(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光軸ＯＡ方向に対して所定の広がり角を持つ光が入射する入射領域と、
この入射領域に入射した光を出射させる出射領域と、
前記入射領域に形成され、光軸方向から見た場合に前記光軸を中心とした同心円環形状を呈するとともに前記光軸を含む断面において鋸刃形状を呈するような径方向に整列された複数の突起部と
を有し、
前記光源から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材であって、
前記突起部は、前記径方向における内側に配置された第１面の方が前記径方向における外側に配置された第２面よりも前記光軸に対する角度が小さくなるように形成され、
前記第２面は、これに到達した前記光源の光を所定の進行方向に向けて全反射させる全反射面として機能し、
前記複数の突起部を前記径方向の位置毎に、内側領域、中間領域および外周領域としたとき、前記内側領域に配置された第１の特定の突起部は、これの基端部内周端および基端部外周端に、前記第１の特定の突起部の高さを測定するための基準となる前記光軸に直交する平面部であって光学的な読み取りに耐え得る大きさの径方向の幅が５μｍ以上２０μｍ未満に形成されている平面部がそれぞれ連設され、
前記複数の突起部のうちの前記第１の特定の突起部以外の突起部は、他の前記第１の特定の突起部以外の突起部に内接または外接するように配置されていること
を特徴とする光束制御部材。
【請求項２】
前記第１の特定の突起部は、前記径方向における内側から第２番目の突起部とされていること
を特徴とする請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項３】
光源から出射された光軸ＯＡ方向に対して所定の広がり角を持つ光が入射する入射領域と、
この入射領域に入射した光を出射させる出射領域と、
前記入射領域に形成され、光軸方向から見た場合に前記光軸を中心とした同心円環形状を呈するとともに前記光軸を含む断面において鋸刃形状を呈するような径方向に整列された複数の突起部と
を有し、
前記光源から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材であって、
前記突起部は、前記径方向における内側に配置された第１面の方が前記径方向における外側に配置された第２面よりも前記光軸に対する角度が小さくなるように形成され、
前記第２面は、これに到達した前記光源の光を所定の進行方向に向けて全反射させる全反射面として機能し、
前記複数の突起部を前記径方向の位置毎に、内側領域、中間領域および外周領域としたとき、
前記内側領域に配置された第１の特定の突起部は、これの基端部内周端および基端部外周端に、前記第１の特定の突起部の高さを測定するための基準となる前記光軸に直交する平面部であって光学的な読み取りに耐え得る大きさの径方向の幅が５μｍ以上２０μｍ未満に形成されている平面部がそれぞれ連設され、
前記外周領域に配置された第２の特定の突起部は、これの基端部内周端および基端部外周端に、前記第２の特定の突起部の高さを測定するための基準となる前記光軸に直交する平面部であって光学的な読み取りに耐え得る大きさの径方向の幅が５μｍ以上２０μｍ未満に形成されている平面部がそれぞれ連設され、
前記複数の突起部のうちの前記第１の特定の突起部および第２の特定の突起部以外の突起部は、他の前記第１の特定の突起部および第２の特定の突起部以外の突起部に内接または外接するように配置されていること
を特徴とする光束制御部材。
【請求項４】
前記第１の特定の突起部は、前記径方向における内側から第２番目の突起部とされており、
前記第２の特定の突起部は、前記径方向における最も外側に配置された突起部とされていること
を特徴とする請求項３に記載の光束制御部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光束制御部材と、
この光束制御部材の前記入射領域に対向配置された請求項１に記載の光源と
を備えたことを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光束制御部材およびこれを備えた発光装置に係り、特に、光源から出射された光の進行方向を制御するのに好適な光束制御部材およびこれを備えた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光源から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材として、光の入射領域または出射領域が同心円環状（輪帯状）の複数の分割領域に分割された断面鋸刃状の形状（以下、フレネル形状と称する）を有する光束制御部材（いわゆるフレネルレンズ）が、薄型化および軽量化に適する等の理由によって、種々の用途（例えば、ルーペ、照明系）に用いられていた。
【０００３】
この種の光束制御部材を照明用途の製品に組み込む場合には、例えば、フレネル形状に形成された入射領域側に、ＬＥＤ（発光ダイオード：Light Emitting Diode）等の光源を、この光源から出射される光の中心軸が光束制御部材の光軸と同軸となるように位置合わせを行った上で固定するようになっていた。
【０００４】
また、この種の光束制御部材におけるフレネル形状には、光源から出射された光を屈折させる屈折面のみを備えたタイプのものと、屈折面だけでなく全反射面も備えたタイプのものとがあったが、後者は、光源（例えば、ＬＥＤ）から大きな広がり角で出射された光を効率良く捕捉して収束させる上で前者よりも有利であった。
【０００５】
具体的には、光源の一例としてのＬＥＤは、いわゆるランバーシアン分布にしたがった配光特性を有する広がり角が大きい光を出射するようになっており、この光を照明等の用途に効率的に利用するには、その光を光束制御部材によって配光特性を狭め、指向性を高めたいという市場の要求がある。そこで、ＬＥＤから出射された光を狭角配光に変化させるべく、屈折面のみを備えたフレネル形状を用いる場合には、光束制御部材の入射領域における光の進行方向変化量は屈折面による屈折のみで決まるため、光束制御部材への入射時における光の進行方向（元の進行方向）に対して光束制御部材内を伝搬する光の進行方向は大きな変化を示さないものとなる。このため、特にＬＥＤから広角側に向かって出射された光を屈折によって目的の被照射面に向かわせることができず、光全体（光束）の広がりを十分に抑えることができないことになる。これに対して、全反射面を備えたフレネル形状では、光束制御部材に屈折面から入射した光を全反射面で全反射させて大きく進行方向を変えることが可能であるため、ＬＥＤから広角側に向かって出射された光についても、被照射面側に向かわせることができる。
【０００６】
しかるに、全反射面を備えたフレネル形状は、光束制御には適しているが、その反面で、全反射面に起因してフレネル形状を構成する突起部の先端部（頂部）が尖鋭になり、生産が難しくなる傾向にあった。
【０００７】
例えば、光束制御部材を射出成形によって得ようとする場合には、フレネル形状の突起部の先端部が尖鋭である程、金型における突起部の形状転写面への樹脂材料の充填が困難となっていたため、充填不足によって先端部のエッジが出ていない成形不良が発生し易くなっていた。
【０００８】
そして、このような生産の難しさを反映して、全反射面を備えた尖鋭なフレネル形状に対しては、屈折面のみを備えたフレネル形状よりも厳しい形状管理が求められ、とりわけ、突起部の高さ（基端部から先端部までの寸法）の管理は重要であった。
【０００９】
ここで、このような形状管理の一環として、フレネル形状の突起部の高さを測定する場合には、屈折面のみを備えた一般的なフレネル形状については、工具顕微鏡やレーザ顕微鏡等の汎用的な測定機によってフレネル形状の表面に光を当てながら形状をトレースし、焦点が合う位置を読み取ることで、フレネル形状の突起部の先端部と基端部との差を確認して高さを正確に割り出すことが可能であった。
【００１０】
これに対して、全反射面を備えたフレネル形状については、汎用的な測定機では、突起部の高さを正確に測定することができなかった。蓋し、全反射面を備えたフレネル形状は、前述のように突起部の先端部が尖鋭であるだけでなく、隣接する突起部間に形成される谷形状についても、突起部の基端部周端が位置する谷底が鋭い鋭角を有する傾向があり、このような急峻な傾斜面によって形成される谷底に測定機の光を当てたとしても、ノイズが発生して正確な合焦位置（突起部の基端部周端）を読み取ることができなかったからである。
【００１１】
このため、全反射面を備えたフレネル形状の形状管理にあたっては、突起部の高さを測定することは断念して、代わりに、光束制御部材の光学特性そのものを評価する場合があった。このような光学特性の直接的な評価は、光束制御部材の目的が所望の光学特性であることからすれば、信頼性が高い製品検査方法の１つではある。
【００１２】
しかしながら、光学特性の評価には、専用の評価装置が必要であり、測定時間も要するため、コストの上昇および検査効率の低下を招くといった問題があった。
【００１３】
ここで、特許文献１には、フレネル形状における径方向において互いに隣位する突起部間に、光軸に直交する平面部が設けられた構成が開示されている。このような平面部は、高さ方向への形状変化が無い上にある程度の面積を有しているため、汎用的な測定機による光学的な読み取りを適正に行うことができる。したがって、この平面部を突起部の高さの基準（すなわち、突起部の基端部と同じ高さゼロの位置）として利用すれば、突起部の高さを簡便かつ正確に測定することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１１−２９１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、特許文献１に記載の構成は、全ての突起部間に、フレネル形状による光束制御が行われない平面部が設けられているため、この平面部を通る光が不要光（迷光）となって光学特性の低下を招くといった欠点がある。
【００１６】
これに対して、従来から、入射領域にフレネル形状を有する光束制御部材においては、ＬＥＤからの光の出射角との関係から、周辺側（径方向における外側）の突起部ほど、これに中心側（径方向における内側）において隣位する他の突起部が遮光物となってＬＥＤからの光の入射光量が制限される傾向にあることを考慮して、製品形状（金型形状）の簡素化等の観点から、周辺側の突起部の個数を間引く構成が採用される場合があった。このような構成においては、例えば、周辺側の互いに隣位する位置関係にある任意の一対の突起部間において、内側の突起部の先端部を掠めるように通過したＬＥＤの光が、外側の突起部の基端部近傍に入射するように両突起部間に間隙部を設けることで、これまで間隙部に相当する位置に配置されていた突起部を除去できるようなレイアウトがなされていた。そして、このような構成においては、周辺側の突起部を間引いた結果、間引かれた領域（間隙部）に平面部が副次的に形成される場合があった。
【００１７】
かかる構成によれば、結果的に平面部を周辺側の突起部に限定して配置することができるので、特許文献１に記載の多数の平面部を利用することに比べれば、光学特性の低下を抑制することは可能である。
【００１８】
しかしながら、全反射面を備えたフレネル形状は、光源から出射される光の出射角およびこれにともなう全反射面に対する光の入射方向等との関係から、中心側の突起部の方が周辺側の突起部よりも先端部が尖鋭になる傾向にあるため、形状管理の重要性は、周辺側の突起部よりも寧ろ中心側の突起部に存すると言える。
【００１９】
したがって、全反射面を備えたフレネル形状の場合には、前述のように平面部を周辺側に限定配置する構成は、突起部の形状管理の観点から好適とは言えない。
【００２０】
その一方で、本欄の冒頭で述べたように、平面部を無闇に設けることは光学特性の観点から望ましくないことを念頭に置くべきであり、本来的に屈折タイプのフレネル形状よりも良好な光学特性を目的とした反射タイプのフレネル形状においては尚更のことである。
【００２１】
そこで、本発明は、このような点に鑑みなされたものであり、光学特性を極力犠牲にせずに、急峻な傾斜面を有し測定の難易度が高い突起部の形状管理を簡便、効率的かつ低コストで行うことができる光束制御部材およびこれを備えた発光装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前述した目的を達成するため、本発明の請求項１に係る光束制御部材の特徴は、光源から出射された光軸ＯＡ方向に対して所定の広がり角を持つ光が入射する入射領域と、この入射領域に入射した光を出射させる出射領域と、前記入射領域に形成され、光軸方向から見た場合に前記光軸を中心とした同心円環形状を呈するとともに前記光軸を含む断面において鋸刃形状を呈するような径方向に整列された複数の突起部とを有し、前記光源から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材であって、前記突起部は、前記径方向における内側に配置された第１面の方が前記径方向における外側に配置された第２面よりも前記光軸に対する角度が小さくなるように形成され、前記第２面は、これに到達した前記光源の光を所定の進行方向に向けて全反射させる全反射面として機能し、前記複数の突起部を前記径方向の位置毎に、内側領域、中間領域および外周領域としたとき、前記内側領域に配置された第１の特定の突起部は、これの基端部内周端および基端部外周端に、前記第１の特定の突起部の高さを測定するための基準となる前記光軸に直交する平面部であって光学的な読み取りに耐え得る大きさの径方向の幅が５μｍ以上２０μｍ未満に形成されている平面部がそれぞれ連設され、前記複数の突起部のうちの前記第１の特定の突起部以外の突起部は、他の前記第１の特定の突起部以外の突起部に内接または外接するように配置されている点にある。
【００２３】
そして、この請求項１に係る発明によれば、前記第１の特定の突起部の高さを測定するための基準となる前記光軸に直交する平面部であって光学的な読み取りに耐え得る大きさの径方向の幅が５μｍ以上２０μｍ未満に形成されている平面部を、内側領域に属する（配置された）第１の特定の突起部の基端部周端に内接または外接する位置に限定配置することにより、急峻な傾斜面を備えた複数の突起部において、形状管理の重要性が特に高い第１の特定の突起部の高さを優先的に測定することができ、その一方で、平面部の個数を可及的少数に抑えることによって、平面部に起因する光学特性の低下を抑制することができる。そして、当該平面部を、汎用の測定機による光学的な読み取りに耐え得る限度において十分に微小な大きさの径方向の幅が５μｍ以上２０μｍ未満に形成することができるので、突起部の形状管理の簡便性・効率性・経済性を確保しつつ、平面部に起因する光学特性の低下を更に有効に抑制することができる。
【００２４】
また、請求項２に係る光束制御部材の特徴は、請求項１において、更に、前記第１の特定の突起部は、前記径方向における内側から第２番目の突起部とされている点にある。
【００２５】
そして、この請求項２に係る発明によれば、形状管理の重要性が最も高い突起部を第１の特定の突起部として選択することにより、形状管理の最適化を図ることができる。
【００２６】
さらに、請求項３に係る光束制御部材の特徴は、光源から出射された光軸ＯＡ方向に対して所定の広がり角を持つ光が入射する入射領域と、この入射領域に入射した光を出射させる出射領域と、前記入射領域に形成され、光軸方向から見た場合に前記光軸を中心とした同心円環形状を呈するとともに前記光軸を含む断面において鋸刃形状を呈するような径方向に整列された複数の突起部とを有し、前記光源から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材であって、前記突起部は、前記径方向における内側に配置された第１面の方が前記径方向における外側に配置された第２面よりも前記光軸に対する角度が小さくなるように形成され、前記第２面は、これに到達した前記光源の光を所定の進行方向に向けて全反射させる全反射面として機能し、前記複数の突起部を前記径方向の位置毎に、内側領域、中間領域および外周領域としたとき、前記内側領域に配置された第１の特定の突起部は、これの基端部内周端および基端部外周端に、前記第１の特定の突起部の高さを測定するための基準となる前記光軸に直交する平面部であって光学的な読み取りに耐え得る大きさの径方向の幅が５μｍ以上２０μｍ未満に形成されている平面部がそれぞれ連設され、前記外周領域に配置された第２の特定の突起部は、これの基端部内周端および基端部外周端に、前記第２の特定の突起部の高さを測定するための基準となる前記光軸に直交する平面部であって光学的な読み取りに耐え得る大きさの径方向の幅が５μｍ以上２０μｍ未満に形成されている平面部がそれぞれ連設され、前記複数の突起部のうちの前記第１の特定の突起部および第２の特定の突起部以外の突起部は、他の前記第１の特定の突起部および第２の特定の突起部以外の突起部に内接または外接するように配置されている点にある。
【００２７】
そして、この請求項３に係る発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に前記第１の特定の突起部の高さを測定するための基準となる前記光軸に直交する平面部であって光学的な読み取りに耐え得る大きさの径方向の幅が５μｍ以上２０μｍ未満に形成されている平面部がそれぞれ連設され、更に、前記第２の特定の突起部の高さを測定するための基準となる前記光軸に直交する平面部であって光学的な読み取りに耐え得る大きさの径方向の幅が５μｍ以上２０μｍ未満に形成されている平面部を、外周領域に属する（配置された）第２の特定の突起部の基端部周端に内接または外接する位置に追加配置することにより、平面部の増加数を可及的少数に抑えつつ、突起部の高さの測定精度を向上させることができる。そして、当該平面部を、汎用の測定機による光学的な読み取りに耐え得る限度において十分に微小な大きさの径方向の幅が５μｍ以上２０μｍ未満に形成することができるので、突起部の形状管理の簡便性・効率性・経済性を確保しつつ、平面部に起因する光学特性の低下を更に有効に抑制することができる。
【００２８】
さらにまた、請求項４に係る光束制御部材の特徴は、請求項３において、更に、
前記第１の特定の突起部は、前記径方向における内側から第２番目の突起部とされており、前記第２の特定の突起部は、前記径方向における最も外側に配置された突起部とされている点にある。
【００２９】
そして、この請求項４に係る発明によれば、形状管理の重要性が最も高い突起部を第１の特定の突起部として選択するとともに、最も確認し易い突起部を第２の特定の突起部として選択することにより、取り扱い性を向上させることができる。
【００３２】
さらに、請求項５に係る発光装置の特徴は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光束制御部材と、この光束制御部材の前記入射領域に対向配置された請求項１に記載の光源とを備えた点にある。
【００３３】
そして、この請求項５に係る発明によれば、急峻な傾斜面を備えた複数の突起部において、形状管理の重要性が特に高い第１の特定の突起部の高さを優先的に測定することができるとともに、平面部に起因する光学特性の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、光学特性を極力犠牲にせずに、急峻な傾斜面を有し測定の難易度が高い突起部の形状管理を簡便、効率的かつ低コストで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る光束制御部材の実施形態を示す正面図
【図２】図１の平面図
【図３】図１の下面図
【図４】図２のＡ−Ａ断面図を光源とともに示した本発明に係る発光装置の概略構成図
【図５】図４のＢ枠部拡大図
【図６】図４のＣ枠部拡大図
【図７】本発明の第１の変形例における第１のパターンを示す要部拡大図
【図８】第１の変形例における第２のパターンを示す要部拡大図
【図９】本発明の第２の変形例における第１のパターンを示す構成図
【図１０】第２の変形例における第２のパターンを示す構成図
【図１１】本発明の実施例において、形状管理性能評価のための突起部の形状の読み取り結果を、対応する突起部の形状とともに示す図
【図１２】本発明の実施例において、光学性能評価のための被照射面照度シミュレーションの条件を説明するための説明図
【図１３】本発明の実施例において、従来品についての被照射面照度シミュレーションの結果を、対応する突起部の形状とともに示す図
【図１４】本発明の実施例において、本発明品についての被照射面照度シミュレーションの結果を、対応する突起部の形状とともに示す図
【図１５】本発明の実施例において、第１の比較品についての被照射面照度シミュレーションの結果を、対応する突起部の形状とともに示す図
【図１６】本発明の実施例において、第２の比較品についての被照射面照度シミュレーションの結果を、対応する突起部の形状とともに示す図
【図１７】本発明の実施例において、被照射面の照度特性を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係る光束制御部材およびこれを備えた発光装置の実施形態について、図１〜図１７を参照して説明する。
【００３７】
ここで、図１は、本実施形態における光束制御部材１を示す正面図である。また、図２は、図１の平面図である。さらに、図３は、図１の下面図である。さらにまた、図４は、図２のＡ−Ａ断面図を光源２とともに示したものであり、この図４は、本実施形態における発光装置３の概略構成図に相当する。また、図５は、図４のＢ枠部拡大図である。さらに、図６は、図４のＣ枠部拡大図である。
【００３８】
図１に示すように、本実施形態における光束制御部材１は、光束の制御に関与する光軸ＯＡを含む円板状の光束制御部４と、この光束制御部４を包囲する円筒状のコバ部５とによって構成されている。この光束制御部材１は、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＣＯＰ（シクロオレフィン樹脂）、ＥＰ（エポキシ樹脂）、シリコーン樹脂等の透明樹脂材料を用いた射出成形法等によって、金型を用いて一体的に形成することができる。
【００３９】
図１に示すように、光束制御部４は、光軸ＯＡ方向において互いに対向する入射領域７と出射領域８との２つの光束制御面７、８を有している。
【００４０】
ここで、図４に示すように、入射領域７には、光軸ＯＡ上における入射領域７４に対向する位置に配置されたＬＥＤ等の光源２（発光素子）から出射された光Ｌ（光束）が入射するようになっている。ただし、光源２は、光束制御部材１側に向けて光軸ＯＡ方向に対して所定の広がり角を持つ光Ｌを出射するようになっている。また、光源２から出射される光Ｌの中心軸は、光束制御部材１の光軸ＯＡと一致している。なお、図１においては、光源２における光軸ＯＡ上の一つの発光点から発光された光Ｌ（光束のうちの１本の光線を代表的に図示したもの）の光路のみが示されているが、実際には、光源２全体では面発光が行われるようになっている。
【００４１】
一方、出射領域８には、入射領域７に入射した光源２の光Ｌが光束制御部４の内部を伝搬した後に光束制御部４の内側から入射（内部入射）するようになっており、この内部入射した光Ｌは、出射領域８から被照射面側に出射されるようになっている。
【００４２】
入射領域７および出射領域８について更に詳述すると、図１に示すように、入射領域７は、下面図（図３）において光軸ＯＡを中心とした円形状を呈する平坦な中央部１０と、この中央部１０を同心状に包囲する複数の突起部１１とを有している。一方、出射領域８は、平面図（図２）において光軸ＯＡを中心とした中央部１０よりも大径の円形状を呈する平坦面に形成されている。
【００４３】
ここで、図１に示すように、複数の突起部１１は、径方向（図１における横方向）に整列されている。また、図３に示すように、各突起部１１は、光軸ＯＡ方向から見た場合に（下面図において）、光軸ＯＡを中心とした同心円環形状（輪帯形状）を呈するとともに、図４に示すように、光軸ＯＡを含む断面において、鋸刃形状を呈しており、全体でフレネル形状を構成している。
【００４４】
また、図５および図６において断面拡大図に示すように、各突起部１１は、第１面１１１と、この第１面１１１に対して光軸ＯＡを基準（径方向の内端）とした径方向の外側の位置に形成された全反射面としての第２面１１２とを有している。ここで、第１面１１１は、光源２側（図５、図６における下側）に向かうにしたがって光軸ＯＡと反対側（径方向における外側）に傾斜するような光軸ＯＡに対して所定の鋭角の傾斜角を有する光軸ＯＡを中心軸とした傾斜面（テーパ面）に形成されている。一方、第２面１１２は、光源２側に向かうにしたがって光軸ＯＡ側（径方向における内側）に傾斜するような光軸ＯＡに対して所定の鋭角の傾斜角を有する光軸ＯＡを中心軸とした傾斜面（テーパ面）に形成されている。これら第１面１１１と第２面１１２とは、双方の先端部（図５、図６における下端部）において互いに連接されており、第１面１１１の方が第２面１１２よりも光軸ＯＡに対する角度が小さくなるように形成されている。
【００４５】
ここで、図５および図６に示すように、第１面１１１には、光源２から出射された光Ｌが入射するようになっており、この入射した光Ｌは、第１面１１１によって第２面１１２側に屈折されるようになっている。
【００４６】
一方、図５および図６に示すように、第２面１１２には、第１面１１１によって屈折された光源２の光Ｌが突起部１１の内部側から臨界角よりも大きな入射角で内部入射するようになっており、この内部入射した光Ｌは、第２面１１２によって出射領域８側すなわち被照射面側に全反射されるようになっている。
【００４７】
なお、第２面１１２は光軸ＯＡを対称軸とした回転対象形状に形成されているため、第２面１１２全体からは、光軸ＯＡを中心としたコーン状（円錐状）の光が出射されることになる。
【００４８】
そして、このようにして第２面１１２によって全反射された光は、出射領域８に到達した上で、出射領域８から被照射面に向けて出射されることになる。
【００４９】
さらに、図５と図６とを比較すれば分かるように、本実施形態において、各突起部１１は、相対的に径方向における内側に配置された突起部１１（図５）の方が、相対的に径方向における外側に配置された突起部１１（図６）よりも先端部（下端部）が尖鋭に（換言すれば、第１面１１１と第２面１１２との狭角が小さく）形成されている。なお、各突起部１１は、径方向における内側に向かうにしたがって、先端部の尖鋭度が漸増するように構成してもよいし、あるいは、先端部の尖鋭度が複数個置きに段階的に増加するように構成してもよい。ここで、径方向における内側に配置された突起部１１（図５）の先端部の角度（頂角）の一例としては、３５°を挙げることができ、その内訳は、図５の断面図における第１面１１１の光軸ＯＡ方向に対する傾斜角を５°、同図における第２面１１２の光軸ＯＡ方向に対する傾斜角を３０°としてもよい。また、径方向における外側に配置された突起部１１（図６）の先端部の角度の一例としては、４５°を挙げることができ、その内訳は、図６の断面図における第１面１１１の光軸ＯＡ方向に対する傾斜角を５°、同図における第２面１１２の光軸ＯＡ方向に対する傾斜角を４０°としてもよい。
【００５０】
さらにまた、図５に示すように、各突起部１１のうち、径方向における最も内側に配置された突起部１１に対して径方向における外側において隣位する突起部（換言すれば、内側から第２番目の突起部）１１（ＳＰ１）は、第１の特定の突起部１１（ＳＰ１）とされている。この第１の特定の突起部１１（ＳＰ１）は、各突起部１１を、径方向の位置毎に、最も内側の内側領域、最も外側の外周領域および内側領域と外周領域との間の中間領域とに分類した場合に、内側領域に属する。これら３つの領域の分類の仕方として典型的な例は、各突起部１１を径方向に三等分（例えば、突起部１１が合計１５個の場合に５個ずつに分類）して、内側から順に、内側領域、中間領域、外周領域とすることが挙げられる。このような分類を行う場合に、完全な三等分ができない場合には、三等分に準じた分類（例えば、突起部１１が合計１６個の場合における５個、５個、６個）を行えばよい。
【００５１】
そして、図５に示すように、第１の特定の突起部１１（ＳＰ１）の基端部（図５における上端部）内周端には、第１の特定の突起部１１（ＳＰ１）の高さｈ（１）を測定するための第１の平面部１２Ａが連設（内接）されており、この第１の平面部１２Ａは、径方向における内側に向かって延出されている。更に詳述すると、この第１の平面部１２Ａは、光軸ＯＡ方向に直交するような光軸ＯＡと同心の円環状の平坦面に形成されているとともに、最も内側の突起部１１に外接している。また、図５に示すように、第１の特定の突起部１１（ＳＰ１）の基端部外周端には、第１の平面部１２Ａと同様に第１の特定の突起部１１（ＳＰ１）の高さｈ（１）を測定するための第２の平面部１２Ｂが連設（外接）されており、この第２の平面部１２Ｂは、径方向における外側に向かって延出されている。更に詳述すると、この第２の平面部１２Ｂは、光軸ＯＡ方向に直交するような光軸ＯＡと同心の円環状の平坦面に形成されているとともに、第１の特定の突起部１１（ＳＰ１）に径方向における外側において隣位する突起部１１に内接している。さらに、第１の平面部１２Ａと第２の平面部１２Ｂとは、互いに同一平面上の位置関係にある。
【００５２】
また、本実施形態において、各突起部１１のうち、第１の特定の突起部１１（ＳＰ１）以外の突起部１１は、原則的に（すなわち、後述する第２の特定の突起部１１（ＳＰ２）の例外を除いて）、他の突起部１１（ただし、第１の特定の突起部１１（ＳＰ１）以外の突起部１１）に内接または外接するように配置されている。
【００５３】
このような構成によれば、平面部１２Ａ、１２Ｂを、原則的に、内側領域に配置された第１の特定の突起部１１（ＳＰ１）に内接または外接する位置に限定配置することにより、光軸ＯＡに対する角度が小さい急峻な面を備えた複数の突起部１１において、尖鋭度に起因する形成の困難性にともなう形状管理の重要性が特に高い第１の特定の突起部１１（ＳＰ１）の高さを優先的に測定することができる。なお、第１の特定の突起部１１（ＳＰ１）以外の突起部１１については、基本的に、形成が最も困難な第１の特定の突起部１１（ＳＰ１）の高さの精度が出ていれば、測定するまでもなく当然に高さの精度が出ているとみなすことができる。また、その一方で、平面部１２Ａ、１２Ｂの個数を可及的少数に抑えることによって、平面部１２Ａ、１２Ｂに起因する不要光の発生を抑制することができる。さらに、形状管理の重要性が最も高い内側から数えて第２番目の突起部１１を第１の特定の突起部１１（ＳＰ１）として選択することにより、形状管理の最適化を図ることができる。ここで、最も内側の突起部１１については、平坦な中央部１０が内接しているため、尖鋭度が高い割には比較的容易に形成することができる。
【００５４】
上記構成に加えて、更に、本実施形態においては、図６に示すように、各突起部１１のうち、径方向における最も外側に配置された突起部１１（ＳＰ２）が、第２の特定の突起部１１（ＳＰ２）とされている。この第２の特定の突起部１１（ＳＰ２）は、３つの領域（内側領域、中間領域および外周領域）のうちの外周領域に属する。
【００５５】
そして、図６に示すように、第２の特定の突起部１１（ＳＰ２）の基端部内周端には、第２の特定の突起部１１（ＳＰ２）の高さｈ（２）を測定するための第３の平面部１２Ｃが連設（内接）されており、この第３の平面部１２Ｃは、径方向における内側に向かって延出されている。更に詳述すると、この第３の平面部１２Ｃは、光軸ＯＡ方向に直交するような光軸ＯＡと同心の円環状の平坦面に形成されているとともに、径方向における外側から数えて第２番目の突起部１１に外接している。また、図６に示すように、第２の特定の突起部１１（ＳＰ２）の基端部外周端には、第３の平面部１２Ｃと同様に第２の特定の突起部１１（ＳＰ２）の高さｈ（２）を測定するための第４の平面部１２Ｄが連設（外接）されており、この第４の平面部１２Ｄは、径方向における外側に向かって延出されている。更に詳述すると、この第４の平面部１２Ｃは、光軸ＯＡ方向に直交するような光軸ＯＡと同心の円環状の平坦面に形成されているとともに、コバ部５の端面によって構成されている。さらに、第３の平面部１２Ｃと第４の平面部１２Ｄとは、互いに同一平面上の位置関係にある。なお、第３の平面部１２Ｃおよび第４の平面部１２Ｄは、第１の平面部１２Ａおよび第２の平面部１２Ｂに対しても、互いに同一平面上の位置関係を有していてもよい。
【００５６】
このような構成によれば、平面部１２Ｃ、１２Ｄを、例外的に、外周領域に配置された第２の特定の突起部１１（ＳＰ２）の基端部周端に内接または外接する位置に追加配置することにより、平面部１２Ｃ、１２Ｄの増加数を可及的少数に抑えつつ、突起部１１の高さの測定精度を向上させることができる。また、最も確認し易い突起部１１の１つを第２の特定の突起部１１（ＳＰ２）として選択することにより、取り扱い性を向上させることができる。
【００５７】
更に、好ましい実施形態としては、各平面部１２Ａ〜１２Ｄの径方向の幅を５μｍ以上２０μｍ未満に形成する。より好ましくは、各平面部１２Ａ〜１２Ｄの幅は、１０μｍに形成する。
【００５８】
このような構成によれば、平面部１２Ａ〜１２Ｄを、汎用の測定機による光学的な読み取りに耐え得る限度において十分に微小な大きさに形成することができるので、突起部１１の形状管理の簡便性・効率性・経済性を確保しつつ、平面部に起因する光学特性の低下を更に有効に抑制することができる。
【００５９】
なお、本発明には、以上の基本構成以外にも、種々の変形例を適用することができる。
【００６０】
（変形例１）
例えば、突起部１１として、図７または図８に示すように、第１面１１１の先端部と第２面１１２の先端部とを接続する第３面１１３を備えたものを採用してもよい。ここで、図７における第３面１１３は、光源２側に向かうにしたがって光軸ＯＡと反対側（径方向における外側）に傾斜された傾斜面（テーパ面）であり、この第３面１１３は、光源２の光Ｌを入射・屈折させて第２面１１２側に向かわせるように機能する。一方、図８における第３面１１３は、光源２側に向かうにしたがって光軸ＯＡ側に傾斜された傾斜面（テーパ面）であり、この第３面１１３は、これに入射した光源２の光Ｌ’を、屈折させて出射領域８側に向かわせるように機能する。
【００６１】
本変形例における突起部１１は、図４〜図６に示した基本構成における突起部１１に対して先端部の尖鋭度が緩和されたものであり、形成が比較的容易ではある。しかるに、それでも尚、特に中心側の突起部１１については、隣接する突起部１１間の谷部が尖鋭であることによって既存の測定機を用いた突起部１１の基端部周端の読み取りが困難であるといった反射タイプならではの形状管理の困難性の問題は依然として残るため、本発明を適用することによるメリットは大きい。
【００６２】
（変形例２）
また、図９に示すように、基本構成（図４）に対して、出射領域８のレイアウトを変更し、入射領域７に光軸ＯＡ方向において対向する位置に、光軸ＯＡを含む平面を対称面としたＶ字屈折面状（面対称形状）または光軸ＯＡを対象軸とした逆円錐状（回転対称形状）の全反射面１４を配置し、この全反射面１４に対する光の全反射方向側に、出射領域８を配置してもよい。なお、全反射面１４は、臨界角よりも大きな光源２の光の入射角をより有効に確保できるように、適度な湾曲を持たせるようにしてもよい。
【００６３】
このような構成によれば、光源２の光Ｌが、入射領域７に入射した後に全反射面１４において側方に全反射され、そして、出射領域８から側方に出射されることになる。
【００６４】
さらに、図１０に示すように、基本構成と同じ条件にしたがって平面部１２が配置された突起部１１を、出射領域８上に形成してもよい。
【実施例】
【００６５】
次に、本実施例においては、本発明の光束制御部材１（本発明品）に対する性能評価を、従来の光束制御部材１’（従来品）または本発明品の基準から逸脱する光束制御部材１”（比較品）との比較によって行った。
【００６６】
（形状管理性能評価）
すなわち、本実施例においては、まず、形状管理性能評価として、突起部１１の高さを測定するために突起部１１の形状を光学的に読み取った場合に、高さの基準となる基端部を正確に認識できるか否かを評価した。
【００６７】
なお、本評価の対象となる光束制御部材（本発明品１、従来品１’）は、金型を用いた樹脂材料の射出成形法によって成形した。このとき、本発明品１としては、平面部１２の径方向の幅が本発明品の基準として最小の５μｍのものを成形した。また、従来品１’としては、平面部１２を有しないものを成形した。さらに、本評価において、突起部１１の形状の読み取りには、既存のレーザ顕微鏡を用いた。
【００６８】
この読み取りの結果は、図１１に示すものとなった。
【００６９】
図１１（ｂ）に示すように、本発明品１によれば、突起部１１の形状の読み取り結果に基づいて、突起部１１の高さの基準となる突起部１１の基端部Ｐを正確に認識することができる。すなわち、図１１（ｂ）に示す読み取り結果のグラフ上には、突起部１１の傾斜面１１１、１１２を反映した傾斜状の区間と、平面部１２を反映した水平状の区間とが表われており、両区間の境界点を突起部１１の基端部周端として容易に割り出すことができる。
【００７０】
一方、図１１（ａ）に示すように、平面部１２を有しない従来品１’の場合には、水平状の区間は存在せず、基端部周端においてノイズ（波形の急峻な落ち込みおよび立ち上がり）のみが発生しているため、基端部周端を正確に認識することができない。
【００７１】
このような結果によれば、従来品１’よりも本発明品１の方が形状管理に優れていることが分かる。
【００７２】
また、図１１（ｂ）の突起部１１の形状の読み取り結果における水平状の区間が、これ以上短くなると、形状管理上、正確な測定結果を得ることが困難になる。
【００７３】
したがって、平面部１２の幅を５μｍ以上とすることが好ましい。
【００７４】
（光学性能評価）
次に、本実施例においては、光学性能評価として、図１２に示すように、光源２からの光を光束制御部材（１、１’、１”）によって被照射面１６に照射して、被照射面１６上の照度分布を測定する被照射面照度シミュレーションを行い、このシミュレーションの結果に基づいて、光学特性が維持されるか否かを評価した。
【００７５】
なお、本シミュレーションにおいては、光源２を、発光面サイズがφ０．３ｍｍのＬＥＤとし、また、光束制御部材（１、１’、１”）のサイズをφ１０ｍｍとし、さらに、光束制御部材（１、１’、１”）と被照射面１６との間の光軸ＯＡ方向の距離を２０ｍｍとした。
【００７６】
このようなシミュレーション条件は、平面部１２の光学特性への影響が出易い条件であり、このような厳しい条件の下で本発明品１の光学特性を維持できるということは、本発明品１を様々な用途に有効に適用できるということを意味する。
【００７７】
また、本シミュレーションにおいては、本発明品１を、平面部１２の径方向の幅が１０μｍのものとし、また、比較品１”として、平面部１２の幅が５０μｍのものと１００μｍのものとを用いた。
【００７８】
このような条件の下で、本シミュレーションの結果は、図１３〜図１６の照度グラフに示すものとなった。ただし、図１３は、従来品１’についてのシミュレーション結果である。また、図１４は、本発明品１についてのシミュレーション結果である。さらに、図１５は、平面部１２の幅を５０μｍとした第１の比較品１”についてのシミュレーション結果である。さらにまた、図１６は、平面部１２の幅を１００μｍとした第２の比較品１”についてのシミュレーション結果である。また、各図において、グラフの横軸は、被照射面１６上における光軸ＯＡとの交点を原点とした径方向の距離〔ｍｍ〕であり、縦軸は、被照射面１６における横軸に対応する位置の照度〔ｌｘ〕である。
【００７９】
ここで、従来品１’のシミュレーション結果（図１３の右図）は、被照射面１６における中心（横軸の原点）から周辺の所定範囲にわたって、照度（縦軸の値）がほぼ均一となっており、今回のシミュレーション結果の中では、最も良好な特性を示している。ただし、従来品１’は、前述した形状管理性能評価が不良であるため、本願の目的を達成することはできない。
【００８０】
これに対し、本発明品１のシミュレーション結果（図１４の右図）は、被照射面１６における中心においてやや照度の落ち込みがあるものの、照度ムラとしては実使用上問題がない良好な光学特性を示している。また、本発明品１は、前述した形状管理性能評価において良好と評価された光束制御部材１（平面部１２の幅５μｍ）よりも平面部１２の幅が大きいため、当然に、形状管理性能評価は良好となるものである。
【００８１】
一方、比較品１”のシミュレーション結果（図１５の右図、図１６の右図）は、被照射面１６の中央における照度の落ち込みが著しくなり、実使用上許容し得ない照度ムラを示している。
【００８２】
次に、上記のシミュレーション結果に基づいて、各光束制御部材（１、１’、１”）の光学特性の違いを定量的に把握すべく、以下の表１に示すように、各光束制御部材（１、１’、１”）の照度分布の頂部における最大値と最小値（中央部の値）との差分を求め、さらに、これに基づいて、図１７に示すように、平面部１２の幅に対する照度特性グラフをまとめた。
【００８３】
【表１】
0005896108.tif 000002
【００８４】
表１および図１７に示すように、本発明品１においては、照度分布の頂部における中央部の落ち込みを１５％程度に抑えることができるのに対して、比較品１”においては、照度の落ち込みが２０％付近または３０％付近になることが分かる。
【００８５】
そして、このような性能評価によれば、本発明品１が、形状管理および光学特性の双方を両立させる観点から最も好ましいことが分かる。
【００８６】
以上述べたように、本発明によれば、平面部１２を、原則的に、径方向における内側に配置された第１の特定の突起部１１（ＳＰ１）の基端部周端に内接または外接する位置に限定配置することにより、光学特性を極力犠牲にせずに、全反射面１１２を備えた突起部１１の形状管理を簡便、効率的かつ低コストで行うことができる。
【００８７】
前述の実施の形態においては、径方向内側の突起部１１の方が径方向外側の突起部１１よりも先端部が尖鋭である場合を示したが、特異な仕様においては、径方向外側に配置された突起部１１も径方向内側に配置された突起部１１と同程度の尖鋭な角度に形成される場合も想定される。このような場合においても、複数の突起部１１を径方向の位置毎に３つの領域（内側領域、中間領域、および外周領域）に分類したうちの内側領域に第１の特定の突起部１１（ＳＰ１）を形成することで、前述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、外周領域に第２の特定の突起部１１（ＳＰ２）を形成することで、前述の実施形態と同様、突起部１１の高さの測定精度を向上させることができるという効果を得ることができる。いずれの場合も、光学特性の低下を最小限に抑えるため、中間領域には平面部１２を形成しない。
【００８８】
なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１  光束制御部材
２  光源
７  入射領域
８  出射領域
１１  突起部
１１（ＳＰ１）  第１の特定の突起部
１１２  第２面
１２  平面部
【図１】
0005896108.tif 000003
【図２】
0005896108.tif 000004
【図４】
0005896108.tif 000005
【図５】
0005896108.tif 000006
【図６】
0005896108.tif 000007
【図７】
0005896108.tif 000008
【図８】
0005896108.tif 000009
【図９】
0005896108.tif 000010
【図１０】
0005896108.tif 000011
【図１１】
0005896108.tif 000012
【図１２】
0005896108.tif 000013
【図１３】
0005896108.tif 000014
【図１４】
0005896108.tif 000015
【図１５】
0005896108.tif 000016
【図１６】
0005896108.tif 000017
【図１７】
0005896108.tif 000018
【図３】
0005896108.tif 000019