JP6270519B2 - 光源ユニット及び照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等を光源として備える光源ユニット、該光源ユニットを備える照明装置に関する。

ウォールウォッシャー（壁面照明器具）又は黒板灯等の照明器具は、例えば居室の天井面に設けられ、鉛直方向に設けられた壁面又は黒板等を照明する。また街路灯又は防犯灯等の照明器具は、道路脇又は公園等に設けられ、道路又は公園等を照明する。このような照明器具では、ＬＥＤ等の光源からの光を照明対象に適切に照射するために、光源からの光の軸を中心として回転対称（軸対称）をなす単純な対称配光ではなく、非対称配光が要求されている。

特許文献１では、軸対称のボウル形状をなし、その頂部にくぼみを有するコリメータレンズと、コリメータレンズのくぼみ内に配置されるＬＥＤとを備えるＬＥＤモジュールにおいて、コリメータレンズの光出射面にのこぎり歯状構造を設ける構成が提案されている。このような構成により、ＬＥＤから出射された光が、くぼみの内面からコリメータレンズ内に入射し、略平行な光に変換され、更に光出射面ののこぎり歯状構造にて偏向（屈曲）された後、コリメータレンズから出射する。よって、出射光をコリメータレンズの対称軸に対して偏向させた非対称配光を実現することができる。このようなＬＥＤモジュールにおいて、のこぎり歯状構造が異なるコリメータレンズを用いることにより、偏向角度（出射方向）が異なる種々の配光を実現できる。

特許文献２では、ＬＥＤからの光を所定方向に配光するレンズが略ボウル形状をなし、その頂部に円形断面を有する凹部が設けられ、この凹部の奥面に、この凹部の開口端に向けて凸レンズ部が突設してある構成が提案されている。このようなレンズは、ＬＥＤ配設部材に実装されたＬＥＤの光軸に凸レンズ部の中心軸線を交差させて、ＬＥＤを凹部内に収め、凹部の反対側に設けられた光出射面がＬＥＤ配設部材のＬＥＤ実装面に平行な状態でＬＥＤ配設部材に取り付けられることで非対称配光を実現することができる。このようなレンズにおいて、ＬＥＤの光軸と凸レンズ部の中心軸とがなす角度を異ならせることにより、出射方向が異なる各レンズからの出射光にて種々の配光を実現できる。

特表２００２−５２８８６１号公報 特開２００８−１０３３００号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成では、大きい偏向角度を実現するためにはのこぎり歯状構造の高さを高くする必要があるが、高くしすぎるとのこぎり歯状構造にて光が反射し、意図しない方向に出射する光が増加して光の利用効率が低下する虞があるという問題を有する。
また特許文献２に開示された構成では、光軸に対する凸レンズ部の中心軸線の傾斜角度によっては、レンズに設けられた凹部の開口端からの光漏れの発生や、レンズの外周面（反射面）の大きさによっては、レンズ外周面で反射しなかったことにより、意図しない方向へ出射する光が発生する虞があるという問題を有する。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光源からの光の利用効率を低下させることなく、所要の配光を実現できる光源ユニット及び照明装置を提供することにある。

本発明に係る光源ユニットは、光源が実装された光源基板と、前記光源からの光が入射し、入射した光が出射するレンズ体とを備える光源ユニットにおいて、前記レンズ体は、前記光源の光軸に対して傾斜させてあるレンズ軸を軸とする円柱状の中央部と、前記中央部の外面に設けられた複数の周辺部とが一体形成されており、前記複数の周辺部のそれぞれでは、外縁と前記レンズ軸との距離が異なっており、前記複数の周辺部のうちの、前記外縁と前記レンズ軸との距離が最小である周辺部に前記中央部を隔てて対向する周辺部は、前記外縁と前記レンズ軸との距離が最大であり、前記中央部及び複数の周辺部のそれぞれは、前記光源からの光が入射する光入射面と、入射した光が出射する光出射面とを有し、前記中央部及び複数の周辺部の前記光出射面は、連続しており、前記光軸に交差する平面であることを特徴とする。

本発明に係る光源ユニットは、前記中央部及び複数の周辺部の前記光出射面は、前記光軸との交点が前記レンズ軸との交点よりも前記光源基板の光源実装面に近い位置となるように、前記光源実装面に対して傾斜させてあることを特徴とする。

本発明に係る光源ユニットは、前記中央部及び複数の周辺部の前記光出射面には、前記光軸に対して前記レンズ軸が傾斜する方向に傾斜した面を有するのこぎり歯状の回折部が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る光源ユニットは、前記光源及びレンズ体は、複数組設けてあり、各組の前記レンズ体は、それぞれの前記レンズ軸が前記光出射面の外側で交差するように配置されていることを特徴とする。

本発明に係る光源ユニットは、前記光源及びレンズ体は、複数組設けてあり、少なくとも１つの前記レンズ体は、前記光軸に対する前記レンズ軸の傾斜方向を他のレンズ体と異ならせて配置されていることを特徴とする。

本発明に係る照明装置は、上述した光源ユニットを備えることを特徴とする。

本発明では、レンズ体に入射した光を、光軸に対して傾斜する方向に出射でき、光軸に対して種々の配光が可能な光源ユニットを実現できる。

実施形態１の照明装置を示す模式図である。 実施形態１のレンズ体及び光源の側面図である。 図２におけるレンズ体及び光源の縦断面図である。 レンズ体を光軸上の下方向から見た図である。 レンズ体を中心軸上の下方向から見た図である。 周辺部の形状を説明するための説明図である。 周辺部の形状を説明するための説明図である。 レンズ体を通過する光路の説明図である。 レンズアレイにおけるレンズ体の配置例を示す説明図である。 実施形態２のレンズ体及び光源の側面図である。 実施形態３のレンズ体を光軸上の下方向から見た図である。 実施形態３のレンズ体の側面図である。 実施形態３のレンズ体を中心軸上の下方向から見た図である。 実施形態４のレンズ体の縦断面図である。 実施形態５のレンズ体の模式図である。

以下に、本発明に係る光源ユニット及び照明装置について、その実施形態を示す図面に基づいて詳述する。

（実施形態１）
以下に、本発明に係る照明装置における実施形態１の照明装置について説明する。図１は、実施形態１の照明装置を示す模式図である。図１Ａには、照明装置１によって照明される側から見た照明装置１の平面図を示し、図１Ｂには、図１ＡのＢ−Ｂ線による断面図を示している。また図１Ａには、透光カバー４が取り外された状態の照明装置１を示している。

本実施形態１の照明装置１は、例えば居室の天井面等に取り付けられて使用されるシーリングライト等の照明器具である。また本発明に係る照明装置は、ウォールウォッシャー、黒板灯、街路灯、防犯灯等の照明器具にも適用できる。本実施形態１の照明装置１は矩形の浅皿形状の筐体５を有し、筐体５内に、光源基板２及びレンズアレイ３等を含む光源ユニットを収納し、筐体５の開口部を透光カバー４で閉じて構成されている。

光源基板２は、矩形平板であり、光源基板２の一面には複数の光源２０，２０…が縦横に並べて実装されている。光源２０は例えば、チップ状に形成されたＳＭＤ型（Surface Mount Device：表面実装型）のＬＥＤ（発光ダイオード）である。光源２０は、白色ＬＥＤ、昼光色ＬＥＤ等、適宜の色発光が可能に構成されたＬＥＤを用いることができ、また、発光色が異なる複数種類のＬＥＤを組み合わせて用いてもよい。更には、ＬＥＤ以外の発光素子が実装された光源基板２を用いることも可能である。

レンズアレイ３は、矩形の板部３ａと、板部３ａの周縁からそれぞれ同じ向きに垂直に立ち上がる脚板３ｂと、脚板３ｂの突出端からそれぞれ外向きに周設された鍔部３ｃとを有し、全体として浅皿形状をなす。レンズアレイ３は、板部３ａの脚板３ｂが突出された側の面に縦横に並べて設けられた複数のレンズ体３０，３０…を有する。板部３ａ、脚板３ｂ、鍔部３ｃ及び複数のレンズ体３０，３０…を有するレンズアレイ３は、例えばアクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂等のように透明性の高い材料にて一体成型される。レンズ体３０の形状については後述する。

光源基板２及びレンズアレイ３は、筐体５の底面よりも若干小さい大きさを有する。筐体５の底面に、光源基板２が光源２０，２０…の実装面（光源実装面）を筐体５の開口側に向けて載置され、光源基板２にレンズアレイ３がレンズ体３０，３０…を光源実装面に向けて載置される。レンズアレイ３が光源基板２に載置された場合、レンズアレイ３の鍔部３ｃが光源基板２の光源実装面の周縁部に当接する。レンズ体３０，３０…及び光源２０，２０…はそれぞれ対応する位置に同数設けてあり、レンズアレイ３が光源基板２に載置された場合、レンズ体３０，３０…及び光源２０，２０…は１体１で対向する。また、レンズアレイ３の脚板３ｂは、各光源２０に対して所定間隔を隔てた位置に各レンズ体３０を配置できる長さ（高さ）を有しており、脚板３ｂによってレンズ体３０，３０…はそれぞれ対向する光源２０，２０…に対して所定位置に配置される。
筐体５の底面に載置された光源基板２及びレンズアレイ３は、ビス等（不図示）を用いて筐体５の底面に固定される。

透光カバー４は、透光性に優れた合成樹脂製又はガラス製であり、筐体５の開口部と同程度の大きさの矩形板状に形成されている。透光カバー４は所定色に着色されていてもよい。透光カバー４は筐体５の開口部の全面を覆うように取り付けられ、枠状の透光カバー固定部材６にて筐体５の開口端に固定される。透光カバー固定部材６は、透光カバー４の縦寸法及び横寸法と同程度に形成されており、筐体５の開口端に嵌合された場合に、筐体５の開口端と共に透光カバー４の周縁部を挟持する。
上述した構成により、光源基板２及びレンズアレイ３は、筐体５及び透光カバー４にて形成される空間内に収納されるので、筐体５及び透光カバー４によって保護される。

筐体５は、アルミニウム製等の金属製であり、光源基板２による発光動作と共に発生する熱を照明装置１の外へ放出する機能を有する。
筐体５の内部あるいは筐体５の周辺には、光源基板２上の各光源２０，２０…に電力を供給する電源回路、各光源２０，２０…の発光を制御する制御回路等を含む駆動部（不図示）、駆動部及び光源基板２を接続する電力線（不図示）等が設けてある。また筐体５の底板又は側面には、天井面等に設けられた被取付具（引掛けシーリング、アンカーボルト等、不図示）に取り付けられて固定される取付部（不図示）が設けてある。被取付具はコンセント（プラグ受け）を有し、取付部はプラグ及びプラグを介して被取付具のコンセントから供給される電力を駆動部に送るための配線を有する。あるいは、被取付具付近にＶＶＦ線等を有し、ＶＶＦ線から供給される電力を駆動部に送るための配線を有する構成でもよい。被取付具及び取付部は、互いに掛止するように構成されており、取付部が被取付具に取り付けられた場合、照明装置１及び被取付具間の機械的な結合が達成される。

上述した構成の照明装置１では、光源基板２の各光源２０，２０…からの発光光が各レンズ体３０，３０…を通過して透光カバー４に到達し、透光カバー４を通過して照明装置１の外部へ出射される。よって照明装置１は、透光カバー４からの出射光により被照射面を照明することができる。

次に、各レンズ体３０，３０…の形状について説明する。図２は、実施形態１のレンズ体３０及び光源２０の側面図、図３は、図２におけるレンズ体３０及び光源２０の縦断面図、図４は、レンズ体３０を光軸Ｌ１上の下方向から見た図、図５は、レンズ体３０を中心軸Ｌ２上の下方向から見た図である。なお、図２には、図１Ｂにおいて左右方向に配置されるレンズ体３０，３０…及び光源２０，２０…の各組のうちで左側に設けられた１組のレンズ体３０及び光源２０を拡大して示している。図３は、後述するレンズ体３０の中心軸（レンズ軸）Ｌ２及び光源２０の光軸Ｌ１を含む平面による断面図である。

光源２０は、図２中に一点鎖線で示すような光軸Ｌ１を中心として回転対称（軸対称）の光を出射する。なお、図２に示すように光軸Ｌ１は光源基板２の光源実装面に直交している。レンズ体３０において、光源２０に対向する面が、光源２０からの光が入射する光入射面を形成している。またレンズ体３０において、光源２０に対向する側の反対側がレンズアレイ３の板部３ａに連設されている。

レンズ体３０は、一端に凸面３１ａを有する円柱状の中央部３１と、中央部３１の外側に周方向に並設された複数の周辺部３２〜３５とによって形成されている。凸面３１ａの中心軸は中央部３１の中心軸Ｌ２に一致しており、以下では、中央部３１の中心軸Ｌ２をレンズ体３０の中心軸（レンズ軸）として説明する。なお、中心軸Ｌ２は光源２０の光軸Ｌ１に対して所定角度θ傾斜している。

周辺部３２〜３５は、中央部３１の凸面３１ａを取り囲むようにそれぞれ内側面３２ａ〜３５ａを有する。凸面３１ａ及び内側面３２ａ〜３５ａによって凹部が形成され、レンズ体３０は、この凹部にて光源２０を覆った状態で光源２０に対向配置される。よって、凸面３１ａ及び内側面３２ａ〜３５ａは光入射面をなし、光源２０からの光がこれらの面３１ａ〜３５ａからレンズ体３０内に入射する。中央部３１及び周辺部３２〜３５において、光源２０に対向する側の反対側は全体で光出射面３０ａを形成しており、光出射面３０ａは板部３ａに密着させて連設されている。光出射面３０ａは、レンズ体３０の中心軸Ｌ２に対して直交せずに傾斜し、光軸Ｌ１に対して直交した面である。また光出射面３０ａは、凹凸がない平坦な面であり、光源基板２の光源実装面に平行な面である。

また周辺部３２〜３５は、内側面３２ａ〜３５ａの端縁及びそれぞれの光出射面３０ａの周縁を連結する外側面３２ｂ〜３５ｂを有する。外側面３２ｂ〜３５ｂは、光入射面（凸面３１ａ及び内側面３２ａ〜３５ａ）から入射した光を後述するように反射させる全反射面を形成している。更に周辺部３３，３５は、それぞれの外側面３３ｂ，３５ｂ及び隣り合う周辺部３２の外側面３２ｂをそれぞれ接続する接続面３３ｃ，３５ｃを有し、周辺部３４は、外側面３４ｂ及び隣り合う周辺部３３，３５の外側面３３ｂ，３５ｂをそれぞれ接続する２つの接続面３４ｃを有する。

図６及び図７は、周辺部３２〜３５の形状を説明するための説明図である。図６において、中心軸Ｌ２、線分Ｓ０，Ｓ１，Ｓ４で囲まれた面領域Ｒ１が中心軸Ｌ２を中心に１２０°程度回転されることにより、図５，７に示すような周辺部３２及び周辺部３２に連なる中央部３１の一部が形成される。また中心軸Ｌ２、線分Ｓ０，Ｓ２，Ｓ４で囲まれた面領域Ｒ２が中心軸Ｌ２を中心に６０°程度回転されることにより、周辺部３３，３５及び周辺部３３，３５にそれぞれ連なる中央部３１の一部が形成される。更に中心軸Ｌ２、線分Ｓ０，Ｓ３，Ｓ４で囲まれた面領域Ｒ３が中心軸Ｌ２を中心に１２０°程度回転されることにより、周辺部３４及び周辺部３４に連なる中央部３１の一部が形成される。

上述した形状に形成された周辺部３２及び周辺部３２に連なる中央部３１の一部の両端面に、周辺部３３，３５及び周辺部３３，３５に連なる中央部３１の一部をそれぞれつなぎ合わせ、更に周辺部３４及び周辺部３４に連なる中央部３１の一部をつなぎ合わせることにより、図７に実線及び破線で示す形状が得られる。なお、図６に示すように、線分Ｓ３において線分Ｓ０に連なる部分が線分Ｓ０側に湾曲していることにより、図３，４等に示すように、周辺部３４の内側面３４ａは中央部３１の凸面３１ａ側に向けて凸に湾曲している。

次に、光源２０の光軸Ｌ１に対してレンズ体３０の中心軸Ｌ２が所定角度θ傾斜した状態で、光軸Ｌ１に直交する平面（光出射面３０ａ）を形成することにより、図２〜図５に示した本実施形態１のレンズ体３０の形状（図７に実線で示す形状）が得られる。即ち、中心軸Ｌ２を含む断面形状がそれぞれ異なる複数（具体的には４つ）の部材が中心軸Ｌ２の周囲に設けられた形状のレンズ体３０が得られる。なお、各面領域Ｒ１〜Ｒ３の形状、各面領域Ｒ１〜Ｒ３をそれぞれ中心軸Ｌ２を中心に回転させる角度、光軸Ｌ１に対する中心軸Ｌ２の傾斜角度θを決定することにより、レンズ体３０の形状が決定される。各面領域Ｒ１〜Ｒ３の形状は、それぞれ大きさは異なるが、通常コリメータレンズとして使用されている断面形状であり、所望の集光性能に合わせて適切に決定されればよい。また、回転させる角度及び傾斜角度θにおいても、上述した構成に限らず、実現すべきレンズアレイ３（レンズ体３０，３０…）からの光の出射方向に基づいて適切に決定されればよい。

図６に示すように、面領域Ｒ１は面領域Ｒ２に包含（内包）される形状であり、面領域Ｒ２は面領域Ｒ３に包含される形状である。即ち、光軸Ｌ１に対して中心軸Ｌ２が傾斜する側にある周辺部３２を形成する面領域Ｒ１が、次に前記傾斜する側にある周辺部３３，３５を形成する面領域Ｒ２に包含され、面領域Ｒ２が、前記傾斜する側の反対側にある周辺部３４を形成する面領域Ｒ３に包含される形状となる。各面領域Ｒ１〜Ｒ３をこのような形状とすることにより、図４に示すように、光軸Ｌ１に対して中心軸Ｌ２が傾斜する側にある周辺部３２と周辺部３３，３５のそれぞれとの間の接続面３３ｃ，３５ｃ、及び、周辺部３３，３５のそれぞれと周辺部３４との間の接続面３４ｃが、光軸Ｌ１上の下方向から見える形状のレンズ体３０が得られる。また、図３，４に示すように、凸面３１ａ及び内側面３２ａ〜３５ａが、光軸Ｌ１上の下方向から見える形状となるように、各周辺部３２〜３５の内側面３２ａ〜３５ａが設けてある。これにより、レンズ体３０は、光軸Ｌ１に沿って２分割して用いる金型による成型が可能である。よって、レンズ体３０は２つの金型を用いた単純な成型が可能となる。図６では、各面領域Ｒ１〜Ｒ３で線分Ｓ０を共通としているが、面領域Ｒ１が面領域Ｒ２に包含され、面領域Ｒ２が面領域Ｒ３に包含される形状であれば線分Ｓ０を共通とする必要はない。線分Ｓ０を共通としない面領域Ｒ１〜Ｒ３を用いた場合であっても、凸面３１ａを構成する全ての面が光軸Ｌ１上の下方向から見える形状のレンズ体３０を得ることができる。

レンズ体３０の形状を決定する場合、各周辺部３２〜３５の断面（面領域Ｒ１〜Ｒ３）において、中心軸Ｌ２と各内側面３２ａ〜３５ａとがなす角度、中心軸Ｌ２と各外側面３２ｂ〜３５ｂとがなす角度の変更が可能である。よって、各周辺部３２〜３５の断面毎に、内側面３２ａ〜３５ａから入射する光の経路、金型から抜く際の抜き勾配を考慮して、中心軸Ｌ２と各内側面３２ａ〜３５ａとがなす角度、中心軸Ｌ２と各外側面３２ｂ〜３５ｂとがなす角度を決定することができる。よって、各周辺部３２〜３５の各断面の形状を適宜変更することにより、レンズ体３０を所要の配光を実現できる形状とすることができるので、光軸Ｌ１方向におけるレンズ体３０の高さ（厚み）を増加させず、レンズ体３０の大型化を回避できる。

図８は、レンズ体３０を通過する光路の説明図である。図８Ａには本実施形態１のレンズ体３０の光路を示す。なお、図８では、図面の煩雑化を避けるため、凸面３１ａ及び周辺部３４の内側面３４ａからレンズ体３０内に入射する光の光路のみを示している。本実施形態１のレンズ体３０は、上述した形状を有することにより、光源２０の光軸Ｌ１に対して反射面（周辺部３２〜３５の外側面３２ｂ〜３５ｂ）が非対称となる形状をなす。本実施形態１のレンズ体３０において、凸面３１ａに入射した光は、凸面３１ａにて屈折して中心軸Ｌ２方向に傾いた略平行光となって光出射面３０ａまで届く。また内側面３４ａに入射した光は、内側面３４ａにて屈折し、外側面３４ｂにて反射した後、中心軸Ｌ２方向に傾いた略平行光となり、光出射面３０ａまで届く。光出射面３０ａまで届いた光はそれぞれ光出射面３０ａにて屈折し、レンズ体３０の外部へ出射する。よって、光源２０の光軸Ｌ１に対して非対称配光が実現される。

本実施形態１では、レンズアレイ３（レンズ体３０）の光出射面３０ａが平坦面であるので、光出射面３０ａに塵埃が付着し難くなり、塵埃が付着した場合であっても付着した塵埃を容易に除去できる。よって、照明装置１を長期に亘って使用する場合であっても適切な状態を維持することが容易となる。よって、光出射面３０ａを平坦面とすることにより、光の取り出し効率が維持し易くなる。

本実施形態１では、周辺部３４の内側面３４ａが中央部３１の凸面３１ａ側に凸に湾曲しているのでレンズ体３０の小型化が可能となる。
図８Ｂには比較例として、周辺部３４の内側面３４ａ１が平坦面であった場合の光路を示す。平坦な内側面３４ａ１での光の屈曲は、湾曲している内側面３４ａでの光の屈曲と比較して特に光軸Ｌ１付近での屈曲角度が小さい。よって、内側面３４ａ１にて屈曲した光を反射する外側面３４ｂ１は、図８Ａに示す外側面３４ｂの長さ（高さ）ｈ１よりも長い長さｈ２とする必要があり、図８Ｂに示すレンズ体３０は図８Ａに示すレンズ体３０よりも大きい（厚い）形状となる。これに対して本実施形態１のレンズ体３０では、図８Ａに示すように、光軸Ｌ１に対してレンズ体３０の中心軸Ｌ２が傾斜する側の反対側に位置する周辺部３４の内側面３４ａを凸に湾曲させているので、レンズ体３０の小型化が可能となる。

図９は、レンズアレイ３におけるレンズ体３０，３０…の配置例を示す説明図である。本実施形態１の照明装置１では、図９Ａに示すように、レンズアレイ３において左側に配置されるレンズ体３０は、中心軸Ｌ２が光軸Ｌ１に対して右側に傾斜した状態で設けてあり、右側に配置されるレンズ体３０は、中心軸Ｌ２が光軸Ｌ１に対して左側に傾斜した状態で設けてある。即ち、左側のレンズ体３０，３０…の中心軸Ｌ２と、右側のレンズ体３０，３０…の中心軸Ｌ２とが、レンズアレイ３の光出射面３０ａ側（透光カバー４側）で交差するように配置されている。このように各レンズ体３０，３０…を設けることにより、図９Ｂに示すように光源２０からの光を効率よく使用できる。なお図９Ｂには、図９Ａにおいて左端に設けられたレンズ体３０を通過する光の光路を示しており、レンズ体３０の光出射面３０ａから出射した光が透光カバー４を通過して照明装置１の外部へ出射する状態を示している。

図９Ｃには比較例として左端に、光軸Ｌ１に対して中心軸Ｌ２が左側に傾斜した状態で設けられたレンズ体３０を通過する光の光路を示す。図９Ｃに示した例では、レンズ体３０の光出射面３０ａから出射した光が筐体５に当たり、所要方向への配光制御が困難となると共に、筐体５による光の吸収によって光の使用効率の低下が生じる。よって、図９Ａ，Ｂに示すようにレンズ体３０，３０…を設けることにより、各レンズ体３０，３０…から出射した光が筐体５によって散乱又は吸収されることなく、効率よく照明装置１の外部へ出射する。

また、図９Ａ，Ｂに示すようにレンズ体３０，３０…を設けることにより、色ムラの発生が抑制される。各レンズ体３０，３０…において全て同形状のレンズ体が配列されている場合、照明範囲内において色ムラを発生し易い傾向がある。これに対して図９Ａ，Ｂに示すように各レンズ体３０，３０…において光軸Ｌ１に対する中心軸Ｌ２の傾斜方向を異ならせることにより、個々のレンズ体３０において色ムラが発生している場合であっても、照明範囲は各レンズ体３０，３０…からの光が重なって照明されるので、各レンズ体３０，３０…からの発光色が混色し、色ムラが抑制される。具体的には、単一のレンズ体を配置したレンズアレイでは照明範囲の中央部が青色、周辺部が黄色になる等、照明範囲に色ムラを発生し易い。これに対して、様々な方向にレンズ体を配置したレンズアレイでは、個々のレンズ体で色ムラが発生していても、照明範囲は様々なレンズ体からの光の重ね合わせにより照明されるため、例えば青色と黄色とが混色し、色ムラの抑制がし易くなるという効果を奏する。なお、少なくとも１つのレンズ体３０が、光軸Ｌ１に対するレンズ軸Ｌ２の傾斜方向を他のレンズ体３０と異ならせて配置される構成とすることにより、同様の効果が得られる。

本実施形態１の照明装置１では、光源基板２に実装された各光源２０，２０…と、レンズアレイ３に設けられた各レンズ体３０，３０…とがそれぞれ対向し、各光源２０，２０…からの光が各レンズ体３０，３０…を通過して照明装置１の外部へ出射する構成である。このような構成に限らず、本発明に係る光源ユニット及び照明装置は、１組の光源２０及びレンズ体３０のみを備える照明装置１にも適用できる。

（実施形態２）
以下に、実施形態２の照明装置について説明する。本実施形態２の照明装置は、上述の実施形態１の照明装置１と同様の構成を有するが、レンズアレイ３の各レンズ体３０，３０…の光出射面３０ａが、上述の実施形態１と異なる。よって、各レンズ体３０，３０…の光出射面３０ａについてのみ説明する。

図１０は、実施形態２のレンズ体３０及び光源２０の側面図である。本実施形態２のレンズ体３０は、上述の実施形態１のレンズ体３０と略同様の形状を有するが、光出射面３０ａが、光源２０の光軸Ｌ１に傾斜して設けられている。具体的には、図１０Ａに示すように、光出射面３０ａは、光軸Ｌ１との交点Ｐ１がレンズ体３０の中心軸Ｌ２との交点Ｐ２よりも光源基板２の光源実装面に近い位置となるように光源実装面に対して傾斜して設けられている。図１０Ａに示す例では、光出射面３０ａは、光源実装面に対して傾斜角度θ１傾斜している。このような形状とすることにより、上述の実施形態１のように光出射面３０ａが光軸Ｌ１に直交しているレンズ体３０と比較して、光出射面３０ａからの光の出射方向を光軸Ｌ１に対してより傾斜させることができる。図１０Ａに示す形状では、図８Ａに示した光の出射方向よりも、光軸Ｌ１に対してより右側に傾斜した出射方向となる。よって、光軸Ｌ１（光源基板２の光源実装面）に対して光出射面３０ａを適宜の傾斜角度に傾斜させることにより、光出射面３０ａから出射する光の出射方向を変更できる。

図１０Ｂには、本実施形態２のレンズ体３０の形状における別の例を示している。図１０Ｂに示す形状では、上述の実施形態１のレンズ体３０と同様に光出射面３０ａが光源２０の光軸Ｌ１に直交しており、この光出射面３０ａに、光軸Ｌ１及び中心軸Ｌ２を含む平面での断面がのこぎり歯状をなす回折部（プリズム）３０ｂが形成してある。このような形状とした場合であっても、図１０Ａに示した形状と同様に、光出射面３０ａからの光の出射方向を光軸Ｌ１に対してより傾斜させることができる。なお、本実施形態２のレンズ体３０は、中心軸Ｌ２を光軸Ｌ１に対して傾斜して設けてあるので、レンズ体３０内を通過する光は光軸Ｌ１に対して傾斜する。よって、図１０Ｂに示す形状では、回折部３０ｂの高さを高くすることなく、光軸Ｌ１に対する光の出射方向の傾斜角度を大きくできる。回折部３０ｂの高さを高くした場合、意図しない方向に出射する光が増加する虞があるが、図１０Ｂに示す形状では回折部３０ｂの高さを高くする必要がないので、意図しない方向に出射する光を抑制でき、光の利用効率が低下しない。

（実施形態３）
以下に、実施形態３の照明装置について説明する。本実施形態３の照明装置は、上述の実施形態１の照明装置１と同様の構成を有するが、各レンズ体３０，３０…の周辺部の形状が、上述の実施形態１と異なる。よって、各レンズ体３０，３０…の形状についてのみ説明する。

図１１は、実施形態３のレンズ体３０を光軸Ｌ１上の下方向から見た図、図１２は、実施形態３のレンズ体３０の側面図、図１３は、実施形態３のレンズ体３０を中心軸Ｌ２上の下方向から見た図である。
上述の実施形態１のレンズ体３０は、４つの周辺部３２〜３５を有する構成であるのに対して、本実施形態３のレンズ体３０は、２つの周辺部３６，３７のみを有する構成である。そのほかの構成については上述の実施形態１と同様である。

本実施形態３のレンズ体３０は、上述の実施形態１のレンズ体３０と同様に中央部３１を有し、中央部３１の外側に２つの周辺部３６，３７を有する。周辺部３６，３７は、中央部３１の凸面３１ａを取り囲むように内側面３６ａ，３７ａを有し、レンズ体３０は、凸面３１ａ及び内側面３６ａ，３７ａによって形成される凹部にて光源２０に対向して配置される。よって、本実施形態３のレンズ体３０において、凸面３１ａ及び内側面３６ａ，３７ａは光入射面を形成している。また中央部３１及び周辺部３６，３７において、光源２０に対向する側の反対側はレンズアレイ３の板部３ａに連結して面一となって光出射面３０ａを形成している。更に周辺部３６，３７は、内側面３６ａ，３７ａの端縁及びそれぞれの光出射面３０ａの周縁を連結する全反射面の外側面３６ｂ，３７ｂを有する。更に周辺部３７は、外側面３７ｂ及び隣り合う周辺部３６の外側面３６ｂを接続する２つの接続面３７ｃを有する。本実施形態３のレンズ体３０は、上述の実施形態１のレンズ体３０と同様に、中心軸Ｌ２が光源２０の光軸Ｌ１に対して所定角度θ傾斜した状態で光源２０に対向する。

本実施形態３のレンズ体３０において、周辺部３６及び周辺部３６に連なる中央部３１の一部は、例えば図６に示す面領域Ｒ１を中心軸Ｌ２を中心に２１０°程度回転させることにより形成される形状を有する。また周辺部３７及び周辺部３７に連なる中央部３１の一部は、例えば図６に示す面領域Ｒ２を中心軸Ｌ２を中心に１５０°程度回転させることにより形成される形状を有する。このような形状の周辺部３６及び周辺部３６に連なる中央部３１の一部と、周辺部３７及び周辺部３７に連なる中央部３１の一部とをつなぎ合わせた後、光軸Ｌ１に対して中心軸Ｌ２を所定角度傾斜させた状態で、光軸Ｌ１に直交する光出射面３０ａを形成することにより、図１１〜図１３に示した本実施形態３のレンズ体３０の形状が得られる。即ち、中心軸Ｌ２を含む断面形状が異なる２つの部材が中心軸Ｌ２の周囲に設けられた形状のレンズ体３０が得られる。

本実施形態３のレンズ体３０においても、上述の実施形態１と同様に、光軸Ｌ１に対して中心軸Ｌ２が傾斜する側にある周辺部３６及び周辺部３７の間の接続面３７ｃが、光軸Ｌ１上の下方向から見える形状に形成できる。また、本実施形態３のレンズ体３０においても、凸面３１ａ及び内側面３６ａ，３７ａが、光軸Ｌ１上の下方向から見える形状となるように、各周辺部３６，３７の内側面３６ａ，３７ａが設けてある。これにより、本実施形態３のレンズ体３０も、光軸Ｌ１に沿って２分割して用いる金型による成型が可能であり、単純な構成の金型を用いた成型が可能である。また本実施形態３のレンズ体３０においても、上述の実施形態１と同様に、図８Ａに示すような光源２０の光軸Ｌ１に対して非対称配光を実現できる。

本実施形態３のレンズ体３０において、上述の実施形態２のレンズ体３０と同様に、光出射面３０ａが光源実装面に対して傾斜している形状としてもよい。具体的には、光出射面３０ａ及び光軸Ｌ１の交点が、光出射面３０ａ及び中心軸Ｌ２の交点よりも光源基板２の光源実装面に近い位置となるように、光出射面３０ａが光源実装面に対して傾斜して設けられていてもよい。また、本実施形態３のレンズ体３０において、光源２０の光軸Ｌ１に直交している光出射面３０ａに、光軸Ｌ１及び中心軸Ｌ２を含む平面での断面がのこぎり歯状をなす回折部（プリズム）が形成してある形状としてもよい。このような形状とした場合であっても、上述の実施形態２と同様の効果が得られる。

上述した実施形態１のレンズ体３０は４つの周辺部３２〜３５を有し、本実施形態３のレンズ体３０は２つの周辺部３６，３７を有する構成であるが、周辺部の数は４つ又は２つに限らず、３つ又は５つ以上であってもよい。光軸Ｌ１に対してレンズ体３０から出射する光の出射方向の傾斜角度を大きくするために、光源２０とレンズ体３０との位置関係において、光軸Ｌ１に対する中心軸Ｌ２の傾斜角度を大きくすることが考えられる。この場合、周辺部の数を増やし、光軸Ｌ１に対して中心軸Ｌ２が傾斜する側にある周辺部の断面（中心軸Ｌ２を含む断面）を、反対側にある周辺部の断面が包含する形状となるようにレンズ体３０を形成することにより、レンズ体３０の大型化（厚さの増加）を回避できる。よって、周辺部の数を増やし、各周辺部の断面を適切な形状とすることにより、レンズ体３０の大型化を招くことなく、光軸Ｌ１に対する中心軸Ｌ２の傾斜角度を大きくできる。

（実施形態４）
以下に、実施形態４の照明装置について説明する。本実施形態４の照明装置は、上述の実施形態１の照明装置１と同様の構成を有するが、各レンズ体３０，３０…の周辺部の形状が、上述の実施形態１と異なる。よって、各レンズ体３０，３０…の形状についてのみ説明する。

図１４は、実施形態４のレンズ体３０の縦断面図であり、図１Ｂに示すレンズアレイ３において左側に設けられた１組のレンズ体３０及び光源２０を、光軸Ｌ１及び中心軸Ｌ２を含む平面で切った断面図である。本実施形態４のレンズ体３０は、上述の実施形態１のレンズ体３０と略同様の形状を有するが、凸面３１ａ及び内側面３２ａ〜３５ａにて形成される凹部が、上述の実施形態１のレンズ体３０よりも深い形状を有する。具体的には、周辺部３２〜３５の内側面３２ａ〜３５ａが、上述の実施形態１のレンズ体３０よりも中心軸Ｌ２に沿って長い形状を有する。

このような形状とすることにより、本実施形態４のレンズ体３０は凸面３１ａ及び内側面３２ａ〜３５ａにて光源２０を覆うことができ、光源２０からの光が、凸面３１ａ及び内側面３２ａ〜３５ａにて形成される凹部の開口端から漏れることを防止できる。よって、光源２０からの光が凸面３１ａ及び内側面３２ａ〜３５ａ（光入射面）からレンズ体３０に入射するので、光源２０からの光の利用効率が向上する。

本実施形態４のレンズ体３０においても、光軸Ｌ１に対して中心軸Ｌ２が傾斜する側にある周辺部３２の断面（中心軸Ｌ２を含む断面）を、反対側にある周辺部３４の断面が包含する形状となっている。よって、レンズ体３０の中心軸Ｌ２を光軸Ｌ１に対して所定角度傾斜させた場合であっても、凸面３１ａ、内側面３２ａ〜３５ａ、接続面３３ｃ〜３５ｃの各面が光軸Ｌ１上の下方向から見える形状に形成できる。よって、本実施形態４のレンズ体３０も、光軸Ｌ１に沿って２分割して用いる金型による成型が可能である。

本実施形態４のレンズ体３０においても、上述の実施形態２のレンズ体３０と同様に、光出射面３０ａが光源実装面に対して傾斜している形状としてもよく、光出射面３０ａに、光軸Ｌ１及び中心軸Ｌ２を含む平面での断面がのこぎり歯状をなす回折部（プリズム）が形成してある形状としてもよい。

（実施形態５）
以下に、実施形態５の照明装置について説明する。本実施形態５の照明装置は、上述の実施形態３の照明装置１と同様の構成を有するが、各レンズ体３０，３０…の中央部３１の形状が、上述の実施形態３と異なる。よって各レンズ体３０，３０…の形状についてのみ説明する。
図１５は、実施形態５のレンズ体３０の模式図である。なお、図１５Ａは、レンズ体３０を光軸Ｌ１上の下方向から見た図である。図１５Ｂは、レンズ体３０の縦断面図であり、レンズ３０を光軸Ｌ１及び中心軸Ｌ２を含む平面で切った断面図である。

図６に示したように、上述の実施形態３では、レンズ体３０の形状を決定する面領域Ｒ１，Ｒ２において線分Ｓ０が共通であったが、本実施形態５では、線分Ｓ０を共通としない。なお、本実施形態５においても、面領域Ｒ１が面領域Ｒ２に包含される形状である。
このような面領域Ｒ１，Ｒ２を用いてレンズ体３０の形状を構成した場合、面領域Ｒ１にて周辺部３６の内側面３６ａに連なる湾曲面３１ａａが得られ、面領域Ｒ２にて周辺部３７の内側面３７ａに連なる湾曲面３１ａｂが得られる。よって、中央部３１は、湾曲面３１ａａ，３１ａｂ及び湾曲面３１ａａ，３１ａｂ間を接続する接続面３１ａｃを有し、この湾曲面３１ａａ，３１ａｂ及び接続面３１ａｃにて光源２０に対向する。このように中央部３１において光源２０に対向する面が滑らかな凸面でない場合であっても、上述の実施形態３と同様に、図８Ａに示すような光源２０の光軸Ｌ１に対して非対称配光を実現できる。また、線分Ｓ０を共通としない面領域Ｒ１，Ｒ２を用いて構成したレンズ体３０においても、湾曲面３１ａａ，３１ａｂ、接続面３１ａｃ及び内側面３６ａ，３７ａが、光軸Ｌ１上の下方向から見える形状に形成できる。よって、本実施形態５のレンズ体３０も、光軸Ｌ１に沿って２分割して用いる金型による成型が可能であり、単純な構成の金型を用いた成型が可能である。なお、上述の実施形態１のように４つの周辺部３２〜３５を有するレンズ体３０においても、本実施形態５のように線分Ｓ０を共通としない面領域Ｒ１〜Ｒ３を用いて形状を決定することができる。

本発明に係る光源ユニットは、光源（２０）が実装された光源基板（２）と、前記光源（２０）からの光が入射し、入射した光が出射するレンズ体（３０）とを備える光源ユニットにおいて、前記レンズ体（３０）は、前記光源（２０）の光軸（Ｌ１）に対して傾斜させてあるレンズ軸（Ｌ２）を有し、前記レンズ軸（Ｌ２）の周囲に設けてあり、前記レンズ軸（Ｌ２）を含む断面形状がそれぞれ異なる複数の部材（３１〜３７）を含むことを特徴とする。

本発明によれば、レンズ体（３０）は光源（２０）の光軸（Ｌ１）に対してレンズ軸（Ｌ２）を傾斜させて設けてある。レンズ体（３０）を構成する複数の部材（３１〜３７）は、レンズ軸（Ｌ２）を含む断面形状がそれぞれ異なる形状を有する。このような構成により、レンズ体（３０）の各断面で最適な断面形状を選択できるので、レンズ体（３０）の小型化等、最適な形状にしつつ、レンズ体（３０）に入射した光を、光軸（Ｌ１）に対して傾斜する方向に出射でき、光軸（Ｌ１）に対して種々の配光を実現できる。

本発明に係る光源ユニットは、前記複数の部材（３１〜３７）は、前記光軸（Ｌ１）に対して前記レンズ軸（Ｌ２）が傾斜している側にある部材（３２，３６）の前記断面形状が、反対側にある部材（３４，３７）の前記断面形状に包含される形状に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、レンズ体（３０）の外面において、光源（２０）側の面が、光源（２０）側から見える形状にレンズ体（３０）を形成できる。よって、光軸（Ｌ１）方向に２分割される金型、即ち単純な構成の金型を用いた成型が可能となる。

本発明に係る光源ユニットは、前記レンズ体（３０）は、入射した光が出射する光出射面（３０ａ）を有し、前記光出射面（３０ａ）は、前記光軸（Ｌ１）との交点（Ｐ１）が前記レンズ軸（Ｌ２）との交点（Ｐ２）よりも前記光源基板（２）の光源実装面に近い位置となるように、前記光源実装面に対して傾斜させてあることを特徴とする。

本発明によれば、光出射面（３０ａ）から出射する光の方向を、光軸（Ｌ１）に対してより傾斜した方向とすることができる。よって、光源実装面に対する光出射面（３０ａ）の傾斜角度を変更することにより、光出射面（３０ａ）からの光の出射方向を所要方向に制御できる。

本発明に係る光源ユニットは、前記レンズ体（３０）は、入射した光が出射する光出射面（３０ａ）を有し、前記光出射面（３０ａ）には、前記光軸（Ｌ１）に対して前記レンズ軸（Ｌ２）が傾斜する方向に傾斜した面を有するのこぎり歯状の回折部（３０ｂ）が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、光出射面（３０ａ）から出射する光の方向を、光軸（Ｌ１）に対してより傾斜した方向とすることができる。よって、回折部（３０ｂ）ののこぎり歯状を適宜変更することにより、光出射面（３０ａ）からの光の出射方向を所要方向に制御できる。

本発明に係る光源ユニットは、前記レンズ体（３０）は、入射した光が出射する光出射面（３０ａ）を有し、前記光源（２０）及びレンズ体（３０）は、複数組設けてあり、各組の前記レンズ体（３０）は、それぞれの前記レンズ軸（Ｌ２）が前記光出射面（３０ａ）の外側で交差するように配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、複数のレンズ体（３０）から出射した光は全て同じ方向に出射されるのではなく、光出射面（３０ａ）の外側で交差するように様々な方向に出射されるので、各レンズ体（３０）からの光の重ね合わせが可能となり、色ムラの発生が抑制される。また各レンズ体（３０）からの光が、光出射面（３０ａ）の外側で互いに交差する方向に出射するので、光源ユニットを収納する筐体（５）に当たる等、不適切な方向への光の出射が抑制され、光の利用効率が向上する。

本発明に係る光源ユニットは、前記光源（２０）及びレンズ体（３０）は、複数組設けてあり、少なくとも１つの前記レンズ体（３０）は、前記光軸（Ｌ１）に対する前記レンズ軸（Ｌ２）の傾斜方向を他のレンズ体（３０）と異ならせて配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、少なくとも１つのレンズ体（３０）から出射した光と他のレンズ体（３０）から出射した光との重ね合わせが可能となり、色ムラの発生が抑制される。

本発明に係る照明装置（１）は、上述した光源ユニットを備えることを特徴とする。よって、本発明によれば、光軸（Ｌ１）に対して種々の配光が可能な照明装置（１）を実現できる。

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。

１ 照明装置
２ 光源基板
２０ 光源
３０ レンズ体
３１ 中央部
３２〜３７ 周辺部
３０ａ 光出射面
３０ｂ 回折部
３１ａ 凸面
３２ａ〜３７ａ 内側面
３２ｂ〜３７ｂ 外側面
Ｌ１ 光軸
Ｌ２ 中心軸（レンズ軸）

Claims (6)

1. 光源が実装された光源基板と、前記光源からの光が入射し、入射した光が出射するレンズ体とを備える光源ユニットにおいて、
   前記レンズ体は、前記光源の光軸に対して傾斜させてあるレンズ軸を軸とする円柱状の中央部と、前記中央部の外面に設けられた複数の周辺部とが一体形成されており、
   前記複数の周辺部のそれぞれでは、外縁と前記レンズ軸との距離が異なっており、前記複数の周辺部のうちの、前記外縁と前記レンズ軸との距離が最小である周辺部に前記中央部を隔てて対向する周辺部は、前記外縁と前記レンズ軸との距離が最大であり、
   前記中央部及び複数の周辺部のそれぞれは、前記光源からの光が入射する光入射面と、入射した光が出射する光出射面とを有し、
   前記中央部及び複数の周辺部の前記光出射面は、連続しており、前記光軸に交差する平面であること
   を特徴とする光源ユニット。
2. 前記中央部及び複数の周辺部の前記光出射面は、前記光軸との交点が前記レンズ軸との交点よりも前記光源基板の光源実装面に近い位置となるように、前記光源実装面に対して傾斜させてあること
   を特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
3. 前記中央部及び複数の周辺部の前記光出射面には、前記光軸に対して前記レンズ軸が傾斜する方向に傾斜した面を有するのこぎり歯状の回折部が形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
4. 前記光源及びレンズ体は、複数組設けてあり、
   各組の前記レンズ体は、それぞれの前記レンズ軸が前記光出射面の外側で交差するように配置されていること
   を特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
5. 前記光源及びレンズ体は、複数組設けてあり、
   少なくとも１つの前記レンズ体は、前記光軸に対する前記レンズ軸の傾斜方向を他のレンズ体と異ならせて配置されていること
   を特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
6. 請求項１に記載の光源ユニットを備えることを特徴とする照明装置。