KR101731661B1 - 광원 장치 및 이 광원 장치를 이용한 면 조명 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 광원 장치(1)는 지향성이 강한 점광원(2)과, 점광원(2)을 배치한 하우징 바닥판, 하우징 바닥판의 주위로부터 소정 높이 세워 설치된 하우징 측판 및 하우징 바닥판과 대향하는 측에 개구가 설치되고 내벽면을 반사면으로 형성한 하우징(3)과, 개구를 덮고 점광원으로부터의 광을 대략 균일한 조명광으로서 출광시키는 광학 반사판(4)을 구비한 광원 장치로서, 하우징 측판은 적어도 일부의 하우징 측판에 있어서, 점광원(2)으로부터 가장 가까운 측판 영역에 높은 광반사율이고 또한 낮은 광투과율의 측쪽 중앙 반사부 및 측쪽 중앙 반사부의 바깥쪽 측판 영역에 측쪽 중앙 반사부에서 멀어짐에 따라 광반사율이 저하하고 또한 광투과율이 증대하는 측쪽 바깥쪽 반사부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 다면(多面)으로부터 조명광을 출광(出光)할 수 있도록 해서, 다용도로 사용 가능한 광원 장치를 제공할 수 있도록 된다.

Description

광원 장치 및 이 광원 장치를 이용한 면 조명 장치{LIGHT SOURCE DEVICE AND SURFACE ILLUMINATING DEVICE USING SAME LIGHT SOURCE DEVICE}

이 발명은 광원 장치 및 이 광원 장치를 이용한 면 조명 장치로 관하며, 또한 상세하게는 광원으로서 지향성이 강한 점광원을 이용해서 대략 균일한 조명광을 출광(出光)할 수 있는 광원 장치 및 이 광원 장치를 이용한 면 조명 장치에 관한 것이다.

최근, 지금까지의 백열 전구나 형광등을 대신해서, 발광 다이오드(이하, LED라고 함)나 레이저 다이오드(이하, LD라고 함) 등의 지향성이 강한 점광원을 이용한 조명 장치가 개발되어, 표시 장치 등에 사용되기 시작하고 있다. LED는 백열 전구나 형광등 등과 비교해서, 전력 절약, 장수명 및 소형이라는 등의 뛰어난 특징을 갖고 있는 한편, 지향성이 강하기 때문에 조명 영역이 극히 좁고, 또 그 광을 직시하면 눈을 아프게 하는 등의 난점이 있으므로, 조명광에 이용하기 위해서는 이 광을 효율 좋게 확산시키는 기술이 필요해지고 있다. 그래서, 이와 같은 점광원을 조명광으로서 이용하기 위해, 여러 가지의 고안이 강구된 조명 장치가 제안되고 있다(예를 들면, 하기 특허문헌 1, 2 참조).

예를 들면, 하기 특허문헌 1에는 LED에 해당 LED로부터의 광을 제어하는 광 제어 수단을 부착해서 면형상 광을 얻을 수 있도록 한 면 발광 장치가 기재되어 있다.

이 면 발광 장치는 LED와, 이 LED가 수용되는 직육면체형상의 케이스와, LED의 렌즈 바깥면에 부착하는 광 제어 수단과, 케이스의 개구를 덮는 확산 패널을 구비하고, 케이스는 그 내부에 리플렉터가 배치되고, 이 리플렉터의 저(底)부에 소정 간격 거리를 두고 복수개의 LED가 배치되며, 이들 LED에 각각 광 제어 수단이 장착되고, 케이스의 개구가 확산 패널로 덮여진 구성으로 되어 있다. 광 제어 수단은 LED의 광을 반사 및 투과하고, 또한 LED의 중심부에 대응하는 위치에 설치되며 광의 투과량보다 반사량이 많아지는 반사 주체부와, 그 주위에 설치되며 반사 주체부보다 광의 투과량이 많아지는 반사 투과부와, 반사 주체부에 설치된 홀더부로 구성되어 있다.

또, 하기 특허문헌 2에는 면 조명 광원 장치 및 이 면 조명 광원 장치를 이용한 면 조명 장치가 기재되어 있다.

이 면 조명 광원 장치는 LED와, 이 LED를 중앙부에 설치한 저면부 및 이 저면부의 주위로부터 세워 설치된 측면부 및 저면부와 대향하는 측에 개구를 설치한 상자형 케이싱과, 개구를 덮어 LED로부터의 광을 대략 균일하게 하는 광학 반사판으로 구성되어 있다. 또, 면 조명 장치는 상기 면 조명 광원 장치를 복수개 이용해서, 이들 복수개의 면 조명 광원 장치를 연접한 것으로 되어 있다.

또, 이와 같이 복수개의 면 조명 광원 장치를 연접시키면, 연접 부분이 어두워지므로, 이 연접 부분의 측벽부에 측벽 구멍을 설치한 면 조명 장치도 예를 들면 하기 특허문헌 3에 개시되어 있다. 또한, 이 측벽 구멍은 개구에 연통한 것으로 되어 있다. 또한, 하기 특허문헌 2, 3은 본원의 출원인의 출원에 관한 것이다.

특허문헌 1: 일본국 특개 2004-6317호 공보(단락 [0020]∼[0026], 도 1) 특허문헌 2: 일본국 특개 2008-27886호 공보(단락 [0045]∼[0048], 도 1) 특허문헌 3: 일본국 특개 2009-110696호 공보(단락 [0045]∼[0048], 도 8)

상기 특허문헌 1∼3의 면 발광 장치 및 면 조명 장치는 모두 복수개의 광원 장치를 인접하는 장치 사이에 간극을 두지 않고 밀접시킨 구성으로 되어 있다. 이들 면 조명 장치는 발광면의 면적, 즉 조명 면적을 확대할 경우, 광원 장치를 증설하게 되지만, 이 증설시에 지금까지와 같이 복수개의 광원 장치를 밀접시켜 증설하면, 증설한 분의 비용이 앙등하는 것에 비해서는 발광면의 면적을 확대할 수 없다. 즉, 발광면의 면적은 증설한 광원 장치의 발광면의 면적을 합계한 것으로 그 이상으로 되지 않는다. 또, 밀접시키지 않고 인접 광원 장치 사이에 소정의 간극을 두고 배치하는 것도 유추할 수 있지만, 그렇게 하면 이 간극 부분이 어두워지고, 이 어두운 개소가 확산판에 비쳐서 발광면에 어두운 줄무늬 등이 나타나므로, 이것을 해소하기 위해서는 광원 장치의 윗쪽에 배치하는 확산판을 높게, 즉 발광면으로부터의 거리를 크게 하지 않으면 안 된다. 그 결과, 면 조명 장치가 높은 높이가 되는 등의 과제가 출현하고, 상기 특허문헌 3의 면 조명 장치에서도 이 과제를 해소할 수 없다. 또한, 상기 특허문헌 1의 면 발광 장치에서는 리플렉터를 수용한 직육면체형상의 케이스의 증설이 되므로, LED의 개수를 조절한 증설은 할 수 없다.

또, 최근, LED를 이용한 광원 장치는 LED의 특징이 그대로 반영되어 전력 절약, 장수명 및 소형 등의 특징을 구비하고 있으므로, 그 용도는 상기 특허문헌 1∼3과 같은 사용뿐만 아니라, 자동 판매기나 대형 게임기 등에 직접 편입해서 사용되는 일이 있다. 그런데, 이와 같은 기기에 직접 편입되면, 광원 장치는 그 발광면이 하나의 면, 즉 상면만으로 되므로 조명 영역이 한정되고, 주변 영역으로의 조명이 필요한 경우는 이와 같은 광원 장치를 사용할 수 없다.

상기 문제점에 부가해서, 상기의 특허문헌 1 및 2에 개시되어 있는 발명에서는 면 조명 광원 장치를 간극 없이 배치하고 있기 때문에, 조명면이 클 경우에는, 배치하는 면 조명 광원 장치의 수가 방대해져, 비용이 높아져 버린다고 하는 문제점이 있었다.

이와 같은 비용 삭감에는 여러 가지의 방법이 고려된다. 예를 들면, LED나 반사판의 질을 떨어뜨리고, 확산판을 이용하지 않고, 조명면을 작게 하는 것 등이다.

그러나, LED의 질을 떨어뜨려 버리면, 고장률이 높아지거나, 균일한 발광이 얻어지지 않게 되거나 하기 때문에, 조명 장치로서의 수명이 짧아지는 동시에 조명광의 밝기의 편차가 커져 버린다. 또, 반사판의 질을 떨어뜨려 버리면, 충분히 반사되지 않고 균일한 조명광이 얻어지기 어렵고, 조명광이 어두워져 버리는 등의 부적합이 생겨 버린다.

확산판을 이용하지 않을 경우도, 반사판의 질을 떨어뜨린 경우와 마찬가지로, 균일한 조명광이 얻어지기 어려워져 버린다. 또한, 조명면을 작게 하면 비용 삭감으로 연결되지만, 목적의 범위를 비출 수 없게 되며, 이 경우, 조명으로서의 역할을 다하고 있지 않은 것으로 된다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위해 실시된 것으로, 본 발명의 목적은 다면(多面)으로부터 조명광을 출광할 수 있도록 하여, 다용도로 사용 가능한 광원 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 광원 장치를 이용해서, 면 조명 장치의 두께, 즉 광원으로부터의 높이를 높게 하는 일 없이 큰 면적이며 균일한 조명광을 얻을 수 있는 저렴한 면 조명 장치를 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 다른 목적은 복수개의 광원 장치를 배치할 경우, 인접해서 배치하는 것이 아니고, 소정의 거리를 사이에 두고 배치하며, 또한, 확산판을 종래의 것보다 광원 장치로부터 거리를 두고 배치함으로써, 휘도의 저하를 최저한으로 억제하면서, 대화면이고 균일한 조명광을 얻을 수 있는 면 조명 장치를 저렴하게 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 1 형태의 광원 장치는 지향성이 강한 점광원과, 상기 점광원을 배치한 하우징 바닥판, 상기 하우징 바닥판의 주위로부터 소정 높이 세워 설치된 하우징 측판 및 상기 하우징 바닥판과 대향하는 측에 개구가 설치되고 내벽면을 반사면으로 형성한 하우징과, 상기 개구를 덮고 상기 점광원으로부터의 광을 대략 균일한 조명광으로서 출광(出光)시키는 광학 반사판을 구비한 광원 장치에 있어서, 상기 하우징 측판은 적어도 일부의 하우징 측판에서, 상기 점광원으로부터 가장 가까운 측판 영역에 높은 광반사율이고 또한 낮은 광투과율의 측쪽 중앙 반사부 및 해당 측쪽 중앙 반사부의 바깥쪽 측판 영역에 상기 측쪽 중앙 반사부에서 멀어짐에 따라 광반사율이 저하하고 또한 광투과율이 증대하는 측쪽 바깥쪽 반사부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 제 1 형태의 광원 장치에 있어서는, 상기 하우징은 상기 하우징 바닥판이 직사각형 형상을 이루고, 상기 직사각형 형상의 주위로부터 세워 설치된 상기 하우징 측판의 적어도 하나의 하우징 측판에 상기 측쪽 중앙 반사부 및 상기 측쪽 바깥쪽 반사부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 제 1 형태의 광원 장치에 있어서는, 상기 측쪽 중앙 반사부는 상기 하우징 측판을 하프컷한 홈 또는 미세 구멍으로 형성되고, 상기 측쪽 바깥쪽 반사부는 상기 하우징 측판을 관통하며 소정의 개구 면적을 갖는 관통 구멍으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 제 1 형태의 광원 장치에 있어서는, 상기 점광원은 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드인 것이 바람직하다.

또, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 2 형태의 면 조명 장치는 1개 또는 복수개의 상기 광원 장치와, 개구를 갖고 상기 광원 장치를 1개 또는 복수개 수용할 수 있는 크기의 수용 케이스와, 상기 개구를 덮는 확산판을 구비하고, 상기 수용 케이스는 수용되는 수의 상기 광원 장치의 바닥 면적 합계보다 큰 면적을 갖는 케이스 바닥판과, 상기 케이스 바닥판의 주위로부터 세워 설치되고 상기 광원 장치의 하우징 측판보다 높은 케이스측판과, 상기 케이스 바닥판과 대향하는 측에 상기 개구를 갖고 내벽면이 반사면으로 형성된 상자체로 형성되며, 내부에 상기 광원 장치가 상기 내벽면과의 사이에 조명광을 출광시키는 간극(D1)을 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 제 2 형태의 면 조명 장치에 있어서는, 상기 케이스측판은 상기 케이스 바닥판의 평탄면에서 바깥쪽으로 90°∼150°의 범위로 경사져 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 제 2 형태의 면 조명 장치에 있어서는, 상기 수용 케이스에는 복수개의 상기 광원 장치가 수용되고, 인접하는 상기 광원 장치는 각각 서로 소정의 간극(D2)을 사이에 두고 배치되며, 상기 확산판은 상기 복수개의 광원 장치의 각각의 상기 광학 반사판으로부터 소정의 간극(D3)을 사이에 두고 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 제 2 형태의 면 조명 장치에 있어서는, 상기 간극(D2)은 상기 광원 장치의 최대 대향 측판간 거리(W)의 2분의 1 이상, 상기 간극(D1)은 상기 간극(D2)의 2분의 1 이상, 상기 간극(D3)은 상기 거리(D2)의 2분의 1 이하인 것이 바람직하다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제 3 형태의 면 조명 장치는 점광원과, 상기 점광원이 고정된 내면측이 반사성을 갖는 하우징 바닥판 및 상기 하우징 바닥판의 주위에 세워 설치된 내외면측이 반사성을 갖는 소정 높이의 하우징 측판을 구비하고, 상기 하우징 바닥판과 대향하는 측이 개구된 상자형의 하우징과, 상기 하우징의 개구를 덮고, 상기 점광원으로부터의 광을 반사 및 도통(導通)시키는 하는 광학 반사판을 구비한 광원 장치와, 개구를 갖고, 상기 광원 장치를 복수개 수용한 내면측이 반사성을 갖는 수용 케이스와,

상기 수용 케이스의 개구를 피복하는 확산판을 구비한 면 조명 장치로서, 상기 복수개의 광원 장치 중, 인접하는 상기 광원 장치는 각각 서로 소정의 간극(D2)을 사이에 두고 배치되며,

상기 확산판은 상기 복수개의 광원 장치의 각각의 상기 광학 반사판으로부터 소정의 간극(D3)을 사이에 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 제 3 형태의 면 조명 장치에 있어서는, 소정의 간극(D2)은 상기 광원 장치의 최대 대향 측판부간 거리(W)의 2분의 1 이하인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 제 3 형태의 면 조명 장치에 있어서는, 상기 소정의 간극(D3)은 상기 소정의 간극(D2)의 2분의 1 이상인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 면 조명 장치에 있어서, 상기 하우징 측판에는 일부의 광을 투과시키는 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 제 3 형태의 면 조명 장치에 있어서는, 상기 광학 반사판은 상기 점광원에서 멀어짐에 따라 투과율이 높고 또한 반사율이 낮아져 가는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 제 3 형태의 면 조명 장치에 있어서는, 상기 하우징 및 상기 광학 반사판은 초미세 발포 광반사 부재로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 제 3 형태의 면 조명 장치에 있어서는, 상기 하우징은 평면에서 보아 사각형상, 삼각형상, 원형상, 벌집형상 중의 어느 하나인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 제 3 형태의 면 조명 장치에 있어서는, 상기 수용 케이스는 상기 하우징과 상사(相似) 형상인 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1 형태의 광원 장치에 의하면, 점광원으로부터의 광을 광학 반사판면뿐만 아니라, 하우징의 측판면으로부터도 대략 균일하게 해서 출광시킬 수 있다. 그 결과, 발광면이 다면으로 되어 발광 면적이 확대되므로, 면 조명 장치에 이용해서 조명 영역의 확대가 가능하고, 또, 자동 판매기나 대형 게임기 등의 기기에 직접 편입해서, 조명 영역의 확대를 도모할 수도 있다.

또, 본 발명의 제 1 형태의 광원 장치에 의하면, 측쪽 중앙 반사부는 측판을 하프컷한 홈 또는 미세 구멍으로 형성되고, 측쪽 바깥쪽 반사부는 측판을 관통하며 소정의 개구 면적을 갖는 관통 구멍으로 형성했으므로, 측쪽 중앙 반사부 및 측쪽 바깥쪽 반사부를 간단히 작성할 수 있다.

또, 본 발명의 제 1 형태의 광원 장치로 의하면, LED 또는 LD와 같은 지향성이 강한 점광원을 이용해도, 중앙부에 밝은 스폿(spot)을 남기는 일 없고, 또 반대로 이 직상(直上) 부분을 어두워지게 하는 일도 없이, 균일한 조명광을 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 제 2 형태의 면 조명 장치에 의하면, 각각 상기에 관한 광원 장치의 효과를 얻을 수 있고, 또한 복수개의 광원 장치를 배치하는 것에 의해, 더욱 넓은 면적을 가지면서도 균일한 조도(照度) 분포의 조명광이 얻어지는 면 조명 장치를 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 제 2 형태의 면 조명 장치에 의하면, 케이스측판이 바깥쪽으로 경사지는 것에 의해, 케이스 바닥판에 비해 케이스 개구의 면적이 커지는 동시에, 광원 장치측쪽에서 방사된 광을 효율 좋게 케이스 개구를 향해 반사시킬 수 있다.

또, 본 발명의 제 2 형태의 면 조명 장치에 의하면, 수용 케이스내에 광원 장치를 인접해서 배치하지 않도록 했기 때문에, 휘도의 저하를 최저한으로 억제하면서, 더욱 적은 수의 점광원을 이용해서, 대화면이고 균일한 조명광을 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 제 3 형태의 면 조명 장치에 의하면, 수용 케이스내에 광원 장치를 인접해서 배치하지 않도록 했기 때문에, 휘도의 저하를 최저한으로 억제하면서, 대화면이고 균일한 조명광을 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 제 3 형태의 면 조명 장치에 의하면, 균일한 조명광을 얻을 수 있는 광원 장치마다의 거리, 광학 반사판과 확산 부재의 간격을 적절히 정할 수 있다.

또, 본 발명의 제 3 형태의 면 조명 장치에 의하면, 확산 부재를 근접시켜도 광의 불균일이 적어져서, 더욱 균일한 조명광을 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 면 조명 장치에 있어서는, 하우징 바닥판, 하우징 측판, 및 광학 반사판은 동일한 재료의 것을 사용할 수 있다. 동일한 재료의 것을 사용하면, 하우징을 단일 재료로 형성시킬 수 있으므로, 그들의 제작이 용이해진다.

또, 본 발명의 면 조명 장치에 있어서는, 균일한 조명광을 얻을 수 있는 여러 가지의 형상의 면 조명 장치를 제공할 수 있다.

[도 1] 도 1은 본 발명의 실시형태 1에 관한 광원 장치의 분해 사시도이다.
[도 2] 도 2의 (a)는 도 1의 광원 장치를 구성하는 광학 반사판의 상면도, 도 2의 (b)는 광학 반사판의 변형예의 상면도이다.
[도 3] 도 3의 (a)는 도 1의 광원 장치를 구성하는 측판의 광학 반사부의 일측면도, 도 3의 (b)∼도 3의 (d)는 각각 측판의 광학 반사부의 변형예의 측면도이다.
[도 4] 도 4는 본 발명의 실시형태 2에 관한 면 조명 장치의 개략 상면도이다.
[도 5] 도 5는 도 4의 면 조명 장치를 Ⅴ-Ⅴ선으로 절단한 단면도이다.
[도 6] 도 6은 도 4의 면 조명 장치의 변형예를 나타낸 단면도이다.
[도 7] 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)는 각각 도 4의 면 조명 장치의 변형예의 개략 상면도이다.
[도 8] 도 8의 (a)는 도 7의 (b)의 ⅧA-ⅧA선의 단면도, 도 8의 (b) 및 도 8의 (c)는 측판에 설치된 광학 반사부의 측면도이다.
[도 9] 도 9의 (a)는 본 발명의 실시형태 3에 관한 광원 장치 및 이 광원 장치를 이용한 면 조명 장치의 개략 상면도, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)의 면 조명 장치의 일측면도, 도 9의 (c)는 도 9의 (a)의 ⅨC-ⅨC선에 있어서의 단면도이다.
[도 10] 도 10의 (a)는 도 9의 (a)의 면 조명 장치의 변형예의 상면도, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)의 ⅩB-ⅩB선의 단면도이다.
[도 11] 도 11은 본 발명의 실시형태 4에 관한 면 조명 장치에서 이용한 면 조명 광원 장치의 외관 사시도이다.
[도 12] 도 12의 (a)는 본 발명의 실시형태 4에 관한 면 조명 장치의 상면도, 도 12의 (b)는 도 12의 (a)를 ⅩⅡB-ⅩⅡB선으로 절단한 단면도이다.
[도 13] 도 13은 본 발명의 실시형태 4에 관한 면 조명 장치의 외관 사시도이다.
[도 14] 도 14는 본 발명의 실시형태 5의 광원 장치에 이용되어 있는 광학 반사판의 정면도이다.
[도 15] 도 15의 (a)는 통상의 광학 반사판을 이용한 경우의 광원으로부터의 거리와 조도의 관계를 나타낸 그래프, 도 15의 (b)는 주변부의 조도가 중앙부의 조도와 비교해서 높아지도록 가공이 실시되어 있는 광학 반사판을 이용한 경우의 광원으로부터의 거리와 조도의 관계를 나타낸 그래프이다.
[도 16] 도 16은 본 발명의 실시형태 6에 관한 면 조명 장치에서 이용한 광원 장치의 외관 사시도이다.
[도 17] 도 17은 본 발명의 실시형태 6에 관한 면 조명 장치의 외관 사시도이다.
[도 18] 도 18은 본 발명의 실시형태 4∼6에 있어서의 변형예의 면 조명 장치에서 이용할 수 있는 광원 장치의 상면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 단, 이하에 나타내는 실시형태는 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 광원 장치 및 이 광원 장치를 이용한 면 조명 장치를 예시하는 것으로서, 본 발명을 이들의 것에 특정하는 것을 의도하는 것이 아니고, 본 발명은 특허청구의 범위에 포함되는 기타의 실시형태의 것에도 동등하게 적용할 수 있는 것이다.

[실시형태 1]

도 1을 참조해서, 본 발명의 실시형태 1에 관한 광원 장치의 개요를 설명한다. 또한, 도 1은 본 발명의 실시형태 1에 관한 광원 장치의 분해 사시도이다.

광원 장치(1)는 점광원(2)과, 이 점광원이 바닥판에 설치되고 윗쪽이 개구된 상자형의 하우징(3)과, 이 하우징의 개구를 덮고 점광원(2)으로부터의 광을 반사 및 투과시키는 광학 반사판(4)으로 구성되어 있다.

점광원(2)은 1개의 LED 또는 복수의 LED소자가 집합한 LED(이하, 이들을 총칭해서 LED라고 함), 또는 LD가 사용된다. LED는 색의 3원색의 R, G, B 뿐만 아니라 다른 색의 LED 등, 또 LED 또는 LD에 렌즈를 장착시킨 것이라도 좋다. 이 실시형태에서는 LED를 이용한 예를 설명한다.

하우징(3)은 LED(2)가 대략 중앙부에 고정되는 하우징 바닥판(3a)과, 이 하우징 바닥판의 주위로부터 소정 높이 세워 설치된 하우징 측판(3b∼3e)과, 하우징 바닥판과 대향하는 측에 설치한 개구(3f)를 갖는 상자형을 이루고, 내벽면이 반사면으로 형성되어 있다. 하우징 측판(3b∼3e)의 외벽면도 반사면으로 하는 것이 바람직하다. 외벽면을 반사면으로 하면, 이 광원 장치(1)를 이용해서 면 조명 장치를 제작했을 때에, 면 조명 장치의 수용 케이스의 내벽면과의 사이에서 LED광이 반사되어, 확산판측으로 효율 좋게 출광시킬 수 있다. 이 면 조명 장치에 대해서는 후술한다. 이 하우징(3)은 높은 광반사율, 낮은 광투과율 및 낮은 광흡수율의 반사판재, 예를 들면 초미세 발포 광반사판으로 형성되어 있다. 이 초미세 발포 광반사판재에는 광반사율 98％, 광투과율 1％, 광흡수율 1％의 것이 있고, 이것을 사용하는 것이 바람직하다. 물론, 이 하우징은 이 재료에 한정되는 것이 아니고, 투명기판을 이용해서, 이 기판에 반사재를 도포 또는 인쇄한 것이라도 좋다. 예를 들면 티탄 화이트의 미립자를 에멀션(化)한 것이나, 폴리테트라플루오로에틸렌의 미립자를 에멀션화한 것을 도포 혹은 스크린 인쇄에 의해 형성한 것이다.

하우징 바닥판(3a)은 1변의 길이가 L1(예를 들면, 200㎜)의 대략 정방형상을 이루고, 그 대략 중앙부에 LED(2)의 발광부를 노출시키는 노출 구멍이 형성되어 있다. LED(2)는 도시하지 않는 부착 기판에 고정되며, 이 부착 기판을 바닥판의 배면측에 배치하고, LED의 발광부를 노출 구멍으로부터 노출시킨다. 하우징 측판(3b∼3e)은 대략 정방형상의 바닥판(3a)의 주위로부터 소정 높이(h1)(예를 들면, 15㎜) 세워 설치된 수직판으로 형성되어 있다. 즉, 측판(3b∼3e)은 4장의 수직판으로 형성되어 있다. 또한, 하우징 측판을 수직으로 했지만, 하우징 바닥판(3a)의 주위로부터 바깥쪽으로 소정 각도 경사지게 해도 좋다. 경사 각도는 하우징 바닥판(3a)의 평면과의 사이에서 90°를 초과 150°이내 정도로 하는 것이 바람직하다. 경사지게 하면, 개구를 확대할 수 있는 동시에, 이 경사면을 이용해서 개구측으로 LED광을 효율 좋게 출광할 수 있다. 4장의 하우징 측판(3b∼3e)은 모두 혹은 1장 내지 몇장의 하우징 측판에, LED광을 하우징 측판의 바깥 표면측으로 대략 균일하게 출광시키는 광학 반사부가 형성되어 있다. 이 광학 반사부의 구성에 대해서는 후술한다.

도 1, 도 2를 참조해서, 하우징의 개구에 장착되는 광학 반사판을 설명한다. 또한, 도 2는 도 1의 광원 장치를 구성하는 광학 반사판을 나타내고, 도 2의 (a)는 상면도, 도 2의 (b)는 광학 반사판의 변형예의 상면도이다.

광학 반사판(4)은 도 1, 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 하우징(3)의 개구(3f)를 가리는 크기의 정방형의 판형상체로 형성되어 있다. 이 광학 반사판(4)은 소정의 두께를 갖고 1변의 길이(L1)가 동일한 정방형의 판형상체로 형성되어 있다. 즉, 대향하는 변(4a, 4b)와 변(4c, 4d)이 각각 동일한 길이로 되어 있다. 이 광학 반사판(4)은 그 중심부에 중앙 반사부(5A)와, 이 중앙 반사부의 바깥 주위에 바깥쪽 반사부(5B)가 설치되고, 높은 광반사율, 낮은 광투과율 및 낮은 광흡수율의 반사판, 예를 들면 초미세 발포 광반사판재로 형성되어 있다. 이 초미세 발포 광반사판재에는 광반사율 98％, 광투과율 1％, 광흡수율 1％의 것이 있으므로, 이것을 사용하는 것이 바람직하다.

중앙 반사부(5A)는 하우징(3)의 개구(3f)에 광학 반사판(4)이 부착되었을 때에 LED(2)의 직상 부분에 있어서, LED 발광부의 수직 직상 부분과 대향하는 작은 면적의 중심 반사 영역(5a)과, 이 중심 반사 영역(5a)을 중심으로 해서 해당 중심으로부터 소정 거리 멀어져서 면적이 약간 확대된 중심 주변 반사 영역(5b)으로 구성되어 있다. LED(2)는 그 배광 특성으로부터, 중심 반사 영역(5a)에 가장 강한 광이 조사되고, 계속해서 중심 주변 반사 영역(5b)에 그것에 계속하는 강한 광이 조사된다. 그래서, 중심 반사 영역(5a)은 광반사율이 가장 높고 또한 광투과율이 가장 낮으며, 중심 주변 반사 영역(5b)은 이 광반사율이 약간 저하하고, 한편, 광투과율이 약간 높아지도록 조절되어 있다. 중심 반사 영역(5a)의 반사율을 가장 높게 하고 또한 광투과율을 가장 낮게 했으므로, 이 영역을 어두워지게 하지 않고 또한 휘도가 높은 조명 스폿의 발생을 없게 할 수 있다.

이 광반사율 및 광투과율은 반사판의 가공에 의해서 조절된다. 중심 반사 영역(5a)에 있어서는, 반사판재에 복수개의 가느다란 홈(세로 홈, 가로 홈, 링형상)으로 이루어지는 가느다란 홈군(群), 또는 판두께의 조정 등을 실행하는 것에 의해 광반사율 및 광투과율이 조절된다. 또, 중심 주변 반사 영역(5b)에 있어서는, 복수개의 미세 구멍(직경이 예를 들면 1.0㎜이하의 관통 구멍)으로 이루어지는 미세 구멍군(群) 등을 설치하는 것에 의해 광반사율 및 광투과율이 조절된다.

바깥쪽 반사부(5B)는 중심 주변 반사 영역(5b)에서 각 변(4a∼4d)을 향해 소정의 규칙성을 갖고 배치된 복수개의 개구 면적의 다른 관통 구멍(51∼53)으로 형성된다. 이들 관통 구멍(51∼53)의 개구는 중심 주변 반사 영역에 가장 가까운 관통 구멍(51)의 개구 면적이 작고, 중심 주변 반사 영역에서 멀어짐에 따라 관통 구멍(52, 53)의 순서대로 개구 면적이 커지고 있다. 이들 개구를 갖는 관통 구멍은 변(4a)에 평행한 평행선과, 이 변(4a)과 수직한 변(4b)에 평행한 수직선이 교차하는 개소에 형성되어 있다. 즉, 이들 관통 구멍의 개구는 등간격(等間隔)으로 직교 격자형상으로 규칙성을 갖고 배열되어 있다.

이 광학 반사판(4)은 네 코너에 소정의 개구를 갖는 관통 구멍을 설치했지만, 이 코너부에 개구를 설치하면, 후술하는 면 조명 장치에 편입했을 때에, 면 조명 장치가 이 코너부에 대응하는 개소에서 약간 어두워지는 것이 판명되었다. 그래서, 광학 반사판(4A)에서는 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 이들 코너부(6)의 소정 영역에 개구를 설치하지 않도록 했다. 개구를 코너부에 설치하지 않는 것에 의해, 이 코너부에 대응하는 측판의 광학 반사부로부터 더욱 많은 반사광이 출광되어, 상기의 부적합이 해소된다.

이 광학 반사판 소재는 초미세 발포 광반사판재로 했지만, 이 재료에 한정되는 것이 아니고, 투명기판을 이용해서, 이 기판의 상기 개구 부분 이외에 반사재를 도포 또는 인쇄한 것이라도 좋다. 예를 들면 티탄 화이트의 미립자를 에멀션화한 것이나, 폴리테트라플루오로에틸렌의 미립자를 에멀션화한 것을 도포 혹은 스크린 인쇄에 의해 형성한 것이다.

다음에, 도 3을 참조해서, 측판에 형성하는 광학 반사부를 설명한다. 또한, 도 3은 도 1의 광원 장치를 구성하는 측판의 광학 반사부를 나타내고, 도 3의 (a)는 도 1의 일측면도, 도 3의 (b)∼도 3의 (d)는 각각 광학 반사부의 변형예의 측면도이다.

4장의 하우징 측판(3b∼3e)에는 각각 광학 반사부(7A)가 형성되어 있다. 이 광학 반사부(7A)는 LED(2)와 대향하고 이 LED와 가장 가까운 영역에 형성되는 측쪽 중앙 반사부(7a)와, 이 측쪽 중앙 반사부에서 긴쪽 방향으로 연장 설치된 영역에 형성되는 측쪽 바깥쪽 반사부(7b)로 구성되어 있다. 측쪽 중앙 반사부(7a)는 LED로부터의 출사(出射)광을 높은 광반사율로 반사시키는 한편, 낮은 광투과율이 되도록 복수개의 미세 구멍으로 형성되어 있다. 측쪽 바깥쪽 반사부(7b)는 측쪽 중앙 반사부(7a)에서 멀어짐에 따라, 광반사율을 점차 저감시키는 한편 광투과율을 증대시키는 개구를 갖는 관통 구멍으로 형성되어 있다. 이들 미세 구멍 및 관통 구멍은 광학 반사판(4)의 중앙 반사부(5A) 및 바깥쪽 반사부(5B)와 대략 동일한 방법으로 형성된다. 이 광학 반사부(7A)는 광학 반사판(4)과 비교해서, 정교하게 하는 일 없이 대충(엉성하게) 해도 좋다. 그 이유는 LED(2)의 배광 특성으로부터, LED의 직상에 비해, 하우징 측판으로의 조사광이 약해지기 때문이다.

광학 반사부는 광학 반사부(7A)에 한정되는 것이 아니고, 여러 가지로 변경해도 좋다. 광학 반사부(7B)는 측쪽 중앙 반사부(7a1) 및 측쪽 바깥쪽 반사부 (7b1)를 슬릿으로 형성한 것으로, 이들 슬릿은 소정의 개구율이 되도록 그 면적이 변경되어 있다(도 3의 (b) 참조). 광학 반사부(7C)는 측쪽 중앙 반사부(7a2)에 슬릿을 설치하지 않고, 측쪽 바깥쪽 반사부(7b2)에는 긴쪽 방향으로 개구 면적을 확대한 비교적 긴 슬릿을 설치해서 구성한 것이다(도 3의 (c) 참조). 광학 반사부(7D)는 측쪽 중앙 반사부(7a3)에 노치(notch)를 설치하지 않고, 측쪽 바깥쪽 반사부(7b3)는 긴쪽 방향으로 감에 따라 넓은 노치를 설치해서 구성한 것이다(도 3의 (d) 참조).

본 실시형태에 있어서는, 광학 반사부는 4장의 하우징 측판(3b∼3e)에 각각 설치되어 있지만, 전부에 광학 반사부를 설치하는 일 없이, 측면으로부터의 조명광의 필요와 불필요에 따라, 그 속의 1장 내지 복수장에 설치해도 좋다. 또, 광학 반사부는 소정의 개구를 갖는 관통 구멍, 슬릿 및 노치로 형성했지만, 이들은 측판을 관통하고 있으므로, 사용 환경에 따라서는 이 부분으로부터 먼지 등이 진입하는 일이 있다. 이와 같은 사용 환경에 있어서는 하우징 측판에 투명기판을 이용해서, 이 기판에 상기 반사재를 도포 또는 인쇄해서 구성하는 것이 바람직하다.

이 광원 장치(1)는 LED(2)로부터의 광을 광학 반사판(4)면뿐만 아니라, 하우징(3)의 측판면으로부터도 대략 균일하게 해서 출광시킬 수 있으므로, 후술하는 면 조명 장치뿐만 아니라, 자동 판매기나 대형 게임기 등에 편입해서 사용할 수 있다.

[실시형태 2]

다음에, 도 4를 참조해서, 본 발명의 실시형태 2에 관한 면 조명 장치를 설명한다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시형태 2에 관한 면 조명 장치의 개략 상면도, 도 5는 도 4의 면 조명 장치를 Ⅴ-Ⅴ선으로 절단한 단면도이다. 또한, 도 4는 면 조명 장치의 확산판을 분리해서 내부가 보이도록 되어 있다.

면 조명 장치(8)는 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 4개의 광원 장치(1)와, 이들 광원 장치를 수용하는 수용 케이스(9)와, 수용 케이스의 개구를 가리고 각 광원 장치로부터의 출사광을 확산시키는 확산판(10)을 갖고, 수용 케이스(9)내에는 4개의 광원 장치(1)가 소정의 간극(거리)을 두고 배치되며, 수용 케이스(9)의 개구가 확산판(10)으로 덮여진 구성으로 되어 있다.

수용 케이스(9)는 각각의 광원 장치(1)의 각 바닥 면적을 합계한 합계보다 큰 면적의 케이스 바닥판(9a)과, 이 케이스 바닥판의 주위로부터 세워 설치된 케이스 측판(9b∼9e)과, 케이스 바닥판과 대향하는 측에 설치한 개구(9f)를 갖고, 내벽면이 반사면으로 형성되어 있다. 케이스 바닥판(9a)은 광원 장치(1)를 구성하는 4개의 각 하우징(3)의 각 바닥판 면적을 합계한 면적보다 커지고 있다. 또, 케이스 바닥판(9a)의 1변의 길이는 각 하우징 측판의 긴쪽 방향의 길이(L1)를 합계한 길이보다 길어지고 있다. 또, 케이스 측판의 높이(h3)는 도 5에 나타내는 바와 같이, 하우징 측판의 높이(h1)보다 높아지고 있다. 광원 장치(1)의 광학 반사판(4)과 확산판(10) 사이의 간극의 높이(거리)는 h2로 되어 있고, h3=h1+h2로 되어 있다. 또한, 이 높이(h2)는 특허청구의 범위에서는 확산판과 광원 장치의 광학 반사판의 간극(D3)이라고 기재되어 있다.

면 조명 장치(8)는 도 4에 나타내는 바와 같이, 수용 케이스(9)내에 4개의 광원 장치(1)를 인접하는 장치 사이에 소정의 간극(거리)(G1) 및 케이스 측판과의 사이에 간극(거리)(G2)을 두고 배치하며, 개구(9f)를 확산판(10)으로 덮어 고정해서 조립한다. 또한, 특허청구의 범위에서는 G1은 광원 장치 사이의 간극(D2)이라고 기재되어 있고, G2는 광원 장치가 수용 케이스 내벽면과의 사이에 조명광을 출광시키는 간극(D1)이라고 기재되어 있다. 이 조립에 의해, 각 광원 장치(1)의 발광면과 확산판(10)의 사이에 간극(거리)(h2)이 형성된다. 이들 거리(G1, G2)와 h2의 관계는 확산판(10)의 바깥 표면으로부터 균일한 조명광을 얻는데에 중요해진다. 즉, 거리(G1, G2)를 크게 하면 인접하는 광원 장치(1) 사이 및 수용 케이스(9)의 케이스 측판과의 사이가 어두워지고, 또, 높이(h2)를 높게 하면 원하는 조도를 얻을 수 없어진다.

이들 관계는 하우징 측판의 광학 반사부(7)의 유무에 의해서, 하기와 같이 설정된다. 또한, 이것은 실험에 의해 확인한 것이다.

(a) 광원 장치의 하우징 측판에 광학 반사부를 설치하지 않는 경우

인접하는 광원 장치 사이의 거리(G1)는 광원 장치(1)의 최대 대향 측판간 거리(W)(도 4 참조)의 2분의 1 이하, G2는 G1의 2분의 1 이하, h2는 G1의 2분의 1 이상으로 한다. 이들 관계에 있으면, 간극 사이가 어두워지지 않고, 원하는 조도를 얻을 수 있다. 또한, 이들 관계를 벗어나면 균일한 조명광이 얻기 어려워진다.

(b) 광원 장치의 하우징 측판에 광학 반사부를 설치한 경우

하우징 측판에 광학 반사부를 설치하면, 상기 (a)보다 발광면의 면적을 확대할 수 있고 또한 장치를 낮은 높이로 할 수 있다. 즉, 각 광원 장치(1)는 각각의 하우징 측판(4b∼4e)으로부터 광학 반사부(7)를 통해 대략 균일한 LED광이 출사되고, 출사된 광이 인접하는 장치의 간극 사이 및 수용 케이스(9)의 내벽면에 반사되어 확산판(10)으로부터 출사된다. 이 때문에, 상기 (a)에 비해, 간극(G1, G2)을 확대할 수 있고, G1을 광원 장치(1)의 최대 대향 측판간 거리(W)(도 4 참조)의 2분의 1 이상, G2는 G1의 2분의 1 이상으로 할 수 있는 동시에, h2를 G1의 2분의 1 이하로도 할 수 있다. 그 결과, 면 조명 장치의 발광면의 면적을 확대할 수 있는 동시에, 장치 높이를 낮게 할 수 있다.

면 조명 장치(8)는 수용 케이스(9)의 측판(9b∼9e)을 케이스 바닥판(9a)으로부터 수직으로 세워 설치 시켰지만, 면 조명 장치(8A)(도 6 참조)와 같이, 케이스 바닥판(9a)의 주위로부터 바깥쪽으로 소정 각도 경사지게 해도 좋다. 경사 각도는 케이스 바닥판(9a)의 평면과의 사이에서 90°를 초과 150°이내 정도로 하는 것이 바람직하다. 이 경사에 의해 개구 및 확산판(10A)이 커지고, 발광 면적이 확대되는 동시에, 높이(h2´)(h2´<h2)를 더욱 낮게 할 수 있다. 여기서, h3´=h1+h2´이기 때문에, h3´<h3으로 되어, 케이스 측판의 높이가 작고, 즉, 더욱 얇은 면 조명 장치를 얻을 수 있다.

또한, 수용 케이스의 측판은 이 실시형태에 있어서는 평판형상으로 되어 있지만, 케이스 내측에 만곡시켜도 좋다. 이때 수용 케이스의 내벽을 거울면 등의 반사면으로 하면, 또한 효율 좋게 광을 수용 케이스 개구로부터 방사할 수 있다. 또, 측판을 평판이 아니고 물결형이나 기타의 형상으로 할 수도 있다. 이와 같이 수용 케이스의 측판의 형상을 변경하는 것에 의해, 면 조명 장치의 용도에 맞추어, 그 조사 범위 및 조사 범위에 있어서의 밝기의 균일도를 조정할 수 있다.

또, 상기 실시형태의 면 조명 장치(8, 8A)는 4개의 광원 장치(1)로 구성되어 있지만, 용도에 대응시켜 그 개수를 변경할 수 있다. 예를 들면, 면 조명 장치 (8B)(도 7의 (a))와 같이, 1개의 광원 장치(1)를 1개용의 수용 케이스(9B)에 수용해서 구성해도 좋다.

또, 상기 실시형태의 면 조명 장치(8, 8A, 8B)는 광원 장치(1)를 대략 정방형상으로 하는 동시에, 이들 광원 장치를 수용하는 수용 케이스(9, 9A, 9B)를 대략 정방형상으로 해서 구성했지만, 임의의 형상, 예를 들면 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 이들을 장방형상으로 해도 좋다.

[변형예]

도 7의 (b), 도 8을 참조해서, 변형예인 장방형상의 면 조명 장치를 설명한다. 또한, 도 7의 (b)는 면 조명 장치의 개략 상면도, 도 8의 (a)는 도 7의 (b)의 ⅧA-ⅧA선의 단면도, 도 8의 (b), 도 8의 (c)는 측판에 설치된 광학 반사부의 측면도이다. 또한, 도 7의 (b)는 면 조명 장치의 확산판을 분리해서 내부가 보이도록 되어 있다.

면 조명 장치(8C)는 장방형상의 광원 장치(1A)와, 이 광원 장치를 수용하는 수용 케이스(9C)와, 수용 케이스의 개구를 덮는 확산판(10B)(도 8의 (a) 참조)으로 구성되어 있다. 이들 광원 장치(1A), 수용 케이스(9C) 및 확산판(10B)은 형상이 다르지만, 구성은 상기 면 조명 장치(8)의 광원 장치(1), 수용 케이스(9) 및 확산판(10)과 동일하게 되어 있으므로, 그 설명을 생략한다.

광원 장치(1A)는 짧고 대향하는 한 쌍의 하우징 측판(3b´, 3d´) 및 길고 대향하는 한 쌍의 하우징 측판(3c´, 3e´)을 갖고, 이들 하우징 측판에 광학 반사부가 설치되어 있다. 이들 하우징 측판(3b´, 3c´)과 하우징 측판(3c´, 3e´)에서는 LED(2)와의 접근 거리가 다르므로, 긴 하우징 측판(3c´, 3e´)에는 측쪽 중앙 반사부(7a´) 및 측쪽 바깥쪽 반사부(7b´)로 이루어지는 광학 반사부(7a´)가 설치된다. 짧은 하우징 측판(3b´, 3d´)은 LED(2)에서 멀어지므로, 측쪽 중앙 반사부(7a´) 및 측쪽 바깥쪽 반사부(7b´)와 같은 가공은 불필요하고, 동일한 개구 면적을 갖는 관통 구멍으로 형성한 광학 반사부(7E)가 설치된다.

[실시형태 3]

도 9, 도 10을 참조해서, 본 발명의 실시형태 3에 관한 면 조명 장치를 설명한다. 또한, 도 9는 본 발명의 실시형태 3에 관한 광원 장치 및 이 광원 장치를 이용한 면 조명 장치를 나타내고, 도 9의 (a)는 개략 상면도, 도 9의 (b)는 도 9의 (a)의 면 조명 장치의 일측면도, 도 9의 (c)는 도 9의 (a)의 ⅨC-ⅨC선에 있어서의 단면도이며, 도 10은 도 9의 (a)의 면 조명 장치의 변형예를 나타내고, 도 10의 (a)는 상면도, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)의 ⅩB-ⅩB선의 단면도이다. 또한, 도 9의 (a), 도 10의 (a)는 면 조명 장치의 확산판을 분리해서 내부가 보이도록 되어 있다.

상기 광원 장치(1, 1A) 및 이들 광원 장치를 이용한 면 조명 장치(8, 8B, 8C)는 용도에 따라 그 구성의 일부가 변경된다.

본 발명의 실시형태 3에 관한 면 조명 장치(8D)는 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이, 광원 장치(1B)와, 이 광원 장치(1B)를 수용하는 수용 케이스(9D)와, 수용 케이스의 개구를 덮는 확산판(도시 생략)으로 구성되어 있다. 또한, 이 면 조명 장치는 도 7의 (b)의 면 조명 장치(8C)를 IXA-IXA선으로 절단하는 동시에, 일부의 구성을 변경한 것으로 되어 있다.

광원 장치(1B)는 4장의 하우징 측판(3b1∼3e1)을 갖고 있다. 이들 하우징 측판(3b1∼3e1) 중, 하우징 측판(3e1, 3b1, 3d1)에는 광학 반사부가 형성되어 있다. 또, 측판(3c1)에는 광학 반사부가 설치되지 않고, 판체만으로 형성되어 있다. 수용 케이스(9D)는 케이스 바닥판(9a)과, 이 케이스 바닥판의 주위로부터 세워 설치된 케이스 측판(9b1∼9e1)과, 케이스 바닥판과 대향하는 측에 설치한 개구(9f)를 갖고, 내벽면이 반사면으로 형성되어 있다. 하나의 케이스 측판(9c1)에는 광원 장치(1B)로부터의 광을 통과시키는 슬릿(9c1´)이 설치되어 있다. 이 슬릿(9c1´)은 광원 장치의 긴 측판과 동일하거나 약간 긴 길이 및 소정폭의 개구 면적을 갖고 있다. 이 슬릿(9c1´)으로부터도 조명광이 조사된다. 이 면 조명 장치(8D)는 게임기 등에 편입해서 사용된다.

면 조명 장치(8)는 수용 케이스(9)의 케이스 측판(9b1∼9e1)을 케이스 바닥판 (9a1)으로부터 수직으로 세워 설치시켰지만, 면 조명 장치(8E)(도 10의 (a) 및 도 10의 (b) 참조)와 같이, 수용 케이스(9E)의 케이스 측판(9b1´, 9d1´, 9e1´)을 케이스 바닥판(9a1)의 주위로부터 바깥쪽으로 소정 각도 경사지게 해도 좋다. 경사 각도는 케이스 바닥판(9a1)의 평면과의 사이에서 90°를 초과 150°이내 정도로 하는 것이 바람직하다. 이 경사에 의해 개구 및 확산판(10B)이 커지고, 발광 면적이 확대되는 동시에, 케이스 높이(h2´)(h2´<h2)를 더욱 단축할 수 있다. 또한, 측판(9c1)에는 반사부가 설치되어 있지 않고, 슬릿(9c1´)이 설치되어 있기 때문에, 측판(9c1)은 바닥판(9a1)으로부터 수직하게 세워 설치되어 있다.

[실시형태 4∼6]

다음에, 도 11을 참조해서 본 발명의 실시형태 4∼6에 관한 면 조명 장치에서 이용하는 광원 장치를 설명한다. 도 11은 본 발명의 실시형태 4에 관한 면 조명 장치에서 이용한 광원 장치의 외관 사시도이다. 이 광원 장치(1C)는 내면이 반사 부재로 형성되어 있는 하우징 바닥판(3a)과, 하우징 바닥판(3a)의 주위에 세워 설치된 내면 및 바깥면이 반사 부재로 형성되어 있는 하우징 측판(3b∼3e)을 구비하고, 하우징 바닥판(3a)과 대향하는 측이 개구된 상자형의 하우징(3)과, 하우징 바닥판(3a)에 고정된 점광원(2)과, 하우징(3)의 개구를 덮고, 점광원(2)으로부터의 광을 반사 및 도통시키는 광학 반사판(4)에 의해서 구성되어 있다.

하우징 측판은 하우징 바닥판(3a)으로부터 수직으로 3b, 3c, 3d, 3e의 4장이 각각 세워 설치되어 있다. 광원 장치(1C)의 높이는 h1, 하우징 측판(3b, 3c, 3d, 3e)의 길이는 각각 동등하게 L1이다.

하우징(3) 및 광학 반사판(4)은 높은 광반사율을 갖고, 낮은 광투과율 및 낮은 광흡수율의 재료, 예를 들면 초미세 발포 광도통 반사 부재로 형성되어 있다. 또한, 이 초미세 발포 광도통 반사 부재에는 반사율 98％, 광투과율 1％, 광흡수율 1％의 것이 있다. 기타의 재료로서, 티탄 화이트의 미립자를 에멀션화한 것, 폴리테트라플루오로에틸렌의 미립자를 에멀션화한 것을 도포 혹은 스크린 인쇄에 의해 설치한 것을 사용할 수 있다.

또, 하우징(3) 및 광학 반사판(4)에 이용하는 부품으로서, 티탄 화이트 또는 폴리테트라플루오로에틸렌의 미립자를 포함하는 도포막도 적합하다.

광원 장치(1C)에 이용되어 있는 점광원(2)은 LED 또는 복수의 LED로 이루어지는 LED군(群), 혹은 LD를 이용한다. LED나 LD는 지향성이 높고, 광학 반사판(4)의 투과율을 조정하는 것에 의해, 상면에서 균일한 조명광을 얻을 수 있도록 된다. 본 실시형태 4에 이용되어 있는 광학 반사판(4)은 실시형태 1에 이용되어 있는 것과 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.

다음에, 상기 광원 장치(1C)를 이용한 면 조명 장치에 대해, 도 12, 도 13을 이용해서 설명한다. 도 12의 (a)는 실시형태 4에 관한 면 조명 장치의 상면도, 도 12의 (b)는 도 12의 (a)의 ⅩⅡB-ⅩⅡB선으로 자른 단면도이다. 또, 도 13은 본 발명의 실시형태 4에 관한 면 조명 장치의 외관 사시도이다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 각 광원 장치는 수용 케이스(9)내에는 소정의 거리(La, Lc)를 두고 배치된다. 이 거리(La, Lc)의 폭은 동등하고, 광원 장치의 최대 대향 측판부간 거리(W)의 2분의 1 이하로 하고 있다. 이 이상 멀어지면 균일한 조명광을 얻는 것이 곤란해진다. 또, 광원 장치와 수용 케이스 측면(9a, 9b, 9c, 9d)의 사이에도 거리(Lb, Ld)가 두어져 있다. 이 거리(Lb, Ld)의 폭은 동등하고, 그 길이는 거리(La, Lc)의 절반이다. 수용 케이스의 측면(9a∼9d)에는 광원이 없고, 측면측으로부터 비추어지지 않기 때문이다.

광원 장치의 바깥쪽 반사부(5B)로부터 나온 광은 광원 장치의 바깥쪽부 위쪽과, 광원 장치의 배치되어 있지 않은 면의 상면 S를 비추고, 광원 장치의 중앙 반사부(5A)의 광은 면 조명 장치의 중앙부 위쪽을 비춘다. 바깥쪽 반사부(5B)의 광이 상면 S를 비추므로, 상면 S의 조도가 올라가고, 또 광원 장치의 바깥쪽부 위쪽의 조도가 내려가며, 면 조명 장치 전체적으로 조도가 균일해진다. 또한, 확산판(10)을 설치함으로써, 전체의 조도를 더욱 균일하게 하고 있다. 확산판(10)은 광학 반사판(4)으로부터 소정의 간격(h2) 두고 있다.

확산판(10)과 광학 반사판(4)의 간격(h2)은 각 광원 장치 사이의 소정의 거리인 La, Lc의 절반 이상 취하면 좋다. 간격(h2)을 길게 취하면 조도의 균일화는 도모하기 쉬워지지만, 조도는 내려가 버린다. 반대로, 간격(h2)을 소정의 거리 (La, Lc)의 절반 이하로 하면, 광의 불균일이 두드러져 버린다.

상기 실시형태 4에서는 광학 반사판(4)으로서, 균일한 조명광을 얻을 수 있는 것을 사용했지만, 바깥쪽 반사부(5B)에 설치하는 개구를 그것보다 크게 해서, 광원 장치 단체(單體)로서는 균일한 조명광을 얻을 수 없는 광학 반사판(4´)을 사용해도 좋다.

본 발명의 실시형태 5의 면 조명 장치에서 사용한 광원 장치(도시 생략)에 있어서의 광학 반사판(4´)의 정면도를 도 14에 나타낸다. 이 광학 반사판(4´)은 실시형태 4에 있어서의 광학 반사판(4)과 구성은 대략 동일하고, 동일한 부분은 설명을 생략한다.

바깥쪽 반사부(5B´)에 설치하는 개구는 각각 실시형태 4에 있어서의 면 조명 장치에서 사용한 광원 장치(1C)에 있어서의 광학 반사판(4)보다 크게 형성되어 있다. 실시형태 5에 관한 광학 반사판(4´)은 주변부의 조도가 중앙부의 조도와 비교해서 높아지도록 가공이 실시되어 있다. 도 15의 (a)는 광학 반사판(4)을 이용한 경우의 광원으로부터의 거리와 조도의 관계를 나타낸 그래프, 도 15의 (b)는 광학 반사판(4´)을 이용한 경우의 광원으로부터의 거리와 조도의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 15의 (a), 도 15의 (b)의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시형태 5의 광원 장치(1´)는 광원에서 멀어질수록 조도가 높아지도록 개구의 크기를 정하고 있다.

광원 장치 전체에서 균일한 조명광을 얻을 수 있는 광학 반사판(4)을 이용하면, 광원 장치(1C)가 두어져 있지 않은 장소의 상면에는 조명광이 닿기 어렵기 때문에, 광원 장치(1C)를 배열해서 배치한 면 조명 장치 전체적으로, 확산판(10)을 가깝게 배치한 경우, 약간 광 불균일이 있는 조명으로 되어 버린다. 이 때문에 실시형태 5에서는 바깥쪽부의 조도가 중앙부의 조도와 비교해서 높아지도록 가공되어 있는 광학 반사판(4´)을 이용하고 있다.

즉, 광학 반사판에 설치하는 개구의 크기를 장소마다 바꾸는 것에 의해, 광원 장치 단체로서는 불균일한 조명광이라도, 면 조명 장치 전체적으로 균일한 조명광을 얻을 수 있다.

상기 실시형태 4, 5에서는 광학 반사판(4)을 가공해서 균일한 조명광을 얻는 면 조명 장치의 설명을 실행했지만, 광학 반사판(4)의 개구의 크기를 바꾸지 않고, 측면부(3b∼3e)에 개구를 설치해도 좋다.

실시형태 6에 있어서의 광원 장치(1D)의 외관 사시도를 도 16에, 본 실시예에 있어서의 광원 장치(1D)를 배열해서 배치한 면 조명 장치의 외관 사시도를 도 17에 나타낸다.

도 16에 나타내는 바와 같이, 광원 장치(1D)의 측벽부(30b, 30c, 30d, 30e)에는 각각 개구(H1, H2, H3)가 설치되어 있다. 또, 도 17에 나타내는 바와 같이 수용 케이스의 측벽부(90a, 90b, 90c, 90d)는 수직이 아니고 연직 방향으로부터 대략 45도 기울여서, 경사지게 세워 설치되어 있다. 또, 측벽부(90a∼90d)는 높은 광반사율을 갖고, 낮은 광투과율 및 낮은 광흡수율의 재료, 예를 들면 초미세 발포 광도통 반사 부재로 형성되어 있다. 또한, 이 초미세 발포 광도통 반사 부재에는 반사율 98％, 광투과율 1％, 광흡수율 1％의 것이 있다. 기타의 재료로서, 티탄 화이트의 미립자를 에멀션화한 것, 폴리테트라플루오로에틸렌의 미립자를 에멀션화한 것을 사용해도 좋다. 또한, 이들 재료를 하우징에 도포 혹은 스크린 인쇄에 의해 설치해도 좋다.

개구(H1∼H3)로부터 일부의 광이 투과하고, 수용 케이스의 측벽부(90a∼90d)에서 반사되는 것에 의해, 광원 장치의 배치되어 있지 않은 면의 상면 S가 비추어져, 더욱 균일한 조명광을 얻을 수 있다.

또, 상기 실시예에서는 하우징의 형상을 평면에서 보아 방형상으로 하고 있었지만, 방형상에 한정할 필요는 없고, 도 18에 나타내는 바와 같이, 평면에서 보아 삼각형상, 벌집형상, 원형상 등, 여러 가지의 형태로 할 수 있다. 또한, 도 18은 본 발명의 실시형태 4∼6에 있어서의 변형예의 면 조명 장치에서 이용할 수 있는 광원 장치의 상면도이다. 이 경우의 각 광원 장치간의 소정의 거리(La, Lc)도 상기 실시예와 마찬가지로 광원 장치의 최대 대향 측판부간 거리(W)의 절반 이하이다. 또, 확산판과 광원 장치의 간격(h2)도 마찬가지로, 소정의 거리(La, Lc)의 절반 이상이다.

1, 1A, 1B, 1C, 1D; 광원 장치 2; 점광원
3; 하우징 3a; 하우징 바닥판
3b∼3e 하우징 측판 4; 광학 반사판
7, 7A´, 7A∼7E; 광학 반사부
7A, 7a1, 7a2, 7a3; 측쪽 중앙 반사부
7b, 7b1, 7b2, 7b3; 측쪽 바깥쪽 반사부
8, 8A∼8E; 면 조명 장치 9, 9A∼9E; 수용 케이스
9a; 케이스 바닥판 9b∼3e; 케이스 측판
10, 10A∼10C; 확산판

Claims (16)

1. 지향성이 강한 점광원과,
   상기 점광원을 배치한 하우징 바닥판, 상기 하우징 바닥판의 주위로부터 소정 높이 세워 설치된 하우징 측판 및 상기 하우징 바닥판과 대향하는 측에 개구를 설치하고 내벽면을 반사면으로 형성한 하우징과,
   상기 개구를 덮고 상기 점광원으로부터의 광을 균일한 조명광으로서 출광시키는 광학 반사판을 구비한 광원 장치에 있어서,
   상기 하우징 측판은 적어도 일부의 하우징 측판에서, 상기 점광원으로부터 가장 가까운 측판 영역에 측쪽 바깥쪽 반사부보다 높은 반사율이고 또한 측쪽 바깥쪽 반사부보다 낮은 광투과율의 측쪽 중앙 반사부 및 상기 측쪽 중앙 반사부의 바깥쪽 측판 영역에 상기 측쪽 중앙 반사부에서 멀어짐에 따라 반사율이 저하하고 또한 광투과율이 증대하는 측쪽 바깥쪽 반사부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징은 상기 하우징 바닥판이 직사각형 형상을 이루고, 상기 직사각형 형상의 주위로부터 세워 설치된 상기 하우징 측판의 적어도 하나의 하우징 측판에 상기 측쪽 중앙 반사부 및 상기 측쪽 바깥쪽 반사부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 측쪽 중앙 반사부는 상기 하우징 측판을 하프컷한 홈 또는 미세 구멍으로 형성되고, 상기 측쪽 바깥쪽 반사부는 상기 하우징 측판을 관통하며 소정의 개구 면적을 갖는 관통 구멍으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 점광원은 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드인 것을 특징으로 하는 광원 장치.
5. 1개 또는 복수개의 제 1 항의 광원 장치와, 개구를 갖고 상기 광원 장치를 1개 또는 복수개 수용할 수 있는 크기의 수용 케이스와, 상기 개구를 덮는 확산판을 구비하고,
   상기 수용 케이스는 수용되는 수의 상기 광원 장치의 바닥 면적 합계보다 큰 면적을 갖는 케이스 바닥판과, 상기 케이스 바닥판의 주위로부터 세워 설치되고 상기 광원 장치의 하우징 측판보다 높은 케이스 측판과, 상기 케이스 바닥판과 대향하는 측에 상기 개구를 갖고 내벽면이 반사면으로 형성된 상자체로 형성되며, 내부에 상기 광원 장치가 상기 내벽면과의 사이에 조명광을 출광시키는 간극(D1)을 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 면 조명 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 케이스 측판은 상기 케이스 바닥판의 평탄면에서 바깥쪽으로 90°∼150°의 범위로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 면 조명 장치.
7. 제 5 항에 있어서,
   상기 수용 케이스에는 복수개의 상기 광원 장치가 수용되고, 인접하는 상기 광원 장치는 각각 서로 소정의 간극(D2)을 사이에 두고 배치되며, 상기 확산판은 상기 복수개의 광원 장치의 각각의 상기 광학 반사판으로부터 소정의 간극(D3)을 사이에 두고 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 면 조명 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 간극(D2)은 상기 광원 장치의 최대 대향 측판간 거리(W)의 2분의 1 이상, 상기 간극(D1)은 상기 간극(D2)의 2분의 1 이상, 상기 간극(D3)은 상기 간극 (D2)의 2분의 1 이하인 것을 특징으로 하는 면 조명 장치.
9. 점광원과,
   상기 점광원이 고정된 내면측이 반사성을 갖는 하우징 바닥판 및 상기 하우징 바닥판의 주위에 세워 설치된 내외면측이 반사성을 갖는 소정 높이의 하우징 측판을 구비하고, 상기 하우징 바닥판과 대향하는 측이 개구된 상자형의 하우징과, 상기 하우징의 개구를 덮고, 상기 점광원으로부터의 광을 반사 및 도통시키는 광학 반사판을 구비한 광원 장치와,
   개구를 갖고, 상기 광원 장치를 복수개 수용한 내면측이 반사성을 갖는 수용 케이스와,
   상기 수용 케이스의 개구를 피복하는 확산판을 구비한 면 조명 장치로서,
   상기 복수개의 광원 장치 중, 인접하는 상기 광원 장치는 각각 서로 소정의 간극(D2)을 사이에 두고 배치되며,
   상기 확산판은 상기 복수개의 광원 장치의 각각의 상기 광학 반사판으로부터 소정의 간극(D3)을 사이에 두고 배치되어 있고,
   상기 소정의 간극(D2)은 상기 광원 장치의 최대 대향 측판부간 거리(W)의 2분의 1 이하이며, 상기 소정의 간극(D3)은 상기 소정의 간극(D2)의 2분의 1 이상인 것을 특징으로 하는 면 조명 장치.
10. 삭제
11. 삭제
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 하우징 측판에는 일부의 광을 투과시키는 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면 조명 장치.
13. 제 9 항에 있어서,
    상기 광학 반사판은 상기 점광원에서 멀어짐에 따라 투과율이 높고 또한 반사율이 낮아져 가는 것을 특징으로 하는 면 조명 장치.
14. 제 9 항에 있어서,
    상기 하우징 및 상기 광학 반사판은 초미세 발포 광반사 부재로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면 조명 장치.
15. 제 9 항에 있어서,
    상기 하우징은 평면에서 보아 방형상, 삼각형상, 원형상, 벌집형상 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 면 조명 장치.
16. 제 9 항, 및 제 12 항 내지 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용 케이스는 상기 하우징과 상사 형상인 것을 특징으로 하는 면 조명 장치.

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