JP5564594B1 - 照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の照明モジュールを組み合わせることにより任意の画面サイズに対応した照明領域を備え、光源基板に起因する厚さの増大を抑えて薄型化を実現する。
【解決手段】照明システム（１）は、ＬＥＤ１５を配設した光源基板（１４）と、導光板（１３）と、バックライトシャーシ（１１）とを有し、ＬＥＤ（１５）を導光板（１３）の一つの側面に対向して設けた照明モジュール（１０ａ），（１０ｂ）を組み合わせて配列する。そして隣接する照明モジュール（１０ａ），（１０ｂ）において、一方の導光板（１３）と背面シャーシ（１１）の一部が他方の導光板（１３）と背面シャーシ（１１）に重ねられ、一方の照明モジュール（１０ａ）のＬＥＤ（１５）が導光板（１３）の第１の側面に対向して配置され、他方の照明モジュール（１０ｂ）のＬＥＤ（１５）が導光板（１３）の第１の側面と反対側の第２の側面に対向して配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、照明システムに関し、より詳細には、エッジライト方式により導光板の側面側に光源を配置し、導光板から出射光により被照明体を照明する照明システムに関する。

電飾看板などの照明用途として、バックライトを使用して印刷物などの被照明体を照明する照明システムが知られている。従来の照明システムでは、バックライトとして蛍光管が使用されていたが、省エネルギー化等の要請から従来の蛍光管に代わり、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を光源としたものへの需要が増大している。また、このような照明システムでは、駅構内や百貨店などの遠くからでも一目を引き付けるようにするために、大画面化の要請も増大している。

照明システムの構成としては、エッジライト方式のものがある。エッジライト方式では拡散板の直下に光源を配置する直下型の方式のものに比べて照明システムの厚さを薄くすることができ、薄型化を促進する点で有利である。また、導光板の上下両側、あるいは左右両側に光源を配置した所謂２辺エッジ方式の照明システムだけでなく、導光板の上下、あるいは左右のいずれか１方側に光源を配置した所謂１辺エッジ方式の照明システムも多く用いられている。

ＬＥＤを用いたエッジライト方式による照明システムは、複数のＬＥＤが線状に並べられて光源基板上に配置される。そしてＬＥＤの発光部が導光板の側端面と対向するように配置される。ＬＥＤは、一般に色純度が高く、調光安定性や高速応答性に優れている等からバックライト光源として多く用いられている。

光源基板上の各ＬＥＤから出射した光は、導光板の入射面である側端面から導光板の内部に入光し、導光板の内部で拡散しながら導光され、前面側（被照明体側）の出射面から出射する。通常、導光板の背面側（被照明体と反対側）には反射シートが設置され、導光板の背面側の面から漏れ出た光を反射させて前面側に戻し、光の利用効率を高める。導光板の前面側から出射した光によって、被照明体を照明する。被照明体は、例えばアクリル板などの拡散板の表面に印刷シートを貼り付けて、印刷シートの印刷内容を照明しようとするものである。

エッジライト方式の照明システムに関して、特許文献１には、二つの導光板を重ね合わせ、それぞれの導光板の側面近傍に光源を配置したエッジライトタイプのバックライトユニットにおいて、二つの導光板における光源を配置した位置が、導光板における互いに反対側の側面の近傍とすることで、２方向に光源光が出射するように構成したものが開示されている。

特開２００８−０７７９４６号公報

上記のような照明システムを製造する場合、そのサイズの量産規格が規定されているわけではなく、多様なサイズの要求が存在する。従って照明システムごとに必要なサイズに対応する必要が生じ、通常、個々の照明システムごとに個別設計を行って製造が行われている。
このような状況に対して、規格化されている大きさの照明モジュールを複数使用し、複数の照明モジュールを重ね合わせて所望のサイズの照明システムを構成することが考えられる。例えば、導光板とエッジライト方式の光源基板とを含む照明モジュールを複数用意し、所望のサイズに応じた照明領域となるように、導光板の一部を重ね合わせて照明システムを作成することができる。

しかしながら、通常光源基板は、導光板の厚さ（奥行）方向に導光板の厚さよりも長い幅を有している。これは、導光板の厚さとほぼ同じ発光領域をもつＬＥＤを光源基板上に配設する必要があるため、基板自体の幅は、導光板の厚さより大きくなり、導光板の側面に対向するようにＬＥＤを取り付けると、導光板の表裏のいずれかの面よりも光源基板が導光板の厚さ方向に突出した形状となる。
この場合、導光板を重ね合わせたときの照明システムのトータルの厚さは、導光板ではなく、光源基板の幅に依存して、導光板だけを重ね合わせた場合よりも厚さが大きくなってしまい、表示装置の薄型化の要求に対して好ましくない。

特許文献１の発明は、導光板を重ね合わせた構成を備えているが、各導光板からの出射光により２方向に視野角を得ることを目的としたもので、二つの導光板が重ねられ、後方の導光板から出射した光は、前側の導光板を透過して所定の視野角方向に出射する。このため、上記のように導光板の一部を重ねて所望のサイズの照明サイズを形成するものとは全く異なる。また、特許文献１の発明の場合には、光源基板による厚みの増大については、何ら考慮する必要はない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複数の照明モジュールを組み合わせることにより任意の画面サイズに対応した照明領域を備え、光源基板に起因する厚さの増大を抑えて薄型化を実現する照明システムを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、光源を配設した光源基板と、前記光源からの光を内部で拡散して出射させる導光板と、該導光板を背面側で保持する背面シャーシを有し、前記光源を前記導光板の一つの側面に対向して設けた照明モジュールを複数配列し、少なくとも一部の隣接する前記照明モジュールにおいて、一方の前記導光板と前記背面シャーシの一部が他方の前記導光板と前記背面シャーシに重ねられた照明システムであって、前記少なくとも一部の隣接する前記照明モジュールは、一方の照明モジュールの前記光源が前記導光板の第１の側面に対向して配置され、他方の照明モジュールの前記光源が前記導光板の第１の側面と反対側の第２の側面に対向して配置されていることを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記照明モジュールが、前記導光板の厚さ方向において、前記光源基板の幅が前記導光板の厚さよりも大きく、前記導光板の表裏いずれかの面において、他方の面よりも前記光源基板が前記厚さ方向により大きく突出した形状を有し、前記第１の側面に対向して配置される前記光源基板と、前記第２の側面に対向して配置される前記光源基板との前記より大きく突出した方向が、前記厚さ方向において同じ方向であることを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記照明モジュールが、前記導光板の厚さ方向において、前記光源基板の幅が前記導光板の厚さよりも大きく、前記導光板の表裏いずれかの面において、他方の面よりも前記光源基板が前記厚さ方向により大きく突出した形状を有し、前記第１の側面に対向して配置される前記光源基板と、前記第２の側面に対向して配置される前記光源基板との前記より大きく突出した方向が、前記厚さ方向において反対の方向であることを特徴としたものである。

本発明によれば、複数の照明モジュールを組み合わせることにより任意の画面サイズに対応した照明領域を備え、光源基板に起因する厚さの増大を抑えて薄型化を実現する照明システムを提供することができる。

本発明による照明システムを構成する単体の照明モジュールの組み立て構成の一例を示す図である。 本発明による照明システムを構成する単体の照明モジュールの側断面を示す図である。 本発明による照明システムの構成例を示す図で、照明システムの正面概略図である。 図３に示す照明システムの側断面概略図である。 本発明による照明システムの他の構成例を示す図で、照明システムの正面概略である。 図５に示す照明システムの側断面概略図である。

図１は、本発明に係る照明システムを構成する単体の照明モジュールの組み立て構成の一例を示す図である。本発明に係る照明システムは、照明モジュール１０を複数使用し、任意の照明領域を得るために、隣接する照明モジュール１０の一部を重ね合わせるように構成する。まず図１により、照明システムを構成するための単体の照明モジュール１０の構成を説明する。

照明モジュール１０は、照明モジュールを支持するバックライトシャーシ（背面シャーシ）１１と、反射シート１２と、導光板１３とを有し、これらがバックライトシャーシ１１の前面側に積層されて組み立てられる。また、光源となるＬＥＤ１５が配列した光源基板１４が、導光板１３の一方の端面近傍に配置される。ＬＥＤ１５としては、１つのＬＥＤで白色を発光する白色ＬＥＤや、ＲＧＢの個々の単色光を発光するＬＥＤを用いることができる。ＲＧＢの単色発光のＬＥＤを用いることで広い色域性能が得られる。また、白色ＬＥＤは低コストで、必要とするＬＥＤの個数の関係からトータルの消費電力を抑えることができる等の利点がある。

導光板１３は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン系樹脂（ＣＯＰ）などの材料で作成される。ＬＥＤ１５から発光した光は、導光板１３の端部から入射し、導光板１３で拡散しながら導光され、導光板１３の出射面（図１の上面）から出射することで、その出射面の前面側に置かれた被照明体を照明することができる。ＬＥＤ１５が配置されていない導光板１３の他の側面に対しては、漏れ光による輝度ムラ等を抑えるために反射テープや遮光テープ等を貼付してもよい。導光板１３の背面側の反射シート１２は、導光板１３の面から漏れ出た光を反射させて前面側に戻し、光の利用効率を高める。反射シート１２としては例えば微発泡のＰＥＴシートが用いられる。

バックライトシャーシ１１は、金属板などにより形成される。バックライトシャーシ１１に剛性を付与するために、凹凸の絞り加工を付与したり、補助金具等を取り付けるようにしてもよい。バックライトシャーシ１１の端部は、光源基板１４を取り付けるように曲折され、その部分には、反射シート１２及び導光板１３を固定するベゼル１６が取り付けられる。

図２は、単体の照明モジュール１０の側断面を示す図である。導光板１３の一方の端面に対向して配置されＬＥＤ１５から出射した光は、導光板１３の端面からその内部に入射し、拡散しながら導光されて、出射面（図２の左側）から出射する。導光板１３の背面側には反射シート１２が設けられ、導光板１４の面から漏れ出た光を反射させて前面側に戻し、光の利用効率を高める。反射シート１２の背面側には、照明モジュール１０を指示するバックライトシャーシ１１が設けられ、その一方の端部が曲折されて、光源基板１４が配設される。

図２に示すように、片側エッジライト方式の照明モジュール１０では、導光板１３の一方の側面に対向するようにＬＥＤ１５が設けられる。ＬＥＤ１５は光源基板１４に配置されて配線される。ここで導光板１３の厚さ方向におけるＬＥＤ１５の素子の幅は、ほぼ導光板１３の厚さと同じに設定されるため、必然的に光源基板１４の幅（導光板１３の厚さ方向の幅）は、導光板１３の厚さよりも大きくなる。

従って、光源基板１４は、導光板１３の表裏の面に対して、導光板１３の厚さ方向に突出する形状となる。この場合、バックライトシャーシ１１の端部を屈曲させてその壁部に光源基板１４を取り付けるようにすると、バックライトシャーシ１１の反対側、つまり導光板１３の前面側（矢印Ｔで示す）に光源基板１４がより大きく突出するようになる。
本発明に係る実施形態において、このような単体の照明モジュール１０を複数組み合わせて所望の照明領域を有する照明システムを作成する際に、上記のような光源基板１４の突出による照明システム全体の厚さの増大を抑えるために、隣接する照明モジュール１０における光源基板１４の位置が、導光板１３についてそれぞれ互いに反対側になるように構成する。

図３及び図４は、本発明による照明システムの構成例を示す図で、図３は、照明システムの正面概略図、図４は、図３に示す照明システムの側面概略図である。
本実施形態においては、上述したような単体の照明モジュール１０ａ，１０ｂを２つ組み合わせて、所定の照明領域を持った照明システム１を構成する。各照明モジュール１０ａ，１０ｂは、上記図１，図２に示した照明モジュール１０と同じものである。

この場合、図３に示すように、照明システム１は、二つの照明モジュール１０ａ，１０の一部を前後方向に重ね合わせて作製される。これにより二つの導光板１３から光源光が出射し、広い領域で被照明体を照明することができる。このとき、前面側に重ねられた照明モジュール１０ａの背面には、金属製のバックライトシャーシ１１が存在しているため、その背後に重ねられたもう一つの照明モジュール１０ｂの導光板１３からの光の影響を直接受けることはなく、２つの導光板１３の前面側の領域全体で均一な照明光を出射させることができる。

本発明に係る実施形態では、光源基板１４の厚さ方向への突出による照明システム全体の厚さの増大を抑えるために、隣接する照明モジュール１０ａ，１０ｂは、一方の照明モジュール１０ａのＬＥＤ１５が導光板１３の第１の側面に対向して配置され、他方の照明モジュール１０ｂのＬＥＤ１５が導光板１３の第１の側面と反対側の第２の側面に対向して配置されるように構成する。ここでは図３，図４に示すように、二つの隣接する照明モジュール１０ａ，１０ｂにおいて、一方の照明モジュール１０ａのＬＥＤ１５を照明システム１の上側に位置するように配置し、他方の照明モジュール１０ｂのＬＥＤ１５を、その反対側の側面である照明システム１の下側に位置するように配置する。

これにより、光源基板１４の幅（導光板１３の厚さ方向の幅）に起因して、光源基板１４が導光板１３の表裏面から突出した部分が、前後方向（導光板１３の厚さ方向）に重なることがなく、照明システム１の全体の厚さを薄くすることができる。

ここで図３、図４に示す構成例では、導光板１３の表面から光源基板１４が大きく突出する方向（矢印Ｔで示す）が、二つの照明モジュール１０ａ，１０ｂで互いに同じ方向になっている。すなわち、照明システム１の下側に光源基板１４が配置された照明モジュール１０ｂでは、照明システム１の前方側に光源基板１４がより大きく突出している。また、照明システム１の上側に光源基板１４が配置された照明モジュール１０ａにおいても、照明システムの後方側に光源基板１４がより大きく突出している。これらの照明モジュール１０ａ，１０ｂは、図２に示す構成の照明モジュール１０と同様の構成となっている。図３、図４の構成により、照明システム１を薄型化できるともに、同一の照明モジュールを組み合わせて利用できる、という利点が得られる。

図５及び図６は、本発明による照明システムの他の構成例を示す図で、図５は、照明システムの正面概略図、図６は、図５に示す照明システムの側面概略図である。
本実施形態においては、図３，図４の構成例と同様に単体の照明モジュール１０ａ，１０ｂを２つ組み合わせて、所定の照明領域を持った照明システム１を構成しているが、一方の照明モジュール１０ａにおける光源基板１４の突出方向が図３，図４の構成例と異なっている。

図５に示すように、照明システム１は、二つの照明モジュール１０ａ，１０ｂの一部を前後方向に重ね合わせて作製される。これにより二つの導光板１３から光源光が出射し、広い領域で非照明体を照明することができる。このとき、前面側に重ねられた照明モジュール１０ａの背面には、金属製のバックライトシャーシ１１が存在しているため、その背後に重ねられたもう一つの照明モジュール１０ｂの導光板１３からの光の影響を直接受けることはなく、２つの導光板１３の前面側の領域全体で均一な照明光を出射させることができる。

本発明に係る実施形態では、光源基板１４の厚さ方向への突出による照明システム全体の厚さの増大を抑えるために、隣接する照明モジュール１０ａ，１０ｂは、一方の照明モジュール１０ａのＬＥＤ１５が導光板１３の第１の側面に対向して配置され、他方の照明モジュール１０ｂのＬＥＤ１５が導光板１３の第１の側面と反対側の第２の側面に対向して配置されるように構成する。ここでは図５，図６に示すように、二つの隣接する照明モジュール１０ａ，１０ｂにおいて、一方の照明モジュール１０ａのＬＥＤ１５を照明システム１の上側に位置するように配置し、他方の照明モジュール１０ｂのＬＥＤ１５を、その反対側の側面である照明システム１の下側に位置するように配置する。

これにより、光源基板１４の幅（導光板１３の厚さ方向の幅）に起因して、光源基板１４が導光板１３の表裏面から突出した部分が、前後方向（導光板１３の厚さ方向）に重なることがなく、照明システム１の全体の厚さを薄くすることができる。
ここで図５、図６に示す構成例では、導光板１３の表面から光源基板１４が大きく突出する方向（矢印Ｔで示す）が、二つの照明モジュール１０ａ，１０ｂで互いに異なっている。すなわち、照明システム１の下側に光源基板１４が配置された照明モジュール１０ｂでは、照明システム１の前方側に光源基板１４がより大きく突出している。この照明モジュール１０ｂは、図２に示す構成の照明モジュール１０と同様の構成となっている。

一方、照明システム１の上側に光源基板１４が配置された照明モジュール１０ａでは、照明システムの後方側に光源基板１４がより大きく突出している。この照明モジュール１０ｂは、図２の照明モジュール１０に対して、導光板１３の厚さ方向に光源基板１４の位置を変更し、照明モジュールの後方（背面方向）により光源基板１４が突出するように構成し、これに合わせてバックライトシャーシ１１、及びベゼル１６の形状を設定したものである。図５、図６の構成により、導光板１３に対して光源基板１４がより大きく突出する方向を互いに異ならせるようにすることができ、照明システム１の厚さをさらに薄くすることができるようになる。

上記の例では、照明モジュールを二つ組み合わせて照明システムを作製しているが、さらに３つ以上の複数の照明モジュールを組み合わせて照明システムを作製してもよい。この場合、隣接する照明モジュールの少なくとも一部について、一方の導光板と背面シャーシの一部が他方の導光板と背面シャーシに重ねられた照明システムとして構成することができる。このときに、その少なくとも一部の隣接する照明モジュールにおいて、一方の照明モジュールのＬＥＤがその導光板の第１の側面に対向して配置され、他方の照明モジュールのＬＥＤが導光板の第１の側面と反対側の第２の側面に対向して配置されるように構成することができる。

例えば、照明モジュールを３つ並べて照明システムを作製した場合、３つの照明モジュールのうち、例えば両端の照明モジュールのＬＥＤをその導光板の下側に配置させ、中央の照明モジュールのＬＥＤをその導光板の上側に配置させるように構成する。このとき導光板に対する光源基板の突出方向は、図３，図４の実施形態、または図５，図６の実施形態のいずれの構成をも取り得ることができる。これにより、照明システムの厚さの増大を抑えた構成とすることができる。

以上説明したように、本発明の照明システムは、光源を配設した光源基板と、光源からの光を内部で拡散して出射させる導光板と、導光板を背面側で保持する背面シャーシを有し、光源を導光板の一つの側面に対向して設けた照明モジュールを複数配列し、少なくとも一部の隣接する照明モジュールにおいて、一方の導光板と背面シャーシの一部が他方の導光板と背面シャーシに重ねられた照明システムであって、少なくとも一部の隣接する前記照明モジュールは、一方の照明モジュールの光源が導光板の第１の側面に対向して配置され、他方の照明モジュールの光源が導光板の第１の側面と反対側の第２の側面に対向して配置されている。これにより、複数の照明モジュールを組み合わせることにより任意の画面サイズに対応した照明領域を備え、光源基板に起因する厚さの増大を抑えて薄型化を実現する照明システムを提供することができる。

また、本発明の照明システムは、上記照明モジュールが、導光板の厚さ方向において、光源基板の幅が導光板の厚さよりも大きく、導光板の表裏いずれかの面において、他方の面よりも光源基板が厚さ方向により大きく突出した形状を有し、第１の側面に対向して配置される光源基板と、第２の側面に対向して配置される光源基板とのより大きく突出した方向が、厚さ方向において同じ方向である。これにより、照明システムを薄型化できるともに、同一の照明モジュールを組み合わせて利用することできる。

また、本発明の照明システムは、上記照明モジュールが、導光板の厚さ方向において、光源基板の幅が導光板の厚さよりも大きく、導光板の表裏いずれかの面において、他方の面よりも光源基板が厚さ方向により大きく突出した形状を有し、第１の側面に対向して配置される光源基板と、第２の側面に対向して配置される光源基板とのより大きく突出した方向が、厚さ方向において反対の方向である。これにより、導光板に対して光源基板がより大きく突出する方向を互いに異ならせるようにすることができ、照明システムの厚さをさらに薄くすることができるようになる。

１…照明システム、１０…照明モジュール、１０ａ，１０ｂ…照明モジュール、１１…バックライトシャーシ、１２…反射シート、１３…導光板、１４…光源基板、１５…ＬＥＤ、１６…ベゼル。

Claims (3)

1. 光源を配設した光源基板と、前記光源からの光を内部で拡散して出射させる導光板と、該導光板を背面側で保持する背面シャーシを有し、前記光源を前記導光板の一つの側面に対向して設けた照明モジュールを複数配列し、
   少なくとも一部の隣接する前記照明モジュールにおいて、一方の前記導光板と前記背面シャーシの一部が他方の前記導光板と前記背面シャーシに重ねられた照明システムであって、
   前記少なくとも一部の隣接する前記照明モジュールは、一方の照明モジュールの前記光源が前記導光板の第１の側面に対向して配置され、他方の照明モジュールの前記光源が前記導光板の第１の側面と反対側の第２の側面に対向して配置されていることを特徴とする照明システム。
2. 請求項１に記載の照明システムにおいて、
   前記照明モジュールは、前記導光板の厚さ方向において、前記光源基板の幅が前記導光板の厚さよりも大きく、前記導光板の表裏いずれかの面において、他方の面よりも前記光源基板が前記厚さ方向により大きく突出した形状を有し、
   前記第１の側面に対向して配置される前記光源基板と、前記第２の側面に対向して配置される前記光源基板との前記より大きく突出した方向が、前記厚さ方向において同じ方向であることを特徴とする照明システム。
3. 請求項１に記載の照明システムにおいて、
   前記照明モジュールは、前記導光板の厚さ方向において、前記光源基板の幅が前記導光板の厚さよりも大きく、前記導光板の表裏いずれかの面において、他方の面よりも前記光源基板が前記厚さ方向により大きく突出した形状を有し、
   前記第１の側面に対向して配置される前記光源基板と、前記第２の側面に対向して配置される前記光源基板との前記より大きく突出した方向が、前記厚さ方向において反対の方向であることを特徴とする照明システム。

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