JP2015164093A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不要方向への光の出射を少なくし、かつ、輝度むらを軽減させることで、照明効率が高く、さらに美観性の高い照明装置を提供する。【解決手段】光源と、対向する第１主面及び第２主面を備え、前記光源からの光を受けて、前記第１主面及び前記第２主面の間で内面反射を繰り返して所定の方向に向けて導光させる導光板と、を備えた照明装置であって、前記導光板内を導かれた光の一部を受けて、拡散させるとともに、その拡散光が、前記第１主面の法線方向成分と前記所定の方向の成分の双方を有するように偏向させる光路偏光部を、前記第２主面に前記所定の方向に並べて複数備え、前記複数の光路偏光部は、その拡散度が、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って大きくなるように設けられていることを特徴とする照明装置。【選択図】図１Ｂ

Description

この発明は、照明装置に関し、特に、導光板を発光させることで導光板の少なくとも一の面に対向する側の空間を照明する照明装置に関する。

透光性を有する導光板の端部に光源からの光を入射し、その導光板の板面間を全反射させることで入射光を逆側の端部に向けて導光させ、板面上の所望の位置で出射させることで照明するエッジライトタイプの照明装置がある。このような照明装置には、導光板の板面上に凹凸を設けて、これらの凹凸により導光板内を導かれた光を偏向もしくは拡散させることで、導光板の外部に出射させるものがある。

従来のエッジライトタイプの照明装置では、導光板から出射される光に対して指向性を持たせる場合には、ユニット放射面（即ち、導光板の板面）の垂線方向に持たせる場合が多かった。しかし、照明装置が配置される位置や向きによっては、照明したい位置が必ずしもユニット放射面の垂線方向とは限らず、このような場合には、多くの照明光を無駄にすることとなり、効率的ではなかった。そこで、このような問題に対して、特許文献１には、ユニット放射面の垂線方向以外に指向性を持たせた照明装置が提案されている。

特許文献１には、壁面に設置して、その設置位置から下方向を照明する足元灯が公開されている。この足元灯は、楔上に形成された導光溝が導光板の出射面とは反対側の面に設けられており、この導光溝が導光板内を導かれた光を偏向させる。このような構成とすることで、この足元灯は、光の出射方向を、ユニット放射面の垂線方向から下方に向けて傾斜させており、不要方向への光の出射を少なくし床面の照明効率を向上させている。

特開２００５−２５１７２０号公報

しかしながら、特許文献１の照明装置は、出射光の角度輝度分布が一様ではなく、輝度むらが生じる。そのため、例えば、頭上に設けられた看板等のような用途に適用した場合、この輝度むらにより美観性が損なわれてしまう。

本発明は、不要方向への光の出射を少なくし、かつ、輝度むらを軽減させることで、照明効率が高く、さらに美観性の高い照明装置の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、光源と、対向する第１主面及び第２主面を備え、前記光源からの光を受けて、前記第１主面及び前記第２主面の間で内面反射を繰り返して所定の方向に向けて導光させる導光板と、を備えた照明装置であって、前記導光板内を導かれた光の一部を受けて、拡散させるとともに、その拡散光が、前記第１主面の法線方向成分と前記所定の方向の成分の双方を有するように偏向させる光路偏光部を、前記第２主面に前記所定の方向に並べて複数備え、前記複数の光路偏光部は、その拡散度が、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って大きくなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の照明装置であって、前記光路偏光部は、前記拡散光を前記第１の主面側に向けて反射させることで前記偏向させる偏向面を備えており、前記偏向面上に凹凸状に形成され、前記導光板内を導かれた光の一部を受けて拡散させる拡散部が設けられていることを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の照明装置であって、前記光路偏光部は、前記所定の方向に沿って、前記第２主面側から前記第１の主面側に向かって傾斜するように斜面が設けられた溝構造であって、前記斜面が前記偏向面に相当し、前記溝構造は、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、前記第２主面の法線方向と前記斜面との成す角が小さくなり、かつ、深さが深くなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の照明装置であって、前記光路偏光部は、前記所定の方向に沿って、前記第２主面側から前記第１の主面側に向かって傾斜するように斜面が設けられた凸構造であって、前記溝構造は、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、前記第２主面の法線方向と前記斜面との成す角が小さくなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の照明装置であって、前記光路偏光部は、内部に拡散粒子が含まれた透光性を有する三次元構造として形成され、その球面により前記拡散光を前記第１の主面側に向けて反射させることで前記偏向させる三次元拡散ドット構造であって、前記三次元拡散ドット構造は、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、ドットの密度が高くなるように、または、前記拡散粒子の密度が高くなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の照明装置であって、前記三次元拡散ドット構造は、前記所定の方向に向けて偏心しており、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、その偏心度が高くなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の照明装置であって、前記光路偏光部は、内部に拡散粒子が含む散乱剤を塗布することで形成され、当該拡散粒子により前記拡散光を前記第１の主面側に向けて偏向させるものであって、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、面積が広くなるように、または、前記拡散粒子の密度が高くなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のいずれか一つに記載の照明装置であって、前記第２主面と対向するように設けられ、前記第２主面から出射した光を当該第２主面に向けて反射させる反射板を備えたことを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８のいずれか一つに記載の照明装置であって、前記第１主面と対向するように設けられ、前記第１主面から出射された光を拡散させ、その拡散度が、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って大きくなるように設けられた拡散板を備えたことを特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、請求項１〜請求項９のいずれか一つに記載の照明装置であって、前記導光板は、前記光源からの光を、所定の端部で受けて、前記所定方向である逆側の端部に向けて導光させることを特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１〜請求項９のいずれか一つに記載の照明装置であって、前記導光板は、前記光源からの光を、前記第１主面及び前記第２主面の少なくともいずれかで受けて、これを偏向させることで、前記所定の方向に向けて導光させることを特徴とする。

この発明に係る照明装置は、光路偏向部により、導光板内を導かれた光を、光源から離れるに従って拡散度が大きくなるように拡散させ、その拡散光が所望の方向に指向性を有するように偏向させる。このような構成とすることで、不要方向への光の出射が少なくなり、かつ、輝度むらを軽減される。そのため、照明効率が高く、さらに美観性の高い照明装置を提供することが可能となる。

第１の実施形態に係る照明装置の正面図である。 第１の実施形態に係る照明装置のＩＢ−ＩＢ概略断面図である。 第１の実施形態に係る光路偏向部の構造の一例を示した概略図である。 第１の実施形態に係る照明装置において、光路偏向部により偏向された光の光路について説明するための図である。 第１の実施形態に係る照明装置において、光路偏向部により偏向された光の光路について説明するための図である。 第１の実施形態に係る照明装置から出射された光の光路について説明するための図である。 変形例に係る光路偏向部の構造の一例を示した概略図である。 変形例に係る照明装置において、光路偏向部により偏向された光の光路について説明するための図である。 変形例に係る照明装置において、光路偏向部により偏向された光の光路について説明するための図である。 第２の実施形態に係る照明装置の概略的な断面図である。 第２の実施形態に係る光路偏向部の構造の一例を示した概略図である。 第２の実施形態に係る照明装置において、光路偏向部により偏向された光の光路について説明するための図である。 光源の配置位置の一例について示した概略図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る光学装置について図１Ａ及び図１Ｂを参照しながら説明する。なお、本実施形態に係る照明装置について説明するにあたり、図１Ａに示す正面図の横方向をｘ方向、高さ方向をｚ方向とし、ｘ方向及びｚ方向に直交する奥行き方向をｙ方向とする。即ち、図１Ｂは、本発明に係る照明装置を、図１ＡにＩＢ−ＩＢで示されたｙｚ平面で切断した概略断面図を示している。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施形態に係る照明装置は、導光板１０と、照明ユニット３２と、電源ユニット３３と、導光板支持部４０と、拡散板５２と、反射板５１とを含んで構成されている。

導光板支持部４０は、導光板１０の端部を覆うように外枠部４１を備えている。外枠部４１も含めて、導光板支持部４０は、例えば、アルミ等の金属、木材、または不透明樹脂により形成することが可能である。図１Ａに示すように、外枠部４１の内面部には、周溝４２が設けられている。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、導光板１０は、例えば長方形の平板形状を成し、第１主面１１と、第２主面１２と、第１主面１１及び第２主面１２の周囲に設けられた上部端面１３、下部端面１４、及び側部端面１５とを含んで構成される。導光板１０の上部端面１３、下部端面１４、及び側部端面１５は、周溝４２に嵌合可能に構成されている。これにより、導光板１０の上部端面１３、下部端面１４、及び側部端面１５を、周溝４２に係合させることが可能である。この係合によって、導光板１０が導光板支持部４０に取り付けられる。

導光板１０は、光を透過可能な透光性を有する板状の部材であって、第１主面１１と第２主面１２との間で全反射させて導光する厚さに形成されている。導光板１０は、上部端面１３、下部端面１４、及び側部端面１５のいずれかの端部から光が入射すると、第１主面１１と第２主面１２との間で全反射させることで、入射した光を反対側の端部に導く。導光板１０には、例えば、アクリルやポリカーボネートなどの樹脂、またはガラス等が採用される。

ここで図１Ｂを参照する。導光板１０の第２主面１２上にはｚ方向（即ち、上部端面１３から下部端面１４に向かう方向であり、光源３１から出射された光が導光板１０内を導かれる方向）に沿って光路偏向部２０が複数設けられている。光路偏向部２０は、ｚ方向に沿って導光板１０内を導かれた光を受けて、これを拡散させるとともに、その拡散光を、第１主面１１に向けて偏向させる。即ち、光路偏向部２０は、拡散光を、ｙ方向成分（第１主面１１の方向成分）及びｚ方向成分（光源３１から遠ざかる方向の成分）を有するように偏向させる。なお、光路偏向部２０の詳細については後述する。

なお、図１Ｂに示すように、導光板１０の第２主面１２側に、反射板５１を、その反射面が第２主面１２と対向するように重ねて設けてもよい。このように反射板５１を設けることで、第２主面１２から出射した光を、反射板５１の反射面で反射させ、再び第２主面１２から導光板１０内に入射させる。これにより、第２主面１２から出射した光を、照明に利用することが可能となり、照明効率が向上する。

また、図１Ｂに示すように、導光板１０の第１主面１１側に、拡散板５２を、その板面が第１主面１１と対向するように重ねて設けてもよい。このような構成とすることで、第１主面１１から出射した光を、拡散板５２でさらに拡散させることが可能となる。なお、この拡散板５２の拡散度は、板面上の位置に応じて変化させてもよい。この拡散度の設定方法の詳細については、光路偏向部２０とあわせて後述する。

なお、反射板５１及び拡散板５２を設ける場合には、反射板５１、導光板１０、及び拡散板５２を重ねたものの各端面を、周溝４２に係合させることで、これらを導光板支持部４０に取り付ければよい。

ここで、図１Ａ及び図１Ｂを参照する。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、上部の外枠部４１には、周溝４２の裏側にｘ方向に長い形状の凹部４３が設けられている。図１Ｂに示すように、凹部４３内には、ｙ方向に凹部５１１の幅に略等しい幅を有し、ｘ方向に長い形状の照明ユニット３２が係合して収められている。また、照明ユニット３２には、光源３１が設けられている。光源３１は、導光板１０の上部端面２４に対向して配置されている。光源３１には、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）が用いられ、この場合には、照明ユニット３２の長軸方向（即ち、ｘ方向）に複数個を等間隔で並べて照明ユニット３２に配設する。

このように光源３１を、上部端面１３と対向するように設けることで、光源３１から出射した光を、導光板１０の上部端面１３それぞれに照射する。なお、光源３１には、ＬＥＤ以外を用いてもよく、その態様に応じて、導光板１０の上部端面１３それぞれに光を照射できるように配置すればよい。

また、光源３１から出射した光を必ずしもｚ方向に沿って入射させる必要はなく、例えば、ｙ方向のように、ｚ方向とは異なる方向から入射させてもよい。例えば、図７は、光源３１から出射した光を第１主面１１から入射させる場合（換言すると、ｙ方向に沿って入射させる場合）の一例を示している。このような場合には、図７に示すように、上部端面１３を傾斜させて上部端面１３’として設け、この上部端面１３’に反射板１６を設けることで、光源３１からの光を反射板１６で反射させて導光板１０内に導くことが可能となる。

また、凹部４３は、さらに、照明ユニット３２及び電源ユニット３３が納められた後の残りの空間を、照明ユニット３２への電源供給線の余長部分を納める空間として利用することが可能である。

次に、図２Ａ〜図２Ｃ参照しながら、本実施形態に係る光路偏向部２０の詳細について説明する。図２Ａは、本実施形態に係る光路偏向部２０の構造を一例を示した概略図である。また、図２Ｂ及び図２Ｃは、本実施形態に係る照明装置において、光路偏向部２０により偏向された光の光路について説明するための図である。

まず、図２Ａを参照する。図２Ａに示すように、光路偏向部２０は、ｚ方向（即ち、上部端面１３から下部端面１４に向けた方向）に沿って複数設けられている。以降では、図２Ａに示すように、上側（光源３１に近い側）を光路偏向部２０ａ、下側（光源３１から遠い側）を光路偏向部２０ｂと呼ぶ。なお、光路偏向部２０ａ及び２０ｂを特に区別しない場合には、単に光路偏向部２０と呼ぶ。

光路偏向部２０は、内面（即ち、導光板１０内側の面）が、ｚ方向に沿って光源３１側（即ち、図２Ａの上方）を臨む斜面２１と、光源３１とは逆側を臨む斜面２２とを含むように、長さ方向がｚ方向と略直交し、断面形状が三角状の凹部として第２主面上に設けられた溝構造である。図２Ａに示すように、光路偏向部２０ａにおいて、第２主面１２の法線と斜面２１との成す角をθ１ａ、第２主面１２の法線と斜面２２との成す角をθ２ａとする。同様に、光路偏向部２０ｂにおいて、第２主面１２の法線と斜面２１との成す角をθ１ｂ、第２主面１２の法線と斜面２２との成す角をθ２ｂとする。また、光路偏向部２０ａの深さをＷ１ａ、光路偏向部２０ｂの深さをＷ１ｂとする。

斜面２１は、導光板１０内を導かれた光を受けて、これを偏向（反射）させる。即ち、この斜面２１が「偏向面」に相当する。この斜面２１により光源３１からの光が偏向される向きは、角度θ１ａ及びθ１ｂにより決定される。詳細は後述するが、本実施形態に係る照明装置では、１つの光路偏向部２０に着目した場合に、各斜面（斜面２１及び２２）に対応する角度は光源３１側が大きくなる（即ち、θ１ａ＞θ２a、θ１ｂ＞θ２ｂ）。また、複数の光路偏向部２０に着目した場合には、各斜面（斜面２１及び２２）に対応する角度は、光源３１から離れるに従って小さく（鋭く）なる（即ち、θ１ａ＞θ１ｂ、θ２ａ＞θ２ｂ）。

また、斜面２２を設ける角度θ２ａ及びθ２ｂは、光路偏向部２０ａ及び２０ｂそれぞれの斜面２２が無用に、即ち、それぞれに対応する斜面２１が偏向する方向とは異なる方向に光を偏向しないように設定することが好ましい。具体的には、導光板１０内をｚ方向に沿って導かれた光が、（例えば、斜面２１の陰となり）斜面２２に入射しない角度に設定することが好ましい。なお、ｚ方向に沿って斜面２１が設けられる間隔の最小値は、斜面２２のｚ方向に沿った距離に依存し、この距離が短いほど、間隔をより短く設定することが可能となる。この斜面２２のｚ方向に沿った距離は、角度θ２ａ及びθ２ｂにより決定される。即ち、角度θ２ａ及びθ２ｂをより小さく設定することが好ましい。

また、少なくとも偏向面である斜面２１には、拡散部２３が設けられている。拡散部２３は、例えば、斜面２１に散乱剤を塗布することで設けられる。散乱剤は、内部に拡散粒子が含まれており、入射した光の方向をランダムな方向に偏向させる（即ち、散乱させる）。散乱剤としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）、各種顔料系インク、または樹脂微粒子等が用いられる。また、別の方法として、斜面２１を凹凸に加工することで、この凹凸により光を散乱させてもよい。このように、拡散部２３で光が散乱されることにより、拡散部２３に入射した光が散乱され、所定の放射角を持って拡散する。このときの拡散の度合いを以降では「拡散度」と呼ぶ場合がある。なお、斜面２２にも斜面２１と同様に拡散部２３を設けてもよい。図２Ａの例では、斜面２１及び２２に拡散部２３を設けている。また、光路偏向部２０ａにおける拡散部２３を特に区別する場合は、「拡散部２３ａ」と呼び、光路偏向部２０ｂにおける拡散部２３を、「拡散部２３ｂ」と呼ぶ。

拡散部２３ａにおける拡散度をσａ、拡散部２３ｂにおける拡散度をσｂとしたとき、σａ＜σｂの関係が成り立つように、拡散部２３ａ及び２３ｂを設ける。拡散度は、拡散部２３中における拡散粒子の密度、または、拡散部２３として設けられた凹凸の面粗さで調整でき、これらの密度が高くなるほど拡散度は高くなる。なお、詳細については、図２Ｂ及び図２Ｃの参照時にあわせて後述する。

図２Ａに示すように、θ１ａ＞θ２a、θ１ｂ＞θ２ｂかつθ１ａ＞θ１ｂ、θ２ａ＞θ２ｂの関係がなりたつように、各斜面２１が設けられている。また、このとき、光路偏向部２０ａの深さＷ１ａと、光路偏向部２０ｂの深さＷ１ｂは、Ｗ１ａ＜Ｗ１ｂの関係を満たしている。

ここで、図２Ｂを参照しながら、導光板１０内を導かれる光の光路と、光路偏向部２０ａ及び２０ｂとの関係について説明する。なお、図２Ｂは、斜面２１及び２２に拡散部２３を設けない場合を示している。図２Ｂにおいて、光路Ｒ１１ａは、光路偏向部２０ａの斜面２１に入射する光のうちの一部の光路を示している。また、θ３ａは、光路Ｒ１１ａとｚ方向との成す角の角度を示している。また、光路Ｒ１２ａは、光路Ｒ１１ａで示された光が、光路偏向部２０ａの斜面２１により偏向された後の光路を示している。また、Ｗ２ａは、光路偏向部２０ａの斜面２１で偏向された光の分布（換言すると、光の角度輝度分布）を示している。同様に、光路Ｒ１１ｂは、光路偏向部２０ｂの斜面２１に入射する光のうちの一部の光路を示しており、θ３ｂは、光路Ｒ１１ｂとｚ方向との成す角の角度を示している。また、光路Ｒ１２ｂは、光路Ｒ１１ｂで示された光が、光路偏向部２０ｂの斜面２１により偏向された後の光路を示している。また、Ｗ２ｂは、光路偏向部２０ｂの斜面２１で偏向された光の分布を示している。

光源３１から出射された光は、ｚ方向に沿って光源３１から離れるほど、ｚ方向となす角度が大きい光の分布が少なくなり、ｚ方向と角度がより小さい（ｚ方向に沿った）光の分布が多くなる。具体的には、ｚ方向となす角度が大きい光は、第１主面１１または第２主面１２で全反射せずに導光板１０の外部に出射する。また、ｚ方向となす角度が大きい光ほど、第２主面１２に入射する頻度が高い。そのため、光源３１から離れるにつれて、第１主面１１及び第２主面１２で全反射する光のみが導光板１０内に残るためである。そのため、光源３１に近い光路偏向部２０ａの斜面２１には、光路偏向部２０ｂの斜面２１に比べて、ｚ方向とのなす角度がより大きい光が入射する。換言すると、θ３ａの最大値は、θ３ｂの最大値よりも大きく、θ３ａの角度分布は、θ３ｂの角度分布よりも広い。そのため、光路偏向部２０ａの斜面２１に入射する各光の方向の分布は、光路偏向部２０ｂの斜面２１に入射する各光の方向の分布よりも広い。これは、前述したように、光源３１から離れるにつれて、第１主面１１及び第２主面１２で全反射する光（即ち、ｚ方向となす角度の小さい光）のみが導光板１０内に残るためである。このことから、光路偏向部２０ａの斜面２１で偏向された光の分布Ｗ２ａの広さは、光路偏向部２０ｂの斜面２１で偏向された光の分布Ｗ２ｂよりも広くなる。

ここで、図２Ｃを参照する。上記のような特性を鑑みて、本実施形態に係る各光路偏向部２０は、ｚ方向に沿って光源３１から離れるにつれて拡散度が大きくなるように拡散部２３を設けている。即ち、拡散部２３ａの拡散度σａと、拡散部２３ｂの拡散度σｂとの間で、σａ＜σｂの関係が成り立つように、拡散部２３ａ及び２３ｂを設けられている。このような構成とすることで、光源３１から、より離れた位置にある光路偏向部２０ほど、斜面２１上の拡散部２３に入射した光を、広い範囲に拡散される。即ち、光路偏向部２０ａの斜面２１で偏向された光の分布Ｗ２と、光路偏向部２０ｂの斜面２１で偏向された光の分布Ｗ２ｂ’とを、同じ広さの分布に調整することが可能となる。換言すると、光源３１からの距離に応じた斜面２１に入射する光の分布に拘らず、斜面２１で偏向された光の分布（即ち、角度輝度分布）を一定にすることが可能となる。

また、この図１Ｂに示すように、拡散板５２を設けることで、斜面２１で偏光された光をさらに拡散させることが可能となる。即ち、斜面２１で偏向された光が分布される範囲をさらに広げることが可能となる。このとき、拡散板５２は、上述した拡散部２３の拡散度と同様に、ｚ方向に沿って光源３１から離れるにつれて拡散度が大きくなるように設けるとよい。また、第１主面１１から出射した光が拡散板５２により拡散されるため、第１主面１１側から光路偏向部２０の構造が見えにくくし、美観を向上させる効果がある。

また、図２Ａに示すように、本実施形態に係る各光路偏向部２０は、ｚ方向に沿って光源３１から離れるにつれて、第２主面１２の法線方向と斜面２１との成す角（即ち、θ１ａ及びθ１ｂ）が小さくなるように設けられている。このような構成とすることで、光源３１から離れるにつれて、光路偏向部２０で偏向された光の、ｚ方向に向けた傾斜が緩やかになるように、偏向された光に指向性を持たせることが可能となる。

ここで、図３を参照する。図３は、本実施形態に係る照明装置から出射された光の光路について説明するための図である。図３における光路Ｒ１３ａ〜Ｒ１３ｄは、この順番で、第１主面１１上のｚ方向に沿って光源３１から離れた第１主面上の位置から出射する拡散光の主たる光の光路を示している。また、角度θ１３ａ〜θ１３ｄは、光路Ｒ１３ａ〜Ｒ１３ｄが、第１主面１１の法線となす角度を示している。図３に示す例では、θ１３ａ＞θ１３ｂ＞θ１３ｃ＞θ１３ｄとなっている。このように、ｚ方向に沿った光源３１からの距離に応じて斜面２１の傾斜角をあらかじめ設定することで、所望の位置（例えば、照明装置の前面下方）に向けて、第１主面１１から出射された光を照射させることが可能となる。

また、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、光路偏向部２０は、ｚ方向に沿って光源３１から離れるにつれて、その深さが深くなるように設けられている。このような構成とすることで、各光路偏向部２０で拡散・偏光される光の量を一定に保つようにするとともに、下部端面１４まで導かれる光を効率良く偏向し、第１主面１１から出射させることが可能となる。

以上のように、本実施形態に係る照明装置は、導光板１０の第２主面１２上に、溝構造として形成された光路偏向部２０が、ｚ方向（即ち、光源３１から出射された光が導光板１０内を導かれる方向）に沿って複数設けられている。この光路偏向部２０は、ｚ方向に沿って光源３１から離れるに従って、第２主面１２の法線方向と斜面２１との成す角が小さくなり、かつ、その深さが深くなるように設けられている。このような構成とすることで、導光板１０内を導かれた光を、所望の位置に向かって効率良く偏向させることが可能となる。また、斜面２１上には、ｚ方向に沿って光源３１からより離れた位置にある光路偏向部２０ほど、拡散度が高くなるように拡散部２３が設けられている。これにより、光源３１からの距離に応じた斜面２１に入射する光の分布に拘らず、斜面２１で偏向された光の分布（即ち、角度輝度分布）を一定に保つことが可能となる。

（変形例）
次に、第１の実施形態に係る照明装置の変形例について、図４Ａ〜図４Ｃを参照しながら説明する。第１の実施形態に照明装置では、光路偏向部２０を、偏向面である斜面２１を有する溝構造として設けていた。しかしながら、同様の条件で斜面２１を設けられれば、光路偏向部２０は、必ずしも溝構造に限定はされない。変形例に係る照明装置では、光路偏向部６０（図２Ａにおける光路偏向部２０に相当）を、内面がｚ方向に沿って光源３１側を臨む斜面６１（図２Ａにおける斜面２１に相当）を有する凸構造として設ける。以降では、第１の実施形態とは異なる光路偏向部６０に着目して説明する。

まず、図４Ａを参照する。図４Ａは、変形例に係る光路偏向部６０の構造の一例を示した概略図である。図４Ａに示すように、光路偏向部６０は、第２主面１２上に設けられ、長さ方向がｚ方向と略直交し、断面形状が三角状の凸構造である。光路偏向部６０は、内面が、ｚ方向に沿って光源３１側を臨む斜面６１と、光源３１とは逆側を臨む斜面６２とを含んで構成されている。光路偏向部６０は、ｚ方向に沿った光源３１からの距離に応じて、その形状が異なる。以降では、光源３１側に近い側の光路偏向部６０を特に区別する場合は「光路偏向部６０ａ」、光源３１から遠い側の光路偏向部６０を「光路偏向部６０ｂ」と呼ぶ。

斜面６１は、導光板１０内を導かれた光を受けて、これを偏向（反射）させる。即ち、この斜面６１が「偏向面」に相当する。斜面６１は、第１の実施形態に係る発光装置の斜面２１（図２Ａ参照）と同様の角度で設けるとよい。即ち、第２主面１２の垂線と、光路偏向部６０ａの斜面６１との成す角をθ１ａ、光路偏向部６０ｂの斜面６１との成す角をθ１ｂとしたとき、θ１ａ＞θ２a、θ１ｂ＞θ２ｂかつθ１ａ＞θ１ｂ、θ２ａ＞θ２ｂの関係がなりたつように、各斜面６１を設ける。

また、斜面６２を設ける角度θ２ａ及びθ２ｂは、光路偏向部６０ａ及び６０ｂそれぞれの斜面６２が無用に、即ち、それぞれに対応する斜面６１が偏向する方向とは異なる方向に光を偏向しないように設定することが好ましい。具体的には、導光板１０内をｚ方向に沿って導かれた光が、斜面６２に入射しない角度に設定することが好ましい。なお、ｚ方向に沿って斜面６１が設けられる間隔の最小値は、斜面６２のｚ方向に沿った距離に依存し、この距離が短いほど、間隔をより短く設定することが可能となる。この斜面６２のｚ方向に沿った距離は、角度θ２ａ及びθ２ｂにより決定される。即ち、角度θ２ａ及びθ２ｂをより小さく設定することが好ましい。

また、少なくとも偏向面である斜面６１には、拡散部６３が設けられている。拡散部６３は、第１の実施形態に係る光路偏向部２０の拡散部２３と同様である。即ち、拡散部６３ａにおける拡散度をσａ、拡散部６３ｂにおける拡散度をσｂとしたとき、σａ＜σｂの関係が成り立つように、拡散部６３ａ及び６３ｂを設ける。なお、斜面６２にも斜面６１と同様に拡散部６３を設けてもよい。図４Ａの例では、斜面６１及び６２に拡散部６３を設けている。また、光路偏向部６０ａにおける拡散部６３を特に区別する場合は、「拡散部６３ａ」と呼び、光路偏向部６０ｂにおける拡散部６３を、「拡散部６３ｂ」と呼ぶ。

ここで、図４Ｂを参照しながら、導光板１０内を導かれる光の光路と、光路偏向部６０ａ及び６０ｂとの関係について説明する。なお、図４Ｂは、斜面６１及び６２に拡散部６３を設けない場合を示している。図４Ｂにおいて、光路Ｒ１１ａは、光路偏向部６０ａの斜面６１に入射する光のうちの一部の光路を示している。また、θ３ａは、光路Ｒ１１ａとｚ方向との成す角の角度を示している。また、光路Ｒ１２ａは、光路Ｒ１１ａで示された光が、光路偏向部６０ａの斜面６１により偏向された後の光路を示している。また、Ｗ２ａは、光路偏向部６０ａの斜面６１で偏向された光の分布（換言すると、光の角度輝度分布）を示している。同様に、光路Ｒ１１ｂは、光路偏向部６０ｂの斜面６１に入射する光のうちの一部の光路を示しており、θ３ｂは、光路Ｒ１１ｂとｚ方向との成す角の角度を示している。また、光路Ｒ１２ｂは、光路Ｒ１１ｂで示された光が、光路偏向部６０ｂの斜面６１により偏向された後の光路を示している。また、Ｗ２ｂは、光路偏向部６０ｂの斜面６１で偏向された光の分布を示している。

第１の実施形態に係る光路偏向部２０の場合と同様に、光源３１から出射された光は、ｚ方向に沿って光源３１から離れるほど、ｚ方向となす角度が大きい光の分布が少なくなり、ｚ方向と角度がより小さい（ｚ方向に沿った）光の分布が多くなる。そのため、光源３１に近い光路偏向部６０ａの斜面６１には、光路偏向部６０ｂの斜面６１に比べて、ｚ方向とのなす角度がより大きい光が入射する。換言すると、θ３ａを、光路偏向部６０ａの斜面６１に入射する光のｚ方向との成す角度の最大値とし、θ３ｂを、光路偏向部６０ａの斜面６１に入射する光のｚ方向との成す角度の最大値としたとき、θ３ａ＞θ３ｂの関係が成り立つ。

また、光路偏向部６０ａの斜面６１に入射する各光の方向の分布は、光路偏向部６０ｂの斜面６１に入射する各光の方向の分布よりも広い。この原理は、第１の実施形態と同様である。そのため、光路偏向部６０ａの斜面６１で偏向された光の分布Ｗ２ａの広さは、光路偏向部６０ｂの斜面６１で偏向された光の分布Ｗ２ｂよりも広くなる。

ここで、図４Ｃを参照する。上記のような特性から、変形例に係る各光路偏向部６０は、第１の実施形態に係る光路偏向部２０の場合と同様に、ｚ方向に沿って光源３１から離れるにつれて拡散度が大きくなるように拡散部６３を設けている。即ち、拡散部６３ａの拡散度σａと、拡散部６３ｂの拡散度σｂとの間で、σａ＜σｂの関係が成り立つように、拡散部６３ａ及び６３ｂを設けられている。このような構成とすることで、光路偏向部２０ａの斜面２１で偏向された光の分布Ｗ２と、光路偏向部２０ｂの斜面２１で偏向された光の分布Ｗ２ｂ’とを、同じ広さに調整することが可能となる。換言すると、光源３１からの距離に応じた斜面６１に入射する光の分布に拘らず、斜面６１で偏向された光の分布（即ち、角度輝度分布）を一定にすることが可能となる。

また、図４Ａに示すように、本実施形態に係る各光路偏向部６０は、ｚ方向に沿って光源３１から離れるにつれて、第２主面１２の法線方向と斜面６１との成す角（即ち、θ１ａ及びθ１ｂ）が小さくなるように設けられている。このような構成とすることで、光源３１から離れるにつれて、光路偏向部６０で偏向された光の、ｚ方向に向けた傾斜が緩やかになるように、偏向された光に指向性を持たせることが可能となる。即ち、第１の実施形態と同様に、ｚ方向に沿った光源３１からの距離に応じて斜面６１の傾斜角をあらかじめ調整することで、所望の位置（例えば、照明装置の前面下方）に向けて、第１主面１１から出射された光を照射させることが可能となる。

以上のように、変形例に係る照明装置は、導光板１０の第２主面１２上に、凸構造として形成された光路偏向部６０が、ｚ方向に沿って複数設けられている。この光路偏向部６０は、ｚ方向に沿って光源３１から離れるに従って、第２主面１２の法線方向と斜面２１との成す角が小さくなるように設けられている。このような構成とすることで、導光板１０内を導かれた光を所望の位置に向かって偏向させることが可能となる。また、斜面６１上には、ｚ方向に沿って光源３１からより離れた位置にある光路偏向部６０ほど、拡散度が高くなるように拡散部６３が設けられている。これにより、光源３１からの距離に応じた斜面６１に入射する光の分布に拘らず、斜面６１で偏向された光の分布（即ち、角度輝度分布）を一定にすることが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る照明装置について、図５、図６Ａ、及び図６Ｂを参照しながら説明する。まず、図５を参照する。図５は、本実施形態に係る照明装置の概略的な断面図である。第１の実施形態に照明装置では、第２主面１２に偏向面（即ち、斜面２１）を有する溝構造の光路偏向部２０を設け、これにより、導光板１０内を導かれた光を偏向・拡散させて、第１主面１１から出射させていた。本実施形態に係る照明装置では、図５に示すように、溝構造の光路偏向部２０に替えてドット構造を有する光路偏向部７０を設ける。以降では、第１の実施形態とは異なる光路偏向部７０に着目して説明する。

ここで、図６Ａを参照する。図６Ａは、本実施形態に係る光路偏向部の構造の一例を示した概略図である。図６Ａに示すように、光路偏向部７０は、第２主面１２上に三次元的なドット構造（「三次元拡散ドット構造」と呼ぶ）として設けられている。光路偏向部７０は、ｚ方向に沿った光源３１からの距離に応じて、その形状が異なる。以降では、光源３１側に近い側の光路偏向部７０を特に区別する場合は「光路偏向部７０ａ」、光源３１から遠い側の光路偏向部６０を「光路偏向部７０ｂ」と呼ぶ。

光路偏向部７０は、光路偏向部７０ａによる拡散度σａと、光路偏向部７０ｂによる拡散度σｂとが、σａ＜σｂの関係が成り立つように設けられている。光路偏向部７０による拡散度は、例えば、複数のドット構造（光路偏向部７０）の密度により調整することができる。即ち、ドット構造の密度が高くなるほど、拡散度は高くなる。また、別の方法として、光路偏向部７０の内部に拡散粒子７２を拡散させてもよい。この場合には、光路偏向部７０ａ内の拡散粒子７２ａと、光路偏向部７０ｂ内の拡散粒子７２ｂとで、その粒子密度を変更すればよい。即ち、拡散粒子７２の粒子密度を高くするほど、拡散度は高くなる。以降では、光路偏向部７０内に拡散粒子７２を分散させる場合を例に説明する。

また、光路偏向部７０は、ｚ方向に沿って光源３１から離れる方向に偏心している。図６Ａにおける角度θ４ａ及びθ４ｂは、光路偏向部７０ａ及び７０ｂの偏心の度合いを模式的に示したものである。角度θ４ａは、光路偏向部７０ａの重心と第２主面１２の法線との成す角を示している。同様に、角度θ４ｂは、光路偏向部７０ｂの重心と第２主面１２の法線との成す角を示している。図６Ａに示すように、角度θ４ａ及び角度θ４ｂは、θ４ａ＜θ４ｂの関係にある。即ち、ｚ方向に沿って光源３１から離れるに従って、光路偏向部７０の偏心度が高くなる。

ここで、図６Ｂを参照する。図６Ｂは、本実施形態に係る照明装置において、光路偏向部７０により偏向された光の光路について説明するための図である。図６Ｂにおいて、光路Ｒ２１ａは、導光板１０内から光路偏向部７０ａに入射する光のうちの一部の光路を示している。また、θ５ａは、光路Ｒ２１ａとｚ方向との成す角の角度を示している。導光板１０内から光路偏向部７０ａ内に入射した光は、光路偏向部７０ａの球面７１で偏向される。このとき、球面７１の曲率により、球面７１に入射した光の光束が放射状に拡散する。また、光路偏向部７０ａ内に拡散粒子７２ａが含まれている場合には、光路偏向部７０ａ内に入射した光が、拡散粒子７２ａにより拡散される。図６Ｂにおける光路Ｒ２２ａは、光路Ｒ１１ａで示された光が、光路偏向部７０ａ内で偏向・拡散された後の光路を示している。また、Ｗ３ａは、光路偏向部７０ａ内で偏向・拡散された光の分布（換言すると、光の角度輝度分布）を示している。同様に、光路Ｒ２１ｂは、光路偏向部７０ｂ内に入射する光のうちの一部の光路を示しており、θ３ｂは、光路Ｒ２１ｂとｚ方向との成す角の角度を示している。また、光路Ｒ２２ｂは、光路Ｒ２１ｂで示された光が、光路偏向部７０ｂ内で偏向・拡散された後の光路を示している。また、Ｗ３ｂは、光路偏向部７０ｂ内で偏向・拡散された光の分布を示している。なお、光路偏向部７０の球面７１が、第１の実施形態における斜面２１、即ち、「偏向面」に相当する。

なお、光路偏向部７０ａの球面７１に入射する各光の方向の分布は、光路偏向部７０ｂの球面７１に入射する各光の方向の分布よりも広い。この原理は、第１の実施形態と同様である。そのため、光路偏向部７０ａの球面７１で偏向された光の分布の広さは、光路偏向部７０ｂの球面７１で偏向された光の分布よりも広くなる。そのため、本実施形態に係る光路偏向部７０は、第１の実施形態と同様に、第１の実施形態に係る光路偏向部２０の場合と同様に、ｚ方向に沿って光源３１から離れるにつれて拡散度が大きくなるように設けられている。即ち、光路偏向部７０ａにおける拡散度σａと、光路偏向部７０ｂにおける拡散度σｂとの間で、σａ＜σｂの関係が成り立つように、光路偏向部７０ａ及び光路偏向部７０ｂが設けられている。このような構成とすることで、光路偏向部７０ａ内で偏向された光の分布Ｗ３と、光路偏向部７０ｂ内で偏向された光の分布Ｗ３ｂとを、同じ広さに調整することが可能となる。換言すると、光源３１からの距離に応じた光の分布に拘らず、光路偏向部７０内で偏向された光の分布（即ち、角度輝度分布）を一定にすることが可能となる。

また、球面７１の向きは光路偏向部７０の偏心度によって変化する。そのため、本実施形態に係る照明装置では、第１の実施形態に係る光路偏向部２０の斜面２１の設け方と同様の思想に基づき、ｚ方向に沿った光源３１から距離に応じて光路偏向部７０を偏心させることで、球面７１の向きを調整している。このような構成とすることで、第１の実施形態と同様に、光源３１から離れるにつれて、光路偏向部７０で偏向された光の、ｚ方向に向けた傾斜が緩やかになるように、偏向された光に指向性を持たせることが可能となる。即ち、第１の実施形態と同様に、ｚ方向に沿った光源３１からの距離に応じて光路偏向部７０偏心させることで、所望の位置（例えば、照明装置の前面下方）に向けて、第１主面１１から出射された光を照射させることが可能となる。

なお、上記では、三次元的なドット構造を有する三次元拡散ドット構造の場合を例に説明したが、光路偏向部７０（ドット構造）を設ける替わりに、その領域に拡散粒子７２を含む散乱剤を塗布する構成としてもよい。このような構成とすることで、塗布された散乱剤により光源３１からの光を偏向（散乱）させることが可能である。なお、このような構成の場合には、光が偏向される向きは、この散乱剤が塗布された領域に入射する光の向きに依る。また、このような構成の場合には、光路偏向部７０のようにドット構造を形成する必要が無いため、製造コストを低減させることが可能である。なお、このように拡散粒子を含む散乱剤を塗布することで形成された、内部に拡散粒子が含まれた二次元パターンを「二次元拡散ドット構造」と呼ぶ場合がある。なお、二次元拡散ドット構造を設ける場合には、光源３１から離れるにつれて、その面積がｚ方向に沿って広くなるように設けるとよい。また、二次元拡散ドット構造は、光源３１から離れるにつれて、拡散粒子の密度が濃くなるように設けてもよい。

また、上述した第１の実施形態に係る光路偏向部２０、変形例に係る光路偏向部６０、及び第２の実施形態に係る光路偏向部７０は、適宜組み合わせて用いてもよい。例えば、光源３１に近い部分では、全反射せずに導光板１０の外部に出射する光の量が多い。そのため、光路偏向部６０または光路偏向部７０のように凸構造を有する光路偏向部を用いて、導光板１０の外部に出射する光を導光板１０内に向けて偏向させるようにするとよい。また、光源３１に遠い部分では、全反射して導光板１０内を導かれる光の量が多く、導光板１０の外部に出射する光の量は少ない。そのため、光路偏向部２０のような溝構造を用いて、導光板１０内を導かれた光を積極的に偏向させ、導光板１０の外部に出射させる構成にするとよい。

以上のように、本実施形態に係る照明装置は、導光板１０の第２主面１２上に、凸ドット構造として形成された光路偏向部７０が、ｚ方向に沿って複数設けられている。この光路偏向部７０は、ｚ方向に沿って光源３１から離れる方向に偏心しており、その偏心度は、ｚ方向に沿って光源３１から離れるに従って高くなる。このような構成とすることで、導光板１０内を導かれた光を所望の位置に向かって偏向させることが可能となる。また、光路偏向部７０は、ｚ方向に沿って光源３１からより離れた位置ほど、拡散度が高くなるように設けられている。これにより、光源３１からの距離に応じた光路偏向部７０内に入射する光の分布に拘らず、光路偏向部７０内で偏向された光の分布（即ち、角度輝度分布）を一定にすることが可能となる。

１０ 導光板
１１ 第１主面
１２ 第２主面
１３、１３’ 上部端面
１４ 下部端面
１５ 側部端面
１６ 反射板
２０、２０ａ、２０ｂ 光路偏向部
２１ 斜面
２２ 斜面
２３、２３ａ、２３ｂ 拡散部
２４ 上部端面
３１ 光源
３２ 照明ユニット
３３ 電源ユニット
４０ 導光板支持部
４１ 外枠部
４２ 周溝
４３ 凹部
５１ 反射板
５２ 拡散板
６０、６０ａ、６０ｂ 光路偏向部
６１ 斜面
６２ 斜面
６３、６３ａ、６３ｂ 拡散部
７０、７０ａ、７０ｂ 光路偏向部
７１ 球面
７２、７２ａ、７２ｂ 拡散粒子

Claims (11)

1. 光源と、
   対向する第１主面及び第２主面を備え、前記光源からの光を受けて、前記第１主面及び前記第２主面の間で内面反射を繰り返して所定の方向に向けて導光させる導光板と、
   を備えた照明装置であって、
   前記導光板内を導かれた光の一部を受けて、拡散させるとともに、その拡散光が、前記第１主面の法線方向成分と前記所定の方向の成分の双方を有するように偏向させる光路偏光部を、前記第２主面に前記所定の方向に並べて複数備え、
   前記複数の光路偏光部は、その拡散度が、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って大きくなるように設けられていることを特徴とする照明装置。
2. 前記光路偏光部は、前記拡散光を前記第１の主面側に向けて反射させることで前記偏向させる偏向面を備えており、
   前記偏向面上に凹凸状に形成され、前記導光板内を導かれた光の一部を受けて拡散させる拡散部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記光路偏光部は、前記所定の方向に沿って、前記第２主面側から前記第１の主面側に向かって傾斜するように斜面が設けられた溝構造であって、
   前記斜面が前記偏向面に相当し、
   前記溝構造は、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、前記第２主面の法線方向と前記斜面との成す角が小さくなり、かつ、深さが深くなるように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記光路偏光部は、前記所定の方向に沿って、前記第２主面側から前記第１の主面側に向かって傾斜するように斜面が設けられた凸構造であって、
   前記溝構造は、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、前記第２主面の法線方向と前記斜面との成す角が小さくなるように設けられていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
5. 前記光路偏光部は、内部に拡散粒子が含まれた透光性を有する三次元構造として形成され、その球面により前記拡散光を前記第１の主面側に向けて反射させることで前記偏向させる三次元拡散ドット構造であって、
   前記三次元拡散ドット構造は、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、ドットの密度が高くなるように、または、前記拡散粒子の密度が高くなるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
6. 前記三次元拡散ドット構造は、前記所定の方向に向けて偏心しており、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、その偏心度が高くなるように設けられていることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
7. 前記光路偏光部は、内部に拡散粒子が含む散乱剤を塗布することで形成され、当該拡散粒子により前記拡散光を前記第１の主面側に向けて偏向させるものであって、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、面積が広くなるように、または、前記拡散粒子の密度が高くなるように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
8. 前記第２主面と対向するように設けられ、前記第２主面から出射した光を当該第２主面に向けて反射させる反射板を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一つに記載の照明装置。
9. 前記第１主面と対向するように設けられ、前記第１主面から出射された光を拡散させ、その拡散度が、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って大きくなるように設けられた拡散板を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一つに記載の照明装置。
10. 前記導光板は、前記光源からの光を、所定の端部で受けて、前記所定方向である逆側の端部に向けて導光させることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一つに記載の照明装置。
11. 前記導光板は、前記光源からの光を、前記第１主面及び前記第２主面の少なくともいずれかで受けて、これを偏向させることで、前記所定の方向に向けて導光させることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一つに記載の照明装置。

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