JP6063192B2 - Illumination device and holder used therefor - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子を光源とし、蛍光管などに代えて使用されうる照明装置およびそれに用いられるホルダに関する。 The present invention relates to a lighting device that uses a light emitting element as a light source and can be used in place of a fluorescent tube, and a holder used therefor.
近年、省エネルギーや環境保全の観点から、発光ダイオード(以下「LED」ともいう)を光源とする照明装置(例えば、LED電球やLED蛍光管など)が、電球や蛍光管などに代わる照明装置として使用されるようになってきた。このような照明装置としては、例えば、図1に示されるように、LED10,11と、LED10,11を覆い、環状の導光路および発光部を形成する環状の導光板13とを有する照明装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。導光板13は、LED10,11からLED10,11の光軸方向に出射された光の一部を光軸に直交する方向へ反射し、残部を透過させる傾斜面17,18を含む。傾斜面17,18で反射した光は、LED10,11に対向する導光板13の端面から導光板13の内部に入射し、導光板13の内部を進み、そして導光板13の外表面から外部に出射する。
In recent years, lighting devices (for example, LED bulbs and LED fluorescent tubes) that use light-emitting diodes (hereinafter also referred to as “LEDs”) as light sources have been used as lighting devices to replace light bulbs and fluorescent tubes from the viewpoint of energy saving and environmental conservation. It has come to be. As such an illuminating device, for example, as shown in FIG. 1, an illuminating
また、上記照明装置としては、例えば、図2に示されるように、LED取り付け台21と、導光管22とを有する照明装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。LED取り付け台21は、LED取り付け台21に取り付けられるべき導光管22に向けて光を出射するLEDを具備している。LED取り付け台21は、例えばアルミニウムの押し出し材から作製される。導光管22は、例えば透明な円柱状の部材であり、LED取り付け台21に配置されたLEDの光軸LAと導光管22の長軸CAとが一致するように、LED取り付け台21により支持される。LED取り付け台21と導光管22を一つの発光ユニットとし、複数の発光ユニットを連結することによって、照明装置の長さを自在に伸ばすことができる。
Moreover, as said illuminating device, as shown, for example in FIG. 2, the illuminating device which has the
特許文献1に記載の照明装置では、導光板13においてLED10,11と対向する部分(以下「対向部分」という)の外表面も有効発光領域になるが、その一方で当該外表面が明部になりやすい。当該外表面が明部になることを防止する手段として、上記対向部分の厚さを大きくすることが考えられる。しかしながら、当該対向部分を厚くすると、当該対向部分に入射した光のうち、短波長成分が吸収される。このため、残りの長波長成分を高い比率で含む光が当該対向部分から出射し、色ムラが生じ、輝度ムラとなることがある。特許文献2に記載の照明装置では、LED取り付け台21の部分が有効発光領域外となり、暗部になりやすい。このように従来の照明装置は、より少ない発光素子でより長い発光領域を形成することができる一方で、導光部材の継ぎ目となるLED実装部で輝度ムラが生じるという問題点を有している。
In the illumination device described in Patent Document 1, the outer surface of the portion of the
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、発光素子を有する照明装置であって、有効発光領域の広域化および有効発光領域内の輝度の均一化を両立した照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides an illumination device having a light emitting element, in which an effective light emitting region is broadened and brightness is uniformized in the effective light emitting region. With the goal.
また、本発明は、上記照明装置に用いられるホルダを提供することも目的とする。 Another object of the present invention is to provide a holder for use in the lighting device.
本発明に係る照明装置用のホルダは、発光素子を覆うとともに棒状の導光部材を保持するためのホルダ本体であって、発光素子を覆うための光源対向部と、この光源対向部に隣接して形成される、導光部材が挿入されるための保持部と、を含み、光透過性を有するホルダ本体と、光源対向部を通って外部に出射する光の透過率を、保持部を通って外部に出射する光の透過率よりも低くする透過率調整部と、を有し、上記光源対向部は、その内壁面に、上記保持部に向けて傾斜する傾斜面を含み、光源対向部が発光素子を覆ったときに、この発光素子から出射し上記傾斜面に到達した光の一部を傾斜面によって保持部に向けて反射し、残部を透過する、構成を採る。 A holder for an illuminating device according to the present invention is a holder main body for covering a light emitting element and holding a rod-shaped light guide member, and adjacent to the light source facing part for covering the light emitting element. A holder body into which the light guide member is inserted, the holder body having light transmittance, and the transmittance of light emitted to the outside through the light source facing part through the holder part. The light source facing portion includes an inclined surface inclined toward the holding portion on its inner wall surface, and the light source facing portion When covering the light emitting element, a part of the light emitted from the light emitting element and reaching the inclined surface is reflected by the inclined surface toward the holding portion and the remaining portion is transmitted.
本発明に係る照明装置は、発光素子と、発光素子を覆い、発光素子の光軸に交差する方向における端部を有するホルダと、発光素子の光軸に交差する方向に向けてホルダの端部で保持される棒状の導光部材と、ホルダおよび導光部材を覆い、ホルダおよび導光部材から出射した光を拡散させつつ透過させるカバーと、を有し、上記ホルダは前述の本発明に係るホルダである、構成を採る。 An illumination device according to the present invention includes a light emitting element, a holder that covers the light emitting element and has an end in a direction that intersects the optical axis of the light emitting element, and an end of the holder toward the direction that intersects the optical axis of the light emitting element. And a cover that covers the holder and the light guide member and diffuses and transmits the light emitted from the holder and the light guide member, the holder according to the present invention described above The structure which is a holder is taken.
本発明によれば、有効発光領域の広域化および有効発光領域内の輝度の均一化を両立することができる。 According to the present invention, it is possible to achieve both broadening of the effective light emitting region and uniform luminance within the effective light emitting region.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明の照明装置の代表例として、蛍光管に代えて使用されうる照明装置について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, a lighting device that can be used in place of a fluorescent tube will be described as a representative example of the lighting device of the present invention.
[照明装置の構成]
図3Aは、本発明の一実施の形態に係る照明装置100の平面図であり、図3Bは、照明装置100の正面図である。図4は、照明装置100の側面図である。図5Aは、図3Bに示されるA−A線の断面図であり、図5Bは、図3Aに示されるB−B線の断面図である。図6は、図3Bに示されるC−C線の断面図である。
[Configuration of lighting device]
FIG. 3A is a plan view of
図3〜図6に示されるように、照明装置100は、発光素子110、ホルダ120、導光ロッド130、ヒートシンク140、カバー150およびフレーム160を有する。照明装置100は、略円柱状に形成されている。なお、本明細書において、「発光素子の光軸」とは、発光素子からの立体的な光束の中心における光の進行方向を言う。発光素子が複数ある場合は、複数の発光素子からの立体的な光束の中心における光の進行方向を言う。
As illustrated in FIGS. 3 to 6, the
発光素子110は、照明装置100の光源であり、ヒートシンク140に取り付けられた基板115上に、照明装置100の軸方向(長手方向)に沿って複数配置されている。発光素子110は、照明装置100の長手方向(図5中の矢印X方向)において、当該長手方向に沿って複数の導光ロッド130の間に配置されている。発光素子110は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード(LED)である。ヒートシンク140および基板115は、例えば、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い金属で作製されている。基板115に高い熱伝導性を要しない場合は、基板115として、ガラス不織布にエポキシ樹脂を含浸させた樹脂製基板などを用いてもよい。
The
ホルダ120は、方向Xにおいて、中央部で発光素子110を覆い、両端部で導光ロッド130を保持している。ホルダ120については、後に詳しく説明する。
In the direction X, the
導光ロッド130は、光透過性と光散乱性を有する棒状の導光部材である。導光ロッド130は、ホルダ120の端部で保持され、方向Xに沿って、発光素子110の間に配置されている。導光ロッド130の端面には、発光素子110から出射した光およびホルダ120で反射した光が入射する。すなわち、導光ロッド130の端面132は、入射面として機能する。導光ロッド130内に入射した光は、導光ロッド130内を所定の距離進んだ後、導光ロッド130の外周面(側面)134から出射される。すなわち、導光ロッド130の外周面134は、出射面として機能する。
The
本実施の形態では、導光ロッド130の形状は円柱形状であるが、導光ロッド130の形状は、端面132および外周面134を有する形状であれば特に限定されず、例えば角柱形状や円錐台形状、角錐台形状などであってもよい。また、導光ロッド130の長さおよび太さは、用途や発光素子110から出射される光の強度などに応じて適宜設定される。たとえば、照明装置100は、二つのホルダ120によって両端で保持される第1の導光ロッドと、一つのホルダ120によって一端で保持され、第1の導光ロッドの半分の長さを有する第2の導光ロッドとの二種類の導光ロッドを含んでいてもよい。
In the present embodiment, the shape of the
導光ロッド130は、例えば射出成形や押出成形、キャスト成形などにより形成されている。導光ロッド130の材料は、所望の波長の光を通過させうるものであれば特に限定されない。たとえば、導光ロッド130の材料は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)やポリカーボネート(PC)、エポキシ樹脂(EP)などの光透過性樹脂;またはガラスである。また、上記光透過性樹脂またはガラス中にビーズなどの散乱子を分散させてもよい。導光ロッド130内に適度な濃度で散乱子を分散させることで、導光ロッド130に所望の散乱特性を付与することができる。また、導光ロッド130の外周面134に光拡散処理(例えば、粗面化処理)を行ってもよい。
The
ヒートシンク140は、方向Xに沿って照明装置100の全長にわたり配置されている。また、ヒートシンク140には、発光素子110と外部の電源回路とを接続するための回路が形成されている。ヒートシンク140は、例えば、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い金属で作製される。ヒートシンク140は、発光素子110を冷却する機能を担う。ヒートシンク140の形状は、当該機能を果たす範囲において特に限定されない。
The
カバー150は、円筒の周壁の周方向における一部分を円筒の全長にわたって欠く略円筒体に形成されている。カバー150の側縁がヒートシンク140の凹条に嵌め込められることによって、カバー150が、ヒートシンク140上のホルダ120および導光ロッド130を、ホルダ120および導光ロッド130から離れた位置で覆っている。カバー150は、光透過性と光散乱性を有する。カバー150は、導光ロッド130の外周面134およびホルダ120の外表面からカバー150に到達した光を拡散させつつ外部に透過させる。
The
カバー150の形状は、上記のようにホルダ120および導光ロッド130を覆うことができれば、特に限定されない。たとえば、本実施の形態では、カバー150の形状は、円筒の一部を円筒の全長にわたって切り欠いた形状であるが、円筒形状や角筒形状、平板状などであってもよい。
The shape of the
カバー150の材料は、光透過性を有するものであれば、特に限定されない。カバー150の材料の例には、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン(PS)、スチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂(MS)などの光透過性樹脂が含まれる。また、カバー150に光拡散能を付与する手段も、特に限定されない。たとえば、カバー150の内面または外面に光拡散処理(例えば、粗面化処理)を行ってもよいし、上記光透過性樹脂中にビーズなどの散乱子を分散させてもよい。
The material of the
フレーム160は、照明装置100の両端部に配置されている。フレーム160は、図5B中の下部に、ヒートシンク140に嵌合するための切り欠き部を有する。フレーム160は、カバー150に外嵌し、ヒートシンク140の端部の下部に上記切り欠き部で嵌合している。フレーム160は、例えば、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い金属で作製される。従来の蛍光管の代替品として照明装置100を用いる場合には、フレーム160に電極が形成されるため、フレーム160は、絶縁性を有する材料で形成される。
The
[ホルダ120の構成]
図7Aは、ホルダ120の平面図であり、図7Bは、ホルダ120の正面図であり、図7Cは、ホルダ120の側面図であり、図7Dは、ホルダ120の底面図である。
[Configuration of Holder 120]
7A is a plan view of the
ホルダ120は、ホルダ本体121、透過率調整シート124および爪125を有している。ホルダ本体121は、光源対向部122および保持部123を含む。
The
図8Aは、ホルダ本体121の平面図であり、図8Bは、図8A中に示されるB−B線の断面図であり、図8Cは、ホルダ本体121の側面図であり、図8Dは、ホルダ本体121の底面図である。
8A is a plan view of the holder
ホルダ本体121は、略半円筒形状に形成されている。本明細書において、略半円筒形状とは、半円筒の形状を含み、半円筒の側縁に連結する側壁をさらに有していてもよい形状である。すなわちホルダ本体121の軸方向(方向X)に直交する断面の形状は、釣り鐘様形状(逆U字型)である。ホルダ本体121の軸とは、例えば半円筒の部分の軸線である。ホルダ本体121の形状は、発光素子110を覆い、かつ導光ロッド130を端部で保持しうる形状であれば、略半円筒形状に限定されず、例えば円筒形状であってもよい。
The holder
ホルダ本体121は、光透過性を有する樹脂で成形されている。ホルダ本体121はさらに光反射性を有していてもよい。ホルダ本体121を構成する樹脂としては、例えば透明または白色の樹脂が挙げられる。たとえば、ホルダ本体121の材料は、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)やポリカーボネート(PC)、エポキシ樹脂(EP)などの樹脂;ガラスである。光反射性のホルダ本体121は、光反射性材料(白色の樹脂など)を使用するホルダ本体121の成形によって作製することが可能である。または、光反射性のホルダ本体121は、光透過性を有する各種材料を使用して製造されたホルダ本体121の表面に光反射性を付与することによって作製することが可能である。光反射性を付与する方法としては、例えば、ホルダ本体121の表面を光反射性塗料(例えば、白色塗料)で塗装すること、金属薄膜の貼り付けや金属の蒸着などによりホルダ本体121の表面に金属層を形成すること、および、ホルダ本体121の材料中に散乱子を分散すること、が挙げられる。
The holder
光源対向部122は、発光素子110を覆う部分であり、保持部123に隣接する位置に配置される。ホルダ本体121は、方向Xにおける両端部に保持部123を有することから、光源対向部122は、方向Xにおいて、ホルダ本体121の保持部123,123に挟まれた中央部に位置している。
The light
光源対向部122の内壁面には、当該内壁面の周方向に沿って、一対の傾斜面122aと、その間に形成される稜線122bとが形成されている。傾斜面122aは、図8中の下方および保持部123の両方に面しており、保持部123に向けて傾斜している。稜線122bは、矢印Xに直交する仮想の一平面に位置している。一対の傾斜面122aのそれぞれは、当該仮想の一平面に対して互いに対称な位置にある。
A pair of
ホルダ本体121に対して発光素子110を、例えば当該仮想の一平面に光軸LAが含まれるように配置した場合、発光素子110から出射した光が保持部123に向けて反射するように、傾斜面122aおよび稜線122bは設計されている。傾斜面122aは、ホルダ本体121の軸を含む断面において、直線で表される面であってもよいし、曲線で表される面であってもよい。
For example, when the
光源対向部122を形成する樹脂材料は、ホルダ本体121の光源対向部122以外の部分を形成する樹脂材料と同じであってもよいし、異なっていてもよい。たとえば、光源対向部122は、光反射性を有する樹脂で成形されうる。光源対向部122を構成する樹脂の例には、例えば白色の樹脂、散乱子が分散されている透明の樹脂、が含まれる。光源対向部122は、傾斜面122aに反射層を有していてもよい。この場合、光源対向部122は、光反射性を有さない材料で成形されうる。
The resin material forming the light
保持部123は、ホルダ本体121の方向Xにおける端部を形成する。傾斜面122aの端には、傾斜面122aから広がる、方向Xに直交する平面で形成されたフランジ部122cが形成されている。ホルダ本体121の方向Xにおけるフランジ部122cよりも端の部分が、導光ロッド130が挿入される保持部123である。このように、保持部123は、フランジ部122cを介して光源対向部122に隣接している。光源対向部122には、稜線122bの端部における光源対向部122の部分を切り欠いた切り欠き部122dがさらに形成されている。
The holding
透過率調整シート124は、前記光源対向部を通って外部に出射する光の透過率を、前記保持部を通って外部に出射する光の透過率よりも低くする透過率調整部として機能する。透過率調整シート124は、光源対向部122の外表面に、光源対向部122の周方向に沿って配置されている。透過率調整シート124には、光の透過率を下げる公知の部材を用いることができる。透過率調整シート124の材料の例には、白色アクリル樹脂などの白色樹脂が含まれる。透過率調整シート124は、例えば白色の樹脂シートである。
The
透過率調整シート124の厚みは、例えば100〜300μm程度である。傾斜面122aを含む複雑な形状で形成されるホルダ本体121は、射出成形や切削などによって形成されることが好ましい。このような手段を用いる場合、ホルダ本体121の材料樹脂の充填性や強度などを考慮すると、ホルダ本体121は、通常、透過率調整シート124よりも厚くなる。このようなホルダ本体121の作製上の理由から、透過率調整シート124の厚みよりも、光源対向部122の最小厚みが厚いことが好ましい。なお、光源対向部122の最小厚みとは、光源対向部122の厚みが最小となる部分の厚みであり、例えば、傾斜面122aの保持部123側の縁における光源対向部122の厚さである。
The thickness of the
一方、光源対向部122の最小厚みは、照明装置における光の色ムラの発生を防止する観点から小さいことが好ましい。ホルダ本体121を射出成形などによって作製する場合では、ホルダ本体121の材料には、通常、保持部123に要求される光透過性と、ホルダ本体121の反射面122aに要求される光反射性との両方が必要である。照明装置のホルダ本体121での輝度ムラの発生を防止するためには、後述するように、保持部123における光の透過量に比べて、光源対向部122における光の透過量を抑える必要がある。光源対向部122の厚みを大きくして光源対向部122における光の透過量を下げた場合には、ホルダ本体121の他の部分(たとえば保持部123)に比べて、黄色味を帯びた光が光源対向部122から出射され、色ムラが発生することがある。これは、ホルダ本体121内を伝播する光の光路長が長い程、短波長の光がより吸収されるためである。上記の色ムラの発生を防止するためには、ホルダ本体121を可能な範囲で薄く作製し、透過率調整シート124によって光源対向部122における光の透過率を調整(下げる)ことが好ましい。たとえば、ホルダ本体121を射出成形によって作製する場合では、光源対向部122の最小厚みは、1.0mm以下であることが好ましい。
On the other hand, the minimum thickness of the light
また、透過率調整シート124の光の反射率よりもホルダ本体121の光の反射率が小さいことは、保持部123(導光ロッド130を覆う部分)から出射される光を増やし、照明装置100における輝度ムラの発生を防止する観点から好ましい。このような観点から、透過率調整シート124の光の反射率は、85〜98%であることが好ましく、ホルダ本体121はそれよりも低い光の反射率であることが好ましい。本発明の実施の形態では、0.5mmの厚み部におけるホルダ本体121の光の透過率が30%となる材料を用いて形成されている。
Further, the fact that the light reflectance of the holder
また、透過率調整シート124と光源対向部122とを同一の厚みとしたときの透過率調整シート124における光の透過率が光源対向部122における光の透過率よりも小さいことは、照明装置100の全体の輝度を高めるとともにホルダ120の部分での輝度ムラの発生を防止する観点から好ましい。前述したように、保持部123に必要な透過率を有する材料でホルダ本体121を作製すると、光源対向部122における光の透過量が必要以上に多くなってしまう。このため、光源対向部122を通って外部に出射する光の透過率を透過率の低い透過率調整シート124で調整することが好ましい。このような観点から、透過率調整シート124における光の透過率は、2〜15%であることが好ましく、透過率調整シート124は、ホルダ本体121の内側から光源対向部122を通ってホルダ120の外部に出射する光の透過率を1〜5%に調整する部材であることが好ましい。透過率調整シート124における光の透過率が15%を超える場合、ホルダ本体121の内側から光源対向部122を通ってホルダ120の外部に出射する光の透過率を1〜5%の範囲内とするために、ホルダ本体121の光の透過率を下げる必要がある。前述のとおり、ホルダ本体121内では短波長の光がより吸収されるため、透過率低下のためにホルダ本体121を厚くすると、出射光が黄色味を帯びることによる色ムラが生じてしまう。
Further, the
爪125は、ホルダ本体121の四隅から、図8Bおよび図8C中の下方にさらに突出する部分である。爪125は、ホルダ本体121の側方に向けて広がる平面で形成されるフランジ部125aと、フランジ部125aから爪125の先端に向けて爪125の厚さが漸減するテーパ部125bと、を有する。
The
照明装置100は、ヒートシンク140に基板115を配置し、基板115に発光素子110を配置し、発光素子110を覆うように発光素子110上にホルダ120を配置し、ホルダ120の保持部123に導光ロッド130を挿入し、ヒートシンク140にカバー150を嵌め込み、ヒートシンク140およびカバー150の端部にフレーム160を嵌め込むことによって作製される。ホルダ120は、ヒートシンク140に形成された位置決め用の孔に爪125を差し込むことによって、発光素子110上に、所期の位置に配置される。これにより、稜線122bが発光素子110の光軸LA上に位置するように配置され、保持部123は、発光素子110の光軸LAに直交する方向における端に位置し、導光ロッド130は、光軸LAに直交する方向に保持部123で保持される。上記の工程の順序は、照明装置100を組み立て可能な範囲で変更可能である。たとえば、ヒートシンク140への基板115の配置と、基板115への発光素子110の配置とは、この順で行ってもよいし、逆に行ってもよい。また、ヒートシンク140へのホルダ120の配置と、ホルダ120への導光ロッド130の挿入とは、この順で行ってもよいし、逆に行ってもよいし、同時に行ってもよい。
In the
[光学特性]
図9は、ホルダ120の光学特性を示す図である。図9Aは、照明装置100からカバー150を外した状態で発光素子110を発光させたときのホルダ120の輝度を示している。縦軸は輝度(L)、横軸は測定位置座標(P)を表している。図9Bは、照明装置100からカバー150を外した状態を示しており、図9Aにおける輝度のピークが検出された部位を示している。保持部123に挿入された導光ロッド130,130の端部は、黒シートで覆われて遮光されている。上記輝度は、コニカミノルタ社製、輝度計「CA−2000」を用いて測定されている。図9A中、「a」〜「c」は、それぞれ、ホルダ120の輝度の分布中の主なピークを示している。図9B中、「a」は、ピークaが検出された、ホルダ120の一端側の導光ロッド130の端面の位置を示し、「b」は、ピークbが検出された、ホルダ120の他端側の導光ロッド130の端面の位置を示し、「c」は、ピークcが検出された、発光素子110の光軸LAの位置を示している。図9Aに示されるように、ピークaおよびピークbは大きく、ピークcは小さい。
[optical properties]
FIG. 9 is a diagram illustrating the optical characteristics of the
図10および11は、ホルダ120および導光ロッド130の光学特性を示す図である。図10Aおよび図11Aは、照明装置100からカバー150を外した状態で発光素子110を発光させたときのホルダ120および導光ロッド130の輝度を示している。縦軸は輝度(L)、横軸は測定位置座標(P)を表している。図10Bおよび図11Bは、いずれも照明装置100からカバー150を外した状態を示している。保持部123に挿入された導光ロッド130のうちの一方の導光ロッド130の端部のみが黒シートで覆われて遮光されている。上記輝度は、コニカミノルタ社製、輝度計「CA−2000」を用いて測定されている。導光ロッド130には、導光ロッド130中に分散している散乱子の濃度が異なる三種類の導光ロッドが用いられている。図10Aおよび図11A中、「AX」(破線)は、散乱子の分散濃度が最も低い導光ロッドを用いたときのホルダ120および導光ロッド130の輝度の分布を示している。「EX」(一点鎖線)は、散乱子の分散濃度が最も高い導光ロッドを用いたときのホルダ120および導光ロッド130の輝度の分布を示している。「CX」(実線)は、散乱子の分散濃度がこれらの間である導光ロッドを用いたときのホルダ120および導光ロッド130の輝度の分布を示している。図10A中、「d」は、ホルダ120の輝度の分布における、導光ロッド130による一つのピークを示しており、図10B中、「d」は、ピークdが検出された、保持部123の位置を示している。
10 and 11 are diagrams showing optical characteristics of the
図10Aおよび図11Aに示されるように、導光ロッド130の散乱子の濃度が高いと、保持部123の輝度がより高くなり、かつ導光ロッド130の、ホルダ120から離れた部分の輝度がより低くなる。このため、導光ロッド130において、ホルダ120の近い部分の輝度とホルダ120から遠く離れた部分との輝度の差が大きくなる。このような導光ロッド130における輝度の差は、照明装置100の輝度ムラになりうる。
As shown in FIG. 10A and FIG. 11A, when the concentration of the scatterers of the
導光ロッド130の散乱子の濃度が低いと、導光ロッド130において、ホルダ120に近い部分の輝度が低くなるが、ホルダ120の近い部分の輝度とホルダ120から遠く離れた部分との輝度の差がほぼ生じない。しかしながら、ホルダ120の輝度と導光ロッド130の輝度の差が大きくなる。このようなホルダ120と導光ロッド130との間の輝度の差は、照明装置100の輝度ムラになりうる。
When the concentration of the scatterer of the
「CX」では、導光ロッド130において、ホルダ120に近い部分の輝度が比較的高く、かつホルダ120の近い部分の輝度とホルダ120から遠く離れた部分との輝度の差も比較的小さい。また、ホルダ120の輝度と導光ロッド130の輝度の差も、比較的小さくなっている。よって、照明装置100の明るさのムラが生じにくい。このように、導光ロッド130の散乱子の濃度を適宜に調整することによって、照明装置100における輝度ムラの発生が抑制されうる。
In “CX”, in the
図12は、透過率調整シート124の透過率を示す図である。縦軸は透過率(T)、横軸は入射光の波長(λ)を表している。透過率の測定に用いた透過率調整シート124の厚さは188μmである。図12に示されるように、透過率調整シート124における光の透過率は、光の波長が450〜850nmの範囲において2.0〜3.5%である。
FIG. 12 is a diagram illustrating the transmittance of the
図13は、ホルダ120の透過率を示す図である。縦軸は透過率(T)、横軸は入射光の波長(λ)を表している。図13中、「NA」(破線)は、透過率調整シート124を有さないホルダ120(光源対向部122)における光の透過率を示し、「AD」(実線)は、透過率調整シート124が貼られたホルダ120(光源対向部122)における光の透過率を示す。透過光の測定では、光源対向部122の稜線122bに光を入射している。図13に示されるように、光の波長が450〜850nmの範囲において、透過率調整シート124を有さないホルダ120における光の透過率は13.9〜18.1%であり、透過率調整シート124を有するホルダ120における光の透過率は1.5〜2.7%である。透過率調整シート124によって、保持部123における光の透過率よりも、光源対向部122における光の透過率が、十分に下げられている。よって、ホルダ本体121の中央部における輝度が低くなり、照明装置100において、ホルダ120の部分が明部となる輝度ムラの発生が防止される。
FIG. 13 is a diagram showing the transmittance of the
図14は、照明装置100における光路を概略的に示す図である。図14Aは、ホルダ120およびその近傍における、発光素子110から出射した光の光路を概略的に示す図であり、図14Bは、照明装置100における、発光素子110から出射した光の光路を概略的に示す図である。
FIG. 14 is a diagram schematically showing an optical path in the
図14Aに示されるように、発光素子110から出射した光は、光源対向部122および導光ロッド130の端面132に到達する。光源対向部122に到達した光の多くは、傾斜面122aで反射し、その残部は光源対向部122および透過率調整シート124を透過してホルダ120から出射する。傾斜面122aで反射した光は、保持部123に向けて出射し、導光ロッド130の端面132に到達する。端面132に到達した光は、端面132から導光ロッド130に入射する。導光ロッド130に入射した光の一部は、導光ロッド130内を進み、その残部は導光ロッド130の外周面134から出射する。前述したように、ホルダ120における光の透過率は、例えば透過率調整シート124によって適切に調整されており、導光ロッド130の長手方向における導光ロッド130の輝度は、例えば散乱子の濃度によって適切に調整される。よって、ホルダ120および導光ロッド130の間の輝度のバランスは、適切に保たれる。
As shown in FIG. 14A, the light emitted from the
ホルダ120および導光ロッド130は、いずれも特有の配光特性を有する。たとえば図14Bに示されるように、ホルダ120の配光特性が、光軸LAに垂直な平面(水平仮想面)に対する角度αの向きのピークを有し、導光ロッド130の配光特性が、当該水平仮想面に対する角度βの向きのピークを有するとする。αがβよりも大きいと、ホルダ120の一端側では、角度αでカバー150に到達する光のカバー150における到達位置と、角度βでカバー150に到達する光のカバー150における到達位置との間に、方向Xにおいて隙間(図14B中の符号G)が生じる。しかしながら、ホルダ120の他端側の導光ロッド130の図示しない端部に配置された発光素子110の光がホルダ120の他端側の導光ロッド130内を進み、角度βで出射されて隙間Gに到達すると、隙間Gの明るさを補う光となりうる。このため、上記の隙間Gによる暗部の発生が防止され、照明装置100の明るさのムラが生じることを防止することができる。このような明るさのムラの発生を防止する観点から、方向Xにおける保持部123の長さは、導光ロッド130を保持しうる範囲内で短い程好ましく、例えば2.5mm程度であることが好ましい。
Both the
[効果]
照明装置100は、導光ロッド130間に配置された発光素子110から出射した光の一部を、発光素子110に対向する傾斜面122aによって反射して導光ロッド130に入射させ、当該出射した光の残部が透過する光源対向部122における光の透過率を適宜に調整できる構成を有する。このため、ホルダ120の輝度が高くなり過ぎない。こうして、照明装置100は、有効発光領域の広域化および有効発光領域内の輝度の均一化を両立している。光源対向部122における光の透過率は、透過率調整シート124によって容易かつ適切に調整されうる。よって、透過率調整シート124を除くホルダ120の大部分を、光透過性と光反射性を有する単一の樹脂材料の成形によって一体的に作製することができる。このため、ホルダ120およびそれを用いる照明装置100は、生産性の観点から有利である。
[effect]
The illuminating
[変形例]
前述した実施の形態では、透過率調整シート124によって、光源対向部122を通ってホルダ120の外部に出射する光の透過率が調整されている。光源対向部122における光の透過率は、保持部123における光の透過率と別に、所期の透過率に調整することが可能である。たとえば、光透過性が異なるように調製された他の樹脂材料を、一体成形時に、光源対向部122の部分にのみに適用することによって、光源対向部122における光の透過率を所期の透過率に調整することが可能である。このような手段によって、透過率調整シート124と同じ機能を光源対向部122にさらに付与することが可能である。このように、光源対向部122を通ってホルダ120の外部に出射する光の透過率の調整は、透過率調整シート124以外の手段によっても可能である。
[Modification]
In the embodiment described above, the transmittance of the light emitted to the outside of the
照明装置100は、発光素子110、ホルダ120および導光ロッド130を一発光ユニットとしたときに、当該発光ユニットを直列に連結することで、より長く構成されうる。例えば、図15に示される照明装置は、図3〜5に示される照明装置100を2セット連結した構成を有している。このように、発光ユニット単位で、照明装置100の長さを自在に調整することが可能である。
When the
前述の実施形態では、傾斜面122aは、ホルダ本体121の方向Xに沿う断面において、稜線122bを挟む一対の直線で表される面である。本発明では、発光素子110から出射した光を保持部123に向けて反射できる範囲において、これらの形状を変形可能である。たとえば、稜線122bは、仮想の一平面上に位置しなくてもよい。また、たとえば、傾斜面122aは、前記断面において曲線で表される曲面であってもよい。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施形態では、導光ロッド130は、光軸LAに直交する方向に向けて保持されるが、発光素子110から出射した光が導光ロッド130に入射できる範囲において、光軸LAに対する導光ロッド130の向きを変えてもよい。
In the above-described embodiment, the
照明装置100の平面視したときの形状は、細長い矩形であるが、本発明では、平面形状が環状である照明装置を構成することも可能である。また、例えばホルダ120の一端側にのみ導光ロッド130を保持し、他端側を塞ぐことによって、前述した一発光ユニットのみを発光ユニットとして含む照明装置を構成することも可能である。
The shape of the
本発明の照明装置は、蛍光管などに代えて使用されうるため、各種照明機器に幅広く適用されうる。 Since the lighting device of the present invention can be used in place of a fluorescent tube or the like, it can be widely applied to various lighting devices.
10,11 LED
13 導光板
17,18 傾斜面
21 LED取り付け台
22 導光管
100 照明装置
110 発光素子
115 基板
120 ホルダ
121 ホルダ本体
122 光源対向部
122a 傾斜面
122b 稜線
122c,125a フランジ部
122d 切り欠き部
123 保持部
124 透過率調整シート
125 爪
125b テーパ部
130 導光ロッド
132 端面
134 外周面
140 ヒートシンク
150 カバー
160 フレーム
10,11 LED
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記光源対向部を通って外部に出射する光の透過率を、前記保持部を通って外部に出射する光の透過率よりも低くする透過率調整部と、を有し、
前記光源対向部は、その内壁面に、前記保持部に向けて傾斜する傾斜面を含み、前記光源対向部が前記発光素子を覆ったときに、前記発光素子から出射され前記傾斜面に到達した光の一部を前記傾斜面によって前記保持部に向けて反射し、残部を透過する、
照明装置用のホルダ。 A holder main body for covering the light emitting element and holding the rod-shaped light guide member, the light source facing part for covering the light emitting element, and the light guide member formed adjacent to the light source facing part, A holder main body having a light transmitting property,
A transmittance adjusting unit that lowers the transmittance of light emitted to the outside through the light source facing portion, and lower than the transmittance of light emitted to the outside through the holding unit;
The light source facing portion includes an inclined surface inclined toward the holding portion on an inner wall surface thereof, and is emitted from the light emitting element and reaches the inclined surface when the light source facing portion covers the light emitting element. A part of the light is reflected by the inclined surface toward the holding part and the remaining part is transmitted;
Holder for lighting device.
前記透過率調整部の厚みは、前記光源対向部の最小厚みよりも小さい、
請求項1に記載のホルダ。 The transmittance adjusting unit is a sheet or film disposed on the outer surface of the light source facing unit,
The thickness of the transmittance adjusting part is smaller than the minimum thickness of the light source facing part,
The holder according to claim 1.
請求項2に記載のホルダ。 The light reflectance of the transmittance adjusting unit is greater than the light reflectance of the holder body,
The holder according to claim 2.
請求項2に記載のホルダ。 The holder according to claim 2, wherein when the transmittance adjusting unit and the light source facing portion have the same thickness, the light transmittance at the transmittance adjusting unit is smaller than the light transmittance at the light source facing portion. .
前記光源対向部は、前記保持部に向けて傾斜する一対の前記傾斜面と、一対の前記傾斜面の間に形成される稜線とを、その内壁面に含む、請求項1に記載のホルダ。 The shape of the holder body is a substantially semi-cylindrical shape,
The holder according to claim 1, wherein the light source facing portion includes a pair of the inclined surfaces inclined toward the holding portion and a ridge line formed between the pair of the inclined surfaces on an inner wall surface thereof.
前記発光素子を覆い、前記発光素子の光軸に交差する方向における端部を有するホルダと、
前記発光素子の光軸に交差する方向に向けて前記ホルダの端部で保持される棒状の導光部材と、
前記ホルダおよび前記導光部材を覆い、前記ホルダおよび前記導光部材から出射した光を拡散させつつ透過させるカバーと、
を有し、
前記ホルダは、請求項1〜5のいずれか一項に記載のホルダである、
照明装置。 A light emitting element;
A holder that covers the light emitting element and has an end in a direction intersecting the optical axis of the light emitting element;
A rod-shaped light guide member held at the end of the holder in a direction intersecting the optical axis of the light emitting element;
A cover that covers the holder and the light guide member and diffuses and transmits light emitted from the holder and the light guide member;
Have
The holder is a holder according to any one of claims 1 to 5,
Lighting device.
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