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WO2016038975A1 - 光束制御部材、発光装置および照明装置 - Google Patents

光束制御部材、発光装置および照明装置 Download PDF

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WO2016038975A1
WO2016038975A1 PCT/JP2015/068113 JP2015068113W WO2016038975A1 WO 2016038975 A1 WO2016038975 A1 WO 2016038975A1 JP 2015068113 W JP2015068113 W JP 2015068113W WO 2016038975 A1 WO2016038975 A1 WO 2016038975A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
light emitting
light flux
ridge
flux controlling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2015/068113
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
恭平 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Enplas Corp
Original Assignee
Enplas Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Enplas Corp filed Critical Enplas Corp
Priority to US15/509,295 priority Critical patent/US10018330B2/en
Priority to EP15839300.9A priority patent/EP3193077B1/en
Publication of WO2016038975A1 publication Critical patent/WO2016038975A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/04—Combinations of only two kinds of elements the elements being reflectors and refractors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
    • F21V3/02—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by the shape
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
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    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F21V7/0091—Reflectors for light sources using total internal reflection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a light flux controlling member that controls light distribution of light emitted from a light emitting element, a light emitting device having the light flux controlling member, and an illumination device.
  • LEDs light-emitting diodes
  • an LED fluorescent tube As an LED fluorescent tube, a plurality of LEDs are arranged on a substrate at a predetermined interval, and a cover is arranged so as to cover these LEDs (for example, see Patent Document 1).
  • Patent Document 1 describes an LED lighting device in which an LED arranged on a substrate is covered with a cover.
  • the LED lighting device described in Patent Document 1 includes a substrate, a plurality of LEDs arranged in a row on the substrate, a cylindrical lens having a ridge line along the arrangement direction of the LEDs, a plurality of LEDs, and a single cylindrical A light transmission cover arranged to cover the lens.
  • the light emitted from the LED is spread in a direction perpendicular to the LED arrangement direction by a cylindrical lens. And the light which permeate
  • the LED lighting device described in Patent Document 1 has a problem of uneven brightness in the LED arrangement direction.
  • an object of the present invention is to distribute light in a direction perpendicular to the LED arrangement direction and the LED arrangement direction when applied to an illumination device (for example, an LED fluorescent tube) having a plurality of light emitting elements and a cover.
  • An object of the present invention is to provide a light flux controlling member that can control the light distribution of light emitted from the light emitting elements so that the cover can be uniformly irradiated with light by a small number of light emitting elements.
  • Another object of the present invention is to provide a light emitting device and a lighting device having the light flux controlling member.
  • the light flux controlling member according to the present invention is a light flux controlling member for controlling the light distribution of the light emitted from the light emitting element, and is disposed on both sides with a virtual plane including the optical axis of the light emitting element as a boundary.
  • a first ridge that makes a part of the light incident, and a position facing the light emitting element across the incident surface, and a part of the light incident from the incident surface is substantially perpendicular to the optical axis,
  • two total reflection surfaces that reflect in two directions opposite to each other;
  • the light incident surface, the first ridge, and the total reflection surface are arranged opposite to each other, and two light guides the light incident on the incident surface and the light reflected on the total reflection surface.
  • a light flux controlling member main body including a light guide portion and two emission surfaces respectively formed on the outer surface of the light guide portion and emitting the light guided by the light guide portion to the
  • the light-emitting device includes a light-emitting element and a light flux controlling member according to the present invention.
  • an illumination device includes a plurality of light emitting devices according to the present invention, a cover disposed via an air layer for each of the plurality of light emitting devices so as to cover the plurality of light emitting devices, Have
  • an illumination device for example, an LED fluorescent tube
  • FIG. 1A to 1C are diagrams showing a configuration of a lighting apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the light flux controlling member according to the embodiment.
  • 3A and 3B are perspective views showing the configuration of the first light flux controlling member.
  • 4A to 4C are diagrams showing the configuration of the first light flux controlling member.
  • 5A to 5D are diagrams showing the configuration of the first light flux controlling member.
  • 6A to 6E are views for explaining the total reflection surface.
  • 7A to 7C are diagrams showing the configuration of the second light flux controlling member.
  • 8A to 8C are diagrams showing the configuration of the second light flux controlling member.
  • 9A to 9C are diagrams showing optical paths of light emitted from the center of the light emitting surface of the light emitting element when the light flux controlling member A, the light flux controlling member B, and the light flux controlling member C are used.
  • 10A to 10C are diagrams showing optical paths of light emitted from regions other than the center of the light emitting surface of the light emitting element when the light flux controlling member A, the light flux controlling member B, and the light flux controlling member C are used.
  • 11A to 11C are diagrams showing optical paths of light emitted from the center of the light emitting surface of the light emitting element when the light beam control member D, the light beam control member E, and the light beam control member F are used.
  • FIG. 12A to 12C are diagrams showing optical paths of light emitted from regions other than the center of the light emitting surface of the light emitting element when the light flux controlling member D, the light flux controlling member E, and the light flux controlling member F are used.
  • FIG. 13A is a graph showing the luminance distribution in the illuminating device when the light flux control member A, the light flux control member B, the light flux control member C, and the light flux control member G are used
  • FIG. 13B shows the light flux control member D, the light flux It is the graph which showed the luminance distribution in an illuminating device at the time of using the control member E, the light beam control member F, and the light beam control member G.
  • FIG. 13A is a graph showing the luminance distribution in the illuminating device when the light flux control member A, the light flux control member B, the light flux control member C, and the light flux control member G are used
  • FIG. 13B shows the light flux control member D, the light flux It is the graph which showed the luminance distribution in
  • FIG. 14A is a graph showing the luminance distribution in the illuminating device when the light flux control member A, the light flux control member B, the light flux control member C, and the light flux control member G are used, and FIG. It is the graph which showed the luminance distribution in an illuminating device at the time of using the control member E, the light beam control member F, and the light beam control member G.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an illumination device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • 1A is a plan view of the lighting device 100
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 1A
  • FIG. 1C is a partially enlarged view of a region surrounded by a broken line in FIG. 1B. is there.
  • the lighting device 100 includes a frame (housing) 110, a substrate 120, a plurality of light emitting devices 130 each having a light emitting element 140 and a light flux controlling member 150, and a cover 180.
  • the plurality of light flux controlling members 150 are arranged in a line on the substrate 120 so as to be paired with one light emitting element 140, respectively.
  • the plurality of light emitting elements 140 are light sources of the lighting device 100 and are arranged in a line on the substrate 120 attached to the frame 110. Each light emitting element 140 is disposed at a position facing an incident surface 153 of a light flux controlling member 150 described later.
  • the light emitting element 140 is a light emitting diode (LED) such as a white light emitting diode.
  • the frame 110 and the substrate 120 are made of a metal having high thermal conductivity such as aluminum or copper. When the substrate 120 does not require high thermal conductivity, a resin substrate in which a glass nonwoven fabric is impregnated with an epoxy resin may be used as the substrate 120.
  • the cover 180 transmits the light emitted from the light flux controlling member 150 to the outside while diffusing it.
  • the cover 180 is disposed via an air layer for each of the plurality of light emitting devices 130 so as to cover all the light emitting devices 130.
  • the outer surface of the cover 180 is an effective light emitting area.
  • the shape of the cover 180 is not particularly limited as long as it can cover all the light emitting devices 130 through the air layer.
  • the shape of the cover 180 may be a cylindrical shape, or may be a shape in which a part of the cylinder is cut out. In the present embodiment, cover 180 has a shape in which a part of a cylinder is cut out.
  • the material of the cover 180 is not particularly limited as long as it has light transparency. Examples of the material of the cover 180 include light transmissive resins such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), and styrene / methyl methacrylate copolymer resin (MS), and light transmissive glass. Etc. are included.
  • the means for imparting light diffusing power to the cover 180 is not particularly limited.
  • light diffusion treatment for example, roughening treatment
  • scatterers such as beads may be dispersed in the light transmissive resin.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of light flux controlling member 150 according to the present embodiment.
  • the light flux control member 150 includes a first light flux control member (light flux control member main body) 151 and a second light flux control member (diffuse transmission member) 152.
  • the light flux controlling member 150 controls the light distribution of the light emitted from the light emitting element 140.
  • the first light flux control member 151 and the second light flux control member 152 are separately formed by integral molding.
  • the material of the first light flux control member 151 and the second light flux control member 152 is not particularly limited as long as it can pass light having a desired wavelength.
  • first light flux control member 151 and the second light flux control member 152 examples include light transmissive resins such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), and epoxy resin (EP), and light transmissive resins. Glass etc. are included. Further, light scatterers such as beads may be dispersed inside the first light flux controlling member 151 and the second light flux controlling member 152.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • EP epoxy resin
  • light transmissive resins Glass etc. are included.
  • light scatterers such as beads may be dispersed inside the first light flux controlling member 151 and the second light flux controlling member 152.
  • FIG. 3 to 5 are diagrams showing the configuration of the first light flux controlling member 151.
  • FIG. FIG. 3A is a perspective view of the first light flux controlling member 151 as viewed from above
  • FIG. 3B is a perspective view as viewed from below.
  • 4A is a front view of the first light flux controlling member 151
  • FIG. 4B is a bottom view
  • FIG. 4C is a plan view.
  • 5A is a side view of the first light flux controlling member 151
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 4B
  • FIG. 5C is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 4B.
  • FIG. 5D is a partially enlarged view of a region surrounded by a broken line in FIG. 5C.
  • the first light flux controlling member (light flux controlling member main body) 151 includes two incident surfaces 153, first convex stripes 154, two total reflection surfaces 158, and two light guide portions 159. It has two exit surfaces 160 and second ridges 161.
  • the first light flux controlling member 151 is disposed so that the optical axis LA of the light emitting element 140 passes through the first ridge line 157 of the first ridge 154.
  • the “optical axis of the light emitting element” refers to the traveling direction of light at the center of the three-dimensional light flux from the light emitting element 140.
  • Each of the two incident surfaces 153 causes a part of light emitted from the light emitting element 140 that is a point light source such as an LED to enter the first light flux controlling member 151.
  • the incident surface 153 is a part of the inner surface of the first recess 165 formed at the center of the bottom surface (the surface on the light emitting element 140 side) of the first light flux controlling member 151.
  • the two incident surfaces 153 are disposed on both sides with a virtual plane that includes the optical axis LA of the light emitting element and is perpendicular to the substrate 120 as a boundary.
  • the shape of the first recess 165 is not particularly limited.
  • the shape of the first recess 165 is preferably a curved surface not including an edge.
  • the first ridge 154 causes another part of the light emitted from the light emitting element 140 to enter the first light flux controlling member 151 and refracts the incident light.
  • the first ridge 154 includes a first inclined surface 155, a second inclined surface 156 formed in a pair with the first inclined surface 155, and a first ridge line 157 that connects the first inclined surface 155 and the second inclined surface 156. (See FIG. 5D).
  • the first ridge 154 is arranged between the two incident surfaces 153 so that the first ridge line 157 covers the light emitting element 140 along the virtual plane. That is, the first ridge line 157 is located on the virtual plane.
  • the first inclined surface 155 and the second inclined surface 156 are also part of the inner surface of the first recess 165.
  • line 154 will not be specifically limited if the function mentioned above can be exhibited.
  • the cross-sectional shape of the first ridge 154 orthogonal to the first ridge line 157 is, for example, a triangle. In this case, the corner including the first ridge line 157 may be chamfered.
  • the cross-sectional shape of the first ridge 154 is a substantially triangular shape with chamfered corners including the first ridge line 157.
  • a small angle (hereinafter, also referred to as “first angle”) among the angles formed by the first inclined surface 155 and the second inclined surface 156 is not particularly limited as long as the function described above can be exhibited.
  • the first angle is in the range of 40 ° to 160 °.
  • the first light flux controlling member having the first ridge 154 having a first angle of less than 40 ° is combined, the amount of light reaching the second ridge 161 is reduced and the first light flux is reduced.
  • the second light flux controlling member 152 is disposed between the control member 151 and the cover 180, there is a possibility that a dark portion is generated immediately above the light emitting element 140 in the cover 180.
  • the second light flux control member 152 is not disposed, and the light emitted from the first light flux control member 151 is directly allowed to reach the cover 180, whereby attenuation of the light amount can be suppressed.
  • the brightness uniformity on the cover 180 can be improved only by the light flux controlling member 151.
  • the first angle is more than 160 °, the amount of light reaching the second ridge 161 is excessive, and a bright portion may be formed immediately above the light emitting element 140.
  • the first ridge line 157 is a curve that is convex toward the cover 180 side. Note that the first angle can be appropriately set according to the amount of light that should reach the light emitting element 140 in the lighting device 100.
  • line 154 makes the light radiate
  • the light that reaches the first ridge 154 is refracted toward the virtual plane by the first inclined surface 155 or the second inclined surface 156.
  • Each of the two total reflection surfaces 158 transmits a part of light incident from the incident surface 153 in two directions (two two directions that are substantially perpendicular to the optical axis LA and the virtual plane of the light emitting element 140 and opposite to each other).
  • the light is reflected in the direction of the light guide unit 159. That is, the two total reflection surfaces 158 reflect the reached light toward the two light guides 159.
  • the two total reflection surfaces 158 are formed at positions facing the light emitting element 140 with the incident surface 153 interposed therebetween.
  • the two total reflection surfaces 158 are arranged on both sides with a virtual plane as a boundary.
  • FIG. 6A and 6B are diagrams showing a configuration of the light flux controlling member 10 used in a spotlight using a light emitting element as a light source.
  • FIG. 6A is a perspective view of the light flux controlling member 10
  • FIG. 6B is a cross-sectional view of the light flux controlling member 10.
  • the light flux controlling member 10 includes an incident surface 12 on which light emitted from the light emitting element is incident, and a total reflection surface 14 that totally reflects a part of the light incident from the incident surface 12. And a light exit surface 16 that emits a part of the light incident from the light incident surface 12 and the light reflected by the total reflection surface 14.
  • the incident surface 12 is an inner surface of a truncated cone-shaped recess formed at the bottom of the light flux controlling member 10.
  • the total reflection surface 14 is a surface that extends from the outer edge of the bottom of the light beam control member 10 to the outer edge of the emission surface 16, and is a rotationally symmetric surface formed so as to surround the central axis of the light beam control member 10.
  • the diameter of the total reflection surface 14 gradually increases from the incident surface 12 side (bottom side) toward the exit surface 16 side.
  • the generatrix constituting the total reflection surface 14 is an arc-shaped curve convex outward.
  • the exit surface 16 is a plane located on the opposite side of the entrance surface 12 (bottom) in the light flux controlling member 10.
  • FIG. 6C is a diagram showing an optical path when the light flux controlling member 10 is used.
  • the light emitted from the point light source arranged at a predetermined position enters the light flux controlling member 10 from the incident surface 12.
  • a part of the light incident on the light flux controlling member 10 is emitted from the emission surface 16 to the outside as it is.
  • the remaining part of the light incident on the light flux controlling member 10 is reflected by the total reflection surface 14 toward the emission surface 16 and emitted from the emission surface 16 toward the outside.
  • the light emitted from the point light source is emitted from the emission surface 16 with the light distribution controlled.
  • a light flux controlling member 10 'shown in FIG. 6D is obtained.
  • FIG. 6E in such a light flux controlling member 10 ′, the light emitted from the point light source is reflected by the two total reflection surfaces 14 and travels in two directions opposite to each other.
  • the shape of the total reflection surface 158 of the first light flux controlling member 151 of the present embodiment is basically the same as the shape of the total reflection surface 14 of the light flux controlling member 10 'shown in FIG. 6D.
  • a portion in the vicinity of the boundary line between the two total reflection surfaces 14 indicated by reference numeral “18” in FIGS. 6D and 6E may be referred to as a “total reflection surface connection portion”.
  • the boundary line of the total reflection surface 14 is an arc.
  • the two light guides 159 are respectively disposed at opposite positions (on both sides of the virtual plane) across the incident surface 153, the first ridge 154, the total reflection surface 158, and the second ridge 161.
  • the light guide unit 159 guides a part of the light incident on the incident surface 153 and the light reflected on the total reflection surface 158 in a direction away from the incident surface 153 and the total reflection surface 158 while emitting the light little by little to the outside.
  • the light guide unit 159 includes a light guide unit body 166, a pair of reinforcing members 167, and four guide engagement grooves 169.
  • the outer surface of the light guide main body 166 functions as an emission surface 160 that emits the guided light to the outside.
  • the light exit surface 160 may be subjected to light diffusion processing (for example, roughening processing).
  • the shape of the light guide 159 is not particularly limited.
  • the light guide 159 has a rod shape.
  • the two light guides 159 are respectively connected to the emission surface 16 of the light flux controlling member 10 'shown in FIG. 6D.
  • the cross-sectional area in the minor axis direction of the light guide unit 159 is not particularly limited.
  • the light guide portion 159 is formed so that the cross-sectional area becomes smaller as the distance from the total reflection surface 158 increases. Note that the cross-sectional area in the short axis direction of the light guide 159 may be the same at any position in the long axis direction of the light guide 159.
  • the light guide part 159 may be controlled by adjusting both the thickness and width of the light guide part 159. Control may be performed by adjusting only one of the widths.
  • the cross-sectional shape of the light guide part 159 in the minor axis direction is not particularly limited, and is appropriately selected according to the required light distribution characteristics. In the present embodiment, in the virtual plane, the shape of the light guide 159 is a substantially semicircle.
  • second concave portions 170 are respectively formed on the bottom surface of the light guide main body 166 (the surface on the light emitting element 140 side in the optical axis LA direction of the light emitting element 140). By forming the second recess 170, the occurrence of sink marks during injection molding can be suppressed, and the manufacturing cost can be reduced.
  • Each of the two second recesses 170 is formed at both ends in the major axis direction of the first light flux controlling member 151 and communicates with the first recess 165.
  • the size and shape of the second recess 170 can provide desired light distribution characteristics (light distribution characteristics that do not impair the effects of the present invention) and can ensure the strength required for the first light flux controlling member 151.
  • the plan view shape of the second recess 170 is a substantially trapezoid whose bottom is located on the light emitting element 140 side (see FIG. 3B).
  • the depth of the second recess 170 is not particularly limited, and can be set as appropriate.
  • molding the 1st light beam control member 151 by injection molding it is preferable to form the 2nd recessed part 170 in the site
  • the reinforcing member 167 improves the strength of the first light flux controlling member 151.
  • the position and shape of the reinforcing member 167 are not particularly limited as long as the function of the total reflection surface 158 of the first light flux controlling member 151 is not significantly impaired and the strength of the first light flux controlling member 151 can be improved.
  • the reinforcing member 167 is disposed on the bottom surface (surface on the light emitting element 140 side) side of the first light flux controlling member 151 and connects the side surfaces of the light guide unit 159 to each other.
  • a positioning projection for positioning the light flux controlling member 150 with respect to the substrate 120 is disposed on the back surface of the reinforcing member 167.
  • the guide engaging groove 169 is disposed at a position away from the light emitting element 140.
  • the guide engagement groove 169 is a groove for positioning the second light flux control member 152 with respect to the first light flux control member 151 by engaging an engagement protrusion 171 of the second light flux control member 152 described later. .
  • the second ridge 161 emits the light incident on the first ridge 154 to the outside of the first light flux controlling member 151 while refracting part of the light.
  • the second ridge 161 includes a third inclined surface 162, a fourth inclined surface 163 formed in a pair with the third inclined surface 162, and a second ridge line 164 that connects the third inclined surface 162 and the fourth inclined surface 163. (See FIG. 5D).
  • the second ridge 161 is arranged between the two total reflection surfaces 158 so that the second ridge line 164 covers the first ridge 154 along the virtual plane. That is, the second ridge line 164 is located on the virtual plane.
  • line 161 will not be specifically limited if the function mentioned above can be exhibited.
  • line 161 orthogonal to the 2nd ridgeline 164 is a triangle, for example.
  • the corner including the second ridge line 164 may be chamfered.
  • the cross-sectional shape of the second ridge 161 is a substantially triangular shape with chamfered corners including the second ridge line 164.
  • a small angle (hereinafter also referred to as “second angle”) among the angles formed by the third inclined surface 162 and the fourth inclined surface 163 is not particularly limited as long as the above-described function can be exhibited.
  • the second angle is in the range of 60 ° to 160 °.
  • the emitted light is excessively refracted.
  • the second light flux controlling member 152 is disposed between the cover 151 and the cover 180, a dark portion may be formed immediately above the light emitting element 140 in the cover 180. In such a case, the second light flux control member 152 is not disposed, and the light emitted from the first light flux control member 151 is directly allowed to reach the cover 180, whereby attenuation of the light amount can be suppressed.
  • the brightness uniformity on the cover 180 can be improved only by the light flux controlling member 151.
  • the second ridge line 164 is a curved line that protrudes toward the cover 180 side.
  • the second light flux controlling member (diffuse transmitting member) 152 covers the incident surface 153, the first ridge 154, and the total reflection surface 158 so as to intersect the virtual plane (intersect the optical axis LA).
  • the shape of the second light flux controlling member 152 is not particularly limited as long as the above function can be exhibited. Examples of the shape of the second light flux controlling member 152 include a semicylindrical shape or a bell-like shape (inverted U shape) along the virtual plane. In the present embodiment, the shape of the second light flux controlling member 152 is a bell-like shape (inverted U shape) along the virtual plane.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams showing the configuration of the second light flux controlling member 152.
  • FIG. 7A is a front view of the second light flux controlling member 152
  • FIG. 7B is a plan view
  • FIG. 7C is a bottom view
  • 8A is a side view of the second light flux controlling member 152
  • FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 7B
  • FIG. 8C is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 7B.
  • the second light flux controlling member 152 has a semi-cylindrical portion 172 and two side wall portions 173.
  • the semi-cylindrical part 172 is disposed in the vicinity immediately above the total reflection surface 158.
  • a plurality of concave stripes (diffuse transmission portions) 174 are formed on the inner surface of the semi-cylindrical portion 172.
  • the plurality of concave stripes 174 are arranged in a semicircular shape in a direction perpendicular to the axial direction of the second light flux controlling member 152 (a direction along a virtual plane).
  • the axis of the second light flux controlling member 152 refers to the axis of the semi-cylindrical portion 172.
  • the two side wall portions 173 are connected to the side edges of the semi-cylindrical portion 172, respectively.
  • a plurality of concave strips 174 (diffuse transmission portions) are formed in the central portion of the inner surface of the side wall portion 173.
  • the plurality of concave stripes 174 are linearly arranged in a direction perpendicular to the axial direction of the second light flux controlling member 152 (direction along the virtual plane).
  • the plurality of recesses 174 disposed in the semi-cylindrical portion 172 and the plurality of recesses 174 disposed in the side wall portion 173 corresponding to the plurality of recesses 174 disposed in the semi-cylindrical portion 172 are respectively connected. Are arranged as follows.
  • the concave stripe 174 allows the transmitted light to pass through while diffusing.
  • the cross-sectional shape of the recess 174 is not particularly limited. Examples of the cross-sectional shape of the concave stripe 174 include a semicircle and a triangle. In the present embodiment, the cross-sectional shape of the recess 174 is a semicircle. Each recess 174 may have the same shape or a different shape. In the present embodiment, each concave line 174 is formed in the same shape.
  • four engagement protrusions 171 are arranged inside the both end portions of the side wall portion 173.
  • the four engaging protrusions 171 are engaged with the four guide engaging grooves 169 disposed on the first light flux controlling member 151, thereby positioning the second light flux controlling member 152 on the first light flux controlling member 151.
  • a protrusion 176 for positioning and fixing the second light flux controlling member 152 to the substrate 120 is disposed at the end of the side wall 173 where the semi-cylindrical part 172 is not connected.
  • the protrusion 176 of the second light flux control member 152 is engaged with the guide protrusion groove 169 of the first light flux control member 151 fixed to the substrate 120 while the protrusion 176 of the second light flux control member 152 is engaged with the protrusion 120 of the substrate 120.
  • the second light flux controlling member 152 can be fixed to the substrate 120 and the first light flux controlling member 151 by being fitted into the engaging recess (not shown).
  • the light incident on the light flux controlling member 150 is reflected toward the light guide 159 on the total reflection surface 158.
  • another part of the light incident on the first light flux controlling member 151 (light emitted at a large angle with respect to the optical axis LA of the light emitting element 140) reaches the light guide 159 as it is.
  • part of the light emitted from the light emitting element 140 and incident on the first ridge 154 is refracted toward the total reflection surface 158 and guided to the light guide unit 159.
  • another part of the light incident on the first ridge 154 is refracted toward the second ridge 161.
  • the light incident on the light guide unit 159 is guided toward the end of the light guide unit 159 while being gradually emitted from the output surface 160 to the outside. As a result, light is emitted substantially uniformly from the entire outer surface of the light flux controlling member 150.
  • the light emitted from the second ridge 161 and the light emitted from the center of the light emitting element 140 reach the second light flux controlling member 152.
  • the light incident on the second light flux controlling member 152 is transmitted to the outside of the light flux controlling member 150 while being diffused by the plurality of concave stripes 174.
  • the light emitted from the emission surface 160 of the light flux controlling member 150 passes through the air layer and reaches the inner surface of the cover 180.
  • the light that has reached the inner surface of the cover 180 passes through the cover 180 while being diffused. As a result, light is emitted substantially uniformly from the entire outer surface of the cover 180. In this manner, the light emitted from the light emitting element 140 that is a point light source can be converted into linear light by the light flux control member 150.
  • a light flux control member (hereinafter also referred to as “light flux control member A”) having a first angle of 40 ° and a second angle of 60 °, a first angle of 40 °, and a second angle of 100.
  • a luminous flux control member (hereinafter also referred to as “luminous flux control member B”), a luminous flux control member having a first angle of 40 ° and a second angle of 160 ° (hereinafter also referred to as “luminous flux control member C”), A light flux control member having a first angle of 160 ° and a second angle of 60 ° (hereinafter also referred to as “light flux control member D”) and a light flux control member having a first angle of 160 ° and a second angle of 100 ° (hereinafter referred to as “light flux control member D”).
  • light flux controlling member E also referred to as “light flux controlling member E”
  • a light flux controlling member having a first angle of 160 ° and a second angle of 160 ° hereinafter also referred to as “light flux controlling member F”).
  • FIG. 9 to 12 show the simulation results of the optical path in the light flux controlling members A to F.
  • FIG. FIGS. 9A to 9C show from the center of the light emitting surface of the light emitting element 140 when the light beam control member A, the light beam control member B, and the light beam control member C (all of which the first angle of the first protrusion 154 is 40 °). It is a simulation result of the optical path of the emitted light.
  • 10A to 10C are diagrams other than the center of the light emitting surface of the light emitting element 140 when the light flux controlling member A, the light flux controlling member B, and the light flux controlling member C (all of which the first angle of the first protrusion 154 is 40 °) are used.
  • FIGS. 11A to 11C show from the center of the light emitting surface of the light emitting element 140 when the light beam control member D, the light beam control member E, and the light beam control member F (all of which the first angle of the first protrusion 154 is 160 °) are used. It is a simulation result of the optical path of the emitted light.
  • 12A to 12C are diagrams other than the center of the light emitting surface of the light emitting element 140 when the light beam control member D, the light beam control member E, and the light beam control member F (all of which the first angle of the first protrusion 154 is 160 °) are used.
  • the total reflection surface disposed on the first inclined surface 155 side (left side in the drawing) is referred to as a first total reflection surface 158a, and is disposed on the second inclined surface 156 side (right side in the drawing).
  • the total reflection surface will be described as a second total reflection surface 158b.
  • the light guide unit disposed on the first inclined surface 155 side (left side in the drawing) is referred to as a first light guide unit 159a
  • the light guide unit disposed on the second inclined surface 156 side (right side in the drawing) is a second.
  • the light guide 159b will be described. Further, in FIGS.
  • the light beam emitted from the virtual plane (optical axis CA) to the first inclined surface 155 side (left side in the figure) is indicated by a solid line, and the second inclined surface from the virtual plane (optical axis CA).
  • Light rays emitted to the 156 side (right side in the figure) are indicated by broken lines.
  • the light flux control members A to F are not hatched to show the optical path.
  • the light emitting surface of the light emitting element 140 A part of the light emitted from the center and incident on the first ridge 154 is largely refracted toward the virtual plane side. Specifically, part of the light incident from the first inclined surface 155 of the first ridge 154 reaches the second light guide 159b. Further, another part of the light incident from the first inclined surface 155 reaches the fourth inclined surface 163 of the second ridge 161. Similarly, part of the light incident from the second inclined surface 156 of the first ridge 154 reaches the first light guide 159a. The other part of the light incident from the second inclined surface 156 reaches the third inclined surface 162 of the second ridge 161.
  • the light emitting element 140 emits light.
  • Light emitted from a region other than the center of the surface and incident on the first ridge 154 is largely refracted toward the virtual plane. Specifically, a part of the light incident from the first inclined surface 155 of the first ridge 154 is reflected by the second inclined surface 156, and the third inclined surface 162 of the second ridge 161 or the first guide is formed. It reaches the optical part 159a.
  • the light emitting element 140 emits light.
  • the light emitted from the center of the surface and incident on the first ridge 154 is refracted to the virtual plane side and reaches the second ridge 161 (the third inclined surface 162 or the fourth inclined surface 163).
  • the light emission of the light emitting element 140 is performed. Light emitted from a region other than the center of the surface and incident on the first ridge 154 is refracted to the virtual plane side and reaches the second ridge 161 (the third inclined surface 162 or the fourth inclined surface 163).
  • the direction of the light emitted from the second ridge 161 varies greatly depending on the first angle of the first ridge 154 and the second angle of the second ridge 161.
  • light is emitted from the center of the light emitting surface of the light emitting element 140, is incident from the first ridge 154 having a first angle of 40 °, and is emitted from the second ridge 161.
  • the emission angle with respect to the optical axis LA increases as the second angle of the second ridge 161 increases. Further, as shown in FIGS.
  • the light is emitted from a region other than the center of the light emitting surface of the light emitting element 140, is incident from the first ridge 154 having a first angle of 40 °, and is emitted from the second ridge 161.
  • the outgoing angle of the emitted light with respect to the optical axis LA decreases as the second angle of the second ridge 161 increases.
  • light is emitted from the center of the light emitting surface of the light emitting element 140, is incident from the first ridge 154 having a first angle of 160 °, and is emitted from the second ridge 161.
  • the emission angle with respect to the optical axis LA decreases as the second angle of the second ridge 161 increases.
  • the light is emitted from a region other than the center of the light emitting surface of the light emitting element 140, is incident from the first ridge 154 having a first angle of 160 °, and is emitted from the second ridge 161.
  • the outgoing angle of the emitted light with respect to the optical axis LA decreases as the second angle of the second ridge 161 increases.
  • the amount of light directed directly above the light emitting element 140 by adjusting the first angle of the first ridge 154 The amount of light traveling directly above the light emitting element 140 can be finely adjusted by adjusting the second angle of the second ridge 161.
  • Simulation of luminance distribution of lighting device 1 the luminance distribution in the illumination device 100 according to the present embodiment, in which the distance (space distance) from the surface of the substrate 120 to the inner surface of the highest portion of the cover 180 is 16 mm, was simulated.
  • light flux controlling members A to F were used.
  • the luminance distribution in the illumination device according to the comparative example having the light flux controlling member G according to the comparative example that does not have the first ridges 154 and the second ridges 161 was also simulated.
  • the two total reflection surfaces 158 are connected by a plane.
  • two light emitting elements 140 (white LEDs) are arranged on the substrate 120 so that the center-to-center distance is 28 mm, and a light flux controlling member having a length of 38 mm and a height of 6.7 mm on each light emitting element 140.
  • 150 (light flux controlling members A to G) are arranged.
  • the spatial distance was 16 mm and the inner diameter of the cover 180 was 24 mm.
  • FIG. 13 is a graph showing a simulation result of the luminance distribution of the lighting device.
  • FIG. 13A is a graph showing a simulation result when the light flux controlling members A to C in which the first angle of the first ridge 154 is 40 ° are used.
  • the solid line in FIG. 13A shows the simulation result of the light flux controlling member G according to the comparative example.
  • the broken line in FIG. 13A shows the simulation result when the light flux control member A is used, the alternate long and short dash line shows the simulation result when the light flux control member B is used, and the two-dot chain line indicates the light flux control member.
  • the simulation result when C is used is shown.
  • 13B is a graph showing a simulation result when the light flux controlling members D to F whose first angle of the first ridge 154 is 160 ° are used.
  • the solid line in FIG. 13B shows the simulation result of the light flux controlling member G according to the comparative example.
  • the broken line in FIG. 13B shows the simulation result when the light flux control member D is used, the one-dot chain line shows the simulation result when the light flux control member E is used, and the two-dot chain line indicates the light flux control member.
  • the simulation result at the time of using F is shown.
  • 13A and 13B the straight line extending in the vertical direction indicates the position of the optical axis LA of the two light emitting elements 140.
  • Simulation of luminance distribution of lighting device 2 the luminance distribution in the lighting apparatus 100 according to the present embodiment having a spatial distance of 13 mm was simulated.
  • light flux controlling members A to G were used.
  • the conditions of simulation 2 are the same as those of simulation 1 except that the spatial distance is 13 mm.
  • FIG. 14 is a graph showing a simulation result of the luminance distribution of the lighting device.
  • FIG. 14A is a graph showing a simulation result when the light flux controlling members A to C in which the first angle of the first ridge 154 is 40 ° are used.
  • the solid line in FIG. 14A shows the simulation result of the light flux controlling member G according to the comparative example.
  • the broken line in FIG. 14A shows the simulation result when the light flux controlling member A is used, the one-dot chain line shows the simulation result when the light flux controlling member B is used, and the two-dot chain line is the light flux controlling member.
  • the simulation result when C is used is shown.
  • 14B is a graph showing a simulation result when the light flux controlling members D to F whose first angle of the first ridge 154 is 160 ° are used.
  • the solid line in FIG. 14B shows the simulation result of the light flux controlling member G according to the comparative example.
  • the broken line in FIG. 14B shows the simulation result when the light flux control member D is used, the one-dot chain line shows the simulation result when the light flux control member E is used, and the two-dot chain line indicates the light flux control member.
  • the simulation result at the time of using F is shown.
  • the straight line extending in the vertical direction indicates the position of the optical axis LA of the two light emitting elements 140.
  • the brightness of the portion directly above light emitting element 140 is adjusted by appropriately adjusting the first angle of first ridge 154 and the second angle of second ridge 161.
  • the thickness can be adjusted as appropriate, and luminance unevenness in the arrangement direction of the light emitting elements 140 can be reduced.
  • the brightness between the light emitting elements 140 can be adjusted as appropriate by the total reflection surface 158 and the light guide portion 159.
  • the second light flux controlling member (diffuse transmissive member) 152 having the ridge (diffuse transmissive portion) 174 is disposed on the optical path of the light passing through the second ridge 161, so that the light is emitted from the effective light emitting region of the illumination device 100. The amount of emitted light can be made uniform.
  • the light flux controlling member 150 having the first ridge 154 and the second ridge 161 has been described, but the second ridge 161 may not be provided.
  • a plane perpendicular to the optical axis LA is disposed between the two total reflection surfaces 158. Even in this case, luminance unevenness in the arrangement direction of the light emitting elements 140 can be reduced.
  • the light flux control member 150 including the first light flux control member (light flux control member main body) 151 and the second light flux control member (diffuse transmission member) 152 has been described.
  • the light flux control according to the present invention is described.
  • the member 150 may not have the second light flux controlling member (diffuse transmitting member) 152. Even in this case, luminance unevenness in the arrangement direction of the light emitting elements 140 can be reduced.
  • the lighting device of the present invention can be used in place of a fluorescent tube or the like, it can be widely applied to various lighting devices.

Landscapes

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Abstract

　本発明の光束制御部材は、発光素子の光軸を含む仮想平面を境界として両側に配置された２つの入射面と、仮想平面に沿って２つの入射面の間に配置され、発光素子から出射された光を入射させる第１凸条と、入射面を挟んで発光素子と対向する位置に形成された２つの全反射面と、第１凸条を挟んで相対する位置に配置された２つの導光部と、導光部の外面に形成された出射面とを有する。第２光束制御部材は、第１凸条を覆うように配置され、かつ第１凸条で入射して出射した光を拡散させつつ透過させる拡散透過部を含む光束制御部材本体を有する。

Description

光束制御部材、発光装置および照明装置
　本発明は、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材、当該光束制御部材を有する発光装置および照明装置に関する。
　近年、省エネルギーや環境保全の観点から、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」ともいう）を光源とする照明装置（例えば、ＬＥＤ電球やＬＥＤ蛍光管など）が、電球や蛍光管などに代わる照明装置として使用されるようになってきた。
　ＬＥＤ蛍光管としては、基板上に複数のＬＥＤを所定間隔で配置し、これらのＬＥＤを覆うようにカバーを配置したものが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１には、基板上に配置されたＬＥＤをカバーで覆ったＬＥＤ照明燈装置が記載されている。特許文献１に記載のＬＥＤ照明燈装置は、基板と、基板上に一列に配置された複数のＬＥＤと、ＬＥＤの配列方向に沿う稜線を有する１つのシリンドリカルレンズと、複数のＬＥＤおよび１つのシリンドリカルレンズを覆うように配置された光透過カバーとを有する。
　特許文献１に記載のＬＥＤ照明燈装置では、ＬＥＤから出射された光は、シリンドリカルレンズによって、ＬＥＤの配列方向に垂直な方向に広げられる。そして、シリンドリカルレンズを透過した光は、光透過カバーを透過して外部に出射される。
特表２０１１－５１３９１３号公報
　しかしながら、特許文献１に記載のＬＥＤ照明燈装置では、ＬＥＤの配列方向に垂直な方向への光の配光は制御されるが、ＬＥＤの配列方向への光の配光は制御されない。したがって、ＬＥＤの配列方向について配光を調べると、ＬＥＤの直上部では明るくなりすぎてしまい、ＬＥＤ間では暗くなりすぎてしまっていた。このように、特許文献１に記載のＬＥＤ照明燈装置には、ＬＥＤの配列方向において輝度ムラが生じるという問題があった。
　そこで、本発明の目的は、複数の発光素子およびカバーを有する照明装置（例えば、ＬＥＤ蛍光管）に適用した場合に、ＬＥＤの配列方向およびＬＥＤの配列方向に垂直な方向において光の配光を均一にすることで、少数の発光素子でカバーに均一に光を照射できるように、発光素子から出射された光の配光を制御することができる光束制御部材を提供することを目的とする。
　また、本発明は、この光束制御部材を有する発光装置および照明装置を提供することも目的とする。
　本発明に係る光束制御部材は、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材であって、前記発光素子の光軸を含む仮想平面を境界として両側に配置され、前記発光素子から出射された光の一部を入射させる２つの入射面と、第１傾斜面と、前記第１傾斜面と対に形成された第２傾斜面と、前記第１傾斜面および前記第２傾斜面を繋ぐ第１稜線とを有し、前記２つの入射面の間において前記第１稜線が前記仮想平面に沿って前記発光素子を覆うように配置され、前記発光素子から出射された光の他の一部を入射させる第１凸条と、前記入射面を挟んで前記発光素子と対向する位置に形成され、前記入射面から入射した光の一部を、前記光軸と略垂直であり、かつ互いに反対向きである２つの方向に反射させる２つの全反射面と、前記入射面、前記第１凸条および前記全反射面を挟んで相対する位置にそれぞれ配置され、前記入射面で入射した光の一部および前記全反射面で反射した光を導光する２つの導光部と、前記導光部の外面にそれぞれ形成され、前記導光部により導光された光を外部に出射する２つの出射面と、を含む光束制御部材本体を有する。
　また、本発明に係る発光装置は、発光素子と、本発明に係る光束制御部材と、を有する。
　また、本発明に係る照明装置は、本発明に係る複数の発光装置と、前記複数の発光装置を覆うように前記複数の発光装置のそれぞれに対して空気層を介して配置されたカバーと、を有する。
　本発明によれば、輝度ムラが小さい照明装置（例えば、ＬＥＤ蛍光管）を提供することができる。
図１Ａ～Ｃは、実施の形態に係る照明装置の構成を示す図である。 図２は、実施の形態に係る光束制御部材の断面図である。 図３Ａ、Ｂは、第１光束制御部材の構成を示す斜視図である。 図４Ａ～Ｃは、第１光束制御部材の構成を示す図である。 図５Ａ～Ｄは、第１光束制御部材の構成を示す図である。 図６Ａ～Ｅは、全反射面を説明するための図である。 図７Ａ～Ｃは、第２光束制御部材の構成を示す図である。 図８Ａ～Ｃは、第２光束制御部材の構成を示す図である。 図９Ａ～Ｃは、光束制御部材Ａ、光束制御部材Ｂおよび光束制御部材Ｃを用いた場合の発光素子の発光面の中心から出射された光の光路を示す図である。 図１０Ａ～Ｃは、光束制御部材Ａ、光束制御部材Ｂおよび光束制御部材Ｃを用いた場合の発光素子の発光面の中心以外の領域から出射された光の光路を示す図である。 図１１Ａ～Ｃは、光束制御部材Ｄ、光束制御部材Ｅおよび光束制御部材Ｆを用いた場合の発光素子の発光面の中心から出射された光の光路を示す図である。 図１２Ａ～Ｃは、光束制御部材Ｄ、光束制御部材Ｅおよび光束制御部材Ｆを用いた場合の発光素子の発光面の中心以外の領域から出射された光の光路を示す図である。 図１３Ａは、光束制御部材Ａ、光束制御部材Ｂ、光束制御部材Ｃおよび光束制御部材Ｇを用いた場合の照明装置における輝度分布を示したグラフであり、図１３Ｂは、光束制御部材Ｄ、光束制御部材Ｅ、光束制御部材Ｆおよび光束制御部材Ｇを用いた場合の照明装置における輝度分布を示したグラフである。 図１４Ａは、光束制御部材Ａ、光束制御部材Ｂ、光束制御部材Ｃおよび光束制御部材Ｇを用いた場合の照明装置における輝度分布を示したグラフであり、図１４Ｂは、光束制御部材Ｄ、光束制御部材Ｅ、光束制御部材Ｆおよび光束制御部材Ｇを用いた場合の照明装置における輝度分布を示したグラフである。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明に係る照明装置の代表例として、蛍光管に代えて使用されうる照明装置について説明する。
　（照明装置の構成）
　図１は、本発明の一実施の形態に係る照明装置１００の構成を示す図である。図１Ａは、照明装置１００の平面図であり、図１Ｂは、図１Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図１Ｃは、図１Ｂにおいて破線で囲まれた領域の部分拡大図である。
　図１に示されるように、照明装置１００は、フレーム（筐体）１１０と、基板１２０と、発光素子１４０および光束制御部材１５０をそれぞれ有する複数の発光装置１３０と、カバー１８０とを有する。複数の光束制御部材１５０は、それぞれ１つの発光素子１４０と対になるように基板１２０上に一列に配置されている。
　複数の発光素子１４０は、照明装置１００の光源であり、フレーム１１０に取り付けられた基板１２０上に一列に配置されている。各発光素子１４０は、後述する光束制御部材１５０の入射面１５３と対向する位置に配置されている。発光素子１４０は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。フレーム１１０および基板１２０は、例えば、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い金属からなる。基板１２０に高い熱伝導性を要しない場合は、基板１２０として、ガラス不織布にエポキシ樹脂を含浸させた樹脂製基板を用いてもよい。
　カバー１８０は、光束制御部材１５０から出射された光を拡散させつつ外部に透過させる。カバー１８０は、すべての発光装置１３０を覆うように、複数の発光装置１３０のそれぞれに対して空気層を介して配置されている。カバー１８０の外面は、有効発光領域となる。
　カバー１８０の形状は、空気層を介してすべての発光装置１３０を覆うことができれば、特に限定されない。カバー１８０の形状は、円筒形であってもよいし、円筒の一部を切り欠いた形状であってもよい。本実施の形態では、カバー１８０は、円筒の一部を切り欠いた形状である。カバー１８０の材料は、光透過性を有するものであれば、特に限定されない。カバー１８０の材料の例には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂（ＭＳ）などの光透過性樹脂や、光透過性のガラスなどが含まれる。また、カバー１８０に光拡散能を付与する手段も、特に限定されない。たとえば、カバー１８０の内面または外面に光拡散処理（例えば、粗面化処理）を行ってもよいし、光透過性樹脂中にビーズなどの散乱子を分散させてもよい。
　（光束制御部材の構成）
　図２は、本実施の形態に係る光束制御部材１５０の断面図である。図２に示されるように、光束制御部材１５０は、第１光束制御部材（光束制御部材本体）１５１および第２光束制御部材（拡散透過部材）１５２を有する。光束制御部材１５０は、発光素子１４０から出射された光の配光を制御する。第１光束制御部材１５１および第２光束制御部材１５２は、それぞれ一体成形により別個に形成されている。第１光束制御部材１５１および第２光束制御部材１５２の材料は、所望の波長の光を通過させ得るものであれば特に限定されない。第１光束制御部材１５１および第２光束制御部材１５２の材料の例には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの光透過性樹脂や、光透過性のガラスなどが含まれる。また、第１光束制御部材１５１および第２光束制御部材１５２の内部にビーズなどの光散乱子を分散させてもよい。
　図３～図５は、第１光束制御部材１５１の構成を示す図である。図３Ａは、第１光束制御部材１５１を上側からみた斜視図であり、図３Ｂは、下側からみた斜視図である。図４Ａは、第１光束制御部材１５１の正面図であり、図４Ｂは、底面図であり、図４Ｃは、平面図である。図５Ａは、第１光束制御部材１５１の側面図であり、図５Ｂは、図４Ｂに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図５Ｃは、図４Ｂに示されるＢ－Ｂ線の断面図であり、図５Ｄは、図５Ｃにおいて破線で囲まれた領域の部分拡大図である。
　図３～図５に示されるように、第１光束制御部材（光束制御部材本体）１５１は、２つの入射面１５３、第１凸条１５４、２つの全反射面１５８、２つの導光部１５９、２つの出射面１６０および第２凸条１６１を有する。第１光束制御部材１５１は、発光素子１４０の光軸ＬＡが第１凸条１５４の第１稜線１５７を通るように配置される。ここで、「発光素子の光軸」とは、発光素子１４０からの立体的な光束の中心における光の進行方向をいう。
　２つの入射面１５３は、それぞれ、ＬＥＤなどの点状光源である発光素子１４０から出射された光の一部を第１光束制御部材１５１内に入射させる。入射面１５３は、第１光束制御部材１５１の底面（発光素子１４０側の面）の中央部に形成されている第１凹部１６５の内面の一部である。２つの入射面１５３は、発光素子の光軸ＬＡを含み、かつ基板１２０に垂直な仮想平面を境界として両側に配置されている。第１凹部１６５の形状は、特に限定されない。第１凹部１６５の形状は、エッジを含まない曲面であることが好ましい。第１凸条１５４は、発光素子１４０から出射された光の他の一部を第１光束制御部材１５１内に入射させ、入射した光を屈折させる。第１凸条１５４は、第１傾斜面１５５と、第１傾斜面１５５と対に形成された第２傾斜面１５６と、第１傾斜面１５５および第２傾斜面１５６を繋ぐ第１稜線１５７とを有する（図５Ｄ参照）。第１凸条１５４は、２つの入射面１５３の間において第１稜線１５７が仮想平面に沿って発光素子１４０を覆うように配置されている。すなわち、第１稜線１５７は、仮想平面上に位置する。第１傾斜面１５５および第２傾斜面１５６は、第１凹部１６５の内面の一部でもある。第１凸条１５４の形状は、前述した機能を発揮することができれば特に限定されない。第１稜線１５７に直交する第１凸条１５４の断面形状は、例えば三角形である。この場合、第１稜線１５７を含む角は、面取りされていてもよい。本実施の形態では、第１凸条１５４の断面形状は、第１稜線１５７を含む角が面取りされた略三角形である。第１傾斜面１５５および第２傾斜面１５６がなす角度のうち小さい角度（以下、「第１角度」ともいう）は、前述の機能を発揮することができれば、特に限定されない。本実施の形態では、第１角度は、４０°～１６０°の範囲内である。使用する発光素子１４０の種類によっては第１角度が４０°未満の第１凸条１５４を有する第１光束制御部材を組み合わせた場合、第２凸条１６１に到達する光が少なくなり、第１光束制御部材１５１とカバー１８０との間に第２光束制御部材１５２を配置すると、カバー１８０における発光素子１４０の直上部に暗部が生じてしまうおそれがある。このような場合には、第２光束制御部材１５２を配置せず、第１光束制御部材１５１から出射した光を直接、カバー１８０に到達させることで、光量の減衰を抑えることができ、第１光束制御部材１５１のみでカバー１８０上の明るさの均斉度を向上させることができる。一方、第１角度が１６０°超の場合、第２凸条１６１に到達する光が多くなりすぎてしまい、発光素子１４０の直上部に明部が生じてしまうおそれがある。また、仮想平面において、第１稜線１５７は、カバー１８０側に向かって凸の曲線である。なお、第１角度は、照明装置１００において、発光素子１４０の直上に到達させるべき光量に応じて適宜設定されうる。また、第１凸条１５４は、仮想平面において、発光素子１４０の光軸ＬＡに対して、少なくとも４５°までの角度で発光素子１４０から出射された光を入射させることが好ましい。第１凸条１５４に到達した光は、第１傾斜面１５５または第２傾斜面１５６により仮想平面側に向かって屈折される。
　２つの全反射面１５８は、それぞれ、入射面１５３から入射した光の一部を、発光素子１４０の光軸ＬＡおよび仮想平面と略垂直であり、かつ互いに反対向きである２つの方向（２つの導光部１５９の方向）に反射させる。すなわち、２つの全反射面１５８は、到達した光を２つの導光部１５９に向けて反射させる。２つの全反射面１５８は、入射面１５３を挟んで発光素子１４０と対向する位置に形成されている。２つの全反射面１５８は、仮想平面を境界として両側に配置されている。
　図６を用いて、全反射面１５８の形状について説明する。図６Ａおよび図６Ｂは、発光素子を光源とするスポットライトに用いられる光束制御部材１０の構成を示す図である。図６Ａは、光束制御部材１０の斜視図であり、図６Ｂは、光束制御部材１０の断面図である。図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、光束制御部材１０は、発光素子から出射された光を入射する入射面１２と、入射面１２から入射した光の一部を全反射する全反射面１４と、入射面１２から入射した光の一部および全反射面１４で反射した光を出射する出射面１６とを有する。入射面１２は、光束制御部材１０の底部に形成された円錐台状の凹部の内面である。全反射面１４は、光束制御部材１０の底部の外縁から出射面１６の外縁に延びる面であり、光束制御部材１０の中心軸を取り囲むように形成された回転対称面である。全反射面１４の直径は、入射面１２側（底部側）から出射面１６側に向けて漸増している。全反射面１４を構成する母線は、外側に凸の円弧状曲線である。出射面１６は、光束制御部材１０において入射面１２（底部）の反対側に位置する平面である。
　図６Ｃは、光束制御部材１０を使用したときの光路を示す図である。図６Ｃに示されるように、所定の位置に配置された点光源から出射された光は、入射面１２から光束制御部材１０内に入射する。光束制御部材１０内に入射した光の一部は、そのまま出射面１６から外部に向けて出射される。光束制御部材１０内に入射した光の残部は、全反射面１４で出射面１６方向に反射され、出射面１６から外部に向けて出射される。このように、点光源から出射された光は、配光を制御されて出射面１６から出射される。
　この光束制御部材１０を、図６Ｂに示されるＡ－Ａ線で２分割し、２つの分割片の底部同士を接合させると、図６Ｄに示される光束制御部材１０’となる。図６Ｅに示されるように、このような光束制御部材１０’では、点光源から出射された光は、２つの全反射面１４で反射されて、互いに反対向きである２つの方向に進む光となる。本実施の形態の第１光束制御部材１５１の全反射面１５８の形状は、基本的には、図６Ｄに示される光束制御部材１０’の全反射面１４の形状と同じである。なお、以後の説明では、図６Ｄおよび図６Ｅにおいて符番「１８」で示される、２つの全反射面１４の境界線近傍の部位を「全反射面の接続部」と称することがある。また、このとき、全反射面１４の境界線は、弧である。
　２つの導光部１５９は、入射面１５３、第１凸条１５４、全反射面１５８および第２凸条１６１を挟んで相対する位置（仮想平面の両側）にそれぞれ配置されている。導光部１５９は、入射面１５３で入射した光の一部および全反射面１５８で反射した光を、少しずつ外部に出射させながら、入射面１５３および全反射面１５８から離れる方向に導光する。導光部１５９は、導光部本体１６６、一対の補強部材１６７および４つのガイド係合溝１６９を有する。導光部本体１６６の外面は、導光された光を外部に出射する出射面１６０として機能する。
　出射面１６０から出射される光量を均一にする観点から、導光部１５９内にはビーズなどの散乱子が分散していることが好ましい。また、出射面１６０に光拡散処理（例えば、粗面化処理）が施されていてもよい。
　導光部１５９の形状は、特に限定されない。本実施の形態では、導光部１５９の形状は、ロッド状である。２つの導光部１５９は、図６Ｄに示される光束制御部材１０’の出射面１６にそれぞれ接続されている。導光部１５９の短軸方向の断面積は、特に限定されない。本実施の形態では、導光部１５９は、断面積が全反射面１５８から離れるにつれて小さくなるように形成されている。なお、導光部１５９の短軸方向の断面積は、導光部１５９の長軸方向のいずれの位置においても同じであってもよい。導光部１５９の短軸方向の断面積が全反射面１５８から離れるにつれて、小さくなる場合には、導光部１５９の厚みおよび幅の両方を調整することで制御してもよいし、厚みおよび幅のいずれか一方のみを調整することで制御してもよい。また、導光部１５９の短軸方向の断面形状は、特に限定されず、必要とする配光特性に応じて適宜選択される。本実施の形態では、仮想平面において、導光部１５９の形状は、略半円である。
　また、導光部本体１６６の底面（発光素子１４０の光軸ＬＡ方向についての発光素子１４０側の面）には、第２凹部１７０がそれぞれ形成されている。第２凹部１７０を形成することで、射出成形時におけるヒケの発生を抑制することができるとともに、製造コストを削減することができる。２つの第２凹部１７０は、いずれも第１光束制御部材１５１の長軸方向の両端部に形成されており、第１凹部１６５と連通している。
　第２凹部１７０の大きさおよび形状は、所望の配光特性（本発明の効果を損ねない配光特性）が得られ、かつ第１光束制御部材１５１に要求される強度を確保することができれば、特に限定されない。本実施の形態において、第２凹部１７０の平面視形状は、底辺が発光素子１４０側に位置する略台形である（図３Ｂ参照）。また、第２凹部１７０の深さも特に限定されず、適宜設定されうる。なお、第１光束制御部材１５１を射出成形により成形する場合、第２凹部１７０は、ヒケが発生するおそれがある部位に形成することが好ましい。
　補強部材１６７は、第１光束制御部材１５１の強度を向上させる。補強部材１６７の位置および形状は、第１光束制御部材１５１の全反射面１５８の機能を大きく阻害せず、かつ第１光束制御部材１５１の強度を向上させることができれば、特に限定されない。本実施の形態では、補強部材１６７は、第１光束制御部材１５１の底面（発光素子１４０側の面）側に配置されており、導光部１５９の側面同士を連接している。なお、特に図示しないが、補強部材１６７の裏面には、基板１２０に対して光束制御部材１５０を位置決めするための位置決め凸部が配置されている。
　ガイド係合溝１６９は、発光素子１４０から離れた位置に配置されている。ガイド係合溝１６９は、後述する第２光束制御部材１５２の係合突起１７１が係合することで、第１光束制御部材１５１に対して第２光束制御部材１５２を位置決めするための溝である。
　第２凸条１６１は、第１凸条１５４で入射した光の一部を屈折させながら第１光束制御部材１５１の外部に出射させる。第２凸条１６１は、第３傾斜面１６２と、第３傾斜面１６２と対に形成された第４傾斜面１６３と、第３傾斜面１６２および第４傾斜面１６３を繋ぐ第２稜線１６４とを有する（図５Ｄ参照）。第２凸条１６１は、２つの全反射面１５８の間において第２稜線１６４が仮想平面に沿って第１凸条１５４を覆うように配置されている。すなわち、第２稜線１６４は、仮想平面上に位置する。第２凸条１６１の形状は、前述した機能を発揮することができれば特に限定されない。第２稜線１６４に直交する第２凸条１６１の断面形状は、例えば三角形である。この場合、第２稜線１６４を含む角は、面取りされていてもよい。本実施の形態では、第２凸条１６１の断面形状は、第２稜線１６４を含む角が面取りされた略三角形である。第３傾斜面１６２および第４傾斜面１６３がなす角度のうち小さい角度（以下、「第２角度」ともいう）は、前述の機能を発揮することができれば、特に限定されない。本実施の形態では、第２角度は、６０°～１６０°の範囲内である。使用する発光素子１４０の種類によっては第２角度が６０°未満の第２凸条１６１を有する第１光束制御部材を組み合わせた場合、出射する光が過度に屈折されるため、第１光束制御部材１５１とカバー１８０との間に第２光束制御部材１５２を配置すると、カバー１８０における発光素子１４０の直上部に暗部が生じてしまうおそれがある。このような場合には、第２光束制御部材１５２を配置せず、第１光束制御部材１５１から出射した光を直接、カバー１８０に到達させることで、光量の減衰を抑えることができ、第１光束制御部材１５１のみでカバー１８０上の明るさの均斉度を向上させることができる。一方、第２角度が１６０°超の場合、出射する光を十分に屈折させることができず、発光素子１４０の直上部に明部が生じてしまうおそれがある。また、仮想平面において、第２稜線１６４は、カバー１８０側に向かって凸の曲線である。
　図２に示されるように、第２光束制御部材（拡散透過部材）１５２は、入射面１５３、第１凸条１５４および全反射面１５８を覆い、仮想平面と交わる（光軸ＬＡと交わる）ように第１光束制御部材１５１上に空気層を介して配置され、第１光束制御部材１５１（主として第２凸条１６１）から出射した光を拡散させつつ透過させる。第２光束制御部材１５２の形状は、前述の機能を発揮することができれば特に限定されない。第２光束制御部材１５２の形状の例には、仮想平面に沿う断面が半円筒形や釣り鐘様の形状（逆Ｕ字型）などが含まれる。本実施の形態では、第２光束制御部材１５２の形状は、仮想平面に沿う断面が釣り鐘様の形状（逆Ｕ字型）である。
　図７および図８は、第２光束制御部材１５２の構成を示す図である。図７Ａは、第２光束制御部材１５２の正面図であり、図７Ｂは、平面図であり、図７Ｃは、底面図である。図８Ａは、第２光束制御部材１５２の側面図であり、図８Ｂは、図７Ｂに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図８Ｃは、図７Ｂに示されるＢ－Ｂ線の断面図である。図７および図８に示されるように、第２光束制御部材１５２は、半円筒部１７２および２つの側壁部１７３を有する。
　半円筒部１７２は、全反射面１５８の直上近傍に配置される。半円筒部１７２の内面には、複数の凹条（拡散透過部）１７４が形成されている。複数の凹条１７４は、第２光束制御部材１５２の軸方向に垂直な方向（仮想平面に沿う方向）に半円環状に配置されている。ここで、「第２光束制御部材１５２の軸」とは、半円筒部１７２の軸線をいう。
　２つの側壁部１７３は、それぞれ半円筒部１７２の側縁に連接している。側壁部１７３の内面の中央部分には、複数の凹条１７４（拡散透過部）が形成されている。複数の凹条１７４は、第２光束制御部材１５２の軸方向に垂直な方向（仮想平面に沿う方向）に直線状に配置されている。また、半円筒部１７２に配置された複数の凹条１７４と、半円筒部１７２に配置された複数の凹条１７４に対応した側壁部１７３に配置された複数の凹条１７４とは、それぞれ連なるように配置されている。凹条１７４は、到達した光を拡散させつつ透過させる。凹条１７４の断面形状は、特に限定されない。凹条１７４の断面形状の例には、半円形や三角形などが含まれる。本実施の形態では、凹条１７４の断面形状は、半円形である。各凹条１７４は、同一の形状であってもよいし、異なった形状であってもよい。本実施の形態では、各凹条１７４は、同一形状に形成されている。
　また、側壁部１７３の両端部の内側には、４つの係合突起１７１が配置されている。４つの係合突起１７１は、第１光束制御部材１５１に配置された４つのガイド係合溝１６９に係合することで、第２光束制御部材１５２を第１光束制御部材１５１に位置決めする。半円筒部１７２が連接していない側壁部１７３の端部には、第２光束制御部材１５２を基板１２０に位置決めおよび固定するための突起部１７６が配置されている。基板１２０に固定された第１光束制御部材１５１のガイド係合溝１６９に第２光束制御部材１５２の係合突起１７１を係合しつつ、第２光束制御部材１５２の突起部１７６を基板１２０の係合凹部（図示省略）にはめ込むことにより、第２光束制御部材１５２を基板１２０および第１光束制御部材１５１に固定することができる。
　発光素子１４０から出射された光の一部は、入射面１５３から第１光束制御部材１５１内に入射する。光束制御部材１５０内に入射した光は、全反射面１５８において導光部１５９に向けて反射される。さらに、第１光束制御部材１５１内に入射した光の他の一部（発光素子１４０の光軸ＬＡに対して大きな角度で出射された光）は、そのまま導光部１５９に到達する。また、発光素子１４０から出射し、第１凸条１５４で入射した光の一部は、全反射面１５８に向かって屈折され、導光部１５９に導かれる。また、第１凸条１５４で入射した光の他の一部は、第２凸条１６１に向かって屈折される。
　導光部１５９に入射した光は、少しずつ出射面１６０から外部に出射されながら、導光部１５９の端部に向けて導光される。結果として、光束制御部材１５０の外面全体から略均一に光が出射される。一方、第２凸条１６１から出射した光および発光素子１４０の中心から出射した光は、第２光束制御部材１５２に到達する。第２光束制御部材１５２に入射した光は、複数の凹条１７４で拡散されつつ光束制御部材１５０の外部に透過する。光束制御部材１５０の出射面１６０から出射された光は、空気層を透過してカバー１８０の内面に到達する。カバー１８０の内面に到達した光は、拡散されつつカバー１８０を透過する。結果として、カバー１８０の外表面全面から略均一に光が出射される。このようにして、点状光源である発光素子１４０からの出射光を光束制御部材１５０によって線状の光に変換することができる。
　（光束制御部材の配光特性のシミュレーション）
　前述した第１凸条１５４の第１角度および第２凸条１６１の第２角度がそれぞれ異なる複数の光束制御部材１５０における配光特性について調べた。配光特性のシミュレーションでは、第１角度が４０°、第２角度が６０°の光束制御部材（以下、「光束制御部材Ａ」ともいう）と、第１角度が４０°、第２角度が１００°の光束制御部材（以下、「光束制御部材Ｂ」ともいう）と、第１角度が４０°、第２角度が１６０°の光束制御部材（以下、「光束制御部材Ｃ」ともいう）と、第１角度が１６０°、第２角度が６０°の光束制御部材（以下、「光束制御部材Ｄ」ともいう）と、第１角度が１６０°、第２角度が１００°の光束制御部材（以下、「光束制御部材Ｅ」ともいう）と、第１角度が１６０°、第２角度が１６０°の光束制御部材（以下、「光束制御部材Ｆ」ともいう）とについて調べた。
　図９～図１２は、光束制御部材Ａ～Ｆにおける光路のシミュレーション結果である。図９Ａ～Ｃは、光束制御部材Ａ、光束制御部材Ｂおよび光束制御部材Ｃ（いずれも第１凸条１５４の第１角度が４０°）を用いた場合の発光素子１４０の発光面の中心から出射される光の光路のシミュレーション結果である。図１０Ａ～Ｃは、光束制御部材Ａ、光束制御部材Ｂおよび光束制御部材Ｃ（いずれも第１凸条１５４の第１角度が４０°）を用いた場合の発光素子１４０の発光面の中心以外の領域から出射される光の光路のシミュレーション結果である。図１１Ａ～Ｃは、光束制御部材Ｄ、光束制御部材Ｅおよび光束制御部材Ｆ（いずれも第１凸条１５４の第１角度が１６０°）を用いた場合の発光素子１４０の発光面の中心から出射される光の光路のシミュレーション結果である。図１２Ａ～Ｃは、光束制御部材Ｄ、光束制御部材Ｅおよび光束制御部材Ｆ（いずれも第１凸条１５４の第１角度が１６０°）を用いた場合の発光素子１４０の発光面の中心以外の領域から出射される光の光路のシミュレーション結果である。なお、図９～図１２では、第１傾斜面１５５側（図中左側）に配置された全反射面を第１全反射面１５８ａとし、第２傾斜面１５６側（図中右側）に配置された全反射面を第２全反射面１５８ｂとして説明する。また、第１傾斜面１５５側（図中左側）に配置された導光部を第１導光部１５９ａとし、第２傾斜面１５６側（図中右側）に配置された導光部を第２導光部１５９ｂとして説明する。さらに、図９～図１２では、仮想平面（光軸ＣＡ）より第１傾斜面１５５側（図中左側）に出射された光線を実線で示し、仮想平面（光軸ＣＡ）より第２傾斜面１５６側（図中右側）に出射された光線を破線で示している。また、図９～図１２では、光路を示すため、光束制御部材Ａ～Ｆのハッチングを省略している。
　図９Ａ～Ｃに示されるように、光束制御部材Ａ、光束制御部材Ｂおよび光束制御部材Ｃ（第１凸条１５４の第１角度が４０°）を用いた場合、発光素子１４０の発光面の中心から出射し、第１凸条１５４で入射した光の一部は、仮想平面側に大きく屈折する。具体的には、第１凸条１５４の第１傾斜面１５５から入射した光の一部は、第２導光部１５９ｂに到達する。また、第１傾斜面１５５から入射した光の他の一部は、第２凸条１６１の第４傾斜面１６３に到達する。同様に、第１凸条１５４の第２傾斜面１５６から入射した光の一部は、第１導光部１５９ａに到達する。また、第２傾斜面１５６から入射した他の一部の光は、第２凸条１６１の第３傾斜面１６２に到達する。
　また、図１０Ａ～Ｃに示されるように、光束制御部材Ａ、光束制御部材Ｂおよび光束制御部材Ｃ（第１凸条１５４の第１角度が４０°）を用いた場合、発光素子１４０の発光面の中心以外の領域から出射し、第１凸条１５４で入射した光は、仮想平面側に大きく屈折する。具体的には、第１凸条１５４の第１傾斜面１５５から入射した光の一部は、第２傾斜面１５６で反射して、第２凸条１６１の第３傾斜面１６２または第１導光部１５９ａに到達する。また、第１凸条１５４の第１傾斜面１５５から入射した光の他の一部は、第２凸条１６１の第４傾斜面１６３または第２導光部１５９ｂに到達する。同様に、第１凸条１５４の第２傾斜面１５６から入射した光の一部は、第１傾斜面１５５で反射して、第２凸条１６１の第４傾斜面１６３または第２導光部１５９ｂに到達する。また、第１凸条１５４の第２傾斜面１５６から入射した光の他の一部は、第２凸条１６１の第３傾斜面１６２または第１導光部１５９ａに到達する。
　また、図１１Ａ～Ｃに示されるように、光束制御部材Ｄ、光束制御部材Ｅおよび光束制御部材Ｆ（第１凸条１５４の第１角度が１６０°）を用いた場合、発光素子１４０の発光面の中心から出射し、第１凸条１５４で入射した光は、仮想平面側に小さく屈折して、第２凸条１６１（第３傾斜面１６２または第４傾斜面１６３）に到達する。また、図１２Ａ～Ｃに示されるように、光束制御部材Ｄ、光束制御部材Ｅおよび光束制御部材Ｆ（第１凸条１５４の第１角度が１６０°）を用いた場合、発光素子１４０の発光面の中心以外の領域から出射し、第１凸条１５４で入射した光は、仮想平面側に小さく屈折して、第２凸条１６１（第３傾斜面１６２または第４傾斜面１６３）に到達する。
　第２凸条１６１から出射される光の方向は、第１凸条１５４の第１角度および第２凸条１６１の第２角度によって大きく変化する。たとえば、図９Ａ～Ｃに示されるように、発光素子１４０の発光面の中心から出射され、第１角度が４０°の第１凸条１５４から入射し、第２凸条１６１から出射される光の光軸ＬＡに対する出射角度は、第２凸条１６１の第２角度が大きくなるにつれて大きくなる。また、図１１Ａ～Ｃに示されるように、発光素子１４０の発光面の中心以外の領域から出射され、第１角度が４０°の第１凸条１５４から入射し、第２凸条１６１から出射される光の光軸ＬＡに対する出射角度は、第２凸条１６１の第２角度が大きくなるにつれて小さくなる。
　一方、図１０Ａ～Ｃに示されるように、発光素子１４０の発光面の中心から出射され、第１角度が１６０°の第１凸条１５４から入射し、第２凸条１６１から出射される光の光軸ＬＡに対する出射角度は、第２凸条１６１の第２角度が大きくなるにつれて小さくなる。また、図１２Ａ～Ｃに示されるように、発光素子１４０の発光面の中心以外の領域から出射され、第１角度が１６０°の第１凸条１５４から入射し、第２凸条１６１から出射される光の光軸ＬＡに対する出射角度は、第２凸条１６１の第２角度が大きくなるにつれて小さくなる。
　図９～図１２に示されるように、本実施の形態に係る光束制御部材Ａ～Ｆでは、第１凸条１５４の第１角度を調整することで発光素子１４０の直上部に向かう光の量を大きく調整することができ、第２凸条１６１の第２角度を調整することで発光素子１４０の直上部に向かう光の量を細かく調整することができる。
　（照明装置の輝度分布のシミュレーション１）
　シミュレーション１では、基板１２０表面からカバー１８０の最も高い部分の内表面までの間隔（空間距離）が１６ｍｍである、本実施の形態に係る照明装置１００における輝度分布をシミュレーションした。シミュレーション１では、光束制御部材Ａ～Ｆを使用した。また、比較のため、第１凸条１５４および第２凸条１６１を有さない比較例に係る光束制御部材Ｇを有する比較例に係る照明装置における輝度分布もシミュレーションした。なお、光束制御部材Ｇにおいて、２つの全反射面１５８は、平面で繋がっている。
　本シミュレーションでは、基板１２０上に発光素子１４０（白色ＬＥＤ）を中心間距離が２８ｍｍとなるように２個配置し、各発光素子１４０の上に長さ３８ｍｍ、高さ６．７ｍｍの光束制御部材１５０（光束制御部材Ａ～Ｇ）を配置した。また、空間距離を１６ｍｍとし、カバー１８０の内径を２４ｍｍとした。
　図１３は、照明装置の輝度分布のシミュレーション結果を示すグラフである。図１３Ａは、第１凸条１５４の第１角度が４０°の光束制御部材Ａ～Ｃを用いた場合のシミュレーション結果を示すグラフである。図１３Ａの実線は、比較例に係る光束制御部材Ｇのシミュレーション結果を示している。図１３Ａの破線は、光束制御部材Ａを使用した場合のシミュレーション結果を示しており、一点鎖線は、光束制御部材Ｂを使用した場合のシミュレーション結果を示しており、二点鎖線は、光束制御部材Ｃを使用した場合のシミュレーション結果を示している。図１３Ｂは、第１凸条１５４の第１角度が１６０°の光束制御部材Ｄ～Ｆを用いた場合のシミュレーション結果を示すグラフである。図１３Ｂの実線は、比較例に係る光束制御部材Ｇのシミュレーション結果を示している。図１３Ｂの破線は、光束制御部材Ｄを使用した場合のシミュレーション結果を示しており、一点鎖線は、光束制御部材Ｅを使用した場合のシミュレーション結果を示しており、二点鎖線は、光束制御部材Ｆを使用した場合のシミュレーション結果を示している。また、図１３Ａ、Ｂにおいて、縦方向に伸びる直線は、２つの発光素子１４０の光軸ＬＡの位置を示している。
　図１３Ａ、Ｂに示されるように、本シミュレーションでは、第１凸条１５４および第２凸条１６１を有していない光束制御部材Ｇを使用した場合、隣接する発光素子１４０の間に明部が生じており、発光素子１４０の直上部に暗部が生じていることがわかった。また、空間距離が長い照明装置１００では、第１凸条１５４の第１角度および第２凸条１６１の第２角度をそれぞれ大きくして、発光素子１４０の直上部に光を集めることで、照明装置１００全体として、均一な輝度を得ることができることがわかった（図１３Ａの光束制御部材Ｃ（二点鎖線）および図１３Ｂの光束制御部材Ｆ（二点鎖線）参照）。
　（照明装置の輝度分布のシミュレーション２）
　次に、シミュレーション２では、空間距離が１３ｍｍである本実施の形態に係る照明装置１００における輝度分布をシミュレーションした。シミュレーション２でも、光束制御部材Ａ～Ｇを使用した。シミュレーション２の条件は、空間距離が１３ｍｍであること以外、シミュレーション１と同様である。
　図１４は、照明装置の輝度分布のシミュレーション結果を示すグラフである。図１４Ａは、第１凸条１５４の第１角度が４０°の光束制御部材Ａ～Ｃを用いた場合のシミュレーション結果を示すグラフである。図１４Ａの実線は、比較例に係る光束制御部材Ｇのシミュレーション結果を示している。図１４Ａの破線は、光束制御部材Ａを使用した場合のシミュレーション結果を示しており、一点鎖線は、光束制御部材Ｂを使用した場合のシミュレーション結果を示しており、二点鎖線は、光束制御部材Ｃを使用した場合のシミュレーション結果を示している。図１４Ｂは、第１凸条１５４の第１角度が１６０°の光束制御部材Ｄ～Ｆを用いた場合のシミュレーション結果を示すグラフである。図１４Ｂの実線は、比較例に係る光束制御部材Ｇのシミュレーション結果を示している。図１４Ｂの破線は、光束制御部材Ｄを使用した場合のシミュレーション結果を示しており、一点鎖線は、光束制御部材Ｅを使用した場合のシミュレーション結果を示しており、二点鎖線は、光束制御部材Ｆを使用した場合のシミュレーション結果を示している。また、図１４Ａ、Ｂにおいて、縦方向に伸びる直線は、２つの発光素子１４０の光軸ＬＡの位置を示している。
　図１４Ａ、Ｂに示されるように、本シミュレーションでは、第１凸条１５４および第２凸条１６１を有していない光束制御部材Ｇを使用した場合、発光素子１４０の両側に暗部が生じていることが分かった。また、空間距離が短い照明装置１００では、第１凸条１５４の第１角度および第２凸条１６１の第２角度をそれぞれ小さくして、発光素子１４０の両側に出射する光を多くすることで、照明装置１００全体として、均一な輝度を得られることがわかった（図１４Ａの光束制御部材Ａ（破線）および図１４Ｂの光束制御部材Ｄ（破線）参照）。
　（効果）
　以上のように、本実施の形態に係る照明装置１００では、第１凸条１５４の第１角度および第２凸条１６１の第２角度を適宜調整することで、発光素子１４０の直上部分の明るさを適宜調整することができ、発光素子１４０の配列方向の輝度ムラを少なくすることができる。また、全反射面１５８および導光部１５９により発光素子１４０間の明るさも適宜調整することができる。さらに、第２凸条１６１を通る光の光路上に凹条（拡散透過部）１７４を有する第２光束制御部材（拡散透過部材）１５２を配置することで、照明装置１００の有効発光領域から出射される光の光量を均一にすることができる。
　なお、前述した実施の形態では、第１凸条１５４および第２凸条１６１を有する光束制御部材１５０について説明したが、第２凸条１６１がなくてもよい。この場合、２つの全反射面１５８の間には、光軸ＬＡに垂直な平面が配置される。この場合においても、発光素子１４０の配列方向の輝度ムラを少なくすることができる。
　また、前述した実施の形態では、第１光束制御部材（光束制御部材本体）１５１および第２光束制御部材（拡散透過部材）１５２を有する光束制御部材１５０について説明したが、本発明に係る光束制御部材１５０は、第２光束制御部材（拡散透過部材）１５２を有していなくてもよい。この場合においても、発光素子１４０の配列方向の輝度ムラを少なくすることができる。
　本出願は、２０１４年９月１１日出願の特願２０１４－１８５３３３に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
　本発明の照明装置は、蛍光管などに代えて使用されうるため、各種照明機器に幅広く適用されうる。
　１０、１０’　光束制御部材
　１２　入射面
　１４　全反射面
　１６　出射面
　１８　全反射面の境界線近傍
　１００　照明装置
　１１０　フレーム
　１２０　基板
　１３０　発光装置
　１４０　発光素子
　１５０　光束制御部材
　１５１　第１光束制御部材（光束制御部材本体）
　１５２　第２光束制御部材（拡散透過部材）
　１５３　入射面
　１５４　第１凸条
　１５５　第１傾斜面
　１５６　第２傾斜面
　１５７　第１稜線
　１５８　全反射面
　１５９　導光部
　１６０　出射面
　１６１　第２凸条
　１６２　第３傾斜面
　１６３　第４傾斜面
　１６４　第２稜線
　１６５　第１凹部
　１６６　導光部本体
　１６７　補強部材
　１６９　ガイド係合溝
　１７０　第２凹部
　１７１　係合突起
　１７２　半円筒部
　１７３　側壁部
　１７４　凹条
　１７６　突起部
　１８０　カバー

Claims (6)

  1. 　発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材であって、
    　前記発光素子の光軸を含む仮想平面を境界として両側に配置され、前記発光素子から出射された光の一部を入射させる２つの入射面と、
    　第１傾斜面と、前記第１傾斜面と対に形成された第２傾斜面と、前記第１傾斜面および前記第２傾斜面を繋ぐ第１稜線とを有し、前記２つの入射面の間において前記第１稜線が前記仮想平面に沿って前記発光素子を覆うように配置され、前記発光素子から出射された光の他の一部を入射させる第１凸条と、
    　前記入射面を挟んで前記発光素子と対向する位置に形成され、前記入射面から入射した光の一部を、前記光軸と略垂直であり、かつ互いに反対向きである２つの方向に反射させる２つの全反射面と、
    　前記入射面、前記第１凸条および前記全反射面を挟んで相対する位置にそれぞれ配置され、前記入射面で入射した光の一部および前記全反射面で反射した光を導光する２つの導光部と、
    　前記導光部の外面にそれぞれ形成され、前記導光部により導光された光を外部に出射する２つの出射面と、
    　を含む光束制御部材本体を有する、
    　光束制御部材。
  2. 　前記入射面、前記第１凸条および前記全反射面を覆うように、前記光束制御部材本体上に空気層を介して配置され、かつ前記第１凸条で入射して前記光束制御部材本体から出射した光を拡散させつつ透過させる拡散透過部を含む、拡散透過部材をさらに有する、請求項１に記載の光束制御部材。
  3. 　前記光束制御部材本体は、第３傾斜面と、前記第３傾斜面と対に形成された第４傾斜面と、前記第３傾斜面および前記第４傾斜面を繋ぐ第２稜線とを有し、前記２つの全反射面の間において前記第２稜線が前記仮想平面に沿って前記第１凸条を覆うように配置され、前記第１凸条で入射した光の一部を外部に出射する第２凸条をさらに有しており、
    　前記拡散透過部は、前記第２凸条から出射した光を拡散させつつ透過させる、
    　請求項２に記載の光束制御部材。
  4. 　前記第１凸条は、前記仮想平面において、前記発光素子の光軸に対して、少なくとも４５°までの角度で前記発光素子から出射された光を入射させる、請求項１～３のいずれか一項に記載の光束制御部材。
  5. 　発光素子と、
    　請求項１～４のいずれか一項に記載の光束制御部材と、
    　を有する、発光装置。
  6. 　複数の請求項５に記載の発光装置と、
    　前記複数の発光装置を覆うように前記複数の発光装置のそれぞれに対して空気層を介して配置されたカバーと、
    　を有する、照明装置。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018061024A (ja) * 2016-10-04 2018-04-12 株式会社エンプラス 光束制御部材、発光装置および照明装置
JP6875889B2 (ja) * 2017-03-15 2021-05-26 株式会社エンプラス 照明装置および光束制御部材
JP2019040859A (ja) 2017-08-22 2019-03-14 株式会社エンプラス 発光装置、面光源装置および光束制御部材
WO2019039366A1 (ja) * 2017-08-22 2019-02-28 株式会社エンプラス 発光装置、面光源装置および光束制御部材
JP2019145278A (ja) * 2018-02-19 2019-08-29 株式会社エンプラス 光束制御部材、発光装置および照明装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012004975A1 (ja) * 2010-07-07 2012-01-12 パナソニック株式会社 配光制御装置およびそれを用いた発光装置並びに配光制御装置の製造方法
JP2012028619A (ja) * 2010-07-26 2012-02-09 Endo Lighting Corp Ｌｅｄ配光レンズ、そのｌｅｄ配光レンズを備えたｌｅｄ照明モジュール及びそのｌｅｄ照明モジュールを備えた照明器具
WO2013157243A1 (ja) * 2012-04-17 2013-10-24 株式会社エンプラス 光束制御部材、発光装置および照明装置
JP2014502022A (ja) * 2010-11-30 2014-01-23 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 発光ダイオードのための光再方向付け及び光散乱モジュール
JP2014063761A (ja) * 2013-12-26 2014-04-10 Nichia Chem Ind Ltd 線状光源装置及びこれを用いたバックライト装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6244727B1 (en) * 1999-09-27 2001-06-12 American Signal Company Optic lens cell and illuminated signage having a cell array
JP2006054092A (ja) * 2004-08-11 2006-02-23 Koito Mfg Co Ltd 車両用標識灯
US7378983B2 (en) * 2005-05-09 2008-05-27 Bwt Property Inc. Optical signaling apparatus with precise beam control
WO2009107991A2 (ko) 2008-02-26 2009-09-03 Shim Hyun Seop 엘이디 조명등 장치
JP5150335B2 (ja) * 2008-03-28 2013-02-20 スタンレー電気株式会社 導光レンズ
JP2010040296A (ja) * 2008-08-04 2010-02-18 Harison Toshiba Lighting Corp アレイ光源用光学素子及びそれを用いた発光装置
EP2172696B1 (en) * 2008-09-29 2014-04-30 C.R.F. Società Consortile per Azioni Lighting device having a rectangular illuminance pattern
TW201022592A (en) * 2008-12-15 2010-06-16 Create Electronic Optical Co Optical lens and light emitting diode (LED) illuminating device thereof
US8251540B2 (en) * 2009-05-01 2012-08-28 Innovative Lighting, Inc. Lamp for side-marker, clearance or combination thereof
EP2743740B1 (en) * 2011-08-12 2016-05-25 Citizen Electronics Co., Ltd. Lens member and light-emitting device using same
TWI377709B (en) * 2011-10-18 2012-11-21 E Pin Optical Industry Co Ltd Led lens and light source device using the same
JP2013101901A (ja) * 2011-10-20 2013-05-23 Toshiba Corp 扁平型ランプ装置
US10047930B2 (en) * 2011-12-02 2018-08-14 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting module and lens
CN102748712B (zh) * 2012-07-13 2014-04-16 惠州元晖光电股份有限公司 一种光学透镜及一种矿帽灯

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012004975A1 (ja) * 2010-07-07 2012-01-12 パナソニック株式会社 配光制御装置およびそれを用いた発光装置並びに配光制御装置の製造方法
JP2012028619A (ja) * 2010-07-26 2012-02-09 Endo Lighting Corp Ｌｅｄ配光レンズ、そのｌｅｄ配光レンズを備えたｌｅｄ照明モジュール及びそのｌｅｄ照明モジュールを備えた照明器具
JP2014502022A (ja) * 2010-11-30 2014-01-23 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 発光ダイオードのための光再方向付け及び光散乱モジュール
WO2013157243A1 (ja) * 2012-04-17 2013-10-24 株式会社エンプラス 光束制御部材、発光装置および照明装置
JP2014063761A (ja) * 2013-12-26 2014-04-10 Nichia Chem Ind Ltd 線状光源装置及びこれを用いたバックライト装置

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