JP7130913B2 - 光学装置および照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、ライン状または方形状の領域の照明に適した光学装置およびそれを用いた照明装置に関するものである。

特許文献１には、長い線状の照射範囲を少数の光源モジュールによって形成することができる照明装置を提供することが記載されている。特許文献１の照明装置は４個ずつ２列に配置された光源ユニットを備える。各光源ユニットは一対の光源モジュールから構成される。光源モジュールは、発光素子の発散光を、光源レンズを介して基板の前方に放射される第１出射光、光源レンズを介して屈折させられた後に第２反射板で反射されて基板の前方に放射される第２出射光に配光する。光源ユニットでは、２つの光源モジュールの基板が鋭角をなす状態で背中合わせに配置されており、光源ユニットは一方の光源モジュールの基板から他方の光源モジュールの基板までの間の角度で広がる一定幅の線状照明光を形成している。従って、照明装置により、長い線状の照射範囲を得ることができる。

特開２０１２－０７４２７８号公報

ＬＥＤから発せられる光は基本的に光軸上の光度が最も高い（最も大きい）配光パターンであるランバーシアン配光となっている。したがって、長い線状の照射範囲を、少数の、あるいは集中した照明装置により照明しようとすると、多数のＬＥＤを集中配置して、多数の光軸の角度を変えて照明対象のラインに沿って分散させたり、ラインに対して斜めに交差するようにセットされた光軸に対してラインの端側を照明する光とラインの中央側を照明する光とに異なる複雑な処理をして配光分布を制御する必要がある。このため、ランバーシアン配光をライン状あるいは方形状の配光に簡易に変換できる光学装置が求められている。

本発明の一態様は、第１の軸に沿って入射される、第１の軸に平行な光軸を備えた配光特性の第１の光を第１の軸の周りの円弧状の第１の範囲に反射するように配置された第１の反射面と、第１の軸で交差し、第１の反射面を挟むように配置された第２の反射面および第３の反射面とを有する光学装置である。

本発明の他の態様の１つは、平面視が略扇形で、平面に直交する第１の軸の一方の端に設けられた開口を含む光学素子と、第１の軸で交差し、光学素子を挟むように配置された反射面とを有する光学装置である。光学素子は、第１の軸に沿って断続的に配置され、開口と逆側から、開口に向かって段階的に内径が拡大するように順番に配置された同心円弧状の扇形の第１の透過面、第２の透過面および第３の透過面と、第１の透過面、第２の透過面および第３の透過面の開口と逆側に鋭角に傾くようにそれぞれ配置された円弧状の第４の反射面、第５の反射面および第６の反射面とを含む光学装置である。

本発明のさらに異なる他の態様の１つは、上記の光学装置と、第１の光を出力する光源とを有する照明装置である。

本発明の光学装置においては、第１の軸に沿って入射される光（第１の光）を、第１の軸の周りに円弧状に配置された反射面（第１の反射面、または、第４の反射面および第５の反射面）と、円弧状に配置された反射面を挟み込むように配置された反射面（第２の反射面および第３の反射面）とにより、ランバーシアン配光の光を、光度分布がより均等に近いライン状または方形状の配光に変換して出射することができる。

照明装置の一例を示す斜視図。 照明装置を天井に取り付けた例を示す図。 図３（ａ）は、投射ユニットを前方（照射方向）から示し、図３（ｂ）は、投射ユニットをＺ軸方向から示す図。 投射ユニットを分割して示す図。 光学素子の構造を示す断面図。 図６（ａ）は入射光の配光分布を示し、図６（ｂ）は光学素子１１の反射面３１により入射光が反射される様子を模式的に示す図。 出射光の配光分布の例を示す図。 異なる照明装置の一例を示す断面図。 照明装置により照明した例を示す図。 照明装置により照明した他の例を示す図。 照明装置による光漏れの他の例を示す図。 さらに異なる照明装置の一例を示す断面図。

図１に、本発明に係る照明装置の一例を示している。この照明装置１は、卓上などの方形状またはライン状の領域２を照明するように制御された光（光束）３を前方１９に投影または投射する投射ユニット５と、投射ユニット５を収納した方形のハウジング４と、投射ユニット５の光源となるＬＥＤ６を駆動するドライバー回路８とを含む。投射ユニット５は、中心となる軸（第１の軸、Ｚ軸）１２の周り１８に円弧状に広がった、平面視（Ｚ軸１２に直交するＸ－Ｙ平面で見た形状）が略扇形の柱状、ロッド状あるいはシリンドリカルレンズ状の透光性部材（光学素子）１１を含む光学装置（光学システム）１０と、光学素子１１の一方の端面からソース光（第１の光）７を入射するＬＥＤ６とを含む。

図２に示すように、照明装置１は、天井９に取り付けられることにより、卓上などの方形状、またはライン状の細長い領域２を集中して照明することができる。照明対象は、方形または細長い領域であれば、卓上に限らず、壁、屋内外の看板やポスターなどであってもよく、照明装置１は、それらの方形または細長い領域２を集中して照明できる。光学装置１０は、平面視が略扇形で柱状に、扇形の中心となる第１の軸１２に沿って延びた透光性部材１１と、透光性部材１１を挟むように配置された反射部材２１および２２とを含む。

図３に、光学装置１０を含む投射ユニット５を、照明装置１から抜き出して示している。図３（ａ）は、投射ユニット５を投射側（前方）１９から見た斜視図であり、図３（ｂ）は投射ユニット５を投射側１９と反対側から見た斜視図である。また、図４に、投射ユニット５および光学装置１０を展開して示している。

図４に示すように、光学装置１０は、中心軸となる第１の軸（Ｚ軸）１２の周りに、Ｚ軸１２と直交する平面（Ｘ－Ｙ平面）で見た形状（平面視）が角度θ（中心角θ、開き角θ）で広がった略扇形で、透光性の部材、例えば、アクリル樹脂あるいはガラスなどから構成された透光性部材（光学素子）１１を含む。光学素子１１は、全体がＺ軸１２に沿って延びた柱状で、Ｚ軸１２の側（内側）は、Ｚ軸１２の一方の端（底面側、Ｚ軸マイナス方向）が開口１３となった空洞１４となり、反対側の投射側（前方、外側）１９の面（出射面）１５は略円弧状となっている。光学装置１０は、さらに、光学素子１１を挟むように配置された反射部材２１および２２を含む。反射部材２１および２２は、光学素子１１に面した側に反射面２３および２４を含む。反射面（第２の反射面）２３および反射面（第３の反射面）２４は、Ｚ軸１２で交差し、光学素子１１を挟み込むように配置された反射面である。

図５に断面で示すように、光学素子１１は、全体が内部にＺ軸１２に沿って形成された空洞１４を含むシリンドリカルレンズであって、空洞１４の開口１３の側から、Ｚ軸１２に沿って透過面と反射面とが交互に配置された多段の内面（透過・反射面）１６を含む。光学素子１１の内面１６は、開口１３と逆側から開口１３に向かって、すなわち、Ｚ軸１２のプラス側からマイナス側に向かって、段階的に配置された同心円弧状の扇形の複数の透過面３２と、これらの透過面３２により複数に分割された円弧状の反射面（第１の反射面）３１であって、Ｚ軸１２に沿って、Ｘ－Ｙ平面に対して鋭角に傾くように広がった第１の反射面３１を含む。光学素子１１の内面１６は、開口１３と逆側から開口１３に向かって、すなわち、Ｚ軸１２のプラス側からマイナス側に向かって、段階的に内径１６ｒが拡大するように順番に配置された同心円弧状の扇形の複数の透過面３２を含む。

具体的には、本例の光学素子１１においては、第１の反射面３１は、開口１３と逆側（上側、Ｚ軸プラス方向）から開口１３に向かって、すなわち、Ｚ軸１２のプラス側からマイナス側に向かって、Ｚ軸１２に垂直で、Ｘ－Ｙ平面に平行な６つの透過面（第１～第６の透過面）３２ａ～３２ｆにより分割された６つの反射面（第４～第９の反射面）３１ａ～３１ｆを含む。すなわち、光学素子１１は、Ｚ軸１２のプラス側からマイナス側に向かって交互に配置された、６つの透過面（第１～第６の透過面）３２ａ～３２ｆと、６つの反射面（第４～第９の反射面）３１ａ～３１ｆを含む。光学素子１１は、さらに、最も開口１３の側に、Ｚ軸１２の周りに形成された円弧状の透過性の面３３を含む。

このため、光学素子１１は、第１の軸（Ｚ軸）１２に沿って断続的に配置され、開口１３と逆側から、開口１３に向かって段階的に内径１６ｒが拡大するように順番に配置された同心円弧状の扇形の第１の透過面３２ａ、第２の透過面３２ｂおよび第３の透過面３２ｃと、第１の透過面３２ａ、第２の透過面３２ｂおよび第３の透過面３２ｃの開口１３と逆側に鋭角に傾くようにそれぞれ配置された円弧状の第４の反射面３１ａ、第５の反射面３１ｂおよび第６の反射面３１ｃとを含む。

さらに具体的には、開口１３から最も遠い第１の透過面３２ａは、Ｚ軸１２を中心とした扇状の透過面である。開口１３から最も遠い第４の反射面３１ａは、第１の透過面３２ａを透過した光をＺ軸１２の周り１８の円弧状の角度θの範囲（第１の範囲）に反射するように配置された面である。第４の反射面３１ａは、第１の透過面３２ａの開口１３と反対側に、Ｚ軸１２を中心として、略扇形で逆円錐台を形成するようにＸ－Ｙ面に対して傾いた反射面であり、Ｚ軸１２と平行な光軸７ａの光７をＺ軸１２に直交する方向１９へ反射する。第５の反射面３１ｂは、第２の透過面３２ｂを透過した光７を反射するように、第２の透過面３２ｂの内辺３２ｂ１と第１の透過面３２ａの外辺３２ａ２との間に配置された円弧状の反射面である。第６の反射面３１ｃは、第３の透過面３２ｃを透過した光７を反射するように、第３の透過面３２ｃの内辺３２ｃ１と第２の透過面３２ｂの外辺３２ｂ２との間に配置された円弧状の反射面である。第７の反射面３１ｄおよび第８の反射面３１ｅについても、第４の透過面３２ｄおよび第５の透過面３２ｅに対して同様に構成されている。

光学素子１１の外面１５はシリンドリカル面であってもよいが、本例においては、外面１５は、反射面３１ａ～３１ｆおよび透過面３３に対応して、Ｚ軸１２に沿って７つの領域１５ａ～１５ｇに区切られている。外面１５のこれらの領域１５ａ～１５ｇは、反射面３１ａ～３１ｆにより反射された光および透過面３３を透過した光をより均等に出力するようにトーリック面状の自由曲面として最適化されている。

光学装置（光学システム、光学系）１０は、平面視が略扇形のシリンドリカルレンズ状の光学素子１１の側面１７ａおよび１７ｂに、反射部材２１および２２の第２の反射面２３および第３の反射面２４が密着するように取り付けられている。

図３および図４に示すように、照明装置１の投射ユニット５は、光学装置１０と、その光学素子１１の開口１３に取り付けられた基板６ａとを含む。基板６ａにはＬＥＤ６が装着されており、ＬＥＤ６から、Ｚ軸１２に沿って、Ｚ軸１２と平行になるように、開口１３から光学素子１１の内部１４に設けられた第１の反射面３１に向かって照明用の光７が入射される。分断された反射面３１ａ～３１ｆにより構成される第１の反射面３１は、Ｚ軸１２に平行な光軸７ａを備えた配光特性の照明用の光（第１の光）７を、Ｚ軸１２の周り１８の中心角θの第１の範囲に反射するように配置されている。光学装置１０は、第１の反射面３１と、Ｚ軸１２で交差し、第１の反射面３１を挟むように配置された第２の反射面および第３の反射面とを有する。第２の反射面２３は、Ｚ軸１２の周り１８に、第１の光７を第１の反射面３１の方向に反射し、第３の反射面２４は、第２の反射面２３とはＺ軸１２の周り１８に逆方向にＬＥＤ６からの光７を反射する。

したがって、光学装置１０は、光源であるＬＥＤ６から、Ｚ軸１２に沿って出射された光７を、Ｚ軸１２において中心角θで交差する第２の反射面２３および第３の反射面２４で、角度θの範囲の第１の反射面３１の方向に相互に反射する（折り畳む）。光学装置１０は、さらに、第１の反射面３１によりＺ軸１２と垂直な方向に、Ｚ軸１２の周りの角度θの範囲に反射して出力する。

第２の反射面２３および第３の反射面２４は、ＬＥＤ６からの光７を、角度θの範囲に畳み込めるように配置されていればよく、ＬＥＤ６の近傍に少なくとも配置されていればよい。これらの反射面２３および２４は、第１の反射面３１と交差するように配置されていてもよく、ＬＥＤ６からの光７を効率よく、漏れが生じないように、第１の反射面３１の方向に畳み込むことができる。

図６に、光学装置１０の光学素子１１により、Ｚ軸１２に沿って入射された光（入射光）７が、第１の反射面３１により反射され、Ｚ軸１２と直交する方向１９に出射される様子を模式的に示している。図６（ａ）に示すように、ＬＥＤ（光源）６から出力された光７は、光軸７ａを中心とするランバーシアン配光分布を備えている。この光７の光軸７ａの周りの成分は、第２の反射面２３および第３の反射面２４により中心角θの扇形の光学素子１１の方向に反射される。また、この光７の光軸７ａに対する配光角φの成分は、図６（ｂ）に示すように、光学素子１１の複数の透過面３２ａ～３２ｆと、複数に分割された第１の反射面３１ａ～３１ｆにより複数のグループ（光束）に分けられて、それぞれの光束が光軸７ａと直交する方向１９に出力される。さらに、ＬＥＤ６から出力された光７の配光角φが大きい成分は、光学素子１１の開口１３の近傍の透過面３３を介して光軸７ａと直交する方向１９に出力される。

したがって、この光学装置１０は、第１の反射面３１、第２の反射面２３および第３の反射面２４により、ランバーシアン配光を備えた光７を、光軸７ａに対して直交する方向１９に円弧状に反射して、ライン状または方形状の領域を照明するのに適した配光を備えた照明光３に変換できる。さらに、第１の反射面３１により、光軸７ａと直交する方向１９に反射して、光７を光軸７ａと直交する方向に変換することにより、光軸７ａの周りに配光角φで光度が変化するランバーシアン配光の光度が共通する部分を、ライン状または方形状の配光の端から端まで引き延ばすことが可能である。例えば、光軸７ａ上の最も光度の高い光（光束）をライン状または方形状の配光の端から端まで引き延ばすことが可能である。また、このため、第１の反射面の曲率または傾きを制御し、ライン状または方形状の幅方向の光度を制御することにより、光度分布がより均等に近いライン状または方形状の配光を得ることができる。

図７（ａ）および（ｂ）に、投射ユニット５から出力された光３の配光分布の例を示している。図７（ａ）は、光学素子１１の外面１５をシリンドリカル面としたときの配光分布の一例であり、図７（ｂ）は、外面１５を領域１５ａ～１５ｇに分割したときの配光分布の一例である。光学装置１０を用いることにより、ＬＥＤ６から出力されたランバーシアン配光分布を備えた光７を、光度分布が水平方向にほぼ均一な光３に変換して出力することができる。また、外面１５を、自由曲面を用いて最適化することにより、光学装置１０から出力される光３の分布をさらに均一にすることが可能となる。

図８に、本発明の照明装置の一例を、断面を用いて示している。この照明装置１ａの投射ユニット５ａは、平面視が略扇形の連続した第１の反射面３１と、第１の反射面３１を挟み込むように配置された第２の反射面（不図示）および第３の反射面２４とを含む光学装置１０ａを含む。この投射ユニット５ａにおいても、光学装置１０ａにより、ＬＥＤ６からＺ軸１２の方向に入力された光７を、Ｚ軸１２に直交する方向１９に変換し、光度が水平方向にほぼ均一な光３に変換して出力できる。

一方、この投射ユニット５ａの光学装置１０ａにおいては、連続した第１の反射面３１を採用することにより、第１の反射面３１の占める領域が拡大し、装置をコンパクトに纏めることが難しい。これに対し、シリンドリカル状の光学素子１１を用いた光学装置１０においては、フレネルレンズのように、第１の反射面３１を複数に分割してシリンドリカルレンズの内部に複数の全反射面３１ａ～３１ｆとして実装することが可能である。すなわち、光学装置１０は、Ｚ軸（第１の軸）１２に沿った方向で分割され、ＬＥＤ６からの光（第１の光）７をＺ軸１２の周り１８でＺ軸１２に直交する方向１９に反射する複数の反射面３１ａ～３１ｆを含む。さらに、光学装置１０は、これら複数の反射面３１ａ～３１ｅを内側に備え、内面１６が複数の反射面３１ａ～３１ｆと、複数の反射面３１ａ～３１ｆにそれぞれ対応する複数の透過面３２ａ～３２ｆとを含む多段状で、Ｚ軸（第１の軸）１２に垂直な断面が扇形の光学素子（透光性部材）１１を含む。

このため、コンパクトな光学装置１０およびそれを用いたコンパクトな照明装置１を提供できる。さらに、光学素子１１は、複数の反射面３１ａ～３１ｆと、それに対応する複数の外面１５の領域（出射面）１５ａ～１５ｆを備えている。このため、これら複数の反射面と出射面とをそれぞれ、それらにより反射される光および透過する光に対して最適化することが可能であり、水平方向の光度分布が、いっそう均一な光３に変換して出力する光学装置１０を提供できる。

光学素子１１の複数の反射面３１ａ～３１ｆに対応して設けられた複数の出射面１５ａ～１５ｆのそれぞれは、典型的には、Ｚ軸１２に沿った方向の断面がそれぞれ湾曲している部分を含むトーリック面状である。さらに、複数の出射面１５ａ～１５ｆは任意に設計可能であり、Ｚ軸１２に垂直な断面が非円形である部分を含んでもよい。

図９（ａ）に、投射ユニット５を備えた照明装置１からの光３をスクリーンに投射した一例を示している。図９（ｂ）に示すように、方形の照明領域２の上下に、複数の光漏れ８１～８４が生じていることが見出された。発明者らの実験によると、円弧状の光漏れ８１～８３は、光学素子１１の最下層の透過面３３および出射面１５ｇにおける表面反射による迷光が要因であることが分かった。光学素子１１は、多段状の内面１６の最も入射側の最下段に、Ｚ軸１２に直交する方向１９に光７の一部を透過する面を含み、ランバーシアン配光分布の光７の最も配光角φが大きな成分をＺ軸１２に直交する方向１９に出力できるようにしている。したがって、透光性部材である光学素子１１の最下段の内面３３および外面（出射面）１５ｇの少なくともいずれかに反射防止層を設けるか、または、拡散加工、たとえばシボ加工を施すことにより円弧状の光漏れ８１～８３が抑制できる。

発明者らの実験によると、角状の光漏れ８４は、光学素子１１の側面１７ａおよび１７ｂにおける内面反射が要因であることが分かった。したがって、光学素子１１のＺ軸１２を周る方向の両側に配置された端面１７ａおよび１７ｂに反射防止または拡散加工を施すことにより光漏れ８４を防止できる。具体的には、端面１７ａおよび１７ｂを黒塗りしたり、シボ面を設けることで光漏れ８４を防止できる。

図１０に、これらの対策を行った光学素子１１を用いた照明装置１からの光３をスクリーンに投影した例を示している。光漏れはほとんど見られず、上記の対策により光漏れが抑制されたことがわかる。

図１１（ａ）に、照明装置１の周辺、例えば、天井９に表れることがある迷光８５の一例を示している。この迷光８５は、光学素子１１の内面１６の反射面３１および透過面３２における反射光が要因と考えられる。

図１２に、異なる照明装置１ｂの一例を示す。この照明装置１ｂにおいては、上記にて説明した照明装置１の光学素子１１の外面（出射面）１５の前方１９に、各層（領域）１５ａ～１５ｇの境界に配置された複数のルーバー（遮蔽板）９０を含む。ルーバー９０は、光学素子１１の外面１５から前方１９に、出射方向と平行、すなわち、Ｘ－Ｙ平面と平行に延びた板状の部材である。図１１（ｂ）に示すように、ルーバー９０を設けた照明装置１ｂでは、迷光８５がほとんど観測されなかった。

ルーバー９０により、光学素子１１の外面１５から出力される照明光３をさらに平行にすることができ、光学素子１１の内部における迷光により生成される発散光の影響を抑制できる。照明装置１ｂにおいては、複数のルーバー９０を各層１５ａ～１５ｇの単位でＺ軸方向に分散して配置しているが、複数の層単位で配置してもよく、層との関係はなくＺ軸方向に所定の間隔で配置してもよい。複数のルーバー９０の間隔および光学素子１１の外面１５からの突出量（長さ）は、照明領域２を照明するために要求される照明光３の平行度、迷光となる光学素子１１の外面１５からの発散光の強さおよび広がり（角度）などにより決定することができる。ルーバー９０の長さの一例は、光学素子１１の半径（光軸から外面までの距離）と同程度とすることである。ルーバー９０の間隔が狭すぎると、照明先で輝度ムラが発生する要因になりやすく、ルーバー９０の間隔が広すぎると、例えば上下のみに装着されている程度であると、迷光の影響を阻止しにくい。したがって、各層１５ａ～１５ｇの間隔でルーバー９０を設けることは好適な一例である。

以上に説明したように、照明装置１は、回転体のレンズ(屈折器、透過性部材、光学素子)１１を含み、光学素子１１は扇型に開く円柱(角度の一部が欠けた円柱・回転体)であり、光学素子１１の側面１７ａおよび１７ｂと平行な面と光学素子１１の入射面（開口）１３に囲まれた空間部１４は、側面１７ａおよび１７ｂと平行な面に反射面２３および２４を有する。それらの面２３および２４の交点（Ｚ軸）１２の内側に光源となるＬＥＤ６が配置されている。したがって、円柱状の光学素子１１の内部で、回転軸上(中心軸、Ｚ軸)１２から偏心した位置に光源であるＬＥＤ６が配置されるが、反射面２３および２４によりＬＥＤ６からの光７が畳み込まれ、光源がＺ軸１２に存在するように光学素子１１から光３が出力される。

光学素子１１は、円弧部の出射面１５ａ～１５ｇを含む。また、光学素子１１は、内部（内面）１６の底面側（開口１３の側）に透過部（湾曲面内壁）３３を含み、上面側（光軸方向、開口１３と反対側）に全反射面３１ａ～３１ｆを含む。全反射面３１ａ～３１ｆは、傾斜面内壁（ＴｏｔａｌＩｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｎ）であり、Ｚ軸１２および光軸７ａに垂直な平行光３をＺ軸１２の周り１８に出射する。光学素子１１の円弧部の出射面１５ａ～１５ｇがレンズ機能を備えた湾曲面を有する。したがって、光学素子１１を光軸方向７ａに沿った方向に切断した断面では、反射部の全反射面３１ａ～３１ｆに直線または曲面を有し、また出射面１５ａ～１５ｇも直線または曲面を有する。

このため、光学装置１０により、光源（ＬＥＤ）６からの光７が効率よく、また、より均等に、ライン状または方形状の配光に変換される。したがって、光学装置１０を用いることにより、ライン状または方形状の領域を、より均等で明るく照明できる照明装置１を提供できる。

なお、上記においては、内面１６に、第１の反射面３１を６分割して配置した光学素子１１を例に説明しているが、第１の反射面３１は、５分割以下となるように配置してもよく、７分割以上となるように配置してもよい。扇形の光学素子１１は中心角（開き角）θが９０度の例を示しているが、中心角θは９０度以下であってもよく、９０度以上であってもよい。また、光源として配置されるＬＥＤ６の数は１つに限定されることはなく、光源として複数の多色のＬＥＤを配置してもよい。さらに、照明装置１は、複数の光学素子１１を含む複数の光学装置１０、または複数の投射ユニット５を、Ｚ軸１２が並列するように、または共通するように配置されたものであってもよい。

１ 照明装置、 ５ 投射ユニット
１０ 光学装置（光学システム）、 １１ 光学素子（透光性部材）
２３ 第２の反射面、 ２４ 第３の反射面
３１、３１ａ～３１ｆ 第１の反射面

Claims (15)

1. 第１の軸に沿って入射される、前記第１の軸に平行な光軸を備えた配光特性の第１の光を前記第１の軸の周りの円弧状の第１の範囲に反射するように配置された第１の反射面と、
   前記第１の軸で交差し、前記第１の反射面を挟むように配置された第２の反射面および第３の反射面とを有し、
   前記第１の反射面は、前記第１の軸に沿った方向で分割された複数の反射面を含み、さらに、
   前記複数の反射面を内側に備え、内面が前記複数の反射面と、前記複数の反射面にそれぞれ対応する複数の透過面とを含む多段状で、前記第１の軸に垂直な断面が扇形の透光性部材を有する、光学装置。
2. 請求項１において、
   前記第２の反射面および前記第３の反射面の少なくとも一方の反射面は、前記第１の反射面と交差する、光学装置。
3. 請求項１または２において、
   前記透光性部材は、前記複数の反射面に対応して設けられた複数の出射面を含む、光学装置。
4. 請求項３において、
   前記複数の出射面は、前記第１の軸に沿った方向の断面がそれぞれ湾曲している部分を含む、光学装置。
5. 請求項３または４において、
   前記複数の出射面は、前記第１の軸に垂直な断面が非円形である部分を含む、光学装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
   前記透光性部材は、前記多段状の内面の最も入射側の最下段に、前記第１の光の一部を透過する面を含む、光学装置。
7. 請求項６において、
   前記透光性部材の前記最下段の内面および外面の少なくともいずれかに反射防止層が設けられている、光学装置。
8. 請求項６または７において、
   前記透光性部材の前記最下段の内面および外面の少なくともいずれかに拡散加工が施されている、光学装置。
9. 請求項１ないし８のいずれかにおいて、
   前記透光性部材は、前記第１の軸を周る方向の両側に配置された端面を含み、前記端面に反射防止または拡散加工が施されている、光学装置。
10. 平面視が略扇形で、前記平面に直交する第１の軸の一方の端に設けられた開口を含む光学素子と、
    前記第１の軸で交差し、前記光学素子を挟むように配置された反射面とを有する光学装置であって、
    前記光学素子は、前記第１の軸に沿って断続的に配置され、前記開口と逆側から、前記開口に向かって段階的に内径が拡大するように順番に配置された同心円弧状の扇形の第１の透過面、第２の透過面および第３の透過面と、
    前記第１の透過面、前記第２の透過面および前記第３の透過面の前記開口と逆側に、鋭角に傾くようにそれぞれ配置された円弧状の第４の反射面、第５の反射面および第６の反射面とを含む、光学装置。
11. 第１の軸の周りの円弧状の第１の範囲に配置された第１の反射面であって、前記第１の軸と平行な光軸の光を前記第１の軸に直交する方向へ反射する第１の反射面と、
    前記第１の軸で交差し、前記第１の反射面を挟むように配置された第２の反射面および第３の反射面とを有し、
    前記第１の反射面は、前記第１の軸に沿った方向で分割された複数の反射面を含み、さらに
    前記複数の反射面を内側に備え、内面が前記複数の反射面と、前記複数の反射面にそれぞれ対応する複数の透過面とを含む多段状で、前記第１の軸に垂直な断面が扇形の透光性部材を有する、光学装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載の光学装置と、
    前記第１の光を出力する光源とを有する照明装置。
13. 請求項１２において、
    前記光源の前記光軸は前記第１の軸から外れている、照明装置。
14. 平面視が略扇形で、前記平面に直交する第１の軸の一方の端に設けられた開口を含む光学素子であって、
    前記第１の軸に沿って断続的に配置され、前記開口と逆側から、前記開口に向かって段階的に配置された同心円弧状の扇形の第１の透過面、第２の透過面および第３の透過面と、
    前記第１の透過面、前記第２の透過面および前記第３の透過面の前記開口と逆側に鋭角に傾くようにそれぞれ配置された円弧状の第４の反射面、第５の反射面および第６の反射面とを有する、光学素子。
15. 請求項１４において、
    前記同心円弧状の扇形の第１の透過面、第２の透過面および第３の透過面は、前記開口と逆側から、前記開口に向かって段階的に内径が拡大するように順番に配置された面である、光学素子。

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