(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照明部材の端部側に発光素子と共に配置され、前記発光素子からの光を光制御出射面
から出射し、この光制御出射面から出射する光で前記被照明部材の被照射面を照明する光
束制御部材であって、
前記被照射面とほぼ平行の前記発光素子の光軸上に位置するように、且つ、前記発光素
子と一対一で対向して位置するように配置され、
前記発光素子からの光が入射する入射面と、
前記光束制御部材の外側面となる全反射面部と、
前記光制御出射面の一部を構成する第１出射面部と、
前記光制御出射面の一部を構成する第２出射面部と、
前記入射面と対向する位置に形成された凹面部と、を有し、
前記全反射面部は、前記入射面から入射した前記発光素子からの光束の立体角を狭める
ように、前記光束を構成する光を全反射させ、
前記凹面部は、前記光軸近傍の光を前記光軸から離れる方向に全反射又は屈折させ、
前記第１出射面部は、主に前記全反射面部で全反射された光を前記光軸から離れる方向
に向けて出射させ、
前記第２出射面部は、前記光制御出射面の全てが前記第１出射面部で構成されたと仮定
した場合に、前記被照射面を照明し得ないことになる光の少なくとも一部の光を前記被照
射面を照明し得る方向へ向けて偏向出射させる、
ことを特徴とする光束制御部材。
【請求項２】
発光素子と、請求項１に記載の光束制御部材と、を備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の発光装置と、前記発光装置から出射された光で照明される被照明部材
と、を備えたことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光素子（例えば、ＬＥＤ）からの光を光束制御部材を介して出射する発
光装置や、この発光装置で被照明部材（例えば、広告パネル）を裏面側から照明する照明
装置、及びこれら発光装置と照明装置を構成する光束制御部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
広告パネル等の光透過性を有する被照明部材を裏面側から照明する照明装置は、光源と
して蛍光ランプを使用するものが知られていたが、近年、蛍光ランプよりも消費電力が少
なく且つ長寿命の発光素子（例えば、ＬＥＤ）を光源として使用するものが開発されてい
る。
【０００３】
図１９は、このような発光素子１００を光源として使用した照明装置１０１を示すもの
である。この図１９に示す照明装置１０１は、被照明部材１０２が対向するように一対配
置された筐体１０３の内部に導光板１０４を一対配置し、それぞれの導光板１０４の側面
に配置した発光素子１００からの光を導光板１０４の内部に入射させ、その導光板１０４
の内部に入射した光を被照明部材１０２に対向する導光板１０４の出射面から面状に出射
させ、その導光板１０４から出射した光で被照明部材１０２を裏面側から照明するように
なっている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−４０２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図１９に示すような照明装置１０１は、蛍光ランプを光源として使用す
る場合に比較して、消費電力の低減を図ることができ、光源の長寿命化を図ることができ
るものの、被照明部材１０２の全面を均一照明するために、被照明部材１０２とほぼ同面
積の導光板１０４を使用しなければならないため、全体の重量が重くなりすぎるという問
題を有していた。
【０００６】
そこで、本発明は、被照射面を高品位に照明することができ、発光素子を光源として使
用する軽量の照明装置、この照明装置を構成する発光装置及びこの発光装置を構成する光
束制御部材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、図１〜４、図１１〜１４に示すように、被照明部材３の端部側に発
光素子（例えば、ＬＥＤ）１０と共に配置され、前記発光素子１０からの光を光制御出射
面１５，５３から出射し、この光制御出射面１５，５３から出射する光で前記被照明部材
３の被照射面３ａを照明する光束制御部材１１，５１に関するものである。この発明に係
る光束制御部材１１，５１は、前記被照射面３ａとほぼ平行の前記発光素子１０の光軸Ｌ
１上に位置するように、且つ、前記発光素子１０と一対一で対向して位置するように配置
される。また、この発明に係る光束制御部材１１，５１は、前記発光素子１０からの光が
入射する入射面１７，５５と、前記光束制御部材１１，５１の外側面となる全反射面部１
６ｂ，５４と、前記光制御出射面１５，５３の一部を構成する第１出射面部１５ａ，５３
ａと、前記光制御出射面１５，５３の一部を構成する第２出射面部１５ｂ，４５，４８，
５３ｂと、前記入射面１７，５５と対向する位置に形成された凹面部１６ａ，５３ｃと、
を有している。そして、前記全反射面部１６ｂ，５４は、前記入射面１７，５５から入射
した前記発光素子１０からの光束の立体角を狭めるように、前記光束を構成する光を全反
射させる。また、前記凹面部１６ａ，５３ｃは、前記光軸Ｌ１近傍の光を前記光軸Ｌ１か
ら離れる方向に全反射または屈折させる。また、前記第１出射面部１５ａ，５３ａは、主
に前記全反射面部１６ｂ，５４で全反射された光を前記光軸Ｌ１から離れる方向に向けて
出射させるようになっている。また、前記第２出射面部１５ｂ，４５，４８，５３ｂは、
前記光制御出射面１５，５３の全てが前記第１出射面部１５ａ，５３ａで構成されたと仮
定した場合に、前記被照射面３ａを照明し得ないことになる光の少なくとも一部の光を前
記被照射面３ａを照明し得る方向へ向けて偏向出射させるようになっている。
【０００８】
請求項２の発明は、図１〜４、図１１〜１４、図１６に示すように、発光素子１０と、
請求項１の発明に係る光束制御部材１１，５１と、を備えたことを特徴とする発光装置２
に関するものである。
【０００９】
請求項３の発明は、図１〜４、図１１〜１４、図１６に示すように、請求項２の発明に
係る発光装置２と、前記発光装置２から出射された光で照明される被照明部材３と、を備
えたことを特徴とする照明装置１に関するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被照明部材の端部側に配置された光束制御部材からの出射光で被照射
部材の被照射面を効率的に照明することができるため、被照射面とほぼ同面積の導光板を
使用した照明装置と比較し、被照射面の照明品位は極力低下させずに、照明装置の重量を
格段に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る照明装置を示す図である。図１（ａ）は、発光装置の基準光軸を含む照明装置の模式的断面図である。また、図１（ｂ）は、照明装置を斜め上方から見て示す外観斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る発光装置の基準光軸を含む断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る光束制御部材を示す図である。図３（ａ）が光束制御部材を斜め上方から見た外観斜視図であり、図３（ｂ）が光束制御部材を斜め下方から見た外観斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る光束制御部材を示す図である。図４（ａ）が光束制御部材の平面図、図４（ｂ）が図４（ａ）のＡ１−Ａ１線に沿って切断して示す光束制御部材の断面図、図４（ｃ）が光束制御部材の正面図、図４（ｄ）が光束制御部材の側面図、図４（ｅ）が光束制御部材の裏面図、図４（ｆ）が図４（ａ）のＡ２−Ａ２線に沿って切断して示す光束制御部材の断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る光束制御部材の各部分（但し、第２出射面部を除く）の機能を説明するための図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る光束制御部材を保持するために使用されるホルダを示すものである。図６（ａ）がホルダの平面図、図６（ｂ）が図６（ａ）のＡ３−Ａ３線に沿って切断して示すホルダの断面図、図６（ｃ）がホルダの裏面図である。
【図７】図７（ａ）は第１実施形態に係る光束制御部材と座標軸との関係を示す斜視図であり、図７（ｂ）は比較例に係る光束制御部材と座標軸との関係を示す斜視図である。
【図８】図８（ａ）は発光素子から出射した光の光路を第１実施形態の光束制御部材及び測定面と関連付けして模式的に示す図であり、図８（ｂ）は発光素子から出射した光の光路を比較例の光束制御部材及び測定面と関連付けして模式的に示す図である。
【図９】図９（ａ）は第１実施形態に係る光束制御部材から出射した光で照明された測定面上における照度をＸ軸方向とＹ軸方向に分けて示す図であり、図９（ｂ）は比較例に係る光束制御部材から出射した光で照明された測定面上における照度をＸ軸方向とＹ軸方向に分けて示す図である。
【図１０】図１０（ａ）は第１実施形態に係る光束制御部材から出射した光で照明された測定面上における照度分布をＺ軸に沿った方向から見て模式的に示す図であり、図１０（ｂ）は比較例に係る光束制御部材からの出射した光で照明された測定面上における照度分布をＺ軸に沿った方向から見て模式的に示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る光束制御部材を斜め上方から見て示す外観斜視図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る光束制御部材を斜め上方から見て示す外観斜視図である。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る光束制御部材を斜め上方から見て示す外観斜視図である。
【図１４】図１４（ａ）が第４実施形態に係る光束制御部材の平面図、図１４（ｂ）が図１４（ａ）の光束制御部材をＡ４−Ａ４線に沿って切断して示す断面図、図１４（ｃ）が第４実施形態に係る光束制御部材の裏面図、図１４（ｄ）が図１４（ｂ）のＢ部を拡大して示す図である。
【図１５】第４実施形態に係る光束制御部材を保持するために使用されるホルダを示す図である。図１５（ａ）がホルダの平面図、図１５（ｂ）が図１５（ａ）のＡ５−Ａ５線に沿って切断して示すホルダの断面図、図１５（ｃ）がホルダの裏面図である。
【図１６】第４実施形態に係る光束制御部材及びこれを保持するホルダを使用した発光装置の断面図である。
【図１７】第４実施形態に係る光束制御部材の比較例としての光束制御部材の外観斜視図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る光束制御部材の各部分（但し、第２出射面部を除く）の機能を説明するための図である。
【図１９】従来の照明装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【００１３】
（発光装置及び照明装置）
図１乃至図２は、本実施形態に係る照明装置１及びこの照明装置１を構成する発光装置
２を示すものである。このうち、図１（ａ）は、発光装置２の基準光軸Ｌ０を含む照明装
置１の模式的断面図である。また、図１（ｂ）は、照明装置１を斜め上方から見て示す外
観斜視図である。また、図２は、発光装置２の基準光軸Ｌ０を含む断面図である。ここで
、基準光軸Ｌ０とは、発光装置２からの立体的な出射光束の中心における光の進行方向を
いう。
【００１４】
図１に示すように、照明装置１は、光透過性を有する平板状の被照明部材３（例えば、
広告パネル）を対向するように一対配置し、これら被照明部材３，３の下端を底板４で支
持し、これら被照明部材３，３の左側端間の隙間と右側端間の隙間をそれぞれ側板５，５
で塞ぎ、これら被照明部材３，３の上端を天板６で塞いで、内部に空間７を有する筐体８
が構成されている。そして、この照明装置１は、筐体８を構成する底板４の上面（筐体８
の内部側の面）に発光装置２を取り付けることにより、筐体８の内部に発光装置２を収容
し、一対の被照明部材３，３の裏面側（内部空間側）で且つ下端側から一対の被照明部材
３，３の被照射面（内面）３ａ，３ａを発光装置２で照明するようになっている。また、
図１に示す照明装置１において、一対の被照明部材３，３の間隔が下端側よりも上端側の
方が僅かに大きくなるように、一対の被照明部材３，３が底板４及び天板６に固定されて
いる。なお、一対の被照明部材３，３は、発光装置２の出射光特性に応じて、下端側の間
隔よりも上端側の間隔の方が僅かに大きくなるように配置するか、平行に配置するか、又
は下端側の間隔よりも上端側の間隔の方が僅かに小さくなるように配置してもよい。すな
わち、一対の被照明部材３，３は、その被照射面３ａ，３ａが発光装置２で照明される程
度の姿勢で、発光素子１０の光軸Ｌ１を含む断面において、光軸Ｌ１を軸として略対称位
置に配置されていればよい。また、発光装置２は、基準光軸Ｌ０が被照射面３ａに対して
ほぼ平行に位置するように底板４に取り付けられる。
【００１５】
図２に示すように、発光装置２は、発光素子１０（例えば、ＬＥＤ及び封止部材によっ
て封止されたＬＥＤ）からの光を光束制御部材１１を介して出射するようになっており、
発光素子１０と光束制御部材１１とが一対一で対応している。発光素子１０は、基板１２
を介して筐体８の底板４に固定されている（図１参照）。また、光束制御部材１１は、ホ
ルダ１３を介して基板１２に固定されている。なお、本実施形態においては、発光素子１
０の光軸Ｌ１（発光素子４からの立体的な出射光束の中心における光の進行方向）と基準
光軸Ｌ１とが一致している場合を例にして説明する。したがって、以下の説明において、
基準光軸Ｌ０を光軸Ｌ１と言い換えて説明する。
【００１６】
（光束制御部材の第１実施形態）
図３乃至図４は、光束制御部材１１の第１実施形態を示すものである。なお、図３（ａ
）が光束制御部材１１を斜め上方から見た外観斜視図であり、図３（ｂ）が光束制御部材
１１を斜め下方から見た外観斜視図である。また、図４（ａ）が光束制御部材１１の平面
図であり、図４（ｂ）が図４（ａ）のＡ１−Ａ１線に沿って切断して示す光束制御部材１
１の断面図であり、図４（ｃ）が光束制御部材１１の正面図であり、図４（ｄ）が光束制
御部材１１の側面図であり、図４（ｅ）が光束制御部材１１の裏面図であり、図４（ｆ）
が図４（ａ）のＡ２−Ａ２線に沿って切断して示す光束制御部材１１の断面図である。
【００１７】
光束制御部材１１は、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネート
）、ＥＰ（エポキシ樹脂）等の透明樹脂材料や透明なガラスで形成されている。この光束
制御部材１１は、平面形状が円形形状となるように形成されており、リング状のフランジ
１４の上面側に光制御出射面１５が形成され、フランジ１４の下面側に全反射面１６及び
入射面１７が形成されている。そして、この光束制御部材１１は、その中心軸１８が発光
素子１０の光軸Ｌ１と一致するように基板１２上に配置される（図２参照）。したがって
、光束制御部材１１の中心軸１８を適宜光軸Ｌ１として書き換えて説明する。
【００１８】
光束制御部材１１の入射面１７は、光束制御部材１１の裏面２０側に形成された凹み２
１の内面であり、断面形状が等脚台形形状であって、中心軸１８の回りに回転対称となる
ように形成されている。この光束制御部材１１の入射面１７は、凹み２１の底面である第
１入射面１７ａと、この第１入射面１７ａから凹み２１の開口縁まで延びるテーパ状円筒
面である第２入射面１７ｂとを有している。ここで、第２入射面１７ｂは、第１入射面１
７ａ側の端縁の内径寸法よりも開口縁側の内径寸法の方が大径となるように、第１入射面
１７ａ側から裏面２０（開口縁）側に向かうにしたがって内径が漸増しており、発光素子
１０からの光が入射する際の屈折及び金型からの離型のための抜け勾配等を考慮して形成
されている。
【００１９】
光束制御部材１１の全反射面１６は、中心軸１８を中心として回転対称に形成され且つ
頂部を下にしたように形成された略円錐形状の第１全反射面１６ａと、この第１全反射面
１６ａよりも径方向外方に位置し且つ第１全反射面１６ａに対向するように形成された略
テーパ形状の第２全反射面１６ｂとを有している。
【００２０】
第１全反射面１６ａは、主に第１入射面１７ａから入射した光を第２全反射面１６ｂへ
向けて全反射するようになっている。この第１全反射面１６ａは、中心軸１８に沿って第
１入射面１７ａ寄りの位置からフランジ１４側へ向かうに従い拡開する非球面の凹面部で
あり、内部に略逆円錐形状の空間２２を生じさせるように形成されている。そして、この
第１全反射面１６ａは、発光素子１０の発光点２３から出射して第１入射面１７ａから光
束制御部材１１の内部に入射した光束を平行光束化して第２全反射面１６ｂ側へ全反射す
るようになっている（図５参照）。これにより、発光素子１０からの出射光束における光
軸Ｌ１近傍の光束密度を低下させるようになっている。なお、図５において、発光点２３
は、発光素子１０の光軸Ｌ１（発光中心２４）から発光面２５の外縁までの中間位置とし
ている。
【００２１】
第２全反射面１６ｂは、第１全反射面１６ａで全反射された光、及び第２入射面１７ｂ
から光束制御部材１１の内部に入射して直接到達した光を光制御出射面１５側へ向けて全
反射するようになっている。この第２全反射面１６ｂは、中心軸１８に沿って裏面２０側
からフランジ１４側へ向かうに従い拡径し、第１全反射面１６ａとの間に導光部２６が形
成されるように、第１全反射面１６ａよりも径方向外方に離れて位置しており、中心軸１
８を中心とする回転対称の面であって、光束制御部材１１の外周面である。
【００２２】
第１全反射面１６ａ及び第２全反射面１６ｂの上部（図４（ｂ），（ｃ）における上部
であって、裏面２０の反対側）には、中心軸１８を中心とする円板状のフランジ１４が第
２全反射面１６ｂの径方向外方へ出っ張るように形成されている。フランジ１４は、ホル
ダ１３のフランジ収容凹所２７に係合され、光束制御部材１１の中心軸１８とホルダ１３
の中心軸２８の軸心合わせをすると共に、ホルダ１３に接着等で固定されるか又は脱着可
能な状態で保持されるようになっている（図２参照）。そして、このフランジ１４の上面
側が光制御出射面１５になっている。
【００２３】
光制御出射面１５は、裏面２０の反対側に位置し、平面視した形状が中心軸１８を中心
とする回転対称の中空円板形状であり、光出射特性の異なる第１出射面部１５ａと第２出
射面部１５ｂとを有している。
【００２４】
第１出射面部１５ａは、フランジ１４の内径寸法とほぼ同一幅で且つ中心線３０に沿っ
てフランジ１４の一方の径方向外端から他方の径方向外端まで延びる平面であり、その法
線方向が中心軸１８と平行であって、中心線３０，３１に対して線対称の形状になってい
る（図４（ａ）参照）。この第１出射面部１５ａは、第１入射面１７ａ及び第２入射面１
７ｂから光束制御部材１１の内部に入射した発光素子１０からの出射光束の立体角を第２
全反射面１６ｂで狭めた後、光軸Ｌ１からやや離れる方向に向けて出射させるようになっ
ている（図１及び図５参照）。
【００２５】
第２出射面部１５ｂは、第１出射面部１５ａを両側から挟むように位置する一対の突起
３２，３２の傾斜面（表面）であり、正面側から見た突起３２の形状が二等辺三角形であ
り、突起３２の頂部３３の稜線が中心線３１に沿って位置するように、且つ、突起３２の
頂部３３の稜線が第１出射面部１５ａの延びる方向（中心線３０に沿った方向）に直交す
るようになっている。そして、突起３２を形作る一対の傾斜面である第２出射面部１５ｂ
，１５ｂは、頂部３３から逆方向で且つ第１出射面部１５ａの延びる方向（中心線３０の
延びる方向）に沿って傾斜している。このような第２出射面部１５ｂは、突起３２の頂部
３３の稜線が延びる方向（中心線３１に沿った方向）の光量よりも突起３２の傾斜面（第
２出射面部１５ｂ）の傾斜方向（中心線３０に沿った方向）の光量が多くなるように光を
偏向出射させるようになっている。
【００２６】
（ホルダ）
図６は、光束制御部材１１を発光素子１０に対して位置決めした状態で保持するために
使用されるホルダ１３を示すものである（図２参照）。なお、図６（ａ）がホルダ１３の
平面図であり、図６（ｂ）が図６（ａ）のＡ３−Ａ３線に沿って切断して示すホルダ１３
の断面図であり、図６（ｃ）がホルダ１３の裏面図である。
【００２７】
図６に示すように、ホルダ１３は、光束制御部材１１を保持する筒状部３４と、この筒
状部３４の裏面３５側に形成された板状の光源保持部３６と、を有している。
【００２８】
筒状部３４は、光束制御部材１１を収容する略円錐台形状の空間３７が中心軸２８に沿
って貫通するように形成され、光束制御部材１１のフランジ１４を係合するためのフラン
ジ収容凹所２７が上端部に形成されている。
【００２９】
筒状部３４の空間３７を形成する内壁４０は、ホルダ１３の空間３７内に光束制御部材
１１を収容した際に、光束制御部材１１の外周面（第２全反射面１６ｂ）との間に隙間が
生じるように、上端から下端に向かって内径が漸減するテーパ形状に形成されている（図
２参照）。
【００３０】
フランジ収容凹所２７は、空間３７の上端縁に沿って形成されたリング状の凹みであり
、光束制御部材１１のフランジ１４の外周面に密接する内周壁２７ａと、光束制御部材１
１のフランジ１４の下面を支持する底壁２７ｂとからなっている。そして、このフランジ
収容凹所２７内に光束制御部材１１のフランジ１４を係合することにより、ホルダ１３の
中心軸２８と光束制御部材１１の中心軸１８が同軸上に位置するように軸心合わせが行わ
れる（図２参照）。
【００３１】
光源保持部３６は、筒状部３４の裏面３５側に張り出した板状部材であり、発光素子１
０の角柱状のケース４１を微小な隙間をもって収容する貫通穴４２が形成されている。こ
の光源保持部３６は、貫通穴４２に発光素子１０のケース４１が収容された状態で基板１
２上に載置されると、ホルダ１３を発光素子１０に対して位置決めした状態（光軸Ｌ１と
中心軸２８とを合致させた状態）で保持することができるようになっている。したがって
、ホルダ１３は、フランジ収容凹所２７に光束制御部材１１のフランジ１４を係合し、光
源保持部３６の貫通穴４２に発光素子１０のケース４１を係合し、光源保持部３６を基板
１２上に載置することにより、光束制御部材１１の中心軸１８及びホルダ１３の中心軸２
８を発光素子１０の光軸Ｌ１と同軸上に合致させた状態で、光束制御部材１１を発光素子
１０に対して位置決め保持することが可能になる（図２参照）。なお、本実施形態におい
ては、発光素子１０の外表面と光束制御部材１１の第１入射面１７ａとの間に僅かな隙間
が生じるように、且つ、発光素子１０の発光面２５と光束制御部材１１の裏面２０とが同
一平面上に位置するように（基板１２上の高さ位置が同一となるように）、光束制御部材
１１と発光素子１０とがホルダ１３によって位置決めされるようになっている（図２参照
）。
【００３２】
このようなホルダ１３は、光束制御部材１１と同様に、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メ
チル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＥＰ（エポキシ樹脂）等の透明樹脂材料や透明なガ
ラスで形成されると、第２の光束制御部材として利用することができ、発光素子１０から
の光を照明光として出射させることも可能になる。
【００３３】
（光束制御部材の出射光特性）
図７乃至図１０は、本実施形態に係る光束制御部材１１の出射光特性を比較例に係る光
束制御部材４３の出射光特性と対比して説明するための図である。このうち、図７（ａ）
は本実施形態に係る光束制御部材１１と座標軸との関係を示す斜視図であり、図７（ｂ）
は比較例に係る光束制御部材４３と座標軸との関係を示す斜視図である。また、図８（ａ
）は発光素子１０から出射した光の光路を本実施形態の光束制御部材１１及び測定面４４
と関連付けして模式的に示す図であり、図８（ｂ）は発光素子１０から出射した光の光路
を比較例の光束制御部材４３及び測定面４４と関連付けして模式的に示す図である。また
、図９（ａ）は本実施形態に係る光束制御部材１１から出射した光で照明された測定面４
４上における照度をＸ軸方向とＹ軸方向に分けて示す図であり、図９（ｂ）は比較例に係
る光束制御部材４３から出射した光で照明された測定面４４上における照度をＸ軸方向と
Ｙ軸方向に分けて示す図である。また、図１０（ａ）は本実施形態に係る光束制御部材１
１から出射した光で照明された測定面４４上における照度分布をＺ軸に沿った方向から見
て模式的に示す図であり、図１０（ｂ）は比較例に係る光束制御部材４３からの出射した
光で照明された測定面４４上における照度分布をＺ軸に沿った方向から見て模式的に示す
図である。なお、図８乃至図１０は、光束制御部材１１，４３の出射光特性に関するシミ
ュレーション実験の結果を模式的に示すものである。また、図９（ａ），（ｂ）において
、横軸は光軸（０位置）からの距離（ｍｍ）を示し、縦軸は測定面４４上における照度（
ｌｘ）を示している。
【００３４】
図７（ａ）に示すように、本実施形態に係る光束制御部材１１は、第２出射面部１５ｂ
の頂部３３の稜線がＸ軸方向に沿って位置するように配置されている。また、図７（ｂ）
に示すように、比較例に係る光束制御部材４３は、光制御出射面１５の全てが本実施形態
に係る光束制御部材１１の第１出射面部１５ａに対応するものである。
【００３５】
図８（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態に係る光束制御部材１１及び比較例に係
る光束制御部材４３は、発光素子１０の発光中心Ｐ１から出射した光が第１入射面１７ａ
から入射する位置Ｐ２、この位置Ｐ２から光束制御部材１１の内部に入射した光が第１全
反射面１６ａに到達した位置Ｐ３、この第１全反射面１６ａの位置Ｐ３で反射された光が
第２全反射面１６ｂに到達した位置Ｐ４が同一である（表１及び２参照）。なお、表１は
、本実施形態に係る光束制御部材１１の出射光特性に関するシミュレーション実験結果を
数値で示すものである。また、表２は、比較例に係る光束制御部材４３の出射光特性に関
するシミュレーション実験結果を数値で示すものである。
【００３６】
しかし、図８（ａ）に示す本実施形態に係る光束制御部材１１は、第２全反射面１６ｂ
の位置Ｐ４で反射された光が光制御出射面１５の第２出射面部１５ｂの位置Ｐ５に到達す
ることになる（表１参照）。一方、図８（ｂ）に示す比較例に係る光束制御部材４３は、
第２全反射面１６ｂの位置Ｐ４で反射された光が光制御出射面１５（第１出射面部１５ａ
）の位置Ｐ５’に到達することになり、図８（ａ）の位置Ｐ５とは異なる位置Ｐ５’が到
達位置となる（表２参照）。
【００３７】
また、図８（ａ）に示す本実施形態に係る光束制御部材１１は、第２出射面部１５ｂの
位置Ｐ５から出射した光が測定面４４の位置Ｐ６に到達することになる（表１参照）。一
方、図８（ｂ）に示す比較例に係る光束制御部材４３は、光制御出射面１５の位置Ｐ５’
から出射した光が測定面４４の位置Ｐ６’に到達することになり、図８（ａ）の位置Ｐ６
とは異なる位置Ｐ６’に到達することになる（表２参照）。
【００３８】
【表１】
0005444568.tif 000002
【００３９】
【表２】
0005444568.tif 000003
【００４０】
表１のＹ軸方向における測定面上の位置Ｐ６の寸法（−２７．０６ｍｍ）と、表２のＹ
軸方向における測定面上の位置Ｐ６’の寸法（３．９２７８ｍｍ）とを対比して明らかな
ように、本実施形態に係る光束制御部材１１は、比較例に係る光束制御部材４３よりもＹ
軸方向へ大きく偏って光を出射する。
【００４１】
図９（ａ）に示すように、本実施形態に係る光束制御部材１１から出射される光で照明
される測定面４４上におけるＹ軸方向に沿った照度分布は、光軸Ｌ１を中心にして線対称
の曲線Ｃ１で且つ光軸Ｌ１からＹ軸方向に＋ｙａ及び−ｙａの位置にピーク位置が生じる
曲線Ｃ１で表される（図１０（ａ）参照）。また、図９（ａ）に示すように、本実施形態
に係る光束制御部材１１から出射される光の光量は、Ｘ軸方向に沿って出射される光の光
量よりもＹ軸方向に沿って出射される光の光量の方が多くなっている。これは、第２出射
面部１５ｂ，１５ｂが、頂部３３を境にして逆方向に（＋Ｙ軸方向と−Ｙ軸方向に沿って
）傾斜していることによるものである。また、図９（ａ）に示すように、本実施形態に係
る光束制御部材１１から出射される光で照明される測定面４４上におけるＸ軸方向に沿っ
た照度分布は、光軸Ｌ１を中心にして線対称の曲線Ｃ２で且つ光軸Ｌ１上にピーク位置が
生じる曲線Ｃ２で表される。
【００４２】
これに対し、図９（ｂ）に示すように、比較例に係る光束制御部材４３から出射される
光で照明される測定面４４上におけるＸ軸方向及びＹ軸方向に沿った照度分布は、全く同
一であり、光軸Ｌ１を中心とする線対称の曲線Ｃ３で且つ光軸Ｌ１上にピーク位置が生じ
る曲線Ｃ３で表される。なお、図１０（ｂ）に示すように、比較例に係る光束制御部材４
３から出射される光で照明される測定面４４上における照度は、光軸Ｌ１を中心とする回
転対称の分布をしている。これは、比較例に係る光束制御部材４３の光制御出射面１５が
、光軸Ｌ１を中心とする回転対称の平面であり、光軸Ｌ１に直交する仮想平面上に位置す
る平面であることによる。
【００４３】
（本実施形態の効果）
以上の説明のように、本実施形態に係る光束制御部材１１は、第２出射面部１５ｂを構
成する突起３２の頂部３３の稜線が被照明部材３の被照射面３ａとほぼ平行になるように
（図７におけるＹ軸が被照射面３ａにほぼ直交するように）配置されると、比較例に係る
光束制御部材４３と比較して、被照射面３ａを照明する光の光量を多くすることができる
（図１（ａ）、図７（ａ），（ｂ）参照）。すなわち、本実施形態に係る光束制御部材１
１は、比較例に係る光束制御部材４３によっては被照射面３ａの照明光とし得ない光（図
７（ａ）におけるＸ軸に沿った方向の光）の少なくとも一部を、第２出射面部１５ａが被
照射面３ａ寄りに（図７（ａ）における＋Ｙ軸及び−Ｙ軸方向寄りに）偏向出射させるこ
とができ、発光素子１０からの光を被照射面３ａの照明光として効率的に利用することが
できる（図１（ａ）、図７（ａ），（ｂ）参照）。しかも、本実施形態に係る光束制御部
材１１は、一対の対向する被照射面３ａ，３ａの間に配置された場合に、両方の被照射面
３ａ，３ａを均等に照明することが可能となる（図１（ａ）参照）。なお、上記「ほぼ平
行」及び「ほぼ直交」とは、被照射面３ａに対する光束制御部材１１の組付誤差等を考慮
したものである。
【００４４】
したがって、本実施形態に係る光束制御部材１１は、発光素子１０と組み合わせて発光
装置２を構成すれば、従来技術のような導光板を使用することなく被照明部材３を照明す
ることが可能になるため、被照射面とほぼ同面積の導光板を使用した従来の照明装置と比
較し、照明装置１の構成を簡単化することができると共に、照明装置１を格段に軽量化す
ることができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る光束制御部材１１を使用した発光装置２は、光束制御部材１１
を用いずに発光素子１０のみで被照射面３ａ，３ａを照明した場合と比べて、発光素子１
０から離れた天板６近傍の被照射面３ａ，３ａも十分な光で照明することができ、且つ、
発光素子１０近傍に特異的な明部を発生させることを防止することができる。
【００４６】
（光束制御部材の第２実施形態）
図１１は、光束制御部材１１の第２実施形態を示すものである。この図１１に示す光束
制御部材１１は、第１実施形態の光束制御部材１１における第２出射面部１５ｂを構成す
る二等辺三角形の突起３２に代え、上面が円弧状曲面４５の突起４６を形成したものであ
る。この突起４６の頂部は、第１実施形態の光束制御部材１１における二等辺三角形の突
起３２の頂部３３と同一位置（光束制御部材１１を平面視した場合の同一位置）になるよ
うに形成されている。そして、この実施形態に係る光束制御部材１１における突起４６の
円弧状曲面４５は、第１実施形態の光束制御部材１１における第２出射面部１５ｂとほぼ
同様に機能し、発光素子からの光を偏向出射させることができる。すなわち、本実施形態
に係る光束制御部材１１の円弧状曲面４５が第１実施形態に係る光束制御部材１１の第２
出射面部１５ｂ，１５ｂに対応する。このような構成の光束制御部材１１は、第１実施形
態に係る光束制御部材１１と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
（光束制御部材の第３実施形態）
図１２は、光束制御部材１１の第３実施形態を示すものである。この図１２に示す光束
制御部材１１は、第１実施形態の光束制御部材１１における第２出射面部１５ｂを構成す
る二等辺三角形の突起３２に代え、凹み４７を形成したものである。この光束制御部材１
１の凹み４７は、正面側から見た形状が頂部を下にした二等辺三角形であり、傾斜面４８
，４８が交差する底部５０が第１実施形態の光束制御部材１１における二等辺三角形の突
起３２の頂部３３と同一位置（光束制御部材１１を平面視した場合の同一位置）に形成さ
れている。そして、この実施形態に係る光束制御部材１１の凹み４７の一対の傾斜面４８
，４８は、第１実施形態の光束制御部材１１における第２出射面部１５ｂ，１５ｂとほぼ
同様に機能し、発光素子からの光を偏向出射させることができる。すなわち、本実施形態
に係る光束制御部材１１の一対の傾斜面４８，４８が第１実施形態に係る光束制御部材１
１の第２出射面部１５ｂ，１５ｂに対応する。このような構成の光束制御部材は、第１実
施形態に係る光束制御部材１１と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
（光束制御部材の第４実施形態）
図１３乃至図１４は、本願発明の第４実施形態に係る光束制御部材５１を示すものであ
る。なお、図１３は、光束制御部材５１の外観斜視図（斜め上方から見た外観図）である
。また、図１４（ａ）が光束制御部材５１の平面図、図１４（ｂ）が図１４（ａ）の光束
制御部材５１をＡ４−Ａ４線に沿って切断して示す断面図、図１４（ｃ）が光束制御部材
５１の裏面図、図１４（ｄ）が図１４（ｂ）のＢ部を拡大して示す図である。
【００４９】
光束制御部材５１は、第１実施形態の光束制御部材１１と同様に、ＰＭＭＡ（ポリメタ
クリル酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＥＰ（エポキシ樹脂）等の透明樹脂材料
や透明なガラスで形成されている。この光束制御部材５１は、リング状のフランジ５２の
上面側に光制御出射面５３が形成され、フランジ５２の下面側に全反射面５４及び入射面
５５が形成されている。そして、この光束制御部材５１は、中心軸５６が発光素子１０の
光軸Ｌ１と同軸上に位置するように、発光素子１０が固定された基板１２上に取り付けら
れるようになっている（図１６参照）。
【００５０】
光束制御部材５１の入射面５５は、光束制御部材５１の裏面１５側に形成された凹み５
８の内面であり、断面形状が等脚台形形状であって、中心軸５６の回りに回転対称となる
ように形成されている。この光束制御部材５１の入射面５５は、凹み５８の底面である第
１入射面５５ａと、この第１入射面５５ａから凹み５８の開口縁まで延びるテーパ状円筒
面である第２入射面５５ｂとを有している。第１入射面５５ａは、中心軸５６を含む中央
部に円板状の平面部分５５ａ１が形成され、この平面部分５５ａ１の径方向外方側に中心
軸５６を中心とするフレネルレンズ５５ａ２が形成されている。第２入射面５５ｂは、第
１入射面５５ａ側の端縁の内径寸法よりも開口縁側の内径寸法の方が大径となるように、
第１入射面５５ａ側から開口縁側へ向かうにしたがって内径が漸増している。
【００５１】
光束制御部材５１の裏面５７は、凹み５８の開口縁を含む仮想平面であり、中心軸５６
に直交する仮想平面である。
【００５２】
光束制御部材５１の全反射面５４は、裏面５７の外周縁（凹み５８の開口縁）からフラ
ンジ５２の下面まで延びる外表面であり、中心軸５６を取り囲むように形成された回転対
称面（略円錐台形状の外表面）である。この光束制御部材５１の全反射面５４は、裏面５
７からフランジ５２に向かうに従って外径が漸増しており、その母線が外側（中心軸５６
から離れる側）へ凸の円弧状曲線である（図１４（ｂ）参照）。そして、この全反射面５
４は、主に第２入射面５５ｂから入射した発光素子１０からの光を光制御出射面５３側へ
向けて全反射するようになっている（図１８参照）。
【００５３】
光束制御部材５１の光制御出射面５３は、裏面５７の反対側に位置し、平面視した形状
が中心軸５６を中心とする円板形状であり、光出射特性の異なる第１出射面部５３ａ，第
２出射面部５３ｂ，及び第３出射面部５３ｃを有している。
【００５４】
第１出射面部５３ａは、図１４（ａ）〜（ｂ）に示すように、中心線６０に沿って帯状
に形成された平面であり、その法線方向が中心軸５６と平行となるように形成された平面
である。この第１出射面部５３ａは、中心線６０に対して線対称の形状であり、中心線６
０に沿ったフランジ１２の一方の径方向外周端から他方の径方向外方端まで形成されてい
る。そして、この第１出射面部５３ａは、主に第２入射面５５ｂから光束制御部材５１の
内部に入射した後に全反射面５４で全反射されて光束の立体角が狭められた光を、光軸Ｌ
１からやや離れる方向に向かって出射させるようになっている（図１８参照）。また、こ
の第１出射面部５３ａは、第１入射面５５ａから入射した光の一部を光軸Ｌ１からやや離
れる方向に向かって出射させるようになっている（図１８参照）。
【００５５】
第２出射面部５３ｂは、第１出射面部５３ａを両側から挟むように位置する一対の突起
６１，６１の表面であり、正面側から見た形状が二等辺三角形の突起６１を形作る一対の
傾斜面である。そして、一対の第２出射面部５３ｂ，５３ｂの交差部である突起６１の頂
部６２は、その稜線が中心線６３に沿って位置するように、且つ、その稜線が第１出射面
部５３ａの延びる方向（中心線６０）に直交するようになっている。そして、突起６１を
形作る一対の傾斜面である第２出射面部５３ｂ，５３ｂは、頂部６２から逆方向で且つ中
心線６０の延びる方向に沿って傾斜している。このような第２出射面部５３ｂは、突起６
１の頂部６２の稜線が延びる方向（中心線６３に沿った方向）の光量よりも頂部６２の稜
線が延びる方向に直交する方向（中心線６０に沿った方向）の光量が多くなるように光を
偏向出射させるようになっている。
【００５６】
第３出射面部５３ｃは、光制御出射面５３を平面視した場合、光制御出射面５３の中央
部に位置している。この第３出射面部５３ｃは、中心軸５６を中心とする非球面形状の凹
面部を形成する内面であり、第１入射面５５ａから入射した光を光軸Ｌ１の周りに第１出
射面部５３ａよりも大きく拡げて出射させるようになっている（図１８参照）。したがっ
て、この第３出射面部５３ｃを有する光束制御部材５１は、光制御出射面５３寄りの被照
射面を効率的に照明することが可能になる。このように機能する凹面部であれば、非球面
形状に限らず、光軸Ｌ１上に頂部を有する円錐形状に形成してもよい。
【００５７】
そして、本実施形態に係る光束制御部材５１は、図１５に示すようなホルダ６４に収容
され、ホルダ６４を介して発光素子１０及び基板１２に組み付けられると、第１実施形態
の光束制御部材１１と同様に、中心軸５６が発光素子１０の光軸Ｌ１と同軸上に位置する
ように位置決めされ、基板１２上に位置決めされた状態で支持されることになる（図１６
参照）。なお、図１５に示すホルダ６４は、図６に示したホルダ１３と同様の構成である
ため、図６に示したホルダ１３に対応する構成部分に、図６に示したホルダ１３の構成部
分と同一符号を付し、図６に示したホルダ１３と重複する説明を省略する。
【００５８】
以上のように、本実施形態に係る光束制御部材５１は、第１実施形態の光束制御部材１
１と同様の出射光特性が生じる。したがって、本実施形態に係る光束制御部材５１は、第
１実施形態の光束制御部材１１と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
なお、図１７に示す光束制御部材６５は、本実施形態に係る光束制御部材５１の第２出
射面部５３ｂを省略したものであり、光制御出射面５３が第１出射面部５３ａと第３出射
面部５３ｃのみから構成されるため、光軸Ｌ１の周りに回転対称の光束を出射することに
なり（図１８参照）、対向する一対の被照明部材３，３間に配置された場合、被照明部材
３を照明し得る光量が本実施形態の光束制御部材５１よりも少なくなる。
【００６０】
（その他の変形例）
本発明の照明装置１は、底板４に発光装置２を配置する態様に限定されるものではなく
（図１参照）、天板６に発光装置２を配置してもよく、また、側板５に発光装置２を配置
してもよい。また、本発明の照明装置１は、底板４，側板５，天板６のうちの複数又は全
てに発光装置２を配置するようにしてもよい。さらに、本発明の照明装置１は、被照射面
３ａが四角形状の場合には、被照射面３ａのコーナー部に配置するようにしてもよい。
【００６１】
また、本発明の照明装置１は、被照射面３ａの大きさに応じ、発光装置２を単数又は複
数使用する。
【００６２】
また、本発明の照明装置１に使用する光束制御部材１１，５１は、一対の突起３２，４
６，６１又は一対の凹み４７を形成する態様を例示したが、これに限られるものではなく
、より多くの第２出射面部として機能する突起又は凹みによって光制御出射面１５，５３
の一部を構成するようにしてもよい。
【００６３】
本発明の光束制御部材１１，５１は、発光素子１０からの全出射光束の立体角を狭める
機能を有する全反射面部（第２全反射面１６ｂ，全反射面５４）と、光軸Ｌ１に沿って出
射した場合には被照射面３ａに到達し得ない光を被照射面３ａに向かう光に偏向させる凹
面部（第１全反射面１６ａ，第３出射面部５３ｃ）と、被照射面３ａと平行に出射する光
を被照射面３ａに向かう光に偏向させる部分（第２出射面部１５ｂ，５３ｂ）の３つの要
素を兼ね備えることが特徴であり、それらの機能を有するものであれば、第１〜第４実施
形態の形状に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明に係る発光装置は、広告パネル等の被照明部材を背面側から照明する内照式の照
明装置に適用できることはもちろんのこと、天井、床面、壁面等を照明する外照式の照明
装置や、案内灯としても使用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１……照明装置、２……発光装置、３……被照明部材、３ａ……被照射面、１０……発
光素子（例えば、ＬＥＤ）、１１，５１……光束制御部材、１５，５３……光制御出射面
、１５ａ，５３ａ……第１出射面部、１５ｂ，５３ｂ……第２出射面部、１６ａ……第１
全反射面（凹面部）、１６ｂ……第２全反射面（全反射面部）、１７，５５……入射面、
４５……円弧状曲面（第２出射面部）、４８……傾斜面（第２出射面部）、５３ｃ……第
３出射面部（凹面部）、５４……全反射面（全反射面部）、Ｌ１……光軸
【図１】
0005444568.tif 000004
【図２】
0005444568.tif 000005
【図３】
0005444568.tif 000006
【図４】
0005444568.tif 000007
【図５】
0005444568.tif 000008
【図６】
0005444568.tif 000009
【図７】
0005444568.tif 000010
【図８】
0005444568.tif 000011
【図９】
0005444568.tif 000012
【図１０】
0005444568.tif 000013
【図１１】
0005444568.tif 000014
【図１２】
0005444568.tif 000015
【図１３】
0005444568.tif 000016
【図１４】
0005444568.tif 000017
【図１５】
0005444568.tif 000018
【図１６】
0005444568.tif 000019
【図１７】
0005444568.tif 000020
【図１８】
0005444568.tif 000021
【図１９】
0005444568.tif 000022