(57)【要約】【課題】  光源としてＬＥＤを用いた照明装置において、広範囲を照明するのに好適な技術を提供する。【解決手段】  本発明に係る照明装置は、光源としての複数のＬＥＤ（１，１ａ）と、光拡散性を有するセード（５）とを備え、該複数ＬＥＤからの光を前記セードを介して外部に照射するように構成された照明装置において、前記複数のＬＥＤ（１，１ａ）が配列された光源基板（１０）と、該光源基板（１０）に配列された複数のＬＥＤ（１，１ａ）のうち、少なくとも最も外側に配列されたＬＥＤ（１ａ）の光出射側に配置され、該最も外側に配列されたＬＥＤ（１ａ）の出射光を照明装置の外周方向に導くための導光体（２）とを備えたことを特徴とする。【選択図】図２
2015103323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源としての複数のＬＥＤと、該複数のＬＥＤの光出射側に配置された、光拡散性を有するセードとを有し、該複数ＬＥＤからの光を前記セードを介して外部に照射するように構成された照明装置において、
前記複数のＬＥＤが配列された光源基板と、
該光源基板に配列された複数のＬＥＤのうち、少なくとも最も外側に配列されたＬＥＤの光出射側に配置され、該最も外側に配列されたＬＥＤの出射光を前記照明装置の外周方向に導くための導光体と、
を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記複数のＬＥＤは、前記光源基板の主平面と直交する方向に前記セードに向けて光を出射することを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項２に記載の照明装置において、
前記導光体は、前記も外側に配列されたＬＥＤからの出射光が入射される入射面と、該入射面に入射された光を前記照明装置の外周方向に反射するための、前記照明装置の光照射側に凸を向くように湾曲された全反射面と、該全反射面で反射された光を出射するための、前記照明装置の外周方向に向いた出射面とを有することを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項３に記載の照明装置において、
前記全反射面は、前記入射面の背面側に存在する基準点と前記全反射面上の任意の点とを結ぶ線分と、当該全反射面上の任意の点における法線とが為す角度が、臨界角度以上となる形状を有することを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項４に記載の照明装置において、
前記最も外側に配列されたＬＥＤが前記基準点に配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項３に記載の照明装置において、
前記導光体の全反射面の、前記照明装置の中心と前記最も外側に配列されたＬＥＤの中心を結ぶ線と、前記最も外側に配列されたＬＥＤの光軸とを含む断面の一部または全部が等角螺旋形状を有することを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項５に記載の照明装置において、
前記全反射面の、前記最も外側に配列されたＬＥＤ近傍の所定範囲が等角螺旋形状を有することを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項４に記載の照明装置において、
前記最も外側に配列されたＬＥＤが、前記基準点よりも、前記導光体の前記出射面と反対側の端部側に配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項４に記載の照明装置において、
前記全反射面の基準点に、前記導光体を通して前記最も外側に配列されたＬＥＤの虚像が位置するように、前記最も外側に配列されたＬＥＤを配置したことを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項３に記載の照明装置において、前記最も外側に配列されたＬＥＤ以外のＬＥＤの光出射側に、該ＬＥＤからの光を拡散するためのレンズを設けたことを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の照明装置において、前記レンズは前記導光板と一体的に構成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の照明装置において、前記レンズは前記導光板と別体に構成されていることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源としてＬＥＤを用いた、例えばシーリングライト、ベース照明等の照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた照明装置（例えばシーリングライトやベース照明等）が普及しつつある。ＬＥＤは、従来光源として用いられてきた蛍光灯や白熱電球に比べ消費電力や寿命の点で有利である一方、高い指向性を有している。
【０００３】
このため、ＬＥＤを光源として用いた例えば室内用の照明装置では、広範囲の空間を照明するための工夫が必要となる。そのための従来技術として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１には、光源基板に特定の方向を臨む基板面を複数形成し、該基板面にＬＥＤを配置することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−６５４２７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に記載の従来技術では、ＬＥＤが搭載される基板面が特定の方向を向くように光源基板を折り曲げ或いは屈曲させるような加工が必要となる。このため、比較的高コストな材質の折り曲げ可能な基板を利用するか、もしくは折り曲げまたは屈曲が困難な場合は複数の基板を用いる必要があり、高コストとなる。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みて為されたものであり、光源としてＬＥＤを用いた照明装置において、広範囲を照明可能するのに好適な技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は特許請求の範囲に記載された構成を特徴とするものである。より具体的には、本発明に係る照明装置は、光源としての複数のＬＥＤと、光拡散性を有するセードとを有し、該複数ＬＥＤからの光を、前記セードを介して外部に照射するように構成された照明装置において、前記複数のＬＥＤが配列された光源基板と、該光源基板に配列された複数のＬＥＤのうち、少なくとも最も外側に配列されたＬＥＤの光出射側に配置され、該最も外側に配列されたＬＥＤの出射光を前記照明装置の外周方向に導くための導光体とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
上記導光体は、最も外側に配列されたＬＥＤの出射光を前記照明装置の外側の方向に反射するための全反射面を含むものである。また上記導光体の全反射面の、上記照明装置の中心と上記最も外側に配列されたＬＥＤの中心を結ぶ線と、上記最も外側に配列されたＬＥＤの光軸とを含む断面の一部は、等角螺旋形状を有していてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
上記本発明の構成によれば、上記導光体を有することによって、ＬＥＤからの光を広範囲に照射することができる。また、このような広範囲の光の照射を低コストで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第一の実施例に係る照明装置の全体構成を示す斜視図。
【図２】本発明の第一の実施例に係る照明装置の一構成例を示す部分断面図。
【図３】第一の実施例に係る導光体２の一構成例を示す断面図。
【図４】第一の実施例に係る外側光源部の配光分布と光線の様子を示す図。
【図５】導光体２の形状の一例を示す図
【図６】導光体２の形状の他の例を示す図
【図７】導光体２の断面形状の一例を示す図
【図８】本発明の第二の実施例に係る導光体２の一構成例を示す断面図。
【図９】本発明の第三の実施例に係る導光体２の一構成例を示す断面図。
【図１０】第四の実施例に係る導光体２とＬＥＤ１ａの配置例を示す図。
【図１１】第五の実施例に係る導光体２とＬＥＤ１ａの配置例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。尚、以下の説明では、同一の機能または構成を有する要素には同一の符号を付して重複した説明は省略するものとする。
【実施例１】
【００１２】
まず図１〜図７を用いて、本発明の第一の実施例に係る照明装置の構成を説明する。図１は、本発明の第一の実施例に係る照明装置の全体斜視図を示しており、図２は、当該照明装置の部分断面図を示している。
【００１３】
図１に示されるように、本実施例に掛かる照明装置は、光照射側（紙面上側）に凸を向くように湾曲された、照明装置の光透過性を有する外装カバーとしてのセード５と、ベースシャーシ９とを有している。上記セード５は、例えば透明樹脂に擦りガラスのような粗面を形成して構成されたものであり、照明装置内部に設けられた光源としてのＬＥＤからの光を拡散して外部に照射する。ベースシャーシ１０の裏側には、例えば部屋の天井に照明装置を取り付けるための図示しない金具類が設けられている。
【００１４】
図１に示された照明装置の内部は、図２の断面図に示されている。図２は照明装置の右側部分のみを示しているが、左側部分は図２に示されたものと対象になっている。図２において、例えばアルミニウムや剛性の高い樹脂等により例えば円形の板状に構成された主基板７の光照射側には上記セード５が例えばネジ止めにより取り付けられ、一方、背面側（紙面下側）には、光照射側（紙面上側）に開口を有する枡形のベースシャーシ９が例えばネジ止めにより取り付けられている。
【００１５】
光源基板１０は、光源としての複数のＬＥＤ１及びＬＥＤ１ａが実装されている。ＬＥＤ１及びＬＥＤ１ａは、同一の構成及び光学特性を有しているが、ここでは、照明装置の最も外側に配置されているＬＥＤをＬＥＤ１ａと表して、便宜上、他の位置に配置されたＬＥＤと区別するものとする。
【００１６】
また本実施例では、ＬＥＤ１及びＬＥＤ１ａとして、白色光を放出するトップビュー型の白色ＬＥＤを用いるものとする。従って、ＬＥＤ１及びＬＥＤ１ａは、光源基板１０又は主基板７の主平面と垂直な方向に、光照射側（紙面上側）に向けて白色光を出射する。
【００１７】
白色ＬＥＤは、例えば電力を受けて青色光を発光する発光チップ部分と、該発光チップからの青色光を受けて励起され、緑から赤にかけた波長領域のスペクトルを持つ光を発光する蛍光体とを有している。この蛍光体として、赤と緑の光を同時に励起して黄色に見える発光スペクトルを有する蛍光体を用いることもできる。当然、蛍光体の発光スペクトルを変更して異なる色温度で発光するように、蛍光体の特性等が調整されていてもよい。さらに、１つのＬＥＤにおいて、複数の発光チップを搭載した大光量タイプのＬＥＤを利用してもよい。複数の発光チップを搭載したＬＥＤでは、ＬＥＤの発光面（光放出面）の中心を基準にして対称となるように、発光チップを例えば矩形状、同心円状に配置することが好ましいが、配置はこれに限定されるものではない。
【００１８】
またＬＥＤ１には、配光の調整や光の取り出し効率を改善するためのレンズやリフレクタなどの光学要素が備えられていてもよい。かかる光学要素として、例えば、透過性を有する材質で成形された凸レンズまたは金属蒸着されたミラーを用いることができ、これらをチップ周辺部に設けることでな配光の調整や光の取り出し効率を改善することができる。
【００１９】
上記光源基板１０は、主基板７の背面側に、ベースシャーシ９に囲われる或いは収納されるように例えばネジ止めにより取り付けられている。ここで、主基板７の、光源基板１０に配列されたＬＥＤ１及び１ａと対応する位置には開口が設けられており、この開口からＬＥＤ１が主基板７の光照射側に露出するように、光源基板１０が主基板７の背面側から取り付けられている。
【００２０】
更に主基板７の背面側には、図示しないリモコンからの信号を受信するためのリモコン信号受信部４１が、ベースシャーシ９の外側において例えばネジ止めにより取り付けられている。この例では、リモコン信号受信部４１は主基板７の背面側に設けられているが、主基板７の光照射側に設けられてもよい。
【００２１】
ＬＥＤドライバ４は、光源基板１０の背面側に実装されており、光源基板１０に設けられた配線パターンを介してＬＥＤ１（１ａ）に駆動電流（例えば）ＰＷＭ信号）を供給する。またＬＥＤドライバ４は、リモコン信号受信部４１と信号線８によって接続されている。そして、ＬＥＤドライバ４からの駆動電流（例えばＰＷＭ信号）が、リモコン信号受信部４１から信号線８を介して入力されたユーザ操作に応じたリモコン信号に含まれる各種コマンドに基づいて、ＬＥＤドライバ４に内蔵された制御部または図示しないマイコンにより制御される。これにより、例えばＬＥＤ１の点灯／消灯がリモコン操作により切替可能となり、また必要に応じて、ＬＥＤ１の発光輝度及び／またはＬＥＤ１の発光色がユーザにより調製することも可能となる。
【００２２】
主基板７から露出されたＬＥＤ１及び１ａの光出射側に、所定距離離されて、光学部品３が配置されている。この光学部品３は、透光性を有しており、かつＬＥＤ１ａを除くＬＥＤ１の実装位置と対応する位置に形成されたレンズ６と、ＬＥＤ１ａの実装位置と対応する位置に形成された導光体２とを有している。レンズ６は、光照射側に凸を向けた凹メニスカスレンズ（負レンズ）形状を有し、対応するＬＥＤ１の光軸を中心に当該ＬＥＤ１からの出射光を径方向に広げる機能を有している。また導光体２は、ＬＥＤ１ａからの出射光を照明装置の外周方向（照明装置の側面の方向）に導くように反射させる機能を有している。
【００２３】
ＬＥＤ１、ＬＥＤ１ａ及び光学部品３の光照射側及び側面を囲むように、セード５が主基板７に例えばネジ止め、又は着脱が容易なように係合部材により取り付けられている。これにより、ＬＥＤ１及び１ａからの光は、レンズ６により広げられ、更に導光体２により照明装置の外周方向に導かれ、更にセード５により拡散されて照明装置外部（例えば室内空間）に照射される。
【００２４】
上記の本実施例は、光学部品３に設けた導光体２により照明装置の最も外側に位置するＬＥＤ１ａからの光を照明装置の外周方向（照明装置の側面方向）に導くことで、広範囲を照明可能にすることを特徴とするものである。以下、第一の実施例に係る導光体２の詳細について、図３〜図７を参照して説明する。
【００２５】
図３は、第一の実施例に係る導光体２の、当該導光体２に対応するＬＥＤ１ａの光軸と照明装置の中心を含む面での断面図を示している。
【００２６】
図３に示されるように、本実施例に係る導光体２は、例えば透明樹脂により中実に構成されており、かつＬＥＤ１ａからの光が入射される入射面２２と、全反射面２１と、出射面２３とを含んでいる。入射面２２は、導光体２の出射面２３と反対側の端部近傍において、ＬＥＤ１ａの発光面に対向し、かつ光源基板１０のＬＥＤ搭載面とほぼ平行になるように配置されている。出射面２３は、入射面２２と直交しており、照明装置の外周方向（照明装置の側面方向）を向いている。全反射面２１は、入射面２２の端部と出射面２３の端部とを繋ぐように形成されており、かつ光照射側の照明装置の中央方向に凸を向くように湾曲されている。
【００２７】
ＬＥＤ１ａは、その発光面に対向するように配置される導光体２の入射面２２に向けて発光のピークが向くように光束を出射する。すなわちＬＥＤ１ａの光軸は導光体２の入射面２２と直交している。ＬＥＤ１ａからの光束は入射面２２に入射して導光体２の内部を進行して全反射面２１に到達し、全反射面２１の少なくとも一部或いは全面で出射面２３の方向（すなわち）照明装置の外周方向に向けて全反射される。
【００２８】
全反射面は、図３に示されるように、入射面２２の背面側に存在するある１つの基準点Ｐａと全反射面２１上の任意の点Ｐｂとを結ぶ線分と、当該全反射面２１上の任意の点Ｐｂにおける法線（図３では点線で図示）とが為す角度δが、臨界角度以上を保つ形状となっている。この臨界角度は、導光体２の材料の屈折率によって決定され、屈折率が高いほど臨界角度は小さくなる。
【００２９】
そして、図３に示されるように基準点ＰａにＬＥＤ１ａの発光面中心が位置するようにＬＥＤ１ａを配置すれば、全反射面２１に入射する光束のうち、全反射面２１の法線に対して臨界角度よりも大きな入射角で入射した光束は、全反射面２１で全反射して折り曲げられ、出射面２３に導かれることになる。このため、全反射面２１に入射する光束の多くは全反射し、全反射面２１を透過する光は殆どなくなる。
【００３０】
上記ＬＥＤ１ａと導光体２との組合せを以下では「外側光源部」と呼ぶ。かかる外側光源部の配光分布を図４に示す。図４（ａ）は、本実施例に係る外側光源部の配光分布図を示し、図４（ｂ）は外側光源部の光線追跡図を示している。図４（ａ）に示された配光分布図の中心の縦軸は、図４（ｂ）に示された外側光源部のＬＥＤ１ａの光軸と一致しているものとする。
【００３１】
導光体２を設けずＬＥＤ１ａのみを発光させた場合の配光分布は、図４（ａ）の破線に示されるように、ＬＥＤの高い指向性により上向きに強い発光を示すものとなる。一方、本実施例に係る外側光源部は、図４（ｂ）に示されるように、ＬＥＤ１ａからの光束は導光体２の全反射面２１によって全反射され、出射面２３から出射される。本例では全反射面２１で全反射された光は紙面右側に向かって出射されるため、本実施例に係る外側光源部の配光分布は、図４（ａ）の実線に示されるように、右側に向かって強い発光を示すものとなる。本例とは反対の位置に配置された外側光源部、すなわち照明装置の左側に配置された外側光源部は、図４（ａ）と逆向きの配光分布を示すこととなる。
【００３２】
ここで、図２のようにＬＥＤ１及び１ａがセード５に向けて、単一の方向（図２では紙面上方向で、光源基板と直交する方向）に光を出射するように配置されている場合を考える。このようなＬＥＤの配置は、光源基板１０を平面で構成でき、かつ光源基板１０の面積を広く確保しやすく、放熱による発光効率の維持、製造時の取り付け性の確保のために適した構成である。しかしながら、ＬＥＤは指向性が高いために、図２のようにＬＥＤ１及び１ａが上向きに光を出射している場合は、セード５のうちＬＥＤ１及び１ａが配置されている近傍の部分にしか照射されない。これは、セード５とＬＥＤ１及び１ａとの間隔が狭い場合に顕著となる。このため、照明装置の外周部に光を十分に供給することができず、広範囲を照明することは困難となっていた。
【００３３】
広範囲を照明する場合には、照明装置においてはセード５全体に光が照射されていることが望ましい。そのためには、ＬＥＤ１または１ａのいずれかの発光方向を照明装置の外周方向に向ける必要があるが、前述の光源基板１０の構成のために、ＬＥＤ１または１ａの発光方向は変更しないことが望ましい。
【００３４】
そこで、本実施例では、上記のような導光体２を使用することによって、ＬＥＤ１ａの配置方向を変更することなく、広い配光分布を得ることを可能としたものである。図２の例では、光源基板１０に配置されたＬＥＤのうち最も外側に配置されているＬＥＤ１ａに対して導光体２を使用している。この構成であれば、図４（ａ）の実線に示されるように、あたかも最外周に配置されたＬＥＤ１ａの発光面（光軸の方向）を外周方向に向けて配置したかのような配光分布を実現することでき、セード５の外周方向に向けて十分に光を供給することができる。その結果、セード５全体が照射され、照明装置の照射範囲を拡大することが可能となる。
【００３５】
上記導光体２の材質としては、ガラスやプラスチックなどの光透過性を有する材質を利用できる。たとえば、生産性に優れたプラスチックを例に挙げると、ポリカーボネート、アクリルなどを利用することができる。また導光体２を製造する方法として、例えば材料を熱して流動性を高めて金型に流し込み、これを冷やし固めて成型する射出成形を利用することができる。このとき、導光体２をレンズ６とともに一体成型して光学部品３を構成すれば、製造工程を少なくし製造コストを低減することができる。当然、導光体２をレンズ６とは別に製造してもよい。また射出成形の際、導光体２の光の入射面２２、出射面２３、全反射面２１を成形するための金型の表面は、研磨されていることが好ましい。入射面２２及び出射面２３は、本実施例では平面としたが、必要に応じ例えば曲面や球面としてもよい。また出射面２３に、光の拡散のために粗面またはマイクロレンズ、マイクロプリズムを形成してもよい。
【００３６】
導光体２の形状の一例を図５、図６に示す。図５の例は、導光体２を図２の紙面奥行き方向に延伸した長方形状としている。図５は導光体２のみを示しているが、レンズ６と一体に成型してもよいし、それぞれ別体に構成してもよい。図６の例は、導光体２をある軸または点（例えば照明装置の中央）を中心に回転させた円形状としている。図６は導光体２とレンズ６とを一体成型しているが、それぞれ別体に構成してもよい。
【００３７】
また導光体２の断面形状は、図２、図３の例に限られるものではなく、例えば図７に示されるように、入射面２１のＬＥＤ１ａと対向する部分よりも外側の部分に凹部または切欠２４を設けてもよい。凹部または切欠２４の部分は、例えば図４（ｂ）のように全反射面２１によって反射された光があまり通過しない部分である。よって、この部分に凸部または切欠２４を設ければ、導光体２の重量や材料コストを低減することができる。
【００３８】
またＬＥＤ１ａが光源基板１０に実装される方向は、導光体２の延伸方向に沿っていることが望ましい。例えば、導光体２が例えば図５に示されるように長方形状である場合は、ＬＥＤ１ａは導光体２の長手方向に沿って略１列に配置されていることが望ましい。また、図６に示されるように、導光体２が円形状である場合は、ＬＥＤ１ａは当該円形状の導光体２の円周方向に沿って配列することが望ましい。その際、光源基板１０は、円形、円環状または円弧形状としてもよい。
【００３９】
上述の例において、ＬＥＤ１及びＬＥＤ１ａは同じ構成または光学特性を有するものとしたが、それぞれ異なる構成または光学特性を有するものとしてもよい。例えば、外側のＬＥＤ１ａをＬＥＤ１よりも発光輝度が高いものを使用してもよい。また、上述の例ではＬＥＤ１及びＬＥＤ１ａを白色ＬＥＤとしたが、例えば、発光色が異なる複数のＬＥＤ（例えば赤色、青色、緑色ＬＥＤ）の組み合わせを使用してもよい。この場合、各発光色のＬＥＤをそれぞれ独立して駆動できる構成とすれば、それぞれのＬＥＤへの供給電力を制御することによって、導光体２から出射する発光色を変更することができる。
【００４０】
上述のように、導光体２は透明な材質で構成されているが、ＬＥＤ１ａから出射した光線は、導光体２と空気の界面で発生するフレネル反射のため、全ての光線を透過させることができない。照明装置では光の利用効率向上の観点から、ＬＥＤ１ａからの光線が全て導光体２を透過することが望ましい。このために、光源基板１０の表面に、光の反射率を高めるための処理を施しておくことが望ましい。これにより、上記フレネル反射で透過しなかった光線を光源基板１０の表面で反射して再び導光体２へ向かって入射させることが可能となる。上記光の反射率を高めるための処理として、例えば鏡面処理を用いてもよいし、光源基板１０の表面材質に反射性が高い材質を使用してもよい。また、光源基板１０の表面を白色の反射性が高い塗料で塗装してもよいし、光源基板１０表面から金属光沢面を露出させた構成であってもよい。更にまた光源基板１０の表面の光学特性を利用するのではなく、反射性が高い光学特性を持つ反射シートを光源基板１０の表面に配置する構成であってもよい。
【００４１】
また上記の実施例の説明では、照明装置の最も外側に配置されているＬＥＤ１ａの光出射側に導光体２を配置したが、ＬＥＤ１ａと、ＬＥＤ１ａの照明装置中央側に隣接する別のＬＥＤの両方に対して導光体２を配置するようにしてもよい。
【００４２】
上述のように本実施例は、複数のＬＥＤのうち少なくとも最も外側に配置されたＬＥＤ１ａの光照射側に、ＬＥＤ１ａからの光を照明装置の外周方向に導く導光体２を設けたので、ＬＥＤ１ａからの光を照明装置の外周方向（照明装置の側面方向）に十分に供給することができる。従って、従来技術のように例えば光源基板を折り曲げ若しくは湾曲させたり、複数の光源基板を所定の角度を為して結合したりすることなく、導光体２により容易に光を照明装置の外周方向に向けさせることができる。このため、本実施例によれば、簡単な構成で、かつ安価に広範囲を照明可能な照明装置を提供することができる。
【００４３】
本実施例は、例えばシーリングライトやベース照明など部屋の天井に取り付け可能な室内照明装置に適用して好適である。しかしながら、室内照明以外の照明装置にも適用でき、またスポットライト等の間接照明にも適用可能であることは言うまでも無い。
【実施例２】
【００４４】
次に、図８を用いて本発明の第二の実施例の一構成例を説明する。図２は、第二の実施例に係る導光体２の断面図の一例である。
本実施例は、図２に示されるように導光体２が等角螺旋形状を持つ全反射面２１５を備える点を特徴としている。全反射面２１５も、入射面２３の背面側に存在するある１つの基準点Ｐａと全反射面２１５上の任意の点Ｐｂとを結ぶ線分と、任意の点Ｐｂにおける法線とがなす角度δが、臨界角度以上を保つ形状でとなっている。
【００４５】
等角螺旋は、極座標形式で表現することができ、例えば下記式１で表される。
【００４６】
（式１）  ｒ(θ)=ａｅδθ
式１において、a、δは任意の定数である。
【００４７】
等角螺旋は、ある基準点Ｐａと任意の点Ｐｂとを結ぶ線分と、任意の点Ｐｂにおける接線との為す角度が常に一定になる性質を有しており、別の言い方をすれば、基準点Ｐａと任意の点Ｐｂとを結ぶ線分と、任意の点Ｐｂにおける法線との為す角度δも常に一定である。つまり、本実施例に係る導光体２全反射面２１５の断面形状は、基準点Ｐａを中心とした等角螺旋形状となっている。等角螺旋形状の基準点ＰａにＬＥＤ１ａの発光面中心が位置するように配置すれば、少なくともＬＥＤ１ａの発光面中心から出射した光線と全反射面２１５の法線との為す角度が常に臨界角度よりも大きくなる。このため、基準点Ｐａからの光線は常に全反射条件を満たすため全反射面２１を透過する光束が大幅に減少し、ＬＥＤ１ａからの出射光束の大部分を出射面２３から出射させることができる。
【００４８】
等角螺旋は、上記角度δを大きくすると、基準点Ｐａから離れるに従い形状が大きくなる性質がある。従って、角度δを臨界角度としたときが、最も小さな全反射面２１５を得ることができる。ただし、ＬＥＤ１ａは有限の大きさを有しているため、基準点ＰａにＬＥＤ１ａの発光面中心を配置したとしても、発光面中心以外から発光する光束が存在する。この光束を全反射させるため、上記等角螺旋における角度δを臨界角度よりも大きくしてもよい。
【００４９】
このように、本実施例の構成であれば、ＬＥＤ１ａからの光をより多く照明装置の外周方向に導くことができ、より広範囲に照明することが可能となる。また導光体２を小型化することができ、より照明装置のコストを低減することができる。
【実施例３】
【００５０】
次に、図９を用いて本発明の第三の実施例の一構成例を説明する。図９は、第三の実施例に係る導光体２の断面図である。
【００５１】
本実施例は、図３に示されるように、導光体２が、等角螺旋形状を持つ第１全反射面２１１と、等角螺旋形状ではない第２全反射面２１２とを含む全反射面２１６を有することを特徴としている。第１全反射面２１１は、全反射面２１６のうちＬＥＤ１ａ側の端部からＬＥＤ１ａの光軸との交点よりも出射面２３側に位置する境界ｂまでの範囲に設けられている。一方、第２全反射面２１２は、全反射面２１６のうち上記境界ｂから出射面２３までの範囲に設けられている。すなわち、本実施例は、導光体２の全反射面２１６のうちＬＥＤ１ａ側の所定範囲の面を等角螺旋形状としたものである。
【００５２】
ＬＥＤ１ａからの出射光束のうち、全反射面２１６のＬＥＤ１ａ近傍の所定範囲に向かう光束は、全反射面２１６の法線に対して入射角度が小さくなる傾向にあるため、全反射面２１６の法線に対する光線の入射角を臨界角度以上に維持することは難しい。このため、本実施例では、全反射面２１６のうちＬＥＤ１ａに近傍の所定範囲、すなわち全反射面２１６のうちＬＥＤ１ａ側の端部からＬＥＤ１ａの光軸との交点よりも出射面２３側に位置する境界ｂまでの範囲を等角螺旋形状の第１全反射面２１１とすることによって、全反射面２１６のうちＬＥＤ１ａ近傍の所定範囲に入射する光の大部分を全反射可能にしている。一方、全反射面２１６のうち第１全反射面２１１以外の範囲、すなわち境界ｂから出射面２３までの範囲は、当該範囲の面上にある任意の点における法線と、当該任意の点と基準点Ｐａとを結ぶ直線とが為す角度δ’が臨界角度以上であればよい。従って、境界ｂから出射面２３までの範囲は等角螺旋形状でなくてもよいため、本実施例では、当該範囲の面を角度δ’が臨界角度以上となる第１全反射面２１２としている。
【００５３】
上記第１全反射面２１１と第２全反射面２１２が連続する曲線の一次微分値が連続するように、上記境界ｂを設けるようにしてもよい。形成してもよい。また境界ｂの位置は、全反射面２１６の、ＬＥＤ１ａの光軸（もしくは基準点Ｐａから鉛直方向に延びる線分）の交点またはその近傍であってもよい。第１全反射面２１１と第２全反射面２１２との境界ｂは、上記交点近傍または交点よりも出射面２３側であれば、任意に設定することができる。
【００５４】
上記本実施例構成であれば、第１全反射面２１１を等角螺旋形状で構成することで導光体２の小型化が図れる。更に、第２全反射面２１２を等角螺旋ではない全反射面で構成することによって、導光体２は光ＬＥＤ１ａから出射された大部分の光束を全反射させながら、配光分布を調整することが可能である。
【００５５】
このように、本実施例の構成であれば、ＬＥＤ１ａからの光をより多く照明装置の外周方向に導くことができ、より広範囲に照明することが可能となる。また導光体２を小型化しながら配光分布を調整することができる。
【実施例４】
【００５６】
次に、図１０を用いて本発明の第四の実施例の一構成例を説明する。図４は、第四の実施例に係る導光体２とＬＥＤ１ａの配置例を示している。
【００５７】
本実施例は、図１０に示されるように、ＬＥＤ１ａを基準点Ｐａよりも導光体２の出射面２３側とは反対側の端部に配置したことを特徴としている。本実施例において、導光板２の全反射面２１は、先に説明した第一の実施例と同じ形状、すなわち入射面２２の背面側に存在するある１つの基準点Ｐａと全反射面２１上の任意の点Ｐｂを結ぶ線分と、当該全反射面２１上の任意の点Ｐｂにおける法線とが為す角度δが、臨界角度以上を保つ形状となっている。
【００５８】
全反射面２１の各位置における角度δは、基準点Ｐａに対して常に臨界角度よりも大きくなっているため、基準点Ｐａから出射した光線を全反射する。一方、基準点Ｐａ以外から出射した光線は全反射面２１で全反射するとは限らない。光源として例えばＬＥＤのような面光源を使用するとき、ＬＥＤの発光面は有限の大きさを有しているため、基準点ＰａにＬＥＤの発光面の一部(中心)を一致させて置いても、基準点Ｐａ以外から発光される光も存在することとなる。特に、基準点Ｐａよりも出射面２３側に位置する発光面の部分から発光される光の多くは、全反射面２１に対して臨界角度よりも小さい入射角で入射される。この光は、全反射面２１で全反射されることができない。
【００５９】
そこで本実施例では、ＬＥＤ１ａを基準点Ｐａよりも導光体２の出射面２３側とは反対側の端部に配置し、ＬＥＤ１ａの発光面からの光の殆どを全反射面２１で全反射可能にしたものである。反射面２１の各位置における角度δは臨界角度以上を保つ形状になっているため、ＬＥＤ１ａを上記のように配置すれば、ＬＥＤ１ａが存在する範囲からの光線は、全反射面２１の各位置に対して常に臨界角度δよりも大きな角度δ’で入射することになる。従って、上記位置のＬＥＤ１ａの発光面からの光束の殆どを全反射面２１で全反射させることが可能となる。
【００６０】
このように、本実施例の構成であれば、ＬＥＤ１ａからの光束を全反射面２１で効果的に反射させることができ、より好適にＬＥＤ１ａからの光を照明装置の外周方向に導くことが可能となる。
【００６１】
本実施例では、導光体２として第一の実施例の導光体２を用いたが、第二の実施例、第三の実施例の導光体２を用いてもよい。
【実施例５】
【００６２】
次に、図１１を用いて本発明の第五の実施例の一構成例を説明する。図１１は、第五の実施例に係る導光板２とＬＥＤ１ａの配置例を示している。
【００６３】
本実施例は、図１１に示されるように、第一実施例の導光体２を用い、かつ全反射面２１の基準点Ｐａが、ＬＥＤ１ａの虚像近傍に位置していることを特徴としている。換言すれば、全反射面２１の基準点Ｐａに、導光体２を通して見たＬＥＤ１ａの虚像が位置するようにＬＥＤ１ａを配置する。
【００６４】
本実施例において、導光板２の全反射面２１は、先に説明した第一の実施例と同じ形状、すなわち入射面２２の背面側に存在するある１つの基準点Ｐａと全反射面２１上の任意の点Ｐｂを結ぶ線分と、当該全反射面２１上の任意の点Ｐｂにおける法線とのが為す角度δが、臨界角度以上を保つ形状となっている。
【００６５】
ＬＥＤ１ａからの光線は、入射面２２で屈折されて導光体２の内部へ向かって進行する。このとき、入射面２２での屈折の効果によって、ＬＥＤ１ａからの光線は、導光体２を通して見たＬＥＤ１ａの虚像１ａｖから出射しているとみなすことができる。特に、入射面２２の形状が平面ではなく、レンズ効果を持たせた場合や、屈折率が大きい材質を導光体２に使用した場合に、ＬＥＤ１ａの位置とＬＥＤ１ａの虚像１ａｖの位置とのずれの影響は大きくなる。ずれが大きい場合、全反射面２１の基準点ＰａにＬＥＤ１ａを配置しても、当該ＬＥＤ１ａからの光を全反射面２１で良好に全反射できなくなる。
【００６６】
そこで本実施例では、ＬＥＤ１ａの虚像１ａｖに全反射面２１の基準点Ｐａを配置したものである。これによって、ＬＥＤ１ａの虚像１ａｖから出射されると想定される光を、全反射面２１に対して臨界角度以上の入射角で入射させるようにしている。
【００６７】
かかる本実施例の構成によれば、導光体２の材料の屈折率や入射面２２の形状による入射面２２での光の屈折の影響を低減して、ＬＥＤａ１からの光束を良好に全反射させることが可能なとなる。従って、本実施例によれば、より好適にＬＥＤ１ａからの光を照明装置の外周方向に導くことが可能となる。
【００６８】
本実施例では、導光体２として第一の実施例の導光体２を用いたが、第二の実施例、第三の実施例の導光体２を用いてもよい。
【００６９】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。たとえば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１…ＬＥＤ、１ａ…最も外側に位置するＬＥＤ、２…導光体、２１、２１５、２１６…全反射面、２２…入射面、２３…出射面、３…光学部品、４…ＬＥＤドライバ、４１…リモコン受光部、５…セード、６…レンズ、７…主基板、８…信号線、９…ベースシャーシ、１０…光源基板、Ｐａ…基準点。
【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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【図１０】
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【図１１】
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