(57)【要約】【課題】部品点数の増加及び製造工程の煩雑化を招くことなく、複数の光源の均一な放熱を行い、延いては寿命の低下を抑制し得る照明装置、及びそれを備えた照明機器を提供する。【解決手段】照明装置１０は、複数の発光部３３ａ・３３ｂと、複数の発光部３３ａ・３３ｂを支持し、かつ該複数の発光部３３ａ・３３ｂからの熱を放射する一体物からなるバックシャーシ１５とを有している。複数の発光部３３ａ・３３ｂは、バックシャーシ１５に一体化された光源ホルダー３１に並んで配されている。バックシャーシ１５は、発光部３３ａ・３３ｂに対して熱の放射領域が異なっている。バックシャーシ１５の全領域における熱放射の均一性を確保する熱均一放射手段としての例えば放熱フィン３１ａ・３１ａが設けられている。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、上記複数の光源を支持し、かつ該複数の光源からの熱を放射する一体物からなる金属シャーシとを有する照明装置であって、
上記複数の光源は、金属シャーシに並んで配されており、
上記金属シャーシは、上記光源に対して熱の放射領域が異なっていると共に、
上記金属シャーシの全領域における熱放射の均一性を確保する熱均一放射手段が設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記熱均一放射手段は、
前記金属シャーシにおける複数の光源に対する熱の放射領域の小さい領域に設けられた放熱フィンからなっていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記熱均一放射手段は、
前記金属シャーシにおける複数の光源に対する熱の放射領域の大小に応じて各光源への出力電力を大小とする光源電力調整手段からなっていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項４】
平板状の導光板と、該導光板の裏面側に配置された前記複数の光源とを備え、該光源からの出射光を該導光板に入射させ、入射した光を該導光板の内部で全反射させて導光しながら該導光板の表面側から照射させると共に、
上記導光板に対して斜めに光を入射させるように上記光源からの出射光を結合する光結合部材が、該導光板と該光源との間に設けられており、
前記金属シャーシは、上記導光板の裏面及び光源の裏面に一体に設けられていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の照明装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置を備えていることを特徴とする照明機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光を導光板によって面状に出射させる照明装置、及びそれを備えた照明機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明装置においては、白熱球に替わって低消費電力・低発熱性による省エネルギー化が可能なＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）が用いられている。すなわち、ＬＥＤ照明は、供給される電力の多くが発光に使われ、つまり発光効率が高いために、従来の白熱照明と同じ明るさを作るのに必要な電力が少なくて済む。また、消費電力が少ないということは、従来では熱となって失われていた電力分の発熱が少なくて済み、低発熱な照明器具となるという特徴を有している。
【０００３】
そして、近年では、白熱球に代替するＬＥＤ電球のみならず、天井面に固定されるシーリングライト等に対してもＬＥＤを用いた照明器具が出現するようになってきている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ＬＥＤを用いて器具本体の側方及び背面方向に光を放射させて、天井面を明るくすることが可能な照明器具が開示されている。
【０００５】
上記特許文献１に開示された照明器具１００は、住宅用の天井直付け形のシーリングライトであり、図１４（ａ）（ｂ）に示すように、器具本体１１０と、該器具本体１１０の前面及び側面を覆う透光カバー１０１と、該透光カバー１０１の周縁部１０１ａから器具本体１１０の側方及び背面方向に向けて光を放射させる光制御体１０２とを備えている。
【０００６】
そして、器具本体１１０には、複数のＬＥＤを有する発光モジュール１２０と、ＬＥＤを点灯する点灯装置１１１とが備えられている。上記発光モジュール１２０は、図１４（ｃ）（ｄ）に示すように、基体１２１と、この基体１２１の上に搭載された複数のＬＥＤチップ１２２ａ…とこれらＬＥＤチップ１２２ａ…により励起される黄色蛍光体１２２ｂとで構成されて高輝度、高出力の白色の光を発光する半導体発光素子１２２とを備えている。
【０００７】
この構成により、器具本体１１０の側方及び背面方向に光を放射させ、天井面を明るくすることが可能な照明器具１００を提供するものとなっている。
【０００８】
ところで、上記従来の特許文献１に開示された照明器具１００では、光源としてＬＥＤを用いているので、ＬＥＤからの放熱を適切に行わなければ、ＬＥＤの発光効率及び寿命が低下するという問題点を有している。
【０００９】
そこで、この問題に対応するために、例えば特許文献２に開示されたＬＥＤ照明器具では、放熱フィンを用いてＬＥＤの熱を放熱している。具体的には、特許文献２に開示されたＬＥＤ照明器具としての道路灯２００は、シーリングライトではないが、図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、照射開口２１１が設けられた器具本体２１０が支柱２０１に取り付けられたものからなっている。上記器具本体２１０は、複数のＬＥＤ２２１を上記照射開口２１１に臨む位置に配置した光源ユニット２２０を備えている。そして、この光源ユニット２２０は、ＬＥＤ２２１を取り付けたＬＥＤ担持板２２２の裏面側に放熱部材である熱伝導板２２３と放熱フィン２２４とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−１４０７９７号公報（２０１０年６月２４日公開）
【特許文献２】特開２０１０−２６２７９６号公報（２０１０年１１月１８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２に開示されたＬＥＤ照明器具としての道路灯２００の熱伝導板２２３及び放熱フィン２２４は、光源ユニット２２０毎に設けられており、部品点数の増加を招き、製造工程の煩雑化を招くという問題を有している。
【００１２】
また、複数の光源を有する場合に、各光源の寿命が均一でなければ、照明器具としては寿命が低下することに繋がる。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、部品点数の増加及び製造工程の煩雑化を招くことなく、複数の光源の均一な放熱を行い、延いては寿命の低下を抑制し得る照明装置、及びそれを備えた照明機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の照明装置は、上記課題を解決するために、複数の光源と、上記複数の光源を支持し、かつ該複数の光源からの熱を放射する一体物からなる金属シャーシとを有する照明装置であって、上記複数の光源は、金属シャーシに並んで配されており、上記金属シャーシは、上記光源に対して熱の放射領域が異なっていると共に、上記金属シャーシの全領域における熱放射の均一性を確保する熱均一放射手段が設けられていることを特徴としている。
【００１５】
上記の発明によれば、照明装置は、複数の光源と、複数の光源を支持し、かつ該複数の光源からの熱を放射する一体物からなる金属シャーシとを有している。そして、複数の光源は、金属シャーシに並んで配されており、金属シャーシは、光源に対して熱の放射領域が異なっている。このような形態として、例えば、照明装置が円盤形状であり、複数の光源が円盤の中心線上に並んでいる場合が相当する。この場合、円盤形状の中心線に直交する方向における中心線から円弧までの距離は、円盤形状の中心線上の中央部分から円弧までの距離の方が、円盤形状の中心線上の端部から円弧までの距離よりも長い。この結果、金属シャーシは、円盤形状の中心線上に配された複数の光源に対して、円盤形状の中心線上の中央部分に配された光源では放射領域が大きく、円盤形状の中心線上の端部に配された光源では放射領域が小さくなっている。したがって、金属シャーシは、光源に対して熱の放射領域が異なっていることになる。
【００１６】
このような照明装置においては、各光源の不均一な寿命の低下を抑制するために、複数の光源からの熱を金属シャーシにて均一に放熱する必要がある。そこで、本発明では、金属シャーシの全領域における熱放射の均一性を確保する熱均一放射手段が設けられている。
【００１７】
これにより、熱均一放射手段にて、金属シャーシの全領域における熱放射の均一性が確保される。
【００１８】
また、この構成では、並んで配された複数の光源に対して金属シャーシは一体物からなっているので、光源毎に金属シャーシが設けられるということはない。
【００１９】
したがって、部品点数の増加及び製造工程の煩雑化を招くことなく、複数の光源の均一な放熱を行い、延いては寿命の低下を抑制し得る照明装置を提供することができる。
【００２０】
本発明の照明装置では、前記熱均一放射手段は、前記金属シャーシにおける複数の光源に対する熱の放射領域の小さい領域に設けられた放熱フィンからなっているとすることが可能である。
【００２１】
これにより、熱均一放射手段としての放熱フィンにて、光源の熱を効率的に放熱することができる。そして、本発明では、放熱フィンは、金属シャーシにおける複数の光源に対する熱の放射領域の小さい領域に設けられている。
【００２２】
このため、複数の光源の均一な放熱を行うことができる。
【００２３】
本発明の照明装置では、前記熱均一放射手段は、前記金属シャーシにおける複数の光源に対する熱の放射領域の大小に応じて各光源への出力電力を大小とする光源電力調整手段からなっているとすることができる。
【００２４】
これにより、熱均一放射手段としての光源電力調整手段にて、金属シャーシにおける複数の光源に対する熱の放射領域の大小に応じて各光源への出力電力を大小とするように調整することができる。
【００２５】
したがって、複数の光源の均一な放熱を行い、延いては寿命の低下を抑制し得る照明装置を提供することができる。
【００２６】
本発明の照明装置では、平板状の導光板と、該導光板の裏面側に配置された前記複数の光源とを備え、該光源からの出射光を該導光板に入射させ、入射した光を該導光板の内部で全反射させて導光しながら該導光板の表面側から照射させると共に、
上記導光板に対して斜めに光を入射させるように上記光源からの出射光を結合する光結合部材が、該導光板と該光源との間に設けられており、
前記金属シャーシは、上記導光板の裏面及び光源の裏面に一体に設けられているとすることができる。
【００２７】
これにより、導光板と光源との間には、導光板に対して斜めに光を入射させるように光源からの出射光を結合する光結合部材が設けられている。このため、導光板の裏面の光源から出射された光は光結合部材を介して導光板に結合して斜めに入射され、導光板の内部を全反射しながら導光板の端部まで移動し、その途中で光路変換素子にて全反射条件が破れて導光板の表面側に出射される。
【００２８】
この結果、光源を光結合部材の裏面に沿って並べるだけで、導光板の全面から光を照射することができる。この結果、光源を導光板の裏面の全体に配置するのに比べて、光源の個数を減らすことができる。
【００２９】
また、本発明では、導光板とは別体の光結合部材を設けることにより、平板状の導光板に対して斜めに光を入射させ、導光板の内部で全反射させて全体に導光させることができる。この結果、導光板を加工しなくても、光結合部材を介して、光源からの入射光を導光板の内部にて導光させ、導光板から均一に光を照射することができる。
【００３０】
したがって、光源の個数の増加及び導光板の加工を伴うことなく、導光板全体での均一照射を可能とする照明装置を提供することができる。
【００３１】
本発明の照明機器は、上記課題を解決するために、前記照明装置を備えていることを特徴としている。
【００３２】
上記の発明によれば、部品点数の増加及び製造工程の煩雑化を招くことなく、複数の光源の均一な放熱を行い、延いては寿命の低下を抑制し得る照明装置を備えた照明機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の照明装置は、以上のように、複数の光源は、金属シャーシに並んで配されており、上記金属シャーシは、上記光源に対して熱の放射領域が異なっていると共に、上記金属シャーシの全領域における熱放射の均一性を確保する熱均一放射手段が設けられているものである。
【００３４】
また、本発明の照明機器は、以上のように、前記照明装置を備えているものである。
【００３５】
それゆえ、部品点数の増加及び製造工程の煩雑化を招くことなく、複数の光源の均一な放熱を行い、延いては寿命の低下を抑制し得る照明装置、及びそれを備えた照明機器を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明における照明装置を備えた照明機器の実施の一形態を示すものであって、照明機器としてのシーリングライトにおける照明装置の要部の構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）は上記シーリングライトの構成を示す、表面側からの斜視図であり、（ｂ）は上記シーリングライトの構成を示す、裏面側からの斜視図である。
【図３】上記照明装置における光源モジュールの構成を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は発光部から出射した光が放物面を有する光結合部材を介して導光板に入射するときの光路を示す断面図であり、（ｂ）は発光部近傍の光路を示す要部断面図である。
【図５】（ａ）は発光部から出射した光が楕円面を有する光結合部材を介して導光板に入射するときの光路を示す断面図であり、（ｂ）は発光部近傍の光路を示す要部断面図である。
【図６】（ａ）は２つの発光部から出射した光が放物面・楕円面を有する光結合部材を介して導光板に入射し、導光板の表面側から出射するときの光路を示す断面図であり、（ｂ）は導光板の裏面に設けられた帯状の光源モジュールを示す斜視図である。
【図７】（ａ）は上記導光板を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の点Ａ・Ｂを通る弦上の輝度分布を示すグラフである。
【図８】上記光源モジュールから導光板に入射した光における円盤からなる導光板の外周での全反射条件を示す平面図である。
【図９】（ａ）は上記導光板の変形例の構成を示すものであって、矩形の導光板を示す平面図であり、（ｂ）は矩形の角部を面取りした導光板を示す平面図であり、（ｃ）は楕円の導光板を示す平面図であり、（ｄ）は菱形の導光板を示す平面図である。
【図１０】上記照明装置における光源モジュールの変形例の構成を示すものであって、枠状の光源モジュールを示す斜視図である。
【図１１】上記照明装置における調色照明を示す断面図である。
【図１２】上記照明装置に放熱フィンを設けたシーリングライトの構成を示す、裏面側からの斜視図である。
【図１３】上記照明装置の中央部と周辺部とで投入電力を調整する場合のシーリングライトの構成を示す、裏面側からの斜視図である。
【図１４】（ａ）は従来の照明機器の構成を示す断面図であり、（ｂ）はその照明機器の構成を示す平面図であり、（ｃ）はその照明機器における照明装置の構成を示す断面図であり、（ｄ）はその照明装置の構成を示す平面図である。
【図１５】（ａ）は従来の他の照明機器の構成を示す側面図であり、（ｂ）は上記従来の他の照明機器の構成を示す斜視図であり、（ｃ）は上記従来の他の照明機器の要部構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の一実施形態について図１〜図１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００３８】
本実施の形態の照明装置を備えた照明機器としてのシーリングライトの構成について、図１、図２（ａ）（ｂ）及び図３に基づいて説明する。図１はシーリングライトにおける照明装置の要部の構成を示す断面図であり、図２（ａ）はシーリングライトの構成を示す、表面側からの斜視図であり、図２（ｂ）はシーリングライトの構成を示す、裏面側からの斜視図であり、図３は光源モジュールの構成を示す、表面側からの斜視図である。尚、本明細書中において、特に説明がない限り、「表面」方向は、本発明の照明装置における光照射面の向きであり、「裏面」方向はその逆向きであり、「側面」方向は、表面方向および裏面方向の両方に直交する向きである。すなわち、本発明の照明装置がシーリングライトとして天井に設置された場合、「表面」は室内（床）側であり、「裏面」は天井側である。
【００３９】
上記シーリングライト１は、図２（ａ）に示すように、例えば円盤状の照明装置１０を備えており、この円盤状の照明装置１０は、その外周にフレーム２０を備えている。また、シーリングライト１の裏面では、図２（ｂ）に示すように、円盤の直径上に光源モジュール３０が設けられている。このシーリングライト１の直径は例えば５５０ｍｍであり、最薄部は例えば１０ｍｍとなっている。尚、シーリングライト１の形状及び各寸法についてはこれに限らない。
【００４０】
上記シーリングライト１の照明装置１０は、図１に示すように、表面側から順に設けられた、拡散シート１１、空気層１２、導光板１３及び光源モジュール３０にて構成されている。導光板１３の裏面における光源モジュール３０が設けられていない部分には、その部分が開口となった反射シート１４及び金属シャーシとしてのバックシャーシ１５が設けられている。
【００４１】
上記光源モジュール３０には、図３に示すように、帯状に形成された光源ホルダー３１の上にシート状のヒートシンク３２が設けられていると共に、このヒートシンク３２の上には、光源としての例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）チップと蛍光体とで構成される発光部３３ａ・３３ｂ（図１参照）を搭載したＬＥＤ基板３４ａ・３４ｂが設けられている。ＬＥＤ基板３４ａ・３４ｂ上には、ＬＥＤ基板３４ａ・３４ｂと後述する光結合部材３５との間に隙間を設けるためのスペーサ３６ａ・３６ｂが形成されている。この隙間により、光結合部材３５が発光部３３ａ・３３ｂに当接して、発光部３３ａ・３３ｂが破損することを防止できる。但し、これに限られず、発光部３３ａ・３３ｂに損傷を与えない範囲であれば、発光部３３ａ・３３ｂが光結合部材３５と密着していても構わない。尚、半導体の発光部は非常に微細なサイズであるため、図３では、図面の煩雑さを防ぐため発光部の記載を割愛する。また、本実施の形態では、光源として発光部３３ａ・３３ｂを用いているが、必ずしもこれに限らず、例えば、有機ＥＬ発光素子又は無機ＥＬ発光素子を用いることも可能である。
【００４２】
ここで、本実施の形態では、発光部３３ａ・３３ｂは、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体との組み合わせ、青色ＬＥＤチップと赤色蛍光体と緑色蛍光体との組み合わせ、青色ＬＥＤチップと赤色ＬＥＤチップと緑色ＬＥＤチップとの組み合わせ、又は有機ＥＬ素子等にて構成される。そして、発光部３３ａ・３３ｂは、色温度２０００Ｋ〜６０００Ｋの光を出射するものとなっている。すなわち、朝日や夕日の赤色光は、色温度約２０００Ｋであり、太陽光線は色温度約５０００Ｋ〜６０００Ｋである。尚、液晶表示装置のバックライトで使用される光源では、例えば、色温度１００００Ｋ〜２００００Ｋの発光部が用いられる。
【００４３】
上記発光部３３ａ・３３ｂは、２列に並んで互いに平行に複数個設けられていると共に、それら複数の発光部３３ａ・３３ｂの上側には、光結合部材３５が設けられている。
【００４４】
すなわち、本実施の形態のシーリングライト１は、図１に示すように、表面側に光を照射する導光板１３と、導光板１３に光を結合する光学素子としての光結合部材３５と、上記光結合部材３５に入射光を発する発光部３３ａ・３３ｂとを備え、照明装置１０の表面側から裏面側へ向けて、導光板１３、光結合部材３５、発光部３３ａ・３３ｂがこの順に並んで配設されたものからなっている。したがって、本実施の形態のシーリングライト１における照明装置１０は、発光部３３ａ・３３ｂが導光板１３の裏面側に設けられた光源直下型の照明装置１０となっている。
【００４５】
ここで、本実施の形態では、光結合部材３５は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、導光板１３と発光部３３ａ・３３ｂとの間に設けられた断面略かまぼこ状の帯状体つまり断面略Ｕ字形状の棒状体からなっている。光結合部材３５の材質は導光板１３の材質と同じ樹脂からなっている。同じ材質であれば、屈折率を同じにすることができるので、光結合部材３５から導光板１３への光の入射が円滑に行われる。導光板１３の屈折率が光結合部材３５の屈折率よりも僅かに高い構成でも構わない。また、樹脂に限るものではなく硝子等の材質でも構わない。さらに、発光部３３ａ・３３ｂの周囲に白色樹脂等にて図示しない側壁を形成して配光制御をすることによって、光結合部材３５への結合効率を向上することができる。
【００４６】
上記光結合部材３５は、詳細には、図４（ａ）に示すように、光結合部材３５における導光板１３側の表面は、平板状の導光板１３に当接する頂部平坦面３５ａと、この頂部平坦面３５ａから両端側にそれぞれ曲面３５ｂ・３５ｃを有する形状からなっている。
【００４７】
上記曲面３５ｂ・３５ｃは、例えば、図４（ａ）に示す断面放物線とすることができる。ただし、必ずしもこれに限るものではなく、図５（ａ）（ｂ）に示すように、断面楕円とすることも可能であり、その他、弓型等の湾曲形状、又は頂部平坦面３５ａから斜めに傾斜する平面であっても、導光板に光を有効に結合できる形状であれば構わない。
【００４８】
上記光結合部材３５における導光板１３側とは反対側の面、つまり光結合部材３５の下端は、図４（ａ）に示すように、下端平坦面３５ｄとなっており、その一部に上述したスペーサ３６ａ・３６ｂが形成され、発光部３３ａ・３３ｂと光結合部材３５の衝突を防ぐスペーサになっている。発光部３３ａ・３３ｂは、ＬＥＤ基板３４ａ・３４ｂにそれぞれボンディングされている。上記スペーサ３６ａ・３６ｂは、接着剤等を塗布し、ＬＥＤ基板３４ａ・３４ｂと接着固定されている。尚、図４（ａ）（ｂ）に示すように、発光部３３ａ・３３ｂは、光結合部材３５との間に若干の隙間が形成されているが、これに限られず、発光部３３ａ・３３ｂに損傷を与えない範囲であれば、発光部３３ａ・３３ｂが光結合部材３５と密着していても構わない。
【００４９】
また、光結合部材３５の下端側の中央部には凹部３５ｅが形成されている。ただし、必ずしもこれに限らず、凹部３５ｅが存在せず、光結合部材３５の断面が略半円状の詰った構成でも構わない。すなわち、本実施の形態では、曲面３５ｂ・３５ｃにて反射する光の導光板１３への光路が確保できればよいので、光路とならない部分は凹部３５ｅとしてくり抜くことができる。これにより、コスト削減及び軽量化を図ることができる。尚、凹部３５ｅに図示しない反射シート等の反射手段を設けることも可能である。これにより、頂部平坦面３５ａ近傍で迷光が発生する場合があっても迷光の一部を導光板１３側に反射させその表面側への照射を向上させることができる。
【００５０】
上記光結合部材３５の下端平坦面３５ｄ・３５ｄの下側（裏面側）には、発光部３３ａ・３３ｂがそれぞれ光結合部材３５に近接して設けられている。これら発光部３３ａ・３３ｂは、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、断面放物線又は断面楕円からなる曲面３５ｂ・３５ｃの焦点位置Ｆよりも端部側（側面側）に存在することが好ましい。これにより、例えば、図４（ａ）に示すように、例えば発光部３３ａから出射された光が光結合部材３５の断面放物線の曲面３５ｂにて反射され、その反射光が光結合部材３５の頂部平坦面３５ａに到達し、到達方向を維持して導光板１３に斜めに入射する。そして、導光板１３に入射された光は、図４（ａ）に示す導光板１３の右側の内部を全反射して進みつつ、導光板１３の下面又は上面に形成された図示しない光路変換部である光散乱体と衝突することにより導光板１３中を進む角度が変わり、全反射条件が破られ、導光板１３から出射し、反射シート１４にて反射し、さらに導光板１３内を通過し、導光板１３の表面から出射し、上記拡散シート１１を通して前記シーリングライト１から発光される。尚、発光部３３ｂから出射された光も、図６（ａ）に示すように、発光部３３ａからの光とは対称に進む。すなわち、左右の発光部３３ａ・３３ｂからの光が光結合部材３５を通過し、導光板１３に入射し、その内部を全反射伝搬する様子を模式的に示したものが図６（ａ）である。
【００５１】
このような光路は、図５（ａ）（ｂ）に示す断面楕円の光結合部材３５においても同様である。
【００５２】
このように、光結合部材３５における曲面３５ｂ・３５ｃの形状を断面放物線又は断面楕円とすることによって、発光部３３ａ・３３ｂからの出射光を、断面放物線又は断面楕円の曲面３５ｂ・３５ｃにて反射させて効率よく結合して頂部平坦面３５ａから導光板１３に入射させることができ、図６（ａ）に示すように、シーリングライト１から照明光を出射することができる。尚、断面放物線と断面楕円との対比においては、断面楕円の方が光を絞って導光板１３に入射するよう結合できるので、結合効率を高くすることができる。
【００５３】
この結果、本実施の形態のシーリングライト１における照明装置１０では、図６（ｂ）に示すように、円盤状のシーリングライト１における中央部、つまり中心線上に横切って帯状の光源モジュール３０を設けることにより、図７（ａ）に示すように、導光板１３の中心からＸ軸方向に半径の±約１／３離れた点Ａ・Ｂを通る弦において、図７（ｂ）に示す輝度分布を有する導光板１３からの出射光を得ることができる。この結果、本実施の形態のシーリングライト１では均一で滑らかな輝度分布を得ることが可能となる。
【００５４】
ここで、本実施の形態における円盤状のシーリングライト１の輝度分布について説明する。
【００５５】
すなわち、本実施の形態では、図８に示すように、円盤状の導光板１３において、中心線上に設けられた光源モジュール３０から出射された光Ｐは外周端１３ａに達する。ここで、本実施の形態の導光板１３は例えばアクリル板にてなっているので、スネルの法則により、外周端１３ａでの半径方向（接線Ｑとの法線方向）と光源モジュール３０と直交する方向とのなす角度θが約４２度を境界として、全反射しない領域Ｓ１と全反射する領域Ｓ２・Ｓ２とに分かれる。全反射しない領域Ｓ１は直径の中央側部であり、全反射する領域Ｓ２・Ｓ２は直径の両端側部である。このため、本実施の形態では、図示しない光路変換素子である光散乱部の配設パターン等を調整することにより、導光板１３全体の輝度のさらなる均一化を図っている。
【００５６】
また、本実施の形態の照明装置１０では、図１に示すように、導光板１３の裏面側から発光部３３ａ・３３ｂの光を入射させる。ここで、液晶表示装置のバックライトの分野においては、従来、サイドエッジ型のバックライトが用いられていたが、従来のサイドエッジ型のバックライトの光利用効率が７５％であるのに対して、本実施の形態の照明装置１０の光利用効率は８８％であった。このように、本実施の形態の照明装置１０は、従来のサイドエッジ型のバックライトよりも光利用効率において優れていることが判る。すなわち、従来のサイドエッジ型のバックライトでは、導光板の長手方向の温度上昇に伴う線膨張が大きいことから、ＬＥＤチップと導光板との間に隙間を設ける必要があり、その結果、ＬＥＤチップの出射光がこの隙間から漏れるので、光利用効率を上げることができなかった。この点、本実施の形態の照明装置１０では、導光板１３の直下に発光部３３ａ・３３ｂを設けているので、導光板１３が熱膨張したときにも膨張寸法は小さい。したがって、隙間を設ける必要がないので、光利用効率を上げることができるものとなっている。
【００５７】
また、その結果、本実施の形態の照明装置１０では、従来のサイドエッジ型のバックライトとは異なり、図１に示すように、シーリングライト１の端部に光源が存在しないので、シーリングライト１の端部に、直接、フレーム２０を設けることが可能である。この結果、額縁寸法を６ｍｍ以下にした面発光が可能になる。さらに、フレーム２０を透明、半透明又は乳白色の樹脂材料にて構成することによって、フレーム２０も含めた全面発光が可能になる。フレーム２０の形状や材質を最適化することにより、裏面方向に発光する間接照明が可能になる。
【００５８】
ところで、本実施の形態では、照明装置１０は、例えば円盤状となっているが、必ずしもこれに限らず、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、各種の形状とすることができる。具体的には、図９（ａ）は矩形の導光板１３であり、図９（ｂ）は矩形の角が面取りされた導光板１３であり、図９（ｃ）は楕円の導光板１３であり、図９（ｄ）は菱形の導光板１３である。
【００５９】
この場合、図９（ａ）に示す矩形の導光板１３では、光源モジュール３０からの光の導光方向、つまり帯状に延伸する光源モジュール３０に直交する方向（進行方向）においては、光量は徐々に減少する。このため、光散乱部のドットパターンの分布は進行方向に向かうに伴ってドットパターンの数を増加させることにより、導光板１３から表面側への均一な輝度分布を得ることができる。一方、光の導光方向に垂直な方向（垂直方向）においては、光量は一定であり、この結果、光散乱部のドットパターンの分布も均一である。
【００６０】
また、図９（ｂ）に示す矩形の角が面取りされた導光板１３では、方形部分では、図（ａ）と同様である。すなわち、光源モジュール３０からの光の導光方向（進行方向）においては、光量は徐々に減少する。このため、光散乱部のドットパターンの分布は進行方向に向かうに伴ってドットパターンの数を増加させることにより、導光板１３から表面側への均一な輝度分布を得ることができる。また、光の導光方向に垂直な方向（垂直方向）においては、光量は一定であり、この結果、光散乱部のドットパターンの分布も均一である。
【００６１】
一方、矩形の角の面取り部分では、光の導光方向に垂直な方向（垂直方向）において、光は全反射し、この結果、導光板１３から表面側への均一な輝度分布を得るためには、垂直方向に進むに伴って、光散乱部のドットパターンを減少させる必要がある。
【００６２】
さらに、図９（ｃ）に示す楕円の導光板１３では、光源モジュール３０からの光の導光方向（進行方向）においては、光量は徐々に減少する。このため、光散乱部のドットパターンの分布は進行方向に向かうに伴ってドットパターンの数を増加させることにより、導光板１３から表面側への均一な輝度分布を得ることができる。一方、光の導光方向に垂直な方向（垂直方向）においては、光は全反射し、この結果、導光板１３から表面側への均一な輝度分布を得るためには、垂直方向に進むに伴って、光散乱部のドットパターンを減少させる必要がある。
【００６３】
また、図９（ｄ）に示す菱形の導光板１３では、光源モジュール３０からの光の導光方向（進行方向）においては、光量は徐々に減少する。このため、光散乱部のドットパターンの分布は進行方向に向かうに伴ってドットパターンの数を増加させることにより、導光板１３から表面側への均一な輝度分布を得ることができる。一方、光の導光方向に垂直な方向（垂直方向）においては、光は全反射し、この結果、導光板１３から表面側への均一な輝度分布を得るためには、垂直方向に進むに伴って、光散乱部のドットパターンを減少させる必要がある。
【００６４】
尚、本実施の形態では、照明装置１０の光源モジュール３０は、帯状に設けられているが、必ずしもこれに限ることはない。例えば、図１０に示すように、枠状であるリング状とすることが可能である。このように、照明装置１０の形状に沿う枠状の光源モジュール３０とすることによって、輝度の均一化を容易に図ることができる。
【００６５】
また、本実施の形態の光源モジュール３０では、上述したように、光源モジュール３０においては光結合部材３５の長手方向に沿って２列の発光部３３ａ・３３ｂが設けられている。したがって、この２列の発光部３３ａ・３３ｂの色温度をそれぞれ異ならせることによって、図１１に示すように、調光・調色照明が可能となる。具体的には、発光部３３ａを昼白色とし、発光部３３ｂを電球色とする。これにより、前記シーリングライト１の外側では昼白光を照射し、シーリングライト１の内側では電球色を照射する等の調光・調色照明を行うことが可能となる。
【００６６】
さらに、本実施の形態では、光源モジュール３０は１列にて設けられていたが、必ずしもこれに限らず、複数列であってもよい。これにより、明るさの向上及び調光照明が可能となる。
【００６７】
このように、本実施の形態の照明装置１０では、導光板１３と発光部３３ａ・３３ｂとの間には、導光板１３に対して斜めに光を入射させるように発光部３３ａ・３３ｂからの出射光を結合する光結合部材３５が設けられている。このため、導光板１３の裏面の発光部３３ａ・３３ｂから出射された光は光結合部材３５を介して導光板１３に結合して斜めに入射され、導光板１３の内部を全反射しながら導光板１３の端部まで移動し、その途中で光路変換素子である光散乱部にて全反射条件が破れて導光板１３の表面側に出射される。
【００６８】
この結果、発光部３３ａ・３３ｂを光結合部材３５の裏面に沿って並べるだけで、導光板１３の全面から光を照射することができる。この結果、発光部３３ａ・３３ｂを導光板１３の裏面の全体に配置するのに比べて、発光部３３ａ・３３ｂの個数を減らすことができる。
【００６９】
また、本実施の形態では、導光板１３とは別体の光結合部材３５を設けることにより、平板状の導光板１３に対して斜めに光を入射させ、導光板１３の内部で全反射させて全体に導光させることができる。この結果、導光板１３を加工しなくても、光結合部材３５を介して、発光部３３ａ・３３ｂからの入射光を導光板１３の内部にて導光させ、導光板１３から均一に光を照射することができる。
【００７０】
さらに、本実施の形態では、発光部３３ａ・３３ｂは、光結合部材３５へ向けての出射光の光軸方向が導光板１３に対して直交するように配置されている。このため、発光部３３ａ・３３ｂの配置を平板状の導光板１３に対して斜めにする必要がないので、発光部３３ａ・３３ｂの配置も容易であり、構造が単純である。
【００７１】
また、本実施の形態では、発光部３３ａ・３３ｂは色温度２０００Ｋ〜６０００Ｋの光を出射する。このため、シーリングライト１等の照明機器として適切に利用することができる。
【００７２】
したがって、発光部３３ａ・３３ｂの個数の増加及び導光板の加工を伴うことなく、導光板１３の全体での均一照射を可能とする照明装置１０を提供することができる。
【００７３】
また、本実施の形態では、導光板１３を加工せずに済み、かつ下方から光入射するので、導光板１３及びシーリングライト１の薄型化を図ることができる。具体的には、導光板１３の加工にはある程度の厚さが必要である。この場合、例えば、エッジライト方式の導光板を考えた場合、発光部３３ａ・３３ｂの幅よりも導光板１３を薄くすると光結合率が低下するため薄型化に限界がある。この点、本実施の形態では、導光板１３を薄型化すれば、シーリングライト１の薄型化に繋がる。また、導光板１３の材料を節約できるので、低コスト化を図ることができる。また、発光部３３ａ・３３ｂをその光軸が導光板１３に垂直になるように実装すればよいので、組み立てが簡単である。すなわち、従来のエッジライトの場合は、側面から発光部３３ａ・３３ｂを取り付ける必要があるので、製造がやや困難となる。
【００７４】
また、本実施の形態の照明装置１０では、光結合部材３５は、帯状に設けられている。
【００７５】
これにより、光結合部材３５と発光部３３ａ・３３ｂとの関係を１：１にする必要がなくなり、複数の発光部３３ａ・３３ｂを１つの光学部材にて覆うので、光学系の構造を単純化することができる。また、発光部３３ａ・３３ｂも光結合部材３５に沿って設けることができるので、発光部３３ａ・３３ｂの配線が容易となる。
【００７６】
尚、光結合部材３５が帯状に設けられている構成においては、光結合部材３５が複列であってもよい。この場合、特に、複列の光結合部材３５の輝度分布が対称になるように、導光板１３の縦又は横の中心線に対称に配置することが好ましい。また、光結合部材３５が複列の場合は、導光板１３の表面から出射される光の輝度は、平板状の導光板１３における中央の輝度が導光板１３の端の輝度よりも高くなるように配置することが望ましい。
【００７７】
また、本実施の形態の照明装置１０では、光結合部材３５は、平板状の導光板１３における縦又は横方向の中心線上に設けられている。これにより、導光板１３における縦又は横方向の中心線を軸として輝度を対称にすることが可能となる。したがって、輝度分布において適切な照明装置１０を提供することが可能となる。
【００７８】
また、本実施の形態の照明装置１０では、光源は、複数の発光部３３ａ・３３ｂからなっている。これにより、発光部３３ａ・３３ｂは、白熱球に比べて低消費電力・低発熱性であり、省エネルギー化が可能となる。
【００７９】
さらに、本実施の形態の照明器具としてのシーリングライト１は、照明装置１０を備えている。これにより、発光部３３ａ・３３ｂの個数の増加及び導光板１３の加工を伴うことなく、導光板１３全体での均一照射を可能とする照明装置１０を備えたシーリングライト１を提供することができる。
【００８０】
また、本実施の形態の照明装置１０では、導光板１３の下側には、導光板１３を平面で保持する平板状のシャーシであるバックシャーシ１５が設けられていると共に、バックシャーシ１５の導光板保持面は、光結合部材３５が導光板１３に当接する部分に開口を有し、光結合部材３５及び発光部３３ａ・３３ｂは、バックシャーシ１５の導光板保持面よりも下方に位置している。
【００８１】
このような構成とすることによって、導光板１３の裏面側においては、光結合部材３５及び発光部３３ａ・３３ｂのみが突出していることになる。したがって、光結合部材３５及び発光部３３ａ・３３ｂ以外の部分を薄型化することが可能となる。このため、全体として薄型化を図ることができる。さらに、このような構成とすることによって、発光部３３ａ・３３ｂの放熱の面でも優れたものとなる。また、光源モジュール３０をバックシャーシ１５と接続しておくことによって、バックシャーシ１５が放熱板として機能するので、高い放熱性能を得ることができる。この結果、発光部３３ａ・３３ｂの発光効率も向上する。
【００８２】
また、本実施の形態のシーリングライト１では、発光部３３ａ・３３ｂは、光結合部材３５の長手方向に沿って２列になっている。具体的には、発光部３３ａ・３３ｂは、断面半円状の光結合部材３５における下端弦の両端部の直下に中心線に沿って平行に２列に設けられている。
【００８３】
これにより、導光板１３に入射させるときに、２列の発光部３３ａ・３３ｂをそれぞれ反対方向に光出射させることによって、２列間の中点を通る線を軸対称として光結合部材３５の両側つまり導光板１３の両端側にそれぞれ導光させることができる。尚、上記２列間の中点を通る線が導光板１３の中心線に一致する場合には、導光板１３の中心線を軸対称として導光板の両端側にそれぞれ導光させて該導光板１３の中心線に軸対称となる輝度分布を得ることができる。したがって、単純な構造にて、導光板１３において輝度分布の均一化を図ることができる。すなわち、発光部３３ａが単独の場合は、発光部３３ａの直上が光透過せずに暗部となる虞がある。それを他の発光部３３ｂからの光にて補うことが可能となる。
【００８４】
また、本実施の形態の照明装置１０では、図１に示すように、拡散シート１１は導光板１３に対して貼着されておらず、拡散シート１１と導光板１３との間には空気層１２が設けられている。これにより、導光板１３には光散乱部のドットパターンが形成されているが、空気層１２の存在によりこれらドットパターンが表面側から視認されるのを防止することができる。
【００８５】
また、本実施の形態の照明装置１０は、そのまま大型平面光源への適用が可能であり、大きなシーリングライト１を提供することも可能である。さらに、導光板１３の周辺に部材が不要であることから、シームレスに並べることにより、さらに、大きなシーリングライト１への適用が可能である。
【００８６】
ところで、本実施の形態の照明装置１０は、複数の発光部３３ａ・３３ｂと、複数の発光部３３ａ・３３ｂを支持し、かつ該複数の発光部３３ａ・３３ｂからの熱を放射する一体物からなるバックシャーシ１５とを有している。すなわち、発光部３３ａ・３３ｂは、金属からなる光源ホルダー３１に支持されており、この光源ホルダー３１は、バックシャーシ１５と一体化されている。そして、複数の発光部３３ａ・３３ｂは、光源ホルダー３１に並んで配されており、バックシャーシ１５は、発光部３３ａ・３３ｂに対して熱の放射領域が異なっている。詳細には、照明装置１０が円盤形状であり、複数の発光部３３ａ・３３ｂが円盤の中心線上に並んでいる。
【００８７】
この場合、前記図８に示すように、円盤形状の中心線に直交する方向における中心線に設けられた光源モジュール３０から円弧である外周端１３ａまでの距離は、円盤形状の中心線上の中央部分である全反射しない領域Ｓ１から円弧までの距離の方が、円盤形状の中心線上の端部である全反射する領域Ｓ２・Ｓ２から円弧までの距離よりも長い。この結果、金属シャーシは、円盤形状の中心線上に配された複数の発光部３３ａ・３３ｂに対して、円盤形状の中心線上の中央部分に配された発光部３３ａ・３３ｂでは放射領域が大きく、円盤形状の中心線上の端部に配された発光部３３ａ・３３ｂでは放射領域が小さくなっている。したがって、バックシャーシ１５は、発光部３３ａ・３３ｂに対して熱の放射領域が異なっていることになる。
【００８８】
このような照明装置１０においては、各発光部３３ａ・３３ｂの不均一な寿命の低下を抑制するために、複数の発光部３３ａ・３３ｂからの熱をバックシャーシ１５にて均一に放熱する必要がある。そこで、本実施の形態では、バックシャーシ１５の全領域における熱放射の均一性を確保する熱均一放射手段が設けられている。
【００８９】
これにより、熱均一放射手段にて、バックシャーシ１５の全領域における熱放射の均一性が確保される。
【００９０】
また、この構成では、並んで配された複数の発光部３３ａ・３３ｂに対してバックシャーシ１５は一体物からなっているので、発光部３３ａ・３３ｂ毎にバックシャーシ１５が設けられるということはない。
【００９１】
したがって、部品点数の増加及び製造工程の煩雑化を招くことなく、複数の発光部３３ａ・３３ｂの均一な放熱を行い、延いては寿命の低下を抑制し得る照明装置１０を提供することができる。
【００９２】
ここで、上記熱均一放射手段は、図１２に示すように、バックシャーシ１５における複数の発光部３３ａ・３３ｂに対する熱の放射領域の小さい領域に設けられた放熱フィン３１ａ・３１ａからなっているとすることができる。すなわち、バックシャーシ１５と一体化された光源モジュール３０の光源ホルダー３１の両端部には、放熱フィン（fin）３１ａ・３１ａが設けられている。この放熱フィン３１ａ・３１ａは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）等の金属平板に複数のリブが立設されたものからなっている。
【００９３】
これにより、熱均一放射手段としての放熱フィン３１ａ・３１ａにて、発光部３３ａ・３３ｂの熱を効率的に放熱することができる。そして、本実施の形態では、放熱フィン３１ａ・３１ａは、バックシャーシ１５における複数の発光部３３ａ・３３ｂに対する熱の放射領域の小さい領域に設けられている。このため、複数の発光部３３ａ・３３ｂの均一な放熱を行うことができる。
【００９４】
ここで、図１２に示すように、放熱フィン３１ａは、シーリングライト１の周辺部のみに配置しているが、周辺部に加えて中心に向かう領域に配置してもよい。この配置により、さらに放熱性能を向上させることが可能となる。
【００９５】
また、放熱フィン３１ａとバックシャーシ１５とのそれぞれの面精度が出ていない場合、発光部３３ａ・３３ｂからバックシャーシ１５及び放熱フィン３１ａの熱伝達経路での熱抵抗が大きくなる。そこで、熱抵抗を小さくするために、バックシャーシ１５と放熱フィン３１ａとの間にシリコーン系材料やグラファイト系材料からなる放熱シートを介してもよい。これにより、熱抵抗を低減することができ、光源からの熱を効率良く放射することができる。
【００９６】
また、本実施の形態の照明装置１０では、熱均一放射手段は、図１３に示すように、バックシャーシ１５における複数の発光部３３ａ・３３ｂに対する熱の放射領域の大小に応じて各発光部３３ａ・３３ｂへの出力電力を大小とする光源電力調整手段として光源駆動電力調整部３７からなっているとすることができる。尚、この光源駆動電力調整部３７は、実際には、光源ホルダー３１の内部に搭載されている。
【００９７】
すなわち、図１３においては、光源ホルダー３１の長手方向の両端部である円盤状の照明装置１０における周辺部Ｅ・Ｅの発光部３３ａ・３３ｂからバックシャーシ１５への熱放散は、熱の放射領域の小さい領域であるので、この周辺部Ｅ・Ｅに存在する発光部３３ａ・３３ｂの駆動電力は小さいものとなっている。一方、光源ホルダー３１の長手方向における中央部Ｃの発光部３３ａ・３３ｂからバックシャーシ１５への熱放散は、熱の放射領域の大きい領域であるので、この中央部Ｃに存在する発光部３３ａ・３３ｂの駆動電力は大きいものとなっている。
【００９８】
これにより、熱均一放射手段としての光源駆動電力調整部３７にて、バックシャーシ１５における複数の発光部３３ａ・３３ｂに対する熱の放射領域の大小に応じて各発光部３３ａ・３３ｂへの出力電力を大小とするように調整することができる。したがって、複数の発光部３３ａ・３３ｂの均一な放熱を行い、延いては寿命の低下を抑制し得る照明装置１０を提供することができる。
【００９９】
また、本実施の形態の照明装置１０では、平板状の導光板１３と、該導光板１３の裏面側に配置された複数の発光部３３ａ・３３ｂとを備え、該発光部３３ａ・３３ｂからの出射光を該導光板１３に入射させ、入射した光を該導光板１３の内部で全反射させて導光しながら該導光板１３の表面側から照射させる。そして、導光板１３に対して斜めに光を入射させるように発光部３３ａ・３３ｂからの出射光を結合する光結合部材３５が、該導光板１３と該発光部３３ａ・３３ｂとの間に設けられている。また、バックシャーシ１５は、導光板１３の裏面及び発光部３３ａ・３３ｂの裏面に一体に設けられている。
【０１００】
したがって、発光部３３ａ・３３ｂの個数の増加及び導光板の加工を伴うことなく、導光板１３全体での均一照射を可能とする照明装置１０を提供することができる。
【０１０１】
本実施の形態の照明装置１０は、上記照明装置１０を備えている。それゆえ、部品点数の増加及び製造工程の煩雑化を招くことなく、複数の発光部３３ａ・３３ｂの均一な放熱を行い、延いては寿命の低下を抑制し得る照明装置１０を備えたシーリングライト１を提供することができる。
【０１０２】
また、本実施の形態のバックシャーシ１５又は放熱フィン３１ａの表面に、アルマイト処理や熱の放射を利用する放熱塗料を塗布することにより、光源からの熱を効率良く、放射することができる。
【０１０３】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、本実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明の照明装置、及びそれを備えた照明機器は、天井直付け形のシーリングライト、壁面に取り付ける壁面照明や、看板等に適用できる。そして、適用分野として、店舗、オフィス等施設、業務用などの各種の照明器具に適用できる。
【符号の説明】
【０１０５】
１            シーリングライト（照明機器）
１０            照明装置
１１            拡散シート
１２            空気層
１３            導光板
１４            反射シート
１５            バックシャーシ（金属シャーシ）
２０            フレーム
３０            光源モジュール
３１            光源ホルダー（金属シャーシ）
３１ａ          放熱フィン（熱均一放射手段）
３３ａ・３３ｂ  発光部（光源）
３５            光結合部材
３５ａ          頂部平坦面
３５ｂ・３５ｃ  曲面
３５ｄ          下端平坦面
３７            光源駆動電力調整部（熱均一放射手段、光源電力調整手段）
Ｃ            中央部
Ｅ            周辺部
【図１】
2012226967.tif 000003
【図３】
2012226967.tif 000004
【図４】
2012226967.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１４】
2012226967.tif 000010
【図１５】
2012226967.tif 000011
【図２】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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