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JP2014096348A - Lighting device - Google Patents

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JP2014096348A
JP2014096348A JP2013139656A JP2013139656A JP2014096348A JP 2014096348 A JP2014096348 A JP 2014096348A JP 2013139656 A JP2013139656 A JP 2013139656A JP 2013139656 A JP2013139656 A JP 2013139656A JP 2014096348 A JP2014096348 A JP 2014096348A
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JP
Japan
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light
guide plate
light guide
groove
bending portion
Prior art date
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Pending
Application number
JP2013139656A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Murakami
忠史 村上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2013139656A priority Critical patent/JP2014096348A/en
Publication of JP2014096348A publication Critical patent/JP2014096348A/en
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Abstract

【課題】導光板内からの光の漏れを抑えて高効率とすることができる照明装置を提供する。
【解決手段】導光板13は、LED素子の光が入射される光入射部21と、光入射部21から入射された光をLED素子の光軸方向と交差する導光方向に屈曲させる光屈曲部22と、光屈曲部22により屈曲された光を射出する光出射部23とを備える。光屈曲部22は、導光方向から見た状態でV字状をなす溝部22aが導光方向に沿って形成される。
【選択図】図2
Provided is a lighting device capable of suppressing light leakage from the inside of a light guide plate and achieving high efficiency.
A light guide plate includes: a light incident portion on which light from an LED element is incident; and light bending that causes light incident from the light incident portion to bend in a light guide direction that intersects an optical axis direction of the LED element. And a light emitting part 23 that emits the light bent by the light bending part 22. The light bending portion 22 is formed with a groove portion 22a having a V shape in the light guide direction as viewed from the light guide direction.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、導光板を用いて光源の光を導光する照明装置に関するものである。   The present invention relates to an illumination device that guides light from a light source using a light guide plate.

従来、導光板を用いた照明装置は、例えば有底筒状のハウジング内にLED素子等の光源と、この光源と対向する導光板とを備え、導光板の光出射部から光が出射されることで光が点るようになっている(例えば特許文献1参照)。このような照明装置としては、LED素子等の光源をハウジング側に実装し、導光板内に入射された光の光路を屈曲させて導光方向に導くものが知られている。具体的には、導光板の外縁部を湾曲形状とさせることで、光を全反射させやすくしている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an illumination device using a light guide plate includes a light source such as an LED element in a bottomed cylindrical housing and a light guide plate facing the light source, and light is emitted from a light emitting portion of the light guide plate. As a result, light comes on (see, for example, Patent Document 1). As such an illuminating device, a device in which a light source such as an LED element is mounted on the housing side, and a light path of light incident on the light guide plate is bent and guided in the light guide direction is known. Specifically, by making the outer edge portion of the light guide plate have a curved shape, it is easy to totally reflect light.

特開2004−319164号公報JP 2004-319164 A

ところで、上記のような照明装置では、単に導光板の外縁部を湾曲形状とすることで、その湾曲形状の外縁部で導光板内に入射された光を屈曲(全反射)させている。しかしながら、導光板の屈折率が1.5前後であると仮定すると、導光板厚みの5倍以上の曲率半径で屈曲しなければ漏れ光が発生して効率の面で改善の余地が残されている。   By the way, in the illuminating device as described above, the outer edge portion of the light guide plate is simply curved, and the light incident on the light guide plate is bent (totally reflected) at the outer edge portion of the curved shape. However, if it is assumed that the refractive index of the light guide plate is around 1.5, leakage light is generated unless the light guide plate is bent at a radius of curvature more than five times the thickness of the light guide plate, leaving room for improvement in terms of efficiency. Yes.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、導光板内からの光の漏れを抑えて高効率とすることができる照明装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an illuminating device that can suppress the leakage of light from the light guide plate and achieve high efficiency.

上記課題を解決するために、照明装置は、光源と、該光源から出射される光を導光する導光板とを有する照明装置であって、前記導光板は、前記光源の光が入射される光入射部と、前記光入射部から入射された光の少なくとも一部を前記光源の光軸方向と交差する導光方向に屈曲させる光屈曲部と、前記光屈曲部により屈曲された光を射出する光出射部とを備え、前記光屈曲部は、前記導光方向から見た状態でV字状をなす溝部が前記導光方向に沿って形成されることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the lighting device includes a light source and a light guide plate that guides light emitted from the light source, and the light guide plate receives light from the light source. A light incident portion, a light bending portion that bends at least a part of light incident from the light incident portion in a light guide direction intersecting an optical axis direction of the light source, and light emitted by the light bending portion is emitted. The light bending portion is characterized in that a groove portion having a V shape is formed along the light guide direction when viewed from the light guide direction.

また上記構成において、前記溝部は、その頂角が80〜110度となるように形成されることが好ましい。
また上記構成において、前記溝部は、前記導光板の中央側ほど浅くなるように形成されることが好ましい。
Moreover, the said structure WHEREIN: It is preferable that the said groove part is formed so that the vertex angle may be 80-110 degree | times.
Moreover, the said structure WHEREIN: It is preferable that the said groove part is formed so that the center side of the said light-guide plate may become shallow.

また上記構成において、前記光源は、LED素子を複数配設して構成され、前記溝部は、LED素子の配設方向に複数形成されることが好ましい。
また上記構成において、前記溝部は、前記LED素子と対応する位置に形成されることが好ましい。
In the above configuration, it is preferable that the light source includes a plurality of LED elements, and a plurality of the groove portions are formed in the LED element arranging direction.
Moreover, the said structure WHEREIN: It is preferable that the said groove part is formed in the position corresponding to the said LED element.

また上記構成において、前記導光板は、前記光屈曲部の溝部が外縁部全体にわたって形成されることが好ましい。
また上記構成において、前記導光板は、前記溝部が複数形成されてなる前記光屈曲部と、前記溝部間に形成されて一部の光を前記導光方向に屈曲させて導光させつつ残りの光を外部に漏らす部分光屈曲部とを備えることが好ましい。
Moreover, the said structure WHEREIN: As for the said light guide plate, it is preferable that the groove part of the said light bending part is formed over the whole outer edge part.
Further, in the above configuration, the light guide plate includes the light bending portion formed by a plurality of the groove portions, and the remaining portions of the light guide plate that are formed between the groove portions and bent in the light guide direction to guide light. It is preferable to include a partial light bending portion that leaks light to the outside.

また上記構成において、少なくとも前記部分光屈曲部と対向する位置に拡散部材が設けられることが好ましい。
また上記構成において、前記溝部は、拡散性を有し、一部の光が前記導光板の外部に漏れる態様で構成されることが好ましい。
In the above configuration, it is preferable that a diffusion member is provided at least at a position facing the partial light bending portion.
Moreover, the said structure WHEREIN: It is preferable that the said groove part has a diffusibility, and is comprised in the aspect which a part of light leaks outside the said light-guide plate.

また上記構成において、前記溝部と対向する位置に拡散部材が設けられることが好ましい。
また上記構成において、前記光源が設けられる基板及び前記導光板を固定する筐体と、筐体の開口部を覆うように設けられる拡散透過板とを備えることが好ましい。
In the above configuration, it is preferable that a diffusing member is provided at a position facing the groove.
In the above-described configuration, it is preferable to include a substrate on which the light source is provided and a housing for fixing the light guide plate, and a diffusion transmission plate provided so as to cover an opening of the housing.

本発明によれば、照明装置は、導光板内からの光の漏れを抑えて高効率とすることができる。   According to the present invention, the illuminating device can be highly efficient by suppressing light leakage from the light guide plate.

第1実施形態における照明装置の斜視図である。It is a perspective view of the illuminating device in 1st Embodiment. 同上における照明装置の導光板の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of light guide plate of the illuminating device same as the above. 同上における導光板の光屈曲部について説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the light bending part of the light-guide plate in the same as the above. (a)は溝部を有しない構成の導光板を用いた場合の光を模式的に示す模式図であり、(b)は溝部を有する構成の導光板を用いた場合の光を模式的に示す模式図である。(A) is a schematic diagram schematically showing light when a light guide plate having a groove portion is used, and (b) schematically showing light when a light guide plate having a groove portion is used. It is a schematic diagram. 溝部における光の屈曲について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the bending of the light in a groove part. 溝部における光の屈曲について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the bending of the light in a groove part. 溝部における光の屈曲について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the bending of the light in a groove part. (a)(b)は溝部の頂角について説明するための説明図である。(A) (b) is explanatory drawing for demonstrating the vertex angle of a groove part. (a)(b)は比較例の溝部の頂角について説明するための説明図である。(A) (b) is explanatory drawing for demonstrating the apex angle of the groove part of a comparative example. 導光板を有底筒状とした場合の溝部の一例について説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating an example of the groove part at the time of making a light-guide plate into a bottomed cylindrical shape. 第2実施形態における照明装置の導光板の溝部について説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the groove part of the light-guide plate of the illuminating device in 2nd Embodiment. 同上の溝部における溝部形成位置について説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the groove part formation position in a groove part same as the above. 溝部形成位置について説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating a groove part formation position. 別例における照明装置の導光板の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of light guide plate of the illuminating device in another example. 別例における照明装置の導光板の一部示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of light-guide plate of the illuminating device in another example. 別例における照明装置の筐体及びカバー部を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the housing | casing and cover part of the illuminating device in another example. 別例における照明装置の筐体及びカバー部を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the housing | casing and cover part of the illuminating device in another example. 別例における照明装置の筐体及びカバー部を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the housing | casing and cover part of the illuminating device in another example. 別例における照明装置の筐体及びカバー部を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the housing | casing and cover part of the illuminating device in another example.

(第1実施形態)
以下、照明装置の第1実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように本実施形態の照明装置10は、略円板状のベース部11上に光源としてのLED素子12と、略円板状の導光板13とを備える。
(First embodiment)
Hereinafter, 1st Embodiment of an illuminating device is described according to drawing.
As shown in FIG. 1, the illuminating device 10 of this embodiment is equipped with the LED element 12 as a light source, and the substantially disc shaped light-guide plate 13 on the substantially disc shaped base part 11. As shown in FIG.

図1に示すようにLED素子12は、前記ベース部11の外縁側の下面11aに周方向に等間隔で複数(本実施形態の場合16個)設けられる。LED素子12は、前記ベース部11とは反対側の光出射側において導光板13と対向配置される。   As shown in FIG. 1, a plurality (16 in the case of this embodiment) of LED elements 12 are provided at equal intervals in the circumferential direction on the lower surface 11 a on the outer edge side of the base portion 11. The LED element 12 is disposed opposite to the light guide plate 13 on the light emitting side opposite to the base portion 11.

図1〜図3に示すように導光板13は、有底円筒状をなし、光入射部21と、光屈曲部22と、光出射部23とを備える。
図3に示すように導光板13の光入射部21は、円板状の導光板13の開口側の端部(端面)であり、この端部が前記LED素子12と対向配置されてLED素子12から出射される光が入射されるようになっている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the light guide plate 13 has a bottomed cylindrical shape, and includes a light incident part 21, a light bending part 22, and a light emitting part 23.
As shown in FIG. 3, the light incident portion 21 of the light guide plate 13 is an end portion (end surface) on the opening side of the disc-shaped light guide plate 13, and this end portion is arranged to face the LED element 12 to be an LED element. Light emitted from 12 is made incident.

図2及び図3に示すように、光屈曲部22は、前記光入射部21で入射された光を屈曲させて(光の進行方向を変えて)前記LED素子12の光軸L1と略直交する導光方向L2へ導く構造である。また、図2に示すように光屈曲部22は、前記導光方向L2からみてV字状の溝部22aが前記導光方向L2に沿って形成されている。溝部22aは、LED素子12の配設方向(周方向)に複数形成される。溝部22aは、2つの平面22bをV字状に交差させ、その頂角θ1が図8(a)(b)に示すように略80〜110度の範囲となるように構成され、これより図9(a)(b)に示すように頂角θ1をこれより広い範囲とすると光のもれが生じる。また溝部22aの頂角θ1が90度とすることがより好ましい。ちなみに、図3において示す光軸L1は前記LED素子12の光の大まかな方向を示すものである。   As shown in FIGS. 2 and 3, the light bending portion 22 bends the light incident on the light incident portion 21 (changes the light traveling direction) and is substantially orthogonal to the optical axis L <b> 1 of the LED element 12. In this structure, the light is guided in the light guide direction L2. Further, as shown in FIG. 2, the light bending portion 22 has a V-shaped groove portion 22a formed along the light guide direction L2 when viewed from the light guide direction L2. A plurality of the groove portions 22a are formed in the arrangement direction (circumferential direction) of the LED elements 12. The groove 22a is configured so that the two flat surfaces 22b intersect each other in a V shape, and the apex angle θ1 is in the range of approximately 80 to 110 degrees as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b). As shown in 9 (a) and 9 (b), light leakage occurs when the apex angle θ1 is in a wider range. The apex angle θ1 of the groove 22a is more preferably 90 degrees. Incidentally, the optical axis L1 shown in FIG. 3 shows the rough direction of the light of the LED element 12.

光出射部23は、前記光屈曲部22で略90度屈曲されて導光された光が出射される出射面である。この光出射部23の裏面24は、拡散性の印刷や微細な溝等が形成されて、光を拡散する表面処理が施されている。このため、光出射部23から、前記裏面24により一部の光が拡散されて射出されることとなる。ちなみに、導光板13各部における導光される光の強さに応じて裏面24の表面処理の密度を調整することで、光出射部23全体を均一に発光させることが可能である。   The light emitting portion 23 is an exit surface from which light guided by being bent by approximately 90 degrees at the light bending portion 22 is emitted. The back surface 24 of the light emitting portion 23 is subjected to surface treatment for diffusing light by forming diffusible printing, fine grooves, and the like. For this reason, a part of light is diffused and emitted from the light emitting portion 23 by the back surface 24. Incidentally, by adjusting the density of the surface treatment of the back surface 24 according to the intensity of light guided in each part of the light guide plate 13, it is possible to make the entire light emitting part 23 emit light uniformly.

次に、本実施形態の照明装置10の導光板13の作用を説明する。
ここで、導光板13はアクリル、ポリカーボネート、ポリスチレンなどの樹脂やガラスなどの透明材料が用いられるため、その屈折率は概ね1.4〜1.8程度である。このとき、導光板13内部から空気(屈折率≒1)中へ光が射出されずに導光される臨界角θ2は次式で表される。
Next, the effect | action of the light-guide plate 13 of the illuminating device 10 of this embodiment is demonstrated.
Here, since the light guide plate 13 is made of a transparent material such as a resin such as acrylic, polycarbonate, or polystyrene, or glass, the refractive index is approximately 1.4 to 1.8. At this time, the critical angle θ2 in which light is guided without being emitted from the light guide plate 13 into the air (refractive index≈1) is expressed by the following equation.

θ2=Arcsin(1/n)
n:屈折率
上式より、臨界角θ2は33〜45.6度である。このため、図3に示すように導光板13の法線HL1〜HL3と光線A〜Cの角度が前記臨界角θ2より小さくなると、導光板13から光が漏れることとなる。また、例えば大きな光束を必要とする照明装置では、図3に示すように光束を増やすために個々のLED素子12が大きくなる一方で、導光板13は軽量にしたいためできるだけ薄型に設計される。したがって、導光板13の厚みとLED素子12の大きさは図3のように近い寸法となる。そのため、図3に示す光線A〜Cなどの光は溝部22aを有しない光屈曲部22で屈曲できずに漏れ光となってしまう。
θ2 = Arcsin (1 / n)
n: Refractive index From the above formula, the critical angle θ2 is 33 to 45.6 degrees. For this reason, as shown in FIG. 3, when the angles of the normal lines HL1 to HL3 of the light guide plate 13 and the light rays A to C are smaller than the critical angle θ2, light leaks from the light guide plate 13. For example, in an illuminating device that requires a large luminous flux, the individual LED elements 12 become larger to increase the luminous flux as shown in FIG. 3, while the light guide plate 13 is designed to be as thin as possible in order to reduce the weight. Therefore, the thickness of the light guide plate 13 and the size of the LED element 12 are close to each other as shown in FIG. Therefore, light such as the light rays A to C shown in FIG. 3 cannot be bent by the light bending portion 22 that does not have the groove portion 22a and becomes leaked light.

そこで、光屈曲部22の外面にV字状の溝部22aが形成されると、図4(a)に示すように全反射されずに漏れていた光を、図4(b)に示すように全反射することができる。ここで図5〜図7を用いて、導光板13内部の光がV字状の溝部22aに入射したときの光の挙動を説明する。なお、光の挙動の理解を容易とすべく、前記導光板13とは形状の異なる導光体Xの平面方向にV字状の溝部22aを複数形成した構造として説明する。前述したように、V字状の溝部22aがないと、図7において矢印付き破線で示した方向に光が導光体Xから漏れる。しかしV字状の溝部22aを有するため、導光体Xの法線と入射光線のなす角度が大きくなって臨界角θ2(図8参照)が見かけ上小さくなり、全反射されることとなる。この例及び前記導光板13のV字状の溝部22aの頂角θ1が90度であるのと、溝部22aの平面22bとLED素子12の光軸とがなす角度が略45度とされる。また、溝部22aの頂角θ1が90度であることで、図5及び図6に示すように光の方向も乱されにくい。   Therefore, when the V-shaped groove portion 22a is formed on the outer surface of the light bending portion 22, the light leaked without being totally reflected as shown in FIG. 4 (a), as shown in FIG. 4 (b). Total reflection is possible. Here, the behavior of light when light inside the light guide plate 13 enters the V-shaped groove 22a will be described with reference to FIGS. In order to facilitate understanding of the behavior of light, a description will be given of a structure in which a plurality of V-shaped groove portions 22a are formed in the planar direction of the light guide X having a shape different from that of the light guide plate 13. As described above, if there is no V-shaped groove 22a, light leaks from the light guide X in the direction indicated by the broken line with an arrow in FIG. However, since the V-shaped groove 22a is provided, the angle formed between the normal line of the light guide X and the incident light beam is increased, the critical angle θ2 (see FIG. 8) is apparently reduced, and the light is totally reflected. When the apex angle θ1 of the V-shaped groove 22a of the light guide plate 13 and this example is 90 degrees, the angle formed by the flat surface 22b of the groove 22a and the optical axis of the LED element 12 is approximately 45 degrees. Further, since the apex angle θ1 of the groove 22a is 90 degrees, the direction of light is hardly disturbed as shown in FIGS.

次に、本実施形態の効果を記載する。
(1)導光板13は、LED素子12の光が入射される光入射部21と、光入射部21から入射された光をLED素子12の光軸L1と交差する導光方向L2に屈曲させる光屈曲部22と、光屈曲部22により屈曲された光を射出する光出射部23とを備える。光屈曲部22は、導光方向L2から見た状態でV字状をなす溝部22aが導光方向L2に沿って形成される。この溝部22aによって光が全反射されて導光板13中心の光出射部23側に集光されやすいため、導光板13内からの光の漏れを抑えて高効率とすることができる。
Next, the effect of this embodiment will be described.
(1) The light guide plate 13 bends the light incident part 21 where the light of the LED element 12 is incident and the light incident direction L2 intersecting the optical axis L1 of the LED element 12 with the light incident from the light incident part 21. The light bending part 22 and the light emission part 23 which inject | emits the light bent by the light bending part 22 are provided. The light bending portion 22 is formed with a groove portion 22a having a V shape when viewed from the light guide direction L2 along the light guide direction L2. Since the light is totally reflected by the groove portion 22a and is easily collected on the light emitting portion 23 side at the center of the light guide plate 13, leakage of light from the light guide plate 13 can be suppressed and high efficiency can be achieved.

(2)溝部22aは、その頂角θ1が80〜110度となるように形成されるため、溝部22aにおいて光を全反射し易くなるため、光の漏れを抑えることができる。また、頂角θ1を略90度とすることで、光の方向の乱れることを抑えることができる。   (2) Since the groove portion 22a is formed such that the apex angle θ1 is 80 to 110 degrees, it is easy to totally reflect light in the groove portion 22a, and thus light leakage can be suppressed. Further, by setting the apex angle θ1 to approximately 90 degrees, it is possible to suppress the disturbance of the light direction.

(3)溝部22aは、複数形成されるため、LED素子12から出射される光の広い範囲に対応することが可能となり、より光の漏れを抑えることができる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の照明装置について説明する。
(3) Since a plurality of groove portions 22a are formed, it is possible to correspond to a wide range of light emitted from the LED element 12, and light leakage can be further suppressed.
(Second Embodiment)
Next, the illuminating device of 2nd Embodiment is demonstrated.

本実施形態の照明装置では、上記第1実施形態の照明装置と比較して導光板の形状が異なるため、主にその差異について説明し、第1実施形態と同様の構成については同一の部材番号を付して説明の一部又は全部を割愛する。   In the illumination device of the present embodiment, the shape of the light guide plate is different from that of the illumination device of the first embodiment. Therefore, the difference is mainly described, and the same member numbers are used for the same configurations as in the first embodiment. A part or all of the explanation is omitted.

図11に示すように本実施形態の導光板31は、第1実施形態の導光板13同様に、光入射部21と、光屈曲部22と、光出射部23とを備える。本実施形態では、本実施形態では導光板31は、前記光入射部21と光出射部23の裏面24(図3参照)とが同一平面上となるように構成される。   As shown in FIG. 11, the light guide plate 31 of the present embodiment includes a light incident portion 21, a light bending portion 22, and a light emitting portion 23, similarly to the light guide plate 13 of the first embodiment. In the present embodiment, in this embodiment, the light guide plate 31 is configured such that the light incident portion 21 and the back surface 24 (see FIG. 3) of the light emitting portion 23 are on the same plane.

図11に示すように光屈曲部22はV字状の溝部32を有する。この溝部32は、その深さが導光板31の光出射部23側ほど浅くなるように形成される。また、溝部32は、光屈曲部22のうちで溝部32がなくても全反射が始まる位置まで形成されている。ここで「溝部32がなくても全反射が始まる位置」について定義する。ただし、光屈曲部22形状および導光板31(導光体)の屈折率によっても異なる。図12に示すようにLED素子12の導光板31の中心側における発光部端点の垂線PL1に対して、同端点から出射される光のうちで例えば最も外側の光路Dの導光板31側への傾き角をθ3とする。そして、光路Dのうちで光屈曲部22によって反射した光線D1と導光板31外面の交点IPにおける導光板31外面の接線TLの傾き角をθ4とするとき、θ3+θ4が導光板31の臨界角より大きければ全反射が始まる。このため、次のような関係となる。   As shown in FIG. 11, the light bending portion 22 has a V-shaped groove portion 32. The groove portion 32 is formed so that the depth thereof becomes shallower toward the light emitting portion 23 side of the light guide plate 31. Further, the groove 32 is formed up to the position where total reflection starts in the light bent portion 22 even without the groove 32. Here, the “position where total reflection starts even without the groove 32” is defined. However, it also differs depending on the shape of the light bending portion 22 and the refractive index of the light guide plate 31 (light guide). As shown in FIG. 12, with respect to the perpendicular PL1 of the light emitting portion end point on the center side of the light guide plate 31 of the LED element 12, among the light emitted from the end point, for example, to the light guide plate 31 side of the outermost optical path D The inclination angle is θ3. When the inclination angle of the tangent TL of the outer surface of the light guide plate 31 at the intersection IP of the light beam D1 reflected by the light bending portion 22 in the optical path D and the outer surface of the light guide plate 31 is θ4, θ3 + θ4 is greater than the critical angle of the light guide plate 31. If it is larger, total reflection starts. For this reason, the relationship is as follows.

θ3+θ4<Arcsin(1/n)
n:導光板の屈折率
即ち、上記式を満たす交点IPより導光板31の中心側ではV字状の溝部32がなくても全反射するということである。このため、前記交点IPまで溝部32を形成することで光の漏れを抑えることが可能となる。
θ3 + θ4 <Arcsin (1 / n)
n: Refractive index of the light guide plate That is, the light is totally reflected even if there is no V-shaped groove 32 on the center side of the light guide plate 31 from the intersection IP satisfying the above formula. For this reason, it is possible to suppress light leakage by forming the groove 32 up to the intersection point IP.

次に、本実施形態の照明装置の作用を説明する。
本実施形態の照明装置の導光板31は、導光板31の中心側ほど溝部32の深さが浅くなるように形成される。ここで、V字状の溝部の深さが一定の場合には、V字状の溝部の終端において高さが急激に変化する。このような箇所では導光されている光の挙動が急激に変わるため、その境界部(溝部終端)で輝度ムラの発生が起きる。しかしながら、前述したように、本実施形態の溝部32は導光板31の中心側ほど深さが浅くなるように形成されるため、溝部32の終端における形状変化を抑えて輝度ムラの発生を抑えることができる。
Next, the operation of the illumination device of this embodiment will be described.
The light guide plate 31 of the lighting device of the present embodiment is formed such that the depth of the groove portion 32 becomes shallower toward the center of the light guide plate 31. Here, when the depth of the V-shaped groove is constant, the height changes abruptly at the end of the V-shaped groove. In such a place, the behavior of the light being guided changes abruptly, so that luminance unevenness occurs at the boundary (groove end). However, as described above, the groove portion 32 of the present embodiment is formed so that the depth becomes shallower toward the center side of the light guide plate 31, so that the change in shape at the end of the groove portion 32 is suppressed and the occurrence of luminance unevenness is suppressed. Can do.

以上、説明したように本実施形態の照明装置では、第1実施形態の(1)(2)の効果に加えて、以下の効果を奏する。
(3)溝部32は、導光板31の中央側ほど浅くなるように形成されるため、溝部32の導光板31の中央側の境界部分における断面形状の急激な変化を抑えることができる。これにより、この境界部での光の挙動を急激に変化されるといったことが抑えられるため、輝度ムラの発生を抑えることができる。
As described above, the lighting device of the present embodiment has the following effects in addition to the effects (1) and (2) of the first embodiment.
(3) Since the groove portion 32 is formed so as to be shallower toward the center side of the light guide plate 31, it is possible to suppress a sudden change in the cross-sectional shape at the boundary portion of the groove portion 32 on the center side of the light guide plate 31. Thereby, since it is possible to suppress a sudden change in the behavior of light at the boundary portion, it is possible to suppress the occurrence of luminance unevenness.

なお、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、特に言及していないが、前記溝部は、LED素子の配設方向に複数形成されることが好しい。特に、LED素子12と対応する位置に形成することが好ましい。このとき、溝部22a,32は、図13に示すようにLED素子12の配設方向(紙面左右方向)において溝部22a,32がないと光漏れが起こる部分にのみ形成される。具体的には、LED素子12の配設方向において溝部22a,32がないと光漏れが起こる範囲をαとし、導光板13,31の屈折角をnとすると、α<Arcsin(1/n)の関係になる範囲に溝部22a,32を形成する。
In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
In each of the above embodiments, although not particularly mentioned, it is preferable that a plurality of the groove portions are formed in the LED element arrangement direction. In particular, it is preferably formed at a position corresponding to the LED element 12. At this time, as shown in FIG. 13, the groove portions 22a and 32 are formed only in a portion where light leakage occurs if the groove portions 22a and 32 are not provided in the arrangement direction of the LED element 12 (left and right direction on the paper surface). Specifically, assuming that the range in which light leakage occurs without the groove portions 22a and 32 in the arrangement direction of the LED element 12 is α and the refraction angle of the light guide plates 13 and 31 is n, α <Arcsin (1 / n) The groove portions 22a and 32 are formed in a range that satisfies the above relationship.

・上記各実施形態では、光屈曲部22の溝部22a,32が導光板13,31の外縁部の一部に形成する構成としたが、これに限らず、図14に示すように導光板13の外縁部の全体にわたって溝部22aを形成してもよい。   In each of the above embodiments, the groove portions 22a and 32 of the light bending portion 22 are formed in a part of the outer edge portion of the light guide plates 13 and 31, but this is not a limitation, and the light guide plate 13 is not limited to this. You may form the groove part 22a over the whole outer edge part.

・上記各実施形態では、導光板13を、円板状(導光板13の光出射部23と直交する方向から見て円形状)を成すように構成したが、これに限らず、正方形や矩形などの多角形状としてもよい。要は、図10に示すように光屈曲部22に溝部22aを形成して、LED素子12の光軸L1から導光方向L2に導光させる構成であればいずれの形状であっても適用可能である。   In each of the above embodiments, the light guide plate 13 is configured to have a disk shape (a circular shape when viewed from the direction orthogonal to the light emitting portion 23 of the light guide plate 13). It is good also as polygonal shapes, such as. In short, any shape can be applied as long as the groove 22a is formed in the light bending portion 22 as shown in FIG. 10 and the light is guided in the light guide direction L2 from the optical axis L1 of the LED element 12. It is.

・上記各実施形態では、特に言及していないが、導光板13の光出射部23と対向する位置に、より光を均一にするために拡散板や拡散シートが設置してもよい。また、導光板13の光出射部23とは反対側のベース部11に高い反射率を持つ反射板を設置したり、ベース部11自体に白色塗装や鏡面処理を施してもよい。   In each of the above embodiments, although not particularly mentioned, a diffusion plate or a diffusion sheet may be installed at a position facing the light emitting portion 23 of the light guide plate 13 in order to make the light more uniform. Further, a reflecting plate having a high reflectance may be installed on the base portion 11 opposite to the light emitting portion 23 of the light guide plate 13, or white coating or mirror surface treatment may be applied to the base portion 11 itself.

・上記各実施形態では、LED素子12を光源として採用したが、光源はこれに限らない。例えばLED素子12の代わりに直管型の冷陰極蛍光ランプ(CCFL)などを光源として採用してもよい。また、有機EL素子(OLED)を光源として用いてもよい。   In each of the above embodiments, the LED element 12 is used as a light source, but the light source is not limited to this. For example, instead of the LED element 12, a straight tube type cold cathode fluorescent lamp (CCFL) or the like may be employed as the light source. Moreover, you may use an organic EL element (OLED) as a light source.

・上記各実施形態では、2つの平面22bを交差させてV字状の溝部22aとしたが、これに限らない。例えば、平面22bでなく湾曲面を交差させてV字状の溝部としてもよい。   In each of the above embodiments, the two flat surfaces 22b are intersected to form the V-shaped groove 22a. However, the present invention is not limited to this. For example, the curved surface may be crossed instead of the flat surface 22b to form a V-shaped groove.

・上記各実施形態では特に言及していないが、光源としてのLED素子12並びに導光板13は、筐体とカバー部とで構成された収容空間内に備える構成を採用してもよい。筐体とカバー部との組合せは以下のようなものが考えられる。但し、以下に示す構成以外であってもよい。   Although not specifically mentioned in each of the above embodiments, the LED element 12 and the light guide plate 13 as the light source may adopt a configuration provided in an accommodation space configured by a housing and a cover portion. The following combinations of the case and the cover are conceivable. However, it may be other than the configuration shown below.

(構成S1)
図16に示すように、照明装置10の筐体40は、略平板状に形成される。筐体40の一方の平面部41には、その中央部に反射部材42が設けられ、外縁側に基板43がネジ等で固定されている。この基板43上には光源としてのLED素子12が配設される。LED素子12と対向する位置には導光板45が設けられ、この導光板45は図示しない支持部材によって筐体40内に固設される。
(Configuration S1)
As shown in FIG. 16, the housing 40 of the illumination device 10 is formed in a substantially flat plate shape. One planar portion 41 of the housing 40 is provided with a reflecting member 42 at the center thereof, and a substrate 43 is fixed to the outer edge side with screws or the like. An LED element 12 as a light source is disposed on the substrate 43. A light guide plate 45 is provided at a position facing the LED element 12, and the light guide plate 45 is fixed in the housing 40 by a support member (not shown).

筐体40には、筐体40の一方の平面部41を覆うようにカバー部46を備える。カバー部46は、有底筒状をなすため、カバー部46の底部46aと筐体40の平面部41とが離間された状態、即ち前記基板43や導光板45等が収容可能な収容空間を有する。また、カバー部46は、光を透過・拡散するように構成される。   The housing 40 includes a cover portion 46 so as to cover one flat surface portion 41 of the housing 40. Since the cover portion 46 has a bottomed cylindrical shape, the bottom portion 46a of the cover portion 46 and the flat portion 41 of the housing 40 are separated from each other, that is, an accommodation space in which the substrate 43, the light guide plate 45, and the like can be accommodated. Have. The cover 46 is configured to transmit and diffuse light.

導光板45は、例えば第1実施形態と同様に、光入射部21と、光屈曲部22と、光出射部23とを備える。光屈曲部22は、導光方向L2から見た状態でV字状をなす溝部22aが導光方向L2に沿って形成される。また、図15に示すように、導光板45は、溝部22a間に部分光屈曲部としての曲面部45aを備える構成を採用してもよい。この曲面部45aは、曲面形状をなし、導光板45内を通った光の一部が全反射され、残りの光が漏れるように構成されることが好ましい。このような構成とすることで、透過性を有するカバー部46の底部46aの外縁部46bや、外縁部46bの端部から延出形成された側壁部46cからカバー部46外部に光R2,R3を出射することが可能となる。また、曲面部45aによって全反射された光R1がカバー部46の底部46a中央から出射される。   The light guide plate 45 includes a light incident part 21, a light bending part 22, and a light emitting part 23, for example, as in the first embodiment. The light bending portion 22 is formed with a groove portion 22a having a V shape when viewed from the light guide direction L2 along the light guide direction L2. Further, as shown in FIG. 15, the light guide plate 45 may employ a configuration including a curved surface portion 45a as a partial light bending portion between the groove portions 22a. The curved surface portion 45a preferably has a curved surface shape and is configured such that a part of the light passing through the light guide plate 45 is totally reflected and the remaining light leaks. With such a configuration, the light R2, R3 is emitted from the outer edge portion 46b of the bottom portion 46a of the transparent cover portion 46 or the side wall portion 46c formed to extend from the end portion of the outer edge portion 46b to the outside of the cover portion 46. Can be emitted. Further, the light R1 totally reflected by the curved surface portion 45a is emitted from the center of the bottom portion 46a of the cover portion 46.

また、図16に示すように、カバー部46と導光板45との間に拡散部材としての光拡散シート47を設けてもよい。光拡散シート47は、例えば、溝部22a間に設けられる部分光屈曲部としての曲面部45aと対向する位置に設けることで、曲面部45aから出射された光(漏れた光)を拡散できるため、輝度ムラの発生を抑えることができる。   As shown in FIG. 16, a light diffusion sheet 47 as a diffusion member may be provided between the cover portion 46 and the light guide plate 45. For example, the light diffusion sheet 47 can diffuse light emitted from the curved surface portion 45a (leaked light) by providing the light diffusion sheet 47 at a position facing the curved surface portion 45a as the partial light bending portion provided between the groove portions 22a. The occurrence of uneven brightness can be suppressed.

(構成S2)
図18に示すように、照明装置10の筐体50は、略有底筒状に形成される。筐体50の底部50aには、基板43がネジ等で固定されている。基板43上には光源としてのLED素子12が配設される。LED素子12と対向する位置には導光板45が設けられ、この導光板45は図示しない支持部材によって筐体50内に固設される。
(Configuration S2)
As shown in FIG. 18, the housing 50 of the lighting device 10 is formed in a substantially bottomed cylindrical shape. A substrate 43 is fixed to the bottom 50a of the housing 50 with screws or the like. An LED element 12 as a light source is disposed on the substrate 43. A light guide plate 45 is provided at a position facing the LED element 12, and the light guide plate 45 is fixed in the housing 50 by a support member (not shown).

筐体50は、その開口部50bが前記導光板45よりも広い開口とされる。筐体50は、開口部50bに、開口部50bを閉塞するカバー部52を備える。カバー部52は、平板状をなし、光を透過・拡散するように構成される。   The housing 50 has an opening 50 b wider than the light guide plate 45. The housing 50 includes a cover portion 52 that closes the opening 50b in the opening 50b. The cover 52 has a flat plate shape and is configured to transmit and diffuse light.

導光板45は、例えば第1実施形態と同様に、光入射部21と、光屈曲部22と、光出射部23とを備える。光屈曲部22は、導光方向L2から見た状態でV字状をなす溝部22aが導光方向L2に沿って形成される。また、図15に示すように、導光板45は、溝部22a間に部分光屈曲部としての曲面部45aを備える構成を採用してもよい。この曲面部45aは、曲面形状をなし、導光板45内を通った光の一部が全反射され、残りの光が漏れるように構成されることが好ましい。このような構成とすることで、透過性を有するカバー部46の底部52aの外縁部52bからカバー部46外部に光R2を出射することが可能となる。また、曲面部45aによって全反射された光R1がカバー部46の底部46a中央から出射される。   The light guide plate 45 includes a light incident part 21, a light bending part 22, and a light emitting part 23, for example, as in the first embodiment. The light bending portion 22 is formed with a groove portion 22a having a V shape when viewed from the light guide direction L2 along the light guide direction L2. Further, as shown in FIG. 15, the light guide plate 45 may employ a configuration including a curved surface portion 45a as a partial light bending portion between the groove portions 22a. The curved surface portion 45a preferably has a curved surface shape and is configured such that a part of the light passing through the light guide plate 45 is totally reflected and the remaining light leaks. With such a configuration, it is possible to emit the light R2 from the outer edge portion 52b of the bottom portion 52a of the cover portion 46 having transparency to the outside of the cover portion 46. Further, the light R1 totally reflected by the curved surface portion 45a is emitted from the center of the bottom portion 46a of the cover portion 46.

(構成S3)
図19に示すように、照明装置10の筐体60は、略有底筒状に形成される。筐体60の底部60aには、基板43がネジ等で固定されている。基板43上には光源としてのLED素子12が配設される。LED素子12と対向する位置には導光板45が設けられ、この導光板45は図示しない支持部材によって筐体60内に固設される。
(Configuration S3)
As shown in FIG. 19, the housing 60 of the lighting device 10 is formed in a substantially bottomed cylindrical shape. A substrate 43 is fixed to the bottom 60a of the housing 60 with screws or the like. An LED element 12 as a light source is disposed on the substrate 43. A light guide plate 45 is provided at a position facing the LED element 12, and the light guide plate 45 is fixed in the housing 60 by a support member (not shown).

筐体60は、一面側に孔部60bを有する閉塞板60cを備え、その孔部60b(開口部)が前記導光板45よりも狭い開口となるように構成される。
筐体60は、孔部60bに、孔部60bを閉塞するカバー部62を備える。カバー部62は、平板状をなし、光を透過・拡散するように構成される。
The housing 60 includes a closing plate 60 c having a hole 60 b on one surface side, and the hole 60 b (opening) is configured to be an opening narrower than the light guide plate 45.
The housing 60 includes a cover portion 62 that closes the hole 60b in the hole 60b. The cover part 62 has a flat plate shape and is configured to transmit and diffuse light.

このような構成においては、図14に示すように導光板13の外縁部の全体にわたって溝部22aを形成することが好ましい。この際、溝部22aを導光板13の外縁部の全体にわたって連続して形成することが好ましい。このように、溝部22aを導光板13の外縁部の全体にわたって連続して形成することで、導光板13の略中央側の光出射部23側に集光されやすいため、導光板13内からの光の漏れを抑えて高効率とすることができる。   In such a configuration, it is preferable to form the groove 22a over the entire outer edge of the light guide plate 13 as shown in FIG. At this time, it is preferable that the groove portion 22 a is continuously formed over the entire outer edge portion of the light guide plate 13. Thus, since the groove portion 22a is continuously formed over the entire outer edge portion of the light guide plate 13, the light is easily collected on the light emitting portion 23 side at the substantially central side of the light guide plate 13, so High efficiency can be achieved by suppressing light leakage.

ちなみに、上記構成S1及び構成S2において、溝部22a間に曲面部45aを設ける構成としたが、曲面部45aを省略する構成を採用してもよい。この場合、V字状の溝部22a表面に拡散処理を施すことによって、必要な場所に溝部22aから一部の光を漏らす構成を採用してもよい。拡散処理の手法としては、化学的粗化,サンドブラスト加工,金型への微小凹凸加工などで実現できる。ちなみに、溝部22aを形成することによって屈曲されて導光板45中央側(導光方向)に導光される光が、溝部22a形成前よりも多いことは言うまでもない。   Incidentally, although the curved surface portion 45a is provided between the groove portions 22a in the configuration S1 and the configuration S2, a configuration in which the curved surface portion 45a is omitted may be employed. In this case, a configuration may be adopted in which a part of light is leaked from the groove 22a to a necessary place by performing diffusion treatment on the surface of the V-shaped groove 22a. The diffusion treatment can be realized by chemical roughening, sand blasting, or micro uneven processing on the mold. Incidentally, it goes without saying that the light that is bent by forming the groove 22a and guided to the center side (light guide direction) of the light guide plate 45 is larger than before the groove 22a is formed.

また、上記構成S1では、反射部材42を設ける構成としたが、図17に示すように、反射部材42を省略した構成を採用してもよい。
また、上記構成S1では、光拡散シート47を設ける構成としたが、図17に示すように、光拡散シート47を省略した構成を採用してもよい。
In the configuration S1, the reflection member 42 is provided. However, as shown in FIG. 17, a configuration in which the reflection member 42 is omitted may be adopted.
In the configuration S1, the light diffusion sheet 47 is provided. However, as shown in FIG. 17, a configuration in which the light diffusion sheet 47 is omitted may be adopted.

・上記各実施形態並びに上記各変形例は適宜組み合わせてもよい。   -Each above-mentioned embodiment and each above-mentioned modification may be combined suitably.

10…照明装置、12…光源としてのLED素子、13,31,45…導光板、21…光入射部、22…光屈曲部、22a,32…溝部、23…光出射部、40,50,60…筐体、43…基板、45a…曲面部(部分光屈曲部)、46,52,62…カバー部(拡散透過板)、46b,52b…外縁部、47…拡散シート(拡散部材)、50b…開口部、θ1…頂角、L2…導光方向、R1,R2,R3…光。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Illuminating device, 12 ... LED element as a light source, 13, 31, 45 ... Light guide plate, 21 ... Light incident part, 22 ... Light bending part, 22a, 32 ... Groove part, 23 ... Light emitting part, 40, 50, 60 ... Case, 43 ... Substrate, 45a ... Curved surface part (partial light bending part), 46,52,62 ... Cover part (diffuse transmission plate), 46b, 52b ... Outer edge part, 47 ... Diffusion sheet (diffusion member), 50b: opening, θ1: apex angle, L2: light guide direction, R1, R2, R3: light.

Claims (11)

光源と、該光源から出射される光を導光する導光板とを有する照明装置であって、
前記導光板は、前記光源の光が入射される光入射部と、前記光入射部から入射された光の少なくとも一部を前記光源の光軸方向と交差する導光方向に屈曲させる光屈曲部と、前記光屈曲部により屈曲された光を射出する光出射部とを備え、前記光屈曲部は、前記導光方向から見た状態でV字状をなす溝部が前記導光方向に沿って形成されることを特徴とすることを特徴とする照明装置。
An illumination device having a light source and a light guide plate that guides light emitted from the light source,
The light guide plate includes a light incident portion on which light from the light source is incident, and a light bending portion that bends at least part of the light incident from the light incident portion in a light guide direction that intersects the optical axis direction of the light source. And a light emitting portion that emits light bent by the light bending portion, and the light bending portion has a V-shaped groove portion along the light guide direction when viewed from the light guide direction. An illumination device characterized by being formed.
請求項1に記載の照明装置において、
前記溝部は、その頂角が80〜110度となるように形成されることを特徴とする照明装置。
The lighting device according to claim 1.
The groove portion is formed so that an apex angle thereof is 80 to 110 degrees.
請求項1又は2に記載の照明装置において、
前記溝部は、前記導光板の中央側ほど浅くなるように形成されることを特徴とする照明装置。
The lighting device according to claim 1 or 2,
The illuminating device is characterized in that the groove portion is formed so as to be shallower toward a center side of the light guide plate.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の照明装置において、
前記光源は、LED素子を複数配設して構成され、
前記溝部は、LED素子の配設方向に複数形成されることを特徴とする照明装置。
In the illuminating device as described in any one of Claims 1-3,
The light source is configured by arranging a plurality of LED elements,
A plurality of the groove portions are formed in the arrangement direction of the LED elements.
請求項4に記載の照明装置において、
前記溝部は、前記LED素子と対応する位置に形成されることを特徴とする照明装置。
The lighting device according to claim 4.
The groove is formed at a position corresponding to the LED element.
請求項4に記載の照明装置において、
前記導光板は、前記光屈曲部の溝部が外縁部全体にわたって形成されることを特徴とする照明装置。
The lighting device according to claim 4.
In the light guide plate, the groove portion of the light bending portion is formed over the entire outer edge portion.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の照明装置において、
前記導光板は、前記溝部が複数形成されてなる前記光屈曲部と、前記溝部間に形成されて一部の光を前記導光方向に屈曲させて導光させつつ残りの光を外部に漏らす部分光屈曲部とを備えることを特徴とする照明装置。
In the illuminating device as described in any one of Claims 1-6,
The light guide plate includes the light bending portion formed by a plurality of the groove portions and the light bending portion formed between the groove portions to bend light in the light guide direction and guide the remaining light to the outside. An illumination device comprising: a partial light bending portion.
請求項7に記載の照明装置において、
少なくとも前記部分光屈曲部と対向する位置に拡散部材が設けられることを特徴とする照明装置。
The lighting device according to claim 7.
An illuminating device, wherein a diffusing member is provided at least in a position facing the partial light bending portion.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の照明装置において、
前記溝部は、拡散性を有し、一部の光が前記導光板の外部に漏れる態様で構成されることを特徴とする照明装置。
In the illuminating device as described in any one of Claims 1-6,
The said groove part has a diffusivity, and it is comprised in the aspect which a part of light leaks outside the said light-guide plate, The illumination device characterized by the above-mentioned.
請求項9に記載の照明装置において、
少なくとも前記溝部と対向する位置に拡散部材が設けられることを特徴とする照明装置。
The lighting device according to claim 9.
An illuminating device, wherein a diffusing member is provided at least at a position facing the groove.
請求項1〜10のいずれか一項に記載の照明装置において、
前記光源が設けられる基板及び前記導光板を固定する筐体と、筐体の開口部を覆うように設けられる拡散透過板とを備えたことを特徴とする照明装置。
In the illuminating device as described in any one of Claims 1-10,
An illumination device comprising: a substrate on which the light source is provided; a housing for fixing the light guide plate; and a diffusion transmission plate provided so as to cover an opening of the housing.
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