JP2006164534A

JP2006164534A - 照明装置

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Publication number: JP2006164534A
Application number: JP2004349505A
Authority: JP
Inventors: Heiji Kuki; 平次九鬼; Toshiteru Ohira; 年輝大平
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2004-12-02
Filing date: 2004-12-02
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2024-12-02
Also published as: JP4438616B2; US20060120106A1

Abstract

【課題】点状光源の数量を可及的に少なくしながら、その照明の輝度を向上させることができる照明装置を提供すること。
【解決手段】側面１０ａを有する導光板１０と、側面１０ａに光を照射可能となるようにプリント基板１３上に装着された複数のＬＥＤ８とを備え、これらＬＥＤ８からの入射光によって上記導光板１０表面が略均等に明るくなるように構成された照明装置６であって、上記導光板１０の側面１０ａとプリント基板１３との間に設けられ、各ＬＥＤ８及びこれらの光路をまとめて取り囲むホルダ９と、各ＬＥＤ８同士の隙間を埋めるように上記プリント基板１３上に配設された埋設片１１とを備え、この埋設片１１は、上記各ＬＥＤ８の照射光のうち、少なくとも上記導光板１０又はスペーサ９からの反射光の一部を反射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置に関するものである。

一般に、複数の光源の照射光を導光板の入光面に照射して、当該導光板の表面を略均等に明るくする照明装置が知られている。

この種の照明装置は、例えば、特許文献１のように、液晶表示装置のバックライトとして利用されている。

上記液晶表示装置では、基板上に装着された複数の光源の照明光により明るくされた導光板によって、液晶パネルを背面から略均等に照明するようになっている。
特開２００３−２９２４８号公報

しかしながら、近年では、上記照明装置のコストパフォーマンスの向上が要請されている。つまり、上記照明装置では、光源の個数を増やすことなくその照明の輝度を向上させる、又はその照明の輝度を保ちながら光源の個数を削減することが要望されており、このような光源の個数と照明の輝度との相反する要望を両立させることは困難だった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、光源の数量を可及的に少なくしながら、その照明の輝度を向上させることができる照明装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願発明者は、案内部材によって複数の光源及びこれらの光路をまとめて取り囲み、当該案内部材を介して照射光を入光面に案内することに想到した。これにより、各光源の光が案内部材の外側へ照射されてしまうことを抑制することができるので、照射光のロスを少なくすることができる。

さらに、本願発明者は、各光源同士の隙間を埋めることにより、少ない個数の光源でもその照明（導光板）の輝度を向上できることを究明した。これは、上記案内部材の内部で当該案内部材又は導光板からの反射光が、基板に吸収される、又は基板と光源との隙間に入り込む等により、光源の照射光にロスが生じていたためと考えられる。

そこで、本発明は、入光面を有する導光板と、上記入光面に光を照射可能となるように基板上に装着された複数の光源とを備え、これら光源からの入射光によって上記導光板表面が略均等に明るくなるように構成された照明装置であって、上記導光板の入光面と基板との間に設けられ、上記各光源及びこれらの光路をまとめて取り囲む案内部材と、上記各光源同士の隙間を埋めるように上記基板上に配設されたスペーサ部材とを備え、このスペーサ部材は、上記各光源の照射光のうち、少なくとも上記導光板又は案内部材からの反射光の一部を反射する構成を採用している。

本発明によれば、各光源同士の間に照射された上記案内部材又は導光板からの反射光をスペーサ部材により反射することができるので、当該反射光の一部を再び導光板側へ照射することができ、これにより、各光源同士の隙間でロスする反射光を低減することができる。

したがって、本発明では、少ない光源で照明の輝度を向上させることができる。

なお、「各光源同士の隙間を埋める」とは、当該隙間がスペーサ部材により完全に満たされていることに限定されず、少なくとも基板と垂直な方向から各光源を見る視点において当該各光源同士の間の領域にスペーサ部材が配設されていればよい。すなわち、例えば、中空のスペーサ部材を各光源間に配設した場合や、各光源間に板状のスペーサ部材を掛け渡すようにした場合であっても、上述した効果を奏することができる。

上記スペーサ部材は、各光源同士の隙間だけに配設してもよいが、上記スペーサ部材は、上記案内部材の内側面と各光源の側面との隙間にも配設されている方がより好ましい。

この構成によれば、上記案内部材の内側の領域において、基板上面の露出部分をさらに減らすことができるので、より反射光のロスを低減させることができる。

上記スペーサ部材の形状は特に限定されるものではないが、上記スペーサ部材は、各光源の配光領域に不干渉となる形状とされていることがより好ましい。

この構成によれば、導光板への照射光に対するスペーサ部材の干渉を避けながら、当該導光板又は案内部材からの反射光をスペーサ部材によって反射させることができる。すなわち、各光源の照射光のロスを避けながら反射光のロスを低減させることができるので、より照明の輝度を向上させることができる。

上記案内部材とスペーサ部材とを別々に形成しても良いが、上記案内部材は、上記基板上に上記導光板を保持するようになっており、この案内部材に対して上記スペーサ部材が一体に形成されていることが特に好ましい。

この構成によれば、案内部材によって基板上に導光板を保持させながら、照明の輝度を向上させることができるので、それぞれを別々に形成する場合と比較してコストを低減することができる。

本発明によれば、少ない光源で照明の輝度を向上させることができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る照明装置が搭載された車両用のオーディオ機器を示す、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、図２は、図１の照明装置を分解して示す斜視図である。

各図を参照して、オーディオ機器１は、各種情報を表示する液晶表示部２と、機能選択用のボタン３とが、正面側に開放された状態でフロントパネル４に内蔵された構成とされている。

上記液晶表示部２は、液晶表示パネル（以下、ＬＣＤと称す）５を照明装置６によって背面から照明することにより、当該ＬＣＤ５を透過した光を表示内容として、カバーパネル７を通して使用者側（正面）に表示するようになっている。

具体的に、上記ＬＣＤパネル５は、一対のガラス板の間に液晶が封入されたものであり、電圧が印加されることによって、液晶の光透過率を制御して、その表面に表示内容に対応した像を形成するようになっている。

照明装置６は、４個のＬＥＤ（点状光源）８をホルダ（案内部材）９の一対の収容孔９ａにそれぞれ収容し、これら収容孔９ａを通して、各ＬＥＤ８の照射光を導光板１０の側面（入光面）１０ａに案内するようになっている。そして、上記照明装置６では、各ＬＥＤ８同士の隙間に埋設片（スペーサ部材）１１が配設されている（図４の（ａ）及び図５の（ａ）参照）。この構成により、各ＬＥＤ８同士の隙間に照射された上記ホルダ９又は導光板１０からの反射光を当該導光板１０に対して再び反射することができる。したがって、上記照明装置６では、各ＬＥＤ８同士の隙間での光の減衰を抑制することができる。

具体的に、照明装置６は、上記ＬＣＤ５の背面にカラーフィルタ１２を挟んで配置された導光板１０と、この導光板１０を保持するホルダ９と、このホルダ９が取り付けられたプリント基板１３と、このプリント基板１３上に立設された８個のＬＥＤ８と、これらＬＥＤ８同士の隙間に格納可能な埋設片１１及び１４（図４の（ａ）参照）とを備えている。

導光板１０は、アクリル樹脂等の材質により形成された略長方形のプレートであり、その短辺側面１０ａ、１０ａからの入射光を内部で乱反射させることにより、その表面を略均一に明るくするようになっている。

ホルダ９は、上記導光板１０を正面側から嵌め込み可能な凹部９ｂが形成された額縁状に形成されている。また、図１の（ｂ）及び図３に示すように、ホルダ９には、上記凹部９ｂの内側面から略Ｌ字型に延びて、ホルダ９の背面まで貫通する収容孔９ａが当該ホルダ９の両短辺に沿って一対形成されている。これら収容孔９ａは、後述のＬＥＤ８を一列ずつ背面側から収容するようになっている。また、各収容孔９ａの肩部は、表面側へ向けて先窄まりとなる傾斜面９ｃとされている。

プリント基板１３上には、８個のＬＥＤ８が１列４個で２列に分けて配置されている。これらＬＥＤ８は、それぞれ主に正面側へ向けて白色光を照射するようになっている。各ＬＥＤ８同士の隙間には、図４の（ａ）に示すように、１列当たり３個の埋設片１１が固着されている一方、両外側のＬＥＤ８には、上記埋設片１１と反対側の側面に埋設片１４がそれぞれ固着されている。

各埋設片１１及び１４は、少なくともその上部（表面側）にそれぞれ光反射率の大きな材質を有している。具体的に、本実施形態における各埋設片１１及び１４は、高密度のポリカーボネート樹脂により形成されている。ポリカーボネート樹脂としては、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ユーピロン（登録商標）ＨＲ３００１ＮＲ（密度１．３４ｇ／ｃｍ³）や、帝人化成株式会社製パンライト（登録商標）ＬＤ−１０００ＲＭ（密度１．２８ｇ／ｃｍ³）等が挙げられる。

さらに、本実施形態における各埋設片１１及び１４は、白色に着色されている。

このように、各埋設片１１及び１４が白色に着色されているとともに、密度の大きい材質により形成されているので、これら埋設片１１及び１４による各ＬＥＤ８の光の吸収（減衰）を抑制することができる。さらに、各埋設片１１及び１４は、その表面に鏡面処理が施されており、これにより光を反射して照射光の減衰をより抑制することができる。

また、各埋設片１１及び１４は、各ＬＥＤ８の高さ寸法と略同一の高さ寸法Ｈ（図５の（ａ）参照）に設定されている。そのため、各ＬＥＤ８は、その配光領域Ｅと上記埋設片１１、１４とが干渉することなく正面側へ光を放射状に照射することができる。

さらに、各埋設片１４は、図４の（ａ）に示すように、各ＬＥＤ８の列の全長Ｗ１が上記収容孔９ａの幅寸法Ｗ（図３参照）以下となるように、その幅寸法Ｄがそれぞれ設定されている。そのため、各ＬＥＤ８及び各埋設片１１並びに１４は、上記収容孔９ａ内に収容することができる。なお、本実施形態では、埋設片１４を配設しているが、上記収容孔９ａの幅寸法Ｗを、予め（Ｗ１−２Ｄ）に設定すれば、上記埋設片１４を省略することができる。

そして、上記ホルダ９をプリント基板１３上に取り付けた状態では、図１の（ｂ）に示すように、各収容孔９ａ内に１列（４個）のＬＥＤ８がそれぞれ収容されることになる。この状態で各ＬＥＤ８を点灯することにより、照射光は、上記収容孔９ａを介して導光板１０の両側面１０ａに照射され、これにより導光板１０の表面が明るくされる。

ここで、上記各埋設片１１及び１４を装着した場合、及び非装着の場合における照明装置６による照明の輝度について、図６を参照して説明する。なお、以下の輝度は、上記ＬＣＤ５の液晶による光の透過率を最大限大きく設定した場合において、当該ＬＣＤ５を透過した光（白色光）の輝度を示している。

図６に示すように、各埋設片１１及び１４を装着した時の輝度（図６では実線で示す：以下、装着輝度と称す）Ｃ１は、供給電流を一定とした場合に、非装着時の輝度（図６では破線で示す：以下非装着輝度と称す）Ｃ２の約１．４倍の値となっている。具体的に、供給電流２０〔mA〕の場合、装着輝度Ｃ１は１１６．２〔cd/m²〕となるのに対し、非装着輝度Ｃ２は８４．７〔cd/m²〕となる。

なお、図６のＣ３は、上記ホルダ９を各埋設片１１及び１４と同材質で形成するとともに、収容孔９ａの内壁に鏡面処理を施した場合の輝度（以下、装着同材質輝度と称す）を示している。この装着同材質輝度Ｃ３は、供給電流を一定とした場合に、上記装着輝度Ｃ１の約１．２倍（非装着輝度Ｃ２の約１．６倍）の値となっている。具体的に、供給電流２０〔mA〕の場合、装着同材質輝度Ｃ３は１３４．６〔cd/m²〕となる。

そして、液晶表示の分野では、背景を暗くし、白色光で文字を表示する場合、当該文字の輝度を１００〔cd/m²〕以上にするのが好ましいとされている。そこで、１００〔cd/m²〕以上の輝度で文字表示をする場合、上記非装着輝度Ｃ２では２５〔mA〕の電流が必要となるのに対し、上記装着輝度Ｃ１では１７〔mA〕、装着同材質輝度Ｃ３では１４〔mA〕の電流で済み、消費電力を低減させることができる。

換言すると、上記照明装置６では、供給電流を一定とした場合において、１００〔cd/m²〕以上の輝度にするためのＬＥＤ８の数量を、各埋設片１１及び１４を装着していないものよりも低減させることができる。

以上説明したように、上記照明装置６によれば、各ＬＥＤ８の照射光を収容孔９ａに沿って導光体１０の側面１０ａに案内するようにしているので、各ＬＥＤ８の照射光が収容孔９ａの外側へ照射されてしまうことを抑制することができる。

さらに、上記照明装置６では、各ＬＥＤ８同士の間に照射された上記ホルダ９又は導光板１０からの反射光を各埋設片１１によって反射することができるので、当該反射光の一部を再び導光板１０側へ照射することができ、これにより、各ＬＥＤ８同士の隙間でロスする反射光を低減することができる。

したがって、上記照明装置６では、少ないＬＥＤ８でその照明（導光板１０）の輝度を向上させることができる。

上記埋設片１４のように各ＬＥＤ８同士の隙間だけでなく、収容孔９ａ内面とＬＥＤ８の側面との間の隙間を埋めるようにした構成によれば、当該収容孔９ａ内におけるプリント基板１３の露出面積をさらに小さくすることができるので、反射光のロスをより低減することができる。

なお、上記実施形態では、埋設片１４によりＬＥＤ８の側面と収容孔９ａ内面との間の隙間を埋めるようにしているが、これに限定されることはなく、例えば、図４の（ｂ）に示すように、埋設プレート１５を採用することもできる。

上記埋設プレート１５には、上記プリント基板１３に対する各ＬＥＤ８のレイアウトに対応した複数の貫通孔１５ａが形成されている。そして、これら貫通孔１５ａ内に各ＬＥＤ８を収容した状態で、この埋設プレート１５を収容孔９ａ内に収容することによって、各ＬＥＤ８同士の隙間及び各ＬＥＤ８の側面と収容孔９ａ内壁との隙間を埋めることができる。

この実施形態によれば、各ＬＥＤ８同士の隙間だけでなく各ＬＥＤ８の側面と収容孔９ａ内壁との隙間も全て埋めることができるので、当該収容孔９ａ内におけるプリント基板１３の露出部分を無くすことができ、反射光のロスをさらに低減することができる。さらに、この構成では、１枚の埋設プレート１５を取り付けることにより、複数のＬＥＤ８同士の隙間を埋めることができるので、作業性を向上させることもできる。

上記各ＬＥＤ８の配光領域Ｅと不干渉となるように、埋設片１１又は埋設プレート１５の高さ寸法ＨをＬＥＤ８の高さ寸法と略同一とした構成によれば、導光板１０への照射光に対する埋設片１１又は埋設プレート１５の干渉を避けながら、当該導光板１０又はホルダ９からの反射光を埋設片１１又は埋設プレート１５によって反射させることができる。すなわち、各ＬＥＤ８の照射光のロスを避けながら反射光のロスを低減させることができるので、より照明の輝度を向上させることができる。

さらに、図５の（ｂ）に示すように、上記埋設片１１又は埋設プレート１５には、上記配光領域Ｅと不干渉となるように先窄まりとされた傾斜面１１ａを形成することもできる。

この傾斜面１１ａを備えた構成によれば、ホルダ９又は導光板１０からの反射光を、さらに導光板１０寄りで反射することができるので、当該反射光のロスを効果的に低減することができる。

なお、上記実施形態では、埋設片１１及び１４又は埋設プレート１５で例示したスペーサ部材とホルダ９で例示した案内部材とを別々に形成しているが、図７に示すように、これらスペーサ部材と案内部材とを一体に形成することもできる。

この実施形態に係るホルダ１６には、ホルダ本体１７に対してヒンジ１８を介して蓋体１９が一体成形されている。

上記ホルダ本体１７には、１列６個のＬＥＤ８をまとめて収容可能な開口面積で背面側に開くとともに、側方へ開放する収容部１７ａが形成されている。

上記蓋体１９は、矢印Ｙ１に示すように上記ヒンジ１８を撓ませつつホルダ本体１７の側面に装着されることにより、その側壁１９ｂによって上記収容部１７ａの側方を閉塞して当該ホルダ本体１７との間で上記収容孔９ａに対応する孔を形成するようになっている。具体的に、上記蓋体１９は、ホルダ本体１７の係止凹部１７ｂに係止爪１９ａを係止させることによってホルダ本体１７に装着し得るようになっている。

さらに、上記蓋体１９は、ホルダ本体１７に対する装着状態において、上記側壁１９ｂから収容部１７ａ側へ櫛歯状に突出する５本のスペーサ部２０を備えている。これらスペーサ部２０は、各ＬＥＤ８の間隔に対応して配設されており、ホルダ本体１７に対する装着状態において各ＬＥＤ８同士の隙間に側方から挿入されている。また、各スペーサ部２０は、各ＬＥＤ８と面一となる厚み寸法（すなわち、上記高さ寸法Ｈ：図５参照）とされている。

この実施形態に係る照明装置６によれば、ホルダ１６によってプリント基板１３上に導光板１０を保持させながら、照明の輝度を向上させることができるので、それぞれを別々に形成する場合と比較してコストを低減することができる。

なお、上記実施形態では、ＬＣＤ５のバックライトとして照明装置６を利用しているが、照明対象はＬＣＤに限定されることはない。例えば、上記ボタン３を背面から照明して、当該ボタン３を貫通する孔を介した照射光によって、正面側へ特定の情報（例えば、ボタン３が押下されているか否かを視認させる情報、又はボタン３の機能を示す情報）を表示するために上記照明装置６を利用することもできる。

また、上記実施形態では、導光板１０の両側から側面１０ａを照射しているが、何れか一方の側面１０ａを集中して照射してもよく、反対に多数列のＬＥＤ８により導光板１０を複数方向から照射してもよい。つまり、各ＬＥＤ８の配置は、導光板１０に設定される入光面の数量に合わせて適宜選択することができる。そして、ＬＥＤ８の数量は、限定されることはない。

さらに、上記実施形態では、光を正面側へ照射する向きで各ＬＥＤ８が取り付けられているが、導光板１０の側面１０ａに対して垂直に光を照射するように、各ＬＥＤ８をプリント基板１３上に装着することもできる。

本発明の実施形態に係る照明装置が搭載されたオーディオ機器を示す、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図１の照明装置を分解して示す斜視図である。図２のホルダを示す背面図である。図２のＬＥＤ及び埋設片の配置を示す正面図であり、（ａ）は埋設片、（ｂ）は埋設プレートをそれぞれ示している。図４に示す埋設片及びＬＥＤの側面断面図であり、（ａ）は各ＬＥＤと埋設片とが面一とされたもの、（ｂ）は傾斜面が形成された埋設片をそれぞれ示している。埋設片の装着時及び非装着時における液晶表示の輝度を示すグラフである。別の実施形態に係るホルダの背面側を示す斜視図である。

符号の説明

６照明装置
８ＬＥＤ
９、１６ホルダ
９ａ収容孔
１０導光板
１０ａ側面（入光面）
１１埋設片
１３プリント基板
１５埋設プレート
１７ホルダ本体
１９蓋体
２０スペーサ部

Claims

入光面を有する導光板と、上記入光面に光を照射可能となるように基板上に装着された複数の光源とを備え、これら光源からの入射光によって上記導光板表面が略均等に明るくなるように構成された照明装置であって、
上記導光板の入光面と基板との間に設けられ、上記各光源及びこれらの光路をまとめて取り囲む案内部材と、
上記各光源同士の隙間を埋めるように上記基板上に配設されたスペーサ部材とを備え、
このスペーサ部材は、上記各光源の照射光のうち、少なくとも上記導光板又は案内部材からの反射光の一部を反射するように構成されていることを特徴とする照明装置。
上記スペーサ部材は、上記案内部材の内側面と各光源の側面との隙間にも配設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。
上記スペーサ部材は、各光源の配光領域に不干渉となる形状とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
上記案内部材は、上記基板上に上記導光板を保持するようになっており、この案内部材に対して上記スペーサ部材が一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の照明装置。