(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の隙間をあけて対向配設した一対の光学反射板間の周囲を側板で囲った本体ケースと、前記本体ケースの少なくとも一側板に複数個の点光源を所定の間隔をあけて配列して、前記一対の光学反射板の少なくとも一方から前記点光源からの光を透過させて外部へ出射する面状光源装置であって、
前記一対の光学反射板の少なくとも一方は、前記点光源側に前記点光源からの光を遮光する遮光領域と、前記点光源からの光を直接透過させず前記光学反射板間で反射させた反射光を透過させ、該遮光領域から離れるにしたがって透過率が増大し、且つ、該光学反射板の表面で輝度が実質的に均一になるように調整された光透過領域が設けられており、
前記遮光領域は、前記一対の光学反射板間の隙間より幅広の領域で形成されていることを特徴とする面状光源装置。
【請求項２】
前記光透過領域は、前記点光源の配光特性に基づいて該光透過領域の表面で輝度が均一になるように調整されていることを特徴とする請求項１に記載の面状光源装置。
【請求項３】
前記光透過領域は、前記光学反射板を貫通する複数の貫通孔又はスリットが配設されていることを特徴とする請求項２に記載の面状光源装置。
【請求項４】
前記遮光領域と前記光透過領域とが分離されており、前記遮光領域から対向する前記光学反射板との距離は、前記光透過領域から前記光透過領域と対向する前記光学反射板との距離の半分であることを特徴とする請求項１に記載の面状光源装置。
【請求項５】
浅底で該底部と対向した面が開口し所定深さの円盤状体の中心部に貫通孔を設けた本体ケースと、前記本体ケースの開口を塞いだ光学反射板と、前記本体ケースの前記貫通孔の壁面に点光源を配設して、前記点光源からの光を前記本体ケースの内壁面と前記光学反射板との間で反射させて外部へ出射する面状光源装置であって、
前記光学反射板は、前記点光源側に前記点光源からの光を遮光する遮光領域と、前記点光源からの光を直接透過させず前記光学反射板間で反射させた反射光を透過させ、該遮光領域から離れるにしたがって透過率が増大し、且つ、該光学反射板の表面で輝度が実質的に均一になるように調整された光透過領域が設けられており、
前記遮光領域は、前記一対の光学反射板間の隙間より幅広の領域で形成されていることを特徴とする面状光源装置。
【請求項６】
前記光学反射板は、前記本体ケースの貫通孔の周囲に前記遮光領域と、前記遮光領域の周囲に前記光透過領域が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の面状光源装置。
【請求項７】
前記光透過領域は、前記点光源の配光特性に基づいて該光透過領域の表面で輝度が均一となるように調整されていることを特徴とする請求項６に記載の面状光源装置。
【請求項８】
前記光透過領域は、前記光学反射板を貫通する複数の貫通孔又はスリットが前記貫通孔を中心にして同心円上に配設されていることを特徴とする請求項７に記載の面状光源装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかの面状光源装置が少なくとも１個配設されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかの面状光源装置が少なくとも１個配設されて、それらの照明面上に光拡散板が設けられていることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面状光源装置及び照明装置に係り、さらに詳しくは、光源に指向性の強い点光源を用い、この点光源からの光を面状光にして照射するエッジライト型の面状光源装置及びこの面状光源装置を用いた照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
面状照明装置は、例えば、液晶パネル用バックライトなどに多く使用されている。この種の面状照明装置は、概ね、所定の肉厚及び面積の板状体からなる光拡散板を用いて、この光拡散板の真下に蛍光灯などの光源を配設し、この光源で光拡散板を直接照射して光拡散板面を発光させる直下型のものと、所定の肉厚及び面積の板状体からなる導光板を用いて、この導光板の少なくとも一辺に蛍光灯、ＬＥＤなどの光源を配設して、導光板面を発光させるエッジライト型のものとに大別されている。【０００３】
これらの面状照明装置のうち、直下型の照明装置は、光源と光拡散板との間に所定の隙間を有する、すなわち所定距離をあける構造となっている。しかし、この距離を短縮すると光拡散板に光源の外形が映し出されて見苦しくなり照明品質が低下し、また、光源に指向性の強い点光源を用いると、点光源真上の光拡散板の輝度が極度に高くなり、他の照明エリアとの間に輝度差が発生して、均一な照明光を得ることができなくなるなどの課題がある。これらの課題を解決する方法として、光拡散板と光源との距離を大きくすることが考えられるが、この方法を採用すると、その距離が大きくなればなるほど全体が暗くなって所望する照度の照明光を得ることが困難となり、また薄型化ができないなどの新たな問題が顕在化する。直下型の照明装置は、上記のような問題を有しているため、用途によっては採用するのが難しくなっている。【０００４】
そのため、このような直下型の照明装置に代わってエッジライト型の照明装置が使用されてきており、多く提案されている。【０００５】
例えば、下記特許文献１には、光源に発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）を用いたエッジライト型の照明装置が開示されている。この照明装置は、ＬＥＤと、光導入部が平坦面に形成された導光板と、ＬＥＤからの光を反射する反射鏡とを備え、導光板の平坦面にＬＥＤを装着するとともに、このＬＥＤを反射鏡で覆った構成となっている。そして、ＬＥＤからの照射光は、反射鏡に照射されて、導光板に導入されるようになっている。この照明装置によると、ＬＥＤからの照射光は導光板に効率よく取り込まれるとされている。また、下記特許文献２には、ＬＥＤ及び光源ロッドからなる光源装置と、この光源装置からの照射光を導光する導光板とで構成された照明装置が開示されている。光源ロッドは、所定形状のプリズムアレイで構成されている。そして、この光源ロッドによって、ＬＥＤからの照射光が導光板を介して被照射物に照射されて、輝度が均等化されるようになっている。さらに、下記特許文献３には、導光体の入光面に複数のＬＥＤを等間隔に配置し、これらのＬＥＤからの光を反射体で乱反射させ、その散乱光により導光体の出光面を面発光させて、導光体の出光面に対向配置された表示体を照光するレジ案内灯が開示されている。【０００６】
また、下記特許文献４には、線状光源などを用いて面状照明光を照射するエッジライト型の面状光源が開示されている。以下、図１４を参照して、この特許文献４に開示されている面状光源を説明する。なお、図１４Ａは、この特許文献４に記載された面状光源を構成する箱体を分解した斜視図、図１４Ｂは図１４Ａの長手方向で切断した断面図である。この面状光源は、内面が光反射面に形成された箱体２０と、この箱体内に内蔵された光源１０とからなり、箱体の一壁面である上壁面２０ａに光透過領域３０が多数個均斉に設けられるとともに、光源から遠くなるにつれてこの光透過領域３０の一壁面に対する割合が大きくなるように設けられて、上壁面２０ａから光源光が放射される構成となっている。【０００７】
この面状光源の実施例として、以下の記載がある。箱体は、アルミニウムなどの光反射金属膜をコーティングした厚さが０．２〜１．０ｍｍ程度の金属板で、発光面の縦Ａ×横Ｂが１００ｍｍ×１００ｍｍで深さ５ｍｍ程度にし、上壁面の光透過領域３０は、直径が最も小さいところで約０．４ｍｍ、最も大きいところで約０．８ｍｍになるように、ピッチ１ｍｍで均斉な貫通孔を設ける。光源１０は、直径が３ｍｍ、長さが１００ｍｍで、輝度が２８０００ｃｄの蛍光灯を使用する。この蛍光灯は、箱体２０の一端部に配置して、上壁面２０ａを本体に密閉して光が漏れないようにする。この上壁面２０ａ上には、図示しないポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリカーボネートなどからなる光拡散板を設ける。なお、光源は、電球、ハロゲンランプ、発光ダイオードなどの点光源、棒状蛍光灯などの棒状光源や点光源を線状に並べたもので、細長い範囲にわたって発光する線状光源及びリング状の光源などを含むとしている。【０００８】
この面状光源は、以下の効果を奏すると説明されている。この面状光源は、内面が光反射面とされた箱体の内部に光源が内蔵され、かつ、光が箱体内の空間を内面で反射しながら光透過領域から出射するため、光源の光は全てロスなく箱体内に取り込めるとともに、空間での光吸収は非常に小さく、光源の光は殆んど全て光透過領域から取り出され面状光源として寄与し、従来の導光板内に光を取り入れる際の損失や、導光板内の進行に伴う光の吸収損失がなく、光の利用効率が非常に向上する。また、光源に近いところでは光を取り出す壁面に対して光透過領域の割合が小さく、遠くなるにつれてその割合が大きくなるように形成されているため、光源に近く光量の多いところでは光透過領域の割合が小さいところから光が放射され、光源から遠く光量の少ないところでは光透過領域の割合が大きいところから光が放射され、結果として表面から均一な輝度の光が放射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１４９８４８号公報（段落〔００１２、図１）
【特許文献２】特開２００１−２３６８１１号公報（段落〔００１１〕〜〔００１４〕、図１）
【特許文献３】特開２００５−９９４０６号公報（段落〔００１６〕、図３）
【特許文献４】特開平８−１５３４０５号公報（段落〔００３４〕、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１〜３の照明装置は、いずれも導光板を使用するものとなっているので、発光面積を大きくすれば、それに比例した大型の導光板が必要となる。ところが大型導光板は、通常、肉厚の厚いガラス板或いはプラスチック板を用いることになるので、その重量が重くなり、それを組み込んだ照明装置の重量が増大し、価格が高騰する。また、このような大型導光板を用いると、光源から発光面までの光経路が長くなり、そのために光の減衰が大きくなり、均一な照明光を得るのが難しく、しかも照度の高い照明光を得るのも難しくなる。なお、上記特許文献２の照明装置は、特殊形状の光源ロッドを用いているが、このような光源ロッドを使用しても大型化が難しい。したがって、導光板を用いた照明装置は、小型なものに好適であるが大型化するのに限界がある。【００１１】
また、上記特許文献４にみられるような面状光源は、線状光源の蛍光灯の外形が光拡散板の影となって映し出されることがある。図１５はこのような面状光源における光源からの光経路を模式的に図示したものである。この種の面状光源は、線状光源からの光が光透過領域、すなわち開口から直接通過する。このダイレクト光により、光拡散板５０には線状光源、例えば蛍光灯管の像５０ａが映し出されてしまう。すなわち、いわゆる針穴写真現象により、光拡散板５０上に線状光源の像が映し出される。なお、この特許文献４は、線状光源として蛍光灯の他に点光源を線状に並べたものも含むとされているが、このような線状光源でも、ダイレクト光が出てしまうと、蛍光灯の場合と同様に光源の像が映し出される。また、点光源にＬＥＤを用い、このＬＥＤを複数個線状に並べて線状光源にすると、ＬＥＤの固有の問題とし、その色特性が不揃いであり、同じ色特性のものを複数個入手するのが極めて困難であり、その結果、複数個のＬＥＤは不揃いの色特性のものとならざるを得ず、そのために照明色光がバラツキ、照明品質が低下するおそれがある。さらに、光透過領域の貫通孔からＬＥＤ光が直接透過されるので、外部へ指向性が強いＬＥＤ光が照射されて、眩しく、不快感を与えるグレアが生じる。【００１２】
そこで、本発明は、このような従来技術が抱える課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的は、光源に指向性の強い点光源を用いても、従来技術が必須としていた導光板を不要にして、広い面積で、且つ均一で高品質の面状照明光を得ることができるエッジライト型の面状光源装置及び照明装置を提供することにある。【００１３】
本発明の他の目的は、軽量且つ安価でしかも両面又は片面のいずれかの面を証明する、すなわち片面照明又は両面照明にしてそれぞれの面が広い面積を有し、且つ均一で高品質の面状照明光を得ることができるエッジライト型の面状光源装置及び照明装置を提供することにある。【００１４】
本発明のまた他の目的は、上記目的を備えた面状光源装置を複数個連接して、高品質の照明光を得ることができる照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記課題を解決するために、本発明の面状光源装置は、所定の隙間をあけて対向配設した一対の光学反射板間の周囲を側板で囲った本体ケースと、前記本体ケースの少なくとも一側板に複数個の点光源を所定の間隔をあけて配列して、前記一対の光学反射板の少なくとも一方から前記点光源からの光を透過させて外部へ出射する面状光源装置であって、前記一対の光学反射板の少なくとも一方は、前記点光源側に前記点光源からの光を遮光する遮光領域と、前記点光源からの光を直接透過させず前記光学反射板間で反射させた反射光を透過させ、該遮光領域から離れるにしたがって透過率が増大し、且つ、該光学反射板の表面で輝度が実質的に均一になるように調整された光透過領域が設けられおり、前記遮光領域は、前記一対の光学反射板間の隙間より幅広の領域で形成されてていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の面状光源装置においては、前記光透過領域は、前記点光源の配光特性に基づいて該光透過領域の表面で輝度が均一になるように調整されていることが好ましい。【００１７】
また、本発明の面状光源装置においては、前記光透過領域は、前記光学反射板を貫通する複数の貫通孔又はスリットが配設されていることが好ましい。【００１９】
また、本発明の面状光源装置においては、前記遮光領域と前記光透過領域とが分離されており、前記遮光領域から対向する前記光学反射板との距離は、前記光透過領域から前記光透過領域と対向する前記光学反射板との距離の半分であることが好ましい。【００２０】
また、本発明の面状光源装置は、浅底で該底部と対向した面が開口し所定深さの円盤状体の中心部に貫通孔を設けた本体ケースと、前記本体ケースの開口を塞いだ光学反射板と、前記本体ケースの前記貫通孔の壁面に点光源を配設して、前記点光源からの光を前記本体ケースの内壁面と前記光学反射板との間で反射させて外部へ出射する面状光源装置であって、前記光学反射板は、前記点光源側に前記点光源からの光を遮光する遮光領域と、前記点光源からの光を直接透過させず前記光学反射板間で反射させた反射光を透過させ、該遮光領域から離れるにしたがって透過率が増大し、且つ、該光学反射板の表面で輝度が実質的に均一になるように調整された光透過領域が設けられていることを特徴とする。【００２１】
また、本発明の面状光源装置においては、前記光学反射板は、前記本体ケースの貫通孔の周囲に前記遮光領域と、前記遮光領域の周囲に前記光透過領域が設けられていることが好ましい。【００２２】
また、本発明の面状光源装置においては、前記光透過領域は、前記点光源の配光特性に基づいて該光透過領域の表面で輝度が均一となるように調整されていることが好ましい。【００２３】
また、本発明の面状光源装置においては、前記光透過領域は、前記光学反射板を貫通する複数の貫通孔又はスリットが前記貫通孔を中心にして同心円上に配設されていることが好ましい。【００２４】
また、本発明の照明装置は、上記のいずれかの面状光源装置が少なくとも１個配設されていることを特徴とする。【００２５】
また、本発明の照明装置は、上記のいずれかの面状光源装置が少なくとも１個配設されて、それらの照明面上に光拡散板が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、光源に指向性の強い点光源を用いても、従来技術が必須としていた導光板が不要となり、軽量且つ安価でしかも両面又は片面のいずれかの面を照明する、すなわち片面照明又は両面照明にしてそれぞれの面で広範囲を照明でき、照度が均一、且つ、高品質の面状照明光を得ることができるエッジライト型の面状光源装置を提供できる。特に、複数個の点光源間の特性が不揃いであっても、照明色や照度に著しく差の出る領域は遮光領域で隠されるので、照明品質が低下することがない。また、点光源からの光が直接透過されないので、人に不快感を与えるグレアが生じることがなく、しかも光学反射板の面上に光拡散板を配設しても点光源の像が形成されることがない。【００２７】
また、光源に指向性の強い点光源を用いても、従来技術が必須としていた導光板が不要となり、軽量且つ安価で、しかも広範囲を照明でき、照度が均一、且つ、高品質の面状照明光を得ることができる円盤状体の面状光源装置を提供できる。特に、複数個の点光源間の特性が不揃いであっても、照明色や照度に著しく差の出る領域は遮光領域で隠されるので、照明品質が低下することがない。また、点光源からの光が直接透過されないので、人に不快感を与えるグレアが生じることがなく、しかも光学反射板の面上に光拡散板を配設しても点光源の像が形成されることがない。【００２８】
さらに、この発明によれば、光源に指向性の強い点光源を用いても、従来技術が必須としていた導光板が不要になり、軽量、安価で広い面積を有し且つ均一で高品質の面状照明光を得ることができる照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る面状光源装置の外観斜視図である。
【図２】図２は図１の面状光源装置を分解した分解斜視図である。
【図３】図３Ａは図１のIIIＡ―IIIＡ線の断面図、図３Ｂは図３ＡのIIIＢ部分の拡大図である。
【図４】図４は図１の面状光源装置を構成する光学反射板を示し、図４Ａは光学反射板の平面図、図４Ｂは光源からの距離と開口率との関係を示した曲線図、図４ＣはＬＥＤの一般的な配光曲線図、図４ＤはＬＥＤの一般的な色特性図である。
【図５】図５は図１の面状光源装置の変形例を示し、図５Ａは図３Ａに対応する長手方向の断面図、図５Ｂは図５ＡのＶＢの拡大断面図である。
【図６】図６は図１の面状光源装置の他の変形例を示し、図６Ａは図３Ａに対応する長手方向の断面図、図６Ｂは図６Ａの変形例の断面図である。
【図７】図７は本発明の他の実施形態に係る面状光源装置の図３Ａに対応する長手方向の断面図、図７Ｂは図７Ａの面状光源装置の変形例の図３Ａに対応する断面図である。
【図８】図８Ａ〜図８Ｃは面状光源装置を複数個連結した大型面状光源装置の上面図である。
【図９】図９Ａは本発明の変形例にかかる面状光源装置の斜視図、図９Ｂは本発明の変形例にかかる面状光源装置の側面図である。
【図１０】図１０Ａは本発明の変形例にかかる面状光源装置を複数個連結した大型面状光源装置の上面図、図１０Ｂは本発明の変形例にかかる面状光源装置を複数個連結した大型面状光源装置の側面図、図１０Ｃは本発明の変形例の他の例にかかる面状光源装置を複数個連結した大型面状光源装置の側面図である。
【図１１】図１１Ａ〜図１１Ｃは本発明のさらに他の実施形態に係る面状光源装置の外観斜視図である。
【図１２】図１２は図１１Ａの面状光源装置を示し、図１２Ａは上面図、図１２Ｂは図１２Ａの光学反射板の一部を拡大した平面図である。
【図１３】図１３は図１２の面状光源装置の変形例を示し、図１３Ａは上面図、図１３Ｂは図１２Ａの光学反射板の一部を拡大した平面図である。
【図１４】図１４は従来技術の面状光源を示し、図１４Ａは分解斜視図、図１４Ｂは図１４Ａの長手方向で切断した断面図である。
【図１５】図１５は従来技術の面状光源の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための面状光源装置及びこの面状光源装置を用いた照明装置を例示するものであって、本発明をこれらに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。
【００３１】
図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態に係る面状光源装置を説明する。なお、図１は本発明の一実施形態に係る面状光源装置の外観斜視図、図２は図１の面状光源装置を分解した分解斜視図、図３Ａは図１のIIIＡ―IIIＡ線の断面図、図３Ｂは図３ＡのIIIＢ部分の拡大図、図４は図１の面状光源装置を構成する光学反射板を示し、図４Ａは光学反射板の平面図、図４Ｂは光源からの距離と開口率との関係を示した曲線図、図４ＣはＬＥＤの一般的な配光曲線図、図４ＤはＬＥＤの一般的な色特性図である。
【００３２】
本発明の実施形態に係る面状光源装置１は、図１、図２に示すように、指向性の強い複数個の点光源、例えばＬＥＤ２と、これらのＬＥＤ２を所定の間隔をあけて配列したＬＥＤ基板３と、このＬＥＤ基板３が取付けられる側壁面を有し上方に開口４ｆを設けた本体ケース４と、本体ケース４の開口４ｆを覆うカバー体となりＬＥＤ２からの光を略均一にして照射する光学反射板５とを備えている。この面状光源装置１は、エッジライト型となっている。この面状光源装置１は、このままの状態又は図示を省略した光拡散板を光学反射板５の面上から所定距離離して配設して、照明装置、表示装置などに使用される。光拡散板は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）或はポリカーボネートなどの板状体からなり、このような板状体を光学反射板から所定距離、例えば３ｍｍ〜１００ｍｍ程度離して配設される。以下、個々の部品を説明する。
【００３３】
ＬＥＤ２は、単体の発光素子或は複数個を集合させた集合体素子からなる任意の発光色のものを使用する。照明装置に使用する場合は、白色光のＬＥＤが好ましい。勿論、他の発光色、例えば色の三原色である赤、青、緑色のＬＥＤでもよい。なお、ＬＥＤに代えてレーザーダイオードなどを用いてもよい。
【００３４】
ＬＥＤ基板３は、図２に示すように、本体ケース４の一側板部４ｄと略同じ大きさの基板、例えば、絶縁処理を施した放熱基板などからなり、この基板に複数個のＬＥＤが所定の間隔をあけて略一列（アレー状）に配設されている。なお、このＬＥＤ基板には、このようなＬＥＤ列を複数列所定の間隔をあけて設けてもよい。複数個のＬＥＤを用いることにより、照度アップが可能になる。
【００３５】
本体ケース４は、図２に示すように、対向する長辺及び短辺を有し所定面積の略矩形状の底板部４ａと、この底板部から所定高さ立設した側板部４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅと、各側板部の頂部を開放させた開口４ｆとを有する浅底の箱状体からなり、内壁面が高反射率の反射面で形成されている。この本体ケース４は、一枚の反射板材を切断・折曲加工或は非反射板材を切断・加工して箱体を形成し、この箱体の内壁面に反射材を塗布などしたもので構成する。前者の反射板材として、超微細発泡光反射板（商品名ＭＣＰＥＴ）を用いるのが好ましい。また、後者の塗料として、チタンホワイトの微粒子をエマルジョン化したもの、ポリテトラフロロエチレン（ｐｏｌｙ  ｆｌｕｏｒｏ  ｃａｒｂｏｎ）の微粒子（商品名Ｇ−８０Ｈａｌｌｏｎ）などを用いるのが好ましい。
【００３６】
本体ケース４の大きさは、任意の大きさでよいが、この実施形態では、高さ（ｈ１＋ｈ２）が１５ｍｍ、短辺の長さが１１０ｍｍ、長辺が１８０ｍｍとなっている。また、肉厚ｄ１は１．０ｍｍである（図３Ａ参照）。本体ケース４は、一側板部４ｄにＬＥＤ基板３に固定されたＬＥＤ２の発光部を本体ケース４内へ露出させる貫通孔４１が形成されている。ＬＥＤ基板３は、側板部４ｄに公知の固定手段を用いて取付けられる。
【００３７】
光学反射板５は、図２〜図４に示すように、表裏面５ａ、５ｂ、対向する長辺及び短辺５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ及び所定の肉厚ｄ１を有し、本体ケースの開口４ｆを塞ぐことができる大きさの反射板からなり、表裏面５ａ、５ｂが高反射率の反射面となっている。表裏面のうち、裏面５ｂが反射面、表面５ａが反射面と同時に照明光の照射面となっている。この光学反射板５は、超微細発泡光反射板（商品名ＭＣＰＥＴ）で作成するのが好ましい。勿論、この材料に限定されるものではない。
【００３８】
光学反射板５は、本体ケースの開口４ｆに、一方の短辺５ｅがＬＥＤ２と対向する側に、他方の短辺５ｆがＬＥＤ２から離れる側に位置するように取付けられる。この光学反射板５は、一方の短辺５ｅから他方の短辺５ｆに向かって、ＬＥＤ２からの光を遮光する遮光領域Ｓ１と、この遮光領域Ｓ１から離れるにしたがって所定の割合で光を透過させる光透過領域Ｓ２とに区画されている。遮光領域Ｓ１は、短辺５ｅから所定距離Ｌ１までの範囲に設定された所定面積の矩形状の領域となっている。この遮光領域Ｓ１は、複数個のＬＥＤ２の配列に合わせ、すなわちＬＥＤの直線状の配設に合わせて矩形状にしてある。この遮光領域Ｓ１の大きさは、以下（ｉ）〜（iv）のＬＥＤの特性（配光及び色特性）及び光透過領域Ｓ２に設ける貫通孔などを考慮して決定される。
【００３９】
（ｉ）ＬＥＤ素子
ＬＥＤは、通常、発光素子部に蛍光材料が設けられている。このため、薄型化を図るためにＬＥＤを光学反射板に接近させると、光学反射板にＬＥＤの蛍光材料の色、例えば黄色が映し出されることがある。そのために、ＬＥＤを光学反射板に接近させることができず、また、薄型化を図るために強いてＬＥＤを光学反射板側に接近させると、接近した光学反射板の部分に異様な色が映し出されて見苦しくなり、その結果、照明品質の低下を招くことになる。
（ii）ＬＥＤ配光曲線
本実施例に用いられているＬＥＤは、図４Ｃに示すように、指向角θにより光度が異なる。すなわち、指向角零度θ０で最も光度が高く、この角度が大きくなるにしたがって光度が低下し、９０°で最小となる配光特性を有している。したがって、このＬＥＤの配光特性から、ＬＥＤ近傍の照度が小さくなり暗くなる。
（iii）ＬＥＤの色特性
複数個のＬＥＤを使用すると、それぞれのＬＥＤはその色特性が微妙に異なり同一色特性のものを揃えるのが極めて難しい。個々のＬＥＤの色特性が違ってしまうと、ＬＥＤ近傍の光学反射板に微妙に違った照明光が出射されて、所望した色以外の照明光となってしまい、違和感を与えて照明品質の低下を招くことになる。以下、ＬＥＤの色特性を付言する。
【００４０】
ＬＥＤは、図４Ｄの色度図で示すような色特性を有している。この色度図において、例えば領域Ｗは白色光の領域となっているが、この領域は小単位面積のスポット領域でなく、この領域内が複数の領域、例えばクールホットホワイト領域、ニュートラルホワイト領域及びウォームホワイト領域などと命名された領域に区分されたものとなっている。また、それぞれの領域においても、さらに複数の小領域に細分化されている。これらの細分化された個々小領域はビン（ｂｉｎ）とも言われている。また、このビンの区分けは、ＬＥＤを製造するメーカーによって決められ、メーカー間で共通化されておらず、しかも未だ規格化されていない状況にある。
【００４１】
一方、ＬＥＤを使用する装置メーカーは、特定ビンの所定色、例えば白色光のＬＥＤを必要とする場合は、製造メーカーでこのビンのＬＥＤが製造されるが、現在のＬＥＤ技術においては、その素材、製造設備、製造環境或いは生産ロットなどの製造条件によって、製造されたＬＥＤ製品の特性がばらついてしまい、目標とした特定ビンからから外れるものも少なくない。また、同じ条件で製造されたＬＥＤ製品であっても、その特性に不可避なばらつきがある。
【００４２】
そこで、製造するメーカー側では、製造したＬＥＤ製品を単品毎にその特性を検査して、その検査結果に基づいて、所定の特性を有するビンに篩分けしている。また、個々のビン区分けは、メーカー毎に個別に決められて統一化されていないので、装置メーカー側は、同じ製造メーカーからであっても同じ特性を有するＬＥＤ製品を入手するのが難しく、また、他の製造メーカーから入手した場合は、ビンが規格化されていないのでそのビンを合致させることができない。したがって、同じ白色光ＬＥＤを使用しても、上記のように同じ製造メーカーの同じビンであっても違いがあり、また、他の製造メーカーではビンを合致させることができないために、発光色が違ったもの、例えば、一方のＬＥＤが青みかった白色、他方のＬＥＤが黄みかった白色となり、白色以外の色が若干混じり所望の白色光の照明を得ることができないことがある。なお、白色光以外の照明光でも、同じ現象が発生することになる。
【００４３】
（iv）光透過領域Ｓ２に設ける貫通孔
光透過領域Ｓ２には、後述するように所定大きさの貫通孔を設けるが、この貫通孔からＬＥＤからの発光光が直接透過（通過）されると、従来技術と同様の課題が生じることになる。すなわち、光源から貫通孔までの垂直距離をｘ、貫通孔の径をｒとすると、ｘ／ｈ１＞ｒ／ｄ１なる関係式を満たすように、貫通孔が設けられている。また、このダイレクト光は、光源からの距離が近ければ近いほど発生し易くなるので、光源の配光特性や光源から光学反射板までの距離などを考慮した、所定の距離Ｌ１までを遮光する遮光領域Ｓ１が必要になる。
【００４４】
この実施形態では、上記（ｉ）〜（iv）を考慮して、遮光領域Ｓ１の距離Ｌ１は、４０．０ｍｍに設定される。この距離Ｌ１は、試作試験で設定したもので、本体ケース４の高さ（ｈ１＋ｈ２）の１５ｍｍに対して２倍以上となっている。この距離Ｌ１は、本体ケースを他の寸法にして試作試験した結果、概ね、高さの２倍以上にすることによって、上記（ｉ）〜（iv）の不都合を解消することができることが確認されている。なお、遮光領域Ｓ１は、その面積を大きくすると、照明面積が狭く制限されるので、光透過領域Ｓ２との境界付近に反射板を貫通しない半貫通孔又は溝を設けるのが好ましい。これらの半貫通孔又は溝は、短辺５ｅに略平行になるように、所定の間隔をあけて設ける。
【００４５】
光透過領域Ｓ２は、図４Ａに示すように、一方の長辺５ｃから他の長辺５ｄに向かって所定の間隔をあけて平行に引いた横方向の仮想線（図示せず）と、一方の短辺５ｅから遮光領域Ｓ１を超え他方の短辺５ｆへ向かって所定の間隔をあけて平行に引いた縦方向の仮想線（図示せず）とが交差する交点に、所定大きさの開口を有する孔が光学反射板を貫通して形成されている。すなわち、横方向の仮想線には、開口面積が異なる複数個の貫通孔５１１〜５１ｎ、・・・・５ｍ１〜５ｍｎ、縦方向の仮想線には、開口面積が同じ複数個の貫通孔５１１〜５ｍ１、・・・・５１ｎ〜５ｍｎが形成されている。なお、複数個の貫通孔５１１〜５１ｎ、・・・・５ｍ１〜５ｍｎの配列は貫通孔行、同様に貫通孔５１１〜５ｍ１、・・・・５１ｎ〜５ｍｎは貫通孔列をなしている。これらの貫通孔は、ＬＥＤ２からの発光光が直接通過できない大きさである共に、横方向の貫通孔５１１〜５１ｎ、・・・・５ｍ１〜５ｍｎが遮光領域Ｓ１から離れるにしたがって開口面積が大きくなるようにしてある。
【００４６】
すなわち、ＬＥＤ２からの光は、本体ケース４の内壁面及び光学反射板５の裏面５ｂとの間で反射された後に貫通孔から外部へ照射される。例えば、遮光領域Ｓ１に近い貫通孔５１、５２は、図３Ｂに示すように、ＬＥＤ２からの光線ｂが貫通孔５１、５２から直接通過されずに、本体ケース４の内壁面及び光学反射板５の裏面５ｂとの間で反射された反射光、及びこれらの貫通孔内にあっても少なくとも１回以上反射された後に外部へ照射される。他の貫通孔も同様に、少なくとも１回以上反射された後に光が外部へ照射される。貫通孔列５１１〜５ｍ１、・・・・５ｍ１〜５ｍｎは、遮光領域Ｓ１から離れるにしたがって開口面積が大きくなっているが、これらの開口面積、すなわち、開口率と距離との関係は、図４Ｂに示す略二次曲線ａとなっている。
【００４７】
また、光透過領域Ｓ２は、遮光領域Ｓ１に近い領域で、上記（ii）の理由から、指向角が大きいために光度が低くなり、暗くなることがあるので、遮光領域Ｓ１に近い領域の貫通孔、例えば、貫通孔列５１１〜５ｍ１、５１２〜５ｍ２をこれらに隣接する貫通孔列５１３〜５ｍ３より開口面積を若干大きくする。この光学反射板の開口率と距離との関係は図４Ｂの曲線ａ'となる。この実施形態では、遮光領域Ｓ１に最も近い貫通孔列５１１〜５ｍ１は、開口の直径を３．００ｍｍ、開口間の間隔が５．００ｍｍ、次列の貫通孔列５１２〜５ｍ２は、その開口の直径を３．００ｍｍより小さくして、さらに、次列の貫通孔列５１２〜５ｍ２では、その開口を最も小さくして、直径を１．５ｍｍにしてある。なお、最も遠い貫通孔列５１ｎ〜５ｍｎでは、その開口の直径を３．８ｍｍにしてある。
【００４８】
この光学反射板は、光透過領域Ｓ２に所定の開口面積を有する円形状の貫通孔を設けたが、この貫通孔に代えて、所定面積の細溝、すなわちスリットにしてもよい。このスリットは遮光領域Ｓ１と略平行に配列する。また、貫通孔或はスリットに代えて、透明基板上に貫通孔或はスリットに該当する箇所を開口させた遮光膜を設けたものにしてもよい。
【００４９】
面状光源装置１の組立ては、本体ケース４の一側壁面に、ＬＥＤ２を配設したＬＥＤ基板３を取付けて、開口４ｆを光学反射板５で覆って組立てが完了する。光拡散板は、図示しないが、光学反射板の上方に所定距離離して、必要に応じて配設する。
【００５０】
組立てた面状光源装置１は、ＬＥＤ２からの光が、本体ケース４の内壁面と光学反射板５の裏面反射面との間で少なくとも１回以上反射された後に光学反射板５の光透過領域Ｓ２を透過して照射面から外方へ放射されるよう形成されている。すなわち、遮光領域Ｓ１から透過されずに、光透過領域Ｓ２から少なくとも１回以上、すなわち多重反射されて略均一に分散されて照射される。この面状光源装置１は、光学反射板５に所定面積の遮光領域Ｓ１を設けたので、複数個のＬＥＤ２に色などのバラツキがあっても、この色バラツキが光学反射板５の照射面に表れることがなく照明品質の低下を防止できる。また、ＬＥＤ２からの直接光が光学反射板５から出ていかないために、光学反射板５をＬＥＤ２側に接近させてもＬＥＤが光学反射板５の照射面に映し出されることがなく、薄型化が可能になる。さらに、光透過領域Ｓ２は、遮光領域Ｓ１に隣接する領域の貫通孔の開口面積をＬＥＤの配光特性との関係で大きくしてあるので、この領域で暗くなるのを抑制でき、全体として略均一な照明光を照射できる。
【００５１】
光拡散板を配設した場合、光拡散板は、遮光領域Ｓ１に対応する領域を同様に遮光領域とする。光透過領域Ｓ２に対応する領域からは、光学反射板の照射面と光拡散板の裏面との間で光学反射板を通過した照射光が多重反射されて、光拡散板の照射面から照射される。
【００５２】
面状光源装置１は、上記形状の本体ケース４及び光学反射板５を用いたが、これらを変更してもよい。図５Ａの面状光源装置１Ａは、光学反射板５に代えて光学反射板５Ａを用いたものである。この光学反射板５Ａは、光透過領域Ｓ２の貫通孔が水平方向に対して左肩上がりで所定角度θ１傾斜した傾斜孔となっている（図５Ｂ参照）。この傾斜角度θ１は、光学反射板５Ａの肉厚にも関係するが、３０°以上で９０°未満の範囲にあって、４５°を超え８０°程度が好ましい。この光学反射板５Ａを用いた面状光源装置１Ａは、面状光源装置１に比べて、ＬＥＤ２からの直接光の透過がし難くなる。
【００５３】
また、図６Ａの面状光源装置１Ｂは、本体ケース４に代えて本体ケース４Ａを用いたものである。この本体ケース４Ａは、ＬＥＤ２を配設する側板部４ｄ'を水平方向に対して左肩上がりで所定角度傾斜させると共に、底板部４ａ'を一方の側板部４ｄ'から他の側板部４ｅ'に向けて右肩上がりに所定角度傾斜させたものである。
【００５４】
さらに、図６Ｂの面状光源装置１Ｂ'は、図６Ａの光学反射板５に代えて、光学反射板５Ａを用いたものである。面状光源装置１Ｂ、１Ｂ'は、光学反射板５、５Ａと本体ケースのＬＥＤが装着される側板部４ｄ'とを鋭角にしたもので、この構成により、面状光源装置１、１Ａに比べて薄型にできると共に、遮光領域Ｓ１の距離を短縮できる。
【００５５】
面状光源装置１〜１Ｂ'は、本体ケースの開口に光学反射板を装着して、この光学反射板の表面からＬＥＤ２からの光を照射させる、いわゆる片面型の光源装置となっているが、他面からも照射させる両面型にしてもよい。
【００５６】
図７Ａの面状光源装置１Ｃは、本体ケース４の底板部にも開口を設けた本体ケース４Ｂを用いて、両開口にそれぞれ光学反射板５を取付けたものであり、図７Ｂの面状光源装置１Ｃ'は本体ケース４Ｂにそれぞれ光学反射板５Ａを取付けたものである。
【００５７】
面状光源装置１〜１Ｃ'は、それぞれを複数個連結して、発光面積の大きい面状光源装置及び照明装置を構成できる。図８は、複数個の面状光源装置１〜１Ｃ'のいずれかを連結して発光面積を大きくした例を示し、図８Ａの面状光源装置１Ｄは、２個の面状光源装置を用いて、これらを長い側板部で連結したものであり、また、面状光源装置１Ｅは短い側板部で連結したものである。さらに、面状光源装置１Ｆは、４個の面状光源装置を連結したものである。複数個の面状光源装置を連結すると、連結部の側板部が重なるので、一方の側板部を省き、或は、本体ケースを連結した状態の大きさにして、連結部の側板部を隔壁で形成してもよい。また、光学反射板は、個々の面状光源装置毎のものでなく１枚で形成されたものを用いてもよい。これらの面状光源装置１Ｄ〜１Ｆは、そのままの状態で使用してもよく、又は図示を省略した光拡散板を光学反射板の面上に配設して照明装置或は表示装置として使用できる。
【００５８】
面状光源装置を点光源の光軸方向に連結する場合、遮光領域部分は光らないため、図８Ｂに示されるように逆方向で連結する必要があり、３つ以上連結することが出来ない。このため、図１０Ａに示されるように、遮光領域部分を連結部とし、点光源の光軸方向に多数連結できるようにしてもよい。
【００５９】
図９Ａは本発明の変形例にかかる面状光源装置の斜視図、図９Ｂは本発明の変形例にかかる面状光源装置の側面図、図１０Ａは本発明の変形例にかかる面状光源装置を複数個連結した大型面状光源装置の上面図、図１０Ｂは本発明の変形例に係る面状光源装置を複数個連結した大型面状光源装置の側面図、図１０Ｃは本発明の変形例の他の例にかかる面状光源装置を複数個連結した大型面状光源装置の側面図である。
【００６０】
本発明の変形例にかかる面状光源装置１Ｇは、開口の設けられている光学反射板を片側のみとし、本体ケース４に取り付けられている短い側板部の高さを、光学反射板同士の距離の半分とし、点光源が取り付けられている短い側板部は開口の設けられていない光学反射板から立設され、点光源が取り付けられていない短い側板部は開口の設けられている光学反射板から立設され、長い側板部の高さは、両端から遮光領域Ｓ１の長さまでは光学反射板同士の距離の半分とし、その内側は光学反射板同士の距離としたものである。すなわち、遮光領域Ｓ１と光透過領域Ｓ２とを分離し、遮光領域Ｓ１の上部に嵌め込み部８ａを設けたものである。
【００６１】
また、開口の設けられていない光学反射板は、点光源が取り付けられていない側板部から遮光距離Ｓ上に設けられている嵌め込み部と同面積、同形状の取り付け部８ｂが形成されている。面状光源装置１Ｇを点光源の光軸方向に連続して連結する場合、面状光源装置１Ｇ２の遮光領域Ｓ上に設けられている嵌め込み部８ａ２と、別の面状光源装置１Ｇ１の取り付け部８ｂ１とを結合させる。以下同様に、面状光源装置１Ｇ３の遮光領域Ｓ上に設けられている嵌め込み部８ａ３と、別の面状光源装置１Ｇ２の取り付け部８ｂ２とを結合させることで、点光源の光軸方向に連続して連結することができる。また、点光源の光軸方向だけでなく、短い側板部方向にも連続して連結することで、広範囲を照明することができる。さらに、図１０Ｃに示されるように、遮光領域Ｓ１'を点光源が取り付けられている短い側板部と開口の設けられている光学反射板とを最短距離で繋ぐように形成しても良い。
【００６２】
以上の面状光源装置及び照明装置は、直方体形状の装置を少なくとも１個連接し、或は連接した大きさの１個のものであるが、これらの形状を変更して非矩形状、例えば、円盤体の中心部に所定大きさの貫通孔を設けたドーナツ型などにしてもよい。図１１、図１２を参照して、ドーナツ型の面状光源装置及び照明装置を説明する。なお、図１１は本発明の他の実施形態に係る面状光源装置を示し、図１１Ａはドーナツ型の面状光源装置の概略斜視図、図１１Ｂは背面図、図１１Ｃは図１１Ａの面状光源装置の変形例を示し、その背面図、図１２は図１１の面状光源装置を示し、図１２Ａは上面図、図１２Ｂは図１２Ａの光学反射板の一部を拡大した平面図、図１３は図１１の面状光源装置の変形例を示し、図１３Ａは上面図、図１３Ｂは図１３Ａの光学反射板の一部を拡大した平面図である。なお、図１２Ａは光学反射板の一部と本体ケースの内部が見えるようにしたものとなっている。
【００６３】
本発明の他の実施形態に係る面状光源装置６は、図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１２に示すように、上面が開口し浅底で所定の半径ｒを有する円盤状体の中心部に所定の半径ｒ１の筒状貫通孔４Ｃ０を設けた本体ケース４Ｃと、この本体ケースの開口を覆う大きさの光学反射板５Ｂとで構成されている。半径ｒ、ｒ１は、貫通孔の中心点Ｏからの長さになっている。
【００６４】
本体ケース４Ｃは、中央部に貫通孔を設けた底板部４Ｃａと、この底板部の貫通孔及び周囲を所定高さ立設した側板部４Ｃｂ，４Ｃｂ'と、側板部の頂部を開放させた開口とを有している。なお、筒状貫通孔４Ｃ０は、貫通孔から立設された側板部４Ｃｂ'で構成されている。この本体ケース４Ｃは、任意の大きさでよいが、図１１Ａ、図１１Ｂに示した実施形態ではそれぞれの半径ｒ、ｒ１が２７５ｍｍ、１２０ｍｍ、深さ（高さＨ１）が１５．０ｍｍとなっている。なお、図１１Ｃに示す変形例の面状光源装置６Ａの本体ケースは、外周囲側が開口部側より低く、すなわち、底板部４Ｃａ'が開口部側から外周囲側へ所定角度で傾斜して高さＨ２が面状光源装置６の高さＨ１より低くなっている。
【００６５】
本体ケース４Ｃは、内壁面が反射面に形成されて、その内部が複数に等分、例えば６等分されて、等分した箇所が仕切り板７で仕切られて、上方が開口した６個の小室４Ｃ１〜４Ｃ６に区画されている。この仕切り板は、光学反射板を支持する支持部材となっており、両面が反射面で形成されている。なお、この支持部材として、仕切り板に代えて所定高さの支柱などにしてもよい。この支柱などは、その取付け箇所が限定されず、任意の位置でよい。筒状貫通孔４Ｃ０は、内壁面が各小室４Ｃ１〜４Ｃ６に対応して六角形状の壁面となっている。
【００６６】
これらの壁面には、ＬＥＤ基板３が装着されて、ＬＥＤ２の発光部が各小室内へ露出されている。光学反射板５Ｂは、本体ケース４Ｃの筒状貫通孔４Ｃ０に対応する箇所に貫通孔５Ｂ０、この貫通孔から外方に向かって所定面積の遮光領域Ｓ１'及び光透過領域Ｓ２'を有している。そして、本体ケース４Ｃの開口は、光学反射板５Ｂで覆われるが、各小室４Ｃ１〜４Ｃ６の開口には光学反射板５Ｂの光学反射部５Ｂ１〜５Ｂ６が位置する。なお、これらの光学反射部５Ｂ１〜５Ｂ６は、１枚の光学反射板５Ｂを６等分に区画したもので、同じ構成となっている。一つの光学反射部５Ｂ１を図１０Ｂを参照して説明する。
【００６７】
この光学反射部５Ｂ１は、遮光領域Ｓ１'及び光透過領域Ｓ２'を有している。これらの領域Ｓ１'、Ｓ２'は、光学反射板５の領域Ｓ１、Ｓ２と略同じ作用を有するものとなっているが、遮光領域Ｓ１'の面積及び光透過領域Ｓ２'の貫通孔の配列が異なっている。遮光領域Ｓ１'は、図１０Ｂの点線で示した光学反射板５の遮光領域Ｓ１と比べて、所定の幅長の湾曲帯状をなし、その面積が大きくなっている。なお、光学反射板５は、比較のために図示したものである。この湾曲帯状は、中心点Ｏから半径ｒ１、ｒ２間の円弧帯状のものとなっている。この遮光領域Ｓ１'も遮光領域Ｓ１と同様の方法で設定される。また、光透過領域Ｓ２'は、貫通孔行が中心点Ｏから所定半径の円弧線上に配設されている。例えば、第１行目は半径ｒ２の貫通孔行５１１〜５ｍ１、第２行目は半径ｒ３の貫通孔行５１２〜５ｍ２となっている。これらの貫通孔行は、光学反射板５Ｂの光透過領域Ｓ２'において、中心点Ｏを中心にして、所定の隙間をあけて同心円線上に所定のピッチで配列されている。
【００６８】
この面状光源装置６は、面状光源装置１〜１Ｂと同様の作用効果を奏し、このままの状態で、または光学反射板の上方に光拡散板を設けて照明装置、例えば円形状の照明器具として使用できる。特に照明器具として使用する場合は、底板部４Ｃａ及び側板部４Ｃｂから光が若干透過するようにするのが好ましい。この光透過は、本体ケースの板材を肉薄、或は底板部及び側板部分に光透過手段、例えば、所定形状の半貫通溝又は孔などを設けて透過させる。これらの部分から光が透過すると、面状光源装置を照明器具として天井から吊下したときに、底板部側及び側板部側が暗くなくなり、人に不安感を与えることがなくなる。また、面状光源装置６Ａは、照明器具として使用すると、薄型化ができ、しかもデザイン性が向上する。
【００６９】
また、図１３Ａ、図１３Ｂに示す面状光源装置６Ｃは、面状光源装置６、６Ａの貫通孔を円筒状にし、これに合わせて、光学反射板５Ｂ'の形状を変更するともにＬＥＤ基板３'を円弧状にしたもので、この装置も面状光源装置６、６Ａと同様の作用効果を奏するものとなっている。
【符号の説明】
【００７０】
１、１Ａ〜１Ｆ            面状光源装置（照明装置）
２                        発光ダイオード（ＬＥＤ）
３、３'                  ＬＥＤ基板
４、４Ａ〜４Ｃ            本体ケース
４Ｃ０                      貫通孔
４Ｃ１〜４Ｃ６              小室
４Ｃａ、４Ｃａ'          底板部
５、５Ａ、５Ｂ            光学反射板
５Ｂ１〜５Ｂ６              光学反射部
５１１〜５ｍｎ                貫通孔
６、６Ａ〜６Ｃ      面状光源装置（照明装置）
７                        仕切り板
Ｓ１、Ｓ１'              遮光領域
Ｓ２、Ｓ２'              光透過領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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