JP6501053B2 - Lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、拡散部材を通して光を放出する照明装置に関するものである。 The present invention relates to a lighting device that emits light through a diffusing member.
特許文献1には、表示パネルを備える表示装置のバックライトユニットに用いられる発光装置において、被照射体の面方向において輝度が均一となるように、光を被照射体に照射することができ、薄型化が可能な発光装置が記載されている。バックライトユニットは、プリント基板と、プリント基板上に設けられ、基台、LEDチップ、およびレンズを有する複数の発光部と、発光部の周囲に設けられ、第1反射部分および第2反射部分を有する第1反射部材とを設ける。 In Patent Document 1, in a light emitting device used for a backlight unit of a display device provided with a display panel, light can be irradiated to the irradiated body so that the brightness becomes uniform in the surface direction of the irradiated body, A light emitting device that can be thinned is described. The backlight unit is provided on a printed circuit board, a plurality of light emitting units provided on the printed circuit board, a base, an LED chip, and a lens, and a periphery of the light emitting unit. And a first reflecting member.
より薄型で、より均一な照明効果が得られる照明装置が要望されている。 There is a need for a lighting device that is thinner and provides more uniform lighting effects.
本発明の一態様は、発光装置と、発光装置が載置され、反射領域を有する基板と、該基板と対向する拡散部材とを有する照明装置である。発光装置は、反射領域および拡散部材の間に向けて、反射領域に垂直な軸の周りの四方に主発光軸を含む光を出射する4つの出射部であって、反射領域に垂直な方向に対する角度が90度の水平方向の第1の配光分布と反射領域に垂直な方向に対する角度が55度の第2の配光分布とを含み、第1の配光分布および第2の配光分布は主発光軸の方向に対して垂直な軸の周りに45度回転した方向の強度が大きく、反射領域に垂直な方向の強度分布が第1の配光分布と第2の配光分布との間の反射領域に垂直な方向に対する角度が60度から85度の範囲の強度分布が拡散部材よりも反射領域に近接した側にピークを含み、主発光軸のピークに対して、垂直な軸の周りに45度回転した方向のピークの方が大きい光を出射する4つの出射部を有する。
One embodiment of the present invention is a lighting device including a light emitting device, a light emitting device mounted, a substrate having a reflective region, and a diffusion member facing the substrate. The light emitting device is four emitting parts for emitting light including a main light emission axis in four directions around an axis perpendicular to the reflection area , between the reflection area and the diffusion member, with respect to the direction perpendicular to the reflection area A first light distribution and a second light distribution including a first horizontal light distribution at an angle of 90 degrees and a second light distribution at an angle of 55 degrees with respect to the direction perpendicular to the reflection region; The intensity of the direction rotated 45 degrees around the axis perpendicular to the direction of the main light emission axis is large, and the intensity distribution in the direction perpendicular to the reflection area is between the first light distribution and the second light distribution. intensity distribution in the range angle is 85
この照明装置は、発光装置が、反射領域および拡散部材の間に向けて、少なくとも3つの方向に、強度分布が拡散部材よりも反射領域に近接した側にピークを含む光を出射することにより、発光装置を中心として、反射領域に垂直な方向よりも反射領域に沿った方向(水平な方向)に広がる配光分布が得られる。したがって、複数の基板を規則的に配置したときに複数の発光装置の間に暗点が発生することを抑制でき、より薄型で、より均一な照明効果が得られる照明装置を提供できる。 In this lighting device, the light emitting device emits light having a peak in a direction closer to the reflection region than the diffusion member in at least three directions, between the reflection region and the diffusion member. With the light emitting device as a center, it is possible to obtain a light distribution that extends in a direction (horizontal direction) along the reflection area rather than in a direction perpendicular to the reflection area. Therefore, when a plurality of substrates are regularly arranged, generation of a dark point between a plurality of light emitting devices can be suppressed, and a thinner, more uniform lighting effect can be provided.
図1に、照明装置を展開して示している。この照明装置1は、上側が開放された薄い箱型のカバー2と、カバー2の下側の面に配置された照明基板10と、照明基板10に対向してカバー2の正面側2cを覆う拡散部材5とを有する。この例では、カバー2は正方形の照明基板10が設置された裏面と、四方の側面2bとを含む。照明基板10がカバー2と一体になっていてもよい。カバー2は長方形であってもよく、他の多角形であってもよく、円形、または楕円形であってもよい。カバー2の正面側2cおよび裏面側2aは、相対的な方向であり、照明装置1を天井に取り付けて使う場合は、カバー2の正面側2cは下側を向き、壁に取り付けて使う場合は、カバー2の正面側2cは側方を向く。
FIG. 1 shows the illumination device in an expanded state. The illumination device 1 covers the
図2に、照明基板10が内部に配置されたカバー2を正面から見た様子を示している。照明基板10の正面側の面(以降では上側の面)10aは照明用の光を発する発光面であり、拡散反射性の基板面10bに、複数の光モジュール20が縦横に並んで配置されている。拡散反射性の基板面10bは、いわゆる艶消しの面であり、光が乱反射するように粗面に加工されていてもよく、白色反射シートなどの拡散反射シートが貼り付けられていてもよい。
FIG. 2 shows a front view of the
この照明基板10の発光面10aには、16個の光モジュール20が縦横に4×4のマトリクスをなすように配置されている。光モジュール20の数はこれに限定されず、光モジュール20が配列される方向はカバー2の側面2bに対して直交する方向が好ましいがこれに限られない。または平行する方向に限らず、斜めであってもよい。さらに、カバー2の内側の側面2bには拡散反射シートが貼り付けられていることが好ましい。
On the
図3に、光モジュール20の概略構成を平面図で示し、図4に、光モジュール20の外観を斜視図により示している。光モジュール20は、正方形の配線基板24と、その配線基板24の上面24aの中央に配置された発光装置25とを含む。発光装置25は、光を出射する出射部である出射面31を含む。発光装置25は、配線基板24に垂直な軸19の周りに配置された4つの側面発光型のLED30を含む。4つのLED30は、主発光軸39が配線基板24の上面24aと平行で、配線基板24の四隅をそれぞれ向くように組み合わせされている。4つのLED30は、配線基板24の上面24aで90度ずつ向きを変えて組み合わされており、全体として上面から見ると正方形で全体が直方体状の発光装置25を構成している。したがって、発光装置25の4方向の側面26のそれぞれに、光を放出する出射面31が設けられており、4方向に光が出射される。
FIG. 3 shows a schematic configuration of the
配線基板24の上面24aは反射領域23を含む。反射領域23は、出射面31の前方に少なくとも一部が配置された拡散反射領域21と、隣り合う拡散反射領域の間に配置された鏡面反射領域22とを含む。拡散反射領域21は、各主発光軸39の方向に、発光装置25の各側面26の直下から、各側面26の幅から各出射面31の半分程度を除いた幅で、配線基板24の各隅に向けて延びたほぼ長方形の領域である。拡散反射領域21の形状は長方形に限定されない。出射面31の前方に少なくとも一部が配置される形状であればよい。拡散反射領域21は、さらに配線基板24の隅に向かって延びており、配線基板24の隅を含めた領域に配置されていることが望ましい。拡散反射領域21は、配線基板24の上面24aを艶消しの状態に加工してもよく、白色などの拡散性のシートを貼り付けて形成してもよい。
The
拡散反射領域21の間に配置されている鏡面反射領域22は、配線基板24の上面24aの中の、四角形の発光装置25の隅部分の前方直下から配線基板24の各辺に向かってほぼ三角形に広がる領域であり、本例においては、各出射面31の前方に半分程度かかる幅で広がっている。鏡面反射領域22は、光の拡散が少なく、一方からの光が別の一方に反射されて出ていく領域であり、いわゆる、艶ありの領域である。鏡面反射領域22は、金属などの部材を凹凸がほとんどない状態に加工した領域であってもよく、反射性の高い金属薄膜などの鏡面反射シートを貼り付けて形成された領域であってもよく、配線基板24自身であって配線基板24の表面が反射性の高い領域であってもよい。
The
図5に光モジュール20の配光特性を示している。図5(a)は、水平方向の配光分布を示し、図5(b)は、垂直方向の配光分布を示す。図5(c)は、単体のLEDの配光角曲線を参考に示している。
The light distribution characteristic of the
図5(a)には、図4に示した垂直な軸(法線)19からの角度(鉛直角)θが90度の水平方向の配光分布62と、鉛直角θが55度の配光分布61とを示している。なお、主発光軸39は、垂直な軸19の周りの水平角φが0度、90度、180度、270度の位置である。
In FIG. 5A, the horizontal
図5(b)には、水平角φが45度の面における垂直方向(鉛直角方向)の光の強度分布(配光分布)63と、水平角φが0度の面における垂直方向(鉛直角方向)の光の強度分布(配光分布)64とを示している。また、この配光分布は、45度の場合のみならず、135度、225度、315度も45度の場合と同様の配光分布63を示し、0度の場合のみならず、90度、180度、270度も0度の場合と同様の配光分布64を示す。配光分布63および64は、鉛直角θが約75度にそれぞれピークP1およびP2を持つ分布となっている。したがって、それぞれのLED30の出射面31から出射される光の強度分布は、垂直な軸19の方向に存在する拡散部材5よりも、配線基板24の上面24aの反射領域23の側に接近した角度にピークP1およびP2を含む。配光分布63および64は、鉛直角θが45度以上にピークP1およびP2を含むことが望ましく、60度以上にピークP1およびP2を含むことがさらに好ましい。また、配光分布63および64のピークP1およびP2は、反射領域23から若干離れることが望ましく、配光分布63および64は鉛直角θが85度以下にピークP1およびP2をそれぞれ含むことが望ましい。
In FIG. 5B, the intensity distribution (light distribution) 63 of light in the vertical direction (vertical angle direction) in the plane with a horizontal angle φ of 45 degrees and the vertical direction (vertical direction in a plane with a horizontal angle φ of 0 degrees) Intensity distribution (light distribution) 64 of the light in the angular direction). Moreover, this light distribution shows not only the case of 45 degrees but also the
光モジュール20においては、2個のLED30の間、すなわち、2つの出射面31の間の水平角φが45度、135度、225度および315度には2個のLED30がそれぞれ主発光軸39に対し45度の向きで発光する。図5(c)の個々のLED30の、主発光軸39の光強度を100とした配光特性によれば、45度の配光強度は、もっとも発光強度の高い0度、即ち主発光軸39の配光強度に対し(1/√2)となる。したがって、水平角φが45度、135度、225度および315度の強度は、2個のLED30から寄与があるので、√2倍、すなわち、理論的には約1.4倍となる。このため、中間角度に相当する水平角φが45度の面における鉛直角方向の配光分布63のピークP1の強度は、主発光軸39の水平角φが0度の面における鉛直角方向の配光分布64のピークP2の強度よりも大きい。言い換えれば、反射領域に垂直な軸の周りの四方に光を出射する4つの出射部を含み、出射部から出射される光のピークに対して、垂直な軸の周りに45度回転した方向に出力される光のピークの方が大きい。
In the
本例の光モジュール20は、鉛直角θでみると、拡散部材5よりも、LED30が搭載された配線基板24の上面24aの反射領域23の側にピークP1およびP2がある配光特性を持つ。このため、光モジュール20から出力される光は、拡散部材5に直に向かう強度よりも、拡散部材5に対し平行に近い角度、すなわち、反射領域23に対し平行に近い角度に傾いた強度の方が強い。さらに、この光モジュール20の垂直な軸19の周りの配光特性も、円形ではなく、隣接する光源への距離が大きくなる格子状配置の対角線方向に強い強度を持つ。光モジュール20は、鉛直角θが90度以下の方向の配光特性を円形から対角線方向に強い分布を持つ特性に変更でき、対角線方向の暗点の解消に効果的である。
The
特に、光モジュール20においては、拡散反射領域21と対角方向に配置された鏡面反射領域22とを組み合わせることにより、水平角φが0度、90度、180度、270度の主発光軸39に対する、水平角φが45度、135度、225度、315度の中間角度(対角方向)の光の強度比が、図5(a)に示すように高い。たとえば、鉛直角θが90度の方向では、主発光軸39に対する中間角度方向の光の強度の比は1.4であり、理論的な値とほぼ同じになる。この光モジュール20により得られる鉛直角θが90度の方向の光の強度比は、1.3以上であることが望ましく、最大で1.5程度までである。
In particular, in the
すなわち、光モジュール20の配線基板24の上面(反射領域)24aが拡散面のみで構成された場合、そのような光モジュールの対角線方向に強い配光特性は鉛直角90度、即ち上面24aに平行な面内近傍に限られている。このため、対角線方向に隣り合う光モジュール20との中点上(対角中点)の拡散部材5に向かう鉛直角の配光分布はほぼ円形に近づく。このため、単に4つのLED30を組み合わせて、対角線方向の分布を強くしても対角中点の暗点解消は十分には達成できない。
That is, when the upper surface (reflection area) 24a of the
本例の光モジュール20においては、配線基板24の上面24aに拡散反射領域21と鏡面反射領域22とを配置している。このため、図5(a)に示すように、鉛直角55度の配光分布62も中間角度(対角線方向)の相対的な強度が高く、ピークP1およびP2の付近である鉛直角75度では、主発光軸39に対する中間角度方向の光強度の比が1.3程度と理論値に近い高い値を示す。したがって、光モジュール20は、拡散部材5に向かう鉛直方向の分布を主発光軸39の強度に対し、中間角度の方向の強度が1.2倍前後にアップする配光分布を持たせることができる。
In the
さらに、図5(b)に示すように、主発光軸39および中間角度方向の鉛直方向の配光分布は、鉛直角θが75度付近にピークを持つバットウィング形状の分布となり、水平角φの方向の配光分布と相まって、発光面10aに複数の光モジュール20を正方格子状に配置したときに暗点が発生しにくい照明装置1を提供できる。たとえば、光モジュール20の間の距離(ある光モジュールの中心と、その光モジュールに隣り合う最短の光モジュールの中心との距離)Wに対し、発光面10aと拡散部材5の内面との距離がW/2の照明装置1であっても、対角線方向の暗点がほぼ見えないことが確認されている。
Furthermore, as shown in FIG. 5B, the light distribution distribution in the vertical direction of the main
図6に、光モジュール20の異なる例を示している。この光モジュール20は、正方形の配線基板24と、その配線基板24の上面24aの中央に配置された発光装置25とを含む。発光装置25は、側面に出射面31が設けられた4つの側面発光型のLED30を出射面31が四方をそれぞれ向くように組み合わせた構成である。配線基板24の上面24aは反射領域23を含む。反射領域23は、出射面31の前方に配置された拡散反射領域21と、隣り合う拡散反射領域の間に配置された鏡面反射領域22とを含む。拡散反射領域21は、出射面31の直下が狭く、配線基板24のコーナー(4つの隅部)に向かって広がっている。拡散反射領域21の間に配置されている鏡面反射領域22は、発光装置25のコーナー部分の前方直下から配線基板24の各辺に向かって帯状に延びている。
A different example of the
この光モジュール20においても、図5(a)および図5(b)に示した配光分布と同様の配光分布が得られる。鏡面反射領域22は、対角線方向(主発光軸39同士の中間方向)の90度以下の鉛直角方向に強い配光分布を得るために重要であるが、対角線方向に設けられていればよく、鏡面反射領域22の形状、大きさの許容範囲は広い。
Also in this
拡散反射領域21は、光モジュール20の直上、すなわち、鉛直角θが0度方向の配光分布を得るために重要である。拡散反射領域21は、発光装置(LEDパッケージ)25の側面26に設けられた出射面31の直前と配線基板24の上面24aの鏡面反射領域22との間に適当な幅設けられていることが重要である。
The diffuse
図7に、光モジュール20のさらに異なる例を示す。この光モジュール20は、配線基板24と、配線基板24の中央に取り付けられたLED30と、配線基板24の上面24aに取り付けられる反射板29と、反射板29の中央の開口29aを介して露出するLED30を覆うカバー28とを含む。LED30は、鉛直方向に主発光軸を持つように配線基板24に取り付けられている。カバー28は、水平角φが0度、90度、180度、270度にそれぞれ開いた窓(開口)28aを含む。発光装置25は、LED30とカバー28とを含み、窓28aを出射面31とし、水平角φが0度、90度、180度、270度を主発光軸39として光が出力される。
A further different example of the
反射板29は、出射面31である窓28aの前面に一部がかかるように配置された拡散反射領域21と、隣り合う拡散反射領域21の間に配置された鏡面反射領域22とを含む。この光モジュール20も、図5(a)および(b)に示した配光特性に準じた配光特性を持つ。
The
以上に説明したように、照明装置1は、被照射面の面積に見合う数だけ拡散反射シートで覆われた発光面10aの上に格子状に複数の光モジュール20を配列し、被照射面に拡散部材5を配置している。照明装置1は、表示装置のバックライトとして利用でき、拡散部材5に重ねて表示パネルを配置してもよく、拡散部材5の代わりに表示パネルを配置してもよい。また、照明装置1は、天井、壁などに設置するベースライト等に使用できる。
As described above, the lighting device 1 arranges the plurality of
また、上記の光モジュール20に含まれる発光装置25は、方形または矩形の箱型であり、4つの側面26と、それぞれの側面26に設けられた出射面31とを含む。発光装置25は、3つの側面26を持つものであってもよく、3方向に向いた出射面31を備えていてもよい。また、側面26は円筒状であってもよく、少なくとも3方向に向いた出射面31を備えていればよい。さらに、発光装置25は、5角形以上の多角形で、5方向以上に向いた出射面31を備えていてもよい。
The
1 照明装置、 10 照明基板、 10a 発光面
20 光モジュール
21 拡散反射領域、 22 鏡面反射領域、 23 反射領域
5 拡散部材
Reference Signs List 1 illumination device, 10 illumination substrate, 10a
Claims (2)
前記発光装置が載置され、反射領域を有する基板と、
該基板と対向する拡散部材とを有する照明装置であって、
前記発光装置は、前記反射領域および前記拡散部材の間に向けて、前記反射領域に垂直な軸の周りの四方に主発光軸を含む光を出射する4つの出射部であって、前記反射領域に垂直な方向に対する角度が90度の水平方向の第1の配光分布と前記反射領域に垂直な方向に対する角度が55度の第2の配光分布とを含み、前記第1の配光分布および前記第2の配光分布は前記主発光軸の方向に対して前記垂直な軸の周りに45度回転した方向の強度が大きく、前記反射領域に垂直な方向の強度分布が前記第1の配光分布と前記第2の配光分布との間の前記反射領域に垂直な方向に対する角度が60度から85度の範囲の前記拡散部材よりも前記反射領域に近接した側にピークを含み、前記主発光軸の前記ピークに対して、前記垂直な軸の周りに45度回転した方向の前記ピークの方が大きい光を出射する4つの出射部を有する照明装置。 A light emitting device,
A substrate on which the light emitting device is mounted and having a reflective area;
An illumination device comprising the substrate and a diffusion member facing the substrate, the illumination device comprising:
The light emitting device is four emitting units for emitting light including a main light emission axis in four directions around an axis perpendicular to the reflection area , between the reflection area and the diffusion member , the reflection area The first light distribution distribution in the horizontal direction at an angle of 90 degrees with respect to the direction perpendicular to the light source and the second light distribution distribution at an angle of 55 degrees with respect to the direction perpendicular to the reflection region; The second light distribution has a large intensity in the direction rotated 45 degrees around the vertical axis with respect to the direction of the main light emission axis, and the intensity distribution in the direction perpendicular to the reflection region is the first look including the diffusion peak on the side close to the reflection region than members ranging angle of 85 degrees from 60 degrees with respect to a direction perpendicular to the reflection region between the light distribution and the second light distribution , Around the axis perpendicular to the peak of the main emission axis Lighting apparatus having four emitting portion for emitting 5 degrees rotated direction of light is larger of the peak.
規則的に配置された複数の前記基板を含む、照明装置。 In claim 1,
A lighting device comprising a plurality of the substrates regularly arranged.
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