以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。なお、各図面において、同一の構成部には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。また以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための照明装置を例示するものであって、本発明を以下に示す実施形態に限定するものではない。以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。
実施形態に係る照明装置は、光源と、光源が射出した光を導光する導光部とを有する。また該導光部は、筒状部材、或いは、中空の球体又は回転楕円体の一部である曲面部材の何れか一方と、筒状部材又は曲面部材の何れか一方における壁部の内部を通るように導光された光を壁部の内部から出射させる光取出部とを有する。
ここで、筒状部材とは筒状の部材をいう。筒状部材は、周方向等の全体が繋がっている筒体に限定されるものではなく、板状部材の端部が他方の端部と連結されていない筒状の部材、又は周方向の一部等が欠落した筒状の部材等も含む。また筒状部材は、軸方向に直交する断面が円形又は楕円形の円筒状部材を含み、筒状部材の軸方向に直交する断面が多角形の角筒状部材を含む。
また、筒状部材は、光源に対向して筒状部材の底部又は頂部の何れか1つに設けられ、光が前記壁部の内部に入射する光入射端面と、光入射端面に交差する筒状部材の外側面に含まれ、壁部の内部から光が出射する光出射部とを有する。
光源が射出した光は、光入射端面を通って筒状部材における壁部の内部に入射し、該壁部の内部を導光される。導光される光の一部は、光取出部により筒状部材の外側に向けて反射、散乱、屈折又は回折され、筒状部材の外側面に含まれる光出射部を通って、筒状部材における壁部の内部から外部に向けて出射する。照明装置は、光出射部を出射した光により、照明装置の外側を照明することができる。
また、曲面部材は、光源に対向して曲面部材の底部に設けられ、光が壁部の内部に入射する光入射端面と、光入射端面に交差する曲面部材の外側面に含まれ、壁部の内部から光が出射する光出射部とを有する。
光源が射出した光は、光入射端面を通って曲面部材における壁部の内部に入射し、該壁部の内部を導光される。導光される光の一部は、光取出部により曲面部材の外側に向けて反射、散乱、屈折又は回折され、曲面部材の外側面に含まれる光出射部を通って、曲面部材における壁部の内部から外部に向けて出射する。照明装置は、光出射部を出射した光により、照明装置の外側を照明することができる。
実施形態に係る照明装置の用途、設置場所、照明対象物は特に限定されないが、例えばデスク、テーブル、棚、又はその周辺(居室の床面、壁面、天井部を含む)等に設置して、デスク上、テーブル上、棚の内部もしくは外部、またはこれらの周辺の空間、或いは居室内部等を照明する空間照明装置として利用できる。また、天井部に設置することで天井照明として利用することもできる。また、通路の側壁や天井部に設置として床面を照らすフットライトとして利用することもできる。また、側壁や天井部側を照らして、間接照明として利用することもできる。また、屋外に設置してその周辺の空間を照明する屋外照明として利用することもできる。
以下では、筒状部材を有する照明装置及び曲面部材を有する照明装置の各種実施形態、並びに変形例を説明する。なお以下では、説明の便宜上、照明装置100を正面側から見たときの横幅方向をX軸方向とし、奥行き方向をY軸方向とし、高さ方向をZ軸方向とする。但し、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は照明装置100の向きを制限するものではなく、照明装置100の向きは任意の方向であってもよい。
[第1実施形態]
<照明装置100の構成例>
まず、図1、図2A及び図2Bを参照して、第1実施形態に係る照明装置100の構成について説明する。図1は、照明装置100の構成の一例を説明する斜視図である。図2Aは、照明装置100の構成の一例を説明する上面図であり、図2Bは図2AのA-A'矢視断面図である。なお、図2Aの上面図は、照明装置100をZ軸正方向側から視た図である。
図1、図2A及び図2Bに示すように、照明装置100は、基台部3と、光源1と、導光部300とを有する。また導光部300は筒状部材2を有する。
基台部3は、樹脂、金属又は木等の材料を含んで構成され、光源1と、導光部300における筒状部材2を固定する板状部材である。基台部3は、基台部3の平面部に当接する筒状部材2を接着剤等により固定する。また基台部3の平面部には略円形の溝部31が形成されており、基台部3はこの溝部31の底面で光源1を固定する。また、基台部3はLED(Light Emitting Diode)等の各種電気素子を実装可能な配線を含んでいる。
光源1は、複数のLED11を備える。複数のLED11は、溝部31に沿って略円形を描くように配列し、それぞれが溝部31の底面上に固定されている。
複数のLED11のそれぞれは、基台部3に設けられた配線を介して駆動回路12に電気的に接続し、駆動回路12から駆動電圧を印加されて光を射出する。光源1は、複数のLED11が射出した光で形成される円環状の光を射出できる。
光源1が射出する光は、白色光であってもよいし、単色光であってもよい。また白色光の中でも電球色や昼白色、昼光色等の各種を選択可能である。但し、光源1の構成は、LED11を備えるものに限定されない。例えば光源1は、略円環状に形成された蛍光ランプ又は冷陰極管等を備えたり、出射端が略円形を描くように束ねられた複数の光ファイバを備えたりすることもできる。
駆動回路12は、各種2次電池(例えば、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池等)から構成されるバッテリ又は商用電源から電源電圧を供給され、光源1にLED11の駆動電圧を印加する。なお、駆動回路12は、基台部3とは別に設けられてもよいし、基台部3と一体に設けられてもよい。
導光部300が備える筒状部材2は、Z軸に略平行な円筒軸20を有する円筒状部材である。筒状部材2は、円筒状部材の側壁となる壁部22を含み、壁部22の内部を通るように光を導光する。
また筒状部材2は、可視光に対して透過性を有する透明な部材である。好ましくは、筒状部材2の可視光透過率は60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上又は90%以上である。可視光透過率は、分光光度計を用いて測定波長380nm以上780nm以下で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。
このような筒状部材2は、樹脂材料を成形加工して製作できる。樹脂材料としてはPMMA(Polymethyl methacrylate)等が挙げられる。但し、樹脂材料によって、筒状部材2の屈折率、強度又は耐湿性等が異なるため、PMMAに限定されず照明装置の使用条件、使用環境等に応じた材料を適宜選択することが好ましい。またガラス材料を含んで筒状部材2を構成することもできる。可視光に対して透過性があれば、着色した材料を用いてもよい。加工法についても樹脂成形に限定されず、曲げ加工や切削加工等を適用することもできる。
図2Bに示すように、基台部3は、平面部に溝部31を設け、溝部31の底面に光源1が備えるLED11を固定する。また基台部3は、壁部22における円筒軸20に交差する端部で溝部31の開放部を塞ぐようにして筒状部材2を固定する。
筒状部材2は、光源1に対向して筒状部材2の底部(Z軸負方向側の端部)に設けられ、光源1が射出した光が壁部22の内部に入射する光入射端面21を含む。なお、図1、図2A及び図2Bでは、筒状部材2の底部に対向して光源1が配置されているため、光入射端面21は筒状部材2の底部に含まれる。しかし、筒状部材2の頂部(Z軸正方向側の端部)に対向して光源1が配置される場合には、光入射端面21は筒状部材2の頂部に含まれる。
また図1、図2A及び図2Bでは、筒状部材2の円筒軸20がZ軸と略平行であるため、筒状部材2の底部は筒状部材2のZ軸負方向側にあり、筒状部材2の頂部は筒状部材2のZ軸正方向側にある。しかし、筒状部材2の円筒軸20がX軸と略平行である場合には、筒状部材2の底部は、筒状部材2におけるX軸の正又は負方向の何れか一方側に存在し、筒状部材2の頂部は、筒状部材2におけるX軸の正又は負方向の他方側に存在する。
或いは筒状部材2の円筒軸20がY軸と略平行である場合には、筒状部材2の底部は筒状部材2におけるY軸の正又は負方向の何れか一方側に存在し、筒状部材2の頂部は、筒状部材2におけるY軸の正又は負方向の他方側に存在する。換言すると、筒状部材2の円筒軸20に沿う方向における一端部が底部に該当し、他端部が頂部に該当する。
また、筒状部材2は、光入射端面21に交差する筒状部材2の外側面23に含まれ、壁部22の内部から光が出射する光出射部231を有する。なお、外側面23は、筒状部材2の外側の面である。
図2A及び図2Bでは、説明を分かり易くするために、光出射部231を太線で示しているが、光出射部231は、外側面23における光が出射する部分(領域)に該当し、外側面23上に設けられた部材ではない。
また、導光部300は、筒状部材2における壁部22の内側の面である内側面24に光取出部241を含んでいる。光取出部241は、壁部22の内部を通るように導光された光を壁部22の内部から出射させる機能を有する構成部である。
図1、図2A及び図2Bにおいて、複数のLED11のそれぞれが射出した光は、光入射端面21を通って壁部22の内部に入射し、壁部22の内部を導光される。壁部22の内部では、光は外側面23と内側面24のそれぞれで全反射を繰り返しながら導光される。
その後、壁部22の内部を導光される光の一部は、光取出部241により筒状部材2の外側に向けて反射、散乱、屈折又は回折され、光出射部231を通って壁部22の内部から外部に向けて出射する。
図1、図2A及び図2Bに一点鎖線で示した出射光232は、壁部22の内部から外部に向けて出射する光を表している。図1、図2A及び図2Bに示すように、出射光232は筒状部材2の外側において、筒状部材2の至る所から、筒状部材2の外側面23が向く方向等の多様な方向に出射する。照明装置100は、この出射光232により照明装置100の周辺の空間の広い範囲を照明することができる。
なお、出射光232は図1、図2A及び図2Bにおける上下方向(Z軸方向)にも出射するため、照明装置100は、円筒軸20回りの360度の方向だけでなく、上下方向(Z軸方向)にも光を照明できる。換言すると、照明装置100は、基台部3の平面部に平行な方向だけでなく、基台部3の平面部に交差する方向にも光を照明できる。
次に図3は、照明装置100の基台部3と光源1を示した図である。載置面32は、基台部3における一方の平面部に対応する面であり、筒状部材2の端部が当接し、筒状部材2が載置される面である。溝部31は、載置面32から所定の深さだけ掘られた窪みであり、円環状に形成された部分である。LED11は、溝部31の底面上に固定される。溝部31の溝の断面形状は、特に制限されず、矩形であってもU字状であってもよいし、溝部31の内部に凹凸が含まれてもよいが、LED11を安定して固定するために平面部が含まれると好適である。
なお、ここでは光源1がLED11を備える平板上の基台部3である場合を示したが、光源1の形態はこれに限定されるものではない。例えば、筒状部材2の光入射端面21を覆うように形成され、当該筒状部材を固定する円環状の筐体中にLEDを配置したものであっても良い。例えば、円環状の筐体の上面に溝部を設け、溝部の底部にLEDを配置する。筒状部材2の光入射端面21を該溝部に挿入して筒状部材2を円環状の筐体に固定できる。
<光取出部の構成例>
次に、導光部300が有する光取出部の構成について、図4A乃至図11Bを参照して説明する。図4A乃至図6B、及び図8A乃至図11Bは、それぞれ光取出部の詳細構成を例示する部分拡大図である。図4Aは第1例、図4Bは第2例、図5Aは第3例、図5Bは第4例、図6Aは第5例、図6Bは第6例をそれぞれ示している。また図7A及び図7Bは図6Aの光取出部を有する筒状部材の構成の一例を示す図であり、図7Aは上面図、図7Bは図7AのB-B' 矢視断面図である。
さらに図8Aは光取出部の詳細構成の第7例、図8Bは第8例、図9Aは第9例、図9Bは第10例、図10Aは第11例、図10Bは第12例、図11Aは第13例、図11Bは第14例をそれぞれ示している。
まず、図4Aに示す導光部300が有する光取出部241は、光キャビティ242を内部に含む光学機能層243を有する。光学機能層243は内側面24に設けられている。なお、光学機能層とは、光学的な機能を発揮する層をいう。
光学機能層243は、樹脂等を材料として構成された薄層であり、筒状部材2の表面に積層して設けられている。例えば、光学機能層243を含む層状の部材をマイクロ波表面処理等の接着剤フリーのラミネーション法で貼り付けるか、又は接着剤(感圧接着剤を含む)により接着することで内側面24に設けることができる。また光学機能層243は、内側面24の形状に沿って円筒状に形成されている。
なお、積層方向における光学機能層243の前後にカバー層等の他の機能を有する層が含まれてもよい。
光学機能層243の材料、並びに筒状部材2に光学機能層243を接着する接着剤の材料は、筒状部材2との界面における光の屈折や反射を抑えるために、筒状部材2と屈折率が近いものであることが好ましい。例えば筒状部材2と同じPMMA等を含む材料を使用すると好適である。
光キャビティ242は空隙部の一例であり、内部に空気が充填されている。但し、光キャビティ242内には、空気に代えて、光学機能層より屈折率の低い材料が充填されてもよい。光学機能層243内には複数の光キャビティ242が規則的に又はランダムに設けられている。光キャビティ242の大きさは、光学機能層243の内部に設置可能な範囲で適宜選択可能である。
光キャビティを内部に含む光学機能層については、特に限定されないが、例えば、国際公開第2011/124765号、国際公開第2011/127187号、国際公開第2019/087118号、国際公開第2019/182091号に開示された光学機能層を使用することができる。これらの内容は参照により本願明細書に組み込まれる。
光学機能層243は、例えば、パターンが形成されていない第1フィルム2431と、所望の微細パターンが形成された第2フィルム2432とを、ラミネーション法で貼り合わせるか、又は接着剤(感圧接着剤を含む)により接着することで作製される。
第2フィルム2432への微細パターンの形成には、レーザパターニング、ダイレクトレーザイメージング、レーザドリル、マスクによる又はマスクレスのレーザ又は電子ビーム照射が用いられる。また印刷、インクジェット印刷、スクリーン印刷等によって個別の特性を付与して、材料や屈折率値を変更してもよい。マイクロ/ナノディスペンス、ドージング、ダイレクト「書込み」、離散的レーザ焼結、マイクロ放電加工(マイクロEDM)、マイクロマシニング、マイクロ成形、インプリンティング、エンボス加工及びこれらに類するものを用いることもできる。
筒状部材2における壁部22内を導光される光は、筒状部材2と光学機能層243との界面を通過又は該界面で屈折して光学機能層243内に入射する。そして、光学機能層243内を導光される光のうちの一部は、光学機能層243と光キャビティ242との界面で全反射され、光出射部231に向けて導かれる。この反射光のうち、臨界角を超えない角度で外側面23に入射する光が筒状部材2における壁部22の内部から外部に出射する。外側面23内で光が出射する部分は、光出射部231に該当する。
光学機能層243と光キャビティ242との界面で反射されなかった光は、光学機能層243と外部の空気との界面で全反射を繰り返しながら導光される。そのうちの一部の光が光キャビティ242と光学機能層243との界面で反射され、筒状部材2における壁部22の内部から外部に出射する。光学機能層243に設けられた複数の光キャビティ242のそれぞれで上記の反射がなされる。
このようにして、光取出部241は、外側面23内の光出射部231から光を出射させることができる。光学機能層243と光キャビティ242との界面の角度は、照明装置の用途に応じて好適な角度に予め定められている。
次に、図4Bに示す導光部300aが有する光取出部241aは、光散乱粒子244を内部に含む光学機能層245を有する。光学機能層245は、内側面24に設けられている。光学機能層245の材料や設置方法、上述した光学機能層243と同様である。
光散乱粒子244は、光学機能層245を構成する材料に対して屈折率差を有し、平均粒径が0.3~5μm程度の粒子である。光散乱粒子244は、壁部22内を導光される光を散乱させる光散乱体の一例である。複数の光散乱粒子244が光学機能層245を構成する材料に含有されている。光散乱粒子を内部に含む光学機能層については、特に限定されないが、例えば、特開2013-195811号公報に開示された光学機能層を使用することができる。これらの内容は参照により本願明細書に組み込まれる。ここで平均粒径は体積平均粒子径であり、例えば、超遠心式自動粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
壁部22内を導光される光は、筒状部材2と光学機能層245との界面を通過又は界面で屈折して光学機能層245内に入射する。そして、光学機能層245内を導光される光のうちの一部は、光学機能層245と光散乱粒子244との界面で散乱され、光出射部231に向けて導かれる。この散乱光のうち、臨界角を超えない角度で外側面23に入射する光が筒状部材2における壁部22の内部から外部に出射する。外側面23内で光が出射する部分は、光出射部231に該当する。
光学機能層245と光散乱粒子244との界面で散乱されなかった光は、光学機能層245と外部の空気との界面で全反射を繰り返しながら導光される。そのうちの一部の光が光散乱粒子244と光学機能層245との界面で散乱され、筒状部材2における壁部22の内部から外部に出射する。光学機能層245に設けられた複数の光散乱粒子244のそれぞれで上記の散乱がなされる。
このようにして、光取出部241aは、外側面23内の光出射部231から光を出射させることができる。
次に、図5Aに示す導光部300bが有する光取出部241bは、光キャビティ242を内部に含む光学機能層243を有する。光学機能層243は、外側面23に設けられている。光学機能層243の材質及び機能は、光取出部241における光学機能層243と同様である。外側面23内で光学機能層243が設けられた部分は、光出射部231に該当する。
また、図5Bに示す導光部300cが有する光取出部241cは、光散乱粒子244を内部に含む光学機能層245を有する。光学機能層245は、外側面23に設けられている。光学機能層245の材質及び機能は、光取出部241aにおける光学機能層245と同様である。外側面23内で光学機能層245が設けられた部分は、光出射部231に該当する。
次に、図6Aに示す導光部300dが有する光取出部241dは、光キャビティ246を有する。光キャビティ246は筒状部材2dの壁部22d内に設けられている。
光キャビティ246は空隙部の一例であり、内部に空気が充填されている。但し、光キャビティ246内には、空気に代えて、筒状部材2dより屈折率の低い材料が充填されてもよい。筒状部材2dにおける壁部22d内には複数の光キャビティ246が規則的に又はランダムに設けられている。光キャビティ246の大きさは、筒状部材2dにおける壁部22d内に設置可能な範囲で適宜選択可能である。
筒状部材2dの作製方法は特に限定されないが、例えば、第1筒状部材201の外側面に対して、所望の微細パターンが形成されたフィルムを巻き付けて第2筒状部材202を形成する方法であっても良い。
あるいは、第2筒状部材202の内側面に対して、パターンが形成されていないフィルムを巻き付けて第1筒状部材201を形成する方法であっても良い。あるいは、パターンが形成されていない第1フィルムと所望の微細パターンが形成された第2フィルムとを貼り合わせて形成された板状部材の一方の端部を他方の端部と接着剤などで連結することで作製されてもよい。この場合、当該第1フィルムからは第1筒状部材201が形成され、当該第2フィルムからは第2筒状部材202が形成される。
なお、各部材同士の貼り合わせは、第1フィルムと第2フィルムとを接着剤フリーのマイクロ波表面処理等のラミネーション法で貼り合わせるか、又は接着剤(感圧接着剤を含む)を用いて行われる。
あるいは、パターンが形成されていない第1筒状部材201と、所望の微細パターンが形成された第2筒状部材202とを、接着剤フリーのマイクロ波表面処理等のラミネーション法で貼り合わせるか、或いは接着剤(感圧接着剤を含む)により接着することで作製されてもよい。界面反射を抑制するため、第1筒状部材201と第2筒状部材202の屈折率を略等しくし、また接着剤により接着する場合には、接着剤の屈折率を第1筒状部材201及び第2筒状部材202と略等しくすることが好ましい。
第2筒状部材202への微細パターンの形成には、上述した第2フィルム2432への微細パターンの形成と同様の方法を適用できる。また、光キャビティ246の機能は、図4A及び図5Aで説明した光キャビティ242と同様である。
次に、図6Bに示す導光部300eが有する光取出部241eは、光散乱粒子247を有する。光散乱粒子247は筒状部材2eにおける壁部22e内に設けられている。光散乱粒子247は、筒状部材2eを構成する材料に対して屈折率差を有し、平均粒径が0.3~5μm程度の粒子であり、壁部22e内を導光される光を散乱させる光散乱体の一例である。光散乱粒子247は、筒状部材2eを構成する材料に含有されている。光散乱粒子247の機能は、図4B及び図5Bで説明した光散乱粒子244と同様である。
図7A及び図7Bは、図6Aの光取出部241dを有する筒状部材2dの構成の一例を示している。図7A及び図7Bに示すように、筒状部材2dは、パターンが形成されていない第1筒状部材201と、所望の微細パターンが形成された第2筒状部材202とを有する。第1筒状部材201の外側面に対して、所望の微細パターンが形成されたフィルムを巻き付けて第2筒状部材202を形成している。
或いは、第1筒状部材201と第2筒状部材202は、接着剤フリーのマイクロ波表面処理等のラミネーション法で貼り合わせるか、又は接着剤により接着されている。第2筒状部材202における微細パターンと第1筒状部材201の面とで光キャビティ246が形成される。
次に、図8Aに示す導光部300fが有する光取出部241fは、プリズム部248を表面に含む光学機能層249を有する。光学機能層249は、内側面24に設けられている。プリズム部248は、光を偏向可能な微細な斜面を含む部分である。
光学機能層249は、筒状部材2と光取出部241fとの界面における光の屈折や反射を抑えるために、筒状部材2と屈折率が近い材料で構成されることが好ましく、例えば筒状部材2と同じPMMAを含んで構成できる。光学機能層249の表面には複数のプリズム部248が規則的に又はランダムに設けられている。プリズム部248の大きさ及び隣接する間隔は、光学機能層249に形成可能な範囲で適宜選択可能である。
光学機能層249へのプリズム部248の形成には、上述した第2フィルム2432への微細パターンの形成と同様の方法を適用できる。
壁部22内を導光される光は、筒状部材2と光学機能層249との界面を通過又は該界面で屈折して光学機能層243の内部に入射する。そして、光学機能層249内を導光され、プリズム部248で反射されて、光出射部231に向けて導かれる。この反射光のうち、臨界角を超えない角度で外側面23に入射する光が筒状部材2における壁部22の内部から外部に出射する。外側面23内で光が出射する部分は、光出射部231に該当する。光学機能層249に設けられた複数のプリズム部248で上記の反射がなされる。
このようにして、光取出部241fは、外側面23内の光出射部231から光を出射させることができる。なお、プリズム部248における斜面の角度は、照明装置の用途に応じて好適な角度に予め定められている。
次に図8Bに示す導光部300gが有する光取出部241gは、凹凸部250を表面に含む光学機能層251を有する。光学機能層251は、内側面24に設けられている。光学機能層251の材料は、上述した光学機能層249と同様である。凹凸部250は、1~5μ程度の幅と高さを有する凹部又は凸部が複数形成された部分である。凹凸部250は、光学機能層251の表面にランダムに形成され、光学機能層251内を導光される光を散乱させる。
光学機能層251への凹凸部250の形成には、上述した第2フィルム2432への微細パターンの形成と同様の方法を適用できる。また凹凸部250はランダムな粗面であればよいため、ブラスト加工等を適用することもできる。
壁部22内を導光される光は、筒状部材2と光学機能層251との界面を通過又は界面で屈折して光学機能層251の内部に入射する。そして、光学機能層251内を導光される光のうちの一部は、光学機能層251と凹凸部250との界面で散乱され、光出射部231に向けて導かれる。この散乱光のうち、臨界角を超えない角度で外側面23に入射する光が筒状部材2内から外部に出射する。外側面23内で光が出射する部分は、光出射部231に該当する。光学機能層251に設けられた複数の凹凸部250のそれぞれで上記の散乱がなされる。
このようにして、光取出部241gは、外側面23内の光出射部231から光を出射させることができる。
次に、図9Aに示す導光部300hが有する光取出部241hは、プリズム部248を表面に含む光学機能層249を有する。光学機能層249は、外側面23に設けられている。光学機能層249の材質及び機能は、光取出部241fにおける光学機能層249と同様であるが、この場合は、プリズム部248におけるY軸に略平行な面248'等の斜面以外の面で反射する光が多くなる。なお、外側面23内で光学機能層249が設けられた部分は光出射部231に該当する。
また、図9Bに示す導光部300iが有する光取出部241iは、凹凸部250を表面に含む光学機能層251を有する。光学機能層251は、外側面23に設けられている。光学機能層251の材質及び機能は、光取出部241gにおける光学機能層251と同様である。なお、外側面23内で、光学機能層251が設けられた部分は光出射部231に該当する。
次に、図10Aに示す導光部300jが有する光取出部241jは、プリズム部252を有する。プリズム部252は、内側面24の少なくとも一部に形成されている。プリズム部252は、光を偏向可能な微細な斜面を含む部分である。内側面24の表面には複数のプリズム部252が規則的に又はランダムに設けられている。プリズム部252における斜面の大きさ及び隣接する間隔は、内側面24に形成可能な範囲で適宜選択可能である。プリズム部252により偏向された光は、光出射部231を通過して出射される。
内側面24へのプリズム部252の形成には、上述した光学機能層249へのプリズム部248の形成と同様の方法を適用できる。また、プリズム部252の機能は、図8A及び図9Aで説明したプリズム部248と同様である。
また、図10Bに示す導光部300kが有する光取出部241kは、凹凸部253を有する。凹凸部253は、内側面24の少なくとも一部に形成されている。凹凸部253は、1~5μ程度の幅と高さを有する凹部又は凸部が複数形成された部分である。凹凸部253は、内側面24にランダムに形成され、壁部22内を導光される光を散乱させる。凹凸部253により散乱された光は、光出射部231を通過して出射される。
内側面24への凹凸部253の形成には、上述した光学機能層251への凹凸部250の形成と同様の方法を適用できる。また、凹凸部253の機能は、図8B及び図9Bで説明した凹凸部250と同様である。
次に、図11Aに示す導光部300mが有する光取出部241mは、プリズム部252を有する。プリズム部252は、外側面23の少なくとも一部に形成されている。プリズム部252は、光取出部241jにおけるプリズム部252と同様であるが、この場合は、プリズム部252におけるY軸に略平行な面252'等の斜面以外の面で反射する光が多くなる。なお、外側面23内で複数のプリズム部252が形成された部分が光出射部231に該当する。
また、図10Bに示す導光部300nが有する光取出部241nは、凹凸部253を有する。凹凸部253は、外側面23の少なくとも一部に形成されている。凹凸部253は、光取出部241kにおける凹凸部253と同様である。なお、外側面23内で複数の凹凸部253が形成された部分が光出射部231に該当する。
<照明装置100の作用効果>
次に、照明装置100の作用効果について説明する。
従来から、室内等の空間を照明する照明装置が知られている。また、光源に対向する少なくとも1つの光入射面及びこれと略直交する光出射面を有する導光体と、該導光体の光出射面上に配置されたプリズムシートとを有する構成が開示されている。
しかしながら、従来の構成では、導光体として板状部材を用いているため、板状部材の平面部が向く方向以外の方向へは光を照明できないか、或いは照明できたとしても平面部が向く方向への照明光と比較して少ない光量の光しか照明できない。そのため、空間の広い範囲への照明に改善の余地がある。
本実施形態では、照明装置100が有する導光部300は、筒状部材2と、筒状部材2における壁部22の内部を通るように導光された光を壁部22の内部から出射させる光取出部241とを有する。
また、筒状部材2は、光源1に対向して筒状部材2の底部に設けられ、光源1が射出した光が壁部22の内部に入射する光入射端面21と、光入射端面21に交差する筒状部材2の外側面23に含まれ、壁部22の内部から光が出射する光出射部231とを有する。
光源1が射出した光は、光入射端面21を通って筒状部材2における壁部22の内部に入射し、壁部22内を導光される。導光される光の一部は、光取出部241により筒状部材2の外側に向けて反射、散乱、屈折又は回折され、光出射部231を通って、壁部22の内部から外部に向けて出射する。
この構成により、照明装置100は筒状部材2の外側において、筒状部材2の至る所から、筒状部材2の外側面23が向く方向等の多様な方向に向けて光を出射させることができる。筒状部材2の外側面23は、筒状部材2の円筒軸20を中心軸として360度の方位に向いているため、従来と比較して、空間のより広い範囲に光を照明でき、空間の広い範囲を照明可能な照明装置を提供することができる。
また照明装置100は、外観が透明で筒状の形状を有するため、優れた意匠性を発揮することができる。さらに死角(光が照明されていない空間)がない多様な方位の広い空間範囲に照明することができる。
また、本実施形態では、光出射部231における広い領域から光を出射させて光の指向性を抑えることで、照明された面等からの正反射光を抑え、眩しさを抑制できる。これにより、眩しさを抑制しつつ、空間の広い範囲に照明することができる。
また、本実施形態では、可視光に対して透過性を有する導光部300を用いるため、ユーザには導光部の向こう側が透けて見える。これにより、空間の拡がりを損なわずに快適な空間を提供できる。
ここで、筒状部材2及び光取出部241等を含む導光部300の可視光透過率は、好ましくは、60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上又は90%以上である。可視光透過率は、分光光度計を用いて測定波長380nm以上780nm以下で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。
また、光出射部231から出射される光の広がり角度に異方性を持たせることもできる。例えば、図1におけるX軸方向には広がり角度が大きく、Z軸方向には広がり角度が小さい光を光出射部231から出射させること等が可能である。
<第1実施形態の変形例>
ここで、上述した実施形態では、筒状部材2として円筒状部材を例示したが、これに限定されるものではない。筒状部材2は、四角形、三角形又は六角形等の多角形状の断面を有する筒状の部材であってもよい。
図12A、図12B及び図12Cは、第1実施形態の変形例に係る照明装置の構成の一例を示す斜視図である。図12Aは第1変形例を示す図、図12Bは第2変形例を示す図、図12Cは第変形3例を示す図である。
図12Aに示すように、照明装置100pは導光部300pを有する。導光部300pは筒状部材2pを有する。筒状部材2pは、断面が四角形状である筒状の部材である。この構成により、照明装置100pは、筒状部材2pの外側において、筒状部材2pの中心軸20pに対して平行な各面が向く4方向等を含む空間のより広い範囲に光を照明できる。
また図12Bに示すように、照明装置100qは導光部300qを有する。導光部300qは筒状部材2qを有する。筒状部材2qは、断面が三角形状である筒状の部材である。この構成により、照明装置100qは、筒状部材2qの外側において、筒状部材2qの中心軸20qに対して平行な各面が向く3方向等を含む空間のより広い範囲に光を照明できる。
また図12Cに示すように、照明装置100rは導光部300rを有する。導光部300rは筒状部材2rを有する。筒状部材2rは、断面が六角形状である筒状の部材である。この構成により、照明装置100rは、筒状部材2rの外側において、筒状部材2rの中心軸20rに対して平行な各面が向く6方向等を含む空間のより広い範囲に光を照明できる。
このように四角形、三角形及び六角形でも第1実施形態に係る照明装置100と同様の効果が得られる。なお、筒状部材の断面には、上述した円形、四角形、三角形及び六角形以外にも様々な形状を適用可能で、照明装置100と同様の効果を得ることができる。また筒状部材の断面が如何なる形状の場合にも、光取出部241、241a乃至241nを何れも適用可能である。但し、光取出部における光学機能層は、筒状部材の外側面又は内側面の形状に沿った形状に形成されると好適である。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る照明装置100sについて説明する。なお、第1実施形態で説明したものと同様の構成部については、第1実施形態と同じ部品番号を付し、重複する説明を適宜省略する。この点は、以降で説明する各実施形態及び変形例においても同様である。
本実施形態では、光を導光する筒状部材における外側面又は内側面の少なくとも一方における少なくとも一部に、筒状部材に対して屈折率が低い低屈折率層を設ける。これにより、筒状部材の壁部内を導光される光が、筒状部材のキズや汚れ、指紋等に起因して筒状部材から漏れ出ることに起因する光損失を防止し、光の利用効率を向上させる。なお、低屈折率層は、筒状部材の外側面又は内側面の少なくとも一方における少なくとも一部に形成されることで設けられてもよいし、接着剤(感圧接着剤を含む)を介して筒状部材に結合されることで設けられてもよい。
図13A及び図13Bは、照明装置100sにおける低屈折率層34の機能の一例を説明する図であり、図13Aは低屈折率層を有する照明装置100sを示す図、図13Bは低屈折率層を有さない比較例に係る照明装置100Xを示す図である。
図13Aに示すように、照明装置100sは、導光部300sを有する。導光部300sでは、筒状部材2の表面に光学機能層243、低屈折率層34、カバー層35がこの順で積層形成されている。なお、筒状部材2の表面と低屈折率層34の間に他の機能を有する層が含まれていてもよい。
また、筒状部材2、光学機能層243、低屈折率層34及びカバー層35を有する導光部300sの可視光透過率は、好ましくは60%以上、65%以上、70%以上、75%以上、80%以上、85%以上又は90%以上である。可視光透過率は、分光光度計を用いて測定波長380nm以上780nm以下で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。
低屈折率層34は、筒状部材2の屈折率に対して屈折率が低い層である。筒状部材2が主にPMMAを含んで構成される場合には、筒状部材2の屈折率n1は1.49前後である。これと比較して低屈折率層34の屈折率n2は、好ましくは1.30以下であり、より好ましくは1.20以下である。低屈折率層については、特に限定されないが、例えば、国際公開第2019/146628号公報に開示された空隙を有する低屈折率層を使用することができる。この内容は参照により本願明細書に組み込まれる。
筒状部材2における壁部22内を導光される光は、低屈折率層34への入射角が臨界角よりも大きいときに(浅い角度で入射するときに)全反射条件が満たされ、壁部22と低屈折率層34との界面で全反射される。ここで、臨界角θcは以下の式で表される。
θc=θi=arcsin(n2/n1)
なお、θiは入射角(法線からの角度)である。
カバー層35は、筒状部材2を保護するためのものであり、可視光に対する透過性が高いものが好ましい。ガラス、プラスチック等で形成され、紫外線吸収効果を有していてもよい。保護層としての観点からは強度が高い方がよいが、薄くフレキシブルな層にしてもよい。
また、図13Bに示す照明装置100Xは、導光部300Xに含まれる筒状部材2の表面に光学機能層243、カバー層35がこの順で積層形成されており、低屈折率層を有さない。この場合、カバー層35の表面にキズや汚れ、指紋、汗、埃等の異物Cが付着していると、壁部22内を導光される光のうち、カバー層35側に向かう光は、異物Cにより散乱し、壁部22内から外部に漏れ出して光損失が生じる場合がある。
これに対し、照明装置100sでは、カバー層35と筒状部材2の間に低屈折率層34が設けられているため、壁部22内を導光される光は、図13Aに示すように、カバー層35に到達する前に低屈折率層34で全反射される。これにより、壁部22内を導光される光が異物Cに到達することを防ぎ、キズや汚れ、指紋等に起因する光損失を防止し、光の利用効率を向上させることができる。
なお、これ以外の効果は、第1実施形態で説明したものと同様である。
また、筒状部材2の外側面又は内側面の少なくとも一方における少なくとも一部に、低屈折率層34を設けることで上記の効果を得ることができる。また外側面又は内側面の少なくとも一方における光学機能層243が設けられていない領域に低屈折率層34を設けても、上記の効果を得ることができる。
また、図13A及び図13Bでは、光キャビティ242を含む光学機能層243の上に低屈折率層34を設ける構成を例示したが、これに限定されるものではない。光散乱粒子を含む光学機能層245、249又は251の上に低屈折率層34を設けることができ、またプリズム部252又は凹凸部253の上に低屈折率層34を設けることもできる。
[第3実施形態]
次に図14A及び図14Bを参照して、第3実施形態に係る照明装置100tについて説明する。図14A及び図14Bは、照明装置100tの構成の一例を説明する図であり、図14Aは上面図、図14Bは図14AのC-C' 矢視断面図である。
図14A及び図14Bに示すように、照明装置100tは導光部300tを有する。また導光部300tは蓋部材4を有する。蓋部材4は、筒状部材2における光入射端面21とは反対側の端面25上に配置される部材である。蓋部材4は、筒状部材2の円筒の直径と略等しい直径を有する円板状部材である。
なお、図14A及び図14Bでは、筒状部材2の円筒軸20がZ軸に平行で、光入射端面21がZ軸負方向側になる配置を例示するため、蓋部材4の配置位置は筒状部材2における壁部22のZ軸正方向側になるが、蓋部材4の配置位置はこれに限定されるものではない。例えば筒状部材2の円筒軸20がZ軸に平行で、光入射端面21がZ軸正方向側になる配置の場合には、蓋部材4の配置位置は壁部22のZ軸負方向側になる。また、筒状部材2の円筒軸20がX軸又はY軸に平行になる配置にする場合には、蓋部材4の配置位置は、壁部22のX軸の正方向側又は負方向側の何れか一方、或いは壁部22のY軸の正方向側又は負方向側の何れか一方に対応する。
このような蓋部材4は、樹脂、ガラス又は金属等の材料を含んで構成される。蓋部材4の材質は、筒状部材2の材質同じであってもよいし、異なっていてもよい。但し、透明な筒状部材2と統一するために、透明な材質で構成されることが好ましい。
また、図14A及び図14Bでは、蓋部材4が筒状部材2の円筒の直径と略等しい直径を有する円板状部材である構成を例示したが、これに限定されるものではない。蓋部材4は筒状部材2の円筒の直径より大きい直径を有してもよいし、矩形等の円形以外の形状であってもよい。また板状部材に限らず、半球状の形状を有する部材等であってもよい。
さらに図14A及び図14Bでは、蓋部材4が筒状部材2の端面25上に載置される構成を例示したが、これに限定されるものではない。光入射端面21とは反対側における筒状部材2の端部に被せるようにして蓋部材を配置してもよい。
また蓋部材4は、筒状部材2に接着等で固定されてもよいし、蓋部材4を筒状部材2の端部に被せる場合には嵌合で固定されてもよい。或いは、蓋部材4を端面25上に載置するだけで固定しない構成にすることもできる。
また、壁部22の内部を導光した光が、壁部22と蓋部材4との接合面を経由して、蓋部材4の内部へとさらに導光するように蓋部材4を構成しても良い。この場合において蓋部材4は、蓋部材4の内側を導光する光を外側へ出射させるために、第1実施形態で説明したような光取出部を含んでも良い。
このように蓋部材4を設けることで、例えば、筒状部材2の内側にゴミや埃が侵入することを防止したり、美観を向上させたりすることができる。
なお、これ以外の効果は、第1実施形態で説明したものと同様である。また第3実施形態に第2実施形態を適用し、第2実施形態と同様の効果を得ることもできる。
[第4実施形態]
次に図15A及び図15Bを参照して、第4実施形態に係る照明装置100uについて説明する。図15A及び図15Bは、照明装置100uの構成の一例を説明する図であり、図15Aは上面図、図15Bは図15AのD-D' 矢視断面図である。図15A及び図15Bに示すように、照明装置100uは導光部300uを有する。また導光部300uは筒状部材2uを有する。
筒状部材2uは、光入射端面21uから遠ざかるにつれて細くなるテーパ形状に形成されている。光入射端面21uから遠ざかる方向は、図15A及び図15Bの例ではZ軸正方向に対応する。また筒状部材2uの内側面24uには光取出部241uが設けられている。光取出部241uは、内側面24uの少なくとも一部にプリズム部又は凹凸部が形成されることで設けられてもよいし、接着剤(感圧接着剤を含む)を介して光学機能層が筒状部材2uに結合されることで設けられてもよい。
光取出部241uは、筒状部材2uにおける壁部22u内を導光される光を、外側面23uに向けて反射、散乱、屈折又は回折し、光出射部231uを通して壁部22uの内部から外部に出射させることができる。
このように、光入射端面21uから遠ざかるにつれて細くなるテーパ状に形成された筒状部材2uを備える構成でも、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、これ以外の効果は、第1実施形態で説明したものと同様である。
また、筒状部材2uの断面が略円形である構成を例示したが、三角形、四角形又は六角形等の略円形以外の形状を有する筒状部材であってもよい。また照明装置100uに第2及び第3実施形態を適用し、第2及び第3実施形態と同様の効果を得ることもできる。また光取出部241だけでなく、光取出部241a乃至241nを何れも照明装置100uに適用可能である。但し、光取出部における光学機能層は、筒状部材2uの外側面23u又は内側面24uの形状に沿った形状に形成されると好適である。
<第4実施形態の第1変形例>
次に図16A及び図16Bは、第4実施形態の第1変形例に係る照明装置100vの構成の一例を説明する図である。図16Aは上面図、図16Bは図16AのE-E' 矢視断面図である。図16A及び図16Bに示すように、照明装置100vは導光部300vを有する。また導光部300vは筒状部材2vを有する。
筒状部材2vは、光入射端面21vに近づくにつれて細くなるテーパ形状に形成されている。光入射端面21vに近づく方向は、図16A及び図16Bの例ではZ軸負方向に対応する。また筒状部材2vの内側面24vには光取出部241vが設けられている。光取出部241vは、内側面24vの少なくとも一部にプリズム部又は凹凸部等が形成されることで設けられてもよいし、接着剤(感圧接着剤を含む)を介して筒状部材2vに光学機能層が結合されることで設けられてもよい。
光取出部241vは、筒状部材2vにおける壁部22v内を導光される光を、外側面23vに向けて反射、散乱、屈折又は回折し、光出射部231vを通して壁部22vの内部から外部に出射させることができる。
筒状部材2vのテーパ形状が光入射端面21vに近づくにつれて細くなる点を除き、照明装置100vは照明装置100uと同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。
<第4実施形態の第2変形例>
次に図17A及び図17Bは、第4実施形態の第2変形例に係る照明装置100wの構成の一例を説明する図である。図17Aは上面図、図17Bは図17AのF-F' 矢視断面図である。図17A及び図17Bに示すように、照明装置100wは導光部300wを有する。また導光部300wは筒状部材2wを有する。
筒状部材2wは、光入射端面21wから遠ざかるにつれて細くなるテーパ形状の先端部26が繋がった円錐状の形状を有する。図17Bに二点鎖線の丸で囲った先端部26はテーパ形状の先端部に対応する。筒状部材2wの内側面24wには光取出部241wが設けられている。なお、光取出部241wは、内側面24wの少なくとも一部にプリズム部又は凹凸部等が形成されることで設けられてもよいし、接着剤(感圧接着剤を含む)を介して光学機能層が筒状部材2wに結合されることで設けられてもよい。
光取出部241wは、筒状部材2wにおける壁部22w内を導光される光を、外側面23wに向けて反射、散乱、屈折又は回折し、光出射部231wを通して壁部22wの内部から外部に出射させることができる。
テーパ形状の先端部26が繋がった円錐状の形状を有する点を除き、照明装置100wは照明装置100uと同様であるため、重複する説明を省略する。但し、照明装置100wは、テーパ形状の先端部26が繋がっているため、図14A及び図14Bに示した蓋部材4等を設けなくても、筒状部材2wの内側へのゴミや埃の侵入を防止することができる。
なお、図17A及び図17Bでは、筒状部材2wが円錐状の形状を有する構成を例示したが、これに限定されるものではなく、筒状部材2wは、三角錐、四角錐又は六角錐等の各種錐体状の形状を有してもよい。また筒状部材2wは錐体状の形状を有するため、錐体状部材と称することもできる。
[第5実施形態]
次に図18、図19A及び図19Bを参照して、第5実施形態に係る照明装置100yについて説明する。図18は、照明装置100yの構成の一例を説明する斜視図である。また図19A及び図19Bは、照明装置100yの構成の一例を説明する図であり、図19Aは上面図、図19Bは図19AのG-G' 矢視断面図である。
図18、図19A及び図19Bに示すように、照明装置100yは導光部300yを有する。また導光部300yは筒状部材2yを有する。ただし、筒状部材2yは筒状部材2と異なり、板状部材の端部が他方の端部と連結していない。筒状部材2yは、板状部材を筒状に巻いた部材である。筒状部材2yの材質は、筒状部材2と同様のものを適用可能である。
また図19A及び図19Bに示すように、筒状部材2yの内側面24yには光取出部241yが設けられている。光取出部241yは、内側面24yの少なくとも一部にプリズム部又は凹凸部等が形成されることで設けられてもよいし、接着剤(感圧接着剤を含む)を介して光学機能層が筒状部材2yに結合されることで設けられてもよい。
光取出部241yは、筒状部材2yにおける壁部22y内を導光される光を、外側面23yに向けて反射、散乱、屈折又は回折し、光出射部231yを通して壁部22yの内部から外部に出射させることができる。
このように、板状部材を筒状に巻いた筒状部材2yを備える構成でも、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。換言すると、筒状部材は、板状部材の端部が他方の端部と連結されていない構成や、周方向に沿う筒の一部等が欠落した構成であってもよく、これらでも第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、これ以外の効果は、第1実施形態で説明したものと同様である。
また、筒状部材2yの断面が略円形である構成を例示したが、三角形、四角形又は六角形等の略円形以外の形状を有する筒状部材であってもよい。なお、図18、図19A及び図19Bに示す筒状部材2yは、外側面の一部が内側面の一部と接するように形成されているが、当該形態に限定されるものではなく、外側面の一部が内側面の一部と接することなく形成されていても良い。
また照明装置100yに第2乃至第4実施形態のそれぞれを適用し、第2乃至第4実施形態のそれぞれと同様の効果を得ることもできる。また光取出部241だけでなく、光取出部241a乃至241nを何れも照明装置100yに適用可能である。但し、光取出部における光学機能層は、筒状部材2yの外側面又は内側面の形状に沿った形状に形成されると好適である。
[第6実施形態]
次に図20、図21A及び図21Bを参照して、第6実施形態に係る照明装置100zについて説明する。図20は、照明装置100zの構成の一例を説明する斜視図である。また図21A及び図21Bは、照明装置100zの構成の一例を説明する図であり、図21Aは上面図、図21Bは図21AのH-H' 矢視断面図である。
図20、図21A及び図21Bに示すように、照明装置100zは導光部300zを有する。また導光部300zは曲面部材2zを有する。曲面部材2zは中空の半球状部材である。換言すると、曲面部材2zは、中空の球体の一部である中空の半球体である。曲面部材2zの材質は、筒状部材2と同様のものを適用可能である。
曲面部材2zと、基台部3における曲面部材2zの設置面3zとは、密閉された空間を形成している。設置面3zは、基台部3のZ軸正方向側の面であり、曲面部材の設置面の一例である。ここで、密閉された空間とは、曲面部材2zと設置面3zとで形成される空間の全部が閉じた空間で、外部に開放されていない空間をいう。
球面部材の作製方法は特に限定されないが、例えば、板状部材に対して所望の形状の金型を押し当てて板状部材を加工することによって製造することができる。
また図21A及び図21Bに示すように、曲面部材2zの内側面24zには光取出部241zが設けられている。内側面24zは曲面部材2zの内側の面全体が該当し、外側面23zは曲面部材2zの外側の面全体が該当する。
また光取出部241zは、内側面24zの少なくとも一部にプリズム部又は凹凸部等が形成されることで設けられてもよいし、接着剤(感圧接着剤を含む)を介して光学機能層が曲面部材2zに結合されることで設けられてもよい。
図21Bに示すように、光源1が射出した光は、曲面部材2zにおける光入射端面21zを通って壁部22zの内部に入射し、壁部22zの内部を導光される。壁部22zの内部では、光は外側面23zと内側面24zのそれぞれで全反射を繰り返しながら導光される。
光取出部241zは、壁部22z内を導光される光の一部を、外側面23zに向けて反射、散乱、屈折又は回折し、光出射部231zを通して壁部22zの内部から外部に出射させることができる。
このように、半球状部材である曲面部材2zを備える構成でも、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また半球状にすることで、略均一な明るさの光を空間の広い範囲に照明することができる。また曲面部材2zの内側が外側に対して開放されていないため、図14A及び図14Bに示した蓋部材4等を設けなくても、曲面部材2zの内側へのゴミや埃の侵入を防止することができる。これ以外の効果は、第1実施形態で説明したものと同様である。
また、照明装置100zに第2実施形態を適用し、第2実施形態と同様の効果を得ることもできる。また光取出部241だけでなく、光取出部241a乃至241nを何れも照明装置100zに適用可能である。但し、光取出部241zにおける光学機能層は、曲面部材2zの外側面23z又は内側面24zの形状に沿った形状に形成されると好適である。
<第6実施形態の変形例>
ここで、実施形態に係る照明装置が有する曲面部材は、半球状部材に限定されるものではなく、中空の球体又は回転楕円体の一部である部材であればよい。以下に、曲面部材を有する照明装置の各種変形例について説明する。
(第1及び第2変形例)
図22A及び図22Bは、第6実施形態の変形例に係る照明装置の構成を説明する斜視図であり、図22Aは第1変形例を示す図、図22Bは第2変形例を示す図である。
図22Aに示すように、照明装置100Aは導光部300Aを有する。また導光部300Aは曲面部材2Aを有する。曲面部材2Aは、X軸を長軸とする楕円をX軸回りに回転して得られる中空の回転楕円体の一部である。
また、図22Bに示すように、照明装置100Bは導光部300Bを有する。また導光部300Bは曲面部材2Bを有する。曲面部材2Bは、Z軸を長軸とする楕円をZ軸回りに回転して得られる中空の回転楕円体の一部である。
照明装置100Aは、曲面部材2AがX軸を長軸とする楕円をX軸回りに回転して得られる中空の回転楕円体の一部である点を除き、照明装置100zと同様である。また、照明装置100Bは、曲面部材2BがZ軸を長軸とする楕円をZ軸回りに回転して得られる中空の回転楕円体の一部である点を除き、照明装置100zと同様である。そのため、ここでは重複する説明を省略する。
(第3変形例)
次に図23A及び図23Bは、第6実施形態の第3変形例に係る照明装置100Dの構成の一例を説明する図であり、図23Aは上面図、図23Bは図23AのI-I' 矢視断面図である。
図23A及び図23Bに示すように、照明装置100Dは導光部300Dを有する。また導光部300Dは曲面部材2Dを有する。曲面部材2Dは、中空の球体の略1/4に対応する部分である。
曲面部材2Dの内側面24Dには光取出部241Dが設けられている。内側面24Dは曲面部材2Dの内側の面全体が該当し、外側面23Dは曲面部材2Dの外側の面全体が該当する。
また光取出部241Dは、内側面24Dの少なくとも一部にプリズム部又は凹凸部等が形成されることで設けられてもよいし、接着剤(感圧接着剤を含む)を介して光学機能層が曲面部材2Dに結合されることで設けられてもよい。
光源1が射出した光は、曲面部材2Dにおける光入射端面21Dを通って壁部22Dの内部に入射し、壁部22Dの内部を導光される。壁部22Dの内部では、光は外側面23Dと内側面24Dのそれぞれで全反射を繰り返しながら導光される。
光取出部241Dは、曲面部材2Dにおける壁部22D内を導光される光の一部を、外側面23Dに向けて反射、散乱、屈折又は回折し、光出射部231Dを通して壁部22Dの内部から外部に出射させることができる。
このように、中空の球体の略1/4に対応する部分である曲面部材2Dを備える構成でも、第6実施形態に係る照明装置100zと同様の効果を得ることができる。但し、図23A及び図23Bの構成では、照明装置100DはX軸正方向側には光を照明できないため、照明装置100zと比較して照明の範囲は狭くなるが、それでも180度の方位に対応する空間の広い範囲に光を照明することができる。
なお、照明装置100Dに第2実施形態を適用し、第2実施形態と同様の効果を得ることもできる。また光取出部241だけでなく、光取出部241a乃至241nを何れも照明装置100Dに適用可能である。但し、光取出部241Dにおける光学機能層は、曲面部材2Dの外側面23D又は内側面24Dの形状に沿った形状に形成されると好適である。
(第4変形例)
次に図24A及び図24Bは、第6実施形態の第4変形例に係る照明装置100Eの構成の一例を説明する図であり、図24Aは上面図、図24Bは図24AのJ-J' 矢視断面図である。
図24A及び図24Bに示すように、照明装置100Eは導光部300Eを有する。また導光部300Eは曲面部材2Eを有する。曲面部材2Eは、中空の球体の半分以上に対応する部分である。
また曲面部材2Eの内側面24Eには光取出部241Eが設けられている。内側面24Eは曲面部材2Eの内側の面全体が該当し、外側面23Eは曲面部材2Eの外側の面全体が該当する。
また光取出部241Eは、内側面24Eの少なくとも一部にプリズム部又は凹凸部等が形成されることで設けられてもよいし、接着剤(感圧接着剤を含む)を介して光学機能層が曲面部材2Eに結合されることで設けられてもよい。
光源1が射出した光は、曲面部材2Eにおける光入射端面21Eを通って壁部22Eの内部に入射し、壁部22Eの内部を導光される。壁部22Eの内部では、光は外側面23Eと内側面24Eのそれぞれで全反射を繰り返しながら導光される。
光取出部241Eは、曲面部材2Eにおける壁部22E内を導光される光を、外側面23Eに向けて反射、散乱、屈折又は回折し、光出射部231Eを通して壁部22Eの内部から外部に出射させることができる。
このように、中空の球体の半分以上に対応する部分である曲面部材2Eを備える構成でも、第6実施形態に係る照明装置100zと同様の効果を得ることができる。なお、照明装置100Dに第2実施形態を適用し、第2実施形態と同様の効果を得ることもできる。また光取出部241だけでなく、光取出部241a乃至241nを何れも照明装置100Eに適用可能である。但し、光取出部241Eにおける光学機能層は、曲面部材2Eの外側面23E又は内側面24Eの形状に沿った形状に形成されると好適である。
[第7実施形態]
次に図25を参照して、第7実施形態に係る照明装置100Fについて説明する。照明装置100Fは、建物内部の側壁等に設置され、側壁から室内空間を照明する装置である。
図25は、照明装置100Fの構成の一例を説明する断面図である。図25は、図2AのA-A'矢視断面である図2Bの構成を右回りに90度回転した図に対応する。
図25に示すように、照明装置100Fは、第1実施形態で示した照明装置100と同様の構成部を有する。照明装置100Fでは、照明装置100に含まれる各構成部が全体的に右回りに90度回転して配置され、光源1を含む基台部3が側壁301に固定されている。
光源1が射出した光は、光入射端面21を通って筒状部材2における壁部22内に入射し、外側面23及び内側面24で全反射を繰り返しながら壁部22内を導光される。
壁部22の内部を導光される光の一部は、光取出部241により筒状部材2の外側に向けて反射、散乱、屈折又は回折され、光出射部231を通って壁部22の内部から外部に向けて出射する。
側壁301に固定された照明装置100Fは、光出射部231から出射した出射光232により、室内空間の広い範囲を照明することができる。なお、照明装置100Fの設置場所は建物内部の側壁に限定されるものではなく、建物外部の側壁に照明装置100Fを設置してもよい。また基台部3が側壁301の内部に埋め込まれるようにして、照明装置100Fが側壁301に固定されるようにしてもよい。
また、本実施形態では、照明装置100Fが導光部300を有する構成を例示したが、これに限定されるものではない。照明装置100Fは、導光部300に代えて、導光部300a乃至300Eの何れか1つを有することもできる。
[第8実施形態]
次に図26を参照して、第8実施形態に係る照明装置100Gについて説明する。照明装置100Gは、建物内部の天井等に設置され、天井から室内空間を照明する装置である。
図26は、照明装置100Gの構成の一例を説明する断面図である。図26は、図2AのA-A'矢視断面である図2Bの構成を右回りに180度回転した図に対応する。
図26に示すように、照明装置100Gは、第1実施形態で示した照明装置100と同様の構成部を有する。照明装置100Gでは、照明装置100に含まれる各構成部が全体的に右回りに180度回転して配置され、光源1を含む基台部3が天井302に固定されている。
光源1が射出した光は、光入射端面21を通って筒状部材2における壁部22内に入射し、外側面23及び内側面24で全反射を繰り返しながら壁部22内を導光される。
壁部22の内部を導光される光の一部は、光取出部241により筒状部材2の外側に向けて反射、散乱、屈折又は回折され、光出射部231を通って壁部22の内部から外部に向けて出射する。
天井302に固定された照明装置100Gは、光出射部231から出射した出射光232により、室内空間の広い範囲を照明することができる。なお、基台部3が天井302の内部に埋め込まれるようにして、照明装置100Gが天井302に固定されるようにしてもよい。
また、本実施形態では、照明装置100Gが導光部300を有する構成を例示したが、これに限定されるものではない。照明装置100Gは、導光部300に代えて、導光部300a乃至300Eの何れか1つを有することもできる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳説したが、本発明は、上述した実施の形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
なお、実施形態に係る曲面部材は、中空の球体又は回転楕円体の一部であれば、如何なる形状であってもよい。但し、曲面部材と設置面とが密閉空間を形成するように構成にすると、密閉空間内へのゴミや埃の侵入を防止でき、より好適である。
この出願は、2020年11月24日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第2020-194606号に基づいて、その優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を含む。