JP6114212B2 - Ｌｅｄ発光構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、ＬＥＤの光を導光板と反射板とで前面方向に放射し、前面部に配した広告サインを背面側から照明するＬＥＤサインパネルを始めとし、ＬＥＤを用いたの間接照明等にも使用可能なＬＥＤ発光構造に関するものである。

従来、写真フイルム等の透光性の広告デザインに対して、パネルのエッジ部分に収装したＬＥＤ光源に基づき照射を行うことにより、広告デザインをはっきりと浮き立たせるようなＬＥＤサインパネルが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、矩形状を呈する透明資材製パネル基板の外周縁寄りやや内輪の位置に形成された凹溝にＬＥＤ群を嵌め込み、ＬＥＤ群の発する光が透明資材製パネル基板の四周縁まで透過することができるようにＬＥＤ群の嵌め込み部分に光伝達のための透明資材部分を設け、パネル基板１の背面側に凹溝全体を覆うことができる程度の大きさを具えた反射板を張設し、反射板の正面方向に反射光を乱反射させる構成である。

ＬＥＤは消費電力が小さく、熱の発生も少ない照明器具であるが、多数を同時に通電し、尚且つ、長時間通電すると相応の熱が発生する。このため、このような構成のＬＥＤサインパネルにおいては、放熱対策が重要であった。特許文献１のＬＥＤサインパネルでは、ＬＥＤ群の取付け手段として、放熱用平板部の端部にＬＥＤ群装着用折曲板部を直角に折り曲げ形成したヒートシンクを用いている。

このようなＬＥＤについては、熱対策技術が進み、光度が高くても熱の発生が比較的少なく、広い面積の放熱板のような特別な放熱手段を必要としないものも市販されている。また、ＬＥＤは、消費電力が小さく、熱の発生も少ないという特性の他にも、一方向にしか光を放射しない特性や、光源としてのユニットが小さいという特性も有し、照明器具としての自由度は高い反面、既存の照明器具の範疇から抜け出せないこともあった。

特に、光源からの直接光で作業面を照らす直接照明については、最も効率が良い反面、照度が不均一になりやすく、まぶしさを感じて目が疲れやすいデメリットも指摘されている。光源からの直接光を使用せず、壁面・天井面などで反射させてから作業面を照らす間接照明については、効率は悪くなる反面、照度を均一にしやすく、雰囲気のある照明が可能であるメリットも指摘されている。

ＬＥＤ光源については、従来の白熱電球や蛍光灯とは相違したＬＥＤ光源独自の特徴がある。具体的には、発光効率が高いこと、寿命が長いこと、極めて高速なＯＮ／ＯＦＦ制御が可能でしかも寿命に殆ど影響を及ぼさないこと以外に、１灯当たりの全光束量が極めて小さいため照明としての利用が難しいこと、輝度が高く発光面積も小さいので配光制御が比較的容易であること、１つのＬＥＤ光源は一方向にしか光を放射しないこと等の特徴がある。

特開２０１１−９５４３９号公報

これらの特徴において、特に１灯当たりの全光束量が極めて小さいため照明としての利用が難しいこと、輝度が高く発光面積も小さいので配光制御が比較的容易であること、１つのＬＥＤ光源は一方向にしか光を放射しないことの特徴により、照明器具としての取り扱いは、従来の白熱電球や蛍光灯とは相違せざるを得なく、ＬＥＤ光源の独自の構造が必要となる。

即ち、ＬＥＤ光源は、１灯当たりの全光束量が極めて小さいため、照明として利用するためには複数個のＬＥＤ光源を用いる必要があった。また、１つのＬＥＤ光源は一方向にしか光を放射しないため、均一な照明を得ようとすると、ＬＥＤ光が透過する透過部材と、この透過部材の一面側に配され透過部材を通過するＬＥＤ光源からの光を対向面側に反射させる反射手段とを備えたパネル照明が適した照明となる。

この場合、ＬＥＤ光源を反射手段の反射面に対向する面側から直視できないように覆う必要がある。このため、具体的には、パネル板の周囲にＬＥＤ光源を配する場合には、パネル板の周囲をフレーム等で被覆する設計が一般的となる。しかしながら、この設計ではその用途が周囲をフレーム等で覆ったパネル板が設計単位となり、パネル板を寄せ集めたデザインとなるため、画一的となる。

また、前述の特許文献１のＬＥＤサインパネルについては、パネル基板(１)の四周縁の背面側稜角部には照射された光を乱反射させるためのテーパー状反射周面(３)を形成したデザイン性が高いパネルであるが、パネル周端縁の内側に形成された帯状のＬＥＤ光源を正面側から見えないようにするために、反射面に対向する表面側にＬＥＤの光を全反射する銀色のテープやシールを貼着して非透明部分(6ｂ) を形成せざるを得ないため、テープやシールの貼着が剥がれる可能性があり、デザイン的に問題であった。更に、フレームと同様にデザイン的にはパネル板単位のデザインとならざるを得ないものとなっている。

本発明は、既存の照明器具として利用することができ、更には、新たな照明器具として利用することができる新たなＬＥＤ発光構造を提案することを目的とする。

請求項１に記載された発明に係るＬＥＤ発光構造は、ＬＥＤ光源と、このＬＥＤ光源からのＬＥＤ光が透過する透過部材と、この透過部材に穿設されたＬＥＤ光源を保持する溝部又は孔部と、前記透過部材の一面側に配され透過部材を通過するＬＥＤ光源からの光を対向面側に反射させる反射手段とを備えたＬＥＤ発光構造であって、
前記溝部又は孔部を構成する壁面の前記対向面側に反射層が形成されており、
前記反射層が、ＬＥＤ光源からの光を全反射する全反射層であり、
前記溝部又は孔部の反射層に起因する線又は点による模様が形成されていることを特徴とするものである。

請求項２に記載された発明に係るＬＥＤ発光構造は、請求項１に記載のＬＥＤ光源が前記溝部に均等の間隔で複数配されていることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明に係るＬＥＤ発光構造は、請求項１又は２に記載のＬＥＤ光源が前記孔部に１つ以上配されていることを特徴とするものである。

本発明は、既存の照明器具として利用することができ、更には、新たな照明器具として利用することができるという効果がある。

本発明のＬＥＤサインパネルの一実施例の構成を説明する説明図であり、ａ図は正面図、ｂ図は構成部材を個別に配置した状態の底面図、ｃ図は要部の断面構成を示す説明図である。 ＬＥＤ光源の構成を示した説明図であり、ａ図は平面図、ｂ図は正面図である。 本発明のＬＥＤサインパネルの別の実施例の構成を説明する説明図であり、ａ図は正面図、ｂ図は構成部材を個別に配置した状態の底面図、ｃ図は要部の断面構成を示す説明図である。 本発明のＬＥＤサインパネルの更に別の実施例の構成を説明する説明図であり、ａ図は正面図、ｂ図は構成部材を個別に配置した状態の底面図、ｃ図は要部の断面構成を示す説明図である。

本発明のＬＥＤ発光構造は、ＬＥＤ光源と、このＬＥＤ光源からのＬＥＤ光が透過する透過部材と、この透過部材に穿設されたＬＥＤ光源を保持する溝部又は孔部と、透過部材の一面側に配され透過部材を通過するＬＥＤ光源からの光を対向面側に反射させる反射手段とを備え、溝部又は孔部を構成する壁面の対向面側に反射層が形成されているものである。これにより、既存の照明器具として利用することは元より、新たな照明器具として利用することができるＬＥＤ発光構造を得ることができる。

即ち、ＬＥＤ光源については、１灯当たりの全光束量が極めて小さいため照明としての利用が難しいこと、輝度が高く発光面積も小さいので配光制御が比較的容易であること、１つのＬＥＤ光源は一方向にしか光を放射しないことの特徴を生かすために、透過部材に穿設されたＬＥＤ光源を保持する溝部又は孔部を構成する壁面の対向面側に反射層を配することにより、ＬＥＤ光源の光を透過部材に導入しつつ反射手段によってＬＥＤ光を対向面側に反射させることによる間接照明が得られる。

加えて、溝部又は孔部を構成する壁面の対向面側に形成された反射層により、対向面側からＬＥＤ光源が直接視認されることがなく、しかもこの反射層によって覆われる領域はＬＥＤ光源のみとなるため、ＬＥＤ光源をパネル板周囲に配する必要もなくなり、ＬＥＤ光源をパネル板の領域全体に均等に配することも可能となる。尚、ヒートシンク等の放熱手段については、光度が高くても熱の発生が比較的少ないＬＥＤ光源を採用することにより、必須のものではない。

また、この反射層は、ＬＥＤ光源からの光の一部を透過する半反射層とし、尚且つ、反射手段による反射光と同程度の光を透過するものとすることにより、ＬＥＤ光源の存在が遠目から判別し難い効果を奏する。これにより、例えば天井面の全体が均等に光る間接照明を設計することも可能となり、新たな照明器具として利用することができる新たなＬＥＤ発光構造を得ることができる。

即ち、本発明の溝部又は孔部を構成する壁面の対向面側に形成された反射層を、ＬＥＤ光源の光の一部を透過させ、一部を反射させる半反射層とするのであれば、反射手段の反射面の対向面側からは半反射層は薄い黒点又は薄い黒線として認識される。この半反射層を反射手段による反射光と同程度の光を透過するものとした場合には、近づいてよく観察しなければ、半反射層を透過した光か、反射手段で反射した光かが判らず、ＬＥＤ光源の存在が遠目から判別し難い効果を奏する。

また、本発明の溝部又は孔部を構成する壁面の対向面側に形成された反射層は、ＬＥＤ光源の光の全てを反射させるものであれば、反射手段の反射面の対向面側からは反射層は黒い点又は線として認識される。この溝部又は孔部を構成する壁面の対向面側に形成された反射層に起因する点又は線をデザインとして反射手段を裏打ちした透過部材の形状を構成しても良い。例えば、反射層に起因する点又は線で模様を描いた間接照明の天井パネルとして構成しても良い。

尚、反射層が半反射層・全反射層に係わらず何れの反射層において、パネル板でなく反射手段を裏打ちした立体的な図形・像としても利用可能である。

本発明のＬＥＤ光源としては、ＬＥＤ光源が溝部に均等の間隔で複数配されて反射層に起因する線状の模様を形成しても、ＬＥＤ光源が孔部に１つ以上配されて反射層に起因する点状の模様を形成しても良い。また、当然のことながら、線状の模様は直線上でも曲線状でも良い。

図１は本発明のＬＥＤサインパネルの一実施例の構成を説明する説明図であり、ａ図は正面図、ｂ図は構成部材を個別に配置した状態の底面図、ｃ図は要部の断面構成を示す説明図である。図２はＬＥＤ光源の構成を示した説明図であり、ａ図は平面図、ｂ図は正面図である。

図１のａ図に示す通り、本実施例のＬＥＤサインパネル１０は、一側方より入射したＬＥＤ光源の光を対向する他側方へ導く導光板として機能する矩形状の透明な樹脂製のパネル材１１を備える。このパネル材１１の背面側には、パネル材１１の周縁部に沿ってパネル材１１の中央部の表示領域１７を挟むように対向する２つの短辺部方向に一組の凹溝部１２が形成されている。

この凹溝部１２の深さは均一であり、この凹溝部１２の内部にはｃ図に示す通り、ヒートシンク部１３の挿入部１４に並設された複数のＬＥＤ光源１６が挿入される。ＬＥＤ光源１６は個々のＬＥＤの発光向きが互いに挿入部１４のパネル材１１の中心部側に向かう方向に配置されている。ヒートシンク部１３は熱伝導率が高いアルミニウム製の素材からなる。尚、ヒートシンク部１３は光度が高くても熱の発生が比較的少ないＬＥＤ光源を採用することにより、ヒートシンク部１３が存在しない構成としても良い。

パネル材１１の裏面側の略全面にはＬＥＤ光源１６の側方からの光を前面方向に反射する反射手段として反射板１５が備わっている。この反射板１５の表面は高い反射を行うように平滑な高輝度の面を備えている。この反射板１５は、鏡面状に磨かれた金属板や高輝度で反射する白色のシール材等で構成される。

また、この反射板１５の表面には、反射板１５に入射する入射光及び反射板で反射された反射光を乱反射させるために多数の細溝１８が凹溝部１２の短辺部に平行に形成されている。尚、これら多数の細溝１８は中央部へ向かうほど細溝１８間の間隔を短くして配されることにより、両端部のＬＥＤ光源１６からの光を表示領域１７全体に均一に反射させるようにしている。

また、ＬＥＤ光源１６が直接視認されないように、凹部溝１２のパネル材１１の表側面（溝の底面）にＬＥＤの光を反射させる反射層１９が設けられている。この反射層１９はＬＥＤ光源の光の全てを反射させる全反射層であり、パネル材１１の表面側、即ち、反射板１５の反射面の対向面側からは全反射層１９はその周囲が光るために黒い線として認識される。

図２に示す通り、図１のＬＥＤ光源１６は、凹溝部１２の互いに対向する短辺部の各々に挿入可能な基板２１上に、等間隔で１８個の白色ＬＥＤ２０が並設して配置されている。このＬＥＤ光源１６については、白色ＬＥＤの他にも、電球色ＬＥＤを単独又は白色と組み合わせて用いたり、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの三原色を単独又は組み合わせてＬＥＤ群に配して用いてもよい。また、光の明るさや色温度を少なくとも２段階で変更するように構成してもよい。例えば、深夜等の弱い光でも認識が容易な状況では、間引いて発光させたり、白色ＬＥＤと電球色ＬＥＤとの両者を配しておき、深夜では電球色ＬＥＤのみを発光させたりすることも可能である。

図３は本発明のＬＥＤサインパネルの別の実施例の構成を説明する説明図であり、ａ図は正面図、ｂ図は構成部材を個別に配置した状態の底面図、ｃ図は要部の断面構成を示す説明図である。図３に示したＬＥＤサインパネルは、図１のＬＥＤサインパネルに対してＬＥＤ光源を保持する凹溝部が直線でなく曲線状としている。

即ち、図３のａ図に示す通り、本実施例のＬＥＤサインパネル３０は、先の実施例と同様に、ＬＥＤ光源の光を対向する他側方へ導く導光板として機能する矩形状の透明な樹脂製のパネル材３１を備える。このパネル材３１の背面側には、パネル材３１の四隅部にパネル材３１の中央部の表示領域３７を囲むように１／４円状の凹溝部３２が形成されている。

この凹溝部３２の深さは略均一であり、この凹溝部３２の内部には、ｃ図に示す通り、１つのＬＥＤ光源３６が挿入部３４に設置された幅狭のヒートシンク部３３を複数個均等間隔で保持されている。ＬＥＤ光源３６が設けられた個々のヒートシンク部３３は熱伝導率が高いアルミニウム製の素材からなり、パネル材３１の背面から凹溝部３２に挿入される。尚、ヒートシンク部３３は光度が高くても熱の発生が比較的少ないＬＥＤ光源を採用することにより、ヒートシンク部３３が存在しない構成としても良い。

パネル材３１の裏面側の略全面にはＬＥＤ光源３６の側方からの光を前面方向に反射する反射手段として反射板３５が備わっている。この反射板３５の表面は高い反射を行うように平滑な高輝度の面を備えている。この反射板３５は、鏡面状に磨かれた金属板や高輝度で反射する白色のシール材等で構成される。

また、この反射板３５の表面には、反射板３５に入射する入射光及び反射板で反射された反射光を乱反射させるために多数の細溝３８がパネル材３１の短辺部に平行に形成されている。尚、これら多数の細溝３８は中央部へ向かうほど細溝３８間の間隔を短くして配されることにより、両端部のＬＥＤ光源３６からの光を表示領域３７全体に均一に反射させるようにしている。

また、ＬＥＤ光源３６が直接視認されないように、１/４円状の凹部溝３２のパネル材３１の表側面（溝の底面）にＬＥＤの光を反射させる反射層３９が設けられている。この反射層３９はＬＥＤ光源の光の全てを反射させる全反射層であり、反射板３５の対向面側からは全反射層３９は黒い線として認識される。図３のＬＥＤサインパネル３０を前後左右に並べるとパネル材３１の四隅は円形状の凹溝部３２となり、照明器具としての自由度が高まる。

図４は本発明のＬＥＤサインパネルの更に別の実施例の構成を説明する説明図であり、ａ図は正面図、ｂ図は構成部材を個別に配置した状態の底面図、ｃ図は要部の断面構成を示す説明図である。図４に示したＬＥＤサインパネルは、図１及び図３のＬＥＤサインパネルに対して、ＬＥＤ光源を点状として配置したものとなっている。

即ち、図４のａ図に示す通り、本実施例のＬＥＤサインパネル４０は、先の実施例と同様に、ＬＥＤ光源の光を対向する他側方へ導く導光板として機能する矩形状の透明な樹脂製のパネル材４１を備える。このパネル材４１の背面側には、パネル材４１の全面に亘って均等な間隔で多数の孔部４２が形成されている。

この孔部４２の深さは略均一であり、この孔部４２の内部にはｃ図に示す通り、皿状の取付け部４４上の１つのＬＥＤ光源４６が配されている。ＬＥＤ光源４６は光度が高くても熱の発生が比較的少ないＬＥＤ光源を採用することにより、皿状の取付け部４４に直接取付け、パネル材４１の裏面に取付ける構成となっている。孔部４２は表面に向かうほど面積が大きくなり、ＬＥＤ光源４６が直接視認されないように、その表側面（溝の底面）にＬＥＤの光を反射させる反射層４９が設けられている。反射層４９はＬＥＤ光源からの光の一部を透過する半反射層であり、その形状は表面側に突状の曲面であり、ＬＥＤ光源４６の光を均等に透過するようになっている。

パネル材４１の裏面側の略全面にはＬＥＤ光源４６の側方からの光を前面方向に反射する反射手段として反射板４５が備わっている。この反射板４５の表面は高い反射を行うように平滑な高輝度の面を備えている。この反射板４５は、鏡面状に磨かれた金属板や高輝度で反射する白色のシール材等で構成される。

また、この反射板４５の表面には、反射板４５に入射する入射光及び反射板で反射された反射光を乱反射させるために多数の細溝４８が各ＬＥＤ光源４６を中心にした同心円状に形成されている。尚、これら多数の細溝４８はＬＥＤ光源４６から離れるほど同心円状の細溝４８間の間隔を短くして配されることにより、ＬＥＤ光源４６からの光を表示領域４７全体に均一に反射させるようにしている。

また、半反射層の反射層４９のＬＥＤ光の透過率は、反射板４５による反射光と同程度の光を透過するように選択される。これにより、ＬＥＤ光源の存在が遠目から判別し難い効果を奏する。これにより、例えば天井面の全体が均等に光る間接照明を設計することも可能となり、新たな照明器具として利用することができる新たなＬＥＤ発光構造を得ることができる。

１０、３０、４０…ＬＥＤサインパネル、
１１、３１、４１…パネル材（透過部材）、
１２、３２ …凹溝部、
４２…孔部、
１３、３３ …ヒートシンク部、
１４、３４ …挿入部、
４４…取付け部、
１５、３５、４５…反射板（反射手段）、
１６、３６、４６…ＬＥＤ光源、
１７、３７、４７…表示領域、
１８、３８、４８…細溝、
１９、３９、４９…反射層、
２０…ＬＥＤ、
２１…基板、

Claims (3)

1. ＬＥＤ光源と、
   このＬＥＤ光源からのＬＥＤ光が透過する透過部材と、
   この透過部材に穿設されたＬＥＤ光源を保持する溝部又は孔部と、
   前記透過部材の一面側に配され透過部材を通過するＬＥＤ光源からの光を対向面側に反射させる反射手段とを備えたＬＥＤ発光構造であって、
   前記溝部又は孔部を構成する壁面の前記対向面側に反射層が形成されており、
   前記反射層が、ＬＥＤ光源からの光を全反射する全反射層であり、
   前記溝部又は孔部の反射層に起因する線又は点による模様が形成されていることを特徴とするＬＥＤ発光構造。
2. 前記ＬＥＤ光源が前記溝部に均等の間隔で複数配されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ発光構造。
3. 前記ＬＥＤ光源が前記孔部に１つ以上配されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤ発光構造。

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