(57)【要約】【課題】光源と導光板とを器具本体で収納し器具本体の開口から光を出射させる構成において、光の取り出し効率の低下を抑制できる照明装置を提供することである。【解決手段】照明装置１０は、第１主面１４に光取り出し構造が設けられた導光板１２と、導光板の端面から、導光板に光を入射させる光源３０と、光源及び導光板の端面を覆う半透過反射部材３６と、光源、導光板、及び半透過反射部材を収納し、導光板から出射した光が出射する開口２１を有する器具本体２０とを含む。光源は、導光板よりも器具本体の側面部２２ａ近くに設置されており、半透過反射部材または器具本体における、光源から見て器具本体の側面部２２ａ側の部分に、不透過反射部材５０等の不透過反射部が配置される。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面に光取り出し構造が設けられた導光板と、
前記導光板の端面から、前記導光板に光を入射させる光源と、
前記光源及び前記端面を覆う半透過反射部材と、
前記光源、前記導光板、及び前記半透過反射部材を収納し、前記導光板から出射した光が出射する開口を有する器具本体と、を備え、
前記光源は、前記導光板よりも前記器具本体の側面部近くに設置されており、
前記半透過反射部材または前記器具本体における、前記光源から見て前記器具本体の前記側面部側の部分に、不透過反射部が配置される、
照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記器具本体における、前記光源から見て前記器具本体の前記側面部側の部分として、前記側面部の少なくとも前記開口よりも前記光源側の一部に、不透過反射部が配置される、
照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から導光板を用いて照明する照明装置において、導光板の第１主面に凸部や凹部のプリズム等の光取出し構造を形成し、導光板の端面から光源によって光を導光板に入射させる構造が知られている。この構造では、導光板の第１主面と反対側の第２主面から光が出射される。また、従来から、光源から発した光を反射部材で反射させてから導光板に入射させることが考えられる。
【０００３】
特許文献１には、照明装置において、光源から発した光を曲面ミラー要素で偏向させてから導光板に入射させる構成が記載されている。曲面ミラー要素の光源とは反対側には反射膜が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−５０１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、光源から発した光を反射膜等の反射部材で反射させてから導光板に入射させることが考えられる。この場合に、光源と導光板とを収納し、導光板から出射した光が出射する開口を有する器具本体を設けるとともに、光源からの光を開口から出射させるために、光源と導光板の端面とを覆う反射部材に半透過反射部材を用いる場合がある。この場合に、器具本体の側面部近くに配置された光源からの光の一部が、半透過反射部材を透過して器具本体の側面部に向かう場合がある。このとき、この側面部での拡散反射や、低い反射率での反射により、光の取り出し効率が低下する可能性がある。また、半透過反射部材の内部での多重反射によって損失が大きくなり、光の取り出し効率が低下する可能性もある。
【０００６】
本開示の目的は、光源と導光板とを器具本体で収納し器具本体の開口から光を出射させる構成において、光の取り出し効率の低下を抑制できる照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る照明装置は、第１主面に光取り出し構造が設けられた導光板と、導光板の端面から、導光板に光を入射させる光源と、光源及び端面を覆う半透過反射部材と、光源、導光板、及び半透過反射部材を収納し、導光板から出射した光が出射する開口を有する器具本体と、を備え、光源は、導光板よりも器具本体の側面部近くに設置されており、半透過反射部材または器具本体における、光源から見て器具本体の側面部側の部分に、不透過反射部が配置される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る照明装置によれば、半透過反射部材または器具本体における、光源から見て器具本体の側面部側の部分に不透過反射部が配置される。これにより、光源と導光板とを器具本体で収納し器具本体の開口から光を出射させる構成において、光の取り出し効率の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】実施形態の照明装置の一部を示す断面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＡ部拡大図である。
【図２】比較例の照明装置において、図１Ｂに対応する図である。
【図３】実施形態の別例の照明装置において、図１Ｂに対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本開示に係る照明装置の実施形態について詳細に説明する。実施形態の説明で参照する図面は模式的に記載されたものであるから、各構成要素の寸法比率などは以下の説明を参酌して判断されるべきである。以下の説明において、具体的な形状、材料、数量等は、本開示の理解を容易にするための例示であって、照明装置の仕様に合わせて適宜変更することができる。また、以下で説明する複数の実施形態の各構成要素を選択的に組み合わせることは当初から想定されている。以下では、すべての図面において同様の要素には同一の符号を付して説明する。
【００１１】
（照明装置の構造）
図１Ａは、実施形態の照明装置１０の一部を示す断面図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ部拡大図である。照明装置１０は、導光板１２と、器具本体２０と、光源３０と、半透過反射部材３６と、不透過反射部材５０とを含んで構成される。照明装置１０は、導光板１２の第２主面１５側（図１Ａの上面側）から光を出射させて、器具本体２０の開口２１より外側（図１Ａの上側）を照明する。不透過反射部材５０は不透過反射部に相当する。
【００１２】
導光板１２は、６つの面を有し、所定厚みを有する矩形の薄板状の部材である。導光板１２は、内部に入射された光を導光させて出射する。導光板１２は、例えばポリカーボネート、アクリル等の透光性を有する樹脂材料により形成される。導光板１２の６つの面は、入射端面１３と、入射端面１３に対し略垂直な２つの面であり、厚み方向(図１Ａの上下方向)における両側面の第１主面１４及び第２主面１５とを有する。第２主面１５は、第１主面１４の反対側に配置される。入射端面１３は、光源３０からの光が入射する平面である。
【００１３】
第１主面１４には、光取り出し構造として、複数の凹形状のプリズム１７がドット状に形成されることで、複数のプリズム１７が設けられる。複数のプリズム１７は、第１主面１４の面方向に沿い互いに直交する第１方向（図１Ａの左右方向）及び第２方向（図１Ａの紙面の表裏方向）に分散して配置される。
【００１４】
プリズム１７は、例えば導光板１２の内部に窪むように形成された断面円形の円錐面の凹部である。複数のプリズム１７は、形状及び大きさが略同じである。各プリズム１７は、断面楕円形の楕円錐面の凹部、四角錐状の凹部等としてもよい。また、各プリズムは、凹形状に限定するものではなく、凸形状としてもよく、また、複数のプリズムは、ドット状に限定するものではなく、溝形状や、直線方向に稜線が延びる山形状としてもよい。また、光取り出し構造として、第１主面１４に複数の反射材が貼り付けられてもよい。
【００１５】
器具本体２０は、開口を有する箱状であり、筒状の壁部２２と、壁部２２の一端（図１Ａの下端）を塞ぐ底板部２３とを含んで構成される。器具本体２０は、例えば金属により形成される。図１Ａでは、壁部２２のうち、第１方向（図１Ａの左右方向）の一端部の壁部２２のみを示しているが、実際には第１方向の他端部にも壁部が配置される。器具本体２０の底板部２３と反対側には開口２１が形成される。開口２１からは、導光板１２から出射した光が外側に出射される。
【００１６】
器具本体２０は、導光板１２と、後述の光源３０及び半透過反射部材３６を収納し、導光板１２、光源３０及び半透過反射部材３６が固定される。導光板１２は、底板部２３の内側面に高反射シート２８を介して配置される。このとき、高反射シート２８には、導光板１２の第１主面１４が対面する。高反射シート２８は、第１主面１４から漏れ出た光を反射させて、第１主面１４に再入射させる。第１主面１４と高反射シート２８の間には、少なくとも光学的な微小厚みを有する空気層がある。空気層の厚みは、例えば、数μｍから数１０μｍのオーダである。空気層は、光学的な微小厚みを有する面からは、数ｎｍのオーダより大きい厚みが必要である。これにより、導光板１２の内部に導光された光を、第１主面１４のプリズム１７以外の部分で極めて高い反射率の全反射で反射させやすくなる。なお、第１主面１４に高反射シート２８を光学的に密着させることもできる。器具本体２０には、光源３０に電力を供給するための電源回路（図示せず）が取り付けられる。
【００１７】
光源３０は、器具本体２０の底板部２３において、導光板１２よりも器具本体２０の壁部２２の側面部２２ａ近くに設置された基板３２と、基板３２の外側面（図１Ａの上側面）の、長手方向(図１Ａの紙面の表裏方向)の複数位置に取り付けられた複数のＬＥＤ素子３４とを有する。図１Ａ、図１ＢではＬＥＤ素子３４を矩形で示している。基板３２は、導光板１２と略平行に配置される。
【００１８】
複数のＬＥＤ素子３４は、器具本体２０の開口２１側（図１Ａの上側）に向けて光を出射し、後述の半透過反射部材３６で反射された光を、導光板１２の入射端面１３から導光板１２に入射させる。図１Ａ、図１Ｂでは、Ａ１、Ａ２・・・Ａ６により、光源３０から出射された光線を示している。図１Ａ、図１Ｂでは、導光板１２の内部に導光される光線の図示を省略する。
【００１９】
ＬＥＤ素子３４は、例えばＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）型である。ＳＭＤ型のＬＥＤ素子とは、樹脂成形されたキャビティの中にＬＥＤチップ（発光素子）が実装され、その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。ＬＥＤ素子３４は、電源部に、半導体スイッチ等のスイッチ部(図示せず)を介して接続され、そのスイッチ部のオンオフ状態が制御部(図示せず)により制御される。これにより、ＬＥＤ素子３４は、点灯及び消灯の切換が行われる。なお、ＬＥＤ素子３４は、制御部により制御されて調光調色が行われてもよい。
【００２０】
光源３０は、このような構成に限定されるものではなく、基板上にＬＥＤチップが直接的に実装されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）型の発光モジュールが用いられてもよい。また、光源は、ＬＥＤ素子を有する構成に限定するものではなく、例えば、半導体レーザ等の半導体発光素子、または、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）や無機ＥＬ等のＥＬ素子等を有してもよい。
【００２１】
半透過反射部材３６は、器具本体２０の内側で光源３０と、導光板１２の入射端面１３とを覆っている。半透過反射部材３６は、例えばアクリル樹脂に拡散粒子を含有させることで形成され、入射光の一部を透過し、残りの光を反射させる。また、半透過反射部材３６は、ハーフミラーとしてもよい。ハーフミラーは、例えば、ガラスやアクリル樹脂、ポリアセタール樹脂等の光透過性樹脂材料の表面に対して、透過率が例えば５０％となるようにアルミニウムなどの金属を蒸着することで形成される。ハーフミラーの透過率は５０％以外としてもよい。半透過反射部材３６は、上記に限定するものではなく、入射光の一部を透過し、残りの光を反射するものであればよい。
【００２２】
半透過反射部材３６は、光源３０側が窪むように断面円弧形に湾曲した第１曲面部３７と、第１曲面部３７の側面部２２ａ近くに配置され、段差部を介して第１曲面部３７よりＬＥＤ素子３４から離れて配置される第２曲面部３９とを有する。第２曲面部３９も、第１曲面部３７と同様に、光源３０側が窪むように断面円弧形に湾曲している。第２曲面部３９の底板部２３側端部には、側面部２２ａ側に段付フランジ部４０が形成される。器具本体２０の側面部２２ａからは板部２２ｂが内側に突出する。この板部２２ｂと段付フランジ部４０の側面部２２ａ側部分と、後述する不透過反射部材５０とにボルト４４が貫通され、そのボルト４４の先端部が器具本体２０の底板部２３に形成されたネジ孔（図示せず）に結合されることで、器具本体２０に半透過反射部材３６が不透過反射部材５０とともに固定される。
【００２３】
第１曲面部３７の導光板１２側端部は、導光板１２の第２主面１５の側面部２２ａ側端部に接触または微小隙間を介して接近させる。これにより、半透過反射部材３６により、光源３０と導光板１２の入射端面１３とが覆われる。なお、第１曲面部３７を導光板１２の第２主面１５に沿って伸ばして、第２主面１５の一部または全域を覆ってもよい。
【００２４】
このような半透過反射部材３６を用いることで、光線Ａ１〜Ａ４のように、半透過反射部材３６の内側面で一部の光を反射させることができ、残りの光を開口２１側に出射させることができる。このとき、光線Ａ１〜Ａ３のように、半透過反射部材３６で反射した光を入射端面１３から導光板１２に入射させることができる。一方、後述の図２に示す比較例のように、器具本体２０の側面部２２ａと光源３０との間に半透過反射部材３６のみが配置される場合には、図２の光線Ｂ１，Ｂ２のように光源３０から出射され半透過反射部材３６を透過した光が器具本体２０の側面部２２ａに入射される可能性がある。この場合には、この側面部２２ａで光が拡散反射したり、低い反射率で反射することにより、開口２１を通じた光の取り出し効率が低下する可能性がある。また、図２の光線Ｃ１のように半透過反射部材３６の内部での多重反射によって損失が大きくなり、光の取り出し効率が低下する可能性もある。
【００２５】
図１Ａ、図１Ｂの実施形態では、このような不都合を解消するために、半透過反射部材３６における、光源３０から見て器具本体２０の側面部２２ａ側の部分に、不透過反射部材５０が配置される。不透過反射部材５０は、半透過反射部材３６において光源３０に近い側に接触するように配置される。不透過反射部材５０は、入射された光の略全部を反射させ、光を透過しない。
【００２６】
不透過反射部材５０は、半透過反射部材３６の第２曲面部３９に沿った曲面部５１ａと、半透過反射部材３６の段付フランジ部４０に沿った段付フランジ部５１ｂとを有し、半透過反射部材３６及び不透過反射部材５０の両方の段付フランジ部４０，５１ｂを貫通したボルト４４により、器具本体２０に固定される。この状態で、段付フランジ部５１ｂの側面部２２ａに近い部分が、器具本体２０の底板部２３の内側面に配置される。段付フランジ部５１ｂの側面部２２ａと反対側（図１Ｂの右側）の内側部分には、光源３０の基板３２の一部が差し込まれる。この状態で、この内側部分と底板部２３とで基板３２を挟んで固定してもよい。このとき、半透過反射部材３６と底板部２３とで、不透過反射部材５０と基板３２とを挟んでもよい。この場合には、半透過反射部材３６の側面部２２ａ側部分が、１つ以上の部材を介して基板３２に間接的に接触する。
【００２７】
不透過反射部材５０は、例えば、光透過性を有しない樹脂材料の表面に対して、アルミニウムなどの金属を蒸着し、光源３０側の面を鏡面とすることで形成される。また、不透過反射部材５０は、アルミニウムなどの金属により形成し、光源３０側の面を鏡面加工等により鏡面としてもよい。
【００２８】
なお、図１Ａ、図１Ｂの構成において、導光板１２の第１主面１４だけでなく、第２主面１５にも複数のプリズムが形成されていてもよい。また、半透過反射部材３６の側面部２２ａ側の部分が、光源３０の基板３２に直接接触してもよい。
【００２９】
（照明装置の効果）
上記の照明装置１０によれば、半透過反射部材３６における、光源３０から見て器具本体２０の側面部２２ａ側の部分に不透過反射部材５０が配置される。これにより、光源３０と導光板１２とを器具本体２０で収納し器具本体２０の開口２１から光を出射させる構成において、光の取り出し効率の低下を抑制できる。例えば、図１Ａ、図１Ｂの光線Ａ５、Ａ６のように、光源３０から器具本体２０の側面部２２ａに向かって出射された光の全部を反射させて導光板１２の入射端面１３から導光板１２に入射させることができる。これにより、側面部２２ａでの拡散反射や、低い反射率での反射や、半透過反射部材３６の内部における多重反射を少なくできるので、光の取り出し効率を向上できる。
【００３０】
（比較例）
図２は、比較例の照明装置１０ａにおいて、図１Ｂに対応する図である。比較例の照明装置１０ａは、図１Ａ、図１Ｂの実施形態と異なり、不透過反射部材５０を有しない。このため、器具本体２０の板部２２ｂと底板部２３との間には、半透過反射部材３６ａのみが配置され、半透過反射部材３６ａが器具本体２０にボルト４４で固定される。半透過反射部材３６ａは、図１Ａ、図１Ｂの半透過反射部材３６において、第１曲面部３７の底板部２３側端部に段付フランジ部４０が直接に結合される。
【００３１】
このような比較例の場合には、器具本体２０の側面部２２ａと光源３０との間に半透過反射部材３６のみが配置されやすい。これにより、図２の光線Ｂ１，Ｂ２のように光源３０から出射され半透過反射部材３６ａを透過した光が器具本体２０の側面部２２ａに入射される可能性がある。この場合には、この側面部２２ａで光が拡散反射したり、低い反射率で反射することにより、開口２１を通じた光の取り出し効率が低下する可能性がある。また、図２の光線Ｃ１のように半透過反射部材３６の段付フランジ部４０の内部に光が入射されやすくなり、段付フランジ部４０の内部での多重反射によって損失が大きくなり、光の取り出し効率が低下する可能性もある。図１Ａ、図１Ｂの実施形態の場合にはこのような不都合を防止できる。
【００３２】
（実施形態の別例）
図３は、実施形態の別例の照明装置１０ｂにおいて、図１Ｂに対応する図である。本例の照明装置１０ｂは、図１Ａ、図１Ｂの構成と異なり、半透過反射部材３６ｂは、光源３０側が窪むように断面円弧形に湾曲した曲面状に形成され、図示しない取付部で器具本体２０の側面部２２ａに固定されている。この状態で半透過反射部材３６ｂは、光源３０と導光板１２の入射端面１３とを覆っている。光源３０の基板３２は、器具本体２０の側面部２２ａの底板部２３側端部に接触または微小隙間を介して近接対向するように、底板部２３に固定される。
【００３３】
器具本体２０における、光源３０から見て器具本体２０の側面部２２ａ側の部分には、不透過反射部５２が配置される。具体的には、器具本体２０における、光源３０から見て側面部２２ａ側の部分として、側面部２２ａの少なくとも開口２１よりも光源３０側の一部に不透過反射部５２が配置される。不透過反射部５２は、例えば、側面部２２ａに貼り付けられた高反射シートである。不透過反射部５２は、例えば光源３０側の面（図３の右側面）が鏡面である金属薄膜または金属シートにより形成される。また、図３に二点鎖線で示すように、側面部２２ａの開口２１側の部分に、光源３０側の不透過反射部５２と同様の不透過反射部５４が配置されてもよい。不透過反射部５２、５４は、例えば接着またはネジにより側面部２２ａに固定される。また、側面部２２ａに配置される不透過反射部が、側面部２２ａの一部を鏡面加工で加工することにより形成されてもよい。
【００３４】
このような別例の構成によって、光の取り出し効率の低下を抑制できる。例えば、図３の光線Ｄ１，Ｄ２のように、光源３０から器具本体２０の側面部２２ａに向かって出射された光の全部を不透過反射部５２で反射させて導光板１２の入射端面１３から導光板１２に入射させることができる。これにより、側面部２２ａでの拡散反射を少なくできるので、光の取り出し効率を向上できる。また、図３の光線Ｅ１のように、光源３０から器具本体２０の側面部２２ａの開口２１側に向かって出射された光の全部を不透過反射部５４で反射させて開口２１側に取り出すこともできる。これによっても、側面部２２ａでの拡散反射を少なくできるので、光の取り出し効率を向上できる。さらに、図１Ａ、図１Ｂの構成と異なり、不透過反射部５２，５４を、形状の単純な膜状またはシート状としたり、器具本体２０の一部により形成できるので、コスト低減を図りやすい。本例において、その他の構成及び作用は図１Ａ、図１Ｂの構成と同様である。
【００３５】
（実施形態の応用例）
上記の実施形態では、照明装置１０，１０ｂを構成する導光板１２が矩形の薄板状である場合を説明したが、本開示の構成はこれに限定するものではなく、導光板を、円板状、または内側に中心穴を有する円板状（ドーナツ状）としてもよい。この場合、光源の基板は円板の周方向に沿って配置される。照明装置１０，１０ｂは、器具本体２０の開口２１を下に向けた状態で器具本体２０を天井に取り付けて照明用として利用したり、液晶表示装置用バックライトやフロントライトに用いることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０，１０ａ，１０ｂ  照明装置、１２  導光板、１３  入射端面、１４  第１主面、１５  第２主面、１７  プリズム、２０  器具本体、２１  開口、２２  壁部、２２ａ  側面部、２２ｂ  板部、２３  底板部、２８  高反射シート、３０  光源、３２  基板、３４  ＬＥＤ素子、３６，３６ａ，３６ｂ  半透過反射部材、３７  第１曲面部、３９  第２曲面部、４０  段付フランジ部、４４  ボルト、５０  不透過反射部材、５１ａ  曲面部、５１ｂ  フランジ部、５２，５４  不透過反射部。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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