[第1実施形態]
第1実施形態による照明装置及びその駆動方法について図1乃至図20を用いて説明する。
図1は、本実施形態による照明装置の構造を示す斜視図である。図2及び図3は、本実施形態による照明装置のレンズシートの構造を示す斜視図である。図4は、本実施形態による照明装置のプリズムの構造を示す図である。図5乃至図7は、本実施形態による照明装置の動作を説明する図である。図8及び図9は、他の照明装置の構造を示す断面図及び平面図である。図10は、本実施形態の変形例による照明装置の構造を示す斜視図である。図11乃至図20は、本実施形態による照明装置の駆動例を示す図である。
はじめに、本実施形態による照明装置の構造について図1乃至図7を用いて説明する。
本実施形態の照明装置10は、平板状の導光板12を有している。導光板12は、対向する2つの表面と、複数の側面とを有している。導光板12の一側面には、複数の発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)14が設けられている。導光板12の一方の表面上には、レンズシート16が配置されている。レンズシート16が設けられた導光板12の当該一方の表面側が、本実施形態による照明装置の発光面である。導光板12の他方の表面部には、プリズム18が設けられている。LED14には、LED14の発光を制御するための制御回路20が接続されている。
LED14は、発せられた光が導光板12内に導入されるように、その発光面が導光板12の当該一側面と対向するように配置されている。LED14は、特に限定されるものではなく、単色のLEDであってもよいし、RGB一体型のLEDであってもよい。また、本実施形態では、代表的な光源としてLEDを例にして説明するが、使用する光源は、LEDに限定されるものではない。例えば、LEDに代えて、小型ランプ、有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子等を用いてもよい。
レンズシート16は、特に限定されるものではないが、光を一旦集光した後に発散させるものが望ましい。光を一旦集光した後に発散させるレンズシート16を設けることにより、照明装置10から出射される光の視認範囲を広げることができ、発光領域の全体を人の目によって認識することができる。このようなレンズシートとしては、複数のレンズ構造体が周期的に配列されたレンズアレイシートを適用することができる。例えば、球面状のマイクロレンズ16aが格子状に配列されたマイクロレンズアレイシート(図2(a)及び図3(a)を参照)や、複数のシリンドリカルレンズ16bが平行に配列されたレンチキュラレンズシート(図2(b)及び図3(b)を参照)が好ましい。レンチキュラレンズシートの場合にあっては、シリンドリカルレンズ16bの尾根の延伸方向がLED14から発せられた光の伝搬方向に対して平行になるように配置される。
レンズシートは、図2(a)及び図2(b)に示すように、レンズシート16の平坦な面が導光板12側に向くように配置してもよいし、図3(a)及び図3(b)に示すように、レンズシート16のレンズの凹凸面が導光板12側に向くように配置してもよい。レンチキュラレンズの場合、図3(b)に示す配置とすることにより、光の伝搬の直進性を増すことができる。これにより、導光板12内における光の伝搬方向の長さを長くしても、発光幅の広がりを抑えることが可能となる。
プリズム18は、例えば図4(a)に示すように、導光板12の当該他方の表面部に設けられた複数の溝22により形成される。複数の溝22は、LED14から発せられた光の伝搬方向に対して交差する方向に延在して設けられている。例えば、図4(a)に示すように、導光板12のLED14が設けられた側面に対して平行な方向に延在する複数の溝22を配置する。それぞれの溝22は、例えば図4(b)に示すように、LED14が設けられた側面側の斜面22aの斜度が、当該側面と対向する側の斜面22bの斜度よりも緩やかなV字型を有している。
図5に示すように、導光板12内を伝搬してプリズム18に入射した光線のうち、プリズム18の斜面22aに対して全反射条件を満たす光線(例えば、光線26a、図中、実線で表す)は、プリズム18の斜面22aによって全反射される。プリズム18の斜面22aによって全反射された光のうち、当該一方の表面に対して全反射臨界角よりも大きく、全反射条件を満たす角度で入射した光は、導光板12の当該一方の表面側から出射される。当該導光板の一方の表面側から出射する光のうち、人の目に入射した光のみが、人は明るいと感じることができ、有効な光となる。
一方、プリズム18の斜面22aに対して全反射条件を満たしていない光線(例えば、光線26b、図中、点線で表す)は、プリズム18の斜面22aを透過し、導光板12のプリズム18形成面側から出射され、有効な光とはならない。更に、導光板12の当該一方の表面側から出射されたひかりのうち、人の目に入射しない光は、人は光を感じることができないため、全反射条件を満たさない光と同様に有効な光とはならない。
よって、導光板12の表面から光が出ていても、人の目に光線が入る導光板の位置は明るく、人の目に光線が入らない導光板の位置は暗く感じる。導光板12内を伝搬する光のうちより多くの光が全反射条件を満たして導光板の当該一方の表面側から出射し、人の目に入射する観点から、導光板12の表面に対するプリズム18の斜面22aの斜度αは、40〜55度の角度に設定することが望ましい。一方、斜面22bの斜度βは、斜面αと同角度又は製造時の容易性から最大90度程度であることが望ましい。
制御回路20は、LED14を点灯・消灯し、RGB一体型のLEDを用いる場合にあっては発光色の制御を行うものである。制御回路20により、LED14の発光タイミングや発光色を制御することができる。複数のLED14は、一括制御してもよいし、個別に制御してもよい。また、複数のLED14を順次点灯・消灯するなど、発光・消灯のタイミングを制御するようにしてもよい。
次に、本実施形態による照明装置の動作について図1乃至図7を用いて説明する。
まず、制御回路20により、所望のLED14を点灯する。LED14から発せられた光は、導光板12内に導入され、導光板12内で全反射を繰り返しながら、LED14が設けられた側面と対向する側面に向かって伝搬する。
この過程で、光の一部は、プリズム18に入射する。図5に示すように、導光板12内を伝搬してプリズム18に入射した光線のうち、プリズム18の斜面22aに対して全反射条件を満たす光線(光線26a)は、プリズム18の斜面22aによって全反射される。プリズム18に反射された光は、導光板12の表面に対して垂直な方向に近い方向に伝搬し、導光板12から出射する。導光板12から出射した光のうち、人の目に入射した光が有効な光として使用される。一方、プリズム18の斜面22aに対して全反射条件を満たしていない光線(光線26b)は、プリズム18の斜面22aを透過し、導光板12のプリズム18形成面側から出射され、有効な光として使用されない。更に、プリズム18の斜面22aによって全反射され、導光板12から出射した光のうち、人の目に入射しない光は、有効な光として使用されない(図6参照)。
導光板12から出射された光のほとんどは、レンズシート16に入射する。レンズシート16に入射した光は、レンズシート16の種類に応じたレンズ効果により、広げられる。レンズシートにより広げられることにより、各位置で光が広げられ、光が重なり合い目に入射することになる。よって、これまで人の目に入らなかった位置からの光線が人の目に入るようになり全面が明るく感じることが可能となる(図7参照)。
例えば、レンズシート16としてマイクロレンズアレイシートを用いた場合、導光板12から出射された光は、マイクロレンズアレイのレンズ効果により回転対称の光に変換される(図2(a)及び図3(a)参照)。これにより、導光板12から出た光は指向性を持たず、LED光の伝搬方向及び当該伝搬方向の垂直方向の双方に対して広がりを持った光に変換することができる。
また、レンズシート16としてレンチキュラレンズシートを用いた場合、導光板12から出射した光は、レンチキュラレンズのレンズ効果により、異方性の光に変換される。すなわち、レンズシート16に入射した光は、レンチキュラレンズの尾根の延伸方向に対して垂直な方向にのみ広げられる(図2(b)及び図3(b)参照)。LED14から発せられる光は発散光であるため、マイクロアレイレンズシートを用いた場合と同等の効果が得られる。
別の照明装置としては、例えば図8及び図9に示すような構造が考えられる。図8(a)及び図9(a)は照明装置の断面構造を示す断面図であり、図8(b)及び図9(b)は電子部品を外部から見たときの発光状態を示す平面図である。
図8の照明装置は、電子機器の外装部品24の内側に接してLED14の発光面を配置したものである。LED14から発せられた光は、外装部品24内を伝搬した後に出射される。この照明装置の場合、LED14から発せられた光は、外装部品24内を伝搬する過程で横方向に広がる。しかしながら、電子機器の小型・薄型化等に伴い外装部品24の肉厚さが薄くなるにつれ、横方向の広がりを十分に得られなくなる。その結果、外装部品の表面側から見ると、例えば図8(b)に示すように、発光強度に分布ムラが生じる。
図9の照明装置は、図8の照明装置と同様の構造において、RGB一体型のLED14を用いた例である。LED14としてRGB一体型のLEDを用いる場合にあっては、例えば図9(a)及び図9(b)に示すように、各色の光が十分に混じり合う前に外装部品24から出射されてしまう。この結果、所望の色表現が困難となる。
これに対し、本実施形態による照明装置では、LED14から発せられた光を導光板12の表面に対して平行な方向に伝搬した後、プリズム18により反射された光を導光板12の表面から垂直方向に出射する。このため、図8及び図9の照明装置と比較して、LED14から発せられた光が導光板12から出射されるまでの距離が長くなる。
したがって、導光板12から出射されるまでに、LED14から発せられた光は十分に広がることができ、発光強度の分布ムラを防止することができる。また、RGB一体型のLED14を用いる場合にあっては、導光板12から出射されるまでに各色の光が十分に混じり合うことができ、所望の色表現が可能となる。
本実施形態による照明装置の発光領域は、導光板12にプリズム18を設けた領域に対応している。すなわち、例えば図10に示すように導光板12の当該他方の表面の一部の領域にのみプリズム18を設けた場合、プリズム18を設けた領域に相当する部分だけが発光領域となる。この場合、レンズシート16は、例えば図10に示すように、プリズム18に対向する部分のみに設けるようにしてもよい。
本実施形態による照明装置の駆動方法は、特に限定されるものではないが、例えば以下のような例が考えられる。
図11及び図12は、LED14として単色のLEDを用いたときの本実施形態による照明装置の第1の駆動例を示す図である。図11は制御回路20により制御する各LED14の発光強度を示すタイムチャートであり、図12は本実施形態による照明装置を発光面側から見た平面図である。図12において、黒塗りのLED14が点灯しているLED14を表し、白抜きのLED14が消灯しているLED14を表している。また、図12(a)〜(c)は、図11のタイムチャートにおける時間t1,t2,t3のときの状態にそれぞれ対応している。
第1の駆動例は、図11に示すように、LED14a,14b,14c…を順次点灯していった駆動例である。時間t1においてLED14aを点灯し(図12(a)参照)、時間t2においてLED14bを更に点灯し(図12(b)参照)、時間t3においてLED14cを更に点灯している(図12(c)参照)。点灯するLED14の数を増やしていくことにより、発光領域を増やすことが可能である。この逆に、点灯しているLED14の数を減らしていけば、発光領域を減らすことが可能である。また、総てのLED14を点灯したときには、均一性のよい大面積の発光領域を得ることが可能である。
図13及び図14は、LED14として単色のLEDを用いたときの本実施形態による照明装置の第2の駆動例を示す図である。図13は制御回路20により制御する各LED14の発光強度を示すタイムチャートであり、図14は本実施形態による照明装置を発光面側から見た平面図である。図14において、黒塗りのLED14が点灯しているLED14を表し、白抜きのLED14が消灯しているLED14を表している。また、図14(a)〜(c)は、図13における時間t1,t2,t3のときの状態にそれぞれ対応している。
第2の駆動例は、図13に示すように、LED14a,14b,14c…を一つずつ順番に点灯していった駆動例である。時間t1においてLED14aを点灯し(図14(a)参照)、時間t2においてLED14aを消灯してLED14bを点灯し(図14(b)参照)、時間t3においてLED14bを消灯してLED14cを点灯している(図14(c)参照)。LED14を一つずつ順番に点灯していくことにより、長細い発光領域を移動させたように見せることが可能である。
図15及び図16は、LED14としてRGB一体型のLEDを用いたときの本実施形態による照明装置の第3の駆動例を示す図である。図15は制御回路20により制御する各LED14の発光強度を示すタイムチャートであり、図16は本実施形態による照明装置を発光面側から見た平面図である。図16において、各LED14に示される3つの領域は、左側から、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の発光領域を模式的に表したものであり、黒塗りが点灯している状態を、白抜きが消灯している状態を示している。また、図16(a)〜(c)は、図15における時間t1,t2,t3のときの状態にそれぞれ対応している。
第3の駆動例は、図15に示すように、LED14a,14b,14c…を異なる色で順次点灯していった駆動例である。時間t1においてLED14aを赤色(R)で点灯し(図16(a)参照)、時間t2においてLED14bを黄色(R+G)で更に点灯し(図16(b)参照)、時間t3においてLED14cを緑色(G)で更に点灯している(図16(c)参照)。このように発光色を変えながら点灯するLED14の数を増やしていくことにより、発光領域を増やすことが可能になるとともに、綺麗な虹色を表現することが可能になる。
図17及び図18は、LED14としてRGB一体型のLEDを用いたときの本実施形態による照明装置の第4の駆動例を示す図である。図17は制御回路20により制御する各LED14の発光強度を示すタイムチャートであり、図18は本実施形態による照明装置を発光面側から見た平面図である。図18において、各LED14に示される3つの領域は、左側から、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の発光領域を模式的に表したものであり、黒塗りが点灯している状態を、白抜きが消灯している状態を示している。また、図18(a)〜(d)は、図17における時間t1,t2,t3,t4のときの状態にそれぞれ対応している。
第4の駆動例は、図17に示すように、LED14a,14b,14c,14d…を一つずつ順番に異なる色で点灯していった駆動例である。時間t1においてLED14aを赤色(R)で点灯し(図18(a)参照)、時間t2においてLED14aを消灯してLED14bを黄色(R+G)で点灯し(図18(b)参照)、時間t3においてLED14bを消灯してLED14cを緑色(G)で点灯し(図18(c)参照)、時間t4においてLED14cを消灯してLED14dを水色(G+B)で点灯している(図18(d)参照)。このようにLED14を一つずつ順番に異なる色で点灯していくことにより、長細い発光領域を色を変えながら移動させたように見せることが可能である。
図19及び図20は、LED14としてRGB一体型のLEDを用いたときの本実施形態による照明装置の第5の駆動例を示す図である。図19は制御回路20により制御する各LED14の発光強度を示すタイムチャートであり、図20は本実施形態による照明装置を発光面側から見た平面図である。図19において、各LED14に示される3つの領域は、左側から、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の発光領域を模式的に表したものであり、黒塗りが点灯している状態を、白抜きが消灯している状態を示している。また、図20(a)〜(c)は、図19における時間t1,t2,t3のときの状態にそれぞれ対応している。
第5の駆動例は、図19に示すように、LED14a,14b,14c,14d,14e…を異なる色で点灯し、各LED14の発光色を時間とともに変化した駆動例である。時間t1において、LED14aを赤色(R)で、LED14bを黄色(R+G)で、LED14cを緑色(G)で、LED14dを水色(G+B)で、LED14eを青色(B)で、それぞれ点灯する(図20(a)参照)。次いで、時間t2において、LED14aを紫色(R+B)で、LED14bを赤色(R)で、LED14cを黄色(R+G)で、LED14dを緑色(G)で、LED14eを水色(G+B)で、それぞれ点灯する(図20(b)参照)。次いで、時間t3において、LED14aを青色(B)で、LED14bを紫色(R+B)で、LED14cを赤色(R)で、LED14dを黄色(R+G)で、LED14eを緑色(G)で、それぞれ点灯する(図20(c)参照)。このようにLED14を異なる色で点灯し、虹色発光の状態で、それぞれの発光色を変えていくことにより、虹色のパターンが動いて見えるようにすることが可能である。
このように、本実施形態によれば、導光板の側面から入射した光をプリズムによって導光板の表面から出射するので、光源から発せられた光が導光板から出射されるまでの距離を十分に長くすることができる。これにより、発光強度の面内の分布ムラを防止し、色再現性を向上することができる。
また、導光板の光の出射面に、光を一旦集光した後に発散させるレンズシートを設けることにより、出射される光の視認範囲を広げることができ、発光領域の全体を人の目によって認識することができる。
また、複数の光源を設けることにより、光源の配置場所に応じた所定の領域を選択的に発光させることができる。これにより、複数の光源の発光色や点滅のタイミングを制御することにより、様々な発光パターンを実現することができ、照明装置のインターフェースとしての役割やデザイン性を向上することができる。
[第2実施形態]
第2実施形態による照明装置及びその駆動方法について図21及び図22を用いて説明する。なお、図1乃至図20に示す第1実施形態による照明装置及びその駆動方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡潔にする。
図21は、本実施形態による照明装置の構造を示す斜視図である。図22は、本実施形態による照明装置の動作を説明する図である。
はじめに、本実施形態による照明装置の構造について図21を用いて説明する。
本実施形態の照明装置10は、平板状の導光板12を有している。導光板12は、対向する2つの表面と、複数の側面とを有している。導光板12の一側面には、複数の発光ダイオード14が設けられている。導光板12の一方の表面上には、レンズシート16が配置されている。レンズシート16が設けられた導光板12の当該一方の表面側が、本実施形態による照明装置の発光面である。導光板12の当該一方の表面部には、プリズム18が設けられている。導光板12の他方の表面上には、反射拡散シート28が設けられている。LED14には、LED14の発光を制御するための制御回路20が接続されている。
このように、本実施形態による照明装置は、プリズム18が導光板12の当該一方の表面部に設けられており、導光板12の他方の表面上に反射拡散シート28が設けられている点で、第1実施形態による照明装置とは異なっている。本実施形態による照明装置の導光板12、LED14、レンズシート16及び制御回路20は、第1実施形態による照明装置の場合と同様である。本実施形態による照明装置のプリズム18は、配置場所は異なっているが、その機能や構成は第1実施形態による照明装置の場合と同様である。反射拡散シート28は、導光板12内から当該他方の表面に入射した光を反射して再び導光板12内に戻すためのものである。
図21に示す照明装置では、レンズシート16及びプリズム18を導光板12の一部分の領域だけに設けているが、図1に示す第1実施形態による照明装置の場合と同様、導光板12の当該一方の表面の全面に渡ってレンズシート16及びプリズム18を設けるようにしてもよい。また、図21に示す照明装置では反射拡散シート28を導光板12の当該他方の表面の全面に渡って形成しているが、レンズシート16及びプリズム18を設けた領域に対応した領域に、選択的に形成するようにしてもよい。
次に、本実施形態による照明装置の動作について図21及び図22を用いて説明する。
まず、制御回路20により、所望のLED14を点灯する。LED14から発せられた光は、導光板12内に導入され、導光板12内で全反射を繰り返しながら、LED14が設けられた側面と対向する側面に向かって伝搬する。
この過程で、光の一部は、プリズム18に入射する。図22に示すように、導光板12内を伝搬してプリズム18に入射した光線のうち、プリズム18の斜面22aに対して全反射条件を満たす光線(光線26c)は、プリズム18の斜面22aによって全反射される。プリズム18に反射された光は、導光板12の表面に対して垂直な方向に近い方向に伝搬する。プリズム18の斜面22aによって全反射された光のうち、当該一方の表面に対して全反射臨界角よりも大きい角度で入射した光は、導光板12の当該一方の表面において全反射条件から逸脱する。しかしながら、本実施形態による照明装置では、導光板の当該他方の表面に反射拡散シート28が配置されているため、光線26cは、反射拡散シート28により反射され、再び導光板12内を伝搬した後、導光板12の当該一方の表面側から出射される。このようにして導光板12から出射された光は、有効な光として使用される。
導光板12から出射された光は、レンズシート16に入射する。レンズシート16に入射した光は、レンズシート16の種類に応じたレンズ効果により、広げられる。
本実施形態による照明装置では、第1実施形態による照明装置と比較して、導光板12内を伝搬する光の距離が、少なくとも導光板12の厚さ分だけ長くなる。したがって、導光板12から出射されるまでに、LED14から発せられた光は更に十分に広がることができ、発光強度の分布ムラを防止することができる。また、RGB一体型のLED14を用いる場合にあっては、導光板12から出射されるまでに各色の光が十分に混じり合うことができ、所望の色表現が可能となる。
このように、本実施形態によれば、導光板の側面から入射した光をプリズムによって導光板の表面から出射するので、光源から発せられた光が導光板から出射されるまでの距離を十分に長くすることができる。これにより、発光強度の面内の分布ムラを防止し、色再現性を向上することができる。
また、導光板の光の出射面に、光を一旦集光した後に発散させるレンズシートを設けることにより、出射される光の視認範囲を広げることができ、発光領域の全体を人の目によって認識することができる。
また、複数の光源を設けることにより、光源の配置場所に応じた所定の領域を選択的に発光させることができる。これにより、複数の光源の発光色や点滅のタイミングを制御することにより、様々な発光パターンを実現することができ、照明装置のインターフェースとしての役割やデザイン性を向上することができる。
[第3実施形態]
第3実施形態による照明装置及びその駆動方法について図23乃至図30を用いて説明する。なお、図1乃至図22に示す第1及び第2実施形態による照明装置及びその駆動方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡潔にする。
図23は、本実施形態による照明装置の構造を示す斜視図である。図24は、本実施形態の変形例による照明装置の構造を示す平面図である。図25乃至図30は、本実施形態による照明装置の駆動例を示す図である。
はじめに、本実施形態による照明装置の構造について図23を用いて説明する。
本実施形態の照明装置10は、平板状の導光板12を有している。導光板12は、対向する2つの表面と、4との側面とを有している。導光板12の各側面には、発光ダイオード14a,14b,14c,14dが、それぞれ設けられている。導光板12の一方の表面上には、レンズシート16が配置されている。レンズシート16が設けられた導光板12の当該一方の表面側が、本実施形態による照明装置の発光面である。導光板12の他方の表面部には、プリズム18a,18b,18c,18dが設けられている。LED14a,14b,14c,14dには、LED14a,14b,14c,14dの発光を制御するための制御回路(図示せず)が接続されている。
LED14a,14b,14c,14dは、発せられた光が導光板12内に導入されるように、その発光面が導光板12の各側面と対向するように配置されている。LED14a,14b,14c,14dは、特に限定されるものではなく、単色のLEDであってもよいし、RGB一体型のLEDであってもよい。
レンズシート16は、特に限定されるものではないが、光を一旦集光した後に発散させるものが望ましい。このようなレンズシートとしては、図2(a)及び図3(a)に示すようなマイクロレンズアレイシートが好ましい。
プリズム18a,18b,18c,18dは、LED14a,14b,14c,14dに対応して設けられたものである。プリズム18a,18b,18c,18dは、図23に示すように、導光板12の当該他方の表面部に設けられた複数の溝22により形成される。プリズム18a,18b,18c,18dの複数の溝22は、対応するLED14a,14b,14c,14dから発せられた光の伝搬方向に対して交差する方向に延在して設けられている。すなわち、プリズム18aの溝22は、導光板12のLED14aが設けられた側面に対して平行な方向に延在している。プリズム18bの溝22は、導光板12のLED14bが設けられた側面に対して平行な方向に延在している。プリズム18cの溝22は、導光板12のLED14cが設けられた側面に対して平行な方向に延在している。プリズム18dの溝22は、導光板12のLED14dが設けられた側面に対して平行な方向に延在している。
プリズム18a,18b,18c,18dのそれぞれの溝22は、図23に示すように、対応するLED14a,14b,14c,14dが設けられた側面側の斜面22aの斜度が、当該側面と対向する側の斜面22bの斜度よりも緩やかなV字型を有している。
このように、本実施形態による照明装置は、導光板12、LED14a、プリズム18a及びレンズシート16により形成される第1の発光部と、導光板12、LED14b、プリズム18b及びレンズシート16により形成される第2の発光部と、導光板12、LED14c、プリズム18c及びレンズシート16により形成される第3の発光部と、導光板12、LED14d、プリズム18d及びレンズシート16により形成される第4の発光部とを有している。各発光部は、第1実施形態による照明装置と同様である。
次に、本実施形態による照明装置の動作について図23を用いて説明する。ここでは、第1の発光部を例にして説明するが、第2乃至第4発光部についても同様である。
制御回路(図示せず)により、LED14aを点灯する。LED14aから発せられた光は、導光板12内に導入され、導光板12内で全反射を繰り返しながら、LED14cが設けられた側面に向かって伝搬する。
この過程で、光の一部は、プリズム18aに入射する。ここで、例えば、プリズム18の斜面22aの斜度αは40〜55度の角度、斜面22bの斜度βは75〜90度に設定する。図23に示すように、導光板12内を伝搬してプリズム18aに入射した光線のうち、プリズム18aの斜面22aに対して全反射条件を満たす光線(光線26a)は、プリズム18aの斜面22aによって全反射される。プリズム18aに反射された光は、導光板12の表面に対して垂直な方向に近い方向に伝搬する。プリズム18aの斜面22aによって全反射された光のうち、当該一方の表面に対して全反射臨界角よりも大きい角度で入射した光は、導光板12の当該一方の表面において全反射条件から逸脱し、導光板12から出射される。このようにして導光板12から出射された光は、有効な光として使用される。
プリズム18aにより反射されなかった光は、プリズム18c側へ伝搬され、一部の光(光線26b)は、プリズム18cに入射する。しかしながら、図23に示すように、光線26bが入射するプリズム18cの斜面22bは、光線26bに対して垂直に近い方向を向いているため、光線26bは全反射せずに透過する。したがって、LED14aから発せられた光がプリズム18cによって反射されて導光板12の表面から出射されることはない。また、プリズム18b,18dの溝22の斜面22aは、LED14aから発せられた光の伝搬方向に対して平行に近い方向に配されているため、LED14aから発せられた光がプリズム18b,18dによって反射されて導光板12の表面から出射されることはない。
すなわち、LED14aから発せられた光は、プリズム18aのみによって選択的に反射されて有効な光となり、プリズム18b,18c,18dによって反射されることはない。同様に、LED14bから発せられた光は、プリズム18bのみによって選択的に反射されて有効な光となり、プリズム18a,18c,18dによって反射されることはない。また、LED14cから発せられた光は、プリズム18cのみによって選択的に反射されて有効な光となり、プリズム18a,18b,18dによって反射されることはない。また、LED14dから発せられた光は、プリズム18dのみによって選択的に反射されて有効な光となり、プリズム18a,18b,18cによって反射されることはない。
照明装置の発光部は、プリズム18a,18b,18c,18dの形成領域に対応している。したがって、点灯するLED14a,14b,14c,14dを選択することにより、照明装置の任意の発光部を発光させることができる。
また、プリズム18a,18b,18c,18dの形成領域の形状を変えることにより、発光領域の形状を、プリズム18a,18b,18c,18dの形成領域の形状に対応した任意の形状に変化することができる。例えば、プリズム18a,18b,18c,18dの形成領域は、必ずしも同じ大きさである必要はなく、例えば図24(a)に示すように、互いに異なる面積のプリズム18a,18b,18c,18dを設けるようにしてもよい。また、プリズム18a,18b,18c,18dの形成領域の形状は、矩形形状などの単純な形状のみならず、任意の形状にすることができる。例えば図24(b)に示すように、ハート型の形状とすることもできる。これにより、照明装置の発光領域のデザイン性を向上することができる。
また、本実施形態による照明装置では、LED14とこれに対応するプリズム18とを4組設けているが、LED14とプリズム18との組数は、これに限定されるものではない。LED14とプリズム18との組数は、他の組に対して影響を与えない範囲で、適宜増減することができる。例えば、LED14とプリズム18との組数は、2組又は3組でもよいし、5組以上でもよい。また、1つのLED14に対して、対応するプリズム18を複数領域に設けるようにしてもよいし、複数のLED14に対して対応するプリズム18を1つ又は複数の領域に設けるようにしてもよい。
また、本実施形態による照明装置においても、第2実施形態の場合と同様、プリズム18a,18b,18c,18dを導光板12の当該一方の表面側に設け、導光板12の他方の表面側に反射拡散シート28を設けるようにしてもよい。
本実施形態による照明装置の駆動方法は、特に限定されるものではないが、例えば以下のような例が考えられる。
図25及び図26は、LED14a,14b,14c,14dとして単色のLEDを用いたときの本実施形態による照明装置の第1の駆動例を示す図である。図25は制御回路20により制御する各LED14a,14b,14c,14dの発光強度を示すタイムチャートであり、図26は本実施形態による照明装置を発光面側から見た平面図である。図26において、黒塗りのLED14が点灯しているLED14を表し、白抜きのLED14が消灯しているLED14を表している。また、図26(a)〜(c)は、図25のタイムチャートにおける時間t1,t2,t3のときの状態にそれぞれ対応している。
第1の駆動例は、図25に示すように、LED14a,14b,14c…を一つずつ順番に点灯していった駆動例である。時間t1においてLED14aを点灯し(図26(a)参照)、時間t2においてLED14aを消灯してLED14bを点灯し(図26(b)参照)、時間t3においてLED14bを消灯してLED14cを点灯している(図26(c)参照)。LED14を一つずつ順番に点灯していくことにより、発光領域を回転させたように見せることが可能である。
図27及び図28は、LED14a,14b,14c,14dとしてRGB一体型のLEDを用いたときの本実施形態による照明装置の第2の駆動例を示す図である。図27は制御回路20により制御する各LED14a,14b,14c,14dの発光強度を示すタイムチャートであり、図28は本実施形態による照明装置を発光面側から見た平面図である。図28において、黒塗りのLED14が所定の色で点灯しているLED14を表し、白抜きのLED14が消灯しているLED14を表している。また、図28(a)〜(d)は、図27における時間t1,t2,t3,t4のときの状態にそれぞれ対応している。
第2の駆動例は、図27に示すように、LED14a,14b,14c,14d…を一つずつ順番に異なる色で点灯していった駆動例である。時間t1においてLED14aを赤色(R)で点灯し(図28(a)参照)、時間t2においてLED14aを消灯してLED14bを緑色(G)で点灯し(図28(b)参照)、時間t3においてLED14bを消灯してLED14cを青色(B)で点灯している(図28(c)参照)。このようにLED14を一つずつ順番に異なる色で点灯していくことにより、発光領域を色を変えながら回転させたように見せることが可能である。
図29及び図30は、LED14a,14b,14c,14dとしてRGB一体型のLEDを用いたときの本実施形態による照明装置の第3の駆動例を示す図である。図29は制御回路20により制御する各LED14a,14b,14c,14dの発光強度を示すタイムチャートであり、図30は本実施形態による照明装置を発光面側から見た平面図である。図30において、各LED14a,14b,14c,14dに示される3つの領域は、左側から、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の発光領域を模式的に表したものであり、黒塗りが点灯している状態を、白抜きが消灯している状態を示している。また、図30(a)〜(c)は、図29における時間t1,t2,t3のときの状態にそれぞれ対応している。
第3の駆動例は、図29に示すように、LED14a,14b,14c,14dを異なる色で点灯し、各LED14a,14b,14c,14dの発光色を時間とともに変化した駆動例である。時間t1において、LED14aを赤色(R)で、LED14bを緑色(G)で、LED14cを青色(B)で、LED14dを白色(R+G+B)で、それぞれ点灯する(図30(a)参照)。次いで、時間t2において、LED14aを白色(R+G+B)で、LED14bを赤色(R)で、LED14cを緑色(G)で、LED14dを青色(B)で、それぞれ点灯する(図30(b)参照)。次いで、時間t3において、LED14aを青色(B)で、LED14bを白色(R+G+B)で、LED14cを赤色(R)で、LED14dを緑色(G)で、それぞれ点灯する(図30(c)参照)。このようにLED14a,14b,14c,14dを異なる色で点灯し、虹色発光の状態で、それぞれの発光色を変えていくことにより、虹色のパターンが回転して見えるようにすることが可能である。
このように、本実施形態によれば、導光板の側面から入射した光をプリズムによって導光板の表面から出射するので、光源から発せられた光が導光板から出射されるまでの距離を十分に長くすることができる。これにより、発光強度の面内の分布ムラを防止し、色再現性を向上することができる。
また、導光板の光の出射面に、光を一旦集光した後に発散させるレンズシートを設けることにより、出射される光の視認範囲を広げることができ、発光領域の全体を人の目によって認識することができる。
また、光の伝搬方向の異なる複数の光源と、これに対応した複数のプリズムを設けることにより、光源の配置場所に応じた所定の領域を選択的に発光させることができる。これにより、複数の光源の発光色や点滅のタイミングを制御することにより、様々な発光パターンを実現することができ、照明装置のインターフェースとしての役割やデザイン性を向上することができる。
[第4実施形態]
第4実施形態による照明装置及びその駆動方法について図31乃至図39を用いて説明する。なお、図1乃至図30に示す第1乃至第3実施形態による照明装置及びその駆動方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡潔にする。
図31は、本実施形態による照明装置の構造を示す斜視図である。図32は、本実施形態による照明装置のレンズシートの構造を示す斜視図及び平面図である。図33は、本実施形態による照明装置内における光の伝搬方向を模式的に示す図である。図34及び図36は、2枚のレンズシートの位置関係をずらしたときの状態を示す模式図である。図35及び図37は、2枚のレンズシートの位置関係を変化したときの発光状態の変化を示す図である。図38及び図39は、レンズシートの配置例を示す斜視図である。図40は、一体型のレンズシートの例を示す斜視図である。図41乃至図43は、レンズシートの他の例を示す平面図である。図44乃至図46は、本実施形態による照明装置の駆動例を示す図である。
はじめに、本実施形態による照明装置の構造について図31乃至図43を用いて説明する。
本実施形態の照明装置10は、平板状の導光板12を有している。導光板12の一側面には、複数のLED14が設けられている。導光板12の一方の表面上には、レンズシート16が配置されている。レンズシート16は、レンズシート16Aとレンズシート16Bとを有している。レンズシート16が設けられた導光板12の当該一方の表面側が、本実施形態による照明装置の発光面である。導光板12の他方の表面部には、プリズム18が設けられている。LED14には、LED14の発光を制御するための制御回路20が接続されている。
このように、本実施形態による照明装置は、レンズシート16が、レンズシート16Aと、レンズシート16A上に配置されたレンズシート16Bとを有しているほかは、第1実施形態による照明装置と同様である。
レンズシート16Aとレンズシート16Bとは、レンズの配列方向が互いに数度程度ずれるように配置される。例えば、レンズシート16A及びレンズシート16Bとして、図32(a)に示すようなレンチキュラレンズシートを用いる場合、レンズシート16A及びレンズシート16Bを、図32(b)に示すように配置する。
図32(a)及び図32(b)に示すように、レンズシート16A,16Bに平行な面
がx−y平面であり、レンズシート16A,16Bに垂直な方向をz方向であると仮定する。レンズシート16Aは、シリンドリカルレンズ16bの尾根の延伸方向がLED14から発せられた光の伝搬方向に対して平行になるように、y軸方向に沿って配置される。レンズシート16Bは、シリンドリカルレンズ16bの尾根の延伸方向がx−y平面においてy軸方向から数度程度ずれるように配置する(図32(b))。
図33は、照明装置内における光の伝搬方向を模式的に示した図である。図33(a)は、レンズシート16Aのシリンドリカルレンズ16bの尾根の延伸方向とレンズシート16Bのシリンドリカルレンズ16bの尾根の延伸方向とが平行(ともにy軸方向)な場合である。図33(b)は、レンズシート16Bのシリンドリカルレンズ16bの尾根の延伸方向が、レンズシート16Aのシリンドリカルレンズ16bの尾根の延伸方向(y軸方向)から数度傾いた場合である。各図に示される3つの座標系は、下側から、導光板12から出射された光、レンズシート16Aから出射された光、レンズシート16Bから出射された光、のそれぞれに対応して記載したものである。
導光板12から出射された光が、z方向の成分だけを有している場合を考える。レンズシート16Aに入射された光は、レンズシート16Aによってx軸方向の成分が付与され、レンズシート16Aから出射される。レンチキュラレンズシートの特性上、レンズシート16Aに入射された光には、y軸方向の成分は付与されない(図33(a)及び図33(b)参照)。
レンズシート16Aのシリンドリカルレンズ16bの尾根の延伸方向とレンズシート16Bのシリンドリカルレンズ16bの尾根の延伸方向とが平行な場合、レンズシート16Bに入射された光は、レンズシート16Bによってx軸方向の成分が更に強調され、レンズシート16Bから出射される。レンズシート16Bに入射された光には、レンズシート16Aの場合と同様、y軸方向の成分は付与されない(図33(a)参照)。
一方、レンズシート16Bのシリンドリカルレンズ16bの尾根の延伸方向とレンズシート16Aのシリンドリカルレンズ16bの尾根の延伸方向とがずれている場合、レンズシート16Bに入射された光は、レンズシート16Bによってx軸方向及びy軸方向の成分が付与され、レンズシート16Bから出射される(図33(b)参照)。これにより、LED14から発せられた光の伝搬方向に対して斜め方向の成分を発生させることができる。
LED14から発せられた光の伝搬方向に対して斜め方向の成分を発生することにより、照明装置の発光面から放出される光は、様々な模様を有することになる。
図34は、レンチキュラレンズシートである2枚のレンズシート16A,16Bの位置関係をずらしたときの状態を示す模式図である。図34(a)は、レンズシート16Aとレンズシート16Bとの間にずれがない状態を示している。図34(b)は、図34(a)の状態から、レンズシート16Bをシートの中心を軸にして時計回りに角度θ1で回転した状態を示している。図34(c)は、図34(a)の状態から、レンズシート16Bをシートの中心を軸にして時計回りに角度θ1より大きい角度θ2で回転した状態を示している。
図35は、例えば図20に示すように複数のLED14を異なる色で点灯した状態で、レンチキュラレンズシートであるレンズシート16A,16Bの位置関係を図34に示すように回転したときの発光状態の変化を示す図である。図35は、上側から、回転角が0度の場合、回転角が0.5度の場合、回転角が5度の場合、回転角が10度の場合である。
図35に示すように、回転角が0度の場合には、LED14からの光の伝搬方向に沿って各色の光の帯が伸びている。これに対し、回転角が0.5度の場合には、LED14からの光の伝搬方向に対して斜め方向に各色の光の帯が伸びている。回転角を更に5度程度に増加すると、LED14からの光の伝搬方向に対して90度近くまで各色の光の帯が回転している。このように、2枚のレンズシートの配置角度によって粗い模様から細かい模様まで実現することができ、効果的な光の演出が可能となる。
図36は、マイクロレンズアレイシートである2枚のレンズシート16A,16Bの位置関係をずらしたときの状態を示す模式図である。図36(a)は、レンズシート16Aとレンズシート16Bとの間にずれがない状態を示している。図36(b)は、図36(a)の状態から、レンズシート16Bをシートの中心を軸にして時計回りに角度θ1で回転した状態を示している。図36(c)は、図36(a)の状態から、レンズシート16Bをシートの中心を軸にして時計回りに角度θ1より大きい角度θ2で回転した状態を示している。
図37は、例えば図20に示すように複数のLED14を異なる色で点灯した状態で、マイクロレンズアレイシートであるレンズシート16A,16Bの位置関係を図36に示すように回転したときの発光状態の変化を示す図である。図37は、上側から、回転角が0度の場合、回転角が0.5度の場合、回転角が5度の場合、回転角が10度の場合である。
マイクロレンズアレイシートの場合、レンチキュラレンズシートのように各色の光の帯が斜めになることはないが、斜めの模様を光の中に作り出すことができる。例えば、回転角が0.5度の場合には粗い斜め線を、回転角が5度以上では細かい斜め線を、作り出すことができる。発光面に斜め線を発生させることができるため、レンチキュラレンズシートの場合と同様、2枚のレンズシートの配置角度によって粗い模様から細かい模様まで実現することができ、効果的な光の演出が可能となる。
照明装置10の発光模様は、図35及び図37に示すように、レンズシートの種類やレンズシート16A,16B間の位置関係によって大きく変化する。これにより、LED14の発光パターンの変化によるバリエーション加えて、様々な模様を表示することが可能となる。これにより、光の演出により幅を持たせることができる。レンズシートの種類やレンズシート16A,16B間の位置関係は、使用目的等に応じて適宜設定することが望ましい。
レンズシート16Aとレンズシート16Bとの間の回転角は、必要とされる模様を形成できる値に設定すればよく、特に限定されるものではない。2枚のレンズシート16A,16Bによって特有の模様を作り出すという観点からは、0度、90度というようなレンズの配列パターンが平行又は直交する角度以外の角度に設定することが望ましい。
レンズシート16A,16Bの配置は、特に限定されるものではない。例えば、図38(a)及び図39(a)に示すように、レンズシートの凹凸面がともに上を向くように配置することができる。或いは、例えば図38(b)及び図39(b)に示すように、レンズシートの凹凸面が互いに逆向きになるように配置することもできる。或いは、例えば図38(c)及び図39(c)に示すように、レンズシートの凹凸面がともに下を向くように配置することもできる。或いは、例えば図38(d)及び図39(d)に示すように、レンズシートの凹凸面が互いに向き合うように配置することもできる。2枚のレンズシートの凹凸面の間隔が異なれば、レンズシート16Bのずれ量(回転角)が同じであっても、光の帯の傾き角が異なる。これにより、異なる模様を発生することが可能となる。
また、レンズシート16A,16Bを積層する代わりに、例えば図40に示すようにシートの両面にレンズ16aやレンズ16bを設け、レンズシート16A,16Bを積層したと同等の作用を有する一体型のレンズシート16Cとしてもよい。これにより、部品点数を削減することが可能となる。
また、レンズシート16Aとレンズシート16Bとは、必ずしも同じレンズシートを用いる必要はない。例えば、種類の異なるレンズシート(例えば、レンチキュラレンズシートとマイクロレンズアレイシート)を用いてもよいし、レンズのピッチの異なる同種類又は異種類のレンズシートを用いてもよい。なお、より大きい模様を形成するという観点からは、レンズのピッチが近いレンズシートを用いることが望ましい。
また、レンズシート16A,16Bは、図34に示すレンチキュラレンズシートや図36に示すマイクロレンズアレイシートに限定されるものではない。例えば図41(a)に示すような菱形状の平面形状を有するマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイシートや、例えば図42(a)に示すようなシリンドリカルレンズの尾根が波状に配置されたレンズシートや、例えば図43(a)に示すようなレンズの尾根が同心円状に配置されたレンズシートを適用することができる。これらレンズシートを用いた場合にも、各図(b)及び(c)に示すようにレンズシート16A,16B間の位置関係を変化することにより、種々の模様を形成することができる。
また、以上の説明では、第1実施形態による照明装置のレンズシート16をレンズシート16Aとレンズシート16Bとの2枚構成としたが、第2又は第3実施形態による照明装置のレンズシート16をレンズシート16Aとレンズシート16Bとの2枚構成としてもよい。
本実施形態による照明装置の駆動方法は、特に限定されるものではないが、例えば以下のような例が考えられる。
図44は、LED14として単色のLEDを用いたときの本実施形態による照明装置の第1の駆動例を示す図であり、本実施形態による照明装置を発光面側から見た平面図である。制御回路20により制御する各LED14の発光強度を示すタイムチャートについては、図11を参照されたい。図44において、黒塗りのLED14が点灯しているLED14を表し、白抜きのLED14が消灯しているLED14を表している。また、図37(a)〜(c)は、図11のタイムチャートにおける時間t1,t2,t3のときの状態にそれぞれ対応している。
第1の駆動例は、図11に示すように、LED14a,14b,14c…を順次点灯していった駆動例である。時間t1においてLED14aを点灯し(図44(a)参照)、時間t2においてLED14bを更に点灯し(図44(b)参照)、時間t3においてLED14cを更に点灯している(図44(c)参照)。点灯するLED14の数を増やしていくことにより、発光領域を増やすことが可能である。この逆に、点灯しているLED14の数を減らしていけば、発光領域を減らすことが可能である。また、総てのLED14を点灯したときには、均一性のよい大面積の発光領域を得ることが可能である。
なお、本実施形態による照明装置では、第1実施形態による照明装置の場合と異なり、LED14から発せられた光の伝搬方向に対して斜め方向に、発光領域が形成される。これは、前述のように、レンズシート16Bのシリンドリカルレンズ16bの尾根の延伸方向を、レンズシート16Aのシリンドリカルレンズ16bの尾根の延伸方向からずらしているためである。レンズシート16Aとレンズシート16Bとを互いに例えば0.5度程度ずらすことにより、LED14から発せられた光の伝搬方向に対して斜め方向の発光領域を形成することができる。
図45は、LED14としてRGB一体型のLEDを用いたときの本実施形態による照明装置の第2の駆動例を示す図であり、本実施形態による照明装置を発光面側から見た平面図である。制御回路20により制御する各LED14の発光強度を示すタイムチャートについては、図15を参照されたい。図45において、各LED14に示される3つの領域は、左側から、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の発光領域を模式的に表したものであり、黒塗りが点灯している状態を、白抜きが消灯している状態を示している。また、図45(a)〜(c)は、図15における時間t1,t2,t3のときの状態にそれぞれ対応している。
第2の駆動例は、図15に示すように、LED14a,14b,14c…を異なる色で順次点灯していった駆動例である。時間t1においてLED14aを赤色(R)で点灯し(図45(a)参照)、時間t2においてLED14bを黄色(R+G)で更に点灯し(図45(b)参照)、時間t3においてLED14cを緑色(G)で更に点灯している(図45(c)参照)。このように発光色を変えながら点灯するLED14の数を増やしていくことにより、発光領域を増やすことが可能になるとともに、綺麗な虹色を表現することが可能になる。
図46は、LED14としてRGB一体型のLEDを用いたときの本実施形態による照明装置の第3の駆動例を示す図であり、本実施形態による照明装置を発光面側から見た平面図である。制御回路20により制御する各LED14の発光強度を示すタイムチャートについては、図17を参照されたい。図46において、各LED14に示される3つの領域は、左側から、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の発光領域を模式的に表したものであり、黒塗りが点灯している状態を、白抜きが消灯している状態を示している。また、図46(a)〜(d)は、図17における時間t1,t2,t3,t4のときの状態にそれぞれ対応している。
第3の駆動例は、図17に示すように、LED14a,14b,14c,14d…を一つずつ順番に異なる色で点灯していった駆動例である。時間t1においてLED14aを赤色(R)で点灯し(図46(a)参照)、時間t2においてLED14aを消灯してLED14bを黄色(R+G)で点灯し(図46(b)参照)、時間t3においてLED14bを消灯してLED14cを緑色(G)で点灯している(図46(c)参照)。このようにLED14を一つずつ順番に異なる色で点灯していくことにより、長細い発光領域を色を変えながら移動させたように見せることが可能である。
このように、本実施形態によれば、2枚のレンズシートを積層し、これらを互いにずらして配置するので、LEDの発光パターンの変化によるバリエーション加えて、様々な発光模様を形成することが可能となる。これにより、光の演出により幅を持たせることができ、照明装置のインターフェースとしての役割やデザイン性を向上することができる。
[第5実施形態]
第5実施形態による照明装置及びその駆動方法について図47及び図48を用いて説明する。なお、図1乃至図39に示す第1乃至第4実施形態による照明装置及びその駆動方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡潔にする。
図47は、本実施形態による照明装置の構造を示す概略図である。図48はレンズシートの駆動例を示す概略図である。
はじめに、本実施形態による照明装置について図31及び図47を用いて説明する。
本実施形態の照明装置10の基本的な構造は、第4実施形態による照明装置と同様である。すなわち、本実施形態の照明装置10は、図31に示すように、平板状の導光板12を有している。導光板12の一側面には、複数のLED14が設けられている。導光板12の一方の表面上には、レンズシート16が配置されている。レンズシート16は、レンズシート16Aとレンズシート16Bとを有している。導光板12の他方の表面部には、プリズム18が設けられている。LED14には、LED14の発光を制御するための制御回路20が接続されている。
本実施形態による照明装置10では、少なくとも一方のレンズシート(例えばレンズシート16B)が固定されていない。そして、このレンズシート16Bには、図47に示すように、可動機構30が接続されている。可動機構30には、可動機構30を介してレンズシート16Bを駆動する駆動回路32が接続されている。
第4実施形態で説明したように、レンズシート16Aに対してレンズシート16Bをずらして配置することにより、LED14から発せられた光の伝搬方向に対して斜め方向の成分を発生することができ、様々な模様の光を発光することができる。この模様は、レンズシート16A,16B間のずれ量等によって変化するため、レンズシート16A,16B間のずれ量を変化する可動機構30を設けることにより、照明装置から発せられる光の模様を変化することができる。
照明装置10の発光模様は、図35及び図37に示したように、レンズシート16A,16B間の位置関係によって大きく変化する。したがって、レンズシート16Bの駆動機構30を用いてレンズシート16A,16B間の位置関係を変化させることにより、LED14の発光パターンの変化によるバリエーション加えて、様々な模様を表示することが可能となる。これにより、光の演出により幅を持たせることができる。
従来の照明装置では、表示に模様を形成するための手法として、ケースに模様を直接印刷するなどの方法が採用されていた。しかしながら、この方法では、ケースへの模様印刷の工程が必要なため製造コストが増加するうえ、発光輝度が低下することがあった。また、単純な模様しか発生できず、この模様を変化することもできなかった。また、液晶表示装置などを用いれば複雑な模様を表示できるが、部品コストの増加をもたらすことになる。
本実施形態の照明装置では、単一の導光板12を使用し、レンズシート16A,16B間の位置関係を変えるだけで、発光輝度を低下することなく、様々な発光模様を実現することができる。しかもこの模様は、固定のパターンではなく、動かすことができるパターンである。これにより、部品コストを抑え、安価な照明装置を実現することが可能となる。
レンズシート16A,16B間の位置関係を変える手法は、特に限定されるものではないが、例えば図48に示す手法を適用することができる。
図48(a)は、可動機構30として、バイブレータ30Aのような振動子を用いたものである。レンズシート16Aは固定し、レンズシート16Bは支持ピン34を支点として回転できるように固定する。レンズシート16Bの支持ピン34から離れた部分とバイブレータ30Aとを接続し、バイブレータ30Aを駆動することにより、レンズシート16Bを振動させることができる。これにより、レンズシート16A,16B間の位置関係を変えることができる。
図48(b)は、可動機構30として、スピーカ30Bのような振動子を用いたものである。レンズシート16Aは固定し、レンズシート16Bは支持ピン34を支点として回転できるように固定する。レンズシート16Bの支持ピン34から離れた部分の近傍にスピーカを配置し、スピーカから音を出すことにより、レンズシート16Bを振動させることができる。これにより、レンズシート16A,16B間の位置関係を変えることができる。
バイブレータ30Aやスピーカ30Bとしては、携帯電話などの電子機器に搭載されているものを利用することができる。したがって、可動機構30としてバイブレータ30Aやスピーカ30Bを、駆動回路32としてバイブレータ30Aやスピーカ30Bの駆動回路を用いることにより、新たな機構を付加することなく、レンズシート16A,16B間の位置関係を変えて様々な模様を表示することができる。これにより、部品コストを抑え、安価な照明装置を実現することが可能となる。
このように、本実施形態によれば、2枚のレンズシートを積層し、これらの位置関係を変化するので、LEDの発光パターンの変化によるバリエーション加えて、様々な発光模様を形成することが可能となる。これにより、光の演出により幅を持たせることができ、照明装置のインターフェースとしての役割やデザイン性を向上することができる。
[第6実施形態]
第6実施形態による電子機器について図49乃至図51を用いて説明する。なお、図1乃至図48に示す第1乃至第5実施形態による照明装置及びその駆動方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡潔にする。
図49乃至図51は、本実施形態による電子機器の構造及び動作を説明する斜視図である。
図49に示す携帯電話機40は、第1筐体42と第2筐体44とを有し、第1筐体42と第2筐体44とは折り畳み可能に形成されている。図49は携帯電話機40を開いた状態を示し、図50及び図51は携帯電話機40を閉じた状態を示している。
図49に示すように、第1筐体42には、文字入力キー、テンキー、十字キー、決定キー及びその他の機能キー等からなる入力デバイスを有する操作部46が設けられている。第2筐体44には、所定の情報を表示するための表示部48が設けられている。また、図50及び図51に示すように、第2筐体44の背面部には、発光部50が設けられている。発光部50は、特に限定されるものではないが、例えば、電話や電子メールの着信を視覚的に知らせるためのものである。
図50に示す携帯電話機40は、発光部50として、図1に示す第1実施形態による照明装置を適用した例である。発光部50を、例えば図13及び図14に示す第2の駆動例により駆動することにより、例えば図32(a)に示すように、長細い発光領域を移動させたように見せることができる。また、例えば図19及び図20に示す第5の駆動例により駆動することにより、例えば図32(b)に示すように、虹色のパターンが動いて見えるようにすることができる。また、例えば図37乃至図39に示す第4実施形態による照明装置を適用すれば、斜めの光の帯が伝搬するように見せることができる。これにより、電話や電子メールの着信を視覚的に知らせることができる。
図51に示す携帯電話機40は、発光部50として、図23に示す第3実施形態による照明装置を適用した例である。発光部50を、例えば図25及び図26に示す第1の駆動例により駆動することにより、例えば図33(a)に示すように、発光領域を回転させたように見せることができる。また、例えば図29及び図30に示す第3の駆動例により駆動することにより、例えば図33(b)に示すように、虹色のパターンが回転して見えるようにすることができる。また、第5実施形態に示したようにレンズシート16を2枚としてレンズシート16A,16B間の位置関係を制御すれば、各発光領域の模様を変えることも可能である。これにより、電話や電子メールの着信を視覚的に知らせることができる。
発光部50を形成する照明装置の発光パターンは、上記第1乃至第3実施形態に示したように、各LED14の発光色やタイミングを制御することにより、適宜変更することができる。また、第5実施形態に示したように、レンズシート16A,16B間の位置関係を制御することによっても適宜変更することができる。したがって、電話の着信と電子メールの着信を区別するなど、目的に応じて発光パターンを適宜設定することができる。
前述の通り、第1乃至第5実施形態による照明装置は、LEDから発せられた光を導光板12の側面から入射して導光板12の表面側に出射するものであり、発光強度の分布ムラを低減し色表現性を改善しつつ、照明装置の厚みを薄くすることができる。これにより、照明装置を搭載した電子機器の小型化・薄型化を図ることができる。
また、第1乃至第5実施形態による照明装置は、LED14やプリズム18の配置により、発光領域や色彩を任意に設定することができる。これにより、様々な発光パターンを実現することができ、インターフェースとしての役割やデザイン性を向上することができる。
なお、上記実施形態では、電子機器として携帯電話機を例にして説明したが、開示の照明装置の用途は、携帯電話機に限らず、照明装置を用いる種々の電子機器に適用することが可能である。特に、開示の照明装置は、小型化・薄型化に向いており、小型化・薄型化が求められる携帯電話機、携帯情報端末機、携帯ゲーム機等の電子機器への適用が有効である。
このように、本実施形態によれば、照明装置の発光強度の分布ムラを低減し色表現性を向上しつつ、電子機器の小型化・薄型化を図ることができる。また、照明装置の発光領域や色彩を任意に設定することができるため、様々な発光パターンを実現することができ、インターフェースとしての役割やデザイン性を向上することができる。
[変形実施形態]
開示の照明装置及び電子機器は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、第1乃至第3実施形態では、1枚のレンズシート16を用いたが、2枚以上のレンズシートを積層して用いてもよい。また、第4及び第5実施形態では、2枚のレンズシート16A,16Bを用いたが、3枚以上のレンズシートを積層してもよい。
また、上記第4及び第5実施形態では、第1乃至第3実施形態による照明装置のレンズシート16として2枚のレンズシート16A,16Bを用いたが、照明装置の光源として、必ずしも第1乃至第3実施形態による照明装置の光源(導光板12及びLED14)を使用する必要はない。平面状の発光面を有する光源上に第4及び第5実施形態に示す2枚のレンズシート16A,16Bを配置することにより、第4及び第5実施形態と同様の発光模様を実現しうる照明装置を実現することができる。
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1) 平板状の導光板と、
前記導光板の側面に設けられ、前記側面から前記導光板内に光を入射する光源と、
前記導光板の一の表面上に配置されたレンズシートとを有し、
前記導光板は、一の表面に、前記光源から発せられて前記導光板内を伝搬する前記光を、前記表面に対して全反射臨界角より大きい角度で反射するプリズムを有し、
前記レンズシートは、前記プリズムによって反射され前記導光板から出射された前記光を、一旦集光してから発散する
ことを特徴とする照明装置。
(付記2) 付記1記載の照明装置において、
前記レンズシートは、前記導光板の第1の表面上に配置され、
前記プリズムは、前記第1の表面と対向する前記導光板の第2の表面に形成されている
ことを特徴とする照明装置。
(付記3) 付記1記載の照明装置において、
前記プリズムは、前記導光板の前記第1の表面に形成され、
前記レンズシートは、前記プリズムが形成された前記導光板の前記第1の表面上に配置され、
前記第1の表面と対向する前記導光板の第2の表面上に、前記プリズムによって反射された前記光を再び反射して前記導光板の前記第1の表面側から出射する反射シートを更に有する
ことを特徴とする照明装置。
(付記4) 付記1乃至3のいずれか1項に記載の照明装置において、
前記レンズシートは、複数の球面レンズが格子状に配置されたレンズアレイシートである
ことを特徴とする照明装置。
(付記5) 付記1乃至3のいずれか1項に記載の照明装置において、
前記レンズシートは、複数のシリンドリカルレンズが平行に配置されたレンチキュラレンズシートである
ことを特徴とする照明装置。
(付記6) 付記1乃至5のいずれか1項に記載の照明装置において、
前記プリズムは、前記導光板の前記表面の一部の領域に形成されている
ことを特徴とする照明装置。
(付記7) 付記6記載の照明装置において、
前記レンズシートは、前記プリズムの形成された領域に対応した前記導光板の前記表面の領域上に選択的に形成されている
ことを特徴とする照明装置。
(付記8) 付記1乃至7のいずれか1項に記載の照明装置において、
前記プリズムは、前記光源から発せられた前記光の伝搬方向に対して交差する方向の溝によって形成されており、前記伝搬方向から入射した前記光を選択的に反射する
ことを特徴とする照明装置。
(付記9) 付記8記載の照明装置において、
前記光の前伝搬方向が同じである複数の前記光源を有する
ことを特徴とする照明装置。
(付記10) 付記8記載の照明装置において、
前記光の前記伝搬方向が異なる複数の前記光源を有し、
前記プリズムは、複数の前記光源に対応した複数の領域を有し、複数の前記領域のそれぞれが、対応する前記光源から発せられた前記光を選択的に反射する
ことを特徴とする照明装置。
(付記11) 付記9又は10記載の照明装置において、
複数の前記光源の発光色及び/又は点滅のタイミングを制御する制御回路を更に有する
ことを特徴とする照明装置。
(付記12) 平面状の発光面を有する光源と、
前記光源上に形成された第1のレンズシートと、
前記第1のレンズシート上に形成された第2のレンズシートとを有し、
前記第1のレンズシートに形成されたレンズ構造体の配列に対して、前記第2のレンズシートに形成されたレンズ構造体の配列がずれるように、前記第1のレンズシートと前記第2のレンズシートとが重ね合わされている
ことを特徴とする照明装置。
(付記13) 付記12記載の照明装置において、
前記第1のレンズシートに対する前記第2のレンズシートの位置を変化するレンズシート駆動機構を更に有する
ことを特徴とする照明装置。
(付記14) 平板状の導光板と、前記導光板の側面に設けられ、前記側面から前記導光板内に光を入射する光源と、前記導光板の一の表面上に配置されたレンズシートとを有し、前記導光板は、一の表面に、前記光源から発せられて前記導光板内を伝搬する前記光を、前記表面に対して全反射臨界角より大きい角度で反射するプリズムを有し、前記レンズシートは、前記プリズムによって反射され前記導光板から出射された前記光を、一旦集光してから発散する照明装置と、
前記照明装置の前記光源の発光色及び/又は点滅のタイミングを制御する制御回路と
を有することを特徴とする電子機器。