JP2014099322A - 光源ユニット及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】片側入射方式の導光板を用いたサイドエッジ型の光源ユニットにおける外枠部分近傍の輝度分布の均一化を図り、延いてはこの種の光源ユニットを複数並べる場合の光源ユニット間の輝度ムラを防止し得る光源ユニット及び照明装置を提供する。
【解決手段】導光板（１０）の光入射部（１２）側と該光入射部（１２）に対向する対向側面（１３）とに、該導光板（１０）の出射面１１から出射された光のうち導光板（１０）の側方に向けて出射された光を出射面（１１）上方に導くためのＬＥＤ側傾斜部（２０ａ）及び対向面側傾斜部（２０ｂ）をそれぞれ備えたフレーム（２０）が設けられている。フレーム（２０）のＬＥＤ側傾斜部（２０ａ）の光入射部側傾斜部角度θ１と、フレーム（２０）の対向面側傾斜部２０ｂの対向側傾斜部角度θ２との関係は、θ１＞θ２となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、片側入射方式の導光板を用いたサイドエッジ型の光源ユニット及び照明装置に関するものである。

従来、液晶ＴＶに使用される液晶表示装置等の照明機器において、薄型化を実現するために、光源から側面に入射された光を面状に出射させるサイドエッジ（サイドライト又はエッジライトともいう）型の導光板を備えた光学系が多用されている。

このようなサイドエッジ型の導光板では、該導光板の端面（以降、「入射端面」とも呼ぶ）に対向するようにＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等の光源を配置し、導光板の各入射端面から光を入射させる。入射された光は、該導光板の内部を反射しながら伝搬し、該導光板の光出射面から出射される。

ところで、片側入射方式の導光板を用いたエッジライト型の光源ユニットでは、光入射方向に対して偏った方向に導光板から光が出射されるため、光入射側の反対側に強く光が出射されるという配向特性を有している。このため、複数の光源ユニットを並べて、各光源ユニット間をシームレスに光らせる照明に用いるには、光源ユニットの発光面全体を光らせる必要があるが、前述の配光特性のため導光板からの出射光は光入射側とは反対側の輝度が大きく、逆に光入射側の輝度が小さくなるという問題がある。

ここで、導光板を用いたエッジライト型の光源ユニットは、従来、液晶表示装置に広く用いられている技術ではあるが、液晶表示装置ではこのような問題は発生しない。その理由は、液晶表示装置は液晶パネルの部分に光が出射されればよく、液晶パネルの枠部分であるフレーム部分が光る必要はないためである。言い換えれば、液晶表示装置の用途では液晶パネルの下部が位置する照明装置中央部分の輝度のみを考慮すればよく、照明装置の外枠部分の輝度分布を考慮する必要はないのである。

この種の片側入射方式の導光板を用いたサイドエッジ型の光源ユニットにおける光源ユニット全体の輝度分布の向上を図るものとして、例えば特許文献１に開示された面光源装置が知られている。

上記特許文献１に開示された面状光源１００は、図８に示すように、点状又は線状の光源１０１と、その光源１０１の光を側面１０２ａから入射し、平面状の一面１０２ｃからほぼ均一に照射する導光板１０２とからなる面状光源ユニット１１０が複数個並設して設けられている。そして、隣接する該面状光源ユニット１１０の間に存在する光源１０１の上面側に、その光源１０１を覆うように、山形状の乱反射部材１０３が設けられている。さらに、その複数個の面状光源ユニット１１０の一面１０２ｃ側に一定間隔Ｈを介して光拡散板１０５が設けられている。

上記面状光源１００では、導光板１０２の側面から光を導入する面状光源ユニット１１０を何個も並列することにより大形の面状光源としながら、配列するだけで、簡単にいくらでも大形化することができ、しかも電飾看板のような大形の表示パネルでも、均一に照射することができる安価な面状光源を提供するものとなっている。ここで、導光板１０２と光拡散板１０５との距離を１０〜２０ｍｍ程度大きくする必要があるが、光拡散板１０５の位置で継ぎ目の影は全く生じないで均一な面状光源とすることができる。

特開２００９−２１１９１５号公報（２００９年９月１７日公開）

ところで、上記従来の特許文献１に開示された面状光源１００では、面状光源ユニット１１０間につなぎ目が存在しているが、そのつなぎ目に山形状の乱反射部材１０３が設けられている。

しかしながら、特許文献１に開示された面状光源１００は、導光板２１０として単一ではなく複数の導光板を用いる際に導光板同士の継ぎ目の輝度分布を改善するものであり、照明装置全体として捉えると、その目的は、照明装置の中央部分に複数の導光板を用いる構成において、照明装置中央部分の輝度分布を改善するものであるといえる。したがって、複数の導光板全体を格納する筺体の外枠部分の輝度分布を改善することができない。この結果、照明装置を室内用の照明に用いる場合は、照明装置の外側に向けた室内照度が低下する他、該照明装置を筺体の外枠同士が隣接するように複数隣接して配列した複合照明装置として応用した場合に、筺体の外枠部分の輝度低下が軽減されず、照明装置同士の継ぎ目が視認され易くなるという問題がある。

また、山形状の乱反射部材１０３は、二等辺三角形からなる山形状である。このため、片側入射方式の導光板を用いたサイドエッジ型の光源ユニットにおいては、光入射側の反対側に強く光が出射されるという配向特性を有するという観点からすると、乱反射部材１０３として二等辺三角形の山形のように、傾斜角を等しくした場合には、各面状光源ユニット１１０間につなぎ目の輝度を他の部分と十分に均一にすることは困難であるという問題点を有している。

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、片側入射方式の導光板を用いたサイドエッジ型の光源ユニットにおける外枠部分近傍の輝度分布の均一化を図り、延いてはこの種の光源ユニットを複数並べる場合の光源ユニット間の輝度ムラを防止し得る光源ユニット及び照明装置を提供することにある。

本発明の一態様に係る光源ユニットは、上記の課題を解決するために、１つの側端面である光入射部から入射した光を出射面から出射する導光板と、該導光板の光入射部に光を入射する光源とを備えた光源ユニットにおいて、上記導光板の光入射部側と該光入射部に対向する対向側とに、該導光板の出射面から出射された光のうち導光板の側方に向けて出射された光を出射面上方に導くための傾斜部をそれぞれ備えた筐体が設けられていると共に、上記筐体の光入射部側の傾斜部における、導光板の出射面の光源側への延長面とのなす角度を光入射部側傾斜部角度θ１とし、上記筐体の対向側の傾斜部における、導光板の出射面の対向側端部外方への延長面とのなす角度を対向側傾斜部角度θ２とすると、
θ１＞θ２
となる関係を有していることを特徴としている。

本発明の一態様に係る照明装置では、上記課題を解決するために、前記記載の光源ユニットを備えていることを特徴としている。

本発明の一態様に係る照明装置では、上記課題を解決するために、前記記載の光源ユニットが複数配列されていることを特徴としている。

本発明の一態様によれば、片側入射方式の導光板を用いたサイドエッジ型の光源ユニットにおける外枠部分近傍の輝度分布の均一化を図り、延いてはこの種の光源ユニットを複数並べる場合の光源ユニット間の輝度ムラを防止し得る光源ユニット及び照明装置を提供するという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る光源ユニットを示すものであって、光源ユニットの構成を示す断面図である。 （ａ）は上記光源ユニットの構成を示す平面図であり、（ｂ）は上記光源ユニットの構成を示す斜視図である。 （ａ）（ｂ）は、片側入射方式の導光板を用いたサイドエッジ型の上記光源ユニットにおける導光板からの出射光の配向特性を示す図である。 片側入射方式の導光板を用いたサイドエッジ型の上記光源ユニットにおける導光板からの出射光の方向を示す断面図である。 （ａ）は、図２（ａ）のＡ１−Ａ１’方向及びＡ２−Ａ２’方向を示す光源ユニットの光拡散部材の輝度ムラを平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す部分の光源ユニットの導光板の輝度ムラを平面図であり、（ｃ）は（ａ）に示す部分の構成を示す光源ユニットの断面図である。 図２（ａ）のＡ１−Ａ１’方向の輝度分布を示す分布図である。 図２（ａ）のＡ２−Ａ２’方向の輝度分布を示す分布図である。 （ａ）は従来の光源ユニットの構成を示す断面図であり、（ｂ）は上記従来の光源ユニットの構成を示す平面図である。

本発明の一実施形態について図１〜図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

本実施の形態の光源ユニットの構成について、図１及び図２（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図１は本実施の形態の光源ユニットの構成を示す断面図である。図２（ａ）は上記光源ユニットの構成を示す平面図であり、図２（ｂ）は上記光源ユニットの構成を示す斜視図である。

尚、本実施の形態においては、光源ユニットを備えた照明装置の一例としてシーリングライト等の照明装置を挙げることができる。ただし、光源ユニット及び照明装置は、これに限定されるものではない。また、光源ユニットを複数個並べて配設したものも照明装置とする。

本実施の形態の光源ユニット１は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、外形が長方形からなっており、長辺側の一辺に光源としての複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）群４が設けられており、長辺側の他の一辺に対向面反射部材７が設けられている。

本実施の形態の光源ユニット１では、光取出し領域の寸法が例えば９０７ｍｍ×５１０ｍｍである。ＬＥＤ群４には、幅５．６ｍｍ、高さ３．０ｍｍのＬＥＤパッケージを一列に７２個並べたＬＥＤを使用し、後述する導光板１０の長辺の端面一辺から入光させている。導光板１０の厚みは例えば３．０ｍｍである。

すなわち、光源ユニット１は、図１に示すように、シャーシ２、ＬＥＤ基板３、ＬＥＤ群４、反射シート５、カバー部材としての光拡散部材６、対向面反射部材７、導光板１０及び筐体としてのフレーム２０を備えている。尚、ここでフレーム２０とは、筺体のうち導光板１０の周囲を囲むように構成された外枠部分のことを指す。筺体は必ずしも一体で構成される必要はなく、導光板１０の下面を覆う部分とフレーム部分とが別体で構成されていてもよい。

上記光源ユニット１では、下から順に説明すると、シャーシ２、反射シート５、導光板１０及び光拡散部材６が配置されている。ここで、本実施の形態の光源ユニット１では、導光板１０の発光面側を上側として説明するが、光源ユニット１がシーリングライト等の照明機器に使用される場合には、下側が導光板１０の発光面側となる。

上記シャーシ２は、導光板１０の出射面１１とは反対側に設けられており、これによって、光源ユニット１の裏面側を覆っている。本実施の形態では、シャーシ２は、例えば０．５ｍｍ厚のアルミ板金部材を使用している。

上記ＬＥＤ基板３には、光源としてのＬＥＤ群４が搭載されている。ここで、本実施の形態では、光源は、省スペース化するためにもＬＥＤ群４であることが好ましいが、本発明においては、必ずしもこれに限らず、ＣＣＦＬ等の他の発光方式の光源であっても構わない。

上記導光板１０は、ＬＥＤ基板３に搭載されたＬＥＤ群４から出射される光を受光し、受光した光を出射面１１と導光板１０の裏面との間、及び導光方向と平行方向の両側面の間において全反射させつつ導光板１０の内部で伝播させると共に、主に出射面１１から出射させるものである。このため、導光板１０は、光透過性の高い透明材料からなり、例えば、ＰＭＭＡ（アクリル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、及びＰＳ（ポリスチレン）等からなっている。

また、導光板１０は、本実施の形態では、板状で出射面１１が四角形状となっている。

上記導光板１０の裏面には、図１に示すように、光拡散部である複数の光取出しパターン８が互いに間隔を置いて形成されている。尚、光取出しパターン８は、導光板１０の出射面１１側に配置することも可能である。

光取出しパターン８は、例えば、導光板１０の裏面にドット状に印刷することにより形成されている。印刷には例えばＵＶインクを使用している。ただし、必ずしもこれに限らず、他の拡散粒子を配合した拡散インクであってもよく、又はインクジェット印刷や導光板１０にプリズム形状などの凹凸を付与したものであっても構わない。

上述のように、導光板１０の裏面に光取出しパターン８を形成することにより、導光板１０内を伝播する光の光路を変更することができる。具体的には、光取出しパターン８は、導光板１０内を伝播する光が導光板１０の裏面に形成されている光取出しパターン８に入射すると、入射した光を拡散し、導光板１０内における光の進行方向を変える。この結果、光取出しパターン８で拡散された光の少なくとも一部は、出射面１１で全反射せずに該出射面１１から外部に出射されることになる。

上記反射シート５は、ＬＥＤ群４から導光板１０に入射した光が導光される間に全反射条件が破れて導光板１０の裏面に出射された光を再度導光板１０に入射し、又は透過させて光出射面１２側に光を取り出させるものである。本実施の形態では、反射シート５は、例えば０．３ｍｍ厚の商品名「Ｅ６Ｄ６（東レ株式会社製）」の樹脂シートを使用している。

上記光拡散部材６は、導光板１０の出射面１１の上方に設けられており、導光板１０を保護すると共に、導光板１０から出射された光を拡散して光量のムラつまり輝度ムラを抑制する機能を有している。この光拡散部材６は、設置時のフレキシブル性の観点から、グラスファイバーによるライトシェードであることが好ましい。ただし、必ずしもこれに限らず、拡散材や微細気泡を有する拡散板、又は和紙や布等の他の方式の光拡散部材であっても構わない。本実施の形態では、光拡散部材６には、素材にグラスファイバーを用いた商品名「ライトシェード（日東紡株式会社製）」からなる樹脂シートを使用しており、この光拡散部材６は、導光板１０の上方１０．５ｍｍの位置に配されている。

上記フレーム２０は、導光板１０の周囲を枠状に覆っており、底面側はシャーシ２を支持すると共に、表面側は導光板１０を支持している。このフレーム２０は、ＬＥＤ群４を直接的又は間接的に配したときの放熱性を考慮し、アルミニウム（Ａｌ）の異形押出し部材で構成することが好ましい。ただし、アルミニウム（Ａｌ）の異形押出し部材に限定されるものではなく、他の金属の板金部材や樹脂部材であっても構わない。

このように、本実施の形態の光源ユニット１は、図１に示すように、１つの側端面である光入射部１２から入射した光を出射面１１から出射する方形の導光板１０と、該導光板１０の光入射部１２に光を入射するＬＥＤ群４とを備えていることから、片側入射方式の導光板１０を用いたエッジライト型の光源ユニット１となっている。

このような片側入射方式の導光板１０を用いたエッジライト型の光源ユニット１では、光入射方向に対して偏った方向に導光板１０から光が出射されるという配向特性を有していることから、光入射側の反対側に強く光が出射される。

具体的には、片側入射方式の導光板１０を用いたエッジライト型の光源ユニット１における導光板１０からの出射光の配向特性は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、約７５度において強度１の輝度が得られるが、約６０度においては強度が０．８の輝度に低下し、約４５度においては強度０．４の輝度に低下する。

この結果、片側入射方式の導光板１０を用いたエッジライト型の光源ユニット１における導光板１０からの出射光は、導光板１０からの出射光は光入射側とは反対側の輝度が大きく、逆に光入射側の輝度が小さくなるという問題がある。

そこで、本実施の形態の光源ユニット１では、図１に示すように、まず、導光板１０の光入射部１２側と該光入射部１２に対向する対向側としての対向側面１３とに、該導光板１０の出射面１１から出射された光のうち導光板１０の側方に向けて出射された光を出射面の上方に導くための傾斜部をそれぞれ備えた筐体としてのフレーム２０を設けている。すなわち、フレーム２０において、導光板１０の光入射部１２とその対向側面１３に光を上方に立ち上げるための傾斜部を設けている。

具体的には、本実施の形態の光源ユニット１では、フレーム２０の断面形状は、図１に示すように、出射面１１側の光拡散部材６の方向に進むに伴って傾斜形状になっている。上記フレーム２０の傾斜形状は、光源ユニット１の４つの辺の全てに設けられている。

詳細には、ＬＥＤ群４が配設された辺ではＬＥＤ側傾斜部２０ａが設けられ、対向面反射部材７が配設された辺では対向面側傾斜部２０ｂが設けられている。さらに、他の一対の面には、図２（ａ）に示すように、他面側傾斜部２０ｃ・２０ｃがそれぞれ設けられている。

そして、フレーム２０のＬＥＤ側傾斜部２０ａ、対向面側傾斜部２０ｂ及び他面側傾斜部２０ｃ・２０ｃには、反射シートからなる傾斜部反射部材２１がそれぞれ設けられており、これによって、導光板１０の出射面１１から出射された光のうち導光板１０の側方に向けて出射された光を出射面１１の上方に導くようになっている。

上記傾斜部反射部材２１は、高反射の光散乱面を有しており、例えば、０．３ｍｍ厚の商品名「Ｅ６Ｄ６（東レ株式会社製）」が使用されている。尚、傾斜部反射部材２１は、上述したような反射シートに限定されるものではなく、フレーム２０に高反射塗料を塗装した形式や、アルマイト処理による着色処理、又はポリカーボネートに代表される高反射プラスチック部材であっても構わない。

この場合、図４に示すように、光入射方向に偏った方向に導光板１０から光が出射されるため、光入射部１２の反対側に強く光が出射される。この結果、対向側の対向面側傾斜部２０ｂに強い光が当たることから、対向面側傾斜部２０ｂの輝度が大きく、逆に光入射部１２側のＬＥＤ側傾斜部２０ａの輝度が小さくなる。

ここで、本実施の形態では、ＬＥＤ側傾斜部２０ａの光入射部側傾斜部角度θ１と対向面側傾斜部２０ｂの対向側傾斜部角度θ２との関係をθ１＞θ２となるようにしている。

すなわち、対向面側傾斜部２０ｂの対向側傾斜部角度θ２を緩くし、ＬＥＤ側傾斜部２０ａの光入射部側傾斜部角度θ１を急になるようにしている。

このような傾斜角度にすることによって、輝度分布を改善することが可能となる。具体的には、傾斜角度が急峻である場合、光源ユニット１の光出射方向から見たときの傾斜部の投影面積は狭くなり、狭い投影面積に光が集中することになり、輝度が高くなる。逆に、傾斜角度が緩やかである場合、光源ユニット１の光出射方向から見たときの傾斜部の投影面積が広くなるため、輝度が小さくなる。

この結果、本実施の形態では、光入射部１２では輝度が高くなり、対向側面１３では輝度が低くなることから、全体として輝度分布の均一化を図ることができる。すなわち、ＬＥＤ側傾斜部２０ａ側の輝度Ｃ１≒対向面側傾斜部２０ｂ側の輝度Ｃ２とすることが可能となる。

したがって、片側入射方式の導光板１０を用いたサイドエッジ型の光源ユニット１における輝度分布の均一化を図り得る光源ユニット１を提供することができる。

また、本実施の形態の構成は片側入射方式の導光板１０を用いたサイドエッジ型の光源ユニット１であることから、両側入射方式の導光板を用いたサイドエッジ型の光源ユニットと比べて光源やそれに付随する基板等が半分で済むため、安価な光源ユニット１を提供することが可能となる。

また、本実施の形態の光源ユニット１では、光入射部側傾斜部角度θ１及び対向側傾斜部角度θ２のいずれもが９０°以下であることが好ましい。これにより、導光板１０の対向側面１３の上方に出射された光を対向面側傾斜部２０ｂの反射により光入射部１２の上方に導くことができる。

また、本実施の形態の光源ユニット１では、光入射部側傾斜部角度θ１及び対向側傾斜部角度θ２は、
６０°≦θ１≦９０°、４５°≦θ２＜９０°
となる関係を有していることが好ましい。

これにより、後述する実験的な角度範囲の評価により、確実に輝度むらを解消し、輝度分布の均一化を図り得る光源ユニット１を提供することができる。

また、本実施の形態の光源ユニット１では、導光板１０は、光入射部１２である１つの側端面と出射面１１とに垂直であってかつ互いに対向する一対の垂直面１４・１４（図２（ａ）参照）を有していると共に、フレーム２０は、導光板１０の一対の垂直面１４・１４側に傾斜部としての他面側傾斜部２０ｃ・２０ｃをそれぞれ備えており、該一対の垂直面１４・１４側の他面側傾斜部２０ｃ・２０ｃの傾斜角度は同一であることが好ましい。尚、導光板１０は、本実施の形態では方形としているが、必ずしもこれに限らず、例えば六角形等の多角形であってもよい。

これにより、フレーム２０における光入射部１２のＬＥＤ側傾斜部２０ａとフレーム２０における対向側面１３側の対向面側傾斜部２０ｂとの関係においては、互いに傾斜角度を異なるようにするが、他の一対の垂直面１４・１４にも他面側傾斜部２０ｃ・２０ｃを備えることによって、他の一対の垂直面１４・１４の他面側傾斜部２０ｃ・２０ｃ側の輝度むらを解消することができる。そして、この場合、他の一対の垂直面１４・１４の他面側傾斜部２０ｃ・２０ｃについては、輝度の条件は同一であることから、傾斜角度を変える必要はない。したがって、該一対の垂直面１４・１４側の他面側傾斜部２０ｃ・２０ｃの傾斜角度は同一とするのが好ましい。これにより、垂直面１４・１４にも他面側傾斜部２０ｃ・２０ｃの形状は、導光板１０を挟んで対称となっている。

この結果、さらに、導光板１０全体の輝度分布の均一化を図り得る光源ユニット１を提供することができる。

本実施の形態の光源ユニット１では、導光板１０及びフレーム２０の上面全体を覆う光拡散部材６を有しており、導光板１０及びフレーム２０の上面全体が発光面となっていることが好ましい。

すなわち、光拡散部材６は、様々な角度で該光拡散部材６に到達した光を拡散させて、おおよそ均等拡散面（ランバーシアン）配光にすることができる。このため、本実施の形態において、大きくは２つの効果を有している。第１の効果は、導光板１０の部分とフレーム２０の傾斜面の部分とで輝度を均一化する効果であり、これにより、導光板１０の部分とフレーム２０の傾斜面の部分との間で輝度差が少なく、境界が目立たなくすることができる。したがって、導光板１０の部分のみならず、フレーム２０の傾斜面の部分まで発光面を拡張することができるため、フレーム２０で暗部となる問題を解消することができる。尚、傾斜面はフレーム２０の最外部である縁部近傍まで伸びていることが望ましい。

第２の効果は、傾斜面の外部へ発光領域を延伸する効果である。上述のように、傾斜面はフレーム２０の最外部である縁部近傍まで可能な限り伸びていることが望ましいが、設計上の制約により完全には傾斜面を縁部まで伸ばすことができず、縁部に傾斜面でない部分が残る場合がある。このような場合であっても、光拡散部材６が縁部も含めてフレーム２０の上面全体を覆うことにより、傾斜面からの光が光拡散材６の内部で拡散したうえで縁部より一部が出射されることにより、傾斜面の外部へ発光領域を延伸することができる。

上記の効果により、フレーム２０の傾斜部及び導光板１０の上面全体を光拡散部材６にて覆うことによって、フレーム２０を含む全面を発光面とすることができる。

したがって、フレーム２０で暗部になることがなく、特に、複数の光源ユニット１を平面的に配列する形態において、継ぎ目部分が目立つのを抑制することができる。

また、本実施の形態の照明装置では、本実施の形態の光源ユニット１を備えている。これにより、本実施の形態の光源ユニット１を部屋の内部を照明する照明装置へ応用することができる。

また、本実施の形態の照明装置では、本実施の形態の光源ユニット１が複数配列されている。これにより、片側入射方式の導光板１０を用いたサイドエッジ型の光源ユニット１における輝度分布の均一化を図り、この種の光源ユニット１を複数並べる場合の光源ユニット１間の輝度ムラを防止し得る照明装置を提供することができる。

上述した、片側入射方式の導光板１０を用いたエッジライト型の光源ユニット１におけるフレーム２０のＬＥＤ側傾斜部２０ａの光入射部側傾斜部角度θ１及び対向面側傾斜部２０ｂの対向側傾斜部角度θ２の適正値を求めるべく、実験を行った。

実験においては、最初に、光入射部側傾斜部角度θ１＝対向側傾斜部角度θ２＝３０°として、そのときの輝度ムラの発生状況を確認した。測定には、商品名「ＣＡ−２０００（コニカミノルタ株式会社製）」の二次元色彩輝度計を使用した。

その結果を、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。図５（ａ）は、図２（ａ）のＡ１−Ａ１’方向及びＡ２−Ａ２’方向を示す光源ユニットの光拡散部材の輝度ムラを示す平面図であり、図５（ｂ）は（ａ）に示す部分の光源ユニットの導光板の輝度ムラを示す平面図であり、図５（ｃ）は（ａ）に示す部分の構成を示す光源ユニットの断面図である。尚、図５（ａ）（ｂ）において、左側は光入射部１２付近の輝度ムラを表し、右側は対向側面１３付近の輝度ムラを表している。また、図５（ａ）は、光拡散部材６を配置したときの輝度ムラを表しており、図５（ｂ）は光拡散部材６を取り外したときの輝度ムラを表している。

図５（ａ）に示すように、光入射部側傾斜部角度θ１＝対向側傾斜部角度θ２となっているように、互いの傾斜角度が同じであるにも関わらず、光入射部１２付近の輝度の低下が対向側面１３付近の輝度の低下よりも大きくなっていることが分かる。

また、光拡散部材６を取り除いたときの輝度分布は、図５（ｂ）に示すように、光入射部１２付近と対向側面１３付近との両者で輝度が異なっていることが分かる。それぞれ約４５ｍｍ離れた導光板１０上の輝度と比較すると、光入射部１２付近では３３１／９３２＊１００＝３６％に対し、対向側面１３付近では６０１／８６４＊１００＝７０％となっている。

この理由は、導光板１０から出射した光の配光特性によるものであり、対向面側傾斜部２０ｂにはＬＥＤ側傾斜部２０ａにより多くの光が到達し、上面に立ち上げられるからである。これにより、傾斜部が同じ角度であっても、光拡散部材６を配置した場合でも光入射部１２付近と対向側面１３付近とで輝度差が生じることが分かる。

次に、フレーム２０のＬＥＤ側傾斜部２０ａの光入射部側傾斜部角度θ１及び対向面側傾斜部２０ｂの対向側傾斜部角度θ２の適正値を求めるべく、θ１、θ２をそれぞれ９０°、６０°、４５°、３０°としたときの輝度分布を求めた。測定においては、前述の商品名「ＣＡ−２０００（コニカミノルタ株式会社製）」の二次元色彩輝度計を使用した。

その結果を、図６及び図７に基づいて説明する。図６は、図２（ａ）のＡ１−Ａ１’方向の輝度分布つまり光入射部１２付近の輝度分布を示す分布図である。また、図７は、図２（ａ）のＡ２−Ａ２’方向の輝度分布つまり対向側面１３付近の輝度分布を示す分布図である。

図６及び図７に示すように、θ１＝θ２の場合で比較すると、θ１＝θ２＝９０°からの輝度低下率は、θ１の方が常に大きくなっている。そして、θ１、θ２共に、大きければ大きいほど輝度低下が小さいことが分かる。

このとき、θ１＝６０°及びθ２＝４５°の各傾斜部付近の輝度が略同じになっている。

このことから、一般に、θ１、θ２は９０°以下であり、θ１＞θ２とするのがよいことが分かる。

ただし、図６及び図７においては、θ１＝４５°、θ２＝３０°の条件では、傾斜部上部の輝度が急激に低下しているために、その暗部が単独で視認された。

したがって、光入射部側傾斜部角度θ１及び対向側傾斜部角度θ２は、
６０°≦θ１≦９０°、４５°≦θ２＜９０°
とするのが、最適であると判断される。

このような光入射部側傾斜部角度θ１及び対向側傾斜部角度θ２を備えたＬＥＤ側傾斜部２０ａ及び対向面側傾斜部２０ｂをフレーム２０に設けることにより、輝度の分布の均一化を図ることが可能となる。

また、それぞれ上記角度の構成で本実施の形態の光源ユニット１を並列に配置すれば、その繋ぎ目において、光入射部１２近傍の輝度と、他の光源ユニット１の対向側面１３近傍の輝度とを略一致させることが可能となる。したがって、本実施の形態の光源ユニット１繋ぎ合わせたときの継ぎ目の輝度差をなくすことができる。

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。

（まとめ）
本発明の一態様に係る光源ユニット１は、上記の課題を解決するために、１つの側端面である光入射部１２から入射した光を出射面１１から出射する導光板１０と、該導光板１０の光入射部１２に光を入射する光源（ＬＥＤ群４）とを備えた光源ユニット１において、上記導光板１０の光入射部１２側と該光入射部１２に対向する対向側（対向側面１３）とに、該導光板１０の出射面１１から出射された光のうち導光板１０の側方に向けて出射された光を出射面１１上方に導くための傾斜部（ＬＥＤ側傾斜部２０ａ、対向面側傾斜部２０ｂ）をそれぞれ備えた筐体（フレーム２０）が設けられていると共に、上記筐体（フレーム２０）の光入射部１２側の傾斜部（ＬＥＤ側傾斜部２０ａ）における、導光板１０の出射面１１の光源（ＬＥＤ群４）側への延長面とのなす角度を光入射部側傾斜部角度θ１とし、上記筐体（フレーム２０）の対向側（対向側面１３）の傾斜部（対向面側傾斜部２０ｂ）における、導光板１０の出射面１１の対向側（対向側面１３）端部外方への延長面とのなす角度を対向側傾斜部角度θ２とすると、
θ１＞θ２
となる関係を有していることを特徴としている。

上記の発明によれば、光源ユニットは、片側入射方式の導光板を用いたエッジライト型の光源ユニットとなっている。このような片側入射方式の導光板を用いたエッジライト型の光源ユニットでは、導光板からの出射光は光入射側とは反対側の輝度が大きく、逆に光入射側の輝度が小さくなるという問題がある。

そこで、本発明の光源ユニットでは、導光板の光入射部側と該光入射部に対向する対向側とに、該導光板の出射面から出射された光のうち導光板の側方に向けて出射された光を出射面の上方に導くための傾斜部をそれぞれ備えた筐体を設けている。

また、傾斜部における光入射部側傾斜部角度θ１と対向側傾斜部角度θ２との関係をθ１＞θ２となるようにしている。

この結果、光入射部側では輝度が高くなり、対向側では輝度が低くなることから、全体として輝度分布の均一化を図ることができる。

したがって、片側入射方式の導光板を用いたサイドエッジ型の光源ユニットにおける外枠部分近傍の輝度分布の均一化を図り得る光源ユニットを提供することができる。

本発明の一態様に係る光源ユニット１では、前記光入射部側傾斜部角度θ１及び対向側傾斜部角度θ２のいずれもが９０°以下であることが好ましい。

これにより、導光板の対向側に出射された光を傾斜部の反射により光入射部側に導くことができる。

本発明の一態様に係る光源ユニット１では、前記光入射部側傾斜部角度θ１及び対向側傾斜部角度θ２は、
６０°≦θ１≦９０°、４５°≦θ２＜９０°
となる関係を有していることが好ましい。

これにより、実験的な角度範囲の評価により、確実に輝度むらを解消し、輝度分布の均一化を図り得る光源ユニットを提供することができる。

本発明の一態様に係る光源ユニット１では、前記導光板１０は、光入射部１２である１つの側端面と出射面１１とに垂直であってかつ互いに対向する一対の垂直面１４・１４を有していると共に、前記筺体（フレーム２０）は、上記導光板１０の一対の垂直面１４・１４側に傾斜部（他辺側傾斜部２０ｃ・２０ｃ）をそれぞれ備えており、該一対の垂直面１４・１４側の傾斜部（他辺側傾斜部２０ｃ・２０ｃ）の傾斜角度は同一であることが好ましい。

これにより、他の一対の垂直面の傾斜部側の輝度むらを解消することができる。この結果、さらに、導光板全体の輝度分布の均一化を図り得る光源ユニットを提供することができる。

本発明の一態様に係る光源ユニット１では、前記導光板１０及び筺体（フレーム２０）の上面全体を覆う光拡散部材６有しており、上記導光板１０及び筺体（フレーム２０）の上面全体が発光面となっていることが好ましい。

これにより、フレーム２０の傾斜部及び導光板１０の上面全体を光拡散部材６にて覆うことによって、フレーム２０を含む全面を発光面とすることができる。

したがって、フレーム部分で暗部になることがなく、特に、複数の光源ユニットを平面的に配列する形態において、継ぎ目部分が目立つのを抑制することができる。

本発明の一態様に係る照明装置では、上記課題を解決するために、前記記載の光源ユニット１を備えていることを特徴としている。

上記の発明によれば、本発明の光源ユニットを部屋の内部を照明する照明装置へ応用することができる。

本発明の一態様に係る照明装置では、上記課題を解決するために、前記記載の光源ユニット１が複数配列されていることを特徴としている。

上記の発明によれば、片側入射方式の導光板を用いたサイドエッジ型の光源ユニットにおける外枠部分近傍の輝度分布の均一化を図り、この種の光源ユニットを複数並べる場合の光源ユニット間の輝度ムラを防止し得る照明装置を提供することができる。

本発明は、片側入射方式の導光板を用いたサイドエッジ型の光源ユニット及び照明装置に関するものであり、片側入射方式の導光板からの出射光における外枠部分近傍の輝度分布の均一化を図り得る光源ユニット及び照明装置に適用することができる。

１ 光源ユニット
２ シャーシ
３ ＬＥＤ基板
４ ＬＥＤ群（光源）
５ 反射シート
６ 光拡散部材
７ 対向面反射部材
８ 光取出しパターン
１０ 導光板
１１ 出射面
１２ 光入射部
１３ 対向側面
１４ 垂直面
２０ フレーム（筐体）
２０ａ ＬＥＤ側傾斜部
２０ｂ 対向面側傾斜部
２０ｃ 他面側傾斜部
２１ 傾斜部反射部材
θ１ 光入射部側傾斜部角度
θ２ 対向側傾斜部角度

Claims (7)

1. １つの側端面である光入射部から入射した光を出射面から出射する導光板と、該導光板の光入射部に光を入射する光源とを備えた光源ユニットにおいて、
   上記導光板の光入射部側と該光入射部に対向する対向側とに、該導光板の出射面から出射された光のうち導光板の側方に向けて出射された光を出射面上方に導くための傾斜部をそれぞれ備えた筐体が設けられていると共に、
   上記筐体の光入射部側の傾斜部における、導光板の出射面の光源側への延長面とのなす角度を光入射部側傾斜部角度θ１とし、上記筐体の対向側の傾斜部における、導光板の出射面の対向側端部外方への延長面とのなす角度を対向側傾斜部角度θ２とすると、
   θ１＞θ２
   となる関係を有していることを特徴とする光源ユニット。
2. 前記光入射部側傾斜部角度θ１及び対向側傾斜部角度θ２のいずれもが９０°以下であることを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
3. 前記光入射部側傾斜部角度θ１及び対向側傾斜部角度θ２は、
   ６０°≦θ１≦９０°、４５°≦θ２＜９０°
   となる関係を有していることを特徴とする請求項２記載の光源ユニット。
4. 前記導光板は、光入射部である１つの側端面と出射面とに垂直であってかつ互いに対向する一対の垂直面を有していると共に、
   前記筺体は、上記導光板の一対の垂直面側に傾斜部をそれぞれ備えており、該一対の垂直面側の傾斜部の傾斜角度は同一であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の光源ユニット。
5. 前記導光板及び筺体の上面全体を覆う光拡散部材を有しており、
   上記導光板及び筺体の上面全体が発光面となっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源ユニット。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源ユニットを備えていることを特徴とする照明装置。
7. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源ユニットが複数配列されていることを特徴とする照明装置。