特許 6238250 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】6238250

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】照明装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20171120BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20171120BHJP

【ＦＩ】

   F21S2/00 435

   F21S2/00 433

   F21Y115:10

【請求項の数】4

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-522888(P2015-522888)

(86)(22)【出願日】2014年6月13日

(86)【国際出願番号】JP2014065791

(87)【国際公開番号】WO2014200096

(87)【国際公開日】20141218

【審査請求日】2016年12月7日

(31)【優先権主張番号】特願2013-124441(P2013-124441)

(32)【優先日】2013年6月13日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001085

【氏名又は名称】株式会社クラレ

(74)【代理人】

【識別番号】100082670

【弁理士】

【氏名又は名称】西脇 民雄

(74)【代理人】

【識別番号】100180068

【弁理士】

【氏名又は名称】西脇 怜史

(72)【発明者】

【氏名】木下 誠二

【審査官】 丸山 裕樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１６４４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３００７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３４８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５１１２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導光板の少なくとも一方の側面側に一次光源が設置され、前記導光板は、出射面、該出射面に対向する底面、及び少なくとも一側面に設けられた前記一次光源から出射された光を入射させる入射端面を有するエッジライト方式の照明装置であって、
Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸で構成されるＸ−Ｙ平面の法線をＺ軸として、前記一次光源はＸ軸に平行に配置しており、前記導光板は前記Ｘ−Ｙ平面に平行に配置しており、前記導光板の入射端面はＸ−Ｚ平面に平行であり、
前記導光板は、前記底面に所定ピッチで形成されたＸ軸方向に平行な複数の凹条パターンと、前記出射面に所定ピッチで形成されたＹ軸方向に平行な複数の凸条パターンを有しており、
前記凹条パターンは、Ｙ−Ｚ平面に平行な断面において、内側の第１斜面と、この第１斜面と連続して外側に開口する第２斜面を有し、向かい合う前記第１斜面で形成される頂角を９５°〜１１０°内に設定し、向かい合う前記第２斜面で形成される見かけ上の頂角を６０°〜７５°内に設定した段付きのＶ字形状であり、
Ｙ−Ｚ平面に平行な断面において、前記第１斜面の一辺を第１斜辺とし、前記第２斜面の一辺を第２斜辺として、連続する前記第１斜辺と前記第２斜辺の全長を全斜辺長と定義したときに、この全斜辺長に対する前記第２斜辺の斜辺長の比率が４０〜６５％に設定されていることを特徴とする照明装置。

【請求項2】

前記導光板の出射面に形成された前記凸条パターンは、断面が台形状又はレンチキュラーレンズ形状又は放物線状であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。

【請求項3】

前記導光板の底面側には光を反射する反射シートを有し、前記導光板の出射面側には光を均一に拡散する拡散シートを有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。

【請求項4】

前記導光板の底面側に、光を反射する反射シートを有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、導光板の少なくとも一方の側面側に配置したＬＥＤ等の一次光源から光を導光板内に入射して、該導光板の一方の主面（出射面）から光を出射するエッジライト方式の照明装置に関し、特にオフィスや住宅等の天井面などに取り付けて使用する照明器具として好適なエッジライト方式の照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶テレビやパソコン等における液晶表示装置のバックライトとして、エッジライト方式が広く用いられている。エッジライト方式のバックライトは、導光板の少なくとも一方の側面側に配置した一次光源（ＬＥＤ等）から光を導光板内に入射し、該導光板の一方の主面（出射面）全体から光を出射させることで、面状の光として出射することができる。

【0003】

このため、このエッジライト方式のバックライトを、オフィスや住宅等の天井面などに取り付けて使用する照明器具に適用するようになってきた（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

さらに、近年はＬＥＤの発光効率の向上と価格の低下によって、ＬＥＤを光源とする照明器具においては、薄型化による照明装置の軽量化が可能となり、ＬＥＤの特長である調光機能による生活様式にあわせた演出ができるため、ＬＥＤを光源とするエッジライト方式の照明装置が普及してきている（例えば、特許文献２参照）。

【0005】

更に、導光板による光利用効率をより高めるために、例えば、特許文献３には、導光板の出射面に断面形状が台形状の凸条パターンを所定ピッチで多数形成し、導光板の出射面と反対側の面である底面に断面形状がＶ字状（Ｖ溝状）の凹条パターンを所定ピッチで多数形成した導光板が提案されている。

【0006】

特許文献３の発明によれば、入射端面より導光板内に入射した光を、底面に形成された断面形状がＶ字状（Ｖ溝状）の凹条パターンの斜面で出射面側に効率よく反射させ、この反射光が導光板の出射面に形成された断面形状が台形状の凸条パターンを透過して、出射面の正面方向に面状の光として出射することができる。

【0007】

なお、導光板の出射面の凸条パターンは入射端面と直交する方向に延び、導光板の底面（出射面と反対側の面）の凹条パターンは入射端面と平行方向に延びている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平０３−８１９０７号公報

【特許文献2】特開２０１３−３０２７９号公報

【特許文献3】国際公開２００６／０１３９６９公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献３に記載の導光板を有するエッジライト方式の照明装置を、オフィスや住宅等の天井面などに取り付けて照明器具として使用する場合、出射面から出射される面状の光で照明装置の直下床面及びその周辺を略均等に照らすことができる。しかしながら、天井面に取り付けられたこの照明装置の面状の出射面を見上げた場合は、この出射面全体が略均一な輝度分布になっていない。

【0010】

特に、この照明装置の出射面の真下方向から所定距離だけ離れて、特に導光板の入射端面側から所定の傾斜角度（以下、「斜め視角度」という）でユーザが出射面を見上げた（以下、「斜め視」という）場合に、導光板の入射端面と平行方向に形成されている底面のＶ字状の凹条パターン（断面形状がＶ字状）の影響によって、出射面の中央領域で輝度が大きく変化するため、この中央領域が暗く見え、明暗むらが発生する。

【0011】

このように、出射面を斜め視したときに明暗むらが発生することによって、外観上の見栄えが悪くなり、商品価値が低下する。

【0012】

そこで、本発明は、高い直下照度が得られ、かつ斜め視したときにおける出射面の明暗むらを解消することができるエッジライト方式の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】

【0013】

前記目的を達成するために請求項１に記載の照明装置は、導光板の少なくとも一方の側面側に一次光源が設置され、前記導光板は、出射面、該出射面に対向する底面、及び少なくとも一側面に設けられた前記一次光源から出射された光を入射させる入射端面を有するエッジライト方式の照明装置であって、Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸で構成されるＸ−Ｙ平面の法線をＺ軸として、前記一次光源はＸ軸に平行に配置しており、前記導光板は前記Ｘ−Ｙ平面に平行に配置しており、前記導光板の入射端面はＸ−Ｚ平面に平行であり、前記導光板は、前記底面に所定ピッチで形成されたＸ軸方向に平行な複数の凹条パターンと、前記出射面に所定ピッチで形成されたＹ軸方向に平行な複数の凸条パターンを有しており、
前記凹条パターンは、Ｙ−Ｚ平面に平行な断面において、内側の第１斜面と、この第１斜面と連続して外側に開口する第２斜面を有し、向かい合う前記第１斜面で形成される頂角を９５°〜１１０°内に設定し、向かい合う前記第２斜面で形成される見かけ上の頂角を６０°〜７５°内に設定した段付きのＶ字形状であり、
Ｙ−Ｚ平面に平行な断面において、前記第１斜面の一辺を第１斜辺とし、前記第２斜面の一辺を第２斜辺として、連続する前記第１斜辺と前記第２斜辺の全長を全斜辺長と定義したときに、この全斜辺長に対する前記第２斜辺の斜辺長の比率が４０〜６５％に設定されていることを特徴としている。

【0014】

請求項２に記載の照明装置は、前記導光板の出射面に形成された前記凸条パターンが、断面が台形状又はレンチキュラーレンズ形状又は放物線状であることを特徴としている。

【0015】

請求項３に記載の照明装置は、前記導光板の底面側には光を反射する反射シートを有し、前記導光板の出射面側には光を均一に拡散する拡散シートを有していることを特徴としている。

【0016】

請求項４に記載の照明装置は、前記導光板の底面側に、光を反射する反射シートを有していることを特徴としている。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係る照明装置によれば、導光板の底面の凹条パターンは、Ｙ−Ｚ平面に平行な断面において、内側の第１斜面と、この第１斜面と連続して外側に開口する第２斜面を有し、向かい合う前記第１斜面で形成される頂角を９５°〜１１０°内に設定し、向かい合う第２斜面で形成される見かけ上の頂角を６０°〜７５°内に設定した段付きのＶ字形状であり、Ｙ−Ｚ平面に平行な断面において、第１斜面の一辺を第１斜辺とし、第２斜面の一辺を第２斜辺として、連続する第１斜辺と第２斜辺の全長を全斜辺長と定義したときに、この全斜辺長に対する第２斜辺の斜辺長の比率が４０〜６５％に設定されている。

【0018】

これにより、出射面から出射される光で照明装置の直下を高い照度で照らすことができ、かつ斜め視したときにおける出射面の明暗むらを解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係るエッジライト方式の照明装置を示す分解斜視図。

【図2】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図3】実施形態に係る照明装置を天井面に設置した状態を示す概略斜視図。

【図4】実施形態に係る照明装置の、導光板の底面に形成した断面がＶ字状の凹条を示す拡大図。

【図5】実施形態に係る照明装置の、導光板の底面に形成した断面がＶ字状の凹条の斜面に光が入射して出射面側に反射する様子を示した図。

【図6】本発明の効果を示す説明に用いた照明装置の構成を示す概略図。

【図7】図６の照明装置（導光板の底面に、断面形状が単純なＶ字状で、頂角が１００°の凹条を形成した構成）で、出射面から出射された光の光度分布の測定結果を示した図。

【図8】導光板の底面に形成した断面形状が単純なＶ字状で、頂角が１００°の凹条を有する照明装置を用いて斜め視した場合における、出射面の輝度分布の測定結果を示す図。

【図9】導光板の底面に、断面形状が単純なＶ字状で、頂角が７０°の凹条を形成したときの、出射面から出射された光の光度分布の測定結果を示した図。

【図10】導光板の底面に形成した断面形状が単純なＶ字状で、頂角が７０°の凹条を有する照明装置を用いて斜め視した場合における、出射面の輝度分布の測定結果を示す図。

【図11】実施形態１に係る照明装置の、導光板の底面に形成したＶ字状の凹条において、全斜辺長（第１斜辺＋第２斜辺の斜辺長）に対する第２斜辺の斜辺長の比率（斜辺長比率）を変化させたときの、斜め視角度１０°で斜め視した場合の出射面の輝度分布の測定結果を示す図。

【図12】実施形態１に係る照明装置の、導光板の底面に形成したＶ字状の凹条において、全斜辺長（第１斜辺＋第２斜辺の斜辺長）に対する第２斜辺の斜辺長の比率（斜辺長比率）を変化させたときの、斜め視角度２０°で斜め視した場合の出射面の輝度分布の測定結果を示す図。

【図13】導光板の底面に形成した断面形状が単純なＶ字状で、頂角が１１０°の凹条を有する照明装置を用いて斜め視した場合における、出射面の輝度分布の測定結果を示す図。

【図14】導光板の底面に形成した断面形状が単純なＶ字状で、頂角が６０°の凹条を有する照明装置を用いて斜め視した場合における、出射面の輝度分布の測定結果を示す図。

【図15】実施形態２に係る照明装置の、導光板の底面に形成したＶ字状の凹条において、全斜辺長（第１斜辺＋第２斜辺の斜辺長）に対する第２斜辺の斜辺長の比率（斜辺長比率）を変化させたときの、斜め視角度１０°で斜め視した場合の出射面の輝度分布の測定結果を示す図。

【図16】実施形態２に係る照明装置の、導光板の底面に形成したＶ字状の凹条において、全斜辺長（第１斜辺＋第２斜辺の斜辺長）に対する第２斜辺の斜辺長の比率（斜辺長比率）を変化させたときの、斜め視角度２０°で斜め視した場合の出射面の輝度分布の測定結果を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１は、本発明の実施形態の一例に係るエッジライト方式の照明装置を示す分解斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、本実施形態に係るエッジライト方式の照明装置１では、Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸で構成されるＸ−Ｙ平面の法線をＺ軸とし、Ｚ軸方向が光の出射方向としている。

【0021】

図１、図２に示すように、本実施形態に係るエッジライト方式の照明装置１は、透明樹脂（例えば、アクリル樹脂）などから形成された透明構造体である導光板２、この導光板２のＹ軸方向の両側の端面（以下、「入射端面」という）２ａ，２ｂ側にそれぞれ配置された発光ユニット３ａ，３ｂ、導光板２の背面（以下、「底面」という）２ｃ側に設置された反射シート４、導光板２の前面（以下、「出射面」という）２ｄ側に設置された光学シートとしての拡散シート５を主構成部材として備えている。

【0022】

なお、この照明装置１をオフィスや住宅等の天井面に設置した場合には、図３に示すように、反射シート４側が天井面１０に位置し、拡散シート５側（出射面２ｄ側）から下方（床面側）に向けて光が出射される。

【0023】

導光板２の底面２ｃには、Ｘ軸方向に延びる断面形状がＶ字状（Ｖ溝状）の凹条６が所定のピッチで複数形成されている。また、導光板２の出射面２ｄには、Ｙ軸方向に延びる断面形状が台形状の凸条７が所定のピッチで複数形成されている（導光板２の詳細については後述する）。

【0024】

一次光源としての発光ユニット３ａ，３ｂは、導光板２のＹ軸方向の両側端面（入射端面２ａ，２ｂ）にＸ軸方向に沿ってそれぞれ配置されており、発光ユニット３ａ，３ｂ内には、導光板２のＸ軸方向に沿って直線状に所定間隔で光源としてのＬＥＤ（発光ダイオード）８が複数配置されている。ＬＥＤ８の配置間隔は、例えば数ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。なお、光源としてはＬＥＤ以外にも、冷陰極管などの連続的な光源であってもよい。

【0025】

発光ユニット３ａ，３ｂの各ＬＥＤ８から発せられた光は、導光板２の両側の入射端面２ａ，２ｂから導光板２内のＹ軸方向へ入射される。なお、本実施形態では、導光板２のＹ軸方向の両側端面（入射端面２ａ，２ｂ）に発光ユニット３ａ，３ｂを配置した構成であったが、どちらか一方側の端面に発光ユニットを配置する構成であってもよい。

【0026】

反射シート４は、導光板２の入射端面２ａ，２ｂから入射された光のうちの導光板２の底面２ｃから外へ出射した光を、再度導光板２へ入射させる機能を有している。この反射シート４は、反射率９５％以上のものが光の利用効率が高く望ましい。反射シート４の材質としては、アルミ、銀、ステンレスなどの金属箔や、白色塗装、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂などが挙げられる。

【0027】

導光板２の前面側（正面側）である出射面２ｄ側に設置された拡散シート５は、導光板２の出射面２ｄから出射された光を適度に均一化させて、明暗ムラを抑制して外観を向上させる機能を有している。

【0028】

オフィスや住宅等の天井面に用いられる照明装置は、直接、照明装置の発光面（出射面）が視認されるので外観品位が重視されるため、拡散シートを1枚ないしは複数枚使用することがある。この拡散シート５は、拡散性を有する樹脂で作製された板状物（たとえばＰＭＭＡ、ＰＣ等）でもよく、これらの板を熱成形して３次元形状に加工した保護カバー状であってもよい。なお、導光板２の出射面２ｄ側への拡散シート５の設置は必須ではなく、照明装置１の設置場所や用途等に応じては拡散シート５を省略してもよい。

【0029】

（導光板２の底面２ｃの構成）
図１に示したように、導光板２の底面２ｃには、所定のピッチで形成された凹条６が形成されている。これらの凹条６は断面形状がＶ字形状（Ｖ溝状）に形成されており、Ｘ軸方向に延びている。詳細には、図４の拡大図に示すように、凹条６は、断面形状が段付きのＶ字状（以下、単に「Ｖ字状」という）に形成されている。

【0030】

この断面形状がＶ字状の凹条６は、頂角θ１が９５°〜１１０°内で例えば１００°に設定されている内側の第１斜面６ａと、この第１斜面６ａと連続する見かけ上の頂角θ２が６０°〜７５°内で例えば７０°に設定された外側に開口した第２斜面６ｂによって形成されている（凹条６を形成する第１斜面６ａと第２斜面６ｂの詳細については後述する）。

【0031】

なお、図４に示す断面形状がＶ字形状の凹条６において、第１斜面６ａの一辺を第１斜辺６ａ’とし、第２斜面６ｂの一辺を第２斜辺６ｂ’とする。

【0032】

そして、本実施形態では、連続するこの第１斜辺６ａ’と第２斜辺６ｂ’の全長を全斜辺長と定義したときに、この全斜辺長（第１斜辺６ａ’＋第２斜辺６ｂ’の斜辺長）に対する第２斜辺６ｂ’の斜辺長の比率（以下、「斜辺長比率」という）が４０〜６５％程度に設定されている。

【0033】

（導光板２の出射面２ｄの構成）
図２に示すように、導光板２の出射面２ｄには、所定のピッチで複数形成されたＸ−Ｚ平面に平行な断面形状が台形状の凸条７がＹ軸方向に延びている。この台形状の凸条７の一般的な高さは、例えば０．００１〜０．１ｍｍの範囲内に設定されており、断面が台形状の凸条７の一般的な傾斜角度は、例えば３０〜６０°の範囲内に設定されている。

【0034】

なお、導光板２の出射面２ｄに形成した凸条７は、本実施形態では断面形状が台形状であったが、これ以外にも断面が円弧状、双曲線状または放物線状であるいわゆるレンチキュラーレンズ形状でもよい。

【0035】

次に、導光板２の底面２ｃに断面がＶ字状の凹条（第１斜面６ａの頂角θ１が１００°）６が形成され、導光板２の出射面２ｄに断面が台形状の凸条７（断面を構成する斜辺と出射面２ｄとのなす傾斜角度が５５°）が形成されている場合に、正面方向（Ｚ軸方向）の輝度が向上する原理を、図５を参照して説明する。なお、断面がＶ字状の凹条６の第２斜面６ｂ（見かけ上の頂角θ２が７０°）においても、略同様である。

【0036】

図１に示した照明装置１において、導光板２の入射端面２ａ，２ｂから入射した光は、導光板２の底面２ｃに形成されたＶ字状の凹条６にて所定の方向に反射されて出射面２ｄから出射したり、Ｖ字状の凹条６を透過して一旦導光板２の底面２ｃから出て、下部に配設されている反射シート４で拡散され、再度導光板２に入射して出射面２ｄから出射したりするが、正面方向に出射する光は、底面２ｃのＶ字状の凹条６にて所定の方向に反射されたものが主たるものである。

【0037】

導光板２の出射面２ｄ（凸条７）と底面２ｃ（凹条６）において、Ｘ−Ｙ平面に平行な面で全反射しながら伝播している光のうちには、図５に示す光線Ｃのように、導光板２の底面２ｃに設けられたＶ字状の凹条６の斜面に入射する場合がある。なお、図５では、光線Ｃの凹条６の斜面に対する仰角は１０°であり、Ｙ軸となす角度が２３°である。

【0038】

前記光線Ｃは、Ｖ字状の凹条６の斜面にて、入射端面（Ｘ−Ｚ平面）と平行な面上においてＺ軸となす角度が２２°の方向に反射光Ｃ'として全反射される。この反射光の一部は、出射面２ｄに形成されている断面が台形状の凸条（図５では凸条７'）の斜面から出射した場合には、正面方向（Ｚ軸方向）に出射される。このため、正面方向に出射する光の光度を向上させることができる。

【0039】

更に、導光板２の内部を伝播している光のうち、光線Ｄは出射面２ｄに形成されている断面が台形状の凸条（図５では凸条７）の斜面において全反射されることにより、光線Ｃに偏向される。即ち、出射面２ｄに形成されている断面が台形状の凸条（図５では凸条７）の斜面によって、光線Ｃが倍増されることになり、正面方向に出射する光の光度をより向上させることができる。

【0040】

なお、図５では、光線ＤはＸ−Ｙ平面となす角度が１９°であり、Ｙ軸となす角度が１６°である。

【0041】

本実施形態の照明装置１では、上記したように、導光板２の底面２ｃに形成した断面形状がＶ字状の凹条６を、頂角θ１が９５°〜１１０°内に設定された第１斜面６ａと、該第１斜面６ａと連続する見かけ上の頂角θ２が６０°〜７５°内に設定された第２斜面６ｂとで形成して、出射面２ｄを斜め視したときに部分的に輝度が大きく変化することを抑制するようにした。

【0042】

θ１が９５°未満であると、導光板２の出射面２ｄから出射される光の角度依存性が強く、画面品位を整えるために拡散性の高い拡散シート５が必要となり、エネルギー効率の観点から好ましくない。θ１が１１０°を超えると、導光板２のＹ軸方向に沿った中心付近の輝度勾配が強くなり、第２斜面６ｂの偏向作用によって打ち消すことができなくなる。

【0043】

θ２が６０°未満では、導光板を作製するときに、金型から離型させることが難しくなる。θ２が７５°を超えた場合、出射面２ｄから出射される最大出射角度は法線方向となるため、導光板２の発光ユニット３ｂ側の下方から斜め視すると、導光板２の入射端面２ａ（発光ユニット３ａ）側を低く、入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）側を高くする効果が弱くなる。

【0044】

以下、導光板２の底面２ｃに形成した断面がＶ字状の凹条６を、頂角θ１が９５°〜１１０°内に設定された第１斜面６ａと、該第１斜面６ａと連続する見かけ上の頂角θ２が６０°〜７５°内に設定された第２斜面６ｂとで形成することで、出射面２ｄを斜め視したときに部分的に輝度が大きく変化することを抑制できる理由について説明する。

【0045】

なお、本説明に用いる照明装置は、図６に示すような構成であり、導光板２は一辺が６００ｍｍの正方形状で、厚みが３ｍｍで、対向する２つの入射端面２ａ，２ｂ、出射面２ｄおよび底面２ｃを有する。図６示した照明装置１の構成は、図１に示した照明装置１と同様である。なお、導光板２の出射面２ｄには、図１に示した照明装置１の台形状の凸条７に変えて、アスペクト比が２０％の断面形状が円弧であるレンチキュラーレンズを５１μｍの一定ピッチで形成されたものとした。

【0046】

このアスペクト比は、レンチキュラーレンズの垂直断面をトレースする円の半径をＲとし、レンチキュラーレンズを形成する円弧の頂点から弦までの距離をｒとすると、ｒ／２Ｒ（％）で定義される。また、出射面２ｄ上には、株式会社ツジデン製の拡散シート５（商品名：D124）を有する構成とした。

【0047】

そして、導光板２の底面２ｃに形成した断面がＶ字状の凹条６を、頂角θ１が１００°に設定された第１斜面６ａと、該第１斜面６ａと連続する見かけ上の頂角θ２が７０°に設定された第２斜面６ｂとで形成し、深さ７μｍ、ピッチは入光端面側５７０μｍから導光板２の中央１００μｍに向けて緩やかな分布をもたせたもの（実施形態１）、または、頂角θ１が１１０°に設定された第１斜面６ａと、該第１斜面６ａと連続する見かけ上の頂角θ２が６０°に設定された第２斜面６ｂとで形成し、深さ７μｍ、ピッチは入光端面側８４０μｍから導光板２の中央１２０μｍに向けて緩やかな分布をもたせたもの（実施形態２）とした。

【0048】

最初に比較のため、導光板２の底面２ｃに、断面形状が単純なＶ字状で、頂角が１００°の凹条（図４に示した本実施形態の凹条６の第１斜面６ａに相当）を形成した場合について説明する。

【0049】

図７は、導光板２の底面２ｃに、断面形状が単純なＶ字状で、頂角が１００°の凹条を形成したときの、発光ユニット３ａ側の入射端面２ａから６０ｍｍ入った位置での出射面２ｄから出射された光（出射光）の光度分布（実線）の測定結果である。

【0050】

図７に示した光度分布の測定結果において、導光板２の出射面２ｄの正面方向（Ｚ軸方向）を出射角度０°とし、Ｚ−Ｙ平面において、入射端面２ａ（発光ユニット３ａ）側が−９０°、入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）側が＋９０°である。

【0051】

なお、図６、図７において、矢印Ａ方向は、発光ユニット３ａ側の入射端面２ａから６０ｍｍ入った位置での出射面２ｄから出射された光（出射光）の出射方向である。

【0052】

図７に示した出射光の光度分布（実線）において、発光ユニット３ａ側の入射端面２ａから６０ｍｍ入った位置では、導光板２の出射面２ｄの法線方向であるＺ軸に対して、導光板２の中心側への出光が多い。

【0053】

更に、導光板２の出射面２ｄからより大きな光を取り出すため、導光板２の底面２ｃには、断面形状がＶ字状の凹条６を多数形成している。このため、入射端面２ａから入射して導光板２の内部を伝播する光のエネルギーは、導光板２の中心部付近を透過するあたりまでに、導光板２の出射面から出射されるため、Ａ方向に代表される出射光のように導光板２の中心側へ出射する出射光が多く存在する。

【0054】

しかしながら、入射端面２ａから入射して導光板２の内部を伝播する光のエネルギーは、導光板２の中心部付近を透過した、さらに先の領域では非常に小さくなる。このため、入射端面２ａから導光板２の中心部までの領域におけるＡ方向に代表されるような出射光は、導光板２の中心を越えた領域では、入射端面２ａから入射した伝播光で発生させようとしても、かなり弱くなってしまう。

【0055】

逆に、この領域は、入射端面２ｂからの伝播光が多く存在するが、図７に示したように、この伝播光によるＡ’方向の出光分布（点線）が強くなるため、いくら入射端面２ｂからの伝播光が多く存在しても、Ａ方向への出射を増やすことはできない。

【0056】

このため、導光板２の入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）側の下方から斜め視した場合、導光板２の入射端面２ａをＹ軸原点として、Ｙ軸方向に沿った輝度分布は、図８に示すように、入射端面２ａから導光板２の中心部までの輝度は高く、中心部から入射端面２ｂ側の輝度は低く、導光板２の中心部付近で輝度勾配が大きくなっている。

【0057】

図８は、斜め視角度α（図３参照）が１０°と２０°のときの輝度分布の測定結果を示している。横軸は、導光板２のＹ軸方向に沿った中央部の一方の端面（０ｍｍ：入射端面２ａ（発光ユニット３ａ）側の端面）から他方の端面（６００ｍｍ：入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）側の端面）間での位置（ｍｍ）であり、縦軸は輝度である。

【0058】

このように、導光板２の底面２ｃに頂角が１００°の凹条６が形成されている場合、導光板２の発光ユニット３ｂ側の下方から斜め視すると、導光板２のＹ軸方向に沿った中心部付近での輝度勾配が大きい。このため、導光板２の発光ユニット３ｂ側の下方から斜め視した場合、導光板２の中心部付近で輝度が大きく変化するために、ユーザは、導光板２のＹ軸方向に沿った中心部付近がその周囲よりも暗く見えてしまう（明暗むらとして見える）。

【0059】

次に、導光板２の底面２ｃに、断面形状が単純なＶ字状で、頂角が７０°の凹条（図４に示した本実施形態の凹条６の第２斜面６ｂに相当）を形成した場合について説明する。

【0060】

図９は、導光板２の底面２ｃに、断面形状が単純なＶ字状で、頂角が７０°の凹条を形成したときの、発光ユニット３ａ側の入射端面２ａから６０ｍｍ入った位置での出射面２ｄから出射された光（出射光）の光度分布（実線）の測定結果である。

【0061】

図９に示した光度分布（実線）の測定結果において、図６の導光板２の出射面２ｄの正面方向（Ｚ軸方向）を出射角度０°とし、Ｚ−Ｙ平面において、入射端面２ａ（発光ユニット３ａ）側が−９０°、入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）側が＋９０°である。

【0062】

この測定では、導光板２の底面２ｃに頂角が７０°の凹条６を形成している。なお、図９において、矢印Ｂ方向は、発光ユニット３ａ側の入射端面２ａから６０ｍｍ入った位置での出射面２ｄから出射された光（出射光）の出射方向である。

【0063】

図９に示した出射光の光度分布（実線）において、導光板２の出射面２ｄの法線方向であるＺ軸に対して、上記の頂角が１００°の凹条６の場合よりも入射端面２ａ（発光ユニット３ａ）側への出光が多い。これは、出射面２ｄから出射する光のうち、入射端面２ａ（発光ユニット３ａ）側に出光する光のエネルギーが大きいことを示している。

【0064】

このため、入射端面２ａ側の発光ユニット３ａ（ＬＥＤ８）から出射されて導光板２の内部に入った光は、導光板２の中心部付近までは伝播光が多く存在しているが、図９のように出射面２ｄからＢ方向に光を出射するため、導光板２の入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）側の下方から斜め視した場合では、導光板２の中心部付近までは輝度が上がらない。

【0065】

そして、導光板２のＹ軸方向に沿って中心部付近を超えると、導光板２内のＹ軸方向に沿って入射端面２ｂ側に伝播する光の量が極めて少なくなるが、入射端面２ｂ側の発光ユニット３ｂから導光板２内に入射した伝播光によって、出射面２ｄからＢ’方向に光（点線で示した出射光の光度分布）を出射できる。

【0066】

よって、導光板２の入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）側の下方から斜め視した場合、図１０に示すように、導光板２の入射端面２ａをＹ軸原点として、導光板２の入射端面２ａ（発光ユニット３ａ）側が低く、入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）側が高くなる単純な輝度勾配となっている。

【0067】

図１０は、斜め視角度α（図３参照）が１０°と２０°のときの輝度分布の測定結果である。横軸は、導光板２のＹ軸方向に沿った中心部の一方の端面（０ｍｍ：入射端面２ａ（発光ユニット３ａ）側の端面）から他方の端面（６００ｍｍ：入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）側の端面）間での位置（ｍｍ）であり、縦軸は輝度である。

【0068】

このように、導光板２の底面２ｃに頂角が７０°の凹条６が形成されている場合、導光板２の発光ユニット３ｂ側の下方から斜め視すると、導光板２の入射端面２ａ（発光ユニット３ａ）側が低く、入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）側が高くなる単純な輝度勾配となる。

【0069】

よって、図８と図１０に示した各輝度分布を合成することで、斜め視した場合の導光板２のＹ軸方向に沿った入射端面２ａ（発光ユニット３ａ）から入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）間での輝度勾配を、斜め視する側の輝度を高く、これと対向する側の輝度を低くすることができる。これにより、局所的に輝度が大きく変化することのない単調な輝度勾配にすることができるため、ユーザ（視認者）が出射面２ｄを斜め視したときの輝度むらが低減されて、外観上の見栄えを良くすることができる。

【0070】

即ち、図４に示したように、導光板２の底面２ｃに形成した断面形状がＶ字状の凹条６を、頂角θ１が１００°に設定された第１斜面６ａと、該第１斜面６ａと連続する見かけ上の頂角θ２が７０°に設定された第２斜面６ｂとで形成するようにした実施形態１において、出射面２ｄを斜め視した場合での、導光板２のＹ軸方向に沿った中心付近の入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）から入射端面２ａ（発光ユニット３ａ）間での輝度分布の変化を小さくすることができる。

【0071】

次に、実施形態１に係る導光板２を有する照明装置１に対して、導光板２の入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）側の下方から斜め視した場合における、導光板２のＹ軸方向に沿った輝度分布を測定した。

【0072】

図１１は、斜め視角度α（図３参照）が１０°で、発光ユニット３ｂ側から斜め視したときの出射面２ｄの輝度分布の測定結果であり、図１２は、斜め視角度α（図３参照）が２０°で発光ユニット３ｂ側から斜め視したときの出射面２ｄの輝度分布の測定結果である。

【0073】

なお、図１１、図１２において、横軸は、導光板２のＹ軸方向に沿った中央部の一方の端面（０ｍｍ：入射端面２ａ（発光ユニット３ａ）側の端面）から他方の端面（６００ｍｍ：入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）側の端面）間での位置（ｍｍ）であり、縦軸は輝度である。

【0074】

この測定に用いた導光板２は、一辺が６００ｍｍの正方形状で、厚みが３ｍｍであり、底面２ｃに断面がＶ字状の凹条（第１斜面６ａの頂角θ１が１００°、第２斜面６ｂの見かけ上の頂角θ２が７０°）６を形成し、導光板２の出射面２ｄに断面がレンチキュラーレンズ形状（アスペクト比：２０％）を形成している。なお、このアスペクト比は、レンチキュラーレンズの垂直断面をトレースする円の半径をＲとし、レンチキュラーレンズを形成する円弧の頂点から弦までの距離をｒとすると、ｒ／２Ｒ（％）で定義される。

【0075】

図１１、図１２の測定結果から明らかなように、斜め視角度α（図３参照）が１０°と２０°の場合において、斜辺長比率（全斜辺長に対する第２斜面６ｂの斜辺長の比率（％））が４４％、５０％、６５％（図１１、図１２のｄ，ｃ，ｂ）に設定されているときは、輝度分布の変化が小さく（特に、中心部付近（図１１、図１２の横軸の２００ｍｍ〜４００ｍｍ付近）での輝度勾配が小さく）、出射面２ｄの輝度分布の均一性は実用上問題のないレベルであった。

【0076】

なお、斜め視角度αが１０°と２０°の場合において、斜辺長比率（全斜辺長に対する第２斜面６ｂの斜辺長の比率（％））が４０％程度に設定されているときでも、出射面２ｄの輝度分布の均一性は実用上問題のないレベルであった。

【0077】

図１１、図１２の測定結果において、斜辺長比率（全斜辺長に対する第２斜面６ｂの斜辺長の比率（％））が６５％の場合（図１１、図１２のｂ）では、斜め視した側からその反対側に向けて輝度が少しずつ低下していることによって、輝度分布の見た目上の不均一性は目立たないレベルであった。

【0078】

また、図１１、図１２の測定結果において、斜辺長比率（全斜辺長に対する第２斜面６ｂの斜辺長の比率（％））が３０％、０％（図１１、図１２のｅ，ｆ）に設定されているときは、出射面２ｄの中央領域で輝度が大きく変化し、明暗むらが発生した。

【0079】

そして、図１１、図１２の測定結果において、斜辺長比率（全斜辺長に対する第２斜面６ｂの斜辺長の比率（％））が１００％（図１１、図１２のａ）に設定されているときは、出射面２ｄの両端での輝度差が大きくなり、見かけ上、入射端面２ａ側の輝度が暗く感じた。

【0080】

このように、実施形態１に係る導光板２を有する照明装置１によれば、導光板２の底面２ｃに形成した断面がＶ字状の凹条（第１斜面６ａの頂角θ１が１００°、第２斜面６ｂの見かけ上の頂角θ２が７０°）６において、全斜辺長（第１斜辺６ａ’＋第２斜辺６ｂ’の斜辺長）に対する第２斜辺６ｂ’の斜辺長の比率（斜辺長比率）を４０〜６５％に設定することで、斜め視したときにおける出射面２ｄの輝度分布の大きな変化を抑制することができる。

【0081】

よって、出射面２ｄから出射される光で照明装置１の直下を高い照度で照らすことができ、かつ斜め視したときにおける出射面の明暗むらを解消して、外観上の見栄えが悪くなることを防止することができる。

【0082】

次に、前記実施形態２に係る導光板２を有する照明装置１の詳細について説明する。なお、照明装置１の基本的な構成は、前記実施形態１の照明装置１（図６）と同様であり、重複する説明は省略する。

【0083】

実施形態２では、図４に示した導光板２の底面２ｃに形成した断面形状がＶ字状の凹条６を、頂角θ１が１１０°に設定された第１斜面６ａと、該第１斜面６ａと連続する見かけ上の頂角θ２が６０°に設定された第２斜面６ｂとで形成している。それ以外は、上記した実施形態１と同じ形態であり、出射面２ｄを斜め視したときに部分的に輝度が大きく変化することを抑制するようにした。

【0084】

そして、実施形態１と同様に、図１３は、導光板２の底面２ｃに、断面形状が単純なＶ字状で、頂角が１１０°の凹条６を形成したとき、図１４は、頂角が６０°の凹条６を形成したときにおいて、斜め視角度α（図３参照）が１０°と２０°のときの輝度分布の測定結果を示している。

【0085】

図１３、図１４において、横軸は、導光板２のＹ軸方向に沿った中央部の一方の端面（０ｍｍ：入射端面２ａ（発光ユニット３ａ）側の端面）から他方の端面（６００ｍｍ：入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）側の端面）間での位置（ｍｍ）であり、縦軸は輝度である。

【0086】

実施形態１と同様に、図１３と図１４に示した各輝度分布を合成することで、斜め視した場合の導光板２のＹ軸方向に沿った入射端面２ａ（発光ユニット３ａ）から入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）間での輝度勾配を、単調増加から単調減少となるにすることができる。このように、、局所的に輝度が大きく変化することのない輝度勾配にすることができるため、ユーザ（視認者）が出射面２ｄを斜め視したときの輝度むらが低減されて、外観上の見栄えを良くすることができる。

【0087】

次に、実施形態２に係る導光板２を有する照明装置１に対して、導光板２の入射端面２ｂ（発光ユニット３ｂ）側の下方から斜め視した場合における、導光板２のＹ軸方向に沿った輝度分布を測定した。

【0088】

図１５は、斜め視角度α（図３参照）が１０°で、発光ユニット３ｂ側から斜め視したときの出射面２ｄの輝度分布の測定結果であり、図１６は、斜め視角度α（図３参照）が２０°で、発光ユニット３ｂ側から斜め視したときの出射面２ｄの輝度分布の測定結果である。

【0089】

図１５、図１６の測定結果から明らかなように、斜め視角度αが１０°と２０°の場合において、斜辺長比率（全斜辺長に対する第２斜面６ｂの斜辺長の比率（％））が４０％、５０％、６５％（図１５、図１６のｄ，ｃ，ｂ）に設定されているときは、輝度分布の変化が小さく（特に、中心部付近（図１５、図１６の横軸の２００ｍｍ〜４００ｍｍ付近）での輝度勾配が小さく）、出射面２ｄの輝度分布の均一性は実用上問題のないレベルであった。

【0090】

また、図１５、図１６の測定結果において、斜辺長比率（全斜辺長に対する第２斜面６ｂの斜辺長の比率（％））が３０％、０％（図１５、図１６のｅ，ｆ）に設定されているときは、出射面２ｄの中央領域で輝度が大きく変化し、明暗むらが発生した。

【0091】

そして、図１５、図１６の測定結果において、斜辺長比率（全斜辺長に対する第２斜面６ｂの斜辺長の比率（％））が１００％（図１５、図１６のａ）に設定されているときは、出射面２ｄの両端での輝度差が大きくなり、見かけ上、入射端面２ａ側の輝度が暗く感じた。

【0092】

このように、実施形態２に係る導光板２を有する照明装置１においても、出射面２ｄから出射される光で照明装置１の直下を高い照度で照らすことができ、かつ斜め視したときにおける出射面の明暗むらを解消して、外観上の見栄えが悪くなることを防止することができる。

【関連出願の相互参照】

【0093】

本願は、２０１３年６月１３日に日本国特許庁に出願された特願２０１３−１２４４４１号に基づく優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

【符号の説明】

【0094】

１ 照明装置
２ 導光板
２ａ，２ｂ 入射端面
２ｃ 底面
２ｄ 出射面
３ａ，３ｂ 発光ユニット
４ 反射シート
５ 拡散シート
６ 凹条（凹条パターン）
６ａ 第１斜面
６ａ’ 第１斜辺
７ 凸条（凸条パターン）
６ｂ 第２斜面
６ｂ’ 第２斜辺
８ ＬＥＤ（一次光源）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】