(57)【要約】【課題】少ない光源を用いて広大な面から均質な光を出射する。【解決手段】発光装置１０は複数の光源と板状部材１２とを有する。複数の光源は２次元状に配列される。板状部材１２は複数の光源の上に配置される。板状部材１２は複屈折性を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元状に配列した複数の光源と、
前記複数の光源の上に配置され、複屈折性を有する板状部材とを備える
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発光装置であって、
前記複数の光源は規則的に配列され、
前記板状部材は、複屈折性によって分離した前記複数の光源の光線の間隔を略均等にさせる
ことを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の発光装置であって、前記複数の光源はマトリックス状に配列されることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の発光装置であって、前記光源は第１の方向に沿って一定の間隔ｄで配置され、前記板状部材の厚さがｔであり、前記板状部材の複屈折の光線分離角がθであって、ｄ＝２×ｔ×ｔａｎθを満たすことを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発光装置であって、前記板状部材は複屈折の方向が異なる複数の複屈折板を有することを特徴とする発光装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発光装置であって、前記光源はＬＥＤであることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造コストが低く、均質な面発光が可能な発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学機器の検査のために、光学機器を照明する発光装置が用いられている。このような発光装置の光源に、近年ＬＥＤなどの発光素子が用いられている。発光装置では広大な面から均質な光を出射することが求められる一方で、指向性が高く点発光する発光素子を用いて広大な面から均質な光を出射することは困難であった。広大な面から均質な光を出射可能な構成として、板状の基部の上に複数の発光光源を配置するが開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６６２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、光源を２次元状に配置する構成では、光を出射させる面が広大になるほど多くの光源が必要となる。また光の均質性を高めるためには、光源の配置密度を高くする、すなわち、多くの光源が必要となる。光源が多くなるほど、製造コストが上昇していた。
【０００５】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、比較的少ない光源を用いて、広大な面から均質な光を出射する発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した諸課題を解決すべく、第１の観点による発光装置は、
２次元状に配列した複数の光源と、
前記複数の光源の上に配置され、複屈折性を有する板状部材とを備える
ことを特徴とするものである。
【０００７】
また、第２の観点による発光装置は、
前記複数の光源は規則的に配列され、
前記板状部材は、複屈折性によって分離した前記複数の光源の光線の間隔を略均等にさせる
ことが好ましい。
【０００８】
また、第３の観点による発光装置は、
前記複数の光源はマトリックス状に配列される
ことが好ましい。
【０００９】
また、第４の観点による発光装置は、
前記光源は第１の方向に沿って一定の間隔ｄで配置され、前記板状部材の厚さがｔであり、前記板状部材の複屈折の光線分離角がθであって、ｄ＝２×ｔ×ｔａｎθを満たす
ことが好ましい。
【００１０】
また、第５の観点による発光装置は、
前記板状部材は複屈折の方向が異なる複数の複屈折板を有する
ことが好ましい。
【００１１】
また、第６の観点による発光装置は、
前記光源はＬＥＤである
ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成された本発明に係る発光装置によれば、比較的少ない光源を用いて、広大な面から均質な光を出射することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】照明装置の側面図である。
【図３】発光ユニットの斜視図である。
【図４】第１の複屈折板の物性を説明するための、光軸および第１の方向に沿った照明装置の一部断面図である。
【図５】発光ユニットから出射される光の図２のＶ−Ｖ線に沿った位置に対する輝度の関係を示すグラフである。
【図６】第１の複屈折板から出射される光の図２のＶ−Ｖ線に沿った位置に対する輝度の関係を示すグラフである。
【図７】ピーク輝度のｘ％となる領域を径とするビームの分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
まず、本発明の一実施形態に係る照明装置について説明する。図１は、一実施形態に係る照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【００１６】
図１に示すように、照明装置１０は、発光ユニット１１、板状部材１２、および拡散板１３を含んで構成される。板状部材１２が発光ユニット１１の出射面と拡散板１３に挟まれるように、かつ発光ユニット１１の出射面、板状部材１２の板面、および拡散板１３の板面が平行となるように、発光ユニット１１、板状部材１２、および拡散板１３は配置される（図２参照）。
【００１７】
図３に示すように、発光ユニット１１は、複数の光源１４を有する。複数の光源１４は、発光ユニット１１の出射面上において、２次元状に配列される。２次元状の配列は、例えば、第１の方向および第２の方向に沿って規則的である。さらには、第１の方向および第２の方向は直交し、２次元状の配列はマトリックス状である。光源１４は、例えばＬＥＤである。
【００１８】
図２に示すように、板状部材１２は、第１の複屈折板１５および第２の複屈折板１６を積層させることにより形成される。第１の複屈折板１５は、複屈折の方向が第１の方向である。第２の複屈折板１６は、複屈折の方向が第１の複屈折板１５と異なり、第２の方向である。したがって、板状部材１２は、全体として複屈折性を有し、発光ユニット１１から出射する光を第１の方向および第２の方向に分離する。
【００１９】
第１の複屈折板１５は、（１）式を満たすように選択され、形成される。
ｄ１＝２×ｔ１×ｔａｎθ１          （１）
ただし、（１）式において、ｄ１は光源１４の第１の方向に沿った配列の一定の間隔である（図４参照）。ｔ１は第１の複屈折板１５の厚さである。θ１は第１の複屈折板１５の複屈折の光線分離角である。
【００２０】
同様に、第２の複屈折板１６は、（２）式を満たすように選択され、形成される。
ｄ２＝２×ｔ２×ｔａｎθ２          （２）
ただし、（２）式において、ｄ２は光源１４の第２の方向に沿った配列の一定の間隔である。ｔ２は第２の複屈折板１６の厚さである。θ２は第２の複屈折板１６の複屈折の光線分離角である。
【００２１】
拡散板１３は、板状部材１２から出射する光を拡散して、出射する。
【００２２】
以上のような構成の本実施形態の発光装置によれば、板状部材１２により光線が分離されることにより見かけ上の光源を増やせるので、比較的少ない光源を用いて広大な面から均質な光を出射させることが可能である。このような効果について、以下に詳細に説明する。
【００２３】
図５に示すように、発光ユニット１１から出射した光の輝度分布は光軸位置を中心にガウス状に分布する。それゆえ、光源１４の間隔が広くなる程、および／または光源１４が出射する光の指向性が高くなる程、位置による光の輝度には大きな差があり、面全体ではムラが生じる。
【００２４】
本実施形態では、発光ユニット１１から出射した光を第１の複屈折板１５により光線を分離させることにより、図６に示すように、輝度のピークを生じる光線が２倍に増加する。
【００２５】
それゆえ、第１の複屈折板１５から出射した光線の数は発光ユニット１１から出射した光線の数の２倍であり（図７（ａ）、（ｂ）参照）、第２の複屈折板１６から出射した光線の数は第１の複屈折板１５から出射した光線の数の２倍である（図７（ｂ）、（ｃ）参照）。したがって、発光ユニット１１が出射した光を板状部材１２に透過させることにより、見かけ上の光源が４倍に増える。図７における符号ａは、ピーク輝度のｘ％となる領域を径とするビームである。見かけ上の光源が増えることにより、光源１４の光軸からの距離による輝度のムラが低減化され、光が均質化される（図６参照）。
【００２６】
また、本実施形態の照明装置によれば、拡散板のみを用いて光を均質化させる構成に比べて、エネルギーロスを低減化可能である。２次元状に配置した光源から発する光を均質化する方法としては、拡散板を透過させることも考えられる。しかし、拡散板は透過率が低く、所望の均質化効果を得る場合には、例えば多数の拡散板を透過させる必要があり、光のロスが大きく、結果として消費電力が大きくなる。一方、本実施形態において用いる複屈折板は拡散板に比べて透過率が高いので、上述のように、拡散板のみを用いる構成に比べてエネルギーロスを低減化可能である。
【００２７】
本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
【符号の説明】
【００２８】
１０  照明装置
１１  発光ユニット
１２  板状部材
１３  拡散板
１４  光源
１５  第１の複屈折板
１６  第２の複屈折板
ａ  ピーク輝度のｘ％となる領域を径とするビーム
【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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