JP2004296347A - 面発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成により導光板の表面の輝度を略均一にすることができる面発光装置を提供することを目的とする。
【解決手段】透明な導光板の少なくとも一端面に光源を配置し、導光板の裏面側に光反射層を備えた面発光装置において、該光反射層は導光板の裏面側に略一様に形成され、導光板の表面側へ向かって入射する光量は裏面側へ向かって入射する光量より多く、導光板の表面側へ向かって入射する光と導光板の表面とが交わる点における法線とのなす角度が、導光板内における全反射の臨界角以上とした。
【選択図】 図1
【解決手段】透明な導光板の少なくとも一端面に光源を配置し、導光板の裏面側に光反射層を備えた面発光装置において、該光反射層は導光板の裏面側に略一様に形成され、導光板の表面側へ向かって入射する光量は裏面側へ向かって入射する光量より多く、導光板の表面側へ向かって入射する光と導光板の表面とが交わる点における法線とのなす角度が、導光板内における全反射の臨界角以上とした。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エッジライト方式の面発光装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、エッジライト方式の照明装置としては、図7の如く、断面U字形の反射板4で囲まれた冷陰極管からなるランプ3に一端面を対向させている導光板1があり、導光板1は光透過率の高い透明アクリル樹脂からなる断面楔型のもので、ランプ3には厚みが最大となっている端面が対向しており、その裏面側にはドットパターンの印刷などによって拡散反射部2を備えるとともに反射板6が裏面に配設されている。また導光板1の表面には乳白色アクリル板からなる表示面兼拡散板7が配されている。そして上記ランプ3は、導光板1の厚み内で導光板1の厚み方向において表面側にずらして配置されている。
【0003】
この場合、ランプ3から出て導光板1の上記一端面(入射端面)に向かう光のうち、導光板1の裏面側へと向かう直接光の量を表面側へと向かう量よりも多くとることができるものであり、導光板1を断面楔型としてランプ3から見て奥の方まで直接光が届きやすくなるようにしていることや、拡散反射部2の構成をランプ3からの距離に応じて変更していることと併せて、表面側の輝度の均一性の向上を図ることができるものである(例えば特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献】
特許第3202908号(5頁、第2図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、拡散反射部2のドットパターン印刷を形成することは手間がかかり、またコストアップにつながるという問題がある。また、印刷の別の手段として導光板自体にプリズムカットを施して幾何学的なパターンを形成する方法もあるが、このパターン形成を機械加工で行うと加工費が嵩むし、射出成形などによって成形する場合は初期費用として金型費用が必要となり、少量生産には不向きといった問題がある。
また、仮にドットパターンを形成しないと、光源近傍より遠ざかるにしたがって入射した光が減衰することから、光源近傍が異常に明るく遠ざかるほど暗くなり、不均一な発光面になることは言うまでもない。
また、導光板1を断面楔型にするには新たな加工や成形が必要であり、市販の板材を用いることができないといった問題があった。
【0006】
さらに、表示面兼拡散板7と導光板との固定は金属枠などで固定されるのが一般的であるが、例えば従来の面発光装置をシステムキッチンの化粧板(前板)や洗面所の化粧棚、或いはキャビネットなどに用いる場合、この金属枠などの見栄えに問題がある場合は枠を化粧板で覆う必要があり、化粧板全体を光らせることができないし、デザイン的制約が発生し、構造が複雑化するといった問題があった。
【0007】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、簡単な構成により導光板の表面の輝度を略均一にすることができる面発光装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項1の発明は、透明な導光板の少なくとも一端面に光源を配置し、導光板の裏面側に光反射層を備えた面発光装置において、導光板の表面側へ向かって入射する光量は裏面側へ向かって入射する光量より多く、導光板の表面側へ向かって入射する光と導光板の表面とが交わる点における法線とのなす角度が、導光板内における全反射の臨界角以上とした。
【0009】
これにより、導光板の裏面側へ向かって入射した光は表面側へ向かった光よりも光量が少ないので、光源近傍の導光板裏面側の光反射層で少量の反射光となり表面側に出射して適度な明るさで面発光する。
一方、導光板の表面側へ向かって入射した光は、導光板内における全反射の臨界角以上で入射しているので、導光板表面側から導光板外へ漏れる光がなくなり、光を有効利用できるとともに漏れた強い光による異常な発光を回避できる。また、導光板の表面側へ向かって入射した光は、導光板表面で導光板裏面側の光反射層に向かって反射し、光反射層で散乱反射したその一部を表面側から出射して面発光する。この面発光は、導光板の表面で一旦反射して導光板裏面側の光反射層に向かった光によるものなので、光源から離れた地点であり、光源近傍での強い光による異常な明るさとならないし、暗くなりがちの光源より離れた地点を明るく面発光させることができる。
したがって、光反射層にドットパターン印刷を形成したり、導光板自体にプリズムカットを施して幾何学的なパターンを形成したり、導光板を断面楔型にすることなく、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【0010】
本発明の請求項2の発明は、請求項1記載の面発光装置において、光源と対向する導光板の端面の透過率を、裏面側の透過率よりも表面側の透過率が高くなるように形成した。また、請求項3の発明は、光源と対向する導光板の端面の裏面側の一部を遮蔽した。さらに、請求項5の発明は、導光板の厚み方向の中心より導光板の裏面側に光源を配置した。
【0011】
これにより、導光板の表面側へ向かって入射する光量は裏面側へ向かって入射する光量より多くなるので、光源近傍の強い光による異常な発光を回避することができ、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【0012】
本発明の請求項4の発明は、請求項1記載の面発光装置において、光源と対向する導光板の端面は、導光板の表面に対して鋭角をなす面として形成した。
【0013】
これにより、光源と対向する導光板の端面が直角の場合に比して、導光板の表面側へ向かって入射する光量は裏面側へ向かって入射する光量より多くなるので、光源近傍の強い光による異常な発光を回避することができ、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【0014】
本発明の請求項6の発明は、透明な導光板の少なくとも一端面に光源を配置し、導光板の裏面側に光反射層を備え、導光板以外の方向に放射される光源からの光の一部を導光板方向へ反射する反射材を備えた面発光装置において、導光板の表面側へ向かって反射する光量は裏面側へ向かって反射する光量より多く、導光板の表面側へ向かって反射する光と導光板の表面とが交わる点における法線とのなす角度が、導光板内における全反射の臨界角以上とした。
【0015】
これにより、導光板以外の方向に放射される光源からの光の一部を導光板方向へ反射する反射材の反射光によって請求項1と同様の効果が得られ、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。なお、本発明を請求項1の発明と組み合わせることでより一層の効果が得られる。
【0016】
本発明の請求項7の発明は、請求項6記載の面発光装置において、反射材は光源と対向する頂部内面を放物面状に形成した板であって、光源は放物面の焦点に配置し、該反射材による反射光の向きが導光板の表面側方向に傾斜するようさせた。また、請求項8の発明は、反射材は光源と対向する頂部内面を楕円面状に形成した板であって、光源は楕円面の1次焦点に配置し、2次焦点は1次焦点から見て導光板の表面側方向に傾斜するよう配置した。
【0017】
これにより、導光板の表面側へ向かって反射材により反射する光量は、裏面側へ向かって反射材により反射する光量より多くなるので、光源近傍の強い光による異常な発光を回避することができ、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【0018】
本発明の好ましい様態として、本発明の請求項9の発明では、請求項1乃至8の何れかに記載の面発光装置において、前記導光板と前記光反射層とを一体とした。
【0019】
これにより、各反射層を金属枠などで固定する必要がないので、面の全体を光らせることができ、デザインの自由度が増すばかりではなく、簡易構造で済み、製作上、取扱い上、優位であることは言うまでもない。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を、添付図面により詳細に説明する。
【0021】
【実施例】
図1は本発明に係る面発光装置の一実施例を示す模式断面図、図2は本発明に係る面発光装置の一実施例を示す模式平面図である。図中、10は導光板、11は線状光源、12は光反射層、13は着色板、14は表面側に向かった光、15は裏面側に向かった光、16は法線とのなす角度を示す。
【0022】
導光板10としては、厚さ1mm〜5mm程度の矩形形状が好ましく、材料としては、光を効率よく通過させる物質であれば特に限定されず、たとえばアクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリルスチレン、ポリ塩化ビニルなどの樹脂、或いはガラスなどを使用することができる。また、導光板10の全側面は平滑に仕上げるのが好ましい。なお、導光板10は湾曲していてもよい。
【0023】
線状光源11としては、直径1.5mm〜4mm程度の熱陰極線管や冷陰極線管を用いる。線状光源11は図1のように一側面にのみ配置してもよいし、他の側面にも配置してもよい。また、線状光源11の形状は真っ直ぐなもの、隣接する二側面にわたるL字状のもの、隣接する三側面にわたるコ字状のものを使用できる。
【0024】
導光板10の裏面全面には、光反射層12がほぼ一様に形成されている。光反射層12の形成方法としては、マットインキを用いたグラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの印刷法や転写法がある。光反射層12はアイボリー(象牙色)に着色され、膜厚は15μm程度である。光反射層12は、線状光源11より導光板10内に導かれた光を散乱反射し、その一部を導光板10の表面側に向かわせるものである。
【0025】
導光板10の端面の裏面側には着色板13が装着されている。着色板13は、光の透過率が00%未満なので、裏面側に向かった光は着色板13を透過する際に減衰し導光板10に入射する。また、導光板10の表面側に向かった光はそのまま減衰することなく導光板10の端面に入射する。なお、光の透過率が100%未満のものであれば着色板に限らず、また、導光板10の端面の裏面側自体に何らかの処理を施すことでその部分の光の透過率を低くしても良い。
【0026】
法線とのなす角度16は、表面側への入射光14と導光板10の表面とが交わる点における法線とのなす角度であり、導光板10内における全反射の臨界角以上としている。なお、全反射の臨界角は導光板の材質により決まるものであり、例えばアクリル板の場合は約42°10′である。
【0027】
以上の構成により、線状光源11から発せられた光の内、導光板10の裏面側に向かった光15は、着色板13によって減衰した光が導光板10に入射して光反射層12によって散乱反射し面発光するので、散乱反射光自体が少量となり線状光源近傍で強い光による異常な発光をすることはない。
【0028】
一方、線状光源11から発せられた光の内、導光板10の表面側に向かった光14は、導光板10内における全反射の臨界角以上で入射しているので、導光板10の表面側から導光板外へ漏れることなく光を有効利用できるとともに、漏れた光による線状光源近傍での強い光による異常な発光を回避できる。
さらに、導光板10の表面側へ向かった光14は、減衰することなく導光板10に入射して導光板10の表面で裏面側の光反射層12に向かって反射し、光反射層12によって散乱反射し面発光する。この面発光は、導光板10の表面で一旦反射後に裏面側の光反射層12に向かった光によるものなので、線状光源から離れた地点であり、線状光源近傍の強い光による異常な明るさとはならないし、暗くなりがちの線状光源より離れた地点を明るく面発光させることができる。
したがって、光反射層にドットパターン印刷を形成したり、導光板自体にプリズムカットを施して幾何学的なパターンを形成したり、導光板を断面楔型にすることなく、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【0029】
さらに、光反射層にドットパターン印刷を形成したり、導光板自体にプリズムカットを施して幾何学的なパターンを形成していないので、非点灯状態においては、導光板10の表面側からの外光によって、導光板10の裏面全面に形成された光反射層12が反射し、光反射層12の色調であるアイボリー(象牙色)に見えることから、光反射層12を予め化粧面材として好適な質感・色調に仕上げておくことで、非点灯時には思い通りの質感・色調を持った外観品質を得ることができる。
【0030】
なお、導光板10の表面側に向かった光14の光量を裏面側に向かった光15の光量より相対的に多くする別の手段として、導光板10の端部の裏面側の一部を遮蔽する方法もある。遮蔽材としては金属板などが挙げられ、線状光源に対向する面の反射率が高い遮蔽材を用いることで、遮蔽する光を導光板10と異なった方向に反射させ、その反射光を別の用途に用いたりすることことも可能である。
【0031】
図3は本発明に係る面発光装置の一実施例を示す模式断面図である。
図中、10は導光板、11は線状光源、12は光反射層、14は表面側に向かった光、15は裏面側に向かった光、16は法線とのなす角度を示し、これらは図1と同様であり説明を省略する。
【0032】
ここでは導光板10における入射端面と導光板10の表面とのなす角度αが鋭角となるようにしている。この場合、上記角度αが直角である場合に比して、導光板10の表面側へ向かった光14の光量は、裏面側へ向かった光15の光量より多くなるので、光源近傍の強い光による異常な発光を回避することができ、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【0033】
図4は本発明に係る面発光装置の一実施例を示す模式断面図である。
図中、10は導光板、11は線状光源、12は光反射層、14は表面側に向かった光、15は裏面側に向かった光、16は法線とのなす角度を示し、これらは図1と同様であり説明を省略する。
【0034】
ここでは線状光源11の位置を導光板10の厚み方向の中心より導光板10の裏面側に配置したので、導光板10の表面側へ向かった光14の光量は、裏面側へ向かった光15の光量より多くなり、光源近傍の強い光による異常な発光を回避することができ、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【0035】
図5は本発明に係る面発光装置の一実施例を示す模式断面図である。
図中、10は導光板、11は線状光源、12は光反射層、14は表面側に向かった光、15は裏面側に向かった光、50は放物面状の反射板、54は反射光、56は法線とのなす角度を示す。
【0036】
ここでは線状光源11は放物面状反射板50の焦点に配され、放物面状反射板50の反射光の向き54を線状光源11から見て導光板10の表面側に傾斜している。法線とのなす角度56は、反射光54と導光板10の表面とが交わる点における法線とのなす角度であり、導光板10内における全反射の臨界角以上としている。
【0037】
以上の構成により、反射光54は導光板10の表面側に向かって導光板10内における全反射の臨界角以上で入射しているので、導光板10の表面側から導光板外へ漏れることなく光を有効利用できるとともに、漏れた光による線状光源近傍での強い光による異常な発光を回避できる。
【0038】
また、反射光54は、導光板10に入射して導光板10の表面で裏面側の光反射層12に向かって反射し、光反射層12によって散乱反射し面発光する。この面発光は、導光板10の表面で一旦反射後に裏面側の光反射層12に向かった光によるものなので、線状光源から離れた地点であり、線状光源近傍の強い光による異常な明るさとはならないし、暗くなりがちの線状光源より離れた地点を明るく面発光させることができる。
【0039】
さらに、線状光源11から導光板10の表面側へ向かった光14に反射光54が加わるので、裏面側へ向かった光15の光量より多くなり、光源近傍の強い光による異常な発光を回避することができ、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【0040】
図6は本発明に係る面発光装置の一実施例を示す模式断面図である。
図中、10は導光板、11は線状光源、12は光反射層、14は表面側に向かった光、15は裏面側に向かった光、60は楕円面状の反射板、64は反射光、66は法線とのなす角度を示す。
【0041】
ここでは線状光源11は楕円面状反射板60の1次焦点に配され、楕円面状反射板60の2次焦点67は1次焦点から見て導光板10の表面側に傾斜している。法線とのなす角度66は、楕円面状反射板60の下端部からの反射光64と導光板10の表面とが交わる点における法線とのなす角度であり、導光板10内における全反射の臨界角以上としている。したがって、楕円面状反射板60の反射光の全てが、導光板10の表面と交わる点における法線とのなす角度が導光板10内における全反射の臨界角以上となる。
【0042】
以上の構成により、反射光は導光板10の表面側に向かって導光板10内における全反射の臨界角以上で入射しているので、図5の場合と同様の効果が得られる。
【0043】
以上の実施例において、光反射層12は印刷法や転写法により導光板と一体に形成されているので、光反射層を金属枠などで固定する必要がなく、化粧板の全体を光らせることができ、デザインの自由度が増すばかりではなく、簡易構造で済み、製作上、取扱い上、優位であることは言うまでもない。また、光反射層12の裏側に高い反射率の反射層を追加し、光反射層12から裏側に漏れた光を導光板10の表面側に反射させ、より明るい面発光装置としても良い。この高い反射率の反射層も、反射層12と同様に印刷法や転写法により導光板と一体に形成すれば良い。
【0044】
さらに、線状光源11の発光色は白色とは限らず、青や緑にすることで、非点灯時、点灯時で異なった色調を体感することができ、装飾性、話題性に富んだ商材となることは言うまでもない。
【0045】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明によれば、光反射層にドットパターン印刷を形成したり、導光板自体にプリズムカットを施して幾何学的なパターンを形成したり、導光板を断面楔型にすることなく、簡単な構成により、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る面発光装置を示す模式断面図である。
【図2】本発明の一実施例に係る面発光装置を示す模式平面図である。
【図3】本発明の一実施例に係る面発光装置を示す模式断面図である。
【図4】本発明の一実施例に係る面発光装置を示す模式断面図である。
【図5】本発明の一実施例に係る面発光装置を示す模式断面図である。
【図6】本発明の一実施例に係る面発光装置を示す模式断面図である。
【図7】従来技術に係る面発光装置を示す模式断面図である。
【符号の説明】
1…導光板
2…拡散反射部
3…ランプ
4…断面U字形の反射板
6…反射板
7…表示面兼拡散板
10…導光板
11…線状光源
12…光反射層
13…着色板
14…表面側に向かった光
15…裏面側に向かった光
16,56,66…法線とのなす角度
50…放物面状の反射板
54,64…反射光
60…楕円面状の反射板
67…2次焦点
【発明の属する技術分野】
本発明は、エッジライト方式の面発光装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、エッジライト方式の照明装置としては、図7の如く、断面U字形の反射板4で囲まれた冷陰極管からなるランプ3に一端面を対向させている導光板1があり、導光板1は光透過率の高い透明アクリル樹脂からなる断面楔型のもので、ランプ3には厚みが最大となっている端面が対向しており、その裏面側にはドットパターンの印刷などによって拡散反射部2を備えるとともに反射板6が裏面に配設されている。また導光板1の表面には乳白色アクリル板からなる表示面兼拡散板7が配されている。そして上記ランプ3は、導光板1の厚み内で導光板1の厚み方向において表面側にずらして配置されている。
【0003】
この場合、ランプ3から出て導光板1の上記一端面(入射端面)に向かう光のうち、導光板1の裏面側へと向かう直接光の量を表面側へと向かう量よりも多くとることができるものであり、導光板1を断面楔型としてランプ3から見て奥の方まで直接光が届きやすくなるようにしていることや、拡散反射部2の構成をランプ3からの距離に応じて変更していることと併せて、表面側の輝度の均一性の向上を図ることができるものである(例えば特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献】
特許第3202908号(5頁、第2図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、拡散反射部2のドットパターン印刷を形成することは手間がかかり、またコストアップにつながるという問題がある。また、印刷の別の手段として導光板自体にプリズムカットを施して幾何学的なパターンを形成する方法もあるが、このパターン形成を機械加工で行うと加工費が嵩むし、射出成形などによって成形する場合は初期費用として金型費用が必要となり、少量生産には不向きといった問題がある。
また、仮にドットパターンを形成しないと、光源近傍より遠ざかるにしたがって入射した光が減衰することから、光源近傍が異常に明るく遠ざかるほど暗くなり、不均一な発光面になることは言うまでもない。
また、導光板1を断面楔型にするには新たな加工や成形が必要であり、市販の板材を用いることができないといった問題があった。
【0006】
さらに、表示面兼拡散板7と導光板との固定は金属枠などで固定されるのが一般的であるが、例えば従来の面発光装置をシステムキッチンの化粧板(前板)や洗面所の化粧棚、或いはキャビネットなどに用いる場合、この金属枠などの見栄えに問題がある場合は枠を化粧板で覆う必要があり、化粧板全体を光らせることができないし、デザイン的制約が発生し、構造が複雑化するといった問題があった。
【0007】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、簡単な構成により導光板の表面の輝度を略均一にすることができる面発光装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項1の発明は、透明な導光板の少なくとも一端面に光源を配置し、導光板の裏面側に光反射層を備えた面発光装置において、導光板の表面側へ向かって入射する光量は裏面側へ向かって入射する光量より多く、導光板の表面側へ向かって入射する光と導光板の表面とが交わる点における法線とのなす角度が、導光板内における全反射の臨界角以上とした。
【0009】
これにより、導光板の裏面側へ向かって入射した光は表面側へ向かった光よりも光量が少ないので、光源近傍の導光板裏面側の光反射層で少量の反射光となり表面側に出射して適度な明るさで面発光する。
一方、導光板の表面側へ向かって入射した光は、導光板内における全反射の臨界角以上で入射しているので、導光板表面側から導光板外へ漏れる光がなくなり、光を有効利用できるとともに漏れた強い光による異常な発光を回避できる。また、導光板の表面側へ向かって入射した光は、導光板表面で導光板裏面側の光反射層に向かって反射し、光反射層で散乱反射したその一部を表面側から出射して面発光する。この面発光は、導光板の表面で一旦反射して導光板裏面側の光反射層に向かった光によるものなので、光源から離れた地点であり、光源近傍での強い光による異常な明るさとならないし、暗くなりがちの光源より離れた地点を明るく面発光させることができる。
したがって、光反射層にドットパターン印刷を形成したり、導光板自体にプリズムカットを施して幾何学的なパターンを形成したり、導光板を断面楔型にすることなく、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【0010】
本発明の請求項2の発明は、請求項1記載の面発光装置において、光源と対向する導光板の端面の透過率を、裏面側の透過率よりも表面側の透過率が高くなるように形成した。また、請求項3の発明は、光源と対向する導光板の端面の裏面側の一部を遮蔽した。さらに、請求項5の発明は、導光板の厚み方向の中心より導光板の裏面側に光源を配置した。
【0011】
これにより、導光板の表面側へ向かって入射する光量は裏面側へ向かって入射する光量より多くなるので、光源近傍の強い光による異常な発光を回避することができ、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【0012】
本発明の請求項4の発明は、請求項1記載の面発光装置において、光源と対向する導光板の端面は、導光板の表面に対して鋭角をなす面として形成した。
【0013】
これにより、光源と対向する導光板の端面が直角の場合に比して、導光板の表面側へ向かって入射する光量は裏面側へ向かって入射する光量より多くなるので、光源近傍の強い光による異常な発光を回避することができ、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【0014】
本発明の請求項6の発明は、透明な導光板の少なくとも一端面に光源を配置し、導光板の裏面側に光反射層を備え、導光板以外の方向に放射される光源からの光の一部を導光板方向へ反射する反射材を備えた面発光装置において、導光板の表面側へ向かって反射する光量は裏面側へ向かって反射する光量より多く、導光板の表面側へ向かって反射する光と導光板の表面とが交わる点における法線とのなす角度が、導光板内における全反射の臨界角以上とした。
【0015】
これにより、導光板以外の方向に放射される光源からの光の一部を導光板方向へ反射する反射材の反射光によって請求項1と同様の効果が得られ、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。なお、本発明を請求項1の発明と組み合わせることでより一層の効果が得られる。
【0016】
本発明の請求項7の発明は、請求項6記載の面発光装置において、反射材は光源と対向する頂部内面を放物面状に形成した板であって、光源は放物面の焦点に配置し、該反射材による反射光の向きが導光板の表面側方向に傾斜するようさせた。また、請求項8の発明は、反射材は光源と対向する頂部内面を楕円面状に形成した板であって、光源は楕円面の1次焦点に配置し、2次焦点は1次焦点から見て導光板の表面側方向に傾斜するよう配置した。
【0017】
これにより、導光板の表面側へ向かって反射材により反射する光量は、裏面側へ向かって反射材により反射する光量より多くなるので、光源近傍の強い光による異常な発光を回避することができ、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【0018】
本発明の好ましい様態として、本発明の請求項9の発明では、請求項1乃至8の何れかに記載の面発光装置において、前記導光板と前記光反射層とを一体とした。
【0019】
これにより、各反射層を金属枠などで固定する必要がないので、面の全体を光らせることができ、デザインの自由度が増すばかりではなく、簡易構造で済み、製作上、取扱い上、優位であることは言うまでもない。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を、添付図面により詳細に説明する。
【0021】
【実施例】
図1は本発明に係る面発光装置の一実施例を示す模式断面図、図2は本発明に係る面発光装置の一実施例を示す模式平面図である。図中、10は導光板、11は線状光源、12は光反射層、13は着色板、14は表面側に向かった光、15は裏面側に向かった光、16は法線とのなす角度を示す。
【0022】
導光板10としては、厚さ1mm〜5mm程度の矩形形状が好ましく、材料としては、光を効率よく通過させる物質であれば特に限定されず、たとえばアクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリルスチレン、ポリ塩化ビニルなどの樹脂、或いはガラスなどを使用することができる。また、導光板10の全側面は平滑に仕上げるのが好ましい。なお、導光板10は湾曲していてもよい。
【0023】
線状光源11としては、直径1.5mm〜4mm程度の熱陰極線管や冷陰極線管を用いる。線状光源11は図1のように一側面にのみ配置してもよいし、他の側面にも配置してもよい。また、線状光源11の形状は真っ直ぐなもの、隣接する二側面にわたるL字状のもの、隣接する三側面にわたるコ字状のものを使用できる。
【0024】
導光板10の裏面全面には、光反射層12がほぼ一様に形成されている。光反射層12の形成方法としては、マットインキを用いたグラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの印刷法や転写法がある。光反射層12はアイボリー(象牙色)に着色され、膜厚は15μm程度である。光反射層12は、線状光源11より導光板10内に導かれた光を散乱反射し、その一部を導光板10の表面側に向かわせるものである。
【0025】
導光板10の端面の裏面側には着色板13が装着されている。着色板13は、光の透過率が00%未満なので、裏面側に向かった光は着色板13を透過する際に減衰し導光板10に入射する。また、導光板10の表面側に向かった光はそのまま減衰することなく導光板10の端面に入射する。なお、光の透過率が100%未満のものであれば着色板に限らず、また、導光板10の端面の裏面側自体に何らかの処理を施すことでその部分の光の透過率を低くしても良い。
【0026】
法線とのなす角度16は、表面側への入射光14と導光板10の表面とが交わる点における法線とのなす角度であり、導光板10内における全反射の臨界角以上としている。なお、全反射の臨界角は導光板の材質により決まるものであり、例えばアクリル板の場合は約42°10′である。
【0027】
以上の構成により、線状光源11から発せられた光の内、導光板10の裏面側に向かった光15は、着色板13によって減衰した光が導光板10に入射して光反射層12によって散乱反射し面発光するので、散乱反射光自体が少量となり線状光源近傍で強い光による異常な発光をすることはない。
【0028】
一方、線状光源11から発せられた光の内、導光板10の表面側に向かった光14は、導光板10内における全反射の臨界角以上で入射しているので、導光板10の表面側から導光板外へ漏れることなく光を有効利用できるとともに、漏れた光による線状光源近傍での強い光による異常な発光を回避できる。
さらに、導光板10の表面側へ向かった光14は、減衰することなく導光板10に入射して導光板10の表面で裏面側の光反射層12に向かって反射し、光反射層12によって散乱反射し面発光する。この面発光は、導光板10の表面で一旦反射後に裏面側の光反射層12に向かった光によるものなので、線状光源から離れた地点であり、線状光源近傍の強い光による異常な明るさとはならないし、暗くなりがちの線状光源より離れた地点を明るく面発光させることができる。
したがって、光反射層にドットパターン印刷を形成したり、導光板自体にプリズムカットを施して幾何学的なパターンを形成したり、導光板を断面楔型にすることなく、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【0029】
さらに、光反射層にドットパターン印刷を形成したり、導光板自体にプリズムカットを施して幾何学的なパターンを形成していないので、非点灯状態においては、導光板10の表面側からの外光によって、導光板10の裏面全面に形成された光反射層12が反射し、光反射層12の色調であるアイボリー(象牙色)に見えることから、光反射層12を予め化粧面材として好適な質感・色調に仕上げておくことで、非点灯時には思い通りの質感・色調を持った外観品質を得ることができる。
【0030】
なお、導光板10の表面側に向かった光14の光量を裏面側に向かった光15の光量より相対的に多くする別の手段として、導光板10の端部の裏面側の一部を遮蔽する方法もある。遮蔽材としては金属板などが挙げられ、線状光源に対向する面の反射率が高い遮蔽材を用いることで、遮蔽する光を導光板10と異なった方向に反射させ、その反射光を別の用途に用いたりすることことも可能である。
【0031】
図3は本発明に係る面発光装置の一実施例を示す模式断面図である。
図中、10は導光板、11は線状光源、12は光反射層、14は表面側に向かった光、15は裏面側に向かった光、16は法線とのなす角度を示し、これらは図1と同様であり説明を省略する。
【0032】
ここでは導光板10における入射端面と導光板10の表面とのなす角度αが鋭角となるようにしている。この場合、上記角度αが直角である場合に比して、導光板10の表面側へ向かった光14の光量は、裏面側へ向かった光15の光量より多くなるので、光源近傍の強い光による異常な発光を回避することができ、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【0033】
図4は本発明に係る面発光装置の一実施例を示す模式断面図である。
図中、10は導光板、11は線状光源、12は光反射層、14は表面側に向かった光、15は裏面側に向かった光、16は法線とのなす角度を示し、これらは図1と同様であり説明を省略する。
【0034】
ここでは線状光源11の位置を導光板10の厚み方向の中心より導光板10の裏面側に配置したので、導光板10の表面側へ向かった光14の光量は、裏面側へ向かった光15の光量より多くなり、光源近傍の強い光による異常な発光を回避することができ、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【0035】
図5は本発明に係る面発光装置の一実施例を示す模式断面図である。
図中、10は導光板、11は線状光源、12は光反射層、14は表面側に向かった光、15は裏面側に向かった光、50は放物面状の反射板、54は反射光、56は法線とのなす角度を示す。
【0036】
ここでは線状光源11は放物面状反射板50の焦点に配され、放物面状反射板50の反射光の向き54を線状光源11から見て導光板10の表面側に傾斜している。法線とのなす角度56は、反射光54と導光板10の表面とが交わる点における法線とのなす角度であり、導光板10内における全反射の臨界角以上としている。
【0037】
以上の構成により、反射光54は導光板10の表面側に向かって導光板10内における全反射の臨界角以上で入射しているので、導光板10の表面側から導光板外へ漏れることなく光を有効利用できるとともに、漏れた光による線状光源近傍での強い光による異常な発光を回避できる。
【0038】
また、反射光54は、導光板10に入射して導光板10の表面で裏面側の光反射層12に向かって反射し、光反射層12によって散乱反射し面発光する。この面発光は、導光板10の表面で一旦反射後に裏面側の光反射層12に向かった光によるものなので、線状光源から離れた地点であり、線状光源近傍の強い光による異常な明るさとはならないし、暗くなりがちの線状光源より離れた地点を明るく面発光させることができる。
【0039】
さらに、線状光源11から導光板10の表面側へ向かった光14に反射光54が加わるので、裏面側へ向かった光15の光量より多くなり、光源近傍の強い光による異常な発光を回避することができ、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【0040】
図6は本発明に係る面発光装置の一実施例を示す模式断面図である。
図中、10は導光板、11は線状光源、12は光反射層、14は表面側に向かった光、15は裏面側に向かった光、60は楕円面状の反射板、64は反射光、66は法線とのなす角度を示す。
【0041】
ここでは線状光源11は楕円面状反射板60の1次焦点に配され、楕円面状反射板60の2次焦点67は1次焦点から見て導光板10の表面側に傾斜している。法線とのなす角度66は、楕円面状反射板60の下端部からの反射光64と導光板10の表面とが交わる点における法線とのなす角度であり、導光板10内における全反射の臨界角以上としている。したがって、楕円面状反射板60の反射光の全てが、導光板10の表面と交わる点における法線とのなす角度が導光板10内における全反射の臨界角以上となる。
【0042】
以上の構成により、反射光は導光板10の表面側に向かって導光板10内における全反射の臨界角以上で入射しているので、図5の場合と同様の効果が得られる。
【0043】
以上の実施例において、光反射層12は印刷法や転写法により導光板と一体に形成されているので、光反射層を金属枠などで固定する必要がなく、化粧板の全体を光らせることができ、デザインの自由度が増すばかりではなく、簡易構造で済み、製作上、取扱い上、優位であることは言うまでもない。また、光反射層12の裏側に高い反射率の反射層を追加し、光反射層12から裏側に漏れた光を導光板10の表面側に反射させ、より明るい面発光装置としても良い。この高い反射率の反射層も、反射層12と同様に印刷法や転写法により導光板と一体に形成すれば良い。
【0044】
さらに、線状光源11の発光色は白色とは限らず、青や緑にすることで、非点灯時、点灯時で異なった色調を体感することができ、装飾性、話題性に富んだ商材となることは言うまでもない。
【0045】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明によれば、光反射層にドットパターン印刷を形成したり、導光板自体にプリズムカットを施して幾何学的なパターンを形成したり、導光板を断面楔型にすることなく、簡単な構成により、導光板の表面の輝度を略均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る面発光装置を示す模式断面図である。
【図2】本発明の一実施例に係る面発光装置を示す模式平面図である。
【図3】本発明の一実施例に係る面発光装置を示す模式断面図である。
【図4】本発明の一実施例に係る面発光装置を示す模式断面図である。
【図5】本発明の一実施例に係る面発光装置を示す模式断面図である。
【図6】本発明の一実施例に係る面発光装置を示す模式断面図である。
【図7】従来技術に係る面発光装置を示す模式断面図である。
【符号の説明】
1…導光板
2…拡散反射部
3…ランプ
4…断面U字形の反射板
6…反射板
7…表示面兼拡散板
10…導光板
11…線状光源
12…光反射層
13…着色板
14…表面側に向かった光
15…裏面側に向かった光
16,56,66…法線とのなす角度
50…放物面状の反射板
54,64…反射光
60…楕円面状の反射板
67…2次焦点
Claims (9)
- 透明な導光板の少なくとも一端面に光源を配置し、前記導光板の裏面側に光反射層を備えた面発光装置において、前記光反射層は導光板の裏面側に略一様に形成され、前記導光板の表面側へ向かって入射する光量は裏面側へ向かって入射する光量より多く、前記導光板の表面側へ向かって入射する光と該導光板の表面とが交わる点における法線とのなす角度が、前記導光板内における全反射の臨界角以上としたことを特徴とする面発光装置。
- 請求項1記載の面発光装置において、前記光源と対向する導光板の端面の透過率を、裏面側の透過率よりも表面側の透過率が高くなるように形成した
ことを特徴とする面発光装置。 - 請求項1記載の面発光装置において、前記光源と対向する導光板の端面に対し、該端面裏面側の一部を遮蔽したことを特徴とする面発光装置。
- 請求項1記載の面発光装置において、前記光源と対向する導光板の端面は、該導光板の表面に対して鋭角をなす面として形成したことを特徴とする面発光装置。
- 請求項1記載の面発光装置において、前記導光板の厚み方向の中心より導光板の裏面側に光源を配置したことを特徴とする面発光装置。
- 透明な導光板の少なくとも一端面に光源を配置し、導光板の裏面側に光反射層を備え、導光板以外の方向に放射される光源からの光の一部を導光板方向へ反射する反射材を備えた面発光装置において、前記光反射層は導光板の裏面側に略一様に形成され、前記導光板の表面側へ向かって反射する光量は裏面側へ向かって反射する光量より多く、前記導光板の表面側へ向かって反射する光と該導光板の表面とが交わる点における法線とのなす角度が、前記導光板内における全反射の臨界角以上としたことを特徴とする面発光装置。
- 請求項6記載の面発光装置において、前記反射材は光源と対向する頂部内面を放物面状に形成した板であって、前記光源は放物面の焦点に配置し、該反射材による反射光の向きを導光板の表面側方向に傾斜させたことを特徴とする面発光装置。
- 請求項6記載の面発光装置において、前記反射材は前記光源と対向する頂部内面を楕円面状に形成した板であって、前記光源は楕円面の1次焦点に配置し、2次焦点は1次焦点から見て導光板の表面側方向に配置したことを特徴とする面発光装置。
- 請求項1乃至8の何れかに記載の面発光装置において、前記導光板と前記光反射層を一体としたことを特徴とする面発光装置。
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