JP2017134955A - 導光板及び導光板を用いた照明装置 - Google Patents

導光板及び導光板を用いた照明装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2017134955A
JP2017134955A JP2016012877A JP2016012877A JP2017134955A JP 2017134955 A JP2017134955 A JP 2017134955A JP 2016012877 A JP2016012877 A JP 2016012877A JP 2016012877 A JP2016012877 A JP 2016012877A JP 2017134955 A JP2017134955 A JP 2017134955A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
guide plate
light guide
light
inclined side
reflection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016012877A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6846632B2 (ja
Inventor
理 棚橋
Osamu Tanahashi
理 棚橋
関井 広行
Hiroyuki Sekii
広行 関井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2016012877A priority Critical patent/JP6846632B2/ja
Priority to DE102017101193.5A priority patent/DE102017101193A1/de
Priority to CN201720103598.6U priority patent/CN206515507U/zh
Priority to US15/412,471 priority patent/US10048426B2/en
Publication of JP2017134955A publication Critical patent/JP2017134955A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6846632B2 publication Critical patent/JP6846632B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0045Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0075Arrangements of multiple light guides
    • G02B6/0078Side-by-side arrangements, e.g. for large area displays
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/00362-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0053Prismatic sheet or layer; Brightness enhancement element, sheet or layer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055Reflecting element, sheet or layer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

【課題】導光板の表面から出射する光の斑を防止することができる導光板を提供する。
【解決手段】導光板30は、出射面33と、出射面33と反対側の反射面35と、光が入射する入射面31とが形成され、入射面31から入射した光を導光して反射面35に形成されているマイクロプリズム素子37で光を反射させ、出射面33から光を出射させる。マイクロプリズム素子37の側面には、入射面31側に向いている側面である有効傾斜側面37aが形成されている。有効傾斜側面37aには、反射曲面37bが有効傾斜側面37aにおける出射面33積の50%以上の割合で形成されている。有効傾斜側面37aの反射曲面37bを構成する反射曲線37cと接する第1接線T1と、第1接線T1と異なる位置で反射曲線37cと接する第2接線T2とをなす第1角度θ1が0°以上30°以下となる角度範囲である。
【選択図】図3

Description

本発明は、入射面から入射した光が導光して表面から光を出射させる導光板及び導光板を用いた照明装置に関する。
従来、光源からの光を導光板の側面に入射して導光板の表面から出射させる導光板及び導光板を用いた照明装置が知られている(例えば特許文献1参照)。
特開平5−107542号公報
導光板においては、導光板の表面から光を外部に出射させて配分する(配光)だけでなく、出射する光がどのように見えるか(見かかり)も重要な品質項目である。
しかしながら、特許文献1に記載された導光板では、入射した光が導光板の表面とは反対側の凹凸部で反射して表面から光を外部に出射している。しかし、この導光板では、使用者が見る位置によっては、導光板の表面から出射する光に斑(輝度の斑)を生じる(見かかりが悪くなる)恐れがある。このため、導光板の表面から出射する光の斑によって生じるグレア(眩しさ)を抑えたいという要望がある。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、導光板の表面から出射する光の斑を防止することができる導光板及び導光板を用いた照明装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る導光板の一態様は、 表面と、前記表面と反対側の裏面と、光が入射する入射面とが形成され、前記入射面から入射した光を導光して前記裏面に形成されている凹部で光を反射させ、前記表面から光を出射させる導光板であって、前記凹部の側面には、前記入射面側に向いている側面である傾斜側面が形成され、前記傾斜側面には、反射曲面が前記傾斜側面における表面積の50%以上の割合で形成され、前記導光板の前記表面と略直交する平面で切断したときにおける前記凹部を断面視した場合において、前記傾斜側面の前記反射曲面を構成する反射曲線と接する第1接線と、前記第1接線と異なる位置で前記反射曲線と接する第2接線とをなす第1角度が0°以上30°以下となる角度範囲である。
また、本発明の一態様に係る照明装置は、請求項1〜10のいずれか1項に記載の導光板と、当該導光板の前記入射面に光を入射させる光源とを備える。
本発明によれば、導光板の表面から出射する光の斑を防止することができる。
実施の形態1に係る照明装置の斜視図である。 実施の形態1に係る照明装置の断面図である。 実施の形態1に係る導光板の斜視図である。 実施の形態1に係る照明装置の部分拡大断面図である。 実施の形態1に係る導光板におけるマイクロプリズム素子の部分拡大断面図である。 実施の形態1に係る導光板におけるマイクロプリズム素子の部分拡大断面図である。 実施の形態1に係る導光板の左右方向における放射輝度と導光板の左右方向及び前後方向の長さとの関係を示すグラフである。 実施の形態1に係る導光板の左右方向における放射輝度と導光板の左右方向及び前後方向の長さとの関係を示すグラフである。 実施の形態1に係る導光板の配光分布を示す説明図である。 実施の形態1に係る導光板の左右方向における放射輝度と導光板の左右方向及び前後方向の長さとの関係を示すグラフである。 実施の形態1に係る導光板の左右方向における放射輝度と導光板の左右方向及び前後方向の長さとの関係を示すグラフである。 実施の形態1に係る導光板の配光分布を示す説明図である。 実施の形態1に係る導光板の左右方向における放射輝度と導光板の左右方向及び前後方向の長さとの関係を示すグラフである。 実施の形態1に係る導光板の左右方向における放射輝度と導光板の左右方向及び前後方向の長さとの関係を示すグラフである。 実施の形態1に係る導光板の配光分布を示す説明図である。 実施の形態1に係る導光板の左右方向における放射輝度と導光板の左右方向及び前後方向の長さとの関係を示すグラフである。 実施の形態1に係る導光板の左右方向における放射輝度と導光板の左右方向及び前後方向の長さとの関係を示すグラフである。 実施の形態1に係る導光板の配光分布を示す説明図である。 実施の形態1に係る導光板の左右方向における放射輝度と導光板の左右方向及び前後方向の長さとの関係を示すグラフである。 実施の形態1に係る導光板の左右方向における放射輝度と導光板の左右方向及び前後方向の長さとの関係を示すグラフである。 実施の形態1に係る導光板の配光分布を示す説明図である。 実施の形態1に係り、天井に取り付けた照明装置と使用者との関係を示す模式図である。 実施の形態1の変形例1に係る導光板におけるマイクロプリズム素子の部分拡大断面図である。 実施の形態1の変形例2に係る導光板におけるマイクロプリズム素子の部分拡大断面図である。 実施の形態1の変形例2に係る導光板の左右方向における放射輝度と導光板の左右方向及び前後方向の長さとの関係を示すグラフである。 実施の形態1の変形例2に係る導光板の左右方向における放射輝度と導光板の左右方向及び前後方向の長さとの関係を示すグラフである。 実施の形態1の変形例2に係る導光板の配光分布を示す説明図である。 実施の形態1の変形例3に係る導光板におけるマイクロプリズム素子の部分拡大断面図である。 実施の形態2に係る導光板におけるマイクロプリズム素子の部分拡大断面図である。 実施の形態2の変形例1に係る導光板におけるマイクロプリズム素子の部分拡大断面図である。 実施の形態2の変形例2に係る導光板におけるマイクロプリズム素子の部分拡大断面図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1に係る導光板及び導光板を用いた照明装置について説明する。
[構成]
まず、本発明の実施の形態1に係る照明装置の構成について、図1及び図2を用いて説明する。図1は、実施の形態1に係る照明装置の斜視図である。図2は、実施の形態1に係る照明装置の断面図である。
図2では、照明装置を天井に取り付けた状態において、天井側の方向を上方向、天井とは反対側の照明装置側を下方向と規定して、前後、左右及び上下の各方向を表示する。そして、図2以降の各図に示す各方向は、全て図1に示す各方向に対応させて表示する。なお、図1では、上下方向、左右方向及び前後方向は、使用態様によって変化するため、これには限定されない。以降の図においても、同様である。
図1に示すように、照明装置10は、エッジライト方式の照明装置であり、天井に固定されている図示しない外部の電源と接続することによって固定される。
照明装置10は、本体部11と、電源部13と、光源15と、2枚の導光板30とを備えている。
本体部11は、前後方向に長尺な箱状であり、外部からの電力によって駆動する電源部13を収容している。電源部13は、天井に固定されている外部の電源と接合することができるように構成されている。電源部13は、天井の裏側(上側)に配線されている外部の電源と電気的に接続される。また、本体部11の左側及び本体部11の右側には、導光板支持部21が設けられている。
左側の導光板支持部21は、本体部11の左面から右側に向かって凹む方形状の溝である。また、右側の導光板支持部21は、本体部11の右面から左側に向かって凹む方形状の溝である。両導光板支持部21は、両導光板30を上下から挟むように支持することが可能に形成されている。導光板支持部21は、照明装置10を天井に取り付けた際に、導光板30と天井の天井面とが略平行となるように導光板30を固定している。なお、導光板支持部21は、導光板30を支持することができれば、いかなる方法であってもよい。なお、導光板30は、本体部11に複数枚取りつけられていてもよい。
図2に示すように、光源15は、図示しない基盤に電気的に接続され、光源15から離れる方向に向かって天井の天井面と略平行に光を出射するように設けられている。基盤も、本体部11に収容されている。
光源15は、いわゆるSMD(Surface Mount Device)型のLED素子である。SMD型のLED素子とは、具体的には、樹脂成型されたキャビティの中にLEDチップ(発光素子)が実装され、キャビティ内に蛍光体含有樹脂が封入されたパッケージ型のLED素子である。光源15は、電源部13に設けられている図示しない制御部により制御されて点灯及び消灯を行う。また、各光源15は、電源部13に設けられている制御部により制御されて調光調色が行われる。
なお、光源15は、このような構成に限定されるものではなく、光源15の図示しない基板上にLEDチップが直接的に実装されたCOB(Chip On Board)型の発光モジュールが用いられてもよい。また、光源15が有する発光素子は、LEDに限定されるものではなく、例えば、半導体レーザ等の半導体発光素子、または、有機EL(Electro Luminescence)や無機EL等のEL素子等その他の固体発光素子であってもよい。
光源15は、導光板30の側面(後述する導光板30の入射面31)と、本体部11との間に配置されている。光源15は、光を出射する出射方向が導光板30の側面に対向するように、基板に実装され、導光板30の入射面31に向けて光を出射する。つまり、光源15の出射方向は、導光板30の入射面31と略垂直な関係にあり、天井の天井面と略平行な関係にある。
光源15と導光板30との間には、光源15と導光板30とが接触しないように隙間が空けられている。なお、光源15は、導光板30が上下方向に天井の天井面に対して平行に複数枚取りつけられている場合に、それぞれの導光板30の入射面31に光を入射するように取りつけられていてもよい。
導光板30は、対面視で長方形の平板状をなしている。また、導光板30は、天井の天井面に対して略平行に保つように各導光板支持部21で支持されている。導光板30は、出射面33と対面視した場合に、導光板30の左右方向が導光板30の厚みであり、導光板30の前後方向が長手方向であり、導光板30の上下方向が導光板30の短手方向である。なお、導光板30の形状は、長方形状に限らず、円盤状でもよく、三角形状など、他の形状でもよい。導光板30は、光源15からの光を後述する出射面33に向かって導光する光学部材である。導光板30は、ポリカーボネートや、アクリルなどの透光性の樹脂であるが、その他どのような材料で形成されてもよい。
次に、本発明の実施の形態1に係る導光板30の構成について、図3及び図4を用いて説明する。
図3は、実施の形態1に係る導光板の斜視図である。図4は、実施の形態1に係る照明装置の部分拡大断面図である。
図3に示すように、導光板30には、各光源15からの光が入射する入射面31と、内部で導光する光を出射する出射面33(表面の一例)と、光を反射する反射面35(裏面の一例)とが形成されている。
導光板30の入射面31及び出射面33は、略均一の平面をなしている。導光板30の反射面35は、導光板30の出射面33と反対側の面である。反射面35には、出射面33から出射面33に向かって凹む溝状のマイクロプリズム素子37が複数形成されている。複数のマイクロプリズム素子37は、それぞれが反射面35にランダムに形成されている。
図4に示すように、マイクロプリズム素子37(凹部の一例)は、円錐状の凹溝である。マイクロプリズム素子37の内周面(側面)には、導光板30の入射面31側に向いている側面である有効傾斜側面37a(傾斜側面の一例)が形成されている。光の入射方向側とは、導光板30の入射面31側(光源15側)であり、光源15から放射した光が導光板30で導光してマイクロプリズム素子37に直接入射する側の面である。有効傾斜側面37aとは、光源15側からの光がマイクロプリズム素子37に入射した場合に、マイクロプリズム素子37における光源15側の面である。言い換えれば、有効傾斜側面37aは、マイクロプリズム素子37における光源15側の内周面であり、マイクロプリズム素子37の内周面の約半分の面積を占めている。有効傾斜側面37aは、光源15側からマイクロプリズム素子37を見た場合の三角錐状の曲面(テーパー面)の一部である。
次に、本発明の実施の形態1に係る導光板30におけるマイクロプリズム素子37の構成について、図5及び図6を用いて説明する。
図5は、実施の形態1に係る導光板におけるマイクロプリズム素子の部分拡大断面図である。図6は、実施の形態1に係る導光板におけるマイクロプリズム素子の部分拡大断面図である。
図5に示すように、有効傾斜側面37aには、反射曲面37bが形成されている。反射曲面37bは、導光板30の出射面33(表面の一例)と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合において、有効傾斜側面37aに形成されている曲面である。
反射曲面37bは、有効傾斜側面37aにおける表面積の50%以上の割合で形成されていることが好ましい。つまり、反射曲面37bは、有効傾斜側面37aに複数の反射曲面37bが点在して形成されていてもよく、その反射曲面37bの面積の合計が有効傾斜側面37aにおける表面積の50%以上となればよい。本実施の形態では、導光板30の出射面33と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合である。この場合に、反射曲面37bは、反射面35と有効傾斜側面37aとの接続点(後述する第1接続点P1)から始まり、マイクロプリズム素子37の最深部(底部)付近まで連続している。
反射曲面37bは、導光板30の出射面33と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合において、反射曲線37cで構成されている。
反射曲線37cは、複数の円弧がそれぞれ連結して(つなぎ合わさって)形成された波状をなしている。反射曲線37cを構成している各円弧は、それぞれが略同一の形状である。具体的には、反射曲線37cは、円弧の一端で点対称となるように、円弧と隣接する他の円弧の他端と接続し、これらの円弧が波打つように略均一に連続している。円弧と、この円弧と隣接する他の円弧との接続点は、変曲点である。変曲点とは、反射曲線37cで接する接線の曲率の符号が変化する点である。言い換えれば、変曲点は、反射曲線37cを二回微分を行って0になる点である。この反射曲線37cの変曲点では、反射曲線37cにおける円弧の一端に接する接線と、この円弧に隣接する他の円弧の他端に接する接線とが一致していることが好ましい。つまり、円弧と、この円弧に隣接する他の円弧とは、反射曲線37cの変曲点において滑らかに連続している。また、各円弧が略同一の形状とは、円弧の半径が略同一であり、かつ円弧の長さが略同一であることを意味している。
なお、図6に示すように、反射曲線37cは、略同一の形状の円弧が同一の方向に向いて山部を形成するように並び、円弧と他の円弧との間により谷部を形成していてもよい。
また、図5に示すように、反射曲線37cは、自然数の個数で繰り返す周期で構成されていることが好ましい。具体的には、1つの山部を構成する円弧と、1つの谷部を構成する円弧とで構成される反射曲線37cの周期を1周期とする。反射曲線37cを構成している円弧は山部と谷部とからなるように波状に並んでいるが、反射曲線37cは1周期以上の自然数の個数で繰り返す周期で構成されている。言い換えれば、反射曲面37bは、それぞれが略同一の形状をした複数の円弧において、円弧の山部と円弧の谷部とが交互に連続して並び、円弧の谷部の合計と円弧の山部の合計とが等しい。
さらに、反射曲線37cでは、反射曲線37cにおける任意の点で接する線を第1接線T1と、この任意の点と異なる点で接する線を第2接線T2とし、第1接線T1と第2接線T2とをなす第1角度θ1とする。図5では、第1接線T1及び第2接線T2は、反射曲線37cの変曲点において接している。反射曲線37cは、第1接線T1と第2接線T2とをなす第1角度θ1が0°以上30°以下となる角度範囲となる条件を満たすように構成している。なお、第1接線T1及び第2接線T2の位置は、あくまでも任意に設定している。
ここで、有効傾斜側面37aの反射曲面37bを構成する反射曲線37cに存在する変曲点を第1変曲点H1とし、有効傾斜側面37aの曲面を構成する曲線に存在して第1変曲点H1と隣接する変曲点を第2変曲点H2とする。この場合、反射曲線37cは、第1接線T1が第1変曲点H1で接し、第2接線T2が第2変曲点H2で接している場合に、第1接線T1と第2接線T2とが交差する鋭角の第1角度θ1が5°以上30°以下の角度範囲となる条件を満たすように構成してもよい。第1変曲点H1と隣接する変曲点である第2変曲点H2とは、第1変曲点H1がある円弧の一端に存在していると仮定すると、第2変曲点H2はこの円弧の他端に存在していることを意味する。なお、図6に示す第1変曲点H1及び第2変曲点H2の位置は、他の変曲点の位置でもよく、あくまで説明のために任意に設定している。また、他の図においても同様である。
また、反射曲線37cでは、この反射曲線37cを通過しつつ導光板30の反射面35と同一又は平行な線を第1直線L1とし、第1直線L1と有効傾斜側面37aの反射曲線37cとが交わる点と接する線を第3接線T3とする。この場合、反射曲線37cは、第1直線L1と第3接線T3とが交差する鋭角の第2角度θ2が0°より大きく87°以下の角度範囲となる条件を満たすように構成している。なお、図5においては、第2接線T2と第3接線T3とが同一としているが、異なる変曲点における異なる接線でもよい。
なお、円弧を規定する半径や、円弧の長さは、反射曲線37cを自然数の個数で繰り返す周期で構成し、第1角度θ1が5°以上30°以下の角度範囲であり、第2角度θ2が0°より大きく87°以下の角度範囲であればよい。
図4に示すように、光源15から出射された光は、導光板30の入射面31から入射し、導光板30内部で導光する光が反射面35で反射したり、反射面35におけるマイクロプリズム素子37の有効傾斜側面37aで反射したりするなどして、導光板30の出射面33などから出射される。ここで、有効傾斜側面37aに当たった光は、主に反射曲線37cを有する有効傾斜側面37aで反射し、導光板30の出射面33から出射する。つまり、光源15から出射した光は、導光板30を介して下方に向けて照らす。
なお、導光板30の入射面31は、光源15の光の出射方向と略直交するが、マイクロプリズム素子37の有効傾斜側面37aは光源15の光の出射方向と平行な直線とは直交しないことが望ましい。すなわち、導光板30の入射面31とマイクロプリズム素子37の有効傾斜側面37aとは平行でない。
この導光板30において、シミュレーションによって求めた導光板30の配光分布及び放射輝度を図7A〜図11Cに示す。
このシミュレーションに用いた照明装置10における導光板30のモデルとして、導光板30の前後方向の長さ30mm、導光板30の左右方向の長さ60mm、導光板30の厚みH=4mm、マイクロプリズム素子37の直径(後述する第1接続点P1と第2接続点P2との長さ)0.25mmとした。また、この導光板30のマイクロプリズム素子37では、導光板30の出射面33と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合において、反射面35と同一の直線と、有効傾斜側面37aとが交わる鋭角の第2角度θ2を50°とした。なお、光源15から発する光の強度は同一とする。
図7A、図8A、図9A、図10A、図11Aは、実施の形態1に係る導光板の左右方向における放射輝度と導光板の左右方向及び前後方向の長さとの関係を示すグラフである。
図7A、図8A、図9A、図10A、図11Aでは、導光板30の出射面33を正面視した場合に、導光板30の前後方向における中央付近で直交する左右方向の直線において、導光板30の出射面33から出射する光を実線で表している。この左右方向における中央を0とし、右方向をプラスで表し、左方向をマイナスで表す。また、図7A、図8A、図9A、図10A、図11Aでは、導光板30の出射面33を正面視した場合に、導光板30の左右方向における中央付近で直交する前後方向の直線において、導光板30の出射面33から出射する光を破線で表している。この前後方向における中央を0とし、後方向をプラスで表し、前方向をマイナスで表す。
図7Aに示すように、この導光板30のマイクロプリズム素子37では、有効傾斜側面37aに反射曲面37bが形成されていない(第1角度θ1=0°の場合であり、断面が直線である)。図8Aに示すように、この導光板30のマイクロプリズム素子37では、第1角度θ1=5°となる反射曲面37bが形成されている。図9Aに示すように、この導光板30のマイクロプリズム素子37では、第1角度θ1=10°となる反射曲面37bが形成されている。図10Aに示すように、この導光板30のマイクロプリズム素子37では、第1角度θ1=20°となる反射曲面37bが形成されている。図11Aに示すように、この導光板30のマイクロプリズム素子37では、第1角度θ1=30°となる反射曲面37bが形成されている。
図7A、図8A、図9A、図10A、図11Aに示すように、実線及び破線で示すグラフにおいて、放射輝度は、第1角度θ1の増加に伴い、次第に減少している。つまり、第1角度θ1の増加に伴い、出射面33から所定の方向へ出射する光の強さが減少していることがわかる。また、実線及び破線で示す放射輝度のグラフの振幅も、第1角度θ1の増加に伴い減少していることがわかる。
図7Aで示すように、実線で示すグラフにおいて、有効傾斜側面37aに反射曲面37bが形成されていない(第1角度θ1=0°の場合)場合は、放射輝度を示すグラフの振幅が大きい。図8A、図9A、図10A、図11Aに示すように、実線で示すグラフにおいて、有効傾斜側面37aに反射曲面37bを形成(第1角度θ1=5°、10°、20°、30°の場合)すると、放射輝度を示すグラフの振幅は、図7Aで示す実線で示すグラフの振幅に比べて小さいことがわかる。
図7B、図8B、図9B、図10B、図11Bは、実施の形態1に係る導光板の左右方向における放射輝度と導光板の左右方向及び前後方向の長さとの関係を示すグラフである。
図7B、図8B、図9B、図10B、図11Bでは、導光板30の出射面33を正面視に対して45°ずれた方向から見た場合に、導光板30の前後方向における中央付近と直交する左右方向の直線において、導光板30の出射面33から出射する光を実線で表している。また、図7B、図8B、図9B、図10B、図11Bでは、導光板30の出射面33を正面視した場合に、導光板30の左右方向における中央付近と直交する前後方向の直線において、導光板30の出射面33から出射する光を破線で表している。
図7B、図8B、図9B、図10B、図11Bに示すように、実線及び破線で示すグラフにおいて、放射輝度は、第1角度θ1の増加に伴い、次第に減少している。つまり、第1角度θ1の増加に伴い、出射面33から所定の方向へ出射する光の強さが減少していることがわかる。また、実線及び破線で示す放射輝度のグラフの振幅も、第1角度θ1の増加に伴い減少していることがわかる。
図7Bで示すように、実線で示すグラフにおいて、有効傾斜側面37aに反射曲面37bが形成されていない(第1角度θ1=0°の場合)場合は、放射輝度を示す揺らぎが大きい。図8B、図9B、図10B、図11Bに示すように、実線で示すグラフにおいて、有効傾斜側面37aに反射曲面37bを形成(第1角度θ1=5°、10°、20°、30°の場合)すると、放射輝度を示す揺らぎは、図7Bで示す実線で示すグラフに比べて小さい。
図7C、図8C、図9C、図10C、図11Cは、実施の形態1に係る導光板の配光分布を示す説明図である。
図7C、図8C、図9C、図10C、図11Cに示すように、角度−90°付近は、マイクロプリズム素子37で反射した光の放射強度を示している。また、配光分布における角度30°付近は、マイクロプリズム素子37で反射されずに外部に出射した光の放射強度を示している。
図7Cに示すように、この導光板30の光度の最大値は、42.9cdである。図8Cに示すように、この導光板30の光度の最大値は、41.4cdである。図9Cに示すように、この導光板30の光度の最大値は、39.8cdである。図10Cに示すように、この導光板30の光度の最大値は、39.0cdである。図11Cに示すように、この導光板30の光度の最大値は、35.2cdである。
図7C、図8C、図9C、図10C、図11Cに示すように、導光板30におけるマイクロプリズム素子37で反射する光度の最大値は、第1角度θ1の増加に伴い、光度の最大値が次第に減少している。つまり、この導光板30では、第1角度θ1の増加に伴い、出射面33から所定の方向へ出射する光の強さが減少し、所定方向に向かう光の強度が和らいでいる。このため、この導光板30では、有効傾斜側面37aに反射曲面37bが形成されていない(第1角度θ1=0°の場合)場合よりも、広がりを持って出射面33から光が出射する。
[作用効果]
次に、本実施の形態1における導光板30及び導光板30を用いた照明装置10の作用効果について説明する。
上述したように、実施の形態1に係る導光板30は、出射面33と、出射面33と反対側の反射面35と、光が入射する入射面31とが形成され、入射面31から入射した光を導光して反射面35に形成されているマイクロプリズム素子37で光を反射させ、出射面33から光を出射させる。また、マイクロプリズム素子37の側面には、入射面31側に向いている側面である有効傾斜側面37aが形成されている。さらに、有効傾斜側面37aには、反射曲面37bが有効傾斜側面37aにおける表面積の50%以上の割合で形成されている。そして、導光板30の出射面33と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合において、有効傾斜側面37aの反射曲面37bを構成する反射曲線37cと接する第1接線T1と、第1接線T1と異なる位置で反射曲線37cと接する第2接線T2とをなす第1角度θ1は、0°以上30°以下となる角度範囲である。
また、実施の形態1に係る照明装置10は、導光板30と、導光板30の入射面31に光を入射させる光源15とを備えている。
これらの構成によれば、光源15から出射した光は、導光板30の入射面31に入射し、導光板30内を導光し、反射面35におけるマイクロプリズム素子37の反射曲面37bに入射する。例えば、このマイクロプリズム素子37の有効傾斜側面37aに対して等しい入射角度で光がそれぞれ入射した場合に、第1角度θ1が0°以上30°以下となる角度範囲であるため、導光板30を導光して有効傾斜側面37aの反射曲面37bに入射した光は、ばらつきをもって異なる角度で反射する。つまり、導光板30で導光している光は、マイクロプリズム素子37の有効傾斜側面37aに対し、それぞれの光が等しい入射角度で入射しても、反射曲面37bによってそれぞれがばらつきをもって異なる角度で反射し易い。
光がばらつきをもって異なる角度で反射し易くなることについて、導光板30を用いた照明装置10を天井に設置した状態で図12を用いて説明する。
図12は、実施の形態1に係り、天井に取り付けた照明装置と使用者との関係を示す模式図である。
図12では、使用者は、室内の高さが220cmの室内にて、天井に取り付けた照明装置10の真下から右側に離れた所で、点灯している照明装置10を仰ぎ見ている状態を示している。図12では、使用者の目の高さの位置がA1=160cm、使用者の目の高さから照明装置10における導光板30の出射面33までの高さをA2=52cm、照明装置10における導光板30の出射面33から天井の天井面までの高さをA3=8cm、照明装置10における使用者側の出射面33の長さA4=30cmとしている。
角度αは、導光板30の右側における出射面33の右端から使用者の目までの直線と、導光板30の右側における出射面33の左端から使用者の目までの直線とが交差する鋭角の角度を示している。また、角度βは、使用者が照明装置10の真下から照明装置10における導光板30の出射面33を仰ぎ見ている状態においては、右側の導光板30における出射面33の右端から使用者の目までの直線と、右側の導光板30における出射面33の左端(真下に使用者の目が存在する位置)から使用者の目までの直線とが交差する鋭角の角度を示している。
この場合、この照明装置10では、角度α及び角度βが30°以下であれば、マイクロプリズム素子に反射曲面が形成されていない導光板に比べ、光の斑(輝度の斑)が生じ難い。具体的には、例えば、反射曲面が存在しないマイクロプリズム素子37では、有効傾斜側面37aに対して角度γで入射した光は、有効傾斜側面37aで反射して角度γで出射する。一方、マイクロプリズム素子37における有効傾斜側面37aに反射曲面37bが形成されている導光板30では、導光板30を導光して角度γで反射曲面37bに入射した光は、角度γ−30°からγ+30°までの角度範囲で有効傾斜側面37aの反射曲面37bで反射する。つまり、この導光板30では、マイクロプリズム素子に反射曲面が形成されていない導光板によりも、広がりを持って出射面33から光が出射する。
このため、この実施の形態1に係る導光板30によれば、それぞれの光が有効傾斜側面37aに対して同一の角度で入射した場合でも、それぞれの光が異なる角度で反射するため、ある地点では明るく見え、ある地点では暗く見えるような光の斑(光の縞)が生じ難い。その結果、この導光板30では、導光板30の出射面33から出射する光(配光)が均一となるように制御(配光制御)することができる。その結果、この導光板30では、使用者が出射する光の斑を感じ難い。
また、反射曲面37bが有効傾斜側面37aにおける表面積の50%未満であっても、マイクロプリズム素子に反射曲面が形成されていない場合に比べれば、光の斑が減少する。しかし、有効傾斜側面37aにおいて、反射曲面37bが形成されていない面の面積が大きいため、使用者は光の斑を感じ易くなる。このため、反射曲面37bが有効傾斜側面37aにおける表面積の50%以上の割合で形成されていることが好ましい。
さらに、第1角度θ1が30°よりも大きくなると、導光してきた光が反射曲面37bで反射され、出射面33から出射される光の配光方向は、出射面33と略平行に導光して反射曲面37bに届く光に対し、角度γ−30°からγ+30°までの角度範囲よりも大きい角度で反射する。この場合、導光板30の出射面33から出射する光は、広がり過ぎてしまう。つまり、所望の配光が得難くなる。このため、反射曲面37bの第1角度θ1は、0°以上30°以下となる角度範囲であることが好ましい。
したがって、この導光板30及びこの導光板30を用いた照明装置10によれば、導光板30の出射面33から出射する光の斑を防止することができる。
なお、光源15から出射する光の強度(光度)を制御すれば、導光板30の出射面33から出射する光の強度を調節することができる。
また、実施の形態1に係る導光板30では、第1接線T1は、有効傾斜側面37aの反射曲面37bを構成する反射曲線37cに存在する第1変曲点H1で接する。また、第2接線T2は、有効傾斜側面37aの反射曲面37bを構成する反射曲線37cに存在し、第1変曲点H1と隣接する変曲点である第2変曲点H2で接する。そして、第1接線T1と、第2接線T2とが交差する鋭角の第1角度θ1は、5°以上30°以下となる角度範囲である。
この構成によれば、この導光板30でも、導光板30の出射面33から出射する光がより均一となるように制御することができる。その結果、この導光板30では、使用者が出射する光の斑を感じ難い。
また、実施の形態1に係る導光板30では、導光板30の出射面33と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合において、有効傾斜側面37aの反射曲線37cを通過しつつ導光板30の反射面35と同一又は平行な第1直線L1と、第1直線L1と有効傾斜側面37aの反射曲線37cとが交わる点と接する第3接線T3とが交差する鋭角の第2角度θ2は、0°より大きく87°以下となる角度範囲である。そして、有効傾斜側面37aの反射曲線37cは、自然数の個数で繰り返す周期で構成されている。
この構成によれば、マイクロプリズム素子37の有効傾斜側面37aに対して光が等しい入射角度で入射した場合に、反射曲線37cの1周期において、反射曲線37cの任意の位置で接する接線と反射面35と第1直線L1とが交わる鋭角の角度の総和が一定となる。このため、この実施の形態1に係る導光板30では、反射曲線37cが自然数の個数で繰り返す周期で構成されていない場合のように、自然数を除く端数分の反射曲線37cに入射した光の斑が生じ難い。その結果、この導光板30によれば、導光板30の出射面33から出射する光がより均一となるように制御することができる。
また、第2角度θ2が0°より大きく87°以下以外の角度の場合でも、導光してきた光が反射曲面37bで反射され、出射面33から出射される光の配光方向は、出射面33と略平行に導光して反射曲面37bに届く光に対し、角度γ−30°からγ+30°までの角度範囲よりも大きい角度で反射する。この場合、導光板30の出射面33から出射する光は、広がり過ぎてしまう。つまり、所望の配光が得難くなる。このため、反射曲面37bの第1角度θ1は、0°より大きく87°以下となる角度範囲であることが好ましい。
さらに、射出成型により導光板30を製造する場合では、マイクロプリズム素子37の反射曲線37cは、第2角度θ2が87°以下とする角度範囲である。つまり、射出成型により成型された成型品を金型から離間させる工程で、成型品を離間させる方向に対して傾斜(抜き勾配)が付いている。このため、成型品を金型からスムーズに離間させることができる。
また、実施の形態1に係る導光板30では、導光板30の出射面33と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合において、有効傾斜側面37aの反射曲線37cは、略同一の形状からなる複数の円弧を連結して形成されている。
この構成によれば、マイクロプリズム素子37における反射曲線37cを構成している円弧の形状は、汎用性があり設計や加工を行い易い。
また、この導光板30でも、マイクロプリズム素子37の有効傾斜側面37aに対して光が等しい入射角度で入射した場合に、反射曲線37cの1周期において、反射曲線37cの任意の位置で接する接線と反射面35と第1直線L1とが交わる鋭角の角度の総和が一定となる。このため、この実施の形態1に係る導光板30では、反射曲線37cが自然数の個数で繰り返す周期で構成されていない場合のように、自然数を除く端数分の反射曲線37cに入射した光に斑を生じたりするといったことが生じ難い。その結果、この導光板30によれば、導光板30の出射面33から出射する光がより均一となるように制御することができる。
(実施の形態1の変形例1)
[構成]
本実施の形態1の変形例1における導光板30の構成について、図13を用いて説明する。
図13は、実施の形態1の変形例1に係る導光板におけるマイクロプリズム素子の部分拡大断面図である。
図13に示すように、この導光板30における他の構成は、実施の形態1の導光板30と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
実施の形態1では、導光板30の出射面33と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合において、導光板30のマイクロプリズム素子37における有効傾斜側面37aの反射曲線37cが円弧によって構成されていたが、本実施の形態1の変形例1では、有効傾斜側面37aの反射曲線37cは、略正弦曲線の一部によって構成されている。
なお、反射曲面37bは、略正弦曲線の一部であればよく、導光板30の出射面33と反射曲線37cとの接続点(後述する第1接続点P1)において、略正弦曲線の任意の位置から始まっていればよい。また、反射曲線37cは、略正弦曲線の山部と谷部とが入れ替わっている略余弦曲線でもよい。
略正弦曲線の一部によって構成されている反射曲線37cは、自然数の個数で繰り返す周期で構成されていることが好ましい。具体的には、反射曲線37cを構成している略正弦曲線は、山部と谷部とからなるように波状に並んでいる。反射曲線37cは、1つの山部を構成する略正弦曲線と、1つの谷部を構成する略正弦曲線とで構成される反射曲線37cの周期を1周期とすると、1周期以上の自然数の個数で繰り返す周期で構成されている。つまり、反射曲面37bは、略正弦曲線における山部の合計と略正弦曲線における谷部の合計とが等しい。
[作用効果]
次に、本実施の形態1の変形例1における導光板30の作用効果について説明する。
上述したように、実施の形態1の変形例1に係る導光板30では、導光板30の出射面33と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合において、有効傾斜側面37aの反射曲線37cは、略正弦曲線の一部である。
この構成によれば、マイクロプリズム素子37における反射曲線37cの略正弦曲線の形状は、汎用性があり設計や加工を行い易い。また、略正弦曲線からなる反射曲線37cは、この変曲点において滑らかに連続しているため、導光板30の出射面33から出射する光の斑を防止することができる。
また、この導光板30でも、マイクロプリズム素子37の有効傾斜側面37aに対して光が互いに等しい入射角度でそれぞれ入射した場合に、反射曲線37cの1周期において、反射曲線37cの任意の位置で接する接線と反射面35と第1直線L1とが交わる鋭角の角度の総和が一定となる。このため、この実施の形態1に係る導光板30では、反射曲線37cが自然数の個数で繰り返す周期で構成されていない場合のように、自然数を除く端数分の反射曲線37cに入射した光に斑を生じたりするといったことが生じ難い。その結果、この導光板30によれば、導光板30の出射面33から出射する光がより均一となるように制御することができる。
実施の形態1の変形例1においても、他の作用効果については、実施の形態1と同様の作用効果を奏する。
(実施の形態1の変形例2)
[構成]
本実施の形態1の変形例2における導光板30の構成について、図14を用いて説明する。
図14は、実施の形態1の変形例2に係る導光板におけるマイクロプリズム素子の部分拡大断面図である。
図14では、マイクロプリズム素子37に反射曲線37cが形成されていない場合を示す仮想線V1を2点鎖線で示す。
図14に示すように、この導光板30における他の構成は、実施の形態1の導光板30と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
実施の形態1では、導光板30の出射面33と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合において、導光板30のマイクロプリズム素子37における有効傾斜側面37aの反射曲線37cが円弧によって構成されている。本実施の形態1の変形例2では、有効傾斜側面37aの反射曲線37cに変曲点が存在しない点で実施の形態1と異なる。反射曲線37cにおける任意の点S1で接する線を第1接線T1と、この任意の点S1と異なる点S2で接する線を第2接線T2とする。
つまり、本実施の形態1の変形例2における有効傾斜側面37aの反射曲線37cは、変曲点が存在しない曲線で構成されており、実施の形態1のように有効傾斜側面37aの反射曲線37cが波状となっていない。なお、変曲点が存在しない曲線は、例えば、円弧、放物線などである。本実施の形態1の変形例2では、変曲点が存在しない曲線の一例として円弧を用いている。この変曲点が存在しない曲線は、曲面を構成している。
マイクロプリズム素子37の反射曲線37cは、仮想線V1から突出する円弧である。
この導光板30において、シミュレーションによって求めた導光板30の配光分布及び放射輝度を図15A、図15B及び図15Cに示す。
このシミュレーションに用いた照明装置10における導光板30のモデルは、実施の形態1と同様である。
図15A及び図15Bは、実施の形態1の変形例2に係る導光板の左右方向における放射輝度と導光板の左右方向及び前後方向の長さとの関係を示すグラフである。
図15Aでは、導光板30の出射面33を正面視した場合に、導光板30の前後方向における中央付近と直交する左右方向の直線において、導光板30の出射面33から出射する光を実線で表している。また、図15Aでは、導光板30の出射面33を正面視した場合に、導光板30の左右方向における中央付近と直交する前後方向の直線において、導光板30の出射面33から出射する光を破線で表している。
図15Aでは、この導光板30のマイクロプリズム素子37では、第1角度θ1=10°となる反射曲面37bが形成されている。
実線及び破線で示すグラフにおいて、放射輝度は、図7Aで示す有効傾斜側面37aに反射曲面37bが形成されていない(第1角度θ1=0°の場合)場合に比べて小さいことがわかる。また、実線及び破線で示す放射輝度のグラフの振幅も、図7Aで示す有効傾斜側面37aに反射曲面37bが形成されていない(第1角度θ1=0°の場合)場合に比べて小さいことがわかる。
図15Bでは、導光板30の出射面33を正面視に対して45°ずれた方向から見た場合に、導光板30の前後方向における中央付近と直交する左右方向の直線において、導光板30の出射面33から出射する光を実線で表している。また、図15Bでは、導光板30の出射面33を正面視した場合に、導光板30の左右方向における中央付近と直交する前後方向の直線において、導光板30の出射面33から出射する光を破線で表している。
実線及び破線で示すグラフにおいて、放射輝度は、図7Bで示す有効傾斜側面37aに反射曲面37bが形成されていない(第1角度θ1=0°の場合)場合に比べて小さい。また、実線及び破線で示す放射輝度のグラフの振幅も、図7Bで示す有効傾斜側面37aに反射曲面37bが形成されていない(第1角度θ1=0°の場合)場合に比べて小さい。
図15Cは、実施の形態1の変形例2に係る導光板の配光分布を示す説明図である。
図15Cに示すように、角度−90°付近は、マイクロプリズム素子37で反射した光の放射強度を示している。この導光板30の光度の最大値は、41.2cdである。また、配光分布における角度30°付近は、マイクロプリズム素子37で反射されずに外部に出射した光の放射強度を示している。
導光板30におけるマイクロプリズム素子37で反射する光度の最大値は、図7Bで示す有効傾斜側面37aに反射曲面37bが形成されていない(第1角度θ1=0°の場合)場合に比べて光度の最大値が小さい。つまり、この導光板30では、図7Bで示す有効傾斜側面37aに反射曲面37bが形成されていない(第1角度θ1=0°の場合)場合に比べ、所定方向に向かう光の強度が和らいでいる。このため、この導光板30では、図7Bで示す有効傾斜側面37aに反射曲面37bが形成されていない(第1角度θ1=0°の場合)場合よりも、広がりを持って出射面33から光が出射する。
[作用効果]
次に、本実施の形態1の変形例2における導光板30の作用効果について説明する。
上述したように、実施の形態1の変形例2に係る導光板30では、導光板30の出射面33と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合において、有効傾斜側面37aの反射曲線37cには、変曲点が存在しない。
また、実施の形態1の変形例2に係る導光板30では、導光板30の出射面33と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合において、有効傾斜側面37aに形成されている反射曲線37cは、導光板30内に向かって凹んでいる。
この構成によれば、マイクロプリズム素子37における反射曲線37cは、円弧形状などの形状であれば、汎用性があるため、設計や加工を行い易い。
実施の形態1の変形例2においても、他の作用効果については、実施の形態1と同様の作用効果を奏する。
(実施の形態1の変形例3)
本実施の形態1の変形例3における導光板30の構成について、図16を用いて説明する。
図16は、実施の形態1の変形例3に係る導光板におけるマイクロプリズム素子の部分拡大断面図である。
図16に示すように、この導光板30における他の構成は、実施の形態1の導光板30と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
また、実施の形態1の変形例2では、マイクロプリズム素子37の反射曲線37cは、仮想線V1から山状に突出する円弧である。これに対し、本実施の形態1の変形例3では、マイクロプリズム素子37の反射曲線37cは、仮想線V1から谷状に凹むような円弧である。
実施の形態1の変形例3においても、他の作用効果については、実施の形態1と同様の作用効果を奏する。
(実施の形態2)
[構成]
本実施の形態2における導光板30の構成について、図17を用いて説明する。
図17は、実施の形態2に係る導光板におけるマイクロプリズム素子の部分拡大断面図である。
図17に示すように、この導光板30における他の構成は、実施の形態1の導光板30と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
図17に示すように、導光板30の出射面33と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合において、マイクロプリズム素子37では、導光板30の反射面35と有効傾斜側面37aとが接続している一方の接続点を第1接続点P1とし、反射面35と有効傾斜側面37aとが接続している他方の接続点を第2接続点P2とする。第1接続点P1から第2接続点P2までを結ぶ直線の略中心を通過する直線を第2直線L2とする。マイクロプリズム素子37の形状は、第2直線L2に対して略線対称に形成されている。なお、第1接続点P1は、反射面35と有効傾斜側面37aとの接続線を構成する。なお、第1接続点P1と第2接続点P2との位置関係は、逆であってもよい。
なお、有効傾斜側面37aは、導光板30の入射面31に向いている側面だけでなく、導光板30の入射面31に向いている側面とは反対側の側面でもよく、マイクロプリズム素子37の内周面全てでもよい。
第2直線L2は、反射面35に対して略垂直に延びている。つまり、第2直線L2は、反射面35に対して略垂直であることが好ましい。
マイクロプリズム素子37の内周面の形状は、円弧で形成されている。つまり、導光板30の有効傾斜側面37aに形成されている反射曲線37cも円弧で形成されている。導光板30の有効傾斜側面37aに形成されている反射曲線37cは、マイクロプリズム素子37の深さDの0%以上90%以下の範囲に形成されている。マイクロプリズム素子37の深さDとは、導光板30の反射面35と同一直線から鉛直に下ろしたマイクロプリズム素子37の最深部まで距離である。なお、深さDの90%を0.9Dと示す。
なお、図示しないが、マイクロプリズム素子37の内周面の形状は、導光板30の出射面33(表面の一例)と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合において、実施の形態1の変形例1のように略正弦曲線の一部でもよく、実施の形態1の変形例2のように変曲点が存在しない曲面でもよい。
マイクロプリズム素子37において、導光板30の反射面35と有効傾斜側面37aとの接続点を第1接続点P1とし、マイクロプリズム素子37の深さDの90%の位置を通過する導光板30の有効傾斜側面37aと平行な直線が有効傾斜側面37aと交わる点を仮想点V2とする。
つまり、マイクロプリズム素子37における有効傾斜側面37aの反射曲線37cは、第1接続点P1から仮想点V2まで形成されている。言い換えれば、有効傾斜側面37aの反射曲線37cは、仮想点V2からマイクロプリズム素子37の最深部(底部)までの間に形成されていない。
なお、導光板30の出射面33と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合において、マイクロプリズム素子37の底部の形状は、出射面33に向かう凹状又は凸状の曲面でもよく、尖っていてもよく、平らでもよい。
[作用効果]
次に、本実施の形態2における導光板30の作用効果について説明する。
上述したように、実施の形態2に係る導光板30では、導光板30の出射面33と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合において、マイクロプリズム素子37の形状は、反射面35と有効傾斜側面37aとが接続している一方の接続点(本実施の形態では、第1接続点P1)から、反射面35と有効傾斜側面37aとが接続している他方の接続点(本実施の形態では、第2接続点P2)までを結ぶ直線の略中心を通過する第2直線L2に対して略線対称に形成されている。
この構成によれば、反射面35にマイクロプリズム素子37を形成し易い。
また、実施の形態2に係る導光板30では、第2直線L2は、反射面35に対して略垂直に延びている。
この構成によれば、反射面35にマイクロプリズム素子37をより形成し易い。
上述したように、実施の形態2に係る導光板30では、導光板30の出射面33と略直交する平面で切断したときにおけるマイクロプリズム素子37を断面視した場合において、有効傾斜側面37aに形成されている反射曲線37cは、マイクロプリズム素子37の深さDの0%以上90%以下の範囲に形成されている。
ここで、マイクロプリズム素子37を円錐として近似した場合におけるマイクロプリズム素子37の内周面の面積を計算する。有効傾斜側面37aの第1接続点P1からマイクロプリズム素子37の最深部(底部)までの長さをRとし、マイクロプリズム素子37の半径をrとする。この場合、マイクロプリズム素子37の内周面の面積は、πRrで表すことができる。
そして、有効傾斜側面37aの仮想点V2からマイクロプリズム素子37の最深部(底部)までにおける、マイクロプリズム素子37の一部分の内周面の面積は、0.01πRrで表すことができる。
つまり、マイクロプリズム素子37の深さDの0%以上90%以下の範囲では、有効傾斜側面37aの99%を占めている。
このため、この構成によれば、マイクロプリズム素子37の深さDが90%よりも深いところに有効傾斜側面37aの反射曲線37cを形成しなくとも、導光板30を導光して有効傾斜側面37aの反射曲面37bに入射した光は、ばらつきをもって異なる角度で反射する。このため、マイクロプリズム素子37の深さDが90%よりも深いところに有効傾斜側面37aの反射曲線37cを形成する必要がなく、マイクロプリズム素子37の加工が容易となる。このため、マイクロプリズム素子37を加工する際のコストが高騰化し難い。
実施の形態2においても、他の作用効果については、実施の形態1と同様の作用効果を奏する。
(実施の形態2の変形例1)
本実施の形態2の変形例1における導光板30の構成について、図18を用いて説明する。
図18は、実施の形態2の変形例1に係る導光板におけるマイクロプリズム素子の部分拡大断面図である。
図18に示すように、この導光板30における他の構成は、実施の形態1の導光板30と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
また、実施の形態2では、マイクロプリズム素子37の内周面の形状は、仮想線V1から山状に突出する円弧で形成されている。これに対し、本実施の形態2の変形例1では、マイクロプリズム素子37の反射曲線37cは、仮想線V1から谷状に凹むような円弧で形成されている。
実施の形態2の変形例1においても、他の作用効果については、実施の形態1、2と同様の作用効果を奏する。
(実施の形態2の変形例2)
本実施の形態2の変形例2における導光板30の構成について、図19を用いて説明する。
図19は、実施の形態2の変形例2に係る導光板におけるマイクロプリズム素子の部分拡大断面図である。
図19に示すように、この導光板30における他の構成は、実施の形態1の導光板30と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
また、実施の形態2では、マイクロプリズム素子37の内周面の形状は、仮想線V1から山状に突出する円弧で形成されている。これに対し、本実施の形態2の変形例2では、マイクロプリズム素子37の反射曲線37cは、波状となるように複数の円弧が連結して構成されている。
実施の形態2の変形例2においても、他の作用効果については、実施の形態1、2と同様の作用効果を奏する。
(その他変形例等)
以上、本発明に係る導光板30及び導光板30を用いた照明装置10について、実施の形態1、2、実施の形態1の変形例1〜3及び実施の形態2の変形例1、2に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態1、2、実施の形態1の変形例1〜3及び実施の形態2の変形例1、2に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態1、2、実施の形態1の変形例1〜3及び実施の形態2の変形例1、2において、反射面には、高反射塗装やアルミ蒸着など、光の反射率を高める表面処理がされてもよい。これにより、反射面における光の反射率は、光の反射率を高める表面処理がされていない場合に比べて導光板の光の反射率よりも大きくなり、光源からの光を効率よく反射できる。
また、導光板が複数枚ある場合において、導光板ごとにそれぞれが互いに異なる色温度の光を発光してもよい。この場合、例えば、ある導光板からは、光源を昼光色とした光を出射し、異なる導光板からは、異なる光源を電球色とすることができる。
本体部における上面には、本体部と外部の電源とを接合する際に、外部の電源を囲むように配置され、本体部と天井との間の隙間を埋めるように配置されている弾性部が設けられていてもよい。弾性部は、ゴム、スポンジ等の弾性体を用いることが好ましい。この照明装置では、本体部と外部の電源とを接合する際に、本体部と天井との間で弾性部が押し縮められ、弾性部がその反発力で照明装置が天井に対してぐらつかないように固定することができる。
その他、実施の形態1、2、実施の形態1の変形例1〜3及び実施の形態2の変形例1、2に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態1、2、実施の形態1の変形例1〜3及び実施の形態2の変形例1、2における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
10 照明装置
15 光源
30 導光板
31 入射面
33 出射面(表面)
35 反射面(裏面)
37 マイクロプリズム素子(凹部)
37a 有効傾斜側面(傾斜側面)
37b 反射曲面
37c 反射曲線

Claims (11)

  1. 表面と、前記表面と反対側の裏面と、光が入射する入射面とが形成され、前記入射面から入射した光を導光して前記裏面に形成されている凹部で光を反射させ、前記表面から光を出射させる導光板であって、
    前記凹部の側面には、前記入射面側に向いている側面である傾斜側面が形成され、
    前記傾斜側面には、反射曲面が前記傾斜側面における表面積の50%以上の割合で形成され、
    前記導光板の前記表面と略直交する平面で切断したときにおける前記凹部を断面視した場合において、
    前記傾斜側面の前記反射曲面を構成する反射曲線と接する第1接線と、前記第1接線と異なる位置で前記反射曲線と接する第2接線とをなす第1角度が0°以上30°以下となる角度範囲である導光板。
  2. 前記第1接線は、前記傾斜側面の前記反射曲面を構成する反射曲線に存在する第1変曲点で接し、
    前記第2接線は、前記傾斜側面の前記反射曲面を構成する反射曲線に存在し、前記第1変曲点と隣接する変曲点である第2変曲点で接し、
    前記第1接線と、前記第2接線とが交差する鋭角の前記第1角度は、5°以上30°以下となる角度範囲である請求項1記載の導光板。
  3. 前記導光板の前記表面と略直交する平面で切断したときにおける前記凹部を断面視した場合において、
    前記傾斜側面の前記反射曲線を通過しつつ前記導光板の前記裏面と同一又は平行な第1直線と、前記第1直線と前記傾斜側面の前記反射曲線とが交わる点と接する第3接線とが交差する鋭角の第2角度は、0°より大きく87°以下となる角度範囲であり、
    前記傾斜側面の前記反射曲線は、自然数の個数で繰り返す周期で構成されている請求項1又は2に記載の導光板。
  4. 前記導光板の前記表面と略直交する平面で切断したときにおける前記凹部を断面視した場合において、
    前記傾斜側面の前記反射曲線は、略同一の形状からなる複数の円弧を連結して形成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の導光板。
  5. 前記導光板の前記表面と略直交する平面で切断したときにおける前記凹部を断面視した場合において、
    前記傾斜側面の前記反射曲線は、略正弦曲線の一部である請求項1〜3のいずれか1項に記載の導光板。
  6. 前記導光板の前記表面と略直交する平面で切断したときにおける前記凹部を断面視した場合において、
    前記傾斜側面の前記反射曲線には、変曲点が存在しない請求項1記載の導光板。
  7. 前記導光板の前記表面と略直交する平面で切断したときにおける前記凹部を断面視した場合において、
    前記傾斜側面に形成されている前記反射曲線は、当該導光板内に向かって凹んでいる請求項6記載の導光板。
  8. 前記導光板の前記表面と略直交する平面で切断したときにおける前記凹部を断面視した場合において、
    前記傾斜側面に形成されている前記反射曲線は、前記凹部の深さの0%以上90%以下の範囲に形成されている請求項1〜7のいずれか1項に記載の導光板。
  9. 前記導光板の前記表面と略直交する平面で切断したときにおける前記凹部を断面視した場合において、
    前記凹部の形状は、前記裏面と前記傾斜側面とが接続している一方の接続点から、前記裏面と前記傾斜側面とが接続している他方の接続点までを結ぶ直線の略中心を通過する第2直線に対して略線対称に形成されている請求項1〜8のいずれか1項に記載の導光板。
  10. 前記第2直線は、前記裏面に対して略垂直に延びている請求項9記載の導光板。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の導光板と、
    当該導光板の前記入射面に光を入射させる光源とを備える照明装置。
JP2016012877A 2016-01-26 2016-01-26 導光板及び導光板を用いた照明装置 Active JP6846632B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016012877A JP6846632B2 (ja) 2016-01-26 2016-01-26 導光板及び導光板を用いた照明装置
DE102017101193.5A DE102017101193A1 (de) 2016-01-26 2017-01-23 Lichtleiter und Leuchteinrichtung beinhaltend denselbigen
CN201720103598.6U CN206515507U (zh) 2016-01-26 2017-01-23 导光板以及使用导光板的照明装置
US15/412,471 US10048426B2 (en) 2016-01-26 2017-01-23 Light guide and lighting apparatus including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016012877A JP6846632B2 (ja) 2016-01-26 2016-01-26 導光板及び導光板を用いた照明装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017134955A true JP2017134955A (ja) 2017-08-03
JP6846632B2 JP6846632B2 (ja) 2021-03-24

Family

ID=59295563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016012877A Active JP6846632B2 (ja) 2016-01-26 2016-01-26 導光板及び導光板を用いた照明装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10048426B2 (ja)
JP (1) JP6846632B2 (ja)
CN (1) CN206515507U (ja)
DE (1) DE102017101193A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022041169A (ja) * 2020-08-31 2022-03-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 導光板及び導光板システム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003043265A (ja) * 2001-07-13 2003-02-13 Samsung Electronics Co Ltd 導光板、これの製造方法及びこれを利用した液晶表示装置
JP2006066282A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Sharp Corp バックライトユニット及びこれを用いた液晶表示装置
JP2011165677A (ja) * 2011-05-19 2011-08-25 Mitsubishi Rayon Co Ltd 面光源装置及びそれに用いる導光体
JP2012256431A (ja) * 2011-06-07 2012-12-27 Toppan Printing Co Ltd 導光体、照明装置、及び表示装置
JP2013206834A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Toppan Printing Co Ltd 導光体を用いた照明ユニット及びこれを備えた表示装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05107542A (ja) 1991-10-18 1993-04-30 Fujitsu Ltd 表示装置のバツクライトユニツト
JPH07294745A (ja) 1994-04-25 1995-11-10 Fanuc Ltd バックライトパネル
US5980054A (en) * 1996-05-09 1999-11-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Panel-form illuminating system
JPH107542A (ja) 1996-06-21 1998-01-13 Shiseido Co Ltd 皮膚外用剤
JP2010256877A (ja) 2009-03-31 2010-11-11 Panasonic Electric Works Co Ltd 光導波路コアの製造方法、光導波路の製造方法、光導波路、及び光電気複合配線板
JP5587025B2 (ja) 2010-04-28 2014-09-10 パナソニック株式会社 導光体並びにこれを備えた照明装置及び原稿読取装置
JP2013097876A (ja) 2011-10-28 2013-05-20 Asahi Kasei Corp 光拡散部材、導光板、及び面光源装置
TWI553358B (zh) * 2011-12-23 2016-10-11 鴻海精密工業股份有限公司 導光板及採用該導光板之背光模組
JP6065324B2 (ja) 2013-02-28 2017-01-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 発光モジュール及びそれを用いた照明装置
US9703032B2 (en) * 2013-06-19 2017-07-11 Young Lighting Technology Inc. Planar light source
JP6323806B2 (ja) 2014-06-30 2018-05-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 発光デバイス及び移動体
JP6604589B2 (ja) 2015-06-25 2019-11-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 照明器具
JP6590275B2 (ja) 2015-06-25 2019-10-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 照明器具
JP6544686B2 (ja) 2015-06-26 2019-07-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 光ファイバ保持構造

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003043265A (ja) * 2001-07-13 2003-02-13 Samsung Electronics Co Ltd 導光板、これの製造方法及びこれを利用した液晶表示装置
JP2006066282A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Sharp Corp バックライトユニット及びこれを用いた液晶表示装置
JP2011165677A (ja) * 2011-05-19 2011-08-25 Mitsubishi Rayon Co Ltd 面光源装置及びそれに用いる導光体
JP2012256431A (ja) * 2011-06-07 2012-12-27 Toppan Printing Co Ltd 導光体、照明装置、及び表示装置
JP2013206834A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Toppan Printing Co Ltd 導光体を用いた照明ユニット及びこれを備えた表示装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022041169A (ja) * 2020-08-31 2022-03-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 導光板及び導光板システム
JP7515058B2 (ja) 2020-08-31 2024-07-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 導光板及び導光板システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP6846632B2 (ja) 2021-03-24
CN206515507U (zh) 2017-09-22
US10048426B2 (en) 2018-08-14
DE102017101193A1 (de) 2017-07-27
US20170212294A1 (en) 2017-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7866837B2 (en) Skew light illumination lens device
JP5658752B2 (ja) フリーフォームのライトモジュ−ル
JP6987762B2 (ja) 照明装置およびこれを含む車両用ランプ
JP4970172B2 (ja) 照明器具
JP2012524962A (ja) 機能を改善する構造を有する照明器具
JP5392481B2 (ja) 照明装置
KR20140109137A (ko) 원형 라이트 가이드 및 이를 포함하는 차량용 램프
KR101426600B1 (ko) 액정 디스플레이의 면 광원 장치를 위한 광 산란 렌즈
EP2202547B1 (en) Display device
JP2014192063A (ja) 面照明装置およびこれを用いた車両用エンブレム
JP5588217B2 (ja) 照明装置
JP5606265B2 (ja) 照明器具
JP6846632B2 (ja) 導光板及び導光板を用いた照明装置
JP2012243680A (ja) 照明装置
JP2012243679A (ja) 照明装置
CN209928054U (zh) 导光板、导光板组件及照明装置
US8827491B2 (en) Lighting device
CN113710952A (zh) 光发射设备
KR20150138886A (ko) Led 조명장치
CN109906338B (zh) 照明装置
JP7574690B2 (ja) 照明用レンズ、および、照明器具
JP5736544B2 (ja) Ledユニットおよび照明器具
KR100993016B1 (ko) 학습용 광제어 led 조명 스탠드
JP7001993B2 (ja) 光学部材及び照明器具
US20130148347A1 (en) Illumination device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181017

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190722

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190730

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190920

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20200303

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200515

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20200515

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20200601

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20200602

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20200807

C211 Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211

Effective date: 20200818

C22 Notice of designation (change) of administrative judge

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22

Effective date: 20200908

C13 Notice of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C13

Effective date: 20201006

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201127

C23 Notice of termination of proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C23

Effective date: 20201215

C03 Trial/appeal decision taken

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C03

Effective date: 20210126

C30A Notification sent

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C3012

Effective date: 20210126

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210204

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6846632

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151