以下、図を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「表」、「裏」といった向きは、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.
まず、本発明の実施の形態1にかかる面光源装置100を備える照明装置110について説明する。図1は、本発明の実施の形態1にかかる面光源装置100を備える照明装置110を示す分解斜視図である。まず、本実施の形態にかかる面光源装置100を備える照明装置110の構成について説明する。図1に示すように、本実施の形態において照明装置110は、発する光が面を形成する面光源装置100と、面光源装置100が備える導光体2が収まる筐体3と、面光源装置100の一部を覆うカバー4とを備える。
次に、本実施の形態にかかる面光源装置100の構成について説明する。面光源装置100は、点光源1と、発する光が面を形成するように点光源1から出射した光を導く導光体2とを備える。本実施の形態において点光源1は、1つのLED(Light Emitting Diode)チップからなるLED素子、又は複数のLEDチップを1つのモジュールとしたCOB(Chip On Board)である。筐体3の内面は、正反射面又は光の反射率が高い拡散面であることが望ましい。また、カバー4の導光体2と対向する面も、正反射面又は光の反射率が高い拡散面であることが望ましい。
次に、図2及び図3を用いて、本発明の実施の形態1にかかる面光源装置100の導光体2について説明する。図2は、本発明の実施の形態1にかかる面光源装置100の導光体2の側面図であり、図1のA方向に導光体2を見た図である。図3は、本発明の実施の形態1にかかる面光源装置100の導光体2の断面図であり、図2のB-B断面を示す。図2は断面図ではないが、導光体2を分かりやすく図示するために、導光体2にハッチングをかけている。なお、図2の破線によって囲まれたD部については、他の実施の形態において説明する。図3の点S及び点Tについても、他の実施の形態において説明する。
導光体2は、点光源1から出射した光を導き、線光源となる第1の導光部21と、第1の導光部21から出射した光を導き、面光源となる第2の導光部25と、第1の導光部21から出射した光を第2の導光部25へ入射させる第1の導入部22及び第2の導入部24とを備える。図3の第1の導光部21において、光は主に右から左へ伝搬し、図3の第2の導光部25において、光は主に上から下へ伝搬する。したがって、図3の第1の導光部21において光は、紙面の右が上流、紙面の左が下流である。図3の第2の導光部25において光は、紙面の上が上流、紙面の下が下流である。
本実施の形態にかかる面光源装置100の導光体2は、第1の導入部22及び第2の導入部24を複数備え、具体的には第1の導入部22を4つ、第2の導入部24を5つ備える。本実施の形態において、第1の導入部22と第2の導入部24とは、交互に並ぶ。照明装置110が備えるカバー4は、本実施の形態において、すべての第1の導入部22及び第2の導入部24を覆う。
第1の導光部21は、点光源1から出射した光が入射する第1の入光面211と、第1の入光面211に対して交差する向きに設けられた第1の出光面212とを有する。図3において第1の出光面212は、点線で示された途切れ途切れの面である。第1の導光部21は、第1の入光面211と対向する第1の反入光面213と、第1の出光面212と対向する第1の反出光面214とを有する。本実施の形態において、第1の反出光面214は曲面である。また、本実施の形態において、第1の出光面212と第1の反出光面214との間の距離は、第1の入光面211から遠くなるにつれて短くなる。第1の入光面211へ入射した光は、第1の出光面212から出射する。
第2の導光部25は、第1の導光部21の第1の出光面212から出射した光が入射する第2の入光面251と、第1の入光面211及び第2の入光面251に対して交差する向きに設けられた第2の出光面252とを有する。図3において第2の入光面251は、点線で示された途切れ途切れの面である。第2の導光部25は、第2の入光面251と対向する第2の反入光面253と、第2の出光面252と対向する第2の反出光面254とを有する。第2の入光面251へ入射した光は、第2の出光面252から出射する。
本実施の形態にかかる面光源装置100の第2の反出光面254には、第2の入光面251へ入射した光の多くを第2の出光面252から出射させるために、一般的にシボと呼ばれる凹凸模様や、反射プリズム等が形成される。第2の入光面251へ入射した光を第2の出光面252から出射させるための構造は、これらに特に限られることはない。例えば、第2の入光面251へ入射した光を第2の出光面252から出射させるための機能を有する光反射シートや光拡散シート等を第2の反出光面254に配置しても良い。
第1の導入部22は、第1の出光面212から出射した光を反射させて第2の入光面251へ入射させる第1の反射面221を有し、第1の出光面212と第2の入光面251とに連続して成形される。すなわち、第1の導光部21と第1の導入部22と第2の導光部25とは一体に成形される。本実施の形態において第1の反射面221は、第2の導光部25が有する面のうち、第2の入光面251及び第2の出光面252と交差する向きに設けられ、第1の入光面211から遠い方の面である第1の側面255よりも、内側にある。
第2の導入部24は、第1の出光面212から出射した光を反射させて第2の入光面251へ入射させる第2の反射面241を有し、第1の出光面212と第2の入光面251とに連続して成形される。すなわち、第1の導光部21と第2の導入部24と第2の導光部25とは一体に成形される。つまり、第1の導光部21と第1の導入部22と第2の導入部24と第2の導光部25とは一体に成形される。本実施の形態において第2の反射面241は、第2の導光部25が有する面のうち、第2の入光面251及び第2の出光面252と交差する向きに設けられ、第1の入光面211から遠い方の面である第1の側面255よりも、内側にある。
第1の導光部21は、途切れ途切れの第1の出光面212の間の面である第3の反射面216を有する。第3の反射面216は、第1の反出光面214と対向し、第1の導入部22及び第2の導入部24が連続で成形されていない面である。第3の反射面216は、第1の導入部22と第2の導入部24との間の貫通孔の外郭の一部を形成する。
本実施の形態において、第1の反射面221と第2の反射面241は、断面視における形状が異なる。本実施の形態において第1の導入部22の第1の反射面221は、断面視において放物線を描く。また、本実施の形態において第2の導入部24の第2の反射面241は、断面視において第1の反射面221とは異なる放物線を描く。
導光体2には、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂が用いられる。材料は、これらに特に限定されることはなく、塩化ビニル樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、アリルジグリコールカーボネート樹脂等の熱硬化性透明樹脂や、ガラス材料等の無機透明材料でも良く、光を効率よく通過させる物質であれば良い。第1の導光部21と第1の導入部22と第2の導入部24と第2の導光部25とは一体に成形されるので、第1の導光部21と第1の導入部22と第2の導入部24と第2の導光部25とには同じ材料が用いられることは言うまでもない。
図4は、本発明の実施の形態1にかかる面光源装置100の第1の反射面221及び第2の反射面241の断面視における形状を表現したグラフである。第1の反射面221及び第2の反射面241は曲面であり、断面視において放物線を描く。つまり、第1の反射面221及び第2の反射面241の構成には、放物線が含まれる。その放物線を、係数a,b及びcを用いて示すと、数1になる。
図4の放物線は、数1を示す。本実施の形態において、第1の反射面221を構成する放物線の二次成分の係数aは、第2の反射面241を構成する放物線の二次成分の係数aと異なる。本実施の形態において、第1の反射面221を構成する放物線の二次成分の係数aは、0.5である。また、本実施の形態において、第2の反射面241を構成する放物線の二次成分の係数aは、1.5である。
次に、本実施の形態にかかる面光源装置100における光の進み方について説明する。まず、点光源1から出射した光は、第1の導光部21の第1の入光面211へ入射する。第1の入光面211へ入射した光は、第1の反出光面214や第1の反入光面213や第3の反射面216で反射して、第1の出光面212から出射する。第1の出光面212から出射した光は、第1の反射面221又は第2の反射面241にぶつかる。第1の導光部21と第1の導入部22、第1の導光部21と第2の導入部24は、一体に成形されるので、第1の入光面211へ入射した光は、第1の反出光面214や第1の反入光面213や第3の反射面216で反射して、第1の出光面212を通過し、第1の反射面221又は第2の反射面241にぶつかるとも言い換えられる。
なお、第1の反射面221にぶつかる光の中には、第1の入光面211へ入射してから、第1の反射面221にぶつかるまでの間に、第1の反出光面214や第1の反入光面213や第3の反射面216で反射せずに、第1の導光部21の中を伝搬するだけのものもある。同様に、第2の反射面241にぶつかる光の中には、第1の入光面211へ入射してから、第2の反射面241にぶつかるまでの間に、第1の反出光面214や第1の反入光面213や第3の反射面216で反射せずに、第1の導光部21の中を伝搬するだけのものもある。
第1の反射面221へ入射した光(第1の反射面221にぶつかった光)は、第1の反射面221で全反射され、第2の入光面251へ入射する。同様に、第2の反射面241へ入射した光(第2の反射面241にぶつかった光)は、第2の反射面241で全反射され、第2の入光面251へ入射する。
第2の入光面251へ入射した光は、第2の反出光面254に形成された凹凸模様や反射プリズム等により、第2の出光面252から取り出される。すなわち、第2の入光面251へ入射した光は、第2の反出光面254で反射して、第2の出光面252から出射する。なお、第2の出光面252から出射する光の中には、第2の入光面251へ入射してから、第2の出光面252から出射するまでの間に、第2の反出光面254で反射せずに第2の導光部25の中を伝搬するだけのものや、第2の反入光面253でさらに反射しているものもある。
次に、図5及び図6を用いて、本実施の形態にかかる面光源装置100の第1の導入部22及び第2の導入部24における光の進み方について詳しく説明し、第1の導入部22及び第2の導入部24の形状の決め方について説明する。図5は、本発明の実施の形態1にかかる面光源装置100の第1の反射面221での光の反射方向について、その一例を説明する図である。図5は、図3の一点鎖線によって囲まれたE1部を拡大して、第1の反射面221での光の反射方向について、その一例を説明する。図6は、本発明の実施の形態1にかかる面光源装置100の第2の反射面241での光の反射方向について、その一例を説明する図である。図6は、図3の二点鎖線によって囲まれたE2部を拡大して、第2の反射面241での光の反射方向について、その一例を説明する。
図5及び図6において矢印は、光の進み方を示す。角C1は、第1の出光面212を通過する光と、図5及び図6の水平基準線Hとがなす角のうち最大のものを示す。導光体2にアクリル樹脂が用いられている場合、アクリル樹脂の屈折率は1.49なので、角C1の角度は42.15度となる。導光体2にポリカーボネート樹脂が用いられている場合、ポリカーボネート樹脂の屈折率は1.59なので、角C1の角度は38.97度となる。図5及び図6において、点Pを起点とする矢印は、角C1を等分しており、第1の出光面212を通過する光の代表例を示す。
図5において、第1の出光面212を通過した光は、第1の反射面221で全反射され、図5の左下方向へと伝搬する。つまり、第1の出光面212を通過した光は、第1の反射面221で全反射され、図3の左下方向へと伝搬する。図6において、第1の出光面212を通過した光は、第2の反射面241で全反射され、図6の右下方向へと伝搬する。つまり、第1の出光面212を通過した光は、第2の反射面241で全反射され、図3の右下方向へと伝搬する。
第1の反射面221と第2の反射面241とは、断面視における形状が異なり、この形状の違いが、第1の出光面212を通過した光(第1の出光面212から出射した光)が反射面において全反射された後に向かう方向に、影響する。第1の反射面221は、第1の出光面212から出射した光を、図3の左下方向へ伝搬させ、第2の反射面241は、第1の出光面212から出射した光を、図3の右下方向へ伝搬させる。本実施の形態では、第1の反射面221を構成する放物線の二次成分の係数aを0.5とし、第2の導入部24の第2の反射面241を構成する放物線の二次成分の係数aを1.5としている。
ここで例えば、第1の場合として、第1の出光面212と第2の入光面251とに連続して形成される導入部の反射面を構成する放物線の二次成分の係数aを1とした、本実施の形態にかかる面光源装置を作ったとする。図5及び図6における光の進み方を踏まえると、第1の場合の面光源装置の第1の出光面212から出射した光を、図3の左下方向へ導かれるように調整したい時は、第1の出光面212と第2の入光面251とに連続して形成される導入部の反射面を構成する放物線の二次成分の係数aを1よりも小さくすれば良い。同様に、第1の場合の面光源装置の第1の出光面212から出射した光を、図3の右下方向へ導かれるように調整したい時は、第1の出光面212と第2の入光面251とに連続して形成される導入部の反射面を構成する放物線の二次成分の係数aを1よりも大きくすれば良い。
第1の出光面212から出射した光の進行方向を調整するやり方は他にもある。図7は、本発明の実施の形態1にかかる面光源装置100の第1の反射面221での光の反射方向について、別の例を説明する図である。図7は、図3の一点鎖線によって囲まれたE1部を拡大して、第1の反射面221での光の反射方向について、別の例を説明する。図7において矢印は、図5及び図6と同様に、光の進み方を示す。角C1も、図5及び図6と同様に、第1の出光面212を通過する光と、図7の水平基準線Hとがなす角のうち最大のものを示す。図7において、点Qを起点とする矢印は、角C1を等分しており、第1の出光面212を通過する光の代表例を示す。
図7において、第1の出光面212を通過した光は、第1の反射面221で全反射され、図7の真下方向へと伝搬する。つまり、第1の出光面212を通過した光は、第1の反射面221で全反射され、図3の真下方向へと伝搬する。
図7において第1の反射面221で全反射した光の進行方向には、図5において第1の反射面221で全反射した光の進行方向と比べて、図5及び図7の右方向へ向かう成分が増えている。図7の点Qは、図5及び図6の点Pと比べて、第1の入光面211に近い位置にある。つまり、第1の出光面212を通過する光の起点が第1の入光面211に近くなると、第1の反射面221で全反射した光の進行方向に図5及び図7の右方向へ向かう成分が増える。これは、第1の導光部21と第1の導入部22との境界線の長さ(図7における点Uと点Vとの間の距離)が長くなると、第1の反射面221で全反射した光の進行方向に、図3の右方向へ向かう成分が増えることを示す。すなわち、光の上流から下流に向かう方向に対して平行な方向に第1の出光面212の面積が広くなると、第1の反射面221で全反射した光の進行方向に、図3の右方向へ向かう成分が増えることを示す。
つまり、第1の反射面221で全反射した光の進行方向に、現状よりも図3の右方向へ向かう成分を増やしたい時は、第1の導光部21と第1の導入部22との境界線の長さを現状よりも長く、光の上流から下流に向かう方向に対して平行な方向に第1の出光面212の面積を広くすれば良い。逆に、第1の反射面221で全反射した光の進行方向から、現状よりも図3の右方向へ向かう成分を減らしたい時は、第1の導光部21と第1の導入部22との境界線の長さを現状よりも短く、光の上流から下流に向かう方向に対して平行な方向に第1の出光面212の面積を狭くすれば良い。
同様に考えると、本実施の形態において、第2の反射面241で全反射した光の進行方向に、現状よりも図3の右方向へ向かう成分を増やしたい時は、第1の導光部21と第1の導入部22との境界線の長さを現状よりも長く、光の上流から下流に向かう方向に対して平行な方向に第1の出光面212の面積を広くすれば良い。第2の反射面241で全反射した光の進行方向から、現状よりも図3の右方向へ向かう成分を減らしたい時は、第1の導光部21と第1の導入部22との境界線の長さを現状よりも短く、光の上流から下流に対して平行な方向に向かう方向に第1の出光面212の面積を狭くすれば良い。
本実施の形態では、以上のような考え方を利用して、第1の出光面212と第2の入光面251とに連続して成形される導入部の形状を変えて、第1の出光面212から出射した光を、図3において、第2の導光部25の右側ばかりに集めたり、左側ばかりに集めたりすることなく、左右方向に均一に導けるようにしている。具体的に本実施の形態では、第1の反射面221を有する第1の導入部22と、第2の反射面241を有する第2の導入部24とを、第1の反射面221と第2の反射面241とが対向するように、光の上流から下流に向かって交互に並べることで、第1の出光面212から出射した光を、図3において、第2の導光部25の右側ばかりに集めたり、左側ばかりに集めたりすることなく、左右方向に均一に導けるようにした。これにより、本実施の形態にかかる面光源装置100は、第2の出光面252の輝度を均一にしている。
もちろん、本実施の形態にかかる面光源装置100が、第1の出光面212から出射した光を反射させて第2の入光面251へ入射させる反射面を有し、第1の出光面212と第2の入光面251とに連続して成形される導入部を、複数備えるようにして、その複数の導入部は、すべて形状が異なるとしても良い。
本実施の形態において、第1の導入部22は、第1の反射面221と第1の反射面221と対向する面とが線対称となっている。同様に、第2の導入部24は、第2の反射面241と第2の反射面241と対向する面とが線対称となっている。しかしながら、本実施の形態において第1の導入部22は、第1の反射面221と対向する面が、第1の導入部22と第2の導入部24とが並ぶ方向に対して垂直な平面であることが望ましい。なぜなら、本実施の形態にかかる面光源装置100において、第1の導入部22及び第2の導入部24をできる限り多く配置できるからである。第1の反射面221で全反射した光が第2の入光面251へ入射するのを妨げずに、第1の反射面221と第1の反射面221と対向する面との間の距離を短くすることができるからである。同様に、本実施の形態において第2の導入部24も、第2の反射面241と対向する面が、第1の導入部22と第2の導入部24とが並ぶ方向に対して垂直な平面であることが望ましい。
本実施の形態にかかる面光源装置100の導光体2には、第1の導光部21と第2の導光部25との間を、第1の導入部22又は第2の導入部24でつなげていない部分がある。本実施の形態において、第1の導光部21と第2の導光部25との間、かつ第1の導入部22と第2の導入部24との間には貫通孔がある。本実施の形態において、第1の導光部21と第2の導光部25との間、かつ第1の導入部22と第2の導入部24との間は貫通孔であるが、凹部としても良い。詳しく言い換えれば、薄い板上に、第1の導光部21と第1の導入部22と第2の導入部24と第2の導光部25とを、薄い板とともに一体に成形して、第1の導入部22と第2の導入部24との間を凹部としても良い。
第1の導入部22と第2の導入部24との間を貫通孔とした場合、導光体2を成形する時にウエルドラインができる可能性がある。一方、第1の導入部22と第2の導入部24との間を凹部とすれば、導光体2を成形する時にウエルドラインができるのを防止できる。薄い板上に、第1の導光部21と第1の導入部22と第2の導入部24と第2の導光部25とを、薄い板とともに一体に成形するからである。
以上のように、本実施の形態にかかる面光源装置100は、第1の導入部22が、第1の出光面212から出射した光を反射させて第2の入光面251へ入射させる第1の反射面221を有し、第1の出光面212と第2の入光面251とに連続して成形されているので、点光源1から第1の入光面211へ入射して、第2の出光面252から出射するまでの間に失う光を、減らすことができる。本実施の形態において、第1の出光面212から出射する時と、第2の入光面251へ入射する時とに、失う光を減らすことができているからである。
さらに、本実施の形態にかかる面光源装置100は、第1の出光面212と第2の入光面251とに連続して成形される導入部を複数備え、その複数の導入部はすべてが同じ形状ではない。つまり、本実施の形態にかかる面光源装置100は、第1の導入部22と第2の導入部24とを備え、第1の導入部22の形状と第2の導入部24の形状とが異なる。したがって、第1の出光面212から出射した光の進行方向を調整する機会が増え、第2の出光面252の輝度を均一にすることができる。
また、本実施の形態にかかる面光源装置100において、第1の反射面221を有する第1の導入部22と、第2の反射面241を有する第2の導入部24とは、第1の反射面221と第2の反射面241とが対向するように、交互に並ぶ。そのため、第1の出光面212から出射した光を、図3において、第2の導光部25の右側ばかりに集めたり、左側ばかりに集めたりすることなく、左右方向に均一に導くことができる。したがって、本実施の形態にかかる面光源装置100は、第2の出光面252の輝度をさらに均一にすることができる。
また、本実施の形態にかかる面光源装置100の第1の反出光面214は、曲面である。これにより、第1の出光面212から出射する光の密度を高くすることができる。
図8は、本発明の実施の形態1にかかる面光源装置100を備える別の照明装置120を示す分解斜視図である。図8に示すように、本実施の形態にかかる面光源装置100を備える照明装置120は、発する光が面を形成する面光源装置100と、面光源装置100が備える導光体2が収まる筐体3と、面光源装置100の一部を覆うカバー4と、面光源装置100によって照らされる表示板121と、面光源装置100が備える点光源1へ電力を供給する電源ユニット122と、電源ユニット122が収まる本体123とを備える。カバー4は、面光源装置100の導光体2が備える第1の導入部を覆う。図8に示す照明装置120は、非常口等に設置されている誘導灯である。図8の照明装置120は、表示板121を備えるので、表示板121に描かれた絵柄を、面光源装置100は照らしている。
実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2にかかる面光源装置200について説明する。本発明の実施の形態2では、本発明の実施の形態1と相違する部分について説明し、同一又は対応する部分についての説明は省略する。本発明の実施の形態2にかかる面光源装置200は、第1の入光面及び第1の反入光面の形状が、本発明の実施の形態1にかかる面光源装置100とは異なる。
まず、図9から図11を用いて、本実施の形態にかかる面光源装置200の構成について説明する。図9は、本発明の実施の形態2にかかる面光源装置200を示す断面図である。図10は、本発明の実施の形態2にかかる面光源装置200の第1の入光面511へ入射した光の進行方向について、その一例を説明する図である。図10は、図9の一点鎖線によって囲まれたF1部を拡大して、第1の入光面511へ入射した光の進行方向について、その一例を説明する。図11は、本発明の実施の形態2にかかる面光源装置200の第1の反入光面513における光の進行方向について、その一例を説明する図である。図11は、図9の二点鎖線によって囲まれたF2部を拡大して、第1の反入光面513での光の反射方向について、その一例を説明する。図10及び図11において矢印は、光の進み方を示す。
本実施の形態にかかる面光源装置200は、点光源1と、発する光が面を形成するように点光源1から出射した光を導く導光体5とを備える。導光体5は、点光源1から出射した光を導き、線光源となる第1の導光部51と、第1の導光部51から出射した光を導き、面光源となる第2の導光部25と、第1の導光部51から出射した光を第2の導光部25へ入射させる第1の導入部22及び第2の導入部24とを備える。第1の導光部51は、点光源1から出射した光が入射する第1の入光面511と、第1の入光面511と対向する第1の反入光面513とを有する。本実施の形態にかかる面光源装置200の第1の入光面511は、本発明の実施の形態1にかかる面光源装置100の第1の入光面211と形状が異なり、点光源1を囲うような面である。
図10に示すように、本実施の形態にかかる面光源装置200の第1の入光面511は、具体的には、3つの平面を用いて構成される。点光源1と対向する第1の面5111と、その両側にそれぞれ位置する第2の面5112及び第3の面5113である。そして、第1の面5111と第2の面5112とがなす角のうち点光源1側の角の角度は、180度未満であり、第1の面5111と第3の面5113とがなす角のうち点光源1側の角の角度も、180度未満である。
本実施の形態において、第1の入光面511は3つの平面を用いて構成されるが、これに限定されることはなく、点光源1を囲うような面であれば良い。例えば、第1の入光面511は、点光源1を囲うような曲面であっても良いし、2つの平面を用いて構成されても良く、4つ以上の平面を用いて構成されても良い。
また、本実施の形態にかかる面光源装置200は、第1の反出光面214と第1の入光面511とをつなぐ第4の面514を有する。さらに、本実施の形態にかかる面光源装置200は、第1の出光面212と第2の入光面251とに連続で成形される導入部が有する面のうち、最も第1の入光面511に近い面である第6の面243と、第1の入光面511とをつなぐ第5の面512を有する。
図11に示すように、本実施の形態にかかる面光源装置200の第1の反入光面513は、本発明の実施の形態1にかかる面光源装置100の第1の反入光面213と形状が異なり、第1の出光面212と第2の入光面251とに連続して成形された導入部の反射面と、第1の反出光面214と滑らかにつながっている。本実施の形態では、第1の反入光面513は、第2の導入部24の第2の反射面241と、第1の反出光面214と滑らかにつながっている。
実施の形態にかかる面光源装置200の第1の反入光面513は、第1の反出光面214で反射して第1の反入光面513へ入射する光が、第1の反入光面513で全反射するように、第1の反出光面214と第2の反射面241とを滑らかにつないでいる。第1の導光部21は、途切れ途切れの第1の出光面212の間の面である第3の反射面216を有する。第3の反射面216は、第1の反出光面214と対向し、第1の導入部22及び第2の導入部24が連続で成形されていない面である。第3の反射面216は、第1の導入部22と第2の導入部24との間の貫通孔の外郭の一部を形成する。
次に、図10を用いて、本実施の形態にかかる面光源装置200の第1の入光面511へ入射した光の進行方向について説明する。まず、第1の入光面511のうち第1の面5111へ入射した光は、本発明の実施の形態1にかかる面光源装置100の第1の入光面211へ入射した光と同様に進行する。一方、第1の入光面511のうち第2の面5112へ入射した光は、第4の面514や第1の反出光面214で反射して、第1の出光面212へ向かう。同様に、第1の入光面511のうち第3の面5113へ入射した光は、第5の面512や第1の反出光面214で反射して、第1の出光面212へ向かう。本実施の形態にかかる面光源装置200の第1の導光部51は、第1の入光面511が点光源1を囲うような面であるので、点光源1から出射した光を、本発明の実施の形態1にかかる面光源装置100よりも多く、第1の導光部51に取り込むことができる。
次に、図11を用いて、本実施の形態にかかる面光源装置200の第1の反入光面513における光の進行方向について説明する。本実施の形態において、第3の反射面216で反射して第1の反入光面513へ入射する光は、第1の反入光面513へ臨界角の角度以下の角度で入射するので、第1の反入光面513から抜け出る。一方、第1の反出光面214で反射して第1の反入光面513へ入射する光は、第1の反入光面513で全反射して第1の出光面212から出射し、第2の入光面251へ入射する。
本実施の形態では、本発明の実施の形態1よりも、第2の入光面251へ入射する光が多い。本実施の形態と同じく、本発明の実施の形態1においても、第3の反射面216で反射して第1の反入光面213へ入射する光は、第1の反入光面213から抜け出ていた。一方、本発明の実施の形態1において、第1の反出光面214で反射して第1の反入光面213へ入射する光のほとんどは、本実施の形態と異なり、第1の反入光面213から抜け出ていた。したがって、本実施の形態にかかる面光源装置200は、本発明の実施の形態1にかかる面光源装置100よりも、光を有効に活用できる。
実施の形態3.
次に、本発明の実施の形態3にかかる面光源装置300について説明する。本発明の実施の形態3では、本発明の実施の形態2と相違する部分について説明し、同一又は対応する部分についての説明は省略する。本発明の実施の形態3にかかる面光源装置300は、点光源及び導光体を複数備える。
図12は、本発明の実施の形態3にかかる面光源装置300を示す断面図である。本実施の形態にかかる面光源装置300は、2つの点光源1と、発する光が面を形成するように点光源1から出射した光を導く導光体6とを備える。本実施の形態にかかる面光源装置300の導光体6は、本発明の実施の形態2にかかる面光源装置200の導光体5を2つ組み合わせた形状をしており、2つの導光体5のうち一方を左右反転させて組み合わせた形状である。本実施の形態にかかる面光源装置300の導光体6は、本発明の実施の形態2にかかる面光源装置200の導光体5を2つ用意し、一方を左右反転させてから貼り合わせたものではなく、本発明の実施の形態2にかかる面光源装置200の導光体5を2つ組み合わせた形状となるように、一体に成形されたものである。
図13は、本発明の実施の形態3にかかる面光源装置300の変形例を示す断面図である。図13の面光源装置300は、3つの点光源1と、発する光が面を形成するように点光源1から出射した光を導く導光体6とを備える。図13の面光源装置300の導光体6は、本発明の実施の形態2にかかる面光源装置200の導光体5を3つ組み合わせた形状である。図13の面光源装置300の導光体6は、本発明の実施の形態2にかかる面光源装置200の導光体5を3つ用意し、方向を変えずにつなげて貼り合わせたものではなく、本発明の実施の形態2にかかる面光源装置200の導光体5を3つ組み合わせた形状となるように、一体に成形されたものである。
必要となる光束に合わせて点光源1を2つとしたい場合、図12に示すように、本発明の実施の形態2にかかる面光源装置200の導光体5を2つ組み合わせた形状の導光体6を成形し、本実施の形態にかかる面光源装置300に用いれば良い。もちろん、図13に示した導光体6を応用して、本発明の実施の形態2にかかる面光源装置200の導光体5を2つ、方向を変えずに組み合わせた形状の導光体6を成形し、本実施の形態にかかる面光源装置300に用いても良い。
必要となる光束に合わせて点光源1を3つとしたい場合、図13に示すように、本発明の実施の形態2にかかる面光源装置200の導光体5を3つ組み合わせた形状の導光体6を成形し、本実施の形態にかかる面光源装置300に用いれば良い。本実施の形態において、発明の実施の形態2にかかる面光源装置200の導光体5を複数組み合わせた形状の導光体6を成形して、本実施の形態にかかる面光源装置300に用いることができるのは、第1の入光面511が点光源1を囲うような面であり、導光体5の端より内側に点光源1を配置できるからである。
実施の形態4.
次に、本発明の実施の形態4にかかる面光源装置400について説明する。本発明の実施の形態4では、本発明の実施の形態2と相違する部分について説明し、同一又は対応する部分についての説明は省略する。本発明の実施の形態4にかかる面光源装置400は、第1の導光部の形状が、本発明の実施の形態2にかかる面光源装置200とは異なる。
図14は、本発明の実施の形態4にかかる面光源装置400を示す断面図である。本発明の実施の形態4にかかる面光源装置400は、点光源1と、発する光が面を形成するように点光源1から出射した光を導く導光体7とを備える。本実施の形態にかかる面光源装置400の導光体7は、点光源1から出射した光を導き、線光源となる第1の導光部71と、第1の導光部71から出射した光を導き、面光源となる第2の導光部75と、第1の導光部71から出射した光を第2の導光部75へ入射させる第1の導入部72及び第2の導入部74とを備える。
図14において破線は、本実施の形態にかかる面光源装置400を備えた照明器具における筐体3の位置を示す。つまり、図14の破線は、本実施の形態にかかる面光源装置400を筐体3へ収めた時における、筐体3の位置である。
第1の導光部71は、点光源1から出射した光が入射する第1の入光面511と、第1の入光面511に対して交差する向きに設けられた第1の出光面712とを有する。図14において第1の出光面712は、点線で示された途切れ途切れの面である。第1の導光部71は、第1の入光面511と対向する第1の反入光面513と、第1の出光面712と対向する第1の反出光面714とを有する。本実施の形態において第1の反出光面714は、平面であり、第1の入光面511の第1の面5111に対して垂直な面である。また、本実施の形態において、第1の出光面712と第1の反出光面714との間の距離は、第1の入光面511から遠くなるにつれて短くなる。第1の入光面511へ入射した光は、第1の出光面712から出射する。
また、第1の導光部71は、途切れ途切れの第1の出光面712の間の面である第3の反射面716を有する。第3の反射面716は、第1の反出光面714と対向し、第1の導入部72及び第2の導入部74が連続で成形されていない面である。第3の反射面716は、第1の導入部71と第2の導入部72との間の貫通孔の外郭の一部を形成する。図14において第3の反射面716は、第1の入光面511から遠くなるにつれて第1の反出光面714に近づく階段状となっており、第1の反出光面714に対して平行な平面である。なお、第3の反射面716が第1の反出光面714に対して平行な面であるので、第1の出光面712は、第1の反出光面714に対して傾斜を有する面である。
第2の導光部75は、第1の導光部71の第1の出光面712から出射した光が入射する第2の入光面751を有する。図14において第2の入光面751は、点線で示された途切れ途切れの面であり、第1の反出光面714に対して傾斜を有する面である。
第1の導入部72は、第1の出光面712から出射した光を反射させて第2の入光面751へ入射させる第1の反射面721を有し、第1の出光面712と第2の入光面751とに連続して成形される。すなわち、第1の導光部71と第1の導入部72と第2の導光部75とは一体に成形される。本実施の形態において第1の反射面721は、第2の導光部75が有する面のうち、第2の入光面751及び第2の出光面と交差する向きに設けられ、第1の入光面511から遠い方の面である第1の側面755よりも、内側にある。
第2の導入部74は、第1の出光面712から出射した光を反射させて第2の入光面251へ入射させる第2の反射面741を有し、第1の出光面712と第2の入光面751とに連続して成形される。すなわち、第1の導光部71と第2の導入部74と第2の導光部75とは一体に成形される。本実施の形態において第2の反射面741は、第2の導光部75が有する面のうち、第2の入光面751及び第2の出光面と交差する向きに設けられ、第1の入光面511から遠い方の面である第1の側面755よりも、内側にある。第1の導光部71と第1の導入部72と第2の導入部74と第2の導光部75とは一体に成形される。本実施の形態において、第1の反射面721と第2の反射面741は、断面視における形状が異なる。
本実施の形態にかかる面光源装置400は、第1の反出光面714を、第1の入光面511の第1の面5111に対して垂直な平面としている。また、本実施の形態にかかる面光源装置400は、第1の出光面712と第1の反出光面714との間の距離を、第1の入光面511から遠くなるにつれて短くなるようにしている。そのため、第1の導入部72と第2の導入部74は、第1の入光面511から遠くなるにつれて、第1の反出光面714に近づくように並ぶ。
以上のように、本実施の形態にかかる面光源装置400は、第1の反出光面714を、第1の入光面511の第1の面5111に対して垂直な平面としたので、筐体3に収めた時に、面光源装置400と筐体3との間の隙間を、本発明の実施の形態1及び本発明の実施の形態2よりも少なくすることができる。本実施の形態にかかる面光源装置400を備える照明器具は、導光体7の形状に合わせた筐体3を製造する際に、筐体3を矩形型とすれば良いので、製造にかかるコストを低減することができる。
図14において第3の反射面716は、第1の反出光面714に対して平行な平面であるが、本実施の形態において第3の反射面716は、第1の反出光面716に対して傾斜を有する面であっても良い。図15は、本発明の実施の形態4にかかる面光源装置400の第1の変形例について説明する断面図である。図15に示すように、第1の変形例において、第3の反射面717は、第1の反出光面714に対して、第1の入光面511から遠くなるにつれて第1の反出光面714に近づくような傾斜を有する面である。図15は、図14の二点鎖線によって囲まれたG部を拡大し、第3の反射面717が、第1の反出光面714に対して、第1の入光面511から遠くなるにつれて第1の反出光面714に近づくような傾斜を有する面である場合を示す。図15において、第3の反射面717は、第3の反射面717の端点のうち第1の入光面511に近い方の端点の方が、もう一方の端点よりも第1の反出光面714から遠い。
図15において、第1の反出光面714は図の水平基準線Hと平行な面である。第1の変形例にかかる第3の反射面717は、図の水平基準線Hに対して角C2の角度の傾斜を有する面であり、第1の反出光面714に対して角C2の角度の傾斜を有する面である。図15において矢印は光の進み方を示し、図15において紙面右を上流、紙面左を下流として光の進み方を説明する。角C3は、第1の入光面511へ入射した光と、図の水平基準線Hとがなす角を示す。ここで、角C2の角度をα、角C3の角度をβとする。
第1の入光面511へ入射した光は、第3の反射面717で反射した後、水平基準線Hに対して角C4の角度で第1の反出光面714において反射し、下流へ向かう。ここで、角C4の角度は、β+2αである。すなわち、水平基準線Hに対して角度βで進行した光は、第3の反射面717で反射されたことによって、水平基準線Hに対して角度β+2αで進行する光となり、光の進行方向が垂直方向へ角度2αだけ回転する。
第3の反射面717が、第1の反出光面714に対して、第1の入光面511から遠くなるにつれて第1の反出光面714に近づくような傾斜を有すると、第1の反出光面714へ入射する光の角度は、第3の反射面716が第1の反出光面714に対して平行な面である場合と比べて、小さくなる。
すなわち、第3の反射面717が、第1の反出光面714に対して、第1の入光面511から遠くなるにつれて第1の反出光面714に近づくような傾斜を有すると、第1の出光面712から出射する光は、第3の反射面716が第1の反出光面714に対して平行な面である場合と比べて、多くなる。つまり、第1の変形例は、第3の反射面717を、第1の反出光面714に対して、第1の入光面511から遠くなるにつれて第1の反出光面714に近づくような傾斜を有する面とすることで、第1の出光面712から出射する光を多くすることができる。
図16は、本発明の実施の形態4にかかる面光源装置400の第2の変形例について説明する断面図である。図16に示すように、第2の変形例において、第3の反射面718は、第1の反出光面714に対して、第1の入光面511から遠くなるにつれて第1の反出光面714から遠ざかるような傾斜を有する面である。図16は、図14の二点鎖線によって囲まれたG部を拡大し、第3の反射面718が、第1の反出光面714に対して、第1の入光面511から遠くなるにつれて第1の反出光面714から遠ざかるような傾斜を有する面である場合を示す。図16において、第3の反射面718は、第3の反射面718の端点のうち第1の入光面511に近い方の端点の方が、もう一方の端点よりも第1の反出光面714に近い。
図16において、図15と同様に、第1の反出光面714は図の水平基準線Hと平行な面である。第2の変形例にかかる第3の反射面718は、図の水平基準線Hに対して角C5の角度の傾斜を有する面であり、第1の反出光面714に対して角C5の角度の傾斜を有する面である。図15と同様に、図16において矢印は光の進み方を示し、図16において紙面右を上流、紙面左を下流として光の進み方を説明する。角C3は、図15と同様に、第1の入光面511へ入射した光と、図の水平基準線Hとがなす角を示す。ここで、角C5の角度をγとする。
第1の入光面511へ入射した光は、第3の反射面718で反射した後、水平基準線Hに対して角C6の角度で第1の反出光面714において反射し、下流へ向かう。ここで、角C6の角度は、β-2γである。すなわち、水平基準線Hに対して角度βで進行した光は、第3の反射面718で反射されたことによって、水平基準線Hに対して角度β-2γで進行する光となる。
第3の反射面718が、第1の反出光面714に対して、第1の入光面511から遠くなるにつれて第1の反出光面714から遠ざかるような傾斜を有すると、第1の反出光面714へ入射する光の角度は、第3の反射面716が第1の反出光面714に対して平行な面である場合と比べて、大きくなる。
すなわち、第3の反射面718が、第1の反出光面714に対して、第1の入光面511から遠くなるにつれて第1の反出光面714から遠ざかるような傾斜を有すると、第1の入光面511へ入射した光は、第3の反射面716が第1の反出光面714に対して平行な面である場合と比べて、下流に伝搬しやすくなる。つまり、第2の変形例は、第3の反射面718を、第1の反出光面714に対して、第1の入光面511から遠くなるにつれて第1の反出光面714から遠ざかるような傾斜を有する面とすることで、第1の入光面511へ入射した光を、第1の導光部71の下流に伝搬させやすくする。
したがって、本実施の形態では、第1の出光面712から出射する光を現状よりも多くしたければ、第3の反射面716を、第1の反出光面714に対して第1の入光面511から遠くなるにつれて第1の反出光面714に近づくような傾斜を有する面である第3の反射面717に変えれば良い。また、第1の入光面511へ入射した光を現状よりも下流へ伝搬させたければ、第3の反射面716を、第1の反出光面714に対して第1の入光面511から遠くなるにつれて第1の反出光面714から遠ざかるような傾斜を有する面である第3の反射面718に変えれば良い。
図17は、本発明の実施の形態4にかかる面光源装置400の第3の変形例について説明する断面図である。第3の変形例において、第1の導光部71は第1の反出光面714側に溝を有する。図17は、図14の二点鎖線によって囲まれたG部を拡大し、第1の導光部71が第1の反出光面714側に溝を有する場合を示す。図15及び図16と同様に、図17において矢印は光の進み方を示す。
図17において、第1の導光部71は破線によって囲まれた部分に溝を有し、第1の反出光面714は、溝の外郭を形成するために一部が折れ曲がっている。第1の反出光面714のうち溝の外郭を形成している部分で反射した光が向かう方向は、第1の反出光面714のうち溝の外郭を形成しないない部分で反射した光が向かう方向とは異なる。したがって、第1の導光部71の第1の反出光面714側に溝を形成すると、第1の出光面712から出射する光のうち一部の光の方向を変えることができる。
本発明は、発明の範囲内において、各実施の形態や変形例を自由に組み合わせること、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。各実施の形態において例示された各構成要素の寸法、材質、形状、それらの相対配置等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるものであり、本発明はそれらの例示に限定されるものではない。また、各図における各構成要素の寸法は、実際の寸法と異なる場合がある。