JP2018156871A - 導光板および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導光板の出射面から出射する光の輝度斑を軽減することができる導光板および照明装置を提供する。
【解決手段】導光板１０は、光が入射する入射面１０１と、入射面１０１と交差しており、光が出射する出射面１２０と、出射面１２０の反対側の面である対向面１１０とを有する。また、少なくとも対向面１１０には、規則的に配列された複数のクラスタ１１１が形成される。そして、複数のクラスタ１１１は、光を拡散させる複数の拡散ドット１１３から構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、導光板および導光板を用いた照明装置に関する。

従来、光拡散剤を有する光拡散層をドット状に積層した導光シート（導光板の一例）が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この導光シートでは、光拡散性を向上させている。

特開２０１０−１７７１３０号公報

しかしながら、導光板の出射面の光拡散層の不規則な並びでは、導光板の出射面から光が出射した場合に、出射面から出射した光に輝度斑が生じる。

そこで、本発明は、導光板の出射面から出射する光の輝度斑を軽減することができる導光板および照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る導光板は、光が入射する入射面と、前記入射面と交差しており、光が出射する出射面と、前記出射面の反対側の面である対向面とを有する導光板であって、少なくとも前記対向面には、規則的に配列された複数のクラスタが形成され、前記複数のクラスタは、光を拡散させる複数の拡散ドットから構成されている。

また、上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る照明装置は、導光板と、前記導光板の前記入射面に光を照射する光源とを備える。

本発明によれば、導光板の出射面から出射する光の輝度斑を軽減することができる。

図１は、実施の形態１に係る照明装置を示す斜視図である。 図２の（ａ）は、実施の形態１に係る導光板等を示す正面図およびクラスタを拡大した部分拡大図である。図２の（ｂ）は、図２の（ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線における実施の形態１に係る導光板を示す断面図である。 図３の（ａ）は、図２の（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線における実施の形態１に係る導光板の拡散ドットを示す断面図である。図３の（ｂ）は、実施の形態１に係る導光板の拡散ドットの一例を示す断面図である。図３の（ｃ）は、アンダーカット部を有する拡散ドットを示す断面図である。 図４は、実施の形態１に係る導光板の拡散ドットの配置の手順を示す説明図である。 図５は、輝度斑、配光制御、ドット感についての評価結果を示した表である。 図６は、クラスタの拡散ドットの個数と、輝度分布との関係を示す図である。 図７は、クラスタの拡散ドットの個数と、輝度斑と、ドット感との関係を示す図である。 図８の（ａ）は、実施の形態２に係る導光板等を示す正面図と、クラスタを拡大した部分拡大図である。図８の（ｂ）は、図８の（ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線における実施の形態２に係る導光板を示す断面図である。 図９は、クラスタの拡散ドットの個数と、クラスタへのレイトレーシング図と、輝度分布とを示す図である。 図１０は、クラスタの拡散ドットの密度と、輝度斑と、ドット感との関係を示す図である。 図１１の（ａ）は、実施の形態３に係る導光板等を示す正面図と、クラスタを拡大した部分拡大図である。図１１の（ｂ）は、図１１の（ａ）のＸＩＢ−ＸＩＢ線における実施の形態３に係る導光板を示す断面図である。 図１２の（ａ）は、実施の形態４に係る導光板等を示す正面図と、クラスタを拡大した部分拡大図である。図１２の（ｂ）は、図１２の（ａ）のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線における実施の形態４に係る導光板を示す断面図である。 図１３の（ａ）は、変形例に係る導光板等を示す正面図と、クラスタを拡大した部分拡大図である。図１３の（ｂ）は、図１３の（ａ）のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線における変形例に係る導光板を示す断面図である。 図１４の（ａ）は、変形例に係る導光板等を示す正面図と、クラスタを拡大した部分拡大図である。図１４の（ｂ）は、図１４の（ａ）のＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線における変形例に係る導光板を示す断面図である。 図１５の（ａ）は、変形例に係る導光板等を示す正面図と、クラスタを拡大した部分拡大図である。図１５の（ｂ）は、図１５の（ａ）のＸＶＢ−ＸＶＢ線における変形例に係る導光板を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、「略＊＊」との記載は、「略同一」を例に挙げて説明すると、全く同一はもとより、実質的に同一と認められるものを含む意図である。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

以下、本発明の実施の形態１に係る導光板および照明装置について説明する。

（実施の形態１）
［構成］
図１は、本実施の形態に係る照明装置１を示す斜視図である。図２の（ａ）は、本実施の形態に係る導光板１０を示す正面図およびクラスタ１１１を拡大した部分拡大図である。図２の（ｂ）は、図２の（ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線における本実施の形態に係る導光板１０等を示す断面図である。図２の（ａ）では、拡大したクラスタ１１１の形状を仮想の二点鎖線で示す。

光源７３の光軸方向をＸ軸プラス方向と規定し、出射面１２０に対する対向面１１０側をＺ軸プラス方向と規定し、Ｘ軸プラス方向とＺ軸プラス方向と直交する方向をＹ軸プラス方向と規定し、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向を表示する。そして、図１に示す各方向は、全て図２に示す各方向に対応させて表示する。図２以降の図においても、同様である。

照明装置１は、エッジライト方式の導光板１０を用いており、天井および壁などの造営材に埋め込んで配設されている。図１に示すように、照明装置１は、本体部３と、導光板１０とを備えている。

本体部３は、筐体５と、発光装置７と、電源部とを有している。

筐体５は、発光装置７、発光装置７を点灯させるための駆動回路などを有する電源部、放熱部等を収容する直方体状の箱である。筐体５は、導光板１０の一部を収容した状態で、発光装置７の光を入射させるように導光板１０を支持している。筐体５は、例えば、ボルト等で造営材に固定されている。

発光装置７は、基板７１と、複数の光源７３とを有する。

基板７１は、複数の光源７３を実装している。基板７１は、光源７３が発した熱を放熱するように放熱部（ヒートシンク）に熱的に接続されている。放熱部は、筐体５にも熱的に接続されていてもよく、筐体５もヒートシンクとしても役割を果たしてもよい。基板７１は、電源部に電気的に接続され、電源部からの電力が供給される。

本実施の形態では、基板７１は長尺状をなし、光源７３が一列で等間隔に並ぶように基板７１に実装されている。なお、光源７３は、二列以上が基板７１に並んでいてもよい。

なお、放熱部は、金属部材（金属支柱部）であり、光源７３で発生した熱を効率良く筐体５に放熱させるために、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）又は鉄（Ｆｅ）等の熱伝導率の高い金属材料を主成分として構成していてもよい。また、放熱部は、金属製に限らず、熱伝導率の高い樹脂材料を用いて構成してもよい。

光源７３は、導光板１０の入射面１０１に光を照射する。つまり、光源７３は、光の出射方向（光軸）がＸ軸プラス方向に向くように、略等間隔に配置されている。具体的には、光源７３は、光軸が導光板１０の入射面１０１に略直交するように入射面１０１と対向するように配置されている。つまり、光源７３の出射方向（Ｘ軸プラス方向）には、導光板１０が配置されている。

また、光源７３と導光板１０との間には、光源７３と導光板１０とが接触しないように隙間が空けられている。これは、光源７３の熱が導光板１０に伝導して、導光板１０に損傷を与えることを防ぐためである。

光源７３は、いわゆるＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤ素子である。ＳＭＤ型のＬＥＤ素子とは、具体的には、樹脂成型されたキャビティの中にＬＥＤチップ（発光素子）が実装され、キャビティ内に蛍光体含有樹脂が封入されたパッケージ型のＬＥＤ素子である。光源７３は、電源部に設けられている図示しない制御部により制御されて点灯および消灯を行う。また、光源７３は、電源部に設けられている制御部により制御されて調光調色が行われる。例えば、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体含有樹脂との組み合わせにより白色光を放出する表面実装型ＬＥＤ素子が、光源７３として採用される。

なお、光源７３は、このような構成に限定されるものではなく、光源７３の基板７１上にＬＥＤチップが直接的に実装されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）型の発光モジュールが用いられてもよい。また、光源７３が有する発光素子は、ＬＥＤに限定されるものではなく、例えば、半導体レーザ等の半導体発光素子、または、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）や無機ＥＬ等のＥＬ素子等その他の固体発光素子であってもよい。

電源部は、外部からの電力によって駆動する駆動回路、発光装置７を発光させるための電力を供給するリード線等を有する。電源部は、リード線を介して発光装置７に電力を供給する。

導光板１０は、矩形な板状をなし、光源７３からの光を導光する光学部材である。導光板１０は、アクリル、ポリカーボネート等の樹脂又はガラス等の透光性の部材であるが、透光性があればその他どのような材料で形成されてもよい。なお、導光板１０の形状は、矩形状に限らず、円盤状でもよく、多角形状など、他の形状でもよい。

導光板１０は、Ｘ軸マイナス方向側の端縁が筐体５内で固定され、Ｘ軸方向およびＹ軸方向で規定される平面と略平行となるように支持されている。

図１および図２に示すように、導光板１０は、入射面１０１と、出射面１２０と、対向面１１０とを有する。

入射面１０１は、各光源７３からの光が入射する面であり、略均一な平面である。入射面１０１は、光源７３が出射する光が入射するように、光源７３の光軸と略垂直に配置されている。入射面１０１は、出射面１２０及び対向面１１０と交差する。なお、入射面１０１は、導光板１０の側面の一部である。

出射面１２０は、導光板１０における、入射面１０１と略直交するＺ軸マイナス方向側の面であり、略均一な平面をなしている。

対向面１１０は、出射面１２０と対向する反対側の面である。対向面１１０は、導光板１０における、入射面１０１と略直交するＺ軸プラス方向側の面であり、略均一の平面をなしている。対向面１１０は、例えばクラスタ１１１から光が出射することで天井等の造営材を照らしてもよい。

本実施の形態では、出射面１２０および対向面１１０は、内部を導光する光が出射する面である。対向面１１０には、規則的に配列された複数のクラスタ１１１が形成されている。

複数のクラスタ１１１は、対向面１１０に、マトリクス状（格子状）に配列されている。クラスタ１１１は、光を拡散させる複数の拡散ドット１１３から構成されている。拡散ドット１１３は、対向面１１０から出射面１２０に向かって凹むプリズムである。プリズムは、例えば円錐状の凹部である。なお、複数のクラスタ１１１は、出射面１２０にも形成されていてもよい。この場合、対向面１１０からも光が出射する。

隣り合う２つの光源７３の光軸の間には、少なくともクラスタ１１１が配置される。言い換えれば、隣り合う２つのクラスタ１１１の間には、１以上の光源７３の光軸が配置されている。なお、隣り合う２つの光源７３の光軸の間に配置されるクラスタは、クラスタ１１１の一部でもよい。

図３の（ａ）は、図２の（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線における本実施の形態に係る導光板１０の拡散ドット１１３を示す断面図である。図３の（ｂ）は、本実施の形態に係る導光板１０の拡散ドット１１３の一例を示す断面図である。図３の（ｃ）は、アンダーカット部１１３ｂを有する拡散ドット１１３ａを示す断面図である。

図３の（ａ）に示すように、導光板１０の対向面１１０と略直交する平面で切断したときにおける拡散ドット１１３を断面視した場合において、拡散ドット１１３の内周面１１３ａと対向面１１０とが交差する鋭角の角度θは、任意に変更してもよい。この角度θを調節することで、所望の配光制御を行う。

図３の（ａ）及び図３の（ｂ）に示すように、拡散ドット１１３は、平滑な凹曲面を有する。つまり、拡散ドット１１３の内周面１１３ａが凹曲面である。拡散ドット１１３の内周面１１３ａの算術平均粗は、２μｍ以下である。図３の（ｂ）は、拡散ドット１１３の内周面１１３ａの一例である。本実施の形態の拡散ドット１１３は、図３（ｃ）に示すような拡散ドット１１４ａにアンダーカット部１１４ｂを有していない。このため、拡散ドット１１３の内周面１１３ａでは、ダイヤモンドバイト又は金型を用いて製造する際に、型抜けを担保することができる。このため、型抜きを行う際に導光板１０を破損させ難い。

クラスタ１１１を構成する複数の拡散ドット１１３は、クラスタ１１１内で規則的に配列されている。クラスタ１１１の形状を円形とした場合に、その直径をｅとする。この場合、クラスタ１１１の直径は、約３００μｍ以下である。

本実施の形態において、クラスタ１１１内では、隣接する拡散ドット１１３の間隔ａがそれぞれ略等しく配列されている。拡散ドット１１３において、拡散ドット１１３の径ｄおよび拡散ドット１１３の間隔ａは、クラスタ１１１内の拡散ドット１１３の数が変化しても一定である。

図２に示すように、隣り合う２のクラスタ１１１の間隔は、拡散ドット１１３の間隔ａよりも大きい。例えば、Ｘ軸方向に隣り合う２つのクラスタ１１１において、一方（Ｘ軸マイナス方向側）のクラスタ１１１における最外周のＸ軸プラス方向側の拡散ドット１１３と、他方（Ｘ軸プラス方向側）のクラスタ１１１における最外周のＸ軸マイナス方向側の拡散ドット１１３との距離は、拡散ドット１１３の間隔ａよりも大きい。

クラスタ１１１を占めている拡散ドット１１３の総面積に、クラスタ１１１の面積を除算して算出されるクラスタ１１１の被覆率は、２０％以下である。ここで被覆率とは、クラスタ１１１内の拡散ドット１１３の総面積をクラスタ１１１の面積で除算して算出される。例えば、クラスタ１１１が六角形の場合、被服率＝（π（ｄ／２）^２）／（（３√３ａ^２）／２）となる。

クラスタ１１１は、導光板１０の入射面１０１側から反対側に向かうにつれて次第に大きくなる。つまり、クラスタの直径ｅは、次第に大きくなっている。本実施の形態では、導光板１０の対向面１１０のＸ軸マイナス方向側の端縁からＸ軸プラス方向側の端縁に向かうにつれて、クラスタ１１１が次第に大きくなっている。具体的には、クラスタ１１１内の拡散ドット１１３の数は、光源７３側からＸ軸プラス方向に遠ざかる（Ｘ軸マイナス方向側の端縁からＸ軸プラス方向側の端縁に向かう）につれて、７個、１９個、３７個と次第に変化している。つまり、拡散ドット１１３の数は、クラスタ１１１の大きさに応じて変化する。なお、この拡散ドット１１３の数は、一例でありこれには限定されない。

クラスタ１１１は、円形状又は多角形状である。本実施の形態では、クラスタ１１１の形状は、円形状又は六角形状を基準にしている。なお、クラスタ１１１は、人が見た場合に円形状又は多角形状と感じる形状であり、拡散ドットが必ずしもクラスタ１１１内に収まらなければならないわけではない。

なお、クラスタ１１１は、隣り合う２つの光源７３が発した光が導光板１０内部でミキシングするミキシングエリアから形成されていることが好ましい。この場合、照明装置１が点灯した場合、クラスタ１１１によってミキシングエリアで拡散された光によって出射面が明るく見えるため、輝度斑による違和感を与え難い。

このような、照明装置１において、光源７３が照射した光は、導光板１０の入射面１０１から入射し、導光板１０内を導光する。導光板１０を導光する光は、その一部がクラスタ１１１の拡散ドット１１３で反射して対向面１１０に向かい、対向面１１０から出射して周囲を照明する。また、クラスタ１１１の拡散ドット１１３に入射した光の一部は、拡散ドット１１３で反射されずに、拡散ドット１１３から出射する。この光は、例えば、天井や壁などの造営材を照明する。

光源７３に近いクラスタ１１１では、拡散ドット１１３の数が少なくなり対向面１１０から出射する光量が抑制される。また、光源７３から離れたクラスタ１１１では、拡散ドット１１３の数が多くなり対向面１１０から出射する光量が増加する。これにより、対向面１１０から光が出射する際に、輝度斑が軽減された光が出射される。つまり、光源７３が所定の間隔を空けて基板７１に配置されていても、クラスタ１１１を導光板１０に規則的に形成することで、光源７３の光軸と隣り合う２つの光源７３の間との明暗を抑制することができる。

［拡散ドットの配列］
次に、クラスタ１１１内に拡散ドット１１３を配列する順序について説明する。

図４は、本実施の形態に係る導光板１０の拡散ドット１１３の配置の手順を示す説明図である。

例えば図４の（ａ）に示すように、クラスタ１１１に７つの拡散ドット１１３が配列されている場合において、点線で示す８つ目の拡散ドット１１３を、７つの拡散ドット１１３の外周に配列した場合、どの位置に配置しても配置に規則性が無い。この場合では、出射面１２０から出射する光に輝度斑が生じる恐れがある。そこで、例えば、図４の（ｂ）に示すように、導光板１０の対向面１１０のＹ軸マイナス方向側の端縁からＹ軸プラス方向側の端縁に向かうにつれて、クラスタ１１１が次第に大きくなる場合において、点線で示す次に配置する拡散ドット１１３のように、クラスタ１１１内の拡散ドット１１３をアルキメデスの螺旋に沿って配置する。このように規則的に拡散ドット１１３を配置することで、クラスタ１１１の形状に規則性を持たせることができる。こうすれば、出射面から出射する光の輝度斑を抑制することができる。

例えば、クラスタ１１１において、螺旋に沿って隣接する拡散ドット１１３の間隔Ｌ１と、螺旋の内周側に隣接する拡散ドット１１３の間隔Ｌ２とが略同一となるように拡散ドット１１３を配置する。

また、螺旋状は、円形状に限定されず、図４の（ｃ）のような四角形状の螺旋であってもよく、他の多角形状の螺旋であってもよい。

拡散ドット１１３の製造方法としては、アクリル、ポリカーボネート、ガラスなどの透光性の部材を用いて、シルク印刷にて拡散ドット１１３を形成してもよく、レーザ加工で拡散ドット１１３を形成してもよく、ダイヤモンドバイトを用いて形成してもよく、金型を用いた射出成型により形成してもよく、他の公知の方法を用いて実現してもよく、その製造方法は特に限定されない。

［評価結果および解析結果］
次に、導光板１０の対向面１１０にシルク印刷によって乳白色の光拡散膜のドットパターンを形成した場合（評価Ａの場合）と、導光板１０の対向面１１０に通常のプリズムを形成した場合（評価Ｂの場合）と、本実施の形態の導光板１０のように、複数のプリズムから構成されたクラスタ１１１を規則的に配列場合とについて、輝度斑の軽減効果、配光制御性、拡散ドット１１３の見た目（ドット感）についての評価結果について説明する。

図５は、輝度斑、配光制御、ドット感についての評価結果を示した表である。

図５に示すように、評価Ａの場合では、入射した光を光拡散膜で拡散させることで輝度斑を軽減することができるものの、評価Ｂの場合および本実施の形態の場合ほど配光制御を行うことができていない。評価Ｂの場合では、プリズムの角度θを変更することで配光制御を行うことができているが、プリズムの配列によっては、輝度斑が生じてしまう。

本実施の形態の場合では、クラスタ１１１の配列を規則的に対向面１１０に形成しているため、輝度斑の軽減および配光制御性を実現することができるとともに、拡散ドット１１３の見た目（ドット感）についても違和感を与え難い。

次に、ドットの個数と輝度分布との関係について、シミュレーション解析の結果を説明する。この解析では、１００ｍｍ×１６０ｍｍの大きさの導光板１０と、３つの光源７３とを用いて光源７３の光を導光板１０の入射面１０１から入射させた。

図６は、クラスタ１１１の拡散ドット１１３の個数と、輝度分布との関係を示す図である。

図６では、拡散ドット１１３が１つの場合、拡散ドット１１３が３つの場合、拡散ドット１１３が５つの場合、拡散ドット１１３が７つの場合、拡散ドット１１３が９つの場合について、導光板１０の各輝度分布の解析結果を示す。図６において、（ａ）が導光板１０の出射面１２０の輝度分布を示し、（ｂ）が、導光板１０のＹ軸方向における２０ｍｍ地点でのＸ軸方向断面の輝度を示すグラフであり、（ｃ）が導光板１０のＸ軸方向における０ｍｍ地点でのＹ軸方向断面の輝度を示すグラフである。

各（ａ）の輝度分布、各（ｂ）および各（ｃ）の輝度を示すグラフを見て判るように、拡散ドット１１３の数が増加するにつれて、輝度斑が軽減していることがわかった。各（ｂ）の輝度を示すグラフでは、拡散ドット１１３の数が増加するにつれて輝度を示すグラフの起伏が軽減していることがわかった。

図７は、クラスタ１１１の拡散ドット１１３の個数と輝度斑と、ドット感との関係を示す図である。図７は、図６の結果に基づいている。

図７に示すように、クラスタ１１１内の拡散ドット１１３の数が少ないほど輝度斑の軽減効果が小さく、拡散ドット１１３の見た目に違和感（ドット感）を与え難くなる。また、クラスタ１１１内の拡散ドット１１３の数が多いほど輝度斑の軽減効果が大きく、拡散ドット１１３の見た目に違和感（ドット感）を与え易くなることがわかる。

［作用効果］
次に、本実施の形態おける導光板１０および導光板１０を用いた照明装置１の作用効果について説明する。

上述したように、本実施の形態に係る導光板１０は、光が入射する入射面１０１と、入射面１０１と交差しており、光が出射する出射面１２０と、出射面１２０の反対側の面である対向面１１０とを有する。また、少なくとも対向面１１０には、規則的に配列された複数のクラスタ１１１が形成される。そして、複数のクラスタ１１１は、光を拡散させる複数の拡散ドット１１３から構成されている。

このように、少なくとも対向面１１０には、規則的に配列された複数のクラスタ１１１が形成されているため、導光板１０から出射する光の輝度斑を軽減することができる。

したがって、導光板１０の出射面１２０から出射する光の輝度斑を軽減することができる。また、出射面１２０にも複数のクラスタ１１１が形成されている場合においても、導光板１０の対向面１１０から出射する光の輝度斑を軽減することができる。

特に、発光装置７を消灯時に使用者が導光板１０を視認した場合でも、クラスタ１１１が規則的に配列されているため、クラスタ１１１の並びによる違和感を与え難い。このため、発光装置７を点灯時でも出射面１２０および対向面１１０の輝度斑を軽減されるため、輝度斑による違和感を与え難い。

また、本実施の形態に係る照明装置１は、導光板１０と、導光板１０の入射面１０１に光を照射する光源７３とを備える。

導光板１０を備えた照明装置１においても、同様の作用効果を奏する。

また、本実施の形態に係る導光板１０において、拡散ドット１１３は、プリズムである。

この構成によれば、プリズムの角度θを変えることで、容易に配光制御を行うことができる。

また、本実施の形態に係る導光板１０において、複数のクラスタ１１１は、当該導光板１０の入射面１０１側から反対側に向かうにつれて次第に大きくなる。そして、拡散ドット１１３の数は、クラスタ１１１の大きさに応じて変化する。

このように、導光板１０の入射面１０１側から反対側に向かうにつれて、クラスタ１１１の大きさが次第に大きくなるため、出射面１２０および対向面１１０から出射する光をより均一にすることができる。

また、本実施の形態に係る導光板１０において、拡散ドット１１３は、平滑な凹曲面を有する。

この構成によれば、図３の（ｃ）のようなアンダーカット部分１１４ｂの発生が抑制されるため、導光板１０の製造時において、型抜けを担保することができる。このため、型抜きを行う際に導光板１０を破損させ難くなり、製品の歩留まりの低下を抑制することができる。

特に、導光板１０では、拡散ドット１１３の内周面１１３ａは平滑な凹曲面であるため、拡散ドット１１３で反射する光を制御し易くなる。

また、本実施の形態に係る導光板２１０において、クラスタ１１１を占めている拡散ドット１１３の総面積に、クラスタ１１１の面積を除算して算出されるクラスタ１１１の被覆率は、２０％以下である。

この構成によれば、出射面１２０から出射する光をより均一にすることができる。

また、本実施の形態に係る導光板１０において、複数の拡散ドット１１３は、複数のクラスタ１１１内で規則的に配列されている。

この構成によれば、クラスタ１１１に入射した光が均一に反射され易くなるため、出射面１２０から出射する光をより均一にすることができる。

また、本実施の形態に係る導光板１０において、クラスタ１１１内の拡散ドット１１３は、アルキメデスの螺旋に沿って配置されている。

このように、クラスタ１１１を大きくする際に、拡散ドット１１３を規則的に追加することができるため、点灯時における輝度斑をより軽減することができるとともに、消灯時における見た目の違和感を与え難い。

また、本実施の形態に係る導光板１０において、クラスタ１１１は、円形状又は多角形状である。

このように、クラスタ１１１の形状が円形状又は多角形状であれば、見た目の違和感を与え難い。

また、本実施の形態に係る照明装置１において、光源７３は、複数設けられる。そして、隣り合う２つの光源７３の光軸の間には、クラスタ１１１が配置される。

このように、隣り合う２つの光源７３の光軸との間に少なくともクラスタ１１１が配置されているため、点灯時における輝度斑をより抑制することができる。特に、光源７３が電球色の場合に好適である。

（実施の形態２）
以下、本実施の形態に係る導光板２１０および導光板２１０を用いた照明装置について、図８を用いて説明する。

図８の（ａ）は、実施の形態２に係る導光板２１０等を示す正面図と、クラスタ２１１を拡大した部分拡大図である。図８の（ｂ）は、図８の（ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線における実施の形態２に係る導光板２１０を示す断面図である。

本実施の形態では、クラスタ２１１の大きさを略同一にしたまま、クラスタ２１１内の拡散ドット１１３の密度を変化させている点で実施の形態１と相違する。

この導光板２１０および導光板２１０を用いた照明装置における他の構成は、実施の形態１の導光板１０および導光板１０を用いた照明装置１と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。

図８の（ａ）および図８の（ｂ）に示すように、複数のクラスタ２１１内における拡散ドット１１３の密度は、導光板２１０の入射面１０１側から反対側に向かうにつれて次第に大きくなる。クラスタの直径ｅは、略同一である。本実施の形態では、導光板２１０の対向面１１０のＸ軸マイナス方向側の端縁からＸ軸プラス方向側の端縁に向かうにつれて、クラスタ２１１内の拡散ドット１１３の密度が次第に大きくなっている。具体的には、クラスタ２１１内の拡散ドット１１３の数は、光源７３側からＸ軸プラス方向に遠ざかる（Ｘ軸マイナス方向側の端縁からＸ軸プラス方向側の端縁に向かう）につれて、７個、１９個、３７個と次第に変化している。

隣接する拡散ドット１１３の間隔をａと規定し、拡散ドット１１３の径をｄと規定した場合に、拡散ドット１１３の間隔ａは、０．５ｄから４ｄまでの範囲である。この範囲であれば拡散ドット１１３の間隔ａは、拡散ドット１１３の径ｄによって、任意に変更することができる。例えば、一例として、ａ＝（１／２）ｄの場合、ａ＝ｄの場合、ａ＝（３／２）ｄの場合、ａ＝２ｄの場合、ａ＝４ｄの場合がある。

［解析結果］
次に、ドットの個数と輝度分布との関係についてのシミュレーション解析の結果について説明する。この解析でも実施の形態１に係る図６と同様の条件であり、同一の条件についてはその説明を省略する。

図９は、クラスタ２１１の拡散ドット１１３の個数と、クラスタ２１１へのレイトレーシング図と、輝度分布とを示す図である。

図９に示すように、レイトレーシング図を見れば、クラスタ２１１の拡散ドット１１３の密度が小さくなるにつれて、クラスタ２１１への入射光が規則的に反射することができている。拡散ドット１１３の密度が最も大きい（拡散ドット１１３の間隔ａ）＝（拡散ドット１１３の径ｄ）の場合では、クラスタ２１１での光の反射が様々な方向に向いている。このため、ａ＝ｄの場合では、配光制御性が低くなることがわかった。一方、単体の拡散ドット１１３の場合が最も配光制御を行い易くなることがわかった。

輝度分布については、拡散ドット１１３の密度が小さくなるにつれて、例えば（ｂ）の高低差が大きいため、輝度斑が大きくなり、輝度斑軽減の効果が小さいことがわかった。一方で、拡散ドット１１３の密度が大きくなるにつれて、例えば（ｂ）の高低差が小さいため、輝度斑軽減の効果が大きいことがわかった。

このため、輝度斑を軽減しつつ、配光制御を行うためには、クラスタ２１１内の拡散ドット１１３の密度が高過ぎず、かつ、輝度斑が抑制された、ａ＝（３／２）ｄが好ましい。

図１０は、クラスタ２１１の拡散ドット１１３の密度と、輝度斑と、ドット感との関係を示す図である。図１０では、ａ＝（１／２）ｄの場合、ａ＝ｄの場合、ａ＝（３／２）ｄの場合、ａ＝２ｄの場合、ａ＝４ｄの場合を例にあげている。図１０は、図９の結果に基づいている。

図１０に示すように、クラスタ２１１内の拡散ドット１１３の密度が大きいほど輝度斑の軽減効果が小さく、拡散ドット１１３の見た目に違和感（ドット感）を与え難くなる。また、クラスタ２１１内の拡散ドット１１３の密度が小さいほど輝度斑の軽減効果が大きく、拡散ドット１１３の見た目に違和感（ドット感）を与え易くなる。

なお、ここでいう拡散ドット１１３の間隔ａと拡散ドット１１３ｄとは、導光板２１０におけるクラスタ２１１全体として実質的又は平均的な数値であり、必ずしも拡散ドット１１３の間隔ａと拡散ドット１１３ｄとが一定である必要はなく、また一部のクラスタ２１１が上記条件を満たしていなくとも、効果への影響は軽微であるため、すべてのクラスタ２１１が上記条件を満足する必要はない。

［作用効果］
次に、本実施の形態おける導光板２１０および導光板２１０を用いた照明装置の作用効果について説明する。

上述したように、本実施の形態に係る導光板２１０において、複数のクラスタ２１１内における拡散ドット１１３の密度は、当該導光板２１０の入射面１０１側から反対側に向かうにつれて次第に大きくなる。

このように、導光板２１０の入射面１０１側から反対側に向かうにつれて、クラスタ２１１内における拡散ドット１１３の密度が次第に大きくなるため、出射面１２０および対向面１１０から出射する光をより均一にすることができる。

また、本実施の形態に係る導光板２１０において、隣接する拡散ドット１１３の間隔をａと規定し、拡散ドット１１３の径をｄと規定した場合に、拡散ドット１１３の間隔ａは、０．５ｄから４ｄまでの範囲である。

このように、拡散ドット１１３の間隔ａが０．５ｄから４ｄまでの範囲であれば、出射面１２０および対向面１１０から出射する光を略均一にする一定の効果がある。

本実施の形態における他の作用効果についても、実施の形態１と同様の作用効果を奏する。

（実施の形態３）
以下、本実施の形態に係る導光板３１０および導光板３１０を用いた照明装置について、図１１を用いて説明する。

図１１の（ａ）は、本実施の形態に係る導光板３１０等を示す正面図と、クラスタ３１１を拡大した部分拡大図である。図１１の（ｂ）は、図１１の（ａ）のＸＩＢ−ＸＩＢ線における本実施の形態に係る導光板３１０を示す断面図である。

本実施の形態では、各々のクラスタ３１１の大きさを略同一にしたまま、クラスタ３１１の密度を変化させている点で実施の形態１と相違する。

この導光板３１０および導光板３１０を用いた照明装置における他の構成は、実施の形態１の導光板１０および導光板１０を用いた照明装置１と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。

図１１の（ａ）および図１１の（ｂ）に示すように、少なくとも対向面１１０に形成されているクラスタ３１１の密度は、導光板３１０の入射面１０１側から反対側に向かうにつれて次第に大きくなる。各々のクラスタ３１１の直径ｅは、略同一である。また、各々のクラスタ３１１内の拡散ドット１１３の密度も略同一であり、１つのクラスタ３１１内に拡散ドット１１３が７つ形成されている。

本実施の形態では、導光板３１０の対向面１１０のＸ軸マイナス方向側の端縁からＸ軸プラス方向側の端縁に向かうにつれて、クラスタ３１１の密度が次第に大きくなっている。

［作用効果］
次に、本実施の形態おける導光板３１０および導光板３１０を用いた照明装置の作用効果について説明する。

上述したように、本実施の形態に係る導光板１０において、少なくとも対向面１１０に形成されているクラスタ３１１の密度は、導光板３１０の入射面１０１側から反対側に向かうにつれて次第に大きくなる。

このように、クラスタ３１１の密度を導光板３１０の入射面１０１側から反対側に向かうにつれて次第に大きくすれば、出射面１２０および対向面１１０から出射する光をより均一にすることができる。

本実施の形態における他の作用効果についても、実施の形態１と同様の作用効果を奏する。

（実施の形態４）
以下、本実施の形態に係る導光板４１０および導光板４１０を用いた照明装置について、図１２を用いて説明する。

図１２の（ａ）は、本実施の形態に係る導光板４１０等を示す正面図と、クラスタ４１１を拡大した部分拡大図である。図１２の（ｂ）は、図１２の（ａ）のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線における本実施の形態に係る導光板４１０を示す断面図である。

本実施の形態では、各々のクラスタ４１１の大きさを略同一にしたまま、クラスタ４１１の配置を変化させている点で実施の形態１と相違する。

この導光板４１０および導光板４１０を用いた照明装置における他の構成は、実施の形態１の導光板１０および導光板１０を用いた照明装置１と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。

図１２に示すように、複数のクラスタ４１１は、千鳥格子状に配置されている。各々のクラスタ４１１の直径ｅは、略同一である。また、各々のクラスタ４１１内の拡散ドット１１３の密度も略同一であり、１つのクラスタ４１１内に拡散ドット１１３が７つ形成されている。

本実施の形態における他の作用効果についても、実施の形態１と同様の作用効果を奏する。

（その他変形例等）
以上、本発明について、実施の形態１〜４に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態１〜４に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態において、図１３の（ａ）は、変形例に係る導光板５１０等を示す正面図と、クラスタ５１１を拡大した部分拡大図である。図１３の（ｂ）は、図１３の（ａ）のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線における変形例に係る導光板５１０を示す断面図である。図１３に示すように、複数のクラスタ５１１を千鳥格子状に配置してもよい。また、図１４の（ａ）は、変形例に係る導光板６１０を示す正面図と、クラスタ６１１を拡大した部分拡大図である。図１４の（ｂ）は、図１４の（ａ）のＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線における変形例に係る導光板６１０等を示す断面図である。図１４に示すように、クラスタ６１１は、多角形状の一例として、Ｘ軸方向に長尺な帯状をなしていてもよい。図１４では、クラスタ６１１の幅ｅが入射面１０１から反対側に向かうにつれて次第に大きくなる。これらの場合においても、導光板６１０の出射面１２０から出射する光の輝度斑を軽減することができる。図１５の（ａ）は、変形例に係る導光板７１０等を示す正面図と、クラスタ７１１を拡大した部分拡大図である。図１５の（ｂ）は、図１５の（ａ）のＸＶＢ−ＸＶＢ線における変形例に係る導光板７１０を示す断面図である。図１５では、クラスタ７１１内の拡散ドット１１３の配置が図２等の場合に比べて３０°回転した状態で配置されている点で相違している。つまり、クラスタ７１１内の拡散ドット１１３の配置は、上記実施の形態および変形例等に限定されず、如何様に配置してもよい。

また、上記実施の形態における、複数のクラスタ内の拡散ドットの数は、全てのクラスタ内で同一であってもよい。つまり、クラスタの直径ｅは各々が略同一であり、クラスタ内の拡散ドットの密度も同一であり、かつ、クラスタ内の拡散ドットの数も各々が同一である。特に、クラスタ内の拡散ドットの個数を７つにした場合に、クラスタ内の拡散ドットの個数が他の場合に比べて輝度斑が抑制され易くなる。この場合、光源は所定の間隔を空けて配置されていても、光源の配置による輝度斑を抑制することができる。

また、上記実施の形態において、クラスタ内に拡散ドットが規則的に並んでいるが、その並びの規則性は必須の構成要件ではない。つまり、クラスタ内に拡散ドットがランダムに並んでいてもよい。

また、上記実施の形態において、出射面にクラスタが形成されているが、対向面にクラスタが形成されていてもよく、出射面および対向面の両方にクラスタが形成されていてもよい。

その他、実施の形態１〜４に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態１〜４における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１ 照明装置
１０、２１０、３１０、３２０、４１０、５１０、６１０、７１０ 導光板
７３ 光源
１０１ 入射面
１１０ 対向面
１１１、２１１、３１１、４１１、５１１、６１１、７１１ クラスタ
１１３ 拡散ドット
１２０ 出射面

Claims (13)

1. 光が入射する入射面と、前記入射面と交差しており、光が出射する出射面と、前記出射面の反対側の面である対向面とを有する導光板であって、
   少なくとも前記対向面には、規則的に配列された複数のクラスタが形成され、
   前記複数のクラスタは、光を拡散させる複数の拡散ドットから構成されている
   導光板。
2. 前記拡散ドットは、プリズムである
   請求項１に記載の導光板。
3. 前記複数のクラスタは、当該導光板の前記入射面側から反対側に向かうにつれて次第に大きくなり、
   前記拡散ドットの数は、前記クラスタの大きさに応じて変化する
   請求項１又は２に記載の導光板。
4. 前記複数のクラスタ内における前記拡散ドットの密度は、当該導光板の前記入射面側から反対側に向かうにつれて次第に大きくなる
   請求項１又は２に記載の導光板。
5. 少なくとも前記対向面に形成されている前記クラスタの密度は、当該導光板の前記入射面側から反対側に向かうにつれて次第に大きくなる
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の導光板。
6. 隣接する前記拡散ドットの間隔をａと規定し、前記拡散ドットの径をｄと規定した場合に、前記拡散ドットの間隔ａは、０．５ｄから４ｄまでの範囲である
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の導光板。
7. 前記拡散ドットは、平滑な凹曲面を有する
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の導光板。
8. 前記クラスタを占めている前記拡散ドットの総面積に、前記クラスタの面積を除算して算出される前記クラスタの被覆率は、２０％以下である
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の導光板。
9. 前記複数の拡散ドットは、前記複数のクラスタ内で規則的に配列されている
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の導光板。
10. 前記クラスタ内の前記拡散ドットは、アルキメデスの螺旋に沿って配置されている
    請求項９に記載の導光板。
11. 前記クラスタは、円形状又は多角形状である
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の導光板。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の導光板と、
    前記導光板の前記入射面に光を照射する光源とを備える
    照明装置。
13. 前記光源は、複数設けられ、
    隣り合う２つの前記光源の光軸の間には、前記クラスタが配置される
    請求項１２に記載の照明装置。