JP2013109951A

JP2013109951A - 照明装置

Info

Publication number: JP2013109951A
Application number: JP2011254002A
Authority: JP
Inventors: Tatsuji Ono; 達司大野; Hideki Koizumi; 秀樹小泉; Toshihiro Tanaka; 敏裕田中
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2013-06-06
Anticipated expiration: 2031-11-21
Also published as: JP5807187B2

Abstract

【課題】導光板の発光面の輝度ムラを抑制することができ、しかも光源から導光板への光の入光効率の低下を抑えつつ導光板の薄型化が可能な照明装置を提供する。
【解決手段】一端面を入光面３とし、一端面とは直交方向の表面側を発光面として入光面３に入光した光を表面側から発光させる導光板２と、この導光板２の入光面３側に配置されて導光板２に光を出射する第１集光レンズ２０と、この第１集光レンズ２０に光を照射する光源１０と、を備えたエッジライト方式の照明装置１である。第１集光レンズ２０は、光源１０からの光を集光するレンズであり、光源１０は、ＬＥＤ１１とこのＬＥＤ１１を配設する基板１２とを有し、基板１２のＬＥＤ配設面１３が第１集光レンズ２０に対向する方向に配置されており、導光板２と第１集光レンズ２０との間には、第１集光レンズ２０からの光を導光板２の入光面３に出射する第２集光レンズ３０が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置に関する。

従来、一端面を入光面とし、一端面とは直交方向の表面側を発光面として入光面に入光した光を表面側から発光させる導光板と、この導光板の入光面に対向して配置されて入光面に光を照射する光源とを備えたエッジライト方式の照明装置が知られている。この照明装置において、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源に用いた場合、ＬＥＤからの放射状の光によって導光板の発光面に輝度ムラが生じるという問題が指摘されている。そこで、特許文献１では、ＬＥＤと導光板の入光面との間に、ＬＥＤからの光を集光して導光板の入光面に入射させる集光レンズを具備した照明装置を提案している。

この特許文献１の照明装置は、ＬＥＤから放射状にでた光を集光レンズで集光して平行光とし、この平行光を導光板の入光面に入射させているので、導光板の発光面の輝度を均一化することができる。

特開２００２−２８９０２３号公報

ところで、集光レンズによって平行光化した光を導光板の入光面に効率よく入射させるには、集光レンズの厚みと同程度以上の厚みを導光板に持たせることが効果的である。導光板が楔形状である場合にも少なくとも入光面側の部分は集光レンズの厚みと同程度以上の厚みを導光板に持たせることが効果的である。しかしながら、このように導光板に厚みを持たせると、照明装置が大型化してしまう。このため、光源から導光板への光の入光効率をできるだけ低下させることなく導光板を薄型化することが望まれている。

本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、導光板の発光面の輝度ムラを抑制することができ、しかも光源から導光板への光の入光効率の低下を抑えつつ導光板の薄型化が可能な照明装置を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明の照明装置は、一端面を入光面とし、前記一端面とは直交方向の表面側を発光面として前記入光面に入光した光を表面側から発光させる導光板と、この導光板の入光面側に配置されて前記導光板に光を出射する第１集光レンズと、この第１集光レンズに光を照射する光源と、を備えたエッジライト方式の照明装置において、前記第１集光レンズは、前記光源からの光を集光するレンズであり、前記光源は、ＬＥＤとこのＬＥＤを配設する基板とを有し、前記基板のＬＥＤ配設面が前記第１集光レンズに対向する方向に配置されており、前記導光板と前記第１集光レンズとの間には、前記第１集光レンズからの光を前記導光板の入光面に出射する第２集光レンズが設けられていることを特徴とする。

この照明装置においては、前記第１集光レンズは、前記光源からの光を表面寄りに集光させており、前記導光板の表面と前記光源の前記基板の表面側端面とが略同一面上に配置されていることが好ましい。

本発明の照明装置によれば、導光板の発光面の輝度ムラを抑制することができ、しかも光源から導光板への光の入光効率の低下を抑えつつ導光板の薄型化が可能である。

本発明の照明装置の一実施形態を示す要部平面図である。図１の照明装置のＡ−Ａ線断面図である。照明装置の光源の光が第１集光レンズ及び第２集光レンズを経て導光板に導入されて発光面が発光することを説明するための模式図である。

以下、図面を参照して本発明に係る照明装置の実施形態を説明する。

図１は、本発明の照明装置の一実施形態を示す要部平面図である。図２は、図１の照明装置のＡ−Ａ線断面図である。図３は、照明装置の光源の光が第１集光レンズ及び第２集光レンズを経て導光板に導入されて発光面が発光することを説明するための模式図である。

図１及び図２の照明装置１は、導光板２と光源１０とを備え、導光板２と光源１０との間には第１集光レンズ２０が設けられている。また、導光板２と第１集光レンズ２０との間には、第２集光レンズ３０が設けられている。この照明装置１は、図３に示されるように、光源１０が発した光を、第１集光レンズ２０で集光し、集光した光を第２集光レンズ３０で平行光として導光板２に導入して発光させている。

導光板２は、透光性を有し屈折率の高いアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の合成樹脂で形成される。ガラス等の部材で形成することもできる。合成樹脂で形成する場合には、押出工法等によって形成することができる。

導光板２は、一端面に入光面３が形成され、第２集光レンズ３０からの光がこの入光面３から入光して導光板２の内部に導入される。図２に示されるように、この一端面と直交する方向に形成されている面を発光面４とし、入光面３に入光した光をこの発光面４から発光させる。本実施形態では発光面４を表面としている。入光面３及び発光面４は平坦面とされている。

発光面４とは反対側の面である裏面には、入光面３側から反対側の端面側に向かって一様な導光パターン５が付与されている。導光パターン５は導光板２の入光面３に入光した光を反射させて発光面４を均一に発光させるために設けられており、例えば、白色顔料による格子状のドットパターンや微少凹凸形状等によって構成されている。導光パターン５は、入光面３側を粗とし、入光面３側とは反対側の端面側に向かうに従って密になる粗密の導光パターンとすることもできる。本実施形態では、導光板２の入光面３に入光する光が、第２集光レンズ３０によって平行光化されているので、一様な導光パターン５が付与されていても、導光板２の発光面４の輝度ムラを抑制することができる。
一様な導光パターン５は粗密の導光パターンと比べて加工が容易であり、コストを抑制することができる。導光パターン５は導光板２の裏面の面全体、もしくは裏面の一部に付与することができる。

導光板２は、第２集光レンズ３０で平行光化された光を入光可能な厚みを有している。本実施形態では、第２集光レンズ３０と同程度の厚みを有している。後述するが、第２集光レンズ３０は第１集光レンズ２０に比べて厚みが薄く小型化されており、これに対応して導光板２が薄型化されている。これによって施工性向上及びコスト抑制を図ることもできる。

光源１０は、複数のＬＥＤ１１とこのＬＥＤ１１を配設する基板１２とを有している。光源１０は、基板１２のＬＥＤ配設面１３が第１集光レンズ２０に対向する方向に配置されている。ＬＥＤ１１は、放射状に発光し、互いに間隔をもって導光板２の入光面３に沿って一列に配列されている。

第１集光レンズ２０は、光源１０からの光を集光するレンズであり、仮想的に点光源化する。図３の符号Ｙで示されている部分が点光源化されている部分である。第１集光レンズ２０は、導光板２の入光面３側に配置されており、基板１２のＬＥＤ配設面１３に近接して配置されている。基板１２のＬＥＤ配設面１３と当接するように配置することもできる。

第１集光レンズ２０は、ＬＥＤ１１と対面する第１中央レンズ２１とＬＥＤ１１の配列方向に沿ってＬＥＤ１１を挟むように配置されている一対の第１端部レンズ２２，２２とを有してそれらが一体に形成されている。この第１集光レンズ２０は、光源１０とは反対側に位置する面、つまり、導光板２側の面が導光板２の入光面３に対して平行な平坦面とされており、光源１０からの光を出射する第１出射面２３として形成されている。

第１中央レンズ２１の光源１０側の面は、ＬＥＤ１１が放射状に発する光のうちＬＥＤ１１側から導光板２側に向かう方向の光が入射する第１入射面２４であり、光源１０側に凸の曲面として形成されている。この第１入射面２４は、本実施形態ではシリンドリカル面とされている。ＬＥＤ１１の中心線をＰとし第１中央レンズ２１の第１入射面２４の曲率の中心をＸとすると、中心Ｘは中心線Ｐ上になく、この中心線Ｐよりも表面側に位置している。つまり、第１中央レンズ２１の第１入射面２４は、その曲率の中心が表面側に偏心した形状を有しており、上下非対称に形成されている。このような上下非対称の第１入射面２４とすることによって、図３に示されるように、第１中央レンズ２１に入射した光を表面寄りの位置に点光源化して集光させることができる。なお、ここでいう「表面」とは、照明装置１の表面であり、図２においては導光板２の表面（発光面４）を含む仮想線Ｓで示す面が照明装置１の表面とされている。また、「上下」とは、下記に説明する「上下方向」を指す。

一対の第１端部レンズ２２，２２は、それぞれ、ＬＥＤ１１が放射状に発する光を集光するレンズである。ＬＥＤ１１の光をできるだけ集光することができるように、第１中央レンズ２１の上下方向（ＬＥＤ１１の配列方向と直交しＬＥＤ配設面１３と平行な方向）の端部に第１入射面２４から光源１０側に突出するように形成されている。一対の第１端部レンズ２２，２２の上下の外面２５，２５はそれぞれシリンドリカル面とされている。この上下の外面２５，２５のシリンドリカル面は、互いに異なった曲率を有しており、各第１端部レンズ２２に入射した光を表面寄りの位置に点光源化することができるように適宜設定されている。上下の内面２６，２６は平坦面とされ、互いに対向して形成されている。

第１集光レンズ２０は、光源１０からの光を集光できればよく、上記した形状に限定されない。

このように第１集光レンズ２０は光源１０からの光を集光して表面寄りの位置に点光源化することができる。このため、光源１０の基板１２の表面側端面１４を導光板２の表面と略同一面上に配置させることができる。これによって外観性を向上させることができる。ここで、略同一面上とは、同一面上であることも含む。光源１０、第１集光レンズ２０及び第２集光レンズ３０を箱状のケースに収納する場合でも、このケースの表面を導光板２の表面に対して突出させず、ケース表面と導光板２の表面とを略同一面上とすることもできるので、外観性を向上させることができる。

第２集光レンズ３０は、第１集光レンズ２０によって集光された光を導光板２の入光面３に向けて出射するレンズであり、第１集光レンズ２０からの光を平行光化するレンズである。第２集光レンズ３０は、第１集光レンズ２０に対して間隔をもって配置されており、導光板２の入光面３に近接して配置されている。導光板２の入光面３と当接するように配置することもできる。また、この第２集光レンズ３０は、厚み（上下方向の長さ）が第１集光レンズ２０よりも薄く形成されており、小型化されている。

この第２集光レンズ３０も第１集光レンズ２０と同様なレンズ構成を有しており、第２中央レンズ３１と、その上下方向の両端部に配置されている一対の第２端部レンズ３２,３２とを有してそれらが一体に形成されている。この第２集光レンズ３０は、導光板２側の面が導光板２の入光面３に対して平行な平坦面とされており、第１集光レンズ２０からの光を出射する第２出射面３３として形成されている。図３に示されるように、第２出射面３３からは平行光化された光が導光板２の入光面３に向かって出射される。

第２中央レンズ３１の光源１０側の面は、第１集光レンズ２０で集光された光が入射する第２入射面３４であり、光源１０側に凸の曲面として形成されている。第２入射面３４は、例えば、シリンドリカル面とされている。この第２入射面３４は、第１集光レンズ２０の第１入射面２４と異なり、その曲率の中心が偏心しておらず、上下対称に形成されている。

一対の第２端部レンズ３２，３２は、それぞれ、第１集光レンズ２０で集光された光をできるだけ集光することができるように、第２中央レンズ３１の上下方向の端部に第２入射面３４から光源１０側に突出するように形成されている。一対の第２端部レンズ３２，３２の上下の外面３５，３５は、それぞれシリンドリカル面とされている。この上下の外面３５，３５は、一対の第１端部レンズ２２，２２の上下の外面２５，２５と異なり、互いに同じ曲率を有している。上下の内面３６，３６は平坦面とされ、互いに対向して形成されている。
このように第２集光レンズ３０は上下対称な形状を有している。なお、第２集光レンズ３０は、上記した形状に限定されない。

上記した照明装置１は、第２集光レンズ３０で平行光化した光を導光板２に導入しているので、導光板２の発光面４の輝度ムラを抑制することができる。また、光源１０が発した光を第１集光レンズ２０で集光しているので、入光効率の低下を抑えつつ、第１集光レンズ２０で集光した光を受ける第２集光レンズ３０の厚みを薄くするなど第２集光レンズ３０の小型化が可能である。これに対応して導光板２を薄型化することができる。したがって、導光板２の発光面４の輝度ムラを抑制することができ、しかも光源１０から導光板２への光の入光効率の低下を抑えつつ導光板２の薄型化が可能である。
さらに、第１集光レンズ２０は、光源１０からの光を表面寄りに集光させており、導光板２の表面と光源１０の基板１２の表面側端面１４とが略同一面上に配置されているので、外観性を向上させることができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。例えば、導光板を棒状形状とし、光源のＬＥＤを一つにしてライン発光させることもできる。また、導光板の対向する一対の端面を入光面とし、それぞれの端面側に、光源、第１集光レンズ及び第２集光レンズを配設し、両端面から光源の光を入光して発光させる構成とすることもできる。さらにまた、第１集光レンズは、第２集光レンズのように上下対称な形状とすることもできる。

１照明装置
２導光板
３入光面
４発光面
１０光源
１１ＬＥＤ
１２基板
１３ＬＥＤ配設面
１４表面側端面
２０第１集光レンズ
３０第２集光レンズ

Claims

一端面を入光面とし、前記一端面とは直交方向の表面側を発光面として前記入光面に入光した光を表面側から発光させる導光板と、この導光板の入光面側に配置されて前記導光板に光を出射する第１集光レンズと、この第１集光レンズに光を照射する光源と、を備えたエッジライト方式の照明装置において、
前記第１集光レンズは、前記光源からの光を集光するレンズであり、
前記光源は、ＬＥＤとこのＬＥＤを配設する基板とを有し、前記基板のＬＥＤ配設面が前記第１集光レンズに対向する方向に配置されており、
前記導光板と前記第１集光レンズとの間には、前記第１集光レンズからの光を前記導光板の入光面に出射する第２集光レンズが設けられていることを特徴とする照明装置。
前記第１集光レンズは、前記光源からの光を表面寄りに集光させており、前記導光板の表面と前記光源の前記基板の表面側端面とが略同一面上に配置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。