JP2006339136A - 面光源照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 明るさのむらを少なくすることができる面光源照明装置を提供する。
【解決手段】 正面が開口し内側背面上または内側背面近傍に反射板１２ｂが施された箱形枠部１０の内側に、２本以上の直管状光源２４が配置され、箱形枠部の正面開口部が光拡散透過性カバー２２で覆われた面光源照明装置において、隣接する直管状光源同士の間に反射板から山型に突出する反射性の山型仕切り板２６を設ける。また、上記反射板および反射性の山型仕切り板を拡散反射率が９０％以上の発泡シートで形成する。さらに、反射板から山型仕切り板の頂部３０までの距離をＬ、直管状光源までの距離をＨ、光拡散透過性カバーまでの距離をＤとしたとき、Ｌ、Ｈ、Ｄが下記式（ａ）を満たすようにする。
Ｈ＜Ｌ≦（Ｈ＋Ｄ）／２ …（ａ）
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば電飾看板、ディスプレイスタンド、液晶モニタ等の面照明を行ったり、光天井に適用したりすることができる面光源照明装置に関する。

電飾看板等に使用される面光源照明装置や光天井等は、正面が開口し内面に反射板が施された箱体の内側に、複数の直管状の蛍光灯や冷陰極管が配置され、その箱体の正面が光拡散透過性カバーで覆われていることが多い。例えば、広告宣伝用の電飾看板では、外径３２ｍｍ程度の４０Ｗや２０Ｗの蛍光灯が箱体の内側に複数配置されているとともに、反射板として白色塗装鋼板が使用され、箱体の開口部を覆う光拡散透過性カバーには乳白色のアクリル樹脂板が使用されている。しかしながら、このような構造の電飾看板では、光源が配置された箇所では明るいのに対し、光源から離れるにしたがって暗くなることから、看板表面に明るさのむらができ、この点の改良が望まれていた。

上述した問題点を解決するために、発泡樹脂シートを山型に折り曲げ、その上端を光源高さより上方に位置させるとともに、当該上端から続く傾斜角度の異なる傾斜面によって隣接光源の直射光を部分的に遮光し、直射光やその余の反射光の影響を減らすことにより、均一な明るさを達成しようとする直下型照明装置が提案されている（特許文献１参照）。

しかし、特許文献１に記載されているような山型に折り曲げた発泡樹脂シートの上端が高い照明装置、すなわち図５に示すように後述するＬ、Ｈ、Ｄの関係がＬ＞（Ｈ＋Ｄ）／２となっている照明装置では、光源５０からの直射光を山型部分５２の右側と左側の両方から受ける部分５４が山型部分５２の真上を中心にして限られてしまい、この部分５４に明るすぎる光むらが生じてしまう。さらに、特許文献１の照明装置を作製するには、反射板を段階的に折り曲げるための特別な加工を要するので、簡便な構造の反射板によって明るさのむらを少なくすることができる面光源照明装置が望まれていた。

また、面光源照明装置が天井に設置された構造である光天井の場合には、建築基準法の内装制限の適用を受け、天井の材料を不燃または準不燃とすることが必要とされるため、光拡散透過性カバーとしては乳白色のアクリル樹脂板の代わりに不燃性繊維であるガラスクロスが使用されることが多いが、この光天井に使用することができる面光源照明装置が要望されていた。

特開２００２−１８２５７９号公報

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、例えばディスプレイスタンド、液晶モニタはもちろん、光拡散透過性カバーに乳白色のアクリル樹脂板を使用した電飾看板や、光拡散透過性カバーにガラスクロスを使用した光天井においても、光のむらを少なくして、明るさのむらを少なくすることができ、特に、光源間が暗くなる光むらを少なくしようとして山型の反射板を用いると、逆に発生してしまう部分的な明るすぎる光むらをなくすことが可能な面光源照明装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、特定の拡散反射率を有する発泡シートを用いて箱形枠部の内側背面上または内側背面近傍に反射板を施すとともに、箱形枠部内に配置した隣接する光源同士の間に上記発泡シートを用いて反射性の山型仕切り板を形成し、かつ、上記山型仕切り板の高さと、光源の高さと、箱形枠部の正面開口部を覆う光拡散透過性カバーの高さとを特定の配置関係とした面光源照明装置が、光のむらを著しく低減することができるため、各種用途の面光源照明装置として使用可能であり、さらには光天井にも適用可能であることを見出した。

本発明は、上述した知見に基づいてなされたもので、正面が開口し内側背面上または内側背面近傍に反射板が施された箱形枠部の内側に、２本以上の直管状光源が配置され、前記箱形枠部の正面開口部が光拡散透過性カバーで覆われた面光源照明装置において、隣接する直管状光源同士の間に前記反射板から山型に突出する反射性の山型仕切り板が設けられ、前記反射板および前記反射性の山型仕切り板は拡散反射率が９０％以上の発泡シートからなり、かつ、前記反射板から前記反射性の山型仕切り板の頂部までの距離をＬ、前記反射板から前記直管状光源までの距離をＨ、前記反射板から前記光拡散透過性カバーまでの距離をＤとするとき、前記Ｌ、Ｈ、Ｄが下記式（ａ）を満たすことを特徴とする面光源照明装置を提供する。

Ｈ＜Ｌ≦（Ｈ＋Ｄ）／２ …（ａ）

本発明の面光源照明装置は、特定の拡散反射率を有する発泡シートを用いて、箱形枠部の内側背面上または内側背面近傍に反射板を施すとともに、隣接する光源同士の間に反射性の山型仕切り板を形成し、かつ、その山型仕切り板、光源および光拡散透過性カバーの高さを特定の配置関係としているので、光のむら、特に部分的な明るすぎる光むらを著しく低減することができる。したがって、本発明の面光源照明装置は、電飾看板、ディスプレイスタンド、液晶モニタ等の各種用途の面光源照明装置に使用することができ、さらには光天井に適用可能である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。図１は本発明に係る面光源照明装置の一実施形態を示す分解斜視図である。本例の面光源照明装置において、１０は箱形枠部を示す。箱形枠部１０は、背面板１２、天面板１４、底面板１６、左側面板１８および右側面板２０を具備する。これら背面板１２、天面板１４、底面板１６、左側面板１８および右側面板２０は、それぞれ基板１２ａ、１４ａ、１６ａ、１８ａ、２０ａの内面に反射板１２ｂ、１４ｂ、１６ｂ、１８ｂ、２０ｂが積層されたものである。

上記箱形枠部１０の正面は開口し、この正面開口部は光拡散透過性カバー２２で閉塞されている。また、箱形枠部１０の内側の背面近傍には複数（本例では４本）の直管状光源（直管状蛍光灯）２４が平行にかつ等間隔で上下方向に沿って配置されている。さらに、隣接する光源２４同士の間には、反射板１２ｂから山型に突出する３つの反射性の山型仕切り板２６が上下方向に沿って設けられている。なお、反射性の山型仕切り板２６は、箱形枠部１０の内側背面上に施された反射板１２ｂと一体に成形してもよく、反射板１２ｂに機械的に接合してもよく、反射板１２ｂに接着剤等で固定してもよい。

上述した箱形枠部の内側背面上または内側背面近傍に施された反射板１２ｂ、１４ｂ、１６ｂ、１８ｂ、２０ｂおよび隣接する光源２４同士の間に設けられた反射性の山型仕切り板２６は、いずれも拡散反射率が９０％以上の発泡シートにより形成されている。

光源から発せられ光拡散透過性カバーへ向かった光は、一部が光拡散透過性カバーを透過し、残りが光拡散透過性カバーで反射する。また、光拡散透過性カバーで反射した光は、次に反射板や反射性の山型仕切り板で拡散反射して、再び光拡散透過性カバーへ向かったものは、同様の過程を経て光拡散透過性カバーを透過したり、光拡散透過性カバーで反射したりする。この際、光源間に反射性の山型仕切り板があり、その高さと傾斜が適切であると、光源間の光拡散透過性カバーからも多くの光が出て行くようになり、光むらの少ない面光源照明装置が得られる。この場合、Ｌ、Ｈ、Ｄの関係をＬ≦（Ｈ＋Ｄ）／２とし、反射性の山型仕切り板の傾斜は、光源間隔の制約、光源ホルダの制約等を考慮しつつ、頂角が大きくなるように設定することが適当である。

本発明において、反射板および反射性の山型仕切り板を形成する材料としては、拡散反射率が９０％以上の発泡シートであれば特に制限なく使用することができるが、特に好ましいのは、内部に平均気泡径が光の波長以上５０μｍ以下の微細な気泡または気孔を有する熱可塑性樹脂のフィルムまたはシートである。上記熱可塑性樹脂のフィルムまたはシートの材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビフェニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコールなどの汎用樹脂、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、超高分子量ポリエチレン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマー、フッ素樹脂などのエンジニアリングプラスチック、またはこれらの共重合体または混合物などが挙げられる。これらのうちでも、耐熱性、耐衝撃性などが良好であることから、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピレン、シクロポリオレフィンが好ましい。なお、上記熱可塑性樹脂中には、酸化防止剤、紫外線防止剤、滑剤、顔料、強化剤などを適宜添加することができる。また、これらの添加剤を含有した塗布層を塗布して形成してもよい。

より具体的には、上記発泡シートの一例として、熱可塑性ポリエステルの押出シートに炭酸ガスを高圧下で含浸させた後、加熱し発泡させたシートで、内部の気泡径が５０μｍ以下であるポリエステル系発泡シート（例えば、古河電気工業株式会社製のＭＣＰＥＴ（登録商標））を使用することができる。その他、同様に内部の気泡径が５０μｍ以下であるシクロポリオレフィン系発泡シートを使用することができる。

また、反射板および反射性の山型仕切り板を形成する材料の他の好ましい例として、フィラーを含有する熱可塑性樹脂のフィルムまたはシートであって、フィラーを核として多数のボイドが形成されているフィルムまたはシートが挙げられる。この場合、上記フィルムまたはシートにおいて、フィラーを含有する熱可塑性樹脂のフィルムまたはシートは、フィラーを含有する未延伸フィルムまたはシートを成形し、この未廷伸フィルムまたはシートを延伸することにより、フィラーを核として多数のボイドを形成した多孔性延伸フィルムまたはシートであることが好ましい。

本発明において、反射板および反射性の山型仕切り板を形成する発泡シートの厚さは２００μｍ〜２０００μｍであることが好ましい。上記発泡シートの厚さが２００〜２０００μｍの範囲内であると剛性があり好ましい。また、上記発泡シートの比重は０．１〜０．７であることが好ましい。さらに、本発明における反射板および反射性の山型仕切り板は、金属板に適宜前述したフィルムまたはシートを貼り付けたもので形成してもよい。

本発明において、拡散反射率は、光の入射束に対する拡散反射束の比をいい、自記分光光度計により４００〜１２００ｎｍの波長域で測定し、硫酸バリウムの微粉末を固めた白板の反射率を１００％とし、波長５５０ｎｍにおける値をその相対値として求めた値をいう。自記分光光度計としては、例えばＵＶ−３１００ＰＣ（島津製作所社製商品名）を使用することができる。

また、本発明の面光源照明装置では、図２に示すように、反射板１２ｂから反射性の山型仕切り板２６の頂部３０までの距離をＬ、反射板１２ｂから光源２４までの距離（反射板１２ｂの内面から光源２４の外縁までの距離）をＨ、反射板１２ｂから光拡散透過性カバー２２までの距離（反射板１２ｂの内面から光拡散透過性カバー２２の内面までの距離）をＤとするとき、Ｌ、Ｈ、Ｄが下記式（ａ）を満たすようになっている。

Ｈ＜Ｌ≦（Ｈ＋Ｄ）／２ …（ａ）
Ｌ、Ｈ、Ｄが式（ａ）を満たす場合には、光源から発せられた光が光源直下の反射板で反射および拡散されるとともに、山型仕切り板で有効に拡散され、光源間が暗くなる光むらを少なくするばかりでなく、図３に示すように、光源２４からの直射光を山型仕切り板２６の右側と左側の両方から受ける部分３２が山型仕切り板２６の真上に限られることがないため、明るすぎる光むらも発生させない。

これに対し、ＬがＤよりやや小さいだけで、山型仕切り板の高さが光拡散透過性カバーの近くまであり、光拡散透過性カバーと山型仕切り板との間の間隙が狭い場合には、山型仕切り板の一側方の光源からの光が山型仕切り板の頂部の真上の光拡散透過性カバーに届かず、同様に山型仕切り板の他側方の光源からの光も山型仕切り板の頂部の真上の光拡散透過性カバーに届かない。したがって、この場合には山型仕切り板の頂部の真上の光拡散透過性カバーが暗くなり、光のむらが発生する。

また、上述した山型仕切り板の高さが光拡散透過性カバーの近くまである場合よりもＬは小さいが、Ｌ＞（Ｈ＋Ｄ）／２の場合には、山型仕切り板の両側方の光源からの光は、いずれも山型仕切り板に邪魔され、光拡散透過性カバーの山型仕切り板を挟んで反対側にある部分に十分に届かないため、山型仕切り板の上方の光拡散透過性カバーを中心に明るすぎる光むらが発生する。

本発明において、直管状光源としては、例えば直管状の蛍光灯や冷陰極管等を用いることができる。

本発明において、光拡散透過性カバーとしては、適宜選択して使用することができ、全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ ７１０５−１９８１）が２０％以上５０％以下で反射率が５０％以上８０％以下のものを好適に用いることができる。具体的には、例えば乳白色のアクリル樹脂板を使用することができる。

また、建築物内に設置されるいわゆる光天井といわれる用途に本発明の面光源照明装置を使用する場合には、建築基準法の内装制限の適用を受け、天井の材料は不燃性の材料で構成されるのが通常である。このような用途の場合、本発明において、光拡散透過性カバーとして、ガラスクロスが使用されるが、特に好ましくは全光線透過率が４０〜７０％のガラスクロスを使用することにより、光むらを生じることのない面光源照明装置を提供することができる。

次に、本発明に係る面光源照明装置の実施例を示すが、本発明は下記例に限定されるものではない。

（実施例１）
図１に示した面光源照明装置を作製した。この場合、内寸が高さ６５０ｍｍ、幅１２００ｍｍ、深さ１３０ｍｍの鉄板からなる箱本体の内面に反射板を密着させて配置した。また、管径３２ｍｍで２０Ｗの４本の直管状蛍光灯を、蛍光灯同士の間隔が３００ｍｍ、蛍光灯と側面板との間隔が１５０ｍｍになるように箱形枠部内に収納した。さらに、隣接する蛍光灯同士の間に、反射板から山型に突出する３つの反射性の山型仕切り板を設けた。本例の面光源照明装置では、反射板から反射性の山型仕切り板の頂部までの距離Ｌは７２ｍｍ、蛍光灯までの距離Ｈは２４ｍｍ、光拡散透過性カバーまでの距離Ｄは１３０ｍｍであった。したがって、Ｌ、Ｈ、Ｄは式（ａ）を満たしていた。

また、本実施例において、構成材料としては下記のものを用いた。
・反射板、反射性の山型仕切り板：平均気泡径１０μｍの微細気泡のポリエチレンテレフタレート系樹脂発泡体（古河電気工業社製商品名：ＭＣＰＥＴ、厚さ１ｍｍ、比重０．３２５、５５０ｎｍでの拡散反射率９６．０％）
・蛍光灯：ＮＥＣ社製商品名：ＦＬ２０ＳＤ昼光色
・光拡散透過性カバー：乳白色のアクリル樹脂板（三菱レイヨン社製商品名：アクリライト、色番号＃４３０、厚さ３ｍｍ、全光線透過率３０％）
（比較例１）
反射板から山型仕切り板の頂部までの距離Ｌを１２０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様の面光源照明装置を作製した。

（比較例２）
隣接する蛍光灯同士の間に山型仕切り板を設けないこと以外は、実施例１と同様の面光源照明装置を作製した。

次に、下記方法により実施例１および比較例１、２の面光源照明装置の評価を行った。測定室の照明を消灯し、実施例１および比較例１、２の面光源照明装置の蛍光灯を点灯させ、光拡散透過性カバーに直接照度計の受光部を接触させて照度を測定した。測定位置は、光拡散透過性カバーの高さ方向中央部において、左から２番目の蛍光灯の上（Ａ位置）、左から２番目と３番目の蛍光灯の間の上（Ｂ位置）、左から３番目の蛍光灯の上（Ｃ位置）でそれぞれ測定した。また同時に、明るく見える光むらの発生状況、暗く見える光むらの発生状況を観察した。照度の測定器としては、横河Ｍ＆Ｃ社製の一般ＡＡ級照度計（型名５１００２）を使用した。結果を表１に示す。

実施例１においては、左から１番目と２番目、２番目と３番目、３番目と４番目の蛍光灯の間の上の光拡散透過性カバーに、明るすぎるように見える光むらも暗すぎるように見える光むらも発生せず、表面の明るさは均一であった。それに対して、比較例１においては、左から１番目と２番目、２番目と３番目、３番目と４番目の蛍光灯の間の上を中心として、３０ｍｍ幅ほどの明るすぎるように見える光むらが発生した。また、比較例２においては、左から１番目と２番目、２番目と３番目、３番目と４番目の蛍光灯の間の上を中心として、暗すぎるように見える光むらが発生した。

（実施例２）
本発明に係る面光源照明装置として、図４に示した光天井を作製した。図４の光天井において、３４はコンクリートからなる天井下地、３６は天井下地３４に取り付けられたトラフ型照明器具、３８はトラフ型照明器具３６の直管状蛍光灯、４０は天井下地３４と離間した状態で該天井下地３４と平行に設置された反射板、４２は隣接する蛍光灯３８同士の間に設けられ、反射板４０から山型に突出する反射性の山型仕切り板、４４は反射板４０と平行に設置された光拡散透過性カバーを示す。本例では、天井下地３４、光拡散透過性カバー４４および部屋の側面（図示せず）によって箱形枠部４６が形成されており、本発明の箱形枠部は、本例のように建物の天井面や側面を利用して形成することもできる。なお、反射性の山型仕切り板４２は、反射板４０と一体に成形してもよく、反射板４０に機械的に接合してもよく、反射板４０に接着剤等で固定してもよい。

より具体的には、本例の光天井は、幅８ｍ×奥行き８ｍの部屋の天井全体に設置されている。また、蛍光灯３８としては、管径３２ｍｍで４０Ｗの直管状蛍光灯（ＮＥＣ社製商品名：ＦＬ４０ＳＤ昼光色）を、蛍光灯同士の間隔が３００ｍｍとなるように計１５６本（６列×２６行）配置した。反射板４０および反射性の山型仕切り板４２の材質としては、実施例１と同じ平均気泡径１０μｍの微細気泡のポリエチレンテレフタレート系樹脂発泡体（古河電気工業社製商品名：ＭＣＰＥＴ、厚さ１ｍｍ、比重０．３２５、５５０ｎｍでの拡散反射率９６．０％）を使用した。光拡散透過性カバーとしては、ガラスクロス基布にフッ素樹脂を含浸させた不燃性の照明用カバー（日東紡社製商品名：ライトシェード、全光線透過率４５％）を用いた。

本例の光天井では、反射板から反射性の山型仕切り板の頂部までの距離Ｌは１３５ｍｍ、蛍光灯までの距離Ｈは５ｍｍ、光拡散透過性カバーまでの距離Ｄは２６５ｍｍであった。したがって、Ｌ、Ｈ、Ｄは式（ａ）を満たしていた。

（比較例３）
天井下地３４に白色塗装鋼板を直貼りするとともに、前記ポリエチレンテレフタレート系樹脂発泡体からなる反射板４０および反射性の山型仕切り板４２を設けないこと以外は、実施例２と同様の光天井を作製した。

次に、下記方法により実施例２および比較例３の光天井の評価を行った。実施例２および比較例３の光天井の蛍光灯を点灯させ、光拡散透過性カバーに直接照度計の受光部を接触させて照度を測定した。測定位置は、蛍光灯の直下の数カ所、蛍光灯同士の間の直下の数カ所でそれぞれ測定した。また同時に、明るく見える光むらの発生状況、暗く見える光むらの発生状況を観察した。照度の測定器としては、横河Ｍ＆Ｃ社製の一般ＡＡ級照度計（型名５１００２）を使用した。

その結果、実施例２の光天井では、蛍光灯の直下の数カ所の平均値および蛍光灯同士の間の直下の数カ所の平均値のいずれもが約６２００ｌｘであり、明るすぎるように見える光むらも暗すぎるように見える光むらも発生せず、表面の明るさは均一であった。これに対し、比較例３の光天井では、蛍光灯の直下の数カ所の平均値は約４８００ｌｘ、蛍光灯同士の間の直下の数カ所の平均値の平均値は約３７００ｌｘであり、蛍光灯同士の間の直下を中心として、暗すぎるように見える光むらが発生した。

本発明に係る面光源照明装置の一実施形態を示す分解斜視図である。 図１の面光源照明装置を示す模式図である。 図１の面光源照明装置の効果を示す模式図である。 本発明に係る面光源照明装置（光天井）の一実施形態を示す模式図である。 従来の面光源照明装置の一例を示す模式図である。

符号の説明

１０ 箱形枠部
１２ｂ、１４ｂ、１６ｂ、１８ｂ、２０ｂ 反射板
２２ 光拡散透過性カバー
２４ 直管状光源
２６ 反射性の山型仕切り板
３０ 頂部
３４ 天井下地
３８ 直管状蛍光灯
４０ 反射板
４２ 反射性の山型仕切り板
４４ 光拡散透過性カバー
４６ 箱形枠部

Claims (4)

1. 正面が開口し内側背面上または内側背面近傍に反射板が施された箱形枠部の内側に、２本以上の直管状光源が配置され、前記箱形枠部の正面開口部が光拡散透過性カバーで覆われた面光源照明装置において、隣接する直管状光源同士の間に前記反射板から山型に突出する反射性の山型仕切り板が設けられ、前記反射板および前記反射性の山型仕切り板は拡散反射率が９０％以上の発泡シートからなり、かつ、前記反射板から前記反射性の山型仕切り板の頂部までの距離をＬ、前記反射板から前記直管状光源までの距離をＨ、前記反射板から前記光拡散透過性カバーまでの距離をＤとするとき、前記Ｌ、Ｈ、Ｄが下記式（ａ）を満たすことを特徴とする面光源照明装置。
   Ｈ＜Ｌ≦（Ｈ＋Ｄ）／２ …（ａ）
2. 前記光拡散透過性カバーは全光線透過率（ＪＩＳ Ｋ ７１０５−１９８１）が２０％以上５０％以下で反射率が５０％以上８０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の面光源照明装置。
3. 前記光拡散透過性カバーはガラスクロスにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の面光源照明装置。
4. 前記発泡シートは内部に平均気泡径が光の波長以上５０μｍ以下の微細な気泡または気孔を有する熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の面光源照明装置。