JP5667427B2

JP5667427B2 - 発光装置及び照明装置

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Inventors: 洋 ▲高▼鳥
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Description

本発明は、特に光源からの入射光の配光を制御して被照射面を照明する発光装置及び照明装置に関する。

従来から、補助照明、天井照明またはショーケース用の照明等の用途には、特定の方向に光を照射することによって特定の領域を照明するスポット照明用の発光装置が用いられている。そして、近年、スポット照明用の発光装置の光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられている。

発光ダイオードは、小型で電力効率が良く鮮やかな色の発光をする、半導体素子であるため球切れなどの心配がない、初期駆動特性が優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強い、等の特徴を有する。

このような発光ダイオードを表示装置用の面光源装置の光源として用い、シリンダ形状の照明用レンズによって、発光ダイオードから出射された光の配光を制御するものが知られている（例えば、特許文献１）。図１は、特許文献１におけるシリンダ形状の照明用レンズ２を用いた照明装置１の断面図である。

また、発光ダイオードの光軸に対して対称形状の照明用レンズを用いて、発光ダイオードから出射された光の配光を制御する照明器具も知られている（例えば、特許文献２）。特許文献１及び特許文献２に記載の照明用レンズは、いずれも被照射面の光源から離れた箇所まで充分な光量を有する光が届くように、光源から出射された光を各照明用レンズにより集光して出射することができる。

特開２００９−２８９５０６号公報特開２００７−５２１８号公報

しかしながら、特許文献１においては、照明装置１の厚さｔ１（図１参照）を薄くすると、照明用レンズ２からの出射光束が被照射面に照射する領域のうち光源近傍に局所的な明部が発生し易いという問題がある。また、特許文献１の照明装置１におけるシリンダ形状の照明用レンズ２に替えて特許文献２に記載の照明用レンズを用いた場合には、被照射面における光源近傍が局所的な明部となる一方で、被照射面における隣り合う照明用レンズ間の光量が不足する領域には暗部が生じ易くなり、これにより面光源装置の出射面の品位が劣化するという問題がある。

本発明の目的は、従来、被照射面の光源付近を照射していた光を、被照射面の光源から遠方にも振り分けて照射するように制御することにより、被照射面における明部の発生を抑制し、被照射面における品位を向上させることができる発光装置及び照明装置を提供することである。

本発明の発光装置は、光源と、前記光源からの入射光の配光を制御するとともに、配光を制御した光を出射する第１の光束制御部材と、前記第１の光束制御部材から出射された光を入射し、入射した光の配光を制御するとともに、配光を制御した光を出射する第２の光束制御部材と、を有する発光装置であって、前記第２の光束制御部材は、前記第１の光束制御部材から出射された光が入射する入射面と、前記入射面の反対側に位置し、前記入射面から入射した光を出射する出射面と、を有し、前記入射面及び前記出射面のうち少なくとも一方の面は、前記光源の光軸を含む仮想断面上に光路を有する光であって前記一方の面へ入射する光を、前記光軸に直交する面へ入射するときよりも前記光軸側に屈折させる光路変換領域、を有する構成を採る。

本発明の照明装置は、上記の発光装置と、前記仮想断面に直交し、且つ前記光軸と平行に配置され、前記発光装置により照明される被照射面と、を有する構成を採る。

本発明によれば、従来、被照射面の光源付近を照射していた光を、被照射面の光源から遠方にも振り分けて照射するように制御することにより、被照射面における明部の発生を抑制し、被照射面における品位を向上させることができる。

特許文献１におけるシリンダ形状の照明用レンズを用いた照明装置の断面図本発明の実施の形態１に係る発光装置の断面図本発明の実施の形態１における第２の光束制御部材の平面図本発明の実施の形態１における第２の光束制御部材の側面図本発明の実施の形態１に係る照明装置の正面図図４のＡ−Ａ線断面図の主要部を示す図第２の光束制御部材を用いない場合の発光素子付近の光の進路を示す図第２の光束制御部材を用いない場合の照明装置の光の進路を示す図本発明の実施の形態１に係る照明装置の発光素子付近の光の進路を示す図本発明の実施の形態１に係る照明装置の光の進路を示す図本発明の実施の形態１における第２の光束制御部材の第１の変形例における発光素子付近の光の進路を示す図本発明の実施の形態１における第２の光束制御部材の第１の変形例における照明装置の光の進路を示す図本発明の実施の形態１における第２の光束制御部材の第２の変形例における発光装置付近の光の進路を示す図本発明の実施の形態１における第２の光束制御部材の第２の変形例における照明装置の光の進路を示す図本発明の実施の形態２に係る照明装置の図４のＡ−Ａ線断面図における要部拡大図本発明の実施の形態３に係る発光装置の断面図本発明の実施の形態３における第２の光束制御部材の底面図図１６のＢ−Ｂ線断面図本発明の実施の形態４における第２の光束制御部材の平面図本発明の実施の形態４における第２の光束制御部材の側面図本発明の実施の形態４における第２の光束制御部材の変形例の平面図本発明の実施の形態４における第２の光束制御部材の変形例の側面図

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）
（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。

発光装置１００は、基板１０１と、発光素子１０２と、第１の光束制御部材１０３と、第２の光束制御部材１０５とから主に構成される。

発光素子１０２は、基板１０１に実装される光源であり、例えば白色ＬＥＤである。

第１の光束制御部材１０３は、中心軸が発光素子１０２の光軸Ｐ１と合致するように位置決めされる。本実施の形態においては、第１の光束制御部材１０３は、基板１０１に固定されるホルダー１０４の内部に収納される。また、第１の光束制御部材１０３は、発光素子１０２から出射された光を入射し、発光素子１０２から出射された光の配光を発光素子１０２からの出射光の拡がりよりも狭くなるように制御した光を出射する。

ホルダー１０４は、中空の円筒形状を有し、中心軸が発光素子１０２の光軸Ｐ１と合致するように基板１０１上に取り付けられる。また、ホルダー１０４は、第１の光束制御部材１０３を収納して、第１の光束制御部材１０３を基板１０１に位置決めする。

第２の光束制御部材１０５は、第１の光束制御部材１０３の出射面側において、第１の光束制御部材１０３との間に所定の間隙を有するように設けられる。本実施の形態においては、第２の光束制御部材１０５は、ホルダー１０４に係合された状態で固定されている。また、第２の光束制御部材１０５は、第１の光束制御部材１０３から出射された光を入射し、入射した光の配光を制御するとともに、配光を制御した光により図示しない被照射面を照射する。

（第１の光束制御部材の構成）
以下に、第１の光束制御部材１０３の構成について、図２を用いて詳細に説明する。

第１の光束制御部材１０３は、第１の入射面１１０と、凹部１１１と、全反射面１１３と、第１の出射面１１４と、鍔部１１５と、底面１１６とを有する。

第１の入射面１１０は、発光素子１０２に対向する底面１１６を内部に凹ませることにより形成される凹部１１１の内面に形成され、中心軸（光軸Ｐ１）の回りに回転対称となるように形成されている。また、第１の入射面１１０は、凹部１１１の内面に形成された内天面１１０ａと、内天面１１０ａの外縁から凹部１１１の開口縁まで延びるテーパ状の内壁面１１０ｂとを有する。ここで、内壁面１１０ｂは、内天面１１０ａ側から凹部１１１の開口縁側へ向かうにしたがって内径が漸増している。

全反射面１１３は、底面１１６の外周部から鍔部１１５の下面まで延びる外表面であり、中心軸を取り囲むように形成された回転対称面である。また、全反射面１１３は、底面１１６の外縁から第１の出射面１１４に向かって拡径するように形成され、底面１１６から鍔部１１５に向かうに従って外径が漸増しており、その母線が外側（中心軸から離れる側）へ凸の円弧状曲線を有する。

第１の出射面１１４は、平面に投影された形状が中心軸上に中心を有する円形形状である。また、第１の出射面１１４は、中心軸の所定の位置に頂点１１８を有し、底面１１６からの高さを漸減するように頂点１１８から第１の出射面１１４の外周部１１７に向かって滑らかに傾斜する。また、第１の出射面１１４は、上方（底面１１６から離れる方向）に凸形状に湾曲するように形成される。

鍔部１１５は、第１の出射面１１４の外周部１１７から径方向外方側に突出して形成され、略円環状である。

底面１１６は、凹部１１１の開口縁の周囲に形成されたリング状の平面である。

（第２の光束制御部材の構成）
以下に、第２の光束制御部材１０５の構成について、図２、図３Ａ及び図３Ｂを用いて詳細に説明する。

図３Ａは、第２の光束制御部材１０５の平面図である。また、図３Ｂは、第２の光束制御部材１０５の側面図である。

第２の光束制御部材１０５は、第２の入射面２０１と、第２の出射面２０２とを有し、板状に形成される。本実施の形態においては、更に、第２の出射面２０２に連接される第３の出射面２０３と、第２の光束制御部材１０５を第１の光束制御部材１０３に対して位置決めするための脚部２０４と、第１の光束制御部材１０３に係合するための係合部２０５とを有する。

第２の入射面２０１は、中心軸（光軸Ｐ１）に対して直交する略平坦な平面であり、第１の光束制御部材１０３の第１の出射面１１４に対して所定の距離を設けて対向して配置されることにより、第１の出射面１１４から出射された光を入射する。また、第２の入射面２０１には、第２の光束制御部材１０５の短手方向（図３Ａ及び図３ＢにおいてＹ軸と平行な方向）の両端に脚部２０４が設けられる。

第２の出射面２０２は、第２の入射面２０１の反対側の面に設けられる。また、中心軸（光軸Ｐ１）を含みかつ後述する被照射部材３０１に直交する仮想断面Ｓにおいて、第２の出射面２０２は、第２の光束制御部材１０５の厚みを漸減するように形成され、光路変換領域として機能する。すなわち、第２の出射面２０２は、第２の入射面に対して所定の角度の斜度で傾斜する傾斜面として形成される。また、第２の出射面２０２は、本実施の形態においては平面である。そして、第２の入射面２０１と第２の出射面２０２との距離（第２の光束制御部材１０５の厚み）が最大となる位置において、第２の出射面２０２は第３の出射面２０３と接続する。即ち、第２の出射面２０２は、第２の光束制御部材１０５の高さ方向（図３Ａ及び図３ＢにおいてＺ軸と平行な方向）において、第３の出射面２０３と同一高さから第３の出射面２０３よりもｈ１だけ低い位置まで徐々に傾斜する。また、光路変換領域として機能する第２の出射面２０２は、上記の仮想断面Ｓ上に光路を有する光であって第２の出射面２０２へ入射（内部入射）する光を、光軸Ｐ１に直交する面へ入射（内部入射）するときよりも光軸Ｐ１側に屈折させる。

第３の出射面２０３は、第２の入射面２０１と平行でかつ光軸Ｐ１に対して直交する略平坦な平面である。また、第２の出射面２０２と第３の出射面２０３とが接続する境界線ｒ１は、光軸Ｐ１上の所定点を通過するとともに光軸Ｐ１と前述の仮想断面Ｓに対して直交する直線となる。第２の入射面２０１と第３の出射面２０３を平行に形成したことにより、第３の出射面２０３から出射する光の出射角は、第２の入射面２０１へ入射する際の入射角と等しくなる。

脚部２０４は、第２の入射面２０１から外方（発光素子１０２側）に延設され、第２の入射面２０１と一体に一対設けられる。また、脚部２０４は、ホルダー１０４の上端部と係合する係合部２０５が下端に設けられる。

係合部２０５は、ホルダー１０４に対して第１の光束制御部材１０３を着脱自在にするために外部に開放するホルダー１０４の開放端部と係合して、ホルダー１０４上に第２の光束制御部材１０５を位置決めして固定する。これにより、第２の入射面２０１は、所定の間隔を設けて第１の出射面１１４と対向して配置される。

（照明装置の構成）
以下に、照明装置３００の構成について、図４及び図５を用いて説明する。

図４は、照明装置３００の正面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ線断面の主要部を示す図である。なお、図４は、説明の便宜上、図５に示す対向被照射部材３０２を取り除いた状態を示している。

照明装置３００は、発光装置１００と、被照射部材３０１と、対向被照射部材３０２とから主に構成される。被照射部材３０１及び対向被照射部材３０２は、発光装置１００からの出射光の入射面である被照射面３０１ａ及び対向被照射面３０２ａをそれぞれに備える。なお、発光装置１００は、基板１０１上に複数実装された発光素子１０２と、これら複数の発光素子１０２に一対一で対応するように取り付けられた複数の第１の光束制御部材１０３及びホルダー１０４と、これら複数の第１の光束制御部材１０３の第１の出射面１１４を被うように配置された第２の光束制御部材１０５とから構成される。発光装置１００を構成する各部材の構成及び位置決めについては、上記で説明した図２〜図３Ｂに示す発光装置１００と同一であるので、その説明を省略する。

発光装置１００の複数の発光素子１０２、複数の第１の光束制御部材１０３及び複数のホルダー１０４は、図４及び図５のＸ軸と平行な方向に所定間隔で配列するように配置される。また、発光装置１００は、前述の仮想断面Ｓと被照射面３０１ａとが直交し、且つ第２の光束制御部材１０５の第２の出射面２０２が被照射面３０１ａ側になるように配置される。

被照射部材３０１は、矩形状であり、図４及び図５のＸ−Ｚ平面と平行な平面であり、例えば被照射部材３０１の出射面３０１ｂには広告用の文字または絵等が描かれており、または、被照射部材３０１上に液晶パネルが配置されている。また、被照射部材３０１は、発光装置１００により内部から照明され、外部へ拡散透過させる拡散板等で形成されている。

対向被照射部材３０２は、被照射面３０１ａと対向する対向被照射面３０２ａを有し、図４及び図５のＸ−Ｚ平面と平行な平面であり、発光装置１００により内部から照明される。本実施の形態では、対向被照射面３０２ａは、反射性を有する光反射板で形成されている。

（照明装置における光の進路）
以下に、照明装置３００における光の進路について、図６〜図９を用いて説明する。なお、図６〜図９において、発光素子１０２からの光の進路を判り易くするため、ホルダ−１０４の記載を省略する。

図６は、第２の光束制御部材１０５を用いない場合の発光素子１０２付近の光の進路を示す図である。また、図７は、第２の光束制御部材１０５を用いない場合の照明装置の光の進路を示す図である。図８は、本実施の形態における照明装置３００の発光素子１０２付近の光の進路を示す図である。図９は、本実施の形態における照明装置３００の光の進路を示す図である。

図６及び図７は、発光素子１０２から出射された光のうち、第１の光束制御部材１０３を介してＳ１及びＳ２の進路を辿る光を示す。第１の光束制御部材１０３は、広角な配光特性である発光素子１０２からの出射光を狭角な配光特性となるよう制御する。照明装置３００の一辺に配置した第１の光束制御部材１０３からの配光特性が狭角であるほど、被照射面３０１ａの発光素子１０２から離れた位置まで光を照射することができ、且つ、被照射面３０１ａと対向被照射面３０２ａとの間隔が小さくても（図６のＹ方向の厚みが薄くても）被照射面３０１ａ上（または、被照射部材３０１の出射面３０１ｂ上）の明るさの均一化を図ることができる。

しかしながら、第２の光束制御部材１０５を用いずに第１の光束制御部材１０３のみを用いて被照射面３０１ａを照射する照明装置では、被照射面３０１ａ上の第１の光束制御部材１０３からの出射光が照射する位置と照射しない位置とでの明るさのムラが明確になり、被照射部材３０１の出射面３０１ｂの品位を悪化させる。従って、この場合には、被照射面３０１ａにおいて、発光素子１０２付近に明暗のコントラストが強い領域が生じ、出射面３０１ｂに明るさのムラが生じる。

図８及び図９では、発光素子１０２から出射された光のうち、図６及び図７に示すＳ１及びＳ２の進路を辿る光は、第２の光束制御部材１０５によって屈折されることにより、Ｓ３及びＳ４の進路を辿る。このように、本実施の形態における照明装置３００では、第２の光束制御部材１０５を用いることにより、図６及び図７において被照射面３０１ａの発光素子１０２付近を照射していた光を、発光素子１０２から離れた位置を照射する光に変えることができる。従って、本実施の形態では、図６及び図７に比べて、被照射面３０１ａにおいて、明部となり易い領域の光を発光素子１０２から離れた領域にも分配することができるので、被照射部材３０１の出射面３０１ｂにおける明るさのムラを抑制することができる。

（第２の光束制御部材の形状と光の進路との関係）
以下に、第２の光束制御部材１０５の形状と光の進路との関係について、図１０〜図１１を用いて説明する。

図１０は、第２の光束制御部材１０５の第１の変形例である第２の光束制御部材１０５ａを用いた場合の照明装置３００の発光素子１０２付近の光の進路を示す図である。また、図１１は、第２の光束制御部材１０５の第１の変形例である第２の光束制御部材１０５ａを用いた場合の照明装置３００の光の進路を示す図である。なお、図１０及び図１１において、第２の光束制御部材１０５ａ以外は、上記の図２〜図５で説明した発光装置１００及び照明装置３００と同一構成である。

図１０及び図１１では、図６及び図７に示すＳ１及びＳ２の進路を辿る光は、第２の光束制御部材１０５ａにおいて屈折されることにより、Ｓ５及びＳ６の進路を辿る。

また、図１２は、第２の光束制御部材１０５の第２の変形例である第２の光束制御部材１０５ｂを用いた場合の照明装置３００の発光素子１０２付近の光の進路を示す図である。また、図１３は、第２の光束制御部材１０５の第２の変形例である第２の光束制御部材１０５ｂを用いた場合の照明装置３００の光の進路を示す図である。なお、図１２及び図１３において、第２の光束制御部材１０５ｂ以外は、上記の図２〜図５で説明した発光装置１００及び照明装置３００と同一構成である。

図１２及び図１３では、図６及び図７に示すＳ１及びＳ２の進路を辿る光は、第２の光束制御部材１０５ｂにおいて屈折されることにより、Ｓ７及びＳ８の進路を辿る。

図１０及び図１１に示す第２の光束制御部材１０５ａでは、第２の出射面２０２ａは、図３よりもなだらかに傾斜させた平面である。即ち、図１０及び図１１に示す第２の出射面２０２ａを形成するための第２の光束制御部材１０５ａの高さ方向の寸法は、ｈ２＜ｈ１となる。

また、図１２及び図１３に示す第２の光束制御部材１０５ｂでは、第２の出射面２０２ｂは、図３よりも急に傾斜させた平面である。即ち、図１２及び図１３に示す第２の出射面２０２ｂを形成するための第２の光束制御部材１０５の高さ方向の寸法は、ｈ１＜ｈ３となる。また、図１２及び図１３に示す第２の光束制御部材１０５ｂでは、対向被照射面３０２の光反射板によって、第２の光束制御部材１０５ｂの第２の出射面２０２ｂから出射された光は、被照射面３０１方向へ反射されて進路Ｓ８を辿る（図１３参照）。

図１０〜図１３より、これらの変形例においては、第２の出射面２０２を形成する際の、第２の入射面２０１に対する斜度が大きくなるほど、より光軸Ｐ１側に屈折した光を出射させることができる。これは、第２の出射面２０２と第２の入射面２０１との距離（厚みｔ２）の光軸Ｐ１側と被照射面３０１ａ側との差（Δｔ２）が大きい程、屈折力が大きくなるためである。このように、第２の出射面２０２を形成する際に、第２の光束制御部材１０５の被照射面３０１ａ側に形成する面（本実施の形態では第２の出射面２０２）の斜度を調整することにより、第２の出射面２０２から出射される光の進路を制御することができる。

（本実施の形態における効果）
このように、本実施の形態では、第２の光束制御部材を用いることにより、光源付近の被照射面に向けて第１の光束制御部材から出射される光を、光源から離れた被照射面にも到達するように制御する。これにより、本実施の形態によれば、被照射面の出射面における明るさのムラを低減することができる。

また、本実施の形態によれば、第２の光束制御部材の第２の出射面の傾斜を調整することにより、第２の出射面から出射される光の進路を制御することもできる。

（本実施の形態における変形例）
本実施の形態において、第２の出射面は、第２の入射面に対して所定の角度の斜度で傾斜する傾斜面であるが、本発明はこれに限らず、第２の光束制御部材の厚みにおいて光軸側と被照射面側とで所定の厚み差を設けた、外方（発光素子１０２と反対側）に凸形状に突出させた曲面であってもよい。

また、本実施の形態において、第２の出射面は、第３の出射面との境界線ｒ１を光軸と直交する位置としたが、本発明はこれに限らず、被照射面に要求される照明の品位に応じて、仮想断面Ｓにおける傾斜面の幅を調整してもよい。例えば、第２の出射面と第３の出射面との間に第２の入射面と平行な面（平板部）を形成してもよい。

（実施の形態２）
図１４は、本発明の実施の形態２に係る照明装置１３５０の図４のＡ−Ａ線断面における要部拡大図に相当する断面図である。なお、図１４において、図２〜図５と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

発光装置１３００は、基板１０１と、発光素子１０２と、第１の光束制御部材１０３と、第２の光束制御部材１３０１とから主に構成される。

第２の光束制御部材１３０１は、第２の入射面１３０２と、第２の出射面１３０３と、を有し、板状に形成される。本実施の形態においては、第２の出射面１３０３に連接される第３の出射面１３０４を更に有する。また、第２の光束制御部材１３０１は、第２の入射面１３０２に対して直交して形成される面であって、かつ被照射面３０１及び対向被照射面３０２に対向する２つの面のうち、少なくとも一方が、その対向面（被照射面３０１または対向被照射面３０２）に固定されて、被照射面３０１と対向被照射面３０２との間に固定される。固定方法は、例えば、被照射面３０１と対向被照射面３０２との間への圧入や、被照射面３０１及び対向被照射面３０２との図示しない凹凸嵌合等が挙げられる。

第２の入射面１３０２は、光軸Ｐ１に対して直交する略平坦な平面であり、第１の光束制御部材１０３の第１の出射面１１４に対して所定の距離を設けて対向して配置されることにより、第１の出射面１１４から出射された光を入射する。

第２の出射面１３０３は、第２の入射面１３０２の反対側の面に設けられる。また、中心軸（光軸Ｐ１）を含みかつ被照射部材３０１に直交する仮想断面Ｓにおいて、第２の出射面１３０３は、第２の光束制御部材１３０１の厚みを漸減するように形成され、光路変換領域として機能する。すなわち、第２の出射面１３０３は、第２の入射面に対して所定の角度の斜度で傾斜する傾斜面として形成される。また、第２の出射面１３０３は、本実施の形態においては、平面である。そして、第２の入射面１３０２と第２の出射面１３０３との距離（第２の光束制御部材１３０１の厚み）が最大となる位置において、第２の出射面１３０３は第３の出射面１３０４と接続する。即ち、第２の出射面１３０３は、第２の光束制御部材１３０１の高さ方向（図１４においてＺ軸と平行な方向）において、第３の出射面１３０４と同一高さから第３の出射面１３０４よりもｈ１だけ低い位置まで徐々に傾斜する。また、光路変換領域として機能する第２の出射面１３０３は、上記の仮想断面Ｓ上に光路を有する光であって第２の出射面１３０３へ入射（内部入射）する光を、光軸Ｐ１に直交する面へ入射（内部入射）するときよりも光軸Ｐ１側に屈折させる。

第３の出射面１３０４は、第２の入射面１３０２と平行でかつ光軸Ｐ１に対して直交する略平坦な平面である。また、第２の出射面１３０３と第３の出射面１３０４とが接続する境界線ｒ１は、光軸Ｐ１上の所定点を通過するとともに光軸Ｐ１と前述の仮想断面Ｓに対して直交する直線となる。第２の入射面１３０２と第３の出射面１３０４を平行に形成したことにより、第３の出射面１３０４から出射する光の出射角は、第２の入射面１３０２へ入射する際の入射角と等しくなる。

上記の構成を有する第２の光束制御部材１３０１を有する照明装置１３５０では、第１の光束制御部材１０３の第１の出射面１１４と所定距離だけ離した位置において、第２の光束制御部材１３０１を第１の出射面１１４と対向して配置する。なお、照明装置１３５０における発光素子１０２から出射された光の進路については、図８及び図９と同一であるので、その説明を省略する。

このように、本実施の形態では、第２に光束制御部材において、ホルダーに係合するための脚部等を設ける必要が無い。これにより、本実施の形態によれば、上記の実施の形態１の効果に加えて、第２の光束制御部材の構成を簡易にすることができるので、実施の形態１に比べて第２の光束制御部材を容易に製造することができる。

また、本実施の形態によれば、被照射面と対向被照射面とに固定された第２の光束制御部材、または被照射面と対向被照射面の何れか一方に固定された第２の光束制御部材を、対向被照射面と被照射面との距離を保つための支持部材の１つとすることができる。

なお、本実施の形態において、第２の出射面は、第２の入射面に対して所定の角度の斜度で傾斜する傾斜面であるが、本発明はこれに限らず、第２の光束制御部材の厚みにおいて光軸側と被照射面側とで所定の厚み差を設けた、外方に凸形状に突出させた曲面であってもよい。

（実施の形態３）
（発光装置の構成）
以下に、本実施の形態に係る発光装置１４００の構成について、図１５を用いて詳細に説明する。

図１５は、本発明の実施の形態３に係る発光装置１４００の断面図である。なお、図１５において、図２〜図５と同一構成である部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

発光装置１４００は、基板１０１と、発光素子１０２と、第１の光束制御部材１０３と、第２の光束制御部材１４０６とから主に構成される。

第１の光束制御部材１０３は、中心軸が発光素子１０２の光軸Ｐ１と合致するように位置決めされる。また、第１の光束制御部材１０３は、第２の光束制御部材１４０６の内部に収納される。また、第１の光束制御部材１０３は、発光素子１０２から出射された光を入射し、発光素子１０２から出射された光の配光を発光素子１０２からの出射光の拡がりよりも狭くなるように制御した光を出射する。

第２の光束制御部材１４０６は、短手方向に切断した断面が略コ字状であり、境界線ｒ１と各発光素子１０２の光軸とが直交するように基板１０１上に取り付けられる。また、第２の光束制御部材１４０６は、第１の光束制御部材１０３を収納して、第１の光束制御部材１０３を基板１０１に位置決めする。また、第２の光束制御部材１４０６は、第１の光束制御部材１０３から出射された光を入射し、入射した光の配光を制御するとともに、配光を制御した光により図示しない被照射面を照射する。このように、第２の光束制御部材１４０６は、第１の光束制御部材１０３を収納するホルダーの機能と、第１の光束制御部材１０３からの出射光の配光を制御する光束制御部材の機能とを兼用している。

（第２の光束制御部材の構成）
以下に、第２の光束制御部材１４０６の構成について、図１６及び図１７を用いて詳細に説明する。

図１６は、第２の光束制御部材１４０６の底面図である。また、図１７は、図１６のＢ−Ｂ線断面図である。

第２の光束制御部材１４０６は、第２の入射面１４０１と、第２の出射面１４０２とを有し、板状に形成される。本実施の形態においては、更に、第２の出射面１４０２に連接される第３の出射面１４０３と、第２の光束制御部材１４０６を第１の光束制御部材１０３に対して位置決めするための脚部１４０４と、第１の光束制御部材１０３に係合するための係合部１４０５とを有する。

第２の入射面１４０１は、中心軸（光軸Ｐ１）に対して直交する略平坦な平面であり、第１の光束制御部材１０３の第１の出射面１１４に対して所定の距離を設けて対向して配置されることにより、第１の出射面１１４から出射された光を入射する。また、第２の入射面１４０１には、両端部において、脚部１４０４が第２の入射面１４０１から発光素子１０２側に向けて一体に延設されている。

第２の出射面１４０２は、発光装置１４００における中心軸（光軸Ｐ１）を含みかつ照明装置１３００に適用した場合の被照射面３０１と直交する仮想断面Ｓにおいて、第２の出射面１４０２は、第２の光束制御部材１４０６の厚みを漸減するように形成され、光路変換領域として機能する。すなわち、第２の出射面１４０２は、第２の入射面１４０１に対して所定の角度の斜度で傾斜する傾斜面として形成される。また、第２の出射面１４０２は、本実施の形態においては、平面である。そして、第２の入射面１４０１と第２の出射面１４０２との距離（第２の光束制御部材１４０６の厚み）が最大となる位置において、第２の出射面１４０２は第３の出射面１４０３と接続する。即ち、第２の出射面１４０２は、第２の光束制御部材１４０６の高さ方向（図１５においてＺ軸と平行な方向）において、第３の出射面１４０３と同一高さから第３の出射面１４０３よりもｈ１だけ低い位置まで徐々に傾斜する。また、光路変換領域として機能する第２の出射面１４０２は、上記の仮想断面Ｓ上に光路を有する光であって第２の出射面１４０２へ入射（内部入射）する光を、光軸Ｐ１に直交する面へ入射（内部入射）するときよりも光軸Ｐ１側に屈折させる。

第３の出射面１４０３は、第２の入射面１４０１と平行でかつ光軸Ｐ１に対して直交する略平坦な平面である。また、第２の出射面１４０２と第３の出射面１４０３とが接続する境界線ｒ１は、光軸Ｐ１上の所定点を通過するとともに光軸Ｐ１と前述の仮想断面Ｓに対して直交する直線となる。第２の入射面１４０１と第３の出射面１４０３とを平行に形成したことにより、第３の出射面１４０３から出射する光の出射角は、第２の入射面１４０１へ入射する際の入射角と等しくなる。

脚部１４０４は、第２の光束制御部材１４０６の短手方向における第２の入射面１４０１の両端部に一対設けられる。また、脚部１４０４には、第１の光束制御部材１０３の鍔部１１５と係合する係合部１４０５が、延設方向の両端の間の略中間の位置に設けられる。

係合部１４０５は、一対の脚部１４０４の各々の内側の互いに対向する位置において、一対ずつ形成される溝である。一対の係合部１４０５は、照明装置における発光素子１０２のピッチに合わせて所定の間隔で複数形成される（図１６参照）。また、係合部１４０５は、第１の光束制御部材１０３の鍔部１１５と係合して、第１の光束制御部材１０３を位置決めして固定する。これにより、第２の入射面１４０１は、所定の間隔を設けて第１の出射面１１４と対向する。

なお、本実施の形態において、照明装置の構成は、発光装置１００の代わりに発光装置１４００を適用する以外は、図４と同一構成であるので、その説明を省略する。また、本実施の形態において、照明装置における光の進路は、図８及び図９と同一であるので、その説明を省略する。

（本実施の形態の効果）
このように、本実施の形態によれば、上記の実施の形態１の効果に加えて、第２の光束制御部材を、第１の光束制御部材を保持するためのホルダーと兼用するので、部品点数を減少させることができ、製造コストを低減することができる。

（本実施の形態における変形例）
本実施の形態において、第２の出射面は、第２の入射面に対して所定の角度の斜度で傾斜する傾斜面であるが、本発明はこれに限らず、第２の光束制御部材の厚みにおいて光軸側と被照射面側とで所定の厚み差を設けた、外方に凸形状に突出させた曲面であってもよい。

（実施の形態４）
図１８Ａは、本発明の実施の形態４における第２の光束制御部材１７００の平面図である。また、図１８Ｂは、本発明の実施の形態４における第２の光束制御部材１７００の側面図である。なお、本実施の形態における発光装置は、第２の光束制御部材１０５の代わりに第２の光束制御部材１７００を適用する以外は、図２と同一構成である。

（第２の光束制御部材の構成）
第２の光束制御部材１７００は、第２の入射面１７０１と、第２の出射面１７０２とを有し、板状に形成される。本実施の形態においては、第２の出射面１７０２に連接される第３の出射面１７０３を更に有する。

第２の入射面１７０１は、光軸Ｐ１に対して直交する略平坦な平面であり、第１の光束制御部材１０３の第１の出射面１１４に対して所定の距離を設けて対向して配置されることにより、第１の出射面１１４から出射された光を入射する。

第２の出射面１７０２は、第２の入射面１７０１の反対側の面に設けられる。また、第２の出射面１７０２は、発光素子１０２および第１の光束制御部材１０３と組み合わせて発光素子とした場合の中心軸（光軸Ｐ１）を含み、かつ照明装置３００に適用した場合の被照射面と直交する仮想断面Ｓにおいて、第２の光束制御部材１７００の厚みを漸減するように形成され、光路変換領域として機能する。すなわち、第２の出射面１７０２は、第２の入射面に対して所定の角度の斜度で傾斜する傾斜面として形成される。また、第２の出射面１７０２は、第２の光束制御部材１７００の厚みを漸減するように、所定の角度の斜度で傾斜する傾斜面として形成される。また、第２の出射面１７０２は、本実施の形態においては、平面である。そして、第２の入射面１７０１と第２の出射面１７０２との距離（第２の光束制御部材１７００の厚み）が最大となる位置において、第２の出射面１７０２は第３の出射面１７０３と接続する。即ち、第２の出射面１７０２は、第２の光束制御部材１７００の高さ方向（図１８Ａ及び図１８ＢにおいてＺ軸と平行な方向）において、第３の出射面１７０３と同一高さから第３の出射面１７０３よりもｈ１だけ低い位置まで徐々に傾斜する。また、光路変換領域として機能する第２の出射面１７０２は、上記の仮想断面Ｓ上に光路を有する光であって第２の出射面１７０２へ入射（内部入射）する光を、光軸Ｐ１に直交する面へ入射（内部入射）するときよりも光軸Ｐ１側に屈折させる。

第３の出射面１７０３は、第２の入射面１７０１と平行でかつ光軸Ｐ１に対して直交する略平坦な平面である。また、第２の出射面１７０２と第３の出射面１７０３とが接続する境界線ｒ１は、光軸Ｐ１上の所定点を通過するとともに光軸Ｐ１と前述の仮想断面Ｓに対して直交する直線となる。第２の入射面１７０１と第３の出射面１７０３とを平行に形成したことにより、第３の出射面１７０３から出射する光の出射角は、第２の入射面１７０１へ入射する際の入射角と等しくなる。また、第３の出射面１７０３は、第２の光束制御部材１７００の長手方向の両端部に形成されるとともに、第２の光束制御部材１７００の長手方向に沿って所定間隔（例えば、照明装置における発光素子１０２のピッチ）で形成される。

なお、本実施の形態における照明装置の構成は、第２の光束制御部材１００の代わりに第２の光束制御部材１７００を適用する以外は、図４と同一構成であるので、その説明を省略する。また、本実施の形態において、照明装置における光の進路は、図８及び図９と同一であるので、その説明を省略する。

（第２の光束制御部材の変形例）
図１９Ａは、本実施の形態における第２の光束制御部材の変形例の平面図である。また、図１９Ｂは、本実施の形態における第２の光束制御部材の変形例の側面図である。なお、図１９Ａ及び図１９Ｂにおいて、図１８Ａ及び図１８Ｂと同一構成である部分には同一の符号を付している。

第３の出射面１７０３は、第２の光束制御部材１８００の長手方向の両端部にのみ形成される。一方、第２の出射面１７０２は、第２の光束制御部材１８００の長手方向に沿って連続して形成される。なお、その他の構成は図１８Ａ及び図１８Ｂと同一構成であるので、その説明を省略する。

第２の光束制御部材１８００において、第２の入射面１７０１に入射する光の入射角と、第３の出射面１７０３から出射する光の出射角とは等しくなるため、その光の経路上の全体に渡って第３の出射面１７０３を配する必要はない。従って、本実施の形態のように、第３の出射面１７０３は、第２の光束制御部材１８００の長手方向の両端部にのみ形成しても、本発明の効果を奏することができる。

（本実施の形態の効果）
このように、本実施の形態によれば、上記の実施の形態１の効果に加えて、第２の光束制御部材の長手方向に沿って平面部（本実施の形態においては第３の出射面１７０３）を連続して形成しないので、第２の光束制御部材を製造する際の材料費を低減することができ、製造コストを低減することができる。

また、本実施の形態によれば、第２の光束制御部材の長手方向の両端部のみに第３の出射面を形成することにより、第２の入射面に入射した光の一部は第２の光束制御部材を経由せずに被照射面に到達するので、第２の光束制御部材を経由する際の光のロスがなく、被照射面における照度を向上させることができる。

（各実施の形態に共通の変形例）
上記の実施の形態１〜実施の形態４において、第３の出射面と第２の出射面とが接続する境界線ｒ１は、光軸Ｐ１上と直交することとしたが、本発明はこれに限らず、光軸Ｐ１と直交しなくてもよい。

また、上記の実施の形態１〜実施の形態４において、第１の光束制御部材を発光素子の光軸に対して対称形状にしたが、本発明はこれに限らず、第１の光束制御部材からの出射光の配光が発光素子からの出射光の拡がりよりも狭くなるように、第１の光束制御部材に入射した光を制御して出射することができる任意の形状にすることができる。

また、上記の実施の形態１〜実施の形態４において、第２の光束制御部材における第２の出射面のみを傾斜面にしたが、本発明はこれに限らず、第２の出射面に加えて、第２の入射面の被照射面側を傾斜面にしてもよい。即ち、第２の入射面を、仮想断面Ｓにおいて、第２の光束制御部材の厚みを漸減するように、所定の角度の斜度で傾斜する傾斜面として形成してもよい。また、第２の入射面に形成した上記の傾斜面を、外方に凸形状に突出させた曲面にしてもよい。この場合、光路変換領域として機能する第２の入射面は、上記の仮想断面Ｓ上に光路を有する光であって第２の入射面へ入射する光を、光軸Ｐ１に直交する面へ入射するときよりも光軸Ｐ１側に屈折させる。

また、上記の実施の形態１〜実施の形態４において、第２の光束制御部材における第２の出射面のみを傾斜面にしたが、本発明はこれに限らず、第２の出射面を第３の出射面に連接した光軸に対して直交する平面とするとともに、第２の入射面の被照射面側を傾斜面にしてもよい。即ち、仮想断面Ｓにおいて、第２の光束制御部材の入射面及び出射面の少なくとも一方に、所定の角度の斜度で傾斜する傾斜面、或いは外方に凸形状に突出させた曲面を形成することによって、被照射面に近づくにしたがって第２の光束制御部材の厚みが漸減するような光路変換領域を形成してもよい。この場合、光路変換領域として機能する第２の入射面は、上記の仮想断面Ｓ上に光路を有する光であって第２の入射面へ入射する光を、光軸Ｐ１に直交する面へ入射するときよりも光軸Ｐ１側に屈折させる。

本発明にかかる発光装置及び照明装置は、特に光源からの入射光の配光を制御して被照射面を照明するのに好適である。

１００発光装置
１０１基板
１０２発光素子
１０３第１の光束制御部材
１０４ホルダー
１０５第２の光束制御部材
１１０第１の入射面
１１０ａ内天面
１１０ｂ内壁面
１１１凹部
１１３全反射面
１１４第１の出射面
１１５鍔部
１１６底面
１１７外周部
１１８頂点
２０１第２の入射面
２０２第２の出射面
２０３第３の出射面
２０４脚部
２０５係合部

Claims

光源と、
前記光源からの入射光の配光を制御するとともに、配光を制御した光を出射する第１の光束制御部材と、
前記第１の光束制御部材から出射された光を入射し、入射した光の配光を制御するとともに、配光を制御した光を出射する第２の光束制御部材と、
を有する発光装置であって、
前記第２の光束制御部材は、
前記第１の光束制御部材から出射された光が入射する入射面と、前記入射面の反対側に位置し、前記入射面から入射した光を出射する出射面とを有し、且つ
前記光源の光軸を含む仮想断面において、前記光軸を境界として、一方の領域には、前記光軸から離れるに従って前記入射面と前記出射面との間の厚みが漸減する厚み変化領域を有し、他方の領域には、前記入射面と前記出射面との間の厚みが一定である厚み一定領域を有し、
前記厚み変化領域は、前記仮想断面上に光路を有する光を前記光軸側に屈折させる光路変換領域として機能する、
発光装置。
前記仮想断面に対して直交する方向に所定の間隔で配置される複数の前記光源と、前記光源と一対一で設けられる複数の前記第１の光束制御部材と、１つの前記第２の光束制御部材と、を有する、請求項１に記載の発光装置。
前記第２の光束制御部材は、前記第１の光束制御部材を保持するホルダーである、請求項１または請求項２に記載の発光装置。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載した発光装置と、
前記仮想断面に直交し、且つ前記光軸と平行に配置され、前記発光装置により照明される被照射面と、
を有し、
前記発光装置は、前記厚み変化領域が前記厚み一定領域よりも前記被照射面側に位置するように配置されている、
照明装置。
前記光軸を挟んで前記被照射面と対向して前記被照射面と平行に配置される対向被照射面をさらに有する、請求項４記載の照明装置。
前記対向被照射面は、反射面である、請求項５記載の照明装置。
前記第２の光束制御部材は、前記被照射面と前記対向被照射面との間に配置され、前記被照射面と前記対向被照射面の少なくとも一方に保持される請求項５または請求項６に記載の照明装置。