特許 5719638 光源装飾体および照明装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5719638

(24)【登録日】2015年3月27日

(45)【発行日】2015年5月20日

(54)【発明の名称】光源装飾体および照明装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 6/00 20060101AFI20150430BHJP

   F21V 5/00 20150101ALI20150430BHJP

   F21S 10/06 20060101ALI20150430BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20150430BHJP

   F21V 3/00 20150101ALI20150430BHJP

   F21V 8/00 20060101ALI20150430BHJP

【ＦＩ】

   F21S6/00 504

   F21V5/00 320

   F21V5/00 510

   F21S10/06 300

   F21V5/04 400

   F21V5/00 600

   F21V3/00 320

   F21V8/00 310

   F21V8/00 340

【請求項の数】10

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2011-45045(P2011-45045)

(22)【出願日】2011年3月2日

(65)【公開番号】特開2012-182055(P2012-182055A)

(43)【公開日】2012年9月20日

【審査請求日】2014年2月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000227364

【氏名又は名称】日東光学株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】591061046

【氏名又は名称】小池 康博

(74)【代理人】

【識別番号】110000121

【氏名又は名称】アイアット国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】望月 恵一

(72)【発明者】

【氏名】岩本 尚志

【審査官】 柿崎 拓

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０９５３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２９１５９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１４８１３２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０１−１０４６０６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 登録実用新案第３０２２９９０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０２−２１０７０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ６／００

Ｆ２１Ｓ １０／０６

Ｆ２１Ｖ ３／００

Ｆ２１Ｖ ５／００

Ｆ２１Ｖ ５／０４

Ｆ２１Ｖ ８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源から出射された光に装飾的効果を与えて出射することができる光源装飾体において、
光が入射することができる光入射部と、前記光入射部から入射した光を出射させることができる光出射部とを有する導光体を備え、
前記光出射部は、ローソクの炎の形状を呈し、
前記光入射部は、前記光出射部の前記ローソクの炎の形状の根元側に位置し、
前記光出射部は、前記光入射部から入射した光を散乱させる光散乱手段を有し、
前記導光体における前記光出射部と前記光入射部との間には、光源からの光を拡散することができる円筒状の光拡散部が設けられ、
前記光拡散部の円筒の直径と前後方向の長さとの比は、２：１以上１：２以下である、
ことを特徴とする光源装飾体。

【請求項2】

請求項１に記載の光源装飾体において、
前記導光体と、前記導光体から出射される光の観察が行われる観察位置との間には、プリズムシートが配置される、
ことを特徴とする光源装飾体。

【請求項3】

請求項２に記載の光源装飾体において、
前記プリズムシートは、浮上手段により空中に浮上されている、
ことを特徴とする光源装飾体。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の光源装飾体において、
前記導光体における前記光出射部は、光の出射率が低い光低出射部と、前記光低出射部に比べて光の出射率が高い光高出射部とを有し、
前記光高出射部は、前記光低出射部よりも前記ローソクの炎の形状の先端側に配置されている、
ことを特徴とする光源装飾体。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装飾体において、
前記導光体における前記光散乱手段は、前記光出射部の表面に形成されるシボ面により構成される、
ことを特徴とする光源装飾体。

【請求項6】

請求項１から４のいずれか１項に記載の光源装飾体において、
前記導光体における前記光散乱手段は、前記光出射部に含有される光散乱粒子である、
ことを特徴とする光源装飾体。

【請求項7】

請求項１から４のいずれか１項に記載の導光体において、
前記導光体における前記光散乱手段は、前記光出射部の表面に設けられる光拡散シートにより構成される、
ことを特徴とする光源装飾体。

【請求項8】

請求項４に記載の光源装飾体において、
前記導光体における前記光低出射部と前記光高出射部とは、異なる部材で形成され、前記光低出射部と前記光高出射部との接合面は、前記ローソクの炎の形状の根元側から先端側に向けて湾曲する曲面である、
ことを特徴とする光源装飾体。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項に記載の光源装飾体と、
前記導光体における前記光入射部に光を入射させる光源と、
を有することを特徴とする照明装置。

【請求項10】

請求項９に記載の照明装置において、
前記光源は複数備えられ、少なくとも２の光源が、互いに異なるタイミングで光の出射量が経時的に増減する、
ことを特徴とする照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光源装飾体および照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、たとえば、特許文献１、２に開示されるように、ローソクの炎の形状を模した透光性カバーの内側に、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を配置することにより、ＬＥＤから出射した光にローソクの炎を疑似的に演出させる装飾的効果を付与することができる照明装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−４２５１９号公報

【特許文献2】実用新案登録３１４３４１２号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記いずれの特許文献に開示される照明装置も、ローソクの炎のイメージを再現するには不十分なものである。

【0005】

そこで、本発明では、光源から照射された光を、ローソクの炎により近く演出し装飾的効果を付与して出射することができる光源装飾体および照明装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明は、光源から出射された光に装飾的効果を与えて出射することができる光源装飾体において、光が入射することができる光入射部と、光入射部から入射した光を出射させることができる光出射部とを有する導光体を備え、光出射部は、ローソクの炎の形状を呈し、光入射部は、光出射部のローソクの炎の形状の根元側に位置し、光出射部は、光入射部から入射した光を散乱させる光散乱手段を有し、導光体における光出射部と光入射部との間には、光源からの光を拡散することができる円筒状の光拡散部が設けられ、光拡散部の円筒の直径と前後方向の長さとの比は、２：１以上１：２以下であることとする。
また、導光体と、導光体から出射される光の観察が行われる観察位置との間には、プリズムシートが配置されることが好ましく、さらに、プリズムシートは、浮上手段により空中に浮上されていることがより好ましい。

【0007】

また、本発明の光源装飾体において、導光体における光出射部は、光の出射率が低い光低出射部と、光低出射部に比べて光の出射率が高い光高出射部とを有し、光高出射部は、光低出射部よりもローソクの炎の形状の先端側に配置されていることが好ましい。

【0008】

また、本発明の光源装飾体において、導光体における光散乱手段は、光出射部の表面に形成されるシボ面により構成されることとすることが好ましい。

【0009】

また、本発明の光源装飾体において、導光体における光散乱手段は、光出射部に含有される光散乱粒子であることが好ましい。

【0010】

また、本発明の光源装飾体において、導光体における光散乱手段は、光出射部の表面に設けられる光拡散シートにより構成されていることが好ましい。

【0011】

また、本発明の光源装飾体において、導光体における光出射部と光入射部との間には、光源からの光を拡散することができる光拡散部が設けられていることが好ましい。

【0012】

また、本発明の光源装飾体において、導光体における光低出射部と光高出射部とは、異なる部材で形成され、光低出射部と光高出射部との接合面は、ローソクの炎の形状の根元側から先端側に向けて湾曲する曲面であることが好ましい。

【0013】

また、本発明の光源装飾体において、導光体と、導光体から出射される光の観察が行われる観察位置との間には、プリズムシートが配置されることが好ましい。

【0014】

上記目的を達成するため、本発明は、照明装置において、上述に記載した光源装飾体と、導光体における光入射部に光を入射させる光源とを有することとする。

【0015】

また、本発明の照明装置において、光源は複数備えられ、少なくとも２の光源が、互いに異なるタイミングで光の出射量が経時的に増減することが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１の実施の形態に光源装飾体および照明装置の構成を示す断面図である。

【図2】ＬＥＤの点滅のタイミングを説明するためのＬＥＤ点滅のタイミングチャートである。

【図3】図１に示すＡ部分の拡大図であり、プリズムシートの一部断面を拡大して示す図である。

【図4】（Ａ）（Ｃ）は、図１に示す導光体から出射する光の輝度分布を示す図であり、（Ｂ）光散乱粒子を含まない導光体から出射する光の輝度分布を示す図である。

【図5】本発明の第２の実施の形態に光源装飾体および照明装置の構成を示す断面図である。

【図6】図５に示す導光体から出射する光の輝度分布を示す図である。

【図7】図５に示す光源装飾体から出射する光の輝度分布を示す図である。

【図8】変形例に係る導光体から出射する光の輝度分布を示す図である。

【図9】図８に係る変形例に係る導光体から出射する光をプリズムシートを透過させたときの輝度分布を示す図である。

【図10】単一真球粒子による散乱光強度の角度分布（Α、Θ）を示すグラフである。

【図11】本発明の変形例に係る光源装飾体および照明装置の構成を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係る光源装飾体１および照明装置２の構成について、図面を参照しながら説明する。

【0018】

（照明装置２の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る照明装置２を示すものであり、光軸Ｘを含む面における断面の概略の構成を示す図である。説明の便宜上、図１に矢印Ｆで示す方向を前方（前側）とし、その反対方向である矢印Ｂで示す方向を後方（後側）とし、また、光軸Ｘと直交する方向を側方として、以下の説明を行うこととする。

【0019】

照明装置２は、光源装飾体１と、光源としてＬＥＤ３と、ＬＥＤ３が実装されるＬＥＤ基板４と、ＬＥＤ３を点滅駆動させる回路基板５と、ＬＥＤ基板４および回路基板５を保持する基体６等とを有している。

【0020】

ＬＥＤ基板４には、複数のＬＥＤ３が実装されている。回路基板５は、図示外の電源部から供給される電力により、ＬＥＤ３の点滅を制御することができる。回路基板５は、複数のＬＥＤ３が同一のタイミングで点滅しないように、少なくとも２つの組に分け、各組のＬＥＤ３を、時間分割で順次点滅することができるように構成されている。たとえば、ＬＥＤ３を３個備え、図２に示すタイミングで、各ＬＥＤ３を順次に点滅することができる。ＬＥＤ３を点滅させる制御は、周知の種々の手段を用いることができるが、たとえば、回路基板５に、タイマーＩＣを使用してＬＥＤの点滅回路を構成することで、ＬＥＤ３の点滅制御を行うことができる。なお、ＬＥＤ３の数は３個に限らず２個あるいは４個以上とすることができる。また、点滅の組み分けの数も２組あるいは３組に限らず４組以上とすることもでき、各組のＬＥＤ３の数を違えるようにしてもよい。

【0021】

光源装飾体１は、導光体７とプリズムシート８とを有している。ＬＥＤ３から出射した光は、導光体７の光入射部９から導光体７内に入射し、導光体７の光出射部１０から出射する。光出射部１０から出射した光は、プリズムシート８を透過し、光源装飾体１の外部に出射する。なお、図１に示す導光体７は、導光体７の断面（光軸Ｘを含む面における断面）が示されているものであるが、導光体７の説明の便宜上、ハッチングを省略している。

【0022】

導光体７の光出射部１０は、ローソクの炎の形状を模した形状を呈している。したがって、光入射部９から光が入射した光が光出射部１０から出射すると、光出射部１０は、全体としてローソクの炎の形状に光って見える。このローソクの炎の形状に光る光出射部１０をプリズムシート８を介して観察することで、ＬＥＤ３から出射した光を、さらにローソクの炎に近い形状に装飾された状態で観察することができる。

【0023】

基体６は、台座部１１と、台座部１１の前面に取り付けられる基板収容体１２とを有している。基板収容体１２には、回路基板５が収容される。基板収容体１２は、前端が天板部１３により閉塞される略円筒形を呈している。基板収容体１２には、天板部１３の後方に空間１４が形成され、この空間１４内に、基板収容体１２と一体に形成される基板取付部１５が設けられている。回路基板５は、この基板取付部１５に取り付けられている。

【0024】

天板部１３の前面には、ＬＥＤ基板４が収容される基板収容体１６が取り付けられている。基板収容体１６は、後端が底板部１７により閉塞され、前端が開口される略円筒形を呈している。底板部１７には、ＬＥＤ基板４が取り付けられている。基板収容体１６は、基板収容体１２の天板部１３にねじ結合することができるビス１８により、基板収容体１２に対して取り付けられている。ビス１８は、光軸Ｘの周囲に等間隔で３箇所に配置されている。図１において、ビス１８は、２本のみ図示され、１本は図示外の位置に配置されている。

【0025】

基板収容体１６の前端の開口部には、導光体７を保持する保持環１９が取り付けられている。保持環１９は、孔部２０が形成された環形状を呈している。保持環１９は、基板収容体１６の前端の内周に嵌合され、基板収容体１６に対して取り付けられている。導光体７は、基板収容体１６に取り付けられた保持環１９の孔部２０に通され、保持環１９により側方（光軸Ｘと直交する方向）に対して位置決めが行われている。

【0026】

また、導光体７は、後端部がＬＥＤ基板４に対して位置決めされている。導光体７の後端面には、後方に突出する突起部２１が形成されている。突起部２１は、光軸Ｘの周囲に等間隔で３箇所に形成され、突起部２１がＬＥＤ基板４に対して当接させることで、導光体７がＬＥＤ基板４に対して位置決めされる。図１において、突起部２１は、２本のみ図示され、１本は図示外の位置に配置されている。突起部２１の前後方向の長さは、ＬＥＤ３の前後方向の厚さよりも長く形成されている。したがって、突起部２１をＬＥＤ基板４に当接させ、導光体７をＬＥＤ基板４に位置決めした状態で、ＬＥＤ３と導光体７とは干渉することなく、ＬＥＤ３の前方に導光体７の後端面である光入射部９を配置することができる。

【0027】

導光体７の周囲には、光軸Ｘを中心とする円筒状に、プリズムシート８が配置されている。プリズムシート８は、導光体７の側方の周囲を全周に亘って囲むように配置されている。プリズムシート８は、取付具２２により基板収容体１６に対して取り付けられている。取付具２２は、プリズムシート８を保持するプリズムシート保持筒２３と、このプリズムシート保持筒２３を基板収容体１６に取り付ける取付部２４とを有する。プリズムシート保持筒２３は、たとえば、ＰＭＭＡ（アクリル Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）等の透明な樹脂材により形成され、円筒形を呈している。プリズムシート保持筒２３は、側面が水平方向に沿う方向に配置された場合であっても、自重で変形してしまうことのない剛性を有している。取付部２４は、円筒部２５と、導光体７が通される孔部２６が形成される環体部２７とを有している。

【0028】

プリズムシート保持筒２３は、円筒部２５の前端部に取り付けられている。円筒部２５の内周側に基板収容体１６を嵌め込むことで、取付具２２を基板収容体１６に対して取り付けることができる。円筒部２５が基板収容体１６に嵌められたときに、取付部２４が、基板収容体１６に対して側方にがたつかないように、円筒部２５の内周の直径および基板収容体１６の外周の直径は設定されている。プリズムシート保持筒２３の内周面に添ってプリズムシート８を配置することで、プリズムシートを導光体７の周囲に円筒状に配置することができる。

【0029】

プリズムシート８は、撓みに対して復元性を有するように形成されている。かかるプリズムシート８を復元力に抗して、プリズムシート保持筒２３の内周の直径よりも小さな直径の円筒にカールさせた状態で、プリズムシート保持筒２３内に挿入する。そして、プリズムシート保持筒２３内に挿入されたプリズムシート８から、プリズムシート８をカールさせている力を解くと、プリズムシート８は、カールが開く方向に復元し、プリズムシート保持筒２３の内周面に添って配置される。つまり、プリズムシート８は、円筒形に整形される。

【0030】

プリズムシート８を円筒形に整形した状態で、円筒の側面を水平方向に沿う方向に配置した場合に、プリズムシート８の剛性が低いと、プリズムシート８が自重で変形してしまい易い。しかしながら、上述のように、プリズムシート保持筒２３によりプリズムシート８を整形することで、プリズムシート８の剛性が低くても、プリズムシート８の配置の向きに拘わらず、プリズムシート８を円筒形状に保持することができる。

【0031】

上述のように構成される照明装置２においては、ＬＥＤ３から出射した光が導光体７の後端に設けられる光入射部９から導光体７内に入射し、導光体７の光出射部１０からプリズムシート８側に出射する。光出射部１０からプリズムシート８側に出射した光は、プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３を透過して光源装飾体１の外側に出射する。

【0032】

なお、プリズムシート８を円筒形に整形した状態で、円筒の側面を水平方向に沿う方向に配置しても、自重で変形してしまうことがない場合には、プリズムシート保持筒２３を用いることなく、円筒形に整形したプリズムシート８を、取付具２２に直接取り付ける構成としてもよい。

【0033】

（導光体７の構成）
導光体７は、光軸Ｘに直交する断面における形状が円形を呈し、光拡散部として構成される円柱部２８と、ＬＥＤ３から出射し導光体７内に入射した光が出射する光出射部１０とを有している。光出射部１０は、円柱部２８の前側に備えられ、ローソクの炎の形状を模した形状を呈し、炎の先端部に当たる頂点部２９を前方に向けて配置されている。

【0034】

円柱部２８の後端面は、光入射部９として構成され、ＬＥＤ３から出射した光は、光入射部９から導光体７内に入射することができる。光出射部１０は、後方から前方に向かって直径が徐々に太くなり、光低出射部として構成される増径部３０と、逆に、後方から前方に向かって直径が徐々に細くなり、光高出射部として構成される減径部３１とを有している。減径部３１は、増径部３０よりも前方に配置され、頂点部２９は、減径部３１の先端に配置されている。円柱部２８の直径Ｌ１は、増径部３０の直径が一番細くなる後端部の直径Ｌ２と同一の直径に構成され、円柱部２８と増径部３０とは段差を生じることなく連続している。また、円柱部２８の直径Ｌ１と、円柱部２８の前後方向の長さＨ１とは、２：１以上〜１：２以下の範囲とすることが好ましい。本実施の形態では、概ね１：１に設定されている。

【0035】

導光体７は、たとえば、ＰＥ（ポリエチレン Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）樹脂等の透明な樹脂により、一部材として中実な構造に形成されている。なお、導光体７は、ＰＥ樹脂の他に、ＰＰ（ポリプロピレン Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ＰＣ（ポリカーボネート Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＰＭＭＡ（アクリル Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ
ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）等の樹脂を用いて形成することもできる

【0036】

導光体７を形成する透明樹脂には、光散乱手段として、光を多重散乱させることができる球形の光散乱粒子が、体積的に一様に多数含有されている。すなわち、導光体７は、散乱能が与えられた導光体として構成されている。したがって、導光体７の内部に光が入射すると、その光は光散乱粒子によって散乱する。つまり、図１に例示的に示す光線Ｒ１、Ｒ２のように、１本の光線が、光散乱粒子により様々な方向に散乱させられる。光散乱粒子は、たとえば、以下に説明するシリコーン粒子により形成することができる。

【0037】

ここで、光散乱粒子（シリコーン粒子）の理論的な基礎を与えるＭｉｅ散乱理論について説明する。Ｍｉｅ散乱理論は、一様な屈折率を有する媒体（マトリックス）中に該媒体と異なる屈折率を有する球形粒子（光散乱粒子）が存在するケースについてマックスウェルの電磁方程式の解を求めたものである。光散乱粒子に相当する光散乱粒子によって散乱した散乱光の角度に依存した強度分布Ｉ（Α、Θ）は下記（１）式で表される。Αは、光散乱粒子の光学的大きさを示すサイズパラメータであり、マトリックス中での光の波長λで規格化された球形粒子（光散乱粒子）の半径ｒに相当する量である。角度Θは散乱角で、入射光の進行方向と同一方向をΘ＝１８０°にとる。

【0038】

また、（１）式中のｉ_１、ｉ_２は（４）式で表される。そして、（２）〜（４）式中の下添字ν付のａおよびｂは（５）式で表される。上添字１および下添字νを付したＰ（ｃｏｓΘ）は、Ｌｅｇｅｎｄｒｅの多項式、下添字ν付のａ、ｂは１次、２次のＲｅｃａｔｔｉ−Ｂｅｓｓｅｌ関数Ψ_＊、ζ_＊（ただし、「＊」は下添字νを意味する。）とその導関数とからなる。ｍはマトリックスを基準にした光散乱粒子の相対屈折率で、ｍ＝ｎｓｃａｔｔｅｒ／ｎｍａｔｒｉｘである。

【0039】

【数1】

【0040】

図１０は、上記（１）〜（５）式に基づいて、単一真球粒子による強度分布Ｉ（Α、Θ）を示すグラフである。この図１０では、原点Ｇの位置に光散乱粒子としての真球粒子があり、図１０における下方から入射光が入射した場合の散乱光強度の角度分布Ｉ（Α、Θ）を示している。そして、原点Ｇから各曲線までの距離が、それぞれの散乱角方向の散乱光強度である。ひとつの曲線はΑが１．７であるときの散乱光強度、別の曲線はΑが１１．５であるときの散乱光強度、さらに別の曲線はΑが６９．２であるときの散乱光強度である。なお、図１０においては、散乱光強度を対数目盛で示している。このため、図１０では僅かな強度差として見える部分が、実際には非常に大きな差となる。

【0041】

この図１０に示すように、サイズパラメータΑが大きくなればなるほど（ある波長λで考えた場合は真球粒子の粒径が大きくなればなるほど）、図１０における上方（照射方向の前方）に対して指向性が高く光が散乱されていることがわかる。また、実際のところ、散乱光強度の角度分布Ｉ（Α、Θ）は、入射光波長λを固定すれば、散乱子の半径ｒと、媒体および光散乱粒子の相対屈折率ｍとをパラメータとして制御することができる。

【0042】

このような、単一真球粒子がＮ個含まれる導光体７に光が入射すると、光は真球粒子により散乱される。散乱光は光散乱導光部材中を進み、他の真球粒子により再度散乱される。ある程度以上の体積濃度で粒子を添加した場合には、このような散乱が逐次的に複数回行われた後、光が光散乱導光部材から出射する。このような散乱光がさらに散乱されるような現象を多重散乱現象と呼ぶ。このような多重散乱においては、透明ポリマーでの光線追跡法による解析は容易ではない。しかし、モンテカルロ法により光の挙動を追跡し、その特性を解析することはできる。それによると、入射光が無偏光の場合、散乱角の累積分布関数Ｆ（Θ）は下記の（６）式で表される。

【0043】

【数2】

【0044】

ここで（６）式中のＩ（Θ）は、（１）式で表されるサイズパラメータΑの真球粒子の散乱強度である。強度Ｉ_ｏの光が導光体７に入射し、距離ｙを透過した後、光の強度が散乱によりＩに減衰したとすると、これらの関係は下記の（７）式で表される。

【0045】

【数3】

【0046】

この（７）式中のτは濁度と呼ばれ、媒体の散乱係数に相当するものであり、下記の（８）式のように粒子数Ｎに比例する。なお、（８）式中、σ^ｓは散乱断面積である。

【0047】

【数4】

【0048】

（７）式から長さＬの導光体７を散乱せずに透過する確率Ｐ_ｔ（Ｌ）は下記の（９）式で表される。

【0049】

【数5】

【0050】

反対に光路長Ｌまでに散乱される確率Ｐ_ｓ（Ｌ）は下記の（１０）式で表される。

【数6】

【0051】

これらの式からわかるように、濁度τを変えることにより、光散乱導光部材内での多重散乱の度合いを制御することができる。

【0052】

以上の関係式により、光散乱粒子のサイズパラメータΑと濁度τとの少なくとも１つをパラメータとして、導光体７内での多重散乱が制御可能である。

【0053】

ここで、導光体７に含有されている光散乱粒子は、たとえば、平均粒径が２．４μｍの透光性のシリコーン粒子とすることができる。また、光散乱粒子による散乱係数に相当する散乱パラメータである濁度τは、τ＝０．４９（λ＝５５０ｎｍ）とすることができる。

【0054】

（プリズムシート８）
図３は、図１に示す囲み部Ａ部分の拡大図であり、プリズムシート８の一部断面を拡大して示す図である。図３に示すように、プリズムシート８は、一方の面が平滑な面（平滑面３２）に形成されている。プリズムシート８の他方の面は、断面三角形状のプリズム３３が複数配列されたプリズム面３４として形成されている。

【0055】

プリズムシート８は、プリズム面３４が導光体７の反対側に配置される向きに、また、プリズム３３の稜線部３５を光軸Ｘと直交する面に沿わせると共に、光軸Ｘを中心に導光体７の周囲に環状となるように配置されている。つまり、プリズムシート８は、導光体７から出射した光が平滑面３２からプリズム面３４の側に出射することが出来るように、かつ、導光体７の周囲に円筒状に配置されている。また、プリズムシート８は、複数のプリズム３３の各稜線部３５の配列方向が、前後方向となるように配置されている。したがって、導光体７から出射された光は、プリズム３３により前後方向に屈折させられて、プリズムシート８から出射する。プリズムシート８は、たとえば、可視光透過率が高く、屈折率の比較的高い樹脂材料から形成する。たとえば、アクリル系樹脂により形成することができる。アクリル系樹脂の他、ポリカーボネート系樹脂、あるいは塩化ビニル系樹脂を用いることもできる。

【0056】

（第１の実施の形態に係る照明装置２および光源装飾体１の効果）
光源装飾体１は、上述のように、光源としてのＬＥＤ３から出射された光に、ローソクの炎の形状を模する装飾的効果を与えて出射することができるものである。光源装飾体１は、光が入射することができる光入射部９と、光入射部９から入射した光を出射させることができる光出射部１０とを有する導光体７を備えている。光出射部１０は、ローソクの炎の形状を呈している、光入射部９は、ローソクの炎の形状の根元側となる光出射部１０の後方に位置している。光出射部１０は、光入射部９から入射した光を散乱させる光散乱手段として光拡散粒子を有している。

【0057】

光出射部１０は、ローソクの炎の形状を模した形状である。そのため、光入射部９から導光体７内に入射した光が光出射部１０から出射すると、光出射部１０は、ローソクの炎の形状に光って見える。導光体７には光散乱粒子が含有されている。そのため、導光体７に入射した光は、導光体７内で散乱させられる。導光体７内で光が散乱させられことで、導光体７が光散乱粒子を含有しない無色透明体である場合に比べて、光出射部１０から光が出射する部分の面積を広くすることができる。

【0058】

図４の上段左欄（Ａ）は、光散乱粒子を含有する導光体７から出射する光の輝度分布を示す図であり、図４の上段右欄（Ｂ）は、光散乱粒子を含有しない導光体７から出射する光の輝度分布を示す図である。図４の下段（Ｃ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａにおける輝度分布を示すグラフである。図４の（Ａ）と（Ｂ）との比較から判るように、光散乱粒子を含む導光体７の方が、光出射部１０の光が出射する部分の面積を多くすることができ、光出射部１０の光っている部分の形状が、よりローソクの炎の形状に近く見える。なお、図４（Ａ）（Ｂ）は、ハッチングの密度が高いほど光の輝度が高いことを示している。

【0059】

光出射部１０は、後方から順に、増径部３０と減径部３１が形成されている。前方に向かって直径が徐々に大きくなる増径部３０の側面は、円柱部２８から増径部３０の側面に入射する光に対する入射角が大きくなる方向に傾斜している。つまり、増径部３０の側面は、光入射部９から増径部３０の側面に入射した光を減径部３１側に全反射させ易くなるように配置されている。一方、前方に向かって直径が徐々に小さくなる減径部３１の側面は、増径部３０あるいは光入射部９から減径部３１の側面に入射する光に対する入射角が小さくなる方向に傾斜している。つまり、減径部３１の側面は、増径部３０あるいは光入射部９から減径部３１の側面に入射した光を全反射させ難くし減径部３１の外側に出射させ易くなるように配置されている。したがって、光出射部１０は、増径部３０に比べて減径部３１の光の出射率が高く、減径部３１の方が増径部３０に比べて輝度が高くなるように構成されている。

【0060】

ローソクの炎は、先端側（上方）ほど明るくなっている。したがって、増径部３０よりも先端側に位置する減径部３１の方を光の出射率を高くし輝度を高くすることで、光出射部１０をよりローソンクの炎の形状に近く光らせることができる。

【0061】

また、減径部３１の側面は、前端側に向かうほど、増径部３０あるいは光入射部９から進行する光に対しての入射角が小さくなる方向に傾斜している。したがって、図４（Ａ）に示すように、減径部３１は、前端側に向かうほど、光の出射率が高くなり輝度も高くなる。つまり、光出射部１０から出射する光は、前方に向かうほど輝度が高くなる。光出射部１０の前端側ほど輝度を高くすることで、光出射部１０をより一層ローソンクの炎の形状に近く光らせることができる。

【0062】

導光体７の光出射部１０と光入射部９との間には、ＬＥＤ３からの光を拡散することができる光拡散部としての円柱部２８が設けられている。ＬＥＤ３から出射した光は、導光体７の後端に設けられる光入射部９から、導光体７の円柱部２８に入射する。ＬＥＤ３から出射する光は発散光である。そのため、ＬＥＤ３から出射し円柱部２８に入射した光の一部は、円柱部２８の内側面で全反射を繰り返し、拡散された状態で光出射部１０に入射する。したがって、ＬＥＤ３から出射され円柱部２８から光出射部１０に入射する光の光軸Ｘと直交する面における照度の均一化を図ることができる。

【0063】

すなわち、円柱部２８は、いわゆる、光拡散機能を有するロッドレンズとしての機能を有する。円柱部２８から光出射部１０に入射する光の照度の均一化を図ることで、光出射部１０の光軸Ｘの周方向における輝度の均一化を図ることができる。そのため、光出射部１０をよりローソンクの炎の形状に近く光らせることができる。円柱部２８にも、光出射部１０と同様に光散乱粒子を含む構成とすることで、円柱部２８から光出射部１０に入射する光の照度の均一化を一層図ることができる。

【0064】

実際のローソクの炎は、芯の傾きや、芯へのろう材の吸い込み斑等により、炎の場所により輝度が異なる。円柱部２８の直径Ｌ１と前後方向の長さＨ１とを、上述したように、２：１〜１：２に設定することで、円柱部２８における光の拡散による照度の均一化の程度がやや劣るものとなり、光出射部１０の輝度に斑を発生させることができる。このように、光出射部１０の輝度に斑が出来ることで、光出射部１０から出射する光に、自然な炎の形状により近づくように装飾することができる。

【0065】

円柱部２８の直径Ｌ１は、増径部３０の直径が一番細くなる後端部の直径Ｌ２と同一の直径に構成され、円柱部２８と増径部３０とは段差を生じることなく連続している。このように構成されることで、ＬＥＤ３から円柱部２８に入射した光を光出射部１０に効率良く入射させることができる。また、直径Ｌ２が直径Ｌ１よりも大きくなり、円柱部２８と増径部３０との間に段差が生じると、該段部の周囲、すなわち、光出射部１０の側面の後端に不自然な暗部が発生する虞がある。しかしながら、直径Ｌ１と直径Ｌ２とを同一の直径として円柱部２８と増径部３０との接続部に段差を生じないようにすることで、光出射部１０の後端に不自然な暗部が発生することを防ぐことができ、光出射部１０をよりローソクの炎の形状に近く光らせることができる。

【0066】

光出射部１０の周囲には、プリズムシート８が配置されている。したがって、観察者は、導光体７から出射した光をプリズムシート８を介して観察することになる。複数のプリズム３３の各稜線部３５は、前後方向に配列されている。そのため、導光体７から出射された光は、プリズム３３により前後方向に屈折させられて、プリズムシート８から出射する。したがって、観察者は、導光体７の光出射部１０の虚像を観察することになる。そのため、光出射部１０の実像を観察する場合に比べて、観察者の見た目において立体的な光学像を観察することができ、実像を観察するよりもローソクの炎により近い光学像を観察することができる。

【0067】

また、プリズムシート８を介すことで、光出射部１０の輪郭や導光体７を形成する部材の質感が視認し難くなる。そのため、光出射部１０からの出射光を、よりローソクの炎に近い感じで観察することができる。

【0068】

照明装置２は、ＬＥＤ３を複数備え、少なくとも２のＬＥＤ３について、互いに異なるタイミングで光の出射量を経時的に増減することができるように構成されている。具体的には、３つのＬＥＤ３が図２に示すように、時分割で異なるタイミングで点滅している。このように、複数のＬＥＤ３を互いに異なるタイミングで点滅させることで、光出射部１０から出射する光を、ローソクの炎が揺らいでいるように演出することができる。

【0069】

複数のＬＥＤ３を互いに異なるタイミングで点滅させると、光出射部１０から出射する光がプリズムシート８に入射する位置や角度が変わる。そのため、プリズムシート８により形成される光出射部１０の虚像は、ＬＥＤ３の点滅に併せて若干変形し、ローソクの炎の揺らぎをよりリアルに演出することができる。

【0070】

なお、ＬＥＤ３の点滅は、消灯と点灯とするほか、発光の明るさを増減させるようにしてもよい。また、複数のＬＥＤ３を異なるタイミングで点滅させる他、ＬＥＤ３を１個としたり、あるいは、複数のＬＥＤ３を同一タイミングで点滅させるようにしてもよい。このように、１個のＬＥＤ３を点滅させたり、あるいは複数のＬＥＤ３を同一タイミングで点滅させても、光出射部１０から出射する光を、ローソクの炎が揺らいでいるように演出することができる。また、複数のＬＥＤ３のうち、一部のＬＥＤ３を点灯状態とし、他のＬＥＤ３を点滅させるようにしてもよい。

【0071】

（第２の実施の形態）
以下に、図５を参照しながら、光源装飾体１および照明装置２の他の実施の形態に係る光源装飾体５０および照明装置５１の構成について説明する。光源装飾体１および照明装置２と同様な部材については同一の符号を付し、その説明を省略あるいは簡略化する。

【0072】

光源装飾体５０および照明装置５１は、導光体５２の構成が導光体７と異なるのみで他の構成については、光源装飾体１および照明装置２と同様である。導光体５２は、導光体７と同様に、光軸Ｘに直交する断面の形状が円形を呈し、光拡散部として構成される円柱部２８と、ＬＥＤ３から出射し導光体５２内に入射した光が出射する光出射部５３とを有している。

【0073】

光出射部５３は、円柱部２８の前側に備えられ、ローソクの炎の形状を模した形状を呈し、炎の先端部に当たる頂点部５４が前方を向けて配置されている。光出射部５３は、後方から前方に向かって直径が徐々に太くなり、光低出射部として構成される増径部５５と、逆に、後方から前方に向かって直径が徐々に細くなり、光高出射部として構成される減径部５６とを有している。減径部５６は、増径部５５よりも前方に配置され、頂点部５４は、減径部５６の先端に配置されている。

【0074】

増径部５５および減径部５６は、増径部３０および減径部３１と同様に、減径部５６の側面は、増径部５５の側面に比べて、導光体５２内の光を外側に出射させ易くなるように配置されている。増径部５５は、光散乱粒子を含まない構成であるのに対し、減径部５６は光散乱粒子を含む構成とされている。したがって、減径部５６は、増径部５５に比べて光の出射率が高く構成されている。このように構成した場合にも、増径部５５よりも先端側に位置する減径部５６の方を光の出射率を高くし輝度を高くすることができ、光出射部５３をよりローソンクの炎の形状に近く光らせることができる。

【0075】

図６は、導光体５２から出射する光の輝度分布を示す図である。図６と、図４（Ａ）を比べると、導光体５２の方が、先端側と後端側との輝度の変化が急峻となり、図４（Ａ）とは異なる形状の炎を演出することができる。また、光出射部５３から出射した光をプリズムシート８を介することで、図７の上段（Ａ）に示すように、先端側と後端側との輝度の変化を、プリズムシート８を介さないとき（図６）に比べてなだらかにする演出を行うことができる。

【0076】

増径部５５と減径部５６との接合面５７は、ローソクの炎の形状の根元側となる後方から先端側となる前方に向けて湾曲する曲面とされている。具体的には、増径部５５の前端面５８は、周縁から光軸Ｘに向うに従って前方に徐々に突出する曲面に形成され、減径部５６の後端面５９は、前端面５８と全面で接触することができる曲面に形成されている。このように、増径部５５と減径部５６との接合面５７が前方に向けて湾曲する曲面とされることで、導光体５２の外部から接合面５７を視認し難くすることができる。

【0077】

（変形例１）
導光体７に光散乱粒子を含有することに換えて、光出射部１０の側面に、光散乱手段としてシボ加工を施してもよい。図８の上段（Ａ）は、光出射部１０の側面に、シボ加工を施した導光体７から出射した光の輝度分布を示す図である。図８の下段（Ｂ）は、図８（Ａ）のＡ−Ａにおける輝度分布を示すグラフである。図９の上段（Ａ）は、図８（Ａ）の輝度分布を有する導光体７から出射した光がプリズムシート８を透過したときの輝度分布を示す図である。図９の下段（Ｂ）は、図９（Ａ）のＡ−Ａにおける輝度分布を示すグラフである。

【0078】

（変形例２）
導光体５２の減径部５６に光散乱粒子を含有することに換えて、減径部５６の側面に、光散乱手段としてシボ加工を施してもよい。

【0079】

（変形例３）
導光体７に光散乱粒子を含有することに換えて、光出射部１０の側面に、光散乱手段として光拡散シートを貼着してもよい。

【0080】

（変形例４）
導光体７の減径部５６に光散乱粒子を含有することに換えて、減径部５６の側面に、光散乱手段として光拡散シートを貼着してもよい。

【0081】

上述実施の形態およびその変形例においては、プリズムシート８を導光体７，５２の周囲に円筒状に配置する例を説明したが、プリズムシート８は、導光体７，５２と観察者との間に、配置されていればよく、たとえば、板状のプリズムシートを導光体７，５２と観察者との間に配置するようにしてもよい。また、光源としてＬＥＤ３を用いる例を説明したが、光源としては、ＬＥＤ３の他、麦球等の電球を用いるようにしてもよい。

【0082】

なお、本発明の光源装飾体としては、プリズムシート８を用いることなく、導光体７あるいは導光体５２を光源装飾体として構成することができる。また、導光体７あるいは導光体５２とプリズムシート８とを備えることで、本発明の光源装飾体として構成することもできる。

【0083】

（変形例５）
上述実施の形態およびその変形例において、プリズムシート８は、取付具２２により基板収容体１６に対して取り付けられている。これに対し、図１１に示すように、プリズムシート８を取付具７０により基板収容体１６に対して取り付ける構成としてもよい。以下、図１１の説明において、上述実施の形態およびその変形例と同様の部材については、同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。

【0084】

取付具７０は、プリズムシート８を空中に浮上させる浮上手段として、同極を対向させて配置される永久磁石７１と永久磁石７２とを有している。つまり、取付具７０は、永久磁石７１と永久磁石７２との反発力により、プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３を空中に浮上させた状態で保持することができるように構成されている。

【0085】

取付具７０は、プリズムシート８を保持するプリズムシート保持筒２３と、このプリズムシート保持筒２３を基板収容体１６に取り付ける取付部７３とを有する。取付部７３は、円筒部７４と、導光体７が通される孔部７５が形成される環体部７６と、プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３を上下方向に移動可能に保持する保持部７７とを有している。保持部７７は、光軸Ｘを中心に形成される外筒部７７Ａと内筒部７７Ｂとを有し、外筒部７７Ａと内筒部７７Ｂとの間に溝７８が形成されている。溝７８は、上方に開口部７８Ａを有し、光軸Ｘの周りに環状に形成されている。プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３は、その下側の一部が溝７８内に挿入されることで、保持部７７に対して保持されている。

【0086】

溝７８の底部７８Ｂには、永久磁石７１が配置されている。また、溝７８内の永久磁石７１の上方には、永久磁石７２が配置され、さらに、永久磁石７２の上方には、プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３が配置されている。永久磁石７１と永久磁石７２とは、同極を対向させて配置されている。したがって、永久磁石７１と永久磁石７２とは反発し、永久磁石７１および永久磁石７２の磁力を適正に設定することで、プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３を永久磁石７２と共に、永久磁石７１の上方に磁気浮上させることができる。

【0087】

このように、プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３を、永久磁石７１および永久磁石７２の磁力により浮上させた状態とすることで、プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３の周囲の空気対流や風等により、プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３を揺動させることができる。これにより、光出射部１０（５３）からの出射光を、よりローソクの炎の感じに近づくように演出することができる。

【0088】

なお、プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３の厚さＷ１と、永久磁石７２の幅Ｗ２は、プリズムシート８、プリズムシート保持筒２３、および永久磁石７２が上下方向に移動することができるように、溝７８の幅よりも薄く形成されている。なお、プリズムシート８が、側方に僅かに揺動することで、よりローソクの炎の感じを演出することができる。そのため、厚さＷ１および幅Ｗ２と溝７８との間の隙間間隔は、プリズムシート８、プリズムシート保持筒２３、および永久磁石７２の上下方向への移動を許容するだけの幅よりも、若干広くすることが好ましい。

【0089】

永久磁石７１，７２は、リング状に形成することで、プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３が傾斜しないように浮上させ易い。しかしながら、光軸Ｘの周囲の３方向に等間隔で、永久磁石７１，７２を配置することで、プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３の傾斜を抑えて浮上させることができる。

【0090】

なお、プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３を揺動させる揺動手段として永久磁石７１の側を電磁石により構成し、磁気力を変えることで、プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３を揺動させることができる。また、揺動手段として、ＬＥＤ３あるいはＬＥＤ基板４等の発熱体を用いることができる。つまり、ＬＥＤ３あるいはＬＥＤ基板４の発熱により、プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３の周囲の空気に熱対流を発生させ、この空気の対流により、プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３を揺動させることもできる。

【0091】

浮上手段は、溝７８内に、たとえば、オイル等の液体を充填し、この液体に対してプリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３を浮上させる構成とすることもできる。浮上手段は、溝７８内に、たとえば、窒素等の気体を充填し、この気体に対してプリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３を浮上させる構成とすることもできる。なお、溝７８内の流体あるいは気体の容積を僅かに変化させたり、溝７８内で流体あるいは気体を波打たせることで、プリズムシート８およびプリズムシート保持筒２３を揺動することができる。

【符号の説明】

【0092】

１，５０ … 光源装飾体
２，５ … 照明装置
３ … ＬＥＤ（光源）
７，５２ … 導光体
８ … プリズムシート
９ … 光入射部
１０，５３ … 光出射部
２８ … 円柱部（光拡散部）
３０，５５ … 増径部（光低出射部）
３１，５６ … 減径部（光高出射部）
５７ … 接合面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】