JP6604589B2

JP6604589B2 - 照明器具

Info

Publication number: JP6604589B2
Application number: JP2015127919A
Authority: JP
Inventors: 元洋齋見; 理棚橋
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2015-06-25
Publication date: 2019-11-13
Anticipated expiration: 2035-06-25
Also published as: US10240730B2; US20160377793A1; DE102016108160A1; JP2017010889A

Description

本発明は、導光板を備えた照明器具に関する。

従来から、光源部より出射された光を導光すると共に外部に出射する導光板を備えた照明器具が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような導光板は、例えば、その両主面（表面及び裏面）にマトリクス状に配置された微細な凹パターン痕（ドット）を有し、これらドットから光を外部に出射する。このようなドットは、例えば、正方格子状に配列され、表面のドットは裏面のドットに対して正方格子の並び方向に偏心して配置されている。このようにドットを配置することでドットによる輝点の数が増えるので、導光板がより均一に発光するようになる。

特開２０１１−３３６７号公報

しかしながら、上述したような照明器具では、表面のドットと裏面のドットとが互いに干渉して、導光板を表面側又は裏面側から見たときに縞状の周期的なパターン（モアレ）が発生することがある。

このようなモアレを除去する手段の一つとして、導光板の表面及び裏面への光拡散シートの貼着又はドットが形成されていない領域への光拡散性の付与により、表面のドットと裏面のドットとの干渉を低減することが考えられる。しかしながら、このような光拡散性の付与は、導光板から出射する光の配光制御を困難にする上、特に照明器具の消灯時に導光板の不透明性が目立って見栄えが悪い。

本発明は、上記課題を解決するものであって、ドットが表面及び裏面に設けられた導光板を備えた照明器具において、見栄えの向上を図ると共に導光板による配光制御を可能とし、更にモアレの発生を抑制することができる照明器具を提供することを目的とする。

本発明の照明器具は、光源部と、前記光源部からの光を導光すると共に外部に出射する導光板と、を備え、前記導光板は、該導光板の一側面を成し前記光源部からの光が入射する入射面と、前記導光板の両主面を成し前記入射面から入射した光が出射する出射面と、を有し、前記出射面は、それぞれマイクロプリズム加工により形成されたドットを有し、一方の前記出射面のドットと他方の前記出射面のドットは、互いに回転対称に位置ずれしていることを特徴とする。

本発明の照明器具によれば、導光板に光拡散性を付与することなく、一方の出射面（表面）のドットと他方の出射面（裏面）のドットとの干渉が低減される。これにより、導光板を透明に構成して見栄えの向上を図ると共に導光板による配光制御を可能とし、更にモアレの発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る照明器具の側断面図。上記照明器具を構成する導光板を図１の矢印の方向から見た図。（ａ）は上記導光板において斜方格子状に配列されたドットを示す図、（ｂ）は一方のドットに対して他方のドットを種々の回転角で回転させた状態を示す図。図３（ｂ）に示した回転角とその回転角のときに生じるモアレ径との関係を示す図。上記ドットの配列パターン例を示す図。上記ドットの別の配列パターン例を示す図。（ａ）は上記導光板において正三角格子状に配列されたドットを示す図、（ｂ）は一方のドットに対して他方のドットを種々の回転角で回転させた状態を示す図。図７（ｂ）に示した回転角とその回転角のときに生じるモアレ径との関係を示す図。（ａ）は上記導光板において正方格子状に配列されたドットを示す図、（ｂ）は一方のドットに対して他方のドットを４５°回転させた状態を示す図。（ａ）（ｂ）は、本発明のより好ましい実施形態に係る照明器具におけるドットの配列パターン例を示す図。

本発明の一実施形態に係る照明器具について図１乃至図９を参照して説明する。図１に示すように、照明器具１は、天井Ｃに埋設され、光源部２と、光源部２からの光を導光すると共に外部に出射する導光板３と、導光板３からの光を床面方向（下方）に反射する反射板４と、光源部２、導光板３及び反射板４を保持する筐体５と、を備える。筐体５は、天井Ｃに設けられた穴Ｈに埋設される枠体として形成され、図示しない保持構造により光源部２、導光板３及び反射板４を所定の位置に保持する。

光源部２は、ＬＥＤ２１と、ＬＥＤ２１を実装する配線基板２２と、を有する。ＬＥＤ２１は、複数設けられ、紙面の手前側から奥側にかけて互いに等間隔を置いて列状に配置されている（図２参照）。ＬＥＤ２１は、例えば、白色光を出射する白色ＬＥＤにより構成される。配線基板２２は、ＬＥＤ２１の光軸Ａｘが鉛直方向と一致するようにしてＬＥＤ２１を実装している。

導光板３は、透明アクリル板等の透明材料により構成され、例えば、幅６００ｍｍ×長さ９０ｍｍ×厚さ４ｍｍの矩形平板状に形成される。導光板３は、導光板３の一側面を成し光源部２からの光が入射する入射面３１と、導光板３の両主面を成し入射面３１から入射した光が出射する出射面３２、３３と、を有する。導光板３は、入射面３１がＬＥＤ２１に相対し、且つ出射面３２、３３が光軸Ａｘと平行となるように配置されている。出射面３２、３３は、それぞれマイクロプリズム加工により形成され出射光の配光を制御するためのドット６、７を有する。

ドット６、７は、互いに同じ大きさ、形状及び被覆率を有するようにマイクロプリズム加工により形成される。ドット６、７は、例えば、レーザー加工、切削加工又は凸形状を有する金型を用いた射出成型により、φ１０μｍ〜φ５００μｍ及び深さ５０μｍ〜１００μｍの略円錐形状又は略ドーム形状の凹形状に形成される。出射面３２、３３におけるドット６、７の被覆率は、１０％〜５０％、好ましくは２０％である。

ドット６、７は、ＬＥＤ２１から出射されて導光板３の内部を導光されてきた光を透過又は反射させることで外部に出射させる。ドット６、７から出射される光は、下方（床面方向）に向かう光Ｌ１及び上方（天井Ｃ方向）に向かう光Ｌ２を含む。

ドット６、７は、出射面３２、３３においてＬＥＤ２１近傍でＬＥＤ２１からの高輝度光が入射する領域Ｒには設けられていない。このようにすることで、領域Ｒでは殆どの光が導光されることになり、領域Ｒにおける発光むらの発生を抑制することができる。領域Ｒは、例えば、長さ２０ｍｍに設定される。また、導光板３において入射面３１とは反対側の側面３４にはブラスト加工が施されている。このようにすることで、側面３４から出射する光を拡散することができる。

反射板４は、ドット６、７から出射した光を下方に反射するような角度で、導光板３と筐体５との隙間を埋めるように配置されている。反射板４は、高い光反射性を持つ材料、例えば、アルミニウムにより構成される。

図２に示すように、ドット６（実線で示す）、７（点線で示す）は、互いに同じ配列パターンを有し、導光板３を出射面３２側から見たときに導光板３の中心を基準にして互いに回転対称に位置ずれしている。図３（ａ）に示すように、ドット６、７は、例えば、斜方格子（菱形格子）から成る配列パターンを有する。このような配列パターンを有する場合に、ドット６、７の干渉によって生じるモアレが、ドット６に対するドット７の回転角によってどのように変化するのかを検討した。

図３（ｂ）に示すように、ドット６に対してドット７を３°回転させた場合、ドット６、７の中央に円形状に浮かび上がるモアレが生じた。この状態からドット６に対するドット７の回転角を５°、１０°、１５°、２０°、３０°と増していくと、徐々にモアレの直径（モアレ径）が小さくなった。そして、回転角３０°〜６０°の範囲ではモアレ径は大きく変化せず、回転角を７０°以上とすると再びモアレ径が大きくなった。

上記の結果を図４にまとめると、モアレ径は、ドット６、７が互いに１５°〜７５°、より好ましくは３０°〜６０°の回転角で位置ずれしているときに小さくなった。そこで、図５に示すように、導光板３を出射面３２（又は出射面３３）側から見たときに、ドット６、７が、互いに４５°回転対称となるように導光板３を構成した。このようにすることで、ドット６、７の干渉によるモアレの発生を抑制し、導光板３の見栄えを良くすることができる。また、図６に示すように、ドット６に対してドット７を２２．５°回転させた場合でも、同様の効果を得ることができる。

次に、図７（ａ）に示すように、ドット６、７が、正三角格子（六角格子）から成る配列パターンを有する場合について検討した。その結果、図７（ｂ）に示すように、モアレ径は、ドット６に対するドット７の回転角を２°、５°、１０°、１５°と増すにつれて徐々に小さくなり、回転角２０°〜４０°の範囲では大きく変化しなかった。そして、モアレ径は、回転角を５０°、６０°と増すにつれて徐々に大きくなった後、回転角を７０°、８０°、９０°と増すにつれて逆に小さくなった。

上記の結果を図８にまとめると、モアレ径は、ドット６、７が互いに１５°〜４５°又は７５°〜９０°、より好ましくは３０°又は９０°の回転角で位置ずれしているときに小さくなった。このようにドット６に対するドット７の回転角を制御することで、ドット６、７の干渉によるモアレの発生を抑制し、導光板３の見栄えを良くすることができる。

次に、図９（ａ）に示すように、ドット６、７が、正方格子から成る配列パターンを有する場合について検討した。その結果、ドット６、７が互いに１５°〜７５°回転対称となっているとき、より好ましくは、図９（ｂ）に示すように、互いに４５°回転対称となっているときにモアレ径が小さくなった。また、ドット６、７が矩形格子から成る配列パターンを有する場合も、同様の結果が得られた。

上述のように、本発明の照明器具１によれば、導光板３に光拡散性を付与することなく、出射面３２のドット６と出射面３３のドット７との干渉が低減される。これにより、導光板３を透明に構成して見栄えの向上を図ると共に導光板３による配光制御を可能とし、更にドット６、７の干渉によるモアレの発生を抑制することができる。

また、ドット６、７が互いに同じ大きさ、形状、被覆率及び配列パターンを有するので、出射面３２、３３の各々から出射する光の配光を同じにすることができる。更に、ドット６、７が互いに同じ配列パターンを有するので、ドットがランダムに配置されている場合に比べてドット形成が簡単になり、ドット形成にかかる作業時間を短くすることができる。更に、ドットのランダム配置を行うことができる高価な装置を必要としないので、製造コストの低減を図ることができる。

但し、このような照明器具１では、ドット６、７は互いに同じ配列パターンを有するものの、配列パターンの配列方向がドット６、７で互いに異なっている。そのため、ユーザは、導光板３のドット６、７（出射面３２、３３）を見たときに、出射面３２、３３間でドット感の違いに気づくことがある。また、ドット６、７をレーザー加工や射出成型により形成する場合には、ドット６、７の形成を互いに異なる加工パターンや金型を用いて行う必要がある。

そこで、本発明のより好ましい実施形態に係る照明器具では、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、ドット６、７が、互いに同じ配列パターンを有し、且つ導光板３を出射面３２側から見たときに互いに鏡像となっている（図１０（ｂ）参照）。図例では、ドット６、７は、共に２２．５°傾斜した斜方格子状の配列パターンを有し、各々の出射面３２、３３側から見たときには互いに同じ配置を有するが（図１０（ａ）参照）、出射面３２側から見たときには互いに４５°回転対称となった鏡像となっている。なお、ドット６に対するドット７の回転角は４５°に限定されず、モアレの発生具合やドット６、７の加工性等を考慮して適宜に決定すればよい。

このようにすることで、上述した照明器具１で得られる効果に加えて、更に下記のような効果が得られる。まず、ドット６、７が互いに同じ配列パターン及び配列方向を有するので、出射面３２、３３間でドット感の違いがなくなる。これにより、例えば、複数の照明器具を各々の導光板３がユーザに相対するようにして配置した場合に、ユーザから見て出射面３２、３３が混在していたとしても、ユーザは違和感を感じなくなる。また、ドット６、７をレーザー加工や射出成型により形成する場合に、ドット６、７を同じ加工パターンや金型を用いて形成することができるので、作業時間の短縮化や製造コストの低減化を図ることができる。

なお、本発明に係る照明器具は、上記実施形態に限定されず種々の変形が可能である。例えば、ドットは、必ずしも所定の配列パターンを有する必要はなく、互いに回転対称になっていればランダムに配置されていてもよい。また、ドットは、凹形状に限定されず、例えば、インクジェット印刷や射出成型により凸形状に形成されてもよい。また、ドットは、必ずしも一定のドット径を有する必要はなく、例えば、光源部に近い側ではドット径を小さくして、光源部から遠い側ではドット径を大きくしてもよい。このようにすることで、光源部から遠い側での光出射効率が向上し、導光板の光源部から遠い側の端部における輝度低下を防止することができる。このドット径の変化は、特に、導光板が導光方向に長尺となっている場合に有効である。更に、ドットは、必ずしも導光板の中心を基準にして回転対称に位置ずれしている必要はなく、任意の箇所を基準にして回転対称に位置ずれしていてもよい。

１照明器具
２光源部
３導光板
３１入射面
３２、３３出射面
６、７ドット

Claims

光源部と、前記光源部からの光を導光すると共に外部に出射する導光板と、を備えた照明器具であって、
前記導光板は、該導光板の一側面を成し前記光源部からの光が入射する入射面と、前記導光板の両主面を成し前記入射面から入射した光が出射する出射面と、を有し、
前記出射面は、それぞれマイクロプリズム加工により形成されたドットを有し、
一方の前記出射面のドットと他方の前記出射面のドットは、互いに回転対称に位置ずれしていることを特徴とする照明器具。
一方の前記出射面のドットと他方の前記出射面のドットは、互いに同じ配列パターンを有することを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
一方の前記出射面のドットと他方の前記出射面のドットは、互いに鏡像となっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明器具。
前記ドットは、斜方格子、正方格子又は矩形格子から成る配列パターンを有し、
一方の前記出射面のドットと他方の前記出射面のドットは、互いに１５°〜７５°回転対称となっていることを特徴とする請求項２に記載の照明器具。
一方の前記出射面のドットと他方の前記出射面のドットは、互いに４５°回転対称となっていることを特徴とする請求項４に記載の照明器具。
前記ドットは、正三角格子から成る配列パターンを有し、
一方の前記出射面のドットと他方の前記出射面のドットは、互いに１５°〜４５°又は７５°〜９０°回転対称となっていることを特徴とする請求項２に記載の照明器具。
一方の前記出射面のドットと他方の前記出射面のドットは、互いに３０°又は９０°回転対称となっていることを特徴とする請求項６に記載の照明器具。