JP2013093190A - 光源装置及びこの光源装置を用いた照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】構成が簡単で、また作製に手間のかからない光源装置及びその光源装置を用いた照明装置の提供を目的とする。
【解決手段】点光源と、当該点光源が設けられる底部と、前記底部の対向する両辺部から外方向へ延設されて端部が開放された対向する一対の側方湾曲部とを有し、前記底部及び一対の前記側方湾曲部で囲まれた内部空間に対向する面が反射面で形成された反射フードと、前記一対の側方湾曲部の開放された端部によって形成される前記反射フードの開口部を塞ぐように、かつ、前記点光源に対向する位置に光拡散シートが備えられた構成の光源装置4とした。
【選択図】図2
【解決手段】点光源と、当該点光源が設けられる底部と、前記底部の対向する両辺部から外方向へ延設されて端部が開放された対向する一対の側方湾曲部とを有し、前記底部及び一対の前記側方湾曲部で囲まれた内部空間に対向する面が反射面で形成された反射フードと、前記一対の側方湾曲部の開放された端部によって形成される前記反射フードの開口部を塞ぐように、かつ、前記点光源に対向する位置に光拡散シートが備えられた構成の光源装置4とした。
【選択図】図2
Description
この発明は、光源装置及びこの光源装置を用いた照明装置に関するものである。
近年、消費電力が少ない、チラツキが少ない、耐久性があり、長寿命である等の理由から、光源としてLED(=発光ダイオード)等の点光源を用いた照明装置が出現している。しかしながら、LEDは一般的に、正面光軸方向の光度が最大であり、光軸方向に対する角度が大きくなるに従い、光度が減少する指向特性を有している。そのため均一な面状照明光を得ることが必要な掲示器等の照明装置の光源として、LEDを用いる場合には、LEDの光を拡散させ、面状の表示面を均一に照射させる構成が必要となる。
そこで例えば、特許文献1では、内壁面が反射面で形成された反射フードと、点光源からの照射光を所定の方向へ偏向させる一対の第1、第2の光偏向反射板が備えられ、第1、第2の光偏向反射板は、反射フードの反射面との間に所定の隙間をあけ、且つ点光源の指向角零度を通る光軸を間に挟んで互いに所定の隙間をあけ、すなわち点光源に近接した方がその隙間が大きく、離れた方の隙間が小さくなるようにして、光軸に対してそれぞれ所定の傾斜角度αをなして配設されている光源装置の構成が示されている。
特許第4528911号公報
しかしながら、特許文献1の光源装置では、反射フードに対して一対の第1、第2の光偏向反射板を、点光源に近接した方がその隙間が大きく、離れた方の隙間が小さくなるようにして、光軸に対してそれぞれ所定の傾斜角度αをなして配設する構成であるため、光源装置の構成が複雑になり、また光源装置の作製も難しく手間がかかることとなる。
そこで、この発明は、上記従来技術を考慮したものであって、構成が簡単で、また作製に手間のかからない光源装置及びその光源装置を用いた照明装置の提供を目的とするものである。
前記目的を達成するため、請求項1の発明では、点光源と、
前記点光源が設けられる底部と、前記底部の対向する両辺部から外方向へ延設されて端部が開放された対向する一対の側方湾曲部とを有し、前記底部及び一対の前記側方湾曲部で囲まれた内部空間に対向する面が反射面で形成された反射フードと、
前記一対の側方湾曲部の開放された端部によって形成される前記反射フードの開口部を塞ぐように、かつ、前記点光源に対向する位置に光拡散シートが備えられた光源装置とした。
前記点光源が設けられる底部と、前記底部の対向する両辺部から外方向へ延設されて端部が開放された対向する一対の側方湾曲部とを有し、前記底部及び一対の前記側方湾曲部で囲まれた内部空間に対向する面が反射面で形成された反射フードと、
前記一対の側方湾曲部の開放された端部によって形成される前記反射フードの開口部を塞ぐように、かつ、前記点光源に対向する位置に光拡散シートが備えられた光源装置とした。
請求項2の発明では、前記底部と前記光拡散シートとの間に、これらの間隔を保持するスペーサーが設けられている、請求項1に記載の光源装置とした。
請求項3の発明では、前記反射フードは、反射率が高く、乱反射する反射材で形成されている、請求項1又は2に記載の光源装置とした。
請求項4の発明では、前記反射フードは、超微細発泡の反射材からなる、請求項3に記載の光源装置とした。
請求項5の発明では、照明装置に取付ける略チャネル型の取付け部材のチャネルの奥部に、点光源を有する基板を取り付け、当該チャネルの開口部付近に、当該開口部を塞ぐように光拡散シートを取り付けて成る、光源装置とした。
請求項6の発明では、前記光拡散シートは幅方向の略中央部に複数の透孔が間隔をあけて設けられている、請求項1〜5のいずれかに記載の光源装置とした。
請求項7の発明では、前記光拡散シートは、幅方向の略中央部に前記光拡散シートの長手方向に沿ったスリットが設けられている、請求項1〜5のいずれかに記載の光源装置とした。
請求項8の発明では、前記点光源は、1個の又は複数個の発光ダイオード、あるいはレーザーダイオードである、請求項1〜7のいずれかに記載の光源装置とした。
請求項9の発明では、矩形状の2枚の第1及び第2の光拡散部材が所定の隙間をあけて対向して配設され、前記第1及び第2の光拡散部材の少なくとも一端辺の隙間に、請求項1〜8のいずれかに記載の光源装置が配設されている、照明装置とした。
請求項10の発明では、矩形状の光拡散部材及び反射率の高い反射部材が所定の隙間をあけて対向して配設され、前記光拡散部材及び前記反射部材の少なくとも一端辺の隙間に、請求項1〜8のいずれかに記載の光源装置が配設されている、照明装置とした。
請求項11の発明では、前記光拡散部材は、光反射率が前記点光源に近い側が高く、前記点光源から離れるに従い低減し、また、光透過率が前記点光源に近い側が低く、前記点光源から離れるに従い高くなる、請求項8又は9に記載の照明装置とした。
請求項1〜11の発明によれば、点光源が設けられる底部と、前記底部の対向する両辺部から外方向へ延設されて端部が開放された対向する一対の側方湾曲部とを有し、前記底部及び一対の前記側方湾曲部で囲まれた内部空間に対向する面が反射面で形成された反射フードに、前記一対の側方湾曲部の開放された端部によって形成される前記反射フードの開口部を塞ぐように、かつ、前記点光源に対向する位置に光拡散シートが備えられた光源装置を用いる構成とすることによって、発光ダイオード等の指向性の強い点光源から発せられた光は、光拡散シートと反射フードの反射面との間で複数回反射した後、光拡散シートを透過して外部に放出される。そのため、点光源を用いても、光を特定の箇所に集中させることなく、分散させて光源装置から出射させることができる。また、光源装置の構成が簡単で、作製に手間がかからないため、便宜である。
また特に、請求項2の発明によれば、点光源が配設された底部と光拡散シートとの間に、スペーサーが設けられている構成としたため、点光源と光拡散シートとの間隔が変化することなく、所定の間隔を維持することができ、点光源からの光を光拡散シートによって適切に分散させることができる。
また特に、請求項3の発明によれば、点光源からの光を効率よく反射することができ、光の利用率を高めることができる。
また特に、請求項4の発明によれば、反射フードとして、超微細発泡の反射材を用いる構成としたため、材料の入手が簡単でしかも加工が容易となる。
また特に、請求項5の発明によれば、照明装置に光源装置を取り付けるための取付け部材に直接、光拡散シートを取り付けるため、光源装置の製造が極めて容易であり、さらに当該光源装置を照明装置に取付けるのも容易である。
また特に、請求項6及び7の発明によれば、光拡散シートに透孔あるいはスリットを設ける構成にすることによって、指向性の強い点光源からの光を特定の箇所に集中させることなく、分散させて光源装置から出射させることができると共に、光源装置から出射させる光の量を調節することができる。
また特に、請求項8の発明によれば、点光源として、発光ダイオード又はレーザーダイオードを用いる構成としたため、消費電力及びチラツキが少なくなり、また点光源の耐久性が高まる。
また特に、請求項9〜11の発明によれば、従来の掲示器等で必要とされる導光板が不要となり、照明装置の軽量化及び低価格化を図ることが可能となる。また、掲示器等の照明装置の表示面の全面にわたり、均一な面状照明光を得ることができる。
また特に、請求項10の発明によれば、照明装置の一方の面に光拡散部材を、他方の面に反射部材を配設する構成としたため、片面のみが表示面である照明装置等に用いることができ、便宜である。
また特に、請求項11の発明によれば、光拡散部材の内側面に透過拡散フィルムを貼着する等して、光反射率が前記点光源に近い側が高く、前記点光源から離れるに従い低減し、また、光透過率が前記点光源に近い側が低く、前記点光源から離れるに従い高くなるように光拡散部材を構成することによって、掲示器等の照明装置の表示面の全面にわたり、より均一な面状照明光を得ることができる。
この発明は、点光源と、前記点光源が設けられる底部と、前記底部の対向する両辺部から外方向へ延設されて端部が開放された対向する一対の側方湾曲部とを有し、前記底部及び一対の前記側方湾曲部で囲まれた内部空間に対向する面が反射面で形成された反射フードと、前記一対の側方湾曲部の開放された端部によって形成される前記反射フードの開口部を塞ぐように、かつ、前記点光源に対向する位置に光拡散シートが備えられた構成とすることによって、発光ダイオード等の指向性の強い点光源を用いても、光を特定の箇所に集中させることなく、分散させて光源装置から出射させることができる。
図1は、照明装置1の全体を例示的に示す斜視図であり、図2は照明装置1を図1のA−A線で切断した断面図である。照明装置1は、例えば鉄道のホーム等で掲示器として使用される照明装置であって、主として、対向する一対の長辺枠2a、2b及び短辺枠2c、2dとからなる額縁状の枠体2と、枠体2の前後の開口面に嵌め込まれた対向する長辺及び短辺を有する矩形状の表示パネル3とから構成された薄い箱型を成している。
照明装置1には、箱型内部の長辺枠2aに沿って、光源装置4が設けられている。また、各表示パネル3の内側面には透過拡散フィルム5が貼着されている。
枠体2は、例えばアルミ等の金属製である。表示パネル3は外側面に案内表示が印刷等されており、照明装置1の内側から出射する光を透過する、例えば半透明のガラス板あるいは合成樹脂製で、光拡散部材を構成している。
光源装置4は、図3〜6に示すように、複数の点光源6が設けられた基板7、反射フード8、スペーサー9、光拡散シート10、螺子11ナット24とから構成されている。なお、図3は光源装置4内の点光源6の配設箇所を示す断面図であり、図4は光源装置4のスペーサー9の配設箇所を示す断面図である。また図5は光源装置4の構成要素を示した分解図であり、図6は光源装置4の底面図である。また図7は光源装置4の平面図である。
点光源6は、電力の供給を受けて発光する、例えば1個の又は複数個の発光ダイオード、又はレーザーダイオードであって、反射フード8の嵌合孔(後述)に合わせて、基板7上に略等間隔で一列に配設されている。このように、点光源6として、発光ダイオード又はレーザーダイオードを用いる構成とすれば、消費電力及びチラツキが少なくなり、また点光源6の耐久性が高まる。
更に、点光源6として使用する発光ダイオード又はレーザーダイオードの発光部には、光を集めるためのレンズを装着する構成としても良い。なお、発光ダイオードやレーザーダイオードは一般的に、正面光軸方向の光度が最大であり、光軸方向に対する角度が大きくなるに従い、光度が減少する指向特性を有している。また基板7は、図2に示すように、略チャネル型の取付け部材15を用いて、枠体2の長辺枠2a下に固定されている。
反射フード8は、複数の嵌合孔(図示省略)が設けられている底部12と、底部12の対向する両辺部から外方向へ延設されて端部が開放された対向する一対の側方湾曲部13を有し、断面が略半円形状となっている。また、底部12及び一対の側方湾曲部13で囲まれた内部空間に対向する面が反射面14で形成されている。また、反射フード8の嵌合孔には夫々、発光部が露出するように点光源6が嵌め込まれている。
この反射フード8は、点光源6からの照射光を所定の方向に反射させる役割を果たすものである。そのため、反射フード8の反射面14は、光吸収率が低く、高い反射率を有し、全反射だけでなく乱反射する材料で形成されることが望ましい。このように反射フード8を用いる構成とすることによって、点光源6からの光を効率よく反射でき、光の利用率を高めることができる。
具体的には例えば、反射フード8は、超微細発泡光反射材で形成され、光透過率1%、反射率98%、吸光率1%の特性を有する超微細発泡光反射材で形成されることが望ましい。超微細発泡の光反射材を用いる構成とすれば、材料の入手が簡単でしかも加工が容易となる。
スペーサー9は、点光源6と光拡散シート10との間隔を維持するためのものであり、例えばアルミ等の金属製である。
光拡散シート10は、光の透過率を損なうことなく、高い光拡散性を有するものである。例えば、光拡散シート10の光拡散率が90%以上であることが望ましい。光拡散シート10は、点光源6から光が照射されると、当該光の一部を反射し他の一部は透過させ、当該光を拡散させて外部に照射させる。なお、光拡散シート10の「シート」の語は、紙状及び板状のものを含む概念であり、光拡散シート10はそのいずれで構成されていても良い。
次に、図5を用いて、光源装置4の組立方法について説明する。点光源6が一列に配設されている基板7の貫通孔28に、貫通孔23を通じて反射フード8を挟持させながら、スペーサー9を、ナット24を用いて螺着する。そして、スペーサー9の下端に設けられた螺子孔25に、貫通孔26を通じて光拡散シート10を挟持させながら、螺子11を螺着する。そして、上述したように、組み立てた光源装置4の基板7を、取付け部材15を用いて、枠体2の長辺枠2a下に固定する(図2参照)。このように、点光源6と光拡散シート10との間に、スペーサー9が設けられている構成としたため、点光源6と光拡散シート10との間隔が変化することなく、所定の間隔を維持することができ、点光源6からの光を光拡散シート10によって適切に分散させることができる。また、光源装置4の構成は簡単で、作製に手間がかからないため、便宜である。
透過拡散フィルム5は、図8に示すように表示パネル3と同様の形状を有し、図2に示すように、照明装置1の表示パネル3の内側面に、貼着されている。この透過拡散フィルム5は、受けた光を乱反射させる拡散性を有すると共に、所定の光透過率・光反射率を有し、更に光吸収率が少ない部材で形成されている。また、透過拡散フィルム5は、光源装置4の点光源6からの距離によって光反射率及び光透過率が異なるように構成されている。具体的には、図9に示すように、透過拡散フィルム5は、光透過性のフィルム16と、フィルム16上に、所定の規則性を持って配設された複数の反射ドット17から構成されている。各反射ドット17は、高反射率の反射材からなり、所定形状を有している。そして、反射ドット17は点光源6に近い領域では面積が大きく、中間領域では面積が中くらいで、点光源6から遠く離れた領域では面積が小さく形成されている。そのため、光反射率は、光源装置4の点光源6から近い距離にある箇所は高く、点光源6から離れるに従って徐々に減少する。一方、光透過率は点光源6から近い距離にある箇所は低く、点光源6から離れるに従って徐々に高くなる。
このように、表示パネル3及び透過拡散フィルム5を用いる構成とすれば、従来の掲示器等で必要とされる導光板が不要となり、照明装置1の軽量化及び低価格化を図ることが可能となる。また、掲示器等の照明装置1の表示面の全面にわたり、より均一な面状照明光を得ることができる。
なお、本実施例では、点光源6からの距離によって反射ドット17の面積を変化させる構成を示したが、この構成に限定されるものではない。例えば、図10に示すように、透過拡散フィルム5は、透明な合成樹脂製のフィルム上に印刷等により高反射率の反射面を形成した反射フィルム18上に、所定の規則性を持って、所定形状を有する複数の開口部19を設ける構成としても良い。この開口部19はエッチング等により設けられ、光を透過させる役割を果たす。そして、開口部19は点光源6に近い領域では面積が小さく、中間領域では面積が中くらいで、点光源6から遠く離れた領域では面積が大きく形成されている。
次に、図2を用いて、照明装置1の作用を説明する。なお、図2では点光源6が省略されているが、点光源6は、反射フード8の底部12に設けられている。電力の供給を受け、点光源6が光を照射すると、点光源6から照射された光は、反射フード8の反射面14で反射されたものも含め、光拡散シート10に照射する。光拡散シート10に照射された光は、光拡散シート10によって拡散され、光拡散シート10を透過する。このように、点光源6からの光を光拡散シート10に透過させて光源装置4から出射させる構成としたため、点光源6として、発光ダイオード等の指向性の強い光源を用いても、光を特定の箇所に集中させることなく、分散させて光源装置4から出射させることができる。
そして光源装置4から出射した光は、各表示パネル3の内側面に貼着された透過拡散フィルム5に照射する。透過拡散フィルム5は、光反射率が、光源装置4の点光源6から近い距離にある箇所は高く、点光源6から離れるに従って徐々に減少するように、また光透過率が、点光源6から近い距離にある箇所は低く、点光源6から離れるに従って徐々に高くなるように構成されているため、照明装置1の各表示パネル3の全面を内側から均一に照射することができる。
なお、本実施例においては、表示パネル3を枠体2の前後の開口面に設ける、すなわち表示パネル3が前後に設けられている照明装置1の構成を示したが、この構成に限定されるものではなく、表示パネル3が照明装置1の前後のいずれか一方にのみ設けられている構成としても良い。その場合には、照明装置1の表示パネル3に対向する内側面には、透過拡散フィルム5ではなく、反射率の高い反射フィルムを貼付する。
また、本実施例においては、長辺枠2aに沿って光源装置4を設ける構成を示したが、この構成に限定されるものではなく、光源装置4を長辺枠2b及び短辺枠2c、2dのいずれかに沿って設ける構成としても良い。例えば、光源装置4を短辺枠2cに沿って設ける場合には、図11に示すように、光反射率は、光源装置4の点光源6から近い距離にある箇所は高く、点光源6から離れるに従って徐々に減少し、一方、光透過率は点光源6から近い距離にある箇所は低く、点光源6から離れるに従って徐々に高くなるように、透過拡散フィルム5が配設されている。即ち、透過拡散フィルム5は、光透過性のフィルム21と、フィルム21上に、所定の規則性を持って配設された複数の反射ドット22とから構成されている。なお、反射ドット22は、高反射率の反射材からなり、所定形状を有する。そして反射ドット22は、点光源6に近い領域では面積が大きく、中間領域では面積が中くらいで、点光源6から遠く離れた領域では面積が小さく形成されている。
また本実施例では、反射フード8が凹湾曲している構成を示したが、必ずしも湾曲している必要はなく、多角折曲して凹部を設ける構成としても良い。
また本実施例では、光拡散シート10が反射フード8に対して凸湾曲している構成を示したが、この構成に限定されるものではなく、側方湾曲部13の開放された端部によって形成される反射フード8の開口部を塞ぐように、また点光源6に対向する位置に設けられる構成であれば良い。そのため例えば図12に示すように、反射フード8に対して凹湾曲している構成として良い。また例えば図13に示すように、光拡散シート10は平らで湾曲していない構成としても良い。
更に、図14及び図15に示すように、光拡散シート10の幅方向の略中央部に複数の透孔が間隔をあけて設けられている構成としても良い。又は、図16に示すように、光拡散シート10の幅方向の略中央部に光拡散シート10の長手方向に沿ったスリットが設けられている構成としても良い。このように光拡散シート10に透孔あるいはスリットを設ける構成とすることによって、指向性の強い点光源6からの光を特定の箇所に集中させることなく、分散させて光源装置4から出射させることができると共に、光源装置4から出射させる光の量を調節することができる。
また、図17に示すように、光源装置4と対向するように長辺枠2bに沿って断面三角形の角柱形状又は断面半円の円柱形状の反射部材27を設ける構成としても良い。このような構成すれば、光源装置4から出射し長辺枠2bにまで到達した光がこの反射部材27で反射する。そのため両側の表示パネル3への光が増加し、光の利用率を高めることが可能となる。
また、本実施例においては、複数の点光源6が設けられた基板7、反射フード8、スペーサー9、光拡散シート10、螺子11、ナット24とから構成されている光源装置4を組み立てて用いる構成を示したが、この構成に限定されるものではなく、例えば長辺枠2aに沿って、点光源6を配設し、この点光源6に対向するように、所定の間隔をあけて光拡散シート10を照明装置1内に固定する構成としても良い。この場合、反射フード8を設けない。
この反射フード8を設けない例として、図18に示すように、前記断面チャネル型の取付け部材15に、点光源6を有する基板7が、実施例1と同様に、取り付けられ、さらに前記基板7の下方で、取付け部材15のチャネルの開口部に近い下部の段部15aに、チャネルの開口部を塞ぐように前記光拡散シート10が取り付けられた光源装置4としても良い。
これにより、点光源6の光は、光拡散シート10で拡散されて、光源装置4から照射され、両側の表示パネル3に達する。また、この場合、光源装置4の構成も簡単で、部品点数も少なく、さらに照明装置への取付けも容易である。
1:照明装置、2:枠体、3:表示パネル、4:光源装置、5:透過拡散フィルム、6:点光源、7:基板、8:反射フード、9:スペーサー、10:光拡散シート、11:螺子、12:底部、13:側方湾曲部、14:反射面、15:取付け部材、16:フィルム、17:反射ドット、18:反射フィルム、19:開口部、21:フィルム、22:反射ドット、23:貫通孔、24:ナット、25:螺子孔、26:貫通孔、27:反射部材、28:貫通孔
Claims (11)
- 点光源と、
前記点光源が設けられる底部と、前記底部の対向する両辺部から外方向へ延設されて端部が開放された対向する一対の側方湾曲部とを有し、前記底部及び一対の前記側方湾曲部で囲まれた内部空間に対向する面が反射面で形成された反射フードと、
前記一対の側方湾曲部の開放された端部によって形成される前記反射フードの開口部を塞ぐように、かつ、前記点光源に対向する位置に光拡散シートが備えられたことを特徴とする、光源装置。 - 前記底部と前記光拡散シートとの間に、これらの間隔を保持するスペーサーが設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の光源装置。
- 前記反射フードは、反射率が高く、乱反射する反射材で形成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の光源装置。
- 前記反射フードは、超微細発泡の反射材からなることを特徴とする、請求項3に記載の光源装置。
- 照明装置に取付ける略チャネル型の取付け部材のチャネルの奥部に、点光源を有する基板を取り付け、当該チャネルの開口部付近に、当該開口部を塞ぐように光拡散シートを取り付けて成ることを特徴とする、光源装置。
- 前記光拡散シートは幅方向の略中央部に複数の透孔が間隔をあけて設けられていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の光源装置。
- 前記光拡散シートは、幅方向の略中央部に前記光拡散シートの長手方向に沿ったスリットが設けられていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の光源装置。
- 前記点光源は、1個の又は複数個の発光ダイオード、あるいはレーザーダイオードであることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載の光源装置。
- 矩形状の2枚の第1及び第2の光拡散部材が所定の隙間をあけて対向して配設され、前記第1及び第2の光拡散部材の少なくとも一端辺の隙間に、請求項1〜8のいずれかに記載の光源装置が配設されていることを特徴とする、照明装置。
- 矩形状の光拡散部材及び反射率の高い反射フィルムが所定の隙間をあけて対向して配設され、前記光拡散部材及び前記反射部材の少なくとも一端辺の隙間に、請求項1〜8のいずれかに記載の光源装置が配設されていることを特徴とする、照明装置。
- 前記光拡散部材は、光反射率が前記点光源に近い側が高く、前記点光源から離れるに従い低減し、また、光透過率が前記点光源に近い側が低く、前記点光源から離れるに従い高くなることを特徴とする、請求項9又は10に記載の照明装置。
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