JP2019003767A - 発光ユニットおよび灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な発光強度を有し、広角度で均等に発光される発光ユニット、およびこれを有する灯具を提供する。【解決手段】基板と、前記基板上に形成された１列以上に配列された複数のＬＥＤとを備えるＬＥＤモジュールとを底面に備える断面が５角形の導光板ユニットと、前記基板とＬＥＤモジュールと導光板の発光面以外の面を収容するハウジングとを備える発光ユニットであって、前記導光板の５角形の頂角が９０°であり、頂角を挟む２つの側面が発光する発光ユニットである。【選択図】図１

Description

本発明は、発光ユニットおよび灯具に関するものである。

近年屋内外に設置される灯具としてＬＥＤ光源を用いる、灯具が提案されている。ＬＥＤ光源は、単方向に発光するために、広角度に発光が視認されるために種々の工夫がされている。

例えば、特許文献１には、面発光するＬＥＤ光源を使用した光学モジュールであって、ＬＥＤ光源の発光面サイズがレンズに対して大きい光学モジュールにおいて、グレアなどの漏れ光に起因するＬＥＤ光源の両端部から放射される光を有効利用して、所望の配光パターンを得ることができる光学モジュール及び照明用灯具が開示されている。

しかし、特許文献１に記載の光学モジュールでは、図４に示すようにＬＥＤ光源全体をレンズで覆っている。すなわち、この光学モジュールはＬＥＤの全面からの面発光を利用する。このため、全面からの面発光を利用するため発光強度が十分ではないという問題がある。特に、非常灯塔や警告灯等などの灯具においては、照射されていることが遠距離から視認される必要があり、十分な発光強度を有する灯具が求められる。

また、特許文献１に記載の光学モジュールは、面発光するＬＥＤ光源にレンズ（１２、１６）が設けられた光学モジュールである。しかし、この灯具光学モジュールから光が照射される範囲は、１８０°未満である（例えば、図５参照）。しかし、特許文献１に記載の光学モジュールでは、レンズを用いるため、配光に指向性がある（例えば、図７参照）。特に、非常灯塔や警告灯等などの灯具においては、どの角度からも照射されていることが視認される必要があり、広角度で均等に発光される灯具が求められる。

特開２０１０−２０５６０５号公報

従って、十分な発光強度を有し、広角度で均等に発光される発光ユニット、およびこれを有する灯具を提供することが必要である。

本発明者らは、上記課題を鋭意検討した結果、断面が５角形である導光板であって、導光板の５角形の頂角が９０°のものを導光板ユニットに用いることにより、頂角を挟む２つの側面から発光する光が十分な発光強度を有し、広角度で均等に発光されることを見い出し、本発明を完成した。すなわち、本発明は以下のとおりである。

本発明は、基板と、前記基板上に形成された１列以上に配列された複数のＬＥＤとを備えるＬＥＤモジュールとを底面に備える断面が５角形の導光板ユニットと、前記基板とＬＥＤモジュールと導光板の発光面以外の面を収容するハウジングとを備える発光ユニットであって、前記導光板の５角形の頂角が９０°であり、頂角を挟む２つの側面が発光する発光ユニットである。

本発明においては、断面が５角形の導光板ユニットであって、導光板の５角形の頂角が９０°である導光板ユニットを用いる。ＬＥＤから出射された光が、導光板ユニット内を進行し、導光板内で反射し、頂角を挟む２つの側面に垂直な光だけが出射される。この結果、十分な発光強度を有し、広角度で均等に発光されることができる。

また、前記導光板ユニットは、２枚以上の導光板の積層体であるとよい。２枚以上の導光板の積層体を用いることにより、配列された複数のＬＥＤの列ごとに１つの導光板に光が入射する。この結果、輝度が大きい発光を得ることができる。特に、配列された複数のＬＥＤの列ごとに異なる色の光を出射する場合に、各色のコントラストを明確にすることができる。

前記導光板ユニットは、発光面以外の面が遮光性のフィルムで覆われていてもよい。これにより、光の出射面以外の面に漏れる光を減少させることができる。

前記ハウジングは、光反射性と遮光性を有する材料であると好ましい。これにより、導光板ユニットの発光の出射面以外の面に出射される光を反射すると共に、発光の出射面以外の面から出射される光が外部に出射されることを妨げることができる。

本発明は、前記発光ユニットを備える灯具である。前記構成を有する発光ユニットは、種々の灯具に使用することができる。

本発明の発光ユニットは、導光板ユニットの広い面を用いる面発光を用いずに、面積の狭い面を用いて発光させるので、十分な発光強度を有する。また、導光板の５角形の頂角が９０°であり、頂角を挟む２つの側面から出射されるので、広角度で均等に発光させることができる。

図１は本発明の発光ユニットの概略斜視図である。 図２は本発明の発光ユニットの概略断面図である。 図３は本発明の発光ユニットの導光板ユニット側の概略側面図である。 図４は、従来の光学モジュールの一例を示す図である。

図１は本発明の発光ユニット１の概略斜視図であって、１〜３は、図２、図３と同様である。また、２は導光板ユニット、３は基板、４はハウジング、５はＬＥＤ、６は突起部である。

本発明で用いられる導光板ユニット２は、図２に示すように、断面が５角形の形状である導光板により構成される。導光板は、断面の頂点から底辺への垂線に対して、対称であることが光の均一な出射のために好ましい。また、５角形の頂角が９０°であることが、光の均一な出射のために好ましい。なお、頂角の角度である９０°は、正確に９０°であることが好ましいが、光が均一に出射されるのであれば、略９０°であればよい。

５角形の頂角が９０°とするのは、以下の理由が考えられる。５角形の頂角が９０°より大きいと、通常の１面発光の発光ユニットの、発光角度（すなわち、１８０°近傍）に近づいていく。このため、広角度で発光させることができない。一方、５角形の頂角が９０°より小さいと発光面に入射する光が減少するので、十分な発光強度が得られない。

導光板の材料としては、導光板として使用されている公知の材料が用いられるが、メタクリル樹脂のようなアクリル樹脂が好ましい。また、アクリル樹脂の他に光分散剤を含有していてもよい。

本発明における導光板ユニット２において、導光板は１枚であってもよいが、２枚以上の導光板の積層体であってもよい。特に２列以上のＬＥＤモジュールを用いる場合に、各列に対応して１枚の導光板を設けることで、各導光板から出射する光が鮮明になるので好ましい。また、ＬＥＤモジュールごとに異なる色の光を出射する場合各色のコントラストが明確になるので、好ましい。

本発明における導光板ユニット２において、発光面（すなわち、頂角を挟む２つの側面）以外の面が遮光性のフィルムで覆われていてもよい。遮光性のフィルムを設けることにより、発光面以外の面から出射する光を減少することができる。また、遮光性のフィルムは光反射性を有するとさらに発光面からの発光強度を高めることができるので好ましい。遮光性のフィルムは、白色のフィルムが好ましく、例えば塩化ビニルフィルムなどを用いることができる。

導光板ユニット２の底部には、１列以上に配列された複数のＬＥＤ５が設けられた基板３で構成されるＬＥＤモジュールが固定されている。複数のＬＥＤ５は。１列以上に配列されていればよいが、好ましくは２列以上である。

図２に示すように、ハウジング４は、上記ＬＥＤモジュールが設けられた導光板ユニットを収容する。ハウジング４は、ＬＥＤモジュールが設けられた導光板ユニットに外接する構造を有しており、底面側に発光モジュールの操作などを可能にする開口部と、発光面が露出する側に発光面を露出させる開口部が設けられた構造を有する。ハウジング４の底部の長手方向の端部には、突起部６が設けられている。

ハウジング４の材料は、ＬＥＤモジュールが設けられた導光板ユニットが挿入されたときに固定できるように可とう性を有する材料であればよい。また、光反射性と遮光性を有する材料であればよい。このような材料は、光反射性と遮光性を有する材料であれば、発光強度を高めることができるので好ましい。このような材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。

ハウジング４の突起部６は、図２に示すようにＬＥＤモジュールと嵌め合う構造となっている。これにより、ＬＥＤモジュールが設けられた導光板ユニットを挿入すると、導光板ユニットの抜け落ちを防止すると共にＬＥＤモジュールを固定する。

本発明の発光ユニット１は、略１８０°の出射角度を有する２つの発光側面が、９０°の角度で設けられている。このため、発光ユニット１は、１８０°×２−９０°＝２７０°の範囲で発光すると考えられる。

したがって、この発光ユニット１を２個用い、角柱上の構造物の一面の両端に設けることで、角柱上の構造物の前面および両側面を照射することができ、発光ユニットの前面および両側面を視ることができる位置にいる人が、発光を確認することができる。また、この発光ユニット１を２個用い、角柱上の構造物に対角に設けることにより、角柱上の構造物の全周囲（すなわち、３６０°）から発光を確認することができる。

上記したように、本発明の発光ユニット１は、十分な発光強度を有し、広角度で均等に発光するので、警報灯、非常灯、照明灯を含むあらゆる灯具に用いることができる。

本発明の照明ユニットおよび灯具は、十分な発光強度を有し、広角度で均等に発光させることを必要とする用途にも適用できる。

１ 発光ユニット
２ 導光板ユニット
３ 基板
４ ハウジング
５ ＬＥＤ
６ 突起部

Claims (5)

1. 基板と、前記基板上に形成された１列以上に配列された複数のＬＥＤとを備えるＬＥＤモジュールとを底面に備える断面が５角形の導光板ユニットと、
   前記基板とＬＥＤモジュールと導光板の発光面以外の面を収容するハウジングとを備える発光ユニットであって、
   前記導光板の５角形の頂角が９０°であり、頂角を挟む２つの側面が発光する発光ユニット。
2. 前記導光板ユニットは、２枚以上の導光板の積層体である、請求項１に記載の発光ユニット。
3. 前記導光板ユニットは、発光面以外の面が遮光性のフィルムで覆われている、請求項１または２に記載の発光ユニット。
4. 前記ハウジングは、光反射性と遮光性を有する材料である、請求項１〜３のいずれかに記載の発光ユニット。
5. 前記請求項1〜４のいずれかに記載の発光ユニットを備える灯具。
   
   
   
   
   
   
   

Images