(57)【要約】【課題】  拡散光源から放射される光の方向を制御して指向性を与えることができる、簡単な構造で光の利用効率の良い配光制御装置及びそれを用いた面光源装置の提供。【解決手段】  透明な中空部材１と、中空部材１の中空部内に配置され、横断面の輪郭形状が円形である光源２とを有し、中空部材の外周に、外周部分の任意の接点における接線が、それぞれその接点を通る光源の円形輪郭形状の法線に垂直な方向に対して、光を配光させる配光方向へ、下記の式（１）を満たす角度αだけ傾斜している第１輪郭形状を有する。  ｎ・ｓｉｎα＝ｓｉｎ（α＋θ）      ・・・（１）  ここで、αは全反射臨界角度未満の角度、ｎは中空部材の屈折率、θは法線と配光方向との成す角度を表す。【選択図】      図３
2006173064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延び、中空部を有する透明な中空部材と、
この中空部材の中空部内に上記軸線方向に延びるように配置され、上記軸線方向に垂直な横断面における輪郭形状が円形である光源と、
を有し、
上記中空部材の上記軸線方向に垂直な横断面における外周の少なくとも一部分が、第１輪郭形状を有し、
上記第１輪郭形状では、外周部分の任意の接点における接線が、それぞれ、その接点を通る上記光源の円形輪郭形状の法線に垂直な方向に対して、光を配光させる配光方向へ、式：ｎ・ｓｉｎα＝ｓｉｎ（α＋θ）を満たす角度αだけ傾斜し、αは、全反射臨界角度未満の角度を表し、ｎは、上記中空部材の屈折率を表し、θは、上記法線と上記配光方向との成す角度を表す
ことを特徴とする配光制御装置。
【請求項２】
上記中空部材の横断面における外周の一部分が、第２輪郭形状を有し、
上記第２輪郭形状は、上記光源の円形輪郭上のある点を焦点とし、この点を通り配向方向に平行な配向軸を主軸とした放物曲線群とこの点と通る円形輪郭上の法線との交点における接線群において、該円形輪郭上の焦点位置を連続的に移動させたとき、該接線群の連続する軌跡で描かれる形状で構成される反射部分を有し、上記配向軸と上記円形輪郭上の法線との成す角度が全反射臨界角度の２倍以上であり、上記反射部分で全反射した光の出射面が出射光に対して実質的に垂直な面で構成される、ことを特徴とする請求項１記載の配向制御装置。
【請求項３】
上記中空部材は、互いに等角度ずつ離れた複数の配光方向を有することを特徴とする請求項２記載の配光制御装置。
【請求項４】
片面に複数の溝を有する反射板と、
上記反射板の各溝の正面にそれぞれ配置され、それぞれが軸線方向に延び、中空部を有する透明な複数の中空部材と、
上記中空部材の各々の中空部内に上記軸線方向に延びるように配置され、上記軸線方向に垂直な横断面における輪郭形状が円形である光源と、
を有し、
上記中空部材の上記軸線方向に垂直な横断面における外周の少なくとも一部分が、第１輪郭形状を有し、
上記第１輪郭形状では、外周部分の任意の接点における接線が、それぞれ、その接点を通る上記光源の円形輪郭形状の法線に垂直な方向に対して、光を配光させる配光方向へ、式：ｎ・ｓｉｎα＝ｓｉｎ（α＋θ）を満たす角度αだけ傾斜し、αは、全反射臨界角度未満の角度を表し、ｎは、上記中空部材の屈折率を表し、θは、上記法線と上記配光方向との成す角度を表す
ことを特徴とする面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡散光源から放射される拡散光の方向を制御して、拡散光に指向性を与える配光制御装置に関し、より詳細には、蛍光灯のような管状又は線状の拡散光源を用いつつ、所望の指向性を与えた光を放出する配光制御装置及びそれを用いた面光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から照明用光源として、例えば、蛍光管が広く利用されている。蛍光管の内面には蛍光物質が塗られており、これが発光するため、蛍光管の管球表面全体からあらゆる方向に拡散光が放射される。さらに、蛍光灯を天井に設置して室内照明に用いる場合や、照明看板にバックライトとして用いるような場合には、光の利用効率を上げるため、背面に向かう光を反射板（リフレクター）で前方へ反射させることが普通に行われている。
【０００３】
そのような光の放射方向を制御する手段として、従来から種々の装置が提案されている。例えば、蛍光管の背面に光源を焦点とした放物鏡をリフレクターとして配置して、背面に向かう光を前面に戻す工夫をしたもの（特許文献１）や、更に前面に向かう光も部分的に遮光するもの（特許文献２及び３）が提案されている。
【０００４】
しかしながら、例えば、特許文献１に記載の従来技術では、放物鏡によって、背面に向かう拡散光を法物線の準線に平行な方向に反射して配光させることはできても、拡散光源から前方に直接向かう光は拡散光のままであり、拡散光に所望の指向性を与えることは困難である。また、例えば、特許文献２又は３に記載の従来技術のように、特定の方向に向かう光を遮蔽したのでは、光の利用効率が悪くなってしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２９７６１３号公報
【特許文献２】特開昭５５−１５１２６号公報
【特許文献３】特開昭５５−１３３００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、拡散光源から放射される光の方向を制御して指向性を与えることができる、簡単な構造で光の利用効率の良い配光制御装置及びそれを用いた面光源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の配光制御装置は、軸線方向に延び、中空部を有する透明な中空部材と、この中空部材の中空部内に軸線方向に延びるように配置され、軸線方向に垂直な横断面における輪郭形状が円形である光源と、を有し、中空部材の軸線方向に垂直な横断面における外周の少なくとも一部分が、第１輪郭形状を有し、第１輪郭形状では、外周部分の任意の接点における接線が、それぞれ、その接点を通る上記光源の円形輪郭形状の法線に垂直な方向に対して、光を配光させる配光方向へ、式：ｎ・ｓｉｎα＝ｓｉｎ（α＋θ）を満たす角度αだけ傾斜し、αは、全反射臨界角度未満の角度を表し、ｎは、中空部材の屈折率を表し、θは、法線と上記配光方向との成す角度を表すことを特徴としている。
【０００８】
このように構成された本発明の配光制御装置によれば、外周の少なくとも一部分に、スネルの法則を応用した特定の輪郭形状を有する中空部材を用いる。これにより、簡単な構成で、拡散光源から放射される拡散光の方向を制御して、拡散光に指向性を与えることができる。その上、光をスリット等で遮光することなく、拡散光を一つ又は複数の所望の方向に向けることができるので、高い光の利用効率を得ることができる。
【０００９】
また、本発明において、好ましくは、中空部材の横断面における外周の一部分が、第２輪郭形状を有し、この第２輪郭形状は、光源の円形輪郭上のある点を焦点とし、この点を通り配向方向に平行な配向軸を主軸とした放物曲線群とこの点と通る円形輪郭上の法線との交点における接線群において、該円形輪郭上の焦点位置を連続的に移動させたとき、該接線群の連続する軌跡で描かれる形状で構成される反射部分を有し、配向軸と円形輪郭上の法線との成す角度が全反射臨界角度の２倍以上であり、反射部分で全反射した光の出射面が出射光に対して実質的に垂直な面で構成される。
これにより、光源からの光を、反射部分で全反射して、所定の配光方向へ出射させることができる。
【００１０】
また、本発明において、好ましくは、中空部材は、互いに等角度ずつ離れた複数の配光方向を有する。
これにより、所望の複数の方向へ光を配光させることができる。
【００１１】
また、本発明の面光源装置は、片面に複数の溝を有する反射板と、反射板の各溝の正面にそれぞれ配置され、それぞれが軸線方向に延び、中空部を有する透明な複数の中空部材と、中空部材の各々の中空部内に上記軸線方向に延びるように配置され、上記軸線方向に垂直な横断面における輪郭形状が円形である光源と、を有し、中空部材の軸線方向に垂直な横断面における外周の少なくとも一部分が、第１輪郭形状を有し、この第１輪郭形状では、外周部分の任意の接点における接線が、それぞれ、その接点を通る上記光源の円形輪郭形状の法線に垂直な方向に対して、光を配光させる配光方向へ、式：ｎ・ｓｉｎα＝ｓｉｎ（α＋θ）を満たす角度αだけ傾斜し、αは、全反射臨界角度未満の角度を表し、ｎは、中空部材の屈折率を表し、θは、法線と上記配光方向との成す角度を表すことを特徴としている。
【００１２】
このように構成された本発明の面光源装置によれば、請求項１にかかる配光制御装置と反射板とを組み合わせることにより、指向性の高い、光を有効利用することができる面光源装置が得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、拡散光源から放射される光の方向を制御して指向性を与えることができる、簡単な構造で光の利用効率の良い配光制御装置及びそれを用いた面光源装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して、本発明の配光制御装置及びそれを用いた面光源装置の実施形態を説明する。
（第１実施形態）
まず、図１を参照して、第１実施形態の配光制御装置について説明する。図１は、第１実施形態の配光制御装置の斜視図である。本実施形態の配光制御装置は、軸線方向に延び、中空部を有する透明な中空部材１と、この中空部材１の中空部内に軸線方向に延びるように配置された光源２とを有する。
【００１５】
本実施形態では、中空部材１は、屈折率ｎ＝１．４９のアクリル樹脂で作られている。また、この中空部材１は、アクリル樹脂を異形押出法により製造した、長さ２５０ｍｍ、の異形パイプである。また、中空部の横断面における輪郭形状も円形であり、内径は５．０ｍｍである。
【００１６】
また、光源２は、直径４．２ｍｍの冷陰極管蛍光灯（以下、「管球」とも称する。）であり、軸線方向に垂直な横断面における輪郭形状が円形である。また、本実施形態では、光源の輪郭形状と中空部の輪郭形状とが同心円状に配置されるように、光源が配置されている。冷陰極管ランプ２は、軸線方向に直交する横断面内で、全周方向に拡散光を放射する。
【００１７】
中空部材１は、軸線方向に垂直な横断面における外周の全周に、四つに分かれた第１輪郭形状を有する。第１輪郭形状では、外周部分の任意の接点における接線が、それぞれ、その接点を通る光源の円形輪郭形状の法線に垂直な方向に対して、光を配光させる配光方向へ、下記の式（１）を満たす角度αだけ傾斜している。
ｎ・ｓｉｎα＝ｓｉｎ（α＋θ）      ・・・（１）
ここで、αは、全反射臨界角度未満の角度を表し、ｎは、中空部材の屈折率を表し、θは、法線と配光方向との成す角度を表す。ここでは、空気の屈折率を１とするので、全反射臨界角度は、ｓｉｎ-1（１／ｎ）で表される。
【００１８】
ここで、図２を参照して、第１輪郭形状の一例について説明する。図２では、管球の中心点Ｃから延びて円形輪郭上の点Ａを通る法線方向（ＡＰ方向）を配光方向として説明する。点Ａ近傍の点Ｂにおいて、上記の式（１）を満たす角度αだけ傾斜した接線を求め、更に多数の点Ｂについての接線を連続することにより、角度α傾斜した接線の集合体の曲線が得られる。図２に、曲線例Ｌ１〜Ｌ７を示す。
【００１９】
さらに、図３を参照して、第１実施形態の配光制御装置における光の配光の様子を説明する。図３は、配光制御装置の長手軸線方向に直交する横断面模式図である。図３に光線を矢印で示す。光源２から発した光は、中空部材１の第一輪郭形状の外周で、スネルの法則に従って屈折し、互いに９０°ずつ離れた四つの配光方向にそれぞれ出射する。
【００２０】
次に、図４に、第１実施形態の配光制御装置から放射される光線のシミュレーション結果を示す。図４に黒色の線で表される光線は、主に、四方向に選択的に放射される。したがって、冷陰極管ランプ２から放射された拡散光が、実質的に四方向に配光されることが分かる。
【００２１】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の配光制御装置について説明する。本実施形態の配光制御装置の構成は、中空部材１の外周の輪郭形状を除いて、上述第１実施形態のものと同一である。
図５に、配光制御装置の長手軸線方向に直交する横断面模式図を示す。図５に示すように、第２実施形態では、中空部材１は、軸線方向に垂直な横断面における外周の全周に、五つに分かれた第１輪郭形状を有する。図５に光線を矢印で示す。光源２から発した光は、中空部材１の外周でスネルの法則に従って屈折し、互いに７２°ずつ離れた五つの配光方向にそれぞれ出射する。
【００２２】
図６に、第２実施形態の配光制御装置から放射される光線のシミュレーション結果を示す。図６に黒色の線で表される光線は、主に、五方向に選択的に放射される。したがって、冷陰極管ランプ２から放射された拡散光が、実質的に五方向に配光されることが分かる。
【００２３】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の配光制御装置について説明する。本実施形態の配光制御装置の構成は、中空部材１の外周の輪郭形状を除いて、上述第１実施形態のものと同一である。
図７に、第３実施形態の配光制御装置の斜視図を示す。図７に示すように、第３実施形態の配光制御装置は、軸線方向に延びる透明な中空部材１と、この中空部材１の中空部内に軸線方向に延びるように配置された光源２とを有する。
【００２４】
本実施形態では、中空部材１は、上述の第１実施形態と同様に、アクリル樹脂を異形押出法により製造した、長さ２５０ｍｍの異形パイプである。また、中空部の横断面における輪郭形状も円形である。また、光源２も、第１実施形態と同じ、直径４．２ｍｍの冷陰極管蛍光灯である。
【００２５】
ただし、本実施形態では、中空部材１は、互いに１８０°離れた二方向（図面で上下方向）の配光方向に、光を出射する。そのため、中空部材１の外周には、横断面で見て、２箇所の第１輪郭形状１１と、４箇所の第２輪郭形状１２とがそれぞれ設けられている。２箇所の第１輪郭形状１１は、それぞれ、二方向の配光方向に面した部分に、接線が上述の式（１）を満たす角度αの傾斜角度を有するように形成されている。また、四つの第２輪郭形状１２は、それぞれ、第１輪郭形状の形成されていない残りの部分に形成されている。
【００２６】
第２輪郭形状１２は、反射部分１２ａと出射部分１２ｂとから構成される。
反射部分１２ａは、光源２の円形輪郭上のある点を焦点とし、この点を通り配向方向に平行な配向軸を主軸とした放物曲線群とこの点と通る円形輪郭上の法線との交点における接線群において、該円形輪郭上の焦点位置を連続的に移動させたとき、該接線群の連続する軌跡で描かれる形状で構成される。だたし、配向軸と円形輪郭上の法線との成す角度は、反射部分１２ａに入射する光が全反射するように、全反射臨界角度の２倍以上である。
また、出射部分１２ｂは、反射部分で全反射した光の出射面が出射光に対して実質的に垂直な面で構成される。
【００２７】
次に、図８を参照して、第３実施形態の配光制御装置における光の配光の様子を説明する。図８は、配光制御装置の長手軸線方向に直交する横断面模式図である。図９に光線を矢印で示す。光源２から発した光は、中空部材１の第１輪郭形状の外周部分で、スネルの法則に従って屈折して、二つの配光方向にそれぞれ出射する。また、第２輪郭形状の外周部分では、光は、反射部分で全反射し、出射部分からそれぞれ配光方向へ出射する。
【００２８】
次に、図９に、第３実施形態の配光制御装置から放射される光線のシミュレーション結果を示す。図９に黒色の線で表される光線は、主に、図面で上下二方向に選択的に放射される。したがって、冷陰極管ランプ２から放射された拡散光が、実質的に二方向に配光されることが分かる。
【００２９】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態の配光制御装置について説明する。本実施形態の配光制御装置の構成は、中空部材１の外周の輪郭形状を除いて、上述第１実施形態のものと同一である。
図１０に、配光制御装置の長手軸線方向に直交する横断面模式図を示す。図１０に示すように、第４実施形態では、中空部材１は、三方向（図面で上方向、左斜め下方向、及び右斜め下方向）の配光方向に、光を出射する。そのため、中空部材１の外周には、横断面で見て、３箇所の第１輪郭形状１１と、２箇所の第２輪郭形状１２とがそれぞれ設けられている。第１輪郭形状１１は、それぞれ、三方向の配光方向に面した部分に形成されている。また、２つの第２輪郭形状１２は、それぞれ、第１輪郭形状の形成されていない残りの部分に形成されている。
【００３０】
そして、光源２から発した光は、中空部材１の３箇所の第１輪郭形状の外周部分で、スネルの法則に従って屈折して、三つの配光方向にそれぞれ出射する。また、２箇所の第２輪郭形状の外周部分では、光は、反射部分で全反射し、出射部分からそれぞれ図面で上方向の配光方向へ出射する。
【００３１】
図１１に、第４実施形態の配光制御装置から放射される光線のシミュレーション結果を示す。図１１に黒色の線で表される光線は、主に、三方向（図面で上方向、左斜め下方向、及び右斜め下方向）に選択的に放射される。したがって、冷陰極管ランプ２から放射された拡散光が、実質的に三方向に配光されることが分かる。
【００３２】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態の配光制御装置について説明する。本実施形態の配光制御装置の構成は、中空部材１の外周の輪郭形状を除いて、上述第１実施形態のものと同一である。
図１２に、配光制御装置の長手軸線方向に直交する横断面模式図を示す。図１２に示すように、第５実施形態では、中空部材１は、三方向（図面で上方向、左斜め上方向、及び右斜め上方向）の配光方向に、光を出射する。そのため、中空部材１の外周には、横断面で見て、３箇所の第１輪郭形状１１と、２箇所の第２輪郭形状１２とがそれぞれ設けられている。第１輪郭形状１１は、それぞれ、三方向の配光方向に面した部分に形成されている。また、２つの第２輪郭形状１２は、それぞれ、第１輪郭形状の形成されていない残りの部分に形成されている。
【００３３】
そして、光源２から発した光は、中空部材１の３箇所の第１輪郭形状の外周部分で、スネルの法則に従って屈折して、三つの配光方向にそれぞれ出射する。また、２箇所の第２輪郭形状の外周部分では、光は、反射部分で全反射し、出射部分からそれぞれ図面で左斜め上方向及び右斜め上方向の配光方向へ出射する。
【００３４】
図１３に、第５実施形態の配光制御装置から放射される光線のシミュレーション結果を示す。図１３に黒色の線で表される光線は、主に、三方向（図面で上方向、左斜め上方向、及び右斜め上方向）に選択的に放射される。したがって、冷陰極管ランプ２から放射された拡散光が、実質的に三方向に配光されることが分かる。
【００３５】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態の配光制御装置について説明する。本実施形態の配光制御装置の構成は、中空部材１の外周の輪郭形状を除いて、上述第１実施形態のものと同一である。
図１４に、配光制御装置の長手軸線方向に直交する横断面模式図を示す。図１４に示すように、第６実施形態では、中空部材１は、三方向（図面で上方向、左斜め下方向、及び右斜め下方向）の配光方向に、光を出射する。そのため、中空部材１の外周には、横断面で見て、３箇所の第１輪郭形状１１と、２箇所の第２輪郭形状１２とがそれぞれ設けられている。第１輪郭形状１１は、それぞれ、三方向の配光方向に面した部分に形成されている。また、２つの第２輪郭形状１２は、それぞれ、第１輪郭形状の形成されていない残りの部分に形成されている。
【００３６】
そして、光源２から発した光は、中空部材１の３箇所の第１輪郭形状の外周部分で、スネルの法則に従って屈折して、三つの配光方向にそれぞれ出射する。また、２箇所の第２輪郭形状の外周部分では、光は、反射部分で全反射し、出射部分から、図面で左斜め下方向及び右斜め下方向の配光方向へそれぞれ出射する。
【００３７】
図１５に、第６実施形態の配光制御装置から放射される光線のシミュレーション結果を示す。図１５に黒色の線で表される光線は、主に、三方向（図面で上方向、左斜め下方向、及び右斜め下方向）に選択的に放射される。したがって、冷陰極管ランプ２から放射された拡散光が、実質的に三方向に配光されることが分かる。
【００３８】
（第７実施形態）
次に、第７実施形態の配光制御装置について説明する。本実施形態の配光制御装置の構成は、中空部材１の外周の輪郭形状を除いて、上述第１実施形態のものと同一である。
図１６に、配光制御装置の長手軸線方向に直交する横断面模式図を示す。図１６に示すように、第７実施形態では、中空部材１は、三方向（図面で上方向、左斜め下方向、及び右斜め下方向）の配光方向に、光を出射する。そのため、中空部材１の外周には、横断面で見て、３箇所の第１輪郭形状１１と、４箇所の第２輪郭形状１２とがそれぞれ設けられている。第１輪郭形状１１は、それぞれ、三方向の配光方向に面した部分に形成されている。また、４つの第２輪郭形状１２は、それぞれ、第１輪郭形状の形成されていない残りの部分に形成されている。
【００３９】
そして、光源２から発した光は、中空部材１の３箇所の第１輪郭形状の外周部分で、スネルの法則に従って屈折して、三つの配光方向にそれぞれ出射する。また、４箇所の第２輪郭形状の外周部分では、光は、反射部分で全反射し、出射部分から、図面で左斜め下方向及び右斜め下方向の配光方向へそれぞれ出射する。
【００４０】
図１７に、第７実施形態の配光制御装置から放射される光線のシミュレーション結果を示す。図１７に黒色の線で表される光線は、主に、三方向（図面で上方向、左斜め下方向、及び右斜め下方向）に選択的に放射される。したがって、冷陰極管ランプ２から放射された拡散光が、実質的に三方向に配光されることが分かる。
【００４１】
（第８実施形態）
次に、第８実施形態の配光制御装置について説明する。本実施形態の配光制御装置の構成は、中空部材１の外周の輪郭形状を除いて、上述第１実施形態のものと同一である。
図１８に、配光制御装置の長手軸線方向に直交する横断面模式図を示す。図１８に示すように、第８実施形態では、中空部材１は、三方向（図面で上方向、左斜め下方向、及び右斜め下方向）の配光方向に、光を出射する。そのため、中空部材１の外周には、横断面で見て、３箇所の第１輪郭形状１１と、６箇所の第２輪郭形状１２とがそれぞれ設けられている。第１輪郭形状１１は、三方向の配光方向に面した部分にそれぞれ形成されている。また、６つの第２輪郭形状１２は、第１輪郭形状の両側部分にそれぞれ形成されている。
【００４２】
そして、光源２から発した光は、中空部材１の３箇所の第１輪郭形状の外周部分で、それぞれ、スネルの法則に従って屈折して、３つの配光方向にそれぞれ出射する。また、６箇所の第２輪郭形状の外周部分では、光は、６箇所の反射部分でそれぞれ全反射し、全反射した光は各々、出射部分から、図面で上方向、左斜め下方向又は右斜め下方向へ出射する。
【００４３】
図１９に、第８実施形態の配光制御装置から放射される光線のシミュレーション結果を示す。図１７に黒色の線で表される光線は、主に、三方向（図面で上方向、左斜め下方向、及び右斜め下方向）に選択的に放射される。したがって、冷陰極管ランプ２から放射された拡散光が、実質的に三方向に配光されることが分かる。
【００４４】
（第９実施形態）
次に、第９実施形態として、本発明の面光源装置の一例を説明する。この面光源装置は、図２０に示すように、本実施形態の面光源装置は、片面に複数の溝を有する反射板４と、この反射板４の各溝の正面にそれぞれ配置された複数の配光制御装置１０とから構成されている。
【００４５】
本実施形態では、反射板４の片面に、５０ｍｍピッチで、横断面の輪郭が直角プリズム状のＶ字谷である溝を有する反射面５が形成されている。この反射面５には、反射率９７％のリフレクター３が設けられている。
【００４６】
また、配光制御装置１０の中空部材１の各々は、それぞれアクリル樹脂の異型押出成形法により形成され、それぞれの軸線方向の長さ２３０ｍｍ、最大外径１４ｍｍ、内径５ｍｍである。そして、この中空部の各々に、光源として直径３ｍｍの冷陰極管ランプ２がそれぞれ挿入されている。
【００４７】
中空部材１の各々は、上述の第１実施形態のものと同様に、軸線方向に垂直な横断面における外周の全周に、四つに分かれた第１輪郭形状を有する。そして、光源２から発した光は、中空部材１の第一輪郭形状の外周で、スネルの法則に従って屈折し、互いに９０°ずつ離れた四つの配光方向にそれぞれ出射する。ここでは、四つの配光方向は、それぞれ、正面に対して、０°、±９０°及び１８０°の方向を向いている。
なお、面光源装置を構成する場合の配光装置の配光方向は、これらの角度に限定されず、例えば、正面に対して、±４５°及び±１３５°の方向であってもよい。
【００４８】
図２１に、第９実施形態の配光制御装置から放射される光線のシミュレーション結果を示す。図２１に黒色の線で表される光線は、主に、各配光制御装置１０から四方向に選択的にそれぞれ放射される。そして、四方向のうち、正面方向へは直接放射される。また、残りの三方向から出射した光は、反射板４の反射面５で反射されて、正面方向へ間接的に放射される。このため、冷陰極管ランプ２から放射される光のほとんどが正面方向へ配光されることとなる。その結果、高い光度で均一な面発光を実現することができる。
【００４９】
上述した各実施形態においては、本発明を特定の条件で構成した例について説明したが、本発明は種々の変更及び組み合わせを行うことができ、これに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態においては、拡散光源として、冷陰極管ランプを中空部に挿入したレイについて説明したが、本発明では、例えば、熱陰極管等の管状の蛍光管光源や、線状に配列したＬＥＤ光源、或いは、管状白熱灯といった管状光源を用いてもよい。
【００５０】
また、例えば、上述した実施形態では、配光制御装置の光源として直線状の管球を用いた例について説明したが、本発明では、光源の形状はこれに限定されず、光源の横断面形状が実質的に円形ならば、例えば、Ｌ字形、Ｕ字形、円形の光源を用いてもよい。
【００５１】
また、例えば、上述した実施形態では、アクリル樹脂製の中空部材を用いたが、本発明では、例えば、ＭＳ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、脂環式アクリル樹脂等の透明プラスチック製の中空部材や、無機ガラス製の中空部材を用いてもよい。また、中空部材は、実質的に光を通せばよく、無色透明に限らず、有色透明でもよい。
【００５２】
また、例えば、上述した面発光装置の第９実施形態では、第１輪郭形状だけを有する中空部材を用いた例について説明したが、本発明の面発光装置では、外周に第１輪郭形状と第２輪郭形状の両方を設けた中空部材、例えば、第３乃至第８実施形態示すような中空部材を有する配光装置を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の配光制御装置及びそれを用いた面光源装置は、液晶ディスプレイや液晶ＴＶ用の直下型のバックライト、カーシャステン、天井面照明を始めとする、各種の面光源照明用光源として利用の可能性がある。特に、面発光装置は、明るさの向上、及びグレアの防止に役立ち、とりわけ大型液晶表示装置から成るテレビジョン用の面光源として用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】第１実施形態の配光制御装置の斜視図である。
【図２】第１輪郭形状の一例を示す図である。
【図３】第１実施形態の配光制御装置の横断面模式図である。
【図４】第１実施形態の配光制御装置の光線のシミュレーション結果である。
【図５】第２実施形態の配光制御装置の横断面模式図である。
【図６】第２実施形態の配光制御装置の光線のシミュレーション結果である。
【図７】第３実施形態の配光制御装置の斜視図である。
【図８】第３実施形態の配光制御装置の横断面模式図である。
【図９】第３実施形態の配光制御装置の光線のシミュレーション結果である。
【図１０】第４実施形態の配光制御装置の横断面模式図である。
【図１１】第４実施形態の配光制御装置の光線のシミュレーション結果である。
【図１２】第５実施形態の配光制御装置の横断面模式図である。
【図１３】第５実施形態の配光制御装置の光線のシミュレーション結果である。
【図１４】第６実施形態の配光制御装置の横断面模式図である。
【図１５】第６実施形態の配光制御装置の光線のシミュレーション結果である。
【図１６】第７実施形態の配光制御装置の横断面模式図である。
【図１７】第７実施形態の配光制御装置の光線のシミュレーション結果である。
【図１８】第８実施形態の配光制御装置の横断面模式図である。
【図１９】第８実施形態の配光制御装置の光線のシミュレーション結果である。
【図２０】第９実施形態の面光源装置の断面模式図である。
【図２１】第９実施形態の面光源装置の光線のシミュレーション結果である。
【符号の説明】
【００５５】
１  中空部材
２  光源
３  リフレクター
４  反射板
５  反射面
１０  配光制御装置
１１  第１輪郭形状
１２  第２輪郭形状
１２ａ  反射部分
１２ｂ  出射部分
【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】
2006173064.tif 000007
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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