JP5518813B2 - Surface illumination light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、看板バックライト照明、LCDバックライト、信号表示、車両の表示装置等に使用される面照明発光装置に関するものである。 The present invention relates to a surface illumination light-emitting device used for signboard backlight illumination, LCD backlight, signal display, vehicle display device, and the like.
面照明発光装置の光源として、消費電力が小さくて高輝度及び高寿命であるLED(発光ダイオード)が使用されつつあるが、LEDから出射される光は指向性が強いため、広い面で均一な光量分布を得ることが困難である。 As a light source for a surface illumination light emitting device, an LED (light emitting diode) with low power consumption, high luminance and long life is being used, but the light emitted from the LED is highly directional and uniform over a wide area. It is difficult to obtain a light amount distribution.
そこで、特許文献1には、端部に複数のLEDを一定間隔で配置した透明アクリル板の表面の全面積内に、LEDからの光の入射方向に対して直角方向の多数の線状V形溝を相互に平行に連続状に並設し、このV形溝で入射光を散乱反射及び拡散屈折させる構成が提案されている。
Therefore, in
又、特許文献2には、LEDを収容する光源収容部を有するランプハウジングとその開口部を覆う表示板との間に導光体を配置し、前記ランプハウジングの内側壁表面にシボ加工を施し、LEDからの光を導光体の内部で散乱させるとともに、ランプハウジングの内側壁に照射される光を乱反射させ、再び導光体内部で散乱させる構成が提案されている。
In
更に、特許文献3には、開口を有し内部に点光源を収容したケーシングの内面を反射面とし、点光源上の開口を塞ぐ部分に設けられた、一部光を透過し反射及び乱反射する外方反射部と、該外方反射部よりも高い反射率を有する光透過性の中央反射部とで、指向性の強い発光部から放射される中央部分の光量を制限し、均一な照明光を得る構成が提案されている。
Further, in
しかしながら、特許文献1において提案された構成では、光を導入する導光板である透明アクリル板の端面に、LED光の照射に起因するホットスポット(光の明るい局所)が存在し、面照明の明るさによってはホットスポットが顕著となり、面照明光の照度の均一性を確保することができないという問題がある。
However, in the configuration proposed in
又、特許文献2において提案された構成では、照明光の照度の均一性を得るためにはランプハウジングに或る程度の高さが必要であるため、装置が大型化するという問題がある。
Further, in the configuration proposed in
特許文献3には、図8に示すように、矩形ボックス状のケーシング202の上面開口部を覆う光透過基板204のLED光源203(図9参照)の直上に同心円状の複数のスリット205aが形成された遮光板(放射側反射部)205を配置する構成が提案されているが、これによれば図9に示すようにスリット205aと遮光部が交互に分布しているため、光強度の調整が滑らかにできず、特にLED光源203付近では、遮光板205の広さは大きく設定しているため、光が通過する際に分断された光となり、光強度の差がより強くなる。その結果、遮光板205による影が形成され易くなり、光強度の均一性に悪影響を与える。
In
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、光強度分布を全域に亘って均一化することができる面照明発光装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a surface illumination light-emitting device capable of making the light intensity distribution uniform over the entire area.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、底壁とその周囲に立設された側壁を備えた導光箱の前記底壁に対向する開口部を光透過板で覆うとともに、該導光箱の前記底壁と前記側壁の内面を反射面とし、導光箱内の底壁上にLED光源を配置して成る面照明発光装置において、前記導光箱内の前記LED光源の直上に放射状遮光体を配置し、前記放射状遮光体は、前記LED光源の直上に位置するブラインド部と、該ブラインド部の周囲から径方向外方に向かって放射状に延びる複数の遮光片とで構成されることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記遮光片を前記ブラインド部の中心から径方向に遠ざかるに従って幅が狭くなる形状に成形したことを特徴とする。
The invention according to
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記放射状遮光体のブラインド部の中心部に孔を形成したことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a hole is formed in a central portion of the blind portion of the radial light shield.
本発明によれば、LED光源からの指向性の強い光は、放射状遮光体のブラインド部によって遮光され、光透過板に直射光が届かない部分が存在しても、放射状遮光体による光の反射と乱射による導光的な効果によって導光箱の内部において光強度が均一に混ぜられるため、放射状遮光体の複数の遮光片間に形成された複数のスリットを通過する強度の均一な光が光透過板の全面から出射されて照明に供される。即ち、放射状遮光体の複数の遮光片は、光の反射と透過のバランスを調整することによって、ブラインド部の周辺と導光箱の周辺における光強度の間の不整合を正す機能を果たす。 According to the present invention, the highly directional light from the LED light source is shielded by the blind portion of the radial light shield, and even if there is a portion where direct light does not reach the light transmission plate, the light is reflected by the radial light shield. The light intensity is evenly mixed inside the light guide box due to the light guide effect due to the turbulence, so that the light with uniform intensity passing through the plurality of slits formed between the plurality of light shielding pieces of the light shielding body is light. The light is emitted from the entire surface of the transmission plate and used for illumination. That is, the plurality of light shielding pieces of the radial light shielding body function to correct mismatch between the light intensity around the blind portion and the light guide box by adjusting the balance between light reflection and transmission.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係る面照明発光装置の側断面図、図2(a),(b)は同面照明発光装置の平面図、図3は同面照明発光装置の放射遮光体のスリットを透過する光を示す部分斜視図、図4は同面照明発光装置の光強度分布を示す図である。 FIG. 1 is a side sectional view of a surface illumination light emitting device according to the present invention, FIGS. 2A and 2B are plan views of the same surface illumination light emitting device, and FIG. FIG. 4 is a partial perspective view showing transmitted light, and FIG. 4 is a view showing a light intensity distribution of the same surface illumination light emitting device.
本発明に係る面照明発光装置1は、図1及び図2(a)に示すように、上面が開口する矩形ボックス状の導光箱2を備えており、この導光箱2は、方形の底壁2Aとその周囲に立設された矩形の4つの側壁2Bによって構成されている。ここで、導光箱2の底壁2Aと側壁2Bの内面には反射処理が施されており、これらの底壁2Aと側壁2Bの各内面は反射面を構成している。そして、図1に示すように、導光箱2の中心にはLED光源3が配置されており、このLED光源3からは指向性の強い光が上方に向かって出射される。尚、底壁2Aと側壁2Bの内面は光を拡散及び透過する例えば白色の反射面で構成しても良い。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the surface illumination light-
又、導光箱2の上面開口部は、光を拡散及び透過する例えば白色の光透過板4で覆われており、導光箱2の内部の前記LED光源3の直上には、LED光源3からの光を該LED光源3に向かって全反射させるための放射状遮光体5が水平に配置されている。この放射状遮光体5は、図2(a)に示すように、LED光源3の直上に位置する円形のブラインド部5Aと、該ブラインド部5Aの周囲から径方向外方に向かって放射状に延びる複数の遮光片5Bとで構成されており、各遮光片5Bは、ブラインド部5Aの中心から径方向に遠ざかるに従って幅が狭くなる針状に成形されている。従って、放射状遮光体5の各遮光片5Bの間には径方向外方に向かって放射状に延びる複数のスリット5aが形成されており、各スリット5aは各遮光片5Bとは逆にブラインド部5Aの中心から径方向に遠ざかるに従って幅が広くなっている。
The upper opening of the
以上のように構成された面照明発光装置1において、LED光源3から上方に向かって指向性の強い光が出射されると、その光は、その直上に配置された放射状遮光体5のブラインド部5Aで全反射され、導光箱2の底壁2Aと側壁2Bの各反射面(内面)と放射状遮光体5との間で反射と乱射を繰り返しながら横方向に拡散してゆき、図3に示すように放射状遮光体5の複数の遮光片5B間に形成されたスリット5aを通過して上方に向かい、光透過板4を透過して上方へと出射されて照明に供される。ここで、各スリット5aは、前述のようにブラインド部5Aの中心から径方向に遠ざかるに従って幅が広くなるよう連続的に形成されているため、このスリット5aを通過する光が途中で遮られることがない。
In the surface illumination
而して、LED光源3から出射される指向性の強い光は、放射状遮光体5のブラインド部5Aによって遮光され、光透過板4に直射光が届かない部分が存在しても、放射状遮光体5による光の反射と乱射による導光的な効果によって導光箱2の内部において光強度が均一に混ぜられるため、放射状遮光体5の複数の遮光片5B間に形成された複数のスリット5aを通過する強度の均一な光が光透過板4の全面から出射されて照明に供される。即ち、放射状遮光体5の複数の遮光片5Bは、光の反射と透過のバランスを調整することによって、放射状遮光体5のブラインド部5Aの周辺と導光箱2の周辺における光強度の間の不整合を正す機能を果たす。
Thus, the highly directional light emitted from the
ここで、本実施の形態に係る面照明発光装置1の光強度(光相対強度)の分布を図4に示すが、同図より明らかなように、本発明に係る面照明発光装置1によれば全域に亘ってほぼ均一な光強度分布を得ることができる。
Here, the distribution of the light intensity (light relative intensity) of the surface illumination light-
尚、放射状遮光体5のブラインド部5A部分の光強度が導光箱2の周辺よりも低い場合には、図2(b)に示すように、ブラインド部5Aの領域に径方向外郭から内側に向かってスリット5bを入れることによって光強度を調整する。スリット5bの幅は可能な限り細く、光強度が足りない場合は対称位置に本数を増やせば良い。これにより、均一発光が可能となる。又、ブラインド部5Aの中心領域に小径の孔を開けて光強度を調整しても良い。光強度が足りない場合には、図5に示すように対称位置に複数の孔5cを形成すれば良い。或いは、ブラインド部5Aの径を縮小して光強度を調整しても良い。逆に、放射状遮光体5のブラインド部5A部分の光強度が導光箱2の周辺よりも高い場合には、ブラインド部5Aの径を拡大すれば良い。
When the light intensity of the
又、本実施の形態では、放射状遮光体5の複数の遮光片5Bを放射状に直線的に延びる針状に形成したが、遮光片5Bは同一方向に曲がった形状であっても、導光箱2の内部形状に相似しない形状であっても良い。又、本実施の形態では、遮光片5Bの形状については針状であるとして説明したが、径方向に遠ざかるに従って幅が狭くなっていれば良く、必ずしも針状である必要はない。例えば、針の先端を切り落とした形状等であっても良い。
Further, in the present embodiment, the plurality of
ところで、放射状遮光体5と光透過板4の光出射面(上面)との距離L1と放射状遮光体5とLED光源3との距離L2(図1参照)は、本発明の効果を得るための重要な要素となる。具体的には、距離L1が小さ過ぎて放射状遮光体5と光透過板4が近接する場合には、放射状遮光体5の模様が影として光透過板4に投影され、距離L1を大きくすることによってより均一な光強度を得易くなる。又、距離L2が小さ過ぎると、取り出すことができる光束の量が少なくなり、距離L2を大きくすることによって、取り出す光束の量を多くすることができる。但し、距離L2を大きくし過ぎると、放射状遮光体5による遮光効果が弱くなる。
By the way, the distance L1 between the radial
導光箱2の高さhは(L1+L2)となるが、前記のことから導光箱2の高さhが高いほど、面照明に供せられる光束の量及び光強度の均一性に対しては有利である。
The height h of the
ところが、導光箱2の高さhが制限される場合には、図6に示すように、図1及び図2に示す面照明発光装置1を1つの基本ユニットとしてこれをマトリックス状に複数配置する構成を採用することができる。この場合、図7に示すように各基本ユニットの間を仕切る仕切りを省略しても良い。
However, when the height h of the
尚、以上の実施の形態では、導光箱2内に1つのLED光源3を配置した形態について説明したが、LED光源3を複数配置しても構わない。又、導光箱2内には空気以外に、空気以外の液体、固体等の他の物質媒体を充填しても良い。
In addition, although the above embodiment demonstrated the form which arrange | positioned one
1 面照明発光装置
2 導光箱
2A 導光箱の底壁
2B 導光箱の側壁
3 LED光源
4 光透過板
5 放射状遮光体
5A 放射状遮光体のブラインド部
5B 放射状遮光体の遮光片
5a 放射状遮光体のスリット
5b 放射状遮光体のスリット
5c 放射状遮光体の孔
h 導光箱の高さ
L1 放射状遮光体と光透過板との距離
L2 放射状遮光体とLED光源との距離
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記導光箱内の前記LED光源の直上に放射状遮光体を配置し、
前記放射状遮光体は、前記LED光源の直上に位置するブラインド部と、該ブラインド部の周囲から径方向外方に向かって放射状に延びる複数の遮光片とで構成されることを特徴とする面照明発光装置。 An opening facing the bottom wall of the light guide box having a bottom wall and a side wall standing around the bottom wall is covered with a light transmission plate, and the bottom wall of the light guide box and the inner surface of the side wall are reflecting surfaces. In the surface illumination light-emitting device formed by arranging the LED light source on the bottom wall in the light guide box,
Arranging a radial light shield directly above the LED light source in the light guide box ,
The radial light shielding body is composed of a blind portion located immediately above the LED light source and a plurality of light shielding pieces extending radially outward from the periphery of the blind portion. Light emitting device.
Surface lighting emitting device according to claim 1 or 2, wherein the forming the hole in the center of the blind portion of the radial light shield.
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