(57)【要約】【課題】周囲を明るくできる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置10は、導光板15、および発光素子35を備える。導光板15は、前面側を主光取出面25とする導光板本体24と、導光板本体24の主光取出面25に対して反対側の背面側にそれぞれ対向して設けられ、導光板本体24の厚み方向における溝深さh1が導光板本体24の厚みh2の７５％以下の溝部29とを有する。発光素子35は、発光面35aを有し、導光板15の対向する溝部29に発光面35aが互いに対向するように配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面側を主光取出面とする導光板本体と、導光板本体の主光取出面に対して反対側の背面側にそれぞれ対向して設けられ、導光板本体の厚み方向における溝深さが導光板本体の厚みの７５％以下の溝部とを有する導光板と；
発光面を有し、導光板の対向する溝部に発光面が互いに対向するように配置された発光素子と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前面側を主光取出面とする導光板本体と、導光板本体の主光取出面に対して反対側の背面側にそれぞれ対向して設けられた溝部とを有する導光板と；
発光面を有するとともに導光板の対向する溝部に発光面が互いに対向するように配置された発光素子を備え、導光板本体の幅方向における互いに対向する発光面間の距離が導光板本体の幅の４０％以上である発光部と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
導光板から光を取り出すとともに、発光素子の発光方向の近傍領域とこの近傍領域より離れた離反領域とで光取出割合が異なっていて近傍領域より離反領域での光取出割合が多い光取出手段を具備している
ことを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、導光板を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子の光を導光板に入射させてこの導光板の前面側から光を出射させることにより、導光板の前面側である発光面の均斉度を向上させるようにした天井直付形の照明装置がある。
【０００３】
導光板は四角形の平板状に形成され、この導光板の端面に発光面が対向するように発光素子が配置されている。発光素子は基板に実装され、この基板が導光板の周辺部を覆って支持する金属製の枠体に熱伝導可能に取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１０９０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、導光板を用いた照明装置は、導光板の端面に発光面が対向するように発光素子を配置していることで、発光素子とともに導光板の周辺部を金属製の枠体で覆っているため、照明空間に出射される光は導光板の前面側のみからであって下方向にしか出射されず、照明装置の周囲が暗くなり、違和感を感じることがある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、周囲を明るく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】
実施形態の照明装置は、導光板、および発光素子を備える。導光板は、前面側を主光取出面とする導光板本体と、導光板本体の主光取出面に対して反対側の背面側にそれぞれ対向して設けられ、導光板本体の厚み方向における溝深さが導光板本体の厚みの７５％以下の溝部とを有する。発光素子は、発光面を有し、導光板の対向する溝部に発光面が互いに対向するように配置する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、導光板の端面側に十分な光量の光を導いて出射させることができるため、照明装置の周囲を明るくでき、しかも、導光板からの高い光取出効率を維持したまま導光板の前面側から端面側に亘って均一に発光させることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態を示す照明装置の導光板の断面図である。
【図２】同上照明装置の断面図である。
【図３】同上導光板の模式図である。
【図４】同上導光板の比較例を示す模式図である。
【図５】同上導光板の厚みに対する溝部の深さの割合に応じた発光面の輝度分布図を示し、(a)は割合が８２．５％の輝度分布図、(b)は割合が７５％の輝度分布図、(c)は割合が５０％の輝度分布図である。
【図６】同上導光板の厚みに対する溝部の深さの割合と均斉度との関係を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態を示す照明装置の導光板の断面図である。
【図８】同上導光板の正面図である。
【図９】同上導光板の幅に対する発光面間の距離の割合に応じた輝度分布図を示し、(a)は割合が３３％の輝度分布図、(b)は割合が４１％の輝度分布図、(c)は割合が６０％の輝度分布図である。
【図１０】同上導光板の幅に対する発光面間の距離の割合と均斉度との関係を示すグラフである。
【図１１】第３の実施形態を示す照明装置の導光板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、第１の実施形態を、図１ないし図６を参照して説明する。
【００１１】
図２に示すように、照明装置10は、周囲形状が円形あるいは四角形の天井直付形照明器具であり、天井面11に設置された引掛シーリングボディ12にアダプタ13を介して取り付けられる。
【００１２】
照明装置10は、器具本体としてのシャーシ14、このシャーシ14の下面に取り付けられた導光板15、導光板15に配置された発光部16、およびシャーシ14内に配置された点灯回路17を備えている。
【００１３】
シャーシ14は、例えば金属製で、下面に導光板15が取り付けられる取付面部20が形成され、この取付面部20の周囲から側面部21が立ち上げられている。シャーシ14の上面中央部には、アダプタ13に装着されるアダプタガイド22が取り付けられている。
【００１４】
図１に示すように、導光板15は、例えばアクリル樹脂などの光透過率の高い材料によって周囲形状が円形あるいは四角形の平板状に形成された導光板本体24、この導光板本体24の前面側であって設置状態で下面となる主光取出面25、導光板本体24の主光取出面25に対して反対側であって設置状態で上面となる背面部26、および導光板本体24の側面である端面部27を有している。そして、主光取出面25から端面部27に亘って、導光板15から光が出射する発光面28として構成されている。なお、端面部27は、主光取出面25から背面部26にかけて湾曲した湾曲面に形成してもよい。
【００１５】
導光板15の背面部26で周辺部より内側の領域には、発光部16が収容配置される環状の溝部29が形成されている。導光板15の中央側に対向する溝部29の内面には、主光取出面25および背面部26に対して略垂直に形成された入射面30が形成されている。主光取出面25に対向する溝部29の内面は主光取出面25に沿って平行な平面に形成されている。なお、導光板15の背面部26側に環状に設けられる溝部29は、導光板15の外形状（円形、四角形）にかかわらず、例えば四角形の環状に形成してもよいし、導光板15の外形状が円形の場合などには外形状に合わせて円形の環状に形成してもよい。また、溝部29は、環状でなくてもよく、互いに対向して設けられる溝部分があればよい。
【００１６】
導光板本体24の厚み方向における溝部29の深さh1の割合は、導光板本体24の厚みh2の７５％以下が好ましい。導光板本体24の厚みh2に対する溝部29の深さh1の割合の下限値については、溝部29内に発光部16を収容可能な値であればよい。
【００１７】
導光板15の溝部29より導光板15の主光取出面25側には、導光板15の中央側と端部側とに連続する導光部31が設けられている
導光板15の主光取出面25および端面部27には、導光板15内から外部に光を取り出す光取出手段32が設けられている。光取出手段32は、例えば、導光板15の主光取出面25および端面部27の外面に、インクドットパターンや凹凸を設けて光拡散処理を施したり、拡散シートを貼り付けたり、拡散板を配置するなど、どのような構成を用いてもよい。
【００１８】
導光板15の背面部26には反射手段を設けてもよい。この反射手段は、例えば、反射シートや反射板を用いてもよいし、導光板15の背面側を取り付けるシャーシ14の取付面部20を兼用してもよい。
【００１９】
また、発光部16は、発光モジュール33、およびこの発光モジュール33を取り付けたフレーム34を有し、導光板15の溝部29に沿って配置されている。
【００２０】
発光モジュール33は、複数の発光素子35、および複数の発光素子35を実装した基板36を有している。発光素子35には、例えば、面実装タイプのＳＭＤパッケージ式のＬＥＤ素子が用いられる。このＳＭＤパッケージは、ケース内にＬＥＤベアチップを配置し、蛍光体を含有した封止樹脂で封止したもので、封止樹脂の表面が光を出射する発光面35aとして構成されている。なお、発光素子35としては、発光色が同色のものを用いてもよいし、発光色が異なるものや発光色を変化させることが可能なものを用いてもよく、あるいは、例えばＥＬ素子などの他の発光素子を用いてもよい。また、基板36は、導光板15の溝部29に収まるように細長く形成され、その長手方向に沿って複数の発光素子35が１列または複数列配列されている。
【００２１】
フレーム34は、例えばアルミニウムなどの金属製で、導光板15の溝部29に納まるように細長く形成されており、長手方向に沿って基板36が熱的に接続された状態に取り付けられている。フレーム34は、シャーシ14に熱的に接続された状態に取り付けられている。
【００２２】
発光部16は、導光板15の溝部29内で、溝部29内の入射面30に発光素子35の発光面35aが対向するように配置されている。さらに、導光板15の対向する溝部29の部分に配置された発光素子35の発光面35aが互いに対向されている（図３参照）。
【００２３】
また、点灯回路17の電源入力側がアダプタ13および引掛シーリングボディ12を通じて商用交流電源に接続され、点灯回路17の点灯出力側が発光モジュール33の基板36を通じて複数の発光素子35に接続されている。点灯回路17により、交流電力を所定の直流電力に変換して発光素子35に供給し、発光素子35を点灯させる。
【００２４】
そして、図３に示すように、発光素子35の点灯時には、発光素子35の発光面35aから出射した光が、導光板15の入射面30から導光板15内に入射し、導光板15内を反射しながら導光板15の反対側へ向う。
【００２５】
導光板15内に入射した光のうち、主光取出面25へ向かった光L1の一部が、光取出手段32によって主光取出面25から出射される。さらに、導光板15の反対側へ向った光のうちの一部の光L2が、反対側の溝部29と主光取出面25との間の導光部31を通過して主光取出面25の周辺部（溝部29より外側領域）および端面部27に到達し、光取出手段32によって主光取出面25の周辺部および端面部27から出射される。端面部27から出射される光は導光板15の側方や上方などにも出射される。この場合、導光板本体24の厚みh2に対する溝部29の深さh1の割合を７５％以下としているため、主光取出面25の周辺部および端面部27に到達する光L2の光量が多く、照明装置10の周囲を明るくできる。
【００２６】
図４には導光板本体24の厚みh2に対する溝部29の深さh1の割合が７５％よりも多い場合の比較例を示す。この場合、反対側の溝部29と主光取出面25との間の導光部31に進入可能な光L2の光量が減少し、さらに、その導光部31に進入した光L2が、導光部31内において主光取出面25との溝部29の面との間で反射を繰り返し、その間に主光取出面25から出射してしまうため、主光取出面25の周辺部および端面部27に到達する光L2の光量が減少する。そのため、主光取出面25の周辺部および端面部27から出射する光L2の光量が少なくなり、相対的に、主光取出面25の中央部（発光素子35の発光面35a間で囲まれた内側領域）の輝度が高く、主光取出面25の周辺部および端面部27での輝度が低くなる。
【００２７】
一般に、照明装置10の発光面28における輝度差は例えば３０％以内に抑えることが好ましい。そこで、主光取出面25の周辺部および端面部27の低い輝度に主光取出面25の中央部での輝度を近付けるために、光取出手段32による主光取出面25の中央部からの光の取り出しを制限する必要があるが、このようにすると光L3のように意図的に導光板15内に光を閉じ込めることになり、導光板15からの光取出効率が低下する。
【００２８】
それに対して、図３に示したように、導光板本体24の厚みh2に対する溝部29の深さh1の割合が７５％以下であると、主光取出面25の周辺部および端面部27から出射する光L2の光量が多くなり、主光取出面25の周辺部および端面部27の輝度が高くなるため、光取出手段32による主光取出面25の中央部からの光の取り出しを制限する必要がなく、あるいは制限を低減し、導光板15からの光取出効率を高くできる。
【００２９】
また、図５には、導光板15の厚みh2に対する溝部29の深さh1の割合に応じた発光面28の輝度分布を測定した結果を示す。図５(a)は割合が８２．５％の輝度分布図、図５(b)は割合が７５％の輝度分布図、図５(c)は割合が５０％の輝度分布図である。この場合、導光板15の外形状は円形、溝部29の形状は四角形の溝状とした。
【００３０】
図５(a)のように割合が８２．５％の場合、上述したように、相対的に、主光取出面25の中央部の輝度が高く、主光取出面25の周辺部および端面部27での輝度が低くなるため、光取出手段32による主光取出面25の中央部からの光の取り出しを制限している。この状態では、光取出手段32による主光取出面25の中央部からの光の取り出しを制限しているものの、発光素子35の発光面35aに近い領域では光が集中して主光取出面25から出射されるため、発光素子35の発光面35aの配列すなわち溝部29の形状に一致した輝線Ａが発光面28に発生し、発光面28の均斉度が低下した。
【００３１】
それに対して、図５(b)(c)のように割合が７５％の場合および５０％の場合、発光面28に輝線Ａが発生せず、発光面28の均斉度が向上した。
【００３２】
なお、導光板15の厚みh2を一定とし、溝部29の深さh1を変化させて、溝部29の各割合での輝度分布を測定した場合と、溝部29の深さh1を一定とし、導光板15の厚みを変化させて、溝部29の各割合での輝度分布を測定した場合との両方について測定を実施したが、上述した同じ結果が得られた。
【００３３】
また、図６のグラフには、導光板15の厚みに対する溝部29の深さh1の割合と均斉度との関係を求めた結果を示す。均斉度は、発光面28の輝度の最大値／最小値である。グラフから分かるように、溝部29の割合が８２．５％など７５％より高い場合には主光取出面25の周辺部および端面部27での輝度が低下して均斉度が低下するが、溝部29の割合が７５％以下では均斉度が０．７付近で飽和した。そのため、溝部29の割合が７５％以下では、主光取出面25および端面部27を含む発光面28の全体が略均一な明るさで発光した。
【００３４】
したがって、導光板本体24の厚みh2に対する溝部29の深さh1の割合を７５％以下とすることにより、導光板15の端面側に十分な光量の光を導いて出射させ、照明装置10の周囲を明るくできるとともに、導光板15からの高い光取出効率を維持したまま導光板15の主光取出面25から端面部27に亘って均一に発光させることができる。
【００３５】
次に、図７ないし図１０に第２の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同じ符号を用い、同じ構成および作用効果についてはその説明を省略する。
【００３６】
図７および図８において、導光板15の外形状は四角形であり、溝部29は導光板15の外形状に対応した四角形の溝状である。
【００３７】
導光板本体24の幅方向における互いに対向する発光素子35の発光面35a間の距離W1の割合は、導光板本体24の幅W2の４０％以上とすることが好ましい。発光面35a間の距離W1の割合の上限値については、導光板15に溝部29を形成してその溝部29内に発光素子35を配置可能な範囲内であればよい。
【００３８】
また、光取出手段32は、発光素子35の発光方向の近傍領域A1とこの近傍領域A1以外の非近傍領域A2とで光取出割合が異なっていて近傍領域A1より非近傍領域A2での光取出割合が多くなっている。本実施形態では、光取出手段32としてインクドットパターンを用い、このインクドットパターンを非近傍領域A2のみに設け、近傍領域A1には設けない例を示す。さらに、複数の発光素子35の発光方向の近傍領域A1は連続されている。なお、インクドットパターンを近傍領域A1および非近傍領域A2の両方に設けるが、近傍領域A1に設けるインクドットパターンの量や密度を非近傍領域A2より少なくしてもよい。
【００３９】
そして、発光素子35の点灯時には、発光素子35の発光面35aから出た光が、導光板15の入射面30から導光板15内に入射し、導光板15の反対側へ向う。
【００４０】
その導光板15の反対側へ向った光のうちの一部の光L4は、反対側の溝部29と主光取出面25との間の導光部31を通過して主光取出面25の周辺部および端面部27に到達し、光取出手段32によって主光取出面25の周辺部および端面部27から出射される。さらに、導光板15の反対側へ向った光のうちの一部の光L5は、溝部29との界面に到達し、そこから発光素子35の発光面35a間で囲まれた内側領域に向けて反射する。これら光L4と光L5との割合は上述した導光板本体24の厚みh2に対する溝部29の深さh1の割合に依存する。
【００４１】
しかし、導光板本体24の幅W2に対する発光素子35の発光面35a間の距離W1の割合に応じて、発光素子35の発光面35a間で囲まれた内側領域の面積が異なることにより、その内側領域での発光面28における単位面積当たりの輝度が異なってくる。
【００４２】
導光板本体24の幅W2に対する発光素子35の発光面35a間の距離W1の割合が４０％より小さい場合には、発光素子35の発光面35a間で囲まれた内側領域での発光面28における単位面積当たりの輝度が高くなり、相対的に主光取出面25の周辺部および端面部27の輝度が低くなる。
【００４３】
一般に、照明装置10の発光面28における輝度差は例えば３０％以内に抑えることが好ましい。そこで、主光取出面25の周辺部および端面部27の低い輝度に主光取出面25の輝度を近付けるために、光取出手段32による主光取出面25の中央部（発光素子35の発光面35a間で囲まれた内側領域）からの光の取り出しを制限する必要があるが、このようにすると意図的に導光板15内に光を閉じ込めることになり、導光板15からの光取出効率が低下してしまう。
【００４４】
それに対し、導光板本体24の幅W2に対する発光素子35の発光面35a間の距離W1の割合が４０％以上であると、発光素子35の発光面35a間で囲まれた内側領域での発光面28における単位面積当たりの輝度が低くなるため、光取出手段32による主光取出面25の中央部からの光の取り出しを制限する必要がなく、あるいは制限を低減し、導光板15からの光取出効率を高くできる。
【００４５】
また、図９には、導光板15の幅W2に対する発光面35a間の距離W1の割合に応じた輝度分布図を測定した結果を示す。図９(a)は割合が３３％の輝度分布図、図９(b)は割合が４１％の輝度分布図、図９(c)は割合が６０％の輝度分布図である。
【００４６】
図９(a)のように割合が３３％の場合、上述したように、発光素子35の発光面35a間で囲まれた内側領域での発光面28における単位面積当たりの輝度が高くなるため、光取出手段32による主光取出面25の中央部からの光の取り出しを制限している。この状態では、光取出手段32による主光取出面25の中央部からの光の取り出しを制限しているものの、発光素子35の発光面35aに近い領域では光が集中して主光取出面25から出射されるため、発光素子35の発光面35aの配列すなわち溝部29の形状に一致した輝線Ａが発光面28に発生し、発光面28の均斉度が低下した。
【００４７】
それに対して、図９(b)(c)のように割合が４１％の場合および６０％の場合、発光素子35の発光面35a間で囲まれた内側領域での発光面28における単位面積当たりの輝度が低くなるため、光取出手段32による主光取出面25の中央部からの光の取り出しを制限する必要がなく、あるいは制限を低減できる。この状態では、発光素子35の発光面35aに近い領域に光が集中して主光取出面25から出射されることがないため、発光面28に輝線Ａが発生せず、発光面28の均斉度が向上した。
【００４８】
また、図１０のグラフには、導光板15の幅W2に対する発光面35a間の距離W1の割合と均斉度との関係を求めた結果を示す。均斉度は、発光面28の輝度の最大値／最小値である。グラフから分かるように、発光面35a間の距離W1の割合が３３％などの４０％より低い場合には発光素子35の発光面35a間で囲まれた内側領域での発光面28における単位面積当たりの輝度が高くなって均斉度が低下するが、発光面35a間の距離W1の割合が４０％以上では発光素子35の発光面35a間で囲まれた内側領域での発光面28における単位面積当たりの輝度が低くなって均斉度が０．７付近で飽和した。そのため、発光面35a間の距離W1の割合が４０％以上では、主光取出面25および端面部27を含む発光面28の全体が略均一な明るさで発光した。
【００４９】
したがって、導光板15の端面側に十分な光量の光を導いて出射させ、照明装置10の周囲を明るくできるうえに、導光板本体24の幅W2に対する発光素子35の発光面35a間の距離W1の割合を４０％以上とすることにより、導光板15からの高い光取出効率を維持したまま導光板15の主光取出面25から端面部27に亘って均一に発光させることができる。
【００５０】
また、光取出手段32は、発光素子35の発光方向の近傍領域A1とこの近傍領域A1より離れた非近傍領域A2とで光取出割合が異なっていて近傍領域A1より非近傍領域A2での光取出割合が多くなっているため、発光素子35の近傍で発光面28の輝度が高くなるのを抑制し、導光板15の発光面28を均一に発光させることができる。
【００５１】
次に、図１１に第３の実施形態を示す。なお、各実施形態と同じ符号を用い、同じ構成および作用効果についてはその説明を省略する。
【００５２】
各発光素子35毎に近傍領域A1がそれぞれ個別に設定され、近傍領域A1が連続していない例を示す。複数の発光素子35の間隔が広い場合には、隣り合う近傍領域A1間に非近傍領域A2を設定し、導光板15の発光面28を均一に発光させることが好ましい。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５４】
10    照明装置
15    導光板
16    発光部
24    導光板本体
25    主光取出面
29    溝部
32    光取出手段
35    発光素子
35a   発光面
【図１】
2014235867.tif 000003
【図２】
2014235867.tif 000004
【図３】
2014235867.tif 000005
【図４】
2014235867.tif 000006
【図５】
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【図６】
2014235867.tif 000008
【図７】
2014235867.tif 000009
【図８】
2014235867.tif 000010
【図９】
2014235867.tif 000011
【図１０】
2014235867.tif 000012
【図１１】
2014235867.tif 000013