(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子に対して、前記発光素子からの立体的な出射光束の中心の光が進行する方向である光軸を中心とするように配置される光束制御部材であって、
前記発光素子からの光を入射させる光入射面部と、この光入射面部から入射した光を反射する光反射面部と、前記光束制御部材の側面に位置し前記光反射面部で反射された光を出射する光出射面部と、を有し、
・前記光入射面部は、
前記光束制御部材のうちの前記発光素子に対向する裏面側に形成されており、
前記光軸を中心とするように配置され且つ前記発光素子に対向するように配置され、
前記出射光束のうちの前記光軸の近傍に位置する中心側の光束部分である第１光束部分を入射させる第１光入射面部分と、
前記第１光入射面部分を取り囲むように配置され、前記出射光束のうちの前記第１光束部分を取り囲むように位置する第２光束部分の光の進行方向が前記光軸にほぼ沿った方向となるように光路変換して前記光束制御部材内へ入射させる第２光入射面部分と、を有し、
前記第２光入射面部分が、前記光軸を中心として同心円状に突出形成された複数の突起からなるフレネルレンズであり、
・前記光反射面部は、
前記光束制御部材のうちの前記裏面の反対側に位置する頂面から前記裏面側へ向かって凹むテーパー形状の凹所を形作るテーパー面であって、前記光軸上に収斂するように形成され、
前記光入射面部から入射した光を前記光出射面部に向けて反射するようになっており、
・前記光出射面部は、
前記光軸を含む仮想面に対して面対称に形成される一対の第１出射面と、前記一対の第１出射面を接続する第２出射面と、を有し、
前記第１出射面は、前記第２出射面よりも、前記光反射面部を経由して到達する光を発散させて出射するように形成され、
前記光軸に直交する方向を側方とすると、前記光反射面部で反射された光を前記第１出射面と前記第２出射面から前記側方側へ向けて出射するようになっている、
ことを特徴とする光束制御部材。
【請求項２】
前記第２出射面は、前記光軸を中心とする円筒面の一部である、
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】
前記第２出射面は、前記頂面側が前記裏面側よりも小径となるテーパー面で且つ前記光軸を中心とするテーパー面の一部である、
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４】
前記第１出射面は、前記光軸と平行な一対の平面で且つ前記光軸を含む面に面対称の一対の平面からなる、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光束制御部材。
【請求項５】
基板上に設置された発光素子と、前記請求項１乃至４のいずれかに記載の光束制御部材とを有する、
ことを特徴とする発光装置。
【請求項６】
前記請求項５に記載の発光装置を一列に複数配置し、これら複数の発光装置から出射した光を反射部材で反射し、前記発光装置から出射され直接到達した光と前記反射部材で反射した光とによって被照明部材を面状に照明する面光源装置であって、
隣り合う前記発光装置の前記光束制御部材は、互いの前記第１出射面同士が対向するように配置される、
ことを特徴とする面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光素子（例えば、ＬＥＤ）からの光を出射制御する光束制御部材、この
光束制御部材を使用した発光装置、及びこの発光装置を使用して液晶表示パネル等の被照
明部材を面状に照明する面光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーや環境保全の観点から、ＬＥＤを光源とする発光装置によって広告
パネル等の被照明部材を照明するようになっている。
【０００３】
例えば、図４（ｂ）に示す発光装置１００は、ＬＥＤ１０１からの光が光方向変換用光
学素子１０２を介して照明光として出射されるようになっている。この発光装置１００の
光方向変換用光学素子１０２は、ＬＥＤ１０１からの光を光入射面１０３から内部に入射
させ、その光入射面１０３から入射した光の一部を光反射面１０４によって反射して光出
射面（円筒状の側面）１０５から出射させ、光入射面１０３から入射した光のうちの光出
射面１０４から出射した光を除く光の一部を光反射面１０４から出射するようになってい
る。そして、このような発光装置１００は、基板上に一列に複数配置され、広告パネル等
の被照明部材（図示せず）を背面側から面状に照明する面光源装置を構成するようになっ
ている（特許文献１）。
【０００４】
また、サイドビューＬＥＤを面光源装置（面照明装置）の中央に配置し、サイドビュー
ＬＥＤからの出射光を中空導光領域へ導き、発光面部材を均一に照射するような面光源装
置も提案されている（特許文献２（図５、図６））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】再公表特許第ＷＯ２００８／００７４９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−００９７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この特許文献２のサイドビューＬＥＤに替えて、特許文献１の発光装置１００を特許文
献２の面光源装置に用いた場合、発光面上で発光装置１００が配置される列の直上が特に
明るくなる。このような問題は、発光装置１００が一列に複数配置され、その列に直交す
る方向において発光装置１００の配置密度が疎となるような面光源装置において生じる。
【０００７】
発光装置１００の光方向変換用光学素子１０２は、その中心軸に対して回転対称形状に
形成されているため、平面視の状態において中心軸から３６０度全方向に等方的に光が出
射される。そのため、発光装置１００が配置される列の直上は、複数の発光装置１００か
らの光の照射範囲が重なり合い、発光装置１００の配置密度が疎の方向に比べて明部が発
生し易くなる。
【０００８】
そこで、本発明は、発光装置の配置密度が直交する２方向で異なる面光源装置に適用可
能な、異方的配向特性を有する光束制御部材，この光束制御部材を使用した発光装置、及
びこの発光装置を使用した面光源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】
【０００９】
請求項１の発明は、図１及び図１１に示すように、発光素子３に対して、前記発光素子３からの立体的な出射光束の中心の光が進行する方向である光軸Ｌを中心とするように配置される光束制御部材４に関するものである。この発明に係る光束制御部材４は、前記発光素子３からの光を入射させる光入射面部７と、この光入射面部７から入射した光を反射する光反射面部１１と、前記光束制御部材４の側面に位置し前記光反射面部１１で反射された光を出射する光出射面部１２と、を有している。そして、前記光入射面部７は、前記光束制御部材４のうちの前記発光素子３に対向する裏面５側に形成されており、前記光軸Ｌを中心とするように配置され且つ前記発光素子３に対向するように配置されている。また、前記光入射面部７は、前記出射光束のうちの前記光軸Ｌの近傍に位置する中心側の光束部分である第１光束部分を入射させる第１光入射面部分１３と、前記第１光入射面部分１３を取り囲むように配置され、前記出射光束のうちの前記第１光束部分を取り囲むように位置する第２光束部分の光の進行方向が前記光軸Ｌにほぼ沿った方向となるように光路変換して前記光束制御部材４内へ入射させる第２光入射面部分１４と、を有している。そして、前記第２光入射面部分１４が、前記光軸Ｌを中心として同心円状に突出形成された複数の突起１５ａ，１５ｂからなるフレネルレンズである。また、前記光反射面部１１は、前記光束制御部材４のうちの前記裏面５の反対側に位置する頂面８から前記裏面５側へ向かって凹むテーパー形状の凹所１０を形作るテーパー面であって、前記光軸Ｌ上に収斂するように形成され、前記光入射面部７から入射した光を前記光出射面部１２に向けて反射するようになっている。そして、前記光出射面部１２は、前記光軸Ｌを含む仮想面に対して面対称に形成される一対の第１出射面１７ａ，１７ｂと、前記一対の第１出射面１７ａ，１７ｂを接続する第２出射面１８，１８とを有している。また、前記第１出射面１７ａ，１７ｂは、前記第２出射面１８，１８よりも、前記光反射面部１１を経由して到達する光を発散させて出射するように形成されており、前記光軸Ｌに直交する方向を側方とすると、前記光反射面部１１で反射された光を前記第１出射面１７ａ，１７ｂと前記第２出射面１８，１８から前記側方側へ向けて出射するようになっている。
【００１０】
請求項２の発明は、図１に示すように、請求項１の発明に係る光束制御部材４において
、前記光出射面部１２の前記第２出射面１８に特徴を有するものである。すなわち、前記
第２出射面１８は、前記光軸Ｌを中心とする円筒面の一部である。
【００１１】
請求項３の発明は、図１１に示すように、請求項１の発明に係る光束制御部材４におい
て、前記光出射面部１２の前記第２出射面１８に特徴を有するものである。すなわち、前
記第２出射面１８は、前記頂面８側が前記裏面５側よりも小径となるテーパー面で且つ前
記光軸Ｌを中心とするテーパー面の一部である。
【００１２】
請求項４の発明は、図１及び図１１に示すように、請求項１乃至３のいずれかの発明に係る光束制御部材４において、前記第１出射面１７ａ，１７ｂに特徴を有するものである。すなわち、前記第１出射面１７ａ，１７ｂは、前記光軸Ｌと平行な一対の平面で且つ前記光軸Ｌを含む面に面対称の一対の平面からなっている。
【００１４】
請求項５の発明は、図１及び図１１に示すように、基板２上に設置された発光素子３と、前記請求項１乃至４のいずれかの発明に係る光束制御部材４とを有する、ことを特徴とする発光装置１，３２に関するものである。
【００１５】
請求項６の発明は、図９に示すように、前記請求項５の発明に係る発光装置１，３２を一列に複数配置し、これら複数の発光装置から出射した光を反射部材２５で反射し、前記発光装置１，３２から出射され直接到達した光と前記反射部材２５で反射した光とによって被照明部材２６を面状に照明する面光源装置２２に関するものである。この面光源装置２２において、隣り合う前記発光装置１，３２の前記光束制御部材４は、互いの前記第１出射面１７ａ，１７ｂ同士が対向するように配置される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の光束制御部材によれば、異方的な配向特性を実現することができ、配置密度が密となるように複数配置されたとしても、密に配置された隣り合う他の光束制御部材に向かう光を光出射面部の第１出射面で抑えることができ、密に配置された隣り合う他の光束制御部材との中間位置において複数の光源からの光が重複して同一箇所を照明することに起因する明部の発生を抑えることができる。その結果、本発明の光束制御部材によれば、被照射面上における照度分布のばらつきを抑えることができ、照明品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発光装置を示すものである。図１（ａ）が発光装置の正面図であり、図１（ｂ）が発光装置の平面図であり、図１（ｃ）が発光装置の側面図であり、図１（ｄ）が発光装置を構成する光束制御部材の裏面図、図１（ｅ）が図１（ｂ）のＡ１−Ａ１線に沿って切断して示す発光装置の断面図、図１（ｆ）が図１（ｂ）のＡ２−Ａ２線に沿って切断して示す発光装置の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る発光装置を構成する光束制御部材の第２光入射面部分の拡大図であり、図２（ａ）が第２光入射面部分の第１の例、図２（ｂ）が第２光入射面部分の第２の例、図２（ｃ）が第２光入射面部分の第３の例を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る発光装置と従来の発光装置の光路図を対比して示す図であり、図３（ａ）が第１実施形態に係る発光装置を平面視した場合の光路図、図３（ｂ）が従来の発光装置を平面視した場合の光路図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る発光装置と従来の発光装置の光路図を対比して示す図であり、図４（ａ）が第１実施形態に係る発光装置の縦断面における光路図、図４（ｂ）が従来の発光装置の縦断面における光路図である。
【図５】比較例１に係る発光装置を示すものである。図５（ａ）が発光装置の正面図であり、図５（ｂ）が発光装置の平面図であり、図５（ｃ）が発光装置を構成する光束制御部材の裏面図であり、図５（ｄ）が図５（ｂ）のＡ３−Ａ３線に沿って切断して示す発光装置の断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る発光装置と比較例１に係る発光装置の照度分布を対比して示す図である。
【図７】図７（ａ）が本発明の第１実施形態に係る発光装置の照度分布の測定状態を示す正面側断面図、図７（ｂ）が比較例１に係る発光装置の照度分布の測定状態を示す正面側断面図である。
【図８】図８（ａ）が本発明の第１実施形態に係る発光装置の照度分布の測定状態を示す平面図、図８（ｂ）が比較例１に係る発光装置の照度分布の測定状態を示す平面図である。
【図９】図９（ａ）が面光源装置の平面図、図９（ｂ）が図９（ａ）のＡ４−Ａ４線に沿って切断して示す面光源装置の断面図、図９（ｃ）が図９（ａ）のＡ５−Ａ５線に沿って切断して示す面光源装置の断面図である。
【図１０】図１０（ａ）が面光源装置の照度分布の測定領域を示す図であり、図１０（ｂ）が図１０（ａ）のＦ部（照度分布の測定領域）を拡大して示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る発光装置を示すものである。図１１（ａ）が発光装置の正面図であり、図１１（ｂ）が発光装置の平面図であり、図１１（ｃ）が発光装置の側面図であり、図１１（ｄ）が発光装置を構成する光束制御部材の裏面図、図１１（ｅ）が図１１（ｂ）のＡ６−Ａ６線に沿って切断して示す発光装置の断面図、図１１（ｆ）が図１１（ｂ）のＡ７−Ａ７線に沿って切断して示す発光装置の断面図である。
【図１２】比較例２に係る発光装置を示すものである。図１２（ａ）が発光装置の正面図であり、図１２（ｂ）が発光装置の平面図であり、図１２（ｃ）が発光装置を構成する光束制御部材の裏面図であり、図１２（ｄ）が図１２（ｂ）のＡ８−Ａ８線に沿って切断して示す発光装置の断面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る発光装置と比較例２に係る発光装置の照度分布を対比して示す図である。
【図１４】図１４（ａ）が本発明の第２実施形態に係る発光装置の照度分布の測定状態を示す正面側断面図、図１４（ｂ）が比較例２に係る発光装置の照度分布の測定状態を示す正面側断面図である。
【図１５】図１５（ａ）が本発明の第１実施形態に係る発光装置の照度分布の測定状態を示す平面図、図１５（ｂ）が比較例１に係る発光装置の照度分布の測定状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【００１９】
［第１実施形態］
（発光装置）
図１は、本実施形態に係る発光装置１を示すものである。なお、図１（ａ）が発光装置
１の正面図であり、図１（ｂ）が発光装置１の平面図であり、図１（ｃ）が発光装置１の
側面図であり、図１（ｄ）が発光装置１の裏面図であり、図１（ｅ）が図１（ｂ）のＡ１
−Ａ１線に沿って切断して示す発光装置１の断面図であり、図１（ｆ）が図１（ｂ）のＡ
２−Ａ２線に沿って切断して示す発光装置１の断面図である。
【００２０】
この図１に示すように、発光装置１は、基板２上に設置された発光素子３（例えば、Ｌ
ＥＤ及び封止部材によって封止されたＬＥＤ）からの光を光束制御部材４を介して出射す
るようになっており、発光素子３と光束制御部材４とが一対一で対応している。そして、
この発光装置１は、発光素子３が実装された基板２上に光束制御部材４の裏面５側に立設
された脚部６が接着剤で固定され、光束制御部材４の中心軸Ｌ１が発光素子３の光軸Ｌと
同心上に位置するようになっている。ここで、発光素子３の光軸Ｌとは、発光素子３から
の立体的な出射光束の中心における光の進行方向をいう。
【００２１】
（光束制御部材）
光束制御部材４は、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボ
ネート）、ＥＰ（エポキシ樹脂）等の透明樹脂材料や透明なガラスで形成されている。
【００２２】
この光束制御部材４は、円を二面幅で切り落としたような平面形状に形成されており、
その中心軸Ｌ１が平面形状の図心に合致している。そして、この光束制御部材４は、発光
素子３に対向する裏面５（図１（ａ），（ｄ）の下面）に形成された光入射面部７と、裏
面５の反対側に位置する頂面８（図１（ａ），（ｄ）の上面）と、この頂面８から略円錐
状に凹む凹所１０を形作るテーパー状凹面の光反射面部１１と、裏面５の外縁と頂面８の
外縁とを接続する光出射面部１２と、を有している。ここで、円錐状とは、凹所１０の表
面が円錐形状である場合はもちろんのこと、凹所１０の表面が円錐形状に似た曲面である
場合や、凹所１０の表面が円錐形状に似た非球面である場合（本実施形態の場合）をも含
むことを意味している。なお、この光束制御部材４は、光入射面部７よりも径方向外方側
の裏面５に、基板上に固定される４本の脚部６が立設されている。
【００２３】
光入射面部７は、光束制御部材４の中心軸Ｌ１を中心とする円形状の平坦面である第１
光入射面部分１３と、この第１光入射面部分１３を取り囲むように形成された第２光入射
面部分１４と、からなっている。第１光入射面部分１３は、発光素子３からの出射光束の
うちの光軸Ｌ近傍に位置する中心側の光束部分であって、光の進行方向が光軸Ｌにほぼ沿
った方向である第１光束部分を入射させるようになっている。また、第２光入射面部分１
４は、発光素子３からの出射光束のうちの第１光束部分以外の光束部分であって、第１光
束部分を取り囲むように位置する第２光束部分を入射させるようになっている。この第２
光入射面部分１４は、リング状の突起１５ａ，１５ｂが同心円状に複数形成されてなるフ
レネルレンズであって、突起１５ａ，１５ｂの各々は内側（中心軸Ｌ１寄り）に位置する
面１５ａ１，１５ｂ１と外側に位置する面１５ａ２，１５ｂ２との組み合わせで構成され
、第２光束部分の光の進行方向が光軸Ｌとほぼ平行な方向に揃うように、第２光束部分の
光を面１５ａ１，１５ｂ１から入射し、面１５ａ２，１５ｂ２で全反射するようになって
いる（図２（ａ）参照）。ここで、第２光束部分の光の進行方向が光軸Ｌと「ほぼ」平行
な方向に揃うとしたのは、第２光入射面部分１４としてのフレネルレンズの製造誤差や、
発光素子３と光束制御部材４の組付誤差や、発光素子３の発光点が１点ではなく、ある面
積をもって発光していることにより、第２光束部分の光の進行方向が光軸Ｌと平行な方向
から（設計値から）ずれることを考慮したものである。
【００２４】
光反射面部１１は、図１（ｅ），（ｆ）に示すように、中心軸Ｌ１を中心とする回転対
称のテーパー形状の凹所１０を形作るテーパー面（略円錐状の凹面であり、中心軸Ｌ１を
中心とする回転対称の非球面）であり、そのテーパー面の頂点１６が中心軸Ｌ１上に位置
するように（テーパー面が中心軸Ｌ１上に収斂するように）形成され、一部分が後述する
二面幅部分１７によって切り欠かれたようになっている。また、この光反射面部１１は、
その頂面８側端部の直径Ｄ２が光入射面部７の外周端側の直径Ｄ１以上の大きさ（Ｄ１≦
Ｄ２）になっている。このような光反射面部１１は、光入射面部７から入射した光を光出
射面部１２に向けて全反射するようになっている。なお、光反射面部１１の頂面８側端部
の直径Ｄ２は、頂面８の外周端における直径Ｄ３よりも小さくなっている。
【００２５】
光出射面部１２は、中心軸Ｌ１と平行な一対の平面１７ａ，１７ｂで且つ中心軸Ｌ１を含む面に面対称の一対の平面１７ａ，１７ｂからなる第１出射面としての二面幅部分１７と、これら一対の平面１７ａ，１７ｂ，頂面８及び裏面５を接続する一対の曲面１８ａ，１８ｂであり且つ光軸Ｌを中心とする円筒面の一部をなす一対の曲面１８ａ，１８ｂである第２出射面としての曲面部分１８とからなっている。すなわち、光出射面部１２は、円柱の外周面が円柱の中心軸と平行な一対の仮想平面で且つ円柱の中心軸を含む面に面対称の一対の仮想平面によって切断されることによって形成されるような側面形状になっている。このような光出射面部１２は、光軸Ｌに直交する方向を側方とすると、光反射面部１１で全反射された光を二面幅部分１７及び曲面部分１８から側方側へ向けて出射するようになっている。なお、光出射面部１２は、射出成形金型（図示せず）からの光束制御部材４の離型を容易にするために、抜け勾配がＺ軸方向に沿って設けられている。
【００２６】
図２（ａ）は、図１（ｆ）に示した光束制御部材４における第２光入射面部分１４を拡
大して示す図である。この図２（ａ）に示すように、第２光入射面部分１４は、最外周の
リング状の突起１５ｂを除き、他のリング状の突起１５ａが同一高さとなるように形成さ
れている。なお、第２光入射面部分１４は、図２（ａ）に示す形状に限定されるものでは
なく、図２（ｂ）〜（ｃ）に示すような形状にしてもよい。すなわち、図２（ｂ）に示す
第２光入射面部分１４は、最外周のリング状の突起１５ｂに隣り合うリング状の突起１５
ａから最内周のリング状の突起１５ａまでが裏面５に対してθ１の角度で発光素子３に近
づくように斜めに形成されている（図１参照）。また、図２（ｃ）に示す第２光入射面部
分１４は、最外周のリング状の突起１５ｂに隣り合うリング状の突起１５ａから最内周の
リング状の突起１５ａに向かうにしたがって突起高さが漸増するように形成されている。
ここで、図２（ａ）〜（ｃ）に示す各第２光入射面部分１４は、最外周のリング状の突起
１５ｂに隣り合うリング状の突起１５ａの形成位置が裏面５からλの位置にある。このよ
うに第２光入射面部分１４の形状を工夫することにより、面１５ａ１，１５ｂ１から入射
して面１５ａ２，１５ｂ２を経由せずに直接、光出射面部１２へ到達する光を減少させる
ことができる。
【００２７】
なお、本実施形態に係る光束制御部材４は、二面幅部分１７を形作る一対の平面１７ａ
，１７ｂ間の幅寸法Ｗと曲面部分１８の直径Ｄ３の比（Ｗ／Ｄ３）が０．７となるように
形成されているが、これに限られず、要求される光束制御性能に応じた最適の数値（Ｗ／
Ｄ３）が採用される。
【００２８】
（発光特性）
図３及び図４は、本実施形態に係る発光装置１と従来の発光装置１００の光路図を対比
して示すものである。なお、図３（ａ）は、本実施形態に係る発光装置１を平面視した場
合の光路図である。また、図３（ｂ）は、従来の発光装置１００を平面視した場合の光路
図である。また、図４（ａ）は、本実施形態に係る発光装置１の縦断面（図１（ｆ）に対
応する断面）における光路図である。また図４（ｂ）は、従来の発光装置１００の縦断面
における光路図である。
【００２９】
先ず、図３に基づいて、本実施形態に係る発光装置１の発光特性と従来の発光装置１０
０の発光特性とを対比して説明する。図３（ｂ）に示すように、従来の発光装置１００は
、光軸Ｌを中心として、光方向変換用光学素子１０２の周囲（Ｘ−Ｙ平面内の３６０°の
全方向）に光を均等に（等方的に）出射する。これに対し、図３（ａ）に示すように、本
実施形態に係る発光装置１は、光束制御部材４の二面幅部分１７から出射する光が光束制
御部材４の曲面部分１８から出射する光よりもＹ方向寄りに広がって出射し、Ｘ軸方向寄
りの出射光を疎とし、Ｘ軸とＹ軸との中間近傍からＹ軸方向寄りの出射光を密とするよう
に光を出射する。
【００３０】
次に、図４に基づいて、本実施形態に係る発光装置１の発光特性と従来の発光装置１００の発光特性とを対比して説明する。図４（ｂ）に示すように、従来の発光装置１００は、ＬＥＤ１０１からの光を光方向変換用光学素子１０２の光入射面１０３から光方向変換用光学素子１０２の内部に入射させ、その光入射面１０３から入射した光の一部を光方向変換用光学素子１０２の光反射面１０４によって反射して光方向変換用光学素子１０２の光出射面（円筒状の側面）１０５から出射させ、光方向変換用光学素子１０２の光入射面１０３から入射した光のうちの光方向変換用光学素子１０２の光出射面１０５から出射した光を除く光の一部を光方向変換用光学素子１０２の光反射面１０４から出射するようになっている。これに対し図４（ａ）に示すように、本実施形態に係る発光装置１は、発光素子３からの光を光束制御部材４の光入射面部７から光束制御部材４の内部に入射させ、その光入射面部７から入射した光を光反射面部１１によって光出射面部１２側へ向けて全反射し、その光反射面部１１によって全反射された光を光出射面部１２から光束制御部材４の側方へ出射させるようになっている。ここで、本実施形態に係る発光装置１は、発光素子３からの出射光束のうちの光軸Ｌ近傍に位置する中心側の光束部分である第１光束部分を光束制御部材４の第１光入射面部分１３から光軸Ｌに沿う方向へ進行するように入射させるようになっている。また、本実施形態に係る発光装置１は、発光素子３からの出射光束のうちの第１光束部分を取り囲むように位置する第２光束部分を第２光入射面部分１４によって光軸Ｌとほぼ平行となるように光路変換して入射させるようになっている。その結果、本実施形態に係る発光装置１は、光束制御部材４の光入射面部７から入射した発光素子３からの光を効率良く光反射面部１１によって全反射することが可能になり、光が光反射面部１１から発光素子３の直上方向（Ｚ軸方向）に出射することが抑えられる。
【００３１】
（比較例１）
図５は、比較例１に係る発光装置２０を示すものである。この比較例１に係る発光装置
２０は、光束制御部材４の光出射面部１２の形状が円筒面であり、光束制御部材４に二面
幅部分１７が形成されていない点において、本実施形態に係る発光装置１と異なる。なお
、この比較例１に係る発光装置２０は、光出射面部１２の形状を除き、他の構成が本実施
形態に係る発光装置１と共通するので、本実施形態に係る発光装置１と共通する構成部分
には本実施形態に係る発光装置１と同一の符号を付して、本実施形態に係る発光装置１の
説明と重複する説明を省略する。
【００３２】
この比較例１に係る発光装置２０は、従来例に係る発光装置１００と同様に、平面視の
状態において、光軸から３６０°の全方向に等方的に光が出射される。また、この比較例
１に係る発光装置２０は、本実施形態に係る発光装置１の光束制御部材４と同様に、光反
射面部１１からの光の出射を抑えることができる。したがって、この比較例１に係る発光
装置２０は、従来例に係る発光装置１００と比較して、発光素子３の直上方向（Ｚ軸方向
）への光の出射を抑えることができる。
【００３３】
（比較例１との対比）
このような比較例１に係る発光装置２０と本実施形態に係る発光装置１の照度分布を対
比して示したのが図６である。すなわち、図６は、本実施形態に係る発光装置１から出射
した光が照射される被照射面上の照度分布と、比較例１に係る発光装置２０から出射した
光が照射される被照射面上の照度分布と、を対比して示す図である。この図６において、
実線で表した線図が本実施形態に係る発光装置１による照度分布を示し、点線で表した線
図が比較例１に係る発光装置２０による照度分布を示している。なお、図６において、横
軸が発光素子３（光軸Ｌ）からの距離（ｍｍ）を示し、縦軸が比較例１の最大照度を１と
したときの照度比を示している。
【００３４】
また、被照射面上の照度分布は、図７及び図８に示すように、被照射面２１上において
、光軸Ｌから±Ｘ方向へ測定点を所定間隔で移動させて測定した結果を示すものである。
また、被照射面２１は、基板２からＺ軸方向に沿ってＨだけ離れた位置に配置されている
。また、本実施形態に係る発光装置１の光束制御部材４は、光出射面部１２の二面幅部分
１７が±Ｘ軸方向に対して直交するように配置されている。
【００３５】
この図６に示すように、本実施形態に係る発光装置１は、比較例１に係る発光装置２０
よりもＸ軸直上における被照射面２１上の照度を低く抑えることができる。これは、本実
施形態に係る発光装置１における光束制御部材４の二面幅部分１７の機能（図３（ａ）参
照）に起因するものである。
【００３６】
（面光源装置）
図９は、上述の発光装置１を使用した面光源装置２２を示す図である。なお、図９（ａ
）が面光源装置２２の平面図、図９（ｂ）が図９（ａ）のＡ４−Ａ４線に沿って切断して
示す面光源装置２２の断面図、図９（ｃ）が図９（ａ）のＡ５−Ａ５線に沿って切断して
示す面光源装置２２の断面図である。
【００３７】
図９に示すように、面光源装置２２は、平面形状が矩形形状で且つ上方に向けて開口す
る筐体２３と、この筐体２３の内部底面２４上に配置された反射部材２５と、筐体２３の
中央部で且つ筐体３の長手方向（図９（ａ）のＸ方向）に沿って反射部材２５上に一列に
且つ等間隔に配置された複数の発光装置１と、筐体２３の開口部を塞ぐように配置される
被照明部材２６（例えば、液晶パネル，広告パネル）と、を有している。ここで、隣り合
う発光装置１，１同士は、光束制御部材４の二面幅部分１７を形作る平面１７ａ，１７ｂ
が互いに対向するように配置されている。
【００３８】
この面光源装置２２において、反射部材２５は、例えば光反射性能に優れた板状部材で
形成されており、図９（ｃ）に示すように、筐体２３の内部底面２４と平行で且つ筐体２
３の中央部を一定の幅でＸ方向に沿って延びる平坦面２５ａと、この平坦面２５ａのＹ方
向両端から筐体２３の開口端に向かって斜めに立ち上がる一対の傾斜面２５ｂ，２５ｂと
からなっている。
【００３９】
このように構成された面光源装置２２は、発光装置１から側方に向けて出射された光を
反射部材２５及び筐体２３の内壁面２７で反射し、その反射光によって被照明部材２６を
裏面側から面状に照明するようになっている。
【００４０】
（本実施形態に係る面光源装置と比較例１に係る面光源装置の対比）
次に、本実施形態に係る面光源装置２２と比較例１に係る面光源装置２８に関し、被照
射面３０（被照明部材２６の内側の面であって、発光装置１に対向する面）上の照度分布
を、以下に示す表１乃至表３に基づき、対比して説明する。ここで、比較例１に係る面光
源装置２８は、本実施形態に係る面光源装置２２の発光装置１を、比較例１に係る発光装
置２０に置き換えたものである（図９参照）。
【００４１】
【表１】
0005764407.tif 000002
【００４２】
【表２】
0005764407.tif 000003
【００４３】
【表３】
0005764407.tif 000004
【００４４】
表１は、比較例１に係る面光源装置２８における被照射面３０上の照度分布を示すもの
である（図９及び図１０参照）。また、表２は、本実施形態に係る面光源装置２２におけ
る被照射面３０上の照度分布を示すものである。ただし、図１０に示すように、照度分布
の測定範囲としての被照射面３０は、長辺の寸法が７００ｍｍで且つ短辺の寸法が４００
ｍｍの被照射部材２６を平面視した場合、中央の発光装置１（２０）の光軸Ｌとその中央
の発光装置１（２０）の右隣に位置する他の発光装置１（２０）の光軸Ｌを含み、且つ、
隣り合う発光装置１（２０），１（２０）の光軸Ｌ，Ｌ同士を結ぶ中心線３１（図９に示
したように、複数の発光装置１，２０が一列に配置されるようになっている面光源装置２
２（２８）の中心線３１）から中心線３１と直交する方向（Ｙ方向）へ５０ｍｍの位置を
含む矩形形状の範囲である。そして、この被照射面３０において、中央の発光装置１（２
０）の光軸Ｌを通り且つ中心線３１に直交する列をａ列とし、中央の発光装置１（２０）
の光軸Ｌとこれに隣り合う他の発光装置１（２０）の光軸Ｌの中間位置を通り且つ中心線
３１に直交する列をｂ列とし、中央の発光装置１（２０）に隣り合う他の発光装置１（２
０）の光軸Ｌを通り且つ中心線３１に直交する列をｃとすると、各列ａ〜ｃの中心線３１
上の位置（０ｍｍ）と、各列ａ〜ｃの中心線３１からＹ方向へ２５ｍｍの位置と、各列ａ
〜ｃの中心線３１からＹ方向へ５０ｍｍの位置の合計９箇所が照度の測定箇所である。ま
た、比較例１に係る面光源装置２８の被照射面３０上における照度の最大値を１００とし
、この最大値（１００）を基準として、表１及び表２の照度分布を表した。
【００４５】
表１に示したように、比較例１に係る面光源装置２８は、一列に配列した複数の発光装
置２０からの光が発光装置２０の配列上を重複して照明するため、中心線３１上における
照度の値が高く、中心線３１上に明部が発生していることが分かる。比較例１においては
、特に隣り合う発光装置２０，２０の中間位置（ｂ列で且つＹ方向へ０ｍｍの位置）にお
ける照度の値が他部よりも目立って高く（最大値の１００に近く）、隣り合う発光装置２
０，２０の中間位置に明部が発生していることが分かる。
【００４６】
これに対し、表２に示したように、本実施形態に係る面光源装置２２は、一列に配列し
た複数の発光装置１からの光が発光装置１の配列の直上を重複して照明するのを抑えるこ
とができるため、中心線３１上における照度の値をほぼ均一化することができ、各列ａ〜
ｃの中心線３１上における照度の値と各列ａ〜ｃの５０ｍｍの位置における照度の値の差
が表１よりも小さくなっている。
【００４７】
ここで、表１における照度の測定値の最大値を最小値で割った値を均整度とすると、比
較例１に係る面光源装置２８の均整度は１．７２である。また、表２における照度の測定
の最大値を最小値で割った値を均整度とすると、本実施形態に係る面光源装置２２の均整
度は１．３８となる。このように、本実施形態に係る面光源装置２２は、その均整度が比
較例１に係る面光源装置２８の均整度よりも小さく、被照射面３０における照度分布が比
較例１に係る面光源装置２８の被照射面３０における照度分布よりも均一化している。
【００４８】
表３は、比較例１に係る面光源装置２８の各測定点における照度の測定値（表１参照）
に対する本実施形態に係る面光源装置２２の各測定点における照度の測定値（表２参照）
の変化率（照度変化率）を、「照度比」として示すものである。この表３に示すように、
照度の差は、各列ａ〜ｃにおいて、５０ｍｍの位置から中心線（０ｍｍ）に向かうにした
がって大きくなっており、ｂ列の中心線（０ｍｍ）上の測定点において最も大きくなって
いる。このような照度変化率は、本実施形態に係る光束制御部材４の二面幅部分１７の機
能に起因するものである。
【００４９】
なお、上記表１乃至３は、被照明部材２６の内側の面の全体（全被照射面）における照
度を示すものではないが、本実施形態に係る面光源装置２２と比較例１に係る面光源装置
２８における全被照射面の照度の平均値がほぼ同じであった。このことから、本実施形態
に係る面光源装置２２は、比較例１に係る面光源装置２８と比較し、光のロスを生じてい
ないことが確認できた。
【００５０】
［第２実施形態］
（発光装置）
図１１は、本発明の第２実施形態に係る発光装置３２を示すものである。この図１１に
示す発光装置３２は、光束制御部材４の光出射面部１２の形状が第１実施形態に係る光束
制御部材４と相違するが、他の構成が第１実施形態に係る発光装置１と同様であるので、
第１実施形態に係る発光装置１に対応する構成部分には同一符号を付し、第１実施形態に
係る発光装置１の説明と重複する説明を省略する。
【００５１】
この第２実施形態に係る発光装置３２を構成する光束制御部材４は、光出射面部１２の
曲面部分１８がテーパー面の一部である。すなわち、光出射面部１２の曲面部分１８は、
頂面８側が裏面５側よりも小径となるテーパー面で、且つ、中心軸Ｌ１（光軸Ｌ）を中心
とするテーパー面の一部である。なお、第２実施形態において、光束制御部材４は、裏面
５側の外径をＤ４とし、頂面８側の外径をＤ５とすると、Ｄ５／Ｄ４を０．８としている
。また、第２実施形態において、光束制御部材４は、二面幅部分１７の幅寸法をＷとする
と、Ｗ／Ｄ４を０．７としている。しかしながら、第２実施形態に係る光束制御部材４は
、このようなＤ５／Ｄ４，Ｗ／Ｄ４の値に限られず、要求される光束制御性能に応じた最
適の数値（Ｄ５／Ｄ４，Ｗ／Ｄ４）が採用される。
【００５２】
（発光特性）
第２実施形態に係る発光装置３２は、光束制御部材４の曲面部分１８がテーパー形状で
あるため、発光素子３の曲面部分１８が円筒形状である場合よりも、曲面部分１８からの
出射光の光軸Ｌに対する出射角度がやや大きくなるため、発光装置３２近傍に発生し易い
明部を第１実施形態に係る発光装置１よりも一層効果的に抑えることができる点を除き、
第１実施形態に係る発光装置１と同様の発光特性を発揮するようになっている。
【００５３】
（比較例２）
図１２は、比較例２に係る発光装置３３を示すものである。この比較例２に係る発光装
置３３は、光束制御部材４の光出射面部１２の形状がテーパー面であり、光束制御部材４
に二面幅部分１７が形成されていない点において、第２実施形態に係る発光装置３２と異
なる。なお、この比較例２に係る発光装置３３は、光出射面部１２の形状を除き、他の構
成が第２実施形態に係る発光装置３２と共通するので、第２実施形態に係る発光装置３２
に対応する構成部分には第２実施形態に係る発光装置３２と同一の符号を付して、第２実
施形態に係る発光装置３２の説明と重複する説明を省略する。
【００５４】
この比較例２に係る発光装置３３は、従来例に係る発光装置１００と同様に、平面視の
状態において、光軸Ｌから３６０°の全方向に向けて光出射面部１２から等方的に光が出
射される。また、この比較例２は、第２実施形態に係る発光装置３２の光束制御部材４と
同様に、光反射面部１１からの光の出射を抑えることができる。したがって、この比較例
２に係る発光装置３３は、従来例に係る発光装置１００と比較して、発光素子３の直上方
向への光の出射を抑えることができる。
【００５５】
（比較例２との対比）
このような比較例２に係る発光装置３３と第２実施形態に係る発光装置３２の照度分
布を対比して示したのが図１３である。すなわち、図１３は、第２実施形態に係る発光装
置３２から出射した光が照射される被照射面２１上の照度分布と、比較例２に係る発光装
置３３から出射した光が照射される被照射面２１上の照度分布と、を対比して示す図であ
る（図１４参照）。この図１３において、実線で表した線図が第２実施形態に係る発光装
置３２による照度分布を示し、点線で表した線図が比較例２に係る発光装置３３による照
度分布を示している。
【００５６】
また、被照射面２１上の照度分布は、図１４及び図１５に示すように、被照射面２１上
において、光軸Ｌから±Ｘ方向へ測定点を所定間隔で移動させて測定した結果を示すもの
である。また、被照射面２１は、基板２からＺ軸方向に沿ってＨだけ離れた位置に配置さ
れている。また、第２実施形態に係る発光装置３２の光束制御部材４は、光出射面部１２
の二面幅部分１７が±Ｘ軸方向に対して直交するように配置されている。
【００５７】
この図１３に示すように、第２実施形態に係る発光装置３２は、比較例２に係る発光装
置３３よりもＸ軸直上における被照射面２１上の照度を低く抑えることができる。
【００５８】
（面光源装置）
第２実施形態に係る発光装置３２は、図９に示した面光源装置２２において、第１実施
形態に係る発光装置１に替えて使用することにより、第２実施形態に係る面光源装置を構
成することができる。また、比較例２に係る発光装置３３は、比較例１に係る発光装置２
０に替えて使用することにより、比較例２に係る面光源装置を構成することができる。
【００５９】
（第２実施形態に係る面光源装置と比較例２に係る面光源装置の対比）
次に、第２実施形態に係る面光源装置と比較例２に係る面光源装置に関し、被照射面３
０上の照度分布を、以下に示す表４乃至表６に基づき、対比して説明する。なお、被照射
面３０は、図１０に示した照度分布の測定範囲としての被照射面３０に対応している。そ
して、表４乃至６における９箇所の照度測定箇所（各列ａ〜ｃの０ｍｍ、２５ｍｍ，５０
ｍｍの各３箇所）は、表１乃至３における９箇所の照度測定箇所に対応している。また、
比較例１に係る面光源装置２８の被照射面３０上における照度の測定値のうちの最大値を
１００とし、この最大値（１００）を基準として、表４及び表５の照度分布を表した。
【００６０】
【表４】
0005764407.tif 000005
【００６１】
【表５】
0005764407.tif 000006
【００６２】
【表６】
0005764407.tif 000007
【００６３】
表４は、比較例２に係る面光源装置における被照射面３０上の照度分布を示すものであ
る。また、表５は、第２実施形態に係る面光源装置における被照射面３０上の照度分布を
示すものである。
【００６４】
表４に示したように、比較例２に係る面光源装置は、一列に配置した複数の発光装置３
３からの光が発光装置３３の配列上を重複して照明するため、中心線３１上における照度
が高く、中心線３１上に明部が発生していることが分かる。また、比較例２においては、
特に隣り合う発光装置３３，３３の中間位置（ｂ列で且つ０ｍｍの位置）における照度の
値が他部よりも目立って高く、隣り合う発光装置３３，３３の中間位置に明部が発生して
いることが分かる。これらの点は、表１に示した比較例１に係る面光源装置２８と共通す
る。しかし、比較例２に係る面光源装置は、曲面部分１８からの出射光の光軸Ｌに対する
角度を比較例１に係る面光源装置２８よりも大きくすることができ、発光装置３３近傍の
明部の発生を抑えることができるため、照度分布のばらつきが小さくなっている（表１、
表４参照）。
【００６５】
これに対し、表５に示したように、第２実施形態に係る面光源装置は、一列に配置した
複数の発光装置３２からの光が発光装置３２の配列の直上を重複して照明するのを抑える
ことができるため、中心線３１上における照度の値をほぼ均一化することができ、各列ａ
〜ｃの中心線３１上における照度の値と各列ａ〜ｃの５０ｍｍの位置における照度の値の
差が表４よりも小さくなっている。すなわち、第２実施形態に係る面光源装置は、比較例
２に係る面光源装置よりも被照射面３０上における照度のばらつきを小さくすることがで
きる。
【００６６】
ここで、表４における照度の測定値の最大値を最小値で割った値を均整度とすると、比
較例２に係る面光源装置の均整度は１．４３である。また、表５における照度の測定の最
大値を最小値で割った値を均整度とすると、第２実施形態に係る面光源装置の均整度は１
．１７となる。このように、第２実施形態に係る面光源装置は、その均整度が比較例２に
係る面光源装置の均整度よりも小さく、被照射面３０における照度分布が比較例２に係る
面光源装置の被照射面３０における照度分布よりも均一化している。
【００６７】
表６は、比較例２に係る面光源装置の各測定点における照度の測定値（表４参照）に対
する第２実施形態に係る面光源装置の各測定点における照度の測定値（表５参照）の変化
率（照度変化率）を、「照度比」として示すものである。この表６に示すように、照度の
差は、各列ａ〜ｃにおいて、５０ｍｍの位置から中心線（０ｍｍ）に向かうにしたがって
大きくなっており、ｂ列の中心線３１（０ｍｍ）上の測定点において最も大きくなってい
る。このような照度変化率は、第２実施形態に係る光束制御部材４の二面幅部分１７の機
能に起因するものである。
【００６９】
なお、上記表４乃至６は、被照明部材２６の内側の面の全体（全被照射面）における照
度を示すものではないが、第２実施形態に係る面光源装置と比較例２に係る面光源装置に
おける全被照射面の照度の平均値がほぼ同じであった。このことから、第２実施形態に係
る面光源装置は、比較例２に係る面光源装置と比較し、光のロスを生じていないことが確
認できた。
【００７０】
［変形例］
本発明の第１実施形態に係る光束制御部材４の頂面８及び第２実施形態に係る光束制御
部材４の頂面８を粗面化してもよい。
【００７１】
また、本発明に係る面光源装置２２は、複数の発光装置１を一列に密に配置してあるが
、これに限られず、複数の発光装置１を密に配置した列を複数列設けるようにしてもよい
。ただし、配列上における発光装置１の密度よりも、その配列と直交方向における発光装
置１の密度の方が疎となるように配置される。また、隣り合う列の発光装置１同士は、千
鳥状にずらして配置されるようにしてもよい。
【００７２】
また、光束制御部材４の第１出射面としての二面幅部分１７を、第１実施形態及び第２
実施形態では平面１７ａ，１７ｂに形成したが、これに限られず、配列方向へ向かう出射
光を減少させる効果が得られるような光を発散させる面を適用してもよい。例えば、光束
制御部材４の第２出射面としての曲面部分１８よりも曲率半径の大きな凸面（発散効果は
平面よりも低いが回転対称な曲面部分１８よりは高い）や、凹面（平面よりも発散効果が
高い）等が挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明に係る発光装置は、面光源装置に使用される場合に限られず、案内灯や間接照明
具等として単独で使用することが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１，３２……発光装置、２……基板、３……発光素子（例えば、ＬＥＤ）、４……光束
制御部材、５……裏面、７……光入射面部、８……頂面、１０……凹所、１１……光反射
面部、１２……光出射面部、１３……第１光入射面部分、１４……第２光入射面部分、１
５ａ，１５ｂ……突起、１７……二面幅部分、１７ａ，１７ｂ……平面（第１出射面）、
１８……曲面部分（第２出射面）、２２……面光源装置、２５……反射部材、２６……被
照明部材、Ｌ……光軸（光束の中心）
【図１】
0005764407.tif 000008
【図２】
0005764407.tif 000009
【図３】
0005764407.tif 000010
【図４】
0005764407.tif 000011
【図５】
0005764407.tif 000012
【図６】
0005764407.tif 000013
【図７】
0005764407.tif 000014
【図８】
0005764407.tif 000015
【図９】
0005764407.tif 000016
【図１０】
0005764407.tif 000017
【図１１】
0005764407.tif 000018
【図１２】
0005764407.tif 000019
【図１３】
0005764407.tif 000020
【図１４】
0005764407.tif 000021
【図１５】
0005764407.tif 000022