光束制御部材および発光装置
【課題】被照射面に合わせて出射光の進行方向を制御することができ、かつ直視したときの眩しさを低減することができる光束制御部材を提供すること。
【解決手段】光束制御部材１００は、光束制御部材１００の中央部に形成され、発光素子２００から出射された光を入射する入射部１１０と、光束制御部材１００の中央部と外周部との間に形成され、入射部１１０から入射した光を光束制御部材１００の外周部に導光する板状の導光部１２０と、光束制御部材１００の外周部に形成され、導光部１２０により導光された光を外部に出射する出射部１３０とを有する。
【解決手段】光束制御部材１００は、光束制御部材１００の中央部に形成され、発光素子２００から出射された光を入射する入射部１１０と、光束制御部材１００の中央部と外周部との間に形成され、入射部１１０から入射した光を光束制御部材１００の外周部に導光する板状の導光部１２０と、光束制御部材１００の外周部に形成され、導光部１２０により導光された光を外部に出射する出射部１３０とを有する。
【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、および前記光束制御部材を有する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーの観点から、照明用の光源として、白熱電球や蛍光灯などに代わり、発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用されるようになってきている。発光ダイオードを用いて被照射面を照らした場合、光源（発光ダイオード）の直下と光源から離れた位置との間で照度が大きく異なる。したがって、１つの発光ダイオードを用いて広い被照射面を照らした場合、被照射面の中央部と周縁部との間で照度が大きく異なってしまう。
【０００３】
このような問題を解決すべく、発光ダイオードを用いて広い被照射面をある程度均一に照らす手段として、導光板を用いて発光ダイオードから出射された光の配光を広げることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１には、発光ダイオードおよび導光板を含む発光装置が開示されている。図１Ａは、特許文献１に記載の発光装置１０の斜視図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ線の断面図である。図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、発光装置１０は、発光素子２０と、発光素子２０と対向する位置に配置された第１の導光部３０と、第１の導光部３０の周囲に配置された板状の第２の導光部４０とを有する。第２の導光部４０の厚みは、中央部側から外周部側に向けて漸減している。第１の導光部３０および第２の導光部４０は、一体成形（二材成形）により形成されており、一つの導光板として機能する。
【０００５】
発光素子２０から出射された光は、第１の導光部３０に入射する。第１の導光部３０に入射した光の大部分は、第１の導光部３０の反射面（出射面３２と同じ面）で反射して第２の導光部４０に入射する。第１の導光部３０に入射した光の残部は、第１の導光部３０の出射面３２から外部へ出射される。第２の導光部４０に入射した光は、第２の導光部４０内を外周方向に進み、第２の導光部４０の傾斜面４２または傾斜面４２の裏側に配置された白色シート（不図示）により反射され、第２の導光部４０の出射面４４から外部へ出射される。
【０００６】
特許文献１に記載の発光装置１０は、発光素子２０から出射された光を、第１の導光部３０の出射面３２の全面および第２の導光部４０の出射面４４の全面から出射する。その結果、特許文献１に記載の発光装置１０は、発光素子２０から出射された光を広い被照射面にある程度均一に照射することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２５０９７４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、特許文献１に記載の全面発光型の発光装置１０では、グレアが問題となることがある。すなわち、図１Ａに示されるように、矢印５０の方向から発光装置１０を直視すると、出射面３２，４４の中心部から手前側の領域において、他の領域より極度に輝度が高い輝線６０が発生する。このような輝線６０の発生は、高品位な発光装置を提供する上では好ましくない。
【０００９】
輝線６０の発生を抑制する方法としては、特許文献１に記載されているように、導光板（第１の導光部３０および第２の導光部４０）内に光散乱粒子を配置して、出射光を散乱させることが考えられる。しかしながら、このように出射光を散乱させてしまうと、被照射面に合わせて出射光の進行方向を制御することが困難となってしまう。このため、輝線６０の発生を抑制するために出射光を散乱させることは、好ましくない。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、被照射面に合わせて出射光の進行方向を制御することができ、かつ直視したときの眩しさを低減することができる光束制御部材を提供することを目的とする。また、本発明は、この光束制御部材を有する発光装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光束制御部材は、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であって、前記光束制御部材の中央部に形成され、前記発光素子から出射された光を入射する入射部と、前記光束制御部材の中央部と外周部との間に形成され、前記入射部から入射した光を前記光束制御部材の外周部に導光する板状の導光部と、前記光束制御部材の外周部に形成され、前記導光部により導光された光を外部に出射する出射部とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光束制御部材は、被照射面に合わせて出射光の進行方向を制御することができ、かつ直視したときの眩しさを低減することができる。したがって、本発明の光束制御部材を有する発光装置は、直視してもそれほど眩しくなく、高品位な照明を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１Ａは、特許文献１に記載の発光装置の斜視図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ線の断面図である。
【図２】図２Ａは、実施の形態の光束制御部材の上面斜視図であり、図２Ｂは、実施の形態の光束制御部材の下面斜視図である。
【図３】図３Ａは、実施の形態の光束制御部材の平面図であり、図３Ｂは、実施の形態の光束制御部材の底面図である。
【図４】図４Ａは、図３Ａおよび図３Ｂに示されるＢ−Ｂ線の断面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示される出射部の拡大断面図である。
【図５】光束制御部材における光路の一例を示す図である。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは、入射部の変形例を示す入射部の拡大断面図である。
【図７】図７Ａおよび図７Ｂは、出射部の変形例を示す出射部の拡大断面図である。
【図８】図８Ａは、実施の形態の発光装置の平面図であり、図８Ｂは、実施の形態の発光装置の底面図である。
【図９】図９Ａは、図８Ａおよび図８Ｂに示されるＣ−Ｃ線で外装部および基板を切断したときの実施の形態の発光装置の正面図である。図９Ｂは、図９Ａに示される正面図において、さらにホルダおよび光束制御部材の一部を除去したときの発光装置の正面図である。
【図１０】図１０Ａは、比較例の光束制御部材の上面斜視図であり、図１０Ｂは、比較例の光束制御部材の下面斜視図である。
【図１１】図１１Ａは、比較例の光束制御部材の平面図であり、図１１Ｂは、比較例の光束制御部材の底面図である。
【図１２】図１２Ａは、図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるＤ−Ｄ線の断面図であり、図１２Ｂは、外周部の拡大断面図である。
【図１３】輝線発生評価試験の方法を説明するための模式図である。
【図１４】図１４Ａは、実施例の光束制御部材の写真である。図１４Ｂは、図１４Ａに示されるＥ−Ｅ線の各点における輝度を示すグラフである。
【図１５】図１５Ａは、比較例の光束制御部材の写真である。図１５Ｂは、図１５Ａに示されるＦ−Ｆ線の各点における輝度を示すグラフである。
【図１６】実施例の光束制御部材および比較例の光束制御部材における、光束制御部材の中心部からの距離と輝度の関係を示すグラフである。
【図１７】図１７Ａおよび図１７Ｂは、照度分布評価の方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明の光束制御部材の代表例として、発光素子から出射された光を円環状に出射する光束制御部材について説明する。
【００１５】
［光束制御部材の構成］
図２〜４は、本実施の形態の光束制御部材１００の構成を示す図である。図２Ａは、光束制御部材１００の上面斜視図であり、図２Ｂは、光束制御部材１００の下面斜視図である。図３Ａは、光束制御部材１００の平面図であり、図３Ｂは、光束制御部材１００の底面図である。図４Ａは、図３Ａおよび図３Ｂに示されるＢ−Ｂ線の断面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示される出射部１３０の拡大断面図である。説明の便宜上、図４Ａでは、光束制御部材１００と共に発光素子２００も図示している。
【００１６】
光束制御部材１００は、一体成形により形成されている。光束制御部材１００の材料は、所望の波長の光を通過させ得るものであれば特に限定されない。たとえば、光束制御部材１００の材料は、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）などの光透過性樹脂、またはガラスである。
【００１７】
図２〜４に示されるように、光束制御部材１００の形状は、中心軸ＣＡを中心として回転対象（円対象）である。したがって、平面視したときの光束制御部材１００の形状は、円形である（図３Ａ参照）。光束制御部材１００は、中心軸ＣＡが発光素子２００の光軸に合致するように、発光素子２００が固定された基板（図示せず）上に取り付けられる（図４Ａ参照）。発光素子２００は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００１８】
図４Ａに示されるように、光束制御部材１００は、光束制御部材１００の中央部に形成された入射部１１０と、光束制御部材１００の中央部と外周部との間に形成された、板状の導光部１２０と、光束制御部材１００の外周部に形成された出射部１３０とを有する。また、光束制御部材１００は、光学的に悪影響を与えにくい位置に、円柱形状の凸部１４０を有する。この凸部１４０は、光束制御部材１００をホルダ４２０（後述）に固定する際に使用される。
【００１９】
入射部１１０は、発光素子２００から出射された光を入射し、入射した光を導光部１２０に導く。図４Ａに示されるように、入射部１１０は、入射面１１２、第１の全反射面１１４および第２の全反射面１１６を有する。
【００２０】
入射面１１２は、発光素子２００から出射された光を入射する。入射面１１２は、光束制御部材１００の裏側（発光素子２００が配置される側）において、発光素子２００に対向する位置に形成されている第１の凹部１５０の内面である。第１の凹部１５０の形状は、略円錐台状である。入射面１１２は、中心軸ＣＡを中心とする回転対称面であり、中心軸ＣＡと交わるように形成されている。入射面１１２は、第１の凹部１５０の天面を構成する内天面１１２ａと、第１の凹部１５０の側面を構成するテーパ状の内側面１１２ｂとを含む。内側面１１２ｂの直径は、内天面１１２ａ側から開口縁側に向けて漸増している。
【００２１】
第１の全反射面１１４は、入射面１１２から入射した光の一部を第２の全反射面１１６に向けて反射させる。第１の全反射面１１４は、入射部１１０の底部の外縁から、第２の全反射面１１６側に向けて延びる面である。本実施の形態では、入射部１１０の底部の外縁から、入射部１１０と凸部１４０との接続部の外縁まで延びる面が第１の全反射面１１４となる。第１の全反射面１１４は、中心軸ＣＡを中心とする回転対称面である。第１の全反射面１１４の直径は、入射面１１２側（底部側）から凸部１４０側に向けて漸増している。第１の全反射面１１４を構成する母線は、外側（中心軸ＣＡから離れる側）に凸の円弧状曲線である（図４Ａ参照）。本実施の形態では、第１の全反射面１１４は、非球面で形成されている。
【００２２】
第２の全反射面１１６は、入射面１１２から入射した光および第１の全反射面１１４で反射した光を導光部１２０に向けて反射させる。第２の全反射面１１６は、光束制御部材１００の表側（発光素子２００が配置されない側）において、中心軸ＣＡと交わるように形成されている第２の凹部１５２の内面である。第２の凹部１５２の形状は、略円錐状である。第２の全反射面１１６は、中心軸ＣＡを中心とする回転対称面である。第２の全反射面１１６の直径は、入射面１３１側（裏側）から出射面１３２側（表側）に向けて漸増している。第２の全反射面１１６を構成する母線は、内側（中心軸ＣＡ側）に凸の円弧状曲線である（図４Ａ参照）。本実施の形態では、第２の全反射面１１６は、中心軸ＣＡにおいて収斂する非球面のテーパ形状に形成されている。
【００２３】
導光部１２０は、入射部１１０の外側に形成された、板状の部材である。導光部１２０は、入射部１１０から入射した光を、実質的に外部に出射することなく光束制御部材１００の外周部に導く。ここで「実質的に外部に出射しない」とは、発光素子２００が中心軸ＣＡと交わる一点からのみ光を発する点光源であると仮定した場合に、導光部１２０の表裏両面から外部に光が漏れないことを意味する。実際には、発光素子２００は点光源ではないため、光が外部に出射されることはありうる。
【００２４】
導光部１２０は、入射部１１０から入射した光を導光部１２０の表面および／または裏面で全反射させることで、入射部１１０から入射した光を実質的に外部に出射することなく光束制御部材１００の外周部に導く。このため、導光部１２０の厚みは、一定であるか（図４Ａ参照）、または入射部１１０側（中央側）から出射部１３０側（外周側）に向けて漸増する。
【００２５】
出射部１３０は、板状の導光部１２０の外周部に形成されている。出射部１３０は、導光部１２０から入射した光を外部に出射する。図４Ｂに示されるように、出射部１３０は、第１の出射面１３２ａ、第２の出射面１３２ｂおよび第３の出射面１３２ｃを有する。第１の出射面１３２ａは、光束制御部材１００の表面（発光素子２００と対向しない側の面）の外周部に位置する。第１の出射面１３２ａは、主として、傾斜面１３４ａ，１３４ｂ（後述）で反射された光を外部に出射する。第２の出射面１３２ｂおよび第３の出射面１３２ｃは、光束制御部材１００の径方向（中心軸ＣＡに直交する方向）の端部に位置する。第２の出射面１３２ｂおよび第３の出射面１３２ｃは、主として、傾斜面１３４ａ，１３４ｂで反射されなかった光を外部に出射する。
【００２６】
図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、光束制御部材１００の外周部には、２つの傾斜面１３４ａ，１３４ｂが形成されている。これらの傾斜面１３４ａ，１３４ｂは、導光部１２０から入射した光を反射して、第１の出射面１３２ａから出射させる。本実施の形態の光束制御部材１００では、２つの傾斜面１３４ａ，１３４ｂが形成されているが、傾斜面の数は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。また、２つ以上の傾斜面が形成されている場合は、各傾斜面の角度は、同一であってもよいし、それぞれ異なっていてもよい。図４Ｂに示されるように、各傾斜面１３４ａ，１３４ｂの角度を変えることで、光束制御部材１００の配光特性をより詳細に設定することができる。
【００２７】
［光束制御部材の効果］
図５は、光束制御部材１００における光路の一例を示す図である。この図では、発光素子２００が点光源であると仮定したときの光路を示している。また、シーリングライトとして最適な配光特性となるように、各構成要素の形状および位置が調整されている。
【００２８】
図５に示されるように、発光素子２００から出射された光１６０ａ〜ｄは、入射部１１０の入射面１１２ａ，１１２ｂから光束制御部材１００内に入射する。光束制御部材１００内に入射した光１６０ａ〜ｄは、入射部１１０の第１の全反射面１１４および／または第２の全反射面１１６で反射して、光束制御部材１００の中心軸ＣＡに対して略垂直方向の光となり、導光部１２０に導かれる。導光部１２０に到達した光１６０ａ〜ｄは、全反射をせずに直接出射部１３０に導かれるか、全反射をして出射部１３０に導かれる。このとき、導光部１２０内の光１６０ａ〜ｄが、外部に出射されることは実質的にない。出射部１３０に到達した光の一部１６０ａ，１６０ｂは、そのまま第２の出射面１３２ｂまたは第３の出射面１３２ｃから、水平方向（中心軸ＣＡに対して垂直方向）または後方方向（発光素子２００の光軸方向の反対の方向）に出射される。また、出射部１３０に到達した光の残部１６０ｃ，１６０ｄは、傾斜面１３４ａ，１３４ｂで反射して、第１の出射面１３２ａから、前方方向（発光素子２００の光軸方向）に出射される。
【００２９】
また、図５に示されるように、発光素子２００から出射された光のうち、前方方向（光軸に対して０〜２５°）の光１６０ａ，１６０ｂは、第２の出射面１３２ｂまたは第３の出射面１３２ｃから、水平方向または後方方向に出射される。すなわち、光束制御部材１００を有する発光装置（後述）をシーリングライトとして使用した場合、発光素子２００から出射された光のうちで一番明るい前方方向の光１６０ａ，１６０ｂは、天井方向に出射される。
【００３０】
一方、発光素子２００から出射された光のうち、斜め前方方向（光軸に対して２５〜５０°）の光１６０ｃおよび水平方向（光軸に対して５０〜７５°）の光１６０ｄは、第１の出射面１３２ａから、前方方向に出射される。すなわち、光束制御部材１００を有する発光装置（後述）をシーリングライトとして使用した場合、発光素子２００から出射された光のうちでそれほど明るくない斜め前方方向の光１６０ｃおよび水平方向の光１６０ｄは、床方向または壁方向に出射される。
【００３１】
このように、本実施の形態の光束制御部材１００は、発光素子２００から出射された光を、光束制御部材１００の外周部に形成された出射部１３０のみから出射するため、直視したときに発生する輝線の長さが短い（実施例参照）。
【００３２】
また、本実施の形態の光束制御部材１００は、傾斜面１３４および出射面１３２の位置および形状を調整することで、出射光の進行方向を容易に制御することができる。たとえば、上述のように、発光素子２００から出射された前方方向の光１６０ａ，１６０ｂを天井方向に出射することで、天井からの反射光を利用した間接照明を実現することが可能となる。
【００３３】
以上のように、本実施の形態の光束制御部材１００を有する発光装置は、直視してもそれほど眩しくなく、かつ高品位な照明を実現することができる。
【００３４】
［光束制御部材の変形例］
上記の説明では、入射部１１０内に２つの全反射面１１４，１１６を形成した光束制御部材１００について説明したが、入射部１１０の構成は、発光素子２００から出射された光を導光部１２０に導くことができれば、特に限定されない。
【００３５】
たとえば、図６Ａに示されるように、入射部１１０内に、複数の傾斜面を有するフレネル部３１２と全反射面３１４とを形成してもよい。このようにすることで、発光素子２００から出射された光を全反射面３１４で反射して、導光部１２０に導くことができる。また、図６Ｂに示されるように、発光素子２００として側面発光型の発光素子を使用し、発光素子２００に対向する位置に反射面３１６を形成してもよい。このようにすることで、発光素子２００から出射された光を導光部１２０に直接導くことができる。
【００３６】
また、上記の説明では、出射部１３０内に３つの出射面１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃおよび２つの傾斜面１３４ａ，１３４ｂを形成した光束制御部材１００について説明したが、出射部１３０の構成は、導光部１２０から入射した光を外部に出射することができれば、特に限定されない。
【００３７】
たとえば、図７Ａに示されるように、出射部１３０の表側（発光素子２００が配置されていない側）に、凸曲面状の出射面３３２ａを形成してもよい。また、図７Ｂに示されるように、出射部１３０の表側（発光素子２００が配置されていない側）に、粗面化された出射面３３２ｂを形成してもよい。このようにすることで、導光部１２０から入射した光を出射面３３２ａ，３３２ｂから外部に出射することができる。
【００３８】
また、上記の説明では、円環状に出射部１３０を形成した光束制御部材１００について説明したが、平面視したときの出射部１３０の形状は、出射部１３０が光束制御部材の外周部に形成されていれば、特に限定されない。たとえば、平面視したときの出射部１３０の形状は、多角形状であってもよいし、楕円形状であってもよい。
【００３９】
［発光装置の構成］
次に、本実施の形態の光束制御部材１００を有する発光装置について説明する。
【００４０】
図８および図９は、本実施の形態の発光装置４００の構成を示す図である。図８Ａは、発光装置４００の平面図であり、図８Ｂは、発光装置４００の底面図である。図９Ａは、図８Ａおよび図８Ｂに示されるＣ−Ｃ線で外装部４１０および基板２１０を切断したときの発光装置４００の正面図である。図９Ｂは、図９Ａに示される正面図において、さらにホルダ４２０および光束制御部材１００の一部を除去したときの発光装置４００の正面図である。
【００４１】
図８および図９に示されるように、発光装置４００は、光束制御部材１００、発光素子２００、基板２１０、外装部４１０およびホルダ４２０を有する。
【００４２】
発光素子２００は、基板２１０上に実装されている。また、光束制御部材１００の凸部１４０は、ホルダ４２０に嵌め込まれている。ホルダ４２０は、基板２１０に固定されており、基板２１０は、外装部４１０に固定されている。光束制御部材１００は、その中心軸ＣＡが発光素子２００の光軸に合致するように配置されている。
【００４３】
外装部４１０の材料は、目的に応じて選択されうる。たとえば、光束制御部材１００の配光特性（一部の光が水平方向および後方方向に出射される）を活かす場合は、外装部４１０の材料は、透明材料であることが好ましい。一方、発光装置４００の前方方向を主として照らす場合は、外装部４１０の材料は、高効率で光を反射させうる材料（白色材料や金属光沢面を形成できる材料など）であることが好ましい。
【００４４】
［発光装置の効果］
本実施の形態の発光装置４００は、発光素子２００から出射された光を、光束制御部材１００の外周部に形成された出射部１３０のみから出射するため、直視したときに発生する輝線の長さが短い（実施例参照）。また、本実施の形態の発光装置４００は、光束制御部材１００の各構成要素の位置および形状を調整することで、出射光の進行方向を容易に制御することができる。したがって、本実施の形態の発光装置４００は、直視してもそれほど眩しくなく、かつ高品位な照明を実現することができる。
【００４５】
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。
【実施例】
【００４６】
１．光束制御部材の準備
図２〜４に示される本発明の光束制御部材１００（実施例の光束制御部材１００）と、図１０〜１２に示される比較例の光束制御部材５００を準備した。
【００４７】
図１０Ａは、比較例の光束制御部材５００の上面斜視図であり、図１０Ｂは、比較例の光束制御部材５００の下面斜視図である。図１１Ａは、比較例の光束制御部材５００の平面図であり、図１１Ｂは、比較例の光束制御部材５００の底面図である。図１２Ａは、図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるＤ−Ｄ線の断面図であり、図１２Ｂは、外周部の拡大断面図である。説明の便宜上、図１２Ａでは、光束制御部材５００と共に発光素子２００も図示している。
【００４８】
図１０〜１２に示されるように、比較例の光束制御部材５００では、入射した光を外部に出射させるための傾斜面が、光束制御部材の中央部から外周部までの全体に亘って形成されている。すなわち、比較例の光束制御部材は、導光部を有していない点で実施例の光束制御部材と異なる。
【００４９】
実施例の光束制御部材１００および比較例の光束制御部材５００は、いずれもＰＭＭＡを用いて一体成形により作製した。実施例の光束制御部材１００の外径は、６０ｍｍである。比較例の光束制御部材５００の外径は、１１０ｍｍである。
【００５０】
２．光束制御部材の評価
（１）輝線の長さの評価
図１３に示されるように、光束制御部材１００，５００を発光素子２００の上に設置し、基準面に対して３０°の角度から見たときの輝度の分布を調べた。輝度の測定は、デジタルカメラ６００を用いて光束制御部材１００，５００の写真を撮影し、得られた写真から専用のソフトウェアを用いて各ピクセルの輝度を数値化することで行った。
【００５１】
図１４Ａは、実施例の光束制御部材１００の写真である。この写真はグレースケールに変換されているが、元の写真では、輝度が高い箇所は赤色で、輝度が低い箇所は青色で表示されている。図１４Ｂは、図１４Ａに示されるＥ−Ｅ線の各点における輝度を示すグラフである。このグラフの各点の位置は、図１４Ａの写真のＥ−Ｅ線上の各点の位置と対応している。これらの写真およびグラフにおいて、矢印の箇所に輝線が現れている。
【００５２】
図１５Ａは、比較例の光束制御部材５００の写真である。図１５Ｂは、図１５Ａに示されるＦ−Ｆ線における輝度を示すグラフである。これらの写真およびグラフにおいて、矢印の箇所に輝線が現れている。
【００５３】
図１６は、実施例の光束制御部材１００および比較例の光束制御部材５００における、光束制御部材の中心部からの距離と輝度の関係を示すグラフである。このグラフでは、実施例の光束制御部材１００および比較例の光束制御部材５００のそれぞれについて、最も輝度が高い箇所（輝線）の輝度を１００％としている。
【００５４】
図１６のグラフから、比較例の光束制御部材５００では、輝線の長さが４０ｍｍ程度であるのに対し、実施例の光束制御部材１００では、輝線の長さが１５ｍｍ程度であることがわかる。このことから、実施例の光束制御部材１００は、比較例の光束制御部材５００に比べて、直視しても眩しくないことが示唆される。
【００５５】
（２）被照射面の照度分布の評価
図１７Ａに示されるように、３.５ｍ四方の正方形状の被照射面６１０の中心部の上方２.５ｍの位置に、実施例の光束制御部材１００または比較例の光束制御部材５００を配置して、被照射面６１０の照度分布を測定した。被照射面６１０の照度は、図１７Ｂに示される８点において測定した。被照射面６１０の照度の測定結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１から、実施例の光束制御部材１００は、比較例の光束制御部材５００とほぼ同程度の照射能力を有していることがわかる。このことから、比較例の光束制御部材５００のように、光束制御部材の全面から光を出射させなくても、被照射面を十分に照らしうることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の光束制御部材は、例えば、シーリングライト用のレンズなどとして有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 発光装置
２０ 発光素子
３０ 第１の導光部
３２ 第１の導光部の出射面
４０ 第２の導光部
４２ 第２の導光部の傾斜面
４４ 第２の導光部の出射面
５０ 視線の方向
６０ 輝線
１００ 光束制御部材
１１０ 入射部
１１２ 入射面
１１２ａ 内天面
１１２ｂ 内側面
１１４ 第１の全反射面
１１６ 第２の全反射面
１２０ 導光部
１３０ 出射部
１３２ａ 第１の出射面
１３２ｂ 第２の出射面
１３２ｃ 第３の出射面
１３４ａ，１３４ｂ 傾斜面
１４０ 凸部
１５０ 第１の凹部
１５２ 第２の凹部
１６０ａ〜ｄ 発光素子から出射された光
２００ 発光素子
２１０ 基板
３１２ フレネル部
３１４ 全反射面
３１６ 反射面
３３２ａ，３３２ｂ 出射面
４００ 発光装置
４１０ 外装部
４２０ ホルダ
５００ 比較例の光束制御部材
６００ デジタルカメラ
６１０ 被照射面
ＣＡ 中心軸
【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、および前記光束制御部材を有する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーの観点から、照明用の光源として、白熱電球や蛍光灯などに代わり、発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用されるようになってきている。発光ダイオードを用いて被照射面を照らした場合、光源（発光ダイオード）の直下と光源から離れた位置との間で照度が大きく異なる。したがって、１つの発光ダイオードを用いて広い被照射面を照らした場合、被照射面の中央部と周縁部との間で照度が大きく異なってしまう。
【０００３】
このような問題を解決すべく、発光ダイオードを用いて広い被照射面をある程度均一に照らす手段として、導光板を用いて発光ダイオードから出射された光の配光を広げることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１には、発光ダイオードおよび導光板を含む発光装置が開示されている。図１Ａは、特許文献１に記載の発光装置１０の斜視図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ線の断面図である。図１Ａおよび図１Ｂに示されるように、発光装置１０は、発光素子２０と、発光素子２０と対向する位置に配置された第１の導光部３０と、第１の導光部３０の周囲に配置された板状の第２の導光部４０とを有する。第２の導光部４０の厚みは、中央部側から外周部側に向けて漸減している。第１の導光部３０および第２の導光部４０は、一体成形（二材成形）により形成されており、一つの導光板として機能する。
【０００５】
発光素子２０から出射された光は、第１の導光部３０に入射する。第１の導光部３０に入射した光の大部分は、第１の導光部３０の反射面（出射面３２と同じ面）で反射して第２の導光部４０に入射する。第１の導光部３０に入射した光の残部は、第１の導光部３０の出射面３２から外部へ出射される。第２の導光部４０に入射した光は、第２の導光部４０内を外周方向に進み、第２の導光部４０の傾斜面４２または傾斜面４２の裏側に配置された白色シート（不図示）により反射され、第２の導光部４０の出射面４４から外部へ出射される。
【０００６】
特許文献１に記載の発光装置１０は、発光素子２０から出射された光を、第１の導光部３０の出射面３２の全面および第２の導光部４０の出射面４４の全面から出射する。その結果、特許文献１に記載の発光装置１０は、発光素子２０から出射された光を広い被照射面にある程度均一に照射することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２５０９７４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、特許文献１に記載の全面発光型の発光装置１０では、グレアが問題となることがある。すなわち、図１Ａに示されるように、矢印５０の方向から発光装置１０を直視すると、出射面３２，４４の中心部から手前側の領域において、他の領域より極度に輝度が高い輝線６０が発生する。このような輝線６０の発生は、高品位な発光装置を提供する上では好ましくない。
【０００９】
輝線６０の発生を抑制する方法としては、特許文献１に記載されているように、導光板（第１の導光部３０および第２の導光部４０）内に光散乱粒子を配置して、出射光を散乱させることが考えられる。しかしながら、このように出射光を散乱させてしまうと、被照射面に合わせて出射光の進行方向を制御することが困難となってしまう。このため、輝線６０の発生を抑制するために出射光を散乱させることは、好ましくない。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、被照射面に合わせて出射光の進行方向を制御することができ、かつ直視したときの眩しさを低減することができる光束制御部材を提供することを目的とする。また、本発明は、この光束制御部材を有する発光装置を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の光束制御部材は、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であって、前記光束制御部材の中央部に形成され、前記発光素子から出射された光を入射する入射部と、前記光束制御部材の中央部と外周部との間に形成され、前記入射部から入射した光を前記光束制御部材の外周部に導光する板状の導光部と、前記光束制御部材の外周部に形成され、前記導光部により導光された光を外部に出射する出射部とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の光束制御部材は、被照射面に合わせて出射光の進行方向を制御することができ、かつ直視したときの眩しさを低減することができる。したがって、本発明の光束制御部材を有する発光装置は、直視してもそれほど眩しくなく、高品位な照明を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１Ａは、特許文献１に記載の発光装置の斜視図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ線の断面図である。
【図２】図２Ａは、実施の形態の光束制御部材の上面斜視図であり、図２Ｂは、実施の形態の光束制御部材の下面斜視図である。
【図３】図３Ａは、実施の形態の光束制御部材の平面図であり、図３Ｂは、実施の形態の光束制御部材の底面図である。
【図４】図４Ａは、図３Ａおよび図３Ｂに示されるＢ−Ｂ線の断面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示される出射部の拡大断面図である。
【図５】光束制御部材における光路の一例を示す図である。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは、入射部の変形例を示す入射部の拡大断面図である。
【図７】図７Ａおよび図７Ｂは、出射部の変形例を示す出射部の拡大断面図である。
【図８】図８Ａは、実施の形態の発光装置の平面図であり、図８Ｂは、実施の形態の発光装置の底面図である。
【図９】図９Ａは、図８Ａおよび図８Ｂに示されるＣ−Ｃ線で外装部および基板を切断したときの実施の形態の発光装置の正面図である。図９Ｂは、図９Ａに示される正面図において、さらにホルダおよび光束制御部材の一部を除去したときの発光装置の正面図である。
【図１０】図１０Ａは、比較例の光束制御部材の上面斜視図であり、図１０Ｂは、比較例の光束制御部材の下面斜視図である。
【図１１】図１１Ａは、比較例の光束制御部材の平面図であり、図１１Ｂは、比較例の光束制御部材の底面図である。
【図１２】図１２Ａは、図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるＤ−Ｄ線の断面図であり、図１２Ｂは、外周部の拡大断面図である。
【図１３】輝線発生評価試験の方法を説明するための模式図である。
【図１４】図１４Ａは、実施例の光束制御部材の写真である。図１４Ｂは、図１４Ａに示されるＥ−Ｅ線の各点における輝度を示すグラフである。
【図１５】図１５Ａは、比較例の光束制御部材の写真である。図１５Ｂは、図１５Ａに示されるＦ−Ｆ線の各点における輝度を示すグラフである。
【図１６】実施例の光束制御部材および比較例の光束制御部材における、光束制御部材の中心部からの距離と輝度の関係を示すグラフである。
【図１７】図１７Ａおよび図１７Ｂは、照度分布評価の方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明の光束制御部材の代表例として、発光素子から出射された光を円環状に出射する光束制御部材について説明する。
【００１５】
［光束制御部材の構成］
図２〜４は、本実施の形態の光束制御部材１００の構成を示す図である。図２Ａは、光束制御部材１００の上面斜視図であり、図２Ｂは、光束制御部材１００の下面斜視図である。図３Ａは、光束制御部材１００の平面図であり、図３Ｂは、光束制御部材１００の底面図である。図４Ａは、図３Ａおよび図３Ｂに示されるＢ−Ｂ線の断面図であり、図４Ｂは、図４Ａに示される出射部１３０の拡大断面図である。説明の便宜上、図４Ａでは、光束制御部材１００と共に発光素子２００も図示している。
【００１６】
光束制御部材１００は、一体成形により形成されている。光束制御部材１００の材料は、所望の波長の光を通過させ得るものであれば特に限定されない。たとえば、光束制御部材１００の材料は、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）などの光透過性樹脂、またはガラスである。
【００１７】
図２〜４に示されるように、光束制御部材１００の形状は、中心軸ＣＡを中心として回転対象（円対象）である。したがって、平面視したときの光束制御部材１００の形状は、円形である（図３Ａ参照）。光束制御部材１００は、中心軸ＣＡが発光素子２００の光軸に合致するように、発光素子２００が固定された基板（図示せず）上に取り付けられる（図４Ａ参照）。発光素子２００は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００１８】
図４Ａに示されるように、光束制御部材１００は、光束制御部材１００の中央部に形成された入射部１１０と、光束制御部材１００の中央部と外周部との間に形成された、板状の導光部１２０と、光束制御部材１００の外周部に形成された出射部１３０とを有する。また、光束制御部材１００は、光学的に悪影響を与えにくい位置に、円柱形状の凸部１４０を有する。この凸部１４０は、光束制御部材１００をホルダ４２０（後述）に固定する際に使用される。
【００１９】
入射部１１０は、発光素子２００から出射された光を入射し、入射した光を導光部１２０に導く。図４Ａに示されるように、入射部１１０は、入射面１１２、第１の全反射面１１４および第２の全反射面１１６を有する。
【００２０】
入射面１１２は、発光素子２００から出射された光を入射する。入射面１１２は、光束制御部材１００の裏側（発光素子２００が配置される側）において、発光素子２００に対向する位置に形成されている第１の凹部１５０の内面である。第１の凹部１５０の形状は、略円錐台状である。入射面１１２は、中心軸ＣＡを中心とする回転対称面であり、中心軸ＣＡと交わるように形成されている。入射面１１２は、第１の凹部１５０の天面を構成する内天面１１２ａと、第１の凹部１５０の側面を構成するテーパ状の内側面１１２ｂとを含む。内側面１１２ｂの直径は、内天面１１２ａ側から開口縁側に向けて漸増している。
【００２１】
第１の全反射面１１４は、入射面１１２から入射した光の一部を第２の全反射面１１６に向けて反射させる。第１の全反射面１１４は、入射部１１０の底部の外縁から、第２の全反射面１１６側に向けて延びる面である。本実施の形態では、入射部１１０の底部の外縁から、入射部１１０と凸部１４０との接続部の外縁まで延びる面が第１の全反射面１１４となる。第１の全反射面１１４は、中心軸ＣＡを中心とする回転対称面である。第１の全反射面１１４の直径は、入射面１１２側（底部側）から凸部１４０側に向けて漸増している。第１の全反射面１１４を構成する母線は、外側（中心軸ＣＡから離れる側）に凸の円弧状曲線である（図４Ａ参照）。本実施の形態では、第１の全反射面１１４は、非球面で形成されている。
【００２２】
第２の全反射面１１６は、入射面１１２から入射した光および第１の全反射面１１４で反射した光を導光部１２０に向けて反射させる。第２の全反射面１１６は、光束制御部材１００の表側（発光素子２００が配置されない側）において、中心軸ＣＡと交わるように形成されている第２の凹部１５２の内面である。第２の凹部１５２の形状は、略円錐状である。第２の全反射面１１６は、中心軸ＣＡを中心とする回転対称面である。第２の全反射面１１６の直径は、入射面１３１側（裏側）から出射面１３２側（表側）に向けて漸増している。第２の全反射面１１６を構成する母線は、内側（中心軸ＣＡ側）に凸の円弧状曲線である（図４Ａ参照）。本実施の形態では、第２の全反射面１１６は、中心軸ＣＡにおいて収斂する非球面のテーパ形状に形成されている。
【００２３】
導光部１２０は、入射部１１０の外側に形成された、板状の部材である。導光部１２０は、入射部１１０から入射した光を、実質的に外部に出射することなく光束制御部材１００の外周部に導く。ここで「実質的に外部に出射しない」とは、発光素子２００が中心軸ＣＡと交わる一点からのみ光を発する点光源であると仮定した場合に、導光部１２０の表裏両面から外部に光が漏れないことを意味する。実際には、発光素子２００は点光源ではないため、光が外部に出射されることはありうる。
【００２４】
導光部１２０は、入射部１１０から入射した光を導光部１２０の表面および／または裏面で全反射させることで、入射部１１０から入射した光を実質的に外部に出射することなく光束制御部材１００の外周部に導く。このため、導光部１２０の厚みは、一定であるか（図４Ａ参照）、または入射部１１０側（中央側）から出射部１３０側（外周側）に向けて漸増する。
【００２５】
出射部１３０は、板状の導光部１２０の外周部に形成されている。出射部１３０は、導光部１２０から入射した光を外部に出射する。図４Ｂに示されるように、出射部１３０は、第１の出射面１３２ａ、第２の出射面１３２ｂおよび第３の出射面１３２ｃを有する。第１の出射面１３２ａは、光束制御部材１００の表面（発光素子２００と対向しない側の面）の外周部に位置する。第１の出射面１３２ａは、主として、傾斜面１３４ａ，１３４ｂ（後述）で反射された光を外部に出射する。第２の出射面１３２ｂおよび第３の出射面１３２ｃは、光束制御部材１００の径方向（中心軸ＣＡに直交する方向）の端部に位置する。第２の出射面１３２ｂおよび第３の出射面１３２ｃは、主として、傾斜面１３４ａ，１３４ｂで反射されなかった光を外部に出射する。
【００２６】
図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、光束制御部材１００の外周部には、２つの傾斜面１３４ａ，１３４ｂが形成されている。これらの傾斜面１３４ａ，１３４ｂは、導光部１２０から入射した光を反射して、第１の出射面１３２ａから出射させる。本実施の形態の光束制御部材１００では、２つの傾斜面１３４ａ，１３４ｂが形成されているが、傾斜面の数は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。また、２つ以上の傾斜面が形成されている場合は、各傾斜面の角度は、同一であってもよいし、それぞれ異なっていてもよい。図４Ｂに示されるように、各傾斜面１３４ａ，１３４ｂの角度を変えることで、光束制御部材１００の配光特性をより詳細に設定することができる。
【００２７】
［光束制御部材の効果］
図５は、光束制御部材１００における光路の一例を示す図である。この図では、発光素子２００が点光源であると仮定したときの光路を示している。また、シーリングライトとして最適な配光特性となるように、各構成要素の形状および位置が調整されている。
【００２８】
図５に示されるように、発光素子２００から出射された光１６０ａ〜ｄは、入射部１１０の入射面１１２ａ，１１２ｂから光束制御部材１００内に入射する。光束制御部材１００内に入射した光１６０ａ〜ｄは、入射部１１０の第１の全反射面１１４および／または第２の全反射面１１６で反射して、光束制御部材１００の中心軸ＣＡに対して略垂直方向の光となり、導光部１２０に導かれる。導光部１２０に到達した光１６０ａ〜ｄは、全反射をせずに直接出射部１３０に導かれるか、全反射をして出射部１３０に導かれる。このとき、導光部１２０内の光１６０ａ〜ｄが、外部に出射されることは実質的にない。出射部１３０に到達した光の一部１６０ａ，１６０ｂは、そのまま第２の出射面１３２ｂまたは第３の出射面１３２ｃから、水平方向（中心軸ＣＡに対して垂直方向）または後方方向（発光素子２００の光軸方向の反対の方向）に出射される。また、出射部１３０に到達した光の残部１６０ｃ，１６０ｄは、傾斜面１３４ａ，１３４ｂで反射して、第１の出射面１３２ａから、前方方向（発光素子２００の光軸方向）に出射される。
【００２９】
また、図５に示されるように、発光素子２００から出射された光のうち、前方方向（光軸に対して０〜２５°）の光１６０ａ，１６０ｂは、第２の出射面１３２ｂまたは第３の出射面１３２ｃから、水平方向または後方方向に出射される。すなわち、光束制御部材１００を有する発光装置（後述）をシーリングライトとして使用した場合、発光素子２００から出射された光のうちで一番明るい前方方向の光１６０ａ，１６０ｂは、天井方向に出射される。
【００３０】
一方、発光素子２００から出射された光のうち、斜め前方方向（光軸に対して２５〜５０°）の光１６０ｃおよび水平方向（光軸に対して５０〜７５°）の光１６０ｄは、第１の出射面１３２ａから、前方方向に出射される。すなわち、光束制御部材１００を有する発光装置（後述）をシーリングライトとして使用した場合、発光素子２００から出射された光のうちでそれほど明るくない斜め前方方向の光１６０ｃおよび水平方向の光１６０ｄは、床方向または壁方向に出射される。
【００３１】
このように、本実施の形態の光束制御部材１００は、発光素子２００から出射された光を、光束制御部材１００の外周部に形成された出射部１３０のみから出射するため、直視したときに発生する輝線の長さが短い（実施例参照）。
【００３２】
また、本実施の形態の光束制御部材１００は、傾斜面１３４および出射面１３２の位置および形状を調整することで、出射光の進行方向を容易に制御することができる。たとえば、上述のように、発光素子２００から出射された前方方向の光１６０ａ，１６０ｂを天井方向に出射することで、天井からの反射光を利用した間接照明を実現することが可能となる。
【００３３】
以上のように、本実施の形態の光束制御部材１００を有する発光装置は、直視してもそれほど眩しくなく、かつ高品位な照明を実現することができる。
【００３４】
［光束制御部材の変形例］
上記の説明では、入射部１１０内に２つの全反射面１１４，１１６を形成した光束制御部材１００について説明したが、入射部１１０の構成は、発光素子２００から出射された光を導光部１２０に導くことができれば、特に限定されない。
【００３５】
たとえば、図６Ａに示されるように、入射部１１０内に、複数の傾斜面を有するフレネル部３１２と全反射面３１４とを形成してもよい。このようにすることで、発光素子２００から出射された光を全反射面３１４で反射して、導光部１２０に導くことができる。また、図６Ｂに示されるように、発光素子２００として側面発光型の発光素子を使用し、発光素子２００に対向する位置に反射面３１６を形成してもよい。このようにすることで、発光素子２００から出射された光を導光部１２０に直接導くことができる。
【００３６】
また、上記の説明では、出射部１３０内に３つの出射面１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃおよび２つの傾斜面１３４ａ，１３４ｂを形成した光束制御部材１００について説明したが、出射部１３０の構成は、導光部１２０から入射した光を外部に出射することができれば、特に限定されない。
【００３７】
たとえば、図７Ａに示されるように、出射部１３０の表側（発光素子２００が配置されていない側）に、凸曲面状の出射面３３２ａを形成してもよい。また、図７Ｂに示されるように、出射部１３０の表側（発光素子２００が配置されていない側）に、粗面化された出射面３３２ｂを形成してもよい。このようにすることで、導光部１２０から入射した光を出射面３３２ａ，３３２ｂから外部に出射することができる。
【００３８】
また、上記の説明では、円環状に出射部１３０を形成した光束制御部材１００について説明したが、平面視したときの出射部１３０の形状は、出射部１３０が光束制御部材の外周部に形成されていれば、特に限定されない。たとえば、平面視したときの出射部１３０の形状は、多角形状であってもよいし、楕円形状であってもよい。
【００３９】
［発光装置の構成］
次に、本実施の形態の光束制御部材１００を有する発光装置について説明する。
【００４０】
図８および図９は、本実施の形態の発光装置４００の構成を示す図である。図８Ａは、発光装置４００の平面図であり、図８Ｂは、発光装置４００の底面図である。図９Ａは、図８Ａおよび図８Ｂに示されるＣ−Ｃ線で外装部４１０および基板２１０を切断したときの発光装置４００の正面図である。図９Ｂは、図９Ａに示される正面図において、さらにホルダ４２０および光束制御部材１００の一部を除去したときの発光装置４００の正面図である。
【００４１】
図８および図９に示されるように、発光装置４００は、光束制御部材１００、発光素子２００、基板２１０、外装部４１０およびホルダ４２０を有する。
【００４２】
発光素子２００は、基板２１０上に実装されている。また、光束制御部材１００の凸部１４０は、ホルダ４２０に嵌め込まれている。ホルダ４２０は、基板２１０に固定されており、基板２１０は、外装部４１０に固定されている。光束制御部材１００は、その中心軸ＣＡが発光素子２００の光軸に合致するように配置されている。
【００４３】
外装部４１０の材料は、目的に応じて選択されうる。たとえば、光束制御部材１００の配光特性（一部の光が水平方向および後方方向に出射される）を活かす場合は、外装部４１０の材料は、透明材料であることが好ましい。一方、発光装置４００の前方方向を主として照らす場合は、外装部４１０の材料は、高効率で光を反射させうる材料（白色材料や金属光沢面を形成できる材料など）であることが好ましい。
【００４４】
［発光装置の効果］
本実施の形態の発光装置４００は、発光素子２００から出射された光を、光束制御部材１００の外周部に形成された出射部１３０のみから出射するため、直視したときに発生する輝線の長さが短い（実施例参照）。また、本実施の形態の発光装置４００は、光束制御部材１００の各構成要素の位置および形状を調整することで、出射光の進行方向を容易に制御することができる。したがって、本実施の形態の発光装置４００は、直視してもそれほど眩しくなく、かつ高品位な照明を実現することができる。
【００４５】
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されない。
【実施例】
【００４６】
１．光束制御部材の準備
図２〜４に示される本発明の光束制御部材１００（実施例の光束制御部材１００）と、図１０〜１２に示される比較例の光束制御部材５００を準備した。
【００４７】
図１０Ａは、比較例の光束制御部材５００の上面斜視図であり、図１０Ｂは、比較例の光束制御部材５００の下面斜視図である。図１１Ａは、比較例の光束制御部材５００の平面図であり、図１１Ｂは、比較例の光束制御部材５００の底面図である。図１２Ａは、図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるＤ−Ｄ線の断面図であり、図１２Ｂは、外周部の拡大断面図である。説明の便宜上、図１２Ａでは、光束制御部材５００と共に発光素子２００も図示している。
【００４８】
図１０〜１２に示されるように、比較例の光束制御部材５００では、入射した光を外部に出射させるための傾斜面が、光束制御部材の中央部から外周部までの全体に亘って形成されている。すなわち、比較例の光束制御部材は、導光部を有していない点で実施例の光束制御部材と異なる。
【００４９】
実施例の光束制御部材１００および比較例の光束制御部材５００は、いずれもＰＭＭＡを用いて一体成形により作製した。実施例の光束制御部材１００の外径は、６０ｍｍである。比較例の光束制御部材５００の外径は、１１０ｍｍである。
【００５０】
２．光束制御部材の評価
（１）輝線の長さの評価
図１３に示されるように、光束制御部材１００，５００を発光素子２００の上に設置し、基準面に対して３０°の角度から見たときの輝度の分布を調べた。輝度の測定は、デジタルカメラ６００を用いて光束制御部材１００，５００の写真を撮影し、得られた写真から専用のソフトウェアを用いて各ピクセルの輝度を数値化することで行った。
【００５１】
図１４Ａは、実施例の光束制御部材１００の写真である。この写真はグレースケールに変換されているが、元の写真では、輝度が高い箇所は赤色で、輝度が低い箇所は青色で表示されている。図１４Ｂは、図１４Ａに示されるＥ−Ｅ線の各点における輝度を示すグラフである。このグラフの各点の位置は、図１４Ａの写真のＥ−Ｅ線上の各点の位置と対応している。これらの写真およびグラフにおいて、矢印の箇所に輝線が現れている。
【００５２】
図１５Ａは、比較例の光束制御部材５００の写真である。図１５Ｂは、図１５Ａに示されるＦ−Ｆ線における輝度を示すグラフである。これらの写真およびグラフにおいて、矢印の箇所に輝線が現れている。
【００５３】
図１６は、実施例の光束制御部材１００および比較例の光束制御部材５００における、光束制御部材の中心部からの距離と輝度の関係を示すグラフである。このグラフでは、実施例の光束制御部材１００および比較例の光束制御部材５００のそれぞれについて、最も輝度が高い箇所（輝線）の輝度を１００％としている。
【００５４】
図１６のグラフから、比較例の光束制御部材５００では、輝線の長さが４０ｍｍ程度であるのに対し、実施例の光束制御部材１００では、輝線の長さが１５ｍｍ程度であることがわかる。このことから、実施例の光束制御部材１００は、比較例の光束制御部材５００に比べて、直視しても眩しくないことが示唆される。
【００５５】
（２）被照射面の照度分布の評価
図１７Ａに示されるように、３.５ｍ四方の正方形状の被照射面６１０の中心部の上方２.５ｍの位置に、実施例の光束制御部材１００または比較例の光束制御部材５００を配置して、被照射面６１０の照度分布を測定した。被照射面６１０の照度は、図１７Ｂに示される８点において測定した。被照射面６１０の照度の測定結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】
表１から、実施例の光束制御部材１００は、比較例の光束制御部材５００とほぼ同程度の照射能力を有していることがわかる。このことから、比較例の光束制御部材５００のように、光束制御部材の全面から光を出射させなくても、被照射面を十分に照らしうることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の光束制御部材は、例えば、シーリングライト用のレンズなどとして有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 発光装置
２０ 発光素子
３０ 第１の導光部
３２ 第１の導光部の出射面
４０ 第２の導光部
４２ 第２の導光部の傾斜面
４４ 第２の導光部の出射面
５０ 視線の方向
６０ 輝線
１００ 光束制御部材
１１０ 入射部
１１２ 入射面
１１２ａ 内天面
１１２ｂ 内側面
１１４ 第１の全反射面
１１６ 第２の全反射面
１２０ 導光部
１３０ 出射部
１３２ａ 第１の出射面
１３２ｂ 第２の出射面
１３２ｃ 第３の出射面
１３４ａ，１３４ｂ 傾斜面
１４０ 凸部
１５０ 第１の凹部
１５２ 第２の凹部
１６０ａ〜ｄ 発光素子から出射された光
２００ 発光素子
２１０ 基板
３１２ フレネル部
３１４ 全反射面
３１６ 反射面
３３２ａ，３３２ｂ 出射面
４００ 発光装置
４１０ 外装部
４２０ ホルダ
５００ 比較例の光束制御部材
６００ デジタルカメラ
６１０ 被照射面
ＣＡ 中心軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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であって、
前記光束制御部材の中央部に形成され、前記発光素子から出射された光を入射する入射部と、
前記光束制御部材の中央部と外周部との間に形成され、前記入射部から入射した光を前記光束制御部材の外周部に導光する板状の導光部と、
前記光束制御部材の外周部に形成され、前記導光部により導光された光を外部に出射する出射部と、
を有する、光束制御部材。
【請求項２】
前記導光部の厚みは、一定であるか、または前記入射部側から前記出射部側に向けて漸増する、請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項３】
前記出射部は、前記光束制御部材の外周部に形成された１または２以上の傾斜面を有する、請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光束制御部材と、発光素子とを有し、
前記発光素子は、前記光束制御部材の中央部近傍に配置されている、
発光装置。
【請求項１】
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であって、
前記光束制御部材の中央部に形成され、前記発光素子から出射された光を入射する入射部と、
前記光束制御部材の中央部と外周部との間に形成され、前記入射部から入射した光を前記光束制御部材の外周部に導光する板状の導光部と、
前記光束制御部材の外周部に形成され、前記導光部により導光された光を外部に出射する出射部と、
を有する、光束制御部材。
【請求項２】
前記導光部の厚みは、一定であるか、または前記入射部側から前記出射部側に向けて漸増する、請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項３】
前記出射部は、前記光束制御部材の外周部に形成された１または２以上の傾斜面を有する、請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光束制御部材と、発光素子とを有し、
前記発光素子は、前記光束制御部材の中央部近傍に配置されている、
発光装置。
【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１６】
【図１７】
【図１４】
【図１５】
【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１６】
【図１７】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−２０７１６（Ｐ２０１３−２０７１６Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５０８０５（Ｐ２０１１−１５０８０５）
【出願日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【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２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【出願人】（０００２０８７６５）株式会社エンプラス (403)
【Ｆターム（参考）】
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