JP5396498B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、導光部材を有する発光装置に関する。
電力により発光する光源部と、前記光源部を収納する筐体部と、この筐体部から突出して設けられ、入射面から入射した前記光源部の光を分岐された出射面から導出させる導光部材とを有するものが開示されている（特許文献１）。
また、入射面から入射した光を主面に形成された凹状又は凸状のパターンから拡散光として導出する導光板を組み合わせて設けた導光部と、前記導光部に隣接し、前記導光板の前記入射面から内部に光を導入する光源部と前記光源部に所定の駆動電力を供給する電源部とを設けた筐体部と、前記導光部の前記導光板に係合し、少なくとも前記導光板を前記筐体部に着脱可能に保持する保持部とを有するものが開示されている（特許文献２、特許文献３）。
また、拡散光を導出するパターンが少なくとも１面以上に形成され複数に分岐された導光板を設けた導光部と、導光部に隣接し、導光板の下面から対向する上面に向かって導光板の内部に光を導入する光源を設けた光源部と、光源部の裏面に当接し、光源部で発生した熱を吸収して放熱する放熱部と、光源部と電気的に接続され、光源部に対する電力の供給を介する給電部と、導光部の一端に当接し、少なくとも導光部を放熱部に対して着脱可能に保持する保持部とを有するものが開示されている（特許文献４）。
また、超音波加工用ホーンに設けられたマトリクス状の加工ドットが押圧されることにより前記加工ドットの形状を反映した反射ドットが形成された複数の導光板と、前記導光板にＬＥＤ光を入射させるＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源を保持する保持部材とを有し、前記複数の導光板は前記反射ドットが形成された主面がそれぞれ異なる角度になるように形成したものが開示されている（特許文献５）。
さらに、こうした導光部材を使用した発光装置に使用される導光部材を製造する製造装置として、導光板に形成する前の基材である導光板基材を固定する導光板基材固定部と、前記導光板基材固定部に固定された前記導光板基材の主面を超音波の振動により部分的に溶融させて凹部を形成する超音波加工用ホーンと、前記超音波加工用ホーンを前記導光板基材の主面に沿って移動させ且つ前記導光板基材の主面に対して押下させる移動機構と、前記導光板基材に所定の深さまで前記凹部を形成した後に、前記超音波加工用ホーンへの超音波の印加を継続させた状態で前記超音波加工用ホーンの位置を保持するように前記超音波加工用ホーン及び前記移動機構を制御する制御部と、を有するものが開示されている（特許文献６）。
さらに、導光部材の作製方法として、導光板用基板の側面から光を入射して主面から該光を導出させるための導光板の製造方法であって、超音波加工用ホーンの矩形状の先端面にマトリクス状に加工ドットを配列させ、前記超音波加工用ホーンの前記先端面を前記導光板用基板の一主面に押圧させて前記導光板用基板の一主面に前記先端面の前記加工ドットを反映した反射ドットを形成させ、前記超音波加工用ホーンを前記導光板用基板に対して前記主面の面内で相対的に移動させて前記反射ドットの形成を繰り返し、前記導光板用基板の一主面の所定範囲に前記反射ドットを形成し、前記反射ドットが対面同一とならないように前記導光板用基板の対向する両主面の両方にそれぞれ形成されるものを開示している（特許文献８）。
上述した先行技術文献は、参照することによりその全体が組み込まれる。
ＷＯ２０１１／１４８４２０ 特開２０１１−２２８１６８ 特開２０１１−２２８１６７ 特開２０１１−１７５７３７ 特開２０１１−３３６７ 特開２０１１−２９０２７ 特開２０１０−２５７８４７ 特開２０１０−２５７８４６
本発明の目的は、導光部材を使用した発光装置において、施設の環境やユーザの要望に適合させて導光部材の場所に応じて異なる色の光を照射することができる発光装置を提供することにある。
本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明の発光装置は、外部から供給された電源により発光する１又は２以上の光源からなる複数の光源部を備える光源部材と、前記光源部材から光が入射される入射面と入射された前記光を出射する他端面とを有する導光部材と、を備えた発光装置において、
前記光源部材は、隣接する光源部はそれぞれ異なる色を発光するものからなり、
前記導光部材は、それぞれの前記光源部から入射されるそれぞれの前記入射面との間に形成され、
前記入射面から入射された光の少なくとも１部を反射する凹部側面を有する凹部と、それぞれの前記光源部から前記入射面に入射された光をそれぞれ主として導光する複数の延出部と、各延出部との間に形成された切欠部と、を備えたことを特徴とする。
本発明の発光装置によれば、一体の導光部材に、異なる色を発光する光源部の光を入射した場合であっても、導光部材内で異なる色の光が混じることなく、それぞれ所定の部位において特定の色の光を出射することができる。
図１は、第１実施形態にかかる発光装置１００の分解斜視図である。 図２は、拡散角度３０°（指光角６０°）のＬＥＤを光源として使用した際に、光の進行状況を模式的に説明した説明図である。 図３は、第１実施形態の主面に拡散凹部からなる拡散ドット２８を設けた発光装置の分解斜視図である。 図４は、拡散ドット２８のバリエーションを示す図である。 図５は、拡散ドット２８が存在する導光部材２０を光が拡散する状態を示す模式図である。 図６は、第２実施形態にかかる発光装置３００の分解斜視図である。 図７は、導光部材２０を分解した状態を示す図であり、図７Ａは正面、右側面及び平面を表す図であり、図７Ｂは背面、左側面及び底面を表す図である。 図８は、第１導光部材２０ａと光源部材１０との位置関係を正面から視認した状態を示す模式図である。 図９は、第２導光部材２０ｂと光源部材１０との位置関係を側面から視認した状態を示す模式図である。 図１０は、第２実施形態にかかる発光装置３００の別実施形態を示す斜視図である。 図１１は、第２実施形態にかかる発光装置３００の凹部（２５ｃ、２５ｄ）と切欠部（２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ）の別実施形態を示す正面図である。 図１２は、第２実施形態にかかる発光装置３００のさらなる別実施形態の導光部材２０を示す正面図である。
上記、本発明にかかる発光装置の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。
（第１実施形態）
第１実施形態にかかる発光装置１００について、図１及び図２を参照しつつ説明する。図１は、第１実施形態にかかる発光装置１００の斜視図であり、図２は、拡散角度３０°のＬＥＤを光源として使用した際に、光の進行状況を模式的に説明した説明図である。第１実施形態にかかる発光装置１００は、図１に示すように、主として、光源部材１０、導光部材２０及びこれらが取り付けられるＣ型鋼３０と保持部材３５とを備えている。
光源部材１０は、図１に示すように、供給された電源により２０ｎｍから１ｍｍの波長を出射する左側光源部１２ａ及び右側光源部１２ｂと、これら光源部１２が取り付けられた基板１５とを備えている。左側光源部１２ａは複数の光源１１ａを備えており、右側光源部１２ｂは複数の光源１１ｂを備えている。第１実施形態においては、光源１１ａ、１１ｂに発光ダイオードを用いている。なお、光源部材１０としては、有機発光ダイオード、蛍光管、冷陰極管、レーザー発振器等を使用することができる。可視光を発光する光源を使用した場合の光の色は、限定されるものではなく、例えば、白色、赤色、橙色、黄色、緑色、青色、藍色、又は紫色のいずれかの色若しくはそれらの色の組み合わせ等であってもよい。左側光源部１２ａは、それぞれ同一の波長を出射又は同一の色を発光する光源群によって形成される一方で、隣接する右側光源部１２ｂとは異なる波長又は異なる光の光源群によって構成される。第１実施形態においては、拡散角度が３０°（指光角６０°）の可視光を発光するＬＥＤを用いており、図１に示すように白色の光を発光する４つのＬＥＤからなる光源１１ａを有する左側の左側光源部１２ａと、橙色の光を発光する４つＬＥＤからなる光源１１ｂを有する右側の右側光源部１２ｂとを備えている。なお、このように可視光を出射する光源１１ａ、１１ｂを使用した場合には、照明装置として使用する場合に有効である。基板１５には、光源部１２の端部近傍には、電源（図示しない。）からの電気を供給するための電源コード１３が実装されている。電源コード１３から供給された電力は、電源ユニット（図示しない）を介して光源１１ａ又は光源１１ｂに電力を供給する。電源ユニットは、外部から入力された電力を、光源１１の定格に適合させるユニットであり、降圧、直流の定電流への整流、整流後のパルス変調及びノイズの除去等を行い、光源部１２に駆動電力を供給する。電源ユニットは、例えば、変圧機、整流器、コンデンサ等から構成される。
導光部材２０は、図１に示すように、光源部１２から入射された光を導いて、所望の面から光を出射するための部材である。導光部材２０の素材としては、例えば、メチルメタクリレートやエチルメタクリレート等のメタクリル樹脂、メチルアクリレート、エチルアクリレート等のアクリル製樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレン等の種々の素材を用いることができる。高透過性を有する素材であれば特に限定するものではない。さらに、導光部材２０は、可視光を拡散可能な微粒子状の拡散剤を添加してもよいし、可視光や紫外域の光を照射することによって蛍光を発する蛍光剤を塗布又は添加した樹脂板を用いても構わない。かかる構成を採用することによって、導光部材２０内が発光するため、導光部材２０内を通過する光の色の相違が導光部材２０を視認することで見分けることができる。第１実施形態において導光部材２０は、図１に示すように、一枚のメタクリル樹脂からなる板状に形成された導光板からなり、主面２９及び側面を有している。側面のうち左側光源部１２ａ及び右側光源部１２ｂに対向する側面は、それぞれの光源部１２の光が入射される左側入射面２３ａ及び右側入射面２３ｂが形成される。左側入射面２３ａ及び右側入射面２３ｂと反対側の側面は、それぞれ中央に切欠部２６によって分岐された左側出射面２４ａ及び右側出射面２４ｂが形成され、左側入射面２３ａ及び右側入射面２３ｂから入射された光がそれぞれ出射される。左側出射面２４ａ及び右側出射面２４ｂの表面は、左側入射面２３ａ及び右側入射面２３ｂから入射された光が拡散して出射されるように粗面に形成される。さらに、導光部材２０の両側には左側外側面２２ａ及び右側外側面２２ｂが形成される。それぞれ左側入射面２３ａ及び右側入射面２３ｂは、切欠部２６によって分岐された左側延出部１０１及び右側延出部１０２が形成され、切欠部２６の反対側には、凹部２５が形成される。よって、それぞれ左側入射面２３ａと右側入射面２３ｂの反対側に左側延出部１０１及び右側延出部１０２が延出形成される。
Ｃ型鋼３０は、主として、基板１５が配置される部材であり、主として光源部１２の熱を放熱する機能を有する。保持部材３５は、断面がＵ型の長尺部材であり、Ｃ型鋼や導光部材２０を保持するための部材である。保持部材３５は、Ｃ型鋼が配置された後、導光部材２０がボルト９０によって固定されて発光装置１００とされる。
次に、光源部材１０から導光部材２０に入射された光が周囲に拡散するまでの光学特性について、図２に基づいて説明する。光源１１ａから照射された白色の光は、図２の左側入射面２３ａを介して垂直方向に対して３０°の範囲に拡散されて左側延出部１０１内へ導入される。導入された光のうち、左側出射面２４ａへ直接到達した光（例えば、αの線）は、左側出射面２４ａの粗面で拡散されて出射され周囲を照射する。左側外側面２２ａに到達した光（例えば、βの線）は、左側外側面２２ａで反射された後、左側出射面２４ａへ到達し、左側出射面２４ａの粗面で拡散されて周囲を照射する。さらに、左側延出部１０１の右側面１０１ａに到達した光（例えば、γの線）は、右側面１０１ａで反射された後、左側出射面２４ａへ到達し、左側出射面２４ａの粗面で拡散されて周囲を照射する。さらに、凹部２５の凹部左側側面２５ａに到達した光（例えば、δ）は、凹部左側側面２５ａで反射された後、左側出射面２４ａへ到達し、左側出射面２４ａの粗面によって拡散されて周囲を照射する。このようにして、光源１１ａから照射された主たる光は左側延出部１０１内を通過し、直接又は左側外側面２２ａ、左側延出部１０１の右側面１０１ａ及び凹部左側側面２５ａによって反射されて、最終的に左側出射面２４ａで拡散されて出射し、周囲を照射する。また、光源１１ａから出射した光は、切欠部２６の底面と凹部２５との間の隙間２を通過することがほとんどない。そのため、右側延出部１０２内に光源１１ａの光が混入することを低減させることができ、この左側延出部１０１内は光源１１ａの光である白色光を導出することになる。
一方、光源１１ｂから照射された橙色の光は、右側入射面２３ｂを介して垂直方向に対して３０°の範囲に拡散されて導光部材２０内へ導入される。光源１１ａと同様の理論で、直接に右側出射面２４ｂへ到達した光は、右側出射面２４ｂの粗面で拡散されて周囲を照射する。右側外側面２２ｂ、右側延出部１０２の左側面１０２ｂ又は凹部右側側面２５ｂに到達した光は、それぞれの側面で反射された後、右側出射面２４ｂへ到達し、右側出射面２４ｂの粗面によって拡散されて周囲を照射する。同様に、すべての光源１１ｂから出射した光は、切欠部２６の底面と凹部２５との間の隙間２を通過することがほとんどない。そのため、左側延出部１０１内に光源１１ｂの光が混入することを低減させることができ、右側延出部１０２内は光源１１ｂの光である橙色の光を導出することになる。
ここで、光源部１２、切欠部２６及び凹部２５との関係について光源１１ａを利用して説明する。光源１１ａから出射した光が切欠部２６又は凹部２５に到達した際に反射する光が７０％以上であることが好ましい。７０％以下の反射率であると、左側延出部１０１の右側面１０１ａ又は凹部２５の凹部左側側面２５ａを通過して、右側延出部１０２内に混入して光が混ざってしまい、本来の色の光を導出することができなくなるからである。より好ましくは９０％以上であり、さらには全反射することが望ましい。
なお、全反射させるためには、例えば、メタクリル樹脂を導光部材２０に使用した場合には、メタクリル樹脂の屈折率が約１．４９であるので、空気の屈折率を１．０とすると、臨界角は、
ｓｉｎθｍ／ｓｉｎ９０°＝１／１．４９＝０．６７１１
であるので、
θｍ＝４２．１°
である。
そのため、切欠部２６の左側切欠側面２６ａ又は凹部２５の凹部左側側面２５ａが光源部材１０に対し垂直に設けられている場合には、光源１１ｂの拡散率が４７．９°以下であれば、全反射させることができる。
また、切欠部２６と凹部２５は、すべての光源部１２ａからの光が直接に切欠部２６の底面と凹部２５との間の隙間２を通過しない関係に形成するとよい。かかる構成を採用することによって、隣接する延出部に光が混入する可能性を低減することができる。
なお、上述した第１実施形態では、可視光を発光するＬＥＤを使用して説明したが、前述したように、可視光以外の波長を有する赤外線や紫外線を出射する光源を使用してもよい。例えば、近紫外線を出射する光源１１ａを有する左側の左側光源部１２ａと、遠紫外線を出射する光源１１ｂを有する右側の右側光源部１２ｂを使用してもよい。かかる構成を採用することによって、左側出射面２４ａと右側出射面２４ｂとで異なる波長の紫外線を出射することができ、例えば、水耕栽培等で植物に応じて異なる波長の光をそれぞれの植物に応じて出射させたい場合に有効である。
上述した第１実施形態では、導光部材２０の主面に滑面を有するものを使用したが、これに限定されるものではなく、図３に示すように、導光部材２０の両側の主面２９に、導光部材２０の左側入射面２３ａ、右側入射面２３ｂから入射された光を拡散光として導出する拡散凹部又は拡散凸部からなる拡散ドット２８が形成されていてもよい。なお、図３は、第１実施形態の主面２９に拡散凹部からなる拡散ドット２８を設けた発光装置１００の斜視図である。図４は、拡散ドット２８のバリエーションを示す図である。図５は、拡散ドット２８が形成された導光部材２０の光の拡散状態を示す模式図である。拡散凹部の形態としては、好ましくは、四角錐型の拡散ドット２８の各辺の長さが０．６ｍｍ、深さが０．４ｍｍにマトリックス状に形成するとよい。勿論、これに限定されるものではなく、四角錐型の拡散ドット２８の各辺の長さは、例えば、０．６ｍｍ〜１．５ｍｍであっても良い。また、四角錐型拡散ドットの深さは、例えば、０．４ｍｍ〜０．８ｍｍであっても良い。また、隣り合う四角錐型の拡散ドット２８間のピッチについても特に限定するものではなく、例えば、約１．５ｍｍ〜約８．０ｍｍのピッチの間から適宜選択することができる。好ましくは、１．５ｍｍから３．０ｍｍのピッチに作製するとよい。また、個々の四角錐型の拡散ドット２８の大きさは、同じであっても異なっていても良い。例えば、光源部１２から遠ざかるにつれて、四角錐型の拡散ドット２８の各辺を徐々に長くしたり、四角錐型の拡散ドット２８の深さを徐々に深くしたりしても良い。こうすれば、光源から近く光が強い位置では屈曲される光量が小さくなり、光源から遠ざかるにつれて屈曲される光量が大きくなるため、四角錐型の拡散ドット２８の明るさを均等に見せることができる。
また、拡散凹部の形状及び大きさは、特に限定するものではない。適宜様々な拡散凹部を有する拡散ドット２８を採用することができる。具体的ないくつかの例を図に示す。図４Ａは、四角錐側の拡散凹部を示している。図４Ｂは、円錐側の拡散凹部を示している。図４Ｃは、四角柱型の拡散凹部を示している。図４Ｄは、四角錐台形型の拡散凹部を示している。図４Ｅは、半球型の拡散凹部を示している。さらに、拡散凹部は必ずしもドットである必要はなく溝であっても構わない。また作製方法としては、超音波加工、加熱加工、レーザー加工、切削加工等種々の加工方法を採用することができる。
また、光源部１２から入射された光を拡散光として導出するものとして、導光部材２０の主面に拡散凸部からなる拡散ドット２８を設けてもよい。拡散凸部の具体例を同様に図４Ｆに示す。図４Ｆは半球型の拡散凸部を示している。一方、拡散凸部も同様にドットである必要はなく盛り上がった線状に形成しても構わない。拡散凸部を形成するには、スクリーン印刷やシルク印刷等によって、盛り上がるように（凸状）形成するとよい。
次に、主面２９に凹状の拡散ドットを設けた場合に光が主面から拡散していく状態について説明する。図５Ａは、両側主面２９の同一位置に拡散ドット２８ａ、２８ｂを形成した導光部材２０であり、図５Ｂは、両側主面２９の拡散ドット２８ａ、２８ｂの位置を縦方向及び横方向に１／２ピッチずらした状態の導光部材２０を示す図である。両側主面２９に拡散ドット２８ａ、２８ｂを同一位置に設けた場合であっても、１／２ピッチずらした場合であっても、導光部材２０内を通過してきた光が拡散ドット２８によって周囲に拡散する点は同様である。１／２ピッチずらした場合は、隣接する第１拡散ドット２８ａで形成される四角の頂点の中心に第２拡散ドット２８ｂが配置される関係になる。かかる構成を採用することによって、第２拡散ドット２８ｂが、隣接する四方の第１拡散ドット２８ａに対して、等距離の位置に配置され、拡散ドット２８の分散率が均一化するので主面２９全体の明るさが均一化し、拡散ドット２８による明暗の差を認識しづらくすることができる。なお、第１拡散ドット２８ａと第２拡散ドット２８ｂとの位置関係は、必ずしも１／２ピッチずらしたものである必要なく、第１拡散ドット２８ａのピッチ間隔に対して１／４ピッチ〜３／４ピッチの長さ分それぞれずらして配置してもよい。また、第１拡散ドット２８ａと第２拡散ドット２８ｂとの位置関係は、縦方向のみにずらしたものでもよいし、横方向のみにずらしたものでもよい。
（第２実施形態）
以下、本発明にかかる発光装置の第２実施形態として、ＬＥＤ電球の実施形態について図６から図を参照しながら説明する。図６は、第２実施形態にかかる発光装置３００の分解斜視図である。図７は、導光部材２０を分解した状態を示す図であり、図７Ａが、正面、右側面及び平面を表す図であり、図７Ｂが背面、左側面及び底面を表す図である。図８は、導光部材２０と光源部材１０との関係を示す模式図である。
第２実施形態にかかる発光装置３００は、図６に示すように、光源部材１０、導光部材２０及びこれらを保持するための筐体部３６を備えている。筐体部３６は、主として、口金３１、放熱部材３２と、を備えている。口金３１は、ソケット（図示しない。）に取り付けられて電力の供給を受けるものである。さらに、後述する光源部材１０及び導光部材２０を固定するための固定部材５０を有している。
光源部材１０は、口金３１から得られた電力によって、発光される光源１１（１１ｃ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ）を有する光源部１２（１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ）を備えている。電源ユニット（図示しない。）は、筐体３６内に配置されており、実施形態１と同様に、降圧、直流の定電流への整流、整流後のパルス変調及びノイズの除去等を行い、コネクタ３３を介して光源１１に駆動電力を供給する。光源部１２は、１つ又は複数の同一色を有する光源からなる。第２実施形態においては、表面実装型で拡散角度３０°（指光角６０°）のＬＥＤを用いている。それぞれ光源部１２は、以下に説明する入射面にそれぞれ対応して設けられており、中央の第１光源部１２ｃ、第２光源部１２ｄ、第３光源部１２ｅ、第４光源部１２ｆ及び第５光源部１２ｇを備え、それぞれ中心及び四方にそれぞれ十字状に設けられている。第１光源部１２ｃは、２つの光源１１ｃからなり、同様に、第２光源部１２ｄは１つの光源１１ｄ、第３光源部１２ｅは１つの光源１１ｅ、第４光源部１２ｆは１つの光源１１ｆ、第５光源部ｇは１つの光源１１ｇとからなる。光源１１ｃは、白色の光を発光するＬＥＤを採用し、光源１１ｄ、光源１１ｅ、光源１１ｆ及び光源１１ｇは、それぞれ橙色の光を発光するＬＥＤを採用している。なお、光源部１２を構成する光源の数は、特に限定するものではなく、単数であっても、複数であっても構わないし、それぞれの光源部１２は、同数であっても異なる数であっても構わない。また光源部材１０としては、有機発光ダイオード、蛍光管、冷陰極管、レーザー発振器等を使用することができる。可視光を発光する光源を使用した場合の光の色は、限定されるものではなく、例えば、白色、赤色、橙色、黄色、緑色、青色、藍色、又は紫色のいずれかの色若しくはそれらの色の組み合わせ等であってもよい。
導光部材２０は、図７に示すように、２つの第１導光部材２０ａ及び第２導光部材２０ｂを組み合わせて構成されている。導光部材２０の素材としては、第１実施形態と同様のものを使用できる。第１導光部材２０ａの先端側が第１延出部２０１、第２延出部２０２、第３延出部２０３及び第４延出部２０４の４本に分岐されている。第１導光部材２０ａは、第２延出部２０２及び第３延出部２０３の長さが、第１延出部２０１及び第４延出部２０４の長さより長く形成されている。さらに、第１延出部２０１と第２延出部２０２との間には第１切欠部２６ｃが形成されており、第２延出部２０２と第３延出部２０３との間には第２切欠部２６ｄが形成されており、第３延出部２０３と第４延出部２０４との間には第３切欠部２６ｅが形成されている。第１切欠部２６ｃ、第２切欠部２６ｄ及び第３切欠部２６ｅの底面には、それぞれ第１底面部２１１、第２底面部２１２及び第３底面部２１３が設けられている。第１延出部２０１から第４延出部２０４の左右には、それぞれ入射された光を反射する第１延出部左側面２０１ａ及び第１延出部右側面２０１ｂ、第２延出部左側面２０２ａ及び第２延出部右側面２０２ｂ、第３延出部左側面２０３ａ及び第３延出部右側面２０３ｂ、第４延出部左側面２０４ａ及び第４延出部右側面２０４ｂが形成される。さらに、第１延出部２０１から第４延出部２０４の先端は、それぞれ、より広角に光を導出することができるＶ字状に形成されている。第１導光部材２０ａの面のうち、光源部材１０と対向する面には、それぞれの光源１１に対向する位置に、第１入射面２３ｄ、第２入射面２３ｃ及び第３入射面２３ｅが形成され、第１入射面２３ｄと第２入射面２３ｃとの間には、第１凹部２５ｃが形成され、第２入射面２３ｃと第３入射面２３ｅとの間には、第２凹部２５ｄが形成される。第１導光部材２０ａの両側平面には、主面２９ａが形成される。
一方、第１導光部材２０ａに組み合わされる第２導光部材２０ｂも同様に先端側が第５延出部２０５、第６延出部２０６、第７延出部２０７及び第８延出部２０８の４本に分岐されている。また、第２導光部材２０ｂは、第６延出部２０６及び第７延出部２０７の長さが、第５延出部２０５及び第８延出部２０８の長さより長く形成されている。さらに、第５延出部２０５と第６延出部２０６との間には第４切欠部２６ｆが形成されており、第６延出部２０６と第７延出部２０７との間には第５切欠部２６ｇが形成されており、第７延出部２０７と第８延出部２０８との間には第６切欠部２６ｈが形成されている。第４切欠部２６ｆ、第５切欠部２６ｇ及び第６切欠部２６ｈの底面には、それぞれ第４底面部２１４、第５底面部２１５及び第６底面部２１６が設けられている。それぞれ第５延出部２０５から第８延出部２０８の左右には、入射された光を反射する第５延出部左側面２０５ａ及び第５延出部右側面２０５ｂ、第６延出部左側面２０６ａ及び第６延出部右側面２０６ｂ、第７延出部左側面２０７ａ及び第７延出部右側面２０７ｂ、第８延出部左側面２０８ａ及び第８延出部右側面２０８ｂが形成される。さらに、それぞれの第５延出部２０５から第８延出部２０８の先端は、より広角に光を導出することができるＶ字状に形成されている。第２導光部材２０ｂの面のうち、光源部材１０と対向する面には、それぞれの光源１１に対向する位置に、第４入射面２３ｆ、第５入射面２３ｇが形成されている。第４入射面２３ｆと第５入射面２３ｇとの間には、第１導光部材２０ａと組み合わせるために組付凹部２５ｇが形成されており、この組付凹部２５ｇと第４入射面２３ｆとの間には、第３凹部２５ｅが形成され、第５入射面２３ｇと組付凹部２５ｇとの間には、第４凹部２５ｆが形成される。第２導光部材２０ｂの両側平面には、主面２９ｂが形成される。
以上の光源部材１０、導光部材２０及び筐体部３６は、以下のようにして組み付けられて、ＬＥＤ電球とされる。まず、筐体部３６に口金３１から得られた電源を受給可能に接続された光源部材１０が取り付けられる。一方で、第１導光部材２０ａと第２導光部材２０ｂを十字状となるように組み合わせる。組み合わせは、第１導光部材２０ａの第２切欠部２６ｄに第２導光部材２０ｂの組付凹部２５ｇを挿入していき、組付凹部２５ｇの底面を第２底面部２１２に接触させる。十字状に形成された導光部材２０に固定部材５０を取り付けた状態で、光源部材１０を覆うようにして筐体部３６に取り付け固定して、光源部材１０及び導光部材２０を固定する。
次に、光源部材１０から導光部材２０に入射された光が周囲に拡散するまでの光学特性について図８に基づいて説明する。まず、第１導光部材２０ａに光源部材１０から光が入射された場合について説明する。図８は、第１導光部材２０ａと光源部材１０との位置関係を正面から視認した状態を示す模式図である。なお、光が一部反射又は全反射する条件等は、第１実施形態で説明したのと同様に考えられる。第１導光部材２０ａの第１入射面２３ｄから入射された第２光源部１２ｄの光の大部分（ε）は、第１延出部２０１に導入され、第１延出部２０１の先端から光が出射される。具体的には、第２光源部１２ｄから第１延出部２０１に導入された光の一部は直進（図示しない。）して、第１延出部２０１の先端に到達し、それ以外の光は、第１延出部左側面２０１ａ及び第１延出部右側面２０１ｂ、第１凹部２５ｃの左側面及び主面２９ａの間を多重反射して、第１延出部２０１の先端まで到達する。こうして到達された光は、第１延出部２０１の先端から拡散されて周囲を照射する。このように第２光源部１２ｄから照射された光は、垂直方向に対して３０°以内（指光角６０°以内）のどの角度で照射したとしても、第１凹部２５ｃの左側面及び第１延出部右側面２０１ｂによって第１延出部２０１内に光が導かれる。そのため、第２光源部１２ｄの光が、第２延出部２０２、第３延出部２０３及び第４延出部２０４に導入されることを極力低減することができる。
同様にして、第１導光部材２０ａの第３入射面２３ｅから入射された第３光源部１２ｅの光の大部分（η）は、第４延出部２０４に導入され、第４延出部２０４の先端から光が導出されることになる。この際に、第２凹部２５ｄの右側面及び第４延出部左側面２０４ａによって、第３光源部１２ｅの光が第１延出部２０１、第２延出部２０２及び第３延出部２０３に導入されることを極力低減することがきる点も同様である。
次に、第１導光部材２０ａの第２入射面２３ｃから入射された第１光源部１２ｃの光学特性について説明する。第１光源部１２ｃから入射された光の大部分（ζ）は、第２延出部２０２及び第３延出部２０３に導入され、第２延出部２０２及び第３延出部２０３の先端から光が導出されることになる。具体的には、第１光源部１２ｃから導入された光は、第１凹部２５ｃの右側面、第２凹部２５ｄの左側面、第２延出部右側面２０２ｂ、第２延出部左側面２０２ａ、第３延出部右側面２０３ｂ、第３延出部左側面２０３ａ及び主面２９ａの間を多重反射して第２延出部２０２又は第３延出部２０３の先端に到達し、こうして到達された光は、先端から拡散されて周囲を照射する。この際に第１光源部１２ｃから照射された光は、図８に示すように、垂直方向に対して３０°以内（指光角６０°以内）のどの角度で照射したとしても、第２延出部２０２及び第３延出部２０３に導入され、第１延出部２０１及び第４延出部２０４に光が導入されるのを極力低減することができる。
次に第２導光部材２０ｂに光源部材１０から光が入射された場合について説明する。図９は、第２導光部材２０ｂと光源部材１０との位置関係を側面から視認した状態を示す模式図である。第２導光部材２０ｂの第４入射面２３ｆから入射された第４光源部１２ｆの光の大部分（ι）は、第５延出部２０５の先端からが導出されることになる。具体的には、第４光源部１２ｆから第５延出部２０５に導入された光の一部は直進（図示しない。）して、第５延出部２０５の先端に到達し、それ以外の光は、第５延出部左側面２０５ａ及び第５延出部右側面２０５ｂ、第３凹部２５ｅの左側面及び主面２９ｂの間を多重反射して、第５延出部２０５の先端まで到達する。こうして到達された光は、第５延出部２０５の先端から拡散されて周囲を照射する。この際に第４光源部１２ｆから照射された光は、図９に示すように、垂直方向に対して３０°以内（指光角６０°以内）のどの角度で照射したとしても第３凹部２５ｅの左側面及び第５延出部右側面２０５ｂによって第５延出部２０５内に光が導かれる。そのため、第４光源部１２ｆの光が、第６延出部２０６、第７延出部２０７及び第８延出部２０８に導入されることを極力低減することができる。
同様にして、第２導光部材２０ｂの第５入射面２３ｇから入射された第５光源部１２ｇの光の大部分（κ）は、第８延出部２０８に導入され、第８延出部２０８の先端から光が導出されることになる。この際に、第４凹部２５ｆの右側面及び第８延出部左側面２０８ａによって、第５光源部１２ｇの光が第５延出部２０５、第６延出部２０６及び第７延出部２０７に導入されることを極力低減することができる点も同様である。
次に、第１光源部１２ｃから入射された光の光学特性について説明する。第１光源部１２ｃから入射された光の大部分（λ）は、第１導光部材２０ａの第２入射面２３ｃに一旦入射した後、第６延出部２０６及び第７延出部２０７に導入され、一部の光は、第２入射面２３ｃの隣に形成された第６入射面２３ｈから導入され、第６延出部２０６及び第７延出部２０７の先端から光が導出されることになる。具体的には、第１光源部１２ｃから導入された光は、第３凹部２５ｅの右側面、第４凹部２５ｆの左側面、第６延出部右側面２０６ｂ、第６延出部左側面２０６ａ、第７延出部右側面２０７ｂ、第７延出部左側面２０７ａ及び主面２９ｂの間を多重反射して第６延出部２０６又は第７延出部２０７の先端に到達し、こうして到達された光は、先端から拡散されて周囲を照射する。この際に第１光源部１２ｃから照射された光は、図９に示すように、３０°以内のどの角度で照射したとしても、第６延出部２０６及び第７延出部２０７に導入され、第５延出部２０５又は第８延出部２０８に光が導入されるのを極力低減することができる。
以上の第１導光部材２０ａ及び第２導光部材２０ｂの光学特性により、第１光源部１２ｃの光は、主として、第２延出部２０２、第３延出部２０３、第６延出部２０６及び第７延出部２０７に光が導光され、光源１１ｃの光の色で発光される。第２光源部１２ｄの光は、第１延出部２０１に導入され、光源１１ｄの光の色で発光される。第３光源部１２ｅの光は、第４延出部２０４に導入され、光源１１ｅの光の色で発光される。第４光源部１２ｆの光は、第５延出部２０５に導入され、光源１１ｆの光の色で発光される。第５光源部１２ｇの光は、第８延出部２０８に導入され、光源１１ｇの光の色で発光される。このように、それぞれの光源部の光の色に応じて、各延出部から導出される光の色を異ならせることができる。第２実施形態においては、第２延出部２０２、第３延出部２０３、第６延出部２０６及び第７延出部２０７が白色を照射し、第１延出部２０１、第４延出部２０４、第５延出部２０５及び第８延出部２０８は橙色を照射することになる。
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく種々の変更や改良を行うことが可能であり、例えば、以下の態様に変更してもよい。
第２実施形態においては、導光部材２０の主面２９ａ、２９ｂや側面に滑面を有するものを使用したが、これに限定されるものではなく、第１実施形態の変形例と同様に、図１０に示したように、導光部材２０の両側の主面に、導光部材２０の入射面を介して光源部１２から入射された光を拡散光として導出する拡散凹部又は拡散凸部からなる拡散ドット２８ｃを形成してもよい。かかる構成を採用することによって、主面に光源の色が反映されてそれぞれの延出部が各対応する光源の色に発光することになり、美観的に優れた発光装置３００とすることができる。拡散ドット２８ｃの形態については、第１実施形態で説明した変形例と同様である。
また、上述した第２実施形態においては、光の混合を防止する手段として、基本的にすべての光源部の光が隣接する延出部に侵入しない形態について説明したがこれに限定するものではなく、光が隣接する延出部と色の相違を認識することができれば、光がある程度侵入しても構わない。
また、例えば、図１１に示すように、第１光源部１２ｃからの光が第１切欠部２６ｃの底面と第１凹部２５ｃとの間又は第３切欠部２６ｅの底面と第２凹部２５ｄとの間を光が通過した後、そのまま第１延出部２０１や第４延出部２０４に侵入することなく外部に出射するように形成してもよい。かかる構成を採用することによって、第１光源部１２ｃからの光が、他の第１延出部２０１や第４延出部２０４に侵入して、第２光源部１２ｄ又は第３光源部１２ｅの光と混合することを低減することができる。
また、上述した第２実施形態においては、図８に示すように、第１延出部左側面２０１ａの下方及び第４延出部右側面２０４ｂの下方は平面に形成されており、図９に示すように、第５延出部左側面２０５ａ及び第８延出部右側面２０８ｂの下方は平面に形成されているが、必ずしも平面である必要はなく、図１２に示すように、固定部剤５０と嵌合するように凹部２２０を形成してもよい。
また、上述した第２実施形態おいては、直線状の切欠部２６とし、直方体型の凹部２５としたが、本発明は、切欠部２６の大きさ、形状や凹部２５の幅、高さ及び光源部１２に対する凹部側面の角度、さらには切欠部２６と凹部２５とで形成される間隔の距離等によって、光源部からの光の進行方向を調整することができる。そこで、これらを随時調整することによって、所望の光の反射方向を得ることができる。例えば、図１２に示すように、切欠部２６は、必ずしも直線である必要はなく、カーブを描いていても構わない。また、凹部２５は、図１２に示すように、溝状に形成されていても構わない。また、光源部１２からの光の方向や光を拡散させたい方向等を考慮して、凹部２５の側面は光源部材１０に対して９０°未満の角度や９０°を超える角度に形成してもよい。
さらに、上述した第２実施形態においては、光源として、垂直方向に対して両側に３０°に拡散するＬＥＤ（指光角６０°）を使用しているが、特に拡散角度について限定するものではなく、各延出部の光の色の差が認識可能な範囲で、垂直方向に対して両側に５°〜６０°の範囲で拡散するＬＥＤ（指光角１０°〜１２０°）を採用することができる。
さらに、上述した第２実施形態においては、光源１１ｃは、白色の光を発光するＬＥＤを採用し、光源１１ｄ、光源１１ｅ、光源１１ｆ及び光源１１ｇは、それぞれ橙色の光を発光するＬＥＤを採用しているが、これに限定するものではなく、例えば、全ての光源の光の色を異なるものとしてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に記載する。本発明は、異なる波長又は色を出射する隣接した光源部の光を、導光部材内で光が混合する割合を極力低減して、導光部材の部位に応じて異なる波長や色の光を出射可能にしたものである。
これらを達成するために、本発明の発光装置は、外部から供給された電源により、２０ｎｍから１ｍｍの波長から任意の波長の光を出射する１又は２以上の光源からなる複数の光源部を備える光源部材と、前記光源部材から光が入射される入射面と入射された前記光を出射する他端面とを有する導光部材と、を備えた発光装置において、
前記光源部材は、隣接する光源部はそれぞれ異なる波長の光を出射するものであり、
前記導光部材は、それぞれの前記光源部から入射されるそれぞれの前記入射面間に形成され、かつ前記入射面から入射された光の少なくとも１部を反射する凹部側面を有する凹部と、それぞれの前記光源部から前記入射面に入射された光をそれぞれ主として導光する複数の延出部と、各前記延出部との間に形成された切欠部と、
を備える。また、本発明の発光装置は、外部から供給された電源により、可視光を発光する１又は２以上の光源からなる複数の光源部を備える光源部材と、前記光源部材から光が入射される入射面と入射された前記光を出射する他端面とを有する導光部材と、を備えた発光装置において、
前記光源部材は、隣接する光源部はそれぞれ異なる色の光を発光するものであり、
前記導光部材は、それぞれの前記光源部から入射されるそれぞれの前記入射面間に形成され、かつ前記入射面から入射された光の少なくとも１部を反射する凹部側面を有する凹部と、それぞれの前記光源部から前記入射面に入射された光をそれぞれ主として導光する複数の延出部と、各前記延出部との間に形成された切欠部と、を備える。
本発明の発光装置は、使用される導光部材の入射側面側に凹部が設けられ、出射面側に切欠部を設けられて、それぞれ独立した延出部が形成される。これによって、光源部から入射された光は、凹部の側面又は延出部の側面によって、隣接する延出部に光が侵入することを極力防止することができ、隣接する光源部同士の光が混合する可能性を低減することができる。
前記主面には、前記光源部の光を拡散光として導出させる拡散ドット又は拡散溝を形成することもできる。拡散ドット又は溝を形成することで、主面からも光源部からの光を出射させることができる。また、主面の拡散ドットによって光源部の光の色を認識することができるようになり、導光部材がカラフルに色づいた美感性に優れた発光装置とすることができる。なお、拡散ドット又は拡散溝は、側面に設けてもよい。
さらに、凹部側面は、入射面に対して垂直面で形成することもできる。凹部側面を垂直面に形成することで、光源部から入射された光が同じ角度で反射し延出部へ導入されていくので、導光部材の設計を行いやすくすることができる。
さらに、凹部側面は、凹部側面と隣接する入射面とのなす角が９０°未満に形成してもよいし、９０°を超える角度に形成してもよい。凹部側面の角度を調整することによって、光が延出部へ導入する量を調整することができる。そのため、光の光量の調整等を行い易くすることができる。
前記凹部側面は、凹部側面と隣接する入射面とのなす角が対応する光源部からの光を全反射する角度に形成されていてもよい。かかる構成を採用することで、光が凹部を通過して、隣接する延出部へ光が導入されることを防止することができ、隣接する光源部の光と混合することを低減することができる。
前記導光部材は、アクリル樹脂で作製されており、前記凹部側面に入射する光源からの光の入射角が４２°以上に形成してもよい。アクリル樹脂の臨界角は、おおよそ４２．１°であるので、光源からの光の入射角を４２°以上とすることで、光源部からの光を凹部側面で全反射させることができる。そのため、隣接する光源部の光と混合することを低減することができる。
また、前記凹部と前記切欠部は、光源部からの光が前記凹部と前記切欠部との間を通過しない位置に配置するとよい。これにより、さらに、光が隣接する延出部へ光が混入することを防止することができる。
上述した実施の形態で示すように、発光装置として利用することができる。
１０…光源部材、
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ…光源、
１２…光源部、１２ａ…左側光源部、１２ｂ…右側光源部、１２ｃ…第１光源部、
１２ｄ…第２光源部、１２ｅ…第３光源部、１２ｆ…第４光源部、１２ｇ…第５光源部、１３…電源コード、１５…基板、２０…導光部材、２０ａ…第１導光部材、
２０ｂ…第２導光部材、２１…光源部、２２ａ…左側外側面、２２ｂ…右側外側面、
２３ａ…左側入射面、２３ｂ…右側入射面、２３ｃ…第２入射面、２３ｄ…第１入射面、
２３ｅ…第３入射面、２３ｆ…第４入射面、２３ｇ…第５入射面、２４ａ…左側出射面、
２４ｂ…右側出射面、２５…凹部、２５ａ…凹部左側側面、２５ｂ…凹部右側側面、
２５ｃ…第１凹部、２５ｄ…第２凹部、２５ｅ…第３凹部、２５ｆ…第４凹部、
２５ｇ…組付凹部、２６…切欠部、２６ａ…左側切欠側面、２６ｃ…第１切欠部、
２６ｄ…第２切欠部、２６ｅ…第３切欠部、２６ｆ…第４切欠部、２６ｇ…第５切欠部、
２６ｈ…第６切欠部、２８…拡散ドット、２８ａ…第１拡散ドット、
２８ｂ…第２拡散ドット、２９…主面、２９ａ…主面、２９ｂ…主面、３０…Ｃ型鋼、
３１…口金、３２…放熱部材、３３…コネクタ、３５…保持部材、３６…筐体部、
５０…固定部材、１００…発光装置、１０１…左側延出部、１０１ａ…右側面、
１０２ｂ…左側面、１０２…右側延出部、２０１…第１延出部、
２０１ａ…第１延出部左側面、２０１ｂ…第１延出部右側面、２０２…第２延出部、
２０２ａ…第２延出部左側面、２０２ｂ…第２延出部右側面、２０３…第３延出部、
２０３ａ…第３延出部左側面、２０３ｂ…第３延出部右側面、２０４…第４延出部、
２０４ａ…第４延出部左側面、２０４ｂ…第４延出部右側面、２０５…第５延出部、
２０５ａ…第５延出部左側面、２０５ｂ…第５延出部右側面、２０６…第６延出部、
２０６ａ…第６延出部左側面、２０６ｂ…第６延出部右側面、２０７…第７延出部、
２０７ａ…第７延出部左側面、２０７ｂ…第７延出部右側面、２０８…第８延出部、
２０８ａ…第８延出部左側面、２０８ｂ…第８延出部右側面、２１１…第１底面部、
２１２…第２底面部、２１３…第３底面部、２１４…第４底面部、２１５…第５底面部、
２１６…第６底面部、３００…発光装置

Claims (8)

  1. 外部から供給された電源により、２０ｎｍから１ｍｍの波長から任意の波長の光を出射する１又は２以上の光源からなる複数の光源部を備える光源部材と、前記光源部材から光が入射される入射面と入射された前記光を出射する他端面とを有する導光部材と、を備えた発光装置において、
    前記光源部材は、隣接する光源部はそれぞれ異なる波長の光を出射するものであり、
    前記導光部材は、それぞれの前記光源部から入射されるそれぞれの前記入射面間に形成され、かつ前記入射面から入射された光の少なくとも１部を反射する凹部側面を有する凹部と、それぞれの前記光源部から前記入射面に入射された光をそれぞれ主として導光する複数の延出部と、各前記延出部との間に形成された切欠部と、を備え、
    前記凹部は、切欠部の反対側に形成され、前記凹部と前記切欠部は前記光源部からの光が直接に前記凹部と前記切欠部との間を通過しない位置に配置されていることを特徴とする発光装置。
  2. 外部から供給された電源により、可視光を発光する１又は２以上の光源からなる複数の光源部を備える光源部材と、前記光源部材から光が入射される入射面と入射された前記光を出射する他端面とを有する導光部材と、を備えた発光装置において、
    前記光源部材は、隣接する光源部はそれぞれ異なる色の光を発光するものであり、
    前記導光部材は、それぞれの前記光源部から入射されるそれぞれの前記入射面間に形成され、かつ前記入射面から入射された光の少なくとも１部を反射する凹部側面を有する凹部と、それぞれの前記光源部から前記入射面に入射された光をそれぞれ主として導光する複数の延出部と、各前記延出部との間に形成された切欠部と、を備え、
    前記凹部は、切欠部の反対側に形成され、前記凹部と前記切欠部は前記光源部からの光が直接に前記凹部と前記切欠部との間を通過しない位置に配置されていることを特徴とする発光装置。
  3. 前記導光部材の主面には、前記光源部の光を拡散光として導出させる拡散ドット又は拡散溝が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。
  4. 前記凹部側面は、入射面に対して垂直面からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
  5. 前記凹部側面は、前記凹部側面と隣接する入射面とのなす角が９０°未満であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
  6. 前記凹部側面は、前記凹部側面と隣接する入射面とのなす角が９０°を超える角度であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
  7. 前記凹部側面は、凹部側面と隣接する入射面とのなす角が対応する前記光源部からの光を全反射する角度に形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の発光装置。
  8. 前記導光部材は、アクリル樹脂で作製されており、
    前記凹部側面に入射する前記光源からの光の入射角が４２°以上であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の発光装置。
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