(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面基板上に一定の間隔で配列された複数のＬＥＤと、
前記複数のＬＥＤ上面を覆う光学部材とからなり、
前記光学部材は、
前記複数のＬＥＤに面する内面に凸部を有し、前記内面と対向する外面にも凸部を有し、前記内面の前記凸部のピッチＰＡと高さＨＡとの関係と、前記外面の前記凸部のピッチＰＢと高さＨＢとの関係とが、それぞれ次式に従う照明装置。
３．５≦ＰＡ／ＨＡ＜７．４９、３．５≦ＰＢ／ＨＢ＜７．４９
【請求項２】
前記ＬＥＤの間隔をＰＬ、前記内面と前記ＬＥＤとの距離Ｄとした場合、次式で表されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
０．２９≦Ｄ／ＰＬ
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードを光源に用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光管を使用した照明装置の代わりに、光源に発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いた照明装置への置き換えが進んでいる。
【０００３】
この理由の一つにとして、蛍光灯に含まれる微量の水銀のため、環境対応の点で廃棄処理時の問題がある。蛍光灯をＬＥＤに置き換えると、完全に水銀フリーの照明装置を実現できる。
【０００４】
２つ目の理由として、蛍光灯はインバータや安定器が必要であるが、ＬＥＤを用いた照明装置ではそれが不要となり、消費電力を低減できるという理由がある。
【０００５】
一方、白熱電球では水銀やインバータ等の問題こそないが、蛍光灯に比べて発光効率が低く寿命も短いので、やはりＬＥＤを用いた照明装置に置き換えることによって、消費電力を低減でき、且つ寿命も延長できる。
【０００６】
この様な背景から、各種ＬＥＤを用いた照明装置が提案され、また実用化されている。ただし、ＬＥＤを用いた照明装置では、光源とするＬＥＤから放出する光の指向性が強い為に、ＬＥＤの正面は明るいが、その周囲の部分は暗いという問題がある。
【０００７】
しかも、ＬＥＤを複数個配置しても、この傾向が残り、ＬＥＤ間は暗くなり、ＬＥＤを密に配置しないと、その配置に合わせて、点状の明るさのムラが生じ易いという課題があった。
【０００８】
また、ＬＥＤの強い光りの指向性の影響で、ＬＥＤをならべた照明装置において、影がＬＥＤの光源数分、分かれて影ができる多重影が発生する。このため、使用者の不快感を与えるという課題があった。
【０００９】
この問題を解決するための特許文献１を、図２５Ａと図２５Ｂを用いて説明する。図２５Ａは、底面の少なくとも一部分に開口を設けた照明装置本体２０の斜視図を示す。表面に複数の直線状プリズムを設けたフレネルレンズ２１が、その開口に設置されている。
【００１０】
図２５Ｂは、図２５Ａの断面図であり、照明装置本体２０と、フレネルレンズ２１と、ＬＥＤ３９と、基板３とから構成されている状態を示す。この特許文献１の器具においては、フレネルレンズ２１により、ＬＥＤ３９の光を分散させることができることを特徴としている。
【００１１】
一方、従来の光学部品である特許文献２の場合を、図２６を用いて説明する。従来の光学部品は、複数配置したＬＥＤ３７に対して、シート状のプリズムシート３１を配置し、ＬＥＤ３７の光を散乱させる。
【００１２】
プリズムシート３１は、シート状の本体部３２と、本体部３２と光拡散層３３とプリズム層３４とが積層されている。
【００１３】
プリズム層３４は、外部へ突出した、複数の凸部３６を有する。
【００１４】
光拡散層３３は、光拡散性粒子の単体又は凝集体からなる粒状体が樹脂バインダ中に分散されている。光拡散層３３のプリズム層３４側の表面は、粗面となっている。樹脂バインダの屈折率とプリズム層３４との屈折率は異なる。
【００１５】
本体部３２は、光拡散層３３を支持するシートである。
【００１６】
このプリズムシート３１は、複数の凸部３６による集光機能と、内部の粗面化による光拡散機能との両方の機能を有する。
【００１７】
その結果、集光機能によって正面方向の輝度が明るく、且つ、光拡散機能によって、点状に明るく光源像が見えるのを防げる。
【００１８】
特許文献１の図２５Ａ、図２５Ｂでは、前面に、フレネルレンズ２１を設け、配光特性を均一化している。しかし、フレネルレンズ２１は光を一定方向に集光させる効果はあるが、周囲に広げる効果は期待できず、照明光の明るさのムラは解消できない。また、ＬＥＤ３９の各々の指向性を均一に分散することはできないため、多重影も解消することはできない。
【００１９】
従来の特許文献２の図２６では、ＬＥＤ３７からの放出された光源光がプリズムシート３１を透過して照明光となる。この時に、その内部の光拡散層３３にて光を拡散機能している。しかし、光拡散層３３中の樹脂バインダと、プリズム層３４との位置関係にムラがあり、ＬＥＤ３７からの強い光りの指向性を消すことはできない。
【００２０】
検証した結果では、ＬＥＤ３７の指向性の強い光りとそうでない部分との輝度差が大きく、ムラを強調される結果となった。このプリズムシート３１では、ＬＥＤ３７のピッチ間隔が広がった際は、さらに、均一化させることは出来ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００８−２１８１８６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２４０２３号公報
【発明の概要】
【００２２】
上記課題を解決するために、平面基板上に一定の間隔で配列されたＬＥＤと、ＬＥＤ上面を覆う光学部材とからなり、光学部材は、ＬＥＤ面に面する内面に凸部を有し、内面と逆の外面にも凸部を有することを特徴とする照明装置を用いる。
【００２３】
ＬＥＤの指向性の強い光りが、本発明の照明装置の光学部品の両面に位置する凸部により分散され、均質な光が周辺へ提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の実施の形態１の照明装置の斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の実施の形態１の照明装置のＹ軸に垂直な断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の実施の形態１の照明装置のａ−ｂ断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、図１Ｃの部分拡大図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、図１Ａの点線部分の部分拡大斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施の形態１の照明装置の変形例のＹ軸方向の断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施の形態１の照明装置のＸ軸方向の断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、好ましい例（本発明の実施例１）の発光状態の輝度分布グラフである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、好ましくない例（従来例）の発光状態の輝度分布グラフである。
【図３Ｃ】図３Ｃは、輝度分布のコントラストを説明する図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の実施例１の光学部品の光学面の断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の実施例１の光学部品の光学面の部分断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明の実施例１の光学部品の光学面の部分断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、比較例１の光学部品使用の照明装置の発光状態の輝度分布グラフである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の実施例２の光学部品使用の照明装置の発光状態の輝度分布のグラフである。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の実施例３の光学部品使用の照明装置の発光状態の輝度分布のグラフである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の実施例４の光学部品使用の照明装置の発光状態の輝度分布のグラフである。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の実施例３、４の光学部品の別の実施例の光学面の断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の実施例３、４の光学部品の光学面の部分断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の実施例５の光学部品使用の照明装置の発光状態の輝度分布のグラフである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、比較例２の光学部品使用の照明装置の発光状態の輝度分布のグラフである。
【図９】図９は、本発明の実施例６の光学部品使用の照明装置の発光状態の輝度分布の許容できる領域のグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の光学部品の光学面の部分断面模式図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の実施例７の光学部品の光学面の断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明の実施例７の光学部品の光学面の部分断面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、本発明の実施例７の光学部品の光学面の部分の断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の実施例７の光学部品使用の照明装置の発光状態の輝度分布のグラフである。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、比較例３の光学部品使用の照明装置の発光状態の輝度分布のグラフである。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明の実施例８の光学部品の光学面の断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、本発明の実施例８の光学部品の光学面の部分断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、本発明の実施例８の光学部品の光学面の部分断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施例８の光学部品使用の照明装置の発光状態の輝度分布のグラフである。
【図１５Ａ】図１５Ａは、本発明の実施例９の光学部品の光学面の断面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、本発明の実施例９の光学部品の光学面の部分断面図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、本発明の実施例９の光学部品の光学面の部分断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施例９の光学部品使用の照明装置の発光状態の輝度分布のグラフである。
【図１７Ａ】図１７Ａは、本発明の実施例１０の光学部品の光学面の断面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、本発明の実施例１０の光学部品の光学面の部分断面図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、本発明の実施例１０の光学部品の光学面の部分断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施例１０の光学部品使用の照明装置の発光状態の輝度分布のグラフである。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本発明の実施例１１の光学部品の光学面の断面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、本発明の実施例１１の光学部品の光学面の部分断面図である。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、本発明の実施例１１の光学部品の光学面の部分断面図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施例１１の光学部品使用の照明装置の発光状態の輝度分布のグラフである。
【図２１Ａ】図２１Ａは、本発明の実施例１２の光学部品の光学面の断面図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、本発明の実施例１２の光学部品の光学面の部分断面図である。
【図２１Ｃ】図２１Ｃは、本発明の実施例１２の光学部品の光学面の部分断面図である。
【図２２】図２２は、本発明の実施例１２の光学部品使用の照明装置の発光状態の輝度分布のグラフである。
【図２３】図２３は、本発明の実施例１４の光学部品の使用の照明装置の斜視図である。
【図２４】図２４は、本発明の実施例１５の光学部品の使用の照明装置の斜視図である。
【図２５Ａ】図２５Ａは、従来技術の特許文献１の照明装置の斜視図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、従来技術の特許文献１の照明装置の断面図である。
【図２６】図２６は、従来技術の特許文献２の照明装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（実施の形態１）
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態１における照明装置について、図１Ａ〜図１Ｅを用いて説明する。
【００２６】
図１Ａは、照明装置の斜視図であり、図１Ｂは、図１Ａの照明装置のＹ軸に垂直な断面図である。図１Ｃは、図１Ａの照明装置のａ−ｂ面の断面図である。図１Ｄは、図１Ｃの光学部品１の部分拡大図である。図１Ｅは、図１Ａの点線四角で囲った部分の上面を切り出した、Ｘ方向から見た斜視図である。
【００２７】
照明装置は、光源であるＬＥＤ２と、ＬＥＤ２が実装された基板３と、光学部品１とを含む。ＬＥＤ２は、ほぼ一定の間隔ＰＬで直線状にＹ方向に並ぶ。
【００２８】
図１Ａ、図１Ｂに示すように、光学部品１は、中空の円筒の半分の形状である。
【００２９】
図１Ｃ、図１Ｄ、図１Ｅに示すように、光学部品１の外側の外側光学面１Ｂと、内側の内側光学面１Ａとに、波状の凸部を有する。
【００３０】
図１Ｅで示しているように、波状の凸部とは、突起が直線状につながり、山脈のような状態を示す。ＬＥＤ２の並び方向へ波を打ち。ＬＥＤ２の並びの方向と、突起の直線方向とは垂直である。ＬＥＤ２の並びの方向と、凸部の波の進行方向とは平行である。光学部品１は、材料がアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などの光を透過する透明樹脂によって製作される。基板３はアルミニウムで作製されている。ここで、波状の凸部は、図１Ｅでは、その高さが同じであるが、円錐状の凸部が隣接していてもよい。つまり、頂上に凹凸があってもよい。ただし、円錐状の凸部が重ならず、離れるとよくない。以下、凸部の高さは、高さが同じ場合はその高さとし、頂上に凹凸がある場合は平均の高さと定義する。
【００３１】
このとき、図１Ｂに示すように、光学部品１は、円筒の内径はＲ１０ｍｍで、形成されている。内側光学面１Ａと外側光学面１Ｂは、半円筒形状の光学部品１の表、裏全面に形成されている。
【００３２】
＜距離ＤとピッチＰＬとの比＞
図２Ａは、光学部品１の図１Ｃと同じ断面図であり、ＬＥＤ２と光学部品１との位置関係の例を表す。ここで、ＬＥＤ２の照度の広がり角は、片側６０°である。ＬＥＤ２の光が照射される光照射領域ＬＤを図２Ａに示めしている。光照射領域ＬＤが重ならないと、光の均質性が悪くなる。図２Ａの場合がその限界の位置関係である。図２Ａでは、距離Ｄ／ピッチＰＬの値が、０．２９であり、それ以上の値が必要である。
【００３３】
距離Ｄを大きくすると、光は重なりあい、均一性が向上する方向に働く。しかし、照明装置が大きくなってしまう。ＬＥＤ２の数を増やすし、ピッチＰＬを短くすると、光が重なり、均質となるが、ＬＥＤ２が多く必要となり、電力が余分に必要となる。
【００３４】
本照明装置では、距離Ｄが小さく、限られたＬＥＤ２の数の場合において、ＬＥＤ２の光の指向性を分散させ、均一化できるものである。
【００３５】
＜光学部品の全体形状＞
図２Ｂは、図１Ｂに相当する図である。上記と同様に、光の広がりから、凸部は、光学部品１の全面になくとも、矢印で示すように、円弧上の上部にあればよい、図２Ｂに示すように、ＬＥＤ２から３０°以上の部分に凸部があればよい。３０°より小さい部分にはなくともよい。そのため、図２Ｂに示すように、光学部品１は、その下部が、円弧状でなく、直線であってもよい。
【００３６】
＜輝度評価＞
照明装置の輝度分布を光学シミュレーションにて評価する方法を説明する。図１Ａに示す２方向、つまり、正面のＥ方向と、斜め４５°のＦ方向から評価した。結果を図３Ａ，図３Ｂに示す。Ｅ方向から見た際の輝度分布を実線で示し、Ｆ方向から見た輝度分布を点線で示す。横軸は、Ｙ軸方向で、縦軸は、輝度である。図１Ａ〜図１Ｅの照明装置を対象としている。ＬＥＤ２は５個で、ピッチＰＬは１２ｍｍ、厚さＴは２ｍｍ、距離Ｄは１０ｍｍである。以下の実施の形態の輝度評価では、同じ証明装置で、光学部品１の表面形状のみ変えて評価している。以下の例も同じである。
【００３７】
図３Ａは、好ましい場合の結果である。ＬＥＤ２の直上と、ＬＥＤ２の間の部分との、輝度の差、すなわち、コントラストの値が小さく、線上に発光していることがわかる。また、４５°方向のＦ方向から見た時の輝度分布のように、角度を傾けた状態でも線状に発光することを維持し輝度ムラにならないことも満足している。
【００３８】
これに対して、好ましくない場合の結果を、図３Ｂに示す。従来の図２６の例である。ＬＥＤ２の数、ピッチＰＬ、距離Ｄは、図３Ａの場合と同じとした。ＬＥＤ２の配列方向の輝度ムラが大きいことがわかる。
【００３９】
今回、ムラとなるか、ならないかの指標として、輝度の起伏差から算出する下記値、光学的に濃淡の鮮明さを表すコントラストの値として評価した。図３Ｃは、照明装置の位置と輝度との関係を示す模式図である。図３Ｃで示すように、コントラストの算出式は、輝度の波状に起伏している輝度のＭＡＸ値をＫｍａｘと、波状に起伏している輝度のＭＩＮ値をＫｍｉｎとを測定し、以下の式１で計算される。
【００４０】
Ｃ（コントラスト）＝（Ｋｍａｘ−Ｋｍｉｎ）／（Ｋｍａｘ＋Ｋｍｉｎ）×１００％・・・・・・・・・・・（式１）
このコントラストＣの値が小さければ小さいほど、輝度の起伏が小さくムラがないということになる。
【００４１】
輝度差として、図３ＡのＥ方向の５つのピークの輝度の平均と、Ｆ方向の５つのピークの輝度の平均との差を評価した。なお、５つのピークは、５つのＬＥＤからの光に相当する。輝度差が大きいと、照明装置として外観に影響がでる。見る方向で輝度に差がでてしまい、外観不良となる。
【００４２】
コントラストＣ値が３５％以下で、Ｅ方向の輝度に対してＦ方向の輝度差が４０％未満であることを目的としている。以下の評価では、上記の値で合否を判断した。
【００４３】
コントラスト３５％は、輝度のムラと見えない限界値である。輝度差が４０％未満というのは、商品として発光外観の許容できるレベルである。
【００４４】
＜凸部の粗さの評価＞
（実施例１〜４）
図４Ａは、光学部品１の光学パターン面の拡大断面図である。照明装置のＸ軸に垂直な断面図である。凸部の波の進行方向の断面図である。光学部品１は厚みＴを有する。ここで厚みＴは、凸部の高さを含んでいない。以下の実施例でも同じである。
【００４５】
図４Ｂは、光学部品１の外側光学面１Ｂの拡大断面図である。図４Ｂに示すように、凸部はピッチＰＢで、先端がＲ状（円弧）である。円の一部分（Ｒ部）と、その端部で接線として伸びる直線部（Ｈ部）とからなる。この接線方向に伸びる線の２直線のなす角度が、角度∠ＴＢとなっている。凸部の高さＨＢを有する。つまり、凸部は、Ｒ部分と直線部（接線）とからなる。以下、図４Ｂの凸部の形状をＲＨ形状とする。ここで高さを凸部の平均高さである。
【００４６】
図４Ｃは、内側光学面１Ａの拡大断面図である。Ｒ状（円弧）の断面をもつ面が、ピッチＰＡで連続して凸部形状でつらなって並んでいる。凸部形状は高さＨＡである。つまり、直線部がなく円の一部分のＲ部分のみからなる。端部での接線方向に伸びる直線のなす角度が、角度∠ＴＡとなっている。以下、Ｒ形状とする。Ｒ形状とは、円の一部の形状であることを意味する。
【００４７】
実施例１〜４、比較例１では、内側光学面１ＡのピッチＰＡ、高さＨＡ、半径Ｒを変えて評価をした。条件は、表１に示す。外側光学面１Ｂの形状は一定である。凸部の形状、評価結果を、表１に示す。
【００４８】
【表１】
0006028230.tif 000002
【００４９】
実施例１、２、３、４、比較例１の輝度分布を評価した結果を、図３Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｂ、図５Ａに示す。
【００５０】
ここで、外側光学面１Ｂの形状と、内側光学面１Ａの形状とは、相互作用はない。厚みＴが、２ｍｍであり、高さＨＡ、高さＨＢが０．３ｍｍ以下のため、凸部高さに比べ、厚みが大きく、相互の影響がでない。そのため、外側光学面１Ｂの形状は一定にした。
【００５１】
少なくとも、外側光学面１Ｂと内側光学面１Ａの凸部の高さの合計が、厚みＴの半分以下の場合、両凸部の形状の相互作用はほとんどない。
【００５２】
また、ここで、ピッチＰＡ／高さＨＡを考える。このＰＡ／ＨＡは、ピッチを高さで割っているので、凸部の粗さ、細かさを表している。数値が大きいと粗く、数値が小さいと細かい。光の均質性に大きく影響する。
【００５３】
さらに、外側光学面１Ｂの形状と、内側光学面１Ａの形状とは、光が入射するか、光を放出するかの違いであり、好ましい形状は同じである。
【００５４】
表１から、本結果をもとに、好ましい範囲は下記式２の範囲である。
【００５５】
ＰＡ／ＨＡ  ＜１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（式２）
外側光学面１Ｂでも同様に、
ＰＢ／ＨＢ  ＜１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（式３）
となる。
【００５６】
ここで、実施例３の場合を考える。
【００５７】
図７Ａは実施例３、４の光学部品１の断面を示す図であり、図７Ｂは、内側光学面１Ａの形状の拡大図である。図７Ｂでわかるように、凸部間が重ならず、平坦な部分が凸部間に位置する。しかし、評価の結果は、合格している。よって、平坦な部分があってもよい。ただし、これ以上ピッチを広げた場合、例えば、１ｍｍのピッチであるとそのピッチで輝度ムラと認識されることになる。
【００５８】
つまり、この場合、ピッチＰＡが、１．００ｍｍで、Ｒ状凸部の円の半径が０．２０ｍｍ、直径が０．４０ｍｍである。よって、光学部品１表面で、凸部が占める割合は、０．４０／１．００から、ピッチＰＡの４０％より大きい必要がある。好ましくは、実施例４の場合である。つまり、実施例４では、ピッチ０．８０ｍｍ、Ｒ状凸部の円の直径が、０．４０ｍｍであるので、０．４０／１．００から、凸部は、光学部品１表面で、ピッチＰＡの５０％以上占める必要がある。
【００５９】
＜凸部の頂部角度の評価＞
（実施例１、５，６）
次に、外側光学面１Ｂの角度∠ＴＢ（図４Ｂ）を評価した。表２に示すように、実施例１、５、６、比較例２で、外側光学面１Ｂの角度∠ＴＢを変えて評価をした。内側光学面１Ａは、同じ形状とした。実施例１、５、６と比較例２とを評価した結果を表２に示す。実施例１、５、６、比較例２の評価した輝度分布の結果を、図３Ａ、図８Ａ、図９、図８Ｂにそれぞれ示す。
【００６０】
【表２】
0006028230.tif 000003
【００６１】
表２の結果から、外側光学面１Ｂの角度∠ＴＢの好ましい角度は、式４である。
【００６２】
３５°≦∠ＴＢ≦１２０°・・・・（式４）
上記は、外側光学面１Ｂであったが、内側光学面１Ａ面も同様の結果と考えることができる。
【００６３】
ここで、∠ＴＢの角度が３５°の状態を考える。図４Ｂを模式化した図１０で説明する。角∠ＴＢの角度が３５°、ピッチ（ＰＢ）０．５ｍｍでの三角状プリズムの凸部の高さＨＢ＝０．２５／ＴＡＮ（１７．５°）＝０．７９３となる。凸部の高さＨＢは、０．７９３ｍｍとなり、このとき、ＰＢ／ＨＢ＝０．５／０．７９３＝０．６３となり、この結果から、ＰＢ／ＨＢの値の小さい領域の好ましい推定範囲は、以下の式５となる。
【００６４】
０．６３≦  ＰＢ／ＨＢ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（式５）
上記の式３と合わせると、式６となる。
【００６５】
０．６３≦ＰＢ／ＨＢ＜１０・・・・・・・・・・・・・・・・・（式６）
＜凸部がＲ―Ｒ形状時の評価＞
（実施例７，８）
実施例７，８は、実施例１の図４Ａ〜図４Ｃに示す光学部品１の形状が異なる実施の形態である。内側光学面１Ａと外側光学面１Ｂの両方の凸部とも、Ｒ状パターンの場合である。
【００６６】
図１１Ａ〜図１１Ｃは、実施例７のもの、図１３Ａ〜図１３Ｃは、実施例８のものである。
【００６７】
図１１Ａ、図１３Ａは、光学部品１の光学パターン面の断面図である。図１１Ｂ、図１３Ｂは、光学部品１の外側光学面１Ｂの拡大断面図である。図１１Ｃ、図１３Ｃは、内側光学面１Ａの拡大断面図である。内側光学面１Ａ、外側光学面１Ｂともに、凸部はＲ形状である。実施例７、８、比較例３は、上記形状を有し、外側光学面１Ｂの凸部形状を変化させ、評価した。形状条件、評価結果を表３に示す。実施例７、８、比較例３のそれぞれの輝度分布を図１２Ａ，図１４、図１２Ｂにそれぞれ示す。
【００６８】
【表３】
0006028230.tif 000004
【００６９】
比較例３の時が、良い範囲の限界であるため、ＰＢ／ＨＢの好ましい領域は、ＰＢ／ＨＢ＜７．４９となる。
【００７０】
ここで、比較例３では、Ｅ方向のＣ値が３７．５８％であり、基準の３５％に近く、比較例３の
ＰＢ／ＨＢ＝７．４９の非常に近傍まで合格すると推定できる。よって、
ＰＢ／ＨＢ＜７．４９・・・・・・・・・（式７）
（式６）と合わせると、
０．６３≦ＰＢ／ＨＢ＜７．４９・・・・・・・・・・・・・（式８）
となる。同様に、０．６３≦ＰＡ／ＨＡ＜７．４９・・・・・・（式９）
となる。
【００７１】
なお、図１３Ｂにおいて、凸部間に平坦部分が存在するが、図７Ｂの場合と同様、平坦部分が大きくなく、許される。
【００７２】
＜凸部が三角形、ＲＨ形状時の評価＞
（実施例９）
実施例９は、実施例１の図４Ａ〜図４Ｃに示す光学部品１の異なる実施の形態である。図１５Ａ〜図１５Ｃを用いて説明する。その凸部が、三角形、ＲＨ形状である。
【００７３】
図１５Ａに、光学部品１の断面図を示す。図１５Ｂは、外側光学面１Ｂの拡大断面図、図１５Ｃは、内側光学面１Ａの拡大断面図である。
【００７４】
内側光学面１Ａの凸部形状は、図１５Ｃに示すように、三角形状の頂点の角度∠ＴＡの断面を持つ凸部形状で、ピッチＰＡ、凸部高さがＨＡである。
【００７５】
外側光学面１Ｂの凸部形状は、図１５Ｂに示すように、ピッチＰＢで、Ｒ状の断面をもち、凸部の高さがＨＢ、角度∠ＴＢである。表４に示す形状条件で、評価した。その結果を図１６と表４に示す。光学部品１として許容できるレベルである。その他、形状は、角度∠ＴＡが９０°、角度∠ＴＢが４０°、Ｒが０．２ｍｍであった。
【００７６】
【表４】
0006028230.tif 000005
【００７７】
＜凸部が台形、Ｒ形状時の評価＞
（実施例１０）
実施例１０は、実施例１の図４Ａ〜図４Ｃに示す光学部品１の異なる実施の形態である。実施例１０について、図１７Ａ〜図１７Ｃを用いて説明する。
【００７８】
図１７Ａは、光学部品１の光学パターン面の断面図である。図１７Ｂは、光学部品１の外側光学面１Ｂの拡大断面図である。図１７Ｃは、内側光学面１Ａの拡大断面図である。
【００７９】
内側光学面１Ａには、図１７Ｃに示すように、三角形状の頂点の角度∠ＴＡである。その先端にフラット面をもつ断面形状の凸部形状（Ｄ形状、台形）が、ピッチＰＡである。凸部高さがＨＡである内側光学面１Ａと、その内側光学面１Ａの裏面側に、ピッチＰＢで、Ｒ状の断面をもち、凸部の高さがＨＢである外側光学面１Ｂをもった壁に形成されている。
【００８０】
実施例１０の凸部形状の寸法を表４に示す。その他、三角形状の頂点の角度∠ＴＡが９０°、フラット部長さが、０．０５ｍｍ、先端Ｒが０．２０ｍｍ、角度∠ＴＢが４０°である。
【００８１】
この場合、内側光学面１Ａは、台形形状の凸部が外へ飛び出しており、凸部間は直線（平面）である。この輝度分布を評価した結果を、図１８に示す。表４から、光学部品として許容できるレベルである。
【００８２】
＜凸部が三角形、Ｒ形状時の評価＞
（実施例１１）
実施例１１は、実施例１の図４Ａ〜図４Ｃに示す光学部品１の異なる実施の形態である。図１９Ａ〜Ｃを用いて説明する。
【００８３】
図１９Ａは、光学部品１の光学パターン面の断面図である。図１９Ｂは、光学部品１の外側光学面１Ｂの拡大断面図である。図１９Ｃは、内側光学面１Ａの拡大断面図である。
【００８４】
光学部品１の内側光学面１Ａの凸部は、図１９Ｃに示すように、Ｒ形状の断面をもち、ピッチＰＡで、凸部形状の高さがＨＡである。光学部品１の外側光学面１Ｂの凸部は、図１９Ｂで示すように、三角形状の頂点の角度∠ＴＢの断面を持つ凸部形状（Ｔ形状）で、ピッチＰＢで、凸部高さがＨＢである。
【００８５】
この実施例において、形状の詳細を表４に示す。その他、内側光学面１Ａの凸部で、Ｒ０．２ｍｍであり、外側光学面１Ｂの凸部の三角形状の頂点の角度∠ＴＢが９０°である。
【００８６】
この光学シミュレーションした結果を図２０と表４に示す。本発明の光学部品１として許容できるレベルである。なお、表４以外の条件は、Ｒが、０．２ｍｍ、角度∠ＴＢが９０°であった。
【００８７】
＜凸部が台形、Ｒ形状時の評価＞
（実施例１２）
実施例１２は、実施例１の図４Ａ〜図４Ｃに示す光学部品１の異なる実施の形態である。実施例１２について、図２１Ａ〜図２１Ｃを用いて説明する。
【００８８】
図２１Ａは、光学部品１の光学パターン面の断面図である。図２１Ｂは、光学部品１の外側光学面１Ｂの拡大断面図である。図２１Ｃは、内側光学面１Ａの拡大断面図である。
【００８９】
内側光学面１Ａの凸部は、図２１Ｃに示すように、Ｒ状であり、ピッチＰＡで、凸部形状の高さがＨＡである。
【００９０】
外側光学面１Ｂの凸部は、図２１Ｂに示すように、三角形状で、頂点の角度∠ＴＢの断面で、かつ、頂点に平坦部を持つ凸部形状（台形形状、Ｄ形状）である。ピッチＰＢで、凸部高さがＨＢである。
【００９１】
この実施例において、形状の詳細を表４に示す。その他、内側光学面１Ａの凸部で、Ｒ０．２ｍｍであり、外側光学面１Ｂの凸部が、三角形状の頂点の角度∠ＴＢが９０°で、台形の頂上の辺が０．０５ｍｍである。
【００９２】
この場合、外側光学面１Ｂは、台形形状の凸部が外へ飛び出しており、凸部間は直線（平面）である。輝度分布の結果を図２２、評価結果を表４に示す。本発明の光学部品として許容できるレベルである。
【００９３】
（実施例９−１２のまとめ）
表４に、実施例１−１２の凸部形状とその結果をまとめた。実施例１−１２では、凸部の形状を変化させた。実施例１−１２でも、特性は満たしている。実施例９−１２では、実施例１−８の結果の式８、９を満たしている。よって、式８、９は、凸部形状に関わらず適用できることがわかる。
【００９４】
＜光学部品が平面の場合＞
（実施の形態２）
実施例１３を、図２３で説明する。図２３に示すように、光学部品１とＬＥＤ２と基板３からなっており、ＬＥＤ２が基板３に直線状にピッチＰＬ１２ｍｍで配置されている。実施の形態１と異なるのは、光学部品１が平面であることである。
【００９５】
内側光学面１ＡがＬＥＤ２と対向する面に形成されており、内側光学面１Ａには、図４Ｃに示す実施例１の光学面が形成されている。外側光学面１Ｂには、図４Ｂに示す実施例１の光学面が形成されている。
【００９６】
光学部品１は、厚さ２ｍｍの平板状であり、ＬＥＤ２から、距離Ｄ１０ｍｍのところに位置する。実施例１３の平板状の光学部品１においても、内側光学面１Ａ、外側光学面１Ｂの凸部の好ましい範囲は上記に示した条件である。
【００９７】
この実施例１３の平板状においても、上記で示した凸部の形状の範囲なら、同様に、面状に均一に発光することが可能となる。
【００９８】
＜ＬＥＤ２が多数列の場合＞
（実施の形態３）
実施例１４について、図２４で説明する。図２４に示すように、本発明の照明装置は、光学部品１とＬＥＤ２と基板３からなっている。実施の形態１との違いは、光学部品１が平面状であること、ＬＥＤ２が、基板３に、複数例、配置されていることである。
【００９９】
このときの光学部品１には、上記と同様の内側光学面１Ａ、外側光学面１Ｂの凸部が形成されている。
【０１００】
光学部品１は、厚さＴ２ｍｍで、平板状に、ＬＥＤ２の発光範囲を覆うように、ＬＥＤ２から、距離Ｄ１０ｍｍを持って形成されている。ＬＥＤ２のピッチは、１２ｍｍである。
【０１０１】
この実施例１４の平板状においても、上記で示した凸部の形状の範囲なら、同様に、面状に均一に発光することが可能である。
【０１０２】
以上のように本発明によれば、ＬＥＤ２のピッチが離れて並んでいても、ひとつの線状に発光することができ、正面方向（Ｅ方向）、斜め方向（Ｆ方向）からみても、ムラのない線状の光源となる。または、面状の光源が実現できる。
【０１０３】
また、この光学パターンは無数の像をつくる構成になっているため、光学部品を通して見る物体は、曇りガラスを通して見えるような形で見え、内臓物の見えないカバーとしての機能もはたす。
【０１０４】
そして、曇りガラス状に見えても、光学効率は８３％以上と高い透過率を維持していることを確認している。また、この光学部品の機能として、指向性の強いＬＥＤ２の光りによる無数の像をつくることで、多重影も発生することはない。この光学部品によって、発光状態のムラのない、高効率の光源を、少ないＬＥＤ２の数で実現することが可能となり、あらゆる照明装置で省エネルギー化の実現が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
各種照明装置は、デイスプレイ、看板等に用いられるバックライト等にもちいることができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１    光学部品
１Ａ    内側光学面
１Ｂ    外側光学面
２，３７，３９    ＬＥＤ
３    基板
２０    照明装置本体
２１    フレネルレンズ
３１    プリズムシート
３２    本体部
３３    光拡散層
３４    プリズム層
３６    凸部
【図１Ａ】
0006028230.tif 000006
【図１Ｂ】
0006028230.tif 000007
【図１Ｃ】
0006028230.tif 000008
【図１Ｄ】
0006028230.tif 000009
【図１Ｅ】
0006028230.tif 000010
【図２Ａ】
0006028230.tif 000011
【図２Ｂ】
0006028230.tif 000012
【図３Ａ】
0006028230.tif 000013
【図３Ｂ】
0006028230.tif 000014
【図３Ｃ】
0006028230.tif 000015
【図４Ａ】
0006028230.tif 000016
【図４Ｂ】
0006028230.tif 000017
【図４Ｃ】
0006028230.tif 000018
【図５Ａ】
0006028230.tif 000019
【図５Ｂ】
0006028230.tif 000020
【図６Ａ】
0006028230.tif 000021
【図６Ｂ】
0006028230.tif 000022
【図７Ａ】
0006028230.tif 000023
【図７Ｂ】
0006028230.tif 000024
【図８Ａ】
0006028230.tif 000025
【図８Ｂ】
0006028230.tif 000026
【図９】
0006028230.tif 000027
【図１０】
0006028230.tif 000028
【図１１Ａ】
0006028230.tif 000029
【図１１Ｂ】
0006028230.tif 000030
【図１１Ｃ】
0006028230.tif 000031
【図１２Ａ】
0006028230.tif 000032
【図１２Ｂ】
0006028230.tif 000033
【図１３Ａ】
0006028230.tif 000034
【図１３Ｂ】
0006028230.tif 000035
【図１３Ｃ】
0006028230.tif 000036
【図１４】
0006028230.tif 000037
【図１５Ａ】
0006028230.tif 000038
【図１５Ｂ】
0006028230.tif 000039
【図１５Ｃ】
0006028230.tif 000040
【図１６】
0006028230.tif 000041
【図１７Ａ】
0006028230.tif 000042
【図１７Ｂ】
0006028230.tif 000043
【図１７Ｃ】
0006028230.tif 000044
【図１８】
0006028230.tif 000045
【図１９Ａ】
0006028230.tif 000046
【図１９Ｂ】
0006028230.tif 000047
【図１９Ｃ】
0006028230.tif 000048
【図２０】
0006028230.tif 000049
【図２１Ａ】
0006028230.tif 000050
【図２１Ｂ】
0006028230.tif 000051
【図２１Ｃ】
0006028230.tif 000052
【図２２】
0006028230.tif 000053
【図２３】
0006028230.tif 000054
【図２４】
0006028230.tif 000055
【図２５Ａ】
0006028230.tif 000056
【図２５Ｂ】
0006028230.tif 000057
【図２６】
0006028230.tif 000058