(57)【要約】【課題】導光板から配光制御された所望の光を出射させることができる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置１は、配光が揃った光を発する発光モジュール７と、発光モジュール７が発した光が入射する導光板１０とを備える。また、導光板１０は、出射面１０１と、出射面１０１と対向する対向面１０２とを有する。さらに、導光板１０は、さらに、発光モジュール７が発した光の光軸に垂直な面に対する角度が１０°以上８０°以下となる面であり、導光板１０に入射した光を対向面１０２に導く導光制御面を有する。そして、対向面１０２は、導光制御面で導かれた光を出射面１０１に向けて反射する配光制御部１０３を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配光が揃った光を発する発光モジュールと、
前記発光モジュールが発した光が入射する導光板とを備え、
前記導光板は、第１主面と、前記第１主面と対向する第２主面とを有し、
前記導光板は、さらに、前記発光モジュールが発した光の光軸に垂直な面に対する角度が１０°以上８０°以下となる面であり、前記導光板に入射した光を前記第２主面に導く導光制御面を有し、
前記第２主面は、前記導光制御面で導かれた光を前記第１主面に向けて反射する配光制御部を有する
照明装置。
【請求項２】
前記導光制御面は、前記第１主面の端縁と前記第２主面の端縁とを接続する前記導光板の側面の少なくとも一部であり、
前記発光モジュールは、前記導光制御面に向けて光を発する
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第２主面は、前記発光モジュールが発した光が入射する入射面を有し、
前記導光制御面は、前記第１主面において前記入射面と対向する位置に形成されている
請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記配光制御部は、複数の凸部又は複数の凹部で構成され、導光する光を前記第１主面に向けて反射する反射面を有し、
前記第２主面に対して垂直な平面で前記導光板を切断した断面を視た場合において、前記第２主面に対する前記反射面の角度と、導光する光のうち前記第２主面に対して入射する光の角度とに基づいて、前記第１主面は、配光制御した光を出射する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第２主面の面積に対する複数の前記反射面が占める面積の割合は、前記導光制御面から遠ざかるにつれて大きくなる
請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記第２主面に形成されている前記複数の凸部の高さは前記導光制御面から遠ざかるにつれて高くなる、前記第２主面に形成されている前記複数の凹部の深さは前記導光制御面から遠ざかるにつれて深くなる、又は、前記第２主面に形成されている複数の前記反射面の密度が前記導光制御面から遠ざかるにつれて高くなる
請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記導光制御面は、前記光軸に垂直な面に対する角度が１０°以上８０°以下となる複数の面を有する
請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記導光板は、前記導光制御面における前記発光モジュールの発した光の光軸に垂直な面に対する角度がそれぞれ異なる複数の導光板を重ねて形成される
請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記発光モジュールが発する光は、１／２ビーム角が１０°以下である
請求項１〜８のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記発光モジュールは、光源と、前記光源が発する光を１／２ビーム角が１０°以下となる光に変換する光学素子とを有する
請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記発光モジュールは、レーザー光を出射するレーザー光源と、前記レーザー光が照射される蛍光部とを有する点光源である
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、導光板の表示面の反対側の一面に形成され、光源からの入射光を表示面側へと反射する第１の反射手段と、多数の凸凹部が形成され、これらの凸凹部を用いて光源部からの光を導光板まで導光させる第２の反射手段とを有する導光板と、光を発光する光源とを備え、導光板の端面の側方から光を照射して導光板の表示面を発光させる誘導灯装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２８２３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、導光板から配光制御された所望の光を出射させることができる照明装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示における照明装置は、配光が揃った光を発する発光モジュールと、前記発光モジュールが発した光が入射する導光板とを備え、前記導光板は、第１主面と、前記第１主面と対向する第２主面とを有し、前記導光板は、さらに、前記発光モジュールが発した光の光軸に垂直な面に対する角度が１０°以上８０°以下となる面であり、前記導光板に入射した光を前記第２主面に導く導光制御面を有し、前記第２主面は、前記導光制御面で導かれた光を前記第１主面に向けて反射する配光制御部を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、導光板から配光制御された所望の光を出射させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施の形態１に係る照明装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線において、実施の形態１に係る照明装置の断面を示す部分拡大断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、導光板の対向面と配光制御部との断面を示す部分拡大断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、導光板の配光制御部に反射した光の様子を例示する部分拡大断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る照明装置において、プリズム角度と対向面に入射する光の角度との関係を例示した図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第１入射面から入射した光が導光板を導光する様子を示す説明図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１入射面から入射した光が導光板の第１主面から出射する様子を例示する説明図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、第２入射面から入射した光が導光板を導光する様子を示す説明図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、第２入射面から入射した光が導光板の第１主面から出射する様子を例示する説明図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、第３入射面から入射した光が導光板を導光する様子を示す説明図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、第３入射面から入射した光が導光板の第１主面から出射する様子を例示する説明図である。
【図５Ｇ】図５Ｇは、第４入射面から入射した光が導光板を導光する様子を示す説明図である。
【図５Ｈ】図５Ｈは、第４入射面から入射した光が導光板の第１主面から出射する様子を例示する説明図である。
【図６】図６は、実施の形態２に係る照明装置の断面を示す部分拡大断面図である。
【図７】図７は、変形例に係る照明装置の断面を示す部分拡大断面図である。
【図８】図８は、変形例に係る照明装置の断面を示す部分拡大断面図である。
【図９】図９は、変形例に係る照明装置の断面を示す部分拡大断面図である。
【図１０】図１０は、導光板の対向面と配光制御部との断面を示す部分拡大断面図である。
【図１１】図１１は、導光板の対向面と配光制御部との断面を示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【０００９】
なお、本願発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１０】
また、以下の実施の形態の説明及び特許請求の範囲において、平行または中央などの、１以上の物体の姿勢または位置等を示す表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密にはその姿勢または位置等ではない場合も含む。例えば、平行とは、完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である場合、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。２以上の情報または物体の関係を示す、同一、直交または均一等の表現についても同じである。
【００１１】
また、以下の実施の形態において、説明の便宜上、複数の光源の並び方向をＸ軸方向と一致させ、光学素子を透過する光の光軸と平行な方向をＹ軸方向と一致させ、導光板の厚み方向をＺ軸方向と一致させているが、これら対応付けは、本開示に係る照明装置の製造時又は使用時における姿勢を限定するものではない。また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸プラス側とは、Ｘ軸の矢印方向側を示し、Ｘ軸マイナス側とは、Ｘ軸プラス側とは反対側を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。
【００１２】
以下、本開示の実施の形態に係る照明装置について説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る照明装置１を示す斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、照明装置１は、エッジライト方式の導光板１０を用いており、導光板１０から周囲を照明する光を出射する。照明装置１は、天井、壁等の造営材に配設される。照明装置１は、本体部３と、導光板１０とを備えている。
【００１５】
本体部３は、筐体と、発光モジュール７と、図示しない制御回路と、図示しない電源部とを有している。
【００１６】
筐体は、発光モジュール７、発光モジュール７を点灯させるための駆動回路などを有する電源部、放熱部等を収容する。筐体は、導光板１０の一部を収容した状態で、発光モジュール７の光を入射させるように導光板１０を支持している。筐体は、例えば、ボルト等で造営材に固定されている。
【００１７】
発光モジュール７は、配光が揃った光を発する。配光が揃った光は、平行光だけでなく、１／２ビーム角が１０°以下となる光を含む意味である。発光モジュール７は、図示しない基板と、図２に示すように、複数の光源７３と、光学素子７５とを有する。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線において、実施の形態１に係る照明装置１の断面を示す部分拡大断面図である。
【００１８】
基板は、複数の光源７３を実装するための実装基板であって、例えばセラミックス基板、樹脂基板又は絶縁被覆されたメタルベース基板などである。基板には、光源７３を発光させるための直流電力を外部から受電するための一対の電極端子（正電極端子及び負電極端子）が形成されている。
【００１９】
基板は、長尺状であり、光源７３が等間隔に並ぶように実装している。基板は、光源７３が発した熱を放熱するように放熱部（ヒートシンク）に熱的に接続されている。放熱部は、筐体にも熱的に接続されていてもよく、筐体もヒートシンクとしても役割を果たしてもよい。基板は、電源部に電気的に接続され、電源部からの電力が供給される。
【００２０】
なお、放熱部は、金属部材（金属支柱部）であり、光源７３で発生した熱を効率良く筐体に放熱させるために、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）又は鉄（Ｆｅ）等の熱伝導率の高い金属材料を主成分として構成していてもよい。また、放熱部は、金属製に限らず、熱伝導率の高い樹脂材料を用いて構成してもよい。
【００２１】
光源７３は、照明装置１の出射光となる光を出射し、光を配光制御する光学素子７５に光を入射させる。光源７３は、いわゆるＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）素子である。ＳＭＤ型のＬＥＤ素子とは、具体的には、樹脂成型されたキャビティの中にＬＥＤチップ（発光素子）が実装され、キャビティ内に蛍光体含有樹脂が封入されたパッケージ型のＬＥＤ素子である。光源７３は、電源部に設けられている図示しない制御部により制御されて点灯および消灯を行う。また、光源７３は、電源部に設けられている制御部により制御されて調光調色が行われる。例えば、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体含有樹脂との組み合わせにより白色光を放出する表面実装型ＬＥＤ素子が、光源７３として採用される。
【００２２】
光源７３は、光学素子７５を介して導光板１０の導光制御面に向けて光を出射する。光源７３は、光の出射方向（光軸）がＹ軸マイナス方向に向くように、配置されている。具体的には、光源７３は、光学素子７５を介して導光制御面と対向するように配置されている。つまり、光源７３が発する光の出射方向（Ｙ軸プラス方向）には、光学素子７５及び導光板１０が配置されている。
【００２３】
光学素子７５は、導光板１０と光源７３との間に配置され、光源７３が発した光を配光制御するレンズである。光学素子７５は複数設けられ、複数の光学素子７５が複数の光源７３と一対一で対向配置されている。光学素子７５は、透過する光を１／２ビーム角が１０°以下になる光に変換する。つまり、光源７３の発した光は、光学素子７５によって１／２ビーム角が１０°以下となる光に変換される。光学素子７５を透過した光は、導光板１０の導光制御面に入射する。なお、光学素子７５は、本実施の形態では凸レンズであるが、凹レンズでもよい。
【００２４】
制御回路は、電源部から発光モジュール７へ出力される直流電力を調整するための電子回路を有している。制御回路は、リモコン等の制御信号に従って、発光モジュール７の点灯、消灯、調光、調色等の動作を制御する。制御回路は、入力された制御信号に応じて発光モジュール７に供給する電流値等を制御するマイクロコンピュータ、プロセッサなど、又は専用回路によってこれらの動作を実現する。
【００２５】
電源部は、金属製の箱型に形成され、その内部に点灯回路等の回路部品が実装された基板を収納している。電源部には商用交流電源からの電源ケーブルが接続されて、商用交流電源が点灯回路に供給される。
【００２６】
導光板１０は、発光モジュール７が発した光が入射し、この光を導光させる光学部材である。導光板１０は、アクリル、ポリカーボネート等の樹脂又はガラス等の透光性の部材であるが、透光性があればその他どのような材料で形成されてもよい。なお、導光板１０の形状は、矩形状に限らず、円盤状でもよく、多角形状など、他の形状でもよい。
【００２７】
図１に示すように、導光板１０は、Ｙ軸マイナス方向側の端縁が筐体内で固定され、Ｘ−Ｙ平面と平行となるように支持されている。ここでいうＸ−Ｙ平面とはＸ軸方向及びＹ軸方向で規定される平面を意味し、他に○−○平面と記載する場合においても同様である。
【００２８】
図２に示すように、導光板１０は、出射面１０１と、対向面１０２と、導光制御面とを有する。
【００２９】
出射面１０１は、導光板１０における、導光制御面と直交するＺ軸マイナス方向側の面であり、均一な平面をなしている。出射面１０１は、導光板１０を導光した光が出射する面であり、対向面１０２で反射した光が出射する。出射面１０１は、第１主面の一例である。
【００３０】
対向面１０２は、出射面１０１と対向する反対側の面である。対向面１０２は、導光板１０における、導光制御面と直交するＺ軸プラス方向側の面であり、均一の平面をなしている。対向面１０２は、第２主面の一例である。
【００３１】
対向面１０２は、導光制御面で導かれた光を出射面１０１に向けて反射する複数の配光制御部１０３を有する。対向面１０２に形成されている配光制御部１０３の密度は、導光制御面から遠ざかるにつれて高くなっている。
【００３２】
配光制御部１０３は、複数の凸部又は複数の凹部で構成されている。凹部又は凸部は、例えば円錐状、円錐台状、角錐状、角錐状台、角柱状等である。本実施の形態では、配光制御部１０３は、三角柱状の凹部であり、所定の規則で配列されている。配光制御部１０３は、基材に対してレーザー加工により掘削してもよく、金型成型により製造してもよい。
【００３３】
配光制御部１０３は、図３Ａで示すように、導光する光を反射する反射面１０３ａと、導光する光の反射に寄与しない又はさほど寄与しない斜面１０３ｂとを有する。図３Ａは、導光板１０の対向面１０２と配光制御部１０３との断面を示す部分拡大断面図である。
【００３４】
反射面１０３ａは、導光制御面側と対向する面であり、導光する光を出射面１０１に向けて光を反射する、配光制御部１０３におけるＹ軸マイナス方向側の面である。Ｙ−Ｚ平面で導光板１０を切断した場合の断面を断面視した場合において、反射面１０３ａは、対向面１０２に対して所定の角度で傾いている。反射面１０３ａと対向面１０２との角度は、以下プリズム角度という。斜面１０３ｂは、反射面１０３ａと対向する面であり、配光制御部１０３におけるＹ軸マイナス方向側の面である。対向面１０２の面積に対する複数の反射面１０３ａが占める面積の割合は、配光制御部１０３から遠ざかるにつれて大きくなる。つまり、対向面１０２に形成されている複数の配光制御部１０３の反射面１０３ａの密度は、導光制御面から遠ざかるにつれて高くなる。
【００３５】
対向面１０２に形成されている反射面１０３ａの密度は、導光制御面から近づくにつれて低くなる。つまり、隣り合う２つの反射面１０３ａのピッチ間は、導光制御面から遠ざかるにつれて短くなる。これは、導光制御面に近いほど導光板１０を導光する光量が多く、出射面１０１から光が出射していくために、導光制御面から遠ざかるにつれて導光板１０を導光する光の光束が少なくなるため、導光制御面から遠くなるほど出射面１０１に向けて反射する光を減らさないためである。これにより、出射面１０１からは、均一な光が出射される。
【００３６】
導光制御面は、出射面１０１の端縁と対向面１０２の端縁とを接続する面であり、導光板１０の側面である。導光制御面は、各々の光学素子７５を介して、各々の光源７３の発する光の入射面であり、複数の面を有する。Ｙ−Ｚ平面で導光板１０を切断した場合の断面を断面視した場合、導光制御面は、発光モジュール７が発した光の光軸に垂直な面に対する角度が１０°以上８０°以下となる面であり、導光板１０に入射した光を対向面１０２に導く。
【００３７】
図２では、後述する第４導光制御面１１４と光軸と垂直な平面との角度をδ（以下、導光制御面の角度δという場合がある）として例示しているが、後述する第１導光制御面１１１、第２導光制御面１１２、及び第３導光制御面１１３においても同様である。導光制御面は、金型成形により形成してもよく、導光制御面を有する部材を導光板１０の側面を貼り付けることで形成してもよい。
【００３８】
本実施の形態では、導光制御面は、第１導光制御面１１１、第２導光制御面１１２、第３導光制御面１１３及び第４導光制御面１１４を有する。第１導光制御面１１１から第４導光制御面１１４は、それぞれが光軸と垂直な平面に対する角度が１０°以上８０°以下の角度である。第１導光制御面１１１から第４導光制御面１１４は、導光板１０の側面の長手方向と平行な帯状の傾斜面である。
【００３９】
第１導光制御面１１１、第２導光制御面１１２、第３導光制御面１１３及び第４導光制御面１１４は、Ｚ軸プラス方向からＺ軸マイナス方向に向かってこの順番で並んでいる。本実施の形態では、第１導光制御面１１１が第１変曲点Ｈ１を介して第２導光制御面１１２と連続し、第２導光制御面１１２が第２変曲点Ｈ２を介して第３導光制御面１１３と連続し、第３導光制御面１１３が第３変曲点Ｈ３を介して第４導光制御面１１４と連続する。
【００４０】
この照明装置１では、光源７３の発する光は、光学素子７５を透光すると、配光が揃えられた光となり、導光板１０の導光制御面に入射する。配光が揃えられた光は、１／２ビーム角が１０°以下の光を意味する。導光制御面に入射した光は、導光板１０を導光して、対向面１０２に入射する。対向面１０２に入射した光は、一部の光が配光制御部１０３の反射面１０３ａで反射されて出射面１０１に向かい、出射面１０１から出射する。また、配光制御部１０３の反射面１０３ａで反射しない残りの光は、対向面１０２で反射し、さらに出射面１０１で反射して対向面１０２に入射するということを繰り返す。
【００４１】
このような照明装置１において、対向面１０２で反射する光は、図３Ａで示すように、配光制御部１０３の反射面１０３ａで反射されて出射面１０１から出射する光と、反射面１０３ａで反射されて出射面１０１に向かって出射面１０１で反射して対向面１０２に向かう光とからなる。出射面１０１は、対向面１０２に対する反射面１０３ａの角度と、導光する光のうち対向面１０２に対して入射する光の角度とに基づいて、配光制御した光を出射する。
【００４２】
図３Ａにおいて、配光制御部１０３のプリズム角度をθ２とし、対向面１０２に入射する光の角度をθ１とし、Ｚ軸方向に対する出射する光の角度をθ４とすると、θ４＝π／２−（θ２＋θ３）の関係にある。
【００４３】
ここで、図３Ａで示される配光制御部１０３で反射する光の様子を、図３Ｂを用いてより具体的に説明する。図３Ｂは、導光板１０の配光制御部１０３に反射した光の様子を例示する部分拡大断面図である。
【００４４】
図３Ａで示す角度θ１、θ２、θ４の他に、反射面１０３ａに入射する光と反射面１０３ａとの角度をθ３とする。この場合、角度θ３について式（１）を導き出せる。
【００４５】
θ３＝θ２−θ１      式（１）
【００４６】
ここで、導光板１０の屈折率をｎ１とし、大気の屈折率をｎ２とすると、スネルの法則によれば、式（２）の関係を導き出せる。なお、導光板１０の屈折率ｎ１は、本実施の形態では１．４９である。
ｎ１×ｓｉｎ（π／２−（θ２＋θ３））＝ｎ２×ｓｉｎ（θ４）      式（２）
式（２）に式（１）を代入すると、式（３）を導き出せる。
ｎ１×ｓｉｎ（π／２−（２×θ２＋θ１））＝ｎ２×ｓｉｎ（θ４）      式（３）
式（３）にｎ２＝１．０を代入し、（２×θ２−θ１）をαに置換する。そして、加法定理により計算すると、
ｓｉｎ（１／２π）×ｃｏｓ（α）−ｃｏｓ（１／２π）×ｓｉｎ（α）＝ｓｉｎ（θ４／ｎ１）と計算され、さらに、
ｃｏｓ（α）＝ｓｉｎ（θ４／ｎ１）となり、
α＝ａｒｃｃｏｓ（ｓｉｎθ４／ｎ１）
を導き出すことができる。
これにより、θ２を式（４）で示すことができる。
θ２＝（ａｒｃｃｏｓ（ｓｉｎθ４／ｎ１）＋θ１）／２      式（４）
【００４７】
式（４）に基づいてプリズム角度を調節することで、導光板１０の出射面１０１から出射させる光の方向を配光制御できる。
【００４８】
図４は、実施の形態１に係る照明装置１において、プリズム角度と対向面１０２に入射する光の角度との関係を例示した図である。図４は、θ４＝０°（出射面１０１から直交する光が出射する場合）、θ４＝２０°、θ４＝４０°となるそれぞれの場合を示している。
【００４９】
いずれの場合でも、角度θ１を大きくすればするほど、プリズム角度θ２を大きくする必要があることがわかる。
【００５０】
角度θ４＝０°の場合よりも、角度θ４＝２０°の場合の方が、角度θ１に対する角度θ２が小さくなっている。また、角度θ４＝２０°の場合よりも、角度θ４＝４０°の場合の方が、角度θ１に対する角度θ２がさらに小さくなっている。このことから、角度θ４を大きくするには、角度θ１に対する角度θ２を小さくすればよいことがわかる。このため、角度θ１及び角度θ２の関係から角度θ４を割り出すことができる。
【００５１】
また、複数ある導光制御面のうち、例えば第１導光制御面１１１だけに光を入射させた場合では、出射面１０１の一部から光が出射するため、導光板１０が部分的に点灯して見える。
【００５２】
次に、第１導光制御面１１１、第２導光制御面１１２、第３導光制御面１１３及び第４導光制御面１１４のそれぞれに別々に光を入射させた場合に、光が導光する様子及び出射面１０１から出射する様子を図５Ａ〜図５Ｈに示す。
【００５３】
図５Ａは、第１導光制御面１１１から入射した光が導光板１０を導光する様子を示す説明図である。図５Ｂは、第１導光制御面１１１から入射した光が導光板１０の出射面１０１から出射する様子を例示する説明図である。
【００５４】
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、第１導光制御面１１１は、第２導光制御面１１２と隣接する面である。第１導光制御面１１１から入射した光は、対向面１０２の第１領域Ｒ１に向かい、対向面１０２の第１領域Ｒ１において一部が配光制御部１０３で反射して出射面１０１から出射し、残りが対向面１０２の第１領域Ｒ１で反射してさらに出射面１０１で反射するといったことを繰り返す。出射面１０１は、複数の帯状の光が配列された縞模様の光を出射する。出射面１０１から出射する各々の光は、それぞれが均一な光量である。
【００５５】
図５Ｃは、第２導光制御面１１２から入射した光が導光板１０を導光する様子を示す説明図である。図５Ｄは、第２導光制御面１１２から入射した光が導光板１０の出射面１０１から出射する様子を例示する説明図である。
【００５６】
図５Ｃ及び図５Ｄに示すように、第２導光制御面１１２は、第１導光制御面１１１と第３導光制御面１１３との間に配置された面である。第２導光制御面１１２から入射した光は、対向面１０２の第２領域Ｒ２に向かい、対向面１０２の第２領域Ｒ２において一部が配光制御部１０３で反射して出射面１０１から出射し、残りが対向面１０２の第２領域Ｒ２で反射してさらに出射面１０１で反射するといったことを繰り返す。出射面１０１は、複数の帯状の光が配列された縞模様の光を出射する。出射面１０１から出射する各々の光は、それぞれ均一な光量である。第２領域Ｒ２は、第３領域Ｒ３と第４領域Ｒ４との間の領域であり、第３領域Ｒ３及び第４領域Ｒ４と隣接している。
【００５７】
図５Ｅは、第３導光制御面１１３から入射した光が導光板１０を導光する様子を示す説明図である。図５Ｆは、第３導光制御面１１３から入射した光が導光板１０の出射面１０１から出射する様子を例示する説明図である。
【００５８】
図５Ｅ及び図５Ｆに示すように、第３導光制御面１１３は、第２導光制御面１１２と第４導光制御面１１４との間に配置された面である。第３導光制御面１１３から入射した光は、対向面１０２の第３領域Ｒ３に向かい、対向面１０２の第３領域Ｒ３において一部が配光制御部１０３で反射して出射面１０１から出射し、残りが対向面１０２の第３領域Ｒ３で反射してさらに出射面１０１で反射するといったことを繰り返す。出射面１０１は、複数の帯状の光が配列された縞模様の光を出射する。出射面１０１から出射する各々の光は、それぞれ均一な光量である。第３領域Ｒ３は、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２との間の領域であり、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２と隣接している。
【００５９】
図５Ｇは、第４導光制御面１１４から入射した光が導光板１０を導光する様子を示す説明図である。図５Ｈは、第４導光制御面１１４から入射した光が導光板１０の出射面１０１から出射する様子を例示する説明図である。
【００６０】
図５Ｇ及び図５Ｈに示すように、第４導光制御面１１４は、第３導光制御面１１３と隣接する面である。第４導光制御面１１４から入射した光は、対向面１０２の第４領域Ｒ４に向かい、対向面１０２の第４領域Ｒ４において一部が配光制御部１０３で反射して出射面１０１から出射し、残りが対向面１０２の第４領域Ｒ４で反射してさらに出射面１０１で反射するといったことを繰り返す。出射面１０１は、複数の帯状の光が配列された縞模様の光を出射する。出射面１０１から出射する各々の光は、それぞれ均一な光量である。
【００６１】
例えば第１領域Ｒ１は、平行光が第１導光制御面１１１に入射すると仮定した場合において、角度δ、導光板１０の屈折率、第１導光制御面１１１の長さによって変化する。第２領域Ｒ２から第４領域Ｒ４においても同様である。このため、第１導光制御面１１１から第４導光制御面１１４における、各々の角度δ及びこれらの長さを設定することで、第１導光制御面１１１から第４導光制御面１１４の各々に入射した光を、対向面１０２の所定の位置に入射させることができる。このように、第１導光制御面１１１から第４導光制御面１１４が第１領域Ｒ１から第４領域Ｒ４に一対一で対応することになる。
【００６２】
なお、第１導光制御面１１１から第４導光制御面１１４における、光軸に対する角度によって、対向面１０２での第１領域Ｒ１から第４領域Ｒ４の場所が変化するため、本実施の形態における第１領域Ｒ１、第３領域Ｒ３、第２領域Ｒ２及び第４領域Ｒ４のこの順には限定されない。
【００６３】
なお、本実施の形態では、第１領域Ｒ１から第４領域Ｒ４において、不連続の領域が存在するが、第１導光制御面１１１〜第４導光制御面１１４のそれぞれの角度δを変えることで、第１領域Ｒ１から第４領域Ｒ４の領域が所定の配列で連続していてもよい。
【００６４】
次に、出射面１０１から出射する各々の光の光量が均一とすることについて図５Ａを用いて説明する。
【００６５】
第１領域Ｒ１では、配光制御部１０３で反射して出射面１０１から出射する光と、対向面１０２で反射して出射面１０１でさらに反射する光とに大別される。ここで、第１導光制御面１１１に入射した光量を１とし、導光板１０の対向面１０２に形成されている第１領域Ｒ１の数を自然数ｎとする。第１領域Ｒ１の数ｎは、出射面１０１から出射することになる光の箇所の数である。出射面１０１から出射する各々の光の光量を均一にするには、各々の領域の配光制御部１０３によって１／ｎの光量を反射する必要がある。
【００６６】
この場合、第１導光制御面１１１に最も近い第１領域Ｒ１にある配光制御部１０３によって１／ｎの光量の光を出射面１０１から出射するように、配光制御部１０３の反射面１０３ａを形成する。次に、第１導光制御面１１１に２番目に近い第１領域Ｒ１にある配光制御部１０３によって（ｎ−１）／ｎのうち１／ｎの光量が出射面１０１から出射するように、配光制御部１０３の反射面１０３ａを形成する。つまり、２番目に近い第１領域Ｒ１にある配光制御部１０３から１／ｎの光量の光を反射させるためには、第１導光制御面１１１から最も近い第１領域Ｒ１にある配光制御部１０３の反射面１０３ａの大きさ（面積）を１／（ｎ−１）倍する必要がある。こうすることで、２番目に近い第１領域Ｒ１にある配光制御部１０３から１／ｎの光量の光が反射する。以下、第１導光制御面１１１に２番目に近い第１領域Ｒ１にある配光制御部１０３においても同様であるため、この説明を省略する。ここでは、第１導光制御面１１１について例示したが、第２導光制御面１１２から第４出射面１０１についても同様であるため、その説明を省略する。
【００６７】
なお、この照明装置１では、配光制御部１０３の反射面１０３ａの大きさを第１領域Ｒ１から第４領域Ｒ４ごとに適宜変更したり、配光制御部１０３の反射面１０３ａの数を増やしたりすることで、配光制御部１０３で反射して出射面１０１から出射する光と、対向面１０２で反射して出射面１０１でさらに反射する光とを調節してもよい。
【００６８】
また、導光板１０の対向面１０２にある第１領域Ｒ１から第４領域Ｒ４において、複数の領域が重なる部分が存在する場合がある。この場合、重複する領域において光の出射量が増えるとも考えられるが、導光板１０の導光制御面に配光が揃った光を入射させるため、導光制御面の角度δ、導光板１０の屈折率によってどの導光制御面に入射した光が対向面１０２のどの位置に入射するかを計算で算出することができる。このため、複数の領域が重なる部分では、配光制御部１０３の反射面１０３ａの大きさを変更することで、導光板１０の出射面１０１から出射させる光量を制御することができる。
【００６９】
［作用効果］
次に、本実施の形態における照明装置１の作用効果について説明する。
【００７０】
上述したように、本実施の形態に係る照明装置１は、配光が揃った光を発する発光モジュール７と、発光モジュール７が発した光が入射する導光板１０とを備える。また、導光板１０は、出射面１０１と、出射面１０１と対向する対向面１０２とを有する。さらに、導光板１０は、さらに、発光モジュール７が発した光の光軸に垂直な面に対する角度が１０°以上８０°以下となる面であり、導光板１０に入射した光を対向面１０２に導く導光制御面を有する。そして、対向面１０２は、導光制御面で導かれた光を出射面１０１に向けて反射する配光制御部１０３を有する。
【００７１】
これによれば、導光板１０の導光制御面には配光が揃えられた光が入射する。また、導光制御面は、光軸に垂直な面に対する角度が１０°以上８０°以下に設定され、配光が揃えられた光を所定の方向に導光させる。導光する光は対向面１０２に向かい、対向面１０２の配光制御部１０３が、導光する光を出射面１０１に向けて反射する。このことから、導光制御面と光軸に垂直な面との角度を設定すれば、出射面１０１の所定の位置に導光する光を入射させることができる。この出射面１０１の所定の位置に配光制御部１０３を形成すれば、導光板からは所望の光を出射させることができる。
【００７２】
このように、配光が揃えられた光を導光制御面に入射させれば、光軸に垂直な面に対する導光制御面の角度を調節することで、導光板１０の出射面１０１から出射させる光の位置を任意に設定することができる。
【００７３】
したがって、この照明装置１では、導光制御面の角度を設定することで、導光板１０から配光制御された所望の光を出射させることができる。
【００７４】
また、本実施の形態に係る照明装置１において、導光制御面は、出射面１０１の端縁と対向面１０２の端縁とを接続する導光板１０の側面の少なくとも一部である。そして、発光モジュール７は、導光制御面に向けて光を発する。
【００７５】
これによれば、導光制御面は側面に形成されており、発光モジュール７は導光制御面に向けて光を発する。このため、発光モジュール７を導光板１０の側面に配置すれば、例えば発光モジュール７を導光板１０の対向面１０２と対向して配置する場合よりも、照明装置１の厚みを薄くすることができる。
【００７６】
また、本実施の形態に係る照明装置１において、配光制御部１０３は、複数の凸部又は複数の凹部で構成され、導光する光を出射面１０１に向けて反射する反射面１０３ａを有する。そして、対向面１０２に対して垂直な平面で導光板１０を切断した断面を視た場合において、対向面１０２に対する反射面１０３ａのプリズム角度θ２と、導光する光のうち対向面１０２に対して入射する光の角度θ１とに基づいて、出射面１０１は、配光制御した光を出射する。
【００７７】
これによれば、照明装置１では、プリズム角度θ２と角度θ１とを調節することで、出射面１０１から所望の方向に光を出射することができる。
【００７８】
また、本実施の形態に係る照明装置１において、対向面１０２の面積に対する複数の反射面１０３ａが占める面積の割合は、導光制御面から遠ざかるにつれて大きくなる。
【００７９】
これによれば、導光制御面に近いほど光量は大きいため、対向面１０２の面積に対する複数の反射面１０３ａが占める面積の割合を小さくする。また、導光制御面から遠ざかるにつれて出射面１０１から光が出射するため、導光制御面から遠ざかるほど光量は小さくなると考えられるため、対向面１０２の面積に対する複数の反射面１０３ａが占める面積の割合を大きくする。こうすることで、出射面１０１は、均一な光を出射することができる。
【００８０】
また、本実施の形態に係る照明装置１において、対向面１０２に形成されている複数の凸部の高さは導光制御面から遠ざかるにつれて高くなる、対向面１０２に形成されている複数の凹部の深さは導光制御面から遠ざかるにつれて深くなる、又は、対向面１０２に形成されている複数の反射面１０３ａの密度が導光制御面から遠ざかるにつれて高くなる。
【００８１】
これによれば、複数の凸部の高さを導光制御面から遠ざかるにつれて高くしたり、複数の凹部の深さを導光制御面から遠ざかるにつれて深くしたり、対向面１０２に形成されている複数の反射面１０３ａの密度が導光制御面から遠ざかるにつれて高くしたりすることで、対向面１０２の面積に対する複数の反射面１０３ａが占める面積の割合を、導光制御面から遠ざかるにつれて大きくすることができる。このため、出射面１０１は、均一な光を出射することができる。
【００８２】
また、本実施の形態に係る照明装置１において、導光制御面は、光軸に垂直な面に対する角度が１０°以上８０°以下となる複数の面を有する。
【００８３】
これによれば、各々の導光制御面の角度が光軸に対して１０°以上８０°以下となるため、各々の導光制御面に入射した光を、対向面１０２の所定の位置、例えば、図２の第１導光制御面１１１に対応する第１領域Ｒ１、第２導光制御面１１２に対応する第２領域Ｒ２、第３導光制御面１１３に対応する第３領域Ｒ３、及び第４導光制御面１１４に対応する第４領域Ｒ４に向かわせることができる。
【００８４】
また、本実施の形態に係る照明装置１において、発光モジュール７が発する光は、１／２ビーム角が１０°以下である。
【００８５】
これによれば、導光板１０の導光制御面に配光の揃った光が入射するため、導光制御面を介して導光板１０を導光する光を制御し易くなる。
【００８６】
また、本実施の形態に係る照明装置１において、発光モジュール７は、光源７３と、光源７３が発する光を１／２ビーム角が１０°以下となる光に変換する光学素子７５とを有する。
【００８７】
これによれば、光学素子７５は光源７３が発した光を、１／２ビーム角が１０°以下の光に変換することができるため、導光制御面に確実に配光の揃えた光を入射させることができる。
【００８８】
（実施の形態２）
図６は、実施の形態２に係る照明装置２００の断面を示す部分拡大断面図である。
【００８９】
本実施の形態の照明装置２００の構成は、導光制御面が対向面２０２に形成されている点、導光制御面が出射面２０１に形成されている点、発光モジュール７を対向面２０２と対向する位置に配置している点で相違する。なお、本実施の形態の照明装置２００における他の構成は、特に明記しない場合は、実施の形態１と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
【００９０】
図６に示すように、本実施の形態において、発光モジュール７は、導光板２１０の端面側における出射面２０１の上方に配置されている。発光モジュール７は、出射面２０１の一部である入射面２０９に向けて光を発する。この入射面２０９は、導光板２１０の端面側に形成されている。つまり、この照明装置２００では、入射面２０９は、導光板２１０の側面ではない。
【００９１】
導光板２１０において、複数の導光制御面は、出射面２０１に形成され、入射面２０９に対向する位置に形成されている。導光制御面は、第１導光制御面２１１、第２導光制御面２１２、第３導光制御面２１３及び第４導光制御面２１４で構成されている。第１導光制御面２１１、第２導光制御面２１２、第３導光制御面２１３及び第４導光制御面２１４は、光軸と垂直な平面との角度がδである。
【００９２】
このような照明装置２００において、光源７３の発する光は、光学素子７５を透光する際に光学素子７５によって配光が揃えられ、導光板２１０の入射面２０９に入射する。入射した光は、導光板２１０を導光し、各々の導光制御面に入射し、対向面２０２の所定の位置に向いて反射する。対向面２０２には、各々の導光制御面で反射した光がそれぞれ入射し、一部の光が対向面２０２の配光制御部１０３で反射して出射面２０１から出射し、残りの光が対向面２０２で反射しするといったことを繰り返す。こうして、導光板２１０を導光する光は、導光するごとに、一部が配光制御部１０３で反射することによって、出射面２０１から出射する。
【００９３】
［作用効果］
次に、本実施の形態おける照明装置２００の作用効果について説明する。
【００９４】
上述したように、本実施の形態に係る照明装置２００において、入射面２０９は、発光モジュール７が発した光が入射する入射面２０９を有する。そして、導光制御面は、出射面２０１における入射面２０９と対向する位置に形成されている。
【００９５】
これによれば、発光モジュール７を対向面２０２と対向する位置、つまり発光モジュール７を入射面２０９と対向する位置に配置することができる。このため、発光モジュール７を導光板２１０の厚み方向に配置することができるため、導光板２１０の幅方向の長さが大きくなり難くなる。
【００９６】
（その他変形例）
以上、本開示に係る照明装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記の各実施の形態に限定されるものではない。
【００９７】
例えば、上記の各実施の形態に係る照明装置１において、図８に示すように、発光モジュールは、レーザー光を出射するレーザー光源８７３と、レーザー光が照射される蛍光部８７４とを有する点光源である。図８は、変形例に係る照明装置の断面を示す部分拡大断面図である。ここでいう蛍光部８７４は、セラミック、シリコーン樹脂等からなる透明材料であるバインダに、所定の蛍光体の微粒子を分散させることによって構成されている。なお、蛍光部８７４に放熱部材を接続することで、蛍光部８７４の熱を逃がしてもよい。
【００９８】
これによれば、通常の照明に用いる光源に比べて、レーザー光源８７３は出力が大きいため、照明装置が出射する光の光量を増加させることができる。レーザー光を蛍光部８７４に照射することで、光量の大きな点光源を作成することができる。この点光源からの光をレンズ等で配光制御した光を入射させることができる。また、レーザー光源８７３と蛍光体とが離間した状態で配置されているため、レーザー光源８７３で発生している熱が蛍光体に直接的に伝導されず、レーザー光源８７３のレーザー光による蛍光体の温度上昇以外の要因による蛍光体の温度上昇を抑制することができる。
【００９９】
また、上記の各実施の形態において、図９に示すように、導光板１０は、第１〜第４導光制御面１１１ａ〜１１４ａにおける発光モジュール７の発した光の光軸に垂直な面に対する角度がそれぞれ異なる複数の導光板１０ａ〜１０ｄを重ねて形成される。これによれば、予め角度の異なる第１〜第４導光制御面１１１ａ〜１１４ａを有する導光板を複数種類用意して置けば、複数種類の導光板１０ａ〜１０ｄを幾重にも重ねることで、所望の配光制御を行うことができる導光板１０を容易に製造することができる。図９は、変形例に係る照明装置の断面を示す部分拡大断面図である。図９は、各々の導光板に配光制御部（図示省略）を設けた場合において、各々の導光板から出射する光を破線の矢印で例示している。隣り合う２つの導光板は、互いの間に隙間が形成されていてもよく、密着していてもよい。
【０１００】
また、上記の各実施の形態において、導光制御面は、第１導光制御面、第２導光制御面、第３導光制御面及び第４導光制御面を有するが、例えば２つ以下の導光制御面だけでもよく、５つ以上の導光制御面を有していてもよい。また、導光制御面は、一部が光軸と垂直な平面であってもよく、残りの一部が光軸に対して１０°以上８０°以下であってもよい。
【０１０１】
また、上記の各実施の形態において、斜面は、Ｘ−Ｚ平面に対して反射面と面対称の関係にあるが、対向面に対して垂直な面、つまりＸ−Ｚ平面と平行な面であってもよい。
【０１０２】
また、上記の各実施の形態において、照明装置３００の発光モジュール７は、図７に示すように、Ｙ軸プラス方向に光を出射する光源７３と、放物面を有する半円状の反射部材７７０とを有する。図７は、変形例に係る照明装置３００の断面を示す部分拡大断面図である。反射部材７７０の放物面は光を反射し、反射した光は、平行光となってＹ軸マイナス方向に向かう。
【０１０３】
また、上記の各実施の形態において、図１０に示すように、配光制御部３０３、３０４は、対向面３０２に形成されている凹部であり、それぞれが複数形成されている。配光制御部３０３、３０４の深さが導光制御面から遠ざかるにつれて深くなる。配光制御部３０３の角度α１と配光制御部３０４の角度α２とは異なる角度である。図１０では２種類の角度を有する配光制御部３０３、３０４を示しているが、対向面３０２には、３種類以上の角度を有する配光制御部が形成されていてもよい。図１０は、導光板３１０の対向面３０２と配光制御部３０３との断面を示す部分拡大断面図である。配光制御部３０３、３０４の反射面３０３ａ、３０４ａは、導光制御面から遠ざかるにつれてその表面積が大きくなっている。
【０１０４】
また、上記の各実施の形態において、図１１に示すように、配光制御部４０３、４０４は、対向面４０２に形成されている凸部であり、それぞれが複数形成されている。配光制御部４０３、４０４の高さが導光制御面から遠ざかるにつれて高くなる。配光制御部４０３の角度α３と配光制御部４０４の角度α４とは異なる角度である。図１１では２種類の角度を有する配光制御部４０３、４０４を示しているが、対向面４０２には、３種類以上の角度を有する配光制御部が形成されていてもよい。図１１は、導光板４１０の対向面４０２と配光制御部４０３、４０４との断面を示す部分拡大断面図である。配光制御部４０３、４０４の反射面４０３ａ、４０４ａは、導光制御面から遠ざかるにつれてその表面積が大きくなっている。
【０１０５】
なお、上記の各実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【符号の説明】
【０１０６】
１、２００、３００  照明装置
７  発光モジュール
１０、２１０、３１０  導光板
７３  光源
７５  光学素子
１０１、２０１  出射面（第１主面）
１０２、２０２、３０２、４０２  対向面（第２主面）
１０３、３０３、３０４、４０３、４０４  配光制御部
１０３ａ、３０３ａ、４０３ａ  反射面
１１１、１１１ａ、２１１  第１導光制御面（導光制御面）
１１２、１１２ａ、２１２  第２導光制御面（導光制御面）
１１３、１１３ａ、２１３  第３導光制御面（導光制御面）
１１４、１１４ａ、２１４  第４導光制御面（導光制御面）
２０９  入射面
８７３  レーザー光源
８７４  蛍光部
【図１】
2020004594.tif 000003
【図２】
2020004594.tif 000004
【図３Ａ】
2020004594.tif 000005
【図３Ｂ】
2020004594.tif 000006
【図４】
2020004594.tif 000007
【図５Ａ】
2020004594.tif 000008
【図５Ｂ】
2020004594.tif 000009
【図５Ｃ】
2020004594.tif 000010
【図５Ｄ】
2020004594.tif 000011
【図５Ｅ】
2020004594.tif 000012
【図５Ｆ】
2020004594.tif 000013
【図５Ｇ】
2020004594.tif 000014
【図５Ｈ】
2020004594.tif 000015
【図６】
2020004594.tif 000016
【図７】
2020004594.tif 000017
【図８】
2020004594.tif 000018
【図９】
2020004594.tif 000019
【図１０】
2020004594.tif 000020
【図１１】
2020004594.tif 000021