JP2010224089A - プリズム - Google Patents

Abstract

【課題】光源からの光の照明利用率を向上させることができるプリズムを提供する。
【解決手段】プリズム本体の前面側に位置し、前記プリズム本体内部へ入射する光線について、入射前より入射後の広がり角度を小さくするための第１凸状部と第２凸状部を備える光入射部と、前記プリズム本体の上面側に位置し、前記第１凸状部を介して入射した光線を反射可能な第１反射面と、前記プリズム本体の背面側に位置し、前記第１反射面で反射された光線を射出する第１射出部と、前記第２凸状部を介して入射した光線を射出する第２射出部とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種装置に使用される照明装置を構成するプリズムに関するものである。

従来、光源から射出する光の配光制御を行うためのプリズムを用いた照明装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。前記特許文献１に記載の照明装置は、展示ショーケースに設置する照明装置であって、光源装置の光を展示物収納部の所定の位置まで導光する透明の導光部材と、この導光部材からの光を展示物に照射する方向に制御するプリズムを備え、前記導光部材の上端に１つのプリズム面の端部近傍が密着するように固定され、かつ主な射出光がそのプリズム面であるように設けられている。これにより、所定の領域を効率よく照明することを可能としている。

特開２００１−３１２９１２号公報

しかしながら、例えば光ファイバーのような導光部材からの射出光や、チップ型の発光ダイオード等の光源を用いる場合には、射出する光が広く発散するため、透明材料のみにてプリズムを構成すると、前記光源からプリズムに入射した光について、プリズム反射面にて透過してしまう光線が多く生じ、十分に活用することはできなかった。

本発明は、光源からの光の照明利用率を向上させることができるプリズムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１発明のプリズムは、プリズム本体の前面側に位置し、前記プリズム本体内部へ入射する光線について、入射前より入射後の広がり角度を小さくするための第１凸状部と第２凸状部を備える光入射部と、前記プリズム本体の上面側に位置し、前記第１凸状部を介して入射した光線を反射可能な第１反射面と、前記プリズム本体の背面側に位置し、前記第１反射面で反射された光線を射出する第１射出部と、前記第２凸状部を介して入射した光線を射出する第２射出部とを備えることを特徴とする。

第２発明のプリズムは、上記第１発明において、前記光入射部は平面状の入射面を前記第１凸状部の上部に有し、前記プリズムの上面側に位置し、前記入射面を介して入射した光線を反射可能であって、かつ反射前より反射後の光線の広がり角度を小さくするための反射第１凸状部を有する第２反射面と、前記第１反射面は、前記第２反射面によって反射された光線及び前記第１凸状部を介して入射した光線を反射することを特徴とする。

第３発明のプリズムは、上記第１発明において、前記光入射部は入射前より入射後の光線の広がり角度を小さくするための第３凸状部を前記第１凸状部の上部に有し、前記プリズムの上面側に位置し、前記第３凸状部を介して入射した光線を反射可能な第３反射面と、前記第１反射面は、前記第３反射面によって反射された光線及び前記第１凸状部を介して入射した光線を反射することを特徴とする。

第４発明のプリズムは、上記第１発明において、前記プリズムの上面側に位置し、前記入射面を介して入射した光線を反射可能であって、かつ反射前より反射後の光線の広がり角度を小さくするための反射第２凸状部を有する第４反射面と、前記第４反射面によって反射された光線を反射可能な第５反射面と、前記第１射出部の上部に位置し、前記第５反射面で反射された光線を射出する第３射出部を有することを特徴とする。

第５発明のプリズムは、上記第１ないし第４発明のいずれかにおいて、前記第２射出部は、第１光射出面と、第２光射出面と、前記第１光射出面と第２光射出面を連結する第３光射出面を有しており、前記第１光射出面と前記第２光射出面は凸状曲面を有し、前記第３光射出面が凹状曲面を有することを特徴とする。

第６発明のプリズムは、上記第１ないし第５発明のいずれかにおいて、前記第１射出部、前記第２射出部又は前記第３射出部の少なくともいずれかに光散乱面が形成されることを特徴とする。

第７発明のプリズムは、上記第１ないし第６発明のいずれかにおいて、発光ダイオード光源を用いる照明装置に使用されることを特徴とする。

請求項１に係る発明のプリズムによれば、プリズムに入射した光線の広がりを抑制して、複数に光束を分割し、効果的に反射して射出部から射出することで、プリズムに入射した光の利用率を向上させることができる。また、プリズム全体の形状を小型化することができる。

請求項２に係る発明のプリズムによれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、平面状の入射面から光線がプリズムに入射した場合であっても、凸状部を有する反射面によって、前記入射面から入射した光線の広がりが抑制されるので、効果的に反射して射出部から射出することで光の利用率をさらに向上させることができる。

請求項３に係る発明のプリズムによれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、光入射部に第３凸状部が形成されており、プリズムへ入射した光線の広がりが抑制されるので、効果的に反射して射出部から射出することで光の利用率をより向上させることができる。

請求項４に係る発明のプリズムによれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、前記入射面から入射する光線の広がり角度が小さくなるように反射した光線をさらに第５反射面が反射して、前記第５反射面からの光線を射出する第３射出部が構成されるので、より複数の射出部から光線を射出することができ、照射対象領域に影が発生するのを効果的に抑制することができる。

請求項５に係る発明のプリズムによれば、請求項１ないし４のいずれかに記載の発明の効果に加え、前記第２射出部からの射出する光線の広がりを第１光射出面、第２光射出面、第３光射出面でそれぞれ制御することができ、照明領域での光の照度分布を略均一化することができる。

請求項６に係る発明のプリズムによれば、請求項１ないし５のいずれかに記載の発明の効果に加え、プリズムに入射した光線を射出する際に光散乱面によって散乱させ、照射対象領域での光の照度分布を略均一になるように照射することができる。また、光源にスペクトル幅の広い白色光源や多波長光源を用いた場合には、色むらを低減することができる。

請求項７に係る発明のプリズムによれば、請求項１ないし６のいずれかに記載の発明の効果に加え、前記発光ダイオードからプリズムに入射する発散光の広がり角度を効果的に抑制することで、光の利用率を効果的に向上させることができる。

本実施形態のプリズムの全体構造を示す斜視図である。 プリズムの側面図である。 プリズムの光入射部を拡大した要部拡大図である。 プリズムの光入射部を拡大した別の要部拡大図である。 プリズムの光入射部を拡大した他の要部拡大図である。 第２射出部の断面図である。 プリズムが照明装置に使用される場合の概観を示す斜視図である。 本変形例のプリズムの側面図である。 プリズムの第２反射面を拡大した要部拡大図である。 別の変形例のプリズムの側面図である。 比較対照のプリズムの側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態のプリズム１０の全体構造を示す斜視図である。プリズム１０は、光入射部２０と第１反射面３０と第１射出部４０と第２射出部５０とを有する。プリズム１０を構成するプリズム本体１１は、ポリカーボネート、アクリル等の樹脂材料により成形され、その表面は後述するシボ加工が施される部分を除き、例えば略鏡面仕上げとされている。以下、プリズム１０の各構成について詳しく説明する。

図２は、プリズム１０の側面図であり、光源Ｌからプリズム１０内に入射した光線が第１射出部４０及び第２射出部５０等から射出する光線の経路を説明のため簡略化して模式的に示している。なお、プリズム１０に対し、光源Ｌが配置される側を前面側１２（図２中左側）、その反対側を背面側１４（図２中右側）、プリズムの上側を上面側１３（図２中上側）として説明する。

まず、光入射部２０について説明すると、光入射部２０は、前記プリズム本体１１の前面側１２に位置し、前記プリズム本体１１内部へ入射する光線について、入射前より入射後の広がり角度を小さくするための第１凸状部２１、第２凸状部２２を備え、さらに、前記第１凸状部２１の上部に第３凸状部２３を連続して備えている。なお、広がり角度は絶対値で比較することとし、以下同様である。実施例では、前記各凸状部はプリズム１０の外形的に凸形状であって、これらの各凸状部の曲率半径は、ほぼ同一になるように形成されており、前記各凸状部はプリズム１０の幅方向（図１の矢印Ｘ方向）に延設されている。以下に、各凸状部について順に説明する。

前記第１凸状部２１における広がり角度について、図３を用いて説明する。図３は、プリズム１０の光入射部２０を拡大した要部拡大図であり、チップ型の発光ダイオードなどの光源Ｌから第１凸状部２１を介してプリズム１０へ入射する光線の経路について説明のために拡大して示し、その他の光線の経路は省略している。図３のように、光源Ｌから射出された光線が第１凸状部２１に入射される前の光線の広がり角度は角度Ａである。一方、前記光源Ｌから前記第１凸状部を介してプリズム本体１１の内部へ入射された光線Ｌ１の広がり角度は角度Ｂとなる。広がり角度Ａと広がり角度Ｂの大小関係は、広がり角度Ｂの方が小さい値となるように、第１凸状部２１が構成される。

そのため、前記第１凸状部２１を介して入射した光線Ｌ１について、プリズム１０の高さ方向（図２の上下方向）において、前記第１凸状部２１によって、後述の第１反射面３０への光線入射角度が略均一化され、効率的に反射するように、好ましくは内部全反射するように、第１反射面への入射角度を臨界角度以上となるよう設計することができ、光の利用率を上げることができる。また、光線Ｌ１の広がり角度が押さえられることで、前記第１反射面３０への入射光束径が小さくなり、前記第１反射面３０の大きさを小型化することができる。一方、前記光線Ｌ１のプリズム１０の幅方向（図１の矢印Ｘ方向）において、光源Ｌから入射した光線Ｌ１が後述の第１射出部４０から照射領域へ射出されることになる。

次に、第２凸状部２２は、前記第１凸状部２１の下部に連続して形成されている。ここで、前記第２凸状部２２における広がり角度について、図４を用いて説明する。図４は、プリズム１０の光入射部２０を拡大した要部拡大図であり、チップ型の発光ダイオードなどの光源Ｌから第２凸状部２２を介してプリズム１０へ入射する光線Ｌ２の経路について説明のために拡大して示し、その他の光線の経路は省略している。図４のように、光源Ｌから射出された光線が第２凸状部２２に入射される前の光線の広がり角度は、図４において角度Ｃである。一方、前記光源Ｌから前記第２凸状部２２を介してプリズム本体１１の内部へ入射された光線Ｌ２の広がり角度は角度Ｄとなる。このように、広がり角度Ｃと広がり角度Ｄの大小関係は、広がり角度Ｄの方が小さい値となるように、前記第２凸状部２２が構成される。

そのため、前記第２凸状部２２を介して入射した光線Ｌ２において、プリズム１０の高さ方向（図２の上下方向）において、前記第２凸状部２２によって光線Ｌ１の経路とは異なり、後述の第２射出部５０から射出できるように設計を行うことができる。前記第１出射部４０と前記第２射出部５０から光線を射出することにより、照射領域を拡大もしくは縮小したり、複数の方向から照明領域を照射することで影の発生を抑制することができる。一方、前記光線Ｌ２のプリズム１０の幅方向（図１の矢印Ｘ方向）において、光源Ｌから入射した光線Ｌ２が第２射出部５０から照射領域へ射出されることになる。

また、第３凸状部２３は、前記第１凸状部２１の上部に連続して形成されている。ここで、前記第３凸状部２３における広がり角度について、図５を用いて説明する。図５は、プリズム１０の光入射部２０を拡大した要部拡大図であり、点光源などの光源Ｌから第３凸状部２３を介してプリズム１０へ入射する光線Ｌ３の経路について説明のために拡大して示し、その他の光線の経路は省略している。図５のように、光源Ｌから射出された光線が第３凸状部２３に入射される前の光線の広がり角度は角度Ｅである。一方、前記光源Ｌから前記第３凸状部２３を介してプリズム本体１１の内部へ入射された光線Ｌ３の広がり角度は、図示は省略するが、角度Ｅよりも小さい角度となるように前記第３凸状部２３が構成される。

そのため、前記第３凸状部２３を介して入射した光線Ｌ３において、プリズム１０の高さ方向（図２の上下方向）の光線は、後述の第３反射面３３への光線入射角度が略均一化され、効率的に内部全反射するように、第３反射面３３への入射角度を臨界角度以上となるように設計することができるので、光の利用率を上げることができる。また、光線Ｌ３の広がり角度が押さえられることで、前記第１反射面３３への入射光束径が小さくなり、前記第１反射面３３の大きさを小型化することができる。前記光線Ｌ３のプリズム１０の幅方向（図１の矢印Ｘ方向）において、前記第３反射面３３から前記第１反射面３０へ反射されることになる。

例えば、具体的には、前記広がり角度について、光源Ｌからの光線がプリズム本体へ入射した後の広がり角度は−１５度〜＋１５度ぐらいであることが望ましい。なお、図２の光入射部２０において、平面２８から入射される光線Ｌ８は、射出面５８から射出される。前記光線Ｌ８は、本発明とは直接的には関係がなく、前記射出面５８によってさらに照射対象領域を広げてもよい。

続いて、プリズム１０の他の構成要素について説明する。図２において、第１反射面３０は、前記プリズム本体１１の上面側１３に位置し、前記第１凸状部２１を介して入射した光線Ｌ１及び前記第３凸状部２３を介して入射した光線Ｌ３を反射可能である。実施例では、前記第１反射面３０は平面状であり、光線Ｌ１及び光線Ｌ３の入射角度が臨界角以上となるように背面側１４の下方に傾斜しており、前記第1凸状部２１を介して入射した光線Ｌ１を内部全反射できるように構成されている。そのため、前記第１反射面３０から透過する光線が極めて少なく、前記第１反射面３０での反射率を高くするために反射材等を特に設ける必要がない。具体的には、前記プリズム本体１１が屈折率１．５８５のポリカーボネートで構成されている場合には、内部全反射面への光の入射角度は、臨界角である約３９度程度以上の角度であることが好ましい。

第３反射面３３は、前記プリズム１０の上面側１３に位置し、前記第３凸状部２３を介して入射した光線Ｌ３を反射可能である。本実施例では、前記第３反射面３３は、前記第３凸状部の上部に連続して前面側１２に形成され、平面状の反射面で形成される。実施例では、この第３反射面３３は、前記第３凸状部２３を介して入射した光線Ｌ３が前記第３反射面３３によって内部全反射するように構成される。前記第１反射面３０と同様に、前記第３反射面３３から透過する光線が極めて少なく、前記第３反射面３３に反射材等を特に設ける必要がない。

第１射出部４０は、前記プリズム本体１１の背面側１４に位置し、前記第１反射面３０で内部全反射された光線Ｌ１、及び前記第３凸状部２３を介して入射した光線Ｌ３が前記第３反射面３３と第１反射面３０によって内部全反射された光線Ｌ３を射出するもので、所望の領域を図２の上方向から照射可能なように形成される。実施例においては、前記第１射出部４０は、前記第１反射面３０の下部に連続して構成され、前記第１反射部と前記第１射出部とで略楔形状とされている。

第２射出部５０は、第２凸状部２２を介して入射した光線Ｌ２を射出する。前記第２光出射部５０は、プリズムの背面側１４に形成され、この実施例では、光入射部２０に対して略対向する位置に形成されている。前記第２出射部５０について、図６を用いて下記に詳しい構成を説明する。

図６は、第２射出部５０の断面図である。前記第２射出部５０は凸状曲面を有する第１光射出面５１と、第２光射出面５２と、さらに、前記第１光射出面５１と前記第２光射出面５２を連結する凹状曲面を備える第３光射出面５３を有している。前記凸状曲面、又は凹状曲面は、プリズム１０の外形からみて定義している。このような構成とすることで、前記第１光射出面５１と前記第２光射出面５２によって、射出する水平方向の光の照射範囲を広げることができる。また、前記第１射出面５１、前記第２光射出面５２及び前記第３光射出面５３から射出する光の射出角度の差異を利用し、所望とする照射領域への光の射出を行いながら、前記第３射出面によって、照度ムラを抑制することができる。

なお、前記第１光射出面５１及び前記第２光射出面５２は、実施例では凸状曲面で構成され、第１光出射面５１及び第２光射出面の曲率半径は同一である。前記第１光射出面５１及び第２光射出面５２の曲率半径は、前記第３光射出面５３の曲率半径よりも大きく形成されていることが望ましい。これらの曲率半径は、照射対象領域に応じて適宜調整され、第１光射出面５１、前記第２射出面５２及び第３射出面５３は、自由曲面等で形成されてもよい。

図７は、プリズム１０が照明装置に使用される場合の概観を示す斜視図である。上述のプリズム１０は、例えば、光源Ｌとして、チップ型発光ダイオードによる光源などを用いる照明装置に使用され、前記光源Ｌは平板上の支持台Ｓに載置されて、前記支持台Ｓごとプリズム１０の前面側１２に固定される。このような照明装置の用途の一例として、ミシンにおける針元又はその周囲を照らす照明装置などが挙げられる。なお、前記光源Ｌは白色発光ダイオード（以下、ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅとする。）により構成され、光源として複数光源（例えば、Ｒ（赤）、Ｂ（青）、Ｇ（緑）の組合せ等）を用いた白色照明装置であってもよい。なお、照明装置の光源は複数の白色ＬＥＤにより構成したり、単独若しくは複数のＬＥＤにより構成することもできる。なお、ＬＥＤ光源の一例として、リフレクター付き白色発光サーフェイスマウントＬＥＤ「ＳＭＬＫ１５ＷＢＦＡＷ１Ａ ローム株式会社製」等が挙げられる。

以上の構成とすることで、プリズム１０へ入射した光の利用率を効果的に向上させることができる。仮に、チップ型ＬＥＤなどの光源からの発散光がプリズムへそのまま入射されるような場合には、プリズムへ入射した光の利用率を上げようとすると、プリズム媒質内でも光が発散したまま伝搬するため比較的大きな反射面が必要になり、プリズム形状が全体的に大型化する傾向があった。本実施例のように、光源Ｌからの光線が第１凸状部、第２凸状部及び第３凸状部を介して、プリズムへ入射することで、プリズム本体１１に入射した光線（図２において、光線Ｌ１，光線Ｌ２，光線Ｌ３を示す。）の広がり角度を入射する前よりも小さくすることができ、以降の反射面（好ましくは、内部全反射面）への入射光束径が小さくなり、比較的小さな反射面で光線を反射することが可能なため、プリズム本体の全体形状を小型化することができる。

さらに、プリズム内部で入射した光線の透過を低減して、効果的に反射させて、対象領域を照射するための射出部から光線を射出することができ、光の利用率を向上させることが可能である。加えて、凸状部が形成された前記光入射部と、反射面や射出部との組合せにより、照明対象への照度調整や設計が行いやすく、照明範囲を集中させたり、部分照度を高めたりすることなどを容易に行うことができる。

なお、上記実施形態は、上記以外にも、種々の変形が可能である。例えば、前記第１凸状部２１、前記第２凸状部２２及び前記第３凸状部２３の曲率半径の中心位置やその大きさ、反射面の傾斜角度などは、照明対象に応じて適宜設計変更可能である。また、本実施例において、第２射出部は、第１光射出面、第２射出面及び第３射出面から構成されていたが、前記第２凸状部を介して入射した光を照明対象領域に射出できれば、特にこの構成に限定されない。以下に、その他のプリズムの変形例について説明する。

（２）第１凸状部を有する光反射部が形成される場合
上記実施形態では、光入射部に、前記第１凸状部、前記第２凸状部、前記第３凸状部が形成される場合のプリズム構成について説明したが、本変形例では、平面状の入射面を介してプリズム本体へ入射した光を利用する場合の構成について図８を用いて説明する。

図８は、本変形例のプリズム１０Ａの側面図であり、光源Ｌからプリズム１０Ａ内に入射した光線が第１射出部４０及び第２射出部５０等から射出する経路を説明のため簡略化して模式的に示している。なお、上述した図１ないし図７と符号が同一のものは同一の構成を表すものとして、その説明を省略する。

本変形例において、図８のように、光入射部２０Ａは、平面状の入射面２５を有し、第１凸状部２１の上部に連続して形成される。

第２反射面３５は、前記プリズム１０の上面側１３に位置し、前記入射面２５を介して入射した光線Ｌ４を反射可能であって、かつ反射前より反射後の光線の広がり角度を小さくするための反射第１凸状部３６を有している。実施例では、第２反射面３５は、前記入射面２５を介して入射した光線Ｌ４を内部全反射可能に設計されている。なお、前記反射第１凸状部３６はプリズム１０の外形上凸状であって、入射あるいは反射する光線に対しては凹状に構成されている。

図９は、図８のプリズム１０Ａの上面側１３の第２反射面３５を拡大した要部拡大図であり、光源から前記入射面２５を介してプリズム１０へ入射する光線Ｌ４の経路について説明のために拡大して示し、その他の光線の経路は省略している。図７のように、光源から射出された光線が前記入射面２５から入射して第２反射面３５で反射される前の光線の広がり角度は角度Ｆである。一方、前記第２反射面３５によって反射された光線Ｌ４の広がり角度は図示しないが、前記広がり角度Ｆよりも小さい値になるように、反射第１凸状部３６が構成される。

通常、前記入射面２５が平面状である場合、例えば、光源から発散光が入射した場合には、入射光がそのまま発散光としてプリズム媒質内を伝搬し、光束径が大きくなってプリズム内部の全反射面へ到達する。その反射面において効率的な反射を行うためには、光束径に合わせて比較的大きな反射面が必要となり、プリズム本体自体が大型化することになる。また、入射光束において反射面への光線入射角度が略均一でないため、臨界角以下の入射角度で反射面へ入射してしまい内部全反射されずに透過してしまう光が発生する。

本変形例であれば、平面状の前記入射面２５より入射された光線Ｌ４を反射する第２反射面３５は反射第１凸状部３６を有しており、これにより、例えば、発散光が前記入射面２５より入射された場合であっても、前記反射第１凸状部３６を介して内部全反射された光線Ｌ４において、プリズム１０Ａの高さ方向（図８の上下方向）の光線は、第２反射面３５や第１反射面３０から透過してしまうことなく内部全反射するように、第２反射面３５への入射角度を調節することができるので、光の利用率を上げることができる。また、前記光線Ｌ４のプリズム１０の幅方向（図１の矢印Ｘ方向と同様）において、前記第２反射面３５の全面から前記第１反射面３０へ反射されることになる。

（３）より複数の射出部が形成される場合
上記実施形態では、照射対象領域に射出するための第１射出部と第２射出部が形成される場合のプリズム構成について説明したが、本変形例では、さらに射出部が形成される場合の構成について図１０を用いて説明する。

図１０は、別の変形例のプリズム１０Ｂの側面図であり、光源Ｌからプリズム１０Ｂ内に入射した光線が第１射出部４０、第２射出部５０、第３射出部４３から射出する光線の経路を説明のため簡略化して模式的に示している。なお、上述した図１ないし図９と符号が同一のものは同一の構成を表すものとして、その説明を省略する。

第４反射面３５は、前記プリズム１０の上面側１３に位置し、前記入射面２５を介して入射した光線Ｌ４を反射可能であって、かつ反射前より反射後の光線の広がり角度を小さくするための反射第１凸状部３６を有しており、本変形例では第３反射面３５が相当する。なお、前記第４反射面３５は、内部全反射可能に構成されることが望ましい。

第５反射面３７は、前記第３反射面３５（第４反射面）によって反射された光線Ｌ４を反射可能であり、本変形例では、プリズム１０の背面側１４において、最も上面側１３に配置され、前記光線Ｌ４を内部全反射可能に構成される。

第３射出部４３は、前記第１射出部４０の上部に位置し、前記第５反射面３７で反射された光線Ｌ４を射出して対照領域を図１０の上方向から照射するためのものである。本変形例において、前記第３射出部４３は、前記第５反射面３７の下部に連続して形成され、前記第５反射部と前記第３射出部とで略楔形状に形成されている。このように、プリズム１０Ｂには、前記第２出射部５０の他に、背面側１４の上下方向に第１出射部４０及び第３出射部４３とより多くの射出部が形成される。これにより、プリズム１０Ｂに入射した光を照射対象に対して、前記上方向から角度を変えて効果的に照射することができ、影の発生を抑制したり、照射領域を広げたりすることができる。

（４）射出部のいずれかに光散乱面が形成される場合
上述のプリズムにおいて、射出部には光散乱面が形成されていてもよい。前記光散乱面は、シボ加工などにより射出面に加工が施されてもよいし、発泡性樹脂シートなどからなる光散乱シートが射出部の表面側に配置されてもよい。このような光散乱シートは特に限定されないが、一例として、炭酸カルシウムを両面コートしたポリエチレンテレフタラート樹脂フィルム「ライトアップ ７５ＰＢＡ（株式会社きもと製）」などが挙げられる。

前記光散乱面が形成されることにより、プリズム内部から射出される光を散乱させて、照射領域における照度分布の不均一さを抑制することができる。また、光源にスペクトル幅の広い白色光源や多波長光源を用いた場合には、色むらを低減することができる。
なお、光散乱面が形成される射出部は、特に限定されず、プリズムに備えられる全ての射出部に形成されてもよいし、いずれかの射出部に形成されてもよい。

以下に、上述したプリズム及び比較対照のプリズムについて、光入射部の形状の違いに基づく照明解析シュミレーション結果を示す。この実施例のプリズムとして、図８のプリズム１０Ａを用いた。光入射部２０Ａの第１凸状部２１及び第２凸状部２２の曲率半径は約３．３ｍｍ、第２反射面３５の反射第１凸状部３６の曲率半径は約３０ｍｍである。また、プリズム１０の上下方向の高さは約１４ｍｍ程度である。

図１１は、前記比較対照プリズム８０の側面図であり、光源Ｌからプリズム８０内に入射した光線が射出部１４０及び射出部１５０等から射出する経路を説明のため簡略化して模式的に示している。前記光入射部９０の凹状部９５の曲率半径は３．３ｍｍである。前記プリズム１０Ａとプリズム８０において、その他のプリズムの構成要素の大きさ、光源などの条件は同一である。以下の表１に、この照明解析シュミレーションにおける設定条件を示す。なお、これらのプリズムは両者とも、照度ムラ、色ムラを軽減するために光入射部以外の全ての面に対して、シボ加工を行い光散乱面を形成した。

その結果、実施例のプリズム１０Ａを用いた場合には、光源光束に対して照度解析面到達光束として７３％を得た。一方、比較対照のプリズム８０を用いた場合には、光源光束に対して照度解析面到達光束が５１％であった。

比較対照プリズムに入射された光線は、前記凹状部９５によって図１１の上下方向に広がり、反射面９１において反射されずにそのまま透過したり、射出部１５０及び平面１６０で反射されて入射部９０から射出されてしまう光がある。そのため、照射対象領域を照射するための射出部１４０及び射出部１５０から光が効果的に射出されていない。

一方、実施例のプリズム１０Ａは、図６を用いて既に説明したように、光入射部２０に第１凸状部２１、第２凸状部２２及び第２反射面３５の反射第１凸状部３６が形成されることにより、プリズム内に入射された光線が第１射出部４０と第２射出部５０以外の箇所から透過することを防ぐことができ、対象領域をより効率よく照射すことができる。これにより、本発明のプリズムを用いた場合には、光源からの光を効率よくプリズム内部で反射させ、射出部より射出させて対象領域を照射することができ、光の利用率を向上することができる。

Ｌ 光源
１０，１０Ａ，１０Ｂ プリズム
２０ 光入射部
２１ 第１凸状部
２２ 第２凸状部
２３ 第３凸状部
３０ 第１反射面
４０ 第１射出部
５０ 第２射出部

Claims (7)

1. プリズム本体の前面側に位置し、前記プリズム本体内部へ入射する光線について、入射前より入射後の広がり角度を小さくするための第１凸状部と第２凸状部を備える光入射部と、
   前記プリズム本体の上面側に位置し、前記第１凸状部を介して入射した光線を反射可能な第１反射面と、
   前記プリズム本体の背面側に位置し、前記第１反射面で反射された光線を射出する第１射出部と、
   前記第２凸状部を介して入射した光線を射出する第２射出部とを有することを特徴とするプリズム。
2. 前記光入射部は平面状の入射面を前記第１凸状部の上部に有し、
   前記プリズムの上面側に位置し、前記入射面を介して入射した光線を反射可能であって、かつ反射前より反射後の光線の広がり角度を小さくするための反射第１凸状部を有する第２反射面と、
   前記第１反射面は、前記第２反射面によって反射された光線及び前記第１凸状部を介して入射した光線を反射することを特徴とする請求項１に記載のプリズム。
3. 前記光入射部は入射前より入射後の光線の広がり角度を小さくするための第３凸状部を前記第１凸状部の上部に有し、
   前記プリズムの上面側に位置し、前記第３凸状部を介して入射した光線を反射可能な第３反射面と、
   前記第１反射面は、前記第３反射面によって反射された光線及び前記第１凸状部を介して入射した光線を反射することを特徴とする請求項１に記載のプリズム。
4. 前記プリズムの上面側に位置し、前記入射面を介して入射した光線を反射可能であって、かつ反射前より反射後の光線の広がり角度を小さくするための反射第２凸状部を有する第４反射面と、
   前記第４反射面によって反射された光線を反射可能な第５反射面と、
   前記第１射出部の上部に位置し、前記第５反射面で反射された光線を射出する第３射出部を有する請求項１に記載のプリズム。
5. 前記第２射出部は、第１光射出面と、第２光射出面と、前記第１光射出面と第２光射出面を連結する第３光射出面を有しており、前記第１光射出面と前記第２光射出面は凸状曲面を有し、前記第３光射出面が凹状曲面を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のプリズム。
6. 前記第１射出部、前記第２射出部又は前記第３射出部の少なくともいずれかに光散乱面が形成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のプリズム。
7. 発光ダイオード光源を用いる照明装置に使用されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のプリズム。