(57)【要約】【課題】高い照明効率と少ない輝度ムラとを両立させる照明装置の提供。【解決手段】有底形状を呈し、内底面１２０を含む内壁面１００により光を反射するケーシング１０と、内底面１２０に保持されて光を放射する光源２０と、ケーシング１０の開口１１を覆って配置される調光体３０とを、備え、調光体３０を通して輝度分布の調整された光により対象物を照明する照明装置１において、調光体３０は、光を透過する透過部３１と、光を反射する反射部３２であって、光源２０に正対する正対領域３２０にて光源２０側へ向かって尖鋭形状に突出し且つ外周側へ凸湾曲した反射凸部３２２を形成することにより、反射凸部３２２による光の反射方向が光源２０を避けて設定される反射部３２とを、有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底形状を呈し、内底面（１２０）を含む内壁面（１００）により光を反射するケーシング（１０）と、
前記内底面に保持されて光を放射する光源（２０）と、
前記ケーシングの開口（１１）を覆って配置される調光体（３０）とを、
備え、前記調光体を通して輝度分布の調整された光により対象物を照明する照明装置（１）において、
前記調光体は、
光を透過する透過部（３１）と、
光を反射する反射部（３２）であって、前記光源に正対する正対領域（３２０）において前記光源側へ向かって尖鋭形状に突出し且つ外周側へ凸湾曲した反射凸部（３２２）を形成することにより、前記反射凸部による光の反射方向が前記光源を避けて設定される反射部とを、
有する照明装置。
【請求項２】
前記反射凸部において前記尖鋭形状の尖端（３２２ａ）は、前記光源に心合わせられる請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光源は、
前記内底面に装着される基材（２１）と、
前記基材に実装されて光を発する発光ダイオード（２２）とを、
含み、
前記発光ダイオードは、
前記正対領域と前記光源との正対方向における投影視にて、前記反射凸部の突出元側輪郭（３２２ｂ）内に収まる請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記透過部は、
前記正対領域の幾何中心（Ｃｒ）から離れるほど大径に前記調光体を貫通して光を透過させる貫通孔（３１０）から、構成される請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、輝度分布の調整された光によって対象物を照明する照明装置は、例えば面照明装置等、広く知られている。このような照明装置の一種として特許文献１には、調光体を通して輝度分布の調整された光を生成する装置が、開示されている。
【０００３】
この開示装置では、光を放射する光源が内底面に保持される有底形状のケーシングにおいて、当該有底形状の開口を覆って調光体が配置されている。ここで調光体は、光を透過する透過部と、光を反射する反射部とを、有する。これにより、光源からの光の一部は、透過部へと直接到達して透過する。一方、光源からの光の残部は、反射部によって反射され、さらにケーシングのうち内底面を含む内壁面によって一回又は複数回反射されてから、透過部へと到達して透過する。これらの導光作用の結果、透過部を透過した光の輝度分布は、均一に調整可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１には反射部の一形態として、光源に正対する正対領域において光源側へと向かって尖鋭形状に反射凸部の突出する形態が、開示されている。しかし、この開示形態の反射凸部は、ストレートな母線間に頂角を有した円錐形状を、呈している。こうした円錐形状の反射凸部によって光源からの光が反射されると、当該反射の方向は光源から大きく離れ易くなる。そのため、反射された光が光源へと再帰入射することによる照明効率の低下は、回避可能となるものの、ケーシングの内底面において光源近傍箇所への光入射量が不足することによる輝度ムラの発生は、回避困難となる。
【０００６】
本開示の課題は、高い照明効率と少ない輝度ムラとを両立させる照明装置を、提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、課題を解決するための本開示の技術的手段について、説明する。尚、特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
本開示の第一態様は、有底形状を呈し、内底面（１２０）を含む内壁面（１００）により光を反射するケーシング（１０）と、内底面に保持されて光を放射する光源（２０）と、ケーシングの開口（１１）を覆って配置される調光体（３０）とを、備え、調光体を通して輝度分布の調整された光により対象物を照明する照明装置（１）において、調光体は、光を透過する透過部（３１）と、光を反射する反射部（３２）であって、光源に正対する正対領域（３２０）において光源側へ向かって尖鋭形状に突出し且つ外周側へ凸湾曲した反射凸部（３２２）を形成することにより、反射凸部による光の反射方向が光源を避けて設定される反射部とを、有する。
【０００９】
こうした第一態様の反射部において光源に正対する正対領域では、光源側へと向かって尖鋭形状に突出する反射凸部が形成されることで、当該反射凸部による光の反射方向が光源を避けて設定される。これにより光源からの光は、反射凸部における尖鋭形状の尖端及びその周囲箇所によって反射されても、当該光源へは再帰入射し難くなる。しかも第一態様の反射部では、尖鋭形状の中でも特に外周側へと凸湾曲した形状の反射凸部によって光源からの光の反射方向は、光源を避ける範囲にて同光源に可及的に近接し得る。
【００１０】
以上の如き第一態様によれば、光源への再帰入射に起因する光の利用効率低下と共に、有底形状ケーシングのうち光源の配置される内底面において光源近傍箇所への入射光量不足に起因する輝度分布の偏りとを、いずれも抑制することができる。したがって、光の利用効率低下を抑制することによる高い照明効率と、輝度分布の偏りを抑制することによる少ない輝度ムラとを、両立させることが可能である。
【００１１】
また、本開示の第二態様によると、光源は、内底面に装着される基材（２１）と、基材に実装されて光を発する発光ダイオード（２２）とを、含み、発光ダイオードは、正対領域と光源との正対方向における投影視にて、反射凸部の突出元側輪郭（３２２ｂ）内に収まる。
【００１２】
こうした第二態様の反射部において正対領域と光源との正対方向における投影視では、光源のうちケーシングの内底面に装着の基材に実装されて光を発する発光ダイオードは、反射凸部の突出元側輪郭内に収まる。これにより発光ダイオードからの光は、反射部の正対領域において反射凸部の周囲箇所による反射を低減され得る。故に、反射凸部の周囲箇所による反射光の光源への再帰入射、ひいては当該再帰入射に起因する光の利用効率低下を回避して、高照明効率の達成効果の信頼性を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の照明装置を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１の反射凸部を拡大して示す斜視図である。
【図４】一実施形態の照明装置における光反射状況を説明するための模式図である。
【図５】図３の変形例を示す斜視図である。
【図６】図３の変形例を示す斜視図である。
【図７】図１の変形例を示す断面図である。
【図８】図２の変形例を示す断面図である。
【図９】図１の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に示す一実施形態の照明装置１は、例えば液晶パネル又は有機ＥＬパネル等の対象物を照明するために、用いられる。照明装置１は、ケーシング１０、光源２０及び調光体３０を備えている。
【００１５】
ケーシング１０は、開口１１の開いた有底形状として、一つの底壁１２及び四つの側壁１３からなる有底矩形筒状を、呈している。ケーシング１０において各側壁１３は、底壁１２に対して実質垂直に立設されている。そこで以下では、底壁１２の二辺にそれぞれ沿う方向をＸ方向及びＹ方向、並びに底壁１２に垂直な方向をＺ方向という。ケーシング１０の内壁面１００は、底壁１２の内底面１２０と共に、各側壁１３の内側面１３０を、含んでいる。これらの内底面１２０及び各内側面１３０はいずれも、反射面として光を反射する。
【００１６】
このような構成を実現するためにケーシング１０は、例えば白色樹脂又は金属等の反射材から底壁１２及び各側壁１３が一体成形されてなる、成形品であってもよい。あるいはケーシング１０は、例えば樹脂又は金属等から形成される有底形状母材の内壁面に対し、スパッタリング若しくは蒸着等によって金属等の反射材が積層されてなる、複合品であってもよい。
【００１７】
図１に示すように光源２０は、基材２１及び発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）２２を含んで構成されている。基材２１は、例えばプリント基材又はリードフレーム等である。基材２１は、矩形板又は矩形柱状を呈している。基材２１における装着面２１０は、底壁１２の内底面１２０に対して、例えば接着等により装着されている。Ｘ方向及びＹ方向における装着面２１０の幾何中心Ｃａは、図１，２に示すように、Ｚ方向において内底面１２０の幾何中心Ｃｂと重なっている。これにより基材２１は、ケーシング１０内において内底面１２０と心合わせされた状態下、同面１２０に保持されている。基材２１は、底壁１２を貫通するリード（図示しない）を介すことで、外部に電気接続される。
【００１８】
ＬＥＤ２２は、矩形チップ状を呈している。ＬＥＤ２２の固着面２２０は、基材２１において装着面２１０とはＺ方向反対側を向く実装面２１１に、実装固着されている。これによりＬＥＤ２２は、固着面２２０とはＺ方向反対側の発光面２２１を、ケーシング１０の開口１１側へ向けている。Ｘ方向及びＹ方向における発光面２２１の幾何中心と実質一致した発光中心Ｃｌは、上述した各面１２０，２１０の幾何中心Ｃｂ，ＣａとＺ方向において重なっている。これによりＬＥＤ２２も、ケーシング１０内において内底面１２０と心合わせされた状態下、同面１２０に基材２１を介して保持されている。ＬＥＤ２２は、ワイヤボンディング（図示しない）を介すことで、基材２１と電気接続されている。ＬＥＤ２２は、基材２１を通じた外部からの通電により所定色の光、特に本実施形態では白色の光を発する。ここで本実施形態のＬＥＤ２２には、Ｚ方向に光を発する指向性が、与えられている。
【００１９】
調光体３０は、全体として矩形輪郭のシート状又は板状を呈している。調光体３０の四辺は、ケーシング１０の各側壁１３に対して、例えば接着等によりそれぞれ装着されている。これにより調光体３０は、ケーシング１０の底壁１２との間に導光空間３０１を空けた状態下、Ｘ方向及びＹ方向に沿う姿勢に配置されて開口１１を覆っている。調光体３０においてケーシング１０の内底面１２０側を向く内表面は、反射面３００として光を反射する。反射面３００のＸ方向及びＹ方向における幾何中心Ｃｒは、上述した各面１２０，２１０，２２１の幾何中心Ｃｂ，Ｃａ，ＣｌとＺ方向において重なっている。
【００２０】
調光体３０は、透過部３１及び反射部３２を有している。透過部３１は、調光体３０をＺ方向に沿って貫通する多数の貫通孔３１０から、構成されている。これらの貫通孔３１０は、複数の孔群３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃのうちいずれかに、分類されている。各孔群３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃは、反射面３００の幾何中心Ｃｒまわりに同心状に想定される複数の仮想枠線Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ上に、それぞれ貫通孔３１０を所定数ずつ配列してなる。各仮想枠線Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃは、本実施形態では互いに相似且つ調光体３０の輪郭と相似な矩形枠状に、想定される。これにより各仮想枠線Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃ上の貫通孔３１０、即ち各孔群３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃの貫通孔３１０は、Ｘ方向又はＹ方向に沿って並んでいる。また、本実施形態における各孔群３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃの貫通孔３１０は、対応する仮想枠線Ｆａ，Ｆｂ，Ｆｃと同心な幾何中心Ｃｒからの距離が離れるほど大径となる直径をもって、形成されている。尚、図２では、符号３１０，３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃの付与が、一部の貫通孔３１０に対しては省略されている。
【００２１】
図１，２に示すように反射部３２は、調光体３０において透過部３１をなす各貫通孔３１０の貫通箇所を除いた残部から、構成されている。これにより、反射部３２が各貫通孔３１０の周囲に形成している反射面３００において、幾何中心Ｃｒから最も近い仮想枠線Ｆａ内には、正対領域３２０が設定されている。正対領域３２０とは、Ｚ方向において反射面３００が光源２０に正対している領域を、意味する。そこで正対領域３２０は、本実施形態では光源２０の最外輪郭をなす基材２１を、反射面３００と光源２０との正対方向であるＺ方向において反射面３００へと投影した範囲（即ち、図２の二点鎖線枠内の範囲）に、定義される。この定義により反射面３００の幾何中心Ｃｒは、正対領域３２０の幾何中心Ｃｒと同義となっている。
【００２２】
図１〜３に示すように正対領域３２０における反射部３２には、反射凸部３２２が設けられている。反射凸部３２２は、正対領域３２０の反射面３００からＺ方向の光源２０側へと向かって尖鋭形状に突出していると共に、Ｚ方向まわりの外周側へは凸湾曲している。これにより反射凸部３２２は、Ｚ方向まわりにて外周側へと凸状に膨らんだ湾曲状側面３２２ｃを、有している。ここで、本実施形態ではＺ方向から視た平面視にて突出元側輪郭３２２ｂが円形を呈する反射凸部３２２は、光源２０側へ向かうほどＺ方向の単位長さ当たりの縮径率が増大する半紡錘形状に、湾曲状側面３２２ｃを形成している。尚、正対領域３２０のＺ方向において反射凸部３２２の突出高さは、本実施形態では反射部３２のうち反射凸部３２２の周囲箇所における厚さよりも小さい高さ（例えば０．５ｍｍの厚さに対して０．３ｍｍの高さ等）に設定されているが、当該厚さ以上の高さに設定されていてもよい。
【００２３】
反射凸部３２２において尖鋭形状の中心頂点となる尖端３２２ａは、図１，２に示すように、上述した各面１２０，２１０，２２１，３００の幾何中心Ｃｂ，Ｃａ，Ｃｌ，ＣｒとＺ方向において重なっている。これにより、反射凸部３２２の尖端３２２ａが光源２０と心合わせされた状態下、正対領域３２０と光源２０との正対方向であるＺ方向の投影視では、反射凸部３２２の突出元側輪郭３２２ｂ内にＬＥＤ２２の全体が収まっている。
【００２４】
上述の構成を実現するために調光体３０は、例えば微細発泡樹脂、白色樹脂又は金属等の反射材から、反射凸部３２２を含む反射部３２が透過部３１と共に一体成形されてなる、成形品であってもよい（図１参照）。あるいは調光体３０は、例えば樹脂又は金属等から形成されて複数貫通孔３１０の貫通したシート状母材又は板状母材において反射面３００となる内表面及び反射凸部３２２となる凸状体の表面に対し、スパッタリング若しくは蒸着等によって金属等の反射材が積層されてなる、複合品であってもよい。あるいは調光体３０は、例えば樹脂又は金属等から形成されて複数貫通孔３１０の貫通したシート状母材又は板状母材において反射面３００となる内表面に対し、反射凸部３２２を形成する金属等の凸状反射材が接着等によって接合されてなる、複合品であってもよい。
【００２５】
ここまで説明した照明装置１では、図４に示すように、ケーシング１０内のうち底壁１２と調光体３０との間の導光空間３０１にて、光源２０のＬＥＤ２２が発光する。これにより、ＬＥＤ２２からの光の一部は、透過部３１へと直接到達して各貫通孔３１０を透過する。一方、ＬＥＤ２２からの光の残部は、反射部３２の反射面３００及び反射凸部３２２の湾曲状側面３２２ｃによって反射され、さらにケーシング１０のうち内底面１２０を含む内壁面１００によって一回又は複数回反射されてから、透過部３１へと到達して各貫通孔３１０を透過する。この後者の場合において特に、外周側へと凸湾曲した尖鋭形状（具体的には半紡錘形状）の反射凸部３２２によっては、ＬＥＤ２２及び基材２１の双方から外れる方向へと光が反射される。即ち、反射凸部３２２による光源２０からの光の反射方向は、光源２０の実質全体を避けて設定されている。
【００２６】
このように調光体３０を通した導光作用では、光源２０からの光が透過部３１を直接的又は間接的に透過することで、対象物への照明光となる当該透過光の輝度分布は、例えば実質均一となるように調整されるのである。
【００２７】
（作用効果）
以上の如き本実施形態による作用効果を、以下に説明する。
【００２８】
本実施形態の反射部３２において光源２０に正対する正対領域３２０では、光源２０側へと向かって尖鋭形状に突出する反射凸部３２２が形成されることで、当該反射凸部３２２による光の反射方向が光源２０を避けて設定される。これにより光源２０からの光は、反射凸部３２２における尖鋭形状の尖端３２２ａ及びその外周側側面３２２ｃによって反射されても、当該光源２０へは再帰入射し難くなる。しかも本実施形態の反射部３２では、尖鋭形状の中でも特に外周側へと凸湾曲した形状の反射凸部３２２によって光源２０からの光の反射方向は、光源２０を避ける範囲にて同光源２０に可及的に近接し得る。
【００２９】
以上の如き本実施形態によれば、光源２０への再帰入射に起因する光の利用効率低下と共に、有底形状ケーシング１０のうち光源２０の配置される内底面１２０において光源２０近傍箇所への入射光量不足に起因する輝度分布の偏りとを、いずれも抑制することができる。したがって、光の利用効率低下を抑制することによる高い照明効率と、輝度分布の偏りを抑制することによる少ない輝度ムラとを、両立させることが可能である。
【００３０】
さらに本実施形態の反射部３２では、反射凸部３２２において光源２０に心合わせられた尖鋭形状の尖端３２２ａ及びその外周側の湾曲状側面３２２ｃによる光の反射方向は、光源２０を正確に避けて設定し易くなる。これによれば、光の利用効率低下に繋がる反射凸部３２２から光源２０への再帰入射を回避して、高照明効率の達成効果の信頼性を向上させることが可能である。
【００３１】
またさらに本実施形態の反射部３２において、正対領域３２０と光源２０との正対方向における投影視では、光源２０のうちケーシング１０の内底面１２０に装着の基材２１に実装されて光を発するＬＥＤ２２は、反射凸部３２２の突出元側輪郭３２２ｂ内に収まる。これによりＬＥＤ２２からの光は、反射部３２の正対領域３２０において反射凸部３２２の周囲箇所による反射を低減され得る。故に、反射凸部３２２の周囲箇所による反射光の光源２０への再帰入射、ひいては当該再帰入射に起因する光の利用効率低下を回避して、高照明効率の達成効果の信頼性を向上させることが可能である。
【００３２】
加えて本実施形態の透過部３１では、反射部３２において光源２０に正対する正対領域３２０の幾何中心Ｃｒから離れるほど大径に調光体３０を貫通した貫通孔３１０によって、光が透過させられる。これによれば、正対領域３２０から離れるほど光源２０からの光が到達し難くなる透過部３１であっても、より大径の貫通孔３１０によって当該光の透過量が増大し得る。故に、光源２０から透過部３１までの距離に依拠した輝度分布の偏りを低減して、輝度ムラを抑制することが可能である。
【００３３】
（他の実施形態）
以上、一実施形態について説明したが、本開示は、当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【００３４】
具体的に変形例１の調光体３０では、貫通孔３１０の貫通がなく且つ反射材によって部分的に遮光された透光性母材において、当該遮光部分から反射部３２が形成され且つ当該遮光部分以外の透光部分から透過部３１が形成されていてもよい。このような変形例１の調光体３０は、例えば透明樹脂等から貫通孔３１０なしに形成されたシート状母材又は板状母材において反射面３００となる内表面及び反射凸部３２２となる凸状体の表面に対し、スパッタリング若しくは蒸着等によって金属等の反射材が積層されてなる、複合品であってもよい。あるいは変形例１のの調光体３０は、例えば透明樹脂等から貫通孔３１０なしに形成されたシート状母材又は板状母材において反射面３００となる内表面に対し、反射凸部３２２を形成する金属等の凸状反射材が接着等によって接合されてなる、複合品であってもよい。
【００３５】
変形例２の調光体３０では、正対領域３２０と光源２０との正対方向（即ちＺ方向）における投影視にて、反射凸部３２２の突出元側輪郭３２２ｂからＬＥＤ２２の一部が食み出していてもよい。変形例３の調光体３０では、図５に示すように、Ｚ方向から視た平面視にて突出元側輪郭３２２ｂが矩形を呈し、且つＸ方向及びＹ方向のいずれにおいても外周側へと凸状に膨らんだ四つの湾曲状側面３２２ｃを有する尖鋭形状に、反射凸部３２２が形成されていてもよい。変形例４の調光体３０では、図６に示すように、Ｚ方向から視た平面視にて矩形を呈し、且つＸ方向及びＹ方向の片方のみにて外周側へと凸状に膨らんだ二つの湾曲状側面３２２ｃを有する尖鋭形状に、反射凸部３２２が形成されていてもよい。
【００３６】
変形例４の調光体３０は、Ｚ方向においてケーシング１０の内底面１２０側又はその反対側へ、凸湾曲していてもよい。変形例５では、図７，８に示すように、Ｘ方向及びＹ方向のうち少なくとも一方において、要素１０，２０，３０の組が複数組並んで配置されていてもよい。変形例６では、図９に示すように、ケーシング１０内のうち底壁１２と調光体３０との間にて、光を導光する透光性の導光体４０が追加配置されていてもよい。
【００３７】
変形例７では、光源２０においてＬＥＤ２２が白色以外の有彩色の光を発してもよい。このような変形例７では、光源２０への光の再帰入射に起因する色ずれについても抑制して、対象物に対する所期の視認性を確保することが可能となる。
【符号の説明】
【００３８】
１  照明装置、１０  ケーシング、１１  開口、１２  底壁、  ２０  光源、２１  基材、２２  ＬＥＤ、３０  調光体、３１  透過部、３２  反射部、１００内壁面、１２０  内底面、３１０  貫通孔、３２０  正対領域、３２２  反射凸部、３２２ａ  尖端、３２２ｂ  突出元側輪郭、３２２ｃ  湾曲状側面、Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｌ，Ｃｒ  幾何中心
【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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