JP2012204237A - 照明装置用反射体、及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外光の影響を少なくして発光素子の光を受光素子で検出すること。
【解決手段】複数の凹状反射面１６を連接した面照明装置用反射体１４を備え、前記凹状反射面１６の各底部にＬＥＤ１０を配置した面照明装置１おいて、前記面照明装置用反射体１４には、前記凹状反射面１６が表面側で連なる連接箇所Ｐの裏面側に、少なくともいずれかの凹状反射面１６と通じた凹部３２を設け、当該凹部３２に通じた凹状反射面１６に配置された前記ＬＥＤ１０の光Ｈを検出する受光素子３０を前記凹部３２に配置する構成とした。
【選択図】図５

Description

本発明は、照明装置用反射体、及び照明装置に関する。

従来、液晶表示装置や看板、誘導灯などの表示面を裏側から照らす、いわゆるバックライトや、液晶表示装置等に使用される比較的大型のガラス基板の欠陥検査に用いる検査光源等に面照明装置が広く用いられている。この種の面照明装置は、表示面の裏面に対向する対向面に、点状光源としての例えばＬＥＤ等の発光素子を格子状に配置して光源部を構成している（例えば、特許文献１参照）。

液晶表示装置などの表示面の表示品位を高品位に維持し、或いはガラス基板の欠陥検査精度を高精度に維持するためには、表示面などの被照射面における輝度むらを抑えることが重要である。このため、面照明装置においては、被照射面での輝度に応じて光源部の各点状光源の発光量を制御する必要があるものの、被照射面の上に受光素子を配置すると、受光素子が表示を阻害する、また、被照射面における輝度むらの原因ともなる。

そこで近年では、被照射面に受光素子を配置するのではなく、発光ユニットと被照射面の間に透過部材を配置し、当該透過部材で裏面反射した反射光を受光素子で検出する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−１３４３８５号公報 特開２００９−２８９５１５号公報

しかしながら、従来の技術では、発光素子の光の他にも外光が受光素子で検出されてしまい、受光素子の光量を正しく検出できない、という問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、外光の影響を少なくして発光素子の光を受光素子で検出することができる照射装置用反射鏡、及び照射装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、底部に発光素子が配置される複数の凹状反射面を連接した照明装置用反射体において、前記凹状反射面が表面側で連なる箇所の裏面側に、少なくともいずれかの凹状反射面と通じた凹部を設け、当該凹部に通じた凹状反射面に配置された発光素子の光を検出する受光素子を前記凹部に配置可能にしたことを特徴とする。

また上記目的を達成するために、本発明は、複数の凹状反射面を連接した照明装置用反射体を備え、前記凹状反射面の各底部に発光素子を配置した照明装置おいて、前記照明装置用反射体には、前記凹状反射面が表面側で連なる箇所の裏面側に、少なくともいずれかの凹状反射面と通じた凹部を設け、当該凹部に通じた凹状反射面に配置された前記発光素子の光を検出する受光素子を前記凹部に配置したことを特徴とする。

また本発明は、上記照明装置おいて、前記発光素子の基板を備え、前記基板を前記照明装置用反射体の裏側に配置して前記裏面側の凹部を覆ったことを特徴とする。

また本発明は、上記照明装置において、前記凹部に２以上の凹状反射面を通じさせ、当該凹部に配置された受光素子が各凹状反射面の発光素子のそれぞれの光を検出することを特徴とする。

本発明によれば、凹状反射面が表面側で連なる箇所の裏面側に、少なくともいずれかの凹状反射面に通じた凹部を設け、当該凹部に通じた凹状反射面に配置された発光素子の光を検出する受光素子を前記凹部に配置可能にした。この凹部には表面側からの外光が届きにくいため、この凹部に受光素子を配置することで、外光の影響を抑えて発光素子の光を検出することができる。

本発明の第１実施形態に係る面照明装置の構成を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図、（Ｃ）は左側面図、（Ｄ）は右側面図である。 発光部の断面図である。 面照明装置用反射体の斜視図であり、（Ａ）は正面側の上方斜視図、（Ｂ）は背面側を上側に向けて示す上方斜視図である。 面照明装置用反射体の構成を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は側面図である。 図２に矢印Ａで指した部位の拡大図である。 本発明の第２実施形態に係るライン照明装置の構成を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は本実施形態に係る面照明装置１の構成を示す図であり、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は底面図、図１（Ｃ）は左側面図、図１（Ｄ）は右側面図である。
面照明装置１は、図１に示すように、正面に矩形状の照射開口４を有した箱形の筐体３を有し、正面には発光部５、右面にはファン７、左側面には排気口９、信号入力コネクタ１１、及び入力端子台１３が設けられている。

発光部５は、照射開口４の開口一杯に配置され、例えば液晶表示装置のバックライトとして用いられるときには表示面の背面、ガラス基板等の欠陥検査の照明光として用いられるときには検査対象面の背面に対向して配置され、表示面検査対象面の全域に対して光りを照射可能な広さを有している。

図２は、発光部５の断面図である。
発光部５は、発光素子たる多数のＬＥＤ１０が実装されたＬＥＤ基板１２と、当該ＬＥＤ基板１２を覆うように設けた面照明装置用反射体１４とを備え、ＬＥＤ基板１２には、図１に示すように、ＬＥＤ１０が千鳥状に配列されている。面照明装置用反射体１４には、ＬＥＤ１０ごとに凹状反射面１６が設けられている。なお、発光部５の光源素子には、ＬＥＤ１０の代わりに有機ＥＬ等の自発光素子（ＯＬＥＤ）を用いることもできる。また、ＬＥＤ１０の配列を千鳥状に代えて格子状としても良い。

図３は面照明装置用反射体１４の斜視図であり、図３（Ａ）は正面側の上方斜視図、図３（Ｂ）は背面側を上側に向けて示す上方斜視図である。また図４は面照明装置用反射体１４の構成を示す図であり、図４（Ａ）は正面図、図４（Ｂ）は背面図、図４（Ｃ）は底面図、図４（Ｄ）は側面図である。
面照明装置用反射体１４は、略矩形板状の基体１８の正面側の表面に多数の凹状反射面１６を連接して設けられている。より具体的には、凹状反射面１６は、それぞれ切頂（切頭）回転放物反射面、回転楕円反射面、或いは回転双曲反射面であり、各凹状反射面１６の底部開口２０の略中央にＬＥＤ１０が配置されている。
また各凹状反射面１６にあっては、隣接する凹状反射面１６同士で上端開口２１の縁部がオーバーラップすることで、各凹状反射面１６には、例えば図２に示すように、側面視凹状の切欠部２２が形成される。各凹状反射面１６では、放射する光が切欠部２２を通じて隣の凹状反射面１６に入り込む方向にも光が放射されることから、被照射面では、各凹状反射面１６の境界部分に対応して発生する光量低下を抑制し、照度ムラを抑えることができる。

図３（Ｂ）に示すように、面照明装置用反射体１４の背面には、ＬＥＤ基板１２との間に隙間を確保する多数のスペーサ２６が設けられており、当該スペーサ２６によって、図２に示すように、ＬＥＤ１０のチップの高さ（発光面１０Ａ）に合わせて凹状反射面１６の底部開口２０が配置される。スペーサ２６の幾つかには、ＬＥＤ基板１２と面照明装置用反射体１４とをネジ２７（図１）で止めするためのネジ挿通孔２８が設けられている。

また、発光部５のＬＥＤ基板１２上には、図２に示すように、ＬＥＤ１０の光量を検出するための複数の受光素子３０が設けられている。本実施形態では、複数個のＬＥＤ１０を電気的に直列接続して１つのグループＧ（図４（Ａ）参照）とし、グループＧごとにＬＥＤ１０の駆動電流を可変して光量を調整可能なＬＥＤ駆動回路（図示略）が設けられている。上記受光素子３０は、グループＧごとに設けられ検出値を、各ＬＥＤ駆動回路の駆動電流をフィードバック制御するフィードバック制御回路（図示略）に出力する。フィードバック制御回路は、各グループＧの受光素子３０の検出値に基づいて、各グループＧのＬＥＤ１０の光量を、グループＧの同士の間でＬＥＤ１０の光量が等しくなるように制御し、被照射面での照度ムラを防止する。
上記グループＧは、ＬＥＤ基板１２の上で直線上に一列に並ぶＬＥＤ１０ごとに構成されており、本実施形態では、図１に示すように、斜方向に一列に並ぶＬＥＤ１０同士で１つのグループＧを構成することとしている。

図５は図２に矢印Ａで指した部位の拡大図であり、図５（Ａ）は断面視図、図５（Ｂ）は斜視図である。
受光素子３０は、同図に示すように、隣接する２つの凹状反射面１６が表面側で連接する連接箇所Ｐの裏面側に設けられている。
具体的には、面照明装置用反射体１４の基体１８の上記連接箇所Ｐに対応する裏面側の位置には、表面側に凹む凹部３２が設けられており、この凹部３２の中に上記受光素子３０が配置されている。凹部３２は、同じグループＧに属する２つの凹状反射面１６の間に設けられており、両隣の凹状反射面１６とは開口３６を通じて連通している。

したがって、図５（Ａ）に示すように、両隣の凹状反射面１６のＬＥＤ１０の光Ｈが開口３６を通じて凹部３２に取り入れられる。受光素子３０の受光面３０Ａは、凹部３２の底部である天面３４に対向配置されており、開口３６を通じて凹部３２に取り入れられ天面３４で反射した光が受光素子３０の受光面３０Ａに入射して検出される。
このとき、受光素子３０の受光面３０Ａと天面３４との間の距離δは、天面３４へのＬＥＤ１０の光Ｈを遮蔽しない範囲で、当該天面３４での反射光を十分に検出できる程度に狭められている。

このように、面照明装置用反射体１４の裏面側に設けた凹部３２に受光素子３０を配置してＬＥＤ１０の光量を検出することで、正面側からの外光の影響を受けずにＬＥＤ１０の光量を検出することができる。
特に、面照明装置用反射体１４がＬＥＤ基板１２の上に配置されているため、面照明装置用反射体１４の裏面側の凹部３２がＬＥＤ基板１２で覆われることとなり、凹部３２への裏面側からの外光も防止できる。

また、同一のＬＥＤ駆動回路で駆動されるグループＧ内の２つの凹状反射面１６の間に凹部３２を設け、この凹部３２を両隣の凹状反射面１６と開口３６を通じて連通させて各凹状反射面１６のＬＥＤ１０のそれぞれの光Ｈを凹部３２に取り込み受光素子３０で検出する構成としたため、グループＧ内の１つのＬＥＤ１０の光Ｈだけを検出する場合に比べて、グループＧのＬＥＤ１０の光量を、より正確にフィードバック制御できる。勿論、凹部３２をいずれか１つの凹状反射面１６に通じさせてＬＥＤ１０の光Ｈを検出しても良い。
なお、隣接する各グループＧの凹状反射面１６の間（例えば、図４に示すように、４つの凹状反射面１６が表面側で連なる箇所αの裏面側）に上記凹部３２を設け、当該凹部３２に受光素子３０を配置して、各グループＧのＬＥＤ１０の光を検出する構成としても良い。これにより、受光素子３０の数を減らすことができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、凹状反射面１６が表面側で連なる連接箇所Ｐの裏面側に、２つの凹状反射面１６に通じる凹部３２を設け、当該凹部３２に通じた凹状反射面１６に配置されたＬＥＤ１０の光Ｈを検出する受光素子３０を凹部３２に配置する構成とした。
これにより、表面側からの外光が届きにくい裏面側の凹部３２でＬＥＤ１０の光Ｈを検出するため、外光の影響を抑えてＬＥＤ１０の光Ｈを検出することができる。

また本実施形態によれば、ＬＥＤ基板１２を面照明装置用反射体１４の裏側に配置して凹部３２を覆う構成としたため、凹部３２への裏面側からの外光も防止できる。

また本実施形態によれば、凹部３２に２つの凹状反射面１６を通じさせ、当該凹部３２に配置された受光素子３０が各凹状反射面１６のＬＥＤ１０の光Ｈを検出する構成とした。
これにより、各ＬＥＤ１０の光量を制御する際に、１つのＬＥＤ１０の光Ｈだけを検出して制御する場合に比べて、それぞれのＬＥＤ１０の光量を、より正確に制御できる。

＜第２実施形態＞
上述した実施形態では、ＬＥＤ基板１２の上にＬＥＤ１０を千鳥状に配置して面状に光を照射する面照明装置１を例示した。これに対して、本実施形態では、ライン状（直線状）に光を照射するライン照明装置について説明する。
図６は、本実施形態に係るライン照明装置１００の構成を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面視図である。なお、同図において、第１実施形態と同一の部材については同じ符号を付して、その説明を省略する。

同図に示すように、ライン照明装置１００は、ＬＥＤ１０をライン状に並べて発光部１０５を構成し、ライン状に光を照射する。具体的には、発光部１０５は、棒状の複数の発光ユニット１４０を直線状に並べて構成されている。各発光ユニット１４０は、複数のＬＥＤ１０を一列に並べて実装した正面視長方形のＬＥＤ基板１１２と、このＬＥＤ基板１１２の上に設けられたライン照明装置用反射体１１４とを備えている。各発光ユニット１４０は、上記グループＧを構成し、それぞれが異なるＬＥＤ駆動回路で駆動され、各発光ユニット１４０ごとに上記受光素子３０が設けられている。

すなわち、ライン照明装置用反射体１１４は、四角柱状の基体１１８の正面側の表面に、一列に連接した複数（図示例では５つ）の凹状反射面１６が設けられており、各凹状反射面１６の底部にＬＥＤ１０が配置されている。そして、第１実施形態と同様に、凹状反射面１６が表面側で連なる連接箇所Ｐの裏面側には、両隣の２つの凹状反射面１６に通じる凹部３２が設けられており、この凹部３２には、当該凹部３２に通じた各凹状反射面１６に配置されたＬＥＤ１０の光を検出する受光素子３０がＬＥＤ基板１１２に実装されて配置されている。
これにより、第１実施形態と同様に、表面側からの外光が届きにくい裏面側の凹部３２でＬＥＤ１０の光を検出するため、外光の影響を抑えてＬＥＤ１０の光を検出することができる。
また凹部３２は、第１実施形態と同様に、ＬＥＤ基板１１２により裏側から覆われることで、裏側からの外光の影響も抑えられる。

なお、上述した各実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形、及び応用が可能である。

１ 面照明装置（照明装置）
４ 照射開口
５、１０５ 発光部
１０ ＬＥＤ（発光素子）
１０Ａ 発光面
１２、１１２ ＬＥＤ基板（基板）
１４ 面照明装置用反射体（照明装置用反射体）
１６ 凹状反射面
２０ 底部開口
３０ 受光素子
３０Ａ 受光面
３２ 凹部
３４ 天面
３６ 開口
１００ ライン照明装置（照明装置）
１１４ ライン照明装置用反射体（照明装置用反射体）
１４０ 発光ユニット
Ｈ 光
Ｐ 連接箇所

Claims (4)

1. 底部に発光素子が配置される複数の凹状反射面を連接した照明装置用反射体において、
   前記凹状反射面が表面側で連なる箇所の裏面側に、少なくともいずれかの凹状反射面と通じた凹部を設け、当該凹部に通じた凹状反射面に配置された発光素子の光を検出する受光素子を前記凹部に配置可能にした
   ことを特徴とする照明装置用反射体。
2. 複数の凹状反射面を連接した照明装置用反射体を備え、前記凹状反射面の各底部に発光素子を配置した照明装置おいて、
   前記照明装置用反射体には、前記凹状反射面が表面側で連なる箇所の裏面側に、少なくともいずれかの凹状反射面と通じた凹部を設け、
   当該凹部に通じた凹状反射面に配置された前記発光素子の光を検出する受光素子を前記凹部に配置した
   ことを特徴とする照明装置。
3. 前記発光素子の基板を備え、前記基板を前記照明装置用反射体の裏側に配置して前記裏面側の凹部を覆ったことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記凹部に２以上の凹状反射面を通じさせ、当該凹部に配置された受光素子が各凹状反射面の発光素子のそれぞれの光を検出す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。

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