WO2013151121A1 - 照明装置 - Google Patents

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WO2013151121A1
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guide plate
light guide
axis
illumination device
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Inventor
誠二 木下
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株式会社クラレ
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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/04—Lighting devices intended for fixed installation intended only for mounting on a ceiling or the like overhead structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
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    • G02—OPTICS
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer

Definitions

  • the present invention provides an edge light in which light enters a light guide plate from a primary light source such as an LED disposed on at least one side surface of the light guide plate, and emits light from one main surface (outgoing surface) of the light guide plate. More particularly, the present invention relates to an edge light type lighting device suitable as a lighting fixture used by being attached to a ceiling of an office or a house.
  • a primary light source such as an LED disposed on at least one side surface of the light guide plate
  • the edge light system is used as a backlight of liquid crystal display devices in liquid crystal televisions and personal computers.
  • An edge-light type backlight enters light from a primary light source (LED or the like) disposed on at least one side surface of the light guide plate into the light guide plate, and emits light from the entire main surface (outgoing surface) of the light guide plate. Can be emitted as planar light.
  • LED primary light source
  • this edge light type backlight has come to be applied to a lighting fixture that is used by being attached to the ceiling of an office or a house (for example, see Patent Document 1).
  • the main surface (outgoing surface) of a square light guide plate Can be emitted as planar light from below and can illuminate directly under and around the lighting device.
  • an object of the present invention is to provide an edge light type lighting device capable of giving anisotropy to the illuminance distribution.
  • a primary light source is installed on at least one side surface of the light guide plate, and the light guide plate has an emission surface, a bottom surface facing the emission surface, and at least one of the light source plates.
  • An illuminating device of an edge light system having an incident end face on which light emitted from the primary light source provided on a side surface is incident, having an XY plane composed of an X axis and a Y axis orthogonal to the X axis
  • the primary light source is arranged in parallel to the X axis with the normal as the Z axis
  • the light guide plate is arranged in parallel to the XY plane
  • the incident end face of the light guide plate is in the XZ plane.
  • the light guide plate includes a plurality of concave stripe patterns parallel to the X-axis direction formed at a predetermined pitch on the bottom surface, and a plurality of emission parallel to the Y-axis direction formed at a predetermined pitch on the emission surface.
  • the concave pattern in cross section is formed in a range apex angle of 90 ° ⁇ 130 ° with V-shaped, the emission control pattern is characterized in that the cross-sectional shape are formed in the right triangle.
  • the invention according to claim 2 is characterized in that an angle formed by a base and a hypotenuse of a right triangle in a cross-sectional shape forming the emission control pattern is set in a range of 15 ° to 35 °.
  • the invention according to claim 3 is characterized in that the concave stripe pattern is arranged densely with distance from the incident end face.
  • the invention described in claim 4 is characterized in that a reflection sheet for reflecting light is provided on the bottom side of the light guide plate.
  • the light propagating inside the light guide plate is reflected to the exit surface side by the slope of the concave stripe pattern on the bottom surface of the light guide plate, and the light incident at a specific angle is reflected by the exit control pattern on the exit surface. Since it is possible to select and totally reflect on the slope of the emission control pattern, and select other light incident at a specific angle and transmit it through the slope of the emission control pattern, so that from the emission control pattern on the exit surface of the light guide plate Light having anisotropy in the light intensity distribution can be emitted.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2.
  • the figure in which the cross section formed in the bottom face of the light-guide plate of the illuminating device in embodiment of this invention shows a V-shaped concave strip.
  • the figure which showed a mode that the light formed in the cross section formed in the bottom face of the light-guide plate of the illuminating device in embodiment of this invention injects into the inclined surface of a V-shaped concave strip
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an evaluation value of illuminance anisotropy in Example 1.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an edge light type illumination device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing this illumination device
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. is there.
  • the normal line of the XY plane composed of the X axis and the Y axis orthogonal to the X axis is the Z axis
  • the Z axis direction is the light emission direction. Yes.
  • an edge light type illumination device 1 includes a rectangular light guide plate 2 that is a transparent structure formed of a transparent resin (for example, acrylic resin), and the like.
  • the light emitting units 3a and 3b disposed on both sides of the light guide plate 2 in the left-right direction (Y-axis direction) (hereinafter referred to as “incident end surface”) 2a and 2b, and the back surface of the light guide plate 2 (hereinafter referred to as “bottom surface”).
  • the reflection sheet 4 installed on the 2c side, and the emission control pattern 5 formed on the front surface (hereinafter referred to as “emission surface”) 2d of the light guide plate 2.
  • the reflection sheet 4 side is located on the ceiling surface, and has an illuminance anisotropy by an emission control pattern 5 described later from the emission surface 2d side of the light guide plate 2.
  • a light beam is emitted obliquely downward.
  • a plurality of concave stripes 6 extending in the X-axis direction are formed on the bottom surface 2c of the light guide plate 2 at a predetermined pitch.
  • a plurality of emission control patterns 5 having a right-angled triangular cross section extending in the Y-axis direction are formed on the emission surface 2d of the light guide plate 2 at a predetermined pitch (details of the light guide plate 2 will be described later).
  • the light emitting units 3a and 3b as primary light sources are respectively disposed along the X axis direction on both sides of the light guide plate 2 in the Y axis direction, and in each light emitting unit 3a and 3b, the X axis direction of the light guide plate 2 is disposed.
  • a plurality of LEDs (light emitting diodes) 7 as light sources are arranged in a straight line at predetermined intervals. The arrangement interval of the LEDs 7 is, for example, about several mm to 20 mm.
  • each LED (light source) 7 of each light emitting unit 3a, 3b is emitted from the incident end faces 2a, 2b on both sides of the light guide plate 2 in the left-right direction (Y-axis direction) in the light guide plate 2.
  • the reflection sheet 4 has a function of causing light emitted from the bottom surface 2 c of the light guide plate 2 out of the light incident from the incident end surfaces 2 a and 2 b on both sides of the light guide plate 2 to enter the light guide plate 2 again. Yes. It is desirable that the reflection sheet 4 has a reflectance of 95% or higher because of high light utilization efficiency.
  • the material of the reflection sheet 4 include metal foils such as aluminum, silver, and stainless steel, white coating, and foamed PET (polyethylene terephthalate) resin.
  • the bottom surface 2 c of the light guide plate 2 is formed with recesses 6 formed at a predetermined pitch.
  • the recess 6 has a V-shaped cross section and extends in the X-axis direction.
  • the apex angle of the recess 6 having a V-shaped cross-section is in the range of 90 ° to 130 °, preferably a strong anisotropy of light emitted from the exit surface 2d of the light guide plate 2. Is set to 95 ° to 125 ° (in FIG. 4, the apex angle of the groove 6 is 100 °).
  • the height (depth) of the recess 6 is set within a range of about 0.001 to 0.1 mm. Further, the pattern of the concave stripes 6 is formed densely as the distance from the incident end faces 2a and 2b increases.
  • the recess 6 formed on the bottom surface 2c of the light guide plate 2 does not need to be a recess extending from end to end of the light guide plate 2, and has a height of several to several thousand times the height of the recess 6. It may be.
  • emitted from the output surface 2d side of the light-guide plate 2 is reflected from the inclined surface of the V-shaped concave strip 6 in the cross section formed in the bottom face 2c of the light-guide plate 2, and radiate
  • the vertical angle of the V-shaped concave strip 6 is set to 100 ° in the cross section formed on the bottom surface 2c of the light guide plate 2, on the exit surface 2d and bottom surface 2c of the light guide plate 2, Among the light propagating while being totally reflected by a plane parallel to the XY plane, a V-shaped recess 6 provided on the bottom surface 2c of the light guide plate 2 as shown by a light ray C shown in FIG. May be incident on the slope.
  • the elevation angle of the light ray C with respect to the inclined surface of the concave stripe 6 is 10 °
  • the angle formed with the Y axis is 23 °.
  • the light beam C is totally reflected as reflected light C ′ in the direction where the angle formed with the Z axis on the plane parallel to the incident end face (XZ plane) is 22 ° on the inclined surface of the V-shaped concave strip 6. Reflected and reflected to the exit surface 2d side.
  • FIG. 6 shows the light reflected from the inclined surface of the groove 6 when the vertex angle of the V-shaped groove 6 formed on the bottom surface 2c of the light guide plate 2 is set to 100 °. It is a luminous intensity distribution of outgoing light in the XZ plane immediately above.
  • the Z-axis direction (front direction of the exit surface 2d) with respect to the XZ plane is defined as an exit angle of 0 °, and the exit angle ranges from about 15 ° to 30 °, and from ⁇ 15 ° to ⁇
  • the luminous intensity is particularly high in the range of about 30 °. Therefore, in this embodiment, the illumination control pattern 5 formed on the exit surface 2d of the light guide plate 2 controls the emission of light in the range of, for example, about ⁇ 15 ° to ⁇ 30 °, thereby making the illuminance distribution anisotropic. I tried to have sex.
  • the emission control pattern 5 having a right triangle shape in cross section formed on the emission surface 2 d of the light guide plate 2 has, for example, a side a having a length of 40 ⁇ m, a side b having a length of 17 ⁇ m, and an inclination angle ⁇ . Is formed at 23 °.
  • the light L1 incident on the emission suppression pattern 5 at an angle of 20 ° with respect to the normal direction A of the emission surface 2d is transmitted through the emission control pattern 5 formed on the emission surface 2d of the light guide plate 2 and emitted.
  • the light L2 incident on the emission control pattern 5 at an angle of ⁇ 20 ° with respect to the normal direction A of the emission surface 2d is totally reflected in the emission control pattern 5 and is not emitted from the emission control pattern 5. can do.
  • the light incident from the incident end faces 2a and 2b of the light guide plate 2 is perpendicular to the direction (Y axis direction) in which the light propagates into the light guide plate (in either the X axis direction), Light having illuminance anisotropy can be emitted from the emission control pattern 5 on the emission surface 2 d of the light guide plate 2.
  • the inclination angle ⁇ of the emission control pattern 5 having a right-angled triangular cross section is set to 23 °. However, the same applies to the range of the inclination angle ⁇ of about 15 ° to 35 °. Furthermore, light having illuminance anisotropy can be emitted from the emission control pattern 5 on the emission surface 2 d of the light guide plate 2.
  • the incident end face of the light guide plate 2 is two opposing faces 2a and 2b, but may be either one of the incident end faces.
  • the light beam L is emitted obliquely downward from the emission control pattern 5 on the emission surface 2d of the light guide plate 2.
  • the specific range can be illuminated with light having anisotropy in the illuminance distribution.
  • FIG. 9B when the illumination device 1 is installed on the wall surface 11 in the vertical direction (the Y axis of the illumination device 1 coincides), the illumination device 1 is inclined from the emission control pattern 5 on the emission surface 2 d of the light guide plate 2.
  • the light beam L is emitted toward the front side, and the specific range can be illuminated with light having anisotropy in the illuminance distribution.
  • the illuminating device 1 when the illuminating device 1 is installed on the wall surface 11 in the horizontal direction (the Y axis of the illuminating device 1 coincides), and the light beam is emitted obliquely upward from the emission control pattern 5 of the emission surface 2d of the light guide plate 2, The emitted light beam can be reflected on the ceiling and the room can be illuminated with light such as indirect illumination light.
  • the lighting device 1 when the lighting device 1 is installed as LED lighting in a refrigerator, the interior can be illuminated with light having anisotropy in illuminance distribution.
  • the lighting device 1 is an LED lighting in a refrigerator, for example, the lighting device 1 is installed in the vertical direction on the side surface of the refrigerator, so that the inner surface of the refrigerator (opposite the front open / close door). The wall surface side) can be illuminated well.
  • the illumination devices of Examples 1 to 3 shown below were produced.
  • Example 1 In accordance with the method described in the example of WO2006 / 013969, a concave stripe pattern having a height of 0.017 mm, a base of 0.040 mm, and a cross-section with a 23 ° angle formed between the base and the slope is a right triangle.
  • the stamper 1 on the exit surface side having a flat portion of 0.001 mm between the concave stripe pattern and the concave stripe pattern was produced.
  • stamper 1 and stamper 2 were incorporated as transfer molds into the mold fixed side cavity and the mold movable side cavity of the injection molding machine, and a light guide plate was obtained by an injection molding method.
  • the outer dimensions of the obtained light guide plate were horizontal ⁇ vertical ⁇ height 600 ⁇ 80 ⁇ 4 (mm).
  • the protruding surface of the right-angled triangle has a height of 0.017 mm
  • the base is 0.040 mm
  • the angle between the slope and the base is 23 °
  • the bottom has a V-shaped concave.
  • the average slope R with respect to the bottom surface of the slope parallel to the X axis on the incident end face side of the concave stripe having a height of 0.007 mm and an average base angle is 40 °
  • the pitch of the V-shaped concave stripe is on the incident end face side The distance was gradually decreased from 0.483 mm to the center of the light guide plate 0.137 mm.
  • a multi-chip LED module (outside dimension: 13.7 mm, emission length: 11.4 mm) manufactured by Sanken Electric Co., Ltd., model number SEPWA2001 was used as the light emitting unit.
  • a primary light source In order to form a primary light source, five light emitting units are arranged at equal intervals (13.9 mm), and an end face parallel to the concave stripe pattern on the bottom surface of the light guide plate is used as an incident end face.
  • a reflection sheet 4 (manufactured by Toray Industries, Inc .: model number E6SL) was disposed on the bottom surface of the light guide plate, and these members were housed in a metal frame. And the metal frame of the back was combined with the support frame made from polystyrene from this. In the lighting device thus formed, an inverter was connected to each light emitting unit and connected to a 100 V outlet to light up.
  • a virtual plane parallel to the exit surface of the illumination device is provided at a position 500 mm away from the center of the exit surface of the illumination device according to the present invention in the normal direction, and this is used as an illuminance measurement surface on a grid point of 25 mm ⁇ 25 mm.
  • the illuminance was measured by placing an illuminance meter (T-10M manufactured by Konica Minolta Sensing Co., Ltd.).
  • the illuminance measurement surface A is divided into two regions from the position directly below the light guide plate 2, and each region has an X-axis size of 300 mm and a Y-axis direction.
  • the size is 600 mm, which is the same size as the long side of the light guide plate 2, and the illuminance measurement values in the area are summed, the illuminance total value in the illuminance evaluation area A1 is E I , and the illuminance total value in the illuminance evaluation area A2 is E II Evaluation values E I / E II of illuminance anisotropy were obtained.
  • the illuminating device was set so that the illuminance evaluation area A1 would be in the direction of anisotropic light emission.
  • E I / E II was 1.27 and had illuminance anisotropy.
  • Example 2 In the V-shaped pattern on the bottom surface side of Example 1, the apex angle is changed while maintaining the height of 0.007 mm, and the light guide plate is manufactured by arranging at a predetermined interval.
  • Example 1 Assuming that the light guide plate obtained in Table 1 was incorporated in the same lighting device as in Example 1, the results of evaluation of illuminance anisotropy were obtained by numerical calculation and summarized. The numerical calculation was performed by setting conditions so as to match the actual measurement result of Example 1.
  • the evaluation value E I / E II of the illuminance anisotropy is 1.1 or more, and the anisotropy appears. It was. However, at 140 °, the illuminance distribution was biased and was unsuitable as a lighting device.
  • Example 3 In Example 1, various kinds of stampers having different angles formed by the bottom side and the oblique side of the right triangle of the cross section on the exit surface side are produced and combined with the stamper 2 on the bottom side to produce a light guide plate.
  • the evaluation value E I / E II of the illuminance anisotropy is 1.1 or more, and the anisotropy is It was out.
  • the evaluation value E I / E II of the anisotropy is close to about 1 and the anisotropy appears. There wasn't.
  • the evaluation value E I / E II of the illuminance anisotropy was 1.23. It is expected that the illuminance distribution will be generated in another place as a secondary, and the distribution will be deteriorated to deteriorate the quality of the lighting device.

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Abstract

　照度分布に異方性を持たせることができるエッジライト方式の照明装置（１）を提供する。　導光板（２）の側面側に発光ユニット（３ａ、３ｂ）が設置されたエッジライト方式の照明装置（１）であって、Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸で構成されるＸ－Ｙ平面の法線をＺ軸として、発光ユニット（３ａ、３ｂ）はＸ軸に平行に配置しており、導光板（２）はＸ－Ｙ平面に平行に配置しており、導光板（２）の入射端面（２ａ，２ｂ）はＸ－Ｚ平面に平行であり、導光板（２）は、底面（２ｃ）に所定ピッチで形成されたＸ軸方向に平行な複数の凹条パターン（６）と、出射面（２ｄ）に所定ピッチで形成されたＹ軸方向に平行な複数の出射制御パターン（５）を有しており、凹条パターン（６）は、断面がＶ字形状で頂角が１００°に形成され、出射制御パターン（５）は、断面形状が直角三角形に形成されている。

Description

照明装置
　本発明は、導光板の少なくとも一方の側面側に配置したＬＥＤ等の一次光源から光を導光板内に入射して、該導光板の一方の主面（出射面）から光を出射するエッジライト方式の照明装置に関し、特にオフィスや住宅等の天井などに取り付けて使用する照明器具として好適なエッジライト方式の照明装置に関する。
　液晶テレビやパソコン等における液晶表示装置のバックライトとして、エッジライト方式が用いられている。エッジライト方式のバックライトは、導光板の少なくとも一方の側面側に配置した一次光源（ＬＥＤ等）から光を導光板内に入射し、該導光板の一方の主面（出射面）全体から光を出射させることで、面状の光として出射することができる。
　このため、このエッジライト方式のバックライトをオフィスや住宅等の天井などに取り付けて使用する照明器具に適用するようになってきた（例えば、特許文献１参照）。
　さらに、近年はＬＥＤの発光効率の向上と、価格の低下によって、ＬＥＤを光源とする照明器具においては、薄型化による照明装置の軽量化が可能となり、ＬＥＤの特長である調光機能による生活様式にあわせた演出ができるため、ＬＥＤを光源とするエッジライト方式の照明装置が普及してきている。（例えば、特許文献２参照）。
特開平１０－１６０９３８号公報 特開２０１０－３３８６１号公報
　特許文献１、２のようなエッジライト方式の照明装置をオフィスや住宅等の天井などに取り付けて照明器具として使用する場合、この照明装置では、例えば正方形状の導光板の主面（出射面）から面状の光として出射し、照明装置の直下及びその周辺を照らすことができる。
　ところで、前記特許文献１、２のようなエッジライト方式の照明装置では、導光板の主面（出射面）から出射した面状の光が等方的に広がって照らすため、照明用途によっては照度分布に異方性を持たせたい場合があっても対応することができない。例えば、前記特許文献１、２のようなエッジライト方式の照明装置を天井に設置した場合、壁面側のみに照度分布を有するような光を出射して、間接照明のような雰囲気の光を得ることはできない。
　そこで、本発明は、照度分布に異方性を持たせることができるエッジライト方式の照明装置を提供することを目的とする。
　前記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、導光板の少なくとも一方の側面側に一次光源が設置され、前記導光板は、出射面、該出射面に対向する底面、及び少なくとも一側面に設けられた前記一次光源から出射された光を入射させる入射端面を有するエッジライト方式の照明装置であって、Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸で構成されるＸ－Ｙ平面の法線をＺ軸として、前記一次光源はＸ軸に平行に配置しており、前記導光板は前記Ｘ－Ｙ平面に平行に配置しており、前記導光板の入射端面はＸ－Ｚ平面に平行であり、前記導光板は、前記底面に所定ピッチで形成されたＸ軸方向に平行な複数の凹条パターンと、前記出射面に所定ピッチで形成されたＹ軸方向に平行な複数の出射制御パターンを有しており、前記導光板の底面に形成された前記凹条パターンは、断面がＶ字形状で頂角が９０°～１３０°の範囲に形成され、前記出射制御パターンは、断面形状が直角三角形に形成されていることを特徴としている。
　請求項２に記載の発明は、前記出射制御パターンを形成する断面形状が直角三角形の底辺と斜辺とがなす角度が、１５°～３５°の範囲に設定されていることを特徴としている。
　請求項３に記載の発明は、前記凹条パターンは前記入射端面から離れるに従い密に配置されていることを特徴としている。
　請求項４に記載の発明は、前記導光板の底面側には光を反射する反射シートを有していることを特徴としている。
　本発明によれば、導光板の底面の凹条パターンの斜面で、導光板内部を伝播する光を出射面側に反射させて、出射面の出射制御パターンによって、特定の角度で入射する光を選択して出射制御パターンの斜面で全反射させ、特定の角度で入射する他の光を選択して出射制御パターンの斜面からを透過させることができるので、導光板の出射面の出射制御パターンから光度分布に異方性を持たせた光を出射することができる。
本発明の実施形態に係るエッジライト方式の照明装置を示す概略斜視図。 本発明の実施形態に係るエッジライト方式の照明装置を示す概略平面図。 図２のＡ－Ａ線断面図。 本発明の実施形態における照明装置の導光板の底面に形成した断面がＶ字状の凹条を示す図。 本発明の実施形態における照明装置の導光板の底面に形成した断面がＶ字状の凹条の斜面に光が入射して出射面側に反射する様子を示した図。 本発明の実施形態における照明装置の底面の凹条の斜面で反射した光の、この凹条の直上でのＸ－Ｚ平面における出射光の光度分布を示す図。 本発明の実施形態における照明装置の導光板の出射面に形成した断面形状が直角三角形の出射制御パターンを示した図。 導光板の底面に形成した凹条の斜面で反射した光において、出射制御パターンを透過する光と、出射制御パターン内で全反射する光を説明するための図。 本発明の実施形態に係るエッジライト方式の照明装置を天井に設置した状態を示す図。 本発明の実施形態に係るエッジライト方式の照明装置を壁面に設置した状態を示す図。 実施例１における照度異方性の評価値を説明するための図。
　図１は、本発明の実施形態に係るエッジライト方式の照明装置を示す概略斜視図、図２は、この照明装置を示す概略平面図、図３は、図２のＡ－Ａ線断面図である。本実施形態に係るエッジライト方式の照明装置１では、Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸で構成されるＸ－Ｙ平面の法線をＺ軸とし、Ｚ軸方向が光の出射方向としている。
　図１～図３に示すように、本実施形態に係るエッジライト方式の照明装置１は、透明樹脂（例えば、アクリル樹脂）などから形成された透明構造体である矩形状の導光板２、この導光板２の左右方向（Ｙ軸方向）の両面（以下、「入射端面」という）２ａ，２ｂ側にそれぞれ配置された各発光ユニット３ａ、３ｂ、導光板２の背面（以下、「底面」という）２ｃ側に設置された反射シート４、導光板２の前面（以下、「出射面」という）２ｄに形成した出射制御パターン５を有している。なお、出射面２ｄの前面側に光学シートとしての拡散シートや保護カバーを設けてもよい。
　この照明装置１をオフィスや住宅等の天井に設置した場合には、反射シート４側が天井面に位置し、導光板２の出射面２ｄ側から後述する出射制御パターン５によって照度異方性を有する光束が斜め下方に向けて出射される。
　導光板２の底面２ｃには、Ｘ軸方向に延びる凹条６が所定のピッチで複数形成されている。また、導光板２の出射面２ｄには、Ｙ軸方向に延びる断面形状が直角三角形の出射制御パターン５が所定のピッチで複数形成されている（導光板２の詳細については後述する）。
　一次光源としての発光ユニット３ａ、３ｂは、導光板２のＹ軸方向の両側にＸ軸方向に沿ってそれぞれ配置されており、各発光ユニット３ａ、３ｂ内には、導光板２のＸ軸方向に沿って直線状に所定間隔で光源としてのＬＥＤ（発光ダイオード）７が複数配置されている。ＬＥＤ７の配置間隔は、例えば数ｍｍ～２０ｍｍ程度である。
　各発光ユニット３ａ、３ｂの各ＬＥＤ（光源）７から発せられた光は、導光板２の両側の入射端面２ａ，２ｂから導光板２内の左右方向（Ｙ軸方向）へ出射される。
　反射シート４は、導光板２の両側の入射端面２ａ，２ｂから入射された光のうちの導光板２の底面２ｃから外へ出射した光を、再度導光板２へ入射させる機能を有している。この反射シート４は、反射率９５％以上のものが光の利用効率が高く望ましい。反射シート４の材質は、アルミ、銀、ステンレスなどの金属箔や、白色塗装、発泡ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂などが挙げられる。
（導光板２の底面２ｃの構成）
　図１に示したように、導光板２の底面２ｃには、所定のピッチで形成された凹条６が形成されている。この凹条６は断面形状がＶ字状に形成されており、Ｘ軸方向に延びている。図４に示すように、断面形状がＶ字状の凹条６の頂角は９０°～１３０°の範囲、好ましくは導光板２の出射面２ｄから出射される光の異方性が強い点で９５°～１２５°に設定されている（図４では、凹条６の頂角が１００°）。凹条６の高さ（深さ）は、０．００１～０．１ｍｍ程度の範囲内で設定されている。また、この凹条６のパターンは、入射端面２ａ，２ｂからから離れるに従い密に形成されている。
　また、導光板２の底面２ｃに形成した凹条６は、導光板２の端から端まで連ねた凹条である必要はなく、凹条６の高さの数倍から数千倍程度のものであってもよい。
　ところで、導光板２の出射面２ｄ側から出射される光の主たるものは、導光板２の底面２ｃに形成した断面がＶ字状の凹条６の斜面により反射されて、出射面２ｄより出射する光である。
　そして、本実施形態のように、導光板２の底面２ｃに形成した断面がＶ字状の凹条６の頂角を１００°に設定した場合、導光板２の出射面２ｄと底面２ｃにおいて、Ｘ－Ｙ平面に平行な面で全反射しながら伝播している光のうちには、図５に示す光線Ｃのように、導光板２の底面２ｃに設けられたＶ字状の凹条６の斜面に入射する場合がある。なお、図５では、光線Ｃの凹条６の斜面に対する仰角は１０°であり、Ｙ軸となす角度が２３°である。
　そして、前記光線Ｃは、Ｖ字状の凹条６の斜面にて、入射端面（Ｘ－Ｚ平面）と平行な面上においてＺ軸となす角度が２２°の方向に反射光Ｃ’として全反射され、出射面２ｄ側に反射する。
　図６は、導光板２の底面２ｃに形成した断面がＶ字状の凹条６の頂角を１００°に設定した場合に、凹条６の斜面で反射した光の、この凹条６の直上でのＸ－Ｚ平面における出射光の光度分布である。
　図６に示すように、Ｘ－Ｚ平面に対してＺ軸方向（出射面２ｄの正面方向）を出射角度０°として、出射角度が１５°～３０°程度の範囲、及び－１５°～－３０°程度の範囲で特に光度が高い。そこで、本実施形態では、導光板２の出射面２ｄに形成した出射制御パターン５によって、例えばこの－１５°～－３０°程度の範囲での光の出射を制御することで照度分布に異方性を持たせるようにした。
（出射制御パターン５の構成）
　図７に示すように、導光板２の出射面２ｄに形成した断面形状が直角三角形の出射制御パターン５は、例えば、辺ａの長さが４０μｍ、辺ｂの長さが１７μｍ、傾斜角θが２３°に形成されている。
　そして、図８に示すように、導光板２の底面２ｃに形成した断面がＶ字状の凹条６の斜面で反射した光において、例えば、出射面２ｄの法線方向Ａに対して２０°の角度（図６の出射角度２０°に対応している）で出射抑制パターン５に入射した光Ｌ１は、導光板２の出射面２ｄに形成した出射制御パターン５を透過して出射する。
　一方、導光板２の底面２ｃに形成した断面がＶ字状の凹条７の斜面で反射した光において、出射面２ｄの法線方向Ａに対して－２０°の角度（図６の出射角度－２０°に対応している）で出射制御パターン５に入射した光Ｌ２は、導光板２の出射面２ｄに形成した出射抑制パターン５内で全反射し、導光板２内に戻る。
　このように、出射面２ｄの法線方向Ａに対して２０°の角度で出射抑制パターン５に入射した光Ｌ１は、導光板２の出射面２ｄに形成した出射制御パターン５を透過して出射させて、出射面２ｄの法線方向Ａに対して－２０°の角度で出射制御パターン５に入射した光Ｌ２を、出射制御パターン５内で全反射させ、出射制御パターン５から出射させないようにすることができる。これにより、導光板２の入射端面２ａ、２ｂから入射した光が、導光板内部へと伝播していく方向（Ｙ軸方向）に対して直交する方向（Ｘ軸方向のどちらか一方）へ、導光板２の出射面２ｄの出射制御パターン５から照度異方性を有する光を出射することができる。
　なお、図７、図８では、断面形状が直角三角形の出射制御パターン５の傾斜角θが２３°に設定されていたが、この傾斜角θの範囲が１５°～３５°程度の範囲でも同様に、導光板２の出射面２ｄの出射制御パターン５から照度異方性を有する光を出射することができる。
　また、図１の照明装置１では、導光板２の入射端面は２ａ、２ｂの対向する2面となっているが、どちらか一方の入射端面であってもよい。
　よって、図９Ａに示すように、前記照明装置１をオフィスや住宅等の天井１０に設置した場合には、導光板２の出射面２ｄの出射制御パターン５から斜め下方に向けて光束Ｌが出射され、照度分布に異方性を有している光で特定範囲を照明することができる。また、図９Ｂに示すように、この照明装置１を壁面１１に上下方向（照明装置１のＹ軸が一致）に設置した場合には、導光板２の出射面２ｄの出射制御パターン５から斜め前方側に向けて光束Ｌが出射され、照度分布に異方性を有している光で特定範囲を照明することができる。更に、照明装置１を壁面１１に水平方向（照明装置１のＹ軸が一致）に設置して、導光板２の出射面２ｄの出射制御パターン５から斜め上方に向けて光束を出射させると、出射された光束を天井に反射させて室内を間接照明光のような光で照明することができる。
　また、前記照明装置１を冷蔵庫の庫内ＬＥＤ照明として設置した場合には、照度分布に異方性を有している光で庫内を照明することができる。前記照明装置１を冷蔵庫の庫内ＬＥＤ照明とした場合には、例えば、庫内の側面に照明装置１を上下方向に設置することで、庫内の奥面側（正面の開閉ドアと対向する壁面側）を良好に照らすことができる。
　次に、本発明のエッジライト方式の照明装置による照度異方性等を評価するために、以下に示す実施例１～３の照明装置を作製した。
（実施例１）
　ＷＯ２００６／０１３９６９号公報の実施例に記載の方法に準じて、高さ０．０１７ｍｍ、底辺０．０４０ｍｍ、底辺と斜面とのなす角度が２３°の断面が直角三角形状の凹条パターンを形成し、当該凹条パターンと凹条パターンの間には０．００１ｍｍの平坦部をもつ出射面側のスタンパ１を作製した。
　一方、底面側のスタンパ（以下、スタンパ２）は、高さ０．００７ｍｍで頂角が１００°（傾斜角Ｒ＝４０°）のV字状パターンを所定の間隔で配列させ、同様にニッケル電鋳層を形成し、この原盤を剥離して作製した。
　これらのスタンパ１及びスタンパ２を転写型として射出成形機の金型固定側キャビティと金型可動側キャビティに組み込み、射出成形法にて導光板を得た。得られた導光板の外寸は横×縦×高さが６００×８０×４（ｍｍ）であった。
　当該導光板は、出射面が直角三角形状の凸条が高さ０．０１７ｍｍ、底辺０．０４０ｍｍ、斜面と底辺とのなす角が２３°で配置されており、底面にはＶ字状の凹条が高さ０．００７ｍｍ、平均底角にあたる凹条の入射端面側のＸ軸に平行な斜面の底面に対する平均斜度Ｒは４０°であり、Ｖ字状の凹条のピッチは入射端面側０．４８３ｍｍから導光板の中央部０．１３７ｍｍまで漸次緩やかに減少するように変化させた。
　発光ユニットとしてサンケン電気株式会社製の型番ＳＥＰＷＡ２００１のマルチチップＬＥＤモジュール（外寸：１３．７ｍｍ、発光長：１１．４ｍｍ）を用いた。
　一次光源を形成するために５個の発光ユニットを等間隔（１３．９ｍｍ）で配置させて、当該導光板の底面の凹条パターンと平行する端面を入射端面とし、この入射端面をＸ軸に平行に配置させ、この対向する２つの入射端面に沿って一次光源を配置させた。この発光ユニットは対向する２つの入射端面に配置されるため、計２×５＝１０個用いた。
　そして、導光板の底面には反射シート４（東レ株式会社製：型番E６SL）を配設し、これらの部材を金属フレームに収納させた。そして、この上からポリスチレン製の支持枠にて背面の金属フレームを結合させた。このようにして形成した照明装置において、各発光ユニットに対してインバーターをつないで１００Ｖコンセントに接続して点灯させた。
　本発明品である照明装置の出射面中心から法線方向へ５００ｍｍ離れた位置に、照明装置の出射面と平行な仮想平面を設け、これを照度測定面として、２５ｍｍ×２５ｍｍの格子点上について、照度計（コニカミノルタセンシング株式会社製T-10M）を置いて、照度を測定した。
　照度異方性を評価するために、図１０に示すように当該照度測定面Ａを導光板２の直下位置から２つの領域に分割して、各領域はX軸方向サイズを３００ｍｍ、Y軸方向サイズを導光板２の長辺と同寸の６００ｍｍとして、領域内の照度測定値を総和して、照度評価領域Ａ１における照度総和値をEI、照度評価領域Ａ２における照度総和値をEIIとして、照度異方性の評価値EI／EIIを求めた。
　なお、異方出光させた方向に照度評価領域Ａ１がくるように照明装置をセットした。この結果、EI／EIIは１．２７であり、照度異方性を有していた。
（実施例２）
　実施例１の底面側のV字状パターンにおいて、高さ０．００７ｍｍのまま、頂角を変更して、所定の間隔で配列させ、導光板を作製する。
　表１に得られた導光板を実施例１と同じ照明装置に組み込んだとして、照度異方性の評価を行った結果を数値計算により求め、まとめた。数値計算は、実施例１の実測結果に合うように条件を定めて行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　V字状パターンの頂角が、９０°、９５°、１２０°、１３０°、１４０°において、照度異方性の評価値EI／EIIは１．１以上あり、異方性が出ていた。しかし、１４０°では照度分布に偏りが発生して、照明装置としては不適格であった。
　一方、V字状パターンの頂角が８０°では、異方性の評価値EI／EIIが約１に等しく、照度異方は出ていなかった。
（実施例３）
　実施例１において、出射面側の断面が直角三角形の底辺と斜辺とのなす角を変更させたスタンパを各種作製して、底面側のスタンパ２と組み合わせて、導光板を作製する。
　表２に得られた導光板を実施例１と同じ照明装置に組み込んだとして、異方性の評価を行った結果を数値計算により求め、まとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　出射面側の断面が直角三角形の底辺と斜辺とのなす角がそれぞれ１５°、３３°の場合において、照度異方性の評価値EI／EIIは１．１以上あり、異方性が出ていた。しかし、出射面側の断面が直角三角形の底辺と斜辺とのなす角が１０°では異方性の評価値EI／EIIが約１に近く、異方性は発現していたが大きくはなかった。
　また、出射面側の断面が直角三角形の底辺と斜辺とのなす角が４０°では、照度異方性の評価値EI／EIIは１．２３であったが、照度分布をみたところ、副次的に照度分布が別の場所に発生して、分布を悪化させて、照明装置としての品位を損ねることが予期される。
関連出願の相互参照
　本願は、２０１２年４月５日に日本国特許庁に出願された特願２０１２－８６８３７号に基づく優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。
　１　　　　照明装置
　２　　　　導光板
　２ｃ　　　底面
　２ｄ　　　出射面
　３ａ、３ｂ　　　発光ユニット
　４　　　　反射シート
　５　　　　出射制御パターン
　６　　　　凹条
　７　　　　ＬＥＤ

Claims (4)

  1. 　導光板の少なくとも一方の側面側に一次光源が設置され、前記導光板は、出射面、該出射面に対向する底面、及び少なくとも一側面に設けられた前記一次光源から出射された光を入射させる入射端面を有するエッジライト方式の照明装置であって、
    　Ｘ軸と、Ｘ軸に直交するＹ軸で構成されるＸ－Ｙ平面の法線をＺ軸として、前記一次光源はＸ軸に平行に配置しており、前記導光板は前記Ｘ－Ｙ平面に平行に配置しており、前記導光板の入射端面はＸ－Ｚ平面に平行であり、
    　前記導光板は、前記底面に所定ピッチで形成されたＸ軸方向に平行な複数の凹条パターンと、前記出射面に所定ピッチで形成されたＹ軸方向に平行な複数の出射制御パターンを有しており、
    　前記導光板の底面に形成された前記凹条パターンは、断面がＶ字形状で頂角が９０°～１３０°に形成され、
    　前記出射制御パターンは、断面形状が直角三角形に形成されていることを特徴とする照明装置。
  2. 　前記出射制御パターンを形成する断面形状が直角三角形の底辺と斜辺とがなす角度が、１５°～３５°の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  3. 　前記凹条パターンは、前記入射端面から離れるに従い密に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
  4. 　前記導光板の底面側には光を反射する反射シートを有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112327401A (zh) * 2020-09-28 2021-02-05 江苏瀚阳新材料科技有限公司 一种高辉度导光板及其生产工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0961631A (ja) * 1995-08-22 1997-03-07 Nippon Chemitec Kk 導光板と該導光板を使用した面型照明体
JP2003084140A (ja) * 2001-09-12 2003-03-19 Citizen Electronics Co Ltd 面状光源ユニット
WO2009096449A1 (ja) * 2008-02-01 2009-08-06 Kuraray Co., Ltd. 面光源素子およびこれを備えた画像表示装置
JP2012059612A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Dainippon Printing Co Ltd 面発光装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0961631A (ja) * 1995-08-22 1997-03-07 Nippon Chemitec Kk 導光板と該導光板を使用した面型照明体
JP2003084140A (ja) * 2001-09-12 2003-03-19 Citizen Electronics Co Ltd 面状光源ユニット
WO2009096449A1 (ja) * 2008-02-01 2009-08-06 Kuraray Co., Ltd. 面光源素子およびこれを備えた画像表示装置
JP2012059612A (ja) * 2010-09-10 2012-03-22 Dainippon Printing Co Ltd 面発光装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112327401A (zh) * 2020-09-28 2021-02-05 江苏瀚阳新材料科技有限公司 一种高辉度导光板及其生产工艺

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