JPH10269825A

JPH10269825A - 照明装置

Info

Publication number: JPH10269825A
Application number: JP9068678A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Konno; 武士今野
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1997-03-21
Filing date: 1997-03-21
Publication date: 1998-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】蛍光灯等の光源が消灯しても照度の低下が少
なく、かつ消灯した光源が認識されににく、したがっ
て、光源を取り替える手間が省け、メンテナンスコスト
を低減することができる照明装置を提供する【解決手段】蛍光灯等の光源１６（１６Ａ、１６Ｂ、
１６Ｃ）と、この光源の背面側に光反射機能を有する光
反射部材１４を設け、前記光源の正面側に光拡散機能を
有する光拡散部材１８を設けている。光反射部材１４
は、表面が艶消し処理された反射板からなり、光拡散部
材１８は、透明支持体の少なくとも片面に、有機高分子
バインダーと有機高分子粒子とを含む光拡散層を設けた
光拡散板からなるものが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は照明装置に係り、特
に屋内に複数本の蛍光灯等の光源を備えた照明装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】車両等の照明器具としては、車両の天井
面に複数本（例えば、３本）の蛍光灯を備えた照明系が
所定の間隔をおいて設置されており、それぞれの照明灯
を介して車内の照明を行っている。そして、蛍光灯の背
面側に白いフラットな反射板を設け、蛍光灯からその背
面側に照射される光を反射板を介して、蛍光灯の正面側
に反射させ、車内の照度を上げている。

【０００３】このような照明器具においては、複数本の
蛍光灯のうち、例えば、１本が寿命等や他の理由で消灯
した場合、残りの蛍光灯による照明のため、照度が低下
する。また、消灯した蛍光灯がそそまま照明器具に残る
と、点灯する蛍光灯と消灯した蛍光灯が照明器具内に設
置された状態となり、外観上問題であるので、通常は消
灯した蛍光灯を新しい蛍光灯と取り替える作業を行って
いる。しかし、このような作業は電車等の場合、照明器
具の数が多いため、メンテナンスコストが高いものとな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、蛍光
灯等の光源が消灯しても照度の低下が少なく、省エネル
ギーを図ることができると共に、消灯した光源が認識さ
れににく、したがって、光源を取り替える手間が省け、
メンテナンスコストを低減することができる照明装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明は、光源と、この光源の背面側に光反射
機能を有する光反射部材を設け、前記光源の正面側に光
拡散機能を有する光拡散部材を設けた照明装置におい
て、前記光拡散部材が透明支持体の、光源から遠い面側
に有機高分子バインダーと粒子とを含む光拡散層を設け
たことを特徴とする。

【０００６】光源から光源の背面側に照射された光は、
光反射機能を有する光反射部材により反射され、光拡散
機能を有する光拡散部材により拡散され、光源から直接
照射された光も光拡散機能を有する光拡散部材により拡
散される。そして光拡散部材から拡散される光により、
光源の一部が消灯しても照度の低下は極く僅かであり省
エネルギーを図ることができる。また、光源の一部が消
灯しても光拡散部材により消灯した光源の存在が視認さ
れにくいから、消灯する毎に消灯した光源を取り替える
必要はない。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態をついて説明する。図１は、本発明の照明装置の好ま
しい一実施の形態を示す概略的構成図であり、この照明
装置は、電車の天井に設置される照明器具の例を示すも
のである。図１において、１０は車両天井部を示してお
り、この車両天井部１０には車両の進行方向に所定の間
隔をおいて複数の断面矩形状の凹部１２が形成されてい
る。この凹部１２には、その底部と側面部とにそれぞれ
一部が当接する状態で樋状の光反射部材１４が設けられ
ている。

【０００８】この光反射部材１４の内部には、光反射部
材１４の底部１４Ａと所定の間隔をおいて複数本（図で
は、３本）の光源１６（１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ）が並
設されている。そして、凹部１２には光拡散部材１８が
図示していない固定具により固定されている。

【０００９】光反射部材１４は、サンドブラストやエン
ボス等の手段で表面が粗面化されたアルミニウムおよび
その合金、ステンレス鋼等からなる金属板、アルマイト
処理等が施されたアルミニウム板、サンドブラストやエ
ンボス等の手段で表面が粗面化された白色の合成紙や合
成樹脂フイルム乃至シートを貼着したもの、粗大粒子を
混入した白色顔料を含む塗料を合成紙や合成樹脂フイル
ム乃至シートに塗布した光反射板が挙げられる。

【００１０】表面が粗面化された光反射部材１４の場
合、粗面の態様は、点状の凸部が密集した状態でもよ
く、凸部が光源の蛍光灯等に長さ方向に沿って線状に並
設されたものでもよい。表面が粗面化された光反射部材
においては、表面粗さは５〜１０００μｍが望ましく、
より好ましくは１０〜５００μｍである。表面粗さが５
μｍよりも小さいと、表面粗さが小さすぎて反射光は鏡
面反射となり、１０００μｍよりも大きいと反射面での
輝度ムラが発生し、好ましくない。

【００１１】ただし、照明装置の設置される箇所によっ
ては、光源の種類が異なり、例えば、バロゲンランプや
白熱灯は、発熱温度が高く、光反射部材１４の表面は１
００℃以上に達して光反射部材１４が劣化し、光反射率
が低下するおそれがある。このような場合、光反射部材
１４としては、表面に光沢を有するアルミニウムおよび
その合金、ステンレス鋼等の金属板の光沢面側にケイ酸
系無機皮膜を形成したものが望ましい。

【００１２】上記のケイ酸系無機皮膜は、例えば、ケイ
酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等のアルカリケイ酸塩や
コロイダルシリカからなる所定濃度の水溶液を金属板に
塗布し、焼付け硬化により形成することができる。ケイ
酸系無機皮膜の厚さは、０．２〜５．０μｍが望まし
い。ケイ酸系無機皮膜の厚さが、０．２μｍ未満の場
合、ピンホール等の欠陥が生じ、金属板の腐蝕が発生し
やすい。また、ケイ酸系無機皮膜の厚さが、５．０μｍ
を越えると、光の反射率が大幅に低下するので好ましく
ない。

【００１３】光反射部材１４は、図示のような凹部状に
限定されるものでなく、凸部状、平面状、あるいは半球
状等、所望する光の集中度に応じて任意の形状を採用す
ることができる。また、光反射部材を特別に設置する変
わりに図示のような凹部１２の内面側に光反射機能を有
するように加工を施してよい。また、光反射部材１４
は、光反射機能が高い程よく、本発明においては、８０
％以上の反射率を有するものが好ましい。

【００１４】光拡散部材１８は、図２に示すように、透
明支持体２０の光源から遠い面側に有機高分子バインダ
ーと有機高分子粒子とを含むシート乃至フイルムからな
る光拡散層２２を設けた光拡散板からなるものが望まし
い。ここで透明支持体２０としては、透明性がよく、機
械的強度があれば、通常知られた樹脂フイルム乃至樹脂
シートを用いることができ、また、ガラス板でもよい。
これらの透明支持体２０は、０．０２ｍｍ以上、４．０
ｍｍ以下のものが望ましい。

【００１５】フイルム乃至シートを形成する樹脂として
は、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリ
エーテル、ポリスチレン、ポリエステルアミド、ポリカ
ーボネイト、ポリ−フェニレンスルフィド、ポリエーテ
ルエステル、ポリ塩化ビニル、ポリメタアクリル酸エテ
スル等が挙げられる。透明性等の物性を考慮すると、特
にポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリカーボネイト、ポリスチレン等が好適であ
る。また、これらのフイルム乃至シートに、あるいは光
拡散層２２に必要に応じて紫外線吸収剤を添加すること
もできる。

【００１６】拡散層２２に用いられる有機高分子バイン
ダーにおいて、物理的には、透明度と体積固有抵抗値は
必ず比例する関係にあり、したがって、透明度の良いポ
リマーは、１０^13.5Ω・ｃｍ以上の体積固有抵抗値を示
す。ただし、本発明における光拡散層２２に用いられる
有機高分子バインダーには、体積固有抵抗率が１０¹²Ω
・ｃｍ以上の有機高分子を使用することができる。

【００１７】これらの有機高分子バインダーとしては、
酢酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、塩
化ビニル樹脂、塩化ビニル−塩化ビニリデン樹脂、アク
リル酸エステル樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹
脂、ポリエチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、ニトロ
セルロース樹脂、スチレン樹脂、スチレン−アクリル共
重合樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロ
ピレン樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、ロジン誘導体、
およびこれらの混合物が挙げられる。

【００１８】光拡散層２２に用いられる有機高分子粒子
は、光拡散層２２に用いられる有機高分子バインダーの
屈折率との差が０．０５以下のものを使用することが望
ましい。有機高分子バインダーと有機高分子粒子との間
に屈折率差が生じると、それらの界面で反射がおこる。

【００１９】この場合、反射率Ｒは、Ｒ＝（ｎ₁− ｎ
₂）²／（ｎ₁＋ｎ₂）² で示される。ここで、ｎ₁
は有機高分子バインダーの屈折率、ｎ₂は有機高分子粒
子の屈折率である。上式から、有機高分子バインダーと
有機高分子粒子との間の屈折率差が大きいとＲ（反射
率）は増大し、有機高分子バインダーと有機高分子粒子
との間の屈折率差が小さいとＲ（反射率）は減少する。
したがって、照度を増大させようとする場合、Ｒ（反射
率）を抑える必要があり、有機高分子バインダーと有機
高分子粒子との間の屈折率差をできるだけ小さくする必
要がある。

【００２０】例えば、有機高分子バインダーを構成する
樹脂に対応して有機高分子粒子の樹脂が選定される。こ
の屈折率の差は、光拡散率に大きく影響し、屈折率の差
が小さいほどよく、屈折率の差が０．０５を越えると、
反射率をできるだけ抑えて照度を上げる効果が充分でな
い。

【００２１】光反射率を高くするためには、図３の拡大
詳細図で図解的に示すように、光拡散層２２に用いられ
る有機高分子バインダー２４中に有機高分子粒子２６が
その形状を維持した状態で光拡散層２２が形成され、こ
の界面で光が屈折されることが望ましい。光拡散層２２
に用いられる有機高分子バインダー２４と有機高分子粒
子２６が同一の樹脂の場合、屈折率は同一となるが、光
拡散層２２を形成する場合、光拡散層２２に用いられる
有機高分子バインダー２６を溶解させるための溶媒が、
有機高分子粒子２４をも部分的に溶解して有機高分子粒
子２４が粒子形状を維持できなくなり、図３に示すよう
な断面構造を有する光拡散層２２を形成することが困難
となる。

【００２２】図３に示す断面構造を有する光拡散層２２
の場合には、それぞれの有機高分子粒子２４とその粒子
の周囲に形成される有機光バインダーによる部分が、所
謂プリズムの作用を発揮し、これらの部分が表面に無数
に介在する光拡散層２２は、光拡散率が極めて大きくな
る。

【００２３】したがって、光拡散層２２に用いられる有
機高分子粒子２４と、有機高分子バインダー２６は、溶
解パラメータ（ＳＰ）が異なる組み合わせ中で、両者の
屈折率差が０．０５以下となる樹脂を組み合わせるのが
よい。このような組み合わせとして、例えば、有機高分
子粒子２４がポリプロピレン粒子あるいはポリメチルメ
タクリレート粒子に対して、有機高分子バインダー２６
はアクリル樹脂、アクリル共重合系樹脂、酢酸セルロー
ス、ポリビニルブチラールを組み合わせることができ
る。

【００２４】また、有機高分子粒子２４は、その重量平
均直径は１〜２５μｍが好ましく、より好ましくは１０
〜２１μｍ、さらに好ましくは１５〜２１μｍである。
有機高分子粒子２４の重量平均直径が１μｍよりも小さ
いと、輝度が低くなり、一方、２５μｍよりも大きい場
合も輝度が低くなり、好ましくない。また、有機高分子
粒子２４のサイズ分布の標準偏差値が３．５μｍ以内で
あることが望ましく、この場合、輝度の高いの光拡散層
２２が得られる。

【００２５】また、有機高分子粒子２４と有機高分子バ
インダー２６との重量比も、目的の高い輝度を得るには
重要な因子である。有機高分子粒子２４と有機高分子バ
インダー２６との重量比が１．９未満では面状（表面状
態）は良好であるが、輝度が高くならない。一方、有機
高分子粒子２４と有機高分子バインダー２６との重量比
が３．６を越えると面状（表面状態）は悪化し、輝度が
高くならない。光拡散層２２は１ｍ²当たりの両者の総
重量（乾燥後の固形分重量）を１０〜１７ｇとすること
が望ましい。

【００２６】さらに、光拡散層２２には、必要に応じて
無機粒子を用いることができる。無機粒子としては、通
常は、平均粒径が１〜５μｍのシリカ、炭酸カルシウ
ム、アルミナ等が挙げられる。さらに有機高分子粒子と
無機粒子とを併用してもよい。

【００２７】上記した光拡散層２２は、透明支持体の光
源から遠い面側に設けられる。このような光拡散層２２
及びその配置状態により集光効果が発生し、照度が上が
る。光拡散層２２を透明支持体の光源側に設けるとむし
ろ照度が低下する。

【００２８】また，蛍光灯等の照明系に光拡散部材１８
等を使用すると、この光拡散部材１８が空気中の埃、塵
等が静電気の作用により汚染されるおそれがあるので、
図４に示すように、絶縁性の透明支持体２０と光拡散層
２２との間に透明な導電層２８を設けることが望まし
い。

【００２９】この導電層２８は、１０^9.5Ω・ｃｍ以下
のものであると、熱の発散効果がよい。すなわち、蛍光
灯その他の光源の近くにある部材は、光源の熱をそのま
ま受ける。このため、光源近くの部材は、熱を持ち長時
間の使用で熱劣化を生じることがある。したがって、抵
抗に低く、かつ透明度の高い拡散部材が好ましい。

【００３０】導電層２８に使用される導電性物質は、導
電性の結晶性金属酸化物が好ましく、透明性を保つため
平均粒径１０．５μｍ以下、好ましくは０．２μｍ以下
の金属酸化物が望ましい。このような導電性物質として
は、ＺｎＯ、ＳｉＯ_2、、ＳｎＯ₂、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ
₃、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＢａＯ等あるいはこれらの複
合酸化物が挙げられる。これらの導電性物質の中でも、
特に針状のＳｎＯ₂が望ましく、この物質は温度依存性
がなく、無色の透明導電層を形成することができる。

【００３１】導電層の金属酸化物を分散させるためのバ
インダーとしては、ポリビニルアルコール、ポリアクリ
ル酸、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシエチルアク
リレート、ポリピロリドン、水溶性ポリエステル、水溶
性ポリウレタン、ゼラチン、ヒドロキシエチルセルロー
ス、ヒドロキシプロピルセルロース、水溶性ナイロン、
カルボキシメチルセルロースもしくはこれらの誘導体、
またはこれらを主成分とするポリマーである。

【００３２】上記の導電層２８は直接、透明支持体２０
上に塗布してもよいし、透明支持体２０の表面をコロナ
放電処理、グロー放電処理、火炎処理、紫外線処理等を
施してもよく、また、透明支持体２０と導電層２８と間
に接着層として、例えば、塩化ビニリデン系共重合体、
スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエステル、ポリウ
レタン、ゼラチン等の層を設けてもよい。

【００３３】導電層２８は図４のように、絶縁性の透明
支持体２８と光拡散層２２との間に設けてもよく、透明
支持体２８の両面に設けてもよく、また、光拡散層２２
が透明支持体２８の両面に設けられる場合にも、導電層
２８は透明支持体２０の片面側に設けられていれば、帯
電防止効果を発揮することができる。

【００３４】本発明における照明装置において、光拡散
部材として使用される光拡散フイルムの場合、必要に応
じて光源の正面側（透明支持体の光源から遠い面側）に
２枚以上設置することもできる。この場合、光拡散効果
がより高くなる。

【００３５】

【実施例】次に本発明の照明装置の実施例を説明する。試験例１図５に示すように、電車の天井面に設置された照明系の
凹部に、光反射部材１４として表面を粗面加工されたア
ルミ板を設け、光拡散部材１８としてアクリル板１８の
蛍光灯３０とは反対面側にＤＦ−１３０からなる光拡散
フイルムを積層した光反射板を用いた。ＤＦ−１３０
は、１００μｍ厚のポリエステル透明フイルムをベース
とし、この透明フイルム上にメチルメタアクリレートと
アクリル酸エステルとの共重合体からなる有機高分子バ
インダーと、ポリメチルメタアクリレートの架橋粒子
（平均粒径：１７．９μｍ）とからなる拡散層を設けた
ものである。

【００３６】蛍光灯３０を点灯し、蛍光灯３０から３３
ｃｍの距離が離れた真下の点（Ｏ点）と、このＯ点から
それぞれ３０℃の角度で離れており、蛍光灯３０から等
距離のＡ点、Ｂ点とにおける照度を測定した。また、同
様にして表１に示すようなそれぞれの照明系でＯ点、Ａ
点、Ｂ点における照度を測定し、その結果を表１に示し
た。なお、表１中、アクリル板の“有”は乳白色アクリ
ル板を示し、アクリル板の“無”は透明アクリル板を示
している。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１から、光拡散フイルムを用いた照明装
置では、光拡散フイルム（ＤＦ−１３０）を用い、か
つ、反射板を併用すると、この光拡散フイルムを使用し
ない場合に比べてＯ点、Ａ点、Ｂ点の合計照度が約４８
％近く増大している。また、光拡散フイルム（ＤＦ−１
３０）を２枚使用すると、合計照度が高くなると共にＯ
点、Ａ点、Ｂ点の各点間の照度の差が小さくなってい
る。

【００３９】試験例２蛍光灯３０：ＦＬ２０ＳＷアイライン〔岩崎電気（株）製〕５６ｃｍ×３ｃｍφ×２本カバー３２：透明アクリル板（照明器カバー）乳白色アクリル板（２ｍｍ厚）光拡散フイルム：Ｄ−１３０を用い、図６及び表２に示すそれぞれの照明器の態様で
電圧値及び電流値を一定値に抑えてテストした。照度は
Ｏ点とＡ点で測定した。試験結果を表２に示す。なお、
表２中の内容は、図６中のカバーの態様をそれぞれ示し
ている。

【００４０】

【表２】

【００４１】表２から、光拡散フイルムによって、市販
の蛍光灯セットでもその光を明るさを増し、さらに蛍光
灯の隠し効果をも有し、２本の蛍光灯のうち、１本の蛍
光灯が消えてもその蛍光灯は視認されないことを示して
いる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、蛍光灯等
の光源が消灯しても照度の低下が少なく、省エネルギー
を図ることができ、かつ消灯した光源が認識されにに
く、したがって、光源を取り替える手間が省け、メンテ
ナンスコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の照明装置の好ましい一実施の形態を示
す概略的構成図である。

【図２】本発明における光拡散部材の好ましい一実施の
形態を示す断面図である。

【図３】本発明における光拡散部材を図解的に示す拡大
詳細図である。

【図４】本発明における光拡散部材の好ましい他の実施
の形態を示す断面図である。

【図５】本発明の試験例を示すための説明図である。

【図６】本発明の他の試験例を示す説明図である。

【符号の説明】

１０天井部１２凹部１４光反射部材１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ光源１８光拡散部材２０透明支持体２２光拡散層２４有機高分子粒子２６有機高分子バインダー２８導電層３０蛍光灯３２カバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、この光源の背面側に光反射機能
を有する光反射部材を設け、前記光源の正面側に光拡散
機能を有する光拡散部材を設けた照明装置において、前
記光拡散部材が透明支持体の、光源から遠い面側に有機
高分子バインダーと粒子とを含む光拡散層を設けたこと
を特徴とする照明装置。
【請求項２】前記光源が、蛍光灯からなる請求項１に
記載の照明装置。
【請求項３】前記光反射部材が、表面が艶消し処理さ
れた光反射板からなることを特徴とする請求項１に記載
の照明装置。
【請求項４】前記光反射板が、表面が粗面加工された
光反射板からなることを特徴とする請求項３に記載の照
明装置。
【請求項５】前記光拡散部材が、光拡散層を有するフ
イルムを少なくとも２枚設けられていることを特徴とす
る請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】前記支持体が、絶縁性透明支持体からな
り、この絶縁性透明支持体と光拡散層との間に透明電子
導電層を設けた請求項１に記載の照明装置。
【請求項７】前記粒子が、有機高分子粒子からなり、
この有機高分子粒子の屈折率と、前記有機高分子バイン
ダーの屈折率との差が０．０５以下である請求項１に記
載の照明装置。
【請求項８】前記有機高分子粒子の重量平均粒子直径
が５〜２５μｍの範囲にあることを特徴とすると請求項
７に記載の照明装置。
【請求項９】前記透明電子導電層の表面抵抗率が１×
１０^10.5Ω以下であることを特徴とする請求項６に記載
の照明装置。
【請求項１０】前記透明電子導電層が、平均粒径０．
５μｍ以下の導電性金属酸化物粒子と水溶性高分子とか
らなることを特徴とする請求項６の記載の照明装置。