特許 6181377 光束制御部材、発光装置、照明装置および成形型

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6181377

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】光束制御部材、発光装置、照明装置および成形型

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/00 20060101AFI20170807BHJP

   G02B 3/08 20060101ALI20170807BHJP

   F21V 5/00 20150101ALI20170807BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20170807BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20170807BHJP

   G03B 15/05 20060101ALI20170807BHJP

   G03B 15/02 20060101ALI20170807BHJP

   H01L 33/58 20100101ALI20170807BHJP

   H04N 5/238 20060101ALI20170807BHJP

【ＦＩ】

   G02B5/00 Z

   G02B3/08

   F21V5/00 510

   F21V5/04 650

   F21S2/00 100

   G03B15/05

   G03B15/02 S

   H01L33/58

   H04N5/238

【請求項の数】10

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2013-12213(P2013-12213)

(22)【出願日】2013年1月25日

(65)【公開番号】特開2014-112173(P2014-112173A)

(43)【公開日】2014年6月19日

【審査請求日】2015年12月3日

(31)【優先権主張番号】特願2012-245492(P2012-245492)

(32)【優先日】2012年11月7日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000208765

【氏名又は名称】株式会社エンプラス

(74)【代理人】

【識別番号】100105050

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲田 公一

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 共啓

【審査官】 吉川 陽吾

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２５１２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２２１６０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３４３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３２７９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２３３７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０４０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３００５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０７１９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３８８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６３７３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ５／００−５／１３６

Ｇ０３Ｂ １５／０４−１５／０５

Ｆ２１Ｓ ２／００−１９／００

Ｈ０１Ｌ ３３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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、
発光素子から出射された光を入射させる入射領域と、
前記入射領域から入射した光を出射させる出射領域と、を有し、
前記入射領域は、
前記発光素子の光軸と交わり、前記発光素子から出射された光の一部を入射させるとともに、入射した光を前記出射領域に向けて屈折させる屈折部と、
前記屈折部の外側に位置するフレネルレンズ部と、
を有し、
前記フレネルレンズ部は、前記発光素子から出射された光の一部を入射させる入射面と、前記入射面と対に形成され、入射した光を前記出射領域に向けて反射させる反射面とを有する凸条を複数含み、
複数の前記凸条は、平面視において互いに相似し、同心かつ各辺が平行となるように配置された複数の仮想四角形の各辺上に配置されており、
前記仮想四角形の各対角線上に、前記仮想四角形の一辺上に配置されている前記凸条と、当該仮想四角形において前記一辺に隣接する他の一辺上に配置されている前記凸条とを離間する壁部が配置されている、
光束制御部材。

【請求項2】

前記フレネルレンズ部は、前記屈折部側に位置する第１フレネルレンズ部と、前記第１フレネルレンズ部の外側に位置する第２フレネルレンズ部とを有し、
前記第１フレネルレンズ部に属する前記仮想四角形を第１仮想四角形とし、前記第１仮想四角形の各辺上に配置されている前記凸条を第１凸条とし、前記第２フレネルレンズ部に属する前記仮想四角形を第２仮想四角形とし、前記第２仮想四角形の各辺上に配置されている前記凸条を第２凸条とした場合、
前記第１フレネルレンズ部は、複数の前記第１仮想四角形の各辺上に配置された複数の前記第１凸条を含み、
前記第２フレネルレンズ部は、１または２以上の前記第２仮想四角形の各辺上に配置された複数の前記第２凸条を含み、
前記壁部は、少なくとも前記第１フレネルレンズ部に配置されている、
請求項１に記載の光束制御部材。

【請求項3】

前記フレネルレンズ部は、前記屈折部側に位置する第１フレネルレンズ部と、前記第１フレネルレンズ部の外側に位置する第２フレネルレンズ部とを有し、
前記第１フレネルレンズ部に属する前記仮想四角形を第１仮想四角形とし、前記第１仮想四角形の各辺上に配置されている前記凸条を第１凸条とし、前記第２フレネルレンズ部に属する前記仮想四角形を第２仮想四角形とし、前記第２仮想四角形の各辺上に配置されている前記凸条を第２凸条とした場合、
前記第１フレネルレンズ部は、複数の前記第１仮想四角形の各辺上に配置された複数の前記第１凸条を含み、
前記第２フレネルレンズ部は、１または２以上の前記第２仮想四角形の各辺上に配置された複数の前記第２凸条を含み、
前記光軸を通り、かつ前記第１仮想四角形の一辺と平行な断面において、前記出射領域から出射し、前記出射領域から離れるにつれて前記光軸から離れる光の前記光軸に対する角度を「正」とし、前記出射領域から出射し、前記出射領域から離れるにつれて前記光軸に近づく光の前記光軸に対する角度を「負」とした場合、
前記第１フレネルレンズ部は、前記第１フレネルレンズ部を経由して前記出射領域から出射した第１出射光の前記光軸に対する角度が「正」となるように形成され、
前記第２フレネルレンズ部は、前記第２フレネルレンズ部を経由して前記出射領域から出射した第２出射光の中に、前記光軸と平行な光を含むように形成される、
請求項１に記載の光束制御部材。

【請求項4】

前記断面において、前記第２出射光のうち、前記光軸に対して前記出射領域の最も外側から出射した第２外側出射光の前記光軸に対する角度は、前記第１出射光のうち、前記光軸に対して前記出射領域の最も外側から出射した第１外側出射光の前記光軸に対する角度より小さい、請求項３に記載の光束制御部材。

【請求項5】

複数の前記第１仮想四角形および前記第２仮想四角形は、正方形である、請求項２〜４のいずれか一項に記載の光束制御部材。

【請求項6】

発光素子と、
請求項１〜５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。

【請求項7】

請求項６に記載の発光装置と、
前記発光装置からの出射光を拡散させつつ透過させるカバーと、
を有する、照明装置。

【請求項8】

請求項１〜５のいずれか一項に記載の光束制御部材を成形するための成形型であって、
前記フレネルレンズ部を成形するためのフレネルレンズ部成形領域を有し、
前記フレネルレンズ部成形領域は、平面視において互いに相似し、同心かつ各辺が平行となるように配置された複数の仮想四角形の各辺上に配置された複数の凹条を有し、
前記仮想四角形の各対角線上に、前記仮想四角形の一辺上に配置されている前記凹条と、当該仮想四角形において前記一辺に隣接する他の一辺上に配置されている前記凹条とを離間する溝部が配置されている、
成形型。

【請求項9】

前記溝の深さは、前記凹条の頂部から前記凹条の谷部までの深さより深い、請求項８に記載の成形型。

【請求項10】

前記フレネルレンズ部成形領域は、第１フレネルレンズ部成形領域と、前記第１フレネルレンズ部成形領域の外側に位置する第２フレネルレンズ部成形領域とを有し、
前記第１フレネルレンズ部成形領域に属する前記仮想四角形を第１仮想四角形とし、前記第１仮想四角形の各辺上に配置されている前記凹条を第１凹条とし、前記第２フレネルレンズ部成形領域に属する前記仮想四角形を第２仮想四角形とし、前記第２仮想四角形の各辺上に配置されている前記凹条を第２凹条とした場合、
前記第１フレネルレンズ部成形領域は、複数の前記第１仮想四角形の各辺上に配置された複数の前記第１凹条を含み、
前記第２フレネルレンズ部成形領域は、１または２以上の前記第２仮想四角形の各辺上に配置された複数の前記第２凹条を含み、
前記溝は、少なくとも前記第１フレネルレンズ部成形領域に配置されている、
請求項８または請求項９に記載の成形型。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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、前記光束制御部材を有する発光装置および照明装置、ならびに前記光束制御部材を成形するための成形型に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、省エネルギーや小型化の観点から、撮像カメラ用の発光装置として、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」ともいう）を光源とする発光装置（ＬＥＤフラッシュ）が使用されるようになってきた。このような発光装置としては、ＬＥＤと、フレネルレンズとを組み合わせたものがよく知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

図１Ａは、特許文献１に記載の発光装置の断面図である。図１Ａに示されるように、特許文献１に記載の発光装置１０は、基板２０と、光源用基板２１と、発光素子および蛍光体を含む光源３０と、フレネルレンズ４０とを有する。フレネルレンズ４０は、光源３０の発光面と対向するように基板２０上に配置されている。

【0004】

図１Ｂは、フレネルレンズ４０の断面図である。図１Ｂに示されるように、フレネルレンズ４０の一方の面には、屈折型フレネルレンズ部４１および反射型フレネルレンズ部４２が形成されている。屈折型フレネルレンズ部４１および反射型フレネルレンズ部４２は、それぞれ、同心円状に配置された円環状の突起を複数有している。屈折型フレネルレンズ部４１は、光源３０と対向する位置に形成されている。反射型フレネルレンズ部４２は、屈折型フレネルレンズ部４１の周囲に、光源３０を取り囲むように形成されている。フレネルレンズ４０において、屈折型フレネルレンズ部４１および反射型フレネルレンズ部４２が形成されている面は、入射領域４３として機能し、入射領域４３の反対側の面は出射領域４４として機能する。

【0005】

図１Ａに示される発光装置１０では、光源３０から光軸に対して小さな角度で出射した光は、屈折型フレネルレンズ部４１において所定の方向に屈折されて、出射領域４４から出射される。一方、光源３０から光軸に対して大きな角度で出射した光は、反射型フレネルレンズ部４２の入射面４５から入射し、反射面４６で所定の方向に反射されて、出射領域４４から出射される。このように、特許文献１に記載の発光装置１０は、屈折型フレネルレンズ部４１および反射型フレネルレンズ部４２を有するフレネルレンズ４０を用いて、光源３０から出射された光の配光を制御している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−１９２４９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

一般的に、撮像カメラの撮像領域の形状は、四角形である。よって、鮮明な撮像画像を得るためには、発光装置は被照射領域を四角形状に照らすことが好ましい。しかしながら、特許文献１のフレネルレンズを用いて四角形状の被照射領域に光を照射した場合、被照射領域の四隅が暗くなるおそれがある。また、被照射領域の四隅に十分に光を照射しようとすると、光を拡げる必要があるため、無駄な光が発生してしまう。このように、特許文献１のフレネルレンズを使用した場合、発光素子から出射された光を四角形状の被照射領域に均一かつ効率的に照射することができなかった。

【0008】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、四角形状の被照射領域に発光素子から出射された光を均一かつ効率的に照射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、ならびにこの光束制御部材を成形するための成形型を提供することも目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の光束制御部材は、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、発光素子から出射された光を入射させる入射領域と、前記入射領域から入射した光を出射させる出射領域と、を有し、前記入射領域は、前記発光素子の光軸と交わり、前記発光素子から出射された光の一部を入射させるとともに、入射した光を前記出射領域に向けて屈折させる屈折部と、前記屈折部の外側に位置するフレネルレンズ部と、を有し、前記フレネルレンズ部は、前記発光素子から出射された光の一部を入射させる入射面と、前記入射面と対に形成され、入射した光を前記出射領域に向けて反射させる反射面とを有する凸条を複数含み、複数の前記凸条は、平面視において互いに相似し、同心かつ各辺が平行となるように配置された複数の仮想四角形の各辺上に配置される、構成を採る。

【0010】

本発明の発光装置は、発光素子と本発明の光束制御部材とを有する構成を採る。

【0011】

本発明の照明装置は、本発明の発光装置と、前記発光装置からの出射光を拡散させつつ透過させるカバーとを有する構成を採る。

【0012】

本発明の成形型は、本発明の光束制御部材を成形するための成形型であって、前記フレネルレンズ部を成形するためのフレネルレンズ部成形領域を有し、前記フレネルレンズ部成形領域は、平面視において互いに相似し、同心かつ各辺が平行となるように配置された複数の仮想四角形の各辺上に配置された複数の凹条を有し、前記仮想四角形の各対角線上に、前記仮想四角形の一辺上に配置されている前記凹条と、当該仮想四角形において前記一辺に隣接する他の一辺上に配置されている前記凹条とを離間する溝部が配置されている構成を採る。

【発明の効果】

【0013】

本発明の光束制御部材を有する発光装置は、四角形状の被照射領域に発光素子から出射された光を均一かつ効率的に照射することができる。また、本発明の照明装置は、四角形状の被照射領域に均一かつ効率的に光を照らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１Ａ，Ｂは、特許文献１に記載の発光装置の構成を示す図である。

【図2】実施の形態１に係る発光装置の断面図である。

【図3】図３Ａ〜Ｄは、実施の形態１に係る光束制御部材の構成を示す図である。

【図4】図４Ａ〜Ｃは、実施の形態１に係る光束制御部材の断面図である。

【図5】図５Ａ〜Ｃは、比較例の光束制御部材の構成を示す図である。

【図6】図６Ａ〜Ｄは、比較例の発光装置を用いた照度分布のシミュレーション結果を示す図である。

【図7】図７Ａ，Ｂは、実施の形態１に係る発光装置における光路図である。

【図8】図８Ａ，Ｂは、実施の形態１に係る発光装置における光路図である。

【図9】図９Ａ，Ｂは、実施の形態１に係る発光装置における光路図である。

【図10】図１０Ａ，Ｂは、実施の形態１に係る発光装置における光路図である。

【図11】図１１Ａ〜Ｄは、実施の形態１に係る発光装置を用いた照度分布のシミュレーション結果を示す図である。

【図12】図１２Ａ〜Ｄは、実施の形態１に係る発光装置を用いた照度分布のシミュレーション結果を示す図である。

【図13】図１３Ａ〜Ｄは、実施の形態１に係る発光装置を用いた照度分布のシミュレーション結果を示す図である。

【図14】図１４Ａ〜Ｄは、実施の形態１に係る発光装置を用いた照度分布のシミュレーション結果を示す図である。

【図15】実施の形態１に係る照明装置の構成を示す図である。

【図16】図１６Ａ，Ｂは、実施の形態２に係る光束制御部材の構成を示す図である。

【図17】図１７Ａ〜Ｄは、実施の形態２に係る光束制御部材の構成を示す図である。

【図18】図１８Ａ〜Ｈは、実施の形態２に係る光束制御部材の断面図である。

【図19】図１９Ａ〜Ｃは、実施の形態２に係る光束制御部材の成形に用いる成形型の構成を示す図である。

【図20】図２０Ａ〜Ｄは、実施の形態２に係る光束制御部材の成形に用いる成形型の構成を示す図である。

【図21】図２１Ａ〜Ｈは、実施の形態２に係る光束制御部材の成形に用いる成形型の断面図である。

【図22】図２２Ａ，Ｂは、実施の形態３に係る光束制御部材の構成を示す図である。

【図23】図２３Ａ〜Ｄは、実施の形態３に係る光束制御部材の構成を示す図である。

【図24】図２４Ａ〜Ｈは、実施の形態３に係る光束制御部材の断面図である。

【図25】図２５Ａ〜Ｃは、実施の形態３に係る光束制御部材の成形に用いる成形型の構成を示す図である。

【図26】図２６Ａ〜Ｃは、実施の形態３に係る光束制御部材の成形に用いる成形型の構成を示す図である。

【図27】図２７Ａ〜Ｈは、実施の形態３に係る光束制御部材の成形に用いる成形型の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。

【0016】

［実施の形態１］
（光束制御部材および発光装置の構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る発光装置１００の断面図である。図２に示されるように、発光装置１００は、発光素子１２０および光束制御部材１４０を有する。発光素子１２０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。光束制御部材１４０は、発光素子１２０から出射された光の配光を制御する。光束制御部材１４０は、その中心軸ＣＡが発光素子１２０の光軸ＬＡに合致するように配置される。

【0017】

光束制御部材１４０は、射出成形により形成されうる。光束制御部材１４０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１４０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。

【0018】

図３および図４は、本実施の形態に係る光束制御部材１４０の構成を示す図である。図３Ａは、光束制御部材１４０の平面図であり、図３Ｂは、側面図であり、図３Ｃは、底面図であり、図３Ｄは、屈折部１４４およびフレネルレンズ部１４５を省略した底面図である。図４Ａは、図３Ｃに示されるＡ−Ａ線の断面図であり、図４Ｂは、Ｂ−Ｂ線の断面図であり、図４Ｃは、図４Ｂに示される破線部分の拡大図である。

【0019】

図３および図４に示されるように、光束制御部材１４０は、発光素子１２０から出射された光を入射させる入射領域１４１と、入射領域１４１の反対側に位置し、入射領域１４１から入射した光を出射させる出射領域１４２とを有する。入射領域１４１と出射領域１４２との間には、フランジ１４３が設けられていてもよい。

【0020】

光束制御部材１４０の平面視形状は、特に限定されない。本実施の形態の光束制御部材１４０の平面視形状は、長方形（より具体的には正方形）である。

【0021】

入射領域１４１は、発光素子１２０から出射された光を入射させる。入射領域１４１は、入射領域１４１の中央部分に位置する屈折部１４４と、屈折部１４４の外側に位置するフレネルレンズ部１４５とを有する。

【0022】

屈折部１４４は、発光素子１２０から出射された光の一部（光軸ＬＡに対して小さな角度で出射された光）を光束制御部材１４０内に入射させるとともに、入射した光を出射領域１４２に向かって屈折させる。屈折部１４４は、発光素子１２０と対向する位置に、光束制御部材１４０の中心軸ＣＡ（発光素子１２０の光軸ＬＡ）と交わるように配置されている（図２参照）。なお、屈折部１４４の形状は、上記の機能を発揮することができれば、特に限定されない。たとえば、屈折部１４４の形状は、球面または非球面であってもよいし、屈折型フレネルレンズであってもよい。本実施の形態における屈折部１４４の形状は、四角錐状である。

【0023】

フレネルレンズ部１４５は、発光素子１２０から出射された光の一部を入射させる入射面と、入射面と対に形成され、入射した光を前記出射領域に向けて反射させる反射面とを有する凸条を複数含む。これらの凸条は、平面視において互いに相似し、同心かつ各辺が平行となるように配置された複数の仮想四角形の各辺上に配置されている。

【0024】

より具体的には、フレネルレンズ部１４５は、屈折部１４４側に位置する第１フレネルレンズ部１４５ａと、第１フレネルレンズ部１４５ａの外側に位置する第２フレネルレンズ部１４５ｂとを有する。この後説明するように、屈折部１４４および第２フレネルレンズ部１４５ｂから入射した光は、主として四角形状の被照射領域の中央部分を照らす。一方、第１フレネルレンズ部１４５ａから入射した光は、主として四角形状の被照射領域の外周部分を照らす。

【0025】

第１フレネルレンズ部１４５ａは、発光素子１２０から出射された光の一部（光軸ＬＡに対してやや大きな角度で出射された光）を光束制御部材１４０内に入射させるとともに、入射した光を出射領域１４２に向けて反射させる（図８Ａ参照）。第１フレネルレンズ部１４５ａは、平面視において互いに相似し、同心かつ各辺が平行となるように配置された複数の第１仮想四角形Ｓ１（図３Ｄ参照）を想定し、これら第１仮想四角形Ｓ１の各辺上に配置された複数の第１凸条１４７を有する。第１仮想四角形Ｓ１は、前述の仮想四角形に該当し、第１凸条１４７は、前述の凸条に該当する。第１仮想四角形Ｓ１の形状は、特に限定されない。本実施の形態の第１仮想四角形Ｓ１の形状は、長方形（より具体的には正方形）である。

【0026】

各第１仮想四角形Ｓ１の一辺上に配置された第１凸条１４７は、それぞれが属する第１仮想四角形Ｓ１の隣接する他の一辺上に配置された第１凸条１４７と、接していてもよいし、離間していてもよい。通常、第１仮想四角形Ｓ１の任意の一辺上に配置された第１凸条１４７は、一端から他端まで同一形状に形成される。さらに、第１仮想四角形Ｓ１の四辺上に配置された４つの第１凸条１４７の形状も同じである。ある第１仮想四角形Ｓ１における第１凸条１４７と、他の第１仮想四角形Ｓ１における第１凸条１４７との大きさは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

【0027】

第１凸条１４７は、発光素子１２０から出射された光を入射させる入射面である第１傾斜面１４８と、第１傾斜面１４８から入射した光を出射領域１４２に向けて反射させる反射面である第２傾斜面１４９とを有する。各第１凸条１４７において、第１傾斜面１４８は内側（中心軸ＣＡ側）に位置し、第２傾斜面１４９は外側に位置する。また、各第１凸条１４７において、第１傾斜面１４８と第２傾斜面１４９とは、連続していてもよいし、不連続であってもよい。前者の場合、第１傾斜面１４８と第２傾斜面１４９との間に稜線が形成される。後者の場合、第１傾斜面１４８と第２傾斜面１４９との間に別の面が形成される。第１傾斜面１４８と第２傾斜面１４９との間に別の面を設けた場合、鋭角部分（稜線部分）を無くすことで、製造性を向上させることができる。

【0028】

中心軸ＣＡを含む断面において、第１傾斜面１４８は、直線であってもよいし、曲線であってもよい。発光素子１２０の光軸ＬＡに対する第１傾斜面１４８の角度は、第１傾斜面１４８から入射した光を第２傾斜面１４９側に屈折させることができれば特に限定されず、発光素子１２０の大きさや位置などに応じて適宜設定されうる。なお、中心軸ＣＡを含む断面において、第１傾斜面１４８が曲線の場合、「第１傾斜面１４８の角度」とは、光の入射点における第１傾斜面１４８の接線の角度をいう。

【0029】

中心軸ＣＡを含む断面において、第２傾斜面１４９は、直線であってもよいし、曲線であってもよい。発光素子１２０の光軸ＬＡに対する第２傾斜面１４９の角度は、出射領域１４２から出射した光が被照射領域の外周部分に向かうように、第１傾斜面１４８から入射した光を出射領域１４２側に反射させることができれば特に限定されない。なお、中心軸ＣＡを含む断面において、第２傾斜面１４９が曲線の場合、「第２傾斜面１４９の角度」とは、光の入射点における第２傾斜面１４９の接線の角度をいう。

【0030】

第２フレネルレンズ部１４５ｂは、発光素子１２０から出射された光の一部（光軸ＬＡに対して大きな角度で出射された光）を光束制御部材１４０内に入射させるとともに、入射した光を出射領域１４２に向けて反射させる（図８Ｄ参照）。第２フレネルレンズ部１４５ｂは、平面視において第１仮想四角形Ｓ１と相似し、第１仮想四角形Ｓ１と同心かつ各辺が平行となるように配置された１または２以上の第２仮想四角形Ｓ２を想定し、その四辺上に配置された複数の第２凸条１５０を有する。第２仮想四角形Ｓ２は、前述の仮想四角形に該当し、第２凸条１５０は、前述の凸条に該当する。本実施の形態では、１つの第２仮想四角形Ｓ２の四辺上に配置された４つの第２凸条１５０を有する場合を示している。

【0031】

第２仮想四角形Ｓ２の一辺上に配置された第２凸条１５０は、第２仮想四角形Ｓ２の隣接する他の一辺上に配置された第２凸条１５０と、接していてもよいし、離間していてもよい。通常、第２仮想四角形Ｓ２の任意の一辺上に配置された第２凸条１５０は、一端から他端まで同一形状に形成される。さらに、第２仮想四角形Ｓ２の四辺上に配置された４つの第２凸条１５０の形状も同じである。ある第２仮想四角形Ｓ２における第２凸条１５０と、他の第２仮想四角形Ｓ２における第２凸条１５０との大きさは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、第２凸条１５０は、屈折部１４４および第１フレネルレンズ部１４５ａから入射しなかった側方方向の光を入射させる観点から、屈折部１４４および第１フレネルレンズ部１４５ａより大きく形成されていることが好ましい。

【0032】

第２凸条１５０は、発光素子１２０から出射された光を入射させる入射面である第３傾斜面１５１と、第３傾斜面１５１から入射した光を出射領域１４２に向けて反射させる反射面である第４傾斜面１５２とを有する。第３傾斜面１５１は内側（中心軸ＣＡ側）に位置し、第４傾斜面１５２は外側に位置する。また、第３傾斜面１５１と第４傾斜面１５２とは、連続していてもよいし、不連続であってもよい。前者の場合、第３傾斜面１５１と第４傾斜面１５２との間に稜線が形成される。後者の場合、第３傾斜面１５１と第４傾斜面１５２との間に別の面が形成される。第３傾斜面１５１と第４傾斜面１５２との間に別の面を設けた場合、鋭角部分（稜線部分）を無くすことで、製造性を向上させることができる。

【0033】

中心軸ＣＡを含む断面において、第３傾斜面１５１は、直線であってもよいし、曲線であってもよい。発光素子１２０の光軸ＬＡに対する第３傾斜面１５１の角度は、第３傾斜面１５１から入射した光を第４傾斜面１５２側に屈折させることができれば特に限定されず、発光素子１２０の大きさや位置などに応じて適宜設定されうる。なお、中心軸ＣＡを含む断面において、第３傾斜面１５１が曲線の場合、「第３傾斜面１５１の角度」とは、光の入射点における第３傾斜面１５１の接線の角度をいう。

【0034】

中心軸ＣＡを含む断面において、第４傾斜面１５２は、直線であってもよいし、曲線であってもよい。発光素子１２０の光軸ＬＡに対する第４傾斜面１５２の角度は、出射領域１４２から出射した光が被照射領域の中央部分に向かうように、第１傾斜面１４８から入射した光を出射領域１４２側に反射させることができれば特に限定されない。なお、中心軸ＣＡを含む断面において、第４傾斜面１５２が曲線の場合、「第４傾斜面１５２の角度」とは、光の入射点における第４傾斜面１５２の接線の角度をいう。

【0035】

［光路シミュレーションおよび照度シミュレーション］
図３および図４に示される本実施の形態に係る光束制御部材１４０を有する発光装置１００について、発光素子１２０から出射された光の光路のシミュレーションおよび照度分布のシミュレーションを行った。また、比較のため、図５に示される光束制御部材５０を有する発光装置についても、発光素子から出射された光の光路のシミュレーションおよび照度分布のシミュレーションをした。

【0036】

図５Ａは、比較例の光束制御部材５０の平面図であり、図５Ｂは、図５Ａに示されるＣ−Ｃ線の断面図であり、図５Ｃは、底面図である。図５に示されるように、比較例の光束制御部材５０は、平面視形状が円形である点、同心円状に配置された円環状の凸部６０を複数有する点などで本実施の形態に係る光束制御部材１４０と異なる。

【0037】

図６は、比較例の発光装置を用いた照度分布のシミュレーション結果を示す図である。図６Ａは、発光素子の発光面から１００ｍｍ離れた被照射領域を想定した場合の照度分布のシミュレーション結果であり、図６Ｂは、発光素子の発光面から５００ｍｍ離れた被照射領域を想定した場合の照度分布のシミュレーション結果であり、図６Ｃは、発光素子の発光面から１０００ｍｍ離れた被照射領域を想定した場合の照度分布のシミュレーション結果であり、図６Ｄは、発光素子の発光面から１５００ｍｍ離れた被照射領域を想定した場合の照度分布のシミュレーション結果である。図６Ａ〜図６Ｄの左図における縦軸および横軸は、発光素子の光軸ＬＡ（光束制御部材５０の中心軸ＣＡ）からの距離（ｍｍ）を示している。また、右図における縦軸は、照度（ｌｕｘ）を示している。

【0038】

図６Ａ〜Ｄに示されるように、比較例の光束制御部材５０を有する発光装置では、発光素子の発光面からの距離に関わらず、被照射領域における照度分布の外形は円形であった。

【0039】

図７〜図１０は、本実施の形態に係る発光装置１００の平面図および光路図である。図７Ａは、発光装置１００の平面図であり、図７Ｂ、図８Ａおよび図８Ｂは、図７Ａに示される第１仮想四角形Ｓ１および第２仮想四角形Ｓ２の一辺に平行なＤ−Ｄ線の断面図である。図７Ｂは、その断面における屈折部１４４、第１フレネルレンズ部１４５ａおよび第２フレネルレンズ部１４５ｂから入射する光の光路図である。図７Ａでは、想定される第１仮想四角形Ｓ１および第２仮想四角形Ｓ２の一部（それぞれ１つずつ）を破線で示している。図８Ａは、図７Ａに示されるＤ−Ｄ断面における第１フレネルレンズ部１４５ａから入射する光の光路図であり、図８Ｂは、図７Ａに示されるＤ−Ｄ断面における第２フレネルレンズ部１４５ｂから入射する光の光路図である。図９Ａは、発光装置１００の平面図であり、図９Ｂ、図１０Ａおよび図１０Ｂは、図９Ａに示される第１仮想四角形Ｓ１および第２仮想四角形Ｓ２の対角Ｅ−Ｅ線の断面図である。図９Ｂは、その断面における屈折部１４４、第１フレネルレンズ部１４５ａおよび第２フレネルレンズ部１４５ｂから入射する光の光路図である。図１０Ａは、図９Ａに示されるＥ−Ｅ断面における第１フレネルレンズ部１４５ａから入射する光の光路図であり、図１０Ｂは、図９Ａに示されるＥ−Ｅ断面における第２フレネルレンズ部１４５ｂから入射する光の光路図である。なお、図７Ｂ、図８、図９Ｂおよび図１０では、発光面の半面から出射された光のみ示している。

【0040】

以下の説明では、光軸ＬＡを通り、かつ第１仮想四角形Ｓ１（第２仮想四角形Ｓ２）の一辺と平行な断面において、出射領域１４２から出射し、出射領域１４２から離れるにつれて光軸ＬＡから離れる光の光軸ＬＡに対する角度を「正」とし、出射領域１４２から出射し、出射領域１４２から離れるにつれて光軸ＬＡに近づく光の光軸ＬＡに対する角度を「負」とする。この場合、図８Ａに示されるように、第１フレネルレンズ部１４５ａで反射して出射領域１４２から出射した第１出射光Ｌ１の光軸ＬＡに対する角度は、「正」である（光束制御条件：０°＜θ１ａ，θ１ｂ）。すなわち、第１フレネルレンズ部１４５ａで反射して出射領域１４２から出射した第１出射光Ｌ１は、被照射領域の外周部分に向かうように制御される。また、第１出射光Ｌ１のうち、最も光軸ＬＡ側から出射した第１内側出射光Ｌ１ａの出射角（θ１ａ）は、最も外側から出射した第１外側出射光Ｌ１ｂの出射角（θ１ｂ）より小さくなるように制御されている。これにより、第１フレネルレンズ部１４５ａから入射した光は、被照射領域の外周部分に向かうように制御される。

【0041】

また、図８Ｂに示されるように、第２フレネルレンズ部１４５ｂで反射して出射領域１４２から出射した第２出射光Ｌ２は、光軸ＬＡ（ＬＡ’）に対する角度が「正」、「０（平行）」および「負」の出射光を有する（光束制御条件：θ２ａ≦０°≦θ２ｂ）。また、第２出射光Ｌ２のうち、最も外側から出射した第２外側出射光Ｌ２ｂの出射角（θ２ｂ）は、第１外側出射光Ｌ１ｂの出射角（θ１ｂ）より小さくなるように制御されている（光束制御条件：θ２ｂ＜θ１ｂ）。これらにより、第２フレネルレンズ部１４５ｂから入射した光は、被照射領域の中央部分に向かうように制御される。なお、「θ２ａ」は、第２出射光Ｌ２のうち、最も内側から出射した第２内側出射光Ｌ２ａの出射角を示している。ここでいう出射角とは、出射光の光軸ＬＡに対する角度を意味する。

【0042】

このように、光軸ＬＡを通り、かつ第１仮想四角形Ｓ１（第２仮想四角形Ｓ２）の一辺に平行な断面において、前述の光束制御条件（０°＜θ１ａ，θ１ｂ、θ２ａ≦０°≦θ２ｂ、θ２ｂ＜θ１ｂ）を満たし、一端から他端まで同一形状の第１凸条１４７（第２凸条１５０）を第１仮想四角形Ｓ１（第２仮想四角形Ｓ２）の各辺に沿って形成すると、図１０に示される第１仮想四角形Ｓ１（第２仮想四角形Ｓ２）の対角線を含む断面では、被照射領域の外周方向に向かうように制御されており、四角形状の被照射領域におけるコーナー方向に向かう光が生成されていることがわかる。すなわち、光軸ＬＡを通り、かつ第１仮想四角形Ｓ１（第２仮想四角形Ｓ２）の一辺に平行な断面において、第１凸条１４７（第２凸条１５０）が、前述の光束制御条件を満たさない場合には、均一性の高い四角形状の被照射領域が得られない。なお、第１凸条１４７および第２凸条１５０の設計には、発光素子１２０の発光面上の光軸ＬＡとの交点から出射する光を用いる。

【0043】

図１１〜図１４は、本実施の形態に係る発光装置１００を用いた照度分布のシミュレーション結果を示す図である。図１１は、発光素子１２０の発光面から１００ｍｍ離れた被照射領域を想定した場合の照度分布のシミュレーション結果である。図１１Ａは、屈折部１４４および第１フレネルレンズ部１４５ａから入射した光に基づく照度分布のシミュレーション結果であり、図１１Ｂは、第２フレネルレンズ部１４５ｂから入射した光に基づく照度分布のシミュレーション結果であり、図１１Ｃは、図１１Ｂの照度スケールを図１１Ａに合わせたものであり、図１１Ｄは、屈折部１４４、第１フレネルレンズ部１４５ａおよび第２フレネルレンズ部１４５ｂから入射した光に基づく照度分布のシミュレーション結果である。

【0044】

図１２は、発光素子１２０の発光面から５００ｍｍ離れた被照射領域を想定した場合の照度分布のシミュレーション結果である。図１２Ａは、屈折部１４４および第１フレネルレンズ部１４５ａから入射した光に基づく照度分布のシミュレーション結果であり、図１２Ｂは、第２フレネルレンズ部１４５ｂから入射した光に基づく照度分布のシミュレーション結果であり、図１２Ｃは、図１２Ｂの照度スケールを図１２Ａに合わせたものであり、図１２Ｄは、屈折部１４４、第１フレネルレンズ部１４５ａおよび第２フレネルレンズ部１４５ｂから入射した光に基づく照度分布のシミュレーション結果である。

【0045】

図１３は、発光素子１２０の発光面から１０００ｍｍ離れた被照射領域を想定した場合の照度分布のシミュレーション結果である。図１３Ａは、屈折部１４４および第１フレネルレンズ部１４５ａから入射した光に基づく照度分布のシミュレーション結果であり、図１３Ｂは、第２フレネルレンズ部１４５ｂから入射した光に基づく照度分布のシミュレーション結果であり、図１３Ｃは、図１３Ｂの照度スケールを図１３Ａに合わせたものであり、図１３Ｄは、屈折部１４４、第１フレネルレンズ部１４５ａおよび第２フレネルレンズ部１４５ｂから入射した光に基づく照度分布のシミュレーション結果である。

【0046】

図１４は、発光素子１２０の発光面から１５００ｍｍ離れた被照射領域を想定した場合の照度分布のシミュレーション結果である。図１４Ａは、屈折部１４４および第１フレネルレンズ部１４５ａから入射した光に基づく照度分布のシミュレーション結果であり、図１４Ｂは、第２フレネルレンズ部１４５ｂから入射した光に基づく照度分布のシミュレーション結果であり、図１４Ｃは、図１４Ｂの照度スケールを図１４Ａに合わせたものであり、図１４Ｄは、屈折部１４４、第１フレネルレンズ部１４５ａおよび第２フレネルレンズ部１４５ｂから入射した光に基づく照度分布のシミュレーション結果である。

【0047】

なお、図１１〜図１４の左図における縦軸および横軸は、発光素子の光軸ＬＡ（光束制御部材１４０の中心軸ＣＡ）からの距離（ｍｍ）を示している。また、右図における縦軸は、照度（ｌｕｘ）を示している。

【0048】

図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａおよび図１４Ａに示されるように、本実施の形態に係る光束制御部材１４０を有する発光装置１００では、発光素子１２０の発光面からの距離に関わらず、第１フレネルレンズ部１４５ａから入射した光は、被照射領域の外周部分を照らす。また、図１１Ｃ、図１２Ｃ、図１３Ｃおよび図１４Ｃに示されるように、第２フレネルレンズ部１４５ｂから入射した光は、被照射領域の中央部分を照らす。さらに、図１１Ｄ、図１２Ｄ、図１３Ｄおよび図１４Ｄに示されるように、本実施の形態に係る光束制御部材１４０を有する発光装置１００では、発光素子１２０の発光面からの距離に関わらず、被照射領域が四角形状であった。

【0049】

このように、第１仮想四角形Ｓ１および第２仮想四角形Ｓ２が正方形ならば、本実施の形態のように、正方形状の被照射領域を照らすことができる。すなわち、第１仮想四角形Ｓ１および第２仮想四角形Ｓ２の形状と、被照射領域の形状は、相似形状である。よって、長方形状の被照射領域を照らす場合には、第１仮想四角形Ｓ１および第２仮想四角形Ｓ２を長方形にすればよい。

【0050】

図６、図１１Ｄ、図１２Ｄ、図１３Ｄおよび図１４Ｄの矢印は、被照射領域の四隅（最も暗い部分）における照度のヒストグラムを指している。これは、本実施の形態に係る光束制御部材１４０を用いた場合の被照射領域の四隅は、比較例の光束制御部材５０を用いた場合の被照射領域の四隅より明るいことを示している。すなわち、本実施の形態に係る発光装置１００は、前述した光束制御条件を満たす凸条を四角形の各辺上に配置されるように形成することで、比較例の発光装置よりも、中央部分から外周部分に至るまでの四角形状の被照射領域を均一かつ効率的に照らしていることがわかる。

【0051】

［効果］
以上のように、本実施の形態に係る光束制御部材１４０は、第１フレネルレンズ部１４５ａおよび第２フレネルレンズ部１４５ｂから入射し、出射領域１４２から出射する光の配光をそれぞれ前述の光束制御条件にしたがって制御することで、四角形状の被照射領域を均一かつ効率的に照らすことができる。

【0052】

なお、発光素子１２０の平面形状は、特に限定されない。発光素子１２０の平面形状の例には、円形状、四角形状などの多角形状が含まれる。たとえば、四角形状の発光素子１２０の場合、発光素子１２０の一辺と、光束制御部材１４０の第１仮想四角形Ｓ１（第２仮想四角形Ｓ２）の一辺との位置関係も特に限定されず、４５°ずらして配置した場合であっても、同様の効果を得ることができる。

【0053】

［照明装置の構成］
次に、本実施の形態に係る発光装置１００を有する照明装置４００について説明する。

【0054】

図１５は、本実施の形態に係る照明装置４００の構成を示す図である。図１５に示されるように、照明装置４００は、複数の発光装置１００およびカバー４２０を有していてもよい。前述したように、発光装置１００は、光束制御部材１４０および発光素子１２０を含む。発光素子１２０は、基板４４０に固定されている。

【0055】

カバー４２０は、発光装置１００からの出射光を拡散させつつ透過させるとともに、発光装置１００を保護する。カバー４２０は、発光装置１００から出射される光の光路上に配置されている。カバー４２０の材料は、上記の機能を発揮することができれば特に限定されない。カバー４２０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。

【0056】

［効果］
本実施の形態に係る照明装置４００は、本実施の形態に係る光束制御部材１４０および発光装置１００と同様の効果を有する。

【0057】

［実施の形態２］
実施の形態２に係る発光装置および照明装置は、光束制御部材２４０の形状が実施の形態１に係る発光装置１００および照明装置４００とそれぞれ異なる。そこで、実施の形態１に係る発光装置１００および照明装置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し、光束制御部材２４０の新しい構成要素を中心に説明する。実施の形態２に係る光束制御部材２４０は、第１仮想四角形Ｓ１の対角線上に、隣り合う凸条を離間する壁部２６０をさらに有する点で実施の形態１に係る光束制御部材１４０と異なる。

【0058】

（光束制御部材の構成）
図１６〜図１８は、実施の形態２に係る光束制御部材２４０の構成を示す図である。図１６Ａは、実施の形態２に係る光束制御部材２４０を下側から見た斜視図であり、図１６Ｂは、図１６Ａにおいて破線で示される部分の拡大図である。図１７Ａは、実施の形態２に係る光束制御部材２４０の底面図であり、図１７Ｂは、側面図であり、図１７Ｃは、屈折部１４４およびフレネルレンズ部２４５を省略した底面図であり、図１７Ｄは、図１７Ａに示されるＦ−Ｆ線の断面図である。図１８Ａは、図１７Ａに示されるＧ−Ｇ線の断面図であり、図１８Ｂは、図１８Ａにおいて破線で示される部分の拡大図であり、図１８Ｃは、Ｈ−Ｈ線の断面図であり、図１８Ｄは、図１８Ｃにおいて破線で示される部分の拡大図であり、図１８Ｅは、Ｉ−Ｉ線の断面図であり、図１８Ｆは、図１８Ｅにおいて破線で示される部分の拡大図であり、図１８Ｇは、Ｊ−Ｊ線の断面図であり、図１８Ｈは、図１８Ｇにおいて破線で示される部分の拡大図である。

【0059】

図１６〜図１８に示されるように、実施の形態２に係る光束制御部材２４０は、入射領域２４１および出射領域１４２を有する。入射領域２４１と出射領域１４２との間には、フランジ２４３が設けられている。また、入射領域２４１は、屈折部１４４と、第１フレネルレンズ部２４５ａおよび第２フレネルレンズ部１４５ｂを含むフレネルレンズ部２４５と、を有する。

【0060】

第１フレネルレンズ部２４５ａは、平面視において互いに相似し、同心かつ各辺が平行となるように配置された複数の第１仮想四角形Ｓ１を想定し、その四辺上に配置された４つの第１凸条２４７を有する。

【0061】

第１仮想四角形Ｓ１の各対角線上には、壁部２６０が配置されている。壁部２６０は、所定の厚みを有しており、第１仮想四角形Ｓ１において互いに隣接する２つの第１凸条２４７，２４７を離間する。壁部２６０は、第１凸条２４７の谷部から第１凸条２４７の頂部までと同じ高さ、またはそれ以上の高さに設計される。第１仮想四角形Ｓ１の対角線に直交する方向における壁部２６０の断面形状は、縦長の長方形である。また、壁部２６０は、平面視において最も内側にある第１仮想四角形Ｓ１の第１凸条２４７から、最も外側にある第１仮想四角形Ｓ１の第１凸条２４７まで連続して配置されている。なお、壁部２６０の内側端部は、屈折部１４４まで延在されていてもよい。

【0062】

また、壁部２６０は、第１仮想四角形Ｓ１の対角線の方向における一方の端部が屈折部１４４に達しており、他方の端部が第２フレネルレンズ部１４５ｂに達していれば、第１凸条２４７の頂部までの高さよりも低くてもよい（段落００７４参照）。

【0063】

なお、特に図示しないが、実施の形態２に係る光束制御部材２４０を有する発光装置を用いた照度分布のシミュレーション結果は、実施の形態１に係る光束制御部材１４０を有する発光装置１００を用いた照度分布のシミュレーション結果と同じであった。

【0064】

（成形型の構成）
次に、実施の形態２に係る光束制御部材２４０を成形するための成形型２７０について説明する。図１９〜図２１は、実施の形態２に係る光束制御部材２４０の成形に用いられる成形型２７０の構成を示す図である。図１９Ａは、成形型２７０の第１金型２７２を下から見た斜視図であり、図１９Ｂは、図１９Ａにおいて破線で示される円Ｃ１の部分の拡大図であり、図１９Ｃは、破線で示される円Ｃ２の部分の拡大図である。図２０Ａは、第１金型２７２の底面図であり、図２０Ｂは、屈折部成形領域およびフレネルレンズ部成形領域２７４を省略した底面図であり、図２０Ｃは、図２０Ａに示されるＫ−Ｋ線の断面図であり、図２０Ｄは、図２０Ａにおいて破線で示される部分の拡大図である。図２１Ａは、図２１Ａに示されるＬ−Ｌ線の断面図であり、図２１Ｂは、図２１Ａにおいて破線で示される部分の拡大図であり、図２１Ｃは、Ｍ−Ｍ線の断面図であり、図２１Ｄは、図２１Ｃにおいて破線で示される部分の拡大図であり、図２１Ｅは、Ｎ−Ｎ線の断面図であり、図２１Ｆは、図２１Ｅにおいて破線で示される部分の拡大図であり、図２１Ｇは、Ｏ−Ｏ線の断面図であり、図２１Ｈは、図２１Ｇにおいて破線で示される部分の拡大図である。

【0065】

一般的に、フレネルレンズの成形に使用される成形型は、円形の金型を旋盤加工して同心円状の溝（凹部）を複数形成することで製造されうる。しかしながら、前述したように、本発明に係る光束制御部材２４０は、直線状の第１凸条２４７を含むフレネルレンズ部２４５を有する。よって、本発明に係る成形型２７０は、第１凸条２４７に対応する凹条を旋盤加工により形成することができない。また、互いに隣接する２つの凹条が接続している場合、凹条による角を機械加工により形成することは困難である。仮に第１凸条２４７に対応する凹条を形成することができたとしても、射出成形時に凹条と隣接する凹条との境界部分に気泡が残ってしまうおそれがある。

【0066】

このような問題を解決すべく、本実施の形態に係る光束制御部材２４０を成形する成形型２７０では、隣接する第１凹条２７７の境界部分に溝部２８０が配置されている。

【0067】

図１９〜図２１に示されるように、成形型２７０は、光束制御部材２４０の入射領域２４１側の部分を成形するための第１金型２７２と、出射領域１４２側の部分を成形するための第２金型（図示省略）と、を有する。

【0068】

第１金型２７２は、光束制御部材２４０の入射領域２４１側の形状に対応した形状を有する。第１金型２７２は、屈折部１４４を成形するための屈折部成形領域２７３と、フレネルレンズ部２４５を成形するためのフレネルレンズ部成形領域２７４と、を有している。フレネルレンズ部成形領域２７４は、平面視において互いに相似し、同心かつ各辺が平行となるように配置された複数の仮想四角形の各辺上に配置された複数の凹条を有する。仮想四角形の各対角線上には、仮想四角形の一辺上に配置されている凹条と、当該仮想四角形において一辺に隣接する他の一辺上に配置されている凹条とを離間する溝部が配置されている。より具体的には、フレネルレンズ部成形領域２７４は、第１フレネルレンズ部１４５ａを成形するための第１フレネルレンズ部成形領域２７５と、前記第１フレネルレンズ部成形領域の外側に位置し、第２フレネルレンズ部１４５ｂを成形するための第２フレネルレンズ部成形領域２７６と、を有している。

【0069】

第１フレネルレンズ部成形領域２７５は、複数の第１仮想四角形Ｓ１に対応した、平面視において互いに相似し、同心かつ各辺が平行となるように配置された複数の第１仮想四角形Ｓ１’の各辺上に配置された複数の第１凹条２７７を有している。第１仮想四角形Ｓ１’は前述の仮想四角形に該当し、第１凹条２７７は、前述の凹条に該当する。第１仮想四角形Ｓ１’の各対角線上には、溝部２８０が配置されている。

【0070】

第２フレネルレンズ部成形領域２７６は、１または２以上の前記第１仮想四角形Ｓ１’に対応した、平面視において前記第１仮想四角形Ｓ１’と相似し、前記第１仮想四角形Ｓ１’と同心かつ各辺が平行となるように配置された１または２以上の第２仮想四角形Ｓ２’の各辺上に配置された複数の第２凹条２７８を有している。第２仮想四角形Ｓ２’は、前述の仮想四角形に該当し、第２凹条２７８は、前述の凹条に該当する。

【0071】

溝部２８０は、後述する射出成形時において、キャビティーのガス抜け用の通路として機能する。溝部２８０は、所定の深さを有しており、第１仮想四角形Ｓ１’において互いに隣接する２つの第１凹条２７７，２７７を離間する。溝部２８０は、第１凹条２７７の頂部から第１凹条２７７の谷部までと同じ深さ、またはそれよりも深く形成される。また、溝部２８０は、平面視において最も内側にある第１仮想四角形Ｓ１’の第１凹条２７７から、最も外側にある第１仮想四角形Ｓ１’の第１凹条２７７まで連続して配置されている。すなわち、溝部２８０は、少なくとも第１フレネルレンズ部成形領域２７５に配置されていればよい。なお、溝部２８０の内側端部は、屈折部成形領域２７３まで延在されていてもよい。

【0072】

第２金型（図示省略）は、光束制御部材２４０の出射領域１４２側の形状に対応した形状を有する。第２金型は、第１金型２７２と型締めされることで、光束制御部材２４０の形状をしたキャビティーを形成する。

【0073】

前述したように光束制御部材２４０は、射出成形により製造されうる。射出成形は、成形型２７０（第１金型２７２および第２金型）を型締めする型締め工程と、成形型２７０の内部（キャビティー）に溶融した樹脂を充填する充填工程と、成形型２７０内に溶融樹脂を充填させた状態で保圧しながら自然冷却する保圧工程と、型締めされた成形型２７０を型開きする型開き工程と、を有する。

【0074】

前述したように、溝部２８０は、射出成形時の充填工程において、ガス抜き用の通路として機能すればよいため、溝部２８０の深さは、必ずしも第１凹条２７７の頂部から谷部までの深さと一致させる必要はない。したがって、光束制御部材２４０において、壁部２６０は、屈折部１４４と第２フレネルレンズ部１４５ｂを繋ぐように連続して成形されていればよい。また、充填工程において溶融樹脂が完全に流れ込む必要もない。また、溝部２８０の形状は、充填工程においてキャビティー内のガスが抜ければ特に限定されない。

【0075】

さらに、溝部２８０は、ガス抜き用の通路として機能すればよいので、溝部２８０の数は、１つであってもよいし、２〜４つであってもよい。溝部２８０が１つの場合、当該溝部２８０は、溶融樹脂が充填されるゲートに対して、反対側に形成されていてもよく、反対側に形成されていなくてもよい。

【0076】

（効果）
本実施の形態に係る光束制御部材２４０は、実施の形態１に係る光束制御部材１４０と同様の効果を有する。また、本実施の形態に係る発光装置および照明装置は、実施の形態１に係る発光装置１００および照明装置４００と同様の効果を有する。

【0077】

本実施の形態に係る成形型２７０は、ガス抜き用の溝部２８０を有しているため、気泡による成形不良の発生を抑制し、製造歩留りを向上させることができる。また、本実施の形態に係る成形型２７０では、隣接する直線状の第１凹条２７７，２７７が互いに離間しており、第１凹条２７７を矩形状に繋げる必要がなく、矩形の角が形成されていないため、機械加工によりフレネルレンズ部成形領域２７４を容易に形成することができる。

【0078】

なお、第１成形型２７２は、第１仮想四角形Ｓ１’の対角線および中心軸ＣＡを含む平面で４つに分割されていてもよい。この場合、第１成形型２７２の組み立て作業時において、溝部２８０により第１凹条２７７の端面同士が衝突することを防ぐことができるため、組み立て作業を容易にすることができる。

【0079】

［実施の形態３］
（光束制御部材の構成）
実施の形態３の発光装置および照明装置は、光束制御部材３４０の形状が実施の形態２の発光装置および照明装置とそれぞれ異なる。そこで、実施の形態２に係る発光装置１００および照明装置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し、光束制御部材３４０の新しい構成要素を中心に説明する。実施の形態３に係る光束制御部材３４０は、壁部の断面形状が実施の形態２に係る光束制御部材２４０と異なる。

【0080】

図２２〜図２４は、実施の形態３に係る光束制御部材３４０の構成を示す図である。図２２Ａは、実施の形態３に係る光束制御部材３４０を下側から見た斜視図であり、図２２Ｂは、図２２Ａにおいて破線で示される部分の拡大図である。図２３Ａは、実施の形態３に係る光束制御部材３４０の底面図であり、図２３Ｂは、側面図であり、図２３Ｃは、屈折部１４４およびフレネルレンズ部３４５を省略した底面図であり、図２３Ｄは、図２３Ａに示されるＰ−Ｐ線の断面図である。図２４Ａは、図２３Ａに示されるＱ−Ｑ線の断面図であり、図２４Ｂは、図２４Ａにおいて破線で示される部分の拡大図であり、図２４Ｃは、Ｒ−Ｒ線の断面図であり、図２４Ｄは、図２４Ｃにおいて破線で示される部分の拡大図であり、図２４Ｅは、Ｓ−Ｓ線の断面図であり、図２４Ｆは、図２４Ｅにおいて破線で示される部分の拡大図であり、図２４Ｇは、Ｔ−Ｔ線の断面図であり、図２４Ｈは、図２４Ｇにおいて破線で示される部分の拡大図である。

【0081】

図２２〜図２４に示されるように、実施の形態３に係る光束制御部材３４０は、入射領域３４１および出射領域１４２を有する。入射領域３４１と出射領域１４２との間には、フランジ２４３が設けられている。また、入射領域３４１は、屈折部１４４と、第１フレネルレンズ部３４５ａおよび第２フレネルレンズ部１４５ｂを含むフレネルレンズ部３４５と、を有する。

【0082】

第１フレネルレンズ部３４５ａは、平面視において互いに相似し、同心かつ各辺が平行となるように配置された複数の第１仮想四角形Ｓ１を想定し、その四辺上に配置された４つの第１凸条３４７を有する。

【0083】

第１仮想四角形Ｓ１の各対角線上には、壁部３６０が配置されている。壁部３６０は、所定の厚みを有しており、第１仮想四角形Ｓ１において互いに隣接する２つの第１凸条３４７，３４７を離間する。壁部３６０は、第１凸条３４７の谷部から第１凸条３４７の頂部までと同じ高さ、またはそれ以上の高さとなるように設計される。第１仮想四角形Ｓ１の対角線に直交する方向における壁部３６０の断面形状は、縦長の二等辺三角形である。また、壁部３６０は、平面視において最も内側にある第１仮想四角形Ｓ１の第１凸条３４７から、最も外側にある第１仮想四角形Ｓ１の第１凸条３４７まで連続して配置されている。なお、壁部３６０の内側端部は、屈折部１４４まで延在されていてもよい。実施の形態３の光束制御部材３４０における壁部３６０の高さも、第１凸条３４７の谷部から頂部までの同じ高さでなくてもよい。

【0084】

また、特に図示しないが、実施の形態３に係る光束制御部材３４０を有する発光装置を用いた照度分布のシミュレーション結果は、実施の形態１に係る光束制御部材１４０を有する発光装置１００を用いた照度分布のシミュレーション結果と同じであった。

【0085】

（成形型の構成）
次に、実施の形態３に係る光束制御部材３４０を成形するための成形型３７０について説明する。図２５〜図２７は、実施の形態３に係る光束制御部材３４０の成形に用いられる成形型３７０の構成を示す図である。図２５Ａは、成形型３７０の第１金型３７２を下から見た斜視図であり、図２５Ｂは、図２５Ａにおいて破線で示される円Ｃ３の部分の拡大図であり、図２５Ｃは、破線出示される円Ｃ４の部分の拡大図である。図２６Ａは、第１金型３７２の底面図であり、図２６Ｂは、屈折部成形領域およびフレネルレンズ部成形領域２７４を省略した底面図であり、図２６Ｃは、図２６Ａに示されるＵ−Ｕ線の断面図であり、図２６Ｄは、図２６Ａにおいて破線で示される部分の拡大図である。図２７Ａは、図２６Ａに示されるＶ−Ｖ線の断面図であり、図２７Ｂは、図２７Ａにおいて破線で示される部分の拡大図であり、図２７Ｃは、Ｗ−Ｗ線の断面図であり、図２７Ｄは、図２７Ｃにおいて破線で示される部分の拡大図であり、図２７Ｅは、Ｘ−Ｘ線の断面図であり、図２７Ｆは、図２７Ｅにおいて破線で示される部分の拡大図であり、図２７Ｇは、Ｙ−Ｙ線の断面図であり、図２７Ｈは、図２７Ｇにおいて破線で示される部分の拡大図である。

【0086】

図２５〜図２７に示されるように、成形型３７０は、入射領域３４１側を成形する第１金型３７２と、出射領域１４２側を成形する第２金型（図示省略）と、を有する。

【0087】

第１金型３７２は、入射領域３４１側の形状に対応した形状を有する。第１金型３７２は、屈折部１４４を成形する屈折部成形領域２７３と、フレネルレンズ部３４５を成形するフレネルレンズ部成形領域３７４と、を有している。フレネルレンズ部成形領域３７４は、第１フレネルレンズ部３４５ａを成形するための第１フレネルレンズ部成形領域３７５と、第１フレネルレンズ部成形領域３７５の外側に位置し、第２フレネルレンズ部１４５ｂを成形するための第２フレネルレンズ部成形領域２７６と、を有している。複数の第１仮想四角形Ｓ１に対応した、平面視において互いに相似し、同心かつ各辺が平行となるように配置された複数の第１仮想四角形Ｓ１’の各辺上に配置された複数の第１凹条３７７を有している。第１仮想四角形Ｓ１’の各対角線上には、溝部３８０が配置されている。

【0088】

溝部３８０は、第１仮想四角形Ｓ１’において互いに隣接する２つの第１凹条３７７，３７７を離間する。第１仮想四角形Ｓ１’の対角線に直交する方向における溝部３８０の断面形状は、縦長の二等辺三角形である。溝部３８０の最深部までの深さは、第１凹条３７７の頂部から谷部までの深さと同じ、またはそれより深く形成される。また、溝部７８０は、平面視において最も内側にある第１仮想四角形Ｓ１’の第１凹条３７７から、最も外側にある第１仮想四角形Ｓ１’の第１凹条３７７まで連続して配置されている。すなわち、溝部３８０は、少なくとも第１フレネルレンズ部成形領域３７５に配置されていればよい。なお、溝部３８０の内側端部は、屈折部成形領域２７３まで延在されていてもよい。

【0089】

（効果）
本実施の形態に係る光束制御部材３４０は、実施の形態２に係る光束制御部材２４０と同様の効果を有する。また、本実施の形態に係る発光装置および照明装置は、実施の形態２に係る発光装置および照明装置と同様の効果を有する。

【産業上の利用可能性】

【0090】

本発明に係る光束制御部材、発光装置および照明装置は、四角形状の被照射領域を均一かつ効率的に照らすことができる。本発明に係る発光装置は、例えば、カメラのフラッシュなどとして有用である。また、本発明に係る照明装置は、例えば、室内の一般照明、液晶パネルを被照射面とする面光源装置などとして有用である。

【符号の説明】

【0091】

１０，１００ 発光装置
２０，４４０ 基板
２１ 光源用基板
３０ 光源
４０ フレネルレンズ
４１ 屈折型フレネルレンズ部
４２ 反射型フレネルレンズ部
４３，１４１，２４１，３４１ 入射領域
４４，１４２ 出射領域
４５ 入射面
４６ 出射面
５０，１４０，２４０，３４０ 光束制御部材
６０ 凸部
１２０ 発光素子
１４３，２４３ フランジ
１４４ 屈折部
１４５，２４５，３４５ フレネルレンズ部
１４５ａ，２４５ａ，３４５ａ 第１フレネルレンズ部
１４５ｂ 第２フレネルレンズ部
１４７，２４７，３４７ 第１凸条
１４８ 第１傾斜面
１４９ 第２傾斜面
１５０ 第２凸条
１５１ 第３傾斜面
１５２ 第４傾斜面
２６０，３６０ 壁部
２７０，３７０ 成形型
２７２，３７２ 第１金型
２７３ 屈折部成形領域
２７４，３７４ フレネルレンズ部成形領域
２７５，３７５ 第１フレネルレンズ部成形領域
２７６ 第２フレネルレンズ部成形領域
２７７，３７７ 第１凹条
２７８ 第２凹条
２８０，３８０ 溝部
４００ 照明装置
４２０ カバー
ＣＡ 中心軸
ＬＡ 光軸
Ｓ１ 第１仮想四角形
Ｓ１’ 第１仮想四角形
Ｓ２ 第２仮想四角形
Ｓ２’ 第２仮想四角形

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】