JP2014175253A

JP2014175253A - 照明装置

Info

Publication number: JP2014175253A
Application number: JP2013049396A
Authority: JP
Inventors: Eiji Asano; 野英司浅
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2014-09-22

Abstract

【課題】光源が目立たなく且つ軽量化された照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】照明装置１０は、シート状の本体部３５と本体部の一方の面３５ｂ上に配列された複数の単位光学要素４０とを有する光学シートと、単位光学要素の配列方向と平行な第１方向ｄ_１において一側から他側へ向かうように光を投射する光源２０と、を有し。光学シートは、拡散成分３１ｂを有する光拡散層３１と、拡散成分が分散されていない非光拡散層３２と、を含む。単位光学要素は非光拡散層に含まれる。光源は一以上の発光部材２５を有する。各発光部材は、その光軸ｐｄが光学シートの単位光学要素が設けられている面上の位置へ向くように配置され、各発光部材で発光された光の少なくとも一部が光学シートへ直接入射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置に係り、とりわけ、光源が目立たなく且つ軽量化された照明装置に関する。

従来、種々の照明装置が開発されてきた。照明装置は、大別すると、光学部材の直下に光源を配置する直下型と、例えば特許文献１に開示されているように光学部材の側方に光源を配置するエッジライト型（サイドライト型とも呼ぶ）と、に分類される。このうち、サイドライト型（エッジライト型）の照明装置では、典型的には、導光板と、導光板の側方に配置された光源と、導光板の出光側に配置された光制御シートと、を有している。導光板は、導光方向における光量の分布を調整し、光制御シートは、導光板から出射した光の進行方向を調整する。

特開平６−１６０６４２号公報

ところで、直下型の照明装置では、光源の像が視認されるようになる、すなわち、光源の配列に応じた明るさのむらが目立ってしまい、意匠面において好ましくない。この明るさのむらを不可視化するためには強い光拡散機能を有した拡散板を用いる必要が生じるが、この場合、光源からの光の利用効率が大きく低下してしまう。

一方、サイドライト型の照明装置では、光源からの光を導光する導光板の厚みが厚くなってしまい、照明装置が重量化してしまう。このため、サイドライト型照明装置において、発光面を大型化することが困難となる。さらに、特許文献１に開示された照明装置では、導光板に形成された印刷パターンが視認されてしまい、意匠性が害される。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、光源が目立たなく且つ軽量化された照明装置を提供することを目的とする。

本発明による照明装置は、
シート状の本体部と、前記本体部の一方の面上に配列された複数の単位光学要素と、を有する光学シートと、
前記単位光学要素の配列方向と平行な第１方向において一側から他側へ向かうように光を投射する光源と、を備え、
前記光学シートは、拡散成分を有する光拡散層と、前記拡散成分が分散されていない非光拡散層と、を含み、前記単位光学要素は、前記非光拡散層に含まれ、
前記光源は、一以上の発光部材を有し、
各発光部材は、その光軸が前記光学シートの前記単位光学要素が設けられている面上の位置へ向くように配置され、各発光部材で発光された光の少なくとも一部が前記光学シートへ直接入射する。

本発明による照明装置において、前記光学シートの各単位光学要素は、前記単位光学要素の配列方向と交差する方向に線状に延びていてもよい。

本発明による照明装置において、前記発光部材は、前記光学シートの法線方向に沿って前記光学シートに対面する位置から、前記光学シートのシート面に沿ってずれた位置に配置されていてもよい。

本発明による照明装置は、前記第１方向において前記他側から一側へ向かうように光を投射する第２光源を、さらに備え、
前記第２光源は、一以上の発光部材を有し、
前記第２光源の各発光部材は、その光軸が前記光学シートの前記単位光学要素が設けられている面上の位置へ向くように配置され、前記第２光源の各発光部材で発光された光の少なくとも一部が前記光学シートへ直接入射するようにしてもよい。

本発明による照明装置において、前記第２光源の前記発光部材は、前記光学シートの法線方向に沿って前記光学シートに対面する位置から、前記光学シートのシート面に沿ってずれた位置に配置されていてもよい。

本発明による照明装置において、前記光学シートの前記単位光学要素が設けられている側とは反対側面での輝度を、前記光学シートへの法線方向および前記第１方向の両方向に沿った面内の各方向から、測定することによって得られる輝度の角度分布において、前記光学シートへの法線方向の両側となる方向に、前記光学シートの法線方向での輝度よりも高輝度となる輝度のピークが存在するようにしてもよい。

本発明による照明装置において、前記ピークが生じる方向は、前記光学シートの法線方向から２０°以上ずれていてもよい。

本発明による照明装置において、前記光学シートへの法線方向および前記第１方向の両方向に沿った断面における、前記第１方向に沿った前記光学シートの両端間の長さＡと、前記光学シートの法線方向に沿った前記光学シートから前記発光部材までの長さＢと、前記単位光学要素の前記第１方向に沿った幅ｗと、前記光学シートの法線方向に沿った前記単位光学要素の高さｈと、が次の関係を満たすようにしてもよい。
０．５＜ｈ／ｗ＜１．５
０．０２５＜Ｂ／Ａ＜０．２５

本発明による照明装置において、前記光学シートは一体的に形成された厚み１．０ｍｍ以上のシートであるようにしてもよい。

本発明によれば、照明装置において光源の像を十分に目立たなくすることができ、且つ、照明装置を軽量化することができる。

図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、照明装置を模式的に示す図である。図２は、図１の照明装置を示す縦断面図である。図３は、図１の照明装置の一部分を示す斜視図である。図４は、図１の照明装置の発光面上の輝度の角度分布を示すグラフである。図５は、光学シートの製造方法の一例を説明するための図である。図６は、照明装置の一変形例を示す縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

本明細書において、「シート」、「板」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「シート」は板やフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念であり、したがって、例えば「光学シート」は、「光学板」や「光学フィルム」と呼ばれる部材と呼称の違いのみにおいて区別され得ない。

また、「シート面（板面、フィルム面）」とは、対象となるシート状（板状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となるシート状部材（板状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。本実施の形態においては、照明装置の発光面および光学シートの板面は平行となっている。また、正面方向とは、光学シートのシート面への法線方向のことを指す。

さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

図１〜図５は、本発明の一実施の形態を説明するための図である。このうち、図１は、照明装置１０の設置状況を示す図であり、図２は、照明装置１０の作用を説明するための図であり、図３は、照明装置１０の光学シート３０を説明するための図であり、図４は、照明装置１０の発光特性を示すグラフであり、図５は、光学シートの製造方法の一例を説明するための図である。照明装置１０は、発光面１０ａを有し、発光面１０ａから面状に光を発光する。図１に示された例において、照明装置１０は、その発光面１０ａが室内に露出するようにして、天井９０に埋め込まれている。

図１及び図２に示すように、照明装置１０は、光学シート３０と、光学シート３０に光を投射する光源２０と、を有している。光学シート３０は、光源２０からの光を受ける入光側面３０ｂと、室内側（すなわち、被照明領域側）を向いた出光側面３０ａと、を有している。また、照明装置１０は、光学シート３０の入光側面３０ｂに対面するようして設けられたケース１５を有する。ケース１５は、その端部において、光学シート３０の側端面の全周に接続するようにして、光学シート３０の入光側面３０ｂを覆っている。ケース１５の内面は、金属等の高反射率材料からなる反射面として形成されている。

なお、図示された例では、光学シート３０は、平面視において四角形形状となるように構成されており、第１方向ｄ_１に対向する一対の縁部３０ｃ１，３０ｃ２と、第２方向に対向するもう一対の縁部と、を有している。図３に示すように、図示された例において、第１方向ｄ_１および第２方向ｄ_２は互いに直交している。

図１及び図２に示すように、光源２０は、第１方向ｄ_１に離間した第１光源２１及び第２光源２２を有している。第１光源２１が、光学シート３０の第１方向ｄ_１に対向する一対の縁部のうちの一方３０ｃ１の近傍に設けられ、第２光源２２が、光学シート３０の第１方向ｄ_１に対向する一対の縁部のうちの他方３０ｃ２の近傍に設けられている。そして、第１光源２１は、第１方向ｄ_１において一側から他側へ向かうように光を投射し、第２光源２２は、第１方向ｄ_１において他側から一側へ向かうように光を投射する。

光源２０をなす発光部材２５として、種々の既知な発光部材２５、例えば冷陰極管、とりわけ配光方向を絞った冷陰極管を用いることもできる。ただし、図示する例では、複数の点状発光部材２５、典型的には、線状に配列された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いて各光源２１，２２が構成されている。各光源２１，２２をなす多数の発光部材２５は、対応する縁部３０ｃ１，３０ｃ２の長手方向に沿って並べて配置されている。すなわち、図３に示すように、本実施の形態では、各光源２１，２２をなす多数の点状発光部材２５は、第２方向ｄ_２に並べて配置されている。

図２及び図３によく示されているように、この照明装置１０では、光源２１，２２をなす発光部材２５は、光学シート３０のシート面に沿って光学シート３０の外輪郭の外方に位置している。より詳細には、一対の光源２１，２２の発光部材２５は、それぞれ、第１方向ｄ_１に対向する一対の縁部３０ｃ１，３０ｃ２の両外方となる位置にそれぞれ配置されている。すなわち、平面視において（光学シート３０への法線方向ｎｄから観察した場合において）、光源２１，２２をなす発光部材２５は、光学シート３０と重ならない位置に配置されている。

また、この照明装置１０では、図２に示すように、光源２１，２２をなす発光部材２５は、正面方向ｎｄに沿って光学シート３０からずれた位置に配置されている。より詳細には、光源２１，２２をなす発光部材２５は、光学シート３０の入光側面３０ｂよりも、光学シート３０のシート面への法線方向ｎｄに沿って、光学シート３０から離間する側（室内から離間する側）へずれた位置に配置されている。このため、図２に示すように、光源２１，２２をなす発光部材２５で発光された光は、指向性を持ち、光学シート３０の入光側面３０ｂに直接入射し得るようになっている。

ところで、図示された例において、発光部材２５は、ＬＥＤのような点状の発光体２６と、発光体２６を覆うように設けられたキャップ２７と、を有している。キャップ２７は、発光体２６で発光される光の進行方向を制御し、発光部材２５の配光特性を調整する。すなわち、発光部材２５は、光を均一な光度で放射状に発光するのではなく、指向性を有している。発光部材２５は、各方向に異なる光度（単位：カンデラ）で光を放射し、特定の方向ｐｄにピーク光度を持つ。そして、当該特定の方向ｐｄに対する傾斜角度が大きくなるにつれて、光度の値はしだいに低下していく。好ましくは、このような発光部材２５の指向特性（配光特性、さらに言い換えると、光度の角度（方向）分布）を考慮して、光源２０をなす発光部材２５の配置が決定される。なお、本明細書では、ピーク光度をもたらす上記特定の方向を「光軸」と呼ぶ。

図２に示すように、正面方向ｎｄおよび第１方向ｄ_１の両方向に平行な断面において、各第１光源２１，２２に含まれる発光部材２５の光軸ｐｄが、光学シート３０シート面に平行な方向から傾斜し、光学シート３０の側へ向くようになっている。さらに、発光部材２５は、その光軸ｐｄが光学シート３０の入光側面３０ｂ上の位置へ向くよう、配置されている。この結果、各発光部材２５で発光された光の少なくとも一部が、光学シート３０へ直接入射する、すなわち、他の部材を介することなく光学シート３０へ入射することができる。

このような光軸ｐｄの設定によれば、発光部材２５の発光体２６で発光体された光を極めて効率的に使用することが可能となる。なお、光源２０からの光の利用効率の改善を図る観点からは、図示された例のように、光学シート３０への法線方向ｎｄと第１方向ｄ_１との両方向に沿った面（図２参照）において、光学シート３０の一対の縁部３０ｃ１，３０ｃ２の中間となる位置あるいは当該位置の近傍となる領域に向けて最高光度で光を発光するように、発光部材２５の配置（位置、向き）が調節されることが好ましい。

次に、光学シート３０について説明する。ここで説明する光学シート３０は、光の進行方向を変化させる光制御機能を有している。具体的な構成として、光学シート３０の入光側面３０ｂが、図２および図３によく示されているように、並べて配置された単位光学要素（単位プリズム）４０によって形成された光学要素面（プリズム面）として構成されている。この光学要素面によって、光学シート３０は光の進行方向を補正する機能、とりわけ図示する例では、光の進行方向が正面方向ｎｄに対してなす角度を小さくするように当該光の進行方向を偏向する偏向機能を発現するようになっている。また、光学シート３０は、拡散成分３１ｂを含有しており、この拡散成分３１ｂによって、光学シート３０は光拡散機能を発現するようになっている。以下、光学シート３０の構成について、さらに詳述する。

なお、本明細書における「単位光学要素」とは、屈折や反射等の光学的作用を光に及ぼして、当該光の進行方向を変化させる機能を有した要素のことを指し、「単位形状要素」、「単位プリズム」および「単位レンズ」といった要素と呼称の違いのみに基づいて区別されるものではない。同様に、「プリズム」および「レンズ」は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。

図３によく示されているように、光学シート３０は、シート状の本体部３５と、本体部３５の入光側となる面３５ｂに並べて配置された単位光学要素４０と、を有している。各単位光学要素４０は、その配列方向と交差する方向であって且つ光学シート３０のフィルム面と平行な方向に、延びている。図示された例において、光学シート３０のシート面への法線方向ｎｄと平行な方向から観察した場合、単位光学要素４０の配列方向は、複数の発光部材２５の配列方向と直交する第１方向ｄ_１と平行となっている。また、各単位光学要素４０は、第１方向ｄ_１に直交する第２方向ｄ_２に直線状に延びている。さらに、光学シート３０に含まれる単位光学要素４０は、互いに同一に構成されている。単位光学要素４０は、隙間無く配列されており、この結果、光学シート３０の入光側面３０ｂは単位光学要素４０によって形成されている。

図２に示された断面は、単位光学要素４０の配列方向ｄ_１と光学シート３０のシート面への法線方向との両方向に沿った断面（以下。単に「主切断面」とも呼ぶ）である。図２に示すように、各単位光学要素４０は、主切断面において、三角形形状となっている。とりわけ図示する例においては、単位光学要素４０の主切断面における断面形状は、光学シート３０のシート面への法線方向ｎｄを中心として左右対称に配置された二等辺三角形状となっている。このような単位光学要素４０を有する光学シート３０によれば、第１光源２１からの光と第２光源２２からの光とに対し、対称的な光学機能を発揮することができる。結果として、正面方向ｎｄを中心として、対称的な配光特性を呈することが可能となる。

また、光学シート３０は、上述したように、拡散成分３１ｂを有しており、この拡散成分３１ｂによって、光学シート３０は光拡散機能を発現するようになっている。より厳密には、光学シート３０は、樹脂からなる主部３１ａと、主部３１ａ中に分散された拡散成分３１ｂと、を有する光拡散層３１を含んでいる。

図示された光学シート３０は、図３によく示されているように、光拡散層３１と、拡散成分３１ｂを含有していない非光拡散層３２と、を有している。図示する例において、非光拡散層３２は、光拡散層３１よりも入光側に配置されている。すなわち、光拡散層３１は、非光拡散層３２よりも室内側に配置されている。

非光拡散層３２は、拡散成分を含有せず、樹脂材料からなる主部３２ａのみよって形成されている。非光拡散層３２は、上述した単位光学要素４０と、本体部３５の入光側の部分と、を構成している。一方、光拡散層３１は、非光拡散層３２に隣接する本体部３５の出光側の部分を構成している。また、後述する製造方法に起因して、光拡散層３１の主部３１ａと非光拡散層３２の主部３２ａとの間に、光学界面が存在しない。すなわち、光は、光学シート３０内において非光拡散層３２から光拡散層３１へ、光学作用を及ぼされることなく入射する。

非光拡散層３２の主部３２ａをなす樹脂材料および光拡散層３１の主部３１ａをなす樹脂材料として、優れた光学特性を有する種々の樹脂材料、例えば、ポリカーボネート系樹脂を用いることができる。

一方、光拡散層３１に分散された拡散成分３１ｂは、主部３１ａとは異なる屈折率を有した粒状物、あるいは、それ自体が反射性を有した粒状物等から構成され得る。この拡散成分３１ｂをなす粒状物は、金属化合物であってもよいし、気体を含有した多孔質物であってもよいし、さらには、単なる気泡であってもよい。また、粒状物からなる拡散成分３１ｂの形状は、特に問われることはない。したがって、拡散成分３１ｂは、図示された例のように球状（粒子状）である必要はなく、例えば回転楕円体形状や線状等の種々の形状を有することができる。

以上のような構成を有した光学シート３０の厚みｔ（図２参照）は、小数第２位を四捨五入した小数第１位までの数値として、１．０ｍｍ以上であることが好ましく、２．０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。ここで光学シート３０の厚みｔとは、図２に示すように、光学シート３０の出光側面３０ａから単位光学要素４０の頂部４１までの光学シート３０の法線方向ｎｄに沿った長さのことである。光学シート３０の厚みが薄いと、とりわけ天井９０に取り付ける照明装置１０においては、光学シート３０が自重で撓んでしまう。この場合、光源２０に対する光学シート３０の相対位置が設計値からずれることになるので、所望の配光特性での照明を実現することができなくなる。ただし、天井９０に取り付けることに不適な重さとなることを回避すべく、光学シート３０の厚みｔは、５．０ｍｍ以下であることが好ましい。

また、光学シート３０への法線方向ｎｄおよび第１方向ｄ_１の両方向に沿った図２の断面において、単位光学要素４０の第１方向ｄ_１に沿った幅ｗ及び光学シート４０の法線方向ｎｄに沿った単位光学要素４０の高さｈが、次の条件（１）を満たすと同時に、光学シート３０への法線方向ｎｄおよび第１方向ｄ_１の両方向に沿った図２の断面において、第１方向ｄ_１に沿った光学シート３０の両端間の長さＡ及び光学シート３０の法線方向ｎｄに沿った光学シート３０から発光部材２５までの長さＢが、次の条件（２）を満たすことが好ましい。
０．５＜ｈ／ｗ＜１．５・・・条件（１）
０．０２５＜Ｂ／Ａ＜０．２５・・・条件（２）
ここで、光学シート３０の法線方向ｎｄに沿った光学シート３０から発光部材２５までの長さＢとは、光学シート３０の法線方向ｎｄに沿った、光学シート３０の単位光学要素４０の頂部４１から発光部材２５の発光面の中心位置２５ａまでの長さのことである。条件（１）及び条件（２）が同時に満たされる場合、天井９０に取り付けられる照明装置１０として、理想的な配光特性、より具体的には、天井９０に取り付けられる照明装置１０からの光によってより均一な明るさでの照明を実現することが可能となる。

光学シート３０に関するその他の具体的な寸法例として、光学シート３０のシート面に沿った幅ｗ（図２参照）を１μｍ以上５００μｍ以下とすることができ、光学シート３０の板面への法線方向ｎｄに沿った単位光学要素４０の本体部３５の一方の側の面３５ｂからの高さｈ（図２参照）を０．５μｍ以上７５０μｍ以下とすることができる。また、単位光学要素５０の断面形状が三角形形状または三角形形状の頂角を面取りしてなる形状からなる場合には、当該頂角５６の角度θａ（図２参照）を３６°より大きく９０°未満とすることができる。

次に、光学シート３０の製造方法について説明する。以下の説明において、光学シート３０は、押し出し成型装置５０を用いた溶融押し出し成型法により、熱可塑性樹脂から形成される。

押し出し成型装置５０は、熱可塑性樹脂をシート状に押し出す押し出し機５５と、押し出し機５５からの押し出し材４９を、誘導するロール群６１，６２，６３，６４，６６，６７と、押し出し材４９を成型する際の型として機能する賦型シート７４を供給する賦型シート供給機構７０と、を含んでいる。押し出し機５５は、原料となるペレット状の熱可塑性樹脂を加熱し、シート状の押し出し材４９をダイ５６から押し出す。押し出し材４９は、第１主ロール６１及び第２主ロール６２の間に進み、その後、第２主ロール６２及び第３主ロール６３の間と第３主ロール６３及び第４主ロール６４の間とを通過するようにして、第２主ロール６２、第３主ロール６３及び第４主ロール６４の外周面に支持されて移動する。その後、押し出し材４９は、第１案内ロール６６及び第２案内ロール６７の間を通過する。

一方、賦型シート供給機構７０は、長尺の賦型シート７４を巻き取った状態で保持する供給ロール７１と、供給ロール７１から繰り出される賦型シート７４を巻き取り回収する回収ロール７２と、を有している。賦型シート７４は、供給ロール７１から繰り出されると、第１主ロール６１と第２主ロール６２との間に進む。次に、賦型シート７４は、第２主ロール６２及び第３主ロール６３の間と第３主ロール６３及び第４主ロール６４の間とを通過するようにして、第２主ロール６２、第３主ロール６３及び第４主ロール６４の外周面に支持されて移動する。その後、賦型シート７４は、第１案内ロール６６及び第２案内ロール６７の間を通過して、回収ロール７２に巻き取られて回収される。

図５に示すように、押し出し成型装置５０から押し出された高温の押し出し材４９は、第１主ロール６１及び第２主ロール６２の間を賦型シート７４に接触して通過し、その後、第１案内ロール６６及び第２案内ロール６７の間を通過するまで賦型シート７４と接触した状態で同期して移動する。押し出し材４９と賦型シート７４とが重ね合わされて移動する間、とりわけ、第２主ロール６２、第３主ロール６３及び第４主ロール６４の外周面に支持されて移動している間、押し出し材４９と賦型シート７４は互いに向けて押圧された状態となっている。そして、賦型シート７４は、押し出し材４９に形状を転写するための型として機能し、押し出し材４９と対面する側の面に、押し出し材４９に転写すべき凹凸に対応した凹凸が形成されている。この結果、光学シート３０が作製される。

ここで、賦型シート７４は、少なくとも押し出し材４９と接触するようになる面を樹脂によって作製されている。例えば、賦型シート７４は、樹脂製の基材上に電離放射線硬化型樹脂を賦型することによって、予め準備される。基材上に電離放射線硬化型樹脂を賦型することによれば、賦型シート７４に所望の形状を精度良く付与することができる。

すなわち、以上の光学シート３０の製造方法では、比較的に熱容量が小さく且つ比較的に熱伝導性に劣る樹脂によって、押し出し材４９を成型するための型面が形成されている。このため、押し出し成型装置５０から押し出された高温の押し出し材４９の熱が、賦型シート７４に接触することによって、押し出し材４９から賦型シート７４に急速に奪われてしまうことはない。この結果、高温の押し出し材４９が、賦型シート７４の表面に形成された凹凸に精度よく追従して変形することができる。

また、主ロール６１，６２から案内ロール６６，６７を通過するまでの間の長期間に亘って、押し出し材４９が賦型シート７４と接触し続ける。このため、押し出し材４９が案内ロール６６，６７へ到達する際には、押し出し材４９の温度は、賦型シート７４からの離型に適した温度にまで十分に低下することができる。この結果、押し出し材４９は賦型シート７４から円滑に離型することができる。さらに、賦型シート７４から離れたとき、押し出し材４９の温度が既に十分低下しているので、押し出し材４９に賦型された形状が、賦型シート７４から離れた後に平坦化してしまうことが効果的に抑制される。これらのことから、押し出し材４９に対して、単位光学要素４０を有した光学シート３０の光学要素面を、高精度に成型することが可能となる。

加えて、賦型シート７４を用いた場合には、以上のように成型精度（転写精度、賦型精度）が向上するため、主ロール６１〜６４から押し出し材４９および賦型シート７４へ向けた加圧力を、著しく高める必要は無い。この点から、賦型シート７４の損傷を緩和することができ、賦型シート７４を繰り返し利用することが可能となる。これにより、光学シート３０の製造原価を直接的に低下させることができる。

以上のようにして、比較的に安価な溶融押し出し成型法によって、アスペクト比（ｈ／ｗ）の高い単位光学要素４０を含む光学シート３０を製造することができる。

なお、押し出し成型装置５０の押し出し機５５が共押し出しを行うことにより、製造される光学シート３０が、上述したように光拡散層３１及び非光拡散層３２を含むようにすることができる。得られた光学シート３０において、光拡散層３１及び非光拡散層３２の間に、透過光に光学作用を及ぼし得る光学界面が、実質的に存在しないことになる。

また、図５に示された製造方法によれば、熱可塑性樹脂を用いて一体的に形成された光学シート３０が得られる。このような製造方法によれば、基材上に電離放射線硬化型樹脂を賦型することによって得られる光学シート類と比較して、厚みの厚い、例えば１ｍｍを超える光学シート３０を単一のシートとして一体的に作製することができる。

さらに、押し出し成型装置５０において、第２主ロール６２の外周面に凹凸を形成しておくことにより、当該凹凸に対応する構造体を光学シート３０の出光側面３０ａに形成することができる。

次に、主として図１及び図２を参照しながら、照明装置１０での作用について説明する。

上述したように、図２に示された断面において、光源２０の発光部材２５から射出される光の光軸ｐｄは、光学シート３０の入光側面３０ｂ上の位置へ向けて延びている。このため、第１光源２１及び第２光源２２の発光部材２５から射出される多くの光が、直接、つまり他の部材に入射することなく、光学シート３０の入光側面３０ｂに入射する。

図示された例では、光源２０からの光の照射方向（導光方向）に沿った光量分布を均一化させるための導光板が設けられていない。しかしながら、上述したように、光源２０の発光部材２５から射出される光の光軸ｐｄが光学シート３０の入光側面３０ｂ上の位置へ向けて延びており、且つ、発光部材２５による発光特性は、例えばキャップ２７により、調整可能である。この結果、第１方向ｄ_１に沿った光量分布を、違和感を生じさせない程度にまで均一化させることができる。

なお、発光部材２５からの光は、当該発光部材２５の光軸ｐｄから傾斜した方向にも射出される。したがって、光源２０の発光部材２５から射出された一部の光は、直接、つまり他の部材に入射することなく、ケース１５の反射面１６に入射する。このような光は、反射面１６で反射した後、光学シート３０の入光側面３０ｂに入射することができる。

光学シート３０は、光の進行方向が正面方向ｎｄに対してなす角度を小さくするように当該光の進行方向を偏向する偏向機能と、光を拡散させる光拡散機能と、を有している。このうち偏向機能は、光学シート３０の単位光学要素４０によって発現され、光拡散機能は、光学シート３０の光拡散層３１によって主として発現される。そして、単位光学要素４０が、光学シート３０の入光側面３０ｂを形成し、光拡散層３１は、光学シート３０の出光側に設けられている。このため、光学シート３０に入射した光には、まず、偏向機能が及ぼされ、その後に光拡散機能が及ぼされるようになる。

図２によく示されているように、断面三角形状を有する単位光学要素４０による偏向機能の基本原理は、単位光学要素４０の一方の面（入射面）から入射した光を、他方の面（全反射面）において全反射させることにより、当該光の進行方向が正面方向ｎｄに対してなしている角度を減じるものである。図２に示すように、第１光源２１に含まれる各発光部材２５は、第１方向ｄ_１における一側に位置し且つ第１方向ｄ_１において一側から他側へ向けて光を照射する。第１光源２１の各発光部材２５からの光は、単位光学要素４０の一側に位置する面から当該単位光学要素４０内に入射し、当該単位光学要素４０の他側の面にて全反射する。一方、第２光源２２に含まれる各発光部材２５は、第１方向ｄ_１における他側に位置し且つ第１方向ｄ_１において他側から一側へ向けて光を照射する。したがって、第２光源２２の各発光部材２５からの光は、単位光学要素４０の他側に位置する面から当該単位光学要素４０内に入射し、当該単位光学要素４０の一側の面にて全反射する。

このような単位光学要素４０による偏向機能は、主として、単位光学要素４０の配列方向と平行な光の成分に対して及ぼされる。そして、単位光学要素４０の断面形状を適宜設計しておくことにより、とりわけ、光学シート３０への光源光の主たる入射角度に関連して、単位光学要素４０のアスペクト比（高さｈ／幅ｗ）を設定しておくことにより、光学シート３０の単位光学要素４０での偏向機能の程度を調整することができる。

単位光学要素４０を介して光学シート３０へ入射した光は、その後、本体部３５内を、非光拡散層３２から、光拡散機能を有した光拡散層３１へと進む。この光拡散層３１は、主部３１ａと、主部３１ａ中に分散された拡散成分３１ｂと、を有しており、この内添された拡散成分３１ｂに起因して光拡散機能を発現する。これにより、光学シート３０の単位光学要素４０によって偏向された後での、輝度の角度分布を滑らかに変化させるようにすることができる。なお、光拡散層３１の拡散機能の程度は、主部３１ａをなす樹脂材料、主部３１ａの厚み、拡散成分３１ｂの構成（形状、大きさ（粒径）、屈折率等）、拡散成分３１ｂの濃度等を適宜設定することにより、極めて広い範囲内で光拡散層３１の光拡散機能の程度を調節することができる。

光学シート３０の光拡散層３１で拡散された光は、その後、光学シート３０の出光側面３０ａによってなされる照明装置１０の発光面１０ａから射出する。

ここで図４には、照明装置１０の理想的な発光特性の一例が示されている。図４に示されたグラフは、光学シート３０の出光側面３０ａによってなされる照明装置１０の発光面１０ａでの輝度を、光学シート３０への法線方向ｎｄおよび第１方向ｄ_１の両方向に沿った面内の各方向から、測定することによって得られる輝度の角度分布である。図４に示された照明装置１０の発光面１０ａ上での輝度の角度分布では、光学シート３０への法線方向ｎｄの両側となる方向に、光学シート３０の法線方向ｎｄでの輝度よりも高輝度となる輝度のピークが存在する。より具体的には、図４に示された照明装置１０の発光面１０ａ上での輝度の角度分布では、正面方向ｎｄに輝度のピークが存在しない。そして好ましくは、正面方向ｎｄに対して２０°以上傾斜した方向に輝度のピークが存在する。

例えば、図２に示された例では、第１光源２１から投射されて光学シート３０を透過した光の進行方向は、当該光学シート３０の法線方向ｎｄまで絞り込まれず、この光に起因して形成される輝度の角度分布のピークは、第１方向ｄ_１における一側から他側に向け正面方向ｎｄに対して傾斜した方向に生じる。一方、第２光源２２から投射されて光学シート３０を透過した光の進行方向は、当該光学シート３０の法線方向ｎｄまで絞り込まれず、この光に起因して形成される輝度の角度分布のピークは、第１方向ｄ_１における他側から一側に向け正面方向ｎｄに対して傾斜した方向に生じる。このような第１光源２１からの光および第２光源２２からの光によれば、図４に示されているように、光学シート３０への法線方向ｎｄに対して２０°以上傾斜した方向に光学シート３０の法線方向ｎｄでの輝度よりも高輝度となる輝度のピークを生じさせることができる。

図１に示すように、照明装置１０の発光面１０ａから或る一定の角度範囲θｒに広がる光束Ｌｆａ，Ｌｆｂは、発光面１０ａと略平行な面上、通常では床面と平行な面上において、異なる広さの領域Ｚａ，Ｚｂに進む。図１に示すように、発光面１０ａの直下となる正面方向ｎｄに進む光束Ｌｆｂが進む領域Ｚｂよりも、正面方向ｎｄに対して傾斜した方向に進む光束Ｌｆａが進む領域Ｚａの方が広くなる。したがって、照明装置１０が設置されている領域内の各位置における照度を揃える観点からは、例えば照明装置１０が天井９０に設置されている室内の各位置における照度を揃える観点からは、光学シート３０への法線方向ｎｄの両側となる方向に、光学シート３０の法線方向ｎｄでの輝度よりも高輝度となる輝度のピークが存在することが好ましい。とりわけ、正面方向ｎｄに対して２０°以上傾斜した方向に輝度のピークが存在することが好ましい。

なお、上述したように、輝度の角度分布に直接的に影響を及ぼす光学シート３０における単位光学要素４０による偏向機能の程度は、光学シート３０への光源光の主たる入射角度に関連して、単位光学要素４０のアスペクト比（高さｈ／幅ｗ）を設定することにより、調整可能である。とりわけ、光学シート３０への法線方向ｎｄおよび第１方向ｄ_１の両方向に沿った図２の断面における、単位光学要素４０の第１方向ｎｄに沿った幅ｗ、光学シート４０の法線方向ｎｄに沿った単位光学要素４０の高さｈ、第１方向ｄ_１に沿った光学シート３０の両端間の長さＡ、及び、光学シート３０の法線方向ｎｄに沿った光学シート３０から発光部材２５までの長さＢが、上述した条件（１）及び条件（２）を満たす場合、光学シート３０への法線方向ｎｄに対して２０°以上傾斜した方向に光学シート３０の法線方向ｎｄでの輝度よりも高輝度となる輝度のピークが存在する傾向が生じた。
０．５＜ｈ／ｗ＜１．５・・・条件（１）
０．０２５＜Ｂ／Ａ＜０．２５・・・条件（２）

以上のような本実施の形態によれば、照明装置１０の発光面１０ａをなす光学シート３０に直面する位置、すなわち、光学シート３０の法線方向ｎｄに沿って光学シート３０に対面する位置に、光源２０をなす発光部材２５が存在しない。したがって、照明装置１０の発光面１０ａ上に光源２０の発光部材２５の配列に起因した明るさのむらが生じることはない。また、光源２０をなす発光部材２５からの光を導光するための厚みの厚い導光板が存在しないので、照明装置１０を軽量化することができる。これにより、照明装置１０の発光面１０ａを大面積化することも可能となる。

また、本実施の形態によれば、単一の光学シート３０が、光源２０からの光の進行方向を偏向させる機能および当該光を拡散させる機能を有している。したがって、照明装置１０に含まれる光学シート類の数を低減することが可能となる。これにより、照明装置１０の製造コストを直接的に低減すること、並びに、照明装置１０の薄型軽量化することが可能となる。また、光学シート類は、光の進行方向を制御するための部材であったが、その反面、入射光の一部を反射する並びに入射光の一部を吸収することもある。結果として、光源２０をなす発光部材２５で発光された光の多くが、いずれかの光学シート類に吸収され、画像の表示に使用され得なかった。一方、上述した本実施の形態によれば、光源２０からの光は、光学シート３０のみを透過し、照明装置１０の発光面１０ａから出射するようになる。このため、光源２０をなす発光部材２５で発光された光の利用効率を大幅に上昇させることができる。

とりわけ、図示された例によれば、照明装置１０には、光源２０からの光の進行方向を変化させるための光学シート類として、光学シート３０のみが含まれている。したがって、照明装置１０を大幅に薄型軽量化すること及び光源２０からの光の利用効率を大幅に改善することが可能となる。

なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。

例えば、上述した実施の形態において、単位光学要素４０の主切断面における断面形状の一例を説明したが、これに限られない。例えば、単位光学要素４０の主切断面における断面形状が、三角形形状からなる例を示したが、これに限られず、単位光学要素４０の主切断面における断面形状は種々の形状に設計され得る。例えば、単位光学要素４０の断面形状をなす三角形形状の頂部が面取りされていてもよい。また、光学シートの主切断面において、上述した三角形形状の本体部３５から延び出る二辺のうちの少なくとも一辺が、外方に膨出した曲線となるように変形されてもよい。さらに、光学シート３０の主切断面において、単位光学要素４０が、曲線状の外輪郭を有するようにしてもよい。すなわち、単位光学要素４０の表面が曲面として構成されてもよい。具体的な形状の例として、光学シート３０の主切断面において、単位光学要素４０が、楕円の一部（一例として半楕円）または円の一部（一例として半円）に相当する形状を有するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態において、光学シート３０に含まれる単位光学要素４０が同一に形成されている例を示したが、これに限られない。複数の単位光学要素４０が、フレネルレンズを形成するように構成されていてもよい。

さらに、単位光学要素４０は、一次元配列された線状の要素に限られることなく、二次元配列されてマイクロレンズ（フライアイレンズ）を構成する点状の要素であってもよい。

さらに、上述した実施の形態において、光源２０，２１，２２の点状発光部材２５として、ＬＥＤを例示したが、これに限られず、その他の点状発光体を用いてもよい。また、光源２０，２１，２２の発光部材２５は、点状発光部材に限られず、例えば冷陰極管等の線状発光部材を用いても良い。

さらに、上述した実施の形態において、光学シート３０の一対の縁部３０ｃ１，３０ｃ２のそれぞれに対応するようにして一対の光源２１，２２が設けられている例を示したが、これに限られず、一つの光源のみが照明装置１０に設けられるようにしてもよい。例えば、図６に示すように、一対の光源２１，２２のうちの一方が省略されるようにしてもよい。このような例において、単位光学要素４０の断面形状は、第１方向ｄ_１における一方の側に位置する光源２０からの光を偏向すればよいので、正面方向ｎｄを中心として対称形状となっている必要はない。

さらに、上述した実施の形態において、照明装置１０が一つの発光面１０ａのみを有する例を示したが、これに限られない。図６に示すように、照明装置１０が、対向して配置された一対の光学シート３０を有し、各光学シート３０がそれぞれ発光面１０ａを形成するようにしてもよい。図６に示された例において、一対の光学シート３０は、単位光学要素４０が向き合うようにして、対向して配置されている。光源２０は、一対の光学シート３０の間となる領域に向け、第１方向ｄ_１における一側から他側へ向かうようにして、光を射出する。この例において、光源２０に含まれる発光部材２５は、各光学シート３０の入光側面３０ｂ上の位置に向く二つの光軸ｐｄを有していることが好ましい。図６に示された照明装置１０は、一例として、二つの部屋を区画する壁９１に設置されている。照明装置１０の二つの発光面１０ａは、各部屋にそれぞれ露出しており、二つの部屋のそれぞれに光を射出している。

なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。

１０照明装置
１０ａ発光面
１５ケース
１６反射面
２０光源
２１第１光源
２２第２光源
２５発光部材
２６発光体
２７キャップ
３０光学シート
３０ａ出光側面
３０ｂ入光側面
３０ｃ１縁部、第１縁部
３０ｃ２縁部、第２縁部
３１光拡散層
３１ａ主部
３１ｂ拡散成分
３２非光拡散層
３２ａ主部
３５本体部
４０単位光学要素
４９押し出し材
５０押し出し成型装置
５５押し出し機
５６ダイ
６１，６２，６３，６４主ロール
６６，６７６案内ロール
７０賦型シート供給機構
７１供給ロール
７２回収ロール
７４賦型シート
７５第２賦型シート供給機構
７６第２供給ロール
７７第２回収ロール
７９第２賦型シート
９０天井
９１壁

Claims

シート状の本体部と、前記本体部の一方の面上に配列された複数の単位光学要素と、を有する光学シートと、
前記単位光学要素の配列方向と平行な第１方向において一側から他側へ向かうように光を投射する光源と、を備え、
前記光学シートは、拡散成分を有する光拡散層と、前記拡散成分が分散されていない非光拡散層と、を含み、前記単位光学要素は、前記非光拡散層に含まれ、
前記光源は、一以上の発光部材を有し、
各発光部材は、その光軸が前記光学シートの前記単位光学要素が設けられている面上の位置へ向くように配置され、各発光部材で発光された光の少なくとも一部が前記光学シートへ直接入射する、照明装置。
前記第１方向において前記他側から一側へ向かうように光を投射する第２光源を、さらに備え、
前記第２光源は、一以上の発光部材を有し、
前記第２光源の各発光部材は、その光軸が前記光学シートの前記単位光学要素が設けられている面上の位置へ向くように配置され、前記第２光源の各発光部材で発光された光の少なくとも一部が前記光学シートへ直接入射する、請求項１に記載された照明装置。
前記光学シートの前記単位光学要素が設けられている側とは反対側面での輝度を、前記光学シートへの法線方向および前記第１方向の両方向に沿った面内の各方向から、測定することによって得られる輝度の角度分布において、前記光学シートへの法線方向の両側となる方向に、前記光学シートの法線方向での輝度よりも高輝度となる輝度のピークが存在する、請求項２に記載された照明装置。
前記ピークが生じる方向は、前記光学シートの法線方向から２０°以上ずれている、請求項３に記載の照明装置。
前記光学シートへの法線方向および前記第１方向の両方向に沿った断面における、前記第１方向に沿った前記光学シートの両端間の長さＡと、前記光学シートの法線方向に沿った前記光学シートから前記発光部材までの長さＢと、前記単位光学要素の前記第１方向に沿った幅ｗと、前記光学シートの法線方向に沿った前記単位光学要素の高さｈと、が次の関係を満たす、請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
０．５＜ｈ／ｗ＜１．５
０．０２５＜Ｂ／Ａ＜０．２５
前記光学シートは、一体的に形成された厚み１．０ｍｍ以上のシートである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置。