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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024165049
(43)【公開日】2024-11-28
(54)【発明の名称】光束制御部材、発光装置、照射装置および殺菌装置
(51)【国際特許分類】
G02B 3/00 20060101AFI20241121BHJP
F21V 5/04 20060101ALI20241121BHJP
F21S 2/00 20160101ALI20241121BHJP
F21V 5/00 20180101ALI20241121BHJP
H01L 33/58 20100101ALI20241121BHJP
H01L 33/00 20100101ALI20241121BHJP
A61L 2/10 20060101ALI20241121BHJP
G02F 1/13357 20060101ALN20241121BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20241121BHJP
【ＦＩ】
G02B3/00 Z
F21V5/04 650
F21V5/04 500
F21S2/00 480
F21V5/00 510
H01L33/58
H01L33/00 L
A61L2/10
G02F1/13357
F21Y115:10
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023080870
(22)【出願日】2023-05-16
(71)【出願人】
【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】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】瀧澤 昌代
【テーマコード（参考）】
2H391
3K244
4C058
5F142
【Ｆターム（参考）】
2H391AB02
2H391AB04
2H391AB08
2H391AB33
2H391AC03
2H391AC07
2H391AC32
3K244AA01
3K244BA08
3K244BA26
3K244BA48
3K244CA02
3K244DA01
3K244FA03
4C058AA01
4C058BB06
4C058KK02
4C058KK21
5F142AA12
5F142DB60
5F142GA11
5F142GA21
5F142GA31
(57)【要約】
【課題】被照射面を近距離から照らした場合であっても、被照射面を均一に照らすことができるとともに、被照射面以外の領域に光が到達することを抑制できる光束制御部材を提供すること。
【解決手段】光束制御部材は、入射面と、２つの全反射面と、２つの第１出射面と、第２出射面とを有する。２つの全反射面は、それぞれ仮想半直線を回転軸として回転させたときの面の一部である。２つの仮想半直線のそれぞれは、第１出射面と交わる。光束制御部材を平面視したときに、２つの仮想半直線の一端は第２軸上の同一の点にあり、かつ２つの仮想半直線がなす角度は１８０°未満である。２つの仮想半直線のなす角度は、第１軸を境に第２出射面の面積の大きい側に形成されている。
【選択図】図２
【解決手段】光束制御部材は、入射面と、２つの全反射面と、２つの第１出射面と、第２出射面とを有する。２つの全反射面は、それぞれ仮想半直線を回転軸として回転させたときの面の一部である。２つの仮想半直線のそれぞれは、第１出射面と交わる。光束制御部材を平面視したときに、２つの仮想半直線の一端は第２軸上の同一の点にあり、かつ２つの仮想半直線がなす角度は１８０°未満である。２つの仮想半直線のなす角度は、第１軸を境に第２出射面の面積の大きい側に形成されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
発光素子の光軸に交わるように前記発光素子の上に配置されたときに、前記発光素子から出射された光を拡げるように制御するための光束制御部材であって、
裏側に開口した凹部の内面であって、前記発光素子から出射された光を入射させるための入射面と、
表側に配置され、前記入射面で入射した光のうち、一部の光を異なる方向へ前記光軸から離れるように反射させるための２つの全反射面と、
前記全反射面で反射した光を前記光軸に垂直な第１軸に沿う２方向に向けて外部に出射させるための２つの第１出射面と、
２つの前記全反射面の間であって、前記光軸および前記第１軸に垂直な第２軸上の一部分に配置され、前記入射面で入射した光のうち、他の一部の光を拡げつつ外部に出射させるための第２出射面と、
を有し、
２つの前記全反射面は、それぞれ仮想半直線を回転軸として回転させたときの面の一部であり、
２つの前記仮想半直線のそれぞれは、前記第１出射面と交わり、
前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線の一端は前記第２軸上の同一の点にあり、かつ２つの前記仮想半直線がなす角は１８０°未満であり、
前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線のなす前記角度は、前記第１軸を境に前記第２出射面の面積の大きい側に形成されている、
光束制御部材。
裏側に開口した凹部の内面であって、前記発光素子から出射された光を入射させるための入射面と、
表側に配置され、前記入射面で入射した光のうち、一部の光を異なる方向へ前記光軸から離れるように反射させるための２つの全反射面と、
前記全反射面で反射した光を前記光軸に垂直な第１軸に沿う２方向に向けて外部に出射させるための２つの第１出射面と、
２つの前記全反射面の間であって、前記光軸および前記第１軸に垂直な第２軸上の一部分に配置され、前記入射面で入射した光のうち、他の一部の光を拡げつつ外部に出射させるための第２出射面と、
を有し、
２つの前記全反射面は、それぞれ仮想半直線を回転軸として回転させたときの面の一部であり、
２つの前記仮想半直線のそれぞれは、前記第１出射面と交わり、
前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線の一端は前記第２軸上の同一の点にあり、かつ２つの前記仮想半直線がなす角は１８０°未満であり、
前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線のなす前記角度は、前記第１軸を境に前記第２出射面の面積の大きい側に形成されている、
光束制御部材。
【請求項2】
前記入射面は、
前記発光素子と対向するように、前記第１軸に沿って配置された第１入射面と、
前記第１軸と交差する第２入射面と、
前記第１入射面および前記凹部の開口縁を繋ぎ、前記第２出射面に対応する位置であって、前記第２軸に沿う方向において前記光軸に対する前記一方の側に配置された第３入射面と、を有し、
前記第１入射面は、前記発光素子から出射された光を前記全反射面または前記第１出射面に向けて入射させ、
前記第２入射面は、前記発光素子から出射された光を前記第１出射面に向けて入射させ、
前記第３入射面は、前記発光素子から出射された光を前記第２出射面に向けて入射させる、
請求項１に記載の光束制御部材。
前記発光素子と対向するように、前記第１軸に沿って配置された第１入射面と、
前記第１軸と交差する第２入射面と、
前記第１入射面および前記凹部の開口縁を繋ぎ、前記第２出射面に対応する位置であって、前記第２軸に沿う方向において前記光軸に対する前記一方の側に配置された第３入射面と、を有し、
前記第１入射面は、前記発光素子から出射された光を前記全反射面または前記第１出射面に向けて入射させ、
前記第２入射面は、前記発光素子から出射された光を前記第１出射面に向けて入射させ、
前記第３入射面は、前記発光素子から出射された光を前記第２出射面に向けて入射させる、
請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項3】
前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線は、前記第２軸を対称軸として線対称である、請求項１に記載の光束制御部材。
【請求項4】
発光素子と、
請求項１に記載の光束制御部材とを含む発光装置であって、
３軸が互いに直交するＸＹＺ座標系において、
前記発光素子の光軸がＺ軸と一致し、かつ前記発光素子の発光面の中心が前記ＸＹＺ座標系の原点に位置するように前記発光素子を配置し、
前記第１軸がＸ軸と一致し、かつ前記Ｘ軸を境に前記第２出射面の面積の大きい側がＹ軸のプラス側に位置するように前記光束制御部材を配置したとき、
２つの前記仮想半直線は、それぞれ、以下の条件（１）または条件（２）を満たす座標（ＸＡ，ＹＡ，ＺＡ）および（ＸＢ，ＹＢ，ＺＢ）を通る、
発光装置。
（条件１） ＸＡ＞０、ＹＡ＞０、ＺＡ＞０、かつ ＸＢ＜０、ＹＢ＞０、ＺＢ＞０
（条件２） ＸＡ＞０、ＹＡ＞０、ＺＡ＜０、かつ ＸＢ＜０、ＹＢ＞０、ＺＢ＜０
請求項１に記載の光束制御部材とを含む発光装置であって、
３軸が互いに直交するＸＹＺ座標系において、
前記発光素子の光軸がＺ軸と一致し、かつ前記発光素子の発光面の中心が前記ＸＹＺ座標系の原点に位置するように前記発光素子を配置し、
前記第１軸がＸ軸と一致し、かつ前記Ｘ軸を境に前記第２出射面の面積の大きい側がＹ軸のプラス側に位置するように前記光束制御部材を配置したとき、
２つの前記仮想半直線は、それぞれ、以下の条件（１）または条件（２）を満たす座標（ＸＡ，ＹＡ，ＺＡ）および（ＸＢ，ＹＢ，ＺＢ）を通る、
発光装置。
（条件１） ＸＡ＞０、ＹＡ＞０、ＺＡ＞０、かつ ＸＢ＜０、ＹＢ＞０、ＺＢ＞０
（条件２） ＸＡ＞０、ＹＡ＞０、ＺＡ＜０、かつ ＸＢ＜０、ＹＢ＞０、ＺＢ＜０
【請求項5】
発光素子および前記発光素子から出射された光を拡げるための光束制御部材を含む発光装置と、
長軸および短軸を含み、前記発光装置から出射された光が照射される被照射面と、
を有し、
３軸が互いに直交するＸＹＺ座標系において、
前記発光素子の光軸がＺ軸と一致し、かつ前記発光素子の発光面の中心が前記ＸＹＺ座標系の原点に位置するように前記発光素子を配置し、
Ｚ軸のプラス側でＺ軸と交わり、かつ前記Ｘ軸と前記長軸とが平行となるように、前記発光装置から出射された光を受ける向きで前記被照射面を配置したとき、
前記光束制御部材は、前記Ｙ軸および前記Ｚ軸を含むＹＺ断面に対して対称であり、
前記発光装置から以下の条件を満たす各点（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ；ｎ＝１、２または３）へ向かう３方向にピークを有する輝度分布を有する、
照射装置。
（方向１） Ｘ１＞０、Ｙ１＞０、Ｚ１＞０かつＸ１＞Ｙ１、Ｘ１＞Ｚ１の方向
（方向２） Ｘ２＜０、Ｙ２＞０、Ｚ２＞０かつ｜Ｘ２｜＞Ｙ２、｜Ｘ２｜＞Ｚ２の方向
（方向３） Ｘ３≒０、Ｙ３＞０かつＺ３＞０の方向
長軸および短軸を含み、前記発光装置から出射された光が照射される被照射面と、
を有し、
３軸が互いに直交するＸＹＺ座標系において、
前記発光素子の光軸がＺ軸と一致し、かつ前記発光素子の発光面の中心が前記ＸＹＺ座標系の原点に位置するように前記発光素子を配置し、
Ｚ軸のプラス側でＺ軸と交わり、かつ前記Ｘ軸と前記長軸とが平行となるように、前記発光装置から出射された光を受ける向きで前記被照射面を配置したとき、
前記光束制御部材は、前記Ｙ軸および前記Ｚ軸を含むＹＺ断面に対して対称であり、
前記発光装置から以下の条件を満たす各点（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ；ｎ＝１、２または３）へ向かう３方向にピークを有する輝度分布を有する、
照射装置。
（方向１） Ｘ１＞０、Ｙ１＞０、Ｚ１＞０かつＸ１＞Ｙ１、Ｘ１＞Ｚ１の方向
（方向２） Ｘ２＜０、Ｙ２＞０、Ｚ２＞０かつ｜Ｘ２｜＞Ｙ２、｜Ｘ２｜＞Ｚ２の方向
（方向３） Ｘ３≒０、Ｙ３＞０かつＺ３＞０の方向
【請求項6】
前記発光素子および前記被照射面の最短距離は、前記短軸よりも短い、請求項５に記載の照射装置。
【請求項7】
前記被照射面の短軸における中心位置は、前記Ｙ軸のプラス側に配置されている、請求項５に記載の照射装置。
【請求項8】
前記長軸の長さおよび前記短軸の長さの比は、４：１～８：１であり、
前記Ｘ軸および前記Ｚ軸を含むＸＺ断面において、前記光軸と、前記原点および前記被照射面の端部を結ぶ直線とがなす角度は、８０°以上であり、９０°未満である、
請求項５に記載の照射装置。
前記Ｘ軸および前記Ｚ軸を含むＸＺ断面において、前記光軸と、前記原点および前記被照射面の端部を結ぶ直線とがなす角度は、８０°以上であり、９０°未満である、
請求項５に記載の照射装置。
【請求項9】
前記光束制御部材は、
裏側に開口した凹部の内面であって、前記発光素子から出射された光を入射させるための入射面と、
表側に配置され、前記入射面で入射した光のうち、一部の光を異なる方向へ前記光軸から離れるように反射させるための２つの全反射面と、
前記全反射面で反射した光を前記光軸に垂直な第１軸に沿う２方向に向けて外部に出射させるための２つの第１出射面と、
２つの前記全反射面の間であって、前記光軸および前記第１軸に垂直な第２軸上の一部分に配置され、前記入射面で入射した光のうち、他の一部の光を拡げつつ外部に出射させるための第２出射面と、
を有し、
２つの前記全反射面は、それぞれ仮想半直線を回転軸として回転させたときの面の一部であり、
２つの前記仮想半直線のそれぞれは、前記第１出射面と交わり、
前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線の一端は前記第２軸上の同一の点にあり、かつ２つの前記仮想半直線がなす角は１８０°未満であり、
前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線のなす前記角度は、前記第１軸を境に前記第２出射面の面積の大きい側に形成されている、
請求項５に記載の照射装置。
裏側に開口した凹部の内面であって、前記発光素子から出射された光を入射させるための入射面と、
表側に配置され、前記入射面で入射した光のうち、一部の光を異なる方向へ前記光軸から離れるように反射させるための２つの全反射面と、
前記全反射面で反射した光を前記光軸に垂直な第１軸に沿う２方向に向けて外部に出射させるための２つの第１出射面と、
２つの前記全反射面の間であって、前記光軸および前記第１軸に垂直な第２軸上の一部分に配置され、前記入射面で入射した光のうち、他の一部の光を拡げつつ外部に出射させるための第２出射面と、
を有し、
２つの前記全反射面は、それぞれ仮想半直線を回転軸として回転させたときの面の一部であり、
２つの前記仮想半直線のそれぞれは、前記第１出射面と交わり、
前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線の一端は前記第２軸上の同一の点にあり、かつ２つの前記仮想半直線がなす角は１８０°未満であり、
前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線のなす前記角度は、前記第１軸を境に前記第２出射面の面積の大きい側に形成されている、
請求項５に記載の照射装置。
【請求項10】
前記発光素子から出射される光は、紫外線である、請求項５に記載の照射装置。
【請求項11】
請求項１０に記載の照射装置を含む殺菌装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光束制御部材、発光装置、照射装置および殺菌装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶表示装置などの透過型画像表示装置では、バックライトとして直下型の面光源装置を使用することがある。近年、光源として複数の発光素子を有する、直下型の面光源装置が使用されるようになってきている。
【0003】
例えば、直下型の面光源装置は、基板と、複数の発光素子と、複数の光束制御部材（レンズ）と、光拡散部材とを有する。発光素子は、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。複数の発光素子は、基板上にマトリックス状に配置されている。各発光素子の上には、各発光素子から出射された光を基板の面方向に拡げる光束制御部材が配置されている。光束制御部材から出射された光は、光拡散部材により拡散され、被照射部材（例えば、液晶パネル）を面状に照らす（例えば、特許文献１参照）。
【0004】
特許文献１には、ハウジングと、ハウジング内で高さ方向へ緩やかな曲線に沿って上向き傾斜を有する反射板と、発光ダイオードチップとをそれぞれ含む複数の発光ダイオードレンズ（光束制御部材）を有するバックライトモジュールが記載されている。発光ダイオードレンズは、細長い底面と、底面から上向きに延長された一対の略半円形状の反射面と、底面および反射面を繋ぐように配置された出射面を有する。この発光ダイオードレンズは、側方に光が出射されるように配置されている。発光ダイオードレンズから出射された光は、反射板でハウジングの上側に配置されたＬＣＤパネルに向けて反射される。このとき、反射板は緩やかに傾斜しているため、発光ダイオードレンズから出射された光は、ＬＣＤパネルを均一に照らす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００６－５４４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ここで、特許文献１に記載されたような発光ダイオードチップおよび発光ダイオードレンズを用いて、細長い被照射面を照らすことが考えられる。この場合、発光ダイオードレンズは、その長軸を被照射面の長軸に沿うように配置される。しかしながら、特許文献１に記載されたような発光ダイオードレンズを用いて、細長い被照射面に光を照射する場合、被照射面以外の領域にまで光が到達してしまうことが考えられる。また、被照射面および発光ダイオードレンズの設置場所が限られたスペースしかない場合には、被照射面および発光ダイオードレンズが近距離となるように配置されるため、被照射面を均一に照らすことができないと考えられる。
【0007】
そこで、本発明の目的は、被照射面を近距離から照らした場合であっても、被照射面を均一に照らすことができるとともに、被照射面以外の領域に光が到達することを抑制できる光束制御部材および照射装置を提供することである。また、本発明の別の目的は、当該光束制御部材を含む発光装置および当該照射装置を含む殺菌装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
［１］発光素子の光軸に交わるように前記発光素子の上に配置されたときに、前記発光素子から出射された光を拡げるように制御するための光束制御部材であって、裏側に開口した凹部の内面であって、前記発光素子から出射された光を入射させるための入射面と、表側に配置され、前記入射面で入射した光のうち、一部の光を異なる方向へ前記光軸から離れるように反射させるための２つの全反射面と、前記全反射面で反射した光を前記光軸に垂直な第１軸に沿う２方向に向けて外部に出射させるための２つの第１出射面と、２つの前記全反射面の間であって、前記光軸および前記第１軸に垂直な第２軸上の一部分に配置され、前記入射面で入射した光のうち、他の一部の光を拡げつつ外部に出射させるための第２出射面と、を有し、２つの前記全反射面は、それぞれ仮想半直線を回転軸として回転させたときの面の一部であり、２つの前記仮想半直線のそれぞれは、前記第１出射面と交わり、前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線の一端は前記第２軸上の同一の点にあり、かつ２つの前記仮想半直線がなす角は１８０°未満であり、前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線のなす前記角度は、前記第１軸を境に前記第２出射面の面積の大きい側に形成されている、光束制御部材。
［２］前記入射面は、前記発光素子と対向するように、前記第１軸に沿って配置された第１入射面と、前記第１軸と交差する第２入射面と、前記第１入射面および前記凹部の開口縁を繋ぎ、前記第２出射面に対応する位置であって、前記第２軸に沿う方向において前記光軸に対する前記一方の側に配置された第３入射面と、を有し、前記第１入射面は、前記発光素子から出射された光を前記全反射面または前記第１出射面に向けて入射させ、前記第２入射面は、前記発光素子から出射された光を前記第１出射面に向けて入射させ、前記第３入射面は、前記発光素子から出射された光を前記第２出射面に向けて入射させる、［１］に記載の光束制御部材。
［３］前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線は、前記第２軸を対称軸として線対称である、［１］または［２］に記載の光束制御部材。
［４］発光素子と、［１］～［３］のいずれか一項に記載の光束制御部材とを含む発光装置であって、３軸が互いに直交するＸＹＺ座標系において、前記発光素子の光軸がＺ軸と一致し、かつ前記発光素子の発光面の中心が前記ＸＹＺ座標系の原点に位置するように前記発光素子を配置し、前記第１軸がＸ軸と一致し、かつ前記Ｘ軸を境に前記第２出射面の面積の大きい側がＹ軸のプラス側に位置するように前記光束制御部材を配置したとき、２つの前記仮想半直線は、それぞれ、以下の条件（１）または条件（２）を満たす座標（ＸＡ，ＹＡ，ＺＡ）および（ＸＢ，ＹＢ，ＺＢ）を通る、発光装置。
（条件１） ＸＡ＞０、ＹＡ＞０、ＺＡ＞０、かつ ＸＢ＜０、ＹＢ＞０、ＺＢ＞０
（条件２） ＸＡ＞０、ＹＡ＞０、ＺＡ＜０、かつ ＸＢ＜０、ＹＢ＞０、ＺＢ＜０
［５］発光素子および前記発光素子から出射された光を拡げるための光束制御部材を含む発光装置と、長軸および短軸を含み、前記発光装置から出射された光が照射される被照射面と、を有し、３軸が互いに直交するＸＹＺ座標系において、前記発光素子の光軸がＺ軸と一致し、かつ前記発光素子の発光面の中心が前記ＸＹＺ座標系の原点に位置するように前記発光素子を配置し、Ｚ軸のプラス側でＺ軸と交わり、かつ前記Ｘ軸と前記長軸とが平行となるように、前記発光装置から出射された光を受ける向きで前記被照射面を配置したとき、前記光束制御部材は、前記Ｙ軸および前記Ｚ軸を含むＹＺ断面に対して対称であり、前記発光装置から以下の条件を満たす各点（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ；ｎ＝１、２または３）へ向かう３方向にピークを有する輝度分布を有する、照射装置。
（方向１） Ｘ１＞０、Ｙ１＞０、Ｚ１＞０かつＸ１＞Ｙ１、Ｘ１＞Ｚ１の方向
（方向２） Ｘ２＜０、Ｙ２＞０、Ｚ２＞０かつ｜Ｘ２｜＞Ｙ２、｜Ｘ２｜＞Ｚ２の方向
（方向３） Ｘ３≒０、Ｙ３＞０かつＺ３＞０の方向
［６］前記発光素子および前記被照射面の最短距離は、前記短軸よりも短い、［５］に記載の照射装置。
［７］前記被照射面の短軸における中心位置は、前記Ｙ軸のプラス側に配置されている、［５］に記載の照射装置。
［８］前記長軸の長さおよび前記短軸の長さの比は、４：１～８：１であり、前記Ｘ軸および前記Ｚ軸を含むＸＺ断面において、前記光軸と、前記原点および前記被照射面の端部を結ぶ直線とがなす角度は、８０°以上であり、９０°未満である、［５］～［７］のいずれか一項に記載の照射装置。
［９］前記光束制御部材は、裏側に開口した凹部の内面であって、前記発光素子から出射された光を入射させるための入射面と、表側に配置され、前記入射面で入射した光のうち、一部の光を異なる方向へ前記光軸から離れるように反射させるための２つの全反射面と、前記全反射面で反射した光を前記光軸に垂直な第１軸に沿う２方向に向けて外部に出射させるための２つの第１出射面と、２つの前記全反射面の間であって、前記光軸および前記第１軸に垂直な第２軸上の一部分に配置され、前記入射面で入射した光のうち、他の一部の光を拡げつつ外部に出射させるための第２出射面と、を有し、２つの前記全反射面は、それぞれ仮想半直線を回転軸として回転させたときの面の一部であり、２つの前記仮想半直線のそれぞれは、前記第１出射面と交わり、前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線の一端は前記第２軸上の同一の点にあり、かつ２つの前記仮想半直線がなす角は１８０°未満であり、前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線のなす前記角度は、前記第１軸を境に前記第２出射面の面積の大きい側に形成されている、［５］～［８］のいずれか一項に記載の照射装置。
［１０］前記発光素子から出射される光は、紫外線である、［５］～［９］のいずれか一項に記載の照射装置。
［１１］［５］～［１０］のいずれか一項に記載の照射装置を含む殺菌装置。
［２］前記入射面は、前記発光素子と対向するように、前記第１軸に沿って配置された第１入射面と、前記第１軸と交差する第２入射面と、前記第１入射面および前記凹部の開口縁を繋ぎ、前記第２出射面に対応する位置であって、前記第２軸に沿う方向において前記光軸に対する前記一方の側に配置された第３入射面と、を有し、前記第１入射面は、前記発光素子から出射された光を前記全反射面または前記第１出射面に向けて入射させ、前記第２入射面は、前記発光素子から出射された光を前記第１出射面に向けて入射させ、前記第３入射面は、前記発光素子から出射された光を前記第２出射面に向けて入射させる、［１］に記載の光束制御部材。
［３］前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線は、前記第２軸を対称軸として線対称である、［１］または［２］に記載の光束制御部材。
［４］発光素子と、［１］～［３］のいずれか一項に記載の光束制御部材とを含む発光装置であって、３軸が互いに直交するＸＹＺ座標系において、前記発光素子の光軸がＺ軸と一致し、かつ前記発光素子の発光面の中心が前記ＸＹＺ座標系の原点に位置するように前記発光素子を配置し、前記第１軸がＸ軸と一致し、かつ前記Ｘ軸を境に前記第２出射面の面積の大きい側がＹ軸のプラス側に位置するように前記光束制御部材を配置したとき、２つの前記仮想半直線は、それぞれ、以下の条件（１）または条件（２）を満たす座標（ＸＡ，ＹＡ，ＺＡ）および（ＸＢ，ＹＢ，ＺＢ）を通る、発光装置。
（条件１） ＸＡ＞０、ＹＡ＞０、ＺＡ＞０、かつ ＸＢ＜０、ＹＢ＞０、ＺＢ＞０
（条件２） ＸＡ＞０、ＹＡ＞０、ＺＡ＜０、かつ ＸＢ＜０、ＹＢ＞０、ＺＢ＜０
［５］発光素子および前記発光素子から出射された光を拡げるための光束制御部材を含む発光装置と、長軸および短軸を含み、前記発光装置から出射された光が照射される被照射面と、を有し、３軸が互いに直交するＸＹＺ座標系において、前記発光素子の光軸がＺ軸と一致し、かつ前記発光素子の発光面の中心が前記ＸＹＺ座標系の原点に位置するように前記発光素子を配置し、Ｚ軸のプラス側でＺ軸と交わり、かつ前記Ｘ軸と前記長軸とが平行となるように、前記発光装置から出射された光を受ける向きで前記被照射面を配置したとき、前記光束制御部材は、前記Ｙ軸および前記Ｚ軸を含むＹＺ断面に対して対称であり、前記発光装置から以下の条件を満たす各点（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ；ｎ＝１、２または３）へ向かう３方向にピークを有する輝度分布を有する、照射装置。
（方向１） Ｘ１＞０、Ｙ１＞０、Ｚ１＞０かつＸ１＞Ｙ１、Ｘ１＞Ｚ１の方向
（方向２） Ｘ２＜０、Ｙ２＞０、Ｚ２＞０かつ｜Ｘ２｜＞Ｙ２、｜Ｘ２｜＞Ｚ２の方向
（方向３） Ｘ３≒０、Ｙ３＞０かつＺ３＞０の方向
［６］前記発光素子および前記被照射面の最短距離は、前記短軸よりも短い、［５］に記載の照射装置。
［７］前記被照射面の短軸における中心位置は、前記Ｙ軸のプラス側に配置されている、［５］に記載の照射装置。
［８］前記長軸の長さおよび前記短軸の長さの比は、４：１～８：１であり、前記Ｘ軸および前記Ｚ軸を含むＸＺ断面において、前記光軸と、前記原点および前記被照射面の端部を結ぶ直線とがなす角度は、８０°以上であり、９０°未満である、［５］～［７］のいずれか一項に記載の照射装置。
［９］前記光束制御部材は、裏側に開口した凹部の内面であって、前記発光素子から出射された光を入射させるための入射面と、表側に配置され、前記入射面で入射した光のうち、一部の光を異なる方向へ前記光軸から離れるように反射させるための２つの全反射面と、前記全反射面で反射した光を前記光軸に垂直な第１軸に沿う２方向に向けて外部に出射させるための２つの第１出射面と、２つの前記全反射面の間であって、前記光軸および前記第１軸に垂直な第２軸上の一部分に配置され、前記入射面で入射した光のうち、他の一部の光を拡げつつ外部に出射させるための第２出射面と、を有し、２つの前記全反射面は、それぞれ仮想半直線を回転軸として回転させたときの面の一部であり、２つの前記仮想半直線のそれぞれは、前記第１出射面と交わり、前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線の一端は前記第２軸上の同一の点にあり、かつ２つの前記仮想半直線がなす角は１８０°未満であり、前記光束制御部材を平面視したときに、２つの前記仮想半直線のなす前記角度は、前記第１軸を境に前記第２出射面の面積の大きい側に形成されている、［５］～［８］のいずれか一項に記載の照射装置。
［１０］前記発光素子から出射される光は、紫外線である、［５］～［９］のいずれか一項に記載の照射装置。
［１１］［５］～［１０］のいずれか一項に記載の照射装置を含む殺菌装置。
【0009】
本発明の殺菌装置は、本発明の照射装置を含む。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、被照射面を近距離から照らした場合であっても、被照射面を均一に照らすことができるとともに、被照射面以外の領域に光が到達することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明に係る一実施の形態に係る照射装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【0013】
【0014】
図１Ａ～Ｃに示されるように、照射装置１００は、発光素子１１１および光束制御部材１１２を含む発光装置１１０と、被照射面１２０とを有する。照射装置１００は、発光装置１１０から出射される光が紫外線の場合には、殺菌装置（１０００）として機能することができる。
【0015】
発光装置１１０は、被照射面１２０に対して所定の位置に配置されており、被照射面１２０に向けて光を照射する。本実施の形態では、発光装置１１０は、図外のホルダーに固定されている。発光装置１１０は、発光素子１１１と、光束制御部材１１２とを有する。発光装置１１０の数は、特に限定されない。発光装置１１０の数は、１つでもよいし、複数でもよい。本実施の形態では、発光装置１１０の数は、１つである。また、本実施の形態では、発光素子１１１の光軸ＯＡと、光束制御部材１１２の中心軸ＣＡとは、一致している。なお、発光素子１１１の光軸ＯＡとは、発光素子１１１からの立体的な出射光束のうち、中心の光線を意味する。また、光束制御部材１１２の中心軸ＣＡとは、第３軸Ｄ３に平行であって、入射面１１３における第１軸Ａ１の中心を通り、かつ入射面１１３における第２軸Ａ２の中心を通る（図２Ｄ参照）。発光装置１１０と、被照射面１２０との位置関係については、後述する。
【0016】
発光素子１１１は、所定の波長の光を出射する。発光素子１１１の種類は、所定の光を出射できれば特に限定されない。発光素子１１１から出射される光は、可視光線でもよいし、紫外線でもよい。発光素子１１１の例には、発光ダイオード（ＬＥＤ）、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、レーザーダイオード（ＬＤ）が含まれる。発光素子１１１から紫外線が出射される場合、紫外線の中心波長またはピーク波長は、２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下が好ましい。発光素子１１１から出射される紫外線の中心波長またはピーク波長は、殺菌効率の観点から、２５０ｎｍ以上２９０ｎｍ以下がより好ましい。すなわち、紫外線は、紫外線Ｃ波（ＵＶＣ）がより好ましい。
【0017】
（光束制御部材の構成）
図２Ａは、光束制御部材１１２の平面図であり、図２Ｂは、正面図であり、図２Ｃは背面図であり、図２Ｄは底面図である。図３Ａは、光束制御部材１１２の右側面図であり、図３Ｂは、図２Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図３Ｃは、図２Ａに示されるＢ－Ｂ線の断面図であり、図３Ｄは、図２Ａに示されるＣ－Ｃ線の断面図である。図４Ａは、仮想半直線ＬＳを説明するための光束制御部材１１２の平面図であり、図４Ｂは、仮想半直線ＬＳを説明するための光束制御部材１１２の底面図であり、図４Ｃは、仮想半直線ＬＳを説明するための光束制御部材１１２の右側面図である。以下の説明では、発光素子１１１の光軸ＯＡに垂直な第１軸Ａ１に沿う２方向をＸ方向Ｄ１とし、発光装置１１０を平面視したときに、第１軸Ａ１に垂直な第２軸Ａ２に沿う２方向をＹ方向Ｄ２とし、第１軸Ａ１および第２軸Ａ２に垂直な第３軸Ａ３に沿う２方向をＺ方向Ｄ３とする。また、３軸が互いに直交するＸＹＺ座標系において、Ｘ方向Ｄ１はＸ軸に平行であり、Ｙ方向Ｄ２はＹ軸に平行であり、Ｚ方向はＺ軸に平行である。なお、本実施の形態では、第１軸Ａ１はＸ軸と一致しており、第２軸Ａ２はＹ軸と一致しており、第３軸Ａ３は光軸ＯＡおよびＺ軸と一致している。
図２Ａは、光束制御部材１１２の平面図であり、図２Ｂは、正面図であり、図２Ｃは背面図であり、図２Ｄは底面図である。図３Ａは、光束制御部材１１２の右側面図であり、図３Ｂは、図２Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図３Ｃは、図２Ａに示されるＢ－Ｂ線の断面図であり、図３Ｄは、図２Ａに示されるＣ－Ｃ線の断面図である。図４Ａは、仮想半直線ＬＳを説明するための光束制御部材１１２の平面図であり、図４Ｂは、仮想半直線ＬＳを説明するための光束制御部材１１２の底面図であり、図４Ｃは、仮想半直線ＬＳを説明するための光束制御部材１１２の右側面図である。以下の説明では、発光素子１１１の光軸ＯＡに垂直な第１軸Ａ１に沿う２方向をＸ方向Ｄ１とし、発光装置１１０を平面視したときに、第１軸Ａ１に垂直な第２軸Ａ２に沿う２方向をＹ方向Ｄ２とし、第１軸Ａ１および第２軸Ａ２に垂直な第３軸Ａ３に沿う２方向をＺ方向Ｄ３とする。また、３軸が互いに直交するＸＹＺ座標系において、Ｘ方向Ｄ１はＸ軸に平行であり、Ｙ方向Ｄ２はＹ軸に平行であり、Ｚ方向はＺ軸に平行である。なお、本実施の形態では、第１軸Ａ１はＸ軸と一致しており、第２軸Ａ２はＹ軸と一致しており、第３軸Ａ３は光軸ＯＡおよびＺ軸と一致している。
【0018】
光束制御部材１１２は、発光素子１１１の光軸ＯＡに交わるように発光素子１１１の上に配置されたときに、発光素子１１１から出射された光を拡げるように制御する部材である。図２Ａ～Ｄおよび図３Ａ～Ｄに示されるように、光束制御部材１１２は、入射面１１３と、２つの全反射面１１４と、２つの第１出射面１１５と、第２出射面１１６とを有する。本実施の形態では、光束制御部材１１２は、光軸ＯＡ（Ｚ軸）および第２軸Ａ２（Ｙ軸）を含む平面（ＹＺ平面）を境に面対称の形状である。
【0019】
入射面１１３は、裏側に開口した凹部の内面であって、発光素子１１１から出射された光を光束制御部材１１２の内部に入射させる。入射面１１３の構成は、特に限定されない。本実施の形態では、入射面１１３は、第１入射面１１７と、第２入射面１１８と、第３入射面１１９とを有する。
【0020】
第１入射面１１７は、発光素子１１１と対向するように、第１軸Ａ１に沿って配置されている。本明細書において、第１軸Ａ１に沿う方向とは、第１軸Ａ１と平行でもよいし、第１軸Ａ１に対して±２０°の範囲で傾斜していることを含むものとする。本実施の形態では、第１入射面１１７は、光軸ＯＡおよび第１軸Ａ１（Ｘ軸）を含む平面（ＸＺ平面）で切断した断面において、２つの直線で構成されている（図３Ｃ参照）。具体的には、Ｘ方向Ｄ１において、光軸ＯＡに近づくにつれて、表側に近づくように構成されている。また、第１入射面１１７は、光軸ＯＡ（Ｚ軸）および第２軸Ａ２（Ｙ軸）を含む平面（ＹＺ平面）で切断したときに、曲線状に形成されている（図３Ｄ参照）。第１入射面１１７は、発光素子１１１から出射された光を全反射面１１４または第１出射面１１５に向けて入射させる。
【0021】
第２入射面１１８は、第１入射面１１７および凹部１２１の開口縁を繋ぎ、光軸ＯＡに沿って配置されている。ここで、光軸ＯＡに沿う方向とは、光軸ＯＡと平行でもよいし、光軸ＯＡに対して±５°の範囲で傾斜していることを含むものとする。具体的には、本実施の形態では、第２入射面１１８は、凹部１２１の底面から凹部１２１の開口縁に向かうにつれて、光軸ＯＡ（第３軸Ｄ３）に近づくように傾斜している（図３Ｃ参照）。第２入射面１１８は、発光素子１１１から出射された光を第１出射面１１５に向けて入射させる。
【0022】
第３入射面１１９は、第１入射面１１７および凹部１２１の開口縁を繋ぎ、第２出射面１１６に対応する位置であって、第２軸Ａ２に沿う方向（Ｙ方向Ｄ２）において光軸ＯＡに対する一方の側に配置されている。第３入射面１１９は、光軸ＯＡ（Ｚ軸）および第１軸Ａ１（Ｘ軸）を含む平面（ＸＺ平面）で切断した断面において、曲線状に形成されている。また、第３入射面１１９は、光軸ＯＡ（Ｚ軸）および第２軸Ａ２を含む平面（ＹＺ平面）で切断した断面において、曲線状に形成されている。具体的には、第３入射面１１９は、略半球状に形成されている（図２Ｄ、図３Ｄ参照）。第３入射面１１９は、発光素子１１１から出射された光を第２出射面１１６に向けて入射させる。
【0023】
２つの全反射面１１４は、表側に配置され、入射面１１３で入射した光のうち、一部の光を異なる方向へ光軸ＯＡから離れるように反射させる。本実施の形態では、２つの全反射面１１４は、表側に配置され、入射面１１３で入射した光を光軸ＯＡに垂直な第１軸Ａ１に沿う２方向（Ｘ方向Ｄ１）に向けて、光軸ＯＡから離れるように反射させる。すなわち、２つの全反射面１１４は、到達した光を２つの第１出射面１１５に向けてそれぞれ反射させる。
【0024】
全反射面１１４は、第１軸Ａ１（Ｘ軸）および第３軸Ａ３（Ｚ軸）を含む平面（ＸＺ平面）で切断した断面において、中心軸ＣＡを中心として、中心から両端部に向かうにつれて、裏面１２２からの高さが高くなるように形成されている。より具体的には、全反射面１１４は、第１軸Ａ１（Ｘ軸）および第３軸Ａ３（Ｚ軸）を含む平面（ＸＺ平面）で切断した断面において、中心から端部に向かうにつれて、接線の傾きが徐々に小さくなるようにそれぞれ形成されている。なお、全反射面１１４は、第３軸（Ｚ軸）に沿う方向の光が全反射するように設計されていることが好ましい。
【0025】
図４Ａ～Ｃに示されているように、２つの全反射面１１４は、それぞれ仮想半直線ＬＳを回転軸として曲線を回転させたときの面の一部である。すなわち、本実施の形態では、仮想半直線ＬＳは、２つである。光束制御部材１１２を平面視したときに、２つの仮想半直線ＬＳの一端は第２軸Ａ２上の同一の点にあり、かつ２つの仮想半直線ＬＳがなす角度は１８０°未満である。２つの仮想半直線ＬＳのそれぞれは、第１出射面１１５と交わる。具体的には、図４Ａ、Ｂの左側の仮想半直線は図４Ａ、Ｂの左側の第１出射面１１５と交わり、図４Ａ、Ｂの右側の仮想半直線は図４Ａ、Ｂの右側の第１出射面１１５と交わる。すなわち、２つの仮想半直線のぞれぞれは、対応する第２軸Ａ２（Ｙ軸）を境に対応する第１出射面１１５と交わる。
【0026】
第２軸Ａ２上における仮想半直線ＬＳの一端の位置は、特に限定されない。第２軸Ａ２上における仮想半直線ＬＳの一端の位置は第２軸Ａ２（Ｙ軸）のプラス側に配置されていてもよいし、マイナス側に配置されていてもよいし、原点に配置していてもよい。本実施の形態では、第２軸Ａ２上における仮想半直線ＬＳの一端の位置は、ＸＹＺ座標系における原点と同じ位置である。
【0027】
２つの線分ＬＳのなす角度θ１は、第２出射面１１６の面積の大きい側に形成されている。ここで、第２出射面１１６の面積の大きい側とは、光束制御部材１１２を平面視したときに、第１軸Ａ１（Ｘ軸）を境に第２出射面１１６の面積の大きい側を意味する。本実施の形態では、第２出射面１１６は、第１軸Ａ１（Ｘ軸）を境に第２軸Ａ２の一方の側（Ｙ軸のプラス側）のみに配置されている。よって、本実施の形態では、第２出射面１１６の面積の大きい側は、第１軸Ａ１（Ｘ軸）を境に第２軸の一方の側（Ｙ軸のプラス側）を意味する。
【0028】
２つの仮想半直線ＬＳは、光束制御部材１１２を平面視したときに、第２軸Ａ２を対称軸として線対称である。すなわち、光軸ＯＡおよび一方の仮想半直線ＬＳがなす角度と、光軸ＯＡおよび他方の仮想半直線ＬＳがなす角度とは、同じ角度である。
【0029】
また、仮想半直線ＬＳは、以下に示す点を通ると言い換えることができる。図４Ａ～Ｃに示されるように、３軸が互いに直交するＸＹＺ座標系において、発光素子１１１の光軸ＯＡがＺ軸と一致し、かつ発光素子１１１の発光面の中心がＸＹＺ座標系の原点に位置するように発光素子１１１を配置する。第１軸Ａ１がＸ軸と一致し、かつ第２出射面１１６の面積の大きい側がＹ軸のプラス側に位置するように光束制御部材１１２を配置したとき、２つの仮想半直線ＬＳは、それぞれ、以下の条件（１）または条件（２）を満たす座標（ＸＡ、ＹＡ、ＺＡ）および（ＸＢ、ＹＢ、ＺＢ）を通る。
（条件１） ＸＡ＞０、ＹＡ＞０、ＺＡ＞０、かつ ＸＢ＜０、ＹＢ＞０、ＺＢ＞０
（条件２） ＸＡ＞０、ＹＡ＞０、ＺＡ＜０、かつ ＸＢ＜０、ＹＢ＞０、ＺＢ＜０
本実施の形態では、仮想半直線ＬＳは、条件（２）を満たす。
（条件１） ＸＡ＞０、ＹＡ＞０、ＺＡ＞０、かつ ＸＢ＜０、ＹＢ＞０、ＺＢ＞０
（条件２） ＸＡ＞０、ＹＡ＞０、ＺＡ＜０、かつ ＸＢ＜０、ＹＢ＞０、ＺＢ＜０
本実施の形態では、仮想半直線ＬＳは、条件（２）を満たす。
【0030】
２つの第１出射面１１５は、全反射面１１４で反射した光のうち、少なくとも一部の光（主要光）を光軸ＯＡに垂直な第１軸Ａ１（Ｘ軸）に沿う２方向（Ｘ方向Ｄ１）に向けて外部に出射させる。２つの第１出射面１１５は、２つの全反射面１１４を挟むように配置され、全反射面１１４で反射した光を外部に出射させる。第１出射面１１５の構成は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。第１出射面１１５は、１つの面で構成されていてもよいし、複数の面で構成されていてもよい。本実施の形態では、第１出射面１１５は、１つの曲面で構成されている。具体的には、第１出射面１１５は、円形状でもよい。本実施の形態では、第１出射面１１５は、円錐の側面様に形成されている。また、第１出射面１１５は、円錐の中心軸が第１軸Ａ１に対して傾斜しているように配置されている。なお、円錐の中心軸は、仮想半直線ＬＳと一致していてもよい。第１軸Ａ１に対する円錐の中心軸の傾斜角度は、第１出射面１１５から出射される光を被照射面１２０の長軸方向に効率良く光を照射できれば特に限定されない。これにより、発光素子１１１から出射された光の一部は、発光素子１１１および被照射面１２０が近い場合でも、被照射面１２０の長軸方向に適切に光を照射できる。ここで、主要光とは、全反射面１１４で反射した光を１００％としたときに、９０％以上の光を意味する。なお、第１出射面１１５は、全反射面１１４で反射した光の全てを出射させることが好ましい。
【0031】
第２出射面１１６は、２つの全反射面１１４の間であって、光軸ＯＡおよび第１軸Ａ１に垂直な第２軸Ａ２上の一部分に配置され、入射面１１３で入射した光のうち、他の一部の光を拡げつつ外部に出射させる。本実施の形態では、第２出射面１１６は、ＹＺ断面およびＸＺ断面において、出射される光を拡げる。第２出射面１１６の構成は、上記の機能を発揮できれば特に限定されない。第２出射面１１６は、１つの面で構成されていてもよいし、複数の面で構成されていてもよい。本実施の形態では、第２出射面１１６は、１つの曲面で構成されている。第２出射面１１６は、光軸ＯＡ（Ｚ軸）および第２軸Ｄ２（Ｙ軸）を含む平面（ＹＺ平面）で切断した断面において、曲線状に形成されている。全反射面１１４に対する第２出射面１１６の大きさは、被照射面１２０に応じて適宜設定される。本実施の形態では、第２出射面１１６は、切り欠き部１３１を有する。切り欠き部１３１は、光束制御部材１１２の表側に配置されている。切り欠き部１３１は、全反射面１１４に到達する光の光量と、第２出射面１１６に到達する光の光量とを調整する。切り欠き部１３１の大きさは、上記の機能に基づいて適宜設定される。
【0032】
被照射面１２０は、発光装置１１０によって光を照射される。被照射面１２０の大きさは、特に限定されない。被照射面１２０の大きさは適宜設定される。被照射面１２０の形状も特に限定されない。本実施の形態では、被照射面１２０は、長軸Ｌ１および短軸Ｌ２を有する。ここで「長軸Ｌ１」とは被照射面１２０を平面視したときに最も長い線分を意味する。また「短軸Ｌ２」とは被照射面１２０を平面視したときに最も短い線分を意味する。被照射面１２０は、平面でもよいし、曲面でもよい。長軸の長さおよび短軸Ｌ２の長さの比は、４：１～８：１であることが好ましい。
【0033】
ここで、図１を参照して、被照射面１２０と、発光装置１１０との位置関係について説明する。図１Ａ～Ｃに示されるように、照射装置１００は、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸）が互いに直交するＸＹＺ座標系において、以下のように配置される。
【0034】
図１Ａ～Ｃに示されるように、発光素子１１１は、発光素子１１１の光軸ＯＡがＺ軸と一致し、かつ発光素子１１１の発光面の中心がＸＹＺ座標系の原点に位置するように配置される。光束制御部材１１２は、第２軸Ａ２（Ｙ軸）および第３軸Ａ３（Ｚ軸）を含む平面（ＹＺ平面）に対して対称となるように、第１軸Ａ１がＸ軸と平行となるように、かつ第２出射面１１６の面積の大きい側がＹ軸のプラス側に位置するように配置される。被照射面１００は、その短軸における中心位置がＺ軸のプラス側でＺ軸と交わり、かつＸ軸と長軸Ｌ１とが平行となるように、発光装置１１０から出射された光を受ける向きで配置される。
【0035】
発光素子１１１および被照射面１２０の最短距離Ｄ１は、短軸Ｌ２よりも短いことが好ましい。第１軸Ａ１（Ｘ軸）および第３軸Ａ３（Ｚ軸）を含む平面（ＸＺ断面）で切断した断面において、光軸ＯＡと、ＸＹＺ座標系の原点および被照射面１２０の端部を結ぶ直線とがなす角度θ２は、８０°以上であり、９０°未満であることが好ましい。このように、発光素子１１１と、被照射面１２０とは、近くに配置されている。
【0036】
（光路図および照度分布）
ここで、発光装置１１０における光路図と照射装置１００の被照射面１２０における照度分布とについて説明する。ここでは、被照射面１２０の長軸Ｌ１の長さと、短軸Ｌ２の長さと、発光素子１１１の発光面および被照射面１２０の距離Ｄ１との比は、４３．３：６．６：１とした。また、短軸Ｌ２の長さと、短軸Ｌ２の中心および発光素子１１１の光軸ＯＡの長さとの比は、２０：７とした。
ここで、発光装置１１０における光路図と照射装置１００の被照射面１２０における照度分布とについて説明する。ここでは、被照射面１２０の長軸Ｌ１の長さと、短軸Ｌ２の長さと、発光素子１１１の発光面および被照射面１２０の距離Ｄ１との比は、４３．３：６．６：１とした。また、短軸Ｌ２の長さと、短軸Ｌ２の中心および発光素子１１１の光軸ＯＡの長さとの比は、２０：７とした。
【0037】
図５Ａは、第１軸Ａ１（Ｘ軸）および第３軸Ａ３（Ｚ軸）を含む平面（ＸＺ平面）で切断した断面において、第１入射面１１７および第２入射面１１８で入射した光の光路図であり、図５Ｂは、第２軸Ａ２（Ｙ軸）および第３軸Ａ３（Ｚ軸）を含む平面（ＹＺ平面）で切断した断面において、第３入射面１１９で入射した光の光路図である。なお、図５Ａでは、ＸＺ平面で切断した断面において、光軸ＯＡに対して左側半分に向かって出射した光のみを図示しており、図５Ｂでは、ＹＺ平面で切断した断面において、光軸ＯＡに対して右側半分に向かって出射した光のみを図示している。
【0038】
図６Ａ～Ｅは、被照射面１２０における光の照度分布である。図６Ａは、第１入射面１１７または第２入射面１１８で入射し、第１出射面１１５で出射した光の照度分布であり、図６Ｂは、第３入射面１１９で入射し、第１出射面１１５で出射した光の照度分布であり、図６Ｃは、第１入射面１１７または第２入射面１１８で入射し、第２出射面１１６で出射した光の照度分布であり、図６Ｄは、第３入射面１１９で入射し、第２出射面１１６で出射した光の照度分布であり、図６Ｅは、第１入射面１１７または第２入射面１１８で入射し、第１出射面１１５および第２出射面１１６で出射した光の照度分布である。図６Ａ～Ｅの横軸は、長軸Ｌ１の中心からの距離であり、縦軸は、短軸Ｌ２の中心からの距離である。
【0039】
図５Ａおよび図６Ａに示されるように、第１軸Ａ１（Ｘ軸）および第３軸Ａ３（Ｚ軸）を含む平面（ＸＺ平面）で切断した断面において、発光素子１１１の発光中心から出射された光のうち、発光素子１１１の光軸に対する角度（出射角度）が小さな光は、第１入射面１１７で光束制御部材１１２の内部に入射する。第１入射面１１７で入射した光のうち、光軸ＯＡに対する角度が小さな光は、全反射面１１４に到達する。全反射面１１４に到達した光は、第１出射面１１５に向けて内部反射する。全反射面１１４で反射された光は、第１出射面１１５から外部に出射される。また、図５Ａに示されるように、第１入射面１１７で入射した光のうち、光軸ＯＡに対する角度が大きな光は、全反射面１１４に到達することなく、第１出射面１１５から外部に出射される。
【0040】
図５Ａおよび図６Ａに示されるように、第１軸Ａ１（Ｘ軸）および第３軸Ａ３（Ｚ軸）を含む平面（ＸＺ平面）で切断した断面において、発光素子１１１の発光中心から出射された光のうち、発光素子１１１の光軸に対する角度（出射角度）がさらに大きな光は、第２入射面１１８で光束制御部材１１２の内部に入射する。第２入射面１１８で入射した光は、第１出射面１１５から出射される。このとき、ＸＺ平面で切断した断面において、第２出射面１１６の頂点よりも裏側（裏面１２２側）で出射された光は上側に向かって屈折する。一方、ＸＺ平面で切断した断面において、第２出射面１１６の頂点よりも表側で出射された光はわずかに集光しながら進行する。
【0041】
図５Ｂおよび図６Ｄに示されるように、ＹＺ平面で切断した断面において、発光素子１１１の発光中心から出射された光のうち、一部の光は、第３入射面１１９で光束制御部材１１２の内部に入射する。第３入射面１１９で入射した光は、第２出射面１１６で拡げられるように出射する。具体的には、第３入射面１１９で入射した光は、Ｙ方向Ｄ２のプラス側のみに拡げられる。被照射面１２０は、Ｙ方向Ｄ２のマイナス側に配置されているため、第３入射面１１９で入射した光は、被照射面１２０のＹ方向Ｄ２を照射できる。また、ＸＺ平面で切断した断面においては、Ｘ方向Ｘ１のプラス側およびマイナス側に拡げられる。なお、図５Ｂにおいて、ＹＺ平面で切断した断面において、発光素子１１１の発光面の中心から出射され、光軸ＯＡに対して左半分に向かって出射した光は、全反射面１１４で全反射されるため図示していない。
【0042】
また、図６Ｂに示されるように、第３入射面１１９で入射した光のうち、一部の光は、第１出射面１１５で出射する。また、図６Ｃに示されるように、第１入射面１１７または第２入射面１１８で入射した光のうち、一部の光は、第２出射面１１６で出射する。
【0043】
図６Ｅに示されるように、第１入射面１１７または第２入射面１１８で入射し、第１出射面１１５および第２出射面１１６で出射した光および第３入射面１１９で入射し第３入射面１１９で入射した光は、被照射面１２０全体を照らすことができる。
【0044】
（光度分布）
照射装置１００における光度分布についてシミュレーションした。図７Ａは、光度の測定方向を示した照射装置１００の模式図であり、図７Ｂは、シミュレーション結果である。図８Ａは、光度の測定方向を示した照射装置１００の模式図であり、図８Ｂは、シミュレーション結果である。図９Ａは、光度の測定方向を示した照射装置１００の模式図であり、図９Ｂは、シミュレーション結果である。図１０Ａ、Ｂは、光度の測定方向を示した照射装置１００の模式図であり、図１０Ｃは、シミュレーション結果である。
照射装置１００における光度分布についてシミュレーションした。図７Ａは、光度の測定方向を示した照射装置１００の模式図であり、図７Ｂは、シミュレーション結果である。図８Ａは、光度の測定方向を示した照射装置１００の模式図であり、図８Ｂは、シミュレーション結果である。図９Ａは、光度の測定方向を示した照射装置１００の模式図であり、図９Ｂは、シミュレーション結果である。図１０Ａ、Ｂは、光度の測定方向を示した照射装置１００の模式図であり、図１０Ｃは、シミュレーション結果である。
【0045】
図７Ａ、Ｂ、図８Ａ、Ｂ、図９Ａ、Ｂおよび図１０Ａ～Ｃに示されるように、発光素子１１１から出射された光のうち、一部の光は、光束制御部材１１２を平面視したときに、±９０°の方向に出射される。また、発光素子１１１から出射された光のうち、一部の光は、照射装置１００を側面視したときに、－６０°の方向に出射される。
【0046】
具体的には、３軸が互いに直交するＸＹＺ座標系において、発光素子１１１の光軸ＯＡがＺ軸と一致し、かつ発光素子１１１の発光面の中心がＸＹＺ座標系の原点に位置するように発光素子１１１を配置し、Ｚ軸のプラス側でＺ軸と交わり、かつＸ軸と長軸Ｌ１とが平行となるように、発光装置１１０から出射された光を受ける向きで被照射面１２０を配置したとき、発光装置１１０から以下の条件を満たす各点（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ；ｎ＝１、２または３）へ向かう３方向にピークを有する輝度分布を有する。
（方向１） Ｘ１＞０、Ｙ１＞０、Ｚ１＞０かつＸ１＞Ｙ１、Ｘ１＞Ｚ１の方向
（方向２） Ｘ２＜０、Ｙ２＞０、Ｚ２＞０かつ｜Ｘ２｜＞Ｙ２、｜Ｘ２｜＞Ｚ２の方向
（方向３） Ｘ３≒０、Ｙ３＞０かつＺ３＞０の方向
ここで、Ｘ３≒０は、Ｙ軸に沿って見た場合、Ｚ軸に沿う方向を０°とした場合に、±５°の範囲を意味する。
（方向１） Ｘ１＞０、Ｙ１＞０、Ｚ１＞０かつＸ１＞Ｙ１、Ｘ１＞Ｚ１の方向
（方向２） Ｘ２＜０、Ｙ２＞０、Ｚ２＞０かつ｜Ｘ２｜＞Ｙ２、｜Ｘ２｜＞Ｚ２の方向
（方向３） Ｘ３≒０、Ｙ３＞０かつＺ３＞０の方向
ここで、Ｘ３≒０は、Ｙ軸に沿って見た場合、Ｚ軸に沿う方向を０°とした場合に、±５°の範囲を意味する。
【0047】
ここで、点（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）および点（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）は、図７Ｂおよび図８Ｂの±９０°の方向に出射される光に相当する。また、点（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）は、図９Ｂの－６０°の方向に出射される光に相当する。
【0048】
（効果）
以上のように、本実施の形態の照射装置１００は、第１出射面１１５と、２つの第１出射面１１５の間に、第２軸Ａ２に沿う方向の一方の側に配置された第２出射面１１６とが配置されているため、被照射面１２０を近距離から照らした場合であっても、被照射面１２０を均一に照らすことができるとともに、被照射面１２０以外の領域に光が到達することを抑制できる。
以上のように、本実施の形態の照射装置１００は、第１出射面１１５と、２つの第１出射面１１５の間に、第２軸Ａ２に沿う方向の一方の側に配置された第２出射面１１６とが配置されているため、被照射面１２０を近距離から照らした場合であっても、被照射面１２０を均一に照らすことができるとともに、被照射面１２０以外の領域に光が到達することを抑制できる。
【0049】
［実施の形態２］
次に、実施の形態２に係る照射装置について説明する。本実施の形態に係る照射装置は、光束制御部材２１２の構成が実施の形態１の照射装置１００と異なる。そこで、ここでは、主として光束制御部材２１２の構成について説明する。実施の形態１と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
次に、実施の形態２に係る照射装置について説明する。本実施の形態に係る照射装置は、光束制御部材２１２の構成が実施の形態１の照射装置１００と異なる。そこで、ここでは、主として光束制御部材２１２の構成について説明する。実施の形態１と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【0050】
（照射装置および光束制御部材の構成）
本実施の形態に係る照射装置は、発光素子１１１および光束制御部材２１２を含む発光装置２１０と、被照射面１２０とを有する。
本実施の形態に係る照射装置は、発光素子１１１および光束制御部材２１２を含む発光装置２１０と、被照射面１２０とを有する。
【0051】
図１１Ａは、光束制御部材２１２の平面図であり、図１１Ｂは、正面図であり、図１１Ｃは背面図であり、図１１Ｄは底面図である。図１２Ａは、光束制御部材２１２の右側面図であり、図１２Ｂは、図１１Ａに示されるＡ－Ａ線の断面図であり、図１２Ｃは、図１１Ａに示されるＢ－Ｂ線の断面図であり、図１２Ｄは、図１１Ａに示されるＣ－Ｃ線の断面図である。
【0052】
図１１Ａ～Ｄおよび図１２Ａ～Ｄに示されるように、光束制御部材２１２は、入射面２１３と、２つの全反射面２１４と、２つの第１出射面１１５と、第２出射面２１６とを有する。なお、全反射面２１４および第１出射面１１５は、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。
【0053】
入射面２１３は、第１入射面２１７と、第２入射面２１８と、第３入射面１１９とを有する。本実施の形態では、第１入射面２１７は、光軸ＯＡ（Ｚ軸）および第１軸Ａ１（Ｘ軸）を含む平面（ＸＺ平面）で切断した断面において、略直線状に形成されている。具体的には、第１入射面１１７は、Ｘ方向Ｄ１において光軸ＯＡから離れるにつれて、全反射面１１４側に近づくように（Ｚ方向Ｄ３のプラス側に向けて）傾斜している（図１２Ｃ参照）。
【0054】
第２入射面２１８は、光軸ＯＡ（Ｚ軸）および第１軸Ａ１（Ｘ軸）を含む平面（ＸＺ平面）で切断した断面において、略直線状に形成されている。具体的には、第２入射面２１８は、Ｘ方向Ｄ１において光軸ＯＡから離れるにつれて、裏面１２２に近づくように（Ｚ方向Ｄ３のマイナス側に向けて）傾斜している（図１２Ｃ参照）。
【0055】
本実施の形態では、第２出射面２１６は、切り欠き部１３１を有していない。
【0056】
全反射面２１４は、第１軸Ａ１（Ｘ軸）および第３軸Ａ３（Ｚ軸）を含む平面（ＸＺ平面）で切断した断面において、中心軸ＣＡを中心として、中心から両端部に向かうにつれて、裏面１２２からの高さが高くなるように形成されている。より具体的には、全反射面２１４は、第１軸Ａ１（Ｘ軸）および第３軸Ａ３（Ｚ軸）を含む平面（ＸＺ平面）で切断した断面において、中心から端部に向かうにつれて、接線の傾きが徐々に小さくなるようにそれぞれ形成されている。なお、全反射面２１４は、第３軸（Ｚ軸）に沿う方向の光が全反射するように設計されていることが好ましい。
【0057】
図１３Ａ～Ｃに示されているように、２つの全反射面２１４は、それぞれ仮想半直線ＬＳを回転軸として曲線を回転させたときの面の一部である。すなわち、本実施の形態では、仮想半直線ＬＳは、２つである。光束制御部材１１２を平面視したときに、２つの仮想半直線ＬＳの一端は第２軸Ａ２上の同一の点にあり、かつ２つの仮想半直線ＬＳがなす角度は１８０°未満である。
【0058】
第２軸Ａ２上における仮想半直線ＬＳの一端の位置は、特に限定されない。第２軸Ａ２上における仮想半直線ＬＳの一端の位置は第２軸Ａ２（Ｙ軸）のプラス側に配置されていてもよいし、マイナス側に配置されていてもよいし、原点に配置していてもよい。本実施の形態では、第２軸Ａ２上における仮想半直線ＬＳの一端の位置は、ＸＹＺ座標系における原点と同じ位置である。
【0059】
２つの線分ＬＳのなす角度θ１は、第２出射面２１６の面積の大きい側に形成されている。ここで、第２出射面２１６の面積の大きい側とは、光束制御部材１１２を平面視したときに、第１軸Ａ１（Ｘ軸）を境に第２出射面２１６の面積の大きい側を意味する。本実施の形態では、第２出射面２１６は、第１軸Ａ１（Ｘ軸）を境に第２軸Ａ２の一方の側（Ｙ軸のプラス側）のみに配置されている。よって、本実施の形態では、第２出射面２１６の面積の大きい側は、第１軸Ａ１（Ｘ軸）を境に第２軸の一方の側（Ｙ軸のプラス側）を意味する。
【0060】
２つの仮想半直線ＬＳは、光束制御部材２１２を平面視したときに、第２軸Ａ２を対称軸として線対称である。すなわち、光軸ＯＡおよび一方の仮想半直線ＬＳがなす角度と、光軸ＯＡおよび他方の仮想半直線ＬＳがなす角度とは、同じ角度である。
【0061】
また、仮想半直線ＬＳは、以下に示す点を通ると言い換えることができる。図１３Ａ～Ｃに示されるように、３軸が互いに直交するＸＹＺ座標系において、発光素子１１１の光軸ＯＡがＺ軸と一致し、かつ発光素子１１１の発光面の中心がＸＹＺ座標系の原点に位置するように発光素子１１１を配置する。第１軸Ａ１がＸ軸と一致し、かつ第２出射面２１６の面積の大きい側がＹ軸のプラス側に位置するように光束制御部材２１２を配置したとき、２つの仮想半直線ＬＳは、それぞれ、以下の条件（１）または条件（２）を満たす座標（ＸＡ、ＹＡ、ＺＡ）および（ＸＢ、ＹＢ、ＺＢ）を通る。
（条件１） ＸＡ＞０、ＹＡ＞０、ＺＡ＞０、かつ ＸＢ＜０、ＹＢ＞０、ＺＢ＞０
（条件２） ＸＡ＞０、ＹＡ＞０、ＺＡ＜０、かつ ＸＢ＜０、ＹＢ＞０、ＺＢ＜０
本実施の形態では、仮想半直線ＬＳは、条件（１）を満たす。
（条件１） ＸＡ＞０、ＹＡ＞０、ＺＡ＞０、かつ ＸＢ＜０、ＹＢ＞０、ＺＢ＞０
（条件２） ＸＡ＞０、ＹＡ＞０、ＺＡ＜０、かつ ＸＢ＜０、ＹＢ＞０、ＺＢ＜０
本実施の形態では、仮想半直線ＬＳは、条件（１）を満たす。
【0062】
（光路図および照度分布）
ここで、発光装置２１０における光路図および照射装置の被照射面１２０における照度分布について説明する。ここでは、被照射面１２０の長軸Ｌ１の長さと、短軸Ｌ２の長さと、発光素子１１１の発光面および被照射面１２０の距離Ｄ１との比は、４３．３：６．６：１とした。また、短軸Ｌ２の長さと、短軸Ｌ２の中心および発光素子１１１の光軸ＯＡの長さとの比は、２０：７とした。
ここで、発光装置２１０における光路図および照射装置の被照射面１２０における照度分布について説明する。ここでは、被照射面１２０の長軸Ｌ１の長さと、短軸Ｌ２の長さと、発光素子１１１の発光面および被照射面１２０の距離Ｄ１との比は、４３．３：６．６：１とした。また、短軸Ｌ２の長さと、短軸Ｌ２の中心および発光素子１１１の光軸ＯＡの長さとの比は、２０：７とした。
【0063】
図１４Ａは、光軸ＯＡおよび第１軸Ａ１（Ｘ軸）を含む平面（ＸＺ平面）で切断した断面において、第１入射面２１７および第２入射面１１８で入射した光の光路図であり、図１４Ｂは、光軸ＯＡおよび第２軸Ａ２（Ｙ軸）を含む平面（ＹＺ平面）で切断した断面において、第３入射面１１９で入射した光の光路図である。なお、図１４Ａでは、ＸＺ平面で切断した断面において、光軸ＯＡに対して左側半分に向かって出射した光のみを図示しており、図１４Ｂでは、ＸＺ平面で切断した断面において、光軸ＯＡに対して右側半分に向かって出射した光のみを図示している。
【0064】
図１５Ａ～Ｅは、被照射面１２０における光の照度分布である。図１５Ａは、第１入射面２１７および第２入射面１１８で入射し、第１出射面１１５で出射した光の照度分布であり、図１５Ｂは、第３入射面１１９で入射し、第１出射面１１５で出射した光の照度分布であり、図１５Ｃは、第１入射面２１７および第２入射面１１８で入射し、第２出射面２１６で出射した光の照度分布であり、図１５Ｄは、第３入射面１１９で入射し、第２出射面２１６で出射した光の照度分布であり、図１５Ｅは、第１入射面２１７および第２入射面１１８で入射し、第１出射面１１５および第２出射面２１６で出射した光の照度分布である。図１５Ａ～Ｅの横軸は、長軸Ｌ１の中心からの距離であり、縦軸は、短軸Ｌ２の中心からの距離である。
【0065】
図１４Ａおよび図１５Ａに示されるように、第１軸Ａ１（Ｘ軸）および第３軸Ａ３（Ｚ軸）を含む平面（ＸＺ平面）で切断した断面において、発光素子１１１の発光中心から出射された光のうち、発光素子１１１の光軸に対する角度（出射角度）が小さな光は、第１入射面２１７で光束制御部材１１２の内部に入射する。第１入射面２１７で入射した光のうち、光軸ＯＡに対する角度が小さな光は、全反射面１１４に到達する。全反射面１１４に到達した光は、第１出射面１１５に向けて内部反射する。全反射面１１４で反射された光は、第１出射面１１５から外部に出射される。また、図１４Ａに示されるように、第１入射面２１７で入射した光のうち、光軸ＯＡに対する角度が大きな光は、全反射面１１４に到達することなく、第１出射面１１５から外部に出射される。
【0066】
図１４Ａおよび図１５Ａに示されるように、ＸＺ平面で切断した断面において、発光素子１１１の発光中心から出射された光のうち、発光素子１１１の光軸に対する角度（出射角度）がさらに大きな光は、第２入射面１１８で光束制御部材１１２の内部に入射する。第２入射面１１８で入射した光は、第１出射面１１５から出射される。このとき、ＸＺ平面で切断した断面において、第２出射面２１６の頂点よりも裏側（裏面１２２側）で出射された光は上側に向かって屈折する。一方、ＸＺ平面で切断した断面において、第２出射面２１６の頂点よりも表側で出射された光はほぼ屈折することなく進行する。
【0067】
図１４Ｂおよび図１５Ｄに示されるように、ＹＺ平面で切断した断面において、発光素子１１１の発光中心から出射された光のうち、一部の光は、第３入射面１１９で光束制御部材１１２の内部に入射する。第３入射面１１９で入射した光は、第２出射面２１６で拡げられるように出射する。なお、図１４Ｂにおいて、ＹＺ平面で切断した断面において、発光素子１１１の発光中心から出射され、光軸ＯＡに対して左半分に向かって出射した光は、全反射面１１４で全反射されるため図示していない。
【0068】
また、図１５Ｂに示されるように、第３入射面１１９で入射した光のうち、一部の光は、第１出射面１１５で出射する。また、図１５Ｃに示されるように、第１入射面２１７および第２入射面２１８で入射した光のうち、一部の光は、第２出射面２１６で出射する。
【0069】
図１５Ｅに示されるように、第１入射面２１７および第２入射面２１８で入射し、第１出射面１１５および第２出射面２１６で出射した光は、被照射面１２０全体を照らすことができる。
【0070】
（効果）
以上のように、本実施の形態の照射装置１００は、実施の形態１と同様の効果を有する。
以上のように、本実施の形態の照射装置１００は、実施の形態１と同様の効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【0071】
本発明に係る光束制御部材は、例えば、液晶表示装置のバックライトや看板、一般照明、殺菌装置などに適用できる。
【符号の説明】
【0072】
１００ 照射装置
１１１ 発光素子
１１２、２１２ 光束制御部材
１１３、２１３ 入射面
１１４、２１４ 全反射面
１１５ 第１出射面
１１６、２１６ 第２出射面
１１７、２１７ 第１入射面
１１８、２１８ 第２入射面
１１９ 第３入射面
１２０ 被照射面
１２１ 凹部
１２２ 裏面
１１１ 発光素子
１１２、２１２ 光束制御部材
１１３、２１３ 入射面
１１４、２１４ 全反射面
１１５ 第１出射面
１１６、２１６ 第２出射面
１１７、２１７ 第１入射面
１１８、２１８ 第２入射面
１１９ 第３入射面
１２０ 被照射面
１２１ 凹部
１２２ 裏面
【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】
