レンズおよび照明装置
【課題】拡散板における輝度ムラを抑制する。
【解決手段】レンズ２３は、ＬＥＤ２２の光出射方向側に窪んだ湾曲部３１を備え、湾曲部３１は、ＬＥＤ２２の側方において基板２１に対向する端面を有し、ＬＥＤ２２の中心から上記端面の端部までの距離をａ、当該端部から上記端面におけるＬＥＤ２２と反対側の端部までの距離をｂとしたときに、ａ＞ｂの関係を満たす。
【解決手段】レンズ２３は、ＬＥＤ２２の光出射方向側に窪んだ湾曲部３１を備え、湾曲部３１は、ＬＥＤ２２の側方において基板２１に対向する端面を有し、ＬＥＤ２２の中心から上記端面の端部までの距離をａ、当該端部から上記端面におけるＬＥＤ２２と反対側の端部までの距離をｂとしたときに、ａ＞ｂの関係を満たす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から出射された光を屈折させて出射するレンズ、および上記レンズを備えた照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源と拡散板との間にレンズを配置し、上記光源から出射された光を上記レンズによって拡散させて上記拡散板に入射させることにより上記拡散板を面状に発光させる照明装置が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、上記のように拡散板を面状に発光させる照明装置であって、レンズの光源側の面における光源から出射される光の光軸方向の位置に光を散乱または拡散させる光学機能部を設ける技術が開示されている。これにより、特許文献１の技術では、光源から出射された光を光学機能部で散乱または拡散させ、拡散板における光源直上の領域（光軸上の領域）の輝度が他の領域に比べて高くなることを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４７９８０５号公報（公開日：平成２１年８月２７日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、レンズ内周面の両端側（光源が配置される基板との当接部の近傍）の領域に光源が配置される基板の基板面に平行な平面部が設けられている。このため、光源から上記平面部に入射した光が拡散板の一部の領域に集光されてしまい、拡散板において輝度ムラ（輝点あるいは輝線）が生じてしまう。
【０００６】
図９は、上記の問題点を説明するための説明図である。この図に示す照明器具１００は、基板１０１と、基板１０１上に設けられたＬＥＤからなる光源１０２と、光源１０２から出射された光を拡散させるレンズ１０３と、レンズ１０３に対向するように配置された拡散板１０４とを備えている。レンズ１０３は湾曲部を有しており、この湾曲部によって基板１０１上に配置された光源を覆うように基板１０１に対向配置されている。また、レンズ１０３の内周面の両端側、すなわちレンズ１０３の内周面における基板１０１と対向する端部の近傍には、特許文献１の構成と同様、基板１０１の基板面に平行な平面部１０３ａが設けられている。
【０００７】
このような構成の照明器具１００では、光源１０２から出射されて平面部１０３ａに到達した光の進行方向は、平面部１０３ａにおける屈折によって光源１０２の光軸方向（基板１０１の基板面法線方向）に近づく方向に変化する（破線で示した矢印参照）。また、平面部１０３ａからレンズ１０３に入射し、レンズ外周面１０３ｂに到達した光の進行方向は、レンズ外周面１０３ｂにおける屈折によって光源１０２の光軸方向にさらに近づく方向に変化する（破線で示した矢印参照）。また、図９に示したように、平面部１０３ａおよびレンズ外周面１０３ｂにおける屈折角はこれら各部に対する光の入射角によって異なる。このため、光源１０２から出射されて平面部１０３ａに入射した光は拡散板１０４における一部の領域に集光され、輝度ムラ（輝点あるいは輝線）として視認されてしまう。
【０００８】
特に、図９の構成では、光源１０２と平面部１０３ａとの距離が近いため、光源１０２から出射した光のうち平面部に入射する光の割合が大きく、拡散板１０４において輝線が生じやすい。また、図９の構成では、レンズ１０３の取り付け誤差等によりレンズ１０３の位置が正規の取り付け位置よりも光源１０２の光軸方向に沿って基板１０１から遠ざかる方向にずれた場合、平面部１０３ａに入射する光の割合がさらに大きくなり、拡散板１０４においてより顕著な輝線が生じてしまう。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源から出射された光を屈折させるレンズを備えた照明装置において、上記レンズから出射される光による輝度ムラを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のレンズは、上記の課題を解決するために、光源から入射される光を屈折させて出射するレンズであって、上記光源に対向するように配置され、上記光源の光出射方向側に窪んだ凹部を有する湾曲部を備え、上記湾曲部は、上記光源が装着される被装着部材の表面における上記光源の配置位置とは異なる位置に対向する端面を有し、上記光源の配置位置の中心から上記端面における上記光源側の端部までの距離をａ、上記光源側の端部から上記光源と反対側の端部までの距離をｂとしたときに、ａ＞ｂの関係を満たすことを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、光源と端面との距離が長く、端面の面積が小さいので、光源から出射されて端面に入射する光量を低減することができ、端面に入射した光が特定の領域に集光されることを防止し、輝度ムラが生じることを防止することができる。
【００１２】
また、上記湾曲部における上記光源側の面である内周面は、上記光源の光軸方向を含む位置に配置される湾曲面と、上記端面と上記湾曲面との間に配置された、上記端面に対して傾斜した面である切欠面とからなる構成としてもよい。
【００１３】
上記の構成によれば、切欠面を有することにより、光源と端面との距離をより長くし、かつ端面の面積をより小さくすることができる。したがって、光源から側方に向けて出射され、端面に入射する光の光量をさらに低減できるので、光源から出射された光が特定の領域に集光されることをより適切に防止することができる。
【００１４】
本発明の照明装置は、光源と、上記光源が装着される被装着部材と、上述したいずれかのレンズを備えていることを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、光源と端面との距離が長く、端面の面積が小さいので、光源から出射されて端面に入射する光量を低減することができ、端面に入射した光が特定の領域に集光されることを防止し、輝度ムラが生じることを防止することができる。
【００１６】
また、上記レンズにおける上記光源側とは反対側の面に対向配置された拡散板を備え、上記光源から出射された光を上記レンズによって拡散させて上記拡散板に入射させることにより上記拡散板を面状に発光させる構成としてもよい。
【００１７】
上記の構成によれば、光源から出射された光がレンズによって拡散板における特定の領域に集光されることを防止し、拡散板において輝度ムラが生じることを防止することができる。
【００１８】
また、上記被装着部材と上記拡散板との間に、上記光源から当該光源の光軸方向に対して所定角度以上の傾斜角度で出射された光を上記拡散板に向けて反射させるための反射面を有する反射部材を備えている構成としてもよい。
【００１９】
上記の構成によれば、拡散板に到達する光の光量を増加させることができるので、光の利用効率を高めることができる。
【００２０】
また、上記反射面は、上記被装着部材における上記端面と対向する面に対して傾斜している構成としてもよい。
【００２１】
上記の構成によれば、反射部材で反射した光が拡散板における特定の領域に集光されることを防止することができ、反射部材で反射した光によって輝度ムラが生じることを防止できる。
【００２２】
また、上記レンズは、上記湾曲部における上記光源側の面である内周面が、上記光源の光軸を含む位置に配置される湾曲面と、上記端面と上記湾曲面との間に配置された、上記端面に対して傾斜した面である切欠面とからなり、かつ、上記湾曲部の外周面側に設けられた、上記被装着部材に対向するように上記端面から延設された面を有する平板部を備え、上記切欠面の上記端面に対する傾斜角度は、上記光源から出射されて当該切欠面から上記レンズ内に入射した光の一部が上記湾曲部の外周面から上記レンズの外部に出射され、上記光源から出射されて当該切欠面から上記レンズ内に入射した光の他の一部が上記平板部を介して上記レンズの外部に出射される角度であり、かつ、上記切欠面を介して上記湾曲部の外周面から上記レンズの外部に出射される光が上記拡散板の外縁部を含む所定範囲の領域に到達する角度であり、上記反射部材における上記反射面の形状は、上記切欠面を介して上記平板部から出射される光の上記拡散板に対する到達範囲の少なくとも一部が、上記拡散板における上記所定範囲の領域よりも上記光源の光軸方向側になるように上記切欠面を介して上記平板部から出射される光を反射させる形状である構成としてもよい。
【００２３】
上記の構成によれば、切欠面を備えることにより、レンズの平板部に入射する光を低減することができるので、光源から出射された光がレンズによって拡散板における特定の領域に集光されることをより適切に防止することができる。また、切欠部に入射した光のうち湾曲部の外周面からレンズの外部に出射される光の拡散板に対する到達範囲と、平板部からレンズの外部に出射される光の拡散板に対する到達範囲とを異ならせることができるので、拡散板における特定の領域に光が集光することをより適切に防止することができる。
【００２４】
また、上記光源は、光軸方向に対する傾斜角度に応じて出射光の色温度が変化する出射光特性を有している構成としてもよい。
【００２５】
上記の構成によれば、レンズから拡散板よりも基板側に出射された光、すなわち光軸方向に対する傾斜角度が大きい出射光を反射部材によって拡散板に向けて反射させることができる。これにより、光軸方向に対する傾斜角度が小さい出射光と光軸方向に対する傾斜角度が大きい出射光とを混色させることができ、拡散板において色ムラが生じることを抑制できる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明のレンズおよび照明装置によれば、光源から出射された光がレンズによって特定の領域に集光されることを抑制し、輝度ムラが生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる光源装置（照明装置）の断面図である。
【図２】図1に示した照明装置を備えた照明器具の斜視図である。
【図３】図２に示した照明器具の断面図である。
【図４】図１に示した光源装置（照明装置）の斜視図である。
【図５】図１に示した光源装置（照明装置）に備えられる光源の出射光の特性を示す説明図である。
【図６】図１に示した光源装置（照明装置）および比較例にかかる照明装置における、光源から出射されて拡散板に到達する光の一部の軌跡を示した説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態にかかる光源装置（照明装置）の断面図である。
【図８】図７に示した光源装置（照明装置）における、光源から出射されて拡散板に到達する光の一部の軌跡を示した説明図である。
【図９】従来技術の問題点を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、本発明を天井に取り付けられる照明装置に適用する場合について説明するが、本発明の適用対象はこれに限るものではなく、拡散板を面状に発光させる構成の照明装置であれば適用できる。
【００２９】
図２は、本実施形態にかかる照明器具１０の外観を示す斜視図である。図２に示すように、この照明器具１０は、一方向に延伸する矩形形状（長辺１２５５ｍｍ×短辺２５５ｍｍ）の天井取付面１１と、床面側に設けられた２つの発光面１２とを備えている。
【００３０】
図３は、照明器具１０における図２に示したＡ−Ａ断面の断面図である。図３に示すように、照明器具１０は、断面が略台形状である筐体１３と、照明器具１０の延伸方向に沿って延伸するように筐体１３内の略中央部に設けられた配線収納部１４と、照明器具１０の延伸方向に沿って延伸するように配線収納部１４の両側に設けられた２つの光源装置（照明装置）２０とを備えている。
【００３１】
筐体１３の材質は特に限定されるものではないが、本実施形態ではアルミニウムからなる筐体を用いた。筐体１３の天井取付面１１には、照明器具１０を天井に取り付けるため取付部、および天井側に設けられた電源配線と照明器具１０内の配線とを接続するための配線接続部などが設けられている（いずれも図示せず）。
【００３２】
配線収納部１４には、天井側に配置された電源配線と光源装置２０とを接続するための配線等（図示せず）が収納されている。
【００３３】
図４は光源装置２０の概略構成を示す斜視図（透過斜視図）であり、図１は光源装置２０における図４に示したＢ−Ｂ断面の断面図である。なお、これら各図では、説明の便宜上、発光面側（照明器具１０の床面側に配置される面）が図中の上側を向くように描いている。
【００３４】
図１に示すように、光源装置２０は、基板２１、ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）２２、レンズ２３、反射板２４、および拡散板２５を備えている。
【００３５】
基板２１は光源装置２０の延伸方向に沿って延伸するように設けられた平板状の部材であり、基板２１の基板面上には光源装置２０の延伸方向に沿って複数のＬＥＤ２２が所定のピッチで配置されている。なお、基板２１には、各ＬＥＤ２２の点灯状態を制御するための制御回路が設けられており、この制御回路は配線収納部１４に収納されている配線等を介して天井側の電源配線に接続されている。これにより、制御回路に各ＬＥＤ２２を点灯させるための電力が供給される。なお、制御回路の一部または全部が、筐体１３における光源装置２０の外部（例えば配線収納部１４）に設けられていてもよい。
【００３６】
ＬＥＤ（光源）２２は光源装置２０に光源として備えられるものであり、上述したように光源装置２０の延伸方向に沿って複数のＬＥＤ２２が所定のピッチで配置されている。なお、本実施形態では光源としてＬＥＤを用いているが、これに限るものではなく、例えば、蛍光体、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、半導体光源等の他の光源を用いてもよい。
【００３７】
本実施形態では、ＬＥＤ２２として、青色の発光素子から出射される青色光と青色光で励起される黄色の蛍光との混色によって生成される白色光を出射するＬＥＤを用いた。図５は、本実施形態で用いたＬＥＤ２２の出射光の色特性を示す説明図である。この図に示すように、ＬＥＤ２２は、光軸Ｙ（基板２１の基板面法線方向）に対する光の出射角度（光源装置２０の延伸方向に垂直、かつ光軸Ｙを含む平面の平面内角度）に応じて色温度が変化する特性を有している。具体的には、光軸Ｙに対する傾斜角度が小さくなるほど出射光の色温度が高くなり（白色に近くなり）、光軸Ｙに対する傾斜角度が大きくなるほど出射光の色温度が低くなる（黄色に近くなる）特性を有している。なお、図５に示したように、本実施形態で用いたＬＥＤ２２の出射光の色温度の範囲は、約４４００°〜６０００°である。
【００３８】
レンズ２３は、ＬＥＤ２２から入射する光を屈折させて出射することにより拡散させるためのものである。このレンズ２３は、光源装置２０の延伸方向に沿って延伸しており、基板２１上に設けられた複数のＬＥＤ２２を覆うように基板２１に取り付けられている。
【００３９】
なお、レンズ２３は、一体的に成型された長尺のレンズによって上記の複数のＬＥＤ（光源）２２を覆う構成であってもよく、それぞれ別体に成型された複数のレンズによって上記の複数のＬＥＤ２２を覆う構成であってもよい。例えば、１個のＬＥＤ（光源）２２に対して１個のレンズを備える構成としてもよく、複数個のＬＥＤ２２毎に１個のレンズを備える構成としてもよい。
【００４０】
具体的には、レンズ２３は、図１に示したように、ＬＥＤ２２を覆うようにＬＥＤ２２の光出射側に対向配置される湾曲部３１と、湾曲部３１におけるレンズ２３の延伸方向に垂直な断面の両端からレンズ２３の外側（ＬＥＤ２２の光軸Ｙに直交し、かつＬＥＤ２２から遠ざかる方向）に向かって延設された、基板２１の基板面に略平行な平板部３２とを備えている。
【００４１】
湾曲部３１は、ＬＥＤ２２の光出射方向側に窪んだ凹部（内周面３４）を有している。また、レンズ２３の延伸方向に垂直な断面における湾曲部３１の両端の端面３６は、基板２１の基板面におけるＬＥＤ２２の側方の位置（ＬＥＤ２２に対して光軸Ｙに略垂直な方向の位置）に対向するように配置されている。
【００４２】
平板部３２は、レンズ２３をＬＥＤ（光源）２２が装着される被装着部材（本実施形態では基板２１）に取り付けるための部材であり、湾曲部３１の上記端面３６からレンズ２３の外側に延設するように湾曲部３１と一体的に成型されている。なお、平板部３２における基板２１との対向面と、湾曲部３１の端面３６とは同一面に形成されている。また、平板部３２にはネジ穴（図示せず）が設けられており、このネジ穴を用いてレンズ２３が基板２１にネジ止めされている。
【００４３】
なお、平板部３２は、レンズ２３の長手方向の全域に設けられていてもよく、一部の領域にのみ設けられていてもよい。また、平板部３２は必須の構成ではなく、省略してもよい。例えば、平板部３２を設けず、湾曲部３１の端面３６を被装着部材に接着、溶着、嵌合、係合等により装着するようにしてもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、湾曲部３１の端面３６をＬＥＤ２２が装着される基板（被装着部材）２１に対向配置する構成について説明するが、これに限るものではない。例えば、湾曲部３１の端面３６の一部または全部を、ＬＥＤ（光源）２２が直接または基板２１等を介して間接的に装着される他の被装着部材（例えば光源装置２０のヒートシンク、シャーシ等）に対向配置するようにしてもよい。同様に、平板部３２についても、当該平板部３２の一部または全部を、上記の他の被装着部材（例えば光源装置２０のヒートシンク、シャーシ等）に対向配置するようにしてもよい。
【００４５】
湾曲部３１の外周面３３の断面形状（光源装置２２の延伸方向に垂直な断面の断面形状）は特に限定されるものではなく、例えば、円形、楕円形、双曲線形、あるいはその他の形状であってもよい。なお、湾曲部３１の外周面３３の断面形状は、ＬＥＤ２２から出射されてレンズ２３に入射した光を拡散板２５の全域にわたって略均一に到達させるように出射できる形状であることが好ましい。
【００４６】
湾曲部３１の内周面３４の断面形状（光源装置２２の延伸方向に垂直な断面の断面形状）についても、ＬＥＤ２２から出射されてレンズ２３に入射した光を拡散板２５の全域にわたって略均一に到達させるように出射できる形状であることが好ましい。
【００４７】
本実施形態では、湾曲部３１の内周面３４の断面形状（光源装置２２の延伸方向に垂直な断面の断面形状）を、ＬＥＤ２２の光軸Ｙ（ＬＥＤ２２の出射光の主軸方向）を軸として線対称な曲線形状とし、内周面３４によってＬＥＤ２２の光出射方向側に窪んだ凹部が形成される形状としている。また、湾曲部３１の両端（光源装置２２の延伸方向に垂直な断面の両端）には、基板２１の基板面に対して略平行な端面３６が形成されている。また、湾曲部３１の内周面３４と基板２１との間に形成される内部空間の大きさが従来の一般的な照明装置に備えられるレンズに比べて大きくなるように設定している。具体的には、レンズ２３は、ＬＥＤ２２の上記断面における基板面内方向の中心（ＬＥＤ２２の配置位置の中心）から端面３６におけるＬＥＤ２２側の一方の端部までの距離をａ、端面３６における上記一方の端部から端面３６におけるＬＥＤ２２と反対側の他方の端部までの距離をｂとしたときに、ａ＞ｂの関係を満たす形状を有している。
【００４８】
より具体的には、レンズ２３の延伸方向に垂直な断面において、ＬＥＤ２２の光軸Ｙ（ＬＥＤ２２における基板２１の基板面内方向の中心を通り基板２１の基板面に垂直な軸）と湾曲部３１の端面３６におけるＬＥＤ２２側の端部（内周面３４における基板２１側の端部と端面３６との接続部）との基板面内方向についての距離をａ、上記端部と端面３６におけるＬＥＤ２２から遠い側の端部（湾曲部３１の外周面３３における平板部３２との接続部）との基板面内方向についての距離をｂとすると、ａ＞ｂの関係を満たすように湾曲部３１の断面形状を設定している。
【００４９】
また、湾曲部３１の内周面３４におけるＬＥＤ２２の光軸Ｙ上の位置と平板部３２における基板２１側の表面との基板面法線方向（光軸方向）についての距離をｃとすると、ｂ＜ｃの関係を満たすように湾曲部３１の内周面の断面形状を設定している。
【００５０】
また、レンズ２３の延伸方向に垂直な断面において、内周面３４の全域が曲面である形状としている。
【００５１】
また、レンズ２３の延伸方向に垂直な断面における内周面３４の接線が、ＬＥＤ２２の光軸Ｙ上の位置を除いて常に基板２１の基板面に対して傾斜している形状（内周面３４の接線と基板２１の基板面とのなす角度θが０°＜θ＜９０°である形状）としている。換言すれば、レンズ２３の延伸方向に垂直な断面における内周面３４上の各位置と基板２１の基板面との距離（光軸Ｙ方向に沿った距離）が、光軸Ｙからの基板面内方向についての距離（光軸Ｙに垂直な方向の距離）が異なる位置同士では必ず異なり、かつＬＥＤ２２の光軸Ｙからの基板面内方向についての距離（光軸Ｙに垂直な方向の距離）が長くなるほど短くなる形状にしている。すなわち、レンズ２３の内周面３４における基板２１側の端部近傍に、基板２１の基板面に平行な平面部が設けられていない形状としている。
【００５２】
より具体的には、本実施形態では、図１に示したように、上記距離ａを５ｍｍ、上記距離ｂを３．７ｍｍ、上記距離ｃを７．１ｍｍとした。また、本実施形態では、湾曲部３１の外周面３３におけるＬＥＤ２２の光軸上の位置と平板部３２における基板２１側の表面との基板面法線方向（光軸方向）についての距離ｄを９．２ｍｍとした。また、平板部３２における基板２１の基板面内方向の幅（レンズ２３の延伸方向に垂直な方向の幅）を７．５５ｍｍとした。また、平板部３２の厚さ、すなわち平板部３２における基板２１の基板面法線方向の幅を１．３ｍｍとした。
【００５３】
反射板（反射部材）２４は、レンズ２３からＬＥＤ２２の側方に出射された光、すなわちＬＥＤ２２の光軸Ｙに対して所定角度以上の傾斜角度（光軸Ｙに直交する方向に近い出射角度）で出射された光を拡散板２５へ向けて反射するためのものである。具体的には、反射板２４は、拡散板２５における光源装置２０の延伸方向に垂直な方向の端部４１と基板２１における光源装置２０の延伸方向に垂直な方向の端部４２とを結ぶ領域である光源装置２０の側面部に備えられる第１反射部２４ａと、基板２１とレンズ２３の底面（レンズ２３における基板２１との対向面、すなわち端面３６および平板部３２における基板２１との対向面）とによって挟まれる領域であるレンズ取付部に備えられる第２反射部２４ｂとを備えている。
【００５４】
すなわち、レンズ２３の底面（端面３６および平板部３２における基板２１との対向面）は反射板２４の第２反射部２４ｂにおける一方の面に当接し、基板２１の基板面は反射板２４の第２反射部２４ｂにおける他方の面に当接しており、レンズ２３の底面（端面３６および平板部３２における基板２１との対向面）と基板２１とは反射板２４の第２反射部２４ｂを介して対向するように配置されている。
【００５５】
また、第１反射部２４ａは、基板２１における光源装置２０の延伸方向に垂直な方向の端部４２から拡散板２５における光源装置２０の延伸方向に垂直な方向の端部４１に向かって、光軸Ｙから当該第１反射部２４ａまでの当該光軸Ｙに直交する方向についての距離が長くなるように配置されている。
【００５６】
本実施形態では、図１に示すように、光源装置２０の延伸方向に沿って延伸する平板状の反射板における上記延伸方向に垂直な断面の両端部をそれぞれ傾斜角３６°でＬＥＤ２２の光軸に対して軸対称に拡散板２５側に折り曲げることにより、上記断面においてレンズ２３に対して一方の側に配置される第１反射部２４ａおよび第２反射部２４ｂ、および他方の側に配置される第１反射部２４ａおよび第２反射部２４ｂを１枚の反射板で形成している。ただし、反射板（反射部材）２４の構成はこれに限るものではない。例えば、上記断面においてレンズ２３に対して一方の側に配置される第１反射部２４ａおよび第２反射部２４ｂを１枚の反射板で形成し、他方の側に配置される第１反射部２４ａおよび第２反射部２４ｂを他の１枚の反射板で形成するようにしてもよい。また、第１反射部２４ａと第２反射部２４ｂとを別々の反射板で構成してもよい。また、第１反射部２４ａおよび第２反射部２４ｂに加えて、基板２１におけるレンズ２３の湾曲部３１との間に形成される内部空間に露出している領域のうち少なくともＬＥＤ２２を除く領域を覆う第３反射部（図示せず）を設けてもよい。また、この第３反射部は、第２反射部２４ｂと一体的に形成されていてもよく、第２反射部２４ｂとは別に形成されていてもよい。また、第１反射部２４ａは、板状の反射部材を用いる構成に限らず、レンズ２３側の面に反射面を有する、断面形状が三角形、四角形、台形、あるいは他の形状からなる立体形状の反射部材を用いてもよい。
【００５７】
反射板２４の材質は特に限定されるものではなく、例えばアルミニウム等の金属材料や、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂材料など、従来から反射部材として用いられている公知の材料を用いることができる。本実施形態では、厚さ０．１ｍｍのＰＥＴからなる反射板を用いた。
【００５８】
拡散板２５は、照明器具１０の発光面１２としての機能を有しており、ＬＥＤ２２から出射されて当該拡散板２５に到達した光を拡散させて照明器具１０の外部に出射する。拡散板２５の材質は特に限定されるものではなく、例えば従来から拡散板として用いられている公知の材料を用いることができる。本実施形態では、厚さ１．５ｍｍの乳白色のポリカーボネート樹脂からなる拡散板を用いた。
【００５９】
図６は、本実施形態にかかる光源装置２０、および比較例にかかる照明装置（図９に示した照明器具１００）における、光源から出射されて拡散板に到達する光の一部の軌跡を示した説明図である。
【００６０】
なお、図６の（ａ）は照明器具１００においてレンズ１０３の取り付け位置が設計上の正常位置（デフォルト位置）である場合の例を示しており、図６の（ｂ）はレンズ１０３の取り付け位置が光軸方向かつ拡散板側に０．５ｍｍずれている場合の例を示しており、図６の（ｃ）はレンズ１０３の取り付け位置が光軸方向かつ基板側に０．５ｍｍずれている場合の例を示している。
【００６１】
また、図６の（ｄ）は光源装置２０においてレンズ２３の取り付け位置が設計上の正常位置（デフォルト位置）である場合の例を示しており、図６の（ｅ）はレンズ２３の取り付け位置が光軸方向かつ拡散板側に０．５ｍｍずれている場合の例を示しており、図６の（ｆ）はレンズ２３の取り付け位置が光軸方向かつ基板側に０．５ｍｍずれている場合の例を示している。
【００６２】
図６の（ａ）に示したように、比較例にかかる照明器具１００では、レンズ１０３の端面は、基板１０１の基板面に平行な平面部１０３ａと平板部１０５に連接された平面部１０３ｃによって構成されている。また、レンズ１０３は、光源１０２の中心から上記端面における光源１０２側の一方の端部までの距離をａ、上記端面における上記一方の端部から上記端面における光源１０２と反対側の他方の端部までの距離をｂとしたときに、ａ＜ｂの関係を満たす形状になっている。すなわち、本実施形態にかかるレンズ２３のようにａ＞ｂの関係にはなっていない。このため、光源１０２と端面との距離が短く、しかも端面の面積が大きいので、光源１０２から側方に出射されて上記端面（平面部１０３ａおよび１０３ｃ）に入射する光の光量が大きくなっていた。このため、端面（平面部１０３ａおよび１０３ｃ）に入射した光が、当該端面およびレンズ外周面１０３ｂにおける屈折作用により、拡散板１０４における一部の領域に集光され、拡散板１０４において輝線が生じていた。また、光源１０２から側方に出射された光は上記端面およびレンズ外周面１０３ｂにおける屈折作用により拡散板１０４における外縁部（拡散板１０４における照明器具１００の延伸方向に垂直な方向の両端部）よりも中央部に近い領域に集光されるので、拡散板１０４の外縁部に光が届きにくく、外縁部の輝度が低くなって暗部が発生していた。
【００６３】
また、上記の輝線は、光源１０２から光軸方向に対する傾斜角度が比較的大きい方向に出射されて平面部１０３ａに入射した光によって形成されることから、色温度が低く、黄色に視認されるため、色ムラの原因にもなっていた。
【００６４】
また、図６の（ｂ）に示したように、レンズ１０３の取り付け位置が拡散板１０４側にずれた場合、すなわちレンズ１０３と光源１０２とが光軸方向に離れる方向にずれた場合には、端面（平面部１０３ａおよび１０３ｃ）に入射する光の光量が増加することにより、拡散板１０４における特定の領域に集光される光の光量が増加して輝線の程度が顕著になるとともに、拡散板１０４の外縁部に到達する光の光量が低下して暗部が拡大していた。
【００６５】
また、図６の（ｃ）に示したように、レンズ１０３の取り付け位置が基板１０１側にずれた場合、すなわちレンズ１０３と光源１０２とが光軸方向に近づく方向にずれた場合には、端面（平面部１０３ａおよび１０３ｃ）に入射する光の光量が減少することにより、拡散板１０４の外縁部に到達する光の光量が増加して暗部がわずかに低減され、拡散板１０４における特定の領域に集光される光の光量が減少して輝線がわずかに低減されていた。
【００６６】
これに対して、本実施形態にかかる光源装置２０では、レンズ２３の内周面３４を上述したようにａ＞ｂの関係を満たす形状にすることにより、湾曲部３１の端面３６とＬＥＤ２２との距離が長いため、ＬＥＤ２２から側方（光軸Ｙに対する傾斜角度（出射角度）が所定角度以上である方向）に出射されて端面２６に入射する光の光量を上述した比較例の場合よりも減少させることができる。また、端面３６の基板面内方向についての幅ｂが端面３６とＬＥＤ２２との距離ａに対して相対的に小さいため、すなわち端面３６の面積が小さいため、端面３６に入射する光量をさらに減少させることができる。その結果、図６の（ｄ）に示したように、端面３６に入射した光が拡散板２５における特定の領域に集光されて輝線が生じたり、端面３６に入射した光が拡散板２５の中央部に集光して拡散板２５の外縁部に到達する光が不足することで暗部が生じたりすることを防止し、拡散板２５の全域にわたってほぼ均一な輝度を実現できる。
【００６７】
また、本実施形態にかかる光源装置２０では、レンズ２３の内周面３４を上述したようにｂ＜ｃの関係を満たす形状にしている。ｂ＞ｃである場合、レンズ２３の内周面（湾曲面）３４に対するＬＥＤ２２からの出射光の入射角度が大きくなるので、レンズ２３の内周面（湾曲面）３４に入射した光はレンズ２３における屈折により拡散板３４における光軸Ｙに比較的近い領域に主に集光される。その結果、拡散板３４の外縁部に到達する光の光量が低下して外縁部に暗部が発生する場合がある。これに対して、本実施形態のようにｂ＜ｃにすることにより、レンズ２３の内周面（湾曲面）３４に対するＬＥＤ２２からの出射光の入射角度を小さくすることができる。その結果、上記のｂ＞ｃの場合とａの値が一定であっても、レンズ２３の内周面（湾曲面）３４に入射した光を拡散板３４におけるより広範囲な領域に拡散させることができる。これにより、拡散板３４に到達する光の輝度分布をより均一にすることができる。
【００６８】
また、レンズ２３を上記形状にすることにより、図６の（ｅ）に示したように、レンズ２３の取り付け位置が拡散板２５側に多少ずれた場合であっても、輝線および暗部の発生を防止し、拡散板２５の全域にわたってほぼ均一な輝度を実現できる。
【００６９】
また、図６の（ｄ）に示したように、ＬＥＤ２２から出射された光のうち、ＬＥＤ２２の光軸方向に対する傾斜角度が比較的小さい方向に出射された光、すなわちＬＥＤ２２の光軸方向に比較的近い方向に出射された光はレンズ２３によって拡散されて拡散板２５の全域に分散して入射する。また、ＬＥＤ２２の光軸方向に対する傾斜角度が比較的大きい方向に出射された光、すなわちＬＥＤ２２の側方に出射された光は、拡散板２５の端部と基板２１の端部とを結ぶ位置に基板２１の基板面に対して所定角度（本実施形態では３６°）で傾斜するように配置された反射板２４によって拡散板２５の方向へ反射する。また、反射板２４の反射面は基板２１の基板面に対して所定角度（本実施形態では３６°）で傾斜するように配置されているので、反射板２４に入射した光は拡散板２５の外縁部に集光されることなく、拡散板２５の中央部側に反射する。これにより、ＬＥＤ２２の光軸方向に対する傾斜角度が比較的小さく色温度の高いＬＥＤ２２からの出射光と反射板２４で反射した色温度の低いＬＥＤ２２からの出射光とを効果的に混色させることができ、色ムラの発生を防止することができる。
【００７０】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１と同様の機能を有する部材については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００７１】
図７は、本実施形態にかかる光源装置（照明装置）２０ｂにおける当該光源装置２０ｂの延伸方向に垂直な断面の断面図である。この光源装置２０ｂは、実施形態１に示した光源装置２０に代えて照明器具１０に備えられるものである。
【００７２】
光源装置２０ｂは、実施形態１に示した光源装置２０におけるレンズ２３に代えてレンズ２３ｂを備えている点が光源装置２０と異なっており、その他の点は光源装置２０と同様の構成である。また、レンズ２３ｂは、内周面における基板２１側の両端部に切欠部（切欠面）３５が設けられている点が実施形態１におけるレンズ２３と異なっており、その他の点はレンズ２３と同様の構成である。
【００７３】
図７に示したように、切欠部３５は、実施形態１で用いたレンズ２３の内周面３４の両端部を、当該端部から基板２１の基板面法線方向に１．３ｍｍの位置と基板２１の基板面内方向に１．３ｍｍの位置とを結ぶ平面で切除（面取り）した形状を有している。すなわち、切欠部３５は、ＬＥＤ２２の光軸方向を含む位置に配置された湾曲面と端面３６との間に配置されており、基板２１の基板面に対して４５°の角度で傾斜した平面形状を有している。なお、光源装置２０の延伸方向に垂直な断面において、切欠部３５における光軸Ｙから遠い側の端部は、光軸Ｙから近い側の端部よりも基板２１に近い位置に配置されている。
【００７４】
したがって、レンズ２３ｂの内周面３４の断面形状（内周面３４における光源装置２２の延伸方向に垂直な断面の断面形状）は、ＬＥＤ２２の光軸方向（ＬＥＤ２２の出射光の主軸方向）を軸として線対称な曲線部（曲面部）と、曲線部の両端側に設けられた、基板２１の基板面に対して４５°の角度で傾斜した直線部（平面部）とによって構成されている。なお、切欠部３５の基板面に対する傾斜角度は４５°に限るものではなく、ＬＥＤ２２から切欠部３５に入射した光の一部が湾曲部３１の外周面３３からレンズ２３ｂの外部に出射され、残りが平板部３２内を伝搬するようにＬＥＤ２２から入射する光を屈折させることができる角度であればよい。また、切欠部３５の基板面法線方向についての範囲についても特に限定されるものではないが、平板部３２の厚さと同程度であることが好ましい。また、切欠部３５の形状は、基板２１の基板面に対して傾斜した形状であれば上記断面形状において直線部（平面部）となる形状に限定されず、曲線状（曲面状）であってもよい。
【００７５】
具体的には、本実施形態では、図７に示したように、レンズ２３ｂの延伸方向に垂直な断面において、ＬＥＤ２２の光軸Ｙ（ＬＥＤ２２における基板２１の基板面内方向の中心を通り基板２１の基板面に垂直な軸）と湾曲部３１の端面３６におけるＬＥＤ２２側の端部（内周面３４における基板２１側の端部（切欠部３５における基板２１側の端部）と端面３６との接続部）との基板２１の基板面内方向についての距離をａ、湾曲部３１の端面３６におけるＬＥＤ２２側の端部（切欠部３５における基板２１側の端部）と湾曲部３１の端面３６におけるＬＥＤ２２とは反対側の端部（湾曲部３１の外周面３３における平板部３２との接続部）との基板２１の基板面内方向についての距離をｂとすると、ａ＞ｂの関係を満たすように湾曲部３１の断面形状を設定している。また、湾曲部３１の内周面３４におけるＬＥＤ２２の光軸上の位置と平板部３２における基板２１側の表面との基板面法線方向（光軸方向）についての距離をｃとすると、ｂ＜ｃの関係を満たすように湾曲部３１の内周面の断面形状を設定している。
【００７６】
より具体的には、本実施形態では、図７に示したように、上記距離ａを６．３ｍｍ、上記距離ｂを２．４ｍｍ、上記距離ｃを７．１ｍｍとした。また、本実施形態では、湾曲部３１の外周面３３におけるＬＥＤ２２の光軸上の位置と平板部３２における基板２１側の表面との基板面法線方向（光軸方向）についての距離ｄを９．２ｍｍとした。また、平板部３２における基板２１の基板面内方向の幅（レンズ２３の延伸方向に垂直な方向の幅）を７．５５ｍｍとした。また、平板部３２の厚さ、すなわち平板部３２における基板２１の基板面法線方向の幅を１．３ｍｍとした。
【００７７】
また、本実施形態では、レンズ２３の内周面３４におけるレンズ２３の延伸方向に垂直な断面形状を、当該断面における内周面３４（切欠部３５を含む）の接線がＬＥＤ２２の光軸上の位置を除いて常に基板２１の基板面に対して傾斜している形状（内周面３４の接線と基板２１の基板面とのなす角度θが０°＜θ＜９０°である形状）としている。換言すれば、レンズ２３の延伸方向に垂直な断面における内周面３４（切欠部３５を含む）上の各位置と基板２１の基板面との距離（光軸Ｙ方向に沿った距離）が、光軸Ｙからの基板面内方向についての距離（光軸Ｙに垂直な方向の距離）が異なる位置同士では必ず異なり、かつＬＥＤ２２の光軸Ｙからの基板面内方向についての距離が長くなるほど短くなる形状にしている。すなわち、また、レンズ２３の内周面３４の端部近傍に、基板２１の基板面に平行な平面部が設けられていない形状としている。
【００７８】
図８は、本実施形態にかかる光源装置２０ｂにおける、ＬＥＤ２２から出射されて拡散板２５に到達する光の一部の軌跡を示した説明図である。
【００７９】
図８に示したように、本実施形態にかかるレンズ２３ｂは、切欠部３５を備えているので、ＬＥＤ２２の中心と端面３６におけるＬＥＤ２２側の端部との距離ａが実施形態１におけるレンズ２３よりもさらに長く、端面３６におけるＬＥＤ２２側の端部と端部３６におけるＬＥＤ２２とは反対側の端部との距離（端面３６の幅）ｂが実施形態１におけるレンズ２３よりもさらに短い。すなわち、端面３６とＬＥＤ２２との距離が実施形態１におけるレンズ２３よりもさらに長く、端面３６の面積が実施形態１におけるレンズ２３よりもさらに小さい。これにより、ＬＥＤ２２から出射されて端面３６に入射する光を実施形態１よりもさらに減少させることができる。したがって、端面３６に入射した光が拡散板２５における特定の領域に集光されて輝線が生じたり、拡散板２５の外縁部に到達する光が低減して暗部が生じたりすることを、より適切に防止することができる。
【００８０】
また、図８に示したように、本実施形態にかかる光源装置２０ｂでは、レンズ２３ｂの内周面３４の端部に基板２１の基板面に対して所定角度で傾斜した切欠部３５が設けられている。これにより、切欠部３５が設けられていない場合に平板部３２に入射していた光の一部が、切欠部３５が備えられていることにより、切欠部３５への入射時に光軸Ｙに近づく方向に屈折させられるため、平板部３２に入射することなく湾曲部３１の外周面３３から出射される。
【００８１】
このため、切欠部３５が設けられていない場合には平板部３２から反射板２４に出射され、反射板２４によって拡散板２５における基板面内方向の中央部付近の一部の領域に集光されていた光の一部を、平板部３２を介することなく拡散板２５における基板面内方向の両端部（外縁部）付近へ到達させることができる。
【００８２】
したがって、拡散板２５における光源装置２０の延伸方向に垂直な断面における中央部付近に輝線が生じることを防止するとともに、当該断面の端部付近の輝度が低下して暗部が生じることを防止することができ、輝度ムラをより効果的に防止できる。
【００８３】
また、切欠部３５が設けられていない場合にはＬＥＤ２２から光軸方向に対する傾斜角度が比較的大きい方向に出射される色温度の低い光が平板部３２から反射板２４に出射され、反射板２４によって拡散板２５における基板面内方向の中央部付近の一部の領域に集光される結果、色ムラが生じる場合があった。これに対して、上記の構成によれば、切欠部３５が設けられていない場合に平板部３２から反射板２４に出射され、反射板２４によって拡散板２５における基板面内方向の中央部付近の一部の領域に集光されていた光の一部を、平板部３２を介することなく拡散板２５における基板面内方向の両端部付近へ到達させることができる。したがって、色温度の低い光が拡散板２５における特定の領域に集光されることを防止し、色ムラが生じることをより効果的に防止できる。
【００８４】
以上のように、上記各実施形態にかかる光源装置２０は、レンズ２３の延伸方向に垂直な断面における内周面３４の形状が、ＬＥＤ２２における基板２１の基板面内方向の中心部と湾曲部３１の内周面３４における基板２１側の端部との基板２１の基板面内方向についての距離をａ、湾曲部３１の内周面３４における基板２１側の端部と湾曲部３１の外周面３３における平板部３２との接続部との基板２１の基板面内方向についての距離をｂとすると、ａ＞ｂの関係を満たすように設定されている。換言すれば、レンズ２３は、ＬＥＤ（光源）２２に対向するように配置され、ＬＥＤ２２の光出射方向側に窪んだ凹部を有する湾曲部３１を備えており、湾曲部３１は、ＬＥＤ２２が装着される基板（被装着部材）２１の表面におけるＬＥＤ２２の配置位置とは異なる位置に対向する端面３６を有している。そして、端面３６は、ＬＥＤ２２の配置位置の中心から当該端面３６におけるＬＥＤ２２側の端部までの距離をａ、当該端面３６におけるＬＥＤ２２側の端部からＬＥＤ２２と反対側の端部までの距離をｂとしたときに、ａ＞ｂの関係を満たす形状になっている。
【００８５】
これにより、拡散板２５における特定の領域に光が集光されることを防止し、輝度ムラが生じることを防止できる。
【００８６】
なお、上記各実施形態では、レンズ２３，２３ｂの内周面におけるＬＥＤ２２から出射される光の光軸上の位置が曲面形状である構成について説明したが、これに限るものではなく、少なくとも上述したａ＞ｂの関係を満たす構成であればよい。また、特許文献１と同様、レンズ２３，２３ｂの内周面におけるＬＥＤ２２から出射される光の光軸上の位置に、ＬＥＤ２２から出射された光を散乱または拡散させる光学機能部を設けてもよい。上記光学機能部は、例えば、光拡散性を有する材料をレンズ２３，２３ａの内周面に印刷することによって形成してもよく、レーザ加工等によりレンズ２３，２３ａの内周面に加工処理（例えば粗し処理等）を施すことによって形成してもよい。
【００８７】
また、上記各実施形態では、一方向に延伸する形状を有する光源装置２０，２０ｂについて説明したが、本発明の適用対象はこれに限るものではなく、例えば、光源の光軸方向に対して軸対称な形状を有する光源装置に適用できる。
【００８８】
また、上記各実施形態では、本発明を天井に備えられる照明装置に適用する場合の例について説明したが、本発明の適用対象はこれに限るものではない。例えば、壁面あるいは床面に備えられる照明装置、床面や卓上に配置されるスタンド型の照明装置、あるいは液晶表示装置に備えられるバックライト（照明装置）などに適用することもできる。
【００８９】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、光源から出射された光を拡散させるレンズ、および上記レンズを備えた照明装置に適用できる。
【符号の説明】
【００９１】
１０ 照明器具
２０，２０ｂ 光源装置（照明装置）
２１ 基板
２２ ＬＥＤ（光源）
２３，２３ｂ レンズ
２４ 反射板（反射部材）
２４ａ 第１反射部（反射部材）
２４ｂ 第２反射部
２５ 拡散板
３１ 湾曲部
３２ 平板部
３３ 外周面
３４ 内周面
３５ 切欠部（切欠面）
３６ 端部
Ｙ 光軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から出射された光を屈折させて出射するレンズ、および上記レンズを備えた照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源と拡散板との間にレンズを配置し、上記光源から出射された光を上記レンズによって拡散させて上記拡散板に入射させることにより上記拡散板を面状に発光させる照明装置が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、上記のように拡散板を面状に発光させる照明装置であって、レンズの光源側の面における光源から出射される光の光軸方向の位置に光を散乱または拡散させる光学機能部を設ける技術が開示されている。これにより、特許文献１の技術では、光源から出射された光を光学機能部で散乱または拡散させ、拡散板における光源直上の領域（光軸上の領域）の輝度が他の領域に比べて高くなることを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４７９８０５号公報（公開日：平成２１年８月２７日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、レンズ内周面の両端側（光源が配置される基板との当接部の近傍）の領域に光源が配置される基板の基板面に平行な平面部が設けられている。このため、光源から上記平面部に入射した光が拡散板の一部の領域に集光されてしまい、拡散板において輝度ムラ（輝点あるいは輝線）が生じてしまう。
【０００６】
図９は、上記の問題点を説明するための説明図である。この図に示す照明器具１００は、基板１０１と、基板１０１上に設けられたＬＥＤからなる光源１０２と、光源１０２から出射された光を拡散させるレンズ１０３と、レンズ１０３に対向するように配置された拡散板１０４とを備えている。レンズ１０３は湾曲部を有しており、この湾曲部によって基板１０１上に配置された光源を覆うように基板１０１に対向配置されている。また、レンズ１０３の内周面の両端側、すなわちレンズ１０３の内周面における基板１０１と対向する端部の近傍には、特許文献１の構成と同様、基板１０１の基板面に平行な平面部１０３ａが設けられている。
【０００７】
このような構成の照明器具１００では、光源１０２から出射されて平面部１０３ａに到達した光の進行方向は、平面部１０３ａにおける屈折によって光源１０２の光軸方向（基板１０１の基板面法線方向）に近づく方向に変化する（破線で示した矢印参照）。また、平面部１０３ａからレンズ１０３に入射し、レンズ外周面１０３ｂに到達した光の進行方向は、レンズ外周面１０３ｂにおける屈折によって光源１０２の光軸方向にさらに近づく方向に変化する（破線で示した矢印参照）。また、図９に示したように、平面部１０３ａおよびレンズ外周面１０３ｂにおける屈折角はこれら各部に対する光の入射角によって異なる。このため、光源１０２から出射されて平面部１０３ａに入射した光は拡散板１０４における一部の領域に集光され、輝度ムラ（輝点あるいは輝線）として視認されてしまう。
【０００８】
特に、図９の構成では、光源１０２と平面部１０３ａとの距離が近いため、光源１０２から出射した光のうち平面部に入射する光の割合が大きく、拡散板１０４において輝線が生じやすい。また、図９の構成では、レンズ１０３の取り付け誤差等によりレンズ１０３の位置が正規の取り付け位置よりも光源１０２の光軸方向に沿って基板１０１から遠ざかる方向にずれた場合、平面部１０３ａに入射する光の割合がさらに大きくなり、拡散板１０４においてより顕著な輝線が生じてしまう。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源から出射された光を屈折させるレンズを備えた照明装置において、上記レンズから出射される光による輝度ムラを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のレンズは、上記の課題を解決するために、光源から入射される光を屈折させて出射するレンズであって、上記光源に対向するように配置され、上記光源の光出射方向側に窪んだ凹部を有する湾曲部を備え、上記湾曲部は、上記光源が装着される被装着部材の表面における上記光源の配置位置とは異なる位置に対向する端面を有し、上記光源の配置位置の中心から上記端面における上記光源側の端部までの距離をａ、上記光源側の端部から上記光源と反対側の端部までの距離をｂとしたときに、ａ＞ｂの関係を満たすことを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、光源と端面との距離が長く、端面の面積が小さいので、光源から出射されて端面に入射する光量を低減することができ、端面に入射した光が特定の領域に集光されることを防止し、輝度ムラが生じることを防止することができる。
【００１２】
また、上記湾曲部における上記光源側の面である内周面は、上記光源の光軸方向を含む位置に配置される湾曲面と、上記端面と上記湾曲面との間に配置された、上記端面に対して傾斜した面である切欠面とからなる構成としてもよい。
【００１３】
上記の構成によれば、切欠面を有することにより、光源と端面との距離をより長くし、かつ端面の面積をより小さくすることができる。したがって、光源から側方に向けて出射され、端面に入射する光の光量をさらに低減できるので、光源から出射された光が特定の領域に集光されることをより適切に防止することができる。
【００１４】
本発明の照明装置は、光源と、上記光源が装着される被装着部材と、上述したいずれかのレンズを備えていることを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、光源と端面との距離が長く、端面の面積が小さいので、光源から出射されて端面に入射する光量を低減することができ、端面に入射した光が特定の領域に集光されることを防止し、輝度ムラが生じることを防止することができる。
【００１６】
また、上記レンズにおける上記光源側とは反対側の面に対向配置された拡散板を備え、上記光源から出射された光を上記レンズによって拡散させて上記拡散板に入射させることにより上記拡散板を面状に発光させる構成としてもよい。
【００１７】
上記の構成によれば、光源から出射された光がレンズによって拡散板における特定の領域に集光されることを防止し、拡散板において輝度ムラが生じることを防止することができる。
【００１８】
また、上記被装着部材と上記拡散板との間に、上記光源から当該光源の光軸方向に対して所定角度以上の傾斜角度で出射された光を上記拡散板に向けて反射させるための反射面を有する反射部材を備えている構成としてもよい。
【００１９】
上記の構成によれば、拡散板に到達する光の光量を増加させることができるので、光の利用効率を高めることができる。
【００２０】
また、上記反射面は、上記被装着部材における上記端面と対向する面に対して傾斜している構成としてもよい。
【００２１】
上記の構成によれば、反射部材で反射した光が拡散板における特定の領域に集光されることを防止することができ、反射部材で反射した光によって輝度ムラが生じることを防止できる。
【００２２】
また、上記レンズは、上記湾曲部における上記光源側の面である内周面が、上記光源の光軸を含む位置に配置される湾曲面と、上記端面と上記湾曲面との間に配置された、上記端面に対して傾斜した面である切欠面とからなり、かつ、上記湾曲部の外周面側に設けられた、上記被装着部材に対向するように上記端面から延設された面を有する平板部を備え、上記切欠面の上記端面に対する傾斜角度は、上記光源から出射されて当該切欠面から上記レンズ内に入射した光の一部が上記湾曲部の外周面から上記レンズの外部に出射され、上記光源から出射されて当該切欠面から上記レンズ内に入射した光の他の一部が上記平板部を介して上記レンズの外部に出射される角度であり、かつ、上記切欠面を介して上記湾曲部の外周面から上記レンズの外部に出射される光が上記拡散板の外縁部を含む所定範囲の領域に到達する角度であり、上記反射部材における上記反射面の形状は、上記切欠面を介して上記平板部から出射される光の上記拡散板に対する到達範囲の少なくとも一部が、上記拡散板における上記所定範囲の領域よりも上記光源の光軸方向側になるように上記切欠面を介して上記平板部から出射される光を反射させる形状である構成としてもよい。
【００２３】
上記の構成によれば、切欠面を備えることにより、レンズの平板部に入射する光を低減することができるので、光源から出射された光がレンズによって拡散板における特定の領域に集光されることをより適切に防止することができる。また、切欠部に入射した光のうち湾曲部の外周面からレンズの外部に出射される光の拡散板に対する到達範囲と、平板部からレンズの外部に出射される光の拡散板に対する到達範囲とを異ならせることができるので、拡散板における特定の領域に光が集光することをより適切に防止することができる。
【００２４】
また、上記光源は、光軸方向に対する傾斜角度に応じて出射光の色温度が変化する出射光特性を有している構成としてもよい。
【００２５】
上記の構成によれば、レンズから拡散板よりも基板側に出射された光、すなわち光軸方向に対する傾斜角度が大きい出射光を反射部材によって拡散板に向けて反射させることができる。これにより、光軸方向に対する傾斜角度が小さい出射光と光軸方向に対する傾斜角度が大きい出射光とを混色させることができ、拡散板において色ムラが生じることを抑制できる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明のレンズおよび照明装置によれば、光源から出射された光がレンズによって特定の領域に集光されることを抑制し、輝度ムラが生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる光源装置（照明装置）の断面図である。
【図２】図1に示した照明装置を備えた照明器具の斜視図である。
【図３】図２に示した照明器具の断面図である。
【図４】図１に示した光源装置（照明装置）の斜視図である。
【図５】図１に示した光源装置（照明装置）に備えられる光源の出射光の特性を示す説明図である。
【図６】図１に示した光源装置（照明装置）および比較例にかかる照明装置における、光源から出射されて拡散板に到達する光の一部の軌跡を示した説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態にかかる光源装置（照明装置）の断面図である。
【図８】図７に示した光源装置（照明装置）における、光源から出射されて拡散板に到達する光の一部の軌跡を示した説明図である。
【図９】従来技術の問題点を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、本発明を天井に取り付けられる照明装置に適用する場合について説明するが、本発明の適用対象はこれに限るものではなく、拡散板を面状に発光させる構成の照明装置であれば適用できる。
【００２９】
図２は、本実施形態にかかる照明器具１０の外観を示す斜視図である。図２に示すように、この照明器具１０は、一方向に延伸する矩形形状（長辺１２５５ｍｍ×短辺２５５ｍｍ）の天井取付面１１と、床面側に設けられた２つの発光面１２とを備えている。
【００３０】
図３は、照明器具１０における図２に示したＡ−Ａ断面の断面図である。図３に示すように、照明器具１０は、断面が略台形状である筐体１３と、照明器具１０の延伸方向に沿って延伸するように筐体１３内の略中央部に設けられた配線収納部１４と、照明器具１０の延伸方向に沿って延伸するように配線収納部１４の両側に設けられた２つの光源装置（照明装置）２０とを備えている。
【００３１】
筐体１３の材質は特に限定されるものではないが、本実施形態ではアルミニウムからなる筐体を用いた。筐体１３の天井取付面１１には、照明器具１０を天井に取り付けるため取付部、および天井側に設けられた電源配線と照明器具１０内の配線とを接続するための配線接続部などが設けられている（いずれも図示せず）。
【００３２】
配線収納部１４には、天井側に配置された電源配線と光源装置２０とを接続するための配線等（図示せず）が収納されている。
【００３３】
図４は光源装置２０の概略構成を示す斜視図（透過斜視図）であり、図１は光源装置２０における図４に示したＢ−Ｂ断面の断面図である。なお、これら各図では、説明の便宜上、発光面側（照明器具１０の床面側に配置される面）が図中の上側を向くように描いている。
【００３４】
図１に示すように、光源装置２０は、基板２１、ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）２２、レンズ２３、反射板２４、および拡散板２５を備えている。
【００３５】
基板２１は光源装置２０の延伸方向に沿って延伸するように設けられた平板状の部材であり、基板２１の基板面上には光源装置２０の延伸方向に沿って複数のＬＥＤ２２が所定のピッチで配置されている。なお、基板２１には、各ＬＥＤ２２の点灯状態を制御するための制御回路が設けられており、この制御回路は配線収納部１４に収納されている配線等を介して天井側の電源配線に接続されている。これにより、制御回路に各ＬＥＤ２２を点灯させるための電力が供給される。なお、制御回路の一部または全部が、筐体１３における光源装置２０の外部（例えば配線収納部１４）に設けられていてもよい。
【００３６】
ＬＥＤ（光源）２２は光源装置２０に光源として備えられるものであり、上述したように光源装置２０の延伸方向に沿って複数のＬＥＤ２２が所定のピッチで配置されている。なお、本実施形態では光源としてＬＥＤを用いているが、これに限るものではなく、例えば、蛍光体、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、半導体光源等の他の光源を用いてもよい。
【００３７】
本実施形態では、ＬＥＤ２２として、青色の発光素子から出射される青色光と青色光で励起される黄色の蛍光との混色によって生成される白色光を出射するＬＥＤを用いた。図５は、本実施形態で用いたＬＥＤ２２の出射光の色特性を示す説明図である。この図に示すように、ＬＥＤ２２は、光軸Ｙ（基板２１の基板面法線方向）に対する光の出射角度（光源装置２０の延伸方向に垂直、かつ光軸Ｙを含む平面の平面内角度）に応じて色温度が変化する特性を有している。具体的には、光軸Ｙに対する傾斜角度が小さくなるほど出射光の色温度が高くなり（白色に近くなり）、光軸Ｙに対する傾斜角度が大きくなるほど出射光の色温度が低くなる（黄色に近くなる）特性を有している。なお、図５に示したように、本実施形態で用いたＬＥＤ２２の出射光の色温度の範囲は、約４４００°〜６０００°である。
【００３８】
レンズ２３は、ＬＥＤ２２から入射する光を屈折させて出射することにより拡散させるためのものである。このレンズ２３は、光源装置２０の延伸方向に沿って延伸しており、基板２１上に設けられた複数のＬＥＤ２２を覆うように基板２１に取り付けられている。
【００３９】
なお、レンズ２３は、一体的に成型された長尺のレンズによって上記の複数のＬＥＤ（光源）２２を覆う構成であってもよく、それぞれ別体に成型された複数のレンズによって上記の複数のＬＥＤ２２を覆う構成であってもよい。例えば、１個のＬＥＤ（光源）２２に対して１個のレンズを備える構成としてもよく、複数個のＬＥＤ２２毎に１個のレンズを備える構成としてもよい。
【００４０】
具体的には、レンズ２３は、図１に示したように、ＬＥＤ２２を覆うようにＬＥＤ２２の光出射側に対向配置される湾曲部３１と、湾曲部３１におけるレンズ２３の延伸方向に垂直な断面の両端からレンズ２３の外側（ＬＥＤ２２の光軸Ｙに直交し、かつＬＥＤ２２から遠ざかる方向）に向かって延設された、基板２１の基板面に略平行な平板部３２とを備えている。
【００４１】
湾曲部３１は、ＬＥＤ２２の光出射方向側に窪んだ凹部（内周面３４）を有している。また、レンズ２３の延伸方向に垂直な断面における湾曲部３１の両端の端面３６は、基板２１の基板面におけるＬＥＤ２２の側方の位置（ＬＥＤ２２に対して光軸Ｙに略垂直な方向の位置）に対向するように配置されている。
【００４２】
平板部３２は、レンズ２３をＬＥＤ（光源）２２が装着される被装着部材（本実施形態では基板２１）に取り付けるための部材であり、湾曲部３１の上記端面３６からレンズ２３の外側に延設するように湾曲部３１と一体的に成型されている。なお、平板部３２における基板２１との対向面と、湾曲部３１の端面３６とは同一面に形成されている。また、平板部３２にはネジ穴（図示せず）が設けられており、このネジ穴を用いてレンズ２３が基板２１にネジ止めされている。
【００４３】
なお、平板部３２は、レンズ２３の長手方向の全域に設けられていてもよく、一部の領域にのみ設けられていてもよい。また、平板部３２は必須の構成ではなく、省略してもよい。例えば、平板部３２を設けず、湾曲部３１の端面３６を被装着部材に接着、溶着、嵌合、係合等により装着するようにしてもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、湾曲部３１の端面３６をＬＥＤ２２が装着される基板（被装着部材）２１に対向配置する構成について説明するが、これに限るものではない。例えば、湾曲部３１の端面３６の一部または全部を、ＬＥＤ（光源）２２が直接または基板２１等を介して間接的に装着される他の被装着部材（例えば光源装置２０のヒートシンク、シャーシ等）に対向配置するようにしてもよい。同様に、平板部３２についても、当該平板部３２の一部または全部を、上記の他の被装着部材（例えば光源装置２０のヒートシンク、シャーシ等）に対向配置するようにしてもよい。
【００４５】
湾曲部３１の外周面３３の断面形状（光源装置２２の延伸方向に垂直な断面の断面形状）は特に限定されるものではなく、例えば、円形、楕円形、双曲線形、あるいはその他の形状であってもよい。なお、湾曲部３１の外周面３３の断面形状は、ＬＥＤ２２から出射されてレンズ２３に入射した光を拡散板２５の全域にわたって略均一に到達させるように出射できる形状であることが好ましい。
【００４６】
湾曲部３１の内周面３４の断面形状（光源装置２２の延伸方向に垂直な断面の断面形状）についても、ＬＥＤ２２から出射されてレンズ２３に入射した光を拡散板２５の全域にわたって略均一に到達させるように出射できる形状であることが好ましい。
【００４７】
本実施形態では、湾曲部３１の内周面３４の断面形状（光源装置２２の延伸方向に垂直な断面の断面形状）を、ＬＥＤ２２の光軸Ｙ（ＬＥＤ２２の出射光の主軸方向）を軸として線対称な曲線形状とし、内周面３４によってＬＥＤ２２の光出射方向側に窪んだ凹部が形成される形状としている。また、湾曲部３１の両端（光源装置２２の延伸方向に垂直な断面の両端）には、基板２１の基板面に対して略平行な端面３６が形成されている。また、湾曲部３１の内周面３４と基板２１との間に形成される内部空間の大きさが従来の一般的な照明装置に備えられるレンズに比べて大きくなるように設定している。具体的には、レンズ２３は、ＬＥＤ２２の上記断面における基板面内方向の中心（ＬＥＤ２２の配置位置の中心）から端面３６におけるＬＥＤ２２側の一方の端部までの距離をａ、端面３６における上記一方の端部から端面３６におけるＬＥＤ２２と反対側の他方の端部までの距離をｂとしたときに、ａ＞ｂの関係を満たす形状を有している。
【００４８】
より具体的には、レンズ２３の延伸方向に垂直な断面において、ＬＥＤ２２の光軸Ｙ（ＬＥＤ２２における基板２１の基板面内方向の中心を通り基板２１の基板面に垂直な軸）と湾曲部３１の端面３６におけるＬＥＤ２２側の端部（内周面３４における基板２１側の端部と端面３６との接続部）との基板面内方向についての距離をａ、上記端部と端面３６におけるＬＥＤ２２から遠い側の端部（湾曲部３１の外周面３３における平板部３２との接続部）との基板面内方向についての距離をｂとすると、ａ＞ｂの関係を満たすように湾曲部３１の断面形状を設定している。
【００４９】
また、湾曲部３１の内周面３４におけるＬＥＤ２２の光軸Ｙ上の位置と平板部３２における基板２１側の表面との基板面法線方向（光軸方向）についての距離をｃとすると、ｂ＜ｃの関係を満たすように湾曲部３１の内周面の断面形状を設定している。
【００５０】
また、レンズ２３の延伸方向に垂直な断面において、内周面３４の全域が曲面である形状としている。
【００５１】
また、レンズ２３の延伸方向に垂直な断面における内周面３４の接線が、ＬＥＤ２２の光軸Ｙ上の位置を除いて常に基板２１の基板面に対して傾斜している形状（内周面３４の接線と基板２１の基板面とのなす角度θが０°＜θ＜９０°である形状）としている。換言すれば、レンズ２３の延伸方向に垂直な断面における内周面３４上の各位置と基板２１の基板面との距離（光軸Ｙ方向に沿った距離）が、光軸Ｙからの基板面内方向についての距離（光軸Ｙに垂直な方向の距離）が異なる位置同士では必ず異なり、かつＬＥＤ２２の光軸Ｙからの基板面内方向についての距離（光軸Ｙに垂直な方向の距離）が長くなるほど短くなる形状にしている。すなわち、レンズ２３の内周面３４における基板２１側の端部近傍に、基板２１の基板面に平行な平面部が設けられていない形状としている。
【００５２】
より具体的には、本実施形態では、図１に示したように、上記距離ａを５ｍｍ、上記距離ｂを３．７ｍｍ、上記距離ｃを７．１ｍｍとした。また、本実施形態では、湾曲部３１の外周面３３におけるＬＥＤ２２の光軸上の位置と平板部３２における基板２１側の表面との基板面法線方向（光軸方向）についての距離ｄを９．２ｍｍとした。また、平板部３２における基板２１の基板面内方向の幅（レンズ２３の延伸方向に垂直な方向の幅）を７．５５ｍｍとした。また、平板部３２の厚さ、すなわち平板部３２における基板２１の基板面法線方向の幅を１．３ｍｍとした。
【００５３】
反射板（反射部材）２４は、レンズ２３からＬＥＤ２２の側方に出射された光、すなわちＬＥＤ２２の光軸Ｙに対して所定角度以上の傾斜角度（光軸Ｙに直交する方向に近い出射角度）で出射された光を拡散板２５へ向けて反射するためのものである。具体的には、反射板２４は、拡散板２５における光源装置２０の延伸方向に垂直な方向の端部４１と基板２１における光源装置２０の延伸方向に垂直な方向の端部４２とを結ぶ領域である光源装置２０の側面部に備えられる第１反射部２４ａと、基板２１とレンズ２３の底面（レンズ２３における基板２１との対向面、すなわち端面３６および平板部３２における基板２１との対向面）とによって挟まれる領域であるレンズ取付部に備えられる第２反射部２４ｂとを備えている。
【００５４】
すなわち、レンズ２３の底面（端面３６および平板部３２における基板２１との対向面）は反射板２４の第２反射部２４ｂにおける一方の面に当接し、基板２１の基板面は反射板２４の第２反射部２４ｂにおける他方の面に当接しており、レンズ２３の底面（端面３６および平板部３２における基板２１との対向面）と基板２１とは反射板２４の第２反射部２４ｂを介して対向するように配置されている。
【００５５】
また、第１反射部２４ａは、基板２１における光源装置２０の延伸方向に垂直な方向の端部４２から拡散板２５における光源装置２０の延伸方向に垂直な方向の端部４１に向かって、光軸Ｙから当該第１反射部２４ａまでの当該光軸Ｙに直交する方向についての距離が長くなるように配置されている。
【００５６】
本実施形態では、図１に示すように、光源装置２０の延伸方向に沿って延伸する平板状の反射板における上記延伸方向に垂直な断面の両端部をそれぞれ傾斜角３６°でＬＥＤ２２の光軸に対して軸対称に拡散板２５側に折り曲げることにより、上記断面においてレンズ２３に対して一方の側に配置される第１反射部２４ａおよび第２反射部２４ｂ、および他方の側に配置される第１反射部２４ａおよび第２反射部２４ｂを１枚の反射板で形成している。ただし、反射板（反射部材）２４の構成はこれに限るものではない。例えば、上記断面においてレンズ２３に対して一方の側に配置される第１反射部２４ａおよび第２反射部２４ｂを１枚の反射板で形成し、他方の側に配置される第１反射部２４ａおよび第２反射部２４ｂを他の１枚の反射板で形成するようにしてもよい。また、第１反射部２４ａと第２反射部２４ｂとを別々の反射板で構成してもよい。また、第１反射部２４ａおよび第２反射部２４ｂに加えて、基板２１におけるレンズ２３の湾曲部３１との間に形成される内部空間に露出している領域のうち少なくともＬＥＤ２２を除く領域を覆う第３反射部（図示せず）を設けてもよい。また、この第３反射部は、第２反射部２４ｂと一体的に形成されていてもよく、第２反射部２４ｂとは別に形成されていてもよい。また、第１反射部２４ａは、板状の反射部材を用いる構成に限らず、レンズ２３側の面に反射面を有する、断面形状が三角形、四角形、台形、あるいは他の形状からなる立体形状の反射部材を用いてもよい。
【００５７】
反射板２４の材質は特に限定されるものではなく、例えばアルミニウム等の金属材料や、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂材料など、従来から反射部材として用いられている公知の材料を用いることができる。本実施形態では、厚さ０．１ｍｍのＰＥＴからなる反射板を用いた。
【００５８】
拡散板２５は、照明器具１０の発光面１２としての機能を有しており、ＬＥＤ２２から出射されて当該拡散板２５に到達した光を拡散させて照明器具１０の外部に出射する。拡散板２５の材質は特に限定されるものではなく、例えば従来から拡散板として用いられている公知の材料を用いることができる。本実施形態では、厚さ１．５ｍｍの乳白色のポリカーボネート樹脂からなる拡散板を用いた。
【００５９】
図６は、本実施形態にかかる光源装置２０、および比較例にかかる照明装置（図９に示した照明器具１００）における、光源から出射されて拡散板に到達する光の一部の軌跡を示した説明図である。
【００６０】
なお、図６の（ａ）は照明器具１００においてレンズ１０３の取り付け位置が設計上の正常位置（デフォルト位置）である場合の例を示しており、図６の（ｂ）はレンズ１０３の取り付け位置が光軸方向かつ拡散板側に０．５ｍｍずれている場合の例を示しており、図６の（ｃ）はレンズ１０３の取り付け位置が光軸方向かつ基板側に０．５ｍｍずれている場合の例を示している。
【００６１】
また、図６の（ｄ）は光源装置２０においてレンズ２３の取り付け位置が設計上の正常位置（デフォルト位置）である場合の例を示しており、図６の（ｅ）はレンズ２３の取り付け位置が光軸方向かつ拡散板側に０．５ｍｍずれている場合の例を示しており、図６の（ｆ）はレンズ２３の取り付け位置が光軸方向かつ基板側に０．５ｍｍずれている場合の例を示している。
【００６２】
図６の（ａ）に示したように、比較例にかかる照明器具１００では、レンズ１０３の端面は、基板１０１の基板面に平行な平面部１０３ａと平板部１０５に連接された平面部１０３ｃによって構成されている。また、レンズ１０３は、光源１０２の中心から上記端面における光源１０２側の一方の端部までの距離をａ、上記端面における上記一方の端部から上記端面における光源１０２と反対側の他方の端部までの距離をｂとしたときに、ａ＜ｂの関係を満たす形状になっている。すなわち、本実施形態にかかるレンズ２３のようにａ＞ｂの関係にはなっていない。このため、光源１０２と端面との距離が短く、しかも端面の面積が大きいので、光源１０２から側方に出射されて上記端面（平面部１０３ａおよび１０３ｃ）に入射する光の光量が大きくなっていた。このため、端面（平面部１０３ａおよび１０３ｃ）に入射した光が、当該端面およびレンズ外周面１０３ｂにおける屈折作用により、拡散板１０４における一部の領域に集光され、拡散板１０４において輝線が生じていた。また、光源１０２から側方に出射された光は上記端面およびレンズ外周面１０３ｂにおける屈折作用により拡散板１０４における外縁部（拡散板１０４における照明器具１００の延伸方向に垂直な方向の両端部）よりも中央部に近い領域に集光されるので、拡散板１０４の外縁部に光が届きにくく、外縁部の輝度が低くなって暗部が発生していた。
【００６３】
また、上記の輝線は、光源１０２から光軸方向に対する傾斜角度が比較的大きい方向に出射されて平面部１０３ａに入射した光によって形成されることから、色温度が低く、黄色に視認されるため、色ムラの原因にもなっていた。
【００６４】
また、図６の（ｂ）に示したように、レンズ１０３の取り付け位置が拡散板１０４側にずれた場合、すなわちレンズ１０３と光源１０２とが光軸方向に離れる方向にずれた場合には、端面（平面部１０３ａおよび１０３ｃ）に入射する光の光量が増加することにより、拡散板１０４における特定の領域に集光される光の光量が増加して輝線の程度が顕著になるとともに、拡散板１０４の外縁部に到達する光の光量が低下して暗部が拡大していた。
【００６５】
また、図６の（ｃ）に示したように、レンズ１０３の取り付け位置が基板１０１側にずれた場合、すなわちレンズ１０３と光源１０２とが光軸方向に近づく方向にずれた場合には、端面（平面部１０３ａおよび１０３ｃ）に入射する光の光量が減少することにより、拡散板１０４の外縁部に到達する光の光量が増加して暗部がわずかに低減され、拡散板１０４における特定の領域に集光される光の光量が減少して輝線がわずかに低減されていた。
【００６６】
これに対して、本実施形態にかかる光源装置２０では、レンズ２３の内周面３４を上述したようにａ＞ｂの関係を満たす形状にすることにより、湾曲部３１の端面３６とＬＥＤ２２との距離が長いため、ＬＥＤ２２から側方（光軸Ｙに対する傾斜角度（出射角度）が所定角度以上である方向）に出射されて端面２６に入射する光の光量を上述した比較例の場合よりも減少させることができる。また、端面３６の基板面内方向についての幅ｂが端面３６とＬＥＤ２２との距離ａに対して相対的に小さいため、すなわち端面３６の面積が小さいため、端面３６に入射する光量をさらに減少させることができる。その結果、図６の（ｄ）に示したように、端面３６に入射した光が拡散板２５における特定の領域に集光されて輝線が生じたり、端面３６に入射した光が拡散板２５の中央部に集光して拡散板２５の外縁部に到達する光が不足することで暗部が生じたりすることを防止し、拡散板２５の全域にわたってほぼ均一な輝度を実現できる。
【００６７】
また、本実施形態にかかる光源装置２０では、レンズ２３の内周面３４を上述したようにｂ＜ｃの関係を満たす形状にしている。ｂ＞ｃである場合、レンズ２３の内周面（湾曲面）３４に対するＬＥＤ２２からの出射光の入射角度が大きくなるので、レンズ２３の内周面（湾曲面）３４に入射した光はレンズ２３における屈折により拡散板３４における光軸Ｙに比較的近い領域に主に集光される。その結果、拡散板３４の外縁部に到達する光の光量が低下して外縁部に暗部が発生する場合がある。これに対して、本実施形態のようにｂ＜ｃにすることにより、レンズ２３の内周面（湾曲面）３４に対するＬＥＤ２２からの出射光の入射角度を小さくすることができる。その結果、上記のｂ＞ｃの場合とａの値が一定であっても、レンズ２３の内周面（湾曲面）３４に入射した光を拡散板３４におけるより広範囲な領域に拡散させることができる。これにより、拡散板３４に到達する光の輝度分布をより均一にすることができる。
【００６８】
また、レンズ２３を上記形状にすることにより、図６の（ｅ）に示したように、レンズ２３の取り付け位置が拡散板２５側に多少ずれた場合であっても、輝線および暗部の発生を防止し、拡散板２５の全域にわたってほぼ均一な輝度を実現できる。
【００６９】
また、図６の（ｄ）に示したように、ＬＥＤ２２から出射された光のうち、ＬＥＤ２２の光軸方向に対する傾斜角度が比較的小さい方向に出射された光、すなわちＬＥＤ２２の光軸方向に比較的近い方向に出射された光はレンズ２３によって拡散されて拡散板２５の全域に分散して入射する。また、ＬＥＤ２２の光軸方向に対する傾斜角度が比較的大きい方向に出射された光、すなわちＬＥＤ２２の側方に出射された光は、拡散板２５の端部と基板２１の端部とを結ぶ位置に基板２１の基板面に対して所定角度（本実施形態では３６°）で傾斜するように配置された反射板２４によって拡散板２５の方向へ反射する。また、反射板２４の反射面は基板２１の基板面に対して所定角度（本実施形態では３６°）で傾斜するように配置されているので、反射板２４に入射した光は拡散板２５の外縁部に集光されることなく、拡散板２５の中央部側に反射する。これにより、ＬＥＤ２２の光軸方向に対する傾斜角度が比較的小さく色温度の高いＬＥＤ２２からの出射光と反射板２４で反射した色温度の低いＬＥＤ２２からの出射光とを効果的に混色させることができ、色ムラの発生を防止することができる。
【００７０】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１と同様の機能を有する部材については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００７１】
図７は、本実施形態にかかる光源装置（照明装置）２０ｂにおける当該光源装置２０ｂの延伸方向に垂直な断面の断面図である。この光源装置２０ｂは、実施形態１に示した光源装置２０に代えて照明器具１０に備えられるものである。
【００７２】
光源装置２０ｂは、実施形態１に示した光源装置２０におけるレンズ２３に代えてレンズ２３ｂを備えている点が光源装置２０と異なっており、その他の点は光源装置２０と同様の構成である。また、レンズ２３ｂは、内周面における基板２１側の両端部に切欠部（切欠面）３５が設けられている点が実施形態１におけるレンズ２３と異なっており、その他の点はレンズ２３と同様の構成である。
【００７３】
図７に示したように、切欠部３５は、実施形態１で用いたレンズ２３の内周面３４の両端部を、当該端部から基板２１の基板面法線方向に１．３ｍｍの位置と基板２１の基板面内方向に１．３ｍｍの位置とを結ぶ平面で切除（面取り）した形状を有している。すなわち、切欠部３５は、ＬＥＤ２２の光軸方向を含む位置に配置された湾曲面と端面３６との間に配置されており、基板２１の基板面に対して４５°の角度で傾斜した平面形状を有している。なお、光源装置２０の延伸方向に垂直な断面において、切欠部３５における光軸Ｙから遠い側の端部は、光軸Ｙから近い側の端部よりも基板２１に近い位置に配置されている。
【００７４】
したがって、レンズ２３ｂの内周面３４の断面形状（内周面３４における光源装置２２の延伸方向に垂直な断面の断面形状）は、ＬＥＤ２２の光軸方向（ＬＥＤ２２の出射光の主軸方向）を軸として線対称な曲線部（曲面部）と、曲線部の両端側に設けられた、基板２１の基板面に対して４５°の角度で傾斜した直線部（平面部）とによって構成されている。なお、切欠部３５の基板面に対する傾斜角度は４５°に限るものではなく、ＬＥＤ２２から切欠部３５に入射した光の一部が湾曲部３１の外周面３３からレンズ２３ｂの外部に出射され、残りが平板部３２内を伝搬するようにＬＥＤ２２から入射する光を屈折させることができる角度であればよい。また、切欠部３５の基板面法線方向についての範囲についても特に限定されるものではないが、平板部３２の厚さと同程度であることが好ましい。また、切欠部３５の形状は、基板２１の基板面に対して傾斜した形状であれば上記断面形状において直線部（平面部）となる形状に限定されず、曲線状（曲面状）であってもよい。
【００７５】
具体的には、本実施形態では、図７に示したように、レンズ２３ｂの延伸方向に垂直な断面において、ＬＥＤ２２の光軸Ｙ（ＬＥＤ２２における基板２１の基板面内方向の中心を通り基板２１の基板面に垂直な軸）と湾曲部３１の端面３６におけるＬＥＤ２２側の端部（内周面３４における基板２１側の端部（切欠部３５における基板２１側の端部）と端面３６との接続部）との基板２１の基板面内方向についての距離をａ、湾曲部３１の端面３６におけるＬＥＤ２２側の端部（切欠部３５における基板２１側の端部）と湾曲部３１の端面３６におけるＬＥＤ２２とは反対側の端部（湾曲部３１の外周面３３における平板部３２との接続部）との基板２１の基板面内方向についての距離をｂとすると、ａ＞ｂの関係を満たすように湾曲部３１の断面形状を設定している。また、湾曲部３１の内周面３４におけるＬＥＤ２２の光軸上の位置と平板部３２における基板２１側の表面との基板面法線方向（光軸方向）についての距離をｃとすると、ｂ＜ｃの関係を満たすように湾曲部３１の内周面の断面形状を設定している。
【００７６】
より具体的には、本実施形態では、図７に示したように、上記距離ａを６．３ｍｍ、上記距離ｂを２．４ｍｍ、上記距離ｃを７．１ｍｍとした。また、本実施形態では、湾曲部３１の外周面３３におけるＬＥＤ２２の光軸上の位置と平板部３２における基板２１側の表面との基板面法線方向（光軸方向）についての距離ｄを９．２ｍｍとした。また、平板部３２における基板２１の基板面内方向の幅（レンズ２３の延伸方向に垂直な方向の幅）を７．５５ｍｍとした。また、平板部３２の厚さ、すなわち平板部３２における基板２１の基板面法線方向の幅を１．３ｍｍとした。
【００７７】
また、本実施形態では、レンズ２３の内周面３４におけるレンズ２３の延伸方向に垂直な断面形状を、当該断面における内周面３４（切欠部３５を含む）の接線がＬＥＤ２２の光軸上の位置を除いて常に基板２１の基板面に対して傾斜している形状（内周面３４の接線と基板２１の基板面とのなす角度θが０°＜θ＜９０°である形状）としている。換言すれば、レンズ２３の延伸方向に垂直な断面における内周面３４（切欠部３５を含む）上の各位置と基板２１の基板面との距離（光軸Ｙ方向に沿った距離）が、光軸Ｙからの基板面内方向についての距離（光軸Ｙに垂直な方向の距離）が異なる位置同士では必ず異なり、かつＬＥＤ２２の光軸Ｙからの基板面内方向についての距離が長くなるほど短くなる形状にしている。すなわち、また、レンズ２３の内周面３４の端部近傍に、基板２１の基板面に平行な平面部が設けられていない形状としている。
【００７８】
図８は、本実施形態にかかる光源装置２０ｂにおける、ＬＥＤ２２から出射されて拡散板２５に到達する光の一部の軌跡を示した説明図である。
【００７９】
図８に示したように、本実施形態にかかるレンズ２３ｂは、切欠部３５を備えているので、ＬＥＤ２２の中心と端面３６におけるＬＥＤ２２側の端部との距離ａが実施形態１におけるレンズ２３よりもさらに長く、端面３６におけるＬＥＤ２２側の端部と端部３６におけるＬＥＤ２２とは反対側の端部との距離（端面３６の幅）ｂが実施形態１におけるレンズ２３よりもさらに短い。すなわち、端面３６とＬＥＤ２２との距離が実施形態１におけるレンズ２３よりもさらに長く、端面３６の面積が実施形態１におけるレンズ２３よりもさらに小さい。これにより、ＬＥＤ２２から出射されて端面３６に入射する光を実施形態１よりもさらに減少させることができる。したがって、端面３６に入射した光が拡散板２５における特定の領域に集光されて輝線が生じたり、拡散板２５の外縁部に到達する光が低減して暗部が生じたりすることを、より適切に防止することができる。
【００８０】
また、図８に示したように、本実施形態にかかる光源装置２０ｂでは、レンズ２３ｂの内周面３４の端部に基板２１の基板面に対して所定角度で傾斜した切欠部３５が設けられている。これにより、切欠部３５が設けられていない場合に平板部３２に入射していた光の一部が、切欠部３５が備えられていることにより、切欠部３５への入射時に光軸Ｙに近づく方向に屈折させられるため、平板部３２に入射することなく湾曲部３１の外周面３３から出射される。
【００８１】
このため、切欠部３５が設けられていない場合には平板部３２から反射板２４に出射され、反射板２４によって拡散板２５における基板面内方向の中央部付近の一部の領域に集光されていた光の一部を、平板部３２を介することなく拡散板２５における基板面内方向の両端部（外縁部）付近へ到達させることができる。
【００８２】
したがって、拡散板２５における光源装置２０の延伸方向に垂直な断面における中央部付近に輝線が生じることを防止するとともに、当該断面の端部付近の輝度が低下して暗部が生じることを防止することができ、輝度ムラをより効果的に防止できる。
【００８３】
また、切欠部３５が設けられていない場合にはＬＥＤ２２から光軸方向に対する傾斜角度が比較的大きい方向に出射される色温度の低い光が平板部３２から反射板２４に出射され、反射板２４によって拡散板２５における基板面内方向の中央部付近の一部の領域に集光される結果、色ムラが生じる場合があった。これに対して、上記の構成によれば、切欠部３５が設けられていない場合に平板部３２から反射板２４に出射され、反射板２４によって拡散板２５における基板面内方向の中央部付近の一部の領域に集光されていた光の一部を、平板部３２を介することなく拡散板２５における基板面内方向の両端部付近へ到達させることができる。したがって、色温度の低い光が拡散板２５における特定の領域に集光されることを防止し、色ムラが生じることをより効果的に防止できる。
【００８４】
以上のように、上記各実施形態にかかる光源装置２０は、レンズ２３の延伸方向に垂直な断面における内周面３４の形状が、ＬＥＤ２２における基板２１の基板面内方向の中心部と湾曲部３１の内周面３４における基板２１側の端部との基板２１の基板面内方向についての距離をａ、湾曲部３１の内周面３４における基板２１側の端部と湾曲部３１の外周面３３における平板部３２との接続部との基板２１の基板面内方向についての距離をｂとすると、ａ＞ｂの関係を満たすように設定されている。換言すれば、レンズ２３は、ＬＥＤ（光源）２２に対向するように配置され、ＬＥＤ２２の光出射方向側に窪んだ凹部を有する湾曲部３１を備えており、湾曲部３１は、ＬＥＤ２２が装着される基板（被装着部材）２１の表面におけるＬＥＤ２２の配置位置とは異なる位置に対向する端面３６を有している。そして、端面３６は、ＬＥＤ２２の配置位置の中心から当該端面３６におけるＬＥＤ２２側の端部までの距離をａ、当該端面３６におけるＬＥＤ２２側の端部からＬＥＤ２２と反対側の端部までの距離をｂとしたときに、ａ＞ｂの関係を満たす形状になっている。
【００８５】
これにより、拡散板２５における特定の領域に光が集光されることを防止し、輝度ムラが生じることを防止できる。
【００８６】
なお、上記各実施形態では、レンズ２３，２３ｂの内周面におけるＬＥＤ２２から出射される光の光軸上の位置が曲面形状である構成について説明したが、これに限るものではなく、少なくとも上述したａ＞ｂの関係を満たす構成であればよい。また、特許文献１と同様、レンズ２３，２３ｂの内周面におけるＬＥＤ２２から出射される光の光軸上の位置に、ＬＥＤ２２から出射された光を散乱または拡散させる光学機能部を設けてもよい。上記光学機能部は、例えば、光拡散性を有する材料をレンズ２３，２３ａの内周面に印刷することによって形成してもよく、レーザ加工等によりレンズ２３，２３ａの内周面に加工処理（例えば粗し処理等）を施すことによって形成してもよい。
【００８７】
また、上記各実施形態では、一方向に延伸する形状を有する光源装置２０，２０ｂについて説明したが、本発明の適用対象はこれに限るものではなく、例えば、光源の光軸方向に対して軸対称な形状を有する光源装置に適用できる。
【００８８】
また、上記各実施形態では、本発明を天井に備えられる照明装置に適用する場合の例について説明したが、本発明の適用対象はこれに限るものではない。例えば、壁面あるいは床面に備えられる照明装置、床面や卓上に配置されるスタンド型の照明装置、あるいは液晶表示装置に備えられるバックライト（照明装置）などに適用することもできる。
【００８９】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、光源から出射された光を拡散させるレンズ、および上記レンズを備えた照明装置に適用できる。
【符号の説明】
【００９１】
１０ 照明器具
２０，２０ｂ 光源装置（照明装置）
２１ 基板
２２ ＬＥＤ（光源）
２３，２３ｂ レンズ
２４ 反射板（反射部材）
２４ａ 第１反射部（反射部材）
２４ｂ 第２反射部
２５ 拡散板
３１ 湾曲部
３２ 平板部
３３ 外周面
３４ 内周面
３５ 切欠部（切欠面）
３６ 端部
Ｙ 光軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から入射される光を屈折させて出射するレンズであって、
上記光源に対向するように配置され、上記光源の光出射方向側に窪んだ凹部を有する湾曲部を備え、
上記湾曲部は、上記光源が装着される被装着部材の表面における上記光源の配置位置とは異なる位置に対向する端面を有し、
上記光源の配置位置の中心から上記端面における上記光源側の端部までの距離をａ、上記光源側の端部から上記光源と反対側の端部までの距離をｂとしたときに、ａ＞ｂの関係を満たすことを特徴とするレンズ。
【請求項２】
上記湾曲部における上記光源側の面である内周面は、上記光源の光軸方向を含む位置に配置される湾曲面と、上記端面と上記湾曲面との間に配置された、上記端面に対して傾斜した面である切欠面とからなることを特徴とする請求項１に記載のレンズ。
【請求項３】
光源と、上記光源が装着される被装着部材と、請求項１または２に記載のレンズとを備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
上記レンズにおける上記光源側とは反対側の面に対向配置された拡散板を備え、上記光源から出射された光を上記レンズによって拡散させて上記拡散板に入射させることにより上記拡散板を面状に発光させることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
上記被装着部材と上記拡散板との間に、上記光源から当該光源の光軸方向に対して所定角度以上の傾斜角度で出射された光を上記拡散板に向けて反射させるための反射面を有する反射部材を備えていることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
上記反射面は、上記被装着部材における上記端面と対向する面に対して傾斜していることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
上記レンズは、
上記湾曲部における上記光源側の面である内周面が、上記光源の光軸を含む位置に配置される湾曲面と、上記端面と上記湾曲面との間に配置された、上記端面に対して傾斜した面である切欠面とからなり、かつ、
上記湾曲部の外周面側に設けられた、上記被装着部材に対向するように上記端面から延設された面を有する平板部を備え、
上記切欠面の上記端面に対する傾斜角度は、上記光源から出射されて当該切欠面から上記レンズ内に入射した光の一部が上記湾曲部の外周面から上記レンズの外部に出射され、上記光源から出射されて当該切欠面から上記レンズ内に入射した光の他の一部が上記平板部を介して上記レンズの外部に出射される角度であり、かつ、上記切欠面を介して上記湾曲部の外周面から上記レンズの外部に出射される光が上記拡散板の外縁部を含む所定範囲の領域に到達する角度であり、
上記反射部材における上記反射面の形状は、上記切欠面を介して上記平板部から出射される光の上記拡散板に対する到達範囲の少なくとも一部が、上記拡散板における上記所定範囲の領域よりも上記光源の光軸方向側になるように上記切欠面を介して上記平板部から出射される光を反射させる形状であることを特徴とする請求項５または６に記載の照明装置。
【請求項８】
上記光源は、光軸方向に対する傾斜角度に応じて出射光の色温度が変化する出射光特性を有していることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１】
光源から入射される光を屈折させて出射するレンズであって、
上記光源に対向するように配置され、上記光源の光出射方向側に窪んだ凹部を有する湾曲部を備え、
上記湾曲部は、上記光源が装着される被装着部材の表面における上記光源の配置位置とは異なる位置に対向する端面を有し、
上記光源の配置位置の中心から上記端面における上記光源側の端部までの距離をａ、上記光源側の端部から上記光源と反対側の端部までの距離をｂとしたときに、ａ＞ｂの関係を満たすことを特徴とするレンズ。
【請求項２】
上記湾曲部における上記光源側の面である内周面は、上記光源の光軸方向を含む位置に配置される湾曲面と、上記端面と上記湾曲面との間に配置された、上記端面に対して傾斜した面である切欠面とからなることを特徴とする請求項１に記載のレンズ。
【請求項３】
光源と、上記光源が装着される被装着部材と、請求項１または２に記載のレンズとを備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
上記レンズにおける上記光源側とは反対側の面に対向配置された拡散板を備え、上記光源から出射された光を上記レンズによって拡散させて上記拡散板に入射させることにより上記拡散板を面状に発光させることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
上記被装着部材と上記拡散板との間に、上記光源から当該光源の光軸方向に対して所定角度以上の傾斜角度で出射された光を上記拡散板に向けて反射させるための反射面を有する反射部材を備えていることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
上記反射面は、上記被装着部材における上記端面と対向する面に対して傾斜していることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
上記レンズは、
上記湾曲部における上記光源側の面である内周面が、上記光源の光軸を含む位置に配置される湾曲面と、上記端面と上記湾曲面との間に配置された、上記端面に対して傾斜した面である切欠面とからなり、かつ、
上記湾曲部の外周面側に設けられた、上記被装着部材に対向するように上記端面から延設された面を有する平板部を備え、
上記切欠面の上記端面に対する傾斜角度は、上記光源から出射されて当該切欠面から上記レンズ内に入射した光の一部が上記湾曲部の外周面から上記レンズの外部に出射され、上記光源から出射されて当該切欠面から上記レンズ内に入射した光の他の一部が上記平板部を介して上記レンズの外部に出射される角度であり、かつ、上記切欠面を介して上記湾曲部の外周面から上記レンズの外部に出射される光が上記拡散板の外縁部を含む所定範囲の領域に到達する角度であり、
上記反射部材における上記反射面の形状は、上記切欠面を介して上記平板部から出射される光の上記拡散板に対する到達範囲の少なくとも一部が、上記拡散板における上記所定範囲の領域よりも上記光源の光軸方向側になるように上記切欠面を介して上記平板部から出射される光を反射させる形状であることを特徴とする請求項５または６に記載の照明装置。
【請求項８】
上記光源は、光軸方向に対する傾斜角度に応じて出射光の色温度が変化する出射光特性を有していることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図９】
【図５】
【図６】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図９】
【図５】
【図６】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−７３８４７（Ｐ２０１３−７３８４７Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１３２７６（Ｐ２０１１−２１３２７６）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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