JP7518977B2 - 面状照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、面状照明装置に関する。

基板上にＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源が２次元に配置される直下型の面状照明装置では、光源から基板の法線方向に対して斜め方向に出射される光を反射し、出射面の法線方向への光を増やすために、リフレクタが用いられることが多い（例えば、特許文献１等を参照）。

リフレクタは個々の光源に対して設けられるセグメントと呼ばれる単位構造を有しており、各セグメントは個々の光源の頭部（発光部）が挿通される孔と、その孔の周囲から傾斜して延在し、光源を囲む反射面とを有している。セグメントは、平面視で矩形、６角形等の規則的な形に形成されることが多い。

特開２０２１－１２８８４号公報

しかしながら、外形が矩形でないような、異形の外形を有する面状照明装置の場合、異形部分の外周部において、所定の形状のセグメント（標準的なセグメント）が形成できないためにセグメントが配置できず、中途半端な領域を残してしまう場合がある。この場合、光源が配置できないような小さな領域である場合は無視できるが、リフレクタの外周部に設けられる強度確保等のための外壁が邪魔になって光源が配置できない場合には、残された領域は無視しがたい大きさとなる。その結果、異形部分の外周部の輝度が低下し、暗部ができてしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、異形の外形を有する場合であっても、暗部ができにくい面状照明装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る面状照明装置は、複数の光源と、基板と、リフレクタとを備える。前記基板には、前記光源が２次元に配置される。前記リフレクタは、前記光源に対応する孔と、該孔の周囲から傾斜して延在する反射面とを有するセグメントが設けられ、全体の外周部に外壁が設けられ、前記基板の出射側に配置される。前記リフレクタの外周部の異形部分に配置され、前記外壁により所定の形状が構成できない前記セグメントにおいて、前記外壁の前記基板と対向する面には、前記光源を収容し、または光量を調整するための凹部が設けられる。

本発明の一態様に係る面状照明装置は、異形の外形を有する場合であっても、暗部ができにくいものとすることができる。

図１は、第１の実施形態にかかる面状照明装置の斜視図である。 図２は、面状照明装置の分解斜視図である。 図３は、リフレクタの切欠部付近の拡大斜視図である。 図４は、リフレクタの切欠部付近の他の視点からの拡大斜視図である。 図５は、面状照明装置の切欠部付近の出射面に正対する方向からの図である。 図６は、リフレクタの外壁を貫通させずに凹部が設けられる例を示す斜視図である。 図７は、第２の実施形態にかかる面状照明装置の斜視図である。 図８は、面状照明装置の分解斜視図である。 図９は、リフレクタの切欠部付近の拡大斜視図である。 図１０Ａは、面状照明装置の切欠部付近を示す平面図である。 図１０Ｂは、図１０Ａの面状照明装置の輝度分布の例を示す図である。 図１１Ａは、比較例（変形例）の面状照明装置の切欠部付近を示す平面図である。 図１１Ｂは、図１１Ａの面状照明装置の輝度分布の例を示す図である。 図１２Ａは、第３の実施形態にかかる面状照明装置の切欠部付近を示す平面図である。 図１２Ｂは、図１２Ａの面状照明装置の輝度分布の例を示す図である。 図１３は、第４の実施形態にかかる面状照明装置の切欠部付近を示す斜視図である。 図１４は、第５の実施形態にかかる面状照明装置の平面図である。 図１５Ａは、面状照明装置の光源の平面内での回転角度が０°の場合の例を示す平面図である。 図１５Ｂは、図１５Ａの配置の場合の輝度分布の特徴を示す図である。 図１６Ａは、面状照明装置の光源の平面内での回転角度が４５°の場合の例を示す平面図である。 図１６Ｂは、図１６Ａの配置の場合の輝度分布の特徴を示す図である。 図１７は、面状照明装置の全ての光源の平面内での回転角度が０°の場合の例を示す平面図である。 図１８は、面状照明装置の全ての光源の平面内での回転角度が４５°の場合の例を示す平面図である。 図１９は、面状照明装置の全体の角部の光源の平面内での回転角度が０°で、その他の光源の平面内での回転角度が４５°の場合の例を示す平面図である。 図２０は、リフレクタのセグメントの反射面の形状の例を示す平面図（１）である。 図２１は、リフレクタのセグメントの反射面の形状の例を示す平面図（２）である。 図２２は、リフレクタのセグメントの反射面の形状の例を示す平面図（３）である。 図２３は、リフレクタのセグメントの反射面の形状の例を示す平面図（４）である。

以下、実施形態に係る面状照明装置について図面を参照して説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、１つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる面状照明装置１の斜視図である。なお、便宜上、面状照明装置１の長手方向をＸ軸方向、短手方向をＹ軸方向、厚み方向をＺ軸方向としているが、使用する際の姿勢は任意である。

図１において、面状照明装置１は、基板２と、この基板２の図における上側に両面テープ等により固定されるリフレクタ４とを備えている。また、基板２およびリフレクタ４の図における左側には切欠部１ａが設けられ、異形の外形となっている。なお、異形の外形は、切欠部１ａのように直線状に欠ける場合だけでなく、円弧状に欠ける場合や、複雑な形状で欠ける場合もある。

図２は、面状照明装置１の分解斜視図である。図２において、基板２には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源３が２次元に配置されており、各光源３への配線（図示せず）も施されている。なお、図示の例では、基板２およびリフレクタ４が平板状のものとされているが、凸曲面や凹曲面等の湾曲した基板２およびリフレクタ４であってもよい。この場合、２次元に配置とは、曲面上に配置されることを意味し、例えば、円筒座標、球座標等による曲面上の独立した２つの座標軸によって表される位置に配置されることを意味する。光源３は、基板２の法線方向に光軸を有するものである。なお、基板２のリフレクタ４によって覆われない部分（後述の孔４ｂから露出する部分）または全面には、光の反射率を高める処理が施されている。

なお、実際の製品としては、リフレクタ４の図における上側（出射側）にレンズアレイやディフューザのほか各種の光学シートが配置され、全体は金属製または樹脂製等のフレーム（出射側に開口が設けられる）に収納される場合が多い。光学シートとしては、プリズムシート（プリズムフィルム）、輝度向上シート（輝度向上フィルム）、ルーバーシート（ルーバーフィルム）等がある。

図３は、リフレクタ４の切欠部１ａ付近の拡大斜視図である。図４は、リフレクタ４の切欠部１ａ付近の他の視点からの拡大斜視図である。図５は、面状照明装置１の切欠部１ａ付近の出射面に正対する方向からの図である。

図３～図５において、リフレクタ４は、外周部となる外壁４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ（外壁４ｈは図示せず）を有している。図４における凹部４ｎは、リフレクタ４を基板２に貼り付けるための両面テープが配置される部分である。

図３～図５において、リフレクタ４は、各光源３（図２）に対応して設けられるセグメント４ｄを有している。セグメント４ｄは、光源３の頭部が挿通される孔４ｂと、この孔４ｂの周囲から傾斜して延在し、光源３を囲む反射面４ｃとを有している。図示の例では、セグメント４ｄが矩形状に形成される場合であり、反射面４ｃは４つに分割されている。すなわち、光源３は平面視で略矩形の外形を有し、セグメントの所定の形状は平面視で略矩形であり、セグメントの所定の形状における孔４ｂは平面視で略矩形の外形を有し、セグメントの所定の形状における反射面４ｃは４個の平面により構成されている。なお、一部または全部の反射面が更に２面以上の面で構成される場合もある。例えば、全部の反射面がそれぞれ２面で構成される場合は合計８面となる。

異形の外形となる切欠部１ａにおいて、図３の左端の縦方向に延びるセグメントの列については、図の上側から６つの行についてはセグメントが配置されず、その下の２つの行については、正規の所定の形状ではないがセグメントが配置されている。それらのセグメントでは、リフレクタ４の外壁４ｇの基板２と対向する面（図３の裏側の面）に、光源３を収容する凹部４ｌ、４ｍがそれぞれ設けられている。凹部４ｌ、４ｍは外壁４ｇを貫通して設けられており、外壁４ｇの厚みが充分でない場合にも、光源３４、３５（図５）を収容するのに十分な適切な幅の凹部４ｌ、４ｍを設けることができる。

また、図３の左端から２番目の列については、図の上側から２つの行についてはセグメントが配置されず、その下の３つの行については、正規の所定の形状ではないがセグメントが配置されている。それらのセグメントでは、リフレクタ４の外壁４ｇの基板２と対向する面（図３の裏側の面）に、凹部４ｉ、４ｊ、４ｋがそれぞれ設けられている。３個の内の２個の凹部４ｉ、４ｊは、光源３１、３２（図５）を収容するために設けられる。残りの凹部４ｋは、光量を調整するために設けられる。

すなわち、凹部４ｋが設けられるセグメントでは、光源３３（図５）の配置に外壁４ｇが邪魔になることはないが、セグメントの面積が小さくなり、そのままでは面積当たりの光量が多くなって明るくなってしまうため、凹部４ｋにより光の一部を消費し、光量が調整されている。この点、光源３６（図５）のセグメントも正規の所定の形状ではないが、セグメントの面積の減少が少なく、面積当たりの光量への影響が少ないため、凹部は設けられていない。

なお、リフレクタ４は例えば反射率の高い白色の樹脂等により形成されるが、凹部４ｉ～４ｍについても素材がそのまま露出するようにしてもよいし、着色等により反射率を変えるようにしてもよい。

このように、切欠部１ａによる異形の外形によって所定の外形のセグメント（標準的なセグメント）４ｄが配置できない異形部分においても、外壁４ｇが邪魔になって光源３が配置できない部分については、外壁４ｇの基板２と対向する面に凹部４ｉ、４ｊ、４ｌ、４ｍが設けられることで、光源３１、３２、３４、３５が配置できるようになり、セグメントを配置することができる。その結果、異形部分の外周部の輝度の低下をなくし、暗部ができるのを防止することができる。

また、凹部４ｉ、４ｊ、４ｌ、４ｍ等を設ける代わりに外壁４ｇ自体をなくしてしまうことも考えられるが、リフレクタ４の強度が低下してしまうとともに、光源３１、３２、３４、３５等からの光が強すぎて、かえって輝度の均一性を害してしまうことになる。すなわち、凹部４ｉ、４ｊ、４ｌ、４ｍが光源３１、３２、３４、３５の真上に出る光を遮ることで、面積当たりの発光効率を下げることができ、発光面内の均一性を向上させることができる。

また、光源３３のセグメントのように、光源３３の配置に対して外壁４ｇが邪魔となることはないが、面積当たりの光量の調整のために、前述のように凹部４ｋが用いられる。

なお、光源３４のセグメントの図における上の領域のように、セグメントが配置できず、中途半端に残ってしまった領域による光量不足を補うため、光源３４のセグメントにおける凹部４ｌを図の上側に拡大することができる。この場合、セグメントが配置できずに中途半端に残ってしまった領域に光源３４から光が導かれ、光量不足を補うことができる。

図６は、リフレクタ４の外壁４ｇを貫通させずに凹部４ｉ～４ｍが設けられる例を示す斜視図である。図６は図４と同様の視点からの図である。図６において、リフレクタ４の外壁４ｇは厚めに構成されているため、凹部４ｉ、４ｊ、４ｋ、４ｌ、４ｍは外壁４ｇを貫通していない。

凹部４ｉ、４ｊ、４ｋ、４ｌ、４ｍが外壁４ｇを貫通しないことで、外壁４ｇの厚みが維持され、リフレクタ４の強度の低下を防止することができる。他の効果は前述の構成例と同様である。なお、凹部４ｉの図における上や凹部４ｌの図における上にも光源を配置するスペースがあるため、その部分にセグメントおよび凹部が設けられるようにしてもよい。その場合、外壁４ｇの厚みが足りない場合には、図４のように凹部は外壁４ｇを貫通するものとしてもよい。

また、図１～図６の例では、基板２上にリフレクタ４の非出射側の面（格子面）が接するように配置されているが、基板２と接するのはリフレクタ４の外壁４ｅ～４ｈやその一部のみとし、セグメント４ｄの孔４ｂが基板２から浮いた状態とされるようにしてもよい。この場合、基板２上に配置された光源３の頭部は、セグメント４ｄの孔４ｂに挿通される状態でもよいし、挿通されない状態でもよい。光源３の頭部がセグメント４ｄの孔４ｂに挿通されない状態の場合、リフレクタ４や光源３が温度変化により膨張収縮した場合であっても、リフレクタ４と光源３とが干渉することが防止される。また、光源３の頭部がセグメント４ｄの孔４ｂに挿通されない状態の場合、セグメント４ｄの孔４ｂの平面視における大きさは、光源３の発光部（例えば、光源３の矩形状の外形の内側に矩形状の発光部が設けられる）より大きければよく、光源３の外形よりも小さくてもよい。この場合、光源３の配置のピッチが小さく、リフレクタ４のセグメント４ｄが高密度に配置されることになっても、リフレクタ４の射出成型等による製造が容易となり、セグメント４ｄの反射面４ｃを構成する壁を高くする（Ｚ軸方向の厚みを大きくする）ことができ、反射効率が向上するとともに、隣接するセグメント４ｄへの光の出射が抑制されてローカルディミング時のコントラストが向上する。このようなリフレクタ４の構造は、以下の実施形態についても同様に適用可能である。

（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態にかかる面状照明装置１の斜視図である。なお、便宜上、面状照明装置１の長手方向をＸ軸方向、短手方向をＹ軸方向、厚み方向をＺ軸方向としているが、使用する際の姿勢は任意である。

図７において、面状照明装置１は、基板２と、この基板２の図における上側に両面テープ等により固定されるリフレクタ４とを備えている。なお、図７においては、基板２上の光源（３）の図示は省略されている。また、基板２およびリフレクタ４の図における上側の左側には切欠部１ａが設けられ、異形の外形となっている。なお、異形の外形は、切欠部１ａのように直線状に欠ける場合だけでなく、円弧状に欠ける場合や、複雑な形状で欠ける場合もある。

図８は、面状照明装置１の分解斜視図である。図８において、基板２には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源３が２次元に配置されており、各光源３への配線（図示せず）も施されている。なお、図示の例では、基板２およびリフレクタ４が平板状のものとされているが、凸曲面や凹曲面等の湾曲した基板２およびリフレクタ４であってもよい。この場合、２次元に配置とは、曲面上に配置されることを意味し、例えば、円筒座標、球座標等による曲面上の独立した２つの座標軸によって表される位置に配置されることを意味する。光源３は、基板２の法線方向に光軸を有するものである。なお、基板２のリフレクタ４によって覆われない部分（後述の孔４ｂから露出する部分）または全面には、光の反射率を高める処理が施されている。

なお、実際の製品としては、リフレクタ４の図における上側（出射側）にレンズアレイやディフューザのほか各種の光学シートが配置され、全体は金属製または樹脂製等のフレーム（出射側に開口が設けられる）に収納される場合が多い。光学シートとしては、プリズムシート（プリズムフィルム）、輝度向上シート（輝度向上フィルム）、ルーバーシート（ルーバーフィルム）等がある。

図９は、リフレクタ４の切欠部１ａ付近の拡大斜視図である。図１０Ａは、面状照明装置１の切欠部１ａ付近を示す平面図である。

図９および図１０Ａにおいて、リフレクタ４は、外周部となる外壁４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ（外壁４ｈは図示せず）を有している。また、リフレクタ４は、各光源３に対応して設けられるセグメント４ｄを有している。セグメント４ｄは、光源３の頭部が挿通される孔４ｂと、この孔４ｂの周囲から傾斜して延在し、光源３を囲む反射面４ｃとを有している。なお、外壁４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈは、全体の外周部の全周に設けられている必要はなく、一部に設けられていてもよく、一部にも設けられていなくてもよい。

図示の例では、セグメント４ｄが矩形状に形成される場合であり、反射面４ｃは４つに分割されている。また、光源３は略立方体状の外形を有している。すなわち、光源３は平面視で略矩形の外形を有し、異形部分を除くセグメントの標準的な形状は平面視で略矩形であり、セグメントの孔４ｂは平面視で略矩形の外形を有し、セグメントの反射面４ｃは４個の平面により構成されている。なお、一部または全部の反射面が更に２面以上の面で構成される場合もある。例えば、全部の反射面がそれぞれ２面で構成される場合は合計８面となる。以下では、異形部分を除く、標準的な形状のセグメントを、標準的なセグメントとも言う。本実施形態では、複数の標準的なセグメント４ｄは、行および列方向に対して規則的に（升目状に）並んでいる。

また、異形の外形となる切欠部１ａにおいては、標準的なセグメントではなく、均一性向上のためのセグメント群が配置されている。すなわち、図の上側の１行目の左端から右側に向かって１２列については、異形がなかった場合の２行分が、途中の仕切りの壁が除去されて一体化されている。言い換えれば、異形状のセグメント４ｄとそれに隣接するセグメント４ｄ（必ずしも標準的なセグメント４ｄとは限らない）とは、境界をなす仕切りの壁（反射面４ｃ）が除去されて一体化されている。なお、異形状のセグメント４ｄとは、少なくとも一辺が全体（異形部分）の外形に沿い、標準的なセグメント４ｄよりも小さい孔４ｂを有する（仮想的な）セグメントである。また、各セグメント４ｄの孔４ｂの中に複数（２個）、あるいは、標準的なセグメント４ｄに収容される光源３の数よりも多い数の光源３が収容されるようになっている。これらのセグメント４ｄの孔４ｂの中では、光源３が上下に離れるように配置されている。異形状のセグメント４ｄの形状やサイズによっては、仕切りの壁（反射面４ｃ）が存在していたスペースを、光源３を収容するスペースとして活用することもできる。その他のセグメント４ｄでは、中央に光源３の発光中心がくるように配置される。発光中心とは、光源３に内蔵される微小な発光チップの位置に対応し、光源３のパッケージの中心と必ずしも一致しない。また、発光チップが複数搭載される場合には、それらの平均的な位置が発光中心となる。図１０Ｂは、図１０Ａの面状照明装置１の輝度分布の例を示す図である。その特徴については後述する。なお、一体化される異形状のセグメント４ｄの大きさ等によっては、光源３を配置する位置を変えるとしても、収容される光源３の数を、標準的なセグメント４ｄに収容される光源３の数よりも増やさなくてもよい。また、異形状のセグメント４ｄは、その大きさ等によっては、３つ以上のセグメント４ｄを一体化させてもよいし、隣接するセグメント４ｄと一体化させなくてもよい。

一方、図１１Ａは、比較例（変形例）の面状照明装置１’の切欠部１ａ’付近を示す平面図である。図１１Ａにおいて、比較例の面状照明装置１’は、切欠部１ａ’において、上側の１行目の左端から右側に向かって１２列については、異形がなかった場合の２行分が、途中の仕切りの壁が除去されて一体化されているのは図１０Ａと同様である。しかし、図１１Ａの比較例においては、異形部分の各セグメント４ｄ’の孔の中の元の２行目の位置にそれぞれ１個の光源３’が配置されている。図１１Ｂは、図１１Ａの面状照明装置１’の輝度分布の例を示す図であり、異形部分の外周部に暗部ができてしまっている。すなわち、異形部分において１つの光源３’でカバーするにはセグメント４ｄ’の面積が大きすぎるものがあり、その結果、切欠部１ａ’の外周部に暗部ができてしまい、輝度が不均一になってしまう場合があった。

この点、図７～図１０Ａの実施形態では、図１０Ｂのように、光源３が密に配置される、図における左側の部分で輝度が若干高くなるものの、周辺部において暗部がなくなっている。なお、暗部については補正のしようがないが、明部についてはリフレクタ４の出射面側に配置される光学シート等により補正が可能である。例えば、明部となる部分に対応する光学シートの部分に光透過率を低下させる加工を施すことにより、明部の輝度を低下させ、全体の輝度均一性を向上させることができる。また、例えば光源３への印加電流調整により、発光量を調整することで明部の輝度を低下させ、全体の輝度均一性を向上させることができる。また、例えばセグメント４ｄの一部に黒色光吸収部材を配置することで明部の輝度を低下させ、全体の輝度均一性を向上させることも可能である。

（第３の実施形態）
図１２Ａは、第３の実施形態にかかる面状照明装置１の切欠部１ａ付近を示す平面図である。図１２Ａにおいて、異形の外形となる切欠部１ａを含む所定の領域（上から１行目から約４行目）内に配置されるセグメント４ｄは、形状およびサイズが均等化されている。なお、均等化される所定の領域は、異形の態様に応じて変更されるものであり、全面となる場合もあるし、局部的となる場合もある。また、均等化とは、形状およびサイズが厳密に同じという意味ではなく、可能な限り近似したものになるように調整されるということである。具体的には、例えば、図１２Ａにおいて、切欠部１ａを含むリフレクタ４の上端の辺から外壁の幅を除いて下の５行目の上端までのサイズが４等分され、そこに４行分のセグメント４ｄが配置されている。その他の構成は図７～図９と同様である。

図１２Ｂは、図１２Ａの面状照明装置１の輝度分布の例を示す図であり、切欠部１ａ付近の輝度均一性が図１０Ｂの第１の実施形態よりも向上している。

（第４の実施形態）
図１３は、第４の実施形態にかかる面状照明装置１の切欠部１ａ付近を示す斜視図であり、図９の第２の実施形態に改良が施されたものである。なお、図１２Ａの第３の実施形態に同様の改良が施されるようにしてもよい。

図１３において、リフレクタ４の切欠部１ａ付近には、外壁４ｅの基板２と対向する面（図における裏側の面）には、第１の実施形態と同様に、光源３を収容し、または光源３の光量を調整するための凹部４ｉ、４ｊ、４ｋ、４ｌが設けられている。凹部４ｉ、４ｊ、４ｋ、４ｌは、外壁４ｅの幅に応じ、外壁４ｅの図における上側の端部まで貫通するものでもよいし、貫通しないものでもよい。また、リフレクタ４は例えば反射率の高い白色の樹脂等により形成されるが、凹部４ｉ、４ｊ、４ｋ、４ｌについては、素材がそのまま露出するようにしてもよいし、着色等により表面の反射率が異なるようにしてもよい。その他の構成は図７～図９と同様である。

すなわち、切欠部１ａによりセグメント４ｄのサイズを充分に確保できない場合、光源３を複数（２個）配置するのが困難となる場合があるが、凹部４ｉ、４ｊ、４ｋ、４ｌの下に一部が隠れるように光源３が配置できるため、光源３の配置のためのスペースの確保が容易になる。また、狭いセグメント４ｄ内に複数（２個）の光源３が配置されることで、面積当たりの光量が大きくなり輝度が高くなってしまうが（図１０Ｂにおいて前述の通り）、凹部４ｉ、４ｊ、４ｋ、４ｌに一部が挿入されて配置された光源３に対し、外壁４ｅが蓋となり、真上に出る光を遮ることで光量を抑えることができるため、必要以上に輝度が高くなってしまうのを防止することができる。その結果、輝度均一性を向上させることができる。

（第５の実施形態）
図１４は、第５の実施形態にかかる面状照明装置１の平面図である。なお、リフレクタ４の外壁については図示が省略されている。また、図７および図８と同様に、リフレクタ４の背面には基板２が設けられ、その基板２上に光源３が配置されている。なお、図１０Ａと同様に切欠部１ａ側のセグメント４ｄに複数（２個）の光源３が収容される場合に適用されているが、図１２Ａのように均等化されたセグメント４ｄに１個の光源３が収容される場合についても同様に適用が可能である。

図１４において、リフレクタ４の切欠部１ａ側の１行目のセグメント４ｄには、図１０Ａの第２の実施形態と同様に、複数（２個）の光源３が収容されている。また、リフレクタ４全体の４つの角部の光源３は、リフレクタ４および基板（２）に平行な面内で周囲の４辺がＸ軸またはＹ軸に一致または直交した回転角度が０°の配置となっている。また、切欠部１ａ側の１行目のセグメント４ｄ内の両端の角部の間に配置される光源３は、配置の回転角度が右側の角部から連続的に変えられている。その他の光源３は、回転角度が４５°の配置となっている。

図１５Ａは、面状照明装置１の光源３の平面内での回転角度が０°の場合の例を示す平面図である。なお、リフレクタ４の外壁については図示が省略されている。光源３は略立方体（略直方体でも可）のパッケージ外形を有しており、蛍光体が設けられた４つの側面から主に発光する。そのため、発光する方向に異方性を有しており、４つの側面それぞれの正面方向の光量が多くなる。図１５Ａでは、光源３の平面内の回転角度が０°であるため、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の光量が多くなる。また、セグメント４ｄの反射面４ｃは、図示の例では対角線により分割された複数の平面から構成されているため、反射にも異方性がある。その結果、各セグメント４ｄの角部に光が集まりやすくなり、角部の輝度が高くなる。図１５Ｂは、図１５Ａの配置の場合の輝度分布の特徴を示す図であり、４つのセグメント４ｄの角部が集まる領域Ｒ１の輝度が高くなり、輝度不均一の原因となる。

一方、図１６Ａは、面状照明装置１の光源３の平面内での回転角度が４５°の場合の例を示す平面図である。なお、リフレクタ４の外壁については図示が省略されている。図１６Ｂは、図１６Ａの配置の場合の輝度分布の特徴を示す図であり、光源３と反射面４ｃとの相対的な回転角度が４５°変わったため、４つのセグメント４ｄの角部が集まる部分の輝度は低くなる。しかし、全体の角部の領域Ｒ２の輝度が低下し、輝度不均一の原因となる。全体の角部は、２方向に隣接するセグメントがないため、もともと輝度が低くなりやすいからである。この点に関して、図１５Ａの配置では各セグメント４ｄの角部が明るくなることから輝度低下が緩和されていたが、図１６Ａの配置では緩和されることがなくなり、輝度の低下が顕著となる。

これらのことから、図１４の面状照明装置１では、全体の角部の輝度の低下を抑えるため、全体の角部の光源３の回転角度は０°とされている。また、４つのセグメント４ｄの角部が集まる部分の輝度が高くならないように、切欠部１ａ側を除き、光源３の回転角度は４５°とされている。また、切欠部１ａ側における両端である全体の角部を除くセグメント４ｄに配置された光源３については、右端の光源３から連続的に回転角度を変化させている。これは、セグメント４ｄの面積が左側に対して右側の方が大きくなり、右側における相対的な光量が少なくなるため、右側に行くほどセグメント４ｄの角部の明るさを確保する必要があるからである。

（第６の実施形態）
上記の光源３の平面内における回転角度の変更は、切欠部１ａ等の異形部分がない場合にも適用することができる。

図１７は、面状照明装置１の全ての光源３の平面内での回転角度が０°の場合の例を示す平面図である。なお、リフレクタ４の外壁については図示が省略されている。この場合、図１５Ａおよび図１５Ｂで説明されたように、全体の角部における輝度の低下はある程度緩和されるが、内側の４つのセグメント４ｄの角部が集まる部分の輝度が高くなり、輝度均一性が低下する。

図１８は、面状照明装置１の全ての光源３の平面内での回転角度が４５°の場合の例を示す平面図である。なお、リフレクタ４の外壁については図示が省略されている。この場合、図１６Ａおよび図１６Ｂで説明されたように、内側の４つのセグメント４ｄの角部が集まる部分の輝度が高くなるのは抑制されるが、全体の角部における輝度の低下が顕著となり、輝度均一性が低下する。

図１９は、面状照明装置１の全体の角部の光源３の平面内での回転角度が０°で、その他の光源３の平面内での回転角度が４５°の場合の例を示す平面図である。なお、リフレクタ４の外壁については図示が省略されている。この場合、全体の角部における輝度の低下はある程度緩和されるとともに、内側の４つのセグメント４ｄの角部が集まる部分の輝度が高くなるのが抑制される。

（第７の実施形態）
リフレクタ４のセグメント４ｄの反射面４ｃの形状のパターンについて以下に示す。なお、以下の図では光源３の平面内における回転角度を０°としているが、前述した原理に基づいて光源３の回転角度を変更することができる。

図２０は、リフレクタ４のセグメント４ｄの反射面４ｃの形状の例を示す平面図であり、これまで説明してきたのと同様に、矩形のセグメント４ｄの対角線により分割された複数の平面により反射面４ｃが構成される場合である。図中の破線は形状の等高線を示している。

図２１は、リフレクタ４のセグメント４ｄの反射面４ｃの形状の他の例を示す平面図であり、縦横の十字線により分割された複数の平面により反射面４ｃが構成される場合である。この場合、光源３の異方性とセグメント４ｄの異方性との相対的な回転角度は図１６Ａと同様になり、効果も同様になる。

図２２は、リフレクタ４のセグメント４ｄの反射面４ｃの形状の他の例を示す平面図であり、円錐面状の曲面により反射面４ｃが構成される場合である。この場合、セグメント４ｄの異方性がなくなるか緩和され、光源３の異方性だけが残ることになる。

図２３は、リフレクタ４のセグメント４ｄの反射面４ｃの形状の他の例を示す平面図であり、一の対角線で仕切られた一方の領域が他の対角線により分割された複数の平面で、他方の領域が円錐面状の曲面により反射面４ｃが構成される場合である。この場合、他方の領域ではセグメント４ｄの異方性がなくなるか緩和され、光源３の異方性だけが残ることになる。

上記の図２０～図２３の反射面４ｃの形状パターンと、光源３の平面内での回転角度とを組み合わせることにより、輝度を様々に変化させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

以上のように、実施形態に係る面状照明装置は、複数の光源と、光源が２次元に配置される基板と、光源に対応する孔と、孔の周囲から傾斜して延在する反射面とを有するセグメントが設けられ、全体の外周部に外壁が設けられ、基板の出射側に配置されるリフレクタと、を備え、リフレクタの外周部の異形部分に配置され、外壁により所定の形状が構成できないセグメントにおいて、外壁の基板と対向する面には、光源を収容し、または光量を調整するための凹部が設けられる。これにより、異形の外形を有する場合であっても、暗部ができにくいものとすることができる。

また、凹部は、外壁を貫通して設けられる。これにより、外壁の厚みが充分でない場合にも、光源を収容するのに十分な適切な幅の凹部を設けることができる。

また、凹部は、外壁を貫通せずに設けられる。これにより、外壁の厚みが充分な場合に対応することができ、リフレクタの強度の低下を防止することができる。

また、光源は、平面視で略矩形の外形を有し、セグメントの所定の形状は、平面視で略矩形であり、セグメントの所定の形状における孔は、平面視で略矩形の外形を有し、セグメントの所定の形状における反射面は、複数の平面により構成される。これにより、面状照明装置の構造を具体化することができる。

また、リフレクタの外周部の異形部分に配置される均一性向上のためのセグメント群を備える。これにより、異形の外形を有する場合であっても、輝度均一性を維持することができる。

また、セグメント群において、異形状のセグメントとセグメントに隣接するセグメントとは、境界の仕切りが除去されて一体化されている。これにより、異形部分に適したセグメントを構成することができる。また、光源を収容するスペースを増やすことができる。

また、複数の光源と、光源が２次元に配置される基板と、光源に対応する孔と、孔の周囲から傾斜して延在する反射面とを有するセグメントが設けられ、基板の出射側配置されるリフレクタと、リフレクタの外周部の異形部分に配置される均一性向上のためのセグメント群と、を備える。これにより、異形の外形を有する場合であっても、輝度均一性を維持することができる。

また、セグメント群において、異形状のセグメントとセグメントに隣接するセグメントとは、境界の仕切りが除去されて一体化されている。これにより、異形部分に適したセグメントを構成することができる。また、光源を収容するスペースを増やすことができる。

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１ 面状照明装置，１ａ 切欠部，２ 基板，３、３１～３６ 光源，４ リフレクタ，４ａ 基材，４ｂ 孔，４ｃ 反射面，４ｄ セグメント，４ｅ～４ｈ 外壁，４ｉ～４ｍ 凹部

Claims (8)

1. 複数の光源と、
   前記光源が２次元に配置される基板と、
   前記光源に対応する孔と、該孔の周囲から傾斜して延在する反射面とを有するセグメントが設けられ、全体の外周部に外壁が設けられ、前記基板の出射側に配置されるリフレクタと、
   を備え、
   前記リフレクタの外周部の異形部分に配置され、前記外壁により所定の形状が構成できない前記セグメントにおいて、前記外壁の前記基板と対向する面には、前記光源を収容し、または光量を調整するための凹部が設けられる、
   面状照明装置。
2. 前記凹部は、前記外壁を貫通して設けられる、
   請求項１に記載の面状照明装置。
3. 前記凹部は、前記外壁を貫通せずに設けられる、
   請求項１に記載の面状照明装置。
4. 前記光源は、平面視で略矩形の外形を有し、
   前記セグメントの所定の形状は、平面視で略矩形であり、
   前記セグメントの所定の形状における前記孔は、平面視で略矩形の外形を有し、
   前記セグメントの所定の形状における前記反射面は、複数の平面により構成される、
   請求項１～３のいずれか一つに記載の面状照明装置。
5. 前記リフレクタの外周部の異形部分に配置される均一性向上のためのセグメント群を備える、
   請求項１～４のいずれか一つに記載の面状照明装置。
6. 前記セグメント群において、異形状のセグメントと該セグメントに隣接するセグメントとは、境界の仕切りが除去されて一体化されている、
   請求項５に記載の面状照明装置。
7. 複数の光源と、
   前記光源が２次元に配置される基板と、
   前記光源に対応する孔と、該孔の周囲から傾斜して延在する反射面とを有するセグメントが設けられ、前記基板の出射側に配置されるリフレクタと、
   前記リフレクタの外周部の異形部分に配置される均一性向上のためのセグメント群と、
   を備え、
   前記セグメント群に属するセグメントは、前記孔の中に少なくとも１つの前記光源を収容する、面状照明装置。
8. 複数の光源と、
   前記光源が２次元に配置される基板と、
   前記光源に対応する孔と、該孔の周囲から傾斜して延在する反射面とを有するセグメントが設けられ、前記基板の出射側に配置されるリフレクタと、
   前記リフレクタの外周部の異形部分に配置される均一性向上のためのセグメント群と、
   を備え、
   前記セグメント群において、異形状のセグメントと該セグメントに隣接するセグメントとは、境界の仕切りが除去されて一体化されている、面状照明装置。

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