(57)【要約】【課題】出射面から下向きに出射される光に起因する輝度ムラを抑制し、光を遠くまで到達させることができる光束制御部材を提供すること。【解決手段】光束制御部材は、裏側に配置された凹部の内面であって、内側面と、内天面とを有し、発光素子から出射された光を入射する入射面と、表側に配置され、少なくとも前記内天面で入射した光の一部を、発光素子の光軸と略垂直であり、かつ互いに略反対向きである２つの方向にそれぞれ反射させる２つの反射面と、２つの反射面を挟んで、発光素子の発光中心を原点とし、かつ２つの方向に沿うＸ軸方向に互いに対向するように配置され、２つの反射面で反射された光および内側面で入射した光をそれぞれ外部に出射させる２つの出射面とを有する。２つの出射面は、それぞれ内側面で入射した光が直接到達する領域に配置され、Ｘ軸に近づくにつれて前記光軸に近づく第１傾斜面を有する。【選択図】図５
2018137053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材であって、
前記発光素子の光軸と交わるように裏側に配置された凹部の内面であって、内側面と、内天面とを有し、前記発光素子から出射された光を入射する入射面と、
表側に配置され、少なくとも前記内天面で入射した光の一部を、前記発光素子の光軸と略垂直であり、かつ互いに略反対向きである２つの方向にそれぞれ反射させる２つの反射面と、
前記２つの反射面を挟んで、前記発光素子の発光中心を原点とし、かつ前記２つの方向に沿うＸ軸方向に互いに対向するように配置され、前記２つの反射面で反射された光および前記内側面で入射した光をそれぞれ外部に出射させる２つの出射面と、
を有し、
前記出射面は、前記内側面で入射した光が直接到達する領域に配置され、前記Ｘ軸に近づくにつれて前記光軸に近づく第１傾斜面を有する、
光束制御部材。
【請求項２】
前記出射面の下端は、前記Ｘ軸上または前記Ｘ軸よりも表側にある、
請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項３】
前記出射面は、前記内天面で入射した光が前記反射面で反射されて到達する領域に配置された、前記光軸と略平行な垂直面をさらに有する、
請求項１または２に記載の光束制御部材。
【請求項４】
前記出射面は、
前記第１傾斜面と、
前記第１傾斜面の外側において、前記Ｘ軸を中心として、前記Ｘ軸と交わり、かつ前記光軸に平行な第１仮想直線に対して−ψ°〜ψ°の角度（ただし、０＜ψ＜９０とする）をなす範囲に含まれる第１出射面と、
前記第１仮想直線に対してψ°〜９０°の角度をなす範囲に含まれる第２出射面と、
前記第１仮想直線に対して−ψ°〜−９０°の角度をなす範囲に含まれる第３出射面と、
を有し、
前記第２出射面は、前記Ｘ軸に近づくにつれて前記光軸に近づく第２傾斜面を有し、
前記第３出射面は、前記Ｘ軸に近づくにつれて前記光軸に近づく第３傾斜面を有し、
前記第２傾斜面および前記第３傾斜面の前記Ｘ軸と直交する第２仮想直線に対する傾きが、前記第１傾斜面の前記第２仮想直線に対する傾きよりも大きい、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光束制御部材。
【請求項５】
前記第１出射面は、前記光軸と略平行な垂直面である、
請求項４に記載の光束制御部材。
【請求項６】
前記第２出射面は、前記第２傾斜面からなり、
前記第３出射面は、前記第３傾斜面からなる、
請求項４または５に記載の光束制御部材。
【請求項７】
前記反射面は、
前記Ｘ軸と前記光軸とを含む第１仮想平面に対して一方の側に配置された第１反射面と、
前記第１仮想平面に対して他方の側に配置された第２反射面と、
を有し、
前記第１仮想平面に対して一方の側の前記Ｘ軸を含む、前記光軸に対して任意の傾きの断面を断面Ｃ４、前記第１仮想平面に対して他方の側の前記Ｘ軸を含む、前記光軸に対して任意の傾きの断面を断面Ｃ５としたとき、
前記断面Ｃ５における前記第２反射面の前記Ｘ軸に対する傾きの平均値は、前記断面Ｃ４における前記第１反射面の前記Ｘ軸に対する傾きの平均値よりも大きく、かつ
前記出射面は、
前記第１傾斜面の、前記第１仮想平面に対して一方の側に配置された第４傾斜面と、
前記第１傾斜面の、前記第１仮想平面に対して他方の側に配置された第５傾斜面と、
前記第１仮想平面に対して一方の側において、前記第４傾斜面の外側に配置された第４出射面と、
前記第１仮想平面に対して他方の側において、前記第５傾斜面の外側に配置された第５出射面と、
を有し、
前記光軸と直交し、かつ前記Ｘ軸を含む第３仮想平面において、前記光軸と交わり、かつ前記Ｘ軸と直交する軸をＹ軸としたとき、
前記第４出射面は、前記光軸と前記Ｙ軸とを含む第２仮想平面と略平行であり、
前記第５出射面は、前記Ｘ軸から離れるにつれて前記第２仮想平面に近づくように傾いている、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の光束制御部材。
【請求項８】
前記第１反射面は、第１回転軸を回転中心とする回転対称面の一部を含み、
前記第２反射面は、第２回転軸を回転中心とする回転対称面の一部を含み、
前記光軸と直交する断面において、
前記第１回転軸は、前記Ｘ軸と平行であり、
前記第２回転軸は、前記光軸から離れるにつれて前記Ｘ軸から離れるように傾いている、
請求項７に記載の光束制御部材。
【請求項９】
発光素子と、
前記入射面が、前記発光素子の光軸と交わるように配置された、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光束制御部材と、
を有する、発光装置。
【請求項１０】
複数の請求項９に記載の発光装置と、
前記発光装置から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散板と、
を有する、面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光束制御部材、発光装置および面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置などの透過型画像表示装置では、バックライトとして直下型の面光源装置を使用することがある。近年、光源として複数の発光素子を有する、直下型の面光源装置が使用されるようになってきている。
【０００３】
たとえば、直下型の面光源装置は、基板、複数の発光素子、複数の光束制御部材（レンズ）および光拡散部材を有する。発光素子は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。複数の発光素子は、基板上に、マトリクス状に配置（例えば複数の発光素子を含む列が複数列配置）されている。各発光素子の上には、各発光素子から出射された光を基板の面方向に拡げる光束制御部材が配置されている。光束制御部材から出射された光は、光拡散部材により拡散され、被照射部材（例えば液晶パネル）を面状に照らす。
【０００４】
従来の光束制御部材として、例えば特許文献１には、図１に示されるように、発光素子４０と、発光素子４０から出射された光を入射させる光入射面１２ｂおよび１２ｃと、光入射面１２ｂおよび１２ｃから入射した光を全反射させる光反射面１２ｄと、光反射面１２ｄで反射した光を側方へ出射させる光出射面１２ｅとを有する光方向変換素子１０が開示されている。そして、光方向変換素子１０を、光拡散剤１４を含む透明樹脂で成形することで、一部の光を光反射面１２ｄから出射させて、光方向変換素子１０から出射された光の輝度の均一性を高めることが開示されている。
【０００５】
ところで、近年、大型の面光源装置を安価に製造する観点から、発光素子の数を少なくすること（例えば複数の発光素子を含む列の数を少なくすること）が求められている。すなわち、複数の発光素子を含む列の数を少なくしても、面光源装置の隅々まで光を行き渡らせることが求められている。それに伴い、光束制御部材は、発光素子から出射された光をできるだけ遠くまで到達させることが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１８１１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示される光方向変換素子１０では、光反射面１２ｄから上向きに出射される光や光出射面１２ｅから下向きに出射される光が多い。光出射面１２ｅから下向きに出射される光は、光出射面１２ｅ近傍の基板の表面で反射されて、上向きに進む。したがって、発光素子４０から遠くまで到達する光が少ないだけでなく、光方向変換素子１０近傍の輝度が過度に明るくなりやすく、輝度ムラを生じやすいという問題があった。
【０００８】
また、発光素子の数を少なくしても（複数の発光素子を含む列の数を少なくしても）面光源装置の隅々まで光を行き渡らせるためには、光束制御部材は、長手方向（２つの光出射面１２ｅの対向方向）に光を拡げるような配光特性を有すること（配光特性に異方性を持たせること）が望まれる。しかしながら、長手方向に光を拡げすぎる（配光特性に異方性を持たせすぎる）と、短手方向（光出射面１２ｅの延在方向）へは光が拡がりにくくなる。それにより、面光源装置の四隅まで光が到達しにくく、面光源装置の中央部の輝度と四隅の輝度との間で輝度ムラを生じやすいという問題もあった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、出射面から下向きに出射される光に起因する輝度ムラを抑制し、光を遠くまで到達させることができる光束制御部材を提供することである。好ましくはさらに配光特性を維持しつつ、面光源装置の中央部の輝度と隅部の輝度との間の輝度ムラを小さくしうる光束制御部材を提供することである。また、本発明の別の目的は、この光束制御部材を有する発光装置および面光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る光束制御部材は、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材であって、前記発光素子の光軸と交わるように裏側に配置された凹部の内面であって、内側面と、内天面とを有し、前記発光素子から出射された光を入射する入射面と、表側に配置され、少なくとも前記内天面で入射した光の一部を、前記発光素子の光軸と略垂直であり、かつ互いに略反対向きである２つの方向にそれぞれ反射させる２つの反射面と、前記２つの反射面を挟んで、前記発光素子の発光中心を原点とし、かつ前記２つの方向に沿うＸ軸方向に互いに対向するように配置され、前記２つの反射面で反射された光および前記内側面で入射した光をそれぞれ外部に出射させる２つの出射面と、を有し、前記出射面は、前記内側面で入射した光が直接到達する領域に配置され、前記Ｘ軸に近づくにつれて前記光軸に近づく第１傾斜面を有する、構成を採る。
【００１１】
本発明に係る発光装置は、発光素子と、前記入射面が、前記発光素子の光軸と交わるように配置された、本発明に係る光束制御部材と、を有する、構成を採る。
【００１２】
本発明に係る面光源装置は、複数の本発明に係る発光装置と、前記発光装置から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散板と、を有する、構成を採る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、従来の発光装置の構成を示す図である。
【図２】図２Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る面光源装置の構成を示す図である。
【図３】図３Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る面光源装置の構成を示す図である。
【図４】図４は、図３Ｂの一部を拡大した部分拡大断面図である。
【図５】図５Ａ〜Ｃは、実施の形態１に係る光束制御部材の構成を示す図である。
【図６】図６Ａ〜Ｃは、実施の形態１に係る光束制御部材の構成を示す図である。
【図７】図７Ａ〜Ｃは、比較用の光束制御部材の構成を示す図である。
【図８】図８は、図７の光束制御部材を用いた比較用の面光源装置において、光束制御部材の内側面で入射する光線の光路の解析結果を示す図である。
【図９】図９Ａ、Ｂは、図７の光束制御部材を用いた比較用の面光源装置において、光束制御部材の内天面で入射する光路の解析結果を示す図である。
【図１０】図１０Ａ、Ｂは、図７の光束制御部材を用いた比較用の面光源装置において、光束制御部材の内天面で入射する光線の光路の解析結果を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１に係る光束制御部材を用いた面光源装置において、光束制御部材の内側面で入射する光線の光路の解析結果を示す図である。
【図１２】図１２Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る光束制御部材を用いた面光源装置において、光束制御部材の内天面で入射する光線の光路の解析結果を示す図である。
【図１３】図１３Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る光束制御部材を用いた面光源装置において、光束制御部材の内天面で入射する光線の光路の解析結果を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態１に係る光束制御部材を用いた面光源装置と、比較用の光束制御部材を用いた面光源装置の、光拡散板上における照度分布の解析結果を示す図である。
【図１５】図１５Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る光束制御部材の構成を示す図である。
【図１６】図１６Ａ〜Ｃは、実施の形態２に係る光束制御部材の構成を示す図である。
【図１７】図１７Ａ〜Ｃは、実施の形態２に係る光束制御部材の構成を示す図である。
【図１８】図１８Ａ、Ｂは、第１出射面、第２出射面および第３出射面の構成を説明する斜視図である。
【図１９】図１９Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る光束制御部材を用いた面光源装置において、光束制御部材の内天面で入射する光線の光路の解析結果を示す図である。
【図２０】図２０Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る光束制御部材を用いた面光源装置において、光束制御部材の内天面で入射する光線の光路の解析結果を示す図である。
【図２１】図２１Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る光束制御部材Ａ−１〜Ａ−４を用いた面光源装置の、光拡散板上における照度分布の解析結果を示すグラフである。
【図２２】図２２Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る光束制御部材Ｂ−１〜Ｂ−４を用いた面光源装置の、光拡散板上における照度分布の解析結果を示すグラフである。
【図２３】図２３Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る光束制御部材Ｃ−１〜Ｃ−４を用いた面光源装置の、光拡散板上における照度分布の解析結果を示すグラフである。
【図２４】図２４Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る光束制御部材Ｄ−１〜Ｄ−４を用いた面光源装置の、光拡散板上における照度分布の解析結果を示すグラフである。
【図２５】図２５Ａ、Ｂは、実施の形態３に係る光束制御部材の構成を示す図である。
【図２６】図２６Ａ〜Ｃは、実施の形態３に係る光束制御部材の構成を示す図である。
【図２７】図２７Ａ〜Ｃは、実施の形態３に係る光束制御部材の構成を示す図である。
【図２８】図２８Ａ、Ｂは、第１反射面および第２反射面の構成を説明する図である。
【図２９】図２９Ａ、Ｂは、実施の形態３に係る光束制御部材を用いた面光源装置において、光束制御部材の内天面で入射する光線の光路の解析結果を示す図である。
【図３０】図３０Ａ、Ｂは、実施の形態３に係る光束制御部材を用いた面光源装置において、光束制御部材の内天面で入射する光線の光路の解析結果を示す図である。
【図３１】図３１は、実施の形態３に係る光束制御部材を用いた面光源装置と、実施の形態１に係る光束制御部材を用いた面光源装置の、光拡散板上における照度分布の解析結果を示す図である。
【図３２】図３２は、実施の形態３に係る光束制御部材を用いた面光源装置と、実施の形態１に係る光束制御部材を用いた面光源装置と、実施の形態２に係る光束制御部材を用いた面光源装置の、輝度分布を規格化した解析結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
［実施の形態１］
（面光源装置の構成）
図２および図３は、実施の形態１に係る面光源装置１００の構成を示す図である。図２Ａは、面光源装置１００の平面図であり、図２Ｂは、正面図である。図３Ａは、図２Ａにおいて光拡散板１５０を外した平面図であり、図３Ｂは、図２Ａに示される３Ｂ−３Ｂ線の断面図である。図４は、図３Ｂの一部を拡大した部分拡大断面図である。
【００１６】
図２および図３に示されるように、面光源装置１００は、筐体１１０、基板１２０、複数の発光装置１３０および光拡散板１５０を有する。
【００１７】
筐体１１０は、その内部に基板１２０および複数の発光装置１３０を収容するための、１つの面の少なくとも一部が開口した箱である。筐体１１０は、底板１１１と、それと対向する天板１１２とから構成される。底板１１１は、天板１１２と平行に配置された水平部１１１ａと、水平部１１１ａを挟むように配置され、かつ天板１１２に向かって傾斜した２つの傾斜部１１１ｂとを有する。傾斜部１１１ｂは、発光装置１３０から略水平方向に出射される光を光拡散板１５０に向けて反射させて、発光装置１３０から出射される光を光拡散板１５０に集めやすくすることができる。また、筐体１１０をこのような形状とすることで、面光源装置１００の見かけの厚みを薄くすることもできる。天板１１２には、発光領域となる長方形状の開口部が形成されている。開口部の大きさは、光拡散板１５０に形成される発光領域の大きさに相当し、例えば４００ｍｍ×７００ｍｍ（３２インチ）である。この開口部は、光拡散板１５０により塞がれる。底板１１１ａの表面から光拡散板１５０までの高さ（空間厚さ）は、特に限定されないが、１０〜４０ｍｍ程度である。そして、筐体１１０は、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂や、ステンレス鋼やアルミニウムなどの金属などから構成される。
【００１８】
基板１２０は、筐体１１０の底板１１１上に配置された、複数の発光装置１３０を筐体１１０内に所定の間隔で配置するための平板である。基板１２０の表面は、発光装置１３０から到達した光を光拡散板１５０に向けて反射させるように構成されている。
【００１９】
複数の発光装置１３０は、基板上１２０上に一列に配置されている。基板１２０上に配置される発光装置１３０の数は、特に限定されない。基板１２０上に配置される発光装置１３０の数は、筐体１１０の開口部により規定される発光領域（発光面）の大きさに基づいて適宜設定される。
【００２０】
複数の発光装置１３０は、それぞれ発光素子１３１と、光束制御部材１３２とを有する。複数の発光装置１３０は、それぞれ発光素子１３１から出射される光の光軸（後述する発光素子１３１の光軸ＬＡ）が、基板１２０の表面に対する法線に沿うように配置されている。
【００２１】
発光素子１３１は、面光源装置１００（および発光装置１３０）の光源である。発光素子１３１は、基板１２０上に配置されている。発光素子１３１は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）である。発光装置１３０に含まれる発光素子１３１の出射光の色は、特に限定されない。
【００２２】
光束制御部材１３２は、発光素子１３１から出射された光の配光を制御し、上記光の進行方向を、発光素子１３１の光軸ＬＡに対して略垂直であり、かつ互いに略反対向きである２つの方向（後述するＸ軸の正負に対応する方向）に変える。光束制御部材１３２は、その中心軸ＣＡが発光素子１３１の光軸ＬＡに一致するように、発光素子１３１の上に配置されている（図４参照）。「発光素子１３１の光軸ＬＡ」とは、発光素子１３１からの立体的な出射光束の中心の光線を意味する。「光束制御部材１３２の中心軸ＣＡ」とは、例えば２回対称の対称軸をいう。
以下、各発光装置１３０について、発光素子１３１の発光中心を原点として、発光素子１３１の光軸ＬＡに平行な軸をＺ軸、Ｚ軸と直交し、かつ発光素子１３１の発光中心を含む仮想平面において、複数の発光装置１３０が並ぶ方向に平行な軸をＹ軸、前記仮想平面において、Ｙ軸と直交する軸をＸ軸ともいう。また、光軸ＬＡとＸ軸とを含む仮想平面（ＸＺ平面）を第１仮想平面Ｐ１、光軸ＬＡとＹ軸とを含む仮想平面（ＹＺ平面）を第２仮想平面Ｐ２、Ｘ軸とＹ軸とを含む仮想平面（ＸＹ平面）を第３仮想平面Ｐ３ともいう。実施の形態１において、光束制御部材１３２は、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）および第２仮想平面Ｐ２（ＹＺ平面）に対して面対称であり、Ｘ軸を回転軸として回転対称である。
【００２３】
光束制御部材１３２の材料は、所望の波長の光を通過させ得るものであれば特に限定されない。たとえば、光束制御部材１３２の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの光透過性樹脂、またはガラスである。
【００２４】
実施の形態１に係る面光源装置１００は、光束制御部材１３２の構成に主たる特徴を有する。そこで、光束制御部材１３２については、別途詳細に説明する。
【００２５】
光拡散板１５０は、筐体１１０の開口部を塞ぐように配置されている。光拡散板１５０は、光透過性および光拡散性を有する板状の部材であり、光束制御部材１３２の出射面１３５からの出射光を拡散させつつ透過させる。光拡散板１５０は、例えば面光源装置１００の発光面となり得る。
【００２６】
光拡散板１５０の材料は、光束制御部材１３２の出射面１３５からの出射光を拡散させつつ透過させ得るものであれば特に制限されないが、たとえばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂（ＭＳ）などの光透過性樹脂である。光拡散性を付与するため、光拡散板１５０の表面に微細な凹凸が形成されているか、または光拡散板１５０の内部にビーズなどの光拡散子が分散している。
【００２７】
実施の形態１に係る面光源装置１００では、各発光素子１３１から出射された光は、光束制御部材１３２により光拡散板１５０の広範囲を照らすように、特に発光素子１３１の光軸ＬＡに対して略垂直方向に、かつ互いに略反対向きである２つの方向（図４におけるＸ軸方向）に向かう光に変えられて出射される。各光束制御部材１３２から出射された光は、さらに光拡散板１５０により拡散されて、外部に出射される。それにより、面光源装置１００の輝度ムラを抑制することができる。
【００２８】
（光束制御部材の構成）
図５Ａ〜Ｃおよび図６Ａ〜Ｃは、光束制御部材１３２の構成を示す図である。図５Ａは、光束制御部材１３２の側面図であり、図５Ｂは、平面図であり、図５Ｃは、正面図である。図６Ａは、図５Ｂの６Ａ−６Ａ線の断面図であり、図６Ｂは、底面図であり、図６Ｃは、図５Ｂの６Ｃ−６Ｃ線の断面図である。
【００２９】
光束制御部材１３２は、発光素子１３１から出射された光の配光を制御する。図６Ａ〜Ｃに示されるように、光束制御部材１３２は、入射面１３３、２つの反射面１３４、２つの出射面１３５、２つの鍔部１３６および４つの脚部１３７を有する。
【００３０】
入射面１３３は、発光素子１３１から出射された光を入射させる。入射面１３３は、光束制御部材１３２の底面１３８（発光素子１３１側、すなわち裏側の面）の中央部に形成された凹部１３９の内面である。凹部１３９は、内天面１３３ａと、内側面１３３ｂとを有する。内天面１３３ａは、１つの面で構成されても、２つ以上の面で構成されてもよい。内側面１３３ｂは、２つ以上ある。実施の形態１では、凹部１３９の内面（入射面１３３）は、２つ（１対）の内天面１３３ａと、Ｘ軸方向に対向した２つ（１対）の内側面１３３ｂとを有する。凹部１３９は、他の面をさらに有していてもよい。
【００３１】
内天面１３３ａの形状は、特に制限されず、平面であってもよいし、曲面であってもよい。内天面１３３ａで入射した光を２つの反射面１３４に到達させやすくするためには、内天面１３３ａは、Ｘ軸を含む断面において、裏側に凸となる曲面であることが好ましい。内側面１３３ｂは、平面であってもよいし、曲面であってもよい。実施の形態１では、平面である。
【００３２】
２つの反射面１３４は、入射面１３３を挟んで発光素子１３１と反対側（光拡散板１５０側、すなわち表側の面）に配置されている。また、２つの反射面１３４は、少なくとも内天面１３３ａで入射した光の一部を、発光素子１３１の光軸ＬＡと略垂直であり、かつ互いに略反対向きである２つの方向（いずれもＸ軸に沿う正負に対応する方向）に反射させる。２つの反射面１３４は、光軸ＬＡから離れるにつれ、Ｘ軸から離れるような形状にそれぞれ形成されている。具体的には、２つの反射面１３４は、発光素子１３１の光軸ＬＡを含む断面において、発光素子１３１の光軸ＬＡから端部（出射面１３５）に向かうにつれて、接線の傾きが徐々に小さくなるように（Ｘ軸に沿うように）それぞれ形成されている。
【００３３】
２つの出射面１３５は、２つの反射面１３４を挟んでＸ軸（発光素子１３１の発光中心を原点とし、かつ前記２つの方向に沿う軸）方向に互いに対向するように配置されている。具体的には、２つの出射面１３５は、その下端が、Ｘ軸上またはＸ軸よりも表側にあるように配置されていることが好ましい。２つの出射面１３５は、内側面１３３ｂで入射し、直接到達した光および内天面１３３ａで入射し、反射面１３４で反射した光をそれぞれ外部に出射させる。そして、２つの出射面１３５は、下向きに出射される光を少なくするために、それぞれ出射面１３５の、内側面１３３ｂで入射した光が直接到達する領域に配置された第１傾斜面１４０を有する。
【００３４】
第１傾斜面１４０は、Ｘ軸に近づくにつれて光軸ＬＡに近づく傾斜面である。第１傾斜面１４０は、Ｘ軸またはＸ軸をＺ軸方向に平行に移動させた直線を回転中心とする回転対称面であることが好ましい。図６Ｃに示されるように、Ｘ軸と直交する第２仮想直線をＬ２としたとき、第１傾斜面１４０の第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角αは、３〜１５°であることが好ましく、５〜１０°であることがより好ましい。第１傾斜面１４０の第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角αが３°以上であると、第１傾斜面１４０に到達した光を上向きに出射させやすく、１５°以下であると、第１傾斜面１４０に到達した光を上向きに出射させすぎることなく、また第１傾斜面１４０に到達した光が第１傾斜面１４０で全反射されるのを抑制でき、発光装置１３０からの出射光によって照明される光拡散板１５０上において、発光装置１３０近傍が明るくなりすぎるのを抑制することができる。面光源装置１００の厚みや大きさに合わせて被照射領域の範囲や照度分布を調整するため、傾斜角αもこれに合わせて適宜調整される。
【００３５】
第１傾斜面１４０は、Ｘ軸に近づくにつれて直線的に光軸ＬＡに近づく傾斜面であってもよいし、Ｘ軸に近づくにつれて曲線的に光軸ＬＡに近づく傾斜面であってもよい。第１傾斜面１４０がＸ軸に近づくにつれて曲線的に光軸ＬＡに近づく傾斜面である場合、第１傾斜面１４０の外周部と第１傾斜面１４０のＸ軸との交点とを結ぶ直線の、第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角を、第１傾斜面１４０の第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角αとする。
【００３６】
２つの出射面１３５は、内天面１３３ａで入射した光が、反射面１３４で反射されて到達する領域に配置された垂直面１４１をさらに有することが好ましい。垂直面１４１は、光軸ＬＡと略平行な面であり、平面であってもよいし、曲面であってもよい。光軸ＬＡと略平行とは、光軸ＬＡに対して垂直面１４１がなす角度が±３°以下、好ましくは０°であることをいう。
【００３７】
２つの鍔部１３６は、光軸ＬＡ近傍の２つの反射面１３４の間に位置し、光軸ＬＡに対して外側に突出している。鍔部１３６は、必須の構成要素ではないが、鍔部１３６を設けることで、光束制御部材１３２の取り扱いおよび位置合わせが容易になる。必要に応じて、鍔部１３６の形状を、鍔部１３６に入射した光を制御して出射できるような形状にすることができる。
【００３８】
４つの脚部１３７は、光束制御部材１３２の底面１３８（裏面）の外周部に、底面１３８から裏側に突出している略円柱状の部材である。脚部１３７は、発光素子１３１に対して適切な位置に光束制御部材１３２を支持する（図６Ｂ参照）。脚部１３７を、基板１２０に形成した穴部に嵌合させて位置決めに用いてもよい。また、脚部１３７は、光学的に悪影響が及ばないように考慮された上で、光束制御部材１３２を基板１２０に安定して固定できればよく、形成する位置、形状および数は限定されない。
【００３９】
実施の形態１に係る光束制御部材１３２の作用について、比較用の光束制御部材と対比しながら説明する。図７Ａ〜Ｃは、比較用の光束制御部材の構成を示す図である。図７Ａは、比較用の光束制御部材２０の側面図であり、図７Ｂは、平面図であり、図７Ｃは、正面図である。
【００４０】
比較用の光束制御部材２０では、発光素子１３１から出射された光は、入射面（不図示）で入射する。入射面（不図示）で入射した光のうち内天面（不図示）で入射した光は、２つの反射面２１で反射されて、発光素子の光軸ＬＡと略垂直であり、かつ互いに略反対向きである２つの方向に進行し、２つの出射面２２に到達する。一方、入射面（不図示）で入射した光のうち内側面（不図示）で入射した光は、２つの出射面２２に直接到達する。２つの出射面２２に到達したこれらの光は、２つの出射面２２から出射される。
このとき、２つの出射面２２は、光軸ＬＡに略平行な垂直面からなり、第１傾斜面１４０を有しない（図７Ａ参照）。したがって、出射面２２のうち、内側面（不図示）で入射した光が直接到達する領域から出射される光の多くは、下向きに進行し、基板１２０の周囲に反射シートが配置されている場合は反射シートの表面で、基板１２０が大きな面積を有する場合は基板１２０の表面で、それぞれ反射されやすい。その結果、拡散反射された光が発光装置１３０の直上近傍の被照射面に到達しやすくなるため、発光装置１３０の近くが過度に明るくなり、輝度ムラを生じやすい（図８参照）。
【００４１】
これに対して、実施の形態１に係る光束制御部材１３２では、発光素子１３１から出射された光は、入射面１３３で入射する。入射面１３３で入射した光のうち内天面１３３ａで入射した光は、２つの反射面１３４で反射されて、発光素子１３１の光軸ＬＡと略垂直であり、かつ互いに略反対向きである２つの方向に進行し、２つの出射面１３５に到達する。一方、入射面１３３で入射した光のうち内側面１３３ｂで入射した光は、２つの出射面１３５に直接到達する。２つの出射面１３５に到達したこれらの光は、２つの出射面１３５から出射される。
このとき、２つの出射面１３５は、内側面１３３ｂで入射した光が直接到達する領域に第１傾斜面１４０をそれぞれ有する（図５Ａ参照）。第１傾斜面１４０から出射される光の多くは、上向きに屈折する（図１１参照）。それにより、出射面１３５から下向きに出射される光を少なくすることができ、基板１２０の表面で反射される光を少なくすることができる。その結果、発光装置１３０の近くが過度に明るくなり過ぎず、第１傾斜面１４０から出射される光が遠くまで届きやすいため、輝度ムラを少なくすることができる。
【００４２】
（シミュレーション１）
シミュレーション１では、実施の形態１に係る光束制御部材（図５Ａ〜６Ｃの光束制御部材１３２）を用いた面光源装置１００における光路と光拡散板１５０上における照度分布を解析した。光路と光拡散板１５０上における照度分布の解析は、１つの発光装置１３０のみを有する面光源装置１００を用いて行った。
また、比較のため、２つの出射面１３５に第１傾斜面１４０を有しない以外は図５Ａ〜６Ｃの光束制御部材１３２と同様である比較用の光束制御部材（図７Ａ〜Ｃの光束制御部材２０）を用いた面光源装置の光路と光拡散板上における照度分布も解析した。
【００４３】
（パラメータ）
・光束制御部材の外径：Ｘ軸方向の長さ２５ｍｍ、Ｙ軸方向の長さ１８ｍｍ
・発光素子の高さ：８．４ｍｍ
・発光素子の大きさ：一辺１．６ｍｍの略正方形
・基板１２０と光拡散板１５０との間隔：３０ｍｍ
・第１傾斜面１４０の第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角α：１０°
【００４４】
図８は、図７の光束制御部材２０を用いた比較用の面光源装置において、光束制御部材２０の内側面で入射する光線（正面視したときに、光軸ＬＡに対して８６〜９０°の角度で出射する光線）の光路の解析結果を示す図である。
図９Ａ、Ｂは、図７の光束制御部材２０を用いた比較用の面光源装置において、光束制御部材２０の内天面で入射する光線（正面視したときに、光軸ＬＡに対して０〜３０°の角度で、かつ側面視したときに、光軸ＬＡに対して５０°の角度で出射する光線）の光路の解析結果を示す図である。このうち、図９Ａは、正面図であり、図９Ｂは、平面図である。
図１０Ａ、Ｂは、図７の光束制御部材２０を用いた比較用の面光源装置において、光束制御部材２０の内天面で入射する光線（正面視したときに、光軸ＬＡに対して３０〜６０°の角度で、かつ側面視したときに、光軸ＬＡに対して５０°の角度で出射する光線）の光路の解析結果を示す図である。このうち、図１０Ａは、正面図であり、図１０Ｂは、平面図である。
【００４５】
図１１は、実施の形態１に係る光束制御部材を用いた面光源装置１００において、光束制御部材１００の内側面１３３ｂで入射する光線（正面視したときに、光軸ＬＡに対して８６〜９０°の角度で出射する光線）の光路の解析結果を示す図である。
図１２Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る光束制御部材を用いた面光源装置１００において、光束制御部材１００の内天面１３３ａで入射する光線（正面視したときに、光軸ＬＡに対して０〜３０°の角度で、かつ側面視したときに、光軸ＬＡに対して５０°の角度で出射する光線）の光路の解析結果を示す図である。このうち、図１２Ａは、正面図であり、図１２Ｂは、平面図である。
図１３Ａ、Ｂは、実施の形態１に係る光束制御部材を用いた面光源装置１００において、光束制御部材１００の内天面１３３ａで入射する光線（正面視したときに、光軸ＬＡに対して３０〜６０°の角度で、かつ側面視したときに、光軸ＬＡに対して５０°の角度で出射する光線）の光路の解析結果を示す図である。このうち、図１３Ａは、正面図であり、図１３Ｂは、平面図である。
【００４６】
図１４は、実施の形態１に係る光束制御部材を用いた面光源装置１００と、比較用の光束制御部材を用いた面光源装置の、光拡散板１５０上における照度分布の解析結果を示す図である。
図１４の横軸は、光拡散板１５０における、発光素子１３１の光軸ＬＡからの距離（Ｘ軸方向の距離；ｍｍ）を示し、縦軸は、光拡散板１５０における照度を示している。図８〜図１３の横軸方向は、図１４の横軸方向とそれぞれ対応している。
【００４７】
図８〜１０に示されるように、比較用の光束制御部材２０を用いた面光源装置では、光束制御部材２０の出射面２２のうち内側面で入射した光が直接到達する領域から出射される光の多くは、下向きに進行し、基板１２０の周囲に反射シートが配置されている場合は反射シートの表面で、基板１２０が大きな面積を有する場合は出射面２２近傍の基板１２０の表面で、それぞれ反射されることがわかる。その結果、図１４に示されるように、発光装置１３０の近傍（光軸ＬＡからの距離が−７０ｍｍ〜７０ｍｍの領域）が過度に明るくなり、輝度ムラが生じることがわかる。
【００４８】
これに対し、図１１〜１３に示されるように、実施の形態１に係る光束制御部材１３２を用いた面光源装置１００では、光束制御部材１３２の第１傾斜面１４０から出射される光の多くは、比較用の光束制御部材に比べて、上向きに進行することがわかる。その結果、図１４に示されるように、発光装置１３０の近傍（光軸ＬＡからの距離が−７０ｍｍ〜７０ｍｍの領域）が過度に明るくなることがなく、輝度ムラを抑制できることがわかる。
【００４９】
（効果）
以上のように、実施の形態１に係る光束制御部材は、２つの出射面１３５のうち内側面１３３ｂで入射した光が直接到達する領域に、第１傾斜面１４０をそれぞれ有する。それにより、第１傾斜面１４０から出射される光の多くは、上向きに屈折させることができるので、下向きに出射される光を少なくすることができる。それにより、発光装置１３０の近傍が過度に明るくなることがなく、遠くまで光を届きやすくすることができるので、輝度ムラを少なくすることができる。
【００５０】
［実施の形態２］
次に、図１５〜１７を参照して、実施の形態２に係る光束制御部材１３２について説明する。実施の形態２に係る光束制御部材１３２は、２つの出射面１３５が、それぞれ第２出射面および第３出射面をさらに有する点で、実施の形態１に係る光束制御部材１３２と異なる。そこで、実施の形態１に係る光束制御部材１３２と同じ構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５１】
図１５〜１７は、実施の形態２に係る光束制御部材１３２の構成を示す図である。図１５Ａは、光束制御部材１３２の上方斜視図であり、図１５Ｂは、光束制御部材１３２の下方斜視図である。図１６Ａは、光束制御部材１３２の側面図であり、図１６Ｂは、平面図であり、図１６Ｃは、正面図である。図１７Ａは、図１６Ｂの１７Ａ−１７Ａ線の断面図であり、図１７Ｂは、底面図であり、図１７Ｃは、図１６Ｂの１７Ｃ−１７Ｃ線の断面図である。実施の形態２において、光束制御部材１３２は、第２仮想平面Ｐ２（ＹＺ平面）に対して面対称である。
【００５２】
実施の形態２に係る光束制御部材１３２では、２つの出射面１３５は、それぞれ第１傾斜面１４０と、第１出射面１４１と、第２出射面１４２と、第３出射面１４３とを有する（図１５Ａ、図１６Ａ参照）。
【００５３】
図１８Ａ、Ｂは、第１出射面１４１、第２出射面１４２および第３出射面１４３の構成を説明する斜視図である。
【００５４】
図１８Ａに示されるように、第１出射面１４１は、第１傾斜面１４０の外側に配置され、Ｘ軸を中心として、Ｘ軸と交わり、かつ光軸ＬＡと平行な第１仮想直線Ｌ１に対して−ψ°〜ψ°の範囲に含まれる出射面である。ただし、０＜ψ＜９０であり、１５≦ψ≦９０であることが好ましく、１５≦ψ≦６０であることがより好ましい。
【００５５】
第１出射面１４１の開き角ｒは、ｒ≦２ψ°を満たす。第１出射面１４１の開き角ｒは、３０°〜１２０°であることが好ましく、３０°〜９０°であることがより好ましい。第１出射面１４１の開き角ｒが３０°以上であると、直上方向に向かう光が多くなりすぎないので、Ｘ軸方向に光を拡げやすく、１２０°以下であると、Ｙ軸方向に光を拡げやすい。
【００５６】
第１出射面１４１は、光軸ＬＡと略平行な垂直面である。略平行とは、光軸ＬＡに対して±３°以下であることをいう。すなわち、第１出射面１４１は、実施の形態１に係る光束制御部材１３２の垂直面１４１と対応している。
【００５７】
第２出射面１４２は、第１仮想直線Ｌ１に対してψ°〜９０°の範囲に含まれる出射面であって、Ｘ軸に近づくにつれて光軸ＬＡに近づく第２傾斜面１４２ａを有する。第３出射面１４３は、第１仮想直線Ｌ１に対して−９０°〜―ψ°の範囲に含まれる出射面であって、Ｘ軸に近づくにつれて光軸ＬＡに近づく第３傾斜面１４３ａを有する。
【００５８】
第２出射面１４２と第３出射面１４３の一部が、第２傾斜面１４２ａまたは第３傾斜面１４３ａであってもよいし、第２出射面１４２と第３出射面１４３の全部が、第２傾斜面１４２ａまたは第３傾斜面１４３ａであってもよい。実施の形態２では、第２出射面１４２と第３出射面１４３の全部が、第２傾斜面１４２ａまたは第３傾斜面１４３ａである。
【００５９】
第２傾斜面１４２ａまたは第３傾斜面１４３ａの第２仮想直線Ｌ２に対する傾きは、第１傾斜面１４０の第２仮想直線Ｌ２に対する傾きよりも大きい（図１８Ｂ参照）。それにより、第２傾斜面１４２ａまたは第３傾斜面１４３ａに到達する光を、Ｙ軸方向に適度に拡げながら出射することができる。第２傾斜面１４２ａまたは第３傾斜面１４３ａの第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角βは、５°〜３０°であることが好ましく、１５°〜２０°であることがより好ましい。第２傾斜面１４２ａまたは第３傾斜面１４３ａの第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角βが５°以上であると、Ｙ軸方向に光を拡げやすく、３０°以下であると、Ｘ軸方向に拡がる光が少なくなりすぎない。第２傾斜面１４２ａの傾斜角βと第３傾斜面１４３ａの傾斜角βとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。面光源装置１００の厚み、大きさ、発光装置１３０間距離（ピッチ）に合わせて被照射領域の範囲や照度分布を調整するため、傾斜角βもこれに合わせて適宜調整される。
【００６０】
第２傾斜面１４２ａおよび第３傾斜面１４３ａは、第１傾斜面１４０と同様に、Ｘ軸に近づくにつれて直線的に光軸ＬＡに近づく傾斜面であってもよいし、Ｘ軸に近づくにつれて曲線的に光軸ＬＡに近づく傾斜面であってもよい。第２傾斜面１４２ａおよび第３傾斜面１４３ａがＸ軸に近づくにつれて曲線的に光軸ＬＡに近づく傾斜面である場合、第２傾斜面１４２ａまたは第３傾斜面１４３ａの外周部と第２傾斜面１４２ａまたは第３傾斜面１４３ａのＸ軸との交点とを結ぶ直線の第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角を、第２傾斜面１４２ａまたは第３傾斜面１４３ａの第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角βとする。
【００６１】
実施の形態２に係る光束制御部材１３２の作用について、実施の形態１に係る光束制御部材１３２と対比しながら説明する。
【００６２】
実施の形態１に係る光束制御部材１３２では、発光素子１３１から出射された光は、入射面１３３で入射する。入射面１３３で入射した光のうち内天面１３３ａで入射した光は、２つの反射面１３４で反射されて、発光素子１３１の光軸ＬＡと略垂直であり、かつ互いに略反対向きである２つの方向に進行し、２つの出射面１３５に到達する。一方、入射面１３３で入射した光のうち内側面１３３ｂで入射した光は、２つの出射面１３５に直接到達する。２つの出射面１３５に到達したこれらの光は、２つの出射面１３５から出射される。
このとき、２つの出射面１３５は、第２傾斜面１４２ａ（第２出射面１４２）と第３傾斜面１４３ａ（第３出射面１４３）とを有しない。したがって、２つの出射面１３５から出射される光の多く（具体的には、第１仮想直線Ｌ１に対して−９０°〜―ψ°の範囲に含まれる光や第１仮想直線Ｌ１に対してψ°〜９０°の範囲に含まれる光）は、Ｘ軸方向には拡がりやすいが、Ｙ軸方向には拡がりにくい（図１２Ｂ参照）。その結果、面光源装置の四隅まで光が十分に届かないことがある。
【００６３】
これに対して、実施の形態１に係る光束制御部材１３２では、２つの出射面１３５は、第２傾斜面１４２ａ（第２出射面１４２）と第３傾斜面１４３ａ（第３出射面１４３）とをさらに有する。したがって、２つの出射面１３５から出射される光のうち、第２傾斜面１４２ａから出射される光（第１仮想直線Ｌ１に対してψ°〜９０°の範囲に含まれる光）や第３傾斜面１４３ａから出射される光（第１仮想直線Ｌ１に対して−９０°〜―ψ°の範囲に含まれる光）は、Ｘ軸方向にも適度に拡がりつつ、Ｙ軸方向にも適度に拡がりやすい（図１９Ｂ参照）。その結果、面光源装置の四隅まで光が十分に届きやすくなるので、面光源装置１００の中央部の輝度に対して四隅部の輝度が低くなるのを抑制することができる。
【００６４】
（シミュレーション２−１）
シミュレーション２−１では、実施の形態２に係る光束制御部材（図１５〜１７の光束制御部材１３２）を用いた面光源装置１００の光路を解析した。光路の解析は、１つの発光装置１３０のみを有する面光源装置１００を用いて行った。
光束制御部材のパラメータは、出射面１３５のパラメータを以下のように設定した以外は、シミュレーション１と同様に設定した。
【００６５】
（パラメータ）
・第１出射面１４１の開き角ｒ：９０°（第１仮想直線Ｌ１に対して−４５°〜４５°）
・第１傾斜面１４０の第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角α：１０°
・第２傾斜面１４２ａおよび第３傾斜面１４３ａの第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角β：１５°
【００６６】
図１９Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る光束制御部材を用いた面光源装置１００において、光束制御部材１３２の内天面１３３ａで入射する光線（正面視したときに、光軸ＬＡに対して０〜３０°の角度で、かつ側面視したときに、光軸ＬＡに対して５０°の角度で出射する光線）の光路の解析結果を示す図である。このうち、図１９Ａは、正面図であり、図１９Ｂは、平面図である。
図２０Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る光束制御部材を用いた面光源装置１００において、光束制御部材１３２の内天面１３３ａで入射する光線（正面視したときに、光軸ＬＡに対して３０〜６０°の角度で、かつ側面視したときに、光軸ＬＡに対して５０°の角度で出射する光線）の光路の解析結果を示す図である。このうち、図２０Ａは、正面図であり、図２０Ｂは、平面図である。
【００６７】
図１２Ｂおよび図１３Ｂに示されるように、実施の形態１に係る光束制御部材１３２を用いた面光源装置１００では、２つの出射面１３５から出射される光の多くは、Ｘ軸には拡がりやすいが、Ｙ軸方向には拡がりにくいことがわかる。
【００６８】
これに対して、図１９Ｂおよび図２０Ｂに示されるように、実施の形態２に係る光束制御部材１３２を用いた面光源装置１００では、２つの出射面１３５から出射される光の多くは、Ｘ軸方向にも拡がりつつ、Ｙ軸にも適度に拡がりやすいことがわかる。
【００６９】
（シミュレーション２−２）
シミュレーション２−２では、実施の形態２に係る光束制御部材（図１５〜１７の光束制御部材１３２）において、第１出射面１４１の開き角ｒと、第２出射面１４２および第３出射面１４３の傾斜角βを以下のように設定した光束制御部材Ａ−１〜Ｄ−４を用いた面光源装置１００における光拡散板１５０上における照度分布を解析した。光拡散板１５０上における照度分布の解析は、１つの発光装置１３０のみを有する面光源装置１００を用いて行った。
光束制御部材のパラメータは、出射面１３５のパラメータを以下のように設定した以外は、シミュレーション１と同様に設定した。
【００７０】
（パラメータ）
光束制御部材Ａ−１〜Ａ−４
・第１出射面１４１の開き角ｒ：３０°（第１仮想直線Ｌ１に対して−１５°〜１５°）
・第２傾斜面１４２ａおよび第３傾斜面１４３ａの第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角β：５°（Ａ−１）、１０°（Ａ−２）、１５°（Ａ−３）、２０°（Ａ−４）
・第１傾斜面１４０の第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角α：１０°
【００７１】
光束制御部材Ｂ−１〜Ｂ−４
・第１出射面１４１の開き角ｒ：６０°（第１仮想直線Ｌ１に対して−３０°〜３０°）
・第２傾斜面１４２ａおよび第３傾斜面１４３ａの第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角β：５°（Ｂ−１）、１０°（Ｂ−２）、１５°（Ｂ−３）、２０°（Ｂ−４）
・第１傾斜面１４０の第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角α：１０°
【００７２】
光束制御部材Ｃ−１〜Ｃ−４
・第１出射面１４１の開き角ｒ：９０°（第１仮想直線Ｌ１に対して−４５°〜４５°）
・第２傾斜面１４２ａおよび第３傾斜面１４３ａの第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角β：５°（Ｃ−１）、１０°（Ｃ−２）、１５°（Ｃ−３）、２０°（Ｃ−４）
・第１傾斜面１４０の第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角α：１０°
【００７３】
光束制御部材Ｄ−１〜Ｄ−４
・第１出射面１４１の開き角ｒ：１２０°（第１仮想直線Ｌ１に対して−６０°〜６０°）
・第２傾斜面１４２ａおよび第３傾斜面１４３ａの第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角β：５°（Ｄ−１）、１０°（Ｄ−２）、１５°（Ｄ−３）、２０°（Ｄ−４）
・第１傾斜面１４０の第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角α：１０°
【００７４】
また、比較のため、シミュレーション１で用いた実施の形態１に係る光束制御部材（光束制御部材Ｒ−１）を用いた面光源装置１００における光拡散板１５０上における照度分布も解析した。
【００７５】
図２１Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る光束制御部材Ａ−１〜Ａ−４を用いた面光源装置１００の、光拡散板１５０上における照度分布の解析結果を示すグラフである。このうち、図２１Ａは、Ｙ＝０ｍｍにおけるＸ軸方向の照度分布であり、図２１Ｂは、Ｘ＝１００ｍｍにおけるＹ軸方向の照度分布である。
図２２Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る光束制御部材Ｂ−１〜Ｂ−４を用いた面光源装置１００の、光拡散板１５０上における照度分布の解析結果を示すグラフである。このうち、図２２Ａは、Ｙ＝０ｍｍにおけるＸ軸方向の照度分布であり、図２２Ｂは、Ｘ＝１００ｍｍにおけるＹ軸方向の照度分布である。
図２３Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る光束制御部材Ｃ−１〜Ｃ−４を用いた面光源装置１００の、光拡散板１５０上における照度分布の解析結果を示すグラフである。
このうち、図２３Ａは、Ｙ＝０ｍｍにおけるＸ軸方向の照度分布であり、図２３Ｂは、Ｘ＝１００ｍｍにおけるＹ軸方向の照度分布である。
図２４Ａ、Ｂは、実施の形態２に係る光束制御部材Ｄ−１〜Ｄ−４を用いた面光源装置１００の、光拡散板１５０上における照度分布の解析結果を示すグラフである。このうち、図２４Ａは、Ｙ＝０ｍｍにおけるＸ軸方向の照度分布であり、図２５Ｂは、Ｘ＝１００ｍｍにおけるＹ軸方向の照度分布である。
図２１Ａ、図２２Ａ、図２３Ａおよび図２４Ａの横軸は、Ｙ＝０ｍｍにおける、光軸ＬＡからのＸ軸方向の距離（ｍｍ）を示し；縦軸は、光拡散板１５０における照度を示している。図２１Ｂ、図２２Ｂ、図２３Ｂおよび図２４Ｂの横軸は、Ｘ＝１００ｍｍにおける、光軸ＬＡからのＹ軸方向の距離（ｍｍ）を示し；縦軸は、光拡散板１５０における照度を示している。
【００７６】
図２１Ａ、図２２Ａ、図２３Ａおよび図２４Ａに示されるように、実施の形態２に係る光束制御部材１３２を用いた面光源装置１００では、開き角ｒを小さくするほど、または第２傾斜面１４２ａおよび第３傾斜面１４３ａの傾斜角βを大きくするほど、発光装置１３０の近傍（光軸ＬＡからの距離が−７０ｍｍ〜７０ｍｍの領域）が過度に明るくなりすぎず、第２傾斜面１４２ａおよび第３傾斜面１４３ａからの出射光がＸ軸から離れる方向へ出射しやすくなり、遠くまで光が届きやすいことがわかる。
【００７７】
図２１Ｂ、図２２Ｂ、図２３Ｂおよび図２４Ｂに示されるように、実施の形態２に係る光束制御部材１３２を用いた面光源装置１００では、開き角ｒを小さくするほど、または第２傾斜面１４２ａおよび第３傾斜面１４３ａの傾斜角βを大きくするほど、出射面１３５から出射される光は、Ｘ軸方向にも拡がりつつ、Ｙ軸方向にも適度に拡がりやすいことがわかる。また、開き角ｒが大きくなるほど、傾斜角βを変えても光の拡がりは変化しないこともわかる。これらのことから、出射面１３５から出射される光をＸ軸だけでなく、Ｙ軸方向にも適度に拡がりやすくするためには、開き角ｒは、３０〜９０°であることが好ましく、第２傾斜面１４２ａおよび第３傾斜面１４３ａの傾斜角βは、１０〜２０°であることが好ましいことがわかる。それにより、面光源装置１００の四隅まで十分に光が届きやすく、面光源装置１００の四隅部分の輝度が中央部分の輝度に対して過度に低くなるのを抑制できることがわかる。
【００７８】
（効果）
以上のように、実施の形態２に係る光束制御部材は、２つの出射面１３５が、第１傾斜面１４０をそれぞれ有するだけでなく、２つの出射面１３５が、第２傾斜面１４２ａ（第２出射面１４２）と第３傾斜面１４３ａ（第３出射面１４３）とをさらに有する。それにより、前述の効果（発光装置１３０の近傍が過度に明るくなることがなく、遠くまで光を届きやすくなることにより、輝度ムラを抑制できるという効果）が得られるだけでなく、２つの出射面１３５から出射される光のうち一定以上の光を、Ｘ軸方向だけでなく、Ｙ軸方向にも適度に拡げやすくすることができる。したがって、面光源装置１００の四隅まで光を十分に届きやすくすることができるので、面光源装置１００の中央部の輝度に対して四隅部の輝度が低くなるのを抑制することができる。
【００７９】
［実施の形態３］
次に、図２５〜２７を参照して、実施の形態３に係る光束制御部材１３２について説明する。実施の形態３に係る光束制御部材１３２は、２つの反射面１３４が、それぞれ第１反射面および第２反射面を有し、かつ２つの出射面１３５が、それぞれ第４出射面および第５出射面を有する点で、実施の形態１に係る光束制御部材１３２と異なる。そこで、実施の形態１に係る光束制御部材１３２と同じ構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００８０】
図２５〜２７は、実施の形態３に係る光束制御部材１３２の構成を示す図である。図２５Ａは、光束制御部材１３２の上方斜視図であり、図２５Ｂは、光束制御部材１３２の下方斜視図である。図２６Ａは、光束制御部材１３２の側面図であり、図２６Ｂは、平面図であり、図２６Ｃは、正面図である。図２７Ａは、図２６Ｂの２７Ａ−２７Ａ線の断面図であり、図２７Ｂは、底面図であり、図２７Ｃは、図２６Ｂの２７Ｃ−２７Ｃ線の断面図である。実施の形態３において、光束制御部材１３２は、第２仮想平面Ｐ２（ＹＺ平面）に対して面対称である。
【００８１】
実施の形態３に係る光束制御部材１３２では、２つの反射面１３４は、それぞれ第１反射面１４４と、第２反射面１４５とを有する。
【００８２】
図２８Ａ、Ｂは、第１反射面１４４および第２反射面１４５の構成を説明する図である。
【００８３】
図２８Ａに示されるように、第１反射面１４４は、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して一方の側に配置され、第１回転軸Ｒ１を回転中心とする回転対称面の一部を含みうる反射面である。第２反射面１４５は、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して他方の側に配置され、第２回転軸Ｒ２を回転中心とする回転対称面の一部を含みうる。
【００８４】
そして、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して一方の側のＸ軸を含む、光軸ＬＡに対して任意の傾きの断面を断面Ｃ４、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して他方の側のＸ軸を含む、光軸ＬＡに対して任意の傾きの断面を断面Ｃ５としたとき、断面Ｃ５における第２反射面１４５のＸ軸に対する傾きの平均値は、断面Ｃ４における第１反射面１４４のＸ軸に対する傾きの平均値よりも大きい。
【００８５】
第２反射面１４５のＸ軸に対する傾きの平均値は、断面Ｃ５において、光軸ＬＡ側からＸ軸方向に一定間隔ごとに第２反射面１４５の接線を引き、それらの傾きの平均値として求めることができる。第１反射面１４４のＸ軸に対する傾きの平均値も、同様にして求めることができる。
【００８６】
また、第３仮想平面Ｐ３（ＸＹ平面）において、第１反射面１４４における第１回転軸Ｒ１は、Ｘ軸と平行であり、第２反射面１４５における第２回転軸Ｒ２は、光軸ＬＡから離れるにつれてＸ軸から離れるように傾いていることが好ましい。第２回転軸Ｒ２が、光軸ＬＡから離れるにつれてＸ軸から離れるように傾いていると、第２反射面１４５で反射されて第５出射面１４７で出射される光をＹ軸方向に拡げやすくすることができる。実施の形態３に係る光束制御部材１３２では、第３仮想平面Ｐ３（ＸＹ平面）に平行な任意の断面において、第１反射面１４４、第２反射面１４５それぞれの第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）からの距離が、第２仮想平面Ｐ２（ＹＺ平面）から遠ざかるにしたがって広がるように形成されているが、その広がり方が第２反射面１４５の方が大きいことによって、第２反射面１４５で反射される光がＹ軸方向へ拡がりやすくなる。傾斜角γは、面光源装置１００のサイズや複数の発光装置１３０間のピッチにもよるが、例えば３２インチサイズの面光源装置１００の短辺方向に沿って、複数の発光装置１３０を３０ｍｍピッチで一列に配置した場合、第２回転軸Ｒ２のＸ軸に対する傾斜角γは、２°〜１０°であることが好ましく、４°〜８°であることがより好ましい（図２８Ａ参照）。
【００８７】
また、実施の形態３に係る光束制御部材１３２では、２つの出射面１３５は、それぞれ第１傾斜面１４０と、第４出射面１４６と、第５出射面１４７とを有する。
【００８８】
第１傾斜面１４０は、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して一方の側に配置された第４傾斜面１４８と、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して他方の側に配置された第５傾斜面１４９とを有する。第５傾斜面１４９の第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角α’は、第４傾斜面１４８の第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角αから第２回転軸Ｒ２の傾斜角γを引いた値となる（図２８Ａおよび２８Ｂ参照）。
【００８９】
第４出射面１４６は、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して一方の側において、第４傾斜面１４８の外側に配置された出射面である。第４出射面１４６は、第２仮想平面Ｐ２（ＹＺ平面）と略平行に配置されている。第２仮想平面Ｐ２（ＹＺ平面）と略平行とは、第２仮想平面Ｐ２（ＹＺ平面）に対して±３°以下であることをいう。
【００９０】
第５出射面１４７は、第１仮想平面Ｐ１に対して他方の側において、第５傾斜面１４９の外側に配置された出射面である。第５出射面１４７は、Ｘ軸から離れるにつれて第２仮想平面Ｐ２（ＹＺ平面）に近づくように傾いている。第５出射面１４７の第２仮想平面Ｐ２（ＹＺ平面）に対する傾斜角は、第２回転軸Ｒ２のＸ軸に対する傾斜角γと同じである。
【００９１】
実施の形態３に係る光束制御部材１３２は、図３Ａに示されるライン状に配置された複数の発光装置１３０のうち、両端部に配置された発光装置１３０にそれぞれ用いられることが好ましい。その場合、各光束制御部材１３２は、その第２反射面１４５が、近いほうの筐体１１０の内壁面と対向するようにそれぞれ配置されることが好ましい。
【００９２】
実施の形態３に係る光束制御部材１３２の作用について、実施の形態１に係る光束制御部材１３２と対比しながら説明する。
【００９３】
実施の形態１に係る光束制御部材１３２では、光のうち内天面１３３ａで入射した光は、２つの反射面１３４で反射されて、発光素子１３１の光軸ＬＡと略垂直であり、かつ互いに略反対向きである２つの方向に進行し、２つの出射面１３５に到達する。一方、入射面１３３で入射した光のうち内側面１３３ｂで入射した光は、２つの出射面１３５に直接到達する。２つの出射面１３５に到達したこれらの光は、２つの出射面１３５から出射される。
このとき、２つの反射面１３４は、いずれも第２反射面１４５を有しておらず、かつ２つの出射面１３５は、いずれも第５出射面１４７を有していない。したがって、２つの出射面１３５からそれぞれ出射される光の多くは、Ｘ軸方向には拡がりやすいが、Ｙ軸方向には拡がりにくい（図１２Ｂ、１３Ｂ参照）。
【００９４】
これに対して、実施の形態３に係る光束制御部材１３２では、２つの反射面１３４は、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して他方の側のみにそれぞれ第２反射面１４５を有し；２つの出射面１３５は、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して他方の側のみにそれぞれ第５出射面１４７を有する。
したがって、２つの出射面１３５から出射される光のうち、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して他方の側から出射される光（第５出射面１４７で出射される光）は、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して一方の側から出射される光（第４出射面１４６で出射される光）よりもＹ軸方向に適度に拡がりやすい（図２９Ｂ、３０Ｂ参照）。すなわち、Ｙ軸方向に非対称に光を拡げることができる。
したがって、そのような光束制御部材を、図３Ａに示される一列に配置された複数の発光装置１３０のうち、少なくとも両端部の発光装置１３０に、第２反射面１４５が筐体１１０の内壁面と対向するように配置することで、面光源装置１００の四隅まで光を十分に届きやすくすることができる。それにより、面光源装置１００の中央部の輝度に対して四隅部の輝度が過度に低くなるのを抑制することができる。
【００９５】
（シミュレーション３）
シミュレーション３では、実施の形態３に係る光束制御部材（図２５〜２７の光束制御部材１３２）を用いた面光源装置１００の光路と光拡散板１５０上における照度分布を解析した。光路と光拡散板１５０上における照度分布の解析は、１つの発光装置１３０のみを有する面光源装置１００を用いて行った。
光束制御部材のパラメータは、反射面１３４および出射面１３５のパラメータを、それぞれ以下のように設定した以外は、シミュレーション１と同様に設定した。
【００９６】
（パラメータ）
・第１反射面１４４における第１回転軸Ｒ１のＸ軸に対する傾斜角：０°
・第２反射面１４５における第２回転軸Ｒ２のＸ軸に対する傾斜角γ：５°
・第４出射面１４６の第２仮想平面Ｐ２（ＹＺ平面）に対する傾斜角：０°
・第５出射面１４７の第２仮想平面Ｐ２（ＹＺ平面）に対する傾斜角：５°
・第４傾斜面１４８の第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角α：１０°
・第５傾斜面１４９の第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角α’：１０°
【００９７】
また、比較のため、実施の形態１に係る光束制御部材１３２（図５Ａ〜６Ｃ）を用いた面光源装置の、光拡散板上における照度分布も解析した。
【００９８】
図２９Ａ、Ｂは、実施の形態３に係る光束制御部材を用いた面光源装置１００において、光束制御部材１３２の内天面１３３ａで入射する光線（正面視したときに、光軸ＬＡに対して０〜３０°の角度で、かつ側面視したときに、光軸ＬＡに対して５０°の角度で出射する光線）の光路の解析結果を示す図である。このうち、図２９Ａは、正面図であり、図２９Ｂは、平面図である。
図３０Ａ、Ｂは、実施の形態３に係る光束制御部材を用いた面光源装置１００において、光束制御部材１３２の内天面１３３ａで入射する光線（正面視したときに、光軸ＬＡに対して３０〜６０°の角度で、かつ側面視したときに、光軸ＬＡに対して５０°の角度で出射する光線）の光路の解析結果を示す図である。このうち、図３０Ａは、正面図であり、図３０Ｂは、平面図である。
図３１Ａ、Ｂは、実施の形態３に係る光束制御部材を用いた面光源装置１００の、光拡散板１５０上における照度分布の解析結果を示すグラフである。このうち、図３１Ａは、Ｙ＝０ｍｍにおけるＸ軸方向の照度分布であり、図３１Ｂは、Ｘ＝１９０ｍｍにおけるＹ軸方向の照度分布である。図２９〜図３０の横軸方向は、図３１の横軸方向とそれぞれ対応している。
【００９９】
図１２Ｂおよび図１３Ｂに示されるように、実施の形態１に係る光束制御部材１３２を用いた面光源装置１００では、２つの出射面１３５から出射される光の多くは、Ｘ軸方向には拡がりやすいが、Ｙ軸方向には拡がりにくいことがわかる。
【０１００】
これに対して、図２９Ｂおよび３０Ｂに示されるように、実施の形態３に係る光束制御部材１３２を用いた面光源装置１００では、２つの出射面１３５から出射される光のうち、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して他方の側から出射される光（第５出射面１４７で出射される光）は、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して一方の側から出射される光（第４出射面１４６で出射される光）よりもＹ軸方向に適度に拡がりやすい。
【０１０１】
その結果、実施の形態３に係る光束制御部材は、Ｘ軸方向に光を拡げつつ（図３１Ａ参照）、実施の形態１に係る光束制御部材よりも、Ｙ軸の負の方向（第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して他方の側）に非対称に光を拡げることができることがわかる（図３１Ｂ参照）。
【０１０２】
（シミュレーション４）
シミュレーション４では、実施の形態１に係る光束制御部材（図５Ａ〜６Ｃの光束制御部材１３２）を用いた面光源装置１００と、実施の形態２に係る光束制御部材Ｃ−３（開き角ｒ＝９０°、傾斜角β＝１５°、図１５Ａ〜１８Ｃの光束制御部材１３２）を用いた面光源装置１００と、実施の形態３に係る光束制御部材（図２５Ａ〜２７Ｃの光束制御部材１３２）を用いた面光源装置１００との、輝度分布を解析した。輝度分布の解析は、１つの発光装置１３０のみを有する面光源装置１００を用いて行った。
【０１０３】
図３２は、実施の形態３に係る光束制御部材１３２を用いた面光源装置１００と、実施の形態１に係る光束制御部材１３２を用いた面光源装置１００と、実施の形態２に係る光束制御部材１３２を用いた面光源装置１００の、Ｘ＝１００ｍｍにおける輝度分布において、各輝度分布における最大輝度を１としたときの相対輝度の解析結果を示す図である。
図３２の横軸は、光軸ＬＡからの距離（Ｙ軸方向の距離；ｍｍ）を示し、縦軸は、Ｘ＝１００ｍｍにおける各輝度分布における最大輝度を１としたときの相対輝度を示している。
【０１０４】
図３２に示されるように、実施の形態２に係る光束制御部材１３２を用いた面光源装置１００では、実施の形態１に係る光束制御部材１３２を用いた面光源装置１００よりも、Ｙ軸方向に対称に光が拡がっていることがわかる。また、実施の形態３に係る光束制御部材１３２を用いた面光源装置１００では、実施の形態１に係る光束制御部材１３２を用いた面光源装置１００よりも、Ｙ軸方向に非対称に光が拡がっていることがわかる。それにより、面光源装置１００の四隅部分にも十分な量の光を到達させやすく、四隅部分の輝度が中央部分の輝度に対して過度に低くなるのを抑制できることがわかる。
【０１０５】
（効果）
以上のように、実施の形態３に係る光束制御部材は、２つの出射面１３５が、第１傾斜面１４０をそれぞれ有するだけでなく、２つの反射面１３４が、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して他方の側のみにそれぞれ第２反射面１４５を有し、かつ２つの出射面１３５が、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して他方の側のみにそれぞれ第５出射面１４７をさらに有する。それにより、前述の効果（発光装置１３０の近傍が過度に明るくなることがなく、遠くまで光を届きやすくなることにより、輝度ムラを抑制できるという効果）が得られるだけでなく、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して他方の側から出射される光（第５出射面１４７で出射される光）を、第１仮想平面Ｐ１（ＸＺ平面）に対して一方の側から出射される光（第４出射面１４６で出射される光）よりもＹ軸方向に適度に拡げやすくする（Ｙ軸方向に非対称に光を拡げる）ことができる。
したがって、そのような光束制御部材を、図３Ａに示される一列に配置された複数の発光装置１３０のうち少なくとも両端部の発光装置１３０に、第２反射面１４５が筐体１１０の内壁面と対向するように配置することで、面光源装置１００の四隅まで光を十分に届きやすくすることができる。それにより、面光源装置１００の中央部の輝度に対して四隅部の輝度が過度に低くなるのを抑制することができる。
【０１０６】
なお、実施の形態１〜３では、筐体１１０は、底板１１１ａと、それを挟む２つの傾斜面１１１ｂとから構成される箱である例を示したが、これに限定されず、底板と、底板に対向する天板と、底板および天板を繋ぐ４つの側板とから構成される直方体状の箱であってもよい。その場合、発光素子１３１から出射される光を光拡散板１５０に集めやすくするために、直方体状の箱の内部に、傾斜面を有する反射板を配置してもよい。
【０１０７】
また、実施の形態１〜３では、面光源装置１００における複数の発光装置１３０を一列に配置する例を示したが、これに限定されず、二列以上の複数列に配置してもよい。
【０１０８】
また、実施の形態２では、光束制御部材１３２における第２出射面１４２および第３出射面１４３の全部を、第２傾斜面１４２ａおよび第３傾斜面１４３ａとした例を示したが、これに限定されず、第２出射面１４２および第３出射面１４３の一部のみに、第２傾斜面１４２ａおよび第３傾斜面１４３ａをそれぞれ配置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明に係る光束制御部材を有する面光源装置は、例えば、液晶表示装置のバックライトや看板、一般照明などに適用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１００  面光源装置
１１０  筐体
１１１  底板
１１１ａ  水平部
１１１ｂ  傾斜部
１１２  天板
１２０  基板
１３０  発光装置
１３１  発光素子
１３２  光束制御部材
１３３  入射面
１３４  反射面
１３５  出射面
１３６  鍔部
１３７  脚部
１３８  底面
１３９  凹部
１４０  第１傾斜面
１４１  第１出射面（垂直面）
１４２  第２出射面
１４２ａ  第２傾斜面
１４３  第３出射面
１４３ａ  第３傾斜面
１４４  第１反射面
１４５  第２反射面
１４６  第４出射面
１４７  第５出射面
１４８  第４傾斜面
１４９  第５傾斜面
１５０  光拡散板
ＣＡ  中心軸
ＬＡ  光軸
Ｐ１  第１仮想平面
Ｐ２  第２仮想平面
Ｌ１  第１仮想直線
Ｌ２  第２仮想直線
α  第１傾斜面の第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角
β  第２傾斜面および第３傾斜面の第２仮想直線Ｌ２に対する傾斜角
γ  第２回転軸Ｒ２のＸ軸に対する傾斜角
【図１】
2018137053.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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