JP5535688B2 - 照明装置 - Google Patents
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[2]上記[1]記載の発明にあって、前面が開口された筐体を更に備え、前記筐体の側面は、前記複数の第1光源モジュールから放射された光を反射して前記支持基体の正面方向へ導く光反射部と、前記複数の第2光源モジュールから放射された光を前記支持基体の側面方向へ透過する光透過部とを有することを特徴としている。
[3]上記[1]記載の発明にあって、前記複数の第2光源モジュールは、前記支持基体の側面方向と交差する方向にわたって、前記複数の第1光源モジュールの配置間隔よりも狭い間隔をもって配置されていることを特徴としている。
[4]上記[3]記載の発明にあって、前記複数の第2光源モジュールは、前記支持基体に千鳥状あるいは一直線状に配置されていることを特徴としている。
[5]上記[1]記載の発明にあって、前記光方向変換部は、前記発光素子から放射される光を入射する入射面と、前記入射面から入射した光を反射する反射面と、前記反射面で反射した光を屈折して側面方向へ出射する出射面とを有していることを特徴としている。
[6]上記[1]又は[5]記載の発明にあって、前記光方向変換部に光拡散剤を含有していることを特徴としている。
[7]上記[6]記載の発明にあって、前記光拡散剤の含有量は、前記透明材料100重量%に対して0.01重量%以上0.1重量%以下であることを特徴としている。
[8]上記[1]又は[5]記載の発明にあって、前記光方向変換部に設けられるホルダ片を有し、前記ホルダ片は、前記光方向変換部側に向けて開口する収納部を有し、前記収納部内に前記発光素子を搭載する回路基板を保持する構成を有していることを特徴としている。
[2]前記複数の第2光源モジュールは、前記1つの側面板の前記開口部の縁部の長手方向にわたって、前記複数の第1光源モジュールの配置間隔よりも狭い間隔をもって配置されていることを特徴とする前記[1]記載の照明装置。
[3]前記光方向変換部は、前記発光素子から放射される光を入射する入射面と、前記入射面から入射した光を反射する反射面と、前記反射面で反射した光を屈折して側面方向へ出射する出射面とを有していることを特徴とする前記[1]記載の照明装置。
[4]前記光方向変換部に光拡散剤を含有していることを特徴とする前記[1]又は[3]記載の照明装置。
[5]前記光拡散剤の含有量は、前記透明材料100重量%に対して0.01重量%以上0.1重量%以下であることを特徴とする前記[4]記載の照明装置。
[6]前記光方向変換部に設けられるホルダ片を有し、前記ホルダ片は、前記光方向変換部側に向けて開口する収納部を有し、前記収納部内に前記発光素子を搭載する回路基板を保持する構成を有していることを特徴とする前記[1]又は[3]記載の照明装置。
(光源モジュール)
図1及び図2において、全体を示す符号1は、光源モジュールの一構成例を模式的に示している。この光源モジュール1の基本構成は、光を側面方向へ変換する光方向変換素子10と、光方向変換素子10に内嵌固定されたホルダ片20と、ホルダ片20に保持固定された回路基板30と、回路基板30上に搭載された発光素子40(以下、「LED40」という。)とにより構成されている。LED40はケーブル50と電気的に接続されている。
光源モジュール1の光方向変換素子10は、図1及び図2に示すように、直方形のケース部11と円形の光方向変換部12とを有している。このケース部11及び光方向変換部12は、例えばPMMA(ポリメタクリル酸メチル)樹脂を射出成形することで一体的に形成される。光方向変換素子10の材質としては、PMMA樹脂に限定されるものではなく、例えばポリカーボネート、エポキシ、シリコーン等の透明樹脂、透明ガラス、又は着色された各種の透明材料を用いることができる。
光方向変換素子10のケース部11は、図1及び図2に示すように、下面に開放する矩形状の嵌合凹部11aを有している。その嵌合凹部11aを形成する長手方向対向側壁には二組一対の切欠き11b,11bが形成されている。その長手方向左右両側の対向側壁には二組一対の凸部11c,11cが突出形成されている。ケース部11の嵌合凹部11aにはホルダ片20が内嵌固定されている。光方向変換素子10及びホルダ片20に囲まれた露呈部分には封止樹脂13が充填されている。ケース部11の切欠き11bにはケーブル50が挿通されている。ケース部11の凸部11cは、図示しない相手方の取付けユニットに係止される。
光方向変換素子10の光方向変換部12は、図1及び図2に示すように、均一の外径を有する扁平状の円柱体からなる。この光方向変換部12は、回路基板30上に搭載されたLED40と対応する部位に裁頭円錐形の凹部12aを有している。この凹部12aは、LED40から出射される光を入射する第1及び第2の光入射面12b,12cからなる。この光方向変換部12は更に、第1の光入射面12bから入射した光を反射する光反射面12dと、この光反射面12dで反射した光を屈折させて側方、斜め前方、及び斜め後方に出射する光出射面12eとを有している。この光入射面12b,12c、光反射面12d、及び光出射面12eには鏡面加工を施すことが好適である。
光源モジュール1のホルダ片20は、例えばABS樹脂などの樹脂材料からなる。このホルダ片20は、図示例に限定されるものではないが、図1及び図2に示すように、細長いブロック板により構成されている。ホルダ片20の内部には、光方向変換素子10側に開放する収納空間21が形成されている。その収納空間21の中間部の一部は、回路基板30を載置支持する支持面を有する段状部22をもつ階段形状をなしている。その段状部22には図示しないピン挿通孔が上下方向に貫通して穿設されている。そのピン挿通孔には光方向変換素子10の同じく図示を省略したホルダ片位置決め用ピンが挿通される。ホルダ片20は接着や溶着等により光方向変換素子10の嵌合凹部11a内に内嵌固定される。
回路基板30は、特に限定されるものではなく、例えばガラスエポキシ樹脂などの樹脂材料からなる。回路基板30の表面には、図2に示すように、LED40が実装され、図示しない配線パターンがLED40のリードと電気的に接続されている。回路基板30の裏面にはツェナーダイオード等の電子部品31が実装されている。その電子部品31は、ホルダ片20の収納空間21内に収納されており、ケーブル50により他の光源モジュール1の回路基板や電源に接続される。回路基板30の表面を白色に塗装することで、LED40から発した光が回路基板30の表面に乱反射して光方向変換素子10に当たるため、明るく照明することができる。
図3を参照すると、LED40の一構成例が模式的に示されている。このLED40は、白色系の樹脂材料により形成されたパッケージ42を有している。このパッケージ42は、リフレクタとなる傾斜面41a及び底面41bからなる凹部41を有している。その凹部41の底面には、外側に導出してなる一対のリード43,43と、一対のリード43の凹部41側の端部に電気的に接続された青色光を発する青色LED素子44とが配されている。青色LED素子44はリード43を介して回路基板30に実装される。
ところで、光方向変換素子10の光反射面12dに光が透過する面と全反射する面とを形成すると、LED40は直進性が強いので、例えば照明対象となる表示面に明るい部分と暗い部分とが点在することとなり、好ましくない。光方向変換素子10の光反射面12dにシボ加工したシボ面を形成すると、そのシボ面に入射した光は乱反射するので、輝度ムラが目立ち難くなる。しかしながら、シボ面の形状、大きさや配置位置などを試作し、光方向変換素子10の光反射面12dの裏側から表側に向けて透過する光透過量を厳密に調整しなければならなくなるので好ましくない。
上記第1の実施の形態に係る光源モジュール1によると、次の様々な効果が得られる。
(1)透明樹脂100重量%に対する光拡散剤14の含有量を0.01重量%以上0.1重量%以下の範囲内に調整することで、光方向変換素子10から光反射面12dへの出射光の指向性を容易に変更させることが可能となる。
(2)従来では透明材質からなるレンズの形状や厚さのようなレンズの特性によりLEDからの光が分光するため、色むらや発光ムラが発生するという問題点があった。この第1の実施の形態においては、透明材質からなる光方向変換素子10に0.01重量%以上0.1重量%以下の拡散剤14を調合することで、光の光路を容易に変更することができるので、光方向の厳密な調整を行うことなく、光源モジュール1からの光を均一に分散できるようになり、光学的な均一性の効果が得られる。
(3)光方向変換素子10の光入射面12b,12cに入射した光を側方、斜め前方、及び斜め後方に変換して出射することができるので、1つのLED40が照射する範囲が拡大され、色むらや発光ムラの発生を十分に抑制することができる。
(4)光方向変換素子10の凹部12aとLED40との間に空隙Gが設けられるため、光方向変換素子10に圧力が加わっても、LED40には外力が加わらず、LED40の破損、損傷や擦過傷等の発生を防止することができる。
以上のように構成された光源モジュール1は、最終製品として、例えば屋外に設置された広告看板を照明する内照式の照明装置に効果的に適用することができる。
図5を参照すると、図5(a)及び(b)には上記第1の実施の形態に係る光源モジュール1を用いた広告看板2が模式的に示されている。なお、これらの図において、上記第1の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付している。従って、上記第1の実施の形態と実質的に同じ部材に関する詳細な説明は省略する。
広告看板2の面状発光装置5は、図5(a)に示すように、45個の光源モジュール1が取付面にマトリックス状(2次元的)に取り付けられる支持基体である取付けユニット6を備えている。この取付けユニット6は、図示例に限定されるものではない。取付けユニット6としては、例えば本出願人が先に提案した特開2008−7492号公報に記載されている面発光ユニットや特開2008−159394号公報に記載されている取付けユニットを効果的に使用することができることは勿論である。これらのユニットの組合せを任意に設定することで面状発光装置5の発光面積を変更することができる。
この筐体3内に収容された面状発光装置5は、図5(a)及び(b)に示すように、直接間接照明領域となる第1の光源モジュール配置領域T1と直接照明領域となる第2の光源モジュール配置領域T2とを有している。この面状発光装置5は、第1光源モジュール配置領域T1によって広告表示部4を直接間接照明するとともに、第2光源モジュール配置領域T2により店舗入口及びその周辺を直接照明する内照式の照明装置として効果的に用いられる。この第2光源モジュール配置領域T2としては、複数の第2光源モジュール1から放射された光を取付けユニット6の正面方向の放射よりも、側面方向の放射を増大させる構成を有することが肝要である。
広告表示部4に直接到達する。斜め前方に出射された光L2は、筐体3の側面板
3cの内面で反射して広告表示部4に到達する。斜め後方に出射された光L3は、反射板
7に反射されて広告表示部4に到達し、広告板4aの広告内容を鮮明に表示する。
光方向変換部12に光が透過する面と全反射する面とを形成すると、LED40は直進性が強いので、広告表示部4上に明るい部分と暗い部分とが点在する。よって、光方向変換部12に光拡散剤14を添加することが好適である。その光方向変換部12の透明樹脂100重量%に対する光拡散剤14の含有量が0.01重量%未満であると、光源モジュール1の中心部分が暗くなり、隣接する光源モジュール1の間が明るくなるので、広告表示部4上に明暗部(光ムラ)が点在することとなり、広告表示部4の輝度分布が不均一になる。一方、光拡散剤14の含有量が0.1重量%を超すと、光源モジュール1の直上部分は明るくなるものの、隣接する光源モジュール1の間が暗くなるので、広告表示部4上に明暗部が点在することとなるので好ましくない。
上記第2の実施の形態に係る面状発光装置5によれば、上記第1の実施の形態の効果に加えて、次の効果が得られる。
(1)店舗入口の上壁などに備え付けられた広告看板2の照明が届きにくい広告表示部4の真下やその周辺に向けて照明光を補充することができるので、夜間灯として役立つ。
(2)看板の照明と店舗入口の照明との2種類の照明態様により広告表示部4の真下やその周辺を広範囲に照明することができるので、暗闇の中で、店舗入口を歩く歩行者の足下を明るく照らして案内することが可能となる。
(3)拡散剤14を調合して乱反射光を利用することで光源モジュール1の直上部から出る光の調節が容易となり、光源モジュール1の直上部、及び多数個の光源モジュール1間の明暗差を確実に解消することができる。
(4)光方向変換素子10は、比較的に少ない数のLED40を使用して簡単な構成でLED40ごとに回路基板30に実装できるため、生産性を向上させることができる。
上記第2の実施の形態における図示例では、光源モジュール1のX方向の配列とY方向の配列とは等しく構成されていたが、これに限定されるものではなく、例えば第1光源モジュール配置領域T1内に存在する複数の第1光源モジュール1間の間隔寸法に比べて、第2光源配置領域T2内に存在する複数の第2光源モジュール1間を狭い間隔寸法に設定してもよい。
2 広告看板
3 筐体
3a 開口
3b 背面板
3c〜3f 側面板
3d−1 光透過口
4 広告表示部
4a 広告板
4b 透明板
4c 散乱板
5 面状発光装置
6 取付けユニット
7 反射板
10 光方向変換素子
11 ケース部
11a 嵌合凹部
11b 切欠き
11c 凸部
12 光方向変換部
12a 凹部
12b,12c 光入射面
12d 光反射面
12e 光出射面
13,45 封止樹脂
14 光拡散剤
15 反射膜
20 ホルダ片
21 収納空間
22 段状部
30 回路基板
31 電子部品
40 LED
41 凹部
41a 傾斜面
41b 底面
42 パッケージ
43 リード
44 青色LED素子
46 蛍光体
50 ケーブル
G 空隙
L1〜L4 光線
Claims (6)
- 前面に開口を有するように構成された背面板及び複数の側面板を備え、前記複数の側面板のうちの1つの側面板に光透光部を有する筐体と、
前記筐体の前記開口を閉塞する拡散板と、
前記背面板の第1の領域に配置され、発光素子、及び前記発光素子から放射される光を全周に渡る側面方向に出射する光方向変換部を有する複数の第1光源モジュールと、
前記背面板の前記第1の領域と前記1つの側面板との間に位置する第2の領域に配置され、発光素子、前記発光素子から放射される光を全周に渡る側面方向に出射する光方向変換部、及び前記筐体の前記光透光部と反対側に設けられた光反射部を有し、前記光透過部に向けて光を出射する複数の第2光源モジュールと、
を備えた照明装置。 - 前記複数の第2光源モジュールは、前記1つの側面板の前記開口部の縁部の長手方向にわたって、前記複数の第1光源モジュールの配置間隔よりも狭い間隔をもって配置されていることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記光方向変換部は、前記発光素子から放射される光を入射する入射面と、前記入射面から入射した光を反射する反射面と、前記反射面で反射した光を屈折して側面方向へ出射する出射面とを有していることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
- 前記光方向変換部に光拡散剤を含有していることを特徴とする請求項1又は3記載の照明装置。
- 前記光拡散剤の含有量は、前記透明材料100重量%に対して0.01重量%以上0.1重量%以下であることを特徴とする請求項4記載の照明装置。
- 前記光方向変換部に設けられるホルダ片を有し、
前記ホルダ片は、前記光方向変換部側に向けて開口する収納部を有し、前記収納部内に前記発光素子を搭載する回路基板を保持する構成を有していることを特徴とする請求項1又は3記載の照明装置。
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