JPWO2020175523A1 - 照明装置、照明機能付き窓および窓用建材 - Google Patents

照明装置、照明機能付き窓および窓用建材 Download PDF

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Abstract

照明機能と窓機能とを切り替えられ、かつ照明機能利用時の天空の再現性と窓機能利用時の反対側空間の視認性または透光性とを両立させる。照明装置（２００）は、第１の光を発する第１の光源（１０）と、第１の光を入射して第１の散乱光を出射する拡散体（２０）、第１の光源と拡散体とを支持する枠体（３００）とを備え、拡散体は、ナノ粒子を含み、入射された第１の光を導光してナノ粒子で散乱させて第１の散乱光として出射し、拡散体は、第１の光を入射する入射面（ｆ２１）と、第１の散乱光を出射する出射面が形成される第１表面（ｆ２２）と、第１表面と対向する第２表面（ｆ２３）とを有し、入射面は、拡散体の第１の端部に形成され、枠体は、拡散体の第１表面上の少なくとも出射面が形成される領域の一部とそれに対応する第２表面上の領域とに開口を有し、第１の散乱光の相関色温度は、第１の光の相関色温度よりも高い。

Description

本開示は、照明装置、照明機能付き窓および窓用建材に関する。
自然の空を模擬する照明装置の例として、特許文献１に記載の照明システムがある。特許文献１に記載の照明システムは、第１の光源（２）と、ランプ傘状構造（１０）とを備える。ランプ傘状構造（１０）は、スクリーン構造（１４）と底部体（１２）とを含み、底部体（１２）は、拡散光発生体（２０）を有する。拡散光発生体（２０）は、レイリー拡散体として働き、可視光領域は実質的に吸収せず、衝突光の長波長成分に比べて短い波長をより効率的に拡散する。第１の光源（２）とランプ傘状構造（１０）は、暗箱（１６）内に配設されている。第１の光源（２）は、拡散光発生体（２０）の中心に対して、垂直方向および水平方向にずれた位置に置かれ、拡散光発生体（２０）の上面を全体的に、主光線の角度とされる約６０度で照射している。
特開２０１５−２０７５５４号公報
しかしながら、特許文献１に記載の照明システムを照明装置として利用するだけでなく、例えば消灯時に窓として利用することを考えた場合、次のような問題があった。第１に、特許文献１に記載の照明システムは、拡散光発生体の裏側（照明光の出射方向に対して反対側。背面側ともいう。）に第１の光源やそれを支持する部材が備えられているため、拡散光発生体の背面側を開放する（光を遮る物がない状態にする）ことができないという問題があった。
第２に、特許文献１に記載の照明システムは、バックライト方式をとっているため、拡散光発生体の厚さ方向のヘイズが高くなければならず、仮に背面側を開放できたとしても拡散光発生体の背面側空間に対する視認性や透光性が悪く、窓への適用が困難であるという問題があった。バックライト方式において拡散光発生体の厚さ方向のヘイズが高くなる理由としては、第１の光源からの光が拡散光発生体の背面から入射して表面に抜けるまでの短い（略厚さ分）導光路で部分発散光（青空を模擬する散乱光）を生じさせるために、粒子濃度を高くする必要があるためである。また、他の理由として、拡散光発生体の背後にある光源ユニット（機器）の存在をユーザに知覚させないためでもある。
レイリー散乱を利用して青空などの自然の空の色味（透明感のある青色など）を再現する照明装置では、いわゆる白色照明のような、入射された白色光を単に拡散または散乱させればよいわけではなく、出射される散乱光によって光出射面が自然な空に見えるように調光する必要がある。より具体的には、粒子径や粒子濃度に応じて定まる波長依存性のある散乱確率に基づき、青色波長の光を、他の波長の光に対して適切な（多すぎずかつ少なすぎない）比率で拡散または散乱させる必要がある。このような調光によって、光出射体を、自然な（奥行感のある）空のような色味の発光体として視覚させることができる。
したがって、自然の空を模擬する照明装置を窓としても利用することを考えた場合、照明機能と窓機能（空間を区切る部材を通して今いる空間からその向こう側の空間である反対側空間を視認可能にする機能や反対側空間から光を取り込む機能）とを切り替えられることに加えて、照明機能利用時の天空の再現性と、窓機能利用時の反対側空間の視認性または透光性とをいかに両立できるかが重要となる。
本開示は、上記課題に鑑みて、照明機能と窓機能とを切り替えられ、かつ照明利用時の天空の再現性と窓利用時の反対側空間の視認性または透光性とを両立可能な照明装置、照明機能付き窓および窓用建材を提供することを目的とする。
本開示による照明装置は、第１の光を発する第１の光源と、第１の光を入射して第１の散乱光を出射する拡散体と、第１の光源と拡散体とを支持する枠体とを備え、拡散体は、ナノ粒子を含み、入射された第１の光を導光してナノ粒子で散乱させて第１の散乱光として出射し、拡散体は、第１の光を入射する入射面と、第１の散乱光を出射する出射面が形成される第１表面と、第１表面と対向する第２表面とを有し、入射面は、拡散体の第１の端部に形成され、枠体は、拡散体の第１表面上の少なくとも出射面が形成される領域の一部とそれに対応する第２表面上の領域とを開口しており、第１の散乱光の相関色温度は、第１の光の相関色温度よりも高いことを特徴とする。
また、本開示による照明機能付き窓は、建物または移動体の窓として利用され、第１の光を入射して第１の散乱光を出射する拡散体と、拡散体を支持する枠体を備え、拡散体は、ナノ粒子を含み、入射された第１の光を導光してナノ粒子で散乱させて第１の散乱光として出射し、拡散体は、第１の光を入射する入射面と、第１の散乱光を出射する出射面が形成される第１表面と、第１表面と対向する第２表面とを有し、入射面は、拡散体の第１の端部に形成され、枠体は、拡散体の第１表面上の少なくとも出射面が形成される領域の一部とそれに対応する第２表面上の領域とを開口しており、第１の散乱光の相関色温度は、第１の光の相関色温度よりも高いことを特徴とする。
また、本開示による窓用建材は、第１の光を発する第１の光源と、第１の光を入射して第１の散乱光を出射する拡散体と、第１の光源と拡散体とを支持する枠体とを備え、拡散体は、ナノ粒子を含み、入射された第１の光を導光してナノ粒子で散乱させて第１の散乱光として出射し、拡散体は、第１の光を入射する入射面と、第１の散乱光を出射する出射面が形成される第１表面と、第１表面と対向する第２表面とを有し、入射面は、拡散体の第１の端部に形成され、枠体は、拡散体の第１表面上の少なくとも出射面が形成される領域の一部とそれに対応する第２表面上の領域とを開口しており、第１の散乱光の相関色温度は、第１の光の相関色温度よりも高いことを特徴とする窓用建材。
本開示によれば、照明機能と窓機能とを切り替えられ、かつ照明利用時の天空の再現性と窓利用時の反対側空間の視認性または透光性とを両立可能な照明装置、照明機能付き窓および窓用建材を提供できる。
実施の形態１に係る照明装置の概略構成を示す斜視図である。 実施の形態１に係る照明装置の概略構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る光源の概略構成を示す説明図である。 実施の形態１に係る光源の配置例を示す説明図である。 実施の形態１に係る拡散体の一例を示す斜視図である。 実施の形態１に係る拡散体内における光の導光例および空を模擬した散乱光の発生例を示す説明図である。 実施の形態１に係る枠体の一例を示す斜視図である。 実施の形態１に係る枠体の一例を示す断面図である。 実施の形態１に係る枠体の一例を示す断面図である。 実施の形態１に係る枠体の一例を示す断面図である。 実施の形態１に係る照明装置の設置例を示す説明図である。 実施の形態１に係る枠体の一例を示す説明図である。 実施の形態１に係る枠体の一例を示す断面図である。 実施の形態１に係る枠体の一例を示す平面図である。 実施の形態１に係る枠体の一例を示す斜視図である。 実施の形態１に係る照明装置の適用例を示す概略構成図である。 実施の形態１に係る照明装置の他の例を示す概略構成図である。 実施の形態１に係る照明装置の他の例を示す概略構成図である。 実施の形態１に係る照明装置の他の例を示す概略構成図である。 照明装置のサンルーフ適用時の形態の例を示す模式図である。 照明装置のサンルーフ適用時の形態の例を示す断面図である。 実施の形態１に係る単一の粒子によるレイリー散乱の散乱光強度角度分布の一例を示す図である。 変形例１に係る照明装置の構成の一例を示す断面図である。 変形例２に係る照明装置の構成の一例を示す斜視図である。 変形例２に係る照明装置の構成の一例を示す断面図である。 変形例２に係る照明装置の構成の一例を示す断面図である。 変形例３に係る照明装置の構成の一例を示す断面図である。 変形例３に係る照明装置の構成の一例を示す断面図である。 変形例３に係る照明装置の構成の一例を示す断面図である。 変形例３に係る照明装置の構成の一例を示す斜視図である。 実施の形態２に係る照明装置の概略構成を示す断面図である。 実施の形態３に係る照明装置の概略構成を示す断面図である。
以下、本開示に係る照明装置、照明機能付き窓および窓用建材の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、実施の形態を適宜組み合わせること及び各実施の形態を適宜変更することが可能である。
以下の各図面においては、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。また、以下の各実施の形態において、説明を容易にするために、各図中にｘｙｚ直交座標系の座標軸を示す場合がある。その場合において、照明機能時に光出射体から空を模擬する散乱光が主に出射される方向である主出射方向を−ｙ軸方向とする。また、主出射方向に垂直な方向のうち光出射体に入射される光の進行方向により近い方向をｚ軸方向とする。
ここで、主出射方向は、光出射体の主発光面の法線方向と読み替えてもよい。主発光面は、光出射体が備える出射面のうち特に定めた面をいう。より具体的に、主発光面は、光出射体の照明光を出射する表面である出射面のうち、特に空を模擬した発光面としてユーザに視覚させたい面であればよい。例えば、主発光面は、板形状の光出射体であれば、側面でつながれた２つの表面のうちの一方である。ここで、板形状は、側面でつながれた２つの表面を有する形状である。また、例えば、主発光面は、棒形状の光出射体であれば、柱体の側面のうちの１つまたは一部の領域である。ここで、棒形状は、２つの底面を側面でつながれた柱体の形状である。なお、棒は、柱体の総称である。また、例えば、主発光面は、窓として設置されたときに、法線方向が室内を向く表面である。なお、主発光面は平坦な面に限らず、例えば、湾曲していたり、１つもしくは複数の傾斜面を含んでいてもよい。そのような場合、主発光面の法線方向は、中心部の法線方向または接平面の法線方向であってもよい。
実施の形態１．
まず、実施の形態１について、図面を参照して説明する。
＜照明装置２００の構成＞
図１および図２は、本実施の形態に係る照明装置２００の概略構成を示す構成図である。なお、図１は照明装置２００の概略構成を示す斜視図であり、図２は照明装置２００の概略構成を示す断面図である。なお、本実施の形態に係る照明装置２００は、照明機能付き窓２００とも呼ばれる。
照明装置２００は、光源１０と、光出射体としての拡散体２０と、枠体３００とを備えている。以下では、拡散体２０と、該拡散体２０と対で設けられる１つまたは複数の光源１０とを併せて照明ユニット１００と呼ぶ場合がある。すなわち、照明ユニット１００は、光源１０と拡散体２０の対の構成である。
以下では、説明の便宜上、ｙ軸方向を、拡散体２０の厚さ方向（上下方向）、ｚ軸方向を横方向（左右方向）、ｘ軸方向を縦方向（前後方向）として説明するが、上記方向と実際の設置状態における方向とは必ずしも一致しない。
図２に示す例において、主発光面は面ｆ２２である。本例では、照明機能利用時において、拡散体２０の面ｆ２２の端部に光源１０からの光が＋ｚ軸方向に入射されて、拡散体２０の散乱作用により生じる散乱光が面ｆ２２から出射されることによって、拡散体２０を自然な空に近い光を放つ発光体として視覚させる。なお、主発光面は面ｆ２２の一部の領域であってもよい。また、主発光面は面ｆ２２上に形成されていてもよい。なお、図１の符号３３は、拡散体２０の面ｆ２２上の主発光面が形成される領域３０１に対応した、背面側の開口を示している。
以下、光源１０が発する光を第１の光または光Ｌｉと呼ぶ場合がある。拡散体２０から出射される、空を模擬する散乱光を、光Ｌｓ、散乱光Ｌｓまたは拡散光Ｌｓと呼ぶ場合がある。また、以下では、拡散体２０内を導光する光を、光Ｌｔまたは伝搬光Ｌｔと呼ぶ場合がある。
なお、後述するように、拡散体２０において光Ｌｓが出射する出射面は１つに限定されない。例えば、光Ｌｓは、面ｆ２２の反対側の面ｆ２３からも出射されうる。
≪光源１０≫
図３は、実施の形態１に係る光源の概略構成を示す構成図である。また、図４は、実施の形態１に係る光源の配置例を示す構成図である。光源１０は、例えば、ＬＥＤ光源であってもよい。光源１０は、図３に示すように、基板１２およびＬＥＤ素子１３を備えていてもよい。図３に示す例では、ＬＥＤ素子１３は複数備えられている。また、ＬＥＤ素子１３は、基板１２の上に配列されている。ここで、ＬＥＤ素子は発光素子の一例である。
光源１０は、拡散体２０の主発光面が形成される面ｆ２２の端部を構成する端面に対向して備えられる。例えば、光源１０は、拡散体２０への入射光となる光Ｌｉを出射する発光面ｆ１１を備え、該発光面ｆ１１が拡散体２０の主発光面が形成される面ｆ２２の端部を構成する端面に対向するように配置される。
図４に示すように、照明装置２００は、１つの拡散体２０に対して複数の光源１０を備えていてもよい。ここで、光源１０の単位は、独立してオン／オフ制御、発光量制御もしくは発光色制御が可能な単位とする。なお、照明装置２００は、照明ユニット１００として、１つの拡散体２０に対して１つの光源１０のみを備える構成であってもよい。
以下では、１つの拡散体２０に対して、空を模擬する光Ｌｓを生じさせる入射光を放射する一群の光源１０（１つの場合も含む）をまとめて光源ユニット１０’と呼ぶ場合がある。また、以下では、光源ユニット１０’を主語に用いて照明ユニット１００を構成する光源１０の機能を説明する場合があるが、該機能は、照明ユニット１００に含まれる各々の光源１０の機能とみなすこともできるし、照明ユニット１００に含まれる光源１０の組み合わせによる機能とみなすこともできる。
一例として、図３に示した光源１０の構成例において、図中の光源１０を光源ユニット１０’とみなし、図中の各ＬＥＤ素子１３を光源１０とみなすことも可能である。なお、その場合において、１つの光源１０が、図３に示す光源１０の構成であることを妨げない。また、図４に示した光源１０の配置例において、図中の光源ユニット１０’を１つの光源１０とみなし、図中の光源ユニット１０’に含まれる各光源１０をＬＥＤ素子１３とみなすことも可能である。
光源ユニット１０’は、拡散体２０への入射光である光Ｌｉを出射する。光源ユニット１０’は、例えば、光Ｌｉとして白色光を出射する。また、光源ユニット１０’は、例えば、光Ｌｉとして所定の相関色温度Ｔｃｉの光を発してもよい。
相関色温度Ｔｃｉは、例えば、６５００Ｋである。また、相関色温度Ｔｃｉは、例えば、５０００Ｋである。各光源１０の発する光の相関色温度は、同一であってもよいし、各々異なっていてもよい。
光源１０から出射される光Ｌｉの色は白色以外の色でもよい。例えば、光源１０は、白色光源と緑色系の光源を含むことができる。また、光源１０は、白色光源、緑色の光源および橙色の光源を含むことができる。また、光源１０は、異なる色温度の白色光源を含むことができる。
ここで、高色温度の白色と低色温度の白色との色温度の差は、例えば、８８００Ｋである。高色温度の白色の相関色温度は、例えば、１４４００Ｋである。高色温度の白色の相関色温度は、例えば、１１５００Ｋ以上である。また、高色温度の白色の相関色温度は、例えば、１９０００Ｋ以下である。低色温度の白色の相関色温度は、例えば、５６００Ｋである。低色温度の白色の相関色温度は、例えば、５５００Ｋ以上である。また、低色温度の白色の相関色温度は、例えば、６０５０Ｋ以下である。
なお、光源１０は、図４に示すような、主発光面が形成される面ｆ２２の端部を構成する１つの端面に対向して配設される以外に、該端部を構成する２以上の端面に対向して配設されてもよい。そのような場合であっても、１つの拡散体２０の端部から光Ｌｉを入射する光源として働くものであれば、本実施の形態の光源１０すなわち該拡散体２０の光源ユニット１０’を構成する光源１０とみなす。
例えば、光源１０（より具体的には、その発光面ｆ１１）は、拡散体２０の主発光面が形成される面ｆ２２の端部を構成する端面のうちの少なくとも１つの端面に対向して配置されていてもよい。また、例えば、光源１０は、拡散体２０の主発光面が形成される面ｆ２２の端部を構成する端面のうちの少なくとも１つの端面に沿って複数配置されていてもよい。
図５は、拡散体２０の一例を示す斜視図である。例えば、拡散体２０が、図５に示すような主表面の外周形状が矩形の板形状であって、４つの側面（側面ｆ２１ａ、ｆ２１ｂ、ｆ２１ｃ、ｆ２１ｄ）を有する場合に、光源１０は次のように配置されていてもよい。
一例として、光源１０は、拡散体２０の側面ｆ２１ａに対向して配置されていてもよい。このとき、光源１０は、拡散体２０の該側面（側面ｆ２１ａ）に沿って複数配置されていてもよい。また、一例として、光源１０は、拡散体２０の側面ｆ２１ａおよび側面ｆ２１ｂに対向して配置されていてもよい。このとき、光源１０は、拡散体２０の該側面（側面ｆ２１ａおよび側面ｆ２１ｂ）に沿って複数配置されていてもよい。また、一例として、光源１０は、拡散体２０の側面ｆ２１ａ、側面ｆ２１ｂおよび側面ｆ２１ｃに対向して配置されていてもよい。このとき、光源１０は、拡散体２０の該側面（拡散体２０の側面ｆ２１ａ、側面ｆ２１ｂおよび側面ｆ２１ｃ）に沿って複数配置されていてもよい。また、一例として、光源１０は、拡散体２０の側面ｆ２１ａ、側面ｆ２１ｂ、側面ｆ２１ｃおよび側面ｆ２１ｄに対向して配置されていてもよい。このとき、光源１０は、拡散体２０の該側面（側面ｆ２１ａ、側面ｆ２１ｂ、側面ｆ２１ｃおよび側面ｆ２１ｄ）に沿って複数配置されていてもよい。
また、一例として、光源１０は、拡散体２０の側面ｆ２１ａ、側面ｆ２１ｂ、側面ｆ２１ｃおよび側面ｆ２１ｄの少なくともいずれかに対向して配置されていてもよい。このとき、光源１０は、拡散体２０の該側面（側面ｆ２１ａ、側面ｆ２１ｂ、側面ｆ２１ｃおよび側面ｆ２１ｄの少なくともいずれか）に沿って複数配置されていてもよい。
なお、拡散体２０の形状は、主表面の外周形状が矩形の板形状に限定されない。拡散体２０の形状が他の形状の場合には、上記端面と光源の位置関係を、例えば、ある１つの端面に対しそれと対向する他の端面または隣接する他の端面等に置き換えて適用してもよい。または、上記端面と光源の位置関係を、例えば、つらなった側面のうちのある一部の領域に対しそれと対向する位置にある他の一部の領域または隣接する位置にある他の一部の領域等に置き換えて適用してもよい。
また、例えば、ＺＥＢ（Ｚｅｒｏ Ｅｎｅｒｇｙ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ）を考慮して、外光（太陽光など）を導光して得られる光を、光源１０からの光Ｌｉに代えて用いてもよい。外光の導光には、外光を取り込み所定の方向に出射する採光部材や導光体を利用できる。その場合において、照明ユニット１００は、光源１０として、例えばそのような採光部材や導光体を備えることも可能である。
≪拡散体２０≫
次に、拡散体２０について、図２、図５および図６を参照して説明する。
拡散体２０は、主発光面を形成する第１表面（図中の面ｆ２２）と、第１表面の端部を構成する端面（図中の面ｆ２１）とを有する。拡散体２０は、第１表面の反対側に、第２表面（図中の面ｆ２３）をさらに有していてもよい。主発光面は第１表面の一部の領域であってもよい。また、主発光面は第１表面の上に形成されてもよい。入射面は端面に形成される。入射面は、端面の一部の領域であってもよい。また、入射面は端面の上に形成されてもよい。以下では、第１表面を前面ｆ２２、その反対側の第２表面を背面ｆ２３と呼ぶ場合がある。また、端面を側面ｆ２１と呼ぶ場合がある。
図６は、拡散体２０内における光Ｌｉの導光例および光Ｌｓの発生例を示す説明図である。拡散体２０は、光源１０が発した光Ｌｉを入射する。また、拡散体２０は、入射した光Ｌｉを導光する。また、拡散体２０は、入射した光Ｌｉを、光Ｌｔとして導光する。ここで、「導光」とは、ある媒質内に入射した光を当該媒質内の所定の光路に従って伝搬することをいう。したがって、光Ｌｔには、拡散体２０内で散乱または吸収された光は含まれない。
より具体的に、拡散体２０は、光源１０から発せられた光Ｌｉを側面ｆ２１から入射し、光Ｌｔとして内部で導光しながら、その一部を散乱させて空を模擬する光Ｌｓとして少なくとも前面ｆ２２から出射する。
拡散体２０は、基材２０１および粒子２０２を含む。
粒子２０２は、例えば、ナノ粒子である。「ナノ粒子」とは、ナノメール（ｎｍ）オーダーの大きさをもつ粒子である。ナノ粒子は、一般的には、１ｎｍから数百ｎｍの大きさの粒子をいう。粒子２０２は、例えば、粒径がナノオーダーの粒子である。
粒子２０２は、球形または別の形状をとり得る。
拡散体２０は、複数種類の粒子２０２を含むことができる。その場合において、粒子２０２の粒径を平均粒径としてもよい。また、拡散体２０は、複数種類の粒子２０２の１つとしてナノ粒子以外の粒子を含んでいてもよい。
粒子２０２は、例えば、無機酸化物である。無機酸化物は、例えば、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などである。
粒子２０２は、拡散体２０内に入射された光Ｌｉを散乱させて光Ｌｓとする。また、粒子２０２は、拡散体２０内を伝搬される光Ｌｔを散乱させて光Ｌｓとする。
基材２０１は、粒子２０２を含んでいる。粒子２０２は、基材２０１に添加されていてもよい。粒子２０２は、例えば、基材２０１に分散されている。
基材２０１は、特に限定されないが、例えば透明材料である。基材２０１は、必ずしも光Ｌｉの波長すべてにおいて透明である必要はない。一例として、基材２０１は、光Ｌｉの波長のうちの特定波長に吸収があってもよい。
基材２０１は、導光距離５ｍｍにおける透過率（直進透過率）が、設計波長において９０％以上が好ましく、９５％以上がより好ましく、９８％以上がさらに好ましい。ここで、設計波長は、入射光の波長のうちの予め定めた波長であればよい。設計波長は、１つの波長に限定されず、複数の波長や幅をもった波長（波長帯）でもよい。設計波長は、例えば、入射光が白色の光の場合、４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍのうちの１つまたは２つ以上の波長でもよい。なお、設計波長は、４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍの３つの波長でもよい。
基材２０１は、例えば、固体である。基材２０１は、例えば、熱可塑性ポリマー、熱硬化性樹脂または光重合性樹脂などを用いた樹脂板であってもよい。また、樹脂板としては、アクリル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ビニル系ポリマー、セルロース系ポリマー、アミド系ポリマー、フッ素系ポリマー、ウレタン系ポリマー、シリコーン系ポリマーまたはイミド系ポリマーなどを用いることができる。拡散体２０は、例えば、このような基材２０１の硬化前の材料に粒子２０２を分散させた状態で硬化処理を行うことで形成されていてもよい。なお、基材２０１は、固体に限定されず、液体や液晶でもよい。
また、拡散体２０は、少なくとも１つの表面に反射防止コート、防汚コート、遮熱コート、撥水加工など、透光性の機能性コーティングが施されていてもよい。また、拡散体２０は、窓としての機能性（耐衝撃性、耐水性、耐熱性など）を考慮して、例えば、２枚の透明基材（例えば、ガラス板）に挟まれた構成であってもよい。この場合、拡散体２０は、合わせガラスの中間膜であってもよい。
拡散体２０は、例えば、板形状である。なお、板形状は平板形状に限らない。すなわち、板形状は、湾曲した形状でもよい。例えば、拡散体２０は、前面ｆ２２および背面ｆ２３（第１表面および第２表面）のいずれか一方、または両方が湾曲した形状であってもよい。前面ｆ２２および背面ｆ２３が湾曲している場合において、両者の曲率の向きは一致していてもよいし、一致していなくてもよい。例えば、両方の表面が凸型（外向きに凸の形状）の曲面であってもよい。また、例えば、両方の表面が凹型（内向きに凸の形状）の曲面であってもよい。また、例えば、一方の表面が凸型の曲面であり、他方の表面が凹型の曲面であってもよい。また、拡散体２０は、表面の一部に傾斜、段差、凹み、凸部などを含んでいてもよい。上記の前面ｆ２２と背面ｆ２３の関係は、例えば、対向する側面間の関係としても適用可能である。
拡散体２０は、例えば、棒形状である。なお、棒形状は、円柱、四角柱、三角柱などの、柱体の延伸方向に平行な断面において矩形となる形状や、柱体の胴回りが高さ方向で一定の形状に限定されない。柱体の延伸方向は、例えば、柱体の底面を図５の面ｆ２１ａとした場合のｚ軸方向である。なお、棒形状の中には板形状相当の形状も含まれる。その場合、柱体の底面が板形状の主表面に該当し、かつ底面の少なくとも一方を主発光面とする棒形状については、板形状とみなしてもよい。
拡散体２０が棒形状の場合、柱体の延伸方向をｚ軸方向とする。主出射方向と平行な軸方向であるｙ軸方向は、柱体の側面の法線方向とする。したがって、主発光面は、柱体の側面の一部とされる。また、入射面は、柱体の底面の少なくとも１つとされる。拡散体２０が棒形状の場合、柱体の側面のうち主発光面が形成される領域を第１表面とみなしてもよい。そして、柱体の側面のうち第１表面と対向する領域を第２表面とみなしてもよい。また、柱体の２つの底面を側面とみなしてもよい。なお、側面には、さらに柱体の側面のうち第１表面または第２表面以外の領域が含まれてもよい。
拡散体２０の上面視による形状（図中のｘｚ平面上の形状。以下、正面形状という）は、特に限定されない。例えば、拡散体２０の正面形状は、矩形状、多角形、円形、洋樽形状、糸巻き形状、その他の２以上の直線が接続されてなる形状、２以上の円弧が接続されてなる形状、１以上の直線と１以上の円弧とが接続されてなる形状などであってもよい。
また、拡散体２０の側面視による形状（図中のｘｙ平面上の形状およびｙｚ平面上の形状。以下、側面形状という。）も、特に限定されない。例えば、拡散体２０の側面形状は、矩形状、洋樽形状、糸巻き形状、その他の対向する２つの直線を含む４以上の直線が接続されてなる形状または対向する２つの直線を含む２以上の直線と２以上の円弧とが接続されてなる形状などであってもよい。
以下では、一例として、実施の形態１に係る拡散体２０を板形状として説明している。
側面ｆ２１（端面）は、光源１０が発した光Ｌｉを入射する。側面ｆ２１は、例えば、光源１０の発光面１１に対向して配置されている。
前面ｆ２２（第１表面）は、粒子２０２で散乱された光Ｌｓを出射する。また、前面ｆ２２は、拡散体２０内を導光された光Ｌｔを出射してもよい。例えば、前面ｆ２２は、拡散体２０内を導光して入射面と対向する端部に到達した光を、日差しを再現する光として出射してもよい。
また、背面ｆ２３（第２表面）は、粒子２０２で散乱された光Ｌｓを出射してもよい。また、背面ｆ２３は、拡散体２０内を導光された光Ｌｔを出射してもよい。例えば、背面ｆ２３は、拡散体２０内を導光して入射面と対向する端部に到達した光を、迷光を防ぐ目的で外に出射してもよい。
背面ｆ２３は、前面ｆ２２と対向している。拡散体２０に入射した光Ｌｔは、前面ｆ２２と背面ｆ２３とで反射されて導光される。光Ｌｔは、例えば、全反射によって導光される。例えば、光Ｌｔは、拡散体２０内を導光される。
また、前面ｆ２２または背面ｆ２３以外の面が、粒子２０２で散乱された光Ｌｓを出射してもよい。また、前面ｆ２２または背面ｆ２３以外の面が、拡散体２０内を導光された光Ｌｔを出射してもよい。
≪枠体３００≫
以下、枠体３００について、図面を参照して説明する。
枠体３００は、少なくとも拡散体２０を支持する。枠体３００は、例えば、拡散体２０の端部を挟持するまたは拡散体２０の端部の一部を覆って拡散体２０を支持する構造体であってもよい。
また、枠体３００は、拡散体２０に加えて光源１０を支持する構造体であってもよい。枠体３００は、例えば、拡散体２０の端部を挟持するまたは拡散体２０の端部の一部を覆って拡散体２０を支持するとともに、光源１０を、拡散体２０の入射面に対向する位置に固定して支持する構造体であってもよい。
図７は、枠体３００の一例を示す斜視図である。なお、図７では、枠体３００のみを抜き出して示している。図７（ａ）は、＋ｙ軸方向側からみた斜視図であり、図７（ｂ）は−ｙ軸方向側からみた斜視図である。以下、枠体３００においても、支持対象の拡散体２０の主出射方向を−ｙ軸方向とする。また、主出射方向に垂直な方向のうち拡散体２０に入射される光の進行方向により近い方向をｚ軸方向とする。図８は、図７に示した枠体３００の断面図である。図８は、枠体３００のｘ軸方向の中心部でのｙｚ断面図である。
枠体３００は、例えば、互いに分離可能な第１の枠部と第２の枠部とを含んでいてもよい。例えば、枠体３００は、拡散体２０を支持する第１の枠部としての枠部３１および光源１０を支持する第２の枠部としての枠部３２を含み、枠部３１と枠部３２とで拡散体２０および光源１０をそれぞれ互いの位置を固定させて支持するよう構成されていてもよい。枠部３１は、例えば、拡散体２０の入射面が形成される端部以外の端部に設けられる。また、枠部３２は、例えば、拡散体２０の入射面が形成される端部に設けられる。枠部３２は、例えば、枠部３１により支持されている状態で、拡散体２０の入射面に光源１０の発光面ｆ１１が対向するように設けられる。
枠部３１は、組みあがった状態において、少なくとも拡散体２０の第１表面上の主発光面の少なくとも一部を含む所定領域およびそれに対向する第２表面上の領域（以下、それらを併せて「窓領域」３０１という）を開口可能に構成されている。ここで、開口可能とは、照明装置の使用状態のうちの少なくとも１つの状態において開口していればよいことを表す。
図７に示すように、枠体３００は、組みあがった状態において、第１表面（図中の面ｆ３１）とそれに対向する第２表面（図中の面ｆ３２）とを有し、第１表面および第２表面がいずれも、拡散体２０の窓領域３０１に対応する開口３３を有していてもよい。例えば、枠部３１は、拡散体２０の端面、または第１表面および第２表面の窓領域３０１以外の領域を支持するよう構成される。ここで、第１表面は、拡散体２０の主出射方向を向く表面である。第２表面は、第１表面と反対側の表面である。
なお、開口３３は、窓領域３０１以外の領域を含んでいてもよい。換言すると、開口３３は、窓領域３０１と１対１に対応していなくてもよく、窓領域３０１を少なくとも含んでいればよい。なお、拡散体２０の端面が傾斜している場合など、第１表面の開口３３と第２表面の開口３３の位置および大きさは、上面視において必ずしも一致していなくてもよい。
また、枠体３００は、内側面ｆ３４と、外側面ｆ３３とを有する。また、内側面ｆ３４は、溝部３５および溝部３６を形成している（図８の網掛け表示を参照）。拡散体２０および光源１０は、例えば、枠体３００の内側面ｆ３４に形成された溝部３５および溝部３６により支持されている。
枠部３１は、例えば、拡散体２０の窓領域３０１を開口した状態で拡散体２０の端部を収納する溝部３５が形成された内側面ｆ３４を有していてもよい。溝部３５は、拡散体２０の端面（側面ｆ２１）、第１表面（前面ｆ２２）および第２表面（背面ｆ２３）の少なくとも一つの面と接して、拡散体２０を支持してもよい。拡散体２０と溝部３５の隙間は緩衝材により埋められていてもよい。拡散体２０と溝部３５の隙間は、例えば、拡散体２０の端部を覆うパッキンにより埋められていてもよい。パッキンは着色されていないことが望ましい。拡散体２０と溝部３５の隙間は、例えば、シーリング材やバックアップ材により埋められていてもよい。
また、枠部３１の内側面ｆ３４は、拡散体２０の第１表面上の窓領域３０１を画定する内側面ｆ３４Ａと、拡散体２０の第２表面上の窓領域３０１を画定する内側面ｆ３４Ｂとを含んでいてもよい（図８参照）。溝部３５は、拡散体２０を支持することができればよく、断面形状は、例えばＵ字状であってもよいし、Ｌ字状であってもよい。例えば、溝部３５は、＋ｙ軸方向にある拡散体２０の表面（面ｆ２３）を開放させた形状であってもよいし、−ｙ軸方向にある拡散体２０の表面（面ｆ２２）を開放させた形状であってもよい。また、溝部３５は、底面ｆ３５１や側面ｆ３５２に段差や傾斜を有していてもよい。
枠部３２は、例えば、光源１０の発光面ｆ１１を少なくとも開口した状態で光源１０を収納する溝部３６が形成された内側面ｆ３４を有していてもよい。溝部３６は、光源１０または上記の基板１２もしくは光源ユニット１０’の側面および底面の少なくとも一つの面と接して、光源１０を支持してもよい。
また、枠部３２の内側面ｆ３４は、拡散体２０の第１表面上の窓領域３０１を画定する内側面ｆ３４Ａと、拡散体２０の第２表面上の窓領域３０１を画定する内側面ｆ３４Ｂとを含んでいてもよい。
また、溝部３６は底面ｆ３６１を有していてもよい。光源１０は、例えば、溝部３６の底面ｆ３６１に備えられる。光源１０は、熱伝導グリスや金属板などの熱伝導性を有する物質を介して底面ｆ３６１に備えられてもよい。
なお、溝部３６は、光源１０を支持することができればよく、その形状は特に限定されない。例えば、溝部３６の断面形状は、例えばＵ字状であってもよいし、Ｌ字状であってもよい。例えば、Ｌ字状の溝部３６は、＋ｙ軸方向にある光源１０の表面を開放させた形状であってもよいし、−ｙ軸方向にある光源１０の表面を開放させた形状であってもよい。
また、溝部３６は、光源１０と併せて拡散体２０の入射面が形成される端部を支持する構成であってもよい。例えば、枠部３２は、溝部３６の側面ｆ３６２の一部が、拡散体２０の入射面が形成される端部を構成する端面、第１表面および第２表面の少なくとも一つの面と接して、拡散体２０を支持してもよい。例えば、溝部３６は、そのような拡散体２０を支持するために側面ｆ３６２に段差を有していてもよい。また、拡散体２０と拡散体２０を支持する該側面との隙間は、溝部３５と同様、例えば、拡散体２０の端部を覆うパッキンにより埋められていてもよい。
図９は、枠体３００の他の例を示す断面図である。図９には、枠体３００のうち、拡散体２０の入射面が形成される端部に設けられる枠部３２のみを示している。枠部３２の溝部３６は、側面ｆ３６２に傾斜や曲面を有していてもよい。なお、図９に示す例は、溝部３６の側面ｆ３６２の一部が傾斜している例である。溝部３６の側面の一部（ただし、上記の拡散体２０を支持する一部以外）は、光源１０からの光Ｌｉを拡散体２０の入射面に集める反射面や集光コーンを形成していてもよい。
なお、枠体３００において、枠部３１と枠部３２とは一体に形成されていてもよいし、独立して形成されていてもよい。拡散体２０の複数の端部に光源１０を設けたい場合など、枠体３００は、拡散体２０の光源１０が設けられる端部に対応して、１つ以上の枠部３２を含んでいてもよい。
枠部３１と枠部３２とが独立して形成される場合において、枠体３００は、例えば、拡散体２０を支持している枠部３１に対して、光源１０を支持している枠部３２が着脱可能な構成であってもよい。また、枠体３００は、例えば、開閉式の窓のサッシと窓枠のように、拡散体２０を支持している枠部３１と光源を支持している枠部３２の位置が変化する構成であってもよい。そのような場合、枠部３１および枠部３２は、少なくとも１つの使用状態において、拡散体２０の端部に光源１０が配置されるように拡散体２０および光源１０を支持する。
図１０は、枠体３００の他の例を示す断面図である。図１０には、枠体３００のうち、拡散体２０の入射面が形成される端部に設けられる枠部３１および枠部３２のみを示している。図１０に示す例において、枠部３１と枠部３２とは独立して形成されている。図１０に示す例において、枠部３１は、拡散体２０の入射面が形成される端部にも設けられている。拡散体２０の入射面が形成される端部に設けられる枠部３１は、内側面ｆ３４に設けられる溝部３５の底面ｆ３５１が開口している。すなわち、枠部３１の溝部３５は、底部に開口３７を有していてもよい。開口３７は、例えば、拡散体２０の入射面が形成される領域と対向する位置に設けられる。その場合において、枠部３２に支持された光源１０は、枠部３１の開口３７を介して拡散体２０に光Ｌｉを入射する。なお、図１０には、枠部３１と枠部３２の距離をｚ軸方向に変化可能な例を示しているが、枠体３００は、枠部３１および枠部３２をそれらが接触している状態で固定することも可能である。また、枠部３１のみを照明機能付き窓または第１の窓用建材の枠体３００としてもよい。その場合、枠部３２は、そのような照明機能付き窓または第１の窓用建材に対応した第２の窓用建材の枠体として扱ってもよい。
図１１は、枠体３００を含む照明装置２００の設置例を示す説明図である。図１１（ａ）は、被設置体４０に設置された状態の照明装置２００の概略を示す上面図である。また、図１１（ｂ）〜（ｅ）は、被設置体４０に設置された状態の照明装置２００の概略を示す断面図である。図１１（ｂ）〜（ｅ）に示すように、枠体３００は、被設置体４０に照明装置２００を嵌め込んで固定させるための接合部３８を備えていてもよい。ここで、「固定」は、外れないように支持することをいう。接合部３８は、例えば、枠体３００の第１表面ｆ３１の端部、第２表面ｆ３２の端部または外側面ｆ３３に備えられる。
接合部３８は、例えば、被設置体４０に設けられている開口を構成している端部の少なくとも一つの面（例えば、側面、−ｙ軸方向の表面または＋ｙ軸方向の表面）と接して、該開口に照明装置２００を固定する。
接合部３８は、照明装置２００の利用の態様によって様々な形状を取りうる。
照明装置２００が、例えば、照明機能以外に、常時閉じられた天窓や採光用窓（いわゆるＦＩＸ窓）として利用される場合、枠体３００は、被設置体４０としての天井、壁、ドア等またはそれらに設けられる窓枠に、当該照明装置２００を固定するための接合部３８を備えていてもよい。例えば、接合部３８は、被設置体４０において当該照明装置２００が設置される開口を構成している端部の形状と嵌合する形状の突起部または溝部であってもよい。なお、照明装置２００の枠体３００と、被設置体４０において当該照明装置２００が設置される開口を構成している部材とが一体であってもよい。
図１２および図１３は、枠体３００（特に接合部３８）の一例を示す説明図である。図１２は、枠体３００を含む照明装置２００の他の設置例を示す説明図である。図１２（ａ）は、被設置体４０に設置された状態の照明装置２００の概略を示す上面図である。また、図１２（ｂ）は、被設置体４０に設置された状態の照明装置２００の概略を示す断面図である。
図１２に示すように、例えば、照明装置２００が、例えば、照明機能以外に、引き違い窓や方上げ下げ窓のような横方向や上下方向にスライドして開くスライド窓として利用される場合、被設置体４０としての窓枠に、当該照明装置２００をある方向にスライド可能に支持するための接合部３８を備えていてもよい。例えば、枠体３００は、接合部３８として、窓枠に設けられた突起部や溝部の形状と嵌合する形状の突起部または溝部を備えていてもよい。
図１３は、枠体３００の一例を示す断面図である。なお、図１３では、枠体３００の要部を拡大して示している。枠体３００は、例えば、接合部３８として、窓枠に設けられたレールに対応した戸車を収納する溝部３９を備えていてもよい。溝部３９は、例えば、設置されたときに底面となる枠体３００の外側面に設けられる。なお、接合部３８は、溝部３９と、該溝部３９に収納された戸車（図示省略）とを含んでいてもよい。
また、例えば、照明装置２００が、例えば、照明機能以外に、すべり出し窓のように、ある軸周りに開閉される窓として利用される場合、枠体３００は、接合部３８として、開閉状態に合わせてアームがスライドするフリクションステイや、ヒンジ部等を備えていてもよい。
枠体３００が備える溝部（例えば、溝部３５、３６、３９、接合部３８としての溝部等）は、表面が鏡面であってもよい。また、溝部の表面は、例えば光吸収体であってもよい。また、溝部の表面は、例えば光拡散反射体であってもよい。
また、本実施形態の照明装置２００は、上記以外にも、折りたたんで開く窓、ツーアクション窓、倒して開く窓など様々な種類の窓に適用可能であり、適用される窓の種類に応じて、枠体３００および枠体３００の備える接合部３８はさまざまな形状を取り得る。
図１４および図１５は、枠体３００の一例を示す説明図である。例えば、枠体３００は、いわゆる框（かまち）組ドアの框部分であってもよい。その場合、拡散体２０は、框組ドアにおける鏡板の少なくとも１つに相当する。例えば、枠体３００は、図１４に示すような４つの枠体（枠体３００ａ、枠体３００ｂ、枠体３００ｃおよび枠体３００ｄ）に分割可能でもよい。さらに、枠体３００は、図１５に示すような拡散体２０の厚み方向に、例えば、２つの枠体（枠体３００Ａおよび枠体３００Ｂ）に分割可能でもよい。なお、枠体の分割可能性は、框組ドアに限定されない。
また、例えば、枠体３００は、２以上の枠体に分割される場合において、第１の枠体（例えば、上記の枠部３１）が拡散体２０を支持し、第２の枠体（例えば、上記の枠部３２）が光源１０を支持するように構成されていてもよい。その場合において、第１の枠体と第２の枠体とは互いに嵌合するための嵌合部（凹部と凸部、レール部と戸車など）を有する。なお、その場合においても、光源１０と拡散体２０の位置関係は、第１の枠体と第２の枠体とが嵌合された少なくとも１つの状態、例えば開閉式の場合の閉状態など、において、光源１０が拡散体２０の側面ｆ２１に対向する位置に配されるように設けられればよい。このとき、第１の枠体が窓のサッシ部分を構成し、第２の枠体が、窓枠を構成することも可能である。なお、窓のサッシ部分と窓枠とを含む照明装置２００を、窓システム２００または窓用建材２００と呼んでもよい。
図１６は、照明装置２００の適用例を示す図である。図１６に示すように、照明装置２００は、建物（図示せず）または移動体４００のサンルーフ４０２やウィンドウ４０３として用いることもできる。その場合、枠体３００は、車両などの移動体４００のボディー部４０１に固定される構成や、ボディー部４０１と一体に形成されていてもよく、照明装置２００の拡散体２０の窓領域３０１が、移動体４００の窓、例えばサンルーフ４０２やウィンドウ４０３として機能してもよい。
照明装置２００が移動体のサンルーフやウィンドウとして用いられる場合、拡散体２０に遮熱性が備えられていてもよい。遮熱性は、拡散体２０の第１表面（面ｆ２２）および第２表面（面ｆ２３）のうちの少なくともいずれかに遮熱性のコーティングを施すことによって得られてもよいし、拡散体２０の内部に添加物を添加することで得られてもよい。
図１７は、照明装置２００の他の例を示す概略構成図である。照明装置２００は、例えば、図１７に示すように、拡散体２０の第１表面側または第２表面側の開口３３を覆うスライド式のシャッターなど物理的に光を遮る遮光板５０を備えていてもよい。なお、遮光板５０は遮光部の例である。これにより、室内や車内の遮熱性を高める。なお、遮光板５０にさらに遮熱性のコーティングがされていてもよい。
なお、図１７に示す例では、遮光板５０は、−ｚ軸方向に移動可能である。また、図１７では、拡散体２０の第２表面側に遮光板５０を設ける例を示しているが、遮光板５０は、第１表面側に設けられていてもよい。なお、遮光板５０は、第１表面側および第２表面側の両方に設けられていてもよい。なお、遮光板５０が第１表面側に設けられる場合、光源１０点灯時には該遮光板５０を開状態にする。
例えば、照明装置２００が車内の窓として利用される場合に、拡散体２０と外界の間および拡散体２０と車内の間の両方に遮光板５０を備えることで、車内の遮熱性をさらに高めてもよい。
また、図１８に示すように、照明装置２００が遮光板５０を備える場合において、枠体３００は、遮光板５０を、開状態において収納可能な戸袋５１を備えていてもよい。
遮光板５０は、常に光を遮光するもの以外に、外部からの制御により透過する光の量を調整可能な透過率可変フィルタであってもよい。そのような例としては、２枚の偏光板を組み合わせたものや、印加電圧等により透過率が変化する液晶などによる光シャッターなどが挙げられる。その場合、一方の偏光板を回転させたり、液晶に印加する電圧を制御することで、必要に応じて外界からの光を遮光してもよい。
また、照明装置２００は、遮光板５０と拡散体２０とを一体に支持するまたは積層構造にして一体形成することも可能である。その場合において、枠体３００は、晴天時で日差しの量が快適など天候による車内環境への影響が小さい場合には、遮光板５０と拡散体２０とを戸袋５１に収納し、窓領域３０１を物理的に開放させて、外界や別途備えられているサンルーフガラス等を視認させてもよい。また、枠体３００は、日差しが強すぎる場合など天候による車内環境への影響が大きい場合や、雨天時または曇天時などの天候不良の場合には、遮光板５０と拡散体２０とを戸袋から引き出して窓領域３０１を閉状態としてもよい。例えば、枠体３００は、図１９に示すように、遮光板５０と拡散体２０とを収納可能な戸袋５１を備えてもよい。なお、図１７〜１９に示す例は、遮光板５０と拡散体２０とがｘ軸方向に移動する例を示しているが、移動方向はｘ軸方向に限定されず、例えば、ｚ軸方向でもよい。
さらに、照明装置２００は、遮光板５０の有無によらず、拡散体２０を戸袋５１に収納可能にし、窓領域３０１を物理的に開放可能にしてもよい。例えば、照明装置２００は、移動体に備えられる開閉式のサンルーフとして用いられてもよい。この場合、サンルーフの開状態において、拡散体２０は枠体３００の備える戸袋５１に収納される。また、戸袋５１に収納された拡散体２０を戸袋５１より引き出すことにより、サンルーフを閉状態とする。
図２０および図２１は、照明装置のサンルーフ適用時の形態の例を示す図である。なお、図２０は、前面側（−ｙ軸方向）から照明装置２００を見たときの照明装置２００の例を示している。図２０（ａ）に示すように、遮光部としての遮光板５０は、拡散体２０の前面側に、少なくとも窓領域３０１に対して開閉可能に備えられていてもよい。また、図２０（ｂ）に示すように、拡散体２０自体が、枠体３００が備える開口３３に対して開閉可能に備えられていてもよい。本例の開口３３は、拡散体２０が閉状態のときの窓領域３０１に対応している。
また、図２１は、サンルーフ適用時の照明装置２００の概略構成例を示す断面図である。図２１に示す例では、移動方向を限定しない主旨から光源１０を省略して示している。図２１（ａ）に示す例は、枠体３００が、窓領域３０１内において拡散体２０のみを支持する例である。拡散体２０は、枠体３００に固定されていてもよいし、開閉可能に支持されていてもよい。また、図２１（ｂ）に示す例は、枠体３００が、窓領域内３０１において拡散体２０とその前面側に遮光板５０とを支持する例である。拡散体２０は、枠体３００に固定されていてもよいし、開閉可能に支持されていてもよい。また、遮光板５０は、拡散体２０と独立に開閉可能に支持される。
また、図２１（ｃ）に示す例は、枠体３００が、窓領域３０１内において拡散体２０とその背面側に遮光板５０とを支持する例である。拡散体２０は、枠体３００に固定されていてもよいし、開閉可能に支持されていてもよい。また、遮光板５０は、拡散体２０と連動して開閉可能に支持されてもよいし、拡散体２０と独立して開閉可能に支持されてもよい。また、図２１（ｄ）に示す例は、枠体３００が、窓領域３０１において、拡散体２０と、その背面側に遮光板５０と、さらにその背面側にサンルーフガラス４０２とを支持する例である。サンルーフガラス４０２は、枠体３００に固定されていてもよいし、開閉可能に支持されていてもよい。また、拡散体２０および遮光板５０は、互いに独立してまたは連動して開閉可能に支持される。図２１に示す各例においても、枠体３００は、車両のボディー部４０１の開口にはめ込まれる構成以外に、ボディー部４０１と一体に形成されていてもよい。
なお、枠体３００および枠部３１は、拡散体２０のすべての端面（側面ｆ２１）を囲んでいなくてもよい。例えば、枠体３００および枠部３１は、例えば、正面形状がイコール記号の形状、Ｕ字状またはＣ字状のように、拡散体２０の第１表面および第２表面の端部の一部（例えば、ある一辺）並びに該一部に接続される端面を開放させた構造であってもよい。これにより、例えば、照明装置２００を開閉式のサンルーフとして利用する場合のように、拡散体２０自体をスライドさせて可動させる場合において、スライドにより開口される開口領域と拡散体２０の境界をユーザに視認させにくくできる。
枠体３００および枠部３１は、例えば、拡散体２０の角部に対応する端部のみ、対向する２辺に対応する端部のみ、対向する２辺と該２辺の一方の端部同士を結ぶ辺とに対応する端部のみ、または上面視におけるある一部の端部とそれと対向する領域に他の一部の端部のみに設けられてもよい。
また、枠体３００は、光源１０に電力を供給する電源を内部に備えていてもよい。また、枠体３００は、被設置体４０との間で非接触給電が可能なように、受電モジュールを備えていてもよい。例えば、被設置体４０が送電モジュールを備え、接合部３８が受電モジュールを備えてもよい。なお、被設置体４０に代えて、窓枠等に相当する第１の枠体が送電モジュールを備え、その第１の枠体と接触するサッシ部分に相当する第２の枠体が受電モジュールを備えることも可能である。
さらに、枠体３００は、被設置体４０と接触するまたは分割された枠体同士が接触することによって、充電可能であってもよい。例えば、照明装置２００は、開閉式の窓またはドアとして設置される場合に、窓またはドアが閉状態のときに充電可能なように、枠体３００の接合部３８等に受電部および蓄電部を備えていてもよい。例えば、受電部は、例えば、窓枠の内壁やドアの扉枠の内壁に備えられた給電部と接触することにより電力を得る。蓄電部は、受電部が得た電力を蓄える。なお、開閉式ではないＦＩＸ窓など、常時受電が可能な場合には、蓄電部は省略されてもよい。
また、照明装置２００は、外光により光源１０の電力を賄えるように、枠体３００の背面側表面に、例えば太陽光発電パネルのような、太陽光発電モジュールを備えていてもよい。
＜照明装置２００の効果＞
≪レイリー散乱≫
以下に、光の散乱現象の１つであるレイリー散乱について図２２を参照して説明する。図２２は、実施形態１に係る単一の粒子２０２によるレイリー散乱の散乱光強度角度分布の一例を示す図である。
粒子２０２に衝突する光は、例えば、光源から出射された光Ｌｉで説明されている。なお、粒子２０２に衝突する光は、拡散体２０内を導光される光Ｌｔであってもよい。縦軸Ｚは、光Ｌｉの進行方向に平行な軸である。光Ｌｉは＋Ｚ軸方向に進行している。横軸Ｘは、縦軸Ｚに直交する軸である。
粒子の粒径が可視光の波長よりも小さい場合には、光線が粒子に衝突するとレイリー散乱が生じる。可視光の波長は、例えば、３８０ｎｍから７８０ｎｍの範囲である。具体的には、粒子の粒径ｄと光の波長λとによって表されるサイズパラメーターαが以下の式（１）を満たす場合にレイリー散乱が生じる。なお、式において、「・」は乗算を表す。
α≪π・ｄ/λ ・・・（１）
レイリー散乱において、散乱断面積σは、散乱が生じる確率を表すパラメータであり、粒径ｄ、光の波長λと以下の式（２）の関係がある。
σ∝ｄ６/λ４・・・（２）
式（２）から、レイリー散乱における散乱断面積σは、光の波長λの４乗に反比例する。このため、レイリー散乱においては、短波長の光ほど散乱される確率が高い。例えば、同じ粒径ｄと屈折率ｎの粒子に光線が入射する場合には、青色光の方が赤色光に比べ散乱される確率が高い。青色光の波長λは、例えば、４５０ｎｍである。赤色光の波長λは、例えば、６５０ｎｍである。
図２２では、無偏光の散乱光強度分布を表している。粒子の粒径ｄは１００ｎｍである。粒子屈折率ｎは１．４３である。基材の屈折率は１．３３である。光の波長は４５０ｎｍである。
図２２に示すように、レイリー散乱において、散乱光は全方位に放射される。このため、拡散体２０の側面ｆ２１より光を入射しても、側面ｆ２１に対して垂直な前面ｆ２２、背面ｆ２３から光を取り出すことができる。
≪空を模擬した散乱光の発生≫
以下に、空（特に青空）を模擬した散乱光の発生原理について図６を参照して説明する。図６に示すように、光源１０から発された光Ｌｉは、拡散体２０の側面ｆ２１から入射する。側面ｆ２１から入射した光Ｌｉは、光Ｌｔとして拡散体２０を導光される。入射した光Ｌｔは、前面ｆ２２と背面ｆ２３とで反射される。
拡散体２０を伝搬する際、光Ｌｔの一部は、粒子２０２に衝突する。粒子２０２に衝突した光Ｌｔは、全方位に散乱される。
散乱された光の内、前面ｆ２２に臨界角以下の入射角で入射した光は、前面ｆ２２から光Ｌｓとして出射される。臨界角は、屈折率が大きいところから小さいところに光が向かうとき、全反射が起きる最も小さな入射角のことである。
散乱された光の内、背面ｆ２３に臨界角以下の入射角で入射した光は、背面ｆ２３から光Ｌｓとして出射される。
このとき、式（２）から、レイリー散乱においては短波長の光ほど散乱される確率が高い。このことから、散乱光の相関色温度Ｔｃｓは、入射光の相関色温度Ｔｃｉよりも高くなる。例えば、相関色温度Ｔｃｉは、光源１０が発する光Ｌｉの相関色温度である。例えば、相関色温度Ｔｃｓは、散乱光Ｌｓの相関色温度である。
光Ｌｉが可視光全域にわたってスペクトル分布を持つ場合には、青色の光が優先的に散乱される。光Ｌｉは、例えば、白色光である。光源１０は、例えば、白色ＬＥＤを備える。このため、適切に光源１０及び拡散体２０を設計することで、光Ｌｓは実際の空の色に近い青を示す相関色温度となる。
なお、散乱光Ｌｓの光量は入射する光Ｌｉの光量に依存するため、使用する光源の光量を適切に選択することにより、照明装置として十分な明るさを有しながら天空色を再現することができる。また、拡散体２０内における入射光の導光路長が厚さ方向によらないため、拡散体２０の厚さ（主出射方向の長さ）が小さくできる。例えば、本実施の形態の構成によれば、拡散体２０の厚さを１００ｍｍ以下とできる。また、例えば、拡散体２０の厚さは、２０ｍｍ以下でもよく、１０ｍｍ以下も可能である。さらに、例えば、拡散体２０の厚さは５ｍｍ以下も可能である。
≪照明装置２００の窓機能≫
照明装置２００においては、光源１０は拡散体２０の側面ｆ２１に配置されており、光源１０より出射した光Ｌｉは、拡散体２０内を導光し、拡散体２０に分散する粒子２０２に衝突することでレイリー散乱し、拡散体２０より出射する。空を模擬する照明装置を薄型で実現しようとする場合には、レイリー散乱を生じさせる拡散体２０の端部から光を入射させることが有効である。しかしながら、そのような構成においては、光が導光される間に相関色温度の高い光が優先的に散乱されていく。このため、導光距離が延びるにつれて、散乱光の相関色温度が低くなっていく。導光距離が延びると、ナノ粒子による光の散乱回数が増えるからである。つまり、光が導光されるにつれて、散乱光の色は青色から赤色に変化する。これによって、拡散体２０の出射面で色ムラが生じるおそれがある。
空を再現するためには、照明利用時に光源１０から入射される光のうち、青色波長の光を他の波長の光に対して適切な比率で散乱させる必要がある。その一方で、拡散体２０の前面ｆ２２または背面ｆ２３の面内において、散乱光Ｌｓによる明るさのムラや色のムラが生じないためには拡散体２０内に分散する粒子２０２の添加濃度を小さくする必要がある。また、照明装置２００を反対側空間の視認用の窓として利用することを考えた場合、光源非点灯時には背面側から入射される環境光に対してレイリー散乱に起因した着色がない方が好ましい。なお、採光用の窓として利用する場合はこの限りではない。
本実施形態の照明装置２００では、拡散体２０のヘイズ値に着目する。
特許文献１に記載の照明システムのように、拡散体２０の背面側から光源の光を投射する方式では、拡散体２０の厚み相当の短い導光距離において、十分な散乱を生じさせる必要がある。そのため、本実施の形態のように拡散体２０の端部に光源を配置する方式と特許文献１に記載の方式とを比較した場合、拡散体２０の外形、母材と粒子の屈折率比が同程度である場合、本実施形態の方式は、拡散体２０に添加される粒子の濃度を低くでき、その結果、拡散体２０の厚み方向のヘイズを低くできる。
ヘイズ値は、透明性に関する指標であり、拡散透過光の全光線透過光に対する割合から求められる。厚み方向のヘイズ値とは、拡散体２０の背面ｆ２３（もしくは前面ｆ２２）より白色光を入射した際に、前面ｆ２２（もしくは背面ｆ２３）より出射する拡散透過光の全光線透過光に対する割合のことを指す。
拡散体２０の厚み方向におけるヘイズ値は０．００５％〜３０％、より好ましくは、０．１％〜１５％、さらに好ましくは０．５％〜５％の範囲内である。拡散体２０のヘイズをこの範囲に抑えることで、光源１０が非点灯時には、窓として十分な透明性もしくは透光性を有し、光源１０が点灯時には、照明器具として色むらや明るさムラを低減させつつ十分な天空色の再現性を得ることができる。
このように、照明装置２００は、自然の空を模擬する照明器具としての機能と窓機能とを両立することができる。
照明装置２００は、例えば、晴天時には光源１０を非点灯状態とすることで、例えば外光を室内に取り込む窓として機能することができる。また、照明装置２００は、例えば、雨天時や曇天時には光源１０を点灯状態とすることで、自然の空を模擬する照明装置として機能することができる。このように、天候に依らず晴天時の開放感を室内に提供することが可能である。このとき、拡散体２０に背面側から入射する外光を利用して、例えば、照明機能としての明るさを補完したり太陽光（直射日射）を視認させることも可能である。
さらに、例えば、日差しが強い場合には、図示しない外付けのブラインドや遮光部などの遮光機能を拡散体２０の背面側に置いて、光源１０を点灯状態とすることで、日差しのまぶしさによる不快感を抑制しながら、自然の空の開放感を提供することが可能である。
また、照明装置２００によれば、天候によらない自然の空の開放感の提供だけでなく、ユーザ操作に応じて点灯状態と非点灯状態とを切り替えることで、ユーザが反対側空間を視認したいときに、光源を非点灯状態として拡散体２０を介して反対側空間を視認させることもできる。
さらに、照明装置２００は、拡散体２０自体をスライド式にすれば、自然の空を模擬する照明器具としての機能と、開口可能な窓機能とを両立することができる。
例えば、照明装置２００が移動体のサンルーフやウィンドウとして用いられる場合、晴天時には光源１０を非点灯状態とすることで、車内に自然光を取り込むことや、車外の様子、例えば実際の空を観察することができ、雨天時や曇天時には、光源１０を点灯状態とすることで自然の空を模擬する照明装置として機能し、移動体の利用者は天候に依らず自然の空の開放感を得ることができる。
また、拡散体２０と外界の間に外付けのシャッターや遮光部などの遮光機能を備え、車内の遮熱性を高めている場合には、日差しが強い日など天候によって、車内温度の上昇を抑制したい場合には、遮光機能を閉状態（窓領域を覆う状態）にし、光源１０を点灯することで自然の空を模擬し、車内温度の上昇を抑制しながら自然の空の開放感を感じることができる。
さらに、拡散体２０と移動体の車内の間に外付けのシャッターや遮光部などの遮光機能を備え車内の遮熱性を高めている場合においても、適宜、遮光機能を開状態（窓領域を開放する状態）とし、光源１０を点灯状態とすることで自然の空を模擬できるので、移動体の利用者は天候に依らず自然の空の開放感を感じることができる。
さらに、移動体の備えるサンルーフガラスと拡散体２０の間に外付けのシャッターや遮光部などの遮光機能を備え車内の遮熱性を高めている場合には、日差しが強い日など天候によって、車内温度の上昇を抑制したい場合には、遮光機能と拡散体２０とを閉状態（窓領域を覆う状態）にし、光源１０を点灯することで自然の空を模擬できる。また、雨天時や曇天時は少なくとも拡散体２０を閉状態にし、光源１０を点灯することで自然の空を模擬できる。また、晴天時で日差しが強くない日であれば遮光機能と拡散体２０とを開状態にし、サンルーフガラス越しに自然な空を楽しむこともできる。
さらに、照明装置２００は、移動体に備えられる開閉式のサンルーフとして用いられる場合には、サンルーフの窓とされる拡散体２０を閉状態とし光源１０を点灯状態とすることで、自然の空を模擬し、移動体の利用者は天候に依らず自然の空の開放感を楽しむことができる。
≪光源の色変化によるサーカディアン効果≫
既に説明したように、照明装置２００は、発光色の異なる複数の光源１０を備えることができる。
例えば、照明装置２００は、各光源１０を制御して光Ｌｉの相関色温度（Ｔｃｉ）を動的に変化させてもよい。これによって、光Ｌｓの相関色温度（Ｔｃｓ）を動的に変化させることができる。また、例えば、照明装置２００は、各光源１０を制御して光Ｌｉの光量を動的に変化させてもよい。これによって、光Ｌｓの光量を動的に変化させることができる。
このように、拡散体２０への入射光である光Ｌｉの相関色温度および光量を変化させることで、光Ｌｓを見た観察者に空の色が時間とともに変化するように感じさせることができる。そして、サーカディアンリズムを生むことが可能となる。
「サーカディアンリズム」とは、約２４時間周期で変動する生理現象である。動物および植物などほとんどの生物に存在している。一般的に「体内時計」とも言う。厳密な意味では、サーカディアンリズムは内在的に形成されるものである。しかし、光、温度または食事など外界からの刺激によって修正される。
以上のようにして、照明装置２００は、光源１０の非点灯時に窓として利用可能な透光性もしくは反対側空間の視認性を有し、かつ光源１０の点灯時に照明器具として十分な明るさを有しながら天空色を再現することができる。これにより、光源１０非点灯時には窓として機能し、光源１０点灯時には自然の空を模擬する照明器具として機能する、照明装置２００が実現可能である。
＜変形例１＞
以下、実施の形態１に係る照明装置の変形例１を説明する。以下では、照明装置２００と共通する構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。
図２３は、変形例１に係る照明装置２１０の構成の一例を示す断面図である。照明装置２１０は、光源１０、拡散体２０および枠体３００に加えて、背面板５２を備える。
背面板５２は、拡散体２０の背面側に備えられる。背面板５２は、拡散体２０の背面ｆ２３と対向して備えられてもよい。背面板５２と拡散体２０の間には別の機能性の板が設けられてもよいが、該板は開閉可能とする。なお、背面板５２と拡散体２０との距離は近い方が好ましい。なお、背面板５２は、上述した遮光板５０の一変形例として備えられてもよいし、上述した遮光板５０とは別体として備えることもできる。
背面板５２は、不透明であり、透過率は望ましくは５０％以下であり、さらに望ましくは１０％以下である。
背面板５２は拡散反射体であることが望ましく、より望ましくは白色拡散反射体である。背面板５２は光吸収体であってもよい。
背面板５２は開閉状態が変更可能である。背面板５２は、例えばブラインドやシャッターのように、背面板５２の折りたたみの状態や戸袋への収納状態に応じて開閉状態が変更可能であってもよい。また、背面板５２は、例えば雨戸のように、照明装置２１０が設置される開口の備える戸袋への、背面板５２の収納状態に応じて開閉状態が変更可能であってもよい。
背面板５２は、例えば液晶シャッターのように、背面板５２への印加電圧によって遮蔽状態が変更可能であってもよい。背面板５２は、例えば液晶パネルのように、背面板５２への印加電圧によって遮蔽状態が変更可能であってもよい。
枠体３００は、内部に背面板５２を収める空間を有しており、閉状態においては背面板５２が枠体３００の内部に収められ、開状態においては背面板５２が枠体の外に露出してもよい。さらに、背面板５２は、照明装置２１０が設置される開口に対して備えられるシャッターにより代用されてもよい。例えば、移動体のサンルーフに用いられる場合、背面板５２は、車体の備えるシャッターによって代用されてもよい。
なお、背面板５２は、枠体３００内において、拡散体２０と一体に支持されていてもよい。すなわち、拡散体２０と一体になって開閉可能に支持されていてもよい。
≪背面板５２の効果≫
光源１０点灯時に、散乱光Ｌｓは、拡散体２０の前面ｆ２２だけではなく背面ｆ２３からも出射する。例えば、照明装置２１０が設置される壁において、壁により分割された空間のうち、前面ｆ２２が観察者のいる側（以下内側）を向いているとする場合、背面ｆ２３より背面ｆ２３側（以下外側）に出射した散乱光Ｌｓは観察者からは視認されず、損失となる。また、外側に散乱光Ｌｓが出射されることは、観察者以外の外側に位置する人にとって光害となる可能性もある。
背面板５２を拡散体２０の背面ｆ２３側に備えることにより、光源１０点灯時に拡散体２０の背面ｆ２３より出射する散乱光Ｌｓが、外側に出射することを防ぐことができる。さらに、背面板５２として、例えば拡散反射体のように、背面ｆ２３より出射する散乱光Ｌｓを反射する部材を用いることで、背面ｆ２３より出射した散乱光Ｌｓを前面ｆ２２より出射することができ、照明装置２１０の照明器具としての光利用効率を向上させることができる。
このようにして、開閉状態が変更可能な背面板５２を、拡散体２０の背面側に備えることにより、背面板５２が開状態では照明装置２００と同様の機能を有し、閉状態においては、光害を抑制し、光利用効率を向上した照明装置２１０が実現可能である。
＜変形例２＞
以下、実施の形態１に係る照明装置の変形例２を説明する。以下では、照明装置２００および照明装置２１０と共通する構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。
図２４および図２５は、変形例２に係る照明装置２２０の構成の一例を示す説明図である。なお、図２４は照明装置２２０の斜視図であり、図２５は照明装置２２０の断面図である。
照明装置２２０は、光源１０、拡散体２０および枠体３００に加えて、日差し表現部６０および補助光源７０を備える。以下では、光源１０を第１の光源、補助光源７０を第２の光源と呼ぶ場合がある。
日差し表現部６０は拡散体２０の前面ｆ２２側に備えられる。日差し表現部６０は入射面ｆ６１および出射面ｆ６２を備える。入射面ｆ６１は、例えば、日差し表現部６０の反視認側の面である。出射面ｆ６２は、例えば、日差し表現部６０の視認側の面である。ここで、視認側は、照明装置２２０が設置された状態において拡散体２０の主発光面側にいるユーザに視認される側であり、反視認側はその反対側をいう。
日差し表現部６０は、例えば、便宜上複数のエリア（本例であれば、矩形の窓領域３０１の各辺に対応する、日差し表現部６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ等）に分けられてもよい。なお、日差し表現部６０の分割例は上記の例に限定されない。
日差し表現部６０が、例えば、便宜上複数のエリアに分けられる場合、入射面ｆ６１および出射面ｆ６２も分割後の日差し表現部６０に応じて複数のエリアに分けられてもよい。
なお、図２５に示す例では、日差し表現部６０が４つに分けられており、それぞれ日差し表現部６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄと称されている。その場合において、入射面ｆ６１および出射面ｆ６２も、４つに分けられていてもよい。以下では、日差し表現部６０ａの入射面をｆ６１ａ、出射面をｆ６２ａと称する。同様に、日差し表現部６０ｂの入射面をｆ６１ｂ、出射面をｆ６２ｂと称し、日差し表現部６０ｃの入射面をｆ６１ｃ、出射面をｆ６２ｃと称し、日差し表現部６０ｄの入射面をｆ６１ｄ、出射面をｆ６２ｄと称する。
補助光源７０は、日差し表現部６０の裏側（ユーザから見て反視認側）に設けられる。すなわち、日差し表現部６０は、補助光源７０を入射面６１側に備える。例えば、補助光源７０は、日差し表現部６０と拡散体２０の間に設けられていてもよい。
日差し表現部６０が、便宜上複数のエリアに分けられる場合、日差し表現部６０は少なくとも一つのエリアの入射面ｆ６１側に補助光源７０を備える。
補助光源７０は、例えば、ＬＥＤ光源である。補助光源７０は、図示省略しているが、光源１０と同様、基板７２およびＬＥＤ素子７３を備えていてもよい。また、補助光源７０は、複数備えられていてもよい。その場合において、補助光源７０は、光源１０と同様、例えば、基板７２上に配列されていてもよい。その場合、複数の補助光源７０が備えらえているとみなしてもよい。
例えば、日差し表現部６０が複数のエリアに分割されている場合は、各エリアに少なくとも１つの補助光源７０が配置されるようにしてもよい。また、例えば、各エリアに２以上の補助光源７０が配置されてもよい。一例として、日差し表現部６０が多角形の窓領域３０１を画するように設けられている場合は、窓領域３０１の各辺に沿って、補助光源７０が複数備えられていてもよい。
各光源の発する光の相関色温度は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
また、補助光源７０から出射される光の色は白色以外の色でもよい。複数の補助光源７０を備える場合において、補助光源７０は、例えば、白色ＬＥＤ光源および橙色系のＬＥＤ光源を含むことができる。また、補助光源７０は、例えば、低色温度の白色ＬＥＤ光源および高色温度の白色ＬＥＤ光源を含むことができる。
日差し表現部６０は、例えば、光拡散体により構成される。光拡散体は、透明部材内に微粒子を分散させたものであってもよいし、透明部材の表面に例えばシボ加工のような表面加工を施したものであってもよい。
日差し表現部６０は、例えば、透明部材と光拡散体とにより構成されてもよい。この場合、光拡散体は、透明部材の入射面側に設けられてもよいし、出射面側に設けられてもよいし、両方に設けられてもよい。光拡散体は、例えば、透明基材と微粒子とにより構成される薄膜コーティングであってもよいし、透明基材と微粒子により構成される拡散シートであってもよい。透明部材の表面にそのような光拡散体を塗布または積層することにより、日差し表現部６０が構成されていてもよい。
補助光源７０より出射した光は、日差し表現部６０の備える入射面ｆ６１より日差し表現部６０に入射し、出射面ｆ６２から拡散光として出射する。これにより、日差し表現部６０の出射面ｆ６２を発光させられる。
日差し表現部６０は、出射面ｆ６２の全面が発光してもよいし、一部の領域のみを発光させてもよい。日差し表現部６０は、複数のエリアに分割されている場合、エリアごとに発光させてもよい。日差し表現部６０は、例えば、すべてのエリアが発光してもよいし、一部のエリアを非発光状態としてもよい。日差し表現部６０は、例えば、補助光源７０として備えられる複数の光源の点灯を制御することにより、日差し表現部６０の一部を非発光状態としてもよい。また、日差し表現部６０は、１つのエリア内の一部の領域のみを発光させてもよい。
なお、照明装置２２０においても、照明装置２００や照明装置２１０と同様、遮光板５０や、背面板５２をさらに備えることができる。
また、日差し表現部６０は、図２６に示すように、枠体３００と一体に形成されていてもよい。図２６は、変形例２に係る照明装置２２０の構成の他の例を示す断面図である。
≪日差し表現部６０の効果≫
発光可能な日差し表現部６０を拡散体２０の主発光面の出射側に設けることにより、観察者はあたかも拡散体２０の背面側に太陽が存在し、太陽の日差しに窓枠が照らされているように錯覚する。これにより、照明装置２２０が照明として機能する際の観察者が感じる自然らしさが向上し、空間の開放感が向上する。また、実際の窓のように、日差しにより照らされないことが適当な個所を非発光状態とすることにより、照明装置２２０が照明として機能する際の観察者が感じる自然らしさがさらに向上する。
＜変形例３＞
以下、実施の形態１に係る照明装置の変形例３を説明する。以下では、照明装置２００、照明装置２１０および照明装置２２０と共通する構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。
図２７〜図３０は、変形例３に係る照明装置２３０の構成の一例を示す説明図である。なお、図２７〜図２９は照明装置２３０の例を示す断面図であり、図３０は、照明装置２３０の例を示す断面図である。
照明装置２３０は、光源１０、拡散体２０、枠体３００および日差し表現部６０に加えて、光折り返し部８０を備える。
光折り返し部８０は、拡散体２０の側面ｆ２１に備えられる。光折り返し部８０は、拡散体２０の備える少なくとも一つの側面ｆ２１に備えられる。光折り返し部８０は、拡散体２０を導光し、光折り返し部８０に到達した光を、日差し表現部６０に向けて出射する。光折り返し部８０は、進行方向を変化させる。なお、光折り返し部８０は、偏向部８０の一例である。
光折り返し部８０は、反射面ｆ８１を有していてもよい。その場合、光折り返し部８０は、光折り返し部８０に到達した光を、反射面ｆ８１で日差し表現部６０に向けて反射する。なお、光折り返し部８０は、入射面が形成される拡散体２０の第１の端部の反対側の端部（第２の端部）に到達した光を、日差し表現部６０に向けて出射できるような進行方向変化機能を備えていればよく、具体的な態様は図２７に示す例に限定されない。
光折り返し部８０により進行方向が変化した光は、日差し表現部６０の入射面ｆ６１を照射する。該光は、入射面ｆ６１より日差し表現部６０に入射し、出射面ｆ６２より出射して、日差しを模擬する拡散光となる。
反射面ｆ８１は、例えば、鏡面である。反射面ｆ８１は、例えば、拡散反射面である。反射面ｆ８１は、例えば、金属蒸着により設けられる。反射面ｆ８１は、例えば、白色塗装により設けられる。
光折り返し部８０は、例えば、拡散体２０の側面ｆ２１の一部を切断することにより形成されてもよい。このとき、切断面が反射面ｆ８１となる。そして、切断面を含む拡散体２０の端部が光折り返し部８０とされる。このように、拡散体２０は、光折り返し部８０を含んでいてもよい。
なお、光折り返し部８０は、拡散体２０と一体であってもよいし、別体であってもよい。
また、光折り返し部８０は、例えば、図２８に示すように、枠体３００の内側面ｆ３４に備えられてもよい。
また、照明装置２３０は、さらに補助光源７０を、日差し表現部６０の備える入射面ｆ６１側に備えてもよい。補助光源７０は、日差し表現部６０より出射する光の光量を増加する。
また、照明装置２３０および上記他の照明装置は、２以上の端面に光源１０を備えていてもよい。このとき、照明装置は、例えば、対向する端面に光源１０を備えていてもよい。そのような場合において、照明装置２３０は、例えば、図２９に示すように、拡散体２０の対向する端部において、拡散体２０の入射面と光折り返し部８０（反射面ｆ８１）が同一端面において交互に、かつ対向する端面間で互い違いになるように配置されていてもよい。
この他、拡散体２０の入射面と光折り返し部８０（反射面ｆ８１）は、いずれも端面に沿って隙間なく配列されるが、その際、拡散体２０の厚み方向において異なる位置に配置されていてもよい。その場合、一方の端面に配置された光源１０は、当該端面に配置された入射面から対向端面の光折り返し部８０まで光Ｌｔが導光されるように光Ｌｉを入射してもよい。
また、図示省略しているが、２以上の照明ユニット１００を、光Ｌｉの進行方向が異なるように積層されていてもよい。このようにすれば、拡散体２０の中心に対して任意の２以上の方位に光源１０を配置できる。この場合において、光源１０は、日差し表現部６０が設けられるエリアに対応して複数設けられていてもよい。
≪光折り返し部８０の効果≫
光折り返し部８０により反射した光を、日差し表現部６０より出射することにより、拡散体２０を導光し、側面ｆ２１より出射し損失となる光を利用することができ、光利用効率の向上につながる。
さらに、例えば、移動体のサンルーフのように日差し表現部６０を備えることによる照明装置２３０の厚みの増大が許容されない場合などには、折り返し部８０が日差し表現部６０を兼ねていてもよい。例えば、拡散体２０の側面ｆ２１ａ、２１ｃ、２１ｄに折り返し部８０を設けることにより、光折り返し部８０は日差し表現部６０を兼ねることができる。図３０は、そのようにして拡散体２０の側面に日差し表現部６０を兼ねた折り返し部８０（少なくとも、反射面ｆ８１）を設けた照明装置２３０の例を示す斜視図である。その場合、光折り返し部８０は、例えば、入射面の反対側端面に到達した光が、主出射方向側、すなわち拡散体２０の主発光面に面する空間に向けて出射されるように、その進行方向を変化させる偏向機能を備えていればよい。
なお、光折り返し部８０が日差し表現部６０を兼ねる場合において、光折り返し部８０は、偏向機能に加えて光散乱機能を有していてもよい。なお、光散乱機能は、反射面ｆ８１に例えばシボ加工のような表面加工を施すことにより実現してもよい。また、光散乱機能は、例えば、反射面ｆ８１に例えば反射拡散性を持つフィルムを添付したり、白色塗装を施すことで実現してもよい。また、光散乱機能は、例えば、反射面ｆ８１と出射面の間に粒子を含ませることにより実現することも可能である。なお、粒子は、拡散体２０の粒子２０２でもよい。その場合、拡散体２０が光折り返し部８０と日差し表現部８０とを兼ねているとも表現できる。なお、拡散体２０が、光折り返し部８０と日差し表現部６０とを構成要素として含んでいると表現してもよい。
また、光折り返し部８０は、折り返した光を出射する出射面（拡散体２０と一体に形成される場合は拡散体２０の前面ｆ２２の端部に相当。以下、折り返された光が出射される領域を指して出射面ｆ８２という）に光散乱機能を持たせてもよい。光散乱機能は、出射面ｆ８２に例えばシボ加工のような表面加工や光拡散性のコーティングを施したり、光拡散性のフィルムを添付することで実現してもよい。
なお、図３０に示す例は、３つの側面に折り返し部８０を設けた例であるが、反射面ｆ８１をハーフミラー等により実現することですべての端面に光折り返し部８０を設けることも可能である。
実施の形態２．
図３１は、実施の形態２に係る照明装置２４０の構成の一例を示す説明図である。照明装置２４０は、光源１０と、拡散体２０と、枠体３００と、光取出し部９０とを備える。以下では、照明装置２００、照明装置２１０、照明装置２２０および照明装置２３０と共通する構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。
照明装置２４０において、拡散体２０は、光入射部としての光入射面２４と、導光拡散部２５と、散乱光出射部（第１の光出射面）である前面ｆ２２及び背面ｆ２３と、伝搬光出射部としての第２の光出射面２６とを有している。本例では、拡散体２０において、媒質と光散乱粒子とを含み、入射光を導光して粒子２０２で散乱させることによって散乱光を生成する部位を導光拡散部と呼ぶ。
光入射面２４には、光源１０の発光面ｆ１１から発せられた光が入射する。導光拡散部２５は、媒質としての基材２０１と基材２０１中に存在する複数の光散乱粒子（粒子２０２）とを有している。導光拡散部２５は、入射光を導光して粒子２０２で散乱させることによって光Ｌｓを生成する。拡散体２０は、例えば、導光拡散部２５の端部に光入射面２４を備え、光入射面２４と対向する端部に第２の光出射面２６を備える。光源１０は、拡散体２０の端部に配置され、光源１０の発光面ｆ１１から出射した光は光入射面２４から導光拡散部２５の内部に入射する。
導光拡散部２５に入射した光は、導光拡散部２５の内部を導光し、第２の光出射面２６から出射される。または、光源１０の発光面ｆ１１から出射した光は、光入射面２４から導光拡散部２５の内部に入射し、導光拡散部２５の内部を導光し、導光拡散部２５に含まれる光散乱粒子としての粒子２０２で散乱されて、光Ｌｓとなって第１の光出射面である前面ｆ２２等から出射される。第２の光出射面２６から出射される光の相関色温度は、前面ｆ２２から出射される光の相関色温度に比べて低い。
ここで、第２の光出射面２６から出射された光の少なくとも一部は、第２の光出射面２６の近傍に設けられた光取出し部９０にて光Ｌｓと同じ方向（図３０の例では、導光方向と垂直な方向であって、主出射面である前面ｆ２２と面する空間側に向かう方向）に出射される。光取出し部９０は、出射光（すなわち、導光拡散部２５の内部を導光し第２の光出射面２６から出射された出射光）の屈折、反射、拡散、透過等を制御するために、例えば、レンズ、ミラー、フィルム、表面塗装などが形成されており、第２の光出射面２６から出射された出射光を特定の方向に向ける機能を持つ。図３０の例では、特定の方向は、導光方向と垂直な方向（−Ｙ方向）であって、前面ｆ２２に面する空間に向かう方向であり、例えば、視認側に向かう方向である。なお、特定の方向は、例えば、導光方向と垂直な方向（＋Ｙ方向）であって、背面ｆ２３に面する空間（反視認側）に向かう方向であってもよい。
具体例として、第２の光出射面２６から出射された光が角度方向に広がりを持つ散乱光であり、この光を特定の方向に向かうように偏向して部屋側に取り出すためには、光取出し部９０をミラーとし、かつミラーの反射面に曲率を持たせる。このような構成により、光取出し部９０で反射した光は、略平行光に制御され、前面ｆ２２側に向かう方向である特定の方向に進ませることができる。
また、前面ｆ２２側にいる人間から光取出し部９０を見た場合に眩しくない構成を実現するためには、例えば、光取出し部９０に拡散機能をもたせることが望ましい。この場合、人間が感じる眩しさを抑えつつ、光取出し部９０で拡散した光を前面ｆ２２側に取り出すことができる。
なお、光取出し部９０は、上述した光折り返し部８０の一変形例として備えられてもよいし、上述した光折り返し部８０とは別体として備えることもできる。
実施の形態３．
図３２は、実施の形態３に係る照明装置２５０の構成を概略的に示す断面図である。以下では、拡散体２０ａが、その内部において（より具体的には、導光拡散部２５ａ内において）、粒子濃度（すなわち、単位体積あたりの粒子２０２の数Ｎ［個／ｍｍ３］）に分布を持っている例を説明する。
図３２に示されるように、照明装置２５０は、光源１０と、拡散体２０ａと、領域３０１に対応した開口（例えば、図７に示される開口３３）を有する枠体３００とを有している。以下では、照明装置２００、照明装置２１０、照明装置２２０、照明装置２３０および照明装置２４０と共通する構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。
照明装置２５０は、拡散体２０ａの端部に位置する側面である光入射面２４に対向するように光源１０を配置するエッジ入射方式を採用している。拡散体２０ａは、光入射面２４と、導光拡散部２５ａと、第１の光出射面としての前面ｆ２２および背面ｆ２３とを有している。
光入射面２４には、光源１０の発光面ｆ１１から発せられた光が入射する。導光拡散部２５ａは、媒質としての基材２０１と基材２０１中に存在する複数の粒子２０２とを有している。導光拡散部２５ａは、入射光を導光して粒子２０２で散乱させることによって光Ｌｓを生成する。光Ｌｓは、枠体３００の開口３３を通して出射される。
拡散体２０ａは、少なくとも１つの側面の近傍において粒子２０２の濃度が低い領域２７を備えていてもよい。図３２に示されるように、導光拡散部２５ａの前面ｆ２２の面積が、照明装置２５０に備えられた開口３３の面積よりも広い場合に、開口３３を通して視認することができない領域２７を粒子２０２の濃度が低い領域とすることにより、領域２７による発光を抑制し、照明装置２５０全体としての光の利用効率を向上させることができる。つまり、開口３３を通して視認することができない導光拡散部２５ａの領域２７における粒子２０２の濃度を、開口３３を通して視認することができる導光拡散部２５ａの領域の粒子２０２の濃度より低くすれば、その領域での散乱確率を抑えることができるので、入射光から照明光としての所望の青色を取り出す目的または入射面の対向端部等において伝搬光を照明光または太陽光を模擬する光として取り出す目的において、光の利用効率が向上する。
また、領域２７は、導光拡散部２５ａの少なくとも１つの側面の近傍に設けられた粒子２０２を備えない領域であってもよい。例えば、図３２の例において、開口３３を通して視認されない導光拡散部２５ａの部分に、粒子２０２を備えない領域２７を設けることも可能である。そのようにしても、領域２７における発光を抑制することができ、照明装置２４０全体としての光の利用効率を向上させることが可能である。
開口３３を通して視認することができない領域２７は、青空を模擬する散乱光Ｌｓを出射する用途には用いられないため、そのような領域２７を除いた導光拡散部２５ａの導光方向（Ｚ方向）の長さを上記のＺｄとしてもよい。また、領域２７が粒子２０２を備えない領域である場合に、光入射面２４は、必ずしも導光拡散部２５ａの端部に設けられていなくてもよい。すなわち、拡散体２０ａは、領域２７を介して、導光拡散部２５ａに光が入射される構成であれば、図３２に示される構成と異なる構成であってもよい。なお、導光する光の強度及び向きを精度よく制御できる点で、粒子２０２を備えない領域２７は、光入射面２４が設けられる端部以外の端部に設けられることがより好ましい。例えば、拡散体２０ａは、光入射面２４が図５の側面ｆ２１ａに設けられている場合に、側面ｆ２１ｂ側の端部、側面ｆ２１ｃ側の端部および側面ｆ２１ｄ側の端部に領域２７を設けてもよい。また、例えば、拡散体２０ａは、光入射面２４が図５の側面ｆ２１ａおよび側面ｆ２１ｂに設けられている場合に、側面ｆ２１ｃ側の端部および側面ｆ２１ｄ側の端部に領域２７を設けてもよい。
また、上述した長さＺｄを、領域２７を除いた導光拡散部２５ａの長さとしてもよい。例えば、上述した導光拡散部２５ａにおける光源１０の光軸方向の長さＺｄを、導光拡散部２５ａにおける領域２７を除外した部分の光軸方向の長さとしてもよい。
拡散体２０内において開口３３を通して視認することができない領域であっても、上述したような、日差し表現部６０または光折り返し部８０に光Ｌｓを供給するなどの用途がある場合には、当該領域を上記の領域２７から除くことも可能である。換言すると、拡散体２０内において開口３３を通して視認することができない、または日差し表現部６０または光折り返し部８０に散乱光を提供するなどの他の用途がない領域については、散乱光の生成を抑制するまたは生成しないようにするために、粒子２０２の濃度を他の領域に比べて低くすることができる。
なお、上述の各実施の形態においては、「平行」または「垂直」などの部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す用語を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。このため、請求の範囲に部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す記載をした場合には、製造上の公差又は組立て上のばらつき等を考慮した範囲を含むことを示している。
また、以上のように本開示に係る照明装置、照明機能付き窓および窓用建材の実施の形態について説明したが、本開示に係る照明装置、照明機能付き窓および窓用建材はこれらの実施の形態に限るものではない。
１００ 照明ユニット
２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０ 照明装置
１０ 光源
１２ 基板
１３ ＬＥＤ素子（発光素子）
２０、２０ａ 拡散体
ｆ２１ 側面（端面）
ｆ２２ 前面（第１表面）
ｆ２３ 背面（第２表面）
２４ 光入射面
２５、２５ａ 導光拡散部
２６ 第２の光出射面
２０１ 基材
２０２ 粒子
３００ 枠体
３０１ 領域（窓領域）
３１、３２ 枠部
３３、３７ 開口
３５、３６、３９ 溝部
３８ 接合部
ｆ３１ 第１表面
ｆ３２ 第２表面
ｆ３３ 外側面
ｆ３４ 内側面
ｆ３５１ （溝部３５の）底面
ｆ３５２ （溝部３５の）側面
ｆ３６１ （溝部３６の）底面
ｆ３６２ （溝部３６の）側面
４００ 移動体
４０２ サンルーフ
４０３ ウィンドウ
４０ 被設置体
５０ 遮光板（遮光部）
５１ 戸袋
５２ 背面板
６０ 日差し表現部
７０ 補助光源
７２ 基板
７３ ＬＥＤ素子（発光素子）
８０ 光折り返し部（偏向部）
９０ 光取出し部

Claims (19)

  1. 第１の光を発する第１の光源と、
    前記第１の光を入射して散乱光を出射する拡散体と、
    前記第１の光源と前記拡散体とを支持する枠体とを備え、
    前記拡散体は、ナノ粒子を含み、入射された前記第１の光を導光して前記ナノ粒子で散乱させて前記散乱光として出射し、
    前記拡散体は、前記第１の光を入射する光入射面と、前記散乱光を出射する第１の光出射面が形成される第１表面と、前記第１表面と対向する第２表面とを有し、
    前記光入射面は、前記拡散体の第１の端部に形成され、
    前記枠体は、前記拡散体の前記第１表面の面上の少なくとも前記第１の光出射面が形成される領域の一部とそれに対応する前記第２表面の面上の領域とを開口しており、
    前記散乱光の相関色温度は、前記第１の光の相関色温度よりも高い
    ことを特徴とする照明装置。
  2. 前記拡散体の前記第１表面の法線方向である厚さ方向におけるヘイズが、０．１％以上かつ１５％以内である
    請求項１に記載の照明装置。
  3. 前記第１の光出射面は、前記第１の端部と、前記光入射面から入射した前記第１の光が導光されて到達する第２の端部とにつながれた少なくとも１つの表面上に形成される
    請求項１または請求項２に記載の照明装置。
  4. 前記第１の光源として、少なくとも２以上の異なる色温度の光を発する複数の光源を備える
    請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
  5. 前記枠体は、２以上の分離可能な構造体により構成されている
    請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
  6. 前記枠体は、互いに分離可能な第１の枠部と第２の枠部とを含み、
    前記第１の枠部が、前記拡散体を支持し、
    前記第２の枠部が、前記第１の光源と支持する
    請求項５に記載の照明装置。
  7. 前記枠体は、互いに分離可能な第１の枠部と第２の枠部とを含み、
    前記第１の枠部が、前記拡散体と前記第１の光源とを支持し、
    前記第２の枠部は、設置された状態で前記第１の枠部を支持するとともに、前記第１の光源に電力を供給する給電部を有し、
    前記第１の枠部は、前記給電部から供給する電力を受電する受電部を有する
    請求項５に記載の照明装置。
  8. 前記拡散体の第２表面側に、不透明な構造体である背面板が開閉可能に備えられている
    請求項１から請求項７のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
  9. 前記拡散体の第１表面側に、日差しを再現する発光面を含む日差し表現部を備える
    請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
  10. 前記日差し表現部と前記拡散体の間に、第２の光源を備える
    請求項９に記載の照明装置。
  11. 前記拡散体のすくなくとも１つの端面に、または前記端面に対向する前記枠体の内側面に、前記第１の光の進行方向を変更する偏向部を備える
    請求項１から請求項１０のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
  12. 前記拡散体の第１表面側および第２表面側の少なくとも一方に、外光を遮光する遮光部を備える
    請求項１から請求項１１のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
  13. 前記枠体は、前記拡散体を開閉可能に支持する
    請求項１から請求項１２のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
  14. 前記拡散体は、前記光入射面と対向するように配置され、前記拡散体内を導光した光を出射する第２の光出射面を有し、
    前記照明装置は、前記第２の光出射面から出射された前記光を、前記第１の光出射面と面する空間に向かうように偏向する光取出し部をさらに有する
    請求項１から請求項１３のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
  15. 前記拡散体は、粒子濃度が異なる２以上の領域を含む
    請求項１から請求項１４のうちのいずれか１項に記載の照明装置。
  16. 前記拡散体は、前記光入射面が設けられる端部以外の端部に、粒子濃度が他の領域よりも小さい領域を含む
    請求項１５に記載の照明装置。
  17. 建物または移動体の窓として利用され、
    第１の光を入射して散乱光を出射する拡散体と、
    前記拡散体を支持する枠体を備え、
    前記拡散体は、ナノ粒子を含み、入射された前記第１の光を導光して前記ナノ粒子で散乱させて前記散乱光として出射し、
    前記拡散体は、前記第１の光を入射する光入射面と、前記散乱光を出射する第１の光出射面が形成される第１表面と、前記第１表面と対向する第２表面とを有し、
    前記光入射面は、前記拡散体の第１の端部に形成され、
    前記枠体は、前記拡散体の前記第１表面の面上の少なくとも前記第１の光出射面が形成される領域の一部とそれに対応する前記第２表面の面上の領域とを開口しており、
    前記散乱光の相関色温度は、前記第１の光の相関色温度よりも高い
    ことを特徴とする照明機能付き窓。
  18. 前記第１の光を発する第１の光源を備え、
    前記枠体は、前記第１の光源と前記拡散体を支持する
    請求項１７に記載の照明機能付き窓。
  19. 第１の光を発する第１の光源と、
    前記第１の光を入射して散乱光を出射する拡散体と、
    前記第１の光源と前記拡散体とを支持する枠体とを備え、
    前記拡散体は、ナノ粒子を含み、入射された前記第１の光を導光して前記ナノ粒子で散乱させて前記散乱光として出射し、
    前記拡散体は、前記第１の光を入射する光入射面と、前記散乱光を出射する第１の光出射面が形成される第１表面と、前記第１表面と対向する第２表面とを有し、
    前記光入射面は、前記拡散体の第１の端部に形成され、
    前記枠体は、前記拡散体の前記第１表面の面上の少なくとも前記第１の光出射面が形成される領域の一部とそれに対応する前記第２表面の面上の領域とを開口しており、
    前記散乱光の相関色温度は、前記第１の光の相関色温度よりも高い
    ことを特徴とする窓用建材。
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