(57)【要約】  所定の幅を有する面光源からの光を、薄い導光板に高い導光効率で導光させることが可能な照明装置及びライトガイドを提供する。光源と、対向する板面を有し、光源からの光を内部に導光する導光板と、光源側を向いて設けられ、光源からの光を受ける光入射面と、光入射面から光入射面とは反対側に向かうにつれて厚みが減少するように傾斜する天面と、天面の少なくとも一部に設けられた複数の溝を有し、複数の溝のうち少なくとも一部が、光入射面から放射状に広がる複数の溝を有し、光入射面からの光を導光板内に案内する光注入素子と、を備え、光源と光入射面との距離をｄ、放射状に広がる複数の溝を延長した線が交わる位置と光入射面との間の距離をＡ、光入射面及び板面の双方と平行な幅方向に沿った光源の幅をＢとしたとき、０＜Ａ／（Ｂ＋ｄ）＜１の関係を満たす。
2013088854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
対向する板面を有し、前記光源からの光を内部に導光する導光板と、
前記光源側を向いて設けられ、前記光源からの光を受ける光入射面と、前記光入射面から前記光入射面とは反対側の出射方向に向かうにつれて厚みが減少するように傾斜する天面と、前記天面の少なくとも一部に設けられた複数の溝を有し、前記複数の溝のうち少なくとも一部が、前記光入射面から前記出射方向に向けて放射状に広がるように設けられ、前記光入射面から入射した光を前記導光板内に案内する光注入素子と、
を備え、
前記光源と前記光入射面との距離をｄ、前記放射状に広がる複数の溝を延長した線が交わる位置と前記光入射面との間の距離をＡ、前記光入射面及び前記板面の双方と平行な幅方向に沿った前記光源の幅をＢとしたとき、０＜Ａ／（Ｂ＋ｄ）＜１の関係を満たすことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光源の前記幅方向の両端から出射する１／２ビーム角の光が形成する光路のうち、前記板面と平行で、かつ、前記光源の光軸から遠ざかる方向に向けた光路ｒ１及びｒ２に沿って出射する光が、前記光入射面から前記光注入素子内に入射し、当該光注入素子内を伝搬する光路をそれぞれｒ１’及びｒ２’としたとき、前記複数の溝の前記光入射面側の端部が、前記ｒ１’及びｒ２’に挟まれた領域に存在することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光源から出射する光の前記幅方向に沿った１／２ビーム角をθ’としたとき、前記光入射面の前記幅方向に沿った幅が、Ｂ＋２ｄ・ｔａｎθ’よりも大きい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】
前記板面の法線方向に沿った前記光源の厚さが、前記導光板の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の照明装置。
【請求項５】
前記光注入素子は、前記板面と接続された底面を有し、
前記光入射面から入射した光の一部が、前記底面を介して前記導光板内に案内されることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記光源からの光の一部を、前記光入射面で受けて、前記底面を介して前記導光板内に案内し、
当該光の他の一部を、前記導光板の前記板面の周囲の一端面で受けて、前記導光板の内部に導光させることで、
前記光源からの光を、前記導光板内に案内することを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
所定の方向に沿った幅Ｂの光源を有する光源とあわせて用いられるライトガイドであって、
対向する板面を有し、前記光源からの光を内部に導光する導光板と、
前記光源側を向いて設けられ、前記光源からの光を受ける光入射面と、前記光入射面から前記光入射面とは反対側の出射方向に向かうにつれて厚みが減少するように傾斜する天面と、前記天面の少なくとも一部に設けられ、前記光入射面から前記出射方向に向けて放射状に広がる複数の溝を有し、前記光入射面から入射した光を前記導光板内に案内する光注入素子と、
を備え、
前記光源と前記光入射面との距離をｄ、前記複数の溝を延長した線が交わる位置と前記光入射面との間の距離をＡ、前記光入射面及び前記板面の双方と平行な幅方向に沿った前記光源の幅をＢとしたとき、０＜Ａ／（Ｂ＋ｄ）＜１の関係を満たすことを特徴とするライトガイド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ライトガイド及び照明装置に関し、特に、光源からの光を導光板に案内するためのライトガイドと、それを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
導光板の端部から光を入射し、この光を導光板の対向する板面間で内面反射させながら導光板の内部に導光するエッジライトタイプの照明装置がある。このような照明装置は、近年の電子機器の小型化や省エネルギー化に伴って、薄い導光板に効率良く光を導くための手段を必要とする。これを解決するための一例として、光源の厚みより薄い導光板に、その光源からの光を導くための技術が特許文献１及び特許文献２に開示されている。【０００３】
例えば、特許文献１に記載の発明では、放射状方向に延びたパターンからなる指向性変換パターンを有する光導入部を導光板の板面上に設け、導光板の厚み方向における指向性広がりを導光板の面方向と平行な方向に向けて傾いた指向特性に変換させている。なお、以降では、この光導入部を「光注入素子」と呼ぶ場合がある。【０００４】
また、特許文献２には、入射面と出射面とを備えたライトガイドに用いられ、入射面より入射された光のうち、出射面以外の面から出射される光の量を抑制する光洩れ低減形状を用いた構造について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−４４９９４号公報
【特許文献２】特開２００８−１６４３２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に記載の発明では、導光板内に光を入射するための光源として点光源を想定し、その点光源が光注入素子の光入射面に存在している。そのため、特許文献１に記載の発明では、この光入射面上の点光源の位置を基点として放射状に延びる筋状の光洩れ低減形状を用いた構造（以降では、「筋状構造」と呼ぶ場合がある）を設けている。【０００７】
一方で、導光板に注入する光の光量を大きくする場合に、所定の幅を有する面光源を用いる場合がある。このような面光源を用いた場合、その面光源の幅方向における各位置（特に、両端）から導光板内に入射する各光は、導光板内のある所定の位置に到達するので異なる光路をたどり、その位置に到達する各光の強度もそれぞれ異なる。筋状構造は、光の進行方向に沿うように配置することで光漏れを低減する効果を高め、結果として導光効率が向上する。一方で、点光源と面光源とは、その光により形成される光路が異なる。そのため、面光源の光路にあわせて筋状構造を設けることが好ましい。【０００８】
また、他方で、光源の発光面と光注入素子の光入射面とは、理想的にはこれらの面の位置が一致するように配置されることが望ましい。しかしながら、発光面と光入射面の位置が一致するように配置することは困難であり、一般的には、これらの面の間に空間が生じる。そのため、光源から出射された光は、この空間と光注入素子との界面（即ち、光入射面）で屈折し、光入射面に光源（点光源）が存在する場合とは異なる光路で導光板内を伝搬する。そのため、導光効率をより高めるためには、光注入素子内を伝搬する光（即ち、屈折後の光）の光路に沿うように筋状構造を設けることが好ましい。【０００９】
本発明は、所定の幅を有する面光源からの光を、薄い導光板に高い導光効率で導光することが可能な照明装置及びライトガイ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】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、光源と、対向する板面を有し、前記光源からの光を内部に導光する導光板と、前記光源側を向いて設けられ、前記光源からの光を受ける光入射面と、前記光入射面から前記光入射面とは反対側の出射方向に向かうにつれて厚みが減少するように傾斜する天面と、前記天面の少なくとも一部に設けられた複数の溝を有し、前記複数の溝のうち少なくとも一部が、前記光入射面から前記出射方向に向けて放射状に広がるように設けられ、前記光入射面から入射した光を前記導光板内に案内する光注入素子と、を備え、前記光源と前記光入射面との距離をｄ、前記放射状に広がる複数の溝を延長した線が交わる位置と前記光入射面との間の距離をＡ、前記光入射面及び前記板面の双方と平行な幅方向に沿った前記光源の幅をＢとしたとき、０＜Ａ／（Ｂ＋ｄ）＜１の関係を満たすことを特徴とする照明装置である。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の照明装置であって、前記光源の前記幅方向の両端から出射する１／２ビーム角の光が形成する光路のうち、前記板面と平行で、かつ、前記光源の光軸から遠ざかる方向に向けた光路ｒ１及びｒ２に沿って出射する光が、前記光入射面から前記光注入素子内に入射し、当該光注入素子内を伝搬する光路をそれぞれｒ１’及びｒ２’としたとき、前記複数の溝の前記光入射面側の端部が、前記ｒ１’及びｒ２’に挟まれた領域に存在することを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１またな請求項２に記載の照明装置であって、前記光源からの出射する光の前記幅方向に沿った１／２ビーム角をθ’としたとき、前記光入射面の前記幅方向に沿った幅が、Ｂ＋２ｄ・ｔａｎθ’よりも大きいことを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の照明装置であって、前記板面の法線方向に沿った前記光源の厚さが、前記導光板の厚さよりも厚いことを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の照明装置であって、前記光注入素子は、前記板面と接続された底面を有し、前記光入射面から入射した光の一部が、前記底面を介して前記導光板内に案内されることを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の照明装置であって、前記光源からの光の一部を、前記光入射面で受けて、前記底面を介して前記導光板内に案内し、当該光の他の一部を、前記導光板の前記板面の周囲の一端面で受けて、前記導光板の内部に導光することで、前記光源からの光を、前記導光板内に案内することを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、所定の方向に沿った幅Ｂの光源を有する光源とあわせて用いられるライトガイドであって、対向する板面を有し、前記光源からの光を内部に導光する導光板と、前記光源側を向いて設けられ、前記光源からの光を受ける光入射面と、前記光入射面から前記光入射面とは反対側の出射方向に向かうにつれて厚みが減少するように傾斜する天面と、前記天面の少なくとも一部に設けられ、前記光入射面から前記出射方向に向けて放射状に広がる複数の溝を有し、前記光入射面から入射した光を前記導光板内に案内する光注入素子と、を備え、前記光源と前記光入射面との距離をｄ、前記複数の溝を延長した線が交わる位置と前記光入射面との間の距離をＡ、前記光入射面及び前記板面の双方と平行な幅方向に沿った前記光源の幅をＢとしたとき、０＜Ａ／（Ｂ＋ｄ）＜１の関係を満たすことを特徴とするライトガイドである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る照明装置及びライトガイドは、光源と光入射面との距離をｄ、溝を延長した線が交わる位置と光入射面との間の距離をＡ、光源の幅をＢとしたとき、０＜Ａ／（Ｂ＋ｄ）＜１の関係を満たす。このような構成とすることで、この照明装置及びライトガイドは、光源から出射し光注入素子内を導光する光のうち、より強度の高い光の進行方向に沿うように溝が設けられる。これにより、所定の幅を有する面光源からの光を、薄い導光板に高い導光効率で導光することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明に係る照明装置の斜視図である。
【図１Ｂ】本発明に係る照明装置をｘ軸方向から見た正面図である。
【図１Ｃ】本発明に係る照明装置をｙ軸方向から見た平面図である。
【図２】筋状構造をｘｙ平面で切断し、その断面を拡大した概略斜視図である。
【図３Ａ】光源からの光の光路について説明するための図である。
【図３Ｂ】筋状構造の設置位置について説明するための平面図である。
【図３Ｃ】光源からの光が入射する範囲を説明するための図である。
【図４】本発明に係る照明装置の改善量の測定値を示したグラフである。
【図５】光源と光入射面との間の距離ｄと導光効率との関係を示したグラフである。
【図６Ａ】実施例３−１に係る照明装置における、筋状構造の最大角度と導光効率との関係を示したグラフである。
【図６Ｂ】実施例３−２に係る照明装置における、筋状構造の最大角度と導光効率との関係を示したグラフである。
【図６Ｃ】実施例３−３に係る照明装置における、筋状構造の最大角度と導光効率との関係を示したグラフである。
【図７】本発明に係る照明装置の一態様を示した正面図である。
【図８】筋状構造の一態様を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る照明装置について、図１Ａ〜図１Ｃを参照しながら説明する。図１Ａに示すように、本発明に係る照明装置は、ライトガイド１と、光源２とを含んで構成される。ライトガイド１は、導光板３と、光注入素子４とを含んで構成されている。なお、図１Ｂにおける、導光板３の板面の法線方向、すなわち厚さ方向（図１Ｂの縦方向）をｙ軸方向とし、ｙ軸方向に直交する導光板の幅方向（図１Ｂにおいて紙面に垂直な方向）をｘ軸方向、ｘ軸方向及びｙ軸方向の双方に垂直な方向をｚ軸方向とする。
【００１４】
光源２は、ｘ軸方向に幅Ｂ、ｙ軸方向に厚さＨ２の光出射面２１を有している。光源２は、光出射面２１からｚ軸方向に向けて所定の放射角で光を出射する。なお、光源２を必ずしも単一の素子（例えば、ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）で構成する必要はない。例えば、複数の素子を並べて、これを光源２としてもよい。この場合には、各光源装置のｘ軸方向の幅の合計を幅Ｂとすればよい。これは、厚さＨ２についても同様である。
【００１５】
導光板３は、対向する板面３２及び３３と、板面３２及び３３の周囲に設けられた端面とを有する。この端面のうち、光源２の光出射面２１と対向する面を端面３１とし、端面３１とは反対側を端面３４とする。導光板３は、光出射面２１から出射された光を端面３１で受けて、板面３２及び３３の間を内面反射（全反射）させることで、入射した光を反対側の端面３４に導く。なお、このとき、ｚ軸方向に沿った光は、導光板３に沿って端面３４まで導かれることは当然である。導光板３には、例えば、アクリルやポリカーボネートなどの樹脂、またはガラス等のように透光性を有する材料が採用される。なお、板面３２及び３３が、「対向する板面」に相当する。なお、図１Ｂに示すように、導光板３のｙ軸方向の厚さをＨ３、ｚ軸方向に沿った長さをＷ３２とする。また、図１Ｃに示すように導光板３のｘ軸方向に沿った幅をＷ３１とする。
【００１６】
光注入素子４は、天面４ａと、底面４ｂと、光入射面４ｃと、端面４ｄとを含んで構成されている。底面４ｂは、板面３２の一部と接しており、これにより光注入素子４と導光板３との間が光学的に接続されている。また、光入射面４ｃは、導光板３の端面３１と略同一平面上に位置し、光源２の光出射面２１と対向するように設けられており、光源２の光出射面２１から出射された光を受ける。なお、光源２の光出射面２１と光注入素子４の光入射面４ｃとの間の距離（ｚ軸方向に沿った距離）をｄとする。天面４ａは、光入射面４ｃからｚ軸方向に沿って光注入素子４の厚みが減少するように設けられている。即ち、天面４ａの少なくとも一部が傾斜面となる。端面４ｄは、光入射面４ｃとは反対側に設けられている。これにより、光入射面４ｃから光注入素子４内に入射した光は、光注入素子４内を伝搬し、その一部は端面４ｄから出射する。そのため、端面４ｄのｙ方向に沿った厚みを薄くするほど、より多くの光を導光板３内に導くことが可能となり、理想的には、端面４ｄの厚みが０であることが好ましい。なお、図１Ｂに示すように、光入射面４ｃのｙ軸方向の厚さをＨ４１、端面４ｄのｙ軸方向の厚さをＨ４２、ｚ軸方向に沿った幅をＷ４２とする。また、図１Ｃに示すように光入射面４ｅのｘ軸方向に沿った幅をＷ４１とする。また、図示しないが、ライトガイド１全体のｘ軸方向に沿った幅をＷ４３とする。そして、光源２の光出射面２１のｙ軸方向の厚さＨ２は、導光板３のｙ軸方向の厚さをＨ３よりも厚く、光注入素子４の光入射面４ｃのｙ軸方向の厚さＨ４１と導光板３の厚さＨ３との合計と、光源２の厚さＨ２とが略同等となっている。これにより、光源２の光出射面２１から出射した光の大部分が、光注入素子４の光入射面４ｃか導光板３の端面３１かのどちらかに入射することになる。
【００１７】
天面４ａの少なくとも一部には、図１Ｃに示すように、筋状構造４ｆが設けられている。ここで、図１Ｃ及び図２を参照する。図２は、筋状構造４ｆの形状について説明するために、筋状構造４ｆをｘｙ平面で切断し、その断面を拡大した概略斜視図である。図１Ｃ及び図２に示すように、筋状構造４ｆは、光入射面４ｃ側から端面４ｄに向けて（ｚ軸方向に向けて）放射状に広がる複数の溝を有する。この溝は、交差する一対の斜面４ｇ及び４ｈとで形成され、その稜線を稜線部４ｉとする。天面４ａの内面に向けて入射する光の一部は、天面４ａ、斜面４ｇ、または斜面４ｈにより内面反射されながら導光板３内に導かれ、他の一部は、天面４ａ、斜面４ｇ、または斜面４ｈから外部に出射される。このとき、斜面４ｇまたは４ｈに入射する光は、天面４ａに入射する場合に比べて浅い角度で入射する。そのため、筋状構造４ｆを設けることで、天面４ａのみの場合に比べて全反射条件を満たす可能性が高まり、結果として天面４ａからの光漏れを低減させ、より多くの光を導光板３内に導くことが可能となる。なお、筋状構造４ｆの具体的な構成については、別途後述する。
【００１８】
光注入素子４には、例えば、アクリルやポリカーボネートなどの樹脂、またはガラス等のように透光性を有する材料が採用される。筋状構造４ｆは、例えば、金型成形により形成するとよい。具体的には、光注入素子４を形成するための金型の、天面４ａに相当する部分に筋状構造４ｆを形成するためのパターン設け、液状光学材料を金型により押圧することで、天面４ａ上に筋状構造４ｆを形成するとよい。また、天面４ａを、フライス盤等の切削工具により切削することで筋状構造４ｆを形成してもよい。また、光注入素子４と導光板３との間は、例えば、透光性の接着剤により接着するとよい。また、光注入素子４と導光板３とを一体成形してもよい。
【００１９】
次に、図１Ｃ、図３Ａ、及び図３Ｂを参照しながら、筋状構造４ｆの詳細な構成について説明する。図３Ａは、光源２から出射された光の光路について説明するための図である。なお、図３Ａでは、説明のため、光束の一部の光路を単一の線で模擬的に示している。また、図３Ｂは、筋状構造４ｆの設置位置について説明するための平面図である。まず、図１Ｃを参照する。図１Ｃに示すように、各稜線部４ｉは、光入射面４ｃに向けて延長したとき略一点で交わる。換言すると、各溝を光入射面４ｃに向けて延長すると略一点で交わる。この点を焦点Ｃ１とし、光入射面４ｃから焦点Ｃ１までの、ｚ軸方向に沿った距離をＡとする。なお、筋状構造４ｆを構成する全ての溝が一点で交わる必要は無い。各稜線部４ｉを光入射面４ｃに向けて延長したとき、その交点が複数存在する場合には、それらの交点の分布を求め、その分布の重心を焦点Ｃ１とすればよい。また、図１Ｃにおける角度θは、隣り合う稜線部４ｉの成す角度、即ち、稜線部４ｉのピッチを示している。また、角度ψは、最も外側の稜線部４ｉが光源２から出射される光の光軸（換言すると、ｚ軸方向）に対して成す角度を示している。
【００２０】
次に、図３Ａを参照する。図３Ａにおける点Ｃ２０は、光出射面２１のｘ軸方向の中心を示している。また、ｒ０は、点Ｃ２０から出射される光の光軸を示している。また、ｒ１１及びｒ１２は、点Ｃ２０から出射された光のうち、１／２ビーム角で出射される光の光路を示している。なお、１／２ビーム角とは、中心（即ち、光軸ｒ０に沿って出射される光）に比べて強度が二分の一になる光の、光軸に対して成す角度を示している。光路ｒ１１及びｒ１２に沿って出射された光は、光入射面４ｃから光注入素子４内に入射する。このとき、これらの光は、光入射面４ｃで屈折する。光路ｒ１１’及びｒ１２’は、これらの光が光入射面４ｃで屈折し、光注入素子４内を伝搬する光路を示している。
【００２１】
光路ｒ１１’及びｒ１２’を光源２側に向けて延長したとき、その線が交わる交点をＣ１１とする。この交点Ｃ１１を焦点Ｃ１として、稜線部４ｉが放射状に広がる筋状構造４ｆを形成することで、１／２ビーム角で光源２から出射された光が光注入素子４内を伝搬する方向（即ち、光路ｒ１１’及びｒ１２’で形成される角度範囲の光の光路）に沿って、筋状構造４ｆを形成される。なお、図３Ａに示すように、屈折角（光軸ｒ０に対して光路ｒ１１’及びｒ１２’が成す角度）は、入射角（光軸ｒ０に対して光路ｒ１１及びｒ１２が成す角度）よりも小さくなる。換言すると、光注入素子４内を伝搬する光の角度範囲（例えば、光路ｒ１１’及びｒ１２’で形成される角度範囲）は、光注入素子４に入射する前の光の角度範囲（光路ｒ１１及びｒ１２で形成される角度範囲）よりも狭くなる。そのため、交点Ｃ１１（即ち、焦点Ｃ１）は、光出射面２１上の点Ｃ２０よりも光入射面４ｅから見て光源２側（即ち、−ｚ方向側）に位置する。即ち、距離ｄと、距離Ａは、Ａ＞ｄの関係にあることがわかる。
【００２２】
また、図３Ａにおける点Ｃ２１は、点Ｃ２０から見て＋ｘ方向側の光出射面２１の端部である。ｒ１は、点Ｃ２１から１／２ビーム角で出射される光のうち、光軸ｒ０からｘ軸方向に遠ざかる方向（光源２から見て広がる方向）に出射される光の光路を示している。同様に、点Ｃ２２は、点Ｃ２０から見て−ｘ方向側の光出射面２１の端部である。ｒ２は、点Ｃ２２から１／２ビーム角で出射される光のうち、光軸ｒ０からｘ軸方向に遠ざかる方向に出射される光の光路を示している。光路ｒ１及びｒ２に沿って出射された光は、光入射面４ｃから光注入素子４内に入射する。このとき、これらの光は、光入射面４ｃで屈折する。光路ｒ１’及びｒ２’は、これらの光が光入射面４ｃで屈折し、光注入素子４内を伝搬する光路を示している。
【００２３】
ここで、図３Ｂを参照する。図３Ｂに示すように、光出射面２１から出射される光のうち、１／２ビーム角の範囲内で出射される光（即ち、中心に比べて光の強度が二分の一以上となる光）は、光路ｒ１’及びｒ２’で挟まれる範囲内を伝搬する。そのため、筋状構造４ｆを構成する各溝の光入射面４ｅ側の端部が、少なくとも、この光路ｒ１’及びｒ２’で挟まれる範囲内に存在するように、筋状構造４ｆを設けるとよい。このような構成とすることで、光出射面２１から出射された光のうち、強度のより高い光（少なくとも、中心に比べて光の強度が二分の一以上となる光）を効率良く伝搬させることが可能となる。また、筋状構造４ｆの光入射面４ｅとは逆側の端部が、光注入素子４のｘ軸方向に沿った幅Ｗ４３まで広がるように、各溝を放射状に広げることで、光入射面４ｅから入射した光を、所定の配光分布で導光板３内に導くことが可能となる。
【００２４】
ここで、図３Ｃを参照する。図３Ｃは、光入射面４ｅ上において、光源２からの光（１／２ビーム角で出射される光）が入射する範囲を説明するための図である。図３Ｃに示すように、光路ｒ１及びｒ２に沿って入射する光の入射角をθ’とする。このとき、光出射面２１から１／２ビーム角で出射される光が入射する、光入射面４ｅ上のｘ軸方向に沿った範囲は、Ｂ＋２ｄ・ｔａｎθ’で示される。このことから、光入射面４ｅのｘ軸方向に沿った幅Ｗ４１は、Ｗ４１＞Ｂ＋２ｄ・ｔａｎθ’の条件を満たすことが望ましい。
【００２５】
次に、光源２の幅Ｂと、光入射面４ｅから光源２までの距離ｄと、光入射面４ｅから焦点Ｃ１までの距離Ａとに基づく、パラメータＡ／（Ｂ＋ｄ）と導光効率の関係に着目した。以下に、Ａ／（Ｂ＋ｄ）を変化させた場合における導光効率の変化についてまとめる。
【００２６】
（実施例１）
まず、実施例１として、距離Ａを変化させることで、Ａ／（Ｂ＋ｄ）を変化させた場合における導光効率の変化について変化についてまとめる。本実施例では、導光板３のｘ軸方向に沿った幅Ｗ３１＝１０．０［ｍｍ］、ｚ軸方向に沿った幅Ｗ３２＝２１．０［ｍｍ］、厚みＨ３＝０．５［ｍｍ］とした、また、光入射面４ｅの厚みＨ４１＝１．０［ｍｍ］、ｘ軸方向に沿った幅Ｗ４１＝１０．０［ｍｍ］とした。また、端面４ｄの厚みＨ４２＝０．２［ｍｍ］、光注入素子４のｚ軸方向に沿った幅Ｗ４２＝８．０［ｍｍ］とした。また、光出射面２１のｘ軸方向に沿った幅Ｂ＝１．５［ｍｍ］、厚みＨ２＝１．５［ｍｍ］とし、光源２と光入射面４ｅとの距離ｄ＝０．２［ｍｍ］としている。このような条件のもとで、本実施例では、光入射面４ｅから焦点Ｃ１までの距離Ａを、−０．２４５［ｍｍ］≦Ａ≦１．５２０［ｍｍ］の範囲で変化させて、各場合におけるライトガイド１の導光効率Φを測定した。なお、Ａが負の値の場合には、焦点Ｃ１が、光入射面４ｅに対して光源２とは反対側に存在する場合を示している。また、導光効率Φは、光出射面２１から出射される光の強度と、端面３４から出射される光の強度とを基に算出している。
【００２７】
この条件に基づき算出された導光効率Φは、Ａ＝０．５８３［ｍｍ］（Ａ／（Ｂ＋ｄ）＝０．３４３）のときに極値を有しており、このときの導光効率をΦｍａｘとする。また、算出された導光効率ΦのうちＡ＝０の場合をΦ０とし、各導光効率ΦについてΔΦ＝Φ−Φ０を算出した。このΔΦを、導光効率Φｍａｘの場合のΔΦｍａｘ＝Φｍａｘ−Φ０で規格化したΔΦ／ΔΦｍａｘを改善量とした。図４に、Ａ／（Ｂ＋ｄ）の変化（即ち、Ｂ及びｄを固定した場合のＡの変化）に伴う改善量ΔΦ／ΔΦｍａｘの変化をグラフｇ１１として示す。なお、図４は、横軸をＡ／（Ｂ＋ｄ）、縦軸を改善量ΔΦ／ΔΦｍａｘとしている。
【００２８】
図４に示すように、Ａ／（Ｂ＋ｄ）は０未満のときに改善量ΔΦ／ΔΦｍａｘは負の値を示しており、Ａ／（Ｂ＋ｄ）＝０．３４３のときにグラフｇ１１は極値を示す。そこから、Ａ／（Ｂ＋ｄ）が増加するにつれて改善量ΔΦ／ΔΦｍａｘは減少し、Ａ／（Ｂ＋ｄ）が約１．０を超えたときに、ΔΦ／ΔΦｍａｘが負の値となる。換言すると、０＜Ａ／（Ｂ＋ｄ）＜１の範囲において、改善量ΔΦ／ΔΦｍａｘが正の値を示しており、この範囲において、Ａ＝０の場合に比べて導光効率Φが向上することがわかる。
【００２９】
（実施例２）
次に、実施例２として、距離ｄを変化させた場合における導光効率Φの変化についてまとめる。本実施例では、導光板３のｘ軸方向に沿った幅Ｗ３１＝１０．０［ｍｍ］、ｚ軸方向に沿った幅Ｗ３２＝２１．０［ｍｍ］、厚みＨ３＝０．５［ｍｍ］とした、また、光入射面４ｅの厚みＨ４１＝１．０［ｍｍ］、ｘ軸方向に沿った幅Ｗ４１＝１０．０［ｍｍ］とした。また、端面４ｄの厚みＨ４２＝０．２［ｍｍ］、光注入素子４のｚ軸方向に沿った幅Ｗ４２＝８．０［ｍｍ］とした。また、光出射面２１のｘ軸方向に沿った幅Ｂ＝１．５［ｍｍ］、厚みＨ２＝１．５［ｍｍ］とし、光入射面４ｅから焦点Ｃ１までの距離Ａ＝０．５８３とした。このような条件のもとで、本実施例では、光源２と光入射面４ｅとの距離ｄを、０．０１［ｍｍ］≦ｄ≦２［ｍｍ］の範囲で変化させて、各場合におけるライトガイド１の導光効率Φを測定した。なお、導光効率Φの測定方法は、実施例１と同様である。
【００３０】
図５に、距離ｄごとの導光効率Φの変化をグラフｇ２１として示す。なお、図５は、横軸をｄ、縦軸を導光効率Φとしている。また、グラフｇ２２として、ライトガイド１を使用せずに、導光板３の端面３１に入射させて場合の導光効率Φ（Φ＝２６％）を示している。また、図５において、Ｐ２１は、ｄ＝０．４［ｍｍ］（即ち、Ａ／（Ｂ＋ｄ）＝０．３１）の場合を示している。同様に、Ｐ２２は、ｄ＝０．８［ｍｍ］（Ａ／（Ｂ＋ｄ）＝０．２５）の場合を示しており、Ｐ２３は、ｄ＝１．３５［ｍｍ］（Ａ／（Ｂ＋ｄ）＝０．２０）の場合を示しており、Ｐ２４は、ｄ＝１．６［ｍｍ］（Ａ／（Ｂ＋ｄ）＝０．１９）の場合を示している。
【００３１】
図５に示すように、前述した条件の場合に、ｄ≦１．６［ｍｍ］とすることで、導光効率Φを向上させることが可能となる。
【００３２】
（実施例３−１）
次に、実施例３−１として、筋状構造４ｆの最も外側の稜線部４ｉが光源２から出射される光の光軸に対して成す角度ψと、導光効率Φとの関係についてまとめる。本実施例では、導光板３のｘ軸方向に沿った幅Ｗ３１＝１０．０［ｍｍ］、ｚ軸方向に沿った幅Ｗ３２＝２１．０［ｍｍ］、厚みＨ３＝０．５［ｍｍ］とした。また、光入射面４ｅの厚みＨ４１＝１．０［ｍｍ］、ｘ軸方向に沿った幅Ｗ４１＝１０．０［ｍｍ］とした。また、端面４ｄの厚みＨ４２＝０．２［ｍｍ］、光注入素子４のｚ軸方向に沿った幅Ｗ４２＝８．０［ｍｍ］とした。また、光出射面２１のｘ軸方向に沿った幅Ｂ＝１．５［ｍｍ］、厚みＨ２＝１．５［ｍｍ］とし、光入射面４ｅから焦点Ｃ１までの距離Ａ＝０．５８３とした。また、隣り合う稜線部４ｉの成す角度θ＝２．９３［°］としている。このような条件の元で、本実施例ではＷ４３＝１０［ｍｍ］とし、角度ψを２６．３９［°］≦ψ≦７０．３７［°］の範囲で変化させて、各場合におけるライトガイド１の導光効率Φを測定した。なお、導光効率Φの測定方法は、実施例１と同様である。
【００３３】
図６Ａに、本実施例において、角度ψごとの導光効率Φの変化をグラフｇ３１として示す。なお、図６Ａにおけるαは、光注入素子４の臨界角を示しており、本実施例ではα＝４２．１６［°］である。
【００３４】
図６Ａに示すように、グラフｇ３１は、角度ψ＝α−１．１［°］で極値を示している。また、α−１．１−３［°］≦ψ≦α−１．１＋３［°］の範囲で、導光効率Φ≧５６［％］となることがわかる。
【００３５】
（実施例３−２）
次に、実施例３−２として、Ｗ４３＝１２［ｍｍ］とし、実施例３−１と同様に、角度ψを２６．３９［°］≦ψ≦７０．３７［°］の範囲で変化させて、各場合におけるライトガイド１の導光効率Φを測定した。なお、その他のパラメータについては、実施例３−１と同様である。
【００３６】
図６Ｂに、本実施例において、角度ψごとの導光効率Φの変化をグラフｇ３２として示す。なお、図６Ｂにおけるαは、図６Ａと同様に、光注入素子４の臨界角α（α＝４２．１６［°］）を示している。
【００３７】
図６Ｂに示すように、グラフｇ３２は、角度ψ＝α−１．１＋３［°］の近傍で極値を示している。また、α−１．１−３［°］≦ψ≦α−１．１＋３［°］の範囲で、導光効率Φ≧５７［％］となることがわかる。
【００３８】
（実施例３−３）
次に、実施例３−３として、Ｗ４３＝１５［ｍｍ］とし、実施例３−１と同様に、角度ψを２６．３９［°］≦ψ≦７０．３７［°］の範囲で変化させて、各場合におけるライトガイド１の導光効率Φを測定した。なお、その他のパラメータについては、実施例３−１と同様である。
【００３９】
図６Ｃに、本実施例において、角度ψごとの導光効率Φの変化をグラフｇ３３として示す。なお、図６Ｃにおけるαは、図６Ａと同様に、光注入素子４の臨界角α（α＝４２．１６［°］）を示している。
【００４０】
図６Ｃに示すように、グラフｇ３３は、角度ψ＝α−１．１−３［°］の近傍で極値を示している。また、α−１．１−３［°］≦ψ≦α−１．１＋３［°］の範囲で、導光効率Φ≧５８［％］となることがわかる。
【００４１】
実施例３−１〜３−３に示した結果から、角度ψを、α−１．１−３［°］≦ψ≦α−１．１＋３［°］の範囲で設定することで、導光効率Φを向上させることが可能となる。
【００４２】
なお、上記では、導光板３の板面３２と光注入素子４の底面４ｂとが接するように配置しているが、このような構成に替えて、導光板３の端面３１と、光注入素子４の端面４ｄとが接するように配置してもよい。図７は、このような構成で導光板３と光注入素子４とを配置した照明装置の正面図である。このような構成の場合には、光入射面４ｃから光注入素子４内に入射した光は、天面４ａ、斜面４ｉ、または斜面４ｇと、底面４ｂとの間を内面反射しながら端面４ｄに導かれる。端面４ｄと端面３３との間は光学的に接続されているため、端面４ｄに導かれた光は、端面３３から導光板３内に入射する。以降、この光は、板面３２と板面３３との間を内面反射しながら端面３４まで導かれる。なお、図１Ａ〜１Ｃに示す構成と、図７に示す構成とは、利用シーンにあわせて適宜変更すればよい。
【００４３】
また、筋状構造４ｆを構成する溝の全てが必ずしも略一点で交わる必要は無い。例えば、図８は、筋状構造４ｆの一態様を示した平面図である。図８では、筋状構造４ｆを構成する溝のうち、光源２の光出射面２１からｚ軸方向に沿って出射された光を受ける溝４ｆａを、ｚ軸方向に沿って設けた一例である。このように、筋状構造４ｆを構成する溝のうち、放射状に広がる溝（即ち、溝４ｆａ以外）が略一点で交わればよい。
【００４４】
以上のように、本発明に係る照明装置及びライトガイド１では、光源２の光出射面２１と光入射面４ｅとの距離をｄ、稜線部４ｉを延長した線が交わる焦点Ｃ１と光入射面４ｅとの間の距離をＡ、光出射面２１の幅をＢとしたとき、０＜Ａ／（Ｂ＋ｄ）＜１の関係を満たす。このような構成とすることで、この照明装置及びライトガイド１は、光出射面２１から出射し光注入素子４内を導光する光のうち、より強度の高い光の進行方向に沿うように筋状構造４ｆの各溝が設けられる。これにより、光出射面２１（即ち、面光源）からの光を、薄い導光板３に高い導光効率で導光することが可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
１      ライトガイド
２      光源
２１    光出射面
３      導光板
３１    端面
３２    板面
３３    板面
３４    端面
４      光注入素子
４ａ    天面
４ｂ    底面
４ｃ    光入射面
４ｄ    端面
４ｅ    光入射面
４ｆ    筋状構造
４ｇ    斜面
４ｈ    斜面
４ｉ    稜線部
【図１Ａ】
2013088854.tif 000003
【図１Ｂ】
2013088854.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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