(57)【要約】【課題】光源の灯数を大幅に低減しても均一発光が可能であって、且つ、基盤設計に制約を受けずに、省スペース、低コストを可能とした発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１は板状の導光体１０と光源２とを有する。導光体１０は、発光面１４と外周面１３とを含む円盤状の本体部１０ａと、発光面１４と直交する方向に向けて光を本体部１０ａに入射する入光部１２とを備える。入光部１２は、入射面１２ａから延出する幹部分２２と、幹部分２２から二つ以上に分岐して本体部１０ａに滑らかに接続される枝部分１２ｂ、１２ｃとを有し、各枝部分１２ｂ、１２ｃ間に、入射面１２ａへ向かって凹入した空隙１２ｇが形成されている。【選択図】図１
2014220208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光体と、前記導光体に向けて光を出射する光源とを有し、
前記導光体は、主面からなる発光面と外周面とを含む略円盤状の外形を有する本体部と、
前記発光面と直交する方向に向けて光を前記本体部に入射する入光部とを備え、
前記入光部は、前記光源に対向する入射面から延出する幹部分と、前記幹部分から二つ以上に分岐して前記本体部に滑らかに接続される枝部分とを有し、各枝部分間に前記発光面から入射面へ向かって凹入した空隙が形成されている発光装置。
【請求項２】
前記入光部は、前記導光体の外周面の近傍に形成されているとともに、前記幹部分から互いに反対方向に分岐した２つの枝部分を有し、各枝部分は、前記導光体の本体部の外周面に略沿う方向に向いて前記本体部に接続されている請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記導光体の本体部には、前記入光部よりも径方向内側で前記入光部に隣接する貫通孔が形成されている請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記貫通孔は、前記入光部とほぼ同じ長さを有する請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記幹部分は前記本体部の裏面から軸方向に突出しており、前記幹部分の突出端面に前記入射面が形成され、前記光源が、前記入射面に対向するように配設され、前記入射面へ向かって光を出射する請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記入光部の入射面は、前記発光面と略平行に設定されている請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記導光体の外周面には、周方向に間隔を開けて並んだ複数の反射溝が形成されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記溝は、前記導光体の発光面である表面から裏面に達するように形成されており、前記溝は、断面Ｕ字状に形成されている請求項７に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両などに搭載されるメーターパネルやモニターパネルなどの表示装置や車室内外で発光、照明するイルミ装置に使用される発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種車両には、スピードメータや燃料計などの計器類や各種電子機器から得られたデータを表示するための表示装置が搭載されている。これらの表示装置には、印刷、マスキング等の手法で各種の文字や図形を表示した表示部が備えられ、このような表示部の視認性、特に夜間における視認性を高めるために表示部の背後から照明することが一般的におこなわれている。
また、車両の車室内外に配設される装飾部材として、天井イルミやドアイルミやエンブレムイルミなどの発光機能が付加されたイルミ装置が知られている。このような表示装置やイルミ装置内に配設されて光を照射する機能を担っている部分が本発明の対象となる発光装置である。
【０００３】
これらの表示装置やイルミ装置に用いられる発光装置としては、導光材料からなる導光体と該導光体の近傍にＬＥＤ（発光ダイオード）等の光源を配設したものが一般的であるが、導光体を均一に発光させるためには、導光体に近接して多数のＬＥＤ（光源）を配設する必要があった。この場合、部品点数の増加によるコストアップだけでなく、光源のスペースを確保することが難しい。また、光源付近には他の部品を配置できなくなるため、基板設計が非常に困難となる。
【０００４】
上記課題を解決する構成として、特許文献１に記載の照明装置が提案されている。この装置は、表示板に対して面状に光を出射する第１の導光体とこの第１の導光体に対して光を出射する第２の導光体と、この第２の導光体に対して光を出射する光源とからなり、第１の導光体に切欠部を形成し、第２の導光体がこの切欠部の内側の面に沿って非接触で近接する外周面を有する本体部を有しており、この本体部は、第１の導光体の発光面に対する水平断面において所定の曲率半径を有する曲線で形成されている照明装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２３８３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、上記課題を解決する構成を示しているが、点光源を線光源とするための導光体と、線光源を面光源とする導光体という２つの導光体が必要となるためコスト面や構成部品の増加にともなう取付工数の増加および組付バラつきの発生など課題が残っている。
【０００７】
また、導光体の直下に光源を配置した発光装置が知られているが、この場合、均一発光させるためには、多数の光源が必要であって、例えば、車両用のスピードメータに適用される発光装置では、導光体の直下に１０灯以上のＬＥＤを配置しなければ均一発光を実現することは難しい。このような構成では、部品点数が増加して、製造コストが増加するとともに、光源付近には他の部品を設置できないため、基盤設計をする上で制約が大きく課題となる。
【０００８】
本発明の目的は、光源の灯数を大幅に低減しても均一発光が可能であって、且つ、基盤設計に制約を受けずに、省スペース、低コストを可能とした発光装置を提供することである。
【０００９】
ここで、本発明の発光装置が適用される表示装置としては、車両に対して備え付けられる各種計器や電子機器などの数値や画像等を表示する部品であればよく、例えば、スピードメータ、タコメータ、オドメータ、燃料計、水温計など各種メータや、シフトレバーパネルやカーナビのモニター、オーディオ機器の状態を表示するパネルなどが挙げられる。また、照明装置としては、例えば、エンブレムイルミ、ドアイルミ、スカッフイルミ、天井イルミなど、車室内外で発光、照明するイルミ部品が挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の発光装置は、導光体と、前記導光体に向けて光を出射する光源とを有し、前記導光体は、主面からなる発光面と外周面とを含む略円盤状の外形を有する本体部と、前記発光面と直交する方向に向けて光を本体部に入射する入光部とを備え、前記入光部は、前記光源に対向する入射面から延出する幹部分と、前記幹部分から二つ以上に分岐して前記本体部に滑らかに接続される枝部分とを有し、各枝部分間に前記発光面から入射面へ向かって凹入した空隙が形成されている。
この構成によると、入光部の入射面へと入射した光が、枝部分によって複数方向へと導光されるとともに、導光体の発光面に対して交差して外部へ抜けていく光を大幅に低減できるように導光体の本体部へ入射されるため、光源の灯数が少なくても導光体内に略均一に導光させることができる、即ち、発光装置を均一に発光させることが可能となる。
【００１１】
本発明において、前記入光部は、前記導光体の外周面の近傍に形成されているとともに、前記幹部分から互いに反対方向に分岐した２つの枝部分を有し、各枝部分は、前記導光体の本体部の外周面に略沿う方向に向いて前記本体部に接続されていてもよい。
この構成によると、入光部が導光体の外周面の近傍に形成されるとともに、入光部は分岐して外周面に沿う方向、即ち、導光体の外周面の接線方向に光を入射するように設計されているため、入射した光を外部への放射を抑制しながら、効率よく利用することができる。この結果、光源の数をさらに低減できる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、前記導光体の本体部には、前記入光部よりも径方向内側で前記入光部に隣接する貫通孔が形成されている。前記貫通孔は、前記入光部とほぼ同じ長さを有するのが好ましい。
この構成によれば、導光体の本体部には、入光部に隣接する貫通孔が形成されているため、導光体の本体部内を拡散してきた光が貫通孔で反射されて発光するので、光の利用効率が高められるとともに、入光部における暗化による光ムラを低減することが可能となる。さらに、入射した光の一部を貫通孔の径方向外側の内面で反射させることができるため、光を効率よく外周面に指向させることができるので、光の利用効率を高めることができる。
【００１３】
本発明において、前記幹部分は前記本体部の裏面から軸方向に突出しており、前記幹部分の突出端面に前記入射面が形成され前記光源が、前記入射面に対向するように配設され、前記入射面へ向かって光を出射するのが好ましい。また、前記入光部の入射面は、前記発光面と略平行に設定されているのが好ましい。
この構成によれば、導光体に、入光部を裏面側から下方へ突出するように形成すること、特に入射面を発光面と略平行に設定することで、光源を導光体の直下に配置できるため、導光体の外周面に対向するように配置した場合に比べて、基盤設計が容易となるとともに、省スペースという点でも有利になる。
【００１４】
本発明において、前記導光体の外周面には、周方向に間隔を開けて並んだ複数の反射溝が形成されていてもよい。前記反射溝は、断面Ｕ字状で、前記導光体の発光面である表面から裏面に達するように形成されていてもよい。
この構成によれば、導光体の外周面に、光を屈折反射させる凹凸形状である反射溝を周方向に所定の間隔で複数形成することで、入光部から導光体の本体部へと入射された光は、外周面に形成された反射溝で屈折反射しながら円盤状の導光体の外周面に沿って導光されて一周する。これにより、導光体へ入射した光が、外部へと放射される光を極力抑えながら、円盤状の導光体内を外周面で反射しながら一周させることができるため、光源が一灯でも円盤状の導光体を均一発光させることが可能となる。さらに、導光体の外周面に、断面形状がＵ字状の反射溝を導光体の発光面である表面から裏面に達するように形成することで、導光体内に入射した光の利用効率がさらに高められる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、入光部の入射面に入射した光が枝部分によって複数方向へと導光されるとともに、導光体の発光面に対して交差して外部へ抜けていく光を大幅に低減できるように導光体の本体部へ入射されるため、光源の灯数が少なくても導光体内に略均一に導光させることができる、即ち、発光装置を均一に発光させることが可能となる。導光体の本体部に、その径方向内側で入光部に隣接する貫通孔が形成されている場合には、導光体の本体部内を拡散してきた光が貫通孔で反射されて発光するため、光の利用効率が高められるとともに、入光部における暗化による光ムラを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置を示す斜視図である。
【図２】同発光装置を上方から見た平面図である。
【図３】図２における、導光体の入光部付近を拡大して示す平面図である。
【図４】同発光装置における、導光体の入光部付近を示す側面図である。
【図５】本発明の発光装置の入光部が側方へ突出した他の実施形態を上方から見た平面図である。
【図６】同実施形態の正面図である。
【図７】同実施形態の側面図である。
【図８】本発明の発光装置の入光部を四又形状にしたさらに他の実施形態を上方から見た平面図である。
【図９】同実施形態の正面図である。
【図１０】同実施形態の側面図である。
【図１１】本発明による発光装置の入射面を分岐した別の実施形態を示す正面図である。
【図１２】本発明による発光装置のフレーム部材を示した斜視図である。
【図１３】本発明による実施例１の発光装置の発光面における輝度分布を示す特性図である。
【図１４】本発明による実施例２の発光装置の入光部付近を上方からみた平面図である。
【図１５】本発明による実施例３〜１０の発光装置の入光部付近を上方から見た平面図である。
【図１６】比較例の発光装置の入光部付近を上方から見た平面図である
【図１７】同比較例の発光装置の入光部付近を示す側面図である。
【図１８】本発明による実施例１における光路のシミュレーション結果を示す正面図である。
【図１９】本発明による実施例１における光路のシミュレーション結果を示す平面図である。
【図２０】本発明による実施例２における光路のシミュレーション結果を示す正面図である。
【図２１】本発明による実施例２における光路のシミュレーション結果を示す平面図である。
【図２２】比較例における光路のシミュレーション結果を示す正面図である。
【図２３】同比較例における光路のシミュレーション結果を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１実施形態に係る発光装置１を示した斜視図であり、図２は、発光装置２の発光面１４側から見た正面図である。
図１に示す発光装置１は、導光体１０と光源２とからなり、光源２としては、ＬＥＤ２が一灯配設されている。導光体１０は、一定の厚みを有する円盤状の成形体であって、その中央には空洞部１１が設けられている。導光体１０の外周面１３には、光を前記空洞部１１方向に反射、屈折させる反射溝１６が形成されており、導光体１０の表面が発光面１４となっている。導光体１０の裏面１５には、光を発光面１４方向に反射、屈折させるためのドットパターンが施されている。また、導光体１０の外周面１３に接続するように、入光部１２が導光体１０の裏面１５側に突出するように形成されており、該入光部１２に面するようにＬＥＤ２が配設されている。図２に示すように、入光部１２の径方向内側近傍に、細長い円周方向に延びた円弧状または直線状のスリットからなる貫通孔１７が形成されている。
【００１９】
本実施形態による発光装置１は、スピードメータやタコメータ、オドメータ、燃料計、水温計など各種表示装置において、各値を表示するパネル等の表示板を照明して、夜間の視認性を高めたり、イルミ効果を付加したりするのに使用される。この種の表示装置では、前記表示板と前記発光装置１が収容凹部を有する収容ケースに収容されている。さらに、発光装置１と収容ケースとの間には、基盤が配設されており、前記ＬＥＤ２は、この基盤に実装されている。
【００２０】
（光源）
図３は、図２において入光部１２付近を拡大して示した正面図である。また、図４は、発光装置１において、外周面１３に面する側から入光部１２付近を見た側面図である。図４に示すＬＥＤ２は、導光体１０の入光部１２の入光面１２ａとＬＥＤ２の出光面２ａとが平行で、クリアランスが０．７ｍｍ程度となるように対向して配置されている。ＬＥＤ２としては、日亜化学製の白色のＬＥＤであるＮＳ２Ｗ１２３Ｂを用いたが、これに限られるものではなく、青色や紫色など他の色のＬＥＤでもよいし、フルカラーのＬＥＤを用いてもよい。
【００２１】
（導光体）
導光体１０は、透明なＰＭＭＡ樹脂を射出成型することによって、形成されている。
導光体１０は、厚さが０．５〜１０．０ｍｍ、より好ましくは１．０〜３．０ｍｍとされたほぼ板状の成形体であって、その平面形状は、外径５０〜２００ｍｍ程度の円盤状であって、中央部分に内径２０〜６０ｍｍの空洞部１１が形成されている。本実施形態において、発光装置１は、車両用のスピードメータ等の表示装置として利用されるため、このような形状に形成されているが、導光体の外形の基本的な形状は、これに限られるものではなく、所定の厚みを有する板状の成形体であれば、中央の空洞部１１がなくてもよいし、外形は円形でなくても、略円形、略楕円形、略扇形、略多角形などのいずれであってもよく、これらの形状は、表示部の形状に応じて一部が変形していてもよい。
【００２２】
導光体１０には、入光部１２が一箇所だけ、裏面１５側から下方へ突出するように形成されている。入光部１２には、裏面１５と略平行な入射面１２ａが形成されていて、該入射面１２ａに面するようにＬＥＤ２が配置されている。ＬＥＤ２から出射した光は入光部１２の入射面１２ａへと照射されることによって、導光体１０内へと導光される。
【００２３】
本実施形態において、入光部１２は、一箇所のみとしているが、これに限られるものではなく、外周面１３に連続するように、導光体１０の外周縁に等間隔に２箇所または３箇所以上、配置してもよい。このように、入光部を増やすと、それに伴ってＬＥＤ２の灯数が増えるため、コストおよび省スペースの面で不利になり、また、入光部１２から導光体１０の本体部１０ａに入射した光が別の入光部１２から外部へ抜けてしまうため、光の利用効率は低下するが、導光体１０の発光面１４全体から発光する光の輝度を高めることができる。また、本実施例では、入光部１２が導光体１０の裏面１５側から下方へ突出するように形成されているが、これに限らず、導光体１０の発光面１４から上方へと突出形成されていてもよいし、図５〜７に示すように導光体１０の外周面１３から側方へと突出形成されていてもよい。
【００２４】
導光体１０は、透明なＰＭＭＡ樹脂を母材として、シリコーン系樹脂粒子等の散乱樹脂を例えば０．１重量％の比率で混練した後、射出成型によって形成されてもよい。この場合、散乱樹脂によって、光の散乱性が高まり、光の利用効率が向上するため好ましい。
【００２５】
（入光部）
図４に示すように、入光部１２は、単一の入射面１２ａから導光体１０の裏面１５へ向かって延出する幹部分２２と、この幹部分２２から二又に分岐するように、屈曲形成された２つの枝部分１２ｂ、１２ｃが形成されている。これら枝部分１２ｂ、１２ｃによって、入射面１２ａから入射した光が２方向に分かれて進行する。各枝部分１２ｂ、１２ｃは、導光体１０の本体部１０ａの板厚と同じ厚みになるように設計されている。湾曲しながら導光体１０の本体部１０ａに対して鉛直方向から水平方向へと略９０°向きを変えて本体部１０ａへと滑らかに接続されている。このとき、各枝部分１２ｂ、１２ｃの上側湾曲部１２ｆの曲率は３〜５、下側湾曲部１２ｅの曲率は２〜３となるように形成されていることが好ましい。また、第１の枝部分１２ｂと第２の枝部分１２ｃは互いに反対方向に向かって、かつ、外周面１３に沿うように、本体部１０ａの接線方向へ向かって接続されている。
【００２６】
入光部１２は、図４に示したように側面から見るとＹ字状に形成されていて、第１の枝部分１２ｂと第２の枝部分１２ｃとの間には空隙１２ｇが形成されている。空隙１２ｇを設けることによって、光は上側湾曲面１２ｆで反射、屈折することができる、即ち、向きを変えながら入光部１２内を導光することができる。空隙１２ｇの径方向内端は、貫通孔１７に連なっている。このように入光部１２は、幹部分２２から二又状に分岐してそれぞれ外周面１３の接線方向へと向いて、導光体１０の本体部１０ａへ接続されているため、光の進む方向が従来のように時計方向あるいは反時計回りというように一方向へと限定されることがなく、光は両方向周りとなるため、外周面の光学設計を複雑にする必要がなく、効率よく円盤状の導光体１０全体を発光させることができる。
【００２７】
また、図３に示すように、入光部１２は、導光体１０の外周面１３の一部に連続するように形成されており、光を円盤状の導光体１０の外周接線方向へと照射するように設計されているため、入射した光は外周面１３で反射、屈折しながら、外周面１３に沿って、円盤状の導光体１０を一周以上導光することが可能となる。これにより、円盤状の導光体１０全体へと光を導光させて、発光面１４の全域から発光させることが可能となり、光源２としてＬＥＤ２を一灯だけでも円盤状の導光体１０全体を発光装置１の機能として十分な輝度で発光させることが可能となる。後述するシミュレーション結果から、入光部１２は、導光体１０の外周面１３の近傍に形成されることが好ましく、具体的には、入光部１２の外周面１３（外側面１２ｄ）から外周面１３までの距離が０〜２．５ｍｍの範囲にあることが好ましく、０〜０．１ｍｍの範囲にあることがより好ましく、０ｍｍ、即ち、入光部１２の外側面１２ｄと外側面１３とが面一となるように形成されていることがさらに好ましいことが判明した。２．５ｍｍを超えた場合は、光の利用効率が低下したことを確認した。
【００２８】
本実施形態における入光部１２は、枝部分１２ｂ、１２ｃという２方向へ延出するよう二又状に形成されていたが、これに限らず、三又以上に分岐させて枝部分を３個以上形成してもよい。図８〜１０は、入光部１２を４方向へ延出するように四又形状に形成した実施形態である。
【００２９】
また、入射面１２ａは一つのみであったが、入射面側も分岐させて、２箇所以上の入射面とそれに対応する数のＬＥＤ２を配置するような構成としてもよい。図１１は、図４において、分岐する２つの枝部分１２ｂ、１２ｃに対応して入射面１２ａも２つに分岐させ、各入射面１２ａに対向してＬＥＤ２を配置した実施形態である。この場合、ＬＥＤ２の灯数が増えることによって輝度を高められるが、入光部を複数設ける場合と比べて、他の入光部から光が抜けるようなことがないため、光の利用効率が低下することがないので好ましい。さらに、この場合は、色の異なるＬＥＤ２を配設することによって、複数色によるイルミ効果を演出したり、色替え発光によるインジケータ機能を付加したりすることも可能となる。
【００３０】
（外周面のプリズム形状：シリンダ形状）
導光体１０の外周面１３には、光を屈折反射させる凹凸形状である反射溝１６が周方向に所定の間隔で複数形成されていることが好ましく、入光部１２から導光体１０の本体部１０ａへと入射された光Ｌ１は、外周面１３の接線方向へと指向されるように、入光部１２から本体部１０ａへの接続方向が設計されているため、入射した光Ｌ１は、外周面１３に形成された前記反射溝１６で屈折反射しながら円盤状の導光体１０の外周面１３に沿って導光されて一周する。このため、光の利用効率が向上し、光源が一つでも円盤状の導光体１０の高輝度での均一発光を実現することが可能となる。
【００３１】
反射溝１６は、導光体１０の外周面１３に等間隔で形成されているとともに、溝の形状、深さも同一となるように形成されていて、光源から遠ざかるにつれて、溝深さを漸増させても、導光体１０を所要の輝度で均一発光させることができる。これにより、型作製が容易になりコストを低減できる。これは、入光部１２が外周面１３に近接して形成されているとともに、光が導光体１０の本体部１０ａへと入射される際に、外周面１３の接線方向へ向かうように設計されることによって光の利用効率が高められて、反射溝１６の溝間隔や溝深さを変えなくても導光体１０に必要な輝度および均一発光が十分得られるためである。ここで、反射溝１６の溝深さを漸増させたり、溝間隔を漸減させることによって、導光体１０の輝度と均一発光度をより一層高めても、もちろん構わない。この実施形態では、反射溝１６は、導光体１０の軸方向と平行に延びている、径方向の外側に向かって開口したＵ字形である。
【００３２】
（裏面のプリズム加工：シボドット形状）
図１の発光面１４からの光の出射を促進するために導光体１０の裏面１５の前記ドットパターンは、例えば、レーザー加工によって微小なドット群を形成することによって施されている。ドット群に含まれる各ドットの直径は、例えば、０．０１〜０．１ｍｍ程度、好ましくは０．０２〜０．０９ｍｍ程度であってもよい。また、ドット群に含まれるドット密度は、０〜３０個／ｍｍ２程度であることが好ましい。また、これらのドット密度は均一に形成されていても、均一に形成されてなくてもよく、発光面１４からの光の出射の均一化を図る観点から、ドット群の加工密度は、導光体１０の外周面１３から空洞部１１へ向かうにつれてその密度が連続的にまたは段階的に、低くなっていってもよい。
【００３３】
（貫通孔）
図３に示すように、導光体１０の本体部１０ａにおいて、その径方向内側で入光部１２に隣接する位置には貫通孔１７が形成されている。入光部１２と発光面１４との間に空間を設けることによって、入射した光Ｌ１の一部を貫通孔の径方向外側の内面１７ａで反射させることができるため、光を効率よく外周面１３へと指向させることができるので、光の利用効率を高めることができる。入光部１２から入射した光を十分に反射させるには、貫通孔１７の円周方向長さを入光部１２の円周方向長さとほぼ同じとするのが好ましい。外周面１３に形成された凹凸形状（反射溝１６）へと照射された光は、屈折反射されて、導光体１０の全周にわたって光を伝達することによって、導光体１０の発光面１４全体から略均一に発光させることが可能となる。
また、導光体１０の本体部１０ａ内を導光して一周した光Ｌ２が、貫通孔１７の径方向内側の内面１７ｂで反射することによって、入光部１２から外部へと抜けていく光を低減することが可能となる。これにより、入光部１２付近で生じる光ムラの発生を低減できる。
【００３４】
貫通孔１７の幅は、０．２〜３．０ｍｍ、好ましくは、０．３〜１．０ｍｍの範囲とされることが、導光体１０の成形性や導光体１０の発光面１４の光ムラの発生を抑える観点から好ましい。また、空隙１２ｇに連なる貫通孔１７を形成することによって、入光部１２の枝部分１２ｂ、１２ｃの上側湾曲面１２ｆの全領域に空隙１２ｇを射出成型によって形成できるため、光の利用効率を高めることができる。
【００３５】
（フレーム部材）
図１２に示すように本発明による発光装置１において、光源であるＬＥＤ２や導光体１０は、収容空間が形成されたフレーム部材３０に収容されることが好ましい。
フレーム部材３０は、発光装置１の導光体１０を露出させるように一方に開口したケースであり、円盤状の底壁部３１とその外周および内周の立壁部３２とを有し、導光体１０の外形と略同じ形状の収容凹部３３を形成している。導光体１０は収容凹部３３に嵌め込まれることによって、固定保持されて光源２との位置関係を固定される。フレーム部材３０は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）の白色樹脂を射出成型することによって形成される。さらに、導光体１０の裏面１５や外周面１３から出射された光がフレーム部材の収容凹部３３の底壁部３１および立壁部３２によって反射されて再び導光体１０内へと入射させることが可能となる。即ち、本来であれば外部へ放散されて利用できない光を再利用することができるため、光源から出射した光の利用効率を高めることができる。
【００３６】
（実施例１）
本実施例１では、図２に示す発光装置１の導光体１０は、外径が１１０ｍｍ、中央部分の空洞部１１の内径が４０ｍｍとなるように形成されている。
導光体１０の本体部１０ａの一般厚みｔは、１．５ｍｍとされていて、外周面１３には、図３に示す入光部１２の中心から反時計回りに６°〜３５４°の間に、つまり、入光部１２の入射面１２ａおよび枝部分１２ｂの外周部分を除いた導光体１０の外周領域に、３°刻みで曲率半径０．７５ｍｍの反射溝１６が周方向に等間隔で施されている。反射溝１６は、溝深さｄ＝０．５ｍｍ、断面形状が曲率半径Ｒ＝０．７５ｍｍの半円状となるようなＵ字状であって、この反射溝１６が図１の導光体１０の本体部１０ａの発光面１４から裏面１５まで外周面１３を縦断するように形成されている。
【００３７】
図４の入光部１２の入光面１２ａは一辺Ｗが約３．４ｍｍの略正方形であって、分岐部１２ｂ、１２ｃの下側湾曲面１２ｅの曲率半径Ｒ１が２．５ｍｍ、上側湾曲面１２ｆの曲率半径Ｒ２が４．０ｍｍとなるように形成されている。入光部１２の外側面１２ｄは、導光体１０の外周面１３と面一となるように連続して形成されている。また、入光部１２の外側面１２ｄとは反対側には、貫通孔１７が入光部１２に隣接して形成されている。貫通孔１７の幅は０．５ｍｍとした。
【００３８】
ＬＥＤ２は、導光体１０の入光部１２の入光面１２ａとＬＥＤ２の出光面２ａとが平行で、クリアランスが０．７ｍｍ程度となるように対向して配置されている。ＬＥＤ２としては、日亜化学製の白色のＬＥＤであるＮＳ２Ｗ１２３Ｂを用いた。
【００３９】
図１３に、前記実施例１の発光装置１を用いて、発光装置１の発光面１４の面直方向３５０ｍｍの距離から、２次元色彩輝度計（コニカミノルタ製ＣＡ２０００）にて、測定した輝度分布を示している。
これにより、光源としては、ＬＥＤ２の１灯のみにもかかわらず、均整度が高く、光ムラを抑制した面発光を実現できることが確認できる。入光部１２付近に輝度の低い領域が一部あるものの入光部１２に隣接するように形成した貫通孔１５によって入光部１２から抜けていた光の一部を反射させることが可能となるため、輝度の低下を抑制できている。また、入光部１２を導光体１０の外周面１３の近傍に形成しているため、この輝度が低下する部分をフレーム部材によって容易に遮蔽することも可能である。
【００４０】
（実施例２）
本発明の実施例２の構成を、図１４の、入光部１２付近を発光面１４側から見た正面図に示している。
実施例２は、実施例１で入光部１２の隣に設けていた貫通孔１７を設けていない。貫通孔１７がないこと以外は、実施例１と同じ構成であるため、説明は省略する。
【００４１】
（実施例３）
本発明の実施例３の構成を、図１５の、入光部１２付近を発光面１４側から見た正面図に示している。
実施例３において、入光部１２の外側面１２ｄは、導光体１０の外周面１３から離間して形成されている。入光部１２の外側面１２ｄから外周面１３までの距離Ｌは０．１ｍｍとなるように形成されている。入光部１２が導光体１０の外周面１３から離間して形成されていること以外は、実施例１と同じ構成であるため、説明は省略する。
【００４２】
（実施例４）
本発明の実施例４の構成は、図１５の実施例３において、入光部１２の外側面１２ｄから外周面１３までの距離Ｌを０．２５ｍｍとなるように形成したものである。入光部１２の外側面１２ｄから外周面１３までの距離Ｌを変更したこと以外は、実施例３と同じ構成であるため、説明は省略する。
【００４３】
（実施例５）
本発明の実施例５の構成は、図１５の実施例３において、入光部１２の外側面１２ｄから外周面１３までの距離Ｌを０．５ｍｍとなるように形成したものである。入光部１２の外側面１２ｄから外周面１３までの距離Ｌを変更したこと以外は、実施例３と同じ構成であるため、説明は省略する。
【００４４】
（実施例６）
本発明の実施例６の構成は、図１５の実施例３において、入光部１２の外側面１２ｄから外周面１３までの距離Ｌを０．７５ｍｍとなるように形成したものである。入光部１２の外側面１２ｄから外周面１３までの距離Ｌを変更したこと以外は、実施例３と同じ構成であるため、説明は省略する。
【００４５】
（実施例７）
本発明の実施例７の構成は、図１５の実施例３において、入光部１２の外側面１２ｄから外周面１３までの距離Ｌを１ｍｍとなるように形成したものである。入光部１２の外側面１２ｄから外周面１３までの距離Ｌを変更したこと以外は、実施例３と同じ構成であるため、説明は省略する。
【００４６】
（実施例８）
本発明の実施例８の構成は、図１５の実施例３において、入光部１２の外側面１２ｄから外周面１３までの距離Ｌを１．２５ｍｍとなるように形成したものである。入光部１２の外側面１２ｄから外周面１３までの距離Ｌを変更したこと以外は、実施例３と同じ構成であるため、説明は省略する。
【００４７】
（実施例９）
本発明の実施例９の構成は、図１５の実施例３において、入光部１２の外側面１２ｄから外周面１３までの距離Ｌを１．５ｍｍとなるように形成したものである。入光部１２の外側面１２ｄから外周面１３までの距離Ｌを変更したこと以外は、実施例３と同じ構成であるため、説明は省略する。
【００４８】
（実施例１０）
本発明の実施例１０の構成は、図１５の実施例３において、入光部１２の外側面１２ｄから外周面１３までの距離Ｌを２．５ｍｍとなるように形成したものである。入光部１２の外側面１２ｄから外周面１３までの距離Ｌを変更したこと以外は、実施例３と同じ構成であるため、説明は省略する。
【００４９】
（比較例）
発光装置１の比較例の構成を、図１６の入光部１２付近を発光面１４側から見た正面図と、図１７の外周面１３から見た側面図で示す。
比較例は、実施例１と比べて貫通孔１７および空隙１２ｇが形成されていない。また、入光部１２´は、空隙１２ｇが形成されていないため、２つの枝部分１２ｂ、１２ｃのように二又状に分かれておらず、下側湾曲面１２ｅ´のみで上側湾曲面は存在しない。入光部１２´以外の構成は、実施例１と同じため説明は省略する。
【００５０】
実施例１〜１０および比較例の構成について、計算ソフトとしてCybernet社製のLighttoolsを用いて、導光体材質が透明のＰＭＭＡ、ＬＥＤが日亜化学製の白色ＬＥＤであるＮＳ２Ｗ１２３Ｂ、導光体の入光部の入光面とＬＥＤの出光面とのクリアランスが０．７ｍｍという条件で光学シミュレーションを行った結果を、表１および図１８〜２３に示す。
以下の結果は、図１のＬＥＤ２から出射された光のうち導光体１０の発光面１４から発光させることのできた光の割合を、実施例１を１００％とした場合の光の利用効率で表したものである。
【００５１】
図１８および１９は、実施例１における光路を示す。図１８の入射面１２ａから入射した光は、枝部分１２ｂ，１２ｃで反射、屈折を繰り返すとともに、図１９の貫通孔１７の径方向外側の内面１７ａで反射して、導光体１０の発光面１４から出射される。図２０および図２１は、貫通孔１７を有しない実施例２における光路を示す。図２０の入射面１２ａから入射した光は、枝部分１２ｂ，１２ｃで反射、屈折を繰り返し、導光体１０の発光面１４から出射される。
【００５２】
図２２および２３に比較例のシミュレーション結果を示す。比較例は、図２２の入光部１２´に空隙がないため、光を分岐することができず、入射面１２ａ´から入射した光は反射、屈折することなく、導光体１０の発光面１４から全ての光が外部へと抜けてしまうため、導光体１０内へと導光することができていない。
実施例１〜１０を比較すると、表１から、光の利用効率は、入光部１２の外側面１２ｄから外周面１３までの距離Ｌが近いほど光の利用効率が高くなることがわかる。実施例１と実施例２を比較すると、入光部１２に隣接する貫通孔１７を形成することによって、光の利用効率が高められることがわかる。
【００５３】
【表１】
2014220208.tif 000003
【符号の説明】
【００５４】
１…発光装置
２…ＬＥＤ（光源）
１０…導光体
１０ａ…本体部
１１…空洞部
１２…入光部
１２ａ…入射面
１２ｂ，１２ｃ…枝部分
１２ｄ…外側面
１２ｅ…下側湾曲面
１２ｆ…上側湾曲面
１２ｇ…空隙
１３…外周面
１４…発光面
１５…裏面
１６…反射溝
１７…貫通孔
１７ａ…貫通孔の径方向外側の内面
１７ｂ…貫通孔の径方向内側の内面
２２…幹部分
３０…フレーム部材
３１…底壁部
３２…立壁部
３３…収容凹部
Ｌ１，Ｌ２…光
【図１】
2014220208.tif 000004
【図２】
2014220208.tif 000005
【図３】
2014220208.tif 000006
【図４】
2014220208.tif 000007
【図５】
2014220208.tif 000008
【図６】
2014220208.tif 000009
【図７】
2014220208.tif 000010
【図８】
2014220208.tif 000011
【図９】
2014220208.tif 000012
【図１０】
2014220208.tif 000013
【図１１】
2014220208.tif 000014
【図１２】
2014220208.tif 000015
【図１３】
2014220208.tif 000016
【図１４】
2014220208.tif 000017
【図１５】
2014220208.tif 000018
【図１６】
2014220208.tif 000019
【図１７】
2014220208.tif 000020
【図１８】
2014220208.tif 000021
【図１９】
2014220208.tif 000022
【図２０】
2014220208.tif 000023
【図２１】
2014220208.tif 000024
【図２２】
2014220208.tif 000025
【図２３】
2014220208.tif 000026