(57)【要約】  【課題】光導通反射板の加工を容易にした面光源ユニット、面照明光源装置及び面照明装置を安価に提供すること。【解決手段】指向性の強い点光源５と、点光源５と対向し、所定距離隔てて配置され、点光源５と対向する面が反射面で形成された光導通反射板２とを有する面光源ユニット１において、光導通反射板２は、点光源５の光軸上の点を中心とした所定面積の大きさを有する高光反射率で低光透過率の中央反射部３と、中央反射部３の外周に中央反射部３から離れるにしたがって光反射率が低下する一方で光透過率が増大する外方反射部４とを備え、中央反射部３と外方反射部４とは別部材で形成されている。【選択図】図２
2011210719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性の強い点光源と、前記点光源と対向し、所定距離隔てて配置され、前記点光源と対向する面が反射面で形成された光導通反射板とを有する面光源ユニットにおいて、
前記光導通反射板は、前記点光源の光軸上の点を中心とした所定面積の大きさを有する高光反射率で低光透過率の中央反射部と、前記中央反射部の外周に、前記中央反射部から離れるにしたがって光反射率が低下する一方で光透過率が増大する外方反射部とを備え、
前記中央反射部と前記外方反射部とは別部材で形成されていることを特徴とする面光源ユニット。
【請求項２】
前記中央反射部は、所定面積の中央反射板で形成され、前記光導通反射板は、前記中央反射部に対応する領域に前記光導通反射板を貫通する嵌め込み穴が形成され、前記嵌め込み穴に前記中央反射板が嵌め込み結合されていることを特徴とする請求項１に記載の面光源ユニット。
【請求項３】
前記光導通反射板は、前記貫通孔の端部から前記中心に向かって突出した突起部を有し、また、前記中央反射部は、前記突起部に嵌め合わされる嵌合部を有していることを特徴とする請求項２に記載の面光源ユニット。
【請求項４】
前記中央反射部には前記点光源よりも小さな微細孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の面光源ユニット。
【請求項５】
前記中央反射部には前記点光源側に高光反射率部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の面光源ユニット。
【請求項６】
前記光導通反射板には貫通する開口が形成され、前記開口には光を拡散させる拡散部材、マイクロレンズ又はマイクロプリズムが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の面光源ユニット。
【請求項７】
前記中央反射部の高さは前記外方反射部の高さよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の面光源ユニット。
【請求項８】
前記点光源は単体の発光ダイオードまたは複数の発光ダイオードの集合体であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１に記載の面光源ユニット。
【請求項９】
前記光導通反射板は、超微細発泡性樹脂で形成され、部材の反射率が９５〜９９．８％、光透過率が０．２〜５％であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１に記載の面光源ユニット。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１に記載の面光源ユニットと、ケーシングとを有する面照明光源装置であって、
前記ケーシング内に前記面光源ユニットが１つ配置されていることを特徴とする面照明光源装置。
【請求項１１】
前記ケーシングは、前記点光源を取り付けた底面部と、前記底面部の端部から垂直に立設された側壁部と、前記底面部と対向する開口部とを備え、前記開口部は前記光導通反射板によって閉塞されていることを特徴とする請求項１０に記載の面照明光源装置。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１に記載の面光源ユニットと、ケーシングとを有する面照明光源装置であって、
前記ケーシング内に前記面光源ユニットが複数配置されていることを特徴とする面照明光源装置。
【請求項１３】
前記ケーシングは、前記点光源を複数個取り付けた底面部と、前記底面部の端部から垂直に立設された側壁部と、前記底面部と対向する開口部とを備え、前記開口部は前記光導通反射板によって閉塞されていることを特徴とする請求項１２に記載の面照明光源装置。
【請求項１４】
前記面照明光源装置に取り付けられた前記光導通反射板は、全て連結されていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の面照明光源装置。
【請求項１５】
前記ケーシングは、前記底面部から垂直に立設された、前記点光源間を仕切る仕切り板を有していることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１に記載の面照明光源装置。
【請求項１６】
前記ケーシングは、前記底面部から垂直に立設された、前記光導通反射板を支持する支持部材を有していることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１に記載の面照明光源装置。
【請求項１７】
前記ケーシングは、超微細発泡性樹脂で形成され、部材の反射率が９５〜９９．８％、光透過率が０．２〜５％であることを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか１に記載の面照明光源装置。
【請求項１８】
請求項１０〜１７のいずれか１に記載の面照明光源装置と、ハウジングと、前記面照明光源装置と対向し、所定の間隔を隔てて配置された拡散板とを有する面照明装置であって、
前記ハウジング内に１つまたは複数の前記面照明光源装置が配置されていることを特徴とする面照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＣＤバックライト、照明用看板、自動車・車両等の表示装置に使用される面光源ユニット、面照明光源装置及び面照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種表示装置や照明等の光源として、電力消費量や発熱が少なく長寿命である点から、白熱電球や蛍光管に代えて発光ダイオード（ＬＥＤ）の使用が進められているが、ＬＥＤは指向性の強い点光源であるため、広い面で均一な光量分布を得るためには、種々の工夫が必要とされている。また、この点はレーザーダイオードについても同様である。
【０００３】
面照明装置には、照明面の背後に光源が相対して配置されたいわゆるバックライト型のものと、照明面と光源が直交しているいわゆるエッジライト型のものがある。エッジライト型面照明装置は導光板を使用しており、薄型化が可能であるが、照明面全体に導光板を設ける必要があるため重量が重くなり、製造コストも高くなる。一方、バックライト型面照明装置には導光板が必要のないものもあり、その場合は軽量化が可能であるので、軽量化が必要な箇所にはバックライト型面照明装置が使用されている。しかしながら、バックライト型面照明装置はエッジライト型面照明装置に比較して軽量であるが、ＬＥＤは指向性の強い点光源であるため、光軸方向に強い光、いわゆるグレア（ｇｌａｒｅ、眩輝）が発生してしまう。このため、照明として使用するにはグレアの発生を抑止し、光を効率よく拡散させることが必要である。そこで、点光源をバックライト型面照明装置として使用するため、さまざまな工夫がなされている。
【０００４】
例えば、点光源を使用するバックライト型面照明装置として、下記のような先行技術文献がある。
下記特許文献１（特開２００４−００６３１７号公報）は、図１４に示したような面発光装置１０１が開示されている。リフレクター１０３の底部１０４の中央に取り付けた光源であるＬＥＤ１０５のレンズ１０６に、光の透過量を調整する光制御手段１０７のホルダ部１０９を被せて、光制御手段１０７の円板部１０８に反射主体部１１１と反射・透過部１１２を設け、反射主体部１１１はＬＥＤ１０５の透過量を少なくし、リフレクター側に多くを反射させている。反射・透過部１１２は反射主体部１１１よりも透過量を多くする。反射・透過部１１２を透過した光と、リフレクター１０３により乱反射した光により、リフレクター１０３の上方をカバーする拡散パネル１０２全体が略均一な輝度になされる。図の１１０はスリットでホルダ部１０９をＬＥＤ１０５に取り付けるためのものである。
【０００５】
また、特許文献２（特開２００８−０２７８８６号公報）には、図１５に示したように、指向性の強い発光源２０２と、その発光源２０２の放射方向に放射面２０３Ａを有する導光体２０３と、発光源２０２を囲み導光体２０３の放射面以外の面を閉鎖するケーシング２０４によって構成される面照明光源装置２０１において、ケーシング２０４と導光体２０３との間の全体に設けられた内側反射手段２０５と、放射面２０３Ａに設けられ、発光源２０２からの光を所定の割合で反射させる放射側反射手段２０６を具備することにより、ＬＥＤ発光源２０２の放射方向の厚みを増大させることなく広い面積で均一な照明光を得ることができるものが開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献３（特開２００９−１１０６９６号公報）で開示された面照明光源装置３０１は、図１６に示したように、中央に点光源３２７が設けられた底面部３１１及び側壁部３１２を有するケーシング３１３と、底面部３１１に所定の距離を隔てて配置された光学反射板３１４を備えたものである。光学反射板３１４には、光学反射板の中心に同心円状の未貫通孔３１６、その外側に同心円状の幅狭孔３１７、さらにその外側に同心円状の円弧孔３１９、さらにその外側に複数の丸孔３２０が設けられており、放射面から所定の距離離れた面において均一な照明光を得る技術的手段が開示されている。３１５は未貫通孔３１６、幅狭孔３１７、円弧孔３１９、丸孔３２０を総称する開口部である。
【０００７】
なお、図１７Ａ〜１７Ｄは特許文献３の面照明光源装置に用いられている光学反射板３１４の孔の配置を示す平面図である。図１７Ａ〜１７Ｄの各光学反射板の外方部に設けられた孔３２０は加工が容易な形状をなし、円形または矩形である。中央部に設けた穴は、光源からの光が直接出て行かないように、図１７Ａのように中心部を避けた幅狭の円弧孔３１９にしたり、図１７Ｂのように幅狭孔３１７にしたりしている。また、図１７Ｃ、図１７Ｄのように中央部には孔を設けず空白部とし、空白部の周りに、外方に設けられた孔と同一形状で、大きさのみ変えた微細な貫通孔３２１を設けたりしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−００６３１７号公報
【特許文献２】特開２００８−０２７８８６号公報
【特許文献３】特開２００９−１１０６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１の面発光装置では、ＬＥＤによる指向性の強い光を均等化するために、光の透過量を調整する光制御手段１０７だけでなく拡散パネル１０２が必要であり、面発光装置の構造が複雑化し、重量の軽減が十分ではなかった。
【００１０】
また、上記特許文献２の面照明光源装置では、放射面２０３Ａに設けられた、発光源２０２からの光を所定の割合で反射させる放射側反射手段２０６を設け、中心から同心角状の開口を備えている。しかしながらＬＥＤは指向性が極めて強いため、導光体２０３の放射面全体で均一な面照明光を得ようとすると、放射側反射手段２０６の中央部の開口は微細なものになってしまいその加工が困難となる。また、導光体２０３はＬＥＤの放射方向に所定の厚みが必要となり、放射側反射手段２０６やケーシング２０４の内側反射手段２０５で散乱された光は、導光体２０３に吸収されてしまう等の問題もある。  
【００１１】
さらにまた、上記特許文献３では、光学反射板３１４には、点光源３２７からの光の反射量や透過量を調節するための溝や孔などの複数の開口部３１５が設けられる。この開口部３１５の形状は光学反射板３１４の中央部と周辺部とでは異なり、中央部の未貫通孔３１６を囲む中央部の開口を同心円弧状の幅狭孔３１７で、その外側には円弧孔３１９を、さらに周辺部には丸孔３２０を貫通孔で形成している。開口部３１５は光学反射板３１４をカッティングプロッタ等で切り抜くことによって作成される。この場合、中央部と周辺部では孔の精密さが相違し、周辺部の貫通孔は打ち抜きによっても作成できるが、中央部の非貫通孔はカッティングプロッタで精密に加工して作成する必要があった。逆に周辺部の貫通孔はカッティングプロッタによる加工は困難であった。このため光学反射板３１４の製造には複数の異なる加工方法を使用しなければならず、製造に時間がかかり、量産が困難でコスト高になるという問題があった。
【００１２】
本願の発明者は、上記の問題点を解決すべく種々検討を行った結果、面光源ユニットの製造において光導通反射板の開口形状の異なる中央部と周辺部とを切り離して個別に作成し、精密な加工を要求される中央部にはその加工に適した製造方法を用い、比較的簡単な加工でよい周辺部は安価な加工方法を用いて製造することによって、製造に時間がかからず、量産が容易でコストが安価な面光源ユニット、面照明光源装置及び面照明装置を提供できる本発明を完成するに至ったものである。
【００１３】
すなわち、本発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、精密な加工を要求される中央部と、簡単な加工でよい周辺部とで製造方法を変えることで、光の放射面から所定の距離離れた面において均一な照明光を得ることのできる面光源ユニットに用いられている光導通反射板の製造時間が短縮され、量産が容易でコストを安価になすことによって、安価な面光源ユニット、面照明光源装置及び面照明装置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】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明の面光源ユニットは、指向性の強い点光源と、前記点光源と対向し、所定距離隔てて配設された光導通反射板とを有する面光源ユニットにおいて、
前記光導通反射板は、前記点光源と対向する面が反射面で形成されており、前記点光源の光軸上の点を中心とした所定面積の大きさを有する高光反射率で低光透過率の中央反射部と、前記中央反射部の外周に、前記中央反射部から離れるにしたがって光反射率が低下する一方で光透過率が増大する外方反射部とを備え、
前記中央反射部と前記外方反射部とは別部材で形成されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項２の態様によれば、本発明の請求項１記載の面光源ユニットにおいて、前記中央反射部は、所定面積の中央反射板で形成され、前記光導通反射板は、前記中央反射部に対応する領域に前記光導通反射板を貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔に前記中央反射板が嵌め込み結合されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項３の態様によれば、本発明の請求項２に記載の面光源ユニットにおいて、前記光導通反射板は、前記貫通孔の端部から前記中心に向かって突出した突起部を有し、また、前記中央反射部は、前記突起部に嵌め合わされる嵌合部を有していることを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項４の態様によれば、本発明の請求項１に記載の面光源ユニットにおいて、前記中央反射部には前記点光源よりも小さな微細孔が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項５の態様によれば、本発明の請求項１に記載の面光源ユニットにおいて、前記中央反射部には前記点光源側に高光反射率部材が取り付けられていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項６の態様によれば、本発明の請求項１に記載の面光源ユニットにおいて、前記光透過反射板には貫通する開口が形成され、前記開口には光を拡散させる拡散部材、マイクロレンズ又はマイクロプリズムが取り付けられていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項７の態様によれば、本発明の請求項１に記載の面光源ユニットにおいて、前記中央反射部の高さは前記外方反射部の高さよりも高いことを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項８の態様によれば、本発明の請求項１〜７のいずれか１に記載の面光源ユニットにおいて、前記点光源は単体の発光ダイオードまたは複数の発光ダイオードの集合体であることを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項９の態様によれば、本発明の請求項１〜８のいずれか１に記載の面光源ユニットにおいて、前記光導通反射板は、超微細発泡性樹脂で形成され、部材の反射率が９５〜９９．８％、光透過率が０．２〜５％であることを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項１０の態様によれば、本発明の面照明光源装置は、請求項１〜９のいずれか１に記載の面光源ユニットと、ケーシングとを有する面照明光源装置であって、
前記ケーシング内に前記面光源ユニットが１つ配置されていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項１１の態様によれば、本発明の請求項１０に記載の面照明光源装置において、前記ケーシングは、前記点光源を取り付けた底面部と、前記底面部の端部から垂直に立設された側壁部と、前記底面部と対向する開口部とを備え、前記開口部は前記光導通反射板によって閉塞されていることを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項１２の態様によれば、本発明の面照明光源装置において、請求項１〜９のいずれか１に記載の面光源ユニットと、ケーシングとを有する面照明光源装置であって、
前記ケーシング内に前記面光源ユニットが複数配置されていることを特徴とする。
【００２６】
本発明の請求項１３の態様によれば、本発明の請求項１２に記載の面照明光源装置において、前記ケーシングは、前記点光源を複数個取り付けた底面部と、前記底面部の端部から垂直に立設された側壁部と、前記底面部と対向する開口部とを備え、前記開口部は前記光導通反射板によって閉塞されていることを特徴とする。
【００２７】
本発明の請求項１４の態様によれば、本発明の請求項１２または１３に記載の面照明光源装置において、前記面照明光源装置に取り付けられた前記光導通反射板は、全て連結されていることを特徴とする
【００２８】
本発明の請求項１５の態様によれば、本発明の請求項１２〜１４のいずれか１に記載の面照明光源装置において、前記ケーシングは、前記底面部から垂直に立設された、前記点光源間を仕切る仕切り板を有していることを特徴とする。
【００２９】
本発明の請求項１６の態様によれば、本発明の請求項１２〜１４のいずれか１に記載の面照明光源装置において、前記ケーシングは、前記底面部から垂直に立設された、前記光導通反射板を支持する支持部材を有していることを特徴とする。
【００３０】
本発明の請求項１７の態様によれば、本発明の請求項１０〜１６のいずれか１に記載の面照明光源装置において、前記ケーシングは、超微細発泡性樹脂で形成され、部材の反射率が９５〜９９．８％、光透過率が０．２〜５％であることを特徴とする。
【００３１】
本発明の請求項１８の態様によれば、本発明の面照明装置において、請求項９〜１７のいずれか１に記載の面照明光源装置と、ハウジングと、前記面照明光源装置と対向し、所定の間隔を隔てて配置された拡散板とを有する面照明装置であって、
前記ハウジング内に１つまたは複数の前記面照明光源装置が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、面光源ユニットにおいて、光導通反射部が中央反射部と外方反射部との２部材から構成されたことにより、その製造において、孔の種類に応じて加工方法を選択できるため製造時間が短縮でき、量産が容易で安価に製造することができる。よって光源からの光を高い効率で利用しながら、光の放射方向の厚みを増大させることなく、放射面から所定の距離離れた面において均一な照明光を得ることのできる面光源ユニット、面照明光源装置及び面照明装置を安価に提供することが出来る。
【００３３】
本発明の１態様によれば、上記の効果に加えて、請求項１に記載の面光源ユニットにおいて、中央反射部が嵌め込み結合により光導通反射板に固定されることによって、光導通反射板が変形したり変質したりすることが無いため全面で略均一な照明光を得ることができる。
【００３４】
本発明の１態様によれば、上記の効果に加えて、請求項２に記載の面光源ユニットにおいて、別部材で形成されている中央反射部と外方反射部とが、突起部と嵌合部とで結合されるので、結合方法が簡易であり作成が容易である。
【００３５】
本発明の１態様によれば、上記の効果に加えて、請求項１に記載の面光源ユニットにおいて、光導通反射板内を通過する光が減るため、光のスペクトルが変化することがなくなり、照明光の色温度を均一化することができるようになる。
【００３６】
本発明の１態様によれば、上記の効果に加えて、請求項１に記載の面光源ユニットにおいて、さらに光導通反射板内を通過する光が減るため、光のスペクトルが変化することがなくなり、照明光の色温度を均一化することができるようになる。
【００３７】
本発明の１態様によれば、上記の効果に加えて、請求項１に記載の面光源ユニットにおいて、光のスペクトルの変化が一様となり、照明光の色温度を均一化することができるようになる。また、照度も均一化される。
【００３８】
本発明の１態様によれば、上記の効果に加えて、請求項１に記載の面光源ユニットにおいて、光導通反射板内を通過する光が減るため、光のスペクトルが変化することがなくなり、照明光の色温度を均一化することができるようになる。
【００３９】
本発明の１態様によれば、上記の効果に加えて、請求項１〜６のいずれか１に記載の面光源ユニットにおいて、点光源は単体の発光ダイオードまたは複数の発光ダイオードの集合体であることが、所期の効果を達成するために好ましい。
【００４０】
本発明の１態様によれば、上記の効果に加えて、請求項１〜７のいずれか１に記載の面照明光源装置において、中央反射部は、超微細発泡性樹脂で形成され、部材の光反射率が９５〜９９．８％、光透過率が０．２〜５％であることが所期の効果を達成するために好ましい。
【００４１】
本発明の１態様によれば、上記面光源ユニットを用いて、全面に略均一な輝度の照明光を得ることができる面照明光源装置を提供できる。また、点光源を複数用いることで、広い範囲を照明することのできる面照明光源装置を提供できる。
【００４２】
本発明の１態様によれば、上記の効果に加えて、請求項９または１１に記載の面照明光源装置において、ケーシングに底板部、側板部を設けることで照明範囲を明確にすることができ、より均一な輝度の照明光を得ることができる面照明光源装置を提供できる。
【００４３】
本発明の１態様によれば、上記の効果に加えて、請求項１１または１２に記載の面照明光源装置において、光導通反射板を全て連結することにより、ケーシングへの光導通反射板の取り付けを容易にすることができる。
【００４４】
本発明の１態様によれば、上記の効果に加えて、請求項１１〜１３のいずれか１に記載の面照明光源装置において、仕切り板を設けることによって、各点光源が照明する範囲が明確となり、照度の均一化を図りやすくなる。また、光導通反射板が連結されている場合、仕切り板によって光導通反射板が支持される。
【００４５】
本発明の１態様によれば、上記の効果に加えて、請求項１１〜１３のいずれか１に記載の面照明光源装置において、連結された光導通反射板を支持することで、光導通反射板が照度の均一な面照明光としやすくなる。
【００４６】
本発明の１態様によれば、上記の効果に加えて、請求項９〜１５のいずれか１に記載の面照明光源装置において、ケーシングは、超微細発泡性樹脂で形成され、部材の光反射率が９５〜９９．８％、光透過率が０．２〜５％であることが所期の効果を達成するために好ましい。
【００４７】
本発明の１態様によれば、上記面照明光源装置を用いて、全面に略均一な輝度の照明光を得ることができる面照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例１に係る面光源ユニットの斜視図である。
【図２】本発明の実施例１に係る面光源ユニットの分解斜視図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。
【図４】図４Ａは光導通反射板の中央反射部の平面図、図４Ｂは光導通反射板の中央反射部の側断面図である。
【図５】図５Ａ〜５Ｃは光導通反射板の中央反射部の変形例に係る平面図及び側断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る面光源ユニットの変形例における断面図である。
【図７】本発明の実施例２に係る面照明光源装置の斜視図である。
【図８】本発明の実施例２に係る面照明光源装置の分解斜視図である。
【図９】本発明の実施例３に係る面光源ユニットの断面図である。
【図１０】本発明の実施例４に係る面照明光源装置の斜視図である。
【図１１】本発明の実施例４に係る面照明光源装置の分解斜視図である。
【図１２】本発明の実施例４に係る面照明光源装置の変形例の分解斜視図である。
【図１３】本発明の実施例５に係る面照明装置の分解斜視図である。
【図１４】第１の従来例の面照明装置の斜視図である。
【図１５】第２の従来例の面照明装置の側断面図である。
【図１６】第３の従来例の面照明光源装置の側断面図である。
【図１７】第３の従来例の面照明光源装置に用いられている光学反射板の孔の配置を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための面光源ユニット、面照明光源装置及び面照明装置を例示するものであって、本発明をこの面光源ユニット、面照明光源装置及び面照明装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適用し得るものである。
【実施例１】
【００５０】
以下、本発明の実施例１により本発明の実施の形態を説明する。なお、図１は、本発明の実施例１に係る面光源ユニットの斜視図、図２は、同じく実施例１に係る面光源ユニットの分解斜視図、図３は図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【００５１】
本発明の一実施態様によれば、本発明の面光源ユニット１は、指向性の強い点光源５と、点光源５と所定距離ｈ隔てて配置された光導通反射板２とを備えている。光導通反射板２は、点光源５の光軸上である中心３０を中心とした所定面積の大きさを有する中央反射部３と、中央反射部３の外周に設けられた外方反射部４とを備えている。本発明は、かかる面光源ユニット１において、光導通反射板２が中央反射部３と外方反射部４との二つの部材から構成されているものである。
【００５２】
点光源５は、指向性の強い点光源であるＬＥＤやレーザダイオードのように自ら発光する素子が使用されるのみならず、導光ワイヤ等によって導かれた光であってもよい。また、点光源５は、発光素子が１個の単体のみならず、複数の発光素子が近接して配置された集合体である場合も含まれる。さらに、例えば光の三原色である赤、青、緑の発光素子を近接配置した場合も含まれる。
【００５３】
光導通反射板２には、点光源５と対向している面が高光反射率でかつ低光透過性を有する反射面で形成された部材が用いられている。この部材としては、超微細発泡性樹脂、例えば超微細発泡光反射板、チタンホワイトの微粒子をエマルジョン化したもの、ポリテトラフロロエチレン（ｐｏｌｙ ｆｌｕｏｒｏ ｃａｒｂｏｎ）の微粒子のいずれか、またはこれらを組み合わせたものを用いることが好ましい。部材の反射率としては９５〜９９．８％、光透過率が０．２〜５％であることが好ましい。
【００５４】
光導通反射板２の中心は点光源５に対向しており、光導通反射板２には、その中心３０の付近では溝状に形成された複数の非貫通孔３１または円弧状の貫通孔３２が形成され、さらにその外側には複数の円形貫通孔４１が形成されている。非貫通孔３１及び円弧状の貫通孔３２、円形貫通孔４１は、光導通反射板２の中心３０から外方に遠ざかるにつれて、非貫通孔３１、及び円弧状の貫通孔３２及び、円形貫通孔４１の面積が、光導通反射板２のあらかじめ設定した所定の領域の面積に対して、その領域における非貫通孔３１及び円弧状の貫通孔３２、円形貫通孔４１の面積の比率を大きくすることによって、光導通反射板２における輝度がその全面で均一になるように設定されている。
【００５５】
円形貫通孔４１は、光導通反射板２にマトリックス状に配置され、中央反射部３の周囲から外周部に向かって徐々にその開口面積が大きくなるように設けられている。この貫通孔の大きさと数は所定領域の面積（基準面積）に対するその所定面積の孔（開口）の面積の割合＝（開口率）が一定となるように形成されている。すなわち、開口率Ａが下記の関係式を満たすように円弧状の貫通孔３２や円形貫通孔４１などの開口は形成されている。下式において、Ａは開口率，ｘは光導通反射板２の中心３０からの距離、ａ、ｂは定数である。
Ａ＝ａｘ２＋ｂ
【００５６】
光導通反射板２は、図１に示すように、点光源５に対向する光導通反射板２の中心３０から外方に遠ざかるに従い、開口率Ａが距離の２乗に比例して大きくなっている。光源に近くて光の強い中央反射部３は開口率を小さくし、光の弱い外側部は開口率を大きくすることで、均一な輝度を得ることができる。本実施形態によれば、点光源５に対向する光導通反射板２の中心からの距離に応じて開口率Ａを大きくしたので、光導通反射板２の表面から光の放射方向に所定の距離（例えば５ｍｍ）以上離れた面において均一な照明光を得ることができた。
【００５７】
なお、円形貫通孔４１の配置は、直交格子状のみではなく、例えば平面視で俵積み状に互い違いになるように配置されてもよい。また、円弧状貫通孔３２と隣接する円形貫通孔４１は輪郭が六角形となるように配置されてもよい。この場合、光導通反射板２の中心３０から最も遠い円弧状貫通孔３２は、六角形の頂点に対応する円形貫通孔と中心を結ぶ直線上に配置されることが望ましい。このように各貫通孔の配置は、種々選択することができる、
【００５８】
本実施態様において、中央反射部３は、光導通反射板２の中心３０を中心とした直径ｒの円板状の部材である。この直径は点光源５の輝度によって決定される。本実施例の場合、中央反射部３の直径は３ｃｍとしている。光導通反射板２の中心３０から所定の範囲は加工されてないか、非貫通孔（ハーフカットの孔）３１が設けられている。貫通孔であると点光源５からの直接光が目に入っていわゆるグレアが発生するからである。非貫通孔３１は、中央反射部３の厚みの半分程度の深さに掘られた断面がＶ字形状やコ字形状などの溝である。非貫通孔３１は中央反射部３に孔を開けない場合において周辺よりも輝度が低くならず、照明面全体で均一な照明光を得るために設けられる。光導通反射板２を面光源ユニット１に組み込んだ場合に、面光源ユニット１の点光源５からの光の透過量を調整し、均一な照明光を得るためである。中央反射部３の中心３０付近には、中心３０からの同心状で円環状の非貫通孔３１が複数形成されている。
【００５９】
非貫通孔３１の外側には、同心状かつ不連続な幅狭の複数の円弧状の貫通孔３２が形成されている。幅狭の円弧状貫通孔３２は、図４に示すように接続部３３により不連続な環状、すなわち複数の円弧状に形成されている。不連続な円弧状としたのは、連続的な環状であると、環状の貫通孔に挟まれた開口部分が離脱してしまうからである。
【００６０】
外方反射部４は、中央反射部３に相当する部分が中抜きされて、中央反射部３を嵌め込むことの出来る嵌め込み穴２０を有する一辺の長さが１０ｃｍの正方形板から構成されているものである。外方反射部４には多数の円形貫通孔４１が形成されている。図２においてはマトリクス状に多数の円形貫通孔４１１、４１２、４１３、・・・、４１ｎが配置されている。
【００６１】
従来の光学反射板には、光源からの光の反射量や透過量を調節するための溝や孔などの複数の開口が設けられる。この開口の形状は前記のごとく光学反射板の中央部と外側部とでは異なり、中心部の非貫通孔を囲む中央部分の開口を同心円弧状のハーフカットによる幅狭孔で、その外側には環状の孔を、さらに外側部には円形貫通孔を形成している。開口は光学反射板をカッティングプロッタ等で切り抜くことによって作成されていた。この場合、その光学反射板の中央部と外側部では孔の精密さが相違し、外側部の円形貫通孔は打ち抜きによっても作成できるが、中央部の非貫通孔はカッティングプロッタで精密に加工して作成する必要があった。このように従来の光学反射板の製造にあたっては、同じ基板の製造に複数の異なる加工方法を使用しなければならず、製造に時間がかかり、量産が困難でコスト高になっていた。
【００６２】
本実施態様によれば、光導通反射板２を中央反射部３と外方反射部４との二つの部材から構成したので、各部材を必要な加工方法で別々に加工することによって、その製造において、部材の製造時間が短縮でき、量産が容易であり安価に製造することができる。
【００６３】
図３に示すように、中央反射部３と外方反射部４とは、中央反射部３の側面上側に設けた全周に渡る突起３ａと外方反射部４の中抜き部下側に設けた突起４ａを嵌め合わせることによって結合される。図４は、図３の中央反射部３の平面図４Ａと側断面図４Ｂを示すものである。
【００６４】
嵌め合わせによる結合は、図４の例に限らず、図５Ａに示すように中央反射部３Ａの側面３Ａａと外方反射部４Ａの中抜き部４Ａａを傾斜面として両斜面を合わせる。また、両者が外れないように、図５Ｂ、５Ｃに示すように、中央反射部３Ｂ、３Ｃの側面と外方反射部４Ｂ、４Ｃの中抜き部のそれぞれに中央反射部３Ｂ、３Ｃの回転を規制するように相互に入れ組む突起３Ｂａ、３Ｃａとこれに対応する切欠き部４Ｂａ、４Ｃａを設け、嵌め合わせて固定することにより、結合されるようにしてもよい。なお、図５においては非貫通孔などの詳細は省略してある。さらにまた、図示しないが、両者が螺合するように中央反射部３の外側面と外方反射部４の内側面にねじをきって螺合するようにしてもよい。
【００６５】
また、図６は、中央反射部３と外方反射部４とが外方反射部４の内縁に設けた鉤状突起４９を中央反射部３の外縁に設けた対応する切り込み３９に嵌めこむ事によって固着された例である。
【００６６】
なお、中央反射部３と外方反射部４とは接触部分に接着剤を用いて固着したり、あるいは熱溶着したりすることもできる。しかしながら接着部分や熱溶着部分の反射率や光の透過率等が変化して、照度が不均一になるおそれがあるので、中央反射部３と外方反射部４とは嵌め込み結合により固定されるのが好ましい。
【００６７】
上記のように、面光源ユニット１において、中央反射部３が、外方反射部４に嵌め込み結合により固定されることによって、光導通反射板２が変形したり変質したりすることが無いため、その全面で略均一な照明光を得ることができる。
【実施例２】
【００６８】
図７、図８を参照して本発明の実施例２における面照明光源装置の説明をする。実施例１と構成が同じものについては同一の符号を付し、説明を省略する。なお、図７は本発明の実施例２に係る面照明光源装置の斜視図、図８は、同じく実施例２に係る面照明光源装置の分解斜視図である。
【００６９】
本発明の面照明光源装置１０は、実施例１の面光源ユニットに、ケーシングを加えた構成となっている。すなわち、本発明の面照明光源装置１０は、指向性の強い点光源５を配置するための光源取付け孔６０が中央に形成された底面部６ｅと、底面部６ｅの端部から立設された側壁部６ａ〜６ｄとで構成され、底面部６ｅに対向する開口部６ｆを有する箱型のケーシング６と、開口部６ｆを閉塞して底面部６ｅと所定の距離を隔てて対設された光導通反射板２と、点光源５を備えている。ケーシング６の側壁部６ａ〜６ｄの上辺には、光導通反射板２を結合するための複数の鉤爪６ｇが設けられている。
【００７０】
すなわち、面照明光源装置１０は、全体として箱型をなしている。面照明光源装置１０の大きさとしては、一例として幅１０ｃｍ×奥行１０ｃｍ×厚さ１．５ｃｍの直方体が採用されている。但し、この面照明光源装置１０の大きさは、これに限定されるものではない。ケーシングの側壁部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄと底面部６ｅの内面は反射面で形成され、光を反射する機能を有している。また、ケーシング６の底面部６ｅと対向して配置された光導通反射板２の内面にも反射面が形成されている。
【００７１】
ケーシング４の部材には、高光反射率でかつ低光透過性を有する部材、例えば超微細発泡光反射板、チタンホワイトの微粒子をエマルジョン化したもの、ポリテトラフロロエチレン（ｐｏｌｙ ｆｌｕｏｒｏ ｃａｒｂｏｎ）の微粒子のいずれか、またはこれらの組み合わせたものが用いられる。部材の反射率としては９５〜９９．８％、光透過率が０．２〜５％であることが好ましい。
【００７２】
本実施例２によれば、前記面光源ユニットを用いて、全面に略均一な輝度の照明光を得ることのできる面照明光源装置を簡単な製造工程でかつ安価に提供できる。
【実施例３】
【００７３】
次に、図９を参照して、本発明の実施例３における面照明光源装置の説明をする。実施例１及び２と構成が同じものについては同一の符号を付し、説明を省略する。なお、図９は本発明の実施例３に係る面照明光源装置の断面図である。本発明の実施例３に係る面照明装置に用いられている面光源装置は、本発明の実施例２に係る面光源装置の構成を一部変更したものとなっている。以下の説明では、面照明光源装置１０と共通する構成には同じ符号を付して、重複説明を省略し、異なる構成について説明する。
【００７４】
面照明光源装置を薄型化し、側板部の高さを３〜５ｍｍ程度の高さとした場合、点光源の直上付近の色が周辺部と異なってしまうという問題点があった。これは、点光源の直上付近の照明光は、主に光導通反射板を通過した光であり、その周辺部の照明光は、主に光導通反射板に設けられた開口を通過した光であるからであると考えられる。
【００７５】
本実施例の面照明光源装置１０Ａにおいては、図９Ａに示されるように、中央反射部３に、径が６０ミクロン〜１００ミクロンの微細孔３４が開けられている。点光源５からの光が光導通反射板を通過せずに出てくるため、中央反射部３から出てくる光のスペクトルが変化することがなくなり、全体の色温度を均一化することができる。
【００７６】
また、図９Ｂに示されるように、中央反射部３において、点光源５側に高光反射率部材３５を取り付けてもよい。高光反射率部材３５を取り付けることによって、さらに中央反射部３を通過する光がなくなり、照明光の色温度を均一化することができる。高光反射部材として、アルミニウムや、純銀塗布膜などがある。また、高光反射部材ではなく、特定の波長を吸収する光吸収部材を取り付けてもよい。本実施例の場合、黄色く変色してしまうため、黄色い波長を吸収する光吸収部材を取り付けることで、照明光の色温度を均一化することができる。
【００７７】
また、図９Ｃに示されるように、高光反射率部材の代わりに、複数個の凸状反射部材３５ａが形成されているものとしてもよい。また、図９Ｄに示されるように、中央反射部３及び外方反射部４に設けた開口部に拡散部材３５ｂ、マイクロレンズ３５ｃ若しくはマイクロプリズム３５ｄを取り付けてもよい。また、図９Ｅに示されるように、光導通反射板を二枚重ね張りし、その間に、光導通反射板と同様の開口を設けた高光反射率部材３５を挟んでもよい。
【００７８】
また、図９Ｆに示されるように、中央反射部３の高さを外方反射部４よりも高くしてもよい。中央反射部３の高さを高くすることで、中央反射部３を通過して出てくる光が更に少なくなり、面照明光源装置全体の色温度を均一化することが出来る。また、図９Ｇに示されるように、中央反射部３の高さを、中央反射部３の中心から外周に離れるにしたがって低くし、外方反射部４との結合部分で外方反射部４と同じ高さとなる、凸レンズ型形状としてもよい。中央反射部３を外方反射部４との結合部分で外方反射部４と同じ高さとすることで、結合部分周辺での照度の制御が容易となる。
【実施例４】
【００７９】
次に、図１０〜図１２を参照して本発明の実施例４における面照明光源装置の説明をする。実施例１及び２と構成が同じものについては同一の符号を付し、説明を省略する。なお、図１０は本発明の実施例４に係る面照明光源装置の斜視図、図１１は同じく実施例３に係る面照明光源装置の分解斜視図、図１２は同じく実施例３に係る面照明光源装置の変形例の分解斜視図である。なお、図１１及び図１２においては光導通反射板２Ａの非貫通孔などの詳細は省略してある。
【００８０】
実施例２では点光源５が一つのみである場合について説明したが、図１１に示すように、点光源５を所定の距離離して複数設置し、各点光源５に対してそれぞれ光導通反射板２を対応させた光導通反射板２Ａを用いてもよい。
【００８１】
面照明光源装置１０Ｂにおいて、図１０、図１１に示すようにケーシング６Ａの底面部６ｅには４つの光源取り付け孔６０が直交格子状に設けられており、各光源取付け孔６０に、４つの点光源５１〜５４が取り付けられている。ケーシング６Ｂはケーシング６を４つ直交格子状に並べたものと同等の大きさを有する、つまり、底面部６ｅの一辺の長さが２０ｃｍで、高さが１．５ｃｍである直方体である。ケーシング６Ｂの開口部６ｆには、開口部６ｆを閉塞するように光導通反射板２Ｂが取り付けられている。光導通反射板２Ｂは、光導通反射板２１１、２１２、２２１、２２２を直交格子状に４つ並べたものを連結させたものとなっている。なお、図１１においては光導通反射板２Ｂの非貫通孔などの詳細は省略してある。
各点光源８１１〜８２２の間には各光源を仕切り、ケーシング６の開口部６ｆを閉塞している光導通反射板２Ｂを支えるための仕切り板６１が、底面部６ｅから垂直に立設されている。
仕切り板６１を設けることによって、各点光源８１〜８４により照明される範囲が明確となり、全体で均一な照度の照明を得やすくなる。
【００８２】
仕切り板６１を設けると、各点光源によって照明される範囲が明確となるが、仕切り板６１周辺が暗くなり、照明面に暗い影が生じてしまうことがある。したがって、照明面に影が生じないよう、図１２に示すように各点光源８１１〜８２２の間に仕切り板を設けず、ケーシング６Ｂの中心部に、光導通反射板２Ｂを支持する支持部７を垂直に立設させてもよい。
仕切り板６１を設けないことによって、ケーシング内に光を遮るものが少ない、つまり、仕切り板周辺の照明面に生じてしまう影が無くなることにより、全体で均一な照度の照明を得やすくなる。また、ケーシングを構成する部材を少なくすることができる。
【実施例５】
【００８３】
次に、図１３を参照して本発明の実施例５における面照明装置の説明をする。実施例１〜３と構成が同じものについては同一の符号を付し、説明を省略する。なお、図１３は本発明の実施例５に係る面照明装置の分解斜視図である。
【００８４】
本発明の実施例５によれば、本発明の面照明装置１００は、ハウジング８と、ハウジング８内にマトリクス状に複数個配置された面照明光源装置１０１１〜１０３３と、光導通反射板２から所定の間隔を隔てて配置された拡散板９とで構成される。面照明装置１００は、使用する面照明光源装置１０の数を変更することにより、所望の大きさの面照明装置を構成することができる。本実施の形態においては、３×３の計９個の面照明光源装置１０を用いて面照明装置１００を構成しており、３０ｃｍ×３０ｃｍ＝９００ｃｍ2の面照明装置が得られる。また、実施例３における面照明光源装置１０Ａを用いて面照明装置１００を構成してもよい。この場合、面照明光源装置１０Ｂは、底板部に点光源を９つをマトリクス状に配置したものとする。
【００８５】
本実施例５によれば、前記面光源ユニットを用いて、全面に略均一な輝度の照明光を得ることができる面照明装置を簡単な製造工程でかつ安価に提供できる。
【００８６】
以上本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成を取ることができる。
例えば、光導通反射板の貫通孔の形状は、円形、楕円形もしくは三角形、長方形、六角形などの多角形や、円弧状、ジグザグ状などの幅が狭いものなどを選択することができる。その配置も、マトリクス状、俵積み状など必要に応じて各種のものを選ぶことができる。また、中央部の開口を非貫通孔、円弧状貫通孔、円形貫通孔その他の貫通孔のいずれで設定するかは、光導通反射板の光反射率に応じて選択設定すればよい。
また、面照明装置は、ケーシングの形状を平面が正方形の例を説明したが、他にも三角形、六角形など他の多角形でもよく、隙間なくマトリクス状に並べられる形状が好ましい。
【符号の説明】
【００８７】
１              面光源ユニット
２              光導通反射板
２０            嵌め込み穴
３              中央反射部
３１            非貫通孔
３２            円弧状貫通孔
３３            接続部
３４            微細孔
４              外方反射部
４１            円形貫通孔
５、５１１〜５２２  点光源
１０            面照明光源装置
６              ケーシング
６０            光源取付け孔
６ａ〜６ｄ      側壁部
６ｅ            底面部
６ｆ            開口部
６ｇ            鉤爪
６１            仕切り板
７              支持部
１００          面照明装置
８              ハウジング
９              拡散板
【図１】
2011210719.tif 000003
【図２】
2011210719.tif 000004
【図３】
2011210719.tif 000005
【図４】
2011210719.tif 000006
【図５】
2011210719.tif 000007
【図６】
2011210719.tif 000008
【図７】
2011210719.tif 000009
【図８】
2011210719.tif 000010
【図９】
2011210719.tif 000011
【図１０】
2011210719.tif 000012
【図１１】
2011210719.tif 000013
【図１２】
2011210719.tif 000014
【図１３】
2011210719.tif 000015
【図１４】
2011210719.tif 000016
【図１５】
2011210719.tif 000017
【図１６】
2011210719.tif 000018
【図１７】
2011210719.tif 000019