JP5320599B2 - Light source device and surface illumination device using the light source device - Google Patents
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Description
この発明は、光源装置およびこの光源装置を用いた面照明装置に関し、さらに詳しくは光源として指向性の強い点光源を用いて略均一な照明光を出光できる光源装置およびこの光源装置を用いた面照明装置に関するものである。 The present invention relates to a light source device and a surface illumination device using the light source device. More specifically, the present invention relates to a light source device capable of emitting substantially uniform illumination light using a highly directional point light source as a light source, and a surface using the light source device. The present invention relates to a lighting device.
近年、これまでの白熱電球や蛍光灯に代わって、発光ダイオード(以下、LEDという)やレーザーダイオード(以下、LDという)などの指向性の強い点光源を用いた照明装置が開発されて、表示装置などに使われ始めている。LEDは、白熱電球や蛍光灯などと比べて、省電力、長寿命および小型であるなどの優れた特徴を有している一方で、指向性が強いために照明エリアが極めて狭く、またその光を直視すると眼を傷めるなどの難点があるので、照明光に利用するにはこの光を効率よく拡散させる技術が必要となっている。そこで、このような点光源を照明光として利用するために、様々な工夫が講じられた照明装置が提案されている。(例えば、下記特許文献1、2参照)。
In recent years, lighting devices that use highly directional point light sources such as light-emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs) and laser diodes (hereinafter referred to as LDs) have been developed in place of incandescent and fluorescent lamps. It is starting to be used for devices. LED has excellent features such as power saving, long life, and small size compared with incandescent bulbs and fluorescent lamps, etc., but the lighting area is extremely narrow due to its strong directivity, and its light Directly looking at the light causes a problem such as damaging the eyes. Therefore, a technique for efficiently diffusing this light is required for use as illumination light. Therefore, in order to use such a point light source as illumination light, an illuminating device with various contrivances has been proposed. (For example, refer to
例えば、下記特許文献1には、LEDに該LEDからの光を制御する光制御手段を取付けて面状光を得ることができるようにした面発光装置が記載されている。
For example,
この面発光装置は、LEDと、このLEDが収容される直方体状のケースと、LEDのレンズ外面に取付ける光制御手段と、ケースの開口を覆う拡散パネルとを備え、ケースは、その内部にリフレクターが配設されて、このリフレクターの底部に所定間隔離して複数個のLEDが配設されて、これらのLEDにそれぞれ光制御手段が装着されて、ケースの開口が拡散パネルで覆われた構成となっている。光制御手段は、LEDの光を反射および透過し、しかもLEDの中心部に対応する位置に設けられて光の透過量よりも反射量が多くなる反射主体部と、その周囲に設けられて反射主体部よりも光の透過量が多くなる反射透過部と、反射主体部に設けられたホルダ部とで構成されている。 The surface light emitting device includes an LED, a rectangular parallelepiped case in which the LED is accommodated, a light control unit that is attached to the outer surface of the lens of the LED, and a diffusion panel that covers the opening of the case, and the case includes a reflector therein. A plurality of LEDs are arranged at a predetermined interval on the bottom of the reflector, light control means are mounted on each of the LEDs, and the opening of the case is covered with a diffusion panel. It has become. The light control means reflects and transmits the light of the LED, and is provided at a position corresponding to the central portion of the LED so that the reflection amount is larger than the light transmission amount, and is provided around and reflects the reflection main portion. The reflection / transmission part has a light transmission amount larger than that of the main part, and a holder part provided in the reflection main part.
また、下記特許文献2には、面照明光源装置およびこの面照明光源装置を用いた面照明装置が記載されている。
この面照明光源装置は、LEDと、このLEDを中央部に設けた底面部およびこの底面部の周囲から立設された側面部並びに底面部と対向する側に開口を設けた箱型ケーシングと、開口を覆いLEDからの光を略均一にする光学反射板とで構成されている。また、面照明装置は、上記面照明光源装置を複数個用いて、これら複数個の面照明光源装置を連接したものとなっている。 This surface illumination light source device includes an LED, a bottom casing provided with the LED in the center, a side surface erected from the periphery of the bottom and a box-shaped casing provided with an opening on the side facing the bottom, An optical reflector that covers the opening and makes the light from the LED substantially uniform. In addition, the surface illumination device uses a plurality of the surface illumination light source devices, and connects the plurality of surface illumination light source devices.
また、このように複数個の面照明光源装置を連接させると、連接部分が暗くなるので、この連接部分の側壁部に側壁孔を設けた面照明装置も例えば下記特許文献3に開示されている。なお、この側壁孔は開口に連通したものとなっている。なお、下記特許文献2、3は、本願の出願人の出願に係るものである。
In addition, when a plurality of surface illumination light source devices are connected in this manner, the connection portion becomes dark. Therefore, a surface illumination device in which a side wall hole is provided in the side wall portion of the connection portion is also disclosed in, for example, Patent Document 3 below. . The side wall hole communicates with the opening. The following
上記特許文献1〜3の面発光装置および面照明装置は、いずれも複数個の光源装置を隣接する装置間に隙間をあけずに密接させた構成となっている。これらの面照明装置は、発光面の面積、すなわち照明面積を拡大する場合、光源装置を増設することになるが、この増設の際にこれまでのように複数個の光源装置を密接させて増設すると、増設した分のコストが高騰する割には発光面の面積を拡大することができない。すなわち、発光面の面積は、増設した光源装置の発光面の面積を合計したものでそれ以上とならない。また、密接させずに隣接光源装置間に所定の隙間をあけて配設することも想到できるが、そうすると、この隙間部分が暗くなって、この暗い箇所が拡散板に映って発光面に暗い筋などが現れるので、これを解消するには光源装置の上方に配設する拡散板を高く、すなわち発光面からの距離を大きくしなければならない。その結果、面照明装置が背高になるなどの課題が出現し、上記特許文献3の面照明装置でもこの課題を解消できない。なお、上記特許文献1の面発光装置では、リフレクターを収容した直方体状のケースの増設となるので、LEDの個数を調節した増設はできない。
Each of the surface light-emitting devices and surface illumination devices disclosed in
また、近年、LEDを用いた光源装置は、LEDの特徴がそのまま反映されて省電力、長寿命および小型などの特徴を備えているので、その用途は上記特許文献1〜3のような使用だけでなく、自動販売機や大型ゲーム機などに直接組込んで使用されることがある。ところが、このような機器に直接組込まれると、光源装置は、その発光面が一つの面、すなわち上面のみとなるので、照明エリアが限定されて、周辺エリアへの照明が必要な場合は、このような光源装置を使用することができない。
Further, in recent years, light source devices using LEDs have features such as power saving, long life, and small size, reflecting the characteristics of LEDs as they are, and their uses are only used as described in
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、多面から照明光を出光できるようにして、多用途に使用可能な光源装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a light source device that can be used for many purposes by allowing illumination light to be emitted from multiple surfaces. It is in.
本発明の他の目的は、上記光源装置を用い、面照明装置の厚み、すなわち光源からの高さを高くすることなく大面積で均一な照明光を得ることのできる安価な面照明装置を提供するものである。 Another object of the present invention is to provide an inexpensive surface illumination device that can obtain uniform illumination light in a large area without increasing the thickness of the surface illumination device, that is, the height from the light source, using the light source device. To do.
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、指向性の強い点光源と、前記点光源を配設したハウジング底板、前記ハウジング底板の周囲から所定高さ立設されたハウジング側板および前記ハウジング底板と対向する側に開口が設けられて内壁面を反射面で形成したハウジングと、前記開口を覆い前記点光源からの光を略均一な照明光として出光させる光学反射板とを備えた光源装置において、前記ハウジング側板は、少なくとも一部のハウジング側板にあって、前記点光源から最も近い側板領域に高光反射率で且つ低光透過率の側方中央反射部および該側方中央反射部の外方側板領域に前記側方中央反射部から遠ざかるにしたがって光反射率が低下し且つ光透過率が増大する側方外方反射部が形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光源装置において、前記ハウジングは、前記ハウジング底板が矩形状をなし、前記矩形状の周囲から立設された前記ハウジング側板の少なくとも一ハウジング側板に前記側方中央反射部および前記側方外方反射部が形成されていることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の光源装置において、前記側方中央反射部は、前記ハウジング側板をハーフカットした溝又は微細孔で形成され、前記側方外方反射部は、前記ハウジング側板を貫通し所定の開口面積を有する貫通孔で形成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the light source device according to claim 1 or 2, wherein the side central reflecting portion is formed by a groove or fine hole formed by half-cutting the housing side plate, and The side reflection portion is formed by a through-hole penetrating the housing side plate and having a predetermined opening area.
また、請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の光源装置において、前記点光源は、発光ダイオード又はレーザーダイオードであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the light source device according to the first aspect, the point light source is a light emitting diode or a laser diode.
また、上記目的を達成するために、請求項5に記載の面照明装置は、請求項1〜4のいずれか一つの光源装置と、開口を有し前記光源装置を1個または複数個収容できる大きさの収容ケースと、前記開口を覆う拡散板とを備え、前記収容ケースは、収容される数の前記光源装置の底面積合計より大きい面積を有するケース底板と、前記ケース底板の周囲から立設され前記光源装置のハウジング側板より高いケース側板と、前記ケース底板と対向する側に前記開口を有し内壁面が反射面で形成された箱体で形成されて、内部に前記光源装置が前記内壁面との間に照明光を出光させる隙間(D1)をあけて配設されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a surface illumination device according to a fifth aspect of the present invention includes the light source device according to any one of the first to fourth aspects, an opening, and one or more light source devices. A storage case having a size and a diffusion plate covering the opening, the storage case standing from the periphery of the case bottom plate having a larger area than the total bottom area of the number of the light source devices to be stored. A case side plate that is higher than the housing side plate of the light source device, and a box body that has the opening on the side facing the case bottom plate and has an inner wall surface formed of a reflective surface, and the light source device is disposed inside A gap (D1) for emitting illumination light is provided between the inner wall surface and the inner wall surface.
また、請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の面照明装置において、前記ケース側板は、前記ケース底板の平坦面から外方へ90°〜150°の範囲で傾斜していることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項7に記載の発明は、請求項5又は6に記載の面照明装置において、前記収容ケースには、複数個の前記光源装置が収容されて、隣接する前記光源装置はそれぞれ互いに所定の隙間(D2)を隔てて配置され、前記拡散板は、前記複数個の光源装置のそれぞれの前記光学反射板から所定の隙間(D3)を隔てて配置されていることを特徴とする。
The invention according to
また、請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の面照明装置において、前記隙間(D2)は、前記光源装置の最大対向側板間距離(W)の2分の1以上、前記隙間(D1)は前記隙間(D2)の2分の1以上、前記間隔(D3)は、前記距離(D2)の2分の1以下であることを特徴とする。
The invention according to
請求項1および2の発明によれば、点光源からの光を光学反射板面だけでなく、ハウジングの側板面からも略均一にして出光させることができる。その結果、発光面が多面となり発光面積が拡大されるので、面照明装置に用いて、照明エリアの拡大ができ、また、自動販売機や大型ゲーム機などの機器に直接組込んで、照明エリアの拡大を図ることもできる。 According to the first and second aspects of the present invention, the light from the point light source can be emitted substantially uniformly not only from the optical reflection plate surface but also from the side plate surface of the housing. As a result, the light emitting surface is multifaceted and the light emitting area is expanded, so the lighting area can be expanded by using it in a surface lighting device, and it can be directly incorporated into equipment such as vending machines and large game machines, Can also be expanded.
請求項3の発明によれば、側方中央反射部は、側板をハーフカットした溝又は微細孔で形成され、側方外方反射部は、側板を貫通し所定の開口面積を有する貫通孔で形成したので、側方中央反射部および側方外方反射部を簡単に作成できる。 According to the invention of claim 3, the side central reflecting portion is formed by a groove or a fine hole obtained by half-cutting the side plate, and the side outer reflecting portion is a through hole having a predetermined opening area that penetrates the side plate. Since it is formed, the side central reflecting portion and the side outward reflecting portion can be easily created.
また、請求項4に係る発明によれば、LED又はLDのような指向性の強い点光源を用いても、中央部に明るいスポットを残すことなく、また反対にこの真上部分を暗くさせることもなく、均一な照明光を得ることができる。 Further, according to the invention of claim 4, even when a highly directional point light source such as an LED or LD is used, a bright spot is not left in the central portion, and conversely, the portion directly above is darkened. Therefore, uniform illumination light can be obtained.
また、請求項5に係る発明によれば、それぞれ上記請求項1〜4に係る光源装置の効果を奏することができ、さらに複数個の光源装置を配置することで、より広い面積を有しながらも均一な照度分布の照明光が得られる面照明装置を得ることができる。
Moreover, according to the invention which concerns on
また、請求項6に係る発明によれば、ケース側板が外方へ傾斜することにより、ケース底板に比べてケース開口の面積が大きくなると共に、光源装置側方から放射された光を効率よくケース開口に向け反射させることができる。
According to the invention of
また、請求項7および8に係る発明によれば、収容ケース内に面照明光源装置を隣接して配置しないようにしたため、輝度の低下を最低限に抑えつつ、より少ない数の点光源を用いて、大画面で均一な照明光を得ることができる。
Further, according to the inventions according to
以下、本発明の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための光源装置およびこの光源装置を用いた面照明装置を例示するものであって、本発明をこれらのものに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。 Embodiments of the present invention will be described below. However, the embodiment shown below exemplifies a light source device for embodying the technical idea of the present invention and a surface illumination device using the light source device, and the present invention is specified to these. And is equally applicable to other embodiments within the scope of the claims.
図1を参照して、本発明の実施形態1に係る光源装置の概要を説明する。なお、図1は本発明の実施形態1に係る光源装置の分解斜視図である。
With reference to FIG. 1, the outline | summary of the light source device which concerns on
光源装置1は、点光源2と、この点光源が底板に設けられて上方が開口した箱型のハウジング3と、このハウジングの開口を覆い点光源2からの光を反射および透過させる光学反射板4とで構成されている。
The
点光源2は、1個のLEDまたは複数のLED素子が集合したLED(以下、これらを総称してLEDという)、またはLDが使用される。LEDは、色の三原色のR、G、Bだけでなく他の色のLEDなど、またLED又はLDにレンズを装着させたものでもよい。この実施形態では、LEDを用いた例を説明する。
As the point
ハウジング3は、LED2が略中央部に固定されるハウジング底板3aと、このハウジング底板の周囲から所定高さ立設されたハウジング側板3b〜3eと、ハウジング底板と対向する側に設けた開口3fとを有する箱型をなし、内壁面が反射面で形成されている。ハウジング側板3b〜3eの外壁面も反射面にするのが好ましい。外壁面を反射面にすると、この光源装置1を用いて面照明装置を作製したときに、面照明装置の収容ケースの内壁面との間でLED光が反射されて、拡散板側へ効率よく出光させることができる。この面照明装置については後述する。このハウジング3は、高光反射率、低光透過率および低光吸収率の反射板材、例えば超微細発泡光反射板で形成されている。この超微細発泡光反射板材には、光反射率98%、光透過率1%、光吸収率1%のものがあり、これを使用するのが好ましい。勿論、このハウジングは、この材料に限定されるものでなく、透明基板を用い、この基板に反射材を塗布又は印刷したものでもよい。例えばチタンホワイトの微粒子をエマルジョン化したものや、ポリテトラフロロエチレンの微粒子をエマルジョン化したものを塗布或いはスクリーン印刷により形成したものである。
The housing 3 includes a
ハウジング底板3aは、一辺の長さがL1(例えば、200mm)の略正方形状をなし、その略中央部にLED2の発光部を露出させる露出孔が形成されている。LED2は、不図示の取付け基板に固定されて、この取付け基板を底板の背面側に配置して、LEDの発光部を露出孔から露出させる。ハウジング側板3b〜3eは、略正方形状の底板3aの周囲から所定高さh1(例えば、15mm)立設された垂直板で形成されている。すなわち、側板3b〜3eは4枚の垂直板で形成されている。なお、ハウジング側板を垂直にしたが、ハウジング底板3aの周囲から外方へ所定角度傾斜させてもよい。傾斜角度は、ハウジング底板3aの平面との間で90°を超え150°以内程度にするのが好ましい。傾斜させると、開口を拡大できるとともに、この傾斜面を利用して開口側へLED光を効率よく出光できる。4枚のハウジング側板3b〜3eは、全て或いは1枚ないし数枚のハウジング側板に、LED光をハウジング側板の外表面側へ略均一に出光させる光学反射部が形成されている。この光学反射部の構成については後述する。
The
図1、図2を参照して、ハウジングの開口に装着される光学反射板を説明する。なお、図2は図1の光源装置を構成する光学反射板を示し、図2Aは上面図、図2Bは光学反射板の変形例の上面図である。 With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the optical reflector attached to the opening of the housing will be described. 2 shows an optical reflector constituting the light source device of FIG. 1, FIG. 2A is a top view, and FIG. 2B is a top view of a modification of the optical reflector.
光学反射板4は、図1、図2Aに示すように、ハウジング3の開口3fを塞ぐ大きさの正方形の板状体で形成されている。この光学反射板4は、所定の肉厚を有し一辺の長さL1が同一の正方形の板状体で形成されている。すなわち、対向する辺4a、4bと4c、4dとがそれぞれ同じ長さになっている。この光学反射板4は、その中心部に中央反射部5Aと、この中央反射部の外周囲に外方反射部5Bとが設けられて、高光反射率、低光透過率および低光吸収率の反射板、例えば超微細発泡光反射板材で形成されている。この超微細発泡光反射板材には、光反射率98%、光透過率1%、光吸収率1%のものがあるので、これを使用するのが好ましい。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the optical reflection plate 4 is formed of a square plate having a size that covers the
中央反射部5Aは、ハウジング3の開口3fに光学反射板4が取付けられたときにLED2の真上部分にあって、LED発光部の垂直直上部分と対向する小面積の中心反射エリア5aと、この中心反射エリア5aを中心にして該中心から所定距離離れて面積が若干拡大された中心周辺反射エリア5bとで構成されている。LED2は、その配光特性から、中心反射エリア5aに最も強い光が照射され、次いで中心周辺反射エリア5bにそれに次ぐ強い光が照射される。そこで、中心反射エリア5aは、光反射率が最も高く且つ光透過率が最も低く、中心周辺反射エリア5bは、この光反射率が若干低下し一方光透過率が若干高くなるように調節されている。中心反射エリア5aの反射率を最も高くし且つ光透過率が最も低くしたので、このエリアを暗くさせず且つ輝度の高い照明スポットの発生をなくすることができる。
The central reflecting
この光反射率および光透過率は、反射板の加工によって調節される。中心反射エリア5aにおいては、反射板材に複数本の細溝(縦溝、横溝、リング状)からなる細溝群、または板厚の調整などを行うことで光反射率および光透過率が調節される。また、中心周辺反射エリア5bにおいては、複数個の微細孔(直径が例えば1.0mm以下の貫通孔)からなる微細孔群などを設けることで光反射率および光透過率が調節される。
The light reflectance and light transmittance are adjusted by processing the reflecting plate. In the
外方反射部5Bは、中心周辺反射エリア5bから各辺4a〜4dに向かって所定の規則性をもって配設された複数個の開口面積の異なる貫通孔51〜53で形成される。これらの貫通孔51〜53の開口は、中心周辺反射エリアに最も近い貫通孔51の開口面積が小さく、中心周辺反射エリアから遠ざかるに従い貫通孔52、53の順に開口面積が大きくなっている。これらの開口を有する貫通孔は、辺4aに平行な平行線と、この辺4aと垂直な辺4bに平行な垂直線とが交差する箇所に形成されている。すなわち、これらの貫通孔の開口は、等間隔で直交格子状に規則性を持って配列されている。
The outward reflecting
この光学反射板4は、四隅に所定の開口を有する貫通孔を設けたが、この隅部に開口を設けると、後述する面照明装置に組込んだときに、面照明装置がこの隅部に対応する箇所で若干暗くなることが判明した。そこで、光学反射板4Aでは、図2Bに示すように、これら隅部6の所定エリアに開口を設けないようにした。開口を隅部に設けないことにより、この隅部に対応する側板の光学反射部からより多くの反射光が出光されて、上記の不都合が解消される。
The optical reflecting plate 4 has through holes having predetermined openings at the four corners. When openings are provided at the corners, the surface lighting device is placed at the corners when the optical reflecting plate 4 is assembled in a surface lighting device to be described later. It turned out to be a little dark at the corresponding part. Therefore, in the optical reflecting
この光学反射板の素材は、超微細発泡光反射板材としたが、この材料に限定されるものでなく、透明基板を用い、この基板の上記開口部分以外に反射材を塗布又は印刷したものでもよい。例えばチタンホワイトの微粒子をエマルジョン化したものや、ポリテトラフロロエチレンの微粒子をエマルジョン化したものを塗布或いはスクリーン印刷により形成したものである。 The material of the optical reflector is an ultra-fine foamed light reflector, but is not limited to this material, and a transparent substrate may be used, and a reflector may be applied or printed in addition to the opening portion of the substrate. Good. For example, titanium white fine particles emulsified or polytetrafluoroethylene fine particles emulsified are formed by coating or screen printing.
次に、図3を参照して、側板に形成する光学反射部を説明する。なお、図3は図1の光源装置を構成する側板の光学反射部を示し、図3Aは図1の一側面図、図3B〜図3Dはそれぞれ光学反射部の変形例の側面図である。 Next, with reference to FIG. 3, the optical reflection part formed in a side plate is demonstrated. 3 shows an optical reflecting portion of a side plate constituting the light source device of FIG. 1, FIG. 3A is a side view of FIG. 1, and FIGS. 3B to 3D are side views of modified examples of the optical reflecting portion.
4枚のハウジング側板3b〜3eには、それぞれ光学反射部7Aが形成されている。この光学反射部7Aは、LED2と対向しこのLEDと最も近いエリアに形成される側方中央反射部7aと、この側方中央反射部から長手方向へ延設されたエリアに形成される側方外方反射部7bとで構成さている。側方中央反射部7aは、LEDからの出射光を高い光反射率で反射させる一方で、低光透過率になるように複数個の微細孔で形成されている。側方外方反射部7bは、側方中央反射部7aから遠ざかるにしたがって、光反射率を次第に低減させる一方で光透過率を増大させる開口を有する貫通孔で形成されている。これらの微細孔および貫通孔は、光学反射板4の中央反射部5Aおよび外方反射部5Bと略同じ方法で形成される。この光学反射部7Aは、光学反射板4と比べて、精巧にすることなくラフ(粗)にしてもよい。その理由は、LED2の配光特性から、LEDの真上に比べて、ハウジング側板への照射光が弱くなるからである。
Each of the four
光学反射部は、光学反射部7Aに限定されるものでなく、種々変更してもよい。光学反射部7Bは、側方中央反射部7a1および側方外方反射部7b2をスリットで形成したもので、これらのスリットは所定の開口率になるようにその面積が変更されている(図3B参照)。光学反射部7Cは、側方中央反射部7a2にスリットを設けず、側方外方反射部7b2には長手方向へ開口面積を拡大した比較的長いスリットを設けて構成したものである(図3C参照)。光学反射部7Dは、側方中央反射部7a3に切欠きを設けずに、側方外方反射部7b2は長手方向へ行くにしたがって広い切欠きを設けて構成したものである(図3D参照)。
The optical reflecting portion is not limited to the optical reflecting
本実施形態においては、光学反射部は4枚のハウジング側板3b〜3eにそれぞれ設けられているが、全部に光学反射部を設けることなく、側面からの照明光の要否に応じて、そのうちの1枚乃至複数枚に設けてもよい。また、光学反射部は、所定の開口を有する貫通孔、スリットおよび切欠きで形成したが、これらは側板を貫通しているので、使用環境によっては、この部分から塵などが進入することがある。このような使用環境においては、ハウジング側板に透明基板を用いて、この基板に前記反射材を塗布又は印刷して構成するのが好ましい。
In the present embodiment, the optical reflecting portion is provided on each of the four
この光源装置1は、LED2からの光を光学反射板4面だけでなく、ハウジング3の側板面からも、略均一にして出光させることができるので、後述する面照明装置だけでなく、自動販売機や大型ゲーム機などに組込んで使用することができる。
Since the
次に、図4を参照して、本発明の実施形態2に係る面照明装置を説明する。なお、図4は本発明の実施形態2に係る面照明装置の概略上面図、図5は図4の面照明装置をV−V線で切断した断面図である。なお、図4は、面照明装置の拡散板を取り外して内部が見えるようになっている。
Next, with reference to FIG. 4, a surface illumination device according to
面照明装置8は、図4および図5に示すように、4個の光源装置1と、これらの光源装置を収容する収容ケース9と、収容ケースの開口を塞ぎ各光源装置からの出射光を拡散させる拡散板10とを有し、収容ケース9内には4個の光源装置1が所定の隙間(距離)をあけて配設されて、収容ケース9の開口が拡散板10で覆われた構成となっている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
収容ケース9は、個々の光源装置1の各底面積を合計した合計より大きい面積のケース底板9aと、このケース底板の周囲から立設されたケース側板9b〜9eと、ケース底板と対向する側に設けた開口9fとを有し、内壁面が反射面で形成されている。ケース底板9aは、光源装置1を構成する4個の各ハウジング3の各底板面積を合計した面積より大きくなっている。また、ケース底板9aの一辺の長さは、各ハウジング側板の長手方向の長さL1を合計した長さより長くなっている。また、ケース側板の高さh3は、図5に示すように、ハウジング側板の高さh1より高くなっている。光源装置1の光学反射板4と拡散板10との間の隙間の高さ(距離)はh2となっており、h3=h1+h2となっている。なお、この高さh2は、特許請求の範囲では拡散板と光源装置の光学反射板との隙間D3と記載されている。
The
面照明装置8は、図4に示すように、収容ケース9内に4個の光源装置1を隣接する装置間に所定の隙間(距離)G1およびケース側板との間に隙間(距離)G2をあけて配置して、開口9fを拡散板10で覆い固定して組立てる。なお、特許請求の範囲では、G1は光源装置間の隙間D2と記載されており、G2は光源装置が収容ケース内壁面との間に照明光を出光させる隙間D1と記載されている。この組立てにより、各光源装置1の発光面と拡散板10との間に隙間(距離)h2が形成される。これらの距離G1、G2とh2との関係は、拡散板10の外表面から均一な照明光を得るのに重要になる。すなわち、距離G1、G2を大きくすると隣接する光源装置1間および収容ケース9のケース側板との間が暗くなり、また、高さh2を高くすると所望の照度を得ることができなくなる。
As shown in FIG. 4, the
これらの関係は、ハウジング側板の光学反射部7の有無によって、以下のように設定される。なお、これは実験により確認したものである。
(a)光源装置のハウジング側板に光学反射部を設けない場合
隣接する光源装置間の距離G1は、光源装置1の最大対向側板間距離W(図4参照)の二分の一以下、G2はG1の二分の一以下、h2はG1の二分の一以上にする。これらの関係にあれば、隙間間が暗くならず、所望の照度を得ることができる。なお、これらの関係を外れると均一な照明光が得難くなる。
These relationships are set as follows depending on the presence or absence of the optical reflecting
(A) When an optical reflection part is not provided on the housing side plate of the light source device The distance G1 between the adjacent light source devices is equal to or less than half of the maximum distance W between the opposing side plates of the light source device 1 (see FIG. 4), and G2 is G1. And h2 is set to be 1/2 or more of G1. If it is in these relations, between gaps will not become dark and desired illuminance can be obtained. If these relationships are not met, it is difficult to obtain uniform illumination light.
(b)光源装置のハウジング側板に光学反射部を設けた場合
ハウジング側板に光学反射部を設けると、上記(a)より発光面の面積が拡大でき且つ装置を背低にできる。すなわち、各光源装置1は、それぞれのハウジング側板4b〜4eから光学反射部7を介して略均一なLED光が出射されて、出射された光が隣接する装置の隙間間および収容ケース9の内壁面に反射されて拡散板10から出射される。このため、上記(a)に比べて、隙間G1、G2を拡大でき、G1を光源装置1の最大対向側板間距離W(図4参照)の二分の一以上、G2はG1の二分の一以上にできるとともに、h2をG1の二分の一以下にもすることができる。その結果、面照明装置の発光面の面積を拡大できるとともに、装置高さを低くすることができる。
(B) When the optical reflecting portion is provided on the housing side plate of the light source device If the optical reflecting portion is provided on the housing side plate, the area of the light emitting surface can be increased and the device can be made shorter than the above (a). That is, each
面照明装置8は、収容ケース9の側板9b〜9eをケース底板9aから垂直に立設させたが、面照明装置8A(図6参照)のように、ケース底板9aの周囲から外方へ所定角度傾斜させてもよい。傾斜角度は、ケース底板9aの平面との間で90°を超え150°以内程度にするのが好ましい。この傾斜により開口および拡散板10Aが大きくなり、発光面積が拡大されるとともに、高さh2'(h2'<h2)をさらに低くできる。ここで、h3'=h1+h2'であるから、h3'<h3となり、ケース側板の高さが小さい、すなわち、より薄い面照明装置を得ることができる。
In the
なお、収容ケースの側板はこの実施形態においては平板状となっているが、ケース内側に湾曲させてもよい。このとき収容ケースの内壁を鏡面等の反射面とすると、さらに効率よく光を収容ケース開口から放射することができる。また、側板を平板ではなく波型やその他の形状にすることもできる。このように収容ケースの側板の形状を変更することで、面照明装置の用途に合わせ、その照射範囲および照射範囲における明るさの均一度を調整することができる。 In addition, although the side plate of the storage case has a flat plate shape in this embodiment, it may be curved to the inside of the case. At this time, if the inner wall of the housing case is a reflecting surface such as a mirror surface, light can be emitted more efficiently from the housing case opening. Further, the side plate can be formed into a corrugated shape or other shapes instead of a flat plate. In this way, by changing the shape of the side plate of the housing case, the irradiation range and the brightness uniformity in the irradiation range can be adjusted in accordance with the application of the surface illumination device.
また、上記実施形態の面照明装置8、8Aは、4個の光源装置1で構成されているが、用途に対応させてその個数を変更することができる。例えば、面照明装置8B(図7A)のように、1個の光源装置1を1個用の収容ケース9Bに収容して構成してもよい。
Moreover, although the
また、上記実施形態の面照明装置8、8A、8Bは、光源装置1を略正方形状にするともに、これらの光源装置を収容する収容ケース9、9A、9Bを略正方形状にして構成したが、任意の形状、例えば図7Bに示すように、これらを長方形状にしてもよい。
In the
図7B、図8を参照して、長方形状の面照明装置を説明する。なお、図7Bは面照明装置の概略上面図、図8Aは図7BのVIIIA−VIIIA線の断面図、図8B、図8Bは側板に設けられた光学反射部の側面図である。なお、図7Bは、面照明装置の拡散板を取り外して内部が見えるようになっている。 A rectangular surface illumination device will be described with reference to FIGS. 7B and 8. 7B is a schematic top view of the surface illumination device, FIG. 8A is a cross-sectional view taken along line VIIIA-VIIIA in FIG. 7B, and FIGS. 8B and 8B are side views of the optical reflecting portion provided on the side plate. In FIG. 7B, the diffuser plate of the surface illumination device is removed so that the inside can be seen.
面照明装置8Cは、長方形状の光源装置1Aと、この光源装置を収容する収容ケース9Cと、収容ケースの開口を覆う拡散板10B(図8A参照)とで構成されている。これらの光源装置1A、収容ケース9Cおよび拡散板10Bは、形状が異なるが、構成は上記面照明装置8の光源装置1、収容ケース9および拡散板10と同じになっているので、その説明を省略する。
The
光源装置1Aは、短尺の対向する一対のハウジング側板3b'、3d'および長尺の対向する一対のハウジング側板3c'、3e'を有し、これらのハウジング側板に光学反射部が設けられている。これらのハウジング側板3b'、3c'と3c'、3e'とでは、LED2との接近距離が異なるので、長尺のハウジング側板3c'、3e'には、側方中央反射部7a'および側方外方反射部7b'からなる光学反射部7A'が設けられる。短尺のハウジング側板3b'、3d'は、LED2から離れるので、側方中央反射部7a'および側方外方反射部7b'のような加工は不要であり、同じ開口面積を有する貫通孔で形成した光学反射部7Eが設けられる。
The light source device 1A has a pair of short opposing
図9、図10を参照して、本発明の実施形態3に係る面照明装置を説明する。なお、図9は本発明の実施形態3に係る光源装置およびこの光源装置を用いた面照明装置を示し、図9Aは概略上面図、図9Bは図9Aの面照明装置の一側面図、図9Cは図9AのIXC−IXC線における断面図であり、図10は図9Aの面照明装置の変形例を示し、図10Aは上面図、図10Bは図10AのXB−XB線の断面図である。なお、図9A、図10Aは、面照明装置の拡散板を取外して内部が見えるようになっている。 With reference to FIG. 9, FIG. 10, the surface lighting apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention is demonstrated. 9 shows a light source device and a surface illumination device using the light source device according to Embodiment 3 of the present invention, FIG. 9A is a schematic top view, and FIG. 9B is a side view of the surface illumination device of FIG. 9A. 9C is a cross-sectional view taken along line IXC-IXC in FIG. 9A, FIG. 10 shows a modification of the surface illumination device in FIG. 9A, FIG. 10A is a top view, and FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line XB-XB in FIG. is there. In FIGS. 9A and 10A, the diffuser plate of the surface illumination device is removed so that the inside can be seen.
上記光源装置1、1Aおよびこれらの光源装置を用いた面照明装置8、8B、8Cは、用途に応じて、その構成の一部が変更される。
A part of the configuration of the
本発明の実施形態3に係る面照明装置8Dは、図9Aに示すように、光源装置1Bと、この光源装置1Bを収容する収容ケース9Dと、収容ケースの開口を覆う拡散板(図示省略)とで構成されている。なお、この面照明装置は、図7Bの面照明装置8CをIXA−IXA線で切断するとともに、一部の構成を変更したものとなっている。
As shown in FIG. 9A, a surface illumination device 8D according to Embodiment 3 of the present invention includes a
光源装置1Bは、4枚のハウジング側板3b1〜3e1を有している。これらのハウジング側板3b1〜3e1のうち、ハウジング側板3e1、3b1、3d1には光学反射部が形成されている。また、側板3c1には、光学反射部が設けられず、板体のみで形成されている。収容ケース9Dは、ケース底板9aと、このケース底板の周囲から立設されたケース側板9b1〜9e1と、ケース底板と対向する側に設けた開口9fとを有し、内壁面が反射面で形成されている。一ケース側板9c1には、光源装置1Bからの光を通過させるスリット9c1'が設けてある。このスリット9c1'は、光源装置の長尺の側板と同じか若干長い長さおよび所定幅の開口面積を有している。このスリット9c1'からも照明光が照射される。この面照明装置8Dは、ゲーム機などに組込んで使用される。
The
面照明装置8は、収容ケース9のケース側板9b1〜9e1をケース底板9a1から垂直に立設させたが、面照明装置8E(図10Aおよび図10B参照)のように、収容ケース9Eのケース側板9b1'、9d1'、9e1'をケース底板9a1の周囲から外方へ所定角度傾斜させてもよい。傾斜角度は、ケース底板9a1の平面との間で90°を超え150°以内程度にするのが好ましい。この傾斜により開口および拡散板10Bが大きくなり、発光面積が拡大されるとともに、ケース高さh2'(h2'<h2)をさらに短縮できる。なお、側板9c1には反射部が設けられておらず、スリット9c1'が設けられているため、側板9c1は底板9a1から垂直に立設されている
In the
1、1A、1B 光源装置
2 点光源
3 ハウジング
3a ハウジング底板
3b〜3e ハウジング側板
4 光学反射板
7、7A'、7A〜7E 光学反射部
7a、7a1、7a2、7a3 側方中央反射部
7b、7b1、7b2、7b3 側方外方反射部
8、8A〜8E 面照明装置
9、9A〜9E 収容ケース
9a ケース底板
9b〜3e ケース側板
10、10A〜10C 拡散板
1, 1A, 1B
Claims (8)
前記点光源を配設したハウジング底板、前記ハウジング底板の周囲から所定高さ立設されたハウジング側板および前記ハウジング底板と対向する側に開口を設け内壁面を反射面で形成したハウジングと、
前記開口を覆い前記点光源からの光を略均一な照明光として出光させる光学反射板とを備えた光源装置において、
前記ハウジング側板は、少なくとも一部のハウジング側板にあって、前記点光源から最も近い側板領域に高反射率で且つ低光透過率の側方中央反射部および該側方中央反射部の外方側板領域に前記側方中央反射部から遠ざかるにしたがって反射率が低下し且つ光透過率が増大する側方外方反射部が形成されていることを特徴とする光源装置。 A highly directional point light source,
A housing bottom plate in which the point light source is disposed, a housing side plate erected at a predetermined height from the periphery of the housing bottom plate, and a housing in which an opening is provided on a side facing the housing bottom plate and an inner wall surface is formed of a reflective surface;
In a light source device comprising an optical reflector that covers the opening and emits light from the point light source as substantially uniform illumination light,
The housing side plate is at least a part of the housing side plate, and a side central reflecting portion having high reflectivity and low light transmittance in a side plate region closest to the point light source, and an outer side plate of the side central reflecting portion. A light source device according to claim 1, wherein a side outward reflecting portion is formed in the region where the reflectance decreases and the light transmittance increases as the distance from the side central reflecting portion increases.
前記収容ケースは、収容される数の前記光源装置の底面積合計より大きい面積を有するケース底板と、前記ケース底板の周囲から立設され前記光源装置のハウジング側板より高いケース側板と、前記ケース底板と対向する側に前記開口を有し内壁面が反射面で形成された箱体で形成されて、内部に前記光源装置が前記内壁面との間に照明光を出光させる隙間(D1)をあけて配設されていることを特徴とする面照明装置。 A light source device according to any one of claims 1 to 4, an accommodation case having an opening and a size capable of accommodating one or a plurality of the light source devices, and a diffusion plate covering the opening,
The housing case includes a case bottom plate having an area larger than the total number of bottom areas of the light source devices accommodated, a case side plate standing from the periphery of the case bottom plate and higher than a housing side plate of the light source device, and the case bottom plate A gap (D1) for allowing the light source device to emit illumination light between the inner wall surface and the inner wall surface is formed with a box having an opening on the side facing the inner wall and an inner wall surface formed of a reflective surface. A surface illumination device characterized by being arranged.
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