JP5814847B2

JP5814847B2 - 照明装置

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Publication number: JP5814847B2
Application number: JP2012074785A
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Inventors: 明永宗
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Priority date: 2012-03-28
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Publication date: 2015-11-17
Anticipated expiration: 2032-03-28
Also published as: JP2013205631A

Description

本発明は、照射面に対して光軸が斜めに配置された場合であっても、照射面を均一に照射することのできる照明装置およびその照明装置に好適なレンズに関する。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）は、長寿命、低消費電力といった利点を有するため、照明装置の光源として採用されつつある。ＬＥＤを光源とする各種照明装置は、地球に優しい次世代の省エネルギー照明として注目されている。

例えば、特許文献１には、光源としてＬＥＤを備えた照明装置（面状照射装置）が開示されている。特許文献１に記載の照明装置は、基板上に配置されたＬＥＤと、ＬＥＤの発光観測側を被覆するシリンドリカルレンズとを備えている。さらに、このシリンドリカルレンズは、光出射面に、凹レンズ機能を有する部位と、凸レンズ機能を有する部位とを有している。具体的には、光出射面の中央部に凹レンズ機能を有する部位が形成され、凹レンズ機能を有する部位の両側に、凸レンズ機能を有する部位が形成されている。すなわち、２つの凸レンズ機能を有する部位の間に、凹レンズ機能を有する部位が形成されている。このような構成により、特許文献１に記載の照明装置は、均一な発光を実現している。

特開２００６−２８６６０８号公報（２００６年１０月１９日公開）

しかし、特許文献１に記載の照明装置では、照射面に対して光軸が斜めに配置された場合に、照射面を均一に照射することができないという問題がある。

具体的には、特許文献１に記載の照明装置では、照射面の略全面に渡り均一な照度分布を得るために、シリンドリカルレンズを透過する光（出射光）が、ＬＥＤに直面する方向の両側方において、直面方向に対して対称な強度ピークを有する配光特性を有することが必要になる。このため、シリンドリカルレンズの形状は、必然的に、上記直面方向に対して左右対称とせざるを得ない。このような配光特性を有する照明装置は、照射面に対して光軸が垂直になるように配置されれば、照射面が均一に照射される。

しかし、照射面積を広げるために、特許文献１に記載の照明装置を、照射面に対して光軸が斜めになるように配置した場合、照射面におけるＬＥＤに近い領域は明るくなるのに対し、ＬＥＤに遠い領域は暗くなってしまう。つまり、照射面を均一に照射することができない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、照射面に対して光軸が斜めに配置された場合であっても、照射面を均一に照射することのできる照明装置およびその照明装置に好適なレンズを提供することにある。

本発明のレンズは、上記の課題を解決するために、凹状の光入射面と、凸状の光出射面とを有するレンズであって、上記光入射面及び上記光出射面は、レンズの厚さ方向の断面において、それぞれの頂点を通り各頂点の接線に直交する軸に対して、一方側の面が他方
側の面と形状が異なる、非軸対称の形状を有し、上記入射面は、上記一方側の面が上記他方側の面よりも、レンズ底部に対する傾きが大きい形状をなし、上記出射面は、上記他方側の面が上記一方側の面よりも、レンズ底部に対する傾きが大きい形状をなすことを特徴としている。

本発明のレンズは、上記の課題を解決するために、凹状の光入射面と、凸状の光出射面とを有するレンズであって、上記光入射面及び上記光出射面は、レンズの厚さ方向の断面において、それぞれの頂点を通り各頂点の接線に直交する軸に対して、一方側の面が他方側の面と形状が異なる、非軸対称の形状を有し、上記入射面は、上記一方側の面が上記他方側の面よりも、光拡散性が高い形状をなし、上記出射面は、上記一方側の面が上記他方側の面よりも、光拡散性が高い形状をなすことを特徴としているともいえる。

上記の各構成によれば、レンズの入射面および出射面は、レンズの厚さ方向の断面において、入射面および出射面の各頂点を通る接線に直交する軸に対して、非軸対称の形状となっている。しかも、レンズの入射面および出射面は、上記軸に対して、一方側の面が光を拡散させる形状となっており、他方側の面が光を集光させる形状となっている。つまり、上記一方側の面から相対的に拡散させた光を出射し、上記他方側の面から相対的に集光させた光を出射させることができる。

このように、上記の各構成によれば、レンズの入射面および出射面の形状によって、光拡散性が制御されている。従って、たとえ照射面に対して光軸が斜めに配置された照明装置に適用した場合であっても、照射面を均一に照射することができる。

なお、入射面における光拡散性は、入射面に入射した光を拡散させて出射面に導くことを意味し、出射面における光拡散性は、出射面から拡散させた光を出射することを意味する。

本発明の照明装置は、上記の課題を解決するために、上記いずれかのレンズと、上記レンズの上記入射面の頂点を通る接線に直交する軸が通る位置に配置される光源と、を備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、光源から出射された光が、入射面および出射面の形状によって光拡散性が制御されたレンズに入射する。これにより、集光して出射される光と拡散されて出射される光の光量の比率を略均等にすることができる。従って、たとえ照射面に対して光軸が斜めに配置されたとしても、照射面を均一に照射することができる。

本発明の照明装置において、上記光源は、上記レンズから出射される光の照射面に対して光軸が斜めになるように配置されていてもよい。

上記の構成によれば、照射面に対して光軸が斜めに配置されているため、照射面積が広くなる。従って、照射面積を広げつつ、照射面を均一に照射することができる。

本発明の照明装置において、上記光源が搭載された装置本体を備え、上記レンズは、上記装置本体が設置面に取り付けられた状態において、上記一方側の出射面から出射される光が上記装置本体から近い側の照射面を照射し、上記他方側の出射面が上記装置本体から遠い側の照射面を照射すべく取り付けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、光入射面および光出射面における光拡散性の高い面が、照射面の近くに配置されている。これにより、照射面における光源に近い領域には、拡散された光が照射される。一方、照射面における光源に遠い領域には、集光された光（光拡散性の低
い光）が照射される。従って、広域にわたって照度ムラの少ない光を照射することができる。

本発明の照明装置は、上記光源が搭載された装置本体を備え、上記装置本体が、設置面から吊下げられるペンダント照明であって、上記光源及び上記レンズは、上記設置面を照射するように取り付けられているペンダント照明であることが好ましい。

上記の構成によれば、照射面（天井）との距離が近いため照度分布にムラが生じやすいペンダント照明において、照射面を均一に照射することができる。

本発明によれば、照射面積を広げつつ、照射面を均一に照射することできるレンズおよびそれを備えた照明装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施の一形態に係る照明装置における光源ユニットの断面図である。本発明の実施の一形態に係る照明装置の上面側を示す斜視図である。本発明の実施の一形態に係る照明装置の下面側を示す斜視図である。上記照明装置における光源ユニットの一部を示す図である。（ａ）および（ｂ）は、上記照明装置における光源ユニットが備えるレンズを示す斜視図である。上記光源ユニットを構成するＬＥＤ基板、ＬＥＤ、レンズの構成を示す平面図である。上記照明装置の中央部の断面図である。上記光源ユニットから出射される光線の追跡図である。上記光源ユニット（実施例）および比較例１，２の光源ユニットの形状と各光源ユニットの照度分布とを示す図である。上記光源ユニット（実施例）および比較例１，２の光源ユニットの放射強度比を示すグラフである。本発明の他の実施の一形態に係る照明装置の配置状態を示す図である。上記照明装置における隣接する照明装置の光源ユニットの配置状態を示す図である。上記照明装置における光源ユニット（実施例）および比較例１，２の光源ユニットの照度分布を示すグラフである。本発明の他の実施の一形態に係る照明装置における光源ユニットの配置状態を示す図である。上記照明装置における光源ユニット（実施例）および比較例１，２の光源ユニットの照度分布を示すグラフである。本発明の他の実施の一形態に係る照明装置における光源ユニットの配置状態を示す図である。上記照明装置における光源ユニット（実施例）および比較例１，２の光源ユニットの照度分布を示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態では、本発明の照明装置の一例として、天井等の設置面に吊り下げられるペンダントライトについて説明する。なお、本発明の照明装置は、ペンダントライトに限定されるものではなく、ベースライト、シーリングライト、ブラケットランプ等であってもよい。なお、以下では、便宜上、照明装置の設置面側を上部（上方）、床等の主照射側を下部（下方）として説明す
る。

（照明装置１０の構成）
図２は、本発明の実施の一形態に係る照明装置１０の上面側を示す斜視図である。図３は、本発明の実施の一形態に係る照明装置１０の下面側を示す斜視図である。

図２に示すように、照明装置１０は、シャーシ１の上面の中央に吊り下げ軸２が接続されている。これにより、照明装置１０が天井から吊り下げられる。シャーシ１の中央部には、円筒状の突起部１１が形成されており、この突起部１１の周囲に、複数の光源ユニット３１からなる光源ユニット群３が配置されている。具体的には、照明装置１０では、光源ユニット群３は、光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を備えた８つの光源ユニット３１から構成されている。そして、各光源ユニット３１は、突起部１１に外接する８角形の各辺上に、設置されている。光源ユニット群３は、天井（設置面）を照射する。シャーシ１の上面と円筒状の突起部１１には、光源ユニット群３を保護するためのカバー４が、ボルト（図示せず）によって固定される。

一方、図３に示すように、シャーシ１の下面（裏面）にも光源ユニット５が設けられている。光源ユニット５は、光源としてＬＥＤ５１を備えている。具体的には、光源ユニット５は、ＬＥＤ基板５２上に、複数のＬＥＤ５１がマトリクス状に配置された構成である。シャーシ１の下面の内側面には、溝（段差部）１２が形成されており、この溝１２に拡散板６がはめ込まれている。拡散板６は、光源ユニット５の出射方向を覆っており、光源ユニット５の出射光を拡散させる。これにより、床側（部屋全体）に、広角で均一な光が出射される。

このように、照明装置１０は、天井側を照明する光源ユニット３１と、床側を照明する光源ユニット５とを備えている。

（光源ユニット３１）
図４は、照明装置１０における光源ユニット３１の一部を示す図であり、上段が平面図であり、下段が中央部の断面図である。図５の（ａ）および（ｂ）は、照明装置１０における光源ユニット３１が備えるレンズ３４ａ，３４ｂを示す斜視図である。

図４に示すように、光源ユニット３１は、光源ユニット５と同様に、ＬＥＤ基板３２上に、複数（図中では４つ）のＬＥＤ３３を備えている。さらに、光源ユニット３１は、図５に示すように、ＬＥＤ３３の光出射側に配置されるレンズ３４ａ，３４ｂを備えている。光源ユニット３１におけるレンズ３４ａ，３４ｂは、凹状の光入射面３５と、凸状の光出射面３６とを有する長尺の光学部材である。レンズ３４ａ，３４ｂの長手方向に、ＬＥＤ３３が配置される。レンズ３４ａは、長手方向に対して垂直方向の断面が一定である。一方、レンズ３４ｂは、長手方向に対して垂直方向の断面が一定ではなく、ＬＥＤ３３が配置される領域ごとに、概ね半楕円の両端部を除去した形状となっている。レンズ３４ａ，レンズ３４ｂの詳細については後述する。

図６は、光源ユニット３１を構成するＬＥＤ基板３２、ＬＥＤ３３、およびレンズ３４ｂの構成を示す平面図である。図６のように、ＬＥＤ基板３２およびレンズ３４ｂには、光源ユニット３１をシャーシ１に固定するために、それぞれ３つのネジ穴３２’、３４ｂ’が形成されている。また、ＬＥＤ基板３２には、シャーシ１に形成された位置決めピンが挿入される貫通孔３２ａも形成されている。ＬＥＤ３３は、ＬＥＤ基板３２の短手方向の中心から図中上方にやや偏って配列されている。そして、ＬＥＤ３３の直上に、レンズ３４ｂにおける凸状の出射面の頂点が配置される。

図７は、照明装置１０の中央部の断面図である。図７に示すように、シャーシ１の上面には、光源ユニット３１の設置角度を調節するためのアングル１３が接着されている。そして、このアングル１３に、ＬＥＤ基板３１およびレンズ３４ｂがボルト（図示せず）で共締めされている。本実施形態では、シャーシ１の上面とアングル１３とのなす角は、６０°に設定されている。このため、光源ユニット３１の取付角度も、シャーシ１の上面に対して６０°となる。つまり、光源ユニット３１の光軸は、天井（照射面）に対して斜めに配置されることになる。なお、ＬＥＤ基板５２は、ボルト５３によってシャーシ１の下面に固定される。また、シャーシ１の下面側の内周部には、反射シート１４が設けられている。これにより、ＬＥＤ５１から出射される光のうち、拡散板６へ向かわなかった光を反射シート１４で反射させることによって、ＬＥＤ５１から出射される光を有効利用できるようになっている。

（レンズ３４ａの形状）
照明装置１０は、照射面を均一に照射することが重要である。特に、本実施形態の照明装置１０は、ペンダントライトとして、天井から離れた位置から天井を照射するが、天井とシャーシ１の上面との距離は、床面と拡散板６との距離と比べて近い。このため、天井を均一に照射することが比較的困難である。具体的には、ペンダントライトでは、照射面としての天井において、光源の近くが明るくなり、光源から遠いほどが暗くなるため、照度分布にムラが生じる。

そこで、照明装置１０は、光源ユニット群３（光源ユニット３１）が、天井を均一に照射できるような構成となっている。図１は、本発明の実施の一形態に係る照明装置１０における光源ユニット３１の断面図である。ただし、図１では、便宜上、ＬＥＤ基板３２を省略している。

具体的には、レンズ３４ａは、凹状の光入射面３５と、凸状の光出射面３６とを有している。さらに、光入射面３５は、レンズ３４ａの厚さ方向の断面において、光入射面３５の頂点３５ａを通り、頂点３５ａの接線に直交する軸（直線Ａ）に対して、一方側の面が他方側の面と形状が異なる非軸対称の形状を有している。すなわち、光入射面３５は、凹状の頂点３５ａを通るレンズ３４ａの厚さ方向の直線Ａに対して、左右非対称な形状である。さらに、光入射面３５は、上記一方側の面が上記他方側の面よりも、レンズ３４ａ底部に対する傾きが大きい形状をなしている。具体的には、本実施形態では、光入射面３５は、左側の面３５ｂが右側の面３５ｃよりも、レンズ３４ａ底部に対する傾きが大きい形状となっている。なお、本実施形態では、ＬＥＤ３３が、光入射面３５の頂点３５ａを通る接線に直交する軸が通る位置（直線Ａ上）に配置されている。すなわち、頂点３５ａの直下にＬＥＤ３３が配置されている。このため、この直線Ａは光軸でもある。

言い換えれば、光入射面３５における左側の面３５ｂの接線Ｃとレンズ３４ａ底面とのなす角θ１が、光入射面３５における右側の面３５ｃの接線Ｄとレンズ３４ａ底面とのなす角θ２よりも大きくなっている。さらに言い換えれば、直線Ａと接線Ｃとのなす角θ３が、直線Ａと接線Ｄとのなす角θ４よりも小さくなっている。さらに言い換えれば、光入射面３５における左側の面３５ｂの曲率が、光入射面３５における右側の面３５ｃの曲率よりも大きくなっている。

一方、光出射面３６については、左右の面の傾きの関係が光入射面３５とは逆になっている。すなわち、光出射面３６も、レンズ３４ａの厚さ方向の断面において、光出射面３６の頂点３６ａを通り、頂点３６ａの接線に直交する軸（直線Ｂ）に対して、一方側の面が他方側の面と形状が異なる非軸対称の形状を有している。つまり、光出射面３６は、凸状の頂点３６ａを通るレンズ３４ａの厚さ方向の直線Ｂに対して、左右非対称な形状である。本実施形態では、頂点３６ａは、直線Ａの延長線上にはなく、右側にずれているため
、直線Ｂは光軸（直線Ａ）に一致しない。さらに、光出射面３６は、上記他方側の面が上記一方側の面よりも、レンズ３４ａ底部に対する傾きが大きい形状をなしている。具体的には、本実施形態では、右側の面３６ｃが左側の面３６ｂよりも、レンズ３４ａ底部に対する傾きが大きい形状となっている。すなわち、光入射面３５における傾きが大きい側（左側の面３５ｂ）のレンズ３４ａ底部に対する傾きが、右側の面３６ｃのレンズ３４ａ底部に対する傾きよりも小さくなっている。

言い換えれば、光出射面３６における左側の面３６ｂの接線Ｅとレンズ３４ａ底面とのなす角θ５が、光出射面３６における右側の面３６ｃの接線Ｆとレンズ３４ａ底面とのなす角θ６よりも小さくなっている。さらに言い換えれば、直線Ｂと接線Ｅとのなす角θ７が、直線Ｂと接線Ｆとのなす角θ８よりも大きくなっている。さらに言い換えれば、光出射面３６における左側の面３６ｂの曲率が、光出射面３６における右側の面３６ｃの曲率よりも小さくなっている。

このようなレンズ３４ａは、光入射面３５および光出射面３６における光の拡散性および集光性が、直線Ａおよび直線Ｂの左右で異なる。

具体的には、上述のように、凹状の光入射面３５においては、直線Ａに対する左側の面３５ｂの傾斜がきつく、直線Ａに対する右側の面３５ｃの傾斜が緩くなっている。このため、ＬＥＤ３３から直線Ａに対して対称に同じ角度で出射した光は、左側の面３５ｂに入射した場合拡散されやすく、右側の面３５ｃに入射した場合拡散されにくくなる。つまり、左側の面３５ｂは相対的に光を拡散させる方向に作用し、右側の面３５ｃは相対的に光を集光させる方向に作用する。

一方、凸状の光出射面３６においては、光入射面３５とは直線Ｂに対し右側の面３６ｃと左側の面３６ｂとでレンズ３４ａ底部に対する傾斜の関係が逆になっている。つまり、光出射面３６においては、直線Ｂに対する左側の面３６ｂの傾斜が緩く、直線Ｂに対する右側の面３６ｃの傾斜がきつくなっている。このため、光出射面３６から出射される光は、左側の面３６ｂでは集光されにくく、右側の面３６ｃでは集光されやすくなる。つまり、左側の面３６ｂは相対的に光を拡散させる方向に作用し、右側の面３６ｃは光を集光させる方向に作用する。

このように、レンズ３４ａは、レンズ３４ａの厚さ方向の断面において、光入射面３５が直線Ａに対して一方側の面が他方側の面よりも、光拡散性が高い形状をなし、光出射面が直線Ｂに対して一方側の面が他方側の面よりも、光拡散性が高い形状をなしている。言い換えれば、レンズ３４ａは、レンズ３４ａの中心に対して片側の面（図中左側の面３５ｂ，３６ｂ）が光を拡散させる形状となっており、もう片側の面（図中右側の面３５ｃ，３６ｃ）が光を集光させる形状となっている。すなわち、光入射面３５は、凹状の頂点３５ａを通るレンズ３４ａの厚さ方向の直線Ａに対して、左右非対称な形状であると共に、直線Ａに対して左側の面３５ｂの光拡散性が、右側の面３５ｃ光拡散性よりも高くなっている。さらに、光出射面３６は、凸状の頂点３６ａを通るレンズ３４ａの厚さ方向の直線Ｂに対して、左右非対称な形状であると共に、直線Ｂに対して左側の面３６ｂの光拡散性が、右側の面３６ｃ光拡散性よりも高くなっている。つまり、光出射面３６は、光入射面３５において光拡散性が高くなっている左側の面３６ｂの光拡散性が、右側の面３６ｃの光拡散性よりも高くなっている。これにより、光出射面３６の左側の面３６ｂから相対的に拡散させた光を出射し、右側の面３６ｃから相対的に集光させた光を出射させることができる。

なお、レンズ３４ａの形状はこのような形状に限定されるものではなく、光入射面３５は、直線Ａに対して一方側の面（左側の面３５ｂまたは右側の面３５ｃ）が、他方の面（
右側の面３５ｃまたは左側の面３５ｂ）よりも光拡散性が高い形状となっており、光出射面３６は、光入射面３５において光拡散性が高くなっている側と同じ側（左側の面３６ｂまたは右側の面３６ｃ）の面が、他方の面（右側の面３６ｃまたは左側の面３６ｂ）よりも、光拡散性高くなっている特性を有する形状となっていればよい。レンズ３４ａでは、光入射面３５および光出射面３６の左側の面３５ｂ，３６ｂおよび右側の面３５ｃ，３６ｃは、それぞれ単一の曲率を持った面である。しかし、上述の特性を有する限り、各面は、複数の曲率を有する面（曲面）を有していてもよいし、曲率を有さない面（平面）を有していてもよい。

また、レンズ３４ａは、光入射面３５の頂点３５ａの直下にＬＥＤ３３を配置したときに、光軸（直線Ａ）に対して、左右で配光特性（放射強度）が異なる形状であるといえる。つまり、レンズ３４ａは、凹状の頂点３５ａを通るレンズ３４ａの厚さ方向の直線Ａに対して、左右非対称な形状であると共に、直線Ａに対して左側の面３５ｂまたは右側の面３５ｃの一方の光拡散性が、他方の光拡散性よりも高くなっており、出射面３６は、凸状の頂点３６ａを通るレンズ３４ａの厚さ方向の直線Ｂに対して、光入射面３５において光拡散性が高くなっている側（左側の面３６ｂ）の光拡散性が、右側の面３６ｃの光拡散性よりも高くなっているとも言い換えられる。

（光源ユニット３１の出射光）
図８は、光源ユニット３１から出射される光線の追跡図である。上述のように、光源ユニット３１のレンズ３４ａは、光入射面３５の左側の面３５ｂおよび光出射面３６の左側の面３６ｂが光を拡散させる形状となっており、光入射面３５の右側の面３５ｃおよび光出射面３６の右側の面３６ｃが光を集光させる形状となっている。さらに、レンズ３４ａは、ＬＥＤ３３が搭載されたシャーシ１が天井等の設置面に取り付けられた状態において、レンズ３４ａの厚さ方向の断面において、上記直線Ｂ（図１参照）に対して、一方側の出射面から出射される光がシャーシ１から近い側の照射面を照射し、他方側の出射面が上記装置本体から遠い側の照射面を照射すべく取り付けられている。例えば、図８では、出射面３６の左側の面３６ｂがシャーシ１から近い側の照射面を照射し、出射面３６の右側の面３６ｃがシャーシ１から遠い側の照射面を照射すべく取り付けられている。つまり、光入射面３５の左側の面３５ｂおよび光出射面３６の左側の面３６ｂが、天井（照射面）に近くに配置されている。これにより、天井におけるＬＥＤ３３に近い領域には、光入射面３５の左側の面３５ｂおよび光出射面３６の左側の面３６ｂによって拡散された光が照射される。一方、天井におけるＬＥＤ３３に遠い領域に、光入射面３５の右側の面３５ｃおよび光出射面３６の右側の面３６ｃによって集光された光が照射される。つまり、ＬＥＤ３３に近いため明るくなりやすい領域に照射される光は拡散され、ＬＥＤ３３から離れているため暗くなりやすい領域に照射される光は集光される。
その結果、天井に、略均一な照度分布の光を照射することができる。また、照明装置１０では、光源ユニット３１の光軸が天井に対して斜めに配置されているが、この場合であっても照射面を均一に照射することができる。すなわち、照射面積を広げつつ、照射面を均一に照射することができる。

図９は、光源ユニット３１と、光源ユニット３１０ａ（比較例１）と、光源ユニット３１０ｂ（比較例２）との形状および各々の照度分布を比較する図である。図１０は、光源ユニット３１と、光源ユニット３１０ａ（比較例１）と、光源ユニット３１０ｂ（比較例２）との放射強度比を比較する図である。なお、光源ユニット３１０ａは、レンズ３４０の形状が光源ユニット３１のレンズ３４ａとは異なる。すなわち、レンズ３４０は、光入射面３５０および光出射面３６０の形状が、いずれも光入射面３５０および光出射面３６０の各頂点を通る厚さ方向（光軸方向）に対して、左右対称である。一方、光源ユニット３１０ｂは、レンズを有さない。また、いずれの場合も、光源ユニットの取り付け角度は、６０°とし、ＬＥＤから天井までの距離を２７２ｍｍとした。

図９に示すように、光源ユニット３１の天井面における照度比は、照度比の最大値と最小値との差が、光源ユニット３１０ａおよび光源ユニット３１０ｂに比べて顕著に小さくなっている。従って、光源ユニット３１は、比較例１および２に比較して、広域にわたって照度ムラの少ない光を照射することができることがわかる。

一方、図１０のように、光源ユニット３１０ａおよび光源ユニット３１０ｂの放射強度は、配光角０°（光軸方向）に対して、略対称となっている。これに対し、光源ユニット３１の放射強度は、配光角０°（光軸方向）に対して対称とはなっておらず、配光角がプラス方向の光は集光され、配光角がマイナス方向の光が拡散されていることがわかる。

なお、比較例１の光源ユニット３１０ａのレンズ３４０は、光入射面３５０および光出射面３６０の形状が、いずれも光入射面３５０および光出射面３６０の各頂点を通る厚さ方向（光軸方向）に対して、左右対称である。この場合、光を拡散させるためには、レンズ３４０の水平方向（幅方向）の厚さ（長さ）を大きくしなければならない。このため、光源ユニット３１０ａのスペースからはみ出してしまう場合がある。これに対し、光源ユニット３１では、レンズ３４の光入射面３５および光出射面３６を直線Ａまたは直線Ｂに対して非対称となっている。つまり、光入射面３５および光出射面３６の形状によって光の拡散性を制御している。このため、レンズ３４の水平方向（幅方向）の厚さ（長さ）を大きくすることなく、光を拡散させることができる。

また、照明装置１０では、光源ユニット３１の光軸上に、光入射面３５の頂点Ａが存在する。このため、ＬＥＤ３３のように光軸に対して左右に光量が等しい光が出射される場合、集光して出射される光と拡散されて出射される光の光量の比率を略均等にすることができる。なお、光入射面３５の頂点Ａは、光軸よりも、光を拡散させる側（左側の面３５ｂ側）に配置されていればよい。

（照明装置１０の変形例）
本実施形態の照明装置１０は、以下のような構成とすることもできる。図１１は、本発明の他の実施の一形態に係る照明装置１０ａの配置状態を示す図である。図１２は、照明装置１０ａにおける隣接する照明装置１０の光源ユニット３１の配置状態を示す図である。図１３は、照明装置１０ａにおける光源ユニット（実施例）および比較例１，２の光源ユニットの照度分布を示すグラフである。

図１１に示すように、照明装置１０ａは、複数（図中４つ）の照明装置１０を天井に等間隔で設置された構成である。図１１では、各照明装置１０の中心間の距離が、縦方向および横方向それぞれ、１６００ｍｍの間隔となるように、４つの照明装置１０が配置されている。

図１２に示すように、照明装置１０ａにおける隣接する照明装置１０・１０の各光源ユニット３１・３１は、光入射面３５の左側の面３５ｂおよび光出射面３６の左側の面３６ｂが、天井（照射面）に近くに配置されている。これにより、天井におけるＬＥＤ３３に近い領域には、光入射面３５の左側の面３５ｂおよび光出射面３６の左側の面３６ｂによって拡散された光が照射される。一方、隣接する照明装置１０・１０の中心部には、光入射面３５の右側の面３５ｃおよび光出射面３６の右側の面３６ｃによって集光された光が照射される。つまり、ＬＥＤ３３に近いため明るくなりやすい領域に照射される光は拡散され、ＬＥＤ３３から離れているため暗くなりやすい領域に照射される光は集光される。これにより、天井に、均一な照度分布の光を照射することができる。

図１３では、図１２のように配置した光源ユニット３１・３１の照度分布と、図９にお
ける比較例１および比較例２の光源ユニットを図１２と同様に配置した場合の照度分布も示している。図１３に示すように、照明装置１０ａにおいても、光源ユニット３１の天井面における照度比は、照度比の最大値と最小値との差が、光源ユニット３１０ａおよび光源ユニット３１０ｂに比べて顕著に小さくなっている。従って、照明装置１０ａは、照度ムラの少ない均一な光を照射することができることがわかる。

一方、図１４は、本発明の他の実施の一形態に係る照明装置における光源ユニット３１の配置状態を示す図である。図１５は、図１４の光源ユニット（実施例）および比較例１，２の光源ユニットの照度分布を示すグラフである。

図１４の構成は、斜めの天井（照射面）に吊り下げられた照明装置における光源ユニット３１を示している。この場合、シャーシ１の上面にアングル１３は設けられず、シャーシ１の上面に直接光源ユニット３１が設置されている。そして、天井とシャーシ１の上面のなす角が６０°となっている。また、光入射面３５の左側の面３５ｂおよび光出射面３６の左側の面３６ｂが、天井（照射面）に近くに配置されている。これにより、天井におけるＬＥＤ３３に近い領域には、光入射面３５の左側の面３５ｂおよび光出射面３６の左側の面３６ｂによって拡散された光が照射される。一方、天井におけるＬＥＤ３３に遠い領域に、光入射面３５の右側の面３５ｃおよび光出射面３６の右側の面３６ｃによって集光された光が照射される。つまり、ＬＥＤ３３に近いため明るくなりやすい領域に照射される光は拡散され、ＬＥＤ３３から離れているため暗くなりやすい領域に照射される光は集光される。これにより、天井に、均一な照度分布の光を照射することができる。また、照明装置１０では、光源ユニット３１の光軸が天井に対して斜めに配置されているが、この場合であっても照射面を均一に照射することができる。すなわち、照射面積を広げつつ、照射面を均一に照射することができる。

図１５では、図１４のように配置した光源ユニット３１の照度分布と、図９における比較例１および比較例２の光源ユニットを図１４と同様に配置した場合の照度分布も示している。図１５に示すように、図１４のように光源ユニット３１が配置された場合も、光源ユニット３１の天井面における照度比は、照度比の最大値と最小値との差が、光源ユニット３１０ａおよび光源ユニット３１０ｂに比べて顕著に小さくなっている。従って、照度ムラの少ない均一な光を照射することができることがわかる。

一方、図１６は、本発明の他の実施の一形態に係る照明装置１０ｂにおける光源ユニット３１の配置状態を示す図である。図１７は、図１６の光源ユニット（実施例）および比較例１，２の光源ユニットの照度分布を示すグラフである。図１６の構成は、照明装置１０において、アングル１３を用いずに光源ユニット３１をシャーシ１の上面に設置した照明装置１０ｂを示している。つまり、図１６の照明装置１０ｂは、天井（照射面）に対して、光軸が垂直である構成を示している。この場合、照明装置１０ｂの中央部に２つの光源ユニット３１によって集光させる光を照射し、照明装置１０ｂの外側に光源ユニット３１によって拡散させる光を照射する。これにより、図１７に示すように、天井に対して光軸が垂直である場合であっても、照度ムラの少ない均一な光を照射することができる。

なお、本実施形態では、光源としてＬＥＤ３３，５１を備える照明装置１０について説明した。しかし、光源はＬＥＤ３３，５１に限定されるものではなく、蛍光体、エレクトロルミネッセンス素子、半導体光源等の各種発光素子であってもよい。また、光源の色は任意に設定すればよい。ただし、ＬＥＤは、長寿命、低消費電力といった利点を有する。

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、本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。

１シャーシ（装置本体）
３光源ユニット群
１０，１０ａ，１０ｂ照明装置
３３ＬＥＤ
３４ａ，３４ｂレンズ
３５光入射面
３５ａ頂点
３６光出射面
３６ａ頂点
Ａ直線（光軸，頂点の接線に直交する軸）
Ｂ直線（頂点の接線に直交する軸）

Claims

レンズと、光源と、上記光源が搭載された装置本体とを備えた照明装置であって、
上記レンズは、凹状の光入射面と、凸状の光出射面とを有し、
上記光入射面及び上記光出射面は、レンズの厚さ方向の断面において、それぞれの頂点を通り各頂点の接線に直交する軸に対して、一方側の面が他方側の面と形状が異なる、非軸対称の形状を有し、
上記光入射面は、上記一方側の面が上記他方側の面よりも、レンズ底部に対する傾きが大きい形状をなし、
上記光出射面は、上記他方側の面が上記一方側の面よりも、レンズ底部に対する傾きが大きい形状をなし、
上記光源は、上記レンズの上記光入射面の頂点を通る接線に直交する軸が通る位置に配置される光源であり、
上記光源及び上記レンズは、上記装置本体を設置する設置面を照射するように取り付けられており、
上記設置面に対向する面を照射するように取り付けられた光源をさらに備えていることを特徴とする照明装置。
レンズと、光源と、上記光源が搭載された装置本体とを備えた照明装置であって、
上記レンズは、凹状の光入射面と、凸状の光出射面とを有し、
上記光入射面及び上記光出射面は、レンズの厚さ方向の断面において、それぞれの頂点を通り各頂点の接線に直交する軸に対して、一方側の面が他方側の面と形状が異なる、非軸対称の形状を有し、
上記光入射面は、上記一方側の面が上記他方側の面よりも、光拡散性が高い形状をなし、
上記光出射面は、上記他方側の面が上記一方側の面よりも、光拡散性が高い形状をなし、
上記光源は、上記レンズの上記光入射面の頂点を通る接線に直交する軸が通る位置に配置される光源であり、
上記光源及び上記レンズは、上記装置本体を設置する設置面を照射するように取り付けられており、
上記設置面に対向する面を照射するように取り付けられた光源をさらに備えていることを特徴とする照明装置。
上記光源は、上記レンズから出射される光の照射面に対して光軸が斜めになるように配置されてい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。
上記レンズは、
上記装置本体が上記設置面に取り付けられた状態において、上記一方側の光出射面から出射される光が上記装置本体から近い側の照射面を照射し、上記他方側の光出射面から出射される光が上記装置本体から遠い側の照射面を照射すべく取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。