JP5320599B2

JP5320599B2 - 光源装置およびこの光源装置を用いた面照明装置

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Publication number: JP5320599B2
Application number: JP2009218115A
Authority: JP
Inventors: 榮一佐藤; 弘泰佐藤; 研佐藤
Original assignee: Opto Design Inc
Current assignee: Opto Design Inc
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-09-18
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Description

この発明は、光源装置およびこの光源装置を用いた面照明装置に関し、さらに詳しくは光源として指向性の強い点光源を用いて略均一な照明光を出光できる光源装置およびこの光源装置を用いた面照明装置に関するものである。

近年、これまでの白熱電球や蛍光灯に代わって、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）やレーザーダイオード（以下、ＬＤという）などの指向性の強い点光源を用いた照明装置が開発されて、表示装置などに使われ始めている。ＬＥＤは、白熱電球や蛍光灯などと比べて、省電力、長寿命および小型であるなどの優れた特徴を有している一方で、指向性が強いために照明エリアが極めて狭く、またその光を直視すると眼を傷めるなどの難点があるので、照明光に利用するにはこの光を効率よく拡散させる技術が必要となっている。そこで、このような点光源を照明光として利用するために、様々な工夫が講じられた照明装置が提案されている。（例えば、下記特許文献１、２参照）。

例えば、下記特許文献１には、ＬＥＤに該ＬＥＤからの光を制御する光制御手段を取付けて面状光を得ることができるようにした面発光装置が記載されている。

この面発光装置は、ＬＥＤと、このＬＥＤが収容される直方体状のケースと、ＬＥＤのレンズ外面に取付ける光制御手段と、ケースの開口を覆う拡散パネルとを備え、ケースは、その内部にリフレクターが配設されて、このリフレクターの底部に所定間隔離して複数個のＬＥＤが配設されて、これらのＬＥＤにそれぞれ光制御手段が装着されて、ケースの開口が拡散パネルで覆われた構成となっている。光制御手段は、ＬＥＤの光を反射および透過し、しかもＬＥＤの中心部に対応する位置に設けられて光の透過量よりも反射量が多くなる反射主体部と、その周囲に設けられて反射主体部よりも光の透過量が多くなる反射透過部と、反射主体部に設けられたホルダ部とで構成されている。

また、下記特許文献２には、面照明光源装置およびこの面照明光源装置を用いた面照明装置が記載されている。

この面照明光源装置は、ＬＥＤと、このＬＥＤを中央部に設けた底面部およびこの底面部の周囲から立設された側面部並びに底面部と対向する側に開口を設けた箱型ケーシングと、開口を覆いＬＥＤからの光を略均一にする光学反射板とで構成されている。また、面照明装置は、上記面照明光源装置を複数個用いて、これら複数個の面照明光源装置を連接したものとなっている。

また、このように複数個の面照明光源装置を連接させると、連接部分が暗くなるので、この連接部分の側壁部に側壁孔を設けた面照明装置も例えば下記特許文献３に開示されている。なお、この側壁孔は開口に連通したものとなっている。なお、下記特許文献２、３は、本願の出願人の出願に係るものである。

特開２００４−６３１７号公報（段落〔００２０〕〜〔００２６〕、図１）特開２００８−２７８８６号公報（段落〔００４５〕〜〔００４８〕、図１）特開２００９−１１０６９６号公報（段落〔００４５〕〜〔００４８〕、図８）

上記特許文献１〜３の面発光装置および面照明装置は、いずれも複数個の光源装置を隣接する装置間に隙間をあけずに密接させた構成となっている。これらの面照明装置は、発光面の面積、すなわち照明面積を拡大する場合、光源装置を増設することになるが、この増設の際にこれまでのように複数個の光源装置を密接させて増設すると、増設した分のコストが高騰する割には発光面の面積を拡大することができない。すなわち、発光面の面積は、増設した光源装置の発光面の面積を合計したものでそれ以上とならない。また、密接させずに隣接光源装置間に所定の隙間をあけて配設することも想到できるが、そうすると、この隙間部分が暗くなって、この暗い箇所が拡散板に映って発光面に暗い筋などが現れるので、これを解消するには光源装置の上方に配設する拡散板を高く、すなわち発光面からの距離を大きくしなければならない。その結果、面照明装置が背高になるなどの課題が出現し、上記特許文献３の面照明装置でもこの課題を解消できない。なお、上記特許文献１の面発光装置では、リフレクターを収容した直方体状のケースの増設となるので、ＬＥＤの個数を調節した増設はできない。

また、近年、ＬＥＤを用いた光源装置は、ＬＥＤの特徴がそのまま反映されて省電力、長寿命および小型などの特徴を備えているので、その用途は上記特許文献１〜３のような使用だけでなく、自動販売機や大型ゲーム機などに直接組込んで使用されることがある。ところが、このような機器に直接組込まれると、光源装置は、その発光面が一つの面、すなわち上面のみとなるので、照明エリアが限定されて、周辺エリアへの照明が必要な場合は、このような光源装置を使用することができない。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、多面から照明光を出光できるようにして、多用途に使用可能な光源装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、上記光源装置を用い、面照明装置の厚み、すなわち光源からの高さを高くすることなく大面積で均一な照明光を得ることのできる安価な面照明装置を提供するものである。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、指向性の強い点光源と、前記点光源を配設したハウジング底板、前記ハウジング底板の周囲から所定高さ立設されたハウジング側板および前記ハウジング底板と対向する側に開口が設けられて内壁面を反射面で形成したハウジングと、前記開口を覆い前記点光源からの光を略均一な照明光として出光させる光学反射板とを備えた光源装置において、前記ハウジング側板は、少なくとも一部のハウジング側板にあって、前記点光源から最も近い側板領域に高光反射率で且つ低光透過率の側方中央反射部および該側方中央反射部の外方側板領域に前記側方中央反射部から遠ざかるにしたがって光反射率が低下し且つ光透過率が増大する側方外方反射部が形成されていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光源装置において、前記ハウジングは、前記ハウジング底板が矩形状をなし、前記矩形状の周囲から立設された前記ハウジング側板の少なくとも一ハウジング側板に前記側方中央反射部および前記側方外方反射部が形成されていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光源装置において、前記側方中央反射部は、前記ハウジング側板をハーフカットした溝又は微細孔で形成され、前記側方外方反射部は、前記ハウジング側板を貫通し所定の開口面積を有する貫通孔で形成されていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の光源装置において、前記点光源は、発光ダイオード又はレーザーダイオードであることを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、請求項５に記載の面照明装置は、請求項１〜４のいずれか一つの光源装置と、開口を有し前記光源装置を１個または複数個収容できる大きさの収容ケースと、前記開口を覆う拡散板とを備え、前記収容ケースは、収容される数の前記光源装置の底面積合計より大きい面積を有するケース底板と、前記ケース底板の周囲から立設され前記光源装置のハウジング側板より高いケース側板と、前記ケース底板と対向する側に前記開口を有し内壁面が反射面で形成された箱体で形成されて、内部に前記光源装置が前記内壁面との間に照明光を出光させる隙間（Ｄ１）をあけて配設されていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の面照明装置において、前記ケース側板は、前記ケース底板の平坦面から外方へ９０°〜１５０°の範囲で傾斜していることを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の面照明装置において、前記収容ケースには、複数個の前記光源装置が収容されて、隣接する前記光源装置はそれぞれ互いに所定の隙間（Ｄ２）を隔てて配置され、前記拡散板は、前記複数個の光源装置のそれぞれの前記光学反射板から所定の隙間（Ｄ３）を隔てて配置されていることを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の面照明装置において、前記隙間（Ｄ２）は、前記光源装置の最大対向側板間距離（Ｗ）の２分の１以上、前記隙間（Ｄ１）は前記隙間（Ｄ２）の２分の１以上、前記間隔（Ｄ３）は、前記距離（Ｄ２）の２分の１以下であることを特徴とする。

請求項１および２の発明によれば、点光源からの光を光学反射板面だけでなく、ハウジングの側板面からも略均一にして出光させることができる。その結果、発光面が多面となり発光面積が拡大されるので、面照明装置に用いて、照明エリアの拡大ができ、また、自動販売機や大型ゲーム機などの機器に直接組込んで、照明エリアの拡大を図ることもできる。

請求項３の発明によれば、側方中央反射部は、側板をハーフカットした溝又は微細孔で形成され、側方外方反射部は、側板を貫通し所定の開口面積を有する貫通孔で形成したので、側方中央反射部および側方外方反射部を簡単に作成できる。

また、請求項４に係る発明によれば、ＬＥＤ又はＬＤのような指向性の強い点光源を用いても、中央部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、均一な照明光を得ることができる。

また、請求項５に係る発明によれば、それぞれ上記請求項１〜４に係る光源装置の効果を奏することができ、さらに複数個の光源装置を配置することで、より広い面積を有しながらも均一な照度分布の照明光が得られる面照明装置を得ることができる。

また、請求項６に係る発明によれば、ケース側板が外方へ傾斜することにより、ケース底板に比べてケース開口の面積が大きくなると共に、光源装置側方から放射された光を効率よくケース開口に向け反射させることができる。

また、請求項７および８に係る発明によれば、収容ケース内に面照明光源装置を隣接して配置しないようにしたため、輝度の低下を最低限に抑えつつ、より少ない数の点光源を用いて、大画面で均一な照明光を得ることができる。

図１は本発明の実施形態１に係る光源装置の分解斜視図である。図２は図１の光源装置を構成する光学反射板を示し、図２Ａは上面図、図２Ｂは光学反射板の変形例の上面図である。図３は図１の光源装置を構成する側板の光学反射部を示し、図３Ａは図１の一側面図、図３Ｂ〜図３Ｄはそれぞれ側板の光学反射部の変形例の側面図である。図４は本発明の実施形態２に係る面照明装置の概略上面図である。図５は図４の面照明装置をＶ−Ｖ線で切断した断面図である。図６は図４の面照明装置の変形例を示した断面図である。図７は図４の面照明装置の変形例を示し、図７Ａ、図７Ｂはそれぞれ面照明装置の変形例の概略上面図である。図８Ａは図７ＢのＶＩＩＩＡ−ＶＩＩＩＡ線の断面図、図８Ｂおよび図８Ｃは側板に設けられた光学反射部の側面図である。図９は本発明の実施形態３に係る光源装置およびこの光源装置を用いた面照明装置を示し、図９Ａは概略上面図、図９Ｂは図９Ａの面照明装置の一側面図、図９Ｃは図９ＡのＩＸＣ−ＩＸＣ線における断面図である。図１０は図９Ａの面照明装置の変形例を示し、図１０Ａは上面図、１０Ｂは図１０ＡのＸＢ−ＸＢ線の断面図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。但し、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光源装置およびこの光源装置を用いた面照明装置を例示するものであって、本発明をこれらのものに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。

図１を参照して、本発明の実施形態１に係る光源装置の概要を説明する。なお、図１は本発明の実施形態１に係る光源装置の分解斜視図である。

光源装置１は、点光源２と、この点光源が底板に設けられて上方が開口した箱型のハウジング３と、このハウジングの開口を覆い点光源２からの光を反射および透過させる光学反射板４とで構成されている。

点光源２は、１個のＬＥＤまたは複数のＬＥＤ素子が集合したＬＥＤ（以下、これらを総称してＬＥＤという）、またはＬＤが使用される。ＬＥＤは、色の三原色のＲ、Ｇ、Ｂだけでなく他の色のＬＥＤなど、またＬＥＤ又はＬＤにレンズを装着させたものでもよい。この実施形態では、ＬＥＤを用いた例を説明する。

ハウジング３は、ＬＥＤ２が略中央部に固定されるハウジング底板３ａと、このハウジング底板の周囲から所定高さ立設されたハウジング側板３ｂ〜３ｅと、ハウジング底板と対向する側に設けた開口３ｆとを有する箱型をなし、内壁面が反射面で形成されている。ハウジング側板３ｂ〜３ｅの外壁面も反射面にするのが好ましい。外壁面を反射面にすると、この光源装置１を用いて面照明装置を作製したときに、面照明装置の収容ケースの内壁面との間でＬＥＤ光が反射されて、拡散板側へ効率よく出光させることができる。この面照明装置については後述する。このハウジング３は、高光反射率、低光透過率および低光吸収率の反射板材、例えば超微細発泡光反射板で形成されている。この超微細発泡光反射板材には、光反射率９８％、光透過率１％、光吸収率１％のものがあり、これを使用するのが好ましい。勿論、このハウジングは、この材料に限定されるものでなく、透明基板を用い、この基板に反射材を塗布又は印刷したものでもよい。例えばチタンホワイトの微粒子をエマルジョン化したものや、ポリテトラフロロエチレンの微粒子をエマルジョン化したものを塗布或いはスクリーン印刷により形成したものである。

ハウジング底板３ａは、一辺の長さがＬ１（例えば、２００ｍｍ）の略正方形状をなし、その略中央部にＬＥＤ２の発光部を露出させる露出孔が形成されている。ＬＥＤ２は、不図示の取付け基板に固定されて、この取付け基板を底板の背面側に配置して、ＬＥＤの発光部を露出孔から露出させる。ハウジング側板３ｂ〜３ｅは、略正方形状の底板３ａの周囲から所定高さｈ１（例えば、１５ｍｍ）立設された垂直板で形成されている。すなわち、側板３ｂ〜３ｅは４枚の垂直板で形成されている。なお、ハウジング側板を垂直にしたが、ハウジング底板３ａの周囲から外方へ所定角度傾斜させてもよい。傾斜角度は、ハウジング底板３ａの平面との間で９０°を超え１５０°以内程度にするのが好ましい。傾斜させると、開口を拡大できるとともに、この傾斜面を利用して開口側へＬＥＤ光を効率よく出光できる。４枚のハウジング側板３ｂ〜３ｅは、全て或いは１枚ないし数枚のハウジング側板に、ＬＥＤ光をハウジング側板の外表面側へ略均一に出光させる光学反射部が形成されている。この光学反射部の構成については後述する。

図１、図２を参照して、ハウジングの開口に装着される光学反射板を説明する。なお、図２は図１の光源装置を構成する光学反射板を示し、図２Ａは上面図、図２Ｂは光学反射板の変形例の上面図である。

光学反射板４は、図１、図２Ａに示すように、ハウジング３の開口３ｆを塞ぐ大きさの正方形の板状体で形成されている。この光学反射板４は、所定の肉厚を有し一辺の長さＬ１が同一の正方形の板状体で形成されている。すなわち、対向する辺４ａ、４ｂと４ｃ、４ｄとがそれぞれ同じ長さになっている。この光学反射板４は、その中心部に中央反射部５Ａと、この中央反射部の外周囲に外方反射部５Ｂとが設けられて、高光反射率、低光透過率および低光吸収率の反射板、例えば超微細発泡光反射板材で形成されている。この超微細発泡光反射板材には、光反射率９８％、光透過率１％、光吸収率１％のものがあるので、これを使用するのが好ましい。

中央反射部５Ａは、ハウジング３の開口３ｆに光学反射板４が取付けられたときにＬＥＤ２の真上部分にあって、ＬＥＤ発光部の垂直直上部分と対向する小面積の中心反射エリア５ａと、この中心反射エリア５ａを中心にして該中心から所定距離離れて面積が若干拡大された中心周辺反射エリア５ｂとで構成されている。ＬＥＤ２は、その配光特性から、中心反射エリア５ａに最も強い光が照射され、次いで中心周辺反射エリア５ｂにそれに次ぐ強い光が照射される。そこで、中心反射エリア５ａは、光反射率が最も高く且つ光透過率が最も低く、中心周辺反射エリア５ｂは、この光反射率が若干低下し一方光透過率が若干高くなるように調節されている。中心反射エリア５ａの反射率を最も高くし且つ光透過率が最も低くしたので、このエリアを暗くさせず且つ輝度の高い照明スポットの発生をなくすることができる。

この光反射率および光透過率は、反射板の加工によって調節される。中心反射エリア５ａにおいては、反射板材に複数本の細溝（縦溝、横溝、リング状）からなる細溝群、または板厚の調整などを行うことで光反射率および光透過率が調節される。また、中心周辺反射エリア５ｂにおいては、複数個の微細孔（直径が例えば１．０ｍｍ以下の貫通孔）からなる微細孔群などを設けることで光反射率および光透過率が調節される。

外方反射部５Ｂは、中心周辺反射エリア５ｂから各辺４ａ〜４ｄに向かって所定の規則性をもって配設された複数個の開口面積の異なる貫通孔５１〜５３で形成される。これらの貫通孔５１〜５３の開口は、中心周辺反射エリアに最も近い貫通孔５１の開口面積が小さく、中心周辺反射エリアから遠ざかるに従い貫通孔５２、５３の順に開口面積が大きくなっている。これらの開口を有する貫通孔は、辺４ａに平行な平行線と、この辺４ａと垂直な辺４ｂに平行な垂直線とが交差する箇所に形成されている。すなわち、これらの貫通孔の開口は、等間隔で直交格子状に規則性を持って配列されている。

この光学反射板４は、四隅に所定の開口を有する貫通孔を設けたが、この隅部に開口を設けると、後述する面照明装置に組込んだときに、面照明装置がこの隅部に対応する箇所で若干暗くなることが判明した。そこで、光学反射板４Ａでは、図２Ｂに示すように、これら隅部６の所定エリアに開口を設けないようにした。開口を隅部に設けないことにより、この隅部に対応する側板の光学反射部からより多くの反射光が出光されて、上記の不都合が解消される。

この光学反射板の素材は、超微細発泡光反射板材としたが、この材料に限定されるものでなく、透明基板を用い、この基板の上記開口部分以外に反射材を塗布又は印刷したものでもよい。例えばチタンホワイトの微粒子をエマルジョン化したものや、ポリテトラフロロエチレンの微粒子をエマルジョン化したものを塗布或いはスクリーン印刷により形成したものである。

次に、図３を参照して、側板に形成する光学反射部を説明する。なお、図３は図１の光源装置を構成する側板の光学反射部を示し、図３Ａは図１の一側面図、図３Ｂ〜図３Ｄはそれぞれ光学反射部の変形例の側面図である。

４枚のハウジング側板３ｂ〜３ｅには、それぞれ光学反射部７Ａが形成されている。この光学反射部７Ａは、ＬＥＤ２と対向しこのＬＥＤと最も近いエリアに形成される側方中央反射部７ａと、この側方中央反射部から長手方向へ延設されたエリアに形成される側方外方反射部７ｂとで構成さている。側方中央反射部７ａは、ＬＥＤからの出射光を高い光反射率で反射させる一方で、低光透過率になるように複数個の微細孔で形成されている。側方外方反射部７ｂは、側方中央反射部７ａから遠ざかるにしたがって、光反射率を次第に低減させる一方で光透過率を増大させる開口を有する貫通孔で形成されている。これらの微細孔および貫通孔は、光学反射板４の中央反射部５Ａおよび外方反射部５Ｂと略同じ方法で形成される。この光学反射部７Ａは、光学反射板４と比べて、精巧にすることなくラフ（粗）にしてもよい。その理由は、ＬＥＤ２の配光特性から、ＬＥＤの真上に比べて、ハウジング側板への照射光が弱くなるからである。

光学反射部は、光学反射部７Ａに限定されるものでなく、種々変更してもよい。光学反射部７Ｂは、側方中央反射部７ａ１および側方外方反射部７ｂ２をスリットで形成したもので、これらのスリットは所定の開口率になるようにその面積が変更されている（図３Ｂ参照）。光学反射部７Ｃは、側方中央反射部７ａ２にスリットを設けず、側方外方反射部７ｂ２には長手方向へ開口面積を拡大した比較的長いスリットを設けて構成したものである（図３Ｃ参照）。光学反射部７Ｄは、側方中央反射部７ａ３に切欠きを設けずに、側方外方反射部７ｂ２は長手方向へ行くにしたがって広い切欠きを設けて構成したものである（図３Ｄ参照）。

本実施形態においては、光学反射部は４枚のハウジング側板３ｂ〜３ｅにそれぞれ設けられているが、全部に光学反射部を設けることなく、側面からの照明光の要否に応じて、そのうちの１枚乃至複数枚に設けてもよい。また、光学反射部は、所定の開口を有する貫通孔、スリットおよび切欠きで形成したが、これらは側板を貫通しているので、使用環境によっては、この部分から塵などが進入することがある。このような使用環境においては、ハウジング側板に透明基板を用いて、この基板に前記反射材を塗布又は印刷して構成するのが好ましい。

この光源装置１は、ＬＥＤ２からの光を光学反射板４面だけでなく、ハウジング３の側板面からも、略均一にして出光させることができるので、後述する面照明装置だけでなく、自動販売機や大型ゲーム機などに組込んで使用することができる。

次に、図４を参照して、本発明の実施形態２に係る面照明装置を説明する。なお、図４は本発明の実施形態２に係る面照明装置の概略上面図、図５は図４の面照明装置をＶ−Ｖ線で切断した断面図である。なお、図４は、面照明装置の拡散板を取り外して内部が見えるようになっている。

面照明装置８は、図４および図５に示すように、４個の光源装置１と、これらの光源装置を収容する収容ケース９と、収容ケースの開口を塞ぎ各光源装置からの出射光を拡散させる拡散板１０とを有し、収容ケース９内には４個の光源装置１が所定の隙間（距離）をあけて配設されて、収容ケース９の開口が拡散板１０で覆われた構成となっている。

収容ケース９は、個々の光源装置１の各底面積を合計した合計より大きい面積のケース底板９ａと、このケース底板の周囲から立設されたケース側板９ｂ〜９ｅと、ケース底板と対向する側に設けた開口９ｆとを有し、内壁面が反射面で形成されている。ケース底板９ａは、光源装置１を構成する４個の各ハウジング３の各底板面積を合計した面積より大きくなっている。また、ケース底板９ａの一辺の長さは、各ハウジング側板の長手方向の長さＬ１を合計した長さより長くなっている。また、ケース側板の高さｈ３は、図５に示すように、ハウジング側板の高さｈ１より高くなっている。光源装置１の光学反射板４と拡散板１０との間の隙間の高さ（距離）はｈ２となっており、ｈ３＝ｈ１＋ｈ２となっている。なお、この高さｈ２は、特許請求の範囲では拡散板と光源装置の光学反射板との隙間Ｄ３と記載されている。

面照明装置８は、図４に示すように、収容ケース９内に４個の光源装置１を隣接する装置間に所定の隙間（距離）Ｇ１およびケース側板との間に隙間（距離）Ｇ２をあけて配置して、開口９ｆを拡散板１０で覆い固定して組立てる。なお、特許請求の範囲では、Ｇ１は光源装置間の隙間Ｄ２と記載されており、Ｇ２は光源装置が収容ケース内壁面との間に照明光を出光させる隙間Ｄ１と記載されている。この組立てにより、各光源装置１の発光面と拡散板１０との間に隙間（距離）ｈ２が形成される。これらの距離Ｇ１、Ｇ２とｈ２との関係は、拡散板１０の外表面から均一な照明光を得るのに重要になる。すなわち、距離Ｇ１、Ｇ２を大きくすると隣接する光源装置１間および収容ケース９のケース側板との間が暗くなり、また、高さｈ２を高くすると所望の照度を得ることができなくなる。

これらの関係は、ハウジング側板の光学反射部７の有無によって、以下のように設定される。なお、これは実験により確認したものである。
（ａ）光源装置のハウジング側板に光学反射部を設けない場合
隣接する光源装置間の距離Ｇ１は、光源装置１の最大対向側板間距離Ｗ（図４参照）の二分の一以下、Ｇ２はＧ１の二分の一以下、ｈ２はＧ１の二分の一以上にする。これらの関係にあれば、隙間間が暗くならず、所望の照度を得ることができる。なお、これらの関係を外れると均一な照明光が得難くなる。

（ｂ）光源装置のハウジング側板に光学反射部を設けた場合
ハウジング側板に光学反射部を設けると、上記（ａ）より発光面の面積が拡大でき且つ装置を背低にできる。すなわち、各光源装置１は、それぞれのハウジング側板４ｂ〜４ｅから光学反射部７を介して略均一なＬＥＤ光が出射されて、出射された光が隣接する装置の隙間間および収容ケース９の内壁面に反射されて拡散板１０から出射される。このため、上記（ａ）に比べて、隙間Ｇ１、Ｇ２を拡大でき、Ｇ１を光源装置１の最大対向側板間距離Ｗ（図４参照）の二分の一以上、Ｇ２はＧ１の二分の一以上にできるとともに、ｈ２をＧ１の二分の一以下にもすることができる。その結果、面照明装置の発光面の面積を拡大できるとともに、装置高さを低くすることができる。

面照明装置８は、収容ケース９の側板９ｂ〜９ｅをケース底板９ａから垂直に立設させたが、面照明装置８Ａ（図６参照）のように、ケース底板９ａの周囲から外方へ所定角度傾斜させてもよい。傾斜角度は、ケース底板９ａの平面との間で９０°を超え１５０°以内程度にするのが好ましい。この傾斜により開口および拡散板１０Ａが大きくなり、発光面積が拡大されるとともに、高さｈ２'（ｈ２'＜ｈ２）をさらに低くできる。ここで、ｈ３'＝ｈ１＋ｈ２'であるから、ｈ３'＜ｈ３となり、ケース側板の高さが小さい、すなわち、より薄い面照明装置を得ることができる。

なお、収容ケースの側板はこの実施形態においては平板状となっているが、ケース内側に湾曲させてもよい。このとき収容ケースの内壁を鏡面等の反射面とすると、さらに効率よく光を収容ケース開口から放射することができる。また、側板を平板ではなく波型やその他の形状にすることもできる。このように収容ケースの側板の形状を変更することで、面照明装置の用途に合わせ、その照射範囲および照射範囲における明るさの均一度を調整することができる。

また、上記実施形態の面照明装置８、８Ａは、４個の光源装置１で構成されているが、用途に対応させてその個数を変更することができる。例えば、面照明装置８Ｂ（図７Ａ）のように、１個の光源装置１を１個用の収容ケース９Ｂに収容して構成してもよい。

また、上記実施形態の面照明装置８、８Ａ、８Ｂは、光源装置１を略正方形状にするともに、これらの光源装置を収容する収容ケース９、９Ａ、９Ｂを略正方形状にして構成したが、任意の形状、例えば図７Ｂに示すように、これらを長方形状にしてもよい。

図７Ｂ、図８を参照して、長方形状の面照明装置を説明する。なお、図７Ｂは面照明装置の概略上面図、図８Ａは図７ＢのＶＩＩＩＡ−ＶＩＩＩＡ線の断面図、図８Ｂ、図８Ｂは側板に設けられた光学反射部の側面図である。なお、図７Ｂは、面照明装置の拡散板を取り外して内部が見えるようになっている。

面照明装置８Ｃは、長方形状の光源装置１Ａと、この光源装置を収容する収容ケース９Ｃと、収容ケースの開口を覆う拡散板１０Ｂ（図８Ａ参照）とで構成されている。これらの光源装置１Ａ、収容ケース９Ｃおよび拡散板１０Ｂは、形状が異なるが、構成は上記面照明装置８の光源装置１、収容ケース９および拡散板１０と同じになっているので、その説明を省略する。

光源装置１Ａは、短尺の対向する一対のハウジング側板３ｂ'、３ｄ'および長尺の対向する一対のハウジング側板３ｃ'、３ｅ'を有し、これらのハウジング側板に光学反射部が設けられている。これらのハウジング側板３ｂ'、３ｃ'と３ｃ'、３ｅ'とでは、ＬＥＤ２との接近距離が異なるので、長尺のハウジング側板３ｃ'、３ｅ'には、側方中央反射部７ａ'および側方外方反射部７ｂ'からなる光学反射部７Ａ'が設けられる。短尺のハウジング側板３ｂ'、３ｄ'は、ＬＥＤ２から離れるので、側方中央反射部７ａ'および側方外方反射部７ｂ'のような加工は不要であり、同じ開口面積を有する貫通孔で形成した光学反射部７Ｅが設けられる。

図９、図１０を参照して、本発明の実施形態３に係る面照明装置を説明する。なお、図９は本発明の実施形態３に係る光源装置およびこの光源装置を用いた面照明装置を示し、図９Ａは概略上面図、図９Ｂは図９Ａの面照明装置の一側面図、図９Ｃは図９ＡのＩＸＣ−ＩＸＣ線における断面図であり、図１０は図９Ａの面照明装置の変形例を示し、図１０Ａは上面図、図１０Ｂは図１０ＡのＸＢ−ＸＢ線の断面図である。なお、図９Ａ、図１０Ａは、面照明装置の拡散板を取外して内部が見えるようになっている。

上記光源装置１、１Ａおよびこれらの光源装置を用いた面照明装置８、８Ｂ、８Ｃは、用途に応じて、その構成の一部が変更される。

本発明の実施形態３に係る面照明装置８Ｄは、図９Ａに示すように、光源装置１Ｂと、この光源装置１Ｂを収容する収容ケース９Ｄと、収容ケースの開口を覆う拡散板（図示省略）とで構成されている。なお、この面照明装置は、図７Ｂの面照明装置８ＣをＩＸＡ−ＩＸＡ線で切断するとともに、一部の構成を変更したものとなっている。

光源装置１Ｂは、４枚のハウジング側板３ｂ１〜３ｅ１を有している。これらのハウジング側板３ｂ１〜３ｅ１のうち、ハウジング側板３ｅ１、３ｂ１、３ｄ１には光学反射部が形成されている。また、側板３ｃ１には、光学反射部が設けられず、板体のみで形成されている。収容ケース９Ｄは、ケース底板９ａと、このケース底板の周囲から立設されたケース側板９ｂ１〜９ｅ１と、ケース底板と対向する側に設けた開口９ｆとを有し、内壁面が反射面で形成されている。一ケース側板９ｃ１には、光源装置１Ｂからの光を通過させるスリット９ｃ１'が設けてある。このスリット９ｃ１'は、光源装置の長尺の側板と同じか若干長い長さおよび所定幅の開口面積を有している。このスリット９ｃ１'からも照明光が照射される。この面照明装置８Ｄは、ゲーム機などに組込んで使用される。

面照明装置８は、収容ケース９のケース側板９ｂ１〜９ｅ１をケース底板９ａ１から垂直に立設させたが、面照明装置８Ｅ（図１０Ａおよび図１０Ｂ参照）のように、収容ケース９Ｅのケース側板９ｂ１'、９ｄ１'、９ｅ１'をケース底板９ａ１の周囲から外方へ所定角度傾斜させてもよい。傾斜角度は、ケース底板９ａ１の平面との間で９０°を超え１５０°以内程度にするのが好ましい。この傾斜により開口および拡散板１０Ｂが大きくなり、発光面積が拡大されるとともに、ケース高さｈ２'（ｈ２'＜ｈ２）をさらに短縮できる。なお、側板９ｃ１には反射部が設けられておらず、スリット９ｃ１'が設けられているため、側板９ｃ１は底板９ａ１から垂直に立設されている

１、１Ａ、１Ｂ光源装置
２点光源
３ハウジング
３ａハウジング底板
３ｂ〜３ｅハウジング側板
４光学反射板
７、７Ａ'、７Ａ〜７Ｅ光学反射部
７ａ、７ａ１、７ａ２、７ａ３側方中央反射部
７ｂ、７ｂ１、７ｂ２、７ｂ３側方外方反射部
８、８Ａ〜８Ｅ面照明装置
９、９Ａ〜９Ｅ収容ケース
９ａケース底板
９ｂ〜３ｅケース側板
１０、１０Ａ〜１０Ｃ拡散板

Claims

指向性の強い点光源と、
前記点光源を配設したハウジング底板、前記ハウジング底板の周囲から所定高さ立設されたハウジング側板および前記ハウジング底板と対向する側に開口を設け内壁面を反射面で形成したハウジングと、
前記開口を覆い前記点光源からの光を略均一な照明光として出光させる光学反射板とを備えた光源装置において、
前記ハウジング側板は、少なくとも一部のハウジング側板にあって、前記点光源から最も近い側板領域に高反射率で且つ低光透過率の側方中央反射部および該側方中央反射部の外方側板領域に前記側方中央反射部から遠ざかるにしたがって反射率が低下し且つ光透過率が増大する側方外方反射部が形成されていることを特徴とする光源装置。
前記ハウジングは、前記ハウジング底板が矩形状をなし、前記矩形状の周囲から立設された前記ハウジング側板の少なくとも一ハウジング側板に前記前記側方中央反射部および前記側方外方反射部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
前記側方中央反射部は、前記ハウジング側板をハーフカットした溝又は微細孔で形成され、前記側方外方反射部は、前記ハウジング側板を貫通し所定の開口面積を有する貫通孔で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
前記点光源は、発光ダイオード又はレーザーダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
請求項１〜４のいずれか一つの光源装置と、開口を有し前記光源装置を１個または複数個収容できる大きさの収容ケースと、前記開口を覆う拡散板とを備え、
前記収容ケースは、収容される数の前記光源装置の底面積合計より大きい面積を有するケース底板と、前記ケース底板の周囲から立設され前記光源装置のハウジング側板より高いケース側板と、前記ケース底板と対向する側に前記開口を有し内壁面が反射面で形成された箱体で形成されて、内部に前記光源装置が前記内壁面との間に照明光を出光させる隙間（Ｄ１）をあけて配設されていることを特徴とする面照明装置。
前記ケース側板は、前記ケース底板の平坦面から外方へ９０°〜１５０°の範囲で傾斜していることを特徴とする請求項５に記載の面照明装置。
前記収容ケースには、複数個の前記光源装置が収容されて、隣接する前記光源装置はそれぞれ互いに所定の隙間（Ｄ２）を隔てて配置され、前記拡散板は、前記複数個の光源装置のそれぞれの前記光学反射板から所定の隙間（Ｄ３）を隔てて配置されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の面照明装置。
前記隙間（Ｄ２）は、前記光源装置の最大対向側板間距離（Ｗ）の２分の１以上、前記隙間（Ｄ１）は前記隙間（Ｄ２）の２分の１以上、前記間隔（Ｄ３）は、前記隙間（Ｄ２）の２分の１以下であることを特徴とする請求項７に記載の面照明装置。