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JP2015050028A - Lighting device - Google Patents

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JP2015050028A
JP2015050028A JP2013180883A JP2013180883A JP2015050028A JP 2015050028 A JP2015050028 A JP 2015050028A JP 2013180883 A JP2013180883 A JP 2013180883A JP 2013180883 A JP2013180883 A JP 2013180883A JP 2015050028 A JP2015050028 A JP 2015050028A
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JP
Japan
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light
direction control
light source
control plate
plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP2013180883A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
谷口 幸夫
Yukio Taniguchi
幸夫 谷口
渉 降旗
Wataru Furihata
渉 降旗
大介 後藤
Daisuke Goto
大介 後藤
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.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
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  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
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Abstract

【課題】 照明装置が照射する光の面内輝度を均一に近づけるための条件を提供する。【解決手段】 照明装置1は、対向して配置され所定の発散特性を有する光源2と、光源2から照射された光を鏡面反射する反射板3と、反射板3に対向して配置され、光源2から照射された光が直接入射する直達光21及び光源2から照射された光が反射板3で反射して入射する反射光22がそれぞれ入射し、反射板3に対して反対側に光を射出する光方向制御板4と、を備え、光源2及び反射板3は、反射光22による光方向制御板4上の照度分布が中央でピークを有するように設置されることを特徴とする。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a condition for making the in-plane luminance of light irradiated by an illumination device uniform. An illuminating device (1) is disposed opposite to a light source (2) having a predetermined divergence characteristic, a reflector (3) that specularly reflects light emitted from the light source (2), and opposed to the reflector (3). The direct light 21 directly incident on the light emitted from the light source 2 and the reflected light 22 incident on the light emitted from the light source 2 after being reflected by the reflecting plate 3 are incident on the opposite side of the reflecting plate 3. A light direction control plate 4 that emits light, and the light source 2 and the reflection plate 3 are installed such that the illuminance distribution on the light direction control plate 4 by the reflected light 22 has a peak at the center. . [Selection] Figure 1

Description

本発明は、平面型の照明装置に関するものである。   The present invention relates to a planar illumination device.

近年、LEDを用いた照明装置が普及している。しかしながら、LEDは、点光源であるため、蛍光灯のように大面積の照明器具が求められている天井面又は壁面に取り付ける照明等では、あまり用いられていなかった。そこで、複数のLEDを一列に並べた細長い発光装置を薄型の筺体内部に向かい合うように配置し、表面の光方向制御板にて外部に放射させる構造の照明装置が開示されている(特許文献1及び特許文献2)。   In recent years, lighting devices using LEDs have become widespread. However, since the LED is a point light source, it has not been used so much in lighting or the like that is attached to a ceiling surface or a wall surface where a lighting device having a large area such as a fluorescent lamp is required. In view of this, there has been disclosed an illuminating device having a structure in which elongated light emitting devices in which a plurality of LEDs are arranged in a row are arranged so as to face the inside of a thin casing and are radiated to the outside by a light direction control plate on the surface (Patent Document 1). And Patent Document 2).

特許文献1及び2に記載された技術は、LEDにコリメータレンズを取り付けて発光させることで平行光を形成し、平行光を山形の散乱反射板で反射させることで、輝度分布の均一化を試みている。   The techniques described in Patent Documents 1 and 2 attempt to make the luminance distribution uniform by forming parallel light by attaching a collimator lens to the LED and causing it to emit light, and reflecting the parallel light with a mountain-shaped scattering reflector. ing.

国際公開2010−001604号公報International Publication No. 2010-001604 特開2008−060061号公報JP 2008-060061 A

一般に、照明器具は、輝度にムラが存在すると、照明された対象に照度ムラが生じるため、面内の輝度が均一であることが好ましい。例えば、特許文献1及び2に記載された技術は、LEDが発光した平行光を山形の散乱反射板で拡散させて外部に照射されるときの面内輝度を均一化したものである。   In general, when there is unevenness in luminance of a lighting fixture, unevenness in illuminance occurs in the illuminated object, and therefore it is preferable that the in-plane luminance is uniform. For example, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 make the in-plane luminance uniform when the parallel light emitted from the LED is diffused by a mountain-shaped scattering reflector and irradiated outside.

しかしながら、特許文献1及び2に開示された照明装置は、試験等によって発光角度等の条件が決められており、最適な条件を見いだすことが困難であった。また、光線追跡法等の光学シミュレーションを用いることも可能であるが、同様に、最適な条件を見いだすことが困難であった。そのため、照明装置の具体的な仕様を決定することが困難であった。さらに、光源に平行光を用い,反射板に拡散板を用いていたため、面内の輝度を均一にすることは困難であった。   However, the lighting devices disclosed in Patent Documents 1 and 2 have conditions such as a light emission angle determined by tests and the like, and it has been difficult to find the optimum conditions. In addition, it is possible to use an optical simulation such as a ray tracing method, but similarly, it is difficult to find an optimum condition. Therefore, it has been difficult to determine specific specifications of the lighting device. Furthermore, since parallel light is used for the light source and a diffuser plate is used for the reflector, it is difficult to make the in-plane luminance uniform.

本発明は、照明装置が照射する光の面内輝度を均一に近づけるための条件を提供する。特に、光源の発散特性を利用し、反射板を鏡面反射とすることにより、面内輝度を均一に近づける。   The present invention provides a condition for making the in-plane luminance of the light irradiated by the lighting device uniform. In particular, the in-plane luminance is made closer to uniform by utilizing the divergence characteristics of the light source and making the reflector a specular reflection.

本発明にかかる一実施形態の照明装置は、
対向して配置され所定の発散特性を有する光源と、
前記光源から照射された光を鏡面反射する反射板と、
前記反射板に対向して配置され、前記光源から照射された光が直接入射する直達光及び前記光源から照射された光が前記反射板で反射して入射する反射光がそれぞれ入射し、前記反射板に対して反対側に光を射出する光方向制御板と、
を備え、
前記光源及び前記反射板は、前記反射光による前記光方向制御板上の照度分布が中央でピークを有するように設置される
ことを特徴とする。
An illumination device according to an embodiment of the present invention includes:
A light source disposed oppositely and having a predetermined divergence characteristic;
A reflector that specularly reflects the light emitted from the light source;
Directly incident light that is disposed facing the reflecting plate and directly incident on the light emitted from the light source and reflected light that is incident on the light reflected from the reflecting plate is incident on the reflecting plate. A light direction control plate that emits light on the opposite side of the plate;
With
The light source and the reflection plate are installed such that an illuminance distribution on the light direction control plate by the reflected light has a peak at the center.

また、本発明にかかる一実施形態の照明装置では、
前記反射板は、前記光方向制御板に向けて凸状に形成される
ことを特徴とする。
Moreover, in the illuminating device of one Embodiment concerning this invention,
The reflection plate is formed in a convex shape toward the light direction control plate.

また、本発明にかかる一実施形態の照明装置では、
以下の式を満たす。

Figure 2015050028

ただし、
Figure 2015050028

であって、Ir(R)は、反射光による光方向制御板上の照度分布、
L0は、光方向制御板4の長さの半分、
Yは、光方向制御板4から光源2の中心までの距離、
θは、光源2の仰角、
σは、光源の配光分布の半値半幅の0.849倍、
αは、反射板3の傾斜角、
kは、比例定数、
である。 Moreover, in the illuminating device of one Embodiment concerning this invention,
The following formula is satisfied.
Figure 2015050028

However,
Figure 2015050028

Ir (R) is the illuminance distribution on the light direction control plate by the reflected light,
L0 is half the length of the light direction control plate 4,
Y is the distance from the light direction control plate 4 to the center of the light source 2,
θ is the elevation angle of the light source 2,
σ is 0.849 times the half width at half maximum of the light distribution of the light source,
α is the inclination angle of the reflector 3,
k is a proportionality constant,
It is.

本発明にかかる一実施形態の照明装置は、
対向して配置され所定の発散特性を有する光源と、
前記光源から照射された光を鏡面反射する反射板と、
前記反射板に対向して配置され、前記光源から照射された光が直接入射する直達光及び前記光源から照射された光が前記反射板で反射して入射する反射光がそれぞれ入射し、前記反射板に対して反対側に光を射出する光方向制御板と、
を備え、
前記光源及び前記反射板は、前記直達光による前記光方向制御板上の照度分布のピーク値と前記反射光による前記光方向制御板上の照度分布の中央における値が以下の式を満たすことを特徴とする。

Figure 2015050028

ただし、Idは、前記直達光による前記光方向制御板上の照度分布のピーク値、
Irは、前記反射光による前記光方向制御板上の照度分布の中央における値、
である。 An illumination device according to an embodiment of the present invention includes:
A light source disposed oppositely and having a predetermined divergence characteristic;
A reflector that specularly reflects the light emitted from the light source;
Directly incident light that is disposed facing the reflecting plate and directly incident on the light emitted from the light source and reflected light that is incident on the light reflected from the reflecting plate is incident on the reflecting plate. A light direction control plate that emits light on the opposite side of the plate;
With
In the light source and the reflector, the peak value of the illuminance distribution on the light direction control plate by the direct light and the value at the center of the illuminance distribution on the light direction control plate by the reflected light satisfy the following expressions: Features.
Figure 2015050028

However, Id is a peak value of illuminance distribution on the light direction control plate by the direct light,
Ir is a value at the center of the illuminance distribution on the light direction control plate by the reflected light,
It is.

また、本発明にかかる一実施形態の照明装置では、
以下の式を満たす。

Figure 2015050028

ただし、
Figure 2015050028

であって、Ir(R)は、反射光による光方向制御板上の照度分布、
Id(R)は、直達光による光方向制御板上の照度分布、
L0は、光方向制御板4の長さの半分、
Yは、光方向制御板4から光源2の中心までの距離、
θは、光源2の仰角、
σは、光源の配光分布の半値半幅の0.849倍、
αは、反射板3の傾斜角、
kは、比例定数、
である。 Moreover, in the illuminating device of one Embodiment concerning this invention,
The following formula is satisfied.
Figure 2015050028

However,
Figure 2015050028

Ir (R) is the illuminance distribution on the light direction control plate by the reflected light,
Id (R) is the illuminance distribution on the light direction control plate by direct light,
L0 is half the length of the light direction control plate 4,
Y is the distance from the light direction control plate 4 to the center of the light source 2,
θ is the elevation angle of the light source 2,
σ is 0.849 times the half width at half maximum of the light distribution of the light source,
α is the inclination angle of the reflector 3,
k is a proportionality constant,
It is.

本発明によれば、照明装置の具体的な仕様を求めることができ、照明装置が照射する光の面内輝度を均一に近づけることが可能となる。   According to the present invention, the specific specification of the lighting device can be obtained, and the in-plane luminance of the light emitted by the lighting device can be made to be uniform.

本発明に係る一実施形態の照明装置を示す図である。It is a figure which shows the illuminating device of one Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施形態の照明装置の光方向制御板を示す。The light direction control board of the illuminating device of one Embodiment which concerns on this invention is shown. 本発明に係る一実施形態の照明装置の面内輝度を均一に近づける概念を示す。The concept which makes the in-plane brightness | luminance of the illuminating device of one Embodiment which concerns on this invention approach uniformly is shown. 参考例1の面内輝度を示す。The in-plane luminance of Reference Example 1 is shown. 参考例2の面内輝度を示す。The in-plane luminance of Reference Example 2 is shown. 本発明に係る一実施形態の照明装置の反射光の条件1を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conditions 1 of the reflected light of the illuminating device of one Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る一実施形態の照明装置の反射板3による光源2のミラー象を示す。The mirror image of the light source 2 by the reflecting plate 3 of the illuminating device of one Embodiment which concerns on this invention is shown. 比較例1の照度分布を示す。The illuminance distribution of Comparative Example 1 is shown. 本発明に係る一実施形態の照明装置の実施例1の照度分布を示す。The illuminance distribution of Example 1 of the illuminating device of one Embodiment which concerns on this invention is shown. 比較例2の照度分布を示す。The illuminance distribution of Comparative Example 2 is shown. 本発明に係る一実施形態の照明装置の実施例2の照度分布を示す。The illumination intensity distribution of Example 2 of the illuminating device of one Embodiment which concerns on this invention is shown. 光源2がy方向において反射板3と光方向制御板4の中間にない場合の例を示す。An example in which the light source 2 is not in the middle of the reflecting plate 3 and the light direction control plate 4 in the y direction is shown.

以下、図面を参照して本発明にかかる照明装置1について説明する。   Hereinafter, a lighting device 1 according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る一実施形態の照明装置1を示す。   FIG. 1 shows an illumination device 1 according to an embodiment of the present invention.

本実施形態の照明装置1は、光源2と、反射板3と、光方向制御板4と、を備える。ここで、光方向制御板4の反射板3側の一端を原点とし、光方向制御板4の反射板3側の他端に向かう方向をx方向、反射板3に向かう方向をy方向、x,y方向に対して右手系の座標を形成する紙面に対して奥に向かう方向をz方向とする。   The illumination device 1 of the present embodiment includes a light source 2, a reflection plate 3, and a light direction control plate 4. Here, one end of the light direction control plate 4 on the reflection plate 3 side is set as the origin, the direction toward the other end of the light direction control plate 4 on the reflection plate 3 side is the x direction, the direction toward the reflection plate 3 is the y direction, and x , The direction toward the back with respect to the paper surface forming the right-handed coordinate system with respect to the y direction is defined as the z direction.

光源2は、z方向に対向して伸びる2つのLED列を用いることが好ましい。各LEDには、光配向特性を有するレンズ2aが設けられている。このレンズ2aの光配向特性は、z方向に対する輝度ムラを低減するため、z方向に対しては広くすることが好ましい。また、このレンズ2aの光配向特性は、光源2から離れた位置まで高輝度を確保するため、y方向には適度に狭いことが好ましい。   The light source 2 preferably uses two LED rows extending opposite to each other in the z direction. Each LED is provided with a lens 2a having photo-alignment characteristics. The optical orientation characteristic of the lens 2a is preferably widened in the z direction in order to reduce luminance unevenness in the z direction. Further, it is preferable that the photo-alignment characteristic of the lens 2a is moderately narrow in the y direction in order to ensure high luminance up to a position away from the light source 2.

反射板3は、光方向制御板4に対向して配置され、光源2の照射する光の一部が入射すると、光方向制御板4に向けて反射させる。反射板3は、アルミニウム又は銀等の金属反射膜を用いることが好ましい。図1に示す例の反射板3は、光源2の中間で光方向制御板4に向けて凸状に屈曲させた傾斜面を有する。なお、反射板3は、平面でもよい。   The reflection plate 3 is disposed to face the light direction control plate 4, and reflects toward the light direction control plate 4 when a part of the light emitted from the light source 2 is incident. The reflector 3 is preferably a metal reflective film such as aluminum or silver. The reflection plate 3 in the example shown in FIG. 1 has an inclined surface bent in a convex shape toward the light direction control plate 4 in the middle of the light source 2. The reflector 3 may be a flat surface.

図2は、本発明に係る一実施形態の照明装置1の光方向制御板4を示す。   FIG. 2 shows the light direction control plate 4 of the illumination device 1 according to the embodiment of the present invention.

光方向制御板4は、斜めに入射した光束を正面方向に射出する部材である。例えば、光方向制御板4は、図2(a)に示すようなプリズムシート、図2(b)に示すような散乱粒子4aを混入した拡散シートを用いることが好ましい。また、図2(c)に示すように、プリズムシートと散乱粒子4aを混入した拡散シートの両方を用いてもよい。   The light direction control plate 4 is a member that emits an obliquely incident light beam in the front direction. For example, the light direction control plate 4 is preferably a prism sheet as shown in FIG. 2A or a diffusion sheet mixed with scattering particles 4a as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 2C, both a prism sheet and a diffusion sheet mixed with the scattering particles 4a may be used.

図3は、本発明に係る一実施形態の照明装置の面内輝度を均一に近づける概念を示す。図4は、参考例1の面内輝度を示す。図5は、参考例2の面内輝度を示す。   FIG. 3 shows a concept of making the in-plane luminance of the illumination device according to the embodiment of the present invention uniform. FIG. 4 shows the in-plane luminance of Reference Example 1. FIG. 5 shows the in-plane luminance of Reference Example 2.

本実施形態の照明装置1では、光源2から光方向制御板4へ到達する2つの光を有する。図3に示すように、2つの光は、光源2が照射した光が光方向制御板4へ直接到達する直達光21及び光源2が照射した光が反射板3で反射して光方向制御板4へ到達する反射光22である。直達光21と反射光22は、それぞれ異なる位置にピークを有し、反射光22のピークは、直達光21のピークよりも光源2から遠い位置に生じる。また、直達光21と反射光22の合計分布は、直達光21と反射光22の和である。なお、この図、および以降の図において、細い実線は直達光21による照度分布を、点線は反射光22による分布を、太い実線は合計分布を表す。また、特に断らない限り、それぞれの分布は二つの光源の和を表すこととする。   The illumination device 1 of the present embodiment has two lights that reach the light direction control plate 4 from the light source 2. As shown in FIG. 3, the two light beams are a direct light 21 that the light emitted from the light source 2 directly reaches the light direction control plate 4 and a light that is emitted from the light source 2 is reflected by the reflection plate 3 so that the light direction control plate. 4 is reflected light 22 that reaches 4. The direct light 21 and the reflected light 22 have peaks at different positions, respectively, and the peak of the reflected light 22 occurs at a position farther from the light source 2 than the peak of the direct light 21. The total distribution of the direct light 21 and the reflected light 22 is the sum of the direct light 21 and the reflected light 22. In this figure and subsequent figures, the thin solid line represents the illuminance distribution by the direct light 21, the dotted line represents the distribution by the reflected light 22, and the thick solid line represents the total distribution. Unless otherwise specified, each distribution represents the sum of two light sources.

本実施形態の照明装置1では、直達光21と反射光22の合計分布を均一化させるために、2つの条件を満足させることが好ましい。   In the illumination device 1 of the present embodiment, it is preferable to satisfy two conditions in order to make the total distribution of the direct light 21 and the reflected light 22 uniform.

第1の条件は、光源2から光方向制御板4へ到達する直達光21と反射光22の合計分布が中央付近で均一になるように形成することである。この条件を満足しない場合、参考例1として示した図4のように、中央を外れた位置に2つのピークが生じてしまう。この場合、直達光21と反射光22のピークが重なってしまい、中央が暗くなり、合計分布を均一化させることが困難となる。   The first condition is to form the total distribution of the direct light 21 and the reflected light 22 reaching the light direction control plate 4 from the light source 2 so as to be uniform near the center. When this condition is not satisfied, as shown in FIG. 4 shown as Reference Example 1, two peaks are generated at positions off the center. In this case, the peaks of the direct light 21 and the reflected light 22 overlap, the center becomes dark, and it is difficult to make the total distribution uniform.

第2の条件は、第1の条件に加え、光源2から光方向制御板4へ到達する直達光21のピーク強度と反射光22のピーク強度をほぼ等しくすることである。この条件を満足しない場合、参考例2として示した図5のように、左右のピークが中央のピークと異なってしまい、合計分布を均一化させることが困難となる。   The second condition is to make the peak intensity of the direct light 21 reaching the light direction control plate 4 from the light source 2 and the peak intensity of the reflected light 22 substantially equal to the first condition. If this condition is not satisfied, the left and right peaks are different from the central peak as shown in FIG. 5 shown as the reference example 2, and it is difficult to make the total distribution uniform.

図1に示した座標において、Yは光源2の位置を示す定数である。ここでは、図1において左側の光源2による光方向制御板4の座標Xにおける照度を直達光21と反射光22に分けて考える。   In the coordinates shown in FIG. 1, Y is a constant indicating the position of the light source 2. Here, in FIG. 1, the illuminance at the coordinate X of the light direction control plate 4 by the light source 2 on the left side is divided into direct light 21 and reflected light 22.

なお、厳密には図1においてZ方向の分布も考える必要があるが、光源2が密に並んでいること、及び、Z方向の配光分布が十分に広いことを考慮すると、Z方向には均一と考えてよい。すなわち、本実施形態では、紙面内での照度分布のみを考えればよい。   Strictly speaking, it is necessary to consider the distribution in the Z direction in FIG. 1, but considering that the light sources 2 are closely arranged and the light distribution in the Z direction is sufficiently wide, It can be considered uniform. In other words, in the present embodiment, only the illuminance distribution in the paper plane needs to be considered.

まず、直達光21による照度について説明する。直達光21による照度は、以下の式(1)で与えられる。

Figure 2015050028

ただし、kは、比例係数、
G(X)は、光源2の配光特性、
D(X)は、光源2からの距離の二乗の逆数、
S(X)は、光方向制御板4に対する入射角の効果、
である。 First, the illuminance by the direct light 21 will be described. The illuminance by the direct light 21 is given by the following formula (1).
Figure 2015050028

Where k is a proportional coefficient,
G (X) is the light distribution characteristic of the light source 2,
D (X) is the reciprocal of the square of the distance from the light source 2,
S (X) is the effect of the incident angle on the light direction control plate 4,
It is.

G(X)は、以下の式(2)で表される。ここで、光源2の配光分布は、レンズを用いて配光分布を狭める場合、一般に正規分布に近似してもよいので、正規分布に従うと仮定した。

Figure 2015050028

ただし、φは、光源2から測定点Xに向かう線分がX軸となす角、
θは、光源2の仰角、
σは、正規分布の標準偏差、
である。 G (X) is represented by the following formula (2). Here, the light distribution of the light source 2 is assumed to follow a normal distribution because it may be approximated to a normal distribution in general when the light distribution is narrowed using a lens.
Figure 2015050028

However, φ is an angle formed by a line segment from the light source 2 to the measurement point X and the X axis,
θ is the elevation angle of the light source 2,
σ is the standard deviation of the normal distribution,
It is.

また、正規分布の標準偏差σと、半値半幅σhは、以下の式(3)の関係がある。

Figure 2015050028

以下、標準偏差σを用いて説明するが、光源の配向分布が正規分布から外れる場合は、半値半幅σhに置き換えて考えればよい。 Further, the standard deviation σ of the normal distribution and the half value half width σh have the relationship of the following formula (3).
Figure 2015050028

In the following description, the standard deviation σ will be used. However, if the orientation distribution of the light source deviates from the normal distribution, it can be considered by replacing it with the half-value half-width σh.

また、φは、以下の式(4)で表される。

Figure 2015050028
Φ is expressed by the following equation (4).
Figure 2015050028

次に、D(X)は、以下の式(5)で表される。式(1)及び式(5)によって、直達光21による照度Id(X)が光源2からの距離の二乗に反比例することがわかる。

Figure 2015050028
Next, D (X) is expressed by the following equation (5). From the equations (1) and (5), it can be seen that the illuminance Id (X) by the direct light 21 is inversely proportional to the square of the distance from the light source 2.
Figure 2015050028

次に、S(X)は、以下の式(6)で表される。式(1)及び式(6)によって、直達光21による照度Id(X)が入射角の余弦に比例することがわかる。

Figure 2015050028
Next, S (X) is represented by the following formula (6). It can be seen from the equations (1) and (6) that the illuminance Id (X) by the direct light 21 is proportional to the cosine of the incident angle.
Figure 2015050028

ここで、簡単のために以下のパラメータR≡X/Yを導入すると、直達光21による照度Id(X)は、以下の式(7)で与えられる。

Figure 2015050028
Here, when the following parameter R≡X / Y is introduced for the sake of simplicity, the illuminance Id (X) by the direct light 21 is given by the following equation (7).
Figure 2015050028

次に、反射光22による照度について説明する。   Next, the illuminance by the reflected light 22 will be described.

図6は、本発明に係る一実施形態の照明装置1の反射光22の条件1を説明するための図である。図7は、本発明に係る一実施形態の照明装置1の反射板3による光源2のミラー象を示す。   FIG. 6 is a diagram for explaining condition 1 of the reflected light 22 of the illumination device 1 according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 shows a mirror image of the light source 2 by the reflector 3 of the illumination device 1 according to the embodiment of the present invention.

反射光22による照度Ir(X)は、図7から、式(7)に対してY→3Y、θ→2α−θにそれぞれ置き換えればよいことがわかる。ただし、光方向制御板4から光源2までの距離と、光源2から反射板3までの距離は等しく、Yであるとする。この置き換えにより、以下の式(8)が得られる。なお、αは反射板3の傾斜角であって、0でもよい。

Figure 2015050028
It can be seen from FIG. 7 that the illuminance Ir (X) by the reflected light 22 may be replaced by Y → 3Y and θ → 2α−θ, respectively, with respect to the equation (7). However, it is assumed that the distance from the light direction control plate 4 to the light source 2 and the distance from the light source 2 to the reflection plate 3 are equal and Y. By this replacement, the following equation (8) is obtained. Α is the inclination angle of the reflecting plate 3 and may be zero.
Figure 2015050028

また、反射光の場合、R≡X/3Yとし、図6に示したIr(R)のグラフの形状を調べるために微分すると、以下の式(9)となる。

Figure 2015050028
In the case of reflected light, when R≡X / 3Y and differentiated in order to investigate the shape of the Ir (R) graph shown in FIG. 6, the following equation (9) is obtained.
Figure 2015050028

式(9)には、以下の式(10)及び式(11)のような特徴がある。

Figure 2015050028
Expression (9) has the following characteristics as Expression (10) and Expression (11).
Figure 2015050028

ただし、Rprは、以下の式(11)を満たすRである。

Figure 2015050028
However, Rpr is R satisfying the following formula (11).
Figure 2015050028

このことは、Rが増加するにつれて、Ir(R)が単調に増加し、Rpr以降は、単調に減少することを表し、Ir(R)は、唯一のピークを有することがわかる。   This indicates that Ir (R) monotonously increases as R increases, and monotonically decreases after Rpr. It can be seen that Ir (R) has a single peak.

したがって、条件1は、以下の式(13)のように与えられる。

Figure 2015050028

ただし、R0rは、光方向制御板4の中央におけるRの値であって、以下の式(14)で表す。
Figure 2015050028

ただし、L0は、光方向制御板4の長さの半分、
Yは、光方向制御板4から光源2の中心までの距離、
である。 Therefore, Condition 1 is given by the following equation (13).
Figure 2015050028

However, R0r is the value of R at the center of the light direction control plate 4, and is represented by the following formula (14).
Figure 2015050028

However, L0 is half the length of the light direction control plate 4,
Y is the distance from the light direction control plate 4 to the center of the light source 2,
It is.

式(13)の左辺は中央の照度を表し、右辺はピーク位置における照度を表す。式(13)の両辺は左側の光源2に加えて右側の光源2の寄与も考慮している。そして、この式は左辺の中央における照度が、右辺のピーク位置における照度よりも大きいことを表す。   The left side of Expression (13) represents the central illuminance, and the right side represents the illuminance at the peak position. Both sides of the equation (13) consider the contribution of the right light source 2 in addition to the left light source 2. This expression represents that the illuminance at the center of the left side is larger than the illuminance at the peak position on the right side.

以下に、条件1を満たさない比較例1と条件1を満たす実施例1の具体的な数値例を示す。ただし、Ir(R)の値は、定数である右辺最初のk/9Y2は無視して求めた。 Specific numerical examples of Comparative Example 1 that does not satisfy Condition 1 and Example 1 that satisfies Condition 1 are shown below. However, the value of Ir (R) was obtained by ignoring the first k / 9Y 2 on the right side, which is a constant.

比較例1 実施例1
L0 300mm 300mm
Y 29mm 29mm
σ 5.1deg 5.1deg
(半値半幅6degに相当)
θ 0deg 0deg
α 0deg 3deg
結果
R0 3.45 3.45
Rp 6.5 4.6
Ir(R0) 0.00014 0.0029
Ir(Rp) 0.00081 0.0045
Ir(2R0-Rp) 0.0000 0.0002
式(13)の左辺 0.00028 0.0059
式(13)の右辺 0.00081 0.0047
条件1 満たさない 満たす
(左辺<右辺) (左辺>右辺)
Comparative Example 1 Example 1
L0 300mm 300mm
Y 29mm 29mm
σ 5.1deg 5.1deg
(Equivalent to half-width half-width 6deg)
θ 0deg 0deg
α 0deg 3deg
result
R0 3.45 3.45
Rp 6.5 4.6
Ir (R0) 0.00014 0.0029
Ir (Rp) 0.00081 0.0045
Ir (2R0-Rp) 0.0000 0.0002
Left side of equation (13) 0.00028 0.0059
Right side of formula (13) 0.00081 0.0047
Condition 1 does not meet meets
(Left side <Right side) (Left side> Right side)

図8は、比較例1の照度分布を示す。図9は、本発明に係る一実施形態の照明装置の実施例1の照度分布を示す。   FIG. 8 shows the illuminance distribution of Comparative Example 1. FIG. 9 shows an illuminance distribution of Example 1 of the lighting apparatus according to the embodiment of the present invention.

Ir(R)は左側の光源2の寄与による照度分布、Ir(R)+Ir(2R0r-R)は両側の光源2の寄与による照度分布をそれぞれ表している。条件1を満たさない比較例1は、中央にピークが生じないのに対し、条件1を満たす実施例1は、中央にピークが生じている。また、反射板3に傾きαをつけることで望ましい分布に近づけることが可能であることがわかる。   Ir (R) represents the illuminance distribution due to the contribution of the left light source 2, and Ir (R) + Ir (2R0r-R) represents the illuminance distribution due to the contribution of the light sources 2 on both sides. In Comparative Example 1 that does not satisfy Condition 1, no peak occurs in the center, while in Example 1 that satisfies Condition 1, a peak occurs in the center. It can also be seen that it is possible to approximate the desired distribution by providing the reflecting plate 3 with an inclination α.

次に、第2の条件について説明する。   Next, the second condition will be described.

直達光21のピーク強度は、以下の式(15)で与えられる。

Figure 2015050028

ただし、Rpdは、直達光21のピークを与えるRであり、以下の式(16)の解である。
Figure 2015050028

また、R0dは、光方向制御板4の中央におけるRの値であって、以下の式(17)で表す。
Figure 2015050028
The peak intensity of the direct light 21 is given by the following equation (15).
Figure 2015050028

However, Rpd is R giving the peak of the direct light 21 and is a solution of the following formula (16).
Figure 2015050028

R0d is a value of R at the center of the light direction control plate 4 and is expressed by the following equation (17).
Figure 2015050028

直達光21のピークと反射光22の中央値が等しい時、すなわち、両者の比率が1.0の以下の式(18)を満たす時、照度は均一となる。

Figure 2015050028
When the peak of the direct light 21 and the median value of the reflected light 22 are equal, that is, when the ratio of the two satisfies the following formula (18), the illuminance is uniform.
Figure 2015050028

ただし、輝度比0.5〜2程度は、許容できる範囲なので、条件2としては、以下の式(19)及び式(20)が得られる。

Figure 2015050028
However, since the luminance ratio of about 0.5 to 2 is an allowable range, the following expressions (19) and (20) are obtained as the condition 2.
Figure 2015050028

なお、以下の式(21)を満たすと、より好ましい。

Figure 2015050028
In addition, it is more preferable when the following formula | equation (21) is satisfy | filled.
Figure 2015050028

以下に、条件2を満たさない比較例2と条件2を満たす実施例2の具体的な数値例を示す。ただし、Ir(R)の値は、定数である右辺最初のk/Y2は無視して求めた。 Specific numerical examples of Comparative Example 2 that does not satisfy Condition 2 and Example 2 that satisfies Condition 2 are shown below. However, the value of Ir (R) was obtained by ignoring the first k / Y 2 on the right side, which is a constant.

比較例2 実施例2
L0 300mm 300mm
Y 29mm 29mm
σ 8.49deg 8.49deg
(半値半幅10degに相当)
θ 0deg 0deg
α 0deg 5deg
結果
R0r 3.45 3.45
Rpr 3.9 2.7
Ir(R0) 0.00353 0.0166
Ir(Rpr) 0.00365 0.0200
Ir(2R0r-Rpr) 0.00292 0.0115
式(19)の左辺 0.00705 0.0332
式(19)の右辺 0.00665 0.0315
条件1 満たす 満たす

Rpd 3.9 3.9
Id(Rpd) 0.00365 0.00365
Id(2R0-2Rpd) 0.00019 0.00019
式(19)の分子 0.00385 0.00385
式(19)の分母 0.000783 0.00369
式(19)の比率 4.91 1.04
条件2 満たさない 満たす
(2<式(19)の比率) (0.5<式(19)の比率<2)
Comparative Example 2 Example 2
L0 300mm 300mm
Y 29mm 29mm
σ 8.49deg 8.49deg
(Equivalent to half-width half-width of 10deg)
θ 0deg 0deg
α 0deg 5deg
result
R0r 3.45 3.45
Rpr 3.9 2.7
Ir (R0) 0.00353 0.0166
Ir (Rpr) 0.00365 0.0200
Ir (2R0r-Rpr) 0.00292 0.0115
Left side of formula (19) 0.00705 0.0332
Right side of formula (19) 0.00665 0.0315
Condition 1 Satisfy Meet

Rpd 3.9 3.9
Id (Rpd) 0.00365 0.00365
Id (2R0-2Rpd) 0.00019 0.00019
Molecule of formula (19) 0.00385 0.00385
Denominator of equation (19) 0.000783 0.00369
Ratio of formula (19) 4.91 1.04
Condition 2 does not meet meets
(2 <ratio of equation (19)) (0.5 <ratio of equation (19) <2)

図10は、比較例2の照度分布を示す。図11は、本発明に係る一実施形態の照明装置の実施例2の照度分布を示す。   FIG. 10 shows the illuminance distribution of Comparative Example 2. FIG. 11 shows an illuminance distribution of Example 2 of the lighting apparatus according to the embodiment of the present invention.

条件2を満たさない比較例2は、反射光のピークが中央にあるものの、直達光のピークの方が強いので、合計分布は均一にならない。条件2を満たす実施例2は、直達光と反射光のピークが同じ値となるため、合計分布は均一に近づく。   In Comparative Example 2, which does not satisfy the condition 2, the peak of the reflected light is in the center, but the peak of the direct light is stronger, so the total distribution is not uniform. In Example 2 that satisfies Condition 2, the peak of direct light and reflected light have the same value, so the total distribution approaches uniform.

図12は、光源2がy方向において反射板3と光方向制御板4の中間にない場合の例を示す。   FIG. 12 shows an example in which the light source 2 is not in the middle between the reflector 3 and the light direction control plate 4 in the y direction.

例えば、光源2の中心から光方向制御板4までの距離をYtとし、光源2の中心から反射板3までの距離をYbとすると、式(7)は式(22)、式(8)は式(23)、式(14)は式(24)、式(17)は式(25)のように変更される。

Figure 2015050028
For example, if the distance from the center of the light source 2 to the light direction control plate 4 is Yt, and the distance from the center of the light source 2 to the reflector 3 is Yb, Equation (7) is Equation (22) and Equation (8) is Expression (23) and Expression (14) are changed to Expression (24), and Expression (17) is changed to Expression (25).
Figure 2015050028

このように本実施形態によれば、照明装置の具体的な仕様を求めることができ、照明装置が照射する光の面内輝度を均一に近づけることが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, specific specifications of the lighting device can be obtained, and the in-plane luminance of the light emitted by the lighting device can be made close to uniform.

以上、照明装置をいくつかの実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。   As mentioned above, although the illuminating device was demonstrated based on some Examples, this invention is not limited to these Examples, A various deformation | transformation is possible.

1…照明装置
2…光源
21…直達光
22…反射光
3…反射板
4…光方向制御板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Illuminating device 2 ... Light source 21 ... Direct light 22 ... Reflected light 3 ... Reflecting plate 4 ... Light direction control board

Claims (5)

対向して配置され所定の発散特性を有する光源と、
前記光源から照射された光を鏡面反射する反射板と、
前記反射板に対向して配置され、前記光源から照射された光が直接入射する直達光及び前記光源から照射された光が前記反射板で反射して入射する反射光がそれぞれ入射し、前記反射板に対して反対側に光を射出する光方向制御板と、
を備え、
前記光源及び前記反射板は、前記反射光による前記光方向制御板上の照度分布が中央でピークを有するように設置される
ことを特徴とする照明装置。
A light source disposed oppositely and having a predetermined divergence characteristic;
A reflector that specularly reflects the light emitted from the light source;
Directly incident light that is disposed facing the reflecting plate and directly incident on the light emitted from the light source and reflected light that is incident on the light reflected from the reflecting plate is incident on the reflecting plate. A light direction control plate that emits light on the opposite side of the plate;
With
The illumination device according to claim 1, wherein the light source and the reflection plate are installed such that an illuminance distribution on the light direction control plate by the reflected light has a peak at the center.
前記反射板は、前記光方向制御板に向けて凸状に形成される
ことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
The lighting device according to claim 1, wherein the reflection plate is formed in a convex shape toward the light direction control plate.
以下の式を満たす請求項1又は請求項2に記載の照明装置。
Figure 2015050028

ただし、
Figure 2015050028

であって、Ir(R)は、反射光による光方向制御板上の照度分布、
L0は、光方向制御板4の長さの半分、
Yは、光方向制御板4から光源2の中心までの距離、
θは、光源2の仰角、
σは、光源の配光分布の半値半幅の0.849倍、
αは、反射板3の傾斜角、
kは、比例定数、
である。
The illuminating device of Claim 1 or Claim 2 which satisfy | fills the following formula | equation.
Figure 2015050028

However,
Figure 2015050028

Ir (R) is the illuminance distribution on the light direction control plate by the reflected light,
L0 is half the length of the light direction control plate 4,
Y is the distance from the light direction control plate 4 to the center of the light source 2,
θ is the elevation angle of the light source 2,
σ is 0.849 times the half width at half maximum of the light distribution of the light source,
α is the inclination angle of the reflector 3,
k is a proportionality constant,
It is.
対向して配置され所定の発散特性を有する光源と、
前記光源から照射された光を鏡面反射する反射板と、
前記反射板に対向して配置され、前記光源から照射された光が直接入射する直達光及び前記光源から照射された光が前記反射板で反射して入射する反射光がそれぞれ入射し、前記反射板に対して反対側に光を射出する光方向制御板と、
を備え、
前記光源及び前記反射板は、前記直達光による前記光方向制御板上の照度分布のピーク値と前記反射光による前記光方向制御板上の照度分布の中央における値が以下の式を満たすことを特徴とする照明装置。
Figure 2015050028

ただし、Idは、前記直達光による前記光方向制御板上の照度分布のピーク値、
Irは、前記反射光による前記光方向制御板上の照度分布の中央における値、
である。
A light source disposed oppositely and having a predetermined divergence characteristic;
A reflector that specularly reflects the light emitted from the light source;
Directly incident light that is disposed facing the reflecting plate and directly incident on the light emitted from the light source and reflected light that is incident on the light reflected from the reflecting plate is incident on the reflecting plate. A light direction control plate that emits light on the opposite side of the plate;
With
In the light source and the reflector, the peak value of the illuminance distribution on the light direction control plate by the direct light and the value at the center of the illuminance distribution on the light direction control plate by the reflected light satisfy the following expressions: A lighting device.
Figure 2015050028

However, Id is a peak value of illuminance distribution on the light direction control plate by the direct light,
Ir is a value at the center of the illuminance distribution on the light direction control plate by the reflected light,
It is.
以下の式を満たす請求項4に記載の照明装置。
Figure 2015050028

ただし、
Figure 2015050028

であって、Ir(R)は、反射光による光方向制御板上の照度分布、
Id(R)は、直達光による光方向制御板上の照度分布、
L0は、光方向制御板4の長さの半分、
Yは、光方向制御板4から光源2の中心までの距離、
θは、光源2の仰角、
σは、光源の配光分布の半値半幅の0.849倍、
αは、反射板3の傾斜角、
kは、比例定数、
である。
The illuminating device of Claim 4 which satisfy | fills the following formula | equation.
Figure 2015050028

However,
Figure 2015050028

Ir (R) is the illuminance distribution on the light direction control plate by the reflected light,
Id (R) is the illuminance distribution on the light direction control plate by direct light,
L0 is half the length of the light direction control plate 4,
Y is the distance from the light direction control plate 4 to the center of the light source 2,
θ is the elevation angle of the light source 2,
σ is 0.849 times the half width at half maximum of the light distribution of the light source,
α is the inclination angle of the reflector 3,
k is a proportionality constant,
It is.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104832845A (en) * 2015-05-27 2015-08-12 北京金马模具制品有限公司 Lamp holder

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