WO2012067009A1 - 発光素子および調光素子 - Google Patents

Abstract

　発光素子は、一つの焦点を有する曲線形状を少なくとも含む断面形状を有する凹面ミラーと、前記凹面ミラーに光を照射する第１の光源であって、前記一つの焦点からシフトさせた位置であって、前記凹面ミラーで反射された光が、前記曲線形状の頂点と前記一つの焦点とを通る中心軸と交差する方向に指向性を有する位置に配置される第１の光源を少なくとも含む。

Description

発光素子および調光素子

　本発明は、発光素子および調光素子に関する。
　本願は、２０１０年１１月１８日に、日本に出願された特願２０１０－２５７８７１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　指向性を有する光を射出可能な発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ， 以下、ＬＥＤと略記する）が提案されている。例えば、下記の特許文献１には、内部に凹面形状の反射面を有する凹状ケースと、凹状ケースの上部に設けられたリード構造と、リード構造上に搭載された発光素子と、を備えた反射型ＬＥＤが開示されている。下記の特許文献２には、内部に凹面形状の反射面を有する凹状ケースと、素子マウント部に搭載された複数個の発光素子と、を備えた反射型ＬＥＤが開示されている。下記の特許文献３には、複数の半導体発光素子が基板上に一列に配列された光源と、複数の半導体発光素子からの光を反射させる配向制御部材と、を備えた照明装置が開示されている。

特許第３９８２６３５号公報 特開２００９－２９０００８号公報 特開２００７－２８７６８６号公報

　上記の特許文献１および特許文献２に記載の反射型ＬＥＤは、指向性を有する光が得られるものの、光の射出方向は一定であり、光の射出方向を切り換えることができない。そのため、これらの反射型ＬＥＤでは、例えばＬＥＤ本体から斜め方向に光を射出させたいという要求に応えることができない。これに対して、上記の特許文献３に記載の照明装置は、ＬＥＤの光射出面の法線方向から傾いた方向に光を射出させることができる。しかしながら、この照明装置は、複雑な形状の配向制御部材を用いており、光の射出方向が配向制御部材の形状に依存するため、光の射出方向を精度良く制御するのが難しい。また、この照明装置も光の射出方向を切り換えることができない。

　本発明の一態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、光の射出方向を容易に切り換えることが可能な発光素子の提供を目的の一つとする。また、この種の発光素子を用いることで、光の点灯、消灯、あるいは光量を領域毎に制御することが可能な調光素子の提供を目的の一つとする。

　本発明の一態様における発光素子は、一つの焦点を有する曲線形状を少なくとも含む断面形状を有する凹面ミラーと、　前記凹面ミラーに光を照射する第１の光源であって、前記一つの焦点からシフトさせた位置に配置であって、前記凹面ミラーで反射された光が、前記曲線形状の頂点と前記一つの焦点とを通る中心軸と交差する方向に指向性を有する位置に配置される第１の光源と、を少なくとも含む。

　本発明の一態様における発光素子は、前記焦点からの前記第１の光源のシフトの方向が、前記中心軸と直交する成分を含んでいてもよい。

　本発明の一態様における発光素子は、前記焦点からの前記第１の光源のシフトの方向が、前記中心軸と平行な成分を含んでいてもよい。

　本発明の一態様における発光素子は、前記第１の光源の光射出端面が前記中心軸と直交する平面に対して傾いていてもよい。

　本発明の一態様における発光素子は、前記前記第１の光源を含む複数の光源が設けられ、前記複数の光源は、点灯、消灯が個々の光源毎に制御されてもよい。

　本発明の一態様における発光素子は、前記複数の光源が、第２の光源を含み、前記第２の光源は前記焦点上に配置されていてもよい。

　本発明の一態様における発光素子は、さらに前記第１の光源を駆動するための配線を備え、前記配線が、前記焦点からの前記第１の光源のシフトの方向と交差する方向に延在していてもよい。

　本発明の一態様における発光素子は、前記凹面ミラーに光を照射し、前記第１の光源含む第１の複数の光源が配列された第１の光源部と、前記凹面ミラーに光を照射し、第２の光源を含む第２の複数の光源が配列された第２の光源部を備え、前記第１の複数の光源は、互いに異なる波長域の単色光を射出し、前記第２の複数の光源は、互いに異なる波長域の単色光を射出し、前記第１及び第２の光源部が前記第１および第２の複数の光源の配列方向と異なる方向に配列されていてもよい。

　本発明の一態様における発光素子は、前記第１の複数の光源が、前記一つの焦点からのシフト量が互いに異なる位置に配置され、前記第１の複数の光源は、前記凹面ミラーで反射された光が、それぞれ異なる方向に指向性を有する位置に配置されていてもよい。

　本発明の一態様における発光素子は、前記第２の光源が、前記一つの焦点からシフトさせた位置であって、前記第２の光源から射出された光が、前記第１の光源から射出された光とは異なる方向に指向性を有する位置に配置されていてもよい。

　本発明の一態様における発光素子は、前記第１の複数の光源が直線状に配列され、前記第１および第２の光源部が前記第１の複数の光源の配列方向と直交する方向に直線状に配列され、前記第１の複数の光源間の配列ピッチが前記第１及び第２の光源部間の配列ピッチよりも小さくてもよい。

　本発明の一態様における発光素子は、前記第１の複数の光源が、赤色光を射出する光源と、緑色光を射出する光源と、青色光を射出する光源とを有してもよい。

　本発明の一態様における発光素子は、前記焦点を有する曲線形状が円錐曲線であってもよい。

　本発明の一態様における発光素子は、前記ミラーの曲線形状における中心領域の断面形状が放物面であり、前記ミラーの周縁部の断面形状が前記放物面を延長した仮想曲面の断面形状よりも急峻な勾配を有していてもよい。

　本発明の一態様における発光素子は、前記ミラーの径方向の座標をρ、前記中心軸方向の座標をｚ、コーニック係数をｋとし、前記円錐曲線を下記の（１）式および（２）式で表したとき、
　ρ^２－２ｒｚ＋（ｋ－１）ｚ^２＝０　……（１）
　ｚ＝（ρ^２／ｒ）／（１＋√（１－（１＋ｋ）（ρ／ｒ）^２））　……（２）
　であって、前記コーニック係数ｋが、－０．５≦ｋ≦－１を満たしてもよい。

　本発明の他の態様における調光素子は、射出する光の量を制御可能な照明部と、前記照明部から射出された光が入射され、前記光を内部で全反射させつつ伝播させる導光体とを備え、前記導光体は、前記照明部から射出された光が導光体内部で全反射しつつ伝播される間に前記光を外部に取り出す複数の光取出領域を有し、前記複数の光取出領域のうちの少なくとも２つの光取出領域は、前記照明部から射出された光を外部に取り出し可能な入射角範囲が互いに異なり、前記導光体は、前記照明部から射出された光を、前記導光体の内部に複数の異なる伝播角度で伝播させるよう構成され、前記照明部は、発光素子を少なくとも一つ備え、　前記発光素子は、一つの焦点を有する曲線形状を少なくとも含む断面形状を有する凹面ミラーと、前記凹面ミラーに光を照射する第１の光源であって、前記一つの焦点からシフトさせた位置であって、前記凹面ミラーで反射された光が、前記曲線形状の頂点と前記一つの焦点とを通る中心軸と交差する方向に指向性を有する位置に配置される第１の光源を少なくとも含む。

　本発明の他の態様における調光素子は、前記発光素子が、さらに前記第１の光源を駆動するための配線を備え、前記配線が、前記焦点からの前記第１の光源のシフトの方向と交差する方向に延在していてもよい。

　本発明の他の態様における調光素子は、前記発光素子が、前記凹面ミラーに光を照射し、前記第１の光源含む第１の複数の光源が配列された第１の光源部と、前記凹面ミラーに光を照射し、第２の光源を含む第２の複数の光源が配列された第２の光源部を備え、前記第１の複数の光源は、互いに異なる波長域の単色光を射出し、前記第２の複数の光源は、互いに異なる波長域の単色光を射出し、前記第１及び第２の光源部が前記第１および第２の複数の光源の配列方向と異なる方向に配列されていてもよい。

　本発明の他の態様における調光素子は、前記第１の複数の光源が、それぞれ前記一つの焦点からのシフト量が異なる位置に配置され、前記第１の複数の光源は、前記凹面ミラーで反射された光が、それぞれ異なる方向に指向性を有する位置に配置されていてもよい。

　本発明の他の態様における調光素子は、前記第２の光源は、前記一つの焦点からシフトさせた位置であって、前記第２の光源から射出された光が、前記第１の光源から射出された光とは異なる方向に指向性を有する位置に配置されてもよい。

　本発明の他の態様における調光素子は、前記第１の複数の光源が直線状に配列され、前記第１および第２の光源部が前記第１の複数の光源の配列方向と直交する方向に配列され、前記第１の複数の光源間の配列ピッチが前記第１及び第２の光源部間の配列ピッチよりも小さくてもよい。

　本発明の他の態様における調光素子は、前記ミラーの曲線形状における中心領域の断面形状が放物面であり、前記ミラーの周縁部の断面形状が前記放物面を延長した仮想曲面の断面形状よりも急峻な勾配を有していてもよい。

　本発明の態様によれば、光の射出方向を容易に切り換えることが可能な発光素子を実現できる。また、本発明の態様によれば、光の点灯、消灯、あるいは光量を領域毎に制御することが可能な調光素子を実現できる。

第１実施形態のＬＥＤ（発光素子）を示す斜視図である。 図１のＡ－Ａ’線に沿う断面図である。 第１実施例のＬＥＤから射出された光の光路のシミュレーション結果を示す図である。 比較例１のＬＥＤから射出された光の光路のシミュレーション結果を示す図である。 第１実施例においてＬＥＤチップのシフト量と光の射出方向および半値幅との関係を示すグラフである。 第２実施例のＬＥＤから射出された光の光路のシミュレーション結果を示す図である。 第２実施例においてＬＥＤチップのシフト量と光の射出方向および半値幅との関係を示すグラフである。 第２実施形態の第３実施例のＬＥＤから射出された光の光路のシミュレーション結果を示す図である。 第３実施例においてＬＥＤチップのシフト量と光の射出方向および半値幅との関係を示すグラフである。 第４実施例においてＬＥＤチップのシフト量と光の射出方向および半値幅との関係を示すグラフである。 第３実施形態の第５実施例のＬＥＤから射出された光の光路のシミュレーション結果を示す図である。 第５実施例においてＬＥＤチップのシフト量と光の射出方向および半値幅との関係を示すグラフである。 第４実施形態のＬＥＤを示す斜視図である。 図１２のＡ－Ａ’線に沿う断面図である。 第４実施形態の第６実施例においてＬＥＤチップのシフト量と光の射出方向および半値幅との関係を示すグラフである。 第５実施形態のＬＥＤを示す斜視図である。 第６実施形態のＬＥＤにおいて凹面ミラーの断面形状について説明するための図である。 コーニック係数と光の射出角度および半値幅との関係を示すグラフである。 コーニック係数と光の射出角度および半値幅との関係を示すグラフである。 コーニック係数を変化させたときの凹面ミラーの断面形状について説明するための図である。 第７実施形態のバックライト（調光素子）を示す斜視図である。 第７実施形態のバックライトの動作を説明するための図である。 第７実施形態のバックライトに用いるＬＥＤを示す断面図である。 第７実施形態のバックライトに用いるＬＥＤを示す断面図である。 第７実施形態のバックライトに用いるＬＥＤを示す断面図である。 第８実施形態のバックライトの動作を説明するための図である。 第８実施形態のバックライトに用いるＬＥＤを示す断面図である。 上記実施形態のＬＥＤを用いた照明装置の例を示す斜視図である。 上記実施形態のＬＥＤを用いた照明装置の例を示す斜視図である。

［第１実施形態］
　以下、本発明の第１実施形態について、図１～図６を用いて説明する。
　本実施形態のＬＥＤ（発光素子）は、１個のＬＥＤチップを備えたＬＥＤ、いわゆるシングルチップＬＥＤの一例である。

　図１は、本実施形態のＬＥＤ（発光素子）を示す斜視図である。図２は、図１のＡ－Ａ’線に沿う断面図である。図３Ａは、本実施形態のＬＥＤの一具体例であって第１実施例のＬＥＤから射出された光の光路のシミュレーション結果を示す図である。図３Ｂは、比較例１のＬＥＤから射出された光の光路のシミュレーション結果を示す図である。図４は、第１実施例のＬＥＤにおいてＬＥＤチップのシフト量と光の射出方向および半値幅との関係を示すグラフである。図５は、本実施形態のＬＥＤの一具体例であって第２実施例のＬＥＤから射出された光の光路のシミュレーション結果を示す図である。図６は、第２実施例においてＬＥＤチップのシフト量と光の射出方向および半値幅との関係を示すグラフである。
　なお、以下の全ての図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。

　本実施形態のＬＥＤ１（発光素子、ＬＥＤパッケージとも呼ぶ）は、図１および図２に示すように、パッケージ２と、放物面ミラー３（凹面ミラー）と、ＬＥＤチップ４（光源）と、封止材５と、を備えている。略直方体状のパッケージ２の上面に、内壁面が放物面となった凹部６が形成されている。パッケージ２を光射出側から見ると、パッケージ２の外形形状は正方形であり、凹部６の形状は円である。凹部６の内壁面に沿って光反射率の高い金属膜、誘電体多層膜等が形成されている。これら金属膜、誘電体多層膜等は、放物面ミラー３を構成している。パッケージ２は、例えばセラミックス、金属等の無機材料もしくは有機材料で構成されている。

　ＬＥＤチップ４は、基板７上に実装されている。基板７上に実装されたＬＥＤチップ４は、光射出端面が放物面ミラー３に対向するように、パッケージ２の凹部６内に配置されている。本実施形態では、ＬＥＤチップ４の平面形状は正方形である。ＬＥＤチップ４は、白色光を射出するものであっても良いし、赤色光、緑色光、青色光等の単色光を射出するものであっても良い。パッケージ２の凹部６内には、ＬＥＤチップ４および基板７を埋め込むように封止材５が充填されている。封止材５には光透過率が高い材料を用いることが望ましく、例えばエポキシ樹脂、ガラス等が用いられる。その他、図示を省略するが、ＬＥＤ１には、ＬＥＤチップ４を駆動するための配線等が備えられている。

　放物面ミラー３の形状は、図２に示す中心軸Ｃを中心とした回転対称形である。放物面ミラー３の形状は、中心軸Ｃ上の符号Ｆで示す位置に放物面の焦点を有している。以下の説明では、図２の紙面の縦方向に延びる中心軸Ｃをｘ軸と定義し、ｘ軸に対して垂直であって、かつパッケージの一辺（図２の紙面の横方向に延びる辺）に平行に延びる軸をｙ軸、ｘ軸およびｙ軸に垂直な軸をｚ軸、と定義する。

　放物面ミラー３の表面（反射面）と中心軸Ｃとが交差する点を放物面ミラーの頂点Ｔと称する。本実施形態では、ＬＥＤチップ４は、焦点Ｆから＋ｙ軸方向に距離Ｓだけシフトした位置に配置されている。ＬＥＤチップ４は、光射出端面が中心軸Ｃに垂直（ｙｚ平面に対して平行）になるよう配置されている。詳細には、ＬＥＤチップ４は、発光層や電極等が積層されてなる発光部が半導体基板上に形成された構成である。

　ＬＥＤチップ４を放物面ミラー３の焦点Ｆ上に配置した場合、指向性が最も高い光が得られる。このとき、光の射出方向はｘ軸（中心軸Ｃに平行な方向）に一致する。ここで、本明細書においては、「光の射出方向」とは、ＬＥＤチップから射出した光が放物面ミラーで反射後、ＬＥＤパッケージ前面の射出面から出射する際の光の方向であって、ＬＥＤパッケージが射出する光の射出方向に対する光の輝度分布において、ピーク輝度における光の射出方向を意味する。
　これに対して、本実施形態のＬＥＤでは、ＬＥＤチップ４の位置が焦点Ｆから＋ｙ軸方向にシフトしているが、この構成においても、高い指向性を維持することができる。また、光の射出方向Ｌは、中心軸Ｃと交差する方向であって、ＬＥＤチップ４のシフト方向と反対側である－ｙ軸方向に斜めに傾いた方向となる。ＬＥＤチップ４のシフト量Ｓを変えることにより、光の射出方向と指向性とを制御することができる。これについては、次の実施例１，２で説明する。
　具体的に、「光の射出方向」をＬＥＤチップが射出する光の射出方向に対する光の輝度分布との関係で説明すると以下のようになる。後述するように、ＬＥＤチップが射出する光は、一方向に指向性を有するのではなく、射出角度に分布を有する。従って、ＬＥＤチップが射出する光の射出方向に対して、光の輝度分布が生じる。ここで、本実施形態のＬＥＤチップはある一定の指向性を有することから、光の輝度分布はピーク輝度を有する。このピーク輝度における光の射出方向を本明細書においては「光の射出方向」とする。
　このように、本実施形態によれば、光の射出方向を制御するための部材を新たに用いることなく、光の射出方向を容易に変更可能なＬＥＤを実現できる。

［実施例１］
　本発明者らは、本実施形態のＬＥＤ１を基本として、光の射出方向を±１０度で制御するための設計をシミュレーションにより行った。その結果について説明する。
　実施例１のＬＥＤ１では、パッケージ２の一辺の長さを４ｍｍ、ＬＥＤチップ４を構成する基板の一辺の長さを１ｍｍ、発光部の一辺の長さを２５０μｍ、放物面ミラー３の曲率半径を４ｍｍ、とし、ＬＥＤチップ４の位置を焦点Ｆの位置から＋ｙ軸方向に０．５ｍｍシフトさせた。同じサイズのＬＥＤ１を用い、ＬＥＤチップ４を焦点Ｆ上に配置したものを比較例１とした。

　図３Ａに、実施例１のＬＥＤ１における射出光のシミュレーション結果を示す。図３Ｂに、比較例１のＬＥＤにおける射出光のシミュレーション結果を示す。ともに、ＬＥＤチップ４から放物面ミラー３を経て放物面ミラー３と反対側に延在する実線が、ＬＥＤチップ４の各所から射出された光束を表している。図３Ａおよび図３Ｂから判るように、比較例１のＬＥＤでは光の射出方向はｘ軸と平行であるが、実施例１のＬＥＤ１では光の射出方向はｘ軸に対して約１５度傾いている。このとき、実施例１のＬＥＤ１でも、十分に高い指向性を維持できている。

　さらに、実施例１のＬＥＤ１において、ＬＥＤチップ４のシフト量を種々変化させ、ＬＥＤチップ４のシフト量と光の射出方向および指向性との関係を調べた。その結果を図４のグラフに示す。指向性を示す指標としては射出光の輝度分布の半値幅を用いた。すなわち、指向性が高いことは半値幅が小さいことに対応する。図４における横軸はＬＥＤチップ４のシフト量［ｍｍ］、縦軸はｘ軸を基準とした射出角度［度］および半値幅［度］である。ＬＥＤチップ４からの光の射出角度を実線で示し、射出光の輝度分布の半値幅を破線で示す。図４から判るように、ＬＥＤチップ４のシフト量を±０．５ｍｍ程度とすると、光の射出角度を±１５度程度変化させることができ、半値幅を±１０度以下に抑えることができた。ＬＥＤチップ４のシフト量を±０．５ｍｍよりも大きくすると、光の射出方向は更に大きく変化させることができたが、半値幅が±１０度より大きくなり、指向性が若干低下した。

［実施例２］
　実施例２のＬＥＤ１では、パッケージの一辺の長さ、放物面ミラーの曲率半径、およびＬＥＤチップ４のシフト量を実施例１と変えた。具体的には、実施例２においては、パッケージ２の一辺の長さを８ｍｍ、ＬＥＤチップ４を構成する基板の一辺の長さを１ｍｍ、発光部の一辺の長さを２５０μｍ、放物面ミラー３の曲率半径を５．４ｍｍ、とし、ＬＥＤチップ４の位置を焦点Ｆの位置から＋ｙ軸方向に０．７ｍｍシフトさせた。

　図５に、実施例２のＬＥＤ１における射出光のシミュレーション結果を示す。図５から判るように、実施例２のＬＥＤ１では光の射出方向はｘ軸に対して約１０度傾いている。また、実施例１と同様、十分に高い指向性を維持できている。

　さらに、実施例２のＬＥＤ１において、ＬＥＤチップ４のシフト量を種々変化させ、ＬＥＤチップ４のシフト量と光の射出方向および指向性との関係を調べた。その結果を図６のグラフに示す。ＬＥＤチップ４からの光の射出角度を実線で示し、射出光の輝度分布の半値幅を破線で示す。図６から判るように、ＬＥＤチップ４のシフト量を±０．７ｍｍ程度とすると、射出方向を±１０度程度変化させることができ、半値幅を±５度以下に抑えることができる。ＬＥＤチップ４のシフト量を±０．５ｍｍよりも大きくすると、光の射出方向を更に大きく変化させることができた。実施例１の結果と実施例２の結果とを比較すると、実施例２のようにパッケージのサイズを大きくした場合の方が指向性の変化量が少なくなり、半値幅は±５度以下を実現できた。

［第２実施形態］
　以下、本発明の第２実施形態について、図７～図９を用いて説明する。
　本実施形態のＬＥＤ１の基本構成は第１実施形態と同様であり、ＬＥＤチップ４の配置が第１実施形態と異なる。よって、本実施形態ではＬＥＤ１の基本構成の説明は省略し、ＬＥＤチップ４の配置のみについて説明する。

　第１実施形態では、ＬＥＤチップ４の位置が、焦点Ｆから＋Ｙ軸方向にシフトし、Ｘ軸方向にはシフトしていなかった。これに対して、本実施形態では、図７に示すように、ＬＥＤチップ４が、焦点Ｆから＋ｙ軸方向にシフトし、かつ、－ｘ軸方向にもシフトした位置に配置されている。

　本実施形態においても、光の射出方向を制御するための部材を新たに用いることなく、光の射出方向を容易に変更可能なＬＥＤ１を実現できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。

［実施例３］
　本発明者らは、本実施形態のＬＥＤ１を基本として、光の射出方向を±１０度で制御するための設計をシミュレーションにより行った。その結果について説明する。
　実施例３のＬＥＤ１では、パッケージ２の一辺の長さを８ｍｍ、ＬＥＤチップ４を構成する基板の一辺の長さを１ｍｍ、発光部の一辺の長さを２５０μｍ、放物面ミラー３の曲率半径を５．４ｍｍ、とし、ＬＥＤチップ４の位置を焦点の位置から＋ｙ軸方向に０．７ｍｍシフトさせ、かつ、－ｘ軸方向（すなわち放物面ミラー３に近付く方向）に－１．０ｍｍシフトさせた。

　図７に、実施例３のＬＥＤ１における射出光のシミュレーション結果を示す。図７から判るように、実施例３のＬＥＤ１では光の射出方向はｘ軸に対して約１０～１５度傾いている。このとき、十分に高い指向性を維持できている。

　さらに、実施例３のＬＥＤ１において、ＬＥＤチップ４のｘ軸方向のシフト量を種々変化させ、ＬＥＤチップ４のシフト量と光の射出方向および指向性との関係を調べた。その結果を図８のグラフに示す。図８のグラフの横軸はＬＥＤチップ４のｘ軸方向のシフト量［ｍｍ］、縦軸はｘ軸を基準とした射出角度［度］および半値幅［度］である。ＬＥＤチップ４からの光の射出角度を実線で示し、射出光の輝度分布の半値幅を破線で示す。図８から判るように、ＬＥＤチップ４のｙ軸方向のシフト量を±０．７ｍｍとした上で、ＬＥＤチップ４をｘ軸方向にもシフトさせると、ｘ軸方向のシフト量が変化しても光の射出角度は１２～１３度の範囲であまり変化しなかった。これに対して、指向性については、ＬＥＤチップ４をｘ軸方向にシフトさせると、ｘ軸方向のシフト量に応じて半値幅が約±５～±１０度の範囲で変化した。この結果から、半値幅が±１０度以内で変化しても構わない場合には、ＬＥＤチップ４をｘ軸方向に±１ｍｍ程度シフトさせても良いことが判った。

［実施例４］
　実施例４のＬＥＤ１では、パッケージ２の一辺の長さ、およびＬＥＤチップ４のシフト量を実施例３と変えた。具体的には、実施例４においては、パッケージ２の一辺の長さを６ｍｍ、ＬＥＤチップ４を構成する基板の一辺の長さを１ｍｍ、発光部の一辺の長さを２５０μｍ、放物面ミラー３の曲率半径を５．４ｍｍ、とし、ＬＥＤチップ４の位置を焦点の位置から＋ｙ軸方向に０．６ｍｍシフトさせ、かつ、－ｘ軸方向（すなわち放物面ミラーに近付く方向）に－１．０ｍｍシフトさせた。

　実施例４のＬＥＤ１において、ＬＥＤチップ４のＸ軸方向のシフト量を種々変化させ、ＬＥＤチップ４のシフト量と光の射出方向および指向性との関係を調べた。その結果を図９のグラフに示す。ＬＥＤチップ４からの光の射出角度を実線で示し、射出光の輝度分布の半値幅を破線で示す。図８および図９から判るように、実施例３の結果と実施例４の結果を比較すると、パッケージ２のサイズが変わっても、ＬＥＤチップ４のｘ軸方向のシフト量に対する光の射出角度の関係は殆ど変わらなかった。ところが、実施例４のようにパッケージ２のサイズが小さい場合、指向性の変化量が実施例３と比べて大きくなることが判った。

［第３実施形態］
　以下、本発明の第３実施形態について、図１０、図１１を用いて説明する。
　本実施形態のＬＥＤ１の基本構成は第１実施形態と同様であり、ＬＥＤチップ４の配置が第１実施形態と異なる。よって、本実施形態ではＬＥＤ１の基本構成の説明は省略し、ＬＥＤチップ４の配置のみについて説明する。

　第１実施形態では、ＬＥＤチップ４の光射出端面がｙｚ平面に対して平行に設置されていた。これに対して、本実施形態では、図１０に示すように、ＬＥＤチップ４は、焦点Ｆから＋ｙ軸方向にシフトした上で光射出端面がｙｚ平面に対して非平行になるよう配置されている。すなわち、ＬＥＤチップ４は、ＬＥＤチップ４の中心を通り、ｚ軸方向に平行な回転軸を中心として反時計回りに回転させて配置されている。

　本実施形態においても、光の射出方向を制御するための部材を新たに用いることなく、光の射出方向を容易に変更可能なＬＥＤを実現できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。

［実施例５］
　本発明者らは、本実施形態のＬＥＤ１を基本として、光の射出方向を±１０度で制御するための設計をシミュレーションにより行った。その結果について説明する。
　実施例５のＬＥＤ１では、パッケージ２の一辺の長さｔを８ｍｍ、ＬＥＤチップ４を構成する基板の一辺の長さを１ｍｍ、発光部の一辺の長さを２５０μｍ、放物面ミラー３の曲率半径を５．４ｍｍ、とし、ＬＥＤチップ４の位置を焦点の位置から＋ｙ軸方向に０．７ｍｍシフトさせ、かつ、ＬＥＤチップ４の光射出端面を＋ｙ軸方向を基準として反時計回りに３０度回転させた。

　図１０に、実施例５のＬＥＤ１における射出光のシミュレーション結果を示す。図１０から判るように、実施例５のＬＥＤ１では光の射出方向はｘ軸に対して約１０度傾いている。
　また、十分に高い指向性を維持できている。

　さらに、実施例５のＬＥＤ１において、ＬＥＤチップ４の回転角を種々変化させ、ＬＥＤチップ４の回転角と光の射出方向および指向性との関係を調べた。その結果を図１１のグラフに示す。図１１のグラフの横軸は＋ｙ軸方向を基準としたＬＥＤチップ４の回転角［度］、縦軸は＋ｘ軸を基準とした射出角度［度］および半値幅［度］である。ＬＥＤチップ４からの光の射出角度を実線で示し、射出光の輝度分布の半値幅を破線で示す。図１１から判るように、ＬＥＤチップ４の回転角、すなわちＬＥＤチップ４の設置角度を変化させても、光の射出方向および半値幅は殆ど変化しないことが判った。したがって、ＬＥＤチップ４は、光射出端面が必ずしもパッケージ２の中心軸Ｃに垂直になる姿勢で設置しなくても良いことが判った。

［第４実施形態］
　以下、本発明の第４実施形態について、図１２～図１４を用いて説明する。
　本実施形態のＬＥＤ１０の基本構成は第１実施形態と同様である。ただし、第１実施形態のＬＥＤ１は１個のＬＥＤチップを備えたシングルチップＬＥＤであったのに対し、本実施形態のＬＥＤ１０は複数個のＬＥＤチップ１１、１２、１３を備えたマルチチップＬＥＤである点が異なる。したがって、第１実施形態のＬＥＤ１と共通な部分の説明は省略し、ＬＥＤチップ１１、１２、１３周辺のみについて説明する。
　図１２～図１４において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。

　本実施形態のＬＥＤ１０は、図１２に示すように、３個のＬＥＤチップ１１，１２，１３が直線状に配列された形態でパッケージ２の凹部６内に配置されている。３個のＬＥＤチップ１１，１２，１３は、図１３に示すように、中心軸Ｃと直交するｙ軸方向に配列されている。中央に位置するＬＥＤチップ１２は、焦点Ｆ上に配置されている。左側に位置するＬＥＤチップ１１は、焦点Ｆから＋ｙ軸方向にシフトした位置に配置されている。右側に位置するＬＥＤチップ１３は、焦点Ｆから－ｙ軸方向にシフトした位置に配置されている。中央のＬＥＤチップ１２に対する左右のＬＥＤチップ１１，１３のシフト量は、例えば±０．７～０．８ｍｍ程度である。

　３個のＬＥＤチップ１１，１２，１３は、点灯、消灯が個々のＬＥＤチップ毎に独立して制御できる構成となっている。よって、ＬＥＤチップ１１を点灯させると、光Ｌ１１は図１３の右斜め上方に射出される。ＬＥＤチップ１２を点灯させると、光Ｌ１２は図１３の上方に射出される。ＬＥＤチップ１３を点灯させると、光Ｌ１３は図１３の左斜め上方に射出される。各ＬＥＤチップ１１，１２，１３には駆動用の配線１４が接続されている。これらの配線１４は、中心軸Ｃと直交する平面（ｙｚ平面）内においてＬＥＤチップ１１，１２，１３のシフト方向（ｙ軸方向）と直交する方向（ｚ軸方向）に延在している。

　本実施形態においても、光の射出方向を制御するための部材を新たに用いることなく、光の射出方向を容易に変更可能なＬＥＤ１０を実現できる、という第１～第３実施形態と同様の効果が得られる。特に本実施形態の場合、３個のＬＥＤチップ１１，１２，１３を搭載しているため、個々のＬＥＤチップ１１，１２，１３の点灯、消灯を切り換えることで、光の射出方向を３段階に切り換えることができる。また、駆動用の配線１４がＬＥＤチップ１１，１２，１３のシフト方向と直交する方向に延在しているため、光の射出方向を振ったときに配線の影が生じにくい。

［実施例６］
　本発明者らは、本実施形態のマルチチップＬＥＤであるＬＥＤ１０を基本として、光の射出方向を±１０度で制御するための設計をシミュレーションにより行った。その結果について説明する。
　実施例６のＬＥＤ１０では、パッケージ２の一辺の長さを８ｍｍ、各ＬＥＤチップ１１，１２，１３を構成する基板の寸法を２ｍｍ×０．８ｍｍ、各発光部の一辺の長さを２５０μｍ、放物面ミラー３の曲率半径を５．４ｍｍ、とした。

　実施例６のＬＥＤ１０において、中央のＬＥＤチップ１２に対する左右のＬＥＤチップ１１および１３のシフト量を種々変化させ、ＬＥＤチップ１１および１３のシフト量と光の射出方向および指向性との関係を調べた。その結果を図１４のグラフに示す。図１４から判るように、実施例６においては、ＬＥＤチップ１１および１３のシフト量を±０．７ｍｍ～±０．８ｍｍに設定すれば、光の射出方向を±１０度振ることができることが判った。またこのとき、半値幅１０°以下を維持できることが判った。

［第５実施形態］
　以下、本発明の第５実施形態について、図１５を用いて説明する。
　本実施形態のＬＥＤ１７は、第４実施形態と同様、マルチチップＬＥＤである。ただし、第４実施形態のＬＥＤ１０は白色光もしくは赤、緑、青のいずれかの単色光を射出するＬＥＤチップ１１、１２、１３を備えていたのに対し、本実施形態のＬＥＤ１７は赤、緑、青の単色光を射出するＬＥＤチップ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを全て備えている点が異なる。第１実施形態のＬＥＤ１と共通な部分の説明は省略し、ＬＥＤチップ１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ周辺の構成について説明する。
　図１５において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明は省略する。

　本実施形態のＬＥＤ１７（発光素子）は、図１５に示すように、互いに異なる波長域の単色光を射出する３個のＬＥＤチップ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ（光源）が直線状に配列された光源部１９Ｌ，１９Ｃ，１９Ｒが３組備えられている。すなわち、本実施形態のＬＥＤ１７は、合計９個のＬＥＤチップ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを備えている。１組の光源部１９Ｌ，１９Ｃ，１９Ｒを構成する３個のＬＥＤチップ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂは、それぞれ、赤色光を射出する赤色ＬＥＤチップ１８Ｒ、緑色光を射出する緑色ＬＥＤチップ１８Ｇ、青色光を射出する青色ＬＥＤチップ１８Ｂである。ＬＥＤチップ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂは、ｚ軸方向に直線状に配列されている。したがって、１組の光源部１９Ｌ，１９Ｃ，１９Ｒにおいては、各ＬＥＤチップ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂから射出される赤色光、緑色光、青色光が合成されて白色光が射出される。

　３組の光源部１９Ｌ，１９Ｃ，１９Ｒは、３個のＬＥＤチップ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂの配列方向と直交するｙ軸方向に配列されている。本実施形態の場合、３組の光源部１９Ｌ，１９Ｃ，１９Ｒのうち、中央の光源部１９Ｃの中央に位置する緑色ＬＥＤチップ１８Ｇが放物面ミラー３の焦点Ｆ上に配置されている。したがって、中央の光源部１９Ｃにおいて、赤色ＬＥＤチップ１８Ｒおよび青色ＬＥＤチップ１８Ｂの位置は焦点Ｆからシフトしている。

　中央の光源部１９Ｃを中心として両側方の光源部１９Ｒ，１９Ｌは、それぞれ焦点Ｆに対して＋ｙ軸方向、－ｙ軸方向にシフトした位置に配置されている。３個のＬＥＤチップ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ間の配列ピッチは、例えば０．２ｍｍ以下に設定されている。３組の光源部１９Ｌ，１９Ｃ，１９Ｒ間の配列ピッチは、例えば０．７ｍｍ～０．８ｍｍ程度に設定されている。すなわち、３個のＬＥＤチップ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ間の配列ピッチは、３組の光源部１９Ｌ，１９Ｃ，１９Ｒ間の配列ピッチよりも小さい。

　９個のＬＥＤチップ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂは、点灯、消灯が個々のＬＥＤチップ毎に独立して制御できる構成となっている。同じ組の赤色ＬＥＤチップ１８Ｒ、緑色ＬＥＤチップ１８Ｇ、および青色ＬＥＤチップ１８Ｂを同時に点灯することにより白色光を得ることができる。あるいは、赤色ＬＥＤチップ１８Ｒ、緑色ＬＥＤチップ１８Ｇ、青色ＬＥＤチップ１８Ｂのいずれか一つを点灯することにより赤色光、緑色光、青色光のいずれかの単色光を得ることもできる。その他、３個のＬＥＤチップ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂのうちの２個のＬＥＤチップを点灯させたり、各ＬＥＤチップの光量を調整したりすれば、様々な色の光を得ることができる。そして、いずれの組の光源部１９Ｌ，１９Ｃ，１９Ｒを点灯させるかにより、白色光もしくは種々の色光の射出方向を３段階に切り換えることができる。

　本実施形態においても、光の射出方向を制御するための部材を新たに用いることなく、光の射出方向を容易に変更可能なＬＥＤ１７を実現できる、という第１～第４実施形態と同様の効果が得られる。特に本実施形態の場合、光の射出方向を３段階に切り換えることができることに加えて、発光色を制御することもできる。

　白色光を射出する場合、３個のＬＥＤチップ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ間の配列ピッチが例えば０．２ｍｍ以下程度に設定されているため、同じ組の中の赤色光、緑色光、青色光が確実に合成され、色ずれのない白色光が得られる。同時に、３組の光源部１９Ｌ，１９Ｃ，１９Ｒ間の配列ピッチが例えば０．７ｍｍ～０．８ｍｍ程度に設定されているため、光の射出方向を±１０度程度の範囲で確実に分離することができる。

［第６実施形態］
　以下、本発明の第６実施形態について、図１６～図１８を用いて説明する。
　本実施形態のＬＥＤの基本構成は第１実施形態のＬＥＤ１と同様である。ただし、第１実施形態のＬＥＤが放物面ミラーを備えていたのに対し、本実施形態のＬＥＤは凹面ミラーの形状が第１実施形態と異なっている。

　第１～第４実施形態においては、凹面ミラーの形状は放物面であると説明した。これに対し、本実施形態で用いることが可能な凹面ミラーの形状は、放物面を含む概念として円錐曲面ということができる。円錐曲面の頂点を通る断面の形状を示す曲線は二次曲線と呼ばれ、円錐を任意の平面で切り取った断面から得られる曲線である。二次曲線はミラーの径方向の座標をρ、前記中心軸方向の座標をｚ、コーニック係数をｋとすると、下記の（１）式、（２）式で表すことができる。

　（１）式、（２）式におけるコーニック係数ｋの値によって二次曲線は形を変える。二次曲線は、例えばｋ＝０のときに円となり、ｋ＝－０．２５のときに楕円曲線となり、ｋ＝－１のときに放物線となり、ｋ＝－２のときに双曲線となる。二次曲線の形状の例を図１６に示す。図１６において、１点鎖線が楕円曲線を示し、破線が双曲線を示し、実線が放物線を示している。本実施形態では、これらの二次曲線を断面形状とする凹面ミラーを用いることができる。

　例えば第４実施形態の図１４に示したように、ＬＥＤチップ１１および１３の焦点Ｆからのシフト量を大きくすると、光の射出角度を大きくできる一方、指向性が若干低下する。その場合、次に説明するように、凹面ミラーを放物面形状から他の形状に変えることにより指向性を高めることができる。

　図１７Ａおよび図１７Ｂはコーニック係数と光の射出方向および指向性との関係を示すグラフである。図１７Ａおよび図１７Ｂの横軸はコーニック係数であり、縦軸は光の射出角度［度］および半値幅［度］、である。図１７Ａは、ＬＥＤチップのシフト量が０ｍｍの場合のコーニック係数と光の射出方向および指向性との関係を示している。図１７Ｂは、ＬＥＤチップのシフト量がｙ軸方向に－０．８ｍｍの場合のコーニック係数と光の射出方向および指向性との関係を示している。ＬＥＤチップからの光の射出角度を実線で示し、射出光の輝度分布の半値幅を破線で示す。

　図１７Ａに示すように、ＬＥＤチップのシフト量が０ｍｍの場合、コーニック係数ｋが－１のときに半値幅が極小値を示し、指向性が最も高くなることが判る。また、極小値近辺では半値幅が緩やかに変化しており、指向性が高い領域のマージンが比較的大きいことが判る。一方、図１７Ｂに示すように、ＬＥＤチップのシフト量がｙ軸方向に－０．８ｍｍの場合、コーニック係数ｋが－０．８７５のときに半値幅が極小値を示し、指向性が最も高くなることが判る。コーニック係数ｋが－０．５≦ｋ≦－１の範囲では半値幅が比較的緩やかに変化しており、指向性が高い領域であることが判る。また、ＬＥＤチップを焦点からシフトさせると、コーニック係数ｋの変化に伴い、光の射出角度も若干変化することが判る。

　図１８は、コーニック係数ｋが－１のときの曲線形状と－０．８７５のときの曲線形状、すなわち、上記２つのコーニック係数ｋにおける凹面ミラーの断面形状を示している。
　図１８において、実線がｋ＝－１である放物面ミラーの断面形状を示し、破線がｋ＝－０．８７５である凹面ミラーの断面形状を示している。ｋ＝－０．８７５の凹面ミラーの断面形状を示す曲線は、中心領域では放物面ミラーの断面形状を示す曲線と一致しているが、周縁部では放物面ミラーの断面形状を示す曲線よりも急峻な勾配を有している。簡単に言えば、凹面ミラーの形状を、放物面ミラーの中心領域の曲率を変えることなく、周縁部の勾配をより急峻に立ち上げた形状とすることによって、凹面ミラーから射出される光の指向性を高めることができる。
　ここで、中心領域とは、放物面（円錐曲面）の全幅に対して、頂部を中心として５０％の幅の範囲を指す。例えば、図１８においては、－１０≦ρ≦１０の放物面（円錐曲面）であるから、中心領域は－５≦ρ≦５となる。

　表１および表２は、シフト量が０ｍｍの場合とシフト量がｙ軸方向に－０．８ｍｍの場合とにおけるコーニック係数と光の射出方向および指向性との関係を具体的な数値で示している。表１はシフト量が０ｍｍの場合を示し、表２はシフト量がｙ軸方向に－０．８ｍｍの場合を示している。

　表１に示すように、シフト量が０ｍｍの場合の半値幅は、コーニック係数ｋが－１のときに１．４１、コーニック係数ｋが－０．８７５のときに１．５０であり、あまり変化しないことが判る。これに対して、シフト量がｙ軸方向に－０．８ｍｍの場合の半値幅は、コーニック係数ｋが－１のときに４．０５、コーニック係数ｋが－０．８７５のときに３．５３である。すなわち、コーニック係数ｋが－１のときに比べて－０．８７５としたときに半値幅が小さくなっていることが判る。このように、コーニック係数を最適化することによって、光の射出方向を所望の方向に維持しつつ、指向性を高められることが実証された。

［第７実施形態］
　以下、本発明の第７実施形態について、図１９、図２０Ａ～２０Ｄを用いて説明する。
　本実施形態では、上記実施形態のＬＥＤを透過型液晶表示装置のバックライトに用いた応用例について説明する。
　図１９は、本実施形態の液晶表示装置を示す斜視図である。図２０Ａは、図１９のＢ－Ｂ’線に沿う断面図であり、図２０Ｂ～図２０Ｄは、バックライトに備えられた３個のＬＥＤをそれぞれ示す断面図である。

　本実施形態の液晶表示装置２１（表示装置）は、図１９に示すように、液晶パネル２２（表示素子）と、液晶パネル２２の背面側に配置されたバックライト２３（調光素子）と、を有している。液晶パネル２２は、バックライト２３から射出された光を利用して表示を行う透過型の液晶パネルである。使用者は、バックライト２３の反対側、すなわち、図１９における液晶パネル２２の上側から表示を視認する。

　本実施形態において、液晶パネル２２の構成は特に限定されるものではなく、スイッチング用薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，以下、ＴＦＴと略記する）を画素毎に備えたアクティブマトリクス方式の液晶パネルであっても良いし、ＴＦＴを備えていない単純マトリクス方式の液晶パネルであっても良い。また、透過型の液晶パネルに限らず、半透過型（透過・反射兼用型）の液晶パネルであっても良い。表示モードについても、特に限定されることはなく、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード等、種々の表示モードの液晶パネルを用いることができる。

　本実施形態のバックライト２３は、後述する導光体の全面から光が均一に射出される訳ではなく、全面を複数個（本実施形態では９個）に分割した光取出領域毎に、射出する光の量を制御できるようになっている。すなわち、本実施形態のバックライト２３は複数の光取出領域の各々が調光機能を有しており、バックライト２３全体として、特定の光取出領域だけ光を射出させたり、射出させなかったりすることができる。あるいは、特定の光取出領域から射出される光の量を他の光取出領域から射出される光の量に対して変化させることができる。

　次に、本実施形態のバックライト２３の構成について詳細に説明する。
　本実施形態のバックライト２３は、図１９に示すように、寸法、形状、構成が全て同一の３個のバックライトユニット２４から構成されている。３個のバックライトユニット２４は、後述する導光体２５の長手方向と直交する方向、すなわち、導光体２５の３つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣが並ぶ方向と直交する方向（図１９のｙ軸方向）に互いに隣接して配置されている。したがって、バックライト２３は、液晶表示装置２１の画面における水平方向および垂直方向に沿って３個ずつ、合計９個の光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣを有している。

　各バックライトユニット２４は３個のＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃ（発光素子）と導光体２５とから構成されている。導光体２５は、例えばアクリル樹脂等の光透過性を有する樹脂からなる平行平板で構成されている。ここでは、バックライト２３が、導光体が別体の３個のバックライトユニット２４から構成されている例を示すが、合計９個の光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣを有する導光体が一体の構造であっても良い。この構造であっても、指向性の高いＬＥＤを用いることで、光を射出させる光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣを選択することが可能である。

　導光体２５の１つの端面に、３個のＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃが光射出側を導光体２５側に向けて設置されている。導光体２５は、各ＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃから射出された光が入射され、その光を内部で全反射させつつ、ＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃが設置された端面側から反対側の端面（図１９の－ｘ方向から＋ｘ方向）に向けて伝播させ、その間に外部空間に取り出す機能を有している。ＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃが設置された導光体２５の端面は、液晶パネル２２に対向する側の主面２５ａに対して傾斜している。

　３個のＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、個々に独立して点灯、消灯が制御でき、さらに射出光量が制御できる構成となっている。図１９では図示を省略したが、バックライト２３には、ＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃが実装されるプリント配線板、ＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃの駆動および制御を担う駆動用ＩＣを含む制御部などが備えられている。
　本実施形態には、高い指向性を有するＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃを用いることが好ましく、例えば導光体２５内部を光が導光する間の射出光の広がり角に対する強度分布の半値幅が１０度程度のものを用いることができる。

　導光体２５の２つの主面のうち、液晶パネル２２に対向する側の主面２５ａには、複数（本実施形態では３つ）の光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣが導光体２５の長手方向（図１９のｘ軸方向）に沿って設けられている。各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣには、導光体２５の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率体２８ａ，２８ｂおよび導光体２５の屈折率と等しい屈折率を有する屈折率体２９と、各低屈折率体２８ａ，２８ｂおよび屈折率体２９から射出された光を内部で反射させて外部空間に射出させる複数の光散乱体３０と、がこの順に積層されている。

　以下の説明では、便宜上、各光取出領域を、ＬＥＤ２７ａ，７ｂ，７ｃに近い側から遠い側に向けて、第１光取出領域ＲＡ、第２光取出領域ＲＢ、第３光取出領域ＲＣ、と称する。また、第１、第２および第３光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣが設けられた導光体２５の主面を第１主面２５ａと称する。第１主面２５ａの反対側の主面を第２主面２５ｂと称する。ＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃが設けられた導光体２５の端面を第１端面２５ｃと称する。第１端面２５ｃの反対側の端面を第２端面２５ｄ、と称する。

　上述したように、低屈折率体２８ａ，２８ｂは、いずれも導光体２５の屈折率よりも低い屈折率を有し、屈折率体２９は、導光体２５の屈折率と等しい屈折率を有している。低屈折率体２８ａ，２８ｂおよび屈折率体２９はそれぞれ異なる屈折率を有している。また、低屈折率体２８ａ，２８ｂおよび屈折率体２９は、各ＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃから射出されて各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに入射される光の伝播方向に沿って（図１９の－ｘ方向から＋ｘ方向に向けて）、屈折率が相対的に低いものから屈折率が相対的に高いものの順に配列されている。本実施形態の一例として、導光体２５の屈折率ｎＷＧが１．５であるのに対し、第１光取出領域ＲＡに設けられた第１低屈折率体２８ａの屈折率ｎＡが１．３、第２光取出領域ＲＢに設けられた第２低屈折率体２８ｂの屈折率ｎＢが１．４、第３光取出領域ＲＣに設けられた屈折率体２９の屈折率ｎＣが１．５に設定されている。

　低屈折率体２８ａ，２８ｂおよび屈折率体２９上には、光散乱体３０が形成されている。光散乱体３０は、低屈折率体２８ａ，２８ｂもしくは屈折率体２９から入射された光を散乱させてバックライト２３の外部空間に取り出す機能を有している。具体的には、光散乱体３０として、ベースフィルム上に散乱ビーズ等がコーティングされた市販の光散乱フィルムを使用することができる。低屈折率体２８ａ，２８ｂおよび屈折率体２９上に光散乱フィルムを貼付することで、光散乱体３０を形成することができる。

　　図２０Ａに示すように、各バックライトユニット２４において、導光体２５の第１端面２５ｃは導光体２５の第１主面２５ａに対して所定の角度で傾斜した傾斜面となっている。本実施形態では、導光体２５の第１端面２５ｃと第１主面２５ａとのなす角度βは６５度である。導光体２５の第１端面２５ｃに、３個のＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃが所定の間隔をおいて光学接着剤を介して固定されている。したがって、３個のＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃが導光体２５の短手方向に並べられている。以下の説明では、これらＬＥＤを順に第１ＬＥＤ２７ａ、第２ＬＥＤ２７ｂ、第３ＬＥＤ２７ｃと称する。

　　図２０Ｂは第１ＬＥＤ２７ａの断面図、図２０Ｃは第２ＬＥＤ２７ｂの断面図、図２０Ｄは第３ＬＥＤ２７ｃの断面図、をそれぞれ示している。本実施形態の場合、第１ＬＥＤ２７ａは、図２０Ｂに示すように、ＬＥＤチップ４が焦点Ｆから例えば－ｙ’方向に０．７ｍｍシフトした位置に配置されている。第２ＬＥＤ２７ｂは、図２０Ｃに示すように、ＬＥＤチップ４が焦点Ｆ上に配置されている。第３ＬＥＤ２７ｃは、図２０Ｄに示すように、ＬＥＤチップ４が焦点Ｆから例えば＋ｙ’方向に０．７ｍｍシフトした位置に配置されている。これにより、第１ＬＥＤ２７ａは、光射出端面の法線方向に対して＋１０度方向（反時計回り）に光を射出する。第２ＬＥＤ２７ｂは、光射出端面の法線方向に光を射出する。第３ＬＥＤ２７ｃは、光射出端面の法線方向に対して－１０度方向（時計回り）に光を射出する。

　　ここで、図２０Ａに示すように、導光体２５の厚さ方向の中心を通る仮想水平面に対する光軸のなす角度を伝播角度φと定義する。導光体２５の第１端面２５ｃと第１主面２５ａとのなす角度βが６５度であり、第２ＬＥＤ２７ｂからの光はＬＥＤ２７ｂの法線方向に射出されるため、第２ＬＥＤ２７ｂからの光Ｌｂの伝播角度φＢは２５度となる。第１ＬＥＤ２７ａからの光Ｌａおよび第３ＬＥＤ２７ｃからの光Ｌｃは、第２ＬＥＤ２７ｂからの光Ｌｂに対して±１０度の角度をなす。従って、図２０Ａに示すように、第１ＬＥＤ２７ａからの光Ｌａの伝播角度φＡは３５度、第２ＬＥＤ２７ｂからの光Ｌｂの伝播角度φＢは２５度、第３ＬＥＤ２７ｃからの光Ｌｃの伝播角度φＣは１５度となる。

　各ＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃから射出された光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは、導光体２５の第１主面２５ａと第２主面２５ｂとの間で全反射を繰り返しつつ、第１端面２５ｃ側から第２端面２５ｄ側に向けて伝播される。各光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは、第１端面２５ｃ側から第２端面２５ｄ側に向けて伝播される間、第１光取出領域ＲＡ、第２光取出領域ＲＢ、第３光取出領域ＲＣの順に、各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに入射する。

　すなわち、本実施形態の照明部２６は、３個のＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃを備えており、各ＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃから光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃを射出する。上述のように、各光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは、伝播角度φが異なるため、取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣへの入射角度が異なる。光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは、各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣから光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃを取り出し可能な入射角で各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに入射する。また、後述するが、照明部２６は、１つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに対して３種類の異なる入射角θ（θＡ＝５５度、θＢ＝６５度、θＣ＝７５度）で入射させるように、いずれのＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃを点灯させるかを切り換えることにより、導光体２５の内部における光の伝播角度φ（φＡ＝３５度、φＢ＝２５度、φＣ＝１５度）を切り換える機能を有している。

　　ここで、各ＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃからの光Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃが、各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣにおける導光体２５と各低屈折率体２８ａ，２８ｂおよび屈折率体２９との界面に入射する際の臨界角を考慮する。
　　第１光取出領域ＲＡでの導光体２５と第１低屈折率体２８ａとの界面は、屈折率ｎＷＧ＝１．５の導光体と屈折率ｎＡ＝１．３の第１低屈折率体２８ａとの界面となるので、Ｓｎｅｌｌの法則より、臨界角γＡは６０．１度となる。したがって、第１光取出領域ＲＡでは、入射角が６０．１°未満で入射した光は界面を透過し、入射角が６０．１度以上で入射した光は界面で全反射する。

　同様に、第２光取出領域ＲＢでの導光体２５と第２低屈折率体２８ｂとの界面は、屈折率ｎＷＧ＝１．５の導光体２５と屈折率ｎＢ＝１．４の第２低屈折率体２８ｂとの界面となるので、臨界角γＢは６９．０度となる。したがって、第２光取出領域ＲＢでは、入射角が６９．０度未満で入射した光は界面を透過し、入射角が６９．０度以上で入射した光は界面で全反射する。これに対して、第３光取出領域ＲＣでの導光体２５と屈折率体２９との界面は、屈折率ｎＷＧ＝１．５の導光体２５と屈折率ｎＣ＝１．５の屈折率体２９との界面となるので、全ての入射角において光は界面を透過する。

　　すなわち、第１光取出領域ＲＡ、第２光取出領域ＲＢ、第３光取出領域ＲＣを単独で見た場合には、第１光取出領域ＲＡで光を外部に取り出し可能な入射角範囲は６０．１度未満、第２光取出領域ＲＢで光を外部に取り出し可能な入射角範囲は６９．０度未満、第３光取出領域ＲＣで光を外部に取り出し可能な入射角範囲は全ての角度範囲となる。

　　このように、本実施形態の３つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに設けられた２つの低屈折率体２８ａ，２８ｂおよび屈折率体２９は、光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣに入射される光の伝播方向に沿って、屈折率が相対的に低いものから屈折率が相対的に高いものの順に配列されている。このような屈折率の違いに基づき、３つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣは、光を外部に取り出し可能な入射角範囲が異なっている。さらに、３つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣは、入射される光の伝播方向に沿って、取り出し可能な入射角範囲が相対的に狭い光取出領域から取り出し可能な入射角範囲が相対的に広い光取出領域の順に配列されている。本実施形態の一例として、第１光取出領域ＲＡでの取出可能な入射角範囲は６０．１度未満、第２光取出領域ＲＢでの取出可能な入射角範囲は６９．０度未満、第３光取出領域ＲＣでの取出可能な入射角範囲は全角度範囲である。

　　このとき、第１ＬＥＤ２７ａを点灯させたとする。第１ＬＥＤ２７ａからの光Ｌａの伝播角度φＡは３５度であるから、第１ＬＥＤ２７ａからの光Ｌａの第１主面２５ａに対する入射角θＡは５５度となる。本実施形態の導光体２５は平行平板で構成されているため、第１ＬＥＤ２７ａからの光Ｌａが何回全反射を繰り返しても、第１主面２５ａに対する入射角θＡは常に５５度である。第１ＬＥＤ２７ａからの光Ｌａが第１光取出領域ＲＡに到達し、導光体２５と第１低屈折率体２８ａとの界面に対して入射角θＡ＝５５度で入射する。ここでの臨界角γＡは６０．１度であるから、光Ｌａは導光体２５と第１低屈折率体２８ａとの界面を透過して第１低屈折率体２８ａに入射される。その後、光散乱体３０で散乱して外部に取り出される。このようにして、第１ＬＥＤ２７ａから射出された光Ｌａの略全量を第１光取出領域ＲＡから取り出すことができる。

　　次に、第１ＬＥＤ２７ａを消灯させ、第２ＬＥＤ２７ｂを点灯させたとする。第２ＬＥＤ２７ｂからの光Ｌｂの伝播角度φＢは２５度であるから、第２ＬＥＤ２７ｂからの光Ｌｂの第１主面２５ａに対する入射角θＢは６５度となる。第２ＬＥＤ２７ｂからの光Ｌｂが第１光取出領域ＲＡに到達し、導光体２５と第１低屈折率体２８ａとの界面に対して入射角θＢ＝６５度で入射する。ここでの臨界角γＡは６０．１度であるから、光Ｌｂは導光体２５と第１低屈折率体２８ａとの界面を透過できず、全反射する。次に、第２ＬＥＤ２７ｂからの光Ｌｂが第２光取出領域ＲＢに到達し、導光体２５と第２低屈折率体２８ｂとの界面に対して入射角θＢ＝６５度で入射する。ここでの臨界角γＢは６９．０度であるから、光Ｌｂは導光体２５と第２低屈折率体２８ｂとの界面を透過して第２低屈折率体２８ｂに入射される。その後、光散乱体３０で散乱して外部に取り出される。このようにして、第２ＬＥＤ２７ｂから射出された光Ｌｂの略全量を第２光取出領域ＲＢから取り出すことができる。

　　仮に第１ＬＥＤ２７ａから射出された光Ｌａが第２光取出領域ＲＢに入射したとする。この場合も入射角が臨界角よりも小さいという条件を満たすため、この光Ｌａを第２光取出領域ＲＢから取り出すことができる。しかしながら、第１ＬＥＤ２７ａから射出された光Ｌａは第２光取出領域ＲＢに到達する前に第１光取出領域ＲＡで略全量が取り出されてしまうため、ほとんど第２光取出領域ＲＢに到達することがない。したがって、実際には第１ＬＥＤ２７ａから射出された光Ｌａが第２光取出領域ＲＢから取り出されることはなく、第２ＬＥＤ２７ｂから射出された光Ｌｂが第２光取出領域ＲＢから取り出されることになる。本実施形態のバックライト２３は、このような原理に基づいて所定のＬＥＤから射出された光を所定の光取出領域のみから取り出すことができる。

　　次に、第２ＬＥＤ２７ｂを消灯させ、第３ＬＥＤ２７ｃを点灯させたとする。第３ＬＥＤ２７ｃからの光Ｌｃの伝播角度φＢは１５度であるから、第３ＬＥＤ２７ｃからの光Ｌｃの第１主面２５ａに対する入射角θＣは７５°となる。第２ＬＥＤ２７ｃからの光Ｌｃが第１光取出領域ＲＡもしくは第２光取出領域ＲＢに到達し、導光体２５と第１低屈折率体２８ａもしくは第２低屈折率体２８ｂとの界面に対して入射角θＣ＝７５度で入射する。この入射角θＣは臨界角γＡおよび臨界角γＢよりも大きいため、光Ｌｃは各界面を透過できず、全反射する。その後、第３ＬＥＤ２７ｃからの光Ｌｃが第３光取出領域ＲＣに到達すると、光Ｌｃは導光体２５と屈折率体２９との界面を透過して屈折率体２９に入射される。その後、光散乱体３０で散乱して外部に取り出される。このようにして、第３ＬＥＤ２７ｃから射出された光Ｌｃの略全量を第３光取出領域ＲＣから取り出すことができる。

　上述したように、本実施形態のバックライト２３によれば、各バックライトユニット２４の３個のＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃのうちのいずれのＬＥＤを点灯させるかによって、３つの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣのうちのいずれの光取出領域から光を取り出すか、すなわち、いずれの光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣを発光させるかを適宜選択することができる。また、各ＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃから射出される光の量を制御することにより、選択された光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣから取り出す光の量、すなわち、選択された光取出領域の明るさを調整することができる。

　従来のバックライトでは、高分子分散液晶の光散乱度を電気的に切り替えることにより、各領域から光を射出するか否かを制御していた。そのため、高分子分散液晶の光散乱特性が少しでも劣ると、光を十分に取り出せなかったり、もしくは所望の領域以外から光が漏れてコントラストが低下したりしていた。これに対して、本実施形態のバックライト２３は、高分子分散液晶を用いることなく、点灯させるＬＥＤ２７ａ，２７ｂ，２７ｃを切り替えるだけで各光取出領域ＲＡ，ＲＢ，ＲＣから光を射出するか否かを制御できる。そのため、照明部２６から射出された光を導光体２５から効率良く取り出すことで、光量が十分に得られ、コントラストの高いバックライトを実現できる。さらに、構造が簡単で薄型化が図れ、安価なバックライト２３を実現できる。また、本実施形態によれば、上記のバックライト２３を用いることで、明るく、コントラストの高い表示が可能な液晶表示装置２１を実現できる。

［第８実施形態］
　以下、本発明の第８実施形態について、図２１Ａおよび２１Ｂを用いて説明する。
　本実施形態のバックライト３１の基本構成は第７実施形態のバックライト２３と同様であり、ＬＥＤ３２の構成が異なる。したがって、ＬＥＤ３２に関係する部分のみを説明し、他の説明は省略する。
　図２１Ａは、本実施形態のバックライトの断面図である。図２１Ｂは、バックライトに備えられたＬＥＤの断面図である。
　図２１Ａおよび図２１Ｂにおいて、第７実施形態の図２０Ａ～図２０Ｄと共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

　第７実施形態のバックライト２３は、異なる３つの射出方向を持つ光を得るために、光の射出方向がそれぞれ異なる３個のＬＥＤを用いていた。これに対し、本実施形態のバックライト３１に用いるＬＥＤ３２（発光素子）は、図２１Ｂに示すように、１個のパッケージ２の内部に３個のＬＥＤチップ１１，１２，１３が設置されている。すなわち、本実施形態のバックライト３１は、第４実施形態で例示したマルチチップＬＥＤを有している。３個のＬＥＤチップ１１，１２，１３のうち、中央に位置するＬＥＤチップ１２は焦点Ｆ上に配置されている。上側に位置するＬＥＤチップ１１は焦点Ｆから＋ｙ’軸方向にシフトした位置に配置されている。下側に位置するＬＥＤチップ１３は焦点Ｆから－ｙ’軸方向にシフトした位置に配置されている。中央のＬＥＤチップ１２に対する上下のＬＥＤチップ１１，１３のシフト量は、例えば±０．７～０．８ｍｍ程度である。

　パッケージ２に内蔵された３個のＬＥＤチップ１１，１２，１３は、点灯、消灯が個々のＬＥＤチップ毎に独立して制御できる構成となっている。したがって、３個のＬＥＤチップ１１，１２，１３のうち、いずれのＬＥＤを点灯させるかによって、光の射出方向を３段階に切り換えることができる。これにより、伝播角度φＡ＝３５度の光、伝播角度φＢ＝２５度の光、伝播角度φＣ＝１５度の光のいずれを射出させるかを１個のＬＥＤ３２で切り換えることができる。

　本実施形態においても、光量が十分に得られ、コントラストが高く、構造が簡単で薄型かつ安価なバックライトが得られる、という第７実施形態と同様の効果を得ることができる。

［照明装置］
　以下、上記実施形態で示したＬＥＤを利用した照明装置の応用例を説明する。
　図２２Ａおよび図２２Ｂは、照明装置４０および４５の２つの例を示す斜視図である。
　図２２Ａに示す照明装置４０は、筐体４１と、凹面ミラー４２と、ＬＥＤチップ４３を有する。棒状の筐体４１に、断面形状が円錐曲線状の凹面ミラー４２が設けられている。凹面ミラー４２の焦点からシフトした位置にＬＥＤチップ４３が配置されている。ＬＥＤチップ４３は、筐体４１の長手方向に所定の間隔を空けて複数個配置されている。この照明装置４０では、ＬＥＤチップ４３をシフトさせた方向と反対側に向けて斜めに光が射出される。

　図２２Ｂに示す照明装置４５は、４個の照明ユニット４６を組み合わせたものである。各照明ユニット４６は、筐体４７と、凹面ミラー４８と、ＬＥＤチップ４９を有する。平面形状が正方形の筐体４７に、断面形状が円錐曲線状の凹面ミラー４８が設けられている。凹面ミラー４８の焦点からシフトした位置にＬＥＤチップ４９が配置されている。このように、複数個の照明ユニット４６を適宜組み合わせることにより、照明装置４５の直下以外の種々の方向に光を射出させることができる。

　なお、本発明の態様における技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の態様における趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では、凹面ミラーの断面形状の全体が例えば放物線のような円錐曲線である例を示した。この構成に代えて、凹面ミラーの断面形状が例えば放物線のような円錐曲線を含み、円錐曲線の周縁部は直線であっても良い。この場合でも凹面ミラーの断面形状が円錐曲線を有していれば、凹面ミラーの焦点は存在するので、焦点からシフトした位置にＬＥＤチップを配置すれば良い。また、光源としてＬＥＤチップを用いた例を挙げたが、例えば有機ＥＬ素子等の他の光源を用いても良い。その他、上記実施形態で例示したＬＥＤ、バックライトおよび液晶表示装置における各構成要素の材料、寸法、数等の具体的な構成は、適宜変更が可能である。

　本発明の態様におけるは、発光素子を用いる調光素子、もしくは照明装置等に利用可能である。

　１，１０，１７，３２…ＬＥＤ（発光素子）、３…放物面ミラー（凹面ミラー）、４，１１，１２，１３，１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ…ＬＥＤチップ（光源）、１４…配線、１９Ｌ，１９Ｃ，１９Ｒ…光源部、２３，３１…バックライト（調光素子）、２７ａ…第１ＬＥＤ（発光素子）、２７ｂ…第２ＬＥＤ（発光素子）、２７ｃ…第３ＬＥＤ（発光素子）。

Claims (22)

1. 　一つの焦点を有する曲線形状を少なくとも含む断面形状を有する凹面ミラーと、
   　前記凹面ミラーに光を照射する第１の光源であって、前記一つの焦点からシフトさせた位置であって、前記凹面ミラーで反射された光が、前記曲線形状の頂点と前記一つの焦点とを通る中心軸と交差する方向に指向性を有する位置に配置される第１の光源と、を少なくとも含む発光素子。
2. 　前記焦点からの前記第１の光源のシフトの方向が、前記中心軸と直交する成分を含む請求項１に記載の発光素子。
3. 　前記焦点からの前記第１の光源のシフトの方向が、前記中心軸と平行な成分を含む請求項２に記載の発光素子。
4. 　前記第１の光源の光射出端面が前記中心軸と直交する平面に対して傾いている請求項１に記載の発光素子。
5. 　前記第１の光源を含む複数の光源が設けられ、前記複数の光源は、点灯、消灯が個々の光源毎に制御されるよう構成されている請求項１に記載の発光素子。
6. 　前記複数の光源は、第２の光源を含み、前記第２の光源は前記焦点上に配置されている請求項５に記載の発光素子。
7. 　さらに、前記第１の光源を駆動するための配線を備え、
   　前記配線が、前記焦点からの前記第１の光源のシフトの方向と交差する方向に延在している請求項１に記載の発光素子。
8. 　前記凹面ミラーに光を照射し、前記第１の光源含む第１の複数の光源が配列された第１の光源部と、
   　前記凹面ミラーに光を照射し、第２の光源を含む第２の複数の光源が配列された第２の光源部を備え、
   　前記第１の複数の光源は、互いに異なる波長域の単色光を射出し、
   　前記第２の複数の光源は、互いに異なる波長域の単色光を射出し、
   　前記第１及び第２の光源部が前記第１および第２の複数の光源の配列方向と異なる方向に配列されている請求項１に記載の発光素子。
9. 　前記第１の複数の光源は、それぞれ前記一つの焦点からのシフト量が異なる位置に配置され、
   　前記第１の複数の光源は、前記凹面ミラーで反射された光が、それぞれ異なる方向に指向性を有する位置に配置される請求項８に記載の発光素子。
10. 　前記第２の光源は、前記一つの焦点からシフトさせた位置であって、前記第２の光源から射出された光が、前記第１の光源から射出された光とは異なる方向に指向性を有する位置に配置される請求項８に記載の発光素子。
11. 　前記第１の複数の光源が直線状に配列され、前記第１および第２の光源部が前記第１の複数の光源の配列方向と直交する方向に配列され、前記第１の複数の光源間の配列ピッチが前記第１及び第２の光源部間の配列ピッチよりも小さい請求項８に記載の発光素子。
12. 　前記第１の複数の光源が、赤色光を射出する光源と、緑色光を射出する光源と、青色光を射出する光源と、を有する請求項８に記載の発光素子。
13. 　前記焦点を有する曲線形状が円錐曲線である請求項１に記載の発光素子。
14. 　前記ミラーの曲線形状における中心領域の断面形状が放物面であり、前記ミラーの周縁部の断面形状が前記放物面を延長した仮想曲面の断面形状よりも急峻な勾配を有している請求項１３に記載の発光素子。
15. 　前記ミラーの径方向の座標をρ、前記中心軸方向の座標をｚ、コーニック係数をｋとし、前記円錐曲線を下記の（１）式および（２）式で表したとき、
    　ρ^２－２ｒｚ＋（ｋ－１）ｚ^２＝０　……（１）
    　ｚ＝（ρ^２／ｒ）／（１＋√（１－（１＋ｋ）（ρ／ｒ）^２））　……（２）
    　であって、前記コーニック係数ｋが、－０．５≦ｋ≦－１を満たす請求項１４に記載の発光素子。
16. 　射出する光の量を制御可能な照明部と、
    　前記照明部から射出された光が入射され、前記光を内部で全反射させつつ伝播させる導光体とを備え、
    　前記導光体は、前記照明部から射出された光が導光体内部で全反射しつつ伝播される間に前記照明部から射出された光を外部に取り出す複数の光取出領域を有し、
    　前記複数の光取出領域のうちの少なくとも２つの光取出領域は、前記照明部から射出された光を外部に取り出し可能な入射角範囲が互いに異なり、
    　前記導光体は、前記照明部から射出された光を、前記導光体の内部に複数の異なる伝播角度で伝播させるよう構成され、
    　前記照明部は、発光素子を少なくとも一つ備え、
    　前記発光素子は、一つの焦点を有する曲線形状を少なくとも含む断面形状を有する凹面ミラーと、前記凹面ミラーに光を照射する第１の光源であって、前記一つの焦点からシフトさせた位置であって、前記凹面ミラーで反射された光が、前記曲線形状の頂点と前記一つの焦点とを通る中心軸と交差する方向に指向性を有する位置に配置される第１の光源を少なくとも含む調光素子。
17. 　前記発光素子は、さらに前記第１の光源を駆動するための配線を備え、
    　前記配線が、前記焦点からの前記第１の光源のシフトの方向と交差する方向に延在している請求項１６に記載の調光素子。
18. 　前記発光素子は、前記凹面ミラーに光を照射し、前記第１の光源含む第１の複数の光源が配列された第１の光源部と、
    　前記凹面ミラーに光を照射し、第２の光源を含む第２の複数の光源が配列された第２の光源部を備え、
    　前記第１の複数の光源は、互いに異なる波長域の単色光を射出し、
    　前記第２の複数の光源は、互いに異なる波長域の単色光を射出し、
    　前記第１及び第２の光源部が前記第１および第２の複数の光源の配列方向と異なる方向に配列されている請求項１６に記載の調光素子。
19. 　前記第１の複数の光源は、それぞれ前記一つの焦点からのシフト量が異なる位置に配置され、
    　前記第１の複数の光源は、前記凹面ミラーで反射された光が、それぞれ異なる方向に指向性を有する位置に配置される請求項１８に記載の調光素子。
20. 　前記第２の光源は、前記一つの焦点からシフトさせた位置であって、前記第２の光源から射出された光が、前記第１の光源から射出された光とは異なる方向に指向性を有する位置に配置される請求項１８に記載の調光素子。
21. 　前記第１の複数の光源が直線状に配列され、前記第１および第２の光源部が前記第１の複数の光源の配列方向と直交する方向に配列され、前記第１の複数の光源間の配列ピッチが前記第１及び第２の光源部間の配列ピッチよりも小さい請求項１８に記載の調光素子。
22. 　前記ミラーの曲線形状における中心領域の断面形状が放物面であり、前記ミラーの周縁部の断面形状が前記放物面を延長した仮想曲面の断面形状よりも急峻な勾配を有している請求項１８に記載の調光素子。

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