JP2007273222A - Planar light source - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は面状光源に関し、特に詳細には、棒状光源が複数並設されてなる面状光源に関するものである。 The present invention relates to a planar light source, and more particularly to a planar light source in which a plurality of rod-shaped light sources are arranged side by side.
従来、例えば広告用ディスプレイや室内照明用に、面状光源が広範に利用されている。そのような面状光源としては、EL(エレクトロ・ルミネッセンス)光源のように発光体自体が面状になっているものの他に、複数の蛍光ランプ等の棒状光源を並設して用いるものも知られている。 Conventionally, planar light sources have been widely used, for example, for advertising displays and indoor lighting. As such a planar light source, in addition to a light emitter itself having a planar shape such as an EL (electroluminescence) light source, a light source that uses a plurality of rod-shaped light sources such as fluorescent lamps in parallel is also known. It has been.
この後者の面状光源は基本的に、一例として特許文献1に示されるように、略一定の平面内において、それぞれの長軸と交わる方向(多くの場合は直交する方向)に並べて複数の棒状光源を配置し、それらの前方側つまり光取り出し側に、輝度を均一化する乳白色半透明板等の拡散板を配置するとともに、光源の後方側には反射部材を配して構成されたものである。そのような構成の面状光源においては、上記拡散板等による輝度均一化の効果が低いと、棒状光源に近い部分では輝度が高く、遠い部分では輝度が低いというように、輝度ムラが発生することになる。 This latter planar light source is basically a plurality of rods arranged in a direction (in many cases orthogonal to each other) intersecting each major axis in a substantially constant plane as shown in Patent Document 1 as an example. A light source is arranged, and a diffusion plate such as a milky white translucent plate that equalizes the luminance is arranged on the front side, that is, the light extraction side, and a reflecting member is arranged on the rear side of the light source. is there. In the planar light source having such a configuration, if the effect of uniforming the luminance by the diffuser plate is low, luminance unevenness occurs such that the luminance is high in the portion close to the rod-shaped light source and low in the far portion. It will be.
そこで従来、上記特許文献1にも示されているように、棒状光源の前方側において光源に沿って延びる状態にして、光源から遠い部分ほどより高透過率とされた透過制御部材を配設しておくことも提案されている。なお、ここで言う「透過率」とは、光学的な透過率そのものを指す他、光学的な透過率(反射率)は一定の部材において開口率が調整されることにより、単位面積当たりの光透過の程度が変えられている場合において、その光透過の程度の大小をも指すものとする。 Therefore, conventionally, as also shown in Patent Document 1, a transmission control member having a higher transmittance at a portion farther from the light source is disposed in a state extending along the light source on the front side of the rod-shaped light source. It is also proposed to keep it. The term “transmittance” as used herein refers to the optical transmittance itself, and the optical transmittance (reflectance) is light per unit area by adjusting the aperture ratio in a fixed member. When the degree of transmission is changed, the magnitude of the degree of light transmission is also indicated.
具体的にこの透過制御部材は、例えば透明部材にドット状の反射部材を多数貼り付け、その密度を光源に近い位置ではより高く、遠い位置ではより低く設定する等によって、上述のような光透過の程度の分布を得るものである。そのような透過制御部材を備えた面状光源においては、棒状光源から真っ直ぐ、あるいはそれに近い角度で前方に出射する光の多くは透過制御部材で反射して後方の種々の方向に戻り、光源後方の反射部材で反射してから前方に出射するのに対し、棒状光源から斜め方向に出射した光の多くは透過制御部材をそのまま透過して反射は少なくなるので、本来光源に近いほど高輝度となる傾向を補償して輝度均一化の効果が得られる。
上に述べた特許文献1に示される構造は、面状光源の輝度を均一化する上で一定の効果を有するものであるが、輝度ムラを低減する上でさらに改良の余地が残されている。 The structure shown in Patent Document 1 described above has a certain effect in making the luminance of the planar light source uniform, but there is still room for improvement in reducing luminance unevenness. .
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、複数の棒状光源を並設してなる面状光源において、輝度ムラを極めて低く抑えることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to suppress unevenness in luminance in a planar light source formed by arranging a plurality of rod-shaped light sources in parallel.
本発明による面状光源は、先に述べたように棒状光源と拡散板との間に透過制御部材を配設してなる面状光源において、透過制御部材の側方にさらに板状の透光性部材を配置して、それにより輝度均一化効果を高めたものであり、より具体的には、
略一定の平面内において、それぞれの長軸と交わる方向に並べて配置された複数の棒状光源と、
該光源の1つ毎に、その前方側つまり光取り出し側において、光源に沿って延びる状態に配置された透過制御部材と、
1つの透過制御部材の光源に沿って延びる一側端近傍に一端が位置し、他端が前記一端と比べてより前記平面に近い位置に有る状態にして、該平面に対して傾けて配置された板状の透光性部材と、
この透光性部材および前記透過制御部材の前方側に配置された拡散板と、
前記複数の棒状光源の後方側に配された反射部材とからなることを特徴とするものである。
The planar light source according to the present invention is a planar light source in which a transmission control member is disposed between a rod-shaped light source and a diffusion plate as described above, and further a plate-shaped light transmission on the side of the transmission control member. The characteristic member is arranged, thereby improving the luminance uniforming effect, more specifically,
A plurality of rod-like light sources arranged side by side in a direction intersecting with each major axis in a substantially constant plane;
For each one of the light sources, on its front side, that is, on the light extraction side, a transmission control member arranged in a state extending along the light source,
One transmission control member is disposed at one end near one end extending along the light source, and the other end is positioned closer to the plane than the one end, and is inclined with respect to the plane. A plate-like translucent member;
A diffusing plate disposed on the front side of the translucent member and the transmission control member;
And a reflecting member disposed on the rear side of the plurality of rod-shaped light sources.
なお上記の透光性部材は、例えばアクリル板等から形成することができる。また上記透過制御部材としては、光源からの光を反射する反射部材に多数の孔が形成され、それらの孔の開口率を調整することによって透過率が調整されたもの等を好適に用いることができる。 In addition, said translucent member can be formed from an acrylic board etc., for example. Further, as the transmission control member, it is preferable to use a member in which a number of holes are formed in a reflection member that reflects light from a light source, and the transmittance is adjusted by adjusting the aperture ratio of the holes. it can.
一方、上記複数の棒状光源は、例えばそれぞれの長軸と直交する方向に並べて配置される。また該複数の棒状光源としては、例えば蛍光ランプを適用することができる。 On the other hand, the plurality of rod-shaped light sources are arranged side by side, for example, in a direction orthogonal to the respective long axes. As the plurality of rod-shaped light sources, for example, a fluorescent lamp can be applied.
また上記透過制御部材は、透光性部材と同一の部材に透過制御機能を直接付与することにより形成されたものであってもよい。より具体的には、透光性部材と同一の部材(透明アクリル板等)にスクリーン印刷を施して透過制御機能を付与し、その部分を透過制御部材とすることができる。 The transmission control member may be formed by directly imparting a transmission control function to the same member as the translucent member. More specifically, the same member (transparent acrylic plate or the like) as the translucent member can be screen-printed to provide a transmission control function, and that portion can be used as the transmission control member.
本発明による面状光源は、光源の1つ毎に、その前方側において光源に沿って延びる状態に配置された透過制御部材を有しているので、先に説明した特許文献1に示される面状光源におけるのと同様にして、輝度均一化の効果を得ることができる。 Since the planar light source according to the present invention has the transmission control member arranged in a state extending along the light source on the front side of each of the light sources, the surface shown in Patent Document 1 described above. The effect of uniforming the luminance can be obtained in the same manner as in the light source.
本発明による面状光源はそれに加えてさらに、1つの透過制御部材の光源に沿って延びる一側端近傍に一端が位置し、他端が前記一端と比べてより前記平面(棒状光源が並んでいる平面)に近い位置に有る状態にして、該平面に対して傾けて配置された板状の透光性部材と、複数の棒状光源の後方側に配された反射部材とを備えているので、棒状光源から透光性部材を通過する方向に斜め前方に出射した光の一部が、この透光性部材の表面で反射して後方側に戻り、さらに反射部材で反射して前方側に出射するようになる。つまり、棒状光源から斜め前方に出射した光の一部が、上記透光性部材および反射部材が無い場合と比べて、より側方側に拡がって出射するようになるので、輝度均一化の効果がより高くなり、輝度ムラを極めて低く抑えることが可能となる。 In addition to this, the planar light source according to the present invention has one end positioned near one side end extending along the light source of one transmission control member, and the other end is more flat than the one end. A plate-like translucent member disposed at a position close to the plane and a reflecting member disposed on the rear side of the plurality of rod-shaped light sources. A part of the light emitted obliquely forward from the rod-shaped light source in the direction passing through the translucent member is reflected by the surface of the translucent member and returned to the rear side, and further reflected by the reflective member to the front side. It comes out. In other words, a part of the light emitted obliquely forward from the rod-shaped light source spreads more laterally than the case where there is no translucent member and no reflecting member, so that the effect of uniforming the luminance is achieved. Becomes higher, and the luminance unevenness can be suppressed extremely low.
また特に上記透過制御部材が、透光性部材と同一の部材に透過制御機能を直接付与することにより形成されたものである場合は、それら両部材が一体化したことにより保守点検等が容易になるとともに、上記課題を解決できる面状光源を安価に得ることができるという効果も得られる。 In particular, when the transmission control member is formed by directly imparting a transmission control function to the same member as the translucent member, maintenance and inspection can be facilitated by integrating these two members. In addition, an effect is obtained that a planar light source that can solve the above-described problems can be obtained at a low cost.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1および図2はそれぞれ、本発明の一実施形態による面状光源10を示す一部破断斜視図および一部破断立面図である。図示の通りこの面状光源10は、矩形の有底箱状に形成されたケース11と、このケース11の底板11a上に取付け器具12(図1では省略)を介して固定された複数の直管状蛍光ランプ13と、この蛍光ランプ13の1つ毎にその前方側(光取り出し側で、図中上方側)に配置された透過制御部材14と、1つの透過制御部材14の一側端(つまり蛍光ランプ13の並び方向の端部)から外に張り出した部分15aを有する透明アクリル板15と、この透明アクリル板15および上記透過制御部材14の前方側に配置されて周縁部がケース11に固定された拡散板16と、その上に配置された透明カバー板17と、複数の蛍光ランプ13の後方側に配されてケース底板11aの上に固定された反射部材18とから構成されている。
1 and 2 are a partially broken perspective view and a partially broken elevation view, respectively, showing a
本実施形態における蛍光ランプ13は一例として直径8mmの冷陰極ランプであり、同じ長さのものが4本、各長軸と直交する方向に並べて、各々ケース底板11aから等距離の位置に配されている。すなわち本例では、これらの蛍光ランプ13が、ケース底板11aと平行な一平面内に各ランプ長軸が含まれる状態に配置されている。
The
透過制御部材14は図3に詳しく示す通り、表面に高反射率の白色塗装が施された略長方形状の金属板に多数の小孔14aが形成されてなるパンチングメタルであり、その長手方向が蛍光ランプ13の長軸と平行となる向きにして、該蛍光ランプ13に沿って延びるように配設されている。本例において小孔14aは、透過制御部材14の長手方向(図3の左右方向)に一列に延び、このような列が透過制御部材14の幅方向(図3の上下方向)に合計9列並ぶように設けられている。そして小孔14aの径は、蛍光ランプ13に最も近い所に位置する中央列の小孔14aが最も小さく、透過制御部材14の幅方向外側に行くにつれてより大きくなるように設定されている。つまり小孔14aの径は5通り(最外側のみ半円形状)とされ、それらの径は一例として3mm、3.5mm、4mm、5mm、6mmとされている。
As shown in detail in FIG. 3, the
一方透明アクリル板15は、1枚の部材を2箇所で折り曲げて断面傘状に形成されたものであり、その中央部15bに上記透過制御部材14が固定されている。この中央部15bの左右外側に位置する張出し部15aは、1つの透過制御部材14の蛍光ランプ13に沿って延びる一側端近傍に一端が位置し、他端が上記一端と比べてより前記平面(蛍光ランプ13の各長軸を含む面)に近い位置に有る状態にして、該平面に対し傾けて配置されている。
On the other hand, the transparent
拡散板16は、例えば乳白色の半透明アクリル板等から形成されたものである。また、その上の透明カバー板17は、透明アクリル板等から形成されて拡散板16を保護する。なお、本実施形態の面状光源10が通常の照明用に使用される場合は、上記構成の透明カバー板17をそのまま適用できるが、広告看板等のディスプレイを裏側から照明する光源として用いられる場合は、上記透明カバー板17に代えて、広告等の表示がなされたディスプレイ体を適用すればよい。あるいは、そのようなディスプレイ体を、透明カバー板17の上下にさらに重ねて配置してもよい。
The
反射部材18は透過制御部材14と同様に、表面に高反射率の白色塗装が施された金属板あるいは樹脂板等から形成されたものである。
Similar to the
以下、上記構成を有する本実施形態の面状光源10の作用について説明する。拡散板16は、図2に示すように各蛍光ランプ13から発せられた光L1を拡散させることにより、該拡散板16の略全面から出射する光の輝度をその面内において均一化する。また、各蛍光ランプ13から後方側に出射した光L2は、反射部材18で反射してから前方側に出射し、その光路はまちまちなものとなって拡散板16に至るので、この点からも、拡散板16の面内の輝度を均一化する効果が得られる。
Hereinafter, the operation of the planar
また、蛍光ランプ13から前方側に出射した光の一部は、図中L3で示すように透過制御部材14で反射し、あるいはそこに形成された複数の小孔14aをそのまま通過するが、それらの小孔14aが前述の通りに形成されていることにより、さらなる輝度均一化の効果が得られる。すなわちこの透過制御部材14において、蛍光ランプ13に近いその幅方向中央部近辺では小孔14aの開口率が低く、蛍光ランプ13から遠い側端部に行くにつれてこの開口率が高くなっているので、透過制御部材14の幅方向中央部では光がより多く反射して透過し難く、幅方向外側に行くほど光が反射し難くなって、より多くの光が透過するようになっている。そこで、本来蛍光ランプ13に近いほど高輝度となる傾向を補償して、拡散板16の面内の輝度をさらに均一化する効果が得られる。
Further, a part of the light emitted from the
なお、以上述べたパンチングメタルからなる透過制御部材14に代えて、光学的な透過率が、蛍光ランプ13から遠くの部分ほど高くなるように調整された透過制御部材を用いても、基本的に同様の効果を得ることができる。
In place of the
以上のことに加えて本実施形態の面状光源10では、前述した透明アクリル板15が設けられていることにより、より一層高い輝度均一化効果が得られている。以下、その点について詳しく説明する。図3に示す通り、蛍光ランプ13から前方側に出射して特にこの透明アクリル板15(具体的にはその張出し部15a)に入射した光L4の多くは、そのまま該透明アクリル板15を透過して拡散板16に入射するが、一部はこの透明アクリル板15の表面で反射して後方側に戻り、反射部材18で反射してから前方側に出射する。つまり、透明アクリル板15の張出し部15aに向かって出射した光L4は、もしこの透明アクリル板15が無ければ全部がそのままの光路で進行するが、該透明アクリル板15が設置されていることにより一部が本来の光路から分岐し、光路が多様化した上で拡散板16に入射するので、この点から輝度均一化の効果がより高められることになる。
In addition to the above, in the planar
以上説明した透明アクリル板15による輝度均一化の効果について、図4のグラフを参照して具体的に説明する。同図の曲線aは、上記構成を有する面状光源10の蛍光ランプ並び方向に亘る輝度分布特性を測定した結果を示している。また同図の曲線bは、上記構成の面状光源10から透明アクリル板15を除いた構成、曲線cは上記構成の面状光源10から透明アクリル板15および透過制御部材14を除いた構成における同特性をそれぞれ測定した結果を示すものである。
The effect of uniforming the luminance by the transparent
なおこの測定に使用した面状光源10において、蛍光ランプ13の直径は8mm、発光部の長さは900mm、それらの配置ピッチは150mmである。また前述した5通りの大きさの小孔14aを有する透過制御部材14の長さは約860mm、幅は約40mmである。そして透明アクリル板15の張出し部15aの長さは約860mm、幅は約55mm、厚さは1mm、該張出し部15aと拡散板16とのなす角度は12°である。
In the planar
輝度の測定は、透明カバー板17から3m離れた位置において、図4の横軸に示す「1」〜「7」の箇所において行った。測定箇所「1」、「3」「5」および「7」は、4本の蛍光ランプ13にそれぞれ正対する箇所、測定箇所「2」、「4」および「6」は上記測定箇所「1」、「3」「5」および「7」の中間位置である。したがって、これらの測定箇所の相互の間隔は75mmである。なお、測定は各箇所において3回ずつ行い、それらの平均値を測定値として採用し、各々7つの測定値を補間して図4のグラフを作成した。
The luminance was measured at locations “1” to “7” shown on the horizontal axis in FIG. 4 at a position 3 m away from the
この図4に示される通り、透明アクリル板15および透過制御部材14を備えない面状光源(曲線c)と比べて、透過制御部材14を設けた面状光源(曲線b)は輝度均一化効果がより高いものとなっているが、透過制御部材14に加えて透明アクリル板15も設けた本発明による面状光源10(曲線a)は、同効果がさらに高いものとなっている。なお、図4中の曲線a、b、cの基になったそれぞれ7つの測定値(上記平均値)の標準偏差は、各々50.36、92.04、372.40である。
As shown in FIG. 4, the planar light source (curve b) provided with the
以上、棒状光源として直管状の蛍光ランプ13が用いられた実施形態について説明したが、本発明において用いられる棒状光源はそれに限られるものではなく、従来公知のその他の棒状光源、例えば発光ダイオードアレイ等や、さらには湾曲した形状の棒状光源も適用可能であり、そのようにした場合も、先に説明した本発明の効果を同様に奏するものである。
As described above, the embodiment in which the straight tubular
また以上説明した実施形態においては、複数の棒状光源、拡散板をそれぞれ概略的にB、Sとし、また棒状光源の並び方向を矢印Aで表すと、図5に示す通りの光源配置パターンを有するものであるが、本発明においてはその他の光源配置パターンを適用することも可能である。以下、そのような光源配置パターンの例について説明する。 Further, in the embodiment described above, a plurality of rod-shaped light sources and diffuser plates are schematically denoted by B and S, respectively, and the arrangement direction of the rod-shaped light sources is represented by an arrow A, and has a light source arrangement pattern as shown in FIG. However, other light source arrangement patterns can be applied in the present invention. Hereinafter, an example of such a light source arrangement pattern will be described.
図6に示すパターンは、複数の同じ長さの棒状光源Bが、それぞれの長軸と直交する方向に並び、かつ該長軸の方向に違いにずれた状態に配置されたものである。この場合は拡散板Bとして図示のような形状のものが用いられ、平行四辺形状の面状光源が構成されることになる。 In the pattern shown in FIG. 6, a plurality of rod-like light sources B having the same length are arranged in a direction perpendicular to each major axis and are shifted in a different direction in the major axis direction. In this case, a diffuser plate B having a shape as illustrated is used, and a parallelogram-shaped planar light source is configured.
図7に示すパターンは、長さが互いに異なる複数の棒状光源Bが、それぞれの長軸と直交する方向に、長さ順に並べられたものである。この場合は拡散板Sとして図示のような形状のものが用いられ、三角形状の面状光源が構成されることになる。 In the pattern shown in FIG. 7, a plurality of rod-like light sources B having different lengths are arranged in the order of length in a direction perpendicular to the major axis. In this case, the diffusion plate S having a shape as shown in the figure is used, and a triangular planar light source is configured.
図8に示すパターンは、複数の同じ長さの棒状光源Bが放射状に並べられたものである。つまりこの場合の棒状光源の並び方向Aは、円弧に沿ったものとなる。そしてこの場合は拡散板Sとして図示のような形状のものが用いられ、半円形状の面状光源が構成されることになる。 The pattern shown in FIG. 8 is a pattern in which a plurality of rod-like light sources B having the same length are arranged radially. That is, the arrangement direction A of the rod-shaped light sources in this case is along the arc. In this case, the diffusing plate S having a shape as shown in the figure is used to form a semicircular planar light source.
10 面状光源
11 ケース
13 直管状蛍光ランプ
14 透過制御部材
15 透明アクリル板
15a 透明アクリル板の張出し部
16 拡散板
17 透明カバー板
18 反射部材
10 Planar light source
11 cases
13 Straight tube fluorescent lamp
14 Transmission control member
15 Clear acrylic board
15a Overhang of transparent acrylic plate
16 Diffuser
17 Transparent cover plate
18 Reflective member
Claims (6)
該光源の1つ毎に、その前方側において光源に沿って延びる状態に配置された、光源から遠い部分ほどより高透過率とされた透過制御部材と、
1つの透過制御部材の光源に沿って延びる一側端近傍に一端が位置し、他端が前記一端と比べてより前記平面に近い位置に有る状態にして、該平面に対して傾けて配置された板状の透光性部材と、
この透光性部材および前記透過制御部材の前方側に配置された拡散板と、
前記複数の棒状光源の後方側に配された反射部材とからなる面状光源。 A plurality of rod-like light sources arranged side by side in a direction intersecting with each major axis in a substantially constant plane;
For each of the light sources, a transmission control member that is disposed in a state extending along the light source on the front side thereof, and has a higher transmittance at a portion farther from the light source,
One transmission control member is disposed at one end near one end extending along the light source, and the other end is positioned closer to the plane than the one end, and is inclined with respect to the plane. A plate-like translucent member;
A diffusing plate disposed on the front side of the translucent member and the transmission control member;
A planar light source comprising a reflecting member disposed on the rear side of the plurality of rod-shaped light sources.
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WO2008136307A1 (en) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Harison Toshiba Lighting Corporation | Direct-lighting backlight |
JP2010197865A (en) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Victor Co Of Japan Ltd | Lighting curtain, backlight device, and liquid crystal display device |
CN109027818A (en) * | 2018-09-20 | 2018-12-18 | 杭州德克司达照明电器有限公司 | A kind of LED diffusing reflection illuminates compound lamp bar and lamps and lanterns |
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