JP6214151B2

JP6214151B2 - 照明装置

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Description

本発明は、発光素子を光源とし、蛍光管などに代えて使用されうる照明装置に関する。

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（たとえば、特許文献１参照）。

図１は、特許文献１に係る照明装置１０の構成を示す図である。図１に示されるように、特許文献１に係る照明装置１０は、ＬＥＤなどの光源２０（発光素子）と、樹脂またはガラスで成形され、光源２０から出射された光を伝播する棒状の導光部材３０と、導光部材３０を覆う光透過性のカバー４０とを有する。導光部材３０は、その端面（入射面）が光源２０に対向するように配置されている。

光源２０から出射した光は、入射面から導光部材３０内に入射する。導光部材３０内に入射した光は、例えば図１の矢印で示されるように、導光部材３０の軸方向に沿って進行しながら、導光部材３０の外周面から出射する。

特開２００９−１６９１５７号公報

図１に示されるように、特許文献１の照明装置１０では、光源２０から出射された光の配光を制御しないで導光部材３０に入射させているため、光源２０から見て、導光部材３０の遠方まで導光する光量が少なくなってしまう。これにより、導光部材３０の外周面（発光領域）において輝度ムラができてしまうという問題があった。また、導光部材３０は、樹脂またはガラスで成形されているため、照明装置１０が重くなり、取り扱いが煩わしいという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、発光領域における輝度ムラが少なく、かつ軽量な照明装置を提供することを目的とする。

本発明に係る照明装置は、発光素子と、その中心軸が前記発光素子の光軸と重なるように配置された、前記発光素子から出射された光の配光を狭めるように制御する光束制御部材と、前記光軸を前記光束制御部材ごと囲うように配置された、光透過性の材料によって形成され、複数のプリズム列を有し、前記光軸方向に延在する略筒状のプリズム部材と、前記プリズム部材を囲うように配置された、光透過性および光拡散性を有する略筒状の拡散部材と、を有し、複数の前記プリズム列は、前記プリズム部材の外周面に、前記光軸と平行に配置されており、前記発光素子からの出射光は、前記プリズム部材および前記拡散部材を介して出射される、構成を採る。

本発明によれば、発光領域における輝度ムラが少なく、かつ軽量な照明装置を提供することができる。

特許文献１の照明装置の断面図である。図２Ａ，Ｂは、実施の形態１に係る照明装置の断面図である。図２Ａの部分拡大図である。図２Ｂの部分拡大図である。実施の形態１に係る照明装置における輝度分布を示すグラフである。図６Ａ，Ｂは、実施の形態１の変形例に係る照明装置の断面図である。図７Ａ，Ｂは、実施の形態２に係る照明装置の構成を示す図である。実施の形態２に係る照明装置における輝度分布を示すグラフである。図９Ａ，Ｂは、実施の形態２の変形例に係る照明装置の断面図である。実施の形態２の変形例に係る照明装置における輝度分布を示すグラフである。図１１Ａ，Ｂは、実施の形態３に係る照明装置の断面図である。図１２Ａ，Ｂは、実施の形態４に係る照明装置の断面図である。図１３Ａ，Ｂは、実施の形態５に係る照明装置の断面図である。

以下、本発明に係る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、本発明の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。以下の説明では、両端に発光素子が配置された照明装置について説明する。

［実施の形態１］
（照明装置の構成）
図２は、実施の形態１に係る照明装置１００の断面図である。図２Ａは、照明装置１００の長軸方向（発光素子１１０の光軸ＬＡ方向）の断面図であり、図２Ｂは、照明装置１００の短軸方向（発光素子１１０の光軸ＬＡに直交する方向）の断面図である。図３は、図２Ａの部分拡大図である。図４は、図２Ｂの部分拡大図である。

図２および図３に示されるように、照明装置１００は、発光素子１１０と、光束制御部材１２０と、基板１３０と、プリズム部材１４０と、拡散部材１５０とを有する。発光素子１１０および光束制御部材１２０は、発光装置を構成する。照明装置１００は、１つまたは２つ以上の発光装置を有している。２つの発光装置を配置する場合、各発光装置は、発光素子１１０の発光面同士が向かい合うように、対向配置してもよい。

発光素子１１０は、照明装置１００の光源であり、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。

光束制御部材１２０は、発光素子１１０から出射された光の配光を狭めるように制御（狭配光化）する。光束制御部材１１０は、中心軸ＣＡが発光素子１１０の光軸ＬＡに合致するように、基板１３０上に配置される。ここで「発光素子１１０の光軸ＬＡ」とは、発光素子１１０からの立体的な出射光束の中心の光線を意味する。

光束制御部材１２０は、射出成形により形成されうる。光束制御部材１２０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。たとえば、光束制御部材１２０の材料は、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、またはガラスである。

光束制御部材１２０は、入射面１２１、全反射面１２２、出射面１２３、フランジ１２４およびホルダ１２５を有する。以下の説明では、発光素子１１０に対向し、光が入射する側を「裏側」といい、発光素子１１０に対向せず、光を出射する側を「表側」という。また、回転対称の全反射面１２２の中心軸を「光束制御部材１２０の中心軸ＣＡ」と定義する。

入射面１２１は、発光素子１１０から出射した光を光束制御部材１２０内に入射させる。入射面１２１は、光束制御部材１２０の裏側（発光素子１１０側）に中心軸ＣＡと交わるように形成された凹部の内面である。入射面１２１は、中心軸ＣＡを中心とする回転対称面である。

全反射面１２２は、入射面１２１から入射した光の一部を出射面１２３（表側）に向けて反射させる。全反射面１２２は、光束制御部材１２０の底部の外縁から出射面１２３の外縁に延びる面である。全反射面１２２は、基本的には中心軸ＣＡ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１２２の直径は、入射面１２１側から出射面１２３側に向けて漸増している。全反射面１２２を構成する母線（中心軸ＣＡを含む断面図における全反射面１２２）は、外側（中心軸ＣＡから離れる側）に凸の円弧状曲線である。

出射面１２３は、入射面１２１から入射した光の一部および全反射面１２２で反射した光を外部に出射する。出射面１２３は、光束制御部材１２０において入射面１２１の反対側（表側）に位置する面であり、中心軸ＣＡと交わるように形成されている。出射面１２３は、入射面１２１から入射した光の一部および全反射面１２２で反射した光を外部に出射する。出射面１２３は、中心軸ＣＡを中心とする回転対称面であり、中心軸ＣＡとの交点が裏側からの高さが最も高い頂部１２６となっている。

ホルダ１２５は、入射面１２１、全反射面１２２および出射面１２３を有する光束制御部材本体を支持するとともに、基板１３０に対して光束制御部材本体を位置決めする。ホルダ１２５は、略円筒形状の部材である。ホルダ１２５の上端部には、フランジ１２４が接合されている。

基板１３０は、発光素子１１０および光束制御部材１２０を支持する。基板１３０は、発光素子１１０の光軸ＬＡと、光束制御部材１２０の中心軸ＣＡとが重なるように、発光素子１１０および光束制御部材１２０を支持する。基板１３０は、発光素子１１０および光束制御部材１２０を支持する側の表面に、光を反射させる反射面１３１を有する。反射面１３１は、正反射面であってもよいし、拡散反射面であってもよい。

プリズム部材１４０は、発光素子１１０の光軸ＬＡを光束制御部材１２０ごと囲うように配置されている、発光素子１１０の光軸ＬＡ方向に延在する筒状の部材である。プリズム部材１４０は、到達した光の一部を反射することで、光束制御部材１２０から出射された光をより遠くに導くとともに、到達した光の一部を拡散部材１５０に向かって透過させる。プリズム部材１４０の長軸方向に直交する方向の断面形状は、特に限定されない。プリズム部材１４０の断面形状の例には、円形や多角形などが含まれる。本実施の形態では、プリズム部材１４０の形状は、円筒形である。

プリズム部材１４０の両開口端部には、それぞれ発光素子１１０および光束制御部材１２０が実装された基板１３０が配置されている。基板１３０は、プリズム部材１４０の中心軸ＣＡ１と、発光素子１１０の光軸ＬＡおよび光束制御部材１２０の中心軸ＣＡとが重なるようにプリズム部材１４０の両開口端部に配置される。ここで「プリズム部材１４０の中心軸ＣＡ１」とは、プリズム部材１４０の長軸方向に直交する方向の断面形状の中心を通り、かつ発光素子１１０の光軸ＬＡに平行な軸を意味する。

プリズム部材１４０は、筒の内部から到達した光を再度筒の内部に向けて反射させるための複数のプリズム列１４１を有する。図４に示されるように、複数のプリズム列１４１は、プリズム部材１４０の外周面に、発光素子１１０の光軸ＬＡ（光束制御部材１２０の中心軸ＣＡおよびプリズム部材１４０の中心軸ＣＡ１）と平行に配置されている。複数のプリズム列１４１の光軸ＬＡに直交する方向における断面形状は、三角形である。複数のプリズム列１４１は、それぞれ第１平面１４２および第２平面１４３を含むプリズム面を有する。第１平面１４２と第２平面１４３とは、交互に連続して配置されている。

光束制御部材１２０から出射された光の一部は、プリズム部材１４０の内周面で表面反射される。内周面で表面反射された光は、プリズム部材１４０の光束制御部材１２０から離れた領域に到達する。また、光束制御部材１２０から出射された光の一部は、内周面からプリズム部材１４０の内部に入射する。そして、内部入射した光うち、所定の角度でプリズム面に入射した光は、第１平面および第２平面の順番（または第２平面および第１平面の順番）で反射することで、内周面に向かって反射する。さらに、内部入射した光のうち、プリズム面で反射される角度以外の角度でプリズム面に入射した光は、外部に透過される。

プリズム部材１４０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。たとえば、プリズム部材１４０の材料は、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、またはガラスである。

拡散部材１５０は、プリズム部材１４０の外側に位置し、発光素子１１０の光軸ＬＡおよびプリズム部材１４０を囲うように配置されている、発光素子１１０の光軸ＬＡ方向に延在する筒状の部材である。拡散部材１５０は、プリズム部材１４０を透過した光を拡散させつつ、外部に向かって透過させる。拡散部材１５０の長軸方向に直交する方向の断面形状は、特に限定されない。拡散部材１５０の断面形状の例には、円形や多角形などが含まれる。プリズム部材１４０および拡散部材１５０の断面形状は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。本実施の形態では、拡散部材１５０の形状は、円筒形である。

光軸ＬＡ方向の拡散部材１５０の長さは、光軸ＬＡ方向のプリズム部材１４０と同じである。すなわち、拡散部材１５０の両開口端部にも、それぞれ発光素子１１０および光束制御部材１２０が実装された基板１３０が配置される。プリズム部材１４０の中心軸ＣＡ１と、発光素子１１０の光軸ＬＡと、光束制御部材１２０の中心軸ＣＡと、拡散部材１５０の中心軸ＣＡ２とは一致している。ここで「拡散部材１５０の中心軸ＣＡ２」とは、拡散部材１５０の長軸方向に直交する方向の断面形状の中心を通り、かつ発光素子１１０の光軸ＬＡに平行な軸を意味する。

拡散部材１５０の材料は、特に限定されない。たとえば、拡散部材１５０の材料は、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、またはガラスである。光拡散性を付与するため、拡散部材１５０の表面に微細な凹凸が形成されているか、または拡散部材１５０の内部にビーズなどの光拡散子が分散している。

プリズム部材１４０および拡散部材１５０は、接触していてもよいし、離間していてもよい。プリズム部材１４０および拡散部材１５０が離間している場合、プリズム部材１４０および拡散部材１５０は、それぞれ筒形状を維持することができる程度に剛性を有する。

以上のように構成された実施の形態１に係る照明装置１００において、発光素子１１０から出射された光は、光束制御部材１２０で狭配光化されて、出射面１２３から出射する。そして、プリズム部材１４０に到達した一部の光は、内周面またはプリズム面で反射されて、光束制御部材１２０から離れた領域に到達する。また、プリズム部材１４０に到達した一部の光は、プリズム部材１４０の外部に向かって透過する。プリズム部材１４０の外周面から出射した光は、拡散部材１５０によって拡散されるとともに、拡散部材１５０の外周面から出射する。

（照明装置の輝度測定）
実施の形態１に係る照明装置１００について、照明装置１００の長軸方向（発光素子１１０の光軸ＬＡ方向）における輝度分布を測定した。また、比較のため、プリズム部材１４０のみを有する照明装置と、拡散部材１５０のみを有する照明装置についても、長軸方向における輝度分布を測定した。いずれの照明装置においても、拡散部材１５０（拡散部材１５０が無い場合はプリズム部材１４０）の長さは６００ｍｍである。

図５は、各照明装置における輝度分布を示すグラフである。実線は、実施の形態１に係る照明装置１００における輝度分布を示し、一点鎖線は、プリズム部材１４０のみを有する照明装置における輝度分布を示し、二点鎖線は、拡散部材１５０のみを有する照明装置における輝度分布を示す。横軸は、中心からの長軸方向（発光素子１１０の光軸ＬＡ方向）の距離（ｍｍ）を示しており、縦軸は、輝度（ｃｄ／ｍ^２）を示している。

図５に示されるように、複数のプリズム列１４１を含むプリズム部材１４０のみを有する比較用の照明装置と、光透過性および光拡散性を有する拡散部材１５０のみを有する比較用の照明装置では、発光素子１１０近傍のみが明るくなった。

一方、プリズム部材１４０および拡散部材１５０の両方を有する実施の形態１に係る照明装置１００では、照明装置１００の中央部分も明るくなり、輝度分布が均一になった。

これらの結果から、本実施の形態に係る照明装置１００は、発光素子１１０から出射された光を遠方まで伝播することができ、発光領域における輝度ムラが少ないことがわかる。

（変形例）
次に、実施の形態１の変形例に係る照明装置２００について説明する。変形例に係る照明装置２００は、カバー２６０をさらに有する点において、実施の形態１に係る照明装置１００と異なる。そこで、実施の形態１に係る照明装置１００と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

（照明装置の構成）
図６は、実施の形態１の変形例に係る照明装置２００の断面図である。図６Ａは、長軸方向（発光素子１１０の光軸ＬＡ方向）の部分拡大断面図であり、図６Ｂは、短軸方向（発光素子１１０の光軸ＬＡに直交する方向）の断面図である。

照明装置２００は、発光素子１１０、光束制御部材１２０、基板１３０、プリズム部材１４０、拡散部材１５０に加え、光透過性を有するカバー２６０を有する。

カバー２６０は、拡散部材１５０の外側に位置し、発光素子１１０の光軸ＬＡを囲うように配置されている、発光素子１１０の光軸ＬＡ方向に延在する筒状の部材である。カバー２６０は、プリズム部材１４０および拡散部材１５０を保護し、照明装置２００の強度を向上させる。カバー２６０の長軸方向に直交する方向の断面形状は、特に限定されない。カバー２６０の断面形状の例には、円形や多角形などが含まれる。本実施の形態では、カバー２６０の形状は、円筒形である。

光軸ＬＡ方向のカバー２６０の長さは、光軸ＬＡ方向のプリズム部材１４０および拡散部材１５０と同じである。すなわち、カバー２６０の両開口端部にも、それぞれ発光素子１１０および光束制御部材１２０が実装された基板１３０が配置される。プリズム部材１４０の中心軸ＣＡ１と、発光素子１１０の光軸ＬＡと、光束制御部材１２０の中心軸ＣＡと、拡散部材１５０の中心軸ＣＡ２と、カバー２６０の中心軸ＣＡ３とは一致している。ここで「カバー２６０の中心軸ＣＡ３」とは、カバー２６０の長軸方向に直交する方向の断面形状の中心を通り、かつ発光素子１１０の光軸ＬＡに平行な軸を意味する。

カバー２６０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。たとえば、カバー２６０の材料は、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、またはガラスである。カバー２６０と拡散部材１５０とは、接触していてもよいし、接触していなくてもよい。

（効果）
以上のように、本発明の照明装置１００，２００は、発光素子１１０から出射された光を狭配光化する光束制御部材１２０と、プリズム列１４１を有し、光束制御部材１２０から出射された光の一部を内部に反射させるプリズム部材１４０と、光透過性および光拡散性を有する拡散部材１５０とを有するため、発光素子１１０の近くから遠くに至るまで発光領域の輝度分布を均一にすることができる。また、本実施の形態の照明装置１００，２００は、中空構造であるため、軽量化することができる。

［実施の形態２］
本発明の実施の形態２に係る照明装置３００は、正反射部材３７０をさらに有する点において、実施の形態１に係る照明装置１００と異なる。そこで、実施の形態１に係る照明装置１００と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

（照明装置の構成）
図７は、実施の形態２に係る照明装置３００の断面図である。図７Ａは、長軸方向（発光素子１１０の光ＬＡ軸方向）の部分拡大断面図であり、図７Ｂは、短軸方向（発光素子１１０の光軸ＬＡに直交する方向）の断面図である。

照明装置３００は、発光素子１１０、光束制御部材１２０、基板１３０、プリズム部材１４０、拡散部材１５０、カバー２６０に加え、正反射部材３７０を有する。

正反射部材３７０は、発光素子１１０および光束制御部材１２０を囲うように、プリズム部材１４０の内側に配置されている、発光素子１１０の光軸ＬＡ方向に延在する筒状の部材である。正反射部材３７０は、正反射領域を有する。正反射領域は、発光素子１１０および光束制御部材１２０を含む発光装置に対して、光軸ＬＡに直交する方向であって、プリズム部材１４０の内側に配置されている。すなわち、正反射領域は、筒状の正反射部材３７０の内周面に配置された正反射面である。正反射部材３７０は、光束制御部材１２０から出射した光のうち、光軸ＬＡに対する出射角度が大きい光を反射させる。正反射部材３７０の外周面は、プリズム部材１４０の内周面と接するように配置されている。正反射部材３７０の長軸方向に直交する方向の断面形状は、特に限定されない。正反射部材３７０の断面形状の例には、円形や多角形などが含まれる。本実施の形態では、正反射部材３７０の形状は、円筒形である。

光軸ＬＡ方向の正反射部材３７０（正反射領域）の長さは、特に限定されないが、プリズム部材１４０の長さおよび拡散部材１５０の長さよりも短く、かつ光軸ＬＡ方向の発光装置（発光素子１１０および光束制御部材１２０）の最大長さよりも長いことが好ましい。すなわち、光軸ＬＡ方向における正反射部材３７０の発光素子１１０とは反対側の端部の位置は、発光素子１１０に対して、少なくとも出射面１２３の頂部１２６よりも離れた位置であることが好ましい。通常、光軸ＬＡ方向の正反射部材３７０の長さは、光軸ＬＡ方向のプリズム部材１４０の長さの半分未満である。

以上のように構成された実施の形態２に係る照明装置３００では、発光素子１１０から出射された光は、光束制御部材１２０で狭配光化されて出射面１２３から出射する。出射面１２３から出射した光のうち、光軸ＬＡに対する出射角度がある程度大きい光は、正反射部材３７０の内周面（正反射領域）で反射して、光束制御部材１２０から離れた領域に導かれる。そして、光軸ＬＡに対する出射角度が小さい光および正反射部材３７０の内周面（正反射領域）で反射した光は、プリズム部材１４０に到達する。プリズム部材１４０に到達した光は、実施の形態１の照明装置１００と同様に、内周面またはプリズム面で内部に向かって反射されるか、または外部に透過する。プリズム部材１４０の外周面から出射した光は、拡散部材１５０によって拡散されるとともに、拡散部材１５０の外周面から出射する。

（照明装置の輝度測定）
実施の形態２に係る照明装置３００について、照明装置３００の長手方向（発光素子１１０の光軸ＬＡ方向）における輝度分布を測定した。図８は、照明装置３００，１００における輝度分布を示すグラフである。図８において、実線は、実施の形態２に係る照明装置３００における輝度分布を示し、一点鎖線は、実施の形態１に係る照明装置１００における輝度分布を示している。横軸は、中心からの距離（ｍｍ）を示しており、縦軸は、輝度（ｃｄ／ｍ^２）を示している。

図８に示されるように、プリズム部材１４０、拡散部材１５０および正反射部材３７０を有する実施の形態２に係る照明装置３００は、プリズム部材１４０および拡散部材１５０のみを有する実施の形態１に係る照明装置１００と比較して、破線で示される中央部分が明るくなった。これは、正反射部材３７０の内周面（正反射領域）で反射した光が、中央部分まで伝播したためだと考えられる。

（変形例）
次に、実施の形態２の変形例に係る照明装置４００について説明する。変形例に係る照明装置４００は、正反射部材４７０の径が異なる点において、実施の形態２に係る照明装置３００と異なる。そこで、実施の形態２に係る照明装置３００と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

（照明装置の構成）
図９は、実施の形態２に係る照明装置４００の断面図である。図９Ａは、長軸方向（発光素子１１０の光軸ＬＡ方向）の部分拡大断面図であり、図９Ｂは、短軸方向（発光素子１１０の光軸ＬＡに直交する方向）の断面図である。

図９に示されるように、照明装置４００は、発光素子１１０、光束制御部材１２０、基板１３０、プリズム部材１４０、拡散部材１５０、カバー２６０および正反射部材４７０を有する。

正反射部材４７０は、プリズム部材１４０の内側に配置されている。プリズム部材１４０の内周面と正反射部材４７０の外周面とは、離間している。また、正反射部材４７０の内周面および外周面は、反射率が高くなるように形成されている。正反射部材４７０の内周面は、正反射面である。正反射部材４７０の外周面は、正反射面であってもよいし、拡散反射面であってもよい。

光軸ＬＡに直交する方向の断面において、プリズム部材１４０と、正反射部材４７０との間隙は、対向する発光素子１１０からの光が正反射部材４７０の発光素子１１０側端部まで到達し、間隙に到達した光によって照明装置４００の端部の明るさが増すような大きさに形成されていることが好ましい。

以上のように構成された実施の形態２の変形例に係る照明装置４００では、発光素子１１０から出射された光は、光束制御部材１２０で狭配光化されて出射面１２３から出射する。出射面１２３から出射した光のうち、光軸ＬＡに対する出射角度がある程度大きい光は、正反射部材４７０の内周面で反射して、光束制御部材１２０から離れた領域に導かれる。そして、光軸ＬＡに対する出射角度が小さい光および正反射部材４７０の内周面で反射した光は、プリズム部材１４０に到達する。このとき、一部の光は、プリズム部材１４０および正反射部材４７０の間に入り込む。プリズム部材１４０に到達した光は、実施の形態１の照明装置１００と同様に、内周面またはプリズム面で内部に向かって反射されるか、外部に透過する。プリズム部材１４０の外周面から出射した光は、拡散部材１５０によって拡散されるとともに、拡散部材１５０の外周面から出射する。

（照明装置の輝度測定）
実施の形態２の変形例に係る照明装置４００について、照明装置４００の長手方向（発光素子１１０の光軸ＬＡ方向）における輝度分布を測定した。図１０は、照明装置４００，３００における輝度分布を示すグラフである。図１０において、実線は、実施の形態２の変形例に係る照明装置４００における輝度分布を示し、一点鎖線は、実施の形態２に係る照明装置３００における輝度分布を示している。横軸は、中心からの距離（ｍｍ）を示しており、縦軸は、輝度（ｃｄ／ｍ^２）を示している。

図１０に示されるように、プリズム部材１４０の内周面と正反射部材４７０の外周面とが離間している実施の形態２の変形例に係る照明装置４００は、プリズム部材１４０の内周面と正反射部材３７０の外周面とが接触している実施の形態２の照明装置３００と比較して、破線で示される発光素子１１０（光束制御部材１２０）近傍が明るくなっていることがわかる。これは、対向する発光素子１１０から出射された光が、プリズム部材１４０と正反射部材４７０との間に入り込んだためだと推察される。

（効果）
以上のように、実施の形態２に係る照明装置３００，４００は、実施の形態１に係る照明装置１００，２００と同じ効果を有する。また、正反射部材３７０，４７０を配置することで、照明装置３００の中央部分をさらに明るくすることができる。さらに、プリズム部材１４０と正反射部材４７０とを離間させることで、発光領域を広くすることができる。

［実施の形態３］
本発明の実施の形態３に係る照明装置５００は、正反射部材５７０が光束制御部材のホルダとしての機能も担う点において、実施の形態２の照明装置３００，４００と異なる。そこで、実施の形態２に係る照明装置３００，４００と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

（照明装置の構成）
図１１は、実施の形態３に係る照明装置５００の断面図である。図１１Ａは、長軸方向（発光素子１１０の光軸ＬＡ方向）の部分拡大断面図であり、図１１Ｂは、短軸方向（発光素子１１０の光軸ＬＡに直交する方向）の断面図である。

図１１に示されるように、照明装置５００は、発光素子１１０、光束制御部材５２０、基板１３０、プリズム部材１４０、拡散部材１５０および正反射部材５７０を有する。

実施の形態３に係る光束制御部材５２０は、入射面１２１、全反射面１２２、出射面１２３およびフランジ１２４を有する。すなわち、本実施の形態の光束制御部材５２０は、ホルダを有していない。

正反射部材５７０は、略円筒状の部材である。正反射部材５７０は、実施の形態２に示した機能に加え、光束制御部材５２０を支持する。正反射部材５７０の内部の基板１３０側には、光束制御部材５２０が配置されている。正反射部材５７０の内周面の径は、フランジ１２４の外周面の径と同じである。正反射部材５７０の内周面には、フランジ１２４の外周面が接合されている。よって、正反射部材５７０において、フランジ１２４より基板１３０側の部分は、ホルダとして機能する。一方、反対側の部分は、反射筒として機能する。

以上のように構成された実施の形態３に係る照明装置５００では、実施の形態２の変形例に係る照明装置４００と同様に配光が制御される。

（効果）
以上のように、実施の形態３に係る照明装置５００は、実施の形態１，２に係る照明装置１００，２００，３００，４００と同じ効果を有する。また、正反射部材５７０がホルダの機能を兼ね備えることで、さらに軽量化することができる。

［実施の形態４］
本発明の実施の形態４に係る照明装置６００は、正反射領域が筒状に配置されていない点において、実施の形態２に係る照明装置３００，４００と異なる。そこで、実施の形態２に係る照明装置３００，４００と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

（照明装置の構成）
図１２は、実施の形態４に係る照明装置６００の断面図である。図１２Ａは、長軸方向（発光素子１１０の光軸ＬＡ方向）の部分拡大断面図であり、図１２Ｂは、短軸方向（発光素子１１０の光軸ＬＡに直交する方向）の断面図である。

図１２に示されるように、照明装置６００は、発光素子１１０、光束制御部材１２０、基板１３０、プリズム部材１４０、拡散部材１５０および正反射部材６７０を有する。

正反射部材６７０は、曲板状（部分円筒状）の部材である。正反射部材６７０の内周面には、正反射領域が配置されている。この場合、正反射領域は、正反射部材６７０の内周面の全面である。光軸ＬＡ方向の正反射領域の長さは、特に限定されないが、光軸ＬＡ方向の発光装置（発光素子１１０および光束制御部材１２０）の最大長さより長いことが好ましい。通常、光軸ＬＡ方向の正反射領域の長さは、光軸ＬＡ方向のプリズム部材１４０の長さの半分未満である。

（効果）
以上のように構成された実施の形態４に係る照明装置６００では、正反射領域が発光装置の側方（光軸ＬＡに直交する方向）の一部に配置されているため、実施の形態１に係る照明装置１００，２００と同じ効果に加え、発光素子１１０の近傍であり、かつ正反射領域が配置されていない側の光量を上げることができる。

［実施の形態５］
本発明の実施の形態５に係る照明装置７００は、プリズム部材７４０、拡散部材７５０およびカバー７６０の光軸ＬＡに直交する方向における一部分を光軸ＬＡ方向の全長にわたって欠いている点において、実施の形態１の変形例に係る照明装置２００と異なる。そこで、実施の形態１の変形例に係る照明装置２００と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

（照明装置の構成）
図１３は、実施の形態５に係る照明装置７００の断面図である。図１３Ａは、長軸方向（発光素子１１０の光軸ＬＡ方向）の部分拡大断面図であり、図１３Ｂは、短軸方向（発光素子１１０の光軸ＬＡに直交する方向）の断面図である。

図１３に示されるように、照明装置７００は、発光素子１１０、光束制御部材１２０、基板１３０、プリズム部材７４０、拡散部材７５０、カバー７６０および台座７７０を有する。すなわち、本実施の形態に係る照明装置７００は、筒状の正反射部材を有していない。

プリズム部材７４０は、円筒の周壁の周方向における一部分を円筒の全長にわたって欠く略円筒形状に形成されている。プリズム部材７４０は、例えば側縁部が台座７７０の側縁にある一対の凸条７７１に嵌め込められることによって、台座７７０に装着される。

拡散部材７５０は、円筒の周壁の周方向における一部分を円筒の全長にわたって欠く略円筒形状に形成されている。拡散部材７５０は、例えば拡散部材７５０の側縁が台座７７０の側縁にある凸条７７１に嵌め込められることによって、プリズム部材７４０が装着された台座７７０に装着される。

カバー７６０は、円筒の周壁の周方向における一部分を円筒の全長にわたって欠く略円筒形状に形成されている。カバー７６０は、例えばカバー７６０の側縁が台座７７０の側縁にある一対の凸条７７１に嵌め込められることによって、プリズム部材７４０および拡散部材７５０が装着された台座７７０に装着される。

すなわち、プリズム部材７４０、拡散反射部材７５０およびカバー７６０は、いずれも略円筒形状に形成されている。台座７７０に装着するときは、プリズム部材７４０、拡散反射部材７５０およびカバー７６０を組み立てたあとに、台座７７０に装着してもよいし、上述のように、順番に装着してもよい。

台座７７０は、発光素子１１０、光束制御部材１２０、基板１３０、プリズム部材７４０、拡散部材７５０およびカバー７６０を支持する。台座７７０は、一対の基板固定部７７２と、カバー固定部７７３とを有する。

基板固定部７７２は、発光素子１１０および光束制御部材１２０が実装された基板１３０を支持する。基板固定部７７２は、照明装置７００の両端に配置されている。基板固定部７７２は、光束制御部材１２０の出射面１２３が対向するように、基板１３０を配置する。また、基板固定部７７２は、ヒートシンクの機能を有していてもよい。すなわち、基板固定部７７２は、基板１３０を介して発光素子１１０を冷却することもできる。

カバー固定部７７３は、プリズム部材７４０、拡散部材７５０およびカバー７６０を支持する。カバー固定部７７３は、プリズム部材７４０、拡散部材７５０およびカバー７６０と同じ長さに形成されている。カバー固定部７７３の光軸ＬＡに平行な両縁部には、プリズム部材７４０、拡散部材７５０およびカバー７６０が係合する凸条７７１が配置されている。また、カバー固定部７７３の光束制御部材１２０と対向する表面には、正反射領域が配置されている。

（効果）
以上のように構成された実施の形態５に係る照明装置７００では、プリズム部材７４０、拡散部材７５０およびカバー７６０の光軸ＬＡに直交する方向における一部分を光軸ＬＡ方向の全長にわたって欠いており、正反射領域が光軸ＬＡと平行に配置されているため、実施の形態１に係る照明装置１００，２００と同じ効果に加え、発光素子１１０の近傍であり、かつ正反射領域が配置されていない側の光量を上げることができる。

なお、上記各実施の形態では、プリズム部材の両開口端部にそれぞれ発光素子が配置された照明装置について説明したが、プリズム部材の一方の開口端部にのみ発光素子が配置されていてもよい。この場合、発光素子が配置されていない側の基板の表面は、正反射面であることが好ましい。

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。

１０，１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００照明装置
２０光源
３０導光部材
４０，２６０，７６０カバー
１１０発光素子
１２０，５２０光束制御部材
１２１入射部
１２２全反射面
１２３出射部
１２４フランジ
１２５ホルダ
１２６頂部
１３０基板
１３１反射面
１４０，７４０プリズム部材
１４１プリズム列
１４２第１平面
１４３第２平面
１５０，７５０拡散部材
３７０，４７０，５７０，６７０正反射部材
７７０台座
７７１凸条
７７２基板固定部
７７３カバー固定部

Claims

発光素子と、
その中心軸が前記発光素子の光軸と重なるように配置された、前記発光素子から出射された光の配光を狭めるように制御する光束制御部材と、
前記光軸を前記光束制御部材ごと囲うように配置された、光透過性の材料によって形成され、複数のプリズム列を有し、前記光軸方向に延在する略筒状のプリズム部材と、
前記プリズム部材を囲うように配置された、光透過性および光拡散性を有する略筒状の拡散部材と、
前記光軸を前記発光素子および前記光束制御部材を含む発光装置ごと囲うように、前記プリズム部材の内側に配置された、筒状の正反射部材の内周面に配置された正反射面である、正反射領域と、
を有し、
複数の前記プリズム列は、前記プリズム部材の外周面に、前記光軸と平行に配置されており、
前記発光素子からの出射光は、前記プリズム部材および前記拡散部材を介して出射され、
前記拡散部材のうち前記光束制御部材に対応する部分は、発光領域として機能し、
前記光軸方向の前記正反射領域の長さは、前記プリズム部材および前記拡散部材よりも短く、かつ前記光軸方向の前記発光装置の最大長さよりも長く、
前記プリズム部材および前記正反射部材は、離間している、
照明装置。
前記光束制御部材は、
裏側に前記中心軸と交わるように形成された、前記発光素子から出射された光を入射する入射面と、
前記中心軸を取り囲み、かつ裏側から表側に向かって漸次直径が拡大するように形成された、前記入射面から入射した光の一部を表側に向けて反射させる全反射面と、
表側に前記中心軸と交わるように形成された、前記入射面から入射した光の一部および前記全反射面で反射した光を外部に出射する出射面と、
を有し、
前記正反射部材は、前記光束制御部材の前記出射面から出射した光を反射させる、
請求項１に記載の照明装置。
前記正反射部材は、前記光束制御部材を支持する、請求項１または請求項２に記載の照明装置。
前記プリズム部材および前記拡散部材は、その周方向における一部分を前記光軸方向の全長にわたって欠いている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
前記拡散部材を囲うように配置され、光透過性を有する略筒状のカバーをさらに有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
前記発光素子は、反射面を有する基板上に配置されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置。
前記発光素子および前記光束制御部材を含む発光装置を２以上有し、
２以上の前記発光装置は、前記発光素子の発光面同士が向かい合うように、対向配置されている、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の照明装置。