(57)【要約】【課題】照明器具の間接光を増大させる。【解決手段】基板と、基板上の電極に実装された第１のＬＥＤ光源および第２のＬＥＤ光源と、第１のＬＥＤ光源に対応する第１の光学部材と、第２のＬＥＤ光源に対応する第２の光学部材と、第１の光学部材と第２の光学部材を繋ぐ光学部材接続部と、を有する照明装置であって第１の光学部材からの出射光の光度分布と、第２の光学部材からの出射光の光度分布とが異なり、第１の光学部材、光学部材接続部、および第２の光学部材で複合光学部材が構成され、複合光学部材は、電極の少なくても一部を覆う照明装置。【選択図】  図１
2014013744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上の電極に実装された第１のＬＥＤ光源および第２のＬＥＤ光源と、
前記第１のＬＥＤ光源に対応する第１の光学部材と、
前記第２のＬＥＤ光源に対応する第２の光学部材と、
前記第１の光学部材と前記第２の光学部材を繋ぐ光学部材接続部と、を有する照明装置であって、
前記第１の光学部材からの出射光の光度分布と、前記第２の光学部材からの出射光の光度分布とが異なる照明装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、前記正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、
前記基板の法線方向に主に光を出射する正面発光ＬＥＤ光源と、
前記基板の法線方向と傾きをもった方向に主に光を出射する側面発光ＬＥＤ光源と、を有し、
前記第１のＬＥＤ光源は前記正面発光ＬＥＤ光源に対応し、
前記第２のＬＥＤ光源は前記側面発光ＬＥＤ光源に対応する照明装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、前記正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、
前記基板と略平行な発光面を有する正面発光ＬＥＤ光源と、
前記基板と傾きをもった発光面を有する側面発光ＬＥＤ光源と、を有し、
前記第１のＬＥＤ光源は前記正面発光ＬＥＤ光源に対応し、
前記第２のＬＥＤ光源は前記側面発光ＬＥＤ光源に対応する照明装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、前記正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、
前記第１の光学部材からの出射光の方が、前記第２の光学部材からの出射光よりも前記正面方向への光束が多い照明装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記第１の光学部材、前記光学部材接続部、および前記第２の光学部材で複合光学部材が構成され、
前記複合光学部材は、前記電極の少なくても一部を覆う照明装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記第２の光学部材は導光部を有する照明装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第２の光学部材の出射面は前記基板の端部より前記側面方向の外側に存在する照明装置。
【請求項８】
請求項６において、
前記第１の光学部材は球面レンズよりも広角に光を広げるレンズである照明装置。
【請求項９】
請求項１において、
前記照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、前記正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、
前記基板の法線の向きが前記正面方向に対して傾いている照明装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記光学部材接続部に光取り出し手段が設けられている照明装置。
【請求項１１】
請求項６において、
前記第２の光学部材の出射面が２面以上有る照明装置。
【請求項１２】
請求項６において、
前記基板の法線方向と平行な断面において、前記第２の光学部材の出射面形状が直線である照明装置。
【請求項１３】
請求項６において、
前記基板の法線方向と平行な断面において、前記第２の光学部材の出射面形状が折れ線部を有する照明装置。
【請求項１４】
請求項６において、
前記基板の法線方向と平行な断面において、前記第２の光学部材の出射面形状が曲線部を有する照明装置。
【請求項１５】
基板と、
前記基板上の電極に実装されたＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源に対応する光学部材と、を有する照明装置であって、
前記照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、前記正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、
前記光学部材は導光部を有し、
前記導光部は光を前記側面方向の外側に導光し、
前記導光部の出射面は前記側面方向の外側に光を出射させる面である照明装置。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記光学部材の出射部は前記基板の端部よりも側面方向の外側にある照明装置。
【請求項１７】
請求項１５において、
前記基板の法線方向と平行な断面において、前記光学部材の出射面形状が直線である照明装置。
【請求項１８】
請求項１５において、
前記基板の法線方向と平行な断面において、前記光学部材の出射面形状が折れ線部を有する照明装置。
【請求項１９】
請求項１５において、
前記基板の法線方向と平行な断面において、前記光学部材の出射面形状が曲線部を有する照明装置。
【請求項２０】
請求項１９において、
前記基板の法線方向と平行な断面において、前記光学部材の入射面形状が直線である照明装置。
【請求項２１】
請求項１５において、
前記導光部を有する光学部材を第２の光学部材、前記第２の光学部材に対応するＬＥＤ光源を第２のＬＥＤ光源とした場合に、
第１のＬＥＤ光源と、
前記第１のＬＥＤ光源に対応する第１の光学部材と、を有し、
前記第１の光学部材からの出射光の光度分布と、前記第２の光学部材からの出射光の光度分布が異なる照明装置。
【請求項２２】
基板と、
前記基板上の電極に実装されたＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源に対応する光学部材と、を有する照明装置であって、
前記照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、前記正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、
前記光学部材の出射部は、前記基板の端部よりも前記側面方向の外側にあって、
前記光学部材は前記ＬＥＤ光源からの光を前記側面方向の外側に出射させる照明装置。
【請求項２３】
基板と、
前記基板上の電極に実装された複数のＬＥＤ光源を有する照明装置であって、
前記照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、前記正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、
前記複数のＬＥＤ光源は、前記基板の法線方向に主に光を出射する正面発光ＬＥＤ光源であって、
前記複数のＬＥＤ光源の内、前記照明装置の最も前記側面方向の外側に配置されるＬＥＤ光源には、前記正面方向への発光光を前記側面方向外側に反射する部位を有する光学部材が対応して配置され、
前記最も外側に配置されるＬＥＤ光源が配置される位置に関して、前記光学部材は前記側面方向の外側と内側で非対称的な形状である照明装置。
【請求項２４】
請求項２３において、
前記光学部材は前記側面方向の内側よりも外側に多くの光を出射する照明装置。
【請求項２５】
請求項２３において、
前記光学部材の重心が前記最も外側に配置されるＬＥＤ光源よりも前記側面方向の外側にある照明装置。
【請求項２６】
請求項１において
前記照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、前記正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、
前記第１のＬＥＤ光源および前記第２のＬＥＤ光源は、前記基板の法線方向に主に光を出射する正面発光ＬＥＤ光源であり、
前記第２のＬＥＤ光源の方が、前記第１のＬＥＤ光源よりも、前記照明装置の中心からの距離が遠い位置に配置され、
前記第２の光学部材の中心を含む断面における前記第２の光学部材の出射光の光度分布が、前記第１の光学部材の中心を含む断面における前記第１の光学部材の出射光の光度分布よりも広い照明装置。
【請求項２７】
請求項２６において、
前記第１の光学部材は、前記照明装置の中心を囲むように、前記照明装置の中心付近に配置される照明装置。
【請求項２８】
請求項１または２６において、
前記照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、前記正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、
前記第１のＬＥＤ光源および前記第２のＬＥＤ光源は、前記基板の法線方向に主に光を出射する正面発光ＬＥＤ光源であり、
前記第１の光学部材は、前記照明装置の中心を囲むように、前記照明装置の中心付近に配置され、
前記基板の法線方向から見た場合の前記第１の光学部材は、等方的な形状である照明装置。
【請求項２９】
請求項１または２６において
前記照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、前記正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、
前記第１のＬＥＤ光源および前記第２のＬＥＤ光源は、前記基板の法線方向に主に光を出射する正面発光ＬＥＤ光源であり、
前記第２の光学部材は、前記照明装置の中心を囲むように、前記基板の端部に配置され、
前記基板の法線方向から見た場合の前記第２の光学部材は、非等方的な形状である照明装置。
【請求項３０】
請求項１または２６において
前記照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、前記正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、
前記第１のＬＥＤ光源および前記第２のＬＥＤ光源は、前記基板の法線方向に主に光を出射する正面発光ＬＥＤ光源であり、
前記基板の法線方向から見た場合の第１の光学部材は、等方的な形状であって、
前記基板の法線方向から見た場合の第２の光学部材は、非等方的な形状である照明装置。
【請求項３１】
請求項３０において
前記第１の光学部材よりも前記第２の光学部材の方が、前記照明装置の中心から遠い位置に配置される照明装置。
【請求項３２】
請求項３０において
前記基板の法線と垂直な面内において、前記基板の法線方向から前記第２の光学部材を見た場合に、
前記照明装置の中心を原点として、極座標系を考えた場合に、前記第２の光学部材の方位角方向の幅が、前記第２の光学部材の動径方向の幅よりも大きい照明装置。
【請求項３３】
請求項３０において
前記基板の法線と垂直な面内において、前記基板の法線方向から前記第２の光学部材を見た場合に、
前記第２のＬＥＤ光源が密に並んでいる方向の前記第２の光学部材の幅が、前記第２のＬＥＤ光源が密に並んでいる方向に垂直な方向の前記第２の光学部材の幅よりも大きい照明装置。
【請求項３４】
請求項１において
前記照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、前記正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、
前記第１のＬＥＤ光源および前記第２のＬＥＤ光源は、前記基板の法線方向に主に光を出射する正面発光ＬＥＤ光源であり、
前記ＬＥＤ光源は複数のＬＥＤと蛍光体から構成され、
前記複数のＬＥＤが配置される位置分布範囲が長い方向が、前記照明装置の中心から外側に向かう方向と平行である照明装置。
【請求項３５】
請求項１において
前記照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、前記正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、
前記第１のＬＥＤ光源および前記第２のＬＥＤ光源は、前記基板の法線方向に主に光を出射する正面発光ＬＥＤ光源であり、
前記ＬＥＤ光源は複数のＬＥＤと蛍光体から構成され、
前記複数のＬＥＤが配置される位置分布範囲が長い方向をＬＥＤ配列方向とした場合に、
前記基板の法線方向から前記第２の光学部材を見た場合の、前記ＬＥＤ配列方向に平行な方向の前記第２の光学部材の幅は、前記ＬＥＤ配列方向に平行な方向と垂直な方向の前記第２の光学部材の幅よりも、小さい照明装置。
【請求項３６】
請求項１において
前記照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、前記正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、
前記第１のＬＥＤ光源および前記第２のＬＥＤ光源は、前記基板の法線方向に主に光を出射する正面発光ＬＥＤ光源であり、
前記第１の光学部材または第２の光学部材がレンズであって、
前記レンズは、前記レンズに対応するＬＥＤ光源に対向するレンズ内面と、前記ＬＥＤ光源からの光を前記レンズの外側に出射するレンズ表面と、から形成され、
前記レンズ内面の形状に、前記ＬＥＤ光源から前記光学部材接続部に向かう光を、前記レンズ表面に向けて屈折する面が含まれる照明装置。
【請求項３７】
請求項３６において
前記レンズ内面の断面形状が曲線と直線からなる照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明装置の光源として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode、発光ダイオード）の使用が多くなっている。天井に取り付けるタイプの室内照明器具用の光源としても蛍光管に代わってＬＥＤが使われ始めている。ＬＥＤは水銀レスであることが特徴であり、環境を配慮した光源である。
【０００３】
ＬＥＤを用いた照明装置は、ＬＥＤからの出射光に指向性を付与することがある。特許文献１および特許文献２にＬＥＤからの出射光に指向性を付与した光学系に関して開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９８９１９号公報
【特許文献２】特開２００７−４８７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＬＥＤを光源として例えば天井に取り付けるタイプの室内照明器具は、蛍光管を光源として天井に取り付けるタイプの室内照明器具に比べて、器具からの出射光の配光が狭いという課題がある。とりわけ、天井方向への光が少ないがゆえに間接光が少ないという課題がある。特許文献１および２は、本課題に関して考慮されていないため、十分な配光特性の改善が得られないと考えられる。本願は、ＬＥＤを光源として例えば天井に取り付けるタイプの室内照明器具において、間接光を増大させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の課題を解決するための手段は、例えば以下の通りである。
【０００７】
基板と、基板上の電極に実装された第１のＬＥＤ光源および第２のＬＥＤ光源と、第１のＬＥＤ光源に対応する第１の光学部材と、第２のＬＥＤ光源に対応する第２の光学部材と、第１の光学部材と第２の光学部材を繋ぐ光学部材接続部と、を有する照明装置であって第１の光学部材からの出射光の光度分布と、第２の光学部材からの出射光の光度分布とが異なる照明装置。
【０００８】
基板と、基板上の電極に実装されたＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源に対応する光学部材と、を有する照明装置であって、照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、光学部材は導光部を有し、導光部は光を側面方向の外側に導光し、導光部の出射面は側面方向の外側に光を出射させる面である照明装置。
【０００９】
基板と、基板上の電極に実装されたＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源に対応する光学部材と、を有する照明装置であって、照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、光学部材の出射部は、基板の端部よりも側面方向の外側にあって、光学部材はＬＥＤ光源からの光を側面方向の外側に出射させる照明装置。
【００１０】
基板と、基板上の電極に実装された複数のＬＥＤ光源を有する照明装置であって、照明装置が主に光を照射する方向を正面方向とし、正面方向と略垂直な方向を側面方向とした場合に、複数のＬＥＤ光源は、基板の法線方向に主に光を出射する正面発光ＬＥＤ光源であって、複数のＬＥＤ光源の内、照明装置の最も側面方向の外側に配置されるＬＥＤ光源には、正面方向への発光光を側面方向外側に反射する部位を有する光学部材が対応して配置され、最も外側に配置されるＬＥＤ光源が配置される位置に関して、光学部材は側面方向の外側と内側で非対称的な形状である照明装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により照明器具の間接光を増大できる。上記した以外の課題、構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための正面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図４（ａ）】本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ光源を説明するための図。
【図４（ｂ）】本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ光源を説明するための図。
【図５（ａ）】本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ光源を説明するための図。
【図５（ｂ）】本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ光源を説明するための図。
【図５（ｃ）】本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ光源を説明するための図。
【図５（ｄ）】本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ光源を説明するための図。
【図６（ａ）】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図６（ｂ）】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図７（ａ）】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図７（ｂ）】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図９（ａ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置が解決する課題を説明するための図。
【図９（ｂ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置が解決する課題を説明するための図。
【図９（ｃ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置が解決する課題を説明するための図。
【図９（ｄ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置が解決する課題を説明するための図。
【図１０（ａ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置が解決する課題を説明するための図。
【図１０（ｂ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置が解決する課題を説明するための図。
【図１０（ｃ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置が解決する課題を説明するための図。
【図１０（ｄ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置が解決する課題を説明するための図。
【図１１（ａ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図１１（ｂ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図１１（ｃ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図１１（ｄ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図１４】本発明の第５の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図１５（ａ）】本発明の第５の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図１５（ｂ）】本発明の第５の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図１６（ａ）】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図１６（ｂ）】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図１６（ｃ）】本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図１７（ａ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図１７（ｂ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図１７（ｃ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図１７（ｄ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図１７（ｅ）】本発明の第２の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図１８（ａ）】本発明の第６の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図１８（ｂ）】本発明の第６の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図１９】本発明の第６の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図２０】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図２１（ａ）】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図２１（ｂ）】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図２１（ｃ）】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図２２（ａ）】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図２２（ｂ）】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図２２（ｃ）】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図２３（ａ）】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図２３（ｂ）】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図２４】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図２５（ａ）】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図２５（ｂ）】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図２５（ｃ）】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図２５（ｄ）】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図２５（ｅ）】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図。
【図２５（ｆ）】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【図２５（ｇ）】本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面等を用いて本発明について説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための正面図であって、ＬＥＤ光源３Ａ、３Ｂを実装する基板２の法線方向から見た図である。基板２において、ＬＥＤ光源３Ａ、３Ｂが実装されている面を実装面と呼ぶことにする。図１は、ＬＥＤ光源３Ａ、ＬＥＤ光源３Ｂの配置および複合光学部材７の概略を説明するための正面図であるため、説明に関係無い部材は省略している。図２は、図１記載のＡ−Ａ′の断面図である。当該断面は、ＬＥＤ光源３Ａ、ＬＥＤ光源３Ｂが実装されている基板２の法線と平行な面である。図２においても、主要な部材のみ記載している。
【００１５】
ＬＥＤ光源３Ａは、ＬＥＤ光源３Ｂよりも内側（中心Ｃに近い側）に配置され、照明装置１の中心Ｃから放射状に点在し、中心Ｃを囲うように配置されている。ＬＥＤ光源３Ｂは、最外周に配置され中心Ｃを囲うように配置されている。
【００１６】
ＬＥＤ光源３Ａに関して、図４（ａ）および図４（ｂ）を用いて詳細に説明する。図４（ａ）は、基板２の法線方向からＬＥＤ光源３Ａを見た図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ′断面図である。ＬＥＤ光源の例として、青色発光のＬＥＤと黄色の蛍光体を用いる白色ＬＥＤモジュールを用いる場合を示す。本発明はＬＥＤの発光スペクトル、形状、ＬＥＤ光源に含まれるＬＥＤ数、種類数などの構成および蛍光体の有無、種類、ＬＥＤ光源に含まれる蛍光体の種類数などの構成に限定されない。
【００１７】
ＬＥＤ光源３Ａにおいて、ＬＥＤ３０は、白色樹脂などを材料とする枠体３７の実装面３７ａに実装される。本例では、枠体の実装面３７ａ上に負電極３１を実装し、その上にＬＥＤ３０を実装している。ＬＥＤ３０はワイヤ３５によって、負電極３１と正電極３２に電気的に接続される。枠体３７の内側では、ＬＥＤ３０とともに、ＬＥＤ３０からの光の一部を吸収して、吸収した光をより長波長の光に波長変換する蛍光体３３が、シリコーンなどの封止樹脂３４によって封止されている。
【００１８】
発光面３ＡＥは、ＬＥＤ光源３Ａにおいて光を出射している面であるから、枠体３７の側壁３７ｂが囲う面と定義できる。但し、枠体３７は一部の光を透過するため、枠体全体から光が漏れる。しかしながら、大部分の光は発光面３ＡＥから出射する。
【００１９】
発光面３ＡＥを枠体３７の側壁３７ｂが囲う面と定義した理由は次の通りである。ＬＥＤ３０から発光した光は、一部の光は蛍光体３３に吸収・散乱透過・反射され、一部の光は封止樹脂３４と空気との界面でフレネル反射して戻り光となり、さらに一部は発光光として封止樹脂３４から出射する。ＬＥＤ３０からの発光光は反射・散乱を繰り返して、枠体３７の側壁３７ｂが囲う領域全体に広がる。当該領域全体に広がったＬＥＤ３０からの発光光は、当該領域全体に分散している蛍光体３３を励起して蛍光体を発光させる。このようにして、当該領域全体から光が出射する。それゆえ、発光面３ＡＥを枠体３７の側壁３７ｂが囲う面と定義した。但し、発光面３ＡＥにおいて、ＬＥＤ３０付近の発光強度が最も大きい。
【００２０】
枠体３７の外側には、負電極３１および正電極３２のそれぞれに電気的に接続している当該ＬＥＤ光源３Ａの基板２への実装端子３６、実装端子３６′が存在する。実装端子３６、実装端子３６′は、基板２上に配線される電極４０、電極４０′に電気的に接続される。
【００２１】
本実施例におけるＬＥＤ光源３Ａの特徴は、基板２の法線方向に主に光を出射する点である。主に光を出射するとは、基板２の法線を中心として、法線からの角度を極角とした場合、極角±９０度以内の方向に多くの光を出射することを意味する。また、多くの場合、ＬＥＤ光源の発光光度が最大となる角度が概ね基板２の法線方向と等しい、または、極角±２０度以内と言っても良い。ＬＥＤ光源３Ａが実装される基板２と略平行な面にＬＥＤ３０が実装されている。また、ＬＥＤ光源３Ａが実装される基板２と略平行な発光面を有している点である。以下、少なくても、これらの特徴の何れかを有するＬＥＤ光源を正面発光ＬＥＤ光源と呼ぶことにする。本ＬＥＤ光源３Ａは所謂トップビューと呼ばれるタイプのＬＥＤ光源である。
【００２２】
大抵の場合、正面発光ＬＥＤ光源の発光光の光度分布は、実装面の法線方向を最大とするランバーシアン（法線からの角度θと光度（放射強度）Ｉ（θ）と法線方向の光度（放射強度）Ｉ（０）との関係が、次の関係にある。Ｉ（θ）＝Ｉ（０）cosθ）である。ＬＥＤ光源３Ａには、第１の光学部材５として正面視でＬＥＤ光源３Ａを中心とした等方的なレンズが配置されている（図１参照）。ここで、当該レンズはＬＥＤ光源３Ａの中心に関して等方的であることに限定されない。
【００２３】
ＬＥＤ光源３Ｂに関して、図５（ａ）から図５（ｄ）を用いて詳細に説明する。図５（ａ）は、基板２の法線方向からＬＥＤ光源３Ｂを見た図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の矢印ＥのようにＬＥＤ光源３Ｂを見た図であって、発光面３ＢＥに対向する方向から見た図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）の矢印ＦのようにＬＥＤ光源３Ｂの側面を見た図である。図５（ｄ）は、図５（ｂ）のＤ−Ｄ′断面図である。ＬＥＤ光源の例として、青色発光のＬＥＤと黄色の蛍光体を用いる白色ＬＥＤモジュールを用いる場合を示す。本発明はＬＥＤの発光スペクトル、形状、ＬＥＤ光源に含まれるＬＥＤ数、種類数などの構成および蛍光体の有無、種類、ＬＥＤ光源に含まれる蛍光体の種類数などの構成に限定されない。
【００２４】
ＬＥＤ光源３Ｂにおいて、ＬＥＤ３０は枠体３７の実装面３７ａに実装される（図５（ｄ）参照）。本例では、枠体の実装面３７ａ上に負電極３１を実装し、その上にＬＥＤ３０を実装している。ＬＥＤ３０はワイヤ３５によって、負電極３１と正電極３２に電気的に接続される。枠体３７の内側では、ＬＥＤ３０とともに、ＬＥＤ３０からの光の一部を吸収して、吸収した光をより長波長の光に波長変換する蛍光体３３が、シリコーンなどの封止樹脂３４によって封止されている。
【００２５】
ＬＥＤ光源３Ａの発光面３ＡＥと同様に、ＬＥＤ光源３Ｂの発光面３ＢＥは、ＬＥＤ光源３Ｂにおいて光を出射している面であるから、枠体３７の側壁３７ｂが囲う面と定義できる（図５（ｂ）および図５（ｄ）参照）。定義の理由は、ＬＥＤ光源３Ａの発光面３ＡＥの定義時に説明した理由と同じである。但し、枠体３７は一部の光を透過するため、枠体全体から光が漏れる。とりわけ、枠体３７が薄い部位から光が漏れる。しかしながら、大部分の光は発光面３ＢＥから出射する。
【００２６】
枠体３７の外側には、負電極３１および正電極３２のそれぞれに電気的に接続している当該ＬＥＤ光源３Ｂの基板２への実装端子３６、実装端子３６′が存在する。実装端子３６、実装端子３６′は、基板２上に配線される電極４０、電極４０′に電気的に接続される。
【００２７】
本ＬＥＤ光源３Ｂの特徴は、ＬＥＤ光源３Ｂが実装される基板２と略垂直な面にＬＥＤ３０が実装されている点である。これは、実装端子３６と略垂直な面にＬＥＤ３０が実装されている点と言い換えても良い。また、基板２と平行ではない、つまり、基板２と傾きをもった面にＬＥＤ３０が実装されているとも言える。また、正面発光ＬＥＤ光源３ＡとはＬＥＤ３０が異なる角度で実装されているとも言える。また別の特徴は、ＬＥＤ光源３Ｂが実装される基板２と略垂直な発光面を有している点である。これは、実装端子３６と略垂直な発光面を有している点と言い換えても良い。また、正面発光ＬＥＤ光源３Ａとは発光面が異なる角度で配置されているとも言える。また、基板２と平行ではない、つまり、基板２と傾きをもった発光面を有するとも言える。また、基板２の法線と平行でない方向、つまり、基板２の法線方向と傾きをもった方向（当該方向を側面発光中心方向と呼ぶことにする。）に主に光を出射すると言っても良い。主に光を出射するとは、側面発光中心方向（本例では、基板２の法線と略垂直な方向）を中心として、側面発光中心方向からの角度が±９０度以内となる方向に多くの光を出射することを意味する。また、多くの場合、ＬＥＤ光源の発光光度が最大となる角度が、概ね側面発光中心方向と等しい、または、側面発光中心方向からの角度が±２０度以内と言っても良い。
【００２８】
以下、少なくても、これらの特徴の何れかを有するＬＥＤ光源を側面発光ＬＥＤ光源と呼ぶことにする。本ＬＥＤ光源３Ｂは所謂サイドビューと呼ばれるタイプのＬＥＤ光源である。
【００２９】
但し、当該ＬＥＤ光源は実装条件により、バラツキの範囲で傾くことがある。それゆえ、ＬＥＤ光源３Ｂが実装される基板２とＬＥＤ３０が実装される面および当該基板２と発光面が成す角度は９０度からずれることがある。当該角度の９０度からのずれは、±２０度以内が望ましく、さらに望ましくは±５度以内になるように実装することが望ましい。
【００３０】
図１において、ＬＥＤ光源３Ｂの発光面３ＢＥの法線は、実装面内方向外側（中心Ｃから外に向かう方向）に向いており、主な発光方向は、実装面内方向外側である。大抵の場合、発光光の光度分布は、ＬＥＤ光源３Ｂの発光面３ＢＥの法線方向を最大とするランバーシアンである。ＬＥＤ光源３Ｂには、第２の光学部材６が対応して配置されている。ＬＥＤ光源３Ｂの発光面３ＢＥに対向して、第２の光学部材６の入射面６Ａが配置され、実装面内方向外側に向かって第２の光学部材６内を導光した光は、出射面６Ｂから空気中に出射される。入射面６Ａおよび出射面６Ｂは、基板２に略垂直である。つまり、第２の光学部材６に対応するＬＥＤ光源が実装されている基板２の法線と平行な断面において、第２の光学部材の入射面と出射面の形状は直線となっている。
【００３１】
第１の光学部材５と第２の光学部材６は、光学部材接続部４にて接続され、複合光学部材７を形成する。本実施の形態では、全ての光学部材は一括成型され、光学部材接続部４にて接続されている。本例においては、複合光学部材７はポリカーボネート、ポリスチレン、アクリルなどの樹脂を材料としている。
【００３２】
図２の断面形状を用いてより詳しく説明する。図２中に矢印で示すように、照明装置１が主に光を照射する方向を正面方向Ｚとする。照明装置１が主に光を照射する方向は、例えば天井に設置して室内を照明するタイプの照明装置であれば、天井の法線方向、または天井から床に向かう方向（照明装置１の直下方向）が正面方向Ｚである。さらに、配光特性（光度分布）が概ね最大となる方向を正面方向Ｚとしても良い。
【００３３】
正面方向Ｚと略垂直な面内方向を側面方向とする。本実施の形態では、基板２の実装面の法線方向が正面方向Ｚと平行であるため、実装面内方向と側面方向は同じ方向となる。基板２の実装面の法線が正面方向Ｚから傾いている場合は、実装面内方向と側面方向は異なる方向となる。
【００３４】
照明装置１は、筐体としてのフレーム１１が有り、フレーム１１は例えば鉄製である。フレーム１１の一部の平面１１Ａには基板２がネジ止めなどで取り付けられている。フレーム１１は中空部を有し、中空部にはＬＥＤ光源３Ａ、ＬＥＤ光源３Ｂを駆動する点灯回路９が設置されている。基板２の端部２Ｅ付近でフレーム１１は折れ曲がって傾斜し、傾斜部１１Ｂを有する。フレーム１１には、拡散カバー８が取り付けられる。
【００３５】
照明装置１は、固定具５１によって天井５０に固定される。固定具５１があるために、照明装置１の中心にはＬＥＤ光源３が置けない。固定具５１の正面方向側には中心カバー１０が設置されており、固定具５１が配置している溝に光が入らないようになっている。当該溝に向かって伝播して来る光は、中心カバー１０で正面方向に反射散乱される。中心カバー１０は反射率が高い部材が好ましい。さらに、基板２やフレーム１１の内側は、白色塗装、白色レジスト、白色シートなどを用いて、白色の物質で覆うので、中心カバー１０も白色散乱反射する部材が好ましい。
【００３６】
本例においては、拡散カバー８は全てのＬＥＤ光源３を覆うような形状であって、ＬＥＤ光源３が発光した光を拡散反射・透過させる。説明のために、拡散カバー８を、拡散カバー８の表面の法線が正面方向Ｚに凡そ向いている正面部８Ａと、拡散カバー８の表面の法線が側面方向に凡そ向いている側面部８Ｂに大別する。拡散カバー８は、多くの場合、樹脂であって、樹脂内にシリカなどの拡散材を含有している。拡散カバー８の全光線透過率は、拡散材の種類や濃度で制御できる。拡散カバー８に入射した光は、ある散乱角度分布を持って拡散カバー８から照明装置１の外へ出射する。なお、本発明は、拡散カバー８の形状を限定せず、全てのＬＥＤ光源を覆わない形状であってもよく、拡散カバー全域に拡散性が付与されて無くても良い。
【００３７】
散乱角度分布は、一般的には、透過光と反射光で異なる。透過光の散乱角度分布は、照明装置としての配光に直接的に影響を及ぼす。照明装置（照明器具）の配光は光度で表されるのに対して、散乱角度分布は、対象としている面素の輝度を当該面素から出射する全光束で割った値で議論することが多いので、散乱角度分布に関しては、散乱透過輝度分布（ＢＴＤＦ：Bidirectional Transmittance Distribution Function）を用いて説明する。
【００３８】
拡散カバー８の透過光の散乱特性に関して、図３を用いて説明する。図３は、拡散カバー８のある面素の入射面８ＳＩに入射角θｉで光線ＲＡＹＩが入射し、出射面８ＳＯからある散乱透過輝度分布で光線ＲＡＹＯが出射する様子を示している。入射角θｉおよび出射角θｏは、当該面素の法線８Ｎを基準とした角度である。
【００３９】
拡散カバー８の全光線透過率が低い場合は、拡散カバー８の出射面は、いかなる角度で光が拡散カバー８に入射しようとも散乱透過輝度分布はどの方向に対しても一様な完全拡散面に近い面となる。
【００４０】
拡散カバー８の全光線透過率が高くなるにつれて散乱透過輝度分布は出射角θｏが入射角θｉと等しい角度でピークを持つようになる。
【００４１】
図２において、拡散カバーの正面部８Ａに入射した光は、正面方向Ｚからの角度を極角とした場合に、極角０度を中心として±９０度の範囲に出射する。拡散カバーの正面部８Ａからの出射光度分布は、概ね極角０度にピークを持つ。拡散カバーの側面部８Ｂに入射した光は、極角９０度を中心として±９０度の範囲に出射する。拡散カバーの側面部８Ｂからの出射光度分布は、概ね極角９０度にピークを持つ。
【００４２】
大抵の場合、側面部８Ｂに比べて正面部８Ａの方が面積も大きいことから、照明装置１の配光特性の極角０から概ね±７０度の範囲は、正面部８Ａの出射光度分布に強く依存する。照明装置１の配光特性の概ね極角８０度から１８０度と概ね極角−８０度から−１８０度の範囲は、側面部８Ｂの出射光度分布に強く依存する。
【００４３】
正面発光ＬＥＤ光源だけを用いた場合、多くの光が正面部８Ａに入射するため、照明装置１直下の床が明るくなり、側面部８Ｂへの入射光が少ないがゆえに照明装置１の直下方向以外の床面や壁や天井方向への光が少ない。それゆえ、部屋の隅が十分に明るくなく、間接光が少ないという課題がある。
【００４４】
この課題を解決するためには、ＬＥＤ光源から側面部８Ｂへ向かって出射する光束を多くすることが考えられるが、側面部８Ｂは、面積が小さいという点と照明装置の最も外側に位置する点があるため、基板２上のＬＥＤ光源は、正面部８Ａに比べて小さく、距離のある位置にある的に向けて光を照射しなければならない。この側面部８Ｂに入射する光束を増大させるのが本発明の具体的な目的の一つである。
【００４５】
正面発光ＬＥＤ光源からの光を、広角レンズを用いて広げることでも、側面部８Ｂに入射する光束を多くするという効果は得られる。しかしながら、基板２の面内方向内側にあるＬＥＤ光源からの光は、側面部８Ｂに光が到達するまでに広がってしまい、十分には光を照射できない。それゆえ、側面部８Ｂに最も近いＬＥＤ光源で側面部８Ｂを照射するようにすることでより大きな効果が得られる。
【００４６】
この場合でも、正面発光ＬＥＤ光源からの光の大部分の光を、側面部８Ｂに向けるのは難しく光損失などを伴う場合が多い。なぜならば、正面発光ＬＥＤの光度分布は発光面内方向で概ね等方的であるため、約半分の光は側面部８Ｂと反対方向に発光する。それゆえ、多くの光を側面部８Ｂに向けて、９０度以上反射・屈折させなければならない。そのような光学部材は、複雑・大規模の上、多くの損失を伴うことが多いためである。側面部８Ｂに最も近いＬＥＤ光源だけを増やして対応することも考えられるが、十分な数のＬＥＤを配置するスペースを取れないことが多い。
【００４７】
そこで、本実施の形態における照明装置１は、側面部８Ｂに最も近いＬＥＤ光源３Ｂとして側面発光ＬＥＤ光源を用い、当該側面発光ＬＥＤ光源３Ｂからの光を、さらに側面部８Ｂの近くまで導光させる第２の光学部材６を有する。側面部８Ｂに最も近いＬＥＤ光源３Ｂとして側面発光ＬＥＤ光源を用いることで、大部分の光は側面方向に発光する。さらに、面積の小さい側面部８Ｂを直接照射するために、導光部を有する第２の光学部材６を用いて側面発光ＬＥＤ光源の発光光を導光して側面部８Ｂ近くで光を出射する構成とした。
【００４８】
図６を用いて光学系に関して詳細に説明する。図６（ａ）は、図１のＡ−Ａ′断面の一部の拡大図、図６（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ′断面図である。第１の光学部材５と第２の光学部材６は、光学部材接続部４にて接続されている。光学部材接続部の高さ４Ｈは、第１の光学部材の高さ５Ｈと第２の光学部材の高さ６Ｈよりも小さい。第１の光学部材５および第２の光学部材６は、ＬＥＤ光源３Ａ、３Ｂよりは高くなくてはならない。光学部材接続部の高さ４Ｈは、各光学部材からの出射光を遮らないように低くしてある。また、光学部材接続部の高さ４Ｈを、第１の光学部材５または第２の光学部材６より低くすることで、複合光学部材７の軽量化ができる。例えば、正面発光ＬＥＤ光源３Ａの高さが１mm程度であって、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂの高さは１.５mm程度である場合、第１の光学部材の高さ５Ｈは５mm程度であって、と第２の光学部材の高さ６Ｈは３mm程度であって、光学部材接続部の高さ４Ｈは１.５mm程度とする。
【００４９】
第１の光学部材５のレンズは、球面の入射面５Ａから光を入射し、非球面の出射面５Ｂから光を出射する広角レンズ（球面レンズよりも広角に光を広げるレンズ）である。第１の光学部材５のレンズとして広角レンズを用いる理由は、２点ある。第１には、拡散カバー８の全光線透過率が高い場合に（例えば５０％より大きい場合）、拡散カバー８の正面部８Ａへの入射角が大きければ、正面部８Ａの透過光も入射角にピークを持つ散乱透過輝度分布であるために、照明装置１としての配光も広くなるためである。第２には、広角に光を出射して拡散カバー８の照度が均一になると、拡散カバー８からの光出射位置分布も均一になるためである。拡散カバー８が均一に光っている場合、照明装置１の見た目もソフトな明かりに見えて綺麗な印象を使用者に与え、さらには、局所的に明るくないので眩しさも低減される。それゆえ、拡散カバー８の照度を均一にすることは照明装置の光学設計の一つ課題である。
【００５０】
光線追跡例として光線ＲＡＹ２０を記載した。レンズの中心から入射面５Ａに入射した光は、屈折を受けず出射面５Ｂに直進し、出射面５Ｂで広角（レンズ実装面の法線からの角度が大きい角度方向（この場合、側面方向））に屈折を受けて出射する。実際には、発光面３ＡＥには幅があるため、レンズ中心以外からの発光光が存在し、当該発光光が入射面５Ａでも多少の屈折を受ける。入射面５Ａが球面ゆえに、非球面の出射面５Ｂの設計は、光はレンズの中心から伝播していると仮定して設計することが可能となる。入射面５Ａでの屈折を考慮しないで済むだけ、光線の屈折方向を容易に設計し、精度よく制御することが可能となる。
【００５１】
また、上述した発光面３ＡＥに幅があるために入射面５Ａで生じる屈折の影響を低減するためには、入射面５Ａをできる限り大きな球面とすることが好ましく、発光面３ＡＥの幅の半分よりは大きい半径の球面とする方が良い。球面の場合、大きくする分には光学系に影響しないので、入射面５Ａをできる限り大きな球面としてレンズの肉厚を薄くすることで、軽量化することが好ましい。成型性の観点からは、レンズの肉厚は１.０mm程度までを薄さの下限とすることが望ましい。つまり、球面の半径は発光面３ＡＥの幅の半分よりは大きくし、レンズの肉厚が１.０mmよりは大きくなるような半径とすることが好ましい。
【００５２】
図６（ａ）に示すように、第２の光学部材６は、入射面６Ａおよび入射面６Ａ′から光を入射し、入射光は導光部６Ｌを導光して出射面６Ｂから光を出射する。光線追跡例としてＲＡＹ２、ＲＡＹ３、ＲＡＹ４を図中に示してある。ＲＡＹ２は、入射面６Ａ′から入射した光が後述するプリズム面６Ｃで反射して出射面６Ｂから出射する光線を示している。ＲＡＹ３、ＲＡＹ４は入射面６Ａから入射した光が出射面６Ｂから出射する光線であって、両光線ともに主たる伝播方向は側面外側方向Ｘであるが、ＲＡＹ３は正面方向Ｚに向いて出射する光線を示しており、ＲＡＹ４は正面方向Ｚとは反対方向であって天井がある方向に向いて出射する光線を示している。図２にも示したように、出射面６Ｂから出射した光は、拡散カバー８の側面部８Ｂを直接照射する。それゆえ、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂに対応して導光部６Ｌを有する第２の光学部材６を用いることで、側面部８Ｂの直接照射が可能となり、照明装置１の間接光を増大することが可能となる。さらに、本構成は、導光部６Ｌでの損失はほとんどないので、本構成と異なる方式でＬＥＤ光源で発光した後で基板２や拡散カバー８で複数回の反射散乱を繰り返して伝播して側面部８Ｂを照射する場合に比べて、光損失を低減した構成である。
【００５３】
本実施形態における第２の光学部材６の特徴に関して順次説明する。第１に、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂに対応して、正面発光ＬＥＤ光源３Ａに対応する第１の光学部材５とは、異なる形状の第２の光学部材６が配置されている。また、第２の光学部材６からの出射光の光度分布は第１の光学部材５からの出射光のそれとは異なる構成である。
【００５４】
正面発光ＬＥＤ光源３Ａに対応する第１の光学部材５からの出射光の方が、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂに対応する第２の光学部材６からの出射光よりも正面方向Ｚへの光束が多くなるように光学部材を構成している。また、第２の光学部材６からの出射光の方が、第１の光学部材５からの出射光よりも側面方向への光束が多くなるように光学部材を構成している。
【００５５】
これは、正面方向Ｚに発光光度の最大値を持つ正面発光ＬＥＤ光源３Ａで拡散カバーの正面部８ａを広範囲に照射し、側面方向に発光光度の最大値を持つ側面発光ＬＥＤ光源３Ｂで拡散カバーの側面部８ｂを集中的に照射する光学系を実現するための構成であって、各ＬＥＤ光源からの光を屈折させる角度を小さくすることで、反射散乱回数を減らし、拡散カバー８を直接照射することで光損失を低減する構成である。
【００５６】
第２の光学部材６は、導光部６Ｌを有する。拡散カバーの側面部８Ｂに入射する光束を増やす最も効果的な方法は、ＬＥＤ光源を拡散カバーの側面部８Ｂに近づけることである。基板２の端部２Ｅと拡散カバーの側面部８Ｂとの間には、拡散カバー８をフレーム１１に固定するための固定具（図示なし）を設置するために、一定のスペースが必要になる（図２参照）。それゆえに、ＬＥＤ光源は近づけるのに限界が生じる。とりわけ、基板の端部２Ｅを拡散カバーの側面部８Ｂに近づける場合には、基板２を広げなくてはならない。基板２を広げることは、材料コストが上がるとともに産業廃棄物が増える。また、基板２の下には放熱経路としてのフレーム１１が無くてはならない。それゆえ、基板を拡大する場合は、それに付随して、フレーム１１の平面１１Ａを広げ、傾斜部１１Ｂを拡散カバー８に近づける必要が生じる。この場合は、上述した固定具を設置するためのスペースを確保するのがとりわけ困難になる。
【００５７】
そこで、導光部６Ｌを有する本構成は、側面部８Ｂと離れた位置にあるＬＥＤ光源からの光を、導光部６Ｌによって側面部８Ｂの近くまで導光して側面部８に向けて出射面から光を出射することで、拡散カバーの側面部８Ｂに入射する光束を効果的に増大させる効果を奏する。また、導光部６Ｌを導光しても光損失はほとんど無いので、光損失を伴わずに、拡散カバーの側面部８Ｂに入射する光束を効果的に増大させる効果を奏する。
【００５８】
本構成は、あるＬＥＤ光源に対応する光学部材は導光部を有し、導光部６Ｌは光を側面方向の外側に導光し、光が出射面６Ｂから側面方向外側Ｘに出射する構成である。以下、側面方向の外側（方向）を、側面外側方向や側面方向外側と呼ぶこともある。何れも図中に側面外側方向Ｘとして記載した方向である。
【００５９】
出射面６Ｂは入射面６Ａとは対向する面であって、入射面６Ａと略平行な面である。入射面６Ａと対向する面であって、光が導光する方向に垂直な面であるがゆえに、光取り出し手段が無くても出射面６Ｂから光が出射する。例えば、入射面６Ａと垂直な面であって、光が導光する方向と水平な面からは、光取り出し手段がないと、光は出射しない。
【００６０】
図６（ａ）に示すように、第２の光学部材６に対応するＬＥＤ光源３Ｂが実装されている基板の法線と平行な断面において、第２の光学部材６の出射面形状は直線であって、入射面６Ａと平行な直線である。出射面の厚さを導光部６Ｌの厚さ６Ｈと等しくする場合においては、当該出射面形状が直線である場合に出射面６Ｂで反射して入射面６Ａに戻る光が少なくなり、さらに、当該出射面形状が入射面６Ａと平行な直線の場合に最も少なくなる。当該出射面形状を、円や楕円にすると出射面で反射して入射面６Ａに戻る光が多くなる。戻り光が再度出射面から出射して側面部８Ｂを照射する確率は低い。それゆえ、拡散カバーの側面部８Ｂへの光束を効果的に増大させるには、当該出射面形状は直線とすることが望ましい。とりわけ、入射面６Ａと平行な直線の場合に最も戻り光が少なくなる構成であって、入射面６Ａと平行な直線とすることがより望ましい。
【００６１】
第２の光学部材６の出射面６Ｂは、基板２の端部２Ｅよりも側面方向外側に位置している。このように出射面６Ｂを配置することで、さらに拡散カバーの側面部８Ｂへの照射光束を効果的に増大させることが可能となる。なぜならば、出射面６Ｂが基板２の端部２Ｅの内側にある場合は、出射面６Ｂから出射した光の略半分は、基板２で反射してしまうためである。基板２で反射した光は正面方向Ｚに向かって伝播し、正面方向Ｚと反対方向には伝播しない。さらに、反射光は拡散しながら伝播するため、拡散カバーの正面部８Ａに向かっても多くの光が伝播する。それゆえ、拡散カバーの側面部８Ｂへの光束を効果的に増大させるには、出射面６Ｂを基板２の端部２Ｅよりも側面方向の外側に配置することによって、出射光が基板２で反射して側面部８Ｂへの光束が低減するのを抑制することが効果的である。
【００６２】
例えば、図６（ａ）に示す光線ＲＡＹ４は側面部８Ｂに向かっているが、もしも、出射面６Ｂが基板２上にあった場合、光線ＲＡＹ４は基板２で反射して、側面部８Ｂではなく正面部８Ａに向かう可能性がある。基板２表面が白色レジストなど、白色の光学系で覆われている場合は、正面部８Ａに向かう可能性がさらに高くなる。
【００６３】
それゆえ、出射面６Ｂを基板２の端部２Ｅよりも側面方向外側に配置することによって、基板２での反射を抜本的に無くせるので、拡散カバーの側面部８Ｂへの光束を効果的に増大させるという効果が得られる。
【００６４】
出射面６Ｂを基板２の外側に出す場合、上述した固定具を設置するためのスペースを確保するという課題があるが、フレーム１１の平面１１Ａの外側に出射面６Ｂをだけを配置すればよいので、フレーム１１の形状を変更する必要が無い。その上に、固定具に合わせて、導光部６Ｌの長さを調整すれば良いので問題ない。
【００６５】
次に、入射面６Ａ′から入射した光を効果的に導光させる方法に関して説明する。入射面６Ａは、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂの発光面３ＢＥに対向しており、発光光の大部分は入射面６Ａから光を入射する。一方、入射面６Ａ′は、発光面３ＢＥと垂直な面であって、発光面３ＢＥの法線方向からの角度が大きい出射光が入射する面である。入射面６Ａ′から入射する光束は全体から見れば少ないが、全体の２０％程度の光束となる場合がある。それゆえ、側面方向に導光させる光学手段を設ける。
【００６６】
発光面３ＢＥの法線方向と略４５度の角度を成すプリズム面６Ｃが発光面３ＢＥに対応して存在する。プリズム面６Ｃは、入射面６Ａ′から入射した光を出射面６Ｂ方向に全反射する光学的な形状である。プリズム面６Ｃは、発光面３ＢＥの法線方向に対して傾いてれば効果を奏するが、当該法線との成す角度は、２０度以上、７０度未満が好ましく、略４５度が最も良い。当該法線との成す角度が小さすぎるとプリズム面６Ｃで反射せずに正面方向Ｚに透過する光が多くなる。当該法線との成す角度が大きい程、プリズム面６Ｃは正面方向に大きくなるので、導光部６Ｌの厚さ６Ｈは大きくなる。著しく厚くなると重くなるので、当該法線との成す角度は７０度程度未満が好ましい。
【００６７】
入射面６Ａ′から入射する光の多くを出射面６Ｂ方向に全反射したいので、プリズム面６Ｃは入射面６Ａ′と重なるようにしたい。発光面３ＢＥと入射面６Ａとの距離をＧ０とした場合に、プリズム面６Ｃの発光面３ＢＥの法線への射影が距離Ｇ０よりも大きくなるようにすることが好ましい。
【００６８】
図５のＬＥＤ光源の説明で前述したように、大部分の光は発光面３ＢＥから出射するが、枠体３７は一部の光を透過するため、枠体３７全体から光が漏れる。とりわけ、枠体３７が薄い部位から光が漏れる。側面発光ＬＥＤ光源３Ｂの正面方向の面からも光が漏れる。この漏れ光を反射して導光させるためには、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂの正面方向の面の側面方向の幅をＷＬＧとした場合に、プリズム面６Ｃの発光面３ＢＥの法線への射影が（距離Ｇ０＋幅ＷＬＧ）よりも大きくなるようにすることが好ましい。
【００６９】
次に、第１の光学部材５と第２の光学部材６が光学部材接続部４で繋がって構成される複合光学部材７に関して説明する。第１の光学部材５と第２の光学部材６を光学部材接続部４で繋げることで複数の効果を奏するので、順次説明する。
【００７０】
図６（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ′断面図であり、正面発光ＬＥＤ光源３Ａ、第１の光学部材５である広角レンズ、光学部材接続部４、第２の光学部材６が主に表されている。但し、第２の光学部材６に対応するＬＥＤ光源３Ｂが無い箇所であるため、第２の光学部材６には入射面６Ａ、６Ａ′が存在せず、出射面６Ｂが存在する。また、光線追跡の例として、光線ＲＡＹ５、光線ＲＡＹ６を示す。途中より点線で示される光線ＲＡＹ６′は、光学部材接続部４が無かった場合に、光線ＲＡＹ６が伝播する方向を表す光線である。
【００７１】
本構成においては、光線ＲＡＹ５、光線ＲＡＹ６が示すように、第２の光学部材６の出射面は、正面発光ＬＥＤ３Ａから第１の光学部材５に入射して光学部材接続部４を導光して伝播してくる光も出射する面となる。もしも、光学部材接続部４が無かった場合には、光線ＲＡＹ６′のように、基板２の内側に位置する第１の光学部材５から出射して拡散するため、拡散カバーの側面部８Ｂを直接照射する光束は少ない。
【００７２】
したがって、第１の光学部材５と第２の光学部材６が光学部材接続部４によって接続されていることにより、第１の光学部材５に対応するＬＥＤ光源３Ａの発光光の一部を第２の光学部材６の出射面６Ｂまで伝播させ、側面部８Ｂを直接照射することが可能となり、照明装置１の間接光を増大するという効果を奏する。また、導光により伝播するので、光損失を抑制して側面部８Ｂを直接照射する効果も奏する。
【００７３】
光学部材接続部の高さ４Ｈは、第１の光学部材の高さ５Ｈよりも小さい。これは、光学部材接続部４の軽量化の効果もあるが、他にも光学的な意味がある。光学部材接続部４を光が導光するには、光学部材接続部の反射面４Ｃに伝播する光は、スネルの法則から導かれる全反射条件を満たさなければならない。光学部材接続部４の屈折率をｎmとし、反射面４Ｃの法線からの角度を入射角度とした場合には、導光するためには、入射角はｓｉｎ-1（１／ｎm）で得られる臨界角よりも大きな角度でなくてはならない。
【００７４】
例えば、ポリカーボネートやアクリルなどの樹脂は、臨界角が４０度前後であるため、第１の光学部材５に対応するＬＥＤ光源３Ａの発光光の内、ＬＥＤ光源３Ａが実装されている基板２の法線からの角度を光源配光角とした場合に、少なくても光源配光角０度から４０度の光は導光しないので第１の光学部材５から出射させるべきである。望ましくは、光源配光角０度から６０度の光は第１の光学部材５から出射させて拡散カバーの正面部８Ａを照射し、それ以上の角度の光線を導光させて側面部８Ｂを照射するのが望ましい。ある角度より小さい光源配光角の光線が光学部材接続部４に入射しないようにするには、光学部材接続部の高さ４Ｈを第１の光学部材の高さ５Ｈよりも小さくする必要がある。
【００７５】
光学部材接続部の高さ４Ｈを、第１の光学部材の高さ５Ｈより小さい高さとすることは、光学部材接続部４に入射する光線の角度を制御するという効果を奏し、光学部材接続部４を導光する光のみを入射させることが可能であるため、光学部材接続部４に入射後に迷光となって損失する光を低減するという効果を奏する。
【００７６】
次に、複合光学部材７は電極４０を覆っているため、拡散カバー８を取り外されたときに、人が電極４０に触れて感電することを防止する保護カバーの効果も得られている点に関して説明する。図６（ａ）に示されるように、複合光学部材７は、第１の光学部材５からの光を第２の光学部材の出射面６Ｂに光を導くために、第１の光学部材５から出射面６Ｂまでを複合光学部材７が覆っている。その際に電極４０も人が触れないように覆っている。
【００７７】
複合光学部材７が電極４０を覆っていない場合は、電極４０を覆うために別の部材が必要となり、当該別の部材が複合光学部材７の影になったりして光学的な干渉が起こるという問題が発生するので、複合光学部材７が電極４０を覆うことは上記問題を発生させないという効果を奏する。
【００７８】
図７は電極４０、電極４０′と複合光学部材７に関して詳細に説明するための図で、図７（ａ）は正面図で、図７（ｂ）は、図７（ａ）中のＧ−Ｇ′断面図である。Ｇ−Ｇ′断面は、光線追跡例ＲＡＹ７の複合光学部材７内の軌跡に沿った断面である。図７（ａ）において、電極４０、電極４０′は、ＬＥＤ光源の実装端子に対応して形状が決まり、ＬＥＤ光源より外側にも配置されている。電極４０を覆うように複合光学部材７は配置されている。また、電極４０と対向する面にも複合光学部材の裏面７Ｒが存在するので、ＬＥＤ光源３Ａから導光された光は、図７（ｂ）に示すように、電極４０で反射・損失せずに、電極４０と対向する位置７Ｒを通過することが可能である。電極４０を複合光学部材７で覆うことで、感電防止の保護カバーだけではなく、電極４０で反射・散乱する光も低減できるという効果を奏する。
【００７９】
さらに、照明装置１に含まれるＬＥＤ光源の数が数十個を超えるような場合は、光学部材の取り付け、位置あわせを行うことは、時間がかかり省電力および作業コストの観点で望ましくない。ちなみに、天井に取り付ける照明装置でリビングよりも広い部屋用途の場合、大抵、数十個以上のＬＥＤ光源が必要となる。
【００８０】
しかしながら、複数の光学部材をまとめた複合光学部材の場合、取り付け作業回数が減るという効果を奏する。さらに、本実施の形態のように、全ての光学部材を一括成型で作る場合、取り付けに要する時間は著しく改善される。また、光学部材が複数種ある場合に、一括成型の複合光学部材を取り付ける場合には、対応するＬＥＤ光源への光学部材の取り付け間違いが無くなるという効果を奏する。
【００８１】
次に、正面発光ＬＥＤ光源３Ａと側面発光ＬＥＤ光源３Ｂが存在する光学系における、ＬＥＤ光源の配置に関して説明する。前述したように、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂは側面部８Ｂを直接照射するために、最も外側に配置されることが好ましい。また、別の表現では、基板２の端部２Ｅ付近に存在することが好ましい。より直接的には、出射面６Ｂと側面部８Ｂの間に障害物がなく、出射光は伝搬途中で反射・散乱を受けずに側面部８Ｂに到達することが可能となる配置が好ましい。その上で、正面発光ＬＥＤ光源３Ａの配置に関して図１を用いて説明する。
【００８２】
図１中に記載の距離Ｄ３Ｌは、中心Ｃから側面発光ＬＥＤ光源３Ｂまでの距離である。距離Ｄ２Ｌは、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂに最も近い最近接正面発光ＬＥＤ光源３Ａの中心Ｃからの距離である。距離Ｄ１Ｌは、当該最近接正面発光ＬＥＤ光源３Ａの内側にある正面発光ＬＥＤ光源３Ａの中心Ｃからの距離である。但し、何れのＬＥＤ光源も色が概ね等しいＬＥＤ光源間で距離を規定している。
【００８３】
前述したが、拡散カバー８の照度を均一にして、綺麗でムラのない発光面とし、眩しさを低減することは重要な課題である。側面発光ＬＥＤ光源３Ｂの正面方向は発光光束が少ないために、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂの正面方向の拡散カバー正面部８Ｂの照度は低くなり暗くなるという課題が発生する。それゆえ、照度の均一性を向上させるために、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂの近くに正面発光ＬＥＤ光源３Ａを配置する。したがって、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂとそれに最も近い最近接正面発光ＬＥＤ光源３Ａ間の距離は、当該最近接正面発光ＬＥＤ光源３Ａとそれより内側にあるＬＥＤ光源３Ａとの距離よりも小さくなる。但し、色違いのＬＥＤ光源が複数ある場合、同じ色で均一化を図るので、距離の規定は概ね同じ色のＬＥＤ光源間で行う。また、その様な配置は、（Ｄ３Ｌ−Ｄ２Ｌ）＜（Ｄ２Ｌ−Ｄ１Ｌ）を満たす。
【００８４】
また、正面発光ＬＥＤ光源３Ａに対応して配置する広角レンズの例として、ＬＥＤ光源３Ａの実装面内において、等方的なレンズの説明をしたが、より効果的に均一化をするために、実装面内で非等方的なレンズに関して説明する。例えば、円形状の照明装置の場合、中心Ｃを原点とした極座標系を考えた場合、動径方向より方位角方向の方が、ＬＥＤ光源が密（略同色のＬＥＤ光源間隔が小さい）に配置されるので、正面から見た場合に、動径方向と方位角方向でレンズ幅を異ならせてレンズからの発光光の出射分布を変えて均一化を図ることが考えられる。その場合、一般には、レンズ幅が大きい方がより広角に光を出射できるので、動径方向のレンズ幅の方が方位角方向のレンズ幅よりも大きくなる。
【００８５】
より一般化した場合、ＬＥＤ光源が密（略同色のＬＥＤ光源間隔が小さい）の方向のレンズ幅は、ＬＥＤ光源が粗（略同色のＬＥＤ光源間隔が大きい）の方向のレンズ幅よりも大きくなる。
【００８６】
図１６に、第１の光学部材５と第２の光学部材６の様々な例を示す。
【００８７】
図１６（ａ）は、第１の光学部材５は入射面５Ａと出射面５Ｂの断面形状が略相似形状で、第２の光学部材６は導光部を有する形状である。第１の光学部材５は、部材の中心にＬＥＤ光源を置いた場合に、当該ＬＥＤ光源からの出射光をほとんど屈折させずに出射させる形状である（光線追跡例ＲＡＹ２１参照）。ＬＥＤ光源からの出射光の配光分布を、そのまま光学部材からの出射光としたい場合に有効な形状である。当該部材を広角レンズとした場合には、出射面５Ｂで一部の光がフレネル反射により、レンズ内に反射され、基板などで吸収損失されることがある。一方で、入射面５Ａと出射面５Ｂの断面形状が略相似形状である場合は、出射面５Ｂでのフレネル反射が最も少なくなる形状である。それゆえ、当該光学部材の影響による光の損失が最も少なくなる形状である。また、本形状の光学部材を側面発光ＬＥＤ光源近くに置くことで、広角レンズを置く場合に比べて発光面の法線方向の光度が大きいので、側面発光ＬＥＤ光源の正面方向の均一性を向上させることができる。
【００８８】
図１６（ｂ）は別の例の正面図で、図１６（ｃ）は図１６（ｂ）中のＡ−Ａ′断面図である。本例は出射面６Ｂが基板２の端部２Ｅの外側にあるが、ＬＥＤ光源３Ｂと当該出射面６Ｂを含む断面において空隙６ＡＲがある構成である。光線追跡例ＲＡＹ２２に示したように、ＬＥＤ光源３Ｂから出射した光は、入射面６Ａに入射し、空隙６ＡＲへの出射面６Ｂ０から出射して空気中を伝播して、第２の光学部材６の最も外側にある部分の入射面６Ｂ１に入射し、当該部分の出射面６Ｂから側面部８Ｂに向かって出射する。本例では、導光部は無いが空気中を光が伝播して、基板２の端部２Ｅの外側にある出射面６Ｂから光が出射する構成である。
【００８９】
なお、出射面６Ｂを有する部位と入射面６Ａを有する部位は適宜固定されている。本例では、棒状の部位６Ｆで繋がっている。
【００９０】
また、側面発光ＬＥＤ光源から第２の光学部材６の最も外側にある部分の入射面６Ｂ１に直接光が入射する構成としても良い。その場合、入射面６Ｂ１が入射面６Ａの役割を果たすことになる。
【００９１】
また、空隙６ＡＲへの出射面６Ｂ０の断面形状は直線に限らず、曲線などのレンズ形状で有っても良い。また、入射面６Ｂ１および出射面６Ｂの断面形状は、それぞれは直線であっても良く、曲線のレンズ形状であっても良い。両者の組み合わせで、効率良く拡散カバーの側面部８Ｂを照射できれば良い。
【００９２】
本構成は、出射面６Ｂを基板２の端部２Ｅの外側に配置し、側面部８Ｂを効率よく照射するための形状をしている。出射面６Ｂは概ねＬＥＤ光源３Ｂに対して対称的に配置されている。また、出射面６Ｂの断面の大きさ６Ｈは、空隙６ＡＲへの出射面６Ｂ０の断面よりも大きい。これらの特徴は、出射面６Ｂを基板２の端部２Ｅの外側に配置することで、出射面６Ｂなどの光学部材が基板２と干渉しないので、得られている。それゆえ、出射面６Ｂを基板２の端部２Ｅの外側に配置することで側面部８Ｂを効率よく照射するという効果を奏する。
【実施例２】
【００９３】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図である。第１の実施の形態と同じ個所に関しては説明を省略する。図８において、第１の実施の形態と異なる個所は、第２の光学部材６の出射面６Ｂの形状である。導光部を有する第２の光学部材６の出射面形状は直線ではなく、曲線である。第２の光学部材６の出射面形状は円弧状の形状をしている。第２の光学部材６の出射面６Ｂの断面形状は、次に説明する課題を解決するための形状である。
【００９４】
図９（ａ）から（ｄ）を用いて、本実施の形態で解決する課題に関して説明する。図９（ａ）から（ｃ）は、ＬＥＤ光源３Ｂ、導光部６Ｌ、スクリーンＳＣＮからなる系であって、現象を説明するための光学系である。
【００９５】
図９（ａ）は、ＬＥＤ光源３Ｂからの発光光の内、導光部６Ｌの上面６ＬＡおよび下面６ＬＢで反射しないで、入射面６Ａから出射面６Ｂに直接伝搬して空気中に出射した光線ＲＡＹ８と、当該光線がスクリーンＳＣＮに映し出す放射照度分布Ｉ０を模式的に表した図である。本例は、ＬＥＤ光源３Ｂと導光部６Ｌの中心軸６ＬＣが一致している例なので、当該中心軸上に放射照度分布Ｉ０のピークがある。説明のために、中心軸６ＬＣと原点を等しくした、スクリーン上のｘ座標軸ＸＣＤを図中に記す。
【００９６】
図９（ｂ）は、ＬＥＤ光源３Ｂからの発光光の内、入射面６Ａから入射後に上面６ＬＡで１回だけ反射して、出射面６Ｂに伝搬して空気中に出射した光線ＲＡＹ９と、当該光線がスクリーンＳＣＮに映し出す放射照度分布Ｉ１を模式的に表した図である。当該放射照度分布Ｉ１は、中心軸６ＬＣとずれた位置にピークを持ち、ｘ座標軸ＸＣＤ方向にピークがずれる。
【００９７】
図９（ｃ）は、図９（ａ）と図９（ｂ）の光線を重ね合わせた例である。放射照度分布Ｉ０とＩ１の重ね合わせがスクリーンの放射照度分布となる。ピークを持つ放射照度分布がある間隔を持って重ね合わせされるため、スクリーンには明暗のムラが縞状に発生する。図９（ｃ）は、２通りの導光経路に関して考慮しただけであるが、実際には幾多の経路の結果が重ね合わせされ、明暗のムラが広範囲に発生する。入射面から出射面に到達するまでの反射回数によって導光経路を分類した場合に、各導光経路毎にピークが存在し、それら全ての重ね合わせがスクリーンに明暗の連続的に繰り返されるムラを発生させるということである。
【００９８】
図９（ｄ）にシミュレーションで計算した結果を示す。計算時の導光部の長さは５０mmで、２００mm角のスクリーンを導光部の出射面から１５０mm離して配置し、ｘ軸と平行方向における導光板の厚さを３mm、ＬＥＤ光源の幅を１mmとした場合の結果である。縦軸は放射照度（Ｗ／mm2）を表し、横軸はスクリーン上のｘ座標を表す。中心軸６ＬＣ上である０mm付近で放射照度は最大となり、位置が離れるにつれて明暗を繰り返しながら暗くなる。
【００９９】
本現象は、導光部を有する部材を用いる場合に発生する現象である。導光部は５mmから数百mm程度の透明な樹脂、ガラス、セラミックなどであって、光を当該距離伝播する部材である。照明装置によっては１ｍよりも長い導光部を有する場合がある。照明装置の場合、スクリーンが拡散カバー８に対応していて、拡散カバー８上に明暗が発生する。照明装置に発生する当該明暗のムラは、発光面の均一性を著しく劣化させ、拡散カバー８のデザイン的な価値を低下させるとともに、眩しい輝線となることもある。本実施の形態では本現象によるムラを低減し、発光面の均一性を得ることを課題とする。
【０１００】
図１０でさらに詳しく本現象に関して言及する。本現象は、ＬＥＤ光源の発光面３ＢＥと導光部の中心軸６ＬＣとの位置関係に強く依存する。図１０（ａ）は、図９の場合に対応したＬＥＤ光源と入射面６Ａの位置関係の概略図である。図１０（ｂ）は、ＬＥＤ光源の発光面３ＢＥの中心と導光部の中心軸６ＬＣが−０.５mmだけｘ座標軸ＸＣＤ方向にずれた場合の位置関係の概略図である。図１０（ｃ）は、ＬＥＤ光源の発光面３ＢＥの中心と導光部の中心軸６ＬＣが一致している場合であって、さらに、ｘ軸と平行方向における導光板の厚さとＬＥＤ光源の発光面３ＢＥの幅が等しい場合を示している。図１０（ｄ）は、図１０（ａ）から図１０（ｃ）の場合における放射照度（Ｗ／mm2）の位置分布の計算結果を示している。計算時の導光部の長さは５０mmで、２００mm角のスクリーンを導光部の出射面から１５０mm離して配置し、導光板の厚さを３mm、ＬＥＤ光源の幅を１mmとした場合の結果である。縦軸は放射照度（Ｗ／mm2）を表し、横軸はスクリーン上のｘ座標を表す。
【０１０１】
実線１０（ａ）は、図１０（ａ）の場合の結果であって、図９（ｄ）に示す結果と同じである。比較のために示してある。
【０１０２】
破線１０（ｂ）は、図１０（ｂ）の場合の結果である。明暗のムラが、著しく大きくなっていることが分かる。つまり、ＬＥＤ光源の発光面３ＢＥの中心と導光部の中心がずれた場合にムラが大きくなることが分かる。ムラは、入射面から出射面に到達するまでの反射回数によって分類した導光経路毎のピークによって発生する。ＬＥＤ光源の発光面３ＢＥの中心と導光部の中心が等しい場合は、当該ピークはある間隔で存在し、導光部の厚さ方向（ｘ座標軸ＸＣＤ方向）において、中心軸に関して対称的に存在する。一方で、ＬＥＤ光源の発光面３ＢＥの中心と導光部の中心が異なる場合は、当該ピークの位置が、導光部の厚さ方向（ｘ座標軸ＸＣＤ方向）において、中心軸に関して非対称的に存在する。それゆえ、中心が異なる場合は、スクリーン上においてピークが近づく導光経路とピークが遠ざかる導光経路が存在する。ピークが近づくところはより明るく、ピークが遠ざかるところはより暗くなる。例えば、導光経路１に対応するピーク１と導光経路２に対応するピーク２は近づき、ピーク１と導光経路３に対応するピーク３は遠ざかる場合があり、その場合、ピーク１とピーク２の重なり部分はより明るくなり、ピーク１とピーク３の間はより暗くなる。それゆえ、中心が異なる場合は、破線１０（ｂ）に示すように著しく大きなムラが発生する。
【０１０３】
点線１０（ｃ）は、図１０（ｃ）の場合の結果であって、導光板の厚さとＬＥＤ光源の発光面３ＢＥの幅が等しい場合は、ムラが抑制されることが分かる。これは入射面６Ａ全面にあらゆる角度の光が入射するためである。言い換えると、入射面６Ａに対向するＬＥＤ光源の発光面の幅が、入射面６Ａと同程度以上の大きさの場合には、ムラが抑制される。
【０１０４】
このムラを低減する方法は、第２の光学部材６に対応するＬＥＤ光源が実装されている基板の法線と平行な断面において、導光部を有する第２の光学部材６の出射面形状を直線ではない形状とすることであって、さらには、曲線とすることで大幅な改善が得られる。さらに、出射面形状を円弧状にすることによって、ムラを消すだけで無く出射光の角度分布を集光させることが可能となる。
【０１０５】
但し、導光部を有する第２の光学部材６の出射面形状が直線の場合には、導光してきた光が出射面６Ｂで反射して入射面６Ａに戻る光が少ないというメリットがある。当該戻り光は、入射面６Ａまで戻り、入射面６Ａから出射面６Ｂと反対の方向へと出射する。それゆえ、側面部８Ｂに到達せず、効率良く間接光を増やせない。上述したムラは、入射面６Ａと出射面６Ｂ間の距離である導光部の長さが短い場合（概ね１５mm未満）には低減するし、出射面６Ｂと拡散カバー８の距離が小さい場合にはピークの位置が拡散カバー８上で解像せず、ムラと認識され難くなる。その様な場合には、戻り光が少ないというメリットを考慮して出射面６Ｂの形状を直線とすることで、効率良く間接光を増やすことが可能である。
【０１０６】
ここで、図１１（ａ）および図１１（ｂ）を用いて戻り光に関して言及する。図１１（ａ）は、出射面６Ｂの断面形状が半円であって、当該半円の直径６ＢＤが、導光部の厚さ６ＬＨと同じ３mmの場合の概略図である。図１１（ｂ）は、出射面６Ｂの断面形状が半円よりも中心角の大きな円弧の場合であって、当該円弧の直径６ＢＤが導光部の厚さ６ＬＨよりも大きい場合を示している。各図には、二つの光線追跡例ＲＡＹ１０、ＲＡＹ１１を記載した。
【０１０７】
導光部６Ｌで反射する前の光線ＲＡＹ１０および１１と中心軸６ＬＣの成す角度は等しい角度である。光線ＲＡＹ１０は、出射面６Ｂの断面形状が直線の場合、出射面６Ｂから全反射せずに空気中に出射する光線である。しかしながら、出射面６Ｂの断面形状が円や楕円などの曲線（球面、非球面の曲線）の場合、全反射を繰り返して戻る光が発生する。これが前述した戻り光の原因である。
【０１０８】
この戻り光を低減する方法の一つは、出射面６Ｂの断面形状を導光部の厚さ６ＬＨよりも大きくすることである。その例を図１１（ｂ）記載のＲＡＹ１１が示している。本効果は後述するシミュレーションにより確認されている。
【０１０９】
ここで、出射面６Ｂの断面形状を曲線にした場合の明暗のムラ低減に関して図１１（ｃ）を用いて説明する。図１１（ｃ）は、図９（ａ）で説明した光学系で、ＬＥＤ光源の発光面３ＢＥの中心と導光部の中心軸６ＬＣの位置関係を、中心軸６ＬＣに対して発光面３ＢＥの中心を−０.５mmだけｘ座標軸ＸＣＤ方向にずらした構成（図１０（ｂ）の位置関係）での計算結果である。本光学系のスクリーンは２００mm角のスクリーンであって、導光部の出射面から約１５０mm離して配置されている。導光板の厚さは３mm、ＬＥＤ光源の幅は１mmである。縦軸は放射照度（Ｗ／mm2）を表し、横軸はスクリーン上のｘ座標を表す。
【０１１０】
図１１（ｃ）に示される実線９（ａ）Ｉ０は、出射面６Ｂの断面形状が直線の場合において、ＬＥＤ光源３Ｂからの発光光の内、導光部６Ｌの上面６ＬＡおよび下面６ＬＢで反射しないで、入射面６Ａから出射面６Ｂに直接伝搬して空気中に出射した光線がスクリーンに映し出す放射照度分布を示す。
【０１１１】
破線１１（ａ）Ｉ０は、図１１（ａ）に示すように、出射面６Ｂの断面形状が曲線で半円であって、当該半円の直径６ＢＤが、導光部の厚さ６ＬＨと同じ３mmの場合の放射照度分布を示す。
【０１１２】
出射面６Ｂの断面形状が直線の場合は、実線９（ａ）Ｉ０に示すように中心付近に鋭いピークを持つが、出射面６Ｂの断面形状が半円の場合は、破線１１（ａ）Ｉ０に示すようになだらかなピークを中心付近に持つ。
【０１１３】
入射面から出射面に到達するまでの反射回数によって導光経路を分類した場合に、各導光経路毎の寄与を重ね合わせたのが、実際の放射照度分布である。出射面６Ｂの断面形状が直線の場合は、鋭いピークを持つ放射照度分布を重ねたために明暗のムラが発生した。しかしながら、破線１１（ａ）Ｉ０に示すようになだらかなピークを持つ分布を重ね合わせた場合には、明暗のムラは発生しない。それゆえ、出射面６Ｂの断面形状を直線とは異なる形状とし、曲線とし円弧とすることで、ムラを低減できる。
【０１１４】
次に、本構成によるムラ低減の効果に関してシミュレーションした結果を説明する。図１１（ｄ）に結果を示す。シミュレーションの光学系は、図９（ｄ）、図１０（ｄ）の計算を行った光学系である。２００mm角のスクリーンを導光部の出射面から約１５０mm離して配置し、導光板の厚さを３mm、ＬＥＤ光源の幅を１mmとした光学系である。ＬＥＤ光源の発光面３ＢＥの中心と導光部の中心軸６ＬＣの位置関係は、中心軸６ＬＣに対して発光面３ＢＥの中心が−０.５mmだけｘ座標軸ＸＣＤ方向にずれた場合である（図１０（ｂ）の位置関係）。
【０１１５】
図１１（ｄ）の縦軸は放射照度（Ｗ／mm2）を表し、横軸はスクリーン上のｘ座標を表
し、放射照度（Ｗ／mm2）の位置分布を示している。破線１０（ｂ）は、図１０（ｂ）の場合の結果であって出射面の断面形状が直線の場合であって比較用である。
【０１１６】
実線１１（ａ）は図１１（ａ）の場合で、点線１１（ｂ）４は、図１１（ｂ）で円弧の直径６ＢＤが４mmの場合で、点破線１１（ｂ）６は、図１１（ｂ）で円弧の直径６ＢＤが６mmの場合である。
【０１１７】
図１１（ｄ）より明らかなように、出射面６Ｂの断面形状を曲線とすることでムラが著しく改善されることが分かる。
【０１１８】
さらに、スクリーンに到達する光の量は、出射面６Ｂの断面形状が直線の場合を１とした場合に、図１１（ａ）の場合は略０.８、図１１（ｂ）で直径６ＢＤが４mmの場合は略１.０、図１１（ｂ）で直径６ＢＤが６mmの場合は略１.４となる。
【０１１９】
出射面６Ｂの断面形状を、直線から図１１（ａ）のようにすると、戻り光によりスクリーンに到達する光の量が低減する。一方、出射面６Ｂの断面形状の直径６ＢＤを４mmとすると、戻り光が改善し、図１１（ａ）よりもスクリーンに到達する光の量は増える。つまり、導光部の厚さより出射面の断面形状を大きくすることで戻り光を少なくするという効果が得られている。
【０１２０】
さらに、出射面６Ｂの断面形状の直径６ＢＤを４mmから６mmにすると、スクリーンに到達する光の量は増える上に、図１１（ｄ）に示されるようにスクリーンの特定の領域の放射照度が大きくなっている。これは、出射光が集光していることを示している。出射光が集光することで、より効果的に拡散カバーの側面部８Ｂを照射でき、間接光を増大させることができる。同様の現象は、出射面６Ｂの断面形状の直径６ＢＤを３mmから４mmにした場合にも起こっているが、当該直径６ＢＤを４mmから６mmにした場合に顕著に見える。
【０１２１】
したがって、出射面６Ｂの断面形状を曲線にすることで明暗のムラを低減し、さらに、出射面６Ｂの断面形状を導光部の厚さより大きくすることで、曲線にすることで発生する戻り光を低減し、出射光を集光させて、効果的に拡散カバーの側面部８Ｂを照射して間接光を増大させるという効果を奏する。
【０１２２】
なお、図８は、図１１（ｂ）の断面形状をした第２の光学部材６を取り付けた例を示している。
【０１２３】
図１７に、導光部と出射面６Ｂの断面形状の様々な形状に関して示した。
【０１２４】
図１７（ａ）は、出射面の断面形状が、直線部６Ｂ２と曲線部６Ｂ１で構成される例である。ＤＬは入射面６Ａから出射面の先端までの距離を表している。導光部は入射面から直線部６Ｂ２までの間である。
【０１２５】
図１７（ｂ）は、導光部に傾斜面がある例である。本例は、導光部の厚みが出射面６Ｂに近づくにつれて薄くなる構成である。この場合、一部の光は、導光部の上面６Ｌ１、下面６Ｌ２で全反射条件が崩れて、上面６Ｌ１、下面６Ｌ２から光が出射することがある。出射面を６Ｂだけでなく、増やしたい場合に有効な構成である。また、薄い部位ができるので軽量化もできる。
【０１２６】
図１７（ｃ）は、導光部に傾斜面がある例である。本例は、導光部の厚みが出射面６Ｂに近づくにつれて厚くなる構成である。本構成の場合、光線が導光部６Ｌを導光するにつれて、上面６Ｌ１と下面６Ｌ２で反射するごとに、光線の伝搬する向き（角度）が、入射面６Ａから出射面６Ｂの方向（側面方向）に向くので、伝搬にともない光線がコリメートするという効果を奏する構成である。
【０１２７】
図１７（ｄ）は、出射面の断面形状が、折れ線の例である。本構成も明暗のムラを抑制する効果を奏する。
【０１２８】
図１７（ｅ）は、出射面の断面形状が、複数の光学形状からなる例であって、３個のシリンドリカルレンズ６Ｂ３形状によって、出射面６Ｂが構成されている例である。例えば、出射面６Ｂがフライアイレンズなどの場合である。複数の光学形状を用いることにより、出射面の各位置に応じた詳細な出射角度分布の制御が可能となる。本構成も明暗のムラを抑制する効果を奏する。
【実施例３】
【０１２９】
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図である。第１の実施の形態と同じ個所に関しては説明を省略する。第１の実施の形態と異なる個所は、第１の光学部材５と第２の光学部材６を接続している光学部材接続部４に光取り出し手段４Ｅが設けられている点と、第２の光学部材の導光部６Ｌの下面６ＬＢに光取り出し手段６ＬＥが設けられ、導光部６Ｌの上面６ＬＡから光が出射して、導光部６Ｌの上面６ＬＡが第２の出射面として機能している点である。
【０１３０】
これは、導光光の一部を正面方向Ｚにも取り出すことで、ＬＥＤ光源から遠いところのカバー部材にも十分な光が届くようにし、拡散カバー８の照度均一性を向上させるための構成である。
【０１３１】
光取り出し手段４Ｅと光取り出し手段６ＬＥは、各部材の正面方向の面に在っても良く、当該面と対向する面に在っても正面方向Ｚに光を取り出すことは可能である。
【０１３２】
第２の光学部材６が導光部を有し、光取り出し手段６ＬＥがない場合、ＬＥＤ光源３Ｂからの出射光は、第２の光学部材６に入射すると、戻り光以外は出射面６Ｂから出射するため、導光部６Ｌの正面方向には光が発光されない。それゆえ、導光部６Ｌの正面方向にある拡散カバーの正面部８Ａが暗くなることがある。一方、拡散カバーの側面部８Ｂは出射面６Ｂからの光により明るくなる。この明暗のムラを低減するために、第２の光学部材６のＬＥＤ光源３Ｂより外側に、光取り出し手段６ＬＥを配置し、出射面を６ＬＡと６Ｂの２面とした。例えば光線ＲＡＹ１２に示されるような出射面６ＬＡからの光により、当該ムラは低減する。第２の光学部材６の導光部の形状として図１２のように出射面が６ＬＡと６Ｂの２面となる場合以外に、出射面が２面以上となるくさび状としてもよいが、これに限らない。
【０１３３】
光学部材接続部４の光取り出し手段４ＥはＬＥＤ光源３間に存在すれば、均一化の効果を成す。例えば光線ＲＡＹ１３に示されるように、とりわけ、側面発光ＬＥＤ光源付近に、または、側面発光ＬＥＤ光源と正面発光ＬＥＤ光源間にあると、大きな効果を奏する。
【０１３４】
なぜならば、側面発光ＬＥＤ光源は実装面の法線方向に光を発光しないので、当該法線方向に位置する拡散カバーが暗くなることがある。側面発光ＬＥＤ光源付近に当該の光取り出し手段４Ｅがあると、拡散カバー方向の光が発生するので、ムラを効果的に抑制できる。
【０１３５】
また、光学部材接続部４の光取り出し手段４Ｅおよび光取り出し手段６ＬＥは、様々な方法が考えられる。例えば、図示したような断面がプリズム形状の凹凸の付与や、球面、非球面のマイクロレンズの凹凸の付与、白色の散乱ドットの印刷などが上げられる。
【実施例４】
【０１３６】
図１３は、本発明の第４の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための図である。第１の実施の形態と同じ個所、または、同じ機能を有する箇所に関しては説明を省略する。第１の実施の形態と異なる個所は、基板２の法線と正面方向Ｚが平行ではなく、基板２が側面方向外側に向けて傾いている点である。本例では、側面方向で最も外側に位置するＬＥＤ光源として側面発光ＬＥＤ光源ではなく、正面発光ＬＥＤ光源を用いている。また、拡散カバー８の側面部８Ｂを効率良く照射するために、当該ＬＥＤ光源３Ｂに対応して第２の光学部材６を設置している。第２の光学部材６は導光部を有さず、第１の光学部材５とは形状の異なる光学部材である。
【０１３７】
基板２を傾けることで、正面発光ＬＥＤ光源の発光面の側面方向への射影が大きくなる。それゆえ、基板２上の全てのＬＥＤ光源が側面部８Ｂの照射に寄与するようになる。光線ＲＡＹ１４は、第１の光学部材５から側面部８Ｂに向かう光を示している。
【０１３８】
ここで、第１の光学部材５に対応するＬＥＤ光源３Ａと第２の光学部材６に対応するＬＥＤ光源３Ｂは等しいＬＥＤ光源でも良く、異なるＬＥＤ光源でも良い。
【０１３９】
さらに、第２の光学部材６は、第１の光学部材５よりも側面部８Ｂへの配光（または、光束）が大きくなるように設計された部材であって、本部材により効率良く拡散カバー８の側面部８Ｂに光が出射される（光線ＲＡＹ１５参照）。
【０１４０】
また、本例では第２の光学部材６は、基板２の法線方向に垂直な面内方向において非対称的な形状となっている。側面方向外側に光を出射する面と、側面方向内側に光を出射する面では、基板２の法線を含む断面における断面形状が異なる。なぜならば、側面方向外側に光を出射する面は側面部８Ｂに多くの光を出射するが、側面方向内側に光を出射する面は正面部８Ａを第１の光学部材５とともに均一化するためである。
【０１４１】
光学部材接続部４の役割は、第１の実施形態で説明したものと同じである。第１の光学部材５と第２の光学部材６が光学部材接続部４によって接続されていることにより、第１の光学部材５に対応するＬＥＤ光源３Ａの発光光の一部を第２の光学部材６の出射面６Ｂまで伝播させ、側面部８Ｂを直接照射することが可能となり、照明装置１の間接光を増大するという効果を奏する。このとき、複合光学部材７の端部で、側面部８Ｂに最も近い位置は、常に第２の光学部材６の出射面６Ｂであるわけではなく、光学部材接続部４の側面方向外側の端部となる場合がある。したがって、第１の光学部材５と第２の光学部材６が光学部材接続部４によって接続されていることは、出射面６Ｂだけではなく、光学部材接続部４の側面方向外側の端部からも光を出射し、照明装置１の間接光を増大するという効果を奏する。
【実施例５】
【０１４２】
図１４は、本発明の第５の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための正面図であって、ＬＥＤ光源３Ａ、３Ｂを実装する基板２の法線方向から見た図である。第１の実施の形態と同じ個所、または、同じ機能を有する箇所に関しては説明を省略する。正面方向Ｚおよび側面方向の定義は、第１の実施形態で説明した通りである。
【０１４３】
図１５（ａ）は、図１４記載のＡ−Ａ′の断面図である。当該断面は、ＬＥＤ光源３Ａ、３Ｂが実装されている基板の法線と平行な面である。図１５（ｂ）は、図１４記載のＢ−Ｂ′の断面図である。
【０１４４】
第１の実施の形態と異なる点は、外形形状である。第１の実施形態の正面から見た外形形状は円であって、光学的には側面方向面内において概ね等方的である。一方、本例の正面から見た外形形状は長方形である。第１の実施形態から第４の実施形態までに説明した本発明の概念は、本実施形態に対しても適宜設計・最適化し適用可能である。本発明は、外形を規定することなく、間接光を増大し、拡散カバー８の照度をムラの無い均一な分布とする効果を得られる。その一例として、本実施の形態で、正面から見た外形形状が長方形の場合を説明する。
【０１４５】
ＬＥＤ光源３Ａの多くは、ＬＥＤ光源３Ｂよりも内側（中心Ｃに近い側）に配置される。一部は、ＬＥＤ光源３Ｂの近くであって、基板２の端部２Ｅの近くに存在する。基板２の全体に点在し、中心Ｃを囲うように配置されている。ＬＥＤ光源３Ａは、正面発光ＬＥＤ光源である。当該光源に対応する第１の光学部材５は広角レンズであって拡散カバー８の均一性を向上させている。
【０１４６】
ＬＥＤ光源３Ｂの多くは、基板２の端部２Ｅの近くに存在し、端部２Ｅに沿って外側に配置されている。ＬＥＤ光源３Ｂは、側面発光ＬＥＤ光源である。当該光源に対応する第２の光学部材６は導光部を有する。発光面３ＢＥは側面方向外側に向けて発光するように配置されている。第２の光学部材６の入射面６Ａは発光面３ＢＥに対向して配置される。入射面６Ａから入射した光線は、図１５（ａ）に光線ＲＡＹ２′、光線ＲＡＹ３′、光線ＲＡＹ４′で示されるように、導光部６Ｌを伝搬して出射面６Ｂから出射する。ＬＥＤ光源３Ｂは、基板２の端部２Ｅ付近に存在するので、入射面６Ａと出射面６Ｂとの間に別のＬＥＤ光源などの障害物がなく、入射光は導光途中で反射を受けずに出射することが可能となる。本例で説明する第２の光学部材６は、基本的には第１の実施形態で説明した全ての特徴と、それによる効果を有し、間接光を増大する効果を有する。
【０１４７】
本例における第２の光学部材６においては、長方形の角に対応する部位６ＢＲを、正面視で角ではなく丸みを帯びた曲線としている。出射面６Ｂに角あると、それに対応して明るい線が拡散カバー８に発生する場合がある。したがって、外形の概ねの形が多角形などの場合は、当該角に対応した出射面Ｂの形状に丸みを帯びさせることにより、角に起因するムラを抑制できる。
【０１４８】
次に、第１の光学部材５と第２の光学部材６が光学部材接続部４で繋がって構成される複合光学部材７に関して説明する。第１の光学部材５と第２の光学部材６を光学部材接続部４で繋げることで、第１の実施形態同様、第１の実施形態で説明した複数の効果を奏する。
【０１４９】
図１５（ｂ）において、正面発光ＬＥＤ光源３Ａ、第１の光学部材５である広角レンズ、光学部材接続部４、第２の光学部材６が主に表されている。但し、第２の光学部材６に対応するＬＥＤ光源３Ｂが無い箇所であるため、第２の光学部材６には入射面６Ａ、入射面６Ａ′が存在せず、出射面６Ｂが存在する。また、光線追跡の例として、光線ＲＡＹ５′、光線ＲＡＹ６′′を示す。
【０１５０】
当該光線で示されるように、第１の光学部材５と第２の光学部材６が光学部材接続部４によって接続されていることにより、第１の光学部材５に対応するＬＥＤ光源３Ａの発光光の一部を第２の光学部材６の出射面６Ｂまで伝播させ、側面部８Ｂを直接照射することが可能となり、照明装置１の間接光を増大するという効果を奏する。
【０１５１】
また、複合光学部材７は電極４０を覆っているため、拡散カバー８を取り外されたときに、人が電極４０に触れて感電することを防止する保護カバーの効果も得られている。
【０１５２】
次に、正面発光ＬＥＤ光源３Ａと側面発光ＬＥＤ光源３Ｂが存在する光学系における、ＬＥＤ光源の配置に関して説明する。前述したように、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂは側面部８Ｂを直接照射するために、最も外側に配置されることが好ましい。第１の実施形態で説明したように、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂの正面方向Ｚは発光光束が少ないために、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂの正面方向の拡散カバー正面部８Ｂの照度は低くなり暗くなるという課題が発生することがある。それゆえ、照度の均一性を向上させるために、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂの近くに正面発光ＬＥＤ光源３Ａを配置する。
【０１５３】
したがって、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂと正面発光ＬＥＤ光源３Ａとの間の距離は、正面発光ＬＥＤ光源３Ａ間の距離よりも短い方が好ましい。その例に関して図１４を用いて説明する。距離Ｄｔ１、Ｄｔ２、Ｄｔ３、Ｄｔ４は正面発光ＬＥＤ光源３Ａ間の距離を表している。一方、距離Ｄｓ１、Ｄｓ２は側面発光ＬＥＤ光源３Ｂと正面発光ＬＥＤ光源３Ａとの間の距離を表している。基本的には、距離Ｄｔ１、Ｄｔ２、Ｄｔ３、Ｄｔ４＞距離Ｄｓ１、Ｄｓ２とすることが好ましい。但し、全ての距離に関して当該不等号が成り立たなくても良い。例えば、距離Ｄｔ４＞距離Ｄｓ２の場合に、距離Ｄｓ２＞距離Ｄｔ３という場合も有りうる。
【０１５４】
また、例えば、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂ付近のＬＥＤ光源の数密度は、同じ基板２の他の部位のＬＥＤ光源の数密度よりも高いと言っても良いし、基板２には、側面発光ＬＥＤ光源３Ｂ付近よりもＬＥＤ光源の数密度が低くなっている部位があると言っても良い。
【実施例６】
【０１５５】
図１８（ａ）は、本発明の第６の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための正面図であって、ＬＥＤ光源３Ａ、ＬＥＤ光源３Ｂを実装する基板２の法線方向から見た図である。第１の実施の形態と同じ個所、または、同じ機能を有する箇所に関しては説明を省略する。正面方向Ｚおよび側面方向の定義は、第１の実施形態で説明した通りである。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）記載のＡ−Ａ′断面図である。図１８（ｂ）には、図１８（ａ）に記載していない詳細な形状も含めて示した。
【０１５６】
本例では、基板２の最も外側に配置されるＬＥＤ光源３Ｂが正面発光ＬＥＤ光源であって、当該ＬＥＤ光源３Ｂに対応して第２の光学部材６が配置されている構成である。第２の光学部材６は、入射面６Ａおよび６Ａ′から入射した光の多くを、側面外側方向Ｘに導く構成である。
【０１５７】
光線ＲＡＹ２３に示すように、入射面６Ａから入射した光は、入射面６ＡがＬＥＤ光源３Ｂの外側に配置されるので、ＬＥＤ光源３Ｂから外側に向かう光であるため、側面外側方向Ｘに伝搬して、入射面６Ａよりも外側にある出射面６Ｂから出射して、拡散カバーの側面部８Ｂを照射する。
【０１５８】
第２の光学部材６の特徴は、入射面６ＡがＬＥＤ光源３Ｂの外側に配置されることである。さらに、当該入射面６Ａに対応して出射面６Ｂが、当該入射面６Ａの側面方向外側に配置される構成である。この場合、第１の光学部材５からの出射光の方が、第２の光学部材６からの出射光よりも前記正面方向への光束が多くなっている。
【０１５９】
また、導光部６Ｌを有して光を伝搬させ、出射面６Ｂが基板の端部２Ｅよりも外側に配置される構成である。
【０１６０】
光線ＲＡＹ２４に関して説明する。ＬＥＤ光源３Ｂから正面方向Ｚに向かう光線ＲＡＹ２４は、入射面６Ａ′から第２の光学部材６に入射し、側面方向外側Ｘに光を反射する反射面６Ｃによって、外側方向に導かれる。光線ＲＡＹ２４は反射面６Ｃで全反射する。反射面６Ｃへの光の入射角度が、臨界角度未満の場合、全反射ではなくフレネル反射となる。当該反射面６Ｃの形状に関しては下記にて詳細に説明する。当該光線は導光部６Ｌを導光して出射面６Ｂから出射して、拡散カバーの側面部８Ｂを照射する。本例では、空気と部材の界面での全反射およびフレネル反射を反射する方法として用いているが、アルミの薄膜や反射シートの付与など別の方法で反射させても良い。また、反射面６Ｃは、反射光を導光させるために、鏡面反射面であることが望ましい。
【０１６１】
本実施の形態の側面外側方向Ｘに光を反射する反射面６Ｃは、正面方向Ｚに対して約４５度傾いている。側面外側方向Ｘに光を反射するという観点では、反射面６Ｃは、正面方向Ｚに伝搬する光を反射するので、正面方向Ｚに対して２０度以上傾いていることが好ましく、４５度が最も良い。また、４５度以上としても良いが、角度を大きくすると第２の光学部材の正面方向Ｚの大きさがより大きくなるので、光学的な観点だけでなく、射出成型での生産性や重さの観点でも、４５度程度とするのが最も望ましい。望ましい範囲は、３０度から６０度程度である。
【０１６２】
当該反射面の法線６ＣＮは、正面方向Ｚを基準として側面方向外側Ｘとは反対方向に傾く構成である。当該反射面６Ｃは、ＬＥＤ光源３Ｂからの光の多くを側面方向外側Ｘに反射するために、ＬＥＤ光源３Ｂの発光面３ＢＥに対向して配置されている。反射面６Ｃは、発光面３ＢＥの法線方向に配置される。
【０１６３】
また、本実施の形態の反射面６Ｃの断面形状は直線形状であるが、これに限定されず、折れ線でも曲線でも良い。ＬＥＤ光源３Ｂから正面方向Ｚに向かう光を側面方向外側Ｘに光を反射する機能を有すれば良い。そのような機能を有する面は、面の法線が正面方向Ｚを基準として側面方向外側Ｘとは反対方向に傾く部位を有する面である。
【０１６４】
拡散カバーの側面部８Ｂを主に照射するＬＥＤ光源として正面発光ＬＥＤ光源を用いた場合、側面方向外側Ｘだけでなく、内側に向けても光が発光する。それゆえ、側面発光ＬＥＤ光源を用いる場合に比べて、ＬＥＤ光源あたりの側面方向外側Ｘに向かう光束の割合は低下する。その一方で、側面方向内側および正面方向Ｚに出射する光の割合が増える。したがって、ＬＥＤ光源３Ｂの正面方向の拡散カバーの正面部８Ａが暗くなるという課題に対して効果を奏する。
【０１６５】
また、第１の光学部材５に対応するＬＥＤ光源と等しいＬＥＤ光源を使うことが可能となるため、ＬＥＤ光源の基板２への実装工程の簡略化、ＬＥＤ光源の配線の共通化や、駆動回路の簡略化などの効果を奏する。特に、同じＬＥＤ光源を用いると、明るさを変化させる調光の際に、電流と明るさの関係が等しいために、側面部８Ｂと正面部８Ａで正確に同じ割合で明るさを変えることが可能となる。
【０１６６】
さらに、色温度が異なる２種類以上のＬＥＤ光源を適宜配置して、各種類間の投入電流を調整することによって、照明装置の発光光の色を調節することがある。当該調色を行う際には、第１の光学部材５に対応するＬＥＤ光源の色の種類の割合と、第２の光学部材６に対応するＬＥＤ光源の色の種類の割合を等しくすることで、各種類のＬＥＤ光源に投入する電流を、ＬＥＤ光源３ＡとＬＥＤ光源３Ｂで等しく制御することで、正面部８Ａと側面部８Ｂからの発光光の色を等しくしながら調色することが可能となる。例えば、色温度３０００Ｋと６０００Ｋの２種のＬＥＤ光源を用いる場合、ＬＥＤ光源３Ａの半分は３０００ＫのＬＥＤ光源とし、もう半分は６０００ＫのＬＥＤ光源とする。同様にＬＥＤ光源３Ｂの半分は３０００ＫのＬＥＤ光源とし、もう半分は６０００ＫのＬＥＤ光源として、ＬＥＤ光源の色の種類の割合をＬＥＤ光源３ＡとＬＥＤ光源３Ｂで等しくする。第１の光学部材５と第２の光学部材６で同じ色のＬＥＤ光源には同じ電流を投入すれば良い。
【０１６７】
光線ＲＡＹ２５に関して説明する。光線ＲＡＹ２５は、正面方向Ｚより傾いて斜め方向にＬＥＤ光源３Ｂから発光した光線である。本光線は、入射面６Ａ′から入射し、反射面６Ｃで屈折され正面方向Ｚに向かう光線例である。本例では、反射面６Ｃは正面方向Ｚに対して約４５度傾いている。反射面６Ｃの傾き角度が約４５度の場合、ＬＥＤ光源から正面方向に向かってくる光線を効率よく側面方向外側Ｘに反射する。その一方で、ＬＥＤ光源からの発光方向が、正面方向Ｚよりも側面方向内側に向かう光に対しては、その光を屈折して効率よく正面方向Ｚに光を出射するという効果も奏する。正面方向Ｚに光を出射することで、ＬＥＤ光源の正面方向Ｚの拡散カバーの正面部８Ａを明るくするという効果を奏する。
【０１６８】
当該反射面６Ｃの形状を制御することで、側面外側方向Ｘと正面方向Ｚの光束を制御することが可能である。例えば、反射面６Ｃの断面形状を直線ではなく、折れ線や曲線のレンズ形状とすることでも制御が可能である。
【０１６９】
出射面６Ｂの断面形状は直線であるが、これに限らず、第１および第２の実施の形態で説明した様々な形状を用いることが可能であって、同様に各図面で説明した効果を奏する。
【０１７０】
本構成は、基板の外周のある部位において、最も外側に配置されるＬＥＤ光源からの正面方向Ｚへの発光光を、側面方向外側に導く光学部材が対応して配置され、当該光学部材は側面方向の内側よりも外側に多くの光を出射する部材構成である。ここで、側面方向の内側、外側は、対応するＬＥＤ光源が配置される位置の正面方向Ｚを基準として定義される。当該正面方向Ｚを基準に光線の伝搬方向が外側Ｘに向いている場合は、外側に向かう光である。一方、当該正面方向Ｚを基準に光線の伝搬方向が内側（−Ｘ方向）に向いている場合は、内側に向かう光である。ここで、最も外側に配置されるＬＥＤ光源とは、基板の外周のある場所において、基板の端部に最も近いＬＥＤ光源とも言える。
【０１７１】
また、第１の光学部材５は、ＬＥＤ光源が配置される位置に関して、側面方向の外側と内側で、対称的な形状である。一方、第２の光学部材６はＬＥＤ光源が配置される位置に関して、側面方向の外側と内側で、非対称的な形状である。また、第２の光学部材６は、その重心がＬＥＤ光源よりも外側にある構成である。これらの特徴は、外側により多くの光を出射するための特徴である。
【０１７２】
本実施の形態で説明したように、正面発光ＬＥＤ光源を、拡散カバー８の側面部８Ｂに光を主に照射する部材に対応する光源として用いることも可能である。つまり、第１から第５の実施の形態で説明した、側面部８Ｂを効率良く照射する部材である第２の光学部材に対応するＬＥＤ光源として、正面発光ＬＥＤ光源を用いても、本実施の形態の特徴を備えた照明装置であれば、同様に側面部８Ｂを効率良く照射することが可能である。
【０１７３】
次に、図１９を用いて、複合光学部材７の保護カバーの役割に関して説明する。基本的には、本実施の形態でも、第１の実施の形態で説明したように、複合光学部材７は電極４０を覆っているので保護カバーとしても機能する。図１９は補足説明で、とりわけ、完全には電極を覆っていない場合の説明である。
【０１７４】
図１９は、第２の光学部材６と光学部材接続部４との間に空隙７Ｇが存在する構成である。空隙７Ｇの幅７Ｗは数mm程度の幅であって、電極に手が触れらない程度の幅である。それゆえ、人が電極４０に触れて感電することを防止する保護カバーの機能を有する。
【０１７５】
空隙７Ｇは、複合光学部材７が如何なる材料で作られていても、光の吸収が完全にはゼロではないので、空隙７Ｇを設け、光を通すことで効率を向上させるという効果が一つある。
【０１７６】
また、本例では、製造上の問題で設けている。本例の照明装置の複合光学部材７は射出成型で、一括で製造される。形状に薄い部位があると樹脂が流れ込まず、きれいに成型できない。また、そのような箇所は強度も弱くなり、割れなども発生する。それゆえ、できる限り１mm未満にはならないように成型する。最低でも０.５mmは確保したい。
【０１７７】
第２の光学部材６と光学部材接続部４との間は薄くなる。なぜならば、反射面の法線６ＣＮが側面方向外側Ｘとは反対方向に傾いている構成であって（正面方向の厚さの異なる光学部材接続部４と第２の光学部材６がつながる部位でもある）、且つ、ＬＥＤ光源３Ｂ
を配置するための空間があるためである。それゆえ、複合光学部材７の当該部分が薄くなり過ぎないために、所定の厚さ未満に当該部分がなる前に削除して空隙７Ｇとしている構成である。第２の光学部材６と光学部材接続部４との間は、基板面内の別の部位で複合光学部材７が薄くならないように接続されている。したがって、空隙７Ｇを設けることで、製造し易くするという効果を奏する。
【実施例７】
【０１７８】
図２０は、本発明の第７の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための断面図である。第１の実施の形態と同じ個所、または、同じ機能を有する箇所に関しては説明を省略する。第１の実施の形態と異なる個所は、側面方向で最も外側に位置するＬＥＤ光源として側面発光ＬＥＤ光源ではなく、正面発光ＬＥＤ光源を用いている。また、拡散カバー８の側面部８Ｂを効率良く照射するために、当該ＬＥＤ光源３Ｂに対応して第２の光学部材６を設置している。
【０１７９】
第２の光学部材６は導光部を有さず、第１の光学部材５とは形状が異なり、出射光の光度分布も異なる光学部材である。本例の照明装置１のＬＥＤ光源３Ａ、ＬＥＤ光源３Ｂは正面発光ＬＥＤ光源である。本例では特に、照明装置１に配置されたＬＥＤ光源を全て正面発光ＬＥＤ光源としている。第１の光学部材５に対応するＬＥＤ光源３Ａは、第２の光学部材６に対応するＬＥＤ光源３Ｂと等しくても良いし、異なっても良い。本例ではＬＥＤ光源３ＡとＬＥＤ光源３Ｂは等しいものとする。また、本例では外側の２つのＬＥＤ光源３Ｂに対応して第２の光学部材６が設置されている。
【０１８０】
実施例１同様、間接光を増大することと、拡散カバー８の照度を均一にすることを主な目的としている。照明装置の中心Ｃ付近の拡散カバー８が暗くなる点、および、基板２の端部２Ｅと拡散カバーの側面部８Ｂ間の拡散カバー８（拡散カバー周辺部と呼ぶことにする。）が暗くなる点を改善することで、拡散カバー８全体を均一に光らせるとともに、拡散カバー周辺部が明るくなることで照明装置１の配光を広げ、間接光も増加させる照明装置を提供する。
【０１８１】
実施例１で説明した通り、固定具５１があるために、照明装置１の中心にはＬＥＤ光源３が置けない。それゆえ、照明装置の中心Ｃ付近の拡散カバー８が暗くなる。また、基板２の端部２Ｅと拡散カバーの側面部８Ｂとの間には、拡散カバー８をフレーム１１に固定するための固定具（図示なし）を設置するために、一定のスペースが必要になる（図２０参照）。それゆえに、ＬＥＤ光源を近づけるのに限界が生じ、拡散カバー周辺部が暗くなる。
【０１８２】
一般に、拡散カバー８は、中心Ｃ付近の高さＨｃの方が、基板の端部２Ｅ付近の高さＨｅよりも高い。それゆえ、中心Ｃ付近と基板の端部２Ｅ付近の光学部材が等しい場合は、中心Ｃ付近の光学部材から出射した光の方が基板の端部２Ｅ付近の光学部材から出射した光よりも拡散カバー８に到達するまでに広がる。つまり、光が拡散する。したがって、中心Ｃ付近においては、極端に光学部材で光を広げる必要はない。例えば、配光の光度ピークが８０度を超えるようなレンズにする必要はないことが多い。また、光を広げ過ぎると効率良く中心Ｃ付近の拡散カバー８に光が到達せず、拡散カバー８の当該箇所の暗部を改善できない。例えば、中心Ｃに最も近いＬＥＤ光源３Ａと中心Ｃとの距離をＤｐ１とすると、ＡＴＡＮ（Ｄｐ１／Ｈｃ）で得られる角度よりも広角に光を出射すれば良い。ＡＴＡＮ（Ｄｐ１／ＨＣ）＋５度から２０度程度の角度に光度ピークがあることが好ましい。
【０１８３】
一方、端部２Ｅ付近の光学部材は、高さＨｅが低いので、できるだけ広い範囲に光を出射した方が良い。
【０１８４】
したがって、中心Ｃ付近にあるＬＥＤ光源３Ａに対応する第１の光学部材５の出射光の光度分布よりも、最も外側に位置するＬＥＤ光源３Ｂに対応する第２の光学部材６の出射光の光度分布が広い方が、拡散カバー８の照度を均一にすることに有効である。当該効果は、とりわけ、中心Ｃ付近の高さＨｃの方が、基板の端部２Ｅ付近の高さＨｅよりも高い場合に有効である。
【０１８５】
本例では、側面方向の外側の２つのＬＥＤ光源３Ｂに対して、第２の光学部材６を配置した。これは、中心Ｃ付近にあるＬＥＤ光源３Ａ以外のＬＥＤ光源に関しては、拡散カバー８の特定の部位に向けて光を出射する必要がないので、できるだけ広い範囲に光を出射して拡散カバー８の照度を均一化した方が良いためである。
【０１８６】
つまり、第１の光学部材５を、中心Ｃを囲むように配置し、照明装置１の中心付近、特に、照明装置１の中心に最も近い光学部材とすることで、中心Ｃ付近の拡散カバー８が暗くなる点を改善している。さらに、第２の光学部材６を基板の端部２Ｅに沿って配置することで、拡散カバー周辺部を明るくして照明装置１の配光を広げ、間接光も増加させている。また、側面方向において、第１の光学部材５より外側の全ての光学部材を第２の光学部材６とすることで、拡散カバー８の全体の均一化に寄与している。
【０１８７】
ここで、光学部材接続部４の役割は、第１の実施形態で説明した複数の役割を担うものである。
【０１８８】
照明装置１に含まれるＬＥＤ光源の数が数十個を超えるような場合は、個々に、光学部材の取り付け、位置あわせを行うことは、時間がかかり省電力および作業コストの観点で望ましくない。ちなみに、天井に取り付ける照明装置でリビングよりも広い部屋用途の場合、大抵、数十個以上のＬＥＤ光源が必要となる。
【０１８９】
しかしながら、本例のように、複数の光学部材をまとめた複合光学部材の場合、取り付け作業回数が減るという効果を奏する。さらに、本例のように、全ての光学部材を一括成型で作る場合、取り付けに要する時間は著しく改善される。また、光学部材が複数種ある場合に、一括成型の複合光学部材を取り付ける場合には、対応するＬＥＤ光源への光学部材の取り付け間違いが無くなるという効果を奏する。また、本例のように、ＬＥＤ光源が全て正面発光ＬＥＤ光源であり、ＬＥＤ光源３ＡとＬＥＤ光源３Ｂが等しい場合は、第１の光学部材５と第２の光学部材６の形状は異なるものの、似ている点もあることから、取り付けの際に間違いが発生し易くなる。それゆえ、一括成型の複合光学部材は、本例にはより有効である。
【０１９０】
次に、図２１（ａ）を用いて、本例のＬＥＤ光源の配置に関して説明する。図２０は、説明に必要な最小限を書いており、ＬＥＤ配置に関して、図２１（ａ）の場合よりも省略して記載した。例えば、後述するが、図２１（ａ）のＬＥＤ光源は７個の同心円状に配置されているのに、図２０では、３個の同心円の断面図として描かれている。さらに、図２１（ａ）では後述する色に関して説明しているが、図２０ではＬＥＤ光源の色の情報は記載していない。これは図２０および説明が複雑になるのを避けるためである。図２１（ａ）は、ＬＥＤ光源の配置、色に関してより詳細に説明するために記載した。
【０１９１】
図２１（ａ）はＬＥＤ光源３Ａ、３Ｂを実装する基板２の法線方向から見た正面図である。基板２は円を４分割する形状で同じ基板が４枚配置されている。図では、一つの基板のみ光学部材を書き込んだ。各ＬＥＤ光源には光学部材が対応して配置されている。光学部材５０１と５０２は、形状が等しい第１の光学部材５であって、対応するＬＥＤ光源の色が異なる。光学部材６０１と６０２は、形状が等しい第２の光学部材６であって、対応するＬＥＤ光源の色が異なる。
【０１９２】
図２１（ｂ）に第１の光学部材の拡大図を示す。図２１（ｂ）に示されるように、第１の光学部材５は、基板２の法線方向から見た場合の形状は等方であり、正面視は円形である。
【０１９３】
第２の光学部材６の拡大図を図２１（ｃ）に示す。第２の光学部材６は、基板２の法線方向から見た場合の形状は非等方であり、正面視は円と直線からなる形状である。ここで、第２の光学部材６の正面視の形状は円と直線に限定されない。曲線でも良く、折れ線で構成されても良い。便宜的に、中心Ｃを原点とした極座標系を考えると、第２の光学部材６は、動径方向Ｒｄｉｒと、当該動径方向に垂直な方位角方向Ｃｄｉｒとで断面形状が異なり、動径方向の幅６Ｗ１より方位角方向（円周方向）の幅６Ｗ２の方が大きい。また、言い換えると、ＬＥＤ光源が密に並んでいる方向（方位各方向）の幅が、当該方向と垂直な方向の幅よりも、大きいとも言える。
【０１９４】
各ＬＥＤ光源は中心Ｃを取り囲んでいる。同一の光学部材が中心Ｃからの距離が概ね等しい円状に配置されている。本例においては、中心が等しい７個の同心円にＬＥＤ光源が配置されている。各同心円の半径をＤｐ１〜Ｄｐ７とする。各円を点線で図中に記してある。
【０１９５】
最も中心Ｃに近い円には、第１の光学部材５０１、５０２が配置されている。それより外側の円には、第２の光学部材６０１、６０２が配置されている。また、中心Ｃ付近にある第１の光学部材５０１、５０２の出射光の光度分布よりも、最も外側に位置する第２の光学部材６０１、６０２の出射光の光度分布の方が広い構成であって、拡散カバー８の照度を均一にすることに有効な構成となっている。理由は、図２０を用いて説明した理由と同じである。
【０１９６】
また、最も中心Ｃに近い円以外の円には第２の光学部材６が対応している。言い換えると、第１の光学部材５は、基板の中心Ｃに近い側の端部に、中心Ｃを取り囲むように配置され、第１の光学部材５で囲まれた位置より、中心Ｃより遠ざかる側に配置される光学部材は第２の光学部材６という構成である。
【０１９７】
これは、中心Ｃ付近にある光学部材以外の光学部材に関しては、拡散カバー８の特定の部位に向けて光を出射する必要がないので、できるだけ広い範囲に光を出射して拡散カバー８の照度を均一化した方が良いためである。
【０１９８】
ＬＥＤ光源の色と配置の関係に関して説明する。本例では、光学部材５０１と６０１に対応するＬＥＤ光源は等しいものとする。また、光学部材５０２と６０２に対応するＬＥＤ光源は等しいものとする。少なくても、第１の光学部材５０１と５０２からの出射光は混色しなければならない。また、第２の光学部材６０１と６０２からの出射光は、混色しなければならない。混色しなければ、拡散カバー８の色が均一でなくなり、色ムラが発生する。したがって、混色し易くなるように、色が異なるＬＥＤ光源を隣接して配置することが好ましい。
【０１９９】
また、ｎ色のＬＥＤ光源を使用する場合は、１種類の光学部材に対して、ｎ色の異なるＬＥＤ光源を用いることが好ましい。なぜならば、同一の光学部材の方が、配光が等しいために、色の均一化が容易であるためである。本例では、第１の光学部材５に２色のＬＥＤ光源を用い、第２の光学部材６にも２色のＬＥＤ光源を用いている。
【０２００】
基板２の基板間の境界となる端部２ＥＲ１、２ＥＲ２に沿ったＬＥＤ光源の配置に関して説明する。当該端部は２辺あり、何れの辺においても、当該端部２ＥＲ１、２ＥＲ２に沿って、最内側の第１の光学部材５から最外側の第２の光学部材６まで、対応するＬＥＤ光源の色が交互に異なる。例えば、一方の端部２ＥＲ１は、第１の光学部材５０１の次は、第２の光学部材６０１、６０２が６０２、６０１、６０２、６０１、６０２、６０１と、中心Ｃから動径方向に向けて交互に対応するＬＥＤ光源の色が異なる。さらに、反対側の端部２ＥＲ２は、第１の光学部材は５０２と、端部２ＥＲ１のＬＥＤ光源とは異なる色であり、次いで、第２の光学部材６０１、６０２が、６０１、６０２、６０１、６０２、６０１、６０２と、中心Ｃから動径方向に向けて交互に対応するＬＥＤ光源の色が異なる。
【０２０１】
言い換えると、複数の基板で照明装置は構成され、基板２の基板間の境界となる端部２辺２ＥＲ１、２ＥＲ２において、中心Ｃに最も近い第１の光学部材から中心Ｃから最も遠い第２の光学部材まで、対応するＬＥＤ光源の色は交互に異なるように配置する。
【０２０２】
さらに、当該境界となる端部２辺において、一方の辺に沿って配置されるＬＥＤ光源の中心Ｃから遠ざかる方向への色の順番と、他方の辺に沿って配置されるＬＥＤ光源の中心Ｃから遠ざかる方向への色の順番は異なるということである。
【０２０３】
この様な構成とすることで、同じ基板２を用いて照明装置を構成した場合であっても、異なる基板間の境界において、当該境界を挟んでも隣接するＬＥＤ光源の色が異なる構成となる。それゆえ、同じ設計の基板を用いて照明装置を構成した場合であっても、色ムラを抑制することが可能となる。
【０２０４】
次に、光学部材を詳細に説明する。まず、第１の光学部材５の断面と、第２の光学部材６の動径方向Ｒｄｉｒの断面形状に関して、図２２（ａ）から（ｃ）を用いて説明する。図２２（ａ）は第１の光学部材５の断面図であって、図２２（ｂ）は第２の光学部材６の動径方向Ｒｄｉｒの断面図である。第１および２の光学部材は、レンズであって、レンズはＬＥＤ光源に対向する内面Ｌｕと光をレンズの外側に出射するレンズ表面Ｌｏから構成される。内面Ｌｕは傾斜部Ｔｐを有する。図中には、参考のため光線ＲＡＹＳが示されている。第２の光学部材６の方が、ＬＥＤ光源からの出射光線をより、大きい角度に屈折して、配光角度を広げる。
【０２０５】
図２２（ｃ）は、第２の光学部材６の光学系を説明するための図であって、ＬＥＤ光源に対向する内面Ｌｕだけが第２の光学部材６とは異なり、傾斜部Ｔｐを含まないレンズの断面形状である。傾斜部Ｔｐの効果に関して説明する。図２２（ｃ）に光線ＲａｙＬで示されるように、傾斜部Ｔｐが無い場合には、ＬＥＤ光源から出射した光の内、極角の大きな出射光は、光学部材接続部４に入射して導光する。
【０２０６】
積極的に光学部材接続部４に光を入射させて導光させる場合もあるが、本例では導光させずに、第１の光学部材５と第２の光学部材６と光学部材接続部４からなる複合光学部材７から光を出射させることを目的の一つとした。その理由は、複合光学部材７内を光を導光させる場合には、適宜、複合光学部材７から光を取り出し、光のロスを抑制する光学系が必要であり、本例ではそのような光学系を実装しないことを仮定しているため、複合光学部材７内を導光させると、迷光になって一部はロスする可能性があるためである。
【０２０７】
図２２（ｂ）に示す第２の光学部材６には、傾斜部Ｔｐがあるため、ＬＥＤ光源３Ｂから光学部材接続部４に向かう光線ＲａｙＬは、傾斜部Ｔｐでレンズ表面Ｌｏに向けて屈折される。それゆえ、光学部材接続部４に入射して導光する光は、傾斜部Ｔｐが無い場合に比べて少ない。したがって、傾斜部Ｔｐは、光学部材接続部４に入射して導光する光を抑制し、光学ロスを低減するという効果を奏する。
【０２０８】
傾斜部Ｔｐの基板法線からの角度は、５０度から７５度程度である。内面Ｌｕは設計の観点では球面が好ましい。球面とすることで、特定の位置にある点光源からの出射光に対してレンズ表面Ｌｏを設計することができる。しかしながら、球面はＬＥＤ光源の出射光の内、光学部材接続部４に向かう光を抑制する形状では無いので、ＬＥＤ光源からのある角度以上の発光光をレンズ表面Ｌｏに向けて屈折させる面である傾斜部Ｔｐを球面部と連続的に繋げて内面Ｌｕを構成した。つまり、内面Ｌｕの断面形状は曲線と直線からなる。
【０２０９】
ＬＥＤ光源からのある角度以上の発光光をレンズ表面Ｌｏに向けて屈折させる面が開始する位置は、レンズ中心軸において、ＬＥＤの発光面の高さの位置を原点とし、当該原点から光線が発光すると仮定した場合に、当該レンズ中心軸からの角度が概ね７０から８０度の光線と、図２２（ｃ）のようにレンズ内面の球面がＬＥＤ光源の側面と対向する面まで伸びているとしたときに（内面が球面でないときは、当該内面の端部をそのまま延長したときに）、当該球面とが交差する点が凡その当該開始点となる。当該開始点より基板２に近い側のレンズ内面形状を、レンズ表面Ｌｏに向けて屈折させる面とすれば良い
別の点で考えると、図２２（ｃ）のようにレンズ内面の球面がＬＥＤ光源の側面と対向する面まで伸びているとしたときに（内面が球面でないときは、当該内面の端部をそのまま延長したときに）、前述した原点からの光が、レンズ表面Ｌｏから出射せず、光学部材接続部４に入射する極角を求め、当該極角以上の発光光に対して、レンズ表面Ｌｏに向けて屈折させる面を設ければ良い。
【０２１０】
また、本例では、簡易に設計できるため傾斜部Ｔｐを直線としたが、これに限らず、球面部から曲線形状で滑らかに、ＬＥＤ光源からのある角度以上の発光光をレンズ表面Ｌｏに向けて屈折させる面となるように設計することも可能である。その際には、上述した開始点付近から曲線の曲率が変化する構成となる。
【０２１１】
次に、第２の光学部材６の方位角方向Ｃｄｉｒの形状に関して図２３（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図２３（ａ）は第２の光学部材６の方位角方向Ｃｄｉｒの図である。図２３（ａ）に示す通り、方位角方向Ｃｄｉｒの断面は、中心部に長さＬｇの直線部があり、その他の部位は、動径方向Ｒｄｉｒの断面と変わらない。つまり、図２２（ｂ）と図２３（ａ）において、形状Ｌｏａ−ＬｏｂおよびＬｕａ−Ｌｕｂは等しい形状ということである。方位角方向Ｃｄｉｒの断面は直線部Ｌｇの分だけ、動径方向Ｒｄｉｒの断面よりも長い。６Ｗ２＝６Ｗ１＋Ｌｇである。
【０２１２】
レンズ表面Ｌｏの立体的な形状を図２３（ｂ）に示す。曲線の始点であるＬｏａと終点であるＬｏｂを図中に記した。中心部にはＬｔｐで示される平面部が存在する。第２の光学部材の断面形状の一部である曲線形状Ｌｏａ−Ｌｏｂは、レンズの全周囲に亘って等しい形状である。
【０２１３】
第２の光学部材６を本レンズ形状とした理由は、動径方向Ｒｄｉｒの断面形状は広角に光を広げる形状とし、その上で、方位角方向Ｃｄｉｒは広角に光を広げない断面形状としたために本形状となった。最初に、動径方向Ｒｄｉｒの断面形状を決め、その上で方位角方向Ｃｄｉｒは、中心部に長さＬｇの直線部を導入することで、基板法線方向の光度を大きくして、広角に出射する光量を低下させた。動径方向Ｒｄｉｒと方位角方向Ｃｄｉｒの断面形状を連続的に繋げないと、配光が不連続な特性になりムラの原因になるので、動径方向Ｒｄｉｒと方位角方向Ｃｄｉｒの断面形状を連続的に繋げるために、方位角方向Ｃｄｉｒの断面形状は、直線部以外は動径方向Ｒｄｉｒの断面形状と等しくした。
【０２１４】
本特徴を備えることで、配光特性に所望の実装面内での異方性を持たせつつ、動径方向Ｒｄｉｒと方位角方向Ｃｄｉｒの断面形状を連続的に繋げ、ムラを抑制するという効果を有する。
【０２１５】
ここで、動径方向Ｒｄｉｒの断面形状は広角に光を広げる形状とし、その上で、方位角方向Ｃｄｉｒは広角に光を広げない断面形状とした理由について説明する。動径方向Ｒｄｉｒに関しては、光を広げて拡散カバー周辺部に多くの光を照射し、ムラ改善と間接光を増大する必要がある。一方で、方位角方向Ｃｄｉｒは、隣接してＬＥＤ光源が配置されるために、広い角度に光を出射する必要がない。一般的に、広角に光を出射するレンズは、レンズとＬＥＤ光源間の位置ずれに敏感な傾向があり、さらに光度ピークが隣接する光学部材間で干渉してムラになることがある。それゆえ、ＬＥＤ光源が隣接して配置される方位角方向Ｃｄｉｒは広角に光を出射しないレンズ構成とし、レンズとＬＥＤ光源間の位置ずれによるムラ、および、光度ピークが隣接する光学部材間で干渉して発生するムラを抑制している。
【０２１６】
したがって、図２１にも示した通り、第２の光学部材６の形状において、ＬＥＤ光源が密に並んでいる方向の幅が、当該方向と垂直な方向の幅よりも、大きい構成としている。また、第２のＬＥＤ光源は略円周状に配置されており、基板２の法線方向から第２の光学部材６を見た場合に、第２の光学部材６の形状が、方位角方向Ｃｄｉｒと動径方向Ｒｄｉｒで異なり、方位角方向Ｃｄｉｒの幅の方が大きい構成としている。本構成のように、基板２の端部２Ｅに最も近い第２の光学部材６を、基板２の法線方向から当該部材を見た場合に、非等方的な形状とすることで上述した様々なムラを抑制するとともに、広角に光を出射することで拡散カバー周辺部を明るくして照明装置の配光を広げ、間接光も増加させている。
【０２１７】
ここで、第１の光学部材５と第２の光学部材６の配光角に関して図２４を用いて詳細に説明する。図２４のグラフの横軸は光学部材を実装する基板２の法線からの角度である極角を表している。縦軸は、光学部材から出射した光の全光束で光度を規格化した規格化光度である。
【０２１８】
第１の光学部材５の光度分布Ｉ１ａは、概ね６０度から６５度の間に光度ピークがあり、光度ピークより大きな角度になると光度が急峻に低下する。第１の光学部材５の光度分布Ｉ１ａは、第１の光学部材５が無い場合に比べると、ＬＥＤ光源３Ａから出射したランバーシアンの光度分布を略６０度方向に光度ピークがある光度分布になるように、光を広角に広げている。
【０２１９】
同様に、第２の光学部材６の動径方向Ｒｄｉｒの光度分布Ｉ２ｒは、概ね７５度に光度ピークがあり、光度ピークより大きな角度になると光度が急峻に低下する。本光度分布Ｉ２ｒは、ＬＥＤ光源３Ｂから出射したランバーシアンの光度分布を７５度方向に光度ピークがある光度分布になるように、光を広角に広げている。ランバーシアンの光度分布（図示なし）に比べて、０度の光度が低く、７５度方向の光度が大きい。本光度分布Ｉ２ｒの特徴は、０度から４５度の低角で光度が小さく、広角において、０度付近の光度と概ね等しいか、それ以上の光度となるピークを有する。この分布により、光度ピークまでの広い角度に光線を出射していることが分かる。
【０２２０】
一方で、第２の光学部材６の方位角方向Ｃｄｉｒの光度分布Ｉ２ｃは、０度方向が大きく、極角が大きくなるにつれて低下する。但し、８０度付近で小さなピークがある。このピークは正面方向（０度）に比べれば値が十分に小さいので、影響はほとんどない。さらに、５０度から７５度の領域の光度が低く、８０度付近で小さなピークがあるだけである。当該８０度の小さなピークは、方位角方向Ｃｄｉｒへの出射光であって、拡散カバー８に到達するまでに、動径方向Ｒｄｉｒへの出射光に比べて長い距離伝搬するために拡散して影響が無くなる。したがって、本光度分布Ｉ２ｃは、光度分布Ｉ２ｒに比べて狭い範囲に光を出射していることが分かる。
【０２２１】
第２の光学部材６の動径方向Ｒｄｉｒの光度分布Ｉ２ｒを第１の光学部材５の光度分布Ｉ１ａと比較すると、光度分布Ｉ２ｒの光度ピークはより広角にあり、また、光度分布Ｉ１ａの光度が広角で急峻に低下している領域で、光度分布Ｉ２ｒの光度は高い値を示しているので、動径方向Ｒｄｉｒの断面において、第２の光学部材６の出射光の光度分布は、第１の光学部材５の出射光の光度分布よりも広いと言える。
【０２２２】
第１の光学部材５は、等方的な光学部材とした。第１の光学部材５は、第２の光学部材６に比べて配光角度が狭いので、レンズとＬＥＤ光源間の位置ずれによるムラが発生しにくい。それゆえ、第１の光学部材５は、非等方的なレンズ形状にする必要性は低い。また、中心Ｃ付近の暗部にできるだけ多くの光を出射するには、中心Ｃ付近の基板２の端部に沿って多くのＬＥＤ光源を配置したい。それゆえ、方位角方向Ｃｄｉｒに長い非等方なレンズ形状とはせず、等方的なレンズ形状として出来るだけ高密度にＬＥＤ光源を配置した。中心に最も近い光学部材を、基板２の法線方向から当該光学部材を見た場合に、等方的な形状とすることで、当該ＬＥＤ光源よりも外側に配置されるＬＥＤ光源より、高密度にＬＥＤ光源を配置し、中心Ｃ付近の暗部に多くの光を出射する構成とし、当該暗部を改善できる。
【０２２３】
したがって、配光角が７０度を超える第２の光学部材６は、非等方的なレンズ形状とし、第２の光学部材６よりも配光角が狭い第１の光学部材５は、等方的なレンズ形状とすることで、レンズとＬＥＤ光源間の位置ずれによるムラを抑制しつつ、照明装置の中心Ｃ付近の拡散カバー８が暗くなる点、および、基板２の端部２Ｅと拡散カバーの側面部８Ｂ間の拡散カバー８（拡散カバー周辺部と呼ぶことにする。）が暗くなる点を改善した。それにより、拡散カバー全体を均一に光らせるとともに、拡散カバー周辺部が明るくなることで照明装置の配光を広げ、間接光も増加させる照明装置を提供する。
【０２２４】
次に、ＬＥＤ光源内のＬＥＤ配置と非等方的なレンズの配置の関係に関して図２５（ａ）から（ｇ）を用いて説明する。まずは、望ましいＬＥＤ光源内のＬＥＤ配置と非等方的なレンズの配置関係について図２５（ａ）を用いて説明する。本例では、ＬＥＤ光源３Ｂは、ＬＥＤ３０が、枠体３７の実装面３７ａに３個実装されている。第２の光学部材６の動径方向Ｒｄｉｒと、ＬＥＤ３０が並んでいる方向が略等しい構成である。別の言い方をすると、ＬＥＤ光源３Ｂ内で、ＬＥＤ３０が配置される位置分布範囲が長い方向と、動径方向Ｒｄｉｒが概ね等しい方向を向く構成である。
【０２２５】
ＬＥＤ光源３Ｂにおいて、ＬＥＤ３０直上の発光面からの発光光ＥＬＤと、ＬＥＤ３０が無い部位の直上からの発光光ＥＬＩは色が異なる。拡散カバー８の特定の部位において、発光光ＥＬＤまたはＥＬＩの一方の照度が強くなると、色ムラが発生する。この色ムラを改善するには、図２５（ａ）の構成が有効である。
【０２２６】
なぜならば、広配光に光を出射する光学部材の場合、広角において、光学部材表面からの光の出射方向がＬＥＤ光源３Ｂの発光面内の発光位置に強く依存するためである。第２の光学部材６の場合、動径方向Ｒｄｉｒは広角に光を出射するが、方位角方向Ｃｄｉｒは広角に光を出射しない。そこで、動径方向Ｒｄｉｒ方向に対して、発光位置が変わっても発光色ができるだけ変わらないように、ＬＥＤ３０を配置した。
【０２２７】
図２５（ｂ）から（ｅ）を用いて、ＬＥＤ光源内のＬＥＤ配置と第２の光学部材の位置関係が色ムラに及ぼす影響について説明する。図２５（ｂ）および図２５（ｃ）は、図２５（ａ）の構成の動径方向の断面図である。図２５（ｄ）および図２５（ｅ）は、図２５（ａ）において、ＬＥＤ光源３Ｂを９０度回転した場合の動径方向の断面図である。
【０２２８】
初めに、図２５（ｂ）と図２５（ｄ）を比較する。図２５（ｂ）は、中心部のＬＥＤと、図において、中心部のＬＥＤの右と左側に配置されるＬＥＤ３０の直上から出射される光線の模式図を示している。図２５（ｄ）においては、光線の出射点を図２５（ｂ）と等しくして光線追跡例を記している。光線の伝搬方向は両者で等しい。図２５（ｂ）の場合は、出射する光線は３本とも光線ＥＬＤで同じ色である。一方で、図２５（ｄ）の場合は、中心にのみＬＥＤが配置されるため、ＬＥＤの両側からの発光光は、発光光ＥＬＩである。
【０２２９】
したがって、図２５（ｄ）の場合、第２の光学部材６から出射した後に、色が分離する。拡散カバー周辺部を照射する、基板２の端部２Ｅ付近にある第２の光学部材６から拡散カバー８までの距離が、隣接するＬＥＤ光源間の距離に比べて大きいために、拡散して色の分離が大きくなり、色ムラが発生する。また、広角に出射する光は、第２の光学部材６のレンズ表面Ｌｏに、全反射角度に近い角度で入射するため、屈折角が入射角度に敏感に依存し、色が分離しやすく、色ムラが発生し易い。それゆえ、図２５（ｂ）に示すように、動径方向Ｒｄｉｒ方向に対して、発光位置が変わっても発光色ができるだけ変わらないように、ＬＥＤ３０を配置することは重要である。
【０２３０】
さらに、図２５（ｃ）と図２５（ｅ）を比較して、別のモードによる色ムラに関して説明する。図２５（ｃ）および図２５（ｅ）の光線発光位置は、図２５（ｂ）に等しい。異なる点は、ＬＥＤ光源からより広角に光が出射する点である。
【０２３１】
図２５（ｃ）において、中心のＬＥＤ直上と図中の右側のＬＥＤから出射した光は、傾斜部Ｔｐで屈折してレンズ表面Ｌｏから出射する。図中左側のＬＥＤから出射した光は、レンズ内面Ｌｕの曲線部で屈折してレンズ表面Ｌｏから出射する。これら２つの経路を伝搬して出射する光は、出射する角度が大きく異なる。図２５（ｅ）においては、光線の伝搬経路は図２５（ｃ）に等しいので、ＬＥＤの直上から出射した光ＥＬＤおよびＬＥＤの右側直上から出射した光ＥＬＩと、ＬＥＤの左側直上から出射した光ＥＬＩとは異なる角度にレンズ表面Ｌｏから出射される。したがって、ＬＥＤの左側直上から出射した光ＥＬＩは単独で拡散カバー８の特定の位置を照射し、色ムラを発生させる。
【０２３２】
本現象は、第２の光学部材６の方位角方向Ｃｄｉｒでも発生するが、広角に光を出射してないだけ、色ムラは小さく、さらに、方位角方向ＣｄｉｒはＬＥＤ光源が近接して配置されていることから、隣接するＬＥＤ光源間で出射光が混色して色ムラは発生しない。
【０２３３】
したがって、ＬＥＤ光源３Ｂを近接して配置する方向と垂直な方向を、広角配光となるレンズ形状とし、当該垂直方向に対して、ＬＥＤ光源３Ｂ内で、ＬＥＤ３０が配置される位置分布範囲が長い方向を概ね等しい方向とすることで、色ムラを抑制している。別の言い方をすれば、ＬＥＤが配置される位置分布範囲が長い方向をＬＥＤ配列方向とした場合に、基板２の法線方向から第２の光学部材６を見た場合に、第２の光学部材６の形状は、ＬＥＤ配列方向に平行な方向の幅の方が、当該方向と垂直な方向の幅よりも、小さいと言える。また、ＬＥＤが配置される位置分布範囲が長い方向が、照明装置の中心から外側に向かう方向に平行に配置されるとも言える。
【０２３４】
ＬＥＤ３０が配置される位置分布範囲が長い方向ＡＬに関して図２５（ｆ）および図２５（ｇ）を用いて説明する。ＬＥＤ３０は、図２５（ａ）に示すように、必ずしも一列に配置されない。図２５（ｆ）に示すように、若干列からずれて配置される場合がある。当該方向ＡＬの定義にあたっては、ＬＥＤ光源の枠体の側壁３７ｂの側壁方向を用いて定義することができる。ＬＥＤ光源３Ｂの枠体は通常矩形であるため、側壁３７ｂの側壁方向は直交する２方向である。図２５（ｆ）の場合、ＬＥＤ３０の配置される位置分布範囲は、図中矢印で示す側壁３７ｂの一方と平行な方向の方が、当該矢印で示す方向と直交する方向よりも長いので、当該矢印方向を方向ＡＬと定義できる。
【０２３５】
図２５（ｇ）の場合、ＬＥＤ３０の位置は、側壁３７に対して、点線の矢印で示すように斜め方向に分布している。この点線の矢印を方向ＡＬとしても良いが、より簡便には、図２５（ｆ）の場合と同様に、側壁３７ｂの２方向で決めれば良く、図中矢印で示す側壁３７ｂの一方と平行な方向を方向ＡＬと定義できる。
【０２３６】
また、更なる色ムラを消す方法としては、図２５（ａ）に示す構成など、本例で説明した第２の光学部材６において、内面Ｌｕなどの第２の光学部材の入射面、または、レンズ表面Ｌｏなどの第２の光学部材の出射面に拡散性のある形状を付与する方法がある。例えば、滑らかな凹凸のある微細形状やしぼ形状などである。拡散性のある形状を付与することで色ムラが軽減する。
【０２３７】
なお、以上説明した各実施形態において、本発明の説明のために、拡散カバーの形状として、正面部８Ａと側面部８Ｂが明確に分かる形状を用いた。しなしながら、本発明は拡散カバーの形状に限定されない。第２の光学部材から側面方向に出射する光束が増えれば、照明装置としても側面方向の光束が増えて間接光が増える。
【０２３８】
なお、以上説明した各実施形態において、各実施形態で説明した特徴は、それぞれ独立に適用することも可能であるが、適宜組み合わせて用いることも可能である。
【０２３９】
なお、以上説明した各実施形態は、本発明の説明のために示した具体例であって、これらの各実施形態に本発明を限定するものではない。例えば、以上の各実施形態において図示した各部材の形状および構成は、当該部材が有すべき機能を満足するものであれば、必要に応じ適宜設計乃至は最適化するべきものである。
【符号の説明】
【０２４０】
１  照明装置
２  基板
３  ＬＥＤ光源
４  光学部材接続部
５  第１の光学部材
６  第２の光学部材
７  複合光学部材
８  拡散カバー
９  点灯回路
１０  中心カバー
１１  フレーム
３０  発光ダイオード（ＬＥＤ）
３１  負電極
３２  正電極
３３  蛍光体
３４  封止樹脂
３５  ワイヤ
３６（３６′）  実装端子
３７  枠体
４０（４０′）  電極
５０  天井
５１  固定具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図５（ｃ）】
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【図５（ｄ）】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図８】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図９（ｃ）】
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【図９（ｄ）】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【図１０（ｃ）】
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【図１０（ｄ）】
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【図１１（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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【図１１（ｃ）】
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【図１１（ｄ）】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５（ａ）】
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【図１５（ｂ）】
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【図１６（ａ）】
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【図１６（ｂ）】
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【図１６（ｃ）】
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【図１７（ａ）】
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【図１７（ｂ）】
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【図１７（ｃ）】
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【図１７（ｄ）】
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【図１７（ｅ）】
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【図１８（ａ）】
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【図１８（ｂ）】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１（ａ）】
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【図２１（ｂ）】
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【図２１（ｃ）】
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【図２２（ａ）】
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【図２２（ｂ）】
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【図２２（ｃ）】
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【図２３（ａ）】
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【図２３（ｂ）】
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【図２４】
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【図２５（ａ）】
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【図２５（ｂ）】
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【図２５（ｃ）】
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【図２５（ｄ）】
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【図２５（ｅ）】
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【図２５（ｆ）】
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【図２５（ｇ）】
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