(57)【要約】【課題】  光源としてＬＥＤを用いた照明装置において、横断面形状に関係なく、発光面の前方を均一に照らすことに加え、外周のある領域も均一に照らすことのできる照明装置を提供する。【解決手段】  複数の光源モジュールと、前記光源モジュールに対向し、かつ前記光源モジュールからの光を異なる方向へ変換する複数の制御部材を備えて一定領域を照明する照明装置であって、光源モジュールは、複数の光源と、前記光源に対向し、かつ前記光源の光を透過する光学部材を設け、光路変換部が、隣接する前記光源モジュールに近接する前記光源に対向して前記光学部材に設けられていることを特徴とする照明装置とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源モジュールと、前記光源モジュールに対向し、かつ前記光源モジュールからの光を異なる方向へ変換する制御部材を備えて一定領域を照明する照明装置であって、
光源モジュールは、複数の光源と、前記光源に対向し、かつ前記光源の光を透過する光学部材を含み、光路変換部が、隣接する前記光源モジュールの含む前記光源に対向して前記光学部材に設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光源モジュールは、前記光源が同一直線状に配置され、前記光路変換部は２つ以上有しており、前記光路変換部は、前記光源モジュールの中心を通り、前期光源の配置方向に垂直な面に対して対称な位置で、かつ対称な形状で形成されていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記光路変換部は、前記光源に対向し、かつ光学部材の切り欠きにより設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記複数の光源に対向し、かつ前記光学部材の切り欠きにより設けた光路変換部と、光源の一部と重なる領域を有する切り欠きをさらに設けたことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
少なくとも３つの光源モジュールが隣接して配置され、光源モジュールに対向して制御部材を備え、前記光路変換部は、隣接する光源モジュールの光の方向が重なるように、光の方向を変換することを特徴とする請求項１から請求項４に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明装置には横断面形状が円形状のものを始め、矩形状、八角形状など様々な形状のものが提案されており、照明装置のデザインが重視されている。加えて、照明装置の形状に合わせて、照度の均一性が求められている。ここで横断面形状とは、照明装置の照射方向に対して垂直な平面での断面形状を示す。
【０００３】
また、照明装置の省電力化が求められており、光源として発光ダイオード（以下、ＬＥＤとする。）を採用した照明装置が提案されている。ＬＥＤは点光源であり、横断面形状が多角形の照明装置に比べて円形状の照明装置の方が、より簡単に照度を均一にすることができるため、横断面形状が円形状である照明装置が数多く提案されている。
【０００４】
横断面形状が矩形状であり、光源をＬＥＤとする照明装置の一例としては、特許文献１のような液晶表示装置のバックライトがある。特許文献１では、矩形状の照明装置の側面にＬＥＤを備えた光源基板を配置し、底面に配置した反射面にＬＥＤの光が照射され、その反射光により照度の均一化を実現している。
【０００５】
また、特許文献２では、導光板を用いることにより、ＬＥＤを備えた光源基板の近傍に配置した導光板内にＬＥＤの光を導光させることにより、横断面形状が矩形状であっても照度の均一化を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２５２３８０号公報
【特許文献２】特開２０１１−２８９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の照明装置では、照明装置の発光面の前方を均一に照らすことは可能であるが、発光面の外周まで照らすことができない。特に、特許文献１の構成では、照明装置の側面部にＬＥＤを備えた光源基板を配置しているため、ＬＥＤの後背部である発光面の外周を照らすことは困難である。
【０００８】
また、特許文献２の照明装置では、導光板の発光面の前方を均一に照らすことは可能であるが、発光面の外周まで照らすことは考慮されていない。
【０００９】
特に照明装置では、デザインが重視されており様々な横断面形状に対応した照明装置が要求されている。さらに、照明装置の発光面の前方を均一に照らすだけでなく、その外周まで照らし、広い空間を照らすことが要求されている。特に天井に設けられる照明装置では、発光面の外周で、天井を照らすことで、より広い空間を印象付けることが重要視されている。特許文献１および特許文献２では、そうした発光面の外周まで照らすことが考慮されておらず、さらに天井に設けた場合に天井を照らすことまで考慮されていない。
【００１０】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、光源として発光素子を用いた照明装置において、横断面形状に関係なく、発光面の前方を照らすことに加え、外周のある領域も照らすことの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】
【００１１】
本発明に係る照明装置は、複数の光源モジュールと、前記光源モジュールに対向し、かつ前記光源モジュールからの光を異なる方向へ変換する制御部材を備えて一定領域を照明する照明装置であって、光源モジュールは、複数の光源と、前記光源に対向し、かつ前記光源の光を透過する光学部材を含み、光路変換部が、隣接する前記光源モジュールの含む前記光源に対向して前記光学部材に設けられている。
【００１２】
上記の構成によれば、発光素子を用いた照明装置で、光路変換部によって、発光面の前方を照らすとともに、外周のある領域も照らす照明装置とすることができる。
【００１３】
また、本発明に係る照明装置は、前記光源モジュールは、前記光源が同一直線状に配置され、前記光路変換部は２つ以上有しており、前記光路変換部は、前記光源モジュールの中心を通り、前期光源の配置方向に垂直な面に対して対称な位置で、かつ対称な形状で形成されている。
【００１４】
上記の構成によれば、発光素子を用いた照明装置で、光源モジュールで対称な位置に光路変換部を設けることによって、発光面の前方を照らすとともに、外周のある領域も照らす照明装置とすることができる。
【００１５】
また、本発明に係る照明装置は、前記光路変換部は、前記光源に対向し、かつ光学部材の切り欠きにより設けられている。
【００１６】
上記の構成によれば、発光素子を用いた照明装置で、光源モジュールで対称な位置に切り欠きにより光路変換部を設けることによって、安価で、コンパクトな光路変換部とすることができ、発光面の前方を照らすとともに、外周のある領域も照らす照明装置とすることができる。
【００１７】
また、本発明に係る照明装置は、前記複数の光源に対向し、かつ前記光学部材の切り欠きにより設けた光路変換部と、光源の一部と重なる領域を有する切り欠きをさらに設けている。
【００１８】
上記の構成によれば、発光素子を用いた照明装置で、光源モジュールで対称な位置に切り欠きにより光路変換部を設けることによって、安価で、コンパクトな光路変換部とすることができ、さらに光学モジュールの厚みを薄くすることができ、発光面の前方を照らすとともに、外周のある領域も照らす照明装置とすることができる。
【００１９】
また、本発明に係る照明装置は、少なくとも３つの光源モジュールが隣接して配置され、光源モジュールに対向して制御部材を備え、前記光路変換部は、隣接する光源モジュールの光の方向が重なるように、光の方向を変換している。
【００２０】
上記の構成によれば、発光素子を用いた照明装置で、光源モジュールで対称な位置に切り欠きにより光路変換部を設けることによって、安価で、コンパクトな光路変換部とすることができ、さらに光学モジュールの厚みを薄くすることができる。さらに光源モジュールの隣接する光源からの光が重なるように光の方向を変換することにより、発光面の前方を照らすとともに、外周のある領域も照らす照明装置とすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、光源としてＬＥＤを用いた照明装置において、横断面形状に関係なく、発光面の前方を均一に照らすことに加え、外周のある領域も照らすことのできる照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態１における照明装置の下面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図２】本発明の実施の形態１における照明装置を構成する光源モジュールの概略図である。
【図３】本発明の実施の形態１の光学部材による照度分布を示し、光学部材なし（ａ）、光学部材あり（ｂ）の照度分布である。
【図４】本発明の照明装置の発光面下における照度分布であり、照明装置の光線方向（ａ）と照度分布（ｂ）である。
【図５】本発明の照明装置による天井の照度分布である。
【図６】本発明の実施の形態１から派生した光源モジュールの斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２における光源モジュールの上面図である。
【図８】本発明の実施の形態２における別の光源モジュールの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〔実施の形態１〕
以下、本発明の照明装置における実施の形態１について、図１から図３を用いて説明する。図１は、実施の形態１における照明装置の下から見た下面図（ａ）および断面図（ｂ）を示している。また、図２は、実施の形態１における照明装置を構成する光源モジュールの概略図を示している。
【００２４】
図１の照明装置１は、光源モジュール２と、その周囲を囲むように設けた外部材３に制御部材４を備えた構成となっており、光源モジュール２の点灯制御により、光源モジュール２の光が制御部材４を経て、照明装置１を設ける空間領域を照明する構成となっている。
【００２５】
外部材３は、横断面形状が矩形である制御部材４を有しており、光源モジュール２の光は、制御部材４の側面方向に向かって照射されるように、外部材３の中央にある光源モジュールの保持部３ａに、光が横方向に出射して制御部材４に照射されるように配置する。
【００２６】
外部材３に設けた制御部材４としては、反射機能を有しており、例えばアルミ板の上に白色の塗料を全面に塗ったものとしている。制御部材４の材料はアルミ板に限定されるものでなく、薄く強度の強い材料であればよい。また制御部材４は、アルミ板に白色の塗料を塗ることに限定されるものでなく、表面が白色であれば、白色の材料を用いても良い。制御部材４の表面は、白色の塗料を用いる場合、８５％以上の高い反射率を有し、散乱特性の高い塗料が好ましい。
【００２７】
光源モジュール２を取り付ける保持部３ａは、光源モジュール２で生じる熱を放熱する機能を高めるため、アルミ板など良い熱伝導性を持つ材料を使用することが好ましい。光源モジュール２は、外部材３の中央にある保持部３ａの四つの辺に対して略平行に四対配置された構成としている。
【００２８】
光源モジュール２は、図２に示すように光源５と、光源５の出射光を制御する光学部材６から構成されている。
【００２９】
光源５は、発光素子５ａと発光素子を配置した光源基板５ｂとからなっている。発光素子５ａとしては、例えば、発光ダイオード（以下、ＬＥＤとする。）や有機ＥＬ素子を用いる。また、光源基板５ｂは、複数の発光素子５ａを直線状に配置している。
【００３０】
光学部材６は、光源５に対向して配置されており、光源５であるＬＥＤの全ての出射光が光学部材６に入射し、制御されるように配置する。また、光学部材６は、発光素子５ａに対向する位置に光路変換部７を設けて、光源基板５ｂに固定されている。
【００３１】
光路変換部７は、それぞれの発光素子５ａの中心を通り、発光素子５ａの配置列方向に垂直且つ光源基板５ｂの面に垂直な面において非対称な三角凹面形状としている。また、光路変換部７の三角凹面形状の角部にあたるところは、角をなくすことにより、角部で起因するＬＥＤ配置列方向による照度むらを低減することが好ましい。また、角部の曲面としてはＲ１以上の緩やかな曲面にすることがより好ましい。
【００３２】
発光素子５ａの出射光は、光路変換部７の点線に示した面を透過し、図２の矢印に示す外向きに屈折する。発光素子５ａに対し、光路変換部７を有するような光学部材６を個別に配置した構成としても良いが、照明装置１に対する光学素子５ａの配置の簡便化のため、図２のように発光素子５ａの光源５の列に対して一対の光学部材６を備える方が好ましい。発光素子５ａの配置列方向には、光源基板５ｂの中心と光学部材６の中心とが略一致するよう配置しており、光路変換部７は、光学部材６の中心に対して対称な形状としている。対称な形状とすることで、光源５の出射光が、中心に対して外向き、且つ対称に屈折することができる。
【００３３】
光学部材６の材料としては、透明なアクリルを使用する。光学部材は、アクリルに限定されず、透過率の高い材料であれば、ポリカーボネイトなどを使用してもよい。
【００３４】
光学部材６の効果について、図３を用いて説明する。図３は、実施の形態１の照明装置における光源モジュールに設けた光学部材の効果を示しており、（ａ）は光学部材がない場合、（ｂ）は光学部材がある場合を示している。
【００３５】
光学部材がない（ａ）では、光源５の正面を中心とした照度分布はグラフに示す通り、正面に位置する照度が高く、正面より外側に向かって照度が低下する照度分布となっている。
【００３６】
一方、光学部材がある（ｂ）では、光学部材６を用いることにより光源５の正面より外側の位置においても照度を均一にすることができる。また光源基板５ｂより幅の広い領域においても、ＬＥＤ配置列方向の照度を均一にすることができる。
【００３７】
次に、本発明における照明装置１の照度分布について、図４および図５を用いて説明する。図４では、照明装置１において、光学部材６の効果を示している。図４（ａ）は、照明装置の光線進行方向を点線で示し、図４（ｂ）は、照度測定ラインＡにおける発光面下の照度分布をそれぞれ示している。
【００３８】
図４（ｂ）より、照明装置１の発光面下の照度分布は、矩形状の照明装置における四つ角部の照度が向上し、照明装置の横断面形状に合わせて照度の均一化ができていることが分かる。
【００３９】
さらに図５では、本発明の照明装置１において天井の照度分布を示している。光線進行方向を点線で示し、照度測定ラインＡにおける照度分布を示している。本発明の照明装置１は全ての光源モジュール２を照明装置１の側面方向に向けて配置しているため、図５に示すように一部の光は天井の照明にも寄与させることができる。つまり、本発明の照明装置のように横断面形状が矩形形状である照明装置１において、発光面下の照度を均一化としつつ、さらにその外側である天井も照らすことができる。
【００４０】
本発明は以上に述べた実施の形態１に限定されない。実施の形態１では、３個のＬＥＤを備えた光源基板５ｂとしたが、１つの光源基板にＬＥＤを２個、あるいは４個以上備えていてもよく、また光学部材６に設けた光路変換部７も１つ以上であればよい。光源基板上５ｂのＬＥＤの数が多いほど、ＬＥＤ配置列方向の照度をより均一にすることが可能である。
【００４１】
また、複数のＬＥＤを同一光源基板上に配置したが、複数の基板にまたがって、ＬＥＤが同一直線上に配置してもよい。その際、同一直線上に並んだ全てのＬＥＤの光が入射するよう、一対の光学部材６を配置することが、同様に照明装置１への光学部材６の配置の簡便化の都合好ましい。
【００４２】
また、外部材３に設けた制御部材４の横断面形状が矩形形状だけでなく八角形状など多角形状であっても良い。例えば横断面形状が多角形状の場合、形状の辺の数に応じて、光源モジュール２の光源基板５ｂ、および光学部材６を一対ずつ備えることが好ましい。
【００４３】
さらに本発明の照明装置１は、室内用照明装置に限定されず、また、設置も天井のみに限定されない。光源５ａを有する光源基板５ｂ、光学部材６からなる光源モジュール２、外部材３に設けた制御部材４を拡散部材で覆った構成、光学部材６から制御部材４までの領域に内部を光が伝搬する導光部材を配置した構成としても、同様の効果や作用が生じる限りで、本発明に準ずるものである。
〔実施の形態２〕
本発明の照明装置の実施の形態２について、図６、図７および図８を用いて説明する。図６は本発明の照明装置における実施の形態１から派生した光学部材の斜視図、図７は、本発明の照明装置における実施の形態１とは異なる光学部材の上面図であり、図８は、本発明の照明装置における実施の形態１とは異なる光学部材のさらに別の構成についての上面図である。
図６は、実施の形態１の光学部材６の光路変換部７を設けた後背側の面に、ＬＥＤ配置列方向に対して垂直に、光の放射角度を狭くする構造を新たに設けている。その他の構成については、実施の形態１と同等としている。光学部材６は、光路変換部７を設けた後背側の面において、凸面の円柱レンズ形状８、およびテーパ部９を備えている。円柱レンズの高さ方向は、ＬＥＤ配置列方向に対して略平行に設ける。
【００４４】
上記のような構成とすることにより、光学部材６を透過するＬＥＤである発光素子５ａの出射光における、光学基板に対して垂直な配光は、ランバート分布に比べて狭い配光分布とすることができる。つまり、凸面の円柱レンズ形状、およびテーパ部を設けることにより、高さ方向の厚みが、薄い制御部材である照明装置であっても効率よく制御部材に設けた反射部材に照射でき、空間領域を照明することができる。
【００４５】
光学部材６は、光源基板５ｂの発光素子５ａを配置した面と同一方向を向く面上における、発光素子５ａの略正面位置に光路変換部７を備えている。光学部材６は、光路変換部７の備える位置を除く構成について、実施の形態１と同等のものである。発光素子５ａの出射光は、光路変換部７の点線に示した面を透過することで、実施の形態１の光学部材６と同様、矢印に示す外向きに光を屈折する。
【００４６】
ただし、点光源であるＬＥＤの出射光を、光源基板５ｂに垂直な方向に対して、より外向きに屈折させる上で、実施の形態２に比べて実施の形態１のように光学部材６の光源基板５ｂに対向する面上に光路変換部７を形成する方が、プリズム作用を成すためより好ましい。
【００４７】
また、さらに構成の異なる光学部材について図８を用いて説明する。図８は、本発明の照明装置における実施の形態２とは異なる光学部材の別の構成についての上面図である。図８は、図２や図７において、光源５に対向する位置に光路変換部７を新たに設けたものであり、その他の構成については実施の形態１と同等のものである。全てのＬＥＤに対して光路変換部７を設けることで、光源基板５ｂと光学部材６との距離をより小さくし、光源５と光学部材６の光源モジュール２をさらに薄型化することができる。
【００４８】
図８に示すように特に光源５の大きさに合わせて、光変換部７へ光源５が包含されるようにすることで、光源モジュール２の薄型化を図ることができる。光源モジュール２が薄型化されることにより、光源モジュール２から制御部材４までに間隔ができるため、外部材２の大きさを小さくしたり、制御部材４の領域を増やしたりすることができる。
【００４９】
また、光路変換部７の形状は、発光素子５ａ配置方向の照度均一化を図るため、光学部材６の中心に対して対称にすることが好ましい。ただし、発光素子５ａが光源基板５ｂの中心に位置しない場合には、光路変換部７の形状は光学部材６の中心に対して対称にしなくとも良い。
【００５０】
ここでは実施の形態１の光学部材について説明したが、他の切り欠き形状を有する光学部材であっても、光路変換部を有する側の後背部に同様な凸面円柱レンズ形状、およびテーパ部を設けても良い。
【００５１】
本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではない。すなわち、請求項に示した範囲において種々の変更が可能であり、異なる実施の形態において開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、ＬＥＤ等の光源を用い、横断形状に関係なく、発光面の前方を均一に照らすことに加え、外周のある領域も均一に照らすことができる照明装置である。そのため、室内の空間領域を照らすために天井に配置した構成はもちろんのこと、それ以外に外部や広い空間に設け、ある空間領域を照らすなど幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１    照明装置
２    光源モジュール
３    外部材
３ａ  保持部
４    制御部材
５    光源
５ａ  発光素子
５ｂ  光源基板
６    光学部材
７    光路変換部
【図１】
2014135118.tif 000003
【図２】
2014135118.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014135118.tif 000008
【図７】
2014135118.tif 000009
【図８】
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