JP3926370B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置に関し、更に詳しくは、装置全体の小型化及び省電力化を図ると共に、防水性を高める技術に関する。

この種の照明装置として、蛍光管を光源にしたものが周知である。しかしながら、蛍光管を光源にすると、この蛍光間の光を看板広告面全体に拡散させる為に広告面と蛍光管との間の隙間を確保する必要があり、装置全体が大型化するという問題があった。更に、蛍光管を光源とすると消費電力が高いという問題があった。また、特許文献１に開示のように、寿命の短い蛍光管の取り替えを前提とした特殊な開閉構造等も必要とされていた。

そこで、寿命が長く消費電力が低い発光ダイオードを使用してメンテナンスを楽にし、消費電力を抑える技術が周知である。しかしながら、発光ダイオードを使用しても、その照射光を直接看板広告面に当てる場合には、数を増やす必要があり、その点で消費電力を効果的に低下させ得ない場合もあった。

また、発光ダイオードは、蛍光管に比べると小型であるが、発光ダイオードを看板広告面の背面に配置した場合には、発光ダイオードからの照射光を直接看板広告面に照射することとなるため、その照射光の拡散を考慮して、光源と看板広告面との間に有る程度の隙間を確保しなければならず、装置の小型化には限界があった。

そこで、特許文献２には、発光ダイオードを発光素子として用いて消費電力を低くするとともに、小型化も達成した、バス停等に用いて好適な照明装置及び案内表示装置が開示されている。かかる装置は、裏面に反射板が一体に設けられた導光板と、この導光板の端縁部に埋め込まれた複数の発光ダイオードとを備え、この複数の発光ダイオードがエッジライト型のバックライトを形成する。更に、この装置は、屋外使用を前提とすることから、シリコン充填材を用いて正面板と背面板との間が密封状態にシールされる構造を備える。

しかしながら、特許文献２に記載の装置は、導光板に発光ダイオードを埋め込む構造であるため、導光板に発光ダイオード挿入穴を形成する必要があり、この工程に手間取るという問題があった。また、発光ダイオード挿入穴は一つずつ設けられるので塵やほこりが溜まりやすいという問題があった。また、シリコン充填材による防水構造は、乾燥工程を必要とすることからその施工に時間がかかり、更に熟練した技能が必要になるという問題があった。
特開平１０−３２１０１１号公報 特開平１０−３２１０２０号公報

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、省電力化及び小型化が可能な防水性に優れた照明装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る照明装置は、
複数の砲弾型発光ダイオード及び／又は複数の表面実装チップタイプ型発光ダイオードからなる光源と、
前記光源から照射される光を反射し散乱させる散乱体が塗布された高分子樹脂製の重なり合った一対の導光板であって、前記散乱体が当該一対の導光板の相対向するそれぞれの面に塗布された一対の導光板と、
前記光源が取り付けられた光源基盤と、
前記光源から照射される光及び前記散乱体によって反射された光によって背面側から照らし出される看板広告を前記一対の導光板の外表面両側で支持固定するＵ字状の表示体支持固定手段と、前記光源基盤を支持固定する凸状の基盤支持固定手段と、前記導光板を支持固定する凸状の導光板支持固定手段とが一体的に形成された枠体であって、前記基盤支持固定手段と前記導光板支持固定手段とは、前記導光板と前記光源基盤との間隔が前記砲弾型発光ダイオード又は前記表面実装チップタイプ型発光ダイオードが収まる間隔になるように形成された枠体と、を備え、
前記枠体には、当該枠体の上下方向端縁に取り付けられる蓋体を取り付けるためのネジ穴であって、当該枠体の上下方向側端縁の内壁面に形成され、当該上下方向に沿った開放部を有する円柱状のネジ穴が設けられ、
前記光源基盤は、前記一対の導光板の側端縁からその面方向に離隔して設けられたことを要旨とするものである。

この場合に、前記表示体支持固定手段は、断面二重円又は断面二重楕円形状のシリコン樹脂製の中空チューブであってその表面に突状部がない中空チューブによって前記看板広告を固定するものであることが望ましい。

この場合に、前記高分子樹脂はアクリル樹脂であり、前記枠体はアルミニウム製であることが望ましい。

尚、表面実装チップタイプ型発光ダイオードは平ぺったいのでその分、実装空間を小さめにとることが可能となる。更に、発光ダイオードは、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオード、白色発光ダイオード、紫色発光ダイオード、橙色発光ダイオード、黄色発光ダイオードその他の着色発光ダイオードを配列させたものとすることができる。また、これらの着色発光ダイオードの配列を工夫したり表示制御を行うことによって、発光色や発光時間を順番に変化させたり、発光色を合成することによって単色では得られない演出を行わせることが可能となる。

本発明に係る照明装置は、複数の発光ダイオードからなる光源から照射される光を反射し散乱させる散乱体が塗布された高分子樹脂製の重なり合った一対の導光板を用いたものであるから、省電力化を図ることができる。また、本発明に係る照明装置は、前記散乱体が当該一対の導光板の相対向するそれぞれの面に塗布された一対の導光板を用いたものであるから、前記一対の導光板の外表面両側に、表示体支持固定手段によって支持固定される二枚の看板広告を、一度に照明することができる。

また、本発明に係る照明装置は、光源が取り付けられた光源基盤が導光板の側端縁からその面方向に離隔して設けられたものであるから小型化（薄型化）を図ることができるという効果がある。

本発明に係る照明装置は、前記枠体が前記表示体支持固定手段と、前記光源基盤を支持固定する基盤支持固定手段と、前記導光板を支持固定する導光板支持固定手段が一体的に形成されたものであるから、これらを個別に設けるよりも装置全体を小型化することができるという効果がある。

本発明に係る照明装置は、前記表示体支持固定手段が、断面二重円又は断面二重楕円形状のシリコン樹脂製の中空チューブであってその表面に突状部がない中空チューブによって前記看板広告を固定する看板広告を固定するためのシリコン樹脂製の中空チューブを嵌め込んだものであるから、隙間が密閉されるため防水性を確保することができるという効果がある。また、単に中空チューブを嵌め込むだけであるため、施工時間も短くて済みメンテナンスがしやすいという効果がある。

以下に、図面を参照して、本発明を実施するための第一の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る看板広告用照明装置の正面図、図２は、看板広告用照明装置の導光板及び発光ダイオードの配置状態を模式的に示した斜視図である。また、図３は、本発明の一実施形態に係る看板広告用照明装置の上断面図（下断面図）であり、図４は、その上断面斜視図である。

まず、看板広告用照明装置１０は、光源１２と、光源基盤１４と、導光板１６と、枠体１８と、蓋体２０等からなる（図１〜図４参照）。光源１２は、複数の砲弾型の発光ダイオードＤからなり、赤色の発光ダイオード、緑色発光ダイオード、青色発光ダイオードが順番に直線上に等間隔で列立している（図２参照）。このような規則的な順番（赤緑青の順序は特に限定されない）に整列させることにより白色光が得られる。

光源基盤１４は、光源１２が取り付けられる基盤であり、プラスチック樹脂からなり、その上に電気回路（図示省略）が配置される。光源１２を構成する発光ダイオードＤは、その正負の電極端子がその電気回路に半田付けによって接続される。発光ダイオードＤは、複数のものが一直線に並べて配置され、光源基盤１４に対して略垂直方向が光照射方向となるようにその光源基盤１４に取り付けられる（図２参照）。

光源基盤１４は、このように複数の発光ダイオードＤが一列に列立するため、蛍光灯だと２０ｍｍであったその幅（奥行き）を１５ｍｍと薄くすることができる。また、蛍光灯を用いると蛍光灯の光源のラインが外から見えてしまうのに対して、発光ダイオードＤでは光源のラインが外から見えるということがない。また、本実施形態では、光源１２は、枠体１８に隠れる配置となるため、いずれにしても光源１２が外から見えることはない。

導光板１６は、透明のアクリル樹脂からなり、その表面には無数の円形の散乱体２２，２２…が塗布されている（図２参照）。実施形態においては、一対の導光板１６の両面が看板広告Ｐ面に直接対向するため、それぞれの導光板１６の内側の面に散乱体２２が塗布されている。導光板１６の片面が看板広告Ｐ面になるときは、散乱体２２の塗布は反対側の導光板１６の外側の面に行われる。散乱体２２は、光源１２から照射される光を反射し散乱させる。散乱体２２によって光源１２からの照射光が反射され散乱することで、導光板１６が面発光する。

この散乱体２２は、白色の蛍光塗料からなり、大きさは直径０．１ｍｍ〜３ｍｍ程度である。１つの散乱体を囲む全７つの散乱体がちょうどハニカム形状となるように配置塗布される。実施形態においては、看板広告Ｐ面の中央部に行くに従って散乱体２２の配置密度が高くなり、その直径も上記の範囲内で大きくされる。換言すれば、看板広告Ｐ面の端部に行くに従って散乱体２２の配置密度が低くなり、その直径も上記の範囲内で小さくされる。

枠体１８は、アルミニウム製の押し出し成型品からなる。図３及び図４に示したように、光源基盤１４を固定するための凸状の位置決め部２４と、看板広告Ｐを固定するためのＵ字状の位置決め部２６と、導光板１６を固定するための凸状の位置決め部２８とが形成される。位置決め部２４はレール形状をしているため、光源基盤１４は確実に固定される。

また、位置決め部２６の溝幅は、看板広告Ｐの厚さよりも大きいため、そのまま看板広告Ｐを取り付けると、看板広告Ｐはぐらつく。そこで、看板広告Ｐを確実に固定するために、中空のシリコン樹脂製のチューブ３０が介装される。チューブ３０は中空であり、シリコン樹脂製であるため、位置決め部２６の形状や看板広告Ｐ面との隙間に応じて自在に変形し、看板広告Ｐ面を圧迫する。これによって看板広告Ｐは固定される。また、チューブ３０を介装することにより、看板広告Ｐ面と枠体１８との間部分（図３の矢示Ａ）からの雨水の侵入を防止することができる。チューブ３０の介装は、時間もかからず、熟練も必要としないため工数やコストを削減することができるという利点がある。

位置決め部２８は、レール形状ではないが、対向する側の枠体１８にも同一の位置決め部２８が形成される。従って、これらの位置決め部２８，２８によって導光板１６は狭持され、確実に固定される。

光源基盤１４は、導光板１６の側端縁からその面方向に離隔して設けられる。導光板１６と光源基盤１４との間は、発光ダイオードＤが収まる間隔でよい。その理由は、発光ダイオードＤからの照射光が導光板１６を通って、散乱体２２によって乱反射拡散され、導光板１６が面発光するからである。このように、側端縁側から離隔して配置された光源１２を発光させると、看板広告Ｐ面の背面に光源１２を配置するのに比べて導光板１６から離間させる距離は少なくて済み、また、看板広告Ｐの前面に空間をとる必要もないため、小型化が達成される。

特に、本実施形態は、光源基盤１４の幅（すなわち、看板広告用照明装置１０を組み立てたときの導光板１６の面を貫く方向の大きさ）が、発光ダイオードＤの幅を少なくとも確保できればよいため、薄型化に好適である。

図５は、蓋体２０の取付構造を説明するための図である。蓋体２０は、看板広告用照明装置１０の上下方向から取り付けられるが、同図では上方向についてのみ表している（下方向もこれを逆さにすれば同様である。）。蓋体２０には、ネジ穴３２，３２が形成されている。ボルト３４，３４は、ネジ穴３２，３２と枠体１８のネジ穴３６，３６に螺合させる。

図１から図５に示した看板広告用照明装置１０は次のようにして組み立てることができる。第一に、対向する一対の枠体１８の位置決め部２４，２４に光源基盤１４，１４を装通させる。第二に、位置決め部２８，２８の間に一対の導光板１６，１６（それぞれの内側に散乱体２２，２２…が塗布される）を配置するとともに、看板広告Ｐ，Ｐを位置決め部２６，２６に嵌め込む。第三に、蓋体２０，２０のネジ穴３２，３２からネジ３４，３４を枠体１８，１８のネジ穴３６，３６に螺合させる。第四に、チューブ３０を位置決め部２６と看板広告Ｐとの間に嵌め込む。これによって、看板広告用照明装置１０が組み立てられる。

図６は、看板広告用照明装置１０の電気的な構成を示したブロック図である。同図に示したように、光源基盤１４には、複数の発光ダイオードＤ，Ｄ…からなる光源１２のほか、直流安定化電源３８、カラー制御コントローラ４０が設けられる。尚、同図に示した光源は三列となっており、これを一列とし、各ダイオードの配置を赤色→緑色→青色…としたものが、図１から図５に示したものに相当する。

光源１２は、発光ダイオードＤ，Ｄ…が同色ダイオード（赤色どうし、緑色どうし、青色どうし）については直列接続され、異色ダイオード（赤色群、緑色群、青色群）については、並列接続される。カラー制御コントローラ４０は、図示を省略するが、発光制御を行うためのプログラムが格納されたＲＯＭや、各種データを格納するためのＲＡＭ、装置各部を制御するＣＰＵが搭載される。ＣＰＵは、ＲＯＭからプログラムを読み出して順次これを実行し、各ポートから制御信号を送出する。ＣＰＵによる制御信号の送出により、色単位で、各色の組み合わせ、点滅その他の発光制御が行われる。

図７から図９は、第二の実施形態に係る看板広告用照明装置４２を示す。看板広告用照明装置４２は、光源１２として、砲弾型の発光ダイオードＤに代えて、表面実装チップタイプ型の発光ダイオードＤ’を用い、枠体１８に代えて、枠体４４を用いる。枠体４４は、位置決め部２４と位置決め部２８との間の距離を表面実装チップタイプ型の発光ダイオードＤ’の厚さに合わせて縮めたものである。そのため、看板広告用照明装置４２は、砲弾型のものを用いた看板広告用照明装置１０よりも更なる小型化を達成する。具体的には、導光板１６と光源基盤１４との距離を更に縮めることができる。第二の実施形態のその他の構成についての説明は、第一の実施形態の説明をもってこれに代える。

以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に何ら限定されるものではない。上述した実施の形態においては、赤色、緑色、青色を用いたが、白色発光ダイオード、紫色発光ダイオード、橙色発光ダイオード、黄色発光ダイオードその他の着色発光ダイオードを用いることは本発明の範囲に含まれるものである。

また、上述した実施の形態においては、光源基盤１４は両側に設けていたが、大型看板広告の場合には、導光板１６と光源基盤１４とを一つおきに配置して広い範囲に渡る面発光を確保してもよい。

また、上記説明した実施形態においては、光源として発光ダイオードを用いたが、これにより、蛍光管で頻発していた、いわゆる「たま切れ」による広告効果の減少の抑制につながる。また、設計上、光源の交換を考慮する必要がないため、建築物の壁面に直接埋め込むことが容易となる。

本発明に係る看板広告用照明装置は、発光素子の組み合わせを工夫することにより、宣伝広告の他、冠婚葬祭、各種イベント・パーティー、交通機関の駅表示等において使用することができる。

本発明の第一の実施形態に係る看板広告用照明装置の正面図である。 本発明の第一の実施形態に係る看板広告用照明装置の導光板及び発光ダイオードの配置状態を模式的に示した斜視図である。 本発明の第一の実施形態に係る看板広告用照明装置の上断面図（下断面図）である。 本発明の第一の実施形態に係る看板広告用照明装置の上断面斜視図（下段面斜視図）である。 本発明の第一の実施形態に係る看板広告用照明装置の蓋体の取付を説明するための図である。 光源基盤の電気系統の構成を示すブロック図である。 本発明の第二の実施形態に係る看板広告用照明装置の導光板及び発光ダイオードの配置状態を模式的に示した斜視図である。 本発明の第二の実施形態に係る看板広告用照明装置の上断面図（下断面図）である。 本発明の第二の実施形態に係る看板広告用照明装置の上断面斜視図（下段面斜視図）である。

符号の説明

１０，４２ 看板広告用照明装置
１２ 光源
１４ 光源基盤
１６ 導光板
１８，４４ 枠体
２０ 蓋体
２２ 散乱体
２４，２６，２８ 位置決め部
３０ チューブ
３２，３６ ネジ穴
３４ ボルト
３８ 直流安定化電源
４０ カラー制御コントローラ
Ｄ，Ｄ’ 発光ダイオード
Ｐ 看板広告

Claims (4)

1. 複数の発光ダイオードからなる光源と、
   前記光源から照射される光を反射し散乱させる散乱体が塗布された高分子樹脂製の重なり合った一対の導光板であって、前記散乱体が当該一対の導光板の相対向するそれぞれの面に塗布された一対の導光板と、
   前記光源が取り付けられた光源基盤と、
   前記光源から照射される光及び前記散乱体によって反射された光によって背面側から照らし出される看板広告を前記一対の導光板の外表面両側で支持固定する表示体支持固定手段と、前記光源基盤を支持固定する凸状の基盤支持固定手段と、前記導光板を支持固定する凸状の導光板支持固定手段とが一体的に形成された枠体と、を備え、
   前記光源基盤は、前記一対の導光板の側端縁からその面方向に離隔して設けられ、
   前記表示体支持固定手段は、断面二重円又は断面二重楕円形状のシリコン樹脂製の中空チューブであってその表面に突状部がない中空チューブによって前記看板広告を固定するものであることを特徴とする照明装置。
2. 前記基盤支持固定手段と前記導光板支持固定手段とは、前記導光板と前記光源基盤との間隔が前記発光ダイオードが収まる間隔になるように形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記枠体には、当該枠体の上下方向端縁に取り付けられる蓋体を取り付けるためのネジ穴であって、当該枠体の上下方向側端縁の内壁面に形成され、当該上下方向に沿った開放部を有する円柱状のネジ穴が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 前記高分子樹脂はアクリル樹脂であり、前記枠体はアルミニウム製であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の照明装置。

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