JP5528287B2 - 光束制御部材、発光装置、及び照明装置 - Google Patents

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（例えば、広告パネル）を裏面側から照明する照明
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。

広告パネル等の光透過性を有する被照明部材を裏面側から照明する照明装置は、光源と
して蛍光ランプを使用するものが知られていたが、近年、蛍光ランプよりも消費電力が少
なく且つ長寿命の発光素子（例えば、ＬＥＤ）を光源として使用するものが開発されてい
る。

（第１従来例）
図１２は、このような発光素子１０２を光源として使用した照明装置１０１を示すもの
である。この照明装置１０１は、被照明部材１０３，１０３が対向するように一対配置さ
れた筐体１０４の天板１０５の内面に発光素子１０２を配置し、この発光素子１０２から
の出射光で被照明部材１０３，１０３の被照射面１０３ａ，１０３ａを内側から照明する
ようになっている。

しかしながら、この図１２に示す照明装置１０１は、被照明部材１０３，１０３の発光
素子１０２側近傍が明るく照明されるものの、被照明部材１０３，１０３のうちの発光素
子１０２から離れた部分が暗く、被照明部材１０３，１０３のうちの限られた領域（発光
素子１０２の近傍領域）に特異的な明部が生じるため（図４の照度表示線Ｄ参照）、被照
明部材１０３，１０３の被照射面１０３ａ，１０３ａを均一に照明することができなかっ
た。

（第２従来例）
図１３は、図１２に示す照明装置１０１の問題点を解消し得る照明装置１１１を示すも
のである。この図１３に示す照明装置１１１は、被照明部材１１２が対向するように一対
配置された筐体１０３の内部に導光板１１４を一対配置し、それぞれの導光板１１４の側
面に配置した発光素子１１５からの光を導光板１１４の内部に入射させ、その導光板１１
４の内部に入射した光を被照明部材１１２に対向する導光板１１４の出射面から面状に出
射させ、その導光板１１４から出射した光で被照明部材１１２を裏面側から均一に照明す
るようになっている（特許文献１参照）。

しかしながら、この図１３に示す照明装置１１１は、蛍光ランプを光源として使用する
場合に比較して、消費電力の低減を図ることができ、光源の長寿命化を図ることができる
ものの、被照明部材１１２の全面を均一照明するために、被照明部材１１２とほぼ同面積
の導光板１１４を使用しなければならず、全体の重量が重くなりすぎるという問題を有し
ていた。

（第３従来例）
第２従来例に係る照明装置１１１の重量を軽減するために、導光板１１４に代えて、図
１４に示すようなレンズ（光束制御部材）１２０を発光素子１２１に被せるように配置し
、発光素子１２１からの光をレンズ１２０を介して出射させ、その出射光で被照明部材を
照明することが考えられる（特許文献２参照）。

特開２００２−４０２６１号公報 特開２００８−１４１１５２号公報

しかしながら、図１４に示すようなレンズ１２０は、発光素子１２１からの光を光軸Ｌ
１と平行になるように出射するものであるため、光軸Ｌ１とほぼ平行に配置された被照明
部材１０３，１０３を効率的に且つ均一に照明する目的で使用することができなかった（
図１２参照）。

そこで、本発明は、発光素子の光軸にほぼ平行に配置された被照射面を均一に照明する
ことができ、且つ、照明装置の重量を軽減することが可能になる光束制御部材、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ことを目的と
する。

請求項１の発明は、図１〜３，図５，図７〜８，図１０〜１１に示すように、被照明部
材３の端部側に発光素子１０と共に配置され、前記発光素子１０からの光を入射面１４か
ら内部に入射させた後に出射面１５から出射し、前記出射面１５から出射する光で前記被
照明部材３の被照射面３ａを照明する光束制御部材１１に関するものである。この発明に
おいて、前記入射面１４は、前記被照射面３ａとほぼ平行の前記発光素子１０の光軸Ｌ１
上に位置するように、且つ、前記発光素子１０と一対一で対向して位置するように配置さ
れる第１入射面部１８，３０と、前記第１入射面部１８，３０を取り囲むように位置する
第２入射面部２０とを有している。また、前記第１入射面部１８，３０は、前記発光素子
１０から出射される光束のうちの光束中央部の光を、前記出射面１５へ向けて入射させる
ようになっている。また、前記第２入射面部２０は、前記第１入射面部１８，３０を取り
囲むように、且つ、前記光軸Ｌ１を中心として同心円状に複数形成されたリング状のプリ
ズム突起（２１〜２４）群からなり、前記光束中央部の光以外の光を入射させるようにな
っている。また、前記プリズム突起２１〜２４は、前記光束中央部の光以外の光を入射さ
せる第１傾斜面２１ａ〜２４ａと、この第１傾斜面２１ａ〜２４ａから入射した光を前記
出射面１５側へ向けて全反射する第２傾斜面２１ｂ〜２４ｂとを有している。そして、前
記入射面１４及び前記出射面１５は、前記第１入射面部１８，３０を経由して前記出射面
１５から出射する光のうちで前記光軸Ｌ１からの角度が最大の光の方が、前記第２入射面
部２０を経由して前記出射面１５から出射する光のうちで前記光軸Ｌ１からの角度が最大
の光よりも、前記光軸Ｌ１からの角度が大きくなるように形成されている。

請求項２の発明は、図１〜３，図５，図７〜８に示すように、請求項１の発明に係る光
束制御部材１１において、前記第１入射面部１８が負のパワーを有する形状に形成された
ことを特徴としている。

請求項３の発明は、図７〜８に示すように、請求項１の発明に係る光束制御部材１１に
おいて、前記プリズム突起２１〜２４の形状に特徴を有するものである。すなわち、前記
プリズム突起２１〜２４群のうちの少なくとも一つのプリズム突起（２１〜２３）は、前
記第１傾斜面（２１ａ〜２３ａ）が前記プリズム突起（２１〜２３）の根元側に位置する
根元側傾斜面部分（２１ａ１〜２３ａ１）と前記プリズム突起（２１〜２３）の先端側に
位置する先端側傾斜面部分（２１ａ２〜２３ａ２）とに分割され、前記光束制御部材１１
が前記光軸Ｌ１を含み且つ前記光軸Ｌ１に沿った仮想平面で切断されたと仮定した場合に
おいて、前記第２傾斜面（２１ｂ〜２３ｂ）に対する前記先端側傾斜面部分（２１ａ２〜
２３ａ２）の傾斜角が前記第２傾斜面（２１ｂ〜２３ｂ）に対する前記根元側傾斜面部分
（２１ａ１〜２３ａ１）の傾斜角よりも大きくなるように形成されている。

請求項４の発明は、図１，図３，図５に示すように、発光素子１０と、請求項１〜３の
いずれかの発明に係る光束制御部材１１と、を備えた発光装置２に関するものである。

請求項５の発明は、図１及び図５に示すように、請求項４の発明に係る発光装置２と、
前記発光装置２を構成する前記発光素子１０の前記光軸Ｌ１とほぼ平行に一対配置された
被照明部材３，３とを備え、前記発光装置２から出射された光で前記被照明部材３，３の
被照射面３ａ，３ａが照明されるようになっている照明装置１，１Ａに関するものである
。

請求項６の発明は、図５乃至図６に示すように、請求項５の発明に係る照明装置１，１
Ａにおいて、前記一対の被照明部材３，３の一端部側に前記発光装置２が配置され、前記
一対の被照明部材３，３の他端部側に前記発光装置２と対向するように反射部材２５が設
置されたことを特徴としている。

本発明によれば、発光素子の光軸とほぼ平行になるように配置された被照明部材を発光
素子のみで照明する場合に比較し、被照明部材の発光素子近傍に特異的な明部を発生させ
ることがなく、被照明部材を均一に照明することができる。しかも、本発明の光束制御部
材を使用した照明装置は、光束制御部材が発光素子と共に被照明部材の端部側に配置され
るものであるため、被照明部材の被照射面とほぼ同一の出射面積を有する導光板を使用す
る照明装置に比較し、照明装置全体の重量を軽減することができる。

本発明の実施形態に係る照明装置及びこの照明装置を構成する発光装置を示すものである。図１（ａ）は、発光装置の基準光軸Ｌ０を含む照明装置の模式的断面図である。図１（ｂ）は、照明装置を斜め下方から見て示す外観斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る光束制御部材を示す図である。図２（ａ）が光束制御部材の平面図、図２（ｂ）が図２（ａ）のＡ１−Ａ１線に沿って切断して示す光束制御部材の断面図、図２（ｃ）が光束制御部材の裏面図、図２（ｄ）が光束制御部材の側面図である。 本発明の第１実施形態に係る光束制御部材の機能を説明するための図である。 本発明に係る照明装置における被照明部材の被照射面の照度と第１従来例の照明装置における被照明部材の被照射面の照度とを対比して示すものである。 図１の照明装置の変形例を示す図である。 図５に示した照明装置に使用される反射部材の変形例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る光束制御部材を示す図であり、図７（ａ）が図２（ｂ）に対応する図であり、図７（ｂ）が図７（ａ）の一部を拡大して示す図である。 本発明の第２実施形態に係る光束制御部材の機能を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る光束制御部材を使用した照明装置における被照明部材の被照射面の照度と、第１従来例の照明装置における被照明部材の被照射面の照度と、を対比して示すものである。 本発明の第３実施形態に係る光束制御部材を示す図である。図１０（ａ）が光束制御部材の平面図、図１０（ｂ）が図１０（ａ）のＡ２−Ａ２線に沿って切断して示す光束制御部材の断面図、図１０（ｃ）が光束制御部材の裏面図、図１０（ｄ）が光束制御部材の側面図である。 本発明の第３実施形態に係る光束制御部材の機能を説明するための図である。 第１従来例に係る照明装置の断面図である。 第２従来例に係る照明装置の断面図である。 第３従来例に係るレンズの断面図である。

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、本実施形態に係る照明装置１及びこの照明装置１を構成する発光装置２を示す
ものである。このうち、図１（ａ）は、発光装置２の基準光軸Ｌ０を含む照明装置１の模
式的断面図である。また、図１（ｂ）は、照明装置１を斜め下方から見て示す外観斜視図
である。ここで、基準光軸Ｌ０とは、発光装置２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。

図１に示すように、照明装置１は、光透過性を有する平板状の被照明部材３（例えば、
広告パネル）を対向するように一対配置し、これら被照明部材３，３の下端を底板４で塞
ぎ、これら被照明部材３，３の左側端間の隙間と右側端間の隙間をそれぞれ側板５，５で
塞ぎ、これら被照明部材３，３の上端を天板６で塞いで、内部に空間７を有する筐体８が
構成されている。また、この照明装置１は、筐体８を構成する天板６の下面（筐体８の内
部側の面）６ａに発光装置２を取り付けることにより、筐体８の内部に発光装置２を収容
している。そして、この照明装置１は、一対の被照明部材３，３の被照射面（内面）３ａ
，３ａを、裏面側（空間７側）で且つ上端側から発光装置２で照明するようになっている
。

また、図１に示す照明装置１において、一対の被照明部材３，３の間隔が上端側から下
端側まで等しくなるように（平行となるように）、一対の被照明部材３，３が天板６及び
底板４に固定されている。なお、一対の被照明部材３，３は、発光装置２の出射光特性に
応じて、上端側（天板６側）の間隔の方が下端側（底板４側）の間隔よりも大きくなるよ
うに配置するか、又は下端側（底板４側）の間隔の方が上端側（天板６側）の間隔よりも
大きくなるように配置してもよい。すなわち、一対の被照明部材３，３は、その被照射面
３ａ，３ａが発光装置２で照明される程度の姿勢であればよく、発光素子１０の光軸Ｌ１
を含む断面において、光軸Ｌ１を軸として対称位置に配置されるか、又は非対称位置に配
置される。また、発光装置２は、基準光軸Ｌ０が被照射面３ａに対してほぼ平行に位置す
るように底板４に取り付けられる。ここで、「ほぼ平行」とは、発光装置２と筐体８との
組付け誤差や、一対の被照明部材３，３の姿勢を考慮したものである。

発光装置２は、発光素子１０（例えば、ＬＥＤ、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１１を介して出射するようになっており、発光素子１０と光束制
御部材１１とが一対一で対応している。発光素子１０は、基板１２を介して筐体８の天板
６に固定されている。また、光束制御部材１１は、図示しないホルダ等を介して基板１２
に固定されている。なお、本実施形態においては、発光素子１０の光軸Ｌ１（発光素子１
０からの立体的な出射光束の中心における光の進行方向）と基準光軸Ｌ０とが一致してい
る場合を例にして説明する。したがって、以下の説明において、基準光軸Ｌ０を光軸Ｌ１
と書き換えて説明する。

（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１１の第１実施形態を示すものである。なお、図２（ａ
）が光束制御部材１１の平面図であり、図２（ｂ）が図２（ａ）のＡ１−Ａ１線に沿って
切断して示す光束制御部材１１の断面図であり、図２（ｃ）が光束制御部材１１の裏面図
であり、図２（ｄ）が光束制御部材１１の側面図である。また、図３は、光束制御部材１
１の機能を説明するための図であり、発光素子１０の発光中心１０ａからの出射光束を例
にして説明する図である。

光束制御部材１１は、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おり、発光素子
１０に被せるようにして使用されるキャップ状のものである（図１及び図３参照）。この
光束制御部材１１は、発光素子１０と対向する裏面１３側に形成された入射面１４と、こ
の裏面１３側と対向するように形成された出射面１５と、これら裏面１３側と出射面１５
とを接続する円筒形状の側面１６と、を有している。そして、この光束制御部材１１は、
中心軸１７に対して回転対称の形状となるように形成されており、中心軸１７が発光素子
１０の光軸Ｌ１と一致するように基板１２上に取り付けられる（図１及び図３参照）。し
たがって、光束制御部材１１の中心軸１７を適宜光軸Ｌ１として書き換えて説明する。

光束制御部材１１の入射面１４は、光束制御部材１１の裏面１３側に形成された第１入
射面部１８と、この第１入射面部１８を取り囲むように光束制御部材１１の裏面１３側に
形成された第２入射面部２０と、からなっている。

第１入射面部１８は、中心軸１７を中心とする回転対称の凹面であり、球の一部を押し
付けた際にできるような球面状の凹みの表面、又は非球面形状の凹みの表面である。この
第１入射面部１８は、発光素子１０の発光中心１０ａからの出射光束のうちで光束中心部
（光軸Ｌ１近傍）の光を出射面１５に直接向かうように屈折させて入射させるようになっ
ている（図３参照）。

第２入射面部２０は、第１入射面部１８の周囲に中心軸１７を中心として同心円状に複
数形成されたプリズム突起（２１〜２４）群からなっており、発光素子１０からの光のう
ちで第１入射面部１８への入射光以外の光を光束制御部材１１へ入射する前の状態よりも
光軸Ｌ１寄りに集光するようになっている。このプリズム突起（２１〜２４）群は、径方
向内方から径方向外方へ向かって隣り合うように形成された第１〜第４のプリズム突起２
１〜２４によって構成されている。第１〜第４のプリズム突起２１〜２４は、図２（ｃ）
に示すように、それぞれがリング状に形成されており、それぞれが発光素子１０の方向へ
向かうに従って収斂する二つの傾斜面（第１傾斜面２１ａ〜２４ａ及び第２傾斜面２１ｂ
〜２４ｂ）からなる断面略三角形状に形成されている（図２（ｂ）、図３参照）。そして
、第１〜第４のプリズム突起２１〜２４は、径方向内方側（中心軸１７側）に位置する第
１傾斜面２１ａ〜２４ａが第１入射面部１８への入射光以外の光を光束制御部材１１の内
部に入射させ、径方向外方側に位置する第２傾斜面２１ｂ〜２４ｂが第１傾斜面２１ａ〜
２４ａから入射した光を出射面１５側へ向けて全反射するようになっている（図３参照）
。

出射面１５は、平面形状が円形であり（図２（ａ）参照）、中心軸１７に直交するよう
に形成された平面である（図２（ｂ），（ｄ）参照）。入射面１４及び出射面１５は、第
１入射面部１８を経由して出射面１５から出射する光のうちで光軸Ｌ１からの角度が最大
の光の方が、第２入射面部２０を経由して出射面１５から出射する光のうちで光軸Ｌ１か
らの角度が最大の光よりも、光軸Ｌ１からの角度が大きくなるように形成されている（図
３参照）。なお、出射面１５は、図２（ｂ），（ｄ）に示したような平面に限定されるも
のではなく、第１入射面部１８及び第２入射面部２０を介して光束制御部材１１の内部に
入射した光を前述のように制御して出射することができる限り、出射面１５の一部又は全
面を、中心軸１７を中心とする凸面（球面又は非球面）、又は中心軸１７を中心とする凹
面（球面又は非球面）としてもよい。また、出射面１５には、被照明部材３，３の中間に
位置し、且つ、中心軸１７を含む平面に対して対称形状のプリズム凸部又はプリズム凹部
を形成してもよい。更に、出射面１５の平面形状は、円形に限られず、楕円や矩形等でも
よい。

側面１６は、中心軸１７と平行の円筒面である。なお、側面１６は、図２（ｂ）の形状
に限定されるものではなく、中心軸１７に対して傾斜するテーパ面にしてもよい。また、
側面１６は、図示しないホルダを引っ掛けるフランジ又は突起を径方向外方へ向けて突出
形成するようにしてもよい。

なお、本実施形態において、第２入射面部２０は、同心円状の円環形状に限られず、平
面図において稜線が楕円形状となるように形成してもよい。

また、本実施形態の光束制御部材１１における第１入射面部１８は、発光素子１０から
の出射光のうち３７分の８相当の光束が入射するように形成されている。設計値としては
、発光素子１０からの出射光のうちで第１入射面部１８から入射する光束が４分の１以下
となるようにすることが好ましい。発光素子１０からの出射光のうちで第１入射面部１８
から入射する光束が４分の１よりも大きくなると、被照明部材３，３の発光素子１０寄り
の位置に明部が発生し易くなる。

（本実施形態の照明装置と第１従来例の照明装置との対比）
図４は、本実施形態の照明装置１における被照明部材３，３の被照射面３ａ，３ａを透
過した光が外表面３ｂ，３ｂに到達して得られる照度（便宜的に外表面の照度という（照
度表示線Ａ参照））と第１従来例の照明装置１０１（図１２参照）における被照明部材１
０３の被照射面１０３ａ，１０３ａを透過した光が外表面１０３ｂ，１０３ｂに到達して
得られる照度（便宜的に外表面の照度という（照度表示線Ｄ参照））とを対比して示すも
のであり、光束制御部材１１の有無の相違を除き、両照明装置１，１０１における他の構
成（発光素子１０，１０２及び筐体８，１０４等）が同一のものであると仮定した場合の
シミュレーション実験結果を模式的に示すものである。また、図４において、横軸が被照
明部材３，１０３の一端から他端までの光軸Ｌ１に沿った長さ（Ｌ（ｍｍ））を示すもの
であり、横軸のＬ＝０（ｍｍ）が被照明部材３，１０３の発光素子１０，１０２側に位置
する一端に対応し、横軸のＬ＝５００（ｍｍ）が被照明部材３，１０３の他端に対応して
いる。また、図４において、縦軸が被照明部材３，１０３の外表面３ｂ，１０３ｂにおけ
る照度（ｌｘ）を示している。なお、光束制御部材１１の面形状の設計は、発光素子１０
の発光中心１０ａからの光に基づいて行ったが、図４に関するシミュレーション実験は、
発光素子１０の発光面全体からの出射光束に着目したものである。

図４の照度表示線Ｄで示すように、発光素子１０２のみで被照射部材１０３を照明する
第１従来例の照明装置１０１は、被照射部材１０３の一端近傍（Ｌ＝約２０〜２５（ｍｍ
））で照度が最大となり、被照射部材１０３の一端近傍（発光素子１０２の近傍）に特異
的な明部が生じる。また、この第１従来例の照明装置１０１は、最大照度位置（Ｌ＝約２
０〜２５（ｍｍ））から遠ざかるに従って急激に照度が低下し、Ｌ＝２００（ｍｍ）の位
置において最大照度（約８０００（ｌｘ））の約１／１００程度の照度に低下し、Ｌ＝２
００（ｍｍ）〜３５０（ｍｍ）の範囲において照度が更に漸減し、Ｌ＝３５０（ｍｍ）を
越えた位置における照度が極めて小さな値（０〜約３０（ｌｘ））となる。

これに対し、本実施形態に係る光束制御部材１１を使用した照明装置１は、図４の照度
表示線Ａで示すように、Ｌ＝２５（ｍｍ）〜２５０（ｍｍ）の範囲において照度が約６０
０〜１０００（ｌｘ）の幅で保持され、Ｌ＝２５０（ｍｍ）〜５００（ｍｍ）の範囲にお
いて照度が漸減する。しかしながら、本実施形態に係る光束制御部材１１を使用した照明
装置１は、被照明部材３の他端（Ｌ＝５００（ｍｍ））における照度が第１従来例のＬ＝
約２００（ｍｍ）の位置における照度とほぼ同じ値に維持されている（図４の照度表示線
Ａ，Ｄ参照）。

このように、本実施形態に係る光束制御部材１１を使用した照明装置１は、第１従来例
に比較し、発光素子１０の近傍に特異的な明部を生じることなく、被照明部材３の全体を
均一に照明することが可能になる（図４の照度表示線Ａ，Ｄ参照）。

（本実施形態の効果）
以上の説明のように、本実施形態に係る光束制御部材１１を使用した照明装置１は、第
１従来例に係る照明装置１０１に比較し、発光素子１０の光軸Ｌ１とほぼ平行になるよう
に配置された一対の被照明部材３，３を均一に照明することができる。すなわち、本実施
形態に係る光束制御部材１１を使用した照明装置１は、光束制御部材１１を用いずに発光
素子（１０，１０２）のみで被照明部材３を照明した場合と比べて（第１従来例の照明装
置１０１と比べて）、発光素子１０から離れた底板４近傍の被照射面３ａ，３ａも照明す
ることができ、且つ、発光素子１０近傍に特異的な明部を発生させることがない。

また、本実施形態に係る照明装置１は、光束制御部材１１が発光素子１０を覆うように
して被照明部材３，３の一端側に配置されるキャップ状のものであり、第２従来例に係る
照明装置１１１を構成する導光板１１４と比較し、光束制御部材１１が極めて小さなもの
であるため、全体の構造を簡素化することができると共に、全体の重量を軽減することが
できる。

（照明装置の変形例）
図５は、図１に示した照明装置１の変形例（照明装置１Ａ）を説明するための図である
。なお、本変形例に係る照明装置１Ａは、底板４側の一部を除き、他の構成が図１の照明
装置１と同一である。したがって、図５に示す照明装置１Ａは、図１の照明装置１と同一
部分に同一符号を付し、図１の照明装置１と重複する説明を省略する。

この図５に示す照明装置１Ａは、底板４の内面（発光装置２に対向する面）側に反射部
材２５を設置し、発光装置２から出射した光のうちで底板４側に直接到達した光、及び発
光装置２から出射した光のうちで被照明部材３，３によって反射された後に底板４側に到
達した光を反射部材２５で反射し、その反射部材２５で反射した光を被照明部材３，３の
照明光として利用するようにしたものである。なお、反射部材２５は、筐体８の材料より
も光反射性に優れた材料であればよく、アルミニウム板、ステンレス板、アルミ箔、アル
ミニウム蒸着層、又は銀蒸着層等で形成される。また、反射部材２５には、反射光を適度
に散乱させる素材を用いても良い。

このような構成の照明装置１Ａは、光のロスを低減し、光を被照明部材３，３の照明光
として効率的に利用できるため、図１に示した照明装置１と比較し、被照明部材３，３を
より高照度で且つより均一に照明することが可能になる（図４の照度表示線Ｂ参照）。

なお、反射部材２５は、図６（ａ）又は（ｂ）に示すように、光軸Ｌ１上に頂部２５ａ
が位置するように、断面略三角形状に折り曲げ、光を被照明部材３に向けて反射するよう
にしてもよい。また、反射部材２５は、図６（ｃ）又は（ｄ）に示すように、凸曲面又は
凹曲面とし、反射光を効率的に被照射部材３，３に照射するようにしてもよい。

（光束制御部材の第２実施形態）
図７は、光束制御部材１１の第２実施形態を示すものである。この図７に示す光束制御
部材１１は、第２入射面部２０を除く他の構成部分が図２に示す第１実施形態に係る光束
制御部材１１と同一であるので、図２に示す光束制御部材１１と同一の構成部分に同一符
号を付し、第１実施形態に係る光束制御部材１１の説明と重複する説明を省略する。なお
、図７（ａ）は、図２（ｂ）に対応する図である。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）の一
部（第２入射面部２０側の一部）を拡大して示す図である。

図７に示すように、本実施形態に係る光束制御部材１１は、第１〜第４のプリズム突起
２１〜２４のうちで、中心軸１７に最も近い第１のプリズム突起２１から第３のプリズム
突起２３までの３個のプリズム突起２１〜２３の第１傾斜面２１ａ〜２３ａを２段階に傾
斜させている。すなわち、第１〜第３のプリズム突起２１〜２３は、第１傾斜面２１ａ〜
２３ａをプリズム突起２１〜２３の根元側に位置する根元側傾斜面部分２１ａ１〜２３ａ
１とプリズム突起２１〜２３の先端側に位置する先端側傾斜面部分２１ａ２〜２３ａ２と
に分割している。そして、第１〜第３のプリズム突起２１〜２３の第１傾斜面２１ａ〜２
３ａは、中心軸１７を含み且つ出射面１５に直交する仮想平面（中心軸１７に沿った仮想
平面）で光束制御部材１１を切断したと仮定した場合において（図７（ａ），（ｂ）の断
面図において）、中心軸１７と平行の仮想直線２７ａ１〜２７ａ３に対する先端側傾斜面
部分２１ａ２〜２３ａ２の傾斜角θ１の方が中心軸１７と平行の仮想直線２７ａ１〜２７
ａ３に対する根元側傾斜面部分２１ａ１〜２３ａ１の傾斜角θ２よりも大きく（θ１＞θ
２）なるように形成されている。すなわち、第１〜第３のプリズム突起２１〜２３は、第
２傾斜面２１ｂ〜２３ｂに対する先端側傾斜面部分２１ａ２〜２３ａ２の傾斜角（突起先
端角）が第２傾斜面２１ｂ〜２３ｂに対する根元側傾斜面部分２１ａ１〜２３ａ１の傾斜
角よりも大きくなるように形成されている。

このように形成された光束制御部材１１の第１〜第３のプリズム突起２１〜２３は、図
８に示すように、第１傾斜面２１ａ〜２３ａの先端側傾斜面部分２１ａ２〜２３ａ２から
入射して第２傾斜面２１ｂ〜２３ｂに到達した光を第２傾斜面２１ｂ〜２３ｂによって出
射面１５側へ向けて全反射し、第１傾斜面２１ａ〜２３ａの根元側傾斜面部分２１ａ１〜
２３ａ１から入射して第２傾斜面２１ｂ〜２３ｂに到達した光を第２傾斜面２１ｂ〜２３
ｂによって出射面１５側へ向けて全反射するようになっている。そして、これら第２傾斜
面２１ｂ〜２３ｂによって全反射された光は、光束制御部材１１の出射面１５から光束制
御部材１１の外部に出射する。また、光束制御部材１１の第４のプリズム突起２４は、図
８に示すように、第１傾斜面２４ａから入射して第２傾斜面２４ｂに到達した光を第２傾
斜面２４ｂによって出射面１５側へ向けて全反射するようになっている。そして、第４の
プリズム突起２４の第２傾斜面２４ｂによって全反射された光は、光束制御部材１１の出
射面１５から光束制御部材１１の外部に出射する。

図９は、図４に対応する図であり、本実施形態に係る光束制御部材１１を使用した照明
装置１における被照明部材３の外表面３ｂの照度と（図１、図９の照度表示線Ａ２参照）
、第１従来例の照明装置１０１における被照明部材１０３の外表面１０３ｂの照度と（図
１１，図９の照度表示線Ｄ参照）、を対比して示すものである。この図９に示すように、
本実施形態に係る光束制御部材１１を使用した照明装置１は、被照明部材３の発光素子１
０側の一端（Ｌ＝０（ｍｍ））からＬ≒４０（ｍｍ）の位置における外表面３ｂの照度が
照明用として利用できる十分な照度となり、Ｌ≒４０（ｍｍ）〜Ｌ≒１００（ｍｍ）の範
囲において外表面３ｂの照度がほぼ一定に保たれ、Ｌ≒１００〜Ｌ＝５００（ｍｍ）の範
囲において外表面３ｂの照度が滑らかに漸減する。しかも、この図９に示すように、本実
施形態に係る光束制御部材１１を使用した照明装置１は、観察者が注目する外表面３ｂの
中央部（Ｌ＝２００（ｍｍ）〜３００（ｍｍ））における照度変化が、第１実施形態に係
る光束制御部材１１を使用した照明装置１（図１、図４の照度表示線Ａ参照）に比較し、
滑らかで且つ少ない。また、この図９に示すように、本実施形態に係る光束制御部材１１
を使用した照明装置１は、第１実施形態に係る光束制御部材１１を使用した照明装置１（
図１，図４の照度表示線Ａ参照）に比較し、被照射部材３の他端（Ｌ＝５００（ｍｍ））
における外表面３ｂの照度が高くなり（Ｌ≒４０（ｍｍ）〜１００（ｍｍ）における外表
面３ｂの照度の半分程度の高照度となり）、被照射面３ａの全体をより一層均一に照明す
ることが可能になる。

以上のように、本実施形態に係る光束制御部材１１は、第１〜第３のプリズム突起２１
〜２３の第１傾斜面２１ａ〜２３ａを根元側傾斜面部分２１ａ１〜２３ａ１と先端側傾斜
面部分２１ａ２〜２３ａ２とに２分割し、出射面１５からの出射光の配光分布を第１実施
形態に係る光束制御部材１１の出射光の配光分布とは異なるものとすることにより、第１
実施形態の光束制御部材１１と比較し、被照射面３ａをより一層均一に照明できる（図１
参照）。

また、本実施形態に係る光束制御部材１１は、第４のプリズム突起２４よりも小さな第
１〜第３のプリズム突起２１〜２３について、その第１傾斜面２１ａ〜２３ａを根元側傾
斜面部分２１ａ１〜２３ａ１と先端側傾斜面部分２１ａ２〜２３ａ２とに２分割すること
により、突起先端角を第１実施形態に係る光束制御部材１１における第１〜第３のプリズ
ム突起２１〜２３の突起先端角よりも大きくすることができるため（図２、図７参照）、
射出成形用金型への溶融樹脂の充填を確実に行うことができ、成形精度が向上する。なお
、本実施形態に係る光束制御部材１１において、第２のプリズム突起２２の形状を例示す
ると、突起根元幅Ｓは１．４７ｍｍ、突起高さＨは２．０５ｍｍ、突起先端角（先端側傾
斜面部分２２ａ２と第２傾斜面２２ｂとがなす角）は５０．７°、根元側傾斜面部分２２
ａ１と第２傾斜面２２ｂとがなす角は３６°である（図７（ｂ）参照）。すなわち、第１
傾斜面２２ａに先端側傾斜面部分２２ａ２を形成する場合と比べて、第１傾斜面２２ａに
先端側傾斜面部分２２ａ２を形成しない場合の第２のプリズム突起２２は、突起先端角が
３６°と鋭角になり、且つ、突起高さＨが２．１ｍｍと高くなるため、射出成形による突
起先端形状のばらつきが生じやすくなる。

なお、本実施形態の光束制御部材１１は、第１〜第３のプリズム突起２１〜２３の第１
傾斜面２１ａ〜２３ａを根元側傾斜面部分２１ａ１〜２３ａ１と先端側傾斜面部分２１ａ
２〜２３ａ２とに分割する態様を例示したが、全てのプリズム突起２１〜２４のうちの一
つ又は二つのプリズム突起の第１傾斜面を根元側傾斜面部分と先端側傾斜面部分とに分割
し、出射面１５からの出射光の配光分布を第１実施形態に係る光束制御部材１１からの出
射光の配光分布と異なるようにしてもよい。

また、光束制御部材１１は、発光素子１０からの出射光束の光量分布を考慮し、発光素
子１０の光軸Ｌ１（中心軸１７）と発光素子１０の発光中心１０ａから出射した光の進行
方向とのなす角が０°〜８０°の範囲内に位置する全てのプリズム突起について、第１傾
斜面を根元側傾斜面部分と先端側傾斜面部分とに２分割して形成するようにしてもよい。

また、光束制御部材１１は、第１〜第４のプリズム突起２１〜２４の全ての第１傾斜面
２１ａ〜２４ａを根元側傾斜面部分２１ａ１〜２４ａ１と先端側傾斜面部分２１ａ２〜２
４ａ２とに２分割して形成するようにしてもよい。

また、本発明の光束制御部材１１は、本実施形態において例示したプリズム突起２２に
関する寸法及び角度に限定されるものではない。

（光束制御部材の第３実施形態）
図１０は、光束制御部材１１の第３実施形態を示すものである。この図１０に示す光束
制御部材１１は、第１入射面部３０を除く他の構成部分が図２に示す第１実施形態に係る
光束制御部材１１と同一であるので、図２に示す光束制御部材１１と同一の構成部分に同
一符号を付し、第１実施形態に係る光束制御部材１１の説明と重複する説明を省略する。

すなわち、本実施形態の光束制御部材１１は、第１入射面部３０が発光素子１０側へ向
かって突出する凸曲面形状（球面の一部を切り取ったような曲面形状又は非球面形状）に
なっている。

このような本実施形態の光束制御部材１１の第１入射面部３０は、発光素子１０からの
出射光束のうちの光束中央部の光を光軸Ｌ１に近寄る方向へ屈折させて入射させるように
なっている（図１１参照）。

また、本実施形態の光束制御部材１１の第２入射面部２０は、発光素子１０からの出射
光束のうちの光束中央部以外の光が光軸Ｌ１に近寄るようになっている（図１１参照）。

そして、本実施形態の光束制御部材１１の出射面１５は、第１入射面部３０及び第２入
射面部２０から入射する発光素子１０からの光を光軸Ｌ１に近寄るように制御して出射す
るようになっている（図１１参照）。

このように、本実施形態の光束制御部材１１の出射面１５から出射される光は、第２入
射面部２０を経由した光よりも第１入射面部３０を経由した光の方が拡がって出射するも
のの、第１実施形態に係る光束制御部材１１の出射面１５から出射される光に比較し、第
１入射面部３０からの入射光が光軸Ｌ１へ近寄るように出射されるため、被照明部材３，
３の発光素子１０が配置された端部側（天板６側）へ向かう光量が減少している（図３及
び図１１参照）。

このような本実施形態の光束制御部材１１を図５の照明装置１Ａに使用した場合、Ｌ＝
０（ｍｍ）〜７５（ｍｍ）の範囲内において、第１実施形態の光束制御部材１１を使用し
た照明装置１Ａにおける照度（図４の照度表示線Ｂ参照）よりも低照度となり、被照明部
材３，３の広い範囲を均一に照明することが難しい（図４の照度表示線Ｃ参照）。すなわ
ち、本実施形態の光束制御部材１１を使用した照明装置１Ａは、ほぼ均一に被照明部材３
，３を照明することができる範囲が、第１実施形態の光束制御部材１１を使用した照明装
置１Ａに比較し、Ｌ＝７５（ｍｍ）程度余分に離れた位置から開始する。しかしながら、
Ｌ＝０（ｍｍ）からＬ＝７５（ｍｍ）の発光素子１０に近い部分を額縁部で覆い隠せば、
均一な被照射面としての照明が可能になる（図４照度表示線Ｂ，Ｃ参照）。

本発明の照明装置１，１Ａにおいて、狭額縁で均一な被照射面を得る場合には、光束制
御部材１１の第１入射面部１８の負のパワーを有する第１入射面部（例えば凹レンズ面）
とした方が有利である。

（その他の変形例）
本発明の照明装置１，１Ａは、天板６に発光装置２を配置する態様に限定されるもので
はなく（図１，図５参照）、底板４に発光装置２を配置してもよく、また、側板５に発光
装置２を配置してもよい。また、本発明の照明装置１，１Ａは、底板４，側板５，天板６
のうちの複数又は全てに発光装置２を配置するようにしてもよい。さらに、本発明の照明
装置１，１Ａは、被照射面３ａが四角形状の場合には、被照射面３ａのコーナー部に配置
するようにしてもよい。

また、本発明の照明装置１，１Ａは、被照射面３ａの大きさに応じ、発光装置２を単数
又は複数使用する。

また、本発明の照明装置１，１Ａは、天井に天板６を固定して吊り下げる態様に限定さ
れるものではなく、床面上に置くか、又は壁面に固定するようにしてもよい。

また、本発明の照明装置１，１Ａは、一対の被照明部材３，３のいずれか一方を光透過
性に優れた材料で形成し、一対の被照明部材３，３のいずれか他方の被照射面３ａを光反
射性の材料で形成するようにしてもよい。

１，１Ａ……照明装置、２……発光装置、３……被照明部材、３ａ……被照射面、１０
……発光素子（例えば、ＬＥＤ）、１１……光束制御部材、１４……入射面、１５……出
射面、１８，３０……第１入射面部、２０……第２入射面部、２１〜２４……プリズム突
起、２１ａ〜２４ａ……第１傾斜面、２１ｂ〜２４ｂ……第２傾斜面、２５……反射部材
、Ｌ１……光軸

Claims (6)

1. 被照明部材の端部側に発光素子と共に配置され、前記発光素子からの光を入射面から内
   部に入射させた後に出射面から出射し、前記出射面から出射する光で前記被照明部材の被
   照射面を照明する光束制御部材であって、
   前記入射面は、前記被照射面とほぼ平行の前記発光素子の光軸上に位置するように、且
   つ、前記発光素子と一対一で対向して位置するように配置される第１入射面部と、前記第
   １入射面部を取り囲むように位置する第２入射面部とを有し、
   前記第１入射面部は、前記発光素子から出射される光束のうちの光束中央部の光を、前
   記出射面へ向けて入射させるようになっており、
   前記第２入射面部は、前記第１入射面部を取り囲むように、且つ、前記光軸を中心とし
   て同心円状に複数形成されたリング状のプリズム突起群からなり、前記光束中央部の光以
   外の光を入射させるようになっており、
   前記プリズム突起は、前記光束中央部の光以外の光を入射させる第１傾斜面と、この第
   １傾斜面から入射した光を前記出射面側へ向けて全反射する第２傾斜面とを有し、
   前記入射面及び前記出射面は、前記第１入射面部を経由して前記出射面から出射する光
   のうちで前記光軸からの角度が最大の光の方が、前記第２入射面部を経由して前記出射面
   から出射する光のうちで前記光軸からの角度が最大の光よりも、前記光軸からの角度が大
   き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入射面部が負のパワーを有する形状に形成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. 前記プリズム突起群のうちの少なくとも一つのプリズム突起は、前記第１傾斜面が前記
   プリズム突起の根元側に位置する根元側傾斜面部分と前記プリズム突起の先端側に位置す
   る先端側傾斜面部分とに分割され、前記光束制御部材が前記光軸を含み且つ前記光軸に沿
   った仮想平面で切断されたと仮定した場合において、前記第２傾斜面に対する前記先端側
   傾斜面部分の傾斜角が前記第２傾斜面に対する前記根元側傾斜面部分の傾斜角よりも大き
   くなるように形成された、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光束制御部材。
4. 発光素子と、請求項１〜３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。
5. 請求項４の発明に係る発光装置と、前記発光装置を構成する前記発光素子の前記光軸と
   ほぼ平行に一対配置された被照明部材とを備え、
   前記発光装置から出射された光で前記被照明部材の被照射面が照明される、
   ことを特徴とする照明装置。
6. 前記一対の被照明部材の一端部側に前記発光装置が配置され、前記一対の被照明部材の
   他端部側に前記発光装置と対向するように反射部材が設置された、
   ことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。

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