少ない光源数、光束で、広範囲にわたって目標照度を達成できる。
円弧の数は、三個以上であることが好ましい。
この構成数により、目標半径、目標照度などの仕様が満足し易くなる。
この構成数により、目標半径、目標照度などの仕様が満足し易くなる。
あるいは、リフレクタ（反射鏡１２０）は、光源（ＬＥＤ１１０）を回転中心軸（配光中心軸８２１）上に配置する回転対称形状のリフレクタであって、断面形状（反射面形状曲線Ｃ）が楕円円弧であり、楕円円弧の長軸とリフレクタの回転中心軸とは平行になっており、楕円円弧の中心の光源からの高さが、リフレクタ開口端の光源からの高さと等しい。
このリフレクタ形状により、設計裕度が広がり、仕様を満足し易くすることができる。
このリフレクタ形状により、設計裕度が広がり、仕様を満足し易くすることができる。
あるいは、リフレクタ（反射鏡１２０）は、光源（ＬＥＤ１１０）を回転中心軸（配光中心軸８２１）上に配置する回転対称形状のリフレクタであって、断面形状（反射面形状曲線Ｃ）が８次以上の高次項を含む偶関数多項式であり、また断面形状において開口端から光源側へ順に局所的な曲率半径が小さくなっており、前記多項式における対称軸の光源からの高さが、リフレクタ開口端の光源からの高さと等しい。
このリフレクタ形状により、より高い仕様であっても、限られた光束で目標を達成することができる。
このリフレクタ形状により、より高い仕様であっても、限られた光束で目標を達成することができる。
以上説明したリフレクタ（反射鏡１２０）は、光源（ＬＥＤ１１０）から放射される各光線が反射される方向とその方向への光束（光量）とを同時に制御可能であり、なおかつ、安価簡便な回転対称形状なので、より少ない光束を十分効率的に使い、広範囲にわたって目標照度を達成する照明装置を得ることができる。
これにより、照明装置８００は、安価簡便な配光制御手段によって、より少ない光束（消費電力）で、例えば床面上半径５ｍ前後の広範囲にわたって目標照度を達成できる。
これにより、照明装置８００は、安価簡便な配光制御手段によって、より少ない光束（消費電力）で、例えば床面上半径５ｍ前後の広範囲にわたって目標照度を達成できる。
実施の形態２．
実施の形態２について、図２２〜図２４を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
実施の形態２について、図２２〜図２４を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
図２２は、この実施の形態における光源部１００の反射面形状曲線Ｃの一例を示す図である。
反射面形状曲線Ｃは、楕円弧Ｃ１と線分ＣＴとを滑らかに接合した曲線である。
楕円弧Ｃ１は、中心点８２４がｙ軸以外の位置にあり、長軸８２５がｙ軸と平行である。なお、長軸８２５は、ｙ軸と平行でなくてもよい。
線分ＣＴは、楕円弧Ｃ１と線分ＣＴとの接続点８２７における楕円弧Ｃ１の接線の一部であり、ｙ軸に対して、所定の角度（以下「テーパー角α」と呼ぶ。）を有する。テーパー角αは、３度以下であることが好ましく、例えば２度程度である。線分ＣＴは、ｙ座標が大きくなるほどｘ座標も大きくなる。
この実施の形態における反射面形状曲線Ｃは、終点８２２において下に向かって開いた形状である点が、実施の形態１と異なる。これにより、鋳造や型抜きなどによって反射鏡１２０を形成する際、鋳型などを外しやすくなり、加工性に優れる。
反射面形状曲線Ｃは、楕円弧Ｃ１と線分ＣＴとを滑らかに接合した曲線である。
楕円弧Ｃ１は、中心点８２４がｙ軸以外の位置にあり、長軸８２５がｙ軸と平行である。なお、長軸８２５は、ｙ軸と平行でなくてもよい。
線分ＣＴは、楕円弧Ｃ１と線分ＣＴとの接続点８２７における楕円弧Ｃ１の接線の一部であり、ｙ軸に対して、所定の角度（以下「テーパー角α」と呼ぶ。）を有する。テーパー角αは、３度以下であることが好ましく、例えば２度程度である。線分ＣＴは、ｙ座標が大きくなるほどｘ座標も大きくなる。
この実施の形態における反射面形状曲線Ｃは、終点８２２において下に向かって開いた形状である点が、実施の形態１と異なる。これにより、鋳造や型抜きなどによって反射鏡１２０を形成する際、鋳型などを外しやすくなり、加工性に優れる。
反射面形状曲線Ｃの始点８２３がｘ軸上に位置し、始点８２３において反射した光が、反対側のψ１方向へ向かう点は、実施の形態１と同様である。
反射面形状曲線Ｃの終点８２２が、原点から見てψ２方向に位置する点も、実施の形態１と同様であるが、テーパー角αがあることにより、終点８２２において反射した光は、反対側の（ψ２−２α）方向へ向かう。
また、楕円弧Ｃ１と線分ＣＴとの接続点８２７を、原点から見て（ψ２＋２α）方向に位置するようにとる。これにより、接続点８２７において反射した光は、テーパー角αにより、反対側のψ２方向へ向かう。
したがって、角度ψ２−２α〜ψ２の範囲には、ＬＥＤ１１０からの直接光に加えて、楕円弧Ｃ１において反射した反射光が照射され、更に、線分ＣＴにおいて反射した反射光も照射される。
反射面形状曲線Ｃの終点８２２が、原点から見てψ２方向に位置する点も、実施の形態１と同様であるが、テーパー角αがあることにより、終点８２２において反射した光は、反対側の（ψ２−２α）方向へ向かう。
また、楕円弧Ｃ１と線分ＣＴとの接続点８２７を、原点から見て（ψ２＋２α）方向に位置するようにとる。これにより、接続点８２７において反射した光は、テーパー角αにより、反対側のψ２方向へ向かう。
したがって、角度ψ２−２α〜ψ２の範囲には、ＬＥＤ１１０からの直接光に加えて、楕円弧Ｃ１において反射した反射光が照射され、更に、線分ＣＴにおいて反射した反射光も照射される。
図２３は、図２２に示した反射面形状曲線Ｃを用いた場合における光源部１００の配光特性と反射方向変化率Ａ（ψ）との関係を示す図である。
このように、楕円弧Ｃ１における反射光だけでは光度が不足するψ２方向付近において、線分ＣＴにおける反射光が加わることにより、必要な光度を確保することができる。
これにより、ψ１方向から（ψ２−２α）方向にかけての範囲では、「照らし過ぎ」をほとんどなくすことができ、最低照度Ｅ以上で照らすことができる照射範囲８１２を広くすることができる。
このように、楕円弧Ｃ１における反射光だけでは光度が不足するψ２方向付近において、線分ＣＴにおける反射光が加わることにより、必要な光度を確保することができる。
これにより、ψ１方向から（ψ２−２α）方向にかけての範囲では、「照らし過ぎ」をほとんどなくすことができ、最低照度Ｅ以上で照らすことができる照射範囲８１２を広くすることができる。
図２４は、以上説明した反射面形状曲線Ｃの具体例を示す図である。
なお、反射面形状曲線Ｃの終点８２２のｙ座標ｙ１を、１として規格化している。また、ＬＥＤ１１０が発する全光束は２４０ｌｍ、最低照度Ｅは２ｌｘ、ＬＥＤ１１０の発光点の床面８１０からの高さｈは３ｍとする。
反射面形状曲線Ｃとして、中心点８２４の座標（０．８９，１．０２）、長径１．７２、短径０．９５の楕円弧Ｃ１と、ｙ軸に対するテーパー角αが２度の線分ＣＴとからなる曲線を用いた場合、照射範囲８１２の半径Ｒは、約５．１５ｍである。
なお、反射面形状曲線Ｃの終点８２２のｙ座標ｙ１を、１として規格化している。また、ＬＥＤ１１０が発する全光束は２４０ｌｍ、最低照度Ｅは２ｌｘ、ＬＥＤ１１０の発光点の床面８１０からの高さｈは３ｍとする。
反射面形状曲線Ｃとして、中心点８２４の座標（０．８９，１．０２）、長径１．７２、短径０．９５の楕円弧Ｃ１と、ｙ軸に対するテーパー角αが２度の線分ＣＴとからなる曲線を用いた場合、照射範囲８１２の半径Ｒは、約５．１５ｍである。
この実施の形態における照明装置８００において、上記反射面形状曲線Ｃは、上記終点８２２において、上記配光中心軸８２１となす角度（テーパー角α）が３度以下である。
この実施の形態における照明装置８００によれば、反射面形状曲線Ｃが終点８２２において配光中心軸８２１となす角度が３度以下なので、反射鏡１２０の加工性に優れる。
また、反射面形状曲線Ｃが終点８２２付近（線分ＣＴ）において直線状なので、直線状の部分（線分ＣＴ）で反射した光が照射範囲８１２の境界付近に向かい、最低照度Ｅ以上で照らすことができる照射範囲８１２を広くすることができる。
なお、反射面形状曲線Ｃは、上記のほか、楕円弧、多項式曲線、複数の曲線を滑らかに接合した曲線、その他の曲線であってもよい。また、反射鏡１２０の下縁部１２２に、アール形状や面取りがあってもよい。
以上説明した照明装置８００において、リフレクタ（反射鏡１２０）の形状は、開口端（下縁部１２２）でＬＥＤ１１０の中心軸（配光中心軸８２１）と平行ではなく、開口端（下縁部１２２）に近い側でリフレクタ径が広がるようにわずかに傾斜させ、テーパーとした形状である。これにより、リフレクタをアルミニウムなどの鋳造によって製作する場合、鋳造時の離型がよい。
例えば、線分ＣＴを設けず、反射面形状曲線Ｃに、楕円弧を用いるとすると、反射面形状曲線Ｃの中心点のｙ座標を、反射面形状曲線Ｃの終点８２２のｙ座標より大きくする。反射面形状曲線Ｃの中心点のｙ座標と、反射面形状曲線Ｃの終点８２２のｙ座標との比は、例えば、１．１２程度であり、１．０倍超１．２倍以下の範囲内であることが好ましい。
リフレクタ（反射鏡１２０）の形状は、開口端（下縁部１２２）で、例えば２度の傾斜を持つ。
リフレクタ（反射鏡１２０）は、例えば、６３度方向から９０度方向までの範囲へ向かう直接光を、４５度方向から５９度方向までの範囲へ向けて反射する。５９度方向から６３度方向へ向かう直接光は、リフレクタが反射せず、余剰光束としてそのままの方向へ向かわせる。その場合、テーパー角αが大きくなると、余剰光束の量も増えるので、テーパー角αは、３度以下であることが好ましい。
また、上述したように、反射面形状曲線Ｃとして、楕円弧の先に滑らかに接合する線分を設け、５９度方向から６３度方向までの範囲へ向かう直接光を、リフレクタ（反射鏡１２０）が、照射範囲８１２内へ向けて反射する構成とすれば、余剰光束を減らすことができる。
リフレクタ（反射鏡１２０）の形状は、開口端（下縁部１２２）で、例えば２度の傾斜を持つ。
リフレクタ（反射鏡１２０）は、例えば、６３度方向から９０度方向までの範囲へ向かう直接光を、４５度方向から５９度方向までの範囲へ向けて反射する。５９度方向から６３度方向へ向かう直接光は、リフレクタが反射せず、余剰光束としてそのままの方向へ向かわせる。その場合、テーパー角αが大きくなると、余剰光束の量も増えるので、テーパー角αは、３度以下であることが好ましい。
また、上述したように、反射面形状曲線Ｃとして、楕円弧の先に滑らかに接合する線分を設け、５９度方向から６３度方向までの範囲へ向かう直接光を、リフレクタ（反射鏡１２０）が、照射範囲８１２内へ向けて反射する構成とすれば、余剰光束を減らすことができる。
反射面形状曲線Ｃとして、多段円弧を用いる場合も、開口端（下縁部１２２）に最も近く半径が最も大きいの円弧Ｃ１の中心点のｙ座標を、反射面形状曲線Ｃの終点８２２のｙ座標ｙ１より大きくし、１．０倍超１．２倍以下の範囲とする。
反射面形状曲線Ｃとして、偶関数多項式により定義される曲線を用いる場合も、対称軸のｙ座標を、反射面形状曲線Ｃの終点８２２のｙ座標ｙ１より大きくし、１．０倍超１．２倍以下の範囲とする。
反射面形状曲線Ｃとして他の曲線を用いる場合も含め、リフレクタ（反射鏡１２０）の形状は、開口端（下縁部１２２）で、ＬＥＤ１１０の中心軸（配光中心軸８２１）と平行ではなく、開口端（下縁部１２２）に近い側でリフレクタ径が広がるようにわずかに傾斜させる。これにより、リフレクタ（反射鏡１２０）の製造を容易にすることができる。
反射面形状曲線Ｃとして、偶関数多項式により定義される曲線を用いる場合も、対称軸のｙ座標を、反射面形状曲線Ｃの終点８２２のｙ座標ｙ１より大きくし、１．０倍超１．２倍以下の範囲とする。
反射面形状曲線Ｃとして他の曲線を用いる場合も含め、リフレクタ（反射鏡１２０）の形状は、開口端（下縁部１２２）で、ＬＥＤ１１０の中心軸（配光中心軸８２１）と平行ではなく、開口端（下縁部１２２）に近い側でリフレクタ径が広がるようにわずかに傾斜させる。これにより、リフレクタ（反射鏡１２０）の製造を容易にすることができる。
また、リフレクタ（反射鏡１２０）の形状は、開口端（下縁部１２２）より外側に微小なアールがついていてもよいし、面取りがついていてもよい。面取り角は４５度でなくてもよい。
以上説明した照明装置８００において、リフレクタ（反射鏡１２０）は、光源を回転中心軸上に配置する回転対称形状のリフレクタであって、半径が異なる複数個の円弧を滑らかにつないだ断面形状であり、リフレクタ開口端から光源側へ順に円弧の半径が小さくなっており、リフレクタ開口端に最も近い円弧の中心の光源からの高さが、リフレクタ開口端の光源からの高さの１．０倍超１．２倍以下の範囲内であり、開口部に向ってリフレクタ径が広がる形状である。
あるいは、リフレクタ（反射鏡１２０）は、光源を回転中心軸上に配置する回転対称形状のリフレクタであって、断面形状が楕円円弧であり、楕円円弧の長軸とリフレクタの回転中心軸とは平行になっており、楕円円弧の中心の光源からの高さが、リフレクタ開口端の光源からの高さの１．０倍超１．２倍以下の範囲内であり、開口部に向ってリフレクタ径が広がる形状である。
あるいは、リフレクタ（反射鏡１２０）は、光源を回転中心軸上に配置する回転対称形状のリフレクタであって、断面形状が８次以上の高次項を含む偶関数多項式であり、また断面形状において開口端から光源側へ順に局所的な曲率半径が小さくなっており、前記多項式における対称軸の光源からの高さが、リフレクタ開口端の光源からの高さの１．０倍超１．２倍以下の範囲内であり、開口部に向ってリフレクタ径が広がる形状である。
以上説明した照明装置８００によれば、リフレクタ（反射鏡１２０）の製造を容易にすることができる。
あるいは、リフレクタ（反射鏡１２０）は、光源を回転中心軸上に配置する回転対称形状のリフレクタであって、断面形状が楕円円弧であり、楕円円弧の長軸とリフレクタの回転中心軸とは平行になっており、楕円円弧の中心の光源からの高さが、リフレクタ開口端の光源からの高さの１．０倍超１．２倍以下の範囲内であり、開口部に向ってリフレクタ径が広がる形状である。
あるいは、リフレクタ（反射鏡１２０）は、光源を回転中心軸上に配置する回転対称形状のリフレクタであって、断面形状が８次以上の高次項を含む偶関数多項式であり、また断面形状において開口端から光源側へ順に局所的な曲率半径が小さくなっており、前記多項式における対称軸の光源からの高さが、リフレクタ開口端の光源からの高さの１．０倍超１．２倍以下の範囲内であり、開口部に向ってリフレクタ径が広がる形状である。
以上説明した照明装置８００によれば、リフレクタ（反射鏡１２０）の製造を容易にすることができる。
実施の形態３．
実施の形態３について、図２５〜図２７を用いて説明する。
なお、実施の形態１または実施の形態２と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
実施の形態３について、図２５〜図２７を用いて説明する。
なお、実施の形態１または実施の形態２と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
図２５は、この実施の形態における光源部１００の一例を示す断面図である。
この図は、光源部１００を、床面８１０に対して垂直な平面で切断した側面視断面図である。
この図は、光源部１００を、床面８１０に対して垂直な平面で切断した側面視断面図である。
光源部１００は、ＬＥＤ１１０、反射鏡１２０、基板１３０に加えて、カバー１４０を有する。
カバー１４０は、例えば、ガラス板などで形成された透明な板である。カバー１４０は、ＬＥＤ１１０及び反射鏡１２０を覆い、埃などの侵入を防ぐ。カバー１４０は、屈折部１４１を有する。カバー１４０は、屈折部１４１を除いて、均等な厚さを有する。
屈折部１４１は、ＬＥＤ１１０の正面に当たる位置にあり、配光中心軸８２１を中心とした回転対称な形状を有する。例えば、屈折部１４１は、頂点がアール形状に処理された円錐状の窪みである。屈折部１４１の形状は、このほか、例えば、球面状・円錐状・非球面レンズ状などであってもよい。また、カバー１４０の厚みを薄くするため、屈折部１４１は、フレネルレンズ状であってもよい。また、屈折部１４１は、窪みではなく、膨らみであってもよい。
屈折部１４１は、ＬＥＤ１１０が発して反射面１２１で反射した反射光が通らない位置に設ける。したがって、屈折部１４１の影響を受けるのは、ＬＥＤ１１０が発した直接光だけであり、反射面１２１で反射した反射光は、屈折部１４１の影響を受けない。なお、この制約は、屈折部１４１の形状を設計する際、反射光のことを考慮する必要をなくし、設計を容易にするためのものであり、屈折部１４１は、反射光が通る位置に設けてもよい。
屈折部１４１は、ＬＥＤ１１０が発した光のうち、−ψ４方向からψ４方向までの範囲（以下「屈折範囲８１３」と呼ぶ。）に向かう光を屈折させて、光量が不足している方向へ向かわせる。
カバー１４０は、例えば、ガラス板などで形成された透明な板である。カバー１４０は、ＬＥＤ１１０及び反射鏡１２０を覆い、埃などの侵入を防ぐ。カバー１４０は、屈折部１４１を有する。カバー１４０は、屈折部１４１を除いて、均等な厚さを有する。
屈折部１４１は、ＬＥＤ１１０の正面に当たる位置にあり、配光中心軸８２１を中心とした回転対称な形状を有する。例えば、屈折部１４１は、頂点がアール形状に処理された円錐状の窪みである。屈折部１４１の形状は、このほか、例えば、球面状・円錐状・非球面レンズ状などであってもよい。また、カバー１４０の厚みを薄くするため、屈折部１４１は、フレネルレンズ状であってもよい。また、屈折部１４１は、窪みではなく、膨らみであってもよい。
屈折部１４１は、ＬＥＤ１１０が発して反射面１２１で反射した反射光が通らない位置に設ける。したがって、屈折部１４１の影響を受けるのは、ＬＥＤ１１０が発した直接光だけであり、反射面１２１で反射した反射光は、屈折部１４１の影響を受けない。なお、この制約は、屈折部１４１の形状を設計する際、反射光のことを考慮する必要をなくし、設計を容易にするためのものであり、屈折部１４１は、反射光が通る位置に設けてもよい。
屈折部１４１は、ＬＥＤ１１０が発した光のうち、−ψ４方向からψ４方向までの範囲（以下「屈折範囲８１３」と呼ぶ。）に向かう光を屈折させて、光量が不足している方向へ向かわせる。
図３に示したように、ＬＥＤ１１０が発した光のうち、０度方向からψ１方向までの範囲へ向かう光の光度ＩＬ（ψ）は、必要な光度ＩＳ（ψ）よりも大きい。この実施の形態では、この余った光を、光度が不足している方向に振り向ける。
図２６は、この実施の形態における光源部１００におけるＬＥＤ１１０が発した直接光の方向と、その光が最終的に照射する方向との関係の一例を示す図である。
この例において、屈折範囲８１３である−ψ４方向からψ４方向までの範囲へ向かう光は、屈折部１４１で屈折して、−ψ５方向からψ５方向までの範囲へ向かう。
屈折範囲８１３外であるψ４方向からψ２方向までの範囲へ向かう直接光は、屈折部１４１の影響を受けず、そのまま同じ方向へ向かう。また、照射範囲８１２外であるψ２方向から９０度方向までの範囲へ向かう直接光は、反射面１２１で反射して、（反対側の）ψ２方向からψ１方向までの範囲へ向かう反射光となり、カバー１４０を通る際には、屈折部１４１の影響を受けないので、そのまま同じ方向へ向かう。
屈折範囲８１３外であるψ４方向からψ２方向までの範囲へ向かう直接光は、屈折部１４１の影響を受けず、そのまま同じ方向へ向かう。また、照射範囲８１２外であるψ２方向から９０度方向までの範囲へ向かう直接光は、反射面１２１で反射して、（反対側の）ψ２方向からψ１方向までの範囲へ向かう反射光となり、カバー１４０を通る際には、屈折部１４１の影響を受けないので、そのまま同じ方向へ向かう。
図２７は、この実施の形態における照明装置８００の配光特性の一例を示す図である。
ＩＬ（ψ）は、すべての光源部１００がψ方向に発した直接光の光度の合計を示す。ＩＳ（ψ）は、照射範囲８１２を最低照度Ｅ以上で照らすためにψ方向に発する必要がある光の光度を示す。ＩＲ（ψ）は、屈折部１４１により屈折してψ方向へ向かう屈折光の光度を示す。Ｉｒ（ψ）は、反射鏡１２０により反射してψ方向へ向かう反射光の光度を示す。
ＩＬ（ψ）は、すべての光源部１００がψ方向に発した直接光の光度の合計を示す。ＩＳ（ψ）は、照射範囲８１２を最低照度Ｅ以上で照らすためにψ方向に発する必要がある光の光度を示す。ＩＲ（ψ）は、屈折部１４１により屈折してψ方向へ向かう屈折光の光度を示す。Ｉｒ（ψ）は、反射鏡１２０により反射してψ方向へ向かう反射光の光度を示す。
０度方向からψ４方向までの範囲では、屈折により光度が弱められ、余剰光束が少なくなっている。ψ４方向からψ５方向までの範囲では、直接光ＩＬ（ψ）と屈折光ＩＲ（ψ）とが重なって、光度が強くなり、更に、ψ１方向からψ２方向までの範囲では、それに反射光Ｉｒ（ψ）が加わって、更に光度が強くなる。
このように、屈折部１４１により、屈折範囲８１３における余剰な光束を、光束が不足している方向へ向かわせることにより、光度不足を補い、最低照度Ｅ以上の明るさで照らすことができる照射範囲８１２を広げることができる。
この実施の形態における照明装置８００において、上記光源部１００は、更に、屈折部１４１を有する。
上記屈折部１４１は、上記照射範囲８１２の一部であり上記配光中心軸８２１を中心とする略円形の範囲を屈折範囲８１３とし、上記光源（ＬＥＤ１１０）が上記屈折範囲８１３内の方向に発した光を屈折して、上記照射範囲８１２内の方向へ向かわせる。
上記屈折部１４１は、上記照射範囲８１２の一部であり上記配光中心軸８２１を中心とする略円形の範囲を屈折範囲８１３とし、上記光源（ＬＥＤ１１０）が上記屈折範囲８１３内の方向に発した光を屈折して、上記照射範囲８１２内の方向へ向かわせる。
この実施の形態における照明装置８００によれば、屈折部１４１が、屈折範囲８１３内の余剰光束を屈折して、照射範囲８１２内へ向かわせるので、光束が不足している範囲の光束を補うことができ、最低照度Ｅ以上の明るさで照らすことができる照射範囲８１２を広げることができる。
以上説明した照明装置８００は、４５度以下の角度領域において目標の配光分布ＩＳ（ψ）と比べて余った光束を使って、さらに設計裕度を広げ、より少ないＬＥＤの灯数、光束（ワット数）で仕様を満足する、あるいは同じ光束ならより高い仕様（例えばより広範囲、より高い目標照度）を満足する。
リフレクタ（反射鏡１２０）に、カバーガラス（カバー１４０）を被せる。カバーガラスは、ＬＥＤ１１０側の面上に凹レンズ（屈折部１４１）を有する。凹レンズは、リフレクタ（反射鏡１２０）からの反射光線が通過しないカバーガラスの中央部分に設ける。ＬＥＤ１１０からの放射角ψが小さい角度の光は、前記凹レンズによって大きな放射角へと広げられる。
凹レンズ（屈折部１４１）は、例えば、０度方向から３５度方向までの範囲へ向かう直接光を屈折して、０度方向６０度方向までの範囲へ向かわせる。これにより、０度方向から３５度方向までの範囲へ向かう余剰光束を有効利用することができる。
リフレクタ（反射鏡１２０）に、カバーガラス（カバー１４０）を被せる。カバーガラスは、ＬＥＤ１１０側の面上に凹レンズ（屈折部１４１）を有する。凹レンズは、リフレクタ（反射鏡１２０）からの反射光線が通過しないカバーガラスの中央部分に設ける。ＬＥＤ１１０からの放射角ψが小さい角度の光は、前記凹レンズによって大きな放射角へと広げられる。
凹レンズ（屈折部１４１）は、例えば、０度方向から３５度方向までの範囲へ向かう直接光を屈折して、０度方向６０度方向までの範囲へ向かわせる。これにより、０度方向から３５度方向までの範囲へ向かう余剰光束を有効利用することができる。
屈折部１４１の形状は、凹レンズ状に限らず、断面がＶ字の円錐状の窪みであってもよい。あるいは、断面が台形の円錐台状の窪みであってもよいし、先端部分を丸めた円錐状の窪みであってもよい。
以上説明した照明装置８００は、光源（ＬＥＤ１１０）側の面上のリフレクタ（反射鏡１２０）からの反射光線が通過しない中央部分に、凹レンズ（屈折部１４１）を有するカバーガラス（カバー１４０）を、リフレクタ開口部端面上に備える。
この凹レンズ（屈折部１４１）により、光源（ＬＥＤ１１０）からの放射角が小さな角度領域（屈折範囲８１３）の余っている光束も有効利用することができる。
この凹レンズ（屈折部１４１）により、光源（ＬＥＤ１１０）からの放射角が小さな角度領域（屈折範囲８１３）の余っている光束も有効利用することができる。
屈折部１４１の形状は、断面がＶ字の円錐状の窪み（屈折部１４１）であってもよい。
この円錐状の窪み（屈折部１４１）により、光源（ＬＥＤ１１０）からの放射角が小さな角度領域（屈折範囲８１３）の余っている光束も有効利用することができる。
あるいは、屈折部１４１の形状は、断面のＶ字の先端部分を丸めた円錐状の窪み、もしくは断面がＶ字ではなく、台形の窪みであってもよい。
この円錐状の窪み（屈折部１４１）により、光源（ＬＥＤ１１０）からの放射角が小さな角度領域（屈折範囲８１３）の余っている光束も有効利用することができる。
あるいは、屈折部１４１の形状は、断面のＶ字の先端部分を丸めた円錐状の窪み、もしくは断面がＶ字ではなく、台形の窪みであってもよい。
実施の形態４．
実施の形態４について、説明する。
なお、実施の形態１乃至実施の形態３のいずれかと共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
実施の形態４について、説明する。
なお、実施の形態１乃至実施の形態３のいずれかと共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
照明装置８００は、複数（例えば四つ）の光源部１００を有する。複数の光源部１００のうちのいくつか（例えば二つ）は、実施の形態３で説明した屈折部１４１を有するカバー１４０を有し、残りの光源部１００は、屈折部１４１を有しないカバー１４０を有する。なお、残りの光源部１００は、カバー１４０を有しない構成であってもよい。
照射範囲８１２のうち、屈折範囲８１３内は、屈折部１４１を有しない光源部１００からの直接光と、屈折部１４１を有する光源部１００からの屈折光により照らされる。
照射範囲８１２のうち、屈折範囲８１３内は、屈折部１４１を有しない光源部１００からの直接光と、屈折部１４１を有する光源部１００からの屈折光により照らされる。
図３に示したように、ＬＥＤ１１０が発した光のうち、０度方向付近へ向かう光の光度ＩＬ（ψ）は、必要な光度ＩＳ（ψ）の倍よりも大きい。したがって、複数の光源部１００のうち半数が、屈折部１４１を有する光源部１００であったとして、例えば屈折部１４１が断面形状Ｖ字状の円錐状の窪みである場合のように、屈折部１４１を有する光源部１００から屈折範囲８１３内に照射される光がなかったとしても、屈折部１４１を有しない光源部１００から照射される光だけで、屈折範囲８１３内を十分な明るさに照射することができる。
このため、屈折部１４１を有する光源部１００の配光設計の自由度が高くなり、最低照度Ｅ以上の明るさで照らすことができる照射範囲８１２を広げることができる。
このため、屈折部１４１を有する光源部１００の配光設計の自由度が高くなり、最低照度Ｅ以上の明るさで照らすことができる照射範囲８１２を広げることができる。
また、複数の光源部１００のうちの一部にのみ、屈折部１４１を設ければよいので、照明装置８００の製造過程において、屈折部１４１を設ける工程を少なくすることができ、照明装置８００の製造コストを削減することができる。
この実施の形態における照明装置８００は、上記光源部１００を複数有する。
複数の上記光源部１００のうち一部の光源部１００は、上記屈折部１４１を有しない。
複数の上記光源部１００のうち一部の光源部１００は、上記屈折部１４１を有しない。
この実施の形態における照明装置８００によれば、最低照度Ｅ以上の明るさで照らすことができる照射範囲８１２を広げることができるとともに、照明装置８００の製造コストを削減することができる。
以上説明した照明装置８００は、ＬＥＤ１１０側の面上の中央部分に凹レンズ（屈折部１４１）を有するカバーガラス（カバー１４０）を、複数灯あるＬＥＤ１１０のうちの一部（例えば４灯中２灯）に設けるので、放射角ψが小さな角度領域においても、目標照度を達成することができる。
例えば、屈折部１４１の形状が、断面がＶ字の円錐状である場合、０度方向付近に極端に光度が低い領域が発生する。以上説明した照明装置８００によれば、屈折部１４１を有しないカバーガラス（カバー１４０）を設けたＬＥＤ１１０（もしくは、カバーガラスを設けていないＬＥＤ１１０）からの直接光が、その領域を照らすので、目標照度を達成することができる。
例えば、屈折部１４１の形状が、断面がＶ字の円錐状である場合、０度方向付近に極端に光度が低い領域が発生する。以上説明した照明装置８００によれば、屈折部１４１を有しないカバーガラス（カバー１４０）を設けたＬＥＤ１１０（もしくは、カバーガラスを設けていないＬＥＤ１１０）からの直接光が、その領域を照らすので、目標照度を達成することができる。
以上説明した照明装置８００は、光源（ＬＥＤ１１０）を複数灯備えた照明装置であって、光源は、個別にリフレクタ（反射鏡１２０）のみを備えた光源部１００、もしくは、屈折部１４１を有しないカバーガラス（カバー１４０）とリフレクタとを備えた光源部１００と、屈折部１４１を有するカバーガラス（カバー１４０）とリフレクタとを備えた光源部１００とを組み合わせることにより構成する。
これにより、１灯あたりの光束が十分でない光源においても、複数灯の集合体とすることで十分な光束を得ることができる。
また、異なる配光分布の光源部１００を組み合せることで、少ない光源数、光束で、より理想的な配光分布を得ることができる。
これにより、１灯あたりの光束が十分でない光源においても、複数灯の集合体とすることで十分な光束を得ることができる。
また、異なる配光分布の光源部１００を組み合せることで、少ない光源数、光束で、より理想的な配光分布を得ることができる。
実施の形態５．
実施の形態５について、図２８〜図３２を用いて説明する。
なお、実施の形態１乃至実施の形態４のいずれかと共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
実施の形態５について、図２８〜図３２を用いて説明する。
なお、実施の形態１乃至実施の形態４のいずれかと共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
図２８は、この実施の形態における光源部１００の一例を示す断面図である。
この図は、光源部１００を、床面８１０に対して垂直な平面で切断した側面視断面図である。
この図は、光源部１００を、床面８１０に対して垂直な平面で切断した側面視断面図である。
光源部１００は、ＬＥＤ１１０、反射鏡１２０、基板１３０、カバー１４０に加えて、更に、副反射鏡１５０を有する。カバー１４０は、屈折部１４１を有していない。
副反射鏡１５０は、カバー１４０の内側、ＬＥＤ１１０の正面に当たる位置にあり、配光中心軸８２１を中心とした回転対称な形状を有する。例えば、副反射鏡１５０は、ＬＥＤ１１０の側に頂点を有する円錐形状である。副反射鏡１５０の頂点は、平らであってもよいし、アール形状であってもよい。
副反射鏡１５０は、ＬＥＤ１１０が発して反射面１２１で反射した反射光が通らない位置に設ける。
副反射鏡１５０は、カバー１４０の内側、ＬＥＤ１１０の正面に当たる位置にあり、配光中心軸８２１を中心とした回転対称な形状を有する。例えば、副反射鏡１５０は、ＬＥＤ１１０の側に頂点を有する円錐形状である。副反射鏡１５０の頂点は、平らであってもよいし、アール形状であってもよい。
副反射鏡１５０は、ＬＥＤ１１０が発して反射面１２１で反射した反射光が通らない位置に設ける。
副反射鏡１５０は、ＬＥＤ１１０に向いた側に副反射面１５１を有する。副反射面１５１は、配光中心軸８２１を中心として、所定の曲線（以下「副反射面形状曲線Ｃ’」と呼ぶ。）を回転させた形状である。副反射面１５１は、ＬＥＤ１１０が０度方向からψ４方向までの範囲（以下「非照射範囲８１４」と呼ぶ。）へ向けて発した直接光を反射して、ψ’２方向からψ’１方向までの範囲へ向かわせる。なお、ψ’１は、必ずしもψ１と一致しなくてもよいし、ψ’２は、必ずしもψ２と一致しなくてもよい。
図２９は、この実施の形態における光源部１００におけるＬＥＤ１１０が発した直接光の方向と、その光が最終的に照射する方向との関係の一例を示す図である。
非照射範囲８１４へ向かう直接光は、副反射鏡１５０で反射して、ψ’２方向からψ’１方向までの範囲へ向かう。非照射範囲８１４外であるψ４方向からψ２方向までの範囲へ向かう直接光は、そのまま同じ方向へ向かう。また、照射範囲８１２外であるψ２方向から９０度方向の範囲へ向かう直接光は、反射鏡１２０で反射して、反対側のψ１方向からψ２方向までの範囲へ向かう。なお、反射鏡１２０で反射した反射光は、副反射鏡１５０には当たらず、副反射鏡１５０で反射した反射光は、反射鏡１２０には当たらない。
照明装置８００は、実施の形態４と同様、光源部１００を複数（例えば四つ）有する。光源部１００のうちいくつか（例えば二つ）は、以上説明した光源部であって、副反射鏡１５０を有する。残りの光源部１００は、実施の形態１乃至実施の形態３のいずれかで説明した光源部であって、副反射鏡１５０を有しない。
副反射鏡１５０を有する光源部１００は、照射範囲８１２内である非照射範囲８１４を照らさない。そこで、一部の光源部１００には、副反射鏡１５０を設けず、非照射範囲８１４を照らす。これにより、非照射範囲８１４は、副反射鏡１５０を有しない光源部１００が発した光により、最低照度Ｅ以上で照らされ、副反射鏡１５０を有する光源部１００の副反射面１５１によって反射された余剰光束は、光束が不足している範囲へ振り分けられる。
副反射鏡１５０を有する光源部１００は、照射範囲８１２内である非照射範囲８１４を照らさない。そこで、一部の光源部１００には、副反射鏡１５０を設けず、非照射範囲８１４を照らす。これにより、非照射範囲８１４は、副反射鏡１５０を有しない光源部１００が発した光により、最低照度Ｅ以上で照らされ、副反射鏡１５０を有する光源部１００の副反射面１５１によって反射された余剰光束は、光束が不足している範囲へ振り分けられる。
図３０は、この実施の形態における反射面形状曲線Ｃ及び副反射面形状曲線Ｃ’の例を示す図である。
なお、この例では、反射面形状曲線Ｃとして、楕円弧を用いているが、他の曲線であってもかまわない。
副反射面形状曲線Ｃ’は、例えば、始点８３３と終点８３２とを結ぶ線分である。始点８３３は、ｙ軸上に位置する。終点８３２は、原点から見てψ４方向に位置する。なお、副反射面形状曲線Ｃ’は、線分ではなく、例えば円弧・楕円弧・多項式曲線などの曲線であってもよい。
なお、この例では、反射面形状曲線Ｃとして、楕円弧を用いているが、他の曲線であってもかまわない。
副反射面形状曲線Ｃ’は、例えば、始点８３３と終点８３２とを結ぶ線分である。始点８３３は、ｙ軸上に位置する。終点８３２は、原点から見てψ４方向に位置する。なお、副反射面形状曲線Ｃ’は、線分ではなく、例えば円弧・楕円弧・多項式曲線などの曲線であってもよい。
図３１は、図３０に示した反射面形状曲線Ｃと副反射面形状曲線Ｃ’とを用いた場合における照明装置８００の配光特性を示す図である。
この例において、照明装置８００は、偶数個の光源部１００を有し、そのうちの半数は、副反射鏡１５０を有し、残りの半数は、副反射鏡１５０を有しない。
ＩＬ（ψ）は、すべての光源部１００がψ方向に発した直接光の光度の合計を示す。ＩＳ（ψ）は、照射範囲８１２を最低照度Ｅ以上で照らすためにψ方向に発する必要がある光の光度を示す。Ｉｒ（ψ）は、反射鏡１２０による反射光の光度を示す。Ｉｒ’（ψ）は、副反射鏡１５０による反射光の光度を示す。
この例において、照明装置８００は、偶数個の光源部１００を有し、そのうちの半数は、副反射鏡１５０を有し、残りの半数は、副反射鏡１５０を有しない。
ＩＬ（ψ）は、すべての光源部１００がψ方向に発した直接光の光度の合計を示す。ＩＳ（ψ）は、照射範囲８１２を最低照度Ｅ以上で照らすためにψ方向に発する必要がある光の光度を示す。Ｉｒ（ψ）は、反射鏡１２０による反射光の光度を示す。Ｉｒ’（ψ）は、副反射鏡１５０による反射光の光度を示す。
非照射範囲８１４である０度方向からψ４方向までの範囲には、副反射鏡１５０を有しない半数の光源部１００が発した直接光が照射される。照射範囲８１２のうち、非照射範囲８１４外であるψ４方向からψ２方向までの範囲には、すべての光源部１００が発した直接光が照射される。また、ψ１方向からψ２方向までの範囲には、反射鏡１２０による反射光が照射される。ψ’１方向からψ’２方向までの範囲には、副反射鏡１５０による反射光が照射される。
これらの光が合成されることにより、必要な光度を確保することができ、最低照度Ｅ以上で照らすことができる照射範囲８１２を広くすることができる。
図３２は、以上説明した反射面形状曲線Ｃ及び副反射面形状曲線Ｃ’の具体例を示す図である。
なお、反射面形状曲線Ｃの終点８２２のｙ座標ｙ１を、１として規格化している。また、ＬＥＤ１１０が発する全光束は２４０ｌｍ、最低照度Ｅは２ｌｘ、ＬＥＤ１１０の発光点の床面８１０からの高さｈは３ｍとする。
反射面形状曲線Ｃとして、中心点８２４の座標（０．８９，１．０２）、長径１．７２、短径０．９５の楕円弧を用い、副反射面形状曲線Ｃ’として、始点８３３の座標（０，０．２０２）、終点８３２の座標（０．６７５，１）の線分を用いた場合、照射範囲８１２の半径Ｒは、約５．４４ｍである。
なお、反射面形状曲線Ｃの終点８２２のｙ座標ｙ１を、１として規格化している。また、ＬＥＤ１１０が発する全光束は２４０ｌｍ、最低照度Ｅは２ｌｘ、ＬＥＤ１１０の発光点の床面８１０からの高さｈは３ｍとする。
反射面形状曲線Ｃとして、中心点８２４の座標（０．８９，１．０２）、長径１．７２、短径０．９５の楕円弧を用い、副反射面形状曲線Ｃ’として、始点８３３の座標（０，０．２０２）、終点８３２の座標（０．６７５，１）の線分を用いた場合、照射範囲８１２の半径Ｒは、約５．４４ｍである。
この実施の形態における照明装置８００において、上記光源部１００は、更に、副反射鏡１５０を有する。
副反射鏡１５０は、上記照射範囲８１２の一部であり上記配光中心軸８２１を中心とする略円形の範囲を非照射範囲８１４とし、所定の曲線を副反射面形状曲線Ｃ’とし、上記配光中心軸８２１を中心として上記副反射面形状曲線Ｃ’を回転した回転対称の形状である副反射面１５１を有し、上記光源（ＬＥＤ１１０）が上記非照射範囲８１４の方向に発した光を上記副反射面１５１が反射して、上記照射範囲８１２内の上記非照射範囲８１４以外の方向へ向かわせる。
副反射鏡１５０は、上記照射範囲８１２の一部であり上記配光中心軸８２１を中心とする略円形の範囲を非照射範囲８１４とし、所定の曲線を副反射面形状曲線Ｃ’とし、上記配光中心軸８２１を中心として上記副反射面形状曲線Ｃ’を回転した回転対称の形状である副反射面１５１を有し、上記光源（ＬＥＤ１１０）が上記非照射範囲８１４の方向に発した光を上記副反射面１５１が反射して、上記照射範囲８１２内の上記非照射範囲８１４以外の方向へ向かわせる。
この実施の形態における照明装置８００によれば、副反射鏡１５０が、非照射範囲８１４内の光束を反射して、非照射範囲８１４以外の照射範囲８１２内へ向かわせるので、光束が不足している範囲の光束を補うことができ、最低照度Ｅ以上の明るさで照らすことができる照射範囲８１２を広げることができる。
この実施の形態における照明装置８００は、上記光源部１００を複数有する。
複数の上記光源部１００のうち一部の光源部１００は、上記副反射鏡１５０を有しない。
複数の上記光源部１００のうち一部の光源部１００は、上記副反射鏡１５０を有しない。
この実施の形態における照明装置８００によれば、副反射鏡１５０を有しない光源部１００が、副反射鏡１５０を有する光源部１００の非照射範囲８１４を照らすので、非照射範囲８１４内も、最低照度Ｅ以上の明るさで照らすことができる。
以上説明した照明装置８００において、一部の光源部１００は、サブリフレクタ（副反射鏡１５０）を有する。サブリフレクタは、断面がΛ字の円錐突起状であり、反射鏡１２０からの反射光線が通過しないカバーガラス（カバー１４０）の中央部分に設ける。サブリフレクタは、例えば、０度方向から２５度方向までの範囲へ向かう直接光を、７０度方向から４５度方向までの範囲へ向けて反射する勾配及び高さを有する。サブリフレクタが反射した反射光は、リフレクタ（反射鏡１２０）には入射せず、そのまま床面８１０を照射する。
これにより、０度方向から２５度方向までの範囲の余剰光束を有効に利用することができる。
これにより、０度方向から２５度方向までの範囲の余剰光束を有効に利用することができる。
サブリフレクタ（副反射鏡１５０）は、例えば、カバーガラス（カバー１４０）に円錐突起を一体形成し、アルミニウムなどの反射膜を、この突起部分にだけ蒸着することにより、作成する。あるいは、別途作成した円錐形のリフレクタをカバーガラスに接着などにより接合して作成してもよい。
また、この例におけるカバーガラス（カバー１４０）は、サブリフレクタ（副反射鏡１５０）の位置を固定するためのものであり、他の構造で置き換えてもよい。例えば、比較的細い板金などを用いて、サブリフレクタ（副反射鏡１５０）をＬＥＤ１１０と向かい合う中空位置に配置してもよい。その場合、カバーガラス（カバー１４０）は、なくてもよい。
また、この例におけるカバーガラス（カバー１４０）は、サブリフレクタ（副反射鏡１５０）の位置を固定するためのものであり、他の構造で置き換えてもよい。例えば、比較的細い板金などを用いて、サブリフレクタ（副反射鏡１５０）をＬＥＤ１１０と向かい合う中空位置に配置してもよい。その場合、カバーガラス（カバー１４０）は、なくてもよい。
以上説明した照明装置８００は、サブリフレクタ（副反射鏡１５０）を備える。サブリフレクタは、リフレクタ（反射鏡１２０）開口部近傍の、リフレクタからの反射光線が通過しない開口部中央部分に設けたサブリフレクタであり、サブリフレクタからの反射光線はリフレクタには入射せず、断面がΛ字の円錐突起状である。
このサブリフレクタ（副反射鏡１５０）により、光源（ＬＥＤ１１０）からの放射角が小さな角度領域（非照射領域８１４）の余っている光束も有効利用することができる。
このサブリフレクタ（副反射鏡１５０）により、光源（ＬＥＤ１１０）からの放射角が小さな角度領域（非照射領域８１４）の余っている光束も有効利用することができる。
サブリフレクタ（副反射鏡１５０）の形状は、断面のΛ字の先端部分を丸めた円錐突起状、もしくは、断面のΛ字の先端部分をカットした断面が台形であってもよい。
以上説明した照明装置８００は、光源（ＬＥＤ１１０）を複数灯備えた照明装置であって、光源は個別にリフレクタ（反射鏡１２０）のみ、もしくは、リフレクタとサブリフレクタ（副反射鏡１５０）とを備えた光源部１００を構成する。
これにより、１灯あたりの光束が十分でない光源においても、複数灯の集合体とすることで十分な光束を得ることができる。
また、異なる配光分布の光源部１００を組み合せることで、少ない光源数、光束で、より理想的な配光分布を得ることができる。
これにより、１灯あたりの光束が十分でない光源においても、複数灯の集合体とすることで十分な光束を得ることができる。
また、異なる配光分布の光源部１００を組み合せることで、少ない光源数、光束で、より理想的な配光分布を得ることができる。
１００ 光源部、１１０ ＬＥＤ（光源）、１２０ 反射鏡、１２１ 反射面、１２２ 下縁部、１２３ 上縁部、１３０ 基板、１４０ カバー、１４１ 屈折部、１５０ 副反射鏡、１５１ 副反射面、８００ 照明装置、８１０ 床面、８１１ 照射中心、８１２ 照射範囲、８１３ 屈折範囲、８１４ 非照射範囲、８２１ 配光中心軸、８２２，８３２ 終点、８２３，８３３ 始点、８２４ 中心点、８２５ 長軸、８２６ 短軸、８２７ 接続点、Ｃ 反射面形状曲線、Ｃ’ 副反射面形状曲線。
Claims (9)
- 略円形の範囲を照射範囲とし、上記照射範囲に対して略垂直の方向から上記照射範囲内を照射する照明装置において、
所定の軸を配光中心軸とし、上記配光中心軸を中心とする回転対称の配光特性を有する光源と、
上記配光中心軸を含む平面内の所定の曲線を反射面形状曲線とし、上記配光中心軸を中心として上記反射面形状曲線を回転した回転対称の形状である反射面を有し、上記光源が上記照射範囲外の方向に発した光を上記反射面が反射して、上記配光中心軸を挟んで反対側の照射範囲内の方向へ向かわせる反射鏡とを有する光源部を備え、
上記反射面形状曲線は、上記光源から上記配光中心軸と略垂直の方向に始点を有し、上記光源から上記照射範囲の輪郭へ向かう方向に終点を有し、上記終点に近い位置ほど反射方向変化率｜ｄθ／ｄψ｜（ただし、ψは、上記配光中心軸上の発光点と、上記反射面形状曲線上の点とを結ぶ線分と、上記配光中心軸とがなす角度。θは、上記配光中心軸上の発光点からψ方向に発して、上記反射面形状曲線上の点で反射した光の進行方向が上記配光中心軸となす角度。）が小さく、上記終点に近い位置ほど上記θの絶対値が大きいことを特徴とする照明装置。 - 上記反射面形状曲線は、上記終点に近い位置ほど曲率半径が大きいことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
- 上記反射面形状曲線は、上記終点において、上記配光中心軸と略平行、もしくは、上記配光中心軸となす角度が３度以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
- 上記反射面形状曲線は、上記配光中心軸上でない位置に中心を有する複数の円弧が滑らかに接合した曲線と、上記配光中心軸上でない位置に焦点を有する楕円弧と、四次以上の多項式曲線とのうちから選択した曲線であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の照明装置。
- 上記照明装置は、上記光源部を複数有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の照明装置。
- 上記光源部は、更に、
上記照射範囲の一部であり上記配光中心軸を中心とする略円形の範囲を屈折範囲とし、上記光源が上記屈折範囲内の方向に発した光を屈折して、上記照射範囲内の方向へ向かわせる屈折部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の照明装置。 - 上記照明装置は、上記屈折部を有する光源部と、上記屈折部を有しない光源部とを有することを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
- 上記光源部は、更に、
上記照射範囲の一部であり上記配光中心軸を中心とする略円形の範囲を非照射範囲とし、所定の曲線を副反射面形状曲線とし、上記配光中心軸を中心として上記副反射面形状曲線を回転した回転対称の形状である副反射面を有し、上記光源が上記非照射範囲の方向に発した光を上記副反射面が反射して、上記照射範囲内の上記非照射範囲以外の方向へ向かわせる副反射鏡を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の照明装置。 - 上記照明装置は、上記副反射鏡を有する光源部と、上記副反射鏡を有しない光源部とを有することを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
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