JPWO2013150908A1 - Light guiding device and lighting device - Google Patents
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Abstract
反射特性を有する反射面1001(第1の光学面)とこれに対向する発光面1002(第2の光学面)を有し、反射面1001に点光源201を収容する凹部101を設け、点光源201の最大光度が得られる照射方向が第1の面および第2の面の間の領域を向くように点光源201を凹部101内に配置する。凹部101の底部には反射加工103を反射面1001には反射加工104を設け、凹部101近傍の領域には反射加工104の無い部位105を配置する。A reflection surface 1001 (first optical surface) having reflection characteristics and a light emitting surface 1002 (second optical surface) opposite to the reflection surface 1001 are provided. The point light source 201 is disposed in the recess 101 so that the irradiation direction in which the maximum luminous intensity of 201 is obtained faces the region between the first surface and the second surface. A reflection process 103 is provided on the bottom of the recess 101, a reflection process 104 is provided on the reflection surface 1001, and a portion 105 without the reflection process 104 is disposed in a region near the recess 101.
Description
本発明はLEDなどの光源の照明光を導光する導光デバイス、および該導光デバイスを用いた照明装置に関する。 The present invention relates to a light guide device that guides illumination light of a light source such as an LED, and an illumination device using the light guide device.
近年、LEDのような光源デバイスを用いた照明装置が急速に普及している。LEDは小型軽量で消費電力が小さい特徴があるが、近年ではさらにLEDの高輝度化が進んでおり、LEDを照明光源に用いることにより照明効率を向上でき、しかも同じ照明光量の白熱灯や蛍光灯に比して消費電力を低減できるため注目を集めている。 In recent years, lighting apparatuses using light source devices such as LEDs have rapidly spread. LEDs are small and light and have low power consumption. However, in recent years, the brightness of LEDs has further increased, and by using LEDs as illumination light sources, the illumination efficiency can be improved. It is attracting attention because it can reduce power consumption compared to lamps.
一方で、LEDは点光源であるため、照明装置において単に点光源の照明光をそのまま対象物に照射するような構造を採用すると、対象物の周囲に鮮鋭に過ぎる影が生じたり、また照明装置がユーザ視野に入った時に眩しすぎたりして、良好な照明品質を得るのが難しい。 On the other hand, since the LED is a point light source, if a structure that simply irradiates the object with the illumination light of the point light source as it is in the illuminating device, a shadow that is too sharp occurs around the object, or the illuminating device Is too dazzling when entering the user's field of view, making it difficult to obtain good lighting quality.
このため、従来より、LEDのような点光源を室内照明に用いる場合、あるいは表示装置のバックライトなどに用いる場合でも、導光部材や拡散部材を用いてLEDの照明光を面発光に変換してグレア(不快なまぶしさ、眩惑感)を低減させる工夫がなされている。 For this reason, conventionally, even when a point light source such as an LED is used for indoor lighting or a backlight of a display device, the illumination light of the LED is converted into surface light emission using a light guide member or a diffusing member. In order to reduce glare (unpleasant glare, dazzling feeling), a device has been devised.
下記の特許文献1では、液晶パネルのバックライト装置として、点光源からの出射光を拡散するレンズを用いて輝度ムラや色ムラを低減する技術が開示されている。 Patent Document 1 below discloses a technique for reducing luminance unevenness and color unevenness using a lens that diffuses light emitted from a point light source as a backlight device of a liquid crystal panel.
特許文献2では、光源を被覆するシリンドリカルレンズを用い垂直方向に凹レンズ機能を付与し、また少なくとも水平方向の一部の方向に凸レンズ機能を付与することにより均一な面状照射を可能とする技術が開示されている。 In Patent Document 2, there is a technique that enables uniform planar illumination by providing a concave lens function in the vertical direction using a cylindrical lens that covers the light source, and by providing a convex lens function in at least a part of the horizontal direction. It is disclosed.
特許文献3では、アレイ光源用光学素子を用い、コリメータレンズを用いた面状の薄型の発光装置が開示されている。 Patent Document 3 discloses a planar thin light-emitting device using an optical element for an array light source and using a collimator lens.
また、特許文献4では、LED基板を覆うレンズ部を有し、このレンズ部は上部の中央部分に溝が形成されたドーム形状または半円筒形状になっており、光の指向性を側方向に広げるようになっている。 Moreover, in patent document 4, it has a lens part which covers a LED board, and this lens part is the dome shape or semi-cylinder shape by which the groove | channel was formed in the center part of the upper part, and the directivity of light is set to the side direction It is designed to spread.
特許文献5には、LEDの発光面の向きが設置される道路面と垂直になるように配置された自発光式道路鋲が開示されている。 Patent Document 5 discloses a self-luminous road fence disposed so that the direction of the light emitting surface of the LED is perpendicular to the road surface on which the LED is installed.
上述の従来技術では、LEDのような点光源からの出射光を拡散したり反射させたりする光学部材を導光材料として用い、輝度ムラ・色ムラのないバックライトや照明装置、道路表示装置などを実現している。 In the above-described conventional technology, an optical member that diffuses or reflects light emitted from a point light source such as an LED is used as a light guide material, and backlights, illumination devices, road display devices, etc. that do not have uneven brightness or color unevenness. Is realized.
しかしながら、近年では、LEDやCCFL(冷陰極線蛍光管)のような光源デバイスの輝度は極めて大きくなりつつあり、特に面発光の照明装置では、光源の位置が粒状に透けて見えたり、それがギラつき感を生じさせたりする問題が起きやすくなっており、均一な面発光の照明光を照射するのが困難な場合があり、均一な面発光の必要な用途では特に問題となることがある。また、コリメータレンズを用いた照明装置の場合には、たとえば製造の過程でLED光源と光学部材の位置関係が設計上の設定位置からずれてしまうとLEDの直射光が容易に漏れ光となり、グレアとなってしまうような問題を生じる。 However, in recent years, the brightness of light source devices such as LEDs and CCFLs (Cold Cathode Fluorescent Tubes) is becoming extremely high. In particular, in a surface emitting illumination device, the position of the light source can be seen through in a granular manner, which is glaring. Problems that cause a feeling of touch are likely to occur, and it may be difficult to irradiate illumination light with uniform surface emission, which may be particularly problematic in applications that require uniform surface emission. Further, in the case of an illumination device using a collimator lens, for example, if the positional relationship between the LED light source and the optical member deviates from the set position in the design during the manufacturing process, the direct light of the LED easily leaks and glare. The problem which becomes becomes.
本発明の課題は、導光材料の形状、およびその拡散、反射特性を適切に組合せることにより、均一で高品質な面発光照明光を照射でき、特に室内照明装置などに好適に利用できる導光デバイス、および該導光デバイスを利用した照明装置を提供することにある。 An object of the present invention is to irradiate uniform and high-quality surface-emitting illumination light by appropriately combining the shape of the light guide material and the diffusion and reflection characteristics thereof. An object of the present invention is to provide an optical device and an illumination apparatus using the light guide device.
上記課題を解決するため、本発明においては、
反射特性を付与された第1の光学面と、
第1の光学面にほぼ対向し、透過特性を付与された第2の光学面と、
内部に光源を収容するよう前記第1の光学面に形成された凹部を有し、
前記光源の光度がほぼ最大となる照射方向が第1の光学面および第2の光学面の間の領域を向くよう前記凹部内に前記光源が配置される構成を採用した。In order to solve the above problems, in the present invention,
A first optical surface provided with reflection characteristics;
A second optical surface substantially opposite to the first optical surface and provided with transmission characteristics;
A recess formed in the first optical surface to accommodate a light source therein;
A configuration is adopted in which the light source is arranged in the recess so that the irradiation direction in which the luminous intensity of the light source is substantially maximum faces the region between the first optical surface and the second optical surface.
上記構成によれば、光源の照射光の主たる照射方向が、反射特性を付与された第1の光学面と、第1の光学面にほぼ対向し透過特性を付与された第2の光学面との間の領域を向くよう、第1の光学面に設けた凹部内に前記光源を配置するようにしているため、光源近傍のグレアを低減し、また光源が粒状に透けて見えるような現象を軽減し、均一で高品質な面発光の照明光を照射でき、特に室内照明装置などに好適に利用できる導光デバイス、および該導光デバイスを利用した照明装置を提供することができる。 According to the above configuration, the main irradiation direction of the irradiation light of the light source is the first optical surface provided with the reflection characteristic, and the second optical surface substantially opposed to the first optical surface and provided with the transmission characteristic. Since the light source is arranged in the concave portion provided on the first optical surface so as to face the area between the two, the phenomenon that the glare near the light source is reduced and the light source can be seen through in a granular manner. It is possible to provide a light guide device that can reduce, irradiate uniform and high-quality surface-emitting illumination light, and can be suitably used particularly for an indoor lighting device, and a lighting device using the light guide device.
以下、図面に示す一実施例に基づいて本発明を実施するに好適な形態につき説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the invention will be described based on an embodiment shown in the drawings.
図1〜図3に本発明を採用した導光デバイスおよびその導光デバイスを用いた照明装置の実施例を示す。 1 to 3 show an embodiment of a light guide device employing the present invention and an illumination apparatus using the light guide device.
本実施例の導光デバイス100は、透明アクリルなどの材料を射出成型、塑性加工(押出成型)、あるいは削り出しおよび研磨のような手法を用いて、平面ないしは曲面の組合せで構成された全体としてはほぼ板状の形状を有し、その1面(図1下部では紙面の手前側の面、図1上部の各拡大図示においては左側に図示した面1001)の中央部に光源(後述の201)を収容するための凹部101を形成したものである。
The
本実施例の導光デバイス100は、上記の凹部101が形成された光学面1001と、この面に対向する光学面1002の2つの光学面を有する。
The
このうち、凹部101が形成された光学面1001は、後述の発光面1002に対向し、主に光反射特性が強くなるように構成する。以後、導光デバイス100の面1001は、便宜上、反射面1001として言及する。また、第2の光学面である発光面1002は、その機能から当然ながら、主に透過特性が強くなるように構成する。
Among these, the
ここで、光源201はたとえばLEDのような点光源であり、本実施例では光源201は回路基板200、200に平面実装されるLEDデバイスであるものとし、以下光源201については「点光源」として言及するが、この点光源(201)は必ずしもLEDを意味するものではない。たとえば、本実施例において用いることができる光源(201)は、CCFLなどのように発光部が(その断面においては)「点」に近いと考えて差しつかえない小さな体積(断面においては面積)の範囲に集中しており、その発光部から放射状に強い照明光を照射する光源デバイスであれば該当する。
Here, the
また、平面実装LEDデバイスのような点光源(201)の場合には、その主たる照射方向、すなわち、設計/仕様上、あるいは実測上、光源の照射光によって得られる光度がほぼ最大となる照射方向が決まっている場合が多く、そして、この方向(最大光度方向)は平面実装LEDの場合、基板実装状態ではデバイス中心を通り回路基板200に垂直な方向となる場合が多い。
Further, in the case of a point light source (201) such as a surface mount LED device, the main irradiation direction, that is, the irradiation direction in which the light intensity obtained from the irradiation light of the light source is almost maximized in terms of design / specifications or measurement. This direction (maximum luminous intensity direction) is often the direction perpendicular to the
あるいは、設計/仕様上、最大光度が得られる照射方向が保証されていないか、発光部を中心に半球状(あるいは球状)に同一照明光強度の範囲が均一に分布するような理想的な点光源特性に近い配光特性を有するような光源デバイスであっても、図示のように回路基板200に平面実装した場合には、背面の回路基板200の反射などの条件を考慮すると、便宜上、光源デバイスの最大光度が得られる「主たる照射方向」はデバイス中心を通り回路基板200に垂直な方向にほぼ一致する、と考えてよい。
Or, the design / specification does not guarantee the irradiation direction that can obtain the maximum luminous intensity, or it is an ideal point where the same illumination light intensity range is uniformly distributed in a hemisphere (or spherical shape) around the light emitting part. Even if the light source device has a light distribution characteristic close to the light source characteristic, when it is mounted on the
そして、本実施例では、点光源201の実装状態において、その主たる照射方向、すなわち、点光源201の最大光度が得られる照射方向が導光デバイス100の第1の光学面(1001)と第2の光学面(1002)の間の領域を向くよう、導光デバイス100が構成される。
In this embodiment, in the mounted state of the
すなわち、光源201を保持する保持部材としての回路基板200、200は、図3および図2に示すように本実施例では溝状に形成された凹部101内に2枚配置される。そして、回路基板200、200には、ほぼ等距離で点光源201、201…を多数配置されており、各基板の点光源201の最大光度が得られる照射方向(たとえば、上記の点光源201、201…の中心を通り回路基板200、200と垂直な方向:以下「主たる照射方向」として言及する)がそれぞれ凹部101の壁面を向くように回路基板200、200が配置される。
That is, two
本実施例の導光デバイス100の発光面(1002)は図1下部では紙面の奥側の面に相当し、図1上部の各拡大図示においては右側に図示した面1002であり、上記のような光源配置によって点光源201、201…の主たる照射方向は反射面1001と発光面1002の中間の領域を向いており、導光デバイス100の発光面1002の照射方向(発光面1002の面発光方向、図1上部の拡大図で拡散板110の面に垂直な直線方向)に対してはほぼ90°の角度をなすものとなる。
The light emitting surface (1002) of the
上記のような光源配置によって、本実施例の導光デバイス100は、全体としては点光源201、201…の照明光を拡散して発光面1002から照射する。
With the light source arrangement as described above, the
なお、設計/仕様上、あるいは実測において、光源201の主たる照射方向、すなわち最大光度が得られる照射方向が、上記の点光源201の中心を通り回路基板200と垂直な方向とは異なる場合には、最大光度が得られる照射方向が反射面1001と発光面1002の中間領域を向くように導光デバイス100に対する回路基板200の向きや点光源201の実装姿勢などが調整されるのはもちろんである。
In the design / specification or actual measurement, when the main irradiation direction of the
導光デバイス100全体の断面形状は任意であり、たとえば図1の上部に拡大状態で符号A、B、Cにより示すような断面形状が考えられる。断面形状A〜Cはそれぞれ溝状の凹部101の片側のみを示しているが、もちろん不図示の側(図の下側)も凹部101の中心に対して対称な形状となっているものとする。
The cross-sectional shape of the entire
このうち、断面形状Aは導光デバイス100を最も単純な平板状に構成した構造である。この断面構造では、反射面1001と発光面1002は平行になっている。
Among these, the cross-sectional shape A is the structure which comprised the
また、断面形状Bは反射面1001とそれに対向する発光面1002を曲面(円筒面)とし、特に発光面1002よりも反射面1001の曲率を大きくとった構造である。
The cross-sectional shape B is a structure in which the reflecting
断面形状Cの場合は、反射面1001および発光面1002を曲面とし、逆に反射面1001よりも発光面1002の曲率を大きくとり、しかも凹部101の両側においてそれぞれが互いに不連続な異なる円筒面形状を有する、いわゆるガルウィング形状としたものである。
In the case of the cross-sectional shape C, the reflecting
ここまで導光デバイス100の2面は、便宜上、反射面1001および発光面1002として言及してきたが、導光デバイス100を構成する特定の形状を有するアクリルなどの材料の空気との界面においては、材料内部を進行してきた光線は該界面となす角度によって屈折、透過、拡散、(全)反射などのように異なる光学作用を生じる。
Up to this point, the two surfaces of the
この点を考慮し、導光デバイス100の反射面1001は、好ましくは発光面1002への反射効率を向上させるため、前記のように反射特性が強くなるように構成する。このため反射面1001には反射加工104を行なう。
Considering this point, the
この反射加工104は、反射面1001に対する塗装、反射面1001に対する印刷、または反射面1001に対する表面加工などにより行ない、これにより反射面1001の反射特性を向上させる。そしてこの反射加工104は、図1に符号104aによりそれぞれ示すように、反射面1001のみならず導光デバイス100の側面にまで及ぶのが望ましく、これによって、導光デバイス100中央に反射する光量を増やし、導光デバイス100の端部で発光量が低下しがちになるのを防止することができる。
The
なお、この反射加工104は、必ずしも反射面1001の全体に渡り施す必要はなく、むしろ点光源201を収容する凹部101の近傍においては反射加工の無い部位(105、105)を形成する方が好ましい。この点については後で詳述する。
Note that the reflection processing 104 does not necessarily have to be applied to the
また、凹部101の底部には、反射加工104と同等の反射加工103を施すのが好ましい場合がある(特に後述の拡散板110を配置した構成が該当する)。この点についても後で詳述する。
Further, it may be preferable to apply a
一方、発光面1002は、透過特性が強い光学面とするため、たとえばアクリルなどの材質を(鏡面)研磨するなどの加工を行ない、透明度が高くなるよう構成する。
On the other hand, since the
図2a、図2b、図2cは、点光源201の代表的な照射光線の振舞いを模式的に示している。なお、ここでは図1の断面形状Bの場合の例のみを示しているが、断面形状Bよりも各面1001、1002の曲率の小さい(曲率のない)断面形状Aおよび曲率の大きい断面形状Cにおいても、点光源201の照射光線の振舞いは反射や屈折の角度が異なるのみでほぼ同等と考えてよい。
2a, 2b, and 2c schematically show typical irradiation light behavior of the point
図2a、図2b、図2cに示すように、導光デバイス100内部において、点光源201を出射した光線は反射p、全反射q、透過r、屈折(および透過)sのような光学作用を生じ、最終的に発光面1002から照射される。
As shown in FIGS. 2 a, 2 b, and 2 c, inside the
図2a、図2b、図2cでは、ごく少ない代表的な光線の行跡のみを、しかも導光デバイス100の1断面のみに限定して示したが、点光源201から出射した光線は凹部101の壁面から導光デバイス100に入射してあらゆる方向に進み、各界面において複雑かつランダムな反射p、全反射q、透過r、屈折(および透過)sのような光学作用を生じるため、導光デバイス100全体としてはいわゆる照明光の拡散作用を生じ、これにより発光面1002からほぼ均一な面発光の照明光を照射することができる。
In FIGS. 2 a, 2 b, and 2 c, only a few representative light ray traces are shown and limited to only one cross section of the
そして、本実施例では、点光源201の主たる照射方向が発光面1002とそれに対向する反射面1001の間の領域に向くように点光源201を配置している。あるいは、この点光源201の主たる照射方向は、発光面1002と平行である(ないしは発光面1002の照射方向とは交差する)ということもできる。
In this embodiment, the point
要するに、本実施例の特徴は、導光デバイス100の中央の凹部101内に配置した点光源201の主たる照射方向が発光面1002の最終的な照射方向とは一致していない(あるいは交差している)、という点にある。
In short, the feature of the present embodiment is that the main irradiation direction of the point
このような構成によると、近年の発光量の大きいLEDのような点光源であっても、各点光源201、201…の近傍で眩しいグレアを生じたり、発光面1002から点光源が粒状に透けて見えるような不体裁を生じる可能性が低くなり、発光面1002から均一で高品質な面発光の照明光を照射することができる。
According to such a configuration, even a point light source such as an LED having a large amount of light emission in recent years produces glare in the vicinity of each point
なお、図3は導光デバイス100を用いて照明装置を構成する際の基本構造例を示しており、導光デバイス100の下部に導光デバイス100に面して拡散板110を配置してある。
FIG. 3 shows an example of a basic structure when an illuminating device is configured using the
拡散板110は、たとえば乳白色アクリル板などの拡散特性の強い材料から構成するもので、拡散板110を配置することによって、各点光源201、201…の近傍で眩しいグレアを生じたり、点光源が粒状に透けて見えるような現象をより確実に防止することができる。
The diffusing
拡散板110が平板状のものである場合、発光面1002に密着させて配置してもよいが、図1の断面形状Aのように発光面1002が平面である場合には図3に示すように少し離して配置することが考えられる。
When the diffusing
このように拡散板110を発光面1002からわずかに離間させて配置すると、両者の間の空気層によって拡散板110と発光面1002を密着させるよりも拡散効果が高くなり、発光面1002において点光源201、201…の近傍で眩しいグレアを生じたり、発光面1002から点光源が粒状に透けて見えるような現象をより効果的に軽減することができる。
If the diffusing
また、図1の断面形状B、Cのように発光面1002が曲面である場合にも平板状の拡散板110を用いることができ、その場合は図1にそれぞれ示すように導光デバイス100の端縁において発光面1002と接し、点光源201、201…の配置された中央部においてはわずかに離間するような配置にするとよい。この構成では、全体に渡り一様な拡散特性を有する平板状の拡散板110を用いたとしても、導光デバイス100の中央部では発光面1002と拡散板110の間に空気層によって、この領域では発光面1002と拡散板110が接する両端縁の領域よりも拡散性を強く作用させることができるため発光面1002全体に渡って均一な発光特性を得たい場合に都合がよい。
Further, even when the
ここで、導光デバイス100の凹部101底部の反射加工103、反射面1001の反射加工104の無い部位105(無反射加工部)につき説明する。
Here, a description will be given of a portion 105 (non-reflective processing portion) where the reflection processing 103 at the bottom of the
これらはいずれも各点光源201、201…の近傍で眩しいグレアを生じたり、発光面1002から点光源が粒状に透けて見えるような現象を軽減するためのものである。
All of these are for reducing a phenomenon in which glare occurs in the vicinity of the point
特に、凹部101底部の反射加工103は反射加工104と同等の塗装や表面加工によって形成することができる。
In particular, the reflection processing 103 at the bottom of the
この反射加工103が無く、たとえば凹部101の底部が透明な場合、点光源201、201…の照射光は凹部101の底部付近から下方に照射される(あるいは漏光する)ことになるが、凹部101底部の反射加工103を設けて点光源201、201…の照射光を上方に反射することにより発光面1002の下部方向に向かうのを防ぐことができる。これにより、各点光源201、201…の近傍で眩しいグレアを生じたり、発光面1002から点光源が粒状に透けて見えるような現象を軽減することができる。
If there is no reflection processing 103 and the bottom of the
なお、導光デバイス100内部で拡散することによって点光源201の照明光は導光デバイス100の凹部101の下部領域にも廻り込むため、反射加工103によって凹部101底部を(いわば)遮光してしまっても、この部位の発光量はそれほど小さくはならない。反射加工103は、特に上述のように拡散板110を配置する場合に、発光面1002の中心部の光源の配置領域の下の光量分布を均一化するのに役立つ。
In addition, since the illumination light of the point
また、反射面1001の反射加工104の無い部位105(無反射加工部)を溝状の凹部101の両側に併設するのも同じ理由で、点光源201、201…に近接した部位においては反射面1001の反射特性を小さくして、発光面1002の下部方向に向かう光量を減少させる。これにより、点光源201、201…の照射光が点光源201、201…を配置した凹部101近傍で大きくなりすぎるのを防ぐことができ、各点光源201、201…の近傍で眩しいグレアを生じたり、発光面1002から点光源が粒状に透けて見えるような現象を軽減することができる。
Further, for the same reason, a portion 105 (non-reflective processing portion) without the reflection processing 104 of the
ここで、点光源201、201…を多数配置した回路基板200の実装構造につき詳細に説明しておく。
Here, the mounting structure of the
先に触れたように、点光源201、201…は回路基板200、200に多数、周期的に配列し、回路基板200、200を導光デバイス100の凹部の内部側壁に面するように立設する(回路基板200、200の固定方法の一例については後述する)。
As previously mentioned, a large number of point
このとき、回路基板200、200と点光源201、201…が形成する段差に沿った形状で凹部101の側壁の下端に段差を設けておくと、回路基板200、200(したがって点光源201、201…)を設計上の位置に正確に位置決めすることができる。
At this time, if a step is provided at the lower end of the side wall of the
また、回路基板200、200を導光デバイス100に固定するには、たとえば図4および図5に示すような構造を用いることができる。
Moreover, in order to fix the
図4および図5に示す導光デバイス100は、点光源201を収容する溝状の凹部101の縁部を壁状に延長した形状に成型(射出、押出または削り出し成型による)してあり、この部分を点光源201を保持する回路基板200、200を固定するための保持部106、106としたものである。
The
このような保持部106、106を設けておくことにより、図5に示すように回路基板200、200をビス302、ナット303などを用いて固定することができる。ビス302、ナット303は、回路基板200、200の上方への抜け止めとして機能するが、回路基板200、200の間隔は、回路基板200、200の間にスペーサ部材(不図示)などを配置することなどにより、規制することができる。このスペーサ部材は、基板の放熱部材を兼ねていてもよい。
By providing such holding
なお、図4においては、ビス302、ナット303、ないしはそのための透孔などは不図示であるが、たとえば保持部106、106の端部の2点、あるいはそれに中央を加えた3点に透孔を設け、回路基板200、200の対応する位置にそれぞれ設けた透孔を貫通するようビス302、ナット303によるねじ止めを行なうことができる。
In FIG. 4, the
また、保持部106、106は、導光デバイス100と、該デバイスが実装される照明装置の筐体などを相互に結合するためにも利用することができる。たとえば、上記のビス302、ナット303を用いて照明装置の筐体に設けたブラケット(不図示)を共締めする、といった構造によって、導光デバイス100と照明装置筐体を相互に結合することができる。
The holding
なお、図4、図5に示したように壁状の保持部106、106は、反射加工104、104の無い部位105、105(無反射加工部)、好ましくは溝状の凹部101に最も近い位置が好ましい。保持部106、106のような構造を有する部位には反射加工を行なうのは困難であるから、このような位置に保持部106、106を配置することにより、反射加工104、104の無い部位105、105を有効利用することができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the wall-shaped
また、壁状の保持部106、106を凹部101の縁部に(近い位置に)立設すれば、図5のような固定方式で回路基板200、200を固定するのに壁状の保持部106、106どうしの距離が近くなり、たとえば充分な固定強度を容易に確保することができる。
Further, if the wall-shaped
以上のようにして、本実施例によれば、導光材料の形状、およびその拡散、反射特性を適切に組合せることにより、均斉度の高い高品質な面発光の照明光を照射でき、特に室内照明装置などに好適に利用できる導光デバイスを提供することができ、また該導光デバイスを利用することにより、高品質な面発光による照明光を照射できる照明装置を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, by appropriately combining the shape of the light guide material, and its diffusion and reflection characteristics, it is possible to irradiate high-quality surface emitting illumination light with high uniformity. A light guide device that can be suitably used for an interior lighting device or the like can be provided, and by using the light guide device, an illumination device that can emit illumination light by high-quality surface light emission can be provided.
特に、反射特性を有する反射面1001(第1の光学面)とこれに対向する発光面1002(第2の光学面)を有し、反射面1001に点光源201を収容する凹部101を設け、点光源201の主たる照射方向が第1の面および第2の面の間の領域を向くように点光源201を凹部101内に配置するようにしたため、たとえば点光源201の主たる照射方向を発光面1002に向けるような従来構成において生じがちな点光源201、201…の近傍のグレアを低減し、また発光面1002から点光源が粒状に透けて見えるような現象を軽減することができる。
In particular, a reflective surface 1001 (first optical surface) having reflective characteristics and a light emitting surface 1002 (second optical surface) opposite to the
また、導光デバイス100を用いて照明装置を構成する場合、発光面1002下部に拡散板110を配置することによって、点光源201、201…の近傍のグレアを低減し、また発光面1002から点光源が粒状に透けて見えるような現象をより確実に軽減することができる。
When the
また、反射面1001(第1の光学面)の反射特性は、反射加工104、すなわち、反射面1001に対する塗装、反射面1001に対する印刷、または反射面1001に対する表面加工などによって容易に付与、あるいは増強することができる。発光面1002(第2の光学面)は、基本的には研磨加工(鏡面研磨)などによって透過面としておけばよい。
Further, the reflection characteristics of the reflection surface 1001 (first optical surface) can be easily imparted or enhanced by reflection processing 104, that is, painting on the
また、反射加工104の無い部位105を点光源201を収容する凹部101の近傍に配置することによって、点光源201、201…の近傍のグレアを低減し、また発光面1002から点光源が粒状に透けて見えるような現象を軽減することができる。
Further, by disposing the
また、反射加工104の無い部位105を利用して、点光源の保持部材ないし導光デバイスが実装される照明装置筐体を固定するための保持部を設けることができる。
In addition, a holding portion for fixing a lighting device casing on which a light source holding member or a light guide device is mounted can be provided by using the
なお、反射面1001(第1の光学面)も発光面1002(第2の光学面)と同等の研磨加工(鏡面研磨)とし、導光デバイス100全体を鏡面に仕上げ、導光デバイス100内の(ランダムな)全反射を利用して発光面1002からの均一な照射を行なう構成も考えられる。特に、このような構造では、図1の断面形状B、Cのように反射面1001(第1の光学面)と発光面1002(第2の光学面)を曲面で構成し、これらの鏡面の形状を種々設定することにより、所望の配光特性を実現することができる。
The reflecting surface 1001 (first optical surface) is also polished (mirror polishing) equivalent to the light emitting surface 1002 (second optical surface), and the entire
また、反射面1001(第1の光学面)と発光面1002(第2の光学面)の双方に同等の研磨加工(鏡面研磨)を行なう構成においては、図3に示した拡散板110を配置することが点光源201近傍でのグレアを防止する上で重要な構造となる。ただし意図的に導光デバイス100の中央から周辺にかけての光量分布が均等ではない配光特性を狙う、といった用途では拡散板110は必ずしも必須な構造ではない。
Further, in a configuration in which equivalent polishing processing (mirror polishing) is performed on both the reflecting surface 1001 (first optical surface) and the light emitting surface 1002 (second optical surface), the
本実施例の導光デバイス100は点光源201の主たる照射方向と発光面1002の照射方向とが一致しないよう配慮されており、導光デバイス100の(全)反射、透過、あるいは屈折といったランダムな事象により全体として生じる拡散効果により面発光の照明光を生成するよう構成されており、たとえば点光源201、ないし点光源201を実装した回路基板200が、組立工程において多少の位置ずれがあっても、完成品の照明装置はグレアを発生させることなく均斉度の高い面発光照明装置を実現することができる。
In the
また、本実施例の導光デバイス100は、全体を任意のサイズの概略板状の部材に構成することができ、たとえば旧来の直管型蛍光灯を設置しているスペースに置き換えて取り付け可能な照明器具に用いることができるような寸法、形状に構成することは容易であり、また、たとえばその長手方向に直列に連続的に配置することが可能で、照明装置の長さの変更も容易である。
Further, the
なお、上述の導光デバイス100において、反射加工103や、反射加工104およびそれが無い部位105の配置、あるいは拡散板の配置などは、発光面1002から均一な面発光を行なうために有効なものであるが、たとえば点光源201の存在を知覚できるように照明を行なう、などといった特別な照明効果を狙う場合においては必ずしも必須の構成ではなく、当業者において必要な所期の照明効果に応じて取捨選択することができるものである。
In the above-described
また、以上では、導光デバイス100を概ね板状の部材とし、点光源201を収容する凹部101を溝状の構造とした実施例を示したが、導光デバイス100を回転体形状とする、たとえば図1に示した断面形状A、BまたはCを回転させて得られるような全体がほぼ円盤状の形状においてもほぼ上述と同様の効果を期待できる。
In the above description, the
このような回転体形状の導光デバイスでは、点光源(201)を収容する凹部(101)はたとえば有底の丸穴形状となるが、点光源(201)は少なくとも2ないし3個、あるいはそれ以上の数、導光デバイスの円周を等角度で分割するような方向に主たる照射方向が向くように配置すると良い。 In such a rotating body-shaped light guide device, the recess (101) for accommodating the point light source (201) has, for example, a round hole shape with a bottom, but there are at least two or three point light sources (201) or It is preferable to arrange the light guide device so that the main irradiation direction is in a direction that divides the circumference of the light guide device at an equal angle.
100 導光デバイス
101 凹部
103 反射加工
104 反射加工
106 保持部
110 拡散板
200 回路基板
201 点光源
302 ビス
303 ナット
1001 反射面
1002 発光面DESCRIPTION OF
Claims (9)
第1の光学面にほぼ対向し、透過特性を付与された第2の光学面と、
内部に光源を収容するよう前記第1の光学面に形成された凹部を有し、
前記光源の光度がほぼ最大となる照射方向が第1の光学面および第2の光学面の間の領域を向くよう前記凹部内に前記光源が配置されることを特徴とする導光デバイス。A first optical surface provided with reflection characteristics;
A second optical surface substantially opposite to the first optical surface and provided with transmission characteristics;
A recess formed in the first optical surface to accommodate a light source therein;
The light guide device, wherein the light source is arranged in the recess so that an irradiation direction in which the luminous intensity of the light source is substantially maximum faces a region between the first optical surface and the second optical surface.
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