WO2022024829A1 - 卓上照明装置 - Google Patents

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WO2022024829A1
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light
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light guide
guide plate
lighting device
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貴博 吉川
恒三 中村
宇峰 翁
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Nitto Denko Corp
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Nitto Denko Corp
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    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide

Definitions

  • the present invention relates to a desktop lighting device.
  • LEDs light emitting diodes
  • LED lighting since the luminous flux obtained from one LED is small, it is common to collect and use a plurality of LEDs. In such LED lighting, a phenomenon called “multiple shadows" in which shadows are generated by the number of light sources occurs, which causes flicker.
  • a directional lighting device that changes light from an LED into planar or linear light emission with directivity has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • an LED light source is arranged with one side or two opposite sides of a light guide body made of a transparent member as an incident side.
  • the lighting unit is located above the desk and the light emitting surface faces downward.
  • the presence of the luminaire may cause the user to feel oppressive.
  • the illumination light can be directly visually recognized, there is a risk that flicker may be felt and the concentration may be reduced.
  • An object of the present invention is to provide a tabletop lighting device in which a feeling of oppression and flicker of light are reduced.
  • a tabletop lighting device including a light source and a light guide plate including a light guide plate and a light guide portion for guiding light emitted from the light source.
  • the light guide plate has a light incident surface for incident light from the light source, a first main surface for emitting light incident from the light incident surface, and a second main surface facing the first main surface.
  • the first main surface is arranged substantially perpendicular to the installation surface of the tabletop lighting device.
  • the axis passing through the center of the first main surface and perpendicular to the installation surface is defined as the vertical axis, and the direction parallel to the installation surface in the plane including the vertical axis and perpendicular to the installation surface.
  • the angle at which the maximum strength is obtained is ⁇ 90 ° or more and less than 0 °.
  • a light guide plate including a light guide plate and having transparency to visible light is used.
  • the first main surface which is the light emitting surface of the light guide plate, is arranged perpendicular to the installation surface of the tabletop lighting device.
  • the user can see through the back of the light guide unit, and the feeling of blockage and oppression is reduced.
  • By giving a predetermined orientation to the distribution of the light emitted from the light emitting surface it is possible to prevent the irradiation light from being directly seen by the user and reduce flicker.
  • FIG. 1 is an external view of the tabletop lighting device 10 of the embodiment.
  • the tabletop lighting device 10 is placed on a desk, a table, or the like (hereinafter, collectively referred to as "desk 2").
  • the surface on which the desktop lighting device 10 is placed is referred to as "installation surface 2p".
  • the plane parallel to the installation surface 2p is the XY plane, and the direction orthogonal to the XY plane is the Z direction.
  • the height direction of the tabletop lighting device 1 is the Z direction, and the width direction is the X direction.
  • the light emission direction is the Y direction.
  • the desktop lighting device 10 includes a light guide plate 11 and has a light guide unit 300 that guides light from a light source.
  • the light source is omitted in FIG. 1, the light source may be housed inside a groove or slot formed in the installation surface 2p, or may be located on the installation surface 2p together with the light guide plate 11. A configuration example of the light source will be described later.
  • the light guide plate 11 is a solid that is transparent to visible light, and is made of glass, plastic, or the like.
  • glass material quartz glass, non-alkali glass, borosilicate glass and the like can be used.
  • plastic material an acrylic resin (for example, polymethylmethacrylate (PMMA)), a polycarbonate (PC) resin, a cycloolefin (COP) resin, or the like can be used.
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • PC polycarbonate
  • COP cycloolefin
  • the visible light transmittance of the light guide plate 11 is 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, or 90% or more.
  • the visible light transmittance is specified as an average value of the transmittance at each wavelength when measured at a measurement wavelength of 380 nm or more and 780 nm or less using a spectrophotometer.
  • the light guide plate 11 has a first main surface 111 that emits light.
  • the first main surface 111 is substantially perpendicular to the installation surface 2p.
  • the term "almost vertical" means that an error of about ⁇ 5 ° with respect to the vertical may be included.
  • the light emitted from the first main surface 111 has a light distribution distributed downward from the direction horizontal to the installation surface 2p. As long as this light cloth is satisfied, the first main surface 111 may include an error of about ⁇ 5 ° from the vertical.
  • the axis that passes through the center C of the first main surface 111 and is perpendicular to the installation surface 2p is defined as the vertical axis or the V axis.
  • the direction parallel to the installation surface 2p is defined as 0 ° perpendicular.
  • An upward angle above 0 ° in the YY plane is defined as a positive angle, and a downward angle is defined as a negative angle.
  • the angle at which the maximum intensity is in the light distribution of the emitted light from the center of the first main surface 111 is in the range of ⁇ 90 ° or more (for example, over ⁇ 90 °) and less than 0 °. Is set to.
  • the upper limit is -0.1 °, -1 °, -5 °, -10 °, -10 °, -20 °, -30 °, -40 °, -50 °, -60 °, -70 °. , -80 °, -85 °, -88 °, -89 °
  • the lower limit is -90 °, -89 °, -88 °, -85 °, -80 °, -70 °, -60. °, -50 °, -40 °, -30 °, -20 °, -10 °, -5 °, -1 °, and the lower limit value does not exceed the upper limit value.
  • the light distribution of the emitted light can be measured using a viewing angle measuring device (for example, the luminance viewing angle measuring device EZContrast XL88 manufactured by ELDIM).
  • the axis passing through the center C and horizontal to the installation surface 2p is defined as the horizontal axis or the H axis.
  • the angle from the center C of the first main surface 111 toward the Y direction is horizontal 0 °.
  • the clockwise angle is a positive angle
  • the counterclockwise angle is a counterclockwise angle from 0 ° horizontally. The angle should be negative.
  • the horizontal distribution of light emitted from the first principal plane 111 is in the range of ⁇ 90 ° to + 90 °, for example, above ⁇ 90 ° and within + 90 °.
  • the lower limit is -90 °, -89 °, -88 °, -85 °, -80 °, -70 °, -60 °, -50 °, -40 °, -30 °, -20 °,- It is 10 °, and its upper limit is + 90 °, + 89 °, + 88 °, + 85 °, + 80 °, + 70 °, + 60 °, + 50 °, + 40 °, + 30 °, + 20 °, + 10 °.
  • the tabletop lighting device 10 may have a substantially uniform light distribution in the horizontal direction.
  • FIG. 2 is a diagram defining the vertical angle of the tabletop lighting device 10
  • FIG. 3 is a diagram showing the light distribution characteristics in the YY plane.
  • the coordinate systems of FIGS. 2 and 3 are the same as those of FIG. In FIG. 2, the YZ plane perpendicular to the installation plane 2p, and generally the angle range that can be taken in the vertical direction is ⁇ 90 ° to + 90 °.
  • the first main surface 111 of the tabletop lighting device 10 of the embodiment is configured such that the angle at which the maximum intensity is obtained in the light distribution of the emitted light is in the range of ⁇ 90 ° or more and less than 0 °. ing.
  • the work of the installation surface 2p By setting the angle that becomes the maximum intensity in the light distribution of the emitted light from the center of the emitting surface (that is, the angle formed by the arrow in FIG. 3) in the range of ⁇ 90 ° or more and less than 0 °, the work of the installation surface 2p It illuminates the area with sufficient illumination and prevents the emitted light from directly entering the user's eyes. This prevents the user from feeling flicker and suppresses a decrease in work efficiency.
  • FIG. 4 is a diagram defining the horizontal angle of the tabletop lighting device 10
  • FIG. 5 is a diagram showing the light distribution characteristics in the XY plane.
  • the coordinate systems of FIGS. 4 and 5 are the same as those of FIG. In FIG. 4, in the XY plane horizontal to the installation surface 2p, the angle range that can be taken in the horizontal direction is ⁇ 90 ° to + 90 °.
  • the first main surface 111 of the tabletop lighting device 10 has a light distribution of emitted light within a range of ⁇ 90 ° to + 90 ° in the horizontal direction.
  • the work area of the installation surface 2p can be illuminated almost uniformly, and the work efficiency of the user can be improved.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the light source unit 30 of the desktop lighting device 10.
  • the tabletop lighting device 10 includes a light source unit 30 and a light guide unit 300 that includes a light guide plate 11 and guides light emitted from the light source unit 30.
  • the light guide plate 11 has a light incident surface 113 that incidents light from the light source unit 30, a first main surface 111 that emits light incident from the light incident surface 113 to the outside, and a second surface facing the first main surface 111. It has a main surface 112.
  • the first main surface 111 is configured to emit light in a range of ⁇ 90 ° or more and less than 0 ° in the vertical direction. It is more preferable that the first main surface 111 has a configuration in which light is emitted in the range of ⁇ 90 ° to + 90 ° in the horizontal direction.
  • the light incident surface 113 is located at the lower end of the light guide plate 11 in the Z direction, and the light source unit 30 is arranged below the light guide plate 11.
  • the arrangement of the light source unit 30 is not limited to this example, and may be provided at the side end portion of the light guide plate 11.
  • the light source unit 30 has, for example, a light emitting element 31 housed in the housing 35 as a light source.
  • the light emitting element 31 may be mounted on the substrate 32 and fixed to the heat radiating portion 33 with the heat conductive double-sided tape 34.
  • an organic electroluminescence (EL) light emitter or an inorganic EL light emitter capable of surface emission, or a linear light source such as a fluorescent lamp or a cold cathode fluorescent lamp may be used.
  • the light guide plate 11 is held in the housing 35 by the holding member 36 so that the first main surface 111 is substantially perpendicular to the installation surface of the tabletop lighting device 10.
  • the light source unit 30 may be housed inside a groove or a slot formed in the desk 2 together with the housing 35, or may be placed on the surface of the desk 2 together with the housing 35.
  • the light guide unit 300 has a low refractive index layer having a refractive index lower than that of the light guide plate 11 on at least one of the first main surface 111 and the second main surface 112 of the light guide plate 11.
  • the low refractive index layer is a layer having a low refractive index with respect to the refractive index of the light guide plate 11.
  • the refractive index n 1 of the light guide plate 11 is around 1.49.
  • the refractive index n 2 of the low refractive index layer is preferably 1.30 or less, and more preferably 1.20 or less.
  • the low refractive index layer is not particularly limited, but for example, a low refractive index layer having voids disclosed in International Publication No. 2019/146628 can be used. This content is incorporated herein by reference.
  • the visible light transmittance of the light guide plate 11 and the light guide unit 300 having a low refractive index layer is 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, or 90% or more. ..
  • the visible light transmittance is specified as an average value of the transmittance at each wavelength when measured at a measurement wavelength of 380 nm or more and 780 nm or less using a spectrophotometer.
  • the desktop lighting device 10A has a light source unit 30 and a light guide unit 300 including a light guide plate 11A.
  • the light source unit 30 has a light emitting element 31 that emits light to the light guide plate 11A.
  • Other configurations of the light source unit 30 are arbitrary, and for example, the configuration of FIG. 6 can be adopted.
  • the light guide plate 11A has a light incident surface 113 facing the light emitting element 31, a first main surface 111, and a second main surface 112, and the low refractive index layer 26 is provided on the first main surface 111.
  • the low refractive index layer 26 may be covered with the cover layer 28a.
  • the light incident on the light guide plate 11A from the light incident surface 113 propagates in the light guide plate 11A in the Z direction while being totally reflected between the first main surface 111 provided with the low refractive index layer 26 and the second main surface 112. do.
  • the light that does not satisfy the total reflection conditions has an angle that becomes the maximum intensity in the light distribution of the emitted light from the center of the first main surface 111. It is emitted from the first main surface 111 so as to be in the range of ⁇ 90 ° or more and less than 0 ° on the YY surface. In the horizontal direction (XY plane), the light distribution of the emitted light may have a distribution in the range of ⁇ 90 ° to + 90 °.
  • the low refractive index layer 26 By providing the low refractive index layer 26 on the first main surface 111, it is possible to suppress light loss due to dirt and scratches on the light emitting surface.
  • the desktop lighting device 10B has a light source unit 30 and a light guide unit 300 including a light guide plate 11B.
  • the light source unit 30 has a light emitting element 31 that emits light to the light guide plate 11B.
  • Other configurations of the light source unit 30 are arbitrary, and for example, the configuration of FIG. 6 can be adopted.
  • the light guide plate 11B has a light incident surface 113 facing the light emitting element 31, a first main surface 111, and a second main surface 112, and the low refractive index layer 27 is provided on the second main surface 112.
  • the low refractive index layer 26 may be covered with the cover layer 28b.
  • the light incident on the light guide plate 11B from the light incident surface 113 is totally reflected between the first main surface 111 and the interface of the second main surface 112 provided with the low refractive index layer 27, and Z the light guide plate 11B. Propagate in the direction.
  • the light that does not satisfy the total reflection condition has an angle of -90 at which the maximum intensity in the light distribution of the emitted light from the center of the first main surface 111 is -90. It is emitted from the first main surface 111 so as to be in the range of ° or more and less than 0 °.
  • the light distribution of the emitted light may have a distribution in the range of ⁇ 90 ° to + 90 °.
  • the desktop lighting device 10C has a light source unit 30 and a light guide unit 300 including a light guide plate 11C.
  • the light source unit 30 has a light emitting element 31 that outputs light incident on the light guide plate 11C.
  • Other configurations of the light source unit 30 are arbitrary, and for example, the same configuration as in FIG. 6 can be adopted.
  • the light guide plate 11C has a light incident surface 113 facing the light emitting element 31, a first main surface 111, and a second main surface 112.
  • the low refractive index layer 26 is provided on the first main surface 111, and the low refractive index layer 27 is provided on the second main surface 112.
  • the low refractive index layers 26 and 27 may be covered with the cover layers 28a and 28b, respectively.
  • the light incident on the light guide plate 11C from the light incident surface 113 is totally reflected between the first main surface 111 provided with the low refractive index layer 26 and the second main surface 112 provided with the low refractive index layer 27. While propagating in the Z direction, the light guide plate 11C is propagated.
  • the light that does not satisfy the total reflection conditions has an angle that becomes the maximum intensity in the light distribution of the emitted light from the center of the first main surface 111. It is emitted so as to be in the range of ⁇ 90 ° or more and less than 0 ° on the YZ plane. In the horizontal direction (XY plane), the light distribution of the emitted light may have a distribution in the range of ⁇ 90 ° to + 90 °.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the significance of providing the low refractive index layers 26 and 27.
  • the low refractive index layer 26 or 27 on at least one of the first main surface 111 and the second main surface 112, it is possible to prevent the light propagating inside the light guide plate 11 from being lost due to scattering or the like. As a result, the emission efficiency from the first main surface 111 can be maintained high.
  • FIG. 9 is a schematic view of the tabletop lighting device 10D.
  • the tabletop lighting device 10D has a light source unit 30 and a light guide unit 300 including a light guide plate 11D.
  • the light source unit 30 has a configuration described with reference to FIG. 6, for example.
  • the light guide plate 11D has one or more light cavities 151 inside, and a light extraction portion 15 is formed on the first main surface 111.
  • the optical cavity 151 is a void filled with a material having a refractive index lower than that of the light guide plate 11. If the inside of the void is air, it becomes an air cavity. In addition to air, a gas, liquid, or solid material having a refractive index lower than that of the light guide plate 11 may be filled.
  • the optical cavity 151 the light incident on the interface of the optical cavity 151 from the light guide plate 11D is totally reflected in the direction of the first main surface 111, and the maximum intensity in the light distribution of the emitted light from the center of the first main surface 111 is reached.
  • the angle is designed to be in the range of ⁇ 90 ° or more and less than 0 ° on the YZ plane.
  • the visible light transmittance of the light guide unit 300 having the light guide plate 11D and the light extraction unit 15 is 60% or more, 65% or more, 70% or more, 75% or more, 80% or more, 85% or more, or 90% or more. ..
  • the visible light transmittance is specified as an average value of the transmittance at each wavelength when measured at a measurement wavelength of 380 nm or more and 780 nm or less using a spectrophotometer.
  • the light guide plate 11D is provided with a plurality of optical cavities 151 regularly or randomly along the plane of the first main surface 111.
  • the size of the optical cavity 151 can be appropriately selected within a range that can be installed inside the light guide plate 11E.
  • the light guide plate containing the optical cavity is not particularly limited, and is, for example, International Publication No. 2011/124765, International Publication No. 2011/127187, International Publication No. 2019/087118, International Publication No. 2019/182091.
  • the disclosed light guide plate can be used. These contents are incorporated herein by reference.
  • the light guide plate 11D including the optical cavity 151 inside is manufactured, for example, by laminating a light guide layer having a desired cavity pattern formed on its surface and a flat light guide layer having no cavity pattern.
  • the light guide layers are bonded to each other by lamination such as an adhesive-free microwave surface treatment, crimping with an adhesive (including a pressure-sensitive adhesive), or the like.
  • an adhesive including a pressure-sensitive adhesive
  • an adhesive it is preferable to use an adhesive having a refractive index substantially equal to that of the light guide layer.
  • the formation of the cavity pattern on the light guide layer is carried out by laser patterning, direct laser imaging, laser drill, maskless laser irradiation, electron beam irradiation, or the like.
  • individual characteristics may be imparted to the portion to be the optical cavity 151 by printing, inkjet printing, screen printing, or the like.
  • Micro / nano-dispensing, dosing, direct writing, discrete laser sintering, micro-electric discharge machining (EDM), micromachining, micromolding, imprinting, embossing and the like may be used.
  • the light guide plate 11D allows the light incident from the light incident surface 113 to be emitted from the first main surface 111 with the above-mentioned light distribution distribution while being propagated in the Z direction by total reflection.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of the desktop lighting device 10E.
  • the tabletop lighting device 10E has a light source unit 30 and a light guide unit 300 including a light guide plate 11E.
  • the light guide plate 11E is provided with a light extraction layer 16 that functions as a light extraction unit on the first main surface 111.
  • One or more light cavities 161 are formed in the light extraction layer 16.
  • the light extraction layer 16 having the optical cavity 161 may be formed by laminating a flat light guide layer having no cavity pattern and a light guide layer having a cavity pattern formed on the surface thereof, similarly to the light guide plate 11D of FIG. ..
  • the light guide layer on which the cavity pattern is formed may be directly attached to the first main surface 111.
  • the refractive index of the light extraction layer 16 and the refractive index of the light guide plate 11E are the same or close to each other.
  • the light guide plate 11E is made of polymethylmethacrylate (PMMA)
  • the light extraction layer 16 is made of a material having the same or similar refractive index as PMMA.
  • the light incident on the light extraction layer 16 from the light guide plate 11E is totally reflected at the interface of the optical cavity 161 and emitted from the outermost surface 162 of the light extraction layer 16.
  • the light incident from the light guide plate 11E is totally reflected in the direction of the outermost surface 162 of the light extraction layer 16, and the maximum intensity in the light distribution of the emitted light from the center of the first main surface 111 is reached.
  • the angle is designed to be emitted in an angle range of ⁇ 90 ° or more and less than 0 ° in the YZ plane.
  • the light guide plate 11E allows the light incident from the light incident surface 113 to be emitted from the light extraction layer 16 with the above-mentioned light distribution distribution while being propagated in the Z direction by total reflection.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of the desktop lighting device 10F.
  • the tabletop lighting device 10F has a light source unit 30 and a light guide unit 300 including a light guide plate 11F.
  • the light guide plate 11F is provided with a light extraction layer 17 that functions as a light extraction unit on the second main surface 112.
  • One or more light cavities 171 are formed in the light extraction layer 17.
  • the light extraction layer 17 having the optical cavity 171 has a flat light guide layer without a cavity pattern and a guide having a cavity pattern formed on the surface thereof, similarly to the light guide plate 11D in FIG. 9 and the light extraction layer 16 in FIG. It can be formed by laminating with a light layer. Alternatively, the light guide layer on which the cavity pattern is formed may be directly attached to the second main surface 112.
  • the refractive index of the light extraction layer 17 and the refractive index of the light guide plate 11F are the same or close to each other.
  • the light guide plate 11F is made of polymethylmethacrylate (PMMA)
  • the light extraction layer 17 is made of a material having the same or similar refractive index as PMMA.
  • the angle at which the maximum intensity is in the light distribution of the emitted light from the center of the first main surface 111 is ⁇ 90 ° or more and less than 0 ° in the YY plane.
  • the light guide plate 11F guides the light incident from the light incident surface 113 in the direction of the first main surface 111 from the light extraction layer 17 while propagating the light incident from the light incident surface 113 in the Z direction by total reflection, and described above from the first main surface 111. It can emit light with a predetermined light distribution.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of the desktop lighting device 10G.
  • the tabletop lighting device 10G has a light guide unit 300 including a light guide plate 11G.
  • the light guide plate 11G is provided with a prism portion 251 as a light extraction portion on the first main surface 111.
  • a prism sheet may be attached to the first main surface 111. In this case, it is desirable that the prism sheet and the light guide plate 11G have the same or close refractive indexes.
  • the size of the prism portion 251 and the number of slopes are appropriately selected within the range in which the prism portion 251 can be arranged on the first main surface 111.
  • the light incident on the prism portion 251 from the light guide plate 11G is refracted by the prism portion 251 and emitted from the light guide plate 11G.
  • the angle and pitch of the inclined surface of the prism portion 251 are such that the angle at which the maximum intensity in the light distribution of the emitted light from the center of the first main surface 111 is ⁇ 90 ° or more in the YZ plane is 0 or more. Designed to be less than °.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of the desktop lighting device 10H.
  • the tabletop lighting device 10H has a light guide unit 300 including a light guide plate 11H.
  • the light guide plate 11H is provided with a prism portion 252 as a light extraction portion on the second main surface 112.
  • a prism sheet may be attached to the second main surface 112. In this case, it is desirable that the prism sheet and the light guide plate 11H have the same or close refractive indexes.
  • the size of the prism portion 252, the number of slopes, and the like are appropriately selected within the range in which the prism portion 252 can be arranged on the second main surface 112.
  • the light incident on the prism portion 252 from the light guide plate 11H is refracted in the direction of the first main surface 111 by the prism portion 252 and emitted from the first main surface 111.
  • the angle and pitch of the inclined surface of the prism portion 252 are such that the angle at which the maximum intensity in the light distribution of the emitted light from the center of the first main surface 111 is ⁇ 90 ° or more in the YZ plane is 0 or more. Designed to be less than °.
  • FIG. 12 or FIG. 13 also illuminates the work area with sufficient illuminance, prevents the emitted light rays from directly entering the user's eyes, and suppresses flicker.
  • FIG. 14 is a schematic diagram of the tabletop lighting device 10I.
  • the tabletop lighting device 10I has a light guide unit 300 including a light guide plate 11I.
  • the light guide plate 11I is provided with an uneven portion 253 as a light extraction portion on the first main surface 111.
  • the uneven portion 253 has a plurality of convex portions or concave portions having a width (or diameter) of about 1 to 5 ⁇ m and a height.
  • the uneven portion 253 is designed so that the angle at which the maximum intensity is obtained in the light distribution of the emitted light from the center of the first main surface 111 is ⁇ 90 ° or more and less than 0 ° in the YZ plane.
  • an optical film having concave portions and convex portions that satisfy the above conditions may be used.
  • FIG. 15 is a schematic diagram of the tabletop lighting device 10J.
  • the tabletop lighting device 10J has a light guide unit 300 including a light guide plate 11J.
  • the light guide plate 11J is provided with an uneven portion 254 as a light extraction portion on the second main surface 112.
  • the uneven portion 254 has a plurality of convex portions or concave portions having a width (or diameter) of about 1 to 5 ⁇ m and a height.
  • the uneven portion 254 deflects the light incident on the uneven portion 254 from the light guide plate 11J toward the first main surface 111 and emits the light from the first main surface 111.
  • the uneven portion 254 is designed so that the angle at which the maximum intensity is in the light distribution of the emitted light from the center of the first main surface 111 is ⁇ 90 ° or more and less than 0 ° in the YZ plane.
  • an optical film having concave portions and convex portions that satisfy the above conditions may be used.
  • FIG. 14 or FIG. 15 also illuminates the work area with sufficient illuminance, prevents the emitted light rays from directly entering the user's eyes, and suppresses flicker.
  • 16 and 17 are views showing a usage mode of the tabletop lighting device 10.
  • the light incident surface 113 of the light guide plate 11 is arranged parallel to the installation surface 2p of the tabletop lighting device 10, and the light source unit 30 is arranged so as to face the light incident surface 113.
  • the light source unit 30 is arranged so as to face the light incident surface 113.
  • a plurality of light emitting elements 31 are arranged in the X direction. The light output from each light emitting element 31 is incident on the light incident surface 113 at the lower end of the light guide plate 11, and while propagating in the Z direction through the light guide plate 11, the first main surface 111 has a light distribution distributed as shown in FIG. Is output from.
  • the light incident surface 113 of the light guide plate 11 is arranged perpendicular to the installation surface 2p of the tabletop lighting device 10, and the light source unit 30 is located along the light incident surface 113 of the light guide plate 11 from the installation surface 2p. It is extended in the Z direction.
  • the light source unit 30 a plurality of light emitting elements 31 are arranged in the Z direction.
  • the side end surface of the light guide plate 11 facing the light emitting element 31 of the light source unit 30 is the light incident surface 113.
  • each light emitting element 31 is incident on the light incident surface 113 at the side end of the light guide plate 11, and while propagating in the X direction through the light guide plate 11, the first main light distribution is shown in FIG. It is output from the surface 111.
  • the light guide plate 11 Since the light guide plate 11 is transparent to visible light, the user can see behind the light guide plate 11 in both the usage mode of FIG. 16 and the usage mode of FIG. 17, and an open lighting space is provided.
  • FIG. 18 is a schematic diagram illustrating the effect of the desktop lighting device 10.
  • the illumination light is emitted in a range of ⁇ 90 ° or more and less than 0 ° in the vertical direction.
  • the emitted light illuminates the user's work surface and hand with uniform brightness. The user can visually recognize the work surface and also see behind the tabletop lighting device 10 through the tabletop lighting device 10.
  • the light emitted from the tabletop lighting device 10 is rarely visually recognized. Therefore, the feeling of flicker is reduced and the work efficiency is maintained.
  • the present invention has been described above based on a specific configuration example, the present invention is not limited to the above-mentioned configuration example.
  • the configuration in which the low refractive index layer of FIGS. 7A to 7C is provided and the light extraction configuration of FIGS. 9 to 15 may be arbitrarily combined.
  • the arrangement direction of the light emitting elements 31 of the light source unit 30 may be horizontal or vertical. In either case, the transparent light guide plate emits light in a direction that is difficult for the user to directly see, thereby realizing an open lighting space with reduced oppressive feeling and light flicker.

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Abstract

圧迫感や光のちらつきが低減された卓上照明装置を提供する。光源と、導光板を含み、前記光源から出射した光を導光する導光部とを有する卓上照明装置において、前記導光板は、前記光源からの光を入射する光入射面、前記光入射面から入射した光を出射する第１主面、及び、前記第１主面に対向する第２主面を有し、前記第１主面は、卓上照明装置の設置面に対してほぼ垂直に配置され、前記第１主面の中心を通り、かつ前記設置面に対して垂直な軸を垂直軸とし、前記垂直軸を含み前記設置面に対して垂直な面内で、前記設置面と平行な方向を垂直０°、前記平行な方向よりも上向きの角度をプラスの角度、前記平行な方向よりも下向きの角度をマイナスの角度としたときに、前記第１主面から出射される光の配光分布において最大強度となる角度は、－９０°以上、０°未満である。

Description

卓上照明装置
　本発明は、卓上照明装置に関する。
　発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた照明装置が広く普及している。ＬＥＤ照明の場合、ひとつのＬＥＤから得られる光束は小さいため、複数のＬＥＤを集めて使用するのが一般的である。このようなＬＥＤ照明では、光源の数だけ影が発生する「多重影」という現象が発生し、ちらつきの原因となる。
　ＬＥＤからの光を、指向性を持った面状、あるいは線状の発光に変える指向性照明装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この照明装置では、透明部材からなる導光体の一辺もしくは対向するニ辺を入射辺としてＬＥＤ光源が配置される。
特開２００９－１１０７８３号公報
　特許文献１に開示されるデスクライトでは、机の上方に照明部が位置し、光出射面が下方を向いている。照明器具の存在により、ユーザは圧迫感を感じる場合がある。また、照明光を直接視認できるため、ちらつきを感じて集中力が低下するおそれがある。
　本発明は、圧迫感や光のちらつきが低減された卓上照明装置を提供することを目的とする。
　本発明のひとつの側面では、光源と、導光板を含み、前記光源から出射した光を導光する導光部とを有する卓上照明装置において、
　前記導光板は、前記光源からの光を入射する光入射面、光入射面から入射した光を出射する第１主面、及び、前記第１主面に対向する第２主面を有し、
　前記第１主面は、卓上照明装置の設置面に対してほぼ垂直に配置され、
　前記第１主面の中心を通り、かつ前記設置面に対して垂直な軸を垂直軸とし、前記垂直軸を含み前記設置面に対して垂直な面内で、前記設置面と平行な方向を垂直０°、前記平行な方向よりも上向きの角度をプラスの角度、前記平行な方向よりも下向きの角度をマイナスの角度としたときに、前記第１主面から出射される光の配光分布において最大強度となる角度は、－９０°以上、０°未満である。
　上記の構成により、ユーザに圧迫感や光のちらつきを感じさせない照明が実現する。
実施形態の卓上照明装置の外観図である。 設置面に対して垂直方向の角度を定義する図である。 Ｙ－Ｚ面内の配光特性を表す図である。 設置面に対して水平方向の角度を定義する図である。 Ｘ－Ｙ面内の配光特性を表す図である。 光源部の構成例を示す図である。 導光板の構成例を示す図である。 導光板の別の構成例を示す図である。 導光板の別の構成例を示す図である。 低屈折率層を設ける意義を説明する図である。 導光板のさらに別の構成例を示す図である。 導光板のさらに別の構成例を示す図である。 導光板のさらに別の構成例を示す図である。 導光板のさらに別の構成例を示す図である。 導光板のさらに別の構成例を示す図である。 導光板のさらに別の構成例を示す図である。 導光板のさらに別の構成例を示す図である。 卓上照明装置の設置態様を示す図である。 卓上照明装置の設置態様を示す図である。 卓上照明装置の効果を説明する模式図である。
　実施形態では、ユーザに圧迫感や光のちらつきを感じさせない卓上照明を実現するために、導光板を含み、可視光に対して透過性を有する導光部を用いる。導光板の光出射面となる第１主面を、卓上照明装置の設置面に対して垂直に配置する。卓上照明装置の使用時に、ユーザは導光部の背後を透かして見ることができ、閉塞感や圧迫感が低減される。光出射面から出射される光の分布に所定の配向を持たせることで、照射光が直接ユーザに視認されることを防止し、ちらつきを低減する。
　図１は、実施形態の卓上照明装置１０の外観図である。卓上照明装置１０は、デスク、テーブル等（以下、「デスク２」と総称する）の上に置かれる。卓上照明装置１０が置かれる面を「設置面２ｐ」とする。設置面２ｐと平行な面をＸ－Ｙ面、Ｘ－Ｙ面と直交する方向をＺ方向とする。卓上照明装置１の高さ方向はＺ方向、幅方向はＸ方向となる。光の出射方向をＹ方向とする。
　卓上照明装置１０は、導光板１１を含み、光源からの光を導光する導光部３００を有する。図１で光源は省略されているが、光源は設置面２ｐに形成された溝またはスロットの内部に収容されていてもよいし、導光板１１とともに設置面２ｐの上に位置してもよい。光源の構成例については後述する。
　導光板１１は、可視光に対して透明な固体であり、ガラス、プラスチック等で形成される。ガラス材料として、石英ガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス等を用いることができる。プラスチック材料として、アクリル系樹脂（例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、シクロオレフィン系（ＣＯＰ）樹脂などを用いることができる。導光板１１の可視光透過率は６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上、８０％以上、８５％以上、又は９０％以上である。可視光透過率は、分光光度計を用いて測定波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。
　導光板１１は、光を出射する第１主面１１１を有する。第１主面１１１は、設置面２ｐに対してほぼ垂直である。「ほぼ垂直」というときは、垂直に対して±５°程度の誤差を含んでもよいことを意味する。第１主面１１１から出射される光は、設置面２ｐに水平な方向よりも下向きに偏向した配光分布を持つ。この光布を満たすかぎり、第１主面１１１は垂直から±５°程度の誤差を含んでもよい。
　第１主面１１１において、第１主面１１１の中心Ｃを通り、かつ設置面２ｐに対して垂直な軸を垂直軸、またはＶ軸とする。Ｖ軸を含み、設置面２ｐに対して垂直なＹ－Ｚ面内で、設置面２ｐと平行な方向を、垂直０°とする。Ｙ－Ｚ面内で垂直０°よりも上向きの角度をプラスの角度、下向きの角度をマイナスの角度とする。
　設置面２ｐと直交するＸ－Ｚ面での中心Ｃからの出射光の配光分布を考えると、一般的には、－９０°から＋９０°の範囲で光の出射が可能である。これに対し、卓上照明装置１０では、第１主面１１１の中心からの出射光の配光分布において最大強度となる角度が、－９０°以上（例えば－９０°超）、０°未満の範囲に設定される。例えば、その上限は－０．１°、－１°、－５°、－１０°、－１０°、－２０°、－３０°、－４０°、－５０°、－６０°、－７０°、－８０°、－８５°、－８８°、－８９°であって、その下限は、－９０°、－８９°、－８８°、－８５°、－８０°、－７０°、－６０°、－５０°、－４０°、－３０°、－２０°、－１０°、－５°、－１°であって、下限の値が上限の値を超えることは無い。なお、出射光の配光分布は視野角測定器（例えば、ELDIM製の輝度視野角測定器EZContrast  XL88）を用いて測定することができる。
　第１主面１１１において、中心Ｃを通り、かつ設置面２ｐと水平な軸を水平軸、またはＨ軸とする。第１主面１１１の中心ＣからＹ方向に向かう角度を、水平０°とする。また、中心Ｃを通るＸ－Ｙ面を、設置面とは反対側（または設置面の上方）から見た場合に、水平０°から時計回りの角度をプラスの角度、反時計まわりの角度をマイナスの角度とする。Ｘ－Ｙ面内で、第１主面１１１から出射される光の水平方向の分布は、－９０°から＋９０°の範囲内であり、例えば－９０°超、＋９０°未満の範囲内であり、例えばその下限は－９０°、－８９°、－８８°、－８５°、－８０°、－７０°、－６０°、－５０°、－４０°、－３０°、－２０°、－１０°であり、その上限は＋９０°、＋８９°、＋８８°、＋８５°、＋８０°、＋７０°、＋６０°、＋５０°、＋４０°、＋３０°、＋２０°、＋１０°である。卓上照明装置１０は、水平方向ではほぼ均一な配光分布であってもよい。
　図２は、卓上照明装置１０の垂直方向の角度を定義する図、図３はＹ－Ｚ面内の配光特性を表す図である。図２及び図３の座標系は、図１と同じである。図２で、設置面２ｐに対して垂直なＹ－Ｚ面で、一般的に垂直方向に取り得る角度範囲は－９０°から＋９０°である。実施形態の卓上照明装置１０の第１主面１１１は、図３に示すように、出射光の配光分布において最大強度となる角度が－９０°以上０°未満の範囲にあるように構成されている。
　出射面の中心からの出射光の配光分布において最大強度となる角度（すなわち、図３の矢印のなす角）を－９０°以上０°未満の範囲に設定することで、設置面２ｐの作業エリアを十分な照度で照らすとともに、出射光線が直接ユーザの目に入射することを防止する。これにより、ユーザがちらつきを感じることを防止し、作業効率の低下を抑制する。
　図４は、卓上照明装置１０の水平方向の角度を定義する図、図５はＸ－Ｙ面内の配光特性を表す図である。図４及び図５の座標系は、図１と同じである。図４で、設置面２ｐと水平なＸ－Ｙ面内で、水平方向に取り得る角度範囲は－９０°から＋９０°である。卓上照明装置１０の第１主面１１１は、図５に示すように、出射光の配光分布は水平方向の－９０°から＋９０°の範囲内である。
　水平方向の配光分布を－９０°から＋９０°の範囲に設定することで、設置面２ｐの作業エリアをほぼ均一に照らして、ユーザの作業効率を向上することができる。
　図６は、卓上照明装置１０の光源部３０の構成例を示す図である。光源部３０の構成を説明する前に、卓上照明装置１０の全体構成を簡単に説明する。卓上照明装置１０は、光源部３０と、導光板１１を含み、光源部３０から出射した光を導光する導光部３００とを有する。導光板１１は、光源部３０からの光を入射する光入射面１１３、光入射面１１３から入射した光を外部に出射する第１主面１１１、及び、第１主面１１１に対向する第２主面１１２を有する。
　第１主面１１１は、上述したように、垂直方向で－９０°以上０°未満の範囲で光が出射されるように構成されている。第１主面１１１は、水平方向で－９０°から＋９０°の範囲で光が出射される構成であれば、さらに好ましい。
　図６の例では、光入射面１１３はＺ方向で導光板１１の下端に位置し、光源部３０は導光板１１の下方に配置されている。後述するように、光源部３０の配置はこの例に限定されず、導光板１１の側端部に設けられてもよい。
　光源部３０は、たとえば、筐体３５内に収容された発光素子３１を光源として有する。発光素子３１は基板３２に搭載されて、熱伝導性の両面テープ３４で放熱部３３に固定されていてもよい。発光素子に替えて、面発光可能な有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）発光体や無機ＥＬ発光体、あるいは、蛍光ランプや冷陰極管等の線状光源を用いてもよい。
　導光板１１は、第１主面１１１が卓上照明装置１０の設置面に対してほぼ垂直になるように、保持部材３６によって筐体３５に保持されている。光源部３０は、筐体３５ごとデスク２に形成された溝やスロットの内部に収容されてもよいし、筐体３５ごとデスク２の表面に置かれてもよい。
　＜導光部の構成例＞
　次に、導光部３００の構成例を説明する。図７Ａ～図７Ｃで、導光部３００は、導光板１１の第１主面１１１と第２主面１１２の少なくとも一方に、導光板１１よりも屈折率の低い低屈折率層を有する。低屈折率層は、導光板１１の屈折率に対して屈折率が低い層である。導光板１１が主にＰＭＭＡを含んで構成される場合、導光板１１の屈折率ｎ１は、１．４９前後である。これと比較して低屈折率層の屈折率ｎ２は、好ましくは１．３０以下であり、より好ましくは１．２０以下である。低屈折率層については、特に限定されないが、例えば、国際公開第２０１９／１４６６２８号に開示された空隙を有する低屈折率層を使用することができる。この内容は参照により本願明細書に組み込まれる。
　導光板１１及び低屈折率層を有する導光部３００の可視光透過率は６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上、８０％以上、８５％以上、又は９０％以上である。可視光透過率は、分光光度計を用いて測定波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。
　図７Ａで、卓上照明装置１０Ａは、光源部３０と、導光板１１Ａを含む導光部３００とを有する。光源部３０は、導光板１１Ａに光を出射する発光素子３１を有する。光源部３０のその他の構成は任意であり、たとえば、図６の構成を採用することができる。
　導光板１１Ａは、発光素子３１に対向する光入射面１１３と、第１主面１１１と、第２主面１１２を有し、第１主面１１１に低屈折率層２６が設けられている。低屈折率層２６は、カバー層２８ａで覆われていてもよい。
　光入射面１１３から導光板１１Ａに入射した光は、低屈折率層２６が設けられた第１主面１１１と、第２主面１１２の間を全反射しながら導光板１１ＡをＺ方向に伝搬する。第１主面１１１と低屈折率層２６の界面に入射する光のうち全反射条件を満たさない光は、第１主面１１１の中心からの出射光の配光分布において最大強度となる角度がＹ－Ｚ面で－９０°以上０°未満の範囲となるように、第１主面１１１から出射される。水平方向（Ｘ－Ｙ面）では、出射光の配光分布は－９０°から＋９０°の範囲の分布を有していてもよい。
　第１主面１１１に低屈折率層２６を設けることで、光出射面の汚れや傷に起因する光損失を抑制することができる。
　図７Ｂで、卓上照明装置１０Ｂは、光源部３０と、導光板１１Ｂを含む導光部３００とを有する。光源部３０は、導光板１１Ｂに光を出射する発光素子３１を有する。光源部３０のその他の構成は任意であり、たとえば、図６の構成を採用することができる。
　導光板１１Ｂは、発光素子３１に対向する光入射面１１３と、第１主面１１１と、第２主面１１２を有し、第２主面１１２に低屈折率層２７が設けられている。低屈折率層２６は、カバー層２８ｂで覆われていてもよい。
　光入射面１１３から導光板１１Ｂに入射した光は、第１主面１１１と、低屈折率層２７が設けられた第２主面１１２の界面との間を全反射しながら導光板１１ＢをＺ方向に伝搬する。第１主面１１１に入射する光のうち、全反射条件を満たさない光は、第１主面１１１の中心からの出射光の配光分布において最大強度となる角度がＹ－Ｚ面で－９０°以上０°未満の範囲となるように、第１主面１１１から出射される。水平方向（Ｘ－Ｙ面）では、出射光の配光分布は－９０°から＋９０°の範囲の分布を有していてもよい。
　第２主面１１２に低屈折率層２７を設けることで、第２主面１１２の汚れや傷に起因する光損失を抑制して、効率よく光を第１主面１１１の方向へ向けることができる。
　図７Ｃで、卓上照明装置１０Ｃは、光源部３０と、導光板１１Ｃを含む導光部３００とを有する。光源部３０は、導光板１１Ｃに入射される光を出力する発光素子３１を有する。光源部３０のその他の構成は任意であり、たとえば、図６と同様の構成を採用することができる。
　導光板１１Ｃは、発光素子３１に対向する光入射面１１３と、第１主面１１１と、第２主面１１２を有する。第１主面１１１に低屈折率層２６が設けられ、第２主面１１２に低屈折率層２７が設けられている。低屈折率層２６、２７は、それぞれカバー層２８ａ、２８ｂで覆われていてもよい。
　光入射面１１３から導光板１１Ｃに入射した光は、低屈折率層２６が設けられた第１主面１１１と、低屈折率層２７が設けられた第２主面１１２の間を全反射しながら導光板１１ＣをＺ方向に伝搬する。第１主面１１１と低屈折率層２６の界面に入射した光のうち全反射条件を満たさない光は、第１主面１１１の中心からの出射光の配光分布において最大強度となる角度がＹ－Ｚ面でー９０°以上０°未満の範囲となるように出射される。水平方向（Ｘ－Ｙ面）では、出射光の配光分布は－９０°から＋９０°の範囲の分布を有していてもよい。
　第１主面１１１と第２主面１１２に、低屈折率層２６と２７をそれぞれ設けることで、導光板１１Ｃの主面上の汚れや傷に起因する光損失を抑制することができる。
　図８は、低屈折率層２６、２７を設けることの意義を説明する図である。第１主面１１１または第２主面１１２に皮脂、汗等の汚れＣ１、Ｃ２が付着している場合を考える。第１主面１１１と第２主面１１２の間を全反射しながらＺ方向に伝搬する光のうち、汚れＣ１またはＣ２が付着している位置に入射した光は、汚れＣ１またはＣ２により散乱され、第１主面１１１から出射される前に、光損失が生じる。
　第１主面１１１と第２主面１１２の少なくとも一方に低屈折率層２６または２７を設けることで、導光板１１内部を伝搬する光が散乱等により失われるのを防止することができる。その結果、第１主面１１１からの出射効率を高く維持することができる。
　＜光出射面の構成例＞
　次に、導光板１１の光出射面の構成例を示す。図９は、卓上照明装置１０Ｄの模式図である。卓上照明装置１０Ｄは、光源部３０と、導光板１１Ｄを含む導光部３００とを有する。光源部３０は、たとえば図６を参照して説明した構成を有する。
　導光板１１Ｄは、内部に１以上の光キャビティ１５１を有し、第１主面１１１に光取出し部１５が形成される。光キャビティ１５１は、導光板１１よりも屈折率の低い材料が充填された空隙である。空隙内が空気の場合はエアキャビティとなる。空気以外に、導光板１１よりも屈折率の低い気体、液体、固体の材料が充填されてもよい。光キャビティ１５１は、導光板１１Ｄから光キャビティ１５１の界面に入射した光が第１主面１１１の方向に全反射されて、第１主面１１１の中心からの出射光の配光分布において最大強度となる角度がＹ－Ｚ面で－９０°以上０°未満の範囲となるように設計されている。
　導光板１１Ｄ及び光取出し部１５を有する導光部３００の可視光透過率は６０％以上、６５％以上、７０％以上、７５％以上、８０％以上、８５％以上、又は９０％以上である。可視光透過率は、分光光度計を用いて測定波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下で測定したときの、各波長における透過率の平均値として特定される。
　導光板１１Ｄには第１主面１１１の平面に沿って複数の光キャビティ１５１が規則的に又はランダムに設けられている。光キャビティ１５１の大きさは、導光板１１Ｅの内部に設置可能な範囲で適宜選択可能である。光キャビティを内部に含む導光板については、特に限定されないが、例えば、国際公開第２０１１／１２４７６５号、国際公開第２０１１／１２７１８７号、国際公開第２０１９／０８７１１８号、国際公開第２０１９／１８２０９１号に開示された導光板を使用することができる。これらの内容は参照により本願明細書に組み込まれる。
　光キャビティ１５１を内部に含む導光板１１Ｄは、たとえば、表面に所望のキャビティパターンが形成された導光層と、キャビティパターンのない平坦な導光層を張り合わせることで作製される。導光層同士は、接着剤フリーのマイクロ波表面処理等のラミネーション、接着剤（感圧接着剤を含む）による圧着、などで貼り合わせられる。界面反射を抑制するために、貼り合わせられる導光層の屈折率はほぼ等しいことが望ましい。接着剤を用いる場合は、導光層の屈折率とほぼ等しい屈折率の接着剤を用いるのが好ましい。
　導光層へのキャビティパターンの形成は、レーザパターニング、ダイレクトレーザイメージング、レーザドリル、マスクを介した又はマスクレスのレーザ照射や電子ビーム照射などで実施される。別の方法として、印刷、インクジェット印刷、スクリーン印刷等により、光キャビティ１５１となる部分に個別の特性（屈折率値の変化など）を付与してもよい。マイクロ／ナノディスペンス、ドージング、ダイレクト書込み、離散的レーザ焼結、マイクロ放電加工（ＥＤＭ：Electro-Discharge Machining）、マイクロマシニング、マイクロ成形、インプリンティング、エンボス加工及びこれらに類するものを用いてもよい。
　導光板１１Ｄにより、光入射面１１３から入射した光を、全反射でＺ方向に伝搬させながら、第１主面１１１から上述した配光分布で出射することができる。
　図１０は、卓上照明装置１０Ｅの模式図である。卓上照明装置１０Ｅは、光源部３０と、導光板１１Ｅを含む導光部３００とを有する。導光板１１Ｅは、第１主面１１１に光取出し部として機能する光取出し層１６が設けられている。光取出し層１６には、１以上の光キャビティ１６１が形成されている。
　光キャビティ１６１を有する光取出し層１６は、図９の導光板１１Ｄと同様に、キャビティパターンのない平坦な導光層と、表面にキャビティパターンが形成された導光層とは張り合わせて形成され得る。あるいは、キャビティパターンが形成された導光層を直接、第１主面１１１に貼り合わせてもよい。
　望ましくない屈折や反射を抑制する観点から、光取出し層１６の屈折率と導光板１１Ｅの屈折率は同じか、近接していることが望ましい。たとえば、導光板１１Ｅがポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）で形成されているときは、光取出し層１６はＰＭＭＡと同じか、近接する屈折率の材料で形成される。
　導光板１１Ｅから光取出し層１６に入射した光は、光キャビティ１６１の界面で全反射され、光取出し層１６の最外表面１６２から出射される。光キャビティ１６１の界面は、導光板１１Ｅから入射した光が光取出し層１６の最外表面１６２の方向に全反射されて、第１主面１１１の中心からの出射光の配光分布において最大強度となる角度がＹ－Ｚ面内で－９０°以上０°未満の角度範囲で出射されるように設計されている。
　導光板１１Ｅにより、光入射面１１３から入射した光を、全反射でＺ方向に伝搬させながら、光取出し層１６から上述した配光分布で出射することができる。
　図１１は、卓上照明装置１０Ｆの模式図である。卓上照明装置１０Ｆは、光源部３０と、導光板１１Ｆを含む導光部３００と有する。導光板１１Ｆは、第２主面１１２に光取出し部として機能する光取出し層１７が設けられている。光取出し層１７には、１以上の光キャビティ１７１が形成されている。
　光キャビティ１７１を有する光取出し層１７は、図９の導光板１１Ｄ、及び図１０の光取出し層１６と同様に、キャビティパターンのない平坦な導光層と、表面にキャビティパターンが形成された導光層とは張り合わせて形成され得る。あるいは、キャビティパターンが形成された導光層を直接、第２主面１１２に貼り合わせてもよい。
　望ましくない屈折や反射を抑制する観点から、光取出し層１７の屈折率と導光板１１Ｆの屈折率は同じか、近接していることが望ましい。たとえば、導光板１１Ｆがポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）で形成されているときは、光取出し層１７はＰＭＭＡと同じか、近接する屈折率の材料で形成される。
　導光板１１Ｆから光取出し層１７に入射した光は、光キャビティ１７１の界面で全反射され、第１主面１１１の方向に導かれる。第１主面１１１では、上述したように第１主面１１１の中心からの出射光の配光分布において最大強度となる角度は、Ｙ－Ｚ面内で－９０°以上０°未満である。
　導光板１１Ｆにより、光入射面１１３から入射した光を、全反射でＺ方向に伝搬させながら、光取出し層１７から第１主面１１１の方向に光を導き、第１主面１１１から上述した所定の配光分布で出射することができる。
　図９～図１１のいずれの構成によっても、作業エリアを十分な照度で照らすとともに、出射光線が直接ユーザの目に入射することを防止し、ちらつきを抑制することができる。
　図１２は、卓上照明装置１０Ｇの模式図である。卓上照明装置１０Ｇは、導光板１１Ｇを含む導光部３００を有する。導光板１１Ｇは、第１主面１１１に、光取出し部としてのプリズム部２５１が設けられている。プリズム部２５１として、たとえばプリズムシートを第１主面１１１に貼り合わせてもよい。この場合、プリズムシートと導光板１１Ｇの屈折率は同じか、または近接しているのが望ましい。
　プリズム部２５１の大きさ、斜面の数等は、第１主面１１１にプリズム部２５１を配置可能な範囲で、適宜選択される。導光板１１Ｇからプリズム部２５１に入射した光は、プリズム部２５１で屈折されて、導光板１１Ｇから出射される。プリズム部２５１の傾斜面の角度とピッチは、上述したように、第１主面１１１の中心からの出射光の配光分布において最大強度となる角度がＹ－Ｚ面内で－９０°以上０°未満となるように設計されている。
　図１３は、卓上照明装置１０Ｈの模式図である。卓上照明装置１０Ｈは、導光板１１Ｈを含む導光部３００を有する。導光板１１Ｈは、第２主面１１２に、光取出し部としてのプリズム部２５２が設けられている。プリズム部２５２として、たとえばプリズムシートを第２主面１１２に貼り合わせてもよい。この場合、プリズムシートと導光板１１Ｈの屈折率は同じか、または近接しているのが望ましい。
　プリズム部２５２の大きさ、斜面の数等は、第２主面１１２にプリズム部２５２を配置可能な範囲で、適宜選択される。導光板１１Ｈからプリズム部２５２に入射した光は、プリズム部２５２によって第１主面１１１の方向に屈折され、第１主面１１１から出射される。プリズム部２５２の傾斜面の角度とピッチは、上述したように、第１主面１１１の中心からの出射光の配光分布において最大強度となる角度がＹ－Ｚ面内で－９０°以上０°未満となるように設計されている。
　図１２、または図１３の構成によっても、作業エリアを十分な照度で照らすとともに、出射光線が直接ユーザの目に入射することを防止し、ちらつきを抑制することができる。
　図１４は、卓上照明装置１０Ｉの模式図である。卓上照明装置１０Ｉは、導光板１１Ｉを含む導光部３００を有する。導光板１１Ｉは、第１主面１１１に、光取出し部としての凹凸部２５３が設けられている。凹凸部２５３は、１～５μｍ程度の幅（または径）と高さの複数の凸部、または凹部を有する。凹凸部２５３は、第１主面１１１の中心からの出射光の配光分布において最大強度となる角度がＹ－Ｚ面内で、－９０°以上０°未満となるように設計されている。凹凸部２５３として、上記の条件を満たす凹部と凸部が形成された光学フィルムを用いてもよい。
　図１５は、卓上照明装置１０Ｊの模式図である。卓上照明装置１０Ｊは、導光板１１Ｊを含む導光部３００を有する。導光板１１Ｊは、第２主面１１２に、光取出し部としての凹凸部２５４が設けられている。凹凸部２５４は、１～５μｍ程度の幅（または径）と高さの複数の凸部、または凹部を有する。凹凸部２５４は、導光板１１Ｊから凹凸部２５４に入射した光を、第１主面１１１の方向へと偏向させ、第１主面１１１から出射させる。凹凸部２５４は、第１主面１１１の中心からの出射光の配光分布において最大強度となる角度がＹ－Ｚ面内で－９０°以上０°未満となるように設計されている。凹凸部２５４として、上記の条件を満たす凹部と凸部が形成された光学フィルムを用いてもよい。
　図１４、または図１５の構成によっても、作業エリアを十分な照度で照らすとともに、出射光線が直接ユーザの目に入射することを防止し、ちらつきを抑制することができる。
＜卓上照明装置の使用態様＞
　図１６と図１７は、卓上照明装置１０の使用態様を示す図である。図１６で、導光板１１の光入射面１１３は、卓上照明装置１０の設置面２ｐと平行に配置され、光源部３０は、光入射面１１３と対向するように配置されている。光源部３０で、複数の発光素子３１がＸ方向に並べられている。各発光素子３１から出力された光は、導光板１１の下端の光入射面１１３に入射し、導光板１１をＺ方向に伝搬しながら、図３に示した配光分布で第１主面１１１から出力される。
　図１７で、導光板１１の光入射面１１３は、卓上照明装置１０の設置面２ｐに対して垂直に配置され、光源部３０は導光板１１の光入射面１１３に沿って、設置面２ｐからＺ方向に延設されている。光源部３０で、複数の発光素子３１はＺ方向に並べられている。光源部３０の発光素子３１と対向する導光板１１の側端面が、光入射面１１３となる。
　各発光素子３１から出力された光は、導光板１１の側端部の光入射面１１３に入射し、導光板１１をＸ方向に伝搬しながら、図３に示した配光分布で第１主面１１１から出力される。
　導光板１１は可視光に対して透明なので、図１６の使用態様でも、図１７の使用態様でも、ユーザは導光板１１の背後を見ることができ、開放的な照明空間が提供される。
　図１８は、卓上照明装置１０の効果を説明する模式図である。卓上照明装置１０において、照明光は垂直方向で－９０°以上０°未満の範囲に出射される。出射光は、ユーザの作業面と手元を均一な明るさで照らす。ユーザは、作業面を視認するととともに、卓上照明装置１０を通して、卓上照明装置１０の背後も見ることができる。
　一方、クロスマークで示すように、卓上照明装置１０から出射される光を直接視認することはほとんどない。したがって、ちらつき感が低減され、作業効率が維持される。
　以上、特定の構成例に基づいて本発明を説明してきたが、本発明は上述した構成例に限定されない。図７Ａ～７Ｃの低屈折率層を設ける構成と、図９～１５の光取出し構成を任意に組み合わせてもよい。光源部３０の発光素子３１の配列方向は、水平方向であっても垂直方向であってもよい。いずれの場合も、透明な導光板から、ユーザが直接視認しにくい方向に光を出射することで、圧迫感や光のちらつきが低減された開放的な照明空間が実現される。
　本出願は、２０２０年７月２８日に出願された日本国特許出願第２０２０－１２７３４８号に基づいてその優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を含む。
　２ｐ　設置面
　１０、１０Ａ～１０Ｊ　卓上照明装置
　１１、１１Ａ～１１Ｊ　導光板
　１１１　第１主面
　１１２　第２主面
　１１３　光入射面
　１５　光取出し部
　１５１　光キャビティ（空隙）
　１６、１７　光取出し層
　１６１、１７１　光キャビティ（空隙）
　１６２　最外表面
　２６、２７　低屈折率層
　２８ａ、２８ｂ　カバー層
　３０　光源部
　３１　発光素子
　２５１、２５２　プリズム部
　２５３、２５４　凹凸部
　３００　導光部

Claims (12)

  1. 　光源と、導光板を含み、前記光源から出射した光を導光する導光部とを有する卓上照明装置であって、
    　前記導光板は、前記光源からの光を入射する光入射面、前記光入射面から入射した光を出射する第１主面、及び、前記第１主面に対向する第２主面を有し、
    　前記第１主面は、卓上照明装置の設置面に対してほぼ垂直に配置され、
    　前記第１主面の中心を通り、かつ前記設置面に対して垂直な軸を垂直軸とし、前記垂直軸を含み前記設置面に対して垂直な面内で、前記設置面と平行な方向を垂直０°、前記平行な方向よりも上向きの角度をプラスの角度、前記平行な方向よりも下向きの角度をマイナスの角度としたときに、前記第１主面から出射される光の配光分布において、最大強度となる角度は、－９０°以上、０°未満である、
    卓上照明装置。
  2. 　前記第１主面において、前記第１主面の中心を通り、かつ前記設置面と水平な軸を水平軸とすると、前記水平軸を含み前記設置面と平行な面内で、光出射面の中心から光出射側に向かう方向であって前記光出射面と直交する方向を水平０°、前記平行な面を前記設置面と反対側から見たときに０°方向から時計回りの方向をプラスの角度、反時計回りの方向をマイナスの角度と定義したときに、前記第１主面の中心からの出射光の水平方向の配光分布は、－９０°から＋９０°の範囲内である、請求項１に記載の卓上照明装置。
  3. 　前記導光部は、可視光に対して透過性を有する
    請求項１または２に記載の卓上照明装置。
  4. 　前記導光部は、前記第１主面と前記第２主面の少なくとも一方に、前記導光板よりも屈折率の低い低屈折率層を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の卓上照明装置。
  5. 　前記導光部は、前記第１主面と前記第２主面の両方に前記低屈折率層を有する、請求項４に記載の卓上照明装置。
  6. 　前記導光部は、前記導光板を伝搬する光を前記第１主面から前記配光分布で出射する光取出し部を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の卓上照明装置。
  7. 　前記光取出し部は、前記導光板の内部に設けられた１以上の空隙であり、前記空隙は前記導光板を伝搬する前記光を全反射して、前記第１主面から前記配光分布で出射する、請求項６に記載の卓上照明装置。
  8. 　前記光取出し部は、前記第１主面に配置される光取出し層であり、
    前記光取出し層は、前記導光板から前記光取出し層に入射した光を全反射して前記光取出し層の最外表面から出射する１以上の空隙を有する、請求項６に記載の卓上照明装置。
  9. 　前記光取出し部は、前記第２主面に配置される光取出し層であり、前記光取出し層は、前記導光板から前記光取出し層に入射した光を全反射して前記第１主面の方向に出射する１以上の空隙を有する、請求項６に記載の卓上照明装置。
  10. 　前記光取出し部は、前記第２主面に配置されて前記導光板を伝搬する光を前記第１主面の方向に向けるプリズム部、または凹凸部である、請求項６に記載の卓上照明装置。
  11. 　前記導光板の前記光入射面は、前記設置面と平行となるように配置される、請求項１～１０のいずれか１項に記載の卓上照明装置。
  12. 　前記導光板の前記光入射面は、前記設置面に対して垂直となるように配置される、請求項１～１０のいずれか１項に記載の卓上照明装置。
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