JP6045818B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

この発明の実施形態は、配光制御部材を備えた照明装置に関する。

照明装置、照明器具として、例えば、天井に設置される照明器具は、一般に、天井に対して垂直方向に配列した複数の反射板を有し、天井から斜めに出て眩しく感じる不要な光を、これらの反射板でカットする技術が用いられている。

しかし、このような反射板を用いた照明器具では、複雑な形状の反射板を清掃するのに手間が掛かるとともに、製造コストも高くなり、さらには反射板による光の吸収により、光取出し効率が低下していた。

また、遮光板としては、開口を設けた複数の無反射板を光源の射出方向に配置することで、目的とする配光分布を得る方法や、レンズを光源の射出方向に配置する方法が知られている。しかし、これらの場合、光源と無反射板やレンズとの位置がずれると本来の特性が得られないため、固定部を簡素化できない課題がある。

特開２００２−２９７５９２号公報 特開２００２−１９７５９２号公報 特開２００７−３３４２９８号公報 特開２００８−１９７６５２号公報

この発明は以上の点を鑑みてなされたものであり、その課題は、光源の配置や仕様に影響されることなく、清掃がし易く製造コストも低く、光取り出し効率も高い配光制御性に優れた照明装置を提供することにある。

実施形態によれば、照明装置に用いる照明用配光制御部材は、光学特性の異なる第１領域と第２領域とを有する少なくとも２層の光学制御層を備え、前記少なくとも２層の光学制御層は所定の間隔を置いて対向配置され、
少なくとも１層の前記光学制御層の第２領域の幅は、前記基材の厚さをｔ、空気の屈折率をｎ１、前記基材の屈折率をｎ２とした場合、

−７５度≦γ≦＋７５度
の式で規定されるＳよりも小さく、
前記少なくも２層の光学制御層を通過しようとする光の方向に依存して、前記光学制御層の光学制御作用を変化させることを特徴としている。

図１は、第１の実施形態に係る照明装置における照明用の配光制御部材を拡大して示す断面図。 図２Ａは、第１の実施形態において、隣接する第１領域からの光のすり抜けを抑制する第２領域の幅Ｗの最小値を説明する図。 図２Ｂは、前記配光制御部材を通過する光の入出角度と光学制御作用の有無との関係を示す図。 図２Ｃは、同条件よりも幅Ｗが干小さい場合の配光制御部材を通過する光の入出角度と光学制御作用の有無を示す図。 図３Ａは、第１の実施形態において、配光制御部材の法線方向に近い光だけに光学制御作用を及ぼさない最大入出角度と第１領域の幅Ｓの条件を示す図。 図３Ｂは、光学制御作用を及ぼさない最大入出角度を３０度に設計した場合の第１領域の幅Ｓと配光制御部材を通過する光の入出角度と光学制御作用の有無を示す図。 図４Ａは、前記配光制御部材の光学制御層の第１領域３および第２領域４のパターンが、１方向の遮光用に設計されているパターンを示す平面図。 図４Ｂは、前記光学制御層の第１領域３および第２領域のパターンが、垂直２方向の遮光用に設計されているパターンを示す平面図。 図４Ｃは、光学制御層の第１領域および第２領域のパターンが、垂直２方向の遮光用に設計されている場合のパターンを示す平面図。 図４Ｄは、光学制御層の第１領域および第２領域のパターンが、全方位の遮光用に設計されているパターンを示す平面図。 図４Ｅは、光学制御層の第１領域および第２領域のパターンが、点光源もしくは中心に光源が集中する場合における径方向の遮光用に設計されているパターンを示す平面図。 図４Ｆは、光学制御層の第１領域および第２領域のパターンが、Ｌｉｎｅ光源もしくは中心光源、サークル光源に対して、カバー上の照度分布にあわせて開口率を調整するように設計されている場合の複数のパターン例を示す図。 図５は、第１の実施形態に係る配光制御部材を搭載した照明装置を示す斜視図。 図６Ａは、配光制御部材を持たない照明装置の配光角φ＝７０度の遠方から測定した輝度分布の２次元グラフ図。 図６Ｂは、第１の実施形態に係る照明装置の配光角φ＝７０度の遠方から測定した輝度分布の２次元グラフ図。 図７は、図６Ａ、図６Ｂに示した輝度分布において、光源に垂直な方向の輝度プロファイルを示す図。 図８Ａは、第２の実施形態に係る照明装置に用いられる照明用配光制御部材を模式的に示す断面図。 図８Ｂは、前記配光制御部材を通過する光の入出角度と光学制御作用の有無との関係を示す図。 図９Ａは、第１の実施形態に係る照明装置の設置例を示す斜視図。 図９Ｂは、第２の実施形態に係る照明装置の設置例を示す斜視図。 図１０は、第３の実施形態に係る照明装置に用いられる照明用の配光制御部材を模式的に示す概念図。 図１１は、第４の実施形態に係る照明装置に用いられる照明用の配光制御部材を模式的に示す概念図。

以下、図面を参照しながら、種々の実施形態に係る照明装置について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る照明装置に用いる照明用配光制御部材を拡大して示す断面図である。照明用配光制御部材１０は、照明装置の光源２０の光放出領域に設けられている。なお、光源２０は、電力供給により発光する光源を示している。図１において、照明用配光制御部材１０の下側が照明装置の光源側、上側が照明装置外側である。

照明用配光制御部材１０は、空気よりも屈折率の高い基材５、例えば、１．４９の屈折率を有する透明樹脂で形成された厚さｔ、２ｍｍの板状の基材５と、この基材５を挟んで、所定の間隔を置いて平行に対向配置された２層の光学制御層２ａ、２ｂと、を有している。

光学制御層２ａ、２ｂは、それぞれ光学特性が異なる第１領域３および第２領域４が交互に並んだ構造を有している。光学制御層２ａ、２ｂは、必ずしも同じ光学特性を持つ必要は無い。図１に示すように、光学制御層２ａ、２ｂの各々は、例えば、基材５の表面に印刷により複数のストライプ状の光散乱膜を周期的に形成した構成である。ストライプの幅方向において、非印刷（開口）部である幅Ｓ＝１．４２ｍｍの第１領域３と、印刷（非開口）部である幅Ｗ＝２ｍｍの第２領域４とが交互に並んでいる。

２層の光学制御層２ａ、２ｂのパターンは同じ位相（Δ＝０ｍｍ）であり、照明用配光制御部材１０を法線方向から見たときに、２層のパターンが重なるように、すなわち、２層の第１領域３が互いに重なり、かつ、２層の第２領域４が互いに重なるように構成されている。

光源２０が例えば線状の光源である場合、光学制御層２ａ、２ｂは、ストライプ状の第１領域３、第２領域４が光源２０の軸とほぼ直交する方向に延びるように配置される。出光側である光学制御層２ａ側は、基材５の全面がマット処理されており、入光側である光学制御層２ｂ側はマット処理は無く全面が平坦である。このため、図中の光線を表す矢印で示したように、光学制御層２ｂの第１領域３を透過する光線は拡がらずに進行し、光学制御層２ａの第１領域３を透過する光線はマット処理により若干散乱して放出される。このマット処理は、照明装置を直視した場合に光源がそのまま見えることを防止するためであり、後述する照明用配光制御装置の作用より出光側のみにマット処理を施すのが望ましい。また、マット処理の手段としては、基材５形成時に表面を荒らす、基材５全面にマット層を印刷する、等で設けることができる。

いま、入光側の光学制御層２ｂの第１領域３に入射する光を考える。図１に示すように、光学制御層２ｂの第１領域３に法線方向に対する入射角度（鉛直入出角度）θで入射した光線の内、角度θ＝０で入射する光線は、光学制御層２ａ、２ｂの第１領域３をそのまま通過して外部に出射される成分が最も多い。

図１に矢印で示すように、所定の斜め方向の入射角θで入射する光線は、光学制御層２ａの第２領域４に照射される。第２領域４を光散乱膜とした場合、入射した光の多くは拡散反射されるが一部の光は透過し、その配光分布は光学制御層２ａ、２ｂの法線方向に強い光度を持つｃｏｓ則に基づく分布に偏向される。出光側の第２領域４にて反射された光も繰り返し反射の後に再度光学制御層２ａに入射し、最終的に光学制御層２ａを透過して取り出される光は、法線方向に強い光度を持つｃｏｓ則に基づく分布に偏向される。

このため、本構成の照明用配光制御部材１０を通過した光は、鉛直出射角度θ＝９０度に近い斜め光は極めて弱く、この方向の眩しさを軽減することができる。同時に、光学制御層２ａ、２ｂの第１領域３をそのまま透過させる光を保持しているため、照明装置としての効率損失を抑制することができる。

基材５は、配置する照明用配光制御部材１０の周囲より屈折率が高く、基材５内を透過する光が散乱して進行方向が変わることが少ない材料であることが好適であり、透明樹脂のほかガラスや光透過性のセラミックス等を使用することができる。また、基材５に若干の散乱フィラを混ぜてもよい。直視した場合に照明装置内部が透けて見えることを防止するために、光学制御層２ａの第１領域３にマット処理を施しても良い。この場合でも光学制御層２ａの第１領域３と第２領域４に光学的な特性差さえあれば、本実施形態の作用を実現できる。

第１領域３や第２領域４の形成は、印刷に限るものではなく、ＰＶＤ、ＣＶＤ、フォトリソグラフィ、基材へのフロスト処理、射出成型での金型シボ加工処理などで形成してもよい。また、基材５と第１領域３および第２領域４は接着されている必然性はなく、基材５とは別のシートに形成した第１領域３や第２領域４を位置合わせし貼り付けした構成でもよい。

次に、第１の実施形態に係る配光制御部材１０について、図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、３Ａ、３Ｂを参照して、最適な設計範囲を説明する。
図２Ａは、隣接する第１領域３からの光のすり抜けを抑制する第２領域４の幅Ｗの最小値を説明する図である。ここでのすり抜けとは、光が光学制御層２ａ、２ｂの第１領域３をそのまま通過し、第２領域４に一度も入射しないことを意味する。

第２領域４の幅Ｗは小さい方が効率損失の面で有利であるが、小さすぎると第２領域４をすり抜ける光が生じてしまう。ここで、２層の光学制御層２ａ、２ｂの間を高屈折率の基材５とすることで、後述のように隣接する第１領域３からすり抜ける光を抑制する第２領域４の幅Ｗは有限の値をとることができる。

図２Ａにおいて、最も光のすり抜けが起こり易いθ＝９０度入射で下側の光学制御層２ｂの第１領域３の右端から入射する光を考える。この光をすり抜けさせない最小の第２領域４の幅をＷminとすると、図より

となる。つまり、第２領域４の幅Ｗを（１）式のＷminより大きく設定することにより、隣接する第１領域３からすり抜ける光は存在せず、全ての光は対向する第１領域３あるいは第２領域４のみで規定されることになる。第１の実施形態では、Ｗminは例えば、約１．９ｍｍであり、製造公差を考慮し第２領域４の幅Ｗは２．０ｍｍの設計としている。

図２Ｂは、横軸に光制御部材１０の法線方向に対する光線の入射角（鉛直入出角度）θを、縦軸に配光制御部材１０の光学制御層２ａ、２ｂの第２領域４に一度も入射することなく第１領域３をすり抜ける光の有無（１は光学制御層２ａ、２ｂの第２領域４に一度も入射することなく第１領域３をすり抜ける光がある、０は全ての光が光学制御層２ａ、２ｂの第２領域４に当たる）を示している。

第１の実施形態では、配光制御部材１０の法線方向を中心とする鉛直入射角度θ＝±６０度の範囲で配光制御部材１０の光学制御層２ａ、２ｂの第１領域３をすり抜ける光があり、それ以外の鉛直入射角度θでは全ての光が第２領域４に当たる設計としている。これにより、配光制御部材１０は、法線方向には強く光を放出し、鉛直入射角度θが６０度より上、もしくは−６０度より下の斜め方向に出る光を抑制する機能を発揮する。

図２Ｃは、第１の実施形態で第２領域４の幅Ｗを１．８ｍｍとした場合の光制御部材１０の鉛直入射角度θに対する光学制御領域すり抜け光の有無を示している。この図から、Ｗ＝１．８ｍｍでは、入射角度９０度付近で光のすり抜けが起こることがわかる。

このように基材５が空気より高い屈折率を有していれば、第２領域４の幅Ｗが有限の値で全くすり抜けない設計が可能である。逆にいえば、高い屈折率の基材５を介した構成でなければすり抜けを完全に防止する設計構成は無い。従って、配光制御部材１０の構成では高い屈折率を持つ基材２の両側に光学制御層２ａ，２ｂを設ける構成が望ましい。

次に、配光制御部材１０において、光学制御する領域の設計方法を説明する。
図３Ａは、配光制御部材１０をすり抜ける光の最大の鉛直出射角度θをγとしたとき、この光がすり抜け可能な第１領域３の幅Ｓと光線軌跡を示したものである。

図より、鉛直出射角度γの光の軌跡は、基材５中で角度βとなり、両者は下式（３）の関係となる。

これより、幅Ｓは下式（４）、（５）で与えられる値とすればよい。

第１の実施形態では、鉛直出射角度γを６０度として鉛直出射角度６０〜９０度で全ての光が第２領域４に当たる設計としている。例として、図３Ｂに出射角γを±３０度以内とした設計例を示す。この場合、（４）（５）式より幅Ｓは０．７ｍｍとすればよい。

本実施形態では、第１領域３あるいは第２領域４をストライプ状に形成した。この場合、配光制御部材１０の配光制御機能は、ストライプと直交する方向には発揮されるが、ストライプと平行する方向には干渉効果による配光制御機能は発揮されない。配光制御部材１０は、蛍光灯など線状の光源を有する照明装置のカバーとして使用し、線状光源に直交する方向にストライプの長手方向が一致するように配置する。ストライプの幅方向は、例えば、光源を収めた器具の内壁によって遮光を行うことができる。これにより、従来の平行板を配置して構成されるバッフル形のルーバーと同様の遮光特性を得ることができる。

なお、線状ではなく面状の光源に対して配光制御部材１０を用いる場合や光源が離散的に背面の全領域に分散配置されている場合は、幅手方向において光源を収めた器具の内壁によって遮光を行うことができないため、配光制御部材１０側で幅方向の遮光も行う必要がある。従来では、幅方向にも平行板を配置して構成される格子板状のルーバーにて遮光をおこなう。本実施形態に係る照明用の配光制御部材１０では、図４Ｂないし４Ｅに示すように、光学制御層２ａ、２ｂの第１領域３と第２領域４のパターンを制御している。すなわち、ストライプ状のパターンをドット状に設定してもよい。

図４Ｂおよび図４Ｃは、紙面の左右（Ｘ軸）方向と上下（Ｙ軸）方向の２方向に遮光性を発揮するパターン例を示している。この場合、Ｘ、Ｙ軸に対して４５度傾いた方向は、Ｘ、Ｙ軸よりも遮光性が弱まる。図４Ｂに示すパターンと図４Ｃに示すパターンとでは、第１領域３の開口率が異なっており、配光制御部材１０全体の透過率と４５度方向の遮光性能の設定を調整している。

図４Ｄは、全方向の遮光性を発揮するパターン例を示している。遮光性能は全方位で発揮される一方で、第１領域３の開口率が最も小さくなるため、配光制御部材１０全体の透過率も一番小さくなる。

図４Ｅは、点状の光源に対して用いる配光制御部材１０のパターン例を示している。この場合は、第１領域３および第２領域４は、点光源を中心とする同芯のサークル状に形成されている。

以上のように、光学制御層２ａ、２ｂの第１領域３と第２領域４のパターンは用途に応じて柔軟に設計が可能である。また、配光制御部材１０に入射する光の照度分布に合わせたパターン設計を行うことも可能である。

図４Ｆは、照明装置の構成に応じた、光の照度分布も加味した配光制御部材のパターンの設計例を示している。ここでは、線状光源（Ｌｉｎｅ光源）と組み合わせ、配光制御部材の幅方向のパターンが変化する例と、ＬＥＤ電球やライトエンジンのような中心光源、あるいはサークル光源と組み合わせ、径方向のパターンが変化する例と、を示している。配光制御部材１０において、光の照度分布が少ない領域は、遮光方向の光成分の寄与量も少ない。そこで、この領域においては第１領域３の開口率を上げることで、配光制御部材１０全体の実効的な遮光量は極力悪化させず、照明装置の効率を改善することが可能になる。また、照度分布が低い領域の開口率を上げることは、照明装置全体の発光面内の輝度均一化にも寄与することになる。

図５は、上述した照明用の配光制御部材１０を搭載した照明装置の一例を示している。
この照明装置１００は、例えば、細長い矩形箱状の筐体１０４を備えている。この筐体１０４は、矩形状の底板１０２と、底板の周縁に沿って立設された４辺の側壁１０３と、を一体に有し、白色の反射塗装が施された鋼板の加工品として構成されている。

底板１０２の内面上に、ＬＥＤ基板１０５が２列に並列配置され、これらのＬＥＤ基板１０５間に、電源ボックス１０６が配置されている。各ＬＥＤ基板１０５上には、光源としての複数のＬＥＤ１０５ａが線状に並んで実装されている。ＬＥＤ１０５ａは、底板１０２の長手方向に沿って並んでいる。

筐体１０４の開口を塞ぐように、配光制御部材１０が設置され、筐体１０４に固定支持されているとともに、ＬＥＤ１０５ａと所定の間隔を置いて対向している。本実施形態の照明装置では、配光制御部材１０は照明装置の面状の発光面を構成し、この発光面と対向して配置されている。

配光制御部材１０は、前述した実施形態あるいは変形例に係る照明用の配光制御部材のいずれかが用いられている。配光制御部材１０の光学制御層２ａ、２ｂは、それぞれストライプ状の第１領域３および第２領域４を有し、これらストライプがＬＥＤ１０５ａの配列方向と直交する方向に延びるように配置されている。

上記構成の照明装置１００から取り出される光のうち、ＬＥＤ１０５ａの列と直交する方向に対する鉛直角θ方向に関しては、高角域は筐体１０４や電源ボックス１０６の側面部によってＬＥＤ１０５ａの直接光は遮られる。一方、ＬＥＤ１０５ａの列と平行な方向に対する鉛直角φ方向に関しては、１列に並んだＬＥＤ１０５ａから射出される光を全域に渡って配光制御する手段が必要となる。

この照明装置１００で使用する、鉛直角φ＝７０度以上の角度領域でグレアを抑制する目的の配光制御部材１０を例にとる。基材５は、一般的な照明カバーで使用される材料と合わせ板厚２．０ｍｍの透明ＰＭＭＡ（アクリル樹脂）を用いる。ＰＭＭＡの屈折率は１．４９であり、周囲の空気の屈折率１．０より大きいため、配光制御部材１０の設計が可能となる。

鉛直角φ方向の配光制御を行うため、光学制御層２ａ、２ｂの第領域３および第２領域４のパターンは、図４Ａで示したストライプパターンとし、ＬＥＤ１０５ａの列と直交する方向に配置する。前述した式（２）よりα＝４２．１６度となり、式（１）よりＳmin＝１．８１ｍｍとなる。

更に、式（５）よりγ＝７０度とすると、β＝３９．１度となり、式（４）よりＳ＝１．６３ｍｍとなる。つまり、第１領域３の開口幅Ｓがこれよりも小さければ鉛直入射角度θ＝７０度以上の遮光を行える。更に、基材５の両面に配置する開口パターン同士の位置ずれを補償できるよう、少なくとも片側の第２領域４のパターンの印刷幅Ｗを０．１〜０．３ｍｍ程度、設計値より増やすと、非常に安定した特性が得られる。

散乱反射層、散乱透過層あるいは遮光層として機能する光学制御層２ａ、２ｂの第２領域４は、簡便にはスクリーン印刷を用いて基材５上に直接形成することができる。この際、第２領域４として黒色印刷を行えば遮光効果が得られ、白色もしくはマット印刷を行えば拡散反射や拡散透過によるグレア抑制効果が得られる。マット印刷の例としては、ＰＭＭＡやＰＳ等の樹脂系微粒子やＳｉＯ２粒子等の無機系拡散剤を含んだ印刷膜があり、白色印刷の例としては酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、等の無機系顔料の印刷膜がある。

図６Ａは、配光制御部材を導入せず、透明カバーのみを組み込んだ照明装置の輝度分布を示し、この場合、光源部のみが極端に輝度が高くなっていることが分かる。これに対して、図６Ｂは、上述した照明装置１００の輝度分布を示し、配光角φ＝７０度の遠方から測定した輝度分布の２次元グラフである。これら図６Ａ、図６Ｂの比較から、配光制御部材１０を備えた照明装置１００では、光源上の輝度が低下すると共に、光源上以外の領域の輝度が上がり、カバー面全体の輝度分布が均一化されていることが判る。

図７は、図６Ａ、６Ｂに示した輝度分布において、ＬＥＤ１０５ａに垂直な方向の輝度プロファイルを示したグラフである。表示した例は、全光線透過率が９０％前後のマット印刷膜をストライプパターンで配置した照明用配光制御部材を使用している。この照明用配光制御部材を用いることにより、光源のピーク輝度は約９４％低減しており、グレアの抑制に効果が高いことが判る。

以上の構成によれば、鉛直照度が高く、光の取り出し効率を高く維持したまま、斜め遠方から見ても眩しさの無い天井照明装置を得ることができる。
図９Ａは、上記のような照明用の配光制御部材１０を天井Ｔと平行に照明装置１００の光放出領域に取り付けた例を示している。不快グレアを抑制する遮光角としては１５度もしくは３０度が一般的であるが、本構成の配光制御部材１０を照明装置１００に組み込むことで、照明装置１００直下の照度を確保し、照明装置を斜めから見たときに感じる眩しさを緩和することができる。

また、本実施形態では２層の光学制御層２ａ、２ｂの干渉効果を用いて配光を制御しているため、配光制御部材１０に入射する光の位置や方向に関わらない。光源の位置や向きには関係なく配光制御することができるため、光源２０に対する配光制御部材１０の位置ずれなどを気にすることなく、簡易な固定構造を採用することができる。配光制御部材１０は、基材５とその両面にパターン印刷形成された光学制御層２ａ、２ｂとを備えているため、配光制御部材１０の外表面を拭くだけで清掃することができ、メンテナンスが容易となる。

なお、照明装置において、光源は、ＬＥＤ列に限らず、直管型の蛍光ランプ、ドット状に配置された発光素子等を用いてもよい。筐体は、矩形状に限らず、種々の形状を選択することができる。

次に、他の実施形態に係る照明装置について説明する。後述する他の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

（第２の実施形態）
図８Ａは、第２の実施形態に係る照明装置に用いる照明用の配光制御部材１０の断面図である。配光制御部材１０の構成は、基本的に図１Ａで示した第１の実施形態と同じであり、異なる部分を中心に説明する。

図８Ａに示すように、照明用配光制御部材１０は、例えば、１．４９の屈折率を有する透明樹脂で形成された厚さ１ｍｍの基材５と、基材５の両面に形成された光学制御層２ａ、２ｂとを有している。光学制御層２ａ、２ｂの各々は、基材５の表面に、印刷により複数のストライプ状の光散乱膜を形成して構成されている。光学制御層２ａ、２ｂの各々は、ストライプの幅方向に対して、非印刷部である幅Ｓの第１領域３と、印刷部である幅Ｗの第２領域４が交互に並んでいる。

２層の光学制御層２ａ、２ｂのパターンは、ストライプの幅方向に沿って、位相Δを若干ずらし、鉛直入射角度で−３０〜６０度の範囲以外は散乱透過性の第２領域４を通過させるものとした。

図８Ａに示すように、配光制御部材１０に鉛直入出角度θで入射した光線の内、角度θ＝０の法線方向の光線は、光学制御層２ａ、２ｂの第２領域４に照射され、反射塗装により光源２０側に拡散反射される。所定の斜め方向の入射角θで入射する光線は、光学制御層２ａ、２ｂの第１領域３をそのまま通過して外部に出射される。

図８Ｂは、横軸に配光制御部材１０に対する光線の鉛直入出角度θを、縦軸に配光制御部材１０の第２領域４をすり抜ける光の有無（１は光学制御領域をすり抜ける光がある、０は全ての光が光学制御領域に当たる）を示している。第２の実施形態では、配光制御部材１０は、鉛直入射角度θ＝±３０度の範囲で光線を拡散反射し、鉛直入射角度θ＝３０〜６０度の範囲で光線をそのまま透過する設計としている。これにより、配光制御部材１０の法線方向には光の放出を抑制し、鉛直入射角度が３０〜５８度の斜め方向には光を放出する機能を発揮している。

図９Ｂは、このような配光制御部材１０を、部屋の壁面に設けた照明装置１００の光放出領域に設置した例を示している。このように、特定の方向に配光する配光制御部材１０を既存の照明装置１００に組み込むことで、壁面を眩しく感じることなく天井や床に光を照射する照明を簡便に得ることができる。第１の実施形態に比較して、第２の実施形態の作用面では２層の光学制御層２ａ、２ｂの位相をずらした点が相違している。

（第３の実施形態）
照明用の配光制御部材１０は、基材５と光学制御層２ａ、２ｂとがそれぞれが分離して設けても良い。光学制御層２ａ、２ｂの位相Δあるいは間隔ｔを可変とすることで、これらを動かすことによりダイナミックに配光制御できる配光制御部材１０、および照明装置としてもよい。

図１０は、第３の実施形態に係る配光制御部材１０を備える照明装置を示している。蛍光灯型の照明装置のカバーに、本機能を持った配光制御部材１０を組み込んだ構成としている。光学制御層２ａ、２ｂをそれぞれ別の曲げ可能なシートに印刷し、基材５を挟んで配置されている。手動にて光学制御層２ａ、２ｂの互いの位相Δを可変可能となっている。光学制御層２ａは、通常のストライプパターンとし、光学制御層２ｂは正面方向と側面方向とで位相をずらしたストライプパターンとしている。

このような構成をとることで、光学制御層２ａと光学制御層２ｂとの位相Δを動かすと、図１０（ａ）に示すように、ある位相Δ１では側面方向で光学制御層２ａ、２ｂのパターンが重なり、正面方向のパターンはお互いの第２領域４にて覆われた構成となる。図１０（ｂ）に示すように、別の位相Δ２では、正面方向で光学制御層２ａ、２ｂのパターンが重なり、側面方向のパターンはお互いの第２領域４にて覆われた構成となる。

このような配光制御部材１０を組み込んだ照明装置は、正面方向の集中配光と、側面方向の広角配光とのそれぞれの配光分布を手動で切り替えることが可能な照明装置となる。

（第４の実施形態）
照明用の配光制御部材１０は、立体形状の基材５から構成されていても良い。図１１は、第４の実施形態に係る照明装置において、光源を覆う立体成型カバーに本機能を持った配光制御部材１０を組み込んだ照明装置を示している。図１１（ｃ）および１１（ｄ）に示すように、立体成型カバー５０はそれぞれ法線方向が異なる複数のファセット面５１を持った形状である。図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示すように、この立体成型カバー５０のファセット面５１ごとに、異なる位相や向きを持ったストライプパターン５２の光学制御層を割り当てる。すると、領域ごとに配光分布が異なるために、見る位置によってファセット面が個別に明暗が変化するため、照明カバーに新たな装飾効果を持たせることができる。立体カバーは、成型プロセスに対応した印刷膜を成型用基板に印刷し、既存の熱成型プロセス（真空成型、圧空成型等）を行うことで作成することができる。

以上詳述した種々の実施形態によれば、光源の配置や仕様に影響されることなく、清掃がし易く製造コストも低く、光取り出し効率も高い配光制御性に優れた照明用の配光制御部材、およびこれを備えた照明装置を提供することができる。

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。照明用配光制御部材において、光学制御層は、２層に限らず、３層以上を備えていてもよい。

２ａ、２ｂ…光学制御層、３…第１領域、４…第２領域、５…基材、
１０…配光制御部材、２０…光源、１００…照明装置、１０４…筐体、
１０５…ＬＥＤ基板、１０５ａ…ＬＥＤ、１０６…ボックス電源

Claims (10)

1. 光源と、前記光源からの光の配光を制御する少なくとも１つの配光制御部材と、を備え、
   前記配光制御部材は、空気よりも屈折率の高い基材を挟んで、所定の間隔を置いて対向配置された２層の光学制御層を有し、
   前記２層の光学制御層は、互いに対応関係にあるパターンで形成された第１領域と第２領域を有し、
   少なくとも１層の前記光学制御層の第２領域の幅は、前記基材の厚さをｔ、空気の屈折率をｎ１、前記基材の屈折率をｎ２とした場合、
   

   

   

   −７５度≦γ≦＋７５度
   の式で規定されるＳよりも小さく、
   前記配光制御部材は、通過する光の方向に依存して前記第１領域、第２領域の重なりが変化することを利用して、配光を制御する照明装置。
2. 前記第２領域の透過率は、前記第１領域の透過率よりも低い請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第２領域を透過する光の配光分布は、前記第１領域を通過する光の配光分布より拡がっている請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 少なくとも１層の前記光学制御層の第１領域の幅は、
   

   

   

   の式で規定されるＷminよりも大きい請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 一方の光学制御層の第１領域および第２領域は、他方の光学制御層の第１領域および第２領域に対し、前記光学制御層の法線方向に対して所定位相Δだけずれている請求項１に記載の照明装置。
6. 前記光源は、１方向に延びた発光領域を有し、
   前記第１領域、第２領域のパターンは、前記光源の延びた方向と直交するストライプ状である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の照明装置。
7. 前記光源は、点状の発光領域を有し、
   前記第１領域、第２領域のパターンは、前記光源の発光領域を中心とした同心円状である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の照明装置。
8. 前記第２領域のパターンは、離散的に２次元配列されている請求項１に記載の照明装置。
9. 前記２層の光学制御層は、互いに位置を変位可能に設けられ、前記２層の光学制御層を変位することにより配光分布を制御可能とする請求項１に記載の照明装置。
10. 前記第１領域のパターンおよび、第２領域のパターンは、局所的に異なるパターンの組み合わせで形成されている請求項１に記載の照明装置。

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