JP5404676B2 - 照明用光源及び照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、導光体及び照明用光源及び照明装置に関するものである。

従来、矩形の板状の導光板の端面にＬＥＤからの光を入射する平面照明装置において、端面から導光板内に入射した光を、導光板の表面部に設けられた複数の光反射部により導光板の裏面部側へ全反射し、裏面部から出射した光を、裏面部に対向して設けられた光反射シートにより反射して裏面部から再び導光板内に入射し、表面部から出射するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１１３７０９号公報

従来の平面照明装置では、裏面部から出射する反射光線が裏面部全体に亙って均一な輝度となるように、表面部に対する光反射部の占有率が、ＬＥＤからの光の進行方向に沿って徐々に大きくなるように設定されている。しかし、光反射部の設けられた領域が露出した状態又は少なくとも光反射部のパターン形状が直視できる状態で照明装置を使用した場合、光散乱パターンが不規則となるという課題があった。また、その結果、意匠性が損なわれるという課題があった。また、作製が容易でないという課題もあった。さらに、光反射部の設けられた領域が導光板のエッジ部までかかっているため、エッジ部が露出した状態で照明装置を使用した場合、エッジ部での光散乱が不規則となり、出射光の均一性が損なわれるという課題があった。また、エッジ部の凹凸が目立ち、意匠性が損なわれるという課題があった。

本発明は、例えば、作製が容易で、光を端面から入射して側面から出射する際に、光散乱パターンが不規則になりにくい導光体を提供することを目的とする。また、例えば、側面に角部（エッジ部）がある導光体において、光を端面から入射して側面から出射する際に、角部で起きる不規則な光散乱を抑制することを目的とする。

本発明の一の態様に係る導光体は、
発光素子からの光を照射する照明用光源に用いられる長手状の導光体であって、
前記導光体の長手方向の端にあり、前記発光素子からの光を入射する端面と、
前記導光体の長手方向に延在する側面であり、少なくとも一部の領域に、前記端面から入射した光を拡散させる複数の拡散要素が一定方向に沿って等間隔で並ぶように配置された拡散パターンが形成され、少なくとも一部の領域から、前記拡散パターンで拡散した光を出射する側面とを有する。

本発明の一の態様によれば、作製が容易で、光を端面から入射して側面から出射する際に、光散乱パターンが不規則になりにくい導光体を提供することが可能となる。

（ａ）実施の形態１に係る照明装置の斜視図、（ｂ）実施の形態１の変形例１に係る照明装置の斜視図、（ｃ）実施の形態１の変形例２に係る照明装置の斜視図、（ｄ）実施の形態１の変形例３に係る照明装置の斜視図。 実施の形態１に係る照明装置の部分断面側面図。 実施の形態１に係るＬＥＤ電源の構成を示すブロック図。 （ａ）実施の形態１に係る照明用光源の斜視図、（ｂ）実施の形態１の変形例４に係る照明用光源の斜視図、（ｃ）実施の形態１の変形例５に係る照明用光源の斜視図。 （ａ）実施の形態１の変形例６に係る照明用光源の部分斜視図、（ｂ）実施の形態１の変形例７に係る照明用光源の部分斜視図。 （ａ）実施の形態１に係る照明用光源の部分側面図、（ｂ）実施の形態１に係る導光体の鳥瞰図、（ｃ）実施の形態１の変形例１２に係る照明用光源の部分側面図。 （ａ）実施の形態１の変形例１３に係る照明用光源の部分側面図、（ｂ）実施の形態１の変形例１３に係る導光体の鳥瞰図、（ｃ）実施の形態１の変形例１３に係る導光体の鳥瞰図、（ｄ）実施の形態１の変形例１４に係る照明用光源の部分側面図、（ｅ）実施の形態１の変形例１４に係る導光体の鳥瞰図。 （ａ）実施の形態１の変形例１５に係る照明用光源の部分斜視図、（ｂ）実施の形態１の変形例１６に係る照明用光源の部分斜視図。 （ａ）実施の形態２に係る照明用光源の斜視図、（ｂ）実施の形態２の変形例に係る照明用光源の斜視図。 実施の形態３に係る照明用光源の部分斜視図。 （ａ）実施の形態３に係る照明用光源の部分側面図、（ｂ）実施の形態３の変形例に係る照明用光源の部分側面図。 （ａ）実施の形態４に係る照明用光源の下面図、（ｂ）実施の形態４に係る照明用光源のスリーブを除いた状態の下面図。 （ａ）実施の形態５に係る照明用光源の斜視図、（ｂ）実施の形態５の変形例１に係る照明用光源の斜視図、（ｃ）実施の形態５の変形例２に係る照明用光源の斜視図。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」といった方向は、説明の便宜上、そのように記しているだけであって、装置、器具、部品等の配置や向き等を限定するものではない。

実施の形態１．
図１（ａ）は、本実施の形態に係る照明装置１０の斜視図である。図２は、照明装置１０の部分断面側面図である。

図１（ａ）、図２において、照明装置１０は、ＬＥＤモジュール２０と導光体３０とを備えた照明用光源１１を少なくとも１つ具備する。なお、図２では、照明装置１０が複数組（具体的には、２組）の照明用光源１１を具備する例を示しているが、図１（ａ）では、簡単のため、照明装置１０が１組のみの照明用光源１１を具備する例を示している。ここで、１組の照明用光源１１とは、１つ又は複数の照明用光源１１を組み合わせ、全体として平面視で略円形状のランプとなったものをいう。照明用光源１１の詳細な構成については後述する。

照明装置１０は、照明用光源１１に加えて、本体１２、ホルダー１３、ＬＥＤ電源１４（電源装置）、配線１５、引き紐１６、反射カバー１７（セード）、固定具１８を具備する。

照明用光源１１は着脱自在であり、照明装置１０に取り付けられる場合には、本体１２から下方に延びるホルダー１３によって固定される。ＬＥＤ電源１４も着脱自在であり、照明装置１０に取り付けられる場合には、本体１２内部に収容される。照明用光源１１のＬＥＤモジュール２０とＬＥＤ電源１４とは配線１５で接続される。ＬＥＤ電源１４は、配線１５を介してＬＥＤモジュール２０に電力を供給する。また、ＬＥＤ電源１４は、引き紐１６が引っ張られたとき、あるいは、不図示のボリュームダイヤルやスイッチやリモコン（ワイヤレス）等から所定の信号が送信されたときに、配線１５を介してＬＥＤモジュール２０に点灯制御信号や調光制御信号等の各種信号を伝送する。ＬＥＤモジュール２０が点灯すると、ＬＥＤモジュール２０から発せられた光が照明用光源１１の導光体３０によって拡散され、周囲に放射（照射）される。このとき、上方や側方に放射された光は、照明用光源１１を上から覆う反射カバー１７によって下方に反射されるため、器具効率が高まる。照明装置１０は、例えば天井面に設置され、固定具１８によって固定される。

照明装置１０を構成する部品のうち、照明用光源１１及びＬＥＤ電源１４以外については、例えば従来の丸管蛍光ランプ用の部品を用いることができる。したがって、従来の丸管蛍光ランプを用いた照明器具に、本実施の形態に係る照明用光源１１及びＬＥＤ電源１４を取り付けることで、光源の長寿命化、省エネが図れる。例えば、照明用光源１１の導光体３０の外径（平面視での縦幅及び横幅）を２０５ｍｍ（ミリメートル）程度、断面の縦幅及び横幅を２９ｍｍ程度とすれば、照明用光源１１により従来の２０形の丸管蛍光ランプを置き換え可能である。同様に、導光体３０の外径を２２５ｍｍ程度、断面の縦幅及び横幅を２９ｍｍ程度とすれば、従来の３０形の丸管蛍光ランプを置き換え可能である。

なお、図２に示した反射カバー１７は、照明装置１０を実現する上で必須のものではなく、照明装置１０は、用途によっては照明用光源１１全体を露出させた構成であってもよい。

図３は、ＬＥＤ電源１４の構成を示すブロック図である。

図３において、ＬＥＤ電源１４は、固定具１８の内部を通る電線により商用電源４０と接続される。また、前述したように、ＬＥＤ電源１４は、配線１５により照明用光源１１のＬＥＤモジュール２０と接続される。

ＬＥＤ電源１４は、交流−直流変換回路４１、調光部４２、制御部４３を備える。ここで、後述するように、照明用光源１１は、少なくとも１つのＬＥＤモジュール２０を備えており、ＬＥＤ電源１４は、ＬＥＤモジュール２０ごとに、調光部４２を備える。

交流−直流変換回路４１は、商用電源４０から入力される交流電流を直流電流に変換して調光部４２に入力することにより、調光部４２に光源電力を供給する。調光部４２は、ＬＥＤモジュール２０を点灯／消灯させる機能を有している。また、調光部４２は、ＬＥＤモジュール２０に対し、順電流制御（電流値を調整することにより光源の明るさを調節する制御）やデューティ制御（光源を高速で点滅させ、その点灯時間の割合を調整することにより光源の明るさを調節する制御）等により発光強度を変化させる機能を有している。制御部４３は、個別のＬＥＤモジュール２０、又は、照明用光源１１を所望の発光強度に調節するための入力を外部から受け付ける機能を有している。また、制御部４３は、その入力に従った信号を調光部４２に与える機能を有している。入力手段としては、前述したように、引き紐１６、あるいは、ボリュームダイヤルやスイッチやリモコン等を用いることができる。

図４（ａ）は、照明用光源１１の斜視図である。

図４（ａ）において、照明用光源１１は、ＬＥＤ２１が少なくとも１つ基板上に実装されたＬＥＤモジュール２０を長手方向の両端に１つずつ備える。また、照明用光源１１は、板状に形成され、長手方向に湾曲した長手状の導光体３０（導光板）を備える。図示していないが、ＬＥＤモジュール２０と導光体３０とは、例えば枠材によって連結されている。図４（ａ）では、各ＬＥＤモジュール２０の基板上に３つのＬＥＤ２１が直線状に配置された例を示しているが、ＬＥＤ２１の数や配置はこれに限るものではない。例えば、２つ以下あるいは４つ以上のＬＥＤ２１が直線状に配置されてもよいし、複数のＬＥＤ２１がリング状、放射状、複数列の直線状、あるいは、ランダムに配置されてもよい。図１（ａ）に示したように、導光体３０は、全体が略円弧状に湾曲しており、ＬＥＤモジュール２０を含めた照明用光源１１全体が平面視で略四半円形状になるように形成されている。即ち、導光体３０が略１／４円形となっている。そのため、４つの照明用光源１１の端部を順番に連結することで（近接するように位置を固定するだけでもよい）、１組の照明用光源１１を構成し、全体として平面視で略円形状のランプとすることができる。

ここで、図１（ａ）に対応する図である図１（ｂ）〜（ｄ）に本実施の形態の変形例１〜３を示す。

図１（ｂ）に示すように、本実施の形態の変形例１において、導光体３０は、照明用光源１１全体が平面視で略半円形状になるように形成されている。即ち、導光体３０が略半円形となっている。この例では、２つの照明用光源１１の端部同士を連結することで（近接するように位置を固定するだけでもよい）、１組の照明用光源１１を構成し、全体として平面視で略円形状のランプとすることができる。

図１（ｃ）に示すように、本実施の形態の変形例２において、導光体３０は、照明用光源１１全体が平面視で略円形状になるように形成されている。即ち、導光体３０が略円形となっている。この例では、１つの照明用光源１１のみで１組の照明用光源１１を構成し、全体として平面視で略円形状のランプとすることができる。

図１（ｄ）に示すように、本実施の形態の変形例３において、導光体３０は、照明用光源１１全体が平面視で略１／３円形状となるように形成されている。即ち、導光体３０が略１／３円形となっている。この例では、３つの照明用光源１１の端部を順番に連結することで（近接するように位置を固定するだけでもよい）、１組の照明用光源１１を構成し、全体として平面視で略円形状のランプとすることができる。

上記のように、導光体３０は、照明用光源１１全体が平面視で略１／Ｎ円形状（Ｎは１以上の整数）になるように形成される。即ち、導光体３０が略１／Ｎ円形となる。Ｎが２以上の場合、Ｎ個の照明用光源１１の端部を順番に連結することで（近接するように位置を固定するだけでもよい）、１組の照明用光源１１を構成し、全体として平面視で略円形状のランプとすることができる。

なお、導光体３０の形状は、全体が略円弧状に湾曲したものに限らず、例えば平面視で略Ｓ字状や略Ｕ字状であってもよい。また、後述するように、導光体３０の形状は、湾曲したものでなくてもよいし、導光体３０の断面は、矩形状以外の形状を有していてもよい。

図４（ａ）において、導光体３０は、長手方向の一端にある端面３１（入射面）と、長手方向の他端にある端面３２（他の入射面）と、長手方向に延在する側面３３とを有する。側面３３において、少なくとも一部の領域は、拡散領域３５になっている。拡散領域３５には、拡散パターン３６が形成されている。拡散パターン３６は、光を拡散させる複数の拡散要素が一定方向に沿って等間隔で並ぶように配置されたものである。複数の拡散要素の構成については後述する。また、側面３３において、少なくとも一部の領域は、出射領域３７になっている。拡散領域３５と出射領域３７とは、重複していてもよい。

本実施の形態では、導光体３０の断面が四角形状であるため、側面３３が４つの面（断面の輪郭が四角形の四辺）からなる。側面３３において、上側の板面全体が、拡散領域３５になっている。また、４つの面全体が、出射領域３７になっている。

また、本実施の形態では、導光体３０が平面視で円弧状であるため、拡散領域３５に、拡散パターン３６の複数の拡散要素が導光体３０の曲率中心から放射状に配置されている。

導光体３０の長手方向の一端に設置されたＬＥＤ２１は、表面（発光面）から導光体３０の端面３１に対して光を発する。同様に、導光体３０の長手方向の他端に設置されたＬＥＤ２１は、表面（発光面）から導光体３０の端面３２に対して光を発する。導光体３０は、長手方向の両端側のＬＥＤ２１が発する光をそれぞれ端面３１，３２から入射する。導光体３０は、端面３１，３２からそれぞれ入射した光を拡散領域３５に形成されている拡散パターン３６で拡散させる。そして、導光体３０は、拡散パターン３６で拡散した光を出射領域３７から出射する。なお、端面３１，３２からそれぞれ入射した光の一部が、拡散領域３５に到達せず、そのまま出射領域３７から出射される場合もある。

本実施の形態において、導光体３０は、照明用光源１１が照明装置１０（本体１２）に取り付けられているとき（即ち、照明用光源１１の使用時）に、拡散領域３５が露出した状態又は少なくとも拡散パターン３６の形状（複数の拡散要素の構成）が直視できる状態（例えば、下側の板面から透けて見える状態）で用いられるが、拡散パターン３６の複数の拡散要素が一定方向に沿って等間隔で並ぶように配置されているため、ＬＥＤモジュール２０（ＬＥＤ２１）が点灯した際に、光散乱パターンが不規則になりにくい。また、拡散パターン３６の設計や加工処理が容易となる。つまり、本実施の形態によれば、作製が容易で、光を端面３１，３２から入射して側面３３から出射する際に、光散乱パターンが不規則になりにくい導光体３０を提供することが可能となる。また、拡散パターン３６の複数の拡散要素が等間隔で並んでいるため、意匠性が向上する。

ここで、図４（ａ）に対応する図である図４（ｂ）及び（ｃ）に本実施の形態の変形例４及び５を示す。

図４（ｂ）に示すように、本実施の形態の変形例４において、導光体３０は平面視で略矩形状（角柱状）である。この例では、導光体３０が、長手方向に直線状に延びているという点を除き、図４（ａ）に示したものと同様に構成されている。

図４（ｃ）に示すように、本実施の形態の変形例５において、導光体３０は、図４（ａ）に示したものと同様に、板状に形成され、全体が略円弧状に長手方向に湾曲している。しかし、この例では、導光体３０の湾曲する方向が図４（ａ）に示したものと異なる。図４（ａ）では、板面以外の面が湾曲面（内周面及び外周面）となっているが、図４（ｃ）では、板面が湾曲面（内周面及び外周面）となっている。また、図４（ａ）では、上側の板面に拡散領域３５があるが、図４（ｃ）では、内周面に拡散領域３５がある。即ち、この例では、側面３３において、使用時に汚れたり、傷ついたりしにくく、また清掃される機会が比較的少ない内周面に拡散パターン３６が形成されている。そして、使用時に直接触れられること等により汚れたり、傷ついたりしやすく、また清掃される機会が比較的多い外周面には拡散パターン３６が形成されていない。このため、拡散パターン３６の経年劣化等を抑制することができ、所望の配光特性を長期間維持できる。

図４（ａ）〜（ｃ）では、導光体３０の断面が矩形状であるが、下記のように、導光体３０の断面の形状はこれに限るものではない。

ここで、照明用光源１１の部分斜視図である図５（ａ）及び（ｂ）に本実施の形態の変形例６及び７を示す。

図５（ａ）に示すように、本実施の形態の変形例６において、導光体３０は蒲鉾形状（断面はドーム形状）である。この例では、側面３３が１つの平坦面と１つの湾曲面とからなる。側面３３において、平坦面全体が、拡散領域３５になっている。また、平坦面と湾曲面との全体が、出射領域３７になっている。平坦面を上面としたとき、この面に形成されている拡散パターン３６で光が拡散し、拡散した光が、特に湾曲面においては真下及び斜め下方向の広い範囲に向かって出射されるため、出射光の拡散性が優れた照明用光源１１が提供できる。

図５（ｂ）に示すように、本実施の形態の変形例７において、導光体３０の形状は図５（ａ）に示した変形例６と同様である。この例では、平坦面だけでなく、湾曲面も、全体が拡散領域３５になっている。このため、照明用光源１１全体で略均一に光を照射することが可能となる。

上記のように、導光体３０の断面の輪郭は、直線のみで構成されていてもよいし、曲線のみで構成されていてもよいし、直線と曲線との組み合わせで構成されていてもよい。つまり、導光体３０は、多角柱状、蒲鉾形状、円柱状、円筒状等であってもよく、導光体３０の断面は、例えば、涙形状、十字形状、半円形状、台形状、馬蹄形状、環形状であってもよい。

図６（ａ）は、照明用光源１１の部分側面図である。図６（ｂ）は、導光体３０の鳥瞰図（部分斜視図）である。

図６（ａ）及び（ｂ）において、導光体３０の拡散領域３５には、点線状のドット印刷により拡散パターン３６が形成されている。具体的には、複数のドットが、それぞれ拡散要素として、導光体３０の長手方向（湾曲方向）に沿って互いに等間隔で並ぶように配置されている。望ましくは、これら複数のドットが、導光体３０の短手方向においても互いに等間隔で並ぶように配置されている。ドット印刷は、例えば白色塗料により成すことができる。なお、拡散領域３５において、実線状、格子状、又は、その他の形状の線印刷により拡散パターン３６が形成されていてもよい。

ここで、図６（ａ）に対応する図である図６（ｃ）に本実施の形態の変形例１２を示す。

図６（ｃ）に示すように、本実施の形態の変形例１２において、導光体３０は、上側の平坦面だけでなく、下側の平坦面も拡散領域３５になっている。この例では、上側及び下側の平坦面の拡散領域３５に、点線状のドット印刷により拡散パターン３６が形成されている。

また、図６（ａ）に対応する図である図７（ａ）、図６（ｂ）に対応する図である図７（ｂ）及び（ｃ）に本実施の形態の変形例１３を示す。

図７（ａ）に示すように、本実施の形態の変形例１３において、拡散領域３５には、実線状又は点線状の凸加工（具体的には、断面略逆Ｕ字形の突起が多数形成されているが、他の形状の突起でもよい）により拡散パターン３６が形成されている。具体的には、図７（ｂ）に示すように、複数の逆Ｕ字形の線状突起（実線状の凸加工の一例）が、それぞれ拡散要素として、導光体３０の長手方向（湾曲方向）に沿って互いに等間隔で並ぶように配置されている。あるいは、図７（ｃ）に示すように、複数の円柱状（ドーム形状等でもよい）の突起（点線状の凸加工の一例）が、それぞれ拡散要素として、導光体３０の長手方向（湾曲方向）に沿って互いに等間隔で並ぶように配置されている。凸加工が点線状になされている場合、望ましくは、上記複数の突起が、導光体３０の短手方向においても互いに等間隔で並ぶように配置される。図示していないが、この例でも、図６（ｃ）に示した変形例１２と同様に、導光体３０の上側の平坦面だけでなく、下側の平坦面が拡散領域３５になっていてもよい。なお、拡散領域３５において、格子状又はその他の形状の凸加工により拡散パターン３６が形成されていてもよい。

また、図６（ａ）に対応する図である図７（ｄ）、図６（ｂ）に対応する図である図７（ｅ）に本実施の形態の変形例１４を示す。

図７（ｄ）に示すように、本実施の形態の変形例１４において、拡散領域３５には、実線状又は点線状の凹加工（具体的には、断面略Ｖ字形の溝が多数形成されているが、他の形状の溝でもよい）により拡散パターン３６が形成されている。具体的には、図７（ｅ）に示すように、複数のＶ字形の線状溝（実線状の凹加工の一例）が、それぞれ拡散要素として、導光体３０の長手方向（湾曲方向）に沿って互いに等間隔で並ぶように配置されている。凹加工が点線状になされている場合、望ましくは、上記複数の溝が、導光体３０の短手方向においても互いに等間隔で並ぶように配置される。この例では、図６（ｃ）に示した変形例１２と同様に、導光体３０の上側の平坦面だけでなく、下側の平坦面も拡散領域３５になっている。なお、拡散領域３５において、格子状又はその他の形状の凹加工により拡散パターン３６が形成されていてもよい。

凸加工や凹加工は、例えば金型加工、研削加工により成すことができる。

図４（ａ）において、導光体３０は、透光性を有するプラスチック材料（透明樹脂）からなるものが望ましいが、ガラス材料からなるものでもよい。プラスチック材料を用いた場合、曲げ加工をして導光体３０を長手方向に湾曲させることが容易となる。透明なプラスチック材料としては、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリアリレート（ＰＡＲ）樹脂、ポリサルフォン（ＰＳＦ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、アクリル（ＰＭＭＡ）樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ）樹脂、塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）樹脂のいずれかを用いることができる。

プラスチック材料を曲げ加工することで、長手方向に湾曲した長手状の導光体３０を得る場合、例えば、図４（ｂ）に示した導光体３０を曲げ加工して、図４（ａ）に示した導光体３０を得ることができる。同様に、図４（ｂ）に示した導光体３０を曲げ加工して、図４（ｃ）に示した導光体３０を得ることもできる。即ち、平面視で略矩形状の導光体３０を、長手方向に湾曲加工することにより、平面視で略円弧状の導光体３０を得ることができる。このとき、湾曲加工する前の導光体３０（平面視で略矩形状の導光体３０）の内部に、光を拡散させる処理が略一様に施されていれば、湾曲加工した後の導光体３０（平面視で略円弧状の導光体３０）の内部では、光を拡散させる処理が導光体３０の湾曲方向の外側から内側に向かって密になるように施されている状態となる。即ち、拡散処理が任意の曲率で曲がった導光体３０の内周側で密となり、外周側で粗となる。これにより、出射領域３７全体において導光体３０の湾曲方向の相対位置によって生じる輝度の差を小さくすることができる。

本実施の形態において、ＬＥＤモジュール２０の基板上に複数のＬＥＤ２１が実装される場合、前述したように、ＬＥＤ２１は１列又は複数列に直線状に配置されてもよいし、リング状、放射状、あるいは、ランダムに配置されてもよい。例えば、ＬＥＤ２１を、導光体３０の湾曲方向の外側から内側に向かって密になるように配置してもよい。この場合、導光体３０の出射領域３７全体において導光体３０の湾曲方向の相対位置によって生じる輝度の差を小さくすることができる。なお、ＬＥＤ２１が一様に（互いに等間隔に）配置されている場合であっても、導光体３０の湾曲方向の外側から内側に向かって光束が少なくなるようにそれぞれのＬＥＤ２１を調光することで同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態において、ＬＥＤモジュール２０の基板上に複数のＬＥＤ２１が実装される場合、全てのＬＥＤ２１に同じ色温度の光を発するものを用いてもよいし、下記のように、互いに異なる色温度の光を発する少なくとも２種類のＬＥＤ２１を組み合わせて用いてもよい。

ここで、照明用光源１１の部分斜視図である図８（ａ）及び（ｂ）に本実施の形態の変形例１５及び１６を示す。

図８（ａ）に示すように、本実施の形態の変形例１５において、２種類のＬＥＤ２１として、色温度が３０００Ｋ（ケルビン）のＬＥＤ２１と色温度が６０００ＫのＬＥＤ２１ａとが組み合わせられている。このとき、ＬＥＤ電源１４の制御部４３は、前述した機能に加えて、個別のＬＥＤモジュール２０、又は、照明用光源１１を所望の色温度に調節するための入力を外部から受け付ける機能を有する。そして、制御部４３は、その入力に従った信号を調光部４２に与える機能を有する。ＬＥＤ電源１４の調光部４２は、ＬＥＤ２１とＬＥＤ２１ａとをそれぞれ独立して調光するように構成されることが望ましい。これにより、照明用光源１１全体の色温度を３０００〜６０００Ｋの間で可変とすることができる。また、ＬＥＤ２１とＬＥＤ２１ａとを、それぞれ１個又は複数個ずつ交互に配置する（即ち、周期的に入れ替えて配列する）ことにより、光の混色性を高めることができる。

図８（ｂ）に示すように、本実施の形態の変形例１６において、ＬＥＤ２１とＬＥＤ２１ａとは、同じ色温度のものが隣り合わないように複数列の直線状に配置されている。これにより、光の混色性をさらに高めることができる。

図示していないが、例えばＬＥＤ２１とＬＥＤ２１ａとは、一方が他方の周りを取り囲むように放射状に配置されてもよい。これにより、光の混色性をさらに高めることができる。

なお、図１（ａ）又は（ｂ）に示すように、複数の照明用光源１１を連結したり、近接するように位置を固定したりする場合、全ての照明用光源１１に同じ色温度の光を発するものを用いてもよいし、互いに異なる色温度の光を発する少なくとも２種類の照明用光源１１を組み合わせて用いてもよい。例えば、２種類の照明用光源１１として、色温度が３０００ＫのＬＥＤモジュール２０を備えた照明用光源１１と色温度が６０００ＫのＬＥＤモジュール２０を備えた照明用光源１１とを組み合わせることができる。この場合、２種類の照明用光源１１を、それぞれ１個又は複数個ずつ交互に配置したり、同じものを対角線上に配置したりすることにより、意匠性に優れた照明装置１０を提供することができる。

上記のように、本実施の形態では、長手方向に延伸して２つの端面３１，３２をもつ導光体３０が、端面３１，３２からＬＥＤ２１による光を入射して表面から光を拡散することで光出射する。照明用光源１１は、端部を除く導光体３０の略全体を露出した状態で使用される。光を拡散するため導光体３０の表面に施す拡散パターン３６は、等間隔に施されている。導光体３０では、拡散パターン３６に沿って光が拡散されるため、拡散パターン３６の形状そのものが直視できる。本実施の形態では、拡散パターン３６を等間隔にすることによって光散乱が均一となり、意匠性に優れた照明用光源１１、照明装置１０が提供できる。

また、本実施の形態によれば、１つ又は複数の照明用光源１１によって環状や曲線状の発光面（出射領域３７）を形成し、グレア（眩しさ）のない照明器具を提供することができる。これにより、ＬＥＤ２１の長寿命、高効率といった特徴を活かした円形照明装置が得られるだけでなく、円形照明装置で使われる丸形蛍光管を本実施の形態に係る照明用光源１１により置き換え（リプレース）可能となる。また、本実施の形態によれば、ＬＥＤ２１を配列する基板を環状に形成したり、ＬＥＤ２１を環状に配置したりする必要がないため、製造しやすい照明器具を提供することができる。

同様に、図４（ｂ）に示した変形例４においても、１つ又は複数の照明用光源１１によって直線状の発光面（出射領域３７）を形成し、グレア（眩しさ）のない照明器具を提供することができる。これにより、ＬＥＤ２１の長寿命、高効率といった特徴を活かした線形照明装置が得られるだけでなく、線形照明装置で使われる線形蛍光管を図４（ｂ）に示したような照明用光源１１により置き換え（リプレース）可能となる。

なお、図示していないが、導光体３０の一端にある端面３１において、ＬＥＤ２１の光軸方向に位置する一定の領域のみを、ＬＥＤ２１からの光を入射する入射窓とし、入射窓以外の領域に、導光体３０の内側に光を反射する処理を施してもよい。この場合、導光体３０の端面３１から漏れる光の量を最小限に抑えることができるため、より高い発光効率が得られる。入射窓は、導光体３０の一端にあるＬＥＤ２１ごとに設けられてもよいし、導光体３０の一端にあるＬＥＤ２１の一部（２つ以上）又は全てに対して１つ設けられてもよい。光を反射する処理としては、例えば、白色塗装、白色板貼付、金属コーティング等を施すことができる。

導光体３０の他端側も同様の構成にすることで、同様の効果を得ることができる。即ち、導光体３０の他端にある端面３２において、ＬＥＤ２１の光軸方向に位置する一定の領域のみを、ＬＥＤ２１からの光を入射する入射窓とし、入射窓以外の領域に、導光体３０の内側に光を反射する処理を施してもよい。この場合、導光体３０の端面３２から漏れる光の量を最小限に抑えることができるため、より高い発光効率が得られる。

また、図１（ａ）〜（ｄ）において、背中合わせに配置される２つのＬＥＤモジュール２０の基板を、１つの両面実装基板に置き換えても構わない。この場合、１つの基板の表面には１つの照明用光源１１のＬＥＤ２１が実装され、同じ基板の裏面には他の照明用光源１１のＬＥＤ２１が実装される。このように、ＬＥＤ２１を、両面に回路形成できる基板の両面に実装することで、ＬＥＤモジュール２０のサイズを小さくして、その分導光体３０のサイズを大きくすることができる。なお、両面実装基板は、その中心部に放熱のための金属板やヒートシンクが挟まれている等、何らかの放熱手段を具備しても構わない。

また、本実施の形態において、照明用光源１１は、ＬＥＤ２１が少なくとも１つ基板上に実装されたＬＥＤモジュール２０を備えるが、ＬＥＤモジュール２０の代わりに、ＬＥＤ以外の発光素子（例えば、有機ＥＬ）が少なくとも１つ基板上に実装されたモジュールを備えていても構わない。

実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図９（ａ）は、本実施の形態に係る照明用光源１１の斜視図である。

図９（ａ）において、照明用光源１１は、図４（ａ）に示した実施の形態１のものと異なり、ＬＥＤ２１が少なくとも１つ基板上に実装されたＬＥＤモジュール２０を長手方向の一端のみに備える。図９（ａ）では、図４（ａ）と同様に、ＬＥＤモジュール２０の基板上に３つのＬＥＤ２１が直線状に配置された例を示しているが、ＬＥＤ２１の数や配置はこれに限るものではない。

導光体３０は、長手方向の一端にある端面３１（入射面）と、長手方向の他端にある端面３２ａ（反射面）と、長手方向に延在する側面３３とを有する。端面３１及び側面３３については、実施の形態１のものと同様である。端面３２ａには、導光体３０の内側に光を反射する処理として、反射コーティングが施されている。

導光体３０の長手方向の一端に設置されたＬＥＤ２１は、表面（発光面）から導光体３０の端面３１に対して光を発する。導光体３０は、長手方向の一端側のＬＥＤ２１が発する光を端面３１から入射する。導光体３０は、端面３１から入射した光を拡散領域３５に形成されている拡散パターン３６で拡散させる。このとき、端面３１から入射した光の一部が逆側の端面３２ａに到達するため、導光体３０は、この光を端面３２ａで反射させ、端面３２ａで反射した光を拡散領域３５に形成されている拡散パターン３６で拡散させる。そして、導光体３０は、拡散パターン３６で拡散した光を出射領域３７から出射する。なお、端面３１から入射した光及び端面３２ａで反射した光の一部が、拡散領域３５に到達せず、そのまま出射領域３７から出射される場合もある。

ここで、図９（ａ）に対応する図である図９（ｂ）に本実施の形態の変形例を示す。

図９（ｂ）に示すように、本実施の形態の変形例において、導光体３０は平面視で略矩形状（角柱状）である。この例では、導光体３０が、長手方向に直線状に延びているという点と、端面３２ａに、光を反射する処理として、白色塗装が施されているという点を除き、図９（ａ）に示したものと同様に構成されている。

なお、端面３２ａに、光を反射する処理を施す方法としては、反射コーティングや白色塗装を施す方法以外にも、端面３２ａを白色板や反射ミラー（反射板）で覆う方法等を用いることができる。

本実施の形態によれば、導光体３０の光出射しない面（端面３２ａ）で光を反射することにより、発光効率のよい照明用光源１１を提供することができる。

実施の形態３．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図１０は、本実施の形態に係る照明用光源１１の部分斜視図である。図１１（ａ）は、照明用光源１１の部分側面図である。

図１０、図１１（ａ）において、照明用光源１１は、導光体３０の拡散領域３５を覆う反射体３８を備える。反射体３８は、拡散領域３５から漏れる光を反射する。

このように、拡散領域３５から光を出射する必要がなければ、それ以外の領域のみを出射領域３７とし、拡散領域３５を反射体３８で覆うことにより、不要な方向の光を反射させて、必要な方向の光の照度を上げることができる。反射体３８としては、例えば、アルミニウム等の反射コーティングを施すことができる。

なお、図１１（ａ）では、拡散領域３５に、図７（ａ）〜（ｃ）に示したものと同様の凸加工により拡散パターン３６が形成されているが、図６（ａ）〜（ｃ）、図７（ｄ）及び（ｅ）に示したものと同様のドット印刷や凹加工等により拡散パターン３６が形成されていても構わない。

ここで、図１１（ａ）に対応する図である図１１（ｂ）に本実施の形態の変形例を示す。

図１１（ｂ）に示すように、本実施の形態の変形例において、導光体３０の拡散領域３５は、反射体３８で覆われる代わりに、その表面に、導光体３０の内側に光を反射する処理が施されている。光を反射する処理としては、例えば、白色塗装、白色板貼付、金属コーティング等を施すことができる。

本実施の形態によれば、導光体３０の光出射しない領域（拡散領域３５）で光を反射することにより、発光効率のよい照明用光源１１を提供することができる。

実施の形態４．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図１２（ａ）は、本実施の形態に係る照明用光源１１の下面図である。図１２（ｂ）は、本実施の形態に係る照明用光源１１のスリーブ３９を除いた状態の下面図である。

図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施の形態では、２つの直線状の照明用光源１１それぞれの両端に、円弧状（具体的には、平面視で略四半円形状）の照明用光源１１を１つずつ連結し（近接するように位置を固定するだけでもよい）、さらに、それぞれの両端同士を連結することで（近接するように位置を固定するだけでもよい）、１組の照明用光源１１を構成し、全体として平面視で略楕円形状もしくは略角丸四角形状のランプとしている。直線状の照明用光源１１としては、例えば、図４（ｂ）に示したようなものを用いることができる。円弧状の照明用光源１１としては、例えば、図４（ａ）に示したようなものを用いることができる。直線状の照明用光源１１と円弧状の照明用光源１１との組み合わせ方（数、種類、配置等）は、ここで示したものに限らない。

照明用光源１１同士は、スリーブ３９によって連結されている。それぞれのスリーブ３９は、各ＬＥＤモジュール２０の基板を、対応する導光体３０の端面３１，３２側に固定している。また、それぞれのスリーブ３９は、各ＬＥＤモジュール２０の基板と、対応する導光体３０の端面３１，３２との隙間を囲んでいる。このため、光の漏れを防止することができる。しかも、導光体３０の光源から最も近い箇所はスリーブ３９で覆われることになるため、当該箇所から光が出射されなくなり、眩しさが低減されるとともに、全体の出射光の均一性も向上する。

図示していないが、それぞれのスリーブ３９の内周面には、光を反射する処理が施されているものとする。これにより、ＬＥＤ２１から発せられる光の略全てを導光体３０の端面３１，３２に入射させることができるため、高い発光効率が得られる。光を反射する処理としては、例えば、白色塗装、白色板貼付、金属コーティング等を施すことができる。ＬＥＤモジュール２０の基板の表面にも、同様の処理が施されていればなおよい。

上記のように、本実施の形態では、平面視で略直線状の照明用光源１１と平面視で略円弧状（例えば、略半円形状、略四半円形状、略１／３円形状）の照明用光源１１とを複数組み合わせて、自由なレイアウトの照明装置１０を構成することができる。

また、本実施の形態では、ＬＥＤ２１を実装した基板がスリーブ３９を介して導光体３０の端面３１，３２に配置され、このスリーブ３９の内部には、光を反射する処理が施されている。そのため、端面３１，３２から入射し、そのまま逆側の端面３１，３２から出射した光を反射して導光体３０の内側に戻すことができるので、高い発光効率が得られる。

実施の形態５．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図１３（ａ）は、本実施の形態に係る照明用光源１１の斜視図である。

図１３（ａ）において、導光体３０は、長手方向の一端にある端面３１（入射面）と、長手方向の他端にある端面３２（他の入射面）と、長手方向に延在し、角部３４がある側面３３とを有する。端面３１，３２については、実施の形態１のものと同様である。側面３３において、角部３４から所定の距離Ｄ以上離れた領域は、拡散領域３５になっている。拡散領域３５には、光を拡散させる拡散パターン３６が形成されている。拡散パターン３６の構成については実施の形態１のものと同様である。なお、導光体３０にドット印刷を施す際には、角部３４（及び角部３４から距離Ｄ以内の領域）に拡散パターン３６がかからないように、例えば、拡散領域３５と同サイズの印刷パターンを使用したり、角部３４から距離Ｄ以内の領域にマスキングを施したりする。また、凸加工や凹加工をした導光体３０を製造する際には、角部３４（及び角部３４から距離Ｄ以内の領域）に拡散パターン３６がかからないように、例えば、拡散領域３５に相当する範囲のみに凸パターンや凹パターンを設けた成形型（金型）を使用する。側面３３において、角部３４を含む少なくとも一部の領域は、出射領域３７になっている。実施の形態１と同様に、拡散領域３５と出射領域３７とは、重複していてもよい。

本実施の形態では、導光体３０の断面が四角形状であるため、側面３３に角部３４が４つあり、側面３３が４つの面（断面の輪郭が四角形の四辺）からなる。側面３３において、上側の板面では、角部３４から距離Ｄ以上離れた領域が拡散領域３５になっている。また、４つの面全体が、出射領域３７になっている。

本実施の形態において、導光体３０は、照明用光源１１が照明装置１０（本体１２）に取り付けられているとき（即ち、照明用光源１１の使用時）に、角部３４が露出した状態で用いられるが、拡散パターン３６が角部３４までかかっていないため、ＬＥＤモジュール２０（ＬＥＤ２１）が点灯した際に、角部３４で不規則な光散乱が起こりにくい。つまり、本実施の形態によれば、導光体３０において、光を端面３１，３２から入射して側面３３から出射する際に、角部３４で起きる不規則な光散乱を抑制することが可能となる。また、角部３４に凹凸等がないため、意匠性が向上する。

前述したように、側面３３において、拡散領域３５は、角部３４から距離Ｄ以上離れた領域であるが、この距離Ｄは、好適には導光体３０の短手方向の幅Ｗの略１０％以下、又は、１０ｍｍ（ミリメートル）以下であり、より好適には０．５ｍｍ以上である。拡散領域３５が隣り合う２つの角部３４の間にある場合、拡散領域３５は、両方の角部３４から距離Ｄ以上離れた領域となる。このとき、導光体３０の短手方向において、拡散領域３５の幅が導光体３０の幅Ｗの８０％以上を占めていれば、十分に高い発光効率を達成できると考えられる。距離Ｄが短いほど、発光効率が向上するため、導光体３０の幅Ｗが１００ｍｍ以上ある場合には、距離Ｄを１０ｍｍ以下とすることが望ましい。距離Ｄがさらに短ければ、より好適であるが、距離Ｄは導光体３０の製造が困難にならない程度の長さにすることが望ましい。前述したように、拡散パターン３６はドット印刷、凸加工、凹加工等により形成されるが、距離Ｄを決める際には、ドット印刷、凸加工、凹加工等の精度を考慮する必要がある。例えば、導光体３０を成形するための金型の雄型と雌型との位置合わせのバラツキを考慮する必要がある。

このように、本実施の形態では、所望の発光効率を得るために、拡散パターン３６の面積は大きい方が望ましく、角部３４と拡散領域３５との間隔（距離Ｄ）は１０ｍｍ以下もしくは拡散パターン３６を施す面の幅の１０％以下のどちらか小さい方とすることが望ましい。その一方、ドット印刷、凸加工、凹加工等の精度を考えると、角部３４と拡散領域３５との間隔は０．５ｍｍ以上、より確実には１ｍｍ以上とすることが望ましい。

ここで、図１３（ａ）に対応する図である図１３（ｂ）及び（ｃ）に本実施の形態の変形例１及び２を示す。

図１３（ｂ）に示すように、本実施の形態の変形例１において、導光体３０は平面視で略矩形状（角柱状）である。この例では、導光体３０が、長手方向に直線状に延びているという点を除き、図１３（ａ）に示したものと同様に構成されている。

図１３（ｃ）に示すように、本実施の形態の変形例２において、導光体３０は、図１３（ａ）に示したものと同様に、板状に形成され、全体が略円弧状に長手方向に湾曲している。しかし、この例では、導光体３０の湾曲する方向が図１３（ａ）に示したものと異なる。図１３（ａ）では、板面以外の面が湾曲面（内周面及び外周面）となっているが、図１３（ｃ）では、板面が湾曲面（内周面及び外周面）となっている。また、図１３（ａ）では、上側の板面に拡散領域３５があるが、図１３（ｃ）では、内周面に拡散領域３５がある。即ち、この例では、側面３３において、使用時に汚れたり、傷ついたりしにくく、また清掃される機会が比較的少ない内周面で、角部３４から距離Ｄ以上離れた領域に拡散パターン３６が形成されている。そして、使用時に直接触れられること等により汚れたり、傷ついたりしやすく、また清掃される機会が比較的多い外周面には拡散パターン３６が形成されていない。このため、拡散パターン３６の経年劣化等を抑制することができ、所望の配光特性を長期間維持できる。

図１３（ａ）〜（ｃ）では、導光体３０の断面が矩形状であるため、側面３３に直角の角部３４が４つあるが、下記のように、角部３４の数や形状（角度）はこれに限るものではない。

導光体３０は、短手方向に切断した断面に角部３４を少なくとも１つ有するように形成される。その断面の輪郭は、直線のみで構成されていてもよいし、曲線のみで構成されていてもよいし、直線と曲線との組み合わせで構成されていてもよい。つまり、導光体３０は、多角柱状、蒲鉾形状等であってもよく、導光体３０の断面は、例えば、涙形状、十字形状、半円形状、台形状、馬蹄形状であってもよい。

上記のように、本実施の形態では、長手方向に延伸して２つの端面３１，３２をもつ導光体３０が、端面３１，３２からＬＥＤ２１による光を入射して表面から光を拡散することで光出射する。照明用光源１１は、端部を除く導光体３０の略全体を露出した状態で使用される。光を拡散するため導光体３０の表面に施す拡散パターン３６は、端面３１，３２を除く少なくとも１面以上に施され、かつ、導光体３０のエッジ部（角部３４）から離隔している。エッジ部に拡散パターン３６がかかると、かかった箇所では光散乱するが、かからなかった箇所では光散乱しないため、エッジ部の光散乱パターンが不規則となり意匠性が損なわれる。本実施の形態ではそのような不規則散乱が防止できる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらのうち、２つ以上の実施の形態を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらのうち、１つの実施の形態を部分的に実施しても構わない。あるいは、これらのうち、２つ以上の実施の形態を部分的に組み合わせて実施しても構わない。例えば、実施の形態４のスリーブ３９は、実施の形態１〜３及び５でも使用可能である。

１０ 照明装置、１１ 照明用光源、１２ 本体、１３ ホルダー、１４ ＬＥＤ電源、１５ 配線、１６ 引き紐、１７ 反射カバー、１８ 固定具、２０ ＬＥＤモジュール、２１，２１ａ ＬＥＤ、３０ 導光体、３１，３２，３２ａ 端面、３３ 側面、３４ 角部、３５ 拡散領域、３６ 拡散パターン、３７ 出射領域、３８ 反射体、３９ スリーブ、４０ 商用電源、４１ 交流−直流変換回路、４２ 調光部、４３ 制御部。

Claims (8)

1. 光を照射する照明用光源において、
   光を発する発光素子と、
   長手方向に湾曲している長手状かつ平面視で円弧状の導光体であって、前記導光体の長手方向の両端にあり、前記発光素子からの光を入射する端面と、前記導光体の長手方向に延在し、角部が複数ある側面であり、前記端面から入射した光を拡散させる複数の拡散要素が前記導光体の曲率中心に対して放射状かつ実線状に延び前記導光体の湾曲方向に沿って等間隔で並ぶように配置された拡散パターンが、隣り合う２つの角部の間の領域のうち当該２つの角部から所定の距離以上離れた領域のみに、実線状の凹加工又は凸加工又は線印刷により形成され、少なくとも一部の領域から、前記拡散パターンで拡散した光を出射する側面とを有する導光体と、
   前記導光体の前記拡散パターンが形成されている領域を覆い、当該領域から漏れる光を反射する反射体と
   を備え、
   平面視で略円形状、略半円形状、略四半円形状、略１／３円形状のいずれかであることを特徴とする照明用光源。
2. 前記導光体の側面は、前記導光体の長手方向に湾曲する内周面であることを特徴とする請求項１の照明用光源。
3. 前記導光体は、板状に形成され、
   前記導光体の内周面は、前記導光体の板面であることを特徴とする請求項２の照明用光源。
4. 前記導光体は、さらに、前記導光体の長手方向に湾曲し、前記内周面に対向する外周面であり、前記端面から入射した光を拡散させる拡散パターンが形成されていない外周面を有することを特徴とする請求項２の照明用光源。
5. 前記導光体は、板状に形成され、
   前記導光体の内周面及び外周面は、それぞれ前記導光体の板面であることを特徴とする請求項４の照明用光源。
6. 前記照明用光源は、さらに、
   前記発光素子が実装された基板と、
   前記基板を前記導光体の端面側に固定するとともに、前記基板と前記導光体の端面との隙間を囲むスリーブであり、その内周面に、光を反射する処理が施されているスリーブと
   を備えることを特徴とする請求項１の照明用光源。
7. 請求項１から６のいずれかの照明用光源と、
   前記照明用光源の発光素子を点灯させる電源装置と
   を具備することを特徴とする照明装置。
8. 前記照明用光源が平面視で略円形状になるように１つ又は複数組み合わせられていることを特徴とする請求項７の照明装置。

Images