まず、図13および図14を参照して、本発明 に係る照明装置に採用するダイクロイックフ ィルタの製造手順を説明する。600nm~700nm(赤色 )の波長を反射し、それ以外の波長を透過す� �ダイクロイックフィルタを例にあげる。

 (射出成形)
 耐熱性のプラスチックであるCOPを射出成形� ��ることによって基材を形成する。基材の射� ��成形においては、ここで設定された温度よ� ��も、射出成形のための金型を加熱しておい� ��から射出成形を行うこととなる。すなわち� ��射出成形のための金型は、予め摂氏100~110度 くらいに加熱しておき、その後成形する。

 「基材」の材質は、光学部品として最終的� ��用いられる形態に応じて選択される。たと� ��ばプロジェクタに用いるのであれば、透過� ��が高く、耐熱性に優れたプラスチック材料� ��用いる。製膜される膜の総数よって、輻射� ��に耐えうるプラスチック基材の選定が必要� ��なる。
 耐熱性に優れたプラスチック材料としては� ��シクロオレフィン・コポリマー(COC)、シク� �・オレフィン・ポリマー(COP)、ポリエチレン ・ナフタレート(PEN)などがある。

 光学部品として耐熱性が特に要求されな� ��プラスチック材料としては、たとえば、ポ� ��スチレン(PS)、ポリカーボネート(PC)、アク� �ロニトリル・スチレン(AS)、アクリロニトリ� ��・ブタジエン・スチレン(ABS)、ポリメチル� �メタクリレート(PMMA)、ポリエチレン・テレ� �タレート(PET)などがある。

 成形後は、アニール工程によって、歪み� ��び/または残留応力を十分に除去する。ここ にいう「アニール工程」とは、歪み及び/ま� �は残留応力を除去したい材料について、高� �下でさらす工程である。その最高温度は、� �材が変形しない温度以下であり、保持時間� �数時間から1日程度である。

 (蒸着工程)
 次に、その基材に対して蒸着工程によって� ��明皮膜を形成する。この蒸着は、PVD(Physical� �Vapor Deposition)法である。
 PVD法、すなわち「物理蒸着」とは、物質の� ��面に薄膜を形成する蒸着法のひとつである� ��気相中で物質の表面に物理的手法により目� ��とする物質の薄膜を堆積する。主なPVD皮膜� ��しては、TiN(窒化チタン)、TiC(チタンカーバ� ��ト)、TiAlN(窒化チタンアルミ)、DLC(ダイヤモ� ��ドライクカーボン)などがある。

 蒸着工程における雰囲気温度は、熱変形温� ��が摂氏120度であるCOPが基材であるので、製� ��を実施する蒸着機の内部の雰囲気温度は摂� ��120度を超えないように設定する。
 また、高真空状態(10 ^-1 ~10 ^-5 Pa)における比較的長い時間排気する。ガラス などの無機材料に比べて成型時にガスを内部 に取り込んでいるおそれが高いためである。
 排気時間につき、「比較的長い時間」とは� ��ガラスなどの無機材料に比べて成型時にガ� ��を内部に取り込んでいる恐れが高いために� ��い時間を要する、という趣旨である。例え� ��、30~90分程度である。長いほどよいが、製� �時間、製造コストの短縮のためには、前述� �時間が好ましい。

 前記の透明被膜は、図1に示すように、二酸 化珪素と五酸化タンタルの二層膜とを多層と する。二酸化珪素(SiO ₂ )と酸化チタン系複合材である五酸化タンタ� �(Ta ₂ O ₅ -TiO ₂ )の二層膜とを十回以上反復させて製膜する� �とによって製造する。最初に、二酸化珪素(S iO ₂ )の薄膜とし、次に酸化チタン系複合材であ� �五酸化タンタル(Ta ₂ O ₅ -TiO ₂ )の薄膜とし、その繰り返しの後、27層目を二 酸化珪素(SiO ₂ )の薄膜とする。
 各薄膜の厚さは、100nm前後であるが、最後(� ��外)の二酸化珪素の膜は50nm以下でも構わな� �。

 前述してきた「光学膜」は、二酸化珪素(SiO ₂ )と酸化チタンまたは酸化チタン系複合材(た� ��えば五酸化タンタルTa ₂ O ₅ -TiO ₂ )の二層膜とを十回以上反復させて製膜する� �とによって製造する。各薄膜の厚さは、100nm 前後であり、70~150nm程度が好ましい。試作お� ��び実験によれば、27回(27層)の反復による製� ��にて、必要な性能を得ることが出来た。

 図14には、分光光度計にて透過・反射率� �測定したデータ(別資料)を示す。600nm~700nm(赤 色)の波長を反射できるフィルタであること� �分かる。

 以上のようにして作成されたダイクロイッ� ��フィルタは、以下のような特徴がある。
 まず、射出成形よって加工された光学部品� ��あるため、形状の自由度が大きい。他の部� ��の取付け部となるボスや固定用の孔も事前� ��構成することができる。
 また、例えば、光学面を平面、曲面、非球� ��、自由曲面などを設計することが可能であ� ��。また、熱による基材自体の変形や、それ� ��伴う光学膜の損傷の恐れが小さい。したが� ��て、光源から熱が発生するような部材にお� ��ても使用できる場合が広がる。
 更に、プラスチック素材がガラスに比べて� ��量で且つ耐熱性にも優れているため、当該� ��学部品を組み込んだ最終製品の軽量化につ� ��がる。ガラスを用いた光学部品に比べて外� ��に強く、耐衝撃性など安全性も高められる� ��

 以上、赤色の光をフィルタリングできる� ��イクロイックフィルタを説明したが、緑色� ��光をフィルタリングするためのダイクロイ� ��クフィルタ、青色の光をフィルタリングす� ��ためのダイクロイックフィルタとも、二酸� ��珪素と酸化チタンまたは酸化チタン系複合� ��の二層膜における各層の厚さや層数を異な� ��せることで形成可能である。

 (図1)
 図1に示すのは、前述のようにして形成した ダイクロイックフィルタ50を採用した薄型の� ��明装置の主要部品である。
 長方形板状の基板10と、その基板10の長手方 向端部に位置する端子11,11と、その端子11,11� �間に位置するサイドビュー型LED20と、そのサ イドビュー型LED20からの発光方向を変更して� ��発光とする導光板30と、その導光板30からの 光を受けて所定の波長の光を透過させるダイ クロイックフィルタ50とを示している。また� ��前記サイドビュー型LED20は、白色LEDを光源� �している。すなわち、R,G,Bの三原色全てを含 んだ光源とする。

 以上のような構成の照明装置であれば、導� ��版30の広さによる面発光を確保しつつ、導� �版30の厚さ方向の寸法を抑えた照明装置を形 成することが可能である。
 また、ダイクロイックフィルタ50を採用し� �いるので、透過させたい光の色を選択する� �とができる。

 光源を上記のような構成とすることによ� ��、白熱電球や一般のLEDを採用した照明器具� ��比べて薄型の照明器具を実現できる。それ� ��よって、採用範囲が広がる。たとえば、商� ��の陳列用棚において、商品の設置スペース� ��大きく圧迫することなく、商品を照明する� ��とができる照明器具を提供できる。

 なお、白色LEDを採用せずに、RGB単色光のL EDを前記サイドビュー型LED20に備えたとする� �そして、それら単色光のLEDを交互に点滅さ� �るなどの制御を実行することによって、ダ� �クロイックフィルタ50から光が出ずに反射し かしない時間帯や、異なる光が交互に透過す る時間帯を形成する、といった照明装置を提 供することもできる。いわば、発光を演出で きる照明装置(サイン・ディスプレイ系照明)� ��なる。

 (図2および図3)
 図2に示すのは、図1に示した主要部品(図2で は図示を省略した基板10および端子11、サイ� �ビュー型LED20、導光板30)のほか、導光板30の� ��側に位置させた反射シート42、導光板30の表 側に位置させた拡散媒質43、照明装置として� ��一番外側に位置させた透明プレート44を備� �、それらを納める筐体である金属プレート41 を備えた薄型照明モジュール40である。

 ダイクロイックフィルタ50としては、所定� �光を反射して他の光を透過させる三種類を� �用した照明装置としている。すなわち、赤� �の光を透過させて他の光を反射するRフィル� ��51、緑色の光を透過させて他の光を反射す� �Gフィルタ52、青色の光を透過させて他の光� �反射するBフィルタ53を備えている。また、� �れらRフィルタ51、Gフィルタ52、Bフィルタ53� �、透明プレート44と接触させ、図示を省略し た手段によって固定する。
 ダイクロイックフィルタ50として、様々の� �類のフィルタを採用すれば、照明装置とし� �のバリエーションを広げることができる。

 前述した照明装置は、見る角度によって光� ��から発光される光の色が変化する、という� ��果をも奏する。その理由は、蒸着膜を垂直� ��出る光と斜めに出る光とでは、蒸着膜を通� ��する距離が異なることに起因する。この効� ��を応用すれば、以下のような照明装置を提� ��できる。
 例えば、前記の照明装置における薄型照明� ��ジュール40が看板のバックライトに使われ� �看板の一部または全部にダイクロイックフ� �ルタ50を採用したとする。歩いている人がこ の看板の横を通り抜ける時には、遠くから見 た場合に目立つ光色(たとえば赤系の色)とな� ��ようにしておくとともに、近づくにつれて� ��化するようにしておけば、その人の興味を� ��きやすくなる。すなわち、当該看板の宣伝� ��告の能力を高めることに寄与する照明装置� ��提供することとなる。

 (図4)
 図4に示すのは、光源21の裏側(図上では下方 )に、すべての光を反射する曲面を備えた曲� �ミラー60を備えた照明装置のモデルである。
 図中の二点波線で示すのは、光の進路であ� ��。ダイクロイックフィルタ50にて反射され� �光は、更に曲面ミラー60によっても反射され 、曲面ミラー60とダイクロイックフィルタ50� �の隙間から洩れる光となる。
 なお、前述のダイクロイックフィルタ50をR� ��ィルタとし、曲面ミラー60の代わりに、Rフ� ��ルタとは異なる色の光を透過できるダイク� ��イックフィルタ(たとえばGフィルタ)を採用� ��れば、Rフィルタ付近は赤色、Gフィルタを� �過した光は緑色、RフィルタとGフィルタとの 間から漏れた光は青色、というように見える こととなる。
 以上のように、前記の光源21と前記の光学� �ィルタ50との距離がゼロではないと、光源21� ��ら発生する光の中で、光学フィルタ50によ� �てカットされずに漏れる光をも照明用の光� �して用いることができる。漏れる光を応用� �ることで、照明パターンのバリエーション� �増やすことができる。

 (図5)
 図5に示すのは、ダイクロイックフィルタ50� ��曲面を備えた場合の照明装置を単純化して� ��したものである。
 単純な曲面形状を図示しているが、射出成� ��が可能であれば、もっと複雑な形状のダイ� ��ロイックフィルタ50を採用することは、当� �可能である。

 (図6)
 図6に示すのは、フレネルレンズを兼用した ダイクロイックフィルタ54を採用した場合の� ��明装置を単純化して示したものである。
 この実施形態では、フレネルレンズを採用� ��たとして説明したが、照明装置に必要とさ� ��る凹レンズ、凸レンズ、かまぼこレンズな� ��を採用してもよい。光学フィルタは、レン� ��として形成することにより、光源からの光� ��集光したり拡散したりといったバリエーシ� ��ンをつけることができる。こうしたバリエ� ��ションを得るにも、ダイクロイックフィル� ��がガラス製ではないので、比較的安価に製� ��できる。

 (図7)
 図7に示すのは、建物の構造体などにおいて 採用される、いわゆる間接照明の構造を単純 化して示したものである。
 構造体において天井70と壁71との入り隅部分 、または壁70と壁71との入り隅部分に凹部を� �成する(天井70と壁71との入り隅は長手方向が 水平となり、壁70と壁71との入り隅は長手方� �が垂直となる)。その凹部の奥側に薄型照明� ��ジュール40を、その薄型照明モジュール40の 手前側にダイクロイックフィルタ50を配置し� ��例を図示している。
 このような間接照明によれば、ダイクロイ� ��クフィルタ50の種類、大きさ、薄型照明モ� �ュールとの距離、建物の構造体の色彩など� �変更することによって、様々な種類の間接� �明を提供できる。

 (図8)
 図8に示すのも、建物の構造体などにおいて 採用される、いわゆる間接照明の構造を単純 化して示したものである。図7との相違点は� �建物の壁71と床72との入り隅部分に採用した� ��いう場所の点と、薄型照明モジュール40お� �びダイクロイックフィルタ50の配置の点であ る。
 建物の壁71と床72との入り隅であるから、足 下付近が照らされる間接照明となる。
 また、入り隅の奥側にダイクロイックフィ� ��タ50を斜めに配置し、そのダイクロイック� �ィルタ50の手前側へ薄型照明モジュール40を� ��置している。このような配置により、壁側� ��凹部付近と床側の凹部付近とで異なる色彩� ��得ることができる間接照明となる。

 (図9)
 図9に示すのは、ダイクロイックフィルタ50� ��支持するフィルタ支持部材55が、ダイクロ� �ックフィルタ50の厚み方向にクリアランスを 設けて支持した照明装置を単純化して図示し たものである。
 前記のクリアランスを存在させていること� ��より、薄型照明モジュール40から得られる� �は、図9の[A]、[B]、[C]にてそれぞれ異なる。
 図示を省略するが、ダイクロイックフィル� ��50がクリアランス内で規則的に動くような� �力源を備えることとしてもよい。また、動� �源を備えなくても、この照明装置をたとえ� �屋外に設置すれば、風などによってダイク� �イックフィルタ50がクリアランス内を不規則 に動く、という変化に富んだ照明装置を提供 することとなる。
 以上のように、フィルタ支持部材55による� �イクロイックフィルタ50の支持位置が経時的 に変化するような構成とすれば、この照明装 置を見ている人にとって色彩が変化する照明 装置となる。

 (図10)
 図10に示すのは、ダイクロイックフィルタ50 を支持するフィルタ固定部材56は、ダイクロ� ��ックフィルタ50の厚み方向にクリアランス� �設けずに固定する。加えて、薄型照明モジ� �ール40を回転または回動させる照明回動機構 49およびその照明回動機構49に動力を供給す� �動力源(図示を省略)を備えた照明装置を単純 化して図示したものである。
 照明回動機構49および動力源を備えている� �とにより、薄型照明モジュール40から得られ る光は、図9の[A]、[B]、[C]にてそれぞれ異な� �。

 なお、図示を省略するが、照明回動機構4 9を省略し、回転角度を規制しつつ薄型照明� �ジュール40を支持する支持部材を備えてもよ い。そのような照明装置をたとえば屋外に設 置すれば、風などによって薄型照明モジュー ル40が規制領域内を不規則に動く、という変� ��に富んだ照明装置を提供することとなる。

 (図11、図12)
 図11および図12には、薄型電球色モジュール 40aを実現するための構成を示している。
 前述してきた実施形態とは異なり、照明用� ��ジュールと独立させたダイクロイックフィ� ��タは設けない。代わりに、導光板30におけ� �サイドビュー型LED20側の端面に、ダイクロイ ックフィルタを形成する際の蒸着を施してい る。図11および図12中では、Bフィルタ部位30a� ��して図示している。
 なお、図12中において、一箇所だけBフィル� ��部位30aを離して図示している。これは、Bフ ィルタ部位30aと導光板30とを別々に形成でき� ��ことを意図しているのではなく、導光板30� �図3に採用されたものと異なる旨を示す意図� ��ある。

 サイドビュー型LED20は白色LEDである。また� �Bフィルタ部位30aは、青色光の一部を反射す� ��ように、二酸化珪素と五酸化タンタルの二� ��膜とを多層とした透明皮膜である。青色の� ��てを反射してしまうと白熱電球のような色� ��はならないので、半分以上を反射するよう� ��している。
 図11および図12に示す薄型電球色モジュール 40aによれば、白熱電球のような色を発光でき る薄型照明装置を提供できる。

 以上説明したように、樹脂を機材とした� ��イクロイックフィルタ50を実現し、これを� �明装置に組み合わせることにより、照明装� �のバリエーションを大きく広げることに本� �発明は貢献している。