JP2012064474A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源から出射される光の利用効率の低下がなく、薄くかつ輝度均一性に優れた高品質な照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置は、光源１２と、光を透過する光透過領域１７と光を反射する光反射領域１８とを有し、光源に対向して設けられた透過反射層１６と、を備えている。透過反射層は、光透過領域と光反射領域との面積比により透過率を制御するパターンが施され、第１輝度均一部と、この第１輝度均一部と輝度の異なる第２輝度部と、を有している。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、平面あるいは曲面で発光し、その発光面に文字や図柄などを表示させる照明装置に関する。

照明装置は、光源から出た光を面状の発光面から放射する装置である。通常、このような照明装置の光源には、陰極線管やＬＥＤなどの線光源あるいは点光源が用いられている。このような表示用照明装置では、線光源や点光源を面光源に変換する機構が必要となる。

一般に、照明装置は、面の直下に光源を配置する直下方式と、照明装置の縁部に光源を配置し導光板を介して光を出射させる導光板方式とに大別される。
直下方式の照明装置は、裏面の下面反射板上にマトリックス状に配置されたＬＥＤ等の光源と、ＬＥＤ上に下面反射板と平行に配置された乳白色の拡散板とを備えている。直下方式の照明装置においては、拡散板の輝度均一性を確保するために、ＬＥＤと拡散板との間に一定以上の間隔が必要となる。その結果、従来の直下方式の照明装置では、薄型化に限界があった。

一方、導光板方式の照明装置は、裏面の下面反射板上に平行に配置された拡散板と、下面反射板と拡散板との間に配置された導光板と、導光板の縁部に配置されたＬＥＤ等の光源とを備えている。このように構成された導光板方式の照明装置は、導光板内部を光が伝播する際に拡散しながら進行するため、直下方式に比べ大幅に薄型化することが可能となる。しかしながら、一般に、導光板の周りに設置されたＬＥＤから光を導光板に入光する際に光束量が大きく低下してしまうという欠点をもつ。

発光面となる拡散板の表面に文字や図柄などを施す場合、一般的には光を吸収する顔料を含んだ吸収層で図柄などを形成することができる。しかし、このような吸収層では光が吸収されてしてしまい、ＬＥＤから出射される光の利用効率が極端に低下してしまうという問題がある。そこで、従来、上述の吸収層の代わりに、結晶化等による効率劣化を伴わない手段で発光面の輝度に変化を付ける技術が提案されている。

特開２００９−１０４８５３号公報

直下方式の照明装置を薄型化した場合、光源配列に起因する発光面上の輝度ムラが現れてしまい、文字や図柄が見え難くなる問題がある。また、効率劣化を伴わない従来の輝度制御では、発光面上の輝度を細かく制御することが困難となる。

本発明が解決しようとする課題は、光の利用効率を低下させることなく薄型化が可能であるとともに、輝度均一性に優れた高品質な照明装置を提供することにある。

実施形態によれば、照明装置は、光源と、光を透過する光透過領域と光を反射する光反射領域とを有し、前記光源に対向して設けられた透過反射層と、を備え、
前記透過反射層は、前記光透過領域と光反射領域との面積比により透過率を制御するパターンが施され、第１輝度均一部と、この第１輝度均一部と輝度の異なる第２輝度部と、を有している。

図１は、第１の実施形態に係る照明装置を示す断面図。 図２は、前記照明装置の下面反射板および光源を示す平面図。 図３は、前記照明装置の正面輝度分布を示す図。 図４は、前記照明装置の断面輝度分布を示す図。 図５は、第２の実施形態に係る照明装置を示す断面図。 図６は、第２の実施形態に係る照明装置の断面輝度分布を示す図。 図７は、第３の実施形態に係る照明装置を示す断面図。 図８は、第４の実施形態に係る照明装置を示す断面図。

以下、図面を参照しながら種々の実施形態について、詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１および図２は、第１の実施形態に係る照明装置を示している。図１および図２に示すように、照明装置１０は、裏面側に配置された例えば矩形状の下面反射板１１と、下面反射板１１上に間隔をおいて直線状に並んで配置された複数の光源、例えば、複数のＬＥＤ１２と、ＬＥＤ１２上に下面反射板１１と平行に配置された矩形状の拡散板１３と、下面反射板１１と拡散板１３との間に配置された矩形枠状の側壁１５と、拡散板１３の内面に形成された透過反射層１６と、を備えている。拡散板１３の外面は、発光面を構成している。

透過反射層１６には、光を透過する光透過領域１７が形成され、光透過領域１７が形成されていない平らの部分には光を拡散反射する光反射領域１８が形成されている。光反射領域１８は、光拡散性を有している。そして、透過反射層１６は、光透過領域１７と光反射領域１８との面積比により、光の透過量(もしくは反射量)を制御している。光透過領域１７の面積の割合が大きい部分は明るい輝度が得られる明部２０（第１輝度均一部）となり、逆に光反射領域１８の面積の割合が大きい部分は、暗い輝度が得られる暗部２２（第２輝度均一部）となり、これらの面積割合が同じ場合にはほぼこの中間の輝度が得られる。

本構成の照明装置１０は、通常の直下型の照明装置に比べて薄い構造をなしている。そのため、透過反射層１６が無い場合、拡散板１３の輝度はＬＥＤ１２の直頂部分が最も大きい輝度ムラを持っている。本実施形態の透過反射層１６においては、ＬＥＤ１２に近い領域ほど光反射領域１８の割合を大きくして暗部２２を形成し、輝度ムラを補償するように形成されている。すなわち、透過反射層１６には光透過領域１７と光反射領域１８の面積比率を変えることで光束量を補償するようなグラデーションが形成されている。

図３および図４に示したように、透過反射層１６において、ＬＥＤ１２近傍部には暗部２２が形成され、ＬＥＤ１２から離れた部分には均一な輝度分布を有する明部２０が形成される。すなわち、照明装置１０においては、全面にわたり薄型化したことで発生する輝度ムラを抑制しつつ、明部２０および暗部２２による文字や図柄の表示をおこなうことが出来る。

暗部２２においては、全面にわたり光反射領域１８が形成されているため、入射するほとんどの光は吸収されずに反射される。すなわち、光束量の損失なしに暗部２２を形成している。照明装置１０をこのような構成とすることにより、薄いだけでなく光の利用効率に優れた特性を得ることができる。以上のことから、光の利用効率を低下させることなく薄型化が可能であるとともに、輝度均一性に優れた高品質な照明装置が得られる。また、照明装置の発光面輝度が、透過反射層により均一とした輝度部とそれ以外の輝度部とで形成され、文字や図柄を発光面に表示することができる。

なお、透過反射層１６のグラデーションについては、光透過領域１７を形成する孔の孔ピッチの粗密や孔径などの孔面積の増減などにより光の透過率を制御することができる。あるいは、孔ピッチと孔面積の両方を組み合わせて光透過率を制御しても同じ効果が得られる。

また、光透過領域１７を形成する孔の形状は、円形状や矩形状など透過反射層１６の成形性などを考慮して適宜選択すればよく、特定の形状に限定されるものではない。本実施形態では、透過反射層１６にはグラデーションをつける構成としたが、例えば配光角の広いＬＥＤ１２などを使用することにより、透過反射層を均一なパターンとしてもほぼ均一な輝度分布を得ることができる場合もあり、ＬＥＤ１２の配光特性などによりパターンを適宜選択すればよい。

第１の実施形態では、ＬＥＤ１２近傍部を暗部２２に、ＬＥＤ１２から離れた部分を明部２０とする構成としていたが、逆に、ＬＥＤ１２近傍部を明部２０に、ＬＥＤ１２から離れた部分を暗部２２とする構成としてもよく、透過反射層１６のグラデーションにより達成可能である。また、第１の実施形態では、照明装置は、明部と暗部との２段階の輝度均一部を形成しているが、これに限らず、透過反射層１６のグラデーションを調整することにより、発光面に３段階以上の輝度均一部を表示できることは言うまでもない。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る照明装置について説明する。図５に示すように、第２の実施形態に係る照明装置１０によれば、透過反射層１６において、ＬＥＤ１２近傍部にも光透過領域１７が形成され、さらに、ＬＥＤ１２の直上部に近いほど光反射領域１８の割合が大きく形成されている。すなわち、透過反射層１６には、ＬＥＤ１２からの光束量を補償するようなグラデーションが形成されている。一方、透過反射層１６において、ＬＥＤ１２から離れた部分には光反射領域１８が全く形成されていない。第２の実施形態において、照明装置１０の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。

上記構成のように構成された照明装置１０によれば、ＬＥＤ１２の近傍部においては、均一な輝度分布を有する低輝度部２６が形成され、ＬＥＤ１２から離れた部分においては、不均一な明るい輝度を有する高輝度部２４が形成される。

図６は第２の実施形態に係る照明装置１０の断面輝度分布を示している。上述したように、第２の実施形態に係る照明装置１０によれば、一定の低輝度をバックグラウンドにして高い輝度部分が浮き出たような表示を形成することができる。さらに、第２の実施形態によれば、全体的に開口率が大きいため高い輝度を得ることもできるというメリットもある。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る照明装置について説明する。
図７は、第３の実施形態に係る照明装置を示す断面図である。この図に示すように、照明装置１０は、拡散板１３とＬＥＤ１２との間に拡散板１３とほぼ平行に配設された第２拡散板３０を備えている。拡散板１３の外面上には黒色塗料で形成された光吸収層３２が設けられている。光吸収層３２は、透過反射層１６の暗部２２と対向する位置に形成されている。この照明装置１０の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一である。

上記のように構成された照明装置１０によれば、第２拡散板１３により光の拡散機能が向上する。これにより、照明装置をさらに薄く形成することが可能となる。また、光吸収層３２により外部光によるコントラストの劣化を防ぐことができる。そのため、例えば、野外などの比較的明るい場所で照明装置１０を使用する場合にも、非常に見易い高品質な照明装置を提供することができる。

上述した実施形態において、拡散板１３、第２拡散板３０として、乳白色の拡散板を使用しているが、拡散機能を持たない透明な樹脂板を使用してもほぼ同じような効果を得ることが出来る。ただしこの場合、照明装置の消灯時に内部が透けて見えることになるため、例えば、明部の少ない照明装置などに適しており、デザインなどにより適宜選択すればよい。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係る照明装置について説明する。
図８は、第４の実施形態に係る照明装置を示す断面図である。照明装置１０は、拡散板１３の内面上に形成された透過反射層１６と、拡散板１３の外面上に形成された各種色波長を吸収する色吸収塗料で形成された光吸収層１４とを設けている。光吸収層１４が無い状態では、拡散板１３の輝度は透過反射層１６によりほぼ均一に調整されており、これに光吸収層１４による図柄などが描かれている。この照明装置１０の他の構成は、前述した第１の実施形態と同一である。このような構成によれば、照明装置１０を薄型化するとともに均一輝度の背景に図柄を描くことができ、非常に見やすい図柄を表示することができる。

また、実施形態における透過反射層１６や光吸収層３２については、印刷により形成し、あるいは、シート状のものを貼り付けるなどしてもよく、これらの形成方法により限定をうけるものではない。特に、シート状のものを貼り付ける場合には、張替えが可能となり、基材となる拡散板まで取りかえる必要がなくなる。そのため、ランニングコストを低く抑えられる長所がある。

ＬＥＤ１２は、白色のものでも、単色のものでも適用可能であり、ＬＥＤ１２の種類に関して限定を受けるものではなく、例えば、白色のＬＥＤを使用した場合には白色にひかり、赤色のＬＥＤを使用した場合には赤色にひかる表示用照明装置をそれぞれ得ることができる。さらに、複数色のＬＥＤ１２を場所により使い分けることで色鮮やかな表示も可能となるなど、デザインなどにより適宜選択すればよい。

上述した実施形態では、光源は点光源であるＬＥＤを用いていたが、これに限らず、例えば線光源である陰極線管を用いてもよく、光源の形状や種類により限定を受けることはない。

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、ガイド板に設けられた吸気孔の形状、数等は、上述した実施形態に限定されることなく、必要に応じて変更可能である。検査対象は、紙幣に限らず、種々の紙葉類に適用することが可能である。

１０…照明装置、１１…下面反射板、１２…ＬＥＤ、１３…拡散板、１５…側壁、
１６…透過反射層、１７…光透過領域、１８…光反射領域、３０…第２拡散板、
３２…光吸収層

Claims (10)

1. 光源と、
   光を透過する光透過領域と光を反射する光反射領域とを有し、前記光源に対向して設けられた透過反射層と、を備え、
   前記透過反射層は、前記光透過領域と光反射領域との面積比により透過率を制御するパターンが施され、第１輝度均一部と、この第１輝度均一部と輝度の異なる第２輝度部と、を有している照明装置。
2. 前記透過反射層により形成された２段階以上の均一輝度部を発光面に有している請求項１記載の照明装置。
3. 前記透過反射層は、前記光反射領域が無いか、小さい比率に形成され、輝度の高い輝度明部を有している請求項１記載の照明装置。
4. 前記透過反射層は、前記光透過領域が無いか、小さい比率に形成され、輝度の低い輝度暗部を有している請求項１記載の照明装置。
5. 前記透過反射層は、光を拡散透過する拡散シートまたは拡散板上に形成されている請求項１記載の照明装置。
6. 前記透過反射層は、シート状に形成されている請求項１の記載の照明装置。
7. 前記透過反射層の光反射領域は拡散反射性を有する請求項１記載の照明装置。
8. 前記透過反射層は、輝度の高い明部と、この明部よりも輝度の低い暗部との２段階の均一輝度部を有し、前記透過反射層の表面上の前記暗部に対応する一部もしくは全部に、光の一部もしくは全部を吸収する吸収層が形成されている請求項１に記載の照明装置。
9. 前記照明装置はさらに光吸収層を有し、前記透過反射層により前記光吸収層が無い場合の照明装置の発光面輝度を均一とし、かつ、前記光吸収層により文字や図柄を発光面に表示させていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
10. 前記光源は、発光面に対向して配置された点状の光源である請求項１ないし９のいずれか１項に記載の照明装置。

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