JP6274790B2 - 照明装置及び光学部材 - Google Patents

Description

本発明は、配光の制御が可能な照明装置に関する。

一般に、屋外に設置される照明装置には、設置する環境に応じて種々の配光特性が要求される。例えば、トンネル灯や道路灯のような照明装置には、道路の通行方向と幅方向とで異なる配光特性が要求される場合があり、さらに、特定の平面（例えば、幅方向に平行な鉛直面）内において、配光の基準軸に対して非対称な配光特性が要求される場合がある。

このような配光特性が要求される典型的な例として、高速道路のトンネル灯をトンネルの片側の壁面のみに設置する場合が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。一般に、高速道路のトンネル灯には、運転者の不安感を軽減する等の理由から、道路面とともにトンネル内の両側の壁面の所定範囲（例えば、道路面から所定の高さの範囲内）を照明することが要求される。この要求を満たすために、高速道路のトンネル灯は、通常、トンネルの両側の壁面にトンネル灯を向かい合わせに設置し、一方の壁面に設置されたトンネル灯により（道路面とともに）他方の壁面を互いに照明する構成がとられる。しかしながら、トンネル灯及びその配線設備等のコスト及び維持管理の容易性の観点から、トンネル灯は、トンネル内の片側の壁面のみに設置することが望ましい。このような課題に対し、特許文献１に記載の発明では、トンネル灯の道路幅方向に平行な鉛直面（トンネルの断面）内の配光特性を、配光の基準軸に対して非対称にすることによって、片側の壁面に設置されたトンネル灯を用いて、道路面とともにトンネル内の両側の壁面を、所定の照明基準を満たすように照明することが図られている。

特許文献１に記載の照明装置の配光特性を図１２に示す。図１２には、照明装置の配光の基準軸（以下、照明装置の光軸または単に光軸という）Ｃ０を含む２つの互いに直交する平面内における配光分布ａ、ｂが、それぞれ実線及び破線で示されている。ここで、図１２において、測光中心Ｏ回りの角度については、光軸Ｃ０の角度を０°とし、左回りを正方向とする。
図１２に示されるように、配光分布ａは、正及び負の２つの角度方向にピークを有し、かつ、光軸Ｃ０に対して非対称な分布を有している。すなわち、この配光分布において、負の角度方向にピークを有する分布Ａと正の角度方向にピークを有する分布Ｂとは、分布形状が異なっており、特に、ピークが生じる角度の絶対値及びピークの光度のいずれについても異なるものである。

このような配光特性を有する照明装置をトンネル灯としてトンネル内の片側の壁面に設置する場合、図１２に示す配光分布ａを有する平面を、道路の幅方向に平行な鉛直面と一致させ、かつ、照明装置の所定の設置位置及び設置角度等に応じて、照明装置の配光特性を、配光分布ａが、分布Ａに相当する照明光により照明装置を設置した側の壁面の所定範囲を照明し、分布Ａよりも明るい分布Ｂに相当する照明光により道路を挟んで反対側の壁面の所定範囲を照明するように調整することによって、道路面とともにトンネル内の両側の壁面を、所定の照明基準を満たすように照明することが可能となる。

特許文献１には、このような配光特性を有する照明装置として、直管形の蛍光ランプ１１０と、蛍光ランプ１１０の後側に配置された反射部材１１２とを有する照明装置１００が開示されている（図１３参照）。反射部材１１２は、それぞれ反射面が一つの曲面で構成された第１及び第２の反射板１１３、１１４の一端側を連続一体に連結することによって、断面形状が逆Ｕ字状に形成されている。そして、第１の反射板１１３が蛍光ランプ１１０の光を反射することによって分布Ａに相当する照明光が生じ、第１の反射板１１３の反射面よりも大きな反射面を備えた第２の反射板１１４が蛍光ランプ１１０の光を反射することによって、分布Ａよりも明るい分布Ｂに相当する照明光が生じる。

特開２００４−３１１２５９号公報（図３〜図５）

しかしながら、特許文献１に記載の照明装置のように、照明光の配光分布の制御に反射板１１３、１１４からなる反射部材１１２を用いた照明装置１００には、以下のような課題がある。まず、反射部材１１２は、断面が逆Ｕ字状に形成されているため、照明装置の薄型化が困難である。そして、反射板１１３、１１４は、通常、金属板からなるため、反射率が低く、光の損失が発生することにより光源からの光の利用効率の向上が困難である。さらに、板金加工により反射板１１３、１１４を成形することから、配光の微調整も困難である。

本発明は、上記課題に鑑み、薄型で高効率でありながら配光の制御を容易に行うことができる照明装置を提供することを目的とする。

以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、さらに他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）光源と、前記光源から前方に出射された光の配光を制御する光学部材とを備えた照明装置であって、前記光学部材が有する二つの主面のうちの少なくともいずれか一方には、一方向に延びる複数のプリズムが、前記光学部材の基準軸を含む仮想平面で分けられる両側の領域に設けられ、前記複数のプリズムは、前記基準軸を含む仮想平面に光軸が含まれるように仮想的に配置された光源からの光を反射させて前記光学部材から出射させる反射プリズムを有しており、前記光源は、その光軸を前記基準軸に対して前記基準軸を含む仮想平面で分けられる一方の領域側にずらして配置され、前記基準軸を含む仮想平面の近傍に配置される複数のプリズムは、前記基準軸を含む仮想平面に光軸が含まれるように仮想的に配置された光源からの光を屈折させて前記光学部材から出射させる屈折プリズムからなり、前記複数のプリズムは、前記光軸を含みかつ前記複数のプリズムが延びる方向と直交する面内における配光分布が、前記光軸の方向を０°として正の出射角を有する側と負の出射角を有する側のいずれか一方にピーク光度を有する比較的光量の多い分布と、他方にピーク光度を有する比較的光量の少ない分布とを含むように構成され、前記基準軸を含む仮想平面で分けられる両側の領域のうち前記光源が配置される側に設けられた前記屈折プリズムと前記反射プリズムとの境界は、前記光源の光軸上よりも前記基準軸寄りに位置している、ことを特徴とする照明装置。（請求項１）。

本項に記載の照明装置によれば、複数の反射プリズムが延びる方向と直交する面内において、光源の光軸に対して非対称な配光分布を実現することが可能となる。また、本項に記載の照明装置では、このような配光制御を、少なくともいずれか一方の主面に複数のプリズムが設けられた光学部材を用いて実施し、さらに、複数のプリズムが反射プリズムを有するものであるため、薄型であって、かつ光の損失の少ない高効率の照明装置を実現することが可能となる。さらに、本項に記載の照明装置によれば、光学部材と光源との配置構成及び光学部材に設けられる複数のプリズムの光学設計等に基づいて、照明装置の配光特性を精細かつ容易に調整することが可能となる。

さらに、本項に記載の照明装置によれば、複数のプリズムを反射プリズムのみで構成した場合と比較して、反射プリズムを起因とする迷光の発生を抑制し、ひいては、光の出射効率を向上させるとともに、非対称な配光部分の制御性を向上させることができる。
また、本項に記載の照明装置によれば、複数の反射プリズムが延びる方向と直交する面内において光源の光軸に対して非対称な配光分布中の、主となる（光量の多い）分布の光量と、副次的な（光量の小さい）分布の光量とのバランスを、屈折プリズムの作用により容易に調整することが可能となる。

さらに、本項に記載の照明装置は、複数の反射プリズムが延びる方向と直交する面内において光源の光軸に対して非対称な配光分布中の、主となる（光量の多い）分布の光量と、副次的な（光量の小さい）分布の光量とのバランスを調整する上で、特に、副次的な分布の光量の主となる分布の光量に対する比率を増大させる上で有利なものである。

（２）（１）項に記載の照明装置において、前記光源が、前記複数の反射プリズムの焦点よりも前記光学部材寄りに配置されていることを特徴とする照明装置（請求項２）。

本項に記載の照明装置によれば、光学部材と光源との間の、複数のプリズムの焦点距離に対する相対的な距離を調整することにより、光源からの出射光の配光分布を、より広い範囲で精密に調整することが可能となる。

（３）（１）または（２）項に記載の照明装置において、前記複数のプリズムは、前記基準軸を含む仮想平面と平行な１以上の仮想平面で複数の小領域に分けられ、前記複数の小領域の各々に配置される１以上のプリズムは、隣接する前記小領域に配置される前記１以上のプリズムの焦点距離が互いに異なるように構成されることを特徴とする照明装置（請求項３）。

本項に記載の照明装置によれば、小領域毎に配置される１以上のプリズムの焦点距離、及び、それらの焦点距離に相対的な光学部材と光源との距離を調整することにより、照明光の配光分布をより精密に調整することが可能となる。

（４）（３）項に記載の照明装置において、前記基準軸を含む仮想平面で分けられる両側の領域のうち前記光源が配置される側に含まれる複数の前記小領域の各々に配置される１以上の前記反射プリズムは、前記小領域が前記基準軸から離れるほど焦点距離が短くなるように構成されていることを特徴とする照明装置（請求項３）。

本項に記載の照明装置によれば、反射プリズムに起因する迷光の発生を抑制して、出射効率の低下を軽減することが可能となる。

（５）（１）から（４）のいずれか１項に記載の照明装置において、前記複数のプリズムは、前記光学部材の前記光源を向く主面に設けられており、前記反射プリズムの各々は、前記基準軸を向く第１の面と、該第１の面から入射した光の少なくとも一部を、前記光学部材の前記複数のプリズムが設けられていない主面側に反射する第２の面と、を有することを特徴とする照明装置（請求項５）。
（６）光源から前方に出射された光の配光を制御する光学部材であって、前記光学部材が有する二つの主面のうちの少なくともいずれか一方には、一方向に延びる複数のプリズムが、前記光学部材の基準軸を含む仮想平面で分けられる両側の領域に設けられ、前記複数のプリズムは、前記基準軸を含む仮想平面に光軸が含まれるように仮想的に配置された光源からの光を反射させて前記光学部材から出射させる反射プリズムを有しており、前記光源に対して、前記光源の光軸が前記基準軸を含む仮想平面で分けられる一方の領域側にずれるように配置され、前記基準軸を含む仮想平面の近傍に配置される複数のプリズムは、前記基準軸を含む仮想平面に光軸が含まれるように仮想的に配置された光源からの光を屈折させて前記光学部材から出射させる屈折プリズムからなり、前記複数のプリズムは、前記光軸を含みかつ前記複数のプリズムが延びる方向と直交する面内における配光分布が、前記光軸の方向を０°として正の出射角を有する側と負の出射角を有する側のいずれか一方にピーク光度を有する比較的光量の多い分布と、他方にピーク光度を有する比較的光量の少ない分布とを含むように構成され、前記基準軸を含む仮想平面で分けられる両側の領域のうち前記光源が配置される側に設けられた前記屈折プリズムと前記反射プリズムとの境界は、前記光源の光軸上よりも前記基準軸寄りに位置している、ことを特徴とする光学部材（請求項６）。
（７）光源から出射された光の配光を制御する光学部材であって、前記光学部材が有する二つの主面のうちの少なくともいずれか一方には、一方向に延びる複数のプリズムが、前記光学部材の基準軸を含む仮想平面で分けられる両側の全領域に設けられ、前記複数のプリズムは、前記基準軸を含む仮想平面に光軸が含まれるように仮想的に配置された光源からの光を反射させて前記光学部材から出射させる反射プリズムを有しており、前記複数のプリズムが設けられる領域の前記複数のプリズムが延びる一方向に直交する方向の幅は、前記基準軸を含む仮想平面で分けられる一方の領域と他方の領域とで異なることを特徴とする光学部材（請求項７）。
（８）（７項）に記載の光学部材と、該光学部材の前記幅が広い方の領域に配置される光源とを備えた照明装置（請求項８）。

本発明は、以上のように構成したため、薄型で高効率でありながら配光の制御を容易に行うことができる照明装置を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態における照明装置の要部を示す側面図である。 図１に示す照明装置の配光特性を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態における照明装置の要部を示す側面図である。 図３に示す照明装置の配光特性を示すグラフである。 本発明の第３の実施形態における照明装置の要部を示す側面図である。 図５に示す照明装置の配光特性を示すグラフである。 本発明の第３の実施形態における照明装置の別の例の要部を示す側面図である。 図７に示す照明装置の配光特性を示すグラフである。 本発明の第４の実施形態における照明装置の要部を示す側面図である。 図７に示す照明装置の配光特性を、実機を用いた測定結果とともに示すグラフである。 本発明に係る照明装置の変形例の要部を示す側面図である。 従来の照明装置の配光特性を示すグラフである。 図１２に示す配光特性を有する従来の照明装置の要部を示す側面図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。尚、本発明に係る照明装置の構成を示す各図（図１、３、５、７、９、１１）は、いずれも、その要部のみを示す模式図である。したがって、本発明の各実施形態における照明装置は、図示された構成要素を内部に保持する筐体等の、図示が省略された他の構成要素を備えるものであってもよい。また、図示された各部分の相対的な寸法は、説明のために特徴を強調して示すものであっって、必ずしも実際の縮尺を反映するものではない。

本発明の第１実施形態における照明装置１０は、光源１２と、光源１２に対向して配置された光学部材１４とを備えている。本実施形態において、光学部材１４は、２つの主面１４ａ、１４ｂを有するシート状（薄板状）の部材であり、一方の主面１４ｂを光源１２に向けて配置されている。また、本実施形態において、光学部材１４は、平面視略矩形状に形成されている。但し、本発明において、光学部材１４は、後述するように複数のプリズム１５を備える限り、その外形形状によって限定されるものではない。
尚、上記の「シート状」という用語は、例えば、類似の用語である「板状」、「フイルム状」と比較した場合、一般的には、板、シート（薄板）、フイルムの順に厚さが薄くなることが示唆されるものであるが、例えば可撓性の有無等の厚さに関連する明確な技術的な意味を持って「板状」、「フイルム状」等の用語と常に使い分けられるものではないため、本発明でも、この「シート状」という用語は、単に２つの主面１４ａ、１４ｂを有する形状を具体的に示すために、「薄板状」を含めて「板状」、「フイルム状」等の用語と適宜置き換え可能な用語として使用されるものである。

ここで、照明装置１０において、光源１２から光学部材１４に向かう方向を前方という。すなわち、光学部材１４は、光源１２から前方に出射された光の配光を制御するものである。また、照明装置１０において、光源１２は、主として前方に光を出射するように構成されているものとする。さらに、光源１２は、好ましくは、少なくとも図１の紙面に平行な平面内において前方に放射状に広がるように、光を出射する。

光源１２に関して、図１に符号Ｃ２で示される軸は、光源１２の配光の基準軸であり、通常、光源１２の発光面に垂直で、測光中心（光源１２から発散する光の原点として想定する点）を通る仮想の軸として決まるものである（以下、軸Ｃ２を光源１２の光軸Ｃ２ともいう）。図示の例では、説明のため、光源１２の発光面は、光源１２の外形上の前面１２ａと一致し、その測光中心は、発光面１２aの幾何学的中心上に位置するものとする。但し、照明装置１０において、光源１２は、発光面が光源１２の外形上の表面として不明確な場合又は曲面の場合等を含むものであり、その場合、光軸Ｃ２の定義に用いられる発光面及び測光中心は、光源１２の形状等を考慮して適切な仮想面及び位置としてそれぞれ決定される。以下の説明では、このような場合を含めて、光源１２の発光面に符号１２ａを付して参照する。尚、光源１２が、発光面１２ａに垂直な軸回りに対称な配光分布を有する場合、通常、光軸Ｃ２は、その配光分布の対称軸であり、典型的には、発光面１２ａの幾何学的中心軸に一致する。

また、照明装置１０は、後述するように、光源１２からの出射光の配光を光学部材１４により所望の配光に制御し、このように配光が制御された光を照明光として出射するものであるが、照明装置１０は、その照明光の配光の基準軸（照明装置１０の光軸）が、光源１２の光軸Ｃ２と一致するように構成されているものである。

光学部材１４は、その配光制御作用の基準（または複数のプリズムを配置する基準）となる仮想的な軸である基準軸Ｃ１を備えており、光学部材１４の光源１２を向く主面１４ｂには、次のように、この基準軸Ｃ１に基づいて、複数のプリズム１５が設けられている。
すなわち、光学部材１４の主面１４ｂには、一方向（図１において、紙面に直交する方向）に延びる複数のプリズム１５が、基準軸Ｃ１を含む仮想平面（図示は省略する。以下、基準面ともいう）で分けられる両側の領域に設けられている。図１において、この基準面は、基準軸Ｃ１を含んで紙面に直交する仮想平面であり、光学部材１４の主面１４ｂには、基準面に平行に延びる複数のプリズム１５が、各プリズム１５が延びる方向と直交する方向に配列されて、図１において基準軸Ｃ１の左側の領域と右側の領域に設けられている。

さらに、これらの複数のプリズム１５は、照明装置１０で使用する光源１２を、その光軸Ｃ２が基準軸Ｃ１と一致するように仮想的に配置したときに、このように配置された光源（図１に破線で示す光源１３）からの光を反射して光学部材１４から出射させる反射プリズムを有している。照明装置１０では、複数のプリズム１５は、光学部材１４の基準面にまたがる全範囲Ａにわたって、このような反射プリズム１５として構成されている。

ここで、複数の反射プリズム１５の各々は、いわゆる全反射（ＴＩＲ：Total Internal Reflection）型のプリズムであり、具体的には、基準軸Ｃ１を向く第１の面１５ａと、基準軸Ｃ１とは反対側を向く第２の面１５ｂとからなる一対のプリズム面１５ａ、１５ｂを備え、光源１３からの出射光が、第１の面１５ａから各プリズム１５に入射し、かつ、入射した光の少なくとも一部が、第２の面１５ｂでの全反射によって、光学部材１４の反射プリズム１５が設けられていない主面１４ａ（以下、出射面１４ａともいう）側に向かい、この出射面１４ａから出射されるように構成されている（図１に破線矢印で示される光線参照）。

さらに、図示の例では、複数の反射プリズム１５は、そのレンズ作用に関して、基準軸Ｃ１上に焦点が位置するように構成されており、光源１３は、その発光面１３ａがこの焦点上に位置し、光源１３から、少なくとも各反射プリズム１５が延びる方向に直交する平面内（図１の紙面に平行な平面内）において放射状に出射された光は、図１に破線矢印で示される光線で模式的に示すように、この平面内において光軸Ｃ２方向と略平行な光に変換されるものである。

そして、照明装置１０では、このような光学部材１４の構成の下に、実際の光源１２は、その光軸Ｃ２が、基準軸Ｃ１に対して基準面で分けられる一方の領域側（図１に示す例では、基準軸Ｃ１の右側）にずらした位置に配置される。詳述すれば、照明装置１０において、光源１２は、光源１３の配置位置から、基準面に直交する方向に沿って、基準面で分けられる一方の領域側にずらした位置に、光軸Ｃ２を基準軸Ｃ１と平行に維持した向きに配置される。したがって、光学部材１４と光源１２の発光面１２ａとの距離は、複数の反射プリズム１５の焦点距離Ｆと一致する。

ここで、光学部材１４は、通常、各反射プリズム１５が延びる方向（図１の紙面に直交する方向。以下、縦方向ともいう）には一様な光学的性質を有するものである。この場合、基準軸Ｃ１の縦方向の位置は、照明装置１０の具体的構成に応じて任意の適切な位置とすることができる。例えば、基準軸Ｃ１の縦方向の位置は、光学部材１４の外形の縦方向の中央位置であってもよい。

また、上記の説明では、照明装置１０において、光源１３は、その発光面１３ａが基準軸Ｃ１上の焦点上に位置するように配置されるものとしたが、光学部材１４が、各反射プリズム１５が延びる方向に一様な光学的性質を有する場合、複数の反射プリズム１５の焦点は、基準面上に（図１の紙面に直交する方向に）連続する直線状に分布することになる。この場合、光源１３の配置位置は、その光軸（光源１３に付随する図示は省略するが、光源１２の光軸Ｃ２と同様に、符号Ｃ２を付して参照する）と、基準軸Ｃ１とが一致していなくともよく、照明装置１０の構造等に応じて、光軸Ｃ２が基準面に含まれる（言い換えれば、基準面内の、基準軸Ｃ１に平行な仮想軸のいずれか１つと一致する）ものであればよい。
また、上記の説明では、光源１２の配置位置は、光源１３の配置位置から、基準面に直交する方向に沿ってずらした位置とし、したがって、光源１２の光軸Ｃ２の縦方向の位置は、基準軸Ｃ１（光源１３の光軸Ｃ２）の縦方向の位置と一致するものとしたが、照明装置１０において、光学部材１４が、各反射プリズム１５が延びる方向に一様な光学的性質を有する場合、光源１２が配置される縦方向の位置は、必ずしもこのような位置に限定されるものではなく、照明装置１０の構造等に応じて、任意の適切な位置に設定することができる。

ここで、照明装置１０において、光源１２は、好ましくは、発光ダイオードを含む点状光源からなるものである。但し、照明装置１０において、光源１２は、線状光源であってもよく、その場合には、照明装置１０で使用される光源１２及び光源１２を仮想的に配置した光源１３は、その発光面１２a、１３a及び光軸Ｃ２に関連して上述した所定の位置及び向きに配置されるとともに、線状の光源１２、１３が延びる方向と、複数の反射プリズム１５が延びる方向とが一致するように、配置されるものである。照明装置１０において、線状光源は、例えば、直管形の蛍光管を含むものであってもよく、または、線状に配列された複数の点状光源を含むものであってもよい。

以上のように構成された照明装置１０の作用効果を説明すれば、次の通りである。
尚、以下では、照明装置１０の、縦方向（複数の反射プリズム１５が延びる方向）に直交する断面を横断面という。また、光源１２の光軸Ｃ２を含む横断面は、典型的には、基準軸Ｃ１を含むものであるが、縦方向に一様な光学的性質を有する典型的な光学部材１４において、以下に説明する配光制御は、光源１２の光軸Ｃ２を含む横断面に、基準軸Ｃ１が含まれない場合についても成り立つものであり、その場合には、以下の説明における「基準軸Ｃ１」の記載は、「基準軸Ｃ１を、光源１２の光軸Ｃ２を含む横断面に縦方向に投影した軸」と読み替えられる。

照明装置１０では、光源１２及び光学部材１４を上記のように構成したことにより、光軸Ｃ２を含む横断面において、光源１２からの出射光の一部は、図１の二点鎖線矢印Ｒ１〜Ｒ３で模式的に示す光線のように、光学部材１４の出射面１４ａから、光軸Ｃ２方向に対して、基準軸Ｃ１に対して光軸Ｃ２をずらした方向（図１において、右方）に傾いて出射され、また、光源１２からの出射光の別の一部は、図１の二点鎖線矢印Ｌ１で模式的に示す光線のように、光学部材１４の出射面１４ａから、光軸Ｃ２方向に対して、基準軸Ｃ１に対して光軸Ｃ２をずらした方向とは反対の方向（図１において、左方）に傾いて出射されることになる。

この点について詳述すれば、次の通りである。
すなわち、光軸Ｃ２を含む横断面において、基準面で分けられる両側の領域のうちの光源１２が配置されない側（図１において、基準軸Ｃ１の左側）に配置された反射プリズム１５には、図１に二点鎖線矢印Ｒ１で示すように、光源１２からの出射光は、仮想的に配置された光源１３からの出射光と同様に、各反射プリズム１５の第１の面１５ａから各反射プリズム１５内に入射し、その少なくとも一部の光が第２の面１５ｂで反射されて、光学部材１４の出射面１４ａから出射される。但し、この出射光は、光源１２の配置位置を基準軸Ｃ１に対して一方向（図１において、右方向）にずらしたことにより、光軸Ｃ２方向に対して、そのずらし方向（図１において、右方向）に傾いて出射される。

また、光軸Ｃ２を含む横断面において、基準面で分けられる両側の領域のうちの光源１２が配置された側（図１において、基準軸Ｃ１の右側）に配置された反射プリズム１５のうち、光源１２の光軸Ｃ２に対して基準軸Ｃ１の反対側であり、かつ光軸Ｃ２とは離れた位置に配置された反射プリズム１５には、図１に二点鎖線矢印Ｒ３で示すように、光源１２からの出射光は、仮想的に配置された光源１３からの出射光と同様に、各反射プリズム１５の第１の面１５ａから各反射プリズム１５内に入射し、その少なくとも一部の光が第２の面１５ｂで反射されて、光学部材１４の出射面１４ａから出射される。但し、この出射光は、光源１２の配置位置を基準軸Ｃ１に対して一方向（図１において、右方向）にずらしたことにより、光軸Ｃ２方向に対して、そのずらし方向（図１において、右方向）に傾いて出射される。

一方、光軸Ｃ２を含む横断面において、光源１２の光軸Ｃ２近傍に配置された反射プリズム１５（光軸Ｃ２に対して基準軸Ｃ１とは反対側に配置された反射プリズム１５、及び、光源１２の光軸Ｃ２と基準軸Ｃ１との間に配置された反射プリズム１５を含む）、及び、光源１２の光軸Ｃ２と基準軸Ｃ１との間（必ずしも光源１２の光軸Ｃ２近傍に限られない範囲）に配置された反射プリズム１５には、図１に二点鎖線矢印Ｌ１、Ｒ２で示すように、光源１２からの出射光は、仮想的に配置された光源１３からの出射光とは異なり、各反射プリズム１５の第２の面１５ｂから各反射プリズム１５内に入射することになる。そして、このように第２の面１５ｂから入射した光の多くは、図１に二点鎖線矢印Ｌ１で示すように、第１の面１５ａに入射することなく光学部材１４の出射面１４ａから出射される結果、光軸Ｃ２方向に対して、光源１２のずらし方向とは反対方向（図１において、左方向）に傾いて出射される。
尚、第２の面１５ｂから入射した光の一部は、図１に二点鎖線矢印Ｒ２で示すように、少なくとも一部が第１の面１５ａで反射されて光学部材１４の出射面１４ａから出射される結果、光軸Ｃ２方向に対して、光源１２のずらし方向（図１において、右方向）に傾いて出射される。

ここで、照明装置１０において、光源１２及び光学部材１４は、光源１２から出射して光学部材１４に入射した光の多くが、図１に二点鎖線矢印Ｒ１〜Ｒ３で示す光線のように、光軸Ｃ２方向に対して右方に傾いて出射されるように構成及び配置されている。
以下、光軸Ｃ２を含む横断面において、光学部材１４の出射面１４ａからの出射光の出射方向が異なる二方向に別れる場合、出射光の光量が多い側の出射光を主光、少ない側の出射光を副光という。
照明装置１０の場合、図１の二点鎖線矢印Ｒ１〜Ｒ３で模式的に示す光線のように、光学部材１４の出射面１４ａから、光軸Ｃ２方向に対して、基準軸Ｃ１に対して光軸Ｃ２をずらした方向（図１において、右方）に傾いて出射される光が、主光Ｒ１〜Ｒ３、図１の二点鎖線矢印Ｌ１で模式的に示す光線のように、光学部材１４の出射面１４ａから、光軸Ｃ２方向に対して、基準軸Ｃ１に対して光軸Ｃ２をずらした方向とは反対の方向（図１において、左方）に傾いて出射される光が、副光Ｌ１である。

そして、このような光源１２及び光学部材４の配置構成において、通常、光学部材１４の出射面１４ａから出射される主光Ｒ１〜Ｒ３の平均的な出射角（光軸Ｃ２方向に対する右方への傾き角）と、副光Ｌ１の平均的な出射角（光軸Ｃ２方向に対する左方への傾き角）は異なっており、これによって、照明装置１０では、光学部材１４から出射される照明光について、光軸Ｃ２を含む横断面において、光源１２の光軸Ｃ２（すなわち、照明装置１０の光軸）に対して、光量及び出射角ともに非対称な配光分布を実現することができる。

さらに、照明装置１０では、光軸Ｃ２を含む横断面において、光学部材１４の出射面１４ａから出射される主光Ｒ１〜Ｒ３の平均的な出射角（光軸Ｃ２方向に対する傾き角）は、基準軸Ｃ１に対する光源１２の光軸Ｃ２の、その横断面内におけるずらしの距離が増大するほど大きくなる。したがって、光源１２と光学部材１４との配置構成において、基準軸Ｃ１と光源１２の光軸Ｃ２との、光軸Ｃ２を含む横断面内での距離を調節することにより、主光Ｒ１〜Ｒ３の出射方向を制御することができる。

また、光軸Ｃ２を含む横断面において、基準軸Ｃ１と光源１２の光軸Ｃ２との横断面内における距離が増大するほど、基準軸Ｃ１と光源の光軸Ｃ２との間に存在する反射プリズム１５の数が増大することから、副光Ｌ１の光量の主光Ｒ１〜Ｒ３の光量に対する比率が増大する。したがって、光源１２と光学部材１４との配置構成において、基準軸Ｃ１と光源１２の光軸Ｃ２との横断面内での距離を調節することにより、副光Ｌ１の光量の主光Ｒ１〜Ｒ３の光量に対する比率を制御することができる。

そして、照明装置１０では、このような配光制御を、一方の主面１４ｂに複数の反射プリズム１５を有する光学部材１４を用いて実施するものであるため、薄型であって、かつ光の損失の少ない高効率の照明装置１０を実現することが可能となる。さらに、照明装置１０によれば、光学部材１４と光源１２との配置構成、及び光学部材１４の複数のプリズム１５の光学設計に基づいて、照明装置１０の配光特性を精細かつ容易に調整することが可能となる。

さらに、例えば、光源１２を、いわゆるＣＯＢ（Chip On Board）型のＬＥＤのように比較的発光面積の広い点状光源から構成した場合、光源１２からの出射光のうち、光軸Ｃ２に対して離れた位置から複数のプリズム１５に入射する光は、光軸Ｃ２近傍から複数のプリズム１５に入射する光よりも入射の角度範囲が狭いことにより、配光の制御性が確保しやすいという特性を備えている。したがって、本発明に係る照明装置において、効率と配光の制御性とを確保するためには、光軸Ｃ２から離れた領域に効率に優れた反射プリズム１５を配置するとともに、反射プリズム１５を主体として配光制御機能を発揮するように、複数のプリズム１５を構成することが望ましい。本実施形態における照明装置１０では、複数のプリズム１５を、光学部材１４の基準面にまたがる全範囲Ａにわたって反射プリズム１５として構成することによって、このような観点からも望ましい複数のプリズム１５の構成が実現されているものである。

尚、上述したように、光学部材１４において、複数の反射プリズム１５は、通常、複数の反射プリズム１５が延びる方向には、一様な光学的性質を有しているため、照明装置１０の照明光について、光軸Ｃ２を含む横断面に直交する面（以下、縦断面ともいう）内における配光分布は、光源１２のその面内における配光分布が直接反映されたものとなり、特に、光源１２の光軸Ｃ２を含む縦断面内における配光分布が、光軸Ｃ２に対して対称である場合、照明光の、その面内における配光分布も、光軸Ｃ２に対して対称なものとなる。

図２は、照明装置１０に相当するモデルについて、照明光の配光分布を解析（レイトレーシングによるシミュレーション）した結果を示すグラフである。
解析に用いたモデルでは、光学部材１４の屈折率は１．５８（成形材料としてポリカーボネートを想定）とし、複数の反射プリズム１５の配列方向（図１において、紙面左右方向）の幅は、９５ｍｍとした。また、複数の反射プリズム１５は、各反射プリズム１５の頂角を４０°、配列のピッチを５０μｍとして、各反射プリズム１５のプリズム面１５ａ、１５ｂの光学部材の主面（例えば、出射面１４ａ）に対する傾斜角度を調整することによって、焦点距離Ｆを１５ｍｍに設定した。また、光源１２の配光分布は、点状光源である発光ダイオード（発光径が２０ｍｍのＣＯＢ型のＬＥＤ）を想定してモデル化されており、光軸Ｃ２を含む横断面内における、光源１２の光軸Ｃ２の基準軸Ｃ１からのずらしの距離は、１５ｍｍとした。

図２において、円周方向の座標は、光軸Ｃ２方向（前方）を０°とする指向角〔°〕であり、負の角度が、図１における光軸Ｃ２方向に対する右方への傾き角、正の角度が、図１における光軸Ｃ２方向に対する左方への傾き角に相当する。また、半径方向の座標は、光度〔ｃｄ〕を示している。また、図２には、照明装置１０の照明光の光軸Ｃ２を含む横断面内における配光曲線が実線で示され、光軸Ｃ２を含む縦断面内における配光曲線が破線で示されている。

図２に実線で示された配光曲線から、照明装置１０では、照明光の光軸Ｃ２を含む横断面内において、光軸Ｃ２に対して非対称な配光分布が実現されることが分かる。この配光曲線において、主光に相当する配光分布Ｃの分布中心の指向角は約−１５°であり、副光に相当する配光分布Ｄの分布中心の指向角は、約３５°である。また、主光に相当する配光分布Ｃ中のピーク光度に対する副光に相当する配光分布Ｄ中のピーク光度の比は、約２５％である。
尚、図２に破線で示された配光曲線から、照明光の光軸Ｃ２を含む縦断面内における配光分布は、光軸Ｃ２に対してほぼ対称であることが分かる。

さらに、図示は省略するが、同様のモデルを用いて、光軸Ｃ２を含む横断面内における光源１２の光軸Ｃ２の基準軸Ｃ１からのずらしの距離を、それぞれ０ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍに設定して、同様の解析を行った結果と併せて、主光の出射角及び副光の光量の主光の光量に対する比率の、光源１２の光軸Ｃ２の基準軸Ｃ１からのずらしの距離に対する上述したような依存性も確認された。

このような配光特性を備えた照明装置１０は、例えば、トンネル内の片側の壁面に設置されて、トンネル内の両側の壁面を道路面とともに照明するトンネル灯として好適に適用されるものである。この場合、図２に実線で示す配光分布を有する平面（光軸Ｃ２を含む横断面）を、道路の幅方向に平行な鉛直面と一致させ、かつ、照明装置１０の所定の設置位置及び設置角度等に応じて、照明装置１０の配光特性を、副光Ｄに相当する照明光により照明装置１０を設置した側の壁面の所定範囲を照明し、副光Ｄよりも明るい主光Ｃに相当する照明光により道路を挟んで反対側の壁面の所定範囲を照明するように調整することによって、道路面とともにトンネル内の両側の壁面を、所定の照明基準を満たすように照明することが可能となる。

また、照明装置１０は、幅方向の両側の路肩の外側に歩道が設けられた道路に対して、道路の幅方向の片側の路肩に寄せて立設されて、道路の両側の歩道を道路面とともに照明する道路灯としても好適に適用することができる。この場合、図２に実線で示す配光分布を有する平面（光軸Ｃ２を含む横断面）を、道路の幅方向に平行な鉛直面と一致させ、かつ、照明装置１０の所定の設置位置及び設置角度等に応じて、照明装置１０の配光特性を、副光Ｄに相当する照明光により照明装置１０を設置した側の歩道を照明し、副光Ｄよりも明るい主光Ｃに相当する照明光により道路を挟んで反対側の歩道を照明するように調整することによって、道路面とともに道路の両側の歩道を、所定の照明基準を満たすように照明することが可能となる。

次に、図３〜図９を参照して、本発明に係る照明装置の別の実施形態について説明する。但し、以下の各実施形態の説明では、先行して説明された実施形態と共通の特徴についての説明は適宜省略し、主として各実施形態に固有の特徴について説明する。

図３に示す本発明の第２の実施形態における照明装置２０は、その基本的な構成は、図１に示す照明装置１０と同様のものであるが、その光学部材２４の光源１２を向く主面２４ｂの、基準面で分けられる両側の領域に設けられた複数のプリズム１５、２２のうち、基準面の近傍（図３にＢで示す範囲）に配置される複数のプリズム２２が、屈折プリズム２２からなる点で、照明装置１０と相違するものである。

そして、光学部材２４において、基準面で分けられる両側の領域うち基準面の近傍Ｂの外側（図３に、Ａで示す範囲）には、それぞれ、図１に示す照明装置１０が備える反射プリズム１５と同様の複数の反射プリズム１５が設けられている。その際、基準面で分けられる両側の領域のうち光源１２が配置される側（図３において、基準軸Ｃ１の右側）に設けられた屈折プリズム２２と反射プリズム１５との境界は、光源１２の光軸Ｃ２上よりも基準軸Ｃ１寄りに位置している。

複数の反射プリズム１５は、図１に示す照明装置１０と同様に、そのレンズ作用に関して、基準軸Ｃ１上に焦点が位置するように構成されており、光源１３は、その発光面１３ａがこの焦点上に位置するように仮想的に配置される。

また、複数の屈折プリズム２２は、照明装置１０で使用する光源１２を、その光軸Ｃ２が基準軸Ｃ１と一致するように仮想的に配置したときに、このように配置された光源（図３に破線で示す光源１３）からの光を屈折して光学部材２４から出射させるものである。
具体的には、各屈折プリズム２２は、光学部材２４の主面（例えば、出射面２４ａ）に対して傾斜させて配置される第１の面２２ａを備えており、複数のプリズム２２は、それぞれの第１の面２２ａから入射する光を屈折させることにより、線状のフレネルレンズ（後方に凸のシリンドリカルレンズに相当）として機能するように構成される。また、各屈折プリズム２２は、（図３に示す例では、基準軸Ｃ１の両側から第１の面２２ａ同士が直接連結された屈折プリズム２２を除いて）、光学部材２４の主面に略直交し、隣接する屈折プリズム２２の第１の面２２ａを連結する第２の面２２ｂも備えている。

以上のように構成された照明装置２０は、上述した照明装置１０と同様の作用効果を奏するものである。その際、照明装置２０では、光学部材２４の、基準面の近傍Ｂの外側（図３に、Ａで示す範囲）に複数の反射プリズム１５が設けられていることにより、上述したような、光源１２を比較的発光面積の広い点状光源から構成した場合に望ましい複数のプリズム２２、１５の構成が実現されている。
加えて、照明装置２０は、照明装置１０と比較して、次のような特有の作用効果を奏する。

まず、照明装置２０では、光源１２の光軸Ｃ２を含む横断面において、光源１２から出射されて屈折プリズム２２に入射する光は、図３に二点鎖線矢印Ｌ２で示す光線のように、光学部材２４の出射面２４ａから、光軸Ｃ２方向に対して、光源１２の光源１３に対するずらし方向とは反対方向（図１において、左方向）に傾いて出射される。

すなわち、照明装置１０において、光源１２から出射されて、光軸Ｃ２と基準軸Ｃ１との間に配置される反射プリズム１５の作用により主光Ｒ２となる光、及び、基準面で分けられる両側の領域のうちの光源１２が配置されない側（図１において、基準軸Ｃ１の左側）に配置された反射プリズム１５のうち、基準軸Ｃ１近傍に配置される反射プリズム１５の作用により主光Ｒ１となる光の少なくとも一部が、照明装置２０では、副光Ｌ２として出射されて全体の配光分布に寄与することになる。

したがって、照明装置２０において、反射プリズム１５の一部に代えて屈折プリズム２２を配置することは、照明装置の設置環境の照明基準等に応じて、副光Ｌ１、Ｌ２の光量と主光Ｒ１〜Ｒ３との光量とのバランスを調整する手段として機能し、特に、照明装置２０の構成は、副光Ｌ１、Ｌ２の光量の主光Ｒ１〜Ｒ３の光量に対する比率を増大させる上で、照明装置１０よりも有利なものである。

さらに、照明装置２０は、照明装置１０と比較して、次のように、光の制御性及び出射効率の向上を図る上で有利なものである。すなわち、反射プリズム１５は、一対の第１及び第２の面１５ａ、１５ｂの光学部材２４の主面（例えば、出射面２４ａ）に対する傾斜角度が比較的大きいため、例えば、その第２の面１５ｂから反射プリズム１５内に入射した後、第１の面１５ａを透過することにより外部に漏れる光が存在し、このような光が所謂迷光となって、照明装置２０における光の制御性及び出射効率の向上を阻害する原因となることがある。

これに対して、光源１２から出射されて複数の屈折プリズム２２に入射する光の大部分は、反射プリズム１５の第１及び第２の面１５ａ、１５ｂよりも、光学部材２４の主面（例えば、出射面２４ａ）に対する傾斜角度が小さい第１の面２２ａから、より確実に屈折プリズム２２内に入射し、光学部材２４の出射面２４ａから出射されるものであるため、複数のプリズムが全て反射プリズム１５で構成された照明装置１０と比較して、上述したような迷光の発生を抑制し、ひいては、光の出射効率を向上させるとともに、非対称な配光部分の制御性を向上させることができる。

図４は、照明装置２０に相当するモデルについて、照明光の配光分布を解析（レイトレーシングによるシミュレーション）した結果を示す、図２と同様のグラフである。
解析に用いたモデルの条件は、複数の屈折プリズム２２を、基準面の両側の±６ｍｍの範囲に設定したことを除いて、図２に関連して上述した照明装置１０に相当するモデルと同様のものである。

図４に実線で示された配光曲線から、照明装置２０でも、照明光の光軸Ｃ２を含む横断面内において、光軸Ｃ２に対して非対称な配光分布が実現されることが分かる。
さらに、この配光曲線において、主光に相当する配光分布Ｃ中のピーク光度に対する副光に相当する配光分布Ｄ中のピーク光度の比は、約４６％であり、基準面近傍に配置された複数の反射プリズム１５に代えて、複数の屈折プリズム２２を配置することにより、主光の光量に対する副光の光量の比率が増大することが分かる。

ここで、図３に示した例では、複数の屈折プリズム２２は、基準面で分けられる両側の領域のそれぞれに、第１の面２２ａが基準軸Ｃ１とは反対側を向く複数の屈折プリズム２２が配置されるとともに、一方の領域の複数の屈折プリズム２２と他方の領域の複数の屈折プリズム２２とが、基準面に対して対称に構成されている。但し、この場合でも、複数の屈折プリズム２２の焦点は、複数の反射プリズム１５の焦点と必ずしも一致していなくともよい。また、複数の屈折プリズム２２を、基準面で分けられる両側の領域に設ける場合であっても、その構成は、基準面に対して対称的でなくともよい。例えば、全ての屈折プリズム２２を、図３において基準面の右側に配置された屈折プリズム２２と同様に、その第１の面２２ａが光源１２の光軸Ｃ２側を向くように構成するものであってもよい。また、照明装置２０において、複数の屈折プリズム２２は、基準面で分けられる領域のいずれか一方側（例えば、光源１２が配置される側）のみに設けられるものであってもよい。

図５に示す本発明の第３の実施形態における照明装置３０は、その基本的な構成は、図１に示す照明装置１０と同様のものであるが、光学部材１４と光源１２の発光面１２ａとの距離Ｇが、複数の反射プリズム１５の焦点距離Ｆよりも小さく、光源１２が、複数の反射プリズム１５の焦点よりも光学部材１４寄りに配置されている点で、照明装置１０と相違するものである。

照明装置３０は、上述した照明装置１０と同様の作用効果を奏することに加えて、照明装置１０と比較して、次のような特有の作用効果を奏するものである。

照明装置３０では、光軸Ｃ２を含む横断面において、基準面で分けられる両側の領域のうちの光源１２が配置されない側（図５において、基準軸Ｃ１の左側）に配置された反射プリズム１５には、図５に二点鎖線矢印Ｒ１で示すように、光源１２からの出射光は、図１に示す照明装置１０と同様に、各反射プリズム１５の第１の面１５ａから各反射プリズム１５内に入射し、その少なくとも一部の光が第２の面１５ｂで反射されて、光学部材１４の出射面１４ａから出射される。

但し、照明装置３０では、このような出射光Ｒ１の出射角度（光軸Ｃ２方向に対する傾き角）は、照明装置１０において同位置に配置された反射プリズム１５の作用により出射される出射光Ｒ１の出射角度よりも大きくなる（言い換えれば、光学部材１４の出射面１４ａに平行な方向に近づく）。この出射角度は、複数のプリズム１５の焦点距離Ｆの調整及び光学部材１４と光源１２の発光面１２ａとの距離の調整のいずれか一方または両方により、光学部材１４と光源１２の発光面１２ａとの距離Ｇを、複数のプリズム１５の焦点距離Ｆに対して相対的に小さくするほど、大きくなるものである。

一方、光軸Ｃ２を含む横断面において、基準面で分けられる両側の領域のうちの光源１２が配置された側（図５において、基準軸Ｃ１の右側）に配置された反射プリズム１５のうち、光源１２の光軸Ｃ２に対して基準軸Ｃ１の反対側であり、かつ光軸Ｃ２とは離れた位置に配置された反射プリズム１５には、図５に二点鎖線矢印Ｌ３で示すように、光源１２からの出射光は、図１に示す照明装置１０（図１の二点鎖線矢印Ｒ３参照）と同様に、各反射プリズム１５の第１の面１５ａから各反射プリズム１５内に入射し、その少なくとも一部の光が第２の面１５ｂで反射されるものの、その反射光が光学部材１４の出射面１４ａから出射される際には、この出射光は、図１に示す照明装置１０とは異なり、光軸Ｃ２方向に対して、光源１２の光源１３に対するずらし方向とは反対方向（図５において、左方向）に傾いて出射される。

照明装置３０において、このような出射光Ｌ３の光量は、複数のプリズム１５の焦点距離Ｆの調整及び光学部材１４と光源１２の発光面１２ａとの距離の調整のいずれか一方または両方により、光学部材１４と光源１２の発光面１２ａとの距離Ｇを、複数のプリズム１５の焦点距離Ｆに対して相対的に小さくするほど増大する。

特に、照明装置３０では、このように光学部材１４と光源１２の発光面１２ａとの距離Ｇを、複数のプリズム１５の焦点距離Ｆに対して相対的に小さくすることによって、図５に二点鎖線矢印Ｌ１、Ｌ３で模式的に示す光線のように、光学部材１４の出射面１４ａから、光軸Ｃ２方向に対して、基準軸Ｃ１に対して光軸Ｃ２をずらした方向とは反対の方向（図５において、左方）に傾いて出射される光の光量を、図５の二点鎖線矢印Ｒ１、Ｒ４で模式的に示す光線のように、光学部材１４の出射面１４ａから、光軸Ｃ２方向に対して、基準軸Ｃ１に対して光軸Ｃ２をずらした方向（図５において、右方）に傾いて出射される光の光量よりも大きくすることができ、この場合、出射光Ｌ１、Ｌ３が主光、出射光Ｒ１、Ｒ４が副光となる。

このように、照明装置３０では、光学部材１４と光源１２の発光面１２ａとの、複数のプリズム１５の焦点距離Ｆに対する相対的な距離Ｇを調整することにより、光源１２からの出射光の配光分布を、より広い範囲で精密に調整することができる。また、一般に、基準軸Ｃ１に対して光軸Ｃ２をずらした方向とは反対の方向（図５において、左方）に傾いて出射される光Ｌ１、Ｌ３は、光軸Ｃ２方向に対する傾き角に比較的広い分布を有するため、照明装置３０は、出射光Ｌ１、Ｌ３を主光とすることによって、照明装置の設置環境の照明基準等に応じて、主光Ｌ１、Ｌ３に関して比較的広い配光分布を得るために、有利なものである。

さらに、照明装置３０では、光源１２からの出射光のうち、光源１２の光軸Ｃ２近傍に配置された反射プリズム１５に対して、その第１の面１５ａの光学部材１４の出射面１４ａ寄りの部分から、反射プリズム１５に入射した光は、図５に二点鎖線矢印Ｒ４で示すように、第２の面１５ｂに入射してそこで反射されることなく、光学部材１４の出射面１４ａから出射される結果、光軸Ｃ２方向に対して、光源１２のずらし方向（図５において、右方向）に傾いて出射されることになる。

このような出射光Ｒ４は、光源１２から光軸Ｃ２近傍に出射される光であることから、通常、光量が多く、全体の出射光分布に対して、光学部材１４の出射面１４ａから、光軸Ｃ２方向に対して、基準軸Ｃ１に対して光軸Ｃ２をずらした方向（図５において、右方）に傾いて出射される光Ｒ１、Ｒ４の光量を増加させることに大きく寄与するものである。また、出射光Ｒ４には、その出射角度（光軸Ｃ２方向に対する傾き角）が大きくなる傾向がある。

これによって、主光Ｌ１、Ｌ３の平均的な出射方向と、副光Ｒ１、Ｒ４の平均的な出射方向との間の角度を広げるという態様での配光制御を容易に実施することが可能であるため、例えば、照明装置３０をトンネル灯や道路灯に適用する場合、設置環境の照明基準等に応じて、トンネル灯や道路灯に適した配光分布を容易に得ることができる。

図６は、照明装置３０に相当するモデルについて、照明光の配光分布を解析（レイトレーシングによるシミュレーション）した結果を示す、図２と同様のグラフである。
解析に用いたモデルの条件は、複数の反射プリズム１５の焦点距離Ｆ（８０ｍｍ）に対して、光源１２の発光面１２ａと光学部材１４との距離を１５ｍｍに設定したことを除いて、図２に関連して上述した照明装置１０に相当するモデルと同様のものである。

図６に実線で示された配光曲線から、照明装置３０でも、照明光の光軸Ｃ２を含む横断面内において、光軸Ｃ２に対して非対称な配光分布が実現されることが分かる。但し、図６に実線で示す配光曲線では、主光に相当する配光分布Ｃの分布中心は、正の指向角（図５における光軸Ｃ２方向に対する左方への傾き角）方向に生じ、その値は、約１５°である。またこの配光曲線から、その主光の配光分布Ｃは、照明装置１０に関連して図２に実線で示された配光曲線の主光の配光分布Ｃよりも、半値幅が顕著に広いことが分かる。

さらに、図６に実線で示す配光曲線において、副光に相当する配光分布Ｄの分布中心の指向角は、負の指向角（図５における光軸Ｃ２方向に対する右方への傾き角）方向に生じ、その値は、約−５０°である。これから、この指向角の絶対値は、照明装置１０に関連して図２に実線で示された配光曲線の副光の配光分布Ｄの分布中心の指向角（約３５°）よりも大きいことが分かる。

図７は、本発明の第３の実施形態における照明装置の別の例の要部を示す側面図である。図７に示す照明装置４０は、その基本的な構成は、図３に示す照明装置２０と同様のものであるが、光学部材１４と光源１２の発光面１２ａとの距離Ｇが、複数の反射プリズム１５の焦点距離Ｆよりも小さく、光源１２が、複数の反射プリズム１５の焦点よりも光学部材１４寄りに配置されている点で、照明装置２０と相違するものである。
以上のように構成された照明装置４０では、図５に示す照明装置３０と同様の作用効果を奏することに加えて、複数の屈折プリズム２２を備えていることに関して、図３に示す照明装置２０と同様の作用効果を奏するものである。

図８は、照明装置４０に相当するモデルについて、照明光の配光分布を解析（レイトレーシングによるシミュレーション）した結果を示す、図２と同様のグラフである。
解析に用いたモデルの条件は、複数の屈折プリズム１５の焦点距離Ｆ（８０ｍｍ）に対して、光源１２の発光面１２ａと光学部材１４との距離を１５ｍｍに設定したことを除いて、図３に関連して上述した照明装置２０に相当するモデルと同様のものである。なお、複数の屈折プリズム２２は、その焦点距離を屈折プリズム１５の焦点距離Ｆと必ずしも一致させる必要はなく、本実施形態では、複数の屈折プリズム２２の焦点距離を、光源１２の発光面１２ａと光学部材１４との距離である１５ｍｍに設定している。
図８に実線で示される配光曲線から、照明装置４０は、照明装置２０に対して、照明装置３０が照明装置１０に対して備える上述した特徴と同様の特徴を備えることが分かる。

次に、図９を参照して、本発明の第４の実施形態における照明装置５０について説明する。図９に示す照明装置５０は、光源１２と、光源１２に対向して配置された光学部材５４とを備えており、光学部材５４の主面５４ｂには、一方向（図９において、紙面に直交する方向）に延びる複数のプリズム５５、２２、５６、５７が、基準面（基準軸Ｃ１を含む仮想平面）で分けられる両側の領域に設けられている。図９において、この基準面は、基準軸Ｃ１を含んで紙面に直交する仮想平面であり、光学部材５４の主面５４ｂには、基準面に平行に延びる複数のプリズム５５、２２、５６、５７が、各プリズム５５、２２、５６、５７が延びる方向と直交する方向に配列されて、図９において基準軸Ｃ１の左側の領域と右側の領域に設けられている。

そして、照明装置５０では、これらの複数のプリズム５５、２２、５６、５７は、基準面と平行な１以上（図示の例では、３つ）の仮想平面（図示は省略する）で複数（図示の例では、４つ）の小領域Ａ１、Ｂ、Ａ２、Ａ３に分けられ、これらの複数の小領域Ａ１、Ｂ、Ａ２、Ａ３各々に、１以上のプリズム５５、２２、５６、５７が配置されている。また、これらの小領域Ａ１、Ｂ、Ａ２、Ａ３は、基準軸Ｃ１を含む小領域（図示の例では、小領域Ｂ）と、基準軸Ｃ１を含む小領域Ｂの外側に設けられる小領域Ａ１、Ａ２、Ａ３を含んでおり、光源１２は、その光軸Ｃ２が、基準軸Ｃ１の外側に設けられる小領域Ａ１、Ａ２、Ａ３のうちの１つ（図示の例では、小領域Ｂの右方に隣接する小領域Ａ２）に含まれるように配置されている。
尚、図９には、全ての小領域Ａ１、Ｂ、Ａ２、Ａ３に、それぞれ複数のプリズム５５、２２、５６、５７が配置されるように図示されているが、照明装置５０において、各小領域Ａ１、Ｂ、Ａ２、Ａ３には、少なくとも１つのプリズム５５、２２、５６、５７が配置されていればよい。

照明装置５０において、隣接する小領域Ａ１、Ｂ、Ａ２、Ａ３に配置される１以上のプリズム５５、２２、５６、５７は、その焦点距離が互いに異なるように構成されている。
すなわち、図９に示す例では、少なくとも、小領域Ａ１に含まれる複数のプリズム５５の焦点距離と、小領域Ｂに含まれる複数のプリズム２２の焦点距離は異なり、かつ、小領域Ｂに含まれる複数のプリズム２２の焦点距離と、小領域Ａ２に含まれる複数のプリズム５６の焦点距離とは異なり、かつ、小領域Ａ２に含まれる複数のプリズム５６の焦点距離と、小領域Ａ３に含まれる複数のプリズム５７の焦点距離とは異なるものである。但し、例えば、小領域Ａ１と小領域Ａ３のように互いに隣接しない小領域Ａ１、Ａ３に含まれる複数のプリズム５５、５７の焦点距離は、同じであってもよい。

図９に示す例では、複数の小領域Ａ１、Ｂ、Ａ２、Ａ３のうち、基準軸Ｃ１近傍の小領域Ｂに含まれる複数のプリズム２２は、屈折プリズム２２からなり、小領域Ｂの外側の小領域Ａ１、Ａ２、Ａ３に含まれる複数のプリズム５５、５６、５７は、それぞれ反射プリズム５５、５６、５７からなる。

その際、基準面で分けられる両側の領域のうち光源１２が配置される側（図９において、基準軸Ｃ１の右側）に含まれる複数の小領域Ａ２、Ａ３の各々に配置された１以上の反射プリズム５６、５７は、小領域Ａ２、Ａ３が基準軸Ｃ１から離れるほど、焦点距離が短くなるように構成されている。すなわち、図９に示す例では、小領域Ａ３に配置された複数の反射プリズム５７の焦点距離は、小領域Ａ２に配置された複数の反射プリズム５６の焦点距離よりも短い。

また、照明装置５０において、光学部材５４と光源１２の発光面１２ａとの距離Ｈは、光学部材５４による所望の配光制御に応じて、適切に設定されるものである。

以上のように構成された照明装置５０によれば、上述した第１〜第３の実施形態における照明装置１０、２０、３０、４０と同様に、光軸Ｃ２を含む横断面において、光軸Ｃ２に対して、光量及び出射角ともに非対称な配光分布を実現するものである。

加えて、照明装置５０では、小領域Ａ１、Ｂ、Ａ２、Ａ３毎の焦点距離、及び、それらの焦点距離に相対的な光学部材５４と光源１２の発光面１２ａとの距離Ｈを調整することにより、照明光の配光分布をより精密に調整することが可能となる。

さらに、照明装置５０では、基準面で分けられる両側の領域のうち光源１２が配置される側（図９において、基準軸Ｃ１の右側）に含まれる複数の小領域Ａ２、Ａ３の各々に配置された１以上の反射プリズム５６、５７を、小領域Ａ２、Ａ３が基準軸Ｃ１から離れるほど、焦点距離が短くなるように構成したことによって、迷光となる光（例えば、第１の面５７ａから反射プリズム５７に入射し、その第２の面５７ｂで反射された後再び第１の面５７ａに入射して、第１の面５７ａを透過して外部に漏れる光）の発生を抑制して、出射効率の低下を軽減することが可能となる。

尚、図９に示す照明装置５０において、光学部材５４と光源１２の発光面１２ａとの距離は、小領域Ａ１、Ａ２、Ａ３に配置された複数の反射プリズム５５、５６、５７のそれぞれに焦点距離よりも短くなるように構成されており、かつ、基準軸Ｃ１の近傍の小領域Ｂには、複数の屈折プリズム２２が配置されるものであるため、この照明装置５０は、基本的に、図７に示す照明装置４０と同様の作用効果を奏するものであり、それに加えて、上述したような照明装置５０に特有の作用効果を奏するものである。

また、図９に示す例では、基準面で分けられる両側の領域のうち光源１２が配置されない側（図９において、基準軸Ｃ１の左側）には、１つの小領域Ａ１が設けられ、また、基準軸Ｃ１近傍には、基準面で分けられる両側の領域にまたがって、１つの小領域Ｂが設けられるものとしたが、照明装置５０は、これらの小領域Ａ１、Ｂが、さらに複数の小領域に分割されるように構成されるものであってもよい。

ここで、図１０は、図７に示す照明装置４０に相当する実機を製作し、その照明光の配光分布を測定した結果を、照明装置４０に相当するモデルについて、照明光の配光分布を解析した結果とともに示す、図２と同様のグラフである。図１０において、実線で示す配光曲線ａが実機による測定結果であり、破線で示す配光曲線ｂが、モデルについての解析結果である。これらの配光曲線ａ、ｂを比較すると、実機の配光分布とモデルについて解析した配光分布とは、良く一致しており、この結果からも、本発明に係る照明装置の有効性が確認された。

以上、本発明を好ましい実施形態に基づいて説明してきたが、本発明に係る照明装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。

例えば、本発明に係る照明装置は、図１１に示す照明装置６０のように、光学部材６４に設けられる複数のプリズム１６、２３、６４が、光学部材６４の光源１２を向く側の主面６４ｂとは反対側の主面（出射面）６４ａに設けられるものであってもよい。尚、図１１に示す照明装置６０は、基準面近傍に複数の屈折プリズム２３が設けられ、屈折プリズム２３の外側に反射プリズム１６が設けられる構成を備えている。

反射プリズム１６は、基準軸Ｃ１を向く第１の面１６ａと、反射プリズム１６に入射した光の少なくとも一部を反射する第２の面１６ｂとの一対のプリズム面１６ａ、１６ｂを備えている。但し、この場合、光源１２からの出射光は、各反射プリズム１６に、光学部材１４の光源１２を向く主面６４ｂ側から入射し、第２の面１６ｂで反射された後、第１の面１６ａを透過して、照明光として出射されるものである。

また、図１１に示す例では、複数の屈折プリズム２３は、全て、光軸Ｃ２とは反対側を向く第１の面２３ａ（屈折面）を備えるものである。このように、複数の屈折プリズム２３を、光学部材６４の主面（例えば、主面６４ｂ）に対する傾斜方向が一方側に揃った屈折面２３ａを備えるように構成することにより、迷光の発生を効果的に抑制することができる。

さらに、本発明に係る照明装置は、その光学部材の両方の主面に複数のプリズムを設けるものであってもよい。また、本発明に係る照明装置は、光学部材の複数のプリズムが設けられていない側の主面、または、光学部材の主面の複数のプリズムが設けられていない領域に、例えばドーム形状に形成された複数の光散乱素子を備えるものであってもよい。

また、本発明に係る照明装置は、上述したトンネル灯や道路灯だけでなく、例えば、ベースライトなどの室内照明、あるいは、机上のスタンドなどにも好適に適用されるものである。

１０，２０，３０，４０，５０，６０：照明装置、１２：光源、１３：仮想的に配置された光源、１４，２４，５４，６４：光学部材、１５，１６，５５，５６，５７：反射プリズム、２２，２３：屈折プリズム、Ｃ１：基準軸、Ｃ２：光軸

Claims (8)

1. 光源と、前記光源から前方に出射された光の配光を制御する光学部材とを備えた照明装置であって、前記光学部材が有する二つの主面のうちの少なくともいずれか一方には、一方向に延びる複数のプリズムが、前記光学部材の基準軸を含む仮想平面で分けられる両側の領域に設けられ、前記複数のプリズムは、前記基準軸を含む仮想平面に光軸が含まれるように仮想的に配置された光源からの光を反射させて前記光学部材から出射させる反射プリズムを有しており、前記光源は、その光軸を前記基準軸に対して前記基準軸を含む仮想平面で分けられる一方の領域側にずらして配置され、
   前記基準軸を含む仮想平面の近傍に配置される複数のプリズムは、前記基準軸を含む仮想平面に光軸が含まれるように仮想的に配置された光源からの光を屈折させて前記光学部材から出射させる屈折プリズムからなり、
   前記複数のプリズムは、前記光軸を含みかつ前記複数のプリズムが延びる方向と直交する面内における配光分布が、前記光軸の方向を０°として正の出射角を有する側と負の出射角を有する側のいずれか一方にピーク光度を有する比較的光量の多い分布と、他方にピーク光度を有する比較的光量の少ない分布とを含むように構成され、
   前記基準軸を含む仮想平面で分けられる両側の領域のうち前記光源が配置される側に設けられた前記屈折プリズムと前記反射プリズムとの境界は、前記光源の光軸上よりも前記基準軸寄りに位置している、ことを特徴とする照明装置。
2. 前記光源が、前記複数の反射プリズムの焦点よりも前記光学部材寄りに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記複数のプリズムは、前記基準軸を含む仮想平面と平行な１以上の仮想平面で複数の小領域に分けられ、前記複数の小領域の各々に配置される１以上のプリズムは、隣接する前記小領域に配置される前記１以上のプリズムの焦点距離が互いに異なるように構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記基準軸を含む仮想平面で分けられる両側の領域のうち前記光源が配置される側に含まれる複数の前記小領域の各々に配置される１以上の前記反射プリズムは、前記小領域が前記基準軸から離れるほど焦点距離が短くなるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
5. 前記複数のプリズムは、前記光学部材の前記光源を向く主面に設けられており、前記反射プリズムの各々は、前記基準軸を向く第１の面と、該第１の面から入射した光の少なくとも一部を、前記光学部材の前記複数のプリズムが設けられていない主面側に反射する第２の面と、を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 光源から前方に出射された光の配光を制御する光学部材であって、前記光学部材が有する二つの主面のうちの少なくともいずれか一方には、一方向に延びる複数のプリズムが、前記光学部材の基準軸を含む仮想平面で分けられる両側の領域に設けられ、前記複数のプリズムは、前記基準軸を含む仮想平面に光軸が含まれるように仮想的に配置された光源からの光を反射させて前記光学部材から出射させる反射プリズムを有しており、前記光源に対して、前記光源の光軸が前記基準軸を含む仮想平面で分けられる一方の領域側にずれるように配置され、
   前記基準軸を含む仮想平面の近傍に配置される複数のプリズムは、前記基準軸を含む仮想平面に光軸が含まれるように仮想的に配置された光源からの光を屈折させて前記光学部材から出射させる屈折プリズムからなり、
   前記複数のプリズムは、前記光軸を含みかつ前記複数のプリズムが延びる方向と直交する面内における配光分布が、前記光軸の方向を０°として正の出射角を有する側と負の出射角を有する側のいずれか一方にピーク光度を有する比較的光量の多い分布と、他方にピーク光度を有する比較的光量の少ない分布とを含むように構成され、
   前記基準軸を含む仮想平面で分けられる両側の領域のうち前記光源が配置される側に設けられた前記屈折プリズムと前記反射プリズムとの境界は、前記光源の光軸上よりも前記基準軸寄りに位置している、ことを特徴とする光学部材。
7. 光源から出射された光の配光を制御する光学部材であって、前記光学部材が有する二つの主面のうちの少なくともいずれか一方には、一方向に延びる複数のプリズムが、前記光学部材の基準軸を含む仮想平面で分けられる両側の全領域に設けられ、前記複数のプリズムは、前記基準軸を含む仮想平面に光軸が含まれるように仮想的に配置された光源からの光を反射させて前記光学部材から出射させる反射プリズムを有しており、前記複数のプリズムが設けられる領域の前記複数のプリズムが延びる一方向に直交する方向の幅は、前記基準軸を含む仮想平面で分けられる一方の領域と他方の領域とで異なることを特徴とする光学部材。
8. 請求項７に記載の光学部材と、該光学部材の前記幅が広い方の領域に配置される光源とを備えた照明装置。

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