JP7680665B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本開示は、発光装置に関する。

店舗施設等の空間演出のために、店舗施設の壁面や床面、店舗施設に設けられた看板等への配光を制御する発光装置が知られている。また発光装置として、複数のＬＥＤ素子と、各ＬＥＤ素子の発する光を導光する複数のロッドとを備え、複数のロッドの出射面が近接、接触又は一体化されて一纏まりに配置されたものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５－０８８４１０号公報

しかしながら、特許文献１の装置では、ＬＥＤ素子等の光源とロッド等の導光部材との間の距離が変動する場合がある。

本開示は、光源と導光部材との間の距離変動を抑制することを目的とする。

本開示の一実施形態に係る発光装置は、光を発する光源と、前記光を導光する導光部材と、前記光源が載置される載置面と、前記導光部材における前記光が入射する光入射端面と、の間に設けられ、前記光源と前記導光部材との間の距離を規定する規定部材と、前記導光部材における前記光入射端面と交差する面に接合され、前記光入射端面側の前記導光部材の端部を保持する保持部と、を有し、前記規定部材は、前記載置面に接触する第１の接触部と、前記保持部に接触する第２の接触部と、を含む。

本開示の一実施形態によれば、光源と導光部材との間の距離変動を抑制できる。

実施形態に係る発光装置の全体構成例を示す図であり、図１（ａ）は光照射方向側から視た斜視図、図１（ｂ）は光照射方向とは反対側から視た斜視図である。 実施形態に係る発光装置の全体構成例を示す分解斜視図である。 狭角導光部材及び広角導光部材のホルダ部材への固定方法例の図である。 実施形態に係る狭角導光部材、広角導光部材及びＬＥＤの配置例の平面図である。 実施形態に係る狭角導光部材群の周辺の構成例を示す分解斜視図である。 実施形態に係る狭角導光部材群の周辺の構成例を示す断面図である。 実施形態に係る狭角導光部材による導光例を示す断面図であり、図７（ａ）は第１例の図、図７（ｂ）は第２例の図である。 実施形態に係る発光装置による光照射例を示す図である。 変形例に係る狭角導光部材と保持部との接合例を示す断面図であり、図９（ａ）は第１変形例の図、図９（ｂ）は第２変形例の図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、以下の説明では、複数の図面に表れる同一符号の部分は、同一もしくは同等の部分又は部材を示す。

また以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明を以下に示す実施形態に限定するものではない。以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。

以下に示す図でＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸により方向を示す場合があるが、Ｘ軸に沿うＸ方向は、実施形態に係る発光装置が備える複数の光源が配列する配列平面内での所定方向を示し、Ｙ軸に沿うＹ方向は、配列平面内でＸ方向に直交する方向を示し、Ｚ軸に沿うＺ方向は、配列平面に直交する方向を示すものとする。

またＸ方向で矢印が向いている方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向と表記し、Ｙ方向で矢印が向いている方向を＋Ｙ方向、＋Ｙ方向の反対方向を－Ｙ方向と表記し、Ｚ方向で矢印が向いている方向を＋Ｚ方向、＋Ｚ方向の反対方向を－Ｚ方向と表記する。実施形態では、発光装置は一例として＋Ｚ方向側に光を照射するものとする。但し、このことは、発光装置の使用時における向きを制限するわけではなく、発光装置の向きは任意である。

＜発光装置１の構成＞
まず、実施形態に係る発光装置１の構成について説明する。

（全体構成例）
図１は、発光装置１の全体構成の一例を説明する図であり、図１（ａ）は光照射方向（＋Ｚ方向）側から発光装置１を視た斜視図、図１（ｂ）は－Ｚ方向側から発光装置１を視た斜視図である。

図１（ａ）に示すように、発光装置１は、光が通過する開口部１０を前面（＋Ｚ方向側）に有し、外形が略円柱状の形状に形成されている。また図１（ｂ）に示すように発光装置１は、駆動回路２と電気的に接続するためのコネクタ２１を背面（－Ｚ方向側）に有する。駆動回路２から供給される駆動電圧は、コネクタ２１及びＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）２２を介して発光装置１が内部に収容する光源に印加される。発光装置１は、駆動電圧の印加により発する光を、開口部１０を通して＋Ｚ方向側に照射できる。

発光装置１は、例えば建物の壁又は天井に固定され、建物の内部又は外部の空間を照明する照明装置として使用される。或いは、店舗施設の壁又は天井に固定され、店舗施設を空間演出するためのダウンライトやスポットライト、間接照明等の用途に使用される。また発光装置１は、車両等の移動体に搭載され、移動体の周囲を照明するヘッドライト等の用途にも使用できる。

なお、図１では外形が略円柱状の発光装置１を例示したが、これに限定されるものではなく、角柱状等の任意の外形形状に発光装置１を形成可能である。

次に図２は、発光装置１の全体構成の一例を説明する分解斜視図である。図２に示すように、発光装置１は、背面基板１１と、放熱部材１２と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）実装基板１３と、スペーサ１４と、ホルダ部材１５と、狭角導光部材アレイ１６と、広角導光部材アレイ１７とを有する。

背面基板１１、放熱部材１２、ＬＥＤ実装基板１３、スペーサ１４及びホルダ部材１５はＺ方向に沿ってこの順で重ね合わされ、ホルダ部材１５に設けられた雌ねじ孔に固定ネジ１９を螺合することで固定される。

また狭角導光部材アレイ１６は、狭角用貫通孔１５１に＋Ｚ方向側から挿入されて嵌合等で固定され、広角導光部材アレイ１７は広角用貫通孔１５２に－Ｚ方向側から挿入されて嵌合等で固定される。なお、嵌合に限定されず、接着剤等により固定してもよい。

背面基板１１は、略円形の外形形状を有する板状部材であり、各種電気素子を実装可能な配線を備える基板である。背面基板１１は－Ｚ方向側の面にコネクタ２１を有し、電気ケーブル等で駆動回路２に接続できるようになっている。背面基板１１には、例えばアルミニウムや銅等のメタルベースの２層プリント基板等を適用できる。紙エポキシ基板やガラスエポキシ基板等のメタルベース以外の基板も適用できるが、放熱性の点でメタルベース基板が好適である。

放熱部材１２は、略円形の外形形状を有する円柱状部材である。放熱部材１２はアルミニウム等の放熱性の良い材料を含んで構成される。放熱部材１２はＬＥＤ実装基板１３に接触して設けられ、ＬＥＤ実装基板１３におけるＬＥＤ１３１の駆動に伴う発熱が放熱部材１２を通して放熱されるようになっている。

ＬＥＤ実装基板１３は略円形の板状部材であり、ＬＥＤ等の光源や各種電気素子を実装可能な配線を備える基板である。ＬＥＤ実装基板１３の材質については背面基板１１と同様であるため、重複する説明を省略する。

ＬＥＤ実装基板１３は、ＬＥＤ実装基板１３上に設けられたコネクタと、ＦＰＣ２２とを介して背面基板１１に電気的に接続する。またＬＥＤ実装基板１３は、複数のＬＥＤ１３１を備えている。なお、ＬＥＤ１３１は複数のＬＥＤの総称表記である。

各ＬＥＤ１３１は光を発する光源の一例であり、ＬＥＤ実装基板１３の＋Ｚ方向側の面である載置面１３２に実装される。各ＬＥＤ１３１は、ＬＥＤ実装基板１３及びＦＰＣ２２等を介して駆動回路２に電気的に接続し、駆動回路２から印加される駆動電圧に応答して光を発する。

ＬＥＤ１３１は、例えば白色光を発するが、これに限定されるものではなく、単色光であってもよいし、また白色光の中でも電球色や昼白色、昼光色等の各種を選択可能である。

ＬＥＤ１３１として、例えば日亜化学工業（株）の製品番号ＮＦＳＷＥ１１Ａ等を適用できる。なお、狭角導光部材アレイ１６及び広角導光部材アレイ１７のそれぞれへの光の入射効率の点で、ＬＥＤ１３１から側面方向に向かう光を少なくすることが好ましい。

スペーサ１４は、光入射端面１６１ｉ及び光入射端面１７１ｉと、ＬＥＤ１３１が載置される載置面１３２との間に設けられ、狭角導光部材１６１及び広角導光部材１７１のそれぞれとＬＥＤ１３１との間の距離を規定する規定部材の一例である。

ここで、光入射端面１６１ｉは、狭角導光部材アレイ１６の狭角導光部材１６１に含まれる端面であって、ＬＥＤ１３１に対向して配置され、ＬＥＤ１３１が発する光が狭角導光部材１６１内に入射する端面である。なお、狭角導光部材１６１は、狭角導光部材アレイ１６に含まれる複数の狭角導光部材の総称表記である。また光入射端面１６１ｉは、複数の狭角導光部材１６１のそれぞれの光入射端面の総称表記である。狭角導光部材１６１の構成については、別途図５及び図６を参照して説明する。

光入射端面１７１ｉは、広角導光部材アレイ１７の広角導光部材１７１に含まれる端面であって、ＬＥＤ１３１に対向して配置され、ＬＥＤ１３１が発する光が広角導光部材１７１内に入射する端面である。なお、広角導光部材１７１は、広角導光部材アレイ１７に含まれる複数の広角導光部材の総称表記である。また光入射端面１７１ｉは、複数の広角導光部材１７１のそれぞれの光入射端面の総称表記である。

スペーサ１４は略円形の板状部材であり、ＬＥＤ実装基板１３と重ね合わせた際にＬＥＤ実装基板１３に実装された複数のＬＥＤ１３１のそれぞれと１対１で対応する位置に、矩形状の孔である複数のスペーサ貫通孔１４１を備えている。なお、スペーサ貫通孔１４１は複数のスペーサ貫通孔の総称表記である。

スペーサ１４は、板状部材にレーザ加工法等でスペーサ貫通孔１４１を形成して製作できる。スペーサ１４の材質は特に制限されないが、空隙が経時変動しないように十分な強度があって、ＬＥＤ１３１の発熱に対する放熱性が高い点でアルミニウムが好適である。またフレア光又はゴースト光等を低減するために、スペーサ１４に黒染め等の表面処理を施すとより好適である。

スペーサ１４におけるスペーサ貫通孔１４１が形成された領域以外の平面領域の－Ｚ方向側は、ＬＥＤ実装基板１３のＬＥＤ１３１が載置される側の面に接触し、該平面領域の＋Ｚ方向側は、狭角導光部材アレイ１６に含まれる保持部１６２に接触する。この状態で背面基板１１、放熱部材１２、ＬＥＤ実装基板１３及びスペーサ１４が重ね合わされてホルダ部材１５に固定される。なお、保持部１６２は、狭角導光部材１６１及び広角導光部材１７１のそれぞれを保持する部材であり、複数の保持部の総称表記である。

これにより、スペーサ貫通孔１４１を介して対向するＬＥＤ１３１の発光面と狭角導光部材アレイ１６における光入射端面１６１ｉとの間の距離が所定距離に規定される。

また背面基板１１、放熱部材１２、ＬＥＤ実装基板１３及びスペーサ１４は、各部材の所定の位置に設けられた位置決め貫通孔のそれぞれに位置決めピン１８が挿入されるようにして重ね合わされる。そして、この位置決めピン１８がホルダ部材１５に設けられた位置決め凹部に嵌合される。これにより背面基板１１、放熱部材１２、ＬＥＤ実装基板１３及びスペーサ１４と、ホルダ部材１５に固定される狭角導光部材アレイ１６及び広角導光部材アレイ１７のそれぞれの配列平面内での位置が所定の状態に位置合わせされる。

ホルダ部材１５は、１２個の狭角用貫通孔１５１と、４個の広角用貫通孔１５２とを有する円柱状部材である。狭角導光部材１６１は狭角用貫通孔１５１に挿入されて固定され、広角導光部材１７１は広角用貫通孔１５２に挿入されて固定される。ここで、図３は、狭角導光部材１６１及び広角導光部材１７１のホルダ部材１５への固定方法の一例を説明する図である。

図３に示すように、狭角導光部材１６１は＋Ｚ方向側から矢印３１が示す方向に沿って狭角用貫通孔１５１に挿入され、保持部１６２が狭角用貫通孔１５１を通った後、ホルダ部材１５の－Ｚ方向側に配置されるスペーサ１４に突き当てられる。その後、略Ｕ字状に形成された板金製のプレートであるストッパ部材１６３が保持部１６２とホルダ部材１５の底面１５３との間に挿入され、ストッパ部材１６３とスペーサ１４で保持部１６２を挟みこむようにして、狭角導光部材１６１が固定される。

一方、広角導光部材１７１は－Ｚ方向側から矢印３２が示す方向に沿って広角用貫通孔１５２に挿入され、ホルダ部材１５が含む突当部１５４に保持部１６２の＋Ｚ方向側の面が突き当てられて固定される。

図２に戻って説明を続ける。光出射端面１７１ｏは、広角導光部材１７１に含まれる端面であって、導光された光が広角導光部材１７１内から外部に出射する端面である。また光出射端面１６１ｏは、狭角導光部材１６１に含まれる端面であって、導光された光が狭角導光部材１６１内から外部に出射する端面である。なお、光出射端面１７１ｏは、複数の広角導光部材１７１のそれぞれの光出射端面の総称表記であり、光出射端面１６１ｏは、複数の狭角導光部材１６１のそれぞれの光出射端面の総称表記である。

ホルダ部材１５は、例えば樹脂材料を射出成形して製作される。ＬＥＤ１３１が発する光が発光装置１から外部に漏れ出したり、太陽光等の可視光が発光装置１の外部から内部に進入したりすることを防ぐために、ホルダ部材１５の樹脂材料は、ＬＥＤ１３１が発する光及び可視光に対して透過性を有さないことが好ましい。

例えば樹脂材料には、熱可塑性樹脂であるポリフェニレンサルファイド（PPS； Poly Phenylene Sulfide）樹脂、ポリカーボネート（PC；Polycarbonate）樹脂、アクリル（PMMA；Poly Methyl Methacrylate）樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS；Acrylonitrile butadiene styrene)樹脂、又はポリエーテルエーテルケトン（PEEK；Poly Ether Ether Ketone）樹脂等を適用できる。但し、樹脂に限定されるものではなく、アルミウム合金等の金属材料を用いてホルダ部材１５を構成してもよい。

狭角導光部材アレイ１６は、配列平面内に２次元アレイ状に配列する１２個の狭角導光部材群１６Ａを有し、各狭角導光部材群１６Ａは９個の狭角導光部材１６１を有する。従って、狭角導光部材アレイ１６は、全部で１０８個の狭角導光部材１６１を有する。なお、狭角導光部材群１６Ａは、１２個の狭角導光部材群の総称表記である。また狭角導光部材１６１の配置については、別途図４を参照して説明する。

各狭角導光部材１６１は、光入射端面１６１ｉに近づくにつれて細くなるテーパ形状を有し、狭角導光部材１６１における導光方向に交差する断面は正方形状に形成されている。

なお、テーパ形状とは、細長い部材の直径、幅又は厚み等が先細りになっている形状をいう。ここで、本実施形態では、光入射端面１６１ｉに近づくにつれて細くなる形状であれば、個々の狭角導光部材１６１の側面部の傾きが狭角導光部材１６１の中心軸に対して対称になっていなくてもテーパという。本実施形態では、個々の狭角導光部材１６１の中心軸に交差する断面は矩形状に形成されているが、矩形に限定されるものではなく、円形等の他の形状であってもよい。この点は広角導光部材１７１においても同様である。

広角導光部材アレイ１７は、配列平面内に設けられた４個の広角導光部材群１７Ａを有し、各広角導光部材群１７Ａは９個の広角導光部材１７１を有する。従って、広角導光部材アレイ１７は、全部で３６個の広角導光部材１７１を有する。なお、広角導光部材群１７Ａは、４個の広角導光部材群の総称表記である。また広角導光部材１７１の配置については、別途図４を参照して説明する。

各広角導光部材１７１は、光入射端面１７１ｉに近づくにつれて細くなるテーパ形状を有し、広角導光部材１７１における導光方向に交差する断面は正方形状に形成されている。

光出射端面１６１ｏ側では、隣接する狭角導光部材１６１同士は繋がっている。同様に光出射端面１７１ｏ側では、隣接する広角導光部材１７１同士は繋がっている。１０８個の光出射端面１６１ｏ及び３６個の光出射端面１７１ｏは配列平面内に配置され、発光装置１における光が出射する開口として機能する開口部１０を構成する。

狭角導光部材アレイ１６の光入射端面１６１ｉ側では、隣接する狭角導光部材１６１同士は分離しており、隣接する狭角導光部材１６１同士の側面間の間隔は、光入射端面１６１ｉに近づくにつれて広くなる。同様に、広角導光部材アレイ１７の光入射端面１７１ｉ側では、隣接する広角導光部材１７１の側面間の間隔は、光入射端面１７１ｉに近づくにつれて広くなる。

ここで、狭角導光部材１６１及び広角導光部材１７１は、それぞれ導光部材の一例である。

ＬＥＤ１３１が発する光は、光入射端面１６１ｉを通って狭角導光部材１６１内に入射する。入射した光は、狭角導光部材１６１のテーパ面である側面で全反射を繰り返しながら狭角導光部材１６１内を導光され、光出射端面１６１ｏを通って出射する。狭角導光部材１６１のテーパ角度は略５．７度であって、狭角導光部材１６１による出射光の広がり角度は略１２．５度である。なお、広がり角度の数値は半値半角を表す。この点は以下においても同様である。

またＬＥＤ１３１が発する光は、光入射端面１７１ｉを通って広角導光部材１７１内に入射する。入射した光は、広角導光部材１７１のテーパ面である側面で全反射を繰り返しながら広角導光部材１７１内を導光され、光出射端面１７１ｏを通って出射する。広角導光部材１７１のテーパ角度は略１．９度であって、広角導光部材１７１による出射光の広がり角度は略３０．０度である。

狭角導光部材アレイ１６は、ＬＥＤ１３１が発する光に対して透過性を有する樹脂材料を射出成形することで、９個の狭角導光部材１６１を一体にして製作される。９個の狭角導光部材１６１の組である狭角導光部材群１６Ａが１２個集合し、合計１０８個の狭角導光部材１６１により狭角導光部材アレイ１６が構成される。同様に、広角導光部材アレイ１７は、ＬＥＤ１３１が発する光に対して透過性を有する樹脂材料を射出成形することで、４個の広角導光部材群１７Ａごとで、９個の広角導光部材１７１を一体にして製作される。狭角導光部材アレイ１６及び広角導光部材アレイ１７のそれぞれの樹脂材料には、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂又はアクリル樹脂等を適用できる。

なお、図２に示したＬＥＤ１３１、スペーサ貫通孔１４１、狭角導光部材１６１及び広角導光部材１７１の個数又は配置、並びに各部材の外形形状等は一例であり、発光装置１の目的に応じてこれらを適宜選択できる。

また、広角導光部材アレイ１７における「広角」は、狭角導光部材アレイ１６と比較して出射光の広がり角度が相対的に広いことを意味し、一般に「広角」と呼ばれる角度に限定されるものではない。同様に、狭角導光部材アレイ１６における「狭角」は、広角導光部材アレイ１７と比較して出射光の広がり角度が相対的に狭いことを意味し、一般に「狭角」と呼ばれる角度に限定されるものではない。

つまり、広角導光部材アレイ１７の出射光の広がり角度よりも、狭角導光部材アレイ１６の出射光の広がり角度が狭ければよい。

また、狭角導光部材アレイ１６及び広角導光部材アレイ１７における個々の導光部材のテーパ角度や、個数及び導光部材による組の組数等は、上述したものに限定されるものではなく、目的に応じて適宜選択可能である。また本実施形態では、光が導光部材の側面で全反射することで導光部材内を伝搬する例を示すが、これに限定されるものではない。導光部材の側面に反射面等の偏向面を設け、光が導光部材の側面で偏向することで導光部材内を伝搬可能に構成することもできる。

＜狭角導光部材１６１、広角導光部材１７１及びＬＥＤ１３１の配置例＞
次に図４は、狭角導光部材１６１、広角導光部材１７１及びＬＥＤ１３１の配置の一例を説明する平面図である。図４は、発光装置１を＋Ｚ方向側から視た図を示している。

但し、狭角導光部材１６１、広角導光部材１７１及びＬＥＤ１３１の配置を分かり易くするために、図４では、発光装置１の構成部のうち、狭角導光部材アレイ１６と、広角導光部材アレイ１７と、ＬＥＤ１３１を含むＬＥＤ実装基板１３のみを表示している。

図４に示すように、狭角導光部材アレイ１６は、Ｘ方向の両端にＹ方向に配列する２個と、Ｙ方向の両端にＸ方向に配列する２個と、及び中央に配列する２×２で４個の合計１２個の狭角導光部材群１６Ａを有する。また狭角導光部材群１６Ａのそれぞれは、３×３で９個の狭角導光部材１６１を有する。図４では、狭角導光部材１６１を細線の四角形で表示し、３×３個の狭角導光部材１６１を含む狭角導光部材群１６Ａを太線の四角形で表示している。

また、広角導光部材アレイ１７は、狭角導光部材アレイ１６を対角の４方向から囲むように４つの広角導光部材群１７Ａを有する。また広角導光部材群１７Ａのそれぞれは、３×３で９個の広角導光部材１７１を有する。図４では、狭角導光部材１６１を表す細線の四角形と比較して小さい細線の四角形で広角導光部材１７１を表示している。また３×３個の広角導光部材１７１を含む広角導光部材群１７Ａを太線の四角形で表示している。

図４に示すように、狭角導光部材１６１及び広角導光部材１７１のそれぞれは、配列平面内で正方形状の形状を有し、広角導光部材１７１の面積に対して、狭角導光部材１６１の面積は大きい。

また合計で１０８個の狭角導光部材１６１に１対１で対応して、図４に黒く塗り潰した四角形で表示するように、ＬＥＤ１３１が設けられている。狭角導光部材群１６Ａごとで、中央では狭角導光部材１６１の中心に対して中心が略一致するようにＬＥＤ１３１が配置され、周辺では狭角導光部材１６１の中心に対して中心が偏心するようにＬＥＤ１３１が配置される。狭角導光部材群１６Ａの周辺では、ＬＥＤ１３１の中心が狭角導光部材１６１の中心に対して狭角導光部材群１６Ａの中心に近づくように偏心して配置される。

例えば、狭角導光部材１６１ｃの中心とＬＥＤ１３１ｃの中心は略一致している。一方、狭角導光部材１６１ｆの中心に対し、ＬＥＤ１３１ｆの中心は狭角導光部材群１６Ａの中心に近づくように偏心している。

また合計で３６個の広角導光部材１７１に１対１で対応してＬＥＤ１３１が設けられている。各広角導光部材１７１の中心と、広角導光部材１７１に１対１で対応するＬＥＤ１３１の中心は、略一致するように配置される。

本実施形態では、狭角導光部材１６１に対応するＬＥＤ１３１と、広角導光部材１７１に対応するＬＥＤ１３１とが同様に白色光を発するＬＥＤである場合を例示するが、これに限定されるものではない。例えば、狭角導光部材１６１に対応するＬＥＤが白色光を発し、広角導光部材１７１に対応するＬＥＤが電球色の光を発する構成等にしてもよい。

＜狭角導光部材群１６Ａの周辺の構成例＞
次に図５及び図６を参照して、狭角導光部材群１６Ａの周辺の構成について説明する。図５は、狭角導光部材群１６Ａの周辺の構成の一例を説明する分解斜視図である。図６は、狭角導光部材群１６Ａの周辺の構成の一例を説明する断面図である。なお、図５及び図６は、狭角導光部材群１６Ａと、スペーサ１４及びＬＥＤ実装基板１３のそれぞれのうち、狭角導光部材群１６Ａに対応する一部の領域のみを表示している。

図５及び図６に示すように、狭角導光部材群１６Ａは、狭角導光部材１６１と、保持部１６２とを含む。保持部１６２は、光反射性粒子を含有するシリコーン樹脂を含んで構成され、射出成形法等により製作された部材である。保持部１６２は、狭角導光部材アレイ１６とは別の部材である。

保持部１６２は、個々の狭角導光部材１６１における光入射端面１６１ｉと交差する面に接合され、狭角導光部材１６１における光入射端面１６１ｉ側の端部を保持する。個々の狭角導光部材１６１における光入射端面１６１ｉと交差する面は、換言すると、狭角導光部材１６１の側面のテーパ面であり、保持部１６２は、テーパ面における光入射端面１６１ｉ側の端部付近を保持する。

光反射性粒子は、ＬＥＤ１３１が発光する光に対して光反射性を有する粒子であり、例えば白色の酸化チタン粒子、ガラスビーズ、炭酸カルシウム粒子、アルミニウム粉、マイカ粒子等である。保持部１６２は光反射性粒子を含有し、白色等に着色しているため光透過率が低い。これに対し、狭角導光部材１６１は光反射性粒子を含有せず光透過率が高い点で特性が異なる。但し、保持部１６２と狭角導光部材１６１は同じ材料（例えば、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂又はアクリル樹脂）を含んで形成することができ、線膨張係数をほぼ等しくすることができ、温度変化等に伴う変形量はほぼ等しくなる。なお、線膨張係数は、線膨張率、熱膨張係数、又は熱膨張率と称することもできる。

図６に示すように、保持部１６２は、狭角導光部材１６１における光入射端面１６１ｉと交差する側面に接着部材２０を介して接合する。接着部材２０は、光反射性粒子を含有し、接着剤として機能する樹脂で構成されている。この光反射性粒子も、例えば白色の酸化チタン粒子、ガラスビーズ、炭酸カルシウム粒子、アルミニウム粉、マイカ粒子等である。従って接着部材２０は、白色等に着色し、光透過率が低い。

保持部１６２は光透過率が低いが、狭角導光部材１６１における光入射端面１６１ｉと交差する側面に接合するため、ＬＥＤ１３１から狭角導光部材１６１の光入射端面１６１ｉを通る光の入射を阻害しないようになっている。

保持部１６２の－Ｚ方向側に配置されるスペーサ１４は、＋Ｚ方向側の表面１４ａで、保持部１６２の－Ｚ方向側の面に接触する。またスペーサ１４は、－Ｚ方向側の裏面１４ｂでＬＥＤ実装基板１３の載置面１３２に接触する。この状態で、狭角導光部材１６１を含む狭角導光部材アレイ１６、スペーサ１４及びＬＥＤ実装基板１３は、ホルダ部材１５に固定される。ここで、スペーサ１４の表面１４ａは、保持部１６２に接触する第２の接触部の一例であり、スペーサ１４の裏面１４ｂは、載置面１３２に接触する第１の接触部の一例である。

狭角導光部材１６１は保持部１６２に接合されており、また保持部１６２はスペーサ１４の表面１４ａに接触しているため、熱膨張等で光照射方向（Ｚ方向）に沿って伸長する場合にも、光入射端面１６１ｉのＬＥＤ１３１に近づく方向への移動が抑制される。すなわち、光源と導光部材との間の距離変動を抑制できる。なお、狭角導光部材１６１は、スペーサ１４の表面１４ａを基準に＋Ｚ方向側に熱膨張するが、図６の構成では、狭角導光部材１６１の＋Ｚ方向側に熱膨張を抑制するためのガラス板等の規制部材を設けず、光出射端面１６１ｏはＺ方向に沿って移動自在になっている。

また、保持部１６２と狭角導光部材１６１が同じ材料を含む場合、温度変化に伴う狭角導光部材１６１と保持部１６２の変形量はほぼ等しいため、両者の変形量の違いで狭角導光部材１６１と保持部１６２との接合部に加わるせん断応力が抑制される。これにより、狭角導光部材１６１が温度変化で変形した場合にも、狭角導光部材１６１と保持部１６２とが剥離する等の破損が抑制される。

また、狭角導光部材１６１は、光出射端面１６１ｏ側の端部が光出射端面１６１ｏに交差する方向に伸縮可能である。光出射端面１６１ｏに交差する方向は、例えばＺ方向に沿う方向である。従って、熱膨張等で狭角導光部材１６１が光照射方向（Ｚ方向）に沿って伸長する際には、光出射端面１６１ｏが＋Ｚ方向に移動しやすい。

また、ＬＥＤ１３１が発する光のうち、ＬＥＤ１３１の側面方向に伝搬する光があると、狭角導光部材１６１への光の入射効率が低下する場合があるが、保持部１６２はＬＥＤ１３１が発する光の放射角が大きい方向（±９０度）側に設けられ、光反射性粒子を含有する。

そのため、ＬＥＤ１３１の側面方向に伝搬する光を反射して光入射端面１６１ｉに導くことで、狭角導光部材１６１への光の入射効率の低下を抑制できるようになっている。ここで図６に示す伝搬光２５は、保持部１６２で反射され、光入射端面１６１ｉに導かれる光を示している。

また、接着部材２０も光反射性粒子を含有するため、ＬＥＤ１３１の側面方向に伝搬する光を反射して光入射端面１６１ｉに導くことができ、これにより狭角導光部材１６１への光の入射効率の低下を抑制するように作用する。

なお、図５及び図６では、狭角導光部材群１６Ａの周辺の構成を説明したが、広角導光部材群１７Ａも保持部１６２と同様の保持部及び接着部材２０と同様の接着部材を備えることができ、保持部１６２及び接着部材２０と同様の作用を得ることができる。

また、狭角導光部材１６１のうちの狭角導光部材１６１ｃは、光入射端面１６１ｃｉと、光出射端面１６１ｃｏとを有する。狭角導光部材１６１ｃは第１導光部材の一例である。狭角導光部材１６１ｃの中心軸１６１ｃｃは、光入射端面１６１ｃｉの中心と光出射端面１６１ｃｏの中心の両方を通る軸である。

また狭角導光部材１６１のうちの狭角導光部材１６１ｆは、光入射端面１６１ｆｉと、光出射端面１６１ｆｏとを有する。狭角導光部材１６１ｆは第２導光部材の一例である。狭角導光部材１６１ｆの中心軸１６１ｆｃは、光入射端面１６１ｆｉの中心と光出射端面１６１ｆｏの中心の両方を通る軸である。

中心軸１６１ｆｃはＺ方向に対して傾き角度θで傾いている。中心軸１６１ｃｃはＺ方向に対して傾いていない。従って、中心軸１６１ｆｃと中心軸１６１ｃｃは、傾き角度θで傾いている。

また、軸間距離ｄｉは、光入射端面１６１ｉ側における中心軸１６１ｆｃと中心軸１６１ｃｃの軸間距離である。軸間距離ｄｏは、光出射端面１６１ｏ側における中心軸１６１ｆｃと中心軸１６１ｃｃの軸間距離である。軸間距離ｄｏは軸間距離ｄｉより長い。換言すると、中心軸１６１ｆｃと中心軸１６１ｃｃとの軸間距離は、入射側よりも出射側の方が大きい。

この構成により、狭角導光部材アレイ１６を有する発光装置１は、＋Ｚ方向に進むにつれて方向が異なる光を照射することができる。なお、広角導光部材アレイ１７は、狭角導光部材アレイ１６と比較して出射光の広がり角度は異なるが、狭角導光部材アレイ１６と同様に＋Ｚ方向に進むにつれて広がる発散光を照射することができる。

＜狭角導光部材１６１による導光例＞
次に図７を参照して、狭角導光部材１６１による導光について説明する。図７は、狭角導光部材１６１による導光の一例を説明する断面図であり、図７（ａ）は第１例を示す図、図７（ｂ）は第２例を示す図である。

図７（ａ）に示すように、ＬＥＤ１３１ｃが発した光は光入射端面１６１ｃｉを通って狭角導光部材１６１ｃの内部に入射し、狭角導光部材１６１ｃ内を導光された後、光出射端面１６１ｃｏを通って出射する。

破線で示した照射光３０ｃは、狭角導光部材１６１ｃ内を導光される光を表している。光出射端面１６１ｃｏを出射した照射光３０ｃは、被照射面４０における狭角被照射領域４１ｃを照射する。被照射面４０は、例えば室内の壁面である。

また、図７（ｂ）に示すように、ＬＥＤ１３１ｆが発した光は光入射端面１６１ｆｉを通って狭角導光部材１６１ｆの内部に入射し、狭角導光部材１６１ｆ内を導光された後、光出射端面１６１ｆｏを通って出射する。

破線で示した照射光３０ｆは、狭角導光部材１６１ｆ内を導光される光を表している。光出射端面１６１ｆｏを出射した照射光３０ｆは、被照射面４０における狭角被照射領域４１ｆを照射する。

＜発光装置１による光照射例＞
次に図８を参照して、発光装置１による光照射について説明する。図８は、発光装置１による光照射の一例を説明する図である。

図８は、被照射面４０上での９個の狭角被照射領域４１及び１個の広角被照射領域４２を示している。９個の狭角被照射領域４１は、狭角導光部材アレイ１６の狭角導光部材群１６Ａに含まれる９個の狭角導光部材１６１のそれぞれから出射した光で照射された領域である。１２個の狭角導光部材群１６Ａのそれぞれで、９個の狭角導光部材１６１のそれぞれの出射光が各狭角被照射領域４１を照射し、狭角被照射領域４１の位置ごとで１２個の照射光が重なる。

また１個の広角被照射領域４２は、広角導光部材アレイ１７に含まれる３６個の広角導光部材１７１のそれぞれから出射した光で照射された領域である。３６個の広角導光部材１７１のそれぞれの出射光が１つの広角被照射領域４２を照射し、広角被照射領域４２で３６個の照射光が重なる。

なお、図８に示した光照射例は一例であり、狭角導光部材アレイ１６及び広角導光部材アレイ１７のそれぞれによる光照射のパターンは、目的に応じて適宜選択可能である。また複数のＬＥＤ１３１の発光を個別に制御して、発光装置１による光照射位置、光照射方向又は光照射範囲等を自在に変更可能である。

＜発光装置１の効果＞
以上説明したように、本実施形態では、狭角導光部材アレイ１６における光入射端面１６１ｉと、ＬＥＤ１３１（光源）が載置される載置面１３２との間に設けたスペーサ１４（規定部材）により、光入射端面１６１ｉとＬＥＤ１３１との間の距離を規定する。

また、光入射端面１６１ｉと交差する面に接合されて光入射端面１６１ｉ側の狭角導光部材１６１の端部を保持する保持部１６２を設け、スペーサ１４は、載置面１３２に接触する裏面１４ｂ（第１の接触部）と、保持部１６２に接触する表面１４ａ（第２の接触部）とを含む。

狭角導光部材１６１は保持部１６２に接合されており、また保持部１６２はスペーサ１４の表面１４ａに接触しているため、熱膨張等で光照射方向に沿って伸長する場合にも、光入射端面１６１ｉのＬＥＤ１３１に近づく方向への移動が抑制される。

これにより、ＬＥＤ１３１と狭角導光部材１６１との間の距離変動を抑制でき、発光装置１による照射光の色味等の特性変化を抑えることができる。

また、狭角導光部材１６１は軟質のシリコーン樹脂を含むため、光入射端面１６１ｉ側の細い部分は、衝撃等で動きやすくなる。この細い部分が動くと、狭角導光部材１６１内を導光される光の導光状態が変化する場合がある。同様に、広角導光部材１７１は軟質のシリコーン樹脂を含むため、光入射端面１７１ｉ側の細い部分は、衝撃等で動きやすくなる。この細い部分が動くと、広角導光部材１７１内を導光される光の導光状態が変化する場合がある。

本実施形態では、保持部１６２が光入射端面１６１ｉ側の狭角導光部材１６１の端部を保持するため、狭角導光部材１６１における光入射端面１６１ｉ側の細い部分のＸ、Ｙ及びＺ方向への位置変動を抑制できる。同様に、保持部１６２が光入射端面１７１ｉ側の広角導光部材１７１の端部を保持するため、広角導光部材１７１における光入射端面１７１ｉ側の細い部分のＸ、Ｙ及びＺ方向への位置変動を抑制できる。

また本実施形態では、狭角導光部材１６１と保持部１６２は同じ材料を含み、線膨張係数が略等しいため、温度変化に伴う狭角導光部材１６１と保持部１６２の変形量はほぼ等しい。これにより、両者の変形量の違いで狭角導光部材１６１と保持部１６２との接合部に加わるせん断応力が抑制される。そして、狭角導光部材１６１が温度変化で変形した場合にも、狭角導光部材１６１と保持部１６２とが剥離する等の破損を抑制できる。

また本実施形態では、保持部１６２は、光反射性粒子を含有する樹脂を含み、ＬＥＤ１３１が発する光のうち、ＬＥＤ１３１が発する光の放射角が大きい方向（±９０度）に伝搬する光を反射して光入射端面１６１ｉに導く。これにより、該方向に伝搬する光を狭角導光部材１６１に入射させることができ、光の入射効率の低下を抑制できる。

また本実施形態では、狭角導光部材１６１は、光出射端面１６１ｏ側の端部が光出射端面１６１ｏに交差する方向に伸縮可能である。光出射端面１６１ｏに交差する方向は例えば光照射方向である。従って、熱膨張等で狭角導光部材１６１が光照射方向に沿って伸長する際には、光出射端面１６１ｏが光照射方向に移動しやすくなる。これにより、光入射端面１６１ｉの移動を抑制し、ＬＥＤ１３１と狭角導光部材１６１との間の距離変動を抑制できる。

また本実施形態では、狭角導光部材１６１は、光入射端面１６１ｉに近づくにつれて細くなるテーパ形状を有する。

また狭角導光部材１６１は、光入射端面１６１ｉに沿った配列平面内に、狭角導光部材１６１ｃ（第１導光部材）と、狭角導光部材１６１ｆ（第２導光部材）とを含み、狭角導光部材１６１ｆの中心軸１６１ｆｃは、狭角導光部材１６１ｃの中心軸１６１ｃｃに対して傾きを有する。

また狭角導光部材１６１ｃの中心軸１６１ｃｃと狭角導光部材１６１ｆの中心軸１６１ｆｃとの軸間距離は、入射側よりも出射側の方が大きい。

これらの構成により、発光装置１による照射光を所望の方向に照射できる。

なお、ここでは狭角導光部材１６１を例に発光装置１の効果を説明したが、広角導光部材１７１でも同様の効果を得ることができる。

＜変形例＞
上述した実施形態では、保持部１６２と狭角導光部材１６１とが接着部材２０により接合された狭角導光部材アレイ１６を例示したが、保持部１６２と狭角導光部材１６１との接合はこれに限定されるものではなく、各種の変形が可能である。

図９は、変形例に係る狭角導光部材と保持部との接合の一例を説明する断面図である。図９（ａ）は第１変形例を示す図、図９（ｂ）は第２変形例を示す図である。

図９（ａ）に示す狭角導光部材アレイ１６ａでは、狭角導光部材１６１ａと保持部１６２ａとを２色成形法により一体に射出成形することで、両者を接合する。ここで、２色成形法とは、異なる特性の樹脂を１つの部品に成形する方法を意味する。

保持部１６２ａは、光反射性粒子を含有するシリコーン樹脂を含む。一方、狭角導光部材１６１ａは、光反射性粒子を含有しないシリコーン樹脂を含む。

保持部１６２ａのシリコーン樹脂は光反射性粒子を含有するため、保持部１６２ａは光透過率が低い。一方、狭角導光部材１６１ａのシリコーン樹脂は光反射性粒子を含有しないため、光透過率が高い。この点で、狭角導光部材１６１ａのシリコーン樹脂と保持部１６２ａのシリコーン樹脂は、異なる特性の樹脂である。

ここで、狭角導光部材１６１ａと保持部１６２ａとの接合のために接着部材を用いると、狭角導光部材１６１ａ及び保持部１６２ａと、接着部材とで線膨張係数が異なる場合がある。そのため、狭角導光部材アレイ１６ａが温度変化等で伸縮する場合に、狭角導光部材１６１ａ及び保持部１６２ａと接着部材との間で伸縮量が異なることで、狭角導光部材１６１ａ及び保持部１６２ａと接着部材とが剥離し、その結果、狭角導光部材１６１ａと保持部１６２ａとが剥離する場合がある。

これに対し、第１変形例では、狭角導光部材１６１ａと保持部１６２ａを一体成形し、接合のために接着部材を用いないため、狭角導光部材１６１ａと保持部１６２ａとの剥離を防止できる。

保持部１６２ａが光反射性粒子を含むことによる作用効果は、保持部１６２と同様である。

また、図９（ｂ）に示す狭角導光部材アレイ１６ｂでは、シリコーン樹脂を含んで構成される狭角導光部材１６１ｂと、アルミニウム又はステンレス等の金属を含んで構成される保持部１６２ｂとをインサート成形法で一体成形することで、両者を接合する。ここで、インサート成形法とは、成形用の金型内に挿入した金属部品の周りに樹脂を注入し、金属部品と一体に樹脂を成形する方法を意味する。

このようなインサート成形法により製作した狭角導光部材アレイ１６ｂを用いて、発光装置を構成することもできる。

なお、上述した変形例では、狭角導光部材アレイについて説明したが、広角導光部材アレイにおいても同様である。

以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施形態では、出射光の広がり角度が異なる狭角導光部材アレイと広角導光部材アレイとを有する発光装置を例示したが、これに限定されるものではない。出射光の広がり角度が同じである１種類の導光部材アレイを用いて発光装置を構成してもよいし、出射光の広がり角度が３種類以上の導光部材アレイを用いて発光装置を構成してもよい。また出射光の広がり角度以外の導光特性が異なる複数種類の導光部材アレイを用いて発光装置を構成することもできる。

１ 発光装置
１０ 開口部
１１ 背面基板
１２ 放熱部材
１３ ＬＥＤ実装基板
１３１ ＬＥＤ（光源）
１３２ 載置面
１４ スペーサ（規定部材の一例）
１４１ スペーサ貫通孔
１５ ホルダ部材
１５１ 狭角用貫通孔
１５２ 広角用貫通孔
１６ 狭角導光部材アレイ（導光部材の一例）
１６Ａ 狭角導光部材群
１６１ 狭角導光部材
１６１ｉ 光入射端面
１６１ｏ 光出射端面
１６２ 保持部
１７ 広角導光部材アレイ（導光部材の一例）
１７Ａ 広角導光部材群
１７１ 広角導光部材
１７１ｉ 光入射端面
１７１ｏ 光出射端面
１８ 位置決めピン
１９ 固定ネジ
２ 駆動回路
２０ 接着部材
２１ コネクタ
２２ ＦＰＣ
２５ 伝搬光
４０ 被照射面
４１ 狭角被照射領域
４２ 広角被照射領域
θ 傾き角度
ｄｉ、ｄｏ 軸間距離

Claims (8)

1. 光を発する光源と、
   前記光を導光する導光部材と、
   前記光源が載置される載置面と、前記導光部材における前記光が入射する光入射端面と、の間に設けられ、前記光源と前記導光部材との間の距離を規定する規定部材と、
   前記導光部材における前記光入射端面と交差する面に接合され、前記光入射端面側の前記導光部材の端部を保持する保持部と、を有し、
   前記規定部材は、前記載置面に接触する第１の接触部と、前記保持部に接触する第２の接触部と、を含み、
   前記光源と前記導光部材の前記光入射端面との間に空隙が設けられている、発光装置。
2. 前記導光部材と前記保持部は、同じ材料を含む請求項１に記載の発光装置。
3. 前記保持部は、光反射性粒子を含有する樹脂を含む請求項１又は２に記載の発光装置。
4. 前記導光部材と前記保持部は、一体に成形されている請求項１乃至３の何れか１項に記載の発光装置。
5. 前記導光部材は、前記導光部材における前記光が出射する光出射端面側の端部が前記光出射端面に交差する方向に伸縮可能である請求項１乃至４の何れか１項に記載の発光装置。
6. 前記導光部材は、前記光入射端面に近づくにつれて細くなるテーパ形状を有する
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の発光装置。
7. 前記導光部材は、前記光入射端面に沿った平面内に、第１導光部材と、第２導光部材と、を含み、
   前記第１導光部材の中心軸は、前記第２導光部材の中心軸に対して傾きを有する請求項１乃至６の何れか１項に記載の発光装置。
8. 前記第１導光部材の中心軸と前記第２導光部材の中心軸との軸間距離は、入射側よりも出射側の方が大きい請求項７に記載の発光装置。

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