JP2003187605A - 光の指向性が強い光源を用いた照明装置 - Google Patents

光の指向性が強い光源を用いた照明装置

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正喜 中尾
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Kaoru Shimada
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、照明装置に関し、指向性が強い光
を拡散させる拡散板と、この拡散板で拡散した光を面的
に均一化する均一板を設け、装置規模を抑えることがで
き、発光面が目に触れても眩しさを感じない光の指向性
が強い光源を用いた照明装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 複数の発光ダイオード１１が、ケース１
２上に光の方向を設置面から垂直方向に向けて、水平方
向および垂直方向に等間隔に並べて配置され、この発光
ダイオード１１の上をその光を遮って覆うように、発光
ダイオード１１の指向性が強い光を拡散させる拡散板１
３と、拡散板１３で拡散された光の照度を板上で均一化
する均一板１４とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置に関し、
特に、発光ダイオードのような光の指向性が強い光源を
用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、発光ダイオードのような光の指向
性が強い光源を用いた照明装置が知られており、この種
の照明装置では、光の指向性が極めて強いため、人の目
に触れると眩しく感じ不快感を伴うので、目に直接光の
入らない照明、例えば、スポット的に照らすような照明
や間接照明に使用されたり、光源をフィルターで覆い、
光の指向性を軽減して使用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光源を
フィルターで覆って眩しさを軽減する場合、光源とフィ
ルターの間隔を大きく取らなければ眩しさを軽減するこ
とができず、装置が大型化してしまうという問題があっ
た。
【０００４】そこで、本発明は、指向性が強い光を拡散
させる拡散板と、この拡散板で拡散した光を面的に均一
化する均一板を設け、装置規模を抑えることができ、発
光面が目に触れても眩しさを感じない光の指向性が強い
光源を用いた照明装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として、本発明は、複数の光の指向性が強い光源を、光
の指向性を一定の方向に揃え、所定間隔で配置し、前記
光源の光の指向方向上に第１の距離だけ離間して前記光
源の光を遮るように覆い、指向性の強い光を拡散させる
拡散板と、該拡散板上を第２の距離だけ離間して覆い、
該拡散板で拡散された光をさらに拡散して板上で均一化
する均一板とを備えたことを特徴とするものである。
【０００６】これにより、指向性の強い光が拡散板で拡
散され均一板でさらに拡散され板上で均一化され、指向
性の強い光の指向性が軽減される。
【０００７】前記拡散板は、前記光源それぞれを個別に
覆うようにして前記光源の光を遮ることは好ましい。
【０００８】前記拡散板は、透明の基材に、光を拡散さ
せる粉末を混入したものであることは好ましい。
【０００９】前記拡散板に、紫外線吸収剤を添加するこ
とは好ましい。これにより、紫外線の透過が少なくな
る。
【００１０】前記光源として、赤、緑および青の光を発
する光源を用い、それぞれの光源の明るさを制御して光
の色調を変えることは好ましい。その場合、前記光源に
白色の光を発する光源を加え、この光源の色調を制御す
ることも好ましい。
【００１１】前記光源は、赤、緑および青の光を発する
光源の中央に白色の光を発する光源を配置することは好
ましい。
【００１２】前記光源は、前記赤、緑、青および白色の
光を発する光源を１組とし、該１組の光源の配置を正三
角形の頂点にそれぞれ赤、緑および青の光を発する光源
を配置し、その中央に白色の光を発する光源を配置し、
それぞれの組の頂点となっている光源と隣接する他の組
の頂点となっている光源との間隔を等間隔とし、かつ、
隣接する光源の発する色が同じ色にならないよう複数配
置することは好ましい。前記光源は、発光ダイオードで
あることは好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して説
明する。図１は本発明の第１実施形態の照明装置を示す
図である。
【００１４】図１において、本実施形態の照明装置は、
複数の発光ダイオード１１が、ケース１２上に光の方向
を設置面から垂直方向に向けて、水平方向および垂直方
向に等間隔に並べて配置され、この発光ダイオード１１
の上をその光を遮って覆うように、発光ダイオード１１
の指向性が強い光を拡散させる拡散板１３と、拡散板１
３で拡散された光の照度を板上で均一にする均一板１４
とが設けられている。
【００１５】拡散板１３は、発光ダイオード１１からの
指向性の強い光を拡散させるため、透明な基材である不
飽和ポリエステル樹脂などに、光を乱反射させるための
拡散剤（ガラスなどの粉末）を混入したものである。
【００１６】拡散板１３による発光ダイオード１１の光
が拡散される程度（拡散度）は、板厚が厚くなるほど拡
散される程度が高く（拡散度が高く）なり、発光ダイオ
ード１１の指向性がある方向の光の強度が弱くなる。
【００１７】同様に、拡散板１３に混入する拡散剤の量
が多くなれば拡散度は高くなり、また、拡散板１３と発
光ダイオード１１との距離（図中Ａの距離）が長くなる
と拡散度が高くなる。
【００１８】このような拡散板１３による拡散は、個々
の発光ダイオード１１の光が確認できる程度とし、この
上に均一板１４を重ねることにより、光の強さを均一に
して個々の発光ダイオード１１の光が確認できなくな
り、均一板１４上での明るさがどこでも等しくなる。
【００１９】この均一板１４は、拡散板１３と同様の材
質でもよいし、乳白アクリル材やポリカーボネイト樹脂
からなる乳白色の板を使ってもよい。均一板１４と拡散
板１３との距離（図中Ｂの距離）が長くなると、拡散板
１３により拡散された光がさらに拡散され、隣接する発
光ダイオード１１の光が融合して、均一板１４上で均一
な光となる。
【００２０】均一板１４と拡散板１３の距離を長くとる
と、光がより拡散されるので、隣接する発光ダイオード
１１の距離（図中Ｃの距離）を長くしても均一板１４上
で光が均一化する。
【００２１】隣接する発光ダイオード１１の距離は、均
一板１４に当たる光の照度（均一板１４の拡散板１３側
の照度）が、発光ダイオード１１の指向性方向の位置で
の値を１としたとき、０．９となる距離とするとよい。
【００２２】実験によれば、拡散板１３の厚さは３ｍ
ｍ、拡散剤の基材に対する重量比を５０％、発光ダイオ
ード１１から拡散板１３までの距離を５ｍｍとし、均一
板１４と拡散板１３の距離を４０ｍｍとしたとき、隣接
する発光ダイオード１１間の距離は１０ｍｍ程度で光が
均一化することがわかった。
【００２３】このように本実施形態においては、拡散板
１３で発光ダイオード１１の指向性の強い光を拡散さ
せ、この拡散させた光を均一板１４で受けてさらに拡散
しているので、発光ダイオード１１から均一板１４まで
の距離を短くすることができるとともに、均一板１４か
ら照射される光を均一板１４から離れたどの視点からも
均一板１４上で一様な光に見えるようにすることがで
き、装置規模を抑えつつ目に触れても眩しさを感じない
ようにすることができる。
【００２４】また、拡散板１３に紫外線吸収剤を添加す
れば、発光ダイオードから発する紫外線の透過を少なく
することができ、周辺機器の劣化を緩和することができ
る。
【００２５】なお、本実施形態においては、発光ダイオ
ード１１を四角形に配置したが、これに限定されるもの
ではなく、例えば、円形に配置してもよい。
【００２６】本実施形態の他の態様としては、拡散板１
３と同様の素材のものを発光ダイオード１１のキャップ
として装着し、その上を均一板１４で覆うようにする。
このように構成することによって、装置をより小型化で
きる。
【００２７】次に、図２〜図３は本発明の第２実施形態
の照明装置を示す図である。なお、本実施形態は、上述
第１実施形態と略同様に構成されているので、図１を流
用して、同様な構成には同一の符号を付して特徴部分の
み説明する。
【００２８】本実施形態は、赤、緑、青、白色の発光ダ
イオードを用いて、照明の色調と輝度を変化させること
を特徴とする。
【００２９】具体的には、図２（ａ）のように、正三角
形の各頂点にそれぞれ赤色発光ダイオード１１R、緑色
発光ダイオード１１G、青色発光ダイオード１１Bを配置
し、その中央に白色発光ダイオード１１Wを配置する。
このように配置することにより、色の混合を容易にして
いる。
【００３０】ここで、正三角形の辺の長さに当たる赤色
発光ダイオード１１R、緑色発光ダイオード１１G、青色
発光ダイオード１１Bそれぞれの間の距離（図中Ｄの距
離）は、１２．７ｍｍとしている。この場合、拡散板１
３と均一板１４との間隔は５５ｍｍ以上離す必要があ
る。
【００３１】このような正三角形に配置した発光ダイオ
ードを基本とし、図２（ｂ）のように、隣接する発光ダ
イオードの色が同一色にならないように縦長のケース１
５に配置する。図中Ｒは赤色発光ダイオード１１R、Ｇ
は緑色発光ダイオード１１G、Ｂは青色発光ダイオード
１１B、Ｗは白色発光ダイオード１１Wを表している。こ
の隣接する正三角形の距離ピッチ（図中Ｅの距離）は、
８．８９ｍｍとしている。
【００３２】図２（ｂ）のようなケース１５を、図３に
示すように横に数本並べ、その上を拡散板１３および均
一板１４で覆う。このとき、隣接するケース１５の隣接
する発光ダイオード間の距離ピッチ（図中Ｆの距離）は
８ｍｍとする。
【００３３】そして、各発光ダイオードは、色ごとに輝
度を調整できるようになっており、赤、緑、青の発光ダ
イオードそれぞれの輝度を調整することにより発光色を
変化させることができ、白色の発光ダイオードの輝度を
調整することで、発光面全体の輝度を調整することがで
きる。
【００３４】このように本実施形態においては、赤、
緑、青、白色の発光ダイオードを１組として、この組を
複数組み合わせて光源とし、その上を拡散板１３、均一
板１４で覆っているので、均一板１４から照射される光
は、均一板１４上で均一化され、目に触れても眩しさを
感じないようにすることができ、各発光ダイオードの輝
度を調整することにより発光面の色調、輝度を調整する
ことができる。
【００３５】また、白色の発光ダイオードを赤、緑、青
の発光ダイオードの中央に配置しているので、白色と各
色（赤、緑、青）との中間色を均一に発光することがで
きる。
【００３６】本実施形態の他の態様としては、図４に示
すように、図２（ａ）のような発光ダイオードの組を、
それぞれの組の頂点となっている発光ダイオードそれぞ
れが、他の組の発光ダイオードと正六角形の頂点となる
ように隣接する発光ダイオードとの間隔を等間隔とし、
かつ、正六角形の頂点を形成する発光ダイオードと隣接
する頂点の発光ダイオードの色が異なるように配置す
る。このように構成することによって、均一な発光を得
ることができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、光の指向性の強い光源
の光を、拡散板で拡散し均一板でさらに拡散しているの
で、光源から均一板までの距離を短くしても光の指向性
を弱めることができ、発光面の光の強さを均一化でき
る。
【００３８】また、光源として、赤、緑および青の光を
発する光源を用い、それぞれの光源の輝度を制御すれ
ば、光の色調および輝度を変えることができる。
【００３９】また、赤、緑、青の光源に、白色の光源を
加え、この光源の輝度も制御すれば、色調を大きく変え
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の照明装置を示す図であ
り、その要部の斜視図である。
【図２】本発明の第２実施形態の照明装置を示す図であ
り、その基本部分の正面図である。
【図３】その要部の斜視図である。
【図４】その他の態様の照明装置を示す図であり、その
光源の配置を示す図である。
【符号の説明】
１１ 発光ダイオード １１B 青色発光ダイオード １１G 緑色発光ダイオード １１R 赤色発光ダイオード １１W 白色発光ダイオード １２ ケース １３ 拡散板 １４ 均一板 １５ ケース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 幸治 大阪府守口市八雲東町２丁目82番15号1005 号 (72)発明者 嶋田 薫 東京都目黒区目黒本町６丁目17番９号303 号 Ｆターム(参考） 3K060 AA06 BB00 BB02 BC07 BD04 BD10 EA01

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の光の指向性が強い光源を、光の指向
    性を一定の方向に揃え、所定間隔で配置し、 前記光源の光の指向方向上に第１の距離だけ離間して前
    記光源の光を遮るように覆い、指向性の強い光を拡散さ
    せる拡散板と、 該拡散板上を第２の距離だけ離間して覆い、該拡散板で
    拡散された光をさらに拡散して板上で均一化する均一板
    とを備えたことを特徴とする照明装置。
  2. 【請求項２】前記拡散板は、前記光源それぞれを個別に
    覆うようにして前記光源の光を遮ることを特徴とする請
    求項１に記載の照明装置。
  3. 【請求項３】前記拡散板は、透明の基材に、光を拡散さ
    せる粉末を混入したものであることを特徴とする請求項
    １または２に記載の照明装置。
  4. 【請求項４】前記拡散板に、紫外線吸収剤を添加するこ
    とを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の照明
    装置。
  5. 【請求項５】前記光源として、赤、緑および青の光を発
    する光源を用い、それぞれの光源の明るさを制御して光
    の色調を変えることを特徴とする請求項１から４のいず
    れかに記載の照明装置。
  6. 【請求項６】前記光源に白色の光を発する光源を加え、
    この光源の色調を制御することを特徴とする請求項５に
    記載の照明装置。
  7. 【請求項７】前記光源は、赤、緑および青の光を発する
    光源の中央に白色の光を発する光源を配置することを特
    徴とする請求項６に記載の照明装置。
  8. 【請求項８】前記光源は、前記赤、緑、青および白色の
    光を発する光源を１組とし、該１組の光源の配置を正三
    角形の頂点にそれぞれ赤、緑および青の光を発する光源
    を配置し、その中央に白色の光を発する光源を配置し、
    それぞれの組の頂点となっている光源と隣接する他の組
    の頂点となっている光源との間隔を等間隔とし、かつ、
    隣接する光源の発する色が同じ色にならないよう複数配
    置することを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
  9. 【請求項９】前記光源は、発光ダイオードであることを
    特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の照明装
    置。
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