(57)【要約】【課題】  ＬＥＤを光源とする照明装置では、配光特性が良好な照明装置を得ることが出来ない。特に白熱電球と同じような配光特性となる照明装置を得ることが出来ない。【解決手段】  光源モジュールと、光源モジュールの発光部に対向して配置し、光源モジュールの光線を伝搬させる導光部材を備え、導光部材からの出射光により照明する照明装置であり、導光部材が、発光部に近接する第一の端部と反対側にある第二の端部に光機能面を有し、第一の端部と第二の端部に隣接する側面に光取り出し構造を有する照明装置とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源モジュールと、光源モジュールの発光部に対向して配置し、光源モジュールの光線を伝搬させる導光部材を備え、導光部材からの出射光により照明する照明装置であって、導光部材は、発光部に近接する第一の端部と反対側にある第二の端部に光機能面を有し、第一の端部と第二の端部に隣接する側面に光取り出し構造を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光機能面は、前記導光部材を伝搬する前記光源モジュールの光線のうち、一部の光線を透過するとともに、残りの光線を反射する面であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光取り出し構造は、前記導光部材を伝搬する前記光源モジュールの光線のうち、前記光源モジュールの発光部からの出射光と同じ方向の光線と、前記光機能面により反射した光線を、外部へ取り出し出射する構造であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置
【請求項４】
前記光取り出し構造は、前記導光部材の前記第一の端部に近い側面に設けた第一の光取り出し構造と、前記導光部材の前記第二の端部に近い側面に設けた第二の光取り出し構造とからなり、第一の光取り出し構造は、前記光源モジュールの発光部からの出射光と同じ方向の光線を前記導光部材の外部へ取り出すとともに、第二の光取り出し構造は、前記光機能面により反射した光線を前記導光部材の外部へ取り出すことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光機能面は、前記導光部材の内側に向かって窪んだ形状であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の照明装置を備えた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、照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来の白熱電球に比べて小型化、省電力化、長寿命化を可能とする発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記載）を採用した照明装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
一例としては、例えば特許文献１のような照明装置がある。特許文献１では、一端に口金が設けられ、他端の開口部に向けてラッパ状に広がるラッパ状部材と、このラッパ状部材の開口部に取付けられた内面に蛍光体の層を有する透光性カバーと、ラッパ状部材と透光性カバーにより形成された略球体の内部に設けられた基板と、この基板の透光性カバーに対向する外面に実装されたＬＥＤとを備えた構造としている。
【０００４】
また、別の例としては、特許文献２のような照明装置が開発されている。特許文献２では、複数のＬＥＤからの光を導く導光体を設け、導光体の出射面の輝度を向上するために、導光体をＬＥＤが配設された領域と形状及び面積が略同じ入射面とこの入射面の面積に対して０．７倍ないし０．９２倍の面積の出射面を有し、かつ、入射面から出射面に至る高さの値を入射面の面積の１０倍以内の値とした錐台形状をなす。この導光体とＬＥＤとの間に空気層を設けて入射面をＬＥＤに対向させて配置したことを特徴としている。さらに、導光体の出射面の中央部に開放して入射面に向けて先細りとなるくぼみを形成し、くぼみを形成した面に入射する光を、導光体の側方に拡散させて、導光体の出射面だけでなく出射面側の端部側面も光らせる構造としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４３８０７号公報
【特許文献２】特開２００８−１５９４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の照明装置の場合、従来の白熱電球と互換性があるＬＥＤ電球を提供することが出来るものの、従来の白熱電球と比べて配光が異なるため、白熱電球が備えられていた位置での代替としてＬＥＤ電球を取り付けた場合、これまでの配光分布と異なる為に照射していた領域の照明度合いが異なるという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２の照明装置の場合、複数のＬＥＤからの光を導くために導光体を設けており、導光体の出射面の輝度を向上させることが出来るが、特許文献１と同様に従来の白熱電球の配光分布とは異なるという問題があった。また、導光体の出射面にくぼみを形成し、導光体の側方も光らせる構造としているが、導光体の出射面および側方の輝度は向上するものの、白熱電球の照明とは異なる問題は解消されていない。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、配光特性が良好な照明装置を提供することにあり、特に白熱電球と同じような配光特性とな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】
【０００９】
本発明の照明装置は、光源モジュールと、光源モジュールの発光部に対向して配置し、光源モジュールの光線を伝搬させる導光部材を備え、導光部材からの出射光により照明する照明装置であって、導光部材が、発光部に近接する第一の端部と反対側にある第二の端部に光機能面を有し、第一の端部と第二の端部に隣接する側面に光取り出し構造を有することを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、導光部材を伝搬する光線を効率的に利用することができると共に、より適切な配光分布とすることのできる照明装置とすることができる。
【００１１】
また、本発明の照明装置は、光機能面が、導光部材を伝搬する前記光源モジュールの光線のうち、一部の光線を透過するとともに、残りの光線を反射する面であることを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、導光部材を伝搬する光線の一部を反射することができるため、光を効率的に利用することができると共に、より適切な配光分布とすることのできる照明装置とすることができる。
【００１３】
また、本発明の照明装置は、光取り出し構造が、導光部材を伝搬する前記光源モジュールの光線のうち、光源モジュールの発光部からの出射光と同じ方向の光線と、前記光機能面により反射した光線を外部へ取り出し出射する構造であることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、導光部材の外部へ効率的に光を取り出すことができると共に、光を配光とすることのできる照明装置とすることができる。
【００１５】
また、本発明の照明装置は、光取り出し構造が、導光部材の第一の端部に近い側面に設けた第一の光取り出し構造と、導光部材の第二の端部に近い側面に設けた第二の光取り出し構造とからなり、第一の光取り出し構造では、光源モジュールの発光部からの出射光と同じ方向の光線を前記導光部材の外部へ取り出し、また第二の光取り出し構造では、光機能面により反射した光線を導光部材の外部へ取り出すことを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、導光部材の外部へ効率的に光を取り出すことができると共に、各領域での光取り出し構造により外部へ取り出す光線を制御することが出来るため、より適切な配光分布とすることのできる照明装置とすることができる。
【００１７】
また、本発明の照明装置は、光機能面が、導光部材の内側に向かって窪んだ形状であることを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、光機能面が平面である場合には、光機能面からの反射光が光源モジュールにまで戻り光量損失になることに対して、くぼみ形状とすることによって導光部材の側面へ導くことが出来ることから、導光部材の外部へ効率的に光を取り出すことができると共に、光を配光することのできる照明装置とすることができる。
【００１９】
また、本発明の照明機器では、本発明の照明装置を備えたことを特徴とする。白熱電球に近い広い配光分布の照明機器を得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、光源から放射した光が導光体により制御されることにより、導光体からの出射光の配光特性が良好なものとなる照明装置とすることができる。また、白熱電球に近い配光特性の照明装置とすることが出来る。さらに、本発明の照明装置を照明機器に備えることにより、配光特性の良好な照明機器を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１における照明装置の全体の概略図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図２】実施の形態１における照明装置の導光部材の側面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図３】実施の形態１における照明装置の各領域における光取り出し構造の説明図である。
【図４】実施の形態１における照明装置による配光分布の一例である。
【図５】実施の形態１における照明装置の各領域による配光分布の一例である。
【図６】実施の形態１における光機能面と光線との関係図である。
【図７】実施の形態２における照明装置の導光部材の側面図（ａ）および断面図（ｂ）の図である。
【図８】実施の形態３における照明装置による配光分布の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に実施の形態１〜３の各々について説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００２３】
〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態１を、図面を参照して説明する。図１は、実施の形態１における照明装置の全体構成を示しており、図１（ａ）は概略図、そして図１（ｂ）は光源モジュールおよび導光部材の断面図である。
【００２４】
本実施の形態における照明装置１は、発光素子等を備えた光源モジュール２と、光源モジュール２の出射光を伝搬するための導光部材３と、外部電源へ接続される口金４と、光源モジュール２へ電力を供給するための電源回路基板（図示せず）とを備えている。以下に本実施の形態の照明装置１の各構成に関して詳細を説明する。
【００２５】
光源モジュール２は、ＬＥＤやエレクトロルミネッセンス素子等の発光素子からなる発光部２ａと、その発光部２ａを搭載する基板を備えた固定部（図示せず）から構成されている。発光素子としてＬＥＤを用いる場合は、セラミック基板上に複数または単数のＬＥＤを実装した構成とすることが好ましい。また、発光素子を基板に固定し、発光素子の放熱を高める放熱部材（図示せず）を適宜設けてもよい。
【００２６】
さらに、光源モジュール２の発光部２ａの出射側に、導光部材３を固定する保持部材を設け、発光部２ａからの出射光が導光部材３へ結合する効率（以下、光結合効率と記載）が最適となるように、導光部材３と発光部との間隔を保持部材により設定する。
【００２７】
また、保持部材は導光部材３と一体に形成しても良い。一体に形成することにより、部品点数を削減できると共に、組立工数も削減することができる。保持部材の材質は何れでも良いが、光源モジュール２からの出射光を透光させる機能を付与する場合は、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂等を用いれば良い。保持部材を透光性の材質とすることにより、保持部材を透過した光と導光部材３から出射する光を合わせて配光特性が良好な照明装置１とすることができ、照明装置１を備える領域を最適に照明することが出来る。ここで、配光特性（配光分布）とは、光源や照明器具からどの方向（角度）に光がどれぐらいの強さで発しているかを示すものである。
【００２８】
また、光源モジュール２と導光部材３との間に反射部材（図示せず）を設けても良い。例えば、導光部材３が円柱形状であれば、その外周を覆うように反射シートを設ければ良い。反射部材を設けることにより導光部材３に入射しなかった発光部２ａの出射光が、反射部材で反射され導光部材３へ入射させることができるため、光利用効率を向上させることが出来る。
【００２９】
次に、導光部材３について説明する。導光部材３は、光源モジュール２の発光部２ａからの出射光が、導光部材３の端部のうち発光部側の第一端部３ａに入射するように配置されており、導光部材３に入射した光が導光部材３の内部を伝搬する構造となっている。
【００３０】
導光部材３の内部を伝搬した光は、第一端部３ａとは反対側の第二端部３ｂ、および第一端部３ａと第二端部３ｂに隣接する側面３ｃより出射し、照明装置１を備える領域を最適に照明する構造となっている。この時、側面３ｃには、光取り出し構造５が設けられており、導光部材３の内部を伝搬する光が導光部材３の外部へ出射する際の出射方向を制御するように設けられている。
【００３１】
また、第二端部３ｂには、一部の光を透過し、残りの光を反射する光機能面６が設けられている。導光部材３の側面３ｃに設けられた光取り出し構造５および光機能面６に関しては、後ほど詳細に説明する。
【００３２】
導光部材３は、光源モジュール２の発光部２ａからの出射光を透光させる機能を有しており、材質は特に限定されないが、例えば、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂等を用いればよい。また、導光部材３の形状は特に限定されないが、例えば円柱形状や多角形柱形状とすれば照明装置１を備える領域の全体に最適に照明することが可能となり好ましい。
【００３３】
このような導光部材３は、例えば成形により作製すればよい。導光部材３の側面３ｃに設けた光取り出し構造５は、それぞれの形状に対応した金型を用いて成形することにより形成することが出来る。成形された導光部材３の第二端面３ｂに対して、透過および反射の機能を有する光機能膜を蒸着等により形成することで光機能面６とすることが出来る。また、導光部材３に固定部を形成しておけば、光源モジュール２または口金４に固定することが出来る。
【００３４】
口金４は、外部電源（図示せず）と光源モジュール２とを接続するための部材である。照明装置１を照明機器に取り付ける際、照明機器に設けた取り付け部と口金４とが固定され、外部電源が照明装置１に供給される構造であれば良い。また、本発明の照明装置１が白熱電球の代替となる場合は、口金４が白熱電球のものと同等の構造にすることで本発明の照明装置１と白熱電球とを容易に交換することが出来る。また口金４の内部に電源回路基板を備えた構造としてもよい。図１では、口金４と光源モジュール２、光源モジュール２と導光部材４とをそれぞれ固定した構造としている。
【００３５】
本実施の形態における照明装置１では、図１に示すように、通常の白熱電球やＬＥＤ電球であれば備えているグローブと呼ばれるカバーを備えていない。これは上記のような構成とすることにより光源モジュール２は、導光部材３と保持部材等によってカバーに相当する閉じた空間へ配置する構成とすることが出来る。この構成により、外部から埃、塵等が光源モジュールの電極部分に侵入して短絡等のトラブルを防ぐことが出来る。また、使用者が電極部分を直接触ることができないため、感電等の事故を防ぐことが出来る。勿論、光源モジュール２を保持部材等により密閉された空間に配置した構成であっても良いし、さらにカバーを備えた構成としても良い。
【００３６】
また、ここでは図示していないが、光源モジュール２を設置し、光源モジュール２から生じる熱を外部に放熱するための放熱部材を設けても良い。放熱部材は、光源モジュール２と接触させて導光部材３と口金４との間に設けた構成とすれば良い。さらに、放熱部材の内部に空洞部分を設け、空洞部分に光源モジュール２と電源回路とを接続する電源回路基板（図示せず）を収納してもよい。放熱部材の材質は、アルミ等の金属、あるいは樹脂から構成されることが好ましい。
【００３７】
次に導光部材３の機能について図２を用いてより詳細に説明する。図２は、導光部材３の側面図（ａ）および断面図（ｂ）である。導光部材３は、発光部側に第一端部３ａ、発光部と反対側に第二端部３ｂが設けられており、さらに第二端部３ｂは光機能面６となっている。さらに、導光部材３の側面３ｃには光取り出し構造５が設けられた構造となっている。次に光取り出し構造５および光機能面６について説明する。
【００３８】
光取り出し構造５は、導光部材３の内部を伝搬する光を外部へ出射する方向を制御するように設けられている。導光部材３の内部を伝搬する光としては、光源モジュール２の発光部からの出射光であって、導光部材３の第一端部３ａで光結合した後、導光部材３の内部を伝搬する光（以下、進行光Ａとする。）と、導光部材３の第二端部３ｂの光機能面６により反射して第一端部３ａの方向へ伝搬する光（以下、反射光Ｂとする。）があり、それぞれの光が導光部材３から外部へ出射する方向を制御するように設けられている。方向の制御に関しては、図３にて説明する。
【００３９】
光機能面６は、導光部材３を伝搬した光源モジュール２からの光（進行光Ａ）のうち、一部の光を透過して外部へ出射し、残りの光を反射（反射光Ｂ）する構造となっている。例えば、光機能面６をハーフミラーとすれば、導光部材３を伝搬した進行光Ａが第二端部３ｂに到達した光のうち、約半分を導光部材３から外部へ出射し、残りの光を導光部材３の内部へ反射し反射光Ｂとすることになる。
【００４０】
第二端部３ｂを光機能面６とすることは、以下の理由から望ましい。例えば、第二端部３ｂが光機能面ではなく透過面とした場合、第二端部３ｂから導光部材３の外部へ出射する光が多くなるため、照明装置１として十分な配光特性を得ることが出来ない。一方、第二端部３ｂを金属膜等の蒸着により反射面とした場合、第二端部３ｂから出射する光がなく反射光Ｂが増加し、側面３ｃに設けた光取り出し構造５より外部へ出射する光が増加するため、照明としてはリング状の配光となり十分な配光特性を得ることが出来ない。
【００４１】
第二端部３ｂを光機能面６とすることにより、第二端部３ｂから出射する光を確保すると共に、側面３ｃの光取り出し構造５により外部へ出射する光を進行光Ａと反射光Ｂでバランスよくすることにより、照明装置１としてより良好な配光特性とすることが出来る。
【００４２】
第二端部３ｂの光機能面６は、光の透過および反射を制御するだけでなく、光の角度も制御する機能を有する。光機能面６の形状としては、平面、曲面、円錐面、矩形面等の何れの形状であっても構わないが、より好ましくは、導光部材３に対して窪んだくぼみ構造とすることが望ましく、曲面を有するくぼみ構造とした方が望ましい。光機能面６をくぼみ構造とすることにより、導光部材３の側面３ｃに設けた光取り出し構造５に対して反射光Ｂを効率的に導き、光取り出し構造５から外部へ制御して出射することが出来る。
【００４３】
さらに、第二端部３ｂから出射する光（進行光Ａ）に対して、くぼみ構造は、凹レンズとして機能するため、光を広げて外部へ出射すこととなり、照明における配光分布のうち第二端部３ｂからの光量のピークを抑制し、かつ連続した良好な配光分布とすることが出来る。
【００４４】
次に導光部材３の側面３ｃに設けた光取り出し構造５について図２を用いてさらに説明する。図２では、光取り出し構造５は、導光部材３の第一端部３ａの側から光取り出し構造５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの４領域から構成されている。さらに光取り出し構造５ａ、５ｂ（第一の光取り出し構造）は、第一端部３ａに近い位置に設けられており、主に進行光Ａを外部へ出射する方向を制御する役割を担っている。他方、光取り出し構造５ｃ、５ｄ（第二の光取り出し構造）は、第二端部３ｂに近い位置に設けられており、主に反射光Ｂを外部へ出射する方向を制御する役割を担っている。ここでは、光取り出し構造５が４領域からなる場合を示しているが、光取り出し構造の各領域は照明装置１の配光分布が最適となるように設定する。４領域に分かれた光取り出し構造５は、４種類の形状の異なるプリズムにより構成されており、プリズムの角度やピッチによって導光部材３の外部へ取り出すことの出来る光を決定し、その光が外部へ出射する方向を制御することが出来る。光取り出し構造５により、照明装置１の全体の配光分布を最適となるように設定し、照明装置１を備える領域を最適に照明することが出来る。
【００４５】
次に照明装置１の光取り出し構造５と配光分布との関係に関して一例を図３〜図５を用いて説明する。図３は、光取り出し構造５の各領域（５ａ〜５ｄ）での形状について説明した図である。ここでは、光取り出し構造５をプリズム形状として説明する。そして図３の光取り出し構造５の各領域における形状を決定して照明装置１の配光分布を解析した。図４、図５はその配光分布の解析を示しており、図４は照明装置１の配光分布の一例、また図５は各領域での配光分布の一例を示している。図５の各領域での配光分布を合わせると図４の照明装置の全体の配光分布となる。なお、図５（ａ）〜（ｄ）は、光取り出し構造５ａ〜５ｄに対応しており。図５（ｅ）および図５（ｆ）は、それぞれ５ｅおよび第二端部３ｂからの光に対応している。
【００４６】
ここで導光部材３の側面３ｃの光取り出し構造５の各領域における形状については以下の通りとした。なお、ここでは、導光部材３は円柱とし、光取り出し構造５の各領域のプリズムを形成する２つの面と円柱の側面３ｃの稜線（光取り出し構造がない場合の側面をさす）がなす角度を光源側からα、βとしている。また、ピッチはプリズムを形成する２つの面が交わる領域で谷部の間隔とした。
光取り出し構造５ａは、α＝６０°、β＝７０°、ピッチは、０．６ｍｍである。
光取り出し構造５ｂは、α＝６０°、β＝８８°、ピッチは、０．６ｍｍである。
光取り出し構造５ｃは、α＝８０°、β＝４０°、ピッチは、０．５５ｍｍである。
光取り出し構造５ｄは、α＝８０°、β＝４５°、ピッチは、０．５５ｍｍである。
【００４７】
光取り出し構造５ａ、５ｂは、光源モジュール２に近い側の角度αを小さくし、一方、光取り出し構造５ｃ、５ｄは、光源モジュール２に近い側の角度が大きくなっている。これは、光取り出し構造５ａ、５ｂでは主に進行光Ａを取出し易くし、光取り出し構造５ｃ、５ｄでは主に反射光Ｂを取出し易くしているためである。
【００４８】
光取り出し構造５ａ、５ｂは、光源モジュール２の発光部からの出射光が導光部材３へ結合し内部を伝搬した光であって、進行光Ａが外部へ出射する方向を制御している。ここで光取り出し構造５ａ、５ｂにおいて異なる角度としているのは、各領域ごとに異なる配光特性とし、各領域の配光特性を足し合わせることにより、照明装置１の全体における配光分布をより平滑な配光分布となるようにするためである。
【００４９】
ここでは、光取り出し構造５を４領域（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）としているが、光源モジュール２の発光部と、光取り出し構造５との位置関係、つまり、導光部材３の側面３ｃに設けた光取り出し構造５の位置により、導光部材３の内部を伝搬する進行光Ａまたは反射光Ｂのうち、外部へ取り出しやすい角度の光が導光部材３の側面３ｃに到達する位置に対応して光取り出し構造５の形状を決定している。次に光取り出し構造５と導光部材３の内部を伝搬する進行光および反射光の関係を図３でより詳細に説明する。ここでは、進行光Ａおよび反射光Ｂの角度は、導光部材３の側面３ｃの稜線とのなす角度としている。
【００５０】
光取り出し構造５ａでは、図３（ａ）に示すように進行光Ａのうち進行光Ａ１の光線は、導光部材３の外部に出射し、進行光Ａ２の光線は、導光部材３の内部に戻ってくる。つまり導光部材３の内部を伝搬する進行光Ａの角度を選択して、導光部材３の外部へ取り出すことができる。また、光機能面６より反射した反射光Ｂのうち反射光Ｂ１の光線も、導光部材３の外部へ取り出される。光取り出し構造５ｂでは、図３（ｂ）に示すように光取り出し構造５ａと同じように進行光Ａ３が取り出されるが、βを大きくしているために、進行光Ａ１の角度に比べて大きい進行光Ａ３が、導光部材３の外部へ取り出される。
【００５１】
一方、光取り出し構造５ｃ、５ｄは、主に導光部材３の内部を伝搬した光のうち、光機能面６により反射された反射光Ｂが導光部材３の側面３ｃから外部へ出射する方向を制御するために形状とピッチを設定している。光取り出し構造５ｃでは、図３（ｃ）に示すように反射光Ｂのうち反射光Ｂ３が導光部材３の外部へ取り出される。逆に進行光Ａのうち進行光Ａ５はプリズムで全反射する。光取り出し構造５ｄでは、図３（ｄ）に示すように光取り出し構造５ｃと同じように反射光Ｂ４が取り出されるが、αを大きくすればそれに対応した反射光が、導光部材３の外部へ取り出される。
【００５２】
上記の光取り出し構造５を備えた図２に示した導光部材３を用いた照明装置１における配光分布について図４に示す。配光分布は、極座標中心に光源が存在し、縦軸が導光部材３の長辺方向（第二端部３ｂに向かう方向）であり、９０°方位は前方、２７０°方位は後方を示している。また横軸は導光部材３の短辺方向（側面３ｃに向かう方向）である。０〜１８０°は照明装置１の前方への照明、１８０〜３６０°は照明装置１の後方への照明における配光特性を示している。なお図２（ａ）における光取り出し構造５ｅはプリズムを形成せず、導光部材３の側面３ｃを用いている。
【００５３】
図６に光取り出し構造５ｅと進行光（ここではＣ、Ｄとする）、反射光の関係を示す。ここでは、光機能面６を曲面、特に球面形状とし、導光部材３を円柱形状とした場合について説明する。光機能面６の球面の中心から離れた位置に入射した進行光Ｃは、球面で反射され導光部材３の側面３ｃ方向から外部へ出射される。一方、球面の中心付近に入射した進行光Ｄは、導光部材３の方向に反射され反射光Ｄ２となり、光機能面６で透過した進行光Ｄは、出射光Ｄ１としてやや拡散しながら前方へ出射される。
【００５４】
図５では、光取り出し構造５ａ〜５ｅの各領域による配光分布の一例を示している。図５（ａ）〜図５（ｅ）は光取り出し構造５ａ〜５ｅに対応している。先に説明したように進行光を外部へ取り出す光取り出し構造５ａ、５ｂでは、図５（ａ）、図５（ｂ）のように進行光を取り出しやすい構造としているため、進行光の方向の分布が主に出現している。一方、光取り出し構造５ｃ、５ｄでは、図５（ｃ）、図５（ｄ）のように反射光を取り出しやすい構造としているため、反射光の方向の分布がより多く出現している。また、光取り出し構造５ｅでは、導光部材３の側面３ｃを用いており、主に側面に垂直な方向の分布がより多く出現している。図５の各領域の配光分布を足し合わせると、図４の照明装置１の全体の配光分布となる。つまり、光取り出し構造５の各領域の形状を設定することにより、より最適な配光分布を得ることが出来る。特に、光取り出し構造５をプリズムとした場合は、各領域のプリズム形状を設定することが可能であるため、より最適な配光分布とすることが可能となる。
【００５５】
実施の形態１では、導光部材３を円柱とし、その側面３ｃにプリズムの光取り出し構造５を設けた構成として説明したが、導光部材３の側面３ｃを粗面化したり、光散乱性インク等を印刷したりして光取り出し構造５を設けた場合であっても、各領域での粗面状態や印刷状態を設定することによりプリズムの場合と同様な配光分布を得ることが出来る。また、配光分布の最適化を特に必要としない場合は、導光部材３の側面３ｃに領域を分けずに、プリズムや粗面、印刷等によりほぼ同一形状の光取り出し構造５を設けることで、図４の配光分布に近い分布を得ることが可能である。
【００５６】
また、実施の形態１では、図１の照明装置１の構成に関して説明を行った。しかし、本発明においては、図２の導光部材３であって、光機能面６や光取り出し構造５を設けた点に特徴がある。本発明の導光部材３では、光源モジュール２の発光部からの出射光のうち、導光部材３の内部を伝搬する光（進行光）について、その一部は導光部材３の側面３ｃに形成した光取り出し構造５や、第二端部３ｂから導光部材３の外部に出射され、また残りについては光機能面６により反射されて導光部材３の内部で反射光となり、導光部材３の側面３ｃに形成した光取り出し構造５から導光部材３の外部に出射される。
【００５７】
ここで、導光部材３の側面３ｃに形成された光取り出し構造５による進行光および反射光の外部へ取り出された光は、図２にあるように逆方向へ出射されることになる。このように、光源モジュール２の発光部の出射光が、出射光と同じ方向へ導光部材３から出射されるだけでなく、出射光と反対の方向へ導光部材３から出射される。その結果、光源モジュール２の発光部からの出射光は広い範囲にわたり出射され、広い配光分布を実現することが出来る。
【００５８】
これは、反射光を光機能面６があたかも光源であるように機能しているためである。つまり、導光部材３の両端、つまり第一端部および第二端部に光源が配置されているような働きをしている。従って、導光部材３の長さを調整すれば、光機能面６の位置が変化し、必要に応じて配光分布を調整することも可能である、また、図１では、光源モジュール２や口金４の幅は、導光部材３とほぼ同じ大きさであるが、その幅が大きい場合は、導光部材３の長さを長くすることで、導光部材３の外部への出射光が遮られることなく、広い配光分布とすることが可能となる。
【００５９】
つまり、導光部材３の形状や周囲の形状に関係なく、どんな形状であっても光機能面６や光取り出し構造５により、広い配光分布を得ることの導光部材３を実現することが出来る。
【００６０】
本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではない。すなわち、請求項に示した範囲において種々の変更が可能であり、異なる実施の形態において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の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６１】
〔実施の形態２〕
以下、本発明の実施の形態２を、図７を用いて説明する。図面の符号について実施の形態１と同じ符号のものに関しては、その説明を省略する。図７は、実施の形態２における照明装置１の導光部材３であり、図７（ａ）は、断面図、図７（ｂ）は光線との関係図である。実施の形態２では実施の形態１と比較して第二端部３ｂの光機能面６の形状を球面でなく２つの円錐の組合せとしている。光機能面６の形状として２つの円錐の組合せとすることにより、進行光に垂直となる領域が球面の場合と比べて減少し、光源モジュール２へ戻るのではなく、反射光がある角度を持って光取り出し構造５へ到達する光量が増えるため、導光部材３の外部へ出射する光量が増えることとなる。
【００６２】
また、光機能面６として１つの円錐で形成しても構わないが、２つの円錐の組合せとすることにより、導光部材３の側面３ｃに近い円錐面により光取り出し構造５ｅから出射する反射光を増加されることができ、照明装置の全体の配光特性を良好にすることが出来る。
【００６３】
光機能面６の他の構成としては、円錐面の中心部に光源モジュール２の発光部の表面と平行な平面を設けた構成とし、平面の外周の円錐面に反射面（例えば、ミラー）を設けた構成としてもよい。第二端面３ｂの全面を反射面とすると前方へ出射する光量が不足する為、反射面を形成する時に円錐面の中心で平面に相当する部分に反射面が形成されないようにパターンを設け金属膜等による形成をするが、製造時のコストを下げることができ、照明装置１の直上の光量不足を補うことが出来る。さらに、光源モジュール２から垂直に立ち上がる光をそのまま取出すことができる。基本的に球面と近似しており、球面に比べて横方向と垂直方向の光をより多く出射することができる。
【００６４】
本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではない。すなわち、請求項に示した範囲において種々の変更が可能であり、異なる実施の形態において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の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６５】
〔実施の形態３〕
以下、本発明の実施の形態３を、図１および図８を用いて説明する。図面の符号について実施の形態１と同じ符号のものに関しては、その説明を省略する。また、実施の形態３は、導光部材３の側面３ｃに設けた光取り出し構造５を粗面とした場合の照明装置１に関するものであり、光取り出し構造５以外の構成に関しては、実施の形態１および実施の形態２における照明装置と同じものとしてもよい。ここで、粗面としては、導光部材３の側面３ｃに対して、放電加工、Ａｌ2Ｏ3等の微細粒子の吹きつけ、インプリント、エッチング、印刷などの表面加工手法を施して表面粗さを粗くした面としている。
【００６６】
なお、粗面の度合いは表面粗さで管理されており、表面粗さが粗くなるほど出射光および導光部材内部での反射光はランバート散乱に近づき、より広い配光分布となる。よって粗面度合いは照明装置１の全体の配光分布が最適となるように設定される。一例として、導光部材３の側面３ｃの光取り出し構造５の粗面構造としてはＲａ（中心線平均粗さ）が５０μｍ以下であることが好ましい。
【００６７】
実施の形態３における光取り出し構造５を粗面とした場合の照明装置１の配光特性を図８に示す。図８の通り、光取り出し構造５を粗面とした場合、光取り出し構造５をプリズムとした場合の照明装置１の配光特性である図４と比較して、同様の配光特性とすることが可能である。
【００６８】
ここで導光部材を円柱形状とした場合の円周径や、光源と導光部材の間隔の設定により、粗面構造の位置が変化してもよい。具体的には、導光部材の円周径を増やすと粗面構造に到達する光が減るため後方出射領域を増やし後方出射光を増やすとともに、前方出射光は反射部の透過率を上げることで調整する。
【００６９】
本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではない。すなわち、請求項に示した範囲において種々の変更が可能であり、異なる実施の形態において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の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７０】
〔実施の形態４〕
実施の形態４では、実施の形態１、２および３で説明した照明装置１を用いた照明機器について説明する。本発明の照明装置１は、白熱電球の代替として検討されたものである。そこで、白熱電球を用いている照明機器であれば、この照明装置を用いることにより、白熱電球と同様に照明とすることが出来る。照明機器には、白熱電球の周囲に何も設けない構成、またはデザイン性のあるものを設けた構成のものや、反射面を有するリフレクタを設けた構成のものがある。白熱電球では、フィラメントからの光は全方位に放射する構造となっているが、本発明の照明装置でも、円柱形状の導光部材であり、導光部材を伝搬する進行光および反射光を、導光部材の周囲に設けた光取り出し構造により取り出し位置や方向を制御することができるため、白熱電球に類似する配光特性とすることが可能である。
【００７１】
そのため、周囲に何も設けない構成、またはデザイン性のあるものを設けた構成の照明機器に取り付けても同様の照明とすることが可能である。また、リフレクタを設けた構成の照明機器に取り付けても同様の照明とすることが可能である。
【００７２】
さらに個々では説明していない、それ以外の照明機器であっても、本発明の照明装置は白熱電球と同様の配光分布とすることが出来ることから、取り付けることによって同様の照明機器とすることが出来る。また、他の照明機器であれば、導光部材に設けた光機能面や光取り出し構造を照明機器に対応させることにより、いずれの照明機器にも適用することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、ＬＥＤ等の発光素子の放射光を導光体により、白熱電球のような配光特性とすることができるため、照明装置に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１    照明装置
２    光源モジュール
２ａ  発光部
３    導光部材
３ａ  第一端部
３ｂ  第二端部
３ｃ  側面
４    口金
５    光取り出し構造（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ）
６    光機能面
Ａ、Ｃ、Ｄ  進行光
Ｂ    反射光
【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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