JPH03163706A - 平面光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、平面照明や平面光源に関するもので、特に薄
型の広告看板、表示装置、平面照明器具等に好適な平面
光源装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より実用化されている特に大型のｒｒ．失１ｔ６や
照明装置は、ハウジング内に１本または２本以上の蛍光
灯を設置すると共に、この蛍光灯から適当な距離を離し
て拡散板を配置した構造のものが主流となっている。と
ころがこのような装置においては、蛍光灯と拡散板との
距離を十分にとらないと、スリムラインと称される蛍光
灯の輝線が見えてしまい、明るさの均一性を確保するた
めには必然的に装置の奥行を大きくしなければならない
。このような装置で奥行を小さくしようとすると、拡散
板の拡散性能を上げざるを得ないが、このことは光線透
過率の低下を招き暗くなるので、同一の明るさを維持す
るためには、蛍光灯の本数を増さざるを得ず、消費電力
の増加や温度上昇の対策等の問題が生じている。

これらの問題点を解決するため、古くから多くの提案が
なされているが（実公昭４２−１８２７８号公報、特開
昭５５−１５１２６号公報、特開昭５５−１３３００８
号公報、実開昭５６−３５６６７号公報および特開昭５
９−２２４９３号公報）、これらの多くは光源直上部を
遮蔽して輝線を消すものであるため、面の暗い部分に水
準を合せて均一化することとなり、光量の利用効率の観
点からは好ましいとはいえない。

また原理的に考えられることとして、点光源近似を用い
て凸レンズの焦点にランプを配置し、凸レンズを通過し
た光が平行先になることを応用して、このような機能を
有するフレネルレンズを光源に組込むことは可能である
が、蛍光灯はいわゆる点光源でないため、原理の再現性
は悪く、実用に供しえないのが現状である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者等はこのような状況に鑑み、照光面に蛍光灯の
ような線状光源を近接させようとすると輝線があらわれ
ること、そしてこのような輝線を解消するため遮蔽部材
を用いると全体として輝度を低下させ光量の利用効率を
下げてしまうこと、また同様に拡散性能の高い拡散板を
用いて均一化を図ろうとすると面が暗くなること、のい
わば面輝度を低下させずに装置を薄型化するという“二
律背反”の現象であることを詔識し、できるだけ光源の
発する光エネルギーを有効に活用しながら薄型化を達威
すべく鋭意検討を行ったところ、反射光の制御と独特の
マルチプリズムシートの使用により達成し得ることを見
出し、本発明を完成した。

特に、本発明は光源を複数用い大面積化に好適な装置を
提供することをめざしたものである。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明は上記の課題を達成するためになされ
たもので、その要旨とするところは、線状光源または線
状に配列された光源の複数を互いに平行に配列して内蔵
しており、上記光源の背面には反射面を備え、かつ正面
にはマルチプリズムシートを備えたボックス型の平面光
源装置であって、上記反射面は該面で反射した光の大部
分が上記マルチプリズムシートに対し斜めに入射させる
機能を有しており、かつ上記マルチプリズムシートの内
面には光源に平行に延びて配列し、直接ないし反射して
斜めに入射した光を所定方向に集中出光させる機能を有
するプリズム群が形成されており、しかも上記各光源間
の反射面は各光源間に応じた傾きをもって連なっており
、その稜線の頂部が光源の底部より上方であり且つ該光
源の頂部より下方に位置する様に構成されていることを
特徴とする平面光源装置にある。

（実施例） 以下、本発明を実施例の図面に従ってさらに詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例の一部切欠き斜視図であり、
第２図はその■一■断面図であって、図中１ａ，ｌｂが
光源、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが反射面、３がマルチプ
リズムシート、４が暗部除去シート、５がハウジングで
ある。

上記光源１ａ，ｌｂとしては、例えば管径Ｄの市販の直
線状の蛍光灯（たとえばＩＯＷ，２０Ｗまたは３０Ｗ）
を用いることができる。該管径Ｄは、たとえば２５ｍｍ
φ、２７ｍｍφ、３２ｍｍφまたは３８ｍｍφである。

上記反射面２ａ〜２ｄとしては、たとえば０．５ｍｍ厚
アルミニウムシ一トの表面に厚さ２５μｍの銀蒸着ポリ
エステルフィルムを積層したものを用いることができる
。もちろん、銀蒸着ポリエステルフィルム面が上側の面
である。

これら反射面２ａ〜２ｄはいずれも円筒の一部の面をな
して連なっており、それぞれ、幅がｗ１〜ｗ４であり、
曲率半径がｒ１〜ｒ４である。反射面２ａ，２ｄの曲率
半径ｒ＋，ｒ＜を同一とし、反射面２ｂ，２ｃの曲率半
径ｒ２，ｒｘを同一とすることができる。反射面２ａの
外側端縁及び反射面２ｄの外側端縁はハウジング５の上
部端縁まで延びており、また反射面２ｂと反射面２ｃと
の接合部はハウジング５の底面からｄ２の高さに位置す
る稜線を形成している。

上記ｗ１〜ｗ４は、いずれもたとえばＬｏｏｍｍである
。

上記反射面２ａ〜２ｄは、′光源の直下位置を除く大部
分の面で反射した光がマルチプリズムシート３に対し斜
めに入射するよう、より具体的にはプリズムシ一トの法
線（第３図Ｌ）に対し５０〜８０゜程度に入射するよう
に構成しており、これが本発明の機能を達成するための
一つの条件になっている。この点を確認するため、第４
図の如き構或即ち底面に平坦部を有する反射面２を用い
て検討した。この構成では、蛍光灯１が１つのみである
が、平坦面の距離Ｒを変化させたところ、蛍光灯の直径
Ｄに対し、Ｒ＝２ＤないしＲ＝３ＤになるとこのＲの部
分が暗くなり、均一性が低下することが分った。

上記マルチプリズムシート３は、第３図に部分的に示さ
れている様に、配列ピッチがＰ、プリズム角αｉα２で
頭頂角αのプリズム詳が光源と平行且つ互いに平行に延
びて配列されて設けられたシートからなる。該マルチプ
リズムシートは、たとえば無色透明のアクリル樹脂板（
厚さ１　ｍｍ）を用い、これを金型と共に熱プレス加工
して得ることができる． 上記ピッチＰはたとえば０．　３８ｍｍであり、上記プ
リズム角α．α２はともにたとえば３１．５＠で頭頂角
αが６３’である。

マルチプリズムシート３と光源１ａ，ｌｂとの間の間隔
はｄｌである。

上記マルチプリズムシート３は、直接入射した光ないし
反射面２により反射された光が該シートに斜めに入射す
ると、該入射光をほぼ法線方向を中心とした光として出
射させる作用をなす。

上記暗部除去シ一ト４は、上記マルチプリズムシート３
を通過した光による法線方向の輝度が、ランプ直上部に
おいて低くなる傾向がある（即ち、この部分ではマルチ
プリズムシート３に対し光は主として法線方向から入射
し、かくして該シートからは斜め方向たとえば法線方向
に対し６０〜８０＠の方向に出射する）ので、この様な
マルチプリズムシート３からの出射光を法線方向に揃え
る作用をなすものである。

この様な上記暗部除去シ一ト４は、たとえば各種の合成
樹脂半透明板（たとえば、厚さ２ｍｍ，　　１ｍｍ）や
樹脂フィルムを用いることができる。該シートの例を以
下に示す。

・三菱レイヨン社製アクリル樹脂乳半板「アクリライト
＃４３２」　（厚さ２　ｍｍ）・三菱レイヨン社製アク
リル樹脂乳半板「アクリライト＃４２２Ｊ　　（厚さ２
　ｍｍ）・三菱レイヨン社製アクリル樹脂乳半板「アク
リライト＃６０９Ｊ　　（厚さ２　ｍｍ）・三菱レイヨ
ン社製アクリル樹脂乳半板「アクリライト＃６１０Ｊ　
　（厚さ２ｍｌ！Ｉ）・三菱レイヨン社製アクリル樹脂
乳単板「アクリライト＃６１３Ｊ　　（厚さ２ｍｍ）・
三菱レイヨン社製アクリル樹脂乳半板「アクリライト＃
Ｍ３Ｊ　　（厚さ１ｍｍ）これら乳半板の光学的特性を
測定した結果を第１表に示す． ここで、入射角と出射角との分布は、村上色彩研究所製
ゴニオメーターを使用して、各試料に対して光ビーム入
射角を変え、透過光分布を測定し、それぞれの入射角に
対するピーク出射角および、ピーク出射強度の％に強度
が低下するときの角度幅（ｈａｌｆ−ｖａｌｕｅ）を求
めた。また全光線透過率は、ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠
して測定した。

実際には、全光線透過率、入射角に対するピーク出射角
及びそのときの角度幅を考慮して、目的に合致するもの
を選択すればよい。

第 １ 表 上記ハウジング５は、たとえば合成樹脂板を用いて上方
に開口を有するボックス型に形成したものを用いること
ができる。

本実施例において、装置有効幅Ｉ２１はたとえば４００
ｍｍである。また、長さ１２ｍはたとえば３５０ｍｍで
ある。

（具体例） 「稜線の頂部の高さの検討」 以上の様な装置構成において、光源１ａ，ｌｂ間の反射
面２ｂ，２ｃの稜線の頂部の高さｄ２の変化による輝度
分布の変化を調べた． 測定に用いた装置では、具体的には、光源１ａ，ｌｂと
して管径Ｄが３２ｍｍ＄の２０Ｗ蛍光灯を用い、反射面
２ａ〜２ｄとしては０．５ｍｍ厚アルミニウムシ一トの
表面に厚さ２５μｍの銀蒸着ポリエステルフィルムを積
層したものを用い、マルチプリズムシート３としては無
色透明のアクリル樹脂板（厚さ１　ｍｍ）を金型と共に
熱プレス加工して得たピッチＰ　０．　３８ｍｍ，プリ
ズム角α１，αｚ　３１．５＠で頭頂角α６３°のもの
を用い、暗部除去シ一ト４としてはアクリライト＃Ｍ３
を用いた。また、反射面２ａ，２ｄの曲率半径ｒｌ，ｒ
４を１２７ｍｍとし、反射面２ａ〜２ｄの幅Ｗ，〜ｗ４
をいずれも１００ｍｍとし、β１を４００ｍｍとし、β
２を３５０ｍｍとし、ｄ１を１７ｍｍとした。

そして、ｄ，をＯｍｍ，１０ｍｍ．１６ｍｍ，２　１ｍ
ｍ，３　１ｍｍ，４９ｍｍの６通りに設定した。反射面
２ｂ，２ｃの曲率半径ｒｉ，ｒｌはこれら反射面が光源
ランプ直下において水平となり且つ上記各ｄ２が実現さ
れる様に設定した。

測定は、表面の輝度を４２方向の中央において４１方向
に２０ｍａ＋間隔で等分した１９点で測定した。なお輝
度の測定はミノルタ社製ｎｔ−１の輝度計を用い、視野
角１＠でスポット径７ｍｍφで行った． この測定で得られた平均輝度及び輝度の最大差を第２表
に示す． 第 ２ 表 尚，ｄ．＝ｏｍｍの場合は、ランブ１ａと１・ｂとの間
の領域が暗くなった。

また、ｄａ　＝３２ｍｍ，ｄｔ　＝４９ｍｍの場合は、
いずれもランブ１ａと１ｂとの中央に明線が現われた． これに対し、ｄａ　＝１０ｍｍ，１６ｍｍ．２１ｍｍの
場合は、輝度均一性が良好であり且つ特段の部分的輝度
欠陥も生じなかった。

従って、ｄ２としては、良好な輝度特性の実現の観点か
ら、管径Ｄより小さく且っ０より大きいこと（即ち、０
≦ｄ２≦Ｄ）が好ましいことが分る。特に、（１／４）
　Ｄ≦ｄ２≦（３／４）　Ｄであるのが望ましい。

「最適な具体例についての説明」 以上の検討の結果から、稜線の頂部は、光源の底部より
上方で光源の頂部より下方に位置させるとよいことが確
認されたので、ｄ２を１６ｍｍと１９ｍｍに定めて具体
例を検討した。

このときに用いた光源は、松下電工社製の蛍光灯ｒＦＬ
−２０ＳＳ−ＥＸ−ＮＪ　　（直径２８ｍｍ）であり、
β１を４００ｍｍ，ｒ＋　Ｉ　ｒ４を１２７ｍｍ％　ｒ
！　＋　ｒｓを２８０ｍｍとし、マルチプリズムシート
は上記具体例と同じものを用い、しかも暗部除去シート
としては厚さ２ｍｍの「アクリライト＃４３２Ｊを用い
た。尚、反射面の材料は上記具体例と同じものを用いた
。

この結果を示すのが第５図であり、出射面の全面にわた
り平均輝度が３０００ｃｄ／ｍ”を越え、均一性も極め
て高い優れたものであった．この測定点は２１方向に１
９点であり、輝度の測定は上記と同じである． 本発明は上記の例以外についても種々の態様があり、こ
れを示すのが第６図及び第７図である．第６図はこの例
の断面図であって、上記第２図に相当する部分を示すも
のである． 図中１ａ，ｌｂ，ｌｃが光源、２　ａ　＋　２　ｂ　＋
　２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆが反射面、３がマルチプリズ
ムシート、４が暗部除去シート、５がハウジングである
。

本実施例では、光源が３つであり、これに対応して、反
射面が形成されており、光源１ａとｌｂとの間及び光源
１ｂと１０との間の反射面の稜線の頂部の高さｄ２が、
管径Ｄに対し０≦ｄ２≦Ｄの条件下にある。この様に、
光源の数が増加した場合には、光源間の反射面の稜線の
頂部がこの条件を満たす様に設定すればよい。

第７図は本発明の一実施例の断面図であって、上記第２
図に相当する部分を示すものである。

図中１ａ，ｌｂが光源、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが反射
面、３がマルチプリズムシート、４が暗部除去シート、
５がハウジングである．本実施例では、反射面２ａ〜２
ｄがいずれも平面からなっている。この場合も、光源１
ａと１ｂとの間の反射面の稜線の頂部の高さｄ２が、管
径Ｄに対しＯ≦ｄ！≦Ｄの条件下にある。

以上実施例に従って詳細に説明したが、本発明の内容は
これらの例に限定されるものではなく、種々の改変が可
能である。例えば本発明の光源としては、蛍光灯の如き
線状光源の外に、ＬＥＤアレイ、リンクランプあるいは
クエンチングランプ等の線状に配列された光源を用いる
ことができる。

また反射面２も適宜な金属反射面等を選ぶことができ、
光源からの光を反射して大部分の光をマルチプリズムシ
ート３に対し斜めに入射させる機能を有していれば、例
えば平面の組合わせからなる上方に凹の面にする等その
形状は問われない． 本発明に使用するマルチプリズムシート３としても、ア
クリル樹脂以外にボリカーボネート樹脂、スチレン樹脂
、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂あるいは無機ガラスが使
用できる。そして、マルチプリズムシート３は、板状（
厚さ０．５〜５ｍｍ程度）だけでなく、これより薄いフ
ィルム状のものも使用し得る。またプリズムの形状も、
斜め方向から入射した光をマルチプリズムシート３に直
交する方向、あるいは任意の方向に集中して出射する方
向に応じてプリズム角を設定すればよい。

尚、本発明において、各光源間の反射面の連なりの稜線
は必ずしも尖鋭である必要はなく、丸みをおびていても
よい。

なお、マルチプリズムシート３や暗部除去シ一ト４とし
て、薄い板やフィルムを用いたときで必要があるときは
、撓み防止のための透明板をマルチプリズムシート３と
光源１ａ，ｌｂ，ｌｃとの間に介在させてもよい。

（発明の効果） 本発明は以上詳述した如き構或からなるものであるから
、光源からの光を有効に活用して、明るく均一性の高い
、しかも十分に薄型化が可能な平面光源装置を提供しつ
る利点がある。

そして、本発明によれば、光源を複数互いに平行に配列
するので、所望の広い幅をもち且つ均一性良好な面光源
を提供できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の一部切欠き斜視図、第２図
はその■一■断面図、第３図はマルチプリズムシートの
部分拡大図、第４図は反射面の形状を検討するために用
いた装置の断面図、第５図は具体例の輝度を測定したグ
ラフ、第６図及び第７図はそれぞれ本発明の一実施例を
示す断面図である。 １　ａ，　　１　ｂ，　　１　ｃ・・・光源２ａ，２ｂ
，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ−・・反射面３・・・マルチ
プリズムシート ４・・・暗部除去シート ５・・・ハウジング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）線状光源または線状に配列された光源の複数を互
   いに平行に配列して内蔵しており、上記光源の背面には
   反射面を備え、かつ正面にはマルチプリズムシートを備
   えたボックス型の平面光源装置であって、上記反射面は
   該面で反射した光の大部分が上記マルチプリズムシート
   に対し斜めに入射させる機能を有しており、かつ上記マ
   ルチプリズムシートの内面には光源に平行に延びて配列
   し、直接ないし反射して斜めに入射した光を所定方向に
   集中出光させる機能を有するプリズム群が形成されてお
   り、しかも上記各光源間の反射面は各光源間に応じた傾
   きをもって連なっており、その稜線の頂部が光源の底部
   より上方であり且つ該光源の頂部より下方に位置する様
   に構成されていることを特徴とする、平面光源装置。
2. （２）上記反射面が平面またはその組み合わせからなる
   、請求項１に記載の平面光源装置。
3. （３）上記反射面が正面側に向って凹の曲面を有する、
   請求項１に記載の平面光源装置。（４）マルチプリズム
   シートの正面側に、光源直上位置の暗部を解消するため
   の暗部除去シートが配置されている、請求項１〜３のい
   ずれかに記載の平面光源装置。