KR20130082084A - 면형상 광원 장치 및 조명 장치 - Google Patents

Abstract

넓은 면적에서 또한 균일하고 고품질의 면형상 조명광을 얻을 수 있는 면형상 광원 장치를 제공하기 위해, 소정의 간극을 두고 대향 배치한 한 쌍의 광학 반사판 사이의 주위를 측판으로 둘러싼 본체 케이스(4)와, 본체 케이스(4)의 적어도 1측판에 복수개의 점광원(2)을 소정의 간격을 두고 배열하고, 한 쌍의 광학 반사판(5)의 적어도 한쪽으로부터 점광원(2)으로부터의 광을 투과시켜 외부에 출사하는 면형상 광원 장치로서, 한 쌍의 광학 반사판(5)의 적어도 한쪽(5)은 점광원(2)측에 해당 점광원(2)으로부터의 광을 차광하는 차광 영역(S1)과, 점광원(2)으로부터의 광을 직접 투과시키지 않고 광학 반사판 사이에서 반사시킨 반사광을 투과시키고, 차광 영역(S1)으로부터 멀어짐에 따라 투과율이 증대하고 또한 광학 반사판(5)의 표면에서 휘도가 실질적으로 균일하게 되도록 조정된 광투과 영역(S2)이 설치되어 있다.

Description

면형상 광원 장치 및 조명 장치{PLANAR LIGHT SOURCE DEVICE AND ILLUMINATION APPARATUS}

본 발명은 면형상 광원 장치 및 조명 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광원에 지향성이 강한 점광원을 이용하고, 이 점광원으로부터의 광을 면형상 광으로 해서 조사하는 에지 라이트형의 면형상 광원 장치 및 이 면형상 광원 장치를 이용한 조명 장치에 관한 것이다.

면형상 조명 장치는 예를 들면, 액정 패널용 백 라이트 등에 많이 사용되고 있다. 이러한 종류의 면형상 조명 장치는 대략, 소정의 두께 및 면적의 판형상체로 이루어지는 광확산판을 이용하고, 이 광확산판의 바로 아래에 형광등 등의 광원을 배치하며, 이 광원으로 광확산판을 직접 조사해서 광확산판 면을 발광시키는 직하형의 것과, 소정의 두께 및 면적의 판형상체로 이루어지는 도광판을 이용하고, 이 도광판의 적어도 1변에 형광등, LED 등의 광원을 배치하여 도광판 면을 발광시키는 에지 라이트형의 것으로 크게 나누어져 있다.

이들 면형상 조명 장치 중, 직하형의 조명 장치는 광원과 광확산판의 사이에 소정의 간극을 갖는, 즉 소정 거리를 두는 구조로 되어 있다. 그러나, 이 거리를 단축하면 광확산판에 광원의 외형이 비추어 보기 흉하게 되고 조명 품질이 저하하며, 또, 광원에 지향성이 강한 점광원을 이용하면, 점광원 바로 위의 광확산판의 휘도가 극도로 높아지고, 다른 조명 에리어와의 사이에 휘도차가 발생하여, 균일한 조명광을 얻을 수 없게 되는 등의 과제가 있다. 이들 과제를 해결하는 방법으로서, 광확산판과 광원의 거리를 크게 하는 것이 고려되지만, 이 방법을 채용하면, 그 거리가 커지면 커질수록 전체가 어두워져 원하는 조도의 조명광을 얻는 것이 곤란하게 되고, 또 박형화가 불가능하다는 등의 새로운 문제가 현재화된다. 직하형의 조명 장치는 상기와 같은 문제를 갖고 있기 때문에, 용도에 따라서는 채용하는 것이 곤란하게 되어 있다.

그 때문에, 이러한 직하형의 조명 장치 대신에 에지 라이트형의 조명 장치가 사용되어 오고 있으며, 많이 제안되어 있다.

예를 들면, 하기 특허문헌 1에는 광원에 발광 다이오드(이하, LED라 함)를 이용한 에지 라이트형의 조명 장치가 개시되어 있다. 이 조명 장치는 LED와, 광도입부가 평탄면으로 형성된 도광판과, LED로부터의 광을 반사하는 반사경을 구비하고, 도광판의 평탄면에 LED를 장착하는 동시에, 이 LED를 반사경으로 덮은 구성으로 되어 있다. 그리고, LED로부터의 조사광은 반사경에 조사되어, 도광판에 도입되도록 되어 있다. 이 조명 장치에 의하면, LED로부터의 조사광은 도광판에 효율적으로 입력되도록 되어 있다. 또, 하기 특허문헌 2에는 LED 및 광원 로드로 이루어지는 광원 장치와, 이 광원 장치로부터의 조사광을 도광하는 도광판으로 구성된 조명 장치가 개시되어 있다. 광원 로드는 소정 형상의 프리즘 어레이로 구성되어 있다. 그리고, 이 광원 로드에 의해서, LED로부터의 조사광이 도광판을 통해 피조사물에 조사되어, 휘도가 균등화되도록 되어 있다. 또한, 하기 특허문헌 3에는 도광체의 입광면에 복수의 LED를 등간격으로 배치하고, 이들 LED로부터의 광을 반사체에서 난반사시키고, 그 산란광에 의해 도광체의 출광면을 면 발광시켜, 도광체의 출광면에 대향 배치된 표시체를 조광하는 레지스터 안내등이 개시되어 있다.

또, 하기 특허문헌 4에는 선형상 광원 등을 이용해서 면형상 조명광을 조사하는 에지 라이트형의 면형상 광원이 개시되어 있다. 이하, 도 14를 참조하여, 이 특허문헌 4에 개시되어 있는 면형상 광원을 설명한다. 또한, 도 14a는 이 특허문헌 4에 기재된 면형상 광원을 구성하는 상자체를 분해한 사시도, 도 14b는 도 14a의 긴쪽 방향에서 절단한 단면도이다. 이 면형상 광원은 내면이 광반사면으로 형성된 상자체(20)와, 이 상자체내에 내장된 광원(10)으로 이루어지고, 상자체의 1벽면인 상부 벽면(20a)에 광투과 영역(30)이 다수개 균등하게 설치되는 동시에, 광원에서 멀어짐에 따라 이 광투과 영역(30)의 1벽면에 대한 비율이 커지도록 설치되어, 상부 벽면(20a)으로부터 광원광이 방사되는 구성으로 되어 있다.

이 면형상 광원의 실시예로서, 이하의 기재가 있다. 상자체는 알루미늄 등의 광반사 금속막을 코팅한 두께가 0.2∼1.0㎜ 정도의 금속판으로, 발광면의 종 A×횡 B가 100㎜×100㎜이고 깊이 5㎜ 정도로 하고, 상부 벽면의 광투과 영역(30)은 직경이 가장 작은 곳에서 약 0.4㎜, 가장 큰 곳에서 약 0.8㎜가 되도록, 피치 1㎜로 균등한 관통구멍을 설치한다. 광원(10)은 직경이 3㎜, 길이가 100㎜이고, 휘도가 28000cd의 형광등을 사용한다. 이 형광등은 상자체(20)의 일단부에 배치해서, 상부 벽면(20a)을 본체에 밀폐해서 광이 새지 않도록 한다. 이 상부 벽면(20a)상에는 도시하지 않은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 폴리카보네이트 등으로 이루어지는 광확산판을 설치한다. 또한, 광원은 전구, 할로겐램프, 발광 다이오드 등의 점광원, 봉형상 형광등 등의 봉형상 광원이나 점광원을 선형상으로 배열한 것으로서, 가늘고 긴 범위에 걸쳐 발광하는 선형상 광원 및 링형상의 광원 등을 포함한다고 하고 있다.

이 면형상 광원은 이하의 효과를 갖는다고 설명되고 있다. 이 면형상 광원은 내면이 광반사면으로 된 상자체의 내부에 광원이 내장되고, 또한 광이 상자체 내의 공간을 내면에서 반사하면서 광투과 영역으로부터 출사하기 위한, 광원의 광은 모두 손실없이 상자체 내에 가두는 동시에, 공간에서의 광흡수는 매우 작고, 광원의 광은 거의 모두 광투과 영역으로부터 꺼내어져 면형상 광원으로서 기여하고, 종래의 도광판내에 광을 도입할 때의 손실이나, 도광판내의 진행에 수반하는 광의 흡수 손실이 없고, 광의 이용 효율이 매우 향상한다. 또, 광원에 가까운 곳에서는 광을 꺼내는 벽면에 대해 광투과 영역의 비율이 작고, 멀어짐에 따라 그 비율이 커지도록 형성되어 있기 때문에, 광원에 가깝고 광량이 많은 곳에서는 광투과 영역의 비율이 작은 곳부터 광이 방사되고, 광원에서 멀고 광량이 적은 곳에서는 광투과 영역의 비율이 큰 곳부터 광이 방사되며, 결과적으로 표면으로부터 균일한 휘도의 광이 방사된다.

특허문헌 1 : 일본국 특허공개공보 제2005-149848호(단락 [0012], 도 1) 특허문헌 2 : 일본국 특허공개공보 제2001-236811호(단락 [0011]∼[0014], 도 1) 특허문헌 3 : 일본국 특허공개공보 제2005-99406호(단락 [0016], 도 3) 특허문헌 4 : 일본국 특허공개공보 평8-153405호(단락 [0034], 도 1)

상기 특허문헌 1∼3의 조명 장치는 모두 도광판을 사용하는 것으로 되어 있으므로, 발광 면적을 크게 하면, 그것에 비례한 대형의 도광판이 필요하게 된다. 그런데, 대형 도광판은 통상, 두께가 두꺼운 유리판 혹은 플라스틱판을 이용하게 되므로, 그 중량이 무거워지고, 그것을 조립한 조명 장치의 중량이 증대하며, 가격이 앙등한다. 또, 이러한 대형 도광판을 이용하면, 광원에서 발광면까지의 광 경로가 길어지고, 그 때문에 광의 감쇠가 커지며, 균일한 조명광을 얻는 것이 곤란하고, 또한 조도가 높은 조명광을 얻는 것도 곤란하게 된다. 또한, 상기 특허문헌 2의 조명 장치는 특수형상의 광원 로드를 이용하고 있지만, 이러한 광원 로드를 사용해도 대형화가 곤란하다. 따라서, 도광판을 이용한 조명 장치는 소형인 것에 바람직하지만 대형화하는데 한계가 있다.

또, 상기 특허문헌 4에 보여지는 바와 같은 면형상 광원은 선형상 광원의 형광등의 외형이 광확산판의 그림자로 되어 비추어지는 경우가 있다. 도 15는 이러한 면형상 광원에 있어서의 광원으로부터의 광 경로를 모식적으로 도시한 것이다. 이러한 종류의 면형상 광원은 선형상 광원으로부터의 광이 광투과 영역, 즉 개구로부터 직접 통과한다. 이 다이렉트 광에 의해, 광확산판(50)에는 선형상 광원, 예를 들면 형광등관의 상(50a)이 비추어져 버린다. 즉, 소위 바늘구멍 사진 현상에 의해, 광확산판(50)상에 선형상 광원의 상이 비추어진다. 또한, 이 특허문헌 4는 선형상 광원으로서 형광등 외에 점광원을 선형상으로 배열한 것도 포함한다고 되어 있지만, 이러한 선형상 광원에서도 다이렉트 광이 나와 버리면, 형광등의 경우와 마찬가지로 광원의 상이 비추어진다. 또, 점광원에 LED를 이용하고, 이 LED를 복수개의 선형상으로 배열해서 선형상 광원으로 하면, LED 고유의 문제로 되어, 그 색 특성이 고르지 못하고, 동일한 색 특성의 것을 복수개 입수하는 것이 극히 곤란하며, 그 결과, 복수개의 LED는 고르지 못한 색 특성의 것으로 될 수 밖에 없고, 그 때문에 조명색 광이 불균일하고, 조명 품질이 저하될 우려가 있다. 또한, 광투과 영역의 관통구멍으로부터 LED광이 직접 투과되므로, 외부에 지향성이 강한 LED광이 조사되어, 눈부시고, 불쾌감을 주는 글레어(glare)가 생긴다.

그래서, 본 발명은 이러한 종래 기술이 안고 있는 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 발명의 목적은 광원에 지향성이 강한 점광원을 이용해도, 종래 기술이 필수로 하고 있던 도광판을 불필요하게 하여, 넓은 면적에서, 또한 균일하고 고품질의 면형상 조명광을 얻을 수 있는 에지 라이트형의 면형상 광원 장치 및 조명 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 경량이고 또한 저렴하며 또 양면 또는 편면 중의 어느 하나의 면을 조명하는, 즉 편면 조명 또는 양면 조명으로 해서 각각의 면이 넓은 면적을 갖고, 또한 균일하고 고품질의 면형상 조명광을 얻을 수 있는 에지 라이트형의 면형상 광원 장치 및 조명 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 목적을 구비한 면형상 광원 장치를 복수개 연접해서, 고품질의 조명광을 얻을 수 있는 조명 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 면형상 광원 장치는 소정의 간극을 두고 대향 배치한 한 쌍의 광학 반사판 사이의 주위를 측판으로 둘러싼 본체 케이스와, 상기 본체 케이스의 적어도 1측판에 복수개의 점광원을 소정의 간격을 두고 배열하고, 상기 한 쌍의 광학 반사판의 적어도 한쪽으로부터 상기 점광원으로부터의 광을 투과시켜 외부에 출사하는 면형상 광원 장치로서, 상기 한 쌍의 광학 반사판의 적어도 한쪽은 상기 점광원측에 상기 점광원으로부터의 광을 차광하는 차광 영역과, 상기 점광원으로부터의 광을 직접 투과시키지 않고 상기 광학 반사판 사이에서 반사시킨 반사광을 투과시키고, 해당 차광 영역에서 멀어짐에 따라 투과율이 증대하고 또한 해당 광학 반사판의 표면에서 휘도가 실질적으로 균일하게 되도록 조정된 광투과 영역이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 면형상 광원 장치에 있어서는 상기 광투과 영역은 상기 점광원의 배광(配光) 특성에 의거하여 해당 광투과 영역의 표면에서 휘도가 균일하게 되도록 조정되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 면형상 광원 장치에 있어서는 상기 광투과 영역은 상기 광학 반사판을 관통하는 복수의 관통구멍 또는 슬릿이 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 면형상 광원 장치에 있어서는 상기 차광 영역은 상기 한 쌍의 광학 반사판 사이의 간극보다 폭 넓은 영역으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 면형상 광원 장치에 있어서는 상기 차광 영역과 상기 광투과 영역이 분리되어 있고, 상기 차광 영역으로부터 대향하는 상기 광학 반사판과의 거리는 상기 광투과 영역으로부터 상기 광투과 영역과 대향하는 상기 광학 반사판과의 거리의 절반인 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 면형상 광원 장치는 얕은 바닥이고 해당 저부와 대향한 면이 개구되고 소정 깊이의 원반형상체의 중심부에 관통구멍을 설치한 본체 케이스와, 상기 본체 케이스의 개구를 막은 광학 반사판과, 상기 본체 케이스의 상기 관통구멍의 벽면에 점광원을 배치하고, 상기 점광원으로부터의 광을 상기 본체 케이스의 내벽면과 상기 광학 반사판의 사이에서 반사시켜 외부에 출사하는 면형상 광원 장치로서, 상기 광학 반사판은 상기 점광원측에 상기 점광원으로부터의 광을 차광하는 차광 영역과, 상기 점광원으로부터의 광을 직접 투과시키지 않고 상기 광학 반사판 사이에서 반사시킨 반사광을 투과시키고, 해당 차광 영역에서 멀어짐에 따라 투과율이 증대하고 또한 해당 광학 반사판의 표면에서 휘도가 실질적으로 균일하게 되도록 조정된 광투과 영역이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 면형상 광원 장치에 있어서는 상기 광학 반사판은 상기 본체 케이스의 관통구멍의 주위에 상기 차광 영역과, 상기 차광 영역의 주위에 상기 광투과 영역이 설치되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 면형상 광원 장치에 있어서는 상기 광투과 영역은 상기 점광원의 배광 특성에 의거하여 해당 광투과 영역의 표면에서 휘도가 균일하게 되도록 조정되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 면형상 광원 장치에 있어서는 상기 광투과 영역은 상기 광학 반사판을 관통하는 복수의 관통구멍 또는 슬릿이 상기 관통구멍을 중심으로 해서 동심원상에 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 조명 장치는 상기의 어느 하나의 면형상 광원 장치가 적어도 1개 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명의 조명 장치는 상기의 어느 하나의 면형상 광원 장치가 적어도 1개 배치되고, 그들 조명면상에 광확산판이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 광원에 지향성이 강한 점광원을 이용해도, 종래 기술이 필수로 하고 있던 도광판이 불필요하게 되어, 경량이고 또한 저렴하고 또 양면 또는 편면 중의 어느 하나의 면을 조명하는, 즉 편면 조명 또는 양면 조명으로 해서 각각의 면에서 광범위하게 조명할 수 있고, 조도가 균일하고 또한 고품질의 면형상 조명광을 얻을 수 있는 에지 라이트형의 면형상 광원 장치를 제공할 수 있다. 특히, 복수개의 점광원간의 특성이 고르지 않아도, 조명색이나 조도에 현저히 차가 나오는 영역은 차광 영역으로 가려지므로, 조명 품질이 저하되는 일이 없다. 또, 점광원으로부터의 광이 직접 투과되지 않으므로, 사람에게 불쾌감을 주는 글레어가 생기는 일이 없고, 또한 광학 반사판의 면상에 광확산판을 배치해도 점광원의 상이 형성되는 일이 없다.

또, 광원에 지향성이 강한 점광원을 이용해도, 종래 기술이 필수로 하고 있던 도광판이 불필요하게 되어, 경량이고 또한 저렴하고, 또 광범위하게 조명할 수 있으며, 조도가 균일하고 또한 고품질의 면형상 조명광을 얻을 수 있는 원반형상체의 면형상 광원 장치를 제공할 수 있다. 특히, 복수개의 점광원간의 특성이 고르지 않아도, 조명색이나 조도에 현저히 차가 나오는 영역은 차광 영역으로 가려지므로, 조명 품질이 저하되는 일이 없다. 또, 점광원으로부터의 광이 직접 투과되지 않으므로, 사람에게 불쾌감을 주는 글레어가 생기는 일이 없고, 또한 광학 반사판의 면상에 광확산판을 배치해도 점광원의 상이 형성되는 일이 없다.

또한, 본 발명에 따르면, 광원에 지향성이 강한 점광원을 이용해도, 종래 기술이 필수로 하고 있던 도광판이 불필요하게 되어, 경량이고, 저렴하며 넓은 면적을 갖고 또한 균일하고 고품질의 면형상 조명광을 얻을 수 있는 조명 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 면형상 광원 장치의 외관 사시도이다.
도 2는 도 1의 면형상 광원 장치를 분해한 분해 사시도이다.
도 3a는 도 1의 IIIA―IIIA선의 단면도, 도 3b는 도 3a의 IIIB 부분의 확대도이다.
도 4는 도 1의 면형상 광원 장치를 구성하는 광학 반사판을 나타내며, 도 4a는 광학 반사판의 평면도, 도 4b는 광원으로부터의 거리와 개구율의 관계를 나타낸 곡선도, 도 4c는 LED의 일반적인 배광 곡선도, 도 4d는 LED의 일반적인 색 특성도이다.
도 5는 도 1의 면형상 광원 장치의 변형예를 나타내며, 도 5a는 도 3a에 대응하는 긴쪽 방향의 단면도, 도 5b는 도 5a의 VB의 확대 단면도이다.
도 6은 도 1의 면형상 광원 장치의 다른 변형예를 나타내며, 도 6a는 도 3a에 대응하는 긴쪽 방향의 단면도, 도 6b는 도 6a의 변형예의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 면형상 광원 장치의 번형예를 나타매녀, 도 7a는 도 3a에 대응하는 긴쪽 방향의 단면도, 도 7b는 도 7a의 면형상 광원 장치의 변형예의 도 3a에 대응하는 단면도이다.
도 8a∼도 8c는 면형상 광원 장치를 복수개 연결한 대형 면형상 광원 장치의 상면도이다.
도 9a는 본 발명의 변형예에 관한 면형상 광원 장치의 사시도, 도 9b는 본 발명의 변형예에 관한 면형상 광원 장치의 측면도이다.
도 10a는 본 발명의 변형예에 관한 면형상 광원 장치를 복수개 연결한 대형 면형상 광원 장치의 상면도, 도 10b는 본 발명의 변형예에 관한 면형상 광원 장치를 복수개 연결한 대형 면형상 광원 장치의 측면도, 도 10c는 본 발명의 변형예의 다른 예에 관한 면형상 광원 장치를 복수개 연결한 대형 면형상 광원 장치의 측면도이다.
도 11a∼도 11c는 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 면형상 광원 장치의 외관 사시도이다.
도 12는 도 11a의 면형상 광원 장치를 나타내며, 도 12a는 상면도, 도 12b는 도 12a의 광학 반사판의 일부를 확대한 평면도이다.
도 13은 도 12의 면형상 광원 장치의 변형예를 나타내며, 도 13a는 상면도, 도 13b는 도 12a의 광학 반사판의 일부를 확대한 평면도이다.
도 14는 종래 기술의 면형상 광원을 나타내며, 도 14a는 분해 사시도, 도 14b는 도 14a의 긴쪽 방향에서 절단한 단면도이다.
도 15는 종래 기술의 면형상 광원의 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 단, 이하에 나타내는 실시형태는 본 발명의 기술 사상을 구체화하기 위한 면형상 광원 장치 및 이 면형상 광원 장치를 이용한 조명 장치를 예시하는 것으로서, 본 발명을 이들에 특정하는 것을 의도하는 것이 아니며, 특허청구의 범위에 포함되는 그 밖의 실시형태의 것에도 동등하게 적응할 수 있는 것이다.

도 1∼도 4를 참조하여, 본 발명의 1실시형태에 관한 면형상 광원 장치를 설명한다. 또한, 도 1은 본 발명의 1실시형태에 관한 면형상 광원 장치의 외관 사시도, 도 2는 도 1의 면형상 광원 장치를 분해한 분해 사시도, 도 3a는 도 1의 IIIA―IIIA선의 단면도, 도 3b는 도 3a의 IIIB 부분의 확대도, 도 4는 도 1의 면형상 광원 장치를 구성하는 광학 반사판을 나타내며, 도 4a는 광학 반사판의 평면도, 도 4b는 광원으로부터의 거리와 개구율의 관계를 나타낸 곡선도, 도 4c는 LED의 일반적인 배광 곡선도, 도 4d는 LED의 일반적인 색 특성도이다.

본 발명의 실시형태에 관한 면형상 광원 장치(1)는 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 지향성이 강한 복수개의 점광원, 예를 들면 LED(2)와, 이들 LED(2)를 소정의 간격을 두고 배열한 LED 기판(3)과, 이 LED 기판(3)이 부착되는 측벽면을 갖고 위쪽에 개구(4f)를 설치한 본체 케이스(4)와, 본체 케이스(4)의 개구(4f)를 덮는 커버체로 되고 LED(2)로부터의 광을 대략 균일하게 해서 조사하는 광학 반사판(5)를 구비하고 있다. 이 면형상 광원 장치(1)는 에지 라이트형으로 되어 있다. 이 면형상 광원 장치(1)는 이대로의 상태 또는 도시를 생략한 광확산판을 광학 반사판(5)의 면상으로부터 소정 거리 떨어뜨려 배치하여, 조명 장치, 표시 장치 등에 사용된다. 광확산판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 혹은 폴리카보네이트 등의 판형상체로 이루어지고, 이러한 판형상체를 광학 반사판으로부터 소정 거리, 예를 들면 3㎜∼100mm 정도 떨어뜨려 배치한다. 이하, 개개의 부품을 설명한다.

LED(2)는 단체(單體)의 발광소자 혹은 복수개를 집합시킨 집합체 소자로 이루어지는 임의의 발광색의 것을 사용한다. 조명 장치에 사용하는 경우에는 백색광의 LED가 바람직하다. 물론, 다른 발광색, 예를 들면 색의 삼원색인 적, 청, 녹색의 LED라도 좋다. 또한, LED 대신에 레이저 다이오드 등을 이용해도 좋다.

LED 기판(3)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 본체 케이스(4)의 1측판부(4d)와 대략 동일한 크기의 기판, 예를 들면 절연 처리를 실시한 방열 기판 등으로 이루어지며, 이 기판에 복수개의 LED가 소정의 간격을 두고 대략 1열(어레이형상)로 배치되어 있다. 또한, 이 LED 기판에는 이러한 LED열을 복수열 소정의 간격을 두고 설치해도 좋다. 복수개의 LED를 이용하는 것에 의해, 조도 상승이 가능하게 된다.

본체 케이스(4)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 대향하는 긴 변 및 짧은 변을 갖고 소정 면적의 대략 직사각형 형상의 저판부(4a)와, 이 저판부로부터 소정 높이 세워 설치한 측판부(4b,4c,4d,4e)와, 각 측판부의 꼭대기부를 개방시킨 개구(4f)를 갖는 얕은 바닥의 상자형상체로 이루어지고, 내벽면이 고반사율의 반사면으로 형성되어 있다. 이 본체 케이스(4)는 1개의 반사판재를 절단·절곡 가공 혹은 비반사 판재를 절단·가공하여 상자체를 형성하고, 이 상자체의 내벽면에 반사재를 도포 등 한 것으로 구성한다. 전자의 반사판재로서, 초미세 발포 광 반사판(상품명 MCPET)을 이용하는 것이 바람직하다. 또, 후자의 도료로서, 티탄 화이트의 미립자를 에멀젼화한 것, 폴리테르라플로로에틸렌(poly　fluoro　carbon)의 미립자(상품명 G-80Hallon) 등을 이용하는 것이 바람직하다.

본체 케이스(4)의 크기는 임의의 크기라도 좋지만, 이 실시형태에서는 높이(h₁＋h₂)가 15㎜, 짧은 변의 길이가 110㎜, 긴 변이 180㎜로 되어 있다. 또, 두께 d1은 1.0㎜이다(도 3a 참조). 본체 케이스(4)는 1측판부(4d)에 LED 기판(3)에 고정된 LED(2)의 발광부를 본체 케이스(4)내에 노출시키는 관통구멍(4₁)이 형성되어 있다. LED 기판(3)은 측판부(4d)에 공지의 고정 수단을 이용해서 부착된다.

광학 반사판(5)은 도 2∼도 4에 나타내는 바와 같이, 표리면(5a, 5b), 대향하는 긴 변 및 짧은 변(5c, 5d, 5e, 5f) 및 소정의 두께 d1을 갖고, 본체 케이스의 개구(4f)를 막을 수 있는 크기의 반사판으로 이루어지고, 표리면(5a, 5b)이 고반사율의 반사면으로 되어 있다. 표리면 중, 이면(5b)이 반사면, 표면(5a)이 반사면인 동시에 조명광의 조사면으로 되어 있다. 이 광학 반사판(5)은 초미세 발포 광 반사판(상품명 MCPET)으로 작성하는 것이 바람직하다. 물론, 이 재료에 한정되는 것은 아니다.

광학 반사판(5)은 본체 케이스의 개구(4f)에, 한쪽의 짧은 변(5e)이 LED(2)와 대향하는 측에, 또한 다른쪽의 짧은 변(5f)이 LED(2)에서 멀어지는 측에 위치하도록 부착된다. 이 광학 반사판(5)은 한쪽의 짧은 변(5e)에서 다른쪽의 짧은 변(5f)을 향해, LED(2)로부터의 광을 차광하는 차광 영역 S1과, 이 차광 영역 S1에서 멀어짐에 따라 소정의 비율로 광을 투과시키는 광투과 영역 S2로 구획되어 있다. 차광 영역 S1은 짧은 변(5e)에서 소정 거리 L1까지의 범위에 설정된 소정 면적의 직사각형형상의 영역으로 되어 있다. 이 차광 영역 S1은 복수개의 LED(2)의 배열에 맞추어, 즉 LED의 직선형상의 배치에 맞추어 직사각형형상으로 되어 있다. 이 차광 영역 S1의 크기는 이하 (i)∼(iv)의 LED의 특성(배광 및 색 특성) 및 광투과 영역 S2에 설치하는 관통구멍 등을 고려해서 결정된다.

(i) LED 소자

LED는 통상, 발광 소자부에 형광 재료가 설치되어 있다. 이 때문에, 박형화를 도모하기 위해 LED를 광학 반사판에 접근시키면, 광학 반사판에 LED의 형광재료의 색, 예를 들면 노란색이 비추어지는 경우가 있다. 그 때문에, LED를 광학 반사판에 접근시킬 수 없고, 또, 박형화를 도모하기 위해 억지로 LED를 광학 반사판측에 접근시키면, 접근한 광학 반사판의 부분에 이상한 색이 비추어져 보기 흉해지고, 그 결과, 조명 품질의 저하를 초래하게 된다.

(ii) LED 배광 곡선

본 실시예에서 이용되고 있는 LED는 도 4c에 나타내는 바와 같이, 지향각 θ에 의해 광도가 다르다. 즉, 지향각 0도 θ₀에서 가장 광도가 높고, 이 각도가 커짐에 따라 광도가 저하하며, 90°에서 최소로 되는 배광 특성을 갖고 있다. 따라서, 이 LED의 배광 특성으로부터, LED 근방의 조도가 작아져 어두워진다.

(iii) LED의 색 특성

복수개의 LED를 사용하면, 각각의 LED는 그 색 특성이 미묘하게 달라 동일 색 특성의 것을 일치시키는 것이 극히 곤란하다. 개개의 LED의 색 특성이 달라 버리면, LED 근방의 광학 반사판에 미묘하게 다른 조명광이 출사되어, 원하는 색 이외의 조명광으로 되어 버리고, 위화감을 주며 조명 품질의 저하를 초래하게 된다. 이하, LED의 색 특성을 부언한다.

LED는 도 4d의 색도도에서 나타내는 바와 같은 색 특성을 갖고 있다. 이 색도도에 있어서, 예를 들면 영역 W는 백색광의 영역으로 되어 있지만, 이 영역은 소단위 면적의 스폿 영역이 아니라, 이 영역내가 복수의 영역, 예를 들면 쿨 핫 화이트 영역, 뉴트럴 화이트 영역 및 웜 화이트 영역 등으로 명명된 영역으로 구분된 것으로 되어 있다. 또, 각각의 영역에 있어서도, 또한 복수의 소영역으로 세분화되어 있다. 이들 세분화된 개개의 소영역은 빈(bin)으로도 불려지고 있다. 또, 이 빈의 구분은 LED를 제조하는 메이커에 따라 정해지며, 메이커간에서 공통화되어 있지 않고, 또한 아직 규격화되어 있지 않은 상황에 있다.

한편, LED를 사용하는 장치 메이커는 특정 빈의 소정 색, 예를 들면 백색광의 LED를 필요로 하는 경우는 제조 메이커에 의해 이 빈의 LED가 제조되지만, 현재의 LED 기술에 있어서는 그 소재, 제조 설비, 제조 환경 혹은 생산 로트 등의 제조 조건에 따라, 제조된 LED 제품의 특성이 불균일하게 되어 버리고, 목표로 한 특정으로부터 어긋나는 것도 적지 않다. 또, 동일한 조건에서 제조된 LED 제품이라도, 그 특성에 불가피한 편차가 있다.

그래서, 제조하는 메이커측에서는 제조한 LED 제품을 단품마다 그 특성을 검사하고, 그 검사 결과에 의거하여 소정의 특성을 갖는 빈으로 분류하고 있다. 또, 개개의 빈 구분은 메이커마다 개별적으로 정해져 통일화되어 있지 않으므로, 장치 메이커측은 동일한 제조 메이커라도 동일한 특성을 갖는 LED 제품을 입수하는 것이 곤란하고, 또, 다른 제조 메이커로부터 입수한 경우에는 빈이 규격화되어 있지 않으므로 그 빈을 일치시킬 수 없다. 따라서, 동일한 백색광 LED를 사용해도, 상기와 같이 동일한 제조 메이커의 동일한 빈이라도 차가 있으며, 또, 다른 제조 메이커에서는 빈을 일치시킬 수 없기 때문에, 발광색이 다른 것, 예를 들면 한쪽의 LED가 푸르스름한 백색, 다른쪽의 LED가 노르스름한 백색으로 되고, 백색 이외의 색이 약간 섞여 원하는 백색광의 조명을 얻을 수 없는 경우가 있다. 또한, 백색광 이외의 조명광이라도 동일한 현상이 발생하게 된다.

(iv) 광투과 영역 S2에 설치하는 관통구멍

광투과 영역 S2에는 후술하는 바와 같이 소정 크기의 관통구멍을 설치하지만, 이 관통구멍으로부터 LED로부터의 발광광이 직접 투과(통과)되면, 종래 기술과 마찬가지의 과제가 생기게 된다. 즉, 광원에서 관통구멍까지의 수직 거리를 x, 관통구멍의 직경을 r로 하면, x/h₁＞r/d1인 관계식을 만족시키도록 관통구멍이 설치되어 있다. 또, 이 다이렉트 광은 광원으로부터의 거리가 가까우면 가까울수록 발생하기 쉬워지므로, 광원의 배광 특성이나 광원에서 광학 반사판까지의 거리 등을 고려한, 소정의 거리 L1까지를 차광하는 차광 영역 S1이 필요하게 된다.

이 실시형태에서는 상기 (i)∼(iv)를 고려하여, 차광 영역 S1의 거리 L1은 40.0㎜로 설정된다. 이 거리 L1은 시작(試作) 시험으로 설정한 것으로, 본체 케이스(4)의 높이 (h₁＋h₂)의 15㎜에 대해 2배 이상으로 되어 있다. 이 거리 L1은 본체 케이스를 다른 치수로 해서 시작 시험한 결과, 대략 높이의 2배 이상으로 하는 것에 의해서, 상기 (i)∼(iv)의 문제를 해소할 수 있는 것이 확인되고 있다. 또한, 차광 영역 S1은 그 면적을 크게 하면, 조명 면적이 좁게 제한되므로, 광투과 영역 S2와의 경계 부근에 반사판을 관통하지 않은 반관통구멍 또는 홈을 설치하는 것이 바람직하다. 이들 반관통구멍 또는 홈은 짧은 변(5e)에 대략 평행하게 되도록, 소정의 간격을 두고 설치한다.

광투과 영역 S2는 도 4a에 나타내는 바와 같이, 한쪽의 긴 변(5c)에서 다른쪽의 긴 변(5d)을 향해 소정의 간격을 두고 평행하게 그은 횡방향의 가상선(도시하지 않음)과, 한쪽의 짧은 변(5e)으로부터 차광 영역 S1을 넘어 다른쪽의 짧은 변(5f)을 향해 소정의 간격을 두고 평행하게 그은 종방향의 가상선(도시하지 않음)이 교차하는 교점에, 소정 크기의 개구를 갖는 구멍이 광학 반사판을 관통해서 형성되어 있다. 즉, 횡방향의 가상선에는 개구면적이 다른 복수개의 관통구멍(5₁₁∼5_1n,…5_m1∼5_mn), 종방향의 가상선에는 개구면적이 동일한 복수개의 관통구멍(5₁₁∼5_m1,…5_1n∼5_nn)이 형성되어 있다. 또한, 복수개의 관통구멍(5₁₁∼5_1n,…5_m1∼5_mn)의 배열은 관통구멍 행, 마찬가지로 관통구멍(5₁₁∼5_m1,…5_1n∼5_mn)은 관통구멍 열을 이루고 있다. 이들 관통구멍은 LED(2)로부터의 발광광이 직접 통과할 수 없는 크기인 동시에, 횡방향의 관통구멍(5₁₁∼5_1n,…5_m1∼5_mn)이 차광 영역 S1에서 멀어짐에 따라 개구면적이 커지도록 되어 있다.

즉, LED(2)로부터의 광은 본체 케이스(4)의 내벽면 및 광학 반사판(5)의 이면(5b)과의 사이에서 반사된 후에 관통구멍으로부터 외부에 조사된다. 예를 들면, 차광 영역 S1에 가까운 관통구멍(5₁, 5₂)은 도 3b에 나타내는 바와 같이, LED(2)로부터의 광선 b가 관통구멍(5₁, 5₂)으로부터 직접 통과되지 않고, 본체 케이스(4)의 내벽면 및 광학 반사판(5)의 이면(5b)과의 사이에서 반사된 반사광, 및 이들 관통구멍내에 있어서도 적어도 1회 이상 반사된 후에 외부에 조사된다. 다른 관통구멍도 마찬가지로, 적어도 1회 이상 반사된 후에 광이 외부에 조사된다. 관통구멍 열(5₁₁∼5_m1,…5_m1∼5_mn)은 차광 영역 S1에서 멀어짐에 따라 개구면적이 크게 되어 있지만, 이들 개구면적, 즉 개구율과 거리의 관계는 도 4b에 나타내는 대략 2차 곡선 a로 되어 있다.

또, 광투과 영역 S2는 차광 영역 S1에 가까운 영역에서, 상기 (ii)의 이유로부터, 지향각이 크기 때문에 광도가 낮아져 어두워지는 경우가 있으므로, 차광 영역 S1에 가까운 영역의 관통구멍, 예를 들면 관통구멍 열(5₁₁∼5_m1, 5₁₂∼5_m2)을 이들에 인접하는 관통구멍 열(5₁₃∼5_m3)보다 개구면적을 약간 크게 한다. 이 광학 반사판의 개구율과 거리의 관계는 도 4b의 곡선 a'로 된다. 이 실시형태에서는 차광 영역 S1에 가장 가까운 관통구멍 열(5₁₁∼5_m1)은 개구의 직경을 3.00㎜, 개구간의 간격이 5.00㎜, 다음 열의 관통구멍 열(5₁₂∼5_m2)은 그 개구의 직경을 3.00㎜보다 작게 하고, 또한 다음 열의 관통구멍 열(5₁₂∼5_m2)에서는 그 개구를 가장 작게 하여, 직경을 1.5㎜로 하고 있다. 또한, 가장 먼 관통구멍 열(5_1n∼5_mn)에서는 그 개구의 직경을 3.8㎜로 하고 있다.

이 광학 반사판은 광투과 영역 S2에 소정의 개구면적을 갖는 원형형상의 관통구멍을 설치했지만, 이 관통구멍 대신에 소정 면적의 가느다란 홈, 즉 슬릿으로 해도 좋다. 이 슬릿은 차광 영역 S1과 대략 평행하게 배열한다. 또, 관통구멍 혹은 슬릿 대신에, 투명 기판상에 관통구멍 혹은 슬릿에 해당하는 개소를 개구시킨 차광막을 설치한 것으로 해도 좋다.

면형상 광원 장치(1)의 조립은 본체 케이스(4)의 1측벽면에 LED(2)를 배치한 LED 기판(3)을 부착하고, 개구(4f)를 광학 반사판(5)으로 덮어 조립이 완료한다. 광확산판은 도시하지 않지만, 광학 반사판의 위쪽에 소정 거리 떨어뜨려, 필요에 따라 배치한다.

조립한 면형상 광원 장치(1)는 LED(2)로부터의 광이, 본체 케이스(4)의 내벽면과 광학 반사판(5)의 이면 반사면의 사이에서 적어도 1회 이상 반사된 후에, 광학 반사판(5)의 광투과 영역 S2를 투과하여 조사면으로부터 바깥쪽으로 방사되도록 형성되어 있다. 즉, 차광 영역 S1로부터 투과되지 않고, 광투과 영역 S2로부터 적어도 1회 이상, 즉 다중 반사되어 대략 균일하게 분산되어 조사된다. 이 면형상 광원 장치(1)는 광학 반사판(5)에 소정 면적의 차광 영역 S1을 설치했으므로, 복수개의 LED(2)에 색 등의 불균형이 있어도, 이 색 불균형이 광학 반사판(5)의 조사면에 나타나는 일이 없어 조명 품질의 저하를 방지할 수 있다. 또, LED(2)로부터의 직접 광이 광학 반사판(5)으로부터 나가지 않기 때문에, 광학 반사판(5)을 LED(2)측에 접근시켜도 LED가 광학 반사판(5)의 조사면에 비추어지는 일이 없으며, 박형화가 가능하게 된다. 또한, 광투과 영역 S2는 차광 영역 S1에 인접하는 영역의 관통구멍의 개구 면적을 LED의 배광 특성과의 관계상 크게 하고 있으므로, 이 영역에서 어두워지는 것을 억제할 수 있으며, 전체적으로 대략 균일한 조명광을 조사할 수 있다.

광확산판을 배치한 경우, 광확산판은 차광 영역 S1에 대응하는 영역을 마찬가지로 차광 영역으로 한다. 광투과 영역 S2에 대응하는 영역으로부터는 광학 반사판의 조사면과 광확산판의 이면의 사이에서 광학 반사판을 통과한 조사광이 다중 반사되어, 광확산판의 조사면으로부터 조사된다.

면형상 광원 장치(1)는 상기 형상의 본체 케이스(4) 및 광학 반사판(5)을 이용했지만, 이들을 변경해도 좋다. 도 5a의 면형상 광원 장치(1A)는 광학 반사판(5) 대신에 광학 반사판(5A)를 이용한 것이다. 이 광학 반사판(5A)은 광투과 영역 S2의 관통구멍이 수평 방향에 대해 좌측 상향으로 소정 각도 θ₁ 경사진 경사구멍으로 되어 있다(도 5b 참조). 이 경사 각도 θ₁은 광학 반사판(5A)의 두께에도 관계하지만, 30° 이상이고 90° 미만의 범위에 있어서, 45°를 초과하고 80° 정도가 바람직하다. 이 광학 반사판(5A)을 이용한 면형상 광원 장치(1A)는 면형상 광원 장치(1)에 비해, LED(2)로부터의 직접광의 투과가 곤란하게 된다.

또, 도 6a의 면형상 광원 장치(1B)는 본체 케이스(4) 대신에 본체 케이스(4A)를 이용한 것이다. 이 본체 케이스(4A)는 LED(2)를 배치하는 측판부(4d')를 수평 방향에 대해 좌측 상향으로 소정 각도 경사시키는 동시에, 저판부(4a')를 한쪽의 측판부(4d')로부터 다른 측판부(4e')를 향해 우측 상향으로 소정 각도 경사시킨 것이다.

또한, 도 6b의 면형상 광원 장치(1B')는 도 6a의 광학 반사판(5) 대신에, 광학 반사판(5A)을 이용한 것이다. 면형상 광원 장치(1B, 1B')는 광학 반사판(5, 5A)과 본체 케이스의 LED가 장착되는 측판부(4d')를 예각으로 한 것으로, 이 구성에 의해, 면형상 광원 장치(1, 1A)에 비해 박형으로 할 수 있는 동시에, 차광 영역 S1의 거리를 단축시킬 수 있다.

면형상 광원 장치(1∼1B')는 본체 케이스의 개구에 광학 반사판을 장착하여, 이 광학 반사판의 표면으로부터 LED(2)로부터의 광을 조사시키는 소위 편면형의 광원 장치로 되어 있지만, 다른 면으로부터도 조사시키는 양면형으로 해도 좋다.

도 7a의 면형상 광원 장치(1C)는 본체 케이스(4)의 저판부에도 개구를 설치한 본체 케이스(4B)를 이용하여, 양 개구에 각각 광학 반사판(5)을 부착한 것이고, 도 7b의 면형상 광원 장치(1C')는 본체 케이스(4B)에 각각 광학 반사판(5A)을 부착한 것이다.

면형상 광원 장치(1∼1C')는 각각을 복수개 연결하여, 발광 면적이 큰 면형상 광원 장치 및 조명 장치를 구성할 수 있다. 도 8은 복수개의 면형상 광원 장치(1∼1C') 중의 어느 하나를 연결해서 발광 면적을 크게 한 예를 나타내고, 도 8a의 면형상 광원 장치(1D)는 2개의 면형상 광원 장치를 이용하여, 이들을 긴 측판부에서 연결한 것이며, 또, 면형상 광원 장치(1E)는 짧은 측판부에서 연결한 것이다. 또한, 면형상 광원 장치(1F)는 4개의 면형상 광원 장치를 연결한 것이다. 복수개의 면형상 광원 장치를 연결하면, 연결부의 측판부가 중첩되므로, 한쪽의 측판부를 생략하거나, 혹은 본체 케이스를 연결한 상태의 크기로 해서, 연결부의 측판부를 격벽으로 형성해도 좋다. 또, 광학 반사판은 개개의 면형상 광원 장치마다의 것이 아니라 1개로 형성된 것을 이용해도 좋다. 이들 면형상 광원 장치(1D∼1F)는 그대로의 상태에서 사용해도 좋고, 또는 도시를 생략한 광확산판을 광학 반사판의 면상에 배치해서 조명 장치 혹은 표시 장치로서 사용할 수 있다.

면형상 광원 장치를 점광원의 광축 방향으로 연결하는 경우, 차광 영역 부분은 빛나지 않기 때문에, 도 8b에 나타나는 바와 같이 역방향으로 연결할 필요가 있으며, 3개 이상 연결할 수 없다. 이 때문에, 도 10a에 나타나는 바와 같이, 차광 영역 부분을 연결부로 하고, 점광원의 광축 방향으로 다수 연결할 수 있도록 해도 좋다.

도 9a는 본 발명의 변형예에 관한 면형상 광원 장치의 사시도, 도 9b는 본 발명의 변형예에 관한 면형상 광원 장치의 측면도, 도 10a는 본 발명의 변형예에 관한 면형상 광원 장치를 복수개 연결한 대형 면형상 광원 장치의 상면도, 도 10b는 본 발명의 변형예에 관한 면형상 광원 장치를 복수개 연결한 대형 면형상 광원 장치의 측면도, 도 10c는 본 발명의 변형예의 다른 예에 관한 면형상 광원 장치를 복수개 연결한 대형 면형상 광원 장치의 측면도이다.

본 발명의 변형예에 관한 면형상 광원 장치(1G)는 개구가 설치되어 있는 광학 반사판을 편측만으로 하고, 본체 케이스(4)에 부착되어 있는 짧은 측판부의 높이를 광학 반사판끼리의 거리의 절반으로 하고, 점광원이 부착되어 있는 짧은 측판부는 개구가 설치되어 있지 않은 광학 반사판으로부터 세워 설치하고, 점광원이 부착되어 있지 않은 짧은 측판부는 개구가 설치되어 있는 광학 반사판으로부터 세워 설치하며, 긴 측판부의 높이는 양단에서 차광 영역 S1의 길이까지는 광학 반사판끼리의 거리의 절반으로 하고, 그 내측은 광학 반사판끼리의 거리로 한 것이다. 즉, 차광 영역 S1과 광투과 영역 S2를 분리하고, 차광 영역 S1의 상부에 끼워 넣음부(8a)를 설치한 것이다.

또, 개구가 설치되어 있지 않은 광학 반사판은 점광원이 부착되어 있지 않은 측판부로부터 차광 거리 S상에 설치되어 있는 끼워 넣음부와 동일 면적, 동일 형상의 부착부(8b)가 형성되어 있다. 면형상 광원 장치(1G)를 점광원의 광축 방향으로 연속해서 연결하는 경우, 면형상 광원 장치(1G2)의 차광 영역 S상에 설치되어 있는 끼워 넣음부(8a2)와 다른 면형상 광원 장치(1G1)의 부착부(8b1)를 결합시킨다. 이하, 마찬가지로 면형상 광원 장치(1G3)의 차광 영역 S상에 설치되어 있는 끼워 넣음부(8a3)와, 다른 면형상 광원 장치(1G2)의 부착부(8b2)를 결합시킴으로써, 점광원의 광축 방향으로 연속해서 연결할 수 있다. 또, 점광원의 광축 방향 뿐만 아니라, 짧은 측판부 방향으로도 연속해서 연결함으로써, 광범위하게 조명할 수 있다. 또한, 도 10c에 나타나는 바와 같이, 차광 영역 S1'을 점광원이 부착되어 있는 짧은 측판부와 개구가 설치되어 있는 광학 반사판을 최단 거리로 연결하도록 형성해도 좋다.

이상의 면형상 광원 장치 및 조명 장치는 직방체형상의 장치를 적어도 1개 연접하거나, 혹은 연접한 크기의 1개의 것이지만, 이들 형상을 변경해서 비직사각형형상, 예를 들면, 원반체의 중심부에 소정 크기의 관통구멍을 설치한 도넛형 등으로 해도 좋다. 도 11, 도 12를 참조하여, 도넛형의 면형상 광원 장치 및 조명 장치를 설명한다. 또한, 도 11은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 면형상 광원 장치를 나타내고, 도 11a는 도넛형의 면형상 광원 장치의 개략 사시도, 도 11b는 배면도, 도 11c는 도 11a의 면형상 광원 장치의 변형예를 나타내며, 그 배면도, 도 12는 도 11의 면형상 광원 장치를 나타내고, 도 12a는 상면도, 도 12b는 도 12a의 광학 반사판의 일부를 확대한 평면도, 도 13은 도 11의 면형상 광원 장치의 변형예를 나타내며, 도 13a는 상면도, 도 13b는 도 13a의 광학 반사판의 일부를 확대한 평면도이다. 또한, 도 12a는 광학 반사판의 일부와 본체 케이스의 내부가 보이도록 한 것으로 되어 있다.

본 발명의 다른 실시형태에 관한 면형상 광원 장치(6)는 도 11a, 도 11b 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 상면이 개구되고 얕은 바닥이며 소정의 반경 r을 갖는 원반형상체의 중심부에 소정의 반경 r₁의 통형상 관통구멍(4C₀)을 설치한 본체 케이스(4C)와, 이 본체 케이스의 개구를 덮는 크기의 광학 반사판(5B)으로 구성되어 있다. 반경 r, r₁은 관통구멍의 중심점 O로부터의 길이로 되어 있다.

본체 케이스(4C)는 중앙부에 관통구멍을 설치한 저판부(4Ca)와, 이 저판부의 관통구멍 및 주위를 소정 높이 세워 설치한 측판부(4Cb, 4Cb')와, 측판부의 꼭대기부를 개방시킨 개구를 갖고 있다. 또한, 통형상 관통구멍(4C₀)은 관통구멍으로부터 세워 설치된 측판부(4Cb')로 구성되어 있다. 이 본체 케이스(4C)는 임의의 크기라도 좋지만, 도 11a, 도 11b에 나타낸 실시형태에서는 각각의 반경 r, r₁이 275㎜, 120㎜, 깊이(높이 H1)가 15.0㎜로 되어 있다. 또한, 도 11c에 나타내는 변형예의 면형상 광원 장치(6A)의 본체 케이스는 외주위측이 개구부측보다 낮고, 즉, 저판부(4Ca')가 개구부측에서 외주위측으로 소정 각도로 경사져 높이 H2가 면형상 광원 장치(6)의 높이 H1보다 낮게 되어 있다.

본체 케이스(4C)는 내벽면이 반사면으로 형성되고, 그 내부가 복수로 등분, 예를 들면 6등분되고, 등분된 개소가 칸막이판(7)으로 칸막이되어, 위쪽이 개구된 6개의 소실(小室)(4C₁∼4C₆)로 구획되어 있다. 이 칸막이판은 광학 반사판을 지지하는 지지 부재로 되어 있으며, 양면이 반사면으로 형성되어 있다. 또한, 이 지지 부재로서, 칸막이판 대신에 소정 높이의 지주 등으로 해도 좋다. 이 지주 등은 그 부착 개소가 한정되지 않으며, 임의의 위치라도 좋다. 통형상 관통구멍(4C₀)은 내벽면이 각 소실(4C₁∼4C₆)에 대응해서 육각형상의 벽면으로 되어 있다.

이들 벽면에는 LED 기판(3)이 장착되고, LED(2)의 발광부가 각 소실내에 노출되어 있다. 광학 반사판(5B)은 본체 케이스(4C)의 통형상 관통구멍(4C₀)에 대응하는 개소에 관통구멍(5B₀), 이 관통구멍으로부터 바깥쪽을 향해 소정 면적의 차광 영역 S1' 및 광투과 영역 S2'를 갖고 있다. 그리고, 본체 케이스(4C)의 개구는 광학 반사판(5B)으로 덮이지만, 각 소실(4C₁∼4C₆)의 개구에는 광학 반사판(5B)의 광학 반사부(5B₁∼5B₆)가 위치한다. 또한, 이들 광학 반사부(5B₁∼5B₆)는 1개의 광학 반사판(5B)을 6등분으로 구획한 것으로, 동일한 구성으로 되어 있다. 1개의 광학 반사부(5B₁)를 도 10b를 참조해서 설명한다.

이 광학 반사부(5B₁)는 차광 영역 S1' 및 광투과 영역 S2'를 갖고 있다. 이들 영역 S1', S2'는 광학 반사판(5)의 영역 S1, S2와 대략 동일한 작용을 갖는 것으로 되어 있지만, 차광 영역 S1'의 면적 및 광투과 영역 S2'의 관통구멍의 배열이 다르다. 차광 영역 S1'는 도 10b의 점선으로 나타낸 광학 반사판(5)의 차광 영역 S1에 비해, 소정의 폭 길이의 만곡 띠형상을 이루고, 그 면적이 크게 되어 있다. 또한, 광학 반사판(5)은 비교를 위해 도시한 것이다. 이 만곡 띠형상은 중심점 O로부터 반경 r₁, r₂간의 원호 띠형상의 것으로 되어 있다. 이 차광 영역 S1'도 차광 영역 S1과 마찬가지의 방법으로 설정된다. 또, 광투과 영역 S2'는 관통구멍 행이 중심점 O로부터 소정 반경의 원호선상에 배치되어 있다. 예를 들면, 제1행째는 반경 r₂의 관통구멍 행(5₁₁∼5_m1), 제2행째는 반경 r₃의 관통구멍 행(5₁₂∼5_m2)으로 되어 있다. 이들 관통구멍 행은 광학 반사판(5B)의 광투과 영역 S2'에 있어서, 중심점 O를 중심으로 해서, 소정의 간극을 두고 동심원선상에 소정의 피치로 배열되어 있다.

이 면형상 광원 장치(6)는 면형상 광원 장치(1∼1B)와 마찬가지의 작용 효과를 갖고, 이대로의 상태에서, 또는 광학 반사판의 위쪽에 광확산판을 설치해서 조명 장치, 예를 들면 원형형상의 조명 기구로서 사용할 수 있다. 특히, 조명기구로서 사용하는 경우는 저판부(4Ca) 및 측판부(4Cb)로부터 광이 약간 투과하도록 하는 것이 바람직하다. 이 광투과는 본체 케이스의 판재를 얇게, 혹은 저판부 및 측판부분에 광투과 수단, 예를 들면, 소정 형상의 반관통 홈 또는 구멍 등을 설치해서 투과시킨다. 이들 부분으로부터 광이 투과하면, 면형상 광원 장치를 조명 기구로 해서 천정으로부터 매달았을 때에, 저판부측 및 측판부측이 어두워지지 않아, 사람에게 불안감을 주는 일이 없어진다. 또, 면형상 광원 장치(6A)는 조명 기구로서 사용하면, 박형화가 가능하며, 또한 디자인성이 향상한다.

또, 도 13a, 도 13b에 나타내는 면형상 광원 장치(6C)는 면형상 광원 장치(6, 6A)의 관통구멍을 원통형상으로 하고, 이것에 맞추어, 광학 반사판(5B')의 형상을 변경하는 동시에 LED 기판(3')을 원호형상으로 한 것으로, 이 장치도 면형상 광원 장치(6, 6A)와 마찬가지의 작용 효과를 갖는 것으로 되어 있다.

1, 1A∼1F;　면형상 광원 장치(조명 장치)
2; 발광 다이오드(LED) 3, 3'; LED 기판
4, 4A∼4C;　본체 케이스 4C₀; 관통구멍
4C₁∼4C₆; 소실 4Ca, 4Ca'; 저판부
5, 5A, 5B; 광학 반사판 5B₁∼5B₆; 광학 반사부
5₁₁∼5_mn;　관통구멍
6, 6A∼6C; 면형상 광원 장치(조명 장치)
7;　칸막이판 S1, S1'; 차광 영역
S2, S2'; 광투과 영역

Claims (11)

1. 소정의 간극을 두고 대향 배치한 한 쌍의 광학 반사판 사이의 주위를 측판으로 둘러싼 본체 케이스와, 상기 본체 케이스의 적어도 1측판에 복수개의 점광원을 소정의 간격을 두고 배열하고, 상기 한 쌍의 광학 반사판의 적어도 한쪽으로부터 상기 점광원으로부터의 광을 투과시켜 외부에 출사하는 면형상 광원 장치로서,
   상기 한 쌍의 광학 반사판의 적어도 한쪽은 상기 점광원측에 상기 점광원으로부터의 광을 차광하는 차광 영역과, 상기 점광원으로부터의 광을 직접 투과시키지 않고 상기 광학 반사판 사이에서 반사시킨 반사광을 투과시키고, 해당 차광 영역에서 멀어짐에 따라 투과율이 증대하고 또한 해당 광학 반사판의 표면에서 휘도가 실질적으로 균일하게 되도록 조정된 광투과 영역이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 면형상 광원 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 광투과 영역은 상기 점광원의 배광 특성에 의거하여 해당 광투과 영역의 표면에서 휘도가 균일하게 되도록 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 면형상 광원 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 광투과 영역은 상기 광학 반사판을 관통하는 복수의 관통구멍 또는 슬릿이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 면형상 광원 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 차광 영역은 상기 한 쌍의 광학 반사판 사이의 간극보다 폭 넓은 영역으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면형상 광원 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 차광 영역과 상기 광투과 영역이 분리되어 있고, 상기 차광 영역으로부터 대향하는 상기 광학 반사판과의 거리는 상기 광투과 영역으로부터 상기 광투과 영역과 대향하는 상기 광학 반사판과의 거리의 절반인 것을 특징으로 하는 면형상 광원 장치.
6. 얕은 바닥이고 해당 저부와 대향한 면이 개구되고 소정 깊이의 원반형상체의 중심부에 관통구멍을 설치한 본체 케이스와, 상기 본체 케이스의 개구를 막은 광학 반사판과, 상기 본체 케이스의 상기 관통구멍의 벽면에 점광원을 배치하고, 상기 점광원으로부터의 광을 상기 본체 케이스의 내벽면과 상기 광학 반사판의 사이에서 반사시켜 외부에 출사하는 면형상 광원 장치로서,
   상기 광학 반사판은 상기 점광원측에 상기 점광원으로부터의 광을 차광하는 차광 영역과, 상기 점광원으로부터의 광을 직접 투과시키지 않고 상기 광학 반사판 사이에서 반사시킨 반사광을 투과시키고, 해당 차광 영역에서 멀어짐에 따라 투과율이 증대하고 또한 해당 광학 반사판의 표면에서 휘도가 실질적으로 균일하게 되도록 조정된 광투과 영역이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 면형상 광원 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 광학 반사판은 상기 본체 케이스의 관통구멍의 주위에 상기 차광 영역과, 상기 차광 영역의 주위에 상기 광투과 영역이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 면형상 광원 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 광투과 영역은 상기 점광원의 배광 특성에 의거하여 해당 광투과 영역의 표면에서 휘도가 균일하게 되도록 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 면형상 광원 장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 광투과 영역은 상기 광학 반사판을 관통하는 복수의 관통구멍 또는 슬릿이 상기 관통구멍을 중심으로 해서 동심원상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 면형상 광원 장치.
10. 청구항 1 내지 9 중의 어느 하나의 면형상 광원 장치가 적어도 1개 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
11. 청구항 1 내지 9 중의 어느 하나의 면형상 광원 장치가 적어도 1개 배치되고, 그들 조명면상에 광확산판이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
    

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