WO2012005008A1

WO2012005008A1 - 光束制御部材および照明装置

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Publication number: WO2012005008A1
Application number: PCT/JP2011/003914
Authority: WO
Inventors: 中村　真人
Original assignee: 株式会社エンプラス
Priority date: 2010-07-08
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2012-01-12

Abstract

光束制御部材（３）は、基板（４）上に配置された１または２以上の発光素子（２）に対して空気層を介して配置され、発光素子（２）の光軸と交わるように形成される蓋部（８）と、蓋部（８）の外縁から基板（４）側へ延びる側壁部（６）とを有する。蓋部（８）の内面（１０）は、外周部よりも中心部の方が発光素子（２）寄りに位置する凹面であり、かつ透過反射膜（１３）で覆われている。透過反射膜（１３）は、発光素子（２）からの光の一部を側壁部（６）に向けて反射させ、発光素子（２）からの光の残部を透過させる。蓋部（８）の外面は、透過反射膜（１３）を透過して入射した光を蓋部（８）の外方へ出射させる。側壁部（６）は、透過反射膜（１３）で反射されて側壁部（６）の内面（１７）に到達した光および発光素子（２）から側壁部（６）の内面（１７）に直接到達した光を側壁部（６）の外面（１８）から外方へ出射する。

Description

光束制御部材および照明装置

　本発明は、発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材に関する。また、本発明は、前記光束制御部材を有する照明装置であって、白熱電球または蛍光灯に代えて使用できる照明装置に関する。

　近年、省エネルギーや環境保全の観点から、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とする照明装置（例えばＬＥＤ電球やＬＥＤ蛍光灯など）が、白熱電球または蛍光灯に代わるものとして使用されている。

　しかしながら、従来のＬＥＤを光源とする照明装置は、前方方向のみに光を出射し、白熱電球または蛍光灯のように全方位に光を出射することができない。このため、従来の照明装置は、白熱電球または蛍光灯のように天井や壁面からの反射光を利用して室内を広範囲に照明することができない。

　このような従来のＬＥＤを光源とする照明装置の配光特性を白熱電球または蛍光灯の配光特性に近づけるため、ＬＥＤからの出射光の進行方向を光束制御部材で制御することが提案されている（例えば特許文献１～３参照）。

　図１は、特許文献１に記載の光方向変換素子（光束制御部材）の構成を示す図である。図１Ａは、光方向変換素子の平面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＡ－Ａ線の断面図である。これらの図に示されるように、光方向変換素子１０１は、ＬＥＤ１００からの光をＢ面（回転放物面）１０２およびＥ面（面取り状の傾斜面）１０３で反射させ、Ｂ面１０２およびＥ面１０３で反射した光をＤ面１０４（ＬＥＤ１００が実装された基板表面）で更に反射させ、Ｄ面１０４で反射した光をＢ面１０２から出射する。また、光方向変換素子１０１は、Ｂ面１０２で反射してＣ面１０５に到達した光を外部の斜め後方（下方）へ向けて出射する。

　このような光方向変換素子１０１でＬＥＤ１００の光の進行方向を制御することにより、上方向（前方方向）および水平方向（前方方向に直交する方向）への出射光を得ることができる。したがって、従来のＬＥＤを光源とする照明装置に光方向変換素子１０１を適用すれば、その配光特性を白熱電球または蛍光灯の配光特性に近づけることが可能になると考えられる。

特開２００８－２１６５４０号公報特開２００７－０３４３０７号公報特開２００７－０４８８８３号公報

　しかしながら、図１に示される光方向変換素子１０１では、ＬＥＤ１００からの光のうち、Ｂ面１０２に対して全反射条件を満たす光がＢ面１０２で反射され、Ｂ面１０２に対して全反射条件を満たさない光はＢ面１０２を透過する。したがって、図１に示される光方向変換素子１０１を使用した場合、Ｂ面１０２に対して全反射条件を満たさない光は、Ｂ面１０２を透過する際に色分離してしまう。その結果、色むらが生じてしまい、照明品質が低下してしまう。特に、ＬＥＤ１００の発光面積が点光源とみなせない程度に大きい場合、Ｂ面１０２に対して全反射条件を満たさない光の比率が多くなり、出射光の色むらがより一層生じやすくなる。

　そこで、本発明は、色むらに起因する照明品質の低下を招くことなく、配光特性を白熱電球または蛍光灯に近づけることができる光束制御部材、およびこの光束制御部材を有する照明装置を提供することを目的とする。

　本発明の光束制御部材は、基板上に配置された１または２以上の発光素子に対して空気層を介して配置され、前記発光素子の光軸と交わるように形成される蓋部と、前記蓋部の外縁から前記基板側へ延びる側壁部とを有する光束制御部材であって、前記蓋部の内面は外周部よりも中心部の方が前記発光素子寄りに位置する凹面であり、前記蓋部の内面は透過反射膜で覆われており、前記透過反射膜は前記発光素子からの光の一部を前記側壁部に向けて反射し、前記発光素子からの光の残部を透過し、前記蓋部の外面は前記透過反射膜を透過して入射した光を蓋部の外方へ出射し、前記側壁部は前記透過反射膜で反射されて前記側壁部の内面に到達した光および前記発光素子から前記側壁部の内面に直接到達した光を前記側壁部の外面から外方へ出射する、構成を採る。

　本発明の光束制御部材は、基板上に配置された１または２以上の発光素子に対して空気層を介して配置される光束制御部材であって、前記発光素子の出射光のうち一部の出射光と交わる面に透過反射膜が形成され、前記透過反射膜は前記一部の出射光のうち更に一部を反射し、前記一部の出射光の残部を透過する、構成を採る。

　本発明の照明装置は、１または２以上の発光素子が配置された基板と、前記発光素子の出射光のうち一部の出射光と交わるように形成され、前記一部の出射光のうち更に一部を反射し、前記一部の出射光の残部を透過する透過反射部と、前記透過反射部で反射された光および前記発光素子から直接到達した光を外方へ出射する透過部とを有する。

　本発明の光束制御部材は、発光素子からの光の一部を透過反射膜で反射するようになっており、発光素子からの光を全反射によって反射するものではないため、出射光に色むらが生じるのを防止しつつ、蓋部および側壁部から広範囲に光を出射することができる。

　本発明の照明装置は、照明光の配光特性を白熱電球または蛍光灯の配光特性に近づけることができる。また、本発明の照明装置は、色むらがない高品質の照明光を出射することができる。

図１Ａは、従来の光束制御部材（光方向変換素子）の平面図である。図１Ｂは、図１Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図である。図２Ａは、実施の形態１の照明装置の平面図であり、図２Ｂは、実施の形態１の照明装置の正面図であり、図２Ｃは、図２Ａに示されるＢ－Ｂ線の断面図であり、図２Ｄは、実施の形態１の照明装置の底面図である。図３Ａは、実施の形態１の照明装置の光束制御部材の平面図であり、図３Ｂは、実施の形態１の照明装置の光束制御部材の正面図であり、図３Ｃは、図３Ａに示されるＣ－Ｃ線の断面図であり、図３Ｄは、実施の形態１の照明装置の光束制御部材の底面図である。図４Ａは、光束制御部材の透過反射膜の光反射機能を説明するための模式図である。図４Ｂは、光束制御部材の透過反射膜の光透過機能を説明するための模式図である。透過反射膜の光反射率が５５％の場合の実施の形態１の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が６５％の場合の実施の形態１の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が７５％の場合の実施の形態１の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が８５％の場合の実施の形態１の照明装置の配光特性を示すグラフである。照明装置の配光特性の測定方法を説明するための図である。実施の形態２の照明装置の断面図である。実施の形態２の照明装置の配光特性を示すグラフである。実施の形態３の照明装置の断面図である。実施の形態３の照明装置の配光特性を示すグラフである。実施の形態４の照明装置の断面図である。実施の形態４の照明装置の配光特性を示すグラフである。実施の形態５の照明装置の断面図である。実施の形態５の照明装置の配光特性を示すグラフである。実施の形態６の照明装置の断面図である。実施の形態７の照明装置の断面図である。実施の形態８の照明装置の断面図である。実施の形態８の照明装置の配光特性を示すグラフである。実施の形態９の照明装置の断面図である。実施の形態９の照明装置の配光特性を示すグラフである。図２４Ａは、実施の形態１０の照明装置の断面図であり、図２４Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。実施の形態１０の照明装置の配光特性を示すグラフである。図２６Ａは、実施の形態１１の照明装置の断面図であり、図２６Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。図２７Ａは、実施の形態１１の照明装置の正面図であり、図２７Ｂは、実施の形態１１の照明装置の平面図であり、図２７Ｃは、実施の形態１１の照明装置の底面図であり、図２７Ｄは、図２７Ａに示されるＤ－Ｄ線の断面図である。実施の形態１１の照明装置の配光特性を示すグラフである。実施の形態１２の照明装置の断面図である。図３０Ａは、実施の形態１３の照明装置の外観斜視図である。図３０Ｂは、実施の形態１３の照明装置の透視斜視図である。図３１Ａは、実施の形態１３の照明装置の第２の方向の断面図である。図３１Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。図３２Ａは、実施の形態１３の照明装置の光束制御部材の底面図であり、図３２Ｂは、実施の形態１３の照明装置の光束制御部材の平面図である。図３２Ｃは、図３２Ｂに示されるＦ－Ｆ線の断面図であり、図３２Ｄは、図３２Ｂに示されるＧ－Ｇ線の断面図である。図３３Ａは、光束制御部材の透過反射膜の光反射機能を説明するための模式図である。図３３Ｂは、光束制御部材の透過反射膜の光透過機能を説明するための模式図である。透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態１３の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態１３の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態１３の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態１３の照明装置の配光特性を示すグラフである。照明装置の配光特性の測定方法を説明するための図である。図３９Ａは、実施の形態１４の照明装置の第２の方向の断面図である。図３９Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。図４０Ａは、実施の形態１４の照明装置の光束制御部材の底面図であり、図４０Ｂは、実施の形態１４の照明装置の光束制御部材の平面図である。図４０Ｃは、図４０Ｂに示されるＨ－Ｈ線の断面図であり、図４０Ｄは、図４０Ｂに示されるＩ－Ｉ線の断面図である。透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態１４の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態１４の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態１４の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態１４の照明装置の配光特性を示すグラフである。図４５Ａは、実施の形態１５の照明装置の第２の方向の断面図である。図４５Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。図４６Ａは、実施の形態１５の照明装置の光束制御部材の底面図であり、図４６Ｂは、実施の形態１５の照明装置の光束制御部材の平面図である。図４６Ｃは、図４６Ｂに示されるＪ－Ｊ線の断面図であり、図４６Ｄは、図４６Ｂに示されるＫ－Ｋ線の断面図である。透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態１５の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態１５の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態１５の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態１５の照明装置の配光特性を示すグラフである。図５１Ａは、実施の形態１６の照明装置の第２の方向の断面図である。図５１Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。図５２Ａは、実施の形態１６の照明装置の光束制御部材の底面図であり、図５２Ｂは、実施の形態１６の照明装置の光束制御部材の平面図である。図５２Ｃは、図５２Ｂに示されるＬ－Ｌ線の断面図であり、図５２Ｄは、図５２Ｂに示されるＭ－Ｍ線の断面図である。透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態１６の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態１６の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態１６の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態１６の照明装置の配光特性を示すグラフである。実施の形態１７の照明装置の第２の方向の断面図である。透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態１７の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態１７の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態１７の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態１７の照明装置の配光特性を示すグラフである。実施の形態１８の照明装置の斜視図である。図６３Ａは、実施の形態１８の照明装置の第２の方向の断面図である。図６３Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。図６４Ａは、実施の形態１８の照明装置の光束制御部材の平面図であり、図６４Ｂは、図６４Ａに示されるＮ－Ｎ線の断面図であり、図６４Ｃは、実施の形態１８の照明装置の光束制御部材の底面図である。透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態１８の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態１８の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態１８の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態１８の照明装置の配光特性を示すグラフである。図６９Ａは、実施の形態１９の照明装置の第２の方向の断面図である。図６９Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。図７０Ａは、実施の形態１９の照明装置の光束制御部材の平面図であり、図７０Ｂは、図７０Ａに示されるＯ－Ｏ線の断面図であり、図７０Ｃは、実施の形態１９の照明装置の光束制御部材の底面図である。透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態１９の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態１９の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態１９の照明装置の配光特性を示すグラフである。透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態１９の照明装置の配光特性を示すグラフである。

　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。以下の説明では、本発明の照明装置の代表例として、白熱電球に代えて使用されうる照明装置（実施の形態１～１２）、直管形蛍光灯に代えて使用されうる照明装置（実施の形態１３～１７）および環形蛍光灯に代えて使用されうる照明装置（実施の形態１８～１９）について説明する。

　（実施の形態１）
　［照明装置の構成］
　図２は、本発明の実施の形態１の照明装置１を示す図である。図２Ａは、照明装置１の平面図であり、図２Ｂは、照明装置１の正面図であり、図２Ｃは、図２Ａに示されるＢ－Ｂ線の断面図であり、図２Ｄは、照明装置１の底面図である。照明装置１は、白熱電球に代えて使用されうる。

　図２に示されるように、照明装置１は、発光素子２、光束制御部材３および基板４を有する。照明装置１は、発光素子２（例えば、ＬＥＤまたは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３を介して出射する。発光素子２と光束制御部材３とは、一対一で対応している。光束制御部材３の一端（開口端）５は、発光素子２が実装された基板４上に接着剤で固定されている。光束制御部材３の中心軸Ｌ１は、発光素子２の光軸Ｌと同心上に位置する。ここで「発光素子２の光軸Ｌ」とは、発光素子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。

　［光束制御部材の構成］
　図３Ａは、光束制御部材３の平面図であり、図３Ｂは、光束制御部材３の正面図であり、図３Ｃは、図３Ａに示されるＣ－Ｃ線の断面図であり、図３Ｄは、光束制御部材３の底面図である。

　光束制御部材３は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの透明樹脂材料や透明なガラスで形成されている。

　光束制御部材３は、平面形状が円形形状となるように形成されている。光束制御部材３の中心軸Ｌ１は、平面形状の図心に合致している。光束制御部材３は、基板４上に一端５が固定される円筒状の側壁部（支持部；透過部）６と、側壁部６の他端７に固定される蓋部（光束制御部材本体部；透過反射部）８とを有している。

　図３Ｃに示されるように、蓋部８の内面１０は、中心軸Ｌ１上に位置する中心部１１が外周部１２よりも側壁部６の一端５側に位置する凹面（非球面）である。したがって、光束制御部材３が基板４上に固定されると、中心部１１が外周部１２よりも発光素子２に近い位置に配置される（図２Ｃ参照）。蓋部８の内面１０の形状は、蓋部８の中心部１１から外周部１２（半径方向外方）に向かうにしたがって傾斜が緩やかになる曲面形状である。また、蓋部８の内面１０の形状は、中心部１１と外周部１２の間であって、かつ外周部１２に近い位置に傾斜角度が零となる点が生じる非球面形状である。蓋部８の内面１０には、その表面上にＴｉＯ_２およびＳｉＯ_２の層を重ねて蒸着してなる透過反射膜１３が形成されている。蓋部の内面１０は、全域が透過反射膜１３で覆われている。透過反射膜１３は、発光素子２からの光の一部を側壁部６側へ向けて反射し、発光素子２からの光の残部を蓋部８の内部に入射させる（図４参照）。なお、透過反射膜１３の膜厚は、要求される光反射率に応じて調整される。透過反射膜１３の膜厚が厚いほど、光反射率が高くなる。

　蓋部８の外面１４は、内面１０と裏表の関係であって、蓋部８の中心軸Ｌ１に沿った厚みが中心部１１から外周部１２まで同一寸法となるように形成されている。蓋部８の外面１４は、透過反射膜１３を透過して蓋部８の内部に入射した光を外部に広く出射する（図４Ｂ参照）。

　側壁部６は、中心軸Ｌ１に沿って、かつ中心軸Ｌ１を取り囲むように位置している。側壁部６は、蓋部８の外縁と基板４との間に位置している。側壁部６は、一端５から他端７側まで同一内径寸法で、かつ同一肉厚となるように形成されている。側壁部６は、発光素子２から出射された光のうちで蓋部８の透過反射膜１３によって反射された後に到達する光、および発光素子２から出射された光のうちで直接到達した光を外部に広く出射する（図４Ａ参照）。

　図５～８は、照明装置１の配光特性を示すグラフである。図５は、透過反射膜１３の光反射率が５５％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図６は、透過反射膜１３の光反射率が６５％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図７は、透過反射膜１３の光反射率が７５％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図８は、透過反射膜１３の光反射率が８５％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。

　これらの配光特性は、以下の手順で測定した。図９に示されるように、発光素子２の発光中心１５から光軸Ｌに沿って所定の距離離れた位置（基準位置０°）に照度計１６を配置した。照度計１６を発光素子２の発光中心１５を回転中心として、右回り方向（＋θ方向）に５°間隔で１８０°回転させて照度を測定し、左回り方向（－θ方向）に５°間隔で１８０°回転させて照度を測定した。測定した照度のうちの最高照度を１とした場合の相対照度（無次元値）を曲線で滑らかに結んで、図５～８のグラフを作成した。

　図５～８に示されるように、光束制御部材３の蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３の反射率が大きくなるにしたがって、水平方向（±９０°方向）および後方方向（＋９０°＜θ＜＋１８０°，－９０°＜θ＜－１８０°）の照度が増加する。また、図５～７に示される配光特性は、前方方向（θ＝０°）の照度が最も大きくなっている。これに対し、図８に示す配光特性は、前方方向（θ＝０°）の照度よりも水平方向（±９０°方向）の照度の方が大きくなっており、図５～７の配光特性で示される照度バランスと異なっている。

　このように、光束制御部材３の蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３の反射率に応じて照明装置１の配光特性が異なる。このため、照明装置１の使用形態に応じて透過反射膜１３の反射率が選択され、そのような反射率となるように透過反射膜１３が光束制御部材３の蓋部８の内面１０に蒸着される。

　ここで、実施の形態１の光束制御部材３を有する照明装置１は、光束制御部材３の透過反射膜１３の反射率が７５％の場合、その配光特性（図７に示す配光特性）が白熱電球の配光特性に最も近くなる。したがって、実施の形態１の光束制御部材３を有する照明装置１は、白熱電球に代えて室内照明に使用する場合、光束制御部材３の透過反射膜１３の反射率を７５％とするのが好ましい。

　［効果］
　実施の形態１の光束制御部材３は、蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３によって発光素子２からの光の一部を反射すると共に、蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３によって発光素子２からの光の残部（透過反射膜１３で反射されなかった光）を蓋部８の外面１４から出射させる。このように、実施の形態１の光束制御部材３は、発光素子２からの光を蓋部８における全反射によって反射するようになっていないため、蓋部８から出射する光が色分離を生じることがなく、色むらに起因する照明品質の低下を招くことがない。

　実施の形態１の照明装置１は、蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３によって反射されて側壁部６の内面１７に到達した発光素子２からの光、および発光素子２から側壁部６の内面１７に直接到達した光を側壁部６の外面１８から出射する。また、実施の形態１の照明装置１は、蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３を透過して蓋部８内に入射した発光素子２からの光を蓋部８の外面１４から出射する。このように、実施の形態１の光束制御部材３は、前方方向のみならず、水平方向および後方方向にも十分に配光することができ、配光特性を白熱電球に近づけることができる。

　実施の形態１の照明装置１は、色むらに起因する照明品質の低下を生じることがなく、白熱電球に代えて室内照明などに使用されうる。また、実施の形態１の照明装置１は、白熱電球よりも消費電力を少なくすることができると共に、白熱電球よりも長期間使用することができる。

　なお、光束制御部材３の側壁部６の外周面１８および／または蓋部８の外面１４を光拡散面（粗面処理などの光拡散化処理を施した面）としてもよい。このようにすることで、側壁部６および／または蓋部８から出射する光を広く拡散させることができる。

　また、光束制御部材３を光拡散能を有する材料によって形成してもよい。このようにすることで、光束制御部材３の内部で光を散乱させて、側壁部６および蓋部８から出射する光を広く拡散させることができる。

　また、透過反射膜１３は、蒸着以外の方法で形成されていてもよい。たとえば、予めフィルム状に作成した透過反射膜１３を、蓋部８の内面１０に貼着してもよい。

　また、透過反射膜１３は、ＴｉＯ_２およびＳｉＯ_２の多層膜でなくてもよい。たとえば、透過反射膜１３は、ＺｎＯ_２およびＳｉＯ_２の多層膜や、Ｔａ_２Ｏ_２およびＳｉＯ_２の多層膜などの誘電体多層膜であってもよい。また、透過反射膜１３は、必要な透過光量が得られる、アルミニウム（Ａｌ）などの金属薄膜であってもよい。

　また、透過反射膜１３の光反射率を、透過反射膜１３の膜厚の調整以外の手段で調整してもよい。たとえば、反射領域をドット状や網目状などのパターンで形成し、透過領域と反射領域との面積比を調整することによって所望の光反射率を得るようにしてもよい。さらに、この反射領域の光反射率を膜厚によって調整してもよい。

　また、光束制御部材３の基板４への固定方法は、接着剤による固定に限定されない。たとえば、光束制御部材３および基板４をケースなどの他の部材を介して固定してもよい。また、光束制御部材３および基板４を溶着やねじ止め機構などにより固定してもよい。

　また、光束制御部材３の蓋部８の内面１０の一部を傾斜面または平面としてもよい。

　（実施の形態２）
　図１０は、実施の形態２の照明装置１および光束制御部材３の断面図である（図２Ｃに対応）。なお、図２に示される実施の形態１の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、説明を省略する。

　図１０に示されるように、実施の形態２の光束制御部材３は、側壁部６および蓋部８が別部材である点で、実施の形態１の光束制御部材３と異なる。側壁部６および蓋部８は、それぞれ別々に形成される。その後、側壁部６の上端部に形成した環状凹所２０内に蓋部８を嵌め、固定することで（例えば、接着、溶着など）、側壁部６と蓋部８とが一体化される。

　実施の形態２の光束制御部材３を製造する場合、蓋部８のみを蒸着処理室に入れて透過反射膜１３を内面１０上に蒸着させることができる。このため、実施の形態２の光束制御部材３は、実施の形態１の光束制御部材３よりも効率よく製造されうる。なお、実施の形態１の光束制御部材３を製造する場合は、側壁部６の内周面１７に透過反射膜１３が蒸着されないように前処理（マスキング）を施さなくてはならない。

　図１１に示されるように、実施の形態２の照明装置１は、実施の形態１の照明装置１の配光特性（図７参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１の照明装置１と同様の効果を得ることができる。蓋部８の内面１０に形成されている透過反射膜１３の反射率は、７５％に調整されている。

　（実施の形態３）
　図１２は、実施の形態３の照明装置１および光束制御部材３の断面図である（図２Ｃに対応）。なお、図２に示される実施の形態１の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、説明を省略する。

　図１２に示されるように、実施の形態３の光束制御部材３は、蓋部８の外面１４が光軸Ｌに直交する平面である点で、実施の形態１の光束制御部材３と異なる。

　図１３に示されるように、実施の形態３の照明装置１は、斜め前方の照度が高くなる点を除いて、実施の形態１の照明装置１の配光特性（図７参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１の照明装置１と同様の効果を得ることができる。蓋部８の内面１０に形成されている透過反射膜１３の反射率は、７５％に調整されている。

　（実施の形態４）
　図１４は、実施の形態４の照明装置１および光束制御部材３の断面図である（図２Ｃに対応）。なお、図２に示される実施の形態１の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、説明を省略する。

　図１４に示されるように、実施の形態４の光束制御部材３は、側壁部６の形状が実施の形態１の光束制御部材３と異なる。すなわち、実施の形態４の光束制御部材３では、側壁部６の下端５の内径が、側壁部６と蓋部８との接続部分（蓋部８の外周部１２）における内径よりも小さくなるように、側壁部６の形状が、逆テーパ形状となっている。

　図１５に示されるように、実施の形態４の照明装置１は、斜め前方の照度が低くなる点を除いて、実施の形態１の照明装置１の配光特性（図７参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１の照明装置１と同様の効果を得ることができる。蓋部８の内面１０に形成されている透過反射膜１３の反射率は、７５％に調整されている。

　なお、実施の形態４の光束制御部材３は、実施の形態２の光束制御部材３と同様に、別々に形成された側壁部６および蓋部８を固定することで製造されてもよい。

　（実施の形態５）
　図１６は、実施の形態５の照明装置１および光束制御部材３の断面図である（図２Ｃに対応）。なお、図２に示される実施の形態１の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、説明を省略する。

　図１６に示されるように、実施の形態５の光束制御部材３は、側壁部６の外周面１８および蓋部の外面１４が連続した半球面を構成するように形成されている点で、実施の形態１の光束制御部材３と異なる。側壁部６の内周面１７は、側壁部６の外周面１８と同心の半球面の一部となるように形成されている。

　図１７に示されるように、実施の形態５の照明装置１は、前方の照度が低くなる点を除いて、実施の形態１の照明装置１の配光特性（図８参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１の照明装置１と同様の効果を得ることができる。蓋部８の内面１０に形成されている透過反射膜１３の反射率は、７５％に調整されている。

　（実施の形態６）
　図１８は、実施の形態６の照明装置１および光束制御部材３の断面図である（図２Ｃに対応）。実施の形態６の照明装置１および光束制御部材３は、実施の形態５の照明装置１および光束制御部材３の変形例である。そこで、図１６に示される実施の形態５の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、説明を省略する。

　図１８に示されるように、実施の形態６の光束制御部材３は、蓋部８の外面１４が光軸Ｌに直行する平面である点で、実施の形態５の光束制御部材３と異なる。このように蓋部８を光軸Ｌに直交する仮想平面で切断して、蓋部８の上部を取り除くことで、光束制御部材３の高さを小さくすることができる。

　実施の形態６の照明装置１は、実施の形態５の照明装置１と同様の効果を得ることができる。

　（実施の形態７）
　図１９は、実施の形態７の照明装置１および光束制御部材３の断面図である（図２Ｃに対応）。実施の形態７の照明装置１および光束制御部材３は、実施の形態１の照明装置１および光束制御部材３の変形例である。そこで、図２に示される実施の形態１の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、説明を省略する。

　図１９に示されるように、実施の形態７の光束制御部材３は、側壁部６の形状が実施の形態１の光束制御部材３と異なる。すなわち、実施の形態４の光束制御部材３では、側壁部６の下端５の内径が、側壁部６と蓋部８との接続部分（蓋部８の外周部１２）における内径よりも大きくなるように、側壁部６の形状が、テーパ形状となっている。このように側壁部６をテーパ形状とすることで、射出成形により光束制御部材３を製造する際に、光束制御部材３を金型から容易に離型できるようになる。

　実施の形態７の照明装置１は、実施の形態１の照明装置１と同様の効果を得ることができる。

　（実施の形態８）
　図２０は、実施の形態８の照明装置１および光束制御部材３の断面図である（図２Ｃに対応）。実施の形態８の照明装置１および光束制御部材３は、実施の形態１の照明装置１および光束制御部材３の変形例である。そこで、図２に示される実施の形態１の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、説明を省略する。

　図２０に示されるように、実施の形態８の光束制御部材３は、側壁部６および蓋部８が別部材である点で、実施の形態１の光束制御部材３と異なる。側壁部６および蓋部８は、それぞれ別々に形成される。その後、側壁部６の上端部に形成した環状凹所２０内に蓋部８を嵌め、固定することで（例えば、接着、溶着など）、側壁部６と蓋部８とが一体化される。側壁部６の形状は、球を輪切りにしたような外形形状の筒状体である。側壁部６の下端５側の内径は、側壁部６と蓋部８との接続部分（蓋部８の外周部１２）における内径よりも小さい。

　光束制御部材３は、外形形状が半球状（中空の球を半分にした形状）のカバー２１を有している。カバー２１の開口端２２は、側壁部６の他端（上端）７に固定（例えば、接着、溶着など）されている。カバー２１の開口端２２の内周面２３は、蓋部８の外周面２４に嵌合されている。蓋部８の外面１４は、空気層を介してカバー２１で覆われる。その結果、光束制御部材３の外形形状は、球の一部を切り欠いた形状となる。

　カバー２１は、側壁部６および蓋部８と同様に、光透過性材料で形成されている。カバー２１は、光拡散性を高めるために、光散乱子を混入した材料で形成されていてもよい。カバー２１は、外表面または内表面の少なくとも一方を粗面にして、光拡散性能を高めるようにされていてもよい。カバー２１は、光拡散機能を付与されていなくてもよい。

　図２１に示されるように、実施の形態８の照明装置１は、前方の照度が低く、かつ水平方向の照度が高い点を除いて、実施の形態１の照明装置１の配光特性（図７参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１の照明装置１と同様の効果を得ることができる。蓋部８の内面１０に形成されている透過反射膜１３の反射率は、７５％に調整されている。また、側壁部６およびカバー２１は、互いに固定される部分およびその近傍を除いて、同一の厚さとなるように形成されている。

　（実施の形態９）
　図２２は、実施の形態９の照明装置１および光束制御部材３の断面図である（図２Ｃに対応）。実施の形態９の照明装置１および光束制御部材３は、実施の形態８の照明装置１および光束制御部材３の変形例である。そこで、図２０に示される実施の形態８の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、説明を省略する。

　図２２に示されるように、実施の形態９の光束制御部材３は、カバー２１の曲率が小さい点で、実施の形態８の光束制御部材３と異なる。このようにカバー２１の曲率を小さくすることで、光束制御部材３の高さを小さくすることができる。

　図２３に示されるように、実施の形態９の照明装置１は、水平方向から前方方向までの照度がほぼ同一である点を除いて、実施の形態１の照明装置１の配光特性（図７参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１の照明装置１と同様の効果を得ることができる。蓋部８の内面１０に形成されている透過反射膜１３の反射率は、７５％に調整されている。

　（実施の形態１０）
　図２４Ａは、実施の形態１０の照明装置１および光束制御部材３の断面図である（図２Ｃに対応）。また、図２４Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。実施の形態１０の照明装置１および光束制御部材３は、実施の形態８の照明装置１および光束制御部材３の変形例である。そこで、図２０に示される実施の形態８の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、説明を省略する。

　図２４Ａおよび図２４Ｂに示されるように、実施の形態１０の照明装置１は、基板４上に複数の発光素子２が実装されている点で、実施の形態８の照明装置１と異なる。実施の形態１０の光束制御部材３は、実施の形態８の光束制御部材３と同一である。

　図２４Ｂに示されるように、実施の形態１０の照明装置１の基板４上には、複数の発光素子２が同一円２５上に等間隔で配置されている（４５°の間隔で合計８個配置されている）。複数の発光素子２の光束の中心Ｌは、各発光素子２の立体的な出射光束を集めた全出射光束の中心である。複数の発光素子２の光束の中心Ｌの位置は、実施の形態８の照明装置１の１つの発光素子２の光軸Ｌの位置（光束の中心位置）に対応している。複数の発光素子２の光束の中心Ｌは、光束制御部材３の中心軸Ｌ１に合致する。

　図２５に示されるように、実施の形態１０の照明装置１の配光特性は、横方向から前方方向までの照度がほぼ同一であり、実施の形態８の照明装置１の配光特性（図２１参照）に比べて、白熱電球の配光特性により近い。蓋部８の内面１０に形成されている透過反射膜１３の反射率は、７５％に調整されている。

　（実施の形態１１）
　図２６Ａは、実施の形態１１の照明装置１および光束制御部材３の断面図である（図２Ｃに対応）。図２６Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。また、図２７Ａは、光束制御部材３の正面図であり、図２７Ｂは、光束制御部材３の平面図であり、図２７Ｃは、光束制御部材３の底面図であり、図２７Ｄは、図２７Ｂに示されるＤ－Ｄ線の断面図である。実施の形態１１の照明装置１および光束制御部材３は、実施の形態１０の照明装置１および光束制御部材３の変形例である。そこで、図２４に示される実施の形態１０の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、説明を省略する。

　図２６Ａおよび図２７に示されるように、実施の形態１１の光束制御部材３は、光束制御部材本体部２６と、光束制御部材本体部２６の内面１０（発光素子２に対向する内面１０）の中央から下方へ向かって（中心軸Ｌ１に沿って）延びる支持部２７とを有する。実施の形態１１の光束制御部材３は、実施の形態１または実施の形態１０の光束制御部材３が有する側壁部６に対応する構成を有していない（図２および図２４参照）。したがって、実施の形態１１の照明装置１では、光束制御部材本体部２６の外周端と基板４の外周端との間の空間が、光束制御部材本体部２６（透過反射部）で反射された光および発光素子２から直接到達した光を外方へ出射する透過部として機能する。

　支持部２７は、円柱形状であり、その先端面（下端面）２７ａが基板４に固定されている（例えば、接着、螺着、圧入など）。支持部２７は、光束制御部材３の中心軸Ｌ１が複数の発光素子２の光束の中心Ｌに合致するように、光束制御部材本体部２６を基板４上に支えている。

　光束制御部材本体部２６は、支持部２７と一体として形成されている点を除き、実施の形態１の光束制御部材３の蓋部８の形状と同様の形状である（図２および図３参照）。光束制御部材本体部２６の内面１０は、支持部２７が形成されている部分を除き、実施の形態１の光束制御部材３の蓋部８と同様に透過反射膜１３が形成されている。光束制御部材本体部２６の外面１４は、内面１０と裏表の関係であり、実施の形態１の光束制御部材３の蓋部８の外面１４と同様に形成されている。

　図２６Ａに示されるように、実施の形態１１の照明装置１は、中空の球体の一部を切り欠いた形状のカバー２１を有する。カバー２１の開口端２２は、円板状の基板４の外周端に固定されている。その結果、複数の発光素子２および光束制御部材３は、カバー２１と基板４とで密閉された空間２８内に収容される。光束制御部材本体部２６の外周端とカバー２１との間には、隙間３０が存在する。支持部２７は、基板４に直接固定されている。

　実施の形態１１の照明装置１は、実施の形態１０の照明装置１と比較して、部品点数が少ない。したがって、実施の形態１１の照明装置１は、実施の形態１０の照明装置１と比較して、より少ない組立工数で製造することができ、生産効率を向上させることができる。

　図２８に示されるように、実施の形態１１の照明装置１は、実施の形態１０の照明装置１の配光特性（図２５参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１の照明装置１と同様の効果を得ることができる。光束制御部材本体部２６の内面１０に形成されている透過反射膜１３の反射率は、７５％に調整されている。

　（実施の形態１２）
　図２９は、実施の形態１２の照明装置１および光束制御部材３の断面図である。実施の形態１２の照明装置１および光束制御部材３は、実施の形態１１の照明装置１および光束制御部材３の変形例である。そこで、図２６および図２７に示される実施の形態１１の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、説明を省略する。

　図２９に示されるように、実施の形態１２の照明装置１は、実施の形態１１の照明装置１に含まれる複数の発光素子２および光束制御部材３からなる「発光素子－光束制御部材」ユニット３１を複数含む。複数の「発光素子－光束制御部材」ユニット３１は、１つの基板３２上に配置されている。基板３２の外周縁にカバー３３の開口端３４が固定される。その結果、複数の「発光素子－光束制御部材」ユニット３１は、基板３２とカバー３３とで密閉された空間３５内に収容される。

　複数の発光素子２が実装された基板３２の表面は、光反射機能に優れた光反射部材（図示せず）で被覆されていてもよい。また、複数の発光素子２が実装された基板３２の上に、光反射機能に優れた光反射部材（図示せず）を配置してもよい。

　図２９に示されるＥ－Ｅ線の断面は、図２６Ａと同様である。また、実施の形態１２の照明装置１の平面形状は、円形や矩形形状、六角形状など、使用用途に応じた最適な形状とされうる。

　実施の形態１２の照明装置１の配光特性は、白熱電球の配光特性に近い。また、実施の形態１２の照明装置１は、色むらがない高品質の照明光を出射することができる。

　（実施の形態１３）
　［照明装置の構成］
　図３０Ａは、本発明の実施の形態１３の照明装置１の外観斜視図である。図３０Ｂは、照明装置１の透視斜視図である。照明装置１は、直管形蛍光灯に代えて使用されうる。

　図３０Ａおよび図３０Ｂに示されるように、照明装置１は、発光素子２、光束制御部材３および基板４を有する。実施の形態１３～１７の説明では、基板４の長軸方向を第１の方向といい、基板４の短軸方向を第２の方向という。第１の方向および第２の方向は、互いに直交している。

　図３１Ａは、照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図３１Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。

　図３１Ａおよび図３１Ｂに示されるように、照明装置１は、第１の方向に沿って１列に配置された複数の発光素子２（例えば、ＬＥＤまたは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３を介して出射する。光束制御部材３の一端５は、複数の発光素子２が実装された基板４上に接着剤で固定されている。光束制御部材３の中心線Ｌ１（図３１Ａおよび図３２Ａ参照）は、各発光素子２の中心を結ぶ直線Ｌ２（図３１Ｂ参照）上に位置する。

　［光束制御部材の構成］
　図３２Ａは、光束制御部材３の底面図であり、図３２Ｂは、光束制御部材３の平面図である。図３２Ｃは、図３２Ｂに示されるＦ－Ｆ線の断面図（第２の方向の断面図；図３１Ａに対応）であり、図３２Ｄは、図３２Ｂに示されるＧ－Ｇ線の断面図（第１の方向の断面図）である。

　光束制御部材３は、平面形状が長方形となるように形成されている。光束制御部材３は、基板４上に一端５が固定される２つの側壁部（支持部；透過部）６と、側壁部６の他端７に固定される蓋部（光束制御部材本体部；透過反射部）８とを有している（図３１Ａ参照）。蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向では曲率を有していない。すなわち、蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向に関しては発光素子２の出射光の配光特性に影響を与えない。一方、蓋部８の内面１０および外面１４は、第２の方向では曲率を有している。したがって、蓋部８の内面１０は、第２の方向に関しては、発光素子２からの光の反射方向を制御することで、発光素子２の出射光の配光特性を所望の配光特性に変化させることができる。

　図３１Ａに示されるように、蓋部８の内面１０は、中心線Ｌ１上に位置する中心部１１が第２の方向の外周部１２よりも側壁部６の一端５側に位置する凹面である。したがって、光束制御部材３が基板４上に固定されると、中心部１１が外周部１２よりも発光素子２に近い位置に配置される。蓋部８の内面１０の形状は、蓋部８の中心部１１から外周部１２に向かうにしたがって傾斜が緩やかになる曲面形状である。また、蓋部８の内面１０の形状は、中心部１１と外周部１２の間であって、かつ外周部１２に近い位置に傾斜角度が零となる点が生じる非球面形状である。蓋部８の内面１０には、その表面上にＴｉＯ_２およびＳｉＯ_２の層を重ねて蒸着してなる透過反射膜１３が形成されている。蓋部８の内面１０は、全域が透過反射膜１３で覆われている。透過反射膜１３は、発光素子２からの光の一部を側壁部６側へ向けて反射し、発光素子２からの光の残部を蓋部８の内部に入射させる（図３３参照）。なお、透過反射膜１３の膜厚は、要求される光反射率に応じて調整される。透過反射膜１３の膜厚が厚いほど、光反射率が高くなる。

　蓋部８の外面１４は、内面１０と裏表の関係であって、蓋部８の中心線Ｌ１に沿った厚みが中心部１１から外周部１２まで同一寸法となるように形成されている。蓋部８の外面１４は、透過反射膜１３を透過して蓋部８の内部に入射した光を外部に広く出射する（図３３Ｂ参照）。

　２つの側壁部６は、一端５間の間隔が他端７間の間隔よりも小さくなるように対向して配置されている。側壁部６は、蓋部８の外縁と基板４との間に位置している。側壁部６の厚みは、一端５から他端７まで同一である。側壁部６は、発光素子２から出射された光のうちで蓋部８の透過反射膜１３によって反射された後に到達する光、および発光素子２から出射された光のうちで直接到達した光を外部に広く出射する（図３３Ａ参照）。

　図３４～３７は、照明装置１の配光特性を示すグラフである。図３４は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図３５は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図３６は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図３７は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。

　これらの配光特性は、以下の手順で測定した。図３８に示されるように、基板４の中央１５（図３１Ｂ参照）から直交方向に所定距離離れた位置（基準位置０°）に照度計１６を配置した。照度計１６を基板４の中央１５を回転中心として、右回り方向（＋θ方向）に５°間隔で１８０°回転させて照度を測定し、左回り方向（－θ方向）に５°間隔で１８０°回転させて照度を測定した。測定した照度のうちの最高照度を１とした場合の相対照度（無次元値）を曲線で滑らかに結んで、図３４～３７のグラフを作成した。各照明装置１について、第１の方向および第２の方向の２つの方向で配光特性を測定した。図３４～３７において、第１の方向（長軸方向）の測定結果を曲線Ａで示し、第２の方向（単軸方向）の測定結果を曲線Ｂで示す。

　図３４～３７の曲線Ｂに示されるように、光束制御部材３の蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３の反射率が大きくなるにしたがって、水平方向（±９０°方向）および後方方向（＋９０°＜θ＜＋１８０°，－９０°＜θ＜－１８０°）の照度が増加する。また、図３４，３５に示される配光特性は、前方方向（θ＝０°）の照度が最も大きくなっている。これに対し、図３６，３７に示す配光特性は、前方方向（θ＝０°）の照度よりも水平方向（±９０°方向）の照度の方が大きくなっており、図３４，３５の配光特性で示される照度バランスと異なっている。

　ここで、実施の形態１３の光束制御部材３を有する照明装置１は、光束制御部材３の透過反射膜１３の反射率が６０％の場合、その配光特性（図３５に示す配光特性）が蛍光灯の配光特性に最も近くなる。したがって、実施の形態１３の光束制御部材３を有する照明装置１は、蛍光灯に代えて室内照明に使用する場合、光束制御部材３の透過反射膜１３の反射率を６０％とするのが好ましい。

　［効果］
　実施の形態１３の光束制御部材３は、蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３によって発光素子２からの光の一部を反射すると共に、蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３によって発光素子２からの光の残部（透過反射膜１３で反射されなかった光）を蓋部８の外面１４から出射させるようになっている。このように、実施の形態１３の光束制御部材３は、発光素子２からの光を蓋部８における全反射によって反射するようになっていないため、蓋部８から出射する光が色分離を生じることがなく、色むらに起因する照明品質の低下を招くことがない。

　実施の形態１３の照明装置１は、蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３によって反射されて側壁部６の内面１７に到達した発光素子２からの光、および発光素子２から側壁部６の内面１７に直接到達した光を側壁部６の外面１８から出射する。また、実施の形態１３の照明装置１は、蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３を透過して蓋部８内に入射した発光素子２からの光を蓋部８の外面１４から出射する。このように、実施の形態１３の光束制御部材３は、前方方向のみならず、水平方向および後方方向にも十分に配光することができ、配光特性を蛍光灯に近づけることができる。

　実施の形態１３の照明装置１は、色むらに起因する照明品質の低下を生じることがなく、蛍光灯に代えて室内照明などに使用されうる。また、実施の形態１３の照明装置１は、蛍光灯よりも消費電力を少なくすることができると共に、蛍光灯よりも長期間使用することができる。

　なお、光束制御部材３の側壁部６の外面１８および／または蓋部８の外面１４を光拡散面（粗面処理などの光拡散化処理を施した面）としてもよい。このようにすることで、側壁部６および／または蓋部８から出射する光を広く拡散させることができる。

　（実施の形態１４）
　図３９Ａは、実施の形態１４の照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図３９Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。図４０Ａは、実施の形態１４の光束制御部材３の底面図であり、図４０Ｂは、実施の形態１４の光束制御部材３の平面図である。図４０Ｃは、図４０Ｂに示されるＨ－Ｈ線の断面図（第２の方向の断面図；図３９Ａに対応）であり、図４０Ｄは、図４０Ｂに示されるＩ－Ｉ線の断面図（第１の方向の断面図）である。なお、図３０～３２に示される実施の形態１３の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、説明を省略する。

　図３９Ａおよび図３９Ｂに示されるように、実施の形態１４の照明装置１は、第１の方向に沿って２列に配置された複数の発光素子２からの光を光束制御部材３を介して出射する。光束制御部材３の中心線Ｌ１（図３９Ａおよび図４０Ａ参照）は、並列に配置されている２つの発光素子２の中心を結ぶ直線Ｌ２（図３９Ｂ参照）上に位置する。光束制御部材３は、実施の形態１３の光束制御部材３と同一である。

　図４１～４４は、実施の形態１４の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図４１は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図４２は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図４３は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図４４は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。

　図４１～４４の曲線Ｂに示されるように、実施の形態１４の照明装置１は、実施の形態１３の照明装置１の配光特性（図３４～３７参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１３の照明装置１と同様の効果を得ることができる。

　（実施の形態１５）
　図４５Ａは、実施の形態１５の照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図４５Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。図４６Ａは、実施の形態１５の光束制御部材３の底面図であり、図４６Ｂは、実施の形態１５の光束制御部材３の平面図である。図４６Ｃは、図４６Ｂに示されるＪ－Ｊ線の断面図（第２の方向の断面図；図４５Ａに対応）であり、図４６Ｄは、図４６Ｂに示されるＫ－Ｋ線の断面図（第１の方向の断面図）である。なお、図３０～３２に示される実施の形態１３の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、説明を省略する。

　図４５Ａおよび図４６に示されるように、光束制御部材３は、光束制御部材本体部２６と、光束制御部材本体部２６の内面１０（発光素子２に対向する内面１０）の中央から下方へ向かって延びる支持部２７とを有する。そして、実施の形態１５の光束制御部材３は、実施の形態１３の光束制御部材３の側壁部６に対応する構成を有していない（図３１Ａおよび図４５Ａ参照）。したがって、実施の形態１５の照明装置１では、光束制御部材本体部２６の外周端と基板４の外周端との間の空間が、光束制御部材本体部２６（透過反射部）で反射された光および発光素子２から直接到達した光を外方へ出射する透過部として機能する。

　図４５Ａおよび図４６に示されるように、光束制御部材３の支持部２７は、四角柱形状であり、光束制御部材本体部２６を基板４上に支えている。光束制御部材３の支持部２７の先端面（下端面）２７ａは、基板４に固定されている（例えば、接着、螺着、圧入など）。光束制御部材３の中心線Ｌ１（図４５Ａおよび図４６Ａ参照）は、並列に配置されている２つの発光素子２の中心を結ぶ直線Ｌ２（図４５Ｂ参照）上に位置する。

　光束制御部材本体部２６は、内面１０の中央に支持部２７が一体として形成されている点を除き、実施の形態１３の光束制御部材３の蓋部８の形状と同様の形状である（図３１Ａおよび図４５Ａ参照）。光束制御部材本体部２６の内面１０および外面１４は、第１の方向では曲率を有していない。すなわち、光束制御部材本体部２６の内面１０および外面１４は、第１の方向に関しては発光素子２の出射光の配光特性に影響を与えない。一方、光束制御部材本体部２６の内面１０および外面１４は、第２の方向では曲率を有している。したがって、光束制御部材本体部２６の内面１０は、第２の方向に関しては、発光素子２からの光の反射方向を制御することで、発光素子２の出射光の配光特性を所望の配光特性に変化させることができる。

　光束制御部材本体部２６の内面１０は、支持部２７が形成されている部分を除き、実施の形態１３の光束制御部材３の蓋部８と同様に、透過反射膜１３が形成されている。光束制御部材本体部２６の外面１４は、内面１０と裏表の関係であり、実施の形態１３の光束制御部材３の蓋部８の外面１４と同様に形成されている。

　図４５Ａに示されるように、実施の形態１５の照明装置１は、断面がＤ字状のカバー２１の開口端２２が基板４の外周端に固定され、カバー２１と基板４とで挟まれた空間内に複数の発光素子２および光束制御部材３が収容されている。

　図４７～５０は、実施の形態１５の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図４７は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図４８は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図４９は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図５０は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。

　図４７～５０の曲線Ｂに示されるように、実施の形態１５の照明装置１は、実施の形態１３の照明装置１の配光特性（図３４～３７参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１３の照明装置１と同様の効果を得ることができる。

　（実施の形態１６）
　図５１Ａは、実施の形態１６の照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図５１Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。図５２Ａは、実施の形態４の光束制御部材３の底面図であり、図５２Ｂは、実施の形態４の光束制御部材３の平面図である。図５２Ｃは、図５２Ｂに示されるＬ－Ｌ線の断面図（第２の方向の断面図；図５１Ａに対応）であり、図５２Ｄは、図５２Ｂに示されるＭ－Ｍ線の断面図（第１の方向の断面図）である。なお、図３０～３２に示される実施の形態１３の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

　図５１Ａおよび図５２に示されるように、光束制御部材３は、実施の形態１３の光束制御部材３を中心線Ｌ１で半分に分割した形状をしている（図３１Ａ参照）。蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向では曲率を有していない。すなわち、蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向に関しては発光素子２の出射光の配光特性に影響を与えない。一方、蓋部８の内面１０および外面１４は、第２の方向では曲率を有している。したがって、蓋部８の内面１０は、第２の方向に関しては、発光素子２からの光の反射方向を制御することで、発光素子２の出射光の配光特性を所望の配光特性に変化させることができる。

　分割面と基板４との間には、支持部２７が設けられている。光束制御部材３の支持部２７は、四角柱形状であり、蓋部８を基板４上に支えている。光束制御部材３の支持部２７の先端面（下端面）２７ａは、基板４に固定されている（例えば、接着、螺着、圧入など）。

　図５３～５６は、実施の形態１６の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図５３は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図５４は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図５５は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図５６は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。

　図５３～５６の曲線Ｂに示されるように、実施の形態１６の照明装置１は、側壁部６側からのみ後方への光を出射する偏向配光を実現することができる。

　（実施の形態１７）
　図５７は、実施の形態１７の照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。実施の形態１７の照明装置１は、支持部２７の内面をミラー面２８にした点以外は、実施の形態１６の照明装置１と同じである。図５１および図５２に示される実施の形態１６の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、説明を省略する。

　図５７に示されるように、光束制御部材３は、支持部２７の内面がミラー面２８となっている（図５１Ａ参照）。したがって、発光素子２から支持部２７側に出射された光は、ミラー面２８において側壁部６または蓋部８方向に反射される。

　図５８～６１は、実施の形態１７の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図５８は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図５９は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図６０は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図６１は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。

　図５８～６１の曲線Ｂに示されるように、実施の形態１７の照明装置１は、実施の形態１６の照明装置１に比べてより偏向した配光を実現することができる。

　（実施の形態１８）
　［照明装置の構成］
　図６２は、本発明の実施の形態１８の照明装置１の斜視図である。

　図６２に示されるように、照明装置１は、発光素子２、光束制御部材３および基板４を有する。実施の形態１８の説明では、円環状の基板４の円周方向を第１の方向といい、円環状の基板４の径方向を第２の方向という。第１の方向および第２の方向は、互いに直交している。

　図６３Ａは、照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図６３Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。

　照明装置１は、環形蛍光灯に代えて使用されるものである。図６３Ａおよび図６３Ｂに示されるように、照明装置１は、第１の方向（円周方向）に沿って１列に配置された複数の発光素子２からの光を光束制御部材３を介して出射する。光束制御部材３の一端５は、複数の発光素子２が実装された基板４上に接着剤で固定されている。光束制御部材３の中心線Ｌ１（図６３Ａおよび図６４Ａ参照）は、各発光素子２の中心を結ぶ曲線Ｌ２（図６３Ｂ参照）上に位置する。

　［光束制御部材の構成］
　図６４Ａは、光束制御部材３の平面図であり、図６４Ｂは、図６４Ａに示されるＮ－Ｎ線の断面図（第２の方向の断面図；図６３Ａに対応）であり、図６４Ｃは、光束制御部材３の底面図である。

　図６４Ａ～Ｃに示されるように、光束制御部材３は、実施の形態１３の光束制御部材３の長軸方向の端部を互いに接続して円環状にした形状をしている。蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向（円周方向）では曲率を有していない。すなわち、蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向（円周方向）に関しては発光素子２の出射光の配光特性に影響を与えない。一方、蓋部８の内面１０および外面１４は、第２の方向（径方向）では曲率を有している。したがって、蓋部８の内面１０は、第２の方向（径方向）に関しては、発光素子２からの光の反射方向を制御することで、発光素子２の出射光の配光特性を所望の配光特性に変化させることができる。

　図６５～６８は、実施の形態１８の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図６５は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図６６は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図６７は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図６８は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。

　図６５～６８に示されるように、実施の形態１８の照明装置１は、実施の形態１３の照明装置１の配光特性（図３４～３７参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１３の照明装置１と同様の効果を得ることができる。

　（実施の形態１９）
　［照明装置の構成］
　図６９Ａは、実施の形態１９の照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図６９Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。

　図６９Ａおよび図６９Ｂに示されるように、照明装置１は、発光素子２、光束制御部材３および基板４を有する。実施の形態１９の説明では、円形状の基板４の円周方向を第１の方向といい、円形状の基板４の径方向を第２の方向という。第１の方向および第２の方向は、互いに直交している。

　照明装置１は、環形蛍光灯に代えて使用されるものである。図６９Ａおよび図６９Ｂに示されるように、照明装置１は、第１の方向（円周方向）に沿って１列に配置された複数の発光素子２からの光を光束制御部材３を介して出射する。光束制御部材３の一端５は、複数の発光素子２が実装された基板４上に接着剤で固定されている。

　［光束制御部材の構成］
　図７０Ａは、光束制御部材３の平面図であり、図７０Ｂは、図７０Ａに示されるＯ－Ｏ線の断面図（第２の方向の断面図；図６９Ａに対応）であり、図７０Ｃは、光束制御部材３の底面図である。

　図７０Ａ～Ｃに示されるように、光束制御部材３は、実施の形態１７の光束制御部材３の長軸方向の端部を互いに接続して円環状にした形状をしている。蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向（円周方向）では曲率を有していない。すなわち、蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向（円周方向）に関しては発光素子２の出射光の配光特性に影響を与えない。一方、蓋部８の内面１０および外面１４は、第２の方向（径方向）では曲率を有している。したがって、蓋部８の内面１０は、第２の方向（径方向）に関しては、発光素子２からの光の反射方向を制御することで、発光素子２の出射光の配光特性を所望の配光特性に変化させることができる。

　図７１～７４は、実施の形態１９の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図７１は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図７２は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図７３は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図７４は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。

　図７１～７４に示されるように、実施の形態１９の照明装置１は、実施の形態１３の照明装置１の配光特性（図３４～３７参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１３の照明装置１と同様の効果を得ることができる。

　（変形例）
　上記各実施の形態では、光束制御部材３の内面１０に透過反射膜１３が形成されている。しかしながら、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、光束制御部材３の外面１４に透過反射膜１３を形成してもよい。すなわち、本発明の光束制御部材３の透過反射膜１３は、発光素子２の出射光の一部の出射光と交わる面（内面１０または外面１４のいずれか）に形成されることで、所望の配光特性を得ることができる。ただし、反射光の光路における界面を少なくして光ロスを抑えるためには、光束制御部材３の内面１０に透過反射膜１３を形成した方が好ましい。内面１０に形成された透過反射膜１３は、光束制御部材３の取扱いなどによる傷付きおよび剥離を抑制することができる。

　本出願は、２０１０年７月８日出願の特願２０１０－１５５７４５、２０１１年３月４日出願の特願２０１１－０４７７０４、２０１１年４月５日出願の特願２０１１－０８３７１９および２０１１年６月１０日出願の特願２０１１－１２９７４９に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。

　本発明の光束制御部材およびこの光束制御部材を含む照明装置は、光束制御部材の透過反射膜の反射率を所望の配光特性になるように決定すれば、白熱電球または蛍光灯に代えて使用する場合に限られず、シャンデリアの一部や間接照明装置などとしても広く使用することができる。

　１　照明装置
　２　発光素子（例えば、ＬＥＤ）
　３　光束制御部材
　４　基板
　５　一端
　６　側壁部（透過部）
　７　他端
　８　蓋部（透過反射部）
　１０　内面
　１１　中心部
　１２　外周部
　１３　透過反射膜
　１４　外面
　１７　内面（内周面）
　１８　外面（外周面）
　２１　カバー
　２２　開口端
　２７　支持部
　２７ａ　先端面（下端面）
　２８　ミラー面
　１００　ＬＥＤ
　１０１　光方向変換素子
　１０２　Ｂ面
　１０３　Ｅ面
　１０４　Ｄ面
　１０５　Ｃ面
　Ｌ　光軸（光束の中心）
　Ｌ１　中心軸または中心線

Claims

　基板上に配置された１または２以上の発光素子に対して空気層を介して配置され、前記発光素子の光軸と交わるように形成される蓋部と、
　前記蓋部の外縁から前記基板側へ延びる側壁部と、
　を有する光束制御部材であって、
　前記蓋部の内面は、外周部よりも中心部の方が前記発光素子寄りに位置する凹面であり、
　前記蓋部の内面は、透過反射膜で覆われており、
　前記透過反射膜は、前記発光素子からの光の一部を前記側壁部に向けて反射し、前記発光素子からの光の残部を透過し、
　前記蓋部の外面は、前記透過反射膜を透過して入射した光を蓋部の外方へ出射し、
　前記側壁部は、前記透過反射膜で反射されて前記側壁部の内面に到達した光および前記発光素子から前記側壁部の内面に直接到達した光を前記側壁部の外面から外方へ出射する、
　光束制御部材。
　前記蓋部は、前記１または２以上の発光素子の光束の中心と同心に中心軸が位置するように配置される、請求項１に記載の光束制御部材。
　前記蓋部の内面は、非球面形状である、請求項２に記載の光束制御部材。
　前記２以上の発光素子は、基板上に第１の方向に沿って１列または複数列に配置されており、
　前記側壁部は、前記第１の方向に直交する第２の方向において、前記蓋部の外縁から前記基板側へ延びており、
　前記蓋部の内面は、前記第１の方向では曲率を有しておらず、かつ前記第１の方向に直交する第２の方向では曲率を有しており、
　前記蓋部の内面は、前記第１の方向に直交する断面において、外周部よりも中心部の方が前記発光素子寄りに位置する凹面である、
　請求項１に記載の光束制御部材。
　前記側壁部の外面は、光拡散面である、請求項１に記載の光束制御部材。
　前記蓋部の外面は、光拡散面である、請求項１に記載の光束制御部材。
　前記蓋部および前記側壁部は、光散乱能を有する材料によって形成されている、請求項１に記載の光束制御部材。
　基板上に配置された１または２以上の発光素子に対して空気層を介して配置される光束制御部材であって、
　前記発光素子の出射光のうち一部の出射光と交わる面に、透過反射膜が形成され、
　前記透過反射膜は、前記一部の出射光のうち更に一部を反射し、前記一部の出射光の残部を透過する、
　光束制御部材。
　前記透過反射膜は、前記発光素子と対向する内面に形成され、
　前記内面とは裏表の関係にある外面は、前記透過反射膜を透過して内部入射した光を外方へ出射する、
　請求項８に記載の光束制御部材。
　前記１または２以上の発光素子の光束の中心と同心に中心軸が位置するように配置される、請求項８に記載の光束制御部材。
　前記２以上の発光素子は、基板上に第１の方向に沿って１列または複数列に配置されており、
　前記透過反射膜が形成されている面は、前記第１の方向では曲率を有しておらず、かつ前記第１の方向に直交する第２の方向では曲率を有している、
　請求項８に記載の光束制御部材。
　１または２以上の発光素子が配置された基板と、
　前記発光素子の出射光のうち一部の出射光と交わるように形成され、前記一部の出射光のうち更に一部を反射し、前記一部の出射光の残部を透過する透過反射部と、
　前記透過反射部で反射された光および前記発光素子から直接到達した光を外方へ出射する透過部と、
　を有する、照明装置。
　前記透過部は、前記透過反射部の外縁と前記基板との間に形成された側壁部である、請求項１２に記載の照明装置。
　前記２以上の発光素子は、基板上に第１の方向に沿って１列または複数列に配置されている、請求項１２に記載の照明装置。