光束制御部材、この光束制御部材を備えた発光装置およびこの発光装置を備えた照明装置
【課題】被照射面における部分的な光量不足を改善することができる光束制御部材、この光束制御部材を備えた発光装置およびこの発光装置を備えた照明装置を提供すること。
【解決手段】外周面１０および凹部５の少なくとも一方には、第２の光Ｌ２の一部をなす第３の光Ｌ３を、出射面８に到達させずに出射面８よりも発光素子２側の位置において外周面１０の外側に出射させる出射機能部３２が形成されており、この出射機能部３２は、第３の光Ｌ３を、出射面８から出射される第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２よりも光軸ＯＡに対して大きな角度方向に出射させること。
【解決手段】外周面１０および凹部５の少なくとも一方には、第２の光Ｌ２の一部をなす第３の光Ｌ３を、出射面８に到達させずに出射面８よりも発光素子２側の位置において外周面１０の外側に出射させる出射機能部３２が形成されており、この出射機能部３２は、第３の光Ｌ３を、出射面８から出射される第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２よりも光軸ＯＡに対して大きな角度方向に出射させること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光束制御部材、この光束制御部材を備えた発光装置およびこの発光装置を備えた照明装置に係り、特に、発光素子から出射された光を、これの配光特性を制御した上で被照射面に照射するのに好適な光束制御部材、この光束制御部材を備えた発光装置およびこの発光装置を備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ショーケース用の照明や看板用の照明等に用いられる外照式または内照式の発光装置として、特定の方向に光を照射することによって特定の領域を照明するスポット照明用の発光装置が用いられていた。
【０００３】
近年、この種の発光装置の光源としては、小型化、消費電力削減および環境保全等の観点から、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）が用いられるようになった。
【０００４】
ところで、ＬＥＤは、その発光部から所定の広がり角を以て光束が出射されるため、これをスポット照明用の発光装置に適用するには、発光部から出射された光を被照射面の方向に集光させる手段が必要であった。
【０００５】
そこで、従来から、この種の集光手段の１つとして、図３２〜図３６に示すようなスポット照明用の光束制御部材１（換言すれば、スポットレンズ）が用いられていた。ここで、図３２は、光束制御部材１の斜視図である。また、図３３は、光束制御部材１の正面図である。さらに、図３４は、図３３の平面図である。さらにまた、図３５は、図３３の下面図である。なお、図３３の左右の側面図は、図３３と同じである。また、図３６は、光束制御部材１の縦断面図（光軸ＯＡを含む縦断面図）を、ＬＥＤ等の発光素子２とともに示したものであり、同図は、換言すれば、光束制御部材１と発光素子２とからなる発光装置３の構成図である。なお、図３６において、発光素子２は、この発光素子２から出射される光の中心軸（中心光）が光束制御部材１の光軸ＯＡと合致するように位置合わせされた状態で光束制御部材１に対向配置されている。なお、図示はしないが、発光素子２は、基板上に実装されており、光束制御部材１は、この基板上に取り付けられている。
【０００６】
図３６に示すように、光束制御部材１は、発光素子２に対向して配置された発光素子対向面部（図３６における下端部）に、光軸ＯＡ方向における発光素子２と反対側（図３６における上方）に向かって凹入形成された凹部５を有している。図３６に示すように、凹部５は、縦断面が等脚台形形状に形成されており、その内面が、光軸ＯＡと交わる光軸ＯＡに垂直な内部底面と、この内部底面を包囲する内周面とによって形成されている。なお、図３５に示すように、凹部５の内部底面は、下面図において光軸ＯＡと同心の円形状を呈している。また、図３６に示すように、凹部５の内周面は、凹部５の内部底面の外周端部から発光素子２側に向かって延出されるとともに、発光素子２側に向かうにしたがって内径が大きくなるような光軸ＯＡと同心のテーパ面（内面テーパ）に形成されている。
【０００７】
このような凹部５は、発光素子２から出射された光を光束制御部材１に入射させる機能を有している。すなわち、凹部５の内部底面は、第１入射面６とされており、この第１入射面６には、発光素子２から出射された光（光束）のうちの光軸ＯＡとのなす角度（出射角）が相対的に小さい中心側の第１の光（光束）Ｌ１が入射するようになっている。ただし、同図では、第１の光Ｌ１のうちの１本の光線のみを代表的に図示している。また、凹部５の内周面は、第２入射面７とされており、この第２入射面７には、発光素子２から出射された光のうちの第１の光Ｌ１の外側（周辺側）の第２の光（光束）Ｌ２が入射するようになっている。この第２の光Ｌ２は、光軸ＯＡとのなす角度（出射角）が第１の光Ｌ１に比べて相対的に大きい。ただし、同図では、第２の光Ｌ２のうちの２本の光線のみを代表的に図示している。
【０００８】
また、図３６に示すように、光束制御部材１は、光軸ＯＡ方向における発光素子２と反対側の端部（図３６における上端部）に形成された出射面８を有している。図３６および図３４に示すように、出射面８は、光軸ＯＡを回転対称軸とし、かつ、光軸ＯＡ方向における発光素子２と反対側に向かうにしたがって外径が小さくなるような略円錐面形状に形成されている。この出射面８の作用については後述する。
【０００９】
さらに、図３６に示すように、凹部５と出射面８との間には、光軸ＯＡを包囲する外周面１０が形成されている。図３６に示すように、外周面１０は、凹部５における光学素子２側の端部から出射面８側に向かって延出されるとともに、出射面８側に向かうにしたがって外径が大きくなるような光軸ＯＡと同心のテーパ面状（外面テーパ状）に形成されている。より具体的には、図３６に示すように、外周面１０は、光軸ＯＡを含む縦断面の外形（母線）が、光軸ＯＡを基準とした径方向の外方に向かって僅かに膨らむような円弧形状を呈する曲線テーパ面に形成されている。
【００１０】
このような外周面１０は、発光素子２から出射された光の一部を全反射させる機能を有する全反射面１１とされている。この全反射面１１には、第２入射面７から入射した第２の光Ｌ２が、光束制御部材１（光束制御部材本体）内の光路上を進行した後に、臨界角以上の入射角で内部入射するようになっている。そして、全反射面１１は、内部入射した第２の光Ｌ２を、出射面８に向けて全反射させるようになっている。
【００１１】
そして、前述した出射面８には、第１入射面６から入射した第１の光Ｌ１が、光束制御部材１の内部の光路上を進行して直接到達（内部入射）するようになっている。なお、直接とは、全反射面１１における全反射を介さないという意味である。また、このとき、出射面８には、第２入射面７から入射した第２の光Ｌ２が、全反射面１１における全反射を経て到達（内部入射）するようになっている。そして、出射面８は、これら到達した第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とを被照射面に向けて出射させるようになっている。
【００１２】
なお、図３２〜図３６に示すように、外周面１０における出射面８側の端部（図３６における上端部）と出射面８における外周端部（図３６における下端部）との間には、平面図（図３４）において光軸ＯＡと同心の円環形状を呈するフランジ部１２が、外周面１０および出射面８よりも径方向の外方に延出するように形成されている。
【００１３】
このような光束制御部材１は、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネート）およびＥＰ（エポキシ樹脂）などの樹脂材料やガラス等の透光性材料によって形成されている。
【００１４】
そして、このような光束制御部材１は、例えば、図３７に示すように、外照式看板等の外照用の被照射部材１５の被照射面１５ａに対して光軸ＯＡを傾けた状態で配置されることによって、外照式の照明装置を構成するようになっている。ただし、被照射部材１５および被照射面１５ａは、同図の紙面垂直方向に奥行き（横幅）を有しており、これにともなって、同図の構成においては、複数の光束制御部材１が、紙面垂直方向に所定の間隔を設けて整列配置されている。なお、同図には、便宜上、最も手前側の１つの光束制御部材１のみが示されている。また、同図の構成において、各光束制御部材１の光軸ＯＡの傾き方向は、発光素子２から光軸ＯＡに対して大きな角度で出射して発光素子２近傍の被照射面１５ａに照射する光の方が光軸ＯＡに対して小さな角度で出射する光よりも、被照射面１５ａへの入射角が小さくなるような傾き方向となっている。このような構成においては、各光束制御部材１のそれぞれの出射面８から出射された第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２（図３６参照）が、被照射面１５ａに対して斜め方向（すなわち、被照射面１５ａの面法線方向に対して傾きを有する方向）から照射されるようになっており、これにより、被照射面１５ａの照明が行われることになる。
【００１５】
図３８は、このように構成された外照式の照明装置において、１つの光束制御部材１から被照射面１５ａに照射される光（すなわち、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２との混合光）の照度分布を模式的に示したものである。この照度分布は、光束制御部材１によって出射（制御）された光の配光特性を反映している。ここで、同図中の矩形領域の下端部９ａは、被照射面１５ａ上の照明すべき領域における光束制御部材１側（光源近傍側）の端部を示している。一方、同矩形領域の上端部９ｂは、被照射面１５ａ上の照明すべき領域における光束制御部材１と反対側（光源遠方側）の端部を示している。なお、照明すべき領域は、被照射面１５ａ全面となる場合もある。また、同図の横方向は、複数の光束制御部材１の整列方向（被照射部材１５の横幅方向）に相当する。そして、同図中には、中央側から周辺側に向かって波紋状に広がるような複数の楕円状（同図縦方向を長軸とした楕円状）の閉曲線が示されているが、これらの閉曲線は、それぞれ被照射面１５ａ上における同照度の点を結んだ等高線とされている。これら複数の等高線のうち、最も中央側の等高線は、対応する照度が相対的に最も高くなっており、この最も中央側の等高線から周辺側の等高線に向かうにしたがって、対応する照度が次第に低くなっている。なお、同図の各等高線は、被照射面１５ａ上の代表的な同照度の位置を離散的に示したものであり、実際は、中央側から周辺側に向かってほぼ連続的に照度が低くなるので、無数の等高線を描くことができる。ただし、同図中における最も周辺側の等高線は、被照射面１５ａを照明するのに十分な照度であるとみなされる照度の下限に対応したものである。
【００１６】
また、このような外照式の照明装置以外にも、光束制御部材１は、例えば、図３９に示すような内照式の照明装置を構成する場合もある。同図に示すように、両面内照式の照明装置においては、光束制御部材１が、内照式看板等の互いに平行に対向配置された透光性を有する一対の内照用の被照射部材１７、１８の間に配置されている。具体的には、同図に示すように、両被照射部材１７、１８の下端部間には、これらに垂直な底板２０が配設されており、この底板２０における内側（同図における上側）の表面が、光束制御部材１の配置位置となっている。また、この底板２０における内側の表面には、発光素子２の実装された基板が取り付けられている。さらに、同図に示すように、光束制御部材１のフランジ部１２には、光束制御部材１を保持するための光軸ＯＡと同心の円筒形状のホルダ２１が、外周面１０を包囲するように形成されている。そして、このホルダ２１の下端面が、光束制御部材１と発光素子２との位置合わせを行ったうえで底板２０上（或いは基板上）に固定されることによって、光束制御部材１が底板２０上に保持されている。さらにまた、同図において、光束制御部材１は、光軸ＯＡが各被照射部材１７、１８の被照射面１７ａ、１８ａに対して平行になるように配置されている。また、同図においては、図３７の場合と同様に、複数の光束制御部材１が、紙面垂直方向に整列配置されている。なお、図示はしないが、被照射部材１７、１８の上端部間には、底板２０に対向する天板が配設されており、さらに、被照射部材１７、１８、底板２０および天板の同図紙面垂直方向の両端部には、互いに平行に対向する一対の側板が配設されている。そして、これら被照射部材１７、１８、底板２０、天板および側板によって矩形の筐体が構成されており、光束制御部材１は、この筐体の内部に収容された状態となっている。このような両面内照式の照明装置においても、外照式の照明装置と同様に、発光素子２から光軸ＯＡに対して大きな角度で出射し発光素子２近傍の被照射面１７ａ、１８ａを照射する光の方が、光軸ＯＡに対して小さな角度で出射する光よりも被照射面１７ａ、１８ａへの入射角が小さくなるように発光素子２および光束制御部材１の位置決めがなされた上で、光束制御部材１から出射された光Ｌ１、Ｌ２が各被照射面１７ａ、１８ａに対して斜め方向から照射されることになる。
【００１７】
さらに、光束制御部材１は、図４０に示すような片面内照式の照明装置を構成する場合もある。同図の構成においては、互いに平行に対向配置された板状の反射部材２４と内照式看板等の透光性の被照射部材２５とを有している。そして、同図に示すように、光束制御部材１は、両面内照の場合と同様に、反射部材２４と被照射部材２５との間に配置されている。なお、同図の構成においては、光束制御部材１から反射部材２４側に照射された光が、反射部材２４の反射面２４ａにおいて被照射部材２５側に反射される点で、両面内照式の照明装置の場合と異なる。
【００１８】
このような内照式の照明および外照式の照明に適用可能な光束制御部材１に関する従来技術としては、これまでにも、例えば、特許文献１に示す技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００７−５２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、従来の光束制御部材１は、図３８に示したように、外照式の照明に適用された場合には、被照射面１５ａにおける光束制御部材１の近傍の領域（同図の矩形領域における下端部９ａ近傍）が、同図における最も周辺側の等高線の外側となることが分かる。このことは、被照射面１５ａにおける光束制御部材１の近傍の領域の照度が不十分となることを示している。
【００２１】
このような現象は、図３９および図４０に示したような内照式の照明に適用する場合には更に顕著になると予想される。蓋し、図３９および図４０の構成においては、光束制御部材１の光軸ＯＡが被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａに対して平行となっているため、外照式の場合（図３７の構成）に比べて、被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａに対する照射光の入射角が大きくなる、換言すれば、照射光が光束制御部材１に対してより遠くの位置に照射されることになるからである。
【００２２】
すなわち、従来の光束制御部材１においては、被照射面に光を照射する際に、被照射面における光源近傍の領域が光量不足（換言すれば、暗部）となるといった問題が生じる。
【００２３】
また、従来の光束制御部材１を用いた発光装置と被照射面１５ａとの位置関係を変更し、図４１に示すように、光源近傍の領域の光量が補えるような位置に発光装置を配置した場合であっても、同図破線閉曲線に示すように、複数の発光装置間に対応して被照射面に暗部が発生する。したがって、このような場合には、１つの発光装置からの出射光による被照射面上の照度分布の最も周辺側の等高線が、被照射面に投影した光軸（投影光軸）に対して直交する方向に広がるようにする必要がある。
【００２４】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、被照射面における部分的な光量不足を改善することができる光束制御部材、この光束制御部材を備えた発光装置およびこの発光装置を備えた照明装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に係る光束制御部材の特徴は、発光素子から出射された光を、これの配光特性を制御して被照射面に対して斜め方向から照射する光束制御部材であって、前記光束制御部材は、前記発光素子に対向して配置される発光素子対向面部と、前記発光素子対向面部に対して前記発光素子とは反対側に形成された出射面と、前記発光素子対向面部の外周端部から前記出射面の外周端部へ向かって延設された外周面とを備え、前記発光素子対向面部には、前記発光素子から出射された光を前記光束制御部材内へ入射させるための凹部が形成され、前記凹部は、光軸に直交する平面として形成され、前記発光素子から出射された光のうちの中心側の第１の光が入射する第１入射面と、この第１入射面の外周端部から前記発光素子側に向かって延設され、前記発光素子から出射される光のうちの前記第１の光の外側の第２の光が入射する第２入射面とを有し、前記外周面は、前記第２入射面に入射する前記第２の光が前記出射面に向けて全反射されるように、前記発光素子対向面部側から前記出射面側に向かって、漸次、直径が拡径するように形成された全反射面を有し、前記出射面は、前記第１入射面から入射し直接到達した前記第１の光および前記第２入射面から入射し前記全反射面を経て到達した前記第２の光を前記被照射面に向けて出射させ、前記外周面および前記凹部の少なくとも一方には、前記第２の光の一部をなす第３の光を、前記出射面に到達させずに前記出射面よりも前記発光素子側の位置において前記外周面の外側に出射させる出射機能部が形成されており、この出射機能部は、前記第３の光を、前記出射面から出射される前記第１の光および前記第２の光よりも前記光軸から大きな角度方向に出射させる点にある。
【００２６】
そして、この請求項１に係る発明によれば、出射機能部によって、第３の光を、出射面よりも発光素子側の位置において、出射面から出射される第１の光および第２の光よりも光軸から大きな角度方向（換言すれば、被照射面に対する入射角が小さくなる方向）に出射させることができるので、第３の光を、被照射面における光源近傍の領域に照射して、この領域の光量不足を改善することができる。
【００２７】
また、請求項２に係る光束制御部材の特徴は、請求項１において、更に、前記出射機能部は、前記外周面と前記凹部の内周面とに挟まれた光束制御部材本体の壁部における前記外周面の周方向の一部で且つ前記発光素子対向面部側に、前記壁部の厚みを減ずるように形成された切り欠き部であり、前記第３の光を、前記切り欠き部から出射させる点にある。
【００２８】
そして、この請求項２に係る発明によれば、出射機能部を、切り欠き部からなる簡易な構成によって実現することができる。
【００２９】
さらに、請求項３に係る光束制御部材の特徴は、請求項２において、更に、前記切り欠き部は、前記外周面から前記凹部に貫通し、且つ前記発光素子対向面部側に開口する貫通溝であり、前記第３の光を、前記貫通溝から前記外周面の外側に出射させる点にある。
【００３０】
そして、この請求項３に係る発明によれば、切り欠き部を、貫通溝からなる簡易な構成によって実現することができるとともに、被照射面上に十分な光量の第３の光を照射することができる。
【００３１】
さらにまた、請求項４に係る光束制御部材の特徴は、請求項２において、更に、前記切り欠き部は、前記外周面と前記凹部の内周面とに挟まれた光束制御部材本体の壁部を、前記外周面の周方向の一部で且つ発光素子対向面部側の所定の部位において、前記光軸と平行に削ぎ落として凹設される平面出射部を有し、前記第３の光を、前記第２入射面への入射後に前記平面出射部において屈折させて前記外周面の外側に出射させる点にある。
【００３２】
そして、この請求項４に係る発明によれば、切り欠き部を、平面出射部からなる簡易な構成によって実現することができ、また、平面出射部による光の屈折を利用して、被照射面上における第３の光の照射位置の好適化を図ることも可能となる。
【００３３】
また、請求項５に係る光束制御部材の特徴は、請求項２において、更に、前記切り欠き部は、前記外周面と前記凹部の内周面とに挟まれた光束制御部材本体の壁部を、前記外周面の周方向の一部で且つ発光素子対向面部側の所定の部位において、くり抜いて凹設される曲面出射部を有し、前記第３の光を、前記第２入射面への入射後に前記曲面出射部において屈折及び発散させて前記外周面の外側に出射させる点にある。
【００３４】
そして、この請求項５に係る発明によれば、出射機能部を、曲面出射部からなる簡易な構成によって実現することができるとともに、曲面出射部による光の発散を利用して、被照射面における第３の光の照射領域を拡大することができる。
【００３５】
さらに、請求項６に係る光束制御部材の特徴は、請求項１において、更に、前記出射機能部は、前記外周面の周方向の一部で且つ発光素子対向面部側の所定の部位を粗面化した外周面粗面化部を有し、前記第３の光を、前記第２入射面への入射後に前記外周面粗面化部において拡散させて前記外周面の外側に出射させる点にある。
【００３６】
そして、この請求項６に係る発明によれば、出射機能部を、外周面粗面化部からなる簡易な構成によって実現することができるとともに、外周面粗面化部による光の拡散を利用して、第３の光の光量の均一化ひいては被照射面における光源近傍の領域の照度の均一化を図ることができる。
【００３７】
さらにまた、請求項７に係る光束制御部材の特徴は、請求項４〜６のいずれか１項において、更に、前記出射機能部は、前記第２入射面における前記発光素子対向面部側の所定の部位を粗面化した入射面粗面化部を有し、前記第３の光を、前記入射面粗面化部において拡散させることによって前記外周面においてこれの外側に透過されるようにする点にある。
【００３８】
そして、この請求項７に係る発明によれば、出射機能部を、入射面粗面化部からなる簡易な構成によって実現することができるとともに、入射面粗面化部による光の拡散を利用して、第３の光の光量の均一化を図ることができる。
【００３９】
また、請求項８に係る光束制御部材の特徴は、請求項１〜７のいずれか１項において、更に、前記外周面の外側に、光束制御部材本体を保持するためのホルダが配置され、前記ホルダは、前記出射機能部から出射された前記第３の光を屈折または拡散させることによって、前記第３の光の配光特性を補正する点にある。
【００４０】
そして、この請求項８に係る発明によれば、出射機能部から出射された第３の光の配光特性をホルダによって補正することができるので、被照射面上における第３の光の照射位置の好適化または第３の光の光量の均一化（換言すれば、被照射面における光源近傍の領域の照度の均一化）を図ることができる。
【００４１】
さらに、請求項９に係る発光装置の特徴は、光を出射させる発光素子と、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光束制御部材とを備え、前記発光素子が、前記光の中心軸を前記光束制御部材の光軸に合致させた状態で前記光束制御部材の前記凹部に臨む位置に配置されている点にある。
【００４２】
そして、この請求項９に係る発明によれば、被照射面における光源近傍の領域に光を有効に照射して、この領域の光量不足を改善することができる発光装置を実現することができる。
【００４３】
さらにまた、請求項１０に係る照明装置の特徴は、請求項９に記載の発光装置と、この発光装置による光の照射が行われる被照射面とを備え、前記発光装置の前記光束制御部材は、前記出射機能部を前記被照射面側に向けた状態で配置されている点にある。
【００４４】
そして、この請求項１０に係る発明によれば、被照射面における光源近傍の領域に光を有効に照射して、この領域の光量不足を改善することができ、ひいては照明品質を向上させることができる照明装置を実現することができる。
【００４５】
また、請求項１１に係る照明装置の特徴は、請求項９に記載の発光装置と、この発光装置による光の照射が行われる被照射面とを備え、前記発光装置の前記光束制御部材は、前記出射機能部を前記被照射面から遠ざけた状態で配置されている点にある。
【００４６】
そして、この請求項１１に係る発明によれば、被照射面上の照射領域を前述した投影光軸に対して直交方向に広げることによって、被照射面上の照度分布を改善することができる。特に、複数の発光装置を整列配置する場合には、被照射面における各発光装置間に対応する位置の暗部を有効に低減することができる。
【００４７】
さらに、請求項１２に係る照明装置の特徴は、請求項１０または１１において、更に、外照式の照明装置とされ、前記光束制御部材は、前記被照射面を照射する前記光束制御部材からの出射光のうち、前記光軸に対して大きな角度の出射光が前記光軸に対して小さな角度の出射光よりも前記被照射面への入射角が小さくなるように前記被照射面に対して傾いた状態で配置されている点にある。
【００４８】
そして、この請求項１２に係る発明によれば、外照式の照明に適用する場合においても、被照射面における部分的な光量不足を確実に改善することができる。
【００４９】
さらにまた、請求項１３に係る照明装置の特徴は、請求項１０または１１において、更に、内照式の照明装置とされ、前記光束制御部材は、前記被照射面を照射する前記光束制御部材からの出射光のうち、前記光軸に対して大きな角度の出射光が前記光軸に対して小さな角度の出射光よりも前記被照射面への入射角が小さくなるような状態で配置されている点にある。
【００５０】
そして、この請求項１３に係る発明によれば、内照式の照明に適用する場合においても、被照射面における部分的な光量不足を確実に改善することができる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、被照射面における部分的な光量不足を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る光束制御部材の第１実施形態を示す斜視図
【図２】図１の光束制御部材の正面図
【図３】図２の右側面図
【図４】図２の下面図
【図５】本発明に係る発光装置の第１実施形態を示す概略構成図
【図６】本発明に係る照明装置の第１実施形態として、外照式の照明装置を示す概略構成図
【図７】第１実施形態の光束制御部材を被照射面の照明に用いた場合における被照射面上の照度分布を示す模式図
【図８】本発明に係る照明装置の第１実施形態として、両面内照式の照明装置を示す概略構成図
【図９】本発明に係る照明装置の第１実施形態として、片面内照式の照明装置を示す概略構成図
【図１０】本発明に係る光束制御部材の第１実施形態において、第１の変形例を示す縦断面図
【図１１】本発明に係る光束制御部材の第１実施形態において、第２の変形例を示す縦断面図
【図１２】本発明に係る光束制御部材の第２実施形態を示す斜視図
【図１３】図１２の光束制御部材の正面図
【図１４】図１３の右側面図
【図１５】図１３の下面図
【図１６】本発明に係る発光装置の第２実施形態を示す概略構成図
【図１７】本発明に係る光束制御部材の第３実施形態を示す斜視図
【図１８】図１７の光束制御部材の正面図
【図１９】図１８の右側面図
【図２０】図１８の下面図
【図２１】本発明に係る発光装置の第３実施形態を示す概略構成図
【図２２】本発明に係る光束制御部材の第４実施形態を示す正面図
【図２３】図２２の右側面図
【図２４】図２２の下面図
【図２５】本発明に係る発光装置の第４実施形態を示す概略構成図
【図２６】本発明に係る光束制御部材の第５実施形態を示す下面図
【図２７】本発明に係る発光装置の第５実施形態を示す概略構成図
【図２８】本発明に係る光束制御部材の第６実施形態を示す第１の斜視図
【図２９】図２８の光束制御部材の第２の斜視図
【図３０】図２８の光束制御部材を適用した外照式の照明装置を示す概略構成図
【図３１】第６実施形態の光束制御部材を被照射面の照明に用いた場合における被照射面上の照度分布を示す模式図
【図３２】従来の光束制御部材の一例を示す斜視図
【図３３】図３２の光束制御部材の正面図
【図３４】図３３の平面図
【図３５】図３３の下面図
【図３６】従来の発光装置の一例を示す概略構成図
【図３７】従来の外照式の照明装置の一例を示す概略構成図
【図３８】図３７の照明装置を用いた照明を行う場合における被照射面上の照度分布を示す模式図
【図３９】従来の両面内照式の照明装置の一例を示す概略構成図
【図４０】従来の片面内照式の照明装置の一例を示す概略構成図
【図４１】複数の発光装置によって形成される被照面上の全体的な照度分布を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００５３】
（第１実施形態）
（光束制御部材および発光装置の形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。
【００５４】
なお、従来と基本的構成が同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。
【００５５】
ここで、図１は、本実施形態における光束制御部材３０の斜視図である。また、図２は、光束制御部材３０の正面図である。さらに、図３は、図２の右側面図である。さらにまた、図４は、図２の下面図である。また、図５は、光束制御部材３０の縦断面図（光軸ＯＡを含む縦断面図）を、ＬＥＤ等の発光素子２とともに示したものであり、同図は、本実施形態における発光装置３１の構成図に相当する。なお、図５において、発光素子２は、この発光素子２から出射される光の中心軸（中心光）が光束制御部材３０の光軸ＯＡと合致するように位置合わせされた状態で光束制御部材３０に対向配置されている。
【００５６】
図１〜図５に示すように、本実施形態における光束制御部材３０は、従来の光束制御部材１と同様に、光軸ＯＡ方向における発光素子２側の発光素子対向面部に形成された凹部５と、光軸ＯＡ方向における発光素子２と反対側の端部に形成された出射面８と、凹部５と出射面８との間に形成された外周面１０とを備えており、凹部５には、第１の光Ｌ１を入射させる第１入射面６および第２の光Ｌ２を入射させる第２入射面７が形成され、外周面１０には、全反射面１１が形成されている。
【００５７】
ただし、本実施形態における光束制御部材３０は、従来とは異なり、外周面１０および凹部５に出射機能部が形成されている。
【００５８】
具体的には、図１〜図５に示すように、凹部５の内周面と外周面１０とに挟まれた光束制御部材３０（光束制御部材本体）の壁部３０ａ（図５参照）のうち、発光素子対向面部（図５における下端部）には、光軸ＯＡ回りの所定の形成角度範囲にわたって、壁部３０ａの厚みを減ずる（本実施形態においては、厚みを無くす）ような切り欠き部３２が形成されている。
【００５９】
より具体的には、本実施形態における切り欠き部３２は、外周面１０から凹部５の内周面に至るように壁部３０ａを貫通し、且つ、発光素子対向面部側に開口するような貫通溝に形成されている。以下、本実施形態における切り欠き部３２を、貫通溝３２と称することとする。この貫通溝３２の形成角度範囲は、例えば、貫通溝３２における周方向（光軸ＯＡ回り方向）の一方の端部と光軸ＯＡとを結ぶ仮想直線を角度の基準線（０°）にとった場合に、基準線から周方向の他方側に９０°にわたる角度範囲とすることもできる。
【００６０】
より具体的には、貫通溝３２は、下面図（図４）において光軸ＯＡと同心の扇形状を呈しており、また、切り欠きの深さ（光軸ＯＡ方向の寸法）は、貫通溝３２の形成角度範囲内のすべての位置において一定とされている。
【００６１】
そして、本実施形態においては、このような貫通溝３２が出射機能部として機能するようになっている。
【００６２】
すなわち、図５に示すように、貫通溝３２は、発光素子２から出射された第２の光Ｌ２（周辺光束）の一部をなす第３の光Ｌ３（光束）として、貫通溝３２の形成角度範囲と同一角度範囲内において第２入射面７に入射する他の第２の光Ｌ２よりも周辺側の第３の光Ｌ３を、貫通溝３２に囲まれた空間を介して素通りさせる。ただし、同図では、第３の光Ｌ３のうちの１本の光線のみを代表的に図示している。
【００６３】
次いで、このようにして貫通溝３２を素通りした第３の光Ｌ３は、全反射面１１における全反射が行われないので出射面８には到達せず、出射面８よりも発光素子２側の位置において、外周面１０の外側に出射される。
【００６４】
このとき、第３の光Ｌ３は、出射面８から出射される第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２よりも光軸ＯＡに対して大きな角度方向に出射される。換言すれば、第３の光Ｌ３は、発光素子２からの出射角を維持したまま外周面１０の外側に出射される。
【００６５】
（外照式照明装置の形態）
そして、このような第３の光Ｌ３の光路を形成する本実施形態の光束制御部材３０は、従来と同様に、外照式または内照式の照明に適用することができる。
【００６６】
例えば、図６は、本実施形態における光束制御部材３０を適用した外照式の照明装置を示したものであり、同図は、従来の図３７に対応したものである。図６に示すように、本実施形態においては、従来と同様に、光束制御部材３０が、光軸ＯＡを被照射面１５ａに対して傾けた状態で配置されている。なお、本実施形態においても、従来と同様に、複数の光束制御部材３０が、同図の紙面垂直方向に整列配置されている。さらに、図６に示すように、本実施形態においては、光束制御部材３０が、貫通溝３２を被照射面１５ａ側に向けた状態で配置されている。なお、貫通溝３２は、その周方向における中央部が、光軸ＯＡを含む被照射面１５ａに垂直な仮想平面上に位置されていることが望ましい。
【００６７】
このような本実施形態の外照式の照明装置においては、図６に示すように、貫通溝３２を素通りした第３の光Ｌ３が、被照射面１５ａにおける光束制御部材３０近傍の領域に照射されることになる。また、図示はしないが、出射面８から出射された第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２は、被照射面１５ａにおける第３の光Ｌ３の照射領域よりも光束制御部材３０から遠方の領域に照射されることになる。これは、第３の光Ｌ３の方が、第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２よりも被照射面１５ａに対する入射角が小さいことによるものである。このようにして、第１〜第３の光Ｌ１〜３を被照射面１５ａ上にバランス良く振り分けることができ、特に、従来問題とされていた被照射面１５ａにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善（低減）することができる。なお、光源近傍の光量不足を改善できるということは、被照射面１５ａ全体でみれば、被照射面１５ａ上の光量ムラ（照度ムラ）を改善できるということになる。
【００６８】
図７は、このような本実施形態の効果を、被照射面１５ａ上の照度分布として模式的に示したものである。同図は、従来の図３８に対応したものであり、その概要は図３８について説明したものと同様である。図７に示すように、本実施形態においては、被照射面１５ａにおける光束制御部材３０の近傍の領域（同図の矩形領域における下端部９ａ近傍）が、同図における最も周辺側の等高線の内側となることが分かる。このことは、被照射面１５ａにおける光束制御部材３０の近傍の領域の照度が十分となることを示しており、従来（図３８）と比べて光量不足が改善されていることを示すことに他ならない。
【００６９】
（内照式照明装置の形態）
これ以外にも、本実施形態における光束制御部材３０は、従来と同様に、例えば、図８に示すような両面内照式の照明装置に適用することもできるし、また、図９に示すような片面内照式の照明装置に適用することもできる。このような各内照式の照明装置においては、従来と同様に、光束制御部材３０が、光軸ＯＡを被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａに平行にした状態で被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａに対向配置されている。また、貫通溝３２を被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａに向けた状態で光束制御部材３０を配置する点については、図６の外照式の照明装置の場合と同様である。ただし、図８および図９に示すように、内照式の照明装置の場合には、外周面１０の外側にホルダ２１が設けられているため、貫通溝３２は、ホルダ２１越しに被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａに臨むような状態で配置されている。また、図８に示すように、両面内照式の照明装置の場合には、被照射面１７ａ、１８ａが２つあることに対応して、光束制御部材３０にも、貫通溝３２を、径方向において互いに対向する２箇所の位置に形成することが照度ムラ改善に有効である。
【００７０】
これらの内照式の照明装置の場合においても、本実施形態の外照式の照明装置の場合と同様に、貫通溝３２によって第３の光Ｌ３を素通りさせて、被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａ側に出射させることができる。ここで、内照式の場合には、外周面１０の外側にホルダ２１が設けられているため、貫通溝３２を素通りした第３の光Ｌ３は、ホルダ２１を透過した後に被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａに照射されることになる。そこで、貫通溝３２を素通りした第３の光Ｌ３を、ホルダ２１において屈折または拡散させることによって第３の光Ｌ３の配光特性を補正してもよい。第３の光Ｌ３を屈折または拡散させて配光特性を補正すると、被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａ上における第３の光Ｌ３の照射位置の好適化を図ることができ、被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の照度の均一化を図ることができる。なお、ホルダ２１において第３の光Ｌ３を屈折させるためには、例えば、図１０および図１１に示すように、ホルダ２１の外周面および内周面の少なくとも一方を、光軸ＯＡに対して傾きを有するテーパ面に形成すればよい。また、ホルダ２１において第３の光Ｌ３を拡散させるようにするためには、ホルダ２１の外周面および内周面の少なくとも一方を粗面化すればよい。このようにして、内照式の照明装置の場合においても、貫通溝３２によって第３の光Ｌ３を被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光束制御部材３０の近傍の領域に照射することができるので、外照式の場合と同様に、被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善することができる。
【００７１】
なお、ホルダ２１によって第３の光Ｌ３を屈折または拡散させる構成は、外照式の照明装置に適用してもよい。
【００７２】
また、前述した第１出射面８は、光軸ＯＡを対称軸とした回転対称面であれば、円錐面でなくてもよく、例えば、球面レンズまたは非球面レンズ状の凸面であってもよい。
【００７３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、第１実施形態との差異を中心に、図１２〜図１６を参照して説明する。
【００７４】
ここで、図１２は、本実施形態における光束制御部材３３の斜視図である。また、図１３は、光束制御部材３３の正面図である。さらに、図１４は、図１３の右側面図である。さらにまた、図１５は、図１３の下面図である。また、図１６は、光束制御部材３３の縦断面図（光軸ＯＡを含む縦断面図）を発光素子２とともに示したものであり、同図は、本実施形態における発光装置３４の構成図に相当する。
【００７５】
本実施形態の第１実施形態との相違点は、出射機能部の具体的な構成にある。すなわち、図１２〜図１６に示すように、外周面１０の光軸ＯＡ方向における光学素子２側（発光素子対向面部側）の端部には、本実施形態における切り欠き部として、光軸ＯＡ回りの所定の角度範囲にわたる光軸ＯＡに平行な平面出射部３５が、外周面１０の一部を削落するようにして凹設されている。この平面出射部３５は、右側面図（図１４）において略半月形状を呈しており、発光素子２側の端辺が円弧状に形成され、発光素子２と反対側の端辺が弦状に形成されている。また、平面出射部３５における発光素子２側の端部は、外周面１０における発光素子２側の端部上に位置されている。そして、本実施形態においては、このような平面出射部３５が出射機能部として機能するようになっている。
【００７６】
すなわち、図１６に示すように、平面出射部３５には、第３の光Ｌ３が、第２入射面７への入射後に光束制御部材３３の内部側から入射する。そして、平面出射部３５は、入射した第３の光Ｌ３を、屈折させて外周面１０の外側に出射させる。このとき、平面出射部３５は、第３の光Ｌ３を、出射面８から出射される第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２よりも光軸ＯＡに対して大きな角度方向に出射させる。
【００７７】
このような平面出射部３５を備えた本実施形態における光束制御部材３３は、第１実施形態と同様に、外照式の照明および内照式（両面／片面）の照明のいずれに適用された場合においても、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光束制御部材３３の近傍の領域に第３の光Ｌ３を照射させることができる。したがって、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善することができる。
【００７８】
また、平面出射部３５における屈折によって第３の光Ｌ３の進行方向（換言すれば、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａに対する入射角）を制御することができるので、ホルダ２１を設けずとも、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａ上における第３の光Ｌ３の照射位置の好適化を図ることができる。ただし、ホルダ２１によって更に光Ｌ３の進行方向を補正してもよい。
【００７９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、第１実施形態との差異を中心に、図１７〜図２１を参照して説明する。
【００８０】
ここで、図１７は、本実施形態における光束制御部材３７の斜視図である。また、図１８は、光束制御部材３７の正面図である。さらに、図１９は、図１８の右側面図である。さらにまた、図２０は、図１８の下面図である。また、図２１は、光束制御部材３７の縦断面図（光軸ＯＡを含む縦断面図）を発光素子２とともに示したものであり、同図は、本実施形態における発光装置３８の構成図に相当する。
【００８１】
本実施形態の第１実施形態との相違点も、出射機能部の具体的な構成にある。すなわち、図１７〜図２１に示すように、外周面１０の光軸ＯＡ方向における光学素子２側の端部には、本実施形態における切り欠き部として、光軸ＯＡ回りの所定の角度範囲にわたる球面の一部のような形状の曲面出射部３９が、外周面１０の一部をくり抜くようにして凹設されている。この曲面出射部３９は、右側面図（図１９）において、光軸ＯＡに直交する方向に長尺な略楕円形状を呈しており、その発光素子２側の端部が、外周面１０における発光素子２側の端部上に位置されている。そして、本実施形態においては、このような曲面出射部３９が出射機能部として機能するようになっている。
【００８２】
すなわち、図２１に示すように、曲面出射部３９には、第３の光Ｌ３が、第２入射面７への入射後に光束制御部材３７の内部側から入射する。そして、曲面出射部３９は、凹曲面に形成されているため、入射した第３の光Ｌ３を、凹レンズ面と同様の機能によって発散、屈折させて外周面１０の外側に出射させる。このとき、曲面出射部３９は、第３の光Ｌ３を、出射面８から出射される第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２よりも光軸ＯＡに対して大きな角度方向に出射させる。
【００８３】
このような曲面出射部３９を備えた本実施形態における光束制御部材３７は、第１実施形態と同様に、外照式の照明および内照式（両面／片面）の照明のいずれに適用された場合においても、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光束制御部材３７の近傍の領域に第３の光Ｌ３を照射させることができる。したがって、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善することができる。
【００８４】
また、曲面出射部３９における発散によって第３の光Ｌ３の光束径を広げることができるので、ホルダ２１を設けずとも、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける第３の光Ｌ３の照射領域の拡大を図ることができる。ただし、ホルダ２１を用いて更に第３の光Ｌ３の進行方向を補正してもよい。
【００８５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、第１実施形態との差異を中心に、図２２〜図２５を参照して説明する。
【００８６】
ここで、図２２は、本実施形態における光束制御部材４１の正面図である。また、図２３は、図２２の右側面図である。さらに、図２４は、図２２の下面図である。さらにまた、図２５は、光束制御部材４１の縦断面図（光軸ＯＡを含む縦断面図）を発光素子２とともに示したものであり、同図は、本実施形態における発光装置４２の構成図に相当する。
【００８７】
本実施形態の第１実施形態との相違点も、出射機能部の具体的な構成にある。すなわち、図２２〜図２５に示すように、外周面１０の光軸ＯＡ方向における光学素子２側（発光素子対向面部側）の端部には、光軸ＯＡ回りの所定の角度範囲にわたって、外周面１０の一部を粗面化してなる外周面粗面化部４３が形成されている。この外周面粗面化部４３は、右側面図（図２３）において、上底が下底よりも長尺とされた等脚台形状を呈しており、その発光素子２側の端部（下底）が、外周面１０における発光素子２側の端部上に位置されている。また、外周面粗面化部４３は、下面図（図２４）において扇形状を呈している。このような外周面粗面化部４３は、金型の形状（樹脂成形の場合）やガラスエッチング等によって実現することができる。そして、本実施形態においては、このような外周面粗面化部４３が出射機能部として機能するようになっている。
【００８８】
すなわち、図２５に示すように、外周面粗面化部４３には、第３の光Ｌ３が、第２入射面７への入射後に光束制御部材４１の内部側から入射する。そして、外周面粗面化部４３は、入射した第３の光Ｌ３を、拡散させて外周面１０の外側に出射させる。このとき、外周面粗面化部４３は、第３の光Ｌ３を、出射面８から出射される第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２よりも光軸ＯＡに対して大きな角度方向に出射させる。
【００８９】
このような外周面粗面化部４３を備えた本実施形態における光束制御部材４１は、第１実施形態と同様に、外照式の照明および内照式（両面／片面）の照明のいずれに適用された場合においても、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光束制御部材４１の近傍の領域に第３の光Ｌ３を照射させることができる。したがって、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善することができる。
【００９０】
また、外周面粗面化部４３における拡散によって外周面粗面化部４３から出射される第３の光Ｌ３の光量を均一化することができるので、ホルダ２１を設けずとも、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の照度を均一化することができる。ただし、ホルダ２１を用いて更に第３の光Ｌ３の進行方向を補正してもよい。
【００９１】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、第１実施形態との差異を中心に、図２６および図２７を参照して説明する。
【００９２】
ここで、図２６は、本実施形態における光束制御部材４５の下面図である。また、図２７は、光束制御部材４５の縦断面図（光軸ＯＡを含む縦断面図）を発光素子２とともに示したものであり、同図は、本実施形態における発光装置４６の構成図に相当する。
【００９３】
本実施形態の第１実施形態との相違点も、出射機能部の具体的な構成にある。すなわち、図２６および図２７に示すように、第２入射面７の光軸ＯＡ方向における光学素子２側（発光素子対向面部側）の端部には、光軸ＯＡ回りの所定の角度範囲にわたって、第２入射面７の一部を粗面化してなる入射面粗面化部４７が形成されている。この入射面粗面化部４７は、下面図（図２６）において扇形状を呈している。このような入射面粗面化部４７は、金型の形状やガラスエッチング等によって実現することができる。そして、本実施形態においては、このような入射面粗面化部４７が外周面１０とともに出射機能部として機能するようになっている。
【００９４】
すなわち、図２７に示すように、入射面粗面化部４７には、発光素子２から出射された第３の光Ｌ３が入射する。そして、入射面粗面化部４７は、入射した第３の光Ｌ３を、拡散させて外周面１０に向かって出射させる。そして、入射面粗面化部４７から出射された第３の光Ｌ３は、外周面１０に光束制御部材４５の内部側から入射する。このとき、第３の光Ｌ３（光束）は、入射面粗面化部４７において拡散されているため、外周面１０（全反射面１１）に対する入射角が臨界角未満となる光線を含んでいる。そして、このような光線は、外周面１０において全反射されずに、出射面８から出射される第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２よりも光軸ＯＡに対して大きな角度方向に向かって外周面１０の外側に出射（透過）される。
【００９５】
このような入射面粗面化部４７を備えた本実施形態における光束制御部材４５は、第１実施形態と同様に、外照式の照明および内照式（両面／片面）の照明のいずれに適用された場合においても、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光束制御部材４５の近傍の領域に第３の光Ｌ３を照射させることができる。したがって、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善することができる。
【００９６】
また、入射面粗面化部４７における拡散によって入射面粗面化部４７から出射される第３の光Ｌ３の光量を均一化することができるので、ホルダ２１を設けずとも、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の照度を均一化することができる。ただし、ホルダ２１を用いて更に第３の光Ｌ３の進行方向を補正してもよい。
【００９７】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について、第１実施形態との差異を中心に、図２８〜図３１を参照して説明する。
【００９８】
ここで、図２８は、本実施形態における光束制御部材５０を斜め下方から見上げた斜視図である。また、図２９は、光束制御部材５０を斜め上方から見下ろした斜視図である。
【００９９】
本実施形態の第１実施形態との相違点は、出射面８の具体的構成にある。すななわち、図２８および図２９に示すように、出射面８は、光軸ＯＡ回りの所定の第１の角度範囲にわたって形成された第１出射面８ａと、第１の角度範囲から外れた光軸ＯＡ回りの所定の第２の角度範囲にわたって形成された第２出射面８ｂとを有している。ここで、同図の構成における具体的な第１の角度範囲は、第１出射面８ａにおける周方向の一方の端部と光軸ＯＡとを結ぶ仮想直線を角度の基準線（０°）として、基準線から周方向の他方に向かって１８０°にわたる角度範囲とされている。また、同図の構成における具体的な第２の角度範囲は、第１の角度範囲と同位置に基準線（０°）をとった場合に、１８０°〜３６０°にわたる角度範囲とされている。
【０１００】
また、第１出射面８ａは、光軸ＯＡを対称軸として仮定された回転対称面であって光軸ＯＡ方向における発光素子２と反対側の端部が光軸ＯＡと交わる面頂点となる所定の回転対称面における第１の角度範囲にわたる部位に相当する形状の曲面に形成されている。より具体的には、図２８および図２９の構成における第１出射面８ａは、第１実施形態における円錐面形状の出射面８を二等分した半円錘面形状に形成されている。
【０１０１】
さらに、第２出射面８ｂは、第１出射面８ａよりも被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａから離れた位置に配置された状態で、出射面８の形状を光軸ＯＡ回りの全角度範囲にわたる回転対称面形状（本実施形態においては円錐面形状）と仮定した場合と比較して、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａに向かって出射される光束を多くするような所定の形状に形成されている。より具体的には、図２８および図２９の構成における第２出射面８ｂは、光軸ＯＡ方向における発光素子２と反対側に向かうにしたがって光軸ＯＡに接近するような光軸ＯＡに対して傾きを有する傾斜平面であって、その発光素子２と反対側の端辺が、光軸ＯＡ上において第１出射面８ａの面頂点と交わり、なおかつ、当該端辺が、光軸ＯＡ上から離れるにしたがって第１の出射面８ａとの段差が大きくなるような傾斜平面に形成されている。
【０１０２】
さらにまた、図２８に示すように、貫通溝３２は、第１出射面８ａの形成角度範囲である第１の角度範囲内の位置に形成されている。より具体的には、同図の構成において、貫通溝３２における周方向の中心部と、第１出射面８ａの周方向における中心部とは、光軸ＯＡ回りの回転角度位置が互いに一致している。
【０１０３】
また、前述した第１出射面８ａと第２出射面８ｂとの段差の部分には、光軸方向に平行な段差面８ｃが形成されている。この段差面８ｃは、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａ上への光の照射に利用してもよい。
【０１０４】
このような本実施形態における光束制御部材５０は、例えば、図３０に示すように、第１出射面８ａが被照射面１５ａに向けられた状態で配置され、被照射面１５ａの照明に用いられるようになっている。
【０１０５】
ここで、図３１は、本実施形態における光束制御部材５０を被照射面１５ａの照明に用いた場合の被照射面１５ａ上の照度分布を模式的に示したものである。同図の概要は第１実施形態の図７と同様である。図３１に示すように、本実施形態によれば、同図における最も周辺側の等高線の内側となる領域が、図７の場合と比較して横方向に拡大していることが分かる。このことは、本実施形態における構成が、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の光量不足を改善することだけでなく、第２出射面８ｂによって被照射面１５ａに向かう光束を多くして、被照射面１５ａにおける十分な光量が照射される領域を拡大することができることを示すことに他ならない。
【０１０６】
なお、このような本実施形態における出射面８の構成は、本出願人によって先になされた特願２０１０−１４５４８５号にも開示されている。同出願の出願書類には、第２出射面の一部を急斜面としたもの（同出願の図１２参照）や、第１出射面を非球面としたもの（同出願の図１６参照）等の種々の変形例が記載されているが、これらの変形例は、本発明においても適宜採用することができる。また、この他にも、第２出射面８ｂをシリンドリカル面やトロイダル面に形成してもよい。
【０１０７】
（外照式及び内照式照明装置における発光装置と被照射面との位置関係変形例）
また、複数の発光装置を広いピッチで配置し、これら発光装置からの出射光によって被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａを照射する場合や、１つの発光装置からの出射光によって投影光軸に対して直交方向に広い範囲を照射する場合には、図４１に示したように、被照射面の発光装置間に対応する位置（１つの発光装置からの出射光が照射する領域の横方向）に暗部が発生する虞がある。
【０１０８】
このように、１つの発光装置からの出射光による被照射面上の照射領域を投影光軸に対して直交方向に広げて照度分布を改善する必要がある場合には、光束制御部材３０の出射機能部３２、３５、３９、４３、４７形成位置を被照射面側に向けず、それら出射機能部の周方向における中央部が、光軸ＯＡを含む被照射面に垂直な第１の仮想平面に対して直交し、且つ光軸ＯＡを含むような第２の仮想平面上に位置されていることが望ましい。
【０１０９】
以上述べたように、本発明によれば、出射機能部３２、３５、３９、４３、４７によって、第３の光Ｌ３を、出射面８よりも発光素子２側の位置において、出射面８から出射される第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２よりも光軸ＯＡに対して大きな角度方向に出射させることができるので、第３の光Ｌ３を、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２が照射し難い領域に照射して、この領域の光量不足を改善することができる。
【０１１０】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
２ 発光素子
５ 凹部
６ 第１入射面
７ 第２入射面
８ 出射面
１０ 外周面
１１ 全反射面
３２ 貫通溝（切り欠き部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光束制御部材、この光束制御部材を備えた発光装置およびこの発光装置を備えた照明装置に係り、特に、発光素子から出射された光を、これの配光特性を制御した上で被照射面に照射するのに好適な光束制御部材、この光束制御部材を備えた発光装置およびこの発光装置を備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ショーケース用の照明や看板用の照明等に用いられる外照式または内照式の発光装置として、特定の方向に光を照射することによって特定の領域を照明するスポット照明用の発光装置が用いられていた。
【０００３】
近年、この種の発光装置の光源としては、小型化、消費電力削減および環境保全等の観点から、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）が用いられるようになった。
【０００４】
ところで、ＬＥＤは、その発光部から所定の広がり角を以て光束が出射されるため、これをスポット照明用の発光装置に適用するには、発光部から出射された光を被照射面の方向に集光させる手段が必要であった。
【０００５】
そこで、従来から、この種の集光手段の１つとして、図３２〜図３６に示すようなスポット照明用の光束制御部材１（換言すれば、スポットレンズ）が用いられていた。ここで、図３２は、光束制御部材１の斜視図である。また、図３３は、光束制御部材１の正面図である。さらに、図３４は、図３３の平面図である。さらにまた、図３５は、図３３の下面図である。なお、図３３の左右の側面図は、図３３と同じである。また、図３６は、光束制御部材１の縦断面図（光軸ＯＡを含む縦断面図）を、ＬＥＤ等の発光素子２とともに示したものであり、同図は、換言すれば、光束制御部材１と発光素子２とからなる発光装置３の構成図である。なお、図３６において、発光素子２は、この発光素子２から出射される光の中心軸（中心光）が光束制御部材１の光軸ＯＡと合致するように位置合わせされた状態で光束制御部材１に対向配置されている。なお、図示はしないが、発光素子２は、基板上に実装されており、光束制御部材１は、この基板上に取り付けられている。
【０００６】
図３６に示すように、光束制御部材１は、発光素子２に対向して配置された発光素子対向面部（図３６における下端部）に、光軸ＯＡ方向における発光素子２と反対側（図３６における上方）に向かって凹入形成された凹部５を有している。図３６に示すように、凹部５は、縦断面が等脚台形形状に形成されており、その内面が、光軸ＯＡと交わる光軸ＯＡに垂直な内部底面と、この内部底面を包囲する内周面とによって形成されている。なお、図３５に示すように、凹部５の内部底面は、下面図において光軸ＯＡと同心の円形状を呈している。また、図３６に示すように、凹部５の内周面は、凹部５の内部底面の外周端部から発光素子２側に向かって延出されるとともに、発光素子２側に向かうにしたがって内径が大きくなるような光軸ＯＡと同心のテーパ面（内面テーパ）に形成されている。
【０００７】
このような凹部５は、発光素子２から出射された光を光束制御部材１に入射させる機能を有している。すなわち、凹部５の内部底面は、第１入射面６とされており、この第１入射面６には、発光素子２から出射された光（光束）のうちの光軸ＯＡとのなす角度（出射角）が相対的に小さい中心側の第１の光（光束）Ｌ１が入射するようになっている。ただし、同図では、第１の光Ｌ１のうちの１本の光線のみを代表的に図示している。また、凹部５の内周面は、第２入射面７とされており、この第２入射面７には、発光素子２から出射された光のうちの第１の光Ｌ１の外側（周辺側）の第２の光（光束）Ｌ２が入射するようになっている。この第２の光Ｌ２は、光軸ＯＡとのなす角度（出射角）が第１の光Ｌ１に比べて相対的に大きい。ただし、同図では、第２の光Ｌ２のうちの２本の光線のみを代表的に図示している。
【０００８】
また、図３６に示すように、光束制御部材１は、光軸ＯＡ方向における発光素子２と反対側の端部（図３６における上端部）に形成された出射面８を有している。図３６および図３４に示すように、出射面８は、光軸ＯＡを回転対称軸とし、かつ、光軸ＯＡ方向における発光素子２と反対側に向かうにしたがって外径が小さくなるような略円錐面形状に形成されている。この出射面８の作用については後述する。
【０００９】
さらに、図３６に示すように、凹部５と出射面８との間には、光軸ＯＡを包囲する外周面１０が形成されている。図３６に示すように、外周面１０は、凹部５における光学素子２側の端部から出射面８側に向かって延出されるとともに、出射面８側に向かうにしたがって外径が大きくなるような光軸ＯＡと同心のテーパ面状（外面テーパ状）に形成されている。より具体的には、図３６に示すように、外周面１０は、光軸ＯＡを含む縦断面の外形（母線）が、光軸ＯＡを基準とした径方向の外方に向かって僅かに膨らむような円弧形状を呈する曲線テーパ面に形成されている。
【００１０】
このような外周面１０は、発光素子２から出射された光の一部を全反射させる機能を有する全反射面１１とされている。この全反射面１１には、第２入射面７から入射した第２の光Ｌ２が、光束制御部材１（光束制御部材本体）内の光路上を進行した後に、臨界角以上の入射角で内部入射するようになっている。そして、全反射面１１は、内部入射した第２の光Ｌ２を、出射面８に向けて全反射させるようになっている。
【００１１】
そして、前述した出射面８には、第１入射面６から入射した第１の光Ｌ１が、光束制御部材１の内部の光路上を進行して直接到達（内部入射）するようになっている。なお、直接とは、全反射面１１における全反射を介さないという意味である。また、このとき、出射面８には、第２入射面７から入射した第２の光Ｌ２が、全反射面１１における全反射を経て到達（内部入射）するようになっている。そして、出射面８は、これら到達した第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２とを被照射面に向けて出射させるようになっている。
【００１２】
なお、図３２〜図３６に示すように、外周面１０における出射面８側の端部（図３６における上端部）と出射面８における外周端部（図３６における下端部）との間には、平面図（図３４）において光軸ＯＡと同心の円環形状を呈するフランジ部１２が、外周面１０および出射面８よりも径方向の外方に延出するように形成されている。
【００１３】
このような光束制御部材１は、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネート）およびＥＰ（エポキシ樹脂）などの樹脂材料やガラス等の透光性材料によって形成されている。
【００１４】
そして、このような光束制御部材１は、例えば、図３７に示すように、外照式看板等の外照用の被照射部材１５の被照射面１５ａに対して光軸ＯＡを傾けた状態で配置されることによって、外照式の照明装置を構成するようになっている。ただし、被照射部材１５および被照射面１５ａは、同図の紙面垂直方向に奥行き（横幅）を有しており、これにともなって、同図の構成においては、複数の光束制御部材１が、紙面垂直方向に所定の間隔を設けて整列配置されている。なお、同図には、便宜上、最も手前側の１つの光束制御部材１のみが示されている。また、同図の構成において、各光束制御部材１の光軸ＯＡの傾き方向は、発光素子２から光軸ＯＡに対して大きな角度で出射して発光素子２近傍の被照射面１５ａに照射する光の方が光軸ＯＡに対して小さな角度で出射する光よりも、被照射面１５ａへの入射角が小さくなるような傾き方向となっている。このような構成においては、各光束制御部材１のそれぞれの出射面８から出射された第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２（図３６参照）が、被照射面１５ａに対して斜め方向（すなわち、被照射面１５ａの面法線方向に対して傾きを有する方向）から照射されるようになっており、これにより、被照射面１５ａの照明が行われることになる。
【００１５】
図３８は、このように構成された外照式の照明装置において、１つの光束制御部材１から被照射面１５ａに照射される光（すなわち、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ２との混合光）の照度分布を模式的に示したものである。この照度分布は、光束制御部材１によって出射（制御）された光の配光特性を反映している。ここで、同図中の矩形領域の下端部９ａは、被照射面１５ａ上の照明すべき領域における光束制御部材１側（光源近傍側）の端部を示している。一方、同矩形領域の上端部９ｂは、被照射面１５ａ上の照明すべき領域における光束制御部材１と反対側（光源遠方側）の端部を示している。なお、照明すべき領域は、被照射面１５ａ全面となる場合もある。また、同図の横方向は、複数の光束制御部材１の整列方向（被照射部材１５の横幅方向）に相当する。そして、同図中には、中央側から周辺側に向かって波紋状に広がるような複数の楕円状（同図縦方向を長軸とした楕円状）の閉曲線が示されているが、これらの閉曲線は、それぞれ被照射面１５ａ上における同照度の点を結んだ等高線とされている。これら複数の等高線のうち、最も中央側の等高線は、対応する照度が相対的に最も高くなっており、この最も中央側の等高線から周辺側の等高線に向かうにしたがって、対応する照度が次第に低くなっている。なお、同図の各等高線は、被照射面１５ａ上の代表的な同照度の位置を離散的に示したものであり、実際は、中央側から周辺側に向かってほぼ連続的に照度が低くなるので、無数の等高線を描くことができる。ただし、同図中における最も周辺側の等高線は、被照射面１５ａを照明するのに十分な照度であるとみなされる照度の下限に対応したものである。
【００１６】
また、このような外照式の照明装置以外にも、光束制御部材１は、例えば、図３９に示すような内照式の照明装置を構成する場合もある。同図に示すように、両面内照式の照明装置においては、光束制御部材１が、内照式看板等の互いに平行に対向配置された透光性を有する一対の内照用の被照射部材１７、１８の間に配置されている。具体的には、同図に示すように、両被照射部材１７、１８の下端部間には、これらに垂直な底板２０が配設されており、この底板２０における内側（同図における上側）の表面が、光束制御部材１の配置位置となっている。また、この底板２０における内側の表面には、発光素子２の実装された基板が取り付けられている。さらに、同図に示すように、光束制御部材１のフランジ部１２には、光束制御部材１を保持するための光軸ＯＡと同心の円筒形状のホルダ２１が、外周面１０を包囲するように形成されている。そして、このホルダ２１の下端面が、光束制御部材１と発光素子２との位置合わせを行ったうえで底板２０上（或いは基板上）に固定されることによって、光束制御部材１が底板２０上に保持されている。さらにまた、同図において、光束制御部材１は、光軸ＯＡが各被照射部材１７、１８の被照射面１７ａ、１８ａに対して平行になるように配置されている。また、同図においては、図３７の場合と同様に、複数の光束制御部材１が、紙面垂直方向に整列配置されている。なお、図示はしないが、被照射部材１７、１８の上端部間には、底板２０に対向する天板が配設されており、さらに、被照射部材１７、１８、底板２０および天板の同図紙面垂直方向の両端部には、互いに平行に対向する一対の側板が配設されている。そして、これら被照射部材１７、１８、底板２０、天板および側板によって矩形の筐体が構成されており、光束制御部材１は、この筐体の内部に収容された状態となっている。このような両面内照式の照明装置においても、外照式の照明装置と同様に、発光素子２から光軸ＯＡに対して大きな角度で出射し発光素子２近傍の被照射面１７ａ、１８ａを照射する光の方が、光軸ＯＡに対して小さな角度で出射する光よりも被照射面１７ａ、１８ａへの入射角が小さくなるように発光素子２および光束制御部材１の位置決めがなされた上で、光束制御部材１から出射された光Ｌ１、Ｌ２が各被照射面１７ａ、１８ａに対して斜め方向から照射されることになる。
【００１７】
さらに、光束制御部材１は、図４０に示すような片面内照式の照明装置を構成する場合もある。同図の構成においては、互いに平行に対向配置された板状の反射部材２４と内照式看板等の透光性の被照射部材２５とを有している。そして、同図に示すように、光束制御部材１は、両面内照の場合と同様に、反射部材２４と被照射部材２５との間に配置されている。なお、同図の構成においては、光束制御部材１から反射部材２４側に照射された光が、反射部材２４の反射面２４ａにおいて被照射部材２５側に反射される点で、両面内照式の照明装置の場合と異なる。
【００１８】
このような内照式の照明および外照式の照明に適用可能な光束制御部材１に関する従来技術としては、これまでにも、例えば、特許文献１に示す技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００７−５２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、従来の光束制御部材１は、図３８に示したように、外照式の照明に適用された場合には、被照射面１５ａにおける光束制御部材１の近傍の領域（同図の矩形領域における下端部９ａ近傍）が、同図における最も周辺側の等高線の外側となることが分かる。このことは、被照射面１５ａにおける光束制御部材１の近傍の領域の照度が不十分となることを示している。
【００２１】
このような現象は、図３９および図４０に示したような内照式の照明に適用する場合には更に顕著になると予想される。蓋し、図３９および図４０の構成においては、光束制御部材１の光軸ＯＡが被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａに対して平行となっているため、外照式の場合（図３７の構成）に比べて、被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａに対する照射光の入射角が大きくなる、換言すれば、照射光が光束制御部材１に対してより遠くの位置に照射されることになるからである。
【００２２】
すなわち、従来の光束制御部材１においては、被照射面に光を照射する際に、被照射面における光源近傍の領域が光量不足（換言すれば、暗部）となるといった問題が生じる。
【００２３】
また、従来の光束制御部材１を用いた発光装置と被照射面１５ａとの位置関係を変更し、図４１に示すように、光源近傍の領域の光量が補えるような位置に発光装置を配置した場合であっても、同図破線閉曲線に示すように、複数の発光装置間に対応して被照射面に暗部が発生する。したがって、このような場合には、１つの発光装置からの出射光による被照射面上の照度分布の最も周辺側の等高線が、被照射面に投影した光軸（投影光軸）に対して直交する方向に広がるようにする必要がある。
【００２４】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、被照射面における部分的な光量不足を改善することができる光束制御部材、この光束制御部材を備えた発光装置およびこの発光装置を備えた照明装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に係る光束制御部材の特徴は、発光素子から出射された光を、これの配光特性を制御して被照射面に対して斜め方向から照射する光束制御部材であって、前記光束制御部材は、前記発光素子に対向して配置される発光素子対向面部と、前記発光素子対向面部に対して前記発光素子とは反対側に形成された出射面と、前記発光素子対向面部の外周端部から前記出射面の外周端部へ向かって延設された外周面とを備え、前記発光素子対向面部には、前記発光素子から出射された光を前記光束制御部材内へ入射させるための凹部が形成され、前記凹部は、光軸に直交する平面として形成され、前記発光素子から出射された光のうちの中心側の第１の光が入射する第１入射面と、この第１入射面の外周端部から前記発光素子側に向かって延設され、前記発光素子から出射される光のうちの前記第１の光の外側の第２の光が入射する第２入射面とを有し、前記外周面は、前記第２入射面に入射する前記第２の光が前記出射面に向けて全反射されるように、前記発光素子対向面部側から前記出射面側に向かって、漸次、直径が拡径するように形成された全反射面を有し、前記出射面は、前記第１入射面から入射し直接到達した前記第１の光および前記第２入射面から入射し前記全反射面を経て到達した前記第２の光を前記被照射面に向けて出射させ、前記外周面および前記凹部の少なくとも一方には、前記第２の光の一部をなす第３の光を、前記出射面に到達させずに前記出射面よりも前記発光素子側の位置において前記外周面の外側に出射させる出射機能部が形成されており、この出射機能部は、前記第３の光を、前記出射面から出射される前記第１の光および前記第２の光よりも前記光軸から大きな角度方向に出射させる点にある。
【００２６】
そして、この請求項１に係る発明によれば、出射機能部によって、第３の光を、出射面よりも発光素子側の位置において、出射面から出射される第１の光および第２の光よりも光軸から大きな角度方向（換言すれば、被照射面に対する入射角が小さくなる方向）に出射させることができるので、第３の光を、被照射面における光源近傍の領域に照射して、この領域の光量不足を改善することができる。
【００２７】
また、請求項２に係る光束制御部材の特徴は、請求項１において、更に、前記出射機能部は、前記外周面と前記凹部の内周面とに挟まれた光束制御部材本体の壁部における前記外周面の周方向の一部で且つ前記発光素子対向面部側に、前記壁部の厚みを減ずるように形成された切り欠き部であり、前記第３の光を、前記切り欠き部から出射させる点にある。
【００２８】
そして、この請求項２に係る発明によれば、出射機能部を、切り欠き部からなる簡易な構成によって実現することができる。
【００２９】
さらに、請求項３に係る光束制御部材の特徴は、請求項２において、更に、前記切り欠き部は、前記外周面から前記凹部に貫通し、且つ前記発光素子対向面部側に開口する貫通溝であり、前記第３の光を、前記貫通溝から前記外周面の外側に出射させる点にある。
【００３０】
そして、この請求項３に係る発明によれば、切り欠き部を、貫通溝からなる簡易な構成によって実現することができるとともに、被照射面上に十分な光量の第３の光を照射することができる。
【００３１】
さらにまた、請求項４に係る光束制御部材の特徴は、請求項２において、更に、前記切り欠き部は、前記外周面と前記凹部の内周面とに挟まれた光束制御部材本体の壁部を、前記外周面の周方向の一部で且つ発光素子対向面部側の所定の部位において、前記光軸と平行に削ぎ落として凹設される平面出射部を有し、前記第３の光を、前記第２入射面への入射後に前記平面出射部において屈折させて前記外周面の外側に出射させる点にある。
【００３２】
そして、この請求項４に係る発明によれば、切り欠き部を、平面出射部からなる簡易な構成によって実現することができ、また、平面出射部による光の屈折を利用して、被照射面上における第３の光の照射位置の好適化を図ることも可能となる。
【００３３】
また、請求項５に係る光束制御部材の特徴は、請求項２において、更に、前記切り欠き部は、前記外周面と前記凹部の内周面とに挟まれた光束制御部材本体の壁部を、前記外周面の周方向の一部で且つ発光素子対向面部側の所定の部位において、くり抜いて凹設される曲面出射部を有し、前記第３の光を、前記第２入射面への入射後に前記曲面出射部において屈折及び発散させて前記外周面の外側に出射させる点にある。
【００３４】
そして、この請求項５に係る発明によれば、出射機能部を、曲面出射部からなる簡易な構成によって実現することができるとともに、曲面出射部による光の発散を利用して、被照射面における第３の光の照射領域を拡大することができる。
【００３５】
さらに、請求項６に係る光束制御部材の特徴は、請求項１において、更に、前記出射機能部は、前記外周面の周方向の一部で且つ発光素子対向面部側の所定の部位を粗面化した外周面粗面化部を有し、前記第３の光を、前記第２入射面への入射後に前記外周面粗面化部において拡散させて前記外周面の外側に出射させる点にある。
【００３６】
そして、この請求項６に係る発明によれば、出射機能部を、外周面粗面化部からなる簡易な構成によって実現することができるとともに、外周面粗面化部による光の拡散を利用して、第３の光の光量の均一化ひいては被照射面における光源近傍の領域の照度の均一化を図ることができる。
【００３７】
さらにまた、請求項７に係る光束制御部材の特徴は、請求項４〜６のいずれか１項において、更に、前記出射機能部は、前記第２入射面における前記発光素子対向面部側の所定の部位を粗面化した入射面粗面化部を有し、前記第３の光を、前記入射面粗面化部において拡散させることによって前記外周面においてこれの外側に透過されるようにする点にある。
【００３８】
そして、この請求項７に係る発明によれば、出射機能部を、入射面粗面化部からなる簡易な構成によって実現することができるとともに、入射面粗面化部による光の拡散を利用して、第３の光の光量の均一化を図ることができる。
【００３９】
また、請求項８に係る光束制御部材の特徴は、請求項１〜７のいずれか１項において、更に、前記外周面の外側に、光束制御部材本体を保持するためのホルダが配置され、前記ホルダは、前記出射機能部から出射された前記第３の光を屈折または拡散させることによって、前記第３の光の配光特性を補正する点にある。
【００４０】
そして、この請求項８に係る発明によれば、出射機能部から出射された第３の光の配光特性をホルダによって補正することができるので、被照射面上における第３の光の照射位置の好適化または第３の光の光量の均一化（換言すれば、被照射面における光源近傍の領域の照度の均一化）を図ることができる。
【００４１】
さらに、請求項９に係る発光装置の特徴は、光を出射させる発光素子と、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光束制御部材とを備え、前記発光素子が、前記光の中心軸を前記光束制御部材の光軸に合致させた状態で前記光束制御部材の前記凹部に臨む位置に配置されている点にある。
【００４２】
そして、この請求項９に係る発明によれば、被照射面における光源近傍の領域に光を有効に照射して、この領域の光量不足を改善することができる発光装置を実現することができる。
【００４３】
さらにまた、請求項１０に係る照明装置の特徴は、請求項９に記載の発光装置と、この発光装置による光の照射が行われる被照射面とを備え、前記発光装置の前記光束制御部材は、前記出射機能部を前記被照射面側に向けた状態で配置されている点にある。
【００４４】
そして、この請求項１０に係る発明によれば、被照射面における光源近傍の領域に光を有効に照射して、この領域の光量不足を改善することができ、ひいては照明品質を向上させることができる照明装置を実現することができる。
【００４５】
また、請求項１１に係る照明装置の特徴は、請求項９に記載の発光装置と、この発光装置による光の照射が行われる被照射面とを備え、前記発光装置の前記光束制御部材は、前記出射機能部を前記被照射面から遠ざけた状態で配置されている点にある。
【００４６】
そして、この請求項１１に係る発明によれば、被照射面上の照射領域を前述した投影光軸に対して直交方向に広げることによって、被照射面上の照度分布を改善することができる。特に、複数の発光装置を整列配置する場合には、被照射面における各発光装置間に対応する位置の暗部を有効に低減することができる。
【００４７】
さらに、請求項１２に係る照明装置の特徴は、請求項１０または１１において、更に、外照式の照明装置とされ、前記光束制御部材は、前記被照射面を照射する前記光束制御部材からの出射光のうち、前記光軸に対して大きな角度の出射光が前記光軸に対して小さな角度の出射光よりも前記被照射面への入射角が小さくなるように前記被照射面に対して傾いた状態で配置されている点にある。
【００４８】
そして、この請求項１２に係る発明によれば、外照式の照明に適用する場合においても、被照射面における部分的な光量不足を確実に改善することができる。
【００４９】
さらにまた、請求項１３に係る照明装置の特徴は、請求項１０または１１において、更に、内照式の照明装置とされ、前記光束制御部材は、前記被照射面を照射する前記光束制御部材からの出射光のうち、前記光軸に対して大きな角度の出射光が前記光軸に対して小さな角度の出射光よりも前記被照射面への入射角が小さくなるような状態で配置されている点にある。
【００５０】
そして、この請求項１３に係る発明によれば、内照式の照明に適用する場合においても、被照射面における部分的な光量不足を確実に改善することができる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、被照射面における部分的な光量不足を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る光束制御部材の第１実施形態を示す斜視図
【図２】図１の光束制御部材の正面図
【図３】図２の右側面図
【図４】図２の下面図
【図５】本発明に係る発光装置の第１実施形態を示す概略構成図
【図６】本発明に係る照明装置の第１実施形態として、外照式の照明装置を示す概略構成図
【図７】第１実施形態の光束制御部材を被照射面の照明に用いた場合における被照射面上の照度分布を示す模式図
【図８】本発明に係る照明装置の第１実施形態として、両面内照式の照明装置を示す概略構成図
【図９】本発明に係る照明装置の第１実施形態として、片面内照式の照明装置を示す概略構成図
【図１０】本発明に係る光束制御部材の第１実施形態において、第１の変形例を示す縦断面図
【図１１】本発明に係る光束制御部材の第１実施形態において、第２の変形例を示す縦断面図
【図１２】本発明に係る光束制御部材の第２実施形態を示す斜視図
【図１３】図１２の光束制御部材の正面図
【図１４】図１３の右側面図
【図１５】図１３の下面図
【図１６】本発明に係る発光装置の第２実施形態を示す概略構成図
【図１７】本発明に係る光束制御部材の第３実施形態を示す斜視図
【図１８】図１７の光束制御部材の正面図
【図１９】図１８の右側面図
【図２０】図１８の下面図
【図２１】本発明に係る発光装置の第３実施形態を示す概略構成図
【図２２】本発明に係る光束制御部材の第４実施形態を示す正面図
【図２３】図２２の右側面図
【図２４】図２２の下面図
【図２５】本発明に係る発光装置の第４実施形態を示す概略構成図
【図２６】本発明に係る光束制御部材の第５実施形態を示す下面図
【図２７】本発明に係る発光装置の第５実施形態を示す概略構成図
【図２８】本発明に係る光束制御部材の第６実施形態を示す第１の斜視図
【図２９】図２８の光束制御部材の第２の斜視図
【図３０】図２８の光束制御部材を適用した外照式の照明装置を示す概略構成図
【図３１】第６実施形態の光束制御部材を被照射面の照明に用いた場合における被照射面上の照度分布を示す模式図
【図３２】従来の光束制御部材の一例を示す斜視図
【図３３】図３２の光束制御部材の正面図
【図３４】図３３の平面図
【図３５】図３３の下面図
【図３６】従来の発光装置の一例を示す概略構成図
【図３７】従来の外照式の照明装置の一例を示す概略構成図
【図３８】図３７の照明装置を用いた照明を行う場合における被照射面上の照度分布を示す模式図
【図３９】従来の両面内照式の照明装置の一例を示す概略構成図
【図４０】従来の片面内照式の照明装置の一例を示す概略構成図
【図４１】複数の発光装置によって形成される被照面上の全体的な照度分布を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００５３】
（第１実施形態）
（光束制御部材および発光装置の形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。
【００５４】
なお、従来と基本的構成が同一もしくはこれに類する箇所については、同一の符号を用いて説明する。
【００５５】
ここで、図１は、本実施形態における光束制御部材３０の斜視図である。また、図２は、光束制御部材３０の正面図である。さらに、図３は、図２の右側面図である。さらにまた、図４は、図２の下面図である。また、図５は、光束制御部材３０の縦断面図（光軸ＯＡを含む縦断面図）を、ＬＥＤ等の発光素子２とともに示したものであり、同図は、本実施形態における発光装置３１の構成図に相当する。なお、図５において、発光素子２は、この発光素子２から出射される光の中心軸（中心光）が光束制御部材３０の光軸ＯＡと合致するように位置合わせされた状態で光束制御部材３０に対向配置されている。
【００５６】
図１〜図５に示すように、本実施形態における光束制御部材３０は、従来の光束制御部材１と同様に、光軸ＯＡ方向における発光素子２側の発光素子対向面部に形成された凹部５と、光軸ＯＡ方向における発光素子２と反対側の端部に形成された出射面８と、凹部５と出射面８との間に形成された外周面１０とを備えており、凹部５には、第１の光Ｌ１を入射させる第１入射面６および第２の光Ｌ２を入射させる第２入射面７が形成され、外周面１０には、全反射面１１が形成されている。
【００５７】
ただし、本実施形態における光束制御部材３０は、従来とは異なり、外周面１０および凹部５に出射機能部が形成されている。
【００５８】
具体的には、図１〜図５に示すように、凹部５の内周面と外周面１０とに挟まれた光束制御部材３０（光束制御部材本体）の壁部３０ａ（図５参照）のうち、発光素子対向面部（図５における下端部）には、光軸ＯＡ回りの所定の形成角度範囲にわたって、壁部３０ａの厚みを減ずる（本実施形態においては、厚みを無くす）ような切り欠き部３２が形成されている。
【００５９】
より具体的には、本実施形態における切り欠き部３２は、外周面１０から凹部５の内周面に至るように壁部３０ａを貫通し、且つ、発光素子対向面部側に開口するような貫通溝に形成されている。以下、本実施形態における切り欠き部３２を、貫通溝３２と称することとする。この貫通溝３２の形成角度範囲は、例えば、貫通溝３２における周方向（光軸ＯＡ回り方向）の一方の端部と光軸ＯＡとを結ぶ仮想直線を角度の基準線（０°）にとった場合に、基準線から周方向の他方側に９０°にわたる角度範囲とすることもできる。
【００６０】
より具体的には、貫通溝３２は、下面図（図４）において光軸ＯＡと同心の扇形状を呈しており、また、切り欠きの深さ（光軸ＯＡ方向の寸法）は、貫通溝３２の形成角度範囲内のすべての位置において一定とされている。
【００６１】
そして、本実施形態においては、このような貫通溝３２が出射機能部として機能するようになっている。
【００６２】
すなわち、図５に示すように、貫通溝３２は、発光素子２から出射された第２の光Ｌ２（周辺光束）の一部をなす第３の光Ｌ３（光束）として、貫通溝３２の形成角度範囲と同一角度範囲内において第２入射面７に入射する他の第２の光Ｌ２よりも周辺側の第３の光Ｌ３を、貫通溝３２に囲まれた空間を介して素通りさせる。ただし、同図では、第３の光Ｌ３のうちの１本の光線のみを代表的に図示している。
【００６３】
次いで、このようにして貫通溝３２を素通りした第３の光Ｌ３は、全反射面１１における全反射が行われないので出射面８には到達せず、出射面８よりも発光素子２側の位置において、外周面１０の外側に出射される。
【００６４】
このとき、第３の光Ｌ３は、出射面８から出射される第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２よりも光軸ＯＡに対して大きな角度方向に出射される。換言すれば、第３の光Ｌ３は、発光素子２からの出射角を維持したまま外周面１０の外側に出射される。
【００６５】
（外照式照明装置の形態）
そして、このような第３の光Ｌ３の光路を形成する本実施形態の光束制御部材３０は、従来と同様に、外照式または内照式の照明に適用することができる。
【００６６】
例えば、図６は、本実施形態における光束制御部材３０を適用した外照式の照明装置を示したものであり、同図は、従来の図３７に対応したものである。図６に示すように、本実施形態においては、従来と同様に、光束制御部材３０が、光軸ＯＡを被照射面１５ａに対して傾けた状態で配置されている。なお、本実施形態においても、従来と同様に、複数の光束制御部材３０が、同図の紙面垂直方向に整列配置されている。さらに、図６に示すように、本実施形態においては、光束制御部材３０が、貫通溝３２を被照射面１５ａ側に向けた状態で配置されている。なお、貫通溝３２は、その周方向における中央部が、光軸ＯＡを含む被照射面１５ａに垂直な仮想平面上に位置されていることが望ましい。
【００６７】
このような本実施形態の外照式の照明装置においては、図６に示すように、貫通溝３２を素通りした第３の光Ｌ３が、被照射面１５ａにおける光束制御部材３０近傍の領域に照射されることになる。また、図示はしないが、出射面８から出射された第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２は、被照射面１５ａにおける第３の光Ｌ３の照射領域よりも光束制御部材３０から遠方の領域に照射されることになる。これは、第３の光Ｌ３の方が、第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２よりも被照射面１５ａに対する入射角が小さいことによるものである。このようにして、第１〜第３の光Ｌ１〜３を被照射面１５ａ上にバランス良く振り分けることができ、特に、従来問題とされていた被照射面１５ａにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善（低減）することができる。なお、光源近傍の光量不足を改善できるということは、被照射面１５ａ全体でみれば、被照射面１５ａ上の光量ムラ（照度ムラ）を改善できるということになる。
【００６８】
図７は、このような本実施形態の効果を、被照射面１５ａ上の照度分布として模式的に示したものである。同図は、従来の図３８に対応したものであり、その概要は図３８について説明したものと同様である。図７に示すように、本実施形態においては、被照射面１５ａにおける光束制御部材３０の近傍の領域（同図の矩形領域における下端部９ａ近傍）が、同図における最も周辺側の等高線の内側となることが分かる。このことは、被照射面１５ａにおける光束制御部材３０の近傍の領域の照度が十分となることを示しており、従来（図３８）と比べて光量不足が改善されていることを示すことに他ならない。
【００６９】
（内照式照明装置の形態）
これ以外にも、本実施形態における光束制御部材３０は、従来と同様に、例えば、図８に示すような両面内照式の照明装置に適用することもできるし、また、図９に示すような片面内照式の照明装置に適用することもできる。このような各内照式の照明装置においては、従来と同様に、光束制御部材３０が、光軸ＯＡを被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａに平行にした状態で被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａに対向配置されている。また、貫通溝３２を被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａに向けた状態で光束制御部材３０を配置する点については、図６の外照式の照明装置の場合と同様である。ただし、図８および図９に示すように、内照式の照明装置の場合には、外周面１０の外側にホルダ２１が設けられているため、貫通溝３２は、ホルダ２１越しに被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａに臨むような状態で配置されている。また、図８に示すように、両面内照式の照明装置の場合には、被照射面１７ａ、１８ａが２つあることに対応して、光束制御部材３０にも、貫通溝３２を、径方向において互いに対向する２箇所の位置に形成することが照度ムラ改善に有効である。
【００７０】
これらの内照式の照明装置の場合においても、本実施形態の外照式の照明装置の場合と同様に、貫通溝３２によって第３の光Ｌ３を素通りさせて、被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａ側に出射させることができる。ここで、内照式の場合には、外周面１０の外側にホルダ２１が設けられているため、貫通溝３２を素通りした第３の光Ｌ３は、ホルダ２１を透過した後に被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａに照射されることになる。そこで、貫通溝３２を素通りした第３の光Ｌ３を、ホルダ２１において屈折または拡散させることによって第３の光Ｌ３の配光特性を補正してもよい。第３の光Ｌ３を屈折または拡散させて配光特性を補正すると、被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａ上における第３の光Ｌ３の照射位置の好適化を図ることができ、被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の照度の均一化を図ることができる。なお、ホルダ２１において第３の光Ｌ３を屈折させるためには、例えば、図１０および図１１に示すように、ホルダ２１の外周面および内周面の少なくとも一方を、光軸ＯＡに対して傾きを有するテーパ面に形成すればよい。また、ホルダ２１において第３の光Ｌ３を拡散させるようにするためには、ホルダ２１の外周面および内周面の少なくとも一方を粗面化すればよい。このようにして、内照式の照明装置の場合においても、貫通溝３２によって第３の光Ｌ３を被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光束制御部材３０の近傍の領域に照射することができるので、外照式の場合と同様に、被照射面１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善することができる。
【００７１】
なお、ホルダ２１によって第３の光Ｌ３を屈折または拡散させる構成は、外照式の照明装置に適用してもよい。
【００７２】
また、前述した第１出射面８は、光軸ＯＡを対称軸とした回転対称面であれば、円錐面でなくてもよく、例えば、球面レンズまたは非球面レンズ状の凸面であってもよい。
【００７３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、第１実施形態との差異を中心に、図１２〜図１６を参照して説明する。
【００７４】
ここで、図１２は、本実施形態における光束制御部材３３の斜視図である。また、図１３は、光束制御部材３３の正面図である。さらに、図１４は、図１３の右側面図である。さらにまた、図１５は、図１３の下面図である。また、図１６は、光束制御部材３３の縦断面図（光軸ＯＡを含む縦断面図）を発光素子２とともに示したものであり、同図は、本実施形態における発光装置３４の構成図に相当する。
【００７５】
本実施形態の第１実施形態との相違点は、出射機能部の具体的な構成にある。すなわち、図１２〜図１６に示すように、外周面１０の光軸ＯＡ方向における光学素子２側（発光素子対向面部側）の端部には、本実施形態における切り欠き部として、光軸ＯＡ回りの所定の角度範囲にわたる光軸ＯＡに平行な平面出射部３５が、外周面１０の一部を削落するようにして凹設されている。この平面出射部３５は、右側面図（図１４）において略半月形状を呈しており、発光素子２側の端辺が円弧状に形成され、発光素子２と反対側の端辺が弦状に形成されている。また、平面出射部３５における発光素子２側の端部は、外周面１０における発光素子２側の端部上に位置されている。そして、本実施形態においては、このような平面出射部３５が出射機能部として機能するようになっている。
【００７６】
すなわち、図１６に示すように、平面出射部３５には、第３の光Ｌ３が、第２入射面７への入射後に光束制御部材３３の内部側から入射する。そして、平面出射部３５は、入射した第３の光Ｌ３を、屈折させて外周面１０の外側に出射させる。このとき、平面出射部３５は、第３の光Ｌ３を、出射面８から出射される第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２よりも光軸ＯＡに対して大きな角度方向に出射させる。
【００７７】
このような平面出射部３５を備えた本実施形態における光束制御部材３３は、第１実施形態と同様に、外照式の照明および内照式（両面／片面）の照明のいずれに適用された場合においても、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光束制御部材３３の近傍の領域に第３の光Ｌ３を照射させることができる。したがって、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善することができる。
【００７８】
また、平面出射部３５における屈折によって第３の光Ｌ３の進行方向（換言すれば、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａに対する入射角）を制御することができるので、ホルダ２１を設けずとも、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａ上における第３の光Ｌ３の照射位置の好適化を図ることができる。ただし、ホルダ２１によって更に光Ｌ３の進行方向を補正してもよい。
【００７９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、第１実施形態との差異を中心に、図１７〜図２１を参照して説明する。
【００８０】
ここで、図１７は、本実施形態における光束制御部材３７の斜視図である。また、図１８は、光束制御部材３７の正面図である。さらに、図１９は、図１８の右側面図である。さらにまた、図２０は、図１８の下面図である。また、図２１は、光束制御部材３７の縦断面図（光軸ＯＡを含む縦断面図）を発光素子２とともに示したものであり、同図は、本実施形態における発光装置３８の構成図に相当する。
【００８１】
本実施形態の第１実施形態との相違点も、出射機能部の具体的な構成にある。すなわち、図１７〜図２１に示すように、外周面１０の光軸ＯＡ方向における光学素子２側の端部には、本実施形態における切り欠き部として、光軸ＯＡ回りの所定の角度範囲にわたる球面の一部のような形状の曲面出射部３９が、外周面１０の一部をくり抜くようにして凹設されている。この曲面出射部３９は、右側面図（図１９）において、光軸ＯＡに直交する方向に長尺な略楕円形状を呈しており、その発光素子２側の端部が、外周面１０における発光素子２側の端部上に位置されている。そして、本実施形態においては、このような曲面出射部３９が出射機能部として機能するようになっている。
【００８２】
すなわち、図２１に示すように、曲面出射部３９には、第３の光Ｌ３が、第２入射面７への入射後に光束制御部材３７の内部側から入射する。そして、曲面出射部３９は、凹曲面に形成されているため、入射した第３の光Ｌ３を、凹レンズ面と同様の機能によって発散、屈折させて外周面１０の外側に出射させる。このとき、曲面出射部３９は、第３の光Ｌ３を、出射面８から出射される第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２よりも光軸ＯＡに対して大きな角度方向に出射させる。
【００８３】
このような曲面出射部３９を備えた本実施形態における光束制御部材３７は、第１実施形態と同様に、外照式の照明および内照式（両面／片面）の照明のいずれに適用された場合においても、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光束制御部材３７の近傍の領域に第３の光Ｌ３を照射させることができる。したがって、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善することができる。
【００８４】
また、曲面出射部３９における発散によって第３の光Ｌ３の光束径を広げることができるので、ホルダ２１を設けずとも、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける第３の光Ｌ３の照射領域の拡大を図ることができる。ただし、ホルダ２１を用いて更に第３の光Ｌ３の進行方向を補正してもよい。
【００８５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、第１実施形態との差異を中心に、図２２〜図２５を参照して説明する。
【００８６】
ここで、図２２は、本実施形態における光束制御部材４１の正面図である。また、図２３は、図２２の右側面図である。さらに、図２４は、図２２の下面図である。さらにまた、図２５は、光束制御部材４１の縦断面図（光軸ＯＡを含む縦断面図）を発光素子２とともに示したものであり、同図は、本実施形態における発光装置４２の構成図に相当する。
【００８７】
本実施形態の第１実施形態との相違点も、出射機能部の具体的な構成にある。すなわち、図２２〜図２５に示すように、外周面１０の光軸ＯＡ方向における光学素子２側（発光素子対向面部側）の端部には、光軸ＯＡ回りの所定の角度範囲にわたって、外周面１０の一部を粗面化してなる外周面粗面化部４３が形成されている。この外周面粗面化部４３は、右側面図（図２３）において、上底が下底よりも長尺とされた等脚台形状を呈しており、その発光素子２側の端部（下底）が、外周面１０における発光素子２側の端部上に位置されている。また、外周面粗面化部４３は、下面図（図２４）において扇形状を呈している。このような外周面粗面化部４３は、金型の形状（樹脂成形の場合）やガラスエッチング等によって実現することができる。そして、本実施形態においては、このような外周面粗面化部４３が出射機能部として機能するようになっている。
【００８８】
すなわち、図２５に示すように、外周面粗面化部４３には、第３の光Ｌ３が、第２入射面７への入射後に光束制御部材４１の内部側から入射する。そして、外周面粗面化部４３は、入射した第３の光Ｌ３を、拡散させて外周面１０の外側に出射させる。このとき、外周面粗面化部４３は、第３の光Ｌ３を、出射面８から出射される第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２よりも光軸ＯＡに対して大きな角度方向に出射させる。
【００８９】
このような外周面粗面化部４３を備えた本実施形態における光束制御部材４１は、第１実施形態と同様に、外照式の照明および内照式（両面／片面）の照明のいずれに適用された場合においても、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光束制御部材４１の近傍の領域に第３の光Ｌ３を照射させることができる。したがって、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善することができる。
【００９０】
また、外周面粗面化部４３における拡散によって外周面粗面化部４３から出射される第３の光Ｌ３の光量を均一化することができるので、ホルダ２１を設けずとも、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の照度を均一化することができる。ただし、ホルダ２１を用いて更に第３の光Ｌ３の進行方向を補正してもよい。
【００９１】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、第１実施形態との差異を中心に、図２６および図２７を参照して説明する。
【００９２】
ここで、図２６は、本実施形態における光束制御部材４５の下面図である。また、図２７は、光束制御部材４５の縦断面図（光軸ＯＡを含む縦断面図）を発光素子２とともに示したものであり、同図は、本実施形態における発光装置４６の構成図に相当する。
【００９３】
本実施形態の第１実施形態との相違点も、出射機能部の具体的な構成にある。すなわち、図２６および図２７に示すように、第２入射面７の光軸ＯＡ方向における光学素子２側（発光素子対向面部側）の端部には、光軸ＯＡ回りの所定の角度範囲にわたって、第２入射面７の一部を粗面化してなる入射面粗面化部４７が形成されている。この入射面粗面化部４７は、下面図（図２６）において扇形状を呈している。このような入射面粗面化部４７は、金型の形状やガラスエッチング等によって実現することができる。そして、本実施形態においては、このような入射面粗面化部４７が外周面１０とともに出射機能部として機能するようになっている。
【００９４】
すなわち、図２７に示すように、入射面粗面化部４７には、発光素子２から出射された第３の光Ｌ３が入射する。そして、入射面粗面化部４７は、入射した第３の光Ｌ３を、拡散させて外周面１０に向かって出射させる。そして、入射面粗面化部４７から出射された第３の光Ｌ３は、外周面１０に光束制御部材４５の内部側から入射する。このとき、第３の光Ｌ３（光束）は、入射面粗面化部４７において拡散されているため、外周面１０（全反射面１１）に対する入射角が臨界角未満となる光線を含んでいる。そして、このような光線は、外周面１０において全反射されずに、出射面８から出射される第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２よりも光軸ＯＡに対して大きな角度方向に向かって外周面１０の外側に出射（透過）される。
【００９５】
このような入射面粗面化部４７を備えた本実施形態における光束制御部材４５は、第１実施形態と同様に、外照式の照明および内照式（両面／片面）の照明のいずれに適用された場合においても、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光束制御部材４５の近傍の領域に第３の光Ｌ３を照射させることができる。したがって、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の光量不足を有効に改善することができる。
【００９６】
また、入射面粗面化部４７における拡散によって入射面粗面化部４７から出射される第３の光Ｌ３の光量を均一化することができるので、ホルダ２１を設けずとも、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の照度を均一化することができる。ただし、ホルダ２１を用いて更に第３の光Ｌ３の進行方向を補正してもよい。
【００９７】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について、第１実施形態との差異を中心に、図２８〜図３１を参照して説明する。
【００９８】
ここで、図２８は、本実施形態における光束制御部材５０を斜め下方から見上げた斜視図である。また、図２９は、光束制御部材５０を斜め上方から見下ろした斜視図である。
【００９９】
本実施形態の第１実施形態との相違点は、出射面８の具体的構成にある。すななわち、図２８および図２９に示すように、出射面８は、光軸ＯＡ回りの所定の第１の角度範囲にわたって形成された第１出射面８ａと、第１の角度範囲から外れた光軸ＯＡ回りの所定の第２の角度範囲にわたって形成された第２出射面８ｂとを有している。ここで、同図の構成における具体的な第１の角度範囲は、第１出射面８ａにおける周方向の一方の端部と光軸ＯＡとを結ぶ仮想直線を角度の基準線（０°）として、基準線から周方向の他方に向かって１８０°にわたる角度範囲とされている。また、同図の構成における具体的な第２の角度範囲は、第１の角度範囲と同位置に基準線（０°）をとった場合に、１８０°〜３６０°にわたる角度範囲とされている。
【０１００】
また、第１出射面８ａは、光軸ＯＡを対称軸として仮定された回転対称面であって光軸ＯＡ方向における発光素子２と反対側の端部が光軸ＯＡと交わる面頂点となる所定の回転対称面における第１の角度範囲にわたる部位に相当する形状の曲面に形成されている。より具体的には、図２８および図２９の構成における第１出射面８ａは、第１実施形態における円錐面形状の出射面８を二等分した半円錘面形状に形成されている。
【０１０１】
さらに、第２出射面８ｂは、第１出射面８ａよりも被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａから離れた位置に配置された状態で、出射面８の形状を光軸ＯＡ回りの全角度範囲にわたる回転対称面形状（本実施形態においては円錐面形状）と仮定した場合と比較して、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａに向かって出射される光束を多くするような所定の形状に形成されている。より具体的には、図２８および図２９の構成における第２出射面８ｂは、光軸ＯＡ方向における発光素子２と反対側に向かうにしたがって光軸ＯＡに接近するような光軸ＯＡに対して傾きを有する傾斜平面であって、その発光素子２と反対側の端辺が、光軸ＯＡ上において第１出射面８ａの面頂点と交わり、なおかつ、当該端辺が、光軸ＯＡ上から離れるにしたがって第１の出射面８ａとの段差が大きくなるような傾斜平面に形成されている。
【０１０２】
さらにまた、図２８に示すように、貫通溝３２は、第１出射面８ａの形成角度範囲である第１の角度範囲内の位置に形成されている。より具体的には、同図の構成において、貫通溝３２における周方向の中心部と、第１出射面８ａの周方向における中心部とは、光軸ＯＡ回りの回転角度位置が互いに一致している。
【０１０３】
また、前述した第１出射面８ａと第２出射面８ｂとの段差の部分には、光軸方向に平行な段差面８ｃが形成されている。この段差面８ｃは、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａ上への光の照射に利用してもよい。
【０１０４】
このような本実施形態における光束制御部材５０は、例えば、図３０に示すように、第１出射面８ａが被照射面１５ａに向けられた状態で配置され、被照射面１５ａの照明に用いられるようになっている。
【０１０５】
ここで、図３１は、本実施形態における光束制御部材５０を被照射面１５ａの照明に用いた場合の被照射面１５ａ上の照度分布を模式的に示したものである。同図の概要は第１実施形態の図７と同様である。図３１に示すように、本実施形態によれば、同図における最も周辺側の等高線の内側となる領域が、図７の場合と比較して横方向に拡大していることが分かる。このことは、本実施形態における構成が、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける光源近傍の領域の光量不足を改善することだけでなく、第２出射面８ｂによって被照射面１５ａに向かう光束を多くして、被照射面１５ａにおける十分な光量が照射される領域を拡大することができることを示すことに他ならない。
【０１０６】
なお、このような本実施形態における出射面８の構成は、本出願人によって先になされた特願２０１０−１４５４８５号にも開示されている。同出願の出願書類には、第２出射面の一部を急斜面としたもの（同出願の図１２参照）や、第１出射面を非球面としたもの（同出願の図１６参照）等の種々の変形例が記載されているが、これらの変形例は、本発明においても適宜採用することができる。また、この他にも、第２出射面８ｂをシリンドリカル面やトロイダル面に形成してもよい。
【０１０７】
（外照式及び内照式照明装置における発光装置と被照射面との位置関係変形例）
また、複数の発光装置を広いピッチで配置し、これら発光装置からの出射光によって被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａを照射する場合や、１つの発光装置からの出射光によって投影光軸に対して直交方向に広い範囲を照射する場合には、図４１に示したように、被照射面の発光装置間に対応する位置（１つの発光装置からの出射光が照射する領域の横方向）に暗部が発生する虞がある。
【０１０８】
このように、１つの発光装置からの出射光による被照射面上の照射領域を投影光軸に対して直交方向に広げて照度分布を改善する必要がある場合には、光束制御部材３０の出射機能部３２、３５、３９、４３、４７形成位置を被照射面側に向けず、それら出射機能部の周方向における中央部が、光軸ＯＡを含む被照射面に垂直な第１の仮想平面に対して直交し、且つ光軸ＯＡを含むような第２の仮想平面上に位置されていることが望ましい。
【０１０９】
以上述べたように、本発明によれば、出射機能部３２、３５、３９、４３、４７によって、第３の光Ｌ３を、出射面８よりも発光素子２側の位置において、出射面８から出射される第１の光Ｌ１および第２の光Ｌ２よりも光軸ＯＡに対して大きな角度方向に出射させることができるので、第３の光Ｌ３を、被照射面１５ａ、１７ａ、１８ａ、２５ａにおける第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２が照射し難い領域に照射して、この領域の光量不足を改善することができる。
【０１１０】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
２ 発光素子
５ 凹部
６ 第１入射面
７ 第２入射面
８ 出射面
１０ 外周面
１１ 全反射面
３２ 貫通溝（切り欠き部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子から出射された光を、これの配光特性を制御して被照射面に対して斜め方向から照射する光束制御部材であって、
前記光束制御部材は、
前記発光素子に対向して配置される発光素子対向面部と、前記発光素子対向面部に対して前記発光素子とは反対側に形成された出射面と、前記発光素子対向面部の外周端部から前記出射面の外周端部へ向かって延設された外周面とを備え、
前記発光素子対向面部には、
前記発光素子から出射された光を前記光束制御部材内へ入射させるための凹部が形成され、
前記凹部は、
光軸に直交する平面として形成され、前記発光素子から出射された光のうちの中心側の第１の光が入射する第１入射面と、
この第１入射面の外周端部から前記発光素子側に向かって延設され、前記発光素子から出射される光のうちの前記第１の光の外側の第２の光が入射する第２入射面と
を有し、
前記外周面は、
前記第２入射面に入射する前記第２の光が前記出射面に向けて全反射されるように、前記発光素子対向面部側から前記出射面側に向かって、漸次、直径が拡径するように形成された全反射面を有し、
前記出射面は、
前記第１入射面から入射し直接到達した前記第１の光および前記第２入射面から入射し前記全反射面を経て到達した前記第２の光を前記被照射面に向けて出射させ、
前記外周面および前記凹部の少なくとも一方には、
前記第２の光の一部をなす第３の光を、前記出射面に到達させずに前記出射面よりも前記発光素子側の位置において前記外周面の外側に出射させる出射機能部が形成されており、
この出射機能部は、
前記第３の光を、前記出射面から出射される前記第１の光および前記第２の光よりも前記光軸から大きな角度方向に出射させること
を特徴とする光束制御部材。
【請求項２】
前記出射機能部は、
前記外周面と前記凹部の内周面とに挟まれた光束制御部材本体の壁部における前記外周面の周方向の一部で且つ前記発光素子対向面部側に、前記壁部の厚みを減ずるように形成された切り欠き部であり、前記第３の光を、前記切り欠き部から出射させること
を特徴とする請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項３】
前記切り欠き部は、
前記外周面から前記凹部に貫通し、且つ前記発光素子対向面部側に開口する貫通溝であり、前記第３の光を、前記貫通溝から前記外周面の外側に出射させること
を特徴とする請求項２に記載の光束制御部材。
【請求項４】
前記切り欠き部は、
前記外周面と前記凹部の内周面とに挟まれた光束制御部材本体の壁部を、前記外周面の周方向の一部で且つ発光素子対向面部側の所定の部位において、前記光軸と平行に削ぎ落として凹設される平面出射部を有し、前記第３の光を、前記第２入射面への入射後に前記平面出射部において屈折させて前記外周面の外側に出射させること
を特徴とする請求項２に記載の光束制御部材。
【請求項５】
前記切り欠き部は、
前記外周面と前記凹部の内周面とに挟まれた光束制御部材本体の壁部を、前記外周面の周方向の一部で且つ発光素子対向面部側の所定の部位において、くり抜いて凹設される曲面出射部を有し、前記第３の光を、前記第２入射面への入射後に前記曲面出射部において屈折及び発散させて前記外周面の外側に出射させること
を特徴とする請求項２に記載の光束制御部材。
【請求項６】
前記出射機能部は、
前記外周面の周方向の一部で且つ発光素子対向面部側の所定の部位を粗面化した外周面粗面化部を有し、前記第３の光を、前記第２入射面への入射後に前記外周面粗面化部において拡散させて前記外周面の外側に出射させること
を特徴とする請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項７】
前記出射機能部は、
前記第２入射面における前記発光素子対向面部側の所定の部位を粗面化した入射面粗面化部を有し、前記第３の光を、前記入射面粗面化部において拡散させることによって前記外周面においてこれの外側に透過されるようにすること
を特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の光束制御部材。
【請求項８】
前記外周面の外側に、光束制御部材本体を保持するためのホルダが配置され、
前記ホルダは、前記出射機能部から出射された前記第３の光を屈折または拡散させることによって、前記第３の光の配光特性を補正すること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光束制御部材。
【請求項９】
光を出射させる発光素子と、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光束制御部材と
を備え、
前記発光素子が、前記光の中心軸を前記光束制御部材の光軸に合致させた状態で前記光束制御部材の前記凹部に臨む位置に配置されていること
を特徴とする発光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の発光装置と、
この発光装置による光の照射が行われる被照射面と
を備え、
前記発光装置の前記光束制御部材は、前記出射機能部を前記被照射面側に向けた状態で配置されていること
を特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の発光装置と、
この発光装置による光の照射が行われる被照射面と
を備え、
前記発光装置の前記光束制御部材は、前記出射機能部を前記被照射面から遠ざけた状態で配置されていること
を特徴とする照明装置。
【請求項１２】
外照式の照明装置とされ、
前記光束制御部材は、前記被照射面を照射する前記光束制御部材からの出射光のうち、前記光軸に対して大きな角度の出射光が前記光軸に対して小さな角度の出射光よりも前記被照射面への入射角が小さくなるように前記被照射面に対して傾いた状態で配置されていること
を特徴とする請求項１０または１１に記載の照明装置。
【請求項１３】
内照式の照明装置とされ、
前記光束制御部材は、前記被照射面を照射する前記光束制御部材からの出射光のうち、前記光軸に対して大きな角度の出射光が前記光軸に対して小さな角度の出射光よりも前記被照射面への入射角が小さくなるような状態で配置されていること
を特徴とする請求項１０または１１に記載の照明装置。
【請求項１】
発光素子から出射された光を、これの配光特性を制御して被照射面に対して斜め方向から照射する光束制御部材であって、
前記光束制御部材は、
前記発光素子に対向して配置される発光素子対向面部と、前記発光素子対向面部に対して前記発光素子とは反対側に形成された出射面と、前記発光素子対向面部の外周端部から前記出射面の外周端部へ向かって延設された外周面とを備え、
前記発光素子対向面部には、
前記発光素子から出射された光を前記光束制御部材内へ入射させるための凹部が形成され、
前記凹部は、
光軸に直交する平面として形成され、前記発光素子から出射された光のうちの中心側の第１の光が入射する第１入射面と、
この第１入射面の外周端部から前記発光素子側に向かって延設され、前記発光素子から出射される光のうちの前記第１の光の外側の第２の光が入射する第２入射面と
を有し、
前記外周面は、
前記第２入射面に入射する前記第２の光が前記出射面に向けて全反射されるように、前記発光素子対向面部側から前記出射面側に向かって、漸次、直径が拡径するように形成された全反射面を有し、
前記出射面は、
前記第１入射面から入射し直接到達した前記第１の光および前記第２入射面から入射し前記全反射面を経て到達した前記第２の光を前記被照射面に向けて出射させ、
前記外周面および前記凹部の少なくとも一方には、
前記第２の光の一部をなす第３の光を、前記出射面に到達させずに前記出射面よりも前記発光素子側の位置において前記外周面の外側に出射させる出射機能部が形成されており、
この出射機能部は、
前記第３の光を、前記出射面から出射される前記第１の光および前記第２の光よりも前記光軸から大きな角度方向に出射させること
を特徴とする光束制御部材。
【請求項２】
前記出射機能部は、
前記外周面と前記凹部の内周面とに挟まれた光束制御部材本体の壁部における前記外周面の周方向の一部で且つ前記発光素子対向面部側に、前記壁部の厚みを減ずるように形成された切り欠き部であり、前記第３の光を、前記切り欠き部から出射させること
を特徴とする請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項３】
前記切り欠き部は、
前記外周面から前記凹部に貫通し、且つ前記発光素子対向面部側に開口する貫通溝であり、前記第３の光を、前記貫通溝から前記外周面の外側に出射させること
を特徴とする請求項２に記載の光束制御部材。
【請求項４】
前記切り欠き部は、
前記外周面と前記凹部の内周面とに挟まれた光束制御部材本体の壁部を、前記外周面の周方向の一部で且つ発光素子対向面部側の所定の部位において、前記光軸と平行に削ぎ落として凹設される平面出射部を有し、前記第３の光を、前記第２入射面への入射後に前記平面出射部において屈折させて前記外周面の外側に出射させること
を特徴とする請求項２に記載の光束制御部材。
【請求項５】
前記切り欠き部は、
前記外周面と前記凹部の内周面とに挟まれた光束制御部材本体の壁部を、前記外周面の周方向の一部で且つ発光素子対向面部側の所定の部位において、くり抜いて凹設される曲面出射部を有し、前記第３の光を、前記第２入射面への入射後に前記曲面出射部において屈折及び発散させて前記外周面の外側に出射させること
を特徴とする請求項２に記載の光束制御部材。
【請求項６】
前記出射機能部は、
前記外周面の周方向の一部で且つ発光素子対向面部側の所定の部位を粗面化した外周面粗面化部を有し、前記第３の光を、前記第２入射面への入射後に前記外周面粗面化部において拡散させて前記外周面の外側に出射させること
を特徴とする請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項７】
前記出射機能部は、
前記第２入射面における前記発光素子対向面部側の所定の部位を粗面化した入射面粗面化部を有し、前記第３の光を、前記入射面粗面化部において拡散させることによって前記外周面においてこれの外側に透過されるようにすること
を特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の光束制御部材。
【請求項８】
前記外周面の外側に、光束制御部材本体を保持するためのホルダが配置され、
前記ホルダは、前記出射機能部から出射された前記第３の光を屈折または拡散させることによって、前記第３の光の配光特性を補正すること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光束制御部材。
【請求項９】
光を出射させる発光素子と、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光束制御部材と
を備え、
前記発光素子が、前記光の中心軸を前記光束制御部材の光軸に合致させた状態で前記光束制御部材の前記凹部に臨む位置に配置されていること
を特徴とする発光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の発光装置と、
この発光装置による光の照射が行われる被照射面と
を備え、
前記発光装置の前記光束制御部材は、前記出射機能部を前記被照射面側に向けた状態で配置されていること
を特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の発光装置と、
この発光装置による光の照射が行われる被照射面と
を備え、
前記発光装置の前記光束制御部材は、前記出射機能部を前記被照射面から遠ざけた状態で配置されていること
を特徴とする照明装置。
【請求項１２】
外照式の照明装置とされ、
前記光束制御部材は、前記被照射面を照射する前記光束制御部材からの出射光のうち、前記光軸に対して大きな角度の出射光が前記光軸に対して小さな角度の出射光よりも前記被照射面への入射角が小さくなるように前記被照射面に対して傾いた状態で配置されていること
を特徴とする請求項１０または１１に記載の照明装置。
【請求項１３】
内照式の照明装置とされ、
前記光束制御部材は、前記被照射面を照射する前記光束制御部材からの出射光のうち、前記光軸に対して大きな角度の出射光が前記光軸に対して小さな角度の出射光よりも前記被照射面への入射角が小さくなるような状態で配置されていること
を特徴とする請求項１０または１１に記載の照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【公開番号】特開２０１２−１５０２７４（Ｐ２０１２−１５０２７４Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８８１４（Ｐ２０１１−８８１４）
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００２０８７６５）株式会社エンプラス (403)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００２０８７６５）株式会社エンプラス (403)
【Ｆターム（参考）】
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