JP6518893B2 - 配光分散制御型ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いた照明技術に関する。

近年、ＬＥＤを光源としたＬＥＤ照明装置が開発され、白熱灯及び蛍光灯といった従来の照明装置を代替する勢いでその製品化が進展している。ＬＥＤ照明装置は、従来高い発光効率を謳われた蛍光灯を凌ぐ低消費電力化を可能とし、また、より長寿命である。さらに、ＲｏＨＳ（ロース）指令（2006年、欧州連合）によって使用が制限された水銀等の特定有害物質を必要とせず、環境問題への対策上でも有利である。

このＬＥＤ照明装置では、照明対象に適した照明範囲及び照度を有する照射光を実現すべく、配光の制御が非常に重要となる。

この配光特性の調整を図ったＬＥＤ照明装置として、特許文献１には、柱体状の基盤の２つの配置面に、それぞれ列状に配置された第１ＬＥＤ及び第２ＬＥＤを備えた照明器具が開示されている。照明対象としては、とう道（通信ケーブル・送電ケーブル・ガス管等を収容し、作業用に人が立ち入れる大きさのトンネル通路）の内部空間を例に挙げている。ここで、第１ＬＥＤからの照明光による被照明面の明部と、第２ＬＥＤからの照明光による被照明面の明部との重なった重複明部が、とう道内の被照明面に生じるように配光が調整される。

また、特許文献２には、装置近傍を放射角の大きなＬＥＤで照明し、遠方を放射角の小さなＬＥＤで照明するＬＥＤ照明装置が開示されている。この装置では、放射角の小さいＬＥＤを光源板上部に配置する一方、放射角の大きいＬＥＤを光源板下部に配置している。

さらに、特許文献３には、床面に均一な照度又は輝度分布を必要とする場所に設置されるＬＥＤ照明装置が開示されている。この装置では、実質的に半円筒形の内部曲面又は外部曲面に複数個のＬＥＤ光源が配列されたＬＥＤ照明単位モジュールが、２個以上長手方向に配置される。

また、特許文献４には、ＬＥＤ光源から出射される光を反射するリフレクタを有したＬＥＤ照明装置が開示されている。特許文献４では、このＬＥＤ照明装置を街路灯として使用した実施形態が記載されている。

さらに、特許文献５には、複数のＬＥＤからなる光源と、各々が各ＬＥＤ上に位置する複数の凸レンズとを備え、ＬＥＤに対する凸レンズの距離及び傾斜角を変化させて、光源からの放射光の配光特性を変更するＬＥＤ照明装置が開示されている。

特開２０１０−４０２４７号公報 特開２００８−４５１９号公報 特表２０１１−５２１４２２号公報 特開２０１１−４０１９６号公報 特開２０１０−９２７００号公報

以上に示したように、従来、ＬＥＤ照明装置において照射光の配光特性を制御するため、種々工夫がなされてきた。しかしながら、照明対象に応じて必要な照度が確保された無駄のない照明を実現することは、依然として困難であった。

例えば、特許文献４のように通常の円形凸レンズを用いてＬＥＤからの放射光の配光特性を制御する場合、照射光の照度は、最大照度点を中心として同心円状の強度分布をなす。従って、照明範囲は円形に限定される。その結果、例えば、照明対象が、作業・展示スペース等に見られるように四角形（矩形）領域である場合や、道路（通路）及びとう道（トンネル通路）のように限定された幅を有し長手方向に伸長した四角形領域である場合、必要な照度を確保しつつ無駄のない照明を実施することが困難となる。

即ち、この場合、円形照明範囲をこの四角形領域内に完全に取り入れてしまうと、この四角形領域の角部又は辺部での照度が不足する。一方、この円形照明範囲をより大きく取り、四角形領域を中に取り込もうとすると、ＬＥＤ照明装置により大きな電力を投入せねばならず、しかも四角形領域の外側を不要に照明し、低消費電力化に反する。

特に、道路を照明する場合、街灯は道路脇に設置されるため、道路外の領域をも照明してしまい、無駄な電力消費が生じてしまう。また、道路外の照明不要な領域、例えば民家敷地、まで照明することは生活環境上の問題となり得る。

このような問題に対し、特許文献１では、とう道内で必要な明部を確保することは記載されているが、それだけで、照射対象に応じた無駄のない照明領域が実現されるものではない。また、特許文献２でも所定の範囲を一様に十分な明るさで照射することは記載されており、特許文献３でも照度又は輝度分布を均一にすることは記載されている。さらに、特許文献４では照明範囲の拡大と出射光の有効活用が意図されている。しかしながら、特許文献１と同じく、これらの技術のみで、照明対象に応じて必要な照度が確保された無駄のない照明を実現することは、明らかに困難である。

さらに、ＬＥＤ照明装置特有の色ムラの問題も、特に蛍光体を利用した白色ＬＥＤ光源を用いた照明装置において、依然深刻である。

多くの白色ＬＥＤ光源は、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体とを備え、青色ＬＥＤチップからの青色放射光と、この放射光によって黄色蛍光体が励起されて発生した黄色蛍光（青色光の補色光）とを混色させて白色光を得る。この際、白色の程度は、青色光と黄色光との光量比によって決定される。その結果、例えば、青色ＬＥＤチップの直上では、青色光の割合が高くなって青色がかった白色光が得られ、この直上位置から光源周辺に向かって離れるに従って、黄色がかった白色光に変化する傾向が生じる。

さらに、このような光源からの放射光の配光特性を制御するために、この放射光を凸レンズ等の光学系に通すと、青色光と黄色光との混色の割合の差が更に拡大される。その結果、例えば、この光学系から放射される照射光の中心付近は青白い色となり、さらに、その周囲に黄色がかったリングが見える場合もあり、色ムラが発生してしまう。しかしながら、上述した特許文献１〜５に代表される従来技術では、照明対象に応じた照明範囲を実現するに当たり、このような色ムラ問題への対処は十分とはいえなかった。

そこで、本発明は、照明対象に応じて必要となる照度が確保される無駄のない、且つ色ムラが抑制された照明を実現可能なＬＥＤ照明装置、及びＬＥＤ照明装置を用いた照明方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、複数のＬＥＤ照明デバイスを備えたＬＥＤ照明装置であって、
当該ＬＥＤ照明デバイスは、
第１波長の光を放射する発光ダイオードチップを備え、少なくとも第１波長の光と第１波長とは異なる第２波長の光との混色光を放射する点光源と、
この点光源から放射された混色光の均一化を促進させる均一化光学体と
を備えており、本均一化光学体は、
放射された混色光が入射後に集光される入射面であって、上記の点光源に対応した非平坦面である入射面を有しており、入射した混色光を所定の配光角に制御する配光角制御レンズ部と、
配光角制御レンズ部の出射位置をレンズ配列面として配列した複数の微小レンズを含み、配光角が制御された混色光を受光して分散させる微小レンズ配列部と
を備えていて、配光角制御レンズ部と微小レンズ配列部とは光学的に連続した一体の光学体をなしており、
これら複数の微小レンズは、曲率半径Ｒの値、隣接した当該微小レンズにおけるレンズ頂点間の距離であるピッチＰの値、又は当該曲率半径Ｒの値及び当該ピッチＰの値の両方が、当該曲率半径Ｒについてはレンズ配列面内における１つの軸の方向とこの軸に垂直な軸の方向との間で比べた場合に、当該ピッチＰについてはレンズ配列面内におけるレンズ頂点を結ぶいずれか２つの軸それぞれの方向の間で比べた場合に、一定の比率を有する関係となっている微小レンズであり、
複数のＬＥＤ照明デバイスの各々からの出射光が、これら複数の微小レンズにおける当該曲率半径Ｒの値及び／又は当該ピッチＰの値についての当該比率に応じた照明形状に基づいて形成される一定の幅の照明領域部分であって、前記複数の微小レンズによる分散効果によって形成される一定の幅の照明領域部分を有する照射光であって、均一化の促進された照射光を形成するように、複数のＬＥＤ照明デバイスが配置されている
ことを特徴とするＬＥＤ照明装置が提供される。

この本発明によるＬＥＤ照明装置においては、当該ＬＥＤ照明デバイスの出射側に設けられていて、７０％以上であって９０％未満のヘイズ値を有し、当該ＬＥＤ照明デバイスからの出射光を拡散させて照射するための光拡散体を更に備えていることも好ましい。

さらに、複数のＬＥＤ照明デバイスを備えた、本発明に関係するＬＥＤ照明装置であって、
このＬＥＤ照明デバイスは、
第１波長の光を放射する発光ダイオードチップを備え、少なくとも第１波長の光と第１波長とは異なる第２波長の光との混色光を放射する光源と、
放射された混色光の均一化を促進させる均一化光学体と
を備えており、この均一化光学体は、
放射された混色光が入射後に集光される入射面を有しており、入射した混色光を所定の配光角に制御する配光角制御レンズ部と、
この配光角制御レンズ部における入射面とは反対側の出射位置を配置面として配置された複数の微小光学構造を含み、配光角が制御された混色光を、この配置面を介して受光し、複数の微小光学構造の形状に応じた照明形状を実現可能な出射光を出射する微小光学構造配置部と
を備えていて、配光角制御レンズ部と微小光学構造配置部とは光学的に連続した一体の光学体をなしており、
複数の前記ＬＥＤ照明デバイスの各々からの出射光が、複数の微小光学構造の形状に応じた照明形状に基づいて形成される一定の幅の照明領域部分を有し且つ均一化の促進された照射光を形成するように、複数の該ＬＥＤ照明デバイスが配置されている
ＬＥＤ照明装置が提供されることも好ましい。

この本発明に関係するＬＥＤ照明装置において、ＬＥＤ照明デバイスから放射される出射光の照明形状は、略正方形状、略長方形状、略円形状又は略楕円状に制御されることも好ましい。また、複数のＬＥＤ照明デバイスを含むデバイス群を複数備えており、１つのデバイス群の光軸及び他のデバイス群の光軸が、互いに異なる方向を有することも好ましい。また、同じく本発明に関係するＬＥＤ照明装置において、少なくとも１つのＬＥＤ照明デバイスの出射側に設けられており、当該少なくとも１つのＬＥＤ照明デバイスからの出射光を拡散させて照射するための光拡散体を更に備えていることも好ましい。ここで、この光拡散体のヘイズ値は、７０％以上であって９０％未満であることも好ましい。

さらに、複数のＬＥＤ照明デバイスを備えたＬＥＤ照明装置を用いた、本発明に関係する照明方法であって、このＬＥＤ照明デバイスは、
第１波長の光を放射する発光ダイオードチップを備え、少なくとも第１波長の光と第１波長とは異なる第２波長の光との混色光を放射する光源と、
放射された混色光の均一化を促進させる均一化光学体と
を備えており、この均一化光学体は、
放射された混色光が入射後に集光される入射面を有しており、入射した混色光を所定の配光角に制御する配光角制御レンズ部と、
この配光角制御レンズ部における前記入射面とは反対側の出射位置を配置面として配置された複数の微小光学構造を含み、配光角が制御された前記混色光を、この配置面を介して受光し、複数の微小光学構造の形状に応じた照明形状を実現可能な出射光を出射する微小光学構造配置部と
を備えていて、配光角制御レンズ部と微小光学構造配置部とは光学的に連続した一体の光学体をなしており、本照明方法は、
複数のＬＥＤ照明デバイスからの出射光を合わせて、複数の微小光学構造の形状に応じた照明形状に基づいて形成される一定の幅の照明領域部分を有し且つ均一化の促進された照射光を形成し、
形成した照射光を照明対象面に照射する
ことを特徴とする照明方法が提供されることも好ましい。

さらに、複数のＬＥＤ照明デバイスを備えたＬＥＤ照明装置を用いた、本発明に関係する照明方法であって、
ＬＥＤ照明デバイスは、
発光ダイオードチップを備えた光源と、
光源からの放射光を受光して所定の配光角に制御する配光角制御レンズ部と、
配光角制御レンズ部の出射位置をレンズ配列面として配列した複数の微小レンズを含み、配光角が制御された放射光を受光して分散させる微小レンズ配列部と
を備えており、
複数の微小レンズは、曲率半径Ｒ、隣接した当該微小レンズにおけるレンズ頂点間の距離であるピッチＰ、又は該曲率半径Ｒ及び該ピッチＰの両方が、曲率半径Ｒについてはレンズ配列面内における１つの軸の方向と該軸に垂直な軸の方向との間で、ピッチＰについてはレンズ配列面内におけるレンズ頂点を結ぶ軸それぞれの方向の間で、異なっている異方性微小レンズであり、
上記照明方法は、
複数のＬＥＤ照明デバイスからの出射光を合わせて、一定の幅の照明領域部分を有する照射光を形成し、
照射光を照明対象面に照射する
ことを特徴とする照明方法が提供されることも好ましい。ここで、ＬＥＤ照明装置からの照射光の光軸が照明対象面の法線に対して傾いた状態で、該照射光を該照明対象面に照射することも好ましい。

この本発明に関係する照明方法では、照明に用いる複数のＬＥＤ照明デバイスの微小レンズ配列部において、微小レンズの曲率半径Ｒ、ピッチＰ、又は曲率半径Ｒ及びピッチＰの両方を、レンズ配列面内における所定の方向の間で、異なった値に設定し制御している。これにより、一定の幅の照明領域部分を有する照射光を形成することができる。その結果、照明対象に、一定の幅を有する照明形状を適合させることが可能となるので、照明対象に応じて必要となる照度が確保される無駄のない照明が実現される。また、配光角制御レンズ部で配光角が制御された放射光を微小レンズ配列部で分散させるので、色ムラの抑制された照明が実現する。

この本発明に関係する照明方法において、照明対象面に対向する位置に、該照明対象面の長手方向に沿って、ＬＥＤ照明装置を複数並べて設置し、
複数のＬＥＤ照明装置の各々からの照射光を、互いに隣接又は一部重畳させながら長手方向に配列させて、照明対象面に照射することも好ましい。ここで、照明対象面としては、例えば、道路若しくは通路の路面、又はとう道（トンネル通路）の床面及び側面等が挙げられる。
さらに、この本発明に関係する照明方法において、ＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤ照明デバイスを含むデバイス群を複数備えており、
１つの当該デバイス群の光軸及び他の当該デバイス群の光軸が、照明対象面の長手軸及び法線を含む長手垂直面内において互いに異なる方向を有する状態で、該１つのデバイス群からの照射光と該他のデバイス群からの照射光とを、該照明対象面に照射する
ことも好ましい。このようなＬＥＤ照明装置を用いることによって、十分に大きな配光角と十分に高い照度とを有する照射光を、照明形状を制御しつつ、照射対象面に照射することができる。

さらに、この本発明に関係する照明方法において、ＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤ照明デバイスを含むデバイス群を複数備えており、
１つの当該デバイス群の光軸及び他の当該デバイス群の光軸が、照明対象面の長手軸と直交する横断面内において互いに異なる方向を有する状態で、該１つのデバイス群からの照射光と該他のデバイス群からの照射光とを、該照明対象面に照射する
ことも好ましい。

これら複数のデバイス群を備えた実施形態において、１つの当該デバイス群に含まれる複数のＬＥＤ照明デバイスは、１つの列をなすことも好ましい。または、１つの当該デバイス群に含まれる複数のＬＥＤ照明デバイスと、他の当該デバイス群に含まれる複数のＬＥＤ照明デバイスとは、交互に配置されて又は混在して、１つの列をなすことも好ましい。さらに、これらの配列について、この１つの列は、照明対象面の長手軸及び法線を含む長手垂直面内の方向、又は照明対象面の長手軸と直交する横断面内の方向を有することも好ましい。

また、本発明に関係する照明方法において、複数のＬＥＤ照明装置は、照明対象面の幅方向における少なくとも一方の端の上方に所定の間隔をもって設置されており、
複数のＬＥＤ照明装置の各々からの照射光の光軸が、照明対象面の長手軸と直交する横断面内において該照明対象面の法線に対して傾いた状態で、該照射光を該照明対象面に照射する
ことも好ましい。この際、照明対象面の幅方向における照明形状の幅を、該照明対象面の幅に概ね一致させることも好ましい。これにより、照明対象面の幅方向において、必要となる照度が確保される且つ無駄のない照明が実現される。

さらに、この照明形状の幅を照明対象面の幅に概ね一致させる実施形態において、照明対象面からＬＥＤ照明装置までの高さをｈとし、該照明対象面の幅をＷとし、該ＬＥＤ照明装置からの照射光の照射角をαとして、該照射光の光軸と該照明対象面の法線とがなす角度θ_ｅｌを、
Ｗ＝ｈ・ｔａｎ（α／２＋θ_ｅｌ）＋ｈ・ｔａｎ（α／２−θ_ｅｌ）
を満たすように設定して、複数のＬＥＤ照明装置からの照射光を照明対象面に照射する
ことも好ましい。

また、本発明に関係する照明方法において、ＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤ照明デバイスを含むデバイス群を複数備えており、
第１の当該デバイス群が、照明対象面における当該装置と直に対向する領域（当該装置直下の領域）を照明し、
第２の当該デバイス群が、第１の当該デバイス群の光軸と比較して、照明対象面の法線に対してより大きな角度をなす光軸を有していて、外側領域の更なる外側領域を照明する
ことも好ましい。

また、この複数のデバイス群を備えた実施形態において、照明対象面は、通路における側面を含む内面の部分とであり、
第３の当該デバイス群に含まれる複数のＬＥＤ照明デバイスが、第１の当該デバイス群の光軸と第２の当該デバイス群の光軸とによって規定される面に対し、それぞれ所定の角度をなして傾いた光軸を有していて、通路の側面における所定範囲内の領域を照射する
ことも好ましい。

さらに、上記の複数のデバイス群を備えた実施形態において、照明対象面は、通路における側面を含む内面の部分であり、
ＬＥＤ照明装置に備えられた複数のデバイス群に含まれる複数のＬＥＤ照明デバイスが、当該装置における長手方向の軸（例えば図２５（Ａ）におけるｘ軸）と、当該装置と直に対向する照明対象面の領域に向かって当該装置から伸長する軸（例えば図２５（Ａ）におけるｚ軸）とによって規定される面（例えばｚｘ面）に対し、それぞれ所定の角度（例えばθ_ＳＩＤＥ）をなして傾いた光軸を有していて、通路の側面における所定範囲内の領域を照射する
ことも好ましい。

さらに、本発明に関係する照明方法において、ＬＥＤ照明装置は、少なくとも１つのＬＥＤ照明デバイスの出射側に光拡散体を備えており、少なくとも１つのＬＥＤ照明デバイスからの出射光を光拡散体に通すことによって拡散させて照射することも好ましい。また、出射光をこの光拡散体に通すことによって、照明対象面における当該装置と直に対向する領域（当該装置直下の領域）における照度を増大させることも好ましい。

さらに、本発明に関係する照明方法において、照明対象面の長手方向に沿って、ＬＥＤ照明装置を複数並べて設置し、各ＬＥＤ照明装置における光拡散体のヘイズ値Ｈzを調整した上で、出射光を光拡散体に通すことによって、照明対象面における当該装置と直に対向する領域（当該装置直下の領域）の間となる中間領域における照度を、光拡散体を使用しない場合の照度と実質上同等にすることも好ましい。また、ここで、光拡散体のヘイズ値を、７０％以上であって９０％未満の値に調整することも好ましい。

さらに、本発明に関係する照明方法において、照明対象面からＬＥＤ照明装置までの高さをｈとし、複数のＬＥＤ照明装置の設置間隔をＤとすると、ＬＥＤ照明装置からの照射光の照射角βを、
β≧２・ｔａｎ^−１（Ｄ／（２ｈ））
を満たすように設定して、複数のＬＥＤ照明装置からの照射光を照明対象面に照射する
ことも好ましい。

さらに、本発明に関係する照明方法において、一定の幅の照明領域部分を有する照射光の照明形状を、外接する長方形又は正方形との面積比が０.９以上となる略長方形状又は略正方形状とすることも好ましい。

さらに、複数のＬＥＤ照明デバイスを備えた、本発明に関係するＬＥＤ照明装置であって、
ＬＥＤ照明デバイスは、
発光ダイオードチップを備えた光源と、
光源からの放射光を受光して所定の配光角に制御する配光角制御レンズ部と、
配光角制御レンズ部の出射位置をレンズ配列面として配列した複数の微小レンズを含み、配光角が制御された放射光を受光して分散させる微小レンズ配列部と
を備えており、
複数の微小レンズは、曲率半径Ｒ、隣接した当該微小レンズにおけるレンズ頂点間の距離であるピッチＰ、又は該曲率半径Ｒ及び該ピッチＰの両方が、曲率半径Ｒについてはレンズ配列面内における１つの軸の方向と該軸に垂直な軸の方向との間で、ピッチＰについてはレンズ配列面内におけるレンズ頂点を結ぶ軸それぞれの方向の間で、異なっている異方性微小レンズであり、
複数のＬＥＤ照明デバイスの各々からの出射光が一定の幅の照明領域部分を有する照射光を形成するように、複数の該ＬＥＤ照明デバイスが配置されている
ことを特徴とするＬＥＤ照明装置が提供されることも好ましい。

この本発明に関係するＬＥＤ照明装置において、複数のＬＥＤ照明デバイスを含むデバイス群を複数備えており、１つの当該デバイス群の光軸及び他の当該デバイス群の光軸が、互いに異なる方向を有することも好ましい。また、この場合、１つの当該デバイス群に含まれる複数のＬＥＤ照明デバイスは、１つの列をなしていることも好ましい。または、１つの当該デバイス群に含まれる複数のＬＥＤ照明デバイスと、他の当該デバイス群に含まれる複数のＬＥＤ照明デバイスとは、交互に配置されて又は混在して、１つの列をなしていることも好ましい。

また、本発明に関係するＬＥＤ照明装置において、１つの当該デバイス群に含まれる複数のＬＥＤ照明デバイスと、他の当該デバイス群に含まれる複数のＬＥＤ照明デバイスとは、互いの出射面が１８０度未満又は１８０度を超える所定の角度をなすように配置されていることも好ましい。

さらに、本発明に関係するＬＥＤ照明装置において、１つの当該デバイス群に含まれる複数のＬＥＤ照明デバイスにおける、配光角制御レンズ部及び微小レンズ配列部は、一体に形成されていることも好ましい。

また、本発明に関係するＬＥＤ照明装置において、第１の当該デバイス群が、照明対象面における当該装置と直に対向する領域（当該装置直下の領域）の外側領域を照明するように設置され、
第２の当該デバイス群が、第１の当該デバイス群の光軸と比較して、当該装置と直に対向する領域に向かう方向に対してより大きな角度をなす光軸を有していて、外側領域の更なる外側領域を照明するように設置されている
ことも好ましい。

さらに、この第１及び第２のデバイス群を有する実施形態において、第３の当該デバイス群に含まれる複数のＬＥＤ照明デバイスが、第１の当該デバイス群の光軸と第２の当該デバイス群の光軸とによって規定される面に対して、所定の角度をなして傾いた光軸を有していることも好ましい。

また、複数のデバイス群を有する実施形態において、複数のデバイス群に含まれる複数のＬＥＤ照明デバイスが、当該装置における長手方向の軸と、当該装置と直に対向する照明対象面の領域（当該装置直下の領域）に向かって当該装置から伸長する軸とによって規定される面に対し、それぞれ所定の角度をなして傾いた光軸を有していることも好ましい。

さらに、本発明に関係するＬＥＤ照明装置において、少なくとも１つのＬＥＤ照明デバイスの出射側に設けられており、少なくとも１つのＬＥＤ照明デバイスからの出射光を拡散させて照射するための光拡散体を更に備えていることも好ましい。ここで、この光拡散体のヘイズ値は、７０％以上であって９０％未満であることも好ましい。

本発明のＬＥＤ照明装置、及びＬＥＤ照明装置を用いた照明方法は、照明対象に応じて必要となる照度が確保される無駄のない、且つ色ムラが抑制された照明を実現可能とする。

本発明のＬＥＤ照明装置が備えているＬＥＤ照明デバイスの一実施形態を示す斜視図、側面断面図、底面図、及び上面図である。 微小レンズ配列部１３１における微小レンズ配列を説明するための上面図、及び側面断面図である。 配光角制御レンズ部での配光角制御を説明するための断面概略図、及び微小レンズ配列部での比Ｐ／Ｒの制御例を示すグラフである。 実施例１におけるｘ’ｙ’面内での照度分布を示すグラフ、実施例２におけるｘ’ｙ’面内での照度分布を示すグラフ、及び実施例３−３におけるｘ’ｙ’面内での照度分布を示すグラフである。 本発明によるＬＥＤ照明装置の一実施形態を示す、正面図、断面図及び背面図である。 本発明によるＬＥＤ照明装置の照明形状に係る２つの実施形態を概略的に示す斜視図である。 本発明のＬＥＤ照明装置による照明方法における一実施形態を概略的に示す斜視図である。 本発明のＬＥＤ照明装置による照明方法における他の実施形態を説明するための概略図である。 図８に示した、照射光の光軸を路面の法線に対して傾ける実施形態を説明するための概略図、及びＬＥＤ照明装置を、とう道内に設置した様子を示す概略図である。 図９（Ａ）に示した、路面の幅に照明領域の幅を一致させるための角度の設定及びＬＥＤ照明装置の位置の設定を説明するための概略図、及び照射光による照明領域を互いに隣接又一部重畳させながら長手方向に配列させるための照射光の照射角の設定を説明するための概略図である。 本発明によるＬＥＤ照明装置の他の実施形態を示す、正面図、断面図及び側面図である。 本発明によるＬＥＤ照明装置の更なる他の実施形態を示す、正面図及び断面図である。 本発明によるＬＥＤ照明装置の更なる他の実施形態を示す、正面図及び断面図である。 本発明によるＬＥＤ照明装置の更なる他の実施形態を示す、正面図及び断面図である。 道路（若しくは通路）又はとう道の長手方向における照明装置の設置に係る実施形態を説明するための概略図である。 とう道の長手方向における照明方法に係る他の実施形態を説明するための概略図である。 本発明の照明方法によってとう道を照明した実施例に用いたＬＥＤ照明装置を示す、上面図、正面図、底面図、及び断面図である。 ＬＥＤ照明装置におけるＬＥＤ照明デバイスの配向を示す概略図、並びにＬＥＤ照明デバイスの光軸の方向を示す概略図である。 ＬＥＤ照明デバイスから放射される出射光の特性を示すグラフである。 ＬＥＤ照明装置によってとう道を照明した際の照度分布を示すグラフである。 ＬＥＤ照明装置によってとう道を照明した際の照度分布を示すグラフである。 蛍光灯（２０Ｗ）によってとう道６を照明した際の照度分布を示すグラフである。 本実施例（ＬＥＤ照明装置９７）及び比較例（蛍光灯）における、とう道の床面及び側面上での照度分布を、立体的に表示したグラフである。 ＬＥＤ照明装置の変更態様を示す断面図である。 本発明の一実施形態としてのＬＥＤ照明装置を示す正面図及び断面図、並びに装置内のＬＥＤ照明デバイスの配向を示す概略図である。 出射光に対して視線方向のなす角度と、「眩しさ」を感じる光束量との関係を示すグラフ、及び光拡散シートの作用を説明するための概略図である。 光拡散シートを用いた場合及び用いない場合における、ＬＥＤ照明装置による照明の照度分布を示すグラフである。 均一化光学体（レンズ系）を設置した場合であって、光拡散シートを用いた場合及び用いない場合における、ＬＥＤ照明装置による照明の照度分布を示すグラフ、及び均一化光学体（レンズ系）を設置しない場合であって、光拡散シートを用いた場合及び用いない場合における、ＬＥＤ照明装置による照明の照度分布を示すグラフである。

以下に、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、各図面において、同一の要素は、同一の参照番号を用いて示されている。また、図面中の構成要素内及び構成要素間の寸法比は、図面の見易さのため、それぞれ任意となっている。

［ＬＥＤ照明デバイス］

図１は、本発明のＬＥＤ照明装置が備えているＬＥＤ照明デバイスの一実施形態を示す斜視図、側面断面図、底面図、及び上面図である。尚、各図中にはデバイスの向きの指標となるｘ’ｙ’ｚ’座標系が示されている。

図１（Ａ）は、一実施形態としてのＬＥＤ照明デバイス１０を示す。また、図１（Ｂ）は、ＬＥＤ照明デバイス１０における、ｚ’ｘ’面によってデバイス中央部を切断した側面断面を示す。両図によれば、ＬＥＤ照明デバイス１０は、基台１１と、基台１１上に設置されたＬＥＤ光源１２と、ＬＥＤ光源１２の少なくとも上方に位置する均一化光学体１３と、均一化光学体１３を基台１１に設置するための脚部１４とを備えている。

均一化光学体１３は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、環状オレフィン樹脂、光学用特殊ポリエステル樹脂、光学用シリコーン樹脂若しくは高密度ポリエチレン樹脂等のプラスチック材料、又は透明光学ガラス、若しくは蛍光ガラス等のセラミック材料を用いて形成されている。ＬＥＤ光源１２は、基台１１上に設置・固定されており、基台１１の内部又は表面部に設けられた配線と電気的に接続され、外部電源からの電力供給を受ける。

ＬＥＤ光源１２は、第１波長の光を放射する発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）を備え、少なくともこの第１波長の光と第１波長とは異なる第２波長の光との混色光を放射する光源である。このＬＥＤ光源１２としては、例えば、第１波長の光（例えば青色光）を放射するＬＥＤチップと、このＬＥＤチップの発光面を覆っている樹脂であって、この第１波長の光を吸収して第２波長の光（例えば黄色光）を蛍光として発する蛍光体を含む樹脂とを備えているものとすることができる。上記の均一化光学体１３によって、照射光の混色化・色均一化が促進されるので、このようなＬＥＤ光源１２に起因する黄色リング等の色ムラ発生を抑制可能となる。

同じく図１（Ａ）及び（Ｂ）によれば、均一化光学体１３は、ＬＥＤ光源１２の少なくとも上方に位置し、ＬＥＤ光源１２からの放射光を受光して混色化・色均一化が促進された照射光を放射する光学系である。均一化光学体１３は、本実施形態において４本の脚部１４で基台１１に設置されているが、設置方法はこれに限定されるものではない。

均一化光学体１３は、配光角制御レンズ部１３０と、微小レンズ配列部１３１とを備えている。配光角制御レンズ部１３０は、ＬＥＤ光源１２からの放射光（混色光）が入射後に集光される入射面（入射内面）１３０ｃｓを有しており、入射した放射光（混色光）を所定範囲内の値の配光角に制御する。この配光角は、後述するように、半値全角幅として５度（°）から４０°までの範囲内の値に制御されることが好ましい。

さらに、本実施形態では、配光角制御レンズ部１３０は、少なくともＬＥＤ光源１２の発光面１２ｅ（本実施形態ではＬＥＤ光源１２の略全体）を内部に含む凹部１３０ｃを備えている。これにより、配光角制御レンズ部１３０は、ＬＥＤ光源１２からの放射光を高い効率で受光することができる。

この凹部１３０ｃは、凸レンズ表面状の入射内面１３０ｃｓを備えている。これにより、ＬＥＤ光源１２からの放射光（混色光）は、この入射内面１３０ｃｓに入射した後、集光される。その結果、発散する方向に伝播していた放射光（混色光）の配光角を、所定範囲内の値に制御可能となる。尚、入射内面１３０ｃｓは、凸レンズ表面状に限定されるものではなく、ＬＥＤ光源１２からの放射光（混色光）が集光されるような入射角で入射する面であればよい。例えば、設定される配光角によっては概ね平面状となる場合もある。さらに、凹部１３０ｃは、ＬＥＤ光源１２を取り囲む位置に設けられた内壁面１３０ｃｗを備えている。これにより、配光角制御レンズ部１３０は、ＬＥＤ光源１２からの放射光（混色光）を、この内壁面１３０ｃｗをも介して概ねもれなく受光することができる。

微小レンズ配列部１３１は、配光角制御レンズ部１３０からの配光角が制御された光（混色光）を、配光角制御レンズ部１３０における入射内面１３０ｃｓとは反対側の出射位置を介して受光し、分散させて色の均一化を促進する光学部分である。ここで、配光角制御レンズ部１３０の出射位置（微小レンズ配列部１３１との境界）は、本実施形態において平面状のレンズ配列面１３１ａとなる。従って、配光角制御レンズ部１３０は、出射位置面から配光角が制御された光を放射する面発光源と捉えることができ、一方、微小レンズ配列部１３１は、この面発光源から配光が制御された光を、レンズ配列面１３１ａを介して受光する分散制御光学系と捉えることができる。

また、微小レンズ配列部１３１は、上面図である図１（Ｄ）に示すように、レンズ配列面１３１ａを底面として配列した複数の微小レンズ１３１ｍを備えている。これら微小レンズ１３１ｍの配列については、後に図２を用いて詳述する。

配光角制御レンズ部１３０及び微小レンズ配列部１３１は、又はこれらの部分と更に脚部１４とは、一体で形成されることが好ましい。この形成方法として、所定の金型に、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、環状オレフィン樹脂、光学用特殊ポリエステル樹脂、光学用シリコーン樹脂若しくは高密度ポリエチレン樹脂等の光学的に透明な樹脂、又は透明光学ガラス、若しくは蛍光ガラス等を注入して硬化させる方法が採用可能である。

［微小レンズ配列部］

図２は、微小レンズ配列部１３１における微小レンズ配列を説明するための上面図、及び側面断面図である。

図２（Ａ１）は、複数の微小レンズ１３１ｍの六角形配列を示す。また、図２（Ａ２）は、この六角形配列のｚ’ｘ’面による側面断面を示す。図２（Ａ１）及び（Ａ２）によれば、六角形配列は、レンズ頂点１３１ｍｔが六角格子を成すように、複数の微小レンズ１３１ｍが配置された配列である。個々の微小レンズ１３１ｍは、微小な半球又は半回転楕円体（半楕円球）の一部となる形状を有する。変更態様として、微小レンズ１３１ｍの表面形状を非球面とすることも可能である。

各微小レンズ１３１ｍは、図２（Ａ１）及び（Ａ２）に示すように、底面をレンズ配列面１３１ａ（配光角制御レンズ部１３０の出射位置）とし、発光面（出射する側の面）の曲率半径をＲとする。ここで、発光面は光の進行方向（＋ｚ’方向）に凸であるから、その曲率半径は本来負値である。しかしながら、計算等の便宜のため、以後、その絶対値をとってＲ値とし、このＲ値を曲率半径とする。また、隣接した微小レンズ１３１ｍにおけるレンズ頂点１３１ｍｔ間の距離（ピッチ）をＰとする。

ここで、これら配列した複数の微小レンズ１３１ｍにおいては、曲率半径Ｒ、ピッチＰ、又は曲率半径Ｒ及びピッチＰの両方が、曲率半径Ｒについてはレンズ配列面１３１ａ内におけるレンズ頂点を結ぶ１つの軸（ｙ’軸）の方向とこの軸に垂直な軸（ｘ’軸）の方向との間で、ピッチＰについてはレンズ配列面１３１ａ内におけるレンズ頂点を結ぶ軸（ｙ’軸及びｘ’’軸）それぞれの方向の間で、異なっている。具体的に、図２（Ａ１）においては、ｙ’軸方向の曲率半径Ｒ_ｙ’がｘ’軸方向の曲率半径Ｒ_ｘ’よりも大きくなっており、また、ｙ’軸方向のピッチＰ_ｙ’がｘ’’軸方向のピッチＰ_ｘ’よりも大きくなっている。

ここで、ピッチＰと曲率半径Ｒとの比Ｐ／Ｒをパラメータとして、微小レンズ１３１ｍの配列を考察する。図２（Ａ１）には、３つの微小レンズ１３１ｍが重畳する３重点が存在しており、微小レンズ１３１ｍの間隔がこれ以上広がると（レンズ頂点を結ぶ各軸方向での比Ｐ／Ｒが増大すると）、レンズ配列面１３１ａ内に微小レンズ１３１ｍではない領域が形成されてしまう限界状態にある。言い換えれば、比Ｐ／Ｒが、レンズ頂点を結ぶ各軸方向（ｙ’軸、ｘ’’軸）においてレンズ配列面１３１ａ内に微小レンズ１３１ｍではない領域が形成されない上限値をとっている状態である。ここで、ｘ’’軸方向での比Ｐ／Ｒにおける曲率半径Ｒは、ｘ’’軸方向での曲率半径Ｒ_ｘ’’である。尚、複数の微小レンズ１３１ｍが正六角形配列をなし、レンズ底面が円状（Ｒ_ｙ’＝Ｒ_ｘ’）である場合、この比Ｐ／Ｒの上限値は、１.７３（√３）となる。

一方、各軸方向において比Ｐ／Ｒが減少し、微小レンズ１３１ｍの間隔が狭くなると、隣接する微小レンズ１３１ｍ同士の重畳部分が増大し、微小レンズ配列部１３１全体として発光面の凹凸の度合いが減少する。一極限として、比Ｐ／Ｒ＝０では、微小レンズ配列部１３１の発光面は、凹凸のないレンズ配列面１３１ａに沿った面となる。尚、後に図３を用いて詳述するように、比Ｐ／Ｒは、この六角形配列において、０.４以上であって上記の上限値以下であることが好ましい。比Ｐ／Ｒをこのように制御することによって、ＬＥＤ光源１２から放射される混色光を十分に均一化した所望の照度を有する照射光を得ることができる。

図２（Ｂ）は、複数の微小レンズ１３１ｍの四角形配列を示す。同図によれば、四角形配列は、レンズ頂点１３１ｍｔが正方格子又は長方格子を成すように、複数の微小レンズ１３１ｍが配置された配列である。個々の微小レンズ１３１ｍにおける詳細は、図２（Ａ１）及び（Ａ２）と同様である。

これら配列した複数の微小レンズ１３１ｍにおいては、曲率半径Ｒ、ピッチＰ、又は曲率半径Ｒ及びピッチＰの両方が、曲率半径Ｒについてはレンズ配列面１３１ａ内におけるレンズ頂点を結ぶ１つの軸（ｘ’軸）の方向とこの軸に垂直な軸（ｙ’軸）の方向との間で、ピッチＰについてはレンズ配列面１３１ａ内におけるレンズ頂点を結ぶ軸（ｘ’軸及びｙ’軸）それぞれの方向の間で、異なっている。具体的に、図２（Ｂ）においては、ｙ’軸方向の曲率半径Ｒ_ｙ’がｘ’軸方向の曲率半径Ｒ_ｘ’よりも大きくなっており、また、ｙ’軸方向のピッチＰ_ｙ’がｘ’軸方向のピッチＰ_ｘ’よりも大きくなっている。

ここで、四角形配列においても、ピッチＰと曲率半径Ｒとの比Ｐ／Ｒをパラメータとして、微小レンズ１３１ｍの配列を考察する。図２（Ｂ）には、４つの微小レンズ１３１ｍが重畳する４重点が存在しており、微小レンズ１３１ｍの間隔がこれ以上広がると（レンズ頂点を結ぶ各軸方向での比Ｐ／Ｒが増大すると）、レンズ配列面１３１ａ内に微小レンズ１３１ｍではない領域が形成されてしまう限界状態にある。言い換えれば、比Ｐ／Ｒが、レンズ頂点を結ぶ各軸方向（ｘ’軸、ｙ’軸）においてレンズ配列面１３１ａ内に微小レンズ１３１ｍではない領域が形成されない上限値をとっている状態である。

尚、複数の微小レンズ１３１ｍが正方形配列をなし、レンズ底面が円状（Ｒ_ｙ’＝Ｒ_ｘ’）である場合、この比Ｐ／Ｒの上限値は、１.４１（√２）となる。また、後に図３を用いて説明するように、比Ｐ／Ｒは、この正方形配列においても、０.４以上であって上記の上限値以下であることが好ましい。比Ｐ／Ｒをこのように制御することによって、ＬＥＤ光源１２から放射される混色光を十分に均一化した所望の照度を有する照射光を得ることができる。

［配光角・比Ｐ／Ｒ制御］

図３（Ａ）は、配光角制御レンズ部１３０での配光角制御を説明するための断面概略図であり、図３（Ｂ）は、微小レンズ配列部１３１での比Ｐ／Ｒの制御例を示すグラフである。

図３（Ａ）によれば、ＬＥＤ光源１２から放射された光（混色光）が、入射内面１３０ｃｓを介して配光角制御レンズ部１３０に入射し、配光を制御されて、配光角制御レンズ部１３０の出射位置である出射面１３０ｅから出射される。尚、この出射光は実際には外部に放射されず、レンズ配列面１３１ａを介して即、微小レンズ配列部１３１に伝播する。この出射光強度（エネルギー強度（Ｗ／ｍ^２））の角度分布を強度分布１５で示す。出射光強度は、図３（Ａ）では、最大値を１とした規格化強度となっている。

出射光の配光角θ_ｄは、出射光の最大強度方向（ｚ’軸方向）を軸とし、出射光強度が０.５（最大強度の半分）となる方向の母線が成す円錐における、母線とｚ’軸とのなす角の２倍、即ち出射光の半値全角幅と定義される。図３（Ａ）の強度分布１５は、配光角θ_ｄ＝４０°である出射光の分布となっている。

ここで、配光角θ_ｄが大きくなるほど出射面１３０ｅからの出射光は分散し、一方、配光角θ_ｄが小さくなるほど出射面１３０ｅからの出射光における中心照度は高くなる。本発明において、配光角制御レンズ部１３０は、ＬＥＤ光源１２から放射された光（混色光）を、５°から４０°までの範囲内の値の配光角θ_ｄに制御することが好ましい。即ち、
（１） ５°≦θ_ｄ≦４０°
であることが好ましい。

実際に、次いで図３（Ｂ）を用いて説明するように、配光角制御レンズ部１３０と微小レンズ配列部１３１とを組み合わせてシミュレーション実験を行ったところ、配光角θ_ｄが上式（１）の範囲内の値をとる場合に、色ムラ（黄色リング）が存在せず中心照度の維持された照射光が、比Ｐ／Ｒの制御によって、実現されることが確認されている。ここで、配光角θ_ｄを５°以上に設定することによって、そのような配光角θ_ｄに制御するために必要とされる配光角制御レンズ部１３０の光学的寸法精度が、通常製造コストで実現する範囲内に収まる。実際、配光角を３°〜４°以内に確実に収めるには、通常の照明装置光学系の制作工程以上に加工精度が要求され、通常必要となる以上のコストがかかることが製造現場での経験上分かっている。

一方、配光角θ_ｄが４０°以下の場合に、配光角制御レンズ部１３０による分散・均一化作用が有効に発揮される。実際、配光角θ_ｄが４０°を超える光では、次いで説明する図３（Ｂ）でのシミュレーション実験と同様の実験によって、微小レンズ配列部１３１による分散の寄与分がほとんど存在しなくなることが確認されている。また、それ故に、配光角θ_ｄが４０°以下の場合に初めて、所定の照明対象に応じて必要な中心照度が確保可能な照射範囲が実現することが明らかになっている。

以上、配光角θ_ｄが上式（１）の範囲内の値に制御された光を、配光角制御レンズ部１３０から出射することによって、以下に説明するように、微小レンズ配列部１３１において、照射光の中心照度及び分散の程度を、照明対象に適合させることができるのである。

図３（Ｂ）は、光学シミュレーション実験によって得られた、微小レンズ配列部１３１における比Ｐ／Ｒと、出射光の中心照度及び半値全角（ＦＷＨＭ）との関係を示す。ここで、光学シミュレーション実験は、ノンシーケンシャル光線追跡のモンテカルロ法を用いて実施された。また、微小レンズ配列部１３１は、複数の微小レンズ１３１ｍが正六角形配列をなすものであり、各微小レンズ１３１ｍは、半球状レンズの部分となる形状を有していた。

配光角制御レンズ部１３０からの出射光の配光角θ_ｄは８.５°である。また、中心照度（単位はルクス（ｌｘ））及びＦＷＨＭ（°）はそれぞれ、シミュレーション測定範囲内での最大値を１とした規格値で表されている。尚、以下に説明する、比Ｐ／Ｒをパラメータとした実験結果は、光学系の原理から、比Ｐ／Ｒが同じであれば実寸（Ｐ値及びＲ値）が異なっていても同一となる点に留意すべきである。また、この比Ｐ／Ｒは、図２（Ａ１）において、ｙ’軸方向及びこのｙ’軸に対して６０°の角度を示すｘ’’軸それぞれの方向での値となるが、この両者は同一値となる。

図３（Ｂ）によれば、比Ｐ／Ｒがゼロ（発光面が凹凸のない面）から増加するにつれて、微小レンズのピッチＰが相対的に増大し、微小レンズの凸部領域が拡大する。その結果、微小レンズ配列部１３１の分散作用が高まって出射光のＦＷＨＭが増加する一方、中心照度は単調に減少する。即ち、黄色リング等の色ムラ発生を抑制する効果が出現する。

ここで、図３（Ｂ）に示したＦＷＨＭの二次微分からＦＷＨＭ曲線の変曲点を算出すると、変曲点での比Ｐ／Ｒは０.４となる。このように、比Ｐ／Ｒが０.４以上になると、ＦＷＨＭが実質的に増大し始め、色ムラ発生の抑制効果が顕著となることが確認される。一方、比Ｐ／Ｒが１.７３を超えると、図２（Ａ１）及び（Ａ２）を用いて説明したように、配光角制御レンズ部１３０のレンズ配列面１３１ａ内に、微小レンズ１３１ｍではない領域が形成される。即ち、微小レンズ１３１ｍ間に隙間が生じてしまう。その結果、微小レンズ１３１ｍによる分散作用が低下してしまう。

従って、比Ｐ／Ｒは、この正六角形配列において、０.４以上であって、１.７３以下であることが好ましい。比Ｐ／Ｒをこのように制御することによって、ＬＥＤ光源１２から放射される混色光を十分に均一化した所望の中心照度を有する照射光を得ることができる。さらに、正方形配列においても、比Ｐ／Ｒは、同様の光学シミュレーション実験によって、０.４以上であって、１.４１以下であることが好ましいとの結果が得られた。

これらの比Ｐ／Ｒの値１.７３及び１.４１はいずれも、上述したように、ｙ’軸方向及びｘ’’軸方向において、微小レンズ配列部１３１のレンズ配列面１３１内に微小レンズ１３１ｍではない領域が形成されないための上限値である。従って、以上の結果を合わせて考察すると、図２（Ａ１）及び（Ｂ）に示すように曲率半径Ｒ及び／又はピッチＰがレンズ頂点を結ぶ各軸の方向で異なっている場合には、レンズ配列面１３１ａ内のレンズ頂点を結ぶ各軸の方向において、比Ｐ／Ｒは、０.４以上であって、微小レンズ配列部１３１のレンズ配列面１３１ａ内に微小レンズではない領域が形成されない上限値以下であることが好ましいことが理解される。

尚、配光角θ_ｄが上式（１）（５°≦θ_ｄ≦４０°）の範囲内における他の値をとる場合にも、光学シミュレーションによって、以上に説明したのと同様の結果が得られた。即ち、比Ｐ／Ｒが上記の好適範囲において、５°≦θ_ｄ≦４０°の条件下、色ムラ（黄色リング）が存在しない設計通りのＦＷＨＭを有する照射光が実現された。

［実施例１：微小レンズの長方形配列］

長方形配列した複数の微小レンズ１３１ｍを備えている微小レンズ配列部１３１を使用した照射実験を、光学シミュレーションによって行った。表１に、実施例１の実験結果を示す。

表１の実施例１では、配光角制御レンズ部１３０の配光角θ_ｄは、９°であり、配光角制御レンズ部１３０のレンズ径ｄ_ｄ（図１（Ｃ））は、２３ｍｍ（ミリメートル）である。微小レンズ配列部１３１（レンズ配列面１３１ａ）全体の形状は、ｘ’ｙ’面内において、このレンズ径ｄ_ｄがなす円よりも十分に大きな面積を有する円状である。曲率半径Ｒ_ｘ’及びＲ_ｙ’はそれぞれ、図２（Ｂ）に示すように、微小レンズ１３１ｍのｚ’ｘ’面による断面及びｙ’ｚ’面による断面における曲率半径である。曲率半径Ｒ_ｘ’及びＲ_ｙ’は１.０ｍｍであり、各微小レンズの形状は半球状部分である。また、ピッチＰ_ｘ’及びＰ_ｙ’はそれぞれ、同じく図２（Ｂ）に示すように、ｘ’軸方向及びｙ’軸方向において隣接する微小レンズ１３１ｍのレンズ頂点間距離である。さらに、Ｆ_ｘ’及びＦ_ｙ’はそれぞれ、出射光の半値全角幅がなす円錐における、頂点を含むｚ’ｘ’面及びｙ’ｚ’面による断面内に存在する母線同士が成す角度である。

また、表１において、中心光度は、配光角制御レンズ部１３０及び微小レンズ配列部１３１の中心を通る（ｚ’軸方向の）光軸（図１（Ｂ）の一点鎖線）と、微小レンズ配列部１３１の発光面との交点での出射光の光度（単位はカンデラ（ｃｄ））である。さらに、半値照度は、本ＬＥＤ照明デバイスから光軸方向に１ｍ離隔した（光軸に垂直な平面状の）照明対象において、中心照度の半分の値となる照度（単位はルクス（ｌｘ））である。

表１及び図４（Ａ）によれば、実施例１では、微小レンズ１３１ｍが長方形配列している。曲率半径Ｒ_ｘ’及びＲ_ｙ’は共に１.０ｍｍであって等しい。また、微小レンズ間のピッチＰ_ｘ’及びＰ_ｙ’はそれぞれ、０.８ｍｍ及び１.２ｍｍであり、ピッチＰが異方性を有する。即ち、ピッチＰが、レンズ頂点を結ぶ複数の軸であって互いに垂直なｘ’軸及びｙ’軸それぞれの方向の間で、異なっている。その結果、比Ｐ／Ｒも異方性を有する（Ｐ_ｘ’／Ｒ_ｘ’＝０.８、Ｐ_ｙ’／Ｒ_ｙ’＝１.２）。また、中心光度は２０５ｃｄであり、光度分布は、ｘ’軸方向とｙ’軸方向とでそれぞれ異なったガウス分布となる。

さらに、実施例１では、半値全角Ｆ_ｘ’及びＦ_ｙ’もそれぞれ２４.５°及び３３.５°であり、異なった値となる。また、半値照度として１１０ｌｘが計測された地点は、照明対象平面に（光軸との交点が原点である）ｘ’ｙ’ｚ’座標系を導入すると、ｘ’軸上で原点から±４０ｃｍ（センチメートル）の位置となり、ｙ’軸上で原点から±６０ｃｍの位置となる。

図４（Ａ）は、実施例１におけるｘ’ｙ’面内での照度分布を示すグラフである。

図４（Ａ）に示すように、ｘ’軸方向及びｙ’軸方向に関して照射光の分散が異方性を有する実施例１では、出射光が照明対象平面を照射した際の照明形状は、略長方形状となる。尚、図４（Ａ）の照度分布は、微小レンズ配列部１３１から光軸に沿って１ｍの位置にある（光軸に垂直な）平面状での分布である。

従って、微小レンズ１３１ｍを長方形配列させ、比Ｐ／Ｒ（ピッチＰ）に異方性を持たせることによって、照明形状を長方形状に制御可能なことが理解される。また、本シミュレーション実験において、照明形状内に、中央部の青色及び黄色リングに対応する分布は見られず、照射光の均一化が促進されていることも確認されている。

［実施例２：微小レンズの六角形配列］

六角形配列した複数の微小レンズ１３１ｍを備えている微小レンズ配列部１３１を使用した照射実験を、光学シミュレーションによって行った。表２に、実施例２の実験結果を示す。

表２の実施例２において、配光角制御レンズ部１３０の配光角θ_ｄは、９°であり、配光角制御レンズ部１３０のレンズ径ｄ_ｄ（図１（Ｃ））は、２３ｍｍである。微小レンズ配列部１３１（レンズ配列面１３１ａ）の形状は、ｘ’ｙ’面内において、このレンズ径ｄ_ｄがなす円よりも十分に大きな面積を有する円状である。曲率半径Ｒ_ｘ’及びＲ_ｙ’はそれぞれ、図２（Ａ）に示すように、微小レンズ１３１ｍのｚ’ｘ’面による断面及びｙ’ｚ’面による断面における曲率半径である。これら曲率半径Ｒ_ｘ’及びＲ_ｙ’はそれぞれ２.０ｍｍ及び１.０ｍｍであり、各微小レンズの形状は楕円球状部分である。また、ピッチＰ_ｘ’及びＰ_ｙ’はそれぞれ、図２（Ａ）に示すように、ｘ’’軸方向及びｙ’軸方向において隣接する微小レンズ１３１ｍのレンズ頂点間距離である。ここで、ｘ’’軸は、ｘ’ｙ’面内においてｙ’軸からｘ’軸に向けて６０°回転した方向の軸である。さらに、Ｆ_ｘ’及びＦ_ｙ’はそれぞれ、出射光の半値全角幅がなす円錐における、頂点を含むｚ’ｘ’面及びｙ’ｚ’面による断面内に存在する母線同士が成す角度である。

表２によれば、実施例２では、微小レンズ１３１ｍが六角形配列しており、曲率半径Ｒ_ｘ’及びＲ_ｙ’はそれぞれ、２.０ｍｍ及び１.０ｍｍであって、曲率半径Ｒが異方性を有する。即ち、曲率半径Ｒが、ｙ’軸の方向とｙ’軸に垂直なｘ’軸の方向との間で異なっている。一方、微小レンズ間のピッチＰ_ｘ’及びＰ_ｙ’は共に、０.８ｍｍであって等しい。その結果、比Ｐ／Ｒは異方性を有する（Ｐ_ｘ’／Ｒ_ｘ’＝０.４、Ｐ_ｙ’／Ｒ_ｙ’＝０.８）。中心光度は、５８０ｃｄであり、光度分布は、ｘ’軸方向とｙ’軸方向とでそれぞれ異なったガウス分布となる。

さらに、実施例２では、半値全角Ｆ_ｘ’及びＦ_ｙ’もそれぞれ１２.５°及び２１.５°であり、異なった値となる。また、半値照度として７００ｌｘが計測された地点は、照明対象平面に（光軸との交点が原点である）ｘ’ｙ’ｚ’座標系を導入すると、ｘ’軸上で原点から±２０ｃｍの位置となり、ｙ’軸上で原点から±３８ｃｍの位置となる。

図４（Ｂ）は、実施例２におけるｘ’ｙ’面内での照度分布を示すグラフである。

図４（Ｂ）に示すように、ｘ’軸方向及びｙ’軸方向に関して照射光の分散が異方性を有する実施例２では、出射光が照明対象平面を照射した際の照明形状は、略楕円形状となる。尚、図４（Ｂ）の照度分布は、微小レンズ配列部１３１から光軸に沿って１ｍの位置にある（光軸に垂直な）平面状での分布である。

従って、微小レンズ１３１ｍを六角形配列させ、比Ｐ／Ｒ（曲率半径Ｒ）に異方性を持たせることによって、照明形状を楕円形状に制御可能なことが理解される。また、本シミュレーション実験において、照明形状内に、中央部の青色及び黄色リングに対応する分布は見られず、照射光の均一化が促進されていることも確認されている。

［実施例３：微小レンズの長方形配列、比Ｐ／Ｒ等方］

長方形配列した複数の微小レンズ１３１ｍを備えている微小レンズ配列部１３１を使用した照射実験を、光学シミュレーションによって行った。表３に、実施例３の実験結果を示す。

表３の実施例３−１、３−２及び３−３のいずれにおいても、配光角制御レンズ部１３０の配光角θ_ｄは、９°であり、配光角制御レンズ部１３０のレンズ径ｄ_ｄ（図１（Ｃ））は、２３ｍｍである。微小レンズ配列部１３１（レンズ配列面１３１ａ）の形状は、ｘ’ｙ’面内において、このレンズ径ｄ_ｄがなす円よりも十分に大きな面積を有する円状である。曲率半径Ｒ_ｘ’及びＲ_ｙ’は互いに異なっており、各微小レンズの形状は楕円球状部分である。

表３によれば、実施例３−１及び３−２では、微小レンズ１３１ｍが長方形配列しており、曲率半径Ｒ_ｘ’及びＲ_ｙ’は、実施例３−１でそれぞれ１.０ｍｍ及び１.０５ｍｍであり、実施例３−２でそれぞれ１.０ｍｍ及び０.９５ｍｍであって、曲率半径Ｒが異方性を有する。また、微小レンズ間のピッチＰ_ｘ’及びＰ_ｙ’も、実施例３−１でそれぞれ０.８ｍｍ及び０.８４ｍｍであり、実施例３−２でそれぞれ１.２ｍｍ及び１.１４ｍｍであって、ピッチＰも異方性を有する。即ち、曲率半径Ｒ及びピッチＰの両方が、曲率半径Ｒについてはｘ’軸の方向とｘ’軸に垂直なｙ’軸の方向との間で、ピッチＰについてはレンズ頂点を結ぶ複数の軸（ｘ’軸及びｙ’軸）それぞれの方向の間で、異なっている。実施例３−１及び３−２では、これにより、比Ｐ／Ｒが等方的となる。即ち、実施例３−１ではＰ_ｘ’／Ｒ_ｘ’＝Ｐ_ｙ’／Ｒ_ｙ’＝０.８となり、実施例３−２ではＰ_ｘ’／Ｒ_ｘ’＝Ｐ_ｙ’／Ｒ_ｙ’＝１.２となる。

中心光度は、実施例３−１で２９０ｃｄであり、実施例３−２で１５０ｃｄであって、光度分布は、ｘ’軸方向とｙ’軸方向とで一致したガウス分布となる。さらに、実施例３−１及び３−２では、半値全角Ｆ_ｘ’及びＦ_ｙ’も、実施例３−１で共に２４.５°であり、実施例３−２で共に３４.５°であって、同一値となる。

表３によれば、実施例３−３でも、微小レンズ１３１ｍが長方形配列しており、曲率半径Ｒ_ｘ’及びＲ_ｙ’は、それぞれ１.０ｍｍ及び２.０ｍｍであって、曲率半径Ｒが異方性を有する。また、微小レンズ間のピッチＰ_ｘ’及びＰ_ｙ’も、それぞれ０.４ｍｍ及び０.８ｍｍであって、ピッチＰも異方性を有する。即ち、曲率半径Ｒ及びピッチＰの両方が、曲率半径Ｒについてはｘ’軸の方向とｘ’軸に垂直なｙ’軸の方向との間で、ピッチＰについてはレンズ頂点を結ぶ複数の軸（ｘ’軸及びｙ’軸）それぞれの方向の間で、異なっている。実施例３−３でも、これにより、比Ｐ／Ｒが等方的となる（Ｐ_ｘ’／Ｒ_ｘ’＝Ｐ_ｙ’／Ｒ_ｙ’＝０.４）。中心光度は、８７５ｃｄであり、光度分布は、ｘ’軸方向とｙ’軸方向とで一致したガウス分布となる。

さらに、実施例３−３では、半値全角Ｆ_ｘ’及びＦ_ｙ’も、共に１２°であり同一値となる。また、半値照度として１０５０ｌｘ’が計測された地点は、照明対象平面に（光軸との交点が原点である）ｘ’ｙ’ｚ’座標系を導入すると、ｘ’軸上で原点から±２２ｃｍの位置となり、ｙ’軸上でも原点から±２２ｃｍの位置となる。即ち、照度分布もｘ’軸方向及びｙ’軸方向において等方的である。

図４（Ｃ）は、実施例３−３におけるｘ’ｙ’面内での照度分布を示すグラフである。

図４（Ｃ）に示すように、微小レンズ配列が長方形配列であるであるにも拘わらず比Ｐ／Ｒがｘ’軸方向及びｙ’軸方向において等方的（Ｐ_ｘ’／Ｒ_ｘ’＝Ｐ_ｙ’／Ｒ_ｙ’）である実施例３−３では、出射光が照明対象平面を照射した際の照明形状は、略正方形状となる。尚、図４（Ｃ）の照度分布は、微小レンズ配列部１３１から光軸に沿って１ｍの位置にある（光軸に垂直な）平面状での分布である。また、表３に示すように、実施例３−１及び３−２においても、図４（Ｃ）と同様の、略正方形状の照度分布が得られている。

以上に述べた実施例３−１、３−２及び３−３の結果から、微小レンズ１３１ｍを長方形配列させても、比Ｐ／Ｒを等方的にすることによって、照明形状を正方形状に制御可能なことが理解される。また、本シミュレーション実験において、照明形状内に、中央部の青色及び黄色リングに対応する分布は見られず、照射光の均一化が促進されていることも確認されている。

尚、実施例３−１における曲率半径Ｒ及びピッチＰにおける異方性の程度は、
（Ｒ_ｙ’−Ｒ_ｘ’）／Ｒ_ｘ’（＝（Ｐ_ｙ’−Ｐ_ｘ’）／Ｐ_ｘ’）＝＋０.０５（＋５％）
であり、実施例３−２における曲率半径Ｒ及びピッチＰにおける異方性の程度は、
（Ｒ_ｙ’−Ｒ_ｘ’）／Ｒ_ｘ’（＝（Ｐ_ｙ’−Ｐ_ｘ’）／Ｐ_ｘ’）＝−０.０５（−５％）
である。製造現場での光学系加工精度の下、少なくともこのような±５％の異方性を有する微小レンズ配列部１３１ならば、曲率半径Ｒ及びピッチＰを上述したように調整して、照明形状を略正方形状に設定可能であることが実験により確認されている。

以上、種々の実施例を用いて詳細に説明したように、本発明のＬＥＤ照明デバイス１０によれば、均一化光学体１３によって、照射光の混色化・色均一化が促進されＬＥＤ光源１２に起因する黄色リング等の色ムラ発生を抑制可能となる。また、均一化光学体１３の光学的構成（微小レンズ配置、曲率半径Ｒ及びピッチＰ）を、異なる方向それぞれに関して制御することによって、例えば従来の蛍光灯のような広範囲を遍く照らす照明状態から、スポットライトのような集光性の高い照明状態までを、色ムラ発生を抑制しつつ実現することが可能となる。

また、本発明のＬＥＤ照明デバイス１０によれば、照明対象に応じた必要な照度と、照明対象の形状に適した照明形状とを、色ムラ発生を抑制しつつ実現することができる。これにより、照明対象外にはみ出して無駄になる出射光を大幅に低減可能となり、ＬＥＤ照明本来の低消費電力の下、十分な照度で照明対象を照らすことができる。その結果、より電力効率の良い照明が実現可能となる。

ここで、略長方形状又は略正方形状における「略」の範囲を説明する。最初に、照明領域は、出射光の配光角（半値全角幅）範囲内の光が、ＬＥＤ照明デバイス１０の直下にある（出射面の法線に垂直な）照明対象面を照明する領域であるとする。また、照明形状は、この照明領域の形状であるとする。この照明形状に外接する最小の長方形又は正方形を想定した際、この照明領域（照明形状）の面積Ｓと、この外接する長方形又は正方形の面積Ｓ_０との比ｒ（≦１）が、
（２） ｒ＝Ｓ／Ｓ_０≧０.９
の条件を満たす場合、この照明領域の照明形状は「略」長方形状又は「略」正方形状であるとする。

ここで、ｒ＝０.９の下限値は、実施例３−１における面積比Ｓ／Ｓ_０の値であり、曲率半径Ｒ及びピッチＰにおける異方性の程度が上述したように５％である場合の値である。製造現場での光学系加工精度の下、少なくとも異方性の設定が５％以上であれば異方性の照明形状に対する効果が確実となり、この際得られた照明形状を「略」長方形状の境界としたものである。また、上述した実施例１（表１、図４（Ａ）、実施例２（表２、図４（Ｂ））、及び実施例３（表３、図４（Ｃ））における照明形状も、上式（２）の条件を満たすことが確認されている。

尚、楕円の面積Ｓ’とこの楕円に外接する長方形の面積Ｓ_０’との比は、約０.７９である。上述したｒ＝０.９の値は、この約０.７９と１との概ね中央値（中間値）となっている。さらに、略楕円形状における「略」の範囲についても、それぞれ内接する最大の楕円形の面積を用いて、同様に規定される。

［ＬＥＤ照明装置１］

図５は、本発明によるＬＥＤ照明装置の一実施形態を示す、正面図、断面図及び背面図である。ここで、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ−Ａ面による断面を示す。

図５（Ａ）及び（Ｂ）によれば、ＬＥＤ照明装置１は、ケース１６と、ケース１６内に直列して配置された複数のＬＥＤ照明デバイス１０と、ケース１６上部に設けられた開口に嵌るように設置された蓋体１７と、各ＬＥＤ照明デバイス１０に電力を供給するための電源線１８とを備えている。

ケース１６は、アルミダイキャスト、若しくはステンレス鋼等の金属材料、又はポリカーボネート、ＰＥＴ、若しくはアクリル等を含む非透過性のプラスチック材料で形成されており不透明である。ケース１６は、板金加工によって形成されていてもよい。蓋体１７は、強化ガラス等のガラス材料、又はポリカーボネート、ＰＥＴ、若しくはアクリル等を含む透過性のプラスチック材料等の透明材料で形成されている。また、複数のＬＥＤ照明デバイス１０は、微小レンズ配列部１３１を蓋体１７に対向させて設置されている。これにより、複数のＬＥＤ照明デバイス１０からの出射光は、蓋体１７を介して放射され、照射光となる。

複数のＬＥＤ照明デバイス１０の基台１１は、互いに接触し連なって、又は所定の間隔をもって直線的に配置されている。変更態様として、これら複数の基台１１を１つの回路基板に統合し、この回路基板上に、複数のＬＥＤ光源１２と、複数の均一化光学体１３とを設置して複数のＬＥＤ照明デバイス１０としてもよい。

尚、ＬＥＤ照明デバイス１０の均一化光学体１３、特に微小レンズ配列部１３１は、以上に説明した種々の実施形態（実施例１〜３）のいずれをも採用可能である。さらに、曲率半径Ｒ、ピッチＰ又はこれらの両方が、曲率半径Ｒについてはレンズ配列面内における１つの軸の方向とこの軸に垂直な軸の方向との間で、ピッチＰについてはレンズ配列面内におけるレンズ頂点を結ぶ軸それぞれの方向の間で、異なっている微小レンズ配列部１３１であれば、採用可能である。これにより、均一化の促進された、さらには照度及び照明形状が制御された出射光を放射することができる。

図５（Ｃ）に示すように、電源線１８は、例えば、ケース１６の底面端部に設けられた切れ込み開口部１６０を介して、基台１１から外部へ引き出される。この電源線１８と切れ込み開口部１６０との間、及び蓋体１７とケース１６の開口との間には、使用環境に応じて、接着剤、シール部材等を用いた防水・防油処置が施されることも好ましい。

［ＬＥＤ照明装置の照明形状］

図６は、本発明によるＬＥＤ照明装置の照明形状に係る２つの実施形態を概略的に示す斜視図である。

図６（Ａ）の実施形態によれば、ＬＥＤ照明装置１は、照明対象平面を照明している。このＬＥＤ照明装置１では、複数のＬＥＤ照明デバイス１０が配列しており、照明対象平面は、これらＬＥＤ照明デバイス１０（均一化光学体１３）の光軸に垂直な平面となっている。

ＬＥＤ照明デバイス１０は、例えば、上述した実施例１又は実施例３と同様の形態を採用したものであり、各ＬＥＤ照明デバイス１０の出射光２０が照明対象平面上になす照明領域２００は、一定の幅Ｗ_３００の照明領域部分を含み、略長方形状又は略正方形状となるように設定されている。

尚、ここでも、略長方形状又は略正方形状における「略」の範囲は、上述した式（２）ｒ＝Ｓ／Ｓ_０≧０.９の条件を満たす範囲である。また、一定の幅における「一定」の範囲は、当該照明領域部分での幅（Ｗ_３００）の変動が±５％以内の範囲となる。略長方形状又は略正方形状は、幅Ｗ_３００の変動幅が±５％以内の照明領域を含むことが確認されている。

この場合、ＬＥＤ照明装置１から放射される照射光３０は、出射光２０が互いに一部重畳しながら並んだものとなる。その結果、照射光３０が照明対象平面上になす照明領域３００は、照明領域２００が互いに一部重畳しながら配列したものとなり、装置長手方向（ＬＥＤ照明デバイス１０の配列方向：ｘ軸方向）に伸長した略長方形状となる。

図６（Ｂ）の実施形態によれば、照明装置内のＬＥＤ照明デバイス１０は、例えば、上述した実施例２と同様の形態を採用したものであり、各ＬＥＤ照明デバイス１０の出射光２１が照明対象平面上になす照明領域２１０は、略楕円形状となるように設定されている。

この場合、ＬＥＤ照明装置１から放射される照射光３１は、出射光２１が互いに一部重畳しながら並んだものとなる。その結果、照射光３１が照明対象平面上になす照明領域３１０は、照明領域２１０が互いに一部重畳しながら配列したものとなり、一定の幅Ｗ_３１０の照明領域部分を有していて、装置長手方向（ｘ軸方向）の両端辺が湾曲した長方形状となる。

以上述べた実施形態によれば、ＬＥＤ照明装置から、均一化の促進された、さらには照明形状が制御された照射光を得ることが可能となる。ここで、この照射光の照明形状を、照射対象の形状に合わせることによって、概ね照明対象のみを照明することができる。その結果、必要な照度が、必要なだけの範囲で、高い電力効率の下確保可能となる。

［作業台の照明］

図７は、本発明のＬＥＤ照明装置による照明方法における一実施形態を概略的に示す斜視図である。

図７によれば、ＬＥＤ照明装置１は、照射対象面である作業エリア３ｓを備えた作業台３に設置されている。作業エリア３ｓは正方形状を有する。ここで、作業エリア３ｓの直上には作業用器具が設置されているため、ＬＥＤ照明装置１は、作業エリア３ｓの斜め上方の位置に設置され、作業エリア３ｓを照明する。

ＬＥＤ照明装置１から放射される照射光３３は、（ＬＥＤ照明デバイス１０の）光軸に垂直な面３３０において、一定の幅Ｗ_３３の照明領域を有していて、略長方形状を有する。しかしながら、照射光３３は作業エリア３ｓに対して斜めに入射するため、照明光３３による作業エリア３ｓでの照明領域３３１は、略正方形状となる。ここで、照射光３３は、この自身の略正方形状を作業エリア３ｓの正方形状に概ね一致させることによって、作業エリア３ｓのみを余さず照明することが可能となる。

ここで変更態様として、面３３０において略長方形状又は略正方形状の照射光３３を用いて、長短辺比の異なる略長方形状の照明領域３３１を実現することも可能である。または、面３３０において略楕円形状の照射光３３を用いて、略円形状、又は長短軸比の異なる略楕円形状の照明領域３３１を実現することも可能である。

尚、照明領域３３１の照明形状における直交する辺の比又は直交する軸の比は、ＬＥＤ照明装置１からの照射光３３の光軸と作業エリア３ｓの法線とがなす角度θ_４０を調整することによって、相当の範囲で任意に設定可能である。以上、本実施形態においても、照明対象に応じて必要となる照度が確保される無駄のない、且つ色ムラが抑制された照明が実現される。

［ＬＥＤ照明装置１による道路・通路又はとう道の照明］

図８は、本発明のＬＥＤ照明装置による照明方法における他の実施形態を説明するための概略図である。尚、各図中には照明の向きの指標となるＸＹＺ座標系が示されている。

図８（Ａ）は、ＬＥＤ照明装置１を用いて道路（又は通路）５を照明した実施形態を示す。ここで、ＬＥＤ照明装置１のＬＥＤ照明デバイス１０は、例えば、実施例１又は３と同様の形態を採用したものであり、ＬＥＤ照明装置１の照明領域３４０は、一定の幅の照明領域部分を有しており、略長方形状（又は略正方形状）となるように設定されている。

図８（Ａ）によれば、ＬＥＤ照明装置１は、道路５の幅方向（Ｘ軸方向）における少なくとも一方の端部の上方に所定の間隔Ｄ_１をもって設置されている。ここで、ＬＥＤ照明装置１から放射される照射光３４は、照射対象面である路面５０を照射し、路面５０上で略長方形状の照明領域３４０を形成する。

これら複数のＬＥＤ照明装置１によって形成される照明領域３４０は、隣り合うもの同士で互いに一部重畳して重畳領域３４０ｖを形成しながら、道路５の長手方向（Ｙ軸方向）に配列する。その結果、路面５０の照明領域全体の照明形状は、照射光３４による略長方形状が互いに一部重畳しながら道路５の長手方向（Ｙ軸方向）に配列した形状となる。

また、ＬＥＤ照明装置１は、路面５０に対して先端部をもたげるように設置されている。これにより、装置１内のＬＥＤ照明デバイス１０の出射面は、路面５０の長手軸（Ｙ軸）と直交する横断面（ＺＸ面）内において路面５０に対して角度θ_ｅｌをなす。その結果、照射光３４の光軸は、ＺＸ面内において路面５０の法線に対して角度θ_ｅｌだけ傾く。

尚、ＬＥＤ照明デバイス１０の出射面は、微小レンズ配列部１３１の上面（微小レンズの各頂点を含む面）であり、レンズ配列面１３１ａに平行な面となる。また、照射光３４の光軸は、ＬＥＤ照明装置１内のＬＥＤ照明デバイス１０からの出射光の光軸方向の軸であって、装置１内に配列したＬＥＤ照明デバイス１０の出射面全体の領域の中心を貫く軸と定義される。

このように、照射光３４の光軸を路面５０の法線に対して傾けることによって、照明領域３４０のＸ軸方向の幅Ｗ_３４０を変化させ、図８（Ｂ）に示すように、この幅Ｗ_３４０を、路面５０のＸ軸方向の幅Ｗ_５０に概ね一致させることができる。これにより、照明領域３４０の幅方向（Ｘ軸方向）において、道路５の照明に要求される必要最低照度（例えば３ｌｘ）を確保することができる。尚、上記の「概ね一致させる」は、照明領域３４０の幅Ｗ_３４０と必要最低照度以上の照度範囲幅とが通常概ね一致すること、を前提としている。実際には、例えば、照明領域３４０の幅Ｗ_３４０を路面５０の幅Ｗ_５０よりも若干小さくしても必要最低照度を満たすことができる場合もあり、またその逆の場合もあり、上記の「概ね一致させる」は、これらの範囲をも含む意味とする。

一方、従来の凸レンズを用いたＬＥＤ照明装置では、照射形状は、円形状又は円形状に近い楕円状となる。その結果、図８（Ｃ）に示すように、路面５０上に必要な照度を提供しようとすると、照明形状の径を路面５０の幅Ｗ_５０よりも大きくせざるを得ないので、照明光は路面５０外の不要部分も相当に照明する。その結果、照明用の電力に無駄が生じてしまう。また、この事情は、このＬＥＤ照明装置を例えＺＸ面内で傾けて設置したとしても解決するものではない。

これに対して、本発明によるＬＥＤ照明装置１を用いた照明では、図８（Ｂ）に示すように、照明形状を路面５０と概ね一致させることができる。従って、照明光３４が路面５０外の不要部分を照明することを十分に抑制可能となる。

さらに、照明領域３４０内で最も照度が低い、路面５０の長手方向（Ｙ軸方向）での端部は、隣り合う照明領域３４０の端部と重畳し、重畳領域３４０ｖを形成している。その結果、例え照明領域３４０単独では同領域内に必要最低照度（例えば防犯灯の場合、３ｌｘ）が確保されない区域が存在するとしても、重畳領域３４０ｖにおいてこの必要最低照度を確保できるように調整することによって、路面５０上全体で必要な照度を確保可能となる。

また、重畳領域３４０ｖを設けて必要最低照度を確保する場合、照明領域３４０内での最大照度の値を、不要に高くせずに抑えることができる。これにより、照明領域全体における照度の高低差を小さくし、必要最低照度を確保するために必要とされる消費電力を低減することが可能となる。

尚、照明領域３４０単独で必要最低照度が確保される場合、図８（Ｂ）の照明領域３４０′のように、隣り合う照明領域同士が互いに隣接して配置されてもよい。この場合、重畳領域３４０ｖを設けないので、照明領域の大きさ・形状が変わらないとすると、道路５０の単位長さ当たりに必要とされるＬＥＤ照明装置１の数を低減することができる。

いずれにしても、ＬＥＤ照明装置１内の微小レンズ配列部１３１では、複数の微小レンズ１３１ｍの曲率半径Ｒ、ピッチＰ、又は曲率半径Ｒ及びピッチＰの両方を、レンズ配列面１３１ａ内における所定の方向の間で、異なった値に設定し制御している。その結果、ＬＥＤ照明デバイス１０の出射光、即ちＬＥＤ照明装置１の照射光、におけるＺＸ面内での配光角（又はＦＷＨＭ）と、ＹＺ面内での配光角（又はＦＷＨＭ）とを独立して、それぞれ個別に制御することができる。従って、道路（又は通路）５の幅方向（Ｘ軸方向）における照明領域３４０の範囲と、道路（又は通路）５の長手方向（Ｙ軸方向）における照明領域３４０の範囲とが、それぞれ個別に制御可能となる。これにより、路面５０の幅方向及び長手方向の両方に関して、路面５０に合った照明領域（照明形状）が実現可能となる。

以上、ＬＥＤ照明装置１を用いることによって、路面５０に応じて必要となる照度が確保される、無駄のない照明が実現可能となる。

図９は、図８に示した、照射光３４の光軸を路面５０の法線に対して傾ける実施形態を説明するための概略図、及びＬＥＤ照明装置１を、とう道内に設置した様子を示す概略図である。

図９（Ａ）は、路面５０に対して先端部をもたげるように設置されたＬＥＤ照明装置１と、道路５との関係を示す概略図である。同図によれば、ＬＥＤ照明装置１は、道路（又は通路）５の脇に立てられたＬ字状のポールの先端部に、ＺＸ面内において路面５０に対して角度θ_ｅｌをなして傾くように取り付けられている。その結果、照射光３４の光軸も、ＺＸ面内において路面５０の法線に対して角度θ_ｅｌで傾いている。尚、図９（Ａ）の破線で示したように、ＬＥＤ照明装置１を、路面５０の幅方向（Ｘ軸方向）の中央直上に、路面５０に対して平行に設置することも可能である。この場合、照射光３４の光軸も、路面５０の法線に対して平行となる。

図９（Ｂ）は、ＬＥＤ照明装置１を、とう道６内に設置した様子を示す。とう道６は、通信ケーブル・送電ケーブル・ガス管等を収容するためのケーブル（・管）棚６１を有し、作業用に人が立ち入れる大きさのトンネル通路である。

図９（Ｂ）によれば、ＬＥＤ照明装置１は、とう道６の天井部中央に設置され、照射光３５の照明領域３５０は、床面６０、及び少なくともケーブル棚６１の位置を含む側面６０ｓの下方部分に及ぶ。即ち、照明領域３５０は、作業対象であるケーブル棚６１のケーブル（・管）を照明できるように設定される。

ここで、照明領域３５０の照明形状を略長方形状とすると、側面６０ｓにおける照明領域３５０の上端（境界）は、とう道６の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って伸長するケーブル棚６１よりも上方にあって、このケーブル棚６１と平行して伸長する直線状となる。これにより、ケーブル棚６１をこの長手方向（Ｙ軸方向）に沿って全て、しかも無駄なく、照明することが可能となる。

尚、変更態様として、図９（Ｂ）の破線で示したように、ＬＥＤ照明装置１を床面６０中央部から見て斜め上方に設置し、照射光３５の光軸を、床面６０の法線に対して傾けることも可能である。

ここで、とう道６の照明における条件として、必要最低照度は、例えば５ｌｘであり、照明領域内の平均照度は、例えば１５ｌｘ以上であり、照明装置の間隔は、例えば１０ｍである。ＬＥＤ照明装置１を用いて以上に述べた照明を実施することによって、この条件を満たす照明を実施可能であることが、シミュレーション実験によって分かっている。

尚、とう道６内において、ＬＥＤ照明装置１をつり下げることなく、とう道６の天井部に設置することも好ましい。これにより、高さに制限のあるとう道６内において、照明装置の高さを十分にとり、照明領域を広げることが容易となる。さらに、照明装置からの照射光が作業者の目に直接入り作業の妨げになる事態を回避し易くなる。また、とう道６に設置されるＬＥＤ照明装置１には、停電時に、避難時間として例えば３０分間の照明を保証するための２次電池が設けられていることも好ましい。

図１０（Ａ）は、図９（Ａ）に示した、路面５０の幅Ｗ_５０に照明領域３４０の幅Ｗ_３４０を一致させるための角度θ_ｅｌの設定及びＬＥＤ照明装置１の位置の設定を説明するための概略図である。ここで、説明を簡潔に行うため、照射光３４はＬＥＤ照明装置１の１点から放射されるものと近似する。尚、以下の説明は、後に説明するＬＥＤ照明装置７、８、９及び９’による照明にも当てはまる内容である。

図１０（Ａ）に示すように、照明領域３４０の幅Ｗ_３４０が、路面５０の幅Ｗ_５０に一致しているとする。また、ＬＥＤ照明装置１からの照射光３４の照射角をαとし、ＬＥＤ照明装置１（の点光源位置）の路面５０からの高さをｈ_１とする。尚、照射角とは、照明領域を形成する照射光を構成する光線が広がっている角度範囲である。

この場合、角度θ_ｅｌは、次式
（３） Ｗ_５０＝ｈ_１・ｔａｎ（α／２＋θ_ｅｌ）＋ｈ_１・ｔａｎ（α／２−θ_ｅｌ）
を満たす。従って、この式（３）を解くことによって、Ｗ_３４０＝Ｗ_５０の条件下での角度θ_ｅｌが得られる。

また、上式（３）を解いて得られた角度θ_ｅｌを用いて、ＬＥＤ照明装置１（の点光源位置）の路面５０端からの幅方向（Ｘ軸方向）での位置ｌ_１が、次式
（４） ｌ_１＝ｈ_１・ｔａｎ（α／２−θ_ｅｌ）
を計算することによって得られる。

図１０（Ｂ）は、照射光３６による照明領域３６０を互いに隣接又一部重畳させながら長手方向に配列させるための照射光の照射角βの設定を説明するための概略図である。ここで、説明を簡潔に行うため、照射光３６はＬＥＤ照明装置１の１点から放射されるものと近似し、さらに、角度θ_ｅｌ＝０°とする。

図１０（Ｂ）に示すように、ＬＥＤ照明装置１からの照射光３６のＹＺ面内における照射角をβとし、ＬＥＤ照明装置１（の点光源位置）の路面５０からの高さをｈ_１とする。この場合、照明領域３６０を互いに隣接又一部重畳させる条件は、次式
（５） β≧２・ｔａｎ^−１（Ｄ_１／（２ｈ_１））
で表される。即ち、式（５）を満たす照射角βを有するＬＥＤ照明装置１を採用することによって、路面５０全体を隈無く照明することが可能となる。

いずれにしても、ＬＥＤ照明装置１内の微小レンズ配列部１３１では、複数の微小レンズ１３１ｍの曲率半径Ｒ、ピッチＰ、又は曲率半径Ｒ及びピッチＰの両方を、レンズ配列面１３１ａ内における所定の方向の間で、異なった値に設定し制御している。その結果、ＬＥＤ照明デバイス１０の出射光におけるＺＸ面内での配光角（又はＦＷＨＭ）と、ＹＺ面内での配光角（又はＦＷＨＭ）とを、さらにはＬＥＤ照明装置１の照射光のＺＸ面内での照射角とＹＺ面内での照射角とを、独立してそれぞれ個別に制御することができる。従って、道路（又は通路）５の幅方向（Ｘ軸方向）における照明領域３６０の範囲と、道路（又は通路）５の長手方向（Ｙ軸方向）における照明領域３６０の範囲とが、それぞれ個別に制御可能となる。これにより、路面５０の幅方向及び長手方向の両方に関して、路面５０に合った照明領域（照明形状）が実現可能となる。

［ＬＥＤ照明装置７］

図１１は、本発明によるＬＥＤ照明装置の他の実施形態を示す、正面図、断面図及び側面図である。ここで、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）のＢ−Ｂ面による断面を示す。

図１１（Ａ）〜（Ｃ）によれば、ＬＥＤ照明装置７は、筐体７１と、筐体７１の設置面上に２列に配置された複数のＬＥＤ照明デバイス１０と、これらＬＥＤ照明デバイス１０を覆うように、取り付けネジ７４を用いて筐体７１の上部に取り付けられたカバー７２と、各ＬＥＤ照明デバイス１０に電力を供給するための電源線７３とを備えている。

筐体７１は、装置７の長手方向（ｘ軸方向）に伸長していて互いに角度θ_７１をなすように傾斜した第１設置面７１０及び第２設置面７１１を有している。このうち、第１設置面７１０に一列をなして設置された複数のＬＥＤ照明デバイス１０が第１群１０ｆをなし、第２設置面７１１に一列をなして設置された複数のＬＥＤ照明デバイス１０が第２群１０ｓをなす。従って、第１群１０ｆに属するＬＥＤ照明デバイス１０と、第２群１０ｓに属するＬＥＤ照明デバイス１０とは、互いの出射面が角度θ_７１をなすように配置されている。

これら第１群１０ｆの光軸Ｘ_１０ｆと第２群１０ｓの光軸Ｘ_１０ｓとは、ｙｚ面内において、角度
（６） θ_７ｘ＝π−θ_７１ （単位はラジアン）
をなして互いから傾いている。尚、本実施形態において、θ_７１はπ（１８０°）未満である（従って、θ_７ｘ＞０）。

尚、第１群１０ｆ（第２群１０ｓ）の光軸は、第１群１０ｆ（第２群１０ｓ）に属する各ＬＥＤ照明デバイス１０からの出射光の光軸方向の軸であって、第１群１０ｆ（第２群１０ｓ）に属するこれらＬＥＤ照明デバイス１０の出射面全体の領域の中心を貫く軸と定義される。

ここで、光軸のなす角度θ_７ｘは、後に詳述するように、第１群１０ｆからの照射光による照明形状と第２群１０ｓからの照射光による照明形状とが互いに隣接又は一部重畳しながら並ぶことによって装置７からの照射光による照明形状を形成する、ように調整される。

筐体７１は、アルミダイキャスト、若しくはステンレス鋼等の金属材料、又はポリカーボネート、ＰＥＴ、若しくはアクリル等を含む非透過性のプラスチック材料で形成されており不透明である。筐体７１は、板金加工によって形成されていてもよい。カバー７２は、強化ガラス等のガラス材料、又はポリカーボネート、ＰＥＴ、若しくはアクリル等を含む透過性のプラスチック材料等の透明材料で形成されている。

また、第１群１０ｆ及び第２群１０ｓのそれぞれにおいて、複数のＬＥＤ照明デバイス１０の基台１１は、互いに接触し連なって、又は所定の間隔をもって直線的に配置されている。変更態様として、これら複数の基台１１を１つの回路基板に統合し、この回路基板上に、複数のＬＥＤ光源１２と、複数の均一化光学体１３とを設置して、第１群１０ｆ及び第２群１０ｓのそれぞれを構成する複数のＬＥＤ照明デバイス１０としてもよい。

さらに、他の実施形態として、第１群１０ｆの複数のＬＥＤ照明デバイス１０と、第２群１０ｓの複数のＬＥＤ照明デバイス１０とが、交互に配置されて、又は混在して、１つの列をなしていてもよい。交互に配置された場合、列をなすＬＥＤ照明デバイス１０毎に、光軸Ｘ_１０ｆと光軸Ｘ_１０ｓとが入れ替わる。また、更なる他の実施形態として、第１群１０ｆの複数のＬＥＤ照明デバイス１０と、第２群１０ｓの複数のＬＥＤ照明デバイス１０とが、互いの前後に連なって１つの列をなしていてもよい。

尚、ＬＥＤ照明デバイス１０の均一化光学体１３、特に微小レンズ配列部１３１は、以上に説明した種々の実施形態（実施例１〜３）のいずれをも採用可能であり、均一化の促進された、さらには照度及び照明形状が制御された出射光を放射可能である。

［ＬＥＤ照明装置８］

図１２は、本発明によるＬＥＤ照明装置の更なる他の実施形態を示す、正面図及び断面図である。ここで、図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＣ−Ｃ面による断面を示す。

図１２（Ａ）及び（Ｂ）によれば、ＬＥＤ照明装置８は、筐体８１と、筐体８１の設置面上に並列して配置された４本のＬＥＤ照明デバイス体１００、１０１、１０２及び１０３と、これらＬＥＤ照明デバイス体１００〜１０３を覆うように、取り付けネジ８４を用いて筐体８１の上部に取り付けられたカバー８２と、各ＬＥＤ照明デバイス１０に電力を供給するための電源線８３とを備えている。

各ＬＥＤ照明デバイス体１００〜１０３は、ＬＥＤ照明デバイス１０の基台１１が統合したものに対応する１つの回路基板を用い、この回路基板上に、複数のＬＥＤ光源１２と、複数の均一化光学体１３とを設置したものである。従って、ＬＥＤ照明デバイス体１００〜１０３は、それぞれ複数のＬＥＤ照明デバイス１０からなる第１群〜第４群に相当することになる。

ここで、ＬＥＤ照明デバイス体１００〜１０３から放射される照射光の光軸Ｘ_１００、Ｘ_１０１、Ｘ_１０２及びＸ_１０３は、それぞれｚ軸に対して角度θ_１００、θ_１０１、θ_１０２及びθ_１０３をなす。筐体８１の設置面の設置角度は、設置されたＬＥＤ照明デバイス体１００〜１０３の光軸の角度が以下の関係
（７） θ_１００（＞０）＝−θ_１０３＞θ_１０１（＞０）＝−θ_１０２
を有するように設計される。

これらの角度θ_１００〜θ_１０３を調整することによって、ＬＥＤ照明装置８全体から放射される照射光の照射角を、相当に広い範囲内で任意に設定することができ、さらに、設定された照射角範囲内に十分に高い照度の照射光を供給可能となる。また、これにより、装置８の照明領域全体における照度の高低差を小さくし、必要最低照度を確保するために必要とされる消費電力を低減することも可能となる。尚、これらの角度θ_１００〜θ_１０３は、ＬＥＤ照明デバイス体１００〜１０３それぞれからの照射光による照明形状が互いに隣接又一部重畳しながら並ぶように調整されることも好ましい。

尚、外側に配置されたＬＥＤ照明デバイス体１００及び１０３が、内側のＬＥＤ照明デバイス体１０１及び１０２に比べて、より配光角の小さい出射光を放射することも好ましい。このようなＬＥＤ照明装置８を、例えば道路又はとう道の照明に用いた場合、照度が低下しがちな照明装置間の中央領域を、ＬＥＤ照明デバイス体１００及び１０３からの出射光で照明して照度を補うことができる。これにより、道路又はとう道の長手方向における照度分布をより均一化することが可能となる。

また、ＬＥＤ照明デバイス１０の均一化光学体１３、特に微小レンズ配列部１３１は、以上に説明した種々の実施形態（実施例１〜３）のいずれをも採用可能であり、均一化の促進された、さらには照度及び照明形状が制御された出射光を放射可能である。ここで、上述した装置８のような複数のＬＥＤ照明デバイス列が並列したＬＥＤ照明装置においては、略長方形状又は略正方形状の出射光を合わせて、略長方形状のみならず、略正方形状の照射光を形成することも可能となる。

［ＬＥＤ照明装置９］

図１３は、本発明によるＬＥＤ照明装置の更なる他の実施形態を示す、正面図及び断面図である。ここで、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）のＤ−Ｄ面による断面を示す。また、図１３（Ｃ）は、図１３（Ｂ）の変更態様における断面を示す。さらに、図１３（Ｄ）は、図１３（Ａ）のＥ−Ｅ面による断面を示す。

図１３（Ａ）及び（Ｂ）によれば、ＬＥＤ照明装置９は、筐体９１と、筐体９１の設置面上に設置された、それぞれが複数の基台１１の役割を果たす２つの回路基板１１０と、各回路基板１１０上に所定の間隔で一列に並べて設置された複数のＬＥＤ光源１２と、これら２列のＬＥＤ光源１２を覆うように、２つの回路基板１１０上に設置された均一化光学集合体１３Ａと、均一化光学集合体１３Ａを覆うように、取り付けネジ９４を用いて筐体９１の上部に取り付けられたカバー９２と、各ＬＥＤ照明デバイス１０に電力を供給するための電源線９３とを備えている。

均一化光学集合体１３Ａは、２列に並んだ複数の均一化光学体１３を、列間で角度θ_１３Ａをなすように、１つに統合した光学体である。従って、均一化光学集合体１３Ａと複数のＬＥＤ光源１２と２つの回路基板１１０とは、それぞれ一列に並んだ複数のＬＥＤ照明デバイス１０からなる第１群及び第２群に相当することになる。

ここで、ＬＥＤ照明装置９から放射される照射光は、第１群（第１列）のＬＥＤ照明デバイス１０から放射される第１照射光と、第２群（第２列）のＬＥＤ照明デバイス１０から放射される第２照射光とに分けられる。第１照射光の光軸Ｘ_１３Ａ１と第２照射光の光軸Ｘ_１３Ａ２とは、ｙｚ面内において、角度
（８） θ_９ｘＡ＝π−θ_１３Ａ （単位はラジアン）
をなして互いから傾いている。尚、本実施形態において、θ_１３Ａはπ（１８０°）未満である（従って、θ_９ｘＡ＞０）。

尚、光軸のなす角度θ_９ｘＡは、後に詳述するように、第１照射光による照明形状と第２照射光による照明形状とが互いに隣接又は一部重畳しながら並ぶことによって装置９からの照射光による照明形状を形成する、ように調整される。

図１３（Ｃ）に、図１３（Ｂ）の均一化光学集合体（及び筐体）における変更態様を示す。図１３（Ｃ）によれば、筐体９１Ｂの設置面上に２つの回路基板１１０が設置され、各回路基板１１０上に、複数のＬＥＤ光源１２が所定の間隔で一列に並べて設置されている。さらに、均一化光学集合体１３Ｂが、２列のＬＥＤ光源１２を覆うように、回路基板１１０上に設置されている。

この均一化光学集合体１３Ｂは、２列に並んだ複数の均一化光学体１３を、列間で角度θ_１３Ｂをなすように、１つに統合した光学体である。従って、均一化光学集合体１３Ｂと複数のＬＥＤ光源１２と２つの回路基板１１０とは、それぞれ一列に並んだ複数のＬＥＤ照明デバイス１０からなる第１群及び第２群に相当することになる。

ここで、装置全体から放射される照射光は、第１群（第１列）のＬＥＤ照明デバイス１０から放射される第１照射光と、第２群（第２列）のＬＥＤ照明デバイス１０から放射される第２照射光とに分けられる。第１照射光の光軸Ｘ_１３Ｂ１と第２照射光の光軸Ｘ_１３Ｂ２とは、ｙｚ面内において、角度
（９） θ_９ｘＢ＝θ_１３Ｂ−π （単位はラジアン）
をなして互いから傾いている。尚、本実施形態において、θ_１３Ｂはπ（１８０°）を超える値である（従って、θ_９ｘＢ＞０）。

第１照射光と第２照射光とは、均一化光学集合体１３Ｂから出射した後、互いに光軸を交差させて（相互に重畳しながら）伝播し、その後、互いから離れていくように放射される。尚、光軸のなす角度θ_９ｘＢは、後に詳述するように、第１照射光による照明形状と第２照射光による照明形状とが互いに隣接又は一部重畳しながら並ぶことによって装置全体からの照射光による照明形状を形成する、ように調整される。

図１３（Ｄ）に、図１３（Ｂ）のＥ−Ｅ面（図１３（Ｃ）のＦ−Ｆ面）による断面を示す。図１３（Ｄ）によれば、複数の基台１１の役割を果たす回路基板１１０が、筐体９１（９１Ｂ）に設けられ、複数のＬＥＤ光源１２が、この回路基板１１０上に所定の間隔で設置されている。また、均一化光学集合体１３Ａ（１３Ｂ）が、設置された複数のＬＥＤ光源１２を覆うように、回路基板１１０上に設置されている。さらに、カバー９２（９２Ｂ）が、均一化光学集合体１３Ａ（１３Ｂ）を覆っている。

このように、カバー９２は、均一化光学集合体１３Ａ及び１３Ｂを保護するものであるが、このカバ−９２の表面に、フッ素樹脂等を含む撥水性若しくは撥油性コート剤、又はセルフクリーニング機能を有する親水性コート剤等を塗布してコート膜を形成し、ＬＥＤ照明装置９（カバ−９２）の表面を保護することも好ましい。ここで、セルフクリーニング機能とは、大気中のチリ、ほこり、油脂、汚染物質等がコート膜上に付着しても、その後の降雨等の流水によってこの付着物が洗い流される機能をいう。

以上説明したように、回路基板１１０と、複数のＬＥＤ光源１２と、均一化光学集合体１３Ａとを用いることによって、単に複数のＬＥＤ照明デバイス１０を連結するのに比較して、より容易に且つより精度良く、複数のＬＥＤ照明デバイス１０に相当する第１群（第２群）を構成することができる。

［ＬＥＤ照明装置９’］

図１４は、本発明によるＬＥＤ照明装置の更なる他の実施形態を示す、正面図及び断面図である。ここで、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のＦ−Ｆ面による断面を示す。また、図１４（Ｃ）は、図１４（Ａ）のＧ−Ｇ面による断面を示す。

図１４（Ａ）及び（Ｂ）によれば、ＬＥＤ照明装置９’は、筐体９１’と、筐体９１’の設置面上に設置された、４つの放熱部１９と、４つの放熱部１９上にそれぞれ設けられた、それぞれが複数の基台１１の役割を果たす４つの回路基板１１０と、各回路基板１１０上に所定の間隔で一列に並べて設置された複数のＬＥＤ光源１２と、これらＬＥＤ光源１２の２列ずつをそれぞれが覆うように回路基板１１０上に設置された、２つの均一化光学集合体１３Ｃと、各ＬＥＤ照明デバイス１０に電力を供給するための電源線９４’とを備えている。

２つの均一化光学集合体１３Ｃと、複数のＬＥＤ光源１２と、４つの回路基板１１０とは、それぞれ一列に並んだ複数のＬＥＤ照明デバイス１０からなる第１群〜第４群に相当することになる。

ここで、２つの均一化光学集合体１３Ｃから放射される照射光の光軸Ｘ_１３Ｃ１、Ｘ_１３Ｃ２、Ｘ_１３Ｃ３及びＸ_１３Ｃ４は、それぞれｚ軸に対して角度θ_１３Ｃ１、θ_１３Ｃ２、θ_１３ｃ３及びθ_１３Ｃ４をなす。筐体９１’の設置面は、設置された回路基板１１０（均一化光学集合体１３Ｃ）におけるこれら光軸の角度が以下の関係、
（１０） θ_１３Ｃ１（＞０）＝−θ_１３Ｃ４＞θ_１３Ｃ２（＞０）＝−θ_１３ｃ３
を有するように設計される。

これらの角度θ_１３Ｃ１〜θ_１３Ｃ４を調整することによって、ＬＥＤ照明装置９’全体から放射される照射光の照射角を、相当に広い範囲内で任意に設定することができ、さらに、設定された照射角範囲内に十分に高い照度の照射光を供給可能となる。尚、これらの角度θ_１３Ｃ１〜θ_１３Ｃ４は、２つの均一化光学集合体１３Ｃからの照射光による照明形状が互いに隣接又一部重畳しながら並ぶように調整されることも好ましい。

尚、２つの均一化光学集合体１３Ｃを統合して、１つの均一化光学集合体とすることも可能である。いずれにしても、図１３に示したものを含めて均一化光学集合体１３Ａ〜１３Ｃを形成する方法として、所定の金型に、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、環状オレフィン樹脂、光学用シリコ−ン樹脂、光学用特殊ポリエステル樹脂、若しくは高密度ポリエチレン樹脂等の光学的に透明な樹脂、又は透明光学ガラス、若しくは蛍光ガラス等を注入して硬化させる方法が採用可能である。これにより、均一化光学集合体１３Ａ〜１３Ｃを、安定的に量産化することができ、安価に製造可能となる。また、デバイス組み立て時の部品点数が低減され、一体化した均一化光学集合体を基台１１又は回路基板１１０に取り付けるだけで、ＬＥＤ照明装置の光学系が完成する。

また、２つの均一化光学集合体１３Ｃは、シール部材９４０’及び９４１’と、シール部材９４０’及び９４１’をそれぞれ抑える抑え枠９２０’及び９２１’とによって周囲をシールされている。ここで、抑え枠９２０’及び９２１’はそれぞれ、取り付けネジ９３０’及び９３１’に締め付けられることによって、シール部材９４０’及び９４１’を均一化光学集合体１３Ｃに押し付ける。これにより、ＬＥＤ照明装置９’の気密性・防塵性、及び防水性・防湿性が確保される。

また、筐体９１’は、アルミダイキャスト、若しくはステンレス鋼等の金属材料、又はポリカーボネート、ＰＥＴ、若しくはアクリル等を含む非透過性のプラスチック材料で形成されており不透明である。筐体９１’は、板金加工によって形成されていてもよい。放熱部１９は、アルミニウム若しくは銅等の金属材料で形成された板状物、又はシリコーン系、アクリル系、グラファイト系若しくは無機物系等の熱伝導シート（又はその積層体）であることが好ましい。

図１４（Ｃ）に、図１４（Ｂ）のＨ−Ｈ面による断面を示す。図１４（Ｃ）によれば、放熱部１９が筐体９１’上に設けられ、複数の基台１１の役割を果たす回路基板１１０が放熱部１９上に設けられ、複数のＬＥＤ光源１２が、この回路基板１１０上に所定の間隔で設置されている。また、均一化光学集合体１３Ｃが、設置された複数のＬＥＤ光源１２を覆うように、回路基板１１０上に設置されている。

このように、２つの均一化光学集合体１３Ｃは、ＬＥＤ照明装置９’におけるカバーの役割をも果たす。このため、均一化光学集合体１３Ｃの表面に、フッ素樹脂等を含む撥水性若しくは撥油性コート剤、又はセルフクリーニング機能を有する親水性コート剤等を塗布してコート膜を形成し、均一化光学集合体１３Ｃの表面を保護することも好ましい。

以上説明したように、回路基板１１０と、複数のＬＥＤ光源１２と、均一化光学集合体１３Ｃとを用いることによって、単に複数のＬＥＤ照明デバイス１０を連結するのに比較して、より容易に且つより精度良く、第１群〜第４群をなす複数のＬＥＤ照明デバイス１０を構成することができる。また、均一化光学集合体１３Ｃが装置９’のカバーの役割も果たすため、新たにカバーを設ける必要がなく、製造が更に容易になる。

また、図１１〜１４で説明したＬＥＤ照明装置７、８、９及び９’は、複数のＬＥＤ照明デバイス１０からなる複数の群を備え、各群からの照射光は、互いに隣接又は一部重畳するように設定されている。その結果、十分に高い照度と、十分に大きな照射角と、制御された照明形状とを有する照射光を実現することができる。このような照射光は、後に説明するように、道路又は通路の路面又は床面の照明に好適である。さらには、高さに制限が有りながら、非常に長い距離にわたって照明を行う必要があるとう道のような照明対象にも非常に適している。

尚、ＬＥＤ照明装置７、８、９及び９’それぞれにおける複数のＬＥＤ照明デバイス１０がなす列の配置・数は、上述したものに限定されるものではない。例えば、ＬＥＤ照明装置７（図１１）は、第１及び第２設置面７１０及び７１１の各々に、２列又は３列以上のＬＥＤ照明デバイス１０を備えることも可能である。また、ＬＥＤ照明装置９’（図１４）は、互いに光軸の向きの異なる、ＬＥＤ照明デバイス１０からなる５つ以上の群（列）を備えていてもよい。

［ＬＥＤ照明装置７による道路・通路又はとう道の照明］

図１５は、道路（若しくは通路）５又はとう道６の長手方向における照明装置７の設置に係る実施形態を説明するための概略図である。尚、本実施形態においても、ＬＥＤ照明装置７のＬＥＤ照明デバイス１０は、例えば、実施例１又は実施例３と同様の形態を採用したものであり、ＬＥＤ照明装置７の照明領域３８０は略長方形状（又は略正方形状）となるように設定されている。

図１５（Ａ）は、道路（又は通路）５の長手方向における照明装置７の設置の様子を示す。同図によれば、ＬＥＤ照明装置７は、道路５の長手方向において間隔Ｄ_７をもって配列している。ここで、ＬＥＤ照明装置７は、図９（Ａ）に示すＬＥＤ照明装置１と同様に、ＺＸ面内で角度θ_ｅｌをもって傾いている。また、ＬＥＤ照明装置７内のＬＥＤ照明デバイス１０の配列方向（ＬＥＤ照明装置７の長手方向）も、ＺＸ面内となっている。

ＬＥＤ照明装置７から放射される照射光３８は、第１群１０ｆから放射される照射光３８ａと、第２群１０ｓから放射される照射光３８ｂとが隣接又は一部重畳して形成されている。図１５（Ａ）に示すように、照射光３８ａの照明領域と照射光３８ｂの照明領域とを合わせた領域を照射光３８の照明領域とすると、照射光３８のＹＺ面内における照射角γは、照射光３８ａ及び照射光３８ｂのＹＺ面内における照射角をβとすると、
（１１） β＜γ≦２β
の条件を満たし、ＬＥＤ照明装置７全体から放射される照射光３８の照射角γを、相当に広い範囲内で任意に設定することができ、さらに、設定された照射角範囲内に十分に高い照度の照射光を提供可能となる。

また、形成された照明領域３８０内で最も照度の低い、路面５０長手方向（Ｙ軸方向）での端部は、隣り合う照明領域３８０の端部と重畳し、重畳領域３８０ｖを形成している。その結果、例え照明領域３８０単独では同領域内に必要最低照度が確保されない区域が存在するとしても、重畳領域３８０ｖでこの必要最低照度を確保できるように調整することによって、路面５０上全体で必要な照度を確保可能となる。

尚、隣り合うＬＥＤ照明装置７間の長手方向における中央領域は照度が不足しがちとなる。これに対処するため、ＬＥＤ照明装置７の第１群１０ｆ及び第２群１０ｓの各々において、配光角のより小さい（長焦点距離の）ＬＥＤ照明デバイス１０を混在させることも好ましい。これにより、当該中央領域に照度を補い、道路５の長手方向における照度分布をより均一化することが可能となる。また、照明領域３８０単独で必要照度が確保される場合、隣り合う照明領域同士が互いに隣接して配置されてもよい。

図１５（Ｂ）は、とう道６の長手方向におけるＬＥＤ照明装置７の設置の様子を示す。同図によれば、ＬＥＤ照明装置７は、とう道６の長手方向において間隔Ｄ_７’をもって配列している。また、ＬＥＤ照明装置７内のＬＥＤ照明デバイス１０の配列方向は、とう道６の幅方向（Ｘ軸方向）である。

さらに、ＬＥＤ照明装置７から放射される照射光３９の照射角γ’は、図１５（Ａ）の照射角γと同様に、十分に大きい値に設定可能となる。また、照明領域３９０内で最も照度が低い、床面６０の長手方向（Ｙ軸方向）での端部は、隣り合う照明領域３９０の端部と重畳し、重畳領域３９０ｖを形成している。この結果、照射光３９は、高さに制限が有るとう道６における床面６０及びケーブル棚６１を含む側面を、とう道６の長手方向の非常に長い距離にわたって必要な照度を確保しつつ、しかも無駄なく、照明することが可能となる。

尚、とう道６においても、隣り合うＬＥＤ照明装置７間の長手方向における中央領域は照度が不足しがちとなる。これに対処するため、ＬＥＤ照明装置７の第１群１０ｆ及び第２群１０ｓの各々において、配光角のより小さい（長焦点距離の）ＬＥＤ照明デバイス１０を混在させることも好ましい。これにより、当該中央領域に照度を補い、とう道６の長手方向における照度分布をより均一化することが可能となる。

以上、図１５（Ａ）及び（Ｂ）で説明した照明方法は、ＬＥＤ照明装置７の使用を前提にして説明されたが、当然これに限定されるものではなく、ＬＥＤ照明装置８、９又は９’を使用しても、十分大きな照射角と十分に高い照度とを有する照射光を、照明形状を制御しつつ、路面５０又は床面６０に照射することができる。これにより、道路（通路）５及びとう道６の照明対象に応じて必要となる照度が確保される無駄のない、且つ色ムラが抑制された照明が実現可能となる。特に、ＬＥＤ照明装置８又は９’を使用することによって、照射光の照射角をより大きく設定可能となる。その結果、道路（通路）５又はとう道６の長手方向における装置の設置間隔をより広げることができ、さらに厳しい高さ制限のある区間でも必要な照度を確保しつつ照明が可能になる。

また、特に、とう道６では、天井の高さが例えば２.４ｍ程度であることも少なくない。この場合、とう道６内での照明装置の高さと作業者の目の高さとは、それほど大きな差を有しない。その結果、従来の照明装置では、照明装置からの強い光が作業者の目に直接入り、非常に眩しく、作業に支障を来す懸念があった。これに対して、上述したように、第１群１０ｆ及び第２群１０ｓの各々に配光角のより小さいＬＥＤ照明デバイス１０を混在させたＬＥＤ照明装置７を用いることによって、この問題が解消される。即ち、隣り合うＬＥＤ照明装置７間の中央領域には配光角の小さな長焦点距離のＬＥＤ照明デバイス１０を用いるので、作業者の目にはほとんど光線が入射せず眩しさが低減される。また、ＬＥＤ照明装置７の直下の近傍でも、配光角の大きな分散した照射光が得られるので、眩しさが低減される。

ここで、図１５（Ｃ）を用いて、図１５（Ａ）において照射光３８ａ及び照射光３８ｂから照射光３８が形成される条件を示す。尚、以下の計算は、照射光３８ａ及び照射光３８ｂが同一の点光源から放射されるものとした近似計算であることに留意すべきである。

図１５（Ｃ）に示すように、照射光３８ａ及び照射光３８ｂそれぞれの照射角をβとし、筐体７１の第１設置面７１０と第２設置面７１１（図１１）とがなす角度をθ_７１とする。この際、照射光３８ａ及び照射光３８ｂそれぞれの光軸Ｘ_１０ｆ及びＸ_１０ｓが互いになす角度θ_７ｘは、式（６）：θ_７ｘ＝π−θ_７１となる。

従って、照射光３８ａ及び３８ｂの重畳領域３８０ａｂを形成する光線のＹＺ面内での角度をθ_{３８０ａｂ}とすると、
（１２） θ_{３８０ａｂ}＝２・（β／２−（π−θ_７１）／２）
＝β＋θ_７１−π
となる。ここで、照射光３８ａ及び照射光３８ｂが互いに隣接又は一部重畳する条件は、θ_{３８０ａｂ}≧０であるから、結局、
（１３） β≧π−θ_７１
となる。即ち、照射光３８ａ及び照射光３８ｂそれぞれの照射角βを、式（１３）を満たす値に設定することによって、十分に大きな照射角γ
（１４） γ＝２β−θ_{３８０ａｂ}
＝β＋π−θ_７１
を有する照射光３８を実現することが可能となる。

いずれにしても、ＬＥＤ照明装置７内の微小レンズ配列部１３１では、複数の微小レンズ１３１ｍの曲率半径Ｒ、ピッチＰ、又は曲率半径Ｒ及びピッチＰの両方を、レンズ配列面１３１ａ内における所定の方向の間で、異なった値に設定し制御している。その結果、ＬＥＤ照明デバイス１０の出射光におけるＺＸ面内での配光角（又はＦＷＨＭ）と、ＹＺ面内での配光角（又はＦＷＨＭ）とを、さらにはＬＥＤ照明装置７の照射光におけるＺＸ面内での照射角とＹＺ面内での照射角とを、独立してそれぞれ個別に制御することができる。従って、道路５又はとう道６の幅方向（Ｘ軸方向）における照明領域３８０（３９０）の範囲と、道路５又はとう道６の長手方向（Ｙ軸方向）における照明領域３８０（３９０）の範囲とが、それぞれ個別に制御可能となる。これにより、路面５０又は床面６０の幅方向及び長手方向の両方に関して、路面５０又は床面６０に合った照明領域（照明形状）が実現可能となる。

図１６は、とう道６の長手方向における照明方法に係る他の実施形態を説明するための概略図である。尚、本実施形態においても、設置されるＬＥＤ照明装置のＬＥＤ照明デバイス１０は、例えば、実施例１又は３と同様の形態を採用したものであり、ＬＥＤ照明装置７の照明領域４００は、略長方形状（又は略正方形状）となるように設定されている。

図１６（Ａ）は、とう道６の長手方向（Ｙ軸方向）におけるＬＥＤ照明装置７の設置の様子を示す。同図によれば、２つのＬＥＤ照明装置７の群が、とう道６の長手方向において間隔Ｄ_７７をもって配列している。ここで、群をなす２つのＬＥＤ照明装置７のそれぞれは、ＹＺ面内で床面６０に対して角度θ_７７をもって先端部をもたげるように設置されている。従って、各ＬＥＤ照明装置７を構成する複数のＬＥＤ照明デバイス１０は、ＹＺ面内で配列している。

また、各ＬＥＤ照明装置７内の複数のＬＥＤ照明デバイス１０の出射面は、ＹＺ面内において床面６０に対して角度θ_７７をなす。その結果、ＬＥＤ照明デバイス１０の第１群１０ｆ（第２群１０ｓ）からの照射光の光軸は、ＹＺ面内において床面６０の法線に対して角度θ_７７だけ傾く。

さらに、２つのＬＥＤ照明装置７の群全体から放射される照射光４０は、ＬＥＤ照明装置７のそれぞれから放射された照射光同士が隣接又は一部重畳して形成されている。その結果、照射光４０は、十分に大きな照射角を有することができ、また、照明領域４００内に十分に高い照度の照射光を提供可能となる。

また、照射光４０によって形成された照明領域４００内で最も照度が低い、床面６０の長手方向（Ｙ軸方向）での端部は、隣り合う照明領域４００の端部と重畳し、重畳領域４００ｖを形成している。その結果、例え照明領域４００単独では同領域内に必要最低照度が確保されない区域が存在するとしても、重畳領域４００ｖで必要な照度を確保できるように調整することによって、床面６０上で必要な照度を確保可能となる。尚、照明領域４００単独で必要照度が確保される場合、隣り合う照明領域４００同士が互いに隣接して配置されてもよい。

ここで、照明領域４００は、とう道６の床面６０と、ケーブル棚６１の位置を含む側面の下方部分とに及ぶ。この照明領域４００の照明形状を略長方形状とすることによって、とう道６の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って伸長するケーブル棚６１を全て、しかも無駄なく、照明することが可能となる。

図１６（Ｂ）は、とう道６の長手方向（Ｙ軸方向）におけるＬＥＤ照明装置９５を用いた照明方法を示す。同図によれば、複数のＬＥＤ照明デバイス１０が、ＬＥＤ照明装置９５内において、とう道６の長手方向に配列している。これらＬＥＤ照明デバイス１０から放射される出射光の光軸Ｘ_９５０〜Ｘ_９５４は、ＹＺ面内において、床面６０に向かうにつれて互いに離隔（発散）する方向に伸長している。その結果、ＬＥＤ照明装置９５からの照射光４１は、十分に大きな照射角を有することができ、また、照明領域４１０に十分に高い照度の照射光を提供可能となる。

尚、とう道６の長手方向に配列した複数のＬＥＤ照明デバイス１０における、光軸Ｘ_９５０〜Ｘ_９５４の向きの分布は、図１６（Ｂ）に示した形態に限定されるものではない。また、１列に配列したこれらＬＥＤ照明デバイス１０の数も同図に示した形態（５つ）に限定されるものではない。例えば、ＹＺ面内において第１の向きを有する光軸を備えたＬＥＤ照明デバイス１０と、第２の向きの光軸を備えたＬＥＤ照明デバイス１０とが交互に並び、１つの列をなして配置されていてもよい。

図１６（Ｃ）は、とう道６の長手方向（Ｙ軸方向）におけるＬＥＤ照明装置９６を用いた照明方法を示す。同図によれば、ＬＥＤ照明装置９６内において、複数のＬＥＤ照明デバイス１０が、とう道６の長手方向に１つの列をなしている。これらＬＥＤ照明デバイス１０のうち、照射光４２による照明領域４２０の長手方向の端部又は端部付近を担う出射光を放射するＬＥＤ照明デバイス１０ａ及び１０ｃは、照明領域４２０の中央部又は中央部付近を担う出射光を放射するＬＥＤ照明デバイス１０ｂよりも、配光角のより小さい出射光を放射するように設定されている。

ここで、一般に、配光角のより小さい出射光は、光源から一定の距離にある照明領域においてより高い照度をもたらす。即ち、光の分散の程度が小さく、より遠方においても高い照度での照明が可能となる。従って、照明光４２による照明領域４２０において、長手方向（Ｙ軸方向）の端部においても十分高い照度を実現することができる。これにより、照明領域全体における照度の高低差を小さくし、必要最低照度を確保するために必要とされる消費電力を低減することが可能となる。

また、ＬＥＤ照明デバイス１０ａ〜１０ｃそれぞれからの出射光のＺＸ面内における配光角は、互いに等しいことが好ましい。これにより、これらの出射光の照明領域におけるとう道６の幅方向（Ｘ軸方向）における幅を同一とし、ケーブル棚６１を含むとう道６の側面を、長手方向（Ｙ軸方向）に沿って一定の高さで確実に照明することが可能となる。尚、とう道６の内部空間の断面が概ね円形である場合、これらの出射光の照明領域の（Ｘ軸方向での）幅は、この円形の直径程度とすることが可能である。

さらに、他の実施形態として、図１６（Ａ）〜（Ｃ）において、各ＬＥＤ照明デバイス１０毎に出射光の出力を変化させることも可能である。例えば、照射光がなす照明形状の長手方向の端部又は端部付近を担う出射光を放射するＬＥＤ照明デバイスの出力（投入電力）は、この照明形状の中央部又は中央部付近を担う出射光を放射するＬＥＤ照明デバイスの出力（投入電力）よりも高くすることも好ましい。これにより、照明領域全体における照度の高低差を小さくすることができる。

以上、図８、９、１０、１５及び１６に示した照明方法の実施形態では、道路（若しくは通路）５又はとう道６を照明対象としているが、照明対象はこれに限定されるものではない。本発明の照明方法は、一定の又は所定の範囲内の幅をもって所定の距離に伸長した領域の照明にも適用することができる。

さらに、図８、９、１０、１５及び１６に示した照明方法の実施形態において、照明領域の照明形状は、略長方形状又は略正方形状である。しかしながら、必ずしもこれらに限定されるものではなく、例えば、図６（Ｂ）に示したような、略楕円形状又は略円形状が互いに一部重畳しながら配列して形成された長手方向（Ｘ軸方向）の両端辺が湾曲した長方形状であってもよい。ここで、十分な数の略楕円形状（略円形状）を重畳させることによって、この両端辺が湾曲した長方形状を略長方形状とすることができる。ただし、略長方形状又は正方形状の出射光を合わせた方が、より長方形状（正方形状）に近い照射光を実現可能とし、長方形状の照明対象により適した無駄のない照明を行うことができる。

［とう道照明の実施例：ＬＥＤ照明装置９７］

図１７は、本発明の照明方法によってとう道を照明した実施例に用いたＬＥＤ照明装置を示す、上面図（図１７（Ａ））、正面図（図１７（Ｂ））、底面図（図１７（Ｃ））、及び断面図（図１７（Ｄ１）〜（Ｄ３））である。ここで、図１７（Ｄ１）は、図１７（Ｂ）のＨ−Ｈ面による断面を示し、図１７（Ｄ２）は、図１７（Ｂ）のＩ−Ｉ面による断面を示し、図１７（Ｄ３）は、図１７（Ｂ）のＪ−Ｊ面及びＫ−Ｋ面による断面を示す。

図１７（Ａ）〜（Ｃ）によれば、ＬＥＤ照明装置９７は、アルミダイキャスト製（又は板金製）の筐体９７０と、取り付け支持体９７３と、筐体９７０及び取り付け支持体９７３に取り付けられた複数の角度設定ホルダ９７２Ａ、９７２Ｂ及び９７２Ｃと、角度設定ホルダ９７２Ａ、９７２Ｂ及び９７２Ｃにそれぞれ取り付けられたＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃと、マザー回路基板９７４と、ＡＣ／ＤＣ変換器９７６と、２次電池９７１と、光学的に透明なプラスチック製のカバー９７５とを備えている。

２次電池９７１は、非常用電源であり、災害・事故等によって外部からの交流電力の供給が停止した際、マザー回路基板９７４に設けられた制御回路が、電力供給源を自動的に２次電池９７１に切り替える。尚、図１７（Ａ）において、２次電池９７１は、外付けされているが、９７１’として示すように筐体９７０内部に設置されることも可能である。また、ＡＣ／ＤＣ変換器９７６は、筐体９７０内部に設置されており、ケーブル９７７及び防水コネクタを介して取り入れた交流（１００Ｖ又は２００Ｖ）を直流（例えば１２Ｖ）に変換する。

カバー９７５は、筐体内部の防水のために、（図示されていないが）筐体９７０に設けられた溝に装着されたＯリングに押し付けられて密着する形で、筐体９７０に取り付けられている。カバー９７５の面の向きは、出射光の反射を抑制するため、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃの光軸とできるだけ垂直になるように調整される。

ＬＥＤ照明デバイス１０Ａは４個、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｂ及び１０Ｃはそれぞれ８個設けられており、１０Ｃ、１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ｂ、１０Ａ、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｂ、１０Ｃ及び１０Ｃの順に並んだ列を２列構成する。ここで、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａと、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｂ及び１０Ｃとは、後述するように互いに異なった光学特性を有している。

ＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃは、それぞれ複数の基台１１の役割を果たす回路基板（又は回路シート）１１０Ａ、１１０Ｂ及び１１０Ｃを備え、それぞれ角度設定ホルダ９７２Ａ、９７２Ｂ及び９７２Ｃに設置されている。回路基板１１０Ａ、１１０Ｂ及び１１０Ｃは、マザー回路基板９７４から取り付け支持体９７３内を通る配線を介して、制御された電力を供給される。

尚、２つのＬＥＤ照明デバイス１０Ａ（１０Ｂ又は１０Ｃ）の均一化光学体１３を一体に形成した均一化光学集合体を使用し、これを角度設定ホルダ９７２Ａ（９７２Ｂ又は９７３Ｃ）に設置することも可能である。

角度設定ホルダ９７２Ａ、９７２Ｂ及び９７２Ｃは、ＬＥＤ照明デバイスの設置角を自由に設定可能とする機構を有する。本実施例では、図１７（Ｄ１）〜（Ｄ３）に示すように、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃの光軸Ｘ_１０Ａ、Ｘ_１０Ｂ及びＸ_１０Ｃ（Ｘ_１０Ｃ’）がｚ軸に対してなす角度θ_１０Ａ、θ_１０Ｂ及びθ_１０Ｃは、
θ_１０Ａ＝５０°（度）
θ_１０Ｂ＝６２.５°
θ_１０Ｃ＝７９.５°
に設定されている。

さらに、図１７（Ｃ）に示すように、角度設定ホルダ９７２Ｃは、更に片辺を持ち上げるように傾いており、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｃの光軸Ｘ_１０Ｃ（Ｘ_１０Ｃ’）がｙ軸に対してなす角度θ_ＳＩＤＥは、
θ_ＳＩＤＥ＝９°
に設定されている。ここで、８個のＬＥＤ照明デバイス１０Ｃの光軸Ｘ_１０Ｃ（Ｘ_１０Ｃ’）はいずれも、装置の外側に、即ち装置中央のＬＥＤ照明デバイス１０Ａから離れる向きに伸長している。

また、取り付け支持体９７３の下端に、４個のＬＥＤ光源１２Ａが設けられている。ＬＥＤ光源１２Ａの光軸Ｘ_１２Ａは、ｚ軸方向に伸長しており、ＬＥＤ光源１２Ａは、装置直下の領域を照明する。また、これらＬＥＤ光源１２Ａの回路基板（又は回路シート）１１０Ｄは、マザー回路基板９７４から取り付け支持体９７３内を通る配線を介して、制御された電力を供給される。

尚、ＬＥＤ照明装置９７では、照明領域に関して役割の異なるこれら計２０個のＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃが、ｚ軸に関して同じ高さの位置に２列を構成して含まれている。その結果、ｚ軸方向の装置の厚みがより小さくなり、装置が小型化している。

図１８は、ＬＥＤ照明装置９７におけるＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃの配向を示す概略図、並びにＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃの光軸の方向を示す概略図である。

図１８（Ａ）によれば、１０Ｃ、１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ｂ、１０Ａ、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｂ、１０Ｃ及び１０Ｃの順に並んだＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃからなる１つの列の中で、光軸Ｘ_１０Ｃ、Ｘ_１０Ｂ及びＸ_１０Ａの方向も、以下に示すように順次変化していることが分かる。
（イ）ＬＥＤ照明デバイス１０Ｃ：θ_１０Ｃ＝７９.５°、θ_ＳＩＤＥ＝９°（−ｘ向き）
（ロ）ＬＥＤ照明デバイス１０Ｂ：θ_１０Ｂ＝６２.５°
（ハ）ＬＥＤ照明デバイス１０Ａ：θ_１０Ａ＝５０°
（ニ）ＬＥＤ照明デバイス１０Ｃ：θ_１０Ｃ＝７９.５°、θ_ＳＩＤＥ＝９°（＋ｘ向き）

図１８（Ｂ）に本実施例の照明対象であるとう道６の天井に、ＬＥＤ照明装置９７を設置した態様を示す。同図では、とう道６内部のサイズと、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃの光軸の方向とが示されている。

図１８（Ｂ）に示すように、複数のＬＥＤ照明装置９７は、とう道６の天井に、長手方向（Ｙ軸方向）において互いに１０ｍの間隔をもって、幅方向（Ｘ軸方向）における中央に設置されている。この際、ＬＥＤ照明装置９７の長手方向（ｘ軸方向）は、とう道６の幅方向（Ｘ軸方向）に設定されている。また、とう道６内の高さは、２.４ｍである。尚、ＬＥＤ照明装置９７は、天井から吊り下げられることも可能である。

ＬＥＤ照明装置９７の照射光は、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃそれぞれから放射される出射光と、ＬＥＤ光源１２Ａからの放射光とからなる。このうち、ＬＥＤ光源１２Ａからの放射光の光軸Ｘ_１２Ａは、ＬＥＤ照明装置９７から伸長して、ＬＥＤ照明装置９７直下の地点Ｐ_９７に達する。

また、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａからの出射光の光軸Ｘ_１０Ａは、ＬＥＤ照明装置９７から伸長して、とう道６の床面６０における長手方向（Ｙ軸方向）での装置間の中点Ｐ_ＭＩＤと、ＬＥＤ照明装置９７直下の地点Ｐ_９７との間の位置に達する。さらに、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｂからの出射光の光軸Ｘ_１０Ｂは、ＬＥＤ照明装置９７から伸長して、装置間の中点Ｐ_ＭＩＤを超えた地点に達する。

さらにまた、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｃからの出射光の光軸Ｘ_１０Ｃは、ＬＥＤ照明装置９７から、隣のＬＥＤ照明装置９７直下の地点Ｐ_９７をも超えて伸長する。ここで、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｃの光軸Ｘ_１０Ｃ及びＸ_１０Ｃ’は、上述したように角度θ_ＳＩＤＥ＝９°をもってそれぞれ−ｘ向き及び＋ｘ向きに傾いており、それぞれとう道６の一方の側面６０ｓ及び他方の側面６０ｓに向けられている。

即ち、以上をまとめると、
ａ）ＬＥＤ光源１２Ａは、装置直下の地点Ｐ_９７を中心に照明する。
ｂ）ＬＥＤ照明デバイス１０Ａは、装置直下の地点Ｐ_９７と装置間の中点Ｐ_ＭＩＤとの間の領域を中心に照明する。
ｃ）ＬＥＤ照明デバイス１０Ｂは、装置間の中点Ｐ_ＭＩＤから向こう側の領域を中心に照明する。
ｄ）ＬＥＤ照明デバイス１０Ｃは、とう道６の両側面６０ｓを中心に照明する。

［とう道照明の実施例：ＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃの光学特性］

図１９は、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃから放射される出射光の特性を示すグラフである。この出射光による照射実験は、光学シミュレーションによって行われている。

最初に、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｂ及び１０Ｃについて説明する。これらデバイスの微小レンズ１３１ｍは、長方形配列している。曲率半径Ｒ_ｘ’及びＲ_ｙ’は共に１.０ｍｍであって等しい。また、微小レンズ間のピッチＰ_ｘ’及びＰ_ｙ’はそれぞれ、１.７ｍｍ及び０.６ｍｍであり、ピッチＰが異方性を有する。即ち、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｂ及び１０Ｃの微小レンズ１３１ｍは、ピッチＰが異なる異方性微小レンズである。尚、ｘ’軸及びｙ’軸は、図１（Ａ）〜（Ｄ）に示した座標系に準拠している。

図１９（Ａ１）に、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｂ及び１０Ｃからの出射光の光度分布を示す。ここで、同図によれば、光度分布は、ｘ’軸方向とｙ’軸方向とでそれぞれ異なったガウス分布となる。半値全角Ｆ_ｘ’及びＦ_ｙ’もそれぞれ３４.０°及び１９.３°であり、異なった値となる。

図１９（Ａ２）に、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｂ及び１０Ｃからの出射光のｘ’ｙ’面内での照度分布を示し、さらに、図１９（Ａ３）に、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｂ及び１０Ｃからの出射光のｘ’軸方向及びｙ’軸方向での照度分布を示す。ここで、両図における照度分布は、微小レンズ配列部１３１から光軸に沿って２.４ｍ（とう道の高さに相当）の位置にある（光軸に垂直な）平面上での分布である。

図１９（Ａ２）に示すように、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｂ及び１０Ｃでは、ピッチＰが異なる異方性微小レンズを用いているので、出射光の照明形状は、ｘ’軸方向の長辺を有する略長方形状に制御されている。実際、照度分布は、図１９（Ａ３）に示すように、ｘ’軸方向及びｙ’軸方向とで大きく異なっている。尚、この照明形状内に、中央部の青色及び黄色リングに対応する分布は見られず、出射光の均一化が促進されていることが確認される。

ここで、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｂ及び１０Ｃは、略長方形状の照明形状におけるｘ’軸方向の長辺がとう道６の幅方向（Ｘ軸方向）となるように設定される。

次いで、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａについて説明する。ＬＥＤ照明デバイス１０Ａの微小レンズ１３１ｍは、正方形配列している。曲率半径Ｒ_ｘ’及びＲ_ｙ’は共に１.０ｍｍであって等しい。また、微小レンズ間のピッチＰ_ｘ’及びＰ_ｙ’も共に１.４ｍｍであって等しい。即ち、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａの微小レンズ１３１ｍは、等方性微小レンズである。その結果、光度分布における半値全角Ｆ_ｘ’及びＦ_ｙ’も共に３３.４°となり等しくなる。

図１９（Ｂ１）に、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａからの出射光のｘ’ｙ’面内での照度分布を示す。また、図１９（Ｂ２）に、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａからの出射光のｘ’軸方向及びｙ’軸方向での照度分布を示す。これら両図における照度分布も、微小レンズ配列部１３１から光軸に沿って２.４ｍ（とう道の高さに相当）の位置にある（光軸に垂直な）平面上での分布である。

図１９（Ｂ１）に示すように、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａでは、等方性微小レンズを用いているので、出射光の照明形状は円形状となる。実際、照度分布は、図１９（Ｂ２）に示すように、ｘ’軸方向及びｙ’軸方向において概ね一致する。また、この照明形状内に、中央部の青色及び黄色リングに対応する分布は見られず、出射光の均一化が促進されていることも確認される。尚、本実施例では、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａとして、等方性微小レンズを用いた形態を採用しているが、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｂ及び１０Ｃのように、異方性微小レンズを採用することも可能である。

ここで、以上に説明した、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃにおける出射光の光学特性をまとめると、
ａ）ＬＥＤ照明デバイス１０Ａは、円形状の照明形状をもって、装置直下の地点Ｐ_９７と装置間の中点Ｐ_ＭＩＤとの間の領域を中心に照明する。
ｂ）ＬＥＤ照明デバイス１０Ｂは、装置間の中点Ｐ_ＭＩＤから向こう側の領域を中心に照明するが、略長方形状の照明形状の長辺をとう道幅方向（Ｘ軸方向）に合わせ、床面６０の幅方向の両端まで照度を上げる役割を果たす。

ｃ）ＬＥＤ照明デバイス１０Ｃは、略長方形状の照明形状をもって、とう道６の両側面６０ｓを中心に照明する。小さな伏角（θ_１０Ｃ＝７９.５°）と、とう道長手方向（Ｙ軸方向）から側面６０ｓに向かう傾き（θ_ＳＩＤＥ＝９°）とを有し、側面６０ｓにおける天井に近い領域まで照明する。これにより、側面６０ｓの天井近くに設置されたケーブル棚６１の位置でも、作業に必要な照度が確保可能となる。

また、ＬＥＤ照明装置９７は、これらＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１０Ｂ及び１０Ｃからの出射光とＬＥＤ光源１２Ａからの放射光とから構成される照射光を放射する。このＬＥＤ照明装置９７からの照射光は、一定の幅の照明領域部分を含み、照明対象平面上に略長方形状の照明領域を形成する。以下、このＬＥＤ照明装置９７を用いてとう道６内を照明した実施例を、比較例と併せて説明する。

［とう道照明の実施例：ＬＥＤ照明装置９７によるとう道６の照明］

図２０及び図２１は、ＬＥＤ照明装置９７によってとう道６を照明した際の照度分布を示すグラフである。ここで、とう道６内部のサイズ及びＬＥＤ照明装置９７の設置状況は、図１８（Ｂ）に示した通りである。また、本シミュレーションにおいて、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１０Ｂ及び１０ＣのＬＥＤ光源１２並びにＬＥＤ光源１２Ａの各々の光束量は、１００ｌｍ（ルーメン）として計算されている。

図２０（Ａ）に、とう道６の床面６０の長手方向（Ｙ軸方向）中心線上での照度分布と、床面６０の幅方向（Ｘ軸方向）での照度分布とを示す。同図によれば、長手方向での照度分布は、概ね３０〜５５ｌｘの範囲内に収まっている。また、幅方向での照度分布は、概ね３０〜４５ｌｘの範囲内に収まっている。従って、床面６０上での照度のばらつきは、最大値／最小値の比にして２倍程度に収まっていることが分かる。尚、図２０（Ａ）のグラフ曲線には、シミュレーション計算時間及び計算ハードウェアのメモリ量の制約から、本来の分布以外のばらつきが表れている。

また、照度における３０ｌｘという最低値は、通常とう道に求められる基準最低照度（例えば５ｌｘ）を大幅に上回っている。さらに、床面６０中心線上での平均照度は、３６.５ｌｘとなる。この平均照度は、通常とう道に求められる基準平均照度（例えば１５ｌｘ）の２倍以上の値となっている。

次いで、図２０（Ｂ）に、図２０（Ａ）の照度分布を、とう道６の床面６０（ＸＹ面）上に表したグラフを示す。同図によれば、ＬＥＤ照明装置９７は、Ｙ軸方向に伸長する床面６０上を、長手方向（Ｙ軸方向）においても幅方向（Ｘ軸方向）においても、概ね均一な照度で照明していることが分かる。

次いで、図２１（Ａ）に、とう道６の側面６０ｓ上の位置であって床面６０から上方１.５ｍの位置における長手方向（Ｙ軸方向）での照度分布と、床面６０から上方１.５ｍの位置における幅方向（Ｘ軸方向）での照度分布とを示す。ここで、幅方向での照度分布の位置範囲は、装置９７直下の地点を含む。同図によれば、床面６０の上方１.５ｍの位置においても、少なくとも通常とう道に求められる基準最低照度（例えば５ｌｘ）程度の照度は確保されている。尚、図２１（Ａ）の幅方向での照度分布のグラフでは、グラフ両端が照度ゼロの位置に落ち込んでいる。これは、シミュレーションにおける境界条件の設定に係る便宜によるものである。実際には、幅方向での照度は、側面６０ｓ上の位置において長手方向での照度と一致することに留意すべきである。

次いで、図２１（Ｂ）に、とう道６の側面６０ｓ上での照度分布をＹＺ面上に表したグラフを示す。同図によれば、ＬＥＤ照明装置９７は、Ｙ軸方向に伸長する側面６０ｓの下端から一定の高さ（同図では天井の高さ）までの範囲を、概ね均一な照度で照明していることが分かる。実際、とう道６の側面６０ｓには、ケーブル棚６１が設けられており、ＬＥＤ照明装置９７は、このケーブル棚６１をも、作業するのに十分な照度で照明している。

尚、ＬＥＤ照明装置９７によって、とう道６の側面６０ｓが一定の高さ（図２１（Ｂ）では天井の高さ）まで概ね均一に照明されるのは、主に、角度θ_ＳＩＤＥで外側に傾いたＬＥＤ照明デバイス１０Ｃの出射光による。

［とう道照明の実施例：比較例（蛍光灯照明）との比較］

ここで、従来の蛍光灯によってとう道６を照明した比較例を説明する。本比較例のシミュレーションに使用された蛍光灯は２０Ｗである。ここで、蛍光灯の設置状況は、図１８（Ｂ）において、ＬＥＤ照明装置９７の設置位置に、ＬＥＤ照明装置９７に代わって蛍光灯を設置したものとなっている。また、蛍光灯は、自身の長手方向がとう道６の幅方向（Ｘ軸方向）に平行となるように設置されている。

図２２は、蛍光灯（２０Ｗ）によってとう道６を照明した際の照度分布を示すグラフである。

図２２（Ａ）に、とう道６の床面６０の長手方向（Ｙ軸方向）中心線上での照度分布を示す。同図によれば、長手方向での照度分布は、概ね４〜３２ｌｘの範囲でばらつき、最大値／最小値の比にして８倍程度の変動が存在する。また、照度における４ｌｘという最低値は、通常とう道に求められる基準最低照度（例えば５ｌｘ）と同等であるか又は下回っている。一方、この比較例と比較すると、本実施例（図２０（Ａ））の照度分布は、上述したように、最大値／最小値の比にして２倍程度に収まっており、さらに、照度最低値も基準最低照度（例えば５ｌｘ）を大幅に上回っており、より均一で且つ十分な照度の照明が実現していることが理解される。

次いで、図２２（Ｂ１）に、比較例（蛍光灯）における、とう道６の側面６０ｓ上での照度分布をＹＺ面上に表したグラフを示す。同図によれば、蛍光灯による側面６０ｓでの照度は、とう道長手方向（Ｙ軸方向）においてもとう道高さ方向（Ｚ軸方向）においても相当に変動していることが分かる。一方、この比較例と比較すると、本実施例（図２１（Ｂ））のＬＥＤ照明装置９７は、上述したように、側面６０ｓをより均一な照度で照明していることが理解される。

さらに、図２２（Ｂ２）に、比較例（蛍光灯）における、とう道６の側面６０ｓ上の位置であって床面６０から上方１.５ｍの位置における長手方向（Ｙ軸方向）での照度分布と、床面６０から上方１.５ｍの位置における幅方向（Ｘ軸方向）での照度分布とを示す。ここで、幅方向での照度分布の位置範囲は、蛍光灯直下の地点を含む。同図によれば、床面６０の上方１.５ｍの位置となると、蛍光灯と隣接する蛍光灯との間の位置（±５ｍの位置）では、照度が大幅に低下して３ｌｘとなり、通常とう道に求められる基準最低照度（例えば５ｌｘ）を満たさない。一方、この比較例と比較すると、本実施例（図２１（Ａ））のＬＥＤ照明装置９７は、上述したように、床面６０の上方１.５ｍの位置においても、少なくとも通常とう道に求められる基準最低照度（例えば５ｌｘ）程度の照度は確保しており、より十分な照度の照明が実現されている。尚、図２２（Ｂ２）の幅方向での照度分布のグラフにおいても、グラフ両端が照度ゼロの位置に落ち込んでいる。このグラフの落ち込みも、シミュレーションにおける境界条件の設定に係る便宜によるものである。実際には、幅方向での照度は、側面６０ｓ上の位置において長手方向での照度と一致することに留意すべきである。

図２３は、本実施例（ＬＥＤ照明装置９７）及び比較例（蛍光灯）における、とう道６の床面６０及び側面６０ｓ上での照度分布を、立体的に表示したグラフである。

図２３（Ａ）に本実施例のグラフを示す。同図によれば、とう道６の天井に等間隔（１０ｍ毎）に設置されたＬＥＤ照明装置９７によって、とう道６の床面６０及び側面６０ｓ上での照度分布は、概ね均一となっていることが理解される。

一方、図２３（Ｂ）に比較例のグラフを示す。同図によれば、とう道６の天井に等間隔（１０ｍ毎）に設置された蛍光灯９９によって、とう道６の床面６０及び側面６０ｓ上での照度分布は、蛍光灯９９の設置間隔に相当する明暗（照明ムラ）を明確に示している。ここで、蛍光灯９９と隣接する蛍光灯９９との間の位置で、照度が大幅に低下していることが理解される。

以上実施例として説明したように、本発明のＬＥＤ照明装置９７を使用することによって、とう道６の内部を、概ね均一な十分な大きさの照度をもって照明することができる。特に、作業対象となるケーブル棚６１が設置されるとう道６の側面６０ｓを、概ね均一な十分な大きさの照度をもって照明することができる。また、黄色リング等の色ムラ発生も抑制可能となる。これにより、とう道６内においても良好な作業環境を提供可能となる。

また、従来、とう道６の照明装置間の中間領域の照度が不十分となる問題があったが、本発明のＬＥＤ照明装置９７を使用することによって、この中間領域でも十分な大きさの照度が確保され、この問題が解消される。

さらに、従来、とう道６内における最高照度と最低照度との差が大きく、最低照度を基準以上に引き上げると最高照度が不要に高くなり、無駄な電力消費が生じる問題もあった。しかしながら、本発明のＬＥＤ照明装置９７を使用することによって、最高照度と最低照度との比を２倍程度にまで引き下げることができ、且つ消費電力を大幅に抑制することができる。

図２４は、ＬＥＤ照明装置９７の変更態様を示す断面図である。

図２４の断面図は、ＬＥＤ照明装置９７’のｙｚ面による断面を示し、ＬＥＤ照明装置９７における図１７（Ｄ１）、（Ｄ２）及び（Ｄ３）に相当する。図２４に示すように、ＬＥＤ照明装置９７’は、ＬＥＤ照明装置９７に比べて、装置直下照明用のＬＥＤ光源１２Ａを備えておらず、代わりにその位置に、表面が鏡面となっている反射部９７２Ｒを備えている。

反射部９７２Ｒは、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１０Ｂ又は１０Ｃが取り付けられた角度設定ホルダ９７２Ａ、９７２Ｂ又は９７２Ｃの下端に取り付けられており、省略したＬＥＤ光源１２Ａによる光束分を補う役割を果たす。即ち、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａ、１０Ｂ又は１０ＣにおいてＬＥＤ光源１２から放射し均一化光学体１３によって反射された戻り光や、カバーによって反射された戻り光を、反射させ、照射光に加える役割を果たす。

また、ＬＥＤ照明装置９７’では、点光源であるＬＥＤ光源１２Ａを備えていないので、外部から装置を直視した際にも輝点を有さず、見た目に優しく美観上も優れている。さらに、装置直下の照明も反射部９７２Ｒによって補うことができるので、十分に均一なとう道６の照明が実現可能となる。尚、本変更態様においては、ＬＥＤ照明デバイス１０Ａ（θ_１０Ａ＝５０°）よりも、光軸をさらに装置直下に向けたＬＥＤ照明デバイスを設けることも好ましい。

［とう道照明の実施例：ＬＥＤ照明装置９８］

図２５は、本発明の一実施形態としてのＬＥＤ照明装置９８を示す正面図（図２５（Ａ））及び断面図（図２５（Ｃ））、並びに装置９８内のＬＥＤ照明デバイス１０Ｄ及び１０Ｅの配向を示す概略図（図２５（Ｂ１）〜（Ｂ４））である。図２５（Ｃ）は、図２５（Ａ）のＬ−Ｌ面による断面を示す。

図２５（Ａ）によれば、ＬＥＤ照明装置９８は、内蔵するＬＥＤ照明デバイスの数、種類及び配向、並びにレンズ系を備えていないＬＥＤ光源の有無、といった点を除き、ＬＥＤ照明装置９７（図１７）と同様の構成を備えている。

ＬＥＤ照明装置９８は、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｄを１２個、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｅを４個備えており、１０Ｅ、１０Ｄ、１０Ｄ、１０Ｄ、１０Ｄ、１０Ｄ、１０Ｄ及び１０Ｅの順に並んだデバイス列（群）を２列含む。これらのＬＥＤ照明デバイス１０Ｄ及び１０Ｅは、それぞれ角度設定ホルダ９８２Ａ及び９８２Ｂに設置され、互いに異なった配向及び光学特性を有するように設定されている。

具体的に、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｄは、長距離用光学系としてＬＥＤ照明デバイス１０Ｂ（図１９（Ａ１）〜（Ａ３））と同様の光学特性を有する。一方、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｅは、中距離用光学系としてＬＥＤ照明デバイス１０Ａ（図１９（Ｂ１）及び（Ｂ２））と同様の光学特性を有する。

また、図２５（Ｂ１）〜（Ｂ４）によれば、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｄ及び１０Ｅの配向、即ちそれぞれの光軸Ｘ_１０Ｄ及びＸ_１０Ｅの向きは、以下に示すように設定されている。
ＬＥＤ照明デバイス１０Ｄ：θ_１０Ｄ＝３０〜５０°
θ_{ＳＩＤＥ１}＝１５〜４０°（＋ｘ向き）
ＬＥＤ照明デバイス１０Ｅ：θ_１０Ｅ＝１５〜４０°
θ_{ＳＩＤＥ２}＝１５〜４０°（＋ｘ向き）
ここで、図２５（Ｂ１）〜（Ｂ４）に示した光軸Ｘ_１０Ｄ及びＸ_１０Ｅのｘｙｚ軸に対する向きは、図２５（Ａ）において右下側に位置するＬＥＤ照明デバイス１０Ｄ及び１０Ｅについてのものであり、他の位置での光軸Ｘ_１０Ｄ及びＸ_１０Ｅは、ｘｙｚ軸の正負側のいずれに向いているかについて適宜変わっていることに留意すべきである。

このように、ＬＥＤ照明装置９８においては、１６個のＬＥＤ照明デバイスの光軸はいずれも、ｘｙ面から＋ｚ方向に傾いているだけでなく、ｙｚ面から±ｘ軸方向にも傾いている。従って、ＬＥＤ照明装置９８を、例えばとう道の天井部に設置した場合、これらの光軸は、とう道の床面だけではなく側面にも向かって伸長することになる。また、ＬＥＤ照明装置９８を、例えばとう道の立て坑部分の側面（壁面）に設置した場合、これらの光軸は、とう道の当該側面に対向する側面に向かうだけではなく当該側面と隣接する側面にも向かって伸長することになる。

図２５（Ｃ）によれば、ＬＥＤ照明装置９８は、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｄ及び１０Ｅを覆う形で取り付けられた光学的に透明なカバー９８５を備えている。また、このカバー９８５の直ぐ内側に、光拡散シート９８８が設置されている。一般に、光拡散シートは、メチルメタクリレート及びビニルベンゾエートの共重合体、又はシリカ等から形成された多数の微粒子（ビーズ）を内部で分散させた樹脂を、ポリエステル、又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のフィルムにおける片面又は両面にコートしたものである。これらのビーズと樹脂との屈折率の異なる界面において光が拡散される。

尚、ＬＥＤ照明装置９８では、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｄ及び１０Ｅの出射面から１ｍｍ以上離隔させた位置に光拡散シート９８８が設置されている。この距離を確保することによって、光拡散シート９８８による出射光の拡散効果を有効にすることができる。

一般に、とう道のような自然光の差し込まない環境下での照明は、
（ａ）作業を実施する、又は通行するのに十分な照度を有すること、のみならず、
（ｂ）作業者又は通行者にとって眩しくない（作業・通行の邪魔にならない）照射光によること
が要求される。しかしながら、ＬＥＤ光源を用いた照明は、例え光学レンズ系を用いて放射光に所定の配光角を持たせたとしても、この光源の方を向いた作業者又は通行者にとって点光源的に見えてしまい、ぎらつきを感じさせ、「眩しさ」を与えてしまう。このような理由もあって、作業空間兼通路であるとう道では、放射光が拡散されており面光源的に見える蛍光灯を用いた照明が、主に採用されてきた。

これに対し、ＬＥＤ照明装置９８においては、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｄ及び１０Ｅと、光拡散シート９８８との組み合わせによって、照明対象に応じて必要となる照度が確保され、且つ「眩しさ」を抑制した照明を提供することができる。以下、この格別の組み合わせの作用効果について説明するが、最初に、「眩しさ」について考察する。

図２６は、出射光に対して視線方向のなす角度と、「眩しさ」を感じる光束量との関係を示すグラフ、及び光拡散シートの作用を説明するための概略図である。

「眩しさ」を考察するための実験として、発光しているＬＥＤ照明デバイスを種々の角度から見た際の眩しさを測定した。この眩しさの測定は、同一の試験者の視覚による判断、即ち官能検査として行われた。具体的には、試験者が、発光した所定の光学特性を有するＬＥＤ照明デバイスを１ｍ離隔した位置から視線角θ_ｓをもって見ている状態で、ＬＥＤ照明デバイスへの投入電流量を増大させ、試験者が「眩しい」と判断した時点での全光束を、「眩しさ光束閾値」とした。

図２６（Ａ）のグラフにおいて、横軸は、ＬＥＤ照明デバイスの光軸と視線とのなす角度である視線角θ_ｓ（度（°））であり、縦軸は、視線角θ_ｓにおける「眩しさ光束閾値」（ｌｍ）及びその時点での投入電流量（ｍＡ）である。

図２６（Ａ）によれば、いずれの視線角θ_ｓにおいても、眩しさを感じなくなる「眩しさ光束閾値」が存在する。また、視線角θ_ｓが大きくなるほど「眩しさ光束閾値」は増大する。尚、同様の実験によって、配光角のより小さい長距離用のＬＥＤ照明デバイスの方が、同じ視線角θ_ｓにおいて「眩しさ光束閾値」がより小さい、即ちより眩しい、ことが確認されている。これは、配光角のより小さい長距離用のＬＥＤ照明デバイスでは、全光束量は短距離用と概ね同じであったとしても、照度のピーク値がより高くなっていることによると考えられる。このことから、眩しさには、照度ピーク値が強く影響していることが理解される。

以上の結果から、ＬＥＤ照明デバイスの設置角度（想定される作業者又は通行者にとっての視線角θ_ｓ）を調整することによって、眩しさを抑制可能であることが理解される。具体的には、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｄ及び１０Ｅの光軸Ｘ_１０Ｄ及びＸ_１０Ｅの向きを図２５（Ｂ１）〜（Ｂ４）に示すように（又は同図に準じて）傾けることを考える。この場合、設定された投入電流量における「眩しさ光束閾値」に対応する視線角θ_ｓが作業者又は通行者にとって十分確保されるように、角度θ_１０Ｄ、θ_１０Ｅ、θ_{ＳＩＤＥ１}及びθ_{ＳＩＤＥ２}を調整することによって、眩しさを十分に抑制可能であることが理解される。

しかしながら、例えば図２５（Ｂ１）〜（Ｂ４）に示すようにデバイスの設置角度を設定した場合、角度θ_{ＳＩＤＥ１}及びθ_{ＳＩＤＥ２}をもって傾いた照射光による照明先（例えばとう道の側面）において、照度が過剰に高くなる領域が存在する場合も生じ得ることが分かった。例えばとう道の場合、側面に設置されているケーブル棚６１（図１６（Ａ））がより明るくなることは作業上非常に好ましい。しかしながら、とう道内全体の照度設計及び消費電力低減化の観点からすると、この側面におけるとう道長手方向での照度分布は、十分な照度が確保されるだけではなく、できるだけ平準化されることが望まれる。この照度分布の平準化という課題を解決するため、ＬＥＤ照明装置９８（図２５（Ｃ））は、光拡散シート９８８を備えているのである。

このＬＥＤ照明装置９８においては、図２６（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｄ又は１０Ｅからの放射光は、光拡散シート９８８とカバー９８５とを通過して、外部に伝播する。この際、光拡散シート９８８の有するヘイズ（haze）値Ｈzによって、その拡散の態様が変化する。

ここで、ヘイズ値Ｈzとは、シートやフィルム等の透光対象における曇り具合又は濁り具合を示す指標であり、小さな値であるほど、透明であることを示す。ヘイズ値Ｈzは、一般に、次式
（１５） Ｈz（％）＝Ｔd／Ｔt×１００
で定義される。ここで、Ｔdは拡散透過率であり、Ｔtは全光線透過率である。

図２６（Ｂ）に示すように、ヘイズ値Ｈzの小さい光拡散シート９８８を用いた場合、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｄ又は１０Ｅからの放射光は、この光拡散シート９８８によって部分的に拡散されるものの、デバイス内のレンズ系（均一化光学体）による配向性を保持し、光軸に沿った方向に集中して出射する。一方、図２６（Ｃ）に示すように、ヘイズ値Ｈzの大きい光拡散シート９８８を用いた場合、ＬＥＤ照明デバイス１０Ｄ又は１０Ｅからの放射光は、この光拡散シート９８８によって多くが拡散され、デバイス内のレンズ系（均一化光学体）によって付与された配向性を低下させて、拡散光に近づく。この際、拡散された放射光の一部は、装置内部に向かって伝播し反射して、後述する装置直下近傍での照度向上に寄与することになる。

図２７は、光拡散シートを用いた場合及び用いない場合における、ＬＥＤ照明装置９８による照明の照度分布を示すグラフである。

ここで、図２７の照度分布を導出した実験の条件として、ＬＥＤ照明装置９８は、高さ２ｍの位置であって、とう道の床面を想定した照明対象面における長手方向の中心線上に、１０ｍ間隔で複数設けられ、装置の長手方向が照明対象面の長手方向と直交するように設置された。

図２７（Ａ）に、ヘイズ値８９％の光拡散シート９８８を用いた場合、及び用いない場合における照明対象面（床面）の中心線上での長手方向位置Ｙについての照度分布を示す。同図によれば、光拡散シート９８８（Ｈz＝８９％）を用いることによって、ＬＥＤ照明装置９８の直下の位置、即ち装置９８と直に対向する位置（Ｙ＝０及び１０ｍ）では照度が増大し、一方、２つのＬＥＤ照明装置９８の中間位置（Ｙ＝５ｍ）では照度が若干減少する。これは、
（ａ）図２６（Ｃ）にも示したように、拡散された放射光の一部が装置内部に向かって伝播して反射し、又は
（ｂ）本来レンズ系によって遠方又は側方（例えばとう道の側面方向）に配向された放射光が光拡散シート９８８によって装置近傍側に戻されて、
装置９８の直下近傍での照明に寄与するためと考えられる。

実際、光拡散シート９８８（Ｈz＝８９％）を用いた場合における、照明対象面（床面）の中心線上での照度の平均値は１８.９ｌｘとなっており、光拡散シート９８８を用いない場合での照度平均値（１３.４ｌｘ）の約１．４倍にまで向上している。

次いで、図２７（Ｂ）に、ヘイズ値８６％の光拡散シート９８８を用いた場合、及び用いない場合における照明対象面（床面）の中心線上での長手方向位置Ｙについての照度分布を示す。ここで、同図の実験において使用されたＬＥＤ照明装置９８でのＬＥＤ照明デバイス１０Ｄ又は１０Ｅの光軸Ｘ_１０Ｄ及びＸ_１０Ｅの向きについては、図２７（Ａ）の実験において使用されたＬＥＤ照明装置９８での光軸Ｘ_１０Ｄ及びＸ_１０Ｅの向きとは角度の異なる設定がなされている。従って、図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）のグラフ間での照度絶対値の比較はできないことに留意すべきである。

図２７（Ｂ）によれば、光拡散シート９８８（Ｈz＝８６％）を用いることによって、ＬＥＤ照明装置９８の直下の位置（Ｙ＝０及び１０ｍ）では照度が増大し、一方、２つのＬＥＤ照明装置９８の中間位置（Ｙ＝５ｍ）では、光拡散シート９８８（Ｈz＝８９％）の場合とは異なり、照度が概ね維持される。このように、光拡散シート９８８のヘイズ値Ｈzを適切に調整することによって、装置直下での照度を増大させつつ、装置間の領域でも、光拡散シート９８８を用いない場合と実質上同一の照度分布を維持することが可能となる。

また、光拡散シート９８８（Ｈz＝８６％）を用いた場合における、照明対象面（床面）の中心線上での照度の平均値は２０.１ｌｘとなっており、光拡散シート９８８を用いない場合での照度平均値（１６.７ｌｘ）の約１．２倍にまで向上している。

次いで、図２７（Ｃ）に、ヘイズ値８６％の光拡散シート９８８を用いた場合、及び用いない場合における、照明対象面（床面）の長手方向の中心線と平行であって当該中心線から幅方向に１ｍ離隔した平行線における上方１．５ｍの高さの地点での照度分布を示す。即ち、図２７（Ｃ）のグラフでの照度は、とう道の側面の照明を想定しており、この平行線上の長手方向位置Ｙ’から１．５ｍの高さ地点での照度となっている。また、同図において使用されたＬＥＤ照明装置９８は、図２７（Ｂ）において使用された装置と同一である。

図２７（Ｃ）によれば、光拡散シート９８８（Ｈz＝８６％）を用いることによって、２つのＬＥＤ照明装置９８の中間位置（Ｙ’＝５ｍ）では、照度が概ね維持され（実質上同一であり）、一方、位置Ｙ’方向におけるＬＥＤ照明装置９８に相当する位置（Ｙ’＝０及び１０ｍ）では、照度が減少する。その結果、（とう道の側面上の位置に相当する）高さ１．５ｍの地点での照度分布は、かなりの程度に平準化されることが理解される。この平準化した照度は、いずれの位置Ｙ’においても概ね（例えば作業に必要とされる照度である）５ｌｘ以上の値を示す。

ここで、位置Ｙ’方向における装置９８に相当する位置（Ｙ＝０及び１０ｍ）において照度が減少するのは、本来、例えば側面を照明するために側面側に配向させられた放射光が光拡散シート９８８を通過することによって、その一部が装置間の中間領域に集められるためであると考えられる。尚、この中間領域に集められた放射光によって、図２７（Ａ）及び（Ｂ）における２つの装置９８の中間位置（Ｙ＝５ｍ）での照度がそれほど低下しない、又は維持されることになるのである。

次に、以上に実施例として説明した、
＜ＬＥＤ照明デバイス１０Ｄ及び１０Ｅと、光拡散シート９８８との組み合わせ＞
における格別の作用効果を確認するため、均一化光学体（レンズ系）が設置された場合と設置されていない場合における照度分布を比較し、両者の違いを考察する。

図２８（Ａ）は、均一化光学体（レンズ系）を設置した場合であって、光拡散シート９８８を用いた場合及び用いない場合における、ＬＥＤ照明装置９８による照明の照度分布を示すグラフである。また、図２８（Ｂ）は、均一化光学体（レンズ系）を設置しない場合であって、光拡散シート９８８を用いた場合及び用いない場合における、ＬＥＤ照明装置９８による照明の照度分布を示すグラフである。

図２８（Ａ）のグラフにおいては、照度値は、レンズ系を設置していて光拡散シート９８８を用いない場合の値を１として規格化されている。また、図２８（Ｂ）のグラフにおいては、照度値は、レンズ系を設置しておらず光拡散シート９８８も用いない場合の値を１として規格化されている。さらに、照度分布は、照明対象面（床面）の中心線上での長手方向位置Ｙについての分布である。また、光拡散シート９８８については、ヘイズ値Ｈz＝８６％、８９％及び９２％の３種類を使用した。

レンズ系を有する場合である図２８（Ａ）によれば、レンズ系有り・光拡散シート有り（Ｈz＝８６〜９２％）では、レンズ系有り・光拡散シート無し（規格化照度＝１）の場合と比較して、ＬＥＤ照明装置９８直下での照度が増大している。また、レンズ系有り・光拡散シート有り（Ｈz＝８６％，８９％）では、装置９８直下の位置から離隔しても、照度はレンズ系有り・光拡散シート無し（規格化照度＝１）の場合と概ね同等に維持される。これらの結果は、図２７（Ａ）及び（Ｂ）で示された結果と同様である。

一方、レンズ系を有しない場合である図２８（Ｂ）によれば、レンズ系無し・光拡散シート有り（Ｈz＝８６〜９２％）では、レンズ系無し・光拡散シート無し（規格化照度＝１）の場合と比較して、長手方向位置Ｙ全体において照度が概ね同等である、又は低下している。特に、レンズ系無し・光拡散シート有り（Ｈz＝９２％）では、照度低下が顕著である。

ここで、使用される光拡散シート９８８のヘイズ値Ｈzについては、以上に述べた結果から上限として９０％（未満）とすることも好ましい。一方、下限については、実験によって、ヘイズ値Ｈzと分光透過率（％）との間に強い相関の存在することが確認されており、ヘイズ値Ｈzが７０％以上において、分光透過率の低減が急激になることが分かっている。従って、分光透過率がより強い影響を受け始め、上述した本発明の作用効果が発現し易くなるヘイズ値Ｈz＝７０％（以上）を、下限とすることができる。即ち、ヘイズ値Ｈzは、好ましくは７０％以上であって９０％未満の値に設定される。さらに、図２７（Ａ）における照度分布の結果よりも図２７（Ｂ）における照度分布の結果の方がより好ましいことから、ヘイズ値Ｈzは、７０％以上であって８７％未満の値に設定されることがより好ましい。

以上に説明した図２８（Ａ）及び（Ｂ）の結果から、レンズ系有り・光拡散シート有り（Ｈz＝８６％，８９％）における、（ａ）装置直下での照度増大、及び（ｂ）装置直下から離隔した位置での照度の維持、さらに、（ｃ）これらの結果としての平均照度の向上、といった格別の効果は、レンズ系及び光拡散シートのいずれが欠けても奏功しない、両者の結合によるものであることが理解される。

尚、これらの効果（ａ）〜（ｃ）を奏するＬＥＤ照明装置９８は、例えば、とう道内の立て坑部分の側面（壁面）に設置されることも好ましい。この場合、装置の設置された壁面と対向する壁面だけではなく、隣接する壁面をも照明した上で、立て坑部分での作業者及び通行者にとって眩しさが抑制された良好な照明環境が実現可能となる。

以上に述べた実施形態は全て、本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は、他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。

１、７、８、９、９’、９５、９６、９７、９７’、９８ ＬＥＤ照明装置
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ ＬＥＤ照明デバイス
１００、１０１、１０２、１０３ ＬＥＤ照明デバイス体
１１ 基台
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ 回路基板
１２、１２Ａ ＬＥＤ光源
１３ 均一化光学体
１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ 均一化光学集合体
１３０ 配光角制御レンズ部
１３１ 微小レンズ配列部
１５ 強度分布
１６ ケース
１７ 蓋体
１８、７３、８３、９３、９４’ 電源線
１９ 放熱部
２０、２１ 出射光
２００、２１０、３００、３１０、３３１、３４０、３５０、３６０、３８０、３９０、４００、４１０、４２０ 照明領域
３０、３１、３３、３４、３５、３６、３８、３８ａ、３８ｂ、３９、４０、４１、４２ 照射光
３３０ 光軸に垂直な面
５ 道路（通路）
５０ 路面
６ とう道
６０ 床面
６０ｓ 側面
６１ ケーブル（・管）棚
７１、８１、９１、９１’、９７０ 筐体
７１０、７１１ 設置面
７２、８２、９２、９７５、９８５ カバー
７４、８４、９４、９３０’、９３１’ 取り付けネジ
９２０’、９２１’ 抑え枠
９４０’、９４１’ シール部材
９７１、９７１’ ２次電池
９７２Ａ、９７２Ｂ、９７２Ｃ、９８２Ａ、９８２Ｂ 角度設定ホルダ
９７２Ｒ 反射部
９７３ 取り付け支持体
９７４ マザー回路基板
９７６ ＡＣ／ＤＣ変換器
９７７ ケーブル
９９ 蛍光灯
９８８ 光拡散シート

Claims (2)

1. 複数のＬＥＤ照明デバイスを備えたＬＥＤ照明装置であって、
   当該ＬＥＤ照明デバイスは、
   第１波長の光を放射する発光ダイオードチップを備え、少なくとも該第１波長の光と該第１波長とは異なる第２波長の光との混色光を放射する点光源と、
   前記点光源から放射された前記混色光の均一化を促進させる均一化光学体と
   を備えており、前記均一化光学体は、
   放射された前記混色光が入射後に集光される入射面であって、前記点光源に対応した非平坦面である入射面を有しており、入射した該混色光を所定の配光角に制御する配光角制御レンズ部と、
   前記配光角制御レンズ部の出射位置をレンズ配列面として配列した複数の微小レンズを含み、配光角が制御された前記混色光を受光して分散させる微小レンズ配列部と
   を備えていて、前記配光角制御レンズ部と前記微小レンズ配列部とは光学的に連続した一体の光学体をなしており、
   前記複数の微小レンズは、曲率半径Ｒの値、隣接した当該微小レンズにおけるレンズ頂点間の距離であるピッチＰの値、又は当該曲率半径Ｒの値及び当該ピッチＰの値の両方が、当該曲率半径Ｒについてはレンズ配列面内における１つの軸の方向と該軸に垂直な軸の方向との間で比べた場合に、当該ピッチＰについてはレンズ配列面内におけるレンズ頂点を結ぶいずれか２つの軸それぞれの方向の間で比べた場合に、一定の比率を有する関係となっている微小レンズであり、
   前記複数のＬＥＤ照明デバイスの各々からの出射光が、前記複数の微小レンズにおける当該曲率半径Ｒの値及び／又は当該ピッチＰの値についての当該比率に応じた照明形状に基づいて形成される一定の幅の照明領域部分であって、前記複数の微小レンズによる分散効果によって形成される一定の幅の照明領域部分を有する照射光であって、均一化の促進された照射光を形成するように、該複数のＬＥＤ照明デバイスが配置されている
   ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
2. 当該ＬＥＤ照明デバイスの出射側に設けられていて、７０％以上であって９０％未満のヘイズ値を有し、当該ＬＥＤ照明デバイスからの出射光を拡散させて照射するための光拡散体を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。