JP6695418B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

発光ダイオードと光学素子とを用いた照明装置に関する。

発光ダイオードと光学素子とを用いた照明装置において、近年、天井に照明器具を配置され、壁面上部から壁面全体を照明するウォールウォッシャダウンライトが求められている。

特許文献１に記載されている照明装置は、複数のＬＥＤが一列に並設された光源と、ＬＥＤの並び方向に延びる透光性の配光制御部材を備えている。配光制御部材は、光出射面２２、反射面２４、反射面２５、入射面２６および入射面２７を備えている。光源から出射されて入射面２６を通過して反射面２４，２５を経ない光は、光出射面２２から斜め後下方向に出射される。光源から出射されて入射面２６及び反射面２４を経由する光は、光出射面２２から略真下方向に出射される。光源から出射されて入射面２７及び反射面２５を経由する光は、光出射面２２から斜め後下方向に出射される。

特開２００７−２８７６８６号公報（第４図）

しかしながら、特許文献１に記載の照明装置の場合には、例えば、光源から出射された光の一部は、入射面２６で反射される場合がある。このように、異なった屈折率の境界面に光が入射した際に、その光の一部に反射が生じる現象のことフレネル反射という。入射面２６で反射された光は、入射面２７及び反射面２５を経由して照射される。このフレネル反射された光によって、照明の均一性が低下する。

照明装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された光を入射する第１の入射面、第２の入射面、入射された光を反射する反射面及び入射された光を出射する出射面を含み、前記光を入射して、入射された前記光を前記光源の光軸と前記出射面との交点を通り前記光軸に垂直な基準直線の方向に非対称に照射する光学素子とを備え、前記第２の入射面は、前記第１の入射面と前記反射面との間に配置され、前記出射面は、前記出射面から照射された前記光の光路長の短い光線を出射する第１の領域と、前記光路長の長い光線を出射する第２の領域とを含み、前記光学素子は、前記出射面上に前記光の発散角を大きくする凹面形状の曲面形状を含み、前記曲面形状は、前記基準直線と平行な直線に対応する前記出射面上の線を中心線として湾曲しており、前記第１の入射面に入射した光は、前記第１の領域に到達し、前記第２の入射面から入射した光は、前記反射面に到達し、前記反射面で反射された光は、前記第２の領域に到達し、前記第１の領域の前記凹面形状および前記第２の領域の前記凹面形状によって、前記第１の領域における前記光の発散角は、前記第２の領域における前記光の発散角よりも大きいことを特徴とする。
また、照明装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された光を入射する第１の入射面、第２の入射面、入射された光を反射する反射面及び入射された光を出射する出射面を含み、前記光を入射して、入射された前記光を前記光源の光軸と前記出射面との交点を通り前記光軸に垂直な基準直線の方向に非対称に照射する光学素子とを備え、前記第２の入射面は、前記第１の入射面と前記反射面との間に配置され、前記出射面は、前記出射面から照射された前記光の光路長の短い光線を出射する第１の領域と、前記光路長の長い光線を出射する第２の領域とを含み、前記光学素子は、前記出射面上に前記光の発散角を大きくする凹面形状の曲面形状を含み、前記曲面形状は、前記基準直線と平行な直線に対応する前記出射面上の線を中心線として湾曲しており、前記第１の入射面に入射した光は、前記第１の領域に到達し、前記第２の入射面から入射した光は、前記反射面に到達し、前記反射面で反射された光は、前記第２の領域に到達し、前記第１の領域における前記光の発散角は、前記第２の領域における前記光の発散角よりも大きく、前記第２の領域は、平面形状を含むことを特徴とする。
また、照明装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された光を入射する入射面及び入射された光を出射する出射面を含み、前記光を入射して、入射された前記光を前記光源の光軸と前記出射面との交点を通り前記光軸に垂直な基準直線の方向に非対称に照射する光学素子とを備え、前記出射面上に前記光の発散角を大きくする第１の曲面形状を含み、前記入射面上に前記光の発散角を小さくする第２の曲面形状を含み、前記第１の曲面形状は、前記基準直線と平行な直線に対応する前記出射面上の線を中心線として湾曲しており、前記第２の曲面形状は、前記基準直線と平行な直線に対応する前記入射面上の線を中心線として湾曲しており、前記出射面は、前記出射面から照射された前記光の光路長の短い光線を出射する第１の領域と、前記光路長の長い光線を出射する第２の領域とを含み、前記第１の領域における前記光の発散角は、前記第２の領域における前記光の発散角よりも大きいことを特徴とする。

被照射物に対する照明の均一性を向上することができる。

実施の形態１の照明装置１の主要構成を概略的に示す構成図である。 実施の形態１の照明装置１１の配置の一例を示す説明図である。 実施の形態１の照明装置１の効果を説明するためのシミュレーション図である。 実施の形態１の照明装置１の効果を説明するためのシミュレーション図である。 実施の形態１の光線追跡結果のシミュレーション図である。 実施の形態１の変形例１の照明装置１２の主要構成を概略的に示す構成図である。 実施の形態１の変形例１の効果を説明するためのシミュレーション図を示す。 実施の形態１の変形例１の効果を説明するためのシミュレーション図を示す。 実施の形態１の変形例２の照明装置１３の主要構成を概略的に示す構成図である。 実施の形態１の変形例２の効果を説明するためのシミュレーション図である。 実施の形態１の変形例２の効果を説明するためのシミュレーション図である。 実施の形態２照明装置１４の主要構成を概略的に示す構成図である。 実施の形態２の効果を説明するためのシミュレーション図である。 実施の形態２の変形例３の照明装置１５の主要構成を概略的に示す構成図である。 実施の形態２の効果を説明するためのシミュレーション図である。 実施の形態３の照明装置１６の主要構成を概略的に示す構成図である。 実施の形態３の効果を説明するためのシミュレーション図である。 実施の形態３の変形例４の照明装置１７の主要構成を概略的に示す構成図である。 実施の形態３の効果を説明するためのシミュレーション図である。 実施の形態３の変形例５の照明装置１８の主要構成を概略的に示す構成図である。 実施の形態３の変形例５の効果を示す光線追跡図である。 実施の形態３の変形例５の照明装置１８の一例を示す斜視図である。 実施の形態１の光線追跡結果のシミュレーション図である。 実施の形態１の光線追跡結果のシミュレーション図である。 実施の形態１の光線追跡結果のシミュレーション図である。 実施の形態２の変形例３の光学素子３３ａを−Ｙ軸方向から見た斜視図である。

照明器具を壁面方向に傾け、壁面に照射した際に、照明器具から出射された光を効率よく、広範囲に壁面に照射することが困難であるという課題があった。この課題を解決するために、例えば、特許文献１のように入射面を傾斜させる方法が提案されている。

また、光学素子の反射面で反射された光が出射面を通過する領域を拡散面とする。例えば、出射面にシボ加工などを施す。これによって、出射される光の局所的な照明むらまたは照度むらを軽減することが容易となる。そして、被照射物（例えば、壁面など）に対して光利用効率が高く、均一性を増した照明を実現することができる。

ここで、「照明むら」とは、被照射物（例えば、壁面など）に照射された照明を視感確認した際に確認されるむらを示す。照度むらは、被照射物上の照度分布のむらを示す。

１つの照明装置を用いた際に、例えば、特許文献１の反射面２５で反射された光は、壁面の中央部から床面方向に照射される。そのため、壁面の上部から床面までの照明の均一性を向上させることを試みると、反射面２５で反射された光と、入射面２６から入射した光とが壁面上で重畳される。この２つの光が壁面上で重畳される際に、反射面２５から出射された光の影響によって、壁面上に視感的に認識される照明むらが発生する。また、反射面２５の設計によっては照度むらが発生し、壁面全体を広範囲で高品質な均一照明を実現することが難しかった。

また、特許文献１では、ＬＥＤ１３（光源）の光軸Ｆに対して非対称に光を照射している。このような場合には、照射光の光線によって光路長が異なる。そして、同じ発散角で光を照射すると照明装置から照明位置までの距離によって照射幅がことなることになる。

実施の形態１．
図１は、本発明に係る実施の形態１の照明装置１の主要構成を概略的に示す構成図である。図１（ａ）は、照明装置１を＋Ｘ軸方向から見た構成図である。図１（ｂ）は、照明装置１を＋Ｚ軸方向から見た構成図である。図１（ｃ）は、照明装置１を−Ｙ軸方向から見た構成図である。図１（ｄ）は、照明装置１を＋Ｘ軸方向から見た部分拡大図である。

図１に示すように、照明装置１は光源２と光学素子３とを備えている。光源２は、光を発する。光学素子３は、光源２から出射された光の配光を制御する。

以下の説明を容易にするために、図面にはＸＹＺ座標を示す。

Ｙ軸方向は、照明装置１の上下方向である。＋Ｙ軸方向は、照明装置１の上方向である。−Ｙ軸方向は、照明装置１が天井に設置された場合には、照明装置１の下方向である。つまり、−Ｙ軸方向は、照明装置１が照明光を出射する方向である。−Ｙ軸方向は、照明装置１の光学素子の出射面の方向である。また、＋Ｙ軸方向は、照明装置１の光学素子の入射面の方向である。つまり、＋Ｙ軸方向は、照明装置１の光源２が配置されている方向である。

例えば、照明装置１が被照射物２０を照明する場合に、Ｚ軸方向は、被照射物２０に向かって前後方向である。＋Ｚ軸方向は、照明装置１が光を照射する被照射物２０側から見て奥側（後ろ）方向である。つまり、＋Ｚ軸方向は、被照射物２０から照明装置１に向かう方向である。−Ｚ軸方向は、照明装置１が光を照射する被照射物２０側から見て手前側（前）方向である。つまり、−Ｚ軸方向は、照明装置１から被照射物２０に向かう方向である。

Ｘ軸方向は、被照射物２０に向かって、照明装置１の左右方向である。＋Ｘ軸方向は、照明装置１が光を照射する被照射物２０側から見て右方向である。−Ｘ軸方向は、照明装置１が光を照射する被照射物２０側から見て左方向である。つまり、＋Ｘ軸方向は、被照射物２０から照明装置１を見て右方向である。−Ｘ軸方向は、被照射物２０から照明装置１を見て左方向である。

なお、以下の実施の形態では、一例として、被照射物を壁面２０として説明する。

＜光源２＞
光源２は、例えば、発光ダイオードである。光源２は、例えば、単色光の光源でもよい。単色は、例えば、赤色、緑色又は青色などである。また、光源２は、例えば、青色の発光ダイオードに黄色の蛍光体を用いて白色を生成する光源でもよい。また、本実施の形態１では、一例として、φ１４ｍｍの発光ダイオードを用いている。しかし、φ３ｍｍの発光ダイオード、または、φ１４ｍｍ以上の発光ダイオードでも構わない。なお、「φ」は直径を示す。

光軸Ｃは、光源２の発光面の中心を通り、発光面に垂直な直線である。上述のように、壁面２０は、照明装置１に対して、−Ｚ軸方向側に位置している。そのため、照明装置１は、光を光源２の光軸Ｃに対して被照射物（壁面２０）の方向に片寄って照射する。光学素子３は、入射された光を光源２の光軸Ｃに対して非対称に前記光を照射する。後述するように、光学素子３は、光軸Ｃと出射面７との交点を通り光軸Ｃに垂直な中心線ＣＬ_１の方向に非対称に光を照射する。つまり、照射光が非対称に進行する方向に被照射物（壁面２０）が位置している。つまり、照明装置１は、被照射物（壁面２０）の方向に非対称な照射光を照射する。

図１では、光源２の光軸Ｃは、Ｙ軸に平行である。しかし、壁面２０がＹ軸と平行な場合には、光源２の光軸Ｃは、壁面２０側に傾いていることが好ましい。つまり、光軸Ｃは、−Ｚ軸方向側に傾いていることが好ましい。つまり、光源２の光軸Ｃは、壁面２０がＸＹ平面に平行な場合には、壁面２０側に傾いていることが好ましい。

これによって、壁面２０の上部から床面に向かって均一な光を照射することが容易となる。図１では、図示していないが、例えば、図２において光軸Ｃの傾斜角（角度ａ_１）は２０度［°］である。照明装置１は、例えば、２０度（ａ_１＝２０°）で傾いていることが好ましい。

このため、光源２の光軸Ｃを基準にした座標を上述のＸＹＺ座標とする。一方、傾いた照明装置１に対して被照射物（壁面２０）を基準とした座標をＸ_１Ｙ_１Ｚ_１座標とする。Ｘ_１Ｙ_１Ｚ_１座標は、Ｘ軸を中心としてＸＹＺ座標を＋Ｘ軸方向から見て反時計回りに角度ａ_１だけ回転させた座標である。

＜光学素子３＞
次に、光学素子３の説明をする。光学素子３は、第２の入射面４ｂ、第１の反射面６および第２の出射面７ｂを備えている。光学素子３は、第１の入射面４ａ、出射面７、第２の反射面８または第１の出射面７ａを備えることができる。出射面７は、第１の出射面７ａと第２の出射面７ｂとを含んでいる。

以下に説明する光学素子３の反射面は、全反射面として説明されている。しかし、例えば、反射面に反射膜を形成しても構わない。

なお、以下の各実施の形態および各変形例において、例えば、「第１の入射面４ａ」のように序数を付して説明している。この序数は、説明を容易にするために、便宜上付したものである。

≪第１の入射面４ａ≫

第１の入射面４ａは、光軸Ｃに対して、−Ｚ軸側に位置している。つまり、第１の入射面４ａは、光軸Ｃに対して、壁面２０側に位置している。

例えば、第１の入射面４ａは、平面である。ただし、第１の入射面４ａは、平面に限られない。

また、第１の入射面４ａは、ＺＸ平面に対して光軸Ｃ側（＋Ｚ軸側）の辺が−Ｙ軸方向に傾いている。つまり、第１の入射面４ａは、光軸Ｃに垂直な平面（ＺＸ平面）に対して傾斜している。第１の入射面４ａの−Ｚ軸側の端部は、第１の入射面４ａの＋Ｚ軸側の端部よりも＋Ｙ軸側に位置している。光軸Ｃに垂直な平面（ＺＸ平面）に対する傾斜角は、角度ａ_２である。第１の入射面４ａは、Ｘ軸を中心に光軸Ｃに垂直な平面（ＺＸ平面）を＋Ｘ軸方向から見て時計回りに回転させた面である。回転角は、角度ａ_２である。例えば、第１の入射面４ａの光軸Ｃから遠い端部は、光軸Ｃに近い端部よりも光軸Ｃの方向（Ｙ軸方向）において光源２側に位置している。光軸Ｃから遠い端部は、−Ｚ軸方向側の端部である。光軸Ｃに近い端部は、＋Ｚ軸方向側の端部である。

光源２から第１の入射面４ａに入射した光Ｌ_１は、−Ｚ軸方向に屈折されて第２の反射面８に到達する。または、光源２から第１の入射面４ａに入射した光Ｌ_２は、第１の出射面７ａに直接到達する。

第１の出射面７ａに直接到達した光Ｌ_２は、−Ｚ軸方向に屈折される。そして、第１の出射面７ａから出射された光Ｌ_２は、壁面２０の＋Ｙ軸方向側の領域に照射される。

≪第２の反射面８≫
第２の反射面８は、第１の入射面４ａの−Ｚ軸側に配置されている。図１では、例えば、第２の反射面８は、第１の入射面４ａに接続されている。つまり、第２の反射面８の＋Ｚ軸側の端部は、第１の入射面４ａの−Ｚ軸側の端部と接続されている。

第２の反射面８は、ＺＸ平面に対して第２の反射面８の＋Ｚ軸側の辺が＋Ｙ軸方向に傾いている。つまり、第２の反射面８の−Ｚ軸側の端部は、第２の反射面８の＋Ｚ軸側の端部よりも−Ｙ軸側に位置している。第２の反射面８を平面に近似した場合の第２の反射面８の傾斜角は、光軸Ｃに対して角度ａ_４である。つまり、第２の反射面８は、光軸Ｃの方向において、光路を広げるように傾斜している。例えば、第２の反射面８の光軸Ｃに近い端部は、光軸Ｃから遠い端部よりも光軸Ｃの方向（Ｙ軸方向）において光源２側に位置している。光軸Ｃから遠い端部は、−Ｚ軸方向側の端部である。光軸Ｃに近い端部は、＋Ｚ軸方向側の端部である。

第２の反射面８で反射された光Ｌ_３は、壁面２０の＋Ｙ軸方向側の領域に照射される。

第２の反射面８は、例えば、曲面である。第２の反射面８は、Ｘ軸を曲率中心とした曲面である。つまり、第２の反射面８は、Ｙ軸方向に曲率を有している。そして、第２の反射面８は、例えば、Ｘ軸方向に曲率を有していない。第２の反射面８は、例えば、シリンドリカル面である。

第２の反射面８は、光線が入射する側から見て凹面でも凸面でもよい。ただし、第２の反射面８が凹面の場合には、壁面２０の−Ｙ軸方向側まで光線が到達する。また、第２の反射面８が凹面の場合には、壁面２０上で光が集光する。そして、照明むらが発生する可能性がある。

このため、壁面２０上の均一性及び照明むらを考慮すると、凸面として、壁面２０の＋Ｙ軸方向側に拡散させた光を到達させることが好ましい。なお、第２の反射面８は、平面でも構わない。また、図１では、第２の反射面８は、凸面で示している。

以下の各実施の形態および各変形例において、反射面を凸面または凹面として説明する。この場合には、その反射面に到達する光にとっての凸面または凹面として説明する。例えば、図５に示すように、第２の反射面８は、形状的には凹面形状をしている。しかし、光線は、光学素子３の内部から第２の反射面８に到達する。このため、図５に示す第２の反射面８を凸面として説明する。

第１の入射面４ａから第２の反射面８に到達した光Ｌ_１は、第２の反射面８で反射される。そして、第２の反射面８で反射された光Ｌ_３は、第１の出射面７ａから出射される。

これによって、ＹＺ平面上において、第２の反射面８で反射された光Ｌ_３は、第１の出射面７ａに向けて進行する際に第２の反射面８が凸面となっていることによって、Ｙ軸方向に広がった光となる。光が広がることによって、壁面２０上に到達する際の局所的な照度むらを抑制することが容易となる。

従って、第２の反射面８は、ＹＺ平面上において、凹面形状または直線形状よりも、光軸Ｃ側に凸面形状となるように形成される方が好ましい。

第２の反射面８で反射された光線Ｌ_３は、第１の出射面７ａに到達する。第２の反射面８での光線Ｌ_１の反射は、例えば、全反射である。また、上述のように、光源２から第１の入射面４ａに入射した光Ｌ_２は、第１の出射面７ａに直接到達する。

≪第２の入射面４ｂ≫
光学素子３の第２の入射面４ｂは、第１の入射面４ａの＋Ｚ軸側に位置している。また、第２の入射面４ｂは、光軸Ｃの＋Ｚ軸側に位置している。つまり、第２の入射面４ｂは、光軸Ｃに対して、壁面２０の反対側に位置している。

図１では、第２の入射面４ｂは、第１の入射面４ａに接続されている。つまり、第２の入射面４ｂの−Ｚ軸側の端部は、第１の入射面４ａの＋Ｚ軸側の端部と接続されている。図１（ａ）では、ＹＺ平面上において、第１の入射面４ａと第２の入射面４ｂとの接続部は、光軸Ｃ上に位置している。

第２の入射面４ｂは、例えば、平面である。

第２の入射面４ｂは、ＺＸ平面に対して＋Ｚ軸側の辺が−Ｙ軸方向に傾いている。つまり、第２の入射面４ｂは、光軸Ｃに垂直な平面（ＺＸ平面）に対して傾斜している。第２の入射面４ｂの−Ｚ軸側の端部は、第２の入射面４ｂの＋Ｚ軸側の端部よりも＋Ｙ軸側に位置している。また、光軸Ｃに垂直な平面（ＺＸ平面）に対して、第２の入射面４ｂの傾斜角（角度ａ_３）は、第１の入射面４ａの傾斜角（角度ａ_２）よりも大きい。第２の入射面４ｂは、Ｘ軸を中心に光軸Ｃに垂直な平面（ＺＸ平面）を＋Ｘ軸方向から見て時計回りに回転させた面である。回転角は、角度ａ_３である。

例えば、第２の入射面４ｂの光軸Ｃに近い端部は、光軸Ｃから遠い端部よりも光軸Ｃの方向（Ｙ軸方向）において光源２側に位置している。光軸Ｃに近い端部は、−Ｚ軸方向側の端部である。光軸Ｃから遠い端部は、＋Ｚ軸方向側の端部である。

例えば、第１の入射面４ａと第２の入射面４ｂとの境界線は、直線形状をしている。例えば、第１の入射面４ａと第２の入射面４ｂとの境界線は、Ｘ軸に平行である。

第２の入射面４ｂから入射した光Ｌ_４は、第１の出射面７ａに到達する。また、第２の入射面４ｂから入射した光Ｌ_５は、第２の出射面７ｂに到達する。つまり、第２の入射面４ｂから入射した光の一部（光Ｌ_４）は、第１の出射面７ａに到達する。また、第２の入射面４ｂから入射した光の一部（光Ｌ_５）は、第２の出射面７ｂに到達する。

第２の入射面４ｂから入射した光Ｌ_４は、第１の出射面７ａで−Ｙ軸方向に屈折されて出射される。または、第２の入射面４ｂから入射した光Ｌ_５は、第２の出射面７ｂから−Ｙ軸方向に出射される。第２の出射面７ｂから出射される際に、光は屈折散乱される。屈折散乱は、光が屈折されて散乱されることである。

光学素子３の第１の入射面４ａ及び第２の入射面４ｂは、平面として示しているが曲面でも構わない。また、第１の入射面４ａと第２の入射面４ｂとが連続した平面または曲面となっていてもよい。つまり、第１の入射面４ａと第２の入射面４ｂとが同一面であってもよい。

また、より効率よく壁面２０に光を到達させるためには、第１の入射面４ａのＺＸ平面に対する傾き角（角度ａ_２）が第２の入射面４ｂのＺＸ平面に対する傾き角（角度ａ_３）よりも小さいことが好ましい。つまり、第１の入射面４ａは、例えば、ＺＸ平面に対して平行でもよい。

第１の出射面７ａから出射された光Ｌ_４は、壁面２０の＋Ｙ軸方向側の領域に照射される。また、第２の出射面７ｂから出射された光Ｌ_５は、壁面２０の−Ｙ軸方向側の領域に照射される。入射面４ｂの−Ｚ軸方向側の端部から入射する光（例えば光Ｌ_４）は、壁面２０の＋Ｙ軸方向側の領域に到達する。入射面４ｂの＋Ｚ軸方向側の端部から入射する光（例えば光Ｌ_５）は、壁面２０の−Ｙ軸方向側の領域に到達する。

≪第３の入射面５≫
光学素子３の第３の入射面５は、第２の入射面４ｂの＋Ｚ軸側に位置している。第３の入射面５は、第２の入射面４ｂと第１の反射面６との間に配置されている。

図１（ａ）では、第３の入射面５は、第２の入射面４ｂに接続されている。第２の入射面４ｂの＋Ｚ軸側の端部は、第３の入射面５の−Ｙ軸側の端部と接続している。光軸Ｃの方向における第３の入射面５の光源２から遠い端部は、第２の入射面４ｂの光軸Ｃから遠い端部の位置に配置されている。

図１（ａ）では、第３の入射面５は、平面である。しかし、第３の入射面５は、平面に限られない。

第３の入射面５は、ＸＹ平面に対して＋Ｙ軸側の辺が＋Ｚ軸側に傾いている。つまり、第３の入射面５の＋Ｙ軸側の端部は、−Ｙ軸側の端部よりも＋Ｚ軸側に位置している。第３の入射面５は、Ｘ軸を中心にＸＹ平面に平行な面を＋Ｘ軸方向から見て時計回りに回転させた面である。回転角は、角度ａ_５である。

光源２から出射された光Ｌ_７は、第３の入射面５に直接到達する。

また、第３の入射面５には、光源２から出射された光の内、第２の入射面４ｂでフレネル反射された光Ｌ_６も到達する。光源２から出射されて第２の入射面４ｂで反射された光Ｌ_６は、第３の入射面５に到達する。第２の入射面４ｂでの反射は、例えば、フレネル反射である。

第３の入射面５から入射した光Ｌ_６，Ｌ_７は、第１の反射面６に到達する。第１の反射面６で反射された光Ｌ_６は、照明光として壁面２０に照射される。第１の反射面６で反射された光Ｌ_７も、照明光として壁面２０に照射される。照明光は、被照射物を照明する光である。照明光は、被照射物に照射される光である。

≪第１の反射面６≫

光学素子３の第１の反射面６は、第３の入射面５の＋Ｚ軸方向側に配置されている。図１では、例えば、第１の反射面６の−Ｚ軸方向側の端部は、第３の入射面５の＋Ｙ軸方向側の端部に接続されている。光軸Ｃの方向における第３の入射面５の光源２に近い端部は、第１の反射面６の光軸Ｃに近い端部の位置に配置されている。

光学素子３の第１の反射面６は、ＸＹ平面に対して−Ｙ軸方向の辺が＋Ｚ軸方向に傾いた面である。つまり、第１の反射面６の＋Ｙ軸方向側の端部は、第１の反射面６の−Ｙ軸方向側の端部よりも光軸Ｃ側に位置している。または、第１の反射面６の−Ｚ軸方向側の端部は、第１の反射面６の＋Ｚ軸方向側の端部よりも＋Ｙ軸方向側に位置している。つまり、第１の反射面６は、光軸Ｃの方向において、光路を広げるように傾斜している。第１の反射面６は、Ｘ軸を中心にＸＹ平面に平行な面を＋Ｘ軸方向から見て反時計回りに回転させた面である。回転角は、角度ａ_６である。

第１の反射面６は、光軸Ｃに垂直な平面（ＺＸ平面）に対して傾斜している。第１の反射面６の光軸Ｃに近い端部は、光軸Ｃから遠い端部よりも光軸Ｃの方向において光源２側に位置している。

第１の反射面６は、平面でも構わない。しかし、第１の反射面６は、曲面の方がより効率よく壁面２０に光を照射することが可能となる。ただし、照度むらを軽減するためには、第１の反射面６を平面とすることが好ましい。

例えば、第１の反射面６は、Ｙ軸方向に曲率を有している。そして、第１の反射面６は、Ｘ軸方向に曲率を有していない。つまり、第１の反射面６は、シリンドリカル面である。また、第１の反射面６は、Ｘ軸方向に曲率を有することができる。つまり、第１の反射面６は、球面またはトロイダル面である。

図１では、第１の反射面６は、光線が入射する方向から見て凹面である。第１の反射面６の曲面形状は、光軸Ｃ側に凹形状である。

第１の反射面６は、例えば、全反射面である。しかし、第１の反射面６上に反射膜を形成しても構わない。

第１の反射面６で反射された光は、第２の出射面７ｂに到達する。第１の反射面６で反射されたほとんどの光は、第２の出射面７ｂから−Ｙ軸方向に屈折散乱して出射される。

≪側面９≫
側面９は、光学素子３の＋Ｘ軸方向側と−Ｘ軸方向側とに形成されている。そして、例えば、側面９の＋Ｙ軸方向側の端部は、第１の入射面４ａ、第２の入射面４ｂおよび第３の入射面５のＸ軸方向側の端部と接続されている。また、例えば、側面９の−Ｚ軸方向側の端部は、第２の反射面８のＸ軸方向側の端部と接続されている。また、例えば、側面９の＋Ｚ軸方向側の端部は、第１の反射面６のＸ軸方向側の端部と接続されている。

光学素子３の側面９は、例えば、光軸Ｃを中心とした筒形の側面の形状である。側面９は、例えば、光軸Ｃを中心とした円筒形の側面の形状である。なお、側面９の＋Ｙ軸方向の端部と光軸Ｃとの間隔は、側面９の−Ｙ軸方向の端部と光軸Ｃとの間隔より狭い。つまり、側面９の＋Ｙ軸方向側の端部は、側面９の−Ｙ軸方向側の端部よりも光軸Ｃ側に位置している。側面９は、例えば、光軸Ｃを中心とした円錐台形状の側面の形状である。

側面９は、＋Ｙ軸から−Ｙ軸に向かって光軸Ｃ側に曲面形状を有する。つまり、側面９は、Ｙ軸方向において曲面形状を有する。そして、側面９の曲面形状は、光軸Ｃの方向に凸面形状である。つまり、側面９の曲面形状は、光線が入射する方向から見て凸面である。

また、側面９は、例えば、Ｚ軸方向に曲率を有している。しかし、側面９は、例えば、Ｙ軸方向に曲率を有していなくても良い。つまり、側面９は、シリンドリカル面である。また、側面９は、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に曲率を有していてもよい。つまり、側面９はトロイダル面である。

光源２から出射された光は、第１の入射面４ａ、第２の入射面４ｂまたは第３の入射面５から光学素子３の内部に入射する。そして、光学素子３に入射した光の一部は、側面９に向けて進行する。そして、光学素子３に入射した光の一部は、側面９に到達する。

側面９に到達した光は、側面９で反射される。側面９での反射は、例えば、全反射である。側面９で反射された光は、側面９の曲面によって、−Ｙ軸方向に広がった光となる。なお、側面９で反射された光は、広がっているので、壁面２０の＋Ｙ軸方向側の領域にも到達する。

側面９を光軸Ｃに垂直な平面（ＺＸ平面）で切断した形状は、円弧形状である。このため、ＺＸ平面上で見ると、側面９で反射された光は、一度集光するが、その後広がって進行する。ここで、側面９はＹ軸方向に曲率を有している。このため、側面９で反射されて−Ｙ軸方向に進行した光の一部は、一度集光して、その後広がって進行する。

実施の形態１では、後述するように、側面９で反射される光を複数の平面を含む面などで散乱させている。しかし、側面９は、筒形の側面形状に限られない。そのため、光学素子３は、側面９に到達した光を壁面２０の方向に反射する反射面を備えることができる。

側面９で反射された光は、第１の出射面７ａに到達する。第１の出射面７ａに到達した光は、第１の出射面７ａにおいて−Ｙ軸方向に屈折される。そして、第１の出射面７ａに到達した光は、第１の出射面７ａから出射される。第１の出射面７ａに到達した光は、第１の出射面７ａから−Ｙ軸方向に向けて出射される。

また、側面９で反射された光は、第２の出射面７ｂに到達する。第２の出射面７ｂに到達した光は、第２の出射面７ｂにおいて−Ｙ軸方向に屈折される。第２の出射面７ｂに到達した光は、第２の出射面７ｂから−Ｙ軸方向に向けて出射される。第２の出射面７ｂに到達した光は、第２の出射面７ｂにおいて散乱される。

ここで、側面９は、壁面２０に到達する光が局所的な照度むらを発生させない形状であればよい。例えば、側面９を拡散面としてもよい。また、側面９を複数の平面を含む面形状としてもよい。また、側面９を光軸Ｃと逆側に凸形状の曲面形状としても構わない。しかし、側面９を光軸Ｃと逆側に凸形状とした場合には、局所的な照度むらが発生する可能性がある。このため、第１の出射面７ａも拡散面とすることが好ましい。

ここで、「複数の平面を含む面形状」とは、例えば、図２２に示すようなストライプ形状（短冊形状）である。つまり、側面９は、例えば、Ｙ軸方向に長い短冊形状の面をＺ軸方向に並べた形状である。また、側面９は、ボーダー形状の面形状であってもよい。「ボーダー形状」とは、Ｚ軸方向に長い短冊状の面をＹ軸方向に並べた形状である。また、側面９は、複数の四角形を構成要素とした面形状などであってもよい。つまり、側面９は、光を散乱させる効果があれば多くの形状を取りえる。また、複数の平面は、複数の曲面とすることができる。

≪出射面７≫
出射面７は、光学素子３の−Ｙ軸方向側の面である。出射面７は、例えば、２つの領域を含んでいる。実施の形態１では、出射面７は、第１の出射面７ａと第２の出射面７ｂとを含んでいる。図１（ｃ）で示されるように、第１の出射面７ａと第２の出射面７ｂとの境界は、例えば、Ｘ軸に平行な直線形状である。

第１の出射面７ａは、例えば、光学研磨面である。第１の出射面７ａに到達した光は、第１の出射面７ａで−Ｙ軸方向に屈折される。第１の出射面７ａで屈折された光は、第１の出射面７ａから−Ｙ軸方向に向けて出射される。

第２の出射面７ｂは、例えば、拡散面である。第２の出射面７ｂの拡散面は、例えば、ガウス角２°の散乱特性を有する。

ここで、ガウス分布の半値全幅をＦＷＨＭ（Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）で表すと、式（１）となる。ガウス分布の幅は、通常、式（１）に示されるσを用いて表わされる。σは幅のパラメータとも呼ばれる。ここでは、σをガウス角と呼ぶ。
ＦＷＨＭ＝２×（２×Ｉｎ２）^０．５×σ 式（１）

これによって、壁面２０上の照度むら及び照明むらを抑制することが容易となる。

なお、第１の出射面７ａを拡散面としていてもよい。これによって、光の利用効率は低下する。しかし、照度分布及び照明むらはさらに軽減される。そして、照明の均一性は向上する。そのため、光の利用効率を考慮すると、第２の出射面７ｂのみを拡散面とすることが好ましい。

また、拡散面を微細なプリズム構造とする等の工夫をしてもよい。

図２は、実施の形態１に係る照明装置１が設置された状態の一例を示す説明図である。図２は、照明装置１が壁面２０を照明する場合である。例えば、壁面２０は光源２の光軸Ｃに対して片寄った位置に配置されている。図２では、壁面２０は光源２の光軸Ｃに対して−Ｚ軸方向側に片寄って配置されている。このような照明装置１は、ウォールウォッシャダウンライトとも呼ばれる。このような照明装置１は、光を光源２の光軸Ｃに対して被照射物（２０）の方向に片寄って照射している。

照明装置１１は、光源２および光学素子３等を備えている。しかし、図２（ａ）および図２（ｂ）において、照明装置１１の詳細な構造は省略する。

壁面２０に対して、照明装置１１は角度ａ_１で傾いて設置されている。つまり、照明装置１１の光軸Ｃは、壁面２０に平行な状態から、角度ａ_１だけ壁面２０側に傾いている。

図２に示す照明装置１１は、例えば、図１に示す照明装置１である。また、図２に示す照明装置１１は、例えば、後述する照明装置１２、照明装置１４、照明装置１５、照明装置１６、照明装置１７または照明装置１８である。

図２（ｂ）に照明装置１１と壁面２０との位置関係を示す。

ここで、例えば、壁面の幅Ｈは、長さ４８００ｍｍである。壁面の高さＶは、長さ２７００ｍｍである。照明装置１１と壁面２０との間隔Ｄは、９００ｍｍである。

図３は、実施の形態１に係る照明装置１の効果を説明するためのシミュレーション図である。

照明装置１の配置は、図２に示した配置とする。図３（ａ）は、照明装置１から出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。図３（ｂ）は、第２の出射面７ｂを光学研磨面とした場合の壁面２０上の照度分布を示す。つまり、図３（ｂ）では、第２の出射面７ｂは拡散面ではない。

つまり、図３（ａ）および図３（ｂ）は、第１の出射面７ａおよび第２の出射面７ｂから出射された光による照度分布である。図３（ａ）の第２の出射面７ｂは拡散面である。図３（ｂ）の第２の出射面７ｂは光学研磨面である。

図３において、横軸はＸ軸方向の位置を示している。また、縦軸はＹ軸方向の位置を示している。Ｘ軸方向は、壁面２０の幅方向である。Ｙ軸方向は、壁面２０の高さ方向である。

また、図３では、等高線で照度を１０分割して表示している。照度は、等高線の中心に行くに従って高くなっている。つまり、等高線の中心の方が周辺よりも明るい。

図３（ａ）及び図３（ｂ）では、領域３０ａ及び領域３０ｂを比較すると、若干照度むらが確認されるが、領域３０ａの方が照度分布の均一性が高いことが確認できる。なお、今回のシミュレーションでは、第２の出射面７ｂの拡散面はガウス角２°相当としている。

ここで、光学研磨面は光学面とも呼ばれる。光学研磨面は、光の設計において制御可能な面である。光学研磨面は、拡散面または黒塗りを施した面ではないことを示す。なお、無反射コートを施していない場合には、光学研磨面において、フレネル反射が起こる。一般的に、照明装置に使用されるレンズは、ＰＭＭＡ等の樹脂で形成されている。そして、無反射コートは施されていない。

図４は、実施の形態１に係る照明装置１の効果を説明するためのシミュレーション図である。

図４（ａ）は、第１の出射面７ａから出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。図４（ｂ）は、拡散面とした第２の出射面７ｂから出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。図４（ｃ）は、光学研磨面とした第２の出射面７ｂから出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。つまり、図４（ｃ）では、第２の出射面７ｂは、拡散面ではない場合である。

つまり、図４（ａ）は、第１の出射面７ａから出射された光による照度分布である。図４（ｂ）は、第２の出射面７ｂ（拡散面）から出射された光による照度分布である。図４（ｃ）は、第２の出射面７ｂ（光学研磨面）から出射された光による照度分布である。

図４において、横軸はＸ軸方向を示し、縦軸はＹ軸方向の位置を示している。Ｘ軸方向は、壁面２０の幅方向である。Ｙ軸方向は、壁面２０の高さ方向である。

また、図４では、等高線で照度を１０分割して表示している。照度は、等高線の中心に行くに従って高くなっている。

図４（ａ）より、第１の入射面４ａ及び第２の入射面４ｂに入射した光は、主に第１の出射面７ａに到達する。そして、第１の出射面７ａに到達した光は、−Ｙ軸方向に屈折されて出射されている。しかし、第１の出射面７ａから出射された光は、壁面２０の上部側に照射されている。壁面２０の上部側は、壁面２０の＋Ｙ軸方向側である。第１の出射面７ａから出射された光は、概ね均一な照度分布である。

図４（ｂ）より、第２の出射面７ｂから出射された光は、壁面２０の下部側に照射されている。壁面２０の下部側は、壁面２０の床面側（−Ｙ_１軸方向側）である。第２の出射面７ｂから出射された光は、領域４０ｂ以外では概ね均一な照度分布である。

ここで、壁面２０上の領域４０ｂに到達した光は、第２の入射面４ｂでフレネル反射されて、第３の入射面５から入射して、第１の反射面６で反射され、第２の出射面７ｂから出射された光が含まれている。領域４０ｂに到達する光は、第２の出射面７ｂから出射される際に、拡散される。

第２の出射面７ｂを拡散面としているため、等高線の密度は低くなっている。つまり、等高線の間隔が広い。第２の出射面７ｂから出射された光と第１の出射面７ａから出射された光とが壁面２０上で重畳された際に、照度分布の均一性は確保される。

図４（ｃ）より、第２の出射面７ｂを光学研磨面とした場合には、位置４０ｃの箇所の等高線が密になっていることが確認できる。つまり、等高線の間隔が狭い。これによって、急激に照度が低下する箇所が発生してしまう。このため、第２の出射面７ｂから出射された光と第１の出射面７ａから出射された光とが壁面２０上で重畳された際に、照度むらが発生しやすくなる。そして、照明むらとして視認される。

つまり、視感上、視認される照明むらを観察した際に、位置４０ｃの箇所は、照明むらとして認識されやすい箇所となる。従って、第２の出射面７ｂを拡散面とすることによる照度むら及び照明むらの低減効果が顕著に確認される。ここで示す照度むらは、狭い領域で発生する局所的な照度むらを示している。なお、ここで示している視感上の照明むらは、照度分布としては現れ難く、照度分布としての差異は小さく示される。

なお、第２の出射面７ｂの拡散面のガウス角を大きくすれば、更に照度むら低減効果が得られる。つまり、第２の出射面７ｂでの光の散乱の度合いを大きくすれば、更に照度むら低減効果が得られる。光の利用効率を考慮して、本実施の形態１では、ガウス角を２°相当の設定とした。

また、第２の出射面７ｂは、第２の入射面４ｂでフレネル反射され、第１の反射面６で反射された光が通過する領域とすることが好ましい。第２の出射面７ｂを、第３の入射面５の−Ｙ軸方向側の端部のＺ軸方向の位置よりも−Ｚ軸方向側の領域とすることが好ましい。

なお、第２の出射面７ｂの一部を、第３の入射面５の−Ｙ軸方向側の端部のＺ軸方向の位置よりも＋Ｚ軸側とした場合でも照明むらの軽減効果及び照度むらの軽減効果は得られる。これは、図５に示すように、第２の入射面４ｂでフレネル反射されて、第１の反射面６で反射された光線の中には、第３の入射面５の−Ｙ軸方向側の端部よりも＋Ｚ軸側の出射面７に到達する光線も存在するためである。

図５は、実施の形態１の光線追跡結果のシミュレーション図である。

第２の入射面４ｂでフレネル反射された光４００は、第３の入射面５に入射し、第１の反射面６で反射されて、第２の出射面７ｂから出射される。ここで、便宜上、第２の出射面７ｂは光学研磨面としてシミュレーションしている。また、第３の入射面５から入射した光４０１は、第１の反射面６で全反射され、第２の出射面７ｂから出射される。なお、第１の反射面６での反射は、一例として、全反射として説明する。

図５で示された光４００は、図１（ｄ）で示された光Ｌ_６に相当する。また、光４０１は、図１（ｄ）で示された光Ｌ_７に相当する。

図５より、第２の入射面４ｂでフレネル反射された光４００は、光源２から第３の入射面５に直接入射した光４０１よりも、第２の出射面７ｂ上の−Ｚ軸方向側の領域から出射される。つまり、第２の出射面７ｂ上において、光４００の出射位置は、光４０１の出射位置よりも−Ｚ軸方向側に位置する。光４００は、第２の入射面４ｂでフレネル反射された光である。光４０１は、光源２から第３の入射面５に直接入射した光である。

このことからも、光４０１よりも壁面２０の＋Ｙ軸方向の位置に、第２の入射面４ｂでフレネル反射された光４００が到達することが確認される。図４の領域４０ｂの照度分布及び位置４０ｃでの照度分布は、第２の入射面４ｂでフレネル反射された光４００が壁面２０に到達して形成される。

そして、第２の出射面７ｂを拡散面とした図４（ｂ）の方が、第２の出射面７ｂを光学研磨面とした図４（ｃ）よりも照度むらが抑えられている。

＜変形例１＞
変形例１および変形例２で、第１の反射面６の光軸Ｃに対する傾斜角ａ_６を変更している。変形例１の光学素子３１では、傾斜角ａ_６は、光学素子３よりも大きい。変形例２の光学素子３２では、傾斜角ａ_６は、光学素子３よりも小さい。このように、第１の反射面６の傾斜角ａ_６が変化しても、第２の出射面７ｂ，７１ｂを拡散面とする効果は得られることを以下で説明する。

図６は、本実施の形態１の変形例１の照明装置１２の主要構成を概略的に示す構成図である。第１の反射面６１以外は本実施の形態１の照明装置１と同様の構成のため、説明を省略する。

第１の反射面６１の−Ｙ軸方向側の端部は実施の形態１の第１の反射面６と比較して＋Ｚ軸方向に移動している。これによって、実施の形態１と比較して第２の出射面７ｂから出射される光を壁面２０の−Ｙ軸方向に移動させることが可能となる。つまり、図１（ａ）に示した長さＢ_１よりも図６（ａ）に示した長さＢ_２の方が長い。長さＢ_１，Ｂ_２は、光軸Ｃから第１の反射面６，６１の−Ｙ軸方向側の端部までのＺ軸方向の長さである。

図７は、本実施の形態１の変形例１の効果を説明するためのシミュレーション図である。照明装置１２の配置は、図２に示した配置とする。

図７（ａ）は、照明装置１２から出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。図７（ｂ）は、第２の出射面７ｂを光学研磨面とした場合の壁面２０上の照度分布を示す。つまり、図７（ｂ）では、第２の出射面７ｂは拡散面ではない。

つまり、図７（ａ）および図７（ｂ）は、第１の出射面７ａおよび第２の出射面７ｂから出射された光による照度分布である。図７（ａ）の第２の出射面７ｂは拡散面である。図７（ｂ）の第２の出射面７ｂは光学研磨面である。

図７において、横軸はＸ軸方向の位置を示している。また、縦軸はＹ軸方向の位置を示している。Ｘ軸方向は、壁面２０の幅方向である。Ｙ軸方向は、壁面２０の高さ方向である。

また、図７では、等高線で照度を１０分割して表示している。照度は、等高線の中心に行くに従って明るくなっている。

図７（ａ）より、概ね照度分布が均一であることが確認できる。つまり、図３（ａ）に示した領域３０ａの照度むらが低減している。図７（ｂ）より、領域６０ｂに示す箇所において、照度むらが確認される。これによって、第２の出射面７ｂから出射される光の壁面２０上の到達位置を、実施の形態１よりも−Ｙ軸方向へ移動させた場合にも、照度むらの改善効果が大きくなることが確認される。

図８は、本実施の形態１の変形例１の効果を説明するためのシミュレーション図である。

図８（ａ）は、第２の出射面７ｂから出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。図８（ｂ）は、第２の出射面７ｂを光学研磨面とした場合の第２の出射面７ｂから出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。つまり、図８（ｂ）では、第２の出射面７ｂは拡散面ではない。

つまり、図８（ａ）および図８（ｂ）は、第２の出射面７ｂから出射された光による照度分布である。図８（ａ）の第２の出射面７ｂは拡散面である。図８（ｂ）の第２の出射面７ｂは光学研磨面である。

図８において、横軸はＸ軸方向の位置を示している。また、縦軸はＹ軸方向の位置を示している。Ｘ軸方向は、壁面２０の幅方向である。Ｙ軸方向は、壁面２０の高さ方向である。

また、図８では、等高線で照度を１０分割して表示している。照度は、等高線の中心に行くに従って明るくなっている。

図８（ａ）より、Ｙ方向の位置で９００ｍｍより少し−Ｙ軸方向に最大照度の位置があることが確認される。図８（ａ）と図８（ｂ）とを比較すると、位置７０ａより位置７０ｂの方が等高線の密度が高い。そのため、位置７０ａより位置７０ｂの方が、照度むらの影響及び照明むらの影響を受けていると考えられる。なお、９００ｍｍの高さは、壁面２０の高さＶの１／３である。

図７（ｂ）から確認されるように、Ｙ軸方向の９００ｍｍと１３５０ｍｍの中間付近の照度むらが大きい。位置７０ｂ２での等高線の密度が特に照度むらに影響していることが確認される。図８（ｂ）より、位置７０ｂ２は、Ｙ軸方向の９００ｍｍと１３５０ｍｍの中間付近である。そして、図７（ｂ）より、領域６０ｂは、Ｙ軸方向の９００ｍｍと１３５０ｍｍの中間付近である。領域６０ｂは、照度むらが確認される箇所である。

そのため、図８（ｂ）に示す第２の出射面７ｂから出射された光による照度むらが、図７（ｂ）に示す照度むらの原因と考えられる。図８（ｂ）に示す第２の出射面７ｂは光学研磨面である。

従って、壁面２０の−Ｙ軸方向側の照度を高くした場合でも、同様に、第２の出射面７ｂを拡散面とする効果が確認できる。また、壁面２０上の照度分布を均一化させるためには、図２の構成であれば、９００ｍｍ付近を明るくすることが好ましい。

光源２から出射された光束が、第１の反射面６１で反射された後に、壁面２０の９００ｍｍ付近に到達する割合を高くする。そして、壁面２０の９００ｍｍ付近の明るさを明るくする。そのためには、第１の反射面６１の曲面形状と、第１の反射面６１の−Ｙ軸方向側の端部のＺ軸方向側の位置とを最適化する。

また、照度むらを軽減するためには、第１の反射面６を平面とすることが好ましい。ただし、光の利用効率を考慮すると、第１の反射面６は曲面を含んでいる方が好ましい。

例えば、第１の反射面６の曲面形状によって、光源２の発光面上の一点から出射された拡散光の光線が、出射面７から出射される際に、平行光となることが好ましい。発光面上の一点は、例えば、発光面の中心または発光面の端部などである。なお、出射面７は、光学研磨面である。それによって、出射面７から出射された光の広がりを小さくすることができる。そして、効率よく壁面に光を到達させることが可能となる。

＜変形例２＞
図９は、本実施の形態１の変形例２の照明装置１３の主要構成を概略的に示す構成図である。第１の反射面６２及び第２の出射面７１ｂ以外は、実施の形態１の照明装置１と同様の構成のため、説明を省略する。

第１の反射面６２の−Ｙ軸方向側の端部は実施の形態１と比較して−Ｚ軸方向に移動している。つまり、図９に示す長さＢ_３は、図１に示す長さＢ_１よりも短い。これによって、実施の形態１と比較して第２の出射面７ｂから出射された光を壁面２０の＋Ｙ軸方向に移動させることが可能となる。

また、第２の出射面７１ｂはガウス角４°相当の拡散面である。ガウス角が２°では照度むらが残存するため、ガウス角を４°に設定をしている。このように、第１の反射面６２の設計によって、拡散面の粗さの度合いを変化させる必要性が生じる。

図１０は、実施の形態１の変形例２の効果を説明するためのシミュレーション図である。照明装置１３の配置は図２に示した配置とする。

図１０（ａ）は、照明装置１３から出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。図１０（ｂ）は、第２の出射面７１ｂを光学研磨面とした場合の壁面２０上の照度分布を示す。つまり、図１０（ｂ）では、第２の出射面７１ｂは拡散面ではない。図１０（ｃ）は、第２の出射面７１ｂを光学研磨面とし、第３の入射面５を拡散面とした場合の壁面２０上の照度分布を示す。なお、第３の入射面５はガウス角４°相当の拡散面である。

つまり、図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）および図１０（ｄ）は、第１の出射面７ａおよび第２の出射面７１ｂから出射された光による照度分布である。図１０（ａ）の第２の出射面７ｂは拡散面である。図１０（ｂ）の第２の出射面７ｂは光学研磨面である。図１０（ｃ）の第２の出射面７ｂは光学研磨面で、第３の入射面５は拡散面である。図１０（ｄ）では、第１の反射面６２は３つの平面で形成された面形状である。つまり、第１の反射面６２は複数の平面を含む面形状をしている。そして、第２の出射面７ｂおよび第３の入射面５は光学研磨面である。

図１０において、横軸はＸ軸方向の位置を示している。また、縦軸はＹ軸方向の位置を示している。Ｘ軸方向は、壁面２０の幅方向である。Ｙ軸方向は、壁面２０の高さ方向である。

また、図１０では、等高線で照度を１０分割して表示している。照度は、等高線の中心に行くに従って明るくなっている。

図１０（ａ）より、概ね照度分布が均一であることが確認できる。図１０（ｂ）より、領域９０ｂに示す箇所において、大きな照度むらが確認される。これによって、第２の出射面７１ｂの照度むらへの影響が大きいことが確認される。つまり、第２の出射面７１ｂを拡散面（図１０（ａ））から光学研磨面（図１０（ｂ））とすることで、領域９０ｂに照度むらが発生している。

第２の出射面７１ｂから出射される光の壁面２０上の到達位置を実施の形態１より少し＋Ｙ軸方向へ移動させた際には、ガウス角を２度から４度にすることで、照度むらの改善効果が確認される。

従って、第２の出射面７１ｂから出射される光は、壁面２０の９００ｍｍ付近（壁面２０高さＶの１／３の高さである。）の照度を高くすることが好ましい。これは、壁面２０の＋Ｙ軸方向側を照射するにつれて、照明装置１３と壁面２０との間隔が狭くなることに起因する。

つまり、各々の光の壁面２０上での照度が高くなると、第２の出射面７ｂから出射された光と第１の出射面７ａから出射された光とが重畳される際に、各々の光の影響度が高くなるためであると考えられる。また、壁面２０へ照射される光が集光している場合も、壁面２０上の照度が高くなる。そして、各々の光の影響度は高くなる。

変形例２は、壁面２０に到達する光が実施の形態１よりも＋Ｙ軸方向に到達している。このため、第２の出射面７ｂの影響が大きくなったと考えられる。なお、照度は距離の二乗に反比例する。このため、照射距離が長いほど、照度は低下する。また、照射距離が短いほど、照度は高くなる。

図１０（ｃ）より、概ね、照度分布が均一であることが確認できる。これより、第３の入射面５を拡散面とすることによって、第２の出射面７１ｂを拡散面とした場合と同様の効果が得られることが確認できる。つまり、照明装置１３は、照明装置１よりも壁面２０から遠い面（第３の入射面５）を拡散面としている。従って、第３の入射面５を拡散面とすることによって、壁面２０上の照度むらを軽減する効果が得られる。

照明装置１３は、照明装置１よりも光軸Ｃに対する第１の反射面６２の傾斜角度（角度ａ_６）を小さくしている。そのため、照明装置１３は、照明装置１よりも壁面２０上の近い領域を照明している。

なお、第３の入射面５はガウス角４°相当の拡散面とした場合を示した。

ここで、照明装置１３の光の利用効率は、概ね、照明装置１と同様の光の利用効率である。第２の入射面４ｂで反射された光線（光Ｌ_６）は、第３の入射面５に入射する。従って、第３の入射面５を拡散面とすれば、壁面２０上に発生する照度むらは軽減されると考えられる。このため、第２の出射面７ｂの代わりに、第３の入射面５を拡散面とする。これによって、第２の出射面７ｂを拡散面とした場合と同様の効果が得られる。その際に、第２の出射面７ｂを拡散面とした場合と、第３の入射面５を拡散面とした場合とを比較すると、光の利用効率に差異は少ない。

なお、厳密に言うと、第３の入射面５から壁面２０までの光路は、第２の出射面７ｂから壁面２０までの光路より長い。このため、第３の入射面５を拡散面とした方が光の利用効率は低下する。図９に示した照明装置１３の場合には、照明装置１よりも壁面に到達する光の利用効率が約２％低下している。しかし、この約２％の低下は、差異は少ないと考えられる。

図１１は、実施の形態１の変形例２の効果を説明するためのシミュレーション図である。

図１１（ａ）は、第２の出射面７１ｂから出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。図１１（ｂ）は、第２の出射面７１ｂを光学研磨面とした場合の第２の出射面７１ｂから出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。つまり、図１１（ｂ）では、第２の出射面７１ｂは拡散面ではない。

つまり、図１１（ａ）、図１１（ｂ）および図１１（ｃ）は、第２の出射面７１ｂから出射された光による照度分布である。図１１（ａ）の第２の出射面７ｂは拡散面である。図１１（ｂ）の第２の出射面７ｂは光学研磨面である。図１１（ｃ）では、第１の反射面６２は３つの平面で形成された面形状である。そして、第２の出射面７ｂおよび第３の入射面５は光学研磨面である。

図１１において、横軸はＸ軸方向の位置を示している。また、縦軸はＹ軸方向の位置を示している。Ｘ軸方向は、壁面２０の幅方向である。Ｙ軸方向は、壁面２０の高さ方向である。

また、図１１では、等高線で照度を１０分割して表示している。照度は、等高線の中心に行くに従って明るくなっている。

線１００ａ、線１００ｂおよび線１００ｃは、照度分布のＹ軸方向の最大照度位置を示している。

図１１（ａ）と図１１（ｂ）とを比較する。線１００ａ及び線１００ｂより、図１１（ａ）および図１１（ｂ）共に、Ｙ方向の位置で９００ｍｍと１３５０ｍｍの間の位置が最大照度となっている。

図１０（ｂ）の領域９０ｂの照度むらの位置を鑑みると、強度の強い照度の位置は９００ｍｍと１３５０ｍｍとの間に位置している。そして、照度の強度が照度むらへ影響を与えていると考えられる。つまり、高照度の領域では低照度の領域よりも照度むらは発生しやすい。

従って、壁面２０上の照度分布を効率よく均一化させるためには、図２の構成であれば、９００ｍｍ付近を明るくすることが好ましい。つまり、壁面２０のＹ軸方向の下面から１／３の位置の照度を高くすることによって、壁面２０に高効率で均一に照明することが可能となる。

また、壁面２０上へ光を集光しすぎないことが好ましい。つまり、第１の反射面６２は平面に近い曲面が好ましいと考えられる。なお、第１の反射面６２は平面でも構わない。しかし、高効率化を考慮すると、第１の反射面６２を曲面とすることが好ましい。なお、実施の形態１は、比較的平面に近い曲面となっている。

例えば、図１０（ｄ）では、第１の反射面６２を３つの平面で形成した面形状としている。第１の反射面６２のＹ軸方向の長さを３分割して、３つの平面で凹面形状を形成している。

第１の反射面６２を複数の平面を含む面形状とすることによって、壁面２０上へ到達する光の集光の程度が軽減される。そして、第２の出射面７１ｂまたは第３の入射面５を拡散面とした場合と同様の効果が得られる。

さらに、第１の反射面６２を複数の平面を含む面形状で形成するため、第１の反射面６２は曲面形状と類似の形状となる。そして、複数の平面を含む面形状の第１の反射面６２の光の利用効率は、第２の出射面７１ｂまたは第３の入射面５を拡散面とした場合の光の利用効率と同程度となる。

図１０（ｄ）に示す照度分布シミュレーション結果は、第１の反射面６２を複数の平面を含む面形状としている。この複数の平面を含む面形状は、短冊形状の平面をＹ軸方向に３つ並べて形成されている。この短冊形状は、Ｘ軸方向に長い矩形形状をしている。そして、第３の入射面５、第１の出射面７ａ及び第２の出射面７１ｂを光学研磨面としている。

図１０（ｄ）では、図１０（ａ）及び図１０（ｃ）と同様に照度むらが軽減されていることが確認できる。また、図１１（ｃ）では、図１１（ａ）に比べて、少しフレネル反射の影響が残っている。フレネル反射の影響は、Ｙ軸方向の１３５０ｍｍと１８００ｍｍとの間に現れている。

なお、第１の反射面６２を３つの平面で形成した場合を示した。しかし、第１の反射面６２を３つ以外の複数の平面で形成しても構わない。ただし、変形例２のように壁面２０上の照度分布の強度が強い場合には、複数の平面を含む面形状を形成する平面の数が少ないことが好ましい。なお、第２の入射面４ｂで反射されて第１の反射面６２に到達する光が異なる面に到達するように、第１の反射面６２は少なくとも２つ以上の面で形成された面形状であることが好ましい。

これによって、出射面７の全面を光学研磨面とすることが可能となる。そして、光学素子３１の加工の工程を削減できる。そして、低コスト化が図れる。

上述のように、光源の発光面上の一点から出射された拡散光の光線が、出射面７から出射される際に、平行光となることが好ましい。なお、平行光よりも１度から２度程度の拡散光の方が好ましい場合もある。

本実施の形態１では、第２の出射面７ｂを拡散面とした。しかし、照度むら及び照明むらに影響を与えている光は、第３の入射面５を通過する光である。このことから、第３の入射面５を拡散面として、第２の出射面７ｂを光学研磨面としても同様の効果が得られる。

また、照度むら及び照明むらに影響を与えている光は、第１の反射面６で反射される光である。従って、第１の反射面６を複数の平面を含む面形状とすることで、第２の出射面７ｂを光学研磨面としても同様の効果が得られる。第１の反射面６は、例えば、Ｘ軸方向に長い短冊状の平面をＹ軸方向に複数並べて形成される。

以上より、例えば、第３の入射面５をシボ加工などで拡散面とする。そして、第２の出射面７ｂを光学研磨面とする。これによって、第２の入射面４ｂから入射して、第２の出射面７ｂから出射される光の散乱を抑制することが可能となる。このため、光の利用効率の低下を抑制できる。また、壁面２０に照射される光の照度むら及び照明むらを軽減する効果が得られる。

更には、第２の入射面４ｂを拡散面とし、照度むら及び照明むらをさらに軽減してもよい。つまり、その構成の場合には、第２の入射面４ｂでフレネル反射される光を軽減するために、第２の入射面４ｂを拡散面としてもよい。第２の入射面４ｂを拡散面とすることによって、第２の入射面４ｂでフレネル反射される光を減らすことができる。

なお、第１の出射面７ａを拡散面とすると、照度むら及び照明むらを低減する効果が得られる。しかし、光の利用効率を考慮すると、第１の出射面７ａを光学研磨面とする方が好ましい。

以上より、壁面２０に照射される光の利用効率を向上させるためには、照度むら及び照明むらを考慮すると、第２の出射面７ｂまたは第３の入射面５を拡散面とすることが好ましい。または、第１の反射面６を複数の平面を含む面形状とすることが好ましい。この第１の反射面６の面形状は、例えば、Ｘ軸方向に長い短冊状の面をＹ軸方向に複数並べて形成される。特に、第２の入射面４ｂでフレネル反射されて、第１の反射面６で反射され、第２の出射面７ｂから出射される光の影響による照明むらにとっては効果的である。

また、第３の入射面５から入射し、第１の反射面６で反射され、第２の出射面７ｂから出射される光の影響による照度むらにとっても効果的である。なぜなら、シミュレーションの結果から、第２の入射面４ｂでフレネル反射されて壁面２０に到達する光は、壁面２０上で等高線の密度の高い照度分布となる。このため、等高線の密度を下げるために、フレネル反射された後の光を散乱させ又は分散させる。これによって、照明むらの影響となる高密度の等高線の発生を抑制する効果がある。

なお、実施の形態１では、図２における照明装置１１の傾きを２０度（ａ_１＝２０°）として示している。しかし、照明装置１１の傾きは１５度（ａ_１＝１５°）でも構わない。また、照明装置１１の傾きを１０度（ａ_１＝１０°）とすることもできる。照明装置１１の傾き角度ａ_１を小さくすると、天井に照射される光量を減らすことが容易となる。そして、天井に照射される光が減少するため、天井に照射される光を観察した際の眩しさ感を低減することができる。ただし、傾き角度ａ_１を小さくしすぎると、効率よく壁面２０の広範囲に光を照射させることの難易度は上がる。なお、難易度は上がるが、傾き角度ａ_１をゼロとすることは可能である。

本実施の形態１では、出射面７が円形状の光学素子３を示している。しかし、出射面７は矩形状でも構わない。また、出射面７は多角形状でも構わない。つまり、側面９の形状を変更して、側面９に到達した光を壁面２０に向けることは可能である。また、特許文献１のように、照明装置１には複数の光源２が並べられ、光学素子３はその並び方向に延びる形状であっても良い。

なお、第１の入射面４ａ、第２の入射面４ｂ、第３の入射面５、第１の反射面６及び第２の反射面８は、ＹＺ平面の断面形状をＸ軸方向に延伸した形状として説明している。各面４ａ，４ｂ，５，６，８は、ＹＺ平面の断面形状をＸ軸方向に移動させて形成される。つまり、各面４ａ，４ｂ，５，６，８は、Ｘ軸方向には曲率を有さない。

しかし、各面４ａ，４ｂ，５，６，８は、これに限らない。後述するが、第１の入射面４ａ及び第２の入射面４ｂがＸ軸方向に凹部を形成していても構わない。

また、光学素子３のＹ軸方向の厚みが大きい場合には、第１の出射面７ａ及び第２の出射面７ｂを出射する光は減少する。このため、第１の入射面４ａ及び第２の入射面４ｂに凸部を形成することによって、光の利用効率を向上させることが好ましい。ここで、「凸部」とは、中心線ＣＬ_１上において、Ｙ軸方向に突出した凸部を形成することを示す。つまり、凸部は、Ｚ軸方向から見て、中心線ＣＬ_１上の部分が突出している形状である。

図２３は、照明装置１の光線追跡の結果を示す図である。図２４は、照明装置１２の光線追跡の結果を示す図である。図２５は、照明装置１３の光線追跡の結果を示す図である。なお、図２３、２４、２５において、便宜上、第２の出射面７ｂは光学研磨面としている。

まず、図２３について説明する。

光線２３０ａは、２種類の光線を含んでいる。１つ目の光線は、第１の入射面４ａから入射して、直接第１の出射面７ａから出射される。２つ目の光線は、第１の入射面４ａから入射して、第２の反射面８で反射され、第１の出射面７ａから出射される。光線２３０ａは、−Ｚ軸方向に広がった光線となって出射される。

光線２３０ｂは、第２の入射面４ｂから入射して、第１の出射面７ａまたは第２の出射面７ｂから出射される。光線２３０ｂは、光線２３０ａよりも＋Ｚ軸方向側に出射される。

光線２３０ｃは、第３の入射面５に入射し、第１の反射面６で反射されて、第２の出射面７ｂから出射される。第１の反射面６の＋Ｚ軸方向側の端部で反射された光線は、Ｙ軸と平行に出射されている。光線２３０ｃは、光線２３０ｂよりも＋Ｚ軸方向側に出射される。光線２３０ｃは、光線２３０ｂと重なって照射される。

次に、図２４について説明する。

光線２４０ａは、光線２３０ａと同様である。また、光線２４０ｂは、光線２３０ｂと同様である。そのため、これらの説明を省略する。

光線２４０ｃは、第３の入射面５に入射し、第１の反射面６１で反射されて、第２の出射面７ｂから出射される。第１の反射面６１の＋Ｚ軸方向側の端部で反射された光線は、＋Ｚ軸方向に進行している。つまり、光線２４０ｃは、光線２３０ｃよりも＋Ｚ軸方向側に出射されている。

次に、図２５について説明する。

光線２５０ａは、光線２３０ａと同様である。また、光線２５０ｂは、光線２３０ｂと同様である。そのため、これらの説明を省略する。

光線２５０ｃは、第３の入射面５に入射し、第１の反射面６２で反射されて、第２の出射面７ｂから出射される。第１の反射面６２の＋Ｚ軸方向側の端部で反射された光線は、−Ｚ軸方向に進行している。つまり、光線２５０ｃは、光線２３０ｃよりも−Ｚ軸方向側に出射されている。

実施の形態２．
図１２は、実施の形態２に係る照明装置１４の主要構成を概略的に示す構成図である。

図１２に示されるように、照明装置１４は光源２と光学素子３３とを備えている。光源２は、光を発する。光源２は、実施の形態１の光源２と同様である。光学素子３３は、光源２から出射された光の配光を制御する。光学素子３３の第１の入射面４ａ、第２の入射面４ｂ、第３の入射面５、第１の反射面６、第２の反射面８、及び側面９は、実施の形態１で示した構成および各変形例の構成と同様の構成を取りえるため、それらの説明を省略する。

実施の形態１と同じ構成要素の構成、機能又は動作等は、実施の形態２で説明を省いた場合でも、実施の形態１の記載を代用する。また、実施の形態２の中で説明した実施の形態１と同様の構成要素に関する記載は、実施の形態１の説明として用いる。ここで、「動作」とは、光の挙動を含む。

光源２は、例えば、発光ダイオードである。光源２は、赤色、緑色又は青色のみの光を出射する単色の発光ダイオードでもよい。また、光源２は、青色の発光ダイオードに黄色の蛍光体を用いて白色の光を生成する光源でもよい。また、本実施の形態２では、一例として、φ１４ｍｍの発光ダイオードを用いている。しかし、発光ダイオードはφ３ｍｍのサイズでも、あるいは、φ１４ｍｍ以上のサイズでも構わない。

光学素子３３の説明をする。実施の形態１に対して、光学素子３３は、出射面７２ａの構成が異なる。また、光学素子３３は、側面７０ｃが形成される点で異なる。

また、実施の形態１と同様に、壁面２０は、照明装置１４に対して、−Ｚ軸方向側に位置している。そのため、照明装置１４は、光を光源２の光軸Ｃに対して被照射物（壁面２０）の方向に片寄って照射する。光学素子３３は、入射された光を光源２の光軸Ｃに対して非対称に前記光を照射する。光学素子３３は、光軸Ｃと出射面７２との交点を通り光軸Ｃに垂直な中心線ＣＬ_１の方向に非対称に光を照射する。つまり、照射光の非対称な方向に被照射物（壁面２０）が位置している。つまり、照明装置１４は、被照射物（壁面２０）の方向に非対称な照射光を照射する。

第１の入射面４ａまたは第２の入射面４ｂに入射した光は屈折される。そして、第１の入射面４ａまたは第２の入射面４ｂから入射した光は、第１の出射面７２ａへ向かう。

第１の出射面７２ａは、例えば、自由曲面形状である。この自由曲面形状では、中心線ＣＬ_１を中心とした凹形状であり、±Ｘ軸方向に曲率が小さくなる。中心線ＣＬ_１は、光軸Ｃを通り、Ｚ軸に平行な直線である。つまり、中心線ＣＬ_１は、光軸Ｃと出射面７２との交点を通り、壁面２０（被照射物）の方向に伸びる出射面７２上の直線である。

なお、実施の形態２、３では、出射面７２，７３上の凹形状は１つで説明している。凹形状は、出射される照明光を中心線ＣＬ_１と垂直な方向に広げるために設けられている。このため、凹形状は、複数形成されても良い。また、凹形状は、光軸Ｃから離れた位置に形成されてもよい。つまり、中心線ＣＬ_１は光軸Ｃと交差していなくてもよい。例えば、凹形状は、中心線ＣＬ_１に平行な直線を中心線ＣＬとして形成される。

図１２（ｂ）の点線部で示されるように、中心線ＣＬ_１上に位置する第１の出射面７２ａの形状は凹面形状である。そして、第１の出射面７２ａの形状は、±Ｘ軸方向にいくにしたがい、曲率が小さくなっている。

これによって、第１の出射面７２ａから出射された光は、壁面２０上で±Ｘ軸方向に広がって照射される。つまり、第１の出射面７２ａから出射される際に、光の発散角は大きくなる。ここでは、Ｘ軸方向の光の発散角は大きくなる。つまり、壁面２０の幅方向の光の発散角は大きくなる。そして、壁面２０上の広範囲に光を照射することが可能となる。

また、第２の出射面７ｂは、例えば、ＺＸ平面に平行な平面で形成される。

また、実施の形態１と異なる点は、側面７０ｃが形成された点である。側面７０ｃは、第１の出射面７２ａ及び第２の出射面７ｂの外周に形成されている。

光学素子３３は、例えば、光学素子１の出射面７に厚みを加えた形状をしている。その厚みは、側面７０ｃの高さ（Ｙ軸方向の寸法）と同等である。

本実施の形態２では、便宜上、側面７０ｃは吸収面または拡散面である。しかし、側面７０ｃを光学研磨面（光学面）としても構わない。なお、光源２の発散角の特性によるが、壁面２０上の照度むらに影響を与える可能性があるため、側面７０ｃは、例えば、黒塗り処理を施されていることが好ましい。また、側面７０ｃは、拡散面であることが好ましい。

図１３は、本実施の形態２の効果を説明するためのシミュレーション図である。

図１３は、第１の出射面７２ａおよび第２の出射面７ｂから出射された光による照度分布である。第１の出射面７２ａは、凹面形状である。第２の出射面７ｂは、平面形状の拡散面である。

図１３は、照明装置１４から出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。なお、光源２の発散角などの条件によって、側面７０ｃからの出射光による照度むらが発生する場合がある。このため、本シミュレーションでは、側面７０ｃを吸収面としている。なお、光の利用効率を考慮する場合には、側面７０ｃを拡散面とすることが好ましい。

照明装置１４の配置は、図２に示した配置とする。図１３において、横軸はＸ軸方向の位置を示している。また、縦軸はＹ軸方向の位置を示している。Ｘ軸方向は、壁面２０の幅方向である。Ｙ軸方向は、壁面２０の高さ方向である。

また、図１３では、等高線で照度を１０分割して表示している。照度は、等高線の中心に行くに従って明るくなっている。

図１３より、照明装置１４の照度分布は、均一となっていることが確認できる。また、実施の形態１の図３（ａ）と比較すると、第１の出射面７２ａの効果によって、±Ｘ軸方向に照度分布が拡大していることが確認できる。本実施の形態２の構成によって、高い光の利用効率で、広い範囲に均一な照度分布を実現できることが確認できた。

＜変形例３＞
図１４は、本実施の形態２の変形例３に係る照明装置１５の主要構成を概略的に示す構成図である。図１４に示す照明装置１５は、本実施の形態２の照明装置１４と第２の出射面７ｂの構成において異なる。

照明装置１５において、第１の出射面７２ａと同様に、第２の出射面７３ｂは、自由曲面形状である。この自由曲面形状では、中心線ＣＬ_１を中心として±Ｘ軸方向に曲率が小さくなる。つまり、光学素子３３の第２の出射面７ｂは、平面形状であった。一方、光学素子３４の第２の出射面７３ｂは、自由曲面形状である。この点において、照明装置１５は、照明装置１４と相違する。

なお、第２の出射面７３ｂは、例えば、変形例３ではガウス角２°相当の拡散面である。

また、側面７１ｃは、第１の出射面７２ａ及び第２の出射面７３ｂの外周に形成されている。変形例３では、側面７１ｃは吸収面または拡散面とする。しかし、側面７１ｃを光学研磨面としても構わない。

図１５は、変形例３の効果を説明するためのシミュレーション図である。照明装置１５の配置構成は図２に示した配置とする。

図１５（ａ）は、照明装置１５から出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。図１５（ｂ）は、照明装置１５の第２の出射面７３ｂから出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。図１５（ｃ）は、照明装置１５の第１の出射面７２ａから出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。

つまり、図１５（ａ）は、第１の出射面７２ａおよび第２の出射面７３ｂから出射された光による照度分布である。図１５（ｂ）は、第２の出射面７３ｂから出射された光による照度分布である。図１５（ｃ）は、第１の出射面７２ａから出射された光による照度分布である。つまり、図１５（ｂ）の照度分布と図１５（ｃ）の照度分布とを重畳すると図１５（ａ）の照度分布になる。

なお、光源２の発散角などの条件によって、側面７１ｃからの出射光による照度むらが発生する場合がある。このため、本シミュレーションでは、側面７１ｃを吸収面としてシミュレーションを行っている。なお、光の利用効率を考慮する場合には、側面７１ｃを拡散面とすることが好ましい。

図１５において、横軸はＸ軸方向の位置を示している。また、縦軸はＹ軸方向の位置を示している。Ｘ軸方向は、壁面２０の幅方向である。Ｙ軸方向は、壁面２０の高さ方向である。

また、図１５では、等高線で照度を１０分割して表示している。照度は、等高線の中心に行くに従って明るくなっている。

図１５（ａ）より、領域１４０ａにおいて照度むらが発生していることが確認される。壁面２０の−Ｙ軸方向側を照射する光が影響を与えていると考えられる。このため、第２の出射面７３ｂから出射された光の照度分布（図１５（ｂ））を確認する。

図１５（ｂ）は、第２の出射面７３ｂから出射された光の照度分布を示している。そして、領域１４０ｂにおいて、照度の高い箇所が分離していることが確認できる。従って、図１３と図１５（ａ）とから、第２の出射面７３ｂを平面とすることによって、照度むらが改善されるという効果が確認できる。つまり、照明装置１４の方が照明装置１５よりも照度むらが低減されている。

よって、Ｘ軸方向に光の分布を広げる場合には、第２の出射面７３ｂを平面とすることが好ましい。これは、図１２に示す照明装置１４の光学素子３３の構成である。

また、第１の出射面７２ａの中心線ＣＬ_１上のＸ軸方向の凹部の曲率に対して第２の出射面７３ｂの曲率が小さければ、照度の高い箇所の分離を抑制できる。つまり、照度むらを軽減するという効果が得られる。従って、第２の出射面７３ｂは、平面が好ましい。

しかし、第２の出射面７３ｂは、平面である必要はない。第２の出射面７３ｂは、自由曲面形状でもよい。この自由曲面形状は、中心線ＣＬ_１を中心として±Ｘ軸方向に曲率が小さくなる。ただし、第１の出射面７２ａと比較して、第２の出射面７３ｂの中心線ＣＬ_１上の凹部の曲率は小さい。

また、第２の出射面７３ｂは、＋Ｚ軸方向にいくに従って、Ｘ軸方向の曲率が小さくなってもよい。例えば、第２の出射面７３ｂの−Ｚ軸方向側の端部は、第１の出射面７２ａの＋Ｚ軸方向側の端部と接続している。つまり、第２の出射面７３ｂの−Ｚ軸方向側の端部は、曲面である。そして、＋Ｚ軸方向に行くに従って、第２の出射面７３ｂ上の凹部の曲率は小さくなる。そして、第２の出射面７３ｂの＋Ｚ軸方向側の端部は、平面となる。

または、第１の出射面７２ａの−Ｚ軸方向側の端部から第２の出射面７３ｂの＋Ｚ軸方向側の端部まで、中心線ＣＬ_１上に位置するＸ軸方向の曲率が連続して小さくなる形状でも構わない。これによって、壁面２０の下側に照射される光の広がりを抑えられる。そして、照射距離の影響による照度の高い箇所の分離（領域１４０ｂ）を軽減することが可能となる。

図１５（ｃ）より、第１の出射面７２ａから出射された壁面２０上の照度分布は、概ね均一であることが分かる。この結果からも、第２の出射面７３ｂの形状が照度むらの原因となっていることが確認される。そして、図１２に示す第２の出射面７ｂは、平面であることが好ましいことが確認できる。

本実施の形態２は、実施の形態１の照度分布をＸ軸方向に大きくしたことを特徴としている。そして、実施の形態２において、第２の出射面７２ｂの形状が異なる例を示している。しかし、第１の出射面及び第２の出射面ともにＸ軸方向に照度分布を広げる形状としてもよい。ただし、第２の出射面の方が第１の出射面よりも中心線ＣＬ_１上のＸ軸方向の曲率が小さいことが好ましい。つまり、第２の出射面は、平面に近い形状であることが好ましい。

なお、実施の形態２では、被照射物は壁面２０である。そして、照明装置１５は、天井に配置されている。また、壁面２０は、照明装置１５の−Ｚ軸方向側に配置されている。そのため、第２の出射面７３ｂから出射される光の壁面２０までの光路長は、第１の出射面７２ａから出射される光の壁面２０までの光路長よりも長い。

しかし、例えば、被照射物が床面である場合には、第２の出射面７３ｂから出射される光の壁面２０までの光路長は、第１の出射面７２ａから出射される光の壁面２０までの光路長よりも短くなる。このため、第１の出射面７２ａが平面で第２の出射面７３ｂが凹面形状であることが望ましい。つまり、被照射物までの光路長の差によって、出射面７上の中心線ＣＬ_１を中心とした凹形状のＸ軸方向の曲率を変更する。

本実施の形態２は、第２の出射面７ｂを平面とすることによって、照度の高い箇所の分離（照度むら）を抑制した。しかし、照明装置１５において、第３の入射面５に凸部を形成することによって、第２の出射面７３ｂの凹形状による光の拡がりを軽減することが可能となる。

このため、第１の出射面７２ａと第２の出射面７３ｂとを同一の面とすることが可能となる。例えば、第１の出射面７２ａと第２の出射面７３ｂとを同一の凹面形状とすることができる。つまり、第３の入射面５に凸部を形成することによって、第２の出射面７３ｂから出射される光の発散角を第１の出射面７２ａから出射される光の発散角よりも小さくできる。そして、壁面２０に照射される光の広がりを軽減することが可能となる。つまり、壁面２０に照射される光の広がりを狭くする。そして、壁面２０上での照度分布の分離を抑制する。つまり、照度の高い箇所の分離（照度むら）を抑制するという効果が得られる。

また、本実施の形態２では、第１の入射面４ａ及び第２の入射面４ｂを平面として説明した。しかし、光学素子３３，３４のＹ軸方向の厚みが大きい場合には、第１の出射面７２ａ及び第２の出射面７ｂ，７３ｂを出射する光が減少する。このため、第１の入射面４ａ及び第２の入射面４ｂに凸部を形成することによって、光の利用効率を向上させることが好ましい。

ここで、第３の入射面５、第１の入射面４ａおよび第２の入射面４ｂで説明した「凸部」とは、中心線ＣＬ_１に対応する線（中心線）上において、光の入射側に突出している凸部を形成することを示す。この中心線ＣＬ_１に対応する線（中心線）は、第３の入射面５、第１の入射面４ａまたは第２の入射面４ｂの面上の線である。例えば、第１の入射面４ａおよび第２の入射面４ｂでは、凸部は＋Ｙ軸方向に突出している。また、第３の入射面５では、凸部は−Ｚ軸方向に突出している。

中心線ＣＬ_１に対応する線（中心線）は、光軸Ｃと出射面７２，７３との交点を通り壁面２０（被照射物）の方向に伸びる線（中心線ＣＬ_１）と対応する線（中心線）である。

実施の形態２、３では、理解を容易にするために、中心線ＣＬ_１を出射面７２，７３上の直線としている。しかし、後述の図２６で説明するように、出射面７２，７３が中心線ＣＬ_１の方向に曲率を有している場合には、中心線ＣＬ_１は直線ではなくなる。

ここで、「中心線ＣＬ_１に対応する線」とは、例えば、中心線ＣＬ_１に到達した光線の各面上における交点を、各面上で結んだ直線である。そして、その光線は、光源２の発光面の中心から出射されている。また、その光線の光源２の発光面から中心線ＣＬ_１までの光路長は、中心線ＣＬ_１に到達した光線の中で最も短い。

例えば、各実施の形態では、光学素子は、光軸Ｃを含みＹＺ平面に平行な面に対して対称である。このため、例えば、図２３、２４、２５に示した光線と各面との交点を各面上で結んだ線は、「中心線ＣＬ_１に対応する線」となる。例えば、各面が平面である場合には、対応する線は直線となる。また、各面が曲面である場合には、対応する線は曲線となる。なお、「光軸Ｃを含みＹＺ平面に平行な面」は、光軸Ｃと後述の基準直線とを含む平面である。

例えば、中心線（基準直線とよぶ）を光軸Ｃと出射面７との交点Ｐを通り光軸Ｃに垂直な直線とする。そして、照明光は、中心線（基準直線）の方向に非対称に照射されている。この場合には、出射面７２，７３上の中心線ＣＬ_１も、中心線（基準直線）に対応する線（中心線）と考えられる。なお、基準直線に対応する直線の中には、基準直線と一致する直線も含まれることがある。また、基準直線と平行な直線の中には、基準直線と一致する直線も含まれることがある。

出射面７２，７３上の中心線ＣＬ_１を中心とした凹形状は、ＺＸ平面上で基準直線に垂直な方向（Ｘ軸方向）に発散角を変更する。ＺＸ平面は、光軸Ｃに垂直な平面である。ＺＸ平面上で基準直線に垂直な方向は、発散角が変更される方向である。つまり、ＺＸ平面上の基準直線に垂直な方向は、出射面７２，７３上で中心線ＣＬ_１に垂直な方向と一致する。

出射面７２，７３上の凹形状に対応する他の面上の凹形状も同様である。例えば、他の面上の凹形状が発散角を変更した光は、出射面７２，７３上で出射面７２，７３上の凹形状と同じ方向に発散角が変更されている。つまり、ＺＸ平面上の基準直線に垂直な方向は、他の面上の中心線ＣＬ_２に垂直な方向と光学的に一致している。ここで、「垂直な方向」は、発散角が変更され方向である。なお、発散角を変更する凸形状の場合も同様である。

ただし、凸部の曲率の大きさによっては、Ｘ軸方向の照度分布を広げる効果が小さくなるため、適宜設定する必要がある。

図２６は、光学素子３３ａを−Ｙ軸方向から見た斜視図である。光学素子３３ａの第１の出射面７２ａは、Ｚ軸方向にも曲率を有している。領域７２０ａは、−Ｘ軸方向から見てＺＸ平面を反時計回りに回転させた方向に傾いている。領域７２０ｂは、−Ｘ軸方向から見てＺＸ平面を時計回りに回転させた方向に傾いている。

このように凹形状を備える面が凹面形状の曲率と異なる方向に曲がった面である場合には、中心線ＣＬ_１は、その曲がった面に沿った線となる。つまり、中心線ＣＬ_１は、光軸Ｃと出射面７との交点Ｐを通り、壁面２０（被照射物）の方向に伸びる出射面７上の線である。このため、中心線ＣＬ_１は、直線以外に屈曲した線または曲線などを取り得る。実施の形態２では、凹形状は、中心線ＣＬ_１を中心に、第１の出射面７２ａまたは第２の出射面７３ｂに形成されている。

本実施の形態２は、実施の形態１の第１の出射面及び第２の出射面の構成以外は、実施の形態１と同様の構成である。本実施の形態２で述べていない内容に関しても実施の形態１で述べられた内容が適用される。

実施の形態３．
図１６は、実施の形態３に係る照明装置１６の主要構成を概略的に示す構成図である。

図１６に示されるように、照明装置１６は、光源２と光学素子３５とを備えている。光源２は、光を発する。光源２は、実施の形態１の光源２と同様である。光学素子３５は、光源２から出射された光の配光を制御する。光学素子３５の第３の入射面５、第１の反射面６、第２の反射面８、第１の出射面７２ａ、第２の出射面７ｂ、及び側面９および側面７０ｃは、実施の形態２で示した構成および変形例の構成と同様の構成を取りえるため、それらの説明を省略する。

実施の形態１、２と同じ構成要素の構成、機能又は動作等は、実施の形態３で説明を省いた場合でも、実施の形態１、２の記載を代用する。また、実施の形態３の中で説明した、実施の形態１、２と同様の構成要素に関する記載は、実施の形態１、２の説明として用いる。ここで、「動作」とは、光の挙動を含む。

光学素子３５の説明をする。

光学素子３５は、実施の形態２に対して、第１の入射面４１ａ及び第２の入射面４１ｂの構成が異なる。

第１の入射面４１ａ及び第２の入射面４１ｂは、自由曲面形状をしている。この自由曲面形状は、中心線ＣＬ_２を中心として±Ｘ軸方向に曲率が小さくなるような曲面である。中心線ＣＬ_２上に位置する第１の入射面４１ａ及び第２の入射面４１ｂの形状は、凹形状である。

中心線ＣＬ_２は、上述の中心線ＣＬ_１に対応する線である。中心線ＣＬ_１は、光軸Ｃと出射面７２との交点を通り壁面２０（被照射物）の方向に伸びる出射面７２上の直線である。照明装置１６の光学素子３５は、光軸Ｃを含みＹＺ平面に平行な平面に対して対称な形状をしている。このため、Ｙ軸方向から見ると、中心線ＣＬ_１は、ＣＬ_２と重なっている。つまり、中心線ＣＬ_１とＣＬ_２とは、光軸Ｃを通り、Ｚ軸に平行な直線である。

つまり、例えば、Ｚ軸を中心として、第１の出射面７２ａの自由曲面形状を１８０°回転された形状を、第１の入射面４１ａまたは第２の入射面４１ｂに合わせてＸ軸を中心に傾けた場合である。このようにして、第１の入射面４１ａ及び第２の入射面４１ｂに凹面が形成されている。

第１の入射面４１ａ及び第２の入射面４１ｂに入射した光は、±Ｘ軸方向へ広がるように屈折される。そして、第１の入射面４１ａ及び第２の入射面４１ｂから入射した光は、第１の出射面７２ａへ向かう。

第１の出射面７２ａは、自由曲面形状である。この自由曲面形状は、中心線ＣＬ_１を中心に±Ｘ軸方向に曲率が小さくなるように形成されている。

これによって、実施の形態２と比較して、更に、第１の出射面７２ａから出射された光は、±Ｘ軸方向に広がって壁面２０上に照射される。つまり、第１の出射面７２ａから出射された光は、壁面２０の幅方向に広がって照射される。そして、壁面２０上の広範囲に光を照射することが可能となる。

また、側面７０ｃは、光学素子３３の側面７０ｃと同様である。光学素子３５において、側面７０ｃは第１の出射面７２ａ及び第２の出射面７ｂの外周側に形成されている。本実施の形態３では、側面７０ｃは吸収面または拡散面とする。しかし、側面７０ｃを光学研磨面としても構わない。なお、光源２の発散角の特性によるが、側面７０ｃは、壁面２０上の照度むらに影響を与える可能性がある。このため、側面７０ｃは黒塗り処理または拡散面とすることが好ましい。

図１７は、本実施の形態３の効果を説明するためのシミュレーション図である。

図１７（ａ）は、照明装置１６から出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。図１７（ｂ）は、第１の出射面７２ａから出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。照明装置１６の配置構成は図２に示した配置とする。

つまり、図１７（ａ）は、第１の出射面７２ａおよび第２の出射面７ｂから出射された光による照度分布である。図１７（ｂ）は、第１の出射面７２ａから出射された光による照度分布である。

なお、光源２の発散角などの条件によって、側面７０ｃからの出射光による照度むらが発生する場合がある。このため、本シミュレーションでは、側面７０ｃを吸収面としてシミュレーションを行っている。なお、光の利用効率を考慮した場合には、側面７０ｃを拡散面とすることが好ましい。

図１７において、横軸はＸ軸方向の位置を示している。また、縦軸はＹ軸方向の位置を示している。Ｘ軸方向は、壁面２０の幅方向である。Ｙ軸方向は、壁面２０の高さ方向である。

また、図１７では、等高線で照度を１０分割して表示している。照度は、等高線の中心に行くに従って明るくなっている。

図１７（ａ）より、均一な照度分布となっていることが確認できる。また、実施の形態２の図１３の照度分布と比較すると、Ｙ軸方向の１３５０ｍｍ付近のＸ軸方向の照度分布の広がりが大きくなっていることが確認できる。つまり、第１の入射面４１ａ及び第２の入射面４１ｂを凹面形状とすることによって、矩形状の照度分布を幅広い楕円状の分布にすることが可能であるという効果が確認できる。

図１７（ｂ）では、図１５（ｃ）の照度分布と比較して、Ｙ軸方向の１３５０ｍｍ付近のＸ軸方向の照度分布の広がりが大きくなっていることが確認できる。図１３は、図１２の照明装置１４の第１の出射面７２ａおよび第２の出射面７ｂから出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。図１５（ｃ）は、図１４の照明装置１５の第１の出射面７２ａから出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。

これよって、第１の入射面４１ａ及び第２の入射面４１ｂに凹部を形成したことによる効果が確認される。特に、ＺＸ平面に対して角度を有している第２の入射面４１ｂの効果は大きい。傾斜している面（例えば、第２の入射面４１ｂ）に凹部を設けることで、例えば、光学素子の中での不要光が減少する。これに関しての詳細は後述する。

光学素子３５の第２の入射面４１ｂの傾斜は、上述の各実施の形態および各変形例と同じである。第２の入射面４１ｂは、ＺＸ平面に対して傾斜している。図１６では、第２の入射面４１ｂは、ＺＸ平面に対してＹ軸方向に傾斜している。つまり、第２の入射面４１ｂは、Ｘ軸を中心に、ＺＸ平面に平行な平面を＋Ｘから見て時計回りに回転させた面である。

＜変形例４＞
図１８は、本実施の形態３の変形例４に係る照明装置１７の主要構成を概略的に示す構成図である。

図１８に示す照明装置１７は、第１の入射面４ａ、第２の入射面４ｂおよび第３の入射面５の構成以外において、照明装置１４と同様の構成である。また、照明装置１７は、第３の入射面５を備えていない。照明装置１７は、照明装置１４の第１の入射面４ａ及び第２の入射面４ｂを、入射面４ｃとしている点で異なる。入射面４ｃは、例えば、ＺＸ平面に平行な平面である。

図１９は、本実施の形態３の変形例４の効果を説明するためのシミュレーション図である。

図１９は、照明装置１７から出射された光の壁面２０上の照度分布を示す。つまり、図１９は、第１の出射面７２ａおよび第２の出射面７ｂから出射された光による照度分布である。照明装置１７の配置は、図２に示した配置とする。

なお、光源２の発散角などの条件によって、側面７０ｃからの出射光による照度むらが発生する場合がある。このため、本シミュレーションでは、側面７０ｃを吸収面としてシミュレーションを行っている。なお、光の利用効率を考慮する場合には、側面７０ｃを拡散面とすることが好ましい。

図１９において、横軸はＸ軸方向の位置を示している。また、縦軸はＹ軸方向の位置を示している。Ｘ軸方向は、壁面２０の幅方向である。Ｙ軸方向は、壁面２０の高さ方向である。

また、図１９では、等高線で照度を１０分割して表示している。照度は、等高線の中心に行くに従って明るくなっている。

図１３と比較すると、図１９では、Ｙ軸方向の１８００ｍｍ付近の照度分布の広がりが大きくなっていることが確認できる。また、図１５（ｃ）と比較しても、図１９では、Ｙ軸方向の１８００ｍｍ付近の照度分布の広がりが大きくなっていることが確認できる。図１３は、第１の出射面７２ａおよび第２の出射面７ｂから出射された光による照度分布である。また、図１５（ｃ）は、第１の入射面４ａまたは第２の入射面４ｂから入射して、第１の出射面７２ａから出射された光の照度分布を示す。

光学素子３６は、第１の出射面７２ａが光学素子３３，３４と同様の構成である。それにも関わらず、本実施の形態３の変形例４では、Ｘ軸方向の照度分布を広げるという効果が確認できる。

これは、入射面４ｃが平面であっても、第１の出射面７２ａの形状は、中心線ＣＬ_１を中心として、±Ｘ軸方向に曲率が小さくなる自由曲面形状である。これによって、図１９は、Ｘ軸方向に照度分布を広げることが可能であることを示している。

図１６に示す照明装置１６は、第２の入射面４１ｂがＺＸ平面に対して角度（傾き）を有している。そして、照明装置１６は、第２の入射面４１ｂに凹部が形成されている。図１７は、照明装置１６が照度分布を楕円状に大きく広げることができることを示している。

この点からも、第２の入射面４１ｂがＺＸ平面に対してＺ軸方向に角度（傾き）を有している場合には、第２の入射面４１ｂに凹部を形成することが好ましい。これによって、壁面２０上の照度分布を広範囲に拡大できるという効果が得られることが確認できる。

例えば、光学素子３６において、入射面４ｃから第１の出射面７２ａまでのＹ軸方向の距離が長い場合に、入射面４ｃに凹面形状を形成すると、入射面４ｃから入射した光は側面９で反射されて不要光となる。または、入射面４ｃから入射した光が第１の出射面７２ａに到達しない等の不具合が発生する。

第２の入射面４１ｂがＺＸ平面に対して角度（傾き）を有している場合には、第２の入射面４１ｂから第１の出射面７２ａまでのＹ軸方向の距離が短くなる。このため、第２の入射面４１ｂに凹面形状を設けても、第１の出射面７２ａに効率よく光線が到達し、照度分布を広範囲に拡大するのに効果的である。

入射面４ｃよりも第２の入射面４１ｂの方が、出射面７２までの光路長が短い。このため、凹面の曲率を大きくしても、出射面７２に到達する光線が多くなる。つまり、例えば、第１の入射面４１ａの凹面の曲率を大きくすると、側面９に到達する光線が多くなる。そのため、出射面７２に到達する光線が少なくなる。照度分布を効率よく広げるためには、第２の入射面４１ｂのように、傾斜していることが好ましい。

＜変形例５＞
図２０は、本実施の形態３の変形例５に係る照明装置１８の主要構成を概略的に示す構成図である。

照明装置１８は、第１の反射面６３の構成が実施の形態３の照明装置１６と異なる。第１の反射面６３の−Ｙ軸方向の端部は、照明装置１６に比べて、−Ｙ軸方向に延伸されている。つまり、長さＢ_４が光学素子３５よりも出射面７２側に長い、

照明装置１６において、光源２から出射された光の内、第１の反射面６の−Ｙ軸方向側の端部よりも−Ｙ軸方向側を通過していた光は、＋Ｚ軸方向に進行していた。照明装置１８は、この光を壁面２０の方向（−Ｚ軸方向）に反射することが可能となる。

これによって、眩しい光が＋Ｚ軸方向へ光軸Ｃに対して角度を有して出射されることを防ぐことが可能となる。つまり、壁面２０から離れる方向に出射される光を抑えることができる。また、壁面２０へ照射し、光の利用効率を向上させることも可能となる。

なお、図２２は、図２０によって示された実施の形態３の変形例５の照明装置１８の斜視図の一例である。

第１の入射面４１ａおよび第２の入射面４１ｂには、照明装置１６の光学素子３５で説明した凹面形状が形成されている。つまり、第１の入射面４１ａは、Ｘ軸方向において、凹面形状をしている。また、第２の入射面４１ｂには、＋Ｘ軸方向の端部および−Ｘ軸方向の端部からＸ軸方向の中心方向に向けて凹面形状となるよう凹面が形成されている。つまり、第２の入射面４１ｂは、Ｘ軸方向において、凹面形状をしている。

図２１は、本実施の形態３の変形例５の効果を示す光線追跡図である。

図２１の光線２００のように、第１の反射面６３の−Ｙ軸方向側の端部で反射された光線２００は、光軸Ｃに対する角度（傾き）が小さくなって出射される。第１の反射面６３が延伸されて構成されていなければ、光線２００は、光軸Ｃに対して大きな角度を有して＋Ｚ軸方向に出射されていた。つまり、光学素子３５の場合には、光線２００と同様の光線は、光線２００よりも＋Ｚ軸方向側に進行する。

これによって、＋Ｚ軸方向から壁面２０を観察した際に、眩しい光が観察者に到達することを防ぐことが可能となる。また、壁面２０に向けて反射させることで、光の利用効率を向上させることも可能である。第１の反射面６３での光線２００の反射は、例えば、全反射である。

本実施の形態３は、第１の入射面、第２の入射面、第１の出射面及び第２の出射面の構成以外は、実施の形態１と同様の構成である。なお、変形例５の第１の反射面６３は、実施の形態１の第１の反射面６と相違する。本実施の形態３で述べていない内容に関しても実施の形態１で述べられた内容が適用される。

本実施の形態３は、実施の形態２の照度分布をＸ軸方向に大きくしたことを特徴としている。本実施の形態３では、第１の入射面及び第２の入射面の形状が実施の形態２と異なっている。その他の構成は、実施の形態２と同様の構成である。本実施の形態３で述べていない内容に関しても実施の形態２で述べられた内容が適用される。

実施の形態２、３で示された照明装置１４，１５，１６，１７，１８は、照射光の光線によって光路長が異なる場合でも、照明される領域の幅を調整とすることができる。そして、照明装置１４，１５，１６，１７，１８は、照明される領域の幅を同様とすることができる。

なお、上述の各実施の形態においては、「平行」または「垂直」などの部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す用語を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。このため、請求の範囲に部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す記載をした場合には、製造上の公差又は組立て上のばらつき等を考慮した範囲を含むことを示している。

また、以上のように本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。

以上の各実施の形態を基にして、以下に発明の内容を付記（１）から付記（３）として記載する。付記（１）から付記（３）は、各々独立して符号を付している。そのため、例えば、付記（１）と付記（２）との両方に、「付記１」が存在する。

なお、付記（１）の装置の特徴を付記（２）または付記（３）の装置に付与することができる。また、付記（２）の装置の特徴を付記（３）の装置に付与することができる。また、付記（１）の装置の特徴と付記（２）の装置の特徴と付記（３）の装置の特徴とを合わせることができる。つまり、付記（１）の装置の特徴と付記（２）の装置の特徴と付記（３）の装置の特徴とは、互いに組み合わせることができる。

＜付記（１）＞
＜付記１＞
光源と前記光源から出射された光を入射する光学素子とを備え、
前記光学素子は、第１の入射面、第２の入射面、第３の入射面、第１の出射面、第２の出射面及び第１の反射面を有し、
前記第１の入射面の一方の端部と前記第２の入射面の一方の端部とが前記光源側で接続され、
前記第３の入射面の一方の端部と前記第２の入射面の他方の端部とが前記第２の出射面側で接続され、
前記第３の入射面の他方の端部と前記第１の反射面の端部とが前記光源側で接続され、
前記第１の入射面及び前記第２の入射面に入射した光は、前記第１の出射面から出射され、
前記第３の入射面に入射した光は、前記第１の反射面で反射されて前記第２の出射面から出射され、
前記第２の出射面が拡散処理を施した面である
照明装置。

＜付記２＞
光源と前記光源から出射された光を入射する光学素子とを備え、
前記光学素子は、第１の入射面、第２の入射面、第３の入射面、第１の出射面、第２の出射面及び第１の反射面を有し、
前記第１の入射面の一方の端部と前記第２の入射面の一方の端部とが前記光源側で接続され、
前記第３の入射面の一方の端部と前記第２の入射面の他方の端部とが前記第２の出射面側で接続され、
前記第３の入射面の他方の端部と前記第１の反射面の端部とが前記光源側で接続され、
前記第１の入射面及び前記第２の入射面に入射した光は、前記第１の出射面から出射され、
前記第３の入射面に入射した光は、前記第１の反射面で反射されて前記第２の出射面から出射され、
前記第３の入射面が拡散処理を施した面である
照明装置。

＜付記３＞
前記第１の出射面及び前記第２の出射面は、中央が凹形状で、中央から離れるに従って曲率が大きくなるように曲面が形成された自由曲面形状であり、
前記第２の出射面の中央の曲率が、前記第１の出射面の中央の曲率よりも小さい
付記１または２に記載の照明装置。

＜付記４＞
前記第１の出射面は、中央が凹形状で、中央から離れるに従って曲率が大きくなるように曲面が形成された自由曲面形状であり、
前記第２の出射面は、平面である
付記１または２に記載の照明装置。

＜付記５＞
前記第１の出射面及び前記第２の出射面は、中央が凹形状で、中央から離れるに従って曲率が大きくなるように曲面が形成された自由曲面形状であり、
前記第３の入射面に、凸部が形成される
付記１または２に記載の照明装置。

＜付記６＞
前記第２の入射面は、前記第１の出射面側に凹部が形成される
付記１から５のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記７＞
前記光学素子は、前記第１の入射面の他方の端部と前記光源側で接続される第２の反射面を有し、
前記第１の反射面の前記第２の出射面側端部が前記第２の反射面の前記第１の出射面側端部よりも前記光学素子の出射面側に位置する
付記１から５のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記８＞
前記第１の入射面と第２の入射面とが、同一面で形成される
付記１から７のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記（２）＞
＜付記１＞
光を出射する光源と、
前記光を入射して、入射された前記光を前記光源の光軸に対して非対称に照射する光学素子と
を備え、
前記光学素子は、前記光を入射する第１の入射面および前記光を反射する反射面を含み、
前記光源から前記第１の入射面に到達した前記光は、前記第１の入射面を透過する第１の光と前記第１の入射面で反射される第２の光とを含み、
前記第２の光の光路上に、当該第２の光を拡散させる拡散部を備える照明装置。

＜付記２＞
前記拡散部は、前記第１の入射面および前記反射面の少なくともいずれか１つに備えられている付記１に記載の照明装置。

＜付記３＞
前記光学素子は、前記反射面で反射された光を出射する出射面を含む付記１または２に記載の照明装置。

＜付記４＞
前記拡散部は、前記出射面に備えられている付記３に記載の照明装置。

＜付記５＞
前記光源から前記反射面に直接到達する第３の光は、前記反射面で反射される付記１から４のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記６＞
前記出射面上において、前記第２の光は、前記第３の光よりも前記光軸に近い領域を透過する付記５に記載の照明装置。

＜付記７＞
前記反射面は、前記光軸の方向において、前記反射面に到達する前記第３の光に対して凹面形状である付記５または６に記載の照明装置。

＜付記８＞
前記第１の入射面の前記第２の光が反射される第１の領域は、前記光軸に垂直な平面に対して傾斜しており、
前記第１の領域の前記光軸に近い第１の端部は、前記光軸から遠い第２の端部よりも前記光軸の方向において前記光源側に位置する付記１から７のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記９＞
前記反射面の前記第２の光が反射される第２の領域は、前記光軸に垂直な平面に対して傾斜しており、
前記第２の領域の前記光軸に近い第３の端部は、前記光軸から遠い第４の端部よりも前記光軸の方向において前記光源側に位置する付記１から８のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記１０＞
前記光学素子は、第２の入射面を備え、
前記第２の入射面は、前記第１の入射面と前記反射面との間に配置されている付記１から４のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記１１＞
前記拡散部は、前記第２の入射面に備えられている付記１０に記載の照明装置。

＜付記１２＞
前記第２の光と前記光源から前記反射面に直接到達する第３の光とは、前記第２の入射面を透過して前記反射面に到達する付記１０または１１に記載の照明装置。

＜付記１３＞
前記出射面上において、前記第２の光は、前記第３の光よりも前記光軸に近い領域を透過する付記１２に記載の照明装置。

＜付記１４＞
前記反射面は、前記光軸の方向において、前記反射面に到達する前記第３の光に対して凹面形状である付記１２または１３に記載の照明装置。

＜付記１５＞
前記第１の入射面の前記第２の光が反射される第１の領域は、前記光軸に垂直な平面に対して傾斜しており、
前記第１の領域の前記光軸に近い第１の端部は、前記光軸から遠い第２の端部よりも前記光軸の方向において前記光源側に位置する付記１０から１４のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記１６＞
前記反射面の前記第２の光が反射される第２の領域は、前記光軸に垂直な平面に対して傾斜しており、
前記第２の領域の前記光軸に近い第３の端部は、前記光軸から遠い第４の端部よりも前記光軸の方向において前記光源側に位置する付記１０から１８のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記１７＞
前記第２の入射面は、前記光軸に垂直な平面に対して傾斜しており、前記光軸の方向において、前記光源に近い第５の端部と前記光源から遠い第６の端部とを含む付記１０から１４のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記１８＞
前記第１の入射面の前記第２の光が反射される第１の領域は、前記光軸に垂直な平面に対して傾斜しており、
前記第１の領域の前記光軸に近い第１の端部は、前記光軸から遠い第２の端部よりも前記光軸の方向において前記光源側に位置する付記１７に記載の照明装置。

＜付記１９＞
前記第６の端部は、前記第２の端部の位置に配置される付記１８に記載の照明装置。

＜付記２０＞
前記第６の端部は、前記第２の端部に接続される付記１９に記載の照明装置。

＜付記２１＞
前記反射面の前記第２の光が反射される第２の領域は、前記光軸に垂直な平面に対して傾斜しており、
前記第２の領域の前記光軸に近い第３の端部は、前記光軸から遠い第４の端部よりも前記光軸の方向において前記光源側に位置する付記１７から２０のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記２２＞
前記第５の端部は、前記第３の端部の位置に配置される付記２１に記載の照明装置。

＜付記２３＞
前記第５の端部は、前記第３の端部に接続される付記２２に記載の照明装置。

＜付記２４＞
前記第２の光は、照明光に含まれる付記１から２３のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記２５＞
前記反射面は、前記光軸の方向において、前記反射面に到達する前記第２の光に対して凹面形状である付記１から２３のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記２６＞
第１の入射面は、前記反射面よりも前記光軸に近い位置に配置されている付記１から２５のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記２７＞
前記拡散部の散乱特性は、ガウス角で２度から４度である付記１から２６のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記２８＞
前記拡散部は、複数の平面を含む面で形成されている付記１から２７のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記２９＞
前記拡散部は、複数の曲面を含む面で形成されている付記１から２７のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記３０＞
前記拡散部は、前記反射面に備えられている付記２８または２９に記載の照明装置。

＜付記３１＞
前記拡散部は、前記第２の入射面の前記第２の光の光路上に備えられている付記１から３０のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記（３）＞
＜付記１＞
光を出射する光源と、
前記光を入射して、入射された前記光を前記光源の光軸に対して非対称に照射する光学素子と
を備え、
前記光学素子は、入射された光を出射する出射面を備え、
前記出射面は、前記出射面から照射された前記光の光路長の短い光線を出射する第１の領域と、前記光路長の長い光線を出射する第２の領域とを含み、
前記第１の領域における前記光の発散角は、前記第２の領域における前記光の発散角よりも大きい照明装置。

＜付記２＞
前記光学素子は、前記光軸と前記出射面との交点を通り前記光軸に垂直な基準直線の方向に非対称に前記光を照射する付記１に記載の照明装置。

＜付記３＞
前記第１の領域は、前記第２の領域に対して、前記基準直線の伸びる方向に配置されている付記２に記載の照明装置。

＜付記４＞
前記発散角は、前記出射面上において、前記基準直線に対して直角方向の発散角である付記２または３に記載の照明装置。

＜付記５＞
前記光学素子には、前記基準直線と平行な直線に対応する線であって、前記光の光路上の屈折面および反射面の少なくともいずれか１つの面上の前記線を中心軸として、前記面には前記光の発散角を変更する曲面形状が形成されている付記２から４のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記６＞
前記光学素子は、前記光の光路上の面上に前記光の発散角を変更する曲面形状を含み、
前記曲面形状は、前記基準直線と平行な直線に対応する前記面上の線を中心線として湾曲している付記２から４のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記７＞
前記光学素子は、前記曲面形状によって前記発散角を大きくする第１の面を含む付記５または６に記載の照明装置。

＜付記８＞
前記第１の面は、前記曲面形状が凹面形状の屈折面であり、
前記出射面から照射された前記光の光路長の短い光線が透過する前記面上の領域の前記凹面形状の曲率は、前記光路長の長い光線が透過する前記面上の領域の前記凹面形状の曲率よりも大きい付記７に記載の照明装置。

＜付記９＞
前記第１の面は、前記出射面である付記７または８のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記１０＞
前記第１の面は、前記曲面形状は凸面形状の反射面であり
前記出射面から照射された前記光の光路長の短い光線が反射される前記面上の領域の前記凸面形状の曲率は、前記光路長の長い光線が反射される前記面上の領域の前記凸面形状の曲率よりも大きい付記７に記載の照明装置。

＜付記１１＞
前記光路の長い光線が透過する前記第１の面上の領域は、平面形状を含む付記７から１０のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記１２＞
前記光学素子は、前記曲面形状によって前記発散角を小さくする第２の面を含む付記７から１１のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記１３＞
前記第２の面は、前記第１の面よりも前記光の光路上において、前記光源側に位置する付記１２に記載の照明装置。

＜付記１４＞
前記光学素子は、前記曲面形状によって前記発散角を小さくする第２の面を含む付記５または６に記載の照明装置。

＜付記１５＞
前記第２の領域は、平面形状を含む付記１から１４のいずれか１つに記載の照明装置。

＜付記１６＞
前記光学素子は、前記光を入射する第１の入射面および前記光を反射する反射面を含み、
前記光源から前記第１の入射面に到達した前記光は、前記第１の入射面を透過する第１の光と前記第１の入射面で反射される第２の光とを含み、
前記第２の光の光路上に、当該第２の光を拡散させる拡散部を備える付記１から１５のいずれか１つに記載の照明装置。

１，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８ 照明装置、 ２ 光源、 ３，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７ 光学素子、 ４ａ，４１ａ 第１の入射面、 ４ｂ，４１ｂ 第２の入射面、 ４ｅ 入射面、 ５ 第３の入射面、 ６，６１，６２ 第１の反射面、 ７，７２ 出射面、 ７ａ，７２ａ 第１の出射面、 ７ｂ，７１ｂ，７３ｂ 第２の出射面、 ７２０ａ，７２０ｂ 領域、 ７０ｃ，７１ｃ 側面、 ８ 第２の反射面、 ９ 側面、 ２０ 壁面、 ３０ａ，３０ｂ，４０ｂ，６０ｂ，９０ｂ，１４０ａ，１４０ｂ 領域、 ４０ｃ，７０ａ，７０ｂ 位置、 １００ａ，１００ｂ，１００ｃ 線、 ４００，４０１ 光、 ａ_１，ａ_２，ａ_３，ａ_４，ａ_５，ａ_６ 角度、 Ｂ_１，Ｂ_２，Ｂ_３，Ｂ_４ 長さ、 Ｃ 光軸、 ＣＬ_１，ＣＬ_２ 中心線、 Ｄ 間隔、 Ｈ 壁面の幅、 Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３，Ｌ_４，Ｌ_５，Ｌ_６，Ｌ_７ 光、 Ｐ 交点、 Ｖ 壁面の高さ。

Claims (8)

1. 光を出射する光源と、
   前記光源から出射された光を入射する第１の入射面、第２の入射面、入射された光を反射する反射面及び入射された光を出射する出射面を含み、前記光を入射して、入射された前記光を前記光源の光軸と前記出射面との交点を通り前記光軸に垂直な基準直線の方向に非対称に照射する光学素子と
   を備え、
   前記第２の入射面は、前記第１の入射面と前記反射面との間に配置され、
   前記出射面は、前記出射面から照射された前記光の光路長の短い光線を出射する第１の領域と、前記光路長の長い光線を出射する第２の領域とを含み、
   前記光学素子は、前記出射面上に前記光の発散角を大きくする凹面形状の曲面形状を含み、
   前記曲面形状は、前記基準直線と平行な直線に対応する前記出射面上の線を中心線として湾曲しており、
   前記第１の入射面に入射した光は、前記第１の領域に到達し、
   前記第２の入射面から入射した光は、前記反射面に到達し、
   前記反射面で反射された光は、前記第２の領域に到達し、
   前記第１の領域の前記凹面形状および前記第２の領域の前記凹面形状によって、前記第１の領域における前記光の発散角は、前記第２の領域における前記光の発散角よりも大きく、
   前記発散角は、前記出射面上において、前記基準直線に対して直角方向の発散角である照明装置。
2. 前記第１の領域における前記第１の入射面に入射した光の発散角は、前記第２の領域における前記第２の入射面から入射し前記反射面で反射された光の発散角よりも大きい請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第２の領域の前記中心線上の前記直角方向の前記凹面形状の曲率は、前記第１の領域の前記中心線上の前記直角方向の前記凹面形状の曲率よりも小さい請求項１または２に記載の照明装置。
4. 光を出射する光源と、
   前記光源から出射された光を入射する第１の入射面、第２の入射面、入射された光を反射する反射面及び入射された光を出射する出射面を含み、前記光を入射して、入射された前記光を前記光源の光軸と前記出射面との交点を通り前記光軸に垂直な基準直線の方向に非対称に照射する光学素子と
   を備え、
   前記第２の入射面は、前記第１の入射面と前記反射面との間に配置され、
   前記出射面は、前記出射面から照射された前記光の光路長の短い光線を出射する第１の領域と、前記光路長の長い光線を出射する第２の領域とを含み、
   前記光学素子は、前記出射面上に前記光の発散角を大きくする凹面形状の曲面形状を含み、
   前記曲面形状は、前記基準直線と平行な直線に対応する前記出射面上の線を中心線として湾曲しており、
   前記第１の入射面に入射した光は、前記第１の領域に到達し、
   前記第２の入射面から入射した光は、前記反射面に到達し、
   前記反射面で反射された光は、前記第２の領域に到達し、
   前記第１の領域における前記光の発散角は、前記第２の領域における前記光の発散角よりも大きく、
   前記第２の領域は、平面形状を含み、
   前記発散角は、前記出射面上において、前記基準直線に対して直角方向の発散角である照明装置。
5. 前記第１の入射面上に前記光の発散角を小さくする曲面形状を含み、
   前記第１の入射面上の曲面形状は、前記基準直線と平行な直線に対応する前記第１の入射面上の線を中心線として湾曲している請求項１から４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 前記第１の入射面上の曲面形状は、前記第１の入射面に形成された凸部である請求項５に記載の照明装置。
7. 前記第２の入射面上に前記光の発散角を小さくする曲面形状を含み、
   前記第２の入射面上の曲面形状は、前記基準直線と平行な直線に対応する前記第２の入射面上の線を中心線として湾曲している請求項１から６のいずれか１項に記載の照明装置。
8. 前記第２の入射面上の曲面形状は、前記第２の入射面に形成された凸部である請求項７に記載の照明装置。

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