JPH11232920A - 面光源装置及び同装置用の光取り込み口モジュール - Google Patents
面光源装置及び同装置用の光取り込み口モジュールInfo
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- JPH11232920A JPH11232920A JP10030799A JP3079998A JPH11232920A JP H11232920 A JPH11232920 A JP H11232920A JP 10030799 A JP10030799 A JP 10030799A JP 3079998 A JP3079998 A JP 3079998A JP H11232920 A JPH11232920 A JP H11232920A
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Abstract
み口をモジュール化し、導光板とは別に作製することに
より、光の取り込み口のみを高精度で作製すればよくな
り、大型の導光板を容易かつ安価に作製することがで
き、出射光の輝度を均一にでき、LED室内照明装置に
好適なものとする。 【解決手段】 導光板2の端面から光を入射させる透明
媒体から成る光取り込み口をモジュール13とし、導光
板2とは別に作製する。これにより、光取り込み口モジ
ュール13を要求される精度に作製すればよく、導光板
2の作製は簡単に行え、結果的に大型の導光板2を容易
かつ安価に作製することができる。
Description
らの光を面状に拡げて出射させる面光源装置に係り、特
に、屋内等の照明に適用可能な技術に関するものであ
る。
て、半導体を用いた固体発光素子であるLEDが広く用
いられており、LEDは小型、高輝度で、電気−光変換
効率が高く長寿命であるといった特長を有し、電光掲示
板や各種機器の液晶(LCD)のバックライト等に用い
られている。もともと点光源であるLEDを光源とする
面光源装置は、導光板を用いることにより面光源に変換
している。
12の断面図により示す。面光源装置100は、光を閉
じ込めるための導光板2と、発光部3と、反射板4とか
ら構成されている。導光板2は、ポリカーボネイト樹脂
やメタクリル樹脂等の透明で屈折率の大きな樹脂により
成形されており、導光板2の下面には凹凸加工や拡散反
射インクのドット印刷等によって拡散パターンPが形成
されている。発光部3は、回路基板3a上に複数の発光
ダイオード(LED)等のいわゆる点光源3bを実装し
たものであって、導光板2の側面(光入射面7)に対向
している。反射板4は、反射率の高い、例えば白色樹脂
シートによって形成されており、両面テープ12によっ
て両側部を導光板2の下面に貼り付けられている。
から出射されて光入射面7から導光板2の内部に導かれ
た光fは、導光板2内部で全反射することによって導光
板2内部に閉じ込められる。導光板2内部の光fは、拡
散パターンPに入射すると、拡散反射され、光出射面6
へ向けて全反射の臨界角よりも小さな角度で反射された
光fが、光出射面6から外部へ取り出される。また、導
光板2下面の拡散パターンPの存在しない箇所を透過し
た光fは、反射板4によって反射されて、再び導光板2
内部へ戻るので、導光板2下面からの光量損失を防止さ
れる。
面光源装置を、屋内等の照明分野で利用することも考え
られている。具体的には、省エネルギー効率が高い上
に、丈夫で長持ちする新しいタイプの室内照明装置(将
来のあかり)の開発が望まれており、そのために、LE
Dを室内照明器具として活用することで、消費電力を白
熱灯のほぼ1/8、蛍光灯のほぼ1/2に抑えると共
に、耐用年数も高めるとの構想である。
CD)のバックライト等に用いられる面光源装置は、そ
のサイズが高々6インチ(15.2cm)程度のもので
ある。それに比べて、一般の室内照明器具では、広範囲
を均一に照明できる面光源である必要があり、数メート
ル(m)サイズの大きさが要求される。すなわち、室内
照明の場合には、導光板のサイズが、従来のバックライ
トの場合に比べて10倍以上の大きさとなる。また、導
光板の出射パターンと光の取り込み口の作成精度が要求
される。
は、エッチング等によってパターンを作製した原盤をも
とに、金型を起こし、射出成型によって作製するか、導
光板に拡散反射インクドットをプリントすることによっ
て作製されてきた。そして、金型による作製が可能であ
るため、出射パターンや光の取り込み口は、導光板と一
体になっていた。ところが、数mサイズの大きな面積を
有する導光板となると、大きい金型が必要となり、その
ような金型を作製することや、大きい導光板自体に精度
良くパターンをプリントすることが困難となり、従来の
構成・方法では作製が困難になる。また、要求される作
製精度の異なる光の取り込み口と導光板部分を一体で作
製すると、取り込み口を精度良く作製することができな
くなり、出射光の輝度の均一化が困難となる。
になされたものであり、光の取り込み口をモジュール化
し、導光板とは別に作製することにより、光の取り込み
口のみを高精度で作製すればよく、結果的に大型の導光
板を容易かつ安価に作製することができ、出射光の輝度
を均一にでき、室内用LED照明装置に好適な面光源装
置を提供することを目的とする。
に本発明は、点又は線状光源からの光を面状に拡げて出
射させる面光源装置において、光拡散作用を持つパター
ンを形成した導光板と、前記導光板の端面から光を入射
させる透明媒体から成る光取り込み口モジュールと、前
記光取り込み口モジュールに光が入射するように配置さ
れた光源とを備えたものである。この構成においては、
導光板への光の取り込み口がモジュール化され、導光板
とは別に作製すればよいので、光の取り込み口のモジュ
ールのみを高精度に作製すればよく、導光板部分の作製
は簡単に行え、結果的に大型の導光板を容易かつ安価に
作製することができる。
板との境界面の形状は、光源から発する光線が境界面で
全反射しないようにしたものである。この構成において
は、光取り込み口モジュールと導光板との境界面での光
伝播ロスが少なくなり、効率の向上が図れる。
板との間は透明樹脂で埋められているものである。この
構成においては、光取り込み口モジュールと導光板との
境界面での光の反射が少なくなり、効率の向上が図れ
る。
を面状に拡げて出射させる面光源装置用の光取り込み口
モジュールにおいて、光源からの光を、光拡散作用を持
つパターンを形成した導光板の端面から入射させる透明
媒体から成るものである。この構成においては、光取り
込み口モジュールを導光板とは別に作製できるので、要
求される精度に合わせたモジュールを容易に得ることが
できる。また、モジュールの補修・交換も容易となる。
形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の面光源
装置の一実施形態による導光型照明装置の概略外観図で
ある。導光型照明装置1は、透明アクリル樹脂等でなる
導光板2と、点又は線状の光源モジュール3と、この光
源モジュール3からの光を導光板2の端面(光入射面)
から入射させる透明媒体から成る光取り込み口モジュー
ル13とから構成され、光源モジュール3は光取り込み
口モジュール13に光が入射するように配置されてい
る。導光板2には、光拡散作用を持つパターンが形成さ
れていて、導光板2の全面から均一に光を出射する機能
を持つ。
Bの3色を混合するLEDアレイから成るLEDモジュ
ールを用いればよい。さらに、紫外線を出すLEDを蛍
光管に封入して白色光を発光するものを用いてもよい。
また、この導光型照明装置1は、室内の天井に貼り付け
て用いられたり、看板用に用いられ、特に、将来のLE
D室内照明装置として、省エネルギー、耐用年数が長
く、小型、軽量であり、点灯や消灯の速度が早い等の利
点がある。室内の天井に貼り付ける場合、導光板2の片
側面に反射板を取り付け、この反射板を天井面に固定す
ればよい。導光板2のサイズは、例えば1m×1mのも
のを用い、厚みは10mm程度である。図で破線部は、
光源モジュール3と光取り込み口モジュール13と導光
板2との境界面での光漏れを防止するための反射板取り
付け位置を示す。
3は図2のA−A´線断面図である。導光板2には、光
取り込み口モジュール13が嵌合される切り欠きが形成
されると共に光源モジュール3を係止するための係合爪
14及び下面を保持する係止片15が設けられ、光取り
込み口モジュール13には、光源モジュール3が嵌合さ
れる切り欠きが形成されている。光源モジュール3が光
取り込み口モジュール13を挟んで導光板2に係合爪1
4により装着されることで、全体を一体化することがで
きる。光源モジュール3は点又は線光源であり、放射状
に光が拡がり、光取り込み口モジュール13と導光板2
とは、ベクター放射結合とされている。
み口がモジュール化され、この光取り込み口モジュール
13は導光板2とは別に作製すればよいので、高精度が
要求される同モジュールのみを精度良く作製すればよ
く、従って、導光板2の作製は簡単に行え、結果的に大
型の導光板を容易かつ安価に作製することができる。
出す機構は、基本的には上述の従来技術で説明したのと
同等であり、光入射面から導光板2内に導入された光は
導光板2内で全反射し、不図示の拡散用のパターンに入
射すると拡散反射され、光出射面に向けて全反射の臨界
角よりも小さな角度で反射された光が外部へ出射され
る。
り込み口モジュール13と導光板2との境界面の各種形
態を示す一部平面図である。この境界面の形状は、光源
モジュール3から発した光線が、境界面で全反射を生じ
ないような角度に設定される。ここでは、光源モジュー
ル3が点光源である場合を想定し、光線と境界端面の角
度は、その法線ベクトルが光源からの光線に対して全反
射角以下の角度(90度が理想)になり、または、ほと
んど光線と交わらない面としている。この構成により、
境界面での反射が減少し、光の利用効率が向上する。
板2との境界面のさらに他の実施形態を示す平面図であ
る。光取り込み口モジュール13と導光板2との間を透
明樹脂16で埋め、境界面での反射を防止している。透
明樹脂16として、透明両面接着テープを用いてもよ
い。なお、この場合、光取り込み口モジュール13の屈
折率n1と、透明樹脂16の屈折率n2と、導光板2の
屈折率n3との関係は、n1≦n2≦n3であることが
出射効率の向上には望ましい。
光板2との組み合わせの他の実施形態を示す端面図であ
る。この例では、光取り込み口モジュール13の厚みを
導光板2の厚みよりも薄くする。これにより、境界での
漏れ光が減少し、また、実装誤差にも強くなる。
光板2への実装構造を示す端面図である。導光板2の端
面縁部に係止片15を設け、かつ、この端面を下方ほど
引っ込んだ若干の傾斜面とし、光取り込み口モジュール
13が光源モジュール3によって矢印方向に後方から押
されることで、係止片15に食い込むようになる。これ
により、光取り込み口モジュール13は導光板2に固定
される。
図であり、導光板2の端面縁部に係止片15を設ける代
わりに、反射板4を導光板2に固定し、この反射板4を
用いて光取り込み口モジュール13を導光板2に固定す
る。
合(ほぼ点光源と見なせるような場合を含む)の導光板
2に形成されている拡散パターンの実施形態による模式
図である。拡散パターン5は、出射光の均一性を向上す
るために、光源モジュール3を中心として同心円状と
し、光源モジュール3に近い程、粗であり、遠い程、密
とされている。最小パターンサイズ、及び最小パターン
間距離は、いずれもパターンPのスタンプ(印刷)精度
が出せる程度の大きさであり、例えば、300μm程度
(200〜500μmの範囲やそれ以上又はそれ以下で
あっても構わない)とする。
れず種々の変形が可能であり、反射板を導光板の片側の
全面に設けることで、片側面に光を出射するものとな
る。また、この面光源装置を用いて、光取り込み口モジ
ュール13や拡散パターン5を工夫することで、静的な
画像を表示する表示板を構成することも可能である。
端面から光を入射させる透明媒体から成る光取り込み口
モジュールを導光板とは別に作製することができるの
で、光取り込み口のモジュールのみを要求される高い精
度に作製することで、導光板部分の作製は簡単となり、
従って、大型の導光板を容易かつ安価に作製することが
できると共に出射光の輝度を均一にでき、室内用LED
照明装置に好適な面光源装置を提供できる。また、導光
板の端面から光を入射させる透明媒体から成る光取り込
み口モジュールを、要求される精度に合わせて容易に作
製することができる。
照明装置の概略外観図である。
ルと導光板との境界面の各種形態を示す一部平面図であ
る。
ルと導光板との境界面の各種形態を示す一部平面図であ
る。
さらに他の実施形態を示す平面図である。
せの他の実施形態を示す端面図である。
を示す端面図である。
成されている拡散パターンの実施形態による模式図であ
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 点又は線状光源からの光を面状に拡げて
出射させる面光源装置において、 光拡散作用を持つパターンを形成した導光板と、 前記導光板の端面から光を入射させる透明媒体から成る
光取り込み口モジュールと、 前記光取り込み口モジュールに光が入射するように配置
された光源とを備えたことを特徴とする面光源装置。 - 【請求項2】 前記光取り込み口モジュールと導光板と
の境界面の形状は、光源から発する光線が境界面で全反
射しないようにしたことを特徴とする請求項1に記載の
面光源装置。 - 【請求項3】 前記光取り込み口モジュールと導光板と
の間は透明樹脂で埋められていることを特徴とする請求
項1又は請求項2に記載の面光源装置。 - 【請求項4】 点又は線状光源からの光を面状に拡げて
出射させる面光源装置用の光取り込み口モジュールにお
いて、 光源からの光を、光拡散作用を持つパターンを形成した
導光板の端面から入射させる透明媒体から成ることを特
徴とする面光源装置用の光取り込み口モジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03079998A JP3680903B2 (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 面光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP03079998A JP3680903B2 (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 面光源装置 |
Publications (2)
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JPH11232920A true JPH11232920A (ja) | 1999-08-27 |
JP3680903B2 JP3680903B2 (ja) | 2005-08-10 |
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ID=12313738
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---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-02-13 JP JP03079998A patent/JP3680903B2/ja not_active Expired - Fee Related
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