JP6002972B2

JP6002972B2 - 導光部材

Info

Publication number: JP6002972B2
Application number: JP2012248972A
Authority: JP
Inventors: 小泉　秀樹; 秀樹小泉; 大野　達司; 達司大野; 田中　敏裕; 敏裕田中
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-11-13
Filing date: 2012-11-13
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2032-11-13
Also published as: JP2014099252A; WO2014076910A1

Description

本発明は棒状で端部から入射した光を長さ方向に沿う反射面で反射して対向する出光面から出射する導光部材に関する。

特許文献１には導光部材が開示されている。この導光部材は棒状であり、その長さ方向の端面から導入された光を底面に形成された散乱ドットで反射し、上面から出射するものである。

特開２００５−１９８１０６号公報

ところで、特許文献１のような導光部材にあっては、出光面から導光部材の長さ方向に長い光が出射されるが、この光の照射領域の幅方向の外側部分においてはその照度が幅方向の外側に行く程その照度が低下する傾向にある。ここで、照射領域の幅方向外側部分において、その照度が幅方向の外側に行くにつれて急激に低下すると、高い演出効果を得難く、また、照射領域とそれ以外の領域とが明確に区分されてしまい、この点でも高い演出効果が得られ難い。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、出光面から出射された光の照射領域における照度変化を抑えて高い演出効果を得ることができる導光部材を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明の導光部材は、棒状の導光部材であって、前記導光部材の長さ方向の端部に設けられ、光源からの光が入射する入光面と、前記導光部材の長さ方向に沿って設けられ、前記入光面から入射した光を拡散して反射する反射面と、前記導光部材の長さ方向に沿って設けられ、前記反射面に対向し、前記反射面で反射した光を出射する出光面とを備え、前記導光部材は、前記導光部材の長さ方向に沿って設けられた幅広部と、前記導光部材の長さ方向に沿って設けられ、前記幅広部から前記導光部材の長さ方向と直交する断面において前記導光部材の幅方向と直交する方向に突出し、前記幅広部よりも幅が狭い幅狭部とで構成され、前記反射面は前記幅広部から突出した前記幅狭部の突出端面で構成され、前記出光面は前記幅広部の前記幅狭部とは反対側の面で構成され、前記出光面は前記反射面側に窪んだ凹曲面であり、前記出光面の幅方向の両側端部の各々は、前記出光面の幅方向の外側に行く程前記反射面と前記出光面の対向方向において前記反射面側に位置するように湾曲した湾曲面であり、前記両湾曲面の曲率半径が互いに異なることを特徴とする。

また、前記出光面の断面形状を長さ方向において変化させることが好ましい。

本発明にあっては、反射面から出光面の幅方向の端部に到達した光を湾曲面で散乱させ、出光面から出射された光の照射領域の外側端部における照度変化を緩やかにすることができ、高い演出効果を得ることができる。

本発明の第一実施形態の導光部材の断面図である。同上の導光部材を組み込んだ照明装置の説明図である。同上の照明装置の設置状態を示す説明図である。同上の導光部材の斜視図である。図１のＡ部拡大図である。同上の導光部材の出射光線解析結果を示す図である。参考例の導光部材の出射光線解析結果を示す図である。出光面の形状の一例を示し、導光部材の出光面を示す正面図である。出光面の形状の他例を示し、導光部材の幅方向に直交する断面図である。第二実施形態の導光部材の断面図である。同上の導光部材の出射光線解析結果を示す図である。同上の導光部材を組み込んだ照明装置の設置状態を示す説明図である。同上の導光部材を組み込んだ照明装置を洗面化粧台に設置した状態を示す斜視図である。同上の導光部材を組み込んだ照明装置を洗面化粧台に設置した状態を上面から見たときの説明図である。

以下本発明を添付図面に基づいて説明する。

（第一実施形態）
本実施形態の導光部材１は図４に示されるように直線棒状であって、照明装置等に組み込まれて用いられる。

図２に示される照明装置２は導光部材１の長さ方向の端面から入射した光を導光部材１の長さ方向に沿う面から出射させるエッジライト型であって、本実施形態の導光部材１に加えて、導光部材１の長さ方向の両側に配置された光源２０を具備している。各光源２０は制御基板２１に実装されて、導光部材１の長さ方向の端面に対向する位置に配置されている。光源２０としては例えばＬＥＤが用いられる。各光源２０が発光すると、この光は導光部材１の対応する長さ方向の端面（すなわち、後述する入光面１０）から導光部材１に導入される。続いて、この光は概ね導光部材１の長さ方向の反対側の端面に向かって進行する。そして、この光は前記進行の過程において導光部材１の長さ方向に沿う一面（すなわち、後述する反射面１２）で拡散反射し、導光部材１の長さ方向に沿う他の一面（すなわち、後述する出光面１１）から出射される。なお、図２に示される照明装置２は導光部材１の長さ方向の両側に光源２０が配置されているが、導光部材１の長さ方向における片側にのみ光源２０が配置されるものであってもよい。

図３には照明装置２を建物の壁３１と天井３０とでなす隅部に設置した例が示されている。この例では導光部材１が天井３０の直ぐ下に配置されており、導光部材１の出光面１１は壁３１側斜め下方に向けられている。この照明装置２は出光面１１から出射された光により壁３１を照らす屋内照明として利用される。

以下、導光部材１について詳述する。導光部材１は合成樹脂製であって、その材料としては例えばアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明な樹脂が用いられる。導光部材１は例えば押出成形や押出成形品を加工したものである。なお、導光部材１は射出成形等のその他の手段により形成されるものであってもよい。また、導光部材１の材料としては合成樹脂に限られず、その他の材料を用いて形成しても構わない。

導光部材１の断面形状は長さ方向において略一様である。なお、本実施形態では、導光部材１の出光面１１は長さ方向においてその断面形状がわずかに変化しているが、この点については後述する。

図１には導光部材１の長さ方向に直交する断面が示されている。同図に示されるように導光部材１は幅方向の中心を通る中心線を中心にして線対称形状に形成されており、幅広部１３と幅狭部１４で構成されている。幅広部１３は幅狭部１４よりも幅が広く断面積が大きい。幅狭部１４は幅広部１３の幅方向中央部から突出し、その突出方向は導光部材１の厚み方向と平行である。なお、導光部材１の厚み方向とは反射面１２と出光面１１の対向方向であり、また、導光部材１の長さ方向と直交する断面において幅方向と直交する方向である。導光部材１の長さ方向の両端面は、幅広部１３の長さ方向の端面と、この面と面一となる幅狭部１４の長さ方向の端面とで構成されている。

導光部材１は、入光面１０、出光面１１、及び反射面１２を備えている。入光面１０は導光部材１の長さ方向の端面で構成されている。入光面１０は導光部材１の長さ方向と直交している。導光部材１を照明装置２に組み込んで用いるとき、入光面１０の幅広部１３に対応する部分が光源２０に対向配置され、同部より光源２０からの光が導入される。このように光源２０を断面積の大きい幅広部１３の対向位置に配置することで、光源２０が大型であっても、光源２０から発せられた光のほとんどを入光面１０に入射させることができ、光量のロスを抑えられる。また、光源２０が対向配置されない幅狭部１４の断面積を小さくしたことで、導光部材１の小型化を図ることができる。なお、図２に示されるように導光部材１の長さ方向の両側に光源２０が配置される場合は長さ方向の両端面が入光面１０として用いられる。また、導光部材１の片側にのみ光源２０が配置される場合は長さ方向の一端面のみが入光面１０として用いられる。

図１に示されるように幅狭部１４の突出端面は導光部材１の厚み方向と直交しており、同面で導光部材１の長さ方向に亘る反射面１２（光拡散面）が構成されている。反射面１２は例えば幅狭部１４の突出端面に印刷や蒸着によって反射性の物質を設けたり、微細な凹凸を設けたり、二色成形によって反射部分を設けたりすることによって形成される。

幅広部１３の幅狭部１４と反対側の面は反射面１２に対向し、この面で導光部材１の長さ方向に亘る出光面１１が構成されている。反射面１２で反射した光は出光面１１に到達し、この出光面１１の全体から帯状の光として出射されるようになっている。

出光面１１は幅方向の中心に行く程反射面１２側に位置するように窪んだ凹曲面であり、図１に示されるように円弧状に形成されている。このため、出光面１１から出射される光は図６に示されるように概ね導光部材１の幅方向外側に屈曲し、出光面１１から出射された光により出光面１１よりも幅の広い領域を照らせるようになっている。

出光面１１の断面形状は導光部材１の長さ方向において変化しており、出光面１１から出射される光が導光部材１の長さ方向に拡散されるようになっている。出光面１１の断面形状を長さ方向に変化させる例としては、図８に示すものや図９に示すものが挙げられる。

図８の例では出光面１１の長さ方向における複数箇所に溝又は突条で構成される微細な筋１５が形成されている。各筋１５は出光面１１の幅方向と平行であって、出光面１１の幅方向に亘っている。各筋１５は例えば導光部材１を押出成形する際のフローマークによって形成される。このように出光面１１に筋１５を設けることで、図８に矢印で示されるように筋１５から出射される光を導光部材１の長さ方向に拡散させることができる。

図９の例では出光面１１が長さ方向において凹部１６と凸部１７が交互に形成された波状に形成されている。この波状の出光面１１は例えば導光部材１の成形時に生じる成形ひけ等の現象を利用して形成される。このように導光部材１の出光面１１を波状に形成することでも、出光面１１から出射される光を導光部材１の長さ方向に拡散させることができる。

なお、図９に示されるように波状に形成された出光面１１に図８に示される筋１５を形成してもよい。また、出光面１１はその他の形状で断面形状を導光部材１の長さ方向において変化させてもよい。さらには出光面１１の断面形状は導光部材１の長さ方向において一様なものであってもよい。

図１に示されるように幅狭部１４はその幅が幅広部１３側に行く程大きくなっており、幅狭部１４の幅方向の両側面は断面略放物線状に湾曲した曲面となっている。これにより、反射面１２で反射して幅狭部１４の両側面に至った光が出光面１１側に向かって全反射するようにしている。また、幅広部１３の幅方向の両側面は導光部材１の厚み方向と略平行な面となっているが、幅広部１３の出光面１１と反対側の面は、幅狭部１４から幅方向の外側に行く程出光面１１側に近づくように湾曲して幅広部１３の両側面に連続した断面弧状の曲面となっている。これにより、反射面１２で反射してさらに幅狭部１４の両側面で反射して幅広部１３の出光面１１と反対側の面（幅狭部１４を突出した面）に到達した光が出光面１１側に向かって全反射するようにしている。

ここで、本実施形態の導光部材１は、図１及び図５に示されるように出光面１１の幅方向の両端部が、導光部材１の幅方向外側に行く程導光部材１の厚み方向において反射面１２側に位置するように湾曲した湾曲面１８となっている。各湾曲面１８は導光部材１の幅方向において反射面１２よりも外側に位置している。各湾曲面１８は出光面１１と幅広部１３の側面部を接続する隅部を成し、出光面１１の断面円弧状の部分と導光部材１の側面となる幅広部１３の側面とを角が形成されないように滑らかに連続させている。両湾曲面１８は中心角が略９０度で曲率半径Ｒが同じ断面円弧状に形成されている。例えば両湾曲面１８の曲率半径Ｒは０．５ｍｍに設定される。

このように出光面１１の幅方向両端部に形成された湾曲面１８は、図６に示されるように反射面１２で拡散反射した後に湾曲面１８に到達した光を散乱させて出射し、出光面１１の両側端部から出射された光に若干の拡散性を付与する。すなわち、反射面１２から導光部材１の幅方向外側に広がるように出光面１１側に向かう光が湾曲面１８に到達すると、この光は湾曲面１８から出射される箇所において出光面１１の幅方向中央側に向けて屈曲し、拡散する。このため、出光面１１から出射された光の照射領域における幅方向の外側部分にあっては、その照度が幅方向の外側に行くにつれて緩やかに低下するようになる。

図７には導光部材１に湾曲面１８を設けず出光面１１と幅広部１３の側面部とでなす隅部を角のある隅部とした場合における出射光線の解析結果が示されている。図７から出光面１１の幅方向の端部においては光が拡散し難く、照射領域の幅方向の外側部分において照度変化が小さくなることがわかる。

以上説明した本実施形態の導光部材１は棒状であって、入光面１０、反射面１２、及び出光面１１を備えている。入光面１０は導光部材１の長さ方向の端部に設けられて光源２０からの光が入射する面である。反射面１２は導光部材１の長さ方向に沿って設けられて入光面１０から入射した光を拡散して反射する面である。出光面１１は導光部材１の長さ方向に沿って設けられて反射面１２に対向し、反射面１２で反射した光を出射する面である。そして、出光面１１の幅方向の端部が幅方向外側に行く程反射面１２と出光面１１の対向方向において反射面１２側に位置するように湾曲した湾曲面１８となっている。このため、反射面１２から出光面１１の幅方向の端部に到達した光を湾曲面１８で散乱させ、これにより出光面１１から出射された光の照射領域の幅方向の外側端部にける照度変化を緩やかにすることができる。また、照射領域とそれ以外の領域との境界部分をぼやかすことができる。従って、高い演出効果を得ることができる。また、出光面１１と幅広部１３の側面部を接続する隅部を角の無い湾曲面１８とするので、導光部材１が合成樹脂製で押出成形や射出成形によって形成されるものである場合、導光部材１の成形時において出光面１１と幅広部１３の側面部とでなす隅部における成形材料の流動性が向上し、成形性を良くすることができる。なお、本実施形態では出光面１１の幅方向の両側端部を湾曲面１８としたが、片側端部のみを湾曲面１８としてもよい。

ところで、例えば導光部材１の長さ方向の一端面を入光面１０とするものにあっては、入光面１０から離れる程、出光面１１から出射される光の量が少なくなりやすい。また、導光部材１の両端面を入光面１０とするものにあっても、導光部材１の長さ方向における中間部において出光面１１から出射される光の量が少なくなりやすい。このため、照射領域においては導光部材１の長さ方向において光むらが生じやすい。しかし、本実施形態のように出光面１１の断面形状を導光部材１の長さ方向において変化させて、光を出光面１１から導光部材１の長さ方向に拡散して出射させた場合、照射領域の照度を導光部材１の長さ方向において略均一にすることができる。このため、照射領域の長さ方向において光むらが生じることを抑制できる。

（第二実施形態）
次に上記とは異なる実施形態を以下に示す。なお第一実施形態と同一の構成については同一の番号を付与し、重複する説明は省略する。

図１０に示されるように本実施形態の導光部材１は、出光面１１の幅方向の両側に設けられた湾曲面１８のうち、一方の湾曲面１８０の曲率半径Ｒ１を他方の湾曲面１８１の曲率半径Ｒ２よりも大きくしてある。例えば湾曲面１８０の曲率半径Ｒ１は１．５ｍｍに設定され、湾曲面１８１の曲率半径Ｒ２は０．５ｍｍに設定される。また、両湾曲面１８は中心角が略同じとなる断面円弧状に形成され、その中心角は例えば略９０度に設定される。

このように両湾曲面１８の曲率半径Ｒを異ならせることで、両湾曲面１８における光線の散乱性を変化させ、出光面１１から出射される光の配光特性を出光面１１の幅方向の一方側と他方側とで変化させることができる。

図１１には本実施形態における出射光線の解析結果が示されている。同図から、曲率半径Ｒの大きな湾曲面１８０においては曲率半径Ｒの小さな湾曲面１８１よりも光の散乱性が大きくなっていることがわかる。このため、出光面１１から出射される光の照射領域の両側において照度変化の緩急を異ならせて演出効果を高めることができる。

また、図１１から湾曲面１８０から出射された光が湾曲面１８１から出射された光よりも出光面１１の幅方向外側に向かって広がり難くなっていることがわかる。このため、例えば図１２に示されるように湾曲面１８０を上側に配置し且つ湾曲面１８１を下側に配置することで、壁３１に照射される光の照射領域を天井３０側には広げずに天井３０と反対側に広げることができる。従って、壁３１を好適に照らすことができ、また、演出効果を高めることができる。

また、本実施形態の導光部材１を組み込んだ照明装置２は、図１３及び図１４に示される例のように洗面化粧台４に設置しても有効に利用することができる。この例では、本実施形態の導光部材１を組み込んだ照明装置２を、洗面化粧台４のミラー４０の両側に設置している。各照明装置２の導光部材１は正面視矩形状のミラー４０の側縁に沿って配設されており、その出光面１１は洗面化粧台４の利用者５が立つ前側に向けられている。また、図１４に示されるように各照明装置２の導光部材１は、曲率半径Ｒの小さな湾曲面１８１がミラー４０側に位置するように設置されている。このように設置された各照明装置２の導光部材１の出光面１１から出射された光は、ミラー４０の幅方向内側への広がりが大きくなり、ミラー４０の幅方向外側への広がりが抑えられる。すなわち、各照明装置２の導光部材１の出光面１１から出射された光をミラー４０の正面側に集めることができる。このため、各照明装置２の導光部材１の出光面１１から出射された光により、ミラー４０の前側に居る利用者５を好適に照らすことができる。

１導光部材
１０入光面
１１出光面
１２反射面
１８湾曲面

Claims

棒状の導光部材であって、
前記導光部材の長さ方向の端部に設けられ、光源からの光が入射する入光面と、
前記導光部材の長さ方向に沿って設けられ、前記入光面から入射した光を拡散して反射する反射面と、
前記導光部材の長さ方向に沿って設けられ、前記反射面に対向し、前記反射面で反射した光を出射する出光面とを備え、
前記導光部材は、
前記導光部材の長さ方向に沿って設けられた幅広部と、
前記導光部材の長さ方向に沿って設けられ、前記幅広部から前記導光部材の長さ方向と直交する断面において前記導光部材の幅方向と直交する方向に突出し、前記幅広部よりも幅が狭い幅狭部とで構成され、
前記反射面は前記幅広部から突出した前記幅狭部の突出端面で構成され、
前記出光面は前記幅広部の前記幅狭部とは反対側の面で構成され、
前記出光面は前記反射面側に窪んだ凹曲面であり、
前記出光面の幅方向の両側端部の各々は、前記出光面の幅方向の外側に行く程前記反射面と前記出光面の対向方向において前記反射面側に位置するように湾曲した湾曲面であり、
前記両湾曲面の曲率半径が互いに異なることを特徴とする導光部材。
前記出光面の断面形状を長さ方向において変化させたことを特徴とする請求項１に記載の導光部材。