(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの出射光を反射させる反射部材であって、
平面視において多角形の形状であり、前記光源が配置される中央底部と、前記中央底部から外縁に向けて傾斜した傾斜部と、を有する少なくとも一つの多角形セルを含み、
前記傾斜部が、前記多角形の各頂点のそれぞれに対応して設けられた頂部傾斜面と、前記頂部傾斜面の間に設けられた辺部傾斜面と、を有し、
断面視において前記頂部傾斜面の少なくとも一部の傾斜角度αが前記辺部傾斜面の傾斜角度βより大きく、
前記頂部傾斜面は、傾斜角度αの平面を有することを特徴とする反射部材。
【請求項２】
断面視において前記多角形セルの前記頂部傾斜面の最高点が前記辺部傾斜面の最高点より高い位置にあることを特徴とする請求項１に記載の反射部材。
【請求項３】
複数の多角形セルを含み、各々の外縁が相互に隣接するように配置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の反射部材。
【請求項４】
光源と、前記光源から出射された出射光を反射する反射部材と、を備える照明装置であって、
前記反射部材が、平面視において多角形の形状であり、前記光源が配置される中央底部と、前記中央底部から外縁に向けて傾斜した傾斜部と、を有する少なくとも一つの多角形セルを含み、
前記傾斜部が、前記多角形の各頂点のそれぞれに対応して設けられた頂部傾斜面と、前記頂部傾斜面の間に設けられた辺部傾斜面と、を有し、
断面視において前記頂部傾斜面の少なくとも一部の傾斜角度αが前記辺部傾斜面の傾斜角度βより大きく、
前記頂部傾斜面は、傾斜角度αの平面を有することを特徴とする照明装置。
【請求項５】
光源と、前記光源から出射された出射光を反射する反射部材と、を備える照明装置であって、
前記反射部材が、平面視において多角形の形状であり、前記光源が配置される中央底部と、前記中央底部から外縁に向けて傾斜した傾斜部と、を有する少なくとも一つの多角形セルを含み、
前記傾斜部が、前記多角形の各頂点のそれぞれに対応して設けられた頂部傾斜面と、前記頂部傾斜面の間に設けられた辺部傾斜面と、を有し、
断面視において前記頂部傾斜面の少なくとも一部の傾斜角度αが前記辺部傾斜面の傾斜角度βより大きく、
前記反射部材が複数の多角形セルを含み、前記複数の多角形セルの各々の外縁が相互に隣接するように配置されたことを特徴とする照明装置。
【請求項６】
前記光源からの出射光を所定の配光状態の光束に制御する光束制御部材を備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記所定の配光状態は、基準面から所定の角度の方向にピークを有し、
前記所定の角度は、前記辺部傾斜面の傾斜角度βより小さいことを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
断面視において前記多角形セルの前記頂部傾斜面の最高点が前記辺部傾斜面の最高点より高い位置にあることを特徴とする請求項４乃至７の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
請求項４乃至８の何れか１項に記載の照明装置と、前記照明装置の光の出射側に設けられた拡散部材と、を備えたことを特徴とする面光源装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の面光源装置と、前記面光源装置からの光が照射される被照明部材と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の表示装置を表示部として備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明技術に関し、特に、光源からの光を受けて被照射平面において略多角形の形状を有する被照射領域を形成する反射部材及びこれを利用した照明装置、面光源装置、表示装置及び電子機器などに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）をマトリックス状に配置した面光源装置が知られている。この面光源装置は、例えば、液晶表示装置の照明手段（バックライト）として使用され、液晶表示パネルを背面側から面状に照明する。
【０００３】
このような面光源装置（液晶表示パネルの背面側にＬＥＤが配列する直下型）において、ＬＥＤの光量を個々に制御することによって、同一画面内の異なる分割領域のコントラスト比を向上させたり、消費電力を低減したりするローカルディミング（領域別調光制御）の技術が知られている。
【０００４】
そして、ローカルディミング制御を実現する面光源装置として、光透過性光拡散シートの所望箇所を鮮明な輪郭をもって照明することができる照明体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された照明体は、液晶表示装置、照明装置などに利用され、光反射部材と光透過性光拡散シートと光源とを有し、光反射部材において互いに隣接する凹部内に配設された光源から放射される光の干渉を抑制することができる、とされている。
【０００５】
また、面光源装置として、光源からの光を凹面鏡によって反射し、液晶表示パネルに向けて照射する照明装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載された照明装置によれば、分割領域ごとの独立した輝度制御が可能であり、光束の形状を分割領域の形状に相似した略正方形にすることができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−９０９４９
【特許文献２】特開２０１０−２０５６９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の照明体（図１９参照）は、熱可塑性樹脂シートにおいて逆截頭四角錐体状の凹部２が多数、縦横方向に成形された光反射部材Ａと、凹部２の底面部２１に配設された光源と、光透過性光拡散シートとによって構成されており、これにより、光透過性光拡散シートの所望箇所を鮮明な輪郭で照明するものである。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の逆截頭四角錐体状の凹部２の構成において、平面視矩形の凹部２の対角線方向に沿った二等辺三角形状の連設部２２ｂ′の傾斜は、周壁片部２２ａの傾斜より必然的に緩いものとなる。このため、凹部２の底面部２１の中央に設けられる光源から、連設部２２ｂ′に向けて出射される光は、連設部２２ｂ′の傾斜面において浅い角度で反射するため、凹部２の前方（光の反射方向）に設けられる光透過性光拡散シートに到達しにくい。このため、特許文献１に記載の光反射部材では、光透過性光拡散シートにおける所望箇所を矩形としたい場合、その四隅は十分な明るさが得られない。つまり、特許文献１の照明体では、正確で均一な矩形の被照射領域を得ることが難しい。また、特許文献１に記載の実施例を参照すると、矩形の被照射領域の境界が視認でき、均一な面状照射となっていない。
【０００９】
この点、特許文献２に記載の照明装置における凹面鏡４１（図２０参照）は、平面視正方形の形状を有し、正方形の対角線方向における凹部の曲率（Ｋ３、Ｋ４）を、正方形の横縦方向における凹部の曲率（Ｋ１、Ｋ２）よりも小さく設定し、これにより、略円形の光束を正方形に相似した光束に変換することを実現している。
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載の照明装置は、光源を凹面鏡４１に対して被照射平面側に配置することを前提としており、凹面鏡４１の面積を大きくしようとすれば、光源と凹面鏡４１との間隔を離す必要があるため、照明装置自体が厚くなる。このため、特許文献２に記載の照明装置では、薄型化したまま、分割領域の面積を大きくし、光源の搭載数を減らすことが困難である。
【００１１】
本発明は、前述した問題に鑑みてなされたものであって、かかる問題の少なくとも一部を解決することができる反射部材、照明装置、面光源装置及び表示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】
【００１２】
前述した課題を解決するため、本発明の反射部材は、光源からの出射光を反射させる反射部材であって、平面視において多角形の形状であり、前記光源が配置される中央底部と、前記中央底部から外縁に向けて傾斜した傾斜部と、を有する少なくとも一つの多角形セルを含み、前記傾斜部が、前記多角形の各頂点のそれぞれに対応して設けられた頂部傾斜面と、前記頂部傾斜面の間に設けられた辺部傾斜面と、を有し、断面視において前記頂部傾斜面の少なくとも一部の傾斜角度αが前記辺部傾斜面の傾斜角度βより大きいことを特徴とする。
【００１３】
上記反射部材において、断面視において前記多角形セルの前記頂部傾斜面の最高点が前記辺部傾斜面の最高点より高い位置にあることが好ましい。また、複数の多角形セルを含み、各々の外縁が相互に隣接するように配置されることが好ましい。さらに、前記頂部傾斜面は、傾斜角度αの平面を有することが好ましい。
【００１４】
本発明の照明装置は、光源と、前記光源から出射された出射光を反射する反射部材と、を備える照明装置であって、前記反射部材が、平面視において多角形の形状であり、前記光源が配置される中央底部と、前記中央底部から外縁に向けて傾斜した傾斜部と、を有する少なくとも一つの多角形セルを含み、前記傾斜部が、前記多角形の各頂点のそれぞれに対応して設けられた頂部傾斜面と、前記頂部傾斜面の間に設けられた辺部傾斜面と、を有し、断面視において前記頂部傾斜面の少なくとも一部の傾斜角度αが前記辺部傾斜面の傾斜角度βより大きいことを特徴とする。
【００１５】
上記照明装置において、前記光源からの出射光を所定の配光状態の光束に制御する光束制御部材を備えることが好ましい。また、前記所定の配光状態は、基準面から所定の角度の方向にピークを有し、前記所定の角度は、前記辺部傾斜面の傾斜角度βより小さいことが好ましい。さらに、断面視において前記多角形セルの前記頂部傾斜面の最高点が前記辺部傾斜面の最高点より高い位置にあることが好ましい。前記反射部材が複数の多角形セルを含み、前記複数の多角形セルの各々の外縁が相互に隣接するように配置されることが好ましい。
【００１６】
本発明の面光源装置は、上記照明装置と、前記照明装置の光の出射側に設けられた拡散部材と、を備えたことを特徴とする。本発明の表示装置は、上記面光源装置と、前記面光源装置からの光が照射される被照明部材と、を備えたことを特徴とする。本発明の電子機器は、上記表示装置を表示部として備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の反射部材によれば、光源又は発光装置（光源及び光束制御部材）から出射された光を受けて被照射平面において略多角形の形状を有する被照射領域を形成することができる。本発明の照明装置及び面光源装置によれば、所望の多角形の被照射領域を実現することができる。さらに、本発明の表示装置によれば、所望の多角形の表示領域を実現でき、精密なローカルディミング制御を実現することも可能となる。その他の効果については、発明を実施するための形態において述べる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態の反射部材の概略平面図
【図２】図１に示す反射部材における一つの多角形セルの概略平面図
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、図２に示す多角形セルの第１及び第２の基線における断面図
【図４】（Ａ）乃至（Ｃ）は、多角形セルの構成例を示す図
【図５】本発明の反射部材及び矩形セルの実施例の写真
【図６】本発明の面光源装置の拡散部材を省略して示す実施例の概略平面図
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、図６に示す面光源装置の第１及び第２の基線における断面図
【図８】図６に示す面光源装置における矩形セルの拡大平面図
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、図８に示す矩形セルの第１及び第２の基線における断面図
【図１０】（Ａ）は、平坦な反射部材を含む照明装置（比較例）の平面写真。（Ｂ）は、図６に示す反射部材を含む照明装置（実施例）の平面写真。
【図１１】図１０で使用したＬＥＤ光源の配光曲線の計測値を示す図
【図１２】図１０で使用した発光装置の配光曲線の計測値を示す図
【図１３】図１０（Ｂ）に示す照明装置の配光曲線の計測値（第１及び第２の基線の方向）を示す図
【図１４】図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示す各照明装置の点灯状態の写真
【図１５】図１４に拡散部材を配置した面光源装置の発光面上の写真
【図１６】図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示す各照明装置（単灯）および各照明装置と拡散部材を備えた各面光源装置の点灯状態の写真
【図１７】図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示す各照明装置（単灯）の輝度分布の計測値（第１の基線の方向）を示す図
【図１８】図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示す各照明装置（単灯）の輝度分布の計測値（第２の基線の方向）を示す図
【図１９】第１の従来例を示す説明図。本図は、特許文献１の図８を引用したものである。
【図２０】第２の従来例を示す説明図。本図は、特許文献２の図７（Ｃ）を引用したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
[本発明の概要]
[１]  本発明の反射部材は、光源（又は光源と光束制御部材を含む発光装置）から出射された光を反射して、被照射平面において略多角形の形状を有する被照射領域を形成するための多角形セルを有し、多角形の各頂点に対応して大きな傾斜角度を有する頂部傾斜面を設けることにより、各頂点の光を多くして光軸に直交する断面形状を多角形セルに対応した多角形状の光束を形成し、被照射領域において均斉度の高い照明を実現できるものである。
【００２０】
反射部材は、薄いシート状であることが好ましく、全体として平坦であることが好ましい。ここで、反射部材の寸法を縦（Ｘ軸方向）、横（Ｙ軸方向）、高さ（Ｚ軸方向）で表す場合（図１乃至図３参照）、ＸＹで規定される平面を基準面（例えば、図３の符号Ｓ）とする。被照射平面は、反射部材によって反射された光の照射方向における任意の基準面（例えば、図３の符号５０）であり、被照射領域の形状及び面積、照射光の形状などを特定する際に使用する。また、被照射面側からＺ軸方向に観た場合を「平面視」と呼び、Ｚ軸に垂直な方向から観た場合を「断面視」と呼ぶ。
【００２１】
本発明の反射部材は、少なくとも一つの多角形セルを含み、多角形セルは、平面視で多角形の形状（代表的には矩形）であり、光源が配置される中央底部と、中央底部の周囲に、外縁に向けて傾斜した傾斜部とを有するので、断面視で窪みを有する形状である。多角形セルの外縁は、頂点と各頂点を結ぶ辺とによって構成される。多角形セルの外縁は、平面視で多角形を構成する輪郭に相当する部分でもある。平面視での多角形セルの中心点と、中央底部の中心点とは一致することが好ましく、かかる中心点に光源が配置されることが好ましい。反射部材は、複数の多角形セルの配列によって構成されてもよい（図１参照）し、一つの多角形セルだけで構成されてもよい（図２参照）。
【００２２】
多角形の形状は、三角形、四角形、五角形、六角形・・・などの種々の形状を採用することが可能である（図４参照）。また、三角形（正三角形、直角三角形、二等辺三角形などを含む）、四角形（正方形、長方形、平行四辺形などを含む）又は六角形（正六角形、平行六角形などを含む）などで複数の多角形セルを構成すれば、各多角形セルの外縁を相互に隣接するように配置することにより、隙間のない平面を構成することができるので好ましい。複数の矩形セルを構成すれば、反射部材自体も矩形となるのでさらに好ましい。多角形セルは、各辺の長さがおおむね等しい略正多角形として構成してもよいし、使用の目的及び態様に応じて、各辺の長さが等しくない変形した形状として構成してもよい。なお、多角形の各頂点の角は、２本の直線によって構成されていてもよいし、丸みを帯びていてもよい。
【００２３】
多角形セルの中央底部は、所望の傾斜部を構成するために適宜の形状を採用することができ、平面視において三角形、四角形、五角形、六角形・・・などの種々の形状を採用することができる（図４参照）。また、断面視において平坦であってもよいし、傾斜を有していてもよいし、一部に曲面を含んでいてもよい。
【００２４】
傾斜部は、多角形の各頂点のそれぞれに対応して形成される頂部傾斜面を有する。頂部傾斜面の最大傾斜部は、平面視で多角形の中心点と各頂点との間の領域の一部に設けられていれば足りるが、多角形の頂点およびその近傍を含む領域であることが好ましい。さらに、かかる傾斜部は、頂部傾斜面の間に形成される辺部傾斜面を有し、辺部傾斜面は多角形セルの辺又はその近傍を含むことが好ましい（図２参照）。
【００２５】
頂部傾斜面及び辺部傾斜面のそれぞれは、１つの平面によって構成されてもよいし、複数の平面を組み合わせることによって構成してもよい。例えば、図８の頂部傾斜面は複数の平面が組み合わせられて構成されており、図８の辺部傾斜面は、１つの平面によって構成されている。また、必要に応じて一部に曲面を含んでもよい。
【００２６】
本発明の反射部材は、断面視において、頂部傾斜面の最大傾斜部の傾斜角度αが辺部傾斜面の傾斜角度βより大きいことを特徴とする。傾斜面の傾斜角度は、基準面に対して規定したものである。また、断面視において、頂部傾斜面の最高点は、辺部傾斜面の最高点より高い位置にあることが好ましい（図３、図９参照）。
【００２７】
反射部材は、光源からの光を受ける反射面が光反射性を有する材料から構成されていればよく、例えば、熱可塑性樹脂シートを所定の多角形セルの形状に押出加工することによって形成することもできるし、所定の形状の多角形セルがあらかじめ形成された基台の表面に反射性を有する材料を塗布、蒸着等することによって構成することもできる。さらに、反射部材の表面は、光散乱性を有していてもよい。
【００２８】
[２]  次いで、本発明の照明装置は、所定の配光状態の光を照射する光源又は発光装置と、上記反射部材とを組み合わせた装置であり、例えば、ＸＹ断面が略円形の光束をＸＹ断面が略多角形の光束に変換して、被照射平面において略多角形の被照射領域を形成するものである。発光装置は、光源及び光束制御部材によって構成される。照明装置は、被照射領域が、複数の多角形セルからの光の反射により、複数の多角形を組み合わせた形状となっている場合、個々の多角形セルの光源の光量を制御することにより、コントラスト比の異なる分割領域を実現することもできる。分割領域は、光源をオフとして光のない暗部としてもよい。
【００２９】
光源は、ＬＥＤ、電球、キセノンランプ、半導体レーザー、有機ＥＬ素子、超小型蛍光管などを採用することができる。光源は、かかる平面に対してその光軸が垂直となるように反射部材（の中心点）に配置されることが好ましい。光束制御部材は、光源とともに配置され、光源からの出射光を所定の配光状態の光束に制御する。
【００３０】
光源としてＬＥＤを採用する場合、ＬＥＤ光源は、一般の電球などとは異なり、特定の指向性を有する。かかるＬＥＤ光源を反射部材の中央底部に設けた場合、ＬＥＤ光源からは、光軸方向（Ｚ軸方向）に最も強いピークを有する配光状態の光が出射される。このため、被照射平面において、光源の直上に対応する部分は、強い輝点となりやすく、均一な面発光の点で好ましくない。
【００３１】
本発明では、光源からの光を所定の角度の方向にピークを有する配光状態の光束に制御する光束制御部材を含む発光装置を利用することができる。光束制御部材は、ＬＥＤからの出射光を基準面から所定の角度（４５°以下、好ましくは３０°以下、より好ましくは辺部傾斜面の傾斜角度β以下）方向にピークを有する配光状態の光に制御するレンズであることが好ましい。そして、反射部材に、かかる発光装置を配置することによって、基準面に対して小さな角度で外側へ向けて放射される光束を効率的に略多角形の光束に変換し、被照射平面において比較的正確な多角形の被照射領域を形成することができる。
【００３２】
反射部材の寸法、頂部傾斜面及び辺部傾斜面の傾斜角度などは、配置される光源又は発光装置の配光状態によって適宜設定されるが、配光状態における所定の角度は、辺部傾斜面の傾斜角度より小さくなるように設定し、光源又は発光装置から放射される光束の大部分が反射部材に照射されることが好ましい。本発明の照明装置は、多角形の形状であって均斉度の高い明るさを有する被照射領域を形成することができる。
【００３３】
[３]  さらに、本発明の面光源装置は、少なくとも、光源又は発光装置と上記反射部材と拡散部材を有する。拡散部材は、照明装置（発光装置及び反射部材）を覆うカバーであり、透光性の材料から構成される。本発明の面光源装置は、多角形の形状であって均斉度の高い明るさを有する被照射領域（例えば、拡散部材上において）を形成することができる。
【００３４】
本発明の照明装置又は面光源装置は、例えば、表示パネルのバックライト、電飾看板、内照式標識、照明手段などに適用でき、特に、特殊な形状の光を照射する場合にも適用可能である。
【００３５】
[４]  また、本発明の表示装置は、上記面光源装置と、該面光源装置からの光が照射される被照明部材とを備える。被照明部材は、例えば、液晶表示パネル、電飾看板、内照式標識等である。本発明の表示装置は、面光源装置によって、特定の被照射領域ごとにローカルディミング制御することができ、例えば、液晶表示パネルの所望の分割領域ごとに際立った黒色の表現が可能となる。また、本発明の表示装置は、照明部材（表示パネル）において、分割領域ごとに、多角形の形状であって均斉度の高い明るさを有する被照射領域を形成することもできる。
【００３６】
また、本発明の電子機器は、かかる表示装置を表示部として備えている。電子機器としては、携帯電話、カーナビゲーションシステム用の表示装置や、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器、携帯用ゲーム機、信号機等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
【００３７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は、以下の例に限定されるものではない。
【００３８】
[反射部材]
図１は、本発明の反射部材４の概略平面図である。図２は、図１に示す反射部材４における一つの多角形セル４０の概略平面図である。図３（Ａ）は、図２に示した多角形セル４０の第１の基線Ｌ１の方向における断面図であり、（Ｂ）は、第２の基線Ｌ２の方向における断面図である。なお、図１乃至図３は原理を説明するための図であり、その寸法に限定されるものではない。
【００３９】
図１乃至図３に示すとおり、反射部材４は、平面視で矩形の複数の矩形セル４０を含み、各矩形セル４０は、各々の外縁が隙間なく相互に隣接するようにマトリクス状に配置されており、反射部材４自体も全体として平面視で矩形である。
【００４０】
矩形セル４０は、それぞれ光源２が配置される中央底部４２、及び中央底部４２から外縁に向けて傾斜した傾斜部４４（図中ハッチングで示した領域）を有する。傾斜部４４は、図２に示すように、矩形セル４０の４つの頂点Ａに対応して、４つの頂部傾斜面４６が設けられている。図２においては、頂部傾斜面４６に頂点Ａが含まれている。また、傾斜部４４は、図２に示すように、頂部傾斜面４６の間に形成される辺部傾斜面４８を有する。光源２は、矩形セル４０（中央底部４２）の中心点Ｏに配置される。
【００４１】
矩形セル４０の中心点Ｏと各頂点Ａとを結ぶ線を第１の基線Ｌ１（Ａ−Ａ対角線）、矩形セル４０の中心Ｏを通り、隣り合う第１の基線Ｌ１間を二等分する線を第２の基線Ｌ２（Ｂ−Ｂ分割線）とすると、頂部傾斜面４６は、第１の基線Ｌ１の方向に沿って頂点Ａに向かって高くなるように傾斜し、辺部傾斜面４８は、第２の基線Ｌ２の方向に沿って辺Ｍの中間Ｂに向かって高くなるように傾斜する。
【００４２】
図３（Ａ）（Ｂ）を参照すると、断面視において、矩形セル４０のＬ１方向の幅はｄ１であり、Ｌ２方向の幅はｄ２であり、ｄ１＞ｄ２である。一方、頂部傾斜面４６は、基準面Ｓ（中央底部４２）に対して傾斜角度αを有し、辺部傾斜面４８は、基準面Ｓ（中央底部４２）に対して傾斜角度βを有し、α＞βである。
【００４３】
また、図１乃至３において、頂部傾斜面４６の最高点は、矩形セル４０の頂点Ａであり、基準面Ｓに対する高さがｈ１であり、辺部傾斜面４８の最高点は、矩形セル４０の辺Ｍ（Ｌ２方向の断面の場合、Ｂ点に相当）であり、基準面に対する高さがｈ２である。頂部傾斜面４６の最高点は、辺部傾斜面４８の最高点よりも高い位置にあり、ｈ１＞ｈ２である。
【００４４】
ここで、反射部材の矩形セルとして、従来の方法（例えば、特許文献１参照）に従い、例えば、逆截頭正四角錐の窪みを有する矩形セルを構成した場合、平面視において、第１の基線（対角線に相当する）の方向に沿った長さは、通常、第２の基線（矩形を縦横に二等分する分割線に相当する）の方向に沿った長さよりも長いものとなる。よって、必然的に、第１の基線の方向に沿った傾斜角度は、第２の基線の方向に沿った傾斜角度よりも小さいものとなる。このため、矩形セルの中心点に点光源を置き、点光源から光が放射状に出射される場合、第２の基線の方向に進み傾斜面で反射される光の仰角範囲に対し、第１の基線の方向に進み傾斜面で反射される光の仰角範囲が狭くなり、被照射平面側に向けて反射する割合が第１の基線の方向で少なくなる。このように、従来の方法では、被照射平面における被照射領域の明るさが一定とならず、明るい部分と暗い部分が生じることがある。具体的には、従来の矩形セルの反射部材では、被照射領域の四隅に暗い部分が生じるので、正確な矩形が表現できないのである。
【００４５】
この点、本発明の反射部材では、多角形セルにおいて、第１の基線の方向には、第２の基線の方向に形成される辺部傾斜面よりも大きな傾斜角度を有する頂部傾斜面を形成したので、Ｚ軸（光軸）に直交する断面が多角形セルの形状に相似した断面形状の光束を形成し、被照射領域において均斉度の高い照明を実現することができる。また、本発明の一態様では、頂部傾斜面の最高点を、辺部傾斜面の最高点よりも高い位置に設けたので、比較的高い仰角で出射された光であっても、頂部傾斜面で反射し、これによって、被照射平面側に到達させることができる。
【００４６】
具体的な傾斜面の設計は、図３（Ａ）（Ｂ）を参照すると、矩形セル４０（中央底部４２）の中心点Ｏに点光源（図示省略）が配置され、点光源から光軸Ｒの周りに放射状に光が出射される場合、第１の基線Ｌ１の方向に比較的低い仰角範囲で進む光２１は、頂部傾斜面４６によって基準面から高さｈの位置に配置された仮想的な被照射平面５０に向けて反射され、第２の基線Ｌ２の方向に比較的低い仰角範囲で進む光２２は、辺部傾斜面４８によって被照射平面５０に向けて反射される。また、上記仰角範囲を超える光２３は、それぞれ傾斜面の上端を超え、矩形セル４０の外側に向かうことになる。これらの光の基本的な反射部材による反射特性を考慮し、被照射平面５０において比較的均斉度の高い多角形状の面光源となるように、光源の出射光の配光特性と、多角形セルの寸法、傾斜角度などを設計する。
【００４７】
このように、本発明の反射部材４の構成によれば、光源から出射され、第１の基線の方向に進む光の大部分を頂部傾斜面４６で受けて、被照射平面５０に向けて反射させることができるので、被照射平面５０において矩形セル４０の形状に相似した略矩形の被照射領域を形成することができ、四隅に暗点のない比較的正確な矩形の形状の照明を実現することができるのである。
【００４８】
なお、上記では、多角形セルとして矩形セル（略正方形）を構成した場合を説明したが、本発明の反射部材における多角形セルの構成はこれに限定されず、例えば、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、平面視が長方形、三角形、六角形のセルとして構成することもができる。図４（Ａ）に示す長方形セル４０Ａは、横長の八角形の中央底部４２の周囲に、４個の頂点Ａに対応するように設けられた平面視で５角形の４個の頂部傾斜面４６を有し、隣接する頂部傾斜面４６の間に４個の辺部傾斜面４８を有する。図４（Ｂ）に示す三角形セル４０Ｂは、外縁に相似な三角形の中央底部４２の周囲に、３個の頂点Ａに対応するように設けられた平面視で略菱形の３個の頂部傾斜面４６を有し、隣接する頂部傾斜面４６の間に３個の辺部傾斜面４８を有する。図４（Ｃ）に示す六角形セル４０Ｃは、外縁に相似な六角形の中央底部４２の周囲に、６個の頂点Ａに対応するように設けられた平面視で凧形の６個の頂部傾斜面４６を有し、隣接する頂部傾斜面４６の間に５個の辺部傾斜面４８を有する。
【００４９】
図５は、本発明の反射部材及び矩形セルの実施例の写真である。図５（Ａ）は、反射部材４の試作品をＺ軸方向から撮影したものであり、図５（Ｂ）は、同反射部材４を斜視方向から撮影したものである。図５（Ｃ）は、同反射部材４のうちの一つの矩形セル４０をＺ軸方向から撮影したものであり、図５（Ｄ）は、同矩形セル４０を斜視方向から撮影したものである。
【００５０】
［面光源装置］
図６は、本発明の面光源装置７の実施例の概略平面図である。便宜上、照明装置上の拡散部材を省略して示している。図７（Ａ）は、図６に示す面光源装置７の第１の基線Ｌ１における断面図であり、（Ｂ）は、第２の基線Ｌ２における断面図である。
【００５１】
図６及び図７に示すとおり、面光源装置７は、５×５個の矩形セル４０を含む反射部材４において、５×５個の発光装置１をそれぞれ矩形セル４０の中心に配置した装置であり、発光装置１が配置された矩形セル４０の配列を含む反射部材４は、筐体１０に格納され、光束の出射側（Ｚ軸側）には拡散部材５が設けられる。
【００５２】
発光装置１は、光源２及び光束制御部材３を含む。光源２は、ＬＥＤであり、後述する図１１に示すような配光曲線を有する。光束制御部材３は、光源２からの出射光を所定の配光状態の光束に制御するレンズであり、後述する図１２に示すような配光曲線の光束を照射可能であり、光軸（Ｚ軸）から７０°〜８０°（基準面（ＸＹ平面）から１０°〜２０°）のピークを有する。
【００５３】
かかる発光装置１によれば、基準面Ｓから所定の角度の方向（斜め側方）に光束を放射し、光軸上には強い光量を有しないので、被照射平面において、光源の直上に対応する部分に強い輝点が現れることがなく、均斉度の高い面発光を実現できる。
【００５４】
また、従来の方法（例えば、特許文献２参照）とは異なり、反射部材４において発光装置１が置かれる中央底部４２と拡散部材５までの距離を短くすることができるので、薄型の面光源装置を実現できる。また、矩形セルの面積を比較的大きくすることができるので、光源（ＬＥＤ）の搭載数が少ない大面積の面光源装置を構成することができる。さらに、隣接する矩形セルから出射される光が被照射平面において重なり合うことが少ないので、被照射平面における分割領域ごとの輝度制御が可能である。
【００５５】
図８は、図６に示す面光源装置７における矩形セル４０の拡大平面図である。図９（Ａ）は、図８に示す矩形セルの第１の基線Ｌ１における断面図であり、（Ｂ）は、第２の基線Ｌ２における断面図である。
【００５６】
図８及び図９に示すとおり、本例の矩形セル４０の頂部傾斜面４６は、４つの平面領域（三角形切片）を組み合わせて立体的に構成されており、少なくとも一つの領域（頂点およびその近傍を含む三角形切片）４６Ａが辺部傾斜面４８よりも大きな傾斜角度αを有する。その余の三角形切片４６Ｂ、４６Ｃ、４６Ｄは、傾斜角度αの領域４６Ａを辺部傾斜面４８と連結するために必要な要素であり、傾斜角度α以外の傾斜角度であってもよく、辺部傾斜面４８の傾斜角度βより小さい傾斜角度であってもよい。また、三角形切片４６Ｂ、４６Ｃ、４６Ｄは、平面ではなく、曲面により構成されていてもよい。なお、図示した頂部傾斜面４６の立体的な形状は、単なる一例であり、適宜の形状の切片を組み合わせて所要の斜面を構成することができる。
【００５７】
本例の矩形セル４０において、頂部傾斜面４６の一部（最大傾斜部）４６Ａの傾斜角度αは２３．４°、辺部傾斜面４８の傾斜角度βは２１．５°に設定されている。頂部傾斜面４６の他の一部４６Ｂの傾斜角度は１８．４°である。頂部傾斜面４６の最高点（頂点Ａ）の高さＤは１０．５ｍｍであり、辺部傾斜面４８の最高点（中間点Ｂ）の高さＦは７．５ｍｍである。また、頂部傾斜面４６の他の一部４６Ｂの高さＣは３ｍｍである。頂部傾斜面４６の一部４６Ａの基準面Ｓの方向の長さａは１７．３７ｍｍであり、辺部傾斜面４８の基準面Ｓの方向の長さｂは１９ｍｍである。また、頂部傾斜面４６の他の一部４６Ｂの長さｃは９．０３ｍｍであり、１つの矩形セル４０は平面視で１辺約５７ｍｍのほぼ正方形である。
【００５８】
これは光源２が実装されている基板表面（基準面）から拡散部材５の内側表面までの距離が１１ｍｍの面光源装置に対応させた設計である。以下に示す光学測定結果は、この仕様の照明装置および面光源装置において得られたものである。
【００５９】
なお、本例の矩形セル４０の形状を一部変更し、頂部傾斜面４６の傾斜角度αを２６．１°とし、最高点（頂部）の高さＤを１１．５ｍｍとすることにより、上記他の寸法を変更することなく、基板表面から拡散部材５の内側表面までの距離が１２ｍｍの面光源装置に対応させた設計を実現でき、同様の課題を解決できることが確認されている。
【００６０】
図１０（Ａ）は、平坦な反射シートを含む照明装置（比較例）の平面写真であり、図１０（Ｂ）は、図６に示す反射部材（矩形セル）を含む照明装置（実施例）の平面写真である。図１０（Ａ）に示す比較例の照明装置６０は、本発明の反射部材４を備えた照明装置６との比較のために構成したものであり、平坦な反射シート１００上に発光装置１を設けた点で相違し、発光装置１の構成、配置間隔などは図１０（Ｂ）のものと同じである。なお、図１０（Ａ）では、比較のため、図１０（Ｂ）に示した矩形セル４０に対応する領域（セル）を点線で示した。
【００６１】
図１１は、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示す照明装置に使用したＬＥＤ光源２の配光曲線の計測値を示す図である。図１２は、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示す照明装置に使用した発光装置１（ＬＥＤ光源２及び光束制御部材３）の配光曲線の計測値を示す図である。図１３は、図１２の配光曲線を示す発光装置１と図１０（Ｂ）に示す反射部材４を組み合わせた照明装置６の配光曲線の計測値を示す図である。いずれの計測においても、第１の基線Ｌ１における断面の配光曲線と第２の基線Ｌ２における断面の配光曲線を計測した。図１１乃至図１３の横軸は、光軸方向を０°とし、そこを中心として左右９０°までの各放射角度の光強度を１度ごとに測定した結果であり、縦軸は、ＬＥＤ光源２を単独で点灯させた際の光軸方向の光強度を１００としたときの放射角度ごとの光の光強度比率を示したものである。
【００６２】
図１１に示したＬＥＤ光源の配光曲線は、光軸方向にピークを有するものとなっている。一方、図１２に示した発光装置の配光曲線は、光束制御部材の機能によって、斜め側方に照射される光が強くなるので、±７０°〜８０°（基準面に対する角度は１０°〜２０°）付近（図１２では−７５°と７８°）に最も強いピークを有するものとなっている。なお、ＬＥＤ光源及び発光装置はともに、光軸の周りに対称な光束を照射するものであるので、図１１及び図１２では、第１の基線Ｌ１における断面の配光曲線と第２の基線Ｌ２における断面の配光曲線との間にほとんど差異がなく重なっている。
【００６３】
図１３に示した本発明の照明装置６の配光曲線において、第１の基線Ｌ１における断面の計測値１３Ａ、および第２の基線Ｌ２における断面の計測値１３Ｂのいずれにおいても、最大ピーク間の光強度が図１２に示した発光装置の配光曲線よりも大きくなっている。このように、本発明の面光源装置の一例によれば、辺部傾斜面よりも大きく傾斜させた頂部傾斜面の構成によって、発光装置から受けた光束を辺部傾斜面が受けた光束よりもＺ軸（光軸）方向に近づけるように反射する効果が向上し、多角形状の被照射領域において暗くなりやすいコーナー部の明るさを補うための光の光量を増やすことができた。
【００６４】
図１４は、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示す各発光装置の点灯状態の写真である。図１４において、上段の二つの写真は、図１０（Ａ）に示す平坦な反射シートを含む照明装置６０（発光装置１は３×３個）を全灯（左）及び千鳥点灯（右）したものを示す。下段の二つの写真は、図１０（Ｂ）に示す本発明の矩形セル４０から構成される反射部材４を含む照明装置６（発光装置１は３×３個）を全灯（左）及び千鳥点灯（右）したものを示す。図１４の千鳥点灯の写真（上段右側と下段右側）を比較すれば明らかなように、本発明の矩形セル４０を配列した反射部材４によって、被照射平面における被照射領域の形状が矩形セル４０と略同一に制御されていることが確認できる。
【００６５】
図１５は、図１４に拡散部材を配置した面光源装置の点灯状態の写真である。本発明の面光源装置の全灯状態の写真（下段左側）から明らかなように、矩形セルのマトリクス状の配列によるムラのない明るさの照明を実現する面光源となっており、矩形セルの境界は視認できない。また、千鳥点灯の写真（上段右側と下段右側）を比較すれば明らかなように、本発明の矩形セル４０を配列した反射部材４によって、被照射平面（この場合、拡散部材の表面）において所定の分割領域毎に矩形の被照射領域を実現でき、ローカルディミング制御に適用できることが示されている。
【００６６】
図１６は、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示す各照明装置の１つのセルにおける点灯状態の写真（左側）と、それらに拡散部材を配置した面光源装置の１つのセルにおける点灯状態の写真（右側）である。図１６において、上段の二つの写真は、図１０（Ａ）に示す平坦な反射シートを含む照明装置６０（発光装置は１個）の点灯状態を示し、下段の二つの写真は、図１０（Ｂ）に示す本発明の矩形セル４０から構成される反射部材４を含む面光源装置（発光装置１及び矩形セル４０は１個）の点灯状態を示す。上段右側と下段右側の写真を比較すれば明らかなように、本発明の矩形セルによって、比較的正確な矩形の被照射領域が実現できることが示された。
【００６７】
図１７は、図１６の上段右側と下段右側の面光源装置（図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示す照明装置の１つのセル（発光装置１個）に拡散部材５を配置した面光源装置）の第１の基線Ｌ１の方向における拡散部材５上の輝度分布の計測値を示す図であり、図１８は、それらの第２の基線Ｌ２方向における拡散部材５上の輝度分布の計測値を示す図である。
【００６８】
計測値１７Ａ及び１８Ａは、各々、平坦な反射シートを含む面光源装置によるＬ１断面及びＬ２断面の輝度分布を示し、計測値１７Ｂ及び１８Ｂは、各々、本発明の反射部材を含む面光源装置によるＬ１断面及びＬ２断面の輝度分布を示す。図１７及び図１８に示された縦軸に平行な点線は、矩形セルの境界、すなわち、分割領域に対応したものである。
【００６９】
図１７の横軸は、第１の基線Ｌ１方向の断面における位置に対応し、０ｍｍの位置が光源の配置された矩形セルの中心点である。図１８の横軸は、第２の基線Ｌ２方向の断面における位置に対応し、０ｍｍの位置が光源の配置された矩形セルの中心点である。図１７及び図１８の縦軸は、ＬＥＤ光源２が実装された基板表面からＺ軸（光軸）方向に１１ｍｍ離れた位置に置かれた被照射平面における輝度［ｃｄ／ｍ2］を示す。
【００７０】
図１７及び図１８に示されたとおり、本発明の面光源装置では、本発明の反射部材を使用しない場合に比べて、矩形セルに対応する被照射領域（図中、点線による境界によって示される）における輝度を向上させることができた。特に、図１７から明らかなように、矩形セルの頂点付近に対応する輝度が反射部材を使用しない場合に比べて高くなっている。さらに、本発明の面光源装置では、図１７及び図１８から明らかなように、矩形セルに対応する被照射平面の分割領域の輝度をある程度平均化することができ、明るさにムラのない照明を実現することができた。また、分割領域の境界を鮮明に示すことができた。
【符号の説明】
【００７１】
１  発光装置
２  光源
３  光束制御部材
４  反射部材
５  拡散部材
６  照明装置
７  面光源装置
４０  多角形セル（矩形セル）
４２  中央底部
４４  傾斜部
４６  頂部傾斜面
４８  辺部傾斜面
５０  被照射平面
【図１】
0006470030.tif 000002
【図２】
0006470030.tif 000003
【図３】
0006470030.tif 000004
【図４】
0006470030.tif 000005
【図５】
0006470030.tif 000006
【図６】
0006470030.tif 000007
【図７】
0006470030.tif 000008
【図８】
0006470030.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0006470030.tif 000011
【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】
0006470030.tif 000018
【図１８】
0006470030.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
0006470030.tif 000021