JP6407458B1 - 照明装置、照明装置の取り付け構造、照明装置からの光取り出し方法及び照明装置の光接続方法 - Google Patents
照明装置、照明装置の取り付け構造、照明装置からの光取り出し方法及び照明装置の光接続方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】枠体3は、一部に開口部8を有する。枠体3の内部には、一つまたは複数のLED光源13が、開口部8から所定距離離した位置に配置される。枠体3の内部には、開口部7を除いて外部と遮蔽された空間が形成される。枠体3の開口部7近傍には、光ガイド部11が設けられる。光ガイド部11の先端には、支持部9が設けられる。支持部9は、導光体5を支持する部位である。光ガイド部11は、枠体3の開口部7の近傍に、導光体5に向かって先細り形状をなす。また、導光体5の両面は、支持部9で挟み込まれる。なお、支持部9の先端部が開口部7となる。すなわち、開口部7には導光体5が固定される。
【選択図】図2a
Description
特許文献2の照明装置は、導光空間をスリーブで筒状に形成したため、導光空間において、光束を導光体の入射面の断面積以上に広げることができない。これに対して、本発明のLED光源から出射する光束を、出射光の中心軸方向に所定角度で導光体の光入射部の断面積より大きな面積の空間に広げて拡散反射させ、導光体に入射する入入射光を均一化するものである。そのため、特許文献2では、LED光源と光入射部が近接して配置され、LED光源と光入射部の距離やLED光源の配光角や出射光の光束などについて本願のような拡散反射を促進するための構造的な特徴が存在しない。
前記LED光源を、前記枠体の内部の、前記開口部から所定距離離間した位置に配置し、前記枠体の内部には、前記開口部を除き外部と遮蔽された空間を形成し、
前記LED光源から出射される配向角の内部に形成される光束を、前記LED光源の出射端面の法線方向を中心軸として、前記枠体の開口部断面積より大きな断面積の空間に配光角に合わせた所定角度で放射状に広げることで、前記枠体の内表面で拡散反射させて均一化して、
さらに前記LED光源からの光を、前記導光空間内に配置された前記導光体の側面、表面、裏面の少なくともいずれかに入射させ、前記導光体に入射した光を、前記導光体内で反射を繰り返すことで、前記光入射部から所定距離離れた位置の前記枠体の外部に配置された前記導光体の側面、表面、裏面の少なくともいずれかに形成された出射面に導光して、前記導光体の前記枠体の外部に配置された前記出射面に形成された光取り出し部の少なくともいずれかから光を取り出すことを特徴とする照明装置からの光取り出し方法である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図1は照明装置1を示す斜視図であり、図2aは、照明装置1の断面図であり、図2bは、照明装置1の枠体3の拡大断面図である。また、図3aは、図2のA部拡大図、図3bは、図2のB部拡大図である。
図2の例では、LED光源が1個の場合には、開口部の長手方向に見た場合に、導光体の入射側面に直接光も入射するため、導光体の輝度分布が直接光の影響を受けることになる。
次に、第2の実施形態について説明する。図6は、第2の実施形態にかかる照明装置1aの断面図である。なお、以下の説明において、照明装置1と同一の機能を奏する構成については、図1等と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。例えば、照明装置1aを示す斜視図は図1と同様である。
次に、第3の実施形態について説明する。図7は、第3の実施形態にかかる照明装置1bの断面図である。照明装置1bは、照明装置1aとほぼ同様に、導光体5が導光空間15の内部に配置され、導光体5の入射側面5aおよび表面5dが所定長さだけ導光空間15の内部に配置される。ここで、照明装置1bでは、導光空間15の内部に配置された導光体5の入射側面5aに、鋸刃状三角溝16aが形成され、導光体5の表面5dに鋸刃状三角溝16bが形成される。
次に、第4の実施形態について説明する。図8aは、第4の実施形態にかかる照明装置1cを示す断面図である。
この場合でも、輝度が高いLED光源13からの直接光が入射側面5aに入らない位置関係とすることができる。つまり、LED光源13と導光体5の入射側面5aの距離とLED光源13の導光体5に対する配置角度の両者を適宜調整することで、間接光をのみを入射側面に取り込むことができる。照明装置1cの設置場所や取り付けやすさを考慮してLED光源13と入射側面5aの位置関係を決めればよい。
次に、第5の実施形態について説明する。図9は、第5の実施形態にかかる照明装置1dを示す斜視図である。照明装置1dは、照明装置1とほぼ同様の構成であるが、導光体5の少なくとも一部に曲がり部17が形成される点で異なる。
次に、第6の実施形態について説明する。図10aは、第6の実施形態にかかる照明装置1fを示す底面図であり、図10bは図10aのH−H線断面図である。照明装置1fは、照明装置1とほぼ同様の構成を含む。ここで、照明装置1の構成を第1の照明装置とする。照明装置1fは、第1の照明装置と、第2の照明装置である照明装置2が一体化して構成される。照明装置2は、第1の照明装置に外装される。すなわち、照明装置1fは、照明装置1と照明装置2とが組み合わせられたものである。なお、照明装置1に代えて、前述した他の照明装置1a〜1cを適用してもよい。特に、照明装置1cを用いれば、照明装置1からは、間接光のみを取出すことができる。
次に、第7の実施形態について説明する。図11aは、第7の実施形態にかかる照明装置1gである。照明装置1gは、照明装置1fと同様に、導光体5から光取出しを行なう第1の照明装置に、一方が開口した凹形状の窪み部を有する反射板を兼ねる第2の枠体21の内部にLED光源23が配置された第2の照明装置が組合せられて用いられる。なお、照明装置1に代えて、前述した他の照明装置1a〜1cを適用してもよい。特に、照明装置1cを用いれば、照明装置1からは、間接光のみを取出すことができる。
次に、第8の実施形態について説明する。図12は、第8の実施形態にかかる照明装置1hを示す斜視図であり、図13aは、照明装置1hの断面図、図13bは、図13aのI部拡大図である。照明装置1hは、照明装置1と略同様の構造を有するが、導光体5の表面5dの一部に光取り出し部27が設けられる点で異なる。
次に、第9の実施形態について説明する。図14は、第9の実施形態にかかる照明装置1iを示す平面図である。照明装置1iは、照明装置1と略同様の構造を有するが、照明装置1hと同様に、導光体5の表面5dの一部に文字、文字列、図形、記号、模様、またはロゴマークが描かれた光取り出し部27が設けられる点で異なる。この時、枠体の外部に配置された導光体5の出射側面5cや出射側面5bは光反射性部材29で覆われている。
次に、第10の実施形態について説明する。図15は、第10の実施形態にかかる照明装置1jを示す平面断面図である。照明装置1jは、照明装置1と略同様の構造を有するが、光反射性部材29が用いられる点で異なる。
次に、第11の実施形態について説明する。本実施形態においては、異なる断面形状の枠体を用いて、LED光源の配置との関係を示す実施形態を示す。例えば、枠体3の断面形状は、略長方形の先端に先細り形状を形成した略5角形である例には限られない。
実施形態においては、LED光源13は、LED光源13の発光面が開口部8(光入射部)に対して略直交する位置に配置されたが、この実施形態では所定角度で配置される点が異なる。また、この実施形態では、16bは、枠体3または光反射部材3b拡散反射された間接光の他、光入射部である導光体5の入射側面に直接光が入射するのに対して、16a,16cにおいては、間接光のみが入射することができるため、導光体5からより均一な光りを取出すことができる。
次に、第12の実施形態について説明する。第12の実施形態は、本発明の照明装置の構造部材への取り付け構造である。本実施形態では、枠体3の開口部8が長手方向に略同一の断面形状を有する導光体5が用いられる。
3………枠体
3a………基材
3b………光反射性部材
5………導光体
5a………入射側面
5b、5c………出射側面
5d………表面
5e………裏面
6………漏光防止部材
7………支持部の開口部
8………開口部(枠体の開口部)
9………支持部
10………照明装置の取り付け構造
11………光ガイド部
13………LED光源
15………導光空間
16a、16b………鋸刃状三角溝
17………曲がり部
21………枠体
22………窪み部
23………LED光源
25………導光空間
26………光透過部材
27………光取り出し部
28………ロゴマーク
29………光反射性部材
81………接着剤層
84………空気層
85………係止爪
90………構造部材
91………開口部
92………収納空間
Claims (23)
- 一つまたは複数のLED光源と、
開口部を有し、前記開口部を除く枠体の内表面あるいは枠体自体が拡散反射性に優れる光反射性部材で形成され、
前記光反射性部材は光反射性部材が酸化アルミニウム標準板の波長450〜650nmの可視光領域における光反射率を100%とした時に拡散反射率が90%以上、全反射率が90%以上の光反射率を有し、
さらに、前記開口部に固定されるシート状の導光体と、を具備し、
前記LED光源が、前記枠体の内部の、前記開口部から所定距離離間した位置に配置され、
前記枠体の内部には、前記開口部を除き外部と遮蔽された空間が形成され、
前記空間は、前記LED光源から出射された光を導光する導光空間であり、
前記導光空間の内部には、前記導光体の側面のみか、あるいは側面と表面と裏面のいずれかが光入射部として配置され、
前記導光空間は、LED光源から出射され、配向角の内部に形成される光束を、LED光源の出射端面の法線方向を中心軸として、前記枠体の開口部断面積より大きな断面積の空間に配光角に合わせた所定角度で放射状に広げて、
前記枠体内面の光反射性部材で拡散反射させることが可能な導光空間であり、
前記光入射部から導光空間内部の光を前記導光体に光接続することで、
前記導光体の枠体外部に配置された側面、表面または裏面のいずれかに形成された光取出し部から光を取り出すことが可能であることを特徴とする照明装置。 - 前記LED光源と、前記導光体の側面が対向して配置され、前記光束が前記開口部における断面積の2倍以上の断面積に前記導光空間の内部で拡開されることが可能な導光空間を有すること特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記枠体の前記開口部の面積に対する、前記枠体の前記開口部を含む全内表面積の割合が、1:6以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の照明装置。
- 前記枠体の内表面、あるいは枠体自体を形成する光反射性部材が酸化アルミニウム標準板の波長450〜650nmの可視光領域における光反射率を100%とした時に拡散反射率が95%以上、全反射率95%以上の光反射率を有することを特徴とする請求項1〜請求項3に記載の照明装置。
- 前記枠体は、金属製または樹脂製の基材の内表面に光反射性部材を塗布するか、またはフィルム状の光反射性部材を枠体に貼付けて内表面を形成するか、あるいは枠体自体がマイクロ発泡樹脂で形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の照明装置。
- 前記枠体の前記開口部の近傍に、前記導光体に向かって先細り形状をなす集光効果がある光ガイド部を有することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の照明装置。
- 前記開口部または前記光ガイド部の先端に、前記導光体を支持する支持部が設けられ、
前記支持部の内面は、光反射性部材で構成され、
前記導光体が、前記支持部により挟みこまれて支持されることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の照明装置。 - 前記導光体の厚さをtとし、前記支持部と前記導光体の界面において、前記支持部と前記導光体の界面を構成する物質の、前記導光体との屈折率比に対応する全反射の臨界角をθcとすると、前記支持部の長さは、Le=5・t・tan(θc)以上であることを特徴とする請求項7に記載の照明装置。
- 前記導光体の表面および裏面の少なくとも一部が、前記支持部と接着剤で接合されていることを特徴とする請求項7または請求項8記載の照明装置。
- 前記支持部と前記導光体の対向面に接着剤層が設けられ、前記支持部の光取り出し部側の先端に、少なくとも前記接着剤層の端面を覆うように、光反射性部材が、漏光防止部材として設けられることを特徴とする請求項7または請求項8に記載の照明装置。
- 前記導光体は、形状保持性を有する透明または半透明な樹脂シートあるいは樹脂フィルム、または薄板ガラスのいずれかであることを特徴とする請求項1から請求項10のいずれかに記載の照明装置。
- 前記LED光源は、前記導光体の光入射部の全体が、前記LED光源の配向角の内部に形成される光束の照射範囲に含まれないように、前記LED光源の発光面が前記導光体の光入射部に対して所定角度傾いて、さらに前記LED光源が前記光入射部から所定距離離れた位置に配置されることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
- 前記LED光源の出射光の配向角の光束の内部に、前記光入射部である導光体の側面または側面、表面、裏面が含まれずに、前記光束が前記開口部の断面積の2倍以上の断面積に前記導光空間の内部で拡開されることが可能であること特徴とする請求項12に記載の照明装置。
- 前記導光空間内に配置された前記LED光源が前記枠体の開口部の長手方向に所定の間隔で複数個配置され、
前記LED光源の配向半角をθとし、前記LED光源から前記光入射部までの距離をLとすると、前記開口部の長さ方向に沿った前記LED光源の配置間隔は2L×tanθと略一致し、前記配向半角θは、60°±10°の範囲であることを特徴とする請求項1から請求項13のいずれかに記載の照明装置。 - 前記導光体が少なくとも曲がり部を有し、前記導光体の光取り出し部が前記導光体の曲がりに応じた湾曲形状であるか、あるいは前記導光体が筒状であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の照明装置。
- 前記導光体の表面または裏面に光取り出し部が設けられ、
前記導光体の出射側面の一部または全部を光反射性部材で覆うことにより、少なくとも前記導光体の表面または裏面の光取り出し部から光を取り出すことが可能であることを特徴とする請求項1から請求項15のいずれかに記載の照明装置。 - 前記導光体の表面または裏面の前記光取り出し部は、文字、文字列、図形、記号、模様、またはロゴマークのいずれかの形状に描かれていることを特徴とする請求項16に記載の照明装置。
- 前記照明装置は、第1の照明装置であり、
第2の照明装置は、開口部が光取り出し部である凹形状の窪み部を有する反射板を兼ねる第2の枠体と、前記第2の枠体の窪み部の内部に設けられる第2のLED光源と、を具備し、
前記第1の照明装置の前記導光体が、前記第2の照明装置の前記光取り出し部を覆うように外装されることで、前記第1の照明装置の前記導光体が前記第2の照明装置の前記第2のLED光源からの光を取り出す光透過部材として、光取出しを行なう複合照明装置を形成することを特徴とする請求項1または請求項12記載の照明装置。 - 前記照明装置は、第1の照明装置であり、
第2の照明装置は、開口部が光取り出し部である凹形状の窪み部を有する反射板を兼ねる第2の枠体と、前記第2の枠体の窪み部の内部に設けられる第2のLED光源と前記開口部に設けられる光透過部材とを、具備し、
前記第2の照明装置の開口部は光透過部材で覆われていて、
前記第2の照明装置の窪み部の内部に、前記導光体から光取出しを行なう前記第1の照明装置が内装され、
前記第1の照明装置の前記導光体から取り出した光を、前記第2の照明装置の光透過部材から取り出す複合照明装置を形成することを特徴とする請求項1または請求項12記載の照明装置。 - 請求項1または請求項12記載の照明装置と構造部材との取り付け構造であって、
前記枠体の開口部は、長手方向に略同一の断面形状を有し、
前記照明装置は前記構造部材の内部に内装されて固定され、前記導光体の光取り出し部は出射側面であり、さらに前記出射側面の少なくとも一部が前記構造部材の開口部に配置されるように、前記導光体が前記構造部材に固定されていて、前記構造部材の開口部から光取り出しを行うことを特徴とする照明装置の取り付け構造。 - 前記構造部材の開口部に沿って、光り取り出しを行なうライトガイド機能を有することを特徴とする請求項20に記載の照明装置の取り付け構造。
- 一つまたは複数のLED光源と、
開口部を有し、酸化アルミニウム標準板の波長450〜650nmの可視光領域における光反射率を100%とした時に拡散反射率が90%以上、全反射率90以上の反射率を有するマイクロ発泡樹脂で形成された枠体と、前記開口部に固定されるシート状の導光体と、を具備する照明装置において、
前記LED光源を、前記枠体の内部の、前記開口部から所定距離離間した位置に配置し、
前記枠体の内部には、前記開口部を除き外部と遮蔽された空間を形成し、
前記LED光源から出射された配向角の内部に形成される光束を、前記LED光源の出射端面の法線方向を中心軸として、前記枠体の開口部断面積より大きな断面積の空間に配光角に合わせた所定角度で放射状に広げることで、前記枠体の内表面で拡散反射させて均一化して、
さらに前記LED光源からの光を、前記導光空間内に配置された前記導光体の側面、表面、裏面の少なくともいずれかに入射させ、前記導光体に入射した光を、前記導光体内で反射を繰り返すことで、前記光入射部から所定距離離れた位置の前記枠体の外部に配置された前記導光体の側面、表面、裏面の少なくともいずれかに形成された出射面に導光して、前記導光体の前記枠体の外部に配置された前記出射面に形成された光取り出し部の少なくともいずれかから光を取り出すことを特徴とする照明装置からの光取り出し方法。 - 一つまたは複数のLED光源と、
開口部を有し、酸化アルミニウム標準板の波長450〜650nmの可視光領域における光反射率を100%とした時に拡散反射率が90%以上、全反射率90以上の反射率を有するマイクロ発泡樹脂で形成された枠体と、前記開口部に固定されるシート状の導光体と、を具備する照明装置において、
前記LED光源を、前記枠体の内部の、前記開口部から所定距離離間した位置に配置し、
前記枠体の内部には、前記開口部を除き外部と遮蔽された空間を形成し、
前記LED光源から出射された配向角の内部に形成される光束を、前記LED光源の出射端面の法線方向を中心軸として、前記枠体の開口部断面積より大きな断面積の空間に配光角に合わせた所定角度で放射状に広げることで、前記枠体の内表面で拡散反射させて均一化して、
さらに前記LED光源からの光を、前記導光空間内に配置された前記導光体の側面、表面、裏面の少なくともいずれかに入射させることを特徴とする照明装置の光接続方法。
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