(57)【要約】【課題】輝度のムラや色度のムラを改善した照明用光学素子及びそれを用いた照明灯具を提供する。【解決手段】本発明に係る照明用光学素子は、光を入射する第１の面と、前記第１の面に対向し、前記光を出射する第２の面と、所定の幅と深さを有し、前記第２の面に所定の間隔で配置され、前記光を出射する複数の凹部と、前記第１の面の光入射部以外に配設され、前記光を前記第２の面方向に全反射する反射膜と、前記第２の面の前記複数の凹部以外の部分に配設され、前記光の一部を透過し、前記光の一部を反射する半反射膜と、を備える。前記第１の面の光入射部から入射した光は、前記半反射膜を透過または反射し、前記半反射膜で反射した光は、前記反射膜で反射して、前記半反射膜で透過または反射する。【選択図】図１
2014112502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を入射する第１の面と、
前記第１の面に対向し、前記光を出射する第２の面と、
所定の幅と深さを有し、前記第２の面に所定の間隔で配置され、前記光を出射する複数の凹部と、
前記第１の面の光入射部以外に配設され、前記光を前記第２の面方向に全反射する反射膜と、
前記第２の面の前記複数の凹部以外の部分に配設され、前記光の一部を透過し、前記光の一部を反射する半反射膜と、を備えることを特徴とする照明用光学素子。
【請求項２】
前記第１の面の光入射部から入射した光は、前記半反射膜を透過または反射し、
前記半反射膜で反射した光は、前記反射膜で反射して、前記半反射膜で透過または反射することを特徴とする請求項１に記載の照明用光学素子。
【請求項３】
前記半反射膜は、前記第１の面の光入射部から入射した光の光軸からの距離に応じて、光の透過率が高くなることを特徴とする請求項１または２に記載の照明用光学素子。
【請求項４】
前記複数の凹部は、前記第１の面の光入射部から入射した光の光軸からの距離に応じて、
配置される間隔が狭くなる、幅が大きくなる、または、深さが深くなることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の照明用光学素子。
【請求項５】
前記複数の凹部は、前記第２の面から出射する光の分布が均一となる所定の幅、深さおよび間隔で、前記第２の面に配置されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の照明用光学素子。
【請求項６】
複数発光素子と、
前記複数の発光素子の発光面に配設される請求項１乃至５の何れか一に記載の照明用光学素子と、を備えることを特徴とする照明灯具。
【請求項７】
前記複数の発光素子および前記照明用光学素子を覆うカバーをさらに備え、
前記複数の凹部は、前記第２の面から出射する光の分布が、前記カバーの形状に対して均一となる所定の幅、深さおよび間隔で、前記第２の面に配置されることを特徴とする請求項６に記載の照明灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明用光学素子及びそれを用いた照明灯具に関する。特に、輝度ムラ及び色ムラを改善した半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ照明は、白熱電球に替わる照明器具として広く普及しつつある。ＬＥＤ照明は、例えば、発光素子が発光した光を、それ覆う光学素子の出射面から外部へ出射させる。光学素子の出射面からの光の取り出し効率を向上させるため、発光素子側から出射面側に傾斜面を形成した形状が一般的である。このとき、光学素子の出射面が界面となり、発光素子が発光した光の一部は、臨界角により全反射してしまい、輝度のムラや色度のムラが生じる。
【０００３】
このような光のムラを改善し、光学素子からの光の取り出し効率を向上させるための様々な工夫が数多くなされ、報告されている。例えば、特許文献１には、光学素子の出射面に複数のフレネルレンズを配置する方法が記載されている。特許文献２には、光学素子の出射面に複数のプリズムシートを配置する方法が記載されている。また、特許文献３には、発光素子の直上に凹部を形成し、光学素子の出射面にドット状の凸部を複数形成する方法が記載されている。光学素子の出射面に発光素子を中心として同心円状の凸部を複数形成する方法が記載されている。特許文献５には、発光素子上の光学素子の出射面に開口部を形成する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４８７６２９号公報
【特許文献２】特許公開２０１０−１２３５５１号公報
【特許文献３】特許公開２０１１−３９１２２号公報
【特許文献４】特許公開２０１１−８６４１９号公報
【特許文献５】特許第４６００２５７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、蛍光灯代替するＬＥＤ照明を開発する上では、上述した発光素子側から出射面側に傾斜面を形成した形状を採用した場合に問題が生じる。図７は、従来の光学素子８８０を有する照明灯具８００を示す模式図である。図７（ａ）は照明灯具８００の上面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡＡ’における断面図であり、図７（ｃ）は図７（ａ）のＢＢ’における断面図である。図７（ａ）においては、便宜的にカバー８９０を外した図を示す。照明灯具８００は、例えば、基材８７０上に発光素子１０を複数配置し、発光素子１０を覆うように光学素子８８０が配設される。さらに、発光素子１０及び光学素子８８０を覆うカバー８９０が取り付けられる。図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように、照明灯具８００において、発光素子１０で発光した光の一部は、光学素子８８０の出射面で全反射する。この全反射した光は、光学素子８８０の傾斜面８８１で再び全反射させることにより、出射面から外部へ取り出される。このとき、傾斜面８８１を形成する傾斜部８８５は、出射面に対して平行な方向では、影８９９となってしまう。
【０００６】
また、蛍光灯やシーリングライトを代替するＬＥＤ照明を開発する上では、広い出射面から輝度ムラのない光が出射される必要があるが、上述した特許文献に記載されたような凸形状の出射面では、輝度ムラが生じる問題がある。図８は、そのような凸形状として、プリズム９８１を有する光学素子９８０を備えた従来の照明灯具９００の模式図である。図８（ａ）は図７（ｂ）と同様の断面図であり、図８（ｂ）はプリズム９８１を示す図であり、図８（ｃ）はプリズム９８１の拡大図である。
【０００７】
発光素子１０で発光した光は、光学素子９８０に形成されたプリズム９８１から出射されるとき、角度ｅの範囲の光を出射するために、幅ａ、高さｄのプリズム９８１を必要とする。光の取り出し効率を上げるためには、角度ｅを大きくする必要があるが、その場合、図８（ｂ）に示したように、プリズム９８１の高さｄを大きくする必要がある。しかし、プリズム９８１高さｄを大きくする場合、幅ａ’を大きくする必要もあるが、この場合、出射面の反射領域が小さくなり、導光距離が短くなってしまう問題がある。プリズム９８１においては、図８（ｃ）に示したように、プリズム９８１と大気との界面と、発光素子１０から光学素子９８０に入射した光のうち、プリズム先端部が強く光るという問題がある。これはプリズム加工精度上、先端部がＲ形状になりレンズ効果が発生してしまう為である。
【０００８】
また、光が内面反射を繰り返し、減衰することにより、光の取り出し効率が低下する問題がある。さらに、内面反射を繰り返した光は、プリズム９８１の頂点に集中すため、グレア光となり、輝度のムラが生じる問題があった。
【０００９】
本発明は、上述の問題を解決するものであって、輝度のムラや色度のムラを改善した照明用光学素子及びそれを用いた照明灯具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態によると、光を入射する第１の面と、前記第１の面に対向し、前記光を出射する第２の面と、所定の幅と深さを有し、前記第２の面に所定の間隔で配置され、前記光を出射する複数の凹部と、前記第１の面の光入射部以外に配設され、前記光を前記第２の面方向に全反射する反射膜と、前記第２の面の前記複数の凹部以外の部分に配設され、前記光の一部を透過し、前記光の一部を反射する半反射膜と、を備える照明用光学素子が提供される。
【００１１】
本発明の一実施形態によると、第１の面から入射した光は、第２の面から均一に出射され、輝度のムラや色度のムラを改善した照明用光学素子を提供することができる。
【００１２】
前記照明用光学素子において、前記第１の面の光入射部から入射した光は、前記半反射膜を透過または反射し、前記半反射膜で反射した光は、前記反射膜で反射して、前記半反射膜で透過または反射してもよい。
【００１３】
本発明の一実施形態によると、第１の面から入射した光は、第２の面に配設された半反射膜を透過または反射するとともに、第２の面に配置された凹部から出射する。半反射膜で反射した光は、第１の面に配設された反射膜で第２の面方向へ全反射して、第２の面に配設された半反射膜を透過または反射するとともに、第２の面に配置された凹部から出射する。これにより、第１の面から入射した光は、第２の面から均一に出射され、輝度のムラや色度のムラを改善した照明用光学素子を提供することができる。
【００１４】
前記照明用光学素子において、前記半反射膜は、前記第１の面の光入射部から入射した光の光軸からの距離に応じて、光の透過率が高くなってもよい。
【００１５】
第１の面の光入射部から入射した光は、光軸からの距離が遠くなるほど、取り出し効率が低下する。本発明の一実施形態によると、第１の面の光入射部から入射した光の光軸からの距離に応じて、半反射膜の光の透過率を高くすることにより、光軸からの距離が遠い位置での光の取り出し効率を向上させることができる。
【００１６】
前記照明用光学素子において、前記複数の凹部は、前記第１の面の光入射部から入射した光の光軸からの距離に応じて、配置される間隔が狭くなる、幅が大きくなる、または、深さが深くなってもよい。
【００１７】
第１の面の光入射部から入射した光は、光軸からの距離が遠くなるほど、取り出し効率が低下する。本発明の一実施形態によると、第１の面の光入射部から入射した光の光軸からの距離に応じて、凹部を配置する間隔を狭くする、幅を大きくする、または、深さを深くすることにより、光軸からの距離が遠い位置での光の取り出し効率を向上させることができる。
【００１８】
前記照明用光学素子において、前記複数の凹部は、前記第２の面から出射する光の分布が均一となる所定の幅、深さおよび間隔で、前記第２の面に配置されてもよい。
【００１９】
本発明の一実施形態によると、凹部の幅、深さおよび配置する間隔は、第２の面から出射する光の分布が均一となるように設定することができる。
【００２０】
また、本発明の一実施形態によると、複数発光素子と、前記複数の発光素子の発光面に配設される前記何れかの照明用光学素子と、を備える照明灯具が提供される。
【００２１】
本発明の一実施形態によると、複数発光素子が発光した光は、照明用光学素子の第１の面から入射し、第２の面に配設された半反射膜を透過または反射するとともに、第２の面に配置された凹部から出射する。半反射膜で反射した光は、第１の面に配設された反射膜で第２の面方向へ全反射して、第２の面に配設された半反射膜を透過または反射するとともに、第２の面に配置された凹部から出射する。これにより、複数発光素子が発光した光は、照明用光学素子の第２の面から均一に出射され、輝度のムラや色度のムラを改善した照明灯具を提供することができる。
【００２２】
前記照明灯具において、前記複数の発光素子および前記照明用光学素子を覆うカバーをさらに備え、前記複数の凹部は、前記第２の面から出射する光の分布が、前記カバーの形状に対して均一となる所定の幅、深さおよび間隔で、前記第２の面に配置されてもよい。
【００２３】
本発明の一実施形態によると、複数の発光素子および照明用光学素子を覆うカバーを備える照明灯具において、複数の凹部の幅、深さおよび配置する間隔を調整することにより、カバーの形状に対して均一に光を出射することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、輝度のムラや色度のムラを改善した照明用光学素子及びそれを用いた照明灯具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る照明灯具１００を示す概略図である。（ａ）は照明灯具１００の上面図であり、（ｂ）は（ａ）の一部を拡大した図であり、（ｃ）は（ｂ）のＡＡ’における照明灯具１００の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る凹部の深さと光の取り出し効率に関係について説明する模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る凹部の深さと光の取り出し効率に関係について説明する模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る照明灯具２００を示す概略図である。（ａ）は照明灯具２００の上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡＡ’における照明灯具２００の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る照明灯具３００を示す概略図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る凹部の断面形状の変形例を示す模式図である。
【図７】従来の光学素子８８０を有する照明灯具８００を示す模式図であり、（ａ）は照明灯具８００の上面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡＡ’における断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢＢ’における断面図である。
【図８】従来の照明灯具９００の模式図であり（ａ）は断面図であり、（ｂ）はプリズム９８１を示す図であり、（ｃ）はプリズム９８１の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明に係る照明用光学素子及びそれを用いた照明灯具について説明する。但し、本発明の照明用光学素子及びそれを用いた照明灯具は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態で参照する図面において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２７】
（実施形態１）
図１は、本発明の一実施形態に係る照明灯具１００を示す概略図である。図１（ａ）は照明灯具１００の上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の一部を拡大した図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡＡ’における照明灯具１００の断面図である。なお、図１においては、説明のため、上述したカバーや基材、及び配線等の構成は省略した。本実施形態に係る照明灯具１００は、複数の発光素子１０と、照明用光学素子１１０とを備える。本実施形態において、発光素子１０は公知の発光ダイオード（ＬＥＤ）であってよい。照明用光学素子１１０は、複数の発光素子１０の発光面に配設される。
【００２８】
本発明の一実施形態に係る照明用光学素子１１０は、発光素子１０から光を入射する第１の面１１１と、第１の面１１１に対向し、光を出射する第２の面１１３を有する。照明用光学素子１１０は、例えば、平行平板の形状であり、導光機能を有する。第１の面１１１は、発光素子１０の発光面に対向、或いは密着して配置される。第２の面１１３には、所定の幅と深さを有する複数の凹部が所定の間隔で配置される。凹部は、光を出射するための構造であって、本実施形態においては、溝部１２０を例示する。溝部１２０は、第１の面１１１の光入射部から入射した光の光軸からの距離に応じて、配置される間隔が狭くなる、幅が大きくなる、または、深さが深くなるように形成される。図１に示したように、照明用光学素子１１０においては、溝部１２０の深さＨは、入射した光の光軸から遠くなるに連れて、Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜Ｈ４＜Ｈ５＜Ｈ６のように深くなる。また、溝部１２０が配置される間隔は、入射した光の光軸から遠くなるに連れて、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４＞Ｐ５のように狭くなる。本実施形態において、第２の面１１３に形成する溝部１２０の深さ及び間隔は、第２の面１１３から出射する光の分布が均一となるように設定する。
【００２９】
照明用光学素子１１０は、照明用光学素子に用いられる公知の材料により製造することができる。照明用光学素子１１０に用いる材料としては、アクリル樹脂やポリカーボネイト等の光の透過率の高い材料が例示されるが、これらに限定されるものではない。また、溝部１２０は、エッチングや金型成形等の公知の技術を用いて形成することができる。
【００３０】
また、照明用光学素子１１０には、第１の面１１１の光入射部以外に反射膜１３１が配設される。反射膜１３１は、光を第２の面１１３方向に全反射する。また、照明用光学素子１１０の第２の面１１３には、半反射膜１３３が配設される。半反射膜１３３は、第２の面１１３の複数の凹部以外の部分に配設される。半反射膜１３３は、光の一部を透過し、光の一部を反射する特性を備える。図１（ｃ）に示したように、照明用光学素子１１０は、第１の面１１１の反射膜１３１と、第２の面１１３の半反射膜１３３を備えることにより、第１の面１１１の光入射部から入射した光が、半反射膜１３３を透過または反射し、半反射膜１３３で反射した光は、反射膜１３１で反射して、半反射膜１３３で透過または反射する。このとき、第２の面に配置された溝部１２０からは、発光素子１０からの光の一部が出射されるとともに、反射膜１３１で反射した光の一部が出射される。
【００３１】
図１（ｃ）に示したように、溝部１２０において、側面方向からの光は外部へ出射される。一方、溝部１２０の底部では、光は反射膜１３１方向へ反射する。発光素子１０から照明用光学素子１１０に入射した光は、このような反射膜１３１と半反射膜１３３との反射の繰り返し、及び溝部１２０の底部と反射膜１３１との反射により、入射した光の光軸から遠い位置まで導光される。光軸から遠い位置では、光の取り出し効率が低下するため、本実施形態においては、上述したように、溝部１２０の深さと配置する間隔を調整する。また、本実施形態において、同様の理由から、半反射膜１３３は、第１の面１１１の光入射部から入射した光の光軸からの距離に応じて、半反射膜１３３の光の透過率を高くすることが好ましい。このように半反射膜１３３の光の透過率を調整することにより、光軸からの距離が遠い位置での光の取り出し効率を向上させることができる。
【００３２】
反射膜１３１及び半反射膜１３３は、公知の材料により製造することができる。例えば、金（Au）、アルミニウム（Al）、クロム（Cr）、錫（Sn）等の金属や、SiO2、ZnO2、Al2O3及びTiO2等の金属酸化物を用いることができる。また、反射膜１３１及び半反射膜１３３は、公知の製造方法により製造することができ、例えば、真空蒸着やシート状の部材の張り合わせを用いることができるが、これらに限定されるものではない。
【００３３】
ここで、第２の面１１３に形成する凹部の構造と、光の取り出し効率に関係について説明する。図２は、凹部の深さと光の取り出し効率に関係について説明する模式図である。図２において、溝部１２０は、幅ａ、深さｂを有する。溝部１２０は、側面方向からの光を外部へ出射することができるため、光の取り出し効率は、深さｂに比例する。溝部１２０は、発光素子１０（または反射膜１３１で反射した光）から角度ｃに相当する光を外部へ出射することができる。従って、同じ幅ａと、深さｂよりも深いｂ’で形成された溝部１２１は、溝部１２０よりも多い、角度ｃ’に相当する光を外部へ出射することができる。光は、光軸付近で最も強度が高く、光軸から距離が離れるほど、減衰して、取り出し効率が低下する。従って、本実施形態においては、光入射部から入射した光の光軸からの距離が遠くなるほど、溝部１２０の深さ深くして、取り出し効率を向上させる。このように、光入射部から入射した光の光軸からの距離に応じて、光の取り出し効率を調整することのより、本発明の一実施形態に係る照明用光学素子１１０は、光を出射する第２の面１１３全体に渡り、均一に光を出射することができる。
【００３４】
また、図３は、凹部の幅と光の取り出し効率の関係について説明する模式図である。上述したように、溝部１２０の側面からの光の取り出し効率は深さに依存するが、溝部１２０の側面から出射した光は、溝部１２０の幅が大きくなると、効率良く取り出される。溝部１２３は、溝部１２０よりも大きな幅ａ’を有し、溝部１２０の側面から出射した光を直接外部へ出射することができる。溝部１２０の幅が狭いと、溝部１２０の側面から出射した光は、溝部１２０の反対側の側面から照明用光学素子１１０へ再入射したり、溝部１２０内で乱反射して減衰したりする。従って、本実施形態においては、光入射部から入射した光の光軸からの距離が遠くなるほど、溝部１２０の幅を大きくして、取り出し効率を向上させる。このように、光入射部から入射した光の光軸からの距離に応じて、光の取り出し効率を調整することにより、本発明の一実施形態に係る照明用光学素子１１０は、光を出射する第２の面１１３全体に渡り、均一に光を出射することができる。
【００３５】
本実施形態に係る照明灯具１００は、このような照明用光学素子１１０を備えることにより、均一に光を出射することができる。また、図面は省略したが、本実施形態に係る照明灯具１００は発光素子１０および照明用光学素子１１０を覆うカバーを備える。従って、溝部１２０は、照明用光学素子１１０の第２の面１１３から出射する光の分布が、カバーの形状に対して均一となる幅、深さおよび間隔で、第２の面１１３に配置する。本実施形態に係る照明灯具１００において、カバーは、蛍光灯のような概略管状の形状でもよく、シーリングライトのような平板上の形状でもよい。また、これらに限定されず、様々な形状であってもよい。従って、本実施形態に係る照明灯具１００においては、溝部１２０は、このようなカバーの形状に対して均一となるように調整することができる。
【００３６】
（実施形態２）
実施形態１において、照明用光学素子の第２の面に形成する凹部は溝部を例に説明した。本実施形態においては、円筒形状の凹部を配設する例について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る照明灯具２００を示す概略図である。図４（ａ）は照明灯具２００の上面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡＡ’における照明灯具２００の断面図である。図４においては、説明のため、上述したカバーや基材、及び配線等の構成は省略した。本実施形態に係る照明灯具２００は、照明用光学素子２１０が第２の面２１３に形成する凹部として円筒形状の凹部２２０を有する点で、実施形態１と異なる。
【００３７】
本発明の一実施形態に係る照明用光学素子２１０は、発光素子１０から光を入射する第１の面２１１と、第１の面２１１に対向し、光を出射する第２の面２１３を有する。照明用光学素子２１０は、例えば、平行平板の形状であり、導光機能を有する。第１の面２１１は、発光素子１０の発光面に対向、或いは密着して配置される。第２の面２１３には、所定の幅と深さを有する複数の円筒形状の凹部２２０が所定の間隔で配置される。円筒形状の凹部２２０は、第１の面２１１の光入射部から入射した光の光軸からの距離に応じて、配置される間隔が狭くなる、幅が大きくなる、または、深さが深くなるように形成される。図４に示したように、照明用光学素子２１０においては、円筒形状の凹部２２０の深さＨは、入射した光の光軸から遠くなるに連れて、Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜Ｈ４＜Ｈ５＜Ｈ６のように深くなる。また、円筒形状の凹部２２０が配置される間隔は、入射した光の光軸から遠くなるに連れて、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４＞Ｐ５のように狭くなる。本実施形態において、第２の面２１３に形成する円筒形状の凹部２２０の深さ及び間隔は、第２の面２１３から出射する光の分布が均一となるように設定する。
【００３８】
また、照明用光学素子２１０には、第１の面２１１の光入射部以外に反射膜２３１が配設される。反射膜２３１は、光を第２の面２１３方向に全反射する。また、照明用光学素子２１０の第２の面２１３には、半反射膜２３３が配設される。半反射膜２３３は、第２の面２１３の複数の凹部以外の部分に配設される。半反射膜２３３は、光の一部を透過し、光の一部を反射する特性を備える。図４（ｂ）に示したように、照明用光学素子２１０は、第１の面２１１の反射膜２３１と、第２の面２１３の半反射膜１３３を備えることにより、第１の面２１１の光入射部から入射した光が、半反射膜２３３を透過または反射し、半反射膜２３３で反射した光は、反射膜２３１で反射して、半反射膜２３３で透過または反射する。このとき、第２の面に配置された円筒形状の凹部２２０からは、発光素子１０からの光の一部が出射されるとともに、反射膜２３１で反射した光の一部が出射される。
【００３９】
図４（ｂ）に示したように、円筒形状の凹部２２０において、側面方向からの光は外部へ出射される。一方、円筒形状の凹部２２０の底部では、光は反射膜２３１方向へ反射する。発光素子１０から照明用光学素子２１０に入射した光は、このような反射膜２３１と半反射膜２３３との反射の繰り返し、及び円筒形状の凹部２２０の底部と反射膜２３１との反射により、入射した光の光軸から遠い位置まで導光される。光軸から遠い位置では、光の取り出し効率が低下するため、本実施形態においては、上述したように、円筒形状の凹部２２０の深さと配置する間隔を調整する。また、本実施形態において、同様の理由から、半反射膜２３３は、第１の面２１１の光入射部から入射した光の光軸からの距離に応じて、半反射膜２３３の光の透過率を高くすることが好ましい。このように半反射膜２３３の光の透過率を調整することにより、光軸からの距離が遠い位置での光の取り出し効率を向上させることができる。
【００４０】
本実施形態において、照明用光学素子２１０、反射膜２３１及び半反射膜２３３の材料及び製造方法は、実施形態１で説明したものと同様であるため、詳細な説明は省略する。また、円筒形状の凹部２２０の深さや幅と、光の取り出し効率に関係については、実施形態１と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４１】
本実施形態に係る照明灯具２００は、このような照明用光学素子２１０を備えることにより、均一に光を出射することができる。また、図面は省略したが、本実施形態に係る照明灯具２００は発光素子１０および照明用光学素子２１０を覆うカバーを備える。従って、円筒形状の凹部２２０は、照明用光学素子２１０の第２の面２１３から出射する光の分布が、カバーの形状に対して均一となる幅、深さおよび間隔で、第２の面２１３に配置する。本実施形態に係る照明灯具２００において、カバーは、蛍光灯のような概略管状の形状でもよく、様々な形状であってもよい。従って、本実施形態に係る照明灯具２００においては、円筒形状の凹部２２０は、このようなカバーの形状に対して均一となるように調整することができる。
【００４２】
（実施形態３）
本実施形態においては、実施形態２で説明した円筒形状の凹部をシーリングライト用に配置した例について説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る照明灯具３００を示す概略図である。図５においては、説明のため、上述したカバーや基材、及び配線等の構成は省略した。実施形態２においては、発光素子１０が１次元的（直線上）に配置される例を説明したが、照明灯具３００において、発光素子１０は２次元的に複数配置される。
【００４３】
照明用光学素子３１０において、円筒形状の凹部３２０は、発光素子１０（第１の面の光入射部）から入射した光の光軸からの距離に応じて、配置される間隔が狭くなる、幅が大きくなる、または、深さが深くなるように形成される。従って、照明用光学素子３１０においては、円筒形状の凹部３２０は、発光素子１０（第１の面の光入射部）から放射状に、配置される間隔が狭くなる、幅が大きくなる、または、深さが深くなるように形成される。つまり、図５に示したように、照明用光学素子３１０を第２の面方向から観察すると、円筒形状の凹部３２０のは位置は、発光素子１０近傍では粗となり、発光素子１０から離れるに従って密となる。他の構成については、実施形態２と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４４】
本実施形態に係る照明灯具３００は、このような照明用光学素子３１０を備えることにより、均一に光を出射することができる。また、図面は省略したが、本実施形態に係る照明灯具３００は発光素子１０および照明用光学素子３１０を覆う平板状のカバーを備える。従って、円筒形状の凹部３２０は、照明用光学素子３１０の第２の面から出射する光の分布が、カバーの形状に対して均一となる幅、深さおよび間隔で、第２の面に配置する。従って、本実施形態に係る照明灯具３００においては、円筒形状の凹部３２０は、このようなカバーの形状に対して均一となるように調整することができる。
【００４５】
（凹部の形状の変形例）
上述した実施形態においては、凹部が溝や円筒形状である例を説明した。何れの形状においてもその断面は矩形となるが、本発明はこれに限定されるものではない。図６に凹部の断面形状の変形例を示す。凹部４２０は、角部をＲ形状とした例である。凹部４２０は、角部をＲ形状とすることにより、出射する光が角部に集中することなく、より均一化することができる。凹部５２０は、台形（逆テーパ状）の断面を有する。凹部５２０は、光の入射方向に傾いた形状であるため、同じ深さであっても、矩形の断面形状よりも出射面の長さを大きくすることができる。凹部６２０は、入射する光軸に対して垂直な台形（逆テーパ状）の断面を有する。凹部６２０は、光の出射方向に側面を傾けることにより、光の出射方向への開口を大きくすることができる。なお、凹部４２０の角部をＲ形状とした例は、凹部５２０及び凹部６２０にも適用することができる。
【００４６】
本実施形態においは、凹部の断面形状を変更することにより、光の取り出し効率を向上させることができる。これらの変形例は、上述した実施形態１〜３の何れにも適用することができる。また、上述したように、これらの凹部は、エッチングや金型成形により形成することができる。凹部５２０及び凹部６２０は、金型成形により好適に形成することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０：発光素子、１００：照明灯具、１１０：照明用光学素子、１１１：第１の面、１１３：第２の面、１２０：溝部、１２１：溝部、１２３：溝部、１３１：反射膜、１３３：半反射膜、２００：照明灯具、２１０：照明用光学素子、２１１：第１の面、２１３：第２の面、２２０：円筒形状の凹部、２３１：反射膜、２３３：半反射膜、３００：照明灯具、３１０：照明用光学素子、３２０：円筒形状の凹部、３３３：半反射膜、４２０：凹部、５２０：凹部、６２０：凹部、８００：照明灯具、８７０：基材、８８０：光学素子、８９０：カバー、８８１：傾斜面、８８５：傾斜部、８９９：影、９００：照明灯具、９８０：光学素子、９８１：プリズム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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