光束制御部材および照明装置
【課題】色むらに起因する照明品質の低下を招くことなく、配光特性が蛍光灯に近い光束制御部材を提供すること。
【解決手段】光束制御部材３は、基板４上に第１の方向に沿って１列または複数列に実装された複数の発光素子２に対して空気層を介して配置される。発光素子２の出射光と交わる面は、第１の方向では曲率を有しておらず、かつ第１の方向に直交する第２の方向では曲率を有している。発光素子２の出射光のうち一部の出射光と交わる面に、透過反射膜１３が形成されている。透過反射膜１３は、一部の出射光のうち更に一部を反射し、一部の出射光の残部を透過させる。
【解決手段】光束制御部材３は、基板４上に第１の方向に沿って１列または複数列に実装された複数の発光素子２に対して空気層を介して配置される。発光素子２の出射光と交わる面は、第１の方向では曲率を有しておらず、かつ第１の方向に直交する第２の方向では曲率を有している。発光素子２の出射光のうち一部の出射光と交わる面に、透過反射膜１３が形成されている。透過反射膜１３は、一部の出射光のうち更に一部を反射し、一部の出射光の残部を透過させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材に関する。また、本発明は、前記光束制御部材を有する照明装置であって、蛍光灯に代えて使用できる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーや環境保全の観点から、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とする照明装置（例えばＬＥＤ電球やＬＥＤ蛍光灯など）が、白熱電球または蛍光灯に代わるものとして使用されている。
【０００３】
しかしながら、従来のＬＥＤを光源とする照明装置は、前方方向のみに光を出射し、白熱電球または蛍光灯のように全方位に光を出射することができない。このため、従来の照明装置は、白熱電球または蛍光灯のように天井や壁面からの反射光を利用して室内を広範囲に照明することができない。
【０００４】
このような従来のＬＥＤを光源とする照明装置の配光特性を白熱電球または蛍光灯の配光特性に近づけるため、ＬＥＤからの出射光の進行方向を光束制御部材で制御することが提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００５】
図１は、特許文献１に記載の光方向変換素子（光束制御部材）の構成を示す図である。図１Ａは、光方向変換素子の平面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ線の断面図である。これらの図に示されるように、光方向変換素子１０１は、ＬＥＤ１００からの光をＢ面（回転放物面）１０２およびＥ面（面取り状の傾斜面）１０３で反射させ、Ｂ面１０２およびＥ面１０３で反射した光をＤ面１０４（ＬＥＤ１００が実装された基板表面）で更に反射させ、Ｄ面１０４で反射した光をＢ面１０２から出射する。また、光方向変換素子１０１は、Ｂ面１０２で反射してＣ面１０５に到達した光を外部の斜め後方（下方）へ向けて出射する。
【０００６】
このような光方向変換素子１０１でＬＥＤ１００の光の進行方向を制御することにより、上方向（前方方向）および水平方向（前方方向に直交する方向）への出射光を得ることができる。したがって、従来のＬＥＤを光源とする照明装置に光方向変換素子１０１を適用すれば、その配光特性を白熱電球または蛍光灯の配光特性に近づけることが可能になると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２１６５４０号公報
【特許文献２】特開２００７−０３４３０７号公報
【特許文献３】特開２００７−０４８８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１に示される光方向変換素子１０１では、ＬＥＤ１００からの光のうち、Ｂ面１０２に対して全反射条件を満たす光がＢ面１０２で反射され、Ｂ面１０２に対して全反射条件を満たさない光はＢ面１０２を透過する。したがって、図１に示される光方向変換素子１０１を使用した場合、Ｂ面１０２に対して全反射条件を満たさない光は、Ｂ面１０２を透過する際に色分離してしまう。その結果、色むらが生じてしまい、照明品質が低下してしまう。特に、ＬＥＤ１００の発光面積が点光源とみなせない程度に大きい場合、Ｂ面１０２に対して全反射条件を満たさない光の比率が多くなり、出射光の色むらがより一層生じやすくなる。
【０００９】
そこで、本発明は、色むらに起因する照明品質の低下を招くことなく、配光特性を蛍光灯に近づけることができる光束制御部材、およびこの光束制御部材を有する照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の光束制御部材は、基板上に第１の方向に沿って１列または複数列に実装された複数の発光素子に対して空気層を介して配置される光束制御部材であって、前記発光素子の出射光と交わる面は、前記第１の方向では曲率を有しておらず、かつ前記第１の方向に直交する第２の方向では曲率を有しており、前記発光素子の出射光のうち一部の出射光と交わる面に、透過反射膜が形成され、前記透過反射膜は、前記一部の出射光のうち更に一部を反射し、前記一部の出射光の残部を透過する、構成を採る。
【００１１】
本発明の光束制御部材は、基板上に第１の方向に沿って１列または複数列に実装された複数の発光素子に対して空気層を介して配置され、前記発光素子の光軸と交わるように形成される蓋部と、前記第１の方向に直交する第２の方向において、前記蓋部の外縁から前記基板側へ延びる側壁部と、を有する光束制御部材であって、前記蓋部の内面は、前記第１の方向では曲率を有しておらず、かつ前記第１の方向に直交する第２の方向では曲率を有しており、前記蓋部の内面は、前記第１の方向に直交する断面において、外周部よりも中心部の方が前記発光素子寄りに位置する凹面であり、前記蓋部の内面は、透過反射膜で覆われており、前記透過反射膜は、前記発光素子からの光の一部を前記側壁部に向けて反射し、前記発光素子からの光の残部を透過し、前記蓋部の外面は、前記透過反射膜を透過して入射した光を蓋部の外方へ出射し、前記側壁部は、前記透過反射膜で反射されて前記側壁部の内面に到達した光および前記発光素子から前記側壁部の内面に直接到達した光を前記側壁部の外面から外方へ出射する、構成を採る。
【００１２】
本発明の照明装置は、複数の発光素子が１列または複数列に実装された基板と、前記基板上に固定されて前記発光素子からの光を出射する上記光束制御部材と、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光束制御部材は、発光素子からの光の一部を透過反射膜で反射するようになっており、発光素子からの光を全反射によって反射するものではないため、出射光に色むらが生じるのを防止しつつ、蓋部および側壁部から広範囲に光を出射することができる。
【００１４】
本発明の照明装置は、照明光の配光特性を蛍光灯の配光特性に近づけることができる。また、本発明の照明装置は、色むらがない高品質の照明光を出射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１Ａは、従来の光束制御部材（光方向変換素子）の平面図である。図１Ｂは、図１Ａに示されるＡ−Ａ線の断面図である。
【図２】図２Ａは、実施の形態１の照明装置の外観斜視図である。図２Ｂは、実施の形態１の照明装置の透視斜視図である。
【図３】図３Ａは、実施の形態１の照明装置の第２の方向の断面図である。図３Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。
【図４】図４Ａは、実施の形態１の照明装置の光束制御部材の底面図であり、図４Ｂは、実施の形態１の照明装置の光束制御部材の平面図である。図４Ｃは、図４Ｂに示されるＢ−Ｂ線の断面図であり、図４Ｄは、図４Ｂに示されるＣ−Ｃ線の断面図である。
【図５】図５Ａは、光束制御部材の透過反射膜の光反射機能を説明するための模式図である。図５Ｂは、光束制御部材の透過反射膜の光透過機能を説明するための模式図である。
【図６】透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態１の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図７】透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態１の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図８】透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態１の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図９】透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態１の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図１０】照明装置の配光特性の測定方法を説明するための図である。
【図１１】図１１Ａは、実施の形態２の照明装置の第２の方向の断面図である。図１１Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。
【図１２】図１２Ａは、実施の形態２の照明装置の光束制御部材の底面図であり、図１２Ｂは、実施の形態２の照明装置の光束制御部材の平面図である。図１２Ｃは、図１２Ｂに示されるＤ−Ｄ線の断面図であり、図１２Ｄは、図１２Ｂに示されるＥ−Ｅ線の断面図である。
【図１３】透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態２の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図１４】透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態２の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図１５】透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態２の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図１６】透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態２の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図１７】図１７Ａは、実施の形態３の照明装置の第２の方向の断面図である。図１７Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。
【図１８】図１８Ａは、実施の形態３の照明装置の光束制御部材の底面図であり、図１８Ｂは、実施の形態３の照明装置の光束制御部材の平面図である。図１８Ｃは、図１８Ｂに示されるＦ−Ｆ線の断面図であり、図１８Ｄは、図１８Ｂに示されるＧ−Ｇ線の断面図である。
【図１９】透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態３の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図２０】透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態３の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図２１】透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態３の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図２２】透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態３の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図２３】図２３Ａは、実施の形態４の照明装置の第２の方向の断面図である。図２３Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。
【図２４】図２４Ａは、実施の形態４の照明装置の光束制御部材の底面図であり、図２４Ｂは、実施の形態４の照明装置の光束制御部材の平面図である。図２４Ｃは、図２４Ｂに示されるＨ−Ｈ線の断面図であり、図２４Ｄは、図２４Ｂに示されるＩ−Ｉ線の断面図である。
【図２５】透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態４の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図２６】透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態４の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図２７】透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態４の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図２８】透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態４の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図２９】実施の形態５の照明装置の第２の方向の断面図である。
【図３０】透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態５の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図３１】透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態５の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図３２】透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態５の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図３３】透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態５の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図３４】実施の形態６の照明装置の斜視図である。
【図３５】図３５Ａは、実施の形態６の照明装置の第２の方向の断面図である。図３５Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。
【図３６】図３６Ａは、実施の形態６の照明装置の光束制御部材の平面図であり、図３６Ｂは、図３６Ａに示されるＪ−Ｊ線の断面図であり、図３６Ｃは、実施の形態６の照明装置の光束制御部材の底面図である。
【図３７】透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態６の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図３８】透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態６の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図３９】透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態６の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図４０】透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態６の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図４１】図４１Ａは、実施の形態７の照明装置の第２の方向の断面図である。図４１Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。
【図４２】図４２Ａは、実施の形態７の照明装置の光束制御部材の平面図であり、図４２Ｂは、図４２Ａに示されるＫ−Ｋ線の断面図であり、図４２Ｃは、実施の形態７の照明装置の光束制御部材の底面図である。
【図４３】透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態７の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図４４】透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態７の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図４５】透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態７の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図４６】透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態７の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
［照明装置の構成］
図２Ａは、本発明の実施の形態１の照明装置１の外観斜視図である。図２Ｂは、照明装置１の透視斜視図である。照明装置１は、直管形蛍光灯に代えて使用されうる。
【００１８】
図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、照明装置１は、発光素子２、光束制御部材３および基板４を有する。実施の形態１〜５の説明では、基板４の長軸方向を第１の方向といい、基板４の短軸方向を第２の方向という。第１の方向および第２の方向は、互いに直交している。
【００１９】
図３Ａは、照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図３Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。
【００２０】
図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、照明装置１は、第１の方向に沿って１列に配置された複数の発光素子２（例えば、ＬＥＤ又は封止部材によって封止されたＬＥＤ）からの光を光束制御部材３を介して出射する。光束制御部材３の一端５は、複数の発光素子２が実装された基板４上に接着剤で固定されている。光束制御部材３の中心線Ｌ１（図３Ａおよび図４Ａ参照）は、各発光素子２の中心を結ぶ直線Ｌ２（図３Ｂ参照）上に位置する。
【００２１】
［光束制御部材の構成］
図４Ａは、光束制御部材３の底面図であり、図４Ｂは、光束制御部材３の平面図である。図４Ｃは、図４Ｂに示されるＢ−Ｂ線の断面図（第２の方向の断面図；図３Ａに対応）であり、図４Ｄは、図４Ｂに示されるＣ−Ｃ線の断面図（第１の方向の断面図）である。
【００２２】
光束制御部材３は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの透明樹脂材料や透明なガラスで形成されている。
【００２３】
光束制御部材３は、平面形状が長方形となるように形成されている。光束制御部材３は、基板４上に一端５が固定される２つの側壁部（支持部）６と、側壁部６の他端７に固定される蓋部（光束制御部材本体部）８とを有している（図３Ａ参照）。蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向では曲率を有していない。すなわち、蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向に関しては発光素子２の出射光の配光特性に影響を与えない。一方、蓋部８の内面１０および外面１４は、第２の方向では曲率を有している。したがって、蓋部８の内面１０は、第２の方向に関しては、発光素子２からの光の反射方向を制御することで、発光素子２の出射光の配光特性を所望の配光特性に変化させることができる。
【００２４】
図３Ａに示されるように、蓋部８の内面１０は、中心線Ｌ１上に位置する中心部１１が第２の方向の外周部１２よりも側壁部６の一端５側に位置する凹面（非球面）である。したがって、光束制御部材３が基板４上に固定されると、中心部１１が外周部１２よりも発光素子２に近い位置に配置される。蓋部８の内面１０の形状は、蓋部８の中心部１１から外周部１２（半径方向外方）に向かうにしたがって傾斜が緩やかになる曲面形状である。また、蓋部８の内面１０の形状は、中心部１１と外周部１２の間であって、かつ外周部１２に近い位置に傾斜角度が零となる点が生じる非球面形状である。蓋部８の内面１０には、その表面上にＴｉＯ２およびＳｉＯ２の層を重ねて蒸着してなる透過反射膜１３が形成されている。蓋部８の内面１０は、全域が透過反射膜１３で覆われている。透過反射膜１３は、発光素子２からの光の一部を側壁部６側へ向けて反射し、発光素子２からの光の残部を蓋部８の内部に入射させる（図５参照）。なお、透過反射膜１３の膜厚は、要求される光反射率に応じて調整される。透過反射膜１３の膜厚が厚いほど、光反射率が高くなる。
【００２５】
蓋部８の外面１４は、内面１０と裏表の関係であって、蓋部８の中心線Ｌ１に沿った厚みが中心部１１から外周部１２まで同一寸法となるように形成されている。蓋部８の外面１４は、透過反射膜１３を透過して蓋部８の内部に入射した光を外部に広く出射する（図５Ｂ参照）。
【００２６】
２つの側壁部６は、一端５間の間隔が他端７間の間隔よりも小さくなるように対向して配置されている。側壁部６の厚みは、一端５から他端７まで同一である。側壁部６は、発光素子２から出射された光のうちで蓋部８の透過反射膜１３によって反射された後に到達する光、および発光素子２から出射された光のうちで直接到達した光を外部に広く出射する（図５Ａ参照）。
【００２７】
図６〜９は、照明装置１の配光特性を示すグラフである。図６は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図７は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図８は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図９は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。
【００２８】
これらの配光特性は、以下の手順で測定した。図１０に示されるように、基板４の中央１５（図３Ｂ参照）から直交方向に所定距離離れた位置（基準位置０°）に照度計１６を配置した。照度計１６を基板４の中央１５を回転中心として、右回り方向（＋θ方向）に５°間隔で１８０°回転させて照度を測定し、左回り方向（−θ方向）に５°間隔で１８０°回転させて照度を測定した。測定した照度のうちの最高照度を１とした場合の相対照度（無次元値）を曲線で滑らかに結んで、図６〜９のグラフを作成した。各照明装置１について、第１の方向および第２の方向の２つの方向で配光特性を測定した。図６〜１０において、第１の方向（長軸方向）の測定結果を曲線Ａで示し、第２の方向（単軸方向）の測定結果を曲線Ｂで示す。
【００２９】
図６〜９の曲線Ｂに示されるように、光束制御部材３の蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３の反射率が大きくなるにしたがって、水平方向（±９０°方向）および後方方向（＋９０°＜θ＜＋１８０°，−９０°＜θ＜−１８０°）の照度が増加する。また、図６，７に示される配光特性は、前方方向（θ＝０°）の照度が最も大きくなっている。これに対し、図８，９に示す配光特性は、前方方向（θ＝０°）の照度よりも水平方向（±９０°方向）の照度の方が大きくなっており、図６，７の配光特性で示される照度バランスと異なっている。
【００３０】
このように、光束制御部材３の蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３の反射率に応じて照明装置１の配光特性が異なる。このため、照明装置１の使用形態に応じて透過反射膜１３の反射率が選択され、そのような反射率となるように透過反射膜１３が光束制御部材３の蓋部８の内面１０に蒸着される。
【００３１】
ここで、実施の形態１の光束制御部材３を有する照明装置１は、光束制御部材３の透過反射膜１３の反射率が６０％の場合、その配光特性（図７に示す配光特性）が蛍光灯の配光特性に最も近くなる。したがって、実施の形態１の光束制御部材３を有する照明装置１は、蛍光灯に代えて室内照明に使用する場合、光束制御部材３の透過反射膜１３の反射率を６０％とするのが好ましい。
【００３２】
［効果］
実施の形態１の光束制御部材３は、蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３によって発光素子２からの光の一部を反射すると共に、蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３によって発光素子２からの光の残部（透過反射膜１３で反射されなかった光）を蓋部８の外面１４から出射させるようになっている。このように、実施の形態１の光束制御部材３は、発光素子２からの光を蓋部８における全反射によって反射するようになっていないため、蓋部８から出射する光が色分離を生じることがなく、色むらに起因する照明品質の低下を招くことがない。
【００３３】
実施の形態１の照明装置１は、蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３によって反射されて側壁部６の内面１７に到達した発光素子２からの光、および発光素子２から側壁部６の内面１７に直接到達した光を側壁部６の外面１８から出射する。また、実施の形態１の照明装置１は、蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３を透過して蓋部８内に入射した発光素子２からの光を蓋部８の外面１４から出射する。このように、実施形態１の光束制御部材３は、前方方向のみならず、水平方向および後方方向にも十分に配光することができ、配光特性を蛍光灯に近づけることができる。
【００３４】
実施の形態１の照明装置１は、色むらに起因する照明品質の低下を生じることがなく、蛍光灯に代えて室内照明などに使用されうる。また、実施の形態１の照明装置１は、蛍光灯よりも消費電力を少なくすることができると共に、蛍光灯よりも長期間使用することができる。
【００３５】
なお、光束制御部材３の側壁部６の外面１８および／または蓋部８の外面１４を光拡散面（粗面処理などの光拡散化処理を施した面）としてもよい。このようにすることで、側壁部６および／または蓋部８から出射する光を広く拡散させることができる。
【００３６】
また、光束制御部材３を光拡散能を有する材料によって形成してもよい。このようにすることで、光束制御部材３の内部で光を散乱させて、側壁部６および蓋部８から出射する光を広く拡散させることができる。
【００３７】
また、透過反射膜１３は、蒸着以外の方法で形成されていてもよい。たとえば、予めフィルム状に作成した透過反射膜１３を、蓋部８の内面１０に貼着してもよい。
【００３８】
また、透過反射膜１３は、ＴｉＯ２およびＳｉＯ２の多層膜でなくてもよい。たとえば、透過反射膜１３は、ＺｎＯ２およびＳｉＯ２の多層膜や、Ｔａ２Ｏ２およびＳｉＯ２の多層膜などの誘電体多層膜であってもよい。また、透過反射膜１３は、必要な透過光量が得られる、アルミニウム（Ａｌ）などの金属薄膜であってもよい。
【００３９】
また、透過反射膜１３の光反射率を、透過反射膜１３の膜厚の調整以外の手段で調整してもよい。たとえば、反射領域をドット状や網目状などのパターンで形成し、透過領域と反射領域との面積比を調整することによって所望の光反射率を得るようにしてもよい。さらに、この反射領域の光反射率を膜厚によって調整してもよい。
【００４０】
また、光束制御部材３の基板４への固定方法は、接着剤による固定に限定されない。たとえば、光束制御部材３および基板４をケースなどの他の部材を介して固定してもよい。また、光束制御部材３および基板４を溶着やねじ止め機構などにより固定してもよい。
【００４１】
また、光束制御部材３の蓋部８の内面１０の一部を傾斜面または平面としてもよい。
【００４２】
（実施の形態２）
図１１Ａは、実施の形態２の照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図１１Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。図１２Ａは、実施の形態２の光束制御部材３の底面図であり、図１２Ｂは、実施の形態２の光束制御部材３の平面図である。図１２Ｃは、図１２Ｂに示されるＤ−Ｄ線の断面図（第２の方向の断面図；図１２Ａに対応）であり、図１２Ｄは、図１２Ｂに示されるＥ−Ｅ線の断面図（第１の方向の断面図）である。なお、図２〜４に示される実施の形態１の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
図１１Ａ，Ｂに示されるように、実施の形態２の照明装置１は、第１の方向に沿って２列に配置された複数の発光素子２からの光を光束制御部材３を介して出射する。光束制御部材３の中心線Ｌ１（図１１Ａおよび図１２Ａ参照）は、並列に配置されている２つの発光素子２の中心を結ぶ直線Ｌ２（図１１Ｂ参照）上に位置する。光束制御部材３は、実施の形態１の光束制御部材３と同一である。
【００４４】
図１３〜１６は、実施の形態２の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図１３は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図１４は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図１５は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図１６は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。
【００４５】
図１３〜１６の曲線Ｂに示されるように、実施の形態２の照明装置１は、実施の形態１の照明装置１の配光特性（図６〜９参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１の照明装置１と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
（実施の形態３）
図１７Ａは、実施の形態３の照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図１７Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。図１８Ａは、実施の形態３の光束制御部材３の底面図であり、図１８Ｂは、実施の形態３の光束制御部材３の平面図である。図１８Ｃは、図１８Ｂに示されるＦ−Ｆ線の断面図（第２の方向の断面図；図１７Ａに対応）であり、図１８Ｄは、図１８Ｂに示されるＧ−Ｇ線の断面図（第１の方向の断面図）である。なお、図２〜４に示される実施の形態１の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
図１７Ａおよび図１８に示されるように、光束制御部材３は、光束制御部材本体部２６と、光束制御部材本体部２６の内面１０（発光素子２に対向する内面１０）の中央から下方へ向かって延びる支持部２７とを有する。そして、実施の形態３の光束制御部材３は、実施の形態１の光束制御部材３の側壁部６に対応する構成を有していない（図３Ａ，図１７Ａ参照）。
【００４８】
図１７Ａおよび図１８に示されるように、光束制御部材３の支持部２７は、四角柱形状であり、光束制御部材本体部２６を基板４上に支えている。光束制御部材３の支持部２７の先端面（下端面）２７ａは、基板４に固定されている（例えば、接着、螺着、圧入など）。光束制御部材３の中心線Ｌ１（図１７Ａおよび図１８Ａ参照）は、並列に配置されている２つの発光素子２の中心を結ぶ直線Ｌ２（図１７Ｂ参照）上に位置する。
【００４９】
光束制御部材本体部２６は、内面１０の中央に支持部２７が一体として形成されている点を除き、実施の形態１の光束制御部材３の蓋部８の形状と同様の形状である（図３Ａおよび図１７Ａ参照）。光束制御部材本体部２６の内面１０および外面１４は、第１の方向では曲率を有していない。すなわち、光束制御部材本体部２６の内面１０および外面１４は、第１の方向に関しては発光素子２の出射光の配光特性に影響を与えない。一方、光束制御部材本体部２６の内面１０および外面１４は、第２の方向では曲率を有している。したがって、光束制御部材本体部２６の内面１０は、第２の方向に関しては、発光素子２からの光の反射方向を制御することで、発光素子２の出射光の配光特性を所望の配光特性に変化させることができる。
【００５０】
光束制御部材本体部２６の内面１０は、支持部２７が形成されている部分を除き、実施の形態１の光束制御部材３の蓋部８と同様に、透過反射膜１３が形成されている。光束制御部材本体部２６の外面１４は、内面１０と裏表の関係であり、実施の形態１の光束制御部材３の蓋部８の外面１４と同様に形成されている。
【００５１】
図１７Ａに示されるように、実施の形態３の照明装置１は、断面がＤ字状のカバー２１の開口端２２が基板４の外周端に固定され、カバー２１と基板４とで挟まれた空間内に複数の発光素子２および光束制御部材３が収容されている。
【００５２】
図１９〜２２は、実施の形態３の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図１９は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図２０は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図２１は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図２２は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。
【００５３】
図１９〜２２の曲線Ｂに示されるように、実施の形態３の照明装置１は、実施の形態１の照明装置１の配光特性（図６〜９参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１の照明装置１と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
（実施の形態４）
図２３Ａは、実施の形態４の照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図２３Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。図２４Ａは、実施の形態４の光束制御部材３の底面図であり、図２４Ｂは、実施の形態４の光束制御部材３の平面図である。図２４Ｃは、図２４Ｂに示されるＨ−Ｈ線の断面図（第２の方向の断面図；図２３Ａに対応）であり、図２４Ｄは、図２４Ｂに示されるＩ−Ｉ線の断面図（第１の方向の断面図）である。なお、図２〜４に示される実施の形態１の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
図２３Ａおよび図２４に示されるように、光束制御部材３は、実施の形態１の光束制御部材３を中心線Ｌ１で半分に分割した形状をしている（図３Ａ参照）。蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向では曲率を有していない。すなわち、蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向に関しては発光素子２の出射光の配光特性に影響を与えない。一方、蓋部８の内面１０および外面１４は、第２の方向では曲率を有している。したがって、蓋部８の内面１０は、第２の方向に関しては、発光素子２からの光の反射方向を制御することで、発光素子２の出射光の配光特性を所望の配光特性に変化させることができる。
【００５６】
分割面と基板４との間には、支持部２７が設けられている。光束制御部材３の支持部２７は、四角柱形状であり、蓋部８を基板４上に支えている。光束制御部材３の支持部２７の先端面（下端面）２７ａは、基板４に固定されている（例えば、接着、螺着、圧入など）。
【００５７】
図２５〜２８は、実施の形態４の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図２５は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図２６は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図２７は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図２８は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。
【００５８】
図２５〜２８の曲線Ｂに示されるように、実施の形態４の照明装置１は、側壁部６側からのみ後方への光を出射する偏向配光を実現することができる。
【００５９】
（実施の形態５）
図２９は、実施の形態５の照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。実施の形態５の照明装置１は、支持部２７の内面をミラー面２８にした点以外は、実施の形態４の照明装置１と同じである。図２３，２４に示される実施の形態４の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
図２９に示されるように、光束制御部材３は、支持部２７の内面がミラー面２８となっている（図２３Ａ参照）。したがって、発光素子２から支持部２７側に出射された光は、ミラー面２８において側壁部６または蓋部８方向に反射される。
【００６１】
図３０〜３３は、実施の形態５の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図３０は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図３１は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図３２は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図３３は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。
【００６２】
図３０〜３３の曲線Ｂに示されるように、実施の形態５の照明装置１は、実施の形態４の照明装置１に比べてより偏向した配光を実現することができる。
【００６３】
（実施の形態６）
［照明装置の構成］
図３４は、本発明の実施の形態６の照明装置１の斜視図である。
【００６４】
図３４に示されるように、照明装置１は、発光素子２、光束制御部材３および基板４を有する。実施の形態６の説明では、円環状の基板４の円周方向を第１の方向といい、円環状の基板４の径方向を第２の方向という。第１の方向および第２の方向は、互いに直交している。
【００６５】
図３５Ａは、照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図３５Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。
【００６６】
照明装置１は、環形蛍光灯に代えて使用されるものである。図３５Ａおよび図３５Ｂに示されるように、照明装置１は、第１の方向（円周方向）に沿って１列に配置された複数の発光素子２からの光を光束制御部材３を介して出射する。光束制御部材３の一端５は、複数の発光素子２が実装された基板４上に接着剤で固定されている。光束制御部材３の中心線Ｌ１（図３５Ａおよび図３６Ａ参照）は、各発光素子２の中心を結ぶ曲線Ｌ２（図３５Ｂ参照）上に位置する。
【００６７】
［光束制御部材の構成］
図３６Ａは、光束制御部材３の平面図であり、図３６Ｂは、図３６Ａに示されるＪ−Ｊ線の断面図（第２の方向の断面図；図３５Ａに対応）であり、図３６Ｃは、光束制御部材３の底面図である。
【００６８】
図３６Ａ〜Ｃに示されるように、光束制御部材３は、実施の形態１の光束制御部材３の長軸方向の端部を互いに接続して円環状にした形状をしている。蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向（円周方向）では曲率を有していない。すなわち、蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向（円周方向）に関しては発光素子２の出射光の配光特性に影響を与えない。一方、蓋部８の内面１０および外面１４は、第２の方向（径方向）では曲率を有している。したがって、蓋部８の内面１０は、第２の方向（径方向）に関しては、発光素子２からの光の反射方向を制御することで、発光素子２の出射光の配光特性を所望の配光特性に変化させることができる。
【００６９】
図３７〜４０は、実施の形態６の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図３７は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図３８は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図３９は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図４０は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。
【００７０】
図３７〜４０に示されるように、実施の形態６の照明装置１は、実施の形態１の照明装置１の配光特性（図６〜９参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１の照明装置１と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
（実施の形態７）
［照明装置の構成］
図４１Ａは、実施の形態７の照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図４１Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。
【００７２】
図４１Ａ，Ｂに示されるように、照明装置１は、発光素子２、光束制御部材３および基板４を有する。実施の形態７の説明では、円形状の基板４の円周方向を第１の方向といい、円形状の基板４の径方向を第２の方向という。第１の方向および第２の方向は、互いに直交している。
【００７３】
照明装置１は、環形蛍光灯に代えて使用されるものである。図４１Ａおよび図４１Ｂに示されるように、照明装置１は、第１の方向（円周方向）に沿って１列に配置された複数の発光素子２からの光を光束制御部材３を介して出射する。光束制御部材３の一端５は、複数の発光素子２が実装された基板４上に接着剤で固定されている。
【００７４】
［光束制御部材の構成］
図４２Ａは、光束制御部材３の平面図であり、図４２Ｂは、図４２Ａに示されるＫ−Ｋ線の断面図（第２の方向の断面図；図４１Ａに対応）であり、図４２Ｃは、光束制御部材３の底面図である。
【００７５】
図４２Ａ〜Ｃに示されるように、光束制御部材３は、実施の形態５の光束制御部材３の長軸方向の端部を互いに接続して円環状にした形状をしている。蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向（円周方向）では曲率を有していない。すなわち、蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向（円周方向）に関しては発光素子２の出射光の配光特性に影響を与えない。一方、蓋部８の内面１０および外面１４は、第２の方向（径方向）では曲率を有している。したがって、蓋部８の内面１０は、第２の方向（径方向）に関しては、発光素子２からの光の反射方向を制御することで、発光素子２の出射光の配光特性を所望の配光特性に変化させることができる。
【００７６】
図４３〜４６は、実施の形態７の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図４３は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図４４は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図４５は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図４６は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。
【００７７】
図４３〜４６に示されるように、実施の形態７の照明装置１は、実施の形態１の照明装置１の配光特性（図６〜９参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１の照明装置１と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
（変形例）
上記各実施の形態では、光束制御部材３の内面１０に透過反射膜１３が形成されている。しかしながら、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、光束制御部材３の外面１４に透過反射膜１３を形成してもよい。すなわち、本発明の光束制御部材３の透過反射膜１３は、発光素子２の出射光の一部の出射光と交わる面（内面１０または外面１４のいずれか）に形成されることで、所望の配光特性を得ることができる。ただし、反射光の光路における界面を少なくして光ロスを抑えるためには、光束制御部材本体部の内面１０に透過反射膜１３を形成した方が好ましい。内面１０に形成された透過反射膜１３は、光束制御部材３の取扱いなどによる傷付きおよび剥離を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の光束制御部材およびこの光束制御部材を含む照明装置は、光束制御部材の透過反射膜の反射率を所望の配光特性になるように決定すれば、蛍光灯に代えて使用する場合に限られず、シャンデリアの一部や間接照明装置などとしても広く使用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１ 照明装置
２ 発光素子（例えば、ＬＥＤ）
３ 光束制御部材
４ 基板
５ 一端
６ 側壁部
７ 他端
８ 蓋部
１０ 内面
１１ 中心部
１２ 外周部
１３ 透過反射膜
１４ 外面
１７ 内面（内周面）
１８ 外面（外周面）
２１ カバー
２２ 開口端
２７ 支持部
２７ａ 先端面（下端面）
２８ ミラー面
１００ ＬＥＤ
１０１ 光方向変換素子
１０２ Ｂ面
１０３ Ｅ面
１０４ Ｄ面
１０５ Ｃ面
Ｌ 光軸（光束の中心）
Ｌ１ 中心線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材に関する。また、本発明は、前記光束制御部材を有する照明装置であって、蛍光灯に代えて使用できる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーや環境保全の観点から、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とする照明装置（例えばＬＥＤ電球やＬＥＤ蛍光灯など）が、白熱電球または蛍光灯に代わるものとして使用されている。
【０００３】
しかしながら、従来のＬＥＤを光源とする照明装置は、前方方向のみに光を出射し、白熱電球または蛍光灯のように全方位に光を出射することができない。このため、従来の照明装置は、白熱電球または蛍光灯のように天井や壁面からの反射光を利用して室内を広範囲に照明することができない。
【０００４】
このような従来のＬＥＤを光源とする照明装置の配光特性を白熱電球または蛍光灯の配光特性に近づけるため、ＬＥＤからの出射光の進行方向を光束制御部材で制御することが提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００５】
図１は、特許文献１に記載の光方向変換素子（光束制御部材）の構成を示す図である。図１Ａは、光方向変換素子の平面図であり、図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ線の断面図である。これらの図に示されるように、光方向変換素子１０１は、ＬＥＤ１００からの光をＢ面（回転放物面）１０２およびＥ面（面取り状の傾斜面）１０３で反射させ、Ｂ面１０２およびＥ面１０３で反射した光をＤ面１０４（ＬＥＤ１００が実装された基板表面）で更に反射させ、Ｄ面１０４で反射した光をＢ面１０２から出射する。また、光方向変換素子１０１は、Ｂ面１０２で反射してＣ面１０５に到達した光を外部の斜め後方（下方）へ向けて出射する。
【０００６】
このような光方向変換素子１０１でＬＥＤ１００の光の進行方向を制御することにより、上方向（前方方向）および水平方向（前方方向に直交する方向）への出射光を得ることができる。したがって、従来のＬＥＤを光源とする照明装置に光方向変換素子１０１を適用すれば、その配光特性を白熱電球または蛍光灯の配光特性に近づけることが可能になると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２１６５４０号公報
【特許文献２】特開２００７−０３４３０７号公報
【特許文献３】特開２００７−０４８８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１に示される光方向変換素子１０１では、ＬＥＤ１００からの光のうち、Ｂ面１０２に対して全反射条件を満たす光がＢ面１０２で反射され、Ｂ面１０２に対して全反射条件を満たさない光はＢ面１０２を透過する。したがって、図１に示される光方向変換素子１０１を使用した場合、Ｂ面１０２に対して全反射条件を満たさない光は、Ｂ面１０２を透過する際に色分離してしまう。その結果、色むらが生じてしまい、照明品質が低下してしまう。特に、ＬＥＤ１００の発光面積が点光源とみなせない程度に大きい場合、Ｂ面１０２に対して全反射条件を満たさない光の比率が多くなり、出射光の色むらがより一層生じやすくなる。
【０００９】
そこで、本発明は、色むらに起因する照明品質の低下を招くことなく、配光特性を蛍光灯に近づけることができる光束制御部材、およびこの光束制御部材を有する照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の光束制御部材は、基板上に第１の方向に沿って１列または複数列に実装された複数の発光素子に対して空気層を介して配置される光束制御部材であって、前記発光素子の出射光と交わる面は、前記第１の方向では曲率を有しておらず、かつ前記第１の方向に直交する第２の方向では曲率を有しており、前記発光素子の出射光のうち一部の出射光と交わる面に、透過反射膜が形成され、前記透過反射膜は、前記一部の出射光のうち更に一部を反射し、前記一部の出射光の残部を透過する、構成を採る。
【００１１】
本発明の光束制御部材は、基板上に第１の方向に沿って１列または複数列に実装された複数の発光素子に対して空気層を介して配置され、前記発光素子の光軸と交わるように形成される蓋部と、前記第１の方向に直交する第２の方向において、前記蓋部の外縁から前記基板側へ延びる側壁部と、を有する光束制御部材であって、前記蓋部の内面は、前記第１の方向では曲率を有しておらず、かつ前記第１の方向に直交する第２の方向では曲率を有しており、前記蓋部の内面は、前記第１の方向に直交する断面において、外周部よりも中心部の方が前記発光素子寄りに位置する凹面であり、前記蓋部の内面は、透過反射膜で覆われており、前記透過反射膜は、前記発光素子からの光の一部を前記側壁部に向けて反射し、前記発光素子からの光の残部を透過し、前記蓋部の外面は、前記透過反射膜を透過して入射した光を蓋部の外方へ出射し、前記側壁部は、前記透過反射膜で反射されて前記側壁部の内面に到達した光および前記発光素子から前記側壁部の内面に直接到達した光を前記側壁部の外面から外方へ出射する、構成を採る。
【００１２】
本発明の照明装置は、複数の発光素子が１列または複数列に実装された基板と、前記基板上に固定されて前記発光素子からの光を出射する上記光束制御部材と、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光束制御部材は、発光素子からの光の一部を透過反射膜で反射するようになっており、発光素子からの光を全反射によって反射するものではないため、出射光に色むらが生じるのを防止しつつ、蓋部および側壁部から広範囲に光を出射することができる。
【００１４】
本発明の照明装置は、照明光の配光特性を蛍光灯の配光特性に近づけることができる。また、本発明の照明装置は、色むらがない高品質の照明光を出射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１Ａは、従来の光束制御部材（光方向変換素子）の平面図である。図１Ｂは、図１Ａに示されるＡ−Ａ線の断面図である。
【図２】図２Ａは、実施の形態１の照明装置の外観斜視図である。図２Ｂは、実施の形態１の照明装置の透視斜視図である。
【図３】図３Ａは、実施の形態１の照明装置の第２の方向の断面図である。図３Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。
【図４】図４Ａは、実施の形態１の照明装置の光束制御部材の底面図であり、図４Ｂは、実施の形態１の照明装置の光束制御部材の平面図である。図４Ｃは、図４Ｂに示されるＢ−Ｂ線の断面図であり、図４Ｄは、図４Ｂに示されるＣ−Ｃ線の断面図である。
【図５】図５Ａは、光束制御部材の透過反射膜の光反射機能を説明するための模式図である。図５Ｂは、光束制御部材の透過反射膜の光透過機能を説明するための模式図である。
【図６】透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態１の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図７】透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態１の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図８】透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態１の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図９】透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態１の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図１０】照明装置の配光特性の測定方法を説明するための図である。
【図１１】図１１Ａは、実施の形態２の照明装置の第２の方向の断面図である。図１１Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。
【図１２】図１２Ａは、実施の形態２の照明装置の光束制御部材の底面図であり、図１２Ｂは、実施の形態２の照明装置の光束制御部材の平面図である。図１２Ｃは、図１２Ｂに示されるＤ−Ｄ線の断面図であり、図１２Ｄは、図１２Ｂに示されるＥ−Ｅ線の断面図である。
【図１３】透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態２の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図１４】透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態２の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図１５】透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態２の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図１６】透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態２の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図１７】図１７Ａは、実施の形態３の照明装置の第２の方向の断面図である。図１７Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。
【図１８】図１８Ａは、実施の形態３の照明装置の光束制御部材の底面図であり、図１８Ｂは、実施の形態３の照明装置の光束制御部材の平面図である。図１８Ｃは、図１８Ｂに示されるＦ−Ｆ線の断面図であり、図１８Ｄは、図１８Ｂに示されるＧ−Ｇ線の断面図である。
【図１９】透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態３の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図２０】透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態３の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図２１】透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態３の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図２２】透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態３の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図２３】図２３Ａは、実施の形態４の照明装置の第２の方向の断面図である。図２３Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。
【図２４】図２４Ａは、実施の形態４の照明装置の光束制御部材の底面図であり、図２４Ｂは、実施の形態４の照明装置の光束制御部材の平面図である。図２４Ｃは、図２４Ｂに示されるＨ−Ｈ線の断面図であり、図２４Ｄは、図２４Ｂに示されるＩ−Ｉ線の断面図である。
【図２５】透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態４の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図２６】透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態４の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図２７】透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態４の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図２８】透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態４の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図２９】実施の形態５の照明装置の第２の方向の断面図である。
【図３０】透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態５の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図３１】透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態５の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図３２】透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態５の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図３３】透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態５の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図３４】実施の形態６の照明装置の斜視図である。
【図３５】図３５Ａは、実施の形態６の照明装置の第２の方向の断面図である。図３５Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。
【図３６】図３６Ａは、実施の形態６の照明装置の光束制御部材の平面図であり、図３６Ｂは、図３６Ａに示されるＪ−Ｊ線の断面図であり、図３６Ｃは、実施の形態６の照明装置の光束制御部材の底面図である。
【図３７】透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態６の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図３８】透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態６の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図３９】透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態６の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図４０】透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態６の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図４１】図４１Ａは、実施の形態７の照明装置の第２の方向の断面図である。図４１Ｂは、複数の発光素子が実装された基板の平面図である。
【図４２】図４２Ａは、実施の形態７の照明装置の光束制御部材の平面図であり、図４２Ｂは、図４２Ａに示されるＫ−Ｋ線の断面図であり、図４２Ｃは、実施の形態７の照明装置の光束制御部材の底面図である。
【図４３】透過反射膜の光反射率が５０％の場合の実施の形態７の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図４４】透過反射膜の光反射率が６０％の場合の実施の形態７の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図４５】透過反射膜の光反射率が７０％の場合の実施の形態７の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【図４６】透過反射膜の光反射率が８０％の場合の実施の形態７の照明装置の配光特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
［照明装置の構成］
図２Ａは、本発明の実施の形態１の照明装置１の外観斜視図である。図２Ｂは、照明装置１の透視斜視図である。照明装置１は、直管形蛍光灯に代えて使用されうる。
【００１８】
図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、照明装置１は、発光素子２、光束制御部材３および基板４を有する。実施の形態１〜５の説明では、基板４の長軸方向を第１の方向といい、基板４の短軸方向を第２の方向という。第１の方向および第２の方向は、互いに直交している。
【００１９】
図３Ａは、照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図３Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。
【００２０】
図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、照明装置１は、第１の方向に沿って１列に配置された複数の発光素子２（例えば、ＬＥＤ又は封止部材によって封止されたＬＥＤ）からの光を光束制御部材３を介して出射する。光束制御部材３の一端５は、複数の発光素子２が実装された基板４上に接着剤で固定されている。光束制御部材３の中心線Ｌ１（図３Ａおよび図４Ａ参照）は、各発光素子２の中心を結ぶ直線Ｌ２（図３Ｂ参照）上に位置する。
【００２１】
［光束制御部材の構成］
図４Ａは、光束制御部材３の底面図であり、図４Ｂは、光束制御部材３の平面図である。図４Ｃは、図４Ｂに示されるＢ−Ｂ線の断面図（第２の方向の断面図；図３Ａに対応）であり、図４Ｄは、図４Ｂに示されるＣ−Ｃ線の断面図（第１の方向の断面図）である。
【００２２】
光束制御部材３は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの透明樹脂材料や透明なガラスで形成されている。
【００２３】
光束制御部材３は、平面形状が長方形となるように形成されている。光束制御部材３は、基板４上に一端５が固定される２つの側壁部（支持部）６と、側壁部６の他端７に固定される蓋部（光束制御部材本体部）８とを有している（図３Ａ参照）。蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向では曲率を有していない。すなわち、蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向に関しては発光素子２の出射光の配光特性に影響を与えない。一方、蓋部８の内面１０および外面１４は、第２の方向では曲率を有している。したがって、蓋部８の内面１０は、第２の方向に関しては、発光素子２からの光の反射方向を制御することで、発光素子２の出射光の配光特性を所望の配光特性に変化させることができる。
【００２４】
図３Ａに示されるように、蓋部８の内面１０は、中心線Ｌ１上に位置する中心部１１が第２の方向の外周部１２よりも側壁部６の一端５側に位置する凹面（非球面）である。したがって、光束制御部材３が基板４上に固定されると、中心部１１が外周部１２よりも発光素子２に近い位置に配置される。蓋部８の内面１０の形状は、蓋部８の中心部１１から外周部１２（半径方向外方）に向かうにしたがって傾斜が緩やかになる曲面形状である。また、蓋部８の内面１０の形状は、中心部１１と外周部１２の間であって、かつ外周部１２に近い位置に傾斜角度が零となる点が生じる非球面形状である。蓋部８の内面１０には、その表面上にＴｉＯ２およびＳｉＯ２の層を重ねて蒸着してなる透過反射膜１３が形成されている。蓋部８の内面１０は、全域が透過反射膜１３で覆われている。透過反射膜１３は、発光素子２からの光の一部を側壁部６側へ向けて反射し、発光素子２からの光の残部を蓋部８の内部に入射させる（図５参照）。なお、透過反射膜１３の膜厚は、要求される光反射率に応じて調整される。透過反射膜１３の膜厚が厚いほど、光反射率が高くなる。
【００２５】
蓋部８の外面１４は、内面１０と裏表の関係であって、蓋部８の中心線Ｌ１に沿った厚みが中心部１１から外周部１２まで同一寸法となるように形成されている。蓋部８の外面１４は、透過反射膜１３を透過して蓋部８の内部に入射した光を外部に広く出射する（図５Ｂ参照）。
【００２６】
２つの側壁部６は、一端５間の間隔が他端７間の間隔よりも小さくなるように対向して配置されている。側壁部６の厚みは、一端５から他端７まで同一である。側壁部６は、発光素子２から出射された光のうちで蓋部８の透過反射膜１３によって反射された後に到達する光、および発光素子２から出射された光のうちで直接到達した光を外部に広く出射する（図５Ａ参照）。
【００２７】
図６〜９は、照明装置１の配光特性を示すグラフである。図６は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図７は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図８は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図９は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。
【００２８】
これらの配光特性は、以下の手順で測定した。図１０に示されるように、基板４の中央１５（図３Ｂ参照）から直交方向に所定距離離れた位置（基準位置０°）に照度計１６を配置した。照度計１６を基板４の中央１５を回転中心として、右回り方向（＋θ方向）に５°間隔で１８０°回転させて照度を測定し、左回り方向（−θ方向）に５°間隔で１８０°回転させて照度を測定した。測定した照度のうちの最高照度を１とした場合の相対照度（無次元値）を曲線で滑らかに結んで、図６〜９のグラフを作成した。各照明装置１について、第１の方向および第２の方向の２つの方向で配光特性を測定した。図６〜１０において、第１の方向（長軸方向）の測定結果を曲線Ａで示し、第２の方向（単軸方向）の測定結果を曲線Ｂで示す。
【００２９】
図６〜９の曲線Ｂに示されるように、光束制御部材３の蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３の反射率が大きくなるにしたがって、水平方向（±９０°方向）および後方方向（＋９０°＜θ＜＋１８０°，−９０°＜θ＜−１８０°）の照度が増加する。また、図６，７に示される配光特性は、前方方向（θ＝０°）の照度が最も大きくなっている。これに対し、図８，９に示す配光特性は、前方方向（θ＝０°）の照度よりも水平方向（±９０°方向）の照度の方が大きくなっており、図６，７の配光特性で示される照度バランスと異なっている。
【００３０】
このように、光束制御部材３の蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３の反射率に応じて照明装置１の配光特性が異なる。このため、照明装置１の使用形態に応じて透過反射膜１３の反射率が選択され、そのような反射率となるように透過反射膜１３が光束制御部材３の蓋部８の内面１０に蒸着される。
【００３１】
ここで、実施の形態１の光束制御部材３を有する照明装置１は、光束制御部材３の透過反射膜１３の反射率が６０％の場合、その配光特性（図７に示す配光特性）が蛍光灯の配光特性に最も近くなる。したがって、実施の形態１の光束制御部材３を有する照明装置１は、蛍光灯に代えて室内照明に使用する場合、光束制御部材３の透過反射膜１３の反射率を６０％とするのが好ましい。
【００３２】
［効果］
実施の形態１の光束制御部材３は、蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３によって発光素子２からの光の一部を反射すると共に、蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３によって発光素子２からの光の残部（透過反射膜１３で反射されなかった光）を蓋部８の外面１４から出射させるようになっている。このように、実施の形態１の光束制御部材３は、発光素子２からの光を蓋部８における全反射によって反射するようになっていないため、蓋部８から出射する光が色分離を生じることがなく、色むらに起因する照明品質の低下を招くことがない。
【００３３】
実施の形態１の照明装置１は、蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３によって反射されて側壁部６の内面１７に到達した発光素子２からの光、および発光素子２から側壁部６の内面１７に直接到達した光を側壁部６の外面１８から出射する。また、実施の形態１の照明装置１は、蓋部８の内面１０に形成した透過反射膜１３を透過して蓋部８内に入射した発光素子２からの光を蓋部８の外面１４から出射する。このように、実施形態１の光束制御部材３は、前方方向のみならず、水平方向および後方方向にも十分に配光することができ、配光特性を蛍光灯に近づけることができる。
【００３４】
実施の形態１の照明装置１は、色むらに起因する照明品質の低下を生じることがなく、蛍光灯に代えて室内照明などに使用されうる。また、実施の形態１の照明装置１は、蛍光灯よりも消費電力を少なくすることができると共に、蛍光灯よりも長期間使用することができる。
【００３５】
なお、光束制御部材３の側壁部６の外面１８および／または蓋部８の外面１４を光拡散面（粗面処理などの光拡散化処理を施した面）としてもよい。このようにすることで、側壁部６および／または蓋部８から出射する光を広く拡散させることができる。
【００３６】
また、光束制御部材３を光拡散能を有する材料によって形成してもよい。このようにすることで、光束制御部材３の内部で光を散乱させて、側壁部６および蓋部８から出射する光を広く拡散させることができる。
【００３７】
また、透過反射膜１３は、蒸着以外の方法で形成されていてもよい。たとえば、予めフィルム状に作成した透過反射膜１３を、蓋部８の内面１０に貼着してもよい。
【００３８】
また、透過反射膜１３は、ＴｉＯ２およびＳｉＯ２の多層膜でなくてもよい。たとえば、透過反射膜１３は、ＺｎＯ２およびＳｉＯ２の多層膜や、Ｔａ２Ｏ２およびＳｉＯ２の多層膜などの誘電体多層膜であってもよい。また、透過反射膜１３は、必要な透過光量が得られる、アルミニウム（Ａｌ）などの金属薄膜であってもよい。
【００３９】
また、透過反射膜１３の光反射率を、透過反射膜１３の膜厚の調整以外の手段で調整してもよい。たとえば、反射領域をドット状や網目状などのパターンで形成し、透過領域と反射領域との面積比を調整することによって所望の光反射率を得るようにしてもよい。さらに、この反射領域の光反射率を膜厚によって調整してもよい。
【００４０】
また、光束制御部材３の基板４への固定方法は、接着剤による固定に限定されない。たとえば、光束制御部材３および基板４をケースなどの他の部材を介して固定してもよい。また、光束制御部材３および基板４を溶着やねじ止め機構などにより固定してもよい。
【００４１】
また、光束制御部材３の蓋部８の内面１０の一部を傾斜面または平面としてもよい。
【００４２】
（実施の形態２）
図１１Ａは、実施の形態２の照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図１１Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。図１２Ａは、実施の形態２の光束制御部材３の底面図であり、図１２Ｂは、実施の形態２の光束制御部材３の平面図である。図１２Ｃは、図１２Ｂに示されるＤ−Ｄ線の断面図（第２の方向の断面図；図１２Ａに対応）であり、図１２Ｄは、図１２Ｂに示されるＥ−Ｅ線の断面図（第１の方向の断面図）である。なお、図２〜４に示される実施の形態１の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
図１１Ａ，Ｂに示されるように、実施の形態２の照明装置１は、第１の方向に沿って２列に配置された複数の発光素子２からの光を光束制御部材３を介して出射する。光束制御部材３の中心線Ｌ１（図１１Ａおよび図１２Ａ参照）は、並列に配置されている２つの発光素子２の中心を結ぶ直線Ｌ２（図１１Ｂ参照）上に位置する。光束制御部材３は、実施の形態１の光束制御部材３と同一である。
【００４４】
図１３〜１６は、実施の形態２の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図１３は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図１４は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図１５は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図１６は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。
【００４５】
図１３〜１６の曲線Ｂに示されるように、実施の形態２の照明装置１は、実施の形態１の照明装置１の配光特性（図６〜９参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１の照明装置１と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
（実施の形態３）
図１７Ａは、実施の形態３の照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図１７Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。図１８Ａは、実施の形態３の光束制御部材３の底面図であり、図１８Ｂは、実施の形態３の光束制御部材３の平面図である。図１８Ｃは、図１８Ｂに示されるＦ−Ｆ線の断面図（第２の方向の断面図；図１７Ａに対応）であり、図１８Ｄは、図１８Ｂに示されるＧ−Ｇ線の断面図（第１の方向の断面図）である。なお、図２〜４に示される実施の形態１の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
図１７Ａおよび図１８に示されるように、光束制御部材３は、光束制御部材本体部２６と、光束制御部材本体部２６の内面１０（発光素子２に対向する内面１０）の中央から下方へ向かって延びる支持部２７とを有する。そして、実施の形態３の光束制御部材３は、実施の形態１の光束制御部材３の側壁部６に対応する構成を有していない（図３Ａ，図１７Ａ参照）。
【００４８】
図１７Ａおよび図１８に示されるように、光束制御部材３の支持部２７は、四角柱形状であり、光束制御部材本体部２６を基板４上に支えている。光束制御部材３の支持部２７の先端面（下端面）２７ａは、基板４に固定されている（例えば、接着、螺着、圧入など）。光束制御部材３の中心線Ｌ１（図１７Ａおよび図１８Ａ参照）は、並列に配置されている２つの発光素子２の中心を結ぶ直線Ｌ２（図１７Ｂ参照）上に位置する。
【００４９】
光束制御部材本体部２６は、内面１０の中央に支持部２７が一体として形成されている点を除き、実施の形態１の光束制御部材３の蓋部８の形状と同様の形状である（図３Ａおよび図１７Ａ参照）。光束制御部材本体部２６の内面１０および外面１４は、第１の方向では曲率を有していない。すなわち、光束制御部材本体部２６の内面１０および外面１４は、第１の方向に関しては発光素子２の出射光の配光特性に影響を与えない。一方、光束制御部材本体部２６の内面１０および外面１４は、第２の方向では曲率を有している。したがって、光束制御部材本体部２６の内面１０は、第２の方向に関しては、発光素子２からの光の反射方向を制御することで、発光素子２の出射光の配光特性を所望の配光特性に変化させることができる。
【００５０】
光束制御部材本体部２６の内面１０は、支持部２７が形成されている部分を除き、実施の形態１の光束制御部材３の蓋部８と同様に、透過反射膜１３が形成されている。光束制御部材本体部２６の外面１４は、内面１０と裏表の関係であり、実施の形態１の光束制御部材３の蓋部８の外面１４と同様に形成されている。
【００５１】
図１７Ａに示されるように、実施の形態３の照明装置１は、断面がＤ字状のカバー２１の開口端２２が基板４の外周端に固定され、カバー２１と基板４とで挟まれた空間内に複数の発光素子２および光束制御部材３が収容されている。
【００５２】
図１９〜２２は、実施の形態３の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図１９は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図２０は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図２１は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図２２は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。
【００５３】
図１９〜２２の曲線Ｂに示されるように、実施の形態３の照明装置１は、実施の形態１の照明装置１の配光特性（図６〜９参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１の照明装置１と同様の効果を得ることができる。
【００５４】
（実施の形態４）
図２３Ａは、実施の形態４の照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図２３Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。図２４Ａは、実施の形態４の光束制御部材３の底面図であり、図２４Ｂは、実施の形態４の光束制御部材３の平面図である。図２４Ｃは、図２４Ｂに示されるＨ−Ｈ線の断面図（第２の方向の断面図；図２３Ａに対応）であり、図２４Ｄは、図２４Ｂに示されるＩ−Ｉ線の断面図（第１の方向の断面図）である。なお、図２〜４に示される実施の形態１の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
図２３Ａおよび図２４に示されるように、光束制御部材３は、実施の形態１の光束制御部材３を中心線Ｌ１で半分に分割した形状をしている（図３Ａ参照）。蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向では曲率を有していない。すなわち、蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向に関しては発光素子２の出射光の配光特性に影響を与えない。一方、蓋部８の内面１０および外面１４は、第２の方向では曲率を有している。したがって、蓋部８の内面１０は、第２の方向に関しては、発光素子２からの光の反射方向を制御することで、発光素子２の出射光の配光特性を所望の配光特性に変化させることができる。
【００５６】
分割面と基板４との間には、支持部２７が設けられている。光束制御部材３の支持部２７は、四角柱形状であり、蓋部８を基板４上に支えている。光束制御部材３の支持部２７の先端面（下端面）２７ａは、基板４に固定されている（例えば、接着、螺着、圧入など）。
【００５７】
図２５〜２８は、実施の形態４の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図２５は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図２６は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図２７は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図２８は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。
【００５８】
図２５〜２８の曲線Ｂに示されるように、実施の形態４の照明装置１は、側壁部６側からのみ後方への光を出射する偏向配光を実現することができる。
【００５９】
（実施の形態５）
図２９は、実施の形態５の照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。実施の形態５の照明装置１は、支持部２７の内面をミラー面２８にした点以外は、実施の形態４の照明装置１と同じである。図２３，２４に示される実施の形態４の照明装置１および光束制御部材３と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
図２９に示されるように、光束制御部材３は、支持部２７の内面がミラー面２８となっている（図２３Ａ参照）。したがって、発光素子２から支持部２７側に出射された光は、ミラー面２８において側壁部６または蓋部８方向に反射される。
【００６１】
図３０〜３３は、実施の形態５の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図３０は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図３１は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図３２は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図３３は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。
【００６２】
図３０〜３３の曲線Ｂに示されるように、実施の形態５の照明装置１は、実施の形態４の照明装置１に比べてより偏向した配光を実現することができる。
【００６３】
（実施の形態６）
［照明装置の構成］
図３４は、本発明の実施の形態６の照明装置１の斜視図である。
【００６４】
図３４に示されるように、照明装置１は、発光素子２、光束制御部材３および基板４を有する。実施の形態６の説明では、円環状の基板４の円周方向を第１の方向といい、円環状の基板４の径方向を第２の方向という。第１の方向および第２の方向は、互いに直交している。
【００６５】
図３５Ａは、照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図３５Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。
【００６６】
照明装置１は、環形蛍光灯に代えて使用されるものである。図３５Ａおよび図３５Ｂに示されるように、照明装置１は、第１の方向（円周方向）に沿って１列に配置された複数の発光素子２からの光を光束制御部材３を介して出射する。光束制御部材３の一端５は、複数の発光素子２が実装された基板４上に接着剤で固定されている。光束制御部材３の中心線Ｌ１（図３５Ａおよび図３６Ａ参照）は、各発光素子２の中心を結ぶ曲線Ｌ２（図３５Ｂ参照）上に位置する。
【００６７】
［光束制御部材の構成］
図３６Ａは、光束制御部材３の平面図であり、図３６Ｂは、図３６Ａに示されるＪ−Ｊ線の断面図（第２の方向の断面図；図３５Ａに対応）であり、図３６Ｃは、光束制御部材３の底面図である。
【００６８】
図３６Ａ〜Ｃに示されるように、光束制御部材３は、実施の形態１の光束制御部材３の長軸方向の端部を互いに接続して円環状にした形状をしている。蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向（円周方向）では曲率を有していない。すなわち、蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向（円周方向）に関しては発光素子２の出射光の配光特性に影響を与えない。一方、蓋部８の内面１０および外面１４は、第２の方向（径方向）では曲率を有している。したがって、蓋部８の内面１０は、第２の方向（径方向）に関しては、発光素子２からの光の反射方向を制御することで、発光素子２の出射光の配光特性を所望の配光特性に変化させることができる。
【００６９】
図３７〜４０は、実施の形態６の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図３７は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図３８は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図３９は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図４０は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。
【００７０】
図３７〜４０に示されるように、実施の形態６の照明装置１は、実施の形態１の照明装置１の配光特性（図６〜９参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１の照明装置１と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
（実施の形態７）
［照明装置の構成］
図４１Ａは、実施の形態７の照明装置１の第２の方向の断面図（横断面）である。図４１Ｂは、複数の発光素子２が実装された基板４の平面図である。
【００７２】
図４１Ａ，Ｂに示されるように、照明装置１は、発光素子２、光束制御部材３および基板４を有する。実施の形態７の説明では、円形状の基板４の円周方向を第１の方向といい、円形状の基板４の径方向を第２の方向という。第１の方向および第２の方向は、互いに直交している。
【００７３】
照明装置１は、環形蛍光灯に代えて使用されるものである。図４１Ａおよび図４１Ｂに示されるように、照明装置１は、第１の方向（円周方向）に沿って１列に配置された複数の発光素子２からの光を光束制御部材３を介して出射する。光束制御部材３の一端５は、複数の発光素子２が実装された基板４上に接着剤で固定されている。
【００７４】
［光束制御部材の構成］
図４２Ａは、光束制御部材３の平面図であり、図４２Ｂは、図４２Ａに示されるＫ−Ｋ線の断面図（第２の方向の断面図；図４１Ａに対応）であり、図４２Ｃは、光束制御部材３の底面図である。
【００７５】
図４２Ａ〜Ｃに示されるように、光束制御部材３は、実施の形態５の光束制御部材３の長軸方向の端部を互いに接続して円環状にした形状をしている。蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向（円周方向）では曲率を有していない。すなわち、蓋部８の内面１０および外面１４は、第１の方向（円周方向）に関しては発光素子２の出射光の配光特性に影響を与えない。一方、蓋部８の内面１０および外面１４は、第２の方向（径方向）では曲率を有している。したがって、蓋部８の内面１０は、第２の方向（径方向）に関しては、発光素子２からの光の反射方向を制御することで、発光素子２の出射光の配光特性を所望の配光特性に変化させることができる。
【００７６】
図４３〜４６は、実施の形態７の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図４３は、透過反射膜１３の光反射率が５０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。また、図４４は、透過反射膜１３の光反射率が６０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図４５は、透過反射膜１３の光反射率が７０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。図４６は、透過反射膜１３の光反射率が８０％の場合の照明装置１の配光特性を示すグラフである。
【００７７】
図４３〜４６に示されるように、実施の形態７の照明装置１は、実施の形態１の照明装置１の配光特性（図６〜９参照）とほぼ同様の配光特性になっており、実施の形態１の照明装置１と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
（変形例）
上記各実施の形態では、光束制御部材３の内面１０に透過反射膜１３が形成されている。しかしながら、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、光束制御部材３の外面１４に透過反射膜１３を形成してもよい。すなわち、本発明の光束制御部材３の透過反射膜１３は、発光素子２の出射光の一部の出射光と交わる面（内面１０または外面１４のいずれか）に形成されることで、所望の配光特性を得ることができる。ただし、反射光の光路における界面を少なくして光ロスを抑えるためには、光束制御部材本体部の内面１０に透過反射膜１３を形成した方が好ましい。内面１０に形成された透過反射膜１３は、光束制御部材３の取扱いなどによる傷付きおよび剥離を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の光束制御部材およびこの光束制御部材を含む照明装置は、光束制御部材の透過反射膜の反射率を所望の配光特性になるように決定すれば、蛍光灯に代えて使用する場合に限られず、シャンデリアの一部や間接照明装置などとしても広く使用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１ 照明装置
２ 発光素子（例えば、ＬＥＤ）
３ 光束制御部材
４ 基板
５ 一端
６ 側壁部
７ 他端
８ 蓋部
１０ 内面
１１ 中心部
１２ 外周部
１３ 透過反射膜
１４ 外面
１７ 内面（内周面）
１８ 外面（外周面）
２１ カバー
２２ 開口端
２７ 支持部
２７ａ 先端面（下端面）
２８ ミラー面
１００ ＬＥＤ
１０１ 光方向変換素子
１０２ Ｂ面
１０３ Ｅ面
１０４ Ｄ面
１０５ Ｃ面
Ｌ 光軸（光束の中心）
Ｌ１ 中心線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１の方向に沿って１列または複数列に実装された複数の発光素子に対して空気層を介して配置される光束制御部材であって、
前記発光素子の出射光と交わる面は、前記第１の方向では曲率を有しておらず、かつ前記第１の方向に直交する第２の方向では曲率を有しており、
前記発光素子の出射光のうち一部の出射光と交わる面に、透過反射膜が形成され、
前記透過反射膜は、前記一部の出射光のうち更に一部を反射し、前記一部の出射光の残部を透過する、
光束制御部材。
【請求項２】
前記透過反射膜は、前記発光素子と対向する内面に形成され、
前記内面とは裏表の関係にある外面は、前記透過反射膜を透過して内部入射した光を外方へ出射する、
請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項３】
基板上に第１の方向に沿って１列または複数列に実装された複数の発光素子に対して空気層を介して配置され、前記発光素子の光軸と交わるように形成される蓋部と、
前記第１の方向に直交する第２の方向において、前記蓋部の外縁から前記基板側へ延びる側壁部と、
を有する光束制御部材であって、
前記蓋部の内面は、前記第１の方向では曲率を有しておらず、かつ前記第１の方向に直交する第２の方向では曲率を有しており、
前記蓋部の内面は、前記第１の方向に直交する断面において、外周部よりも中心部の方が前記発光素子寄りに位置する凹面であり、
前記蓋部の内面は、透過反射膜で覆われており、
前記透過反射膜は、前記発光素子からの光の一部を前記側壁部に向けて反射し、前記発光素子からの光の残部を透過し、
前記蓋部の外面は、前記透過反射膜を透過して入射した光を蓋部の外方へ出射し、
前記側壁部は、前記透過反射膜で反射されて前記側壁部の内面に到達した光および前記発光素子から前記側壁部の内面に直接到達した光を前記側壁部の外面から外方へ出射する、
光束制御部材。
【請求項４】
前記側壁部の外面は、光拡散面である、請求項３に記載の光束制御部材。
【請求項５】
前記蓋部の外面は、光拡散面である、請求項３または４に記載の光束制御部材。
【請求項６】
前記蓋部および前記側壁部は、光散乱能を有する材料によって形成されている、請求項３〜５のいずれか一項に記載の光束制御部材。
【請求項７】
複数の発光素子が１列または複数列に実装された基板と、
前記基板上に固定されて前記発光素子からの光を出射する請求項１〜６のいずれか一項に記載の光束制御部材と、
を有する、照明装置。
【請求項１】
基板上に第１の方向に沿って１列または複数列に実装された複数の発光素子に対して空気層を介して配置される光束制御部材であって、
前記発光素子の出射光と交わる面は、前記第１の方向では曲率を有しておらず、かつ前記第１の方向に直交する第２の方向では曲率を有しており、
前記発光素子の出射光のうち一部の出射光と交わる面に、透過反射膜が形成され、
前記透過反射膜は、前記一部の出射光のうち更に一部を反射し、前記一部の出射光の残部を透過する、
光束制御部材。
【請求項２】
前記透過反射膜は、前記発光素子と対向する内面に形成され、
前記内面とは裏表の関係にある外面は、前記透過反射膜を透過して内部入射した光を外方へ出射する、
請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項３】
基板上に第１の方向に沿って１列または複数列に実装された複数の発光素子に対して空気層を介して配置され、前記発光素子の光軸と交わるように形成される蓋部と、
前記第１の方向に直交する第２の方向において、前記蓋部の外縁から前記基板側へ延びる側壁部と、
を有する光束制御部材であって、
前記蓋部の内面は、前記第１の方向では曲率を有しておらず、かつ前記第１の方向に直交する第２の方向では曲率を有しており、
前記蓋部の内面は、前記第１の方向に直交する断面において、外周部よりも中心部の方が前記発光素子寄りに位置する凹面であり、
前記蓋部の内面は、透過反射膜で覆われており、
前記透過反射膜は、前記発光素子からの光の一部を前記側壁部に向けて反射し、前記発光素子からの光の残部を透過し、
前記蓋部の外面は、前記透過反射膜を透過して入射した光を蓋部の外方へ出射し、
前記側壁部は、前記透過反射膜で反射されて前記側壁部の内面に到達した光および前記発光素子から前記側壁部の内面に直接到達した光を前記側壁部の外面から外方へ出射する、
光束制御部材。
【請求項４】
前記側壁部の外面は、光拡散面である、請求項３に記載の光束制御部材。
【請求項５】
前記蓋部の外面は、光拡散面である、請求項３または４に記載の光束制御部材。
【請求項６】
前記蓋部および前記側壁部は、光散乱能を有する材料によって形成されている、請求項３〜５のいずれか一項に記載の光束制御部材。
【請求項７】
複数の発光素子が１列または複数列に実装された基板と、
前記基板上に固定されて前記発光素子からの光を出射する請求項１〜６のいずれか一項に記載の光束制御部材と、
を有する、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４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【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４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【公開番号】特開２０１２−２５６５５５（Ｐ２０１２−２５６５５５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２９７４９（Ｐ２０１１−１２９７４９）
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【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１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（０００２０８７６５）株式会社エンプラス (403)
【Ｆターム（参考）】
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