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JP2000182418A - 光拡散板を備えた照明装置 - Google Patents

光拡散板を備えた照明装置

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Publication number
JP2000182418A
JP2000182418A JP10357322A JP35732298A JP2000182418A JP 2000182418 A JP2000182418 A JP 2000182418A JP 10357322 A JP10357322 A JP 10357322A JP 35732298 A JP35732298 A JP 35732298A JP 2000182418 A JP2000182418 A JP 2000182418A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light source
lighting device
diffusion plate
transmitted
Prior art date
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Pending
Application number
JP10357322A
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Uemura
純一 植村
Ichiro Matsuzaki
一朗 松崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kuraray Co Ltd filed Critical Kuraray Co Ltd
Priority to JP10357322A priority Critical patent/JP2000182418A/ja
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  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い光線透過率を有し、かつ高い拡散特性を
有する光拡散板を備えた照明装置を提供すること。 【解決手段】 透過光を屈折または回折させる凹凸構造
2が少なくとも一つの主面に形成された光拡散板1と光
源3とを備えることを特徴とする。上記凹凸構造2とし
ては、レンチキュラーレンズ状、プリズム状あるいは回
折格子状のものが用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光拡散板を備えた照
明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、照明用カバー、ディスプレー
看板用スクリーン等に用いられる光拡散板として、図8
(A)に示すように、無機材料または有機材料からなる
拡散剤が透明プラスティックス基材に分散されたもの
や、同図(B)に示すように、透明プラスティックス基
材表面が一定のパターンで乱されたものが知られてい
る。また、上記の2つを組み合わせ、一定のパターンで
表面が乱された基材に拡散剤が分散されたものも知られ
ている。
【0003】ここで、透明プラスティックスとしては、
透明性および耐候性の観点から、一般に、メタクリル樹
脂またはスチレン樹脂が用いられている。また、拡散剤
としては、基材の透明プラスティックスと異なる屈折率
を有する硫酸バリウム、炭酸カルシウム、石英などの平
均粒径が10ミクロン以下の微粒子が用いられることが
多い。このような微粒子をバインダーを介して表面に塗
布することにより、図8(B)に示すような透明プラス
ティックス基材表面が乱された拡散部材を製造すること
もある(特開昭54−155241号公報等を参照)。
拡散剤としては有機材料も用いられ、例えば、特開平1
−269902号公報には、メチルメタクリレート樹脂
に有機架橋ポリマーとシロキサン結合を持つシリコーン
樹脂とが配合された光拡散板が記載されている。同公報
には、有機架橋ポリマーとシリコーン樹脂とを併用する
ことによって、基材と架橋ポリマーとの親和性を高め、
分散性が良好になることにより光拡散板としての光学特
性が良好になることが示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の拡散剤を用いる
光拡散板では、拡散剤による光の吸収・反射があるため
に高発光量を稼ぎつつ透けを十分に防止することができ
ず、消費電力の低下による省エネルギーの効果が十分に
は得られない。また、薄型看板の用途でドット印刷され
たシートと拡散剤を用いた光拡散板とを併用する場合に
は、明るさの点において十分であるとは言えない。
【0005】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
で、高い光線透過率を有し、かつ高い拡散特性を有する
光拡散板を備えた照明装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明の照明装置は、透過光を屈折または回折させる凹凸
構造が少なくとも一つの主面に形成された光拡散板と光
源とを備えたことを特徴とする。ここに、主面とは、板
状あるいはシート状である光拡散板の各面のうち、面積
の大きな2つの面をいう。上記光拡散板には、拡散剤が
含有されていても良い。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の照明装置の概略斜視図を
図1に示す。図1に示す光拡散板1は板状あるいはシー
ト状であって、その2つの主面のうち少なくとも一つの
面に光拡散板を透過する光を屈折または回折させる凹凸
構造2が形成されている。光拡散板1に近接して光源3
が配置される。凹凸構造2で光を屈折または回折させる
ことによって、透け防止と高透過率とを両立させること
ができる。
【0008】上記凹凸構造としては、レンチキュラーレ
ンズ状、プリズム状あるいは回折格子状のものが用いら
れ、光源の形態、照明装置の使用態様などに応じて凹凸
構造の形態を適宜選択すれば良い。また、上記凹凸構造
は2つの主面にそれぞれ設けても良く、一方の主面のみ
に設けても良い。2つの主面に設けられる凹凸構造の組
み合わせは任意である。例えば、レンチキュラーレンズ
状の凹凸構造を2つの主面にそれぞれ設けることによ
り、左右方向のみならず上下方向にも均一な拡散特性を
得ることができ、高輝度で光源の透けが防止された照明
装置を得ることができる。光源側にレンチキュラーレン
ズ状の凹凸構造を設け、観視者側に不等辺三角形のプル
ズム状の凹凸構造を配置することにより、任意の方向に
集中的に光を集めることができる。この組み合わせを用
いると、例えば店舗用の看板照明において、上方向に光
をほとんど出さず、下方向に集中的に光を集めることが
できる。なお、上記凹凸構造としては、マイクロレンズ
状のもの、蝿の目レンズ状のもの等でも良い。
【0009】レンチキュラーレンズ状の凹凸構造2を設
け、図2に示すようにレンチキュラーレンズ状の凹凸構
造の長手方向と、線状である光源3の長手方向とが平行
であるように光源と光拡散板1とを配置することによ
り、光源の長手方向に対して垂直な方向の光拡散特性を
改良することができ、透けが防止された明るい照明装置
を得ることができる。図2に示すように光拡散板と光源
とを配置すると、任意の単位レンチキュラーレンズに入
射した光源からの光は光源の短辺方向に屈折を受けない
が、長手方向には屈折を受け、光源からの光は観察者側
に曲げられる。これによって、観察者から見て視野角が
改善される。レンチキュラーレンズに平行な方向の視野
角θHおよび垂直な方向の視野角θVと輝度Gとの関係
は、一般に図3に示すようになる。
【0010】プリズム状の凹凸構造2を設け、図4に示
すようにプリズム状の凹凸構造の長手方向と、線状であ
る光源3の長手方向とが平行であるように光源と光拡散
板1とを配置することにより、光源の長手方向に対して
垂直な方向の視野角特性を改良することができ、透けが
防止された明るい照明装置を得ることができる。なお、
プリズムの断面形状としては、二等辺三角形,不等辺三
角形等が挙げられる。また、正面方向により多くの光を
集めるため、三角形の角度、ピッチまたは高さを連続的
に変化させても良い。
【0011】回折格子状の凹凸構造を設け、図5に示す
ように線状である光源の長手方向に対して垂直な方向に
回折光が発生するように光拡散板と光源とを配置するこ
とにより、光源の長手方向に対して垂直な方向の拡散特
性を改良することができ、透けが防止された明るい照明
装置を得ることができる。回折格子のピッチをP、入射
光の波長をλ、回折角をθで表すと、Psinθ=nλ
の条件を満たす角度θで回折が起こる。格子に平行な方
向の視野角θHおよび垂直な方向の視野角θVと輝度Gと
の関係は、一般に図6に示すようになる。なお、光拡散
板に拡散剤を添加することにより、図7に示すような視
野角θH,θVと輝度Gとの関係をもつ、より平坦な拡散
特性をもつ光拡散板を得ることができる。
【0012】照明装置の光拡散板として、光源側から観
視者側に透過する透過光の光線透過率が、観視者側から
光源側に透過する透過光の光線透過率よりも高いものを
用いれば、光源側から観視者側へ到達する光の透過率を
向上させることができ、光源の消費電力を低下させるこ
とができる。このような光拡散板は、光拡散板の光源側
にレンチキュラーレンズ状の凹凸構造、あるいはプリズ
ム状の凹凸構造を形成することにより得られる。
【0013】照明装置の光拡散板として、光拡散板の長
辺方向に平行な方向における透過光の拡散特性と、光拡
散板の短辺方向に平行な方向における透過光の拡散特性
とが異なるものを用いれば、光源が長細い形状をしてい
る場合に、光源の短辺方向の光拡散性をより大きくする
ことができ、光線透過率を維持した状態で透け防止を図
ることができる。このような光拡散板は、光拡散板にレ
ンチキュラーレンズ状の凹凸構造、あるいはプリズム状
の凹凸構造を形成することにより得られる。
【0014】照明装置の光拡散板として、光拡散板の主
面の法線方向に対して非対称であるものを用いれば、照
明装置を斜め方向から観視者が見る場合に、観視者側に
向けてより大きく光が拡散され、拡散させることが不要
な領域にはできるだけ光が拡散されないようにすること
ができる。このような光拡散板は、光拡散板の1つの主
面または2つの主面にプリズム状の凹凸構造を設ける
か、光拡散板の2つの主面にプリズム状の凹凸構造およ
びレンチキュラーレンズ状の凹凸構造をそれぞれ設ける
ことにより得られる。
【0015】本発明の照明装置における光源としては、
電球、蛍光灯、LED等を用いることができ、太陽光を
光源として用いても良い。点状光源であるか、線状光源
であるか、面状光源であるかに応じて光拡散板の凹凸構
造を適宜選択することができる。
【0016】本発明における光拡散板はメタクリル樹
脂、スチレン樹脂等により形成される。これらの樹脂中
に拡散剤を含有させても良い。拡散剤には、従来から用
いられているものを使用することが可能であり、無機系
の拡散剤としては炭酸カルシウム、硫酸バリウム、シリ
カ等の一種またはこれらを組み合わせた微粉末を使用す
ることができる。また、有機系の拡散剤としては、スチ
レン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、フェニル
メタクリレート、ベンジルメタクリレート、(メタ)ア
クリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)
アクリル酸ブチル・(メタ)アクリル酸2−エチルへキ
シル、(メタ)アクリル酸2ーヒドロキシエチル,(メ
タ)アクリル酸、無水マレイン酸等のうち一種以上の単
官能性モノマーと、これらと共重合することのできるジ
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−
ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチ
ロールプロパントリ(メタ)アクリレート、アリル(メ
タ)アクリレート、ジビニルベンゼン、トリアリルシア
ヌレ−ト等の多官能性モノマーとを懸濁重合し、粒径5
〜20ミクロンの微粒子としたものを使用することがで
きる。
【0017】
【実施例】以下、実施例によって、本発明を具体的に説
明する。なお、表中の各測定値は、以下の方法で測定し
たものである。 <ピークゲイン、最大曲げ角>光源(日本光学社製コリ
メーター)を光拡散板面に垂直に照射されるように配置
し、光拡散板面上における照度が10lxとなるように
する。また、光源と光拡散板との延長線上で光拡散板か
らの距離が1mの位置に輝度計を光拡散板に向けて設置
する。この条件で光拡散板面上の輝度を測定し、輝度
(cd/cm2)/照度(lx)の値をピークゲインG0
とする。次いで、光拡散板の表面に形成された凹凸構造
の長手方向と輝度計とによって形成される平面上で、光
拡散板の中心を中心点として輝度計を回転させ、サンプ
ル上の輝度がG0の3/4、1/2および1/3となっ
た位置の回転角をそれぞれ最大曲げ角度α'v、αvお
よびβvで表す。光拡散板平面上で、光拡散板の表面に
形成された凹凸構造の長手方向と、該長手方向に対して
垂直な方向と、輝度計とによって形成される平面上で、
上記と同様な測定を行った時の回転角をそれぞれα'
H、αHおよびβHで表す。 <全光線透過率>全光線透過率はJIS K−7105
に従い測定した。 <透け>蛍光灯を20mm間隔で3本平行に配置し、蛍
光灯との距離が20mmとなるように光拡散板を設置す
る。光拡散板から2m離れた観視者が光拡散板を見て、
背後にある光源の透けを目視で観察した。
【0018】各実施例および比較例についての測定結果
を表1および表2に示す。
【表1】
【表2】
【0019】表1および表2に示されるように、本発明
の照明装置によれば、拡散剤の添加量を低減させること
ができるため、光線透過率を上げることが可能となり、
最大ゲインが大きい照明装置を得ることができる。ま
た、同じ明るさを得るために必要な光源の数を減らし、
あるいは単位光源あたりの電力を減らすことが可能とな
り、消費電力を低減することができる。さらに、従来と
同量の拡散剤を加えることにより、拡散特性をより向上
させることができる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、高い光線透過率を有
し、かつ高い拡散特性を有する光拡散板を備えた照明装
置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の照明装置の概略斜視図である。
【図2】光拡散板と光源との配置の一例を示す図であ
る。
【図3】レンチキュラーレンズにおける視野角と輝度と
の一般的な関係を示す図である。
【図4】光拡散板と光源との配置の他の一例を示す図で
ある。
【図5】光拡散板と光源との配置の他の一例を示す図で
ある。
【図6】回折格子における視野角と輝度との一般的な関
係を示す図である。
【図7】拡散剤が添加された光拡散板における視野角と
輝度との一般的な関係を示す図である。
【図8】従来の光拡散板の概略斜視図である。
【符号の説明】
1:光拡散板 2:透過光を屈折または回折させる凹凸構造 3:光源

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透過光を屈折または回折させる凹凸構造
    が少なくとも一つの主面に形成された光拡散板と光源と
    を備えた照明装置。
  2. 【請求項2】 光源側から観視者側に透過する透過光の
    光線透過率が、観視者側から光源側に透過する透過光の
    光線透過率よりも高い光拡散板を備えた請求項1記載の
    照明装置。
  3. 【請求項3】 細長い形状の光源を備え、光拡散板の長
    辺方向に平行な方向における透過光の拡散特性と、光拡
    散板の短辺方向に平行な方向における透過光の拡散特性
    とが異なる光拡散板を備えており、光源の短辺方向と光
    拡散板の透過光の光拡散性が高い方向とが一致している
    請求項1記載の照明装置。
  4. 【請求項4】 光拡散板の透過光の拡散特性が該光拡散
    板の面の法線方向に対して非対称であり、所定の角度の
    範囲に強く光を拡散させるものである請求項1記載の照
    明装置。
  5. 【請求項5】 透過光を屈折または回折させる凹凸構造
    がレンチキュラーレンズ状である請求項1記載の照明装
    置。
  6. 【請求項6】 レンチキュラーレンズ状の凹凸構造の長
    手方向と、線状である光源の長手方向とが平行である請
    求項5記載の照明装置。
  7. 【請求項7】 透過光を屈折または回折させる凹凸構造
    がプリズム状である請求項1記載の照明装置。
  8. 【請求項8】 プリズム状の凹凸構造の長手方向と、線
    状である光源の長手方向とが平行である請求項7記載の
    照明装置。
  9. 【請求項9】 透過光を屈折または回折させる凹凸構造
    が回折格子状である請求項1記載の照明装置。
  10. 【請求項10】 線状である光源の長手方向に対して垂
    直な方向に回折光が発生するように回折格子状の凹凸構
    造が設けられた請求項9記載の照明装置。
  11. 【請求項11】 光拡散板に拡散剤が含有されている請
    求項1記載の照明装置。
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