面照明光源装置及びこれを用いた面照明装置
【課題】指向性の強い点光源を用い、光を高い効率で利用しながら、点光源の放射方向の厚みを増大させることなく、広い面積で均一な照明光を得ること。
【解決手段】
放射側反射手段２６０は、第１の放射側反射手段１２０と、第２の放射側反射手段１４０と、からなり、第１の放射側反射手段１２０は、第１の反射面１２１と、第１の反射面１２１の反対側にある第２の反射面１２２とを有し、第２の放射側反射手段１４０は、第２の反射面１２２との間で多重反射させる第３の反射面１４１とを有し、
第１放射側反射部１２０の第１の反射面１２１は、点光源の真上部分に所定範囲の中央反射部と該中央反射部の外周囲に外方反射部とを有し、外方反射部は、一部光を透過、反射及び乱反射して所定の反射率を有した反射部材からなり、中央反射部は外方反射部の反射率より高い反射率を有する光透過性の反射部で形成されていることを特徴とする面照明光源装置。
【解決手段】
放射側反射手段２６０は、第１の放射側反射手段１２０と、第２の放射側反射手段１４０と、からなり、第１の放射側反射手段１２０は、第１の反射面１２１と、第１の反射面１２１の反対側にある第２の反射面１２２とを有し、第２の放射側反射手段１４０は、第２の反射面１２２との間で多重反射させる第３の反射面１４１とを有し、
第１放射側反射部１２０の第１の反射面１２１は、点光源の真上部分に所定範囲の中央反射部と該中央反射部の外周囲に外方反射部とを有し、外方反射部は、一部光を透過、反射及び乱反射して所定の反射率を有した反射部材からなり、中央反射部は外方反射部の反射率より高い反射率を有する光透過性の反射部で形成されていることを特徴とする面照明光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＬＣＤバックライト、照明用看板、自動車・車両等の表示装置に使用される面照明光源装置及びこれを用いた面照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に係る面光源装置は、少なくとも一つの一次光源と、この一次光源から発せられる光を導光し且つ前記一次光源から発せられた光が入射する光入射端面及び導光される光が出射する光出射面を有する板状の導光体とを備えており、前記導光体が、前記光出射面及びその反対側の裏面の双方又は一方に光出射機構を備え、且つ前記光出射面及び前記裏面の双方又は一方に少なくとも一つの局所的レンズ列形成部を備え、この局所的レンズ列形成部のそれぞれは少なくとも一つの局所的レンズ列を含み、この局所的レンズ列が前記一次光源から発せられ前記光入射端面に入射した光のうちの最大強度光の入射位置での輝度分布におけるピーク光の方向と異なる方向に形成されているもので、これによって輝度不均一を解消するものである。
【０００３】
特許文献２に係る照明式表示装置は、一端に開口部が形成され、内側壁が光の反射面である光源収容部を有するランプハウジングと、前記光源収容部の奥壁に設けられた照明用の光源である発光ダイオードと、前記開口部の前面に履設されて所望の表示を行うための透光形状が形成された表示板とを備え、前記光源収容部内の前記発光ダイオードと前記表示板との間に嵌合されて、前記光源収容部の内壁部との接触面を形成し、入射した光を散乱して面光源にするための導光体とを備え、前記内側壁表面にシボ加工が施されるものであり、これによって、ＬＥＤのように指向性の強い光源の照明を均一化させて表示形状の視認性を向上させるものである。
【０００４】
特許文献２では、換言すれば、発光ダイオードからの光をシボ加工された内側壁面で拡散反射して拡散フィルム等の作用で均一にしている。
また、特許文献３では、光の放射面上に形成された拡散層における微小反射部からの反射光と、発光ダイオード（ＬＥＤ）の周辺に設けられた反射器と、の間での反射の繰り返しにより、均一光を得る旨が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献４では、ＬＥＤから出射された指向性のある光（特にＬＥＤ直上の強い光）を、放射面に形成された反射部でＬＥＤ側に反射させている。これにより、光の方向を変化させてＬＥＤからの光強度を減少させ、均一な光を得る点が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３４３１２４号公報
【特許文献２】特開２００３−１８６４２７号公報
【特許文献３】特開２００５−２８４２８３号公報
【特許文献４】特開２００６−１２８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
表示装置や照明等の光源として、電力消費量や発熱が少ない点から発光ダイオード（ＬＥＤ）の使用が検討されるが、ＬＥＤは指向性が強いため、広い面で均一光量分布を得るためには、従来上述した特許文献に開示されるような工夫が必要であった。
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、ＬＥＤによる指向性の強い光を均等化するために、ＬＥＤ光源を放射方向に対して横に設けたりしている。このため、大きなスペースを要する。
【０００９】
特許文献２では、ＬＥＤの放射方向に所定の厚みが必要であった。また、内側拡散フィルムで散乱された光は、ベース板で吸収されてしまう等、ＬＥＤからの光を全て利用するとの思想はなかった。
【００１０】
また、特許文献３では、放射面やＬＥＤの周辺の底面には反射板が設けられていても、側面には反射板が設けられていない。このため、ＬＥＤを取り囲むような空間において、光の多重反射を起こさせて全てのＬＥＤからの光を利用しつつ均一な照明光を得ることはできない。
【００１１】
さらに、特許文献４では、ＬＥＤからの光の進行経路をコントロールすることで、均一な照明を得ようとする思想である。すなわち、放射面上の反射部は光の進行方向を変えるために用いられている。しかし、これでは光強度が弱められてしまうとともに、多重反射を利用して均一な光を得ることはできない。
【００１２】
このため、この発明は、ＬＥＤのような指向性の強い点光源を用いても、この光を高い効率で利用しながら、ＬＥＤの放射方向の厚みを増大させることなく、しかも、該点光源を覆う放射側反射手段の真上部分に明るいスポットを残すことなく、また反対にこの真上部分を暗くさせることもなくして、広い面積で均一な照明光を得ることができる面照明光源装置及び面照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
したがって、この発明の面照明光源装置は、指向性の強い点光源と、所定面積の底面及び側面並びに開口を有し内壁面に内側及び側面反射部が設けられたケーシングと、前記開口を覆う放射側反射手段とを備え、前記ケーシングは、その底面の中央部に前記点光源が配設されて、
前記放射側反射手段は、前記点光源からの光の一部を透過、反射及び乱反射する第１の放射側反射手段と、前記第１の放射側反射手段の放射側と対向し一定の距離をあけて配置され前記第１の放射側反射手段を通過した光の一部を反射及び透過する第２の放射側反射手段とからなり、前記第１の放射側反射手段は、前記点光源からの光の一部を前記ケーシング内へ反射させる第１の反射面と、前記第１の反射面の反対側にあって光を反射させる第２の反射面とを有し、前記第２の放射側反射手段は、前記第１の放射側反射手段を通過した光を反射して前記第２の反射面との間で多重反射させる第３の反射面とを有し、前記第１の放射側反射手段の前記第１の反射面は、前記点光源の真上部分に所定範囲の中央反射部と該中央反射部の外周囲に外方反射部とを有し、前記外方反射部は、一部光を透過、反射及び乱反射して所定の反射率を有した反射部材からなり、前記中央反射部は前記外方反射部の反射率より高い反射率を有する光透過性の反射部で形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、ＬＥＤのような指向性の強い点光源を用いても、この光を高い効率で利用しながら、ＬＥＤの放射方向の厚みを増大させることなく、しかも、該点光源を覆う放射側反射部の真上部分に明るいスポットを残すことなく、また反対にこの真上部分を暗くさせることもなくして、広い面積で均一な照明光を得ることができる。特に、第２の放射側反射手段を設けたことで、面照明光源装置の放射方向の厚さを薄くすることができる。
【００１４】
また、この発明の面照明光源装置は、前記外方反射部の反射率を７５％〜９９．３％の範囲内に選定するものとすることができる。この好ましい実施形態によれば、外方反射部の光分布をフラットな特性にすることができる。
【００１５】
また、この発明の面照明光源装置は、前記点光源を１個の発光ダイオード又は複数個の発光ダイオードの集合体で形成するものとすることができる。
【００１６】
また、この発明の面照明光源装置は、前記中央反射部をその一部にスリット又は開口が設けられ、或いは肉薄に形成するものとすることができる。この好ましい実施形態によれば、中央反射部にスポットを残すことなく、しかも中央反射部が暗くなることがない。
【００１７】
また、この発明の面照明光源装置は、前記外方反射部を前記中央反射部から遠ざかるに従って光透過量が大きくなるスリットを設けたもので形成するものとすることができる。この好ましい実施形態によれば、外方反射部で均一な照明光を得ることができる。
【００１８】
また、この発明の面照明光源装置は、前記中央反射部及び外方反射部は、いずれも反射ドットからなり、前記中央反射部の反射ドットの密度分布を前記外方反射部の反射ドットの密度分布より高くするものとすることができる。
【００１９】
また、この発明の面照明光源装置は、前記ケーシングを平面視で方形状に形成するものとすることができる。
【００２０】
また、この発明の面照明光源装置は、前記ケーシング側面を前記底面の端部から外側へ広がった形状にするものとすることができる。この好ましい実施形態によれば、底面の端部に余剰の空間が形成されるので、この空間を例えば構造材や電気配線などに使用することが可能になる。
【００２１】
また、この発明の面照明光源装置は、前記内側及び側面反射部は超微細発泡光反射部材であり、前記放射側反射部は超微細発泡光反射部材であることが好ましい。この好ましい実施形態によれば、ＬＥＤのような指向性の強い点光源を用いても、この点光源から出射した光を例えば９４％という高い効率で利用することができる。
【００２２】
また、この発明の面照明光源装置は、前記内側及び側面反射部は超微細発泡光反射部材であり、前記放射側反射部はチタンホワイト又はポリテトラフロロエチレンの微粒子を含む塗布膜であるものとすることができる。この好ましい実施形態によれば、ＬＥＤのような指向性の強い点光源から出射した光を例えば９３％という高い効率で利用することができる。
【００２３】
また、この発明の面照明光源装置は、前記内側及び側面反射部はチタンホワイト又はポリテトラフロロエチレンの微粒子を含む塗布膜であり、前記放射側反射部はポリテトラフロロエチレンの微粒子を含む塗布膜であるものとすることができる。この好ましい実施形態によれば、ＬＥＤのような指向性の強い点光源から出射した光を例えば９０％以上という高い効率で利用することができる。
【００２４】
また、この発明の面照明光源装置は、前記第２の放射側反射手段は、直径が１０μｍ以上１００μｍ以下の微小孔が複数個分散されたものであるものとすることができる。
【００２５】
また、この発明の面照明光源装置は、前記第２の放射側反射手段は、ハーフミラーで構成されているものとすることができる。
【００２６】
また、この発明の面照明光源装置は、前記第２の放射側反射手段は、光拡散板であるものとすることができる。
【００２７】
また、この発明の面照明光源装置は、前記第２の放射側反射手段は、光回折構造部で形成されているものとすることができる。
【００２８】
また、この発明の面照明光源装置は、前記ケーシングは、内部に前記点光源が複数個配設されて、前記各点光源の真上にそれぞれ請求項１に記載の放射側反射手段が設けられているものとすることができる。この好ましい実施形態によれば、点光源を複数配することによって均等な照明光を発生させる面照明光源装置を構成することができる。
【００２９】
また、この発明の面照明光源装置は、前記ケーシングは、内部が複数に区画されて、該区画された底面の中央部にそれぞれ１個の点光源が配設されて、前記各点光源の真上に請求項１に記載の放射側反射手段が設けられているものとすることができる。この好ましい実施形態によれば、ケーシングに点光源を複数配することによって均等な照明光を発生させる面照明光源装置を構成できる。
【００３０】
また、この発明の面照明光源装置は、前記点光源は、光の三原色である赤、青、緑の発光素子を含むものであるものとすることができる。
【００３１】
この発明の面照明装置は、上記のいずれかの面照明光源装置が複数個配置されていることを特徴とする。この構成によれば、面照明光源装置を複数配することによって均等な照明光を発生させる面照明装置を構成することができる。
【００３２】
また、この発明の面照明装置は、前記複数の第２の放射側反射手段を一体に結合するものとすることができる。
【発明の効果】
【００３３】
これらの面照明光源装置に係る発明によれば、指向性の強い点光源を用いても、この光を高い効率で利用しながら、点光源の放射方向の厚みを増大させることなく、しかも、この点光源を覆う放射側反射部の真上部分に明るいスポットを残すことなく、また反対にこの真上部分を暗くさせることもなくして、広い面積で均一な照明光を得ることができる。特に、第２の放射側反射手段を設けたことで、面照明光源装置の放射方向の厚さを薄くすることができる。また、この面照明光源装置を複数配することによって均等な照明光を発生させる面照明装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本願発明の面照明光源装置の概略構成図である。
【図２Ａ】第１の実施形態の放射側反射部の構成を示す概略説明図である。
【図２Ｂ】第１の実施形態の放射側反射部の構成を示す概略説明図である。
【図２Ｃ】放射側反射部の反射率と照度との関係を示す図である。
【図２Ｄ】放射側反射部の反射率と照度との関係を示す図である。
【図２Ｅ】同上のＡ点での透過した光の光量と反射率との関係を示す図である。
【図２Ｆ】放射側反射部に中央光透過部を設けた実施形態を示す図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ第２の実施形態の放射側反射部の構成を示した概略説明図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第３の実施形態の放射側反射部の構成を示した概略説明図である。
【図５】第４の実施形態の放射側反射部の構成を示した概略説明図である。
【図６】第５の実施形態の放射側反射部の構成を示した概略説明図である。
【図７】（ａ）は、第６の実施形態を示すもので、面照明装置の構成を示した概略平面図、（ｂ）は、その正面図である。
【図８】第７の実施形態の面照明装置の構成を示した概略説明図である。
【図９】第８の実施形態の面照明光源装置の縦断面図である。
【図１０】（ａ）は、第９の実施形態の帯状の面照明光源装置の実施例平面図、（ｂ）は、その縦断面図である。
【図１１】第１０の実施形態の帯状の面照明光源装置を湾曲させたものの概略図である。
【図１２】第１１の実施形態の帯状の面照明光源装置をＳ字状に湾曲させたものの概略図である。
【図１３】（ａ）は、第１２の実施形態の帯状の面照明光源装置を応用したものの斜視図、（ｂ）は、その断面側面図、（ｃ）は、その正面図である。
【図１４】（ａ）は、第１３の実施形態の多角形の面照明光源装置の平面図、（ｂ）は、面照明光源装置の他の実施形態の平面図、（ｃ）は、面照明光源装置のさらに他の実施形態の断面平面図、（ｄ）は、その平面図である。
【図１５】第１４の実施形態のスリットを有するフィルムの平面図である。
【図１６】（ａ）は、複数光源を備えた面照明光源装置の断面平面図、（ｂ）は、そのＱ−Ｑ断面図、（ｃ）は、その平面図、（ｄ）は、Ｑ−Ｑ線上での光強度を示す図である。
【図１７】（ａ）は、第１４の実施形態の多角形の面照明光源装置の縦断面図、（ｂ）は、その平面図である。
【図１８】第１７の実施形態の面照明光源装置を示す縦断面図である。
【図１９】（ａ）は、第２の放射側反射手段の平面図、（ｂ）は、内側反射手段の縦断面図、（ｃ）は、内側反射手段の変形例縦断面図である。
【図２０】（ａ）は、第１８の実施形態の面照明光源装置の縦断面図、（ｂ）は、その断面平面図である。
【図２１】第１９の実施形態の面照明光源装置の縦断面図である。
【図２２】（ａ）は、反射体や放射側反射手段の形状を変更した概略縦断面図、（ｂ）は、その斜視図、（ｃ）は、第２の放射側反射手段の斜視図、（ｄ）は、第１の放射側反射手段の斜視図、（ｅ）は、反射体の斜視図である。
【図２３】第２０の実施形態の面照明装置を示す縦断面図である。
【図２４】図１９（ｃ）で紹介した構造のものの配列である。
【図２５】（ａ）は面照明光源装置を配列したものの断面平面図、（ｂ）はその斜視図、（ｃ）は隔壁の変形例を示す図、（ｄ）は、その斜視図である。
【図２６】第２の放射側反射手段の作用説明図である。
【図２７】（ａ）は、第２の放射側反射手段の変形例の作用説明図、（ｂ）は、その部分拡大図である。
【図２８】第２の放射側反射手段の別の変形例作用説明図である。
【図２９】第２の放射側反射手段の別の変形例作用説明図である。
【図３０】第２２の実施形態の面照明光源装置を示す縦断面図である。
【図３１】第２の放射側反射手段の作用説明図である。
【図３２】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ実用化した第１の放射側反射手段の開口パターンの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、この発明の実施形態について図面により説明する。
この発明に係る面照明光源装置１は、例えば図１に示すように、一つの発光ダイオード若しくは複数の発光ダイオードからなる発光ダイオード群である指向性の強い発光源２と、この発光源２の放射方向に放射面３Ａを有する導光体３と、発光源２を囲設すると共に導光体３の放射面以外の面を閉鎖するケーシング４とによって構成されると共に、ケーシング４と導光体３の間の全体に内側反射手段としての内側反射部５が設けられ、放射面３Ａには、本願の特徴である発光源２からの光を所定の割合で反射させる放射側反射手段としての放射側反射部６が設けられるものである。
【００３６】
そして、これら内側反射部５および放射側反射部６には、光吸収の少ない材質が用いられている。この点は、以下の各実施形態の全てにおいて共通する事項である。
このように、ケーシング４は、その底面の内側反射部５と側面の側面反射部（図示せず）とを有しているので、発光源２から放射された光はこれらの反射部にて吸収されることなく多重反射される。これにより、発光源２から放射された光を略全て利用して、均一な照明光を得ることが可能な構造となっている。
【００３７】
さらに、ケーシング４は、側面が上方に向かって垂直に延びる以外にも、例えば後述する図１９（ｃ）に示すように、側面が上方に向かって広がった形状でも良い。
また、発光源２としては、発光ダイオードやレーザダイオード（ＬＤ）を含む概念である。また、前述したように、発光源２は、発光素子が１個の単体のみならず、複数の発光素子が近接して配置された集合体である場合をも含む。さらに、例えば光の三原色である赤、青、緑の発光素子を近接配置した場合も含む。
【００３８】
さらに、図１では、ケーシング４内に発光源２を１つ配置した場合を示しているが、これに限らず、ケーシング４内に複数個の発光源２を配置しても良い。この場合の発光源２の配置は、マトリクス状の配置である場合や、その他、中央に配置された１つの発光源２に対して点対称な配置である場合等が考えられる（後述する図１６参照）。しかも、ケーシング４内に複数個の発光源２を配置した場合でも、この発光源２を密に並べることなく均一な面照明を得ることができる。
【００３９】
ところで、ケーシング４の大きさと放射側反射部６の形状は、放射側反射部６の均一な照明を得るために重要なファクターとなる。
そこで発明者は、例えばケーシング４の大きさを１０ｃｍ×１０ｃｍ×１．５ｃｍ（高さ）の直方体とし、発光源２を略１Ｗで６４ｌｍの光を放出するＬＥＤを用いて実験を行った。この場合、放射側反射部６の形状は、後述する図４（ａ）の形状に類するもので実施した。
【００４０】
また、内側反射部５と放射側反射部６として、超微細発泡光反射板（商品名 ＭＣＰＥＴ）を用いた。そして、放射側に拡散体を配置して放射側反射部６の形状による影響を除き、均一光にして照度を測定した。すると、６０００ｌｕｘの照度が得られた。このことは、ＬＥＤから出射した光の９４％を利用することができたことになる。
【００４１】
次に、発明者は、内側反射部５として、前述した超微細発泡光反射板を用いて実験を行った。この場合、放射側反射部６として、チタンホワイトの微粒子をエマルジョン化したものを用いた。放射側反射部６の形状は、スクリーン印刷により、後述する図４（ａ）の形状に類するもので実施した。
【００４２】
こうして、光を均一化して照度を測定したところ、５８３０ｌｕｘの照度が得られた。このことは、ＬＥＤから出射した光の９１％を利用することができたことになる。
さらに、発明者は、放射側反射部６をポリテトラフロロエチレン（ｐｏｌｙ ｆｌｕｏｒｏ ｃａｒｂｏｎ）の微粒子（商品名 Ｇ−８０Ｈａｌｌｏｎ）を用いたところ、５９５０ｌｕｘの照度が得られた。このことは、ＬＥＤから出射した光の９３％を利用することができたことになる。
【００４３】
なお、内側反射部５として、チタンホワイトやポリテトラフロロエチレン（ｐｏｌｙ ｆｌｕｏｒｏ ｃａｒｂｏｎ）の微粒子を用いた場合にも、ＬＥＤから出射した光の９０％以上の光を利用することができた。
【００４４】
すなわち、本実施形態の面照明光源装置１によれば、ＬＥＤから出射した光のほとんど９０％以上（略１００％に近く）を利用しながら、均一な照明光を得ることができる。
なお、下記する実施形態の説明において、図面において同一の符号を付したものは同一のもの及び同様の効果を奏するものであるから、説明を省略する場合がある。
【００４５】
（第１の実施形態）
図２Ａ，図２Ｂに、本実施形態の放射側反射部６を示す。この放射側反射部６は、例えば図２Ａ， 図２Ｂに示すもので、光透過基板９の内側に、発光源２から前方に直進する光を所定の範囲で反射させる中央反射部６Ａを有している。光透過基板９としては、例えばガラス板、アクリル樹脂等の透明度の高いプラスチック板を用いる。そして、この光透過基板９に、一様な反射透過膜をコーティングする。この反射透過膜としては、例えば酸化チタンや窒化マグネシウム等が用いられる。
【００４６】
図２Ｃは、このコーティング膜の性質として、光の吸収が少なくかつ反射率Ｒを０％〜５０％と７５％の場合の光の分布を示している。また、図２Ｄは、コーティング膜の性質として、光の吸収が少なくかつ反射率Ｒを９８％〜９９．３％とした場合の光の分布を示している。
【００４７】
図２Ｃによれば、反射率Ｒが０％〜５０％の場合、発光源２の真上の照度が局部的に高く、また、反射率Ｒが７５％の場合、若干緩和されている。さらに、図２Ｄによれば、反射率Ｒを９８％〜９９．３％とした場合、発光源２の周辺部Ａ点において透過した光の分布はフラットな特性のものを得ることができる。しかし、中央部は明るいスポットが残る。
【００４８】
図２Ｅは、図２Ｄの周辺部Ａ点での透過した光の光量と反射率Ｒとの関係を示している。
この図２Ｅによれば、反射率Ｒが高くなるほど光量が増加していることがわかる。
【００４９】
また、前述した明るいスポット光を有効に利用するために、中央反射部６Ａを用いて、発光源２側により多くの光を反射させ、光の均一度を向上させることができる。ただし、あまり中央反射部６Ａの反射率が高いと暗くなるために、中央反射部６Ａは、多少の透過率を備えた光吸収の少ない部材を用いるのが良い。または、中央反射部６Ａの中央部に小さな光透過部を形成し、あるいは膜を薄く形成して、光の均一度を高めるようにする。
【００５０】
ここで、実験により、図２Ａの放射面側に拡散体を配置して中央反射部６Ａを形成した場合の均一光による照度を測定した。
この場合、ケーシング４の大きさを１０ｃｍ×１０ｃｍ×１．５ｃｍ（高さ）の直方体とし、コーティング膜として反射率８８％の超微細発泡光反射板（商品名 ＭＣＰＥＴ）を用いた。また、中央反射部６Ａの直径をΦ１０とし、さらに中央部に＋字のスリット（透過部）を設けた。また、発光源２として、４３ｌｍの光を出射するＬＥＤを用いた。
【００５１】
以上により、４０１０ｌｕｘの均一な面照明光源装置１を得ることができた。このことは、発光源２から出射した光の９３％を利用することができたことになる。
これによって、指向性の強い発光源２から放射される中央部分の光量を制限でき、さらには内側反射部５によって反射された光によって全体的な光量を確保できるので、均一な照明光を得ることができる。なお、図２Ａでは、光透過基板９の内側に中央反射部６Ａを形成した場合について説明したが、これに限らず、例えば光透過基板９の外側に中央反射部６Ａを形成しても良い。
【００５２】
また、図２Ｆに示すように、中央反射部６Ａの中央部分に、中央光透過部６Ｃを設けても良いものである。この中央光透過部６Ｃは、所定の径を有する完全開口部としても良いし、所定の透過率を有するように形成したものでも良い。尚、完全開口部の場合には、径の大きさを調整することによって中央部分での光量の増大／減少を調整できるものである。
【００５３】
また、中央反射部６Ａは、周知の光学反射板を放射面３Ａに貼り付けたものであっても良いし、導光体３の形成時に、光学反射膜を蒸着して形成するようにしても良いものであり、特にその製造方法については限定されるものではない。
【００５４】
さらに、放射側反射部６として、例えばすりガラス等の光拡散プレートであっても良い。この場合は、後述する図３０と略同様の構成となる。
なお、上記の導光体３は、例えば、光学ガラスにより構成することができる。また、アクリル樹脂等の透明度の良いプラスチックを使用できる。さらに、シリコン樹脂等の柔軟な透明プラスチックを使用することにより、後述の実施例に示すように、部分的にあるいは全体的に曲面をもった面照明光源装置を実現できる。また、気体や液体でも良い。反射膜は、既知の鏡面形成用の樹脂や塗料を塗布することにより簡単に形成できる。従って、例えば、建物の壁面等に設置される大面積の広告用ディスプレイ装置に適する。材料費と加工の容易性および、高い精度が要求されないことから、低コストで生産できるという効果がある。
【００５５】
（第２の実施形態）
図３（ａ）〜（ｃ）に、本実施形態の放射側反射部６を示す。
図３（ａ）に示すように、この放射側反射部６は、導光体３に設けられた円形の中央反射部６Ａと、この中央反射部６Ａから外方に所定の間隔を空けて同心に配された複数のリング状の外方反射部６Ｂを具備する。これによって所定の間隔で外方光透過部７が形成される。さらに、中央反射部６Ａは、放射面３Ａに設けられた円形の反射板又は反射膜であり、外方反射部６Ｂは、円形の反射板又は反射膜から所定の間隔で、この反射板又は反射膜に同心に形成された環状の反射板又は反射膜である。
【００５６】
また、本実施形態では、外方反射部６Ｂを構成する反射板又は反射膜の幅は、外側にいくにしたがって、狭くなるように形成されている。これによって、光量の多い中央部分での光透過量を制限し、外側の光透過量を増大させることができるので、照明光の均一化をさらに図れるものである。
【００５７】
また、図３（ｂ）において、第１の実施形態と同様に、中央反射部６Ａに、その中央部分に所定の範囲の中央光透過部６Ｃを設けても良いものである。これによって、第１の実施形態と同様の効果を奏することができるものである。
【００５８】
さらに、図３（ｃ）に示すように、ケーシング４が平面視方形状の場合は、中央反射部６Ａは、放射面３Ａに設けられた楕円形の反射板又は反射膜である。また、外方反射部６Ｂは、楕円形の反射板又は反射膜から所定の間隔で、この反射板又は反射膜に同心に形成された楕円形の反射板又は反射膜である。また、ケーシング４が平面視方形状である場合に、その内側の隅部に、該ケーシング４の中心に向けて光を反射する弧状の反射部材５'を配置している。これにより、ケーシング４の対向する隅部にまで、くまなく光を反射させることができる。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００５９】
（第３の実施形態）
図４（ａ）（ｂ）に、本実施形態の放射側反射部６を示す。
図４（ａ）に示すように、この放射側反射部６は、導光体３に設けられたケーシング４の形状と類似形に形成された方形の中央反射部６Ａと、この中央反射部６Ａから外方に所定の間隔を空けて配された複数の方形リング状の外方反射部６Ｂを具備する。また、これによって所定の間隔で外方光透過部７が形成される。
【００６０】
さらに、中央反射部６Ａは、放射面３Ａに設けられ、ケーシング４と相似形状に形成された反射板又は反射膜であり、外方反射部６Ｂは所定の間隔でこの反射板又は反射膜に形成された帯状の反射板又は反射膜である。
【００６１】
これによって、ケーシング４の形状に合わせて、光量の多い中央部分での光透過量を制限し、外側の光透過量を増大させることができるので、照明光の均一化をさらに図れるものである。
【００６２】
また、図４（ｂ）において、第１の実施形態と同様に、中央反射部６Ａに、その中央部分に所定の範囲の光透過部６Ｃを設けても良いものである。これによって、第１の実施形態と同様の効果を奏することができるものである。
【００６３】
（第４の実施形態）
図５に、本実施形態の放射側反射部６を示す。
本実施形態では、放射側反射部６は、発光源２の前面の放射面３Ａに穿設された所定の頂角を有する錐形状の反射体８である。この反射体８は、均等に反射可能な円錐形状又はケーシング形状と相似形である角錐形状が望ましい。また、その頂角を適正に設定することによって、発光源から放射面に対して略直線状に放射される光を全反射若しくは部分反射させることができるものである。これによって、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６４】
（第５の実施形態）
図６に、本実施形態の放射側反射部１０を示す。
本実施形態では、放射側反射部１０は、反射部材からなる反射ドットによって形成されている。この放射側反射部１０は、高い密度分布の反射ドットによって構成された中央側反射部１０Ａと、中央側反射部１０Ａより低い密度分布の反射ドットからなる外方反射部１０Ｂとによって構成される。これによって、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができるものである。
【００６５】
（第６の実施形態）
図７（ａ）（ｂ）は、面照明光源装置１を複数配置して形成された面照明装置２０の実施形態を示している。図７（ａ）は、面照明装置２０の平面図であり、図７（ｂ）は、その正面図である。
すなわち、この面照明装置２０は、上述した第１〜第５の実施形態の面照明光源装置１を所望の大きさとなるように複数配置して形成したものである。また、この場合に、面照明装置２０の照明分布の均一性を向上させるために、配置された面照明光源装置１の前面に、光拡散プレート３０を配するようにしたものである。
【００６６】
（第７の実施形態）
図８は、面照明装置２０'の他の実施形態を示している。
本実施形態では、正六角柱形状の面照明光源装置１'を複数配置することによって、ハニカム形状の面照明装置２０'を構成したものである。
すなわち、前述した第１〜第５の実施形態の面照明光源装置１の導光体３を正六角柱に形成している。また、これに対応して正六角形のケーシング４を形成し、全体として正六角柱形状の面照明光源装置１'を形成したものである。
【００６７】
（第８の実施形態）
図９は、本実施形態の面照明光源装置１の縦断面図とその特性説明図である。
既に図１を用いて説明したように、ＬＥＤ等の発光源２から光が出力される。この光で平面５０を照射する。発光源２は平面５０から見たときに十分に面積が小さいため、点光源とみなすことができる。平面５０は、発光源２から所定距離だけ離れた場所に配置されている。面照明光源装置１は、この平面５０全体をできるだけ均一に照射する機能を持つ。面照明光源装置１と平面５０との距離は任意である。
【００６８】
例えば、平面５０の位置に照明を当てるべき画像等が描かれている場合がある。また、平面５０の位置に、間接照明用の反射板が置かれていることもある。さらに、平面５０の位置に乳白色の半透明パネルであって面照明光源装置１の反対側を照射するフードが置かれていることもある。ケースに応じて最適な距離を設定する。いずれの場合にも、可能な限り広い面積にわたって均一な光強度で光が放射されることが望まれる。
【００６９】
ここで、発光源２の発した光を平面５０上で直接受光したときの、当該平面上での受光強度分布を図の上方に示した。中段の図は、中央反射部６Ａや外方反射部６Ｂが無い場合の分布を示している。上段の図は、中央反射部６Ａと外方反射部６Ｂとがある場合の分布を示している。いずれも、グラフの縦軸は受光強度で、横軸は平面上の位置を示す。
【００７０】
中段のグラフで、受光強度は、発光源２から最短距離の基準点５９の部分で最高値を示し、その基準点５９を中心にして遠く離れるに従って漸減するような特性になる。上記の導光体３が無いときには、ＬＥＤのように指向性のある発光源２を使用すると、こうした状態になる。
【００７１】
上記の導光体３は、平面５０と略平行な放射面３Ａと、当該放射面３Ａと略平行な背面５２を有する。さらに、放射面３Ａと背面５２を囲むように、その外周に配置された側面５３を有する。導光体３は、これらの放射面３Ａと背面５２と側面５３により囲まれた閉空間に設けられる。導光体３は、光学的に透明なガラス、プラスチック等から成る。気体や液体でも構わない。
【００７２】
中央反射部６Ａや外方反射部６Ｂは、放射側反射手段である。放射側反射手段は、放射面３Ａ上に配置され、導光体３の内部を伝搬する光を背面５２もしくは側面５３方向に反射する機能を持つ。なお、導光体３は例えば、１０ｃｍ四方の正方形で構成する。このとき、光を放射面３Ａから効率よく放射するには、側面５３にも良好な反射面が形成されていることが好ましい。
【００７３】
内側反射部５は、背面５２上に配置され、導光体３の内部を伝搬する光を放射面３Ａもしくは側面５３方向に反射する。ここで、発光源２と平面５０上の基準点５９とを結ぶ基準線５８と放射面３Ａとの交点を特定点５１と呼ぶことにする。このとき、中央反射部６Ａは、特定点５１を含み、当該特定点５１を中心とする円または正多角形の反射体であることが好ましい。発光源２から平面５０に対して直接光が放射されると、その部分だけ光強度が先鋭なピークを示すからである。従って、基準点５９の明るさを抑えるべきときは、図３（ａ）や図４（ｂ）に示す構成が最も好ましい。また、基準点５９の部分の局部的な明るさが問題にならないときは、上記の他の実施例で構わない。
【００７４】
また、外方反射部６Ｂは、中央反射部６Ａを取り囲み、円の円弧または正多角形の辺に平行なスリット群を有する反射体から成ることが好ましい。スリットは、連続的なものでも不連続なものでも構わない。図３や図４に示した実施形態では、連続的な環状のスリットを多数配置した。例えば、戸外に設置されるような場合に、紫外線や太陽熱による外方反射部６Ｂの劣化が懸念される。このとき、光の放射される部分をスリットにしておけば、外方反射部６Ｂの強度が高まり、脱落や変形を十分に防止できる。
【００７５】
なお、スリットは反射部に設けた開口であってもよいし、スリット状の透明体であってもよい。光が透過するような隙間であればよい。以下の実施形態では、光が透過するような隙間状の部分を全てスリットと呼んで説明をする。
【００７６】
この実施形態では、外方反射部６Ｂと中央反射部６Ａとを設けたことにより、図９の上段に示すように、平面５０上の基準点５９の付近の光強度が抑制され、周辺に至るまで、ほぼ均一な光が放射されている。
【００７７】
（第９の実施形態）
図１０（ａ）（ｂ）は、面照明光源装置１の実施形態を示している。図１０（ａ）は、その平面図であり、図１０（ｂ）は、そのＮ−Ｎ線に沿う断面の概略図である。
この面照明光源装置１は、その中央の特定点５１を通過する直線６８に対して左右対称の構造をしている。さらに、直線６８と直交する方向に長い帯状の導光体３を使用している。中央には、直線６８に対して左右対称の方形の反射体６３が設けられている。これが、中央反射部に相当する。また、この反射体６３を間に挟むように、反射体６４が設けられている。反射体６４は、直線６８と平行なスリット群６５を有する。反射体６４は、これまでの実施形態の外方反射部に相当する。図の例では、反射体６４は中央の直線６８から離れるほど幅が細くなっている。
【００７８】
一方、スリット６５は、中央の直線６８から離れるほど幅が広くなっている。これにより、全体として平坦な強度の光を放射できる。この実施形態の場合、反射体の形状が単純なので、製造が容易で安価にできる。また、堅牢で直線状の長手方向に均一な光を発する光源を実現できる。なお、帯状の導光体を使用する場合には、側面６９での光の反射は非常に重要である。この側面６９に反射率の良い反射体を配置することが好ましい。また、端面６１についても、良好な反射面を設けると効率が良い。
【００７９】
（第１０の実施形態）
図１１は、それぞれ面照明光源装置１の他の実施形態を示している。
図１１は、例えば、帯状の面照明光源装置１を湾曲させたものの斜視図である。
前述した導光体３を透明プラスチックのような柔軟な板状体で構成すると、図１１のように、自由に湾曲させることができる。従って、例えば、柱等の湾曲面に取り付けて線状光源あるいは帯状光源として使用することができる。他の実施形態で説明した面照明光源装置１についても、同様に柔軟な板状体で構成すると、任意の湾曲面に沿うように湾曲して使用することができる。もちろん、硬質材料を金型等で成型して、湾曲した導光体を製造しても構わない。
【００８０】
（第１１の実施形態）
図１２は、面照明光源装置１のさらに他の実施形態を示している。
この実施形態では、面照明光源装置１は、全体として平坦な面上でＳ字状に湾曲させた帯状をなしている。なお、導光体３はＳ字状に限らずどのように湾曲させても構わない。また、様々な形状の導光体３を組み合わせて使用することができる。これは、例えば、ネオンサイン等に広く利用することができる。
【００８１】
（第１２の実施形態）
図１３（ａ）（ｂ）は、帯状の面照明光源装置１を応用した実施形態を示している。
この実施形態では、アルファベットの文字Ａを立体化した形状の導光体３を用いて、面照明光源装置１を形成したものである。
この面照明光源装置１は、６個の点光源２と、アルファベットの文字Ａを形成する導光体３と、光拡散プレート３０と、を有している。また、導光体３の放射面３Ａには、例えば前述した図１０（ａ）（ｂ）の反射体６３、６４等が設けられている。このような導光体３を使用する場合には、側面６９での光の反射は非常に重要である。この側面６９に反射率の良い反射体を配置することが好ましい。また、端面６１についても、良好な反射面を設けるのが好ましい。
【００８２】
なお、図１３（ｃ）に示すように、隣接する点光源２の間を反射板としての隔壁１１５で区切って６つのブロックに区画しても良い。この隔壁１１５により、反射体６３、６４等と共働で点光源２からの光を多重に反射させ、均一な光を放射することが可能となるからである。
【００８３】
なお、この実施形態では、導光体３として、アルファベットの文字Ａを立体化したものを例として説明したが、これに限らず、例えばその他の文字、図形、又は記号を立体化して面照明光源装置１とすることもできる。
【００８４】
本実施形態によれば、各種看板、車室内照明、交通標識、案内板等に広く適用することができる。
【００８５】
（第１３の実施形態）
図１４（ａ）は、複数の点光源２を配置した多角形の面照明光源装置１の実施例平面図である。
本実施形態では、面照明光源装置１を、例えば、様々な形状の多角形で構成することができる。直角三角形、正方形、六角形、等の形状のものを組み合わせると、建物等の壁面全体を覆う照明や光源装置として利用できる。
【００８６】
図１４（ａ）に示した壁７１上の実線７２が、単体の面照明光源装置１の境界である。この場合、点光源２は正六角形の中心位置にそれぞれ設けられている。そして、実線７２が反射板としての隔壁となっている。なお、この隔壁は、より均一な照明光を得るために設けられるものである。しかし、この隔壁がなくても実用的には均一な照明光を得ることはできる。
【００８７】
図１４（ｂ）は、複数の点光源２を配置した多角形の面照明光源装置７３の他の実施形態の平面図である。
同図１４（ｂ）に示すように、例えば、面照明光源装置７３は、前述した反射板としての隔壁で６つの正三角形を組み合わせて構成してもよい。この場合、点光源２は正三角形の中心位置にそれぞれ設けられる。また、本実施形態では、６つの正三角形面に対応して放射側反射部６を形成している。この放射側反射部６により、スリット７４を直線的に形成し、かつ不連続に形成している。このようにすると、既に説明したように、正六角形の構造（ハニカム構造）であるため強度も高い、また、製造も容易である。
【００８８】
図１４（ｃ）（ｄ）は、さらに他の実施形態の面照明光源装置１の断面平面図を示している。この図１４（ｃ）では、図１４（ｄ）から放射側反射部６を除去した状態を示している。
【００８９】
この面照明光源装置１は、反射板としての正三角形の隔壁７２で複数に区画されている。また、正三角形の隔壁７２の中心位置に点光源２がそれぞれ設けられている。また、図１４（ｄ）に示すように、正三角形の隔壁７２で仕切られた部分ごとに、所定パターンを有する放射側反射部６を形成している。
【００９０】
（第１４の実施形態）
図１５は、スリット８１を有するフィルム８０の平面図である。
本実施形態では、例えば図１で示した導光体３の放射面３Ａ上にフィルム８０を貼り付ける。このフィルム８０は、例えば、ポリエチレンやポリカーボネート等のプラスチックフィルムであって、熱や接着剤により、放射面３Ａ上に貼り付けられるとよい。フィルム８０は、多数のスリット８１を有する。裏面はアルミニウムラミネートフィルムのような反射膜にするとよい。上記の多重反射をさせるためのものである。これらのスリット８１は、放射面３Ａ上の中央にある特定点５１（図９参照）を取り囲む同心円の円弧上に設けられるとよい。また、このスリット８１は、その特定点５１を取り囲む任意の多角形の辺とほぼ平行な線状であってもよい。
【００９１】
なお、フィルム８０に幅の太いスリット８１を多数設けると、フィルム８０に皺が発生して慎重な取り扱いが必要になる。そこで、例えば、スリット８１を設けるべき部分を透明または半透明なフィルム８０にし、その他の部分を反射膜にする。これでフィルム８０の強度が向上する。また、フィルム８０の取り扱いが容易になり、生産性も向上する。なお、上記のように、光を反射する反射体は、入射する光を全て反射するだけのものでなくてよい。一部を吸収する吸収体、乱反射する乱反射体により、反射率が所定の値に設定されるとよい。
【００９２】
これらは、放射面３Ａ上に適切に分布しているとよい。また、光の一部を反射し、残りの部分を透過する性質の膜がある。この膜を持つフィルムを、上記特定点５１に近い部分は多層に重ねて配置し、特定点５１から遠ざかるにつれて積層する枚数を減らすという構成でもよい。つまり、反射膜の積層体でも構わない。
【００９３】
（第１５の実施形態）
図１６（ａ）〜（ｄ）は、複数光源９１を有する面照明光源装置９０の概略説明図である。
図１６（ａ）は導光体３の平面図である。ここでは、後述する図１６（ｃ）で示す外方反射部６Ｂや中央反射部６Ａの図示は省略した。
また、内側反射部５は、背面５２および側面５３上に配置されて、導光体３の内部を伝搬する光を放射面３Ａもしくは側面５３方向に反射する反射面を有している。これにより、発光源９１から放射された光はこれらの反射面にて吸収されることなく多重反射される。こうして、発光源９１から放射された光を略全て利用して、均一な照明光を得ることが可能な構造となっている。
【００９４】
図のように、この面照明光源装置９０には、５個の点光源９１が設けられている。このＱ−Ｑ断面図を図１６（ｂ）に示す。本実施形態では、導光体３の背面に相当する部分に、５個の点光源９１が点対称に配列されている。なお、点光源９１の数は５個に限るものではなく、また、その配置も、例えば多数の点光源９１をマトリクス状に配置しても良い。
【００９５】
また、後述する図１９（ｃ）に示すように、側面５３が上方に向かって広がった形状でも構わない。
このとき、前述した外方反射部６Ｂや中央反射部６Ａは、１個の点光源のために設計したパターン９５を、図の矢印のように重ね合わせて使用するとよい。この場合、オリジナルをそのまま重ね合わせると、全体として外部へ放射される光量が減る。従って、スリットの幅を単体の場合に比べて広くして、明るくて均一な明るさの光源を実現するとよい。
【００９６】
図１６（ｃ）は、上述した面照明光源装置９０の平面図である。この実施形態では、放射側反射部６として、導光体３に設けられた円形の中央反射部６Ａと、この中央反射部６Ａから外方に所定の間隔で同心に配された複数のリング状の外方反射部６Ｂを備えている。これによって、所定の間隔で外方光透過部７が形成されている。なお、放射側反射部６は、円形状のものを例として説明したが、これに限らず、例えば帯状のものであっても良い。
【００９７】
図１６（ｄ）は、図９の上段に示したものと同一の形式のグラフで、図１６（ａ）のＱ−Ｑ線上での光強度である。また、横軸上の点ｙ、ｚは点光源９１の位置である。
本実施形態によれば、複数の点光源９１の光が合成されることにより、広い面積で非常に平坦な特性Ｘが得られた。
【００９８】
（第１６の実施形態）
図１７（ａ）は、本実施形態の面照明光源装置９０の縦断面図、図１７（ｂ）は、その平面図である。
本実施形態では、面照明光源装置９０の導光体３は、乾燥空気である。そして、導光体３の上面の放射面全体を覆うように、ガラス板９６が配置されている。これは、板状の透明体である。点光源９１は導光体３の中央底面に配置されている。ガラス板９６の、点光源９１に対向する面には、銀の蒸着等により、反射膜９７が形成されている。この反射膜９７の厚みは、点光源９１に最も近い上記特定点に相当する部分が最も厚く、特定点から離れるほど薄くなるように調整されている。
【００９９】
なお、図１７（ｂ）に示すように、反射膜９７が楕円となっているのは、ガラス板９６が円形ではなく点光源９１から等距離ではないので、反射膜９７もこれに合わせたものである。このように、ガラス板９６の形状に応じて矩形や楕円にすれば、光を均一にすることができる。反射膜９７を楕円とすることで、例えば、面照明光源装置１００を複数並べた場合に、短辺方向では光が重なり合って密となり、逆に長辺方向では疎となって明るさが均一とならないおそれがある。
【０１００】
また、このように、反射膜９７を、きわめて薄い蒸着膜で構成すると、厚みの薄い部分では５０％、厚みの厚い部分では９０％の光を反射する。残りの光は反射膜９７を透過する。このような膜は、蒸着装置の中で、蒸着金属溜りにガラス板を対向させた状態で、そのまま蒸着金属を溶融して蒸発させれば、容易に形成できる。蒸着処理中にガラス板９６を支持しておく位置や処理時間により、自由に膜の厚さや厚みの偏りの程度を調整できる。
【０１０１】
本実施形態によれば、上記のように、スリット等を設ける場合に比べると、既存の設備で蒸着処理をするだけでよいから、製造コストが低減できる。蒸着させる金属を各種変更すると、透過率の調整等もできる。反射膜９７の部分では、光がそのまま透過したり、所定の方向に反射したり、散乱したりする。一部吸収される光もあるが、金属蒸着膜は光を良く反射して、全体として均一な光を外部に放射するように作用する。なお、この図の例では、反射膜９７を保護するために、反射膜９７を点光源９１側に向けたが、反射膜９７を外側に向けて配置しても構わない。効果もほぼ同様である。蒸着を施すものがガラス板でなくフィルム状のものであれば、より生産性が向上する。
【０１０２】
（第１７の実施形態）
図１８は、本実施形態の面照明光源装置１００を示す縦断面図である。
この面照明光源装置１００は、点光源１０２と、導光体１０３と、内側反射手段１１０と、放射側反射手段２６０と、を備えている。この放射側反射手段２６０は、第１の放射側反射手段１２０及び第２の放射側反射手段１４０を有している。点光源１０２や導光体１０３までの構成は、これまでの実施例と変わらない。導光体１０３は、放射面１０４と背面１０５と側面１０６とを有する。第１の放射側反射手段１２０は、放射面１０４上に配置されている。この構成もこれまでの実施例と同様でよい。
【０１０３】
すなわち、内側反射手段１１０は、背面１０５および側面１０６上に配置されて、導光体１０３の内部を伝搬する光を放射面１０４もしくは側面１０６方向に反射する反射面を有している。これにより、発光源１０２から放射された光はこれらの反射面にて吸収されることなく多重反射される。こうして、発光源１０２から放射された光を略全て利用して、均一な照明光を得ることが可能な構造となっている。このように、光を放射面１０４から効率よく放射するには、背面１０５及び側面１０６にも良好な反射面が形成されていることが好ましい。
【０１０４】
さらに、後述する図１９（ｃ）に示すように、側面１０６が上方に向かって広がった形状であっても構わない。
第１の放射側反射手段１２０には、特定点１０１を対称の中心として分布するように開口群１２５を設ける。なお、第２の放射側反射手段１４０を設けて多重反射による光量の均一化効果が高まったので、開口群１２５の開口の分布は、特定点１０１近傍を除いてほぼ均一でも構わない。第１の放射側反射手段１２０には、第１の反射面１２１の裏側に第２の反射面１２２が設けられている。第２の反射面１２２は、開口群１２５を通過して放射される光の戻り分を反射する。
【０１０５】
この第１の放射側反射手段１２０は、後述する図３２（ａ）〜（ｄ）に示した各パターンのいずれを使用しても同様の効果を得ることができる。そして、図３２（ａ）のパターンの断面を用いて説明したのがこの図１８である。そして、この第１の放射側反射手段１２０の上方に、後述する図１９（ａ）に示すような、微小孔群１４２を均一に配置した第２の放射側反射手段１４０を重ねた状態で構成した。
【０１０６】
第２の放射側反射手段１４０は、第１の放射側反射手段１２０の第２の反射面１２２側に配置される。第２の放射側反射手段１４０は拡散板で、第１の放射側反射手段１２０と対向するように一定の距離を開けて配置される。そして、第１の放射側反射手段１２０の開口群１２５を通過して放射される光を第２の反射面１２２方向に反射する第３の反射面１４１を有する。第２の放射側反射手段１４０には、全面にほぼ均一な密度で分布するように微小孔群１４２が形成されている。
【０１０７】
この実施形態では、放射側反射手段が２層構造にされている。導光体１０３の内部で多重反射をした光１３１が第１の放射側反射手段１２０の開口から出射される。さらに、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０との間で光１３２を多重反射させる。第２の放射側反射手段１４０の微小孔群１４２は均一に分散している。複雑な多重反射により、全面に渡り均一な光１３３が、微小孔群１４２から放射される。これにより、第１の放射側反射手段１２０の開口の分布に依存する光強度の起伏を平準化することができる。
【０１０８】
また、本実施形態によれば、面照明光源装置１００を放射方向の上方から見た場合に、第１の放射側反射手段１２０の開口等の模様が見えなくなるような位置に第２の放射側反射手段１４０を配置したので、面照明光源装置１００の放射方向の厚さを薄く形成することができた。
【０１０９】
例えば、実験によれば、第１の放射側反射手段１２０を設けない場合、均等な照明光を得るためには面照明光源装置１００の厚さは１００ｍｍほど必要であったが、第１の放射側反射手段１２０を設けたことで、３０ｍｍ程度に薄くすることができた。この場合、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０との間の間隔は、略２０ｍｍ程度であった。そして、この間隔を設けることが、均一な照明光を得るためには重要な条件の１つであることがわかった。
【０１１０】
第２の放射側反射手段１４０は、吸収の少ない多層膜コーティング層でも良く、その反射率は５０％〜９９％が良く、透過率としては５０％〜１％となる。なお、第２の放射側反射手段１４０として、単層膜コーティング層を用いても良いが、好ましくは多層膜コーティング層を用いることが望ましい。また、第２の放射側反射手段１４０は拡散板でも良い。
【０１１１】
図１９（ａ）〜（ｃ）は、面照明光源装置１００の主要部説明図である。
図１９（ａ）は、第２の放射側反射手段１４０の平面図である。同図に示すように、微小孔群１４２は第２の放射側反射手段１４０の全面に渡り均一に分散配置されている。なお、微小孔群は、１０μｍ以上１００μｍ以下の直径を持つ。微小孔の直径が１０μｍ未満では、透過光の光量が不足し、エネルギ効率が低下してしまう。一方、微小孔の直径が１００μｍを越えると、十分に多重反射しないうちに光が微小孔を通じて外部へ透過してしまう。故に、微小孔群は１０μｍ以上１００μｍ以下の直径を持つことが好ましい。
【０１１２】
また、微小孔群１４２の開口面積の総和は、第２の放射側反射手段１４０の全面積の１０％以上６０％以下である。微小孔群１４２の開口面積の総和が第２の放射側反射手段１４０の全面積の１０％未満では、透過光１３３の光量が不足し、エネルギ効率が低下してしまう。一方、微小孔群１４２の開口面積の総和が第２の放射側反射手段１４０の全面積の６０％を越えると、十分に多重反射しないうちに光が微小孔を通じて外部へ透過してしまう。故に、微小孔群１４２の開口面積の総和は、第２の放射側反射手段１４０の全面積の６０％以下であることが好ましい。
【０１１３】
図１９（ｂ）は、内側反射手段１１０の縦断面図である。実験によれば、同図のように、光を多重反射させる場合に、背面１０５だけでなく、側面１０６の反射がきわめて有効であることが判明した。側面１０６が無いと、点光源１０２から離れた場所では出射光量が大きく低下する。また、背面１０５の部分に複数の点光源１０２を配置したものよりも、この実施形態のような構成にしたほうが、出射光量の均一化が容易であることも判明した。
【０１１４】
なお、側面１０６は、必ずしも背面１０５に対して垂直でなくてもよい。図１９（ｃ）は、内側反射手段１１０の変形例縦断面図である。このように、側面１０６が上方に向かって広がった形状でも構わない。
【０１１５】
（第１８の実施形態）
図２０（ａ）（ｂ）は、面照明光源装置１００の他の実施の形態を示す図である。
この実施形態では、面照明光源装置１００は、導光体１０３の背面に相当する部分に、少なくとも１つの点光源１０２（本実施形態では６つ）がマトリクス状に配列されている。なお、点光源１０２の数は任意に設定することができる。その他の構成は、第１７の実施形態で説明したのと同様である。
【０１１６】
すなわち、前述したように、内側反射手段１１０は、背面１０５および側面１０６上に配置されて、導光体１０３の内部を伝搬する光を放射面１０４もしくは側面１０６方向に反射する反射面を有している。これにより、発光源１０２から放射された光はこれらの反射面にて吸収されることなく多重反射される。こうして、発光源１０２から放射された光を略全て利用して、均一な照明光を得ることが可能な構造となっている。
【０１１７】
また、この実施形態では、隣接する点光源１０２の間を仕切る反射板としての隔壁は設けられていない。さらに、図１９（ｃ）に示したように、側面１０６が上方に向かって広がった形状でも構わない。
【０１１８】
これは、それぞれの点光源１０２から放射された光が、内側反射手段１１０の背面１０５及び側面１０６に形成された反射面や、第１の放射側反射手段１２０、さらに第２の放射側反射手段１４０で反射を繰り返し、多重反射による光量の均一化が図られるためである。しかし、より均一な照明光を得るためには、上述の隔壁を設けた方が良いのは勿論である。
【０１１９】
なお、面照明光源装置１００の外形が大きくなってくると、装置中央部付近がたわむおそれがある。この場合には、補強板として、例えば透明板や反射板を装置中央部に取り付けても良い。
【０１２０】
（第１９の実施形態）
図２１は、図１８と図１９に示した実施形態を組み合わせた面照明光源装置１００の縦断面図である。
この図では、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０との間の空間を取り囲むように、反射体１５０を配置した。この反射体１５０は、内側反射手段１１０と同様の機能を持つ。第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０との間の空間は、例えば、透明アクリル板等により構成するとよい。もちろん、空気層のままでも構わない。第２の放射側反射手段１４０は、プラスチックフィルムに孔開け加工したものを使用してもよい。
【０１２１】
また、吸収が少ない多層膜コーティングでもよく、この多層膜コーティングは５０％〜９９％の反射率を有するものが望ましい。さらに、この多層膜コーティングの代わりに拡散板でも良い。
【０１２２】
図２２（ａ）は、反射体や放射側反射手段の形状を変更した面照明光源装置１００の概略縦断面図である。また、図２２（ｂ）は、その斜視図であり、図２２（ｃ）〜（ｅ）は、それぞれの分解斜視図である。
【０１２３】
この実施形態では、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０、及び導光体１０３の背面にある反射体１６５が、点光源１０２を通る基準線１６８を対称軸とする多面体となっている。第１の放射側反射手段１２０には、後述する図３２（ａ）に示すような所定形状のパターンが形成されている。また、第２の放射側反射手段１４０には、前述した図１９（ａ）のように、微小孔群１４２が全面に渡り均一に分散配置されるか、又はすりガラス状に形成されている。さらに、反射体１６５は、上面が拡開するように開口したパラボラアンテナ形状をなしている。
【０１２４】
なお、反射体１６５だけをこうした形状にし、第１の放射側反射手段１２０及び第２の放射側反射手段１４０は平板状にしてもよい。また、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０の一方だけをこうした形状にしてもよい。さらに、反射体１６５の形状は、多面体でなく、球面の一部であっても構わない。
【０１２５】
導光体１０３の背面にある反射体１６５は、パラボラアンテナと同様の効果で、点光源１０２の光を所定幅のビームに変換する。すなわち、図２２（ａ）において、反射体１６５で反射した光は法線に対し外側に広がるように放出される。また、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０は、レンズ効果によって、同様に、点光源１０２の光を所定幅のビームに変換する。従って、所定の幅の光ビームを出力する光源として適する。
【０１２６】
（第２０の実施形態）
図２３は、本実施形態の面照明装置１３０を示す縦断面図である。
同図２３において、面照明装置１３０は、図２１で説明した面照明光源装置１００を単位モジュールとして、この面照明光源装置１００を平面的に多数（図では左右方向に５個）マトリクス状に配列したものである。すなわち、それぞれの面照明光源装置１００は、内側反射手段１１０の筐体内に点光源１０２と、第１の放射側反射手段１２０を有している。そして、面照明装置１３０は、これら複数の面照明光源装置１００の上部をまとめて覆うように配置された一枚板の大きな拡散プレート３０を有している。この拡散プレート３０は、第２の放射側反射手段１４０に相当する。
【０１２７】
実験によれば、１個のＬＥＤを使用したものの実用的なサイズは、縦横１０センチメートルで、この構成にすることにより数メートル四方の平坦な均一な面光源を得ることができた。
【０１２８】
図２４は、図１９（ｃ）で紹介した内側反射手段１１０を備えたモジュール１６０を、多数マトリクス状に配列してできた面照明装置１３０の正面図である。
この面照明装置１３０では、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０の図示を省略している。
【０１２９】
同図において、各モジュール１６０は内側反射手段１１０を備えていて、隣接する内側反射手段１１０の間に余剰の空間１６１が形成されている。このため、この余剰の空間１６１を、例えば構造材や電気配線などに用いることができる。
【０１３０】
図２５（ａ）〜（ｄ）は、多数の面照明光源装置１００をマトリクス状に配列して面照明装置１３０を形成したものの平面図である。
すなわち、この面照明装置１３０においても、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０の図示を省略している。
【０１３１】
同図２５（ａ）（ｂ）において、点光源１０２は、格子状の隔壁１６２で区画されたそれぞれの面照明光源装置１００ごとに１個づつ設けられている。このとき、隔壁１６２に相当する部分が非常に有効に機能する。また、このように、面照明光源装置１００を多数配置することにより、大面積の導光体内部に複数の点光源を配置したものと比較して、出力光の均一さの点で、きわめて有利であることも実証できた。
【０１３２】
なお、隔壁１６２は、図２５（ａ）（ｂ）に示すように格子状でもよいし、図２５（ｃ）（ｄ）に示すように、渦巻き状に形成したものでもよい。渦巻き状の隔壁１６２の場合は、この隔壁１６２がマトリクス状に配置されたそれぞれの面照明光源装置１００ごとに１個づつ配置される。
【０１３３】
なお、この格子状又は渦巻き状の隔壁１６２は、図２３の第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０との間に配置しても良い。また、この渦巻き状の隔壁１６２を、大きく形成して、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０との間にまとめて１個配置しても良い。
【０１３４】
一般的に、「導光板を用いたＬＥＤ看板」であると、構造上、ユニットを横に繋げるため、つなぎ目のない巨大な均一照明の看板を作るのは非常に困難である。これは、ＬＥＤ位置と導光板位置が重なり、隣接する導光板間に隙間を設けないと並べることができないためである。しかし、本実施形態では、照明する面と同一面内にＬＥＤを並べているので、つなぎ目のない巨大な均一照明の看板を得ることができる。
【０１３５】
本実施形態によれば、光のミキシング性と前方に光を投射する性能に優れる。
【０１３６】
（第２１の実施形態）
図２６は、第２の放射側反射手段１４０の作用説明図である。
同図２６に示すように、面照明光源装置１００は、第１の放射側反射手段１２０と、これと対向するように一定の距離を開けて配置された第２の放射側反射手段１４０とを備えている。第２の放射側反射手段１４０は多数の微小孔群１４２を備えている。そして、第１の放射側反射手段１２０から放出された光が、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０の間で反射を繰り返すことにより、均一に拡散される。そして、そのうち一部の光１４７が第２の放射側反射手段１４０の微小孔群１４２から、矢印のように均一に放出される。すなわち、一点鎖線の円１４５に示すように、多重反射を繰り返した光１４７はそれぞれ均一な強度で広角に放射される。従って、広角な幅広のムラのない光ビームを得ることができる。
【０１３７】
図２７（ａ）（ｂ）は、第２の放射側反射手段１４０の変形例の作用説明図である。
この変形例においても、図２７（ａ）に示すように、第２の放射側反射手段１４０は微小孔群１４２を有している。そして、この微小孔群１４２の各孔は、図２７（ｂ）に示すように、孔に入射された光が該孔の内部で何度も反射するように鏡面に形成されている。
【０１３８】
図２８は、第２の放射側反射手段１４０の他の変形例の作用説明図である。
この例では、第２の放射側反射手段１４０を、多層ハーフミラーにより構成している。この多層ハーフミラーは、反射面全面にほぼ均一に形成されている。そして、例えば第１層のハーフミラーを透過した光の一部は第２層のハーフミラーの裏面で反射し、また第１層のハーフミラーを透過した光のうちの残りは第２層のハーフミラーを透過して第３層のハーフミラーに至る。
【０１３９】
また、非常に薄い金属蒸着膜等も適する。多層に蒸着層を形成してもよい。多層に塗布膜を形成してもよい。一点鎖線の円１７５に示すように、多層膜の境界面では、屈折率の相違から光が多様に反射する。従ってハーフミラーの各層間で光１７３が多重反射され、一部が最上層を透過して外部へ射出される。このため、この変形例によっても、微小孔群１４２を有する第２の放射側反射手段１４０と同様の作用をする。
【０１４０】
図２９は、第２の放射側反射手段１４０の別の変形例の作用説明図である。
この変形例では、第２の放射側反射手段１４０を、反射面全面にほぼ均一な密度で分布するように形成された光反射粒体１８２を有するものにより構成する。そして、この光反射粒体１８２を、透明な樹脂で覆うようにして板状に形成する。光反射粒体１８２は、光を反射する粒状のものであればよい。透明体中に分散させたガラスビーズでもよい。
【０１４１】
本変形例によれば、一点鎖線の円１８１に示すように、光１８４の一部は反射され、一部が間隙から外部へ射出されるから、微小孔群１４２を有する第２の放射側反射手段１４０と同様の作用をする。また、すりガラスのように、反射面全面に形成された光散乱凹凸構造部により出射光量を均一化できる。ガラス表面をサンドブラスト処理したものが適する。また、回折格子のような作用を持つ表面加工処理がされていてもよい。即ち、反射面全面を光回折構造部により構成することで、出射光量を均一化できる。
【０１４２】
なお、上記の実施形態において、第１の放射側反射手段１２０は、第１の反射面１２１に、特定点を対称の中心とし、当該特定点から遠くなるほど単位面積あたりの開口面積の総和が増加するように分布する開口群１２５を形成することが好ましい。特定点から遠くなるほど開口を通過する光量が増大し、全体として均一な光を放射できる。先の実施形態に示したような放射側反射手段の構造を採用すると、出射光量の均一さが増すことはいうまでもない。また、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０をこれと同一の構造にするようにしてもよい。
【０１４３】
上記の実施形態において、多重反射を繰り返した光は、最後に外部へ放射される。第２の放射側反射手段１４０を用いてどの程度まで多重反射をすると出射光量が均一化されるか、多重反射の程度について検討をすると、下記のような結論を得た。即ち、第２の放射側反射手段１４０の第３の反射面１４１は、反射損失をゼロと仮定したときに、入射する光の７０％以上を反射することが好ましい。
【０１４４】
反射損失をゼロと仮定したときに、入射する光の７０％以上を反射するものを使用すれば、第２の放射側反射手段１４０の多重反射機能を十分に発揮できる。７０％に満たない場合には、光量の均一化が不十分で、コストを考慮すると、第２の放射側反射手段１４０を省略したほうが良くなる。
【０１４５】
（第２２の実施形態）
図３０は、本実施形態の面照明光源装置１００を示す縦断面図である。
この面照明光源装置１００は、導光体１０３の放射面１０４上に、全面にほぼ均一な光散乱面と光透過孔とを有する放射側反射手段１９０を備える。すなわち、図２６〜図２９に示した各実施形態の第２の放射側反射手段１４０と同様の構成のものを、放射側反射手段１９０として、導光体１０３内部でのみ多重反射を行うようにした。これで、非常に簡素化されたコストの安い面光源が提供できる。
【０１４６】
図３１は、図１８における第２の放射側反射手段１４０の効果説明図である。
図の横軸は、面照明光源装置１００の放射面１０４の位置座標で、縦軸は出射光量を示す。
【０１４７】
この図に示すように、第１の放射側反射手段１２０のみを使用したとき、出射光量Ｐは開口のピッチに影響された変動を示す。これに対して、第２の放射側反射手段１４０を合わせて使用すると、全体としてきわめて均質な出射光量Ｑの特性を得ることができた。
【０１４８】
なお、図３２（ａ）〜（ｄ）に、実用化できた第１の放射側反射手段１２０の開口パターンを紹介しておく。第１の放射側反射手段１２０の開口群１２５の配置や形状は少しずつ異なるが、いずれも、実用上問題の無い程度に出射光量が均一化されている。
（付記１）
指向性の強い発光源と、該発光源の放射方向に放射面を有する導光体と、前記発光源に囲設されると共に前記導光体の放射面以外の面を閉鎖するケーシングとによって構成される面照明光源装置において、
前記ケーシングと前記導光体の間の全体に設けられた内側反射手段と、
前記放射面に設けられ、前記発光源からの光を所定の割合で反射させる放射側反射手段と、を具備する
ことを特徴とする面照明光源装置。
（付記２）
前記放射側反射手段は、前記発光源から前方に直進する光を所定の範囲で反射させる中央反射部であることを特徴とする付記１記載の面照明光源装置。
（付記３）
前記放射側反射手段は、前記導光体に設けられた中央反射部から外方に所定の間隔を空けて配されたリング状の外方反射部を具備することを特徴とする付記２記載の面照明光源装置。
（付記４）
前記中央反射部は、その中央部分に所定の範囲の光透過部を具備することを特徴とする付記２又は３記載の面照明光源装置。
（付記５）
前記中央反射部は、前記放射面に設けられた円形の反射板又は反射膜であり、前記外方反射部は、前記円形の反射板又は反射膜から所定の間隔で、前記反射板又は反射膜に同心に形成された環状の反射板又は反射膜であることを特徴とする付記２〜４のいずれか一つに記載の面照明光源装置。
（付記６）
前記中央反射部は、前記放射面に設けられ、前記ケーシングと相似形状に形成された反射板又は反射膜であり、前記外方反射部は所定の間隔で前記反射板又は反射膜に形成された帯状の反射板又は反射膜であることを特徴とする付記２〜４のいずれか一つに記載の面照明光源装置。
（付記７）
前記中央反射部は、前記発光源の前面の前記放射面に形成された所定の頂角を有する錐形状の反射体であることを特徴とする付記２記載の面照明光源装置。
（付記８）
点光源から出力される光をその点光源から所定距離だけ離れた場所に配置した平面上で直接受光したとき、当該平面上での受光強度分布が、前記点光源から最短距離の基準点で最高値を示し、その基準点を中心にしてその基準点から離れるに従って漸減するような出力特性を持つ点光源と、
前記平面と平行な放射面と、当該放射面と略平行な背面と、前記放射面と背面の外周に配置された側面とを有し、かつ、前記放射面と背面と側面により囲まれた閉空間に設けられた光学的に透明な導光体と、
前記放射面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記背面もしくは側面方向に反射する放射側反射手段と、
前記背面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記放射面もしくは側面方向に反射する内側反射手段とを備え、
前記点光源と前記基準点とを結ぶ基準線と前記放射面との交点を特定点と呼ぶとき、前記放射側反射手段は、前記特定点を含み、当該特定点を中心とする円または正多角形の反射体と、当該反射体を取り囲み、前記円の円弧または前記正多角形の辺に平行なスリット群を有する反射体から成ることを特徴とする面照明光源装置。
（付記９）
点光源から出力される光をその点光源から所定距離だけ離れた場所に配置した平面上で直接受光したとき、当該平面上での受光強度分布が、前記点光源から最短距離の基準点で最高値を示し、その基準点を中心にしてその基準点から離れるに従って漸減するような出力特性を持つ点光源と、
前記平面と平行な放射面と、当該放射面と略平行な背面と、前記放射面と背面の外周に配置された側面とを有し、かつ、前記放射面と背面と側面により囲まれた閉空間に設けられた光学的に透明な導光体と、
前記放射面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記背面もしくは側面方向に反射する放射側反射手段と、
前記背面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記放射面もしくは側面方向に反射する内側反射手段とを備え、
前記光源と前記基準点とを最短距離で結ぶ基準線と前記放射面との交点を特定点と呼ぶとき、前記放射側反射手段は、前記特定点を含み、当該特定点を通過する直線に対して対称な形状の方形の反射体と、当該反射体を間に挟み、前記直線と平行なスリット群を有する反射体から成ることを特徴とする面照明光源装置。
（付記１０）
前記導光体は任意の湾曲面に沿うように湾曲していることを特徴とする付記８または９に記載の面照明光源装置。
（付記１１）
前記導光体は柔軟な板状体からなることを特徴とする付記８または９に記載の面照明光源装置。
（付記１２）
前記放射面上に貼り付けられたフィルムに前記スリットが設けられていることを特徴とする付記８または９に記載の面照明光源装置。
（付記１３）
前記放射面上に貼り付けられたフィルムは、スリット状の透明な部分と反射体部分とを有することを特徴とする付記１２に記載の面照明光源装置。
（付記１４）
前記反射体は、光吸収体、乱反射体、もしくは反射膜の積層体であることを特徴とする付記８または９に記載の面照明光源装置。
（付記１５）
点光源から出力される光をその点光源から所定距離だけ離れた場所に配置した平面上で直接受光したとき、当該平面上での受光強度分布が、前記点光源から最短距離の基準点で最高値を示し、その基準点を中心にしてその基準点から離れるに従って漸減するような出力特性を持つ点光源と、
前記平面と平行な放射面と、当該放射面と略平行な背面と、前記放射面と背面の外周に配置された側面とを有し、かつ、前記放射面と背面と側面により囲まれた閉空間に設けられた光学的に透明な導光体と、
前記放射面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記背面もしくは側面方向に反射する放射側反射手段と、
前記背面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記放射面もしくは側面方向に反射する内側反射手段とを備え、
前記点光源と前記基準点とを結ぶ基準線と前記放射面との交点を特定点と呼ぶとき、前記放射面上には、前記特定点に近い部分が厚く、特定点から遠ざかるほど薄い金属蒸着膜が形成されていることを特徴とする面照明光源装置。
（付記１６）
付記１乃至１２のいずれか一つに記載の、点光源を導光体中に複数配置することによって構成されたことを特徴とする面照明装置。
（付記１７）
光源から出力される光をその光源から所定距離だけ離れた場所に配置した平面上で直接受光したとき、当該平面上での受光強度分布が、前記光源から最短距離の基準点で最高値を示し、その基準点を中心にしてその基準点から離れるに従って漸減するような出力特性を有する点光源と、
前記平面と平行な放射面と、当該放射面と略平行な背面と、前記放射面と背面の外周に配置された側面とを有し、かつ、前記放射面と背面と側面により囲まれた閉空間に設けられた光学的に透明な導光体と、
前記背面および側面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を反射する反射面を有する内側反射手段と、
前記放射面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記背面もしくは側面方向に反射する第１の反射面と、前記光源と前記基準点とを結ぶ基準線と前記放射面との交点を特定点と呼ぶとき、当該特定点を対称の中心として分布するように前記第１の反射面に形成した開口群と、前記第１の反射面の裏側にあって前記開口群を通過して放射される光の戻り分を反射する第２の反射面を有する第１の放射側反射手段と、
前記第１の放射側反射手段と対向するように一定の距離を開けて配置され、前記第１の放射側反射手段の開口を通過して放射される光を前記第１の放射側反射手段の第２の反射面方向に反射する第３の反射面と、この反射面全面にほぼ均一な密度で分布するように形成された微小孔群を有する第２の放射側反射手段を備えたことを特徴とする面照明光源装置。
（付記１８）
付記１７に記載の面照明光源装置において、
前記微小孔群は、１０μｍ以上１００μｍ以下の直径を持つことを特徴とする面照明光源装置。
（付記１９）
付記１７に記載の面照明光源装置において、
前記微小孔群の開口面積の総和は、前記第２の放射側反射手段の全面積の１０％以上６０％以下であることを特徴とする面照明光源装置。
（付記２０）
付記１７に記載の面照明光源装置において、
前記第２の放射側反射手段を、反射面全面にほぼ均一な密度で分布するように形成された微小孔群を有するものに代えて、反射面全面にほぼ均一に形成された多層ハーフミラーにより構成することを特徴とする面照明光源装置。
（付記２１）
付記１７に記載の面照明光源装置において、
前記第２の放射側反射手段を、反射面全面にほぼ均一な密度で分布するように形成された微小孔群を有するものに代えて、反射面全面にほぼ均一な密度で分布するように形成された光反射粒体を有するものにより構成することを特徴とする面照明光源装置。
（付記２２）
付記１７に記載の面照明光源装置において、
前記第２の放射側反射手段を、反射面全面にほぼ均一な密度で分布するように形成された微小孔群を有するものに代えて、反射面全面に形成された光散乱凹凸構造部により構成することを特徴とする面照明光源装置。
（付記２３）
付記１７に記載の面照明光源装置において、
前記第２の放射側反射手段を、反射面全面にほぼ均一な密度で分布するように形成された微小孔群を有するものに代えて、反射面全面に設けられた光回折構造部により構成することを特徴とする面照明光源装置。
（付記２４）
付記１７に記載の面照明光源装置において、
前記第１の放射側反射手段は、前記第１の反射面に、前記特定点を対称の中心とし、当該特定点から遠くなるほど単位面積あたりの開口面積の総和が増加するように分布する開口群を形成していることを特徴とする面照明光源装置。
（付記２５）
付記２４に記載の面照明光源装置において、
前記第２の放射側反射手段を、反射面全面にほぼ均一な密度で分布するように形成された微小孔群を有するものに代えて、前記特定点を対称の中心とし、当該特定点から遠くなるほど単位面積あたりの開口面積の総和が増加するように分布する開口群を形成したことを特徴とする面照明光源装置。
（付記２６）
付記１乃至２５のいずれかに記載の面照明光源装置において、
前記第３の反射膜は、反射損失をゼロと仮定したときに、入射する光の７０％以上を反射することを特徴とする面照明光源装置。
（付記２７）
光源から出力される光をその光源から所定距離だけ離れた場所に配置した平面上で直接受光したとき、当該平面上での受光強度分布が、前記光源から最短距離の基準点で最高値を示し、その基準点を中心にしてその基準点から離れるに従って漸減するような出力特性を有する点光源と、
前記平面と平行な放射面と、当該放射面と略平行な背面と、前記放射面と背面の外周に配置された側面とを有し、かつ、前記放射面と背面と側面により囲まれた閉空間に設けられた光学的に透明な導光体と、
前記背面および側面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を反射する反射面を有する内側反射手段と、
前記放射面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記背面もしくは側面方向に反射する反射面と、この反射面全面にほぼ均一な光散乱面と光透過孔とを有する放射側反射手段を備えたことを特徴とする面照明光源装置。
（付記２８）
付記１乃至２７のいずれかに記載の面照明光源装置において、
前記第１の放射側反射手段と第２の放射側反射手段と導光体の背面のうちの全部または一部が、前記光源を通る前記基準線を対称軸とする球面または多面体であることを特徴とする面照明光源装置。
（付記２９）
付記１乃至２７のいずれか一つに記載の面照明光源装置を複数配置することによって構成されたことを特徴とする面照明装置。
（付記３０）
光源から出力される光をその光源から所定距離だけ離れた場所に配置した平面上で直接受光したとき、当該平面上での受光強度分布が、前記光源から最短距離の基準点で最高値を示し、その基準点を中心にしてその基準点から離れるに従って漸減するような出力特性を有する点光源と、
前記平面と平行な放射面と、当該放射面と略平行な背面と、前記放射面と背面の外周に配置された側面とを有し、かつ、前記放射面と背面と側面により囲まれた閉空間に設けられた光学的に透明な導光体と、
前記背面および側面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を反射する反射面とを有する内側反射手段と、
前記放射面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記背面もしくは側面方向に反射する反射面と、前記光源と前記基準点とを結ぶ基準線と前記放射面との交点を特定点と呼ぶとき、当該特定点を対称の中心として分布するように前記反射面に形成した開口群とを有する放射側反射手段とを備え、
前記導光体の背面と側面と前記放射面に囲まれた空間を多重反射した光を外部に放射する光源装置モジュールを、ほぼ一定の間隔で配列したことを特徴とする面照明装置。
【符号の説明】
【０１４９】
１、１' 面照明光源装置
２ 発光源
３ 導光体
３Ａ 放射面
４ ケーシング
５ 内側反射部
５' 反射部材
６、１０ 放射側反射部
６Ａ、１０Ａ 中央反射部
６Ｂ、１０Ｂ 外方反射部
６Ｃ 中央光透過部
７ 外方光透過部
８ 反射体
９ 光透過基板
２０、２０' 面照明装置
３０ 光拡散プレート
５０ 平面
５１ 特定点
５２ 背面
５３ 側面
５８ 基準線
５９ 基準点
６１ 端面
６３ 反射体
６４ 反射体
６５ スリット群
６８ 直線
６９ 端面
７１ 壁
７２ 実線
７３ 面照明光源装置
７４ スリット
８０ フィルム
８１ スリット
９０ 面照明光源装置
９１ 点光源
９５ パタン
９６ ガラス板
９７ 反射膜
１００ 面照明光源装置
１０１ 特定点
１０２ 点光源
１０３ 導光体
１０４ 放射面
１０５ 背面
１０６ 側面
１１０ 内側反射手段
１１５ 隔壁
１２０ 第１の放射側反射手段
１２１ 第１の反射面
１２２ 第２の反射面
１２５ 開口群
１３０ 面照明装置
１３１ 光
１３２ 光
１３３ 光
１４０ 第２の放射側反射手段
１４１ 第３の反射面
１４２ 微小孔群
１４５ 円
１４７ 光
１５０ 反射体
１６０ モジュール
１６１ 余剰の空間
１６２ 隔壁
１６５ 反射体
１６８ 基準線
１７３ 光
１７５ 円
１８１ 円
１８２ 光反射粒体
１８４ 光
１９０ 放射側反射手段
２６０ 放射側反射手段
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＬＣＤバックライト、照明用看板、自動車・車両等の表示装置に使用される面照明光源装置及びこれを用いた面照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に係る面光源装置は、少なくとも一つの一次光源と、この一次光源から発せられる光を導光し且つ前記一次光源から発せられた光が入射する光入射端面及び導光される光が出射する光出射面を有する板状の導光体とを備えており、前記導光体が、前記光出射面及びその反対側の裏面の双方又は一方に光出射機構を備え、且つ前記光出射面及び前記裏面の双方又は一方に少なくとも一つの局所的レンズ列形成部を備え、この局所的レンズ列形成部のそれぞれは少なくとも一つの局所的レンズ列を含み、この局所的レンズ列が前記一次光源から発せられ前記光入射端面に入射した光のうちの最大強度光の入射位置での輝度分布におけるピーク光の方向と異なる方向に形成されているもので、これによって輝度不均一を解消するものである。
【０００３】
特許文献２に係る照明式表示装置は、一端に開口部が形成され、内側壁が光の反射面である光源収容部を有するランプハウジングと、前記光源収容部の奥壁に設けられた照明用の光源である発光ダイオードと、前記開口部の前面に履設されて所望の表示を行うための透光形状が形成された表示板とを備え、前記光源収容部内の前記発光ダイオードと前記表示板との間に嵌合されて、前記光源収容部の内壁部との接触面を形成し、入射した光を散乱して面光源にするための導光体とを備え、前記内側壁表面にシボ加工が施されるものであり、これによって、ＬＥＤのように指向性の強い光源の照明を均一化させて表示形状の視認性を向上させるものである。
【０００４】
特許文献２では、換言すれば、発光ダイオードからの光をシボ加工された内側壁面で拡散反射して拡散フィルム等の作用で均一にしている。
また、特許文献３では、光の放射面上に形成された拡散層における微小反射部からの反射光と、発光ダイオード（ＬＥＤ）の周辺に設けられた反射器と、の間での反射の繰り返しにより、均一光を得る旨が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献４では、ＬＥＤから出射された指向性のある光（特にＬＥＤ直上の強い光）を、放射面に形成された反射部でＬＥＤ側に反射させている。これにより、光の方向を変化させてＬＥＤからの光強度を減少させ、均一な光を得る点が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３４３１２４号公報
【特許文献２】特開２００３−１８６４２７号公報
【特許文献３】特開２００５−２８４２８３号公報
【特許文献４】特開２００６−１２８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
表示装置や照明等の光源として、電力消費量や発熱が少ない点から発光ダイオード（ＬＥＤ）の使用が検討されるが、ＬＥＤは指向性が強いため、広い面で均一光量分布を得るためには、従来上述した特許文献に開示されるような工夫が必要であった。
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、ＬＥＤによる指向性の強い光を均等化するために、ＬＥＤ光源を放射方向に対して横に設けたりしている。このため、大きなスペースを要する。
【０００９】
特許文献２では、ＬＥＤの放射方向に所定の厚みが必要であった。また、内側拡散フィルムで散乱された光は、ベース板で吸収されてしまう等、ＬＥＤからの光を全て利用するとの思想はなかった。
【００１０】
また、特許文献３では、放射面やＬＥＤの周辺の底面には反射板が設けられていても、側面には反射板が設けられていない。このため、ＬＥＤを取り囲むような空間において、光の多重反射を起こさせて全てのＬＥＤからの光を利用しつつ均一な照明光を得ることはできない。
【００１１】
さらに、特許文献４では、ＬＥＤからの光の進行経路をコントロールすることで、均一な照明を得ようとする思想である。すなわち、放射面上の反射部は光の進行方向を変えるために用いられている。しかし、これでは光強度が弱められてしまうとともに、多重反射を利用して均一な光を得ることはできない。
【００１２】
このため、この発明は、ＬＥＤのような指向性の強い点光源を用いても、この光を高い効率で利用しながら、ＬＥＤの放射方向の厚みを増大させることなく、しかも、該点光源を覆う放射側反射手段の真上部分に明るいスポットを残すことなく、また反対にこの真上部分を暗くさせることもなくして、広い面積で均一な照明光を得ることができる面照明光源装置及び面照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
したがって、この発明の面照明光源装置は、指向性の強い点光源と、所定面積の底面及び側面並びに開口を有し内壁面に内側及び側面反射部が設けられたケーシングと、前記開口を覆う放射側反射手段とを備え、前記ケーシングは、その底面の中央部に前記点光源が配設されて、
前記放射側反射手段は、前記点光源からの光の一部を透過、反射及び乱反射する第１の放射側反射手段と、前記第１の放射側反射手段の放射側と対向し一定の距離をあけて配置され前記第１の放射側反射手段を通過した光の一部を反射及び透過する第２の放射側反射手段とからなり、前記第１の放射側反射手段は、前記点光源からの光の一部を前記ケーシング内へ反射させる第１の反射面と、前記第１の反射面の反対側にあって光を反射させる第２の反射面とを有し、前記第２の放射側反射手段は、前記第１の放射側反射手段を通過した光を反射して前記第２の反射面との間で多重反射させる第３の反射面とを有し、前記第１の放射側反射手段の前記第１の反射面は、前記点光源の真上部分に所定範囲の中央反射部と該中央反射部の外周囲に外方反射部とを有し、前記外方反射部は、一部光を透過、反射及び乱反射して所定の反射率を有した反射部材からなり、前記中央反射部は前記外方反射部の反射率より高い反射率を有する光透過性の反射部で形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、ＬＥＤのような指向性の強い点光源を用いても、この光を高い効率で利用しながら、ＬＥＤの放射方向の厚みを増大させることなく、しかも、該点光源を覆う放射側反射部の真上部分に明るいスポットを残すことなく、また反対にこの真上部分を暗くさせることもなくして、広い面積で均一な照明光を得ることができる。特に、第２の放射側反射手段を設けたことで、面照明光源装置の放射方向の厚さを薄くすることができる。
【００１４】
また、この発明の面照明光源装置は、前記外方反射部の反射率を７５％〜９９．３％の範囲内に選定するものとすることができる。この好ましい実施形態によれば、外方反射部の光分布をフラットな特性にすることができる。
【００１５】
また、この発明の面照明光源装置は、前記点光源を１個の発光ダイオード又は複数個の発光ダイオードの集合体で形成するものとすることができる。
【００１６】
また、この発明の面照明光源装置は、前記中央反射部をその一部にスリット又は開口が設けられ、或いは肉薄に形成するものとすることができる。この好ましい実施形態によれば、中央反射部にスポットを残すことなく、しかも中央反射部が暗くなることがない。
【００１７】
また、この発明の面照明光源装置は、前記外方反射部を前記中央反射部から遠ざかるに従って光透過量が大きくなるスリットを設けたもので形成するものとすることができる。この好ましい実施形態によれば、外方反射部で均一な照明光を得ることができる。
【００１８】
また、この発明の面照明光源装置は、前記中央反射部及び外方反射部は、いずれも反射ドットからなり、前記中央反射部の反射ドットの密度分布を前記外方反射部の反射ドットの密度分布より高くするものとすることができる。
【００１９】
また、この発明の面照明光源装置は、前記ケーシングを平面視で方形状に形成するものとすることができる。
【００２０】
また、この発明の面照明光源装置は、前記ケーシング側面を前記底面の端部から外側へ広がった形状にするものとすることができる。この好ましい実施形態によれば、底面の端部に余剰の空間が形成されるので、この空間を例えば構造材や電気配線などに使用することが可能になる。
【００２１】
また、この発明の面照明光源装置は、前記内側及び側面反射部は超微細発泡光反射部材であり、前記放射側反射部は超微細発泡光反射部材であることが好ましい。この好ましい実施形態によれば、ＬＥＤのような指向性の強い点光源を用いても、この点光源から出射した光を例えば９４％という高い効率で利用することができる。
【００２２】
また、この発明の面照明光源装置は、前記内側及び側面反射部は超微細発泡光反射部材であり、前記放射側反射部はチタンホワイト又はポリテトラフロロエチレンの微粒子を含む塗布膜であるものとすることができる。この好ましい実施形態によれば、ＬＥＤのような指向性の強い点光源から出射した光を例えば９３％という高い効率で利用することができる。
【００２３】
また、この発明の面照明光源装置は、前記内側及び側面反射部はチタンホワイト又はポリテトラフロロエチレンの微粒子を含む塗布膜であり、前記放射側反射部はポリテトラフロロエチレンの微粒子を含む塗布膜であるものとすることができる。この好ましい実施形態によれば、ＬＥＤのような指向性の強い点光源から出射した光を例えば９０％以上という高い効率で利用することができる。
【００２４】
また、この発明の面照明光源装置は、前記第２の放射側反射手段は、直径が１０μｍ以上１００μｍ以下の微小孔が複数個分散されたものであるものとすることができる。
【００２５】
また、この発明の面照明光源装置は、前記第２の放射側反射手段は、ハーフミラーで構成されているものとすることができる。
【００２６】
また、この発明の面照明光源装置は、前記第２の放射側反射手段は、光拡散板であるものとすることができる。
【００２７】
また、この発明の面照明光源装置は、前記第２の放射側反射手段は、光回折構造部で形成されているものとすることができる。
【００２８】
また、この発明の面照明光源装置は、前記ケーシングは、内部に前記点光源が複数個配設されて、前記各点光源の真上にそれぞれ請求項１に記載の放射側反射手段が設けられているものとすることができる。この好ましい実施形態によれば、点光源を複数配することによって均等な照明光を発生させる面照明光源装置を構成することができる。
【００２９】
また、この発明の面照明光源装置は、前記ケーシングは、内部が複数に区画されて、該区画された底面の中央部にそれぞれ１個の点光源が配設されて、前記各点光源の真上に請求項１に記載の放射側反射手段が設けられているものとすることができる。この好ましい実施形態によれば、ケーシングに点光源を複数配することによって均等な照明光を発生させる面照明光源装置を構成できる。
【００３０】
また、この発明の面照明光源装置は、前記点光源は、光の三原色である赤、青、緑の発光素子を含むものであるものとすることができる。
【００３１】
この発明の面照明装置は、上記のいずれかの面照明光源装置が複数個配置されていることを特徴とする。この構成によれば、面照明光源装置を複数配することによって均等な照明光を発生させる面照明装置を構成することができる。
【００３２】
また、この発明の面照明装置は、前記複数の第２の放射側反射手段を一体に結合するものとすることができる。
【発明の効果】
【００３３】
これらの面照明光源装置に係る発明によれば、指向性の強い点光源を用いても、この光を高い効率で利用しながら、点光源の放射方向の厚みを増大させることなく、しかも、この点光源を覆う放射側反射部の真上部分に明るいスポットを残すことなく、また反対にこの真上部分を暗くさせることもなくして、広い面積で均一な照明光を得ることができる。特に、第２の放射側反射手段を設けたことで、面照明光源装置の放射方向の厚さを薄くすることができる。また、この面照明光源装置を複数配することによって均等な照明光を発生させる面照明装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本願発明の面照明光源装置の概略構成図である。
【図２Ａ】第１の実施形態の放射側反射部の構成を示す概略説明図である。
【図２Ｂ】第１の実施形態の放射側反射部の構成を示す概略説明図である。
【図２Ｃ】放射側反射部の反射率と照度との関係を示す図である。
【図２Ｄ】放射側反射部の反射率と照度との関係を示す図である。
【図２Ｅ】同上のＡ点での透過した光の光量と反射率との関係を示す図である。
【図２Ｆ】放射側反射部に中央光透過部を設けた実施形態を示す図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ第２の実施形態の放射側反射部の構成を示した概略説明図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第３の実施形態の放射側反射部の構成を示した概略説明図である。
【図５】第４の実施形態の放射側反射部の構成を示した概略説明図である。
【図６】第５の実施形態の放射側反射部の構成を示した概略説明図である。
【図７】（ａ）は、第６の実施形態を示すもので、面照明装置の構成を示した概略平面図、（ｂ）は、その正面図である。
【図８】第７の実施形態の面照明装置の構成を示した概略説明図である。
【図９】第８の実施形態の面照明光源装置の縦断面図である。
【図１０】（ａ）は、第９の実施形態の帯状の面照明光源装置の実施例平面図、（ｂ）は、その縦断面図である。
【図１１】第１０の実施形態の帯状の面照明光源装置を湾曲させたものの概略図である。
【図１２】第１１の実施形態の帯状の面照明光源装置をＳ字状に湾曲させたものの概略図である。
【図１３】（ａ）は、第１２の実施形態の帯状の面照明光源装置を応用したものの斜視図、（ｂ）は、その断面側面図、（ｃ）は、その正面図である。
【図１４】（ａ）は、第１３の実施形態の多角形の面照明光源装置の平面図、（ｂ）は、面照明光源装置の他の実施形態の平面図、（ｃ）は、面照明光源装置のさらに他の実施形態の断面平面図、（ｄ）は、その平面図である。
【図１５】第１４の実施形態のスリットを有するフィルムの平面図である。
【図１６】（ａ）は、複数光源を備えた面照明光源装置の断面平面図、（ｂ）は、そのＱ−Ｑ断面図、（ｃ）は、その平面図、（ｄ）は、Ｑ−Ｑ線上での光強度を示す図である。
【図１７】（ａ）は、第１４の実施形態の多角形の面照明光源装置の縦断面図、（ｂ）は、その平面図である。
【図１８】第１７の実施形態の面照明光源装置を示す縦断面図である。
【図１９】（ａ）は、第２の放射側反射手段の平面図、（ｂ）は、内側反射手段の縦断面図、（ｃ）は、内側反射手段の変形例縦断面図である。
【図２０】（ａ）は、第１８の実施形態の面照明光源装置の縦断面図、（ｂ）は、その断面平面図である。
【図２１】第１９の実施形態の面照明光源装置の縦断面図である。
【図２２】（ａ）は、反射体や放射側反射手段の形状を変更した概略縦断面図、（ｂ）は、その斜視図、（ｃ）は、第２の放射側反射手段の斜視図、（ｄ）は、第１の放射側反射手段の斜視図、（ｅ）は、反射体の斜視図である。
【図２３】第２０の実施形態の面照明装置を示す縦断面図である。
【図２４】図１９（ｃ）で紹介した構造のものの配列である。
【図２５】（ａ）は面照明光源装置を配列したものの断面平面図、（ｂ）はその斜視図、（ｃ）は隔壁の変形例を示す図、（ｄ）は、その斜視図である。
【図２６】第２の放射側反射手段の作用説明図である。
【図２７】（ａ）は、第２の放射側反射手段の変形例の作用説明図、（ｂ）は、その部分拡大図である。
【図２８】第２の放射側反射手段の別の変形例作用説明図である。
【図２９】第２の放射側反射手段の別の変形例作用説明図である。
【図３０】第２２の実施形態の面照明光源装置を示す縦断面図である。
【図３１】第２の放射側反射手段の作用説明図である。
【図３２】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ実用化した第１の放射側反射手段の開口パターンの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、この発明の実施形態について図面により説明する。
この発明に係る面照明光源装置１は、例えば図１に示すように、一つの発光ダイオード若しくは複数の発光ダイオードからなる発光ダイオード群である指向性の強い発光源２と、この発光源２の放射方向に放射面３Ａを有する導光体３と、発光源２を囲設すると共に導光体３の放射面以外の面を閉鎖するケーシング４とによって構成されると共に、ケーシング４と導光体３の間の全体に内側反射手段としての内側反射部５が設けられ、放射面３Ａには、本願の特徴である発光源２からの光を所定の割合で反射させる放射側反射手段としての放射側反射部６が設けられるものである。
【００３６】
そして、これら内側反射部５および放射側反射部６には、光吸収の少ない材質が用いられている。この点は、以下の各実施形態の全てにおいて共通する事項である。
このように、ケーシング４は、その底面の内側反射部５と側面の側面反射部（図示せず）とを有しているので、発光源２から放射された光はこれらの反射部にて吸収されることなく多重反射される。これにより、発光源２から放射された光を略全て利用して、均一な照明光を得ることが可能な構造となっている。
【００３７】
さらに、ケーシング４は、側面が上方に向かって垂直に延びる以外にも、例えば後述する図１９（ｃ）に示すように、側面が上方に向かって広がった形状でも良い。
また、発光源２としては、発光ダイオードやレーザダイオード（ＬＤ）を含む概念である。また、前述したように、発光源２は、発光素子が１個の単体のみならず、複数の発光素子が近接して配置された集合体である場合をも含む。さらに、例えば光の三原色である赤、青、緑の発光素子を近接配置した場合も含む。
【００３８】
さらに、図１では、ケーシング４内に発光源２を１つ配置した場合を示しているが、これに限らず、ケーシング４内に複数個の発光源２を配置しても良い。この場合の発光源２の配置は、マトリクス状の配置である場合や、その他、中央に配置された１つの発光源２に対して点対称な配置である場合等が考えられる（後述する図１６参照）。しかも、ケーシング４内に複数個の発光源２を配置した場合でも、この発光源２を密に並べることなく均一な面照明を得ることができる。
【００３９】
ところで、ケーシング４の大きさと放射側反射部６の形状は、放射側反射部６の均一な照明を得るために重要なファクターとなる。
そこで発明者は、例えばケーシング４の大きさを１０ｃｍ×１０ｃｍ×１．５ｃｍ（高さ）の直方体とし、発光源２を略１Ｗで６４ｌｍの光を放出するＬＥＤを用いて実験を行った。この場合、放射側反射部６の形状は、後述する図４（ａ）の形状に類するもので実施した。
【００４０】
また、内側反射部５と放射側反射部６として、超微細発泡光反射板（商品名 ＭＣＰＥＴ）を用いた。そして、放射側に拡散体を配置して放射側反射部６の形状による影響を除き、均一光にして照度を測定した。すると、６０００ｌｕｘの照度が得られた。このことは、ＬＥＤから出射した光の９４％を利用することができたことになる。
【００４１】
次に、発明者は、内側反射部５として、前述した超微細発泡光反射板を用いて実験を行った。この場合、放射側反射部６として、チタンホワイトの微粒子をエマルジョン化したものを用いた。放射側反射部６の形状は、スクリーン印刷により、後述する図４（ａ）の形状に類するもので実施した。
【００４２】
こうして、光を均一化して照度を測定したところ、５８３０ｌｕｘの照度が得られた。このことは、ＬＥＤから出射した光の９１％を利用することができたことになる。
さらに、発明者は、放射側反射部６をポリテトラフロロエチレン（ｐｏｌｙ ｆｌｕｏｒｏ ｃａｒｂｏｎ）の微粒子（商品名 Ｇ−８０Ｈａｌｌｏｎ）を用いたところ、５９５０ｌｕｘの照度が得られた。このことは、ＬＥＤから出射した光の９３％を利用することができたことになる。
【００４３】
なお、内側反射部５として、チタンホワイトやポリテトラフロロエチレン（ｐｏｌｙ ｆｌｕｏｒｏ ｃａｒｂｏｎ）の微粒子を用いた場合にも、ＬＥＤから出射した光の９０％以上の光を利用することができた。
【００４４】
すなわち、本実施形態の面照明光源装置１によれば、ＬＥＤから出射した光のほとんど９０％以上（略１００％に近く）を利用しながら、均一な照明光を得ることができる。
なお、下記する実施形態の説明において、図面において同一の符号を付したものは同一のもの及び同様の効果を奏するものであるから、説明を省略する場合がある。
【００４５】
（第１の実施形態）
図２Ａ，図２Ｂに、本実施形態の放射側反射部６を示す。この放射側反射部６は、例えば図２Ａ， 図２Ｂに示すもので、光透過基板９の内側に、発光源２から前方に直進する光を所定の範囲で反射させる中央反射部６Ａを有している。光透過基板９としては、例えばガラス板、アクリル樹脂等の透明度の高いプラスチック板を用いる。そして、この光透過基板９に、一様な反射透過膜をコーティングする。この反射透過膜としては、例えば酸化チタンや窒化マグネシウム等が用いられる。
【００４６】
図２Ｃは、このコーティング膜の性質として、光の吸収が少なくかつ反射率Ｒを０％〜５０％と７５％の場合の光の分布を示している。また、図２Ｄは、コーティング膜の性質として、光の吸収が少なくかつ反射率Ｒを９８％〜９９．３％とした場合の光の分布を示している。
【００４７】
図２Ｃによれば、反射率Ｒが０％〜５０％の場合、発光源２の真上の照度が局部的に高く、また、反射率Ｒが７５％の場合、若干緩和されている。さらに、図２Ｄによれば、反射率Ｒを９８％〜９９．３％とした場合、発光源２の周辺部Ａ点において透過した光の分布はフラットな特性のものを得ることができる。しかし、中央部は明るいスポットが残る。
【００４８】
図２Ｅは、図２Ｄの周辺部Ａ点での透過した光の光量と反射率Ｒとの関係を示している。
この図２Ｅによれば、反射率Ｒが高くなるほど光量が増加していることがわかる。
【００４９】
また、前述した明るいスポット光を有効に利用するために、中央反射部６Ａを用いて、発光源２側により多くの光を反射させ、光の均一度を向上させることができる。ただし、あまり中央反射部６Ａの反射率が高いと暗くなるために、中央反射部６Ａは、多少の透過率を備えた光吸収の少ない部材を用いるのが良い。または、中央反射部６Ａの中央部に小さな光透過部を形成し、あるいは膜を薄く形成して、光の均一度を高めるようにする。
【００５０】
ここで、実験により、図２Ａの放射面側に拡散体を配置して中央反射部６Ａを形成した場合の均一光による照度を測定した。
この場合、ケーシング４の大きさを１０ｃｍ×１０ｃｍ×１．５ｃｍ（高さ）の直方体とし、コーティング膜として反射率８８％の超微細発泡光反射板（商品名 ＭＣＰＥＴ）を用いた。また、中央反射部６Ａの直径をΦ１０とし、さらに中央部に＋字のスリット（透過部）を設けた。また、発光源２として、４３ｌｍの光を出射するＬＥＤを用いた。
【００５１】
以上により、４０１０ｌｕｘの均一な面照明光源装置１を得ることができた。このことは、発光源２から出射した光の９３％を利用することができたことになる。
これによって、指向性の強い発光源２から放射される中央部分の光量を制限でき、さらには内側反射部５によって反射された光によって全体的な光量を確保できるので、均一な照明光を得ることができる。なお、図２Ａでは、光透過基板９の内側に中央反射部６Ａを形成した場合について説明したが、これに限らず、例えば光透過基板９の外側に中央反射部６Ａを形成しても良い。
【００５２】
また、図２Ｆに示すように、中央反射部６Ａの中央部分に、中央光透過部６Ｃを設けても良いものである。この中央光透過部６Ｃは、所定の径を有する完全開口部としても良いし、所定の透過率を有するように形成したものでも良い。尚、完全開口部の場合には、径の大きさを調整することによって中央部分での光量の増大／減少を調整できるものである。
【００５３】
また、中央反射部６Ａは、周知の光学反射板を放射面３Ａに貼り付けたものであっても良いし、導光体３の形成時に、光学反射膜を蒸着して形成するようにしても良いものであり、特にその製造方法については限定されるものではない。
【００５４】
さらに、放射側反射部６として、例えばすりガラス等の光拡散プレートであっても良い。この場合は、後述する図３０と略同様の構成となる。
なお、上記の導光体３は、例えば、光学ガラスにより構成することができる。また、アクリル樹脂等の透明度の良いプラスチックを使用できる。さらに、シリコン樹脂等の柔軟な透明プラスチックを使用することにより、後述の実施例に示すように、部分的にあるいは全体的に曲面をもった面照明光源装置を実現できる。また、気体や液体でも良い。反射膜は、既知の鏡面形成用の樹脂や塗料を塗布することにより簡単に形成できる。従って、例えば、建物の壁面等に設置される大面積の広告用ディスプレイ装置に適する。材料費と加工の容易性および、高い精度が要求されないことから、低コストで生産できるという効果がある。
【００５５】
（第２の実施形態）
図３（ａ）〜（ｃ）に、本実施形態の放射側反射部６を示す。
図３（ａ）に示すように、この放射側反射部６は、導光体３に設けられた円形の中央反射部６Ａと、この中央反射部６Ａから外方に所定の間隔を空けて同心に配された複数のリング状の外方反射部６Ｂを具備する。これによって所定の間隔で外方光透過部７が形成される。さらに、中央反射部６Ａは、放射面３Ａに設けられた円形の反射板又は反射膜であり、外方反射部６Ｂは、円形の反射板又は反射膜から所定の間隔で、この反射板又は反射膜に同心に形成された環状の反射板又は反射膜である。
【００５６】
また、本実施形態では、外方反射部６Ｂを構成する反射板又は反射膜の幅は、外側にいくにしたがって、狭くなるように形成されている。これによって、光量の多い中央部分での光透過量を制限し、外側の光透過量を増大させることができるので、照明光の均一化をさらに図れるものである。
【００５７】
また、図３（ｂ）において、第１の実施形態と同様に、中央反射部６Ａに、その中央部分に所定の範囲の中央光透過部６Ｃを設けても良いものである。これによって、第１の実施形態と同様の効果を奏することができるものである。
【００５８】
さらに、図３（ｃ）に示すように、ケーシング４が平面視方形状の場合は、中央反射部６Ａは、放射面３Ａに設けられた楕円形の反射板又は反射膜である。また、外方反射部６Ｂは、楕円形の反射板又は反射膜から所定の間隔で、この反射板又は反射膜に同心に形成された楕円形の反射板又は反射膜である。また、ケーシング４が平面視方形状である場合に、その内側の隅部に、該ケーシング４の中心に向けて光を反射する弧状の反射部材５'を配置している。これにより、ケーシング４の対向する隅部にまで、くまなく光を反射させることができる。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００５９】
（第３の実施形態）
図４（ａ）（ｂ）に、本実施形態の放射側反射部６を示す。
図４（ａ）に示すように、この放射側反射部６は、導光体３に設けられたケーシング４の形状と類似形に形成された方形の中央反射部６Ａと、この中央反射部６Ａから外方に所定の間隔を空けて配された複数の方形リング状の外方反射部６Ｂを具備する。また、これによって所定の間隔で外方光透過部７が形成される。
【００６０】
さらに、中央反射部６Ａは、放射面３Ａに設けられ、ケーシング４と相似形状に形成された反射板又は反射膜であり、外方反射部６Ｂは所定の間隔でこの反射板又は反射膜に形成された帯状の反射板又は反射膜である。
【００６１】
これによって、ケーシング４の形状に合わせて、光量の多い中央部分での光透過量を制限し、外側の光透過量を増大させることができるので、照明光の均一化をさらに図れるものである。
【００６２】
また、図４（ｂ）において、第１の実施形態と同様に、中央反射部６Ａに、その中央部分に所定の範囲の光透過部６Ｃを設けても良いものである。これによって、第１の実施形態と同様の効果を奏することができるものである。
【００６３】
（第４の実施形態）
図５に、本実施形態の放射側反射部６を示す。
本実施形態では、放射側反射部６は、発光源２の前面の放射面３Ａに穿設された所定の頂角を有する錐形状の反射体８である。この反射体８は、均等に反射可能な円錐形状又はケーシング形状と相似形である角錐形状が望ましい。また、その頂角を適正に設定することによって、発光源から放射面に対して略直線状に放射される光を全反射若しくは部分反射させることができるものである。これによって、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６４】
（第５の実施形態）
図６に、本実施形態の放射側反射部１０を示す。
本実施形態では、放射側反射部１０は、反射部材からなる反射ドットによって形成されている。この放射側反射部１０は、高い密度分布の反射ドットによって構成された中央側反射部１０Ａと、中央側反射部１０Ａより低い密度分布の反射ドットからなる外方反射部１０Ｂとによって構成される。これによって、上述した第１の実施形態と同様の効果を奏することができるものである。
【００６５】
（第６の実施形態）
図７（ａ）（ｂ）は、面照明光源装置１を複数配置して形成された面照明装置２０の実施形態を示している。図７（ａ）は、面照明装置２０の平面図であり、図７（ｂ）は、その正面図である。
すなわち、この面照明装置２０は、上述した第１〜第５の実施形態の面照明光源装置１を所望の大きさとなるように複数配置して形成したものである。また、この場合に、面照明装置２０の照明分布の均一性を向上させるために、配置された面照明光源装置１の前面に、光拡散プレート３０を配するようにしたものである。
【００６６】
（第７の実施形態）
図８は、面照明装置２０'の他の実施形態を示している。
本実施形態では、正六角柱形状の面照明光源装置１'を複数配置することによって、ハニカム形状の面照明装置２０'を構成したものである。
すなわち、前述した第１〜第５の実施形態の面照明光源装置１の導光体３を正六角柱に形成している。また、これに対応して正六角形のケーシング４を形成し、全体として正六角柱形状の面照明光源装置１'を形成したものである。
【００６７】
（第８の実施形態）
図９は、本実施形態の面照明光源装置１の縦断面図とその特性説明図である。
既に図１を用いて説明したように、ＬＥＤ等の発光源２から光が出力される。この光で平面５０を照射する。発光源２は平面５０から見たときに十分に面積が小さいため、点光源とみなすことができる。平面５０は、発光源２から所定距離だけ離れた場所に配置されている。面照明光源装置１は、この平面５０全体をできるだけ均一に照射する機能を持つ。面照明光源装置１と平面５０との距離は任意である。
【００６８】
例えば、平面５０の位置に照明を当てるべき画像等が描かれている場合がある。また、平面５０の位置に、間接照明用の反射板が置かれていることもある。さらに、平面５０の位置に乳白色の半透明パネルであって面照明光源装置１の反対側を照射するフードが置かれていることもある。ケースに応じて最適な距離を設定する。いずれの場合にも、可能な限り広い面積にわたって均一な光強度で光が放射されることが望まれる。
【００６９】
ここで、発光源２の発した光を平面５０上で直接受光したときの、当該平面上での受光強度分布を図の上方に示した。中段の図は、中央反射部６Ａや外方反射部６Ｂが無い場合の分布を示している。上段の図は、中央反射部６Ａと外方反射部６Ｂとがある場合の分布を示している。いずれも、グラフの縦軸は受光強度で、横軸は平面上の位置を示す。
【００７０】
中段のグラフで、受光強度は、発光源２から最短距離の基準点５９の部分で最高値を示し、その基準点５９を中心にして遠く離れるに従って漸減するような特性になる。上記の導光体３が無いときには、ＬＥＤのように指向性のある発光源２を使用すると、こうした状態になる。
【００７１】
上記の導光体３は、平面５０と略平行な放射面３Ａと、当該放射面３Ａと略平行な背面５２を有する。さらに、放射面３Ａと背面５２を囲むように、その外周に配置された側面５３を有する。導光体３は、これらの放射面３Ａと背面５２と側面５３により囲まれた閉空間に設けられる。導光体３は、光学的に透明なガラス、プラスチック等から成る。気体や液体でも構わない。
【００７２】
中央反射部６Ａや外方反射部６Ｂは、放射側反射手段である。放射側反射手段は、放射面３Ａ上に配置され、導光体３の内部を伝搬する光を背面５２もしくは側面５３方向に反射する機能を持つ。なお、導光体３は例えば、１０ｃｍ四方の正方形で構成する。このとき、光を放射面３Ａから効率よく放射するには、側面５３にも良好な反射面が形成されていることが好ましい。
【００７３】
内側反射部５は、背面５２上に配置され、導光体３の内部を伝搬する光を放射面３Ａもしくは側面５３方向に反射する。ここで、発光源２と平面５０上の基準点５９とを結ぶ基準線５８と放射面３Ａとの交点を特定点５１と呼ぶことにする。このとき、中央反射部６Ａは、特定点５１を含み、当該特定点５１を中心とする円または正多角形の反射体であることが好ましい。発光源２から平面５０に対して直接光が放射されると、その部分だけ光強度が先鋭なピークを示すからである。従って、基準点５９の明るさを抑えるべきときは、図３（ａ）や図４（ｂ）に示す構成が最も好ましい。また、基準点５９の部分の局部的な明るさが問題にならないときは、上記の他の実施例で構わない。
【００７４】
また、外方反射部６Ｂは、中央反射部６Ａを取り囲み、円の円弧または正多角形の辺に平行なスリット群を有する反射体から成ることが好ましい。スリットは、連続的なものでも不連続なものでも構わない。図３や図４に示した実施形態では、連続的な環状のスリットを多数配置した。例えば、戸外に設置されるような場合に、紫外線や太陽熱による外方反射部６Ｂの劣化が懸念される。このとき、光の放射される部分をスリットにしておけば、外方反射部６Ｂの強度が高まり、脱落や変形を十分に防止できる。
【００７５】
なお、スリットは反射部に設けた開口であってもよいし、スリット状の透明体であってもよい。光が透過するような隙間であればよい。以下の実施形態では、光が透過するような隙間状の部分を全てスリットと呼んで説明をする。
【００７６】
この実施形態では、外方反射部６Ｂと中央反射部６Ａとを設けたことにより、図９の上段に示すように、平面５０上の基準点５９の付近の光強度が抑制され、周辺に至るまで、ほぼ均一な光が放射されている。
【００７７】
（第９の実施形態）
図１０（ａ）（ｂ）は、面照明光源装置１の実施形態を示している。図１０（ａ）は、その平面図であり、図１０（ｂ）は、そのＮ−Ｎ線に沿う断面の概略図である。
この面照明光源装置１は、その中央の特定点５１を通過する直線６８に対して左右対称の構造をしている。さらに、直線６８と直交する方向に長い帯状の導光体３を使用している。中央には、直線６８に対して左右対称の方形の反射体６３が設けられている。これが、中央反射部に相当する。また、この反射体６３を間に挟むように、反射体６４が設けられている。反射体６４は、直線６８と平行なスリット群６５を有する。反射体６４は、これまでの実施形態の外方反射部に相当する。図の例では、反射体６４は中央の直線６８から離れるほど幅が細くなっている。
【００７８】
一方、スリット６５は、中央の直線６８から離れるほど幅が広くなっている。これにより、全体として平坦な強度の光を放射できる。この実施形態の場合、反射体の形状が単純なので、製造が容易で安価にできる。また、堅牢で直線状の長手方向に均一な光を発する光源を実現できる。なお、帯状の導光体を使用する場合には、側面６９での光の反射は非常に重要である。この側面６９に反射率の良い反射体を配置することが好ましい。また、端面６１についても、良好な反射面を設けると効率が良い。
【００７９】
（第１０の実施形態）
図１１は、それぞれ面照明光源装置１の他の実施形態を示している。
図１１は、例えば、帯状の面照明光源装置１を湾曲させたものの斜視図である。
前述した導光体３を透明プラスチックのような柔軟な板状体で構成すると、図１１のように、自由に湾曲させることができる。従って、例えば、柱等の湾曲面に取り付けて線状光源あるいは帯状光源として使用することができる。他の実施形態で説明した面照明光源装置１についても、同様に柔軟な板状体で構成すると、任意の湾曲面に沿うように湾曲して使用することができる。もちろん、硬質材料を金型等で成型して、湾曲した導光体を製造しても構わない。
【００８０】
（第１１の実施形態）
図１２は、面照明光源装置１のさらに他の実施形態を示している。
この実施形態では、面照明光源装置１は、全体として平坦な面上でＳ字状に湾曲させた帯状をなしている。なお、導光体３はＳ字状に限らずどのように湾曲させても構わない。また、様々な形状の導光体３を組み合わせて使用することができる。これは、例えば、ネオンサイン等に広く利用することができる。
【００８１】
（第１２の実施形態）
図１３（ａ）（ｂ）は、帯状の面照明光源装置１を応用した実施形態を示している。
この実施形態では、アルファベットの文字Ａを立体化した形状の導光体３を用いて、面照明光源装置１を形成したものである。
この面照明光源装置１は、６個の点光源２と、アルファベットの文字Ａを形成する導光体３と、光拡散プレート３０と、を有している。また、導光体３の放射面３Ａには、例えば前述した図１０（ａ）（ｂ）の反射体６３、６４等が設けられている。このような導光体３を使用する場合には、側面６９での光の反射は非常に重要である。この側面６９に反射率の良い反射体を配置することが好ましい。また、端面６１についても、良好な反射面を設けるのが好ましい。
【００８２】
なお、図１３（ｃ）に示すように、隣接する点光源２の間を反射板としての隔壁１１５で区切って６つのブロックに区画しても良い。この隔壁１１５により、反射体６３、６４等と共働で点光源２からの光を多重に反射させ、均一な光を放射することが可能となるからである。
【００８３】
なお、この実施形態では、導光体３として、アルファベットの文字Ａを立体化したものを例として説明したが、これに限らず、例えばその他の文字、図形、又は記号を立体化して面照明光源装置１とすることもできる。
【００８４】
本実施形態によれば、各種看板、車室内照明、交通標識、案内板等に広く適用することができる。
【００８５】
（第１３の実施形態）
図１４（ａ）は、複数の点光源２を配置した多角形の面照明光源装置１の実施例平面図である。
本実施形態では、面照明光源装置１を、例えば、様々な形状の多角形で構成することができる。直角三角形、正方形、六角形、等の形状のものを組み合わせると、建物等の壁面全体を覆う照明や光源装置として利用できる。
【００８６】
図１４（ａ）に示した壁７１上の実線７２が、単体の面照明光源装置１の境界である。この場合、点光源２は正六角形の中心位置にそれぞれ設けられている。そして、実線７２が反射板としての隔壁となっている。なお、この隔壁は、より均一な照明光を得るために設けられるものである。しかし、この隔壁がなくても実用的には均一な照明光を得ることはできる。
【００８７】
図１４（ｂ）は、複数の点光源２を配置した多角形の面照明光源装置７３の他の実施形態の平面図である。
同図１４（ｂ）に示すように、例えば、面照明光源装置７３は、前述した反射板としての隔壁で６つの正三角形を組み合わせて構成してもよい。この場合、点光源２は正三角形の中心位置にそれぞれ設けられる。また、本実施形態では、６つの正三角形面に対応して放射側反射部６を形成している。この放射側反射部６により、スリット７４を直線的に形成し、かつ不連続に形成している。このようにすると、既に説明したように、正六角形の構造（ハニカム構造）であるため強度も高い、また、製造も容易である。
【００８８】
図１４（ｃ）（ｄ）は、さらに他の実施形態の面照明光源装置１の断面平面図を示している。この図１４（ｃ）では、図１４（ｄ）から放射側反射部６を除去した状態を示している。
【００８９】
この面照明光源装置１は、反射板としての正三角形の隔壁７２で複数に区画されている。また、正三角形の隔壁７２の中心位置に点光源２がそれぞれ設けられている。また、図１４（ｄ）に示すように、正三角形の隔壁７２で仕切られた部分ごとに、所定パターンを有する放射側反射部６を形成している。
【００９０】
（第１４の実施形態）
図１５は、スリット８１を有するフィルム８０の平面図である。
本実施形態では、例えば図１で示した導光体３の放射面３Ａ上にフィルム８０を貼り付ける。このフィルム８０は、例えば、ポリエチレンやポリカーボネート等のプラスチックフィルムであって、熱や接着剤により、放射面３Ａ上に貼り付けられるとよい。フィルム８０は、多数のスリット８１を有する。裏面はアルミニウムラミネートフィルムのような反射膜にするとよい。上記の多重反射をさせるためのものである。これらのスリット８１は、放射面３Ａ上の中央にある特定点５１（図９参照）を取り囲む同心円の円弧上に設けられるとよい。また、このスリット８１は、その特定点５１を取り囲む任意の多角形の辺とほぼ平行な線状であってもよい。
【００９１】
なお、フィルム８０に幅の太いスリット８１を多数設けると、フィルム８０に皺が発生して慎重な取り扱いが必要になる。そこで、例えば、スリット８１を設けるべき部分を透明または半透明なフィルム８０にし、その他の部分を反射膜にする。これでフィルム８０の強度が向上する。また、フィルム８０の取り扱いが容易になり、生産性も向上する。なお、上記のように、光を反射する反射体は、入射する光を全て反射するだけのものでなくてよい。一部を吸収する吸収体、乱反射する乱反射体により、反射率が所定の値に設定されるとよい。
【００９２】
これらは、放射面３Ａ上に適切に分布しているとよい。また、光の一部を反射し、残りの部分を透過する性質の膜がある。この膜を持つフィルムを、上記特定点５１に近い部分は多層に重ねて配置し、特定点５１から遠ざかるにつれて積層する枚数を減らすという構成でもよい。つまり、反射膜の積層体でも構わない。
【００９３】
（第１５の実施形態）
図１６（ａ）〜（ｄ）は、複数光源９１を有する面照明光源装置９０の概略説明図である。
図１６（ａ）は導光体３の平面図である。ここでは、後述する図１６（ｃ）で示す外方反射部６Ｂや中央反射部６Ａの図示は省略した。
また、内側反射部５は、背面５２および側面５３上に配置されて、導光体３の内部を伝搬する光を放射面３Ａもしくは側面５３方向に反射する反射面を有している。これにより、発光源９１から放射された光はこれらの反射面にて吸収されることなく多重反射される。こうして、発光源９１から放射された光を略全て利用して、均一な照明光を得ることが可能な構造となっている。
【００９４】
図のように、この面照明光源装置９０には、５個の点光源９１が設けられている。このＱ−Ｑ断面図を図１６（ｂ）に示す。本実施形態では、導光体３の背面に相当する部分に、５個の点光源９１が点対称に配列されている。なお、点光源９１の数は５個に限るものではなく、また、その配置も、例えば多数の点光源９１をマトリクス状に配置しても良い。
【００９５】
また、後述する図１９（ｃ）に示すように、側面５３が上方に向かって広がった形状でも構わない。
このとき、前述した外方反射部６Ｂや中央反射部６Ａは、１個の点光源のために設計したパターン９５を、図の矢印のように重ね合わせて使用するとよい。この場合、オリジナルをそのまま重ね合わせると、全体として外部へ放射される光量が減る。従って、スリットの幅を単体の場合に比べて広くして、明るくて均一な明るさの光源を実現するとよい。
【００９６】
図１６（ｃ）は、上述した面照明光源装置９０の平面図である。この実施形態では、放射側反射部６として、導光体３に設けられた円形の中央反射部６Ａと、この中央反射部６Ａから外方に所定の間隔で同心に配された複数のリング状の外方反射部６Ｂを備えている。これによって、所定の間隔で外方光透過部７が形成されている。なお、放射側反射部６は、円形状のものを例として説明したが、これに限らず、例えば帯状のものであっても良い。
【００９７】
図１６（ｄ）は、図９の上段に示したものと同一の形式のグラフで、図１６（ａ）のＱ−Ｑ線上での光強度である。また、横軸上の点ｙ、ｚは点光源９１の位置である。
本実施形態によれば、複数の点光源９１の光が合成されることにより、広い面積で非常に平坦な特性Ｘが得られた。
【００９８】
（第１６の実施形態）
図１７（ａ）は、本実施形態の面照明光源装置９０の縦断面図、図１７（ｂ）は、その平面図である。
本実施形態では、面照明光源装置９０の導光体３は、乾燥空気である。そして、導光体３の上面の放射面全体を覆うように、ガラス板９６が配置されている。これは、板状の透明体である。点光源９１は導光体３の中央底面に配置されている。ガラス板９６の、点光源９１に対向する面には、銀の蒸着等により、反射膜９７が形成されている。この反射膜９７の厚みは、点光源９１に最も近い上記特定点に相当する部分が最も厚く、特定点から離れるほど薄くなるように調整されている。
【００９９】
なお、図１７（ｂ）に示すように、反射膜９７が楕円となっているのは、ガラス板９６が円形ではなく点光源９１から等距離ではないので、反射膜９７もこれに合わせたものである。このように、ガラス板９６の形状に応じて矩形や楕円にすれば、光を均一にすることができる。反射膜９７を楕円とすることで、例えば、面照明光源装置１００を複数並べた場合に、短辺方向では光が重なり合って密となり、逆に長辺方向では疎となって明るさが均一とならないおそれがある。
【０１００】
また、このように、反射膜９７を、きわめて薄い蒸着膜で構成すると、厚みの薄い部分では５０％、厚みの厚い部分では９０％の光を反射する。残りの光は反射膜９７を透過する。このような膜は、蒸着装置の中で、蒸着金属溜りにガラス板を対向させた状態で、そのまま蒸着金属を溶融して蒸発させれば、容易に形成できる。蒸着処理中にガラス板９６を支持しておく位置や処理時間により、自由に膜の厚さや厚みの偏りの程度を調整できる。
【０１０１】
本実施形態によれば、上記のように、スリット等を設ける場合に比べると、既存の設備で蒸着処理をするだけでよいから、製造コストが低減できる。蒸着させる金属を各種変更すると、透過率の調整等もできる。反射膜９７の部分では、光がそのまま透過したり、所定の方向に反射したり、散乱したりする。一部吸収される光もあるが、金属蒸着膜は光を良く反射して、全体として均一な光を外部に放射するように作用する。なお、この図の例では、反射膜９７を保護するために、反射膜９７を点光源９１側に向けたが、反射膜９７を外側に向けて配置しても構わない。効果もほぼ同様である。蒸着を施すものがガラス板でなくフィルム状のものであれば、より生産性が向上する。
【０１０２】
（第１７の実施形態）
図１８は、本実施形態の面照明光源装置１００を示す縦断面図である。
この面照明光源装置１００は、点光源１０２と、導光体１０３と、内側反射手段１１０と、放射側反射手段２６０と、を備えている。この放射側反射手段２６０は、第１の放射側反射手段１２０及び第２の放射側反射手段１４０を有している。点光源１０２や導光体１０３までの構成は、これまでの実施例と変わらない。導光体１０３は、放射面１０４と背面１０５と側面１０６とを有する。第１の放射側反射手段１２０は、放射面１０４上に配置されている。この構成もこれまでの実施例と同様でよい。
【０１０３】
すなわち、内側反射手段１１０は、背面１０５および側面１０６上に配置されて、導光体１０３の内部を伝搬する光を放射面１０４もしくは側面１０６方向に反射する反射面を有している。これにより、発光源１０２から放射された光はこれらの反射面にて吸収されることなく多重反射される。こうして、発光源１０２から放射された光を略全て利用して、均一な照明光を得ることが可能な構造となっている。このように、光を放射面１０４から効率よく放射するには、背面１０５及び側面１０６にも良好な反射面が形成されていることが好ましい。
【０１０４】
さらに、後述する図１９（ｃ）に示すように、側面１０６が上方に向かって広がった形状であっても構わない。
第１の放射側反射手段１２０には、特定点１０１を対称の中心として分布するように開口群１２５を設ける。なお、第２の放射側反射手段１４０を設けて多重反射による光量の均一化効果が高まったので、開口群１２５の開口の分布は、特定点１０１近傍を除いてほぼ均一でも構わない。第１の放射側反射手段１２０には、第１の反射面１２１の裏側に第２の反射面１２２が設けられている。第２の反射面１２２は、開口群１２５を通過して放射される光の戻り分を反射する。
【０１０５】
この第１の放射側反射手段１２０は、後述する図３２（ａ）〜（ｄ）に示した各パターンのいずれを使用しても同様の効果を得ることができる。そして、図３２（ａ）のパターンの断面を用いて説明したのがこの図１８である。そして、この第１の放射側反射手段１２０の上方に、後述する図１９（ａ）に示すような、微小孔群１４２を均一に配置した第２の放射側反射手段１４０を重ねた状態で構成した。
【０１０６】
第２の放射側反射手段１４０は、第１の放射側反射手段１２０の第２の反射面１２２側に配置される。第２の放射側反射手段１４０は拡散板で、第１の放射側反射手段１２０と対向するように一定の距離を開けて配置される。そして、第１の放射側反射手段１２０の開口群１２５を通過して放射される光を第２の反射面１２２方向に反射する第３の反射面１４１を有する。第２の放射側反射手段１４０には、全面にほぼ均一な密度で分布するように微小孔群１４２が形成されている。
【０１０７】
この実施形態では、放射側反射手段が２層構造にされている。導光体１０３の内部で多重反射をした光１３１が第１の放射側反射手段１２０の開口から出射される。さらに、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０との間で光１３２を多重反射させる。第２の放射側反射手段１４０の微小孔群１４２は均一に分散している。複雑な多重反射により、全面に渡り均一な光１３３が、微小孔群１４２から放射される。これにより、第１の放射側反射手段１２０の開口の分布に依存する光強度の起伏を平準化することができる。
【０１０８】
また、本実施形態によれば、面照明光源装置１００を放射方向の上方から見た場合に、第１の放射側反射手段１２０の開口等の模様が見えなくなるような位置に第２の放射側反射手段１４０を配置したので、面照明光源装置１００の放射方向の厚さを薄く形成することができた。
【０１０９】
例えば、実験によれば、第１の放射側反射手段１２０を設けない場合、均等な照明光を得るためには面照明光源装置１００の厚さは１００ｍｍほど必要であったが、第１の放射側反射手段１２０を設けたことで、３０ｍｍ程度に薄くすることができた。この場合、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０との間の間隔は、略２０ｍｍ程度であった。そして、この間隔を設けることが、均一な照明光を得るためには重要な条件の１つであることがわかった。
【０１１０】
第２の放射側反射手段１４０は、吸収の少ない多層膜コーティング層でも良く、その反射率は５０％〜９９％が良く、透過率としては５０％〜１％となる。なお、第２の放射側反射手段１４０として、単層膜コーティング層を用いても良いが、好ましくは多層膜コーティング層を用いることが望ましい。また、第２の放射側反射手段１４０は拡散板でも良い。
【０１１１】
図１９（ａ）〜（ｃ）は、面照明光源装置１００の主要部説明図である。
図１９（ａ）は、第２の放射側反射手段１４０の平面図である。同図に示すように、微小孔群１４２は第２の放射側反射手段１４０の全面に渡り均一に分散配置されている。なお、微小孔群は、１０μｍ以上１００μｍ以下の直径を持つ。微小孔の直径が１０μｍ未満では、透過光の光量が不足し、エネルギ効率が低下してしまう。一方、微小孔の直径が１００μｍを越えると、十分に多重反射しないうちに光が微小孔を通じて外部へ透過してしまう。故に、微小孔群は１０μｍ以上１００μｍ以下の直径を持つことが好ましい。
【０１１２】
また、微小孔群１４２の開口面積の総和は、第２の放射側反射手段１４０の全面積の１０％以上６０％以下である。微小孔群１４２の開口面積の総和が第２の放射側反射手段１４０の全面積の１０％未満では、透過光１３３の光量が不足し、エネルギ効率が低下してしまう。一方、微小孔群１４２の開口面積の総和が第２の放射側反射手段１４０の全面積の６０％を越えると、十分に多重反射しないうちに光が微小孔を通じて外部へ透過してしまう。故に、微小孔群１４２の開口面積の総和は、第２の放射側反射手段１４０の全面積の６０％以下であることが好ましい。
【０１１３】
図１９（ｂ）は、内側反射手段１１０の縦断面図である。実験によれば、同図のように、光を多重反射させる場合に、背面１０５だけでなく、側面１０６の反射がきわめて有効であることが判明した。側面１０６が無いと、点光源１０２から離れた場所では出射光量が大きく低下する。また、背面１０５の部分に複数の点光源１０２を配置したものよりも、この実施形態のような構成にしたほうが、出射光量の均一化が容易であることも判明した。
【０１１４】
なお、側面１０６は、必ずしも背面１０５に対して垂直でなくてもよい。図１９（ｃ）は、内側反射手段１１０の変形例縦断面図である。このように、側面１０６が上方に向かって広がった形状でも構わない。
【０１１５】
（第１８の実施形態）
図２０（ａ）（ｂ）は、面照明光源装置１００の他の実施の形態を示す図である。
この実施形態では、面照明光源装置１００は、導光体１０３の背面に相当する部分に、少なくとも１つの点光源１０２（本実施形態では６つ）がマトリクス状に配列されている。なお、点光源１０２の数は任意に設定することができる。その他の構成は、第１７の実施形態で説明したのと同様である。
【０１１６】
すなわち、前述したように、内側反射手段１１０は、背面１０５および側面１０６上に配置されて、導光体１０３の内部を伝搬する光を放射面１０４もしくは側面１０６方向に反射する反射面を有している。これにより、発光源１０２から放射された光はこれらの反射面にて吸収されることなく多重反射される。こうして、発光源１０２から放射された光を略全て利用して、均一な照明光を得ることが可能な構造となっている。
【０１１７】
また、この実施形態では、隣接する点光源１０２の間を仕切る反射板としての隔壁は設けられていない。さらに、図１９（ｃ）に示したように、側面１０６が上方に向かって広がった形状でも構わない。
【０１１８】
これは、それぞれの点光源１０２から放射された光が、内側反射手段１１０の背面１０５及び側面１０６に形成された反射面や、第１の放射側反射手段１２０、さらに第２の放射側反射手段１４０で反射を繰り返し、多重反射による光量の均一化が図られるためである。しかし、より均一な照明光を得るためには、上述の隔壁を設けた方が良いのは勿論である。
【０１１９】
なお、面照明光源装置１００の外形が大きくなってくると、装置中央部付近がたわむおそれがある。この場合には、補強板として、例えば透明板や反射板を装置中央部に取り付けても良い。
【０１２０】
（第１９の実施形態）
図２１は、図１８と図１９に示した実施形態を組み合わせた面照明光源装置１００の縦断面図である。
この図では、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０との間の空間を取り囲むように、反射体１５０を配置した。この反射体１５０は、内側反射手段１１０と同様の機能を持つ。第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０との間の空間は、例えば、透明アクリル板等により構成するとよい。もちろん、空気層のままでも構わない。第２の放射側反射手段１４０は、プラスチックフィルムに孔開け加工したものを使用してもよい。
【０１２１】
また、吸収が少ない多層膜コーティングでもよく、この多層膜コーティングは５０％〜９９％の反射率を有するものが望ましい。さらに、この多層膜コーティングの代わりに拡散板でも良い。
【０１２２】
図２２（ａ）は、反射体や放射側反射手段の形状を変更した面照明光源装置１００の概略縦断面図である。また、図２２（ｂ）は、その斜視図であり、図２２（ｃ）〜（ｅ）は、それぞれの分解斜視図である。
【０１２３】
この実施形態では、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０、及び導光体１０３の背面にある反射体１６５が、点光源１０２を通る基準線１６８を対称軸とする多面体となっている。第１の放射側反射手段１２０には、後述する図３２（ａ）に示すような所定形状のパターンが形成されている。また、第２の放射側反射手段１４０には、前述した図１９（ａ）のように、微小孔群１４２が全面に渡り均一に分散配置されるか、又はすりガラス状に形成されている。さらに、反射体１６５は、上面が拡開するように開口したパラボラアンテナ形状をなしている。
【０１２４】
なお、反射体１６５だけをこうした形状にし、第１の放射側反射手段１２０及び第２の放射側反射手段１４０は平板状にしてもよい。また、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０の一方だけをこうした形状にしてもよい。さらに、反射体１６５の形状は、多面体でなく、球面の一部であっても構わない。
【０１２５】
導光体１０３の背面にある反射体１６５は、パラボラアンテナと同様の効果で、点光源１０２の光を所定幅のビームに変換する。すなわち、図２２（ａ）において、反射体１６５で反射した光は法線に対し外側に広がるように放出される。また、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０は、レンズ効果によって、同様に、点光源１０２の光を所定幅のビームに変換する。従って、所定の幅の光ビームを出力する光源として適する。
【０１２６】
（第２０の実施形態）
図２３は、本実施形態の面照明装置１３０を示す縦断面図である。
同図２３において、面照明装置１３０は、図２１で説明した面照明光源装置１００を単位モジュールとして、この面照明光源装置１００を平面的に多数（図では左右方向に５個）マトリクス状に配列したものである。すなわち、それぞれの面照明光源装置１００は、内側反射手段１１０の筐体内に点光源１０２と、第１の放射側反射手段１２０を有している。そして、面照明装置１３０は、これら複数の面照明光源装置１００の上部をまとめて覆うように配置された一枚板の大きな拡散プレート３０を有している。この拡散プレート３０は、第２の放射側反射手段１４０に相当する。
【０１２７】
実験によれば、１個のＬＥＤを使用したものの実用的なサイズは、縦横１０センチメートルで、この構成にすることにより数メートル四方の平坦な均一な面光源を得ることができた。
【０１２８】
図２４は、図１９（ｃ）で紹介した内側反射手段１１０を備えたモジュール１６０を、多数マトリクス状に配列してできた面照明装置１３０の正面図である。
この面照明装置１３０では、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０の図示を省略している。
【０１２９】
同図において、各モジュール１６０は内側反射手段１１０を備えていて、隣接する内側反射手段１１０の間に余剰の空間１６１が形成されている。このため、この余剰の空間１６１を、例えば構造材や電気配線などに用いることができる。
【０１３０】
図２５（ａ）〜（ｄ）は、多数の面照明光源装置１００をマトリクス状に配列して面照明装置１３０を形成したものの平面図である。
すなわち、この面照明装置１３０においても、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０の図示を省略している。
【０１３１】
同図２５（ａ）（ｂ）において、点光源１０２は、格子状の隔壁１６２で区画されたそれぞれの面照明光源装置１００ごとに１個づつ設けられている。このとき、隔壁１６２に相当する部分が非常に有効に機能する。また、このように、面照明光源装置１００を多数配置することにより、大面積の導光体内部に複数の点光源を配置したものと比較して、出力光の均一さの点で、きわめて有利であることも実証できた。
【０１３２】
なお、隔壁１６２は、図２５（ａ）（ｂ）に示すように格子状でもよいし、図２５（ｃ）（ｄ）に示すように、渦巻き状に形成したものでもよい。渦巻き状の隔壁１６２の場合は、この隔壁１６２がマトリクス状に配置されたそれぞれの面照明光源装置１００ごとに１個づつ配置される。
【０１３３】
なお、この格子状又は渦巻き状の隔壁１６２は、図２３の第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０との間に配置しても良い。また、この渦巻き状の隔壁１６２を、大きく形成して、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０との間にまとめて１個配置しても良い。
【０１３４】
一般的に、「導光板を用いたＬＥＤ看板」であると、構造上、ユニットを横に繋げるため、つなぎ目のない巨大な均一照明の看板を作るのは非常に困難である。これは、ＬＥＤ位置と導光板位置が重なり、隣接する導光板間に隙間を設けないと並べることができないためである。しかし、本実施形態では、照明する面と同一面内にＬＥＤを並べているので、つなぎ目のない巨大な均一照明の看板を得ることができる。
【０１３５】
本実施形態によれば、光のミキシング性と前方に光を投射する性能に優れる。
【０１３６】
（第２１の実施形態）
図２６は、第２の放射側反射手段１４０の作用説明図である。
同図２６に示すように、面照明光源装置１００は、第１の放射側反射手段１２０と、これと対向するように一定の距離を開けて配置された第２の放射側反射手段１４０とを備えている。第２の放射側反射手段１４０は多数の微小孔群１４２を備えている。そして、第１の放射側反射手段１２０から放出された光が、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０の間で反射を繰り返すことにより、均一に拡散される。そして、そのうち一部の光１４７が第２の放射側反射手段１４０の微小孔群１４２から、矢印のように均一に放出される。すなわち、一点鎖線の円１４５に示すように、多重反射を繰り返した光１４７はそれぞれ均一な強度で広角に放射される。従って、広角な幅広のムラのない光ビームを得ることができる。
【０１３７】
図２７（ａ）（ｂ）は、第２の放射側反射手段１４０の変形例の作用説明図である。
この変形例においても、図２７（ａ）に示すように、第２の放射側反射手段１４０は微小孔群１４２を有している。そして、この微小孔群１４２の各孔は、図２７（ｂ）に示すように、孔に入射された光が該孔の内部で何度も反射するように鏡面に形成されている。
【０１３８】
図２８は、第２の放射側反射手段１４０の他の変形例の作用説明図である。
この例では、第２の放射側反射手段１４０を、多層ハーフミラーにより構成している。この多層ハーフミラーは、反射面全面にほぼ均一に形成されている。そして、例えば第１層のハーフミラーを透過した光の一部は第２層のハーフミラーの裏面で反射し、また第１層のハーフミラーを透過した光のうちの残りは第２層のハーフミラーを透過して第３層のハーフミラーに至る。
【０１３９】
また、非常に薄い金属蒸着膜等も適する。多層に蒸着層を形成してもよい。多層に塗布膜を形成してもよい。一点鎖線の円１７５に示すように、多層膜の境界面では、屈折率の相違から光が多様に反射する。従ってハーフミラーの各層間で光１７３が多重反射され、一部が最上層を透過して外部へ射出される。このため、この変形例によっても、微小孔群１４２を有する第２の放射側反射手段１４０と同様の作用をする。
【０１４０】
図２９は、第２の放射側反射手段１４０の別の変形例の作用説明図である。
この変形例では、第２の放射側反射手段１４０を、反射面全面にほぼ均一な密度で分布するように形成された光反射粒体１８２を有するものにより構成する。そして、この光反射粒体１８２を、透明な樹脂で覆うようにして板状に形成する。光反射粒体１８２は、光を反射する粒状のものであればよい。透明体中に分散させたガラスビーズでもよい。
【０１４１】
本変形例によれば、一点鎖線の円１８１に示すように、光１８４の一部は反射され、一部が間隙から外部へ射出されるから、微小孔群１４２を有する第２の放射側反射手段１４０と同様の作用をする。また、すりガラスのように、反射面全面に形成された光散乱凹凸構造部により出射光量を均一化できる。ガラス表面をサンドブラスト処理したものが適する。また、回折格子のような作用を持つ表面加工処理がされていてもよい。即ち、反射面全面を光回折構造部により構成することで、出射光量を均一化できる。
【０１４２】
なお、上記の実施形態において、第１の放射側反射手段１２０は、第１の反射面１２１に、特定点を対称の中心とし、当該特定点から遠くなるほど単位面積あたりの開口面積の総和が増加するように分布する開口群１２５を形成することが好ましい。特定点から遠くなるほど開口を通過する光量が増大し、全体として均一な光を放射できる。先の実施形態に示したような放射側反射手段の構造を採用すると、出射光量の均一さが増すことはいうまでもない。また、第１の放射側反射手段１２０と第２の放射側反射手段１４０をこれと同一の構造にするようにしてもよい。
【０１４３】
上記の実施形態において、多重反射を繰り返した光は、最後に外部へ放射される。第２の放射側反射手段１４０を用いてどの程度まで多重反射をすると出射光量が均一化されるか、多重反射の程度について検討をすると、下記のような結論を得た。即ち、第２の放射側反射手段１４０の第３の反射面１４１は、反射損失をゼロと仮定したときに、入射する光の７０％以上を反射することが好ましい。
【０１４４】
反射損失をゼロと仮定したときに、入射する光の７０％以上を反射するものを使用すれば、第２の放射側反射手段１４０の多重反射機能を十分に発揮できる。７０％に満たない場合には、光量の均一化が不十分で、コストを考慮すると、第２の放射側反射手段１４０を省略したほうが良くなる。
【０１４５】
（第２２の実施形態）
図３０は、本実施形態の面照明光源装置１００を示す縦断面図である。
この面照明光源装置１００は、導光体１０３の放射面１０４上に、全面にほぼ均一な光散乱面と光透過孔とを有する放射側反射手段１９０を備える。すなわち、図２６〜図２９に示した各実施形態の第２の放射側反射手段１４０と同様の構成のものを、放射側反射手段１９０として、導光体１０３内部でのみ多重反射を行うようにした。これで、非常に簡素化されたコストの安い面光源が提供できる。
【０１４６】
図３１は、図１８における第２の放射側反射手段１４０の効果説明図である。
図の横軸は、面照明光源装置１００の放射面１０４の位置座標で、縦軸は出射光量を示す。
【０１４７】
この図に示すように、第１の放射側反射手段１２０のみを使用したとき、出射光量Ｐは開口のピッチに影響された変動を示す。これに対して、第２の放射側反射手段１４０を合わせて使用すると、全体としてきわめて均質な出射光量Ｑの特性を得ることができた。
【０１４８】
なお、図３２（ａ）〜（ｄ）に、実用化できた第１の放射側反射手段１２０の開口パターンを紹介しておく。第１の放射側反射手段１２０の開口群１２５の配置や形状は少しずつ異なるが、いずれも、実用上問題の無い程度に出射光量が均一化されている。
（付記１）
指向性の強い発光源と、該発光源の放射方向に放射面を有する導光体と、前記発光源に囲設されると共に前記導光体の放射面以外の面を閉鎖するケーシングとによって構成される面照明光源装置において、
前記ケーシングと前記導光体の間の全体に設けられた内側反射手段と、
前記放射面に設けられ、前記発光源からの光を所定の割合で反射させる放射側反射手段と、を具備する
ことを特徴とする面照明光源装置。
（付記２）
前記放射側反射手段は、前記発光源から前方に直進する光を所定の範囲で反射させる中央反射部であることを特徴とする付記１記載の面照明光源装置。
（付記３）
前記放射側反射手段は、前記導光体に設けられた中央反射部から外方に所定の間隔を空けて配されたリング状の外方反射部を具備することを特徴とする付記２記載の面照明光源装置。
（付記４）
前記中央反射部は、その中央部分に所定の範囲の光透過部を具備することを特徴とする付記２又は３記載の面照明光源装置。
（付記５）
前記中央反射部は、前記放射面に設けられた円形の反射板又は反射膜であり、前記外方反射部は、前記円形の反射板又は反射膜から所定の間隔で、前記反射板又は反射膜に同心に形成された環状の反射板又は反射膜であることを特徴とする付記２〜４のいずれか一つに記載の面照明光源装置。
（付記６）
前記中央反射部は、前記放射面に設けられ、前記ケーシングと相似形状に形成された反射板又は反射膜であり、前記外方反射部は所定の間隔で前記反射板又は反射膜に形成された帯状の反射板又は反射膜であることを特徴とする付記２〜４のいずれか一つに記載の面照明光源装置。
（付記７）
前記中央反射部は、前記発光源の前面の前記放射面に形成された所定の頂角を有する錐形状の反射体であることを特徴とする付記２記載の面照明光源装置。
（付記８）
点光源から出力される光をその点光源から所定距離だけ離れた場所に配置した平面上で直接受光したとき、当該平面上での受光強度分布が、前記点光源から最短距離の基準点で最高値を示し、その基準点を中心にしてその基準点から離れるに従って漸減するような出力特性を持つ点光源と、
前記平面と平行な放射面と、当該放射面と略平行な背面と、前記放射面と背面の外周に配置された側面とを有し、かつ、前記放射面と背面と側面により囲まれた閉空間に設けられた光学的に透明な導光体と、
前記放射面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記背面もしくは側面方向に反射する放射側反射手段と、
前記背面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記放射面もしくは側面方向に反射する内側反射手段とを備え、
前記点光源と前記基準点とを結ぶ基準線と前記放射面との交点を特定点と呼ぶとき、前記放射側反射手段は、前記特定点を含み、当該特定点を中心とする円または正多角形の反射体と、当該反射体を取り囲み、前記円の円弧または前記正多角形の辺に平行なスリット群を有する反射体から成ることを特徴とする面照明光源装置。
（付記９）
点光源から出力される光をその点光源から所定距離だけ離れた場所に配置した平面上で直接受光したとき、当該平面上での受光強度分布が、前記点光源から最短距離の基準点で最高値を示し、その基準点を中心にしてその基準点から離れるに従って漸減するような出力特性を持つ点光源と、
前記平面と平行な放射面と、当該放射面と略平行な背面と、前記放射面と背面の外周に配置された側面とを有し、かつ、前記放射面と背面と側面により囲まれた閉空間に設けられた光学的に透明な導光体と、
前記放射面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記背面もしくは側面方向に反射する放射側反射手段と、
前記背面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記放射面もしくは側面方向に反射する内側反射手段とを備え、
前記光源と前記基準点とを最短距離で結ぶ基準線と前記放射面との交点を特定点と呼ぶとき、前記放射側反射手段は、前記特定点を含み、当該特定点を通過する直線に対して対称な形状の方形の反射体と、当該反射体を間に挟み、前記直線と平行なスリット群を有する反射体から成ることを特徴とする面照明光源装置。
（付記１０）
前記導光体は任意の湾曲面に沿うように湾曲していることを特徴とする付記８または９に記載の面照明光源装置。
（付記１１）
前記導光体は柔軟な板状体からなることを特徴とする付記８または９に記載の面照明光源装置。
（付記１２）
前記放射面上に貼り付けられたフィルムに前記スリットが設けられていることを特徴とする付記８または９に記載の面照明光源装置。
（付記１３）
前記放射面上に貼り付けられたフィルムは、スリット状の透明な部分と反射体部分とを有することを特徴とする付記１２に記載の面照明光源装置。
（付記１４）
前記反射体は、光吸収体、乱反射体、もしくは反射膜の積層体であることを特徴とする付記８または９に記載の面照明光源装置。
（付記１５）
点光源から出力される光をその点光源から所定距離だけ離れた場所に配置した平面上で直接受光したとき、当該平面上での受光強度分布が、前記点光源から最短距離の基準点で最高値を示し、その基準点を中心にしてその基準点から離れるに従って漸減するような出力特性を持つ点光源と、
前記平面と平行な放射面と、当該放射面と略平行な背面と、前記放射面と背面の外周に配置された側面とを有し、かつ、前記放射面と背面と側面により囲まれた閉空間に設けられた光学的に透明な導光体と、
前記放射面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記背面もしくは側面方向に反射する放射側反射手段と、
前記背面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記放射面もしくは側面方向に反射する内側反射手段とを備え、
前記点光源と前記基準点とを結ぶ基準線と前記放射面との交点を特定点と呼ぶとき、前記放射面上には、前記特定点に近い部分が厚く、特定点から遠ざかるほど薄い金属蒸着膜が形成されていることを特徴とする面照明光源装置。
（付記１６）
付記１乃至１２のいずれか一つに記載の、点光源を導光体中に複数配置することによって構成されたことを特徴とする面照明装置。
（付記１７）
光源から出力される光をその光源から所定距離だけ離れた場所に配置した平面上で直接受光したとき、当該平面上での受光強度分布が、前記光源から最短距離の基準点で最高値を示し、その基準点を中心にしてその基準点から離れるに従って漸減するような出力特性を有する点光源と、
前記平面と平行な放射面と、当該放射面と略平行な背面と、前記放射面と背面の外周に配置された側面とを有し、かつ、前記放射面と背面と側面により囲まれた閉空間に設けられた光学的に透明な導光体と、
前記背面および側面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を反射する反射面を有する内側反射手段と、
前記放射面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記背面もしくは側面方向に反射する第１の反射面と、前記光源と前記基準点とを結ぶ基準線と前記放射面との交点を特定点と呼ぶとき、当該特定点を対称の中心として分布するように前記第１の反射面に形成した開口群と、前記第１の反射面の裏側にあって前記開口群を通過して放射される光の戻り分を反射する第２の反射面を有する第１の放射側反射手段と、
前記第１の放射側反射手段と対向するように一定の距離を開けて配置され、前記第１の放射側反射手段の開口を通過して放射される光を前記第１の放射側反射手段の第２の反射面方向に反射する第３の反射面と、この反射面全面にほぼ均一な密度で分布するように形成された微小孔群を有する第２の放射側反射手段を備えたことを特徴とする面照明光源装置。
（付記１８）
付記１７に記載の面照明光源装置において、
前記微小孔群は、１０μｍ以上１００μｍ以下の直径を持つことを特徴とする面照明光源装置。
（付記１９）
付記１７に記載の面照明光源装置において、
前記微小孔群の開口面積の総和は、前記第２の放射側反射手段の全面積の１０％以上６０％以下であることを特徴とする面照明光源装置。
（付記２０）
付記１７に記載の面照明光源装置において、
前記第２の放射側反射手段を、反射面全面にほぼ均一な密度で分布するように形成された微小孔群を有するものに代えて、反射面全面にほぼ均一に形成された多層ハーフミラーにより構成することを特徴とする面照明光源装置。
（付記２１）
付記１７に記載の面照明光源装置において、
前記第２の放射側反射手段を、反射面全面にほぼ均一な密度で分布するように形成された微小孔群を有するものに代えて、反射面全面にほぼ均一な密度で分布するように形成された光反射粒体を有するものにより構成することを特徴とする面照明光源装置。
（付記２２）
付記１７に記載の面照明光源装置において、
前記第２の放射側反射手段を、反射面全面にほぼ均一な密度で分布するように形成された微小孔群を有するものに代えて、反射面全面に形成された光散乱凹凸構造部により構成することを特徴とする面照明光源装置。
（付記２３）
付記１７に記載の面照明光源装置において、
前記第２の放射側反射手段を、反射面全面にほぼ均一な密度で分布するように形成された微小孔群を有するものに代えて、反射面全面に設けられた光回折構造部により構成することを特徴とする面照明光源装置。
（付記２４）
付記１７に記載の面照明光源装置において、
前記第１の放射側反射手段は、前記第１の反射面に、前記特定点を対称の中心とし、当該特定点から遠くなるほど単位面積あたりの開口面積の総和が増加するように分布する開口群を形成していることを特徴とする面照明光源装置。
（付記２５）
付記２４に記載の面照明光源装置において、
前記第２の放射側反射手段を、反射面全面にほぼ均一な密度で分布するように形成された微小孔群を有するものに代えて、前記特定点を対称の中心とし、当該特定点から遠くなるほど単位面積あたりの開口面積の総和が増加するように分布する開口群を形成したことを特徴とする面照明光源装置。
（付記２６）
付記１乃至２５のいずれかに記載の面照明光源装置において、
前記第３の反射膜は、反射損失をゼロと仮定したときに、入射する光の７０％以上を反射することを特徴とする面照明光源装置。
（付記２７）
光源から出力される光をその光源から所定距離だけ離れた場所に配置した平面上で直接受光したとき、当該平面上での受光強度分布が、前記光源から最短距離の基準点で最高値を示し、その基準点を中心にしてその基準点から離れるに従って漸減するような出力特性を有する点光源と、
前記平面と平行な放射面と、当該放射面と略平行な背面と、前記放射面と背面の外周に配置された側面とを有し、かつ、前記放射面と背面と側面により囲まれた閉空間に設けられた光学的に透明な導光体と、
前記背面および側面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を反射する反射面を有する内側反射手段と、
前記放射面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記背面もしくは側面方向に反射する反射面と、この反射面全面にほぼ均一な光散乱面と光透過孔とを有する放射側反射手段を備えたことを特徴とする面照明光源装置。
（付記２８）
付記１乃至２７のいずれかに記載の面照明光源装置において、
前記第１の放射側反射手段と第２の放射側反射手段と導光体の背面のうちの全部または一部が、前記光源を通る前記基準線を対称軸とする球面または多面体であることを特徴とする面照明光源装置。
（付記２９）
付記１乃至２７のいずれか一つに記載の面照明光源装置を複数配置することによって構成されたことを特徴とする面照明装置。
（付記３０）
光源から出力される光をその光源から所定距離だけ離れた場所に配置した平面上で直接受光したとき、当該平面上での受光強度分布が、前記光源から最短距離の基準点で最高値を示し、その基準点を中心にしてその基準点から離れるに従って漸減するような出力特性を有する点光源と、
前記平面と平行な放射面と、当該放射面と略平行な背面と、前記放射面と背面の外周に配置された側面とを有し、かつ、前記放射面と背面と側面により囲まれた閉空間に設けられた光学的に透明な導光体と、
前記背面および側面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を反射する反射面とを有する内側反射手段と、
前記放射面上に配置され、前記導光体内部を伝搬する光を前記背面もしくは側面方向に反射する反射面と、前記光源と前記基準点とを結ぶ基準線と前記放射面との交点を特定点と呼ぶとき、当該特定点を対称の中心として分布するように前記反射面に形成した開口群とを有する放射側反射手段とを備え、
前記導光体の背面と側面と前記放射面に囲まれた空間を多重反射した光を外部に放射する光源装置モジュールを、ほぼ一定の間隔で配列したことを特徴とする面照明装置。
【符号の説明】
【０１４９】
１、１' 面照明光源装置
２ 発光源
３ 導光体
３Ａ 放射面
４ ケーシング
５ 内側反射部
５' 反射部材
６、１０ 放射側反射部
６Ａ、１０Ａ 中央反射部
６Ｂ、１０Ｂ 外方反射部
６Ｃ 中央光透過部
７ 外方光透過部
８ 反射体
９ 光透過基板
２０、２０' 面照明装置
３０ 光拡散プレート
５０ 平面
５１ 特定点
５２ 背面
５３ 側面
５８ 基準線
５９ 基準点
６１ 端面
６３ 反射体
６４ 反射体
６５ スリット群
６８ 直線
６９ 端面
７１ 壁
７２ 実線
７３ 面照明光源装置
７４ スリット
８０ フィルム
８１ スリット
９０ 面照明光源装置
９１ 点光源
９５ パタン
９６ ガラス板
９７ 反射膜
１００ 面照明光源装置
１０１ 特定点
１０２ 点光源
１０３ 導光体
１０４ 放射面
１０５ 背面
１０６ 側面
１１０ 内側反射手段
１１５ 隔壁
１２０ 第１の放射側反射手段
１２１ 第１の反射面
１２２ 第２の反射面
１２５ 開口群
１３０ 面照明装置
１３１ 光
１３２ 光
１３３ 光
１４０ 第２の放射側反射手段
１４１ 第３の反射面
１４２ 微小孔群
１４５ 円
１４７ 光
１５０ 反射体
１６０ モジュール
１６１ 余剰の空間
１６２ 隔壁
１６５ 反射体
１６８ 基準線
１７３ 光
１７５ 円
１８１ 円
１８２ 光反射粒体
１８４ 光
１９０ 放射側反射手段
２６０ 放射側反射手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性の強い点光源と、所定面積の底面及び側面並びに開口を有し内壁面に内側及び側面反射部が設けられたケーシングと、前記開口を覆う放射側反射手段とを備え、
前記ケーシングは、その底面の中央部に前記点光源が配設されて、
前記放射側反射手段は、前記点光源からの光の一部を透過、反射及び乱反射する第１の放射側反射手段と、前記第１の放射側反射手段の放射側と対向し一定の距離をあけて配置され前記第１の放射側反射手段を通過した光の一部を反射及び透過する第２の放射側反射手段とからなり、前記第１の放射側反射手段は、前記点光源からの光の一部を前記ケーシング内へ反射させる第１の反射面と、前記第１の反射面の反対側にあって光を反射させる第２の反射面とを有し、前記第２の放射側反射手段は、前記第１の放射側反射手段を通過した光を反射して前記第２の反射面との間で多重反射させる第３の反射面とを有し、
前記第１の放射側反射手段の前記第１の反射面は、前記点光源の真上部分に所定範囲の中央反射部と該中央反射部の外周囲に外方反射部とを有し、前記外方反射部は、一部光を透過、反射及び乱反射して所定の反射率を有した反射部材からなり、前記中央反射部は前記外方反射部の反射率より高い反射率を有する光透過性の反射部で形成されていることを特徴とする面照明光源装置。
【請求項２】
前記外方反射部の反射率は、７５％〜９９．３％の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項３】
前記点光源は、１個の発光ダイオード又は複数個の発光ダイオードの集合体で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項４】
前記中央反射部は、その一部にスリット又は開口が設けられ、或いは肉薄に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項５】
前記外方反射部は、前記中央反射部から遠ざかるに従って光透過量が大きくなるスリットを設けたものであることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項６】
前記中央反射部及び外方反射部は、いずれも反射ドットからなり、前記中央反射部の反射ドットの密度分布が前記外方反射部の反射ドットの密度分布より高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項７】
前記ケーシングは、平面視で方形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項８】
前記ケーシングの側面は、前記底面の端部から外側へ広がった形状になっていることを特徴とする請求項７に記載の面照明光源装置。
【請求項９】
前記内側及び側面反射部は、超微細発泡光反射部材であり、前記放射側反射手段は、超微細発泡光反射部材であることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項１０】
前記内側及び側面反射部は、超微細発泡光反射部材であり、前記放射側反射手段は、チタンホワイト又はポリテトラフロロエチレンの微粒子を含む塗布膜であることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項１１】
前記内側及び側面反射部は、チタンホワイト又はポリテトラフロロエチレンの微粒子を含む塗布膜であり、前記放射側反射手段は、ポリテトラフロロエチレンの微粒子を含む塗布膜であることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項１２】
前記第２の放射側反射手段は、直径が１０μｍ以上１００μｍ以下の微小孔が複数個分散されたものであることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項１３】
前記第２の放射側反射手段は、ハーフミラーで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項１４】
前記第２の放射側反射手段は、光拡散板であることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項１５】
前記第２の放射側反射手段は、光回折構造部で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項１６】
前記ケーシングは、内部に前記点光源が複数個配設されて、前記各点光源の真上にそれぞれ請求項１に記載の放射側反射手段が設けられていることを特徴とする面照明光源装置。
【請求項１７】
前記ケーシングは、内部が複数に区画されて、該区画された底面の中央部にそれぞれ１個の点光源が配設されて、前記各点光源の真上に請求項１に記載の放射側反射手段が設けられていることを特徴とする面照明光源装置。
【請求項１８】
前記点光源は、光の三原色である赤、青、緑の発光素子を含むものであることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の面照明光源装置。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載の面照明光源装置を複数個配置することによって構成されたことを特徴とする面照明装置。
【請求項２０】
前記複数の第２の放射側反射手段は、一体に結合されていることを特徴とする請求項１９に記載の面照明装置。
【請求項１】
指向性の強い点光源と、所定面積の底面及び側面並びに開口を有し内壁面に内側及び側面反射部が設けられたケーシングと、前記開口を覆う放射側反射手段とを備え、
前記ケーシングは、その底面の中央部に前記点光源が配設されて、
前記放射側反射手段は、前記点光源からの光の一部を透過、反射及び乱反射する第１の放射側反射手段と、前記第１の放射側反射手段の放射側と対向し一定の距離をあけて配置され前記第１の放射側反射手段を通過した光の一部を反射及び透過する第２の放射側反射手段とからなり、前記第１の放射側反射手段は、前記点光源からの光の一部を前記ケーシング内へ反射させる第１の反射面と、前記第１の反射面の反対側にあって光を反射させる第２の反射面とを有し、前記第２の放射側反射手段は、前記第１の放射側反射手段を通過した光を反射して前記第２の反射面との間で多重反射させる第３の反射面とを有し、
前記第１の放射側反射手段の前記第１の反射面は、前記点光源の真上部分に所定範囲の中央反射部と該中央反射部の外周囲に外方反射部とを有し、前記外方反射部は、一部光を透過、反射及び乱反射して所定の反射率を有した反射部材からなり、前記中央反射部は前記外方反射部の反射率より高い反射率を有する光透過性の反射部で形成されていることを特徴とする面照明光源装置。
【請求項２】
前記外方反射部の反射率は、７５％〜９９．３％の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項３】
前記点光源は、１個の発光ダイオード又は複数個の発光ダイオードの集合体で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項４】
前記中央反射部は、その一部にスリット又は開口が設けられ、或いは肉薄に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項５】
前記外方反射部は、前記中央反射部から遠ざかるに従って光透過量が大きくなるスリットを設けたものであることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項６】
前記中央反射部及び外方反射部は、いずれも反射ドットからなり、前記中央反射部の反射ドットの密度分布が前記外方反射部の反射ドットの密度分布より高くなっていることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項７】
前記ケーシングは、平面視で方形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項８】
前記ケーシングの側面は、前記底面の端部から外側へ広がった形状になっていることを特徴とする請求項７に記載の面照明光源装置。
【請求項９】
前記内側及び側面反射部は、超微細発泡光反射部材であり、前記放射側反射手段は、超微細発泡光反射部材であることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項１０】
前記内側及び側面反射部は、超微細発泡光反射部材であり、前記放射側反射手段は、チタンホワイト又はポリテトラフロロエチレンの微粒子を含む塗布膜であることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項１１】
前記内側及び側面反射部は、チタンホワイト又はポリテトラフロロエチレンの微粒子を含む塗布膜であり、前記放射側反射手段は、ポリテトラフロロエチレンの微粒子を含む塗布膜であることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項１２】
前記第２の放射側反射手段は、直径が１０μｍ以上１００μｍ以下の微小孔が複数個分散されたものであることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項１３】
前記第２の放射側反射手段は、ハーフミラーで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項１４】
前記第２の放射側反射手段は、光拡散板であることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項１５】
前記第２の放射側反射手段は、光回折構造部で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面照明光源装置。
【請求項１６】
前記ケーシングは、内部に前記点光源が複数個配設されて、前記各点光源の真上にそれぞれ請求項１に記載の放射側反射手段が設けられていることを特徴とする面照明光源装置。
【請求項１７】
前記ケーシングは、内部が複数に区画されて、該区画された底面の中央部にそれぞれ１個の点光源が配設されて、前記各点光源の真上に請求項１に記載の放射側反射手段が設けられていることを特徴とする面照明光源装置。
【請求項１８】
前記点光源は、光の三原色である赤、青、緑の発光素子を含むものであることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の面照明光源装置。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれかに記載の面照明光源装置を複数個配置することによって構成されたことを特徴とする面照明装置。
【請求項２０】
前記複数の第２の放射側反射手段は、一体に結合されていることを特徴とする請求項１９に記載の面照明装置。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３２】
【図３】
【図１６】
【図３１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３２】
【図３】
【図１６】
【図３１】
【公開番号】特開２００９−９４０８７（Ｐ２００９−９４０８７Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３６９３（Ｐ２００９−１３６９３）
【出願日】平成２１年１月２３日（２００９．１．２３）
【分割の表示】特願２００６−３４８６７０（Ｐ２００６−３４８６７０）の分割
【原出願日】平成１８年１２月２５日（２００６．１２．２５）
【出願人】（５００４２０４７６）株式会社オプトデザイン (48)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２３日（２００９．１．２３）
【分割の表示】特願２００６−３４８６７０（Ｐ２００６−３４８６７０）の分割
【原出願日】平成１８年１２月２５日（２００６．１２．２５）
【出願人】（５００４２０４７６）株式会社オプトデザイン (48)
【Ｆターム（参考）】
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