JP5261282B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、導光部材を用いた発光装置に関するものである。
従来から、導光部材に入光部と出光部が設けられると共に、入光部に近接対向させて光源が配設され、光源からの光が導光部材に入射されて、この光を出光部から出射させるようにした発光装置として、例えば、特許文献1により示すものが知られている。
この特許文献1により示す発光装置は、三角柱状の導光部材の一側面を入光部とすると共に、他の側面を出射面とし、光源をこの入光部に近接対向させて配設したものである。この光源は、複数のLED(Light Emitting Diode;発光ダイオード)が互いに離間した状態で並設して構成されている。そして、導光部材の入光部から入射されたLEDからの光を出射面から出射させ、この出射面から出射する光により被照射物を照らすように構成したものである。
特開2008−234876号公報
ところで上記の発光装置のように光源に用いられたLEDは、点光源で且つ指向性があり、しかも、各LEDが離間した状態で配設されているため、上述した三角柱状の導光部材のような入光部と出射面との距離が短いものの場合、LEDから発せられた指向性のある光が出射面に至るまでに充分に広がらずに、それぞれのLEDの光が導光部材内で充分に混じり合わないまま出射してしまうこととなる。その結果、光量のない又は光量の著しく少ない領域S(例えば、図4参照)が影響して、いわゆる光ムラ(輝度ムラ)が生じてしまう場合があった。
そこで、上記問題を解決するために、本発明者らは、板状の導光部材のいずれかの端部の端面に入光部を設けると共に、入光部とは反対側の端部に出光部を設けることで、入光部と出光部とを離間させることを考えた。
こうすることで、複数のLEDを互いに離間させて並設した状態で配設した光源からの光であっても、導光部材内で多重反射を繰り返しながら伝播させることができる。この結果、出光部に至るまでには各LEDの光を十分に混合できて、出光部から出射する光を輝度ムラのない均一な光とすることができた。
ここで、このような発光装置において、板状の導光部材の入光部に対して光源を近接対向させた状態のまま固定する必要がある。そこで、図8に示すような導光部材に対する光源の固定方法が考え出された。すなわち、ハウジング6aの後部に光源11´を固定した上で、導光部材20aを覆うハウジング6aを、導光部材20aの下面、上面、後面(光源11´側)、前面(出光部側)のすべてを覆うように構成する。そして、ハウジング6aの前面の周縁を全周に亘って残し且つ中央のみに開口部8を設けて、この開口部8を通して出光部からの光を照射させようとした。
このような固定方法を用いた場合、ハウジング6a前面の周縁で導光部材20aの抜け止めを図ったものでしかないため、ハウジング6a内で導光部材20aががたついてしまい、結果として、導光部材20aと光源11´との位置関係が保てず、照射ごとに照射光の照度や輝度が変化してしまい、安定した光照射ができないという問題があった。その上、抜け止めのために残したハウジング6a前面の周縁によって、出光部の照射範囲が狭くなってしまうという問題もあった。
一方、図9に示すように、ハウジング6bの前面のみをすべて開放し、この開放部に光透過性を有するカバー81を配設することも考えられるが、この構成によれば、出光部の照射範囲を大きくできるものの、ハウジング6b内で導光部材20aががたついてしまうという問題が依然として残っており、安定した光量の光照射ができなかった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、板状の導光部材の入光部に光源を設けるものにおいても、安定した光照射を行なうことができる発光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の発光装置は以下の構成を備えている。
すなわち、請求項1に係る本発明の発光装置は、一端部の端面を入光部4とすると共に該入光部4から内部に入光した光を外部へと照射する出光部3を有する板状の導光部材20と、該導光部材20における入光部4となる端部に設置される光源ユニット1を備えている。前記光源ユニット1は、複数のLED11が互いに離間した状態で前記導光部材20の入光部4となる端面に沿って並ぶように並設されると共に前記LED11の位置から該LED11の並設方向にずらして係止部17が設けられている。導光部材20の入光部4には前記係止部17を係止可能な被係止部41が設けられている。導光部材20の被係止部41に光源ユニット1の係止部17を係止することで導光部材20に対して光源ユニット1が取り付けられる。そして、この取り付け状態において導光部材20に設けられた被係止部41が各LED11に対してLED11の並設方向にずれている。入光部4となる端部が一直線となるように導光部材20が複数並設されている。光源ユニット1は係止部17を複数有している。光源ユニット1が互いに隣接する導光部材20間にまたがって取り付けられている。そして、光源ユニット1に設けられた複数の係止部17のうちの一の係止部17が、隣り合う導光部材20のうちの一方の導光部材20の被係止部41に係止され、他の係止部17が、前記一方の導光部材20に隣接する導光部材20の被係止部41に係止され、これにより隣り合う導光部材20同士が連結されている。
このように構成したことで、導光部材20に対してLED11を確実に固定することができる。また、導光部材20に光源ユニット1を取り付け状態においても、導光部材20に設けられた被係止部41が各LED11に対してLED11の並設方向にずれているため、LED11からの光が入光部4に入光するに当たって、被係止部41が妨げとならない。
また、本発明の発光装置によれば、隣接する複数の導光部材20を光源ユニット1を用いて連結することができる。しかも、2つの導光部材20に対して一つの光源ユニット1を取り付けるため、光源ユニット1の数を減らすことができて、コストダウンすることができる。
本願発明によれば、板状の導光部材の入光部にLEDを設けるものにおいても、導光部材に対してLEDを確実に固定することができるため、照度や輝度の安定化を図ることができる。しかも、導光部材に光源ユニットを取り付け状態において、導光部材に設けられた被係止部が各LEDに対してLEDの並設方向にずれているため、LEDからの光が入光部に入光するに当たって被係止部が妨げとならず、効果的な照射が可能となるものである。
本発明の一実施形態の一部を省略した要部の分解斜視図である。 同上の光源ユニットの分解斜視図である。 図1においてハウジングを省略した平面図である。 図3において基板ケース部を更に省略した平面図である。 同上の発光装置を取り付けた洗面化粧台の全体斜視図である。 同上の洗面化粧台に取り付けられた発光装置の分解斜視図である。 他の実施形態の要部平面図である。 参考例の概略断面図である。 参考例の概略断面図である。
以下、本発明について添付図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態の発光装置Aは図1乃至図4に示し、また図5は、この発光装置Aを取り付けた洗面化粧台7での使用例を示している。以下、この使用例における発光装置Aの取付け状態に応じて説明する。
この洗面化粧台7は、図5に示すように、洗面ボウル72を備えた洗面台71の上方位置に、前面に鏡73を配した上部キャビネット74を配置し、この上部キャビネット74の上部に発光装置Aが取り付けられたものである。
発光装置Aは、図6に示すように、薄板状の導光部2と、導光部2のいずれかの端部の端面に対向して設けられた発光ダイオード(以下、LEDという)11から成る光源ユニット1とを備えている。本実施形態においてこの発光装置Aは、薄板状の導光部2の一対の主面21が上下に向いた状態で取り付けられる。なお、説明の便宜上、本実施形態の発光装置Aを、導光部2において、入光部4がある端部側(一端部)を後方とし、出光部3がある端部側(他端部)を前方として説明する。
導光部2は、図6に示すように、薄板状の光透過性を有する透明な導光部材20を、長手方向に複数連結させて(本実施形態では6個連結させている)構成されている。この導光部2は、平面視において入光部4及び出光部3のある辺がそれぞれ長辺22となっており、入光部4及び出光部3に略直角な辺が短辺23となっている。この長辺22は短辺23に比べて十分長くなっており、全体として平面視帯形状で且つ厚みの薄い板状の導光部2となっている。
導光部材20は、図1に示すように、上下に備える一対の主面21と、該主面21の外周を囲ん端面とを備えている。この導光部材20の後方の端部の端面が入光部4となっており、導光部材20の入光部4とは反対側の端部である前端部が出光部3となっている。
この入光部4には、後述する光源ユニット1に設けられた係止部17を係止可能な被係止部41が複数(本実施形態においては、一つの導光部材に対して4箇所)設けられている。この被係止部41は、図3に示すように、導光部材20の入光部4のある端面に沿う方向に並ぶように複数並設して設けられており、入光部4の端面に直角な方向に凹むようにして且つ導光部材20の厚み方向に貫通して設けられた溝部42と、該溝部42の奥部に設けられた抜け止め部43とを備えている。また、図1に示すように、本実施形態の導光部材20は、導光部材20の下面の主面21に対して導光部材20の上面の主面21がやや傾斜しており、この傾斜は、入光部4から出光部3に近づくほど下面と上面との距離が離れるような傾斜になっている。つまり、入光部4から出光部3にかけて徐々に板厚が厚くなるように構成されている。
出光部3は、図1に示すように、導光部材20の上面の主面21に設けられこの上面から滑らかに連続した曲面で構成される第一出射部32と、導光部材20の出光部3側の下面に位置する第二出射部33とから構成されている。
第一出射部32は、前端ほど下方に位置する曲面で形成されており、この前端ほど下方に位置する曲面に入射して全反射せずに屈折しながら出射する光が、第一出射部32から出射する光となっている。すなわち、導光部材20内において多重反射を行ないながら伝播した光のうちの一部の光が、第一出射部32から出射する光となる。一方、この前端ほど下方に位置する曲面(すなわち、第一出射部32)は、導光面31ともなっている。この導光面31は、該導光面31に全反射した光を第二出射部33に向けて導光するようになっている。
第二出射部33は、導光部材20の前端部の下面から導光部材20の長手方向全長に亘って下方に向けて突条部34を突設し、この突条部34の下面に他端部側の前端ほど上方に位置する凸曲面35を形成したものである。この第二出射部33と第一出射部32との境界は、導光部材20の下面と略同じ高さ位置か、又は、導光部材20の下面よりも下方に位置するようになっている。
このような導光部材20に光源ユニット1からの光を入射させると、導光部材20内において多重反射を行ないながら光が伝播し、出光部3に差し掛かった光のうち導光面31に対して全反射条件を満たさない光は、第一出射部32から出射する光となると共に、導光面31に対して全反射条件を満たした光は第二出射部32に向かって全反射して、そのうちの大部分が第二出射部33から出射する光となる。すなわち、本実施形態の発光装置Aは第一出射部32と第二出射部32との異なる2箇所から出射できるものであり、第一出射部32から出射する光は、略水平方向前方に向けた光となると共に、第二出射部33から出射する光は、前斜め下方に向けた光となる。
ここで、第二出射部33を凸曲面35で構成したのは、第二出射部33から光を出射させるに当たって、第二出射部33に凸曲面35を設けない場合よりも、より鉛直下方側に近い方向に出射させることが可能となるからである。
光源ユニット1は、指向性のある点光源たるLED11を複数設け、各LED11を互いに離間させた状態で配設したものである。詳しく説明すると、光源ユニット1は、図2に示すように、複数のLED11が配設された基板部12と、LED11を覆うようにして基板部12に設けられ該基板部12と導光部材20との間に配置された基板ケース部16とで構成されている。
基板部12は、複数のLED11(本実施形態では2個)が一定の間隔で離間した状態で、上下方向の略中間部に一直線状に配置されており、このLED11よりも該LED11の並設方向における外側の上縁には、基板ケース部16が取り付けられる被取付部13を備えている。また、基板部12の中央には基板ケース部16の間隔規定部181に当接する当接面14が設けられており、この当接面14の両側の上下両縁部には位置規定部15が設けられている。
基板ケース部16は、アクリル系樹脂製の光透過性を有する透明部材で形成されている。基板ケース部16の中央は、導光部材20の入光部4に向けた各LED11の光を透過し且つ入光部4に前面が当接する光透過面161となっており、該光透過面161の上下両端から基板部12側に向けて横面部18が突設されている。この横面部18には、LED11が設けられた基板部12と導光部材20の入光部4との距離を一定の間隔に保つ間隔規定部181が設けられている。間隔規定部181の両側は基板部12の位置規定部15に挿通される位置決め片182となっている。また、基板ケース部16の両端で且つLED11に対して該LED11の並設方向にずれた位置には、導光部材20側に突出した係止部17が設けられており、この係止部17は突出先端に膨出部171を備えている。さらに、基板ケース部16の両端には、この係止部17の突出方向とは反対側に向けて(すなわち、基板部12側に向けて)、基板部12の被取付部13と係合する係止片19が設けられている。
このような基板部12に基板ケース部16が取り付けられて、光源ユニット1が構成される。詳しく説明すると、基板部12の被取付部13の縁部に基板ケース部16の係止片19をあてがい、そのまま基板ケース部16を基板部12側に押し込んでいくと、基板部12の位置規定部15に基板ケース部16の位置決め片182が挿通されていく。そのまま押し込みを続けると、いずれ、基板ケース部16の上下の横面部18に設けられた間隔規定部181が、基板部12の当接面14に当接し、それと同時に、基板部12の被取付部13に基板ケース部16の係止片19が係合して、光源ユニット1の組み立てが完了する。
このように構成された光源ユニット1を導光部材20に取り付けるに当たっては、以下のように行なう。
すなわち、光源ユニット1は導光部材20の入光部4に設けられた被係止部41に係止されるのであるが、図1に示すように、導光部材20の被係止部41の上方から、下方に向けて光源ユニット1の係止部17をスライド挿入して設置する。このとき、光源ユニット1の係止部17の先端に備わる膨出部171を導光部材20の抜け止め部43に挿入するようにする。
このような構成によって、導光部材20に対して光源ユニット1が前後左右方向に位置決めされる。すなわち、図3に示すように、導光部材20の被係止部41の溝部42と光源ユニット1の係止部17とで、入光部4の端面に沿う方向に位置決めされ、また、導光部材20の被係止部41の抜け止め部43と光源ユニット1の膨出部171とで、入光部4の端面に直角な方向に対して位置決めがなされる。
また、光源ユニット1は、光軸が入光部4と出光部3とを結んだ方向と略平行な方向となるように、後方から前方に向けて(後方から出光部3に向けて)発光するように取り付けられている。このような光源ユニット1が、複数の導光部材20を長手方向に連ねて構成された導光部2の入光部4のある長辺22に沿うように配設される(本実施形態においては、一つの導光部材20に対して一つの光源ユニット1が取り付けられている)。
このように光源ユニット1を導光部材20に取り付けた状態では、図4に示すように、LED11と被係止部41とは互いに、LED11の並設方向にずれた位置に位置するようになっており、LED11を発光した場合であっても、被係止部41によって入光部4への入射が妨げられることがない。なお、図4中の符号Sは、光量のない又は光量の著しく少ない領域を示している。
このとき、光源ユニット1が導光部材20に取り付けられた状態において、光源ユニット1の基板ケース部16の光透過面161は、導光部材20の入光部4の端面と当接しており、入光部4と基板部12との間の距離が、基板ケース部16の間隔規定部181により常に一定に保たれる。つまり、入光部4とLED11との距離を常に一定の寸法に保つことができ、これに加えて、導光部材20の被係止部41と光源ユニット1の係止部17とが係止することにより、導光部材20に対するLED11の位置関係を確実に一定のものとすることが可能となる。この結果、出光部3から出射する光の輝度や照度が安定したものとなる。
なお、光源ユニット1のLED11と導光部材20の入光部4との距離が一定に保たれないと、入光部4に入射する光量が一定のものとはならず、その結果、出光部3から出射する光の輝度や照度が不安定なものとなる。すなわち、導光部材20の入光部4の厚み方向に注目した場合、LED11の発した光は厚み方向においてやや広がりながら進行するため、LED11と入光部4との間隔が一定でないと、光漏れが生じるケースが発生し、導光部材20に入射する光量が不安定となるからである。
また、光源ユニット1を導光部材20に対して固定するに当たって、出光部3を覆うような取り付け方となっていないため、出光部3の照射範囲を狭めてしまうことがない。
さらに、本実施形態のようにLED11で光源ユニット1を構成することにより、導光部材20の一層の薄板化が図れることとなる。更に言えば、光源ユニット1にLED11を採用したことにより低消費電力で発光することができるので、ランニングコストの低コスト化を図ることが可能となる。なお、本実施形態のLED11はチップタイプのチップLEDを用いているが特に限定されない。また、LED11の光の色も特に限定されるものではない。
上記のような構成の導光部材20及び光源ユニット1は、図6に示すように、ハウジング6に内装される。このハウジング6は、下部ハウジング61と上部ハウジング62とに分割可能となっており、この下部ハウジング61と上部ハウジング62とで囲まれる部分に光源ユニット1が取り付けられた導光部材20が内装される。
以上のように構成された発光装置Aには、図6に示すように、光透過性を有する照明カバー5が取り付けられる。
照明カバー5は、光透過性を有する透明材料であるアクリル樹脂で構成されている。照明カバー5は、上面部52と正面部53と下面部(図示せず)とが連設されて断面略コ字形状に形成されており、正面部53と下面部(図示せず)の一部とが発光装置Aからの光を透過する透過部51となっている。正面部53は、透過部51を透過する光を拡散させる光拡散部54が形成されており、本実施形態においては、シボ加工を施すことで透過する光を乱反射させるようになっている。また、下面部(図示せず)には、導光部材20の第二出射部33から出射した前斜め下方の光を鉛直下方側に向けて屈折させるレンズ部(図示せず)が設けられている。このような照明カバー5は、発光装置Aの出光部3を全長に亘って覆う長さに形成されている。
以上のような構成の発光装置Aは、上述の通り、洗面化粧台7に装着される。
本実施形態の洗面化粧台7は、図5に示すように、洗面ボウル72を備えた洗面台71と、この洗面台71の上部に設けられた上部キャビネット74とを備えており、この上部キャビネット74の上部に上記発光装置Aが取り付けられている。
洗面ボウル72は、洗面ボウル72の上部に設けられた給水栓70から吐出された湯水を受ける部分であり、上方に開口した椀形状に形成されている。そして洗面ボウル72の最低部には、排水管に連通する排水口部(図示せず)が設けられている。
また、洗面台71の下部は収納部79となっている。この収納部79には、内部に小物を収納可能で且つスライド自在な引き出し部78を備えている。
この洗面台71の上方位置に設けられた上部キャビネット74は、前方に開口した矩形箱状のキャビネット本体76と、このキャビネット本体76の前部に開閉自在に枢支された扉体77と、この扉体77の前面部の略前面に亘って配設された鏡73とを備えている。また、キャビネット本体76の上部には、上記発光装置Aが収容される装置収容部が設けられており、鏡73が配された扉体77の上端は、この装置収容部の底部よりも僅かに低い部位に位置するように構成されている。なお、このキャビネット本体76の内部は、棚板(図示せず)や縦仕切り板(図示せず)で仕切って収納部(図示せず)が形成されている。
このような装置収容部に上記発光装置Aを装着すると、図5に示すように、発光装置Aの出光部3を内部に収容した照明カバー5の前端部のみが上部キャビネット74の鏡73よりも前方に突出するようになっている。つまり、この発光装置Aの出光部3及び照明カバー5の前端部以外の部分は、上部キャビネット74のキャビネット本体76と扉体77とによって外部から見えないように覆われており、上部キャビネット74の鏡73からの突出部分がほんの僅かな範囲となるため、突出部分が目立たないものとなる。
しかも、導光部材20は薄板状に形成されたものであるため、出光部3の正面視においては、左右に細長い線状の外観を呈するものとなり、従来にない外観を呈する洗面化粧台7を提供することができる。
このような構成の洗面化粧台7の発光装置Aから光を照射させると、第一出射部32から出射する光により洗面化粧台7の使用者の顔周辺を照射できる。しかも、第二出射部33から前斜め下方に出射した後に照明カバー5のレンズ部により鉛直下向き側に屈折させた光により、使用者の手元となる洗面化粧台7の洗面ボウル72を効果的に照らすことができ、洗面化粧台7の使用性を大幅に向上させる。
なお、レンズ部により屈折させた第二出射部33からの光の一部は、鉛直下向き方向よりも鏡73側に向いた方向を照らす光となるが、発光装置Aが設置された部位から鏡73側を照らせば、鏡73により反射した光により、間接的に洗面ボウル72を照らすことができ、いずれにしても手元となる洗面ボウル72を照らす光として寄与することができるものとなる。
その上、照明カバー5の正面部53に光拡散部54を設けたから、使用者の顔周辺を照らす第一出射部32からの光が、拡散されてやわらかな光となり、使用者が眩しく感じるのを防止することができる。
次に、他の実施形態について図7に基づいて説明する。なお、本実施形態は図1乃至図6に示す実施形態と大部分において同じであるため、同じ部分においては同符号を付して説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態の光源ユニット1は、隣接する導光部材20にまたがって取り付けられている。すなわち、光源ユニット1に設けられた2つの係止部17のうち一方を任意の導光部材20の被係止部41に係止すると共に、他方の係止部17を隣接する導光部材20の被係止部41に係止してある。
このように構成すれば、隣接する複数の導光部材20を光源ユニット1を用いて連結することができて、導光部材20に対する光源ユニット1の固定のみならず、各導光部材20相互の固定もできる。しかも、2つの導光部材20に対して一つの光源ユニット1を取り付けるため、光源ユニット1の数を減らすことができて、コストダウンすることができる。
以上、洗面化粧台7に基づいて本発明の発光装置Aを説明したが、洗面化粧台7に限定されるものではなく、発光装置Aが取り付けられるものであれば、例えば、本棚などといった家具に対しても同じ様に適用することが可能である。
また、第一の実施形態では、一つの導光部材20に対して一つの光源ユニット1を取り付けた構成であったが、例えば、一つの導光部材20に対して複数の光源ユニット1を取り付ける場合であってもよい。また、光源ユニット1に設けた係止部17は、2箇所であることに特に限定されるものではなく、1箇所又は3箇所以上に設けたものであってもよいものとする。
上記実施形態において、発光装置Aの導光部材20は薄板状の透明な部材で構成されているが、例えば、アクリル系樹脂、ガラス、ポリカーボネート樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン樹脂等の光透過性を有する材料を好適に使用することができる。また、照明カバー5や基板ケース部16の材質もアクリル樹脂に限定されるものではなく、上記材質を好適に使用することが可能である。
上記実施形態の光源ユニット1を導光部材20に取り付ける構造は、上記発光装置Aの構成に限定されず、例えば、エッジライト式の面発光装置に対しても適用することが可能である。
1 光源ユニット
11 LED
12 基板部
16 基板ケース部
161 光透過面
17 係止部
18 横面部
181 間隔規定部
182 位置決め片
20 導光部材
21 主面
3 出光部
31 導光面
32 第一出射部
33 第二出射部
34 突条部
35 凸曲面
4 入光部
41 被係止部
A 発光装置

Claims (1)

  1. 一端部の端面を入光部とすると共に該入光部から内部に入光した光を外部へと照射する出光部を有する板状の導光部材と、
    該導光部材における入光部となる端部に設置される光源ユニット
    を備え、
    前記光源ユニットは、複数のLEDが互いに離間した状態で前記導光部材の入光部となる端面に沿って並ぶように並設されると共に前記LEDの位置から該LEDの並設方向にずらして係止部が設けられ、
    導光部材の入光部には前記係止部を係止可能な被係止部が設けられ、
    導光部材の被係止部に光源ユニットの係止部を係止することで導光部材に対して光源ユニットが取り付けられ、この取り付け状態において導光部材に設けられた被係止部が各LEDに対してLEDの並設方向にずれており、
    前記入光部となる端部が一直線となるように導光部材が複数並設され、
    前記光源ユニットは前記係止部を複数有し、光源ユニットが互いに隣接する導光部材間にまたがって取り付けられており、
    前記光源ユニットに設けられた複数の係止部のうちの一の係止部が、隣り合う導光部材のうちの一方の導光部材の被係止部に係止され、他の係止部が、前記一方の導光部材に隣接する導光部材の被係止部に係止され、これにより隣り合う導光部材同士が連結されている
    ことを特徴とする発光装置
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