(57)【要約】【課題】ＬＥＤから出射する光強度を出射角度に対して制御した配光特性が得られるレンズ等を提供する。【解決手段】発光装置３０は、ＬＥＤ搭載基板３１と、ＬＥＤ搭載基板３１上に固着されたＬＥＤ３２と、ＬＥＤ３２の出射する光を透過するレンズ３３とを備えている。レンズ３３の表面３３３は、中央部分においてＬＥＤ３２に向かって落ち込む曲面部３３４と、曲面部３３４を取り囲む周辺部分においてＬＥＤ３２に向って落ち込む傾斜面部３３５とで構成され、曲面部３３４は、曲面３３４ａ、ＬＥＤ３２側にさらに窪んだ凹面３３４ｂ、そして傾斜面部３３５に続く曲面３３４ｃとを備えている。すなわち、表面３３３の曲面部３３４は、曲面に凹部（凹面３３４ｂ）が設けられている。【選択図】図３
2015087552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの発光素子が配置される第１の面と当該第１の面に対向する第２の面とを有し、当該第２の面は、
前記発光素子と対向する中央部分において当該発光素子に向って落ち込んだ曲面を含む曲面部と、
前記中央部分を囲む周辺部分において前記発光素子に向かって落ち込んだ傾斜面を含む傾斜面部と、を備え、
前記曲面部又は前記傾斜面部の少なくともいずれか一方が凹面を有し、前記発光素子が発光する光を透過することを特徴とするレンズ。
【請求項２】
前記曲面部及び前記傾斜面部の両方が凹面を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ。
【請求項３】
前記曲面部において、前記発光素子と対向する部分が、当該曲面部の他の部分より曲率半径が大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ。
【請求項４】
基板と、
前記基板上に固着された少なくとも１つの発光素子と、
前記基板上に前記発光素子を覆って設けられ、当該発光素子が配置される第１の面と当該第１の面に対向する第２の面とを有し、当該第２の面は、当該発光素子と対向する中央部分において当該発光素子に向って落ち込んだ曲面を含む曲面部と、当該中央部分を囲む周辺部分において当該発光素子に向かって落ち込んだ傾斜面を含む傾斜面部と、を有し、当該曲面部又は当該傾斜面部の少なくともいずれか一方が凹面を含み、当該発光素子が発光する光を透過するレンズと
を備える発光装置。
【請求項５】
少なくとも１つの回路基板と、
前記回路基板に接続されるように配列され、光を出射する複数の発光装置と、を備え、
前記発光装置は、
基板を介して又は介することなく前記回路基板上に固着された少なくとも１つの発光素子と、
前記発光素子を覆って設けられ、当該発光素子が配置される第１の面と当該第１の面に対向する第２の面とを有し、当該第２の面は、当該発光素子と対向する中央部分において当該発光素子に向って落ち込んだ曲面を含む曲面部と、当該中央部分を囲む周辺部分において当該発光素子に向かって落ち込んだ傾斜面を含む傾斜面部と、を有し、当該曲面部又は当該傾斜面部の少なくともいずれか一方が凹面を含み、当該発光素子が発光する光を透過するレンズとを備えることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ、発光装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）のバックライトなどの照明装置の光源には、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が用いられている。
【０００３】
ＬＥＤを光源とする照明装置は、それぞれが赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に発光するＬＥＤを組にし、それらの組を多数並べて構成されている。また、１組のＲ、Ｇ、Ｂを発光するＬＥＤを１つのパッケージとして、それらのパッケージを多数並べて構成することも行われている。ここで、ＬＥＤのパッケージとは、発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えた発光装置のことであって、例えば凹部を有する白色樹脂ケースの凹部内側にリードフレームを露出させるように配置し、凹部の内側に露出するリードフレームに発光ダイオード（ＬＥＤ）を取り付けるとともにこれらを電気的に接続し、半導体発光素子を覆うように、凹部に封止樹脂や蛍光体を含有させた封止樹脂を形成してなるものである。
なお、照明装置に用いられる照明方式には、照明装置の内部に複数のＬＥＤパッケージを例えば格子の交点に配列するようにした直下方式と、アクリル樹脂等で構成された導光板の端（エッジ）に複数のＬＥＤパッケージを配列するエッジライト方式とがある。
【０００４】
特許文献１には、エッジライト方式の面状光源等に用いるため、１個のＬＥＤにより断面が線状の出射光を発する線状光源を構成する技術が記載されている。ここでは、ＬＥＤを透光性樹脂よりなる樹脂封止体によって封止した発光装置において、基板面をＸＹ面とした場合、その樹脂封止体のＸ方向断面で見れば、両側から中央に向けて左右対称に落ち込む１対の放物線を有し、Ｙ方向断面で見れば、上面が上に凸の曲線を有する形状となっている。
特許文献２には、基板と、前記基板上に固着された発光素子と、前記基板上に前記発光素子を覆って形成され、当該発光素子と反対側の面が、当該発光素子に向かって落ち込んだ曲面を備え、蛍光物質を含有する蛍光体層とを備える発光装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９０５３４３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８３０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、直下方式の照明装置に用いられる発光装置（ＬＥＤパッケージ）には、エッジライト方式とは異なる配光特性が要求される。そして、照明装置においては、薄型化（低背化）や、発光装置（ＬＥＤパッケージ）の数の削減が求められている。すなわち、用途に適した配光特性とするために、ＬＥＤから出射する光強度を出射角度に対して平坦な配光特性（後述する図２（ｄ）に示す配光特性）が得られるように制御することが求められている。
【０００７】
本発明の目的は、ＬＥＤから出射する光強度を出射角度に対して制御した配光特性が得られるレンズ等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的のもと、本発明が適用されるレンズは、少なくとも１つの発光素子が配置される第１の面と第１の面に対向する第２の面とを有し、第２の面は、発光素子と対向する中央部分において発光素子に向って落ち込んだ曲面を含む曲面部と、中央部分を囲む周辺部分において発光素子に向かって落ち込んだ傾斜面を含む傾斜面部と、を備え、曲面部又は傾斜面部の少なくともいずれか一方が凹面を有し、発光素子が発光する光を透過する。
このようなレンズにおいて、曲面部及び傾斜面部の両方が凹面を有することを特徴とすることができる。
さらに、曲面部において、発光素子と対向する部分が、曲面部の他の部分より曲率半径が大きいことを特徴とすることができる。
【０００９】
他の観点から捉えると、本発明が適用される発光装置は、基板と、基板上に固着された少なくとも１つの発光素子と、基板上に発光素子を覆って設けられ、発光素子が配置される第１の面と第１の面に対向する第２の面とを有し、第２の面は、発光素子と対向する中央部分おいて発光素子に向って落ち込んだ曲面を含む曲面部と、中央部分を囲む周辺部分において発光素子に向かって落ち込んだ傾斜面を含む傾斜面部と、を有し、曲面部又は傾斜面部の少なくともいずれか一方が凹面を含み、発光素子が発光する光を透過するレンズとを備えている。
【００１０】
さらに、他の観点から捉えると、本発明が適用される照明装置は、少なくとも１つの回路基板と、回路基板に接続されるように配列され、光を出射する複数の発光装置と、を備え、発光装置は、基板を介して又は介することなく回路基板上に固着された少なくとも１つの発光素子と、発光素子を覆って設けられ、発光素子が配置される第１の面と第１の面に対向する第２の面とを有し、第２の面は、発光素子と対向する中央部分において発光素子に向って落ち込んだ曲面を含む曲面部と、中央部分を囲む周辺部分において発光素子に向かって落ち込んだ傾斜面を含む傾斜面部と、を有し、曲面部又は傾斜面部の少なくともいずれか一方が凹面を含み、発光素子が発光する光を透過するレンズとを備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＬＥＤから出射する光強度を出射角度に対して制御した配光特性が得られるレンズ、並びにこれを用いた発光装置及び照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態における照明装置を示す図である。
【図２】照明装置の断面構造および発光装置の配光特性を示す図である。（ａ）は図１に示した照明装置のＡ面での断面図、（ｂ）は発光装置からの光の出射方向を説明する図、（ｃ）は発光装置の配光特性の一例を説明する図、（ｄ）は発光装置の配光特性の他の一例を説明する図である。
【図３】第１の実施の形態が適用される発光装置の構造を説明する図の一例である。（ａ）は発光装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ′線での発光装置の断面図である。
【図４】比較例とする発光装置の構造を説明する図である。（ａ）は発光装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ′線での断面図である。
【図５】実施例１（実線）及び比較例（破線）の配光特性を示す図である。
【図６】実施例１と比較例とで配光特性が異なる理由を説明する図である。（ａ）は実施例１の断面図、（ｂ）は比較例の断面図である。
【図７】第２の実施の形態が適用される発光装置の構造を説明する図の一例である。（ａ）は発光装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ′線での発光装置の断面図である。
【図８】実施例２（実線）及び比較例（破線）の配光特性を示す図である。
【図９】実施例２と比較例とで配光特性が異なる理由を説明する図である。（ａ）は実施例２の断面図、（ｂ）は比較例の断面図である。
【図１０】第３の実施の形態が適用される発光装置の構造を説明する図の一例である。（ａ）は発光装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＸｂ−Ｘｂ′線での発光装置の断面図である。
【図１１】実施例３（実線）及び比較例（破線）の配光特性を示す図である。
【図１２】実施例３と比較例とで配光特性が異なる理由を説明する図である。（ａ）は実施例３の断面図、（ｂ）は比較例の断面図である。
【図１３】第４の実施の形態が適用される発光装置の構造を説明する図の一例である。（ａ）は発光装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＸＩＩＩｂ−ＸＩＩＩｂ′線での発光装置の断面図である。
【図１４】実施例４（実線）及び実施例１（破線）の配光特性を示す図である。
【図１５】第５の実施の形態が適用される発光装置の構造を説明する図の一例である。（ａ）は発光装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＸＶｂ−ＸＶｂ′線での発光装置の断面図である。
【図１６】実施例５（実線）及び実施例２（破線）の配光特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態における照明装置１０を示す図である。
図１では、照明装置１０は、一例としてＬＣＤパネル２０のバックライトとして構成されている。
【００１４】
照明装置１０は、例えば配線が形成されたガラスエポキシなどで形成された回路基板１１、回路基板１１上に搭載されるとともに配線に接続されたＬＥＤを含む発光装置３０、回路基板１１の発光装置３０が搭載された面に対向して設けられた拡散板１２を備える。拡散板１２は、回路基板１１に平行に配置されている。
発光装置３０は、回路基板１１上に、例えば平面格子パターン状に規則的に配列されている。この照明装置１０は、直下方式である。
なお、発光装置３０は、拡散板１２を備えていなくともよいが、以下では、発光装置３０が拡散板１２を備えているとして説明する。
また、発光装置３０において、回路基板１１は１つでなくてもよく、発光装置３０が複数の回路基板１１を備えていてもよい。
【００１５】
ＬＣＤパネル２０は、図示しないが、画素毎に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）および画素電極などを形成したＴＦＴ基板と、対向電極および画素毎にカラーフィルタなどを形成した対向基板との間に液晶を挟み込んだ構造をなしている。さらに、ＬＣＤパネル２０は、ＴＦＴ基板と対向基板の外側にそれぞれ偏光板を備えている。
【００１６】
発光装置３０は、回路基板１１に形成された配線に接続されているので、配線に電流が供給されることにより、光を出射（発光）する。
拡散板１２は、発光装置３０から入射した光を拡散し、入射した面とは反対側の面から、光を出射する。これにより、照明装置１０は光を出射する。
そして、ＬＣＤパネル２０は、画素毎に液晶に印加する電圧を制御して、照明装置１０から入射した光を透過または遮断することにより、画像を形成する。
【００１７】
図２は、照明装置１０の断面構造および発光装置３０の配光特性を示す図である。図２（ａ）は図１に示した照明装置１０のＡ面（横一列の発光装置３０の法線（後述）を含む）での断面図、図２（ｂ）は発光装置３０からの光の出射方向を説明する図、図２（ｃ）は発光装置３０の配光特性の一例を説明する図、図２（ｄ）は発光装置３０の配光特性の他の一例を説明する図である。
【００１８】
まず、図２（ａ）について説明する。
図２（ａ）には、照明装置１０における回路基板１１、発光装置３０、拡散板１２を示している。回路基板１１上には、複数の発光装置３０が予め定められた間隔で配列されている。さらに、図２（ａ）には、発光装置３０が出射する光４１と、拡散板１２から出射する光４２とが示されている。
【００１９】
発光装置３０から出射した光４１は、広がりながら、拡散板１２に入射する。そして、拡散板１２は、光４１が入射した面とは反対側の面から光４２を出射する。
拡散板１２は、例えば光を吸収しない散乱体を分散した樹脂で構成されている。そして、散乱体は、拡散板１２に入射した光４１をさまざまな方向に反射（拡散）する。これにより、拡散板１２は、光の出射方向や輝度分布を制御する。
照明装置１０の拡散板１２から出射する光４２は、拡散板１２のどの点においても強度（輝度）が等しい（均一である）ことが望ましい。
【００２０】
図２（ｂ）は、発光装置３０からの光の出射方向を説明する。発光装置３０から回路基板１１に垂直方向に拡散板１２に向かって立てた直線（Ｏ−Ｏ′線）を発光装置３０の法線と表記する。なお、点Ｏは、発光装置３０の中心であって、発光装置３０が含むＬＥＤ（後述するＬＥＤ３２）の発光領域の中心（ＬＥＤ３２の中心点Ｏ）である。発光装置３０からの光の出射角θはこの発光装置３０の法線に対する出射光の傾き角で表わす。すなわち、発光装置３０から垂直に拡散板１２に向かう場合の出射角θを、“０°”とする。そして、法線方向から紙面の右９０°の方向に出射する場合の出射角θを“９０°”とし、法線方向から紙面の左９０°の方向に出射する場合の出射角θを“−９０°”とする。Ａ面以外の、発光装置３０の法線を含む他の面についても同様とする。
ここでは、発光装置３０の出射する光強度は、発光装置３０の外において、光の出射方向における立体角当たりの光量、すなわち光度であるとする。
そして、発光装置３０の光強度の出射角θ依存性を、発光装置３０の配光特性と表記する。
【００２１】
発光装置３０から出射角θで出射された光は、拡散板１２に入射角θで入射する。このため、拡散板１２の単位面積当たりに入射する光強度は、光強度にｃｏｓθを乗じた値となる。
【００２２】
次に、図２（ｃ）及び（ｄ）に示す２つの配光特性について説明する。
図２（ｃ）は、発光装置３０が均等拡散性の光源であるとした場合（ランベルトの余弦則にしたがう場合）の配光特性を示す。配光特性は、発光装置３０が原点Ｏ（ＬＥＤ３２の中心点Ｏ）に配置されたとする極座標で示されている。横軸は右がθ＝９０°方向、左がθ＝−９０°方向で、縦軸は発光装置３０の法線方向（θ＝０°）である。なお、光強度は、θ＝−９０°〜９０°の範囲について、θ＝０°方向の光強度を１とする相対値で示されている。
【００２３】
ランベルトの余弦則によれば、法線方向（θ＝０°）の光強度をＩ０とすると、出射角θでの光強度ＩθはＩθ＝Ｉ０ｃｏｓθで表される。したがって、光強度は、出射角θが大きくなると小さくなる。そして、配光特性は、図２（ｃ）に示すように、発光装置３０の原点Ｏと法線方向の縦軸の１を結んだ線を直径とする円となる。
この光が拡散板１２に入射すると、拡散板１２の単位面積当たりに入射する光強度は、前述したように入射する光強度にｃｏｓθを乗じたものになるため、Ｉ０のｃｏｓ２θ倍となる。よって、拡散板１２から出射する光は、発光装置３０の法線方向は明るいが、法線方向から離れるにしたがい暗くなる。
このことから、発光装置３０の配光特性が図２（ｃ）である場合には、照明装置１０は、複数の発光装置３０のそれぞれの発光装置３０が出射する光の一部が互いに重なるように配置して、拡散板１２からの出射光の強度（輝度）のムラが少なくするように構成される必要がある。
【００２４】
一方、図２（ｄ）は、出射角θが−θ１〜θ１である範囲において、出射角θにおける発光装置３０の光強度が、法線方向（θ＝０°）の光強度の１／ｃｏｓθ倍である場合の配光特性を示す。このとき、出射角θにおける光強度を結んだ線（光強度のエンベロープ）は、出射角θが−θ１〜θ１の範囲において、θ＝−９０°とθ＝９０°とを結ぶ線に平行（平坦）になる。
この場合、拡散板１２上の単位面積当たりに入射する光強度は、前述したように入射する光強度にｃｏｓθを乗じたものになるため、出射角θによらない一定値となる。すなわち、出射角θが−θ１〜θ１の範囲において、拡散板１２からの出射光の強度（輝度）のムラが、図２（ｃ）に示した発光装置３０の場合に比べて少ない。
【００２５】
この結果、照明装置１０は、それぞれの発光装置３０が出射する光が互いに重ならないように配置するか、少ない重なりで配置すればよい。すなわち、図２（ｄ）に示した発光装置３０を用いれば、図２（ｃ）に示した発光装置３０を用いる場合に比べて、少ない数の発光装置３０により、拡散板１２からの出射光の強度（輝度）におけるムラ発生を抑制した照明装置１０が構成できる。
すなわち、照明装置１０では、図２（ｄ）に示す配光特性を有する発光装置３０を用いることが好ましい。
【００２６】
図３は、第１の実施の形態が適用される発光装置３０の構造を説明する図の一例である。図３（ａ）は発光装置３０の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ′線での発光装置３０の断面図である。
発光装置３０は、配線が形成された基板、例えば基板の一例としてのガラスエポキシのＬＥＤ搭載基板３１と、ＬＥＤ搭載基板３１上にはんだ、導電性接着剤または非導電性接着剤で固着された例えば青（Ｂ）に発光するＬＥＤ３２と、ＬＥＤ３２の出射する光を透過するレンズ３３とを備えている。
なお、図３（ｂ）では、ＬＥＤ３２は、ＬＥＤ搭載基板３１内に埋め込まれたように表記しているが、ＬＥＤ搭載基板３１上に固定されてもよく、レンズ３３側に入り込んでいてもよい。ここでは、レンズ３３を説明するために、ＬＥＤ搭載基板３１内に埋め込まれたように表記する。
なお、図３では、ＬＥＤ３２として表記されているが、ＬＥＤ３２は、１個（１つ）のＬＥＤ（発光素子）に限らず、複数のＬＥＤ（発光素子）を並べて構成されたものであってもよい。このとき、ＬＥＤ３２を構成する複数のＬＥＤ（発光素子）は、それぞれが出射する光の色が同じであってもよく、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のように異なる光を出射し、ＬＥＤ３２が全体として白色光を出射するように構成されていてもよい。また、例えば、ＬＥＤ３２を構成する複数のＬＥＤ（発光素子）は、赤（Ｒ）、青（Ｂ）の光を出射し、ＬＥＤ３２が植物栽培の用途に対応するように構成されていてもよい。
【００２７】
図３（ｂ）において、第１の実施の形態が適用される発光装置３０を説明する。
ＬＥＤ搭載基板３１には、図示しないが、回路基板１１に形成された配線と接続するための端子が設けられている。さらに、ＬＥＤ搭載基板３１には、ＬＥＤ３２の端子（不図示）に接続するための配線が形成されている。
【００２８】
ＬＥＤ３２は、例えばサファイア基板上にｎ型半導体層、発光層及びｐ型半導体層がこの順でエピタキシャル成長されたＩＩＩ族窒化物半導体から構成されている。そして、ＬＥＤ３２には、図示しないが、ＬＥＤ搭載基板３１と接続され、ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に電流を流すための端子（電極）が設けられている。
なお、ＬＥＤ３２の端子（電極）は、光を出射する面側に設けられてもよく、光を出射する反対側の面に設けられてもよい。ＬＥＤ３２の端子（電極）が光を出射する面側に設けられる場合は、いわゆるフェイスアップ（ＦＵ）チップと呼ばれ、端子（電極）とＬＥＤ搭載基板３１に設けられた配線とは、例えばワイヤボンドで接続される。
一方、ＬＥＤ３２の端子（電極）が光を出射する面と反対側の面に設けられる場合は、いわゆるフェイスダウン（ＦＤ）チップ又はフリップチップ（ＦＣ）と呼ばれ、端子（電極）とＬＥＤ搭載基板３１に設けられた配線とは、例えばバンプを介して接続される。
ＬＥＤ３２は、フェイスアップチップ又はフリップチップのいずれであってもよい。
ＬＥＤ搭載基板３１は、平面形状が、例えば直径が後述するレンズ３３の外径と同じ円板状に構成されている（図３（ａ）参照）。
なお、ＬＥＤ搭載基板３１は、レンズ３３の外形より大きくても、小さくてもよく、平面形状が円形でなくともよく、正方形や長方形など、他の形状であってもよい。
さらに、ＬＥＤ搭載基板３１を用いず（介さず）、ＬＥＤ３２が回路基板１１に直接搭載されてもよい。このとき、ＬＥＤ３２の端子（電極）が回路基板１１に形成された配線と接続される。
【００２９】
レンズ３３は、ＬＥＤ搭載基板３１に固着されたＬＥＤ３２を覆うようにＬＥＤ搭載基板３１の表面上に設けられている。レンズ３３の材料としては、ＬＥＤ３２の出射する光に対して透明な材料を用いることができ、具体的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ガラスなどを例示することができる。
また、第１の実施の形態における照明装置１０のレンズ３３は、蛍光体を含んでいない。
レンズ３３は、ＬＥＤ３２をＬＥＤ搭載基板３１又は回路基板１１に固着した後に形成してもよく、ＬＥＤ３２上に配置するように個別の部品として形成してもよい。
【００３０】
レンズ３３は、第１の面の一例としての裏面３３１、側面３３２及び第２の面の一例としての表面３３３を備えている。
レンズ３３の裏面３３１は、ＬＥＤ搭載基板３１及びＬＥＤ３２の表面と接触している。レンズ３３の側面３３２は、ＬＥＤ搭載基板３１の外周に連なって形成されている。なお、側面３３２は、後述するように、ＬＥＤ３２の中心点Ｏに立てた法線方向から傾斜していてもよい。
なお、ＬＥＤ３２が複数のＬＥＤ（発光素子）から構成される場合には、ＬＥＤ３２の中心点Ｏは、複数のＬＥＤ（発光素子）の重心とする。
【００３１】
レンズ３３の表面３３３は、大きく捉えると、中央部分においてＬＥＤ３２に向かって落ち込む曲面部３３４と、曲面部３３４を取り囲む周辺部分においてＬＥＤ３２に向って落ち込む傾斜面部３３５とで構成されている。
【００３２】
レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４は、例えば曲率半径Ｒ０の球面の一部で構成されている。そして、球面の落ち込んだ底がＬＥＤ３２と対向している。
そして、曲面部３３４は、３つの領域に分けられている。例えば、ＬＥＤ３２と対向する曲率半径Ｒ０の球面の一部である曲面３３４ａ、曲率半径Ｒ０の球面からＬＥＤ３２側にさらに窪んだ凹面３３４ｂ、そして傾斜面部３３５に続く曲率半径Ｒ０の球面の一部である曲面３３４ｃである。
すなわち、表面３３３の曲面部３３４は、曲率半径Ｒ０の球面の一部である曲面に凹部（凹面３３４ｂ）が設けられた構成になっている。
【００３３】
なお、凹面３３４ｂの断面形状は、図３（ｂ）では円弧であるが、円弧でなくともよく、なだらかな（急激な曲率変化がない）曲線であればよい。
【００３４】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、レンズ３３は、一例としてＬＥＤ３２の中心点Ｏに立てた法線（Ｏ−Ｏ′線）を回転軸とする回転体として構成されている。よって、表面３３３の曲面部３３４、傾斜面部３３５もＯ−Ｏ′線を回転軸として構成されている。
そして、曲面部３３４に設けられた凹面３３４ｂも、ＬＥＤ３２を取り巻くように、環状に設けられている。
【００３５】
レンズ３３の表面３３３の曲面部３３４が例えば曲率半径Ｒ０の球面の一部であるとした場合、その球の中心Ｓは、法線（Ｏ−Ｏ′線）上でＬＥＤ３２の中心点Ｏから距離ｈ２の点にある。
また、傾斜面部３３５の傾斜面を中央部分に延長した場合の円錐の頂点Ｔは、法線（Ｏ−Ｏ′線）上でＬＥＤ３２の中心点Ｏから距離ｈ１の点にある。そして、上記円錐の断面における中心角（頂角）をテーパ角φとする。
レンズ３３の裏面３３１は直径ｄ１の円形である。
また、レンズ３３の側面３３２は、断面において裏面３３１から上端部Ｕまでが高さｈ３である。
そして、レンズ３３の上端部Ｕにおいて、傾斜面部３３５と側面３３２とはエッジ角ζをなす。
【００３６】
図３（ｂ）の凹面３３４ｂの断面形状は、曲率半径Ｒ１の円弧である。そして、曲率半径Ｒ０の球面の中心Ｓから、凹面３３４ｂの底までのＬＥＤ３２の法線方向に沿った長さは距離ｈ４である。
【００３７】
ここで、距離ｈ１を“１”とした場合、距離ｈ２は１．７６〜２．４１、曲率半径Ｒ０は０．６１〜１．１８の範囲が好ましい。
そして、テーパ角φは６１°〜１３２°、エッジ角ζは３６°〜７１°の範囲が好ましい。
また、直径ｄ１は０．９３以上が好ましい。
さらに、距離ｈ４は、１．０９以下、曲率半径Ｒ１は０．０５〜０．４３の範囲が好ましい。
さらにまた、曲面部３３４の凹面３３４ｂは、ＬＥＤ３２の中心点Ｏから曲面３３４ｃへの接線（Ｏ−Ｑ線）と交差せず且つ接しないことが好ましい。すなわち、図３（ｂ）において、曲面部３３４の凹面３３４ｂは、ＬＥＤ３２の中心点Ｏから曲面３３４ｃへの接線（Ｏ−Ｑ線）の上側にあることが好ましい。
【００３８】
上記の数値から、レンズ３３の側面３３２は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、裏面３３１から表面３３３に向って狭まる傾斜を有していてもよい。逆に、図３（ａ）、（ｂ）と異なって、レンズ３３の側面３３２は、裏面３３１から表面３３３に向って広まる傾斜を有していてもよい。なお、レンズ３３の側面３３２は、傾斜を有しなくともよい。
【００３９】
レンズ３３に使用される材料の屈折率は１より大きいため、レンズ３３の外表面（空気との界面）で入射または出射する光は、垂直入射または垂直出射でない限り必ず屈折する。この屈折により、後述の配光特性の制御が可能となる。ここで、レンズ３３に使用される材料の屈折率は１．８以下であることが好ましい。この屈折率が１．８より大きい場合には、ＬＥＤ３２から曲面部３３４に向かう光が曲面部３３４を透過せず、この面で全反射しやすくなる。このため、ＬＥＤ３２からレンズ３２を透過せずに後方へ戻る光が増加し、後述の配光特性の制御が十分に行えなくなる。
【００４０】
図４は、比較例とする発光装置３０の構造を説明する図である。図４（ａ）は発光装置３０の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ′線での断面図である。図３に示した第１の実施の形態が適用される発光装置３０と比較するため、比較例とする発光装置３０を説明する。以下では、比較例の発光装置３０と表記する。
【００４１】
図４に示す比較例の発光装置３０は、図３に示した第１の実施の形態が適用される発光装置３０が備える中央部分の曲面部３３４において凹面３３４ｂを有しない。すなわち、図３（ａ）、（ｂ）に示した曲面３３４ａと曲面３３４ｃとが連続している。
他の構成は、図３に示した第１の実施の形態が適用される発光装置３０と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４２】
（実施例１）
次に、第１の実施の形態が適用される発光装置３０の実施例１を説明する。
図５は、実施例１（実線）及び比較例（破線）の配光特性を示す図である。
実施例１の配光特性は、距離ｈ１を“１”とした場合、距離ｈ２を１．９９、曲率半径Ｒ０を１．０４、距離ｈ４を１．０２、曲率半径Ｒ１を０．１５、テーパ角φを１２０°、エッジ角ζを６５°、直径ｄ１を４．５９として、シミュレーションにより求めた。また、レンズ３３の材料の屈折率を１．４１とした。
なお、比較例の配光特性も、距離ｈ４及び曲率半径Ｒ１を除いて、同じ数値を用いて、シミュレーションにより求めた。
実施例１の配光特性は、図３（ａ）のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ′線の断面におけるものであり、比較例の配光特性は、図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ′線の断面におけるものである。なお、発光装置３０は、Ｏ−Ｏ′線について回転対称であるので、他の方向の断面であっても同様である。
【００４３】
比較例では、θ＝０°方向に比べθ＝±３５°方向の光強度が大きい。さらに、θ＝±８０°方向にも光強度を有している。よって、比較例では、図２（ｄ）に示した配光特性が達成できていない。
【００４４】
これに対し、実施例１では、θ＝±３５°方向の大きな光強度が小さくなり、θ＝±２０°方向の光強度が増加している。すなわち、図５中に矢印で示すように、θ＝±３５°方向の光が、θ＝±２０°方向の光に移行している。
これにより、実施例１の配光特性は、比較例に比べ図２（ｄ）に示した配光特性に近くなっている。
【００４５】
次に、実施例１と比較例とで配光特性が異なる理由を説明する。
図６は、実施例１と比較例とで配光特性が異なる理由を説明する図である。図６（ａ）は実施例１の断面図、図６（ｂ）は比較例の断面図である。図６（ａ）は図３（ｂ）、図６（ｂ）は図４（ｂ）である。
【００４６】
図６（ａ）では、実施例１において、ＬＥＤ３２の中心点Ｏからレンズ３３の曲面部３３４の凹面３３４ｂに向かう光αの光路を示し、図６（ｂ）では、比較例において、ＬＥＤ３２の中心点Ｏから、実施例１の光αと同じ出射角θで出射された光α′がレンズ３３の曲面部３３４に向かう光路を示している。
【００４７】
図６（ａ）に示すように、実施例１において、光αは、曲面部３３４の凹面３３４ｂの光αと直交する平面の部分に到達するとする。すると、光αは、光路が曲げられることなくレンズ３３外に出る。
これに対し、図６（ｂ）に示すように、比較例では、光α′は、曲面部３３４に至ると、屈折されてレンズ３３の周辺部分側に光路が曲げられ、レンズ３３外に出射する。
代表的な一つの光線（光α）で説明したが、一部の光線であっても、上記のような光路をたどって光が伝搬すると、配光特性に影響が現われる。
【００４８】
すなわち、実施例１では、レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４の凹面３３４ｂは、光αの光路をレンズ３３の中央部分側に向ける（戻す）ように働く。図６（ａ）における光αの光路において、凹面３３４ｂを設けない場合の破線で示す光路（比較例の光α′の光路）を、実線で示す光路に戻している。
これにより、図５に示したように、θ＝±３５°方向の光強度を下げ、θ＝±２０°方向の光強度が大きくなっている。そして、実施例１の配光分布における光強度のエンベロープは、比較例に比べ、θ＝９０°（−９０°）の方向に平行（平坦）になり、図２（ｄ）の配光特性に近くなっている。
【００４９】
以上説明したように、図３に示す第１の実施の形態が適用される発光装置３０では、レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４に凹面３３４ｂを設けることで、出射角度に対する配光特性を制御している。
なお、図３に示す第１の実施の形態が適用される発光装置３０では、曲面部３３４に一つの凹面３３４ｂを設けているが、複数の凹面を設けてもよい。
また、凹面３３４ｂの断面形状は、凹面３３４ｂを透過する光（例えば光α）の光路を中央部側に戻すものであればよく、円弧でなくともよい。なお、特定の出射角θ方向への光強度が大きくならないように、凹面３３４ｂの断面形状は、なだらかな（急激な曲率変化がない）曲面であることが好ましい。
【００５０】
また、レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４の凹面３３４ｂは、曲面部３３４で光がレンズ３３の周辺部分に屈折することを抑制する。図３（ｂ）において、曲面部３３４で屈折する光は、ＬＥＤ３２の中心点Ｏから曲面部３３４への接線（Ｏ−Ｑ線）より上にある。よって、凹面３３４ｂは、この接線（Ｏ−Ｑ線）より上側にあることが好ましい。
【００５１】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態が適用される発光装置３０では、レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４に凹面３３４ｂを設けた。第２の実施の形態が適用される発光装置３０では、レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４に凹面３３４ｅ（後述する図７参照）を他の方法で設けている。
図７は、第２の実施の形態が適用される発光装置３０の構造を説明する図の一例である。図７（ａ）は発光装置３０の平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ′線での発光装置３０の断面図である。
第２の実施の形態が適用される発光装置３０は、第１の実施の形態が適用される発光装置３０と、レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４の構成が異なるが、他の構成は同じであるので、異なる部分を説明し、同様な部分は同じ符号を付して説明を省略する。
【００５２】
図７（ｂ）に示すように、レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４は、曲面３３４ｄ、凹面３３４ｅ、曲面３３４ｆを備えている。
曲面３３４ｄは、曲率半径Ｒ２の球面の一部であって、断面形状が円弧に形成されている。曲面３３４ｄは曲面部３３４においてＬＥＤ３２に対向する位置にあり、その曲率半径Ｒ２は、曲面部３３４において曲面３３４ｄの周囲に位置する曲面３３４ｆの曲率半径Ｒ０より大きい。そして、曲面３３４ｄの断面における幅は弧幅ｄ２である。そして、断面において、ＬＥＤ３２の中心点Ｏから曲面３３４ｄを見込む角度が弧角ξである。曲面３３４ｆは曲率半径Ｒ０の球面で構成された球面の一部である。凹面３３４ｅは、曲率半径Ｒ３の曲面で構成され、曲面３３４ｄと曲面３３４ｆとを接続している。凹面３３４ｅの曲面３３４ｄ側は、テーパ角ηで傾斜している。そして、凹面３３４ｅの曲面３３４ｆ側は、曲率半径Ｒ３で曲面３３４ｆに接続されている。
【００５３】
ここで、距離ｈ１を“１”とした場合、弧幅ｄ２は０．７０〜０．９１の範囲が好ましく、曲率半径Ｒ２は３７以上が好ましい。なお、曲面３３４ｄは曲率半径Ｒ２を無限大（∞）とした平面であるとしてもよい。すなわち、曲面部３３４は、一部が直線を含んでもよいとする。そして、弧角ξは３３°〜４８°が好ましい。
一方、凹面３３４ｅのテーパ角ηは１４７°〜１８０°が好ましい。そして、凹面３３４ｅの曲率半径Ｒ３は０．２５〜０．３１が好ましい。
他の数値は、第１の実施の形態と同様である。
【００５４】
（実施例２）
次に、第２の実施の形態が適用される発光装置３０の実施例２を説明する。
図８は、実施例２（実線）及び比較例（破線）の配光特性を示す図である。
実施例２の配光特性は、距離ｈ１を“１”とした場合、弧幅ｄ２を０．７０、曲率半径Ｒ２を４２、弧角ξを３５°、テーパ角ηを１５７°、曲率半径Ｒ３を０．３１として、シミュレーションにより求めた。なお、他の数値は、図５の場合と同じである。
実施例２の配光特性は、図７（ａ）のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ′線の断面におけるものである。なお、発光装置３０は、Ｏ−Ｏ′線について回転対称であるので、他の方向の断面であっても同様である。
そして、比較例の配光特性は、図５で示したものと同じである。
【００５５】
実施例２では、比較例に比べて、θ＝０°方向からθ＝±３５°方向において光強度が大きくなっている。
これにより、実施例２の配光特性は、比較例に比べ図２（ｄ）に示した配光特性に近くなっている。
【００５６】
次に、実施例２と比較例とで配光特性が異なる理由を説明する。
図９は、実施例２と比較例とで配光特性が異なる理由を説明する図である。図９（ａ）は実施例２の断面図、図９（ｂ）は比較例の断面図である。図９（ａ）は図７（ｂ）、図９（ｂ）は図４（ｂ）である。
【００５７】
図９（ａ）では、実施例２において、ＬＥＤ３２の中心点Ｏからレンズ３３の曲面部３３４の曲面３３４ｄに向う光β１と、凹面３３４ｅのテーパ角ηで傾斜している部分、またはこの傾斜部分に続く部分（入射光に対しほぼ直交する曲面部分）に向かう光β２との光路を示している。また、図９（ｂ）では、比較例において、ＬＥＤ３２の中心点Ｏから、それぞれ実施例２の光β１、β２と同じ出射角θで出射した光β１′、β２′がレンズ３３の曲面部３３４に向かう光路を示している。
【００５８】
図９（ａ）に示すように、実施例２において、光β１は、曲面３３４ｄに到達すると、レンズ３３の周辺部分側に屈折されてレンズ３３外に向かう。しかし、曲面３３４ｄは、曲率半径Ｒ２が、曲率半径Ｒ０に比べて大きいので、大きく屈折されることはない。
また、光β２も、凹面３３４ｅでレンズ３３の周辺部分側に屈折されるが、光β１と同様に大きく屈折されることはない。
これに対し、図９（ｂ）に示すように、比較例では、光β１′、β２′共に、レンズ３３の周辺部分側に大きく屈折される。すなわち、比較例では、レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４に入射した光は、屈折によりレンズ３３の周辺部分側に出射される。
代表的な二つの光線（光β１、β２）で説明したが、一部の光線であっても、上記のような光路をたどって光が伝搬すると、配光特性に影響が現われる。
【００５９】
すなわち、実施例２では、曲面部３３４における曲面３３４ｄ及び凹面３３４ｅは、光（例えばβ１、β２）を、レンズ３３の中央部分側に向かせるように働く。
これにより、実施例２では、図８に矢印で示すように、θ＝０°方向からθ＝±３５°方向において光強度が大きくなって、配光分布における光強度エンベロープは、比較例に比べ、θ＝９０°（−９０°）の方向に平行（平坦）になり、図２（ｄ）の配光特性に近くなっている。
【００６０】
以上説明したように、図７に示す第２の実施の形態が適用される発光装置３０では、レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４に、凹面３３４ｅを設けることで、出射角度に対する配光特性を制御している。
なお、図７に示す第２の実施の形態が適用される発光装置３０では、曲面部３３４に一つの凹面３３４ｅを設けているが、複数の凹面を設けてもよい。
また、凹面３３４ｅの断面形状は、尖った部分により特定の出射角θ方向への光強度が大きくならないように、なだらかな（急激な曲率変化がない）曲面であることが好ましい。このため、テーパ角ξの部分と、曲率半径Ｒ０の曲面３３４ｆとの接続部分を曲率半径Ｒ３としている。
【００６１】
［第３の実施の形態］
第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４に凹面３３４ｂ又は凹面３３４ｅを設けることで、出射方向に対する配光特性を制御した。第３の実施の形態では、レンズ３３の表面３３３における傾斜面部３３５に凹面（後述する凹面３３５ｂ）を設けている。
図１０は、第３の実施の形態が適用される発光装置３０の構造を説明する図の一例である。図１０（ａ）は発光装置３０の平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＸｂ−Ｘｂ′線での発光装置３０の断面図である。
第３の実施の形態が適用される発光装置３０は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態が適用される発光装置３０と、レンズ３３の表面３３３における傾斜面部３３５の構成が異なるが、曲面部３３４の構成は比較例と同じであり、その他の構成は第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同じであるので、異なる部分を説明し、同様な部分は同じ符号を付して説明を省略する。
【００６２】
図１０（ｂ）に示すように、レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４は、図４に示した比較例と同様に、例えば曲率半径Ｒ０の球面の一部で構成されている。そして、球面の落ち込んだ底がＬＥＤ３２と対向している。
一方、レンズ３３の表面３３３における傾斜面部３３５は、比較例の発光装置３０の傾斜面部３３５に更に凹部（凹面３３５ｂ）が設けられたた構成になっている。ここで、凹面３３５ｂより中心側の傾斜面を傾斜面３３５ａとし、凹面３３５ｂより外側の傾斜面を傾斜面３３５ｃする。
【００６３】
なお、凹面３３５ｂの断面形状は、図１０（ｂ）では円弧であるが、円弧でなくともよく、なだらかな（急激な曲率変化がない）曲線であればよい。ここでは、凹面３３５ｂの断面形状は、曲率半径Ｒ４の円弧である。
【００６４】
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、レンズ３３は、一例としてＬＥＤ３２の中心点Ｏに立てた法線（Ｏ−Ｏ′線）を回転軸とする回転体として構成されている。よって、表面３３３の曲面部３３４、傾斜面部３３５はＯ−Ｏ′線を回転軸として構成されている。
そして、傾斜面部３３５に設けられた凹面３３５ｂも、ＬＥＤ３２を取り巻くように、環状に設けられている。
さらに、図１０（ｂ）において、傾斜面部３３５の凹面３３５ｂは、レンズ３３の上端部ＵとＬＥＤ３２の中心点Ｏを結んだＯ−Ｕ線と交差せず且つ接しないことが好ましい。すなわち、図１０（ｂ）において、傾斜面部３３５の凹面３３５ｂは、Ｏ−Ｕ線の上側にあることが好ましい。
【００６５】
（実施例３）
次に、第３の実施の形態が適用される発光装置３０の実施例３を説明する。
図１１は、実施例３（実線）及び比較例（破線）の配光特性を示す図である。
実施例３の配光特性は、距離ｈ１を“１”とした場合に、傾斜面部３３５の凹面３３５ｂの曲率半径Ｒ４を０．２３として、シミュレーションにより求めた。他の数値は、実施例１、２と同じである。
実施例３の配光特性は、図１０（ａ）のＸｂ−Ｘｂ′線の断面におけるものである。なお、発光装置３０は、Ｏ−Ｏ′線について回転対称であるので、他の方向の断面であっても同様である。
そして、比較例の配光特性は、図５で示したものと同じである。
【００６６】
実施例３では、比較例に比べて、θ＝±８０°方向の大きな光強度が小さくなり、θ＝０°方向の光強度が増加している。すなわち、図１１中に矢印で示すように、θ＝±８０°方向の光が、θ＝０°方向の光に移行している。また、比較例に較べて、θ＝±５５°方向の光強度が増加している。
これにより、実施例３の配光特性は、比較例に比べ図２（ｄ）に示した配光特性に近くなっている。
【００６７】
次に、実施例３と比較例とで配光特性が異なる理由を説明する。
図１２は、実施例３と比較例とで配光特性が異なる理由を説明する図である。図１２（ａ）は実施例３の断面図、図１２（ｂ）は比較例の断面図である。図１２（ａ）は図１０（ｂ）、図１２（ｂ）は図４（ｂ）である。
【００６８】
図１２（ａ）では、実施例３において、ＬＥＤ３２の中心点Ｏからレンズ３３の傾斜面部３３５の凹面３３５ｂに向かう光γの光路を示し、図１２（ｂ）では、比較例において、ＬＥＤ３２の中心点Ｏから、図１２（ａ）に示す実施例３の光γと同じ出射角θで出射した光γ′がレンズ３３の傾斜面部３３５に向かう光路を示している。
【００６９】
図１２（ａ）に示すように、実施例３において、光γは、凹面３３５ｂに到達すると、凹面３３５ｂよりレンズ３３外に出るが、屈折により再度凹面３３５ｂに達する。このとき、凹面３３５ｂでは、反射と屈折とが生じる。凹面３３５ｂで反射した光は、レンズ３３の中央部分側に向かう。一方、凹面３３５ｂで屈折した光は、レンズ３３を通って、側面３３２からレンズ３３外に出る。
これに対し、図１２（ｂ）に示すように、比較例では、光γ′は、傾斜面部３３５に到達すると、傾斜面部３３５で全反射され側面３３２からレンズ３３外に出てしまう。すなわち、光γ′は、レンズ３３の表面３３３からレンズ３３外に出ることができない。
代表的な一つの光線（光γ）で説明したが、一部の光線であっても、上記のような光路をたどって光が伝搬すると、配光特性に影響が現れる。
【００７０】
すなわち、実施例３では、レンズ３３の表面３３３における傾斜面部３３５に設けた凹面３３５ｂは、ここへ入射する光（例えば光γ）の一部を、レンズ３３の中央部分側に向かわせるように働く。
これにより、実施例３では、図１１に矢印で示すように、θ＝±８０°方向の光強度が小さくなり、その代わりにθ＝０°方向の光強度が大きくなっている。
【００７１】
なお、図１０に示す第３の実施の形態が適用される発光装置３０においては、レンズ３３の表面３３３における傾斜面部３３５に一つの凹面３３５ｂを設けているが、複数の凹面を設けてもよい。
また、凹面３３５ｂの断面形状は、ＬＥＤ３２の中心点Ｏに立てた法線の方向（θ＝０°方向）の光強度を高めるものであればよく、円弧でなくともよい。凹面３３５ｂの断面形状は、特定の出射角θ方向への光強度が大きくならないように、傾斜面３３５ａ、３３５ｃとの接続部分を含めて、なだらかな（急激な曲率変化がない）曲面であることが好ましい。
【００７２】
以上説明したように、図１０に示す第３の実施の形態が適用される発光装置３０では、レンズ３３の表面３３３における傾斜面部３３５に、凹面３３５ｂを設けることで、出射角度に対する配光特性を制御している。
【００７３】
また、レンズ３３の表面３３３における傾斜面部３３５の凹面３３５ｂは、傾斜面部３３５における全反射を抑制する。図１０（ｂ）において、傾斜面部３３５での全反射は、ＬＥＤ３２の中心点Ｏと上端部Ｕとを結ぶＯ−Ｕ線より上側に進む光に対して生じる。よって、凹面３３５ｂは、この線（Ｏ−Ｕ線）より上側にあることが好ましい。
【００７４】
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態が適用される発光装置３０は、第１の実施の形態が適用される発光装置３０と第３の実施の形態が適用される発光装置３０とを組み合わせたものである。すなわち、レンズ３３の表面３３３の曲面部３３４に凹面３３４ｂを設けると共に、傾斜面部３３５にも凹面３３５ｂを設けている。
図１３は、第４の実施の形態が適用される発光装置３０の構造を説明する図の一例である。図１３（ａ）は発光装置３０の平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＸＩＩＩｂ−ＸＩＩＩｂ′線での発光装置３０の断面図である。
第４の実施の形態が適用される発光装置３０は、第１の実施の形態が適用される発光装置３０と第３の実施の形態が適用される発光装置３０とを組み合わせたものである。よって、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７５】
（実施例４）
次に、第４の実施の形態が適用される発光装置３０の実施例４を説明する。
図１４は、実施例４（実線）及び実施例１（破線）の配光特性を示す図である。実施例４の配光特性のシミュレーションには、実施例１及び実施例３における数値を用いた。
図１４に示す実施例４の配光特性は、図１３（ａ）のＸＩＩＩｂ−ＸＩＩＩｂ′線の断面におけるものである。なお、発光装置３０は、Ｏ−Ｏ′線について回転対称であるので、他の方向の断面であっても同様である。
図１４に示すように、実施例４では、実施例３と同様に、θ＝±８０°方向の光が、θ＝０°方向の光に移行している。また、実施例１に較べて、θ＝±５５°方向の光強度が増加している。
これにより、実施例４の配光特性は、実施例１に比べ図２（ｄ）に示した配光特性により近くなっている。
【００７６】
以上説明したように、図１３に示す第４の実施の形態が適用される発光装置３０では、レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４に凹面３３４ｂを、傾斜面部３３５に凹面３３５ｂを設けることで、出射角度に対する配光特性を制御している。
なお、図１３に示す第４の実施の形態が適用される発光装置３０では、レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４に一つの凹面３３４ｂを、傾斜面部３３５に一つの凹面３３５ｂを設けているが、いずれか一方又は両方に複数の凹面を設けてもよい。
また、レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４の凹面３３４ｂは、曲面部３３４で光がレンズ３３の周辺部分に屈折することを抑制する。図１３（ｂ）において、曲面部３３４で屈折する光は、ＬＥＤ３２の中心点Ｏから曲面部３３４への接線（Ｏ−Ｑ線）より上にある。よって、凹面３３４ｂは、この接線（Ｏ−Ｑ線）より上側にあることが好ましい。
さらに、レンズ３３の表面３３３における傾斜面部３３５の凹面３３５ｂは、傾斜面部３３５における全反射を抑制する。図１３（ｂ）において、傾斜面部３３５での全反射は、ＬＥＤ３２の中心点Ｏと上端部Ｕとを結ぶＯ−Ｕ線より上側に進む光に対して生じる。よって、凹面３３５ｂは、この線（Ｏ−Ｕ線）より上側にあることが好ましい。
【００７７】
［第５の実施の形態］
第５の実施の形態が適用される発光装置３０は、第２の実施の形態が適用される発光装置３０と第３の実施の形態が適用される発光装置３０とを組み合わせたものである。すなわち、レンズ３３の表面３３３の曲面部３３４に凹面３３４ｅを設けると共に、ＬＥＤ３２に対向する位置にある曲面部３３４の曲面３３４ｄの曲率半径Ｒ２を、曲面部３３４において凹面３３４ｅの周囲に位置する曲面３３４ｆの曲率半径Ｒ０に比べて大きくしている。そして、レンズ３３の表面３３３における傾斜面部３３５にも凹面３３５ｂを設けている。
図１５は、第５の実施の形態が適用される発光装置３０の構造を説明する図の一例である。図１５（ａ）は発光装置３０の平面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＸＶｂ−ＸＶｂ′線での発光装置３０の断面図である。
第５の実施の形態が適用される発光装置３０は、第２の実施の形態が適用される発光装置３０と第３の実施の形態が適用される発光装置３０とを組み合わせたものである。よって、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７８】
（実施例５）
次に、第５の実施の形態が適用される発光装置３０の実施例５を説明する。
図１６は、実施例５（実線）及び実施例２（破線）の配光特性を示す図である。実施例５の配光特性のシミュレーションには、実施例２及び実施例３における数値を用いた。
図１５に示す実施例５の配光特性は、図１５（ａ）におけるＸＶｂ−ＸＶｂ′線の断面におけるものである。なお、発光装置３０は、Ｏ−Ｏ′線について回転対称であるので、他の方向の断面であっても同様である。
図１６に示すように、実施例５では、実施例３と同様に、θ＝±８０°方向の光が、θ＝０°方向の光に移行している。また、実施例２に較べて、θ＝±５５°方向の光強度が増加している。
これにより、実施例５の配光特性は、実施例１に比べ図２（ｄ）に示した配光特性により近くなっている。
以上説明したように、図１５に示す第５の実施の形態が適用される発光装置３０では、レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４に凹面３３４ｅを、傾斜面部３３５に凹面３３５ｂを設けることで、出射角度に対する配光特性を制御している。
なお、図１５に示す第５の実施の形態が適用される発光装置３０では、レンズ３３の表面３３３における曲面部３３４に一つの凹面３３４ｅを、傾斜面部３３５に一つの凹面３３５ｂを設けているが、いずれか一方又は両方に複数の凹面を設けてもよい。
また、レンズ３３の表面３３３における傾斜面部３３５の凹面３３５ｂは、傾斜面部３３５における全反射を抑制する。図１５（ｂ）において、傾斜面部３３５での全反射は、ＬＥＤ３２の中心点Ｏと上端部Ｕとを結ぶＯ−Ｕ線より上側に進む光に対して生じる。よって、凹面３３５ｂは、この線（Ｏ−Ｕ線）より上側にあることが好ましい。
【００７９】
なお、第１の実施の形態から第５の実施の形態において、発光装置３０は、ＬＥＤ３２の中心線Ｏに立てた法線（Ｏ−Ｏ′線）に対して回転対称として説明した。しかし、発光装置３０は、ＬＥＤ３２の中心点Ｏに立てた法線（Ｏ−Ｏ′線）に対して回転対称でなくともよく、例えば、Ｏ−Ｏ′線の方向から見た外形が楕円であってもよく、正方形又は長方形であってもよい。
また、第１の実施の形態から第５の実施の形態において、凹面３３４ｂ、３３４ｅ、３３５ｂは、Ｏ−Ｏ′線を取り巻く一体の形状として構成されているが、複数の部分に分断して設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１０…照明装置、１１…回路基板、１２…拡散板、２０…ＬＣＤパネル、３０…発光装置、３１…ＬＥＤ搭載基板、３２…ＬＥＤ、３３…レンズ、３３４…曲面部、３３５…傾斜面部、３３４ｂ、３３４ｅ、３３５ｂ…凹面
【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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【図１５】
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【図１６】
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