JP5086158B2 - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動販売機や看板などの演出用に使用され、主としてライン状に発光する照明灯具に係るものである。

従来のこの種のライン状に発光するＬＥＤ灯具の構成の例としては、図３に示すように、例えばアクリル樹脂など透明度が高い樹脂で、平面性、平行性が高い一定な厚さを有する四辺形の板状に導光板（１００）を形成し、その一辺を光源取付部（１０５）とし、この光源取付部（１０５）に複数のＬＥＤランプ（１０７）を光源として配置しておく。

このときに、前記導光板（１００）の板厚は、前記ＬＥＤランプ（１０７）の外径よりも厚いものとすることなどで、ＬＥＤランプ（１０７）からの光を可能な限り導光板（１００）中に取り込めるように図り、利用効率を向上させ、使用数が少なくなるようにしている。また、光源取付部（１０５）と対峙する辺には適宜なレンズカット、フロスト加工などが施されて発光部（１０２）とされ、拡散光として外部に放射するものとし光ムラの発生が少なくなるようにしている。

このように構成したことで、ＬＥＤランプ（１０７）が点灯されると、導光板（１００）内に入射された光は、導光板（１００）と大気との接触面に達すると部材の屈折率の差による臨界角以内の角度では、高屈折率の部材側に全反射するもの（スネルの法則）となり、この全反射の繰り返しで全ての光が発光部（１０２）に達するものとなる。

そして、発光部（１０２）に達したＬＥＤランプ（１０７）からの光は、この発光部（１０２）に施されたレンズカット、或いは、シボ加工などにより、この面では全反射を生じなく、むしろ拡散を生じるようにされているので、内部を伝導してきた光は、発光部（１０２）から外部に拡散放射され観視者に視認されるものとなる。

よって、前記導光板（１００）の発光部（１０２）に相当する面積が光輝して見えるものとなり、ライン状に光るＬＥＤ灯具が得られるものとなるのである。なお、上記光源取付部（１０５）および発光部（１０２）以外の辺（面）は全反射を行うことにより内部の光を射出することはないので透明な状態を保持し、窓ガラスなどとしても使用可能である。なお、このように導光板と光源とを使用する構成のものの他に、例えば、熱陰極、或いは、蛍光管、ネオン管などバルブ自体がライン状となっているものもある。
特開２００４−１８４７６７号公報

しかしながら、前記した従来のこの種、ライン状の発光を行うＬＥＤ灯具では、導光板（１００）の一辺の形状が発光部（１０２）となるものであり、即ち、ほぼ導光板（１００）の厚みと長辺とに制約を受けるものとなり、例えば、より幅広のライン状の発光部を得ようとする場合には、導光板（１００）自体を厚く作らなければならないものとなる。

この場合、射出成形などで形成するときには、厚みを厚くすると製品にヒケなどを発生しやすくなる問題点を生じ、これを防止するためにはショット数を減じるなど、生産効率が低下せざるを得ないものとなり、コストアップの問題点を生じるものとなる。

また、発光面積が増えれば、光源取付部（１０５）に取付けるＬＥＤランプ（１０７）の数が同じであれば、発光部（１０２）の明るさは、当然に暗くなるので、設置数を増す、或いは、明るいＬＥＤランプ（１０７）を採用するなどの対策も講じなければ成らず、この面でもコストアップの問題を生じるものとなる。

加えて、上記に説明したように、導光板（１００）を採用した照明灯具は、全体が板状となり、特に側面（板面）は光を光源から発光部までロスなく内面反射により導くために平滑面であることが要求され、結果的に照明灯具としては、全体形状がデザイン性に乏しいものと成りがちであるという問題点を生じていた。

さらに、ライン状の発光部（１０２）は１本のライン状発光であるため、複数のライン状発光を形成するには、必要とするライン状発光の本数分の光源および導光板が必要なため、非効率的であるという問題点が生じていた。

本発明は、上記した従来の課題を解決するための具体的手段として、光源と、導光板と、透明もしくは半透明のレンズと、を含み、光源は、導光板端面から光を入射するように配置されており、導光板は、その表面の少なくとも一箇所に、その表面を直線又は曲線状に走る段差形状の出射部が設けられており、レンズは、光源と導光板を覆い、かつ、その内面または外面にローレットカットが出射部に対して平行でない方向に形成されていること、を特徴とするＬＥＤ照明装置であり、このような簡易な構成にて上記した課題を解決するものである。

本発明により、少ない光源にて複数の高さ及びまたは奥行きの異なるライン状の発光部を可能なものとして、コストアップの問題を生じることなく立体的なデザインを与えるＬＥＤ照明灯具の実現を可能とすると言う極めて優れた効果を奏するものである。

つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１及び図２に示すものは、本発明に係るＬＥＤ灯具１の実施形態であり、この第一実施形態ではＬＥＤ灯具１は、透明部材で形成された導光板２と、光源とするＬＥＤランプ３と、前記ＬＥＤランプ３を保持し給電を行うためにプリント回路板などで形成された基板５とから構成されている点は従来例のものと同様である。そして、この実施形態においては、導光板２、ＬＥＤランプ３および基板５を覆うように透明な箱状のレンズ４が設けられ、基板５がレンズ４内の開口部を塞ぐようにして固定される。

ここで、前記導光板２は、従来例のものが１枚の板状で１つの出射部が形成されていたのみであるのに対し、本発明のＬＥＤ灯具１においては、導光板の厚み方向に形成された段部からなる複数の出射部６が上方において各々ライン状に設けられている。また、底面２１のＬＥＤランプ３と対向する部分には、使用するＬＥＤランプ３から照射される光を好適な効率にて導光板２内に取り入れられるように入射レンズ部２２が一体に形成されている。ＬＥＤランプ３は面実装タイプのもので、基板５に設置され、その基板５に導光板２が固定される。

導光板２は複数の直線部を有し、底面２１から第一出射部６ａまでの第一直線部２３ａ、第一出射部６ａから第二出射部６ｂまでの第二直線部２３ｂ、第二出射部６ｂから第三出射部６ｃまでの第三直線部２３ｃからなる。その断面厚み方向の幅Ｌは、第一直線部２３ａ、第二直線部２３ｂ、第三直線部２３ｃの順に狭くなっている。また、第一出射部６ａおよび第二出射部６ｂは、導光板２の両面において対称形状となるようにライン状に設けられており、第三出射部６ｃは上端面２４とされている。

また、この実施形態では、透明な箱状のレンズ４の上部４１および側面４２の内面にはレンズカットを設けている。上部４１内面のレンズカット４１ａは、凸ローレットカットとされ、ライン状の複数の出射部６の配列方向と直交する方向、すなわち図面２における紙面左右方向に延びる多数の凸ローレットカットが、紙面手前から奥に向かう方向に整列するように施されている。側面４２の内面のレンズカット４２ａは、上下方向に延びるように凸ローレットカットが形成されている。なお、本明細書でいう凸ローレットカットとは、シリンドリカルレンズの多数を連接してなる形状のカットをいい、上下方向に延びるような凸ローレットカットは、シリンドリカルレンズの半円柱の柱面方向が上下方向となるように多数のシリンドリカルレンズが並んでいるようなカットが形成されている状態を示す。

本実施形態のＬＥＤ灯具は上記のように構成されている。ここでＬＥＤランプ３を点灯すると、ＬＥＤランプ３からの光は入射レンズ部２２から導光板２内に取り込まれる。導光板２内を繰返し反射しながら、５つの出射端面、すなわち、出射部６ａ、６ａ、６ｂ、６ｂ、６ｃから出射される。このとき出射方向は、導光板２の延長方向、すなわち上方に向かうことになる（図２の矢印参照）。また、その出射部６から出た光は、箱状の透明レンズ４を通って視認者の目に届く。このとき、導光板における各出射部では、光源からの光が各出射部上の各点において各々の方向に直進するため、視野角の範囲内に直進して入る光だけしか捉えることができない。そのため、出射部はライン状だが、視認者には点状の光として認識される。

一方、このような出射部を持つ導光板の上にライン状の複数の出射部配列方向と直交して凸ローレットカットを並べたレンズを配置すると、各出射部から放射された光は凸レンズにより屈折する。各出射部上の各点からの光は全て様々な方向に屈折（または直進）して出射するため、各出射部上の全ての点からの光の夫々一部を視認者が認識することができ、その結果ライン状に発光していると認識できる。ライン状出射部と対向する側面４２においても同様であり、導光板出射部を直視するとライン状発光ではなく出射部における輝点と認識されるが、内側に上下方向に伸びる凸ローレットカットを施した箱状透明レンズを通して観察すると、ライン状発光として認識できる（この場合の凸ローレットカットの配列方向も、複数のライン状出射部の配列方向と直交している）。外部に照射された光は、導光板に設けてある５つの出射部６ａの高さ及びまたは奥行きが異なるものとされているので、一つの光源から出射された光が、ライン状の複数本の光源として異なる高さ及びまたは奥行きに位置する照明として見えるものとなる。

本実施例では箱状のレンズの内側に凸ローレットカットを設けたが、外側に同じ形状の凸ローレットカットを設けても、同様の効果が得られる。導光板厚み方向の面（図２で示す導光板断面方向の面）には凸ローレットレンズカットを設ける必要は無いが、この面からもラインを視認させたい場合は、紙面左右方向に凸ローレットカットを整列させると良い。つまり、図２の上下方向ではなく、横方向に凸ローレットカットを並べると良い。

以上のような構成により、少ない光源で複数のライン状発光を形成することができる。またライン状発光の高さ及びまたは奥行きを異なるものとして、立体的な印象を与えることができる。

尚、ＬＥＤ照明灯具は上記した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、透明な箱状のレンズに施すレンズカットを斜め方向に形成したり、途中で分割して複数の異なる方向のカットとしたり、円形状に配列したりすることもできる。更に言えば、そのレンズカットについて、凸ローレットカットのようにその断面が曲線なものに限定するのではなく、多面体カットなどを用いても構わない。また、導光板を曲面状としたり、出射部形状をライン状ではなく曲線形状とする等の本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。レンズについても、箱状に限定されること無く角が丸い形状やドーム型でも良いし、拡散材を入れて半透明としても良い。実施例では導光板端面は光源からの光を入光し易いようなレンズ形状としたが、レンズを導光板と別体で設けても良いし、導光板に十分な光が入れば端面は平らでも良い。

本発明に係るＬＥＤ灯具の第一実施形態を示す分解斜視図である。 本発明に係るＬＥＤ灯具の断面図である。 従来例を示す説明図である。

符号の説明

１…ＬＥＤ灯具
２…導光板
２１…底面
２２…入射レンズ部
２３…直線部
３…ＬＥＤランプ
４…レンズ
５…基板
６…出射部

Claims (1)

1. 光源と、導光板と、透明もしくは半透明のレンズと、を含み、光源は、導光板端面から光を入射するように配置されており、導光板は、その表面の少なくとも一箇所に、その表面を直線又は曲線状に走る段差形状の出射部が設けられており、レンズは、光源と導光板を覆い、かつ、その内面または外面にローレットカットが出射部に対して平行でない方向に形成されていること、を特徴とするＬＥＤ照明装置。

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