JP2014032828A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光源から出射される光を導光部材に効率的に入射させることのできる照明装置を提供する。
【解決手段】本発明の照明装置は、光源設置面24aおよび導光板22の入射面22aの少なくとも一方が成型によって形成されており、成型の抜き勾配によって形成された光源設置面24aまたは入射面22aの一方の傾斜面と同じ方向に、他方の面が傾斜している。
【選択図】図6
【解決手段】本発明の照明装置は、光源設置面24aおよび導光板22の入射面22aの少なくとも一方が成型によって形成されており、成型の抜き勾配によって形成された光源設置面24aまたは入射面22aの一方の傾斜面と同じ方向に、他方の面が傾斜している。
【選択図】図6
Description
本発明は、光源の光を、導光板を介して出射させる照明装置に関するものである。
近年、照明装置には省エネルギー性能、光量調節機能、光色調節機能、およびデザイン性が要望されている。このため、照明装置の光源は、従来のフィラメント式電球、蛍光灯から、LED(Light Emitting Diode)に置き換わりつつある。
例えば、特許文献1には、LED等の発光素子を光源として利用した照明スタンド(照明器具)が開示されている。特許文献1に記載の照明スタンドは、台座部と、台座部から立設された支柱と、支柱の上部(端部)に設けられた照明部とを備えている。照明部は、支柱に固定されたフレーム(筺体)を有し、このフレーム内部に、発光素子を搭載した回路基板が設置されている。さらに、フレームの左右には、導光板の一端部が装着されている。
特許文献1の照明スタンドでは、導光板の側端面に対向し、かつ側端面の長手方向に沿って発光素子が一列に配置される。しかし、それ以上発光素子の配置(取り付け)については具体的に開示されていない。つまり、特許文献1の照明スタンドの場合、発光素子と導光板との位置合わせが考慮されていない。従って、光源から出射された光が導光板の側端面に対して垂直に入射しない角度で取り付けられる場合がある。この場合、光源から出射された光が、導光板に入射しにくくなり、導光板への入射効率が低くなるという問題が生じる。
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光源から出射される光を導光部材に効率的に入射させることのできる照明装置を提供することにある。
本発明に係る照明装置は、上記の課題を解決するために、光源と、光源が設置される光源設置面を有する筺体と、光源から出射された光が入射する入射面および入射面から入射し内部を導光する光を出射する出射面を有する導光部材とを備えた照明装置であって、上記光源設置面および導光板の少なくとも一方が成型によって形成され、上記成型の抜き勾配によって形成された上記光源設置面または上記入射面の一方の傾斜面と同じ方向に、他方の面が傾斜していることを特徴としている。
上記の構成によれば、光源設置面と、導光板の入射面とを同じ方向に傾斜させている。これにより、光源設置面と導光板の入射面とが互いに逆側に傾斜している場合に比べて、光源からの光のうち、導光板の入射面で反射せずに入射する光の割合を高めることができる。従って、光源から出射される光を導光板に効率的に入射させることのできる照明装置を提供することができる。
本発明の照明装置では、上記導光部材は、上記光源から離れるにしたがい湾曲していることが好ましい。
上記の構成によれば、導光部材が湾曲形状であるため、導光部材に入射した光は、平板状の導光部材とは、異なる進路で導光部材の内部を伝播する。すなわち、平板状の導光部材の場合、導光部材の入射面から入射した光は、導光部材内部を全反射しながら、導光部材の外縁部(入射面と逆の面)に向かって伝播する。つまり、導光部材の上面に達する光の入射角度(θ1)と、上面で反射する光の反射角度(θ2)とは、θ1=θ2の関係になる。このため、導光部材に入射した光が、光源近傍では出射面から出射しにくく、導光部材の外縁部まで導光されるため、光源近傍が導光部材の外縁近傍に比べて相対的に暗くなり、導光板の出射面における発光面の輝度が不均一になる。また、平板状の導光部材の場合、外縁部から光源が視認されやすくなる。
一方、導光部材が湾曲している場合、導光部材の内部を導光中に、反射角が変化する。具体的には、導光部材の上面に達する光の入射角度(θ1’)と、上面で反射する光の反射角度(θ2’)とは、θ1’<θ2’(θ1’≠θ2’)の関係になる。そして、このような角度の変化が繰り返されるうちに、導光部材の出射面において全反射条件が破られる。このため、平板状の導光部材と比較して、導光部材に入射した光が出射面における光源の近傍からより出射しやすくなる。従って、導光部材からの光取出し効率を高めることができる。このように、導光部材の湾曲形状は、出射面から積極的に出射されるような形状であるといえる。このため、光源近傍が暗くなるのを低減しつつ、外縁部が明るくなりすぎるのも低減することができる。従って、出射面から均一な光を出射することができる。
本発明の照明装置では、上記光源設置面と入射面とが、互いに平行であることが好ましい。
上記の構成によれば、光源設置面と、導光板の入射面とが互いに平行である。これにより、光源の光軸に対して、導光部材の入射面が垂直に配置される。従って、光源から出射される光の導光部材への入射効率を最も高くすることができる。
本発明の照明装置では、上記筺体を吊下げる吊下げ部材を備えることが好ましい。
上記の構成によれば、吊下げ部材によって筺体が吊下げられている。従って、光源から出射される光を導光板に効率的に入射させることのできるペンダント式の照明装置(ペンダントライト)を提供することができる。
以上のように、本発明の照明装置によれば、光源から出射される光を導光板に効率的に入射させることのできる照明装置を提供することができるという効果を奏する。
以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態では、本発明にかかる照明装置の一例として、吊下げ型の照明装置について説明する。しかし、本発明にかかる照明装置は、吊下げ型の照明装置に限定されるものではなく、天井面に直接取付けるシーリングライト、天井や壁面に埋め込んだ照明装置、机上で利用する照明スタンドなど、種々の照明用途に適用可能である。
なお、以下では、便宜上、照明装置の設置面側を上部(上方)、机上面や床等の照射面側を下部(下方)として説明する。また、本願明細書において、「垂直」および「平行」とは、特に断らない限り、完全な「垂直」および完全な「平行」のみに限らず、実質的に「垂直」および実質的に「平行」であることも包含する意味である。すなわち、略垂直および略平行であることも、「垂直」および「平行」の範疇である。また、各図において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分(同一機能)を表すものとし、詳細な説明は繰り返さない。
〔実施の形態1〕
(照明装置10の構成)
図1に基づいて、実施の形態1に係る照明装置について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る照明装置10の斜視図である。
(照明装置10の構成)
図1に基づいて、実施の形態1に係る照明装置について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る照明装置10の斜視図である。
照明装置10は、天井等の設置面からから吊下げられる吊下げ型の照明装置(いわゆるペンダントライト)である。照明装置10は、設置面に固定される固定部1と、光源を備えた照明部2と、固定部1および照明部2に接続され、照明部2を天井から吊下げる2本のワイヤ3a(吊下げ部材)と、電力供給線(給電線)3bとを備えている。
固定部1は、照明装置10における器具本体である。固定部1は、図示しないワンタッチアダプタを備えており、このワンタッチアダプタが天井に取付けられたローゼットに接続される。これにより、固定部1が設置面に着脱可能に装着される。また、図示しないが、固定部1は、照明部2の光源の点灯を制御するために、電源基板および点灯制御部を備えている。
ワイヤ3aおよび電力供給線3bは、それぞれ、一端が固定部1に、他端が照明部2に接続されており、2本のワイヤ3aで照明部2を水平(テーブルや床等の照射面に平行)に吊下げている。電力供給線3bは、照明部2に電力を供給する機能を有する。これにより、設置面に設けられたローゼット等を介して、固定部1から照明部2へ電力が供給される。なお、本実施形態では、ワイヤ3aと電力供給線3bとが独立して設けられているが、ワイヤ3aと電力供給線3bとを1つに束ねた構成であってもよい。また、ワイヤ3および電力供給線3bの設置数は限定されるものではなく、任意に設定することができる。
照明部2は、光源としての2つの光源モジュール21と、各光源モジュール21に対応して設けられた2枚の導光板22(導光部材)と、光源モジュール21および導光板22を保持する筺体23とを備えている。光源モジュール21は、筺体23の内部に設置されている。
具体的には、光源モジュール21は、LED基板に電気的に接続された複数のLEDチップが実装された構成であり、図中では簡略化して示されている。本実施形態では、LED基板とLEDチップとを包括して光源モジュール(光源)と称する。各光源モジュール21は、筺体23における互いに対向する2つの側面部23d(第1側面部)から光が出射されるように、筺体23に設置されている。
導光板22は、光源モジュール21から出射された光を内部に導光して出射する。導光板22は、光源モジュール21が配置されたのと同じ筺体23の両側面部23dから外部に突出している。導光板22は、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン、ガラス等の透明性を有する材料から形成されている。本実施形態では、導光板22は、後述する出射面である下面22bおよび上面22cが机上面や床等の照射面側に湾曲した形状となっているが、平板状であってもよい。
光源モジュール21からの光が入射する導光板22の端面である入射面22aは、光源モジュール21と対向して配置されている。入射面22aを介して導光板22の内部に入射した光は、全反射を繰り返しながら導光板22の内部を伝播する。導光板22の内部を伝播する光の一部は、導光板22に設けられた光取出し手段によって照射面と対向する導光板22の出射面である下面22bおよび導光板22の上面22cから出射される。
なお、光取出し手段としては、例えば、導光板22内に分散させた光拡散材、導光板22の出射面である下面22bまたは上面22cに形成された凹凸構造、上記出射面に印刷された拡散パターンなどが挙げられる。このような光取出し手段を設けることによって、導光板22内を導光する光の光路を変化させて、導光板22の下面22bまたは上面22cから出射させることができる。本実施形態では、導光板22の下面22bおよび上面22cから光を出射しているが、いずれか一方の面のみから光を出射するようにしてもよい。
また、本実施形態では、導光板22の導光板22の厚さ方向に形成される面である外縁部22d1、22d2、22d3からなる外縁部22dが、傾斜面になっている。つまり、入射面22aと反対側に対向して位置する外縁部22d1及び光源モジュール21からの光の出射方向に延びる外縁部22d2、22d3は、テーパ面となっている。なお、各外縁部22d1〜22d3の傾斜角度は略同一になるように形成されているが、それぞれ異なる傾斜角度であってもよい。外縁部22dの傾斜角度は、外縁部22dで反射させる方向に応じて任意に設定すればよい。
照明装置10では、外縁部22dに到達した光を出射面である下面22bから出射させるため、下面22bと外縁部22dとのなす角が鋭角になっている。また、外縁部22dには、光を反射する反射膜が塗装されている。これにより、外縁部22dで反射された光は、照射面の方向に出射される。従って、外縁部22dから床面や机上面等の照射面と略平行方向に抜け出る光を抑制して照射面の照度を向上させることができる。このように、外縁部22dは、導光板22の内部を導光する光を反射させて、下面22bから出射させる反射面ともいえる。
なお、外縁部22d(傾斜面)には、光を反射する反射膜が塗装されていなくてもよい。この場合、外縁部22dは下面22bに対して傾斜しているので、外縁部に入射した光の一部は下面22b方向に全反射して下面22bから出射させることができる。ただし、外縁部22dに上記反射膜を施すことで光の反射効率が向上するので、照射面の照度を向上させることができる点で有利である。
なお、外縁部22dは、平面、曲面、または平面と曲面とを組み合わせた面から構成することができる。傾斜面を平面にすることで導光板22の加工が容易になり、量産性が高く低コストで照明装置10を提供することができる。また、傾斜面を曲面とすることで、光取出し効率および照射面の照度を向上させることができる。
照明装置10は、光源モジュール21の点灯時には導光板22が面発光し、光源モジュール21の非点灯時は導光板22の透明性が保たれる。
筺体23は、光源モジュール21が設置されると共に、導光板22を保持する。筺体23は、第1筺体部としての放熱部23aと、放熱部23aよりも熱伝導率の低い第2筺体部としての樹脂部23bとを組み合わせた構成である。すなわち、筺体23は、互いに別体の部材である、放熱部23aおよび樹脂部23bから構成されている。後述するように、放熱部23aは、固定部1側(天井側)に設けられ、筺体23の第1の面としての上面を構成している(図2参照)。また、後述するように、樹脂部23bは、放熱部23aに対し固定部1と反対側に対向して設けられ、筺体23の照射面側の面である下面を構成している(図5参照)。上記下面は筺体23の上面に対向する第2の面である。筺体23の詳細については後述する。
以上のように、本実施形態の照明装置10は、筺体23の側面部23dから出射された光を、導光板22を介して出射する構成となっている。また、筺体23が放熱部23aと樹脂部23bとから構成されており、放熱部23aに光源モジュール21が設置されている。これにより、光源モジュール21で発生した熱は、放熱部23aに伝導し、放熱部23aを介して放熱される。一方、樹脂部23bは、放熱部23aよりも圧倒的に熱伝導率が低いため、放熱部23aから樹脂部23bへは、熱が伝わりにくい。すなわち、光源モジュール21で熱が発生すると、放熱部23aの温度は高くなる一方、樹脂部23bの温度は変化しないか、僅かに高くなるだけである。従って、光源モジュール21で発生した熱は、積極的に放熱部23aを介して放熱させることができる。
さらに、照明装置10では、筺体23が、放熱部23aと樹脂部23bとに分かれた別体で構成しているため、ユーザが触れやすい部分に、樹脂部23bを配置することができる。照明装置10は、テーブルや床を照射するペンダントライトである。このため、ユーザが触れやすいのは、筺体23の照射面側の面である下面であり、この下面側に樹脂部23bを配置している。これにより、ユーザが触れやすい部分は、光源モジュール21で熱が発生しても放熱部23aよりはるかに温度の低い樹脂部23bとなる。このため、ユーザが樹脂部23bに触れたとしても、ユーザの安全面に問題はない。
従って、照明装置10によれば、ユーザの安全性を確保しつつ、光源モジュール21で生じた熱を放熱することができる。
さらに、照明装置10では、導光板22が、筺体23の側面部に設けられているため、導光板22が筺体23の側面部から突出した構成となる。これにより、導光板22は、ユーザが放熱部23aに触れようとした場合の障害物になる。従って、ユーザが放熱部23aに触れにくくすることができる。
また、導光板22も、放熱部23aよりも圧倒的に熱伝導率の低いアクリル系樹脂等から構成されている。このため、放熱部23aから導光板22へも、導光板22から樹脂部23bへも熱が伝わりにくい。このため、ユーザが導光板22に触れたとしても、ユーザの安全面に問題はない。従って、ユーザの安全性を高めることができる。
また、本実施形態の照明装置10は、ワイヤ3aによって筺体23が吊下げられている。従って、ユーザの安全性を確保しつつ、光源モジュール21で生じた熱を放熱することができるペンダント式の照明装置(ペンダントライト)を提供することができる。
(筺体23の構成)
図2〜図5に基づいて、筺体23について詳細に説明する。図2は、照明装置10における照明部2の斜視図である。
図2〜図5に基づいて、筺体23について詳細に説明する。図2は、照明装置10における照明部2の斜視図である。
図2に示すように、放熱部23aは、固定部1側(天井側)に設けられ、第1の面としての筺体23の上面23a’を構成している。筺体23の上面23a’は、筺体23における、テーブルや床等の照射面と反対側の面である。筺体23の上面(放熱部23aの天面)は、略矩形である。放熱部23aの天面には、長手方向に沿って、ネジ32、調節部材31a、ケーブル固定部31b、調節部材31a、ネジ32が、この順に設けられている。2つの調節部材31aは、各ワイヤ3aの長さを調節し、調節した長さでワイヤ3aを固定する。ケーブル固定部31bは、2つの調節部材31aの間、つまり放熱部23aの中央部に設けられ、電力供給線3bを固定する。2つのネジ32は、各調節部材31aの外側に設けられ、放熱部23aと樹脂部23bとを固定する固定部材である。
図3は、放熱部23aの裏面(筺体23の内部側)を示す斜視図である。図4は、図3の放熱部23aの長手方向の側面図である。
図3に示すように、放熱部23aの裏面には、長手方向に沿って、光源モジュール21が設置される2本の光源設置部24が立設されている。各光源モジュール21は、光源設置部24の外側面(すなわち、光源設置部24どうしが対向する面と逆の面)である光源設置面24aに設置される。これにより、各光源モジュール21は、互いに逆方向に筺体23の側面部23dから外側に向けて光を出射する。なお、本実施形態では、光源モジュールは、放熱部23aの光源設置面24aに直接取付けられているが、熱伝導シート等を介して間接的に取付けられていてもよい。
本実施形態の照明装置10は、導光板22を備えており、導光板22が筺体23に保持される。このため、放熱部23aには、導光板22を保持する導光板保持部25が形成されている。導光板保持部25は、放熱部23aの長手方向に沿って形成された、導光板22を支持する支持面25aを有している。この支持面25aの高さは、導光板22の入射面22aにおける厚さ方向の中心位置が、光源モジュール21における光源であるLEDチップの中心位置と略一致する高さになっている。なお、本実施形態では、放熱部23aを成型によって形成している。
放熱部23aが成型によって形成されている場合、放熱部23aの形状が高精度に再現され、支持面25aの高さも均一になる。このため、図4に示すように、支持面25aが面一(平坦)になる。その結果、導光板保持部25は、一定の位置で導光板22を安定して保持することができる。さらに、光源モジュール21と導光板22の入射面22aとの位置合わせ(対向関係)を精度よく保つことができる。つまり、導光板保持部25は、光源モジュール21の光軸に対し、導光板22の入射面22aが垂直になるように、導光板22を保持することができる。これにより、光源モジュール21からの出射光が導光板22に効率的に入射する。従って、導光板22への入射効率を高めることができる。
放熱部23aは、熱伝導率が高い材料であれば特に限定されるものではないが、熱伝導率が高い金属やセラミックスであることが好ましい。放熱部23aは、例えば、アルミニウム製であることが好ましい。また、放熱部23aの表面は、例えば、白色の塗装が施されていてもよい。これにより、白色塗装の輻射によって、放熱部23aによる放熱効果を高めることができる。
一方、樹脂部23bは、放熱部23aよりも熱伝導率の低い材料から形成されていればよい。樹脂部23bを構成する樹脂は、特に限定されるものではなく、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂などの各種樹脂を適用することができる。樹脂部23bを構成する樹脂は、例えばポリカーボネート樹脂やABS樹脂、アクリル樹脂等が好ましい。なお、樹脂部23bには、熱伝導率を低くするために、各種添加剤が含まれていてもよい。また、本実施形態では、樹脂部23bは、放熱部23aよりも熱伝導率の低い樹脂製であるが、放熱部23aよりも熱伝導率が低いセラミックス等から形成されていてもよい。
図5は、筺体23を分解した斜視図である。図5に示すように、照明装置10では、筺体23の短手方向の側面23cからは導光板22は設けられていない。つまり、側面23cは、光源モジュール21からの光が出射されない非出射領域である。樹脂部23bは、放熱部23aに対し固定部1と反対側に対向して設けられ、少なくとも筺体23の下面23b’(筺体23の上面23a’に対向する第2の面)を形成していればよい。筺体23の下面23b’は、筺体23における、テーブルや床等の照射面と対向する面である。本実施形態では、さらに樹脂部23bは、光源モジュール21からの23d光が出射する筺体23の側面部23dに隣接する側面部23d’も形成している。言い換えれば、樹脂部23bは、筺体23の下面23b’から、導光板22が設置されない筺体23の側面23cにかけて一体的に構成されている。つまり、樹脂部23bは、筺体23の導光板22が設置されない側面23cを形成している。このため、比較的温度が高い放熱部23aは側面23cを形成しないので、ユーザが導光板22が設置されない側面23cに触れたとしても高温でないため安全である。
さらに、樹脂部23bの裏面(放熱部23a側の面)には、放熱部23aと樹脂部23bとを固定するために、放熱部23a側へ延びた2つの突起部26が設けられている。突起部26の中央部には長さ方向にネジ穴26aが形成されている。このネジ穴26aには、上述した放熱部23aの上面に設けられたネジ32が挿入される(図2参照)。これにより、放熱部23aと樹脂部23bとがネジ32によって固定される。樹脂部23bの突起部26の長さは、樹脂部23bにおける突起部26が形成されていない部分と、放熱部23aとが、接触しない程度の長さであることが望ましい。これにより、突起部26以外の部分では、放熱部23aと樹脂部23bとが離間して設けられる。つまり、放熱部23aと樹脂部23bとは、点接触しかしないため、放熱部23aと樹脂部23bとの接触面積が極端に狭くなる。従って、放熱部23aから樹脂部23bへの熱伝導を最小限に抑えることができる。
なお、照明装置10では、ネジ32は、放熱部23aの上面(設置面側)で締結されており、樹脂部23b側では締結されていない。すなわち、ネジ32は、放熱部23aの上面から後述する断熱部材4を貫通し、樹脂部23bの突起部26に締結されている。仮に樹脂部23bの下面(照射面側)でネジ32を放熱部23aに締結した場合、ネジ32の頭部が樹脂部23bの下面に接触することになる。その結果、ネジ32の頭部を介して、放熱部23aの熱が樹脂部23bに伝わりやすくなる。さらに、樹脂部23bの下面はユーザから見えやすい部分であるため、見栄えも悪くなる。従って、ネジ32は、放熱部23aの上面で締結されることが好ましい。
(断熱部材4)
また、図5に示すように、照明装置10は、放熱部23aと樹脂部23bとの間に、板状の断熱部材4を備えている。すなわち、断熱部材4が、放熱部23aから樹脂部23bへの熱の伝導経路中に設けられている。具体的には、断熱部材4は、放熱部23aの裏面の略全面的に覆っている。断熱部材4の4つの角部にはネジ41が設けられ、これらのネジ41によって放熱部23aと断熱部材4とが締結されるとともに、導光板22が放熱部23aと断熱部材4とに挟持される。これにより、導光板22が筺体23に保持(放熱部23aに固定)される。放熱部23aと断熱部材4との間には導光板22が配置されるため、放熱部23aと断熱部材4とは、ネジ41を介した接触しかしない。このため、放熱部23aと断熱部材4との接触面積が極端に狭くなる。従って、放熱部23aから断熱部材4への熱伝導を最小限に抑えることができる。
また、図5に示すように、照明装置10は、放熱部23aと樹脂部23bとの間に、板状の断熱部材4を備えている。すなわち、断熱部材4が、放熱部23aから樹脂部23bへの熱の伝導経路中に設けられている。具体的には、断熱部材4は、放熱部23aの裏面の略全面的に覆っている。断熱部材4の4つの角部にはネジ41が設けられ、これらのネジ41によって放熱部23aと断熱部材4とが締結されるとともに、導光板22が放熱部23aと断熱部材4とに挟持される。これにより、導光板22が筺体23に保持(放熱部23aに固定)される。放熱部23aと断熱部材4との間には導光板22が配置されるため、放熱部23aと断熱部材4とは、ネジ41を介した接触しかしない。このため、放熱部23aと断熱部材4との接触面積が極端に狭くなる。従って、放熱部23aから断熱部材4への熱伝導を最小限に抑えることができる。
断熱部材4は、放熱部23aから樹脂部23bへの熱伝導を妨げる機能を有していればその材料は特に限定されるものではない。例えば、断熱部材4は、金属製でも樹脂製でもよい。これにより、断熱部材4が、放熱部23aと樹脂部23bとの間に設けられているため、放熱部23aから樹脂部23bへの熱伝導が抑制される。従って、樹脂部23bの温度上昇を確実に抑制することができる。
なお、本実施形態の照明装置10のように、導光板22を利用するペンダントライトの場合、筺体23が大型の導光板22を支持する必要があるため、断熱部材4は金属製であることが好ましい。これにより、筺体23による導光板22の保持を補強することができる。一方、断熱部材4が樹脂製であれば、断熱部材4の熱伝導率が放熱部23aの熱伝導率よりも圧倒的に低くなる。放熱部23aから断熱部材4への熱伝導が抑制される結果、樹脂部23bへの熱伝導も抑制される。
上述した樹脂部23bの突起部26の長さは、樹脂部23bにおける突起部26が形成されていない部分と、断熱部材4とが接触しない程度の長さであることがより好ましい。これにより、突起部26以外の部分では、放熱部23aと樹脂部23bとが離間して設けられ、樹脂部23bと断熱部材4とも離間して設けられる。従って、放熱部23aから樹脂部23bへの熱伝導も、断熱部材4から樹脂部23bへの熱伝導も最小限に抑えることができる。
さらに、樹脂部23bと断熱部材4とが離間して設けられている場合、図中破線で示す樹脂部23bの部分と、断熱部材4との間に空間Sが形成される。これにより、ワイヤ3aの長さを調節して短くする場合、余分なワイヤ3aが、この空間Sに収容される。従って、樹脂部23bと断熱部材4との空間Sを有効に利用して、ワイヤ3aの長さを調節することができる。
断熱部材4の形状は特に限定されるものではないが、光源設置部24と離間して設けられていることが好ましい。例えば、図5では、断熱部材4は、放熱部23a側から樹脂部23b側へ窪んだ凹部4aが形成されている。凹部4aは、断熱部材4が光源設置部24および光源モジュール21と離間するように設けられていることが好ましい。すなわち、光源設置部24には、光源モジュール21が設置されるため、光源設置部24は光源モジュール21の熱を吸収して発熱する部分となる。断熱部材4は、このような放熱部23aの発熱部分である光源設置部24および光源モジュール21を避けて設けられている。このため、凹部4aにより、光源設置部24および光源モジュール21と断熱部材4とが非接触となる。その結果、光源設置部24および光源モジュール21から断熱部材4へは、直接熱が伝わりにくくなる。
また、断熱部材4は、樹脂部23bと放熱部23a(特に光源設置部24および光源モジュール21)とを離間して設けるためのスペーサとしても機能する。このため、放熱部23aから樹脂部23bへの熱の伝導が抑制される。従って、樹脂部23bの温度上昇を確実に抑制することができる。なお、断熱部材4は、光源設置部24および光源モジュール21の少なくとも一方と離間していさえすれば、樹脂部23bの温度上昇を抑制することができる。
(光源設置部24と導光板22の入射面22aとの関係)
図6は、照明装置10における導光板22の入射面22aと、光源設置部24の光源設置面24aとの関係を示す断面図である。
図6は、照明装置10における導光板22の入射面22aと、光源設置部24の光源設置面24aとの関係を示す断面図である。
照明装置10では、放熱部23aおよび導光板22は、成型品である。つまり、放熱部23aの光源設置部24も、導光板22の入射面22aも、高精度に形成するため、成型によって形成されている。しかし、成型によって放熱部23aおよび導光板22を形成する場合、光源設置部24および導光板22の入射面22aは、型から抜く際に形成される抜き勾配を有する。つまり、光源設置面24aおよび導光板22の入射面22aが、型を抜く方向に対して傾斜面となっている。
そこで、照明装置10では、図6に示すように、成型によって形成された光源設置面24aと、導光板22の入射面22aとを同じ方向に傾斜させている。より具体的には、図6においては、光源設置面24aと入射面22aとが互いに平行になるように配置されている。これにより、光源設置面24aと導光板22の入射面22aとが、互いに逆側に傾斜している場合に比べて、光源モジュール21からの光のうち、導光板22の入射面22aで反射せずに入射する光の割合を高めることができる。従って、光源モジュール21から出射される光を導光板22に効率的に入射させることのできる照明装置10を提供することができる。
特に、図6では、光源設置面24aと導光板22の入射面22aとが互いに平行になっている。これにより、光源設置面24aに取り付けられる光源モジュール21の図中一点鎖線で示す光軸Aに対して、導光板22の入射面22aが垂直に配置される。従って、光源モジュール21から出射される光の導光板22への入射効率(光結合効率)を最も高くすることができる。
なお、照明装置10では、光源設置面24aと導光板22の入射面22aとがいずれも、成型によって形成されている。しかし、光源設置面24aおよび導光板22の入射面22aの少なくとも一方が成型によって形成された場合、その成型の抜き勾配によって必然的に形成される光源設置面24aまたは入射面22aの一方の傾斜面の傾斜方向に応じて、他方の面を、同じ方向に傾斜させていればよい。上記他方の面は、一方の傾斜面に応じた同じ方向の傾斜面とすべく成型によって形成してもよいし、切削加工等の他の方法により形成してもよい。このように、照明装置10では、成型の抜き勾配によって形成された光源設置面24aまたは入射面22aの一方の傾斜面と同じ方向に、他方の面が傾斜していることが好ましい。これにより、光源設置面24aと導光板22の入射面22aとが、同じ方向に傾斜していない場合に比べて、光源モジュール21から出射される光を導光板22に効率的に入射させることができる。
(導光板22の形状と出射光との関係)
図7は、本発明の一実施形態に係る照明装置において形状の異なる導光板を導光する光の経路を示す図であり、図7の(a)は平板状の導光板22’に入射した光の経路を示す断面図であり、図7の(b)は湾曲した導光板22に入射した光の経路を示す断面図である。図7の(b)は、光源モジュール21から離れるにしたがい湾曲した導光板22の光路を示しており、図7の(a)は比較として、平板状の導光板22’の導光板22’の光路を示している。
図7は、本発明の一実施形態に係る照明装置において形状の異なる導光板を導光する光の経路を示す図であり、図7の(a)は平板状の導光板22’に入射した光の経路を示す断面図であり、図7の(b)は湾曲した導光板22に入射した光の経路を示す断面図である。図7の(b)は、光源モジュール21から離れるにしたがい湾曲した導光板22の光路を示しており、図7の(a)は比較として、平板状の導光板22’の導光板22’の光路を示している。
図7の(a)と(b)とを比べても明らかなように、導光板22’が平板状である場合(図7の(a))と、導光板22が湾曲形状である場合(図7の(b))とは、異なる進路で光が内部を導光する。
すなわち、図7の(a)のように、平板状の導光板22’の場合、導光板22’の入射面から入射した光は、導光板22’内部を全反射しながら、導光板22’の外縁部22d’(入射面22a’と逆の面)に向かって伝播する。つまり、導光板22’の上面22c’に達する光の入射角度(θ1)と、上面22c’で反射する光の反射角(θ2)とは、θ1=θ2の関係になる。このため、導光板22’に入射した光が光源モジュール21の近傍では出射面である上面22c’および下面22b’から出射しにくく、外縁部22d’まで導光されるため、光源モジュール21の近傍が外縁部22d’近傍に比べて相対的に暗くなり、導光板22’の出射面である下面22b’における発光面の輝度が不均一になる。また、平板状の導光板22’の場合、外縁部22dから光源モジュール21(特にLEDチップ)が視認されやすくなる。平板状の導光板22の場合、出射面である下面22b’から出射される光と、外縁部22d’で反射される光との比率は、概ね1:1である。
一方、図7の(b)に示すように導光板22の下面22bが机上面や床等の照射面側に湾曲した形状である場合、導光板22の内部を導光中に、反射角が変化する。具体的には、導光板22の上面22cに達する光の入射角度(θ1’)と、上面22cで反射する光の反射角(θ2’)とは、θ1’<θ2’(θ1’≠θ2’)の関係になる。そして、このような角度の変化が繰り返されるうちに、上面22cまたは下面22bのいずれかにおいて全反射条件が破られる。このため、図7(a)に示す導光板22’と比較して導光板22に入射した光が下面22bにおける光源モジュール21の近傍からより出射しやすくなる。従って、導光板22からの光取出し効率を高めることができる。このように、導光板22の湾曲形状は、出射面である上面22cまたは下面22bから積極的に出射されるような形状であるといえる。このため、光源モジュール21近傍が暗くなるのを低減しつつ、外縁部22dが明るくなりすぎるのも低減することができる。従って、出射面から均一な光を出射することができる。
さらに、図6のように、湾曲形状の導光板22において、入射面22aが傾斜し、傾斜した入射面22aに略垂直に光源モジュール21からの光を入射させる場合、最初に導光板22の表面に達する光の入射角θ1’’も、その表面で反射された光の反射角θ2’’も、入射面22aが傾斜していない図7の(b)の場合よりも大きくなる。その結果、光源モジュール21近傍でより積極的に光を出射させることができる。その結果、図7の(b)の場合よりも少ない反射回数で、出射面である上面22cまたは下面22bから出射させることができる。このため、光源モジュール21近傍が暗くなるのをより一層低減しつつ、外縁部22dが明るくすぎるのもより一層低減することができる。しかも、図6のような湾曲形状の導光板22の場合、導光板22の上面22cからも光を出射しやすくすることができる。
(導光板22の形状と照射パターン)
図8は、照明装置10における導光板22の形状と、下面22bからの照射パターンとの関係を示す図である。図8では、上面視したときの導光板22の形状が矩形である場合と、台形である場合とを比較している。
図8は、照明装置10における導光板22の形状と、下面22bからの照射パターンとの関係を示す図である。図8では、上面視したときの導光板22の形状が矩形である場合と、台形である場合とを比較している。
具体的には、照明装置10は、机上面や床等を照射面とするペンダントライトである。例えば、照明装置10は、照射面としてのテーブルTから70〜80cm程度に吊下げられることが想定されている。導光板22,22’は、筺体23の側面から突出するように設けられている。図中破線は、平面視矩形の導光板22’’を示している。この導光板22’’は、入射面22a’’に対して平行な方向の断面積および幅の長さが、入射面22a’’から離れても均一である。この場合、波線で示すように、照射パターンP1の形状は照射面において楕円形状になる。その結果、テーブルTの四隅Cへの照射量が少なくなるため、四隅Cが暗くなる。
これに対し、図中実線は、筺体23の両側に配置された2つの平面視台形の導光板22を示している。導光板22は、入射面22aの長手方向に対して平行な方向の幅が、入射面22aから光源モジュールの出射方向に離れるにしたがい、大きくなっている。つまり、この導光板22は、入射面22aから離れるにしたがい、入射面22aに対して平行な方向の断面積および幅の長さが広くなっている。この場合、一点鎖線で示すように、照射パターンP2の形状は照射面において矩形になる。しかも、照射パターンP2は、照射パターンP1よりもテーブルTの角部Cの方向へ照射面積が拡がっている。従って、テーブルTの照射面を均一に照射することのできる照明装置を提供することができる。
また、上述した図7(a)のように、平板状の導光板22’の場合、入射した光は、外縁部22d’まで導光される光の割合が高い。このため、導光板22’の外縁部22d’に近いほど、相対的に明るくなる。また、外縁部22d’付近から出射される光量の割合が高い場合、導光板22’内部に分散された光拡散材によって光が拡散され、テーブルTの外側に照射される光の増加を招来する。
このため、図7の(b)のように、導光板22は、入射面22aから光源モジュール21の光出射方向に離れるにしたがい湾曲している湾曲形状の導光板22であることが好ましい。上述したように、図7(b)に示す湾曲した導光板22であれば、出射面である下面22bおよび上面22cにおける光源モジュール21近傍から出射される光の割合が図7(a)の導光板22’よりも高くなるので、光源モジュール21の直下付近を明るくしつつ、テーブルTの外側に照射される光を低減することができる。
さらに、導光板22の外縁部22dが下方向を向くように湾曲した湾曲形状の導光板22の場合、導光板22の光源モジュール21の長手方向に垂直な断面は外縁部22dから入射面22aにかけて一直線上でなく湾曲している。従って、外縁部22d側から光源モジュール21(特に点灯中のLEDチップ)が視認されやすくなるのを低減することができる。なお、「導光板22の外縁部22dが下方向を向く」とは、照明装置10を吊下げたとき、または、天井に取付けたときの床方向を向くことを示している。
さらに、導光板22は、内部に光拡散材が散在していることが好ましい。これにより、導光板22が湾曲していることに加えて、光拡散材を含有することによっても、光源モジュール21(特に点灯中のLEDチップ)が視認されやすくなるのを低減することができる。
また、図7の(a)および(b)に示すように、導光板22,22’の外縁部22d、22d’は、出射面である上面22c,22c’および下面22b,22b’に対して、傾斜した傾斜面(テーパ面)であることが好ましい。これにより、外縁部22d、22d’で反射された光は、照射面の方向に出射される。
(導光板22の保持構造)
図9は、放熱部23aに対する導光板22の位置決め方法を示す斜視図である。図10は、図9の波線で示す位置決め部分の拡大図である。
図9は、放熱部23aに対する導光板22の位置決め方法を示す斜視図である。図10は、図9の波線で示す位置決め部分の拡大図である。
図9および図10に示すように、放熱部23aの裏面には、光源モジュール21と導光板22の入射面22aとを位置決めする位置決めピン(位置決め突起)27が形成されている。位置決めピン27は、光源モジュール21と導光板22の入射面22aとの距離が所定値になるように設定されている。このため、切欠き22eを位置決めピン27に係止することによって、光源モジュール21に対して導光板22の入射面22aが正確に位置決めされる。
切欠き22eには、導光板22の長手方向および短手方向にわずかなクリアランスが設けられている。このため、環境の変化によって、導光板22がどの方向に膨張または収縮しても、吸収することができるようになっている。これにより、膨張または収縮による導光板22の破損を防止することができる。
位置決めピン27の中央部には、ネジ穴27aが形成されている。断熱部材4の4つ角にもネジ穴41aが形成されている。上述した断熱部材4を放熱部23aに固定するネジ41は(図5参照)、このネジ穴41aおよびネジ穴27aに挿通され締結される。これにより、光源モジュール21に対して導光板22の入射面22aを位置決めしつつ、断熱部材4と放熱部23aとの間に導光板22を挟持することができる。つまり、導光板22を放熱部23aに固定することができる。これにより、膨張または収縮による導光板22の撓みや歪みを防ぐことができる。
(光源モジュール21と入射面22aとの距離:助走距離)
光源モジュール21には、単色または複数色のLEDチップが複数実装される。複数色のLEDチップが搭載されている場合、各色のLEDチップは同時に点灯するわけではない。設定された色に応じたLEDチップのみが点灯する。このとき、光源モジュール21から導光板22の入射面22aまでの距離が短すぎると、出射光にムラが生じやすい。
光源モジュール21には、単色または複数色のLEDチップが複数実装される。複数色のLEDチップが搭載されている場合、各色のLEDチップは同時に点灯するわけではない。設定された色に応じたLEDチップのみが点灯する。このとき、光源モジュール21から導光板22の入射面22aまでの距離が短すぎると、出射光にムラが生じやすい。
そこで、光源モジュール21から導光板22の入射面22aまでの距離は、このようなムラが生じない程度に設定することが好ましい。これにより、同色のLEDチップの光を十分に混合させてから、導光板22に入射させることができる。光源モジュール21から導光板22の入射面22aまでの距離は、例えば、同色のLEDチップのピッチと同一であることが好ましい。これにより、助走距離を十分に確保することができる。従って、十分混ざり合ったムラのない光を導光板22に入射させることができる。
(反射シート5)
図11は、光源モジュール21と導光板22の入射面22aとの間に反射シート5が設けられた構成を示す断面図である。
図11は、光源モジュール21と導光板22の入射面22aとの間に反射シート5が設けられた構成を示す断面図である。
図11に示すように、光源モジュール21と導光板22との光結合部近辺には、反射シート5が設けられている。
照明装置10では、光拡散材(光取出し手段)が散在した導光板22を適用する場合がある。この場合、導光板22の入射面22aのみ光拡散材をなくすことはできず、導光板22全体に光拡散材が分布する。このため、入射面22aに到達した光の一部は、導光板22内部に入射せず(光結合せず)に、入射面22aにある光拡散材によって拡散される。さらに、光源モジュール21から出射される光のうち、出射角が大きい光の一部は、入射面に入射しない。このため、導光板22への入射効率が低くなる。
そこで、光源モジュール21と導光板22の入射面22a付近(光結合部近傍)には、反射部材として、反射シート5が設けられていることが好ましい。反射シート5は、導光板22の入射面22aを挟持するように2枚設けられている。これにより、入射面22aで拡散された光および出射角が大きい光源モジュール21から出射された光(入射面22aに入射しなかった光)が、反射シート5で反射され、再度入射面22aに導かれる。従って、光源モジュール21から出射された光の利用効率(導光板22への入射効率)を向上することができる。
〔実施の形態2〕
(別形状の照明装置10a)
図12に基づいて、実施の形態2に係る照明装置について説明する。図12は、本発明の別の一実施形態に係る照明装置10aの斜視図である。図12では、照明装置10aにおける照明部2aのみを示しているが、照明装置10aも照明装置10と同様に固定部1(図1参照)を備えている。
(別形状の照明装置10a)
図12に基づいて、実施の形態2に係る照明装置について説明する。図12は、本発明の別の一実施形態に係る照明装置10aの斜視図である。図12では、照明装置10aにおける照明部2aのみを示しているが、照明装置10aも照明装置10と同様に固定部1(図1参照)を備えている。
本実施形態の照明装置10aは、導光板22の形状が実施の形態1の照明装置10の導光板22と異なる。すなわち、照明装置10aは、中心部に開口Oを有する円盤状の導光板22を備えている。
図12に示すように、照明部2aは、照明部2と同様の部材から構成されている。すなわち、照明部2aは、放熱部23aと樹脂部23bとから構成された筺体23、放熱部23aと樹脂部23bとの間に設けられる断熱部材4、光源としての2つの光源モジュール21、光源モジュール21に対向して設けられた導光板22、導光板22の両面の光結合部近辺に設けられた2枚の反射シート5から構成されている。
照明部2aは、放熱部23aに接続された3本のワイヤ3aによって、天井から吊下げられている。図13は、照明装置10aの照明部2aにおける放熱部23aの斜視図である。放熱部23aの天面には、各ワイヤ3aの長さを調節し、調節した長さでワイヤ3aを固定する調節部材31aと、電力供給線3bを固定するケーブル固定部31bとが設けられている。ワイヤ3aおよび電力供給線3bは、それぞれ、一端が固定部1(図示せず)に、他端が放熱部23aの天面(調節部材31aまたはケーブル固定部31b)に接続されている。
図14は、照明装置10aの照明部2aにおける筺体23内部を示す図である。放熱部23aと樹脂部23bまたは断熱部材4とは互いに離間して設けられている。このため、図中破線で示す放熱部23aと、樹脂部23bまたは断熱部材4との間に空間Sが形成される。これにより、ワイヤ3aの長さを調節して短くする場合、余分なワイヤ3aが、この空間Sに収容される。従って、空間Sを有効に利用して、ワイヤ3aの長さを調節することができる。
図15は、照明装置10aの照明部2aにおける放熱部23aの底部を示す斜視図である。図16は、照明装置10aにおける光源モジュール21と導光板22の入射面22aとの間に反射シート5が設けられた構成を示す断面図である。
図15に示すように、放熱部23aの底部には、複数の光源モジュール21が環状に(厳密には多角形状に)配置されている。図16に示すように、各光源モジュール21に対向するように、導光板22の入射面22aが配置される。さらに、光源モジュール21と導光板22の入射面22a付近(光結合部近傍)には、反射部材として、反射シート5が設けられている。筺体23内部では、導光板22の入射面22a付近が2枚の反射シート5で挟持されていることになる。これにより、入射面22aで拡散された光および出射角が大きい光源モジュール21から出射された光(入射面22aに入射しなかった光)が、反射シート5で反射され、再度入射面22aに導かれる。従って、光源モジュール21から出射された光の利用効率(導光板22への入射効率)を向上することができる。
図17は、照明装置10aにおける放熱部23aに対する導光板22の位置決め方法を示す斜視図である。放熱部23aにおける各光源モジュール21のつなぎ目近傍には、光源モジュール21と導光板22の入射面22aとを位置決めする位置決めピン(位置決め突起)27が形成されている。一方、導光板22にはこの位置決めピン27に対応する切欠き22eが形成されている。このため、切欠き22eを位置決めピン27に係止することによって、光源モジュール21に対して導光板22の入射面22aが正確に位置決めされる。
切欠き22eには、導光板22の長手方向および短手方向にわずかなクリアランスが設けられている。このため、環境の変化によって、導光板22がどの方向に膨張または収縮しても、吸収することができるようになっている。これにより、膨張または収縮による導光板22の破損を防止することができる。
位置決めピン27の中央部には、ネジ穴27aが形成されている。断熱部材4の4つ角にもネジ穴41aが形成されている。上述した断熱部材4を放熱部23aに固定するネジ41は(図5参照)、このネジ穴41aおよびネジ穴27aに挿通され締結される。これにより、光源モジュール21に対して導光板22の入射面22aを位置決めしつつ、断熱部材4と放熱部23aとの間に導光板22を挟持することができる。つまり、導光板22を放熱部23aに固定することができる。これにより、膨張または収縮による導光板22の撓みや歪みを防ぐことができる。
図18は、照明装置10aにおける導光板22内部を導光する光の経路を示す図である。照明装置10aでも導光板22の外縁部22dは、傾斜面(テーパ面)になっている。また、外縁部22dには、光を反射する反射膜が塗装されている。これにより、外縁部22dで反射された光は、照射面の方向に出射される。従って、外縁部22dから床面や机上面等の照射面と略平行方向に抜け出る光を抑制して照射面の照度を向上させることができる。このように、外縁部22dは、導光板22の内部を導光する光を反射させて、出射面である下面22bから出射させる反射面ともいえる。
なお、外縁部22d(傾斜面)には、光を反射する反射膜が塗装されてなくてもよい。この場合、外縁部22dは下面22bに対して傾斜しているので、外縁部に入射した光の一部は下面22b方向に全反射して下面22bから出射させることができる。ただし、外縁部22dに上記反射膜を施すことで光の反射効率が向上するので、照射面の照度を向上させることができる点で有利である。なお、傾斜面(外縁部22d)は、平面、曲面、または平面と曲面とを組み合わせた面から構成することができる。傾斜面を平面にすることで導光板22の加工が容易になり、量産性が高く低コストで照明装置10を提供することができる。また、傾斜面を曲面とすることで、光取出し効率および照射面の照度を向上させることができる。
なお、各実施形態では、光源としてLED12を備えた照明装置(照明モジュール)について説明した。しかし、光源はLEDに限定されるものではなく、例えば、有機EL等の各種発光素子であってもよい。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
3a ワイヤ(吊下げ部材)
10 照明装置
10a 照明装置
21 光源モジュール(光源)
22 導光板(導光部材)
22a 入射面
23 筺体
10 照明装置
10a 照明装置
21 光源モジュール(光源)
22 導光板(導光部材)
22a 入射面
23 筺体
Claims (4)
- 光源と、
光源が設置される光源設置面を有する筺体と、
光源から出射された光が入射する入射面および入射面から入射し内部を導光する光を出射する出射面を有する導光部材とを備えた照明装置であって、
上記光源設置面および導光板の少なくとも一方が成型によって形成され、
上記成型の抜き勾配によって形成された上記光源設置面または上記入射面の一方の傾斜面と同じ方向に、他方の面が傾斜していることを特徴とする照明装置。 - 上記導光部材は、上記光源から離れるにしたがい湾曲していることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 上記光源設置面と入射面とが、互いに平行であ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。
- 上記筺体を吊下げる吊下げ部材を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明装置。
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JP2012172404A JP2014032828A (ja) | 2012-08-02 | 2012-08-02 | 照明装置 |
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