(57)【要約】【課題】簡単な構成で発光面のサイズを変化させることができるライトパイプおよび照明装置を提供する。【解決手段】ライトパイプは、光出射面をもつ出射端部と、前記出射端部における前記光出射面の反対面から突出した柱状導光部と、前記出射端部の前記反対面から突出するとともに、前記柱状導光部と離間して前記柱状導光部の周囲を同心状に囲む１又は２以上の環状導光部と、を備えている。【選択図】図４Ａ
2019075297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光出射面をもつ出射端部と、
前記出射端部における前記光出射面の反対面から突出した柱状導光部と、
前記出射端部の前記反対面から突出するとともに、前記柱状導光部と離間して前記柱状導光部の周囲を同心状に囲む１又は２以上の環状導光部と、
を備えたライトパイプ。
【請求項２】
前記１又は２以上の環状導光部として互いに離間した２以上の環状導光部を備える請求項１記載のライトパイプ。
【請求項３】
前記１又は２以上の環状導光部は、前記柱状導光部と空隙を介して離間している請求項１または２に記載のライトパイプ。
【請求項４】
前記２以上の環状導光部は、互いに空隙を介して離間している請求項２記載のライトパイプ。
【請求項５】
前記出射端部、前記柱状導光部、および前記１又は２以上の環状導光部は、樹脂材料で一体に形成されている請求項１〜４のいずれか１つに記載のライトパイプ。
【請求項６】
リフレクタと、
光源と、
前記リフレクタと前記光源との間に配置された請求項１〜５のいずれか１つに記載のライトパイプと、
を備え、
前記光源は、
前記柱状導光部の突出方向の端に対向して配置された少なくとも１つの中央ＬＥＤと、
前記１の環状導光部の突出方向の端に対向するとともに前記１の環状導光部に沿って環状に配置された複数の周辺ＬＥＤ、または前記２以上の環状導光部それぞれの突出方向の端に対向するとともに前記２以上の環状導光部それぞれに沿って環状に配置された複数の周辺ＬＥＤと、
を有する照明装置。
【請求項７】
前記複数の周辺ＬＥＤは、環状方向に交互に配置された第１ＬＥＤと第２ＬＥＤとを含み、前記第１ＬＥＤの発光色と前記第２ＬＥＤの発光色とは異なる請求項６記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライトパイプおよび照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
入射した点光源の光を側面で複数回反射させることで均一な発光面を得ることができるライトパイプと呼ばれる導光部材が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２６６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、簡単な構成で発光面のサイズを変化させることができるライトパイプおよび照明装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、ライトパイプは、光出射面をもつ出射端部と、前記出射端部における前記光出射面の反対面から突出した柱状導光部と、前記出射端部の前記反対面から突出するとともに、前記柱状導光部と離間して前記柱状導光部の周囲を同心状に囲む１又は２以上の環状導光部と、を備えている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一態様によれば、簡単な構成で発光面のサイズを変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態の照明装置の斜視図。
【図２】本発明の実施形態の照明装置の側面図。
【図３】本発明の実施形態の照明装置の断面図。
【図４Ａ】本発明の実施形態のライトパイプの断面図。
【図４Ｂ】本発明の実施形態のライトパイプの斜視図。
【図５Ａ】本発明の実施形態の光源の平面図。
【図５Ｂ】本発明の実施形態のライトパイプとＬＥＤとの配置関係を表す平面図。
【図６】本発明の実施形態のリフレクタの断面斜視図。
【図７Ａ】本発明の実施形態のライトパイプ内を導光される光の光線図。
【図７Ｂ】本発明の実施形態のライトパイプ内を導光される光の光線図。
【図７Ｃ】本発明の実施形態のライトパイプ内を導光される光の光線図。
【図８Ａ】本発明の実施形態のライトパイプを使ったシミュレーションによる照度分布図。
【図８Ｂ】本発明の実施形態のライトパイプを使ったシミュレーションによる相対照度分布図。
【図９Ａ】本発明の実施形態のライトパイプを使って得られた発光面の画像。
【図９Ｂ】本発明の実施形態のライトパイプを使って得られた発光面の画像。
【図９Ｃ】本発明の実施形態のライトパイプを使って得られた発光面の画像。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付している。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態の照明装置１００の斜視図である。  
図２は、照明装置１００の側面図である。  
図３は、照明装置１００の断面図である。
【００１０】
照明装置１００は、光源１０と、ライトパイプ２０と、拡散板３０と、リフレクタ４０とを備えている。
【００１１】
ライトパイプ２０は光源１０とリフレクタ４０との間に配置され、拡散板３０はライトパイプ２０とリフレクタ４０との間に配置されている。
【００１２】
まず、ライトパイプ２０について説明する。
【００１３】
図４Ａはライトパイプ２０の断面図であり、図４Ｂはライトパイプ２０の光入射面側から見た斜視図である。
【００１４】
ライトパイプ２０は、出射端部２４と、１つの柱状導光部２１と、１又は２以上の環状導光部２２、２３とを有する。図４Ａ及びＢに示す例では、２つの環状導光部２２、２３が設けられた構造を示す。
【００１５】
ライトパイプ２０は、光源１０から発光される光に対して透過性をもつ透明材料からなる。例えば、出射端部２４、柱状導光部２１、および環状導光部２２、２３は、樹脂材料で一体に形成されている。その樹脂として、例えば、ＰＭＭＡ（polymethyl methacrylate）等のアクリル、ＰＣ（polycarbonate）などが挙げられる。または、ライトパイプ２０は、ガラスから形成されてもよい。
【００１６】
ライトパイプ２０の全体の外観は円柱または円錐台形状に形成され、その円柱または円錐台の一部に軸方向に延びる溝２６、２７が形成されている。光入射面側において、溝２７の幅は溝２６の幅よりも大きく形成されている。
【００１７】
ライトパイプ２０の軸方向の一端部に、出射端部２４が設けられている。出射端部２４は、例えば円形の光出射面２４ａをもつ。
【００１８】
柱状導光部２１は、出射端部２４における光出射面２４ａの反対面から光出射面２４ａと反対側に突出している。柱状導光部２１の中心軸は、光出射面２４ａの中心に一致している。柱状導光部２１の突出長さ（軸方向長さ）は、出射端部２４の厚さよりも大きい。柱状導光部２１の突出長さを大きくすることにより、光路長を確保して光の拡散効果を高めることができる。
【００１９】
柱状導光部２１の突出方向の端には、図４Ｂに示すように、例えば円形状の光入射面２１ａが形成されている。光入射面２１ａの面積は、光出射面２４ａの面積よりも小さい。なお、光出射面２４ａおよび光入射面２１ａの形状は、円形に限らず、楕円、歪んだ円、またはコーナーをもつ形状であってもよい。
【００２０】
柱状導光部２１と同じく、出射端部２４における光出射面２４ａの反対面から光出射面２４ａと反対側に環状導光部２２、２３が突出している。ライトパイプ２０は例えば金型を使った樹脂成形で形成される。その樹脂成形品と金型との離型時の抜き勾配を確保するため、柱状導光部２１、および環状導光部２２、２３は、溝２６、２７の幅が出射端部２４の側から光入射面２１ａ、２２ａ、２３ａの側に向かって広くなるように側面がわずかに傾斜しつつ、出射端部２４から突出している（延びている）。
【００２１】
環状導光部２２は、柱状導光部２１と離間して、柱状導光部２１の周囲を同心状に囲んでいる。柱状導光部２１と環状導光部２２との間には、環状の溝２６が形成され、その溝２６内は空隙になっている。つまり、環状導光部２２は、空隙を介して、柱状導光部２１と離間している。これにより、柱状導光部２１内に入射した光は、柱状導光部２１と溝２６との界面（柱状導光部２１の側面）で全反射を繰り返して、出射端部２４に導かれる。
【００２２】
例えば、環状導光部２２は、柱状導光部２１の周囲を同心円状に連続して囲んでいる。その環状導光部２２の突出方向の端には、図４（ｂ）に示すように、光入射面２２ａが形成されている。光入射面２２ａは、柱状導光部２１の光入射面２１ａの周囲を例えば同心円状に連続して囲む円形リング状に形成されている。
【００２３】
環状導光部２３は、環状導光部２２と離間して、環状導光部２２の周囲を同心状に囲んでいる。環状導光部２２と環状導光部２３との間には、環状の溝２７が形成され、その溝２７内は空隙になっている。つまり、環状導光部２３は、空隙を介して、環状導光部２２と離間している。これにより、環状導光部２２内に入射した光は、環状導光部２２と溝（空隙）２６との界面（環状導光部２２の内周面）、および環状導光部２２と溝（空隙）２７との界面（環状導光部２２の外周面）で全反射を繰り返して、出射端部２４に導かれる。
【００２４】
例えば、環状導光部２３は、環状導光部２２の周囲を同心円状に連続して囲んでいる。その環状導光部２３の突出方向の端には、図４Ｂに示すように、光入射面２３ａが形成されている。光入射面２３ａは、環状導光部２２の光入射面２２ａの周囲を例えば同心円状に連続して囲む円形リング状に形成されている。なお、光入射面２２ａ、２３ａの形状は、円形リングに限らず、楕円、歪んだ円、またはコーナーをもつリング形状であってもよい。
【００２５】
光入射面２３ａの外径は光入射面２２ａの外径よりも大きく、光入射面２２ａの外径は光入射面２１ａの直径よりも大きい。環状導光部２２、２３の突出長さ（軸方向長さ）は、出射端部２４の厚さよりも大きい。環状導光部２２、２３の突出長さを大きくすることにより、光路長を確保して光の拡散効果を高めることができる。
【００２６】
図４Ａに示すように、溝（空隙）２６、２７は、光入射面２１ａ、２２ａ、２３ａの側から出射端部２４の側に向かって延び、光出射面２４ａには達していない。軸方向において、溝２６、２７が形成されていない部分が出射端部２４となる。柱状導光部２１および環状導光部２２、２３は、各々の間に溝２６、２７を隔てて、出射端部２４に一体的に形成されている。
【００２７】
環状導光部２２、２３における環状とは円（真円）に限らず、楕円、歪んだ円、またはコーナーをもつ環状であってもよい。したがって、環状導光部２２、２３は、柱状導光部２１を同心円状に囲むことに限らず、同心状であればよい。
【００２８】
また、環状導光部２２と柱状導光部２１は、それらの軸方向のすべての領域にわたって離間していることが望ましいが、環状導光部２２と柱状導光部２１とが一部繋がっていてもよい。つまり、光出射面２４ａから出射される光の色ムラや照度ムラに実質的な影響がないように、環状導光部２２と柱状導光部２１との間の大部分に溝（空隙）２６が形成され、一部は繋がっていてもよい。
【００２９】
同様に、環状導光部２２と環状導光部２３は、それらの軸方向のすべての領域にわたって離間していることが望ましいが、環状導光部２２と環状導光部２３とが一部繋がっていてもよい。つまり、光出射面２４ａから出射される光の色ムラや照度ムラに実質的な影響がないように、環状導光部２２と環状導光部２３との間の大部分に溝（空隙）２７が形成され、一部は繋がっていてもよい。
【００３０】
次に、図５Ａを参照して、光源１０について説明する。
【００３１】
光源１０は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を有する点状光源である。複数のＬＥＤは、基板１５に実装されている。複数のＬＥＤは、１又は複数の中央ＬＥＤ１１と、その中央ＬＥＤ１１の周辺に配置された複数の周辺ＬＥＤ１２、１３とを有する。
【００３２】
図５Ａに示す例では、例えば４つの中央ＬＥＤ１１が基板１５の中央部に配置されている。その中央ＬＥＤ１１の周辺に複数の周辺ＬＥＤ１２が環状に配置され、さらに周辺ＬＥＤ１２の周辺に複数の周辺ＬＥＤ１３が環状に配置されている。
【００３３】
周辺ＬＥＤ１２の数は中央ＬＥＤ１１の数よりも多く、周辺ＬＥＤ１３の数は周辺ＬＥＤ１２の数よりも多い。
【００３４】
これらＬＥＤ１１、１２、１３のそれぞれは、基板１５に形成された配線に電気接続されている。
【００３５】
ＬＥＤ１１、１２、１３は、ベアチップまたはパッケージングされた状態（チップサイズパッケージも含む）で、基板１５に例えば表面実装されている。
【００３６】
ＬＥＤ１１、１２、１３は、ライトパイプ２０の光入射面２１ａ、２２ａ、２３ａに対向配置される。
【００３７】
図５Ｂは、ＬＥＤ１１、１２、１３と、ライトパイプ２０の光入射面２１ａ、２２ａ、２３ａとの配置関係を示す平面図である。
【００３８】
複数の中央ＬＥＤ１１は、柱状導光部２１の光入射面２１ａに対向して配置されている。複数の周辺ＬＥＤ１２は、環状導光部２２の光入射面２２ａに対向しつつ、その光入射面２２ａに沿って環状に配置されている。複数の周辺ＬＥＤ１３は、環状導光部２３の光入射面２３ａに対向しつつ、その光入射面２３ａに沿って環状に配置されている。
【００３９】
複数の中央ＬＥＤ１１は第１ＬＥＤ１１ａと第２ＬＥＤ１１ｂとを含む。複数の周辺ＬＥＤ１２は第１ＬＥＤ１２ａと第２ＬＥＤ１２ｂとを含む。複数の周辺ＬＥＤ１３は第１ＬＥＤ１３ａと第２ＬＥＤ１３ｂとを含む。図５Ｂにおいて、第１ＬＥＤ１１ａ、１２ａ、１３ａには“１”を付し、第２ＬＥＤ１１ｂ、１２ｂ、１３ｂには“２”を付している。
【００４０】
第１ＬＥＤ１１ａの発光色（色温度）と、第２ＬＥＤ１１ｂの発光色（色温度）とは互いに異なる。例えば、第１ＬＥＤ１１ａおよび第２ＬＥＤ１１ｂの一方の発光色は白色であり、他方は電球色である。
【００４１】
第１ＬＥＤ１２ａの発光色（色温度）と、第２ＬＥＤ１２ｂの発光色（色温度）とは互いに異なる。例えば、第１ＬＥＤ１２ａおよび第２ＬＥＤ１２ｂの一方の発光色は白色であり、他方は電球色である。
【００４２】
第１ＬＥＤ１３ａの発光色（色温度）と、第２ＬＥＤ１３ｂの発光色（色温度）とは互いに異なる。例えば、第１ＬＥＤ１３ａおよび第２ＬＥＤ１３ｂの一方の発光色は白色であり、他方は電球色である。
【００４３】
図５Ｂの例では、４つの中央ＬＥＤ１１は、２つの第１ＬＥＤ１１ａと２つの第２ＬＥＤ１１ｂとを含み、第１ＬＥＤ１１ａと第２ＬＥＤ１１ｂが光入射面２１ａの中心まわりに交互に配置されている。
【００４４】
周辺ＬＥＤ１２における第１ＬＥＤ１２ａと第２ＬＥＤ１２ｂは、光入射面２２ａに沿って環状方向に交互に配置されている。
【００４５】
周辺ＬＥＤ１３における第１ＬＥＤ１３ａと第２ＬＥＤ１３ｂは、光入射面２３ａに沿って環状方向に交互に配置されている。
このように、第１ＬＥＤ１１ａ、１２ａ、１３ａと第２ＬＥＤ１１ｂ、１２ｂ、１３ｂを交互に配置することで、混色性を高めることができる。
【００４６】
図１および図３に示すように、拡散板３０がライトパイプ２０の光出射面２４ａに対向して配置されている。拡散板３０は例えばスリガラスから形成されている。拡散板３０は、ライトパイプ２０の光出射面２４ａから出射された光をさらに拡散させ混色させる。
【００４７】
図６は、リフレクタ４０の断面斜視図である。
【００４８】
図３および図６に示すように、リフレクタ４０は、筒部４１と、筒部４１のまわりに広がった反射面４３と、反射面４３のまわりに広がった反射面４２と、上面４４とを有する。反射面４３と反射面４２とは段差を形成して連続している。
【００４９】
筒部４１の軸方向の一端（下端）に開口４１ａが形成され、その開口４１ａ内側、または開口４１ａの近傍に拡散板３０が配置されている。筒部４１の他端（上端）は閉じている。
【００５０】
反射面４３と反射面４２とは、筒部４１の中心軸に対する傾斜角度、または曲率が互いに異なる。
【００５１】
リフレクタ４０は、例えば樹脂材料（例えばＰＭＭＡ）の一体成形物である。反射面４２には、金属膜（例えばアルミニウム膜）が形成されている。反射面４３にも同様の金属膜を形成してもよい。
【００５２】
光源１０から出射された光は、ライトパイプ２０に入射する。中央ＬＥＤ１１から出射された光は、柱状導光部２１の光入射面２１ａに入射する。周辺ＬＥＤ１２から出射された光は、環状導光部２２の光入射面２２ａに入射する。周辺ＬＥＤ１３から出射された光は、環状導光部２３の光入射面２３ａに入射する。
【００５３】
中央ＬＥＤ１１、周辺ＬＥＤ１２、および周辺ＬＥＤ１３は独立して制御可能である。さらに、中央ＬＥＤ１１における第１ＬＥＤ１１ａと第２ＬＥＤ１１ｂとを独立して制御可能であり、周辺ＬＥＤ１２における第１ＬＥＤ１２ａと第２ＬＥＤ１２ｂとを独立して制御可能であり、周辺ＬＥＤ１３における第１ＬＥＤ１３ａと第２ＬＥＤ１３ｂとを独立して制御可能である。ここで制御とは、ＬＥＤのオンオフ制御、電流値制御を含む。
【００５４】
したがって、実施形態によれば、中央ＬＥＤ１１だけを発光させるスモールモードと、中央ＬＥＤ１１と周辺ＬＥＤ１２とを発光させ、周辺ＬＥＤ１３は発光させないミドルモードと、中央ＬＥＤ１１、周辺ＬＥＤ１２、および周辺ＬＥＤ１３を発光させるラージモードの３つの駆動モードを切り替えて選択可能である。
【００５５】
図７Ａは、スモールモードのときのライトパイプ２０内を導光される光の光線図（シミュレーション）である。
【００５６】
スモールモードのとき、光源１０においては中央ＬＥＤ１１のみが発光される。その中央ＬＥＤ１１から出射された光は光入射面２１ａから柱状導光部２１に入射し、環状導光部２２、２３には入射しない。柱状導光部２１内に入射した光は、柱状導光部（樹脂）２１と溝（空隙）２６との界面（柱状導光部２１の側面）で全反射を繰り返して、出射端部２４に導かれる。出射端部２４に導かれた光は、柱状導光部２１の直径よりも広がり、光出射面２４ａから出射する。
【００５７】
図７Ｂは、ミドルモードのときのライトパイプ２０内を導光される光の光線図（シミュレーション）である。
【００５８】
ミドルモードのとき、光源１０においては中央ＬＥＤ１１および周辺ＬＥＤ１２が発光され、周辺ＬＥＤ１３は発光しない。中央ＬＥＤ１１から出射された光は光入射面２１ａから柱状導光部２１に入射し、周辺ＬＥＤ１２から出射された光は光入射面２２ａから環状導光部２２に入射する。光は環状導光部２３には入射しない。
【００５９】
柱状導光部２１内に入射した光は、柱状導光部（樹脂）２１と溝（空隙）２６との界面（柱状導光部２１の側面）で全反射を繰り返して、出射端部２４に導かれる。
【００６０】
環状導光部２２に入射した光は、環状導光部（樹脂）２２と溝（空隙）２６との界面（環状導光部２２の内周面）、および環状導光部（樹脂）２２と溝（空隙）２７との界面（環状導光部２２の外周面）で全反射を繰り返して、出射端部２４に導かれる。
【００６１】
出射端部２４において、光は環状導光部２２の外径よりも広がり、光出射面２４ａから出射する。ミドルモードにおける光出射面２４ａでの発光面のサイズ（面積、直径）は、スモールモードにおける光出射面２４ａでの発光面のサイズ（面積、直径）よりも大きい。
【００６２】
図７Ｃは、ラージモードのときのライトパイプ２０内を導光される光の光線図（シミュレーション）である。
【００６３】
ラージモードのとき、光源１０においては中央ＬＥＤ１１、周辺ＬＥＤ１２、および周辺ＬＥＤ１３が発光される。中央ＬＥＤ１１から出射された光は光入射面２１ａから柱状導光部２１に入射し、周辺ＬＥＤ１２から出射された光は光入射面２２ａから環状導光部２２に入射し、周辺ＬＥＤ１３から出射された光は光入射面２３ａから環状導光部２３に入射する。
【００６４】
柱状導光部２１内に入射した光は、柱状導光部（樹脂）２１と溝（空隙）２６との界面（柱状導光部２１の側面）で全反射を繰り返して、出射端部２４に導かれる。
【００６５】
環状導光部２２に入射した光は、環状導光部（樹脂）２２と溝（空隙）２６との界面（環状導光部２２の内周面）、および環状導光部（樹脂）２２と溝（空隙）２７との界面（環状導光部２２の外周面）で全反射を繰り返して、出射端部２４に導かれる。
【００６６】
環状導光部２３に入射した光は、環状導光部（樹脂）２２と溝（空隙）２７との界面（環状導光部２３の内周面）、および環状導光部（樹脂）２２と環状導光部２３の外部（空気）との界面（環状導光部２３の外周面）で全反射を繰り返して、出射端部２４に導かれる。
【００６７】
光は、出射端部２４で広がり、光出射面２４ａのほぼ全面から出射する。ラージモードにおける光出射面２４ａでの発光面のサイズ（面積、直径）は、ミドルモードにおける光出射面２４ａでの発光面のサイズ（面積、直径）よりも大きい。
【００６８】
柱状導光部２１の側面、環状導光部２２、２３の側面（内周面および外周面）での光反射の繰り返しにより光を混色させ、点光源であるＬＥＤの粒感や色ムラを抑制することができる。
【００６９】
また、柱状導光部２１、環状導光部２２、および環状導光部２３から出射端部２４に入射した光は出射端部２４で広がることで、柱状導光部２１、環状導光部２２、および環状導光部２３のそれぞれを導光された光の境界（影）を見えにくくし、照度ムラや色ムラを抑制することができる。
【００７０】
また、出射端部２４の厚さの調整により、光出射面２４ａにおける発光面のサイズを制御できる。出射端部２４を厚くすると発光面のサイズを大きくでき、出射端部２４を薄くすると発光面のサイズを小さくできる。
【００７１】
ライトパイプ２０の光出射面２４ａから出射した光は、図３に示す拡散板３０に入射する。拡散板３０に入射した光は、拡散板３０でさらに広げられる。その拡散板３０から出射した光の一部は、リフレクタ４０の筒部４１の内部を上方に進み、筒部４１の上面や側面からリフレクタ４０内に入射し、さらにリフレクタ４０の上面４４から外部に出射する。
【００７２】
拡散板３０からの出射光の他の一部は、筒部４１の側面で屈折して、さらに反射面４３で反射して上方に導かれ、リフレクタ４０の上面４４から外部に出射する。
【００７３】
拡散板３０からの出射光のさらに他の一部は、筒部４１の側面で屈折してリフレクタ４０の上面４４に向かい、そのリフレクタ４０の上面４４で反射して反射面４２に向かい、その反射面４２で反射して上方に導かれ、リフレクタ４０の上面４４から外部に出射する。
【００７４】
図３に例示する構造のリフレクタ４０を用いた照明装置１００によれば、平行光を照射することができる。このような平行光を照射する照明装置１００を複数組み合わせることで、無影灯システムを構築することができる。
【００７５】
以上説明した実施形態によれば、ライトパイプ２０の発光面（ＬＥＳ：Light Emitting Surface）のサイズを変化させることができ、照明装置１００の照射範囲を制御することができる。
【００７６】
ライトパイプ２０自体には可変構造は不要であり、ＬＥＤの配置位置に依存した発光制御によって発光面のサイズを変化させることができ、構成の複雑化をまねかない。また、柱状導光部２１の直径、環状導光部２２、２３の径方向の幅を小さくすることで、ライトパイプ２０の長さ（高さ）を抑えつつも、柱状導光部２１内、および環状導光部２２、２３内での全反射回数を多くできる。これは、照明装置１００全体のサイズを抑えつつも、混色性を向上させて色ムラや照度ムラを抑えた均一光の発光面を可能にする。
【００７７】
図８Ａは本発明の実施形態のライトパイプ２０を使ったシミュレーションによる照度分布図である。シミュレーションにおいて、ライトパイプ２０は材料としてＰＭＭＡを用い、高さを１８ｍｍ、溝２６、２７の深さを１５ｍｍ、柱状導光部２１の光入射面２１ａの直径を６．４ｍｍ、環状導光部２２の光入射面２２ａの外径を１２ｍｍ、環状導光部２３の光入射面２３ａの外径を２０ｍｍ、光入射面２１ａ、２２ａ、２３ａの側における溝２６の幅を０．５ｍｍ、溝２７の幅を１．３ｍｍ、出射端部２４の光入射面２４ａの直径を１６ｍｍに設定している。また、ＬＥＤ１１、１２、１３は上面視において一辺が２．１ｍｍの正方形のものを用いる。中央ＬＥＤ１１を４個配置し、周辺ＬＥＤ１２を直径１０ｍｍの同心円状に１０個配置し、周辺ＬＥＤ１３を直径１８ｍｍの同心円状に１６個配置している。
【００７８】
縦軸の照度［lx］は、ライトパイプ２０の光出射面２４ａから１．１ｍの距離に位置する照射面における照度を表す。横軸は、その照射面の中心を基準（０）にした距離［ｍｍ］を表す。
【００７９】
実線はスモールモードを、破線はミドルモードを、１点鎖線はラージモードを表す。
【００８０】
図８Ｂは、図８Ａの各モードにおいて、中心位置の照度を基準（１００％）にした場合の相対照度分布図である。
【００８１】
図９Ａは、同シミュレーションにおけるスモールモードのときの照射面の画像である。  
図９Ｂは、同シミュレーションにおけるミドルモードのときの照射面の画像である。  
図９Ｃは、同シミュレーションにおけるラージモードのときの照射面の画像である。
【００８２】
図８Ｂにおいて、相対照度５０％における照射径は、スモールモードのときの照射径が６９ｍｍ、ミドルモードのときの照射径が１０６ｍｍ、ラージモードのときの照射径が１６２ｍｍである。このシミュレーションの結果より、実施形態のライトパイプ２０を使って、照射範囲のサイズを可変できることを確認できる。また、図９Ａ〜図９Ｃに示すように、色ムラや照度ムラを抑えた発光面を得ることができる。
【００８３】
中央ＬＥＤ１１の発光輝度、周辺ＬＥＤ１２の発光輝度、および周辺ＬＥＤ１３の発光輝度は、ライトパイプ２０の発光面（光出射面２４ａ）での照度が均一になるように適宜制御することができる。
【００８４】
例えば、図５Ｂに示す例では、周辺ＬＥＤ１３は周辺ＬＥＤ１２よりもＬＥＤ同士の間隔が広く、周辺ＬＥＤ１２は中央ＬＥＤ１１よりもＬＥＤ同士の間隔が広い。この場合、例えば、ミドルモードにおいては周辺ＬＥＤ１２の輝度を中央ＬＥＤ１１の輝度よりも高くし、ラージモードにおいては周辺ＬＥＤ１３の輝度を周辺ＬＥＤ１２の輝度よりも高くし、周辺ＬＥＤ１２の輝度を中央ＬＥＤ１１の輝度よりも高くすることで、発光面での面内照度分布を均一にすることができる。
【００８５】
以上説明した実施形態では、１つの柱状導光部２１と２つの環状導光部２２、２３を設け、発光面のサイズを３段階に変えることができるようにしたが、１つの環状導光部を設けることもできるし、３以上の環状導光部を設けることで発光面のサイズを４段階以上に変えることもできる。
【００８６】
溝２６、２７内は空隙にすることに限らず、導光部２１〜２３の材料の屈折率よりも低い屈折率をもつ材料を溝２６、２７内に充填してもよい。
【００８７】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。本発明の上述した実施形態を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての形態も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものである。
【符号の説明】
【００８８】
１０…光源、１１〜１３…ＬＥＤ、２０…ライトパイプ、２１…柱状導光部、２２，２３…環状導光部、２１ａ，２２ａ，２３ａ…光入射面、２４…出射端部、２４ａ…光出射面、２６，２７…溝、３０…拡散板、４０…リフレクタ、１００…照明装置
【図１】
2019075297.tif 000003
【図２】
2019075297.tif 000004
【図３】
2019075297.tif 000005
【図４Ａ】
2019075297.tif 000006
【図４Ｂ】
2019075297.tif 000007
【図５Ａ】
2019075297.tif 000008
【図５Ｂ】
2019075297.tif 000009
【図６】
2019075297.tif 000010
【図７Ａ】
2019075297.tif 000011
【図７Ｂ】
2019075297.tif 000012
【図７Ｃ】
2019075297.tif 000013
【図８Ａ】
2019075297.tif 000014
【図８Ｂ】
2019075297.tif 000015
【図９Ａ】
2019075297.tif 000016
【図９Ｂ】
2019075297.tif 000017
【図９Ｃ】
2019075297.tif 000018