(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
点光源からの光を光束制御部材を介して出射するようになっている照明装置において、
前記光束制御部材が、前記点光源に対応する部分に位置するレンズ部と、このレンズ部を着脱可能に支持する本体部とを備え、
前記レンズ部が、外周側円形部分と、前記点光源に対向する裏面側に前記外周側円形部分よりも径方向外方へ突出するように形成された裏面側突起と、前記裏面側と反対の表面側に前記外周側円形部分よりも径方向外方へ突出し且つ前記裏面側突起と回動方向にずれるように形成された表面側突起と、を有し、
前記本体部が、前記レンズ部の前記外周側円形部分に相対回動可能に嵌合するレンズ取付穴と、前記表面側突起が前記点光源側である裏面側からこの裏面側と反対の表面側へ移動するのを可能にする第１突起受容穴又は前記裏面側突起が前記表面側から前記裏面側へ移動するのを可能にする第２突起受容穴と、を有し、
前記本体部の少なくとも前記レンズ取付穴の周縁部分が、前記レンズ部の前記表面側突起と前記裏面側突起とで表裏方向に挟まれるようになっており、
前記レンズ部を前記本体部に前記本体部の裏面側から取り付ける場合には、前記レンズ部の前記表面側突起と前記本体部の第１突起受容穴とを位置合わせし、且つ前記外周側円形部分と前記本体部の前記レンズ取付穴とを位置合わせし、前記表面側突起が前記本体部の表面側に抜け出るように前記レンズ部を前記本体部に係合した後、前記レンズ部を前記本体部に対して回動し、前記表面側突起と第１突起受容穴とを回動方向にずらし、前記レンズの前記表面側突起と前記裏面側突起とで前記本体部の前記レンズ取付穴の周縁部分を表裏方向に挟持する一方、
前記レンズ部を前記本体部に前記本体部の表面側から取り付ける場合には、前記レンズ部の前記裏面側突起と前記本体部の第２突起受容穴とを位置合わせし、且つ前記外周側円形部分と前記本体部の前記レンズ取付穴とを位置合わせし、前記裏面側突起が前記本体部の裏面側に抜け出るように前記レンズ部を前記本体部に係合した後、前記レンズ部を前記本体部に対して回動し、前記裏面側突起と第２突起受容穴とを回動方向にずらし、前記レンズの前記表面側突起と前記裏面側突起とで前記本体部の前記レンズ取付穴の周縁部分を表裏方向に挟持する、
ようになっていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
点光源からの光を光束制御部材を介して出射するようになっている照明装置において、
前記光束制御部材が、前記点光源に対応する部分に位置するレンズ部と、このレンズ部を着脱可能に支持する本体部とを備え、
前記レンズ部には、側方に出っ張る頂部が形成され、
前記本体部には、前記レンズ部を回動できるように収容するレンズ取付穴と、該レンズ取付穴の内方へ突出し且つ前記本体部の裏面側に位置する裏面側突起と、前記レンズ取付穴の内方へ突出し且つ前記本体部の表面側に位置する表面側突起とが形成され、
前記裏面側突起と前記表面側突起との間には、前記レンズ部の前記頂部を回動可能に収容する隙間が形成され、
前記裏面側突起と前記表面側突起の少なくとも一方には、前記レンズ部の前記頂部を前記隙間に案内する突起受容穴が形成され、
前記レンズ部の前記頂部が前記突起受容穴によって前記隙間に案内された後、前記レンズ部を前記本体部に対して回動させ、前記レンズ部の頂部を前記突起受容穴からずらすことにより、前記レンズ部の前記頂部の表面側及び裏面側が前記表面側突起と裏面側突起とで表裏方向に支持される、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
前記本体部の前記レンズ取付穴と前記レンズ部の少なくとも一方には、回り止め用突起を形成し、
前記本体部の前記レンズ取付穴と前記レンズ部の少なくとも他方には、前記回り止め用突起に係合し、且つ、前記レンズ部が前記本体部に対して回動する角度を規制する回り止め用凹部を形成した、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記表面側突起の前記本体部に対向する面と前記裏面側突起の前記本体部に対向する面の少なくとも一方には、前記レンズ部を前記本体部に対して回動するにしたがって、前記レンズ部と前記本体部との間に生じる摩擦力を漸増させる傾斜面が形成されており、
前記レンズ部が前記本体部に対して回動させられると、前記レンズ取付穴の周縁部分が前記表面側突起及び裏面側突起に接触し、前記レンズ部と前記本体部の相対回動角度が規制されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記本体部の前記レンズ取付穴の内方へ突出し且つ前記本体部の裏面側に位置する前記裏面側突起と、前記レンズ取付穴の内方へ突出し且つ前記本体部の表面側に位置する前記表面側突起のうち少なくとも一方の前記レンズ部に対向する面には、前記レンズ部を前記本体部に対して回動するにしたがって、前記レンズ部と前記本体部との間に生じる摩擦力を漸増させる傾斜面が形成されており、
前記レンズ部が前記本体部に対して回動させられると、前記レンズ取付穴の周縁部分が前記表面側突起及び裏面側突起に接触し、前記レンズ部と前記本体部の相対回動角度が規制されることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項６】
点光源からの光を光束制御部材を介して出射するようになっている照明装置において、
前記光束制御部材が、前記点光源に対応する部分に位置するレンズ部と、このレンズ部を着脱可能に支持する本体部とを備え、
前記レンズ部の裏面側及び／又は表面側には前記点光源に対応する凹みが形成されており、
前記凹みは、前記点光源から出射した光のうち、少なくともその最大強度の光が出射される方向から出射光の強度が最大強度の半分の値となる光が出射される方向までの角度範囲内に出射される光について、前記レンズ部の出射面の法線方向に対する前記点光源から出射される光の出射角θ１と前記レンズ部から出射する光の出射角θ５が、前記点光源から出射される光のうちの前記法線近傍の光を除き、θ５／θ１＞１の関係を満足するとともに、このθ５／θ１の値をθ１の増加にしたがって徐々に小さくなる方向に変化させる形状に形成され、
前記凹みは、第１の面と第２の面とを有し、これら第１の面と第２の面との接続部分が変曲点となっている、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項７】
前記請求項１乃至６のいずれかに記載の照明装置と、この照明装置からの光を透過拡散させる光拡散部材と、を備えたことを特徴とする照明ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置及び照明ユニットに関し、例えば、室内の間接照明、天井照明、フロア照明等に広く使用される照明装置、及びこの照明装置を使用して液晶表示パネルの背面側から面状に照明する面光源装置（バックライト）等の照明ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、パーソナルコンピュータやテレビジョン等に使用される液晶表示モニタの照明手段として、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を点光源として使用した面光源装置が知られている。この面光源装置は、液晶表示モニタの液晶表示パネルとほぼ同形状の板状の光束制御部材の裏面側に複数のＬＥＤをマトリックス状に配置し、そのＬＥＤからの光を光束制御部材の裏面側から光束制御部材の内部に入射させ、その光束制御部材の内部に入射した光を光束制御部材の裏面に対向する出射面から出射させて、その出射光によって液晶表示パネルをその背面側から面状に照明できるようになっている。
【０００３】
（第１従来例）
このようなＬＥＤを光源とした面光源装置として、図２１に示すようなものが知られている。この面光源装置１００は、複数のＬＥＤ１０１のそれぞれに一対一で対応するようにマイクロレンズアレイ１０２を配置し、ＬＥＤ１０１からの光をマイクロレンズアレイ１０２を介して平面に垂直な方向（上方）に出射するようになっている（特許文献１参照）。
【０００４】
（第２従来例）
また、ＬＥＤを光源とした発光表示装置として、図２２に示すようなものが知られている。この発光表示装置１０３は、ＬＥＤ１０４からの光を凹レンズ１０５で拡散したのち、その凹レンズ１０５で拡散された光りを凸レンズ１０６で集光し、ＬＥＤ１０４の光軸にほぼ平行な方向に光を出射するようになっている（特許文献２参照）。ここで、光軸とは、点光源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。
【０００５】
（第３従来例）
また、ＬＥＤを光源とした照明ユニットとして、図２３に示すものが知られている。この照明ユニット１０７は、ＬＥＤ１０８からの光を集光レンズ１１０によって集光して前方に導き、その集光された光を拡散レンズ１１１で拡散するようになっている（特許文献３参照）。
【０００６】
（第４従来例）
また、図２０に示す照明ユニット１は、光束制御部材８の裏面８ａ側にＬＥＤ５を配置し、このＬＥＤ５に対向する光束制御部材８の裏面８ａ側に略半球状の凹み６０を形成して、ＬＥＤ５からの光を凹み６０を介して光束制御部材８の内部に取り入れた後、光束制御部材８の裏面８ａ側とは反対側に位置する表面（出射面）８ｂからＬＥＤ５の光を出射するようになっている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−４９３２６号公報（段落番号００１５及び図４参照）。
【特許文献２】特開昭５９−２２６３８１号公報（第３頁左上欄第１５行乃至同頁右上欄第２行、第６図参照）。
【特許文献３】特開昭６３−６７０２号公報（第２頁右上欄第２０行乃至同頁左下欄第４行、第３図参照）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、第１従来例の面光源装置１００においては、隣り合うＬＥＤ１０１の中間部分であって、マイクロレンズアレイ１０２の形状が不連続になる部分の光の出射量が急激に変化するため、各マイクロレンズアレイ１０２の境目部分の出射光の明暗のばらつきが目立つという問題点が指摘されていた。
【０００９】
また、第２従来例の発光表示装置１０３は、凹レンズ１０５を複数連続的に接続して平面状にするようになっておらず、また、凸レンズ１０６を複数連続的に接続して平面状にするようになっていないため、液晶表示パネルのバックライト等として、広い面積の被照明部材に対して均一な面状照明を行うことが困難である。
【００１０】
また、第３従来例の照明ユニット１０７は、ＬＥＤ１０８からの光を集光レンズ１１０で集光した後、その集光レンズ１１０で集光されたＬＥＤ１０８からの光を拡散レンズ１１１で拡散するようになっているため、特許文献１の面光源装置１００のような光の明暗の差が目立ち難くなっているものの、隣り合う複数のＬＥＤ１０８からの光同士が混ざり合いにくく、各ＬＥＤ１０８間の発光色のばらつきが目立つという問題点が指摘されていた。
【００１１】
また、第４従来例の照明ユニット１は、図２０及び図７に示すように、ＬＥＤ５からの光の出射角θ１と光束制御部材８からの光の出射角θ５との関係が（出射角θ１，出射角θ５の定義については図３参照）、ＬＥＤ５から出射される光のうちの法線（図２０の光軸Ｌと合致する線であって、光束制御部材８の表面（出射面）８ｂに対する法線）近傍の光を除き、θ５／θ１＞１になっており、ＬＥＤ５からの光の出射角θ１よりも光束制御部材８からの光の出射角θ５の方が大きく、ＬＥＤ５からの光を光束制御部材８から拡げて出射することが可能であるが、凹み６０の端縁（略半球状の凹み６０と平面状の裏面８ａとの接続部分）がシャープエッジになっているため、この凹み６０の端縁から入射する光が凹み６０の端縁近傍から入射する光と交叉して、その光の交叉部分がリング状に光ってしまうという問題を有していた。その結果、この第４従来例の照明ユニット１は、ＬＥＤ５からの光を、効率良く、所望の範囲まで滑らかに拡げることができなかった。
【００１２】
また、第４従来例の照明ユニット１は、図２０に示すように、一枚の平板状の光束制御部材８に所定のピッチで複数の凹み６０をＬＥＤ５に対応させて形成するようになっている。しかも、このような照明ユニット１の光束制御部材８は、凹み６０の形状精度の高精度化及び製造コストの低廉化の要請に応えるため、射出成形で製造するのが一般的である。そのため、ＬＥＤ５及び凹み６０のピッチを変えるような場合には、そのＬＥＤ５及び凹み６０のピッチに対応する射出成形用金型を揃える必要があり、金型費用がネックとなって、更なる製造コストの低廉化の要請に応えることができなかった。さらに、光束制御部材８の全体を射出成形で一体に形成する従来例においては、金型費用がネックとなって、ＬＥＤ５及び凹み６０のレイアウトを照明ユニット１の設計条件や使用態様等に応じて自由に設定しづらいという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明は、複数のＬＥＤを使用する面光源装置やこの面光源装置を使用する照明ユニットにおいて、各ＬＥＤの発光色のばらつきを目立ちにくくし、輝度ムラのない均一な面状照明を可能にすることを目的とする。また、本発明は、１個のＬＥＤを光源として使用するような場合でも、ＬＥＤからの光を効率よく、所望の範囲まで滑らかに拡げることができるようにすることを目的とする。また、本発明は、金型数を増やすことなく、ＬＥＤ及び凹みの自由なレイアウトを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の発明は、点光源からの光を光束制御部材を介して出射するようになっている照明装置に関するものである。この発明の照明装置は、前記光束制御部材が、前記点光源に対応する部分に位置するレンズ部と、このレンズ部を着脱可能に支持する本体部と、を備えている。そして、この発明の照明装置は、（１）前記レンズ部が、外周側円形部分と、前記点光源に対向する裏面側に前記外周側円形部分よりも径方向外方へ突出するように形成された裏面側突起と、前記裏面側と反対の表面側に前記外周側円形部分よりも径方向外方へ突出し且つ前記裏面側突起と回動方向にずれるように形成された表面側突起と、を有し、（２）前記本体部が、前記レンズ部の前記外周側円形部分に相対回動可能に嵌合するレンズ取付穴と、前記表面側突起が前記点光源側である裏面側からこの裏面側と反対の表面側へ移動するのを可能にする第１突起受容穴又は前記裏面側突起が前記表面側から前記裏面側へ移動するのを可能にする第２突起受容穴と、を有している。また、本発明は、前記本体部の少なくとも前記レンズ取付穴の周縁部分が、前記レンズ部の前記表面側突起と前記裏面側突起とで表裏方向に挟まれるようになっている。また、本発明において、前記レンズ部を前記本体部に前記本体部の裏面側から取り付ける場合には、前記レンズ部の前記表面側突起と前記本体部の第１突起受容穴とを位置合わせし、且つ前記外周側円形部分と前記本体部の前記レンズ取付穴とを位置合わせし、前記表面側突起が前記本体部の表面側に抜け出るように前記レンズ部を前記本体部に係合した後、前記レンズ部を前記本体部に対して回動し、前記表面側突起と第１突起受容穴とを回動方向にずらし、前記レンズの前記表面側突起と前記裏面側突起とで前記本体部の前記レンズ取付穴の周縁部分を表裏方向に挟持する。一方、本発明において、前記レンズ部を前記本体部に前記本体部の表面側から取り付ける場合には、前記レンズ部の前記裏面側突起と前記本体部の第２突起受容穴とを位置合わせし、且つ前記外周側円形部分と前記本体部の前記レンズ取付穴とを位置合わせし、前記裏面側突起が前記本体部の裏面側に抜け出るように前記レンズ部を前記本体部に係合した後、前記レンズ部を前記本体部に対して回動し、前記裏面側突起と第２突起受容穴とを回動方向にずらし、前記レンズの前記表面側突起と前記裏面側突起とで前記本体部の前記レンズ取付穴の周縁部分を表裏方向に挟持するようになっている。
【００１６】
請求項２の発明は、点光源からの光を光束制御部材を介して出射するようになっている照明装置に関するものである。この発明の照明装置は、前記光束制御部材が、前記点光源に対応する部分に位置するレンズ部と、このレンズ部を着脱可能に支持する本体部とを備えている。そして、前記レンズ部には、側方に出っ張る頂部が形成されている。また、前記本体部には、前記レンズ部を回動できるように収容するレンズ取付穴と、該レンズ取付穴の内方へ突出し且つ前記本体部の裏面側に位置する裏面側突起と、前記レンズ取付穴の内方へ突出し且つ前記本体部の表面側に位置する表面側突起とが形成されている。また、前記裏面側突起と前記表面側突起との間には、前記レンズ部の前記頂部を回動可能に収容する隙間が形成されている。また、前記裏面側突起と前記表面側突起の少なくとも一方には、前記レンズ部の前記頂部を前記隙間に案内する突起受容穴が形成されている。そして、前記レンズ部の前記頂部が前記突起受容穴によって前記隙間に案内された後、前記レンズ部を前記本体部に対して回動させ、前記レンズ部の頂部を前記突起受容穴からずらすことにより、前記レンズ部の前記頂部の表面側及び裏面側が前記表面側突起と裏面側突起とで表裏方向に支持されるようになっている。
【００１７】
請求項３の発明の照明装置は、請求項１又は２の発明に関し、次のような特徴を有している。すなわち請求項１又は２の発明において、前記本体部の前記レンズ取付穴と前記レンズ部の少なくとも一方には、回り止め用突起を形成するようになっている。また、前記本体部の前記レンズ取付穴と前記レンズ部の少なくとも他方には、前記回り止め用突起に係合し、且つ、前記レンズ部が前記本体部に対して回動する角度を規制する回り止め用凹部を形成するようになっている。
【００１８】
請求項４の発明の照明装置は、請求項１の発明に関し、次のような特徴を有している。すなわち、請求項１の発明において、前記表面側突起の前記本体部に対向する面と前記裏面側突起の前記本体部に対向する面の少なくとも一方には、前記レンズ部を前記本体部に対して回動するにしたがって、前記レンズ部と前記本体部との間に生じる摩擦力を漸増させる傾斜面が形成されている。そして、前記レンズ部が前記本体部に対して回動させられると、前記レンズ取付穴の周縁部分が前記表面側突起及び裏面側突起に接触し、前記レンズ部と前記本体部の相対回動角度が規制されるようになっている。
【００１９】
請求項５の発明の照明装置は、請求項２の発明に関し、次のような特徴を有している。すなわち、請求項２の発明において、前記本体部の前記レンズ取付穴の内方へ突出し且つ前記本体部の裏面側に位置する前記裏面側突起と、前記レンズ取付穴の内方へ突出し且つ前記本体部の表面側に位置する前記表面側突起のうち少なくとも一方の前記レンズ部に対向する面には、前記レンズ部を前記本体部に対して回動するにしたがって、前記レンズ部と前記本体部との間に生じる摩擦力を漸増させる傾斜面が形成されている。そして、前記レンズ部が前記本体部に対して回動させられると、前記レンズ取付穴の周縁部分が前記表面側突起及び裏面側突起に接触し、前記レンズ部と前記本体部の相対回動角度が規制されるようになっている。
【００２０】
請求項６の発明は、点光源からの光を光束制御部材を介して出射するようになっている照明装置に関するものである。この発明の照明装置は、前記光束制御部材が、前記点光源に対応する部分に位置するレンズ部と、このレンズ部を着脱可能に支持する本体部とを備えている。そして、前記レンズ部の裏面側及び／又は表面側には前記点光源に対応する凹みが形成されている。また、前記凹みは、前記点光源から出射した光のうち、少なくともその最大強度の光が出射される方向から出射光の強度が最大強度の半分の値となる光が出射される方向までの角度範囲内に出射される光について、前記レンズ部の出射面の法線方向に対する前記点光源から出射される光の出射角θ１と前記レンズ部から出射する光の出射角θ５が、前記点光源から出射される光のうちの前記法線近傍の光を除き、θ５／θ１＞１の関係を満足するとともに、このθ５／θ１の値をθ１の増加にしたがって徐々に小さくなる方向に変化させる形状に形成されている。また、前記凹みは、第１の面と第２の面とを有し、これら第１の面と第２の面との接続部分が変曲点となっていることを特徴としている。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの発明に係る照明装置と、この照明装置からの光を透過拡散させる光拡散部材と、を備えたことを特徴とする照明ユニットに関するものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、レンズ部を本体部に対して着脱可能に取り付けるようになっているため、形状精度が要求されるレンズ部のみを射出成形で形成することができ、しかもそのレンズ部を点光源のレイアウトが異なる照明装置に対して共通化することができる。したがって、本発明によれば、点光源のレイアウトが異なったとしても、レンズ部の形状が一様ならば、レンズ部の射出成形用金型が一種類で済み、金型費用の削減及び照明装置の製造コストの低廉化を図ることができる。
【００２３】
また、本発明によれば、点光源から発せられた光の光束は、光束制御部材のレンズ部の凹みにより、効率的に且つ広範囲に滑らかに拡げることができ、光束制御部材の出射面から広範囲に照明光を出射することができる。したがって、本発明によれば、複数の点光源を光源として使用する場合、各点光源からの光が混じり易くなり、各点光源の発光色にばらつきがあったとしても、光束制御部材を介して出射される各点光源の発光色のばらつきが目立ちにくくなると共に、出射光輝度も均一化し、高品質の照明が可能になる。
【００２４】
また、本発明によれば、レンズ部を本体部に対して着脱可能に取り付けることができるため、点光源のレイアウトに応じたレンズ部（凹み）の配置が可能になり、点光源のレイアウトの自由度が増す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明が適用可能な照明装置及び照明ユニットの最良の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
［照明装置及び照明ユニットの概略構成］
図１〜図３は、本実施の形態に係る照明ユニット１及びこの照明ユニット１を構成する照明装置２を示すものである。なお、図１は被照明部材（例えば、液晶表示パネル）３及び光拡散部材４を取り外して示す照明ユニット１の平面図（面光源装置の平面図）である。また、図２は、照明ユニット１の概略を示す断面図であり、図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す照明ユニット１に被照明部材３及び光拡散部材４を取り付けた状態の断面図である。また、図３は、ＬＥＤ（点光源としての発光ダイオード）５の光軸Ｌを含む照明ユニット１の一部断面図であり、レンズ部６の凹み７の形状を説明するために図２の一部を拡大して示す図である。
【００２７】
これらの図に示すように、本実施の形態の照明ユニット１は、平面形状が略四角形状の板状の光束制御部材８と、この光束制御部材８の裏面８ａ側にほぼ等間隔に複数配置されたＬＥＤ５と、光束制御部材８の出射面（表面）８ｂに間隔を開けて対向配置された光拡散部材４と、を備えている。なお、本実施の形態の照明ユニット１は、上方に開口するケース１０内に収容されており、ＬＥＤ５の光を光束制御部材８及び光拡散部材４を透過して出射し、その光拡散部材４からの出射光により光拡散部材４の上面側に配置された被照明部材３を面状に照明するようになっている。そして、ＬＥＤ５がケース１０の底板１１に所定のピッチで複数取り付けられており、光拡散部材４がケース１０の上端の開口部１２を塞ぐように取り付けられている（図２参照）。
【００２８】
［ケース］
図１〜図２に示すように、ケース１０は、平面形状が四角形状で、上部に開口する所定深さの箱形状に形成されている。そして、ケース１０の各内側面１０ａ〜１０ｄには、光束制御部材８の本体部１３を下側から支持する支持突起１４が複数形成されている。また、ケース１０の底板１１には、光束制御部材８の本体部１３を底板１１から所定寸法だけ離した状態で位置決め保持する複数の本体部保持ピン１５が一体に形成されている。そして、本体部１３は、本体部保持ピン１５にネジ１６で締め付け固定されている。このように、ケース１０の底板１１にレンズ部６を取り付けた本体部１３が固定されているため、照明ユニット１を表裏逆さまに（レンズ部６が下で、ＬＥＤ５が上に位置するように）取り付けたような場合でも、光束制御部材８とＬＥＤ５との間の寸法を所定寸法に保持することができる。したがって、本実施形態に係る照明装置２及び照明ユニット１は、取付姿勢に関わらず、所望の照明性能を発揮する。このようなケース１０は、樹脂又は金属で形成されている。
【００２９】
なお、ケース１０の内面は、要求される照明条件に応じて光反射性を高める処理を施すか、又は光吸収性を高める処理を施すようになっている。
【００３０】
また、本体部１３は、本体部保持ピン１５の穴に図示しない樹脂製圧入ピンの軸部を圧入することにより、樹脂製圧入ピンの頭部と本体部保持ピン１５の頭部とで挟持してもよい。
【００３１】
［光束制御部材］
このような照明ユニット１を構成する光束制御部材８は、図１乃至図３に示すような形状をしており、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＣ（ポリカーボネート）等の透明樹脂材料や透明なガラスで薄板状に形成された本体部１３と、この本体部１３に着脱可能に取り付けられるＰＭＭＡやＰＣ等の透明樹脂材料で形成されたレンズ部６と、を備えている。このうち、レンズ部６は、射出成形により高精度に製造されるようになっている。
【００３２】
本体部１３は、図１乃至４に示すように、平面形状が四角形状であり、ほぼ均一な厚さの薄板状部材である。そして、本体部１３は、裏面側に配置されたＬＥＤ５に対応するように、レンズ取付穴１７が形成されている。レンズ取付穴１７は、ＬＥＤ５のレイアウトに応じ、ＬＥＤ５に対応するようにレーザ加工又は打ち抜き等の方法で形成されている。尚、本体部１３は、照明条件等に応じて金属板で形成するようにしてもよい。
【００３３】
レンズ部６は、図５に示すように、平面形状が六角形状に形成され、板厚が本体部１３の板厚よりも表裏両面側の突起（表面側突起２０及び裏面側突起２１）分だけ厚く形成された板状片である（図２参照）。このレンズ部６は、図５（ａ），（ｃ）に示すように、六角形の内接円２２よりも大径で且つ外接円よりも小径な同心円である外周側円形部分２３が六角形の各６個の頂部２４に対応して形成されている。この６個の外周側円形部分２３は、レンズ部６の表裏両面側で互い違いとなるように形成されている。そして、レンズ部６の表面６ｂ側に外周側円形部分２３が形成された場合には、裏面６ａ側の六角形の頂部２４が外周側円形部分２３の径方向外方に突出する略三角形状の薄板状の突起（裏面側突起２１）になる。また、レンズ部６の裏面６ａ側に外周側円形部分２３が形成された場合には、表面６ｂ側の六角形の頂部２４が外周側円形部分２３の径方向外方に突出する略三角形状の薄板状の突起（表面側突起２０）になる。また、レンズ部６の一側面２５には、側面２５外方へ突出する回り止め用突起２６が形成されている。この回り止め用突起２６は、表面６ｂ側から見た形状及び側面２５側から見た形状が矩形形状になっている。
【００３４】
また、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、レンズ部６の裏面６ａには、光束制御に利用される領域（レンズ領域）２７の外側で、且つ、裏面側突起２１に対応する位置にそれぞれ支持ピン２８が形成されている。この支持ピン２８は、ケース１０の底板１１上にレンズ部６を支持するようになっており、ケース１０の底板１１に取り付けられたＬＥＤ５の発光部５ａとレンズ部６との距離を所定寸法に保持する機能を有している。
【００３５】
そして、図２，図３及び図５（ｃ）に示すように、レンズ部６の裏面６ａには、各ＬＥＤ５に対向するように凹み７がそれぞれ形成されている。凹み７は、図３に詳細を示すように、ＬＥＤ５の光軸Ｌを中心とする非球面状の第１の入光面（第１の面）７ａと、この第１の入光面７ａの周縁を滑らかに裏面６ａ側に接続する第２の入光面（第２の面）７ｂとからなっている。このうち、第１の入光面７ａは、ＬＥＤ５から遠ざかる方向に凸の凹曲面状を呈しており、ＬＥＤ５の光軸Ｌを中心とする対称形状である。また、第２の入光面７ｂは、第１の入光面７ａとはほぼ逆方向に凸の曲面状に形成されている。その結果、凹み７は、第１の入光面７ａと第２の入光面７ｂとの接続部分が変曲点Ｐになる。ここで、ＬＥＤ５の光軸Ｌ上において、ＬＥＤ５の出射光の強度が最大強度になるように構成されている。
【００３６】
また、図３において、ＬＥＤ５の光軸Ｌに直交する水平面（ＬＥＤ５の発光部５ａ）を基準面Ｃとすると、ＬＥＤ５から出射した光５Ｌがレンズ部６に入射する位置（図３の断面における凹み７の輪郭線７Ｌと光との交点）で基準面Ｃに平行に引いた線をＡとする。また、この図３において、ＬＥＤ５からの光５Ｌがレンズ部６に入射する位置Ｐａにおける凹み７の輪郭線７Ｌに対する接線Ｂと線Ａとのなす角をθ３とし、レンズ部６内を進行する光５Ｌがレンズ部６の出射面６ｂに対して入射する角（光５Ｌと出射面６ｂの法線ＶＬとのなす角）をθ２とする。そして、この図３において、レンズ部６に入射したＬＥＤ５からの光５Ｌがレンズ部６の出射面６ｂから出射する出射角（出射面６ｂから出射する光５Ｌと出射面６ｂに対する法線ＶＬとのなす角）をθ５とする。
【００３７】
また、この図３に示す凹み７は、ＬＥＤ５から出射される光のうちで、少なくとも最大強度の光が出射される方向（光軸Ｌに沿った方向であって、レンズ部６の出射面６ｂの法線方向に沿った方向）から最大強度の半分の値となる光が出射される方向までの角度範囲を含む所定の範囲内（図７において、θ１＜α１の角度範囲内）において、法線（図３における光軸Ｌ）の近傍の光を除き、θ１とθ５の関係が（θ５／θ１）＞１となるように形成されており、このθ５／θ１の値をθ１の増加にしたがって徐々に減少させるような形状に形成されている（図７の曲線３０参照）。なお、図７において、点線で示す線３１は、（θ５／θ１）＝１の線である。ここで、レンズ部６の屈折率をｎとすると、θ２及びθ３は、次式のように表すことができる。また、上述の法線（図３における光軸Ｌ）の近傍は、例えば、θ１が±５°以内程度とされることが好ましい。
【００３８】
【数１】
0004587931.tif 000002
【００３９】
【数２】
0004587931.tif 000003
このようにして求められたθ３とθ１との関係は、図８の曲線３２に示すように、θ１＝θ３＝α２となるまでは、θ３はθ１の増加とともに徐々に増加し、θ１＞α２の範囲では、θ３はθ１の増加とともに徐々に減少するようになっている。
【００４０】
次に、図３に基づいて、レンズ部６の凹み７による作用を説明する。この図３に示すように、ＬＥＤ５からの光５Ｌは、レンズ部６の裏面６ａ側に形成された凹み７からレンズ部６の内部に入射する。この際、凹み７からレンズ部６の内部に入射するＬＥＤ５からの光５Ｌの光束は、レンズ部６の裏面６ａ側が平面である場合（凹み７を形成しない場合であって、本実施の形態において仮想平面の場合とする）の入射光５Ｌａの光束よりも拡げて（θ５ａ＜θ５）出射させることが可能になる。このように、本発明によれば、レンズ部６の凹み７からレンズ部６の内部に入射したＬＥＤ５からの光５Ｌは、レンズ部６の出射面６ｂから外部（空気中）に向けてスネルの法則にしたがって出射することになるが、凹み７を形成しない場合に比較して光束を十分に拡げて出射することが可能になる。ここで、図３に示すθ５ａは、レンズ部６の出射面６ｂの法線に対して、レンズ部６の裏面６ａに凹み７を形成しない場合におけるレンズ部６の出射面６ｂから出射する光（ＬＥＤ５からの光）のなす角度である。
【００４１】
図４（ａ），（ｃ）に示すように、レンズ部６が取り付けられる本体部１３のレンズ取付穴１７は、レンズ部６が本体部１３の裏面１３ａ側から取り付けられるようになっており、レンズ部６の外周側円形部分２３に対応する円形状穴部分３３と、レンズ部６の回り止め用突起２６に嵌り合う回り止め用凹部３４と、レンズ部６の表面側突起２０に嵌り合う突起受容穴（第１突起受容穴）３５とが形成されている。なお、本体部１３の回り止め用凹部３４は、レンズ部６を所定角度（例えば、図６（ａ）の時計回り方向（矢印３６で示す回動方向）に３０°）回動すると、レンズ部６の回り止め用突起２６が周方向端部３７に当接し（図６（ｂ）参照）、レンズ部６の時計回り方向への回動を停止させるように、レンズ取付穴１７の内接円３８に沿って円弧状に形成されている。
【００４２】
図６は、レンズ部６と本体部１３のレンズ取付穴１７との係合方法を説明するための図である。尚、図６（ａ）は、レンズ部６を本体部１３の裏面１３ａ側からレンズ取付穴１７に差し込んだ状態を示す平面図である。また、図６（ｂ）は、レンズ部６を本体部１３の裏面１３ａ側からレンズ取付穴１７に差し込んだ後、レンズ部６を本体部１３のレンズ取付穴１７に対して時計回り方向（図６（ａ）の矢印３６の方向）に回動させて、レンズ部６を本体部１３のレンズ取付穴１７に取り付けた状態を示す図である。
【００４３】
先ず、図６（ａ）に示すように、レンズ部６の表面側突起２０を本体部１３の突起受容穴３５に合わせ、且つ、レンズ部６の回り止め用突起２６を本体部１３の回り止め用凹部３４に合わせ、レンズ部６の外周側円形部分２３を本体部１３の円形状穴部分３３に係合し、レンズ部６の表面側突起２０が本体部１３の表面１３ｂ側（上面側）に抜け出て、レンズ部６の裏面側突起２１が本体部１３の裏面１３ａ側（下面側）に突き当たるまで、レンズ部６を本体部１３の裏面１３ａ側から本体部１３のレンズ取付穴１７内に押し込む（図４参照）。
【００４４】
次いで、図６（ｂ）に示すように、レンズ部６を本体部１３に対して時計回り方向（図６（ａ）において矢印３６方向）に所定角度回動させると、レンズ部６の回り止め用突起２６が回り止め用凹部３４の周方向端部３７に突き当たり、レンズ部６と本体部１３との相対回動が阻止される。この際、レンズ部６の表面側突起２０が突起受容穴３５からずれ、レンズ部６の表面側突起２０と裏面側突起２１とで本体部１３を挟持する。これにより、レンズ部６が本体部１３に取り付けられることになる。
【００４５】
このように、本体部１３に対するレンズ部６の回動位置を回り止め用突起２６と回り止め用凹部３４によって規制することにより、レンズ部６の表面側突起２０が突起受容穴３５から抜けて、レンズ部６が本体部１３から脱落するのを防止できる。
【００４６】
また、本実施形態のように、回り止め用突起２６を回り止め用凹部３４の周方向端部３７に突き当てて、レンズ部６を本体部１３に対して正確に位置決めした状態で回動規制できるため、レンズ部６と本体部１３を摺接部の摩擦抵抗で回動規制する場合に比較し、レンズ部６と本体部１３の取付精度を高めることが可能になる。
【００４７】
尚、前述のようなレンズ取付穴１７やレンズ部６の形状（平面六角形形状、表面側突起２０及び裏面側突起２１の位置等）に限定されず、図５（ａ）のＥ−Ｅ線に沿って切断して示す断面図である図５（ｄ）において、便宜上、厚み方向を仮想的に３層に分割して説明すると、レンズ部６を本体部１３のレンズ取付穴１７に嵌入した後、レンズ部６を本体部１３に対して回動させたときに、レンズ部６の第１層１００及び第３層１０２に形成された表面側突起２０や裏面側突起２１によって、本体部１３がレンズ部６の第２層１０１に相当する位置で挟持されるような形状であればよい。
【００４８】
［照明装置及び照明ユニットの各部寸法決定例］
図９は、レンズ部６とＬＥＤ５との関係を示す図である。この図９において、レンズ部６の裏面６ａ側に形成される凹み７は、ＬＥＤ５の発光特性（光束の広がり角度であって、特に出射光の強度が最大強度の半分の値の光の出射角θ１）、レンズ部６の裏面６ａとＬＥＤ５の発光部５ａとの距離（光束の中心線方向に沿った寸法）Ｌ０に応じて、その最大径（第２の入光面７ｂの最外周径）やその深さ寸法ｄ及び第１の入光面７ａ乃至第２の入光面７ｂの形状等が決定されるようになっている（図３参照）。また、凹み７を構成する第２の入光面７ｂの周縁部は、図３に示すように、θ１がほぼ７５°となる光が入射する位置において、ほぼ平面形状である裏面６ａに滑らかに接続されている（図８の曲線３２参照）。
【００４９】
ここで、図９（ａ）に示すように、レンズ部６の凹み７の最深部とＬＥＤ５の発光部５ａとの距離（光束の中心線方向に沿った寸法）Ｌ１は、短すぎると、点光源としてのＬＥＤ５の特性を充分に利用できず、且つ、照明装置２及び照明ユニット１の各部品の製造誤差や組み立て誤差に起因する照度ムラが生じやすくなる。そこで、寸法Ｌ１は、点光源としてのＬＥＤ５の特性を充分に利用でき、照度ムラが生じにくい最適な数値に設定される。
【００５０】
また、この図９（ａ）において、レンズ部６の板厚ｔは、レンズ部６の凹み７の最深部に対応する部分の肉厚寸法Ｌ２と凹み７の深さ寸法ｄとの和（Ｌ２＋ｄ）になる。ここで、寸法Ｌ２は、射出成形時における樹脂の流動性を考慮し、ウェルド等の成形上の不具合が生じない程度に小さく設定される。
【００５１】
また、図９（ｂ）に示すように、照明装置２及び照明ユニット１を構成するＬＥＤ５及びレンズ部６の個数及びピッチ寸法Ｌ３は、照明光として必要とされる光量やＬＥＤ５の発光光度を考慮して決定される。
【００５２】
また、図９（ｃ）に示す照明ユニット１において、レンズ部６の表面６ｂから光拡散部材４までの寸法Ｌ４は、隣り合うＬＥＤ５から出射した光が混ざりあって、各ＬＥＤ５の出射光の光ムラ（輝度のバラツキや発光色のバラツキ等）が目立たなくなる程度の寸法に決定される。本実施形態の場合、上記寸法Ｌ４は、ＬＥＤ５から出射した光束のうちの出射角θ１＝６０°の光Ｌ６０が、光拡散部材４の下面において、隣りのＬＥＤ５の直上（ＬＥＤ５から出射した光束の中心線上）にくるような寸法に決定される。
【００５３】
［レンズ部の凹みの実施例］
図３において示したレンズ部６の凹み７の形状において、第１の入光面７ａは、図８の曲線３２で示すように、θ１の増加に伴ってθ３が増加する曲線状部に沿った角度範囲（θ１がほぼ３０°よりも小さい角度範囲）に対応する。また、凹み７の第２の入光面７ｂは、図８の曲線３２で示すように、θ１の増加に伴ってθ３が減少する曲線状部に沿った角度範囲（θ１がほぼ３０°からほぼ７５°の角度範囲）に対応する。そして、図８の曲線３２が増加から減少に変化する曲線状部の頂点（θ１がほぼ３０°の角度位置）が、第１の入光面７ａと第２の入光面７ｂを接続する変曲点となっている。なお、本実施例においては、θ１がほぼ３０°の位置において、θ３がほぼ３０°になるように凹み７が形成されている。ここで、曲線状とは、滑らかな曲線自体はもちろんのこと、微細な直線の連続であっても、全体としてみれば曲線のように見える状態や、一部に直線部分を含むが滑らかな曲線に近似しているような状態をも含むものである。
【００５４】
また、上述のようにレンズ部６の凹み７を形成すると、図７に示すように、レンズ部６の出射面６ｂから出射する光の出射角θ５が０°から約７５°まで上に凸の曲線状の線３０のように滑らかに漸増する。そして、曲線状の線３０は、θ５が約７５°になると、ＬＥＤ５から出射した光の出射角θ１と凹み７を形成しないもの（平板状のもの）を想定したレンズ部６の出射面６ｂから出射する光の出射角θ５との関係を示す直線３１に一致する。なお、凹み７を形成した光束制御部材４のθ５を示す曲線３０は、一部に直線状の部分があったとしても、全体として上に凸となる曲線状となればよい。また、図７及び図８において、従来形状の凹みは、図２０に示す光束制御部材８の凹み６０である。
【００５５】
［光束制御部材の第１変形例］
図６を使用して説明した上述の光束制御部材８は、レンズ部６を本体部１３の裏面１３ａ側から取り付けるようになっているが、これに限られず、レンズ部６を本体部１３の表面１３ｂ側から取り付けるようにしてもよい。
【００５６】
図１０は、レンズ部６を本体部１３の表面１３ｂ側から取り付ける態様を示す図である。この図１０（ａ）に示すように、レンズ部６が取り付けられる本体部１３のレンズ取付穴１７は、レンズ部６が本体部１３の表面１３ｂ側から取り付けられるようになっており、レンズ部６の外周側円形部分２３に対応する円形状穴部分３３と、レンズ部６の回り止め用突起２６に嵌り合う回り止め用凹部３４と、レンズ部６の裏面側突起２１に嵌り合う突起受容穴（第２突起受容穴）４０とが形成されている。なお、本体部１３の回り止め用凹部３４は、レンズ部６を所定角度（例えば、図１０（ａ）の時計回り方向（矢印３６の方向）に３０°）回動すると、レンズ部６の回り止め用突起２６が周方向端部３７に当接し（図１０（ｂ）参照）、レンズ部６の時計回り方向への回動を停止させるように、レンズ取付穴１７の円形状穴部分３３に沿うように円弧状に形成されている（図１０（ａ）参照）。
【００５７】
図１０は、レンズ部６と本体部１３のレンズ取付穴１７との係合方向を説明するための図である。なお、図１０（ａ）は、レンズ部６を本体部１３の表面１３ｂ側からレンズ取付穴１７に差し込んだ状態を示す平面図である。また、図１０（ｂ）は、レンズ部６を本体部１３の表面１３ｂ側からレンズ取付穴１７に差し込んだ後、レンズ部６を本体部１３のレンズ取付穴１７に対して時計回り方向に回動させて、レンズ部６を本体部１３のレンズ取付穴１７に取り付けた状態を示す図である。
【００５８】
先ず、図１０（ａ）に示すように、レンズ部６の裏面側突起２１を本体部１３の突起受容穴４０に合わせ、且つ、レンズ部６の回り止め用突起２６を本体部１３の回り止め用凹部３４に合わせ、レンズ部６の外周側円形部分２３を本体部１３のレンズ取付穴１７に係合し、レンズ部６の裏面側突起２１が本体部１３の裏面１３ｂ側（下面側）に抜け出て（図２，図４（ｂ）参照）、レンズ部６の表面側突起２０が本体部１３の表面１３ｂ側（上面側）に突き当たるまで、レンズ部６を本体部１３の表面１３ｂ側から本体部１３のレンズ取付穴１７内に押し込む。
【００５９】
次いで、図１０（ｂ）に示すように、レンズ部６を本体部１３に対して時計回り方向（矢印３６の方向）に所定角度回動させると、レンズ部６の回り止め用突起２６が回り止め用凹部３４の周方向端部３７に突き当たり、レンズ部６と本体部１３との相対回動が阻止される。この際、レンズ部６の裏面側突起２１が突起受容穴４０からずれ、レンズ部６の裏面側突起２１と表面側突起２０とで本体部１３を挟持する。これにより、レンズ部６が本体部１３に取り付けられることになる。
【００６０】
［光束制御部材の第２変形例］
図１１は、光束制御部材８（特に、レンズ部６）の第２変形例を示すものである。この図１１に示すように、本変形例のレンズ部６は、表面側突起２０の肉厚が時計回り方向（矢印３６で示す回動方向）下流側から上流側に向かって増加するように、表面側突起２０の下面（本体部１３側に対向する面）が傾斜面４１になっている。また、本変形例のレンズ部６は、裏面側突起２１の肉厚が時計回り方向下流側から上流側に向かって増加するように、裏面側突起２１の上面（本体部１３側に対向する面）が傾斜面４２になっている。
【００６１】
このように構成したレンズ部６は、図６（ａ）のように本体部１３の裏面１３ａ側から本体部１３のレンズ取付穴１７に係合した後、図６（ｂ）のように時計回り方向に回動すると、表面側突起２０の傾斜面４１が本体部１３の表面１３ｂに摺接し、裏面側突起２１の傾斜面４２が本体部１３の裏面１３ａに摺接し、表面側突起２０及び裏面側突起２１で本体部１３を楔のように挟持することになり、摩擦抵抗で本体部１３に対して固定される（回り止めされる）。したがって、本変形例によれば、前述の実施形態のような回り止め用突起２６を省略してもよく、また、回り止め用突起２６を併せて形成してもよい。
【００６２】
なお、レンズ部６を本体部１３の裏面１３ａ側からレンズ取付穴１７に係合させる態様の場合には、レンズ部６の表面側突起２０の下面のみを傾斜面４１としてもよい。また、レンズ部６を本体部１３の表面１３ｂ側からレンズ取付穴１７に係合させる態様の場合には、レンズ部６の裏面側突起２１の上面のみを傾斜面４２としてもよい。また、レンズ部６の表面側突起２０及び裏面側突起２１に傾斜面４１，４２を形成する態様に代えて、レンズ部６の表面側突起２０及び裏面側突起２１に摺接する本体部１３側を傾斜面としてもよい。このようにしても、レンズ部６を本体部１３に摩擦抵抗で固定することができる。
【００６３】
また、レンズ部６の外周側円形部分２３を回動方向下流側から回動方向上流側に向かうにしたがって拡径させ、外周側円形部分２３をレンズ取付穴に摺接させて、レンズ部６を摩擦抵抗で本体部１３に固定し、レンズ部６と本体部１３の相対回動を阻止（回り止め）するようにしてもよい。
【００６４】
［光束制御部材の第３変形例］
図１２は、光束制御部材８（特に、本体部１３）の第３変形例を示すものであり、本体部１３のレンズ取付穴１７，１７間に光拡散領域（ドットマークで示した領域）４３を形成したものである。この図１２に示す本体部１３は、レンズ部６の中央部の光拡散量が最も大きく、レンズ部６に近づくにしたがって光拡散量が小さくなり、レンズ部６（レンズ取付穴１７）の周縁部に沿って光拡散処理を施さない領域が形成されている。
【００６５】
このような本変形例に係る本体部１３を使用した照明装置２及び照明ユニット１は、図１に示したような光拡散処理を施さない本体部１３を使用すると、レンズ部６間で出射光輝度にムラが生じるような場合に、図１の本体部１３に代えて、図１２に示す本変形例の本体部１３を使用すれば、本体部１３の光拡散領域４３がレンズ部６間の光を拡散させて出射させるため、より一層均一な面状照明が可能になる。
【００６６】
［光束制御部材の第４変形例］
本変形例に係る光束制御部材８は、図１３に示すようなレンズ部４６を、図１４に示すような本体部１３のレンズ取付穴４７に、本体部１３の裏面１３ａ側から取り付けるようになっている。
【００６７】
本変形例のレンズ部４６は、図１３に示すように、平面形状が六角形状の板状部材であり、その裏面側に凹み７が形成され、６箇所の頂部４８のうちの３箇所の頂部４８の裏面４６ａ側に１２０度毎に支持ピン２８が形成されている。そして、このレンズ部４６は、側方に出っ張る頂部４８の先端が円弧形状に丸められている。
【００６８】
本体部１３は、図１４に示すように、レンズ取付穴４７の上端部（表面１３ｂ側端部）の周方向に沿って、等間隔に６箇所の表面側突起４９が突出形成されている。また、本体部１３は、図１４に示すように、レンズ取付穴４７の下端部（裏面１３ａ側端部）で且つ表面側突起４９間の位置に裏面側突起５０が突出形成されている。また、この本体部１３の表面側突起４９と裏面側突起５０との間には、レンズ部４６の頂部４８を回動可能に収容する隙間５６が形成されている。また、隣り合う裏面側突起５０の間には、レンズ部４６の頂部４８が表裏方向（図１５（ｃ）の上下方向）へ通過するのを許容する突起受容穴５７が形成されている。
【００６９】
この本体部１３において、レンズ取付穴４７の内周側円形部分５１の内径寸法Ｄ２は、レンズ部４６の外径寸法Ｄ１よりも僅かに大きく形成されており、レンズ部４６の回動を許容できる寸法に形成されている。また、裏面側突起５０は、内周側円形部分５１から斜めに切り上がり、隣り合う裏面側突起５０との間にレンズ部４６の頂部４８を受容する突起受容凹部５２が表面側突起４９にほぼ対応するように形成されている。
【００７０】
このように形成された本体部１３は、図１５（ａ）に示すように、レンズ部４６の頂部４８をレンズ取付穴４７の突起受容穴５７に位置合わせし、レンズ部４６を本体部１３の裏面１３ａ側からレンズ取付穴４７に係合し、レンズ部４６の各頂部４８の表面４６ｂ側を表面側突起４９の下面に突き当てた後（図１３及び図１４参照）、図１５（ｂ）に示すように、レンズ部４６を時計回り方向（矢印３６で示す方向）に３０°回動すると、レンズ部４６の頂部４８が突起受容穴５７から周方向へずれて裏面側突起５０によって支持され、レンズ部４６の隣り合う頂部４８間の外周縁部が表面側突起４９によって抑えられる。すなわち、レンズ部４６は、レンズ取付穴４７の表面側突起４９と裏面側突起５０との隙間５６内に収容され、表面側突起４９と裏面側突起５０とによって表裏方向（上下方向）に支持される。
【００７１】
尚、本変形例は、レンズ部４６を本体部１３の裏面１３ａ側から係合する態様を例示したが、これに限られず、レンズ部４６を本体部１３の表面１３ｂ側から係合するようにしてもよい。この場合、レンズ部４６の頂部４８を、隣り合う表面側突起４９間に形成した突起受容穴から隙間５６内に係合することになる。
【００７２】
［光束制御部材の他の変形例］
レンズ部６，４６は、平面形状が六角形の場合に限られず、三角形、四角形、五角形、七角形、八角形等の多角形でもよい。また、レンズ部６，４６は、平面形状が略円形形状で、六角形等の多角形の頂部２４，４８に対応する部分を外周側円形部分から径方向外方に向けて部分的に突出させて表面側突起及び裏面側突起としてもよい。この際、レンズ部６，４６の表面側突起と裏面側突起は、レンズ部６，４６の周方向に沿って交互に配置されることが望ましい。そして、これらレンズ部６，４６の形状に合わせて本体部１３のレンズ取付穴１７，４７が形成される。
【００７３】
［光拡散部材］
図１６は、本実施の形態に係る照明ユニット１の光拡散部材４を示すものである。この図において、（ａ）〜（ｆ）の各光拡散部材４は、光透過性に優れたＰＭＭＡやＰＣ等の樹脂材料によってシート状あるいは平板形状に形成されており、被照明部材（液晶表示パネル、広告表示パネル、標識表示パネル等）３の平面形状とほぼ同様の大きさ（面積）に形成されている。
【００７４】
図１６（ａ）の光拡散部材４は、シート状母材４ａの表裏両面にエンボス加工或いはビーズコート等の拡散処理を施してあり、シート状母材４ａの表裏両面に微細な凹凸４ｂ，４ｂを形成してある。
【００７５】
また、図１６（ｂ）の光拡散部材４は、シート状母材４ａに拡散材４ｃを混入すると共に、シート状母材４ａの表裏両面にエンボス加工或いはビーズコート等の拡散処理を施して、シート状母材４ａの表裏両面に凹凸４ｂ，４ｂを形成してある。
【００７６】
また、図１６（ｃ）の光拡散部材４は、シート状母材４ａの光束制御部材８に面する側にエンボス加工或いはビーズコート等の拡散処理を施して凹凸４ｂを形成し、そのエンボス加工或いはビーズコート等の拡散処理を施した面と反対側のシート状母材４ａの表面に紙面の垂直方向に沿って延びるプリズム突起４ｄを多数連続して形成してある。
【００７７】
また、図１６（ｄ）の光拡散部材４は、図１６（ｃ）の光拡散部材４のシート状母材４ａに拡散材４ｃを混入した構造を呈しており、図１６（ｃ）の光拡散部材４と同様に、シート状母材４ａの光束制御部材８に面する側にエンボス加工或いはビーズコート等の拡散処理を施して凹凸４ｂを形成し、そのエンボス加工或いはビーズコート等の拡散処理を施した面と反対側のシート状母材４ａの表面にプリズム突起４ｄを多数連続して形成してある。
【００７８】
なお、図１６（ｃ），図１６（ｄ）に示すプリズム突起４ｄは、断面形状が略二等辺三角形の突起になるように形成されているが、これに限られず、ほぼ三角形状を呈していればよい。
【００７９】
また、図１６（ｅ）に示すように、光拡散部材４は、シート状母材４ａの出射面側に円錐形状の突起４ｅを複数形成し、この突起４ｅでシート状母材４ａを透過する光を拡散するようにしてもよい。
【００８０】
また、図１６（ｆ）に示すように、光拡散部材４は、シート状母材４ａの出射面側に角錐（三角錐，四角錐，六角錐等の角錐）形状の突起４ｆを複数形成し、この突起４ｆでシート状母材４ａを透過する光を拡散するようにしてもよい。
【００８１】
このような構造の光拡散部材４は、光束制御部材８の出射面８ｂから出射した光を透過しながら拡散し、被照明部材３に照射される光を均一化する。
【００８２】
また、このような光拡散部材４は、被照明部材３のＬＥＤ５側の面に一体的に取り付けても良いし、また、被照明部材３とは別に（分離した状態で）、被照明部材３のＬＥＤ５側の面側に配置するようにしてもよい。
【００８３】
［照明装置及び照明ユニットの変形例］
（第１変形例）
図１７は、本実施形態の照明装置２及び照明ユニット１の第１変形例を示す図である。この図１７に示すように、ＬＥＤ５が光束制御部材８を収容するケース１０の内側面１０ａ〜１０ｄに近接している場合には、そのＬＥＤ５からの光がケース１０の内側面１０ａ〜１０ｄで反射し、そのケース１０の内側面１０ａ〜１０ｄで反射した光がケース１０の内側面１０ａ〜１０ｄ近傍の出射面（光束制御部材８の表面８ｂ側）から出射しやすくなって、光束制御部材８の表面（出射面）８ｂ側から出射する光の輝度分布にばらつきを生じる。そこで、ケース１０の内側面１０ａ〜１０ｄにＬＥＤ５が近接する場合、そのケース１０の内側面１０ａ〜１０ｄのＬＥＤ５近傍に部分的に遮光処理部（図中、斜線で示した領域）５３を形成するようになっている。この遮光処理部５３は、光吸収性の良い黒インクを塗布する等して、ケース１０の内側面１０ａ〜１０ｄでの光の反射を抑えるようになっている。ここで、遮光処理部５３の領域は、図１７において、上述のようにケース１０の内側面１０ａ〜１０ｄに近接するＬＥＤ５の近傍の所定領域であり、ほぼ凹み７の最大径とほぼ同一幅である。また、遮光処理部５３の領域は、ケース１０の内側面１０ａ〜１０ｄの高さ方向ほぼ全域に対応する（図２参照）。なお、この変形例においては、遮光処理部５３を、ケース１０の内側面１０ａ〜１０ｄの高さ方向ほぼ全域に形成する態様を例示したが、これに限られず、必要に応じて、ケース１０の内側面１０ａ〜１０ｄの高さ方向に部分的に形成するようにしてもよい。
【００８４】
また、この変形例において、ケース１０に遮光処理部５３を形成するのに代え、ケース１０の内側面１０ａ〜１０ｄに近接して配置されるＬＥＤ５に印加する電圧を下げ、そのＬＥＤ５の光量を抑えるようにしてもよい。このようにして、ＬＥＤ５の光量を抑えることにより、ケース１０の内側面１０ａ〜１０ｄで反射された光がケース１０の内側面１０ａ〜１０ｄ近傍から出射する光量とのバランスをとり、光束制御部材８の表面（出射面）８ｂ側からの出射光量の輝度の均一化を図ることが可能になる。
【００８５】
また、この変形例において、ケース１０の内側面１０ａ〜１０ｄに対向する光束制御部材８の本体部１３の側面に遮光処理部を形成するようにしてもよい。
【００８６】
さらに、ケース１０や光束制御部材８の本体部１３に遮光処理部を形成するのに代え、光拡散部材に印刷などによる遮光処理部を形成するようにしてもよい。また、これらの複数の処理を組み合わせてもよい。また、ケース１０の内側の底面（底板１１上）や底板１１上に配置する反射シートに遮光処理部を適宜形成するようにしてもよい。
【００８７】
（第２変形例）
図１８は、本発明が適用可能な照明装置２及びこれを使用した照明ユニット１の第２変形例を示すものである。
【００８８】
この図１８に示すように、斜線部５４ａ〜５４ｄで示す部分にＬＥＤ５が配置されていないため、斜線部５４ａ〜５４ｄ近傍の光束制御部材８の表面（出射面）８ｂからの出射光量が少なくなる。そこで、光束制御部材８の表面８ｂ（本体部１３の表面１３ｂ）の斜線部５４ａ〜５４ｄに乱反射処理を施して乱反射部５５を形成するようになっている。このような構成とすれば、近接するＬＥＤ５から乱反射部５５に到達する光を乱反射させることにより、出射光量が低下する斜線部５４ａ〜５４ｄからの光の出射を促す。これにより、光束制御部材８の表面（出射面）８ｂ側からの光の出射光輝度が均一化する。ここで、乱反射処理とは、粗面化して光を乱反射させるようにしたり、光乱反射フィルムを貼付したり、光乱反射塗料を塗布等することをいう。また、乱反射部５５は、光束制御部材８の表裏及び側面に形成するようになっていることが好ましいが、光束制御部材８の表裏及び側面の少なくとも１箇所に形成されていればよい。
【００８９】
［光拡散部材から出射する光の出射光量］
図１９は、本発明が適用される照明ユニット１の被照明部材３に照射される光の出射光量分布を示す図である。
【００９０】
この図１９に示すように、光束制御部材８の裏面８ａに対向するようにＬＥＤ５を１個（単灯）配置し、このＬＥＤ５に対応するように光束制御部材８（レンズ部６，４６）の裏面８ａ（裏面６ａ，４６ａ）に凹み７を形成した場合（本発明形状（単灯））を示す線Ａと、光束制御部材８（レンズ部６，４６）に凹み７を形成せずに、ＬＥＤ５を１個のみ配置した場合（形状なし（単灯））を示す線Ｂとを比較すると、本発明形状は、形状なしの場合に比較して、ＬＥＤ５の光軸Ｌから大きく離れた位置まで分配される光量が増加（Ａ線とＢ線との差Δだけ増加）することが分かる。
【００９１】
図２０は、従来の略半球状の凹み６０（従来形状（単灯））が形成された光束制御部材８を使用した照明装置２及び照明ユニット１を示す図である。
【００９２】
この図２０に示す従来形状の凹み６０が形成された光束制御部材８を使用した照明ユニット１は、図１９においてＣ線で示すような出射光量の分布を呈している。この図１９のＣ線は、Ｃ１の部分において急激に出射光量が増加するようになっている。これは、図２０のＹ１で示すように、光束制御部材８から出射する光が交叉し、その交叉した部分の光量が急激に増加することに起因するものと考えられる。また、図２０に示す従来形状の凹み６０が形成された光束制御部材８を使用する照明ユニット１は、図８の従来形状に関するθ１−θ３の関係において、θ３がθ１の増加に比例して増加するようになっている。また、図２０に示す従来形状の凹み６０が形成された光束制御部材８を使用する照明ユニット１は、図７に示すように、θ５とθ１の関係が、本発明形状の場合と同様に（θ５／θ１）＞１であるが、（θ５／θ１）の値がθ１の増加に伴って増加するようになっており、（θ５／θ１）の値がθ１の増加に伴って徐々に小さくなる本発明形状の場合と大きく異なっている。その結果、従来形状の凹み６０は、光束制御部材８の裏面８ａ側の平面との接続が急激になり、光束制御部材８の表面（出射面）８ｂから出射する光束が均等に拡がらなくなると共に（図２０参照）、光束制御部材８内に入射した光の一部が表面（出射面）８ｂで反射されて表面（出射面）８ｂから出射できず、出射効率が悪くなるという問題もある。
【００９３】
このような従来の照明ユニット１（図２０参照）に対し、図３に示す本発明形状（凹み７）が形成された光束制御部材８（レンズ部６，４６）を使用する本願発明の照明ユニット１は、ＬＥＤ５から出射した光のうち、少なくともその最大強度の光が出射される方向（光軸Ｌに沿った方向）から出射光の強度が最大強度の半分の値となる角度範囲内に出射される光について、光束制御部材８の表面（出射面）８ｂの法線方向（光軸Ｌに沿った方向）に対するＬＥＤ５から出射する光の出射角θ１と光束制御部材８から出射する光の出射角θ５との関係が、ＬＥＤ５から出射された光のうちの法線（光軸Ｌ）近傍の光を除き、図７に示すように、（θ５／θ１）＞１の関係を満足すると共に、このθ５／θ１の値をθ１の増加にしたがって徐々に小さくする方向に変化させるようになっているため、ＬＥＤ５から出射した光を光束制御部材４を透過させることにより効率的に且つ均等に滑らかに拡げて出射させることが可能になる（図１９のＡ線参照）。尚、図２０に示す光束制御部材８は、本発明のレンズ部６，４６と同一の樹脂材料で形成されている。
【００９４】
［本実施の形態の効果］
本実施の形態によれば、レンズ部６，４６を本体部１３に対して着脱可能に取り付けるようになっているため、形状精度が要求されるレンズ部６，４６のみを射出成形で形成することができ、しかもそのレンズ部６，４６をＬＥＤ５のレイアウトが異なる照明装置２及び照明ユニット１に対して共通化することができる。
【００９５】
したがって、本実施の形態によれば、レンズ部６，４６の形状が異ならない限り、ＬＥＤ５のレイアウトが異なったとしても、レンズ部６，４６の射出成形用金型が一種類で済み、金型費用の削減及び照明装置２（照明ユニット１）の製造コストの低廉化を図ることができる。
【００９６】
また、本実施の形態によれば、ＬＥＤ５から発せられた光の光束は、光束制御部材８のレンズ部６，４６の凹み７により、効率的に且つ広範囲に滑らかに拡げることができ、光束制御部材８の表面（出射面）８ｂ側から広範囲に照明光を出射することができる。
【００９７】
したがって、本実施の形態によれば、複数のＬＥＤ５を光源として使用する場合、各ＬＥＤ５からの光が混じり易くなり、各ＬＥＤ５の発光色にばらつきがあったとしても、光束制御部材８を介して出射される各ＬＥＤ５の発光色のばらつきが目立ちにくくなると共に、出射光輝度も均一化し、高品質の照明が可能になる。
【００９８】
また、本実施の形態によれば、レンズ部６，４６を本体部１３に対して着脱可能に取り付けることができるため、ＬＥＤ５のレイアウトに応じたレンズ部６，４６（凹み７）の配置が可能になり、ＬＥＤ５のレイアウトの自由度が増す。
【００９９】
［光束制御部材の他の変形例］
上述の実施の形態に係る光束制御部材８は、レンズ部６，４６の裏面６ａ，４６ａ側に凹み７を形成する態様を例示したが、これに限られず、レンズ部６，４６の表面（出射面）６ｂ，４６ｂ側に凹み７を形成するようにしてもよく、また、レンズ部６，４６の裏面６ａ，４６ａ側及び表面（出射面）６ｂ，４６ｂ側にそれぞれ凹み７を形成するようにしてもよい。
【０１００】
なお、上述の実施形態の態様は、例えば、図３で例示したように、ＬＥＤから出射された光の光軸と法線方向とが一致する構成を示しているが、本願発明は、ＬＥＤの品質のばらつきや、ＬＥＤを含む各部品の組立誤差等により、ＬＥＤから出射される光の光軸と法線方向とが僅かにズレを生じる場合にも適用でき、上述の各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１０１】
また、上述の実施形態や変形例において説明したＬＥＤ５は、発光色が単色のものに限られず、カラー発光するものを使用してもよい。
【０１０２】
また、上述の実施形態や変形例において説明したレンズ部６，４６は、支持ピン２８の裏面側形状が丸形のものを例示したが、これに限られず、略半円形のものや、多角形状のものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
この発明に係る照明装置及び照明ユニットは、テレビモニターやパーソナルコンピュータのモニターのバックライトとして使用したり、室内の直接照明又は間接照明用として使用したり、屋外の各種広告用やデザイン用の照明等として広く使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明が適用できる照明装置及びこれを備えた照明ユニットを示すものであり、被照明部材及び光拡散部材を省略して示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す照明ユニットの断面図である。
【図３】ＬＥＤの光軸を含む照明ユニットの一部断面図であり、レンズ部の凹みの形状の詳細を説明するために図２の一部を模式的に拡大して示す図である。
【図４】光束制御部材を構成する本体部の図であり、図４（ａ）が本体部の平面図、図４（ｂ）が本体部の側面図、図４（ｃ）が図４（ａ）の一部拡大図である。
【図５】光束制御部材を構成するレンズ部の図であり、図５（ａ）がレンズ部の平面図、図５（ｂ）がレンズ部の側面図、図５（ｃ）がレンズ部の裏面図、図５（ｄ）が図５（ａ）のＥ−Ｅ線に沿って切断して示す断面図である。
【図６】レンズ部と本体部のレンズ取付穴との係合方法を説明するための図であり、図６（ａ）はレンズ部をレンズ取付穴に係合した状態を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）の状態からレンズ部を時計回り方向に所定角度回動させた状態を示している。
【図７】光束制御部材（レンズ部）のＬＥＤ出射角θ１と出射角θ５との関係を示す図である。
【図８】光束制御部材（レンズ部）のＬＥＤ出射角θ１とレンズ面傾斜角θ３との関係を示す図である。
【図９】レンズ部とＬＥＤとの関係を示す図である。
【図１０】光束制御部材の第１変形例を示す図であり、図１０（ａ）がレンズ部と本体部の第１係合状態図、図１０（ｂ）がレンズ部と本体部の第２係合状態図である。
【図１１】光束制御部材の第２変形例を示す図であり、図１１（ａ）がレンズ部の平面図、図１１（ｂ）がレンズ部の側面図である。
【図１２】光束制御部材の第３変形例を示す図であり、被照明部材及び光拡散部材を省略して示す照明装置及び照明ユニットの平面図である。
【図１３】光束制御部材の第４変形例を示す図であり、図１３（ａ）がレンズ部の平面図、図１３（ｂ）が図１３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断して示すレンズ部の断面図、図１３（ｃ）がレンズ部の裏面図である。
【図１４】光束制御部材の第４変形例を示す図であり、図１４（ａ）が本体部のレンズ取付穴を示す平面図、図１４（ｂ）が図１４（ａ）のＣ−Ｃ線に沿って切断して示す断面図、図１４（ｃ）が本体部のレンズ取付穴を示す裏面図である。
【図１５】光束制御部材の第４変形例を示す図であり、図１５（ａ）が本体部のレンズ取付穴にレンズ部を係合した状態の平面図、図１５（ｂ）が図１５（ａ）のレンズ部を本体部に対して時計回り方向に所定角度回動させた状態の平面図、図１５（ｃ）が図１５（ｂ）のＤ−Ｄ線に沿って切断して示す断面図、図１５（ｄ）が図１５（ａ）のレンズ部を本体部に対して時計回り方向に所定角度回動させた状態の裏面図である。
【図１６】光拡散部材を拡大して示す側面図である。（ａ）は光拡散部材の第１例を示す側面図、（ｂ）は光拡散部材の第２例を示す側面図、（ｃ）は光拡散部材の第３例を示す側面図、（ｄ）は光拡散部材の第４例を示す側面図、（ｅ）は光拡散部材の第５例を示す側面図、（ｆ）は光拡散部材の第６例を示す側面図、（ｇ）は照明ユニットの一部拡大断面図である。
【図１７】照明装置および照明ユニットの第１変形例を示す平面図であり、被照明部材及び光拡散部材を省略して示す平面図である。
【図１８】照明装置および照明ユニットの第２変形例を示す平面図であり、被照明部材及び光拡散部材を省略して示す平面図である。
【図１９】本発明が適用される照明ユニット（ＬＥＤが一個（単灯）の場合）の被照明部材に照射される光の出射光量分布を示す図である。
【図２０】従来形状の凹み（従来形状（単灯））が形成された光束制御部材、及びこの光束制御部材を使用した照明ユニット（第４従来例）の模式的断面図である。
【図２１】第１従来例を示す模式的構造図である。
【図２２】第２従来例を示す模式的構造図である。
【図２３】第３従来例を示す模式的構造図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１……照明ユニット、２……照明装置、４……光拡散部材、５……ＬＥＤ（点光源）、６，４６……レンズ部、６ａ，４６ａ……裏面、６ｂ，４６ｂ……表面（出射面）、７……凹み、７ａ……第１の入光面、７ｂ……第２の入光面、８……光束制御部材、１３……本体部、１３ａ……裏面、１３ｂ……表面、１７，４７……レンズ取付穴、２０，４９……表面側突起、２１，５０……裏面側突起、２３……外周側円形部分、２６……回り止め用突起、３４……回り止め用凹部、３５……突起受容穴（第１突起受容穴）、４０……突起受容穴（第２突起受容穴）、４１，４２……傾斜面、４８……頂部、５６……隙間、５７……突起受容穴、Ｐ……変曲点
【図１】
0004587931.tif 000004
【図２】
0004587931.tif 000005
【図３】
0004587931.tif 000006
【図４】
0004587931.tif 000007
【図５】
0004587931.tif 000008
【図６】
0004587931.tif 000009
【図７】
0004587931.tif 000010
【図８】
0004587931.tif 000011
【図９】
0004587931.tif 000012
【図１０】
0004587931.tif 000013
【図１１】
0004587931.tif 000014
【図１２】
0004587931.tif 000015
【図１３】
0004587931.tif 000016
【図１４】
0004587931.tif 000017
【図１５】
0004587931.tif 000018
【図１６】
0004587931.tif 000019
【図１７】
0004587931.tif 000020
【図１８】
0004587931.tif 000021
【図１９】
0004587931.tif 000022
【図２０】
0004587931.tif 000023
【図２１】
0004587931.tif 000024
【図２２】
0004587931.tif 000025
【図２３】
0004587931.tif 000026