(57)【要約】【課題】簡素な導光部材を用いてグラデーションを表現することができる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置（１００）は、光源（１）、光源（２）及び導光部材（３）を備える。光源（１）は、光線（５１）を発する。光源（２）は、光線（５２）を発する。導光部材（３）は、光線（５１）及び光線（５２）を導光する。導光部材（３）に入射する際の光線（５２）の拡がり角は、導光部材（３）に入射する際の光線（５１）の拡がり角よりも広い角度である。導光部材（３）は、光線（５１）及び光線（５２）が導光部材（３）の内部を進行する際に、それらの光線の一部を導光部材（３）の外に放出する。導光部材（３）に入射する際の拡がり角の相違により、導光部材（３）から放出される光線（５１）の量と、導光部材（３）から放出される光線（５２）の量とが、導光部材（３）の位置により異なる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光線を発する第１の光源と、
第２の光線を発する第２の光源と、
前記第１の光線及び前記第２の光線を導光する導光部材と
を備え、
前記導光部材に入射する際の前記第２の光線の拡がり角は、前記導光部材に入射する際の前記第１の光線の拡がり角よりも広い角度であり、
前記導光部材は、前記第１の光線及び前記第２の光線が前記導光部材の内部を進行する際に、それらの光線の一部を前記導光部材の外に放出し、
前記導光部材に入射する際の拡がり角の相違により、前記導光部材から放出される第１の光線の量と、前記導光部材から放出される第２の光線の量とが、前記導光部材の位置により異なる照明装置。
【請求項２】
前記第２の光源は、前記第１の光線を励起光として前記第２の光線を発する請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第２の光線は、前記第１の光線が前記導光部材に入射する面と対向する面から前記導光部材に入射する請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第２の光線は、前記第１の光線が入射する面と同一の面から前記導光部材に入射し、
前記第１の光源から出射された前記第１の光線の一部は、直接前記同一の面から前記導光部材に入射し、前記第１の光線の他は、前記第２の光源の励起光となる請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第２の光線は、前記第１の光線が入射する面と同一の面から前記導光部材に入射する請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
前記第１の光線の拡がり角を変更する光学素子を備え、
前記光学素子を前記導光部材に対して移動させることで、前記導光部材に入射する際の前記第１の光線の拡がり角を変更する請求項１から５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記第１の光線を前記導光部材に導く光学素子を備える請求項１から６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
第１の光線を発する第１の光源と、
第２の光線を発する第２の光源と、
前記第１の光線を導光する第１の導光部材と、
前記第２の光線を導光する第２の導光部材と
を備え、
前記第１の導光部材は、前記第１の光線が前記第１の導光部材の内部を進行する際に、前記第１の光線の一部を前記第１の導光部材の外に放出し、
前記第２の導光部材は、前記第２の光線が前記第２の導光部材の内部を進行する際に、前記第２の光線の一部を前記第２の導光部材の外に放出し、
前記第２の光源は、前記第１の光線を励起光として前記第２の光線を発する照明装置。
【請求項９】
第３の光線を発する第３の光源と、
前記第３の光線を導光する第３の導光部材と
を備え、
前記第３の導光部材は、前記第３の光線が前記第３の導光部材の内部を進行する際に、前記第３の光線の一部を前記第３の導光部材の外に放出し、
前記第３の光源は、前記第２の光線を励起光として前記第３の光線を発する請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記第１の導光部材と前記第２の光源との間に、
前記第１の光線を透過し、前記第２の光線を反射する波長選択部材を備える請求項８又は９に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
光源と、導光部材を備える照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体発光素子を用いて、多様な照明効果を可能とする照明装置が提案されている。例えば、特許文献１に記載された照明装置は、導光板を備えたプリズム状の光学部材を備えている。照明装置は、導光板の両端部に複数の半導体発光素子（例えば、ＬＥＤ）を配置することで、異なる階調を表現することができる。この種の照明装置は、照明装置の両端に半導体発光素子を備えることで多様な照明効果を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２８５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された導光板は、複雑なプリズム状部材を備え、その反射もしくは透過によって減衰した光を用いてグラデーションを実現している。このため、導光板の構成は複雑となり、品質の良いグラデーションを実現するのは難しい。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、簡素な導光部材を用いてグラデーションを表現できる照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するために、本発明に係る照明装置は、第１の光線を発する第１の光源と、第２の光線を発する第２の光源と、前記第１の光線及び前記第２の光線を導光する導光部材とを備え、前記導光部材に入射する際の前記第２の光線の拡がり角は、前記導光部材に入射する際の前記第１の光線の拡がり角よりも広い角度であり、前記導光部材は、前記第１の光線及び前記第２の光線が前記導光部材の内部を進行する際に、それらの光線の一部を前記導光部材の外に放出し、前記導光部材に入射する際の拡がり角の相違により、前記導光部材から放出される第１の光線の量と、前記導光部材から放出される第２の光線の量とが、前記導光部材の位置により異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡素な導光部材を用いてグラデーションを表現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る実施の形態１における照明装置の主要構成を概略的に示す構成図である。
【図２】実施の形態１における集光素子を用いた構成の一例を示す構成図である。
【図３】実施の形態１における光学素子及び可動機構部を用いた構成の一例を示す構成図である。
【図４】実施の形態１における導光部材の構成の一例を示す構成図である。
【図５】実施の形態１における照明光の強度分布シミュレーションの結果を示す説明図である。
【図６】本発明に係る実施の形態２における照明装置の主要構成を概略的に示す構成図である。
【図７】本発明に係る実施の形態３における照明装置の主要構成を概略的に示す構成図である。
【図８】本発明に係る実施の形態３における照明装置の主要構成を概略的に示す構成図である。
【図９】本発明に係る実施の形態４における照明装置の主要構成を概略的に示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る実施の形態１における照明装置１００の主要構成を概略的に示す構成図である。
【００１０】
説明を容易にするために、各図中にＸＹＺ直交座標系の座標軸を示す。以下の説明において、照明装置１００の長手方向をＸ軸方向とする。＋Ｘ軸方向は、光源１から出射される光線５１の進行方向である。−Ｘ軸方向は、光源１から出射される光線５１の進行方向の逆方向である。つまり、Ｘ軸方向は、光線５１，５２が導光される方向である。Ｘ軸方向は、図１においては左右方向である。照明装置１００の上下方向をＹ軸方向とする。＋Ｙ軸方向は上側であり、−Ｙ軸方向は下側である。また、Ｙ軸方向は、図１が描かれている紙面に垂直な方向である。Ｘ−Ｙ平面に垂直な方向をＺ軸方向とする。Ｘ−Ｙ平面は、Ｘ軸およびＹ軸を含む平面である。Ｚ軸方向は、図１においては上下方向である。
【００１１】
本実施の形態１における照明装置１００の構成を説明する。
【００１２】
本実施の形態１における照明装置１００は、図１に示されるように、光源１、波長変換部材２、及び導光部材３を備える。照明装置１００は、反射部材４を備えることができる。
【００１３】
光源１は、例えば、半導体発光素子を備えている。光源１は、光線５１を発する。光源１の半導体発光素子は、例えば、レーザー発光素子である。つまり、光源１の半導体発光素子は、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）のような狭い拡がり角（発散角）を有する光線５１を発する。「拡がり角（発散角）」とは、光の広がる角度である。
【００１４】
波長変換部材２は、光線５１に励起されることで光線５２を発する。つまり、波長変換部材２は、光線５１を励起光として光線５２を発する。波長変換部材２は、例えば、蛍光体である。波長変換部材２は、導光部材３の端部に配置されている。図１では、波長変換部材２は、導光部材３の＋Ｘ軸方向の端部に配置されている。
【００１５】
図１では、導光部材３の−Ｘ軸方向の端部が入射面３３である。入射面３３から入射した光線５１は、例えば、全反射を繰返して、導光部材３の内部を＋Ｘ軸方向に進行する。
【００１６】
また、導光部材３は、光線５２を対面３４から入射して導光する。対面３４は、入射面３３と対向する面である。ここで「対向する面」とは、光線が入射する入射面３３に対して、入射面３３から入射した光線が導光板３の内部を導光されて到達する面である。
【００１７】
実施の形態１では、光線５１はＸ軸方向に直線的に導光される。このため、入射面３３と対向する面は、入射面３３の反対側の面である対面３３となる。例えば、導光部材３が曲がった形状をしている場合でも、入射面３３から入射した光が導光部材３に導光されて到達した面（対面３４）が、入射面３３に対向する面と考える。
【００１８】
図１では、導光部材３の＋Ｘ軸方向の端部が対面３４である。対面３４から入射した光線５２は、例えば、全反射を繰返して、導光部材３の内部を−Ｘ軸方向に進行する。
【００１９】
反射部材４は、光線５１，５２を反射する。反射部材４は、波長変換部材２の＋Ｘ軸方向側に配置されている。反射部材４は、＋Ｘ軸方向に進行する光線５１を−Ｘ軸方向に反射する。また、反射部材４は、＋Ｘ軸方向に放射された光線５２を−Ｘ軸方向に反射する。
【００２０】
図２は、実施の形態１において集光素子５を用いた概略図である。
【００２１】
図２に示すように、照明装置１００は、集光素子５を備えることができる。集光素子５は、光源１と導光部材３の入射面３３との間に配置されている。「光源１と導光部材３との間」とは、光源１の光線５１の出射面１３と導光部材３の入射面３３との間である。
【００２２】
集光素子５によって光線５１が集光されるため、光線５１は容易に導光部材３に入射することができる。
【００２３】
照明装置１００が集光素子５を備えることで、光源１は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）素子を採用することができる。ＬＥＤ素子は、ランバート配光を形成する。「ランバート配光」とは、光線の拡がり角が大きく、発光面を見る角度によらず輝度が一定な配光を指す。このような拡がり角の大きな光源１であっても、照明装置１００が集光素子５を備えることで、入射面３３の大きさに合わせて、光線５１の光束径を調整することができる。
【００２４】
なお、図２における集光素子５は、簡略化のため平凸形状の光学レンズで示している。集光素子５は、両凸形状の光学レンズでもよい。または、集光素子５は、光学レンズを複数枚用いた構成でもよい。また、集光素子５は、光学レンズを使用しなくても構わない。集光素子５は、例えば、反射鏡または導光部材を用いた構成でもよい。
【００２５】
また、図３は、照明装置１００の主要構成を概略的に示す構成図である。図３に示すように、照明装置１００は、光学素子８と可動機構部９とを備えることができる。光学素子８は、光源１と導光部材３の入射面３３との間に配置されている。つまり、光学素子８は、光源１から発せられる光線５１の光路上に配置されている。そして、光源１の出射面１３と、導光部材３の入射面３３との間に配置されている。
【００２６】
光学素子８は、光線５１の拡がり角を変化させる。つまり、光学素子８は、導光部材３に入射する際の光線５１の拡がり角を変更する。図３では、光学素子８は、例えば、光源１から出射された光線５１を平行光に変換している。
【００２７】
なお、図３における光学素子８は、簡略化のため平凸形状の光学レンズで示している。光学素子８は、両凸形状の光学レンズであってもよい。また、光学素子８は、複数の光学レンズを構成要素としてもよい。また、光学素子８は、光学レンズを使用しなくても構わず、反射鏡または導光部材を用いた構成でもよい。
【００２８】
可動機構部９は、保持部９ａと、コントローラ９ｂとを備える。
【００２９】
保持部９ａは、光学素子８を保持している。そして、光学素子８は、保持部９ａの動きと同期して動く。
【００３０】
また、コントローラ９ｂは、例えば、保持部９ａのＸ軸方向の動きを制御する。つまり、コントローラ９ｂの制御に応じて、可動機構部９は、導光部材３に対する光学素子８のＸ軸方向の位置を可変させることができる。なお、可動機構部８の構成はこの限りではない。光学素子８を、Ｘ軸方向に可動させる仕組みを備える構成であればよい。
【００３１】
可動機構部９によって、導光部材３に対する光学素子８のＸ軸方向の位置を調整することで、光源１から発せられた光線５１の導光部材３に入射する際の拡がり角を変更することができる。光線５１の拡がり角を変更することで、照明装置１００から出射される照明光５３の光強度を、導光部材３の位置によって変更することができる。
【００３２】
例えば、Ｘ軸方向での光学素子８の初期位置を、図３に示すように、光学素子８から出射した光線５１が平行光となるときの位置とする。このとき、照明装置１００から出射される照明光５３は、導光部材３の入射面３３の対面３４側で、光強度のピークとなる。
【００３３】
ここで、光学素子８を初期位置から光源１に向かって−Ｘ軸方向に移動させると、光線５１の拡がり角が大きくなる。また、光学素子８を初期位置から導光部材３に向かって＋Ｘ軸方向に移動させた場合には、光線５１は光源１の中心軸に向かって進行し、集光した後は、角度を有して拡がっていく。光源１の中心軸は、光源１の発光面の中心を通りＸ軸に平行な直線である。つまり、光学素子８から出射した光線５１は集光する。
【００３４】
このとき、照明装置１００から出射される照明光５３は、導光部材３の入射面３３側で光強度のピークとなる。
【００３５】
つまり、光学素子８を、Ｘ軸方向に動かすことで、照明装置１００から出射される照明光５３の光強度のピーク位置を変化させることができる。また、光学素子８を、Ｘ軸方向に連続的に移動させることで、照明装置１００から出射される照明光５３の光強度のピークを連続的に変化させることができる。
【００３６】
波長変換部材２は、光線５１により励起され、光線５２を発する蛍光体を備えている。蛍光体は、励起光の一部又は全てを、励起光の有する波長とは異なる波長の光（蛍光）に変換する。このとき、変換された光（蛍光）は、＋Ｘ軸方向および−Ｘ軸方向に等方的に放射される。実施の形態１では、励起光は、光線５１である。
【００３７】
図４は、導光部材３の構成の一例を示す構成図である。
【００３８】
導光部材３は、例えば、透明材３１及び拡散材３２を備えている。透明材３１は、例えば、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）である。また、拡散材３２は、例えば、透明材３１と異なる屈折率を有している。また、拡散材３２は、例えば、表面が反射面でできている。
【００３９】
導光部材３に入射した光線５１は、導光部材３と、空気層との界面で全反射しながら導光部材３の内部を＋Ｘ軸方向に進行する。しかし、例えば、光線５１が拡散材３２に到達すると、光線５１は拡散材３２によって反射されて進行方向を変える。拡散材３１の表面が凹凸面の場合には、光線５１は拡散反射されて拡散光５３となる。また、光線５１が拡散材３２に到達すると、光線５１は拡散材３２と透明材３１との屈折率の差によって進行方向を変える。
【００４０】
進行方向が変化した光線５１の一部は、導光部材３と、空気層との界面での全反射条件を満たさなくなる。全反射条件を満たさなくなった光線５１は、導光部材３から出射される。
【００４１】
導光部材３に含まれる拡散材３２の構成を変えることで、導光部材３から出射される照明光５３の均一性を変化させることができる。例えば、拡散材３２の大きさ又は屈折率を調整することで、照明光５３の均一性を調整することができる。
【００４２】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）は、導光部材３の構成を示す構成図である。
【００４３】
図４（Ａ）では、導光部材３の単位体積当たりの拡散材３２の占める割合を一定としている。図４（Ａ）では、例えば、拡散材３２の大きさは同じで、導光部材３の単位体積当たりの拡散材３２の数も同じである。つまり、図４（Ａ）の場合には、導光部材３のＸ軸方向の位置により拡散材３２の数を変化させる必要はない。
【００４４】
例えば、拡散材３２の数を多くすると、入射面３３側での照明光５３の量が多くなり、入射面３３側が明るくなる。一方、拡散材３２の数を少なくすると、入射面３３から離れた位置での照明光５３の量が多くなる。これにより、拡散材３２の数を調整することで，照明光５３が導光部材３のＸ軸方向で均一になることがわかる。ここで、「照明光の量」とは、例えば、光源から出射される光の量のことで、光束［ｌｍ］として示すことができる。
【００４５】
なお、拡散材３２の数を多くすると、波長変換部材２に到達する光線５１の量は少なくなる。これにより、波長変換部材２から放射される蛍光の量は少なくなる。一方、拡散材３２の数を少なくすると、波長変換部材２に到達する光線５１の量は多くなる。これにより、波長変換部材２から放射される蛍光の量は多くなる。このように、拡散材３２の数を変えることで、波長変換部材２から放射される蛍光の量を調整することができる。
【００４６】
図４（Ｂ）では、拡散材３２の大きさを導光部材３のＸ軸方向の位置で変化させている。
【００４７】
図４（Ｂ）のように、拡散材３２の大きさを導光部材３のＸ軸方向の位置で変化させることで照明光５３の均一性を調整することができる。照明光５３の強度分布を均一にする場合には、−Ｘ軸方向から＋Ｘ軸方向に向かって拡散材３２の大きさを大きくする。
【００４８】
図４（Ｃ）では、拡散材３２の大きさは同じで、拡散材３２の量を導光部材３のＸ軸方向の位置で変化させている。
【００４９】
図４（Ｃ）のように、拡散材３２の量を導光部材３のＸ軸方向の位置で変化させることで照明光５３の均一性を調整することができる。照明光５３の強度分布を均一にする場合には、−Ｘ軸方向から＋Ｘ軸方向に向かって拡散材３２の量を多くする。
【００５０】
図４（Ｄ）では、導光部材３のＸ軸方向の断面積を変化させることで、拡散材３２の量を導光部材３のＸ軸方向の位置で変化させている。
【００５１】
図４（Ｄ）では、導光部材３の側面を傾斜させることで、導光部材３の断面積を＋Ｘ軸方向に向けて小さくしている。つまり、導光部材３２の形を、光線５１の入射面３３から他端（対面３４）に向かうにつれ細くなる形としている。
【００５２】
また、例えば、拡散材３２の種類を導光部材３のＸ軸方向の位置で変化させることで照明光５３の均一性を調整することができる。照明光５３の強度分布を均一にする場合には、例えば、−Ｘ軸方向から＋Ｘ軸方向に向かって拡散材３２を低反射のものから高反射のものに変える。
【００５３】
これらのように、本実施の形態１においては、導光部材３の簡易な構成によって照明光５３の均一性を変化させることができる。
【００５４】
また、本実施の形態１では、導光部材３は、透明材３１と拡散材３２とを備えている。しかし、本実施の形態１は、これに限るものではない。
【００５５】
例えば、導光部材３が拡散部材３２を備えず、プリズム形状を備える構成としても良い。このとき、プリズム形状の配置、密度又は形状を調整することで、照明光５３の均一性を調整することができる。
【００５６】
また、照明光５３の強度分布は、導光部材３に入射する光線５１の拡がり角により調整することができる。また、同様に、照明光５３の均一性も、導光部材３に入射する光線５１の拡がり角により調整することができる。例えば、図４（Ａ）に示す導光部材３の構成において、光線５１の拡がり角による照明光の強度分布を説明する。
【００５７】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、照明光５３の強度分布シミュレーションの結果を示す説明図である。
【００５８】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す強度分布シミュレーションは、次に示す条件で行われている。導光部材３は、入射面３３が直径３ｍｍで、長さが１１５０ｍｍの円柱形状である。拡散材３２は、直径３５００ｎｍの球形状をしている。拡散材３２は、光線５１を透過せず、反射する。拡散材３２は、光線５１を等方的に拡散する条件としている。また、拡散材３２の単位体積当たりの数は、１３００個／ｍｍ３である。光の強度は、導光部材３の中心から距離２８ｍｍの位置に配置した面上での照度を測定している。
【００５９】
シミュレーション結果を簡素化するために、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すシミュレーションは、導光部材３から等方的に放射される照明光５３のうち、＋Ｚ軸方向に放射される光のみについて評価を行った結果である。
【００６０】
図５（Ａ）は、光源１から出射される光線５１が全角で２５度の拡がり角を有する場合のシミュレーション結果である。また、図５（Ｂ）は、光源１から出射される光線５１がランバート配光を形成する場合のシミュレーション結果である。
【００６１】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）中のグラフの縦軸は、光の強度［ｌｘ］を表す。また、グラフの横軸は、Ｘ軸方向に対応した入射面３３からの距離［ｍｍ］を表す。また、グラフ左側は、光線５１の入射面３３側を示し、グラフ右側は、図１において波長変換部材２の配置されている面（対面３４）側を示す。なお、シミュレーションには、波長変換部材２の放射する蛍光は含まれていない。
【００６２】
図５（Ａ）では、入射面３３から４００ｍｍの位置で、光強度が最も高くなっている。一方、図５（Ｂ）では、入射面３３から１００ｍｍの位置で、光強度が最も高くなっている。
【００６３】
シミュレーションの結果から、光線５１の拡がり角に応じて照明光５３の強度分布が変化することがわかる。本実施の形態１においては、上述した導光部材３の構成又は光線５１の拡がり角を利用して多様な照明効果が得られる照明装置１００を提供する。
【００６４】
反射部材４は、例えば、アルミニウムなどの金属部材である。また、波長透過部材２と反射部材４との界面上に反射層を備える構成でもよい。例えば、反射部材４は、樹脂材の表面にアルミニウム等の反射膜を形成しても良い。また、波長透過部材２の＋Ｘ軸方向側の面に反射膜を形成しても良い。
【００６５】
波長変換部材２は、光線５１により励起され、光線５１とは異なった波長を有する光線５２を発する。つまり、波長変換部材２は、光線５１を励起光として光線５２を発する。光線５２は、例えば、蛍光である。
【００６６】
光線５２は、波長変換部材２から＋Ｘ軸方向および−Ｘ軸方向に等方的に放射される。そのため、反射部材４を備えることで、波長変換部材２から＋Ｘ軸方向に放射される光線５２を−Ｘ軸方向に反射することができる。これにより、光利用効率を向上することができる。ここで、光利用効率の観点から、反射部材４は、波長変換部材２によって変換された光５２（蛍光）に対して高い反射率を有することが好ましい。
【００６７】
本実施の形態１における効果を説明する。
【００６８】
光源１から出射される光線５１は、狭い拡がり角を有する光線である。「狭い拡がり角」とは、波長変換部材２が放射する光線５２の拡がり角よりも狭い角である。例えば、「狭い拡がり角」は、ランバート配光に対して狭い拡がり角を示す。例えば、「狭い拡がり角」は、２５度である。
【００６９】
そして、拡散材３２に到達した光線５１は、進行方向を変更されて、照明光５３として導光部材３の外側に放射される。
【００７０】
波長変換部材２は、光線５１により励起され、広い拡がり角を有する光線５２を放射する。「広い拡がり角」とは、光源１から出射される光線５１の拡がり角よりも広い角である。例えば、「広い拡がり角」は、ランバート配光である。
【００７１】
そして、拡散材３２に到達した光線５２は、進行方向を変更されて、照明光５４として導光部材３の外側に放射される。
【００７２】
つまり、導光部材３から放射される光（照明光５００）は、照明光５３と照明光５４とが合成された光となる。このとき、照明光５３は、例えば、導光部材３のＸ軸方向で光強度が均一な配光となる。一方、照明光５４は、例えば、＋Ｘ軸方向から−Ｘ軸方向に向かって光強度が減衰する配光となる。
【００７３】
これによって、照明装置１００が発する照明光５００は、Ｘ軸方向で光の波長特性が変化する光となる。つまり、照明光５００は、Ｘ軸方向で色が異なる光となる。
【００７４】
例えば、光源１を狭い拡がり角を有する青色光源とする。そして、波長変換部材２に用いる蛍光体をＹＡＧ：Ｃｅ系の蛍光体とする。ＹＡＧ：Ｃｅ系の蛍光体は、青色光により励起され黄色光に変換する。
【００７５】
このとき、照明装置１００が発する照明光５００は、照明装置１００の−Ｘ軸方向から＋Ｘ軸方向に向かって青色から白色へと光の波長特性が連続的に変化する。つまり、光の色諧調を組み合わせた照明効果が得られる照明装置１００を提供することができる。
【００７６】
例えば、導光部材３が棒形状の場合には、照明光５３と照明光５４とが、導光部材３から混合された状態で出射される。そのため、各々の照明光５３，５４の光量の差によってグラデーションを表現することができる。
【００７７】
また、例えば、導光部材３が板形状の場合には、例えば、各々の光線５１，５２の導光部材３への入射位置を２次元的に選択することができる。この場合には、照明光５３の出射位置と照明光５４の出射位置とが平面上で異なるため、より複雑なグラデーションを表現することができる。
【００７８】
本実施の形態１においては、光源１を、導光部材３の一端の入射面３３に備える。また、波長変換部材２は光源１に比べて大きな放熱構造を必要としない。つまり、光源１のみに放熱構造を備えればよい。よって、光源１及び波長変換部材２の２つの発光部分を備えながら、照明装置１００全体の小型化を図ることができる。
【００７９】
また、照明装置１００は、見る方向によってグラデーションの程度が異なる。例えば、入射面３３の方向（−Ｘ軸方向）から見ると照明光５００は弱く見える。一方、対面３４の方向（＋Ｘ軸方向）から見ると照明光５００は強く見える。このように、照明装置１００を見る方向によって、異なる照明効果を得ることができる。
【００８０】
実施の形態２
図６は、本発明に係る実施の形態２における照明装置２００の主要構成を概略的に示す構成図である。
【００８１】
以下において、図面を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２において、光源１と波長変換部材２との位置関係は、実施の形態１と異なる。また、実施の形態２は、波長選択部材６を備える点で、実施の形態１と相違する。
【００８２】
なお、便宜上、本実施の形態１と異なる点のみを詳細に説明する。実施の形態２において、実施の形態１と同様の構成要素は、光源１、導光部材３及び反射部材４である。また、実施の形態２において、波長変換部材２の位置及び形状は、実施の形態１と異なるが、材料は同一である。このため、実施の形態２の波長変換部材２は、実施の形態１の波長変換部材２と同様の機能を有する。
【００８３】
本実施の形態２における照明装置２００の構成を説明する。本実施の形態２における照明装置２００は、図６に示されるように、光源１、波長変換部材２及び導光部材３を備えている。また、照明装置２００は、反射部材４又は波長選択部材６を備えることができる。
【００８４】
光源１は、光線５１を発する。光源１は、実施の形態１と同様に、狭い拡がり角を有する光線５１を発する。
【００８５】
波長変換部材２は、光線５１に励起されることで光線５２を発する。波長変換部材２は、光線５１により励起され、光線５１とは異なった波長の光線５２を発する。光線５２は、実施の形態１と同様に、広い拡がり角を有する
【００８６】
波長変換部材２は、光源１と導光部材３との間に設けられている。波長変換部材２は、導光部材３の入射面３３の近傍に設けられることが光利用効率の観点で好ましい。図６では、波長変換部材２は、導光部材３の入射面３３に接して配置されている。
【００８７】
また、波長変換部材２は、導光部材３の入射面３３よりも小さい面積を有する。つまり、光線５１の内の一部の光線は、波長変換部材２に入射する。そして、光線５１の内の他の光線は、導光部材３に直接入射する。つまり、光線５１の内の他の光線は、入射面３３に直接到達する。
【００８８】
図６では、入射面３３の中心部分には、波長変換部材２は配置されていない。例えば、波長変換部材２は、入射面３３の＋Ｚ軸方向側の領域及び−Ｚ軸方向側の領域に配置されている。
【００８９】
波長変換部材２に入射した光線５１は、広い拡がり角を有する光線５２へと変換される。
【００９０】
導光部材３は、実施の形態１と同様の構成のものを用いている。また、反射部材４も、実施の形態１と同様のものを用いている。
【００９１】
波長選択部材６は、光源１と波長変換部材２との間に配置されている。図６では、波長選択部材６は、波長変換部材２の光源１側の面に接して配置されている。
【００９２】
波長選択部材６は、光線５１が有する波長の光を透過し、光線５２が有する波長の光を反射する特性を有する。これにより、波長変換部材２から−Ｘ軸方向に放射される光線５２は、波長選択部材６で＋Ｘ軸方向に反射される。また、光源１から出射された光線５１は、波長選択部材６を透過して波長変換部材２に到達する。
【００９３】
また、照明装置２００は、図２と同様に、集光素子５を備えることができる。集光素子５は、光源１から出射された光線５１の進路を、入射面３３及び波長変換部材２の方向に変更する。
【００９４】
次に、本実施の形態２における効果を説明する。
【００９５】
本実施の形態２においては、狭い拡がり角を有する光線５１と、広い拡がり角を有する光線５２とが、導光部材３の入射面３３に入射する。つまり、光線５１と光線５２とは、同一の入射面３３から導光部材３に入射する。
【００９６】
拡散材３２に到達した光線５１は、照明光５３として、導光部材３の外側に放射される。また、拡散材３２に到達した光線５２は、照明光５４として導光部材３の外側に放射される。
【００９７】
つまり、導光部材３から放射される光（照明光５００）は、照明光５３および照明光５４が合成された光となる。このとき、照明光５３は、例えば、導光部材３のＸ軸方向で、均一な光強度となる。一方、照明光５４は、例えば、−Ｘ軸方向から＋Ｘ軸方向に向かって光強度が減衰する。よって、照明装置２００が発する光（照明光５００）は、Ｘ軸方向で光の波長特性が連続的に変化する。つまり、照明光５００は、Ｘ軸方向で色が連続的に異なる光となる。
【００９８】
例えば、光源１を狭い拡がり角を有する青色の光源とする。そして、波長変換部材２に用いる蛍光体を、ＹＡＧ：Ｃｅ系の蛍光体とする。ＹＡＧ：Ｃｅ系の蛍光体は、青色の光により励起され黄色の光を発する。
【００９９】
このとき、照明装置２００が発する光（照明光５００）は、照明装置２００の−Ｘ軸方向から＋Ｘ軸方向に向かって、白色から青色へと連続的に変化する。つまり、光の色諧調を組み合わせた照明効果が得られる照明装置２００を提供することができる。
【０１００】
導光部材３の対面３４に達した光線５１，５２が、対面３４から＋Ｘ軸方向へと出射すると、漏れ光の原因となる。そのため、反射部材４を、対面３４側に備える。これにより、反射部材４が対面３４に達した光線５１，５２を−Ｘ軸方向に反射する。そして、漏れ光を防ぐことができる。
【０１０１】
また、上述のように、波長変換部材２から−Ｘ軸方向に放射される光は、漏れ光の原因となる。そのため、波長選択部材６を備えることで、漏れ光を＋Ｘ軸方向に反射させ、漏れ光を防ぐことができる。
【０１０２】
なお、「漏れ光」とは、照明装置２００から照射される光のうち、その目的とする照明対象の範囲外に照射される光のことを指す。
【０１０３】
本実施の形態２においては、光源１を、導光部材３の一端にある入射面３３のみに備えている。また、波長変換部材２は、光源１と比べて大きな放熱機構を必要としない。つまり、光源１のみに放熱機構を備えればよい。よって、導光部材３の入射面３３の両側に光源を備える方式と比べて、照明装置の小型化を図ることができる。
【０１０４】
実施の形態３
図７及び図８は、本発明に係る実施の形態３における照明装置３００の主要構成を概略的に示す構成図である。
【０１０５】
照明装置３００は、２つの光源１１，１２を備える点で、照明装置１００と相違する。なお、光源１１，１２自体は、光源１と同様に、半導体発光素子を備えている。また、照明装置３００は、波長変換部材２を備えていない点で照明装置１００と相違する。つまり、照明装置３００は、波長変換部材２の代わりに光源１２を備えている。
【０１０６】
便宜上、本実施の形態１と異なる点のみを詳細に説明する。実施の形態１と同様の構成要素は、導光部材３及び反射部材４である。なお、反射部材４は図示していない。
【０１０７】
ただし、照明装置３００は、実施の形態１と同様に、波長変換部材２を備えることができる。
【０１０８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態３を説明する。
【０１０９】
実施の形態１では、照明装置１００は、１つの光源１を備えている。しかし、これに限るものではない。照明装置３００は、複数の光源１を備えている。
【０１１０】
図７及び図８は、本実施の形態３における光源部分の構成の一例を示す構成図である。
【０１１１】
図７は、例えば、２個の光源１１，１２を備えた構成例である。また、図８は、例えば、２個の光源１１，１２に加えて、光を反射する光学素子７を備えた構成例である。
【０１１２】
光源１１は、狭い拡がり角を有する光線５１を発する。例えば、光源１１は、レーザー光線を発するＬＤである。一方、光源１２は、広い拡がり角を有する光を発する。例えば、光源１２は、ランバート配光を形成するＬＥＤである。
【０１１３】
図７に示すように、導光部材３は、異なる拡がり角を有する光線５１，５２を、導光部材３の一端にある入射面３３から入射する。これにより、照明装置３００は、入射面３３から対面３４に向かって色調が連続的に変化する光を発することができる。
【０１１４】
また、図７では、光源１１は、光源１２の＋Ｚ軸方向側に配置されている。例えば、光源１１から入射面３３までの距離は、光源１２から入射面３３までの距離と同じである。これにより、例えば、光源１１を駆動する回路基板と光源１２を駆動する回路基板とを共通にすることができる。また、同様に放熱部品も共通化することができる。
【０１１５】
また、図８に示すように、導光部材３の入射面３３に光が入射するように、光学素子７を設けてもよい。
【０１１６】
例えば、図８では、光学素子７は、透過部７ａと、反射面７ｂとを備えている。光学素子７は、Ｚ−Ｘ平面上で、直角二等辺三角形の形状をしている。反射面７ｂは、直角二等辺三角形の斜辺の位置に設けられている。図８では、光学素子７はプリズムで示されている。
【０１１７】
図８では、光学素子７は、入射面３３の＋Ｚ軸方向側の領域に配置されている。そして、光源１１は、光学素子７の＋Ｚ軸方向側に配置されている。光源１２は、入射面３３の−Ｚ軸方向側の領域に、対向して配置されている。
【０１１８】
図８では、光源１１は、−Ｚ軸方向に光線５１を出射している。光源１１から出射された光線５１は、光学部材６の透過部７ａに入射する。光学部材６に入射した光線５１は、反射面７ｂで反射され、＋Ｘ軸方向に進行する。＋Ｘ軸方向に反射された光線５１は、光学部材６から出射して、入射面３３から導光部材３に入射する。
【０１１９】
このように、光学素子７を用いることで、光源１１と光源１２とを離して配置することができる。これにより、光源１１から発せられる熱と光源１２から発せられる熱とが、互いに干渉して、光源１１，１２の光出力が低下することを防ぐことができる。つまり、光源１１から発せられる熱が光源１２の温度上昇に影響することを抑えることができる。同様に、光源１２から発せられる熱が光源１１の温度上昇に影響することを抑えることができる。
【０１２０】
なお、光学素子７は、プリズム以外の光学素子であっても構わない。例えば、光学素子７を反射ミラーとすることができる。また、光学素子７を光ファイバー等の導光素子とすることができる。
【０１２１】
また、本実施の形態３はこれに限るものではない。例えば、光源１２と導光部材３の入射面３３との間に、光線５２を導光する光学素子７を設けてもよい。つまり、導光部材３の一端の入射面３３に、拡がり角の異なった光が、同時に入射される構成であればよい。
【０１２２】
なお、図７及び図８における光源１１，１２は、簡略化のため２個で示している。しかし、拡がり角の異なる光源を備えていれば、光源は、３個以上であっても構わない。その場合には、各々の光源に、導光部材３の一端の入射面３３に導光するための光学素子７を備えても良い。
【０１２３】
実施の形態４
図９は、本発明に係る実施の形態４における照明装置４００の主要構成を概略的に示す構成図である。
【０１２４】
照明装置４００は、波長選択部材６を備える点で、実施の形態１と相違する。また、照明装置４００は、波長選択部材６を備える点で、実施の形態２と同様である。しかし、照明装置４００は、１つの光源１を備える点で、照明装置２００と相違する。
【０１２５】
実施の形態４において、実施の形態１と同様の構成要素は、光源１、波長変換部材２及び導光部材３である。また、照明装置４００は、反射部材４を備えることができる。
【０１２６】
図９に示すように、照明装置４００は、複数の導光部材３ａ，３ｂ，３ｃを備えている。また、照明装置４００は、各導光部材３ａ，３ｂ，３ｃの＋Ｘ軸方向の端部（対面３４ａ，３４ｂ，３４ｃ）に波長選択部材６ａ，６ｂ，６ｃ及び波長変換部材２ａ，２ｂ，２ｃを備えている。ただし、波長選択部材６ｃ、波長変換部材２ｃ及び対面３４ｃは図示していない。
【０１２７】
波長選択部材６ａ，６ｂ，６ｃは、対面３４ａ，３４ｂ，３４ｃの＋Ｘ軸方向側に配置されている。図９では、波長選択部材６ａ，６ｂ，６ｃは、対面３４ａ，３４ｂ，３４ｃの＋Ｘ軸方向側に、接して配置されている。
【０１２８】
波長変換部材２ａ，２ｂ，２ｃは、波長選択部材６ａ，６ｂ，６ｃの＋Ｘ軸方向側に配置されている。図９では、波長変換部材２ａ，２ｂ，２ｃは、波長選択部材６ａ，６ｂ，６ｃの＋Ｘ軸方向側に、接して配置されている。
【０１２９】
光源１から出射された光線５１は、導光部材３ａの入射面３３ａから、導光部材３ａに入射する。導光部材３ａに入射した光線５１は、導光部材３ａの内部を＋Ｘ軸方向に進行する。その際に、一部の光線５１は、照明光５３として導光部材３ａの外部に放射される。
【０１３０】
波長選択部材６ａは、光線５１を透過して、光線５２ａを反射する特性を有する。
【０１３１】
波長選択部材６ａに到達した光線５１は、波長選択部材６ａを透過する。そして、波長選択部材６ａを透過した光線５１は、波長変換部材２ａに到達する。
【０１３２】
光線５１は、波長変換部材２ａの励起光である。そのため、波長変換部材２ａは、光線５１によって励起されて光線５２ａを放射する。
【０１３３】
−Ｘ軸方向に放射された光線５２ａは、波長選択部材６ａによって反射される。
【０１３４】
光線５２ａは、導光部材３ｂの内部を＋Ｘ軸方向に進行する。その際に、一部の光線５２ａは、照明光５４ａとして導光部材３ｂの外部に放射される。
【０１３５】
波長選択部材６ｂは、光線５２ａを透過して、光線５２ｂを反射する特性を有する。
【０１３６】
波長選択部材６ｂに到達した光線５２ａは、波長選択部材６ｂを透過する。そして、波長選択部材６ｂを透過した光線５２ａは、波長変換部材２ｂに到達する。
【０１３７】
光線５２ａは、波長変換部材２ｂの励起光である。そのため、波長変換部材２ｂは、光線５２ａによって励起されて光線５２ｂを放射する。
【０１３８】
−Ｘ軸方向に放射された光線５２ｂは、波長選択部材６ｂによって反射される。
【０１３９】
以上のように、導光部材３、波長選択部材６及び波長変換部材２を、光線５１，５２を導光する方向に並べることで、照明装置４００は、異なる波長の照明光５３，５４を出射することができる。
【０１４０】
並べられた最後の導光部材３の対面３４には、実施の形態１と同様に、波長変換部材２と反射部材４とを配置することができる。また、並べられた最後の導光部材３の対面３４には、反射部材４だけを配置することができる。
【０１４１】
実施の形態４では、照明装置４００は、１つの光源１を備えている。しかし、照明装置４００は、実施の形態３のように２つの光源を備えることができる。例えば、１つの光源は波長変換部材２ａを励起する光線を出射し、他の光源は波長変換部材２ａを励起しない光線を出射する。つまり、波長変換部材２ａを励起する光線と、波長変換部材２ａを励起しない光線とを導光部材３ａに入射させることができる。
【０１４２】
以上のように、照明装置４００は、光を導光する方向で、異なる色の照明光を発することができる。そのため、波長変換部材２の選択により、グラデーションの表現を可能として、多様な照明効果が得られる照明装置４００を提供することができる。
【０１４３】
また、以上のように本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。
【符号の説明】
【０１４４】
１００，２００，３００，４００  照明装置、  １，１１，１２  光源、  １３  出射面、  ２，２ａ，２ｂ  波長変換部材、  ３，３ａ，３ｂ，３ｃ  導光部材、  ３１  透明材、  ３２  拡散材、  ３３，３３ａ，３３ｂ，３３ｃ  入射面、  ３４，３４ａ，３４ｂ  対面、  ４  反射部材、  ５  集光素子、  ６，６ａ，６ｂ  波長選択部材、  ７  光学素子、  ７ａ  透過部、  ７ｂ  反射面、  ８  光学素子、  ９  可動機構部、  ９ａ  保持部、  ９ｂ  コントローラ、  ５１，５２，５２ａ，５２ｂ  光線、  ５３，５４，５４ａ，５００  照明光。
【図１】
2017041409.tif 000003
【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】
2017041409.tif 000008
【図７】
2017041409.tif 000009
【図８】
2017041409.tif 000010
【図９】
2017041409.tif 000011