(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、導光体と、前記光源と前記導光体との間に配置される光学部材とを備える照明装置であって、
前記光学部材は、前記光源と前記導光体の端面との間に位置する凸レンズ部と、前記凸レンズ部から前記光源の周囲側に向かって突出する全反射レンズ部と、前記導光体の周面を保持するガイドレンズ部とを備え、
前記凸レンズ部は、前記導光体の端面に対面する出射面と、前記光源に向けて凸状に湾曲して前記出射面の直径よりも小さい直径をもつ集光面と、をもち、
前記全反射レンズ部の外周面は、回転楕円体の一部をなす楕円弧面であって、前記回転楕円体の２つの焦点のうち一方に前記光源が位置し、他方は前記導光体の中に位置しており、
前記ガイドレンズ部の外周面の直径をＤとし、前記回転楕円体の短軸長さをＹとしたときに、Ｄ≧Ｙの関係があることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記回転楕円体の短軸は、前記凸レンズ部の前記出射面よりも前記光源から遠方に位置している請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記回転楕円体の短軸長さと長軸長さの比率は１．６〜２．１である請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記回転楕円体の他方の焦点は、前記導光体における前記ガイドレンズ部で囲まれている部分に位置している請求項１〜３のいずれかに記載の照明装置。
【請求項５】
前記回転楕円体の他方の焦点側の先端は、前記導光体における前記ガイドレンズ部で囲まれている部分に位置している請求項１〜４のいずれかに記載の照明装置。
【請求項６】
前記ガイドレンズ部の外周面は、光源と、前記凸レンズ部の前記集光面と前記全反射レンズ部の内周面との境界部とを結ぶ仮想直線に対して交差する位置に配置されている請求項１〜５のいずれかに記載の照明装置。
【請求項７】
前記導光体に入射した光が前記導光体の周面に向かって臨界角以上の角度で進むように、前記導光体の屈折率及び前記回転楕円体の形状が設定されている請求項１〜６のいずれかに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光体に光源の光を入射させるレンズを備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の照明装置には、長尺状の導光体と、導光体に光を入射する光源とを備えたものがある。導光体は、その端面から光源の光が入射されると、長尺方向に導光しながら光の一部を漏光させて発光する。
【０００３】
ここで、導光体を明るく発光させるためには、導光体に効率よく光を入射させることが望まれている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、光源と導光体との間に配置させた凸レンズ部と、導光体の周面を囲む筒状のガイド部とを有する光学部材が開示されている。凸レンズ部は、光源に向けて凸状に湾曲する集光面をもつため、光源から発せられた光は凸レンズ部において集光されて、導光体の端面に入射される。
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、光源の側部から発せられた光は外部に放出されてしまい、導光体に入射されない。このため、光源から発せられた光を有効に利用するものとはいえない。
【０００６】
そこで、特許文献２には、凸レンズ部に加えて、光源の側部に全反射レンズ部を設けた光学部材が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０９７９２７号
【特許文献２】特許第５１５２５７７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に開示された光学部材には導光体を保持する構造がなく、導光体はレンズとは別の保持部材で保持されている。
【０００９】
そこで、本願発明者は、特許文献２の凸レンズ部と全反射レンズ部とを備えた光学部材に、特許文献１のガイド部を追加すること考えた。しかし、単に光学部材にガイド部を追加しただけでは、光源から入射した光がガイド部で散乱されてしまい、導光体に効率よく光を入射することはできない。
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、導光体を保持するとともに、光源から発せられた光を効率よく導光体に入射させることができる照明装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の照明装置は、光源と、導光体と、前記光源と前記導光体との間に配置される光学部材とを備える照明装置であって、
前記光学部材は、前記光源と前記導光体の端面との間に位置する凸レンズ部と、前記凸レンズ部から前記光源の周囲側に向かって突出する全反射レンズ部と、前記導光体の周面を保持するガイドレンズ部とを備え、
前記凸レンズ部は、前記導光体の端面に対面する出射面と、前記光源に向けて凸状に湾曲して前記出射面の直径よりも小さい直径をもつ集光面と、をもち、
前記全反射レンズ部の外周面は、回転楕円体の一部をなす楕円弧面であって、前記回転楕円体の２つの焦点のうち一方に前記光源が位置し、他方は前記導光体の中に位置しており、
前記ガイドレンズ部の外周面の直径をＤとし、前記回転楕円体の短軸長さをＹとしたときに、Ｄ≧Ｙの関係があることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光源と導光体との間に光学部材を配置して、光学部材の凸レンズ部の出射面で導光体の端面を保持し、ガイドレンズ部の内周面で導光体の周面を保持している。このため、光学部材により導光体を安定に保持することができる。
【００１３】
また、凸レンズ部の集光面の直径は出射面の直径よりも小さい。このため、集光面に入射した光を効率よく出射面から導光体の端面に入射させることができる。
【００１４】
全反射レンズ部の外周面は、回転楕円体の一部をなす楕円弧面である。回転楕円体がもつ２つの焦点のうち一つは光源が位置している。光源が、回転楕円体の１つの焦点に位置しているため、光源から発せられた光のうち主として光源の側部から発せられた光は、全反射レンズ部に入射して、全反射レンズ部の外周面で反射される。反射された光は、凸レンズ部又はガイドレンズ部を通じて、導光体の入射面としての端面又は周面から、導光体に入射される。
【００１５】
また、回転楕円体の他方の焦点は、導光体の中に位置している。光源から発せられ全反射レンズ部で反射された光の多くは、導光体に入射される入射角度（入射面の法線に対する角度）が小さくなる。この入射角度が小さいと、導光体の周面に向かう光の角度（導光体の周面の法線に対する角度）は大きくなる。導光体において周面に向かう光の角度は、臨界角以上となる。このため、光が導光体の周面から漏光しにくくなり、導光体内部をより遠くまで導光することができる。なお、臨界角とは、光が光学的に密な媒質（屈折率の大きな物質）から疎な媒質（屈折率の小さな物質）へ入射するとき、全反射が起きる最も小さい入射角度をいう。
【００１６】
回転楕円体の他方の焦点が、導光体よりも光源に近い位置、即ち光源と導光体との間（例えば凸レンズ部）に位置している場合には、導光体に入射される光の入射角度が大きくなり、導光体の周面に向かう光の角度が小さくなる。導光体の周面に向かう光の角度は臨界角未満となる。角度導光体の周面から漏光する光量が増え、導光体の中を遠くまで導光させることができない。
【００１７】
また、ガイドレンズ部の外周面の直径をＤとし、回転楕円体の短軸長さをＹとしたときに、Ｄ≧Ｙの関係をもつ。この場合には、全反射レンズ部に入射せずに凸レンズ部よりも外側に入射した光、特に凸レンズ部の集光面と全反射レンズ部の内周面との間の境界部付近に入射された光が、ガイドレンズ部に入る。ガイドレンズ部に入った光は、ガイドレンズ部の外周面で反射されて、導光体に周面から入射される。このため、本発明の光学部材によれば、光源から発せられた光を、効率よく導光体に入射させることができる。
【００１８】
以上のように、本発明によれば、導光体を保持するとともに、光源から発せられた光を効率よく導光体に入射させることができる照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態の照明装置を示すための、図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図２】本実施形態の光学部材の光源周辺の拡大断面図である。
【図３】本実施形態の光学部材の平面図である。
【図４】本実施形態の、寸法関係を示すための光学部材の断面図である。
【図５】本実施形態の、光の進路を示すための光学部材の断面説明図である。
【図６】本実施形態の、回転楕円体の焦点が導光体の中に位置する場合の光の進路の説明図である。
【図７】参考形態の、回転楕円体の焦点が導光体よりも光源に近い領域に位置する場合の光の進路を説明図。
【図８】本参考形態の、ガイドレンズ部の外周面の直径が回転楕円体の短軸長さよりも短い場合の光の進路を示すための説明図である。
【図９】本実施形態の、回転楕円体の長軸長さを変えた場合の照明装置の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態に係る照明装置について図面を用いて詳細に説明する。
【００２１】
本実施形態の照明装置は、車両の前照灯とともに設けられるＤＲＬ（昼間点灯）やターンランプなどの照明装置である。図１に示すように、照明装置は、導光体１と、光源２と、光源２と導光体１との間に配置される光学部材３とを備える。
【００２２】
導光体１は、円柱状の導光棒を用いる。導光体１は、透明な材質であればよく、例えばガラス、樹脂を用いる。導光体１に用いられる樹脂としては、例えば、ポリカーボネートやアクリルがあげられる。導光体１の長手方向の両端には、それぞれ光源２及び光学部材３が配設されて、導光体全体が発光する。
【００２３】
光源２としては、ＬＥＤ、発光ダイオードなどが挙げられるが、ＬＥＤが好ましい。ＬＥＤの中でも、ＣＳＰ（チップサイズパッケージ）−ＬＥＤがよい。本実施形態では、縦２．０ｍｍ×横１．６ｍｍ×厚み０．８ｍｍのＣＳＰ−ＬＥＤを用いる。光源２は、基板２１上の配線パターン２２にハンダで接合されている。光源２の上面には、□０．６ｍｍの四角形状の発光面２０が設けられている。
【００２４】
光学部材３は、透明な材質であればよく、例えば、樹脂、ガラスを用いる。導光体１に用いられる樹脂としては、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、アクリルなどがあげられる。
【００２５】
光学部材３に用いる材質が樹脂の場合には、当該樹脂は、導光体１に用いる樹脂よりも融点が高いとよい。導光体１がアクリルよりなる場合には、光学部材３に用いる樹脂は、ポリカーボネートがよい。導光体の熱による損傷を光学部材の断熱によって抑制できる。
【００２６】
光学部材３は、凸レンズ部３１と、ガイドレンズ部３２と、全反射レンズ部３３とを有する。図２に示すように、凸レンズ部３１は、光源２と導光体１の端面１０との間に位置する。凸レンズ部３１は、導光体１の端面１０に対面する出射面３１ａと、光源２に向けて凸状に湾曲する集光面３１ｂとを有する。集光面３１ｂの直径ｂは、出射面３１ａの直径ａよりも小さい。
【００２７】
図１，図３に示すように、ガイドレンズ部３２は、凸レンズ部３１を挟んで全反射レンズ部３３と反対側に位置している。ガイドレンズ部３２は、円筒状である。ガイドレンズ部３２は、外周面３２ｂから径方向外側にリブ３２ｃが突出していて、ガイドレンズ部３２を補強している。
【００２８】
図３，図４に示すように、ガイドレンズ部３２の内周面３２ａと凸レンズ部３１の出射面３１ａとにより、導光体収容空間３４が区画されている。導光体収容空間３４には導光体１が配置されている。導光体１は、その端面１０を凸レンズ部３１の出射面３１ａに当接させている。ガイドレンズ部３２の内周面３２ａは導光体１の周面１１に対面している。内周面３２ａは、円筒部３２ｅと、周方向の３カ所に円筒部３２ｅよりも若干径方向内側に位置する保持部３２ｄとを有する。保持部３２ｄに導光体１の周面１１を当接させることで、導光体１は光学部材３に保持されている。導光体１の中心軸線Ｌは、導光体収容空間３４の中心軸線Ｌ’に一致するように、導光体１は光学部材３に対して位置決めされている。
【００２９】
図２に示すように、全反射レンズ部３３と凸レンズ部３１とで囲まれた光源空間３５には、光源２が配置されている。全反射レンズ部３３は、凸レンズ部３１の光源２の周囲側に向かってリング状に突出している。全反射レンズ部３３は、内周面３３ａと外周面３３ｂとをもつ。内周面３３ａは、光学部材３の中心軸線Ｌと平行に延びている。外周面３３ｂは、全反射レンズ部３３の先端に向かって内周面３３ａに近づいている。
【００３０】
図４に示すように、全反射レンズ部３３の外周面３３ｂは、回転楕円体Ｋの一部をなす楕円弧面である。回転楕円体Ｋの長軸長さＸと短軸長さＹの比率（Ｘ／Ｙ）は、２．０とする。
【００３１】
回転楕円体Ｋは、２つの焦点Ｇ１、Ｇ２をもつ。２つの焦点Ｇ１、Ｇ２のうち一方の焦点Ｇ１には光源２の発光面２０が位置し、他方の焦点Ｇ２は、導光体１におけるガイドレンズ部３２で囲まれている部分に位置している。
【００３２】
ガイドレンズ部３２の導光体収容空間３４の直径Ｄと、回転楕円体Ｋの短軸長さＹとの間に、Ｄ≧Ｙの関係がある。回転楕円体Ｋの短軸Ｋｙは、凸レンズ部３１の出射面３１ａよりも光源２から遠方に位置している。ガイドレンズ部３２の外周面３２ｂは、光源２と、凸レンズ部３１の集光面３１ｂと全反射レンズ部３３の内周面３３ａとの境界部Ｓとを結ぶ仮想直線Ｒに対して交差する位置に配置されている。
【００３３】
また、図２に示すように、光源２の発光面２０と凸レンズ部３１の集光面３１ｂとの間の最短距離ｆは、０．５〜１．２ｍｍがよい。最短距離ｆが０．５ｍｍ未満の場合には、集光面３１ｂが光源２に近すぎて光源２により凸レンズ部３１が熱せられて溶融するおそれがある。最短距離ｆが１．２ｍｍを超える場合には、集光面３１ｂに入射する光量が低下するおそれがある。本実施形態において、光源２の発光面２０と凸レンズ部３１の集光面３１ｂとの間の最短距離ｆは、０．８ｍｍとする。
【００３４】
凸レンズ部３１の出射面３１ａの直径ａは、導光体１の直径と略同一とするとよい。凸レンズ部３１の出射面３１ａの直径ａ及び導光体１の直径は、ともに２．０〜５．０ｍｍがよい。本実施形態において、凸レンズ部３１の出射面３１ａの直径ａ及び導光体１の直径は、ともに３．６ｍｍとする。
【００３５】
集光面３１ｂの直径ｂは、光源２の発光面２０の直径よりも大きくする。凸レンズ部３１の集光面３１ｂの直径ｂは、出射面３１ａの直径ａよりも小さい。集光面３１ｂの直径ｂに対する出射面３１ａの直径ａの比率（ａ／ｂ）は１．０よりも大きく２．０以下がよく、更には、１．１〜１．７が好ましい。上記比率（ａ／ｂ）が１以下の場合には、集光面３１ｂに入射した光の一部が出射面３１ａの周囲に進み、光学部材３の外部に漏光する光量が多くなる。上記比率（ａ／ｂ）が２．０を超える場合には、出射面３１ａを一定とした場合に、集光面３１ｂが小さくなり集光面３１ｂから入射する光の量が少なくなるおそれがある。本実施形態では、集光面３１ｂの直径ｂは２．４ｍｍであり、集光面３１ｂの直径ｂに対する出射面３１ａの直径ａの比率（ａ／ｂ）は１．５とする。
【００３６】
図４に示すように、出射面３１ａから全反射レンズ部３３の先端までの距離ｃは、２．４〜３．０ｍｍがよい。本実施形態では、出射面３１ａから全反射レンズ部３３の先端までの距離ｃは、２．８ｍｍとする。
【００３７】
また、回転楕円体Ｋの焦点Ｇ１から回転楕円体Ｋの下端までの間の距離ｄは０．５〜１．２ｍｍがよい。距離ｄが過大の場合には、光源２から発せられた光のうち導光体１に入射する光量が低下するおそれがある。本実施形態では、回転楕円体Ｋの焦点Ｇ１から回転楕円体Ｋの下端までの間の距離ｄは０．８ｍｍとする。
【００３８】
回転楕円体Ｋの焦点Ｇ１、Ｇ２間の距離ｅは３．０〜１５．０ｍｍが好ましい。距離ｅが短すぎる場合には、全反射レンズ部３３の外周面３３ｂに向かう光の角度γが小さくなり、角度γが臨界角未満となって、外周面３３ｂで全反射されずに外部に漏出してしまうおそれがある。導光体１に入射する光量が低下するおそれがある。距離ｅが過小の場合には、光が導光体１に入射しても、導光体１に入射した光の周面１１に向かう角度βが小さくなり、臨界角未満となって、導光体１の周面１１から漏光する光量が増える場合がある。このため、導光体１の中を遠くまで導光させることができないおそれがある。本実施形態では、回転楕円体Ｋの焦点Ｇ１、Ｇ２間の距離ｅは６．０ｍｍとする。
【００３９】
本実施形態の照明装置において、図５に示すように、光源２の発光面２０から発せられた光のうち、凸レンズ部３１側に発せられた光は、集光面３１ｂを通じて凸レンズ部３１に入射される。集光面３１ｂは、光を中心軸線Ｌと略平行な平行光に変換する。平行光は、凸レンズ部３１を通り抜け、出射面３１ａを通じて、導光体１の端面１０から導光体１に入射される。ここで、凸レンズ部３１の集光面３１ｂの直径ｂは出射面３１ａの直径ａよりも小さい。このため、集光面３１ｂに入射した光を効率よく出射面３１ａから導光体１の端面１０に入射させることができる。
【００４０】
また、光源２の発光面２０から発せられた光のうち、全反射レンズ部３３側に発せられた光は、内周面３３ａを通じて全反射レンズ部３３に入射される。全反射レンズ部３３の外周面３３ｂは楕円弧面であり、光源２が、回転楕円体Ｋの１つの焦点Ｇ１に位置している。このため、光源２から発せられた光のうち主として光源２の側部から発せられた光は、全反射レンズ部３３に入射して、全反射レンズ部３３の外周面３３ｂで反射される。反射された光は、主として出射面３１ａから導光体１の端面１０に入射される。全反射レンズ部３３の外周面３３ｂで反射された光の一部はガイドレンズ部３２を経て導光体１の周面１１から導光体１に入射される。
【００４１】
図６に示すように、全反射レンズ部３３の外周面３３ｂが、導光体１の中に焦点Ｇ２をもつ回転楕円体Ｋの一部をなす楕円弧面である。このため、光源２から発せられ全反射レンズ部３３の外周面３３ｂで反射された光は、導光体１に入射する入射角度αが小さくなる。導光体１の周面１１に向かう光の角度βが、大きくなり、臨界角を超える場合がある。ゆえに、導光体１の周面１１から漏光する光量が少なくなり、導光体１内部をより遠くまで導光することができる。
【００４２】
また、図５、図６に示すように、全反射レンズ部３３の外周面３３ｂで反射されて導光体１に入射された光は、導光体１の中の回転楕円体Ｋの焦点Ｇ２近傍に集光する。焦点Ｇ２は、導光体１におけるガイドレンズ部３２で囲まれた部分に位置しているため、導光体１は焦点Ｇ２付近で湾曲又は変形しない。このため、集光した光を効率よく遠方まで導光することができる。本実施形態では、更に、回転楕円体Ｋの焦点Ｇ２だけでなく回転楕円体Ｋの先端まで、導光体１におけるガイドレンズ部３２により囲まれた部分に位置している。集光した光を更に効率よく遠方まで導光することができる。
【００４３】
これに対して、図７に示すように、回転楕円体Ｋの他方の焦点Ｇ２が、導光体１よりも光源２に近い位置、即ち光源２と導光体１との間（例えば凸レンズ部３１）に位置している場合には、光が導光体１に入射しても、光の導光体１の周面１１に向かう角度βが臨界角未満となり、導光体１の周面１１から漏光する光量が増える。このため、導光体１の中を遠くまで導光させることができない。
【００４４】
更に、本実施形態では、図４に示すように、回転楕円体Ｋの短軸Ｋｙは、凸レンズ部３１の出射面３１ａよりも光源２から遠方に位置している。即ち、導光体１の中の焦点Ｇ２と導光体１の端面１０との間に、回転楕円体Ｋの短軸Ｋｙが位置している。このため、全反射レンズ部３３の中で光源２の光が当たり全反射レンズとして機能する領域が増え、全反射レンズ部３３により導光体１側に反射できる光量を増加させることができる。また、回転楕円体Ｋの焦点Ｇ２をより遠くに位置させて、より遠方まで導光する効果が確実に得られる。
【００４５】
また、図４に示すように、ガイドレンズ部３２の外周面３２ｂの直径Ｄは、回転楕円体Ｋの短軸長さＹよりも大きい。光源２の発光面２０から発せられた光のうち、全反射レンズ部３３に入光せずにガイドレンズ部３２側に漏れた光、特に凸レンズ部３１と全反射レンズ部３３との境界部Ｓ付近に入射した光は、ガイドレンズ部３２に入る。ガイドレンズ部３２に入った光は、ガイドレンズ部３２の外周面３２ｂで反射されて、導光体１の周面１１から導光体１に入射される。
【００４６】
更に、ガイドレンズ部３２の外周面３２ｂは、光源２の発光面２０の中心と、凸レンズ部３１の集光面３１ｂと全反射レンズ部３３の内周面３３ａとの境界部Ｓとを結ぶ仮想直線Ｒに対して交差する位置に配置されている。ガイドレンズ部３２の外周面３２ｂは、仮想直線Ｒに下端で交差する位置Ｗ（図４の一点鎖線）よりも外側に位置している。このため、凸レンズ部３１と全反射レンズ部３３との境界部Ｓ付近に入射した光は、確実にガイドレンズ部３２に入り、ガイドレンズ部３２の外周面３２ｂでの反射により、導光体１の周面１１から導光体１に確実に入射される。
【００４７】
一方、図８に示すように、ガイドレンズ部３２の外周面３２ｂの直径Ｄが、回転楕円体Ｋの短軸長さＹよりも小さい場合には、凸レンズ部３１と全反射レンズ部３３との境界部Ｓ付近に入射した光は、ガイドレンズ部３２の外側の板状部３７の上面で反射されてしまい、ガイドレンズ部３２には入射されない。このため、光の利用効率が低下してしまう。
【００４８】
ここで、図９に示すように、回転楕円体Ｋの短軸長さＹを５．９ｍｍと固定して、長軸長さＸを可変させて長軸長さＸと短軸長さＹの比率（Ｘ／Ｙ）を、ｎ１＝１．３、ｎ２＝１．６、ｎ３＝１．８、ｎ４＝２、ｎ５＝２．１，ｎ６＝２．３と変化させた。ｎ２〜ｎ５の場合（比率（Ｘ／Ｙ）＝１．６〜２．１）には、全反射レンズ部３３で反射された光は、導光体１に入射される入射角度αを小さくした状態で導光体１に入射して、導光体１の周面１１に向かう角度βが大きくなり、臨界角以上となった。このため、導光体１において光を遠方に導光させることができた。また、全反射レンズ部３３が成形に適切な形状になり、成形性がよくなった。
【００４９】
一方、ｎ１＝１．３の場合には、全反射レンズ部３３に入射された光の外周面３３ｂに向かう角度γ（光の外周面の法線に対する角度）が臨界角未満となり、外周面３３ｂで全反射されずに外部に漏出してしまう場合があった（図７）。また、全反射レンズ部３３の径方向厚みが厚くなり、成形性が低下する場合があった。
【００５０】
ｎ６＝２．３の場合には、全反射レンズ部３３の先端が先細りになり、全反射レンズ部３３の成形性が低下する場合があった。全反射レンズ部３３の内周面３３ａを光源２の発光面２０に近づければ、全反射レンズ部３３の先端を厚くすることは可能であるが、この場合、光源２の発熱により全反射レンズ部３３先端が熱せられ溶融するおそれがある。
【００５１】
以上のように、本実施形態の光学部材３によれば、光源２から発せられた光を効率よく導光体１に入射させる。
【００５２】
本実施形態の照明装置は、車両の前照灯、後照灯、標識灯、車体の脚掛け部の踏み面、車両内装の表示系、装飾灯などに好適に用いられる。本実施形態の照明装置は、車両以外にも、家庭用やオフィス用の照明装置、蛍光玩具、室内灯などに用いることが可能である。
【００５３】
（１）本実施形態の照明装置は、光源２と、導光体１と、光源２と導光体１との間に配置される光学部材３とを備える照明装置であって、
光学部材３は、光源２と導光体１の端面１０との間に位置する凸レンズ部３１と、凸レンズ部３１から光源２の周囲側に向かって突出する全反射レンズ部３３と、導光体１の周面１１を保持するガイドレンズ部３２とを備え、
凸レンズ部３１は、導光体１の端面１０に対面する出射面３１ａと、光源２に向けて凸状に湾曲して出射面３１ａの直径よりも小さい直径をもつ集光面３１ｂと、をもち、
全反射レンズ部３３の外周面３３ｂは、回転楕円体Ｋの一部をなす楕円弧面であって、回転楕円体Ｋの２つの焦点のうち一方の焦点Ｇ１は光源２が位置し、他方の焦点Ｇ２は導光体１の中に位置しており、
ガイドレンズ部３２の外周面３２ｂの直径をＤとし、回転楕円体Ｋの短軸長さをＹとしたときに、Ｙ≧Ｄの関係があることを特徴とする。
【００５４】
本実施形態によれば、光源２と導光体１との間に光学部材３を配置して、光学部材３の凸レンズ部３１の出射面３１ａで導光体１の端面１０を保持し、ガイドレンズ部３２の内周面３２ａで導光体１の周面１１を保持している。このため、光学部材３により導光体１を安定に保持することができる。
【００５５】
また、凸レンズ部３１の集光面３１ｂの直径ｂは出射面３１ａの直径ａよりも小さい。このため、集光面３１ｂに入射した光を効率よく出射面３１ａから導光体１の端面１０に入射させることができる。
【００５６】
全反射レンズ部３３の外周面３３ｂは、回転楕円体Ｋの一部をなす楕円弧面である。回転楕円体Ｋの２つの焦点Ｇ１、Ｇ２のうち一つは光源２が位置している。光源２が、回転楕円体Ｋの１つの焦点Ｇ１に位置しているため、光源２から発せられた光のうち主として光源２の側部から発せられた光は、全反射レンズ部３３に入射して、全反射レンズ部３３の外周面３３ｂで反射される。反射された光は、凸レンズ部３１又はガイドレンズ部３２を通じて、導光体１の入射面としての端面１０又は周面１１から、導光体１に入射される。
【００５７】
また、回転楕円体Ｋの他方の焦点Ｇ２は、導光体１の中に位置している。光源２から発せられ全反射レンズ部３３で反射された光の多くは、導光体１に入射される入射角度α（入射面の法線に対する角度）が小さくなる。光の入射角度αが小さいと、導光体１の周面１１に向かう光の角度β（導光体１の周面１１の法線に対する角度）が大きくなる。導光体１において周面１１に向かう光の角度βは、臨界角以上となる。このため、光が導光体１の周面１１から漏光しにくくなり、導光体１内部をより遠くまで導光することができる。なお、臨界角とは、光が光学的に密な媒質（屈折率の大きな物質）から疎な媒質（屈折率の小さな物質）へ入射するとき、全反射が起きる最も小さい入射角度をいう。
【００５８】
回転楕円体Ｋの他方の焦点Ｇ２が、導光体１よりも光源２に近い位置、即ち光源２と導光体１との間（例えば凸レンズ部３１）に位置している場合には、導光体１に入射される光の入射角度αが大きくなり、導光体１の周面１１に向かう角度βが小さくなり、臨界角未満となる場合がある。導光体１の周面１１から漏光する光量が増え、導光体１の中を遠くまで導光させることができない。
【００５９】
また、ガイドレンズ部３２の外周面３２ｂの直径をＤとし、回転楕円体Ｋの短軸長さをＹとしたときに、Ｄ≧Ｙの関係をもつ。この場合には、全反射レンズ部３３に入光せずに凸レンズ部３１よりも外側に漏れ出た光、特に全反射レンズ部３３の内周面３３ａと凸レンズ部３１の集光面３１ｂとの境界部Ｓ付近に入射した光は、ガイドレンズ部３２に入る。ガイドレンズ部３２に入った光は、ガイドレンズ部３２の外周面３２ｂで反射されて、導光体１に周面１１から入射される。このため、本実施形態の光学部材３によれば、光源２から発せられた光を、効率よく導光体１に入射させることができる。
【００６０】
（２）回転楕円体Ｋの短軸Ｋｙは、凸レンズ部３１の出射面３１ａよりも光源２から遠方に位置していることが好ましい。全反射レンズ部３３の中で光が反射される領域、即ち全反射レンズとして機能する領域が増え、全反射レンズ部３３により導光体１側に反射できる光量を増加させることができる。また、回転楕円体Ｋの焦点Ｇ２をより遠くに位置させて、より遠方まで導光する効果が確実に得られる。
【００６１】
（３）回転楕円体Ｋの短軸長さＹと長軸長さＸの比率（Ｘ／Ｙ）は１．６〜２．１であることが好ましい。全反射レンズ部３３で反射された光が、小さい入射角度αで導光体１に入射される。導光体１に入射した光は、導光体１の周面１１に向かう角度βを大きくして、臨界角よりも大きくさせることができる。ゆえに、導光体１からの過剰の漏光が抑制され、導光体１の中を遠方まで導光させることができる。また、全反射レンズ部３３の形状が成形に適した形状になり、全反射レンズ部の成形性がよくなる。
【００６２】
（４）回転楕円体Ｋの他方の焦点Ｇ２は、導光体１におけるガイドレンズ部３２で囲まれている部分に位置していることが好ましい。焦点Ｇ２は、導光体１におけるガイドレンズ部３２で囲まれた部分に位置しているため、導光体１は焦点Ｇ２付近で湾曲又は変形しない。このため、焦点Ｇ２に集光した光を効率よく遠方まで導光することができる。
【００６３】
（５）回転楕円体Ｋの他方の焦点Ｇ２側の先端は、導光体１におけるガイドレンズ部３２で囲まれている部分に位置していることが好ましい。焦点Ｇ２に集光した光を更に効率よく遠方まで導光することができる。
【００６４】
（６）ガイドレンズ部３２の外周面３２ｂは、光源２と、凸レンズ部３１の集光面３１ｂと全反射レンズ部３３の内周面３３ａとの境界部Ｓとを結ぶ仮想直線Ｒに対して交差する位置に配置されていることが好ましい。このため、凸レンズ部３１と全反射レンズ部３３との境界部Ｓ付近に入射した光は、確実にガイドレンズ部３２に入り、ガイドレンズ部３２の外周面３２ｂでの反射により、導光体１の周面１１から導光体１に確実に入射される。
【００６５】
（７）導光体１に入射した光が導光体１の周面１１に向かって臨界角以上の角度βで進むように、導光体１の屈折率及び回転楕円体Ｋの形状が設定されていることが好ましい。この場合には、導光体において周面に向かう光の多くが周面で全反射され、周面からの光の過剰な漏光を抑えられる。ゆえに、導光体において光を遠方まで導光することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１：導光体、１０：端面、１１：側面、２：光源、２０：発光面、３：光学部材、３１：凸レンズ部、３１ａ：出射面、３１ｂ：集光面、３２：ガイドレンズ部、３２ａ：内周面、３２ｂ：外周面、３３：全反射レンズ部、３３ａ：内周面、３３ｂ：外周面（楕円弧面）、３４：導光体収容空間、３５：光源空間、Ｄ：ガイドレンズ部の外周面の直径、Ｇ１、Ｇ２：回転楕円体の焦点、Ｋ：回転楕円体、Ｒ：仮想直線、Ｓ：凸レンズ部と全反射レンズ部との境界部、Ｋｙ：回転楕円体の短軸、Ｘ：回転楕円体の長軸長さ、Ｙ：回転楕円体の短軸長さ
【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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