JP7285447B2

JP7285447B2 - 照明装置、及び、照明装置の製造方法

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Publication number: JP7285447B2
Application number: JP2019108584A
Authority: JP
Inventors: 純平松崎
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-06-11
Filing date: 2019-06-11
Publication date: 2023-06-02
Anticipated expiration: 2039-06-11
Also published as: JP2020201404A

Description

本発明は、図柄を表示する照明装置、及び、その製造方法に関する。

近年、ＬＥＤを用いた照明装置が急速に普及している。このような照明装置の一例として、特許文献１には、バックライト型表示板、及び、バックライト型表示装置が開示されている。

特開２００４－２０５９３９号公報

本発明は、表示対象の図柄の質感を向上することができる照明装置、及び、その製造方法を提供する。

本発明の一態様に係る照明装置は、第一主面、及び、凹凸構造が設けられた、前記第一主面と背向する第二主面を有する導光体と、前記凹凸構造上に設けられた、図柄を構成する図柄層と、前記導光体の前記第二主面側に配置され、前記導光体との間に空間を形成する構造体と、前記導光体の端面側から前記空間に向けて光を発する光源と、前記光源が発する光をコリメートして前記空間に出射する光学素子とを備え、前記凹凸構造は、前記図柄と相関関係を有し、前記光源の光軸は、前記第二主面に対して傾斜している。

本発明の一態様に係る照明装置の製造方法は、第一主面、及び、凹凸構造が設けられた、前記第一主面と背向する第二主面を有する導光体を作製する第一ステップと、作製された前記導光体の前記凹凸構造上に、図柄を構成する図柄層を形成する第二ステップと、前記導光体の前記第二主面側に、前記導光体との間に空間を形成する構造体を配置するステップと、前記導光体の端面側から前記空間に向けて光を発する光源を、前記光源の光軸が前記第二主面に対して傾斜するように配置するステップと、前記光源が発する光をコリメートして前記空間に出射する光学素子を配置するステップとを含み、前記凹凸構造は、前記図柄と相関関係を有する。

本発明の照明装置は、表示対象の図柄の質感を向上することができる。本発明の照明装置の製造方法は、表示対象の図柄の質感が向上された照明装置を製造することができる。

図１は、実施の形態１に係る照明装置の外観斜視図である。図２は、実施の形態１に係る照明装置の外観斜視図である。図３は、実施の形態１に係る照明装置の模式断面図である。図４は、実施の形態１に係る照明装置の製造方法のフローチャートである。図５は、実施の形態２に係る照明装置の模式断面図である。図６は、実施の形態２に係る照明装置の製造方法のフローチャートである。図７は、実施の形態３に係る照明装置の模式断面図である。図８は、実施の形態３に係る照明装置の第一の製造方法のフローチャートである。図９は、実施の形態３に係る照明装置の第二の製造方法のフローチャートである。図１０は、実施の形態３の変形例に係る照明装置の模式断面図である。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。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、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、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、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、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。また、下記の実施の形態において、「ほぼ」という表現がある場合、この表現には、製造誤差または寸法公差等を含むという意味もある。

また、以下の実施の形態で説明に用いられる図面においては座標軸が示される場合がある。Ｚ軸方向は、導光体の厚み方向として説明される。例えば、照明装置の製造方法の説明においては、Ｚ軸－側が、上側（上方）と表現され、Ｚ軸＋側は、下側（下方）と表現される。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、Ｚ軸方向に垂直な平面上において、互いに直交する方向である。

（実施の形態１）
［実施の形態１に係る照明装置の構成］
まず、実施の形態１に係る照明装置の構成について、図１～図３を用いて説明する。図１及び図２は、実施の形態１に係る照明装置の外観斜視図である。図１は、光源が発光していないときの照明装置の外観斜視図であり、図２は、光源が発光しているときの照明装置の外観斜視図である。図３は、実施の形態１に係る照明装置の模式断面図である。

図１～図３に示される、実施の形態に係る照明装置１０は、サインまたは看板等に用いられる照明装置である。照明装置１０は、光源１１と、導光体１２と、図柄層１４と、下地層１５と、コーティング層１６と、構造体１７と、光学素子１９（図１及び図２で図示せず）とを備える。導光体１２には、装飾加工が施されている。具体的には、導光体１２の裏面である第二主面１２ｃには、凹凸構造１３が設けられ、かつ、凹凸構造１３上に凹凸構造１３に沿って図柄を構成する図柄層１４が設けられている。ユーザは、導光体１２の表面である第一主面１２ｂ側からこの図柄を視認することができる。第一主面１２ｂは、第二主面１２ｃと異なり、平坦である。

ここで、凹凸構造１３は、図柄に対応し、図柄と相関関係を有するものである。図１に示されるように光源１１が発光していないときには、図柄は比較的平坦なものとして視認される。これに対し、図２に示されるように、光源１１が発光しているときには、凹凸構造１３により、図柄は、光源１１が発光していないときよりも立体的に視認される。つまり、光源１１が発光しているときに導光体１２を第一主面１２ｂ側から見ると、凹凸構造１３により図柄が立体的に見える。

図柄層１４及び凹凸構造１３は、例えば、画像データに基づいて形成される。図柄層１４及び凹凸構造１３がＣＧ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＧｒａｐｈｉｃｓ）による３Ｄモデリングにより形成されれば、照明装置１０は、直接スキャンできないマテリアル、非実在マテリアル、絵画表現、彫刻表現などを実物のような質感を伴って再現することができる。

このように、照明装置１０は、表側の第一主面１２ｂが平坦でありながら、図柄に立体的な質感を与えることができる。つまり、照明装置１０は、表示対象の図柄の質感を向上することができる。照明装置１０においては、第一主面１２ｂが平坦であるため、第一主面１２ｂに埃などの異物が溜まりにくい。また、照明装置１０は、第一主面１２ｂが平坦であるため、第一主面１２ｂに異物が付着しても清掃が容易である。以下、このような照明装置１０の各構成要素について説明する。

光源１１は、導光体１２の端面１２ａ側から、導光体１２及び構造体１７の間の空間１８に向けて光を発する。光源１１は、例えば、長尺状の基板に、ＳＭＤ（ＳｕｒｆａｃｅＭｏｕｎｔＤｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤ素子が複数実装されたＳＭＤ型の発光モジュールであり、光を発する。光源１１は、ＬＥＤ素子が直列に並ぶＣＯＢ（ＣｈｉｐＯｎＢｏａｒｄ）構造の発光モジュールであってもよい。なお、光源１１の具体的構成、及び、発光色は、特に限定されない。光源１１は、例えば、空間１８と対向配置される。

導光体１２は、透光性を有する板材である。導光体１２は、具体的には、透明の導光板である。導光体１２は、例えば、平板状であるが、湾曲した板状であってもよい。導光体１２は、例えば、アクリル樹脂によって形成されるが、その他の透光性を有する樹脂、または、ガラス等の無機物によって形成されてもよい。導光体１２は、端面１２ａ、第一主面１２ｂ、及び、第二主面１２ｃを有する。

また、導光体１２は、不燃性または難燃性を有する材料によって形成されてもよい。不燃性を有する材料は、例えば、ガラスであるが、ガラスファイバー（ガラスクロス）などであってもよい。導光体１２は、難燃性の高いポリカーボネート樹脂などによって形成されてもよい。

端面１２ａは、例えば、平面であるが、曲面であってもよい。また、端面１２ａは、表面加工されていてもよい。

第一主面１２ｂは、導光体１２のうちユーザによって視認される表面である。第一主面１２ｂは、平面である。言い換えれば、第一主面１２ｂは、平坦である。

第二主面１２ｃは、導光体１２の裏面である。第二主面１２ｃは、第一主面１２ｂと背向する面である。第一主面１２ｂと異なり、第二主面１２ｃには、凹凸構造１３が設けられている。

凹凸構造１３は、光源１１が発光しているときに図柄層１４によって構成される図柄に立体的な質感を与えるための構造である。凹凸構造１３は、図柄の内容に対応して凸凹している。つまり、凹凸構造１３の凹凸パターンは、図柄に対応してカスタマイズされ、図柄が異なる複数の照明装置１０間では、凹凸構造１３の凹凸パターンも異なる。バックライトなどとして用いられる導光体の凹凸構造と異なり、凹凸構造１３は、導光体１２内の輝度の均一化を目的とするものではなく、導光体１２内の輝度を図柄に応じて異ならせることを目的とするものである。凹凸構造１３によれば、図柄に奥行感を与えることができる。凹凸構造１３は、第二主面１２ｃの少なくとも一部に設けられればよい。本方式においては光によって凹凸の陰影を強調するため、モデルとなる実物よりも低い凹凸で質感の表現が可能となる。凹凸を得るために必要な加工量を低減できるため、種々の工法においてより低いコストと作製時間で照明装置１０を提供することが可能となる。

図柄層１４は、凹凸構造１３上に、凹凸構造１３に沿って設けられる。図柄層１４は、例えば、ＵＶインクジェット印刷により、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック、ライトシアン、ライトマゼンダの各色のインクにより形成される。ＵＶインクジェット印刷のようなインク滴下型の工法を用いることで、凹凸構造１３上においても、印刷不良の領域が形成されることを抑制して、図柄を形成できる。ここでの図柄は、広義の図柄を意味し、写真及びＣＧなどを含む。

下地層１５は、図柄層１４上に形成された透光性を有する層であり、図柄層１４よりも遮光性の高い層である。下地層１５は、例えば、白色または黒色などの単一色のインクによって形成される。下地層１５は、例えば、図柄層１４上にほぼ均一な膜厚で形成される。下地層１５によれば、光源１１の非発光時の図柄層１４の光透過性を抑え、図柄の発色を鮮やかにする効果が得られる。また、下地層１５によれば、光源１１が発光しているときに視認される図柄の立体感を高めることができる。また、下地層１５は、図柄層１４を汚れまたは傷等から保護する機能も有する。

コーティング層１６は、照明装置１０の使用条件（言い換えれば、使用環境）に応じて形成される層である。コーティング層１６は、透光性を有する。コーティング層１６は、例えば、第一主面１２ｂにほぼ均一な膜厚で形成される。コーティング層１６は、具体的には、第一主面１２ｂへの傷防止のためのハードコート層（言い換えれば、保護層）である。コーティング層１６は、第一主面１２ｂにおける光の反射抑制機能を有していてもよい。

構造体１７は、構造体の一例であり、導光体１２の第二主面１２ｃ側に配置される。構造体１７は、反射面１７ａが下地層１５と対向するように配置され、下地層１５との間（言い換えれば、導光体１２との間）に空間１８を形成する。空間１８は、言い換えれば、空気層である。構造体１７は、例えば、平板状であるが、導光体１２が湾曲しているような場合には、導光体１２に沿って湾曲していてもよい。構造体１７は、例えば、アルミニウム等の金属材料によって形成されるが、樹脂材料によって形成されてもよい。構造体１７の色は特に限定されないが、構造体１７が黒色であれば立体感を阻害する拡散反射を低減できる。

光学素子１９は、光源１１及び空間１８の間に位置し、光源１１が発する光をコリメートするコリメートレンズである。コリメートとは、光源１１が発する光を実質的に平行化することを意味する。このような光学素子１９によれば、凹凸感を強調しながら、空間１８内に光源１１が発する光を行き渡らせることができる。

［光軸の傾斜角］
図３に示されるように、光源１１の光軸Ｊは、第二主面１２ｃに対して傾斜している。この場合の第二主面１２ｃは、微細な凹凸構造１３を平均化して平坦な面とみなした第二主面１２ｃを意味し、以下の光軸Ｊの傾斜角の説明においても同様の意味である。光軸Ｊは、より具体的には、導光体１２（第二主面１２ｃ）と交差するように傾斜している。これにより、光軸Ｊが第二主面１２ｃ（または第一主面１２ｂ）と平行である場合よりも、図柄の立体感を高めることができる。なお、光軸Ｊは、端面１２ａ及び第一主面１２ｂに対しても傾斜している（垂直でも平行でもない）といえる。

ここで、光軸Ｊの傾斜角θは、光軸Ｊと第二主面１２ｃ（または第一主面１２ｂ）とのなす鋭角と定義される。傾斜角θが大きくなりすぎると、輝度勾配（言い換えれば、輝度ムラ）が生じる可能性がある。具体的には、導光体１２のＹ軸＋側の領域において、導光体１２のＹ軸－側の領域よりも輝度が暗くなる可能性がある。そこで、輝度勾配を比較的小さくすることができる傾斜角θの条件について説明する。

図３において、Ｌは、端面１２ａに垂直な方向（つまり、Ｙ軸方向）における、光源１１の発光点Ｐ１から導光体１２の中心位置Ｐ２までの距離である。中心位置Ｐ２は、具体的には、端面１２ａから中心位置Ｐ２までのＹ軸方向における距離と、端面１２ａの反対側の端面から中心位置Ｐ２までのＹ軸方向における距離とが等しくなるような点である。Ｈは、発光点Ｐ１を含む第二主面１２ｃ（または第一主面１２ｂ）に平行な平面Ｓから第二主面１２ｃまでの距離である。

θ_ｔは、凹凸構造１３に含まれる、光源１１と対向する傾斜面の平均傾斜角である。なお、凹凸構造１３に含まれる傾斜面であって、光源１１と対向する傾斜面とは、図３では、傾斜面１２ｄ及び傾斜面１２ｅである。

このようなＬ、Ｈ、θ_ｔを用いて、凹凸構造１３に含まれる、光源１１と対向する平均的な傾斜面と光軸Ｊとが直交する場合の傾斜角θ（言い換えれば、平均的な傾斜面に対して垂直に光を入射させる場合の光軸Ｊの傾斜角θ）は、以下の（式１）で表される。

傾斜角θが（式１）の角度以下であれば、導光体１２のＹ軸＋側の領域の明るさを明るくし、輝度勾配の均一化を図ることができる。つまり、傾斜角θは、以下の（式２）で規定される条件を満たせば、輝度勾配の均一化を図ることができる。傾斜角θが以下の（式２）を満たす構成は、導光体１２の主面の面積が大きい場合に特に有用である。

［実施の形態１に係る照明装置の製造方法］
次に、照明装置１０の製造方法について説明する。図４は、照明装置１０の製造方法のフローチャートである。

まず、導光体１２の元となる導光部材の第二主面１２ｃに凹凸構造１３が形成される（Ｓ１１）。これにより、導光体１２が作製される。ステップＳ１１は、第一ステップの一例である。凹凸構造１３は、例えば、切削装置による切削によって形成される。より具体的には、凹凸構造１３は、切削装置によるＮＣ（ＮｕｍｅｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌ）切削によって形成される。

切削装置は、例えば、後述のステップＳ１２において凹凸構造１３に印刷または塗布される図柄の画像データを取得し、第二主面１２ｃのうち、当該画像データにおいて輝度の低い部分に相当する領域ほど深く切削する。この結果、導光体１２の厚みは、画像データにおいて輝度が高い部分ほど厚くなる。より具体的には、導光体１２の厚みは、画像データにおける輝度値に比例する。例えば、図３では、輝度が比較的高い部分の厚みｔ１は、輝度が比較的低い部分の厚みｔ２よりも分厚い。このように、凹凸構造１３は、画像データ（つまり、図柄層１４が示す図柄）と相関関係を有する。なお、照明装置１０の用途によっては特定の空間周波数が強調されてもよい。例えば、照明装置１０がある程度離れた位置から視認される場合には低周波の成分を強調することが考えられる。

導光体１２は、画像データにおける輝度に応じて相対的に厚みが異なればよい。導光体１２の厚みの絶対値については、経験的または実験的に適宜定められればよい。また、精細な立体感を与えるためには、画像データにおける画素を最小単位として導光体１２の厚みが細かく変更されればよい。

なお、凹凸構造１３は、ＮＣ切削以外の工法により形成されてもよい。例えば、凹凸構造１３は、金型を用いた射出成型によって形成されてもよい。また、凹凸構造１３は、レーザ加工によって形成されてもよい。

次に、ステップＳ１１において作製された導光体１２の凹凸構造１３上に図柄層１４が形成される（Ｓ１２）。ステップＳ１２は、第二ステップの一例である。図柄層１４は、例えば、印刷装置によるＵＶ（ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）インクジェット印刷によって形成される。ＵＶインクジェット印刷とは、紫外線硬化型のインクを用いたインクジェット印刷を意味する。印刷装置は、例えば、図柄の画像データを取得し、画像データにおける色（例えば、色相及び彩度）に基づいて図柄を凹凸構造１３上に印刷する。ステップＳ１２には、インクの塗布工程、及び、塗布されたインクへの紫外光の照射工程が含まれる。

なお、図柄層１４は、ＵＶインクジェット印刷以外の工法により形成されてもよい。例えば、図柄層１４は、スクリーン印刷によって形成されてもよい。また、図柄層１４は、スプレー塗装によって形成されてもよい。

次に、ステップＳ１２において形成された図柄層１４上に下地層１５が形成される（Ｓ１３）。ステップＳ１３は、第三ステップの一例である。下地層１５は、例えば、印刷装置によるＵＶインクジェット印刷によって形成される。印刷装置は、例えば、図柄層１４の全面に図柄層１４よりも遮光性の高い単一色のインクを塗布し、紫外光の照射によって硬化する。なお、下地層１５が図柄層１４の全面を覆うことは必須ではなく、下地層１５は、図柄層１４の少なくとも一部を覆えばよい。

なお、下地層１５は、ＵＶインクジェット印刷以外の工法により形成されてもよい。例えば、下地層１５は、スクリーン印刷によって形成されてもよい。また、下地層１５は、スプレー塗装によって形成されてもよい。

また、コーティング層１６は、図４の製造方法が行われる前にあらかじめ導光体１２に形成されていてもよいし、ステップＳ１３の後に形成されてもよい。コーティング層１６は、ステップＳ１１及びステップＳ１２の間、または、ステップＳ１２及びステップＳ１３の間に形成されてもよい。

その後、導光体１２の第二主面１２ｃ側に、導光体１２との間に空間１８を形成する構造体１７が配置され（Ｓ１４）、導光体１２の端面１２ａ側から空間１８に向けて光を発する光源１１が配置される（Ｓ１５）。上述のように、光源１１は、光軸Ｊが第二主面１２ｃに対して傾斜するように配置される。また、光源１１と導光体１２の間に、光源１１が発する光をコリメートして空間１８に出射する光学素子１９が配置される（Ｓ１６）。

［実施の形態１の効果等］
以上説明したように、照明装置１０は、第一主面１２ｂ、及び、凹凸構造１３が設けられた、第一主面１２ｂと背向する第二主面１２ｃを有する導光体１２と、凹凸構造１３上に設けられた、図柄を構成する図柄層１４と、導光体１２の第二主面１２ｃ側に配置され、１２導光体との間に空間１８を形成する構造体１７と、導光体１２の端面１２ａ側から空間１８に向けて光を発する光源１１と、光源１１が発する光をコリメートして空間１８に出射する光学素子１９とを備える。凹凸構造１３は、図柄と相関関係を有し、光源１１の光軸は、第二主面１２ｃに対して傾斜している。

このような照明装置１０は、表示対象の図柄の質感を向上することができる。照明装置１０は、具体的には、光源１１を発光させることにより、表示対象の図柄の立体感を向上することができる。

また、例えば、光源１１の光軸Ｊの、第二主面１２ｃに対する傾斜角θは、上記（式２）で規定される条件を満たす。Ｌは、端面１２ａに垂直な方向における、光源１１の発光点Ｐ１から導光体１２の中心位置Ｐ２までの距離である。Ｈは、発光点Ｐ１を含む第二主面１１ｃに平行な平面Ｓから第二主面１２ｃまでの距離である。θ_ｔは、凹凸構造１３に含まれる、光源１１と対向する傾斜面（例えば、傾斜面１２ｄ及び傾斜面１２ｅ）の平均傾斜角である。

このような照明装置１０は、導光体１２における輝度勾配の均一化を図ることができる。

また、例えば、導光体１２は、不燃性を有する材料によって形成される。

このような導光体１２は、照明装置１０の安全性を高めることができる。

また、例えば、照明装置１０は、さらに、図柄層１４上に形成された、図柄層１４よりも遮光性の高い下地層１５を備える。

このような下地層１５は、図柄の質感をさらに高めることができる。

また、例えば、光源１１が発光しているときに導光体１２を第一主面１２ｂ側から見ると、凹凸構造１３により図柄が立体的に視認される。

また、照明装置１０の製造方法は、第一主面１２ｂ、及び、凹凸構造１３が設けられた、第一主面１２ｂと背向する第二主面１２ｃを有する導光体１２を作製するステップＳ１１と、作製された導光体１２の凹凸構造１３上に、図柄を構成する図柄層１４を形成するステップＳ１２と、導光体１２の第二主面１２ｃ側に、導光体１２との間に空間１８を形成する構造体１７を配置するステップＳ１４と、導光体１２の端面１２ａ側から空間１８に向けて光を発する光源１１を、光源１１の光軸Ｊが第二主面１１ｃに対して傾斜するように配置するステップＳ１５と、光源１１が発する光をコリメートして空間１８に出射する光学素子１９を配置するステップＳ１６とを含む。凹凸構造１３は、図柄と相関関係を有する。

このような製造方法は、表示対象の図柄の質感を向上することができる照明装置１０を製造することができる。

また、照明装置１０の製造方法のステップＳ１１においては、導光部材に凹凸構造１３を形成することにより、導光体１２を作製し、凹凸構造１３は、切削、金型を用いた射出成型、または、レーザ加工によって形成される。

このような製造方法は、単一の導光部材の加工により導光体１２を作製することができる。

また、照明装置１０の製造方法のステップＳ１２においては、ＵＶインクジェット印刷、スクリーン印刷、または、スプレー塗装によって凹凸構造１３上に図柄層１４を形成する。

このような製造方法は、印刷または塗装によって凹凸構造１３上に図柄層を形成することができる。

また、凹凸構造１３は、図柄の画像データに基づいて形成され、導光体１２の厚みは、画像データにおいて輝度が高い部分ほど厚い。

このような製造方法は、表示対象の図柄の質感を向上するための凹凸構造１３を形成することができる。

（実施の形態２）
［実施の形態２に係る照明装置の構成］
上記実施の形態１では、導光体１２は、単一の導光部材の切削等により作製されたが、導光体１２の構造及び作製方法は、実施の形態１に限定されない。例えば、照明装置１０は、複数の透光性部材が積層された構造の導光体を備えてもよい。図５は、このような実施の形態２に係る照明装置の模式断面図である。なお、以下の実施の形態２では、実施の形態１との相違点を中心に説明が行われ、既出事項の説明については適宜省略される。

図５に示される照明装置１０ｂは、光源１１と、導光体２０と、図柄層１４と、下地層１５と、コーティング層１６と、構造体１７と、光学部材１９とを備える。

導光体２０は、光源１１が発する光が入射する端面２０ａ、平坦な第一主面２０ｂ、及び、第一主面２０ｂと背向する、凹凸構造１３が設けられた第二主面２０ｃを有する。導光体２０は、透光層２１、及び、フィルム層２２が積層された構造を有する。

透光層２１は、透光性を有する板材である。透光層２１は、具体的には、透明の導光板である。透光層２１は、例えば、平板状であるが、湾曲した板状であってもよい。透光層２１は、アクリル樹脂によって形成されるが、その他の透光性を有する樹脂によって形成されてもよい。透光層２１は、導光体２０のうち第一主面２０ｂ側の部分であり、第一主面２０ｂは、透光層２１の一部である。

フィルム層２２は、透光性を有するシート状の部材であり、透光層２１よりも高い可撓性を有する材料によって形成される。フィルム層２２は、例えば、透明なポリエチレンテレフタレート樹脂によって形成されるが、その他の透光性を有する樹脂によって形成されてもよい。フィルム層２２は、導光体２０のうち第二主面２０ｃ側の部分であり、第二主面２０ｃは、フィルム層２２の一部である。凹凸構造１３は、フィルム層２２に設けられる。

導光体２０は、透光層２１及びフィルム層２２の貼り合わせにより作製される。フィルム層２２の厚みは、例えば、透光層２１よりも薄い。図８では図示されないが、透光層２１及びフィルム層２２の間には、透光層２１及びフィルム層２２を接着する接着層が配置される。

［実施の形態２に係る照明装置の製造方法］
次に、照明装置１０ｂの製造方法について説明する。図６は、照明装置１０ｂの製造方法のフローチャートである。

まず、フィルム層２２の元となるフィルムに、凹凸構造１３が形成される（Ｓ２１）。凹凸構造１３は、例えば、熱エンボス加工によって形成される。熱エンボス加工は、例えば、ローラーを有する加工装置によって行われる。凹凸構造１３が熱エンボス加工によって形成される場合、フィルムには、熱可塑性の樹脂が採用される。実施の形態１と同様に、凹凸構造１３は、図柄に応じたものであり、フィルムの厚みは、画像データにおいて輝度が高い部分ほど薄くなる。凹凸構造１３が形成されたフィルムは、フィルム層２２に相当する部材である。

次に、凹凸構造１３が形成されたフィルムを導光部材に貼りつける（Ｓ２２）。この場合、フィルムの凹凸構造１３が形成されていない面が接着面となる。導光部材は、透光層２１に相当する板材である。これにより、透光層２１及びフィルム層２２が積層された導光体２０が作製される。ステップＳ２１及びステップＳ２２は、第一ステップの一例である。

次に、ステップＳ２１及びステップＳ２２において作製された導光体２０の凹凸構造１３上に図柄層１４が形成され（Ｓ２３）、ステップＳ２３において形成された図柄層１４上に下地層１５が形成される（Ｓ２４）。ステップＳ２３は、第二ステップの一例であり、ステップＳ２４は、第三ステップの一例である。

その後、導光体１２の第二主面１２ｃ側に、導光体１２との間に空間１８を形成する構造体１７が配置され（Ｓ２５）、導光体１２の端面１２ａ側から空間１８に向けて光を発する光源１１が配置される（Ｓ２６）。光源１１は、光軸Ｊが第二主面１２ｃに対して傾斜するように配置される。また、光源１１と導光体１２の間に、光源１１が発する光をコリメートして空間１８に出射する光学素子１９が配置される（Ｓ２７）。

［実施の形態２の効果等］
以上説明したように、照明装置１０ｂが備える導光体２０は、第一主面２０ｂ側の透光層２１と、透光層２１よりも高い可撓性を有する第二主面２０ｃ側のフィルム層２２とを有する。凹凸構造１３は、フィルム層２２に設けられる。

これにより、透光層２１、及び、フィルム層２２を積層することで凹凸構造１３を有する導光体２０を実現することができる。

また、照明装置１０ｂの製造方法のステップＳ２１及びステップＳ２２においては、熱エンボス加工によってフィルムに凹凸構造１３を形成し、凹凸構造１３が形成されたフィルムを導光部材に貼りつけることにより導光体２０を作製する。

このような製造方法は、導光部材にフィルムを貼り付けることにより導光体２０を作製することができる。

（実施の形態３）
［実施の形態３に係る照明装置の構成］
上記実施の形態２では、２つの透光性部材が積層された構造の導光体２０を備える照明装置１０ｂについて説明されたが、照明装置は、３つの透光性部材が積層された構造を有していてもよい。図７は、このような実施の形態３に係る照明装置の模式断面図である。なお、以下の実施の形態３では、実施の形態１及び実施の形態２との相違点を中心に説明が行われ、既出事項の説明については適宜省略される。

図１０に示される照明装置１０ｃは、光源１１と、導光体３０と、図柄層１４と、下地層１５と、コーティング層１６と、構造体１７と、光学部材１９とを備える。

導光体３０は、光源１１が発する光が入射する端面３０ａ、平坦な第一主面３０ｂ、及び、第一主面３０ｂと背向する、凹凸構造１３が設けられた第二主面３０ｃを有する。導光体３０は、第一透光層３１、第二透光層３２、及び、フィルム層３３が積層された構造を有する。

第一透光層３１は、透光性を有する板材である。第一透光層３１は、具体的には、透明の導光板である。第一透光層３１は、例えば、平板状であるが、湾曲した板状であってもよい。第一透光層３１は、アクリル樹脂によって形成されるが、その他の透光性を有する樹脂によって形成されてもよい。第一透光層３１は、導光体３０のうち第一主面３０ｂ側の部分であり、第一主面３０ｂは、第一透光層３１の一部である。

第二透光層３２は、透光性を有する部材である。第二透光層３２には、後述の２つの製造方法ごとに異なる材料が採用される。第二透光層３２には、例えば、透明の樹脂が採用される。第二透光層３２は、導光体３０のうち第二主面３０ｃ側の部分であり、第二主面３０ｃは、第二透光層３２の一部である。凹凸構造１３は、第二透光層３２に設けられる。

フィルム層３３は、透光性を有するシート状の部材であり、第一透光層３１及び第二透光層３２のそれぞれよりも高い可撓性を有する材料によって形成される。フィルム層３３は、例えば、透明なポリエチレンテレフタレート樹脂によって形成されるが、その他の透光性を有する樹脂によって形成されてもよい。フィルム層３３は、第一透光層３１及び第二透光層３２の間に位置する部分である。

導光体３０は、第一透光層３１、及び、第二透光層３２が形成されたフィルム層３３の貼り合わせにより作製される。フィルム層３３の厚みは、例えば、第一透光層３１及び第二透光層３２のそれぞれよりも薄い。図１０では図示されないが、第一透光層３１及びフィルム層３３の間には、第一透光層３１及びフィルム層３３を接着する第一接着層が設けられる。

［実施の形態３に係る照明装置の第一の製造方法］
次に、照明装置１０ｃの製造方法について説明する。まず、第二透光層３２が透光材料の積層印刷によって形成される場合の製造方法について説明する。図８は、照明装置１０ｃの第一の製造方法のフローチャートである。

まず、フィルム層３３の元となるフィルムに、透光材料が積層印刷される（Ｓ３１）。透光材料は、印刷装置によるＵＶインクジェット印刷によって積層される。印刷装置は、例えば、図柄の画像データを取得し、積層される透光材料に画像データにおける輝度に応じた凹凸を与える。これにより、フィルム上に凹凸構造１３が設けられた第二透光層３２が形成される。この場合の透光材料には、例えば、紫外線硬化性を有する透光材料であって、インクジェット印刷に適した透光材料が採用される。

次に、第二透光層３２が形成されたフィルムを導光部材に貼りつける（Ｓ３２）。この場合、フィルムの第二透光層３２が形成されていない面が接着面となる。導光部材は、第一透光層３１に相当する板材である。これにより、第一透光層３１、第二透光層３２、及び、フィルム層３３が積層された導光体３０が作製される。ステップＳ３１及びステップＳ３２は、第一ステップの一例である。

次に、ステップＳ３１及びステップＳ３２において作製された導光体３０の凹凸構造１３上に図柄層１４が形成され（Ｓ３３）、ステップＳ３３において形成された図柄層１４上に下地層１５が形成される（Ｓ３４）。ステップＳ３３は、第二ステップの一例であり、ステップＳ３４は、第三ステップの一例である。

その後、導光体１２の第二主面１２ｃ側に、導光体１２との間に空間１８を形成する構造体１７が配置され（Ｓ３５）、導光体１２の端面１２ａ側から空間１８に向けて光を発する光源１１が配置される（Ｓ３６）。光源１１は、光軸Ｊが第二主面１２ｃに対して傾斜するように配置される。また、光源１１と導光体１２の間に、光源１１が発する光をコリメートして空間１８に出射する光学素子１９が配置される（Ｓ３７）。

［実施の形態３に係る照明装置の第二の製造方法］
次に、透光材料が賦形されることによって第二透光層３２が形成される場合の製造方法について説明する。図９は、照明装置１０ｃの第二の製造方法のフローチャートである。

まず、フィルム層３３の元となるフィルム上に、第二透光層３２の元となる樹脂層が形成される（Ｓ４１）。樹脂層には、透光性を有する樹脂材料が採用される。また、樹脂層には、紫外線硬化性または熱硬化性を有する樹脂材料が採用される。

次に、樹脂層が賦形されることにより、凹凸構造１３が形成される（Ｓ４２）。賦形には、例えば、画像データにおける輝度に応じた凹凸を樹脂層に与える金型が用いられる。樹脂層は、賦形された後、紫外線の照射、または、加熱によって硬化される。これにより、フィルム上に凹凸構造１３が設けられた第二透光層３２が形成される。

次に、第二透光層３２が形成されたフィルムを導光部材に貼りつける（Ｓ４３）。この場合、フィルムの第二透光層３２が形成されていない面が接着面となる。導光部材は、第一透光層３１に相当する板材である。これにより、第一透光層３１、第二透光層３２、及び、フィルム層３３が積層された導光体３０が作製される。ステップＳ４１～ステップＳ４３は、第一ステップの一例である。

次に、ステップＳ４１～ステップＳ４３において作製された導光体３０の凹凸構造１３上に図柄層１４が形成され（Ｓ４４）、ステップＳ４４において形成された図柄層１４上に下地層１５が形成される（Ｓ４５）。ステップＳ４４は、第二ステップの一例であり、ステップＳ４５は、第三ステップの一例である。

その後、導光体１２の第二主面１２ｃ側に、導光体１２との間に空間１８を形成する構造体１７が配置され（Ｓ４６）、導光体１２の端面１２ａ側から空間１８に向けて光を発する光源１１が配置される（Ｓ４７）。光源１１は、光軸Ｊが第二主面１２ｃに対して傾斜するように配置される。また、光源１１と導光体１２の間に、光源１１が発する光をコリメートして空間１８に出射する光学素子１９が配置される（Ｓ４８）。

［変形例］
なお、導光体３０が第一透光層３１を有することは必須ではなく、導光体３０は、第二透光層３２及びフィルム層３３によって構成されてもよい。図１０は、このような実施の形態３の変形例に係る照明装置の模式断面図である。

図１０に示される照明装置１０ｄは、第二透光層３２及びフィルム層３３によって構成される導光体３０ｄを備える。このような導光体３０ｄは、全体が比較的高い可撓性を有しているため、容易に湾曲させることができる。

［実施の形態３の効果等］
以上説明したように、照明装置１０ｃが備える導光体３０は、第一主面３０ｂ側の第一透光層３１と、第二主面３０ｃ側の第二透光層３２と、第一透光層３１及び第二透光層３２の間に位置する、第一透光層３１よりも高い可撓性を有するフィルム層３３とを有する。凹凸構造１３は、第二透光層３２に設けられる。

これにより、第一透光層３１、第二透光層３２、及び、フィルム層３３を積層することで凹凸構造１３を有する導光体３０を実現することができる。

また、照明装置１０ｃの製造方法のステップＳ３１及びステップＳ３２においては、フィルムに透光材料を積層印刷することで凹凸構造１３を形成し、凹凸構造１３が形成されたフィルムを導光部材に貼りつけることにより導光体３０を作製する。

このような製造方法は、フィルムに透光材料を積層印刷し、かつ、導光部材に当該フィルムを貼り付けることにより導光体３０を作製することができる。

また、照明装置１０ｃの製造方法のステップＳ４１～ステップＳ４３においては、フィルム上に樹脂層を形成し、樹脂層を賦形することによって凹凸構造１３を形成し、凹凸構造１３を含む樹脂層が形成されたフィルムを導光部材に貼りつけることにより導光体３０を作製する。

このような製造方法は、フィルム上の樹脂層を賦形し、かつ、導光部材に当該フィルムを貼り付けることにより導光体３０を作製することができる。

（その他の実施の形態）
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、このような実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態の製造方法のフローチャートは一例であり、製造方法における部材の配置順序は特に限定されない。例えば、上記実施の形態の製造方法のフローチャートでは、光源が配置された後に光学素子が配置されたが、光学素子は、光源よりも先に配置され、結果として光源と導光体の間に位置してもよい。他の部材についても同様である。

また、上記実施の形態では、光源は、ＳＭＤ構造の発光モジュールであったが、ＣＯＢ（ＣｈｉｐＯｎＢｏａｒｄ）構造の発光モジュールであってもよい。ＣＯＢ構造の発光モジュールにおいては、ＬＥＤチップが発光素子として用いられ、基板上にＬＥＤチップが直接実装され、当該ＬＥＤチップが蛍光体粒子を含有する透光性樹脂材によって封止される。また、光源は、ＬＥＤチップと、当該ＬＥＤチップと離れた位置に配置された蛍光体粒子を含む樹脂部材とを有するリモートフォスファー型の発光モジュールであってもよい。

また、光源は、ＬＥＤを用いた構成に限定されない。光源には、例えば、半導体レーザまたは有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等、ＬＥＤ以外の固体発光素子が用いられてもよい。

また、上記実施の形態の導光体の模式断面図に示される積層構造は一例である。本発明の特徴的な機能を実現できる他の積層構造を有する導光体も本発明に含まれる。導光体においては、例えば、上記実施の形態で説明された機能と同様の機能を実現できる範囲で、上記実施の形態の積層構造の層間に別の層が設けられていてもよい。

また、上記実施の形態では、導光体が有する積層構造の各層を構成する主たる材料について例示しているが、導光体が有する積層構造の各層には、上記実施の形態の積層構造と同様の機能を実現できる範囲で他の材料が含まれてもよい。

その他、各実施の形態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、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態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。

１０、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ照明装置
１１光源
１２、２０、３０、３０ｄ導光体
１２ａ、１２ｆ、２０ａ、３０ａ端面
１２ｂ、２０ｂ、３０ｂ第一主面
１２ｃ、２０ｃ、３０ｃ第二主面
１３凹凸構造
１４図柄層
１５下地層
１６コーティング層
１７構造体
１８空間
１９光学素子
２１透光層
２２、３３フィルム層
３１第一透光層
３２第二透光層
Ｊ光軸
θ 傾斜角

Claims

第一主面、及び、凹凸構造が設けられた、前記第一主面と背向する第二主面を有する導光体と、
前記凹凸構造上に設けられた、図柄を構成する図柄層と、
前記導光体の前記第二主面側に配置され、前記導光体との間に空間を形成する構造体と、
前記導光体の端面側から前記空間に向けて光を発する光源と、
前記光源が発する光をコリメートして前記空間に出射する光学素子とを備え、
前記光源の光軸は、前記第二主面に対して傾斜しており、
前記光源が発光しているときに前記導光体を前記第一主面側から見ると、前記凹凸構造により前記図柄が立体的に見える
照明装置。
前記光源の光軸の、前記第二主面に対する傾斜角θは、

の条件を満たし、
Ｌは、前記端面に垂直な方向における、前記光源の発光点から前記導光体の中心位置までの距離であり、
Ｈは、前記発光点を含む前記第二主面に平行な平面から前記第二主面までの距離であり、
θ_ｔは、前記凹凸構造に含まれる、前記光源と対向する傾斜面の平均傾斜角である
請求項１に記載の照明装置。
前記導光体は、
前記第一主面側の透光層と、
前記透光層よりも高い可撓性を有する前記第二主面側のフィルム層とを有し、
前記凹凸構造は、前記フィルム層に設けられる
請求項１または２に記載の照明装置。
前記導光体は、不燃性を有する材料によって形成される
請求項１～３のいずれか１項に記載の照明装置。
さらに、前記図柄層上に形成された、前記図柄層よりも遮光性の高い下地層を備える
請求項１～４のいずれか１項に記載の照明装置。
照明装置の製造方法であって、
前記製造方法は、
第一主面、及び、凹凸構造が設けられた、前記第一主面と背向する第二主面を有する導光体を作製する第一ステップと、
作製された前記導光体の前記凹凸構造上に、図柄を構成する図柄層を形成する第二ステップと、
前記導光体の前記第二主面側に、前記導光体との間に空間を形成する構造体を配置するステップと、
前記導光体の端面側から前記空間に向けて光を発する光源を、前記光源の光軸が前記第二主面に対して傾斜するように配置するステップと、
前記光源が発する光をコリメートして前記空間に出射する光学素子を配置するステップとを含み、
前記製造方法によって製造された前記照明装置において、前記光源が発光しているときに前記導光体を前記第一主面側から見ると、前記凹凸構造により前記図柄が立体的に見える
照明装置の製造方法。
前記第一ステップにおいては、導光部材に前記凹凸構造を形成することにより、前記導光体を作製し、
前記凹凸構造は、切削、金型を用いた射出成型、または、レーザ加工によって形成される
請求項６に記載の照明装置の製造方法。
前記第一ステップにおいては、
熱エンボス加工によってフィルムに前記凹凸構造を形成し、
前記凹凸構造が形成された前記フィルムを導光部材に貼りつけることにより前記導光体を作製する
請求項６に記載の照明装置の製造方法。
前記第一ステップにおいては、
フィルムに透光材料を積層印刷することで前記凹凸構造を形成し、
前記凹凸構造が形成された前記フィルムを導光部材に貼りつけることにより前記導光体を作製する
請求項６に記載の照明装置の製造方法。
前記第一ステップにおいては、
フィルム上に樹脂層を形成し、
前記樹脂層を賦形することによって前記凹凸構造を形成し、
前記凹凸構造を含む前記樹脂層が形成された前記フィルムを導光部材に貼りつけることにより前記導光体を作製する
請求項６に記載の照明装置の製造方法。
前記第二ステップにおいては、ＵＶ（ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）インクジェット印刷、スクリーン印刷、または、スプレー塗装によって前記凹凸構造上に前記図柄層を形成する
請求項６～１０のいずれか１項に記載の照明装置の製造方法。
前記凹凸構造は、前記図柄の画像データに基づいて形成され、
前記導光体の厚みは、前記画像データにおいて輝度が高い部分ほど厚い
請求項６～１１のいずれか１項に記載の照明装置の製造方法。