以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
また、以下の実施の形態において、略平行等の表現を用いている。例えば、略平行は、平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行である、すなわち、例えば数%程度の誤差を含むことも意味する。また、略平行は、本開示による効果を奏し得る範囲において平行という意味である。他の「略」を用いた表現についても同様である。
以下の説明において、図1では、光源に対する導光体の配置方向をZ軸プラス方向と称し、その反対方向をZ軸マイナス方向と称する。図2以降においても、同様に適用する。
以下、本開示の実施の形態に係る照明装置について説明する。
(実施の形態)
<構成:照明装置1>
図1は、実施の形態に係る照明装置1を例示した図である。
図1に示すように、照明装置1は、円柱状の導光体30を用いた照明器具であり、例えば、天井及び壁等の造営材に配置されるスポットライト等である。ここでいう円柱状とは、円柱だけでなく、多角柱も含む。なお、本実施の形態の照明装置1は、机等の卓上に配置されてもよい。照明装置1は、周囲に光を照射することで、空間を照明することができる。本実施の形態の照明装置1は、主に、長尺な導光体30のZ軸プラス方向に光を出射することで、周囲を照明する。
照明装置1は、筐体10と、発光モジュール20と、導光体30とを備えている。
[筐体10]
筐体10は、有底筒状であり、内部空間11に発光モジュール20及び導光体30を収容している。筐体10は、一端側のZ軸プラス方向側の端縁が開口しており、他端側のZ軸マイナス方向側の端縁が閉口している。また、本実施の形態において、筐体10は、円筒状であるが、多角筒状等でもよい。筐体10の形状は、導光体30の長さ方向(Z軸方向)と直交する平面で導光体30を切断した場合の断面形状に応じて適宜設定されてもよい。導光体30の長さ方向は、Z軸方向と平行である。
筐体10は、遮光性を有している。つまり、筐体10は、所望の個所以外から光が外部に漏れないように構成されている。なお、筐体10は、発光モジュール20が出射する光を導光体30の第1入射面31に案内することが可能な反射面が内面に形成されていてもよい。筐体10の内面は、発光モジュール20が出射した光を導光体30に導くために、鏡面加工が施されていてもよい。筐体10は、例えば、アルミニウム等の金属、白色樹脂等で構成されていてもよい。
筐体10は、Z軸マイナス方向側の端縁である底部に配置される発光モジュール20を、導光体30と対向するように支持している。具体的には、筐体10は、導光体30の第1入射面31と発光モジュール20とが対向する姿勢となるように発光モジュール20及び導光体30を支持している。筐体10の内部空間11には、発光モジュール20及び導光体30の順番で収容された状態で配置されている。
[発光モジュール20]
図2は、実施の形態に係る照明装置1の導光体30を例示した斜視図である。
図1及び図2に示すように、発光モジュール20は、筐体10に収容され、筐体10の底部に配置されている。発光モジュール20は、筐体10の底部で、導光体30に対して光を出射する姿勢で保持されている。発光モジュール20は、発光部の一例である。
発光モジュール20は、基板21と、1以上の光源22とを有している。
基板21は、1以上の光源22を実装するための実装面を有している実装基板である。本実施の形態では、基板21は、略円板状に形成されている。基板21は、筐体10の底部の取付面に、ネジ等の固定部材によって固定されている。基板21としては、例えば、アルミニウム又は銅等の金属材料からなる基材に絶縁被膜を施すことで得られるメタルベース基板、アルミナ等のセラミック材料の焼結体であるセラミックス基板、又は、樹脂材料をベースとする樹脂基板等が用いられている。なお、基板21は、プリント配線基板、リジッド基板であってもよく、フレキシブル基板であってもよい。
1以上の光源22のそれぞれは、光源22の発光面が導光体30の第1入射面31と対向し、光源22の光軸が導光体30の第1入射面31と交差する姿勢となるように配置されている。本実施の形態では、1以上の光源22のそれぞれは、光軸が照明装置1の中心軸と略平行となるように、筐体10の内部に配置されている。ここで、光軸とは、光源22が出射する光の主たる出射方向と略一致する直線であり、Z軸方向と略平行である。
1以上の光源22のそれぞれは、LEDチップである発光素子と、発光素子が出射した光を波長変換することで蛍光を出射する蛍光体とを有している。例えば、1以上の光源22のそれぞれは、白色光を出射するように構成される。具体的には、1以上の光源22のそれぞれは、COB(Chip On Board)型のLED(Light Emitting Diode)素子で構成され、基板21上に実装されたベアチップ(LEDチップ)であるLEDと、それらLEDを封止し、蛍光体を含む封止部材とを有している。なお、1以上の光源22のそれぞれとして、SMD(Surface Mount Device)型のLEDが用いられてもよい。
本実施の形態では、1つの導光ロッド40に対して複数の光源22が配置されている。複数の光源22の態様について、図3及び図4に示す。
図3のaは、実施の形態に係る導光体30に対する発光モジュール20の配置を例示した図であり、図3のbは、導光体30の側面及び発光モジュール20を例示した図である。図4のaは、実施の形態に係る照明装置1の導光体30に対する発光モジュール20の別の配置を例示した図であり、図4のbは、導光体30の側面及び発光モジュール20を例示した図である。
本実施の形態では、図3のa及び図3のbで示すように、1つの導光ロッド40の第1主面41と対向するように、それぞれ異なる色の光を出射することが可能な1つの発光モジュール20が設けられている。発光モジュール20は、少なくとも複数色の光を発する複数の光源22を有する。図3のaの一例では、発光モジュール20は、1つの導光ロッド40に対して4つの光源22を有している。つまり、発光モジュール20では、それぞれ異なる色の光を出射する複数の光源22が1つにパッケージ化されている。発光モジュール20は、1つで、赤色光R、緑色光G、青色光B及び白色光Wの4色の単色光を出射することができる。発光モジュール20は、それぞれ異なる色の光を出射することで、1つの導光ロッド40でミキシングされて白色光が出射される。
図3のaの一例では、複数の発光モジュール20は、導光体30を構成する複数の導光ロッド40と一対一で対応するように設けられている。具体的には、複数の発光モジュール20のそれぞれの発光面は、複数の導光ロッド40の第1主面41と一対一で対向している。複数の発光モジュール20のそれぞれは、発光モジュール20が発した光が対応する第1主面41に入射するように、導光ロッド40の長さ方向に沿って見た場合、第1主面41と重なるように設けられている。なお、発光モジュール20は、複数の導光ロッド40に対して1つだけ設けられていてもよい。この場合、当該発光モジュール20が出射した光は複数の導光ロッド40のそれぞれの第1主面41に入射してもよい。
また、本実施の形態では、図4のa及び図4のbで示すように、1つの導光ロッド40の第1主面41と対向するように、それぞれ異なる色の光を出射することが可能な複数の発光モジュール20aが設けられていてもよい。図4のaの一例では、発光モジュール20aは、1つの導光ロッド40に対して4つ設けられていてもよい。4つの発光モジュール20aは、RGBWの4色LEDモジュールであり、赤色光R、緑色光G、青色光B及び白色光Wの4色の単色光を出射する。4つの発光モジュール20aがそれぞれ異なる色の光を出射することで、1つの導光ロッド40でミキシングされて白色光が出射される。
図4のaの一例では、4つの発光モジュール20aを1つのモジュール群20a1とした場合、複数のモジュール群20a1は、導光体30を構成する複数の導光ロッド40と一対一で対応するように設けられている。具体的には、複数のモジュール群20a1のそれぞれの発光面は、複数の導光ロッド40の第1主面41と、モジュール群20a1単位で、一対一で対向するように設けられている。この場合も、モジュール群20a1は、少なくとも複数色の光を発する複数の発光モジュール20aつまり複数の光源22を有することとなる。なお、モジュール群20a1は、複数の導光ロッド40に対して1つだけ設けられていてもよい。この場合、当該モジュール群20a1が出射した光は複数の導光ロッド40のそれぞれの第1主面41に入射してもよい。モジュール群20a1は、発光部である。
なお、複数の発光モジュール20のそれぞれ、及び、複数のモジュール群20a1のそれぞれは、RGBの3色であってもよく、BWの2色であってもよい。つまり、導光ロッド40の第1主面41に入射させる光は、2種類以上であればよく、4種類の色に限定されない。このため、複数の発光モジュール20のそれぞれ、及び、複数のモジュール群20a1のそれぞれが2種類以上の異なる色の光を出射すればよいため、色も何ら限定されない。
また、発光モジュール20は、電源回路に電気的に接続され、電源回路からの電力が供給されている。なお、照明装置1は、電源回路を備えていてもよい。発光モジュール20は、電源回路に設けられている図示しない制御部により制御されることで点灯及び消灯が行われてもよい。発光モジュール20は、電源回路に設けられている制御部により制御されることで、調光調色が行われてもよい。
[導光体30]
図1及び図2に示すように、導光体30は、発光モジュール20の出射する光を導光させて、筐体10の外部に出射するための導光路を形成する導光体30である。導光体30は、Z軸方向に長尺な柱状の透光部材である。なお、導光体30は、長尺でなくてもよく、寸胴な柱状の導光体30であってもよい。本実施の形態では、導光体30は、長さ方向と直交する平面で切断した場合の形状が円形状又は多角形状の導光体30である。導光体30の長さ方向と直交する平面で切断した場合の断面が多角形状である場合、例えば、辺の数が4又は6以上の多角形である。なお、導光体30の断面が多角形状の場合、導光体30の長さ方向と直交する平面で切断した場合の断面は、例えば、辺の数が4以上であり、かつ、2の倍数、3の倍数、5の倍数等の多角形であってもよい。
導光体30は、筐体10に収容され、発光モジュール20と対向して配置されることで、複数の光源22のそれぞれの発光面に対して所定距離離間した状態で筐体10に支持される。また、導光体30は、Z軸方向と直交する方向への移動が抑制されるように、筐体10に支持されている。導光体30は、筐体10の開口と複数の光源22のそれぞれとの間に配置される。
導光体30は、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート等の透光性を有している樹脂又はガラス等の透光部材で構成される。
導光体30は、光源22が出射した光が入射する第1入射面31と、第1入射面31から入射した光を出射する第1出射面32とを有している。
第1入射面31は、複数の光源22のそれぞれが出射した光が入射する面であり、複数の光源22のそれぞれの発光面と対向する面である。つまり第1入射面31は、導光体30のZ軸マイナス方向側の端面である。第1入射面31は、導光体30の長さ方向と略直交している。第1入射面31の法線は、複数の光源22のそれぞれの光軸と略一致している。第1入射面31は、入射面の一例である。
第1出射面32は、第1入射面31と対向し(第1入射面31の反対側の面であり)、第1入射面31から入射して内部を透過した光を出射する。第1出射面32は、導光体30を導光した光が出射する面である。つまり第1出射面32は、導光体30のZ軸プラス方向側の端面である。第1出射面32は、導光体30の長さ方向と略直交している。第1出射面32の法線は、複数の光源22のそれぞれの光軸と略一致している。第1出射面32は、出射面の一例である。
導光体30の第1入射面31の形状は、円形状、又は、辺の数が4以上の多角形状であり、導光体30の第1出射面32の形状も、円形状、又は、辺の数が4以上の多角形状である。
導光体30は、複数の導光ロッド40を有する。本実施の形態では、導光体30は、複数の発光モジュール20のそれぞれに対応する導光ロッド40が複数束ねられることで構成されている。
複数の導光ロッド40のそれぞれは、導光体30の第1入射面31の一部を構成する第1主面41と、導光体30の第1出射面32の一部を構成する第2主面42とが形成される柱状の部材である。複数の導光ロッド40のそれぞれは、複数の光源22のそれぞれから所定距離離間した状態で配置される。具体的には、導光ロッド40は、複数が1つに束ねられた状態で筐体10に支持されることで、複数の光源22のそれぞれの発光面と対向するように、複数の光源22のそれぞれの発光面から所定距離離間した状態で配置される。第1主面41は、入射面の一例である。第2主面42は、出射面の一例である。
複数の導光ロッド40のそれぞれは、導光体30の長さ方向と直交する平面で切断した場合の断面の面積が導光体30の第1入射面31から第1出射面32に向かって次第に大きくなる。つまり、複数の導光ロッド40のそれぞれは、Z軸プラス方向側に向かって太くなる錐台状をなしている。言い換えれば、複数の導光ロッド40のそれぞれは、第1出射面32側において、複数の導光ロッド40のそれぞれを接合するための導光接合部35と、導光接合部35からZ軸方向に延びる錐台状の錐台部36とを有する。本実施の形態の複数の導光ロッド140は、全て同一の形状である。
また、導光体30の第1入射面31側において、複数の導光ロッド40のそれぞれの一部が非接触の状態となるように間隔が空けられている。つまり、導光体30の第1入射面31側において、複数の導光ロッド40のそれぞれの一部に隙間が空けられて配置されている。本実施の形態では、このような導光体30は、導光体30の第1出射面32側において、複数の導光ロッド40が接合している。なお、単に、導光体30の第1出射面32側の側面の周囲がバンドで巻き付けられることで、複数の導光ロッド40のそれぞれが支持されていてもよい。
また、複数の導光ロッド40において、複数の第1主面41のうちの最大の面積と複数の第1主面41のうちの最小の面積との差は、最大の面積の10%以下であってもよい。複数の導光ロッド40のそれぞれの第1主面41の面積は、第2主面42の面積よりも小さい。この場合、複数の導光ロッド40のそれぞれの第2主面42から出射する光の平均輝度を合わせることができるため、照射面V1での照射パターンV2の輝度分布を略均一化することができる。
複数の導光ロッド40は、一体的に成型されることで接合されていてもよく、それぞれの別々が単に束ねられることで接合されていてもよい。
複数の導光ロッド40のそれぞれの第1主面41は、複数の発光モジュール20のそれぞれが出射した光が入射する面であり、複数の発光モジュール20のそれぞれの発光面と一対一で対向する面である。つまり複数の導光ロッド40のそれぞれの第1主面41は、導光体30のZ軸マイナス方向側の端面(第1入射面31)を構成している。複数の導光ロッド40のそれぞれの第1主面41は、導光体30の長さ方向と略直交している。第1主面41の中心の法線は、複数の発光モジュール20の中心軸と略一致している。
また、複数の導光ロッド40のそれぞれの長さ方向に沿って見た場合、複数の導光ロッド40のそれぞれの第1主面41は、複数の発光モジュール20のそれぞれの全体を覆っている。つまり、当該長さ方向に沿って見た場合、複数の導光ロッド40のそれぞれの第1主面41は、複数の発光モジュール20のそれぞれの発光面と重なり、複数の発光モジュール20のそれぞれの発光面の全体を覆っている。このため、複数の導光ロッド40のそれぞれの第1主面41の幅(Z軸方向と直交する方向の長さ)は、複数の発光モジュール20のそれぞれの発光面の幅よりも大きい。
複数の導光ロッド40のそれぞれの第2主面42は、複数の導光ロッド40のそれぞれの第1主面41と対向し(複数の導光ロッド40のそれぞれの第1主面41の反対側の面であり)、当該それぞれの第1主面41から入射した光を出射する。複数の導光ロッド40のそれぞれの第2主面42は、複数の導光ロッド40のそれぞれを導光した光が出射する面である。つまり複数の導光ロッド40のそれぞれの第2主面42は、導光体30のZ軸プラス方向側の端面(第1出射面32)を構成している。複数の導光ロッド40のそれぞれの第2主面42は、導光体30の長さ方向と略直交している。複数の導光ロッド40のそれぞれの第2主面42の中心の法線は、複数の発光モジュール20のそれぞれの中心軸と略一致している。
このことから、複数の導光ロッド40のそれぞれの第1主面41における輪郭の重心は、複数の発光モジュール20のそれぞれの中心軸に含まれる。つまり、それぞれの第1主面41における輪郭の重心は、複数の発光モジュール20のそれぞれの中心軸と一対一で対応している。
図1及び図2に示すように、導光体30の第1出射面32の外形は、円形状又は多角形状である。また、導光体30の第1入射面31及び第1出射面32を構成する複数の導光ロッド40の第1主面41及び第2主面42の外形は、円形状又は多角形状である。
[導光体30に対する発光モジュール20の配置]
本実施の形態では、複数の導光ロッド40のそれぞれに対する複数の発光モジュール20のそれぞれが発する光の色の並びは、複数存在している。言い換えれば、複数の発光モジュール20には、それぞれが発する光の色の並びが異なる発光モジュール20が1以上存在している。本実施の形態では、複数の発光モジュール20のうちの1以上の発光モジュール20は、複数の発光モジュール20のうちの他の発光モジュール20のそれぞれが発する光の色の並びと異なるように回転して配置されている。
例えば、図3のaのように、1つの発光モジュール20が複数の光源22を有する例では、複数の発光モジュール20のうちの少なくとも1以上が、発する光の色の並び(配置)が異なっている。つまり、複数の発光モジュール20のうちの少なくとも1つの発光モジュール20は、当該発光モジュール20が有する複数の光源22のそれぞれが発する光の色の並びが、他の発光モジュール20と異なっている。
本実施の形態では、複数の発光モジュール20は、それぞれ発する光の色の並びが全て異なるように配置されている。図2及び図3のaでは、1つの発光モジュール20が有する複数の光源22のそれぞれが異なる色の光を発する場合を例示しているため、それぞれの色の違いをハッチングで示している。また、図4以降においても同様である。
光の色の並びについて、図3のaを用いて具体的に説明する。図面左上の発光モジュール20において、導光ロッド40の中心軸O、中心軸Oを含むX方向、及び、X方向と直交しかつ中心軸Oを含むY方向を規定し、X方向において中心軸Oに対する図面の右側をプラス側、左側をマイナス側とし、Y方向において中心軸Oに対する図面の上側をプラス側、下側をマイナス側とする。この場合、図面左上の発光モジュール20では、赤色光を発する光源22をX方向プラス側かつY方向マイナス側、緑色光を発する光源22をX方向プラス側かつY方向プラス側、青色光を発する光源22をX方向マイナス側かつY方向マイナス側、及び、白色光を発する光源22をX方向マイナス側かつY方向プラス側に配置される。図面左上の発光モジュール20に対して、他の発光モジュール20は、発する光の色の並びが異なるように配置されている。
なお、本実施の形態では、発光モジュール20の姿勢を回転して配置しているが、発する光の色の並びを異ならせる方法としては、発光モジュール20における複数の光源22の並びが異なる発光モジュール20を用いてもよい。
また、例えば、図4のaのように、4つの発光モジュール20aを1つのモジュール群20a1とした例では、複数のモジュール群20a1のうちの少なくとも1以上が、複数の導光ロッド40に対して発する光の色の並びが異なっている。つまり、複数のモジュール群20a1のうちの少なくとも1つのモジュール群20a1が有するそれぞれの光源22が発する光の色の並びが、他のモジュール群20a1と異なっている。
図4のaでは、4つのモジュール群20a1のうちの2つのモジュール群20a1は、他の2つのモジュール群20a1と、光源22が発する光の色の並びが異なっている。
なお、この場合においても、発する光の色の並びを異ならせる方法としては、発光モジュール20aにおける複数の光源22の並びが異なる発光モジュール20aを用いてもよい。
<動作>
このような照明装置1では、光源22が出射した光は、導光体30の第1入射面31を構成する複数の導光ロッド40のそれぞれの第1主面41から入射して、複数の導光ロッド40のそれぞれを導光する。光源22から発せられた光は、導光ロッド40の側面で反射されて、導光ロッド40を導光する際にミキシングされる。
導光体30を構成する複数の導光ロッド40のそれぞれの第1主面41から入射した光は、複数の導光ロッド40のそれぞれを導光して第2主面42に到達し、それぞれの第2主面42、つまり導光体30の第1出射面32から出射される。複数の導光ロッド40のうちの少なくとも1つは、色の並びが異なる光を出射するため、導光体30から光が出射されると、照射面V1に照射された光の色ムラを抑制することができる。この照明装置1では、光を出射させる機能を有する導光体30から光を出射させることで、周囲を照明することができる。
<作用効果>
次に、本実施の形態における照明装置1の作用効果について説明する。
上述したように、本実施の形態の照明装置1は、それぞれが複数色の光を発する複数の発光部(発光モジュール20、モジュール群20a1)と、複数の発光部のそれぞれに対応する導光ロッド40を複数有する導光体30であって、対応する発光部が出射した光が入射する入射面(第1主面41)と、入射面から入射した光を出射する出射面(第2主面42)とを有している導光ロッド40で構成される導光体30とを備える。そして、複数の発光部には、それぞれが発する光の色の並びが異なる発光部が1以上存在している。
例えば、発光部における赤色光を発する光源、緑色光を発する光源及び青色光を発する光源の配置が、導光体の入射面に対して微妙に異なることになるため、従来の照明装置のように、複数の発光部のそれぞれが発する光の色の並びが同じ場合、導光体に入射する光も、発光部ごとに同じになるため、導光体から出射した光に色ムラが生じてしまうことがある。
しかし、本実施の形態によれば、複数の発光部が色の並びが異なる光を複数の導光ロッド40の入射面に入射させることができる。複数の導光ロッド40のそれぞれを導光する際に、色の並びが異なる光がミキシングされて、複数の導光ロッド40の出射面から出射されるため、導光体30は、平均化された光、つまり、色ムラが抑制された光を出射することができる。
したがって、この照明装置1では、照射面V1に照射された光の色ムラを抑制することができる。
また、本実施の形態の照明装置1において、複数の発光部のうちの1以上の発光部は、複数の発光部のうちの他の発光部のそれぞれが発する光の色の並びと異なるように回転して配置されている。
これによれば、同一の発光部を用いても、簡単に複数の発光部が色の並びが異なる光を複数の導光ロッド40の入射面に入射させることができる。このため、複数の導光ロッド40のそれぞれを導光する際に、異なる色の光がミキシングされるため、複数の導光ロッド40の出射面からは、色ムラが抑制された光を出射することができる。
また、発光部を回転させるだけ、つまり発光部の姿勢を異ならせるだけで、照射面V1に照射された光の色ムラの抑制を容易に実現することができる。このため、それぞれ異なる発光部を用いる場合に比べて、照明装置1の製造コストの高騰化を抑制することができる。
また、例えば、複数の発光部のそれぞれが複数の光源22を有する場合、発光部の大型化を抑制することもできる。
また、本実施の形態の照明装置1において、複数の発光部は、複数の発光部のそれぞれが発する光の色の並びが異なるように、導光体30に対して等間隔に回転して配置されている。
これによれば、同一の発光部を用いて、複数の発光部が色の並びが異なる光を、複数の導光ロッド40の入射面に入射させることができる。このため、複数の導光ロッド40のそれぞれを導光する際に、より異なる色の光がミキシングされるため、複数の導光ロッド40の出射面からは、より色ムラが抑制された光を出射することができる。
また、本実施の形態の照明装置1において、複数の発光部は、複数の導光ロッド40と一対一で対応するように設けられている。そして、複数の導光ロッド40のそれぞれの長さ方向に沿って見た場合において、複数の導光ロッド40のそれぞれの入射面は、複数の発光部のそれぞれの全体を覆っている。
これによれば、導光ロッド40に対して発光部が出射した光を入射させることができるため、光学性能の低下を抑制することができる。
(実施の形態の変形例1)
本変形例に係る照明装置1aについて図5A、図5B及び図6を用いて説明する。
図5Aは、実施の形態に係る照明装置1aを例示した図である。図5Bは、実施の形態の変形例1に係る照明装置1aの別の導光体130及び発光モジュール20を例示した斜視図である。図6のaは、実施の形態の変形例1に係る導光体130に対する発光モジュール20のさらに別の配置を例示した図であり、図6のbは、導光体130の側面及び発光モジュール20を例示した図である。
本変形例では、図5A、図5B及び図6に示すように、導光体130の長さ方向と直交する平面で切断した場合の形状が多角形状の導光体130である点で実施の形態と相違する。本変形例の照明装置1aの構成は実施の形態の照明装置の構成と類似し、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
本変形例では、図5A及び図5Bに示すように、照明装置1aは、円柱状の導光体130、及び、投影光学体50を用いた照明器具である。
照明装置1aは、筐体10、発光モジュール20、導光体130の他に、投影光学体50を備えている。
筐体10は、有底筒状であり、内部空間11に発光モジュール20、導光体130及び投影光学体50を収容している。筐体10の内部空間11には、発光モジュール20、導光体130及び投影光学体50の順番で収容された状態で配置されている。
筐体10は、導光体130の第1出射面32と投影光学体50の第2入射面51とが対向し、かつ、投影光学体50の焦点が導光体130の第1出射面32上に配置されるように、導光体130及び投影光学体50を支持している。筐体10は、照明装置1から狭角配光された光を出射するために、導光体130に対する投影光学体50を保持している。
図5A及び図5Bに示すように、投影光学体50は、第2出射面52から出射された光を集光して照射する。具体的には、投影光学体50は、発光モジュール20が出射した光であり導光体130を導光した光が、投影光学体50の内部を導光した後に、所定の配光角で光を出射させるための配光制御部材である。投影光学体50は、Z軸方向に扁平なレンズである。本実施の形態では、投影光学体50は、片側凸レンズであるが、両側凸レンズ、片側凹レンズ又は両側凹レンズであってもよい。
投影光学体50の焦点と実質的に一致する位置に、導光体130の第1入射面31が配置されている。具体的には、投影光学体50の焦点と実質的に一致する位置に、複数の導光ロッド40のうちの導光体130の中心部に配置される導光ロッド40の第2主面42が配置されている、より好ましくは当該第2主面42の中心点が配置されている。
投影光学体50は、筐体10に収容されている。投影光学体50は、導光体130から出射された光の光路上に配置されることで、導光体130が出射した光を配光制御して、照射面V1に円形状の照射パターンV2の光を照射することができる。また、投影光学体50は、Z軸方向と直交する方向への移動が抑制されるように、筐体10に支持されている。なお、投影光学体50は、導光体130の大きさ、形状等に応じて適宜取り替えることができてもよい。投影光学体50は、筐体10に支持された際に、投影光学体50の中心軸は、導光体130の中心軸と略一致している。
投影光学体50は、シリコン樹脂及びアクリル樹脂等の透光性を有する樹脂又はガラス等の透光部材で構成される。本実施の形態では、投影光学体50にはアクリル樹脂が用いられている。
投影光学体50には、第2入射面51と、第2出射面52とが形成される。
第2入射面51は、導光体130の第1出射面32から出射された光が入射する。第2入射面51は、複数の発光モジュール20のそれぞれが出射した光であって導光体130を導光した光が入射する面であり、導光体130の第1出射面32と対向する面である。つまり第2入射面51は、投影光学体50のZ軸マイナス方向側の面である。
導光体130と投影光学体50との並び方向に沿って見た場合、第2入射面51は、導光体130の第1出射面32の全体を覆っている。つまり、当該並び方向に沿って見た場合、第2入射面51は、導光体130の第1出射面32と重なり、第1出射面32の全体を覆っている。
第2出射面52は、第2入射面51と対向する面(第2入射面51の反対側の面)であり、第2入射面51から入射した光を出射する。第2出射面52から出射された光は、照射面V1を照明する。
投影光学体50において、導光体30の第1出射面32から出射された光は、投影光学体50の第2入射面51に入射する。第2入射面51に入射した光は、投影光学体50を通過する際に配光制御されて、投影光学体50の第2出射面52から出射する。
本変形例では、導光体130は、長さ方向と直交する平面で切断した場合の形状が、多角形状の一例として四角形状の導光体130である。なお、導光体130の長さ方向と直交する平面で切断した場合の断面は、例えば、辺の数が4又は6以上の多角形であってもよい。本変形例では、導光体130の第1入射面31の形状は、辺の数が4の多角形状であり、導光体130の第1出射面32の形状も、辺の数が4の多角形状である。
また、導光体130の第1出射面32側において、複数の導光ロッド140のそれぞれが隙間なく接合されている。このため、導光体130の第1出射面32は、隙間及び凹みが形成されないような平面となっている。
なお、複数の導光ロッド140のそれぞれの第1主面41は、複数の導光ロッド140が1つに束ねられることで、第1入射面31が隙間及び凹みが形成されないような平面となっていてもよい。この場合、導光体130の第1入射面31側では、複数の導光ロッド140のそれぞれが隙間なく接合されていることとなる。
また、導光体130の第1入射面31側において、複数の導光ロッド140のそれぞれが非接触の状態となるように間隔が空けられている。これにより、隙間を詰めた導光体130に比べて、導光体130の重量を軽量化することができる。このため、導光体130の材料費の高騰化を抑制することで、照明装置1aのコストの高騰化を抑制することができる。
また、複数の導光ロッド140のそれぞれの第2主面42は、複数の導光ロッド140が1つに束ねられることで、第1出射面32に隙間及び凹みが形成されないような平面を構成する。つまり、導光体130の第1出射面32は、複数の導光ロッド140のそれぞれが隙間及び凹みなく接合されている。
複数の発光モジュール20は、複数の発光モジュール20のそれぞれが発する光の色の並びが異なるように、複数の導光体130に対して等間隔に回転して配置されている。
例えば、図6のaのように、複数の発光モジュール20のそれぞれが発する光の色の並びが発光モジュール20ごとに異なるように、複数の発光モジュール20のそれぞれは、等間隔に回転して配置されている。図6のaでは、90°ごとに回転して配置されている。
本変形例における作用効果についても、上述の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
(実施の形態の変形例2)
本変形例に係る照明装置1bについて図7を用いて説明する。
図7のaは、実施の形態の変形例2に係る導光体230に対する発光モジュール20のさらに別の配置を例示した図であり、図7のbは、第1導光ロッド40a及び第2導光ロッド40bに対する発光モジュール20の姿勢を例示した図であり、図7のcは、導光体230の側面及び発光モジュール20を例示した図である。
本変形例では、図7に示すように、導光体230の形状が円柱状等である点で実施の形態等と相違する。本変形例の照明装置1bの構成は実施の形態の照明装置の構成と類似し、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
本変形例では、導光体230は、第1形状を有する1以上の第1導光ロッド40aと、第1形状と異なる形状である第2形状を有する複数の第2導光ロッド40bとを有する。本変形例では、導光体230は、導光体230の中心部に配置される第1導光ロッド40aと、第1導光ロッド40aの長さ方向と平行であり、第1導光ロッド40aの周囲に配置される複数の第2導光ロッド40bとで構成される。つまり、複数の第2導光ロッド40bは、第1導光ロッド40aの周囲を囲むように、第1導光ロッド40aを中央部として同心円状に配置される。
本変形例では、導光体230の第1出射面32及び第1入射面31の外形が円形状である。
例えば、導光体230の長さ方向と直交する平面で切断した場合の断面が円形状の場合、第1導光ロッド40aの長さ方向と直交する平面で切断した場合の断面は、第1形状の一例として、円形状又は多角形状であり、第2導光ロッド40bの長さ方向と直交する平面で切断した場合の断面は、第2形状の一例として、円形状又は多角形状である。
また、導光体230の長さ方向と直交する平面で切断した場合の断面が多角形状の場合、第1導光ロッド40aの長さ方向と直交する平面で切断した場合の断面は円形状又は多角形状であり、第2導光ロッド40bの長さ方向と直交する平面で切断した場合の断面は扇状つまり多角形状である。図7のaでは、第1導光ロッド40aの当該断面の形状は円形状であり、第2導光ロッド40bの当該断面形状は扇状である。また、第1導光ロッド40aの第1主面41a及び第2主面42aの外形は、円形状又は多角形状であり、第2導光ロッド40bの第1主面41b及び第2主面42bの外形は、円形状又は多角形状である。
本変形例における多角形状とは、全てが直線状の辺に限定されず、1以上の円弧状の辺で構成されているものも含む意味である。
なお、第1導光ロッド40aの長さ方向と直交する平面で切断した場合の断面の形状、及び、第2導光ロッド40bの長さ方向と直交する平面で切断した場合の断面の形状は、同一であってもよく、異なっていてもよい。
1以上の第1導光ロッド40a及び複数の第2導光ロッド40bは、導光体230の第1出射面32の外形が凹みのない円形状になるように、1つに束ねられている。凹みのない円形状とは、実質的に凹みがない円形状であることを示している。
図7のa及び図7のbに示すように、複数の発光モジュール20のそれぞれが発する光の色の並びは、複数存在している。複数の発光モジュール20のうちの1以上の発光モジュール20は、複数の発光モジュール20のうちの他の発光モジュール20のそれぞれが発する光の色の並びと異なるように回転して配置されている。
本変形例では、複数の発光モジュール20は、それぞれ発する光の色の並びが全て異なるように配置されている。1つの発光モジュール20が有する複数の光源22のそれぞれが異なる色の光を発する場合を例示している。具体的には、第1導光ロッド40a、及び、複数の第2導光ロッド40bのそれぞれと対応する発光モジュール20の全てにおいて、発光モジュール20ごとに複数の光源22のそれぞれが発する光の色の並びが異なるように、複数の発光モジュール20のそれぞれは、等間隔に回転して配置されている。本変形例では、複数の発光モジュール20のそれぞれは、360°を発光モジュール20の個数で除算した角度だけ、等間隔に回転して配置されている。本変形例では、発光モジュール20を51.4°ずつ回転させている。
また、本変形例では、複数の発光モジュール20は、少なくとも複数の発光モジュール20のそれぞれが発する光の色の並びが異なるように、同形状の複数の第2導光ロッド40bで形成された1つのグループ内において、複数の第2導光ロッド40bに対して等間隔に回転して配置されているとも言える。つまり、同一円周上に配置された複数の第2導光ロッド40bにおいて、複数の第2導光ロッド40bのそれぞれと一対一となるように、複数の第2導光ロッド40bと対向する発光モジュール20のそれぞれは、等間隔に回転して配置されている。
複数の発光モジュール20は、第1導光ロッド40a及び複数の第2導光ロッド40bのそれぞれの第1主面41a及び第1主面41bに対応するように、同心円状に配置されている。本変形例では、第1導光ロッド40aに対応する発光モジュール20を中心として、複数の第2導光ロッド40bに一対一で対応する残りの複数の発光モジュール20で囲むように、複数の発光モジュール20は、同心円状に配置されている。
また、例えば、図4のaのように、4つの発光モジュール20を1つのモジュール群20a1とした例においても、同様である。
このように、本変形例の照明装置1cにおいて、導光体230は、第1形状を有する1以上の第1導光ロッド40aと、第1形状と異なる形状である第2形状を有する複数の第2導光ロッド40bとを有する。そして、複数の発光部は、複数の発光部のそれぞれが発する光の色の並びが異なるように、同形状の複数の第2導光ロッド40bで形成された1つのグループ内において、複数の第2導光ロッド40bに対して等間隔に回転して配置されている。
これによれば、導光体230に配置される導光ロッド40からミキシングされた光を出射することができるとともに、第1導光ロッド40aの周囲に配置される第2導光ロッド40bからもミキシングされた光を出射することができる。このため、第1導光ロッド40a及び第2導光ロッド40bのそれぞれの出射面(第2主面42a、第2主面42b)からは、より色ムラが抑制された光を出射することができる。
本変形例における作用効果についても、上述の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
(実施の形態の変形例3)
本変形例に係る照明装置1cについて図8を用いて説明する。
図8のaは、実施の形態の変形例3に係る導光体330に対する発光モジュール20のさらに別の配置を例示した図であり、図8のbは、第1導光ロッド40a及び第2導光ロッド40bに対する発光モジュール20の姿勢を例示した図であり、図8のcは、導光体330の側面及び発光モジュール20を例示した図である。
本変形例では、図8に示すように、導光ロッドの形状に応じたグループ単位ごとに発光モジュール20を等間隔に回転して配置する点で実施の形態の変形例2等と相違する。本変形例の照明装置1cの構成は実施の形態の変形例2の照明装置の構成と類似し、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
本変形例では、導光体330は、第1形状を有する1以上の第1導光ロッド40aと、第2形状を有する複数の第2導光ロッド40bとを有する。
図8のa及び図8のbに示すように、複数の発光モジュール20のそれぞれが発する光の色の並びは、複数存在している。複数の発光モジュール20のうちの1以上の発光モジュール20は、複数の発光モジュール20のうちの他の発光モジュール20のそれぞれが発する光の色の並びと異なるように回転して配置されている。
複数の発光モジュール20のそれぞれは、複数の発光モジュール20のそれぞれが発する光の色の並びが異なるように、複数の第2導光ロッド40bのうちの同一円周上に配置された複数の第2導光ロッド40bにおいて、当該複数の第2導光ロッド40bのそれぞれと一対一となるように、等間隔に回転して配置されている。複数の発光モジュール20は、1以上の第1導光ロッド40a及び複数の第2導光ロッド40bのそれぞれの第1主面41a及び第1主面41bに対応するように、同心円状に配置されている。本変形例では、第1導光ロッド40aに対応する発光モジュール20を中央部として、複数の第2導光ロッド40bに一対一で対応する残りの複数の発光モジュール20で囲むように、複数の発光モジュール20は、同心円状に配置されている。
本変形例では、第1導光ロッド40aに対応する発光モジュール20である第1発光モジュール20c1の姿勢は、複数の第2導光ロッド40bに対応するそれぞれの発光モジュール20である複数の第2発光モジュール20c2のうちの1つの第2発光モジュール20c2と同一の姿勢である。第1発光モジュール20c1及び第2発光モジュール20c2は、発光部の一例である。
また、複数の第2発光モジュール20c2は、それぞれ発する光の色の並びが全て異なるように配置されている。図8のa及び図8のbでは、1つの第2発光モジュール20c2が有する複数の光源22のそれぞれが異なる色の光を発する場合を例示している。具体的には、複数の第2発光モジュール20c2の全てにおいて、第2発光モジュール20c2ごとに複数の光源22のそれぞれが発する光の色の並びが異なるように、複数の第2発光モジュール20c2のそれぞれは、等間隔に回転して配置されている。本変形例では、複数の第2発光モジュール20c2のそれぞれは、360°を第2発光モジュール20c2の個数で除算した角度だけ、等間隔に回転して配置されている。本変形例では、第2発光モジュール20c2を60°ずつ回転させている。
また、図8のaでは、導光体330の長さ方向と直交する平面で導光体330を切断した場合の断面形状が円形状であったが、図9及び図10に示すように、導光体330aの当該断面形状が多角形状であってもよい。図9は、実施の形態に係る照明装置1cの導光体330aを例示した斜視図である。図10のaは、実施の形態に係る導光体330aに対する発光モジュール20のさらに別の配置を例示した図であり、図10のbは、第1導光ロッド40a及び第2導光ロッド40bに対する発光モジュール20の姿勢を例示した図であり、図10のcは、導光体330aの側面及び発光モジュール20を例示した図である。図10では、導光体330aの第1出射面32の外形は多角形状(例えば六角形~十二角形)であり、第1導光ロッド40aの第2主面42aの外形は辺の数が6の多角形である場合を例示している。第2導光ロッド40bの第2主面42bの外形は、扇状つまり多角形状(例えば四角形又は五角形)である。
また、図8、図9及び図10は、第1導光ロッド40aが1つの場合を例示しているが、図11に示すように、複数の第1導光ロッド40aが設けられていてもよい。図11は、実施の形態に係る導光体330bの第1出射面32を例示した図である。
本変形例の導光体330bにおいて、図11の一点鎖線で示すように、導光体330bの中心部に配置される第1導光ロッド40aは、複数設けられる。上述したように、第1導光ロッド40aの第1主面41a及び第2主面42aは、外形が多角形又は円形である。なお、本変形例の第1導光ロッド40aの第2主面42aの形状は、六角形であるが、六角形には限定されない。また、本変形例では、それぞれの第2主面42aの形状が同一形状であるがこれには限定されない。例えば、第2主面42aの形状が異なる2種類の第1導光ロッド40aが用いられていてもよい。
また、複数の第2導光ロッド40bは、複数の第1導光ロッド40aが1つに束ねられた第1導光ロッド40a群の長さ方向と平行であり、第1導光ロッド40a群の周囲を囲むように配置される。上述したように、第2導光ロッド40bの第1主面41b及び第2主面42bの形状は、多角形である。
本変形例では、複数の第1導光ロッド40aのグループを、導光体330の中央部に配置されている一点鎖線で示す第1グループとし、複数の第2導光ロッド40bのグループを、破線で示す五角形状の第2グループと、二点鎖線で示す六角形状の第3グループとする。つまり、複数の第1導光ロッド40a及び複数の第2導光ロッド40bにおいて、断面が同一の形状ごとにグループを分ける。
第1グループの第1導光ロッド40aに対応する複数の発光モジュール20である複数の第2発光モジュール20c2の全てにおいて、第2発光モジュール20c2ごとに複数の光源22のそれぞれが発する光の色の並びが異なるように、複数の第2発光モジュール20c2のそれぞれは、等間隔に回転して配置されている。また、第2グループの第2導光ロッド40bに対応するそれぞれの発光モジュール20である複数の第3発光モジュール20c3の全てにおいて、第3発光モジュール20c3ごとに複数の光源22のそれぞれが発する光の色の並びが異なるように、複数の第3発光モジュール20c3のそれぞれは、等間隔に回転して配置されている。また、第3グループの第2導光ロッド40bに対応するそれぞれの発光モジュール20である複数の第4発光モジュール20c4の全てにおいて、第4発光モジュール20c4ごとに複数の光源22のそれぞれが発する光の色の並びが異なるように、複数の第4発光モジュール20c4のそれぞれは、等間隔に回転して配置されている。第3発光モジュール20c3及び第4発光モジュール20c4は、発光部の一例である。
本変形例では、複数の第2発光モジュール20c2のそれぞれは、360°を第2発光モジュール20c2の個数で除算した角度だけ、等間隔に回転して配置されている。本変形例では、第2発光モジュール20c2を51.4°ずつ回転させている。また、複数の第3発光モジュール20c3のそれぞれは、360°を第3発光モジュール20c3の個数で除算した角度だけ、等間隔に回転して配置されている。本変形例では、第3発光モジュール20c3を60°ずつ回転させている。また、複数の第4発光モジュール20c4のそれぞれは、360°を第4発光モジュール20c4の個数で除算した角度だけ、等間隔に回転して配置されている。本変形例では、第4発光モジュール20c4を60°ずつ回転させている。
なお、本変形例では、第1導光ロッド40a及び第2導光ロッド40bの断面の形状について、五角形状及び六角形状を例示しているが、五角形状及び六角形状には限定されない。第1導光ロッド40a及び第2導光ロッド40bの断面の形状は、他の多角形状であってもよい。また、本変形例では、第2主面42aの形状が五角形状及び六角形状である2種類以上の第2導光ロッド40bが用いられているが、これには限定されず、異なる3種類以上の第2導光ロッド40bが用いられていてもよい。
なお、第1導光ロッド40aの長さ方向と直交する平面で第1導光ロッド40aを切断した場合の断面の形状は、辺の数が10以下の多角形であってもよい。特に、第1導光ロッド40aの長さ方向と直交する平面で第1導光ロッド40aを切断した場合の断面の形状は、辺の数が3、4又は6の正多角形であることが好ましい。
なお、例えば、図4のaのように、4つの発光モジュール20を1つのモジュール群とした例においても、同様である。
このような、本変形例の照明装置1cにおいて、導光体330、330a、330bは、第1形状を有する1以上の第1導光ロッド40aと、第2形状を有する複数の第2導光ロッド40bとを有する。また、複数の第2導光ロッド40bは、1以上の第1導光ロッド40aの周囲を囲むように、1以上の第1導光ロッド40aを中央部として同心円状に配置される。また、複数の発光部は、1以上の第1導光ロッド40a及び複数の第2導光ロッド40bのそれぞれの第1主面41a及び第1主面41bに対応するように、同心円状に配置される。そして、複数の発光部のそれぞれは、複数の発光部のそれぞれが発する光の色の並びが異なるように、複数の第2導光ロッド40bのうちの同一円周上に配置された複数の第2導光ロッド40bにおいて、当該複数の第2導光ロッド40bのそれぞれと一対一となるように、等間隔に回転して配置されている。
これによれば、導光体330、330a、330bに配置される第1導光ロッド40aからミキシングされた光を出射することができるとともに、第1導光ロッド40aの周囲に配置される複数の第2導光ロッド40bからもミキシングされた光を出射することができる。このため、複数の第1導光ロッド40a及び複数の第2導光ロッド40bのそれぞれの第2主面42a及び第2主面42bからは、より色ムラが抑制された光を出射することができる。
本変形例における作用効果についても、上述の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
(その他変形例)
以上、本開示に係る照明装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記の各実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記の実施の形態に係る照明装置において、図12に示すように、導光体330の第1出射面332は、出射する光を散乱させる散乱面であってもよい。これによれば、導光体330の第1出射面332は、色ムラ及び輝度ムラの抑制された光を出射することができる。図12は、導光体330における第1出射面332及び拡大した第1出射面332を例示した図、XIIb-XIIb線における導光体330の断面を例示した図である。
また、上記の実施の形態に係る照明装置において、導光体330の第1出射面332は、複数のディンプル形状又は凹凸形状を有していてもよい。これによれば、導光体330の第1出射面332は、色ムラ及び輝度ムラの抑制された光を出射することができる。また、第1出射面332からの配光の広がり角を、第1出射面332に形成されるディンプル形状又は凹凸形状によって制御することができる。第1出射面332からの配光の広がり角を図13で示す。図13は、導光体330における第1出射面332の配光分布を例示した図である。導光体330の第1出射面332にディンプル形状又は凹凸形状が形成されていない場合、つまり、導光体330の第1出射面332が平坦な面である場合、図13に示すように、導光体330の第1出射面332からの配光分布にムラが生じていることがわかる。しかし、導光体330の第1出射面332にディンプル形状又は凹凸形状が形成されている場合、図13に示すように、導光体330の第1出射面332からの配光分布にムラが抑制されていることがわかる。
また、上記の実施の形態に係る照明装置の導光体において、1つの発光部には、2以上の導光ロッドが対応していてもよく、この場合、発光部が2以上の導光ロッドに光を入射させてもよい。
なお、上記の各実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。