WO2019069909A1 - 照明装置 - Google Patents

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WO2019069909A1
WO2019069909A1 PCT/JP2018/036852 JP2018036852W WO2019069909A1 WO 2019069909 A1 WO2019069909 A1 WO 2019069909A1 JP 2018036852 W JP2018036852 W JP 2018036852W WO 2019069909 A1 WO2019069909 A1 WO 2019069909A1
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WO
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transparent
light source
light
transparent member
transparent plate
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/036852
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English (en)
French (fr)
Inventor
和田　直哉
洋平 河合
研輔 永井
賢太郎 岡
Original Assignee
Ａｇｃ株式会社
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
    • C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
    • C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
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    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S19/00—Lighting devices or systems employing combinations of electric and non-electric light sources; Replacing or exchanging electric light sources with non-electric light sources or vice versa
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V33/00—Structural combinations of lighting devices with other articles, not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device having a transparent plate.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 There are known lighting devices that display an image or introduce light into a transparent glass to make it invisible from the outside like a frosted glass to perform privacy protection and the like.
  • Patent Document 1 discloses a lighting device which is attached to a window glass of a predetermined size and emits light from a light guide plate provided with an LED module to hide indoors from the outside.
  • patent document 2 is the same as that of patent document 1, it aims at the retrofit method which can be installed comparatively easily.
  • Patent documents 1 and 2 disclose attaching a light guide plate having a light source to the entire window glass.
  • the illumination devices disclosed in Patent Documents 1 and 2 presuppose that the light source is provided on the end face, and when applying to the existing framed glass, the frame interferes with the light source on the end face. There is a problem that it is difficult to provide.
  • An object of this invention is to provide the illuminating device by which the light source is arrange
  • the illumination device is provided on a transparent plate, a support member for supporting at least an end face of the transparent plate, and at least one main surface of the transparent plate or inside the transparent plate.
  • the incident light is disposed at a position where it enters the light incident surface of the transparent member and does not interfere with the support member.
  • the transparent member has a triangular prismatic or quadrangular prism shape.
  • the absolute value of the difference between the average refractive index of the transparent member at 380 to 780 nm and the average refractive index of the transparent plate at 380 to 780 nm is 0.04 or less.
  • At least two opposing reflectors are disposed between the light source and the transparent member.
  • the light source is an LED.
  • the light emitting surface of the light source is disposed to be inclined with respect to the thickness direction of the transparent plate-like body.
  • ⁇ an angle between the surface different from the light incident surface of the transparent member and the transparent plate-like body L: orthogonal to the light emitting surface of the light source, and a straight line passing the center of the light source intersects the transparent member Height from transparent plate X: orthogonal to the light emitting surface of the light source, and a straight line passing through the center of the light source is parallel to the point at which the transparent member intersects the transparent plate and the tip of the transparent member Distance in various directions
  • the average value of the transmittance in the thickness direction at 380 to 780 nm of the transparent plate is 85% or more.
  • the transparent plate is a glass plate.
  • the glass plate is 60 to 85% of SiO 2 , 0 to 10% of Al 2 O 3 , 0 to 10% of MgO, CaO in terms of mass percentage on an oxide basis. 0-20% of SrO 0 ⁇ 15%, 0 ⁇ 15% of BaO, 2 ⁇ 20% of Na 2 O, the K 2 O 0 ⁇ 10%, the B 2 O 3 containing 0-20%.
  • the glass plate contains 1 to 200 ppm of Fe 2 O 3 in terms of mass per million on an oxide basis.
  • the illumination device of the present invention is disposed at a position where the light source does not interfere with the support member so that the emitted light can be incident on one surface of the transparent member.
  • the light source can be easily disposed, easily replaced, and light from the light source passes through the transparent member to be incident on the transparent plate-like body, and the light is scattered by the scattering material to emit light from the transparent plate-like body. It is possible.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a lighting device according to the present invention, wherein (a) is a first embodiment and (b) is a schematic cross-sectional view showing a second embodiment.
  • the illumination device of the present embodiment will be described in detail based on FIG.
  • the illumination device 1 of the present embodiment includes a transparent plate 10 having a transparent plate shape such as window glass or a transparent resin body, a scattering material 20 provided on the transparent plate 10, and the transparent plate 10.
  • a transparent member 30 provided and a light source 40 are provided.
  • the transparent plate 10 has a predetermined thickness and length, and has an end face 11 in the thickness direction and a major surface 12 in the length direction. Moreover, the illuminating device 1 of this embodiment is equipped with the supporting member 15 which supports at least the end surface 11 of the transparent plate-like body 10.
  • the transparent plate 10 is a transparent glass plate, a transparent resin (organic glass) or the like, and if it is a transparent resin, it is particularly preferable to use an acrylic resin, a polycarbonate resin, a polyimide resin, a PET resin, an FRP material, etc. More preferable.
  • the surface on which the transparent member 30 is provided is referred to as a first main surface 12a
  • the surface on the opposite side is referred to as a second main surface 12b.
  • the transparent plate-like body 10 is a glass plate, 60 to 85% of SiO 2 , 0 to 10% of Al 2 O 3, and 0 to 10% of MgO as a component of the glass plate in terms of mass percentage on an oxide basis 10%, the CaO 0-20 percent, SrO 0 ⁇ 15% of BaO 0 ⁇ 15%, 2 ⁇ 20% of Na 2 O, the K 2 O 0 ⁇ 10%, B 2 O 3 0-20 It is preferable to contain%.
  • the transparent plate 10 When the transparent plate 10 is a glass plate, it may contain 1 to 200 ppm of Fe 2 O 3 as a component of the glass plate in terms of mass per million on the basis of oxides. If the content of Fe 2 O 3 is 200 ppm or less, the transmittance of the glass plate is high, so the luminance of the lighting device 1 can be improved. Content of Fe 2 O 3 is more preferably not more than 150 ppm, more preferably less 100 ppm, and particularly preferably equal to or less than 25 ppm. If the content of Fe 2 O 3 is 1 ppm or more, the solubility of the glass is improved. The content of Fe 2 O 3 may be 2 ppm or more, 5 ppm or more, or 10 ppm or more.
  • the mass ratio of the amount of Fe 2+ contained in the glass plate to the total amount of Fe contained in the glass plate is to reduce the in-plane chromaticity difference of the lighting device 1 60% or less is preferable, 50% or less is more preferable, 30% or less is more preferable, and 15% or less is particularly preferable.
  • the lower limit of the mass ratio of the amount of Fe 2+ to the total amount of Fe is not particularly limited, but may be 0.1% or more, 1% or more, in order to improve the solubility of glass at the time of producing a glass plate It may be more than, 2% or more, or 5% or more.
  • the total Fe amount is the total amount of Fe 2+ and Fe 3+ contained in the glass plate.
  • the thickness of the transparent plate 10 is preferably 1 to 10 mm. When the thickness of the transparent plate 10 is 1 mm or more, the strength of the transparent plate 10 is improved. As for the thickness of the transparent plate-like body 10, 2 mm or more is more preferable, and 2.5 mm or more is further more preferable. Moreover, if the thickness of the transparent plate-like body 10 is 10 mm or less, the transparent plate-like body 10 is lightweight. As for the thickness of the transparent plate-like body 10, 6 mm or less is more preferable, and 4 mm or less is more preferable.
  • the support member 15 may be provided to support at least one end face of the transparent plate-like body 10, may be provided only on one end face of the transparent plate-like body 10, and provided on only two end faces. It may be provided in the form of a frame around the transparent plate 10. The support member 15 may be provided on the entire end face of at least one of the transparent plate-like members 10 or may be provided on a part of at least one end face of the transparent plate-like member 10.
  • the scattering material 20 is provided in at least one major surface 12 (in the present embodiment, on the second major surface 12 b side) or in the inside of the transparent plate 10.
  • a wet coating method spin coating method, spray coating method, dip coating method, die coating method, curtain coating method, screen printing method, pad printing method, or the like
  • the second main surface 12b, etc. by the ink jet method, flow coat method, gravure coat method, bar coat method, flexo coat method, slit coat method, roll coat method, sponge coat method and the like.
  • the scattering material 20 may be provided in the whole 2nd main surface 12b, and may be provided partially.
  • the scattering material 20 is provided on the second main surface 12 b side, but may be provided on the first main surface 12 a side.
  • the scattering material 20 is dispersed inside the transparent plate 10 by methods such as mixing of particles, foaming, crystallization, phase separation, and the like.
  • the scattering material 20 has an effect of extracting the light of the light source 40 from the inside to the outside of the transparent plate-like body 10, and can make the lighting device 1 bright.
  • the scattering material 20 is a plurality of light scattering particles, for example, air bubbles, inorganic particles, resin particles, glass and the like.
  • the scattering material 20 is a metal composed of aluminum, silver, platinum, gold, copper, titanium, nickel, tin, cobalt alloy, metal particles such as indium and chromium, or a metal composed of titanium oxide, aluminum oxide and zinc sulfide It may be a system fine particle, a bright material in which glass is coated with metal or metal oxide, or a bright material in which natural mica or synthetic mica is coated with metal or metal oxide.
  • a binder that bonds a plurality of light scattering particles may be used.
  • the binder has a refractive index different from that of the light scattering particles, and is, for example, a resin or glass.
  • the resin used for the binder includes, for example, acrylic resins, acrylic urethane resins, polyester acrylate resins, polyurethane acrylate resins, epoxy acrylate resins, polyester resins, polyolefin resins, urethane resins, epoxy resins, polycarbonate resins Resin, cellulose resin, acetal resin, vinyl resin, polystyrene resin, polyamide resin, polyimide resin, melamine resin, phenol resin, silicone resin, polyarylate resin, polyvinyl alcohol resin, poly chloride
  • thermoplastic resins such as vinyl resins, polysulfone resins, and fluorine resins, thermosetting resins, and ionizing radiation curable resins.
  • thermoplastic resin it is preferable to use an acrylic resin, a polyester resin, a polyolefin resin, a vinyl resin, a polycarbonate resin, and a polystyrene resin, and polymethyl methacrylate resin, polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate resin It is more preferable to use polypropylene resin, cycloolefin polymer resin, cellulose acetate propionate resin, polyvinyl butyral resin, polycarbonate resin, and polystyrene resin. These resins can be used singly or in combination of two or more.
  • the ionizing radiation curable resin examples include acrylic resins, urethane resins, acrylic urethane resins, epoxy resins and silicone resins.
  • those having an acrylate functional group for example, polyester resins of relatively low molecular weight, polyether resins, acrylic resins, epoxy resins, epoxy resins, urethane resins, alkyd resins, spiroacetal resins, polybutadiene resins, polythiol polyene resins are preferable. .
  • oligomers or prepolymers of (meth) arylates of polyfunctional compounds such as polyhydric alcohols and the like, and reactive diluents such as ethyl (meth) acrylate, ethylhexyl (meth) acrylate, styrene, methylstyrene, N-vinylpyrrolidone and the like
  • Monofunctional monomers as well as polyfunctional monomers such as polymethylolpropane tri (meth) acrylate, hexanediol (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, Resins containing relatively large amounts of dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol
  • the ionizing radiation curable resin may be one mixed with a thermoplastic resin and a solvent.
  • the thermosetting resin include phenol resins, epoxy resins, silicone resins, melamine resins, urethane resins, and urea resins. Among these, epoxy resins and silicone resins are preferable.
  • a calcined product of a hydrolyzate of alkoxysilane (sol gel silica) or silazane may be used.
  • alkoxysilane tetraalkoxysilane (tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, etc.), alkoxysilane having perfluoropolyether group (perfluoropolyether triethoxysilane, etc.), perfluoroalkyl Group-containing alkoxysilane (perfluoroethyltriethoxysilane etc.), vinyl group-containing alkoxysilane (vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane etc.), epoxy group-containing alkoxysilane (2- (3,4-epoxycyclohexyl) ) Ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane etc.
  • the transparent member 30 is disposed in the vicinity of the end face 11 of at least one principal surface 12 side (the first principal surface 12a in the present embodiment), and reflects the light incident surface 31 on which the light of the light source 40 is incident.
  • a light reflecting surface 32 and a light emitting surface 33 for emitting light in the direction of the transparent plate 10 are provided.
  • the transparent member 30 has a triangular (first embodiment) or quadrangular (second embodiment) section or the like in cross section, extends from the end face 11 of the transparent plate 10 toward the center and extends in a columnar shape. It may be a columnar member, for example, a triangular prism or a square prism.
  • the transparent member 30 is a columnar member, light from the light source 40 can be efficiently guided to the transparent plate-like body 10.
  • the shape of the transparent member 30 is not limited to that of the embodiment.
  • the material of the transparent member 30 is transparent glass, transparent resin (organic glass) or the like, and if it is a transparent resin, it is particularly preferable to use acrylic resin, polycarbonate resin, polyimide resin, PET resin, FRP material etc. More preferable.
  • the transparent member 30 is fixed to the first major surface 12 a of the transparent plate 10 with an adhesive or the like, but the average refractive index of the adhesive at 380 to 780 nm is the same as that of the transparent plate 10 and the transparent member 30. It is preferable that it be as close as possible to the average refractive index at 380 to 780 nm.
  • the absolute value of the difference between the average refractive index of the adhesive at 380 to 780 nm and the average refractive index of the transparent plate 10 at 380 to 780 nm is 0.04 or less
  • the adhesive of 380 to The absolute value of the difference between the average refractive index at 780 nm and the average refractive index at 380 to 780 nm of the transparent member 30 is preferably 0.04 or less.
  • the adhesive for example, a urethane adhesive, a polyester adhesive, an epoxy adhesive, an ⁇ -cyanoacrylate adhesive, an acrylic adhesive and the like containing a compound having a hydrolyzable silyl group are mentioned.
  • the light source 40 is an LED, an organic EL, a phosphor, a laser or the like, and is disposed at a position away from the transparent member 30 on the first main surface 12 a side of the transparent plate 10 and not interfering with the support member 15. It is done.
  • the light source 40 has a light emitting surface 41 for emitting light, and the light emitted from the light source 40 is incident on the light incident surface 31 of the transparent member 30 disposed in the vicinity of the end face 11 of the transparent plate 10.
  • the light incident surface 31 and the light source 40 face each other.
  • the light source 40 is disposed so that the outgoing light can be incident on the light incident surface 31 of the transparent member 30.
  • the light emitting surface 41 is disposed to be inclined with respect to the thickness direction of the transparent plate-like body 10.
  • the arrangement angle of the light emitting surface 41 corresponds to the angle of the light incident surface 31 of the transparent member 30, and is determined in the direction to optically efficiently irradiate from the second major surface 12b of the transparent plate 10.
  • the transparent member 30 is arrange
  • the transparent member 30 is preferably disposed in the vicinity of the end face 11 in order to light the entire transparent plate-like body 10.
  • the transparent plate-like body 10 when the transparent plate-like body 10 is rectangular, the length of the side of the main surface 12 of the transparent plate-like body 10 is A, the light incident surface 31 of the transparent member 30 and the end face 11 of the transparent plate-like body 10
  • the transparent member 30 is disposed such that B / A is 0.1 or less when B is the shortest distance of As for B / A, 0.05 or less is more preferable, and 0.01 or less is further more preferable.
  • the transparent member 30 may be disposed in the vicinity of any end face 11.
  • the position where the transparent member is disposed can be appropriately selected depending on the application.
  • the transparent member 30 may be disposed in the vicinity of the lower end surface 11 or may be disposed in the vicinity of the upper end surface 11, in the vicinity of the right end surface 11. It may be disposed or may be disposed near the left end face 11.
  • FIG. 2 shows a third embodiment of the lighting device 1.
  • a reflecting plate 50 is provided between the light source 40 and the transparent member 30 in order to allow much light to be incident on the transparent member 30 and to reduce light leakage.
  • at least two opposing reflectors 50 are provided and arranged to be parallel or open from the light source 40 toward the transparent member 30.
  • the reflecting plate 50 may be square or cylindrical, and all the inner surfaces may reflect light.
  • FIG. 3 shows a fourth embodiment of the lighting device 1.
  • the light source 40 is supported by the support member 16 protruding outward from the support member 15.
  • FIG. 4 shows a fifth embodiment of the lighting device 1.
  • the line of intersection between the light incident surface 31 and the light emitting surface 33 of the transparent member 30 is in contact with the line of intersection between the first major surface 12 a of the transparent plate 10 and the end surface 11. ing.
  • the transparent member 30 By arranging the transparent member 30 in this manner, the light source 40 and the transparent member 30 are less noticeable.
  • FIGS. 5 and 6 are explanatory diagrams showing ray tracing of the illumination device 1 in the sixth embodiment and the seventh embodiment of the illumination device 1, respectively.
  • a method of preventing light leakage from the light reflection surface 32 for a light beam emitted from the light source 40 in the vertical direction (hereinafter referred to as a chief ray) in the present invention will be described using these embodiments.
  • a chief ray a light beam emitted from the light source 40 in the vertical direction
  • FIGS. 5 and 6 after the light from the light source 40 is incident on the light incident surface 31, before entering the light reflecting surface 32, it is incident on the first major surface 12a of the transparent plate 10 and the second major surface 12b. , And return to the first major surface 12a again.
  • the refracted light beam is incident on the first major surface 12 a of the transparent plate 10 and is then reflected by the second major surface 12 b. If the light emitting surface 33 of the transparent member 30 is long as in the sixth embodiment shown in FIG. 5, the light again enters the transparent member 30 (see the broken line in FIG. 5). On the other hand, in the seventh embodiment shown in FIG. 6, the light beam is reflected by the point A where it is incident on the transparent member 30 and the second major surface 12b of the transparent plate 10 and reaches the first major surface 12a again.
  • the distance D in the direction parallel to the main surface 12 with B is larger than the distance X in the direction parallel to the main surface 12 between the point A and the point C where the light reflecting surface 32 and the light emitting surface 33 intersect.
  • the light is guided inside the transparent plate 10 without entering the transparent member 30 again (see broken line in FIG. 6).
  • the distance D is equal to or less than the distance X as in the sixth embodiment shown in FIG. 5, the light again enters the transparent member 30 and leaks from the light reflection surface 32.
  • the distance D can be expressed by (L + 2T) / tan ⁇ .
  • the relationship of (L + 2T) / tan ⁇ > X is satisfied. By satisfying this relationship, light leakage from the light reflection surface 32 can be reduced, and light utilization efficiency can be improved.
  • L The height from the transparent plate 10 at a point where a straight line orthogonal to the light emitting surface 41 of the light source 40 and passing the center of the light source 40 intersects the transparent member 30.
  • X Transparent at a point where a straight line orthogonal to the light emitting surface 41 of the light source 40 and passing the center of the light source 40 intersects the transparent member 30 and a point where the light reflecting surface 32 of the transparent member 30 intersects the light emitting surface 33 Distance in a direction parallel to the major surface 12 of the plate-like body 10.
  • T Thickness of the transparent plate 10
  • N reciprocal of average refractive index of the transparent member 30 at 380 to 780 nm.
  • ⁇ The angle between the light incident surface 31 of the transparent member 30 and the light emitting surface 41 of the light source 40.
  • ⁇ An angle formed by the light incident surface 31 of the transparent member 30 and the main surface 12 of the transparent plate-like body 10.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing ray tracing of the illumination device 1 of the sixth embodiment.
  • a method of preventing light leakage from the second major surface 12b of the principal ray emitted in the vertical direction from the light source 40 in the present invention will be described using the two embodiments shown below using this embodiment.
  • FIG. 8A after the light from the light source 40 is incident on the light incident surface 31, the light is reflected by the light reflection surface 32, and is incident on the first major surface 12a of the transparent plate 10 and the second major surface 12b.
  • the 1st Example which reaches to is shown.
  • FIG. 8B after the light from the light source 40 enters the light incident surface 31, it does not hit the light reflecting surface 32, but enters the first major surface 12a of the transparent plate 10 and the second major surface 12b.
  • the 2nd Example which reaches to is shown.
  • the light totally reflected by the light reflecting surface 32 reaches the second major surface of the transparent plate 10 at 12 b.
  • the angle ⁇ 1 between the light beam and the vertical direction of the second major surface 12b is 90 ° + ⁇ -2 ⁇ .
  • ⁇ is the angle between the light reflecting surface 32 and the light emitting surface 33.
  • the distance X is larger than the distance D1 between the point A and the point E where light is emitted from the light emission surface 33, the light incident on the transparent member 30 is reflected by the light reflection surface 32. It is described that light is directly incident on the transparent plate-like body 10 from the light emitting surface 33. If the above-described distance X is larger than D1, light is incident at a shallow angle with respect to the second major surface 12b, so that light does not leak outward from the transparent member 30. That is, it is sufficient if the distance D1 is smaller than the distance X.
  • the distance D1 can be expressed by L / tan ⁇ .
  • the lighting device 1 can reduce light leakage by satisfying the relationship of 90 ° + ⁇ 2 ⁇ > arcsin N or L / tan ⁇ ⁇ X, and use of light Efficiency can be improved.
  • ⁇ An angle between the light reflecting surface 32 of the transparent member 30 and the major surface 12 of the transparent plate-like body 10.
  • L The height from the transparent plate 10 at a point where a straight line orthogonal to the light emitting surface 41 of the light source 40 and passing the center of the light source 40 intersects the transparent member 30.
  • X Transparent at a point where a straight line orthogonal to the light emitting surface 41 of the light source 40 and passing the center of the light source 40 intersects the transparent member 30 and a point where the light reflecting surface 32 of the transparent member 30 intersects the light emitting surface 33 Distance in a direction parallel to the major surface 12 of the plate-like body 10.
  • N reciprocal of average refractive index of the transparent member 30 at 380 to 780 nm
  • ⁇ angle between the light incident surface 31 of the transparent member 30 and the light emitting surface 41 of the light source
  • ⁇ light incident surface 31 of the transparent member 30 and the transparent plate
  • the emitted light is disposed so as to be able to be incident on one surface of the transparent member 30 at a position where the light source 40 does not interfere with the support member 15.
  • the light source 40 can be easily disposed, and the light from the light source 40 passes through the transparent member 30 to be incident on the transparent plate 10, and the light is scattered by the scattering material 20, and light emission of the transparent plate 10 is possible.
  • the absolute value of the difference between the average refractive index of the transparent member 30 at 380 to 780 nm and the average refractive index of the transparent plate 10 at 380 to 780 nm is preferably 0.04 or less. Thereby, the reflection between the transparent member 30 and the transparent plate-like body 10 can be suppressed, and the light from the light source 40 can be efficiently introduced to the transparent plate-like body 10.
  • the absolute value of the difference between the average refractive index of the transparent member 30 at 380 to 780 nm and the average refractive index of the transparent plate 10 at 380 to 780 nm is more preferably 0.03 or less, and 0.02 or less Is more preferably 0.01 or less.
  • the average value of the transmittance in the thickness direction at 380 to 780 nm of the transparent plate 10 is 85% or more. As a result, the light from the light source 40 is likely to pass through the transparent plate 10, so the light looks strong.
  • the illuminating device 1 of this embodiment may be used as exterior materials, such as a window, and may be used as interior materials, such as a lighting fixture.
  • Windows include building windows and car windows.
  • Cars include cars.
  • the illuminating device 1 of this embodiment may be used for the side glass and roof glass of a motor vehicle.
  • the transparent plate-like body 10 may be laminated via the scattering material 20.
  • the lighting device 1 of the present embodiment can also be attached to the existing window glass from the indoor side.
  • the lighting device according to the present invention is applicable to the field requiring easy replacement of the light source.
  • SYMBOLS 1 lighting apparatus 10 transparent plate-like body 11 end surface 12a 1st main surface 12b 2nd main surface 15 support member 20 scattering material 30 transparent member 31 light incident surface 32 light reflective surface 33 light output surface 40 light source 41 light emitting surface 50 reflective plate

Abstract

本発明は、支持部材に干渉せず光源を容易に配置可能とした照明装置の提供を目的とする。本発明の照明装置は、透明板状体と、透明板状体に設けられた散乱材と、透明板状体に設けられた透明部材と、透明部材（３０）に設けられた光源と、を備える。透明板状体は、端面と、主面とを有している。また、透明板状体の少なくとも端面を支持する支持部材を備えている。透明部材は、光源の光が入射する光入射面を有している。光源は、出射光が光入射面に入射し、かつ支持部材に干渉しない位置に配置されている。

Description

照明装置
　本発明は、透明板状体を有する照明装置に関する。
　昨今、意匠性、機能性の向上などの観点から、単なる窓を一種のディスプレイ装置にする工夫が求められている。画像を表示したり、透明なガラスに光を導入して磨りガラスのように外から見えなくしてプライバシー保護などを行う照明装置が知られている（特許文献１及び特許文献２）。
　特許文献１には、所定の大きさの窓ガラスに取り付け、ＬＥＤモジュールを備えた導光板を発光させて屋外から屋内を見えなくする照明装置が開示されている。また、特許文献２も特許文献１と同様であるが、比較的容易に設置できる後付け工法を目的としている。
日本国特開２０１６－５８３２７号公報 日本国特開２０１６－８１６５３号公報
　特許文献１及び２は、光源を有する導光板を窓ガラス全体に取り付けることを開示している。しかし、特許文献１及び２において開示される照明装置は端面に光源が設けられることを前提としており、既存の枠付きのガラスに対して適用する際に、枠が邪魔となって光源を端面に設けることが困難であるという課題がある。
　本発明は、枠などの支持部材に干渉しない位置に光源が配置された照明装置を提供することを目的とする。
　本発明の照明装置は、透明板状体と、前記透明板状体の少なくとも端面を支持する支持部材と、前記透明板状体の少なくとも一つの主面または前記透明板状体の内部に設けられた散乱材と、前記透明板状体の少なくとも一つの主面に設けられた透明部材と、前記透明部材が設けられた主面の側に配置された光源と、を備え、前記光源は、出射光が前記透明部材の光入射面に入射し、かつ前記支持部材に干渉しない位置に配置されている。
　本発明の照明装置の一態様において例えば、前記透明部材は、三角柱または四角柱の形状を有する。
　本発明の照明装置の一態様において例えば、前記透明部材の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率と前記透明板状体の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率との差の絶対値が０．０４以下である。
　本発明の照明装置の一態様において例えば、前記光源と前記透明部材の間に対向する少なくとも２つの反射板が配置されている。
　本発明の照明装置の一態様において例えば、前記光源がＬＥＤである。
　本発明の照明装置の一態様において例えば、前記光源の発光面が、前記透明板状体の厚み方向に対して傾斜して配置されている。
　本発明の照明装置の一態様において例えば、（Ｌ＋２Ｔ）／ｔａｎθ＞Ｘを満たす。
　Ｌ：前記光源の発光面と直交し、当該光源の中心を通る直線が、前記透明部材と交わる点における前記透明板状体からの高さ
　Ｘ：前記光源の発光面と直交し、当該光源の中心を通る直線が、前記透明部材と交わる点と、前記透明部材の先端との前記透明板状体と平行な方向における距離
　Ｔ：前記透明板状体の板厚
　θ：前記光源からの主光線の前記透明部材内での進行方向であり、θ＝９０°－γ＋ａｒｃｓｉｎ（Ｎｓｉｎα）で表される
　Ｎ：前記透明部材の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率の逆数
　α：前記透明部材と前記光源の発光面がなす角
　γ：前記透明部材の光入射面と前記透明板状体がなす角
　本発明の照明装置の一態様において例えば、９０°＋θ－２β＞ａｒｃｓｉｎＮ、またはＬ／ｔａｎθ＜Ｘを満たす。
　β：前記透明部材の光入射面とは異なる面と前記透明板状体がなす角
　Ｌ：前記光源の発光面と直交し、当該光源の中心を通る直線が、前記透明部材と交わる点における前記透明板状体からの高さ
　Ｘ：前記光源の発光面と直交し、当該光源の中心を通る直線が、前記透明部材と交わる点と、前記透明部材の先端との前記透明板状体と平行な方向における距離
　θ：前記光源からの主光線の前記透明部材内での進行方向であり、θ＝９０°－γ＋ａｒｃｓｉｎ（Ｎｓｉｎα）で表される
　Ｎ：前記透明部材の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率の逆数
　α：前記透明部材と前記光源の発光面がなす角
　γ：前記透明部材の光入射面と前記透明板状体がなす角
　本発明の照明装置の一態様において例えば、前記透明板状体の３８０～７８０ｎｍにおける板厚方向の透過率の平均値が８５％以上である。
　本発明の照明装置の一態様において例えば、前記透明板状体がガラス板である。
　本発明の照明装置の一態様において例えば、前記ガラス板は酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を６０～８５％、Ａｌ２Ｏ３を０～１０％、ＭｇＯを０～１０％、ＣａＯを０～２０％、ＳｒＯを０～１５％、ＢａＯを０～１５％、Ｎａ２Ｏを２～２０％、Ｋ２Ｏを０～１０％、Ｂ２Ｏ３を０～２０％含有する。
　本発明の照明装置の一態様において例えば、前記ガラス板は酸化物基準の質量百万分率表示で、Ｆｅ２Ｏ３を１～２００ｐｐｍ含有する。
　本発明の照明装置は、光源が支持部材に干渉しない位置に、出射光が透明部材の一面に入射可能なように配置されている。これにより光源を容易に配置でき、容易に交換可能であり、光源からの光が透明部材を通過して透明板状体に入射し、散乱材により光が散乱し、透明板状体の発光を可能としている。
本発明に係る照明装置の一例を示す概略断面図、（ａ）第１の実施形態、（ｂ）第２の実施形態。 本発明に係る照明装置の第３の実施形態を示す概略断面図。 本発明に係る照明装置の第４の実施形態を示す概略断面図。 本発明に係る照明装置の第５の実施形態を示す概略断面図。 本発明に係る照明装置の第６の実施形態の光線追跡を示す説明図。 本発明に係る照明装置の第７の実施形態の光線追跡を示す説明図。 本発明に係る照明装置の配置関係に基づく角度及び距離に関する説明図。 本発明に係る照明装置の光線追跡を示す説明図、（ａ）第１実施例、（ｂ）第２実施例。
　以下、発明を実施するための形態に基づいて、本発明の詳細およびその他の特徴について説明する。なお、以下の図面において、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する符号を付すことにより、重複する説明を省略する。また、図面は、特に指定しない限り、部材又は部品間の相対比を示すことを目的としない。よって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、適宜選択可能である。
　また本明細書において数値範囲を示す「～」とは、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。
　本発明に係る照明装置の好適な実施形態を、図１～図７に基づいて詳述する。
　図１は、本発明に係る照明装置の一例を示す概略断面図であり、（ａ）は第１の実施形態、（ｂ）は第２の実施形態を示す概略断面図である。図１に基づいて本実施形態の照明装置を詳述する。
　本実施形態の照明装置１は、窓ガラスや透明樹脂体などの透明な板状である透明板状体１０と、透明板状体１０に設けられた散乱材２０と、透明板状体１０に設けられた透明部材３０と、光源４０と、を備えている。
　透明板状体１０は、所定の厚さと長さを有し、厚み方向の端面１１と、長さ方向の主面１２とを有している。また、本実施形態の照明装置１は、透明板状体１０の少なくとも端面１１を支持する支持部材１５を備えている。透明板状体１０は、透明なガラス板や透明樹脂（有機ガラス）などであり、透明樹脂であれば、例えばアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＦＲＰ材料等を用いることが特により好ましい。尚、説明を分かりやすくするために、主面１２のうち、透明部材３０が設けられる面を第１主面１２ａ、反対側の面を第２主面１２ｂとする。
　透明板状体１０が、ガラス板である場合、ガラス板の成分として、酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を６０～８５％、Ａｌ２Ｏ３を０～１０％、ＭｇＯを０～１０％、ＣａＯを０～２０％、ＳｒＯを０～１５％、ＢａＯを０～１５％、Ｎａ２Ｏを２～２０％、Ｋ２Ｏを０～１０％、Ｂ２Ｏ３を０～２０％含有することが好ましい。
　上述の組成範囲であれば、透明板状体１０の、強度が強くなり、耐候性にも優れるので、特に外装材として好ましい。
　透明板状体１０が、ガラス板である場合、ガラス板の成分として、酸化物基準の質量百万分率表示で、Ｆｅ２Ｏ３を１～２００ｐｐｍ含有してもよい。Ｆｅ２Ｏ３の含有量が２００ｐｐｍ以下であれば、ガラス板の透過率が高くなるので、照明装置１の輝度を向上させることができる。Ｆｅ２Ｏ３の含有量は１５０ｐｐｍ以下がより好ましく、１００ｐｐｍ以下がさらに好ましく、２５ｐｐｍ以下が特に好ましい。また、Ｆｅ２Ｏ３の含有量が１ｐｐｍ以上であれば、ガラスの溶解性が向上する。Ｆｅ２Ｏ３の含有量は２ｐｐｍ以上でもよく、５ｐｐｍ以上でもよく、１０ｐｐｍ以上でもよい。
　透明板状体１０が、ガラス板である場合、ガラス板に含まれる全Ｆｅ量に対するガラス板に含まれるＦｅ２＋量の質量割合は、照明装置１の面内色度差を小さくするには、６０％以下が好ましく、５０％以下がより好ましく、３０％以下がさらに好ましく、１５％以下が特に好ましい。また、全Ｆｅ量に対するＦｅ２＋量の質量割合の下限は特に限定されないが、ガラス板を製造する際のガラスの溶解性を向上させるには、０．１％以上であってもよく、１％以上であってもよく、２％以上であってもよく、５％以上であってもよい。ここで、全Ｆｅ量とは、ガラス板に含まれるＦｅ２＋量とＦｅ３＋量の合計量である。
　透明板状体１０の厚さは、１～１０ｍｍが好ましい。透明板状体１０の厚さが１ｍｍ以上であれば、透明板状体１０の強度が向上する。透明板状体１０の厚さは２ｍｍ以上がより好ましく、２．５ｍｍ以上がさらに好ましい。また、透明板状体１０の厚さが１０ｍｍ以下であれば、透明板状体１０が軽量である。透明板状体１０の厚さは６ｍｍ以下がより好ましく、４ｍｍ以下がさらに好ましい。
　支持部材１５は、透明板状体１０の少なくとも１つの端面を支持するように設けられていればよく、透明板状体１０の１つの端面のみに設けられてもよく、２つの端面のみに設けられてもよく、透明板状体１０の周囲に枠状に設けられてもよい。また、支持部材１５は、透明板状体１０の少なくとも１つの端面全体に設けられてもよく、透明板状体１０の少なくとも１つの端面の一部分に設けられてもよい。
　散乱材２０は、少なくとも一つの主面１２（本実施形態では第２主面１２ｂ側）または透明板状体１０の内部に設けられる。散乱材２０が主面１２に設けられる場合は、ベタ塗りまたはドット形状等にウェットコート法（スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スクリーン印刷法、パッド印刷法、インクジェット法、フローコート法、グラビアコート法、バーコート法、フレキソコート法、スリットコート法、ロールコート法、スポンジコート法等）等により第２主面１２ｂ上に形成される。また、散乱材２０は、第２主面１２ｂ全体に設けられていてもよく、部分的に設けられていてもよい。本実施形態では、散乱材２０は第２主面１２ｂ側に設けられているが、第１主面１２ａ側に設けられていてもよい。散乱材２０が透明板状体１０の内部に設けられる場合は、透明板状体１０の内部に散乱材２０が、粒子の混合、発泡、結晶化、分相等の方法により分散される。
　散乱材２０は、光源４０の光を透明板状体１０の内部から外部へと取り出す効果を持ち、照明装置１を明るく光らせることができる。散乱材２０は、複数の光散乱粒子であり、例えば気泡、無機粒子、樹脂粒子、ガラス等である。また、散乱材２０は、アルミニウム、銀、白金、金、銅、チタン、ニッケル、スズ、スズ-コバルト合金、インジウムおよびクロム等の金属系微粒子、または、酸化チタン、酸化アルミニウムおよび硫化亜鉛からなる金属系微粒子、ガラスに金属または金属酸化物を被覆した光輝性材料、または天然雲母や合成雲母に金属または金属酸化物を被覆した光輝性材料などであってもよい。散乱材２０が主面１２に設けられる場合は、複数の光散乱粒子（散乱材２０）を結合するバインダーが用いられてもよい。バインダーは光散乱粒子とは異なる屈折率を有し、例えば樹脂、ガラスである。
　バインダーに用いる樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、アクリルウレタン系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、ポリウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、アセタール系樹脂、ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスルホン系樹脂、およびフッ素系樹脂等の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ならびに電離放射線硬化性樹脂が挙げられる。これらの中でも、熱可塑性樹脂を用いることが、シート状透明成型体の成形性の観点から好ましいが、特に制限されるものではない。熱可塑性樹脂としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、およびポリスチレン系樹脂を用いることが好ましく、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、セルロースアセテートプロピオネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリカーボネート樹脂、およびポリスチレン樹脂を用いることがより好ましい。これらの樹脂は、１種単独または２種以上を組み合わせて用いることができる。電離放射線硬化型樹脂としては、アクリル系やウレタン系、アクリルウレタン系やエポキシ系、シリコーン系樹脂等が挙げられる。これらの中でも、アクリレート系の官能基を有するもの、例えば比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂が好ましい。また、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アルリレート等のオリゴマー又はプレポリマー及び反応性希釈剤としてエチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、メチルスチレン、Ｎ－ビニルピロリドン等の単官能モノマー並びに多官能モノマー、例えば、ポリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等を比較的多量に含有する樹脂も好ましい。また、電離放射線硬化型樹脂は熱可塑性樹脂および溶剤と混合されたものであってもよい。熱硬化型樹脂としては、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、メラミン樹脂、ウレタン系樹脂、尿素樹脂等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂が好ましい。アルコキシシランの加水分解物（ゾルゲルシリカ）の焼成物、シラザンを用いてもよい。アルコキシシランとしては、テトラアルコキシシラン（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等）、パーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン（パーフルオロポリエーテルトリエトキシシラン等）、パーフルオロアルキル基を有するアルコキシシラン（パーフルオロエチルトリエトキシシラン等）、ビニル基を有するアルコキシシラン（ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等）、エポキシ基を有するアルコキシシラン（２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等）、アクリロイルオキシ基を有するアルコキシシラン（３－アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等）等が挙げられる。
　透明部材３０は、少なくとも一つの主面１２側（本実施形態では第１主面１２ａ）の端面１１近傍に配置され、光源４０の光が入射する光入射面３１と、入射した光を反射する光反射面３２と、透明板状体１０方向に光を出射させる光出射面３３とを有している。また、透明部材３０は、断面が三角形（第１の実施形態）又は四角形（第２の実施形態）などであり、透明板状体１０の端面１１から中央に向かって延在し、柱状に延びる柱状部材でもよく、例えば三角柱や四角柱形状でもよい。透明部材３０が柱状部材であると、光源４０からの光を効率的に透明板状体１０に導くことができる。もちろん透明部材３０の形状は、実施形態のものには限定されない。
　また透明部材３０の材質は、透明なガラスや透明樹脂（有機ガラス）などであり、透明樹脂であれば、例えばアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＦＲＰ材料等を用いることが特により好ましい。
　透明部材３０は、透明板状体１０の第１主面１２ａに対して接着剤などで固定されるが、接着剤の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率は、透明板状体１０及び透明部材３０の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率となるべく近いと好ましい。具体的には、接着剤の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率と透明板状体１０の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率との差の絶対値が０．０４以下であり、かつ、接着剤の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率と透明部材３０の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率との差の絶対値が０．０４以下であると好ましい。接着剤としては、例えばウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤、エポキシ系接着剤、α－シアノアクリレート系接着剤、アクリル系接着剤等に加水分解性シリル基を有する化合物を含有せしめたものが挙げられる。
　光源４０は、ＬＥＤ、有機ＥＬ、蛍光体、レーザ等であり、透明部材３０に対して離間し、透明板状体１０の第１主面１２ａ側で、かつ支持部材１５に干渉しない位置に配置されている。また、光源４０は、光を出射する発光面４１を有し、光源４０の出射光が透明板状体１０の端面１１の近傍に配置された透明部材３０の光入射面３１に入射する。ここで、光入射面３１と光源４０とは対向している。光源４０は、透明部材３０の光入射面３１に出射光が入射できるように配置される。そして、発光面４１は、透明板状体１０の厚み方向に対して傾斜して配置されることが好ましい。発光面４１の配置角度は、透明部材３０の光入射面３１の角度に対応し、透明板状体１０の第２主面１２ｂから光学的に効率よく照射する方向に向けて決定される。
　また、本実施形態では透明部材３０は端面１１の近傍に配置されているが、これに限定されず、透明板状体１０の中央部に配置されてもよい。透明部材３０を配置する位置を選択することにより、透明板状体１０の発光させる位置を選択できる。透明板状体１０の全体を光らせるために、透明部材３０は端面１１の近傍に配置されることが好ましい。特に、透明板状体１０が矩形である場合には、透明板状体１０の主面１２の辺の長さをＡ、透明部材３０の光入射面３１と透明板状体１０の端面１１との最短距離をＢとしたときにＢ／Ａが０．１以下となるように透明部材３０が配置されることが好ましい。Ｂ／Ａは０．０５以下がより好ましく、０．０１以下がさらに好ましい。
　また、透明部材３０はいずれの端面１１の近傍に配置されてもよい。透明部材を配置する位置は用途により適宜選択できる。透明板状体１０が窓として用いられる場合、透明部材３０は下方の端面１１の近傍に配置されてもよく、上方の端面１１の近傍に配置されてもよく、右方の端面１１の近傍に配置されてもよく、左方の端面１１の近傍に配置されてもよい。
　図２は、照明装置１の第３の実施形態を示す。照明装置１の第３の実施形態では、多くの光を透明部材３０に入射可能とするとともに、光漏れを減らす目的で、光源４０と透明部材３０との間に反射板５０を設けている。実施形態では、対向する少なくとも２つの反射板５０が設けられ、平行又は光源４０から透明部材３０に向かって開くように配置されている。反射板５０は角形でも筒型でもよく、内面全てが光を反射してもよい。反射板５０を設けることにより、光源４０の発光面４１の垂直方向と反射板５０により反射され透明部材３０に入射する光の方向とのなす角度が小さくなるので、光漏れを減らすことができる。
　図３は、照明装置１の第４の実施形態を示す。照明装置１の第４の実施形態では、光源４０が支持部材１５から外方向に突出した支持部材１６に支持されている。照明装置１の第４の実施形態では、光源４０を支持する専用の支持部材を設ける必要が無く、コストダウンが図れる。
　図４は、照明装置１の第５の実施形態を示す。照明装置１の第５の実施形態では、透明部材３０の光入射面３１と光出射面３３との交線が透明板状体１０の第１主面１２ａと端面１１との交線と接触している。透明部材３０がこのように配置されることにより、光源４０及び透明部材３０が目立ち難い。
　図５、図６は、それぞれ照明装置１の第６の実施形態及び第７の実施形態における、照明装置１の光線追跡を示す説明図である。これらの実施形態を用いて、本発明において光源４０から垂直な方向に出射される光線（以下、主光線という）について、光反射面３２からの光漏れを防ぐ方法を説明する。図５及び図６は、光源４０からの光が光入射面３１に入射した後、光反射面３２に当たる前に、透明板状体１０の第１主面１２ａに入射し、第２主面１２ｂで反射し、再び第１主面１２ａへと戻る例を示す。
　光源４０からの光が角度αで透明部材３０の光入射面３１に入射すると、光線は光入射面３１に垂直な方向に対して角η＝ａｒｃｓｉｎ（Ｎｓｉｎα）で屈折することが知られている（スネルの法則）。ここで、Ｎは透明部材３０の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率の逆数である。屈折光線において、透明板状体１０の主面１２に平行な線分となす角度θは、（９０°－γ）＋ａｒｃｓｉｎ（Ｎｓｉｎα）となる。ここでγは、光入射面３１と第１主面１２ａのなす角度である。
　そして屈折光線は、透明板状体１０の第１主面１２ａに入射した後、第２主面１２ｂで反射する。図５に示す第６の実施形態のように透明部材３０の光出射面３３が長いと、光は再び透明部材３０に入射してしまう（図５破線光線参照）。一方、図６に示す第７の実施形態では、光線が透明部材３０に入射した点Ａと、透明板状体１０の第２主面１２ｂで反射し、再び第１主面１２ａに到達する点Ｂとの主面１２と平行な方向における距離Ｄが、点Ａと、光反射面３２と光出射面３３との交わる点Ｃとの主面１２と平行な方向における距離Ｘよりも大きい。これにより、光は再び透明部材３０に入射すること無く、透明板状体１０内部を導光する（図６破線光線参照）。逆に、図５に示す第６の実施形態のように距離Ｄが距離Ｘ以下である場合には、光は再び透明部材３０に入射し、光反射面３２から漏れ出てしまう。
　即ち、透明板状体１０の厚さをＴ、主面１２と点Ａとの距離をＬ、とすると、距離Ｄは（Ｌ＋２Ｔ）／ｔａｎθで表すことができ、第７の実施形態においては、（Ｌ＋２Ｔ）／ｔａｎθ＞Ｘの関係を満たすことになる。この関係を満たすことにより、光反射面３２からの光漏れが低減でき、光の利用効率を向上させることができる。
　ここで、図７の説明図を参考に、数式に用いられる文字を定義する。
　Ｌ：光源４０の発光面４１と直交し、当該光源４０の中心を通る直線が、透明部材３０と交わる点における透明板状体１０からの高さ。
　Ｘ：光源４０の発光面４１と直交し、当該光源４０の中心を通る直線が、透明部材３０と交わる点と、透明部材３０の光反射面３２と光出射面３３との交わる点との透明板状体１０の主面１２と平行な方向における距離。
　Ｔ：透明板状体１０の板厚。
　θ：光源４０からの主光線の透明部材３０内での進行方向と透明板状体１０の主面１２の方向とのなす角であり、θ＝９０°－γ＋ａｒｃｓｉｎ（Ｎｓｉｎα）で表される。
　Ｎ：透明部材３０の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率の逆数。
　α：透明部材３０の光入射面３１と光源４０の発光面４１がなす角。
　γ：透明部材３０の光入射面３１と透明板状体１０の主面１２がなす角。
　図８は、第６の実施形態の照明装置１の光線追跡を示す説明図である。この実施形態を用いて、本発明において光源４０から垂直な方向に出射される主光線について、第２主面１２ｂからの光漏れを防ぐ方法について、以下に示す二つの実施例を利用して説明する。図８（ａ）は、光源４０からの光が光入射面３１に入射した後、光反射面３２で反射され、透明板状体１０の第１主面１２ａに入射し、第２主面１２ｂへと到達する第１実施例を示す。図８（ｂ）は、光源４０からの光が光入射面３１に入射した後、光反射面３２に当たらず、透明板状体１０の第１主面１２ａに入射し、第２主面１２ｂへと到達する第２実施例を示す。
　第１実施例では、光反射面３２で全反射した光は、透明板状体１０の第２主面に１２ｂに到達する。光線と第２主面１２ｂの垂直方向との角度θ１は、９０°＋θ－２βとなる。当該θ１が、臨界角ａｒｃｓｉｎＮよりも大きい場合は、光が第２主面１２ｂから出射せず、透明板状体１０の内部を導光する。ここでβは光反射面３２と光出射面３３とのなす角度である。
　第２実施例では、上述の距離Ｘが、点Ａと光出射面３３から光が出射する点Ｅとの距離Ｄ１と比べて大きいので、透明部材３０に入射した光が光反射面３２で反射せず、直接光出射面３３から透明板状体１０に入射することを説明している。上述の距離ＸがＤ１と比べて大きければ、第２主面１２ｂに対して光が浅い角度で入射するので、透明部材３０から外方に光が漏れることがない。即ち、距離Ｄ１が距離Ｘよりも小さければ良い。距離Ｄ１はＬ／ｔａｎθで表すことができる。
　第１実施例及び第２実施例から、本実施形態の照明装置１は、９０°＋θ－２β＞ａｒｃｓｉｎＮ、またはＬ／ｔａｎθ＜Ｘの関係を満たすことにより、光漏れを低減でき、光の利用効率を向上させることができる。
　ここで、図７の説明図を参考に、数式に用いられる文字を定義する。
　β：透明部材３０の光反射面３２と透明板状体１０の主面１２とがなす角。
　Ｌ：光源４０の発光面４１と直交し、当該光源４０の中心を通る直線が、透明部材３０と交わる点における透明板状体１０からの高さ。
　Ｘ：光源４０の発光面４１と直交し、当該光源４０の中心を通る直線が、透明部材３０と交わる点と、透明部材３０の光反射面３２と光出射面３３との交わる点との透明板状体１０の主面１２と平行な方向における距離。
　θ：光源４０からの主光線の透明部材３０内での進行方向と透明板状体１０の主面１２の方向とのなす角であり、θ＝９０°－γ＋ａｒｃｓｉｎ（Ｎｓｉｎα）で表される。
　Ｎ：透明部材３０の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率の逆数
　α：透明部材３０の光入射面３１と光源４０の発光面４１がなす角
　γ：透明部材３０の光入射面３１と透明板状体１０の主面１２がなす角
　本実施形態の照明装置１では、光源４０が支持部材１５に干渉しない位置に、出射光が透明部材３０の一面に入射可能なように配置されている。これにより光源４０を容易に配置でき、光源４０からの光が透明部材３０を通過して透明板状体１０に入射し、散乱材２０により光が散乱し、透明板状体１０の発光を可能としている。
　そして、透明部材３０の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率と透明板状体１０の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率との差の絶対値が０．０４以下であることが好ましい。これにより、透明部材３０と透明板状体１０との間での反射を抑制し、光源４０からの光を効率的に透明板状体１０に導入できる。透明部材３０の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率と透明板状体１０の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率との差の絶対値は、０．０３以下であることがより好ましく、０．０２以下であることがさらに好ましく、０．０１以下であることが特に好ましい。
　さらに、透明板状体１０の３８０～７８０ｎｍにおける板厚方向の透過率の平均値が８５％以上であることが好ましい。これにより、光源４０からの光が透明板状体１０を通過しやすいので、光が強く見える。
　本実施形態の照明装置１は、窓などの外装材として用いられてもよく、照明器具などの内装材として用いられてもよい。窓としては、建物の窓、車の窓が挙げられる。車としては、自動車が挙げられる。本実施形態の照明装置１は、自動車のサイドガラス及びルーフガラスに用いられてもよい。
　また、散乱材２０を保護する目的で、散乱材２０を介して透明板状体１０を積層してもよい。
　本実施形態の照明装置１は、既存の窓ガラスに対して室内側から取り付けることも可能である。
　尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
　本発明を特定の態様を参照して詳細に説明したが、本発明の精神と範囲を離れることなく様々な変更および修正が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお、本出願は、２０１７年１０月６日付けで出願された日本特許出願（特願２０１７－１９６０１７）に基づいており、その全体が引用により援用される。また、ここに引用されるすべての参照は全体として取り込まれる。
　本発明に係る照明装置は、光源の容易な交換を要求する分野に適用可能である。
　１　照明装置
　１０　透明板状体
　１１　端面
　１２ａ　第１主面
　１２ｂ　第２主面
　１５　支持部材
　２０　散乱材
　３０　透明部材
　３１　光入射面
　３２　光反射面
　３３　光出射面
　４０　光源
　４１　発光面
　５０　反射板

Claims (12)

  1. 　透明板状体と、
    　前記透明板状体の少なくとも端面を支持する支持部材と、
    　前記透明板状体の少なくとも一つの主面または前記透明板状体の内部に設けられた散乱材と、
    　前記透明板状体の少なくとも一つの主面に設けられた透明部材と、
    　前記透明部材が設けられた主面の側に配置された光源と、を備え、
    　前記光源は、出射光が前記透明部材の光入射面に入射し、かつ前記支持部材に干渉しない位置に配置されている、
    　照明装置。
  2. 　前記透明部材は、三角柱または四角柱の形状を有する請求項１に記載の照明装置。
  3. 　前記透明部材の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率と前記透明板状体の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率との差の絶対値が０．０４以下である請求項１または２に記載の照明装置。
  4. 　前記光源と前記透明部材の間に、対向する少なくとも２つの反射板が配置されている請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
  5. 　前記光源がＬＥＤである請求項１から４のいずれか１項に記載の照明装置。
  6. 　前記光源の発光面が、前記透明板状体の厚み方向に対して傾斜して配置されている請求項１から５のいずれか１項に記載の照明装置。
  7. 　（Ｌ＋２Ｔ）／ｔａｎθ＞Ｘを満たす請求項１から６のいずれか１項に記載の照明装置。
    Ｌ：前記光源の発光面と直交し、当該光源の中心を通る直線が、前記透明部材と交わる点における前記透明板状体からの高さ
    Ｘ：前記光源の発光面と直交し、当該光源の中心を通る直線が、前記透明部材と交わる点と、前記透明部材の先端との前記透明板状体と平行な方向における距離
    Ｔ：前記透明板状体の板厚
    θ：前記光源からの主光線の前記透明部材内での進行方向であり、θ＝９０°－γ＋ａｒｃｓｉｎ（Ｎｓｉｎα）で表される
    Ｎ：前記透明部材の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率の逆数
    α：前記透明部材と前記光源の発光面がなす角
    γ：前記透明部材の光入射面と前記透明板状体がなす角
  8. 　９０°＋θ－２β＞ａｒｃｓｉｎＮ、またはＬ／ｔａｎθ＜Ｘを満たす請求項１から６のいずれか１項に記載の照明装置。
    β：前記透明部材の光入射面とは異なる面と前記透明板状体がなす角
    Ｌ：前記光源の発光面と直交し、当該光源の中心を通る直線が、前記透明部材と交わる点における前記透明板状体からの高さ
    Ｘ：前記光源の発光面と直交し、当該光源の中心を通る直線が、前記透明部材と交わる点と、前記透明部材の先端との前記透明板状体と平行な方向における距離
    θ：前記光源からの主光線の前記透明部材内での進行方向であり、θ＝９０°－γ＋ａｒｃｓｉｎ（Ｎｓｉｎα）で表される
    Ｎ：前記透明部材の３８０～７８０ｎｍにおける平均屈折率の逆数
    α：前記透明部材と前記光源の発光面がなす角
    γ：前記透明部材の光入射面と前記透明板状体がなす角
  9. 　前記透明板状体の３８０～７８０ｎｍにおける板厚方向の透過率の平均値が８５％以上である請求項１から８のいずれか１項に記載の照明装置。
  10. 　前記透明板状体がガラス板である請求項１から９のいずれか１項に記載の照明装置。
  11. 　前記ガラス板は酸化物基準の質量百分率表示で、ＳｉＯ２を６０～８５％、Ａｌ２Ｏ３を０～１０％、ＭｇＯを０～１０％、ＣａＯを０～２０％、ＳｒＯを０～１５％、ＢａＯを０～１５％、Ｎａ２Ｏを２～２０％、Ｋ２Ｏを０～１０％、Ｂ２Ｏ３を０～２０％含有する請求項１０に記載の照明装置。
  12. 　前記ガラス板は酸化物基準の質量百万分率表示で、Ｆｅ２Ｏ３を１～２００ｐｐｍ含有する請求項１０または１１に記載の照明装置。
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