JP2021012812A - 照明パネルの設計方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型パネルの優位性を維持しながらパネル前面部に光源の輝点が写らない照明パネルを設計することのできる照明パネルの設計方法を提供する。【解決手段】パネル面方向に分散配置された多数の光源の前方に、パネル前面部を構成する光拡散シートが所定間隔を空けて張設される照明パネルの設計方法であって、照明パネルに用いる光拡散シートの仕様を決定する光拡散シート決定工程と、光拡散シート決定工程にて決定された光拡散シートに基づいて多数の光源の配置ピッチを決定する光源ピッチ決定工程と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、例えば、天井面等の設置対象面に設置して使用される照明パネルの設計方法に関する。

この種の照明パネルは、例えば、特許文献１に示すように、パネル面方向に分散配置された多数の光源の前方に、パネル前面部を構成する光拡散シートが張設され、偏平な薄型パネルとして構成される。そのため、設置対象面に設置用の凹部等がなくとも、室内側に圧迫感を与えることなく設置対象面に設置することができる。

そして、このような照明パネルを設計するのに、従来では、照明パネルに用いる光拡散シートの仕様を決定する光拡散シート決定工程と、その光拡散シート決定工程にて決定された光拡散シートの仕様に基づいて、パネル前面部に多数の光源の輝点が写らないように、多数の光源と光拡散シートの離間距離を決定する設計方法が用いられていた。

特開２０１８−７７３４５号公報

上記従来の設計方法では、光源の配置ピッチは固定し、光拡散シートの仕様を決定し、その光拡散シートの仕様に応じて多数の光源と光拡散シートの離間距離を決定するので、使用する光拡散シートによっては、多数の光源と光拡散シートの離間距離が大きくなってパネル厚さも大きくなり、薄型パネルとしての優位性が損なわれる虞がある。

本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであって、その主たる課題は、薄型パネルの優位性を維持しながらパネル前面部に光源の輝点が写らない照明パネルを設計することのできる照明パネルの設計方法を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、パネル面方向に分散配置された多数の光源の前方に、パネル前面部を構成する光拡散シートが所定間隔を空けて張設される照明パネルの設計方法であって、
前記照明パネルに用いる前記光拡散シートの仕様を決定する光拡散シート決定工程と、
前記光拡散シート決定工程にて決定された前記光拡散シートに基づいて前記多数の光源の配置ピッチを決定する光源ピッチ決定工程と、を備える点にある。

本構成によれば、光拡散シート決定工程にて光拡散シートの仕様を決定し、その光拡散シートの仕様に応じて光源ピッチ決定工程にて光源の配置ピッチを適切に決定することで、パネル前面部に光源の輝点が写らない照明パネルを設計することができる。
よって、パネル厚は固定して薄型パネルの優位性を維持しながら、パネル前面部に光源の輝点が写らない照明パネルを設計することができる。

本発明の第２特徴構成は、前記光源ピッチ決定工程では、前記光拡散シート決定工程にて決定された仕様の前記光拡散シートの光拡散性能が低いほど前記多数の光源が密に配置され、当該光拡散性能が高いほど前記多数の光源が粗く配置されるように、前記多数の光源の配置ピッチを決定する点にある。

多数の光源の前方に張設される光拡散シートの光拡散性能が低いほど、パネル前面部に多数の光源の輝点が写り易くなる。そこで、本構成では、光源ピッチ決定工程において、光拡散シート決定工程にて決定された仕様の光拡散シートの光拡散性能が低いほど多数の光源が密に配置されるように多数の光源の配置ピッチを決定し、光源の光の全体量を増やしてパネル前面部の明るさを高めるようにする。このようにパネル前面部の明るさを高めることで、多数の光源の輝点がパネル前面部で明るく目立つのを抑制し、パネル前面部に光源の輝点が写らない照明パネルを設計することができる。

また、多数の光源の前方に張設される光拡散シートの光拡散性能が高いほど、パネル前面部に多数の光源の輝点が写り難くなる。そこで、本構成では、光源ピッチ決定工程において、光拡散シート決定工程にて決定された仕様の光拡散シートの光拡散性能が高いほど多数の光源が粗く配置されるように多数の光源の配置ピッチを決定し、パネル前面部に光源の輝点が写らない範囲で光源の光の全体量を減らすようにする。このように光源の光の全体量を減らすことで、省エネルギ化を図りながら、パネル前面部に光源の輝点が写らない照明パネルを設計することができる。

本発明の第３特徴構成は、前記光拡散シートが、ガラスヤーンで構成されるガラスクロスを基材として備えるものであり、
前記光源ピッチ決定工程では、前記光拡散シート決定工程にて決定された仕様の前記光拡散シートを構成するガラスヤーンが細いほど前記多数の光源が密に配置され、当該ガラスヤーンが太いほど前記多数の光源が粗く配置されるように、前記多数の光源の配置ピッチを決定する点にある。

本構成によれば、光拡散シートが、ガラスヤーンで構成されるガラスクロスを基材として備える不燃性のものであるので、火災時に燃え難い照明パネルを設計することができる。

そして、多数の光源の前方に張設される光拡散シートのガラスヤーンが細いほど光拡散性能が低くなるので、光源ピッチ決定工程において、光拡散シート決定工程にて決定された仕様の光拡散シートのガラスヤーンが細いほど多数の光源が密に配置されるように多数の光源の配置ピッチを決定し、光源の光の全体量を増やしてパネル前面部の明るさを高めるようにする。このようにパネル前面部の明るさを高めることで、多数の光源の光がパネル前面部で明るく目立つのを抑制し、パネル前面部に光源の輝点が写らない照明パネルを設計することができる。

また、多数の光源の前方に張設される光拡散シートのガラスヤーンが太いほど光拡散性能が高くなるので、光源ピッチ決定工程において、光拡散シート決定工程にて決定された仕様の光拡散シートのガラスヤーンが太いほど多数の光源が粗く配置されるように多数の光源の配置ピッチを決定し、パネル前面部に光源の輝点が写らない範囲で光源の光の全体量を減らすようにする。このように光源の光の全体量を減らすことで、省エネルギ化を図りながら、パネル前面部に光源の輝点が写らない照明パネルを設計することができる。

照明パネルの一部破断斜視図 照明パネルの断面図 （ａ）光拡散シートの基本構成を示す図、（ｂ）ガラスヤーンの横断面図 第１ガラスクロス及び第２ガラスクロスの仕様（構成）を示す表 照明パネルの設計方法の工程を示す図 光源の配置ピッチの決定方法を概念的に示す図 （ａ）光源の配置ピッチが密な側の光源板の要部を示す図、（ｂ）光源の配置ピッチが粗い側の光源板の要部を示す図

本発明の照明パネルの設計方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、本設計方法にて設計される照明パネルＰについて説明する。
図１、図２に示すように、照明パネルＰは、光拡散性を有するパネル前面部を有して内部に多数のＬＥＤ素子（光源の一例）１Ａが密に分散配置された前後方向に偏平な薄型パネルとして構成される。

この照明パネルＰは、パネル外周部を構成する環状の外枠部３と、外枠部３で囲われた内側領域の後方（図２中の右方）を覆う後面板部２と、多数のＬＥＤ素子１Ａが前面に取り付けられて後面板部２の前面に並べて配置される複数枚の光源板１と、外枠部３の内側領域の前方（図２中の左方）を覆う状態で張設された透光性と光拡散性を有してパネル前面部（パネル発光面部）を構成する光拡散シート４、とを備えて構成される。ちなみに、この照明パネルＰは、パネル前面部に画像を形成したりすることで、後方からの光で画像を明るく表示する画像表示パネルとしても使用することができる。
以下、照明パネルＰの各部の具体的構成について説明を加える。

（光源板）
図１に示すように、各光源板１は、上下方向及び左右方向に連設し易い矩形状に構成された小型の基板１Ｂの前面（前面側の一例）に、プリント配線等で電気接続された多数のＬＥＤ素子１Ａを密に分散配置して構成されている。各基板１Ｂは、熱良導材の一例であるアルミニウム板（不燃材料の一例）にて構成され、矩形状の一例として、例えば、一辺が基準となる寸法（例えば３０ｃｍや６０ｃｍ等）とされた正方形や長方形等の方形状に構成されている。

各光源板１には、電源部（図示省略）又は隣接する他の光源板１と電気接続可能な電気接続部（図示省略）が備えられている。複数枚の光源板１は、電気接続部を介して互いに電気接続された状態で後面板部２に取り付けられ、共通の電源部からの電力供給により発光するように構成されている。

多数のＬＥＤ素子１Ａは、設定される間隔を空けて上下方向及び左右方向に配列されている。ＬＥＤ素子１Ａの配置ピッチＰ１，Ｐ２（図７参照）は、ＬＥＤ素子１Ａとして下記特性値を持つものを使用する場合、個々の必要光量の抑制と全体の消費電力の抑制との両面から１０ｍｍ〜２０ｍｍの範囲、例えば、上下方向の配置ピッチＰ２（図７参照）を１３ｍｍ〜１７ｍｍ、左右方向の配置ピッチＰ１（図７参照）を１５〜１９ｍｍの範囲で調整することができる。なお、ＬＥＤ素子１Ａの厚み寸法は、０．５〜１．２ｍｍに設定されている。

ＬＥＤ素子１Ａの特定値（測定条件：ＩＦ＝６０ｍＡ）
順方向電圧（Ｖ） ２．２〜 ４．０（代表値）
光束（ｌｍ） ２２．０〜２５．０（代表値）
色温度（Ｋ） ５０００〜６０００（代表値）
演色性 ７０〜 ９０（代表値）
指向角度 １１０〜 １２０（代表値）

（後面板部）
前記後面板部２は、照明パネルＰの後面の全域を形成する板状に構成されている。後面板部２に取り付ける光源板１の枚数を選択して後面板部２の大きさ（面積）を調整することで、パネル前面部の大きさや形状の要求に対してフレキシブルに対応することができる。この後面板部２は、熱良導材の一例であるアルミニウム板（不燃材料の一例）にて構成され、その前面に配設された複数枚の光源板１からの熱を後面側に効率良く放熱することができる。

（光拡散シート）
光拡散シート４は、後述するガラスクロスＧＣを基材として有し、不燃性で透光性と光拡散性とを有するように構成されている。前述の如く、この照明パネルＰには、仕様の異なる複数種の光拡散シート４のうちから適切な光拡散シート４を選択して用いられる。本実施形態では、光拡散シート４として、ガラスクロスＧＣの仕様の異なる二種（複数種の一例）の光拡散シート４を例に挙げる。

二種の光拡散シート４は、その基本構成として、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、不燃性のガラスクロスＧＣを基材に備え、その基材の表裏の両面を、透光性を有する樹脂層Ｊにてコーティングして構成されている。ガラスクロスＧＣは、ガラスフィラメント（ガラス繊維）ｇｆの多数本を束ねたガラスヤーンＧＹを平織りや変形平織り等で織って構成されている。なお、図３（ｂ）では、便宜上、ガラスヤーンＧＹを構成するガラスフィラメントｇｆの一部を省略している。樹脂層Ｊは、白色系顔料や防炎剤等を含む樹脂の層であり、ウレタン樹脂の層や塩化ビニル樹脂の層等の複数の樹脂の層にて構成することができる。

一方側の第１仕様の光拡散シート４は、図４の上側の表に示すように、第１ガラスヤーンＧＹ１で織られた第１ガラスクロスＧＣ１を基材に備えて構成され、他方側の第２仕様の光拡散シート４は、図４の下側の表に示すように、第１ガラスヤーンＧＹ１よりも太い第２ガラスヤーンＧＹ２で織られた第２ガラスクロスＧＣ２を基材に備えて構成されている。ガラスヤーンＧＹの太さは、それの横断面積に相当し、ガラスフィラメントｇｆの太さ（横断面積）と集束本数とを乗じたものとすることができる。第２ガラスクロスＧＣ２の厚み寸法は第１ガラスクロスＧＣ１の厚み寸法よりも大きく、そのため、第２仕様の光拡散シート４の厚み寸法は第１仕様の光拡散シート４の厚み寸法よりも大きく構成されている。

第１仕様の光拡散シート４を構成する第１ガラスクロスＧＣ１は、４〜８μのガラスフィラメントｇｆの１５０〜２５０本を束ねて構成された第１ガラスヤーンＧＹ１が経糸及び緯糸として平織りや変形平織り等で織られ、経糸の織密度が５５〜７５本／２５ｍｍ且つ緯糸の織密度が５０〜９０本／２５ｍｍの織布として構成されている。この第１ガラスクロスＧＣ１としては、例えば、図４の上側の表に記載されたガラスクロスａやガラスクロスｂ等を好適に用いることができる。

第２仕様の光拡散シート４を構成する第２ガラスクロスＧＣ２は、８〜１０μｍのガラスフィラメントｇｆの３５０〜４５０本を束ねて構成された第２ガラスヤーンＧＹ２を経糸及び緯糸として平織りや変形平織り等で織られ、経糸の織密度が４０〜５５本／２５ｍｍ且つ緯糸の織密度が２５〜５０本／２５ｍｍの織布として構成されている。この第２ガラスクロスＧＣ２としては、例えば、図４の下側の表に記載されたガラスクロスｃやガラスクロスｄ等を好適に用いることができる。

なお、光拡散シート４の外周縁部４ａは、図２に示すように、後述するシート取付溝５に圧入状態で差し込み可能な取付部位として、弾性材８ａと硬質の心材８ｂとを積層し、その積層体を内包する状態に巻き付けて構成されている。光拡散シート４の外周縁部４ａは、パネル厚み方向（図２中では左右方向）では、パネル厚み方向に延びる心材８ｂの硬さで変形が抑制され、それの直交方向（図２中では上下方向）では、弾性材８ａの圧縮変形に伴って変形可能とされている。

（外枠部）
前記外枠部３は、図１及び図２に示すように、不燃材料の一例であるアルミニウム製の４本の同一断面形状の型材を後面板部２の外周を覆う四角形状に組み付けて構成されている。図２に示すように、この外枠部３には、光拡散シート４の外周縁部４ａを個別に取り付け可能な前方開放の複数のシート取付溝５（シート取付部の一例）と、後面板部２が取り付け可能な内方開放の後面板取付溝６（後面板取付部の一例）とが一体的に備えられている。

複数のシート取付溝５は、前方が開放された凹状の横断面形状で外枠部３の延在方向に延び、光拡散シート４の外周縁部４ａを前方から内部に差し込んで係合させることで、光拡散シート４の外周縁部４ａを取り付け可能に構成されている。複数のシート取付溝５として、内外方向で相対的に内側となる内側シート取付溝５Ｂと、内外方向で相対的に外側となる外側シート取付溝５Ａが備えられ、パネル厚み方向（前後方向）で間隔を空けて二枚の光拡散シート４を設置することも可能となっている。なお、図２では、外側シート取付溝５Ａと内側シート取付溝５Ｂとの２つのシート取付溝５を外枠部３に設けた例を示したが、１つのシート取付溝５を外枠部３に設けることもできる。

後面板取付溝６は、内方に開放する凹状の横断面形状で外枠部３の延在方向に延び、後面板部２の外周縁部を内外方向から内部に差し込んで係合させることで、後面板部２の外周縁部を取り付け可能に構成されている。

なお、外枠部３には、取付金具等を用いて照明パネルＰを被取付部に取り付ける場合等に利用される後方開放の後方側取付溝７（後方側取付部の一例）が一体的に備えられている。後方側取付溝７は、後方が開放された横断面形状で外枠部３の延在方向に延びている。後方側取付溝７は、入り口の幅よりも内部の幅が広く形成されたアリ溝状に構成されている。

次に、このように構成される照明パネルＰの設計方法について説明する。
この照明パネルＰの設計方法は、パネル厚は固定し、光拡散シート４の仕様を決定し、その光拡散シート４の仕様に応じて光源の配置ピッチＰ１，Ｐ２（図７参照）を決定することで、薄型パネルの優位性を維持しながらパネル前面部に光源の輝点が写らない照明パネルＰを設計する方法であり、図５に示すように、光拡散シート決定工程と、光源ピッチ決定工程と、を備える。
以下、各工程について説明を加える。

（光拡散シート決定工程）
光拡散シート決定工程は、当該照明パネルＰに用いる光拡散シート４の仕様を決定する工程である。この光拡散シート決定工程では、当該照明パネルＰが設置される環境等を考慮して光拡散シート４の仕様を決定する。

例えば、当該照明パネルＰに１枚の光拡散シート４を用いる場合、当該照明パネルＰが屋外に設置されるものであれば、風圧力等を考慮してガラスヤーンＧＹの太い側（光拡散性能の高い側に相当する）の第２ガラスクロスＧＣ２（図４参照）からなる強度の高い第２仕様の光拡散シート４の仕様に決定することできる。
また、当該照明パネルＰが屋内に設置されるものであれば、ガラスヤーンＧＹの細い側（光拡散性能の低い側に相当する）の第１ガラスクロスＧＣ１（図４参照）からなる第１仕様の光拡散シート４の仕様に決定することができる。
なお、当該照明パネルＰに複数枚の光拡散シート４を用いる場合には、同種の光拡散シート４にて構成される仕様に決定したり、異種の光拡散シート４を組み合わせて構成される仕様に決定することができる。

（光源ピッチ決定工程）
光源ピッチ決定工程は、光拡散シート決定工程にて決定された光拡散シート４の仕様に基づいて、光源板１の基板１Ｂの前面に密に分散配置される多数のＬＥＤ素子１Ａの配置ピッチＰ１，Ｐ２を決定する工程である。この光源ピッチ決定工程にて多数のＬＥＤ素子１Ａの配置ピッチＰ１，Ｐ２を適切な配置ピッチに決定することで、光拡散シート４の仕様にかかわらず、パネル前面部にＬＥＤ素子１Ａの輝点が写るのを回避することができる。

この光源ピッチ決定工程では、図６に示すように、光拡散シート決定工程にて決定された仕様の光拡散シート４を構成するガラスヤーンＧＹが細いほど（光拡散性能が低いほど）、多数のＬＥＤ素子１Ａが密に配置され、当該ガラスヤーンＧＹが太いほど（光拡散性能が高いほど）、多数のＬＥＤ素子１Ａが粗く配置されるように、多数のＬＥＤ素子１Ａの配置ピッチＰ１，Ｐ２を決定することができる。

例えば、光拡散シート決定工程にて決定された光拡散シート４の仕様がガラスヤーンＧＹの細い側（光拡散性能の低い側に相当する）の第１ガラスクロスＧＣ１（図４参照）からなる第１仕様の光拡散シート４の仕様であれば、その低い光拡散性能により、パネル前面部にＬＥＤ素子１Ａの輝点が写り易いことから、図７（ａ）に示すように、多数のＬＥＤ素子１Ａの配置ピッチＰ１，Ｐ２を例えば１０〜２０ｍｍの範囲で密側（狭い側）の配置ピッチＸ１，Ｙ１に決定することができる。
このようにすれば、多数のＬＥＤ素子１Ａの光の全体量を増やしてパネル前面部の明るさを高めることができ、多数のＬＥＤ素子１Ａの輝点がパネル前面部で明るく目立つのを抑制し、パネル前面部に光源の輝点が写らない照明パネルＰを設計することができる。

また、光拡散シート決定工程にて決定された光拡散シート４の仕様がガラスヤーンＧＹの太い側（光拡散性能の高い側に相当する）の第２ガラスクロスＧＣ２（図４参照）からなる第２仕様の光拡散シート４の仕様であれば、その高い光拡散性能によりパネル前面部にＬＥＤ素子１Ａの輝点が写り難いことから、図７（ｂ）に示すように、多数のＬＥＤ素子１Ａの配置ピッチＰ１，Ｐ２を、例えば１０〜２０ｍｍの範囲においてパネル前面部の明るさを下限以上確保できる範囲で粗い側（広い側）の配置ピッチＸ２，Ｙ２に決定することができる。
このようにすれば、パネル前面部にＬＥＤ素子１Ａの輝点が写らない範囲で光源の光の全体量を減らすことができ、省エネルギ化を図りながら、パネル前面部に光源の輝点が写らない照明パネルＰを設計することができる。

ちなみに、光拡散シート決定工程にて決定された光拡散シート４の仕様が、複数枚の光拡散シート４を組み合わせて構成される仕様であれば、その複数枚の光拡散シート４の合計で、ガラスヤーンＧＹの太さや光拡散性能を評価して、多数のＬＥＤ素子１Ａの配置ピッチＰ１，Ｐ２を決定することができる。

そして、光源ピッチ決定工程に決定された配置ピッチにて多数のＬＥＤ素子１Ａが配置された光源板１を製造し、当該光源板１、後面板部２、外枠部３、光拡散シート決定工程にて決定された光拡散シート４を組み付けることにより、設計された照明パネルＰを製造することができる。

〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）光源ピッチ決定工程において、例えば、光拡散シート決定工程にて決定された仕様の光拡散シート４の厚みが小さいほど多数のＬＥＤ素子１Ａが密に配置され、当該厚みが大きいほど多数のＬＥＤ素子１Ａが粗く配置されるように、多数のＬＥＤ素子１Ａの配置ピッチＰ１，Ｐ２を決定するようにしてもよい。

（２）前述の実施形態では、照明パネルＰが平板状に構成されている場合を例に示したが、円弧状等に湾曲する曲面板状に構成されていてよい。

（３）前述の実施形態では、複数枚の光源板１が、後面板部２の前面に並べて配置される場合を例に示したが、例えば、後面板部２を省略し、複数枚の光源板１を天井面Ｃ等の設置対象面に並べて配置するようにしてもよい。

（４）前述の実施形態では、光源として、ＬＥＤ素子１Ａを例に示したが、勿論、ＬＥＤ素子以外のものであってもよい。

（５）光拡散シート４は、前述の実施形態で示したガラスクロスＧＣ１，ＧＣ２に限らず、光拡散性を有する各種の素材にて構成することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

Ｐ 照明パネル
４ 光拡散シート
ＧＣ ガラスクロス
ＧＹ ガラスヤーン
Ｐ１ 配置ピッチ
Ｐ２ 配置ピッチ

Claims (3)

1. パネル面方向に分散配置された多数の光源の前方に、パネル前面部を構成する光拡散シートが所定間隔を空けて張設される照明パネルの設計方法であって、
   前記照明パネルに用いる前記光拡散シートの仕様を決定する光拡散シート決定工程と、
   前記光拡散シート決定工程にて決定された前記光拡散シートに基づいて前記多数の光源の配置ピッチを決定する光源ピッチ決定工程と、を備える照明パネルの設計方法。
2. 前記光源ピッチ決定工程では、前記光拡散シート決定工程にて決定された仕様の前記光拡散シートの光拡散性能が低いほど前記多数の光源が密に配置され、当該光拡散性能が高いほど前記多数の光源が粗く配置されるように、前記多数の光源の配置ピッチを決定する請求項１記載の照明パネルの設計方法。
3. 前記光拡散シートが、ガラスヤーンで構成されるガラスクロスを基材として備えるものであり、
   前記光源ピッチ決定工程では、前記光拡散シート決定工程にて決定された仕様の前記光拡散シートを構成するガラスヤーンが細いほど前記多数の光源が密に配置され、当該ガラスヤーンが太いほど前記多数の光源が粗く配置されるように、前記多数の光源の配置ピッチを決定する請求項１記載の照明パネルの設計方法。

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