CN102667308B - 照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通过使用LED，从而除了LED的优点之外，还光漫射特性良好且直视时晃眼少的照明装置。照明装置（1）具备使从端面入射的光从主面射出的导光板（2）以及在所述端面的多个LED（3），所述导光板（2）的导光方向的长度L（cm）和导光板（2）的与导光方向以及导光板（2）的厚度方向正交的宽度W（cm）是W/L≥10，LED（3）的数量是（W/L）/2（个）以上，所述照明装置（1）具备***述导光板（2）和LED（3）的框体（4）以及在所述框体（4）的端部中的、在所述导光板（2）的宽度方向的至少一个端部的所述LED（3）的电源端子（5）。

Description

照明装置

技术领域

本发明涉及安装于室内的顶棚等来使用的照明装置。

背景技术

作为安装于顶棚等的照明，以往使用白炽灯、荧光灯等。可是，近年来在照明领域中的节能的要求提高，在这一点上白炽灯在能源利用效率方面以及寿命方面存在问题。此外，另一方面荧光灯虽然在能源效率上优越，但在使用有害的水银的方面以及寿命方面存在问题。

近年来，使用发光二极管（LED：Light Emitted Diode）的照明也正在普及。例如在专利文献1等中提出了利用LED的替代荧光灯的照明装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4153870号公报。

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1所示的方式的照明装置使用LED作为光源并能安装于一般的荧光灯器具（灯座）。可是，该照明装置与以往的荧光灯不同，被指出光漫射特性狭窄、直视光源时晃眼等的问题。为了缓解这些问题，也考虑在LED照明的射出侧设置漫射板、透镜等的对策。可是，在漫射板的利用中会产生由于光散射、反射导致光的利用效率降低的其它的课题，在透镜的利用中由于需要对每个LED设置透镜所以会产生成本提高的其它的课题。

即本发明的课题在于，提供一种通过使用LED，从而除了LED的优点之外，还光漫射特性良好且直视时晃眼少的照明装置。

用于解决课题的方案

解决上述课题的本发明的照明装置的一个方式具备：导光板，使从端面入射的光从主面射出；多个LED，配备于所述端面；框体，***述导光板和所述多个LED；以及所述多个LED的电源端子。

在所述导光板中，导光板的导光方向的长度L（cm）和导光板的与所述导光方向以及导光板的厚度方向正交的宽度W（cm）是W/L≥10。

所述多个LED的数量是（W/L）/2（个）以上。

在照明装置中，所述电源端子配备于所述框体的端部中的在导光板的宽度方向的至少一个端部。

本发明的照明装置使用导光板使从多个LED射出的光漫射。通过使用所述的导光板以及多个LED，从而谋求光漫射性的提高，并且抑制晃眼。

优选所述导光板的厚度是固定的，特别优选为2mm~30mm。此外，优选所述导光板的主面和端面是镜面，在内部含有光漫射材料，优选所述光漫射材料的折射率和所述导光板的基体材料的折射率之差是0.4以上。进而，优选光漫射材料的体积平均粒径是0.5~5μm，其浓度是0.0001~0.003质量%。

进而本发明的照明装置能够替换直管状荧光灯来进行使用。

发明效果

由于本发明的照明装置是导光方式，所以光漫射特性与以往的荧光灯同样的宽，即使直视也不晃眼，进而能够和以往的荧光灯同样地使用。

附图说明

图1是从主面侧观察本发明的照明装置的一个例子的概略平面图。

图2A是从主面侧观察本发明的照明装置的另一例子的概略平面图。

图2B是从主面侧观察本发明的照明装置的又一例子的概略平面图。

图3是将上述图2A的照明装置以与其主面垂直并与导光方向平行的III-III面切断后的概略剖面图。

图4是表示本发明以及比较例的光学特性测定方法的概略图。

图5是表示本发明以及比较例的光学特性的图。

具体实施方式

以下，根据图1说明本发明。本发明的照明装置1具有：具有散射要素的导光板2、多个LED3、收容导光板2和多个LED3的框体4、多个LED3的电源端子5、以及电源装置6。

就导光板2而言，在图1中使用板状的导光板作为一个例子。导光板2由厚度T（cm）、导光方向的长度L（cm）、以及宽度W（cm）特别指定大小。厚度（厚度方向）、导光方向的长度（导光方向）、以及宽度（宽度方向）彼此正交。再有，厚度T虽然在图1中未图示，但是在后面叙述的图3中示出。

以形成导光板2的与导光方向和宽度方向平行的两个端面、换言之由导光方向和宽度方向形成的两个端面为主面。在两个主面中，以射出导光后的光的主面为射出侧主面，以另一个为射出侧相反侧主面。射出侧主面和射出侧相反侧主面的间隔相当于厚度。此外，宽度方向与导光方向和厚度方向正交。换言之，与由导光方向和厚度方向形成的面正交。

多个LED3配备于导光板2的端面（由厚度方向和宽度方向形成的端面）。将配置各LED3的端面也称为入射端面。

电源端子5配备于框体4的多个端部中的在导光板2的宽度方向的端部，与用于向各LED3供电的电源装置6连接。由于向电源端子5供给交流电流，所以利用电源装置6变换为直流，根据需要调整电压，向LED3供给直流电流。再有，图1示意性地示出照明装置1，省略了电源端子5以及电源装置6和各LED3的连接等。

从多个LED3导入到导光板2的入射端面的光通过配备于导光板2的散射要素从射出侧主面朝向图1的纸面正面方向射出。

作为上述散射要素，能应用设置在主面的白色反射点式（dot）印刷、设置在主面的表面微细凹凸、含有光漫射材料等公知的各种散射要素，但是如后面所述优选含有光漫射材料。

在成为本发明的对象的照明装置1中使用的导光板2中，导光方向的长度L（cm）和导光板2的与导光方向以及导光板2的厚度方向正交的宽度W（cm）满足W/L≥10。以往，谋求使导光板的导光距离更长，总是在如本发明那样细长的形状的导光板中在其短边侧（长度L的边）设置光源。可是当将LED集中配置于短边侧的狭窄的区域时，会产生从LED产生的热导致LED的寿命变短的问题。在本发明中，通过在导光板2的长边（长度W的边）分散配置LED，从而能解决热的问题。

在此，当导光板2的厚度固定时，通过从用挤压制法制作出的树脂基板切出，从而能够低价地制造导光板2。进而优选导光板2的厚度为2mm~30mm。通过设为30mm以下，从而能够控制照明装置1的重量。特别是在将本发明的照明装置1安装于荧光灯器具的情况下，能够不对荧光灯器具在重量方面负担过大地进行使用。

此外，通过将导光板2的厚度设为2mm以上，从而能够高效率地向导光板2内导入来自LED的光。

进而优选在导光板2中，导光板2的主面和端面是镜面，在内部含有光漫射材料。通过采用使内部含有导光板2的主要的散射要素的光漫射材料，从而与另外设置印刷、表面凹凸加工的情况相比能够低价地进行制造。通常，当以均匀漫射的光漫射材料作为散射要素时，在光源附近和从光源离开的位置容易在导光板2的主面的亮度上产生差别，但由于本发明中导光距离短，所以几乎不明显。

进而优选光漫射材料的折射率和导光板2的基体材料的折射率之差为0.4以上。若为这样的光漫射材料，则能够在导光板2内使光更强地折射。其结果是能够增加向与导光板2的主面垂直的方向射出的光量。因此，有也可以不在导光板2的射出侧另外设置光漫射片材的特征。

进而优选光漫射材料的体积平均粒径是0.5~5μm，其浓度是0.0001~0.003质量%。在光漫射材料的体积平均粒径小于0.5μm的情况下，在导光板2的入射端面附近和从底部离开的位置有时会在颜色上产生差别。在光漫射材料的体积平均粒径大于5μm的情况下，有所含的大的粒子在点亮时成为亮点损坏外观的可能性。而且，有损伤导光板2的制造装置的可能性。再有，在本发明中体积平均粒径由激光衍射散射法求取。

在光漫射材料的浓度比0.0001质量%少的情况下，有不能将导光板2内的光向主面方向充分射出的可能性。此外，在比0.003质量%大的情况下，有仅光源附近明亮的可能性。

本发明的导光板2的基体材料能够使用透明树脂，例如丙烯酸类树脂、苯乙烯类树脂、聚碳酸酯类树脂等。在透明性方面，特别优选丙烯酸类树脂，其中优选聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate）。

作为光漫射材料，优选使用对基体材料树脂的折射率差大的无机化合物粒子，例如氧化钛、氧化锌等。

在得到相同的光量的情况下，为了高效率地散去在各LED3产生的热，优选LED的数量多。因此如图2A、2B所示那样也在一个与入射端面相向的端面配备光源也可。此时，如图2A那样配备于相向的端面的多个LED3彼此相向也可，如图2B那样配备于相向的端面的多个LED3不彼此相向也可。

另一方面，存在LED的数量越多，LED单元的装配越繁杂的问题。而且，散去在多个LED3产生的热的效率的改善效果也变得不显著。因此，并不是LED的数量多就好，优选每一侧的入射端面为W/L×20（对宽度W除以导光方向的长度L的值乘以20的数量）个以下。当考虑制造成本时，优选LED的数量少。当LED的散热性能提高时，能使LED的数量变少。

此外，由于当以小数目的LED元件构成照明装置时会产生散热不足的问题，所以需要分散配置某种程度的个数的元件。优选配置在导光板的一侧或两侧的LED的总个数为W/L/2个以上。当比W/L/2个少时，LED变得稀疏，预计在导光板的面内亮度会产生不匀。

将散去在多个LED3产生的热的散热板设置在导光板2的射出侧相反侧主面也可。或者，如图3所示那样，针对多个LED3，在与导光板2的相反侧的侧面设置散热板7也可。图3是图2A的III-III剖面图，除了图2A的结构例之外，还示出了在框体4和各LED3之间设置散热板7的例子。图3示出设置散热板7的一个例子，并不仅限于此。例如，对框体4自身使用具有散热功能的材质也可，在框体4的外侧设置散热板7也可。

进而，框体4和导光板2的配置不限于图3。例如，框体4与射出侧相反侧主面22粘结也可。

配置于导光板2的多个LED3使用将多个LED排列配置在基板上的LED模块也可。在将多个LED3配置于导光板2的情况下，虽然装配变得繁杂，但是通过在基板设置电力供给用的布线，从而能够减轻装配变得繁杂的问题。在该情况下，能够在LED模块内实现电源装置6的功能。

在图3中，将导光板2的下侧表示为射出侧主面21，将上侧表示为射出侧相反侧主面22。射出侧主面21和射出侧相反侧主面22在厚度方向隔开厚度T（cm）的间隔。

从各LED3入射到入射端面的光从射出侧主面21射出。因此，在导光板2的宽度方向端面（成为导光板2的侧面的1对端面、两短边侧的端面）以及射出侧相反侧主面22配备反射要素也可。作为反射要素，能够通过Al等金属蒸镀、铝带（aluminium tape）或白色带等的反射性带、反射性白色涂料的涂敷等来设置。

此外，不妨碍在导光板2的宽度方向的至少一个端部也配备LED。

此外，虽然在上述实施方式中，作为导光板2的一个例子，使用板状的导光板进行了说明，但是不仅限于此。例如，也可以是多角柱的形状。可是，当考虑光的利用效率时，优选为板状。

如以上说明的那样，根据本发明，能提供如下这样的照明装置：通过在照明装置中使用LED以及上述的导光板，从而除了LED的优点，例如，能源效率高、也不使用有毒的水银、进而寿命长的优点之外，还光漫射特性良好且直视时晃眼少。

实施例

<实施例>

使用普通的挤压成形机，将含有0.002质量%的体积平均粒径1μm的氧化钛粒子的丙烯酸树脂（（株）可乐丽制PARAPET）以厚度5mm制造导光板用基板。

将上述导光板用基板切断成导光方向的长度L（导光长度）：100mm、宽度W：1500mm，对4边的端面（入射端面、与入射端面相向的端面以及两个侧面，换言之两个主面以外的面）实施研磨加工，作成导光板。

接下来，在得到的导光板的射出侧相反侧主面重叠与导光板的主面几乎相同的形状的白色反射膜（古河电气工业（株）制MC-PET）。进而，在成为导光板的侧面的1对端面（两短边侧）粘贴反射铝带。

另外，将75个0.3W的白色LED以20mm间距配置在玻璃-环氧基板上，将该LED单元固定于铝制槽（channel），制作1500mm长度的LED模块。制作了2个该模块。

之后，在重叠有反射板的导光板的两个长边配置该LED模块并嵌入于框体。在框体的短边两端，作为嵌合于荧光灯器具灯座的电源端子而安装雄型突起插脚，形成AC电源电路，与LED用电源装置（AC/DC适配器（adapter））连接。电源装置将从电源端子导入的交流电流变换为直流电流向各LED供给。

在此，导光板的宽度W是1500mm，长度L是100mm，W/L/2是1500/100/2=7.5。使用的LED的数量是150（75×2）个，满足W/L/2个以上。

<比较例1>

作为以往型的荧光灯，使用1个40W白色直管型荧光灯。

<比较例2>

作为荧光灯型LED照明装置，使用日本Advantage株式会社制“40W1列CLEAR”型。（138个LED 9mm间距）

<评价>

如图4所示那样，在墙面102安装白色反射板104，在其观察侧设置实施例的照明装置或比较例的照明装置来作为光源101。在墙面103以能在上下方向可动的方式设置有照度计105。此外，设置有黑绒布（flannel）106。点亮光源101，在正面方向分别测定在离开了作为测定距离的3000mm的位置的正面以及上方向的照度。在此，以测定高度0mm为正面。

针对该测定结果在图5中示出以在正面的照度为基准进行归一化的图表。具体地说，在图5中，分别针对实施例以及比较例，将在正面的照度表示为基准值，将在上方向的照度相对于基准值的比例表示为归一化照度（%）。

如图5所示，本发明的照明装置示出了与荧光灯几乎同等优越的漫射特性。另一方面，比较例2的荧光灯型LED的漫射特性非常狭窄。此外当直视光源装置时比较例2的荧光灯型LED会晃眼，但是本发明的照明装置不晃眼。

再有，本发明不仅限于上述实施方式，在不脱离主旨的范围内能适当变更。

本申请要求以2009年11月6日申请的日本申请特愿2009-254574号为基础的优先权，在此引用其全部公开内容。

附图标记的说明

1 照明装置；

2 导光板；

21 射出侧主面；

22 射出侧相反侧主面；

3 LED；

4 框体；

5 电源端子；

6 电源装置；

7 散热板；

101 光源；

102、103 墙面；

104 白色反射板；

105 照度计；

106 黑绒布。

Claims (5)

1.一种照明装置，其中，具备：

导光板，使从端面入射的光从主面射出；

多个LED，配备于所述端面；

框体，***述导光板和所述多个LED；以及

所述多个LED的电源端子，

在所述导光板中，导光方向的长度L（cm）和导光板的与所述导光方向以及导光板的厚度方向正交的宽度W（cm）是W/L≥10，在内部含有光漫射材料，

所述多个LED的数量是（W/L）/2（个）以上，

所述电源端子配备于所述框体的端部中的在所述导光板的宽度方向的至少一个端部，

所述端面是由所述导光板的厚度方向和宽度方向形成的面，所述主面是由所述导光板的导光方向和宽度方向形成的面，

所述光漫射材料的折射率和所述导光板的基体材料的折射率之差是0.4以上，

所述光漫射材料的体积平均粒径是0.5~5μm，其浓度是0.0001~0.003wt%。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述导光板的厚度是固定的。

3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述导光板的厚度是2mm~30mm。

4.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述导光板的主面和端面是镜面。

5.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，能替换直管状荧光灯来进行使用。