JP2010267545A

JP2010267545A - 発光装置

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Publication number: JP2010267545A
Application number: JP2009119179A
Authority: JP
Inventors: Hideki Koizumi; 秀樹小泉; Toshihiro Tanaka; 敏裕田中; Tatsuji Ono; 達司大野; Hideki Tanaka; 秀基田中
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2010-11-25
Anticipated expiration: 2029-05-15
Also published as: JP5261281B2

Abstract

【課題】導光部材の端部に指向性のあるＬＥＤを一定の間隔をもって配設したものにおいても、このＬＥＤの配置間隔を保ったまま、導光部材内で各ＬＥＤの光を確実に混じり合わせることができ、その結果、導光部材から出射される照射光の光ムラを極力抑制することのできる発光装置を提供することにある。
【解決手段】発光装置Ａは、板状の導光部材２の一端部の端面を入光部４とすると共に、該入光部４とは反対側の端部を出光部３とする。複数のＬＥＤ１１が該入光部４に沿って導光部材２の幅方向に一直線状に並設された光源１を備える。ＬＥＤ１１から発せられた光を該ＬＥＤ１１の並設方向ｂに発散させる入射光調整部材８が入光部４に沿って設けられる。そして、光源１からの光を入射光調整部材８を介して入光部４に入射させるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置に関するものである。

従来から、導光部材に入光部と出光部を設けると共に、入光部に近接対向させて光源を配設し、光源からの光を導光部材に入射させて、この光を出光部から出射させるようにした発光装置として、例えば、特許文献１により示すものが知られている。

この特許文献１により示す発光装置は、導光部材の一側面に入射面を設け、光源をこの入射面に近接対向させて配設してある。この光源は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）で構成されており、ＬＥＤ毎に一定の間隔をおいて一直線状に配設されている。そして、導光部材の入光部から入射されたＬＥＤからの光を出射面から出射させ、この出射面から出射する光により被照射物を照らすように構成したものである。

特開２００８−２３４８７６号公報

ところで上記の発光装置においては、上述の通り、光源が点光源で且つ指向性があるＬＥＤにより構成され、且つ、各ＬＥＤが一定の間隔をおいて配設されており、しかも、このＬＥＤは単に入射面に近接させただけの状態で配置されたものであるため、ＬＥＤから発せられた指向性のある光が出射面に至るまでに充分に広がらずに、それぞれのＬＥＤの光が導光部材内で充分に混じり合わないまま出射してしまうこととなる。その結果、図８に示すように、光量のない又は光量の著しく少ない領域Ｓが影響して、いわゆる光ムラ（輝度ムラ）が生じてしまう場合があった。なお、図８中の符号２’は導光部材、１１’はＬＥＤを示している。

この点、それぞれのＬＥＤの配置間隔を狭くすることも考えられるが、このような構成によれば、僅かながら輝度ムラは改善されるものの、依然として輝度ムラが生じてしまう上に、ＬＥＤの個数が必要以上に増加してしまうという問題があった。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、導光部材の端部に指向性のあるＬＥＤを一定の間隔をもって配設したものにおいても、このＬＥＤの配置間隔を保ったまま、導光部材内で各ＬＥＤの光を確実に混じり合わせることができ、その結果、導光部材から出射される照射光の光ムラを極力抑制することのできる発光装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の発光装置は以下の構成を備えている。

すなわち、請求項１に係る本発明の発光装置Ａは、板状の導光部材２の一端部の端面を入光部４とすると共に、該入光部４とは反対側の端部を出光部３とする。複数のＬＥＤ１１が該入光部４に沿って導光部材２の幅方向に一直線状に並設された光源１を備える。ＬＥＤ１１から発せられた光を該ＬＥＤ１１の並設方向ｂに発散させる入射光調整部材８が入光部４に沿って設けられる。そして、光源１からの光を入射光調整部材８を介して入光部４に入射させるようにした。

このように構成したことで、複数のＬＥＤ１１を入光部４に沿って導光部材２の幅方向に一直線状に並べたものにおいても、このＬＥＤ１１の並設方向にＬＥＤ１１からの光を発散させた上で導光部材２に入射させることができるので、それぞれのＬＥＤ１１の配置間隔を狭くせずに、導光部材２内において出光部３に至るまでに各ＬＥＤ１１の光を充分に混じり合わせることができる。その結果、出光部３から出射する照射光の輝度ムラを抑制することができる。

また、請求項２に係る本発明の発光装置Ａは、請求項１に係る発光装置Ａにおいて、前記板状の導光部材２の入光部４に沿って設けられた入射光調整部材８を光源１と入光部４との間に介在させて設ける。この入射光調整部材８は光透過性を有し且つ凹曲面８２を有した複数のレンズ部８１を備える。そして、ＬＥＤ１１から発せられた光が凹曲面８２を備えたレンズ部８１によってＬＥＤ１１の並設方向に発散するようにした。

このように構成したことで、入射光調整部材８を単純な構成のものとすることができて、コストの低減を図ることができる。

また、請求項３に係る本発明の発光装置Ａは、請求項１に係る発光装置Ａにおいて、前記板状の導光部材２の入光部４に沿って設けられた入射光調整部材８は複数の反射部８６を備える。この反射部８６はＬＥＤ１１の光を該ＬＥＤ１１の並設方向に発散させる突起部８７を備えている。ＬＥＤ１１の光を突起部８７に向けて発光させると共に該突起部８７に反射したＬＥＤ１１の光を入光部４に入射させる。そして、ＬＥＤ１１から発せられた光が突起部８７を備えた反射部８６によってＬＥＤ１１の並設方向に発散するようにした。

本願発明によれば、指向性のあるＬＥＤを一定の間隔を保ったまま一直線状に配設し、導光部材の入光部に入射させるようにしたものにおいても、ＬＥＤからの指向性のある光を入射光調整部材を介して導光部材に入射させることで、ＬＥＤからの光をＬＥＤの並設方向に発散させた上で、導光部材の入光部に入射させることができ、その結果、出光部から出射する照射光の光ムラを極力抑制することができる。

また、導光部材に入射する前に、入射光調整部材によりＬＥＤの光をＬＥＤの並設方向に発散させるため、導光部材の入光部と出光部との距離が照射光の光ムラの抑制にそれほど影響しない。そのため、導光部材の入光部と出光部との距離を短くできる上に、光源にＬＥＤを採用したため、発光装置の小型化を可能とするものである。

本発明の一実施形態の発光装置を説明するための図であり、ハウジングを省略した平面概略図である。同上の要部斜視図である。同上の光の進む様子を説明するための要部概略図である。同上の発光装置の側断面図である。同上の発光装置を取り付けた洗面化粧台の側面図である。他の実施形態の発光装置の要部斜視図である。同上の光の進む様子を説明するための要部の概略図である。参考例の概略平面図である。

以下、本発明について添付図面に基づいて説明する。

本発明の一実施形態に係る発光装置Ａは図１に示し、また図５はこの発光装置Ａを取り付けた洗面化粧台７での使用例を示している。以下、この洗面化粧台７における発光装置Ａの設置態様に応じて説明する。

図５に示すように、本実施形態の発光装置Ａは洗面化粧台７の上部に装着されている。この洗面化粧台７は、洗面ボウル７２を有した洗面台７１の上側にミラー７３が位置するようにミラーキャビネット７４が配置され、このミラーキャビネット７４の上部に発光装置Ａが取り付けられている。

この発光装置Ａは、図１に示すように、薄板状の導光部材２と、導光部材２のいずれかの端部（一端部）の端面に対向して設けられた発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）１１から成る光源１とを備えている。この導光部材２と光源１との間の略中間には、入射光調整部材８が介在させて設けてある。本実施形態においてこの発光装置Ａは、薄板状の導光部材２の一対の主面２１が上下に向いた状態で取り付けられる。

導光部材２は薄板状の透明な部材で構成されており、図４に示すように、この導光部材２は上下に備える一対の主面２１を有し、この主面２１の外周は端面で囲まれている。この導光部材２のいずれかの端部の端面が入光部４となっており（本実施形態においては、後方の一端部の端面を入光部４としている）、導光部材２の入光部４とは反対側の端部の端面を出光部３としている（本実施形態においては、前方の他端部の端面を出光部３としている）。本実施形態の導光部材２は、図１に示すように平面視において、入光部４及び出光部３のある辺がそれぞれ長辺２２となっており、入光部４及び出光部３に略直角な辺が短辺２３となっている。この長辺２２は短辺２３に比べて十分長く形成されており、全体として平面視帯形状で且つ厚みの薄い薄板状の導光部材２となっている。

光源１は、図１に示すように、指向性のある点光源たるＬＥＤ１１を複数設けることで構成されている。詳しく説明すると、光源１は各ＬＥＤ１１を一定の間隔で離間させた状態で導光部材２の幅方向（長辺２２に平行な方向）に一直線状に並べて基板（図示せず）上に配置されており、光軸が入光部４と出光部３とを結んだ方向と略平行な方向となり、後方から前方に向けて（後方から出光部３に向けて）照射するようになっている。このようにＬＥＤ１１によって光源１が構成されることにより、導光部材２の一層の薄板化が図れることとなる。更に言えば、光源１にＬＥＤ１１を採用したことにより低消費電力で発光することができるので、ランニングコストの低減が可能となる。なお、本実施形態のＬＥＤ１１はチップタイプのチップＬＥＤ１１を用いているが特に限定されない。また、ＬＥＤ１１の光の色も特に限定されるものではない。

この導光部材２の入光部４と光源１との間には、ＬＥＤ１１から発せられた光をＬＥＤ１１の並設方向ｂに発散させる光透過性部材から成る入射光調整部材８を介在させて設けてある。

本実施形態の入射光調整部材８は、図１に示すように、導光部材２の入光部４の端面に沿うようにして、複数のレンズ部８１が一列に連なるようにして構成されている。導光部材２の入光部４の端面と対向するレンズ部８１の側面には、導光部材２の入光部４に向けて光源１からの光を出射させる光導出面８４が形成されており、この光導出面８４は平面視でレンズ部８１の中央ほど導光部材２の入光部４から離れた（つまり、中央ほど深く凹んだ）凹曲面８２を有している。また、レンズ部８１における光導出面８４の反対側の側面には、光源１からの光を直接レンズ部８１内に入光させる光導入面８３が形成されており、この光導入面８３は平面視で中央ほど深く凹んだ凹曲面８２を有している。

さらに、本実施形態のレンズ部８１の光導入面８３及び光導出面８４において、厚み方向の面はいずれも、厚み方向の略中間部が突出する凸曲面８５で構成されている。すなわち、図２及び図４に示すように、レンズ部８１の断面は略楕円形に形成されており、光導入面８３の頂部と光導出面８４の頂部との距離が、平面視レンズ部８１中央ほど短く形成されたものとなっている。

このようなレンズ部８１は、光導出面８４を導光部材２の入光部４の端面に近接対向させると共に、光導入面８３をＬＥＤ１１に近接対向させた状態で配設され、このレンズ部８１を導光部材２の入光部４の端面に沿うようにして複数連ねて配設される。図１及び図２などに示すように、ＬＥＤ１１はレンズ部８１の光導入面８３の略中央の最も深く凹んだ部位（すなわちレンズ部８１の長手方向の略中央）に配設されている。

このような構成において、光源１を発光させた場合は以下のように作用する。

図３に示すように、ＬＥＤ１１を発光させると、レンズ部８１の光導入面８３からレンズ部８１内にＬＥＤ１１からの光が入光されると共に、光導出面８４から該光が出射する。このとき、光導入面８３及び光導出面８４は共に凹曲面８２を有しているから、レンズ部８１がいわゆる両凹レンズのように働く。つまり、ＬＥＤ１１からの光は、レンズ部８１の並設方向（つまり、ＬＥＤ１１の並設方向ｂ）に広がるように屈折しながら発散して、導光部材２の入光部４に入射される。このとき、導光部材２の入光部４に入射した光は、レンズ部８１により発散した状態で入光部４から入射しているため、図１に示すように、光量のない又は光量の著しく少ない領域Ｓが導光部材２にほとんど生じないものとなる。

その後、導光部材２内に入射した光は、導光部材２内で全反射を繰り返し伝播して行きながら複数のＬＥＤ１１から発せられた各々の光が混じり合い、出光部３においては均一な輝度の光が出射される。つまり、出光部３において輝度ムラを極力抑えた発光ができるものとなる。

このように、光源１と導光部材２との間に入射光調整部材８を介在させることによって、光源１からの光をＬＥＤ１１の並設方向ｂに発散させた状態で導光部材２に入射させることができるので、光源１に指向性のある点光源であるＬＥＤ１１を採用しても光ムラが発生しない。しかも、複数のＬＥＤ１１の間隔を狭くする必要がないため、必要最小限の（例えば、所望の照度が得られるだけの）ＬＥＤ１１の個数を設けるだけでよい。つまり、ランニングコストを低減させ且つＬＥＤ１１の数を必要以上に増やさないことが可能であるという利点も有している。

また、光源１からの光を、入射光調整部材８を介して発散させた上で導光部材２の入光部４に入射するように構成したため、導光部材２の入光部４と出光部３との距離が短くても、導光部材２内で各々のＬＥＤ１１の光の混合が十分に促進される。つまり、入光部４と出光部３のある長辺２２に対して短辺２３が著しく短い導光部材２に、指向性の高い複数のＬＥＤ１１で構成した光源１を取り付けた場合であっても、輝度ムラを抑えることができるものであり、これにより、発光装置Ａ自体の小型化が可能となる。

ここで、導光部材２と入射光調整部材８との厚み方向の関係に注目する。通常、光導出面８４と導光部材２の入光部４とが離間していると、光導出面８４から出射した光が導光部材２内に入射する前に厚み方向に広がってしまい、入光部４に入射できない光が多く生じてしまう。つまり、この入射光調整部材８と入光部４（導光部材２）との間で大きな光損失が発生してしまうのであるが、本実施形態の入射光調整部材８は、厚み方向の略中間ほど突出する凸曲面８５で構成されているため、入射光調整部材８の光導入面８３から導入されたＬＥＤ１１からの光を、光導出面８４において厚み方向に広げずに集光させた上で導光部材２の入光部４に入射させることができ、光導出面８４から出射した光の大部分を導光部材２の入光部４に入射させることができる。

また、本実施形態においては、レンズ部８１はいわゆる両凹レンズで構成されているが、特に限定されない。すなわちレンズ部８１は片凹レンズであってもよく、凹曲面８２は入光部４に対向する側に位置していても、あるいは、ＬＥＤ１１に対向する側に位置していてもよいものとする。さらに、本実施形態において、１つのレンズ部８１に対して１つのＬＥＤ１１が設置されるように構成したが、例えば、２つ以上のＬＥＤ１１にまたがって１つのレンズ部８１を設けるように構成してもよいものである。

しかも、本実施形態の入射光調整部材８は、別体の各レンズ部８１を連ねることで入射光調整部材８を構成していたが、特に限定されるものではなく、長尺状の入射光調整部材８に複数のレンズ部８１を形成して各レンズ部８１を一体として構成したものであってもよいものとする。複数のレンズ部８１を別体とした場合や、複数のレンズ部８１を一体とした場合のいずれの場合であっても、入射光調整部材８が単純な構造となるため、製造工数を低減させることができるものである。

なお、導光部材２及び入射光調整部材８は光透過性を有する部材で構成されているが、例えば、アクリル樹脂、ガラス、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等を好適に使用することができる。

上記のような構成の導光部材２及び光源１は、図４に示すように、ハウジング６の中に内装される。

このハウジング６は、導光部材２を収容する導光部材側ハウジング６１と、光源１と入射光調整部材８とが内装された光源側ハウジング６２と、に分割されており、導光部材側ハウジング６１に光源側ハウジング６２が係脱自在に装着されている。この導光部材側ハウジング６１と導光部材２との間には、図４に示すように薄い空気層ｋを形成するようになっており、入光部４から入射した光が出光部３へ向かう導光過程で反射光が減衰してしまうのを防止している。すなわち、導光部材２の上下の反射面（すなわち、主面２１）において導光部材２とは異なる部材が接触した結果、該部材の屈折率如何では、全反射条件が崩れてしまうのを防止するためである。

このように構成された発光装置Ａは、図５に示すように、洗面化粧台７に装着されている。

本実施形態の洗面化粧台７は、冒頭で述べたように、洗面ボウル７２を備えた洗面台７１の上方位置に前面にミラー７３を配設したミラーキャビネット７４を配置し、このミラーキャビネット７４の上部に発光装置Ａが取り付けられている。

ミラーキャビネット７４は、キャビネット本体７６と、該キャビネット本体７６に開閉自在に枢支された扉体７７と、該扉体７７の前面に配されたミラー７３とを備えている。キャビネット本体７６は前方に開口した矩形箱状に形成されており、この内部を棚板（図示せず）や縦仕切り板（図示せず）で仕切って収納部（図示せず）が形成されている。キャビネット本体７６の前部には扉体７７がそれぞれ開閉自在に枢支されており、この扉体７７の前面には略前面に亘ってミラー７３（鏡板）が配設されている。

発光装置Ａは、図５に示すように、このミラーキャビネット７４の上部に埋設されている。詳しくは、ミラーキャビネット７４に設置された扉体７７の上方に発光装置Ａ用の収納凹所７５が形成されており、この収納凹所７５内に発光装置Ａの大部分が埋設されるようになっている。そして、この発光装置Ａの出光部３のある前端のみが、ミラーキャビネット７４のミラー７３よりも前方に突出するようにして設置されている。つまり、出光部３のみが洗面化粧台７から突出された状態となり、その他の部分はミラーキャビネット７４内に埋め込まれて見えないように設置されている。

このように、本実施形態の発光装置Ａは、ミラーキャビネット７４から突出する部分が、出光部３のみの僅かな部分となるため、非照射時においては出光部３を目立たなくすることができると共に照射時には線状に光った出光部３を現出できて、いずれの状態（すなわち、照射時及び非照射時）においても従来にない意匠性を現出できるものとなる。

また、導光部材２を薄板状のものとしたため、ミラーキャビネット７４の上部に設ける収納凹所７５の上下に対向する側壁間の長さを極力短いものとすることができ、また、奥行き方向においても長さを必要としないため、本実施形態の発光装置Ａを取り付けるに当たっての設計上の自由度が増すものとなる。

次に、他の実施形態について図６及び図７に基づいて説明する。なお、本実施形態は図１などに示す実施形態と大部分において同じであるため、同じ部分においては同符号を付して説明を省略し、主に異なる部分について説明する。

本実施形態の入射光調整部材８は、複数の反射部８６を備えている。

反射部８６は、ＬＥＤ１１により発せられた光を反射させて導光部材２の入光部４に入射させることができるようになっている。この反射部８６は、例えば、熱可塑性樹脂にアルミニウム等の金属蒸着を施したり、金属箔を積層したり、あるいはアルミニウム等の金属片等で構成される。この反射部８６の略中央には、ＬＥＤ１１の並設方向ｂに略直角で且つ導光部材２の主面２１に対して傾斜した稜線を有する断面略三角形状の突起部８７が設けられており、この突起部８７にＬＥＤ１１からの光を反射させることにより、反射光を入光部４に入射させることができると共に、ＬＥＤ１１の並設方向ｂにＬＥＤ１１の光を広げる（発散させる）ことが可能となる。

また、本実施形態の光源１は、指向性のある点光源としてのＬＥＤ１１が複数設けられた点は上記実施形態と同じであるものの、ＬＥＤ１１の光軸方向が上記実施形態とは異なっている。すなわち、本実施形態の光源１は、一定の間隔で離間させた状態で一直線状に並べて配列した各ＬＥＤ１１の指向性のある光が、下方から上方に向けて（すなわち、導光部材２の厚み方向に）発光するようになっている。

本実施形態の入射光調整部材８は、反射部８６が一列に連ねられて構成されているのであるが、このような入射光調整部材８は、導光部材２の入光部４の端部に沿って設けられており、詳しくは、一定の間隔をおいて配設された各ＬＥＤ１１の直上に反射部８６の突起部８７の突出先端が位置するように配置されており、ＬＥＤ１１の光軸が反射部８６の突起部８７の突出先端の一部に重なるようになっている。

このような構成においてＬＥＤ１１を発光させると、ＬＥＤ１１により発せられた光の大部分が反射部８６に設けられた突起部８７で反射するため、該光がＬＥＤ１１の並設方向ｂに広がりながら反射する。このようにＬＥＤ１１の並設方向ｂに広がりながら反射した光が導光部材２の入光部４から入射するため、各々のＬＥＤ１１による光の混合が導光部材２内で促進されることになり、この結果、出光部３から出射する照射光の輝度ムラを抑制することが可能となる。

しかも、突起部８７を設けた反射部８６を連ねるだけで入射光調整部材８を構成できるため、構造の簡略化が可能となる。また、長尺状の入射光調整部材８に複数の反射部８６を設けるようにして各反射部８６を一体として構成したものであってももちろんよい。

また、本実施形態における反射部８６は、導光部材２の主面に対して傾斜した略直線状の稜線を有する突起部８７を備えているが、この突起部８７の稜線を曲線状にすれば、ＬＥＤ１１の並設方向ｂに光源１からの光を広げながら、導光部材２の厚み方向に集光させるようにすることも可能である。

また、本実施形態の発光装置Ａを上下反転して、ＬＥＤ１１を下方に向けて発光し、入射光調整部材８が導光部材２の下方に位置するように構成されたものであってもよいのは言うまでもない。さらに、上記第２の実施形態における突起部８７は、断面三角形状のものに限定されず、例えば、断面半円状の突起部８７であってもよく、特に限定されるものではない。

１光源
１１ＬＥＤ
２導光部材
２１主面
２２長辺
２３短辺
３出光部
４入光部
８入射光調整部材
８１レンズ部
８２凹曲面
８３光導入面
８４光導出面
８５凸曲面
８６反射部
８７突起部
Ａ発光装置
ｂＬＥＤの並設方向

Claims

板状の導光部材の一端部の端面を入光部とすると共に該入光部とは反対側の端部を出光部とし、複数のＬＥＤが該入光部に沿って導光部材の幅方向に一直線状に並設された光源を備え、ＬＥＤから発せられた光を該ＬＥＤの並設方向に発散させる入射光調整部材が入光部に沿って設けられ、光源からの光を入射光調整部材を介して入光部に入射させたことを特徴とする発光装置。
前記板状の導光部材の入光部に沿って設けられた入射光調整部材を光源と入光部との間に介在させて設け、該入射光調整部材は光透過性を有し且つ凹曲面を有した複数のレンズ部を備え、ＬＥＤから発せられた光が凹曲面を備えたレンズ部によってＬＥＤの並設方向に発散されるようにした請求項１記載の発光装置。
前記板状の導光部材の入光部に沿って設けられた入射光調整部材は複数の反射部を備え、該反射部はＬＥＤの光を該ＬＥＤの並設方向に発散させる突起部を備え、ＬＥＤの光を突起部に向けて発光させると共に該突起部に反射したＬＥＤの光を入光部に入射させ、ＬＥＤから発せられた光が突起部を備えた反射部によってＬＥＤの並設方向に発散されるようにした請求項１記載の発光装置。