JP2012204219A - Lighting device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源からの光を導光板によって面状に出射させる照明装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an illumination device that emits light from a light source in a planar shape by a light guide plate, and a method for manufacturing the same.
近年、例えば電球やシーリングライトなどの照明装置に備えられる光源として、従来の白熱球や蛍光灯などの光源よりも低消費電力・長寿命という特性を備えたLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)が多用されている。 In recent years, LEDs (Light Emitting Diodes) having characteristics of lower power consumption and longer life than conventional light sources such as incandescent bulbs and fluorescent lamps are used as light sources provided in lighting devices such as light bulbs and ceiling lights. It is used a lot.
例えば、特許文献1には、LED光源を発光面の略全域に配置したシーリングライトが開示されている。また、特許文献2には、表示面に重畳する領域の略全域にバックライトとしてのLED光源を配置した液晶表示装置が開示されている。
For example,
しかしながら、特許文献1,2の技術では、LED光源から出射される光は指向性が強いことから、LED光源が配置されている位置と配置されていない位置とで光量の差が顕著になり、発光面の全域を均一に発光させることができないという問題がある。
However, in the techniques of
なお、特許文献2の技術では、発光ダイオードのすぐ上に配置される導光板に光反射溝を設け、この光反射溝によって発光ダイオードからの光を導光板内に戻すことにより、表示装置に供給される光の均一化が図られている。しかしながら、この構成では、光反射溝を発光ダイオードからの光が導光板内に全反射するように精度よく形成することが困難であるため、表示装置に供給される光を十分に均一化できない。また、特許文献2の技術では、導光板に光反射溝を精度よく設ける必要があるので、製造コストが高くなるという問題もある。
In the technique of
また、液晶表示装置の分野で用いられている、いわゆるサイドエッジ型のバックライトのように、LED光源を発光面の周縁部に配置し、LED光源からの光を発光面に平行に配置された導光板に入射させて面発光させることにより、発光面の全域における発光量の均一化を図ることが考えられる。しかしながら、この構成では、発光面の周縁部に光源を配置する必要があるので、照明装置の大型化を招いてしまうという問題がある。特に、導光板の熱膨張を考慮する必要がある場合には、導光板の熱膨張に起因する光源と導光板との接触を防止するために導光板と光源との間にクリアランスを設ける必要があるので、照明装置の更なる大型化、および光利用効率の低下を招いてしまう。 Further, like a so-called side-edge type backlight used in the field of liquid crystal display devices, the LED light source is arranged at the periphery of the light emitting surface, and the light from the LED light source is arranged in parallel to the light emitting surface. It is conceivable to make the light emission amount uniform over the entire light emitting surface by making the light incident on the light guide plate to emit light. However, in this configuration, since it is necessary to arrange a light source at the peripheral portion of the light emitting surface, there is a problem that the size of the lighting device is increased. In particular, when it is necessary to consider the thermal expansion of the light guide plate, it is necessary to provide a clearance between the light guide plate and the light source in order to prevent contact between the light source and the light guide plate due to the thermal expansion of the light guide plate. As a result, the lighting device is further increased in size and the light utilization efficiency is reduced.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、発光面の背面側に指向性を有する光を出射する光源を備えた照明装置において、発光面の略全域を均一に発光させることにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a lighting device including a light source that emits light having directivity on the back side of a light emitting surface. It is to emit light uniformly.
本発明の照明装置は、上記の課題を解決するために、指向性を有する光を出射する光源を有する光源ユニットと、上記光源ユニットから入射する光を面内方向に伝播させる平板状の導光板とを備え、上記導光板の平板面のうちの一方の面である平板表面から出射される光を用いて照明を行う照明装置であって、上記導光板は、上記面内方向に伝播する光の一部を散乱させて散乱光の一部を上記平板表面から出射させるための光散乱部を複数備えており、上記各光散乱部は、上記導光板における面内方向の領域のうち、第1領域における散乱の度合いが、上記第1領域よりも導光光量が少ない第2領域における散乱の度合いよりも小さくなるように配置されていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a lighting device of the present invention includes a light source unit having a light source that emits light having directivity, and a flat light guide plate that propagates light incident from the light source unit in an in-plane direction. The illumination device performs illumination using light emitted from a flat plate surface that is one of the flat plate surfaces of the light guide plate, and the light guide plate transmits light in the in-plane direction. A plurality of light scattering portions for scattering a part of the light and emitting a part of the scattered light from the surface of the flat plate, and each of the light scattering portions is a first of the regions in the in-plane direction of the light guide plate. It is characterized by being arranged so that the degree of scattering in one area is smaller than the degree of scattering in the second area where the amount of light guided is smaller than that in the first area.
上記の構成によれば、導光板は、面内方向に伝播する光の一部を散乱させて散乱光の一部を平板表面から出射させるための光散乱部を複数備えており、各光散乱部は、導光板における面内方向の領域のうち、第1領域における散乱の度合いが、上記第1領域よりも導光光量が少ない第2領域における散乱の度合いよりも小さくなるように配置する。これにより、導光板の面内方向における各領域から出射される光の光量の均一度を向上させることができる。 According to the above configuration, the light guide plate includes a plurality of light scattering portions for scattering a part of the light propagating in the in-plane direction and emitting a part of the scattered light from the flat plate surface. The part is arranged so that the degree of scattering in the first area among the areas in the in-plane direction of the light guide plate is smaller than the degree of scattering in the second area where the amount of guided light is smaller than that of the first area. Thereby, the uniformity of the light quantity of the light radiate | emitted from each area | region in the in-plane direction of a light-guide plate can be improved.
また、上記光源ユニットは、上記光源から出射された光を上記導光板に入射させるための光結合部材を備え、かつ上記導光板の平板面のうち上記平板表面とは反対側の面である平板裏面側に配置されており、上記光結合部材は、上記光源から出射された光を、当該光が上記導光板の平板裏面側から入射し、上記導光板における平板表面において全反射して上記導光板内を上記面内方向に伝播するように上記導光板に入射させ、上記各光散乱部は、上記導光板における面内方向の端部のうち当該導光板内を伝播する上記光を全反射する端部の近傍の領域である上記第1領域における散乱の度合いが、上記第1領域よりも上記全反射する端部からの距離が遠い領域である上記第2領域に上記第1領域と同じ光量の光を伝播させたときの散乱の度合いよりも小さくなるように配置されている構成としてもよい。 The light source unit includes a light coupling member for causing the light emitted from the light source to enter the light guide plate, and is a flat plate on the opposite side of the flat plate surface of the flat plate surface of the light guide plate. The light coupling member is arranged on the back surface side, and the light coupling member receives the light emitted from the light source from the back surface side of the flat plate of the light guide plate and totally reflects the light on the flat plate surface of the light guide plate. The light is incident on the light guide plate so as to propagate in the in-plane direction in the light plate, and each light scattering portion totally reflects the light propagating in the light guide plate among the end portions in the in-plane direction of the light guide plate. The degree of scattering in the first region, which is a region in the vicinity of the end portion to be performed, is the same as that in the first region in the second region, which is a region farther from the end portion that totally reflects than the first region. The degree of scattering when a large amount of light is propagated It may be configured to be arranged to be smaller than.
上記の構成によれば、光源ユニットから入射して導光板の端部に至るまでの光と、導光板の端部で全反射された光とが伝播する領域(あるいは上記端部で全反射された光の光量が多い領域)における散乱の度合いを、光源ユニットから出射されて導光板の端部に至るまでの光のみが伝播する領域(あるいは上記端部で全反射された光の光量が少ない領域)における散乱の度合いよりも小さくすることができる。したがって、導光板の面内方向における各領域から出射される光の光量の均一度を向上させることができる。 According to the above configuration, the region where light from the light source unit to the end of the light guide plate and the light totally reflected at the end of the light guide plate propagate (or is totally reflected at the end. The degree of scattering in the region where the amount of light is large) is a region where only light from the light source unit to the end of the light guide plate propagates (or the amount of light totally reflected at the end is small) The degree of scattering in the region). Therefore, the uniformity of the amount of light emitted from each region in the in-plane direction of the light guide plate can be improved.
また、上記第1領域と上記第2領域とで、上記面内方向における単位面積あたりに上記各光散乱部が占める面積の比率である面積密度が異なる構成としてもよい。例えば、上記第1領域に配置される光散乱部のうちの少なくとも一部の大きさと、上記第2領域に配置される光散乱部のうちの少なくとも一部の大きさとが異なる構成としてもよい。また、上記第1領域に配置される各光散乱部の配置ピッチ(光散乱部同士の間隔)と、上記第2領域に配置される各光散乱部の配置ピッチとが異なる構成としてもよい。 The first area and the second area may have different area densities, which are ratios of areas occupied by the respective light scattering portions per unit area in the in-plane direction. For example, the size of at least a part of the light scattering portions arranged in the first area may be different from the size of at least a part of the light scattering parts arranged in the second region. Moreover, it is good also as a structure from which the arrangement pitch (space | interval of light scattering parts) of each light-scattering part arrange | positioned in the said 1st area | region differs from the arrangement pitch of each light-scattering part arrange | positioned in the said 2nd area | region.
上記の各構成によれば、第1領域と第2領域とで散乱の度合いを異ならせることができ、導光板の面内方向における各領域から出射される光の光量の均一度を向上させることができる。 According to each of the above configurations, the degree of scattering can be made different between the first region and the second region, and the uniformity of the amount of light emitted from each region in the in-plane direction of the light guide plate is improved. Can do.
また、上記光源ユニットは一方向に延伸する帯状の形状を有しており、上記光源は上記光源ユニットの延伸方向に沿って列状に配置された複数のLEDからなり、上記光結合部材は上記各LEDから出射された光を上記光源ユニットの延伸方向に垂直な方向に反射させて上記導光板に入射させるようになっており、上記導光板における上記光源ユニットの延伸方向に垂直な方向に位置する端部のうちの少なくとも一部の形状が、上記光源ユニットの延伸方向に垂直な方向に伝播する光を全反射する形状であってもよい。 Further, the light source unit has a strip shape extending in one direction, the light source is composed of a plurality of LEDs arranged in a line along the extending direction of the light source unit, and the light coupling member is Light emitted from each LED is reflected in a direction perpendicular to the extending direction of the light source unit and is incident on the light guide plate, and is positioned in a direction perpendicular to the extending direction of the light source unit in the light guide plate. The shape of at least a part of the end portions to be processed may be a shape that totally reflects light propagating in a direction perpendicular to the extending direction of the light source unit.
上記の構成によれば、光源ユニットから導光板に入射する光が光源ユニットの延伸方向に垂直な方向に伝播する。したがって、光の伝播方向を容易に特定できるので、導光板の端部のうち、当該導光板内を伝播した光が全反射する端部の範囲を容易に特定できる。これにより、上記光が全反射する端部を含む領域における散乱の度合いと、他の領域における散乱の度合いとを容易に設定できる。 According to said structure, the light which injects into a light-guide plate from a light source unit propagates in the direction perpendicular | vertical to the extending | stretching direction of a light source unit. Therefore, since the light propagation direction can be easily specified, the range of the end portion of the light guide plate where the light propagated in the light guide plate is totally reflected can be easily specified. Thereby, it is possible to easily set the degree of scattering in the region including the end portion where the light is totally reflected and the degree of scattering in the other regions.
また、上記各光散乱部は、上記光源ユニットの延伸方向に垂直な方向の各位置における散乱の度合いが、上記光結合部材からの光が入射する入射位置からの距離が遠いほど大きくなるように配置されている構成であってもよい。 Further, each of the light scattering portions is configured such that the degree of scattering at each position in the direction perpendicular to the extending direction of the light source unit increases as the distance from the incident position where the light from the light coupling member is incident increases. The arrangement may be sufficient.
導光板内を伝播する光の光量は、光拡散部による拡散等により、光源ユニットからの距離が離れるほど小さくなる。これに対して、上記構成によれば、光源ユニットからの距離が遠いほど散乱の度合いが大きくなるように設定されているので、導光板における平板表面から出射される光の光量の均一化を図ることができる。 The amount of light propagating through the light guide plate decreases as the distance from the light source unit increases due to diffusion by the light diffusion unit or the like. On the other hand, according to the above configuration, since the degree of scattering increases as the distance from the light source unit increases, the amount of light emitted from the flat plate surface of the light guide plate is made uniform. be able to.
また、上記光源ユニットは一方向に延伸する帯状の形状を有しており、上記光源は上記光源ユニットの延伸方向に沿って列状に配置された複数のLEDからなる第1LED群と、第1LED群に対して平行に配置された複数のLEDからなる第2LED群とを備え、上記光結合部材は、上記第1LED群に含まれるLEDから出射された光を上記光源ユニットの延伸方向に垂直な第1方向に反射させて上記導光板に入射させるとともに、上記第2LED群に含まれるLEDから出射された光を上記光源ユニットの延伸方向に垂直かつ上記第1方向とは反対方向である第2方向に反射させて上記導光板に入射させる構成としてもよい。 The light source unit has a strip shape extending in one direction, and the light source includes a first LED group including a plurality of LEDs arranged in a line along the extending direction of the light source unit, and a first LED. A second LED group composed of a plurality of LEDs arranged in parallel to the group, and the optical coupling member transmits light emitted from the LEDs included in the first LED group perpendicular to the extending direction of the light source unit. Second light is reflected in the first direction and incident on the light guide plate, and light emitted from the LEDs included in the second LED group is perpendicular to the extending direction of the light source unit and opposite to the first direction. It is good also as a structure which reflects in a direction and injects into the said light-guide plate.
上記の構成によれば、導光板における光源ユニットに対して第1方向の領域および第2方向の領域に光源ユニットからの光を伝播させることができる。したがって、光源ユニットが導光板の背面(平板裏面)側に配置されている構成において、導光板の略全域に光を伝播させることができる。 According to said structure, the light from a light source unit can be propagated to the area | region of a 1st direction with respect to the light source unit in a light-guide plate, and the area | region of a 2nd direction. Therefore, in the configuration in which the light source unit is disposed on the back surface (flat plate back surface) side of the light guide plate, light can be propagated to substantially the entire area of the light guide plate.
また、上記第1LED群に備えられるLEDが出射する光の色と、上記第2LED群に備えられるLEDが出射する光の色とが異なる構成としてもよい。 The color of light emitted from the LEDs included in the first LED group may be different from the color of light emitted from the LEDs included in the second LED group.
上記の構成によれば、光源ユニットに対して第1方向に位置する領域と第2方向に位置する領域とで、異なる色の照明を行うことができる。 According to said structure, illumination of a different color can be performed by the area | region located in a 1st direction with respect to a light source unit, and the area | region located in a 2nd direction.
また、上記光源ユニットを複数備えている構成としてもよい。 Moreover, it is good also as a structure provided with two or more said light source units.
上記の構成によれば、光源ユニットを複数備えることにより、照明装置による照明光の光量を増加させることができる。 According to said structure, the light quantity of the illumination light by an illuminating device can be increased by providing multiple light source units.
また、上記平板表面の法線方向からみた時に上記導光板の外縁部がなす形状が、円形、楕円形、矩形、矩形の各角部を曲線状に面取りした形状、およびひし形のうちのいずれかであってもよい。 The shape formed by the outer edge portion of the light guide plate when viewed from the normal direction of the flat plate surface is any one of a circle, an ellipse, a rectangle, a shape in which each corner of the rectangle is chamfered in a curved shape, and a rhombus It may be.
上記の構成によれば、上記各形状の照明装置において、導光板の面内方向における各領域から出射される光の光量の均一度を向上させることができる。 According to said structure, the uniformity of the light quantity of the light radiate | emitted from each area | region in the in-plane direction of a light-guide plate can be improved in the illuminating device of each said shape.
本発明の照明装置の製造方法は、指向性を有する光を出射する光源を有する光源ユニットと、上記光源ユニットから入射する光を面内方向に伝播させる平板状の導光板とを備え、上記導光板の平板面のうちの一方の面である平板表面から出射される光を用いて照明を行う照明装置の製造方法であって、上記導光板に、上記面内方向に伝播する光の一部を散乱させて散乱光の一部を上記平板表面から出射させるための複数の光散乱部を形成する光散乱部形成工程を含み、上記光散乱部形成工程では、上記導光板における面内方向の領域のうち、第1領域における散乱の度合いが、上記第1領域よりも導光光量が少ない第2領域における散乱の度合いよりも小さくなるように配置することを特徴としている。 A method of manufacturing an illumination device according to the present invention includes a light source unit having a light source that emits light having directivity, and a flat light guide plate that propagates light incident from the light source unit in an in-plane direction. A method for manufacturing an illuminating device that performs illumination using light emitted from a flat plate surface that is one of flat plate surfaces of an optical plate, wherein a part of the light propagating in the in-plane direction to the light guide plate A light scattering part forming step of forming a plurality of light scattering parts for emitting a part of the scattered light from the flat plate surface, and in the light scattering part forming step, in the in-plane direction of the light guide plate The region is characterized in that the degree of scattering in the first region is smaller than the degree of scattering in the second region where the amount of guided light is smaller than that in the first region.
上記の方法によれば、導光板の面内方向における各領域から出射される光の光量の均一度を向上させることができる。 According to said method, the uniformity of the light quantity of the light radiate | emitted from each area | region in the in-plane direction of a light-guide plate can be improved.
以上のように、本発明の照明装置および照明装置の製造方法では、上記導光板における面内方向の領域のうち、第1領域における散乱の度合いが、上記第1領域よりも導光光量が少ない第2領域における散乱の度合いよりも小さくなるように配置する。 As described above, in the illumination device and the method for manufacturing the illumination device of the present invention, the degree of scattering in the first region out of the region in the in-plane direction of the light guide plate is less than the first region. It arrange | positions so that it may become smaller than the degree of scattering in a 2nd area | region.
これにより、導光板の面内方向における各領域から出射される光の光量の均一度を向上させることができる。 Thereby, the uniformity of the light quantity of the light radiate | emitted from each area | region in the in-plane direction of a light-guide plate can be improved.
本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、本発明をシーリングライト(天井に取り付けられる照明装置)に適用する場合について説明するが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではない。 An embodiment of the present invention will be described. In addition, although this embodiment demonstrates the case where this invention is applied to a ceiling light (illuminating device attached to a ceiling), the application object of this invention is not limited to this.
(1−1.シーリングライト1の全体構成)
図2(a)は本実施形態にかかるシーリングライト(照明装置)1における表面側(発光面側)の外観を示す斜視図であり、図2(b)はシーリングライト1の背面側の外観を示す斜視図である。
(1-1. Overall configuration of ceiling light 1)
FIG. 2A is a perspective view showing the appearance of the surface side (light emitting surface side) of the ceiling light (illuminating device) 1 according to the present embodiment, and FIG. 2B shows the appearance of the back side of the
図2(a)に示すように、シーリングライト1は、略円盤状の形状からなり、この円盤形状の周囲を囲むように設けられたフレーム20と、フレーム20によって囲まれた領域に配置された拡散板11とを備えている。また、図2(b)に示すように、シーリングライト1の背面側には、円盤形状の直径方向に延伸するように配置された光源ユニット30と、シーリングライト1の背面側における光源ユニット30を除く部分を覆うように設けられたバックシャーシ15と、バックシャーシ15の一部に設けられたシーリングライト1を天井等に取り付けるための取付部材21とが備えられている。
As shown in FIG. 2A, the
シーリングライト1のサイズは特に限定されるものではないが、本実施形態では、直径550mm、最薄部の厚さ10mmのものを用いた。
The size of the
図1は、シーリングライト1における光源ユニット30を含む部分の構成を示す断面模式図である。また、図3は、シーリングライト1に取り付ける前の光源ユニット30を発光面側から見た斜視図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of a portion including the
図1に示したように、シーリングライト1は、発光面側から順に、拡散板11、プリズムシート12、導光板13、および光源ユニット30が配置されている。また、導光板13の背面側における光源ユニット30が設けられていない部分には、反射板14およびバックシャーシ15が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
光源ユニット30は、図1および図3に示すように、シーリングライト1の中心を通り直径方向に延伸する、断面が略コの字型の凹部を有する光源ホルダー31と、上記凹部の底部に取り付けられた板状のヒートシンク32と、ヒートシンク32上に設けられたLED基板33a,33bと、LED基板33a,33b上に設けられたLED群34a,34bと、LED群34a,34bと導光板13との間に設けられた結合レンズ35とを備えている。なお、ヒートシンク32、LED基板33a,33b、LED群34a,34b、および結合レンズ35は、上記凹部内に収容されている。また、光源ホルダー31の延伸方向に垂直、かつ発光面に略平行な方向の両端部には、バックシャーシ15が取り付けられている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 3, the
LED群34aおよびLED群34bは、それぞれ光源ユニット30の延伸方向に平行な方向に並べて配置された複数のLEDからなる。なお、本実施形態では光源としてLEDを用いているが、必ずしもこれに限るものではなく、指向性を有する光を出射する光源であればよい。
The
LED基板33a,33bは、LED群34a,34bに備えられる各LEDに供給する電流量を制御することにより、各LEDの発光のON/OFFおよび発光量を制御するための制御回路や配線等(いずれも図示せず)を備えた基板であり、光源ユニット30の延伸方向に平行な方向に延伸するように配置されている。
The
ヒートシンク32は、LED群34a,34bに備えられる各LED、あるいは各LED基板33a,33bからの熱を吸収するためのものであり、光源ユニット30における上記凹部の底面を覆うように光源ユニット30の延伸方向に沿って配置されている。なお、ヒートシンク32が吸収した熱をシーリングライト1の外部へ放散させるための機構(例えば放熱フィン、ファンなど)を備えていてもよい。
The
結合レンズ(光結合部材)35は、LED群34a,34bに備えられる各LEDから出射される光を、導光板13に対して所定角度範囲(導光板13の背面側(基板裏面側)から入射して導光板13の発光面側(基板表面側)に到達した光がこの発光面側で全反射する角度範囲)で導光板13に入射するように導光板13の内部へに導くためのものであり、光源ユニット30の延伸方向に平行な方向に延伸するように配置されている。本実施形態では、LED群34a,34bに備えられる各LEDは、当該各LEDから出射される光の主軸方向(出射光の輝度分布が最大である方向)が、導光板13がなす平面(発光面)に略直交する方向になるように設置されている。そして、結合レンズ35が、各LEDから出射される光の進行方向を変化させ、導光板13に対して上記所定角度範囲で入射させるようになっている。また、本実施形態では、各LEDと結合レンズ35とのクリアランスを0.5mm以下の所定値に設定している。なお、導光板の面内方向の周縁部に光源を配置する構成では、導光板の熱膨張に起因する導光板と光源との接触を防止するために導光板と光源とのクリアランスを大きく確保する必要があった。これに対して、本実施形態では、光源ユニット30を導光板13の背面側に配置しており、導光板13の発光面に対して直交する方向への熱膨張はわずかであることから、導光板13と光源ユニット30(結合レンズ35)とのクリアランスを、光源を導光板の面内方向周縁部に配置する構成よりも小さく設定している。
The coupling lens (light coupling member) 35 makes light emitted from each LED provided in the
なお、結合レンズ35の材質は、当該結合レンズ35の内部を光が伝播可能であり、光源から入射した光を導光板13に対して上記所定角度範囲で入射させるように光の進行方向を変化させることができるものであれば特に限定されるものではないが、例えば導光板13と同様の樹脂材料を用いることができる。また、結合レンズ35は、導光板13とは別に備えられるものであってもよく、導光板13と一体的に備えられるものであってもよい。結合レンズ35を導光板13とは別に形成する場合、これら両部材の加工が容易になり、また導光板13の薄型化を図れるという効果が得られる。本実施形態では、結合レンズ35としてアクリル樹脂からなるものを用いた。
The material of the
図4(a)は結合レンズ35における延伸方向に垂直な断面の構成を示す説明図である。この図に示すように、結合レンズ35における延伸方向に垂直な断面は、略楕円形状のリングの一部を直線状に切り欠いて得られる平坦部35a,35bと、上記の略楕円形状の外周部の一部を平坦部35a,35bと略平行な直線に沿って切り欠いて得られる平坦部35cとを有する形状である。なお、平坦部35a,35bの間には上記リングの中空部分に相当する中空部が設けられている。すなわち、平坦部35aと平坦部35bとは上記リングの内周面35fによって接続されている。
FIG. 4A is an explanatory diagram illustrating a configuration of a cross section of the
すなわち、結合レンズ35における延伸方向に垂直な断面は、同一面内において互いに平行な方向に延伸するように設けられた帯状の平坦部(光源側平坦部)35a,35bと、光源側平坦部35a,35bに平行な面内に設けられた帯状の平坦部(導光板側平坦部)35cとを備えており、延伸方向に垂直な断面の外周側における平坦部35aと平坦部35cとの間、および平坦部35aと平坦部35cとの間は曲面(全反射面35d,35e)になっている。
That is, the cross-section perpendicular to the extending direction of the
図4(b)は図4(a)に示したA部の拡大図である。図4(a)および図4(b)に示したように、結合レンズ35の平坦部35a,35bに近接する位置には、LED群34a,34bを構成するLEDが配置されている。これら各LEDは、図4(b)に示す全反射面35d,35eの焦点位置Fよりも結合レンズ35の外周面側(平坦部35a,35bにおける全反射面35d,35eに近い側)に対向する位置に配置されている。
FIG. 4B is an enlarged view of part A shown in FIG. As shown in FIG. 4A and FIG. 4B, LEDs constituting the
これにより、図4(a)および図4(b)に示すように、各LEDから出射された光は結合レンズ35の全反射面35d,35eで全反射(略全反射)し、その反射光が平坦部35cを介して導光板13に入射する。また、全反射面35d,35eの形状は、各LEDからの入射光を、導光板13に対して上記所定角度範囲で入射させることができるように設定されている。
As a result, as shown in FIGS. 4A and 4B, the light emitted from each LED is totally reflected (substantially totally reflected) by the total reflection surfaces 35d and 35e of the
なお、結合レンズ35の延伸方向に垂直な断面における全反射面35d,35eの形状は、必ずしも楕円の円弧形状に限るものではなく、LED群34a,34bに備えられる各LEDから入射された光を全反射面35d,35eで全反射(略全反射)させて導光板13に対して所定角度範囲で入射させることができる形状であればよい。例えば、全反射面35d,35eは、結合レンズ35の延伸方向に垂直な断面の形状が円の円弧形状、弓形、放物線状などの曲線形状をなす湾曲形状であってもよく、平坦部35a,35b,35cに対して傾斜した直線状であってもよい。
In addition, the shape of the total reflection surfaces 35d and 35e in the cross section perpendicular to the extending direction of the
図5(a)は結合レンズ35の変形例を示す説明図であり、結合レンズ35の全反射面35d,35eにおける当該結合レンズ35の延伸方向に垂直な断面の形状を放物線形状にした場合の例を示している。
FIG. 5A is an explanatory view showing a modified example of the
また、本実施形態では、結合レンズ35における延伸方向に垂直な断面の形状が、平坦部35aと平坦部35bとの間に中空部(内周面35f)を有する形状であるものとしたが、これに限らず、円柱形状の一部を切り欠いた形状としてもよい。すなわち、平坦部35aと平坦部35bとの間に中空部を有さず、これら両平坦部が直線状に繋がっている形状としてもよい。
In the present embodiment, the shape of the cross section perpendicular to the extending direction of the
また、全反射面35d,35eの周囲に、結合レンズ35から外部に漏れる光を結合レンズ35内に戻すための反射シート(図示せず)を設けてもよい。これにより、LEDから照射された光の一部が全反射面35d,35eから結合レンズ35の外部に漏洩する場合であっても、結合レンズ35の外部に漏洩する光を結合レンズ35に戻し、導光板13に入射する光の光量を増加させて光利用効率をより高くすることができる。
Further, a reflection sheet (not shown) for returning light leaking from the
導光板13は、当該導光板13の内部を光が伝播可能な導光性を有する材質からなる平板状の部材である。導光板13の材質は、導光性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば従来から公知の樹脂材料などを用いることができる。本実施形態では、導光板13としてアクリル樹脂からなるものを用いた。
The
また、導光板13における結合レンズ35側の面(背面)または結合レンズ35とは反対側の面(おもて面)の少なくとも一方には、導光板13内を伝播する光を散乱させて当該導光板13の発光面側から出射させるための多数のドットパターン(光散乱部)が設けられている。ドットパターンの形成方法は特に限定されるものではなく、従来から公知の方法で形成することができる。例えば、光拡散反射性を有する材料を導光板13における一方または両方の面に印刷することによって形成してもよく、レーザー加工等により導光板13の一部を加工することによって形成してもよい。また、本実施形態では光散乱部としてドットパターンを形成しているが、これに限らず、導光板13内を伝播する光の一部を散乱させて導光板13における発光面側から出射させることができるものであればよい。なお、本実施形態では、各ドットパターンの配置(サイズおよび配置ピッチ)を工夫することにより、シーリングライト1の発光面から出射される光の均一化を図っている。各ドットパターンの配置方法については後述する。
In addition, light propagating in the
プリズムシート12は、導光板13から入射する光の出射方向および分布を制御するためのものである。また、拡散板11は、導光板13からプリズムシート12を介して入射した光を拡散させて出射するものである。プリズムシート12および拡散板11の構成は特に限定されるものではなく、従来から公知のものを用いることができる。なお、プリズムシート12および拡散板11は必要に応じて設ければよく、これら両部材の一方または両方を省略してもよい。
The
図6(a)はシーリングライト1による照明の様子を示す説明図であり、図6(b)は図6(a)におけるC部の拡大図である。
FIG. 6A is an explanatory view showing a state of illumination by the
図6(b)に示すように、LED群34a,35bから出射された光は結合レンズ35で全反射して導光板13に入射し、導光板13内を全反射しながら伝播する。また、導光板13に備えられる各ドットパターンにおいて散乱した光の一部は導光板13から拡散板11側(発光面側)へ出射する。なお、LED群34aから出射された光と、LED群34bから出射された光とは、導光板13内を反対方向へ伝播する。これにより、図6(a)に示すように、導光板13から出射された光がプリズムシート12および拡散板11を介してシーリングライト1の発光面側から面内方向に略均一な光量で出射される。
As shown in FIG. 6B, the light emitted from the
反射板14は、導光板13の背面側に対向する領域のうち、光源ユニット30が設けられていない領域に備えられている。これにより、導光板13から背面側に漏れる光を導光板13に戻し、光利用効率を高めている。なお、反射板14は、必ずしも導光板13の背面における光源ユニット30が設けられていない領域の全域を覆うものでなくてもよい。例えば、シーリングライト1の上方(例えば天井の一部)を照明したい場合や、シーリングライト1の側方を照明したい場合などには、導光板13の背面のうち光源ユニット30が設けられていない領域の一部(例えば円盤形状の周縁部)に反射板14を備えない非反射領域を設け、導光板13から出射される光の一部が上記非反射部から出射されるようにしてもよい。この場合、導光板13における上記非反射領域に応じた位置に、当該非反射領域から光を出射させるためのドットパターン(光散乱部)を設けてもよい。また、バックシャーシ15における非反射領域に対応する位置に開口部を設けもてもよく、バックシャーシ15における非反射領域に対応する位置を透光性部材で形成してもよい。
The
(1−2.導光板13におけるドットパターンの配置)
次に、導光板13におけるドットパターンの配置方法について説明する。
(1-2. Arrangement of Dot Pattern on Light Guide Plate 13)
Next, a method for arranging dot patterns on the
図7(a)は、同一形状のドットパターンが均一に配置された導光板を用い、LED群34a,34bに備えられる各LEDに対して供給する電流量を一定とした場合の、シーリングライト1における発光面の輝度分布を示す説明図である。また、図7(b)は図7(a)における点Aを通り光源ユニット30の延伸方向に対して平行な直線上の位置(図7(b)の破線部参照)、および点Bを通り光源ユニット30の延伸方向に対して平行な直線上の位置(図7(b)の破線部参照)における輝度分布を示すグラフである。
FIG. 7A shows a
図7(b)に示すように、光源ユニット30の延伸方向に平行な方向の輝度分布は、当該延伸方向の中心部近傍が最も暗くなり、中心部よりも両端部側の位置において輝度が最大になる。
As shown in FIG. 7B, the luminance distribution in the direction parallel to the extending direction of the
このような輝度分布が生じる理由について、図8を参照しながら説明する。図8に示すように、光源ユニット30から出射された光は、導光板13の発光面側および背面側を全反射しながら当該光源ユニット30の延伸方向に略垂直な方向に伝播する。そして、図8に示すように、光源ユニット30から導光板13に入射した光の導光板13の面内方向についての進行方向Pと導光板13の周縁部13aの接線Qの法線となす角度が臨界角度θ以上の領域では、導光板13の周縁部13aに到達した光は当該周縁部13aで全反射して導光板13内をさらに伝播する。一方、臨界角度θ未満の領域では、導光板13の周縁部13aに到達した光は当該周縁部13aから導光板13の外部に出射される。
The reason why such a luminance distribution occurs will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the light emitted from the
なお、上記臨界角度θは、導光板13の表面(空気との当接面)における当該導光板13内を伝播する光の屈折率をnとすると、sinθ=1/nで表される。本実施形態では、アクリル製の導光板13を用いており、アクリルの上記屈折率nは約1.49であるので、臨界角度θ=sin−1(1/n)≒42.2°である。
The critical angle θ is expressed by sin θ = 1 / n, where n is the refractive index of light propagating through the
したがって、導光板13の周縁部において全反射が多い領域(図8に示した光源ユニット30の延伸方向の両端側に対応する領域S2)では、全反射が少ない領域(図8に示した光源ユニット30の延伸方向の中央部に対応する領域S1)よりも導光板13中を伝播する光の光量が多くなる。
Therefore, in the region where the total reflection is high in the peripheral portion of the light guide plate 13 (the region S2 corresponding to both ends in the extending direction of the
また、導光板13内を伝播する光の光量は、ドットパターンにおける散乱等により、光源ユニット30からの距離が遠くなるほど少なくなる。
Further, the amount of light propagating in the
本実施形態では、これらの点を考慮し、シーリングライト1の発光面の全域において略均等な輝度(あるいは均等に近い輝度)が得られるように、以下に示すルール(1),(2)に基づいてドットパターンの配置を決定している。
(1)光源ユニット30の延伸方向に垂直な方向については、光源ユニット30から遠ざかるほどドットパターンの面積密度(単位面積あたりのドットパターンが占める面積の比率)が密になるように配置する。すなわち、光源ユニット30の延伸方向に垂直な方向の各位置に同じ光量の光が供給されたと仮定した場合に、光源ユニット30から遠い位置ほど光散乱量(導光板13から発光面側に出射する光の光量)が多くなるようにドットパターンを配置する。
(2)光源ユニット30の延伸方向に平行な方向については、導光板13の面内方向かつ光源ユニット30の延伸方向に垂直な方向の周縁部のうち当該方向に進む光源ユニット30からの光が全反射する端部の近傍の領域におけるドットパターンの面積密度が、当該領域よりも上記全反射する端部からの距離が遠い領域における面積密度よりも疎になるように配置する。すなわち、光源ユニット30の延伸方向に平行な方向の各位置に同じ光量の光が供給されたと仮定した場合に、全反射の生じない領域の方が全反射の生じる領域よりも光散乱量(導光板13から発光面側に出射する光の光量)が多くなるように各ドットパターンを配置する。
In the present embodiment, in consideration of these points, the following rules (1) and (2) are set so that substantially uniform luminance (or luminance close to equality) can be obtained over the entire light emitting surface of the
(1) About the direction perpendicular | vertical to the extending | stretching direction of the
(2) About the direction parallel to the extending direction of the
なお、光源ユニット30の延伸方向に平行な方向についてドットパターンの面積密度を変化させる際、上記の全反射が生じる領域と全反射が生じない領域とでドットパターンの面積密度が急激に変化しないように、光源ユニット30の延伸方向に平行な方向の位置に応じてドットパターンの面積密度を連続的あるいは段階的に変化させるようにしてもよい。光源ユニット30の延伸方向に垂直な方向についても同様に、光源ユニット30の延伸方向に垂直な方向の位置に応じてドットパターンの面積密度を連続的あるいは段階的に変化させるようにしてもよい。
When the area density of the dot pattern is changed in the direction parallel to the extending direction of the
したがって、図8の例では、光源ユニット30の延伸方向に垂直な任意の直線上におけるドットパターンの面積密度は、光源ユニット30から遠い位置(導光板13の外縁に近い位置)ほど密になるように配置される。また、光源ユニット30の延伸方向に平行な任意の直線上におけるドットパターンの面積密度は、領域S2における面積密度の方が領域S1における面積密度よりも疎になるように配置される。
Therefore, in the example of FIG. 8, the area density of the dot pattern on an arbitrary straight line perpendicular to the extending direction of the
なお、本実施形態では、ドットパターンの配置ピッチを一定にし、ドットパターンの大きさを異ならせることによってドットパターンの面積密度を変化させている。ただし、これに限らず、例えば各ドットパターンの大きさを一定とし、ドットパターンの配置ピッチを異ならせることによってドットパターンの面積密度を変化させてもよい。また、ドットパターンの配置ピッチ、およびドットパターンの大きさの両方を異ならせることによってドットパターンの面積密度を変化させてもよい。 In this embodiment, the area density of the dot pattern is changed by making the arrangement pitch of the dot pattern constant and changing the size of the dot pattern. However, the present invention is not limited to this. For example, the area density of the dot pattern may be changed by making the size of each dot pattern constant and changing the arrangement pitch of the dot patterns. Further, the dot pattern area density may be changed by changing both the dot pattern arrangement pitch and the dot pattern size.
また、導光板13内の各領域を伝播する光の光量をシミュレーションによって算出した結果、あるいは実験によって検出した結果に基づいて各ドットパターンのサイズや配置を決定してもよい。
Further, the size and arrangement of each dot pattern may be determined based on the result of calculating the amount of light propagating through each region in the
図12(a)は導光板13の面内方向の領域を示す説明図であり、図12(b)は各ドットパターンの配置ピッチを一定とし、各ドットパターンのサイズを配置位置に応じて異ならせる場合の、図12(a)に示した線分A1上および線分A2上に配置される各ドットパターンのサイズの一例を示している。なお、これら各図では、円盤形状からなる導光板13の中心を通り光源ユニット30の延伸方向に垂直な方向をx軸、上記中心を通り光源ユニット30の延伸方向に平行な方向をy軸として規定している。また、線分A1はx=10(mm)を通りy軸に平行なy≧0の範囲内の線分であり、線分A2はx=200(mm)を通りy軸に平行なy≧0の範囲内の線分である。また、図12(b)の表中に示した数値は、各ドットパターンの半径(mm)を示している。なお、ここでは、上記x軸およびy軸によって規定される第1象限におけるドットパターンの配置について説明するが、導光板13における各ドットパターンの配置は、x軸について線対称であり、かつy軸に対して線対称である。
FIG. 12A is an explanatory diagram showing a region in the in-plane direction of the
図12(b)に示したように、この例では、線分A1およびA2のうち、光源ユニット30からの距離が近い線分A1上に配置されるドットパターンの方が線分A2上に配置されるドットパターンのサイズよりも小さく設定されている。また、同一線分上に配置されるドットパターンは、yの値が大きい領域の方がyの値が小さい領域よりもドットパターンの平均サイズが相対的に小さくなるように設定されている。
As shown in FIG. 12B, in this example, of the line segments A1 and A2, the dot pattern arranged on the line segment A1 that is closer to the
以上のように、本実施形態にかかるシーリングライト1は、光線ユニット30と、光源ユニット30から入射する光を面内方向に伝播させる平板状の導光板13とを備えている。また、導光板13は、当該導光板13内を面内方向に伝播する光の一部を散乱させて散乱光の一部を発光面側から出射させるためのドットパターン(光散乱部)を多数備えており、各ドットパターンは、導光板13における面内方向の領域のうち、第1領域における散乱の度合いが、当該第1領域よりも導光光量(導光板13における平板面法線方向の断面を通過する光の光量)が少ない第2領域における散乱の度合いよりも小さくなるように配置されている。
As described above, the
これにより、各ドットパターンによる導光板13の面内方向の各領域における光の散乱度合いを、各領域を伝播する光の光量(導光光量)に応じて設定し、導光板13の面内方向における各領域から出射される光の光量の均一度を向上させることができる。
Thus, the degree of light scattering in each region in the in-plane direction of the
また、本実施形態にかかるシーリングライト1は、LED群34a,34bから出射された光が導光板13における背面側から入射し、導光板13における発光面側で全反射して導光板13内を面内方向に伝播するように、LED群34a,34bから出射される光を導光板13に入射させる結合レンズ35を備えている。また、各ドットパターンは、導光板13における面内方向の端部のうち導光板13内を伝播する光が全反射する端部の近傍の領域である第1領域における散乱の度合いが、当該第1領域よりも上記全反射する端部からの距離が遠い領域である第2領域に同じ光量の光を伝播させたときの散乱の度合いよりも小さくなるように配置されている。
In the
これにより、結合レンズ35から導光板13に入射して導光板13の端部に至るまでの光と、導光板13の端部で全反射された光とが伝播する端部を含む領域(端部で全反射した光の光量が比較的多い領域)における散乱の度合いを、主に結合レンズ35から導光板13に入射した光のみが伝播する領域(端部で全反射した光の光量が比較的少ない領域)における散乱の度合いよりも小さくすることができる。したがって、各ドットパターンによる導光板13の面内方向の各領域における光の散乱度合いを、各領域を伝播する光の光量に応じて設定し、導光板13の面内方向における各領域から出射される光の光量の均一度を向上させることができる。
As a result, a region (end edge) including an end portion where light from the
なお、本実施形態では、円盤状のシーリングライト1について説明したが、本発明の照明装置の形状はこれに限るものではない。例えば、図9(a)に示すように矩形形状の照明装置に適用してもよい。また、図9(b)に示すように矩形形状の各角部を曲線状に面取りした形状の照明装置に適用してもよい。また、図9(c)に示すように楕円形状の照明装置に適用してもよい。また、図9(d)に示すようにひし形の照明装置に適用してもよい。
In the present embodiment, the disc-shaped
図9(a)に示す形状の場合、光源ユニット30の延伸方向に垂直な方向については、導光板13に設けられるドットパターンは、光源ユニット30から遠ざかるほど面積密度が密になるように配置される。また、光源ユニット30の延伸方向に水平な方向については、導光板13に設けられるドットパターンは、位置によらず面積密度が略一定になるように配置される。ただし、光源ユニット30から出射される光は主に光源ユニット30の延伸方向に垂直な方向に進むが、当該方向に対して傾斜した方向に進む光の成分も存在する。このため、導光板13における光源ユニット30の延伸方向に平行な方向の周縁部において全反射する光を考慮し、光源ユニット30の延伸方向に水平な方向の周縁部近傍の領域におけるドットパターンの面積密度を当該領域に対して光源ユニット30の延伸方向に水平な方向に位置する他の領域よりも疎にしてもよい。
In the case of the shape shown in FIG. 9A, in the direction perpendicular to the extending direction of the
図9(b)の例では、光源ユニット30の延伸方向に垂直な任意の直線上におけるドットパターンの面積密度は、光源ユニット30から遠い位置(導光板13の外縁に近い位置)ほど密になるように配置される。また、光源ユニット30の延伸方向に平行な任意の直線上におけるドットパターンの面積密度は、光源ユニット30の延伸方向の周縁部が直線状である領域(矩形形状の辺に対応する領域)については位置によらず面積密度が略一定になるように配置される。一方、光源ユニット30の延伸方向の周縁部が曲線状である領域(面取り部分に対応する領域)については、光源ユニット30の延伸方向に水平な方向の両端部(光源ユニット30の延伸方向に垂直な方向の周縁部において全反射が生じる領域)の面積密度が光源ユニット30の延伸方向に水平な方向の中央部(光源ユニット30の延伸方向に垂直な方向の周縁部において全反射が生じない領域)の面積密度よりも疎になるように設定される。
In the example of FIG. 9B, the area density of the dot pattern on an arbitrary straight line perpendicular to the extending direction of the
図9(c)および図9(d)の例では、光源ユニット30の延伸方向に垂直な任意の直線上におけるドットパターンの面積密度は、光源ユニット30から遠い位置(導光板13の外縁に近い位置)ほど密になるように配置される。また、光源ユニット30の延伸方向に水平な方向については、当該水平な方向の両端部(光源ユニット30の延伸方向に垂直な方向の周縁部において全反射が生じる領域)の面積密度が光源ユニット30の延伸方向に水平な方向の中央部(光源ユニット30の延伸方向に垂直な方向の周縁部において全反射が生じない領域)の面積密度よりも疎になるように設定される。
9C and FIG. 9D, the area density of the dot pattern on an arbitrary straight line perpendicular to the extending direction of the
また、本実施形態では、光源ユニット30を1列だけ備えている構成について説明したが、これに限らず、2列以上の光源ユニット30を備える構成としてもよい。これにより、発光面から出射される光の光量を増加させ、シーリングライト1の明るさを向上させることができる。
Moreover, although this embodiment demonstrated the structure provided with only 1 row of
また、本実施形態では、光源ユニット30が2列のLED群34a,34bを備える構成について説明したが、これに限らず、例えば光源ユニット30がLED群を1列のみ備えている構成としてもよい。この場合、結合レンズ35は、上記1列のLED群から出射された光を、導光板13に対して所定角度以上の傾斜角度(導光板13内において全反射する角度)で入射させることができる構成であればよい。
In the present embodiment, the configuration in which the
また、本実施形態では、LED群34aに含まれるLEDの出射光の色とLED群34bに含まれるLEDの出射光の色とを同色としているが、これら両LED群に含まれるLEDの出射光の色を異ならせてもよい。例えば、図11に示すように、2列の帯状の光源ユニット30を互いに平行に配置し、これら両光源ユニット30に備えられるLED群34a,34bのうち、他方の光源ユニット30側へ光を出射するLED群34aの出射光の色を電球色とし、他方の光源ユニット30とは反対側へ光を出射するLED群34aの出射光の色を昼白色としてもよい。これにより、シーリングライト1の発光面のうち光源ユニット30の内側の領域(光源ユニット30同士の間の領域)を電球色で発光させ、光源ユニット30の外側の領域を昼白色で発光させることができる。また、LED群34a,34bの発光状態を制御することにより、(1)電球色のみを発光させる、(2)昼白色のみを発光させる、(3)電球色と昼白色の両方を発光させる、といった調光照明を行うことができる。
Moreover, in this embodiment, although the color of the emitted light of LED contained in
なお、本実施形態では、LED群34a,34bに備えられるLEDとして、色温度2000K〜6000Kの光を出射するLEDを用いている。すなわち、朝日や夕日の赤色光に相当する色温度約2000K、および太陽光線に相当する色温度約5000K〜6000Kを含む範囲内の光を出射するLEDを用いている。ただし、各LEDの発光色はこれに限るものではなく、照明装置の用途やデザイン等に応じて適宜選択すればよい。例えば、照明装置1を液晶表示装置のバックライトとして用いる場合などには、色温度10000K〜20000KのLEDを用いてもよい。
In the present embodiment, LEDs that emit light having a color temperature of 2000K to 6000K are used as the LEDs provided in the
また、本実施形態では、光源ユニット30の形状を一方向に延伸する帯状の形状としたが、光源ユニット30の形状はこれに限るものではない。例えば、図10に示すように、リング状の光源ユニット30を用いてもよい。この場合にも、光源ユニット30から出射されて導光板13の周縁部で全反射された光が供給される領域のドットパターンの面積密度を疎にするようにドットパターンを配置することにより、発光面から出射される光の光量の均一化を図ることができる。
In the present embodiment, the shape of the
また、導光板13における面内方向の周縁部、あるいは当該周縁部に対向する位置に、当該周縁部から導光板13の外部に出射された光を導光板13内に戻すための反射シートを設置してもよい。これにより、導光板13の周縁部から導光板13の側方に出射される光を導光板13に戻して発光面側から出射させ、発光面側の照明に用いることができ、光利用効率を高めることができる。
In addition, a reflection sheet for returning the light emitted from the peripheral edge to the outside of the
また、本実施形態では、光源ユニット30のLED群34a,34bにおける各LEDとして略同一の発光強度特性を有するLEDを用い、これら各LEDの配置ピッチを一定とし、これら各LEDに供給する電流量を一定としているが、これに限るものではない。例えば、導向板13における光源ユニット30から出射した光が全反射する端部の近傍の領域に対する光の供給量が、当該領域よりも上記全反射する端部からの距離が遠い領域に対する光の供給量よりも少なくなるように、各LEDの発光強度特性、配置ピッチ、および各LEDに供給する電流量のうちの少なくとも1つを、LED毎あるいは複数のLEDからなるグループ毎に異ならせてもよい。
Further, in the present embodiment, LEDs having substantially the same light emission intensity characteristics are used as the LEDs in the
また、本実施形態では、本発明をシーリングライトに適用する場合について説明したが、本発明の適用対象はこれに限るものではない。例えば、壁面や床面に備えられる照明装置、卓上や床上に載置されるスタンド型の照明装置、天井から吊り下げられる吊り下げ型の照明装置、机、棚、ベッド等に備えられる照明装置、液晶表示装置などの各種電気器具に備えられる照明装置など、多用な照明装置に適用できる。 Moreover, although this embodiment demonstrated the case where this invention was applied to a ceiling light, the application object of this invention is not restricted to this. For example, a lighting device provided on a wall surface or a floor surface, a stand-type lighting device placed on a tabletop or a floor, a hanging type lighting device suspended from a ceiling, a lighting device provided on a desk, shelf, bed, etc. The present invention can be applied to various lighting devices such as lighting devices provided in various electric appliances such as liquid crystal display devices.
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、本実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and the embodiments can be obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the embodiments. The form is also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、光源からの光を導光板によって面状に出射させる照明装置に適用できる。 The present invention can be applied to an illumination device that emits light from a light source in a planar shape by a light guide plate.
1 シーリングライト(照明装置)
11 拡散板
12 プリズムシート
13 導光板
14 反射板
15 バックシャーシ
20 フレーム
30 光源ユニット
31 光源ホルダー
32 ヒートシンク
33a,33b LED基板
34a,34b LED群
35 結合レンズ(光結合部材)
35a,35b 平坦部(光源側平坦部)
35c 平坦部(導光板側平坦部)
35d,35e 全反射面
S1 領域(第2領域)
S2 領域(第1領域)
1 Ceiling light (lighting device)
11
35a, 35b Flat part (light source side flat part)
35c flat part (light guide plate side flat part)
35d, 35e Total reflection surface S1 region (second region)
S2 area (first area)
Claims (12)
上記導光板は、上記面内方向に伝播する光の一部を散乱させて散乱光の一部を上記平板表面から出射させるための光散乱部を複数備えており、
上記各光散乱部は、
上記導光板における面内方向の領域のうち、第1領域における散乱の度合いが、上記第1領域よりも導光光量が少ない第2領域における散乱の度合いよりも小さくなるように配置されていることを特徴とする照明装置。 A light source unit having a light source that emits light having directivity; and a flat light guide plate that propagates light incident from the light source unit in an in-plane direction, and one of the flat surfaces of the light guide plate An illumination device that performs illumination using light emitted from a flat plate surface,
The light guide plate includes a plurality of light scattering portions for scattering a part of the light propagating in the in-plane direction and emitting a part of the scattered light from the flat plate surface,
Each light scattering part is
Among the regions in the in-plane direction of the light guide plate, the degree of scattering in the first region is arranged to be smaller than the degree of scattering in the second region where the amount of guided light is less than that of the first region. A lighting device characterized by the above.
上記光結合部材は、上記光源から出射された光を、当該光が上記導光板の平板裏面側から入射し、上記導光板における平板表面において全反射して上記導光板内を上記面内方向に伝播するように上記導光板に入射させ、
上記各光散乱部は、
上記導光板における面内方向の端部のうち当該導光板内を伝播する上記光を全反射する端部の近傍の領域である上記第1領域における散乱の度合いが、上記第1領域よりも上記全反射する端部からの距離が遠い領域である上記第2領域に上記第1領域と同じ光量の光を伝播させたときの散乱の度合いよりも小さくなるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 The light source unit includes a light coupling member for allowing light emitted from the light source to enter the light guide plate, and a flat plate rear surface side that is a surface opposite to the flat plate surface of the flat plate surface of the light guide plate Are located in
The optical coupling member receives light emitted from the light source from the flat plate rear surface side of the light guide plate, and totally reflects on the flat plate surface of the light guide plate so that the inside of the light guide plate is directed in the in-plane direction. It is incident on the light guide plate so as to propagate,
Each light scattering part is
Of the end portions in the in-plane direction of the light guide plate, the degree of scattering in the first region, which is a region near the end portion that totally reflects the light propagating in the light guide plate, is higher than that in the first region. It is characterized in that it is arranged so as to be smaller than the degree of scattering when the same amount of light as that in the first region is propagated to the second region, which is a region far from the total reflection end. The lighting device according to claim 1.
上記光源は上記光源ユニットの延伸方向に沿って列状に配置された複数のLEDからなり、
上記光結合部材は上記各LEDから出射された光を上記光源ユニットの延伸方向に垂直な方向に反射させて上記導光板に入射させるようになっており、
上記導光板における上記光源ユニットの延伸方向に垂直な方向に位置する端部のうちの少なくとも一部の形状が、上記光源ユニットの延伸方向に垂直な方向に伝播する光を全反射する形状であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の照明装置。 The light source unit has a strip shape extending in one direction,
The light source comprises a plurality of LEDs arranged in a row along the extending direction of the light source unit,
The light coupling member reflects light emitted from the LEDs in a direction perpendicular to the extending direction of the light source unit and enters the light guide plate.
At least a part of the end portion of the light guide plate positioned in the direction perpendicular to the extending direction of the light source unit is a shape that totally reflects light propagating in the direction perpendicular to the extending direction of the light source unit. The lighting device according to any one of claims 1 to 5, wherein
上記光源は上記光源ユニットの延伸方向に沿って列状に配置された複数のLEDからなる第1LED群と、第1LED群に対して平行に配置された複数のLEDからなる第2LED群とを備え、
上記光結合部材は、上記第1LED群に含まれるLEDから出射された光を上記光源ユニットの延伸方向に垂直な第1方向に反射させて上記導光板に入射させるとともに、上記第2LED群に含まれるLEDから出射された光を上記光源ユニットの延伸方向に垂直かつ上記第1方向とは反対方向である第2方向に反射させて上記導光板に入射させることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の照明装置。 The light source unit has a strip shape extending in one direction,
The light source includes a first LED group composed of a plurality of LEDs arranged in a line along the extending direction of the light source unit, and a second LED group composed of a plurality of LEDs arranged in parallel to the first LED group. ,
The light coupling member reflects light emitted from the LEDs included in the first LED group in a first direction perpendicular to the extending direction of the light source unit to enter the light guide plate, and is included in the second LED group. 8. The light emitted from the LED to be reflected is reflected in a second direction perpendicular to the extending direction of the light source unit and opposite to the first direction, and is incident on the light guide plate. The illumination device according to any one of the above.
上記導光板に、上記面内方向に伝播する光の一部を散乱させて散乱光の一部を上記平板表面から出射させるための複数の光散乱部を形成する光散乱部形成工程を含み、
上記光散乱部形成工程では、
上記導光板における面内方向の領域のうち、第1領域における散乱の度合いが、上記第1領域よりも導光光量が少ない第2領域における散乱の度合いよりも小さくなるように上記各光散乱部を配置することを特徴とする照明装置の製造方法。
A light source unit having a light source that emits light having directivity; and a flat light guide plate that propagates light incident from the light source unit in an in-plane direction, and one of the flat surfaces of the light guide plate A method of manufacturing an illumination device that performs illumination using light emitted from a flat plate surface,
A light scattering part forming step of forming a plurality of light scattering parts for scattering a part of the light propagating in the in-plane direction on the light guide plate and emitting a part of the scattered light from the plate surface;
In the light scattering part forming step,
Each of the light scattering portions is configured such that the degree of scattering in the first area among the areas in the in-plane direction of the light guide plate is smaller than the degree of scattering in the second area where the amount of light guided is smaller than that of the first area. The manufacturing method of the illuminating device characterized by arrange | positioning.
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