JP5449098B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置に関するものである。本発明は、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ；Ｌｉｇｈｔ・Ｅｍｉｔｔｉｎｇ・Ｄｉｏｄｅ）を光源とし小型〜大型の照明器具や表示用照明器具として利用可能な装置に関するものである。

これまでＬＥＤを用いた照明装置構成は数多く提案されているが、ＬＥＤを単純に配列実装しリフレクタ等で光制御する構成のものでは、その光源を見込んだ際に相当な不快グレア、あるいは、減能グレアを生じる場合が少なくなく、近年のＬＥＤの発光効率向上とともにその傾向が大きくなっている。即ちこれまでのＬＥＤを用いた照明装置あるいは照明器具では直下方向を効率よく明るく照明する目的が強く、その装置を見込んだ際の眩しさといった課題、また装置直下方向以外への照明光が少ないため、それに付随するように装置を設置した空間全体の明るさ感が足りないといった課題があった。そのため、導光板を用いた薄型面光源により柔らかい光で広い空間を照明するような装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００７−３３４１５１号公報 特開２００６−２３６７７０号公報

従来、導光板を用いる照明装置においては光源を導光板端面に配置するため、それを囲むフレームが必要となり装置の配光設計自由度や意匠性（デザイン性）に制限が加わることが多かった。例えば、特許文献１の構成は、大光束を発する照明装置の構成例であるが、導光板端面（全端面）に光源を配置する構造のため、その周囲に光源収納フレームを設けることが不可欠となっていた。一方、特許文献２の構成は、ＬＥＤ側面方向に相対放射強度が大きいサイドエミットＬＥＤを用いた例であり、諸々の光学的課題は有するもののＬＥＤを導光板の中央部に配置して、フレームがない、あるいは、幅が極力狭いような面発光装置を実現している。

特許文献２には、バックライト等の面照明装置の構成に関し、導光板の周辺部における輝度均一化を図ることを目的とした導光板周辺反射板条件が記載されている。しかしながら実際にはサイドエミットＬＥＤは通常正面側にも光放射しこの成分が無視できない強度であるため、この構成ではＬＥＤ配置位置に応じた輝度分布の起伏が少なくなく輝度むらとして現れる場合が多い。特に導光板を直接見込んだ場合、ＬＥＤ配置に応じた眩しさ（不快グレア）が感じられることが少なからずあるという課題があった。

また、特許文献１，２の構成では面照明効率や均斉度向上の目的から導光板終端を筐体で覆うような構成としているが、これをそのまま照明装置として用いる場合には天井面方向へ光が広がりにくく、照明空間全体としての明るさ感や開放感を得られにくいといった課題があった。

本発明は、例えば、照明装置を見込んだ際の不快グレアを低減することを目的とする。また、例えば、照明装置を見込んだ際の不快グレアを低減しつつ大光束発光を実現し、さらに装置直下のみならず周辺配光成分も持たせることで照明空間全体の明るさ感を高めることのできる発光効率（言い換えれば省エネルギー効率）の良好な照明装置を得ることを目的とする。さらに、例えば、そのような低グレア照明装置で単一色ＬＥＤを用いるような場合に、使用者の要求等に応じて色変換部材を用いて容易に光色の変更を可能にすることをも目的とする。即ち、照明装置の配光、色光等の光特性や意匠性（デザイン性）等の設計自由度を高めた低グレア大光束薄型照明装置を得ることを目的とする。

本発明の一の態様に係る照明装置は、
表面と裏面とを有し、前記表面に口が開いた穴が設けられた導光板であって、光を前記穴の内壁面から入射し、入射した光を前記表面から出射する導光板と、
光を発するＬＥＤであって、前記導光板の前記表面に対して光軸が略垂直になるように前記導光板の前記穴に収納されるＬＥＤと、
前記導光板の前記穴の口を覆うように前記導光板の前記表面に取り付けられ、前記ＬＥＤから前記ＬＥＤの光軸方向に発せられる光の少なくとも一部を遮る光制御部材とを備える。

本発明の一の態様では、照明装置が、導光板の穴の口を覆うように導光板の表面に取り付けられる光制御部材を備える。そして、この光制御部材が、導光板の表面に対して光軸が略垂直になるように導光板の穴に収納されるＬＥＤからＬＥＤの光軸方向に発せられる光の少なくとも一部を遮る。そのため、照明装置を見込んだ際の不快グレアが低減される。

実施の形態１に係る照明装置の一構成例を示す図。 市販のサイドエミットＬＥＤの配光特性を示す図。 実施の形態１の変形例に係る照明装置の構成例を示す図。 実施の形態１の変形例に係る照明装置の構成例を示す図。 実施の形態２に係る照明装置の構成例を示す図。 実施の形態２の変形例に係る照明装置の構成例を示す図。 実施の形態２に係る照明装置の色変換部材適用前後の発光スペクトルを示す図。 実施の形態３に係る照明装置の構成例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、断面図では、便宜上、断面を表すためではなく部材を区別するためにハッチングを用いている。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る照明装置１０の一構成例を示す図である。図１（ａ）は、図１（ｂ）のＣ点線の位置で上方をみた照明装置１０の断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ点線の位置でみた照明装置１０（一部）の断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ点線の位置でみた照明装置１０の断面図である。

図１（ａ）〜（ｃ）において、照明装置１０は、ＬＥＤ基板１１と、その上に実装されたサイドエミット型のＬＥＤ１２（ＬＥＤパッケージ）とを備える。本実施の形態では、ＬＥＤ１２がライン状（直線状）に５個実装されているが、ＬＥＤ１２の数や配置はこれに限らない。ＬＥＤ１２は、４個以下実装されてもよいし、６個以上実装されてもよい。ＬＥＤ１２は、複数列で直線状に配置されてもよいし、リング状（環状）に配置されてもよいし、放射状に配置されてもよいし、ランダムに配置されてもよい。

ＬＥＤ基板１１の表面には、反射率の高い反射シート１６を挟む形で、ＬＥＤ１２に対応する位置にＬＥＤ１２が納まるような開口部１４を設けた導光板１３が配置されている。導光板１３は、ＬＥＤ１２からの光を遠方まで搬送しながら、同時に導光板１３の表面に付加された光制御パタン（拡散パタン）により面発光を実現する光学部材である。ここで導光板１３は、アクリルやポリカーボネート等の透明度の高い材料からなる。また、図示していないが、光制御パタンとしては、白色インキを導光板１３における位置に応じて直径の異なる細かいドットとしてシルク印刷したもの、あるいは、導光板１３上に導光板１３における位置に応じてグラデーションのかかったブラスト処理を直接施したもの、同じく導光板１３上にレーザ加工で凹凸パターンニングしたものを用いることができる。光制御パタンは、光源（ＬＥＤ１２）から遠ざかるにしたがってパタン密度が高くなることが望ましい。導光板１３を進む光は、この光制御パタンで方向を変えられ、一部は導光板１３から抜け出して照明光となり、別の一部は導光板１３内で伝搬され、異なる箇所から出射されて照明光となる。その結果、導光板１３の表面から略均一に光が放射されることになる。

なお導光板１３としては、表面に光制御パタンが形成されたもの以外に、樹脂材料に光拡散材（ガラス微粒子やセラミック粉末等）を混入させた光伝搬性材料を板状に加工したもの等を用いても構わない。

ＬＥＤ基板１１は、ガラスエポキシや表面絶縁処理されたアルミ板材料の上にＬＥＤ１２の実装パタンと配線パタンを設けたような構成である。ＬＥＤ１２の投入電力が大きいものでは金属基板（アルミ、銅、鉄等）、あるいは、セラミック（アルミナ、窒化アルミ）のような高放熱性あるいは高熱伝導性材料で構成する。本実施の形態では、ＬＥＤ基板１１の背面（裏面）を金属製の筐体１７に取り付け、あるいは、収納している。図示していないが、特にハイパワーのＬＥＤ１２を扱う場合、ＬＥＤ１２の自己発熱による温度上昇で発光効率の低下を招かないように、ＬＥＤ基板１１の背面を熱伝導性シートを介して筐体１７に密着させる等の構成をとる。このような構成にすることでＬＥＤ１２の極度の温度上昇を抑えることができるため発光効率の良好な照明装置１０を得ることができる。

ここでＬＥＤ１２は、サイドエミットと呼ばれる側方への相対的光放射量の大きいＬＥＤでありその配光特性に特徴を有するものである。図２にそのような特性を有する既存ＬＥＤ製品（市販のサイドエミットＬＥＤ）の配光特性（角度光放射分布特性）を示す。例えば図２（ａ）は、サンケン電気株式会社製のＬＥＤであるＳＥＬＴ１ＷＡ１３ＣＭについて、ＬＥＤの放射中心を０度方向（ＬＥＤの真上方向）として、それより側方の放射角度でどれくらいの割合の光が放射されているかを示したものである。また、図２（ｂ）は、Ｐｈｉｌｉｐｓ・Ｌｕｍｉｌｅｄｓ・Ｌｉｇｈｔｉｎｇ社製のＬＥＤであるＬｕｘｅｏｎ（登録商標）・Ｅｍｉｔｔｅｒについて、横軸の放射角度に対して縦軸に相対強度を示したものである。また、図２（ｃ）は、ＯＳＲＡＭ・Ｏｐｔｏ・Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ社製のＬＥＤであるＬＷ・Ｗ５ＫＭについて、図２（ａ）及び図２（ｂ）の両形式のグラフで特性を示している。図２（ａ）〜（ｃ）いずれの特性も側方放射比率が非常に大きいものである。これら例として挙げたＬＥＤは外観形状は異なるものの全て光線制御レンズを有し、レンズ界面でのフレネル透過／反射則に従って光線方向が決定され、図２のようにＬＥＤ中心方向では光の放射が抑えられ、ＬＥＤ側面方向でＬＥＤ周囲全方向に対し側方放射成分の放射量が大きくなるように設計されたものである。

図１（ｂ）は、ＬＥＤ１２の周辺部の構成を示したものであるが、上記のようなサイドエミット型のＬＥＤを用いているため、ＬＥＤ１２の中心光軸に沿って放射される光量よりも、ＬＥＤ１２の側方に放射される光量が大きい。したがって、図１（ｂ）のようにＬＥＤ１２の周囲領域に開口部１４を有する導光板１３を配置し、その開口部１４の側面から導光板１３の内部への光透過性を高めるべく開口部１４の内壁の表面を凹凸がないよう磨きをかけた仕上げとすることで、サイドエミット型のＬＥＤ１２の側方放射光を効率よく導光板１３に入光させることができる。ここで開口部１４の開口径をできるだけＬＥＤ１２の外径に近くすれば、開口部１４の内部の光反射を抑えることができる。

ＬＥＤ１２は、サイドエミット型であっても、その光軸方向（図１の構成では装置直下方向）に照射する成分も有しているため、直接装置を見込んだ際（例えば、照明装置１０を真下から略垂直方向に見た場合）に点在する開口部１４のみが輝きを有し不快グレアとなる場合がある。そこで開口部１４の口には例えば薄手の拡散樹脂シート等の半透光性の光制御部材１５を装着する。これにより開口部１４から発する光強度を抑えることができるとともに、開口部１４の内側へ反射する光成分も得られ、その一部は導光板１３を介し面発光するため、グレアを抑えた発光効率の良好な照明装置１０を得ることができる。また、この開口部１４の口を覆う光制御部材１５に、少なくともＬＥＤ１２側へ反射する光の量（光束）が多い遮光性部材を用いてもよい。この場合は、装置を見込んだ際に開口部１４が非発光部となるが、その分内部反射率を高めることができ、その結果、導光板１３の内部で伝搬される光が増加し、発光効率のよい照明装置１０を得ることができる。

上記のように、本実施の形態において、照明装置１０は、表面（天井面に設置される照明装置１０の場合、下面）に口が開いた開口部１４（穴）が設けられた導光板１３と、導光板１３の表面に対して光軸が略垂直になるように開口部１４に収納されるＬＥＤ１２と、開口部１４の口を覆うように導光板１３の表面に取り付けられる光制御部材１５とを備える。図１（ｂ）に示したように、導光板１３は、ＬＥＤ１２から発せられる光を開口部１４の内壁面から入射し、入射した光を表面から出射する。光制御部材１５は、ＬＥＤ１２からＬＥＤ１２の光軸方向に発せられる光の少なくとも一部を遮る。このため、照明装置１０を見込んだ際の不快グレアを低減することができる。

また、本実施の形態において、ＬＥＤ１２は、光軸から所定の角度傾いた方向である非軸方向の光度が光軸方向の光度より大きいタイプ（例えば、サイドエミット型）のＬＥＤである。図１（ｂ）に示したように、導光板１３は、少なくともＬＥＤ１２からＬＥＤ１２の非軸方向に発せられる光を開口部１４の内壁面から入射する。このため、高い発光効率の照明装置１０を提供することができる。

図１（ｂ）に示したように、本実施の形態において、光制御部材１５は、ＬＥＤ１２からＬＥＤ１２の光軸方向に発せられる光を開口部１４の内側に反射する。そして、導光板１３は、光制御部材１５で反射される光を開口部１４の内壁面から入射する。このため、より高い発光効率の照明装置１０を提供することができる。

以上説明した本実施の形態に係る照明装置１０は、従来よく知られているＬＥＤ光源を導光板側面に配置するような特許文献１のようなサイドライトタイプとは異なるため、光源部分の取り付けと保護、光漏れ防止目的で用いる幅広のフレームが不要である。本実施の形態に係る照明装置１０では、フレームレスで導光板１３の中央にＬＥＤ１２を配置することも可能である。本実施の形態では、導光板１３のサイズによらず導光板１３の周囲にフレーム（筐体１７）を設けるかどうかは照明装置１０の意匠性や装置配光の視点から決めればよく、そのため設計幅を広げることができる利点がある。

図３は、本実施の形態の変形例に係る照明装置１０の構成例を示す図である。図３（ａ）〜（ｄ）は、いずれも図１（ｃ）に対応する照明装置１０の断面図である。

図３（ａ）〜（ｄ）の各例は、特に上記のような観点から、導光板１３の端部１８ａ，ｂ（終端部）にフレーム（筐体１７）を設けず導光板１３の端部１８ａ，ｂの発光を積極利用して、それにより空間の照明効果を高めようとする装置構成である。導光板１３の端部１８ａ，ｂを発光面とすることで、照明装置１０を天井付近に配置（直下付けや吊り下げ等）して使用する際には導光板１３の端部１８ａ，ｂを介して天井を照明することもでき、その結果、照明空間の明るさ感や開放感を高めることができる。また、図３（ａ）〜（ｄ）のように導光板１３の端部１８ｂの板自体の形状や、端部１８ａの板表面の凹凸状態により光放射方向を変えることで、様々な演出空間に対応させることができる。導光板１３の端部１８ａ，ｂそれぞれの形状は、図３（ａ）では長方状のまま、図３（ｂ）及び（ｃ）では楔形、図３（ｄ）では湾曲状（具体的には、略半円）としている。各図では、導光板１３の内部を進み外へ出る光線の一例を矢印で示している。例えば図３（ｂ）及び（ｃ）のように、導光板１３を光源から遠ざかるほど厚みが小さくなるように（即ち、楔状に）形成することにより、導光板１３の先端の方まで光を搬送させやすくすることができるとともに、装置発光部を見込んだ際の照明装置１０の意匠性の幅も広げることができる。

図３（ａ）〜（ｄ）の例において、導光板１３の端部１８ａは、微細凹凸加工等が施されているため、その加工比率に応じ拡散発光比率を高くでき、導光板１３の端部１８ａからの眩しさを抑えた柔らかい光で照明空間を明るく演出することができる。微細凹凸は一般的な導光板の拡散パタンと同様に、導光板１３の製造時に金転写したものでもよいし、レーザ加工、ブラスト処理等により設けたものでもよいし、シルク印刷（ドット塗装）したものでもよい。なお、導光板１３の端部１８ａに、微細凹凸ではなく拡散透光性のある拡散シートや拡散テープ等を設けるようにしても類似の効果を得ることができる。

一方、導光板１３の端部１８ｂは、表面に特に凹凸加工を施さず平坦面としているため、導光板１３の端部１８ｂを進む光がスネルの法則に従って相対的に鋭い光として発せられ、照明装置１０の発光面の明るさ感を高めることができる。

図３（ａ）の例では、さらに、光制御部材１５の内側が、円錐状の高反射材料１５ａとなっている。このため、表面反射光の多くを導光板１３側へ制御することができる。光制御部材１５の円錐状の部分は、その円錐表面が磨かれた凹凸のない透明樹脂であってもよく、この場合には樹脂の界面反射によりやはり導光板１３側へ光線制御を行うことができ、その結果、導光板１３の表面からの発光効率の良好な照明装置１０を得ることができる。

上記のように、図３（ａ）の例において、光制御部材１５は、頂点がＬＥＤ１２側を向く円錐状に形成され、ＬＥＤ１２からＬＥＤ１２の光軸方向に発せられる光を円錐面で反射する。これにより、光制御部材１５で反射されて開口部１４の内壁面から入射される光の光束が増えるため、より高い発光効率の照明装置１０を提供することができる。なお、図１（ｃ）に示した構成、あるいは、図３（ｂ）〜（ｄ）の例において、光制御部材１５が同様に円錐状に形成されていてもよく、この場合も上記と同様の効果を得ることができる。光制御部材１５は、角錐状、あるいは、他の形状に形成されていてもよい。特に、開口部１４が、本実施の形態のように平面視で略円形状ではない場合、開口部１４の形状に合わせて光制御部材１５の形状を変更することが望ましい。例えば、開口部１４が平面視で楕円形状であれば、光制御部材１５を楕円錐状とし、開口部１４が平面視で矩形状であれば、光制御部材１５を四角錐状とすること等が考えられる。

また、図３（ａ）〜（ｄ）の例において、導光板１３は、開口部１４の内壁面から入射した光を表面だけでなく少なくとも１つの端面からも出射する。例えば、図３（ａ）〜（ｄ）の例のように、光を出射する端面（端部１８ａ側の端面）に、光を拡散させる処理が施されているか、又は、光を拡散させる拡散材が取り付けられていれば、照明装置１０の側方周辺に柔らかい光を照射することができる。また、明るさも高められる。また、例えば、図３（ｂ）の例のように、光を出射する端面のある端部１８ｂが、先端に近づくほど厚みが小さくなるように形成されていれば、照明装置１０の側方周辺により多くの光を照射することができる。なお、図３（ａ）〜（ｄ）の例において、導光板１３の両方の端部１８ａ，ｂを同じように構成しても構わない。

図４は、別の変形例に係る照明装置１０の構成例を示す図である。図４（ａ）及び（ｄ）は、いずれも図１（ｃ）に対応する照明装置１０の断面図である。図４（ｂ）及び（ｃ）は、いずれも照明装置１０の斜視図である。

照明装置１０が天井面照明等も兼ねる場合には、導光板１３の端部１８ａ，ｂの発光の効果以外にも、図４（ａ）〜（ｄ）の例のように、筐体１７において所定の間隔ごとに（規則的な位置に）開口部２２を設けるとか、図４（ｄ）の例のように、導光板１３の裏側の反射シート１６の一部を所定の形状で切り抜いて開口部２４を設けるようにすることで、装置背面側の空間も照明することが可能になる。特に照明装置１０を天井面に隙間を設け設置する場合や、天井より吊り下げて用いる場合に照明空間の演出効果を発揮する。

図４（ａ）〜（ｄ）の例において、導光板１３の背面側周囲には、幅の広い反射板２１が設けられている。これにより導光板１３の表面からは柔らかい光を発しつつ、さらに導光板１３を通して端部１８ａ，ｂから放射される光を反射板２１で反射させ周囲照明光として用いることが可能となる。反射板２１の形状は、図４（ａ）のような平面でもよいし、図４（ｄ）のような曲面でもよく、照明装置１０の中央方向の必要照明光量に応じて反射板２１の立ち上がり角度や曲率を調整することが可能である。反射板２１の角度を広くすることで広配光の照明装置１０を、また反射板２１の角度を狭くし、さらに反射板２１を長めに設けることで狭い配光の照明装置１０を得ることができる。さらに、導光板１３とサイドエミット型のＬＥＤ１２からなる部分を共通化し、反射板２１を有する筐体１７を交換可能とするような構成としてもよく、この場合には個々の照明空間で必要な配光を実現する反射板２１を選定して使用することができる。

図４（ａ）の例では、さらに、導光板１３の表面に、薄手の拡散樹脂シートや乳半のやや厚手の拡散板等の透光性を有する拡散部材２３が配置されている。そのため、より眩しさを防ぎ柔らかい照明を実現することが可能となる。

前述したように、図４（ａ）〜（ｄ）の例では、筐体１７に延設された反射板２１の反射面の一部に開口部２２が設けられている。このため、端部１８ａ，ｂが発光する状態で構成している導光板１３からの特に終端発光を反射板２１の外部に通すことができ、これを照明装置１０の配置される周囲空間の照明光として活用することができる。このような構成により装置周辺の明るさ感や空間の開放感を増加させることができる。

図４（ｃ）の例では、光制御部材１５を直方状の部材として配置している。このように光制御部材１５は、少なくともＬＥＤ１２を配置する開口部１４の口を覆うように構成するものであれば一体型のものでもよく、この場合はグレア抑制や導光板１３への光入射効率を高めることができ発光効率の良好な照明装置１０を得ることができる。

また、図４（ｄ）の例では、導光板１３の背面の一部に反射シート１６と筐体１７を同時に光透過可能とするような開口部２４を設けている。本構成により例えば照明装置１０を吊り下げて使用する際には装置裏側の空間（例えば天井面側）も照明することが可能となり照明空間の明るさ感を増す効果を得ることができる。なお開口部２４内に粉塵が積もることを防止するために、開口部２４を覆う透光性の樹脂シートや拡散板を設ける構成とすれば、やや光の強さは低下するもののその目的とする効果は得ることができる。

上記のように、図４（ａ）〜（ｄ）の例において、照明装置１０は、導光板１３の光を出射する端面（端部１８ａ，ｂの端面）と所定の距離を隔てて設けられる反射板２１を備える。反射板２１は、当該端面から出射される光を所望の方向（反射板２１の反射面の形状や角度によって調整できる）に反射するため、当該方向（例えば、下方）により多くの光を照射することができる。

また、図４（ｄ）の例において、照明装置１０は、導光板１３の裏面に取り付けられ、導光板１３の裏面に到達する光を導光板１３の内側に反射する反射シート１６（反射材）と、導光板１３を反射シート１６ごと収容する筐体１７とを備える。筐体１７は、導光板１３の表面が露出するように１つの面（例えば、下面）が開口され、導光板１３の裏面の一部が露出するように当該１つの面と逆側の面（例えば、上面）に少なくとも１つの開口部２４が設けられている。開口部２４は、筐体１７を反射シート１６ごと貫通する孔であり、導光板１３の裏面に到達する光の一部を通過させる。このため、導光板１３の表面から（例えば、床面に対して）光を照射するだけでなく、導光板１３の裏面からも（例えば、天井面に対して）光を照射することができる。なお、導光板１３の裏面から外部に照射する光の量は開口部２４の形状や大きさによって調整することができる。

本実施の形態に係る照明装置１０において、少なくとも２種の発光色のＬＥＤ１２を用いて、そのうち少なくとも１種のＬＥＤ１２を調光制御可能とするように構成してもよい。これにより電気的に色可変の照明装置１０とすることもできる。

なお、本実施の形態では、ＬＥＤ１２として、光利用効率面からサイドエミットタイプのＬＥＤを用いているが、通常の砲弾型ＬＥＤや拡散発光型ＬＥＤを用いても、その側面放射成分が小さいため、発光効率がやや低下する場合があるが（正面放射光の光制御部材１５での反射光利用比率を高めることが望ましい）、低グレア照明という観点からは同様の効果が得られる。よって、砲弾型ＬＥＤや拡散発光型ＬＥＤといったサイドエミット型ＬＥＤ以外のＬＥＤを照明装置１０の光源として用いてもよい。

以上説明したように、本実施の形態では、照明装置１０が、単数又は複数のサイドエミット光放射機能を有するＬＥＤ１２を実装したＬＥＤ基板１１と、そのＬＥＤ基板１１の上の個々のＬＥＤ１２の周囲に開口部１４を有する導光板１３とを備える。そして、少なくともＬＥＤ１２の周囲の開口部１４の上部（導光板１３の表面側）に、半透光性を有するか、あるいは、少なくともＬＥＤ１２に対向する面の反射率が高く、遮光性を有する光制御部材１５が設けられている。また、導光板１３は、端部１８ａ，ｂにいくほど厚みが変化したり、表面に凹凸形状が付加されていたり、その一部が露出するように構成されていたりする。

上記のような構成により、本実施の形態では、照明装置１０を見込んだ際の不快グレアを低減しつつ大光束発光を実現し、さらに装置直下のみならず周辺配光成分も持たせることで照明空間全体の明るさ感を高めることのできる発光効率（言い換えれば省エネルギー効率）の良好な照明装置１０を得ることができる。また、本実施の形態では、フレームレスで広い面発光を実現する低グレア照明装置でありながら、導光板１３及び装置構造の工夫により天井面も照明可能としているため照明空間全体の明るさ感を高めること、さらには装置配光や意匠性の自由度を高めた発光効率の良好な薄型照明装置を得ることができる。

本実施の形態において、照明装置１０は、例えば一般照明や演出照明等の照明器具のほか、美術館や医療用等の特殊照明、また、ショーケースや冷蔵庫等の機器の組み込み照明装置、広告灯等の背面照明装置といったものとして利用することができる。

実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図５は、本実施の形態に係る照明装置１０の構成例を示す図である。図５（ａ）は、図１（ｃ）に対応する照明装置１０の断面図である。図５（ｂ）は、照明装置１０の色変換部材１９の斜視図である。

実施の形態１のような不快グレアの少ない柔らかい光を発する照明装置１０では、ＬＥＤ１２の発光色が電気的に調整不可能な場合、ＬＥＤ基板１１を、その光色変更を目的に異なる光色のＬＥＤ１２を実装したＬＥＤ基板１１と交換するのは電気工事も必要となり非常に手間を要する。一方、本実施の形態では、以下に述べる特徴的な色変換部材１９を用いた構成により所望の発光色に変更でき、さらにそれ自体着脱可能とすることで容易に発光色の設定を行うことができる。

図５（ａ）に示すように、本実施の形態では、ＬＥＤ１２を囲む開口部１４の内壁の表面に色変換部材１９を具備した構成としている。即ち、照明装置１０は、導光板１３の開口部１４の内壁面に取り付けられ、光の色を変換する色変換部材１９を備える。図５（ｂ）に示すように、色変換部材１９は、例えばサイドエミット型のＬＥＤ１２の光に励起発光する蛍光体を樹脂バインダに分散させたような材料を開口部１４の形状に合わせリング状にした部材とする。色変換部材１９は、開口部１４に嵌め込み装着等される。例えばＬＥＤ１２がＪＩＳ（日本工業規格）の昼光色や昼白色であり、それを低色温度の白色、温白色、電球色等に変換したい場合には、例えば窒化物赤色蛍光体等をシリコーン材料やその他透明性の樹脂や硝子材料等に混合した材料で色変換部材１９を構成する。また光色の調整はさらに例えばシリケート等の緑色蛍光体や橙色蛍光体等を混合させることで行うとよい。シリコーンはＬＥＤ１２の封止材料にも用いられる材料であり、透明性があり耐光性や耐熱性や成形性に優れ柔軟性がある材料である。一方、青色に発光するＬＥＤ１２を用いるような場合に、略白色を得たい場合には、例えば黄色発光シリケート蛍光体やＹＡＧ蛍光体材料といった黄色蛍光体が含まれる色変換材料で色変換部材１９を構成すればよい。このように、ＬＥＤ１２が照射する光の色は、ＪＩＳ照明色のうち、昼光色、昼白色、白色、温白色、電球色のいずれであってもよいし、青色等、他の色であってもよい。

以上のように、本実施の形態では、ＬＥＤ１２の側面方向の放射成分が強いため、それが照射される導光板１３の開口部１４の内壁面に色変換部材１９を配置することで効率よく任意の光色に色変換できる。

光色がＪＩＳ照明４色（色温度が高いものから昼光色、昼白色、白色、温白色）の領域のＬＥＤ１２を用いることで、非色変換時にはある照明色で利用し、変換時には色変換部材１９の調整により上記のそれぞれの色より低色温度の昼白色〜電球色のＪＩＳ照明色で発光する照明装置１０を提供することができる。したがって、照明装置１０は、使用するシーンに合わせて色変換部材１９の使用／不使用を選択し、また使用する場合には色変換部材１９の種類を選定して（蛍光体種類や混合量を調整して）、所望の照明用光色にて一般照明として使用することができる。

例えば図５（ａ）の構成を採用し、昼白色のＬＥＤ１２を用いた照明装置１０において、色変換部材１９を装着（適用）する前の発光スペクトルと、色変換部材１９を装着して色変換（波長変換）を行った後の発光スペクトルとを図７に示す。この例において、色変換部材１９は６５５ｎｍ（ナノメートル）付近にピークを持つ窒化物赤色蛍光体（ＣａＡｌＳｉＮ_３；Ｅｕ）を適量混合した材料である。色変換部材１９の装着前は、色温度が約５０００Ｋ（ケルビン）であり、即ち、発光色が昼白色である。一方、色変換部材１９の装着後は、色温度が約４０００Ｋに変化しており、即ち、発光色が白色に変換されている。

また、ＬＥＤ１２の光色を青色とする場合には、青色光に励起しそれと異なる色の光を発する蛍光体が多種存在するため、色変換部材１９の調整により上記ＪＩＳ照明４色を用いる場合よりも幅広い照明色に変換することができる。例えば演出照明用として彩度の高いカラフルな照明色や、一般照明用としてＪＩＳ照明色にも変更することが可能である。

図６は、本実施の形態の変形例に係る照明装置１０の構成例を示す図である。図６（ａ）及び（ｂ）は、いずれも図５（ｂ）に対応する照明装置１０の色変換部材１９等の斜視図である。図６（ｃ）〜（ｅ）は、いずれも図５（ａ）に対応する照明装置１０の斜視図である。

図５（ａ）に示した照明装置１０において、色変換部材１９の外観形状は、図５（ｂ）に示したようにリング状であるが、色変換部材１９と光制御部材１５とが一体の１つの部品として構成されていてもよい。例えば、色変換部材１９は、光制御部材１５と一体成形されていてもよく、光制御部材１５とともに１つの部品として導光板１３に着脱自在に取り付けられるものであってもよい。図６（ａ）の例では、色変換部材１９に光制御部材１５の支柱２０を嵌める等して色変換部材１９と光制御部材１５とを一体型の着脱可能な部材としている。このような着脱可能な部材を用いることで容易に光色を変更することが可能である。

図６（ｂ）及び（ｃ）の例では、開口部１４を塞ぐ部材も色変換部材１９としている。即ち、光制御部材１５が、色変換部材１９として、ＬＥＤ１２からＬＥＤ１２の光軸方向に発せられる光の一部の色を変換し、色を変換した光を外側に出射する。この構成でも着脱を簡単にでき容易に色変更することができる。色変換部材１９は、開口部１４の側面に装着される部分と開口部１４の口に装着される部分とが別々の部品であってもよいが、図６（ｂ）に示すように一体型の部品であれば、装着がより簡単である。この色変換部材１９は、例えばシリコーンゴム等に蛍光体を混合したような材料を成形したものである。

図６（ｄ）の例では、図５（ａ）に示した照明装置１０と同様の構成に、さらに、開口部１４の口を覆う色変換部材１９を設けている。即ち、この例では、開口部１４の口が色変換部材１９で覆われ、さらに、それが光制御部材１５で覆われている。この場合、例えば色変換効率を考え、光制御部材１５の背面を高反射率部材としそれに透光性の専用接着剤等を用いて色変換部材１９を密着させる等し、色変換部材１９へ入射した光の色変換効率と反射効率とを高めることができる。

なお、リング状の色変換部材１９の輪の厚みや形状は必要な色合いや発光効率（特性）により調整すればよい。ここで示した構成では、導光板１３の表面全面に色変換部材１９を設けるような構成としなくても効率的に色変換を行うことができるため、色変換材料の使用量を少なくすることができ、その結果、色変換部材１９や照明装置１０を安価にすることができる。上記のように、開口部１４が円形状の穴であれば、その寸法に合わせたリング状の色変換部材１９のみを嵌合かつ着脱可能とすることでも任意の光色への色変換を行うことができる。つまり、導光板１３の開口部１４に合わせた色変換部材１９を予め用意しておくことで、その簡単な着脱により容易に所望の光色に変換できる低グレア照明装置を得ることができる。

図６（ｅ）の例では、色変換部材１９を導光板１３の開口部１４の内側面に配置するのではなく、導光板１３の端部１８ｂに装着している。即ち、照明装置１０は、導光板１３の光を出射する端面（端部１８ｂ側の端面）に取り付けられ、光の色を変換する色変換部材１９を備える。この例では、露出した導光板１３の端部１８ａ，ｂのうち、装置取り付け側の方向にのみ色変換部材１９を装着している。このようにすることで装置直下方向の照明光色と装置背面方向（例えば天井直付けや吊り下げて使う場合には天井面方向）の光の色合いを変えることが可能である。例えば直下方向は白色、天井面は電球色といった空間に合わせた照明演出が可能となる。また導光板１３の開口部１４の側面に色変換部材１９を装着し一度色変換を行って、さらに本例のような構成で２度目の色変換を行う構成としても構わない。さらに所望の照明演出によっては装置下方向も含む導光板１３の端部１８ｂの上下両面を覆うように色変換部材１９を配置しても構わない。なお、この場合も色変換部材１９を着脱可能とすることでやはり容易に照明色変更を行うことが可能である。

以上説明したように、本実施の形態では、導光板１３の開口部１４の内側表面に色変換部材１９が設けられている。そのため、実施の形態１と同様の低グレアの照明装置１０で単一色のＬＥＤ１２を用いるような場合に、使用者の要求等に応じて色変換部材１９を用いて容易に光色の変更が可能になる。即ち、照明装置１０の配光、色光等の光特性や意匠性（デザイン性）等の設計自由度を高めた低グレア大光束薄型照明装置を得ることができる。

実施の形態３．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。

図８は、本実施の形態に係る照明装置１０の構成例を示す図である。図８（ａ）は、参考のために示す実施の形態１に係る照明装置１０の底面図であり、図８（ｂ）及び（ｃ）は、本実施の形態に係る照明装置１０の底面図である。

実施の形態１では、複数のＬＥＤ１２を用いる場合、１つの導光板１３にＬＥＤ１２と同じ数の開口部１４を設け、それぞれの開口部１４にＬＥＤ１２を１つずつ収納し、さらに、それぞれの開口部１４の口を光制御部材１５で１つずつ覆っていた。一方、本実施の形態では、ＬＥＤ１２と同じ数の導光板１３を小型のもので用意しておき、それぞれの導光板１３にＬＥＤ１２を１つずつ組み合わせる。１つの導光板１３には１つの開口部１４を設け、その開口部１４は、実施の形態１のものと同様に、ＬＥＤ１２を１つ収納し、さらに、口が１つの光制御部材１５で覆われている。１つの導光板１３と１つのＬＥＤ１２と１つの光制御部材１５とは、１つの照明ユニット３０を構成し、複数の照明ユニット３０が連結されて１つの照明装置１０を構成している。

図８（ａ）の例では、実施の形態１に係る照明装置１０において、１つの導光板１３に対して、１０個の光制御部材１５（図示していないが、それぞれ１つのＬＥＤ１２が収納された１つの開口部１４を覆っている）が設置されている。一方、図８（ｂ）の例では、本実施の形態に係る照明装置１０において、８つの照明ユニット３０が横２列に並べて配置されている。即ち、８つの導光板１３のそれぞれに対して、１つの光制御部材１５（図示していないが、１つのＬＥＤ１２が収納された１つの開口部１４を覆っている）が設置されている。図８（ｃ）の例では、導光板１３を円形とした円形の照明ユニット３０をユニット設置筐体３１に複数配列している。

このように、本実施の形態では、小型の照明ユニット３０を複数用いて、意匠性とあわせて目的とする照明空間を実現する光束や配光等を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらのうち、２つ以上の実施の形態を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらのうち、１つの実施の形態を部分的に実施しても構わない。あるいは、これらのうち、２つ以上の実施の形態を部分的に組み合わせて実施しても構わない。

１０ 照明装置、１１ ＬＥＤ基板、１２ ＬＥＤ、１３ 導光板、１４ 開口部、１５ 光制御部材、１５ａ 高反射材料、１６ 反射シート、１７ 筐体、１８ａ 端部、１８ｂ 端部、１９ 色変換部材、２０ 支柱、２１ 反射板、２２ 開口部、２３ 拡散部材、２４ 開口部、３０ 照明ユニット、３１ ユニット設置筐体。

Claims (14)

1. 表面と裏面とを有し、前記表面に口が開いた穴が設けられた導光板であって、光を前記穴の内壁面から入射し、入射した光を前記表面から出射する導光板と、
   光を発するＬＥＤ（発光ダイオード）であって、前記導光板の前記表面に対して光軸が略垂直になるように前記導光板の前記穴に収納されるＬＥＤと、
   前記導光板の前記穴の口を覆うように前記導光板の前記表面に取り付けられ、前記ＬＥＤから前記ＬＥＤの光軸方向に発せられる光の少なくとも一部を遮る光制御部材と、
   前記導光板の前記穴の内壁面に取り付けられ、光の色を変換する色変換部材と
   を備え、
   前記光制御部材と前記色変換部材とが一体となって前記導光板に着脱自在に取り付けられることを特徴とする照明装置。
2. 前記光制御部材と前記色変換部材とが一体成形されていることを特徴とする請求項１の照明装置。
3. 前記ＬＥＤは、光軸から所定の角度傾いた方向である非軸方向の光度が光軸方向の光度より大きく、
   前記導光板は、少なくとも前記ＬＥＤから前記ＬＥＤの非軸方向に発せられる光を前記穴の内壁面から入射することを特徴とする請求項１又は２の照明装置。
4. 前記光制御部材は、前記ＬＥＤから前記ＬＥＤの光軸方向に発せられる光を前記導光板の前記穴の内側に反射し、
   前記導光板は、前記光制御部材で反射される光を前記穴の内壁面から入射することを特徴とする請求項１から３のいずれかの照明装置。
5. 前記光制御部材は、頂点が前記ＬＥＤ側を向く円錐状に形成され、前記ＬＥＤから前記ＬＥＤの光軸方向に発せられる光を円錐面で反射することを特徴とする請求項１から４のいずれかの照明装置。
6. 前記導光板は、前記穴の内壁面から入射した光を少なくとも１つの端面からも出射することを特徴とする請求項１から５のいずれかの照明装置。
7. 前記導光板の前記少なくとも１つの端面には、光を拡散させる処理が施されているか、又は、光を拡散させる拡散材が取り付けられていることを特徴とする請求項６の照明装置。
8. 前記導光板は、前記少なくとも１つの端面のある端部が、先端に近づくほど厚みが小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項６又は７の照明装置。
9. 前記照明装置は、さらに、
   前記導光板の前記少なくとも１つの端面と所定の距離を隔てて設けられ、当該端面から出射される光を反射する反射板
   を備えることを特徴とする請求項６から８のいずれかの照明装置。
10. 前記照明装置は、さらに、
    前記導光板の前記少なくとも１つの端面に取り付けられ、光の色を変換する他の色変換部材を備えることを特徴とする請求項６から９のいずれかの照明装置。
11. 前記照明装置は、さらに、
    前記導光板を収容する筐体であって、前記導光板の前記表面が露出するように１つの面が開口され、前記導光板の前記裏面の一部が露出するように当該１つの面と逆側の面に少なくとも１つの貫通孔が設けられた筐体
    を備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれかの照明装置。
12. 前記照明装置は、さらに、
    前記導光板の前記裏面に取り付けられ、前記導光板の前記裏面に到達する光を前記導光板の内側に反射する反射材であって、一部に、当該光を通過させる貫通孔が設けられた反射材
    を備えることを特徴とする請求項１から１１のいずれかの照明装置。
13. 前記光制御部材は、前記ＬＥＤから前記ＬＥＤの光軸方向に発せられる光の一部の色を変換し、色を変換した光を外側に出射することを特徴とする請求項１から１２のいずれかの照明装置。
14. 前記導光板と前記ＬＥＤと前記光制御部材とを１つずつ組み合わせた照明ユニットが複数連結されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれかの照明装置。