特開 2024-37363 光学部材および照明装置

(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】P2024037363

(43)【公開日】2024-03-19

(54)【発明の名称】光学部材および照明装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 3/00 20060101AFI20240312BHJP

   F21V 5/00 20180101ALI20240312BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20240312BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20240312BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20240312BHJP

【ＦＩ】

G02B3/00 Z

F21V5/00 320

F21V5/04 650

F21S2/00 330

G02B3/00 A

F21Y115:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022142168

(22)【出願日】2022-09-07

(71)【出願人】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001667

【氏名又は名称】弁理士法人プロウィン

(72)【発明者】

【氏名】野村 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】澤 佳憲

(57)【要約】

【課題】輝度ムラを低減することが可能な光学部材および照明装置を提供する。
【解決手段】光を屈折させる屈折部（２１）と、屈折部（２１）の両側に配置された突出部（２３）を有する反射部（２２）とを備え、突出部（２３）は、突出部（２３）に入射する光の反射を調整する光反射調整部（２４）を備える光学部材（２０）。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光を屈折させる屈折部と、
前記屈折部の両側に配置された突出部を有する反射部と、を備え、
前記突出部は、前記突出部に入射する光の反射を調整する光反射調整部を備えることを特徴とする光学部材。

【請求項2】

請求項１に記載の光学部材であって、
前記光反射調整部は、前記反射部の傾斜が変化する傾斜変化部であることを特徴とする光学部材。

【請求項3】

請求項２に記載の光学部材であって、
前記傾斜変化部は、前記突出部の内壁よりも前記屈折部側にまで延伸されて爪状部を構成することを特徴とする光学部材。

【請求項4】

請求項３に記載の光学部材であって、
前記爪状部の内面は、前記光を全反射する角度で傾斜していることを特徴とする光学部材。

【請求項5】

請求項１に記載の光学部材であって、
前記屈折部および前記反射部は、一軸方向に延伸して形成されており、
前記光反射調整部は、前記一軸方向に沿った周期的な凹凸形状であることを特徴とする光学部材。

【請求項6】

請求項５に記載の光学部材であって、
前記凹凸形状は、前記一軸方向に沿って所定の円錐形状を複数配列し、前記円錐形状と前記反射面の交差する領域を含むことを特徴とする光学部材。

【請求項7】

請求項６に記載の光学部材であって、
前記円錐形状は、頂角が１００度以上であることを特徴とする光学部材。

【請求項8】

請求項１から７の何れか一つに記載された光学部材と、
前記屈折部および前記突出部の光入射側に配置された発光素子を有することを特徴とする照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学部材および照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来全反射を利用したレンズ、いわゆるＴＩＲレンズを用いた光源装置が知られている。ＴＩＲレンズは中央部に配置された屈折部、および屈折部の周囲に配置された反射部を備えている。ＴＩＲレンズを用いた光源装置を開示した文献として、例えば特許文献１が知られている。

【0003】

特許文献１に開示された光学ユニット（光源装置）は複数の光源（発光素子）、複数の光源上に各々配置されたコリメートレンズの機能を有する複数の光学手段（ＴＩＲレンズ）、複数の光学手段の出射面側に配置された複数のレンズアレイを備え、複数の異なる配光パターンを形成している。特許文献１に開示された光学ユニットの用途は、主に車両用灯具である。

【0004】

上記のような光源装置は例えば車両等に搭載されるヘッドアップディスプレイ（以下、「ＨＵＤ」という場合がある）の照明装置（バックライト）として用いられる場合もある。ＨＵＤに用いる光源装置においては、特に明るく、むらのない、すなわち、高輝度で均一な輝度分布であることが求められる。換言すれば、光束の利用効率が高く適切な配光であることが求められる。上記のＴＩＲレンズは、発光素子からの出射光において出射軸とのなす角度（指向角）が大きく外側に広がる光も集光させることができるので、この目的に適合する光学手段として用いられる場合も多い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－１８９３０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、従来から用いられているＴＩＲレンズは、屈折部に入射した光は正の光学的パワーで集光し、反射部に入射した光は傾斜した反射面での全反射を利用しているため、屈折部と反射部の境界において出射される光量を確保することが困難であった。このようなＴＩＲレンズを光学部材として用いると、屈折部と反射部の境界に輝度ムラが生じ、良好な画像表示が困難になるという問題があった。

【0007】

そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、輝度ムラを低減することが可能な光学部材および照明装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の光学部材は、光を屈折させる屈折部と、前記屈折部の両側に配置された突出部を有する反射部と、を備え、前記突出部は、前記突出部に入射する光の反射を調整する光反射調整部を備えることを特徴とする。

【0009】

このような本発明の光学部材では、光反射調整部で突出部に入射する光を調整し、屈折部と反射部の境界における光量を向上させ、輝度ムラを低減することが可能となる。

【0010】

また、本発明の一態様では、前記光反射調整部は、前記反射部の傾斜が変化する傾斜変化部である。

【0011】

また、本発明の一態様では、前記傾斜変化部は、前記突出部の内壁よりも前記屈折部側にまで延伸されて爪状部を構成する。

【0012】

また、本発明の一態様では、前記爪状部の内面は、前記光を全反射する角度で傾斜している。

【0013】

また、本発明の一態様では、前記屈折部および前記反射部は、一軸方向に延伸して形成されており、前記光反射調整部は、前記一軸方向に沿った周期的な凹凸形状である。

【0014】

また、本発明の一態様では、前記凹凸形状は、前記一軸方向に沿って所定の円錐形状を複数配列し、前記円錐形状と前記反射面の交差する領域を含む。

【0015】

また、本発明の一態様では、前記円錐形状は、頂角が１００度以上である。

【0016】

また上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、上記何れか一つに記載の光学部材と、前記屈折部および前記突出部の光入射側に配置された発光素子を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明では、輝度ムラを低減することが可能な光学部材および照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１実施形態に係る光学部材２０および照明装置１００の概要を説明する模式断面図であり、図１（ａ）は本実施形態の照明装置１００を示し、図１（ｂ）は仮想的なＴＩＲレンズを示している。

【図2】照明装置１００における光の経路を模式的に説明する図であり、図２（ａ）は第１実施形態の光学部材２０および照明装置１００での光の経路を示し、図２（ｂ）は仮想的なＴＩＲレンズでの光の経路を示している。

【図3】光学部材２０を用いた光照射の照度分布を説明する模式図であり、図３（ａ）は第１実施形態の光学部材２０での照度分布を示し、図３（ｂ）は仮想的なＴＩＲレンズでの照度分布を示している。

【図4】第２実施形態に係る光学部材３０および照明装置２００の概要を説明する模式断面図であり、図４（ａ）は幅方向の断面図を示し、図４（ｂ）は長手方向の断面図を示している。

【図5】光学部材３０の構造を示す模式斜視図である。

【図6】光学部材３０の凹凸形状３４について説明する模式図である。

【図7】凹凸形状３４を形成する仮想的な円錐形状の頂角２θと照度分布の関係を示す表である。

【図8】第３実施形態に係る光学部材４０の構造を示す模式斜視図である。

【図9】第３実施形態の変形例に係る光学部材４０および照明装置２００の概要を説明する模式断面図である。

【図10】第４実施形態に係る光学部材４０での対流による放熱性向上について説明する模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図１は、本実施形態に係る光学部材２０および照明装置１００の概要を説明する模式断面図であり、図１（ａ）は本実施形態の照明装置１００を示し、図１（ｂ）は仮想的なＴＩＲレンズを示している。図１（ａ）に示すように、照明装置１００は、発光素子１０と、光学部材２０を有している。

【0020】

発光素子１０は、配線が形成された搭載基板（図示省略）に搭載されて、駆動回路によって電流が供給されることで所定の色で発光する電子部品である。発光素子１０は複数個が紙面に垂直な方向に沿って配置されている。発光素子１０の具体的な構造は限定されないが、一次光を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）と、一次光の一部を二次光に波長変換する波長変換部材を組み合わせたＬＥＤパッケージを用いることができる。また、発光ダイオードの材料も限定されず、公知の材料および構造を用いることができる。一例としては、青色光を発光するＧａＮ系ＬＥＤを用いることができる。また、波長変換部材の材料も限定されず、一例としては青色光で励起されて黄色光を発光するＹＡＧ系蛍光体材料等を用いることができる。なお、本実施形態では発光素子１０の配列数を１列としているが、２列以上であってもよい。また発光素子１０はＬＥＤに限らず半導体レーザー等であってもよい。

【0021】

光学部材２０は、発光素子１０が照射した光が入射して、光を屈折および反射させて所定方向に照射するための部材である。図１に示したように、光学部材２０は、屈折部２１と、反射部２２を備え、反射部２２にはさらに突出部２３および傾斜変化部２４が設けられている。また光学部材２０は図１に示した断面形状の各部が紙面に垂直な方向に延伸して形成されており、一軸ＴＩＲ（内部全反射：Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）レンズを構成している。図１に示したように、光学部材２０は、屈折部２１、反射部２２、突出部２３および傾斜変化部２４が同じ材料で一体に形成されている。

【0022】

屈折部２１は、光学部材２０の中央近傍に配置され、入射した光を屈折させて透過する部分である。屈折部２１の発光素子１０と対向する側には、曲面形状の屈折部入射面２１ａが設けられている。屈折部入射面２１ａの形状は限定されないが、発光素子１０から拡大して入射した光を平行光に近づけるためには凸レンズ形状とすることが好ましい。図１に示したように屈折部入射面２１ａは、周囲を反射部２２で囲まれて反射部２２中央に位置する凹部として形成されている。したがって、発光素子１０から照射された光の一部は、屈折部２１と空気との屈折率差によって屈折部入射面２１ａで屈折され、屈折部２１を透過して光出射面から照射される。

【0023】

反射部２２は、屈折部２１の両脇に配置され、入射した光を反射して照射する部分である。反射部２２のうち、屈折部２１よりも発光素子１０方向（図中下方向）に延伸された部分は突出部２３となっている。反射部２２の外側面は光出射面に対して所定角度で傾斜した反射面２２ａとなっている。

【0024】

突出部２３は、反射部２２のうち屈折部２１よりも発光素子１０方向に突出して高さｈだけ伸びている部分であり、その先端の一部は傾斜変化部２４となっている。傾斜変化部２４は、突出部２３の先端が内側に折れ曲がり、突出部２３の内壁よりも屈折部２１側にまで延伸されて爪状部を構成している。後述するように傾斜変化部２４は、本発明の光反射調整部に相当している。光学部材２０は、金型にシリコーンなどの樹脂材料をインジェクションモールド技術等で流し込み、材料硬化後に金型から抜き取ることで形成することができる。このとき、傾斜変化部２４が突出部２３から内側に折れ曲がっているが、傾斜変化部２４の厚みが小さいため、傾斜変化部２４が弾性変形して金型から抜き取り作業を行うことができる。

【0025】

突出部２３および傾斜変化部２４の外側面は、それぞれ反射面２３ａ，２４ａとなっている。反射面２３ａは、反射面２２ａから連続して形成された面であり、光出射面に対して反射面２２ａと同じ角度で傾斜している。反射面２４ａは、光出射面に対して反射面２２ａ，２３ａとは異なる角度で傾斜している。また、図１中で上方の光出射面側から発光素子１０を見た場合の平面視において、反射面２４ａの範囲内に突出部入射面２３ｂが含まれている。

【0026】

突出部２３および傾斜変化部２４の内側面は、それぞれ突出部入射面２３ｂおよび傾斜変化部入射面２４ｂとなっている。突出部入射面２３ｂは、屈折部２１と反射部２２の境界から発光素子１０方向に延伸して形成された内壁面であり、発光素子１０から照射された光の一部が反射部２２および突出部２３に入射する部分である。傾斜変化部入射面２４ｂは、突出部入射面２３ｂの先端から延伸して形成された内側面（内面）であり、発光素子１０から照射された光の一部が傾斜変化部２４に入射する部分である。

【0027】

図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した光学部材２０において、傾斜変化部２４を設けずに突出部２３の反射面２３ａと突出部入射面２３ｂがそのまま延伸された場合を想定した仮想的なＴＩＲレンズを示している。傾斜変化部２４を設けない場合の突出部２３の仮想的な高さをＬとすると、図１（ａ）に示した例における突出部２３の高さｈはＬ＞ｈとなっている。また突出部２３の高さｈは、仮想的な高さＬの半分以上であることが好ましく、２／３以上であることがより好ましい。高さｈがこれらの範囲よりも小さい場合には、突出部入射面２３ｂの面積が小さくなり、反射面２２ａ，２３ａで反射される光量が低下し好ましくない。

【0028】

図２は、照明装置１００における光の経路を模式的に説明する図であり、図２（ａ）は本実施形態の光学部材２０および照明装置１００での光の経路を示し、図２（ｂ）は仮想的なＴＩＲレンズでの光の経路を示している。反射面２２ａ，２３ａ，２４ａの傾斜角度は、反射部２２と空気との屈折率差によって発光素子１０からの光が臨界角度以上で到達し、全反射される角度とされている。

【0029】

図２（ａ）に示したように、発光素子１０から照射された光は、一部が突出部入射面２３ｂから突出部２３に入射し、反射面２２ａ，２３ａで全反射されて光出射面から外部に照射される。また、発光素子１０から照射された光は、一部が傾斜変化部入射面２４ｂから傾斜変化部２４に入射し、反射面２４ａで全反射されて光出射面から外部に照射される。また、発光素子１０から照射された光は、一部が屈折部２１に入射して屈折され、光出射面から外部に照射される。また傾斜変化部入射面２４ｂは、光出射面に対して所定角度で傾斜しており、表面に到達した光の一部が反射される。

【0030】

図２（ｂ）に示したように、傾斜変化部２４を設けない仮想的なＴＩＲレンズにおいては、突出部入射面２３ｂから斜めに突出部２３に入射した光が反射面２２ａ，２３ａで全反射される。このとき、発光素子１０から略横方向に進行して反射面２３ａに到達した光は、反射面２３ａに対する入射角度が小さくなり、屈折部２１と反射部２２の境界である突出部入射面２３ｂの近傍では全反射せずに透過してしまう。

【0031】

しかし、図２（ａ）に示した本実施形態の光学部材２０では、突出部２３の先端に傾斜変化部２４が設けられており、反射面２４ａの傾斜角度が反射面２３ａとは異なっており、光出射面に対する傾斜角度が大きくなっている。したがって、反射面２４ａに到達した光は、反射面２４ａに対する入射角度が大きくなり、発光素子１０から略横方向に進行した光も良好に全反射することができる。また、傾斜変化部２４の反射面２４ａは、上面視において突出部入射面２３ｂと重なっており、反射面２４ａで反射された光は屈折部２１と反射部２２の境界近傍から外部に照射される。したがって、傾斜変化部２４は突出部２３に入射する光の反射を調整する機能を有しており、本発明における光反射調整部に相当している。

【0032】

図３は、光学部材２０を用いた光照射の照度分布を説明する模式図であり、図３（ａ）は本実施形態の光学部材２０での照度分布を示し、図３（ｂ）は仮想的なＴＩＲレンズでの照度分布を示している。図中の白色は照度が高い領域を示し、図中の黒色は照度が低い領域を示している。傾斜変化部２４を設けない仮想的なＴＩＲレンズでは、図３（ｂ）に示したように中央の屈折部２１と両側の反射部２２の境界領域に対する光量が不十分であり、照度分布（輝度分布）にムラが生じてしまう。それに対して本実施形態の光学部材２０では、傾斜変化部２４の反射面２４ａで反射された光は、屈折部２１と反射部２２の境界近傍に対して照射される。これにより図３（ａ）に示したように、中央の屈折部２１と両側の反射部２２の境界領域に対する光量が増加し、照度分布（輝度分布）のムラを抑制することができる。

【0033】

本実施形態では、図１に示した断面形状が紙面方向に垂直に延伸して形成された一軸ＴＩＲレンズの場合を示しているが、中心軸の周りに図１に示した断面を回転させたＴＩＲレンズであってもよい。

【0034】

上述したように、本実施形態の光学部材２０および照明装置１００では、光反射調整部に相当する傾斜変化部２４で突出部２３に入射する光を調整し、屈折部２１と反射部２２の境界における光量を向上させ、輝度ムラを低減することが可能となる。

【0035】

（第１実施形態の変形例）
第１実施形態では、傾斜変化部２４（爪状部）の内面である傾斜変化部入射面２４ｂの傾斜角度として、発光素子１０からの光を全反射する角度としたが、傾斜変化部入射面２４ｂの所定領域に入射した光を全反射する角度で傾斜させるとしてもよい。この場合には傾斜変化部入射面２４ｂの所定領域から外部に照射される光量を増加させることができ、突出部入射面２３ｂよりも屈折部２１側の領域において、輝度ムラを抑制することができる。

【0036】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図４から図７を用いて説明する。第１実施形態と重複する内容は説明を省略する。図４は、本実施形態に係る光学部材３０および照明装置２００の概要を説明する模式断面図であり、図４（ａ）は幅方向の断面図を示し、図４（ｂ）は長手方向の断面図を示している。図５は、光学部材３０の構造を示す模式斜視図である。図４（ａ）（ｂ）および図５に示したように、照明装置２００は、発光素子１０と、光学部材３０を有している。

【0037】

光学部材３０は、屈折部３１と、反射部３２を備え、反射部３２にはさらに突出部３３が設けられている。また光学部材３０は図４（ａ）に示した断面形状の各部が、図４（ｂ）に示したように一軸方向に延伸して形成されており、一軸ＴＩＲレンズを構成している。反射部３２および突出部３３の外側面は、それぞれ反射面３２ａ，３３ａとなっている。反射面３２ａ，３３ａは、光出射面に対して所定の角度で傾斜している。突出部３３の内側面は、突出部入射面３３ｂとなっている。

【0038】

また、図４（ｂ）および図５に示したように、突出部３３の先端には、一軸方向に沿って周期的な切欠きが形成されており、周期的な凹凸形状３４が構成されている。また、光出射面に対して垂直な方向（図４中の上下方向）において、突出部３３の先端と発光素子１０の間には間隙ｄ（ｄ≧０）が設けられている。

【0039】

周期的な凹凸形状３４の形状についてさらに詳細に説明する。図４（ｂ）に示したように凹凸形状３４は、一軸方向に沿って配置された複数の発光素子１０の間に一つずつ切欠きが形成された構造を有している。図４（ｂ）では、凹凸形状３４として曲線状に切欠きを形成した例を示しているが、切欠きおよび凹凸形状３４の具体的な形状は限定されず、直線状に切り欠くとしても矩形状に切り欠くとしてもよい。また、図４および図５では、発光素子１０の間に一つずつ切欠きが形成された例を示しているが、隣り合う発光素子１０の間に複数の切欠きを形成するとしてもよい。

【0040】

図６は、光学部材３０の凹凸形状３４について説明する模式図である。図６中には、凹凸形状３４を設けない場合の突出部３３の仮想的な形状を示している。発光素子１０表面の中心を原点として、光の出射方向（図中上方向）を０度とし、０度軸方向となす角をθとする。したがって光学部材３０の幅方向（図中横方向）は９０度となる。図６中で角度θ方向に示した実線矢印を０度軸周りに回転させると、実線矢印は発光素子１０表面の中心を頂点とした仮想的な円錐形状を描く。この仮想的な円錐形状は、頂角が２θとなっている。

【0041】

凹凸形状３４の切欠きは、凹凸形状３４を設けない場合の仮想的な突出部３３について、この仮想的な円錐形状と交わった面で切断した形状となっている。図４（ｂ）に示したように、発光素子１０は一軸方向に沿って複数配列されているため、凹凸形状３４は、一軸方向に沿って仮想的な円錐形状を複数配列し、円錐形状と反射面３２ａ，３３ａの交差する線で仮想的なＴＩＲレンズを切断した形状を成す。

【0042】

この仮想的な円錐形状は、発光素子１０表面の中心を頂点としており、発光素子１０から照射される光の拡がりを示すライトコーンと見做すことができる。このライトコーンを想定した仮想的な円錐形状によって、突出部３３の先端に凹凸形状３４を切り出すことで、頂角２θより大きな角度で発光素子１０から照射された光は反射部３２および突出部３３に入射しない。一般的に発光素子１０の配光分布は０度方向を最大とするラグランジュ分布となっているため、θが大きい横方向に照射される光量は比較的小さい。そのため、仮想的な円錐形状で切り出された凹凸形状３４を設けても、光学部材３０に入射しない光量の影響は小さいと考えられる。

【0043】

図７は、凹凸形状３４を形成する仮想的な円錐形状の頂角２θと照度分布の関係を示す表である。表中における取込み角度は、０度軸方向からの傾斜角度θを示し、頂角が２θの仮想的な円錐形状で凹凸形状３４を切り出した場合を示している。また、表中の照度分布は、光学部材３０の光出射面における照度分布を示している。また、表中における相対光束利用率は、取込み角度が９０度の場合を１００％として、相対的な光束の利用率を示したものである。ここで、取込み角度が９０度とは、頂角２θが１８０度になるため仮想的な円錐形状は存在せず、凹凸形状３４を切り出さない場合である。

【0044】

図７に示したように、取込み角度が５０度以上において相対光束利用率が８０％を超えており、凹凸形状３４を形成しても光学部材３０からの照度分布の低下を抑制できることがわかる。特に、取込み角度が６０度以上では相対光束利用率が９０％を超え、６５度以上では相対光束利用率が９７．５％にまで達している。したがって仮想的な円錐形状は、頂角２θが１００度以上（θが５０度以上）であることが好ましく、より好ましくは１２０度以上、さらに好ましくは１３０度以上である。

【0045】

突出部３３の先端は幅方向の厚みが薄く、他の部分よりも熱による変形が生じやすい。突出部３３の先端が変形すると、突出部入射面３３ｂからの光の入射や反射面３３ａでの反射において想定外の光の屈折や反射が生じて、照射光に輝度ムラが生じてしまう。しかし、本実施形態の光学部材３０および照明装置２００では、突出部３３の先端に凹凸形状３４が設けられているため、屈折部入射面３１ａと突出部入射面３３ｂで囲まれた凹部空間が、凹凸形状３４の切欠きを介して外部空間と連通している。よって、凹部空間内と外部空間との間で凹凸形状３４の切欠きを介して空気の流れが生じやすくなる。これにより、発光素子１０での光照射に伴って熱が生じても、凹凸形状３４を介した空気の流れで放熱性が向上し、突出部３３の温度上昇による変形を抑制することができる。

【0046】

図４および図５に示した例では、突出部３３の先端との間に間隙ｄを設けて仮想的な円錐形状の頂点を設定し、凹凸形状３４を形成している。したがって、凹部空間と外部空間は凹凸形状３４および間隙ｄを介して連通し、さらに空気の流れが生じやすく、放熱性がより向上する。

【0047】

上述したように本実施形態の光学部材３０および照明装置２００では、凹凸形状３４を介して屈折部入射面３１ａと突出部入射面３３ｂで囲まれた凹部空間からの放熱性を向上させることができ、突出部３３の熱変形による輝度ムラを抑制することができる。また、突出部３３に凹凸形状３４を形成しても、頂角２θを１００度以上とすることで発光素子１０からの光を良好に照射することができる。

【0048】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図８を用いて説明する。第２実施形態と重複する内容は説明を省略する。本実施形態では、仮想的な円錐形状の頂点位置を変えた点が第２実施形態と異なっている。図８は、本実施形態に係る光学部材４０の構造を示す模式斜視図である。図８に示したように、光学部材４０は、屈折部４１と、反射部４２を備え、反射部４２にはさらに突出部４３が設けられている。また、突出部４３の先端には凹凸形状４４が形成されている。反射部４２および突出部４３の外側面は、それぞれ反射面４２ａ，４３ａとなっている。突出部４３の内側面は、突出部入射面４３ｂとなっている。

【0049】

本実施形態では、凹凸形状４４を設けない仮想的な突出部４３の先端よりも屈折部４１に近い位置に、仮想的な円錐形状の頂点を設定している。また凹凸形状４４は、頂角２θの仮想的な円錐形状と仮想的な突出部４３が交わった面で切断した形状となっている。図８に示すように光学部材４０では、反射面４３ａと突出部入射面４３ｂの交差する鋭角が突出部４３の先端には存在せず、一軸方向に沿って凹凸形状４４で切り出された面が連続している。反射面４３ａと突出部入射面４３ｂの交差する鋭角な部分は、樹脂の厚みが小さく熱変形しやすいが、凹凸形状４４が連続していることで当該鋭角な部分での熱変形を抑制することができる。

【0050】

本実施形態においても、凹凸形状４４を介して屈折部入射面４１ａと突出部入射面４３ｂで囲まれた凹部空間からの放熱性を向上させることができ、突出部４３の熱変形による輝度ムラを抑制することができる。また、突出部４３に凹凸形状４４を形成しても、頂角２θを１００度以上とすることで発光素子１０からの光を良好に照射することができる。また、仮想的な円錐形状の頂点を屈折部４１に近い位置とすることで、光学部材４０の薄型化と軽量化を図ることもできる。

【0051】

（第３実施形態の変形例）
図９は、第３実施形態の変形例に係る光学部材４０および照明装置２００の概要を説明する模式断面図である。発光素子１０表面から斜めに伸びる破線は、仮想的な円錐形状を示している。仮想的な円錐形状で突出部３３から凹凸形状３４を切り出すため、本変形例では屈折部４１および屈折部入射面４１ａの幅を広くしつつ、発光素子１０と突出部４３の先端との間隙ｄを設け、屈折部入射面４１ａと突出部入射面４３ｂで囲まれた凹部空間を浅くしている。

【0052】

本変形例では、屈折部４１および屈折部入射面４１ａの幅を広くすることで、光学部材４０のさらなる薄型化と軽量化を図ることができ、凹凸形状４４のサイズを小さくすることができる。これにより、複雑で精密な成形性が要求される凹凸形状４４において、成形不良が発生する可能性を抑制できる。特に、間隙ｄを所定値以上とした場合には凹凸形状４４を設ける必要がなくなる。また、突出部入射面４３ｂの高さを小さくし、屈折部４１の幅を大きくすることで、凹凸形状４４を介した放熱性を向上させて、熱変形による輝度ムラを抑制することができる。

【0053】

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図１０を用いて説明する。第１実施形態と重複する内容は説明を省略する。図１０は、第４実施形態に係る光学部材４０での対流による放熱性向上について説明する模式図である。図中上下方向は重力方向を示し、図中横方向は水平方向を示している。また、屈折部入射面４１ａと突出部入射面４３ｂで囲まれた凹部空間４５が形成され、発光素子１０と突出部４３の先端の間には間隙ｄが設けられている。

【0054】

図１０（ａ）に示した例では、発光素子１０と光学部材４０は横向きに配置されており、図中右方向に光が照射される。発光素子１０の光照射によって光学部材４０の温度が上昇した場合には、対流が生じて間隙ｄの下方から上方に向かって空気が流れる。このとき、凹部空間４５内に存在する空気も対流の影響を受け、間隙ｄを介して外部に流出して放熱が行われる。

【0055】

図１０（ｂ）に示した例では、発光素子１０と光学部材４０は斜め下向きに配置されており、図中右下方向に光が照射される。この場合にも、発光素子１０の光照射によって光学部材４０の温度が上昇すると、対流が生じて間隙ｄの下方から上方に向かって空気が流れる。このとき、凹部空間４５内に存在する空気も対流の影響を大きく受け、間隙ｄを介して外部に流出して良好に放熱が行われる。

【0056】

本実施形態の光学部材４０および照明装置２００でも、間隙ｄを介して凹部空間４５からの放熱性を向上させることができ、突出部４３の熱変形による輝度ムラを抑制することができる。

【0057】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0058】

１００，２００…照明装置
１０…発光素子
２０，３０，４０…光学部材
２１，３１，４１…屈折部
２２，３２，４２…反射部
２３，３３，４３…突出部
２４…傾斜変化部
３４，４４…凹凸形状
４５…凹部空間
２１ａ，３１ａ，４１ａ…屈折部入射面
２２ａ，２３ａ，２４ａ，３２ａ，４２ａ，４３ａ…反射面
２３ｂ，３３ｂ，４３ｂ…突出部入射面
２４ｂ…傾斜変化部入射面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】