(57)【要約】【課題】出射面前方への光の出射割合が高く、後方への出射が抑制できる照明装置を提供すること。【解決手段】導光板と、前記導光板の底面側に配置された反射シートと、前記導光板の入光端面に配置された光源とを備える照明装置であって、前記導光板が、底面と、前記底面に対向する出射面と、入光端面となる側面とを有し、前記底面、又は、前記出射面のいずれか一方が、偏向パターンを有し、前記反射シートが、鏡面反射性を有する反射シートであり、前記出射面から出射される全出射光束に対する、後方出射光束の比率が１７％未満である、照明装置。【選択図】図１
2020042924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板と、前記導光板の底面側に配置された反射シートと、前記導光板の入光端面に配置された光源とを備える照明装置であって、
前記導光板が、底面と、前記底面に対向する出射面と、入光端面となる側面とを有し、
前記底面、又は、前記出射面のいずれか一方が、鏡面反射性の偏向パターンを有し、
前記反射シートが、鏡面反射性を有する反射シートであり、
前記出射面から出射される全出射光束に対する、後方出射光束の比率が１７％未満である、照明装置。
【請求項２】
前記底面が偏向パターンを有し、
前記偏向パターンが、前記入光端面となる側面と平行な凹条を有し、
前記凹条の断面が、頂角φが１２０°＜φ＜１４０°を満たすＶ字型の凹条であり、
前記出射面が、前記入光端面となる側面と直交し、断面がレンチキュラーレンズ状の凸条を有し、
前記反射シートの鏡面反射率が６０％より大きい、
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記出射面が偏向パターンを有し、
前記偏向パターンが、前記入光端面となる側面と平行な凹条を有するか、または、前記入光端面となる側面と平行な基準線を有して蛇行する凹条を有し、
前記凹条の断面が、頂角φが１２５°＜φ＜１６０°を満たすＶ字型の凹条であり、
前記底面が、前記入光端面となる側面と直交し、断面がレンチキュラーレンズ状の凸条を有し、
前記反射シートの鏡面反射率が７０％より大きい、
請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記導光板の厚さをＴとし、前記偏向パターンが有する凹条の断面の高さをＶＨとしたときに、下記（数式１）で表されるρ１が、ρ１＜１０を満たす、請求項２に記載の照明装置。
【数１】
2020042924.tif 000020
【請求項５】
前記偏向パターンが、前記蛇行する凹条を有する場合において、
前記蛇行する凹条の蛇行パターンの周期をＰ、振幅をＡとしたときに、Ｍ＝Ａ／Ｐで表されるＭが１未満である、請求項３に記載の照明装置。
【請求項６】
前記導光板の厚さをＴとし、前記偏向パターンが有する凹条の断面の高さをＶＨとしたときに、下記（数式２）又は（数式３）で表されるρ２が、ρ２＜２．６を満たす、請求項３又は５に記載の照明装置。
【数２】
2020042924.tif 000021
【数３】
2020042924.tif 000022
【請求項７】
前記入光端面となる側面と対向する側面に、光を吸収する部材を配置する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記入光端面となる側面と対向する側面の断面形状が、半球状、又は三角形状である、請求項１〜７のいずれか一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、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置等においては、ＬＥＤを光源とするエッジライト方式のバックライトが広く用いられている。一方、ＬＥＤの発光効率の向上や低価格化などにより、ＬＥＤを光源とするエッジライト方式の照明装置も普及してきている。
当該エッジライト方式の照明装置は、導光板の側面に配置したＬＥＤなどの光源から光を導光板内に入射し、当該導光板の一方の主面全体から光を出射させることで、面状の光として出射することができる。当該エッジライト方式の照明装置は、例えば、オフィスや住宅等の天井や壁などに取り付けて用いられる。
【０００３】
前記液晶表示装置のエッジライト方式のバックライトは、導光板の出射面から出射した面状の光が等方的に広がる。一方、天井に取り付けて用いられる照明装置においては、例えば、光源からの光を有効に利用するために、照明装置の直下及びその周辺の照度を高めることが検討されている。本発明者は特許文献１において、直下照度を高め、照度分布に異方性を有するエッジライト方式の照明装置として、特定の凹条パターンを有する底面と、特定の凸条パターンを有する導光板を有する照明装置を開示している。
【０００４】
一方、エッジライト方式の照明装置の一用途として、例えば特定方向の壁面のみを照らすなど、スポットライトのような異方性を有するものが検討されている。
本発明者は特許文献２において、光度分布に異方性を有する照明装置として、出射光の光度が出射面の法線に対し２５°〜６５°の範囲で最大となるような特定の凹条パターンを有する底面と、特定の凸条パターンを有する導光板を有する照明装置を開示している。特許文献２の照明装置は導光板と反射シートを備える。導光板の主たる面のうち、一方の面は出射面となっている。出射面には導光方向に対して平行なレンチキュラーレンズが設けられている。また、導光板の主たる面のうち、他方の面には導光方向に対して直交するＶ字溝が設けられている。導光板の側面は入光端面となっている。入光端面から導光板に入射した光はＶ字溝及び反射シートで反射する。光はさらにレンチキュラーレンズを通って出射面から出射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１５１１２０号
【特許文献２】国際公開第２０１４／１８１８６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２の手法によれば、入光端面から前方側（図１の＋Ｙ方向）へ、出射面の法線方向に対して２５°〜６５°の範囲で光度が最大となる異方性のある光を出射することができる。しかしながら、特許文献２の手法では、後方側（−Ｙ方向）にもやや強い光が出射している。特定方向のみを照射する用途に用いる場合、このような後方に出射する光は照明の雰囲気を損なうことがある。このような後方に出射する光を遮断する場合には照明装置のデザインが制限される。また、光の利用効率の点からも、目的とする方向とは異なる方向の光を抑制することが好ましい。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、出射面前方への光の出射割合が高く、後方への出射が抑制できる照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］  導光板と、前記導光板の底面側に配置された反射シートと、前記導光板の入光端面に配置された光源とを備える照明装置であって、
前記導光板が、底面と、前記底面に対向する出射面と、入光端面となる側面とを有し、
前記底面、又は、前記出射面のいずれか一方が、鏡面反射性の偏向パターンを有し、
前記反射シートが、鏡面反射性を有する反射シートであり、
前記出射面から出射される全出射光束に対する、後方出射光束の比率が１７％未満である、照明装置。
［２］  前記底面が偏向パターンを有し、
前記偏向パターンが、前記入光端面となる側面と平行な凹条を有し、
前記凹条の断面が、頂角φが１２０°＜φ＜１４０°を満たすＶ字型の凹条であり、
前記出射面が、前記入光端面となる側面と直交し、断面がレンチキュラーレンズ状の凸条を有し、
前記反射シートの鏡面反射率が６０％より大きい、［１］に記載の照明装置。
［３］  前記出射面が偏向パターンを有し、
前記偏向パターンが、前記入光端面となる側面と平行な凹条を有するか、または、前記入光端面となる側面と平行な基準線を有して蛇行する凹条を有し、
前記凹条の断面が、頂角φが１２５°＜φ＜１６０°を満たすＶ字型の凹条であり、
前記底面が、前記入光端面となる側面と直交し、断面がレンチキュラーレンズ状の凸条を有し、
前記反射シートの鏡面反射率が７０％より大きい、［１］に記載の照明装置。
［４］  前記導光板の厚さをＴとし、前記偏向パターンが有する凹条の断面の高さをＶＨとしたときに、下記（数式１）で表されるρ１が、ρ１＜１０を満たす、［２］に記載の照明装置。
【０００９】
【数１】
2020042924.tif 000003
［５］  前記偏向パターンが、前記蛇行する凹条を有する場合において、
前記蛇行する凹条の蛇行パターンの周期をＰ、振幅をＡとしたときに、Ｍ＝Ａ／Ｐで表されるＭが１未満である、［３］に記載の照明装置。
［６］  前記導光板の厚さをＴとし、前記偏向パターンが有する凹条の断面の高さをＶＨとしたときに、下記（数式２）又は（数式３）で表されるρ２が、ρ２＜２．６を満たす、［３］又は［５］に記載の照明装置。
【００１０】
【数２】
2020042924.tif 000004
【００１１】
【数３】
2020042924.tif 000005
［７］  前記入光端面となる側面と対向する側面に、光を吸収する部材を配置する、［１］〜［６］のいずれか一項に記載の照明装置。
［８］  前記入光端面となる側面と対向する側面の断面形状が、半球状、又は三角形状である、［１］〜［７］のいずれか一項に記載の照明装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、出射面前方への光の出射割合が高く、後方への出射が抑制できる照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の照明装置の一例を示す模式的な斜視図である。
【図２】第２実施形態の照明装置の一例を示す模式的な斜視図である。
【図３】導光板に入射した光の光路の一例を示す模式的な平面図である。
【図４】凹条の断面の一例を示す模式的な断面図である。
【図５】凸条の断面の一例を示す模式的な断面図である。
【図６】導光板内の光路の一例を示す模式的な平面図である。
【図７】＋Ｚ方向から見た出射面の模式的な平面図である。
【図８】実施例３及び比較例５の照明装置の後方４５°からの写真である。
【図９】後方出射比率を説明するための模式的な図である。
【図１０】実施例３の出射光束の角度依存性を示すグラフである。
【図１１】実施例３の配光分布を示す図である。
【図１２】実施例３および比較例５の照明装置を天井照明としたときの壁面および床面の照度分布を示す図である。
【図１３】図１２における床面照度を等高線で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、本明細書における座標系について、図１を参照して説明する。図１は、後述する第１実施形態に係る照明装置の一例を示す模式的な斜視図である。本明細書における座標系は、導光板１０の底面１１を下側に、出射面１２を上側に配置したときに導光板１０の底面１１の拡がる平面を基準平面（Ｘ−Ｙ平面）とし、入光端面１３と垂直な方向にＹ軸を、当該Ｙ軸と直交する方向（入光端面と平行な方向）にＸ軸を、Ｘ−Ｙ平面の法線方向にＺ軸をとる。また、光源４０から入光端面１３への光の入射方向を＋Ｙ方向とし、底面１１から出射面１２の方向を＋Ｚ方向とし、＋Ｘ方向は、＋Ｙ方向と＋Ｚ方向を基準に右手系となるように決定する。以下このような座標系を用いて、本発明に係る照明装置の実施形態について説明する。
【００１５】
なお、本実施形態において光の拡散（spreading）とは、その三次元の寸法を巨視的スケールで設計された光学的要素（optical element）による光の広がりをいう。ただし、光学的要素内において光が通り得る全ての光学的経路が完全に予測されていることを意図するものではない。光の拡散は配光特性の測定などの実験によって確認されるものである。特に言及の無い限り、本実施形態における光の拡散（spreading）は、微粒子や粗面による光の乱反射や光の散乱の結果である偶発的な光の広がり（diffusion）と区別される。本実施形態にかかる光の拡散（spreading）のための光学的要素と、本実施形態で用いられる光の散乱又は乱反射のための光学的要素が組み合わさって光に影響を及ぼした場合の結果は、光の拡散（spreading）とする。
また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「垂直」、「直交」、「同一」等の用語については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
【００１６】
本実施形態に係る照明装置の概要を、図１を参照して説明する。本実施形態の照明装置１００は、導光板１０と、前記導光板１０の底面１１側に配置された反射シート３０と、前記導光板１０の入光端面１３に配置された光源４０とを備える。導光板１０は、底面１１と、当該底面１１に対向する出射面１２と、入光端面１３となる側面を有する、略直方体形状であり、底面１１又は出射面１２のいずれか一方が鏡面反射性の偏向パターン２０を有している。図１において偏向パターン２０は複数の凹条２１で構成されているが、凹条に限られるものではなく凸条であってもよく、例えば三角錐状、四角錘状などの凹部あるいは凸部であってもよい。また、前記反射シート３０として、鏡面反射性を有する反射シートが用いられている。そして、本実施形態の照明装置は、出射面から出射される全出射光束に対する、後方出射光束の比率（以下、後方出射比率ということがある）が１７％未満とするものである。
【００１７】
ここで、図３、図９及び図１０を参照して、全出射光束、及び後方出射光束並びに出射光束の角度依存性、及び後方出射比率について説明する。図３は導光板１０に入射した光の光路の一例を示す模式的なＸ軸方向から見た平面図であり、導光板以外の構成、及び導光板表面の偏向パターン等の形状は省略されている。入光端面１３から入射した光は、底面１１で反射するなど様々な光路５１をとって、出射光束５３として出射面１２から出射する。本実施形態においては、出射光５２の光路のＹ−Ｚ平面への写像（図９の５６）とＺ軸とのなす角をθとする。光の出射位置５４を基準として＋Ｙ側（前方）に出射する光が前方出射光５２ａであり、θは０°＜θ＜９０°である。また、光の出射位置５４を基準として−Ｙ側（後方）に出射する光が後方出射光５２ｂであり、θは−９０°＜θ≦０°とする。
【００１８】
図９は後方出射比率を説明するための模式的な図であり、図１０は、後述する実施例３の出射光束の角度依存性を示すグラフである。
実施例３の照明装置の出射面を十分遠い距離（発光面の対角線の１２倍以上）から見ると当該出射面は点状（発光点）として見ることができる。ここで、図９に示される原点に前述の発光点が置かれている。発光点からあらゆる方向に光が出射されるが、出射光５２の光路とＺ軸とのなす角を出射角度αとし、当該光路をＸ−Ｙ平面への写像（図９の５７）とＸ軸とのなす角をψとする。αは０°≦α≦９０°である。このとき、出射角度αの光は、球面の帯状の面（５５）を通過する。当該帯状の面を通過する光の量をψ方向に１周積分すると出射角度α方向に出射する全方向出射光束Ａ（α）となる。また、全方向出射光束Ａ（α）のうち、−Ｙ側（後方）の面を通過したもの（１８０°≦ψ＜３６０°）を後方出射光束Ｂ（α）（前記後方出射光５２ｂによる光束）とする。
図１０は、実施例３の照明装置について、出射角度α方向に出射される光束を経度方向に1周積分した全方向出射光束Ａ（α）と、１８０°≦ψ＜３６０°のみ積分した後方出射光束Ｂ（α）とをプロットしたものである。したがってＡ−Ｂは、前方（０°≦ψ＜１８０°）に出射する光束に対応する。図１０において後方出射比率（％）は、０°≦α≦９０°の範囲における｛（後方出射光束（Ｂの面積））／（全方向出射光束（Ａの面積））｝×１００で表すことができる。
【００１９】
また図１１に、後述する実施例３の照明装置の配光分布を示す。図１１は照明装置が天井に設置されている状態である。このため、導光板の出射面法線は床面側、すなわち図１１の下側０°方向を向いている。従って、中心のθ＝０°は＋Ｚ方向の光度を表している。配光曲線Ｄはθ＝−９０°が−Ｙ方向で後方側の出射を、θ＝９０°が＋Ｙ方向で前方側の配光分布を表している。
【００２０】
本実施において、全出射光束、及び後方出射光束は、大塚電子株式会社製LED配光測定システムGP-1000LOを用いて、照明装置の出射面から出射される光の配光分布曲線を測定して算出した。
本実施の照明装置は、当該後方出射比率が１７％未満であり、出射面前方への光の出射割合が高く、後方への出射が抑制できる。
以下、このような照明装置のより具体的な実施形態について説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１に戻り、第１実施形態の照明装置について説明する。第１実施形態の照明装置１００は、導光板１０と、前記導光板１０の底面１１側に配置された反射シート３０と、前記導光板１０の入光端面１３に配置された光源４０とを備える。導光板１０は、底面１１と、当該底面１１に対向する出射面１２と、入光端面１３となる側面を有する略直方体形状である。第１実施形態では、導光板１０の底面１１が鏡面反射性の偏向パターン２０を有しており、当該偏向パターン２０は、本実施形態において入光端面１３と平行な凹条２１で構成されている。第１実施形態では凹条２１の断面は、頂角φが１２０°＜φ＜１４０°を満たすＶ字型の凹条である。一方、導光板１０の出射面１２に入光端面１３と直交し断面がレンチキュラーレンズ状の凸条２２を有する。また、第１実施形態の照明装置においては、反射シートの鏡面反射率が６０％より大きい。このような第１実施形態によれば、後方出射光束の比率（以下、後方出射比率ということがある）が１７％未満で、比較的出射角の小さい範囲が明るい照明装置（低出射角タイプの照明装置ということがある）を得ることができる。
以下、各構成の詳細について説明する。
【００２２】
本実施形態において導光板１０の底面１１に設けられる偏向パターン２０は、断面の頂角φが１２０°＜φ＜１４０°を満たすＶ字型の凹条２１を有するものであり、当該凹条２１の斜面等において鏡面反射によって光を偏向させるものである。すなわち凹条２１の斜面は光が鏡面反射するような滑らかな面である。本実施形態において凹条２１は、入光端面１３に平行、即ち導光方向に対して直交する。そのため、光源から入射した光は、凹条２１の斜面において鏡面反射する。
例えば白色ドット等を用いた拡散反射による偏向パターンが知られているが、当該拡散反射による偏向パターンによれば等方的に拡散するため後方への出射光も多くなる（後述の比較例７）。本実施形態では、鏡面反射による偏向パターンであるため、後方出射比率を低下することができる。
【００２３】
図４は凹条２１の断面の一例を示す模式的な断面図である。図４に示される凹条２１の輪郭線において上底Ｂｕは凹条２１の最も深い部分を表す。上底Ｂｕの幅は適宜設計できる。上底Ｂｕは曲面になっていてもよいし、幅は０でもよい。図４に示す凹条２１の輪郭線において側部Ｌａ１及びＬａ２は凹条２１の斜面を表す。
上底Ｂｕの幅が０より大きい場合は、輪郭線は上底Ｂｕ、下底Ｂｌ及び脚を成す側部Ｌａ１及び２からなる台形であってもよい。台形は左右対称な台形すなわち等脚台形であってもよい。上底Ｂｕの幅は好ましくは５〜５０μｍである。
また、上底Ｂｕの幅が０である場合は、輪郭線は下底Ｂｌ及び側部Ｌａ１及びＬａ２からなる三角形であってもよい。三角形は左右対称な三角形すなわち下底Ｂｌを底辺とする二等辺三角形であってもよい。
【００２４】
なお本実施形態において輪郭線が台形又は三角形を成しているとは、輪郭線が上底Ｂｕや側部Ｌａ１及びＬａ２が厳密に直線で構成されているものに限定するものではない。すなわち側部Ｌａ１及びＬａ２は曲線で構成されていてもよい。上底Ｂｕもまた曲線で構成されていてもよい。台形は、台形の側部の成す脚が曲線に置き換えられた図形に置き換えてもよい。三角形は、三角形の側部の成す辺が曲線に置き換えられた図形に置き換えてもよい。
【００２５】
図４において、側部Ｌａ１と側部Ｌａ２とのなす角を頂角φとする。本実施形態においては、頂角φが１２０°＜φ＜１４０°を満たす。頂角φが当該範囲内であることにより、後方出射比率を低下することができる。
【００２６】
下底Ｂｌから上底Ｂｕまでの距離、即ち、凹条２１の高さをＶＨとする。また導光板の底面から出射面までの厚さをＴとする。このとき、下記（数式１）で表されるρ１が、ρ１＜１０を満たすことが、後方出射比率を低下できる点で好ましい。なお、ρ１は、凹条２１の断面が二等辺三角形の場合において、導光板の厚さＴに対する側部Ｌａ１の長さの比に相当する指標である。ρ１が１０以上になってくると、導光板内部を伝搬する光の拡散が弱まり、類似した経路で出射する確率が高くなる。その結果、出射面から出射する光の配光分布に凹凸が生じて照度分布に局所的な明暗模様等の不良が発生する。
【００２７】
【数４】
2020042924.tif 000006
【００２８】
鏡面反射性の偏向パターン２０を構成する凹条２１は通常、複数有する。凹条２１間の間隔は特に限定されないが、例えば、０．０２〜２ｍｍの範囲で適宜設定することができ、点灯したとき、外観上、偏向パターンが見えにくくなる点から、０．０５〜１．５ｍｍとすること好ましい。
複数ある凹条２１は、同一形状であってもよく、頂角φが上記を満たす範囲で異なっていてもよいが、出射光の均一性の点から同一形状であることが好ましい。
【００２９】
第１実施形態において、導光板１０の出射面１２は、入光端面１３（即ち凹条２１）と直交し断面がレンチキュラーレンズ状の凸条２２を有する。凸条２２は通常、複数設けられている。これらの凸条は互いに並行する。並行する凸条同士の間には平面が設けられていてもよい。凸条２２は導光板１０の中央部と一体に成形されたものでもよい。導光板１０の中央部に対して別体として取り付けられたものでもよい。凸条２２の中心軸は直線であることが好ましい。
【００３０】
凸条２２の高さは１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍとすることができる。複数ある凸条２２の高さは互いに同一であっても、異なっていてもよい。凸条２２間の中心間隔は４０〜３００μｍとすることが好ましい。凸条２２の高さも含む導光板１０の厚さＴは１〜５ｍｍが好ましく、２〜４ｍｍがさらに好ましい。
【００３１】
凸条２２の断面は、レンチキュラーレンズ状であり、円弧状、楕円弧上、放物線状などレンチキュラーレンズとして公知の形状の中から適宜選択することができる。図５に凸条の断面の一例を示す模式的な断面図を示す。図５の例は、凸条２２の断面が円弧状である。
図５に示すように凸条２２において円弧６１の半径をＲａとする。さらに円弧６１の頂点から弦までの距離、すなわち正矢（versed sine）をＶｓとする。このとき、アスペクト比は式：（Ｖｓ／２Ｒａ）×１００（％）で表される。
凸条２２のアスペクト比は１０％より大きく、３０％以下とすることができる。アスペクト比は２０％が好ましい。円弧６１上の任意の点において、接線が基準平面（Ｘ−Ｙ平面）に対してなす角度は０〜８５°、好ましくは０〜８０°、加工性の観点から、より好ましくは０〜５５°とすることができる。
【００３２】
導光板１０は、入光端面１３となる側面と対向する側面１４に対して、これと対向する部材に光を吸収する部材を配置してもよいし、直接側面１４に光を吸収する部材を塗布してもよい。これにより、後方出射比率をより低下することができる。光を吸収する部材としては、公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、公知の光吸収シートを貼付してもよく、黒色塗料を用いて側面１４上に塗膜を形成してもよい。側面１４に対して対向するように光吸収シートを設置してもよい。
また、導光板１０は、入光端面となる側面と対向する側面１４の断面形状を、半球状、又は三角形状としてもよい。光源４０から入光端面１３を透過して、導光板１０の内部に入った光には、底面１１または出射面１２と極めて平行に進行する光がある。この光が側面１４に達した場合、側面１４の断面形状を、半球状、又は三角形状としていると、ここから出射した光は分散されて導光板から出射されるため、ギラツキが緩和される。また、側面１４と対向して光を吸収する部材が配置されている場合には、より広い範囲で光を吸収できるため、後方への出射がより抑制できる点で好ましい。さらに、側面１４の先に光だまりとなる空間を設けるとさらに効果的である。
【００３３】
第１実施形態の照明装置１００においては、導光板１０の底面１１側に鏡面反射率が６０％より大きい反射シート３０が配置される。鏡面反射率の高い反射シートを用いることにより、後方出射比率を低下することができる。このことについて図６を参照して説明する。
【００３４】
図６において、（Ａ）は鏡面反射性の反射シートを用いた場合における光路の一例を示す模式的な平面図であり、（Ｂ）は拡散反射性の反射シートを用いた場合における光路の一例を示す模式的な平面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）は、底面側に頂角が１３０°の凹条２１を有する点で共通する。なお、図６（Ａ）が本実施形態の照明装置に対応する。
図６（Ａ）、及び（Ｂ）に共通して、導光板１０内の光の一部は、凹状の斜面を透過して反射シート３０に到達する。図６（Ｂ）に示されるとおり、現状、広く用いられている拡散反射性の反射シートを用いた場合には、当該反射シート３０に到達した光は拡散反射して、種々の光路をとる。そして一部の光は後方に出射される。
一方、図６（Ａ）に示されるとおり、鏡面反射性の反射シートを用いた場合には、当該反射シート３０に到達した光は鏡面反射して、大部分が前方（＋Ｙ方向に）に光路をとる。その結果、後方に出射する光が抑制され、後方出射比率を低下することができる。
【００３５】
第１実施形態の照明装置においては、鏡面反射率が６０％より大きい反射シートを用いることにより、後方出射比率を１７％未満に抑制できる。
ここで、本実施において鏡面反射率は以下のように定義する。対象となる反射シートに特定の角度で入射光を照射し、正反射光から２．５°以上逸れた反射光を拡散反射光、正反射光から２．５°未満の反射光を鏡面反射光とする。
入射光の光束Φｔ（ｌｍ）と、鏡面反射光の光束Φｓ（ｌｍ）との比（Φｓ／Φｔ）を鏡面反射率と定義する。また、入射光の光束Φｔ（ｌｍ）と、拡散反射光の光束Φｄ（ｌｍ））との比（Φｄ／Φｔ）と拡散反射率と定義する。
鏡面反射光及び拡散反射光の光束は、積分球ユニットを備えた紫外可視近赤外分光光度計（日本分光株式会社  Ｖ−７７０、付属装置  大型積分球ユニットILN-925）を用い、波長３８０〜７８０ｎｍの光を用いて測定することができる。
【００３６】
第１実施形態の照明装置は、導光板１０の一側面を入光端面１３とし、当該入光端面に光源４０を備える。光源４０は、例えば、一定間隔で列を成す点光源を備える光源ユニットとなっている。光源ユニットは入光端面１３と対向する。本実施形態において点光源は、ＬＥＤが好ましい。
【００３７】
＜第２実施形態＞
次に、図２を参照して、第２実施形態の照明装置について説明する。第２実施形態の照明装置２００は、導光板１０と、前記導光板１０の底面１１側に配置された反射シート３０と、前記導光板１０の入光端面１３に配置された光源４０とを備える。導光板１０は、底面１１と、当該底面１１に対向する出射面１２と、入光端面１３となる側面を有する略直方体形状である。第２実施形態では、導光板１０の出射面１２が鏡面反射性の偏向パターン２０を有しており、当該偏向パターン２０は、本実施形態において入光端面１３と平行な凹条２１により構成されている。第２実施形態では凹条２１の断面は、頂角φが１２５°＜φ＜１６０°を満たすＶ字型の凹条である。一方、導光板１０の底面１１に入光端面１３と直交し断面がレンチキュラーレンズ状の凸条２２を有する。また、第２実施形態の照明装置においては、反射シートの鏡面反射率が７０％より大きい。このような第２実施形態によれば、後方出射比率が１７％未満で、比較的出射角の大きい範囲が明るい照明装置（高出射角タイプの照明装置ということがある）を得ることができる。
以下、各構成の詳細について説明するが、前記第１実施形態と共通する部分については、ここでの説明は省略する。
【００３８】
本実施形態において導光板１０の出射面１２に設けられる鏡面反射性の偏向パターン２０は、頂角φが１２５°＜φ＜１６０°を満たすＶ字型の凹条２１を有するものであり、当該凹条２１の斜面等において鏡面反射によって光を偏向させるものである。すなわち凹条２１の斜面は光が鏡面反射するような滑らかな面である。
本実施形態において凹条２１は、入光端面１３に平行であるか、又は、入光端面１３と平行な基準線を有して蛇行する。
【００３９】
本実施形態において、凹条２１が入光端面１３に平行な直線である場合、当該凹条２１は、頂角φの範囲を除き、前記第１実施形態における凹条２１と同様である。
【００４０】
図７を参照して、鏡面反射性の偏向パターン２０が蛇行する凹条２１を有する場合について説明する。図７は、＋Ｚ方向から見た出射面の模式的な平面図である。図７において凹条２１は、凹条の溝の中心２３ａ−ｄで示している。また、当該溝の中心２３ａ−ｄにそれぞれ対応する基準線２４ａ−ｄを示す。基準線２４ａ−ｄは各々直線であり、互いに並行する。また溝の中心２３ａ−ｄは互いに交差することなく並行する。
【００４１】
図７に示すように＋Ｚ方向からの平面視で、溝の中心２３ａ−ｄは滑らかに蛇行している。溝の中心２３ａ−ｄの形状は、＋Ｚ方向からの平面視で正弦曲線でもよく、円弧の組み合わせであってもよい。蛇行は繰り返しパターンとなっていることが好ましい。蛇行パターンが繰り返しパターンの場合、繰返し周期Ｐ、及び基準線からの最大距離である振幅Ａが定義される。
本実施形態においては、Ｍ＝Ａ／Ｐで表されるＭが１未満であることが、後方出射比率を低下できる点から好ましい。
【００４２】
溝の中心２３ａ−ｄの間で蛇行の位相は一致していてもよく、互いに不規則にずれていてもよい。図中では蛇行の位相は一致している。隣り合う溝のベースライン間の間隔は０．０２〜２ｍｍが好ましく、０．０５〜１．５ｍｍがさらに好ましい。
【００４３】
凹条２１の断面形状は、頂角φの範囲を除き、第１実施形態における凹条と同様のものとすることができる。
【００４４】
本実施形態においては、前記導光板の厚さをＴとし、前記偏向パターンが有する凹条の断面の高さをＶＨとしたときに、下記（数式２）又は（数式３）で表されるρ２が、ρ２＜２．６を満たすことが後方出射比率を低下する点で好ましい。
【００４５】
【数５】
2020042924.tif 000007
【００４６】
【数６】
2020042924.tif 000008
【００４７】
第２実施形態において、導光板１０の底面１１は、入光端面１３（即ち凹条２１又は凹条２１の基準線）と直交し断面がレンチキュラーレンズ状の凸条２２を有する。本実施形態における凸条２２の形状等は、前記第１実施形態におけるものと同様のものとすることができる。
【００４８】
第２実施形態において、導光板１０の入光端面となる側面と対向する側面１４の構成は、前記第１実施形態と同様とすることができる。
【００４９】
第２実施形態の照明装置２００においては、導光板１０の底面１１側に鏡面反射率が７０％より大きい反射シート３０が配置される。鏡面反射率が７０％より大きい反射シートを用いることにより、後方出射比率を１７％未満に抑制できる。
【００５０】
第２実施形態の照明装置は、導光板１０の一側面を入光端面１３とし、当該入光端面に光源４０を備える。光源４０は、前記第１実施形態と同様のものを用いることができる。
【００５１】
上述する第１実施形態及び第２実施形態の照明装置は、いずれも後方出射比率が１７％未満に抑制され、前方への異方性の高い光を照射することが可能である。
一方、第１実施形態の照明装置と、第２実施形態の照明装置は、配光分布の特徴に違いが見られる。
具体的には、第１実施形態の照明装置は、下記数式４で定義されるλが、λ＜３５となる。一方、第２実施形態の照明装置は、λ≧３５となる。即ち、第１実施形態の照明装置は、低出射角タイプの照明装置であり、天井面に配置した場合、直下よりもやや前方を明るく照らす照明装置となる。また、第２実施形態の照明装置は、高出射角タイプの照明装置であり、天井面に配置した場合、第１実施形態の照明装置よりもさらに前方を明るく照らす照明装置となる。
【００５２】
【数７】
2020042924.tif 000009
ここで、前方とは上記した通り０°≦ψ＜１８０°の方向である。
【００５３】
本発明に係る照明装置は、出射面前方への光の出射割合が高く、後方への出射が抑制できる照明装置であるため、例えば、壁面を照らすウォールウォッシャー照明、手元を照らすデスクライト、足元を照らす足元灯や、スポットライトなどの用途に用いることができる。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例を用いてより詳細に説明する。なお本発明は、下記実施例に限定されるものではない。
【００５５】
＜実施例１＞
図１に示される照明装置を準備した。導光板１０の寸法は、１６０ｍｍ×１５６ｍｍ×３ｍｍ（厚み）とした。導光板の出射面１２の周縁部はフレームで覆われており、有効発光領域は１３６ｍｍ×１３６ｍｍである。導光板１０の１６０ｍｍ辺を有する側面の一方を入光端面１３とした。
実施例１では、導光板１０の出射面１２にアスペクト比２０％のレンチキュラーレンズが入光端面１３に対して直交する方向に設けられている。レンチキュラーレンズの高さは１２．５μｍ、幅は５０μｍ、ピッチは５１μｍである。
導光板１０の底面１１は、頂角φが１３０°、断面の高さＶＨが７μｍの直線状の凹条が入光端面に対して平行に複数設けられた鏡面反射性の偏向パターンを有している。
導光板１０の底面側には、反射シート３０が設けられている。実施例１では鏡面反射率（Ｋｓ）が９５％、拡散反射率（Kｄ）が２％の反射シート（恵和株式会社製レイラ―ND3）を用いた。
実施例１では、導光板の入光端面と対向する側面１４にもリフレクター（恵和株式会社製レイラ―ND3（鏡面反射率９５％、拡散反射率２％）を配置した。
入光端面１３側には光源４０を配置した。光源４０は３ｍｍ×３ｍｍのＬＥＤチップを用いた点光源群であり、導光板１０の厚み方向の中央部に配置した。
【００５６】
＜実施例２＞
図２に示される照明装置を準備した。実施例２では、導光板１０の底面１１にアスペクト比２０％のレンチキュラーレンズが入光端面１３に対して直交する方向に凸条に設けられている。
導光板１０の出射面１２は、頂角φが１５０°、断面の高さをＶＨが７μｍの直線状の凹条が入光端面１３に対して平行に複数設けられた鏡面反射性の偏向パターンを有している。
実施例２では、導光板の入光端面と対向する側面１４に対向して、拡散反射性を有する樹脂シート（古川電工製MC-PET）を配置した。当該シートの鏡面反射率は２.７％、拡散反射率は９７％である。
その他の構成は実施例１と同様として、実施例２の照明装置を準備した。
【００５７】
＜実施例３＞
図２に示される照明装置を準備した。導光板１０の出射面１２は、頂角φが１５０°、断面の高さをＶＨが７μｍの蛇行した凹条が複数設けられた鏡面反射性の偏向パターンを有している。蛇行パターンの周期Ｐは０．５ｍｍ、振幅Ａは７０μｍである。当該偏向パターン以外は実施例２と同様にして、実施例３の照明装置を準備した。
【００５８】
＜実施例４〜５＞
実施例３において、凹条の頂角φを１４０°、１３０°に各々変更した以外は、実施例３と同様である、実施例４及び５の照明装置を準備した。
【００５９】
＜実施例６＞
導光板の底面が、レンチキュラーレンズを有しない鏡面であること以外は、実施例３と同様である、実施例６の照明装置を準備した。
【００６０】
＜実施例７＞
導光板の出射面が、レンチキュラーレンズを有しない鏡面であること以外は、実施例１と同様である、実施例７の照明装置を準備した。
【００６１】
＜実施例８＞
導光板の入光端面と対向する側面１４に吸収剤（艶消し塗料の塗膜）を配置した以外は、実施例３と同様である、実施例８の照明装置を準備した。
【００６２】
＜比較例１＞
実施例１の反射シートを拡散反射性の反射シートに変更した以外は、実施例１と同様である、比較例１の照明装置を準備した。反射シートは東レ株式会社製：型番Ｅ６ＳＬを用いた。当該反射シートは、鏡面反射率が３％、拡散反射率が９５％である。
【００６３】
＜比較例２＞
比較例１において、凹条の頂角φを１５０°に変更した以外は、比較例１と同様である、比較例２の照明装置を準備した。
【００６４】
＜比較例３＞
実施例２の反射シートを拡散反射性の反射シートに変更した以外は、実施例２と同様である、比較例３の照明装置を準備した。反射シートは東レ株式会社製：型番Ｅ６ＳＬを用いた。
【００６５】
＜比較例４＞
導光板の入光端面と対向する側面１４に吸収剤を配置した以外は、比較例３と同様である、比較例４の照明装置を準備した。
【００６６】
＜比較例５＞
実施例３の反射シートを拡散反射性の反射シートに変更した以外は、実施例３と同様である、比較例５の照明装置を準備した。
【００６７】
＜比較例６＞
実施例５の反射シートを拡散反射性の反射シートに変更した以外は、実施例５と同様である、比較例６の照明装置を準備した。
【００６８】
＜比較例７＞
導光板として、出射面が鏡面で、底面には白色の印刷ドットが施された拡散反射性の偏向パターンを備えるものを使用した。その他の構成は、実施例２と同様である、比較例７の照明装置を準備した。
【００６９】
［評価］
大塚電子株式会社製LED配光測定システムGP-1000LOを用いて、照明装置の出射面から出射される光の配光分布曲線を測定し、全出射光束、後方出射比率、前記数式４で定義されるλ、０°（出射面の法線方向）の光度と最大光度との比率（０°光度／最大光度）を算出した。これらの結果及び配光分布を表１〜４に示す。
【００７０】
（後方出射比率の評価基準）
○：後方出射比率が１７％未満であった。
×：後方出射比率が１７％以上であった。
【００７１】
（照度分布の評価基準）
○：配光分布に問題がなく、被照射面に明暗スジが観察されなかった。
×：配光分布にやや不規則な変化が見られた、又は、被照射面に明暗スジが観察された。
【００７２】
【表１】
2020042924.tif 000010
【００７３】
【表２】
2020042924.tif 000011
【００７４】
【表３】
2020042924.tif 000012
【００７５】
【表４】
2020042924.tif 000013
【００７６】
［実施例１〜８、比較例１〜７のまとめ］
図８には、実施例３及び比較例５の構成にて照明装置を点灯させて、後方４５°から観察した写真を示す。当該写真から明らかな通り、本実施形態の照明装置は後方出射が顕著に抑制されている。
また、図１２には、実施例３および比較例５の照明装置を高さ２．８ｍの天井面に直付け設置して点灯させたときの壁面および床面の照度分布を示す。図１３はその時の床面照度の等高線図である。比較例５の直下照度を１００としたときの比照度で示している。比較例５の照明装置では、照明装置が設置されている直下位置から後方にかけて照度が高くなっているが、実施例３の照明装置では、照明装置直下からすでに照度が抑制できており後方への出射による照度アップも見られなかった。さらに、実施例３の照明装置ではこれまで後方へ出射していたエネルギーが前方に転化されたため、前方への照度がかなり上昇できていることがわかる。表１〜２に示されるように実施例１〜８の照明装置は、いずれも後方出射比率が１７％未満であり、照度分布も良好であった。
拡散反射シートを用いた比較例１〜６の照明装置は、いずれも後方出射比率が１７％を超えており、後方への出射が抑制されなかった。また、偏向パターンとして拡散反射性の印刷ドットを用いた比較例７の照明装置では、配光分布が一様となり、光学的な異方性は得られなかった。
【００７７】
＜反射シートの鏡面反射性に関する検討＞
鏡面反射比率の異なる反射シートを用いて、本実施形態に適用可能な反射シートの鏡面反射率について検討をおこなった。以下説明する。
【００７８】
（実験例１）
前記実施例１の照明装置において、反射シートを鏡面反射率が８０％、７０％、６０％及び５０％のものに変更して、前記実施例と同様に光束の測定を行った。結果を表５に示す。なお、比較のため表５には実施例１の結果を掲載している。
【００７９】
【表５】
2020042924.tif 000014
【００８０】
表５に示されるように、第１実施形態の照明装置においては、鏡面反射率６０％より大きい反射シートを用いることにより、後方出射比率が１７％未満の照明装置を得ることができることが明らかとなった。
【００８１】
（実験例２）
前記実施例２の照明装置において、反射シートを鏡面反射率が８０％、７０％、６０％及び５０％のものに変更して、前記実施例と同様に光束の測定を行った。結果を表６に示す。なお、比較のため表６には実施例２の結果を掲載している。
【００８２】
【表６】
2020042924.tif 000015
【００８３】
（実験例３）
前記実施例３の照明装置において、反射シートを鏡面反射率が８０％、７０％、６０％及び５０％のものに変更して、前記実施例と同様に光束の測定を行った。結果を表６に示す。なお、比較のため表７には実施例３の結果を掲載している。
【００８４】
【表７】
2020042924.tif 000016
【００８５】
表６及び表７に示されるように、第２実施形態の照明装置においては、鏡面反射率７０％より大きい反射シートを用いることにより、後方出射比率が１７％未満の照明装置を得ることができることが明らかとなった。
【００８６】
＜凹条の形状に関する検討＞
（実験例４）
前記実施例１の照明装置において、凹条の断面の高さＶＨを変更して、前記実施例と同様に光束の測定を行った。結果を表８に示す。なお、比較のため表８には実施例１の結果を掲載している。
【００８７】
【表８】
2020042924.tif 000017
【００８８】
表８に示されるように、導光板の厚みに対して凹状の断面の高さＶＨの比率を高くしても、後方出射比率は１７％未満を達成することはできるが、ρ２が１０を超えると、配光分布に局所的なピークが発生して、被照射面に照度ムラが発生した。
【００８９】
（実験例５）
前記実施例２の照明装置において、凹条の断面の高さＶＨを変更して、前記実施例と同様に光束の測定を行った。結果を表９に示す。なお、比較のため表９には実施例２の結果を掲載している。
【００９０】
【表９】
2020042924.tif 000018
【００９１】
表９に示されるように、導光板の厚みに対して凹状の断面の高さＶＨの比率を高くして、ρ２が２．６を超えてくると、配光分布に局所的なピークが生じ、被照射面にも明暗スジが発生した。
【００９２】
（実験例６）
前記実施例３の照明装置において、凹条の断面の高さＶＨ及び頂角φを変更して、前記実施例と同様に光束の測定を行った。結果を表１０に示す。なお、比較のため表１０には実施例３の結果を掲載している。
【００９３】
【表１０】
2020042924.tif 000019
【００９４】
表１０に示されるように、導光板の厚みに対して凹状の断面の高さＶＨの比率を高くするにつれて配光分布のピークが２つに分かれる傾向が見られた。
【００９５】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１０  導光板、  １１  底面１１  出射面、  １３  入光端面、  １４  側面、２０  偏向パターン、  ２１  凹条、  ２２  凸条、  ２３ａ−ｄ  凹条の溝の中心、  ２４ａ−ｄ  基準線、  ３０  反射シート、  ４０  光源、  ５１  光路、  ５２  出射光、  ５２ａ  前方出射光、  ５２ｂ  後方出射光、  ５３  出射光束、  ５４  出射位置、  ５５  出射角度αの光が通過する面、  ５６  出射光のＹ−Ｚ平面への写像、  ５７  出射光のＸ−Ｙ平面への写像、  １００  照明装置、  ２００  照明装置
【図１】
2020042924.tif 000023
【図２】
2020042924.tif 000024
【図３】
2020042924.tif 000025
【図４】
2020042924.tif 000026
【図５】
2020042924.tif 000027
【図６】
2020042924.tif 000028
【図７】
2020042924.tif 000029
【図８】
2020042924.tif 000030
【図９】
2020042924.tif 000031
【図１０】
2020042924.tif 000032
【図１１】
2020042924.tif 000033
【図１２】
2020042924.tif 000034
【図１３】
2020042924.tif 000035