(57)【要約】射出面法線方向から40度以上に傾斜した方向に輝度ピークを有し、効率良く射出できる面発光の導光板と、この導光板を用いて、高効率で明るい照明装置及び照明スタンドを提供する。出射面に、反射面側から出射面側に向かうに連れて光源側にシフトするように傾斜した傾斜面を設けたので、反射面に全反射角を含む角度で入射し更に反射して出射面側に向かう光が、これに対向するように傾斜した傾斜面に入射したときに、フレネル反射を軽減でき、更に傾斜面で屈折して出射面の法線方向から前記光源から遠ざかる方向に４０度以上傾斜した角度範囲に輝度ピークを持つような輝度光を得ることができる。
2013141020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行な反射面と出射面を備えてなり、光源から入射した光を前記反射面又は前記出射面で反射しつつ導光し前記出射面から出射する導光板であって、
前記導光板は屈折率が1.4より大きい媒質の素材から形成され、
前記出射面には、前記光源側から導光方向に向かうに連れて前記反射面に近づくように傾斜し、前記導光方向に配置された複数の傾斜面を有する光取り出し手段を有し、
前記光源からの光は、前記導光板に入射した後に、前記反射面又は前記出射面に全反射角を含む角度で入射し、前記傾斜面を透過屈折して、前記出射面の法線に対して、前記光源から遠ざかる方向に４０度以上傾斜した角度範囲に輝度ピークを有するように出射するように構成されている導光板。
【請求項２】
前記傾斜面の前記出射面に対する傾斜角度γは２５度〜６０度である請求項１に記載の導光板。
【請求項３】
前記傾斜面は前記出射面に設けた凸部に形成されている請求項１又は２に記載の導光板。
【請求項４】
前記傾斜面に拡散手段を備える請求項１〜３のいずれかに記載の導光板。
【請求項５】
前記反射面と前記出射面に交差する端面を有し、前記端面が前記光源からの光を入射する入射面であり、
前記入射面は、前記光源からの光を互いに異なる方向に偏向する第１偏向面と第２偏向面とを有し、
前記光源からの光は、前記第１偏向面を透過した後に、前記反射面に向かうように偏向されて、前記反射面に対して全反射角を含む角度で入射し、一方、前記第２偏向面を透過した後に、前記出射面に向かうように偏向されて、前記出射面に対して全反射角を含む角度で入射し、その後前記光取り出し手段を透過して前記出射面より出射するように構成されている請求項１〜４のいずれかに記載の導光板。
【請求項６】
前記第１偏向面と前記第２偏向面とは、異なる方向に傾斜した面である請求項５に記載の導光板。
【請求項７】
前記第１偏向面又は前記第２偏向面を透過した光は、最初に入射する前記反射面又は前記出射面で全反射するように構成されている請求項５又は６に記載の導光板。
【請求項８】
光源と、請求項１〜７のいずれかに記載の導光板とを有する照明装置。
【請求項９】
前記光源は、前記反射面と前記出射面に対して交差する端面に沿って所定の間隔で配置されている複数の点状光源を有する請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記導光板の前記反射面に隣接して配置される反射板を備える請求項８又は９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記導光板の前記出射面に隣接して配置される拡散板を備える請求項８〜１０のいずれかに記載の照明装置。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれかに記載の照明装置を有する照明スタンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光板、照明装置及び照明スタンドに関し、特に、効率よく照明できる導光板、照明装置及び照明スタンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードを用いた足元照明として、特許文献１に示すものが知られている。特許文献１の足元照明によれば、発光ダイオードに端面を向けた導光板において、出射面に対向する裏面に複数の導光溝を設けており、発光ダイオードから導光板内に入射した光を、導光溝で反射させることで、出射面から角度付けして出射することが出来る。従って、かかる足元灯を壁面に備えることによって、人の目がグレア（輝度ムラ）を感じることなく床面を照明できる。又、従来のバックライトにも、同様の構成を有するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５１７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、従来の足元灯に用いた導光板を照明スタンドとして流用する場合を考える。かかる場合、出射面の法線に対して光源から離れる側における４０度以上の範囲で輝度ピークを持つように、光を出射することが望まれる。しかし、特許文献１の構成で、出射角βが４０度以上の範囲で輝度ピークを持たせるようにすると、図２の特性に従えば、フレネル反射が増大して光取り出し効率が低下することとなる。【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、射出面法線方向から40度以上に傾斜した方向に輝度ピークを有し、効率良く射出できる面発光の導光板と、この導光板を用いて、高効率で明るい照明装置及び照明スタンドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の導光板は、互いに平行な反射面と出射面を備えてなり、光源から入射した光を前記反射面又は前記出射面で反射しつつ導光し前記出射面から出射する導光板であって、
前記導光板は屈折率が1.4より大きい媒質の素材から形成され、
前記出射面には、前記光源側から導光方向に向かうに連れて前記反射面に近づくように傾斜し、前記導光方向に配置された複数の傾斜面を有する光取り出し手段を有し、
前記光源からの光は、前記導光板に入射した後に、前記反射面又は前記出射面に全反射角を含む角度で入射し、前記傾斜面を透過屈折して、前記出射面の法線に対して、前記光源から遠ざかる方向に４０度以上傾斜した角度範囲に輝度ピークを有するように出射するように構成されている。【０００７】
請求項２に記載の導光板は、請求項１に記載の発明において、前記傾斜面の前記出射面に対する傾斜角度γは２５度〜６０度である。【０００８】
請求項３に記載の導光板は、請求項１又は２に記載の発明において、前記傾斜面は前記出射面に設けた凸部に形成されている。【０００９】
請求項４に記載の導光板は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記傾斜面に拡散手段を備える。【００１０】
請求項５に記載の導光板は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記反射面と前記出射面に交差する端面を有し、前記端面が前記光源からの光を入射する入射面であり、前記入射面は、前記光源からの光を互いに異なる方向に偏向する第１偏向面と第２偏向面とを有し、前記光源からの光は、前記第１偏向面を透過した後に、前記反射面に向かうように偏向されて、前記反射面に対して全反射角を含む角度で入射し、一方、前記第２偏向面を透過した後に、前記出射面に向かうように偏向されて、前記出射面に対して全反射角を含む角度で入射し、その後前記光取り出し手段を透過して前記出射面より出射するように構成されている。【００１１】
請求項６に記載の導光板は、請求項５に記載の発明において、前記第１偏向面と前記第２偏向面とは、異なる方向に傾斜した面である。【００１２】
請求項７に記載の照明装置は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記第１偏向面又は前記第２偏向面を透過した光は、最初に入射する前記反射面又は前記出射面で全反射するように構成されている。【００１３】
請求項８に記載の照明装置は、光源と、請求項１〜７のいずれかに記載の導光板とを有する。【００１４】
請求項９に記載の照明装置は、請求項８の発明において、前記反射面と前記出射面に対して交差する端面に沿って所定の間隔で配置されている複数の点状光源を有する。【００１５】
請求項１０に記載の照明装置は、請求項８又は９に記載の発明において、前記導光板の前記反射面に隣接して配置される反射板を備える。【００１６】
請求項１１に記載の照明装置は、請求項８〜１０のいずれかに記載の発明において、前記導光板の前記出射面に隣接して配置される拡散板を備える。【００１７】
請求項１２に記載の照明スタンドは、請求項８〜１１のいずれかに記載の照明装置を有す。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、射出面法線方向から40度以上に傾斜した方向に輝度ピークを有し、効率良く射出できる面発光の導光板と、この導光板を用いて、高効率で明るい照明装置及び照明スタンドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来例の問題を説明するための図である。
【図２】フレネル反射の特性を示す図である。
【図３】本発明に係る照明装置の概要を示す概略断面図である。
【図４】ＬＥＤ２と、第一実施形態の導光板１の一部のみを取り出して示す説明用の拡大断面図である。
【図５】第一実施形態の照明装置の照明光強度の角度特性を示す図である。
【図６】ＬＥＤ２と、変形例にかかる導光板１の一部のみを取り出して示す説明用の拡大断面図である。
【図７】本発明に係る照明スタンドの概要を示す概略説明図である。
【図８】図７の照明スタンドによる被照射面の照度分布を示す概略平面図である。
【図９】ＬＥＤ２と、第二実施形態の導光板１Ｂの一部のみを取り出して示す説明用の拡大断面図である。
【図１０】第二実施形態の照明装置の照明光強度の角度特性を示す図である。
【図１１】ＬＥＤ２と、第三実施形態の導光板１Ｃの一部のみを取り出して示す説明用の拡大断面図である。
【図１２】第三実施形態の照明装置の照明光強度の角度特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。また、同一構成部材については同一の符号を用い、詳細な説明は適宜省略する。
【００２１】
本発明に係る照明装置は、面発光する照射面を備えた照明装置Ｕであって、例えば、図１に示すように、面発光する第１主面（出射面）１１、および、この第１主面に対向して平行に延在する第２主面（反射面）１２を備える導光板１と、第１主面１１と第２主面１２とに交差する方向に延在し該導光板１の入射面１３となる一つの側面部（一方の端面）に対向して配設される複数の発光素子２と、を備えて、発光素子２が射出する光を、導光板１内に導光して第１主面１１から射出する照明器具用の照明装置Ｕである。
【００２２】
導光板１は、紙面に垂直な方向を長手方向とする平板状であって、第１主面１１を露出するようにして、発光素子２と共にケース３に一体的に収容されて構成される。
【００２３】
発光素子２は、入射面１３の方向に照明光を射出する光源であればよく、例えば、線状の光源（冷陰極管）や入射面１３の長手方向に間隔をおいて配設する複数の点状光源（ＬＥＤ）を用いることができる。また、低消費電力で発光強度が高く、白色発光するＬＥＤを用いることが好ましい。そのために、本実施形態では白色ＬＥＤを用いることとした。
そのために、発光素子２に代えてＬＥＤ２として以後説明する。ＬＥＤ２は、ケース３内に収容される基板２１の長手方向（紙面に垂直な方向）に略等間隔（例えば、約１５ｍｍピッチ）で複数配列されている。
【００２４】
ＬＥＤ２は、白色ＬＥＤであり、青色ＬＥＤと、青色ＬＥＤからの光に励起されて所定波長の励起光を発光する蛍光体（例えば、黄色蛍光体）を組み合わせて白色発光するものである。また、白色ＬＥＤは、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤを組み合わせた高演色ＬＥＤを用いてもよい。高演色ＬＥＤを用いることにより、高い色再現性の必要な用途に好適な照明装置を実現することが可能である。
【００２５】
基板２１は、例えば、入射面１３の長手方向の全幅程度の長さとされ、この基板２１に複数のチップ型のＬＥＤ２を所定ピッチで搭載する。このように、基板２１は、長手方向に一体とされるが、複数の基板に分け、それぞれを電気的に接続する構成としてもよい。
また、基板２１は、照明装置外部に配置される電源回路（不図示）とリード線により接続され、電気回路に設ける明るさ調整ボタンにより、ＬＥＤに流れる電流を調整することで、照明装置の明るさを調整可能である。
【００２６】
図４は、ＬＥＤ２と、導光板１の一部のみを取り出して示す説明用の拡大断面図である。図４において、入射面１３はＶ字溝状であり、導光板１の厚み方向中央を境界としてＬＥＤ２の外周側に近づくように傾いた第１偏向平面１３ａと第２偏向平面１３ｂとを有する、よって、ＬＥＤ２の上半部から出射された光は、第１偏向平面１３ａで屈折して第２主面１２に向かい、ＬＥＤ２の下半部から出射された光は、第２偏向平面１３ｂで屈折して第１主面１１に向かうようになっている。
【００２７】
ここで、第１偏向平面１３ａと第２偏向平面１３ｂの傾斜角θは20度までが望ましい。
20度より大きく傾斜すると、ＬＥＤ２から出射した高強度の光が第１主面１１および第２主面１２で全反射成分とならず、ＬＥＤ２に近い位置で出射するなどして、導光性および光取り出し効率が悪化する。なお、第１偏向平面１３ａと第２偏向平面１３ｂを20度傾斜させることにより、ＬＥＤ２から放射角70度（余弦0.34）で放出される低強度光まで入射し、かつ、入射面１３での入射角50度でフレネル反射は比較的小さくなる。
【００２８】
一方、別な観点から考えると、第１偏向平面１３ａと第２偏向平面１３ｂの傾斜角θはatan（t／（2L））の角度以上が望ましい。ここで、図４を参照して、導光板厚みをt（ｍｍ）とし、入射面１３から導光板１の入射面と反対側の端面までの距離をL（ｍｍ）とする。ｔ＝３，Ｌ＝55の場合、atan（t／（2L））＝1.5度以上に設定することにより、入射面１３と反対側の端面に直接到達する導光光がなくなり、高強度光が光取り出し手段としての光取り出し手段１５に導かれ、極力往路で光取り出しできるので、導光往復による吸収やフレア光などの損失を防ぐことができる。
【００２９】
更に、第１偏向平面１３ａと第２偏向平面１３ｂから入射する全光束（エッジ回折光を除く）が、最初に入射する第１主面１１および第２主面１２に全反射角で入射すると好ましい。導光板１が屈折率1.5の素材から形成されている場合、第１偏向平面１３ａと第２偏向平面１３ｂの傾斜角θ＝6度以下で、屈折した全入射光束が第１主面１１および第２主面１２で全反射することとなる。ただし、前述の通り、第１偏向平面１３ａと第２偏向平面１３ｂは傾斜角θ＝1.5度以上で傾斜することが望ましい。本実施の形態では、第１偏向平面１３ａと第２偏向平面１３ｂを、それぞれ１０度ずつ傾けている。
【００３０】
ＬＥＤ２から出射された光は入射面１３から入射し、導光板１内を導光される。すなわち、導光板１の下面（第１主面１１）と上面（第２主面）との間で光は全反射されながら導光され、第１主面１１に設けられた光取り出し手段１５に入射して全反射角から外れた光が、光取り出し手段１５を透過して第１主面１１から出射されて面発光する構成とされる。
【００３１】
より具体的には、第１主面１１に光取り出し手段１５を設け、この光取り出し手段１５を介して、第１主面１１の垂線方向から所定角度偏向させて照明光を照射するようにしている。図４を参照して、第１主面１１の垂線と、出射光の最大強度方向のなす角度θは、４０度以上であることが好ましい。
【００３２】
図４に示す光取り出し手段１５は、第１主面１１に設けた紙面垂直方向に延在する複数のＶ溝を採用している。また、光取り出し手段１５を構成するＶ溝は、光源側の第１斜面Ｖ１Ａ（反射面側から出射面側に向かうに連れて光源側にシフトするように傾斜した傾斜面）と該第１斜面Ｖ１Ａと共に前記Ｖ溝を形成する第２斜面Ｖ２Ａとを有しており、この第１斜面Ｖ１Ａと第１主面１１との傾斜角度γ（ここでは３０度）を変えることで、第１主面１１の垂線方向から所定角度θ偏向する照明光の最大ピーク強度光の方向を調整することができる。
【００３３】
ここで、導光板１は、屈折率が約１．４以上であり可視光を透過する透明な材料（例えば、屈折率が約１．５のＰＭＭＡ：アクリル）からなり、Ｖ溝状の光取り出し手段１５を追加工して形成することも、一体的に成形することもできる。また、この導光板１は、用途に応じて、ガラス材料、ＰＭＭＡ以外のアクリル、ポリカーボネートや、可塑性を有するシリコン樹脂シートなどでもよい。
【００３４】
光取り出し手段１５を構成するＶ溝は、入射面１３から所定距離内には設けない。例えば、光源から近い非配置領域Ｌｂ（約５ｍｍ）にはＶ溝を設けず、それより光源から遠い配置領域のみにＶ溝を設ける。入射面近傍にＶ溝を設けると、点状光源であるＬＥＤ２が離散的に配置されているので、入射光が混ざり合う前に反射されてしまい、照明装置の入射面近傍に輝線が生じて輝度分布にムラができる。そこで、非配置領域を設けて、入射光同士が重なり合った後で光路を偏向するようにしている。
【００３５】
導光板１を成形する金型の転写面に粗面加工を施すことで、第１斜面Ｖ１Ａを粗し面又は異方性拡散面として、拡散手段として拡散効果を持たせることができる。
【００３６】
ＬＥＤ２から出射された光束は、第１主面１１と第２主面１２との間を全反射しながら導光され、光取り出し手段１５により屈折された光束が、第１主面１１から照明光として射出されるが、第２主面１２の外側に反射板４を配置することで、光取り出し手段１５に反射した後、第２主面１２の外側に漏れ出した光を反射して再び導光板１内に戻すことができ、第１主面１１から射出する照明光の強度を大きくすることができ、高効率の照明装置Ｕを実現することができる。
【００３７】
反射板４は、その内面にミラー処理やミラーフィルムを貼付した樹脂板や、白色塗装の白色反射処理やミラー処理を施した反射面を有するアルミ板金などを用いることができる。また、導光板１を収容するケース３の内面を、例えば、アルミ製板金に白色塗装の白色反射処理やミラー処理を施した反射面として形成してもよく、反射フィルム（例えば、きもと社製のレフホワイト）を用いる構成としてもよい。
【００３８】
また、導光板１Ａの下側には、空気層（例えば、０．５ｍｍ程度）を介して拡散板５が配設される。拡散板５を配設することにより、照明装置Ｕ１の射出面における照度ムラ、輝度ムラを低減することができる。特に、Ｖ溝特有のギラツキ感を抑制し、目に優しい高品位な照明装置を実現できる。
【００３９】
また、第１主面１１の外側に拡散板５を配置した構成であれば、光取り出し手段１５が離散的に配置される複数のＶ溝から構成されていても、射出面（第１主面１１）における照明光の照度ムラ（輝度ムラ）を低減して、均一で目に優しい高品位な照明装置Ｕを実現することが可能である。拡散板５は透光性を有する従来公知の樹脂拡散板や樹脂拡散フィルムを用いることができる。拡散板のヘイズ値は６５％である。尚、ヘイズ値とは、Ｔｄ／Ｔｔ×１００（％）で得られる値である。但し、Ｔｄ：拡散透過率、Ｔｔ：全光線透過率である。
【００４０】
本実施の形態では、第１主面１１と第２主面１２とで全反射しながら導光する（屈折率1.5、反射角42度〜83度の導光光）ので、損失を低く抑えることができる。又、反射角83度から90度の導光光は、入射面により屈折した光源周辺光や入射面エッジによる回折光なので低強度となる。更に、反射角38度から42度で全反射しない導光光は、光源から周辺に出射される低強度の光であり、更に入射面でフレネル反射するため低強度である。つまり、高強度の光を全反射で導光するので高効率である。
【００４１】
また、図５に、この第一実施形態の照明装置Ｕの照明光強度の角度特性を示す。図中に示すｘｚ断面は、図３に示す照明装置Ｕの中心を通る紙面に平行な面、すなわち、射出面から机上面に至る照明空間の上下の面に相当し、図中に示すｙｚ断面は、照明装置Ｕの幅（紙面に垂直な方向）に平行な面に相当する。
【００４２】
図５に示す照明光強度の角度特性はシミュレーションによる計算結果であるが、導光板１Ａの第１主面１１に所定形状のＶ溝からなる光取り出し手段１５を設けることで、ｘｚ断面の照明光強度ＲＡに示すように、照明装置Ｕの垂線方向から図中の右側方向に、すなわち、使用者側に所定角度傾いた照明光分布を示す。また、ｙｚ断面の照明光強度ＲＢに示すようにｙｚ断面方向には、略一様に変化する照明光分布であることが判る。
【００４３】
この場合、傾斜した第１傾斜面Ｖ１Ａで屈折して出射する高強度の射出光は、空気中入射角23度であり、フレネル反射が小さいため光取り出し効率が高い。又、発光面に平行な物体を照明すると、発光面余弦成分の影響により、第１主面１１の法線に対して光源から遠ざかる方向に53度方向に強度ピークを持つ高輝度射出光の存在により、照射される物体側で約40度以上の方向に高照度を得ることができる。尚、照明光強度ＲＡにおいて、20度付近の強度ピークは、傾斜した第１傾斜面Ｖ１Ａで反射したのち、第２主面１２の裏面に配置したケース３の拡散反射面で折り返し反射され、射出面を透過した射出光である。
【００４４】
図６は、変形例にかかる導光板１を、ＬＥＤ２と共に示す断面図である。本変形例では、光取り出し手段としての凸部１５’を第１主面１１に突出して形成している。凸部１５’は、光源側の斜面Ｓ１と逆側の斜面（傾斜面）Ｓ２とからなる。斜面Ｓ２の傾斜角γは３０度である。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。このような凸部１５’は、金型に凹部を形成すれば転写できるので製造が容易で低コストを実現できる。
【００４５】
図６において、ＬＥＤ２の上半部から出射された光は、第１偏向平面１３ａで屈折して第２主面１２に向かい、ＬＥＤ２の下半部から出射された光は、第２偏向平面１３ｂで屈折して第１主面１１に向かうようにして、導光板１内を導光した後、斜面Ｓ２に入射することにより反射拡散され、全反射角から外れた光束が、第１主面１１から照明光として射出される。このとき、第２主面１２で反射した光は、斜面Ｓ１に沿った方向に進行するので影になりにくく、光の取り出し効率を高めることができる。本変形例では、第１主面１１の法線に対して光源から遠ざかる方向にθ＝53度の角度で強度ピークを持つ高輝度光を出射できる。
【００４６】
この第一実施形態の照明装置Ｕは、流し台用の照明灯や照明スタンドなどの照明器具に好適に適用することができる。そのために、この第一実施形態の照明装置Ｕを備えた照明器具である照明スタンドについて図７〜８を用いて説明する。尚、本発明の照明装置は、壁面に設置して床面を照明する足元照明にも適用可能である。
【００４７】
図７に示す照明スタンドＳＴ１は、上記照明装置Ｕを用いた照明器具である。また、台座部３１と支柱３２とを備え、該支柱３２の先端側に照明装置Ｕを装着し、該照明装置Ｕの面発光する第１主面１１を被照明面（机上面）と略平行に設置している。
【００４８】
照明装置Ｕは前述したように、使用者側に向かって４０度以上傾いた部位が最大強度となる照明光分布を示すので、図中の角度θMAXに示すように４０度以上使用者（観察者４０）側に傾いた方向に最大強度照明光を射出する。また、机上面３０から反射する反射光ＲＦが観察者４０の目に入る。
【００４９】
明るさの程度を濃淡表示した図８に示すように、照明スタンドＳＴ１の照明装置Ｕの直下近傍が照度が高い。また、机奥側（ｘ軸の−側）よりも手前側（ｘ軸の＋側）の方がより照度が高い非対称型の照度分布を有する。
【００５０】
すなわち、照明スタンドＳＴ１を机上の奥に配置して、照明装置Ｕの射出面（第１主面１１）を机上面に対して平行に配設しても、最大強度照明光は観察者４０側に傾いているので、手元を十分明るく照明できる。
【００５１】
従って、本実施形態に係る照明装置を用いることで、被照明領域を広範囲に亘って明るく照明し、且つ、照明が不要な領域への無駄な照明光を低減した高効率の照明器具を実現することができる。
【００５２】
次に、第二実施形態について図９〜図１０を用いて説明する。この第二実施形態の照明ユニットは、前述した第一実施形態の照明装置Ｕの導光板１を導光板１Ｂに替えた点が異なり、その他の構成は同じである。そのために、図９には、照明ユニットの要部構成として導光板１Ｂのみを表示する。
【００５３】
図９においては、第１斜面Ｖ１Ａの傾き角γ＝５０度である。それ以外の構成は、図４に示す構成と同様である。図１０に示す照明光強度の角度特性によれば、第１主面１１の法線に対して光源から遠ざかる方向にθ＝５５度の角度で強度ピークを持つ高輝度光を出射できる。射出強度が高い光は空気中入射角で5度であり、フレネル反射が小さいので高効率である。第１主面１１の直下0度付近のピークは、第１斜面Ｖ１Ａで反射したのち第２主面１２から出射し、その裏面に配置した拡散反射面で折り返し反射され、第１主面１１を透過した射出光である。
【００５４】
このように、第１主面１１と第１斜面Ｖ１Ａをつなぐ第２斜面Ｖ２Ａの角度を、出射方向から逃がす方向に傾斜することで、指向性を向上させることができる。又、第１主面１１の下方に拡散板（ヘイズ率65％）を配置した場合でも、低拡散度の拡散板なので指向性を阻害する恐れは少ない。
【００５５】
次に、第三実施形態について図１１〜図１２を用いて説明する。この第三実施形態の照明ユニットは、前述した第一実施形態の照明装置Ｕの導光板１を導光板１Ｃに替えた点が異なり、その他の構成は同じである。そのために、図１１には、照明ユニットの要部構成として導光板１Ｃのみを表示する。
【００５６】
図１１においては、第１斜面Ｖ１Ａの傾き角γ＝６０度である。また、入射面１３を平面としている。それ以外の構成は、図４に示す構成と同様である。入射面１３を平面にした場合、全反射光の高強度光束の向きが10度近く第１主面１１に平行な方向となる。これに合せて傾斜面を60度とすることによって高効率に光取り出しが可能となる。
【００５７】
図１２に示す照明光強度の角度特性によれば、第１主面１１の法線に対して光源から遠ざかる方向にθ＝５６度の角度で強度ピークを持つ高輝度光を出射できる。射出強度が高い光は空気中入射角で４度であり、フレネル反射が小さいので高効率である。本実施形態では、第１主面１１の法線に対して、光源に近づく側に約２０度の角度で強度ピークが生じるが、これは傾斜角度60度で傾斜した第１斜面Ｖ１Ａで反射したのち第２主面１２から出射し、その裏面に配置した拡散反射面で折り返し反射され、第１主面１１を透過した射出光である。つまり、第１斜面Ｖ１Ａを、60度より大きな傾斜角とすると効率が悪くなることがわかる。尚、第１主面１１の下方に拡散板（ヘイズ率65％）を配置した場合、低拡散度の拡散板なので指向性を阻害する恐れは少ない。
【００５８】
本発明によれば、光取り出し手段１５を備えた照明装置Ｕを用いて、この照明装置Ｕを被照明領域の奥の方に設置しても、手前側の被照明領域を効率よく照明することができる照明器具、すなわち、低消費電力でありながら、手元を効率よく照明できる照明器具を得ることができる。
【００５９】
また、本実施形態に係る照明装置Ｕを装着して、該照明装置の面発光する第１主面１１を被照明面と略平行に設置して使用する構成とした照明スタンドは、この照明装置を被照明領域の奥の方に設置して第１主面を机上面と略平行にしても、使用者の手前側の被照明領域を効率よく照明することができる。すなわち、低消費電力でありながら、手元を効率よく照明できる照明スタンドを得ることができる。
【００６０】
上記したように、本発明に係る照明装置は、第１主面の外側に拡散板を配置しているので、光取り出し手段が離散的に配置されていても、射出面における照明光の照度ムラ（輝度ムラ）を低減して、均一で目に優しい高品位な照明装置を実現できる。また、光取り出し手段を介して発光素子（ＬＥＤ）からの光を所定角度偏向させて照明光として照射しているので、導光板の照明光を射出する主面の向かう方向とは異なる方向に強い光を照射可能な配光特性を有する。そのために、導光板を用いることにより、薄型、軽量であり、且つ、低消費電力でありながら、手元を効率よく照明できる照明器具および照明スタンドに好適な照明装置となる。
【００６１】
なお、本明細書において，導光板の出射面（第１主面１１）と反射面（第２主面１２）とが互いに平行であるとは、両面のなす角度が０〜５°の範囲内にあることを意味する。
【００６２】
上述のように、本明細書には，様々な実施形態が記載されているが、その中の主な技術をまとめると以下のとおりである。
【００６３】
本実施形態の導光板は、互いに平行な反射面と出射面を備えてなり、光源から入射した光を前記反射面又は前記出射面で反射しつつ導光し前記出射面から出射する導光板であって、  前記導光板は屈折率が1.4より大きい媒質の素材から形成され、前記出射面には、前記光源側から導光方向に向かうに連れて前記反射面に近づくように傾斜し、前記導光方向に配置された複数の傾斜面を有する光取り出し手段を有し、前記光源からの光は、前記導光板に入射した後に、前記反射面又は前記出射面に全反射角を含む角度で入射し、前記傾斜面を透過屈折して、前記出射面の法線に対して、前記光源から遠ざかる方向に４０度以上傾斜した角度範囲に輝度ピークを有するように出射する。
【００６４】
上記導光板によれば、前記出射面に、前記光源側から導光方向に向かうに連れて前記反射面に近づくように傾斜した傾斜面を設けたので、前記反射面に全反射角を含む角度で入射し更に反射して前記出射面側に向かう光が、これに対向するように傾斜した前記傾斜面に入射したときに、入射角が深くなるからフレネル反射を有効に軽減でき、更に前記傾斜面で屈折して前記出射面の法線方向から前記光源から遠ざかる方向に４０度以上傾斜した角度範囲に輝度ピークを持つような輝度光を得ることができる。尚、「輝度ピーク」は複数個存在していても良く、その場合の絶対値の大きさは問わないものとする。
【００６５】
上記導光板において前記傾斜面の前記出射面に対する傾斜角度γは２５度〜６０度であることが好ましい。
【００６６】
前記傾斜面の前記出射面に対する傾斜角度γが２５度〜６０度であると、前記傾斜面で屈折して前記出射面の法線方向から前記光源から遠ざかる方向に４０度以上傾斜した角度範囲に輝度ピークを持つような出射光を高い効率で得ることができる。
【００６７】
上記導光板において前記傾斜面は前記出射面に設けた凸部に形成されていることが好ましい。
【００６８】
前記傾斜面を前記出射面に設けた凸部に形成したので、前記傾斜面と前記射出面とをつなぐ面が、前記反射面又は前記出射面で全反射する光を遮りにくくなり、光の取り出し効率を高めることができる。
【００６９】
上記導光板において前記傾斜面に拡散手段を備えることが好ましい。
【００７０】
前記拡散手段により、前記傾斜面に入射した光が混合され出射光の強度ムラが減少して均一な照明を実現できる。ここで、拡散手段としては、例えば傾斜面を転写する転写面の面粗度を高めた金型により転写成形することで、傾斜面を粗し面とすることなどが考えられる。或いは、ＬＥＤ等の点状光源を複数個離散的に配置するときは、ＬＥＤの配列方向のピッチが大きい場合、光路偏向手段である傾斜面の拡散度は、LED配列方向により大きな拡散度を有する異方性拡散面でもよい。異方性拡散面は、サーフェスレリーフホログラム（特開２００９−１７０４３０の段落［００１１］参照）、または等方性散乱を有するブラスト面にヘアライン用の異方性散乱構造を組み合わせることにより実現できる。
【００７１】
上記導光板において、前記反射面と前記出射面に交差する端面を有し、前記端面が前記光源からの光を入射する入射面であり、前記入射面は、前記光源からの光を互いに異なる方向に偏向する第１偏向面と第２偏向面とを有し、前記光源からの光は、前記第１偏向面を透過した後に、前記反射面に向かうように偏向されて、前記反射面に対して全反射角を含む角度で入射し、一方、前記第２偏向面を透過した後に、前記出射面に向かうように偏向されて、前記出射面に対して全反射角を含む角度で入射し、その後前記光取り出し手段を透過して前記出射面より出射することが好ましい。
【００７２】
前記入射面を構成する前記第１偏向面と前記第２偏向面により光束分割された2つの光束が、前記反射面と前記出射面で全反射して、前記光取り出し手段に導かれるので、前記導光板内における光の往復導光回数を低下させ、これにより前記光源から出射した光がなるべく減衰しない内に前記光取り出し手段に入射することを促し、もって光取り出し効率を高めることができるのである。
【００７３】
上記導光板において、前記第１偏向面と前記第２偏向面とは、異なる方向に傾斜した面であることが好ましい。
【００７４】
前記入射面に対向した前記光源から直接入射した光を、異なる方向に傾斜した前記第１偏向面と前記第２偏向面で分割するので、光の損失が少なく、また端面間における光の往復導光回数が減少して光取り出し効率が高くなる。
【００７５】
上記導光板において、前記第１偏向面又は前記第２偏向面を透過した光は、最初に入射する前記反射面又は前記出射面で全反射するように構成されている。
【００７６】
前記導光板のエッジなどで生じる回折光を除き、前記第１偏向面又は前記第２偏向面を透過もしくは反射した光が、最初に入射する前記反射面又は前記出射面で全反射するように２分割するので。低損失で明るい照明とすることができる。
【００７７】
本実施形態の照明装置は、光源と、上記導光板とを有する。
【００７８】
これにより、高効率の配光制御が可能で、かつ、使用者の視線で観察したときの輝度ムラ（グレア）が小さく、斜め方向を照明できる照明装置を提供できる。
【００７９】
上記照明装置において、前記反射面と前記出射面に対して交差する端面に沿って所定の間隔で配置されている複数の点状光源を有することが好ましい。
【００８０】
照明装置において、点状光源としては省電力を図れるＬＥＤ等を用いることが出来るが、単一では照度が低くなる場合がある。そこで、複数の点状光源を用いることで照度を高めることが出来、更に前記導光板で複数の前記点状光源から出射した光を混合することで、照度ムラの少ない照明光を射出できる。
【００８１】
上記照明装置において、前記導光板の前記反射面に隣接して配置される反射板を備えることが好ましい。
【００８２】
前記反射面からも微量の光が洩れ出る場合もあるが、このような光を前記反射板で反射することで、前記出射面から出射させ、これにより更に光取り出し効率の高い照明装置を提供できる。
【００８３】
上記照明装置において、前記導光板の前記出射面に隣接して配置される拡散板を備えることが好ましい。
【００８４】
前記出射面から出射する光を前記拡散板で透過することにより、射出光を適度に広げて広範囲に照明できると共に、照度ムラを一層低減できる。
【００８５】
本実施形態の照明スタンドは、上記照明装置を有する。
【００８６】
前記出射面の法線方向から大きく傾斜した方向を照明できるので、使用者頭部が邪魔にならず手元まで明るく照らせる照明スタンドを提供できる。又、使用者が発光面を観察しがちな前記出射面の法線方向の75度以上で、面発光と認識されるので、前記出射面を直接観察しても眩しさが抑制される。但し、本実施形態の照明装置を足元照明に用いても良い。かかる場合、壁面から大きく傾斜した床方向を照明できるので足元が明るく、床面に立つ使用者が眩しくなく、更に壁面位置を認識させることもできて夜間安全上も好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明に係る照明装置は、所定方向を効率よく照明することが求められる照明器具や照明スタンドなどに好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ    導光板
２    発光素子（ＬＥＤ）
３    ケース
４    反射板
５    拡散板
１１    第１主面
１２    第２主面
１３    入射面
１４    端面
１５    光取り出し手段
１５’  凸部
１６    光束分岐部
Ｖ１Ａ    第１斜面
Ｖ２Ａ    第２斜面
ＤＴ１  三次元拡散ドット
Ｕ  照明装置
ＳＴ１  照明スタンド（照明器具）
【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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【国際調査報告】
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2013141020.tif 000016
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