WO2013190919A1 - 照明装置 - Google Patents
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- G02B6/0043—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles provided on the surface of the light guide
Definitions
- the present invention relates to an illuminating device, and more particularly to an illuminating device that illuminates a space on the side facing at least one surface of the light guide plate by causing the light guide plate to emit light.
- the light from the light source is incident on the end portion of the light guide plate having translucency, and the incident light is guided toward the opposite end portion by totally reflecting between the plate surfaces of the light guide plate.
- Patent Document 1 proposes an illuminating device having directivity other than the direction perpendicular to the unit radiation surface.
- Patent Document 1 discloses a foot lamp that is installed on a wall surface and illuminates downward from the installation position.
- a light guide groove formed on the wedge is provided on a surface opposite to the light exit surface of the light guide plate, and the light guide groove deflects light guided in the light guide plate.
- this footlamp has the light emission direction inclined downward from the perpendicular direction of the unit radiation surface, and the light emission in the unnecessary direction is reduced to illuminate the floor surface. Improves efficiency.
- the angular luminance distribution of the emitted light is not uniform, and luminance unevenness occurs. Therefore, for example, when applied to uses such as a signboard provided above the head, the aesthetics are impaired due to the uneven brightness.
- An object of the present invention is to provide a lighting device with high illumination efficiency and high aesthetics by reducing the emission of light in unnecessary directions and reducing unevenness in luminance.
- the invention according to claim 1 is provided with a light source, and a first main surface and a second main surface that face each other, receives light from the light source, and is an inner surface between the first main surface and the second main surface.
- a light guide plate that repeats reflection and guides light in a predetermined direction, and receives and diffuses a part of the light guided in the light guide plate, and the diffused light is
- a plurality of optical path deflecting units arranged in the predetermined direction on the second main surface to deflect both the normal direction component of the first main surface and the component in the predetermined direction.
- the deflecting unit is provided such that its diffusivity increases as the distance from the light source increases along the predetermined direction.
- the invention according to claim 2 is the illuminating device according to claim 1, wherein the optical path deflecting unit deflects the diffused light by reflecting the diffused light toward the first main surface. It has a deflecting surface, and is provided with a diffusing portion that is formed in an uneven shape on the deflecting surface and diffuses a part of the light guided through the light guide plate.
- the invention according to claim 3 is the illuminating device according to claim 2, wherein the optical path deflecting unit is arranged along the predetermined direction from the second main surface side to the first main surface.
- a groove structure provided with an inclined surface so as to incline toward the side, wherein the inclined surface corresponds to the deflecting surface, and the groove structure is separated from the light source along the predetermined direction.
- the invention according to claim 4 is the illuminating device according to claim 2, wherein the optical path deflecting unit is arranged along the predetermined direction from the second main surface side to the first main surface.
- a convex structure provided with an inclined surface so as to incline toward the side, wherein the groove structure has a normal direction of the second main surface and the inclined surface as the groove structure moves away from the light source along the predetermined direction. It is provided that the angle formed by is small.
- the invention according to claim 5 is the illuminating device according to claim 1, wherein the optical path deflecting unit is formed as a three-dimensional structure having translucency in which diffusing particles are contained.
- a three-dimensional diffusion dot structure that deflects the diffused light by reflecting the diffused light toward the first main surface by a spherical surface, wherein the three-dimensional diffusion dot structure is formed from the light source along the predetermined direction. It is provided so that the density of dots increases or the density of the diffusing particles increases as the distance increases.
- the invention according to claim 6 is the illumination device according to claim 5, wherein the three-dimensional diffusing dot structure is eccentric toward the predetermined direction, and the three-dimensional diffusion dot structure extends along the predetermined direction. It is provided so that the degree of eccentricity increases as the distance from the light source increases.
- the invention according to claim 7 is the illumination device according to claim 1, wherein the optical path deflecting unit is formed by applying a scattering agent included in the diffusing particles therein, and the diffusing particles cause the Diffuse light is deflected toward the first main surface, and as the distance from the light source increases along the predetermined direction, the area increases or the density of the diffusion particles increases. It is provided as follows.
- the invention according to claim 8 is the illuminating device according to any one of claims 1 to 7, which is provided so as to face the second main surface, and the second main surface. And a reflecting plate that reflects the light emitted from the second main surface toward the second main surface.
- the invention according to claim 9 is the illuminating device according to any one of claims 1 to 8, provided to face the first main surface, and the first main surface. And a diffusion plate provided to diffuse the light emitted from the light source so that the degree of diffusion increases with distance from the light source along the predetermined direction.
- the invention according to claim 10 is the illumination device according to any one of claims 1 to 9, wherein the light guide plate receives light from the light source at a predetermined end. Then, the light is guided toward the end on the opposite side which is the predetermined direction.
- An eleventh aspect of the present invention is the illumination device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the light guide plate transmits light from the light source to the first main surface and The light is received in at least one of the second main surfaces and deflected to guide light in the predetermined direction.
- the light guided through the light guide plate is diffused by the optical path deflecting unit so that the diffusivity increases as the distance from the light source increases, and the diffused light has directivity in a desired direction.
- the optical path deflecting unit With such a configuration, emission of light in an unnecessary direction is reduced, and luminance unevenness is reduced. Therefore, it is possible to provide a lighting device with high illumination efficiency and high aesthetics.
- FIG. 1 is an IB-IB schematic cross-sectional view of a lighting device according to a first embodiment. It is the schematic which showed an example of the structure of the optical path deflection
- FIGS. 1A and 1B An optical device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A and 1B.
- the horizontal direction of the front view shown in FIG. 1A is the x direction
- the height direction is the z direction
- the depth direction orthogonal to the x direction and the z direction is the y direction.
- . 1B is a schematic cross-sectional view of the lighting device according to the present invention cut along a yz plane indicated by IB-IB in FIG. 1A.
- the lighting device includes a light guide plate 10, a lighting unit 32, a power supply unit 33, a light guide plate support portion 40, a diffusion plate 52, and a reflection plate 51. It is comprised including.
- the light guide plate support portion 40 includes an outer frame portion 41 so as to cover the end portion of the light guide plate 10.
- the light guide plate support section 40 including the outer frame section 41 can be formed of, for example, a metal such as aluminum, wood, or an opaque resin.
- a circumferential groove 42 is provided on the inner surface portion of the outer frame portion 41.
- the light guide plate 10 has, for example, a rectangular flat plate shape, and includes a first main surface 11 and a second main surface 12. Further, the light guide plate 10 includes an upper end surface 13, a lower end surface 14, and a side end surface 15 provided around the first main surface 11 and the second main surface 12, respectively.
- the upper end surface 13, the lower end surface 14, and the side end surface 15 of the light guide plate 10 are configured to be fitted in the circumferential groove 42. Thereby, the upper end surface 13, the lower end surface 14, and the side end surface 15 of the light guide plate 10 can be engaged with the circumferential groove 42. By this engagement, the light guide plate 10 is attached to the light guide plate support 40.
- the light guide plate 10 is a light-transmitting plate-like member that can transmit light, and is formed to have a thickness for guiding light by totally reflecting between the first main surface 11 and the second main surface 12. ing.
- the light guide plate 10 is totally reflected between the first main surface 11 and the second main surface 12 when light is incident from any one of the upper end surface 13, the lower end surface 14, and the side end surface 15. The incident light is guided to the opposite end.
- a resin such as acrylic or polycarbonate, or glass is employed.
- the optical path deflecting unit 20 receives the light guided in the light guide plate 10 along the z direction, diffuses the light, and deflects the diffused light toward the first main surface 11. That is, the optical path deflecting unit 20 deflects the diffused light so as to have a y-direction component (direction component of the first principal surface 11) and a z-direction component (component in a direction away from the light source 31). Details of the optical path deflecting unit 20 will be described later.
- a reflection plate 51 may be provided on the second main surface 12 side of the light guide plate 10 so that the reflection surface faces the second main surface 12.
- the reflection plate 51 By providing the reflection plate 51 in this manner, the light emitted from the second main surface 12 is reflected by the reflection surface of the reflection plate 51 and is incident on the light guide plate 10 from the second main surface 12 again. Thereby, the light emitted from the second main surface 12 can be used for illumination, and the illumination efficiency is improved.
- a diffusion plate 52 may be provided on the first main surface 11 side of the light guide plate 10 so as to be opposed to the first main surface 11. With such a configuration, the light emitted from the first main surface 11 can be further diffused by the diffusion plate 52.
- the diffusivity of the diffusing plate 52 may be changed according to the position on the plate surface. Details of the method of setting the diffusivity will be described later together with the optical path deflecting unit 20.
- the end surfaces of the reflecting plate 51, the light guide plate 10 and the diffusing plate 52 are engaged with the circumferential groove 42 to support them. What is necessary is just to attach to the part 40.
- the upper outer frame portion 41 is provided with a concave portion 43 having a shape that is long in the x direction on the back side of the circumferential groove 42.
- the illumination unit 32 having a width substantially equal to the width of the recess 43 in the y direction and a long shape in the x direction is accommodated in the recess 43.
- the illumination unit 32 is provided with a light source 31.
- the light source 31 is disposed to face the upper end surface 13 of the light guide plate 10.
- an LED Light Emitting Diode
- a plurality of light sources 31 are arranged at equal intervals in the long axis direction (that is, the x direction) of the illumination unit 32.
- the light source 31 so as to face the upper end surface 13, the light emitted from the light source 31 is irradiated on each of the upper end surfaces 13 of the light guide plate 10.
- the light emitted from the light source 31 is not necessarily incident along the z direction, and may be incident from a direction different from the z direction, for example, the y direction.
- FIG. 7 shows an example when light emitted from the light source 31 is incident from the first main surface 11 (in other words, incident along the y direction).
- the upper end face 13 is inclined to be provided as the upper end face 13 ′, and the reflector 16 is provided on the upper end face 13 ′, so that the light from the light source 31 is reflected by the reflector. It is possible to guide the light into the light guide plate 10 after being reflected at 16.
- the recess 43 can further use the remaining space after the illumination unit 32 and the power supply unit 33 are accommodated as a space for accommodating the extra length of the power supply line to the illumination unit 32.
- FIG. 2A is a schematic diagram illustrating an example of the structure of the optical path deflecting unit 20 according to the present embodiment.
- 2B and 2C are diagrams for explaining the optical path of the light deflected by the optical path deflecting unit 20 in the illumination device according to the present embodiment.
- FIG. 2A a plurality of optical path deflecting units 20 are provided along the z direction (that is, the direction from the upper end face 13 toward the lower end face 14).
- the upper side (side closer to the light source 31)
- the lower side (side far from the light source 31)
- the optical path deflecting units 20a and 20b are simply referred to as the optical path deflecting unit 20 unless otherwise distinguished.
- the optical path deflecting unit 20 has an inclined surface 21 whose inner surface (that is, the inner surface of the light guide plate 10) faces the light source 31 side (that is, the upper side in FIG. 2A) along the z direction, and an inclined surface that faces the opposite side of the light source 31.
- 22 is a groove structure provided on the second main surface as a concave portion whose length direction is substantially orthogonal to the z direction and whose cross-sectional shape is a triangular shape.
- the angle formed between the normal line of the second main surface 12 and the inclined surface 21 is ⁇ 1a
- the angle formed between the normal line of the second main surface 12 and the inclined surface 22 is ⁇ 2a.
- the angle formed between the normal line of the second main surface 12 and the inclined surface 21 is ⁇ 1b
- the angle formed between the normal line of the second main surface 12 and the inclined surface 22 is ⁇ 2b.
- the depth of the optical path deflecting unit 20a is W1a
- the depth of the optical path deflecting unit 20b is W1b.
- the inclined surface 21 receives light guided in the light guide plate 10 and deflects (reflects) the light. That is, the slope 21 corresponds to a “deflection surface”.
- the direction in which the light from the light source 31 is deflected by the inclined surface 21 is determined by the angles ⁇ 1a and ⁇ 1b.
- the angles corresponding to the inclined surfaces become smaller (sharp) as they are separated from the light source 31 (that is, ⁇ 1a> ⁇ 1b, ⁇ 2a> ⁇ 2b). .
- angles ⁇ 2a and ⁇ 2b at which the inclined surfaces 22 are provided are set so that the inclined surfaces 22 of the optical path deflecting units 20a and 20b are not used, that is, do not deflect light in a direction different from the direction in which the corresponding inclined surfaces 21 are deflected. It is preferred that Specifically, the angles ⁇ 2a and ⁇ 2b are preferably set to angles at which the light guided along the z direction in the light guide plate 10 does not enter the inclined surface 22 (for example, behind the inclined surface 21). . Note that the minimum value of the interval at which the slope 21 is provided along the z direction depends on the distance of the slope 22 along the z direction, and the shorter the distance, the shorter the interval can be set. The distance along the z direction of the slope 22 is determined by the angles ⁇ 2a and ⁇ 2b. That is, it is preferable to set the angles ⁇ 2a and ⁇ 2b to be smaller.
- a diffusing portion 23 is provided at least on the inclined surface 21 that is a deflection surface.
- the diffusion unit 23 is provided, for example, by applying a scattering agent to the slope 21.
- the scattering agent includes diffusing particles inside, and deflects the direction of incident light in a random direction (that is, scatters).
- the scattering agent for example, titanium oxide (TiO 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), various pigment-based inks, resin fine particles, or the like is used.
- the slope 21 may be processed into irregularities so that light is scattered by the irregularities. As described above, the light is scattered by the diffusing unit 23, whereby the light incident on the diffusing unit 23 is scattered and diffused with a predetermined radiation angle.
- the degree of diffusion at this time may be referred to as “diffusion degree”.
- the diffusing portion 23 may be provided on the slope 22 as well as the slope 21. In the example of FIG. 2A, the diffusing portion 23 is provided on the slopes 21 and 22. Further, when particularly distinguishing the diffusing unit 23 in the optical path deflecting unit 20a, it is referred to as “diffusing unit 23a”, and the diffusing unit 23 in the optical path deflecting unit 20b is referred to as “diffusing unit 23b”.
- the diffusion units 23a and 23b are provided so that the relationship of ⁇ a ⁇ b is established, where ⁇ a is the diffusion degree in the diffusion unit 23a and ⁇ b is the diffusion degree in the diffusion unit 23b.
- the diffusivity can be adjusted by the density of the diffusing particles in the diffusing portion 23 or the surface roughness of the unevenness provided as the diffusing portion 23. The higher the density, the higher the diffusivity. Details will be described later together with reference to FIGS. 2B and 2C.
- each inclined surface 21 is provided so that the relations ⁇ 1a> ⁇ 2a, ⁇ 1b> ⁇ 2b and ⁇ 1a> ⁇ 1b, ⁇ 2a> ⁇ 2b are established.
- the depth W1a of the optical path deflecting unit 20a and the depth W1b of the optical path deflecting unit 20b satisfy the relationship of W1a ⁇ W1b.
- FIG. 2B shows a case where the diffusing portion 23 is not provided on the inclined surfaces 21 and 22.
- an optical path R11a indicates a part of the optical path that is incident on the inclined surface 21 of the optical path deflecting unit 20a.
- ⁇ 3a indicates an angle formed by the optical path R11a and the z direction.
- An optical path R12a indicates an optical path after the light indicated by the optical path R11a is deflected by the inclined surface 21 of the optical path deflecting unit 20a.
- W2a indicates the distribution of light deflected by the inclined surface 21 of the optical path deflecting unit 20a (in other words, the angular luminance distribution of the light).
- the optical path R11b indicates a part of the light incident on the inclined surface 21 of the optical path deflecting unit 20b
- ⁇ 3b indicates the angle formed by the optical path R11b and the z direction.
- An optical path R12b indicates an optical path after the light indicated by the optical path R11b is deflected by the inclined surface 21 of the optical path deflecting unit 20b.
- W2b indicates the distribution of light deflected by the slope 21 of the optical path deflecting unit 20b.
- the distribution of light having a larger angle with the z direction decreases, and the light having a smaller angle with the z direction (along the z direction). Distribution increases. Specifically, light having a large angle with the z-direction is emitted outside the light guide plate 10 without being totally reflected by the first main surface 11 or the second main surface 12. In addition, the greater the angle formed with the z direction, the higher the frequency of incidence on the second major surface 12. Therefore, as the distance from the light source 31 increases, only the light that is totally reflected by the first main surface 11 and the second main surface 12 remains in the light guide plate 10.
- the width of the light distribution W2a deflected by the slope 21 of the optical path deflection unit 20a is wider than the distribution W2b of the light deflected by the slope 21 of the optical path deflection unit 20b.
- each optical path deflecting unit 20 is provided with a diffusing unit 23 so that the diffusivity increases as the distance from the light source 31 increases along the z direction. That is, the diffusion units 23a and 23b are provided so that a relationship of ⁇ a ⁇ b is established between the diffusion degree ⁇ a of the diffusion unit 23a and the diffusion degree ⁇ b of the diffusion unit 23b. With such a configuration, the light path deflecting unit 20 located farther from the light source 31 diffuses the light incident on the diffusing unit 23 on the inclined surface 21 in a wider range.
- the light distribution W2 deflected by the slope 21 of the optical path deflection unit 20a and the light distribution W2b ′ deflected by the slope 21 of the optical path deflection unit 20b can be adjusted to the same distribution.
- the distribution of light deflected on the inclined surface 21 that is, the angular luminance distribution
- the light deflected by the inclined surface 21 can be further diffused by providing the diffusion plate 52. That is, the range in which the light deflected by the inclined surface 21 is distributed can be further expanded.
- the diffusing plate 52 is preferably provided so that the diffusing degree increases as the distance from the light source 31 increases along the z direction, similarly to the diffusing degree of the diffusing unit 23 described above.
- the structure of the optical path deflecting unit 20 is difficult to see from the first main surface 11 side, and the aesthetic appearance is improved.
- each optical path deflecting unit 20 has an angle formed between the normal direction of the second main surface 12 and the inclined surface 21 as it moves away from the light source 31 along the z direction (that is, , ⁇ 1a and ⁇ 1b) are provided to be small.
- the deflected light has directivity so that the light deflected by the optical path deflecting unit 20 is gradually inclined in the z direction as the distance from the light source 31 is increased. Is possible.
- FIG. 3 is a diagram for explaining an optical path of light emitted from the illumination device according to the present embodiment.
- the optical paths R13a to R13d in FIG. 3 indicate the optical path of the main light of the diffused light emitted from the position on the first main surface away from the light source 31 along the z direction on the first main surface 11 in this order.
- the angles ⁇ 13a to ⁇ 13d indicate angles formed by the optical paths R13a to R13d with the normal line of the first main surface 11. In the example shown in FIG. 3, ⁇ 13a> ⁇ 13b> ⁇ 13c> ⁇ 13d.
- the first main surface 11 is directed toward a desired position (for example, below the front surface of the lighting device). It becomes possible to irradiate the light emitted from.
- the optical path deflecting unit 20 is provided so that the depth thereof becomes deeper as the distance from the light source 31 increases along the z direction. With such a configuration, the amount of light diffused and deflected by each optical path deflecting unit 20 is kept constant, and the light guided to the lower end surface 14 is efficiently deflected, so that the first main surface 11 It becomes possible to make it radiate
- the light path deflecting unit 20 formed as a groove structure on the second main surface 12 of the light guide plate 10 has the light emitted from the light source 31 in the z direction. Are provided along the direction in which the light guide plate 10 is guided.
- the optical path deflecting unit 20 is provided such that the angle formed between the normal direction of the second main surface 12 and the inclined surface 21 decreases and the depth increases as the distance from the light source 31 increases along the z direction. ing. With this configuration, the light guided in the light guide plate 10 can be efficiently deflected toward a desired position.
- the diffusing unit 23 is provided on the inclined surface 21 so that the diffusivity increases as the optical path deflecting unit 20 located further away from the light source 31 along the z direction. Thereby, regardless of the distribution of light incident on the slope 21 corresponding to the distance from the light source 31, the distribution of light deflected on the slope 21 (that is, the angular luminance distribution) can be kept constant.
- the optical path deflecting unit 20 is provided as a groove structure having an inclined surface 21 that is a deflecting surface.
- the optical path deflecting unit 20 is not necessarily limited to the groove structure.
- the optical path deflecting unit 60 (corresponding to the optical path deflecting unit 20 in FIG. 2A) has an inclined surface 61 (corresponding to the inclined surface 21 in FIG. 2A) whose inner surface faces the light source 31 side along the z direction. Provided as a convex structure.
- the description will be given focusing on the optical path deflecting unit 60 different from the first embodiment.
- FIG. 4A is a schematic diagram illustrating an example of the structure of the optical path deflecting unit 60 according to a modification.
- the optical path deflecting unit 60 is a convex structure provided on the second main surface 12, the length direction being substantially orthogonal to the z direction, and the cross-sectional shape being a triangular shape.
- the optical path deflecting unit 60 includes an inclined surface 61 that faces the light source 31 side along the z direction and an inclined surface 62 that faces the side opposite to the light source 31.
- the shape of the optical path deflecting unit 60 differs depending on the distance from the light source 31 along the z direction.
- the optical path deflecting unit 60a on the side far from the light source 31 is referred to as “optical path deflecting unit 60b”.
- the slope 61 receives light guided in the light guide plate 10 and deflects (reflects) the light. That is, the slope 61 corresponds to a “deflection surface”.
- the slope 61 may be provided at the same angle as the slope 21 (see FIG. 2A) of the light emitting device according to the first embodiment. That is, ⁇ 1a> ⁇ 2a, ⁇ 1b> ⁇ 2b, where ⁇ 1a is an angle formed by the perpendicular of the second main surface 12 and the inclined surface 61 of the optical path deflecting unit 60a, and ⁇ 1b is an angle formed by the inclined surface 61 of the optical path deflecting unit 60b.
- the slopes 61 are provided so that the relations ⁇ 1a> ⁇ 1b and ⁇ 2a> ⁇ 2b are established.
- angles ⁇ 2a and ⁇ 2b at which the inclined surfaces 62 are provided are set so that the inclined surfaces 62 of the optical path deflecting units 60a and 60b are not used, that is, do not deflect light in a direction different from the direction in which the corresponding inclined surfaces 61 are deflected. It is preferable to do. Specifically, it is preferable to set an angle at which the light guided in the z direction in the light guide plate 10 does not enter the inclined surface 62. Note that the minimum value of the interval at which the inclined surface 61 is provided along the z direction depends on the distance along the z direction of the inclined surface 62, and the shorter the distance, the shorter the interval can be set. The distance along the z direction of the slope 62 is determined by the angles ⁇ 2a and ⁇ 2b. That is, it is preferable to set the angles ⁇ 2a and ⁇ 2b to be smaller.
- a diffusing portion 63 is provided at least on the slope 61 which is a deflection surface.
- the diffusing unit 63 is the same as the diffusing unit 23 of the optical path deflecting unit 20 according to the first embodiment. That is, when the diffusion degree in the diffusion unit 63a is ⁇ a and the diffusion degree in the diffusion unit 63b is ⁇ b, the diffusion units 63a and 63b are provided so that the relationship of ⁇ a ⁇ b is established.
- the diffusing portion 63 may be provided on the slope 62 as well as the slope 61. In the example of FIG. 4A, the diffusing portion 63 is provided on the slopes 61 and 62.
- the diffusing unit 63a is referred to as “diffusing unit 63a”
- the diffusing unit 63 in the optical path deflecting unit 60b is referred to as “diffusing unit 63b”.
- FIG. 4B shows a case where the diffusing portion 63 is not provided on the slopes 61 and 62.
- an optical path R11a indicates a part of the optical path that is incident on the inclined surface 61 of the optical path deflecting unit 60a.
- ⁇ 3a indicates an angle formed by the optical path R11a and the z direction.
- An optical path R12a indicates an optical path after the light indicated by the optical path R11a is deflected by the inclined surface 61 of the optical path deflecting unit 60a.
- W2a indicates the distribution of light deflected by the inclined surface 61 of the optical path deflecting unit 60a (in other words, the angular luminance distribution of the light).
- the optical path R11b represents a part of the light incident on the inclined surface 61 of the optical path deflecting unit 60b
- ⁇ 3b represents the angle formed by the optical path R11b and the z direction.
- An optical path R12b indicates an optical path after the light indicated by the optical path R11b is deflected by the inclined surface 61 of the optical path deflecting unit 60b.
- W2b indicates the distribution of light deflected by the inclined surface 61 of the optical path deflecting unit 60b.
- the light emitted from the light source 31 is less distributed from the light source 31 along the z direction, and the distribution of light having a larger angle with the z direction decreases.
- the distribution of light that is smaller in angle with the z direction (along the z direction) increases. Therefore, light having a larger angle with the z direction is incident on the inclined surface 61 of the optical path deflecting unit 60a near the light source 31 than the inclined surface 61 of the optical path deflecting unit 60b.
- ⁇ 3a is the maximum value of the angle formed with the z direction of the light incident on the inclined surface 61 of the optical path deflecting unit 60a
- ⁇ 3b is the angle formed with the z direction of the light incident on the inclined surface 61 of the optical path deflecting unit 60a.
- the distribution of the direction of each light incident on the inclined surface 61 of the optical path deflecting unit 60a is wider than the distribution of the direction of each light incident on the inclined surface 61 of the optical path deflecting unit 60b.
- This principle is the same as in the first embodiment. Therefore, the width of the light distribution W2a deflected by the inclined surface 61 of the optical path deflecting unit 60a is wider than the distribution W2b of the light deflected by the inclined surface 61 of the optical path deflecting unit 60b.
- each optical path deflecting unit 60 according to the modified example has a diffusivity that increases with distance from the light source 31 along the z direction, similarly to the optical path deflecting unit 20 according to the first embodiment.
- a diffusion part 63 is provided as described above. That is, the diffusion units 63a and 63b are provided so that a relationship of ⁇ a ⁇ b is established between the diffusion degree ⁇ a of the diffusion unit 63a and the diffusion degree ⁇ b of the diffusion unit 63b.
- the distribution W2 of light deflected by the slope 21 of the optical path deflection unit 20a and the distribution W2b ′ of light deflected by the slope 21 of the optical path deflection unit 20b are adjusted to the same size. It becomes possible to do. In other words, regardless of the distribution of light incident on the inclined surface 61 corresponding to the distance from the light source 31, the distribution of light deflected on the inclined surface 61 (that is, the angular luminance distribution) can be made constant.
- each optical path deflecting unit 60 has an angle formed between the normal direction of the second main surface 12 and the inclined surface 61 (ie, as it moves away from the light source 31 along the z direction). , ⁇ 1a and ⁇ 1b) are provided to be small.
- the deflected light has directivity so that the light deflected by the optical path deflecting unit 60 is gradually inclined in the z direction as the distance from the light source 31 is increased. Is possible.
- the inclination angle of the slope 61 is adjusted in advance according to the distance from the light source 31 along the z direction, so that it is directed to a desired position (for example, below the front surface of the lighting device).
- a desired position for example, below the front surface of the lighting device.
- a plurality of optical path deflecting units 60 formed as a convex structure are provided on the second main surface 12 of the light guide plate 10 along the z direction.
- the optical path deflecting unit 60 is provided such that the angle formed between the normal direction of the second main surface 12 and the inclined surface 21 decreases as the distance from the light source 31 increases along the z direction. With such a configuration, it is possible to deflect the light guided in the light guide plate 10 toward a desired position.
- a diffusing unit 63 is provided so that the diffusivity of the optical path deflecting unit 60 located further away from the light source 31 along the z direction is higher. Thereby, irrespective of the distribution of light incident on the slope 61 according to the distance from the light source 31, the distribution of light deflected by the slope 61 (ie, the angular luminance distribution) can be made constant.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the illumination device according to the present embodiment.
- the optical path deflecting unit 20 having a groove structure having a deflecting surface that is, the inclined surface 21
- the optical path deflecting unit 20 having a groove structure having a deflecting surface that is, the inclined surface 21
- the optical path deflecting unit 70 having a dot structure is provided instead of the optical path deflecting unit 20 having a groove structure.
- the description will be given focusing on the optical path deflecting unit 70 different from the first embodiment.
- FIG. 6A is a schematic diagram illustrating an example of the structure of the optical path deflecting unit according to the present embodiment.
- the optical path deflecting unit 70 is provided on the second main surface 12 as a three-dimensional dot structure (referred to as a “three-dimensional diffusion dot structure”).
- the shape of the optical path deflecting unit 70 varies depending on the distance from the light source 31 along the z direction.
- the optical path deflecting unit 70 on the side closer to the light source 31 is particularly referred to as “optical path deflecting unit 70a”, and the optical path deflecting unit 60 on the side far from the light source 31 is referred to as “optical path deflecting unit 70b”.
- the optical path deflecting unit 70 is provided so that the relationship of ⁇ a ⁇ b is established between the diffusivity ⁇ a by the optical path deflecting unit 70a and the diffusivity ⁇ b by the optical path deflecting unit 70b.
- the degree of diffusion by the optical path deflecting unit 70 can be adjusted by, for example, the density of a plurality of dot structures (optical path deflecting unit 70). That is, the higher the density of the dot structure, the higher the diffusivity.
- the diffusing particles 72 may be diffused inside the optical path deflecting unit 70. In this case, the particle density may be changed between the diffusion particles 72a in the optical path deflection unit 70a and the diffusion particles 72b in the optical path deflection unit 70b. That is, the higher the particle density of the diffusing particles 72, the higher the diffusivity.
- the diffusing particles 72 are dispersed in the optical path deflecting unit 70 will be described as an example.
- the optical path deflecting unit 70 is eccentric in the direction away from the light source 31 along the z direction.
- the angles ⁇ 4a and ⁇ 4b in FIG. 6A schematically show the degree of eccentricity of the optical path deflection units 70a and 70b.
- the angle ⁇ 4a indicates an angle formed by the center of gravity of the optical path deflecting unit 70a and the normal line of the second main surface 12.
- the angle ⁇ 4b indicates an angle formed by the center of gravity of the optical path deflecting unit 70b and the normal line of the second main surface 12.
- the angle ⁇ 4a and the angle ⁇ 4b have a relationship of ⁇ 4a ⁇ 4b. That is, as the distance from the light source 31 increases along the z direction, the degree of eccentricity of the optical path deflecting unit 70 increases.
- FIG. 6B is a diagram for explaining the optical path of the light deflected by the optical path deflecting unit 70 in the illumination device according to the present embodiment.
- an optical path R ⁇ b> 21 a indicates a part of the light path that enters the light path deflecting unit 70 a from the inside of the light guide plate 10.
- ⁇ 5a indicates an angle formed by the optical path R21a and the z direction.
- the light incident from the light guide plate 10 into the optical path deflecting unit 70a is deflected by the spherical surface 71 of the optical path deflecting unit 70a.
- An optical path R22a in FIG. 6B indicates an optical path after the light indicated by the optical path R11a is deflected and diffused in the optical path deflecting unit 70a.
- W3a indicates the distribution of light deflected and diffused in the optical path deflecting unit 70a (in other words, the angular luminance distribution of light).
- the optical path R21b indicates a part of the light that enters the optical path deflecting unit 70b
- ⁇ 3b indicates the angle formed by the optical path R21b and the z direction.
- An optical path R22b indicates an optical path after the light indicated by the optical path R21b is deflected and diffused in the optical path deflecting unit 70b.
- W3b indicates the distribution of light deflected and diffused in the optical path deflecting unit 70b.
- the spherical surface 71 of the optical path deflecting unit 70 corresponds to the slope 21 in the first embodiment, that is, the “deflection surface”.
- the distribution of the direction of each light incident on the spherical surface 71 of the optical path deflection unit 70a is wider than the distribution of the direction of each light incident on the spherical surface 71 of the optical path deflection unit 70b.
- This principle is the same as in the first embodiment. Therefore, the distribution of the light deflected by the spherical surface 71 of the optical path deflecting unit 70a is wider than the distribution of the light deflected by the spherical surface 71 of the optical path deflecting unit 70b.
- the optical path deflecting unit 70 diffuses as it moves away from the light source 31 along the z direction, similarly to the optical path deflecting unit 20 according to the first embodiment, as in the first embodiment. It is provided to increase the degree. That is, the optical path deflecting unit 70a and the optical path deflecting unit 70b are provided so that the relationship of ⁇ a ⁇ b is established between the diffusivity ⁇ a in the optical path deflecting unit 70a and the diffusivity ⁇ b in the optical path deflecting unit 70b. With this configuration, it is possible to adjust the light distribution W3 deflected in the optical path deflecting unit 70a and the light distribution W3b deflected in the optical path deflecting unit 70b to the same width. Become. In other words, regardless of the light distribution according to the distance from the light source 31, the light distribution deflected in the optical path deflecting unit 70 (that is, the angular luminance distribution) can be made constant.
- the orientation of the spherical surface 71 changes depending on the degree of eccentricity of the optical path deflecting unit 70. Therefore, in the illuminating device according to the present embodiment, based on the same idea as the method of providing the slope 21 of the optical path deflecting unit 20 according to the first embodiment, the optical path deflecting unit according to the distance from the light source 31 along the z direction. The direction of the spherical surface 71 is adjusted by decentering 70. By adopting such a configuration, as in the first embodiment, the light deflected by the optical path deflecting unit 70 is deflected so that the inclination in the z direction becomes gentler as the distance from the light source 31 increases. It becomes possible to give directivity to the light.
- the optical path deflecting unit 70 by decentering the optical path deflecting unit 70 according to the distance from the light source 31 along the z direction, the first direction toward the desired position (for example, below the front of the lighting device) It becomes possible to irradiate the light emitted from one main surface 11.
- a scattering agent including diffusing particles 72 in the region instead of providing the optical path deflecting unit 70 (dot structure), a scattering agent including diffusing particles 72 in the region. It is good also as a structure which apply
- the two-dimensional pattern in which the diffusing particles are contained inside formed by applying the scattering agent containing the diffusing particles as described above may be referred to as a “two-dimensional diffusing dot structure”.
- a two-dimensional diffusing dot structure when providing a two-dimensional diffusion dot structure, it is good to provide so that the area may become wide along az direction as it leaves
- the two-dimensional diffusing dot structure may be provided so that the density of the diffusing particles increases as the distance from the light source 31 increases.
- the optical path deflecting unit 20 according to the first embodiment, the optical path deflecting unit 60 according to the modification, and the optical path deflecting unit 70 according to the second embodiment may be used in appropriate combination.
- the amount of light emitted outside the light guide plate 10 without being totally reflected is large. Therefore, it is preferable to deflect light emitted to the outside of the light guide plate 10 toward the inside of the light guide plate 10 by using an optical path deflector having a convex structure such as the optical path deflection unit 60 or the optical path deflection unit 70.
- the amount of light that is totally reflected and guided inside the light guide plate 10 is large, and the amount of light emitted to the outside of the light guide plate 10 is small. Therefore, it is preferable to use a configuration in which light guided inside the light guide plate 10 is positively deflected and emitted to the outside of the light guide plate 10 using a groove structure like the optical path deflecting unit 20.
- a plurality of optical path deflecting units 70 formed as a convex dot structure are provided on the second main surface 12 of the light guide plate 10 along the z direction.
- the optical path deflecting unit 70 is decentered in the direction away from the light source 31 along the z direction, and the degree of decentration increases as the distance from the light source 31 along the z direction increases. With such a configuration, it is possible to deflect the light guided in the light guide plate 10 toward a desired position. Further, the optical path deflecting unit 70 is provided such that the diffusivity increases as the position is further away from the light source 31 along the z direction.
- the distribution of light deflected in the optical path deflecting unit 70 (that is, the angular luminance distribution) is made constant regardless of the distribution of light incident in the optical path deflecting unit 70 according to the distance from the light source 31. Is possible.
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Description
この発明は、照明装置に関し、特に、導光板を発光させることで導光板の少なくとも一の面に対向する側の空間を照明する照明装置に関する。
透光性を有する導光板の端部に光源からの光を入射し、その導光板の板面間を全反射させることで入射光を逆側の端部に向けて導光させ、板面上の所望の位置で出射させることで照明するエッジライトタイプの照明装置がある。このような照明装置には、導光板の板面上に凹凸を設けて、これらの凹凸により導光板内を導かれた光を偏向もしくは拡散させることで、導光板の外部に出射させるものがある。
従来のエッジライトタイプの照明装置では、導光板から出射される光に対して指向性を持たせる場合には、ユニット放射面(即ち、導光板の板面)の垂線方向に持たせる場合が多かった。しかし、照明装置が配置される位置や向きによっては、照明したい位置が必ずしもユニット放射面の垂線方向とは限らず、このような場合には、多くの照明光を無駄にすることとなり、効率的ではなかった。そこで、このような問題に対して、特許文献1には、ユニット放射面の垂線方向以外に指向性を持たせた照明装置が提案されている。
特許文献1には、壁面に設置して、その設置位置から下方向を照明する足元灯が公開されている。この足元灯は、楔上に形成された導光溝が導光板の出射面とは反対側の面に設けられており、この導光溝が導光板内を導かれた光を偏向させる。このような構成とすることで、この足元灯は、光の出射方向を、ユニット放射面の垂線方向から下方に向けて傾斜させており、不要方向への光の出射を少なくし床面の照明効率を向上させている。
しかしながら、特許文献1の照明装置は、出射光の角度輝度分布が一様ではなく、輝度むらが生じる。そのため、例えば、頭上に設けられた看板等のような用途に適用した場合、この輝度むらにより美観性が損なわれてしまう。
本発明は、不要方向への光の出射を少なくし、かつ、輝度むらを軽減させることで、照明効率が高く、さらに美観性の高い照明装置の提供を目的とする。
請求項1に記載の発明は、光源と、対向する第1主面及び第2主面を備え、前記光源からの光を受けて、前記第1主面及び前記第2主面の間で内面反射を繰り返して所定の方向に向けて導光させる導光板と、を備えた照明装置であって、前記導光板内を導かれた光の一部を受けて、拡散させるとともに、その拡散光が、前記第1主面の法線方向成分と前記所定の方向の成分の双方を有するように偏向させる光路偏向部を、前記第2主面に前記所定の方向に並べて複数備え、前記複数の光路偏向部は、その拡散度が、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って大きくなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の照明装置であって、前記光路偏向部は、前記拡散光を前記第1の主面側に向けて反射させることで前記偏向させる偏向面を備えており、前記偏向面上に凹凸状に形成され、前記導光板内を導かれた光の一部を受けて拡散させる拡散部が設けられていることを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の照明装置であって、前記光路偏向部は、前記所定の方向に沿って、前記第2主面側から前記第1の主面側に向かって傾斜するように斜面が設けられた溝構造であって、前記斜面が前記偏向面に相当し、前記溝構造は、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、前記第2主面の法線方向と前記斜面との成す角が小さくなり、かつ、深さが深くなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の照明装置であって、前記光路偏向部は、前記所定の方向に沿って、前記第2主面側から前記第1の主面側に向かって傾斜するように斜面が設けられた凸構造であって、前記溝構造は、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、前記第2主面の法線方向と前記斜面との成す角が小さくなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の照明装置であって、前記光路偏向部は、内部に拡散粒子が含まれた透光性を有する三次元構造として形成され、その球面により前記拡散光を前記第1の主面側に向けて反射させることで前記偏向させる三次元拡散ドット構造であって、前記三次元拡散ドット構造は、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、ドットの密度が高くなるように、または、前記拡散粒子の密度が高くなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の照明装置であって、前記三次元拡散ドット構造は、前記所定の方向に向けて偏心しており、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、その偏心度が高くなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、請求項1に記載の照明装置であって、前記光路偏向部は、内部に拡散粒子が含む散乱剤を塗布することで形成され、当該拡散粒子により前記拡散光を前記第1の主面側に向けて偏向させるものであって、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、面積が広くなるように、または、前記拡散粒子の密度が高くなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、請求項1~請求項7のいずれか一つに記載の照明装置であって、前記第2主面と対向するように設けられ、前記第2主面から出射した光を当該第2主面に向けて反射させる反射板を備えたことを特徴とする。
また、請求項9に記載の発明は、請求項1~請求項8のいずれか一つに記載の照明装置であって、前記第1主面と対向するように設けられ、前記第1主面から出射された光を拡散させ、その拡散度が、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って大きくなるように設けられた拡散板を備えたことを特徴とする。
また、請求項10に記載の発明は、請求項1~請求項9のいずれか一つに記載の照明装置であって、前記導光板は、前記光源からの光を、所定の端部で受けて、前記所定の方向である逆側の端部に向けて導光させることを特徴とする。
また、請求項11に記載の発明は、請求項1~請求項9のいずれか一つに記載の照明装置であって、前記導光板は、前記光源からの光を、前記第1主面及び前記第2主面の少なくともいずれかで受けて、これを偏向させることで、前記所定の方向に向けて導光させることを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の照明装置であって、前記光路偏向部は、前記拡散光を前記第1の主面側に向けて反射させることで前記偏向させる偏向面を備えており、前記偏向面上に凹凸状に形成され、前記導光板内を導かれた光の一部を受けて拡散させる拡散部が設けられていることを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の照明装置であって、前記光路偏向部は、前記所定の方向に沿って、前記第2主面側から前記第1の主面側に向かって傾斜するように斜面が設けられた溝構造であって、前記斜面が前記偏向面に相当し、前記溝構造は、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、前記第2主面の法線方向と前記斜面との成す角が小さくなり、かつ、深さが深くなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の照明装置であって、前記光路偏向部は、前記所定の方向に沿って、前記第2主面側から前記第1の主面側に向かって傾斜するように斜面が設けられた凸構造であって、前記溝構造は、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、前記第2主面の法線方向と前記斜面との成す角が小さくなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の照明装置であって、前記光路偏向部は、内部に拡散粒子が含まれた透光性を有する三次元構造として形成され、その球面により前記拡散光を前記第1の主面側に向けて反射させることで前記偏向させる三次元拡散ドット構造であって、前記三次元拡散ドット構造は、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、ドットの密度が高くなるように、または、前記拡散粒子の密度が高くなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の照明装置であって、前記三次元拡散ドット構造は、前記所定の方向に向けて偏心しており、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、その偏心度が高くなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項7に記載の発明は、請求項1に記載の照明装置であって、前記光路偏向部は、内部に拡散粒子が含む散乱剤を塗布することで形成され、当該拡散粒子により前記拡散光を前記第1の主面側に向けて偏向させるものであって、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、面積が広くなるように、または、前記拡散粒子の密度が高くなるように設けられていることを特徴とする。
また、請求項8に記載の発明は、請求項1~請求項7のいずれか一つに記載の照明装置であって、前記第2主面と対向するように設けられ、前記第2主面から出射した光を当該第2主面に向けて反射させる反射板を備えたことを特徴とする。
また、請求項9に記載の発明は、請求項1~請求項8のいずれか一つに記載の照明装置であって、前記第1主面と対向するように設けられ、前記第1主面から出射された光を拡散させ、その拡散度が、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って大きくなるように設けられた拡散板を備えたことを特徴とする。
また、請求項10に記載の発明は、請求項1~請求項9のいずれか一つに記載の照明装置であって、前記導光板は、前記光源からの光を、所定の端部で受けて、前記所定の方向である逆側の端部に向けて導光させることを特徴とする。
また、請求項11に記載の発明は、請求項1~請求項9のいずれか一つに記載の照明装置であって、前記導光板は、前記光源からの光を、前記第1主面及び前記第2主面の少なくともいずれかで受けて、これを偏向させることで、前記所定の方向に向けて導光させることを特徴とする。
この発明に係る照明装置は、光路偏向部により、導光板内を導かれた光を、光源から離れるに従って拡散度が大きくなるように拡散させ、その拡散光が所望の方向に指向性を有するように偏向させる。このような構成とすることで、不要方向への光の出射が少なくなり、かつ、輝度むらを軽減される。そのため、照明効率が高く、さらに美観性の高い照明装置を提供することが可能となる。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る光学装置について図1A及び図1Bを参照しながら説明する。なお、本実施形態に係る照明装置について説明するにあたり、図1Aに示す正面図の横方向をx方向、高さ方向をz方向とし、x方向及びz方向に直交する奥行き方向をy方向とする。即ち、図1Bは、本発明に係る照明装置を、図1AにIB-IBで示されたyz平面で切断した概略断面図を示している。
本発明の第1の実施形態に係る光学装置について図1A及び図1Bを参照しながら説明する。なお、本実施形態に係る照明装置について説明するにあたり、図1Aに示す正面図の横方向をx方向、高さ方向をz方向とし、x方向及びz方向に直交する奥行き方向をy方向とする。即ち、図1Bは、本発明に係る照明装置を、図1AにIB-IBで示されたyz平面で切断した概略断面図を示している。
図1A及び図1Bに示すように、本実施形態に係る照明装置は、導光板10と、照明ユニット32と、電源ユニット33と、導光板支持部40と、拡散板52と、反射板51とを含んで構成されている。
導光板支持部40は、導光板10の端部を覆うように外枠部41を備えている。外枠部41も含めて、導光板支持部40は、例えば、アルミ等の金属、木材、または不透明樹脂により形成することが可能である。図1Aに示すように、外枠部41の内面部には、周溝42が設けられている。
図1A及び図1Bに示すように、導光板10は、例えば長方形の平板形状を成し、第1主面11と、第2主面12とを含んで構成される。さらに、導光板10は、それぞれ第1主面11及び第2主面12の周囲に設けられた上部端面13、下部端面14、及び側部端面15を含んで構成される。導光板10の上部端面13、下部端面14、及び側部端面15は、周溝42に嵌合可能に構成されている。これにより、導光板10の上部端面13、下部端面14、及び側部端面15を、周溝42に係合させることが可能である。この係合によって、導光板10が導光板支持部40に取り付けられる。
導光板10は、光を透過可能な透光性を有する板状の部材であって、第1主面11と第2主面12との間で全反射させて導光する厚さに形成されている。導光板10は、上部端面13、下部端面14、及び側部端面15のいずれかの端部から光が入射すると、第1主面11と第2主面12との間で全反射させることで、入射した光を反対側の端部に導く。導光板10には、例えば、アクリルやポリカーボネートなどの樹脂、またはガラス等が採用される。
ここで図1Bを参照する。導光板10の第2主面12上にはz方向(即ち、上部端面13から下部端面14に向かう方向であり、光源31から出射された光が導光板10内を導かれる方向)に沿って光路偏向部20が複数設けられている。光路偏向部20は、z方向に沿って導光板10内を導かれた光を受けて、これを拡散させるとともに、その拡散光を、第1主面11に向けて偏向させる。即ち、光路偏向部20は、拡散光を、y方向成分(第1主面11の方向成分)及びz方向成分(光源31から遠ざかる方向の成分)を有するように偏向させる。なお、光路偏向部20の詳細については後述する。
なお、図1Bに示すように、導光板10の第2主面12側に、反射板51を、その反射面が第2主面12と対向するように重ねて設けてもよい。このように反射板51を設けることで、第2主面12から出射した光を、反射板51の反射面で反射させ、再び第2主面12から導光板10内に入射させる。これにより、第2主面12から出射した光を、照明に利用することが可能となり、照明効率が向上する。
また、図1Bに示すように、導光板10の第1主面11側に、拡散板52を、その板面が第1主面11と対向するように重ねて設けてもよい。このような構成とすることで、第1主面11から出射した光を、拡散板52でさらに拡散させることが可能となる。なお、この拡散板52の拡散度は、板面上の位置に応じて変化させてもよい。この拡散度の設定方法の詳細については、光路偏向部20とあわせて後述する。
なお、反射板51及び拡散板52を設ける場合には、反射板51、導光板10、及び拡散板52を重ねたものの各端面を、周溝42に係合させることで、これらを導光板支持部40に取り付ければよい。
ここで、図1A及び図1Bを参照する。図1A及び図1Bに示すように、上部の外枠部41には、周溝42の裏側にx方向に長い形状の凹部43が設けられている。図1Bに示すように、凹部43内には、y方向に凹部43の幅に略等しい幅を有し、x方向に長い形状の照明ユニット32が係合して収められている。また、照明ユニット32には、光源31が設けられている。光源31は、導光板10の上部端面13に対向して配置されている。光源31には、例えばLED(Light Emitting Diode)が用いられ、この場合には、照明ユニット32の長軸方向(即ち、x方向)に複数個を等間隔で並べて照明ユニット32に配設する。
このように光源31を、上部端面13と対向するように設けることで、光源31から出射した光を、導光板10の上部端面13それぞれに照射する。なお、光源31には、LED以外を用いてもよく、その態様に応じて、導光板10の上部端面13それぞれに光を照射できるように配置すればよい。
また、光源31から出射した光を必ずしもz方向に沿って入射させる必要はなく、例えば、y方向のように、z方向とは異なる方向から入射させてもよい。例えば、図7は、光源31から出射した光を第1主面11から入射させる場合(換言すると、y方向に沿って入射させる場合)の一例を示している。このような場合には、図7に示すように、上部端面13を傾斜させて上部端面13’として設け、この上部端面13’に反射板16を設けることで、光源31からの光を反射板16で反射させて導光板10内に導くことが可能となる。
また、凹部43は、さらに、照明ユニット32及び電源ユニット33が納められた後の残りの空間を、照明ユニット32への電源供給線の余長部分を納める空間として利用することが可能である。
次に、図2A~図2C参照しながら、本実施形態に係る光路偏向部20の詳細について説明する。図2Aは、本実施形態に係る光路偏向部20の構造の一例を示した概略図である。また、図2B及び図2Cは、本実施形態に係る照明装置において、光路偏向部20により偏向された光の光路について説明するための図である。
まず、図2Aを参照する。図2Aに示すように、光路偏向部20は、z方向(即ち、上部端面13から下部端面14に向けた方向)に沿って複数設けられている。以降では、図2Aに示すように、上側(光源31に近い側)を光路偏向部20a、下側(光源31から遠い側)を光路偏向部20bと呼ぶ。なお、光路偏向部20a及び20bを特に区別しない場合には、単に光路偏向部20と呼ぶ。
光路偏向部20は、内面(即ち、導光板10内側の面)が、z方向に沿って光源31側(即ち、図2Aの上方)を臨む斜面21と、光源31とは逆側を臨む斜面22とを含むように、長さ方向がz方向と略直交し、断面形状が三角状の凹部として第2主面上に設けられた溝構造である。図2Aに示すように、光路偏向部20aにおいて、第2主面12の法線と斜面21との成す角をθ1a、第2主面12の法線と斜面22との成す角をθ2aとする。同様に、光路偏向部20bにおいて、第2主面12の法線と斜面21との成す角をθ1b、第2主面12の法線と斜面22との成す角をθ2bとする。また、光路偏向部20aの深さをW1a、光路偏向部20bの深さをW1bとする。
斜面21は、導光板10内を導かれた光を受けて、これを偏向(反射)させる。即ち、この斜面21が「偏向面」に相当する。この斜面21により光源31からの光が偏向される向きは、角度θ1a及びθ1bにより決定される。詳細は後述するが、本実施形態に係る照明装置では、1つの光路偏向部20に着目した場合に、各斜面(斜面21及び22)に対応する角度は光源31側が大きくなる(即ち、θ1a>θ2a、θ1b>θ2b)。また、複数の光路偏向部20に着目した場合には、各斜面(斜面21及び22)に対応する角度は、光源31から離れるに従って小さく(鋭く)なる(即ち、θ1a>θ1b、θ2a>θ2b)。
また、斜面22を設ける角度θ2a及びθ2bは、光路偏向部20a及び20bそれぞれの斜面22が無用に、即ち、それぞれに対応する斜面21が偏向する方向とは異なる方向に光を偏向しないように設定されることが好ましい。具体的には、角度θ2a及びθ2bは、導光板10内をz方向に沿って導かれた光が、(例えば、斜面21の陰となる)斜面22に入射しない角度に設定されることが好ましい。なお、z方向に沿って斜面21が設けられる間隔の最小値は、斜面22のz方向に沿った距離に依存し、この距離が短いほど、間隔をより短く設定することが可能となる。この斜面22のz方向に沿った距離は、角度θ2a及びθ2bにより決定される。即ち、角度θ2a及びθ2bをより小さく設定することが好ましい。
また、少なくとも偏向面である斜面21には、拡散部23が設けられている。拡散部23は、例えば、斜面21に散乱剤を塗布することで設けられる。散乱剤は、内部に拡散粒子が含まれており、入射した光の方向をランダムな方向に偏向させる(即ち、散乱させる)。散乱剤としては、例えば、酸化チタン(TiO2)、炭酸カルシウム(CaCO3)、各種顔料系インク、または樹脂微粒子等が用いられる。また、別の方法として、斜面21を凹凸に加工することで、この凹凸により光を散乱させてもよい。このように、拡散部23で光が散乱されることにより、拡散部23に入射した光が散乱され、所定の放射角を持って拡散する。このときの拡散の度合いを以降では「拡散度」と呼ぶ場合がある。なお、斜面22にも斜面21と同様に拡散部23を設けてもよい。図2Aの例では、斜面21及び22に拡散部23を設けている。また、光路偏向部20aにおける拡散部23を特に区別する場合は、「拡散部23a」と呼び、光路偏向部20bにおける拡散部23を、「拡散部23b」と呼ぶ。
拡散部23aにおける拡散度をσa、拡散部23bにおける拡散度をσbとしたとき、σa<σbの関係が成り立つように、拡散部23a及び23bを設ける。拡散度は、拡散部23中における拡散粒子の密度、または、拡散部23として設けられた凹凸の面粗さで調整でき、これらの密度が高くなるほど拡散度は高くなる。なお、詳細については、図2B及び図2Cの参照時にあわせて後述する。
図2Aに示すように、θ1a>θ2a、θ1b>θ2bかつθ1a>θ1b、θ2a>θ2bの関係がなりたつように、各斜面21が設けられている。また、このとき、光路偏向部20aの深さW1aと、光路偏向部20bの深さW1bは、W1a<W1bの関係を満たしている。
ここで、図2Bを参照しながら、導光板10内を導かれる光の光路と、光路偏向部20a及び20bとの関係について説明する。なお、図2Bは、斜面21及び22に拡散部23を設けない場合を示している。図2Bにおいて、光路R11aは、光路偏向部20aの斜面21に入射する光のうちの一部の光路を示している。また、θ3aは、光路R11aとz方向との成す角の角度を示している。また、光路R12aは、光路R11aで示された光が、光路偏向部20aの斜面21により偏向された後の光路を示している。また、W2aは、光路偏向部20aの斜面21で偏向された光の分布(換言すると、光の角度輝度分布)を示している。同様に、光路R11bは、光路偏向部20bの斜面21に入射する光のうちの一部の光路を示しており、θ3bは、光路R11bとz方向との成す角の角度を示している。また、光路R12bは、光路R11bで示された光が、光路偏向部20bの斜面21により偏向された後の光路を示している。また、W2bは、光路偏向部20bの斜面21で偏向された光の分布を示している。
光源31から出射された光は、z方向に沿って光源31から離れるほど、z方向となす角度が大きい光の分布が少なくなり、z方向と角度がより小さい(z方向に沿った)光の分布が多くなる。具体的には、z方向となす角度が大きい光は、第1主面11または第2主面12で全反射せずに導光板10の外部に出射する。また、z方向となす角度が大きい光ほど、第2主面12に入射する頻度が高い。そのため、光源31から離れるにつれて、第1主面11及び第2主面12で全反射する光のみが導光板10内に残るためである。そのため、光源31に近い光路偏向部20aの斜面21には、光路偏向部20bの斜面21に比べて、z方向とのなす角度がより大きい光が入射する。換言すると、θ3aの最大値は、θ3bの最大値よりも大きく、θ3aの角度分布は、θ3bの角度分布よりも広い。そのため、光路偏向部20aの斜面21に入射する各光の方向の分布は、光路偏向部20bの斜面21に入射する各光の方向の分布よりも広い。これは、前述したように、光源31から離れるにつれて、第1主面11及び第2主面12で全反射する光(即ち、z方向となす角度の小さい光)のみが導光板10内に残るためである。このことから、光路偏向部20aの斜面21で偏向された光の分布W2aの広さは、光路偏向部20bの斜面21で偏向された光の分布W2bよりも広くなる。
ここで、図2Cを参照する。上記のような特性を鑑みて、本実施形態に係る各光路偏向部20は、z方向に沿って光源31から離れるにつれて拡散度が大きくなるように拡散部23を設けている。即ち、拡散部23aの拡散度σaと、拡散部23bの拡散度σbとの間で、σa<σbの関係が成り立つように、拡散部23a及び23bを設けられている。このような構成とすることで、光源31から、より離れた位置にある光路偏向部20ほど、斜面21上の拡散部23に入射した光を、広い範囲に拡散される。即ち、光路偏向部20aの斜面21で偏向された光の分布W2と、光路偏向部20bの斜面21で偏向された光の分布W2b’とを、同じ広さの分布に調整することが可能となる。換言すると、光源31からの距離に応じた斜面21に入射する光の分布に拘らず、斜面21で偏向された光の分布(即ち、角度輝度分布)を一定にすることが可能となる。
また、この図1Bに示すように、拡散板52を設けることで、斜面21で偏向された光をさらに拡散させることが可能となる。即ち、斜面21で偏向された光が分布される範囲をさらに広げることが可能となる。このとき、拡散板52は、上述した拡散部23の拡散度と同様に、z方向に沿って光源31から離れるにつれて拡散度が大きくなるように設けるとよい。また、第1主面11から出射した光が拡散板52により拡散されるため、第1主面11側から光路偏向部20の構造が見えにくくし、美観を向上させる効果がある。
また、図2Aに示すように、本実施形態に係る各光路偏向部20は、z方向に沿って光源31から離れるにつれて、第2主面12の法線方向と斜面21との成す角(即ち、θ1a及びθ1b)が小さくなるように設けられている。このような構成とすることで、光源31から離れるにつれて、光路偏向部20で偏向された光の、z方向に向けた傾斜が緩やかになるように、偏向された光に指向性を持たせることが可能となる。
ここで、図3を参照する。図3は、本実施形態に係る照明装置から出射された光の光路について説明するための図である。図3における光路R13a~R13dは、この順番で、第1主面11上のz方向に沿って光源31から離れた第1主面上の位置から出射する拡散光の主たる光の光路を示している。また、角度θ13a~θ13dは、光路R13a~R13dが、第1主面11の法線となす角度を示している。図3に示す例では、θ13a>θ13b>θ13c>θ13dとなっている。このように、z方向に沿った光源31からの距離に応じて斜面21の傾斜角をあらかじめ設定することで、所望の位置(例えば、照明装置の前面下方)に向けて、第1主面11から出射された光を照射させることが可能となる。
また、図2A~図2Cに示すように、光路偏向部20は、z方向に沿って光源31から離れるにつれて、その深さが深くなるように設けられている。このような構成とすることで、各光路偏向部20で拡散・偏向される光の量を一定に保つようにするとともに、下部端面14まで導かれる光を効率良く偏向し、第1主面11から出射させることが可能となる。
以上のように、本実施形態に係る照明装置は、導光板10の第2主面12上に、溝構造として形成された光路偏向部20が、z方向(即ち、光源31から出射された光が導光板10内を導かれる方向)に沿って複数設けられている。この光路偏向部20は、z方向に沿って光源31から離れるに従って、第2主面12の法線方向と斜面21との成す角が小さくなり、かつ、その深さが深くなるように設けられている。このような構成とすることで、導光板10内を導かれた光を、所望の位置に向かって効率良く偏向させることが可能となる。また、斜面21上には、z方向に沿って光源31からより離れた位置にある光路偏向部20ほど、拡散度が高くなるように拡散部23が設けられている。これにより、光源31からの距離に応じた斜面21に入射する光の分布に拘らず、斜面21で偏向された光の分布(即ち、角度輝度分布)を一定に保つことが可能となる。
(変形例)
次に、第1の実施形態に係る照明装置の変形例について、図4A~図4Cを参照しながら説明する。第1の実施形態に照明装置では、光路偏向部20を、偏向面である斜面21を有する溝構造として設けていた。しかしながら、同様の条件で斜面21を設けられれば、光路偏向部20は、必ずしも溝構造に限定はされない。変形例に係る照明装置では、光路偏向部60(図2Aにおける光路偏向部20に相当)を、内面がz方向に沿って光源31側を臨む斜面61(図2Aにおける斜面21に相当)を有する凸構造として設ける。以降では、第1の実施形態とは異なる光路偏向部60に着目して説明する。
次に、第1の実施形態に係る照明装置の変形例について、図4A~図4Cを参照しながら説明する。第1の実施形態に照明装置では、光路偏向部20を、偏向面である斜面21を有する溝構造として設けていた。しかしながら、同様の条件で斜面21を設けられれば、光路偏向部20は、必ずしも溝構造に限定はされない。変形例に係る照明装置では、光路偏向部60(図2Aにおける光路偏向部20に相当)を、内面がz方向に沿って光源31側を臨む斜面61(図2Aにおける斜面21に相当)を有する凸構造として設ける。以降では、第1の実施形態とは異なる光路偏向部60に着目して説明する。
まず、図4Aを参照する。図4Aは、変形例に係る光路偏向部60の構造の一例を示した概略図である。図4Aに示すように、光路偏向部60は、第2主面12上に設けられ、長さ方向がz方向と略直交し、断面形状が三角状の凸構造である。光路偏向部60は、内面が、z方向に沿って光源31側を臨む斜面61と、光源31とは逆側を臨む斜面62とを含んで構成されている。光路偏向部60は、z方向に沿った光源31からの距離に応じて、その形状が異なる。以降では、光源31側に近い側の光路偏向部60を特に区別する場合は「光路偏向部60a」、光源31から遠い側の光路偏向部60を「光路偏向部60b」と呼ぶ。
斜面61は、導光板10内を導かれた光を受けて、これを偏向(反射)させる。即ち、この斜面61が「偏向面」に相当する。斜面61は、第1の実施形態に係る発光装置の斜面21(図2A参照)と同様の角度で設けるとよい。即ち、第2主面12の垂線と、光路偏向部60aの斜面61との成す角をθ1a、光路偏向部60bの斜面61との成す角をθ1bとしたとき、θ1a>θ2a、θ1b>θ2bかつθ1a>θ1b、θ2a>θ2bの関係がなりたつように、各斜面61を設ける。
また、斜面62を設ける角度θ2a及びθ2bは、光路偏向部60a及び60bそれぞれの斜面62が無用に、即ち、それぞれに対応する斜面61が偏向する方向とは異なる方向に光を偏向しないように設定することが好ましい。具体的には、導光板10内をz方向に沿って導かれた光が、斜面62に入射しない角度に設定することが好ましい。なお、z方向に沿って斜面61が設けられる間隔の最小値は、斜面62のz方向に沿った距離に依存し、この距離が短いほど、間隔をより短く設定することが可能となる。この斜面62のz方向に沿った距離は、角度θ2a及びθ2bにより決定される。即ち、角度θ2a及びθ2bをより小さく設定することが好ましい。
また、少なくとも偏向面である斜面61には、拡散部63が設けられている。拡散部63は、第1の実施形態に係る光路偏向部20の拡散部23と同様である。即ち、拡散部63aにおける拡散度をσa、拡散部63bにおける拡散度をσbとしたとき、σa<σbの関係が成り立つように、拡散部63a及び63bを設ける。なお、斜面62にも斜面61と同様に拡散部63を設けてもよい。図4Aの例では、斜面61及び62に拡散部63を設けている。また、光路偏向部60aにおける拡散部63を特に区別する場合は、「拡散部63a」と呼び、光路偏向部60bにおける拡散部63を、「拡散部63b」と呼ぶ。
ここで、図4Bを参照しながら、導光板10内を導かれる光の光路と、光路偏向部60a及び60bとの関係について説明する。なお、図4Bは、斜面61及び62に拡散部63を設けない場合を示している。図4Bにおいて、光路R11aは、光路偏向部60aの斜面61に入射する光のうちの一部の光路を示している。また、θ3aは、光路R11aとz方向との成す角の角度を示している。また、光路R12aは、光路R11aで示された光が、光路偏向部60aの斜面61により偏向された後の光路を示している。また、W2aは、光路偏向部60aの斜面61で偏向された光の分布(換言すると、光の角度輝度分布)を示している。同様に、光路R11bは、光路偏向部60bの斜面61に入射する光のうちの一部の光路を示しており、θ3bは、光路R11bとz方向との成す角の角度を示している。また、光路R12bは、光路R11bで示された光が、光路偏向部60bの斜面61により偏向された後の光路を示している。また、W2bは、光路偏向部60bの斜面61で偏向された光の分布を示している。
第1の実施形態に係る光路偏向部20の場合と同様に、光源31から出射された光は、z方向に沿って光源31から離れるほど、z方向となす角度が大きい光の分布が少なくなり、z方向と角度がより小さい(z方向に沿った)光の分布が多くなる。そのため、光源31に近い光路偏向部60aの斜面61には、光路偏向部60bの斜面61に比べて、z方向とのなす角度がより大きい光が入射する。換言すると、θ3aを、光路偏向部60aの斜面61に入射する光のz方向との成す角度の最大値とし、θ3bを、光路偏向部60aの斜面61に入射する光のz方向との成す角度の最大値としたとき、θ3a>θ3bの関係が成り立つ。
また、光路偏向部60aの斜面61に入射する各光の方向の分布は、光路偏向部60bの斜面61に入射する各光の方向の分布よりも広い。この原理は、第1の実施形態と同様である。そのため、光路偏向部60aの斜面61で偏向された光の分布W2aの広さは、光路偏向部60bの斜面61で偏向された光の分布W2bよりも広くなる。
ここで、図4Cを参照する。上記のような特性から、変形例に係る各光路偏向部60は、第1の実施形態に係る光路偏向部20の場合と同様に、z方向に沿って光源31から離れるにつれて拡散度が大きくなるように拡散部63を設けている。即ち、拡散部63aの拡散度σaと、拡散部63bの拡散度σbとの間で、σa<σbの関係が成り立つように、拡散部63a及び63bを設けられている。このような構成とすることで、光路偏向部20aの斜面21で偏向された光の分布W2と、光路偏向部20bの斜面21で偏向された光の分布W2b’とを、同じ広さに調整することが可能となる。換言すると、光源31からの距離に応じた斜面61に入射する光の分布に拘らず、斜面61で偏向された光の分布(即ち、角度輝度分布)を一定にすることが可能となる。
また、図4Aに示すように、本実施形態に係る各光路偏向部60は、z方向に沿って光源31から離れるにつれて、第2主面12の法線方向と斜面61との成す角(即ち、θ1a及びθ1b)が小さくなるように設けられている。このような構成とすることで、光源31から離れるにつれて、光路偏向部60で偏向された光の、z方向に向けた傾斜が緩やかになるように、偏向された光に指向性を持たせることが可能となる。即ち、第1の実施形態と同様に、z方向に沿った光源31からの距離に応じて斜面61の傾斜角をあらかじめ調整することで、所望の位置(例えば、照明装置の前面下方)に向けて、第1主面11から出射された光を照射させることが可能となる。
以上のように、変形例に係る照明装置は、導光板10の第2主面12上に、凸構造として形成された光路偏向部60が、z方向に沿って複数設けられている。この光路偏向部60は、z方向に沿って光源31から離れるに従って、第2主面12の法線方向と斜面21との成す角が小さくなるように設けられている。このような構成とすることで、導光板10内を導かれた光を所望の位置に向かって偏向させることが可能となる。また、斜面61上には、z方向に沿って光源31からより離れた位置にある光路偏向部60ほど、拡散度が高くなるように拡散部63が設けられている。これにより、光源31からの距離に応じた斜面61に入射する光の分布に拘らず、斜面61で偏向された光の分布(即ち、角度輝度分布)を一定にすることが可能となる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係る照明装置について、図5、図6A、及び図6Bを参照しながら説明する。まず、図5を参照する。図5は、本実施形態に係る照明装置の概略的な断面図である。第1の実施形態に照明装置では、第2主面12に偏向面(即ち、斜面21)を有する溝構造の光路偏向部20を設け、これにより、導光板10内を導かれた光を偏向・拡散させて、第1主面11から出射させていた。本実施形態に係る照明装置では、図5に示すように、溝構造の光路偏向部20に替えてドット構造を有する光路偏向部70を設ける。以降では、第1の実施形態とは異なる光路偏向部70に着目して説明する。
次に、第2の実施形態に係る照明装置について、図5、図6A、及び図6Bを参照しながら説明する。まず、図5を参照する。図5は、本実施形態に係る照明装置の概略的な断面図である。第1の実施形態に照明装置では、第2主面12に偏向面(即ち、斜面21)を有する溝構造の光路偏向部20を設け、これにより、導光板10内を導かれた光を偏向・拡散させて、第1主面11から出射させていた。本実施形態に係る照明装置では、図5に示すように、溝構造の光路偏向部20に替えてドット構造を有する光路偏向部70を設ける。以降では、第1の実施形態とは異なる光路偏向部70に着目して説明する。
ここで、図6Aを参照する。図6Aは、本実施形態に係る光路偏向部の構造の一例を示した概略図である。図6Aに示すように、光路偏向部70は、第2主面12上に三次元的なドット構造(「三次元拡散ドット構造」と呼ぶ)として設けられている。光路偏向部70は、z方向に沿った光源31からの距離に応じて、その形状が異なる。以降では、光源31側に近い側の光路偏向部70を特に区別する場合は「光路偏向部70a」、光源31から遠い側の光路偏向部60を「光路偏向部70b」と呼ぶ。
光路偏向部70は、光路偏向部70aによる拡散度σaと、光路偏向部70bによる拡散度σbとが、σa<σbの関係が成り立つように設けられている。光路偏向部70による拡散度は、例えば、複数のドット構造(光路偏向部70)の密度により調整することができる。即ち、ドット構造の密度が高くなるほど、拡散度は高くなる。また、別の方法として、光路偏向部70の内部に拡散粒子72を拡散させてもよい。この場合には、光路偏向部70a内の拡散粒子72aと、光路偏向部70b内の拡散粒子72bとで、その粒子密度を変更すればよい。即ち、拡散粒子72の粒子密度を高くするほど、拡散度は高くなる。以降では、光路偏向部70内に拡散粒子72を分散させる場合を例に説明する。
また、光路偏向部70は、z方向に沿って光源31から離れる方向に偏心している。図6Aにおける角度θ4a及びθ4bは、光路偏向部70a及び70bの偏心の度合いを模式的に示したものである。角度θ4aは、光路偏向部70aの重心と第2主面12の法線との成す角を示している。同様に、角度θ4bは、光路偏向部70bの重心と第2主面12の法線との成す角を示している。図6Aに示すように、角度θ4a及び角度θ4bは、θ4a<θ4bの関係にある。即ち、z方向に沿って光源31から離れるに従って、光路偏向部70の偏心度が高くなる。
ここで、図6Bを参照する。図6Bは、本実施形態に係る照明装置において、光路偏向部70により偏向された光の光路について説明するための図である。図6Bにおいて、光路R21aは、導光板10内から光路偏向部70aに入射する光のうちの一部の光路を示している。また、θ5aは、光路R21aとz方向との成す角の角度を示している。導光板10内から光路偏向部70a内に入射した光は、光路偏向部70aの球面71で偏向される。このとき、球面71の曲率により、球面71に入射した光の光束が放射状に拡散する。また、光路偏向部70a内に拡散粒子72aが含まれている場合には、光路偏向部70a内に入射した光が、拡散粒子72aにより拡散される。図6Bにおける光路R22aは、光路R11aで示された光が、光路偏向部70a内で偏向・拡散された後の光路を示している。また、W3aは、光路偏向部70a内で偏向・拡散された光の分布(換言すると、光の角度輝度分布)を示している。同様に、光路R21bは、光路偏向部70b内に入射する光のうちの一部の光路を示しており、θ3bは、光路R21bとz方向との成す角の角度を示している。また、光路R22bは、光路R21bで示された光が、光路偏向部70b内で偏向・拡散された後の光路を示している。また、W3bは、光路偏向部70b内で偏向・拡散された光の分布を示している。なお、光路偏向部70の球面71が、第1の実施形態における斜面21、即ち、「偏向面」に相当する。
なお、光路偏向部70aの球面71に入射する各光の方向の分布は、光路偏向部70bの球面71に入射する各光の方向の分布よりも広い。この原理は、第1の実施形態と同様である。そのため、光路偏向部70aの球面71で偏向された光の分布の広さは、光路偏向部70bの球面71で偏向された光の分布よりも広くなる。そのため、本実施形態に係る光路偏向部70は、第1の実施形態と同様に、第1の実施形態に係る光路偏向部20の場合と同様に、z方向に沿って光源31から離れるにつれて拡散度が大きくなるように設けられている。即ち、光路偏向部70aにおける拡散度σaと、光路偏向部70bにおける拡散度σbとの間で、σa<σbの関係が成り立つように、光路偏向部70a及び光路偏向部70bが設けられている。このような構成とすることで、光路偏向部70a内で偏向された光の分布W3と、光路偏向部70b内で偏向された光の分布W3bとを、同じ広さに調整することが可能となる。換言すると、光源31からの距離に応じた光の分布に拘らず、光路偏向部70内で偏向された光の分布(即ち、角度輝度分布)を一定にすることが可能となる。
また、球面71の向きは光路偏向部70の偏心度によって変化する。そのため、本実施形態に係る照明装置では、第1の実施形態に係る光路偏向部20の斜面21の設け方と同様の思想に基づき、z方向に沿った光源31から距離に応じて光路偏向部70を偏心させることで、球面71の向きを調整している。このような構成とすることで、第1の実施形態と同様に、光源31から離れるにつれて、光路偏向部70で偏向された光の、z方向に向けた傾斜が緩やかになるように、偏向された光に指向性を持たせることが可能となる。即ち、第1の実施形態と同様に、z方向に沿った光源31からの距離に応じて光路偏向部70偏心させることで、所望の位置(例えば、照明装置の前面下方)に向けて、第1主面11から出射された光を照射させることが可能となる。
なお、上記では、三次元的なドット構造を有する三次元拡散ドット構造の場合を例に説明したが、光路偏向部70(ドット構造)を設ける替わりに、その領域に拡散粒子72を含む散乱剤を塗布する構成としてもよい。このような構成とすることで、塗布された散乱剤により光源31からの光を偏向(散乱)させることが可能である。なお、このような構成の場合には、光が偏向される向きは、この散乱剤が塗布された領域に入射する光の向きに依る。また、このような構成の場合には、光路偏向部70のようにドット構造を形成する必要が無いため、製造コストを低減させることが可能である。なお、このように拡散粒子を含む散乱剤を塗布することで形成された、内部に拡散粒子が含まれた二次元パターンを「二次元拡散ドット構造」と呼ぶ場合がある。なお、二次元拡散ドット構造を設ける場合には、光源31から離れるにつれて、その面積がz方向に沿って広くなるように設けるとよい。また、二次元拡散ドット構造は、光源31から離れるにつれて、拡散粒子の密度が濃くなるように設けてもよい。
また、上述した第1の実施形態に係る光路偏向部20、変形例に係る光路偏向部60、及び第2の実施形態に係る光路偏向部70は、適宜組み合わせて用いてもよい。例えば、光源31に近い部分では、全反射せずに導光板10の外部に出射する光の量が多い。そのため、光路偏向部60または光路偏向部70のように凸構造を有する光路偏向部を用いて、導光板10の外部に出射する光を導光板10内に向けて偏向させるようにするとよい。また、光源31に遠い部分では、全反射して導光板10内を導かれる光の量が多く、導光板10の外部に出射する光の量は少ない。そのため、光路偏向部20のような溝構造を用いて、導光板10内を導かれた光を積極的に偏向させ、導光板10の外部に出射させる構成にするとよい。
以上のように、本実施形態に係る照明装置は、導光板10の第2主面12上に、凸ドット構造として形成された光路偏向部70が、z方向に沿って複数設けられている。この光路偏向部70は、z方向に沿って光源31から離れる方向に偏心しており、その偏心度は、z方向に沿って光源31から離れるに従って高くなる。このような構成とすることで、導光板10内を導かれた光を所望の位置に向かって偏向させることが可能となる。また、光路偏向部70は、z方向に沿って光源31からより離れた位置ほど、拡散度が高くなるように設けられている。これにより、光源31からの距離に応じた光路偏向部70内に入射する光の分布に拘らず、光路偏向部70内で偏向された光の分布(即ち、角度輝度分布)を一定にすることが可能となる。
10 導光板
11 第1主面
12 第2主面
13、13’ 上部端面
14 下部端面
15 側部端面
16 反射板
20、20a、20b 光路偏向部
21 斜面
22 斜面
23、23a、23b 拡散部
24 上部端面
31 光源
32 照明ユニット
33 電源ユニット
40 導光板支持部
41 外枠部
42 周溝
43 凹部
51 反射板
52 拡散板
60、60a、60b 光路偏向部
61 斜面
62 斜面
63、63a、63b 拡散部
70、70a、70b 光路偏向部
71 球面
72、72a、72b 拡散粒子
11 第1主面
12 第2主面
13、13’ 上部端面
14 下部端面
15 側部端面
16 反射板
20、20a、20b 光路偏向部
21 斜面
22 斜面
23、23a、23b 拡散部
24 上部端面
31 光源
32 照明ユニット
33 電源ユニット
40 導光板支持部
41 外枠部
42 周溝
43 凹部
51 反射板
52 拡散板
60、60a、60b 光路偏向部
61 斜面
62 斜面
63、63a、63b 拡散部
70、70a、70b 光路偏向部
71 球面
72、72a、72b 拡散粒子
Claims (11)
- 光源と、
対向する第1主面及び第2主面を備え、前記光源からの光を受けて、前記第1主面及び前記第2主面の間で内面反射を繰り返して所定の方向に向けて導光させる導光板と、
を備えた照明装置であって、
前記導光板内を導かれた光の一部を受けて、拡散させるとともに、その拡散光が、前記第1主面の法線方向成分と前記所定の方向の成分の双方を有するように偏向させる光路偏向部を、前記第2主面に前記所定の方向に並べて複数備え、
前記複数の光路偏向部は、その拡散度が、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って大きくなるように設けられていることを特徴とする照明装置。 - 前記光路偏向部は、前記拡散光を前記第1の主面側に向けて反射させることで前記偏向させる偏向面を備えており、
前記偏向面上に凹凸状に形成され、前記導光板内を導かれた光の一部を受けて拡散させる拡散部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記光路偏向部は、前記所定の方向に沿って、前記第2主面側から前記第1の主面側に向かって傾斜するように斜面が設けられた溝構造であって、
前記斜面が前記偏向面に相当し、
前記溝構造は、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、前記第2主面の法線方向と前記斜面との成す角が小さくなり、かつ、深さが深くなるように設けられていることを特徴とする請求項2に記載の照明装置。 - 前記光路偏向部は、前記所定の方向に沿って、前記第2主面側から前記第1の主面側に向かって傾斜するように斜面が設けられた凸構造であって、
前記溝構造は、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、前記第2主面の法線方向と前記斜面との成す角が小さくなるように設けられていることを特徴とする請求項2に記載の照明装置。 - 前記光路偏向部は、内部に拡散粒子が含まれた透光性を有する三次元構造として形成され、その球面により前記拡散光を前記第1の主面側に向けて反射させることで前記偏向させる三次元拡散ドット構造であって、
前記三次元拡散ドット構造は、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、ドットの密度が高くなるように、または、前記拡散粒子の密度が高くなるように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記三次元拡散ドット構造は、前記所定の方向に向けて偏心しており、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、その偏心度が高くなるように設けられていることを特徴とする請求項5に記載の照明装置。
- 前記光路偏向部は、内部に拡散粒子が含む散乱剤を塗布することで形成され、当該拡散粒子により前記拡散光を前記第1の主面側に向けて偏向させるものであって、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って、面積が広くなるように、または、前記拡散粒子の密度が高くなるように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記第2主面と対向するように設けられ、前記第2主面から出射した光を当該第2主面に向けて反射させる反射板を備えたことを特徴とする請求項1~請求項7のいずれか一つに記載の照明装置。
- 前記第1主面と対向するように設けられ、前記第1主面から出射された光を拡散させ、その拡散度が、前記所定の方向に沿って前記光源から離れるに従って大きくなるように設けられた拡散板を備えたことを特徴とする請求項1~請求項8のいずれか一つに記載の照明装置。
- 前記導光板は、前記光源からの光を、所定の端部で受けて、前記所定の方向である逆側の端部に向けて導光させることを特徴とする請求項1~請求項9のいずれか一つに記載の照明装置。
- 前記導光板は、前記光源からの光を、前記第1主面及び前記第2主面の少なくともいずれかで受けて、これを偏向させることで、前記所定の方向に向けて導光させることを特徴とする請求項1~請求項9のいずれか一つに記載の照明装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=49768525
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2012
- 2012-06-18 JP JP2012136976A patent/JP2015164093A/ja active Pending
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2013
- 2013-04-30 WO PCT/JP2013/062599 patent/WO2013190919A1/ja not_active Ceased
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