(57)【要約】【課題】ＬＥＤ光源のハイパワー化に対応して、高精度な位置決めを実現できる光学素子及びそれを用いたＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】光学素子ＯＥの底面ＯＥａに、入射面ＯＥｃと一体的に形成された位置決め部ＯＥｄを形成している。位置決め部ＯＥｄは、ＬＥＤ光源Ｌの発光部Ｌｂに周囲の支持部Ｌｃに対して、光軸直交方向断面で見たときに、少なくとも2カ所に接するようになっているので、これにより光学素子ＯＥとＬＥＤ光源Ｌとの光軸直交方向における位置決めを行える。【選択図】図１
2015228277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ光源の光放出側に配置され、前記ＬＥＤ光源からの光が入射する光学素子であって、
前記光学素子は、前記ＬＥＤ光源からの光が入射する入射面と、前記入射面から入射した光を出射する出射面と、前記入射面の光軸直交方向外側に設けられた位置決め部とを有し、
前記ＬＥＤ光源は、前記発光部と、前記発光部の周囲の支持部とを有し、
前記入射面は凹状であり、前記入射面の光軸直交方向最大径は、前記発光部の光軸直交方向最大寸法より大きく、前記支持部の光軸直交方向最大寸法以下となっており、
前記位置決め部は、光軸直交方向断面で見たときに、前記支持部の少なくとも2カ所に接するようになっていることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記位置決め部は、前記支持部に対して点もしくは線で接触することを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記位置決め部の総接触長は、６ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記位置決め部は、前記光学素子の底面から輪帯状に突出していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子。
【請求項５】
前記位置決め部は、前記光学素子の底面から周方向に等間隔に突出した複数の突起であり、各突起は前記ＬＥＤ光源の支持部の角もしくはその近傍に接触することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子。
【請求項６】
前記突起は、前記ＬＥＤ光源の角を挟んで光軸直交方向の異なる２方向から当接していることを特徴とする請求項５に記載の光学素子。
【請求項７】
前記光学素子の底面には、複数のピラミッド形状部が形成されており、前記位置決め部は、前記ピラミッド形状部の一部からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子。
【請求項８】
前記底面には、前記支持部に対して光軸方向に接触することにより、前記発光部と前記入射面との距離を調整する調整部が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光学素子。
【請求項９】
前記光学素子の底面に、前記ＬＥＤ光源の基板に向かって延在する複数の脚部が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光学素子。
【請求項１０】
前記光学素子は、ポリカーボネート樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光学素子。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の光学素子と、ＬＥＤ光源とを有することを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的大面積の面部材の背面側に設置され、前記面部材を介して光が通過するように照明を行う光学素子及びＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の大型の液晶ディスプレイ装置では、液晶パネル背面に配置された多数の冷陰極管からの光を拡散板や反射板等を介して、液晶パネルの背面側に導光し、バックライトとして均一に照明することで明瞭に画像が視認できるようにしていた。これに対し近年では、省エネの観点から、バックライトの光源としてＬＥＤが使用されるようになってきた。また、液晶ディスプレイ装置に表示される画像に応じて明暗を制御することができるという観点からも、ＬＥＤは使いやすく、これにより更に液晶ディスプレイ装置の消費電力を下げることができる。
【０００３】
このように液晶ディスプレイ装置のバックライトとしてＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤパッケージ単体の配光が狭いため、かかるＬＥＤパッケージを液晶パネルの背面側に直接配置しようとすると、均一な照度を確保するためには、無数のＬＥＤパッケージが必要になって現実的でない。そこで、ＬＥＤパッケージから放出された光を均一照度の照明光に変換する光学素子が必要になる。特許文献１〜３には、ＬＥＤからの光を入射してなるべく均一照度な照明光に変換することができる、液晶用バックライト用の光学素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０６２０８９号パンフレット
【特許文献２】特開２００８−５３２３００号公報
【特許文献３】特開２００９−１１７２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年では、大型の液晶ディスプレイ装置用のバックライトにおいて、コストを抑えるために、1台あたりのＬＥＤパッケージの使用個数を減少させることが望まれるようになってきた。しかるに、ＬＥＤパッケージの数を減らした場合、その出射光線を屈折させるレンズの拡散度合いを大きくする必要が生じ、レンズの光学面の曲率（Ｃ＝１／Ｒ）が大きくなる。この様にレンズの光学面の曲率が大きくなるにつれ、少しの変化で光学性能の劣化が生じやすくなる。これらのことにより光軸直交方向の取り付け誤差に起因する光学性能の劣化（輝度ムラ、色ムラの発生等）が従来に比べ顕著となるという問題点がある。
【０００６】
かかる問題に対して、特許文献１では、光学素子を基板に対して固定しているため、光学素子と基板との位置決め誤差に加え、基板とＬＥＤパッケージとの位置決め誤差が相乗されるから、高価な位置決め機構を用いてそれぞれ要素の組み付け誤差を丁寧に排除する必要があり、コスト高を招くこととなる。
【０００７】
又、特許文献２では、その図６に示すように、ＬＥＤパッケージのケーシングに形成された孔に、光学部材の底面から突出した固定部材を差し込んでいる。しかしながら、かかる構成では、ＬＥＤパッケージに孔を形成しておかなくてはならず、大型で特殊な構造のＬＥＤパッケージが必要になり、コスト高を招くこととなる。
【０００８】
更に、特許文献３では、光学部材の底面から突出させた脚を、基板に嵌合させているので、特許文献１と同様に、光学部材と基板との位置決め誤差に加え、基板とＬＥＤパッケージとの位置決め誤差が相乗されるから、ＬＥＤパッケージの実装に高価な位置決め機構を用いてそれぞれ要素の組み付け誤差を丁寧に排除する必要があり、コスト高を招くこととなる。
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤ光源のハイパワー化に対応して、高精度な位置決めを簡易に実現できる光学素子及びそれを用いたＬＥＤ照明装置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】
請求項１に記載の光学素子は、ＬＥＤ光源の光放出側に配置され、前記ＬＥＤ光源からの光が入射する光学素子であって、前記光学素子は、前記ＬＥＤ光源からの光が入射する入射面と、前記入射面から入射した光を出射する出射面と、前記入射面の光軸直交方向外側に設けられた位置決め部とを有し、前記ＬＥＤ光源は、前記発光部と、前記発光部の周囲の支持部とを有し、前記入射面は凹状であり、前記入射面の光軸直交方向最大径は、前記発光部の光軸直交方向最大寸法より大きく、前記支持部の光軸直交方向最大寸法以下となっており、前記位置決め部は、光軸直交方向断面で見たときに、前記支持部の少なくとも2カ所に接するようになっていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の原理を、図１を参照して説明する。図１（ａ）は、比較例にかかる光学素子の断面図であり、図１（ｂ）は、本発明の一例にかかる光学素子の断面図であって、それぞれＬＥＤ光源とともに示している。まず、図１（ａ）に示す比較例では、光学素子ＯＥの底面ＯＥａから、脚部ＯＥｂが延在しており、ＬＥＤ光源Ｌを取り付けた基板ＳＴの上面に当接している。かかる比較例では、ＬＥＤ光源Ｌと光学素子ＯＥの位置決め手段を有していないので、例えば基板ＳＴのマーキングした上で、そのマーキングに対して光学素子ＯＥを位置決めしなくてはならず、手間がかかる。
【００１２】
これに対し本発明によれば、図１（ｂ）に示すように、光学素子ＯＥの底面ＯＥａに、入射面ＯＥｃと一体的に形成された位置決め部ＯＥｄを形成している。位置決め部ＯＥｄは、ＬＥＤ光源Ｌの発光部Ｌｂに周囲の支持部Ｌｃ（後述する図２参照）に対して、光軸直交方向断面で見たときに、少なくとも2カ所に接するようになっているので、これにより光学素子ＯＥとＬＥＤ光源Ｌとの光軸直交方向における位置決めを行える。尚、位置決め部ＯＥｄは、支持部Ｌｃにおける光軸直交方向最大寸法の位置もしくはその近傍に接触することが望ましい。
【００１３】
なお支持部とは上記位置決め部を支持する部位であってＬＥＤ光源の表面の一部であってもよく、平坦面やその他位置決め部が位置決め出来るように形状がきめられている。具体的にはパッケージ基板、ヒートシンクや封止材表面などでもよい。
【００１４】
ここで、「光軸直交方向最大寸法」とは、ＬＥＤ光源の発光部又は支持部が円形の場合は中心からの最大距離を半径とした直径であり、正方形や長方形の場合は対角線の長さが該当する。ただし光源中心の位置が２本の対角線の交差上又はその近傍にない場合は、光源中心から正方形又は長方形の外形の最も遠い距離を半径とした直径であっても良い。
【００１５】
また「光学素子の入射面の光軸直交方向最大径」とは入射面の最大径であるので一部入射面が段差や複数面を有していた場合でもレンズ底面（脚部ＯＥｂと接続する面）と接する面の最大径が「光学素子の入射面の光軸直交方向最大径」であってもよい。更に発光部とは光を発する半導体チップと蛍光体および封止材により構成される部位である。
【００１６】
更に、「光学素子の入射面の光軸直交方向最大径が、ＬＥＤ光源の発光部の光軸直交方向最大寸法より大きく、支持部の光軸直交方向最大寸法以下となっている」とは、ＬＥＤ光源Ｌを光軸方向に見た図２において、発光部Ｌｂが円形又は楕円形状で、支持部Ｌｃが矩形状をなしていた場合、入射面ＯＥｃの最大径（入口側径）をφ１、発光部Ｌｂの径をφ２、支持部Ｌｃの対角長をＴとしたときに、Ｔ≧φ１＞φ２を満たすことをいう。これにより、入射面ＯＥｃの径φ１を発光部Ｌｂの径φ２に近づけることで光学素子の小型化を図れるとともに、入射面ＯＥｃと発光部Ｌｂとの間に支持部Ｌｃが存在しにくくなるので、発光部Ｌｂから出射された光線は入射面ＯＥｃに支持部Ｌｃに遮られることが抑制され、光の利用効率を高めることができる。
【００１７】
請求項２に記載の光学素子は、請求項１に記載の発明において、前記位置決め部は、前記支持部に対して点もしくは線で接触することを特徴とする。
【００１８】
バックライト用照明装置において、ＬＥＤチップの数を減少させることを考えたとき、従来と同等な照度を確保するためには、ＬＥＤチップ１台あたりのパワーを増大するのが良いが、ＬＥＤチップのパワーを増大するとそれに伴って発熱量も高くなるから、接触による光学素子への熱の影響を考慮することが望ましい。ここで、ポリカーボネートなどの優れた耐熱性を有する樹脂を用いて光学素子を形成することで発熱の問題に対処できるが、コストを抑えるべく、より安価な樹脂を用いたい場合もある。そのような場合、本発明によれば、前記位置決め部が、前記支持部に対して点もしくは線で接触するので、前記支持部が高温となっても、それから前記位置決め部への熱伝導を抑制できるから、たとえ耐熱性が低い樹脂素材を用いても、光学特性の劣化を招く変形等を抑制できる。また前記位置決め部を光源の近くに配置することにより熱の影響は従来より大きくなることは考えられるが本発明のように前記位置決め部が、前記支持部に対して点もしくは線で接触するので、前記支持部が高温となっても、それから前記位置決め部への熱伝導を抑制できるという顕著な効果を有する。
【００１９】
請求項３に記載の光学素子は、請求項２に記載の発明において、前記位置決め部の総接触長は、６ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２０】
熱伝導を考慮すると前記位置決め部の総接触長は小さければ小さいほど良いが、その反面位置決めが十分行えないという問題も生じる。そこで前記位置決め部の総接触長が６ｍｍ以下であると、更に前記位置決め部への熱伝導を抑制できつつ、十分な位置決め総接触長を確保できる。
【００２１】
一般的な直下型のＬＥＤパッケージのサイズは１辺が２．８ｍｍから３．５ｍｍ程度であり、その周囲は２．８ｍｍ×４＝１１．２ｍｍ、３．５ｍｍ×４＝１４ｍｍとなる。熱の伝わりを低減するため、接触長は前記周囲の１／２以下に押さえることが望ましく、更に望ましくは１／４以下である。こうすることで局所的に熱が伝わるのみとなり、光学面への影響をすくなくすることが可能となる。
【００２２】
請求項４に記載の光学素子は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記位置決め部は、前記光学素子の底面から輪帯状に突出していることを特徴とする。
【００２３】
前記ＬＥＤ光源の支持部が正方形状である場合、回転位相にかかわらず、前記位置決め部を４点で支持することができる。
【００２４】
請求項５に記載の光学素子は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記位置決め部は、前記光学素子の底面から周方向に等間隔に突出した複数の突起であり、各突起は前記ＬＥＤ光源の支持部の角もしくはその近傍に接触することを特徴とする。
【００２５】
前記ＬＥＤ光源の形状に応じて、前記突起の位置を定めることで、前記支持部が多角形状であっても、全ての角もしくはその近傍に、前記突起を接触させることができる。
【００２６】
請求項６に記載の光学素子は、請求項５に記載の発明において、前記突起は、前記ＬＥＤ光源の角を挟んで光軸直交方向の異なる２方向から当接していることを特徴とする。
【００２７】
これにより、前記ＬＥＤ光源の角を挟んで前記光学素子を光軸直交方向の２方向から位置決めすることができる。
【００２８】
請求項７に記載の光学素子は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記光学素子の底面には、複数のピラミッド形状部が形成されており、前記位置決め部は、前記ピラミッド形状部の一部からなることを特徴とする。
【００２９】
前記ピラミッド形状部により、前記光学素子から出射される光線が前記ピラミッド形状部を介することで色ムラを抑制できるとともに、前記ＬＥＤ光源に対して前記光学素子を高精度に位置決めできる。
【００３０】
請求項８に記載の光学素子は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記底面には、前記支持部に対して光軸方向に接触することにより、前記発光部と前記入射面との距離を調整する調整部が設けられていることを特徴とする。
【００３１】
本発明によれば、前記ＬＥＤ光源に対して前記光学素子を載置するのみで、前記発光部と前記入射面との距離を調整することができる。
【００３２】
請求項９に記載の光学素子は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、前記光学素子の底面に、前記ＬＥＤ光源の基板に向かって延在する複数の脚部が設けられていることを特徴とする。
【００３３】
これにより、前記光学素子と前記基板との間に外部と連通した空間を設けることができ、前記ＬＥＤ光源から発生した熱を有効に逃がすことができる。尚、脚部をＬＥＤ光源の基板に対して接着すると好ましい。これにより、位置決め部とＬＥＤ光源とを接着する場合に比べ接着面積を増大できるので、より高い接着強度を確保でき、またＬＥＤ光源の発光部から離れた位置で接着するからＬＥＤ光放出面を接着剤により汚染することがなく、さらには接着剤経由でＬＥＤ光源から光学素子に伝わる熱が少ないので、光学素子の熱変形等を招く恐れを少なくできる。
【００３４】
請求項１０に記載の光学素子は、請求項１〜９のいずれかに記載の発明において、前記光学素子はポリカーボネート樹脂で形成されていることを特徴とする。
【００３５】
これにより、前記ＬＥＤ光源のハイパワー化に伴って発熱量が増大した場合でも、祖霊に起因して変形等を引き起こす恐れが少ない。
【００３６】
請求項１１に記載のＬＥＤ照明装置は、請求項１〜１０のいずれかに記載の光学素子と、ＬＥＤ光源とを有することを特徴とする。
【００３７】
本発明に係るＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）照明装置は、ＬＥＤ光源と、光学素子と、を有するものである。
【００３８】
ＬＥＤ光源としては、様々なものを用いることが出来るが、光放出面がフラットな形状を有し、更に白色光を出射する白色ＬＥＤを用いることが好ましい。
【００３９】
白色ＬＥＤとしては、青色ＬＥＤチップと青色ＬＥＤチップから発せられた青色光線によって黄色に発光するＹＡＧ蛍光体等の蛍光体を組み合わせパッケージ化したものが好ましく用いられる。白色ＬＥＤとしては、例えば特開２００８−２３１２１８号公報に記載されたものを用いることができるが、これに限られない。
【００４０】
本実施の形態においては白色ＬＥＤのパッケージは、具体的には、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを覆うようにしてその上に形成された蛍光体層から構成されている。ＬＥＤチップは、第１の所定波長の光（第１の色の光）を出射するものであり、青色光を出射するようになっている。但し、本発明のＬＥＤチップの波長及び蛍光体の出射光の波長は限定されず、ＬＥＤチップによる出射光と、蛍光体による出射光とで混色された光が、白色光となる組合せであればものであれば、使用可能である。
【００４１】
なお、このようなＬＥＤチップとしては、公知の青色ＬＥＤチップを用いることができる。青色ＬＥＤチップとしては、ＩｎxＧａ1-xＮ系をはじめ既存のあらゆるものを使用することができる。青色ＬＥＤチップの発光ピーク波長は４４０〜４８０ｎｍのものが好ましい。また、ＬＥＤチップの形態としては、基板上にＬＥＤチップを実装し、そのまま上方または側方に放射させるタイプ、又は、サファイア基板などの透明基板上に青色ＬＥＤチップを実装し、その表面にバンプを形成した後、裏返して基板上の電極と接続する、いわゆるフリップチップ接続タイプなど、どのような形態のＬＥＤチップでも適用することが可能である。
【００４２】
蛍光体層は、ＬＥＤチップから出射される第１の所定波長の光を第２の所定波長の光（第２の色の光）に変換する蛍光体を有している。後述する実施の形態では、ＬＥＤチップから出射される青色光を黄色光に変換するようになっている。
【００４３】
このような蛍光体層に用いられる蛍光体は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ａｌ、Ｌａ及びＧａの原料として酸化物、又は高温で容易に酸化物になる化合物を使用し、それらを化学量論比で十分に混合して原料を得る。又は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｓｍの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈したものを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウム、酸化ガリウムとを混合して混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化アンモニウム等のフッ化物を適量混合して加圧し成形体を得る。成形体を坩堝に詰め、空気中１３５０〜１４５０℃の温度範囲で２〜５時間焼成して、蛍光体の発光特性を持った焼結体を得ることができる。
【００４４】
ＬＥＤ光源は、高出力ＬＥＤ光源であることが好ましい。ここで、高出力ＬＥＤ光源としては、出力が０．５ワット以上のＬＥＤにより構成することができる。
【００４５】
光学素子は、耐熱性のプラスチックで構成されていると好ましい。光学素子を構成するプラスチックとしては、例えばＰＭＭＡやポリカーボネートを用いることで、射出成形により製造でき、製造コストを大幅に低減させることができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、ＬＥＤ光源のハイパワー化に対応して、高精度な位置決めを実現できる光学素子及びそれを用いたＬＥＤ照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１（ａ）は、比較例にかかる光学素子の断面図であり、図１（ｂ）は、本発明の一例にかかる光学素子の断面図である。
【図２】ＬＥＤ光源を光軸方向に見た図である。
【図３】図３（ａ）は、本実施の形態にかかるＬＥＤ照明装置の分解図であり、図３（ｂ）は組み立て図である。
【図４】ライトバー２０を拡大して示す斜視図である。
【図５】光学素子の光軸に沿って切断したＬＥＤ照明装置の断面図である。
【図６】第１の実施の形態にかかる光学素子を示す図である。
【図７】光学素子とＬＥＤ光源とを組み立てた状態で示す斜視図である。
【図８】第２の実施の形態にかかる光学素子を示す図である。
【図９】第３の実施の形態にかかる光学素子を示す図である。
【図１０】光学素子とＬＥＤ光源とを組み立てた状態で示す斜視図である。
【図１１】第４の実施の形態にかかる光学素子を示す図である。
【図１２】光学素子とＬＥＤ光源とを組み立てた状態で示す斜視図である。
【図１３】第５の実施の形態にかかる光学素子を示す図である。
【図１４】ＬＥＤ光源２２のヒートシンク２２ｂに接触する突起２３ｓの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。図３（ａ）は、本実施の形態にかかるＬＥＤ照明装置の分解図であり、図３（ｂ）は組み立て図である。図１において、ＬＥＤ照明装置は、金属製の矩形浅皿状の筐体１０と、３本（又は４本）のライトバー２０と、筐体１０と同様に矩形浅皿状に折り曲げた反射シート３０と、矩形状の拡散板（積層された拡散シートやプリズムシート等）４０とからなる。
【００４９】
筐体１０は、４つの側面１１が上方に向かって傾いてなる。筐体１０の底面１２にライトバー２０が平行に取り付けられる。反射シート３０は、底面３１に、ライトバー２０に設けた光学素子に対応して、孔３２を設けてなる。
【００５０】
図４は、ライトバー２０を拡大して示す斜視図である。図５は、光学素子の光軸に沿って切断したＬＥＤ照明装置の断面図である。図４，５を参照して、ライトバー２０は、細長い基板２１と、基板２１上に等間隔で設けられた複数（ここでは７個）のＬＥＤ光源２２と、各ＬＥＤ光源２２上に配置した光学素子２３とからなる。図５において、ＬＥＤ光源２２は、青色光を放出するＬＥＤチップ（図２でＬａ）と、その光放出側に設けられた黄色蛍光体（図２でＬｂ）とを積層してなる発光部２２ａと、その周囲に設けられ全体的に正方形板状を有する支持部としてのヒートシンク２２ｂを有している。図示するように組み付けられた状態で、ライトバー２０は底面１２と底面３１の間に挟まれ、更に光学素子２３は、反射シート３０の孔３２から上方に露出している。
【００５１】
（第１の実施の形態）
図６は、上述した実施の形態に用いることができる第１の実施の形態にかかる光学素子を示す図である。図７は、光学素子とＬＥＤ光源とを組み立てた状態で示す斜視図である。光学素子２３は、プラスチックとしてＰＭＭＡ又はポリカーボネートを用いて射出成形により一体的に形成されている。さらに、光学素子２３は、ＬＥＤ光源２２の光放出側に配置されており、ＬＥＤ光源２２からの発光光が入射する凹状の非球面である入射面２３ａと、入射面２３ａから入射した光を外部に放出する全体的に凸状の出射面２３ｂと、基板２１に対向する底面２３ｃと、出射面２３ｂの外周に設けられた円筒面もしくは円錐面である外周面２３ｄとを有する。外周面２３ｄは、光学素子２３を射出成形する際に、ゲートが設けられる部位である。図２に示す例と同様に、入射面２３ａの最大径は、ＬＥＤ光源２２の発光部２２ａの最大径より大きく、ヒートシンク２２ｂの対角長より小さくなっている。
【００５２】
出射面２３ｂは、光軸付近が凹状であって、周囲が凸状であるが、全体として凸状でもよい。底面２３ｃは、金型の対応する転写面の粗度を高めることで、拡散作用を持つ粗し面とできる。また、外周面２３ｄも、金型の対応する転写面の粗度を高めることで、拡散作用を持つ粗し面とできる。
【００５３】
図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、光学素子２３は、入射面２３ａの周囲で底面２３ｃから輪帯状に突出した位置決め部としての輪帯部２３ｅを有している。位置決め部としての輪帯部２３ｅはヒートシンク２２ｂの少なくとも一部を覆う光軸方向の長さを有し、好ましくはヒートシンク２２ｂの厚さのうち、上面側１／２以内の範囲を覆う光軸方向の長さに設定されている。輪帯部２３ｅは、底面２３ｃと平行な円底面２３ｆと、円底面２３ｆに対して内側に延在する内周テーパ面２３ｇと、円底面２３ｆに対して外側に延在する外周テーパ面２３ｈとを有する。内周テーパ面２３ｇは、図６で点線で示すＬＥＤ光源２２のヒートシンク２２ｂの角に、点接触するようになっている。これにより、ＬＥＤ光源２２からの熱伝導を抑制しつつ、ＬＥＤ光源２２に対して光学素子２３を精度良く取り付けることができる。
【００５４】
輪帯部２３ｅの周囲には、底面２３ｃから延在するようにして、周方向に等間隔に３つの脚部２３ｉを形成している。内周テーパ面２３ｇとＬＥＤ光源２２のヒートシンク２２ｂの角とを接触させた後、脚部２３ｉは基板２１の表面に当接させて接着される。このとき、可視光領域に光学的な吸収特性を持つカーボンブラックを含有した紫外線硬化性樹脂を用いることが望ましい。ただし、輪帯部２３ｅと脚部２３ｉの両方を接着しても良く、輪帯部２３ｅとＬＥＤ光源２２のみを接着しても良い。。
【００５５】
本実施の形態によれば、図５において、ＬＥＤ光源２２の発光部２２ａから出射した光は、光学素子２３の入射面２３ａから入射して、出射面２３ｂから拡散出射する。これにより、取付け誤差による輝度ムラや色ムラが抑制された光線が拡散板４０に入射するので、均一な照度のバックライト照明が実現できる。
【００５６】
（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施の形態にかかる光学素子を示す図である。本実施の形態は、図３〜５のＬＥＤ照明装置に用いることができる。
【００５７】
図８に示す光学素子２３Ａは、本実施の形態では、輪帯状の突起の代わりに、入射面２３ａの周囲で底面２３ｃから周方向に等間隔に突出した４つの突起２３ｊを有している。突起２３ｊの内周側面２３ｋが傾いた斜面であり、この内周側面２３ｋが、図８で点線で示すＬＥＤ光源２２のヒートシンク２２ｂの角に、点接触するようになっている。それ以外の構成は上述した実施の形態と同様である。
【００５８】
（第３の実施の形態）
図９は、第３の実施の形態にかかる光学素子を示す図である。図１０は、光学素子とＬＥＤ光源とを組み立てた状態で示す斜視図である。本実施の形態も、図３〜５のＬＥＤ照明装置に用いることができる。
【００５９】
図９に示す光学素子２３Ｂは、図８の実施の形態に対して、入射面２３ａの周囲に同径の小さい半球２３ｍを列状に並べている。図１０に示すように、調整部を構成する各半球２３ｍは、ＬＥＤ光源２２のヒートシンク２２ｂの上に、点接触するようになっている（ただし接触しないものもある）。これにより、突起２３ｊの光軸直交方向位置決め機能に加え、光学素子２３とＬＥＤ光源２２との光軸方向の位置決め（距離調整）が行える。それ以外の構成は上述した実施の形態と同様である。
【００６０】
（第４の実施の形態）
図１１は、第４の実施の形態にかかる光学素子を示す図である。図１２は、光学素子とＬＥＤ光源とを組み立てた状態で示す斜視図である。本実施の形態も、図３〜５のＬＥＤ照明装置に用いることができる。
【００６１】
図１１に示す光学素子２３Ｃは、図８の実施の形態に対して、突起の形状をＬ字型としている。より具体的には、底面２３ｃに設けた突起２３ｎは、光軸方向に見てＬ字状をなしており、その内周側で交差する光軸方向に対して傾いたテーパ面２３ｏ、２３ｐは、図１１で点線で示すＬＥＤ光源２２のヒートシンク２２ｂの角を挟んで、角近傍の稜線に対して異なる２方向から線接触するようになっている。これによりヒートシンク２２ｂに対して光学素子２３Ｃを、光軸直交方向で２方向に位置決めできる。それ以外の構成は上述した実施の形態と同様である。
【００６２】
（第５の実施の形態）
図１３は、第５の実施の形態にかかる光学素子を示す図である。本実施の形態も、図３〜５のＬＥＤ照明装置に用いることができる。
【００６３】
本実施の形態では、光学素子２３Ｄの底面２３ｃに、小さいピラミッド状の突起２３ｑを縦横に並べて設けている。そのうち、入射面２３ａに隣接した部位に、ＬＥＤ光源２２のヒートシンク２２ｂの角を挟むようにして、一対の大きなピラミッド状の突起２３ｒを設けている。
【００６４】
本実施の形態では、大きなピラミッド状の突起２３ｒの先端は、ＬＥＤ光源２２のヒートシンク２２ｂの上に点接触するようになっている。これにより、光学素子２３とＬＥＤ光源２２との光軸方向の位置決めが行える。一方、一対の大きなピラミッド状の突起２３ｒは、その間にＬＥＤ光源２２のヒートシンク２２ｂの角近傍の稜線を光軸直交方向２方向から挟むので、これにより光学素子２３とＬＥＤ光源２２との光軸直交方向の位置決めが行える。尚、小さいピラミッド状の突起２３ｑは光の拡散効果を有するので、色ムラ抑制効果がある。それ以外の構成は上述した実施の形態と同様である。
【００６５】
図１４は、ＬＥＤ光源２２のヒートシンク２２ｂに接触する突起２３ｓの変形例を示す図である。突起２３ｓは、図１４に示すように種々の形状をとりえる。ただし、図１４（ｅ）〜（ｇ）に示す例では、突起２３ｓのテーパ面がヒートシンク２２の稜線に線接触するものである。接触の総延長は、１ｍｍ以下であることが熱伝導抑制効果を高める上で望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。例えば、本発明は液晶ディスプレイのバックライト用だけでなく、看板照明用の照明装置等としても用いることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０            筐体
１１            側面
１２            底面
２０            ライトバー
２１            基板
２２            ＬＥＤ光源
２２ａ            発光部
２２ｂ            ヒートシンク
２３            光学素子
２３Ａ            光学素子
２３Ｂ            光学素子
２３Ｃ            光学素子
２３Ｄ            光学素子
２３ａ            入射面
２３ｂ            出射面
２３ｃ            底面
２３ｄ            外周面
２３ｅ            輪帯部
２３ｆ            円底面
２３ｇ            内周テーパ面
２３ｈ            外周テーパ面
２３ｉ            脚部
２３ｊ            突起
２３ｋ            内周側面
２３ｍ            半球
２３ｎ            突起
２３ｏ、２３ｐ        テーパ面
２３ｑ            突起
２３ｒ            突起
２３ｓ            突起
３０            反射シート
３１            底面
３２            孔
４０            拡散板
【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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【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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