JP5935996B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置に係り、特に、発光面間に十字型の隙間が形成されるように２×２の格子状に配置された矩形形状の４つの発光面を含む光源とレンズとを組み合わせた構造の照明装置に関する。

従来、ダウンライト等の照明装置の分野においては、ＬＥＤ光源とレンズとを組み合わせた構造の照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ＬＥＤ光源は白熱電球のように熱線を放出しないため、レンズの温度はほとんど上昇しない。このため、メタクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂やシクロオレフィン樹脂等の透明樹脂を射出成形や射出圧縮することで、複雑な形状（例えば、自由曲面形状）のレンズを成形することが可能となる。

一方、ダウンライト等の照明装置においては、より明るく大光量であることが求められており、１つのＬＥＤチップを用いたパッケージから複数のＬＥＤチップを用いたパッケージへ移行してきている。例えば、特許文献１の図５（ａ）においては、発光面間に十字型の隙間が形成されるように２×２の格子状に配置された矩形形状の４つの発光面（ＬＥＤチップ）を含むＬＥＤ光源が開示されている。

特開２０１１−１３８８１５号公報

しかしながら、ダウンライトのように、照射角度が狭いスポット光を照射する照明装置においては、光源特性がそのまま照射される傾向が強く、ＬＥＤ光源の発光形状や発光強度比、発光色の分布までもが照射先で観測されてしまうという問題がある。

特に、発光面間に十字型の隙間が形成されるように２×２の格子状に配置された矩形形状の４つの発光面（ＬＥＤチップ）を含むＬＥＤ光源を用いた照明装置においては、図１４（ａ）、図１４（ｂ）に示すように、その照射パターンＰ中に、発光強度が弱い十字型の隙間に起因するダーク部Ｄが発生するという課題がある。これは、図１５に示すように、レンズ９０が、その焦点ＦがＬＥＤ光源９２の中心（すなわち、十字型の隙間のうち横に延びる隙間と縦に延びる隙間との交点又はその近傍）に設定され、かつ、中心軸ＡＸに対して回転対称のレンズとされていることによるものである。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、発光面間に十字型の隙間が形成されるように２×２の格子状に配置された矩形形状の４つの発光面を含む光源とレンズとを組み合わせた構造の照明装置において、発光面間の十字型の隙間に起因するダーク部が改善された照射パターンを形成することが可能な照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、発光面間に十字型の隙間が形成されるように２×２の格子状に配置された矩形形状の４つの発光面を含む光源と、前記光源の前方、かつ、前記光源の中心軸上に配置されたレンズと、を備えており、前記光源の中心軸は、前記十字型の隙間のうち横に延びる隙間と縦に延びる隙間との交点を通り、かつ、前記発光面の法線方向に延びており、前記レンズは、前記中心軸を含む２×Ｎ個（但し、Ｎは、１、２、３）の平面によって分割される４×Ｎ個の象限に配置されたレンズ部を含み、前記２×Ｎ個の平面は、少なくとも、前記中心軸及び前記横に延びる隙間を含む平面と、前記中心軸及び前記縦に延びる隙間を含む平面と、を含み、前記レンズ部の、前記中心軸を含む複数の放射状平面上の複数のレンズ断面のうち中央に位置するレンズ断面の焦点は、前記中心軸から、当該レンズ部が配置された象限の対角に位置する象限側へ所定距離シフトした位置、かつ、当該レンズ部が配置された象限の対角に位置する象限に配置された発光面上に設定されており、前記レンズ部の、前記複数のレンズ断面のうち一端又は一端近傍に位置するレンズ断面の焦点は、前記中心軸から、当該レンズ部が配置された象限の対角に位置する象限側へ前記所定距離より長い距離シフトした位置に設定されており、前記レンズ部の、前記複数のレンズ断面のうち他端又は他端近傍に位置するレンズ断面の焦点は、前記中心軸から、当該レンズ部が配置された象限の対角に位置する象限側へ前記所定距離より長い距離シフトした位置に設定されており、前記複数のレンズ断面のうち、前記中央に位置するレンズ断面と前記一端又は一端近傍に位置するレンズ断面との間のレンズ断面の焦点位置は、前記中央に位置するレンズ断面から、前記一端又は一端近傍に位置するレンズ断面に向かうに従って徐々に、前記一端又は一端近傍に位置するレンズ断面の焦点位置に近づくように設定されており、前記複数のレンズ断面のうち、前記中央に位置するレンズ断面と前記他端又は他端近傍に位置するレンズ断面との間のレンズ断面の焦点位置は、前記中央に位置するレンズ断面から、前記他端又は他端近傍に位置するレンズ断面に向かうに従って徐々に、前記他端又は他端近傍に位置するレンズ断面の焦点位置に近づくように設定されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、発光面間の十字型の隙間に起因するダーク部が改善された照射パターンを形成することが可能となる。また、請求項１に記載の発明によれば、光源が矩形形状であるにもかかわらず、円形（又は円形に近い形状）の照射パターンを形成することが可能となる。また、請求項１に記載の発明によれば、中心光度（照度）が最大で、周囲に向かうに従って光度（照度）がなだらかに低くなる照射パターンを形成することが可能となる。

以上は、複数のレンズ断面のうち、中央に位置するレンズ断面と一端（又は一端近傍）に位置するレンズ断面との間のレンズ断面の焦点位置が、光源の中心ではなく、中央に位置するレンズ断面から、一端（又は一端近傍）に位置するレンズ断面に向かうに従って徐々に、一端（又は一端近傍）に位置するレンズ断面の焦点位置に近づくように設定されており、また、複数のレンズ断面のうち、中央に位置するレンズ断面と他端（又は他端近傍）に位置するレンズ断面との間のレンズ断面の焦点位置が、光源の中心ではなく、中央に位置するレンズ断面から、他端（又は他端近傍）に位置するレンズ断面に向かうに従って徐々に、他端（又は他端近傍）に位置するレンズ断面の焦点位置に近づくように設定されていることによるものである。

また、請求項２に記載の発明は、矩形形状の発光面を含む光源と、前記光源の前方、かつ、前記光源の中心軸上に配置されたレンズと、を備えており、前記光源の中心軸は、前記光源の中心又は中心近傍を通り、かつ、前記発光面の法線方向に延びており、前記レンズは、前記中心軸を含む２×Ｎ個（但し、Ｎは、１、２、３）の平面によって分割される４×Ｎ個の象限に配置されたレンズ部を含み、前記レンズ部の、前記中心軸を含む複数の放射状平面上の複数のレンズ断面のうち中央に位置するレンズ断面の焦点は、前記中心軸から、当該レンズ部が配置された象限の対角に位置する象限側へ所定距離シフトした位置、かつ、当該レンズ部が配置された象限の対角に位置する象限に配置された発光面上に設定されており、前記レンズ部の、前記複数のレンズ断面のうち一端又は一端近傍に位置するレンズ断面の焦点は、前記中心軸から、当該レンズ部が配置された象限の対角に位置する象限側へ前記所定距離より長い距離シフトした位置に設定されており、前記レンズ部の、前記複数のレンズ断面のうち他端又は他端近傍に位置するレンズ断面の焦点は、前記中心軸から、当該レンズ部が配置された象限の対角に位置する象限側へ前記所定距離より長い距離シフトした位置に設定されており、前記複数のレンズ断面のうち、前記中央に位置するレンズ断面と前記一端又は一端近傍に位置するレンズ断面との間のレンズ断面の焦点位置は、前記中央に位置するレンズ断面から、前記一端又は一端近傍に位置するレンズ断面に向かうに従って徐々に、前記一端又は一端近傍に位置するレンズ断面の焦点位置に近づくように設定されており、前記複数のレンズ断面のうち、前記中央に位置するレンズ断面と前記他端又は他端近傍に位置するレンズ断面との間のレンズ断面の焦点位置は、前記中央に位置するレンズ断面から、前記他端又は他端近傍に位置するレンズ断面に向かうに従って徐々に、前記他端又は他端近傍に位置するレンズ断面の焦点位置に近づくように設定されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、光源が矩形形状であるにもかかわらず、円形（又は円形に近い形状）の照射パターンを形成することが可能となる。また、請求項２に記載の発明によれば、中心光度（照度）が最大で、周囲に向かうに従って光度（照度）がなだらかに低くなる照射パターンを形成することが可能となる。

以上は、複数のレンズ断面のうち、中央に位置するレンズ断面と一端（又は一端近傍）に位置するレンズ断面との間のレンズ断面の焦点位置が、光源の中心ではなく、中央に位置するレンズ断面から、一端（又は一端近傍）に位置するレンズ断面に向かうに従って徐々に、一端（又は一端近傍）に位置するレンズ断面の焦点位置に近づくように設定されており、また、複数のレンズ断面のうち、中央に位置するレンズ断面と他端（又は他端近傍）に位置するレンズ断面との間のレンズ断面の焦点位置が、光源の中心ではなく、中央に位置するレンズ断面から、他端（又は他端近傍）に位置するレンズ断面に向かうに従って徐々に、他端（又は他端近傍）に位置するレンズ断面の焦点位置に近づくように設定されていることによるものである。

本発明によれば、発光面間に十字型の隙間が形成されるように２×２の格子状に配置された矩形形状の４つの発光面を含む光源とレンズとを組み合わせた構造の照明装置において、発光面間の十字型の隙間に起因するダーク部が改善された照射パターンを形成することが可能な照明装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態である照明装置１０の分解斜視図である。 （ａ）照明装置１０の正面図、（ｂ）背面図、（ｃ）図２（ａ）に示した照明装置１０のＡ−Ａ断面図、（ｄ）図２（ａ）に示した照明装置１０のＢ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面図である。 光源１２の正面図である。 レンズ１４を透視した光源１２の正面図である。 （ａ）徐変曲面レンズの徐変生成方法の例、（ｂ）徐変曲面レンズの徐変生成方法の他の例である。 （ａ）〜（ｅ）レンズ１４の生成手順例である。 照明装置１０から照射される光により形成される照射パターンＰ（写真）例である。 （ａ）図７に示した照射パターンＰの光度分布図（等光度曲線）、（ｂ）図７（ａ）中の縦軸上の０を通る横軸上の照度分布図である。 （ａ）第１象限に配置されたレンズ部２６ａのうち、中心軸ＡＸを中心とする円Ｃ１上の点ｐ１_０を通過した投影像Ｐ１_０の例、（ｂ）第１象限に配置されたレンズ部２６ａのうち、中心軸ＡＸを中心とする円Ｃ１上の点ｐ１_４５を通過した投影像Ｐ１_４５の例、（ｃ）第１象限に配置されたレンズ部２６ａのうち、中心軸ＡＸを中心とする円Ｃ１上の点ｐ１_９０を通過した投影像Ｐ１_９０の例である。 （ａ）第１象限に配置されたレンズ部２６ａのうち、中心軸ＡＸを中心とする円Ｃ１上の点を通過した投影像Ｐ１_０、Ｐ１_４５、Ｐ１_９０の重なり具合を説明するための図、（ｂ）第２象限に配置されたレンズ部２６ｂのうち、中心軸ＡＸを中心とする円Ｃ１上の点を通過した投影像（投影像Ｐ１_０、Ｐ１_４５、Ｐ１_９０に相当）の重なり具合を説明するための図、（ｃ）第３象限に配置されたレンズ部２６ｃのうち、中心軸ＡＸを中心とする円Ｃ１上の点を通過した投影像（投影像Ｐ１_０、Ｐ１_４５、Ｐ１_９０に相当）の重なり具合を説明するための図、（ｄ）第４象限に配置されたレンズ部２６ｄのうち、中心軸ＡＸを中心とする円Ｃ１上の点を通過した投影像（投影像Ｐ１_０、Ｐ１_４５、Ｐ１_９０に相当）の重なり具合を説明するための図である。 （ａ）第１象限に配置されたレンズ部２６ａのうち、中心軸ＡＸを中心とする円Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３上の点を通過した投影像Ｐ１_０、Ｐ１_ａ、Ｐ１_ｂの重なり具合を説明するための図、（ｂ）第２象限に配置されたレンズ部２６ｂのうち、中心軸ＡＸを中心とする円Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３上の点を通過した投影像（投影像Ｐ１_０、Ｐ１_ａ、Ｐ１_ｂに相当）の重なり具合を説明するための図、（ｃ）第３象限に配置されたレンズ部２６ｃのうち、中心軸ＡＸを中心とする円Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３上の点を通過した投影像（投影像Ｐ１_０、Ｐ１_ａ、Ｐ１_ｂに相当）の重なり具合を説明するための図、（ｄ）第４象限に配置されたレンズ部２６ｄのうち、中心軸ＡＸを中心とする円Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３上の点を通過した投影像（投影像Ｐ１_０、Ｐ１_ａ、Ｐ１_ｂに相当）の重なり具合を説明するための図である。 本発明の一実施形態である照明装置１０の変形例の分解斜視図である。 本発明の一実施形態である照明装置１０の変形例の分解斜視図である。 （ａ）発光面間に十字型の隙間が形成されるように２×２の格子状に配置された矩形形状の４つの発光面（ＬＥＤチップ）を含むＬＥＤ光源を用いた照明装置により形成される照射パターン（等光度曲線）、（ｂ）図１４（ａ）中の縦軸上の０を通る横軸上の照度分布図である。 照射パターンＰ中に、発光強度が弱い十字型の隙間に起因するダーク部Ｄが発生する理由を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態である照明装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施形態である照明装置１０の分解斜視図、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は背面図、図２（ｃ）は図２（ａ）に示した照明装置１０のＡ−Ａ断面図、図２（ｄ）は図２（ａ）に示した照明装置１０のＢ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面図である。

図１、図２（ａ）〜図２（ｄ）に示すように、本実施形態の照明装置１０は、光源１２、レンズ１４、リフレクタ１６等を備えている。

図３は、光源１２の正面図である。

図３に示すように、光源１２は、発光面間に十字型の隙間が形成されるように２×２の格子状に配置された矩形形状の４つの発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）を含む光源で、具体的には、基板Ｋ上に、矩形形状（例えば、１ｍｍ角）の発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）を含む４つの半導体発光素子１８（１８ａ〜１８ｄ）を、所定間隔（例えば、０．２ｍｍ間隔）をおいて２×２の格子状（田字状）に配置した光源とされている。

発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）間には、横に延びる隙間Ｓ_Ｈ及び縦に延びる隙間Ｓ_Ｖにより構成される十字型の隙間が形成されている。これは、基板Ｋ上の電極（配線パターン等）等との関係で、半導体発光素子１８（１８ａ〜１８ｄ）を密に配置できないことによるものである。発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）は、レンズ作用を持つドーム型の透明部材２８で覆われている。なお、ドーム型の透明部材２８は、省略してもよい。

半導体発光素子１８（１８ａ〜１８ｄ）は、矩形形状の発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）を含む半導体発光素子であればよく、その構造は特に限定されない。例えば、半導体発光素子１８（１８ａ〜１８ｄ）は、発光色が青系のＬＥＤチップ（又はレーザーダイオード）とこれを覆う黄色系の蛍光体（例えば、ＹＡＧ蛍光体）とを組み合わせた構造の半導体発光素子であってもよいし、ＲＧＢ三色のＬＥＤチップ（又はレーザーダイオード）を組み合わせた構造の半導体発光素子であってもよいし、その他構造の半導体発光素子であってもよい。

光源１２の中心軸ＡＸ（基準軸又は光軸とも称される）は、十字型を構成する隙間のうち横に延びる隙間Ｓ_Ｈ（厳密には、横に延びる隙間Ｓ_Ｈの中心線Ｓ_ＨＣ）と縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ（厳密には、縦に延びる隙間Ｓ_Ｖの中心線Ｓ_ＶＣ）との交点を通り、かつ、発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）の法線方向（図３中紙面に直交する方向）に延びている。

以下、中心軸ＡＸ及び横に延びる隙間Ｓ_Ｈ（厳密には、横に延びる隙間Ｓ_Ｈの中心線Ｓ_ＨＣ）を含む平面、並びに、中心軸ＡＸ及び縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ（厳密には、縦に延びる隙間Ｓ_Ｖの中心線Ｓ_ＶＣ）を含む平面によって分割される４個の領域を、図４に示すように、第１象限〜第４象限と称する。

図４は、レンズ１４を透視した光源１２の正面図で、第１象限に配置されたレンズ部２６ａの三つの焦点（４５°断面２６ａ_４５の焦点Ｆ_４５、０°断面２６ａ_０の焦点Ｆ_０、９０°断面２６ａ_９０の焦点Ｆ_９０）と第１象限の対角に位置する第３象限に配置された発光面２０ｃとの位置関係等を表している。

図４に示すように、２×２の格子状に配置された矩形形状の４つの発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）は、第１象限〜第４象限に配置されている。

以下、第１象限に配置された発光面２０ａ及び第３象限に配置された発光面２０ｃを通る対角線を、第１対角線ＤＬ１と称し、第２象限に配置された発光面２０ｂ及び第４象限に配置された発光面２０ｄを通る対角線を、第２対角線ＤＬ２と称する。

図２（ｃ）、図２（ｄ）に示すように、レンズ１４は、光源１２の前方、かつ、光源１２の中心軸ＡＸ上に配置されている。レンズ１４は、光源１２（発光面２０）からの光が入射する入射面２２、入射面２２からレンズ１４内部に入射した光源１２（発光面２０）からの光が出射する出射面２４を含むレンズで、具体的には、入射面２２の面形状を、所定曲面（例えば、光源１２側に凸の曲面）を同心円状の複数領域に分割して、略平面状に並べ替えた複数のフレネル面とし、出射面２４の面形状を、中心軸ＡＸに直交する平面とした、中心軸ＡＸ方向に厚みが薄いフレネル状のレンズとされている。

レンズ１４は、メタクリル樹脂やポリカーボネイト樹脂やシクロオレフィン樹脂等の透明樹脂を射出成形や射出圧縮することで一体的に成形されている。なお、レンズ１４の材質は、透明樹脂以外の、例えば、ガラスであってもよい。

図２（ｃ）、図４に示すように、レンズ１４は、第１象限〜第４象限に配置されたレンズ部２６（２６ａ〜２６ｄ）及びレンズ部２６（２６ａ〜２６ｄ）の外側に配置された平板形状のレンズ部３０等を含んでいる。なお、図４中、レンズ部３０は省略してある。

第１象限〜第４象限に配置されたレンズ部２６（２６ａ〜２６ｄ）は、次のように構成されている。

図２（ｃ）、図４に示すように、第１象限に配置されたレンズ部２６ａの、中心軸ＡＸを含む複数の放射状平面上の複数のレンズ断面（以下、単に複数のレンズ断面と称す）のうち中央に位置するレンズ断面２６ａ_４５（以下、４５°断面ａ_４５と称す）の焦点Ｆ_４５は、中心軸ＡＸから、当該レンズ部２６ａが配置された第１象限の対角に位置する第３象限側へ第１距離Ｌ１（例えば、０．３ｍｍ）シフトした、発光面２０ｃ上（第１対角線ＤＬ１上）の位置に設定されている。４５°断面（０°断面、９０°断面も同様）とは、第１象限に配置されたレンズ部２６ａを、中心軸ＡＸを含み、かつ、中心軸ＡＸを含む鉛直面に対して４５°（０°、９０°）傾斜した平面で切断した断面のことである。

図２（ｄ）、図４に示すように、複数のレンズ断面のうち一端（又は一端近傍）に位置するレンズ断面２６ａ_０（すなわち、第１象限と第２象限との間の境界面。以下、０°断面２６ａ_０と称す。）の焦点Ｆ_０は、中心軸ＡＸから、当該レンズ部２６ａが配置された第１象限の対角に位置する第３象限側へ第１距離Ｌ１より長い第２距離Ｌ２（例えば、１．２ｍｍ）シフトした、横に延びる隙間Ｓ_Ｈ（厳密には、横に延びる隙間Ｓ_Ｈの中心線Ｓ_ＨＣ）上の位置に設定されている。なお、０°断面２６ａ_０の焦点Ｆ_０は、横に延びる隙間Ｓ_Ｈ近傍（例えば、第３象限に配置された発光面２０ｃのうち、横に延びる隙間Ｓ_Ｈ近傍部分）に設定されていてもよい。

同様に、複数のレンズ断面のうち他端（又は他端近傍）に位置するレンズ断面２６ａ_９０（すなわち、第１象限と第４象限との間の境界面。以下、９０°断面２６ａ_９０と称す。）の焦点Ｆ_９０は、中心軸ＡＸから、当該レンズ部２６ａが配置された第１象限の対角に位置する第３象限側へ第１距離Ｌ１より長い第２距離Ｌ２（例えば、１．２ｍｍ）シフトした、縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ（厳密には、縦に延びる隙間Ｓ_Ｖの中心線Ｓ_ＶＣ）上の位置に設定されている。なお、９０°断面２６ａ_９０の焦点Ｆ_９０は、縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ上に限定されず、縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ近傍（例えば、第３象限に配置された発光面２０ｃのうち、縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ近傍部分）に設定されていてもよい。

複数のレンズ断面のうち、４５°断面２６ａ_４５と０°断面２６ａ_０との間のレンズ断面（無数に存在する）の焦点位置は、４５°断面２６ａ_４５から０°断面２６ａ_０に向かうに従って徐変している。すなわち、４５°断面２６ａ_４５と０°断面２６ａ_０との間のレンズ断面の焦点位置は、４５°断面２６ａ_４５から０°断面２６ａ_０に向かうに従って徐々に、０°断面２６ａ_０の焦点Ｆ_０位置に近づくように設定されている。例えば、４５°断面２６ａ_４５から０°断面２６ａ_０に向かうに従って、中心軸ＡＸと複数のレンズ断面の焦点との間の距離が直線的又は曲線的（例えば二次曲線的）に連続的に増加して、０°断面２６ａ_０の焦点Ｆ_０位置に徐々に近づくように設定されている。これは、矩形形状の発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）が光学系からみて丸型発光光源となるようにするためである。

同様に、複数のレンズ断面のうち、４５°断面２６ａ_４５と９０°断面２６ａ_９０との間のレンズ断面（無数に存在する）の焦点位置は、４５°断面２６ａ_４５から９０°断面２６ａ_９０に向かうに従って徐変している。すなわち、４５°断面２６ａ_４５と９０°断面２６ａ_９０との間のレンズ断面の焦点位置は、４５°断面２６ａ_４５から９０°断面２６ａ_９０に向かうに従って徐々に、９０°断面２６ａ_９０の焦点Ｆ_９０位置に近づくように設定されている。例えば、４５°断面２６ａ_４５から９０°断面２６ａ_９０に向かうに従って、中心軸ＡＸと複数のレンズ断面の焦点との間の距離が直線的又は曲線的（例えば二次曲線的）に連続的に増加して、９０°断面２６ａ_９０の焦点Ｆ_９０位置に徐々に近づくように設定されている。これも、矩形形状の発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）が光学系からみて丸型発光光源となるようにするためである。

なお、第１距離Ｌ１は０．３ｍｍ、第２距離Ｌ２は１．２ｍｍにそれぞれ限定されない。

第２象限に配置されたレンズ部２６ｂは、第１象限に配置されたレンズ部２６ａを、中心軸ＡＸを中心に９０°回転（図４中反時計回り）させたものに相当する。同様に、第３象限に配置されたレンズ部２６ｃは、第１象限に配置されたレンズ部２６ａを、中心軸ＡＸを中心に１８０°回転（図４中反時計回り）させたものに相当する。同様に、第４象限に配置されたレンズ部２６ｂは、第１象限に配置されたレンズ部２６ａを、中心軸ＡＸを中心に２７０°回転（図４中反時計回り）させたものに相当する。

次に、レンズ１４（レンズ部２６ａ〜２６ｄ）の生成手順例について説明する。

以下の生成手順は例えば、公知のレンズ設計用のソフトウエア（プログラム）を用いて実行される。

第１象限に配置されたレンズ部２６ａは、次のようにして生成される。

まず、第１象限に配置されたレンズ部２６ａの基礎となるレンズ断面形状を設定する。例えば、２×２の格子状に配置された矩形形状の４つの発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）の対角方向を活用する観点から、中心線ＡＸ及び第１対角線ＤＬ１を含む断面上に、第１象限に配置されたレンズ部２６ａの基礎となる４５°断面２６ａ_４５の形状（図２（ｃ）参照）を設定する。

次に、第１象限に配置されたレンズ部２６ａの基礎となる４５°断面２６ａ_４５の焦点Ｆ_４５を、中心軸ＡＸから第１象限の対角に位置する第３象限側に第１距離Ｌ１（例えば、０．３ｍｍ）シフトした第１対角線ＤＬ１上の位置に設定する（図２（ｃ）、図４参照）。

次に、２×２の格子状に配置された矩形形状の４つの発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）の辺方向（底辺及び側辺）近傍を活用する観点から、中心線ＡＸ及び横に延びる隙間Ｓ_Ｈ（厳密には、横に延びる隙間Ｓ_Ｈの中心線Ｓ_ＨＣ）を含む断面上に、第１象限に配置されたレンズ部２６ａの基礎となる０°断面２６ａ_０の形状（図２（ｄ）参照）を設定する。同様に、中心線ＡＸ及び縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ（厳密には、縦に延びる隙間Ｓ_Ｖの中心線Ｓ_ＶＣ）を含む断面上に、第１象限に配置されたレンズ部２６ａの基礎となる９０°断面２６ａ_９０の形状（図２（ｄ）参照）を設定する。

次に、第１象限に配置されたレンズ部２６ａの基礎となる０°断面２６ａ_０の焦点Ｆ_０を、中心軸ＡＸから第１象限の対角に位置する第３象限側へ第１距離Ｌ１（例えば、０．３ｍｍ）より長い第２距離Ｌ２（例えば、１．２ｍｍ）シフトした、横に延びる隙間Ｓ_Ｈ（厳密には、横に延びる隙間Ｓ_Ｈの中心線Ｓ_ＨＣ）上の位置に設定する（図２（ｄ）、図４参照）。同様に、９０°断面２６ａ_９０の焦点Ｆ_９０を、中心軸ＡＸから第１象限の対角に位置する第３象限側へ第１距離Ｌ１（例えば、０．３ｍｍ）より長い第２距離Ｌ２（例えば、１．２ｍｍ）シフトした、縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ（厳密には、縦に延びる隙間Ｓ_Ｖの中心線Ｓ_ＶＣ）上の位置に設定する（図２（ｄ）、図４参照）。

次に、上記３つのレンズ断面の形状（０°断面２６ａ_０の形状、４５°断面２６ａ_４５の形状、９０°断面２６ａ_９０）を保持したまま徐変曲面レンズを形成する。

図５（ａ）、図５（ｂ）は、徐変曲面レンズの徐変生成方法の例である。

例えば、図５（ａ）に示すように、０°断面２６ａ_０の形状、４５°断面２６ａ_４５の形状、９０°断面２６ａ_９０の形状をもとに、それぞれの曲線Ｃ_０、Ｃ_４５、Ｃ_９０を保持し、４５°断面２６ａ_４５近傍の曲面は拘束として回転軸ＡＸ_２６ａの接線ベクトルＶ方向に曲面３２が形成され、０°断面２６ａ_０、９０°断面２６ａ_９０近傍においては、回転軸ＡＸ_２６ａの接線ベクトルＶ方向に拘束されない条件として、ベズエ曲面生成方法によって徐変曲面３２を形成する。

あるいは、図５（ｂ）に示すように、４５°断面２６ａ_４５近傍の曲面は拘束として回転軸ＡＸ_２６ａの接線ベクトルＶ方向に曲面３２が形成され、０°断面２６ａ_０、９０°断面２６ａ_９０近傍においても、拘束を与えて回転軸ＡＸ_２６ａの接線ベクトルＶ方向に伸びる条件として、ベズエ曲面生成方法によって徐変曲面３２を形成する。

以上により、第１象限に配置されたレンズ部２６ａ（中心角９０°）が生成される。

以上の生成手順を、第２象限〜第４象限においても実行することにより、第１象限〜第４象限に配置されたレンズ部２６（２６ｂ〜２６ｄ）を含むレンズ１４の基礎となるレンズ部２６´（２６ｂ´〜２６ｄ´）を含む基本レンズ１４´が生成される（図６（ａ）参照）。

次に、各象限のレンズ曲面を合成する方法について説明する。

以下の手順は例えば、公知のレンズ設計用のソフトウエア（プログラム）を用いて実行される。

図６（ａ）〜図６（ｅ）は、各象限のレンズ曲面を合成する方法の各ステップを表している。

まず、基本レンズ１４´（図６（ａ）参照）を、中心軸ＡＸを含む水平面及び中心軸ＡＸを含む鉛直面によって中心角が９０°の４つのレンズ部２６ａ´〜２６ｄ´に分割する（図６（ｂ）参照）。

次に、第１象限に配置されたレンズ部２６ａ´の焦点Ｆ_２６ａ（焦点Ｆ_０、Ｆ_４５、Ｆ_９０等）と第１象限の対角に位置する第３象限に配置された発光面２０ｃとが、図４に示す位置関係となるように、第１象限に配置されたレンズ部２６ａ´の焦点Ｆ_２６ａ（焦点Ｆ_０、Ｆ_４５、Ｆ_９０等）を、中心軸ＡＸから第１象限の対角に位置する第３象限側に移動させる。

同様に、第２象限に配置されたレンズ部２６ｂ´の焦点Ｆ_２６ｂ（焦点Ｆ_０、Ｆ_４５、Ｆ_９０等に相当）を、中心軸ＡＸから第２象限の対角に位置する第４象限側に移動させる（図６（ｄ）参照）。同様に、第３象限に配置されたレンズ部２６ｃ´の焦点Ｆ_２６ｃ（焦点Ｆ_０、Ｆ_４５、Ｆ_９０等に相当）を、中心軸ＡＸから第３象限の対角に位置する第１象限側に移動させる（図６（ｄ）参照）。同様に、第４象限に配置されたレンズ部２６ｄ´の焦点Ｆ_２６ｄ（焦点Ｆ_０、Ｆ_４５、Ｆ_９０等に相当）を、中心軸ＡＸから第４象限の対角に位置する第２象限側に移動させる（図６（ｄ）参照）。

以上の手順を実行することにより、第１象限〜第４象限に配置された４つのレンズ部２６（２６ａ〜２６ｄ）を含むレンズ１４が生成される（図６（ｅ）参照）。

なお、各象限に配置されたレンズ部２６（２６ａ〜２６ｄ）の境界線付近でオーバーラップした面は、自象限内までを有効面として曲面設定する。図６（ｄ）中、符号Ａ１、Ａ２は、オーバーラップしている部分を表している。

以上が、レンズ１４（レンズ部２６ａ〜２６ｄ）の基本的な生成手順であるが、レンズ１４（レンズ部２６ａ〜２６ｄ）設計上の問題（例えば、レンズ１４（レンズ部２６ａ〜２６ｄ）製造上の問題）を生ずる恐れがある場合には、各象限間の境界面（又はその近傍の面）を、微小な範囲、適宜な面に調整してもよい。

図１、図２（ｃ）、図２（ｄ）に示すように、リフレクタ１６は、主に、レンズ１４を通して内部構造（例えば、光源１２や基板Ｋ等）が視認されるのを防ぐための装飾部材で、レンズ１４（レンズ部２６ａ〜２６ｄ）の外側に配置された環状の反射面１６ａを備えている。環状の反射面１６ａは、光源１２からの光のうち、レンズ部２６ａ〜２６ｄに入射しない光を前方に向けて反射する反射面として用いられる。環状の反射面１６ａで反射された光源１２からの光は、レンズ１４のうち平板形状のレンズ部３０（図２（ａ）、図２（ｃ）等参照）を透過して前方に照射される。

次に、上記構成の照明装置１０から照射される照射パターンについて説明する。

図７は照明装置１０から照射される光により形成される照射パターンＰ（写真）、図８（ａ）は図７に示した照射パターンＰの光度分布図（等光度曲線）、図８（ｂ）は図８（ａ）中の縦軸上の０を通る横軸上の照度分布図である。

図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、照明装置１０から照射される照射パターンＰは、発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）間の十字型の隙間（横に延びる隙間Ｓ_Ｈ及び縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ）に起因するダーク部が改善され、かつ、中心光度（照度）が最大で、周囲に向かうに従って光度（照度）がなだらかに低くなる円形（又は円形に近い形状）の照射パターンとなる。以下、その理由について説明する。

照射パターンＰは、図８（ａ）に示すように、レンズ部２６ａ〜２６ｄを透過した光により形成される照射パターンＰ１〜Ｐ４を含む合成配光パターンとなる。

まず、照射パターンＰ１について説明する。

照射パターンＰ１は、主に第１象限に配置されたレンズ部２６ａを透過した光源１２からの光により形成される。

図９（ａ）〜図９（ｃ）中下段はレンズ１４の背面図、図９（ａ）〜図９（ｃ）中点ｐ１_０、ｐ１_４５、ｐ１_９０は、第１象限に配置されたレンズ部２６ａのうち、中心軸ＡＸを中心とする円Ｃ１上の点（０°断面２６ａ_０、４５°断面２６ａ_４５、９０°断面２６ａ_９０上の中央点）である。

図９（ａ）〜図９（ｃ）中上段は、下段に示したレンズ部２６ａのうち、中心軸ＡＸを中心とする円Ｃ１上の点ｐ１_０、ｐ１_４５、ｐ１_９０を通過した投影像Ｐ１_０、Ｐ１_４５、Ｐ１_９０を表している。投影像とは、２×２の格子状に配置された矩形形状の４つの発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）の投影像（光源像）のことである。なお、投影像Ｐ１_０、Ｐ１_４５、Ｐ１_９０は、実際には、図１０（ａ）に示すように、重畳した状態で投影される。

第１象限に配置されたレンズ部２６ａのうち、中心軸ＡＸを中心とする円Ｃ１上の点（例えば、点ｐ１_０、点ｐ１_４５、点ｐ１_９０）を通過した投影像（例えば、投影像Ｐ１_０、Ｐ１_４５、Ｐ１_９０）は、その通過位置（断面）に応じて、異なるサイズの投影像として、異なる位置へ投影される（図９（ａ）〜図９（ｃ）、図１０（ａ）参照）。

具体的には、図１０（ａ）に示すように、４５°断面２６ａ_４５上の点ｐ１_４５を通過した投影像Ｐ１_４５は照射パターンＰ１の略中央に投影され、０°断面２６ａ_０上の点ｐ１_０を通過した投影像Ｐ１_０は投影像Ｐ１_４５に対して下にシフトした位置に投影され、９０°断面２６ａ_９０上の点ｐ１_９０を通過した投影像Ｐ１_９０は投影像Ｐ１_４５に対して左にシフトした位置に投影される。投影像Ｐ１_０、Ｐ１_４５、Ｐ１_９０のサイズは、投影像Ｐ１_０＝投影像Ｐ１_９０＞投影像Ｐ１_４５の関係となる。これは、第１象限に配置されたレンズ部２６ａの複数のレンズ断面の焦点位置が、光源１２の中心ではなく、４５°断面２６ａ_４５から、０°断面２６ａ_０、９０°断面２６ａ_９０に向かうに従って徐々に、０°断面２６ａ_０の焦点Ｆ_０位置、９０°断面２６ａ_９０の焦点Ｆ_９０位置に近づくように設定されていることによるものである。なお、図９（ａ）〜図９（ｃ）、図１０（ａ）では、投影像Ｐ１_０、Ｐ１_４５、Ｐ１_９０を、略同じサイズで描いてあるが、実際には、投影像Ｐ１_０＝投影像Ｐ１_９０＞投影像Ｐ１_４５の関係となる。

円Ｃ１上の点ｐ１_４５と点ｐ１_０との間の点を通過した投影像（無数に存在する。図示せず）は、その通過位置（断面）が点ｐ１_４５から点ｐ１_０に近づくに従って徐々に、その投影像サイズが投影像Ｐ１_０に近づきかつその投影位置も投影像Ｐ１_０に近づく。同様に、円Ｃ１上の点ｐ１_４５と点ｐ１_９０との間の点を通過した投影像（無数に存在する。図示せず）は、その通過位置（断面）が点ｐ１_４５から点ｐ１_９０に近づくに従って徐々に、その投影像サイズが投影像Ｐ１_９０に近づきかつその投影位置も投影像Ｐ１_９０に近づく。これも、第１象限に配置されたレンズ部２６ａの複数のレンズ断面の焦点位置が、光源１２の中心ではなく、４５°断面２６ａ_４５から、０°断面２６ａ_０、９０°断面２６ａ_９０に向かうに従って徐々に、０°断面２６ａ_０の焦点Ｆ_０位置、９０°断面２６ａ_９０の焦点Ｆ_９０位置に近づくように設定されていることによるものである。

上記のように、第１象限に配置されたレンズ部２６ａのうち、中心軸ＡＸを中心とする円Ｃ１上の点（例えば、点ｐ１_０、点ｐ１_４５、点ｐ１_９０）を通過した投影像（例えば、投影像Ｐ１_０、Ｐ１_４５、Ｐ１_９０）は、その通過位置（断面）に応じて、異なるサイズの投影像として、異なる位置へ投影される（図１０（ａ）参照）。これにより、当該投影像（例えば、投影像Ｐ１_０、Ｐ１_４５、Ｐ１_９０）の明るい部分（図１０（ａ）中の矩形領域参照）とダーク部（図１０（ａ）中の十字領域参照）とが重なる。その結果、照射パターンＰ１中の、発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）間の十字型の隙間（横に延びる隙間Ｓ_Ｈ及び縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ）に起因するダーク部が改善される（図８（ａ）、図８（ｂ）参照）。

円Ｃ１上の点（例えば、点ｐ１_０、点ｐ１_４５、点ｐ１_９０）を通過した投影像（例えば、投影像Ｐ１_０、Ｐ１_４５、Ｐ１_９０）の明るい部分（図１０（ａ）中の矩形領域参照）とダーク部（図１０（ａ）中の十字領域参照）との重なり具合や照射パターンＰ１のサイズは、第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２に応じて変化する。

本実施形態では、発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）間の十字型の隙間（横に延びる隙間Ｓ_Ｈ及び縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ）に起因するダーク部が改善され、かつ、求められるサイズの照射パターンＰを形成する観点から、第１距離Ｌ１を０．３ｍｍに、第２距離Ｌ２を１．２ｍｍにそれぞれ設定している。なお、第１距離Ｌ１、第２距離Ｌ２は、０．３ｍｍ、１．２ｍｍにそれぞれ限定されない。例えば、第１距離Ｌ１、第２距離Ｌ２は、第１距離Ｌ１＜第２距離Ｌ２の関係を前提として、２×２の格子状に配置された矩形形状の４つの発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）の最外径光源サイズの１３〜９０％の範囲内で、自由に選定することが可能である。例えば、最外径光源サイズが１．５ｍｍ（又は約１．５ｍｍ）の場合、第１距離Ｌ１、第２距離Ｌ２は、０．２ｍｍ〜１．３５ｍｍの範囲内で、自由に選定することが可能である。

第１象限に配置されたレンズ部２６ａは、円Ｃ１以外の中心軸ＡＸを中心とする無数の円（例えば、図９（ａ）に示す円Ｃ２、Ｃ３）を含んでいる。これらの中心軸ＡＸを中心とする無数の円（例えば、円Ｃ２、Ｃ３）上の点（例えば、点ｐ１_ａ、ｐ１_ｂ）を通過した投影像（例えば、投影像Ｐ１_ａ、Ｐ１_ｂ）も、上記円Ｃ１と同様、その通過位置（断面）に応じて、異なるサイズの投影像として、異なる位置へ投影される（図１１（ａ）参照）。これによっても、当該投影像の明るい部分（図１１（ａ）中の矩形領域参照）とダーク部（図１１（ａ）中の十字領域参照）とが重なる。その結果、照射パターンＰ１中の、発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）間の十字型の隙間（横に延びる隙間Ｓ_Ｈ及び縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ）に起因するダーク部が改善される（図８（ａ）、図８（ｂ）参照）。

また、上記のように、４５°断面２６ａ_４５上の点ｐ１_４５を通過した投影像Ｐ１_４５は照射パターンＰ１の略中央に投影され、０°断面２６ａ_０上の点ｐ１_０を通過した投影像Ｐ１_０は投影像Ｐ１_４５に対して下にシフトした位置に投影され、９０°断面２６ａ_９０上の点ｐ１_９０を通過した投影像Ｐ１_９０は投影像Ｐ１_４５に対して左にシフトした位置に投影される（図１０（ａ）参照）。そして、投影像Ｐ１_０、Ｐ１_４５、Ｐ１_９０のサイズは、投影像Ｐ１_０＝投影像Ｐ１_９０＞投影像Ｐ１_４５の関係となる。これにより、０°断面２６ａ_０及び９０°断面２６ａ_９０を通過した投影像（例えば、投影像Ｐ１_０、Ｐ１_９０）の照度は、４５°断面２６ａ_４５を通過した投影像（例えば、投影像Ｐ１_４５）の照度と比べ、拡散分布し、４５°断面２６ａ_４５を通過した投影像（例えば、投影像２６ａ_４５）の各辺を膨らませる効果を生ずる（図１０（ａ）参照）。その結果、照射パターンＰ１は、光源１２が矩形形状であるにもかかわらず、円形（又は円形に近い形状）の照射パターンとなる（図８（ａ）参照）。

これは、４５°断面２６ａ_４５と０°断面２６ａ_０との間のレンズ断面（無数に存在する）の焦点位置、及び、４５°断面２６ａ_４５と９０°断面２６ａ_９０との間のレンズ断面（無数に存在する）の焦点位置が、矩形形状の発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）が光学系からみて丸型発光光源となるように設定されていることによるものである。

また、第１象限に配置されたレンズ部２６ａを通過した投影像は、中心軸ＡＸに近い点を通過する投影像ほど小サイズで高照度となり、かつ、照射パターンＰ１の中央寄りに投影される。例えば、図１１（ａ）に示すように、円Ｃ３上の点ｐ１_ｂ（図９（ａ）参照）を通過した投影像Ｐ１_ｂ＜円Ｃ１上の点ｐ１_０（図９（ａ）参照）を通過した投影像Ｐ１_０＜円Ｃ２上の点ｐ１_ａ（図９（ａ）参照）を通過した投影像Ｐ１_ａの関係となる。その結果、照射パターンＰ１は、中心光度（照度）が最大で、周囲に向かうに従って光度（照度）がなだらかに低くなる照射パターンとなる（図８（ａ）、図８（ｂ）参照）。これは、第１象限に配置されたレンズ部２６ａの屈折率が、中心軸ＡＸに近いほど低く、周囲に向かうに従って高くなることによるものである。

次に、照射パターンＰ２について説明する。

照射パターンＰ２は、主に第２象限に配置されたレンズ部２６ｂを透過した光源１２からの光により形成される。

照射パターンＰ２は、照射パターンＰ１を、中心軸ＡＸを中心に９０°回転（図１１（ａ）中反時計回り）させたパターンに相当する（図１１（ｂ）参照）。これは、第２象限に配置されたレンズ部２６ｂが、第１象限に配置されたレンズ部２６ａを、中心軸ＡＸを中心に９０°回転させたものに相当することによるものである。

したがって、照射パターンＰ１と同様、照射パターンＰ２中の、発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）間の十字型の隙間（横に延びる隙間Ｓ_Ｈ及び縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ）に起因するダーク部が改善される（図８（ａ）、図８（ｂ）参照）。また、照射パターンＰ２は、光源１２が矩形形状であるにもかかわらず、円形（又は円形に近い形状）の照射パターンとなる（図８（ａ）参照）。また、照射パターンＰ２は、中心光度（照度）が最大で、周囲に向かうに従って光度（照度）がなだらかに低くなる照射パターンとなる（図８（ａ）、図８（ｂ）参照）。

次に、照射パターンＰ３について説明する。

照射パターンＰ３は、主に第３象限に配置されたレンズ部２６ｃを透過した光源１２からの光により形成される。

照射パターンＰ３は、照射パターンＰ１を、中心軸ＡＸを中心に１８０°回転（図１１（ａ）中反時計回り）させたパターンに相当する（図１１（ｃ）参照）。これは、第３象限に配置されたレンズ部２６ｃが、第１象限に配置されたレンズ部２６ａを、中心軸ＡＸを中心に１８０°回転させたものに相当することによるものである。

したがって、照射パターンＰ１と同様、照射パターンＰ３中の、発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）間の十字型の隙間（横に延びる隙間Ｓ_Ｈ及び縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ）に起因するダーク部が改善される（図８（ａ）、図８（ｂ）参照）。また、照射パターンＰ３は、光源１２が矩形形状であるにもかかわらず、円形（又は円形に近い形状）の照射パターンとなる（図８（ａ）参照）。また、照射パターンＰ３は、中心光度（照度）が最大で、周囲に向かうに従って光度（照度）がなだらかに低くなる照射パターンとなる（図８（ａ）、図８（ｂ）参照）。

次に、照射パターンＰ４について説明する。

照射パターンＰ４は、主に第４象限に配置されたレンズ部２６ｄを透過した光源１２からの光により形成される。

照射パターンＰ４は、照射パターンＰ１を、中心軸ＡＸを中心に２７０°回転（図１１（ａ）中反時計回り）させたパターンに相当する（図１１（ｄ）参照）。これは、第４象限に配置されたレンズ部２６ｄが、第１象限に配置されたレンズ部２６ａを、中心軸ＡＸを中心に２７０°回転させたものに相当することによるものである。

したがって、照射パターンＰ１と同様、照射パターンＰ４中の、発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）間の十字型の隙間（横に延びる隙間Ｓ_Ｈ及び縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ）に起因するダーク部が改善される（図８（ａ）、図８（ｂ）参照）。また、照射パターンＰ４は、光源１２が矩形形状であるにもかかわらず、円形（又は円形に近い形状）の照射パターンとなる（図８（ａ）参照）。また、照射パターンＰ４は、中心光度（照度）が最大で、周囲に向かうに従って光度（照度）がなだらかに低くなる照射パターンとなる（図８（ａ）、図８（ｂ）参照）。

以上のように、照明装置１０から照射される照射パターンＰは、レンズ部２６ａ〜２６ｄを透過した光により形成される照射パターンＰ１〜Ｐ４を含む合成配光パターンとして形成される。

以上説明したように、本実施形態の照明装置１０によれば、発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）間の十字型の隙間（横に延びる隙間Ｓ_Ｈ及び縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ）に起因するダーク部が改善された照射パターンＰ（Ｐ１〜Ｐ４）を形成することが可能となる。また、本実施形態の照明装置１０によれば、光源１２が矩形形状であるにもかかわらず、円形（又は円形に近い形状）の照射パターンＰ（Ｐ１〜Ｐ４）を形成することが可能となる。また、本実施形態の照明装置１０によれば、中心光度（照度）が最大で、周囲に向かうに従って光度（照度）がなだらかに低くなる照射パターンＰ（Ｐ１〜Ｐ４）を形成することが可能となる。

以上は、複数のレンズ断面のうち、中央に位置するレンズ断面（４５°断面２６ａ_４５）と一端（又は一端近傍）に位置するレンズ断面（０°断面２６ａ_０）との間のレンズ断面の焦点位置が、光源１２の中心ではなく、４５°断面２６ａ_４５から０°断面２６ａ_０に向かうに従って徐々に、０°断面２６ａ_０の焦点Ｆ_０位置に近づくように設定されており、また、複数のレンズ断面のうち、中央に位置するレンズ断面（４５°断面２６ａ_４５）と他端（又は他端近傍）に位置するレンズ断面（９０°断面２６ａ_９０）との間のレンズ断面の焦点位置が、光源１２の中心ではなく、４５°断面２６ａ_４５から９０°断面２６ａ_９０に向かうに従って徐々に、９０°断面の焦点Ｆ_９０位置に近づくように設定されていることによるものである。

また、本実施形態の照明装置１０によれば、２×２の格子状に配置された矩形形状の４つの発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）の発光色度が一定でなく色度分布がある場合においても、各象限に配置されたレンズ部２６ａ〜２６ｄを通過した投影像が、その通過位置に応じて、ずれて重なった状態で投影される結果、発光色ムラも照射パターンＰの一部に集中することがなくなり、照射パターンＰの色ムラを解消できる。

また、本実施形態の照明装置１０によれば、光分散効果のあるシボ加工などを用いずに、光制御を応用し実現した分散光学系であるので、シボ加工のように金型表面精度や、シボ表面状態の継時変化の影響に依存せず、耐久性のある製品を実現できる。

次に、変形例について説明する。

上記実施形態では、入射面２２の面形状を、所定曲面（例えば、光源１２側に凸の曲面）を同心円状の複数領域に分割して、略平面状に並べ替えた複数のフレネル面とし、出射面２４の面形状を、中心軸ＡＸに直交する平面とした例について説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、入射面２２の面形状を、中心軸ＡＸに直交する平面とし、出射面２４の面形状を、所定曲面（例えば、反光源１２側に凸の曲面）を同心円状の複数領域に分割して、略平面状に並べ替えた複数のフレネル面としてもよい。

あるいは、入射面２２の面形状を、中心軸ＡＸに直交する平面、光源１２側に凸の曲面又は光源１２側に凹の曲面のいずれかとし、出射面２４の面形状を、反光源１２側に凸の曲面又は反光源１２側に凹の曲面のいずれかとしてもよい。

例えば、出射面２４の面形状を、反光源１２側に凸の曲面とすることで、出射面２４のうち各象限に配置されたレンズ部２６（２６ａ〜２６ｄ）の境界線に稜線（エッジ）が現れる新規見栄えのレンズ１４を構成することが可能となる。これは、第１象限に配置されたレンズ部２６ａの複数のレンズ断面の焦点位置が、光源１２の中心ではなく、４５°断面２６ａ_４５から、０°断面２６ａ_０、９０°断面２６ａ_９０に向かうに従って徐々に、０°断面２６ａ_０の焦点Ｆ_０位置、９０°断面２６ａ_９０の焦点Ｆ_９０位置に近づくように設定されていることによるものである。

また、上記実施形態では、レンズ１４が、中心軸ＡＸを含む２個の平面によって分割される４個の象限に配置されたレンズ部２６（２６ａ〜２６ｄ）を含む例について説明したが、本発明はこれに限定されない。

すなわち、レンズ１４は、中心軸ＡＸを含む２×Ｎ個（但し、Ｎは、１、２、３）の平面によって均等（又は略均等）に分割される４×Ｎ個の象限に配置されたレンズ部を含んでいてもよい。なお、２×Ｎ個の平面は、少なくとも、中心軸ＡＸ及び横に延びる隙間Ｓ_Ｈ（厳密には、横に延びる隙間Ｓ_Ｈの中心線Ｓ_ＨＣ）を含む平面と、中心軸ＡＸ及び縦に延びる隙間Ｓ_Ｖ（厳密には、縦に延びる隙間Ｓ_Ｖの中心線Ｓ_ＶＣ）を含む平面と、を含む。

また、上記実施形態では、光源１２として、発光面間に十字型の隙間が形成されるように２×２の格子状に配置された矩形形状の４つの発光面２０（２０ａ〜２０ｄ）を含む光源を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、光源１２として、図４に示す４つの発光面２０ａ〜２０ｄを、十字型の隙間を含まない１つの矩形形状の発光面（例えば、２．２ｍｍ角）で置き換えた光源を用いてもよい。

このようにすれば、光源１２が矩形形状であるにもかかわらず、円形（又は円形に近い形状）の照射パターンＰ（Ｐ１〜Ｐ４）を形成することが可能となる。また、中心光度（照度）が最大で、周囲に向かうに従って光度（照度）がなだらかに低くなる照射パターンＰ（Ｐ１〜Ｐ４）を形成することが可能となる。

以上は、複数のレンズ断面のうち、中央に位置するレンズ断面（４５°断面２６ａ_４５）と一端（又は一端近傍）に位置するレンズ断面（０°断面２６ａ_０）との間のレンズ断面の焦点位置が、光源１２の中心ではなく、４５°断面２６ａ_４５から０°断面２６ａ_０に向かうに従って徐々に、０°断面２６ａ_０の焦点Ｆ_０位置に近づくように設定されており、また、複数のレンズ断面のうち、中央に位置するレンズ断面（４５°断面２６ａ_４５）と他端（又は他端近傍）に位置するレンズ断面（９０°断面２６ａ_９０）との間のレンズ断面の焦点位置が、光源１２の中心ではなく、４５°断面２６ａ_４５から９０°断面２６ａ_９０に向かうに従って徐々に、９０°断面の焦点Ｆ_９０位置に近づくように設定されていることによるものである。

また、上記実施形態では、１つの光源１２、１つのレンズ１４、１つのリフレクタ１６を用いて、照明装置１０を構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、より明るく大光量であることが求められる場合には、図１２、図１３に示すように、複数の光源１２、複数のレンズ１４、複数のリフレクタ１６を用いて、照明装置１０を構成してもよい。

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

１０…照明装置、１２…光源、１４…レンズ、１６…リフレクタ、１６ａ…反射面、１８（１８ａ〜１８ｂ）…半導体発光素子、２０（２０ａ〜２０ｄ）…発光面、２２…入射面、２４…出射面、２６（２６ａ〜２６ｄ）…レンズ部、２８…透明部材、３０…レンズ部

Claims (2)

1. 発光面間に十字型の隙間が形成されるように２×２の格子状に配置された矩形形状の４つの発光面を含む光源と、
   前記光源の前方、かつ、前記光源の中心軸上に配置されたレンズと、
   を備えており、
   前記光源の中心軸は、前記十字型の隙間のうち横に延びる隙間と縦に延びる隙間との交点を通り、かつ、前記発光面の法線方向に延びており、
   前記レンズは、前記中心軸を含む２×Ｎ個（但し、Ｎは、１、２、３）の平面によって分割される４×Ｎ個の象限に配置されたレンズ部を含み、
   前記２×Ｎ個の平面は、少なくとも、前記中心軸及び前記横に延びる隙間を含む平面と、前記中心軸及び前記縦に延びる隙間を含む平面と、を含み、
   前記レンズ部の、前記中心軸を含む複数の放射状平面上の複数のレンズ断面のうち中央に位置するレンズ断面の焦点は、前記中心軸から、当該レンズ部が配置された象限の対角に位置する象限側へ所定距離シフトした位置、かつ、当該レンズ部が配置された象限の対角に位置する象限に配置された発光面上に設定されており、
   前記レンズ部の、前記複数のレンズ断面のうち一端又は一端近傍に位置するレンズ断面の焦点は、前記中心軸から、当該レンズ部が配置された象限の対角に位置する象限側へ前記所定距離より長い距離シフトした位置に設定されており、
   前記レンズ部の、前記複数のレンズ断面のうち他端又は他端近傍に位置するレンズ断面の焦点は、前記中心軸から、当該レンズ部が配置された象限の対角に位置する象限側へ前記所定距離より長い距離シフトした位置に設定されており、
   前記複数のレンズ断面のうち、前記中央に位置するレンズ断面と前記一端又は一端近傍に位置するレンズ断面との間のレンズ断面の焦点位置は、前記中央に位置するレンズ断面から、前記一端又は一端近傍に位置するレンズ断面に向かうに従って徐々に、前記一端又は一端近傍に位置するレンズ断面の焦点位置に近づくように設定されており、
   前記複数のレンズ断面のうち、前記中央に位置するレンズ断面と前記他端又は他端近傍に位置するレンズ断面との間のレンズ断面の焦点位置は、前記中央に位置するレンズ断面から、前記他端又は他端近傍に位置するレンズ断面に向かうに従って徐々に、前記他端又は他端近傍に位置するレンズ断面の焦点位置に近づくように設定されていることを特徴とする照明装置。
2. 矩形形状の発光面を含む光源と、
   前記光源の前方、かつ、前記光源の中心軸上に配置されたレンズと、
   を備えており、
   前記光源の中心軸は、前記光源の中心又は中心近傍を通り、かつ、前記発光面の法線方向に延びており、
   前記レンズは、前記中心軸を含む２×Ｎ個（但し、Ｎは、１、２、３）の平面によって分割される４×Ｎ個の象限に配置されたレンズ部を含み、
   前記レンズ部の、前記中心軸を含む複数の放射状平面上の複数のレンズ断面のうち中央に位置するレンズ断面の焦点は、前記中心軸から、当該レンズ部が配置された象限の対角に位置する象限側へ所定距離シフトした位置、かつ、当該レンズ部が配置された象限の対角に位置する象限に配置された発光面上に設定されており、
   前記レンズ部の、前記複数のレンズ断面のうち一端又は一端近傍に位置するレンズ断面の焦点は、前記中心軸から、当該レンズ部が配置された象限の対角に位置する象限側へ前記所定距離より長い距離シフトした位置に設定されており、
   前記レンズ部の、前記複数のレンズ断面のうち他端又は他端近傍に位置するレンズ断面の焦点は、前記中心軸から、当該レンズ部が配置された象限の対角に位置する象限側へ前記所定距離より長い距離シフトした位置に設定されており、
   前記複数のレンズ断面のうち、前記中央に位置するレンズ断面と前記一端又は一端近傍に位置するレンズ断面との間のレンズ断面の焦点位置は、前記中央に位置するレンズ断面から、前記一端又は一端近傍に位置するレンズ断面に向かうに従って徐々に、前記一端又は一端近傍に位置するレンズ断面の焦点位置に近づくように設定されており、
   前記複数のレンズ断面のうち、前記中央に位置するレンズ断面と前記他端又は他端近傍に位置するレンズ断面との間のレンズ断面の焦点位置は、前記中央に位置するレンズ断面から、前記他端又は他端近傍に位置するレンズ断面に向かうに従って徐々に、前記他端又は他端近傍に位置するレンズ断面の焦点位置に近づくように設定されていることを特徴とする照明装置。