JP6313239B2 - 面状照明装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、フレームからの回路基板の剥がれが抑制でき、より一層、長期信頼性に優れた面状照明装置を提供することを目的とする。
(1)本発明の面状照明装置は、側壁を有するフレームと、前記側壁に配置される実装部および前記実装部に対して折り曲げられる折曲部を含む回路基板と、前記実装部に配置される複数の点状光源と、前記複数の点状光源に入射面を向けて前記フレームに収納される導光板と、を備え、前記導光板が、前記実装部を前記側壁に配置するために、前記実装部の前記点状光源が配置されていない部位に向かって、前記入射面から前記実装部側に突き出す固定爪を有する。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
図1は、本発明に係る実施形態の面状照明装置10の断面構造を示す図であり、図1(a)は点状光源40が位置する部分の断面図であり、図1(b)は点状光源40が位置しない部分の断面図である。
フレーム20は、図中上側に配置される上側フレーム21と図中下側に配置される下側フレーム22とを備えている。
上側フレーム21には、中央部の矩形状の開口21aが設けられており、導光板80の上側の主面である出射面81から出射して光学シート70を通して出射される光が、開口21aから出射する。
点状光源40が配置される側の側壁22bには、回路基板30が配置される。
他方、側壁22bと対向する側壁22cには、押圧手段90が配置され、押圧手段90を受ける受け面になっている。
光学シート70は、導光板80の出射面81上に配置され、照明光の均一性を向上させたり、照明光の視野角分布や偏光状態を適切な状態とするためのものである。
本実施形態では、光学シート70は、拡散シート71、プリズムシート72、及び、偏光シート73から構成されるものを示しているが、例えば、導光板80の出射面81自体に拡散素子が形成されている時には、拡散シート71を省略することも可能である。
なお、面状照明装置10の使用目的によっては、光学シート70が不要である場合もあり、光学シート70を備えることに限定されるものではない。
反射シート60は、導光板80の、下側フレーム22の底面22aaに向く裏面83に配置される。
より具体的には、反射シート60は、導光板80の裏面83と下側フレーム22の底面22aaとの間に挟まれるように配置されている。なお、導光板80の裏面83は、出射面81と対向する下側の主面である。
また、本実施形態では、図1(a)に示すように、反射シート60が点状光源40の下側の位置に位置するところ、つまり、上面視で、点状光源40に重なる位置にも配置されている。
回路基板30は、点状光源40への給電等を行うための回路が形成された基板であり、本実施形態では、フレキシブルプリント基板(FPC)を用いている。
なお、本実施形態では、点状光源40としてLED(発光ダイオード)を用いているが、点状光源としてはLD(レーザダイオード)などであっても良く、LEDに限定されるものではない。
なお、図2では、回路基板30の、下側フレーム22の側壁22bの長手方向(図1(a),(b)における紙面垂直方向)に沿う方向における一部を拡大した図になっている。
以後、下側フレーム22の側壁22bに沿った方向を回路基板30の長さ方向と呼び、図2の上下方向を回路基板30の幅方向と呼ぶ場合がある。
なお、複数の点状光源40は、図1(a)に示すように、半田41によって、回路基板30の電気配線31に電気的な接続がなされるとともに、回路基板30に固定されている。
なお、回路基板30は、図2では一部しか示していないが、正面視の全体形状は、短冊状の形状をしている。
このように、ブラインドビアホール構造を用いることで図2の紙面垂直方向に配線を多重化することができるので回路基板30の幅(上下)方向に多重化するのに比べて、点状光源40を設ける回路基板30の実装部の幅を小さくできる。
なお、本実施形態では、断線対策として電気配線を多重化することを行っているが、必ずしも、電気配線を多重化する必要はない。
また、多重化する場合でも、ブラインドビアホール構造で電気配線を多重化することに限定されるものではない。
図1(a)及び図1(b)に示すように、反射板50は、回路基板30の折曲部の導光板80と対向する面側に配置される。
このように反射板50を配置すると、点状光源40から上方に照射された光が反射板50で反射され、導光板80の入射面82に入射することができるので、光の利用効率を高めることが可能である。
なお、図1(a)では、1つの点状光源40の部分しか示していないが、図示しない残る複数の点状光源40の部分についても同様である。
まず、図3に示すグラフがどのような状態を示すものかについて図4を参酌しながら説明する。
また、反射シート60は、導光板80の下面だけでなく、点状光源40の下側まで配置されている。
サンプル1は、反射板50の端部B1と対向する端部B2が−0.25mmの位置よりもマイナス側、つまり、上面視で、反射板50が点状光源40に重なる状態のときには、有効エリアに到達する光量の割合が高いが、−0.25mmの位置よりもプラス側、つまり、上面視で、反射板50が点状光源40に重ならなくなるにつれて、有効エリアに到達する光量の割合が減少している。
まず、点状光源40の入射面82からの離間距離が同じであるサンプル2〜4を見ると、点状光源40の光軸中心Oが入射面82の上下幅の中央Pに一致しているサンプル2は、有効エリアに到達する光量の割合が高く、点状光源40の光軸中心Oが入射面82の上下幅の中央Pに対して下側及び上側にずれているサンプル3、及びサンプル4は、サンプル2よりも有効エリアに到達する光量の割合が低いことから、点状光源40の光軸中心Oが入射面82の上下幅の中央Pに略一致していることが好ましいことがわかる。
一方、サンプル4の結果から明らかなように、点状光源40の光軸中心Oが中央Pに対して上側にずれて配置された場合、反射板50の端部B2が点状光源40から離れるに従って、有効エリアに到達する光量が著しく減少する。ところが、反射板50を上面視して点状光源40に重なる位置まで延ばして配置させた場合には、この光量の減少は小さく抑えられる。従って、反射板50を点状光源40に重なる位置まで延ばして配置することで、点状光源40を載置した回路基板30における実装部の側壁22bに対する配置位置または点状光源40の実装部に対する実装位置が、上下方向にずれたとしても大幅な光量の低下をまねくことがない。すなわち、製造時の組立誤差の照明特性への影響を受け難い構造(ロバスト性に優れた構造)とすることができる。
導光板80は、アクリルやポリカーボネートなどの樹脂材料やガラスなどの光学的に透明な材料で矩形平板状に構成される。
面状照明装置10の薄型化のためには、導光板80も薄いことが望ましく、このことから、厚みが薄くても割れなどが起きにくく、また、成形性の高い樹脂材料で構成されるのが好適である。
すなわち、導光板80は、入射面82側に、入射面82側から入射面82に対向する端面84側に向かって厚みが漸減する光導入ガイド部85を備えている。
図5に示すように、固定爪86は、上面視で、導光板80の入射面82から離れるほど幅が狭くなるように形成され、その先端面86aが回路基板30の点状光源40の実装される実装部に当接する。
例えば、全ての点状光源40の間となる位置に固定爪86を設けても良く、3つ置きの点状光源40の間となる位置に固定爪86を設けるようにしても良い。
例えば、固定爪86は、入射面82の上下方向の厚み(上下方向の幅)よりも小さい厚み(上下方向の幅)であっても良い。
また、固定爪86の設けられる位置も、入射面82の上下方向の中央部としても良く、回路基板30の折曲部側となる入射面82の端(図上側)などでもよい。
したがって、高温高湿度下などの過酷な環境下においても、回路基板30の剥がれが抑制され、従来のものに比べ、より一層、長期信頼性に優れた面状照明装置10となる。
点状光源40は、発光時に発熱するため、直接、入射面82が点状光源40に接触すると、その熱が導光板80に伝わり、導光板80が劣化する恐れがあるが、本実施形態のように、固定爪86を利用して点状光源40に導光板80が接触しないようにすることで導光板80の劣化を抑制することが可能である。
押圧手段90は、図1に示すように、導光板80の入射面82と対向する端面84に配置され、導光板80の固定爪86が回路基板30の実装部を下側フレーム22の側壁22b側に付勢するように、導光板80を押圧する。
このようにすることで、より一層確実に、回路基板30が下側フレーム22の側壁22bから剥がれることを抑制することができる。
例えば、上記実施形態では、回路基板30の折曲部は、導光板80の上側に位置するように折り曲げられている場合を示したが、導光板80の下側に折り曲げられるようにしても良く、また、導光板80の上側および下側に折り曲げられるようにしたものでもよい。
20 フレーム
21 上側フレーム
21a 開口
22 下側フレーム
22a 底部
22aa 底面
22b 側壁
22c 側壁
30 回路基板
31 電気配線
32 スリット
40 点状光源
41 半田
50 反射板
60 反射シート
70 光学シート
71 拡散シート
72 プリズムシート
73 偏光シート
80 導光板
81 出射面
82 入射面
83 裏面
84 端面
85 光導入ガイド部
86 固定爪
86a 先端面
90 押圧手段
A 終端
B1 端部
B2 端部
D 発光面
O 光軸中心
P 入射面の中央
Claims (9)
- 側壁を有するフレームと、
前記側壁に配置される実装部および前記実装部に対して折り曲げられる折曲部を含む回路基板と、
前記実装部に配置される複数の点状光源と、
前記複数の点状光源に入射面を向けて前記フレームに収納される導光板と、を備え、
前記導光板が、前記実装部を前記側壁に配置するために、前記実装部の前記点状光源が配置されていない部位に向かって、前記入射面から前記実装部側に突き出す固定爪を有し、
前記折曲部は、前記導光板と対向するように前記導光板側に折り曲げられており、
前記折曲部の前記導光板と対向する面側に前記導光板と当接するように配置される反射板を備えていることを特徴とする面状照明装置。 - 側壁を有するフレームと、
前記側壁に配置される実装部および前記実装部に対して折り曲げられる折曲部を含む回路基板と、
前記実装部に配置される複数の点状光源と、
前記複数の点状光源に入射面を向けて前記フレームに収納される導光板と、を備え、
前記導光板が、前記実装部を前記側壁に配置するために、前記実装部の前記点状光源が配置されていない部位に向かって、前記入射面から前記実装部側に突き出す固定爪を有し、
前記折曲部は、前記導光板と対向するように前記導光板側に折り曲げられており、
前記折曲部の前記導光板と対向する面側に配置される反射板を備え、
前記回路基板には、スリットが形成され、
前記折曲部は、前記スリットの部分で前記導光板側に折り曲げられ、
前記スリットは、前記折曲部に形成された折曲部側領域と、前記実装部に形成された実装部側領域とを含み、
前記反射板は、前記折曲部側領域の一部を少なくとも覆い、前記実装部側領域を覆わないように設けられていることを特徴とする面状照明装置。 - 前記反射板は、上面視で、複数の前記点状光源に重なる位置から前記導光板に重なる位置まで設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の面状照明装置。
- 前記固定爪は、前記点状光源と前記入射面との間に隙間を形成するように設けられていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の面状照明装置。
- 前記導光板の前記入射面と対向する端面に配置され、前記固定爪が前記実装部を前記側壁側に付勢するように前記導光板を押圧する押圧手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の面状照明装置。
- 前記フレームは、前記導光板の前記入射面と対向する端面側に設けられる端面側側壁を備え、
前記押圧手段が、前記導光板の前記入射面と対向する端面と前記端面側側壁との間に配置される弾性体であることを特徴とする請求項5に記載の面状照明装置。 - 前記固定爪は、上面視で、前記入射面から離れるほど幅が狭くなるように構成されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の面状照明装置。
- 前記導光板の前記フレームの底面側に向く面に配置される反射シートを備え、
前記反射シートが、上面視で、複数の前記点状光源に重なる位置まで設けられていることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の面状照明装置。 - 前記導光板は、前記入射面側に、前記入射面側から前記入射面に対向する端面側に向かって厚みが漸減する光導入ガイド部を備えることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の面状照明装置。
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