(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子と、
前記半導体発光素子から出射され、凹部の底面に形成された第１入射面に入射した光束を中心光束として第１出射面から前記半導体発光素子の光軸方向に広角に配光する第１整形部と、前記半導体発光素子から出射され、前記凹部の側面を形成する第２入射面に入射した光束を反射面により全反射して集光して周辺光束として第２出射面から前記光軸方向に前記中心光束より配光角が狭い光を出射する第２整形部とを有する光学部材とを備え、
前記第１整形部の前記第１出射面及び前記第２整形部の前記第２出射面は、前記光軸と平行な法線を有する平面であり、
前記第２整形部は、前記光軸方向と平行又は略平行の照射面に前記第２出射面から出射した光を照射した場合に、第１の距離に照度の谷を有し、
前記第１整形部の前記第１入射面は、前記照射面に前記第１出射面から出射した光を照射した場合に、前記第１の距離に前記第２整形部の前記照度の谷を補完する照度のピークを有するように凹型の非球面形状に設計された照明装置。
【請求項２】
前記第２整形部は、前記第２出射面から前記光軸に平行又は略平行な光を出射する請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記半導体発光素子は、前記半導体発光素子が発する第１の色の光で励起して第２の色の光を発する蛍光体が表面に設けられた請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
半導体発光素子から出射され、凹部の底面に形成された第１入射面に入射した光束を中心光束として第１出射面から前記半導体発光素子の光軸方向に広角に配光する第１整形部と、
前記半導体発光素子から出射され、前記凹部の側面を形成する第２入射面に入射した光束を反射面により全反射して集光して周辺光束として第２出射面から前記光軸方向に前記中心光束より配光角が狭い光を出射する第２整形部とを有し、
前記第１整形部の前記第１出射面及び前記第２整形部の前記第２出射面は、前記光軸と平行な法線を有する平面であり、
前記第２整形部は、前記光軸方向と平行又は略平行の照射面に前記第２出射面から出射した光を照射した場合に、第１の距離に照度の谷を有し、
前記第１整形部の前記第１入射面は、前記照射面に前記第１出射面から出射した光を照射した場合に、前記第１の距離に前記第２整形部の前記照度の谷を補完する照度のピークを有するように凹型の非球面形状に設計された光学部材。
【請求項５】
半導体発光素子から出射される中心光束として前記半導体発光素子の光軸方向に広角に配光する第１整形部と、
前記半導体発光素子から前記中心光束の周辺に出射される周辺光束を集光して前記光軸方向に前記中心光束より配光角が狭い光を出射する第２整形部とを有する光学部材の設計方法であって、
前記第２整形部から出射した光を前記光軸方向と平行又は略平行の照射面に照射した場合に、照度の谷の第１の距離を求める段階と、
前記第１整形部から出射した光を前記照射面に照射した場合に、前記第１の距離に前記第２整形部の前記照度の谷を補完する照度のピークを有するように前記第１整形部を設計する段階と、
を含む光学部材の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内照看板に用いる中空エッジライト照明や外照看板照明等として用いられるものであって、光照射面に対する色ムラ及び照度ムラを抑制する照明装置、光学部材及び光学部材の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤを光源として用いた照明装置であって、光照射面に対する色ムラを抑制するものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
この照明装置は、光源としての白色ＬＥＤと、ＬＥＤを収容する凹部を有したレンズとを備える。レンズは、凹部に白色ＬＥＤから出射する光が入射する第１入射面、第２入射面及び第３入射面を有し、さらに、第１入射面、第２入射面及び第３入射面から入射した光を光照射方向に反射させる反射面と、反射面で反射した光を光照射方向に出射する出射面とを有する。第１入射面及び第２入射面は、白色ＬＥＤの光出射範囲の中心領域の光が入射する面であり、第３入射面は、中心領域より外側の領域の光が入射する面である。第３入射面に入射する光は黄色の光を多く含むものでありイエローリングの原因となる光であるが、当該第３入射面に入射した光を特定の領域に集中して照射しないよう反射面を設計することで光照射面に対して照射される光の色ムラを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−３８２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の照明装置は、光照射面に対して照射される光の色ムラを抑制するものであるが、光源である白色ＬＥＤの光軸と光照射面の法線方向とを一致させたものであり、光源の光軸と光照射面の法線方向が直交するような用途、例えば、中空エッジライトとして用いる場合には、光照射面のうち光源の近傍に照射される光の照度が低くなり、必ずしも照度ムラを抑制するものではない、という問題がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、内照看板に用いる中空エッジライト照明や外照看板照明等として用いられるものであって、光照射面に対して照射される光の色ムラ及び照度ムラを抑制することができる照明装置、光学部材及び光学部材の設計方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］半導体発光素子と、
前記半導体発光素子から出射され、凹部の底面に形成された第１入射面に入射した光束を中心光束として第１出射面から前記半導体発光素子の光軸方向に広角に配光する第１整形部と、前記半導体発光素子から出射され、前記凹部の側面を形成する第２入射面に入射した光束を反射面により全反射して集光して周辺光束として第２出射面から前記光軸方向に前記中心光束より配光角が狭い光を出射する第２整形部とを有する光学部材とを備え、
前記第１整形部の前記第１出射面及び前記第２整形部の前記第２出射面は、前記光軸と平行な法線を有する平面であり、
前記第２整形部は、前記光軸方向と平行又は略平行の照射面に前記第２出射面から出射した光を照射した場合に、第１の距離に照度の谷を有し、
前記第１整形部の前記第１入射面は、前記照射面に前記第１出射面から出射した光を照射した場合に、前記第１の距離に前記第２整形部の前記照度の谷を補完する照度のピークを有するように凹型の非球面形状に設計された照明装置。
［２］前記第２整形部は、前記第２出射面から前記光軸に平行又は略平行な光を出射する前記［１］に記載の照明装置。
［３］前記半導体発光素子は、前記半導体発光素子が発する第１の色の光で励起して第２の色の光を発する蛍光体が表面に設けられた前記［１］又は［２］に記載の照明装置。
［４］半導体発光素子から出射され、凹部の底面に形成された第１入射面に入射した光束を中心光束として第１出射面から前記半導体発光素子の光軸方向に広角に配光する第１整形部と、
前記半導体発光素子から出射され、前記凹部の側面を形成する第２入射面に入射した光束を反射面により全反射して集光して周辺光束として第２出射面から前記光軸方向に前記中心光束より配光角が狭い光を出射する第２整形部とを有し、
前記第１整形部の前記第１出射面及び前記第２整形部の前記第２出射面は、前記光軸と平行な法線を有する平面であり、
前記第２整形部は、前記光軸方向と平行又は略平行の照射面に前記第２出射面から出射した光を照射した場合に、第１の距離に照度の谷を有し、
前記第１整形部の前記第１入射面は、前記照射面に前記第１出射面から出射した光を照射した場合に、前記第１の距離に前記第２整形部の前記照度の谷を補完する照度のピークを有するように凹型の非球面形状に設計された光学部材。
［５］半導体発光素子から出射される中心光束として前記半導体発光素子の光軸方向に広角に配光する第１整形部と、
前記半導体発光素子から前記中心光束の周辺に出射される周辺光束を集光して前記光軸方向に前記中心光束より配光角が狭い光を出射する第２整形部とを有する光学部材の設計方法であって、
前記第２整形部から出射した光を前記光軸方向と平行又は略平行の照射面に照射した場合に、照度の谷の第１の距離を求める段階と、
前記第１整形部から出射した光を前記照射面に照射した場合に、前記第１の距離に前記第２整形部の前記照度の谷を補完する照度のピークを有するように前記第１整形部を設計する段階と、を含む光学部材の設計方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、内照看板に用いる中空エッジライト照明や外照看板照明等として用途において、光照射面に対して照射される光の色ムラ及び照度ムラを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る照明装置を用いた内照看板の構成の一例を示す概略斜視図である。
【図２】図２は、内照看板の構成を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る照明装置の概略の構成例を示す縦断面図である。
【図４】図４は、ＬＥＤ光源から出射された光の光路を示す概略図である。
【図５】図５は、光照射面上のＬＥＤ照明装置からの距離と、当該距離において照射される光の照度との関係を示すグラフ図である。
【図６】図６（ａ）−（ｃ）は、光照射面上にＬＥＤ照明装置によって照射された光を示したものである。
【図７】図７は、光照射面上のＬＥＤ照明装置からの距離と、当該距離において照射される光の色度（ＣＩＥによるｘ座標）との関係を示すグラフ図である。
【図８】図８は、光照射面上のＬＥＤ照明装置からの距離と、当該距離において照射される光の色度（ＣＩＥによるｙ座標）との関係を示すグラフ図である。
【図９】図９は、それぞれ第１の実施の形態の比較例としての照明装置の概略の構成例を示す縦断面図である。
【図１０】図１０は、それぞれ第１の実施の形態の比較例としての照明装置の概略の構成例を示す縦断面図である。
【図１１】図１１は、光照射面上のＬＥＤ照明装置からの距離と、当該距離において照射される光の照度との関係を示すグラフ図である。
【図１２】図１２は、それぞれ第１の実施の形態の変形例１としての照明装置の概略の構成例を示す縦断面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す照明装置のＬＥＤ光源から出射された光の光路を示す概略図である。
【図１４】図１４は、それぞれ第１の実施の形態の変形例２としての照明装置の概略の構成例を示す縦断面図である。
【図１５】図１５は、図１４に示す照明装置のＬＥＤ光源から出射された光の光路を示す概略図である。
【図１６】図１６は、本発明の第２の実施の形態に係る照明装置の概略の構成例を示す縦断面図である。
【図１７】図１７は、図１６に示す照明装置のＬＥＤ光源から出射された光の光路を示す概略図である。
【図１８】図１８は、それぞれ第２の実施の形態の変形例１としての照明装置の概略の構成例を示す縦断面図である。
【図１９】図１９は、図１８に示す照明装置のＬＥＤ光源から出射された光の光路を示す概略図である。
【図２０】図２０は、それぞれ第２の実施の形態の変形例２としての照明装置の概略の構成例を示す縦断面図である。
【図２１】図２１は、図２０に示す照明装置のＬＥＤ光源から出射された光の光路を示す概略図である。
【図２２】図２２は、照明装置を用いた内照看板の構成の他の例を示す概略斜視図である。
【図２３】図２３は、角度と光度との関係を示したグラフ図である。
【図２４】図２４は、角度と鉛直面照度との関係を示したグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態及び実施例について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【００１１】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る照明装置を用いた内照看板の構成の一例を示す概略斜視図である。図２は、内照看板の構成を示す断面図である。
【００１２】
内照看板２は、内部から光が照射されることで外部に光を拡散させるパネル部３及び４と、パネル部３及び４を保持する外枠部５と、外枠部５内部の下辺に複数配置されてパネル部３及び４に光を照射するＬＥＤ照明装置１００Ａとを有する。
【００１３】
ＬＥＤ照明装置１００Ａは、後述するＬＥＤ素子１（図３）の光軸１１０ａを図２の垂直方向とするものであり、パネル部３及び４の光照射面３０及び４０の法線とそれぞれ直交する。なお、光軸１１０ａと光照射面３０及び４０の法線とは完全に直交せずに、９０°から数度の角度を設けるものであってもよい。言い換えれば、光軸１１０ａと光照射面３０及び４０とは平行又は略平行である。
【００１４】
光照射面３０及び４０のうち位置Ｌ１及びＬ２に照射される光の鉛直面照度Ｅｖは、光軸１１０ａに対して角度θで出射する光の照度Ｅのｓｉｎθ倍となる。
【００１５】
（照明装置の構成）
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る照明装置の概略の構成例を示す縦断面図である。また、図４は、ＬＥＤ光源１１０から出射された光の光路を示す概略図である。
【００１６】
この照明装置１００Ａは、通電方向が縦方向のＬＥＤ素子を用いた広角配光の光源であるＬＥＤ光源１１０と、ＬＥＤ光源１１０から広角の配光角で出射された光のうち光軸１１０ａ付近の光ｌｃｉを集光して広角の配光角で光を出射するとともに、ＬＥＤ光源１１０から出射された光のうち光軸１１０ａ周辺の光ｌｏｉを集光して狭角の配光角で光を出射する光学部材１３０Ａとを備える。なお、ＬＥＤ素子は、半導体発光素子の一例である。光学部材１３０Ａは、光学系の一例である。
【００１７】
（ＬＥＤ光源の構成）
ＬＥＤ光源１１０は、ＬＥＤ素子１と、一例として、銅ブロック１１１及び放熱器１１７を含む放熱構造とを有する。なお、放熱構造は樹脂基板やアルミ基板を用いてもよい。また、ＬＥＤ光源１１０は、ＬＥＤ素子が発する第１の色の光で励起して第２の色の光を発する蛍光体をさらに備える。蛍光体は、ＬＥＤ素子１の表面に樹脂を介して粉末状のものを付着させてもよく、樹脂に蛍光体を含有させたものをＬＥＤ素子１の表面に形成してもよい。例えば、ＬＥＤ素子１として、青色系の色の光を発するＬＥＤ素子を用い、蛍光体として、青色系の色の光を黄色系の色の光に変換するＹＡＧ系蛍光体、ＢＯＳ系蛍光体等を用いることにより、ＬＥＤ光源１１０は、ＬＥＤ素子が発する青色系の色の光と蛍光体が変換して出力する黄色系の色の光とが混合されて白色光を出射する。
【００１８】
ＬＥＤ素子１は、一例として、ｎ型半導体基板と、ｎ型半導体基板の表面を部分的に分散して覆うように形成され、ｎ型半導体基板との屈折率の差が０．１５以下である誘電体層と、ｎ型半導体基板上に誘電体層を介して形成され、誘電体層、及びｎ型半導体基板の表面の誘電体層に覆われていない部分に接触するｎ型半導体層と、ｎ型半導体層上に形成された発光層と、発光層上に形成されたｐ型半導体層と、ｎ型半導体基板の誘電体層が形成された面と反対側に形成されたｎ型電極と、ｐ型半導体層上に形成されたｐ型電極とを備える。
【００１９】
（光学部材の構成）
光学部材１３０Ａは、ＬＥＤ光源１１０から広角の配光角で出射された光のうち光軸１１０ａ付近の光ｌｃｉが入射する凹型の非球面形状で形成された入射面１３１ａＡと、入射面１３１ａＡにおいて屈折することで広角の配光角となった光ｌｃｉを出射する出射面１３１ｂと、ＬＥＤ光源１１０から出射された光のうち光軸１１０ａ周辺の光ｌｏｉが入射する略円柱状の入射面１３２ｂと、入射面１３２ｂで屈折した光ｌｏｉを全反射する反射面１３２ｃと、反射面１３２ｃにおいて反射することで狭角の配光角となった光ｌｏｉを出射する出射面１３２ｄとを備える。
【００２０】
入射面１３１ａＡ、出射面１３１ｂ及び光学部材１３０Ａ内の光ｌｃｉの経路を第１の整形レンズ部と呼ぶ。また、入射面１３２ｂ、反射面１３２ｃ、出射面１３２ｄ及び光学部材１３０Ａ内の光ｌｏｉの経路を第２の整形レンズ部と呼ぶ。なお、第１の実施の形態において、第１及び第２の整形レンズ部は光学部材１３０Ａにおいて重複する領域を有する。
【００２１】
第１及び第２の整形レンズ部は、例えば、アクリル樹脂等の透明樹脂から形成される。ここで、第１の整形レンズ部は、第１の整形部の一例であり、第２の整形レンズ部は、第２の整形部の一例である。図３中、Ｐは点光源の位置を示す。光学部材１３０Ａは、光軸１１０ａを中心として回転対称な形状を有する。
【００２２】
ここで、第１の整形レンズ部を透過して照射される光束を中心光束ｌｃと呼ぶこととする。また、第２の整形レンズ部を透過して照射される光束を周辺光束ｌｏと呼ぶこととする。
【００２３】
第２の整形レンズ部の反射面１３２ｃは、入射面１３２ｂで屈折した光が臨界角より大きい角度で入射できるように設計され、かつ、反射した光が光軸１１０ａとなるべく狭角光となるように設計されるものであり、光軸１１０ａを中心とし、放物線を回転して得られる回転放物面又はベジェ曲線等の非球面形状を回転して得られる面に近似した面となっている。なお、第２の整形レンズ部の反射面１３２ｃの代わりに金属板等の反射鏡を用いてもよい。
【００２４】
なお、第１の整形レンズ部の出射面１３１ｂ及び第２の整形レンズ部の出射面１３２ｄは、光軸と直交する平面であり円形形状を有する。
【００２５】
図５は、光照射面３０又は１２０上のＬＥＤ照明装置１００Ａからの距離と、当該距離において照射される光の照度との関係を示すグラフ図である。また、図６（ａ）−（ｃ）は、光照射面３０又は１２０上にＬＥＤ照明装置１００Ａによって照射された光を示したものである。なお、以下に説明するＬＥＤ照明装置１００Ａからの距離及びＬＥＤ照明装置１００Ａの光軸１１０ａからの角度θは一例であり、ＬＥＤ照明装置１００Ａの設計及び光照射面３０及び４０との位置関係により変動する値である。
【００２６】
図５の実線及び図６（ｂ）に示すように、中央光束ｌｃは、広角に配光されているためＬＥＤ照明装置１００Ａからの距離が比較的近い位置（４０ｍｍ付近）で照度のピークを有する。
【００２７】
図５の細破線及び図６（ｃ）に示すように、周辺光束ｌｏは、狭角に配光されているためＬＥＤ照明装置１００Ａからの距離が比較的遠い位置（１２０ｍｍ付近）で照度のピークを有するとともに、距離が比較的近い位置（４０ｍｍ付近）に照度の谷を有する。なお、周辺光束ｌｏの照度の谷の距離は、中央光束ｌｃのピークの距離と一致している。
【００２８】
従って、図５の太破線及び図６（ａ）に示すように、全光束は中央光束ｌｃと周辺光束ｌｏとを合成したものであるため、周辺光束ｌｏの照度の谷が中央光束ｌｃの照度のピークによって補われるとともに、距離が１２０ｍｍ以降はゆるやかに単調減少する照度が得られる。
【００２９】
ここで、周辺光束ｌｏに照度の谷が生じる理由について図２、図２３及び図２４を用いて説明する。図２３は、角度θと光度Ｉとの関係を示したグラフ図である。また、図２４は、角度θと鉛直面照度Ｅｖとの関係を示したグラフ図である。
【００３０】
まず、一般的に、光照射面の鉛直面照度は、Ｅｖ＝Ｅｓｉｎθであるため、θを０に近づけるとＥｖ成分は低下する。また、ＬＥＤ照明装置１００Ａと光照射面３０及び４０との距離はθ＝９０°のときを基準に１／ｓｉｎθ倍に大きくなるため、θを０に近づけると距離の逆二乗則によりＥｖはｓｉｎ２θ倍に低下する。つまりθ＝９０°の時を基準にすると、Ｅｖはｓｉｎ３θ倍になる。この低下分を補って均一照明を目指すためにはθが小さい領域で光度を高くする必要があるため、求められる配光は狭角となる。
【００３１】
仮にこの狭角配光レンズの配光をガウシアン分布だとすると、角度θと光度Ｉの関係は図２３に示すグラフのようになる。この関係を鉛直面照度Ｅｖに換算（×ｓｉｎ３θ）して正規化すると、図２４に示すグラフのようになる。
【００３２】
仮にθｅ（図２の光照射面３０又は４０の上端面とＬＥＤ照明装置１００Ａを結んだ線分と、ＬＥＤ照明装置１００Ａの光軸がなす角）が１０°とする。ＬＥＤ照明装置１００Ａとして、狭角配光の照明装置（１／２ビーム角１０°）を選択すると、光照射面３０又は４０に照度のピークが表れない反面、θ＜１０°の光が看板端部に吸収されて、光の利用効率が低く光照射面の平均照度が低い照明となってしまう。従って、狭角配光の照明装置を選択することは省エネルギーの観点からは現実的ではない。そこで、光照射面３０又は４０の平均照度を高くするために、広角配光の照明装置を選択することになる。
【００３３】
広角配光の照明装置として、例えば１／２ビーム角２０°の照明装置を選択した場合、光照射面３０又は４０上に照度のピークを持つことになる。つまり、狭角配光の照明装置に比べて光の利用効率が高く光照射面の平均照度が高くなるという利点がある反面、照度のピークを持つために照度ムラが生じるという欠点がある。
【００３４】
なお、図２４に示すグラフには表れていないが、θ＞３０°〜４０°位の範囲においてＬＥＤ照明装置１００Ａの漏れ光（光学部材１３０Ａにうまく取り込まれなかった迷光）が要因となってＥｖが高くなる。θ＞３０°〜４０°の範囲のＥｖの上昇と、上述した照度のピークとの間に発生するのが、周辺光束ｌｏに生じる照度の谷である。
【００３５】
図７は、光照射面３０又は１２０上のＬＥＤ照明装置１００Ａからの距離と、当該距離において照射される光の色度（ＣＩＥによるｘ座標）との関係を示すグラフ図である。また、図８は、光照射面３０又は１２０上のＬＥＤ照明装置１００Ａからの距離と、当該距離において照射される光の色度（ＣＩＥによるｙ座標）との関係を示すグラフ図である。なお、図７及び図８は、ＬＥＤ素子１として、青色系の色の光を発するＬＥＤ素子を用い、蛍光体として、青色系の色の光を黄色系の色の光に変換するＹＡＧ系蛍光体、ＢＯＳ系蛍光体等を用いた場合の例である。
【００３６】
図７及び図８の細破線に示すように、周辺光束ｌｏは、蛍光体の影響を受けた波長が長い光が多く、黄色に近い光であって、このような光が狭角に配光されているため前述した照度のピーク位置よりもＬＥＤ照明装置１００Ａに近い位置（６０ｍｍ付近）でピークを有する。これは、多くのＬＥＤパッケージが光の取り出し効率を高めるために、青色ＬＥＤのチップ面積よりもＬＥＤパッケージの発光面積（蛍光体面積）を大きくしていることが原因となっている。
【００３７】
また、図７及び図８の実線に示すように、中央光束ｌｃは、蛍光体の影響を受けておらず波長が短い光が多く、青色に近い光である。つまり、周辺光束ｌｏの黄色に近い部分に、中央光束ｌｃの青色に近い光を重ねることで色ムラを抑制する。
【００３８】
（比較例）
図９及び図１０は、それぞれ第１の実施の形態の比較例としての照明装置の概略の構成例を示す縦断面図である。
【００３９】
ＬＥＤ照明装置１００Ｂ及び１００Ｃは、ＬＥＤ照明装置１００Ａと異なる光学部材１３０Ｂ及び１３０Ｃを有し、他の構成は同様である。光学部材１３０Ｂ及び１３０Ｃは、入射面１３１ａＢ及び１３１ａＣの形状が光学部材１３０Ａの入射面１３１ａＡと異なり、入射面１３１ａＡが非球面形状であるのに対し、入射面１３１ａＢは球面形状により、入射面１３１ａＣは円錐形状により形成される。
【００４０】
図１１は、光照射面３０又は１２０上のＬＥＤ照明装置１００Ａ‐１００Ｃからの距離と、当該距離において照射される光の照度との関係を示すグラフ図である。
【００４１】
図５において説明したように、光学部材１３０Ａにおいて、周辺光束ｌｏの照度の谷の距離は、中央光束ｌｃのピークの距離と一致しているが、光学部材１３０Ｂ及び１３０Ｃにおいて、周辺光束ｌｏの照度の谷の距離は、中央光束ｌｃのピークの距離と一致しない。
【００４２】
（第１の実施の形態の効果）
上記第１の実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）光学部材１３０Ａによって中央光束ｌｃを広角配光とし、周辺光束ｌｏを狭角配光としたことで、中空エッジライトとして用いた場合に光照射面３０及び４０に対する色ムラ及び照度ムラを抑制することができる。なお、ＬＥＤ素子１自体は、色ムラを有する広角配光の光源を用いることができるため、色ムラの少ない高額な光源を用いる必要がなくコストを抑えることができる。
（２）ＬＥＤ照明装置１００Ａの出射面１３１ｂ及び１３２ｄを平面で構成したため、汚れが蓄積しにくく清掃も容易となり、メンテナンスの頻度を抑えることができる。
【００４３】
［変形例１］
図１２は、それぞれ第１の実施の形態の変形例１としての照明装置の概略の構成例を示す縦断面図である。また、図１３は、図１２に示す照明装置のＬＥＤ光源１１０から出射された光の光路を示す概略図である。
【００４４】
変形例１の照明装置１００Ｄは、ＬＥＤ照明装置１００Ａと異なる光学部材１３０Ｄを有し、他の構成は同様である。光学部材１３０Ｄは、入射面１３１ａＤの形状が光学部材１３０Ａの入射面１３１ａＡと異なり、入射面１３１ａＡが凹形状であるのに対し、入射面１３１ａＤは凸形状であって、中央光束ｌｃを出射面１３１ｂＤに入射するよう集光するものである。また、光学部材１３０Ｄは、出射面１３１ｂＤの形状が光学部材１３０Ａの出射面１３１ｂと異なり、出射面１３１ｂが平面であるのに対し、出射面１３１ｂＤは凹形状であって、集光された中央光束ｌｃを広角配光とするものである。
【００４５】
上記構成により、第１の実施の形態と同様の中央光束ｌｃが得られ、同様の作用効果を奏する。
【００４６】
［変形例２］
図１４は、それぞれ第１の実施の形態の変形例２としての照明装置の概略の構成例を示す縦断面図である。また、図１５は、図１４に示す照明装置のＬＥＤ光源１１０から出射された光の光路を示す概略図である。
【００４７】
変形例２の照明装置１００Ｅは、ＬＥＤ照明装置１００Ａと異なる光学部材１３０Ｅを有し、他の構成は同様である。光学部材１３０Ｅは、入射面１３１ａＥの形状が光学部材１３０Ａの入射面１３１ａＡと異なり、入射面１３１ａＡが凹形状であるのに対し、入射面１３１ａＥは凸形状であって、中央光束ｌｃを反射面１３１ｂＥに入射するよう集光するものである。
【００４８】
また、光学部材１３０Ｅは、平面の出射面１３１ｂを有する光学部材１３０Ａと異なり、集光された中央光束ｌｃを全反射する反射面１３１ｂＥと反射された中央光束ｌｃを光照射面３０又は１２０の方向に出射する出射面１３１ｃＥとを有する。
【００４９】
上記構成により、第１の実施の形態及び変形例１に比べて中央光束ｌｃをより広角に配光することができる。
【００５０】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、パネル部が両側ではなく片側にのみ設けられるような内照看板又は外照看板において用いられる点で第１の実施の形態と異なり、これに伴いＬＥＤ照明装置の光学部材の入射面の形状が異なる。なお、第１の実施の形態と共通する構成については共通の符号を付している。
【００５１】
（照明装置の構成）
図１６は、本発明の第２の実施の形態に係る照明装置の概略の構成例を示す縦断面図である。また、図１７は、図１６に示す照明装置のＬＥＤ光源１１０から出射された光の光路を示す概略図である。
【００５２】
第２の実施の形態の照明装置１００Ｆは、第１の実施の形態のＬＥＤ照明装置１００Ａと異なる光学部材１３０Ｆを有し、他の構成は同様である。光学部材１３０Ａの入射面１３１ａＡが全て凹レンズであるのに対し、光学部材１３０Ｆは、半分が凸レンズである入射面１３１ａＦ１であり、半分が凹レンズである入射面１３１ａＦ２であって、これらを組み合わせたものである。入射面１３１ａＦ１は凸レンズであって、中央光束ｌｃのうち図１７中の光軸１１０ａより左側の光束を集光して狭角配光とするものであり、入射面１３１ａＦ２は凹レンズであって、中央光束ｌｃのうち光軸１１０ａより右側の光束を広角配光とするものである。
【００５３】
上記構成により、図１６及び図１７の右側に光照射面が存在する場合に、中央光束ｌｃのうち光軸１１０ａより右側の光束は、広角に配光されているためＬＥＤ照明装置１００Ｆからの距離が比較的近い位置で照度のピークを有するとともに、中央光束ｌｃのうち光軸１１０ａより左側の光束は、狭角に配光されているためＬＥＤ照明装置１００Ｇからの距離が比較的遠い位置で照度のピークを有するよう配光される。従って、距離が比較的遠い位置の照度を第１の実施の形態に比べて向上させることができる。
【００５４】
［変形例１］
図１８は、それぞれ第２の実施の形態の変形例１としての照明装置の概略の構成例を示す縦断面図である。また、図１９は、図１８に示す照明装置のＬＥＤ光源１１０から出射された光の光路を示す概略図である。
【００５５】
変形例１の照明装置１００Ｇは、ＬＥＧ照明装置１００Ａと異なる光学部材１３０Ｇを有し、他の構成は同様である。光学部材１３０Ｇは、入射面１３１ａＧの形状が光学部材１３０Ａの入射面１３１ａＡと異なり、入射面１３１ａＡが凹形状であるのに対し、入射面１３１ａＧは凸形状であって、中央光束ｌｃを出射面１３１ｂＧに入射するよう集光するものである。また、光学部材１３０Ｇは、出射面１３１ｂＧの形状が光学部材１３０Ａの出射面１３１ｂと異なり、出射面１３１ｂが平面であるのに対し、出射面１３１ｂＧは、出射面１３２ｄの内径側に設けられた円筒状の凹部の底面であって、当該底面の深さが図面左側から右側にかけて曲線状又は直線状に浅くなっていく形状であり、集光された中央光束ｌｃを図中右側に広角に出射させるものである。
【００５６】
上記構成により、第２の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
［変形例２］
図２０は、それぞれ第２の実施の形態の変形例２としての照明装置の概略の構成例を示す縦断面図である。また、図２１は、図２０に示す照明装置のＬＥＤ光源１１０から出射された光の光路を示す概略図である。
【００５７】
変形例２の照明装置１００Ｈは、ＬＥＤ照明装置１００Ａと異なる光学部材１３０Ｈを有し、他の構成は同様である。光学部材１３０Ｈは、入射面１３１ａＨの形状が光学部材１３０Ａの入射面１３１ａＡと異なり、入射面１３１ａＡが凹形状であるのに対し、入射面１３１ａＨは凸形状であって、中央光束ｌｃを反射面１３１ｂＨに入射するよう集光するものである。
【００５８】
また、光学部材１３０Ｈは、平面の出射面１３１ｂを有する光学部材１３０Ａと異なり、集光された中央光束ｌｃを全反射する反射面１３１ｂＨと反射された中央光束ｌｃを光照射面の方向に出射する出射面１３１ｃＨとを有する。
【００５９】
上記構成により、第２の実施の形態及び変形例１に比べて中央光束ｌｃをより広角に配光することができる。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施の形態及び上記実施例に限定されず、発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形可能である。例えば、ＬＥＤ照明装置１００Ａ‐１００Ｈ（総称してＬＥＤ照明装置１００）は、図１に示すように内照看板２の外枠部５内部の下辺に配置するのに加えて、上辺に配置してもよい。
【００６１】
図２２は、照明装置を用いた内照看板の構成の他の例を示す概略斜視図である。
【００６２】
図２２に示すように、内照看板２Ａは、外枠部５内部の上辺及び下辺にＬＥＤ照明装置１００を配置することで、ＬＥＤ照明装置１００からの距離に対して単調減少する照度を互いに補うことができ、パネル部３及び４の照度ムラを抑制することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１     ＬＥＤ素子
２     内照看板
３、４ パネル部
５     外枠部
３０、４０    光照射面
１００ ＬＥＤ照明装置
１００Ａ‐１００Ｈ   ＬＥＤ照明装置
１１０ ＬＥＤ光源
１１０ａ      光軸
１１１ 銅ブロック
１１７ 放熱器
１３０Ａ‐１３０Ｈ   光学部材
１３１ａＡ    入射面
１３１ａＢ    入射面
１３１ａＣ    入射面
１３１ａＤ    入射面
１３１ａＥ    入射面
１３１ａＦ１  入射面
１３１ａＦ２  入射面
１３１ａＧ    入射面
１３１ａＨ    入射面
１３１ｂ      出射面
１３１ｂＤ    出射面
１３１ｂＥ    反射面
１３１ｂＧ    出射面
１３１ｂＨ    反射面
１３１ｃＥ    出射面
１３１ｃＨ    出射面
１３２ｂ      入射面
１３２ｃ      反射面
１３２ｄ      出射面
【図１】
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【図２】
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【図３】
0006345632.tif 000004
【図４】
0006345632.tif 000005
【図５】
0006345632.tif 000006
【図６】
0006345632.tif 000007
【図７】
0006345632.tif 000008
【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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