JP2017091678A - 面発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変化する光のパターンによって奥行きのある立体的な空間を演出できる面発光装置を提供する。【解決手段】本発明の面発光装置１は、透光性を有する導光板２と、導光板２の端面２ｃに光を照射する光源３と、導光板２の裏面２ｂに設けられ、光源３から入射した光を拡散させて導光板２の表面２ａから出射する光拡散層４と、を具備し、導光板２が複数枚重ね合わされており、各導光板２，２，…の光拡散層４，４，…がそれぞれ異なるパターンで形成されている。このため、光源３の位置を導光板２の厚み方向に沿って往復移動させ、点灯するＬＥＤチップ３ａからの光を導光板２Ａ〜２Ｅの各端面に個別に照射することによって、異なるパターン形状の光が順番に浮かび上がって見えるようになる。【選択図】図４

Description

本発明は、光源から照射される光によって導光板が面発光する面発光装置に関する。

従来、この種の装置として、例えば下記の特許文献１に記載されたコ字状線光源型面発光装置が知られている。この装置は、導光板の三側面にわたってコ字状の線光源が配置されており、コ字状の線光源が配置されていない導光板の一側面に側面反射板が配置されている。また、導光板の光拡散透過部の裏面に背面反射板が配置され、導光板の表面に光拡散板が配置されている。

この面発光装置によると、コ字状の線光源からの光が導光板の三側面から入射し、裏面の光拡散透過部に到達して拡散する。そして、拡散した光は側面反射板や背面反射板で反射し、表面の光拡散板を介して出射されることにより、導光板の表面が面発光するように構成されている。

特開平７−３６０３６号公報

前述した従来の面発光装置は、導光板の三側面に光が照射されるため、導光板に入射する光の量が増加して高輝度の面発光が得られるようになっている。しかしながら、この装置によると、導光板に入射した光が光拡散透過部に到達してあらゆる方向に拡散されてしまい、導光板全体が均一に面発光するため、光の変化や立体感を表現することは不可能である。

そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、変化する光のパターンによって奥行きのある立体的な空間を演出できる面発光装置を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明の面発光装置は、透光性を有する導光板と、前記導光板の端面に光を照射する光源と、前記導光板の裏面に設けられ、前記光源から入射した光を拡散させて前記導光板の表面から出射する光拡散層と、を具備し、前記導光板が複数枚重ね合わされており、各導光板の光拡散層がそれぞれ異なるパターンで形成されていることを特徴とするものである。

本発明において、前記導光板は、透明ガラス、透明樹脂、あるいは空気層のいずれかにより構成することができる。

また、本発明において、前記光拡散層は、前記導光板に光拡散性塗料をパターン印刷したもの、前記導光板にブラスト加工を施したもの、前記導光板に光拡散性インクでドットパターンを印刷したもの、あるいは前記導光板に溝をカット加工したもののいずれかにより構成することができる。

また、本発明において、前記光源が、前記複数枚の導光板の厚み方向に沿って移動可能に設けられており、点灯する光源が移動することにより前記複数枚の導光板の各端面に個別に光を照射するようにしても良い。

また、本発明において、前記光源が、前記複数枚の導光板の端面それぞれに独立して配置されており、点灯する光源が選択的に切り替えられることにより前記複数枚の導光板の各端面に個別に光を照射するようにしても良い。

本発明の面発光装置によれば、光源からの光を複数枚の導光板の各端面に照射することにより、異なるパターン形状の光が順番に浮かび上がって見えるため、奥行きのある立体的な空間を効果的に演出することができるという効果がある。

本発明の面発光装置の分解斜視図である。 本発明の面発光装置の断面図である。 本発明の面発光装置における光拡散層の例を示す拡大断面図である。 本発明の面発光装置の作用効果を示す部分断面図及び平面図である。 本発明の面発光装置の変形例を示す断面図である。 本発明の面発光装置の他の変形例を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

図１、図２に示すように、本実施形態の面発光装置１は、変化する光によって奥行きのある立体的な空間を演出する照明器具に適用したものであり、重ね合わされた複数枚の導光板２，２，…と、導光板２の端面に設置された光源３を具備して構成されている。この面発光装置１は、光源３から導光板２の端面（エッジ）２ｃに光を照射することで導光板２の表面２ａが面発光する、いわゆるエッジライト型の面発光装置である。

導光板２は、透光性を有する透明基材で構成されている。透明基材の種類としては、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の透明ガラスが一般的であるが、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明樹脂のほか、向かい合わせた透明フィルム、透明ガラス、透明樹脂等によって中間に空気層を設けたものでも良い。導光板２の板厚は特に限定されないが、薄すぎると光源３からの光が入射しにくく、厚すぎると重ね合わせたときに光が透過しにくくなるため、１．０〜３０ｍｍ程度が好適である。なお、導光板２に透明ガラスを使用する場合、端面に微細な傷を付けたすりガラス加工を施すと、照射した光が拡散して透過するので好ましい。

導光板２の少なくとも一つの端面（本実施形態では左端面）２ｃには、光源３が設置されている。光源３は、省電力や低発熱の観点からＬＥＤにより構成されている。本実施形態では、導光板２の端面２ｃに均等に光を照射するために、複数個のＬＥＤチップ３ａ，３ａ，…が横一列に等間隔で配置された照明用ＬＥＤモジュールを使用している。この照明用ＬＥＤモジュールは、導光板２の幅に対応する長さに設計されており、図２に示すように複数枚の導光板２，２，…の厚み方向（図の例では上下方向）に沿って往復移動可能に設けられている。ＬＥＤチップの発光色は特に制限はなく、白色、青色、緑色等のＬＥＤを使用することができる。また、光源３の種類としては、ＬＥＤの代わりに電球、蛍光灯、冷陰極管等を使用しても良い。

複数枚の導光板２，２，…の裏面２ｂ，２ｂ，…には、それぞれ光拡散層４，４，…が設けられている。光拡散層４は、光源３から入射した光を反射し拡散させ、導光板２の表面２ａから光を出射する機能を有するものである。本実施形態では導光板２，２，…の上に光拡散性塗料をそれぞれ異なるパターンで印刷することにより、導光板２Ａ〜２Ｅへと下段にいくにしたがって次第に枠が小さくなるようなパターンが形成されている。光拡散性塗料としては、酸化チタン等の拡散反射率の大きな白色顔料を含有した塗料を使用することができる。

光拡散層４の形成方法としては、光拡散性塗料によるパターン印刷に限られない。例えば、図３（ａ）のように導光板２の裏面２ｂにサンドブラスト等のブラスト加工を施して粗面部４ａを形成したものや、図３（ｂ）のように導光板２の裏面２ｂに光拡散性インクをインクジェット印刷して微細なドットパターン４ｂを形成したものであっても良い。あるいは、図３（ｃ）（ｄ）のように導光板２の裏面２ｂにレーザーカット加工を施してＶ溝４ｃや凹溝４ｄを形成したものであっても良い。

そして、複数枚の導光板２，２，…は互いに重ね合わされて、接着剤を硬化させた接着剤層５により貼り合わされている。使用する接着剤の種類としては、導光板２の屈折率に影響がないように透明なものが好ましく、例えばアクリル樹脂系の紫外線硬化型接着剤等の光学用接着剤を使用することができる。なお、接着剤を使用せずに導光板２，２，…を重ね合わせただけでも良い。

本実施形態の面発光装置１は以上のように構成されており、光源３のＬＥＤチップ３ａが点灯することによって、それぞれの導光板２に形成された光拡散層４を介してパターン化された光が個別に放射されるようになっている。すなわち、図４に示すように、ＬＥＤチップ３ａから照射された光は導光板２の端面２ｃから入射し、光拡散層４に反射して拡散される。このため、導光板２の表面２ａから出射する光によって、光拡散層４のパターン形状の光が浮かび上がったように見える。

ここで、最上段の導光板２Ａの位置にある光源３をその下段の導光板２Ｂの位置に移動させると、それまで光っていた光拡散層４Ａのパターン形状の光が消え、次の光拡散層４Ｂのパターン形状の光が浮かび上がる。同様にして、光源３の位置を下段の導光板２Ｃ→２Ｄ→２Ｅへと移動させていくと、パターン形状の光が光拡散層４Ｃ→４Ｄ→４Ｅの順に浮かび上がる。このように、本実施形態の面発光装置１によれば、光源３の位置を導光板２の厚み方向に沿って往復移動させ、点灯するＬＥＤランプ３ａの光を導光板２Ａ〜２Ｅの各端面に個別に照射することによって、異なるパターン形状の光が順番に浮かび上がって見えるため、奥行きのある立体的な空間を効果的に演出することができる。

なお、以上説明した実施形態では、光源３が導光板２の端面２ｃに配置され、その厚み方向に沿って往復移動可能に設けられているが、光源３の個数や設置位置はこれに限られない。例えば、図５に示すように、光源３が複数枚の導光板２Ａ〜２Ｅの端面それぞれに独立して配置され、点灯する光源３をスイッチ（図示略）で選択的に切り替えることにより、複数枚の導光板２Ａ〜２Ｅの各端面に個別に光を照射するようにしても良い。このような構造であっても、前記実施形態と同様の作用効果が得られる。

また、導光板２のサイズが例えば１００インチを超えるような大きなサイズの場合、光源３が導光板２の一つの端面のみに設置されていると、ＬＥＤチップ３ａから照射される光が導光板２の途中で減光し、全面に行き渡らない。そこで、図６に示すように、光源３を導光板２の左右両端面に設置し、左右両側のＬＥＤチップ３ａから光を照射すれば、導光板２に入射した光が全面に均一に行き渡るため、導光板２のサイズを拡大したい場合にも十分に対応することができる。

さらに、この面発光装置１の作用効果を利用することにより、照明器具以外にも様々な用途が考えられる。例えば、タッチスイッチと面発光装置１を組み合わせた複合スイッチを構成することも可能である。タッチスイッチの例として、調光器や音量調節器と組み合わせることにより、光の強さや音のボリュームを調節する際に、その強弱に応じて面発光装置１から発光する光が徐々に広がったり狭まったりするパターン形状にすれば、ユーザにその操作内容を視覚的に伝えることができる。また、この面発光装置１をサイン広告や看板照明に適用すれば、変化する光の動きによって看者の注目度が増すため、より効果的な広告・宣伝効果を発揮することも可能である。

１：面発光装置
２：導光板
２ａ：導光板の表面
２ｂ：導光板の裏面
２ｃ：導光板の端面
３：光源
３ａ：ＬＥＤチップ
４：光拡散層
４ａ：粗面部
４ｂ：ドットパターン
４ｃ：Ｖ溝
４ｄ：凹溝
５：接着剤層

Claims (5)

1. 透光性を有する導光板と、
   前記導光板の端面に光を照射する光源と、
   前記導光板の裏面に設けられ、前記光源から入射した光を拡散させて前記導光板の表面から出射する光拡散層と、を具備し、
   前記導光板が複数枚重ね合わされており、各導光板の光拡散層がそれぞれ異なるパターンで形成されていることを特徴とする面発光装置。
2. 前記導光板が、透明ガラス、透明樹脂、あるいは空気層のいずれかにより構成されている、請求項１に記載の面発光装置。
3. 前記光拡散層が、前記導光板に光拡散性塗料をパターン印刷したもの、前記導光板にブラスト加工を施したもの、前記導光板に光拡散性インクでドットパターンを印刷したもの、あるいは前記導光板に溝をカット加工したもののいずれかにより構成されている、請求項１または２に記載の面発光装置。
4. 前記光源が、前記複数枚の導光板の厚み方向に沿って移動可能に設けられており、点灯する光源が移動することにより前記複数枚の導光板の各端面に個別に光を照射する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の面発光装置。
5. 前記光源が、前記複数枚の導光板の端面それぞれに独立して配置されており、点灯する光源が選択的に切り替えられることにより前記複数枚の導光板の各端面に個別に光を照射する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の面発光装置。