JP2021125294A - 光分配器、照明用光源および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】均一な強度もしくはパターニングされた照射領域で照明することができる照明装置または優れたパターニング精度で信号を表示し得る信号装置が備える照明光源が有する光分配器、かかる光分配器を有する信頼性に優れた照明用光源、および、かかる照明用光源を備える信頼性に優れた照明装置または信号装置からなる装置を提示すること。【解決手段】本発明の光分配器１０は、発光素子２０（光源）からの光を分配するものであり、発光素子２０から光を入射する欠損部１３ａ（入射部）と、照明光を出射する欠損部１３ｂ（第１出射部）と、欠損部１３ａに入射した光を照明光として欠損部１３ｂに導く高屈折率部１１（導光部）とを有し、欠損部１３ｂは、照明光を出射する領域の面積が、欠損部１３ａに光が入射する領域の面積よりも大きいか、または、照明光を出射する領域の数が、欠損部１３ａに光が入射する領域の数よりも多い。【選択図】図１

Description

本発明は、光分配器、照明用光源および装置に関する。

近年、照明装置や信号装置において、省エネさらには発光素子ひいては装置の小型化、薄型化等の観点から、発光素子すなわち光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、発光ダイオードは、発光する光を、前方に対して集中的に発する指向性が、白色電球や蛍光灯と比較して、極めて高い発光素子である。そのため、広範囲の照射領域もしくはパターニングされた照射領域を照明装置により照射する場合や、パターニングされた信号を信号装置により表示する場合には、これらの装置が備える基板上に、複数のＬＥＤを配列させることでそれが実現されている。

ところが、これらの場合、点光源であるＬＥＤが基板上に間隔を空けて配列されるため、均一な強度もしくはパターニングされた照射領域を照明することができなかったり、優れたパターニング精度で信号を表示することができないと言う問題があった。

特表２００５−５３７６６５号公報

本発明の目的は、均一な強度もしくはパターニングされた照射領域で照明することができる照明装置または優れたパターニング精度で信号を表示し得る信号装置が備える照明光源が有する光分配器、かかる光分配器を有する信頼性に優れた照明用光源、および、かかる照明用光源を備える信頼性に優れた照明装置または信号装置からなる装置を提示することにある。

このような目的は、下記（１）〜（９）に記載の本発明により達成される。
（１） 光源からの光を分配して、分配された前記光源からの光を照明光として出射する光分配器であって、
前記光源からの光を入射する入射部と、
前記照明光を出射する第１出射部と、
前記入射部に入射した前記光源からの光を、多方向に分配して前記照明光を前記第１出射部に導く導光部とを有し、
前記第１出射部は、前記照明光を出射する領域の面積が、前記入射部に前記光源からの光が入射する領域の面積よりも大きいか、または、前記照明光を出射する領域の数が、前記入射部に前記光源からの光が入射する領域の数よりも多いことを特徴とする光分配器。

（２） 当該光分配器は、その全体形状が平板状をなし、
前記入射部は、当該光分配器の一方の面側から前記光源からの光を入射し、
前記第１出射部は、当該光分配器の他方の面側から前記照明光を出射するよう構成されている上記（１）に記載の光分配器。

（３） 当該光分配器の平面視において、前記入射部と、前記第１出射部とは、異なる位置に形成されている上記（２）に記載の光分配器。

（４） 当該光分配器の平面視において、前記入射部と重なる位置に配置された前記光源から出射された、前記光源からの光が前記入射部に入射する上記（３）に記載の光分配器。

（５） 当該光分配器の平面視において、前記第１出射部は、所定の形状にパターニングされている上記（３）または（４）に記載の光分配器。

（６） 当該光分配器の平面視において、前記入射部の少なくとも一部と重なる位置に形成された、前記照明光を出射する第２出射部を有している上記（３）ないし（５）のいずれかに記載の光分配器。

（７） 上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の光分配器と、
前記入射部に光を出射する前記光源とを有することを特徴とする照明用光源。
（８） 前記光源は、発光ダイオードである上記（７）に記載の照明用光源。

（９） 上記（７）または（８）に記載の照明用光源を有する照明装置または信号装置からなることを特徴とする装置。

本発明の光分配器を、照射装置が備える照明用光源が有する光分配器に適用することで、照明装置により照明される照射領域を均一な強度もしくはパターニングされたものとして照明することができる。または、信号装置が備える照明用光源が有する光分配器に適用することで、信号装置により表示される信号を、優れたパターニング精度で表示することができる。

本発明の照明用光源の第１実施形態を示す縦断面図である。 図１に示す照明用光源の平面図である。 図１に示す照明用光源が備える光分配器が有する第１出射部の他の構成例における平面視での形状を示す平面図である。 本発明の照明用光源の第２実施形態を示す縦断面図である。 本発明の照明用光源の第３実施形態を示す縦断面図である。 本発明の照明用光源を有し、本発明の装置が適用された、自動車のヘッドライトの実施形態を示す側面図である。

以下、本発明の光分配器、照明用光源および装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。

本発明の光分配器は、光源からの光を分配して、分配された前記光源からの光を照明光として出射するものであり、前記光源からの光を入射する入射部と、前記照明光を出射する第１出射部と、前記入射部に入射した前記光源からの光を、多方向に分配して前記照明光を前記第１出射部に導く導光部とを有し、前記第１出射部は、前記照明光を出射する領域の面積が、前記入射部に前記光源からの光が入射する領域の面積よりも大きいか、または、前記照明光を出射する領域の数が、前記入射部に前記光源からの光が入射する領域の数よりも多いことを特徴とする。

本発明の光分配器を、照射装置が備える照明用光源が有する光分配器に適用することで、照明装置により照明される照射領域を均一な強度もしくはパターニングされたものとして照明することができる。または、信号装置が備える照明用光源が有する光分配器に適用することで、信号装置により表示される信号を、優れたパターニング精度で表示することができる。

以下では、まず、本発明の照明用光源、すなわち、本発明の光分配器を備える照明用光源について説明する。

＜照明用光源＞
＜＜第１実施形態＞＞
図１は、本発明の照明用光源の第１実施形態を示す縦断面図、図２は、図１に示す照明用光源の平面図、図３は、図１に示す照明用光源が備える光分配器が有する第１出射部の他の構成例における平面視での形状を示す平面図である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。また、図１、図２中のＸ方向を「左右方向」、Ｙ方向を「前後方向」、Ｚ方向を「上下方向」と言う。また、使用する図面（図１〜図３および以下で示す図を含む）は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。

照明用光源１００は、図１に示すように、光源（点光源）としての発光素子２０と、この発光素子２０の出射面側に配置され、発光素子２０（光源）からの光を分配して、分配された光を照明光として出射する光分配器１０とを有している直下型照明用光源である。

発光素子２０は、光分配器１０の入射面側（一方の面側）すなわち出射面の反対側（背面側）に配置され、前方に対して集中的に発光光を発する指向性が、白色電球や蛍光灯と比較して、極めて高い点光源としての発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成されている。本発明の照明用光源は、このように発光素子２０が点光源であるＬＥＤで構成される場合に好適に適用される。以下、その詳細について説明する。

光分配器１０は、本実施形態では、図２に示すように、その全体形状が平板状、より詳しくは、その平面視形状が正方形状の平板をなし、発光素子２０側の入射面と発光素子２０の反対側の出射面との双方が平坦面で構成されており、図１に示すように、平板状をなす高屈折率部１１（コア部）と、高屈折率部１１の周囲を覆うように層状に設けることで筒状をなす低屈折率部１２（クラッド部）とを有しており、発光素子２０から高屈折率部１１に入射された光を高屈折率部１１と低屈折率部１２との界面で反射させることで、光分配器１０内で伝送（伝搬）させることができる。

また、光分配器１０は、その出射面から入射面に至るまでの部分を欠損させることにより形成された欠損部１３ａと、光分配器１０の平面視において欠損部１３ａとは異なる位置に、入射面から出射面に至るまでの部分を欠損させることにより形成された欠損部１３ｂとを備えている。そして、少なくとも高屈折率部１１の欠損部１３ａおよび欠損部１３ｂに臨む面は、それぞれ、高屈折率部１１と、欠損部１３ａおよび欠損部１３ｂ内の空気との屈折率差に基づいて光を反射するミラー１５ａ（傾斜面）およびミラー１５ｂ（傾斜面）を構成しており、これらミラー１５ａおよびミラー１５ｂが光の光路を変更する光路変更部として機能する。

また、本実施形態では、欠損部１３ａは、図１に示すように、光分配器１０の縦断面において三角形状をなすように形成されており、ミラー１５ａは、高屈折率部１１の中心軸に対してほぼ４５°で傾斜している。さらに、この欠損部１３ａは、図１、図２に示すように、光分配器１０のほぼ中心部で、その縦断面が三角形を形成する円錐形状をなすように形成されている。

さらに、欠損部１３ｂは、図１に示すように、光分配器１０の縦断面において三角形状をなすように形成されており、ミラー１５ｂは、対向するミラー１５ａに対してほぼ平行となるように、高屈折率部１１の中心軸に対してほぼ４５°で傾斜している。また、この欠損部１３ｂは、本実施形態では、図１、図２に示すように、光分配器１０において、ほぼ中心部に設けられた欠損部１３ａを取り囲むように、その外側で、円環状に形成されている。

高屈折率部１１と低屈折率部１２とを有する光分配器１０を、このような欠損部１３ａ、１３ｂを有する構成とすることで、図１中の矢印で示すように、発光素子２０から上方に向かって出射された光は、その直上に位置している欠損部１３ａを介して光分配器１０の入射面（一方の面）側から入射する。その後、欠損部１３ａが備えるミラー１５ａにより、その光路がほぼ９０°で変更（屈曲）された後、高屈折率部１１（光分配器１０）内を伝送され、光分配器１０において、中心部に形成された欠損部１３ａを取り囲むように、その外側に円環状に設けられた欠損部１３ｂが備えるミラー１５ｂで上方に向かって光路がほぼ９０°で変更された後、光分配器１０の出射面（他方の面）側から照明光として出射する。

すなわち、発光素子２０からの光は、光分配器１０の入射面側から、欠損部１３ａを介して光分配器１０に入射し、その後、光分配器１０（高屈折率部１１）内を、平面視において２次元的に広げて（分散させて）伝送された後に、光分配器１０の出射面側から、欠損部１３ｂを介して照明光として出射される。

かかる構成をなす光分配器１０において、欠損部１３ａは、発光素子２０からの光を光分配器１０（高屈折率部１１）に入射する入射部を構成し、欠損部１３ｂは、発光素子２０からの光を照明光として出射する第１出射部を構成し、高屈折率部１１は、欠損部１３ａ（入射部）に入射した発光素子２０からの光を、平面視において２次元的に広げて、多方向に分配することにより、照明光として欠損部１３ｂ（第１出射部）に導く導光部を構成する。

この時、本実施形態では、第１出射部として機能する欠損部１３ｂは、中心部に形成された、入射部として機能する欠損部１３ａを取り囲むように、その外側に円環状に設けられている。

そのため、第１出射部としての欠損部１３ｂは、照明光を出射する領域の面積が、入射部としての欠損部１３ａに発光素子２０からの光が入射する領域の面積よりも大きくなる。したがって、光分配器１０を備える照明用光源１００を、後述するヘッドライト２０１のような照明装置が備える光源として用いた場合には、発光素子２０（ＬＥＤ）を光源として単独で用いた場合と比較して、照明装置により照射される照射領域の大きさを大きくすることができるとともに、この照射領域を均一な強度で照射することができる。すなわち、照明用光源１００は、前記効果を有する面光源としての機能を発揮する。また、１つの発光素子２０（ＬＥＤ）を用いて、大きい照射領域を照射することが可能となる。そのため、光分配器１０を省略して、この照射領域を複数の発光素子２０を用いて照射する場合と比較して、照明用光源としての省エネ化を図ることができる。

また、本実施形態では、図２に示すように、第１出射部として機能する欠損部１３ｂは、中心部に形成された欠損部１３ａ（入射部）を取り囲むように、その外側に円環状に設けられている。すなわち、欠損部１３ｂは、その平面視形状が円形をなしているが、かかる形状をなす場合に限定されず、例えば、図３に示すように、その平面視形状が、三角形、四角形、Ｃ字、Ｌ字、半円、さらには、１つまたは２つ以上（図３では４つ）の直線もしくは点をなすもののように、所定の形状にパターニングされたものであってもよい。これらのうち、平面視形状が、三角形、四角形、Ｃ字、Ｌ字または半円をなす欠損部１３ｂを形成することで、欠損部１３ｂにおいて、照明光が出射される領域の面積を、欠損部１３ａにおいて発光素子２０からの光が入射する領域の面積よりも大きく設定することができる。また、平面視形状が、２つ以上の直線もしくは点をなすもので欠損部１３ｂを形成することで、欠損部１３ｂにおいて、照明光が出射される領域の数を、欠損部１３ａにおいて発光素子２０からの光が入射する領域の数よりも多く設定することができる。

そして、上記の通り、欠損部１３ｂの平面視における形状を適宜選択することで、光分配器１０を備える照明用光源１００を、照明装置が備える光源として用いた際に、照明装置により照射される照射領域を、所望の形状にパターニングされたものとして、照射することができる。また、１つの発光素子２０（ＬＥＤ）を用いて、照射領域を、所望の形状にパターニングされたものとし得る。そのため、かかる観点からも、光分配器１０を省略して、パターニングされた照射領域を複数の発光素子２０を用いて照射する場合と比較して、照明用光源としての省エネ化を図ることができる。

さらに、かかる構成をなす光分配器１０とすること、すなわち、光分配器１０を、本実施形態のように、高屈折率部１１、低屈折率部１２、欠損部１３ａおよび欠損部１３ｂを備える構成とすることで、光分配器１０を、その全体形状が平板状をなすものとして形成することができる。したがって、光分配器として占有するスペースを小さくすることができるため、光分配器１０ひいては照明用光源１００の小型化（省スペース化）を図ることができる。

なお、光分配器１０において、欠損部１３ａ、欠損部１３ｂは、前述の通り、高屈折率部１１および低屈折率部１２を欠損させた空気で構成される場合の他、屈折率が１に近い材料で充填されているものであってもよい。この場合、屈折率が１に近い材料としては、例えば、シリカエアロゲルのようなナノポーラス材料等が挙げられる。

なお、これら欠損部１３ａ、欠損部１３ｂの形成方法は、特に限定されないが、例えば、インプリント法、圧縮成形法、射出成形法、切削加工法、ダイシング法、レーザー加工法等、各種加工方法を用いることができる。

かかる構成をなす光分配器１０において、高屈折率部１１の高さｈは、特に限定されないが、０．０１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下程度であるのが好ましく、０．０５ｍｍ以上１．００ｍｍ以下程度であるのがより好ましい。これにより、高屈折率部１１と低屈折率部１２との界面で反射された照明光を、高屈折率部１１内において高精度に伝送（伝搬）させることができる。また、光分配器１０ひいては照明用光源１００の小型化を確実に図ることができる。また、光分配器１０における、欠損部１３ａ、欠損部１３ｂの加工性の向上を図ることができる。

また、光分配器１０の平面視における、欠損部１３ａと欠損部１３ｂとの離間距離ｒは、特に限定されないが、１．０ｍｍ以上２００．０ｍｍ以下程度であるのが好ましく、２．０ｍｍ以上１００．０ｍｍ以下程度であるのがより好ましい。これにより、第１出射部としての欠損部１３ｂを、照明光が出射される領域の面積が大きいものとして、比較的容易に形成することができる。

さらに、高屈折率部１１の高さｈと欠損部１３ａと欠損部１３ｂとの離間距離ｒとの関係を表す、ｒ／ｈは、好ましくは２以上２０００以下、より好ましくは４以上２００以下の大きさに設定される。これにより、光分配器１０ひいては照明用光源１００の小型化を図りつつ、欠損部１３ｂを、照明光が出射される領域の面積が大きいものとして、確実に形成することができる。また、光分配器１０の形成性、および、欠損部１３ａ、欠損部１３ｂの加工性の向上を図ることができる。

また、高屈折率部１１と低屈折率部１２とは、互いに光の屈折率が異なり、その屈折率の差は、０．５％以上であるのが好ましく、０．８％以上であるのがより好ましい。これにより、高屈折率部１１と低屈折率部１２との界面において、照明光を高精度で反射させることができる。一方、上限値は、特に設定されなくてもよいが、好ましくは５．５％程度とされる。屈折率の差が前記下限値未満であると光を伝送する効果が低下する場合があり、前記上限値を超えても、光の伝送効率のそれ以上の増大は期待できない。

上記のような構成をなす光分配器１０において、高屈折率部１１、低屈折率部１２の各構成材料は、それぞれ、前述した屈折率差が生じる材料であれば特に限定されないが、具体的には、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、ノルボルネン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂のような透明性を備える各種樹脂材料の他、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料等を用いることができ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、高屈折率部１１に含まれる主材料としては、特にポリカーボネート系樹脂であるのが好ましい。ポリカーボネート系樹脂は、透明性（透光性）や剛性等の機械的強度に富み、さらに耐熱性も高い材料である。そのため、高屈折率部１１の主材料にポリカーボネート系樹脂を用いることで、高屈折率部１１ひいては光分配器１０における、透明性や耐衝撃性および耐熱性を向上させることができる。

このポリカーボネート系樹脂としては、各種のものを用いることができるが、中でも、芳香族系ポリカーボネート系樹脂であることが好ましい。芳香族系ポリカーボネート系樹脂は、その主鎖に芳香族環を備えており、これにより、高屈折率部１１の強度をより優れたものとすることができる。

この芳香族系ポリカーボネート系樹脂は、例えば、ビスフェノールとホスゲンとの界面重縮合反応、ビスフェノールとジフェニルカーボネートとのエステル交換反応等により合成される。

ビスフェノールとしては、例えば、ビスフェノールＡや、下記式（１）に示すポリカーボネートの繰り返し単位の起源となるビスフェノール（変性ビスフェノール）等が挙げられる。

（式（１）中、Ｘは、炭素数１〜１８のアルキル基、芳香族基または環状脂肪族基であり、ＲａおよびＲｂは、それぞれ独立して、炭素数１〜１２のアルキル基であり、ｍおよびｎは、それぞれ０〜４の整数であり、ｐは、繰り返し単位の数である。）

なお、前記式（１）に示すポリカーボネートの繰り返し単位の起源となるビスフェノールとしては、具体的には、例えば４，４’−（ペンタン−２，２−ジイル）ジフェノール、４，４’−（ペンタン−３，３−ジイル）ジフェノール、４，４’−（ブタン−２，２−ジイル）ジフェノール、１，１’−（シクロヘキサンジイル）ジフェノール、２−シクロヘキシル−１，４−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ベンゼン、２，３−ビスシクロヘキシル−１，４−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ベンゼン、１，１’−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）シクロヘキサン、２，２’−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）プロパン等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

特に、ポリカーボネート系樹脂としては、ビスフェノールに由来する骨格を有するビスフェノール型ポリカーボネート系樹脂を主成分とするのが好ましい。かかるビスフェノール型ポリカーボネート系樹脂を用いることにより、高屈折率部１１は、さらに優れた強度を発揮するものとなる。

また、高屈折率部１１には、さらに、蛍光増白剤が含まれていてもよい。高屈折率部１１を蛍光増白剤が含まれる構成とすることで、発光素子２０（ＬＥＤ）の分光特性にあわせて、光分配器１０により、発光素子２０から入射面に入射した入射光を出射光として出射面から出射させる際に、白色系の光（出射光）をより確実に出射させることができる。

この蛍光増白剤としては、特に限定されないが、例えば、ベンゾフェノン型、ベンゾトリアゾール型、ヒドロキシフェニルトリアジン型およびベンゾオキザゾリルチオフェン型のものが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、中でも、ベンゾオキザゾリルチオフェン型であることが好ましい。

高屈折率部１１は、必要に応じて、上述した、透明樹脂および蛍光増白剤の他に、さらに、酸化防止剤、フィラー、可塑剤、光安定剤、紫外線吸収剤、熱線吸収剤、難燃剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。

また、低屈折率部１２の構成材料は、高屈折率部１１に対して、前述した屈折率差が生じる材料であれば特に限定されず、前述した構成材料の他、例えば、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウムのような金属フッ化物材料、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンのような含フッ素樹脂材料等が挙げられる。

さらに、高屈折率部１１の屈折率が１よりも大きくなっており、高屈折率部１１と空気との間の屈折率差により、前述した屈折率差の大きさを維持し得る場合には、低屈折率部１２の形成を省略することができる。この場合、高屈折率部１１と空気との界面で照明光を反射させることで、高屈折率部１１内において照明光を伝送（伝搬）させることができるため、欠損部１３ａが備えるミラー１５ａにより、高屈折率部１１内に入射された照明光は、この高屈折率部１１を介して、欠損部１３ｂが備えるミラー１５ｂから出射される。

ただし、本実施形態のように、光分配器１０を、低屈折率部１２を備えるものとすることで、高屈折率部１１内における照明光の伝送効率の向上を図ることができる。

また、発光素子２０の出射面から上方に向かって出射された光が、欠損部１３ａを介して光分配器１０の入射面側から入射し得るように、欠損部１３ａは、発光素子２０の直上に位置している。すなわち、光分配器１０の平面視において、欠損部１３ａ（入射部）は、発光素子２０（光源）と重なる位置に配置されている。

そして、欠損部１３ａは、光分配器１０の出射面から入射面に至るまでの部分を欠損させることにより形成されているが、入射面に至る位置での欠損部１３ａの形状を比較的鈍い形状をなすもの、もしくは、入射面に至る位置を比較的小さくすること等により、欠損部１３ａが備えるミラー１５ａで、発光素子２０から出射された光を、全反射させて高屈折率部１１に導入させることなく、前記光の一部を、欠損部１３ａを通過させて、光分配器１０の出射面側から出射し得るように構成されているものであってもよい。

すなわち、光分配器１０は、その平面視において、欠損部１３ａ（入射部）の少なくとも一部と重なる位置に形成され、発光素子２０からの光の一部を照明光として出射する第２出射部を有するものであってもよい。光分配器１０を、このような第２出射部を有するものとすることで、光分配器１０を備える照明用光源１００により照射される照射領域の大きさの拡大を図ることができる。

＜＜第２実施形態＞＞
次に、本発明の照明用光源の第２実施形態について説明する。
図４は、本発明の照明用光源の第２実施形態を示す縦断面図である。

以下、第２実施形態の照明用光源について、第１実施形態の照明用光源との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

第２実施形態の照明用光源１００は、さらに、レンズ３０を備えること以外は、前記第１実施形態の照明用光源１００と同様である。

すなわち、図４に示すように、照明用光源１００は、光分配器１０の発光素子２０とは反対の面側、換言すれば、光分配器１０の出射面側に配置されたレンズ３０を備えている。

このような構成においても、前記第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。特に、光分配器１０の出射面から出射された出射光を、レンズ３０で集光させることができる。そのため、照明用光源１００で照明する照射領域を所望の大きさに設定することができる。

なお、レンズ３０の構成材料としては、前述した高屈折率部１１および低屈折率部１２の構成材料として挙げたのと同様のものを用いることができる。

＜＜第３実施形態＞＞
次に、本発明の照明用光源の第３実施形態について説明する。
図５は、本発明の照明用光源の第３実施形態を示す縦断面図である。

以下、第３実施形態の照明用光源について、第１実施形態の照明用光源との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。

第３実施形態の照明用光源１００は、さらに、光拡散板４０を備えること以外は、前記第１実施形態の照明用光源１００と同様である。

すなわち、図５に示すように、照明用光源１００は、光分配器１０の発光素子２０とは反対の面側、換言すれば、光分配器１０の出射面側に配置された光拡散板４０を備えている。

このような構成においても、前記第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。特に、光分配器１０の出射面から出射された出射光を、光拡散板４０で拡散させることができる。そのため、照明用光源１００で照明する照射領域を、より確実に拡大させることができるとともに、この照射領域をより均一な強度で照射することができる。

光拡散板４０としては、前述した高屈折率部１１および低屈折率部１２の構成材料として挙げたものを主材料として、この主材料に、光拡散剤を分散させた構成をなすものを用いることができる。また、光拡散材を分散させたアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂を前述した高屈折率部１１および低屈折率部１２の構成材料の表面に塗布したコート膜として形成し、光拡散板４０としても良い。

このような光拡散剤は、粒子状、球状や板状、薄片状、鱗片状をなし、前記主材料に対して屈折率差を有するものであれば、いかなる構成材料で構成されるものであってもよいが、この構成材料としては、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウムカリウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、二酸化ケイ素、酸化チタン、フッ化カルシウム、フッ化カリウムのような無機系材料、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルニトリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、オレフィン系樹脂のような有機系材料（樹脂系材料）が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、中でも、ポリオルガノシロキサン骨格を有するシリコーン系樹脂であることが好ましい。光拡散剤の構成材料としてシリコーン系樹脂（シリコーン系材料）を用いることで、前記主材料に対して屈折率差を有する光拡散剤を、比較的容易に形成することができる。

さらに、光拡散剤の平均粒径は、好ましくは０．５μｍ以上５μｍ以下、より好ましくは１．０μｍ以上３μｍ以下に設定される。

また、光拡散剤の光拡散板４０における含有量は、好ましくは０．１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下、より好ましくは１．０ｗｔ％以上５．０ｗｔ％以下に設定される。

＜照明装置＞
次に、上述した照明用光源１００を備える照明装置（本発明の装置）を、自動車が備えるヘッドライトに適用した場合を一例に説明する。

図６は、本発明の照明用光源を有し、本発明の装置が適用された、自動車のヘッドライトの実施形態を示す側面図である。なお、以下の説明では、図６中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

図６に示すように、照明用光源１００を備えるヘッドライト２０１（本発明の装置）は、自動車２００の前方に搭載して用いられる。

このヘッドライト２０１は、本実施形態では、自動車２００の前方において、前方を臨むように内蔵されており、これにより、照明用光源１００から出射された光（照明光）を、ヘッドライト２０１から自動車２００の前方に向かって照射させることができる。したがって、自動車２００の前方に位置する障害物を含む景色を視認し得る、運転者Ｈの視界を、広範囲に確保することができる。

なお、ヘッドライト２０１は、前述した照明用光源１００を１つ備えているものであってもよいし、配列された複数個の照明用光源１００を備えるものであってもよい。

また、照明用光源１００は、ヘッドライト２０１に限らず、リアバンパー等に内蔵されるフォグランプのような照明装置が備える光源にも適用することができ、さらに、自動車２００の前方および後方に内蔵されるコーナリングランプや、自動車２００の後方に内蔵されるブレーキランプのような信号装置が備える光源にも適用することができる。

さらに、本発明の装置は、図６の自動車のヘッドライトの他にも、スマートフォン、タブレット端末、時計、液晶表示装置等が備える照明装置にも適用できる他、信号機、電光掲示板、ディスプレイ等が備える信号装置にも適用することが可能である。

以上、本発明の光分配器、照明用光源および装置について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。

例えば、本発明の光分配器において、各構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成のものを付加することができる。

１０ 光分配器
１１ 高屈折率部
１２ 低屈折率部
１３ａ 欠損部
１３ｂ 欠損部
１５ａ ミラー
１５ｂ ミラー
２０ 発光素子
３０ レンズ
４０ 光拡散板
１００ 照明用光源
２００ 自動車
２０１ ヘッドライト
Ｈ 運転手

Claims (9)

1. 光源からの光を分配して、分配された前記光源からの光を照明光として出射する光分配器であって、
   前記光源からの光を入射する入射部と、
   前記照明光を出射する第１出射部と、
   前記入射部に入射した前記光源からの光を、多方向に分配して前記照明光を前記第１出射部に導く導光部とを有し、
   前記第１出射部は、前記照明光を出射する領域の面積が、前記入射部に前記光源からの光が入射する領域の面積よりも大きいか、または、前記照明光を出射する領域の数が、前記入射部に前記光源からの光が入射する領域の数よりも多いことを特徴とする光分配器。
2. 当該光分配器は、その全体形状が平板状をなし、
   前記入射部は、当該光分配器の一方の面側から前記光源からの光を入射し、
   前記第１出射部は、当該光分配器の他方の面側から前記照明光を出射するよう構成されている請求項１に記載の光分配器。
3. 当該光分配器の平面視において、前記入射部と、前記第１出射部とは、異なる位置に形成されている請求項２に記載の光分配器。
4. 当該光分配器の平面視において、前記入射部と重なる位置に配置された前記光源から出射された、前記光源からの光が前記入射部に入射する請求項３に記載の光分配器。
5. 当該光分配器の平面視において、前記第１出射部は、所定の形状にパターニングされている請求項３または４に記載の光分配器。
6. 当該光分配器の平面視において、前記入射部の少なくとも一部と重なる位置に形成された、前記照明光を出射する第２出射部を有している請求項３ないし５のいずれか１項に記載の光分配器。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光分配器と、
   前記入射部に光を出射する前記光源とを有することを特徴とする照明用光源。
8. 前記光源は、発光ダイオードである請求項７に記載の照明用光源。
9. 請求項７または８に記載の照明用光源を有する照明装置または信号装置からなることを特徴とする装置。

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