JP5888999B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光素子を光源とし、蛍光管などに代えて使用されうる照明装置に関する。

近年、省エネルギーや環境保全の観点から、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」ともいう）を光源とする照明装置（例えば、ＬＥＤ電球やＬＥＤ蛍光管など）が、電球や蛍光管などに代わる照明装置として使用されるようになってきた。ＬＥＤ蛍光管としては、基板上に複数のＬＥＤを所定間隔で直線状に配置し、これらのＬＥＤを覆うようにカバーを配置したものが一般的である。しかしながら、従来のＬＥＤ蛍光管には、各ＬＥＤに対応する輝点がカバーを通しても見えてしまい、輝度ムラが大きいという問題がある。このような輝点を目立たなくするためには、ＬＥＤの数を増やしたり、カバーの光透過率を低下させたりすることが考えられるが、これらの手段は省エネルギーの観点から好ましくない。また、従来のＬＥＤ蛍光管には、配光角が狭い（例えば１５０°）という問題もある。

このような従来のＬＥＤ蛍光管の問題点を解決できる照明装置として、ＬＥＤを発光領域の端部に配置した照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図１は、特許文献１に記載の照明装置の構成を示す側面図である。

図１に示されるように、特許文献１に記載の照明装置１０は、光源となるＬＥＤ１２と、透明材料からなる円柱状の光学部材１４と、光透過性材料からなる円筒形状のカバー１６と、光不透過性材料からなる把手部１８とを有する。ＬＥＤ１２は、円柱状の光学部材１４の一方の端面に対向するように配置されている。光学部材１４の外周面は、光拡散能を付与するために、粗面化されている。把手部１８内には、ＬＥＤ１２や駆動部、電源などが格納されている。

特許文献１に記載の照明装置１０では、ＬＥＤ１２から出射された光は、円柱状の光学部材１４の一方の端面から光学部材１４内に入射する。光学部材１４内に入射した光の一部は、光学部材１４の外周面において散乱されながら外部に出射される。光学部材１４の外周面から出射された光は、カバー１６を透過して外部に出射される（図１参照）。特許文献１に記載の照明装置１０では、ＬＥＤ１２を発光領域の端部に配置しているため、ＬＥＤ１２に対応する輝点がカバー１６を通して見えることはない。また、光学部材１４の外周面から全方向に向かって光が出射されるため、配光角が広い。

特開２００９−１６９１５７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の照明装置１０には、ＬＥＤ１２の周囲の領域を有効発光領域２０として使用することができないという問題がある。図１に示されるように、特許文献１に記載の照明装置１０では、カバー１６に対応する領域が有効発光領域２０となり、把手部１８に対応する領域が非発光領域２２となるため、ＬＥＤ１２の周囲の領域を有効発光領域２０として使用することができない。仮に、ＬＥＤ１２の周囲を把手部１８ではなく光透過性のカバー１６で覆ったとすると、他の領域に比べてＬＥＤ１２の周囲の領域の輝度が顕著に高くなり、輝度ムラが発生してしまう。したがって、特許文献１に記載の照明装置１０において、ＬＥＤ１２の周囲をカバー１６で覆うことは現実的ではない。

また、特許文献１に記載の照明装置１０には、有効発光領域２０内に輝度ムラが生じるという問題もある。図１に示されるように、特許文献１に記載の照明装置１０では、ＬＥＤ１２から出射された光は、配光を制御されることなく、そのまま光学部材１４内に入射する。したがって、特許文献１に記載の照明装置１０では、光学部材１４の反対側の端部に到達する光量が不足し、有効発光領域２０の両端で輝度が顕著に異なってしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、発光素子を有する照明装置であって、有効発光領域の広域化および有効発光領域内の輝度の均一化を両立した照明装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、導光部材と、発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材とを含み、前記光束制御部材を経由した光が前記導光部材の端面に入射するように配置された光源ユニットと、前記光源ユニットの少なくとも一部および前記導光部材を覆うように、前記光源ユニットの少なくとも一部および前記導光部材に対して空気層を介して配置されたカバーと、を有し、前記光源ユニットの少なくとも一部および前記導光部材に対応する前記カバーの外表面が発光領域となる、構成を採る。

本発明によれば、有効発光領域の広域化および有効発光領域内の輝度の均一化を両立した照明装置を提供することができる。

特許文献１に記載の照明装置の構成を示す正面図である。 実施の形態１の照明装置の斜視図である。 図３Ａは、実施の形態１の照明装置の平面図であり、図３Ｂは、実施の形態１の照明装置の側面図である。 図３Ｂに示されるＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線の断面図である。 図４において破線で示される部分の部分拡大断面図である。 図４において破線で示される部分における光路を示す模式図である。 配光特性の測定方法を説明するための模式図である。 実施の形態１の照明装置の配光特性を示すグラフである。 実施の形態２の照明装置の断面図である。 図９において破線で示される部分における光路を示す模式図である。 実施の形態２の照明装置の配光特性を示すグラフである。 図１２Ａは、実施の形態３の照明装置の断面図であり、図１２Ｂは、図１２Ａにおいて破線で示される部分の部分拡大断面図である。 図１３Ａは、実施の形態４の照明装置の平面図であり、図１３Ｂは、実施の形態４の照明装置の側面図である。 図１４Ａ〜Ｄは、実施の形態４の照明装置の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明の照明装置の代表例として、蛍光管に代えて使用されうる照明装置について説明する。

（実施の形態１）
［照明装置の構成］
図２は、本発明の実施の形態１の照明装置１００の斜視図である。図３Ａは、照明装置１００の平面図であり、図３Ｂは、照明装置１００の側面図である。図４は、図３Ｂに示されるＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線の断面図である。図５は、図４において破線で示される領域の部分拡大断面図である。

図２〜図５に示されるように、照明装置１００は、発光素子１１０、光束制御部材１２０、ホルダ１３０、ヒートシンク１５０、導光ロッド１６０およびカバー１７０を有する。発光素子１１０、光束制御部材１２０およびホルダ１３０は、光源ユニット１４０として機能する。

発光素子１１０は、照明装置１００の光源であり、ヒートシンク１５０に取り付けられた基板上に配置されている（図５参照）。発光素子１１０は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。基板は、例えば、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い金属からなる。

光束制御部材１２０は、発光素子１１０から出射された光の進行方向を制御する。すなわち、光束制御部材１２０は、発光素子１１０から出射された光の配光（拡がり）を制御する。光束制御部材１２０は、その中心軸が発光素子１１０の光軸に合致するように配置されている（図５参照）。図５に示されるように、光束制御部材１２０は、発光素子１１０から出射された光を入射する入射面１２２と、入射面１２２から入射した光の一部を全反射する全反射面１２４と、入射面１２２から入射した光の一部および全反射面１２４で反射した光を出射する出射面１２６とを有する。したがって、発光素子１１０から出射された光の大部分は、入射面１２２から光束制御部材１２０内に入射し、出射面１２６から光束制御部材１２０外に出射される。

入射面１２２は、光束制御部材１２０の底部に形成された凹部の内面である。入射面１２２は、発光素子１１０と対向する位置に、光束制御部材１２０の中心軸と交わるように形成されている。入射面１２２は、光束制御部材１２０の中心軸を中心とする回転対称面である。

全反射面１２４は、光束制御部材１２０の底部の外縁から出射面１２６の外縁に延びる面であり、入射面１２２から入射した光を出射面１２６に向けて反射させる。全反射面１２４は、光束制御部材１２０の中心軸を取り囲むように形成された回転対称面である。全反射面１２４の直径は、入射面１２２側（底部側）から出射面１２６側に向けて漸増している。全反射面１２４を構成する母線は、外側（中心軸から離れる側）に凸の円弧状曲線である（図５参照）。

出射面１２６は、光束制御部材１２０において入射面１２４（底部）の反対側に位置する面であり、光束制御部材１２０の中心軸と交わるように形成されている。出射面１２６は、光束制御部材１２０の中心軸を中心とする円形の平面である。出射面１２６の直径は、導光ロッド１６０の端面１６２の直径と略同一である。

前述の通り、光束制御部材１２０内に入射した光は、基本的に出射面１２６から出射されるが、光束制御部材１２０内に入射した光の一部を光束制御部材１２０の側面から出射させてもよい（図６Ａ参照）。このようにすることで、光源ユニット１４０の周囲の光量不足を積極的に補うことができる。たとえば、光束制御部材１２０の側部に切り欠きを形成したり、光束制御部材１２０の側面の一部を粗面化したり、光束制御部材１２０の側面の一部の形状を全反射面ではなく屈折面にしたりすることで、光束制御部材１２０内に入射した光の一部を光束制御部材１２０の側面から出射させることができる。

光束制御部材１２０は、一体成形により形成されている。光束制御部材１２０の材料は、所望の波長の光を透過させ得るものであれば特に限定されない。たとえば、光束制御部材１２０の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの光透過性樹脂；またはガラスである。

ホルダ１３０は、発光素子１１０および光束制御部材１２０の周囲を覆い、光束制御部材１２０の中心軸が発光素子１１０の光軸に合致するように光束制御部材１２０を位置決めする。ホルダ１３０の材料は、特に限定されない。たとえば、ホルダ１３０の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの樹脂；ガラス；アルミニウムなどの金属である。後述するように、ホルダ１３０は、光透過性を有していてもよいし、光反射性を有していてもよい。光透過性のホルダ１３０を製造する場合には、光透過性材料（透明の樹脂またはガラス）を使用してホルダ１３０を製造すればよい。また、光透過性のホルダ１３０に光拡散性も付与する場合は、光透過性材料にビーズなどの散乱子を配合したり、光透過性材料を使用して製造されたホルダ１３０の内面または外面に光拡散処理（例えば、粗面化処理）を行ったりすればよい。一方、光反射性のホルダ１３０を製造する場合には、光反射性材料（白色の樹脂またはガラス、あるいは金属）を使用してホルダ１３０を製造すればよい。また、各種材料を使用して製造されたホルダ１３０の表面を光反射性塗料（例えば、白色塗料）で塗装してもよい。

光源ユニット１４０は、この後説明する導光ロッド１６０の端面１６２に光束制御部材１２０を経由した光が入射するように配置されている。より具体的には、光束制御部材１２０の出射面１２６が導光ロッド１６０の端面１６２と対向するように、光源ユニット１４０は配置されている（図５参照）。したがって、発光素子１１０の出射面１２６から出射された光の大部分は、端面１６２から導光ロッド１６０内に入射する。効率的に導光ロッド１６０内に光を入射させる観点からは、出射面１２６と端面１６２とは接触していることが好ましい。ホルダ１３０は、導光ロッド１６０の端面１６２が光束制御部材１２０の出射面１２６と対向するように、導光ロッド１６０を位置決めする機能も担っている。

ヒートシンク１５０は、照明装置１００の両端に配置されており、発光素子１１０を冷却する機能を担う。また、ヒートシンク１５０には、発光素子１１０と外部の電源回路とを接続するための回路が形成されている。ヒートシンク１５０は、例えば、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い金属を用いて製造される。

導光ロッド１６０は、光透過性の柱体形状の導光部材である。導光ロッド１６０は、光束制御部材１２０により配光を制御された光を端面１６２から入射させる。すなわち、導光ロッド１６０の端面１６２は、入射面として機能する。導光ロッド１６０内に入射した光は、導光ロッド１６０内を所定の距離進んだ後、導光ロッド１６０の外周面（側面）１６４から出射される。すなわち、導光ロッド１６０の外周面１６４は、出射面として機能する。

本実施の形態では、導光ロッド１６０の形状は円柱形状であるが、導光ロッド１６０の形状は、端面１６２および外周面１６４を有する柱体形状であれば特に限定されず、例えば角柱形状であってもよい。また、導光ロッド１６０の長さおよび太さは、用途や発光素子１１０から出射される光の強度などに応じて適宜設定される。

導光ロッド１６０は、例えば射出成形や押出成形、キャスト成形などにより形成されている。導光ロッド１６０の材料は、所望の波長の光を通過させ得るものであれば特に限定されない。たとえば、導光ロッド１６０の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの光透過性樹脂；またはガラスである。また、上記光透過性樹脂またはガラス中にビーズなどの散乱子を分散させてもよい。導光ロッド１６０内に適度な濃度で散乱子を分散させることで、導光ロッド１６０に前方散乱特性を付与することができる（図６Ａおよび図６Ｂ参照）。また、導光ロッド１６０の外周面１６４に光拡散処理（例えば、粗面化処理）を行ってもよい。

カバー１７０は、導光ロッド１６０の外周面１６４から出射された光を拡散させつつ外部に透過させる。また、カバー１７０は、導光ロッド１６０内に入射せずにカバー１７０に到達した光も拡散させつつ外部に透過させる（図６Ａ参照）。カバー１７０は、光源ユニット１４０の少なくとも一部および導光ロッド１６０を覆うように、より正確には光源ユニット１４０の側面の少なくとも一部および導光ロッド１６０の外周面１６４を覆うように、光源ユニット１４０の少なくとも一部および導光ロッド１６０に対して空気層を介して配置されている。したがって、導光ロッド１６０とカバー１７０との間だけでなく、光源ユニット１４０とカバー１７０との間にも空気層が存在する（図５参照）。この空気層の厚さは、導光ロッド１６０の外周面１６４から出射された光が光源ユニット１４０とカバー１７０との間に回りこむことができれば特に限定されない。光源ユニット１４０の少なくとも一部および導光ロッド１６０に対応するカバー１７０の外表面は、有効発光領域となる。

カバー１７０の形状は、空気層を介して光源ユニット１４０および導光ロッド１６０を覆うことができれば、特に限定されない。たとえば、本実施の形態では、カバー１７０は円筒形状であるが、実施の形態４に示されるように、カバー１７０は半円筒形状であってもよい。

カバー１７０の材料は、光透過性を有するものであれば、特に限定されない。カバー１７０の材料の例には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂（ＭＳ）などの光透過性樹脂が含まれる。また、カバー１７０に光拡散能を付与する手段も、特に限定されない。たとえば、カバー１７０の内面または外面に光拡散処理（例えば、粗面化処理）を行ってもよいし、上記光透過性樹脂中にビーズなどの散乱子を分散させてもよい。

図６は、図４において破線で示される領域における、使用時の光路を示す模式図である。図６Ａは、光束制御部材１２０の側面からも光が出射される態様の照明装置１００の模式図である。この態様では、ホルダ１３０は光透過性を有する。一方、図６Ｂは、光束制御部材１２０の出射面１２６のみから光が出射される態様の照明装置１００の模式図である。この態様では、ホルダ１３０は光反射性を有する。

図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、発光素子１１０から出射された光は、光束制御部材１２０内に入射する。光束制御部材１２０内に入射した光は、導光ロッド１６０の手前側の端部から反対側の端部までバランスよく到達するように配光を制御された上で、出射面１２６から導光ロッド１６０の端面１６２に向かって出射される。出射面１２６から出射された光は、導光ロッド１６０内に入射する。導光ロッド１６０内に入射した光は、導光ロッド１６０内を進んだ後、外周面１６４から出射される。図６Ａおよび図６Ｂに示されるように、外周面１６４から出射された光は、空気層を透過してカバー１７０の内面に到達する。このとき、光源ユニット１４０（ホルダ１３０）とカバー１７０との間にも空気層が存在するため、光源ユニット１４０（発光素子１１０）近傍のカバー１７０の内面にも、外周面１６４から出射された光やカバー１７０の内面で反射した光などが到達する。カバー１７０の内面に到達した光は、拡散されつつカバー１７０を透過する。結果として、カバー１７０の外表面全面から略均一に光が出射される。

図６Ａに示される例では、光束制御部材１２０内に入射した光の一部は、出射面１２６ではなく側面から出射され、ホルダ１３０を透過してカバー１７０の内面に到達する。また、出射面１２６から出射された光の一部も、出射面１２６と端面１６２の間からカバー１７０に向かって漏れ出る。図６Ａに示されるように、これらの光も利用することで、光源ユニット１４０（発光素子１１０）の周囲の光量不足を積極的に補うことができる。一方、図６Ｂに示される例では、ホルダ１３０の外側表面は、光反射性を有する。したがって、光源ユニット１４０の周囲に到達した光が、ホルダ１３０内に入射することはない。このようにすることで、光源ユニット１４０の周囲における光の損失を防ぐことができる。

本実施の形態において、散乱子を分散させた導光ロッド１６０を用いた場合、散乱子濃度を高くすると、前方散乱光が減少し、後方散乱光が増加する。また、外周面１６４を粗面化した導光ロッド１６０を用いた場合、表面粗さを粗くすると、後方散乱光が増加する。後方散乱光は、光源ユニット１４０とカバー１７０との間の空気層に到達しやすいため、後方散乱光を増加させることで、光源ユニット１４０（発光素子１１０）の周囲の光量不足を更に補うことができる。ただし、後方散乱光の増加に伴い、導光ロッド１６０の反対側の端部（光源ユニット１４０が配置されていない端部）に到達する光量が減少するため、後方散乱光の増加は、導光距離が長い導光ロッド１６０には適さない。

［評価試験］
実施の形態１の照明装置１００の配光特性を評価した。図７は、配光特性の測定方法を示す模式図である。図７に示されるように、照明装置１００の中心から真上（長さ方向に直交する方向）に１ｍ離れた位置（基準位置０°）に照度計を配置した。照明装置１００の中心を回転中心として、照度計を基準位置から右回り方向（＋θ方向）に２°間隔で９０°まで位置を変えて照度を測定した。同様に、照度計を基準位置から左回り方向（−θ方向）に２°間隔で−９０°まで位置を変えて照度を測定した。９０°の点および−９０°の点は、導光ロッド１６０の長さ方向の延長線上に位置する。図７に示されるように、光源ユニット１４０は、照明装置１００の２つの端部のうち、−９０°側の端部に配置されている。

本試験では、以下に示す、光透過性のホルダ１３０、導光ロッド１６０およびカバー１７０を有する照明装置１００について配光特性を測定した。
＜ホルダ＞
・材料 ポリカーボネート
＜導光ロッド＞
・長さ ３００ｍｍ
・太さ ４ｍｍ、８ｍｍまたは１６ｍｍ
・材料 アクリル樹脂（平均粒径６.８μｍのシリコーン粒子を１質量％添加）
＜カバー＞
・外径 ２６ｍｍ
・厚さ １ｍｍ
・材料 アクリル樹脂

図８は、実施の形態１の照明装置１００の配光特性を示すグラフである。白抜きマークで示す線は、カバー１７０を取り付けていない状態での配光特性を示し、黒塗りマークで示す線は、カバー１７０を取り付けた状態での配光特性を示している。丸形マーク（○、●）は、直径４ｍｍの導光ロッド１６０を有する照明装置１００の照度値を示し、四角形マーク（◇、◆）は、直径８ｍｍの導光ロッド１６０を有する照明装置１００の照度値を示し、三角形マーク（△、▲）は、直径１６ｍｍの導光ロッド１６０を有する照明装置１００の照度値を示している。

図８において、カバー１７０を取り付けていない状態の測定結果（白抜きマーク）から、本試験で使用した導光ロッド１６０は、前方散乱特性を有することがわかる（５０〜６０°付近に照度のピークが現れている）。一方、カバー１７０を取り付けた状態での測定結果（黒塗りマーク）から、カバー１７０によりバランスのよい配光特性となることがわかる（０°付近に照度のピークが現れている）。

また、配光特性の測定時に照明装置１００の外観を肉眼で観察したところ、カバー１７０全体が明るくなっており、かつ輝度ムラもほとんどなかった。

［効果］
実施の形態１の照明装置１００では、端部に配置された発光素子１１０からの光を導光ロッド１６０で導光する構成としているため、発光素子１１０に対応する輝点がカバー１７０を通して見えることはない。また、導光ロッド１６０の外周面１６４から全方向に向かって光が出射されるため、配光角が広い。

また、実施の形態１の照明装置１００では、光源ユニット１４０とカバー１７０との間に空気層を設けることで、光源ユニット１４０近傍のカバー１７０の内面にも光が到達するようにしたため、光源ユニット１４０近傍の領域も有効発光領域として使用することができる。さらに、実施の形態１の照明装置１００では、発光素子１１０から出射された光の配光を光束制御部材１２０により調整しているため、光源ユニット１４０近傍の領域の輝度が過度に高くなること、および光源ユニット１４０から離れた領域の輝度が顕著に低下することを抑制することができる。

以上のように、実施の形態１の照明装置１００は、有効発光領域の広域化および有効発光領域内の輝度の均一化を両立している。

（実施の形態２）
［照明装置の構成］
図９は、本発明の実施の形態２の照明装置２００の構成を示す断面図である。実施の形態２の照明装置２００は、導光ロッド１６０の両端に光源ユニット１４０（第１光源ユニット１４０ａおよび第２光源ユニット１４０ｂ）が配置されている点で実施の形態１の照明装置１００と異なる。そこで、実施の形態１の照明装置１００と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

第１光源ユニット１４０ａは、第１発光素子１１０ａ、第１光束制御部材１２０ａおよび第１ホルダ１３０ａを含む。同様に、第２光源ユニット１４０ｂは、第２発光素子１１０ｂ、第２光束制御部材１２０ｂおよび第２ホルダ１３０ｂを含む。第１光源ユニット１４０ａは、導光ロッド１６０の第１端面１６２ａに対向するように配置されており、第２光源ユニット１４０ｂは、導光ロッド１６０の第２端面１６２ｂに対向するように配置されている。より具体的には、第１光束制御部材１２０ａの出射面が導光ロッド１６０の第１端面１６２ａに対向するように、第１光源ユニット１４０ａは配置されている。また、第２光束制御部材１２０ｂの出射面が導光ロッド１６０の第２端面１６２ｂに対向するように、第２光源ユニット１４０ｂは配置されている。

導光ロッド１６０は、実施の形態１の照明装置１００の導光ロッド１６０と同じものである。導光ロッド１６０の両端に配置された一対の光源ユニット１４０（第１光源ユニット１４０ａおよび第２光源ユニット１４０ｂ）をより有効に活かす観点からは、導光ロッド１６０は、前方散乱特性を有することが好ましい。

図１０は、図９において破線で示される領域における、使用時の光路を示す模式図である。図１０に示される態様では、ホルダ１３０は光透過性を有する。また、導光ロッド１６０は、前方散乱特性を有している。

図１０に示されるように、実施の形態２の照明装置２００では、第１光源ユニット１４０ａから出射された光だけでなく、第２光源ユニット１４０ｂから出射された光も、導光ロッド１６０の外周面１６４から出射される。このとき、第１光源ユニット１４０ａから出射された光に由来する前方散乱光の一部は、第２光源ユニット１４０ｂ（ホルダ１３０ｂ）とカバー１７０との間に進む。また、第２光源ユニット１４０ｂから出射された光に由来する前方散乱光の一部は、第１光源ユニット１４０ａ（ホルダ１３０ａ）とカバー１７０との間に進む。結果として、実施の形態２の照明装置２００では、実施の形態１の照明装置１００に比べて、光源ユニット１４０近傍のカバー１７０内面に到達する光量が増大する。

［評価試験］
前述の手順で、実施の形態２の照明装置２００の配光特性を評価した（図７参照）。本試験では、以下に示す、光透過性の第１ホルダ１３０ａ、第２ホルダ１３０ｂ、導光ロッド１６０およびカバー１７０を有する照明装置２００について配光特性を測定した。
＜ホルダ＞
・材料 ポリカーボネート
＜導光ロッド＞
・長さ ３００ｍｍ
・太さ ４ｍｍ、８ｍｍまたは１６ｍｍ
・材料 アクリル樹脂（平均粒径６.８μｍのシリコーン粒子を１質量％添加）
＜カバー＞
・外径 ２６ｍｍ
・厚さ １ｍｍ
・材料 アクリル樹脂

図１１は、実施の形態２の照明装置２００の配光特性を示すグラフである。白抜きマークで示す線は、カバー１７０を取り付けていない状態での配光特性を示し、黒塗りマークで示す線は、カバー１７０を取り付けた状態での配光特性を示している。丸形マーク（○、●）は、直径４ｍｍの導光ロッド１６０を有する照明装置２００の照度値を示し、四角形マーク（◇、◆）は、直径８ｍｍの導光ロッド１６０を有する照明装置２００の照度値を示し、三角形マーク（△、▲）は、直径１６ｍｍの導光ロッド１６０を有する照明装置２００の照度値を示している。

このグラフに示されるように、実施の形態２の照明装置２００では、導光ロッド１６０の両端に光源ユニット１４０（第１光源ユニット１４０ａおよび第２光源ユニット１４０ｂ）が配置されているため、カバー１７０を取り付けていない状態では、５０〜６０°付近および−５０〜−６０°付近の２箇所に照度のピークが現れた（白抜きマーク参照）。一方、カバー１７０を取り付けた状態では、０°付近に照度のピークが現れた（黒塗りマーク参照）。図８のグラフと図１１のグラフを比較すると、実施の形態２の照明装置２００を使用することで、実施の形態１の照明装置１００を使用したときよりも２倍以上照度が高くなることがわかる。

［効果］
実施の形態２の照明装置２００は、実施の形態１の照明装置１００の効果に加えて、光源ユニット１４０の周囲に到達する光量が増大するため、有効発光量域内の輝度ムラをより小さくできるという効果を有する。

（実施の形態３）
［照明装置の構成］
図１２Ａは、本発明の実施の形態３の照明装置３００の構成を示す断面図である。図１２Ｂは、図１２Ａに示される破線で示される領域の部分拡大断面図である。実施の形態３の照明装置３００は、カバー３７０の内面に複数のプリズム３７２が形成されている点で実施の形態２の照明装置２００と異なる。そこで、実施の形態２の照明装置２００と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

カバー３７０は、一方の面に複数のプリズム３７２が互いに平行になるように形成されているプリズムシートを、プリズム３７２が内側になるように丸めた形状をしている。各プリズム３７２の稜線に直交する断面の形状は、略三角形状である。また、各プリズム３７２の稜線により形成される円は、導光ロッド１６０の中心線と直交する。これらのプリズム３７２は、第１光源ユニット１４０ａからの光に由来する前方散乱光および第２光源ユニット１４０ｂからの光に由来する前方散乱光の進行方向を変えることで、これらの前方散乱光を効率的に外部に出射させる。

［効果］
実施の形態３の照明装置３００は、実施の形態２の照明装置２００の効果に加えて、導光ロッド１６０から出射された前方散乱光を効率的に外部に出射させることができるため、より高輝度にできるという効果を有する。

（実施の形態４）
［照明装置の構成］
図１３Ａは、本発明の実施の形態１の照明装置４００の平面図であり、図１３Ｂは、照明装置４００の側面図である。図１４Ａは、図１３Ｂに示されるＣ−Ｃ線の断面図であり、図１４Ｂは、図１３Ｂに示されるＤ−Ｄ線の断面図であり、図１４Ｃは、図１３Ａに示されるＥ−Ｅ線の断面図であり、図１４Ｄは、図１３Ａに示されるＦ−Ｆ線の断面図である。

実施の形態４の照明装置４００は、２本の導光ロッド１６０（第１導光ロッド１６０ａおよび第２導光ロッド１６０ｂ）を有し、各導光ロッド１６０ａ，１６０ｂの両端に光源ユニット１４０（第１光源ユニット１４０ａおよび第２光源ユニット１４０ｂ、または第３光源ユニット１４０ｃおよび第４光源ユニット１４０ｄ）が配置されている点で実施の形態２の照明装置２００と異なる。そこで、実施の形態２の照明装置２００と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１３および図１４に示されるように、照明装置４００は、４つの光源ユニット１４０（第１光源ユニット１４０ａ、第２光源ユニット１４０ｂ、第３光源ユニット１４０ｃおよび第４光源ユニット１４０ｄ）、ヒートシンク４５０、２本の導光ロッド１６０（第１導光ロッド１６０ａおよび第２導光ロッド１６０ｂ）およびカバー４７０を有する。各光源ユニット１４０は、それぞれ発光素子１１０、光束制御部材１２０およびホルダ１３０を含む。

各光源ユニット１４０は、導光ロッド１６０の端面１６２に対向するように配置されている。より具体的には、第１光源ユニット１４０ａは、第１導光ロッド１６０ａの第１端面１６２ａに対向するように配置されており、第２光源ユニット１４０ｂは、第１導光ロッド１６０ａの第１端面１６２ｂに対向するように配置されている。第１光源ユニット１４０ａ、第２光源ユニット１４０ｂおよび第１導光ロッド１６０ａは、第１照明ユニットを構成する。同様に、第３光源ユニット１４０ｃは、第２導光ロッド１６０ｂの第１端面１６２ｃに対向するように配置されており、第４光源ユニット１４０ｄは、第２導光ロッド１６０ｂの第２端面１６２ｄに対向するように配置されている。第３光源ユニット１４０ｃ、第４光源ユニット１４０ｄおよび第２導光ロッド１６０ｂは、第２照明ユニットを構成する。

ヒートシンク４５０は、照明装置４００の端部、中央部および底部に配置されており、各光源ユニット１４０の発光素子１１０を冷却する機能を担う。また、ヒートシンク４５０は、第１照明ユニット（第１光源ユニット１４０ａ、第２光源ユニット１４０ｂおよび第１導光ロッド１６０ａ）および第２照明ユニット（第３光源ユニット１４０ｃ、第４光源ユニット１４０ｄおよび第２導光ロッド１６０ｂ）を直列に並べる機能も担う。

カバー４７０は、第１導光ロッド１６０ａおよび第２導光ロッド１６０ｂの外周面から出射された光を拡散させつつ外部に透過させる。カバー４７０は、第１照明ユニット（第１光源ユニット１４０ａ、第２光源ユニット１４０ｂおよび第１導光ロッド１６０ａ）および第２照明ユニット（第３光源ユニット１４０ｃ、第４光源ユニット１４０ｄおよび第２導光ロッド１６０ｂ）を覆うように、第１照明ユニットおよび第２照明ユニットに対して空気層を介して配置されている。本実施の形態では、カバー４７０の形状は、半円筒形状（円筒の一部を切り欠いた形状）である。

［効果］
実施の形態４の照明装置４００は、実施の形態２の照明装置２００の効果に加え、照明ユニット（導光ロッド１６０とその両端に配置された一対の光源ユニット１４０）を増設することで、輝度を維持しつつ長くできるという効果を有する。

（変形例）
なお、上記各実施の形態では、光源ユニット１４０がホルダ１３０を有する例について説明したが、ホルダ１３０は光源ユニット１４０の必須の構成要素ではない。たとえば、光束制御部材１２０に形成した脚部を利用して光束制御部材１２０を位置決めしてもよい。

また、上記各実施の形態では、光束制御部材１２０として集光レンズを使用する例について説明したが、光束制御部材１２０は、集光レンズでなくてもよい。たとえば、光束制御部材１２０は、発光素子１１０からの光を導光ロッド１６０の端面１６２に導くリフレクタであってもよい。

また、上記各実施の形態では、光束制御部材１２０、ホルダ１３０および導光ロッド１６０をそれぞれ別個に形成する例について説明したが、これらの構成要素を一体化して形成してもよい。たとえば、光束制御部材１２０およびホルダ１３０を一体化してもよいし、ホルダ１３０および導光ロッド１６０を一体化してもよいし、光束制御部材１２０、ホルダ１３０および導光ロッド１６０を一体化してもよい。

また、本発明の照明装置に含まれる導光部材は、上記各実施の形態に記載の円柱状の導光ロッド１６０に限定されない。たとえば、導光部材の形状は、半円柱状や板状、環状などであってもよい。

本発明の照明装置は、蛍光管などに代えて使用されうるため、各種照明機器に幅広く適用されうる。

１０ 照明装置
１２ ＬＥＤ
１４ 光学部材
１６ カバー
１８ 把手部
２０ 有効発光領域
２２ 非発光領域
１００，２００，３００，４００ 照明装置
１１０ 発光素子
１２０ 光束制御部材
１２２ 入射面
１２４ 全反射面
１２６ 出射面
１３０ ホルダ
１４０ 光源ユニット
１５０，４５０ ヒートシンク
１６０ 導光ロッド
１６２ 端面
１６４ 外周面
１７０，３７０，４７０ カバー
３７２ プリズム

Claims (4)

1. 導光部材と、
   発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記発光素子に対して前記光束制御部材を位置決めするホルダとを含み、前記光束制御部材を経由した光が前記導光部材の端面に入射するように配置された光源ユニットと、
   前記光源ユニットの少なくとも一部および前記導光部材を覆うように、前記光源ユニットの少なくとも一部および前記導光部材に対して空気層を介して配置されたカバーと、
   を有し、
   前記発光素子から出射された光の一部は、前記導光部材に入射せずに、前記ホルダを透過して、前記カバーに到達し、
   前記光源ユニットの少なくとも一部および前記導光部材に対応する前記カバーの外表面が発光領域となる、
   照明装置。
2. 前記導光部材の第１端面に対向するように第１光源ユニットが配置されており、
   前記導光部材の第２端面に対向するように第２光源ユニットが配置されている、
   請求項１に記載の照明装置。
3. 前記導光部材は、前方散乱特性を有する、請求項１または請求項２に記載の照明装置。
4. 前記カバーの内面に複数のプリズムが形成されている、請求項２に記載の照明装置。

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