JP5103552B1

JP5103552B1 - 照明装置

Info

Publication number: JP5103552B1
Application number: JP2012048074A
Authority: JP
Inventors: 満勝久永
Original assignee: 株式会社発研セイコー
Priority date: 2012-03-05
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2032-03-05
Also published as: JP2013182252A

Abstract

【課題】高輝度で均一に発光する照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置１０は、Ｒ字形状に沿った周端２１を含むシャーシ２０と、シャーシ２０に収納される導光板３０と、表面拡散板４０とを有する。導光板３０は、Ｒ字形状に略相似し、断面がＵ字型またはＶ字型のライン状の溝６０であって、Ｒ字形状に含まれる幅広の部分３３、３４および３５の輪郭と略相似する線画を多重に描くように形成された溝６０（６３、６４、６５）を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、建造物の壁面などに取り付けられる照明看板などの照明装置に関するものである。

特許文献１には、店舗のロゴマークを表示する照明切文字を、厚さを極限的に薄肉化して外観をスマートにするとともにその照明の輝度の均一性を確保することを目的とした照明切文字の技術が記載されている。この文献の照明切文字は、それぞれ切文字形状に形成した外周に起立壁を有するボックスと、導光照明を行う導光板と、ボックスの開口を塞ぐ表面拡散板とを備えるとともに起立壁の内周を光源部位と非光源部位に区分し、光源部位にフレキシブル基板にＬＥＤチップを高密度配置したＬＥＤモジュールを配置する一方、光源部位と非光源部位に対面する導光板の端面を入射端面部位と反射端面部位とし、反射端面部位に反射措置を施すことによって形成する。また、導光板の導光パターンは面内方向の同一パターンとすることを特徴としている。

特開２００８−２５６９２０号公報

切り文字などの種々の形状に加工された照明あるいは照明看板については、さらに明るく均一に発光するものが求められている。

本発明の一態様は、文字または絵柄を含む第１の形状に沿った周端を含む照明装置である。この照明装置は、第１の形状に略相似する形状に切り出された導光板と、第１の形状に略相似する形状に切り出された導光板の周端の全周にわたり設けられた発光素子群とを有し、導光板は、前記第１の形状に含まれる複数の幅広く切り出された部分を含み、複数の幅広く切り出された部分は、断面がＵ字型またはＶ字型のライン状の溝であって複数の幅広く切り出された部分のそれぞれの部分の第１の形状に含まれる幅広の部分の輪郭と略相似する線画を多重に描くように形成された溝を含む。導光板は、さらに、第１の形状に含まれ、複数の幅広く切り出された部分の少なくともいずれかを接続する形状に幅狭く切り出された部分であって、溝が形成されていない幅狭く切り出された部分を含む。第１の形状の典型的なものは切り文字である。

この照明装置の導光板は、同一の導光パターンを均等に設ける代わりに、たとえば切り文字の幅広の部分に、その幅広の部分の輪郭と略相似する線画をライン状の溝で多重に形成する。この導光板においては、幅広の部分では、その幅広の部分の輪郭に略相似する多重の溝で、導光板の周端から入射された光が散乱される。そのため、幅広の部分においては、導光板内に幅広の部分に類似する形状の発光部分が形成され、切り文字の面で、より均一に高輝度に発光する導光板が得られる。したがって、文字または絵柄に沿って周囲が切断された形状の照明装置であって、高輝度で均一に発光する照明装置を提供できる。

文字または絵柄を含む第１の形状の多くは、幅広の部分と、幅の狭い部分とを含む。したがって、導光板は、溝が形成された幅広の部分と、溝が形成されていない狭い部分とを含み、導光パターンは導光板内において同一パターンでもなく、均一配置でもない。幅の狭い部分は、溝を形成しないことにより、幅の広い部分と輝度を合わせることができ、また、幅の狭い部分で導入された光を幅の広いところに形成された溝を発光させるために利用できる。

溝は、導光板の表面を、円弧で線画を描くように重畳走査されたレーザー光により加工されたものであることが望ましい。このように加工された溝は、表面（内面）に円弧上の凹凸が形成され、いっそう効率よく光を散乱させることができる。

この照明装置の典型的なものは、第１の形状に略相似する形状の表面拡散板をさらに有するものであり、表面がより均一に発光する照明装置を提供できる。照明装置は、背面を照らすものであってもよく、側面を照らすものであってもよい。

本発明の他の態様の１つは、文字または絵柄を含む第１の形状に切り出された周端の全周にわたり発光素子群が設けられる導光板である。導光板は、第１の形状に含まれる複数の幅広く切り出された部分を含み、複数の幅広く切り出された部分は、断面がＵ字型またはＶ字型のライン状の溝であって、複数の幅広く切り出された部分のそれぞれの部分の輪郭と略相似する線画を多重に描くように形成された溝を含む。導光板は、さらに、第１の形状に含まれ、複数の幅広く切り出された部分の少なくともいずれかを接続する形状に幅狭く切り出された部分であって、溝が形成されていない幅狭く切り出された部分を含む。

照明装置の外観を示す図である。照明装置の構成を示す展開図である。導光板を拡大して示す正面図である。図１のＶＩ−ＶＩ断面図であり、照明装置の構造を示す断面図である。図５（ａ）は、溝をレーザー加工する様子を模式的に示す図、図５（ｂ）は溝の内面を示す図。図６（ａ）は正面発光タイプの照明装置、図６（ｂ）は他の正面発光タイプの照明装置、図６（ｃ）は正面・裏面発光タイプの照明装置、図６（ｄ）は正面・側面発光タイプの照明装置、図６（ｅ）は裏面発光タイプの照明装置、図６（ｆ）は側面発光タイプの照明装置の概略構成を示す。

図１に、切り文字タイプの照明装置を示している。この照明装置１０は、全体の形状が文字、本例では「Ｒ」の形状に沿って切られた周端１１を含み、切り文字照明（切り文字看板）とも称される照明装置であり、商業施設などの建屋の壁面１に取り付けられるものである。この装置１０は、正面、側面または背面が発光し、光る看板として機能する。

図２に、照明装置１０の概略構成を、展開図を用いて示している。照明装置１０は、文字Ｒの形状（切り文字形状）に加工された金属製または樹脂製のシェル（ボックス、コンテナ）２０と、切り文字形状に切断または成形された導光板３０と、導光板３０の周端３１に取り付けられたＬＥＤラインテープ５０と、樹脂製の表面拡散板４０とを含む。シェル２０は、切り文字形状（本例ではＲ字形状）の外周を形成する側壁（周端）２１と、照明装置１０の後面を構成する底壁２２とを含む。導光板３０はシェル２０の中に収納され、表面拡散板４０はシェル２０の前方を覆う蓋として機能する。導光板３０には複数の取り付け穴３９が設けられており、複数のネジあるいはボルト２９によりシェル２０に固定される。表面拡散板４０は、端部４１がテーパになっており、シェル２０の前方に嵌め込んだ後に、接着材またはシール材によりシェル２０に固定される。

表面拡散板４０は、透光製のアクリル、ポリカーボネートなどの樹脂製の板をレーザーカットなどの加工方法により文字形状に切り出したものであり、全体が乳白色でシェル２０の内部が直に透視できないようになっている。表面拡散板４０は裏面が粗面化されていてもよく、乳白色以外の色に着色されていてもよい。表面拡散板４０にテーパをつけてシェル２０に嵌め込む代わりに、シェル２０の前方にフレームを設けて裏側から表面拡散板４０を取り付けるようにしてもよい。

導光板３０は、透明なアクリル、ポリカーボネートなどの樹脂製の板をレーザーカットなどの加工方法により文字形状に切り出したものである。導光板３０は、断面がＵ字型またはＶ字型に刻まれたライン状の溝６０を含む。これらの溝６０は、導光板３０のいくつかの部分の輪郭に相似する多重の線画を描くように刻まれており、この導光板３０は、幅広の部分３３、３４および３５にそれぞれ形成された３つの溝群６３、６４および６５を含む。導光板３０の狭い部分３６および３７には溝６０は形成されていない。

図３に、導光板３０を拡大して示している。導光板３０は文字「Ｒ」の形状に切り出されており、その周囲（周端、周面）３１には全周にわたりＬＥＤテープ５０が取り付けられている。ＬＥＤテープ（ＬＥＤラインテープ、ＬＥＤフレキシブルテープ）５０は、粘着性のテープ５２に所定の間隔、たとえば、２〜５ｃｍ程度の間隔をあけてＬＥＤチップ５１が取り付けられたものである。したがって、ＬＥＤテープ５０に通電することにより、導光板３０に、全周方向から照明用の光を入射できる。

Ｒ字型の導光板３０は、左端の縦に長い幅広の部分（第１の部分）３３と、右側に凸に湾曲した幅広の部分（第２の部分）３４と、右下に延びた幅広の部分（第３の部分）３５と、第１の部分３３と第２の部分３４とを接続する狭い部分（第４の部分）３６と、第１の部分３３と第３の部分３５とを接続する狭い部分（第５の部分）３７とを含む。幅広の第１の部分３３、第２の部分３４および第３の部分３５には、それぞれ複数の溝が多重（同心状）に形成された溝群６３、６４および６５が形成されており、幅が狭い第４の部分３６および第５の部分３７には溝が形成されていない。

左側の幅広の全体としてＩ字形状の第１の部分３３に形成された溝群６３は、第１の部分３３の輪郭にほぼ相似するＩ字の周囲を線で描くように形成された第１の溝６３ａ、第２の溝６３ｂおよび第３の溝６３ｃを含む。第１〜第３の溝６３ａ〜６３ｃは、多重になるように形成されており、第１の部分３３の輪郭にほぼ相似し、最も小さいＩ字の輪郭を描くように形成された第３の溝６３ｃの外側に、第３の溝６３ｃよりも大きく、第１の部分３３の輪郭にほぼ相似する形状を描くように形成された第２の溝６３ｂが設けられ、その外側に、第２の溝６３ｂよりもさらに大きく、第１の部分３３の輪郭にほぼ相似する形状を描くように形成された第１の溝６３ａが設けられている。

右側に凸で全体が逆Ｃ字状の幅広の第２の部分３４に形成された溝群６４は、第２の部分３４にほぼ相似する逆Ｃ字の輪郭を線で描くように形成された第１の溝６４ａ、第２の溝６４ｂ、第３の溝６４ｃおよび第４の溝６４ｄを含む。第１〜第４の溝６４ａ〜６４ｄは、多重になるように形成されており、第２の部分３４の輪郭にほぼ相似し、最も大きい逆Ｃ字の輪郭（周囲）を描くように形成された第１の溝６４ａの内側に、第１の溝６４ａよりも小さく、第２の部分３４の輪郭にほぼ相似する形状を描くように形成された第２の溝６４ｂが設けられ、その内側に、第２の溝６４ｂよりもさらに小さく、第２の部分３４の輪郭にほぼ相似する形状を描くように形成された第３の溝６４ｃが設けられ、さらにその内側に、第３の溝６４ｃよりもさらに小さく、第２の部分３４にほぼ相似する形状を描くように形成された第４の溝６４ｄが設けられている。

右下に筋交い（ブレース）状に延びた幅広の第３の部分３５に形成された溝群６５は、第３の部分３５にほぼ相似する、ブレース状の形状の輪郭を線で描くように形成された第１の溝６５ａ、第２の溝６５ｂおよび第３の溝６５ｃを含む。第１〜第３の溝６５ａ〜６５ｄは、多重になるように形成されており、第３の部分３５の輪郭にほぼ相似し、最も大きい線画を描くように形成された第１の溝６５ａの内側に、第１の溝６５ａよりも小さく、第３の部分３５の輪郭にほぼ相似する線画を描くように形成された第２の溝６５ｂが設けられ、その内側に、第２の溝６５ｂよりもさらに小さく、第３の部分３５の輪郭にほぼ相似する線画を描くように形成された第３の溝６５ｃが設けられている。

この導光板３０においては、溝群６４および６５の最も外側の第１の溝６４ａおよび６５ａは繋がっており、全体として、文字Ｒの右側の部分の輪郭に相似する形状を描くように、溝６４ａおよび６５ａが形成されている。

図４に、照明装置１０を、導光板３０の第１の部分３３を含む断面で切った様子を示している。導光板３０は、シェル２０の後方８ｂの底板２２に面した表面（この場合は裏面）３８ｂから削られた（掘られた）溝６０を含む。第１の部分３３の溝群６３は、外側から第１の溝６３ａ、第２の溝６３ｂおよび第３の溝６３ｃを含む。第１の部分３３の幅は約５０ｍｍであり、第１〜第３の溝６３ａ〜６３ｃが５〜１０ｍｍ前後の間隔を開けて配置されている。それぞれの溝６０（６３ａ〜６３ｃ）の幅は１．５〜３ｍｍ程度、深さが０．５〜２ｍｍ程度である。溝６０の幅および深さは、溝６０を設ける導光板３０の幅広の部分の幅、導光板３０の厚さに依存し、上記の寸法に限定されない。しかしながら、溝６０の幅は１〜４０ｍｍ程度であることが望ましく、１．５〜２０ｍｍ程度であることがさらに好ましい。溝６０の深さは、０．５〜１０ｍｍ程度であることが好ましく、隣接する溝６０同士の間で深さが同一であってもよく、異なってもよい。導光板３０を面でより均一に発光させるためには多重に形成された溝の内、輪郭に近い溝６０が輪郭から遠い溝６０に対して浅い方が望ましい。すなわち、導光板３０の、輪郭にほぼ相似する複数の溝が多重に設けられた領域においては、中央に近い溝６０の方が、周囲（輪郭）に近い溝６０よりも深いことが好ましい。溝６０の断面はＵ字型またはＶ字型であることが望ましい。

この導光板３０においては、端面（周端）３１に取り付けられたＬＥＤ５１からの光が端面３１から導光板３０の内部に入り、入射した角度により、一部の光が導光板３０の表面３８ａの前方８ａに出力され、一部の光が導光板３０の表面３８ａおよび裏面３８ｂで全反射して導光板３０の内部に定在する。導光板３０の内部に定在した光は、裏面３８ｂに設けられた溝６０（６３ａ〜６３ｃ）で散乱して角度が変わり、これらの溝６０（６３ａ〜６３ｃ）を発光源として導光板３０の表面３８ａから前方８ａに出力される。そして、導光板３０から前方８ａに出力された光は、照明装置１０の表面拡散板４０を全体的に照明し、表面拡散板４０を均一に光らせる。したがって、切り文字状の表面拡散板４０が均一に、明るく光る照明装置１０を提供できる。

この導光板３０においては、幅広の部分３３、３４および３５に、その幅広の部分の輪郭にほぼ相似した複数の溝６０（６３ａ〜６３ｃ、６４ａ〜６４ｄ、６５ａ〜６５ｃ）が多重に形成され、それらの溝６０が発光部分となる。したがって、導光板３０の幅広の部分３３、３４および３５では、内部に、幅広の部分３３、３４および３５の輪郭に相似する多重の発光部分が形成され、幅広の部分３３、３４および３５が、より均等に発光する。さらに、導光板３０の幅が狭い部分３６および３７には溝６０が形成されないので、狭い部分３６および３７は内部に発光部分を持たない。このため、導光板３０の幅が狭い部分３６および３７は、導光板３０の表面３８ａから漏れ出る光で発光する。したがって、導光板３０は、全体として均一な面発光に近い光源として利用でき、表面拡散板４０を、各部分の幅にほぼ対応した光量で照明でき、表面拡散板４０を均一に光らせることができる。

図５（ａ）に導光板３０にレーザー光７１により溝６０を形成する様子を模式的に示している。レーザー加工装置７０は、レーザー光源７５と、レーザー光７１の向きを制御するミラー７６を備えている。この例では、導光板３０に溝６０を形成（掘る）際に、レーザー光７１を、導光板３０におけるレーザー光７１の軌跡７９が円形または楕円になるように照射する。溝６０の幅および深さは、レーザー光７１の強度とともに、レーザー光７１で描く円形または楕円の軌跡７９の径や、回転周期、移動速度を変えることにより制御できる。また、このように形成された溝６０の内面６８には、レーザー光７１の軌跡７９による円弧状の凹凸６９が形成される。

その結果、図５（ｂ）に示すように、導光板３０に彫られたすべての溝６０の内面（表面）６８には、円弧状の凹凸が密に形成される。このため、溝６０の内面６８は粗面化されており、導光板３０の内部を伝達する光は、溝６０の内面６８で屈折されるとともに散乱され、効率よく光を導光板３０の表面３８ａまたは裏面３８ｂに向けて放出できる。特に、溝６０に設けられた円弧状の凹凸６９は、凸状または凹状が溝６０の長手方向にほぼ直交する方向に延び、溝６０の長手方向に沿って凸凹になる。したがって、溝６０に入り込んだ光は、長手方向に直交する凹部や凸部に導かれ、溝６０の内部に入りやすく、溝６０の全体で光が散乱され、溝６０の全体が光源となりやすい。このため、より面発光に近い導光板３０を提供できる。

図６（ａ）〜（ｆ）に、導光板３０を用いた照明装置のいくつかの例を示している。図６（ａ）は、上述した照明装置１０であり、導光板３０から前方８ａに出力された光５により表面拡散板４０を照明するものである。図６（ｂ）の照明装置１０ｂは、同様に、導光板３０から前方８ａに出力された光５により表面拡散板４０を照明するものであるが、シャーシ２０の前方８ａに表面拡散板４０を支持するフレーム２５を設けている。

図６（ｃ）の照明装置１０ｃは、後方８ｂに裏面拡散板４５を設け、導光板３０から前方８ａおよび後方８ｂに出力された光５により表面拡散板４０および裏面拡散板４５を照明するものである。導光板３０は、前方８ａのみならず後方８ｂにも均等に光５を放出できるので、正面および裏面発光タイプであって、より均一な照明光５を放出できる照明装置１０ｃを提供できる。

図６（ｄ）の照明装置１０ｄは、側方８ｃに側面拡散板４６を設け、導光板３０から前方８ａに出力された光５により表面拡散板４０および側面拡散板４６を照明するものである。導光板３０は面発光装置として高い機能を備えているので、側面に設けられた拡散板４６も十分な強度で照明でき、正面および側面発光タイプオン照明装置１０ｄを供給できる。図６（ｅ）の照明装置１０ｅは、裏面拡散板４５を設け、他の面をシャーシ２０で覆い、導光板３０から後方８ｂに出力された光５により裏面拡散板４５を照明する、裏面発光タイプの照明装置である。図６（ｆ）の照明装置１０ｆは、側面拡散板４６を設け、他の面をシャーシ２０で覆い、導光板３０から後方８ｂに出力された光５により側面拡散板４６を照明する、側面発光タイプの照明装置である。

導光板３０を用いた照明装置は上記に限定されないが、本例の導光板３０は、高輝度な均一発光が可能であり、面発光装置として優れた性能を備えている。このため、多種多様な方向に光を放出でき、正面に限らず、裏面および／または側面から高輝度の光を出力する照明装置を提供できる。

なお、上記では、切り文字の例として「Ｒ」に周囲が成形された照明装置を例に説明しているが、照明装置として提供できる切り文字は「Ｒ」に限らず、他のアルファベット文字であってもよく、ひらがな、カタカナ、漢字であってもよい。さらに、照明装置として提供できる切り文字は、ハングル文字、アラビア文字などであってもよい。また、照明装置として提供できる形状は切り文字に限定されず、企業のロゴマークやその他の図形、絵柄を模ったものであってもよい。幅広の部分と狭い部分とを含む、複雑な形状の照明装置であっても、上記の導光板３０を用いることにより、より均一に、高輝度で発光する照明装置を提供できる。

１０照明装置、２０シャーシ、３０導光板、４０表面拡散板

Claims

文字または絵柄を含む第１の形状に沿った周端を含む照明装置であって、
前記第１の形状に略相似する形状に切り出された導光板と、
前記第１の形状に略相似する形状に切り出された前記導光板の周端の全周にわたり設けられた発光素子群とを有し、
前記導光板は、前記第１の形状に含まれる複数の幅広く切り出された部分を含み、前記複数の幅広く切り出された部分は、断面がＵ字型またはＶ字型のライン状の溝であって前記複数の幅広く切り出された部分のそれぞれの部分の輪郭と略相似する線画を多重に描くように形成された溝を含み、
前記導光板は、さらに、前記第１の形状に含まれ、前記複数の幅広く切り出された部分の少なくともいずれかを接続する形状に幅狭く切り出された部分であって、前記溝が形成されていない幅狭く切り出された部分を含む、照明装置。
請求項１において、
前記溝は、前記導光板の表面を、円弧で前記線画を描くように重畳走査されたレーザー光により加工されたものであり、前記溝の表面に円弧上の凹凸が形成されている、照明装置。
請求項１または２において、
前記第１の形状に略相似する形状の表面拡散板をさらに有する、照明装置。
請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記第１の形状は、看板用の切り文字である、照明装置。
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記溝の幅は１〜４０ｍｍである、照明装置。
文字または絵柄を含む第１の形状に切り出された周端の全周にわたり発光素子群が設けられる導光板であって、
前記第１の形状に含まれる複数の幅広く切り出された部分を含み、前記複数の幅広く切り出された部分は、断面がＵ字型またはＶ字型のライン状の溝であって前記複数の幅広く切り出された部分のそれぞれの部分の輪郭と略相似する線画を多重に描くように形成された溝を含み、
当該導光板は、さらに、前記第１の形状に含まれ、前記複数の幅広く切り出された部分の少なくともいずれかを接続する形状に幅狭く切り出された部分であって、前記溝が形成されていない幅狭く切り出された部分を含む、導光板。