《第１の実施形態》
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための正面図である。図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成を説明するための正面図であって、説明のため導光体２と外カバー８をとり、ＬＥＤ光源４（４Ｌ，４Ｄ）の配置に着目した図である。図２は、図１（ａ）のＡ−Ａ’の断面図である。図２に矢印で示すように方向を定義する。前面方向ＦＤは、照明装置１が主に光を照射する方向である。照明装置１が主に光を照射する方向とは、天井５０に設置、または天井５０から吊るして室内（周囲）を照明するタイプの照明装置であれば、天井５０から床に向かう方向（照明装置１から床に向かう方向、照明装置１の直下方向）である。<< First Embodiment >>
Fig.1 (a) is a front view for demonstrating the structure of the illuminating device based on the 1st Embodiment of this invention. FIG.1 (b) is a front view for demonstrating the structure of the illuminating device which concerns on the 1st Embodiment of this invention, Comprising: Thelight guide 2 and theouter cover 8 are taken for description, LED light source 4 ( 4L, 4D). FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. The direction is defined as shown by the arrow in FIG. The front direction FD is a direction in which thelighting device 1 mainly emits light. The direction in which theilluminating device 1 mainly emits light is a direction from theceiling 50 toward the floor (illuminating device) if it is a type of illuminating device that is installed on theceiling 50 or suspended from theceiling 50 to illuminate the interior (periphery). 1 to the floor, a direction directly below the lighting device 1).
背面方向ＢＤは、前面方向ＦＤと反対方向で天井５０がある方向である。外側方向ＯＤは、前面方向ＦＤと略垂直方向であって、照明装置１の中心から外側に向かう方向である。前面方向ＦＤと略垂直であり照明装置１の外側から照明装置１の中心に向かう方向を内側方向とする。 The back direction BD is a direction opposite to the front direction FD and theceiling 50 is present. The outer side direction OD is a direction substantially perpendicular to the front surface direction FD, and is a direction from the center of thelighting device 1 toward the outside. The direction that is substantially perpendicular to the front surface direction FD and goes from the outside of thelighting device 1 to the center of thelighting device 1 is defined as the inner direction.
図１は、ＬＥＤを有する光源であるＬＥＤ光源４を実装する基板５の法線方向（つまり、前面方向ＦＤ）から見た正面図である。ＬＥＤを有する光源とは、単体または複数のＬＥＤを有しても良く、単体または複数のＬＥＤを、蛍光体を含む樹脂等で封止した光源でも良い。例えば、発光波長が４５０ｎｍ付近にピークを持つ青色に発光する青色ＬＥＤを、1種または多種の蛍光体を含む樹脂等で封止した光源などである。この場合、光源からは、青色ＬＥＤの光と蛍光体で波長変換された光が出射する。それゆえ、蛍光体の量、種類、封止する樹脂に入れる蛍光体種類の数などを変えることで光源から出射（発光）する色や光束を調整することが可能である。封止は樹脂で行うこともあればガラスなどを用いる場合もある。また、ＬＥＤと蛍光体は分離して配置する構成としても良い。 FIG. 1 is a front view of asubstrate 5 on which anLED light source 4 that is a light source having LEDs is mounted, as viewed from the normal direction (that is, the front direction FD). The light source having an LED may include a single LED or a plurality of LEDs, and may be a light source in which a single LED or a plurality of LEDs are sealed with a resin containing a phosphor. For example, a light source in which a blue LED that emits blue light having a peak at an emission wavelength near 450 nm is sealed with a resin or the like containing one kind or various kinds of phosphors. In this case, the light of the blue LED and the light whose wavelength is converted by the phosphor are emitted from the light source. Therefore, it is possible to adjust the color and luminous flux emitted (emitted) from the light source by changing the amount and type of the phosphor, the number of phosphor types to be put into the resin to be sealed, and the like. Sealing may be performed with resin or glass may be used. Moreover, it is good also as a structure which arrange | positions LED and fluorescent substance separately.
また、ＬＥＤを基板５に直接実装し、それを樹脂等で封止しても良い。当該樹脂には蛍光体を含んでも良く、含まなくても良い。また、ＬＥＤをリードフレームなどに実装して封止し、パッケージ化した光源を基板５に実装しても良い。このとき、封止する樹脂に蛍光体を混ぜても良い。所謂、表面実装型ＬＥＤを基板５に実装しても良い。ＬＥＤを有すれば、光源として機能するので、光源としての様々な組み合わせが可能である。 Alternatively, the LED may be directly mounted on thesubstrate 5 and sealed with resin or the like. The resin may or may not contain a phosphor. Alternatively, the LED may be mounted on a lead frame and sealed, and the packaged light source may be mounted on thesubstrate 5. At this time, a phosphor may be mixed in the resin to be sealed. A so-called surface mount type LED may be mounted on thesubstrate 5. Since it functions as a light source if it has LED, various combinations as a light source are possible.
本発明は、光源や光源の実装方法に限定されず、様々な光源を用いることが可能である。以下の説明は、ＬＥＤを有する光源を代表的な光源として説明する。なお、簡単のため、ＬＥＤを有する光源をＬＥＤ光源４と呼ぶことにする。基板５において、ＬＥＤ光源４が実装されている面を実装面と呼ぶことにする。図１（ａ）は、導光体２、基板５、外カバー８、内カバー９、導光体２に付与されている第１の光取出し部３Ａと第２の光取出し部３Ｂの概略を説明するための正面図であるため、説明に主に関係する箇所のみ記載している。図１（ｂ）は上述したとおり、ＬＥＤ光源４（４Ｌ，４Ｄ）の配置に着目した図であるため、基板５、ＬＥＤ光源４（４Ｌ，４Ｄ）、内カバー９のみ記載している。図２の断面は、ＬＥＤ光源４が実装されている基板５の法線と平行な面における断面図である。
図２においても、主要な部材のみ記載している。The present invention is not limited to a light source or a light source mounting method, and various light sources can be used. In the following description, a light source having an LED will be described as a representative light source. For simplicity, a light source having an LED is referred to as anLED light source 4. In thesubstrate 5, the surface on which theLED light source 4 is mounted is referred to as a mounting surface. FIG. 1A schematically shows thelight guide 2, thesubstrate 5, theouter cover 8, the inner cover 9, and the firstlight extraction unit 3A and the secondlight extraction unit 3B provided to thelight guide 2. Since it is a front view for explanation, only the portion mainly related to the explanation is shown. Since FIG. 1B is a view focusing on the arrangement of the LED light sources 4 (4L, 4D) as described above, only thesubstrate 5, the LED light sources 4 (4L, 4D), and the inner cover 9 are shown. The cross section of FIG. 2 is a cross sectional view in a plane parallel to the normal line of thesubstrate 5 on which theLED light source 4 is mounted.
Also in FIG. 2, only main members are shown.
照明装置１は、正面から見た場合に略円形状である。照明装置１は、導光体２と、ＬＥＤ光源４と、基板５と、反射シート６と、フレーム７と、外カバー８と、内カバー９と、電源回路１０と、反射キャップ１１と、固定具５１などから構成されている。なお、課題を解決するためには、照明装置１は、少なくとも、導光体２と、ＬＥＤ光源４と、基板５と、電源回路１０とを有していれば良い。更に、照明装置１として、照明装置１の配光特性を概ねランバート配光とするか、それよりも広い配光特性として、より適正な配光特性となる照明装置１を提供するためには、反射部材としての反射シート６なども有すると良い。 Theillumination device 1 has a substantially circular shape when viewed from the front. Thelighting device 1 includes alight guide 2, anLED light source 4, asubstrate 5, areflection sheet 6, aframe 7, anouter cover 8, an inner cover 9, apower supply circuit 10, and areflection cap 11. It is composed of atool 51 and the like. In order to solve the problem, thelighting device 1 only needs to include at least thelight guide 2, the LEDlight source 4, thesubstrate 5, and thepower supply circuit 10. Furthermore, in order to provide the illuminatingdevice 1 having a more appropriate light distribution characteristic as the illuminatingdevice 1, the light distribution characteristic of the illuminatingdevice 1 is generally Lambert light distribution or wider than that, It is preferable to have areflection sheet 6 as a reflection member.
基板５は、正面から見た場合に略円形の輪状の形状をしている。ＬＥＤ光源４は、照明装置１の最外周に１列で、照明装置１の外周に沿って基板５に配置されている。当該構成は、できるだけ多くのＬＥＤ光源４を、導光体２において一続きの平面からなる入射面２Ａに対応して配置できる構成である。それゆえ、大光量であり、薄型であり、且つ、等方的に、床や、部屋の壁、天井５０などの照明装置１の周囲を照明するという効果を奏する構成である。多数のＬＥＤ光源４を配置することができるため、ＬＥＤ光源４の性能にもよるが、本構成における照明装置１は、照明装置１の最大外形を４５０ｍｍφ〜７００ｍｍφとした場合に、６０００ｌｍ以上の光束を照明装置１から出射可能である。 ＬＥＤ光源４は、光を出射する出射面４Ａと、基板５に実装するための基板実装面と、を備えている。本実施形態において、図１（ｂ）に示すように、ＬＥＤ光源４は２色のＬＥＤ光源（４Ｌ，４Ｄ）が互い違いになるよう基板５に配置されている。当該２色のＬＥＤ光源４は、色温度が２５００ｋから３５００ｋ程度の暖色のＬＥＤ光源４Ｌと、６０００ｋから７０００ｋ程度の白色のＬＥＤ光源４Ｄである。両者の電流値を電源回路１０で制御することで照明装置１から出射する光の色を、ＬＥＤ光源４Ｌの色温度からＬＥＤ光源４Ｄの色温度の範囲で変化させる調色機能を実現する。なお、本発明は、２色のＬＥＤ光源に限定されず、より多色であっても単色であっても良い。また、本発明における各色の色温度は限定されない。代表的な例で説明する。 Thesubstrate 5 has a substantially circular ring shape when viewed from the front. TheLED light sources 4 are arranged on thesubstrate 5 along the outer periphery of thelighting device 1 in one row on the outermost periphery of thelighting device 1. The said structure is a structure which can arrange | position as manyLED light sources 4 as possible corresponding to theentrance plane 2A which consists of a continuous plane in thelight guide 2. FIG. Therefore, it is a configuration that produces a large amount of light, is thin, and isotropically illuminates the surroundings of thelighting device 1 such as the floor, the wall of the room, and theceiling 50. Since a large number ofLED light sources 4 can be arranged, depending on the performance of the LEDlight source 4, theillumination device 1 in this configuration has a luminous flux of 6000 lm or more when the maximum outer shape of theillumination device 1 is 450 mmφ to 700 mmφ. Can be emitted from theillumination device 1. The LEDlight source 4 includes anemission surface 4 </ b> A for emitting light and a substrate mounting surface for mounting on thesubstrate 5. In this embodiment, as shown in FIG.1 (b), the LEDlight source 4 is arrange | positioned at the board |substrate 5 so that two color LED light sources (4L, 4D) may become alternate. The two-colorLED light sources 4 are a warm colorLED light source 4L having a color temperature of about 2500k to 3500k and a white LEDlight source 4D having a color temperature of about 6000k to 7000k. By controlling both current values with thepower supply circuit 10, a color matching function for changing the color of light emitted from theillumination device 1 in the range of the color temperature of the LEDlight source 4 </ b> L to the color temperature of the LEDlight source 4 </ b> D is realized. Note that the present invention is not limited to the two-color LED light source, and may be multicolored or monochromatic. Further, the color temperature of each color in the present invention is not limited. A typical example will be described.
基板５が一続きの一枚の基板である場合、全てのＬＥＤ光源４は等間隔で配置することが容易に可能であり、本例では全てのＬＥＤ光源４は等間隔で配置されている。ＬＥＤ光源４から発光した光は、ＬＥＤ光源４において光を出射する出射面４Ａに対応して配置される導光体２の入射面２Ａから導光体２に入射する。 When the board |substrate 5 is a continuous board | substrate, all theLED light sources 4 can be arrange | positioned easily at equal intervals, and all theLED light sources 4 are arrange | positioned at equal intervals in this example. The light emitted from the LEDlight source 4 enters thelight guide 2 from theincident surface 2A of thelight guide 2 arranged corresponding to thelight exit surface 4A that emits light in the LEDlight source 4.
なお、ＬＥＤ光源４の色の数、配置などは上記に限るものではない。 Note that the number and arrangement of the colors of the LEDlight source 4 are not limited to the above.
図２に示すように、本実施の形態の導光体２の断面形状は、曲がる部分である伝播方向変換部２Ｂと、伝播方向変換部２Ｂに続き、内側方向と略同一方向へ至る部分である面出射部２Ｃと、を有する形状である。面出射部２Ｃは、略平行でおおよそ平らな２つの面（２ＣＩと２ＣＯ）から構成される。 As shown in FIG. 2, the cross-sectional shape of thelight guide 2 according to the present embodiment is a propagationdirection conversion unit 2 </ b> B that is a bent portion and a portion that extends substantially in the same direction as the inner direction following the propagationdirection conversion unit 2 </ b> B. And a certainsurface emitting portion 2C. Thesurface emitting portion 2C is composed of two substantially parallel surfaces (2CI and 2CO).
面出射部２Ｃを構成する面２ＣＩと２ＣＯは、伝播方向変換部２Ｂを構成する面２ＢＩ、２ＢＯよりも、前面方向ＦＤと垂直な面との成す角度が小さく、前記前面方向ＦＤと垂直な面と平行に近い面である。完全に平面としても良いが、本例では射出成形にて形状がばらつか無いようにするために、面２ＣＩと２ＣＯの断面形状は略円弧形状であって、当該円弧の長さ（外側の端部から照明装置１の中心までの距離）が３００ｍｍ程度であるのに対して、曲率半径が約５０００ｍｍよりも大きい断面形状を持つ、おおよそ平面に近い面である。本実施形態では断面形状を円弧としたが、これに限定されず、円弧とは異なる曲線でも良く、折れ線でも良く、直線または折れ線と曲線が混ざっていても良く、言うまでも無く直線でも良い。 The surfaces 2CI and 2CO constituting thesurface emitting portion 2C have a smaller angle with the surface perpendicular to the front surface direction FD and surfaces perpendicular to the front surface direction FD than the surfaces 2BI and 2BO constituting the propagationdirection changing portion 2B. The surface is almost parallel to the surface. In this example, the cross-sectional shape of the surfaces 2CI and 2CO is substantially an arc shape, and the length of the arc (outside end) The distance from the center of thelighting device 1 to the center of thelighting device 1 is about 300 mm, whereas the surface has a cross-sectional shape with a radius of curvature larger than about 5000 mm and is almost a plane. In the present embodiment, the cross-sectional shape is an arc, but is not limited to this, and may be a curve different from the arc, a broken line, a straight line or a combination of a broken line and a curve, needless to say, a straight line.
また、本実施形態の伝播方向変換部２Ｂを構成する面２ＢＩ、２ＢＯの断面形状は、曲率半径が1０ｍｍから４０ｍｍ程度の中心角が概ね９０度の略円弧形状である。なお、本実施形態では円弧としたが、光の伝播方向を変換する機能があれば良く、そのために曲がる部分があれば良い。光の伝播方向を少なくとも概ね４５度以上変更する機能を有すれば良い（断面形状が略円弧の場合は、中心角が概ね４５度以上ということである。）。当該曲がる部分は、円弧とは異なる曲線でも良く、直線または折れ線と円弧で構成されていても良く、直線または折れ線と円弧以外の曲線で構成されていても良く、折れ線でも良い。 In addition, the cross-sectional shapes of the surfaces 2BI and 2BO constituting the propagationdirection changing portion 2B of the present embodiment are substantially arc shapes having a radius of curvature of approximately 10 mm to 40 mm and a central angle of approximately 90 degrees. In this embodiment, an arc is used. However, it is only necessary to have a function of changing the propagation direction of light, and it is only necessary to have a bent portion. It is only necessary to have a function of changing the propagation direction of light at least approximately 45 degrees or more (when the cross-sectional shape is a substantially arc, the central angle is approximately 45 degrees or more). The bent portion may be a curved line different from the arc, may be constituted by a straight line or a broken line and an arc, may be constituted by a straight line, a broken line and a curve other than the arc, or may be a broken line.
また、本実施形態の導光体２は、入射面２Ａの幅（厚み）が導光体２の中央付近よりも厚い構成となっている。別の言い方をすれば、伝播方向変換部２Ｂの方が、面出射部２Ｃの中央付近よりも厚い部分を有する構成となっている。それは、ＬＥＤ光源４からの光をできるだけ導光体２に入射面２Ａより入射させ、かつ、面出射部２Ｃまで、伝播方向変換部２Ｂにおいて第２の光取出し部３Ｂ以外の位置で光が漏れないように伝播させるために、入射面２Ａの幅（厚み）を所定以上の厚さ（好ましくはＬＥＤ光源４の出射面４Ａの幅以上、本実施形態では５ｍｍ）とし、面出射部２Ｃは厚くすると重くなるので導光体２の軽量化を鑑みて面出射部２Ｃの中央付近に向けて緩やかに薄くなっている。したがって、面２ＣＩと２ＣＯの断面形状の円弧は、原点と曲率半径の異なる円弧となっている。 Further, thelight guide 2 of the present embodiment has a configuration in which the width (thickness) of theincident surface 2A is thicker than the vicinity of the center of thelight guide 2. In other words, the propagationdirection changing portion 2B has a thicker portion than the vicinity of the center of thesurface emitting portion 2C. That is, light from the LEDlight source 4 is incident on thelight guide 2 as much as possible from theincident surface 2A, and light is leaked to thesurface emitting unit 2C at a position other than the secondlight extraction unit 3B in the propagationdirection conversion unit 2B. In order to propagate the light, the width (thickness) of theincident surface 2A is set to a predetermined thickness (preferably the width of thelight emitting surface 4A of the LEDlight source 4 or 5 mm in this embodiment), and thesurface emitting portion 2C is thick. Then, since it becomes heavier, it is gradually thinner toward the vicinity of the center of thesurface emitting portion 2C in view of the weight reduction of thelight guide 2. Therefore, the arcs of the cross-sectional shapes of the surfaces 2CI and 2CO are arcs having different curvature radii from the origin.
また、導光体２は透明な材料で形成された部材であって、その材料は、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、または、それらの複合材等の樹脂である。但し、本発明は導光体２が光を導光できる程度に透明であれば、これらの材料に限定されない。例えば、形状を作製できれば、ガラス等を用いても良い。 Thelight guide 2 is a member formed of a transparent material, and the material is a resin such as acrylic, polycarbonate, polystyrene, or a composite material thereof. However, the present invention is not limited to these materials as long as thelight guide 2 is transparent enough to guide light. For example, glass or the like may be used as long as the shape can be produced.
本実施形態における導光体２の断面形状は、入射面２Ａから、ＬＥＤ光源４の略主発光方向（ＬＥＤ光源４の発光光度の角度分布が最も強い方向）であり、また、ＬＥＤ光源４の出射面４Ａの法線方向と略同方向（つまり、前面方向ＦＤ）に立ち上がっている。入射面２Ａ付近の断面形状を当該形状とすることで、ＬＥＤ光源４の発光光を効率よく入射させ、入射光を導光体２から漏れないように前面方向に導くという効果を奏する。 The cross-sectional shape of thelight guide 2 in the present embodiment is the substantially main light emission direction of the LEDlight source 4 from theincident surface 2A (the direction in which the angle distribution of the luminous intensity of the LEDlight source 4 is the strongest). It rises in substantially the same direction as the normal direction of theemission surface 4A (that is, the front surface direction FD). By making the cross-sectional shape in the vicinity of theincident surface 2 </ b> A into the shape, the light emitted from the LEDlight source 4 is efficiently incident, and the incident light is guided in the front direction so as not to leak from thelight guide 2.
この際、入射面２Ａから面２ＢＩ、２ＢＯの立ち上がり角度２Ａｇ（図３に図示）は、０．５度以上、好ましくは５度以上１０度未満である。この角度範囲は次の理由による。
導光体２を射出成形したあとで、導光体製造用金型から取り出す際に、取り出せるようにするためには角度２Ａｇは最低０．５度以上必要で５度以上が好ましいという点と、角度２Ａｇを１０度よりも大きくすると、光が伝播方向変換部２Ｂを伝播せずに漏れるという現象を鑑みて設定した角度範囲である。とりわけ、５度程度が伝播方向変換部２Ｂで光がほとんど漏れず、成形の観点からも十分に大きな角度であって、最適な角度である。なお、射出成形で導光体製造用金型から取り出せ、大半の光が伝播方向変換部２Ｂを伝播せずに漏れることが無ければ、上記立ち上がり角度に限るものではない。また、射出成形以外の方法で成形する場合も上記立ち上がり角度に限るものではない。At this time, the rising angle 2Ag (shown in FIG. 3) from theincident surface 2A to the surfaces 2BI and 2BO is 0.5 degrees or more, preferably 5 degrees or more and less than 10 degrees. This angular range is due to the following reason.
After thelight guide 2 is injection-molded, the angle 2Ag is required to be at least 0.5 degrees and preferably 5 degrees or more so that thelight guide 2 can be taken out from the mold for producing the light guide. When the angle 2Ag is larger than 10 degrees, the angle range is set in consideration of the phenomenon that light leaks without propagating through the propagationdirection changing unit 2B. In particular, about 5 degrees is a light that is hardly leaked by the propagationdirection changing portion 2B, and is a sufficiently large angle from the viewpoint of molding, which is an optimum angle. In addition, if it can take out from the metal mold | die for light guide manufacture by injection molding and most light does not leak without propagating through the propagationdirection conversion part 2B, it will not be restricted to the said standup angle. Further, when the molding is performed by a method other than injection molding, the rising angle is not limited to the above.
図３に、図２の左半面を拡大した図を示す。中心線ＣＬは、照明装置１の中心を通り、前面方向ＦＤと平行な直線である。図３には光線追跡例としてＲＡＹ３１〜ＲＡＹ３３を示す。 FIG. 3 shows an enlarged view of the left half of FIG. The center line CL is a straight line passing through the center of thelighting device 1 and parallel to the front direction FD. FIG. 3 shows RAY31 to RAY33 as ray tracing examples.
入射面２Ａに入射した光は、導光体２の断面形状に沿って、伝播方向変換部２Ｂで伝播方向が変更され、面出射部２Ｃを伝播する。なお、導光体２中の光の導光に関しては、光が導光体２の内部において、導光体２を構成する面に当たったときに、当該面の法線と光のなす角度が全反射角度以上の場合に全反射され、この全反射を繰り返すことで導光体２の中を光が導光する。全反射角度以上の角度で導光体２を構成する面に入射して導光する光の条件を導光条件と呼ぶことにする。導光条件が崩れた光は何れ導光体２から出射する。 The light incident on theincident surface 2A is propagated along the cross-sectional shape of thelight guide 2 by the propagationdirection conversion unit 2B and propagates through thesurface emitting unit 2C. Regarding the light guide in thelight guide 2, when light hits the surface constituting thelight guide 2 inside thelight guide 2, the angle between the normal of the surface and the light is When the angle is greater than the total reflection angle, the light is totally reflected, and light is guided through thelight guide 2 by repeating this total reflection. The condition of light that enters and guides the light that constitutes thelight guide 2 at an angle equal to or greater than the total reflection angle is referred to as a light guide condition. The light whose light guide conditions are broken will eventually be emitted from thelight guide 2.
光取出し部３の役割は、光取出し部３に入射する光であって、全反射を繰り返している光の一部または全部を、光取出し部３にて透過により導光体２の外に出射するか、当該部位での反射光が別の部位で全反射せず透過して導光体２の外に出射するように反射することである。 The role of thelight extraction unit 3 is the light incident on thelight extraction unit 3, and part or all of the light that is repeatedly totally reflected is emitted outside thelight guide 2 through thelight extraction unit 3. In other words, the reflected light at the part is reflected so as to pass through the other part without being totally reflected and to be emitted outside thelight guide 2.
面出射部２Ｃには、第１の光取出し部３Ａを有する。本実施形態では第１の光取出し部３Ａは、面出射部２Ｃの前面方向側の面である面２ＣＯに配置している。図３中の光線ＲＡＹ３１は、伝播方向変換部２Ｂを伝播し、面出射部２Ｃの第１の光取出し部３Ａで散乱透過して出射面２ＣＯから前面方向側に出射した例である。ここで、前面方向側とは、前面方向ＦＤを原点として前面方向ＦＤからの角度が±９０度以内の方向のことである。 Thesurface emitting portion 2C has a firstlight extraction portion 3A. In the present embodiment, the firstlight extraction portion 3A is disposed on a surface 2CO that is a surface on the front direction side of thesurface emitting portion 2C. A ray RAY31 in FIG. 3 is an example in which the light ray RAY31 propagates through the propagationdirection conversion unit 2B, is scattered and transmitted by the firstlight extraction unit 3A of thesurface emission unit 2C, and is emitted from the emission surface 2CO toward the front surface side. Here, the front direction side is a direction whose angle from the front direction FD is within ± 90 degrees with the front direction FD as the origin.
図３中の光線ＲＡＹ３２は、伝播方向変換部２Ｂを伝播し、面出射部２Ｃの第１の光取出し部３Ａにて散乱反射して、反射部材である反射シート６に到達し、当該反射シート６で散乱反射して、面２ＣＩを透過して出射面２ＣＯから前面方向に出射した例である。 A ray RAY32 in FIG. 3 propagates through the propagationdirection changing unit 2B, is scattered and reflected by the firstlight extraction unit 3A of thesurface emitting unit 2C, reaches thereflection sheet 6 that is a reflection member, and the reflection sheet In this example, the light is scattered and reflected at 6 and transmitted through the surface 2CI and emitted from the emission surface 2CO toward the front surface.
本実施形態の光取り出し部３Ａは、散乱性があり、光を透過・反射する部材である。具体的には、インク（塗料）を用いて形成した膜であって、光が散乱すると同時に透過および反射する。 Thelight extraction portion 3A of the present embodiment is a member that has scattering properties and transmits and reflects light. Specifically, it is a film formed using ink (paint), and light is scattered and transmitted and reflected at the same time.
ここで、インクとは、樹脂に、着色する物質、散乱性の物質（散乱材）など、所謂顔料などが含まれる物を指す。本発明では、当該条件を有する塗料も含めてインクと呼ぶことにする。インクが乾燥して（固まって）導光体２の表面に形成される、散乱性を有する膜が光取り出し部３となる。インクを用いて形成される光取り出し部３とは、当該膜のことである。本発明では、誤解のない場合には、液体状態のインクだけではなく、当該塗膜もインクと呼ぶこともある。本発明の光取り出し部３である膜は、散乱により前述の導光条件を崩し、光を導光体２から取り出す機能を有すれば良い。 Here, the ink refers to a material in which a resin includes a so-called pigment such as a coloring substance or a scattering substance (scattering material). In the present invention, the paint including the conditions is referred to as ink. A film having scattering properties formed on the surface of thelight guide 2 after the ink is dried (hardened) becomes thelight extraction portion 3. Thelight extraction portion 3 formed using ink is the film. In the present invention, when there is no misunderstanding, not only liquid ink but also the coating film may be called ink. The film that is thelight extraction unit 3 of the present invention may have a function of breaking the above-described light guide condition by scattering and extracting light from thelight guide 2.
ＲＡＹ３１は、光取り出し部３Ａで散乱により導光条件が崩されながら光取り出し部３Ａを透過（散乱透過）して照明装置１から出射する例である。 RAY 31 is an example in which light guide conditions are broken by scattering at thelight extraction unit 3 </ b> A, and thelight extraction unit 3 </ b> A is transmitted (scattered and transmitted) and emitted from theillumination device 1.
ＲＡＹ３２は、光取り出し部３Ａで散乱により導光条件が崩されると同時に反射（散乱反射）され、導光体２から出射し、反射シート６で再度反射され、照明装置１から出射する例である。 RAY 32 is an example in which the light guide condition is broken by scattering at thelight extraction unit 3A and is reflected (scattered and reflected) at the same time, is emitted from thelight guide 2, is reflected again by thereflection sheet 6, and is emitted from thelighting device 1. .
インクの例としては、透明な樹脂に酸化チタンなどの散乱材を混ぜたものが考えられる。透明な樹脂に酸化チタンを混ぜたインクは、酸化チタンの散乱により白いインクとなる。但し、樹脂はインクとしての特性を満たすために、様々な有機物を含むことがある。有機物の中には可視光の一部の波長を吸収するものあるため、多少は色が付くことがある。
有機物は、青や紫の短波長を吸収することが多いので、黄色味を帯びた白となることが多い。また、吸収が大きい材料がある場合、灰色となることもある。インクの種類や特性は本発明を特に限定するものではない。但し、白色で吸収が無いインクが好ましい。As an example of the ink, a transparent resin mixed with a scattering material such as titanium oxide can be considered. Ink in which titanium oxide is mixed with transparent resin becomes white ink due to scattering of titanium oxide. However, the resin may contain various organic substances in order to satisfy the characteristics as an ink. Some organic materials absorb some wavelengths of visible light, so they may be slightly colored.
Organic matter often absorbs short wavelengths such as blue and purple, and thus often becomes yellowish white. In addition, when there is a material with high absorption, it may become gray. The type and characteristics of the ink do not particularly limit the present invention. However, white ink that does not absorb is preferable.
散乱材は微粒子が好ましい。微粒子の粒径は、10μｍよりも小さく、1μｍ〜0.05μｍ程度と可視光の波長と同程度か、もしくは若干小さい方がより好ましい。微粒子の散乱性能は、粒径が可視光の波長と同程度の場合に散乱性能が高くなるためである。粒径は0.05μｍよりも小さくても良いが、可視光の波長よりも小さくになるにつれて、散乱性が低下するので、0.01μｍよりも大きい方が好ましい。 The scattering material is preferably fine particles. The particle size of the fine particles is preferably smaller than 10 μm, about 1 μm to 0.05 μm, the same as or slightly smaller than the wavelength of visible light. This is because the scattering performance of the fine particles is high when the particle diameter is about the same as the wavelength of visible light. Although the particle size may be smaller than 0.05 μm, the scattering property is lowered as the wavelength becomes smaller than the wavelength of visible light, so that the particle size is preferably larger than 0.01 μm.
散乱材は、１種類でも複数種類から構成されても良い。材料は、樹脂に混ぜたときに散乱性能が高い材料が好ましく、酸化チタン、シリカ、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウムの何れかを有することが好ましい。 The scattering material may be composed of one type or a plurality of types. The material is preferably a material having high scattering performance when mixed with a resin, and preferably has any of titanium oxide, silica, aluminum oxide, calcium carbonate, and barium sulfate.
また、これらの材料は樹脂よりも熱放射率および熱伝導率が高いので、これらの材料をインクに混ぜて光取り出し部３を形成すると、当該光取り出し部３の熱放射率が、樹脂で形成される導光体２の表面の熱放射率に比較して高くなることから、ＬＥＤ光源４に熱せられた導光体２の熱を効率良く放射するという効果を奏する。 In addition, since these materials have higher thermal emissivity and thermal conductivity than resin, when these materials are mixed with ink to form thelight extraction portion 3, the thermal emissivity of thelight extraction portion 3 is formed from resin. Since the heat emissivity of the surface of thelight guide 2 is higher than that of thelight guide 2, the heat of thelight guide 2 heated by the LEDlight source 4 is efficiently radiated.
本実施の形態のように、導光体２が照明装置１の最外部となり露出しているデザインの場合に、直接、照明装置１の外に放熱できるので、当該最外部の導光体２に配置される光取り出し部の散乱材の熱伝導率または熱放射率が、アクリル、ポリカーボネート、ポリスチレンなどの樹脂で形成される導光体２の熱伝導率または熱放射率よりも高いことによる放熱の効果は重要である。 In the case of a design in which thelight guide 2 is exposed at the outermost part of thelighting device 1 as in the present embodiment, heat can be radiated directly to the outside of thelighting device 1, so Heat dissipation due to the fact that the thermal conductivity or thermal emissivity of the scattering material of the arranged light extraction part is higher than the thermal conductivity or thermal emissivity of thelight guide 2 formed of a resin such as acrylic, polycarbonate, or polystyrene. The effect is important.
本実施形態における反射シート６は白色散乱反射部材であり、導光体２の面出射部２Ｃよりも背面方向側に配置され、導光体２からの入射光を前面方向側に反射する。 Thereflection sheet 6 in the present embodiment is a white scattering reflection member, which is disposed on the back side with respect to thesurface emitting portion 2C of thelight guide 2 and reflects incident light from thelight guide 2 on the front side.
本実施形態では、基板５は実装面が白色散乱反射膜で覆われている。基板５はＬＥＤ光源４の近くに位置するため、入射面２Ａでの反射光（フレネルの式で表される反射率に基づく反射）や他の反射部材からの反射光が、基板５に入射するので、実装面は塗装、反射膜、反射シート６の配置などにより反射率を高くして吸収を低減することが望ましい。本実施形態では、フレーム７Ａは白色で塗装されており、白色散乱反射する。 In the present embodiment, the mounting surface of thesubstrate 5 is covered with a white scattering reflection film. Since thesubstrate 5 is located near theLED light source 4, reflected light from theincident surface 2 </ b> A (reflection based on the reflectance expressed by the Fresnel equation) and reflected light from other reflecting members enter thesubstrate 5. Therefore, it is desirable to reduce the absorption by increasing the reflectance of the mounting surface by painting, reflecting film, and the arrangement of the reflectingsheet 6. In the present embodiment, theframe 7A is painted white and reflects white.
伝播方向変換部２Ｂでは、外側方向側にも光を出射する第２の光取出し部３Ｂを有する。ここで、外側方向側とは、外側方向ＯＤを原点として外側方向ＯＤからの角度が±９０度以内の方向のことである。また、第２の光取出し部３Ｂは、前面方向ＦＤを原点として前面方向ＦＤから９０度以上の背面方向側、つまり、天井に向けても光を出射する部位でもある。図３中の光線ＲＡＹ３３は、第２の光取出し部３Ｂで散乱透過して背面方向ＢＤに導光体２から出射した例である。第２の光取出し部３Ｂは、導光体２に溝を付けて作製する場合もあるが、本実施の形態では、インクを用いて形成された光取り出し部３Ｂである。 The propagationdirection conversion unit 2B includes a secondlight extraction unit 3B that emits light also on the outer side. Here, the outside direction side is a direction whose angle from the outside direction OD is within ± 90 degrees with the outside direction OD as the origin. The secondlight extraction portion 3B is also a portion that emits light even when it is directed to the back direction side of 90 degrees or more from the front direction FD with respect to the front direction FD, that is, toward the ceiling. 3 is an example in which the light ray RAY33 is scattered and transmitted by the secondlight extraction unit 3B and emitted from thelight guide 2 in the back direction BD. In some cases, the secondlight extraction unit 3B is formed by adding grooves to thelight guide 2. In the present embodiment, the secondlight extraction unit 3B is alight extraction unit 3B formed using ink.
外側方向側への光量の増加という観点では、インクを用いて形成した光取り出し部３の方が、導光体２に溝を付けた光取り出し部３よりも、光量を増加させ易いという効果を奏する。なぜならば、外側方向側への光の出射は、主に光が導光する方向と、９０度以上角度を変換した方向への出射となる。当該溝の形状で光の出射角度を変更するには、射出成型し難い形状が必要となるため、当該溝の表面に微小凹凸を設けて散乱により角度変換をすることが好ましい。それゆえ、散乱で角度変換をする場合、我々の実験によれば、インクを用いて形成した光取り出し部３を透過する光の散乱性は、当該溝の表面の微小凹凸の散乱性よりも高いため、インクを用いて形成した光取り出し部３の方が光量を増加させ易いということである。なお、インクを用いて形成した光取り出し部３を透過散乱した光は、ランバート配光に近い出射散乱分布となる。 From the viewpoint of increasing the amount of light toward the outer side, thelight extraction portion 3 formed using ink is more effective than thelight extraction portion 3 having grooves in thelight guide 2. Play. This is because the emission of light toward the outer side is mainly in the direction in which the light is guided and the direction in which the angle is converted by 90 degrees or more. In order to change the light emission angle depending on the shape of the groove, a shape that is difficult to be injection-molded is required. Therefore, it is preferable to provide minute irregularities on the surface of the groove and perform angle conversion by scattering. Therefore, when angle conversion is performed by scattering, according to our experiment, the scattering property of the light transmitted through thelight extraction portion 3 formed using ink is higher than the scattering property of the minute irregularities on the surface of the groove. For this reason, thelight extraction portion 3 formed using ink is more likely to increase the amount of light. Note that the light that has been transmitted and scattered through thelight extraction portion 3 formed using ink has an emission scattering distribution close to Lambert light distribution.
伝播方向変換部２Ｂが照明装置１の最外周に沿って配置され、照明装置１の最外部でもあるため、面２ＢＯから出射した光は、照明装置１の他の部品に遮られることなく、背面方向ＢＤに出射し、天井５０を直接照明することが可能となっている。 Since the propagationdirection conversion unit 2B is arranged along the outermost periphery of thelighting device 1 and is also the outermost part of thelighting device 1, the light emitted from the surface 2BO is not blocked by other parts of thelighting device 1, and the back surface. The light is emitted in the direction BD, and theceiling 50 can be directly illuminated.
これら光取出し部３の詳細については後述する。本実施形態では、照明装置１における一部または全部の前面方向ＦＤおよび一部の外側方向ＯＤの最外部は導光体２としてあり、さらに、光取出し部３を、伝播角度変換部２Ｂおよび面出射部２Ｃでは、それぞれ外側の面２ＢＯ、２ＣＯに付与している。この光取出し部３で散乱透過・反射された光は、導光条件が崩れ、導光体２から出射し、直接、床や、部屋の壁、天井５０など照明装置１の周囲に向かって出射し、周囲全体を照らすという効果を奏する。 Details of theselight extraction sections 3 will be described later. In the present embodiment, the outermost part of the front surface direction FD and a part of the outer direction OD in the illuminatingdevice 1 is thelight guide body 2, and thelight extraction unit 3 is further changed to the propagationangle conversion unit 2B and the surface. In theemission part 2C, it has given to outer surface 2BO and 2CO, respectively. The light that has been scattered, transmitted, and reflected by thelight extraction unit 3 breaks the light guide conditions, and is emitted from thelight guide 2 and is emitted directly toward the periphery of thelighting device 1 such as the floor, the wall of the room, and theceiling 50. , Illuminate the entire surroundings.
ここで、伝播角度変換部２Ｂおよび面出射部２Ｃにおける光取出し部３は、内側の面２ＢＩ、２ＣＩであっても、外側の面２ＢＯ、２ＣＯであっても良いし、内側と外側の両側にあっても良いし、一方は内側、他方は外側であっても良い。但し、導光体２からの光で周囲を直接照明する構成（照明装置１における一部または全部の前面方向ＦＤまたは一部の外側方向ＯＤの最外部は導光体２）の場合、両方とも内側にある方が、光取出し部３に埃や汚れが付着しないという利点がある。 Here, thelight extraction unit 3 in the propagationangle conversion unit 2B and thesurface emitting unit 2C may be the inner surfaces 2BI and 2CI, the outer surfaces 2BO and 2CO, or both the inner and outer surfaces. There may be one, one inside and the other outside. However, in the case of a configuration in which the surroundings are directly illuminated with light from the light guide 2 (thelight guide 2 is a part or all of the front direction FD or the outermost direction OD in the illumination device 1), both The inner side has an advantage that dust and dirt do not adhere to thelight extraction portion 3.
従来、一般の照明装置、とりわけ個人の家に設置する住宅用照明装置においては、平面の板形状の導光板の前面に、当該導光板から出射した光を散乱するための散乱カバー部材が配置され、当該導光板から出射した光を散乱透過して、床や、部屋の壁など照明装置の周囲を照明する。当該導光板から出射した光で、直接、周囲を照明する場合、壁や天井方向への光が少なくなる。それゆえ、壁や天井で反射して周囲を照明する間接光が少なくなってしまうという課題があり、それらを解決するために、当該導光板の前面に、当該導光板から出射した光を散乱するための散乱カバー部材が配置されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a general lighting device, particularly a residential lighting device installed in a private house, a scattering cover member for scattering light emitted from the light guide plate is disposed on the front surface of a flat plate-shaped light guide plate. The light emitted from the light guide plate is scattered and transmitted to illuminate the surroundings of the lighting device such as the floor and the wall of the room. When the surroundings are directly illuminated with the light emitted from the light guide plate, the light toward the wall or ceiling is reduced. Therefore, there is a problem that the indirect light reflected on the wall or ceiling to illuminate the surroundings is reduced, and in order to solve them, the light emitted from the light guide plate is scattered on the front surface of the light guide plate. A scattering cover member is disposed for the purpose.
本実施形態の構成の場合、ＬＥＤ光源４が照明装置１の最外周に沿って配置されており、さらに、そのＬＥＤ光源４に対応して、入射面２Ａおよび伝播角度変換部２Ｂが最外周に配置されている。その上で、外側方向ＯＤに法線が向いた（前面方向ＦＤから法線が傾いた）面２ＣＯがあり、そこに第２の光取出し部３Ｂがあるので、第２の光取出し部３Ｂで散乱された光が面２ＢＯから出射し、その出射光が、照明装置１における一部または全部の前面方向ＦＤおよび一部の外側方向ＯＤの最外部は導光体２となっているため、他の部品に遮られることなく、外側方向ＯＤおよび背面方向ＢＤを照射することが可能である。つまり、照明装置１は、前面方向ＦＤの一部または全部の最外部は導光体２の構成であって、光取出し部３がユーザから直視できる構成であり、導光体２からの光で周囲を直接照明する構成である。それゆえ、第１の光取出し部３Ａからの光と合わせて、本実施形態の構成により、床や、部屋の壁、天井５０など照明装置１の周囲全体を照らすという効果を奏する。 In the case of the configuration of the present embodiment, the LEDlight source 4 is arranged along the outermost periphery of theillumination device 1, and theincident surface 2 </ b> A and the propagationangle conversion unit 2 </ b> B are on the outermost periphery corresponding to the LEDlight source 4. Has been placed. In addition, since there is a surface 2CO whose normal is directed to the outer direction OD (the normal is inclined from the front direction FD), and there is the secondlight extraction unit 3B there, the secondlight extraction unit 3B The scattered light is emitted from the surface 2BO, and the emitted light is thelight guide 2 at the outermost part of the front direction FD and part of the outer direction OD in theillumination device 1, and so on. It is possible to irradiate the outside direction OD and the back direction BD without being blocked by these parts. That is, in theillumination device 1, a part or all of the outermost part in the front direction FD is the configuration of thelight guide 2, and thelight extraction unit 3 can be directly viewed from the user. It is a configuration that directly illuminates the surroundings. Therefore, together with the light from the firstlight extraction unit 3A, the configuration of this embodiment has an effect of illuminating the entire periphery of thelighting device 1 such as the floor, the wall of the room, and theceiling 50.
本実施形態の構成の重要な特徴を別の言葉で言えば、ＬＥＤ光源４からの光を、面出射部２Ｃと伝播角度変換部２Ｂを介して、最外周から中心に向けて伝播させて、所定の位置の光取出し部３で取り出して出射させている点と、導光体２が単なる平面の板形状ではなく立体的な形状であるという点である。本特徴により、本照明装置１は、大光量、薄型、等方出射、照明装置１の周囲全体を照明するなどの効果を得ている。 In other words, an important feature of the configuration of the present embodiment is that light from the LEDlight source 4 is propagated from the outermost periphery toward the center via thesurface emitting portion 2C and the propagationangle converting portion 2B. Thelight extraction unit 3 at a predetermined position extracts and emits light, and thelight guide 2 has a three-dimensional shape rather than a simple flat plate shape. With this feature, thelighting device 1 has effects such as a large amount of light, a thin, isotropic emission, and illumination of the entire periphery of thelighting device 1.
また、本実施形態では、導光体２から出射した光を散乱するための散乱カバー部材などが無く、導光体２から出射した光で照明装置１の周囲を直接照明する。導光体２から出射した光で照明装置１の周囲を直接照明することで、少なくても、次に述べる利点がある。 Moreover, in this embodiment, there is no scattering cover member for scattering the light emitted from thelight guide 2, and the surroundings of theillumination device 1 are directly illuminated with the light emitted from thelight guide 2. By directly illuminating the surroundings of theillumination device 1 with the light emitted from thelight guide 2, there is at least the following advantage.
第１の利点は次の通りである。導光体２の前面に散乱カバー部材が配置されている場合は、前記散乱カバー部材は、一部の光を透過し、また、反射する。それゆえ、反射光が照明装置の内部に戻り、一部の光が照明装置内の光を吸収する部材で吸収され損失する恐れがある。本実施形態のように、導光体２からの光で照明装置１の周囲を直接照明する場合は、これらの損失が低減し、照明装置１の光利用効率が向上するという効果を奏する。 The first advantage is as follows. When a scattering cover member is disposed on the front surface of thelight guide 2, the scattering cover member transmits and reflects part of the light. Therefore, the reflected light may return to the inside of the lighting device, and a part of the light may be absorbed and lost by the member that absorbs the light in the lighting device. When the surroundings of theillumination device 1 are directly illuminated with light from thelight guide 2 as in the present embodiment, these losses are reduced, and the light utilization efficiency of theillumination device 1 is improved.
我々のシミュレーションによれば、全てのＬＥＤ光源４が発光した光に対して照明装置１で損失する光の割合を損失率とした場合、損失率が７．５％だった導光体２のみを有する照明装置１の光学系に対して、全光線透過率６５％の散乱カバー部材を配置した照明装置では、損失率が１２％になった。したがって、散乱カバー部材を無くすことで、４．５％損失を低減できることが分かった。この低減の値は照明装置１の光学系と散乱カバー部材の全光線透過率によって変化するが、散乱カバー部材を無くすことで４．５％から１０％程度の損失率の改善が見込まれる。 According to our simulation, when the ratio of the light lost by theillumination device 1 to the light emitted by all theLED light sources 4 is defined as the loss rate, only thelight guide 2 having a loss rate of 7.5% is used. In the illuminating device in which the scattering cover member having a total light transmittance of 65% is arranged with respect to the optical system of the illuminatingdevice 1 having, the loss rate is 12%. Therefore, it was found that the loss can be reduced by 4.5% by eliminating the scattering cover member. Although the value of this reduction varies depending on the total light transmittance of the optical system of theillumination device 1 and the scattering cover member, an improvement in loss rate of about 4.5% to 10% is expected by eliminating the scattering cover member.
第２の利点は次の通りである。前述のとおり、導光体２の前面に散乱カバー部材が配置されている場合は、前記散乱カバー部材は、一部の光を透過し、また、反射する。反射光の一部は、照明装置内の部材で再度反射するが、一般に該部材での反射率は全ての光の波長で一定ではないので、該部材での再反射光のある波長の光は他の波長の光より反射光束が小さくなる恐れがある。つまり、該部材で光を再度反射すると色が変わる恐れがあるということである。この場合、例えば、ＬＥＤ光源４から出射する光の色温度を６５００ｋとした場合、散乱カバー部材が配置されている照明装置から出射する光は６２００Ｋになったりすることがある。しかしながら、本実施形態のように、導光体２からの光で照明装置１の周囲を直接照明する場合は、導光体２の前面の散乱カバー部材で反射される光が無いので、色の変化が、導光体２の前面に散乱カバー部材がある場合に比べて少ないという効果を奏する。損失率が低減するということは、照明装置１内の部材での反射回数が低減するということであり、つまり、反射回数が少ない分だけ、色の変化も低減するということである。 The second advantage is as follows. As described above, when the scattering cover member is disposed on the front surface of thelight guide 2, the scattering cover member transmits and reflects part of the light. A part of the reflected light is reflected again by a member in the lighting device, but generally the reflectance at the member is not constant for all wavelengths of light, so light of a certain wavelength of re-reflected light at the member is There is a possibility that the reflected light beam becomes smaller than the light of other wavelengths. That is, if the light is reflected again by the member, the color may change. In this case, for example, when the color temperature of the light emitted from the LEDlight source 4 is set to 6500k, the light emitted from the illumination device in which the scattering cover member is disposed may be 6200K. However, when the surroundings of theillumination device 1 is directly illuminated with light from thelight guide 2 as in the present embodiment, there is no light reflected by the scattering cover member on the front surface of thelight guide 2, so There is an effect that the change is small as compared with the case where the scattering cover member is provided on the front surface of thelight guide 2. The reduction in the loss rate means that the number of reflections at the member in thelighting device 1 is reduced, that is, the change in color is reduced by the smaller number of reflections.
第３の利点は次の通りである。照明装置１における一部または全部の前面方向ＦＤまたは一部の外側方向ＯＤの最外部は導光体２の構成において、ＬＥＤ光源４から出射された光が、略透明な導光体２を導光して、当該最外部の導光体２に対応して配置される光取出し部３から光が出射する照明装置１は、導光体２の透明感と光取出し部３でのきらめく発光（光の出射）により、照明している様が美しいという効果を奏する。 The third advantage is as follows. In the configuration of thelight guide 2 at the outermost part of the front direction FD or part of the outer direction OD in thelighting device 1, the light emitted from the LEDlight source 4 guides the substantially transparentlight guide 2. The illuminatingdevice 1 that emits light and emits light from thelight extraction unit 3 that is disposed corresponding to the outermostlight guide 2 emits light from the transparency of thelight guide 2 and the light emission from the light extraction unit 3 ( By emitting light), the illumination is beautiful.
また、この際、光取り出し部３は、反射して導光条件を崩すだけではなく、光を透過させることが重要である。なぜならば、光を透過させない場合、照明の際には、当該光取り出し部は灰色または黒い線や点として見えることがあるため、照明している様の品質を損ねる。 At this time, it is important that thelight extraction portion 3 not only reflects and breaks the light guide conditions but also transmits light. This is because if the light is not transmitted, the light extraction portion may be seen as a gray or black line or a point when illuminating, thereby degrading the quality of illumination.
光取り出し部３の透過率は、主にインクに含まれる散乱材の濃度で制御される。透過率は、後述する色ムラ抑制、線ムラ抑制、適切な配光特性を得るために効果を奏する散乱性と、照明している様とのトレードオフの関係から決める必要がある。散乱材濃度を低くして透過率を高くすると、散乱性が低下する。一方で、散乱材濃度を高くして透過率を低くすると、散乱性能は高くなるが、光取り出し部３が灰色または黒い線や点として見え、光取り出し部３のきらめき感がなくなる恐れがある。 The transmittance of thelight extraction unit 3 is controlled mainly by the concentration of the scattering material contained in the ink. The transmittance needs to be determined based on a trade-off relationship between illuminating and scattering properties that are effective for obtaining color unevenness suppression, line unevenness suppression, and appropriate light distribution characteristics, which will be described later. When the scattering material concentration is lowered and the transmittance is increased, the scattering property is lowered. On the other hand, if the scattering material concentration is increased and the transmittance is lowered, the scattering performance is improved, but thelight extraction portion 3 appears as a gray or black line or point, and there is a possibility that thelight extraction portion 3 does not have a glittering feeling.
適切な散乱特性を得るために、散乱材の濃度には、インクの母材と散乱材の屈折率等に依存して下限が存在する。インクの膜厚をＴｉｎｋとし、インクの中での光の平均自由行程をＬｉｎｋとした場合に、インクに入射した光が散乱される確率Ｐｉｎｋは、１−ｅｘｐ( - Ｔｉｎｋ／Ｌｉｎｋ)で与えられる。なお、平均自由行程とは、光がある散乱材で散乱された後で、次の散乱材で散乱されるまでの平均的な距離である。確率Ｐｉｎｋが１０％未満になると、散乱性能が低くなりすぎて、散乱による様々な効果が薄れる。したがって、確率Ｐｉｎｋが１０％より高くなるように、膜厚Ｔｉｎｋとインクの中での光の平均自由行程Ｌｉｎｋを設定することは重要である。平均自由行程Ｌｉｎｋは、Ｍｉｅ散乱理論から得られる散乱断面積と散乱材の濃度を用いて計算される。 In order to obtain appropriate scattering characteristics, there is a lower limit to the concentration of the scattering material depending on the refractive index of the ink base material and the scattering material. When the ink film thickness is Tink and the mean free path of light in the ink is Link, the probability that the light incident on the ink is scattered is given by 1-exp (−Tink / Link). . The mean free path is an average distance until light is scattered by the next scattering material after being scattered by a certain scattering material. When the probability Pink is less than 10%, the scattering performance becomes too low, and various effects due to scattering are diminished. Therefore, it is important to set the film thickness Tink and the mean free path Link of light in the ink so that the probability Pink is higher than 10%. The mean free path Link is calculated using the scattering cross section obtained from the Mie scattering theory and the concentration of the scattering material.
一般に印刷し易い膜厚Ｔｉｎｋは、１μｍから５μｍ程度である。膜厚Ｔｉｎｋが１μｍおよび５μｍ程度の場合における確率Ｐｉｎｋが１０％より高くなる平均自由行程の最大値は、それぞれ約１０μｍ、約４７μｍである。平均自由行程をこれらの値より小さくすることで、それぞれの場合で確率Ｐｉｎｋが１０％より高くなる。膜厚Ｔｉｎｋが５μｍの場合に、散乱材として、酸化チタンを用いた場合と、シリカを用いた場合の散乱材の重量濃度（ｗｔ％）の下限を算出した結果を示す。なお、インクの母材となる樹脂の屈折率は、概ね１．４から１．６程度なので、代表値１.５を用いて計算した。散乱材として、酸化チタンを用いた場合、散乱材濃度の下限は約０．４ｗｔ％である。シリカを用いた場合の散乱材濃度の下限は約７．５ｗｔ％である。したがって、散乱材として、酸化チタンを用いた場合、散乱材濃度を約０．４ｗｔ％より大きくし、シリカを用いた場合、散乱材濃度を約７．５ｗｔ％よりも大きくすることが好ましい。 Generally, the thickness Tink that is easy to print is about 1 μm to 5 μm. The maximum values of the mean free path at which the probability Pink is higher than 10% when the film thickness Tink is about 1 μm and 5 μm are about 10 μm and about 47 μm, respectively. By making the mean free path smaller than these values, the probability Pin becomes higher than 10% in each case. The results of calculating the lower limit of the weight concentration (wt%) of the scattering material when titanium oxide is used as the scattering material and when silica is used when the film thickness Tink is 5 μm are shown. Note that the refractive index of the resin that is the base material of the ink is approximately 1.4 to 1.6, and thus the calculation was performed using a representative value of 1.5. When titanium oxide is used as the scattering material, the lower limit of the scattering material concentration is about 0.4 wt%. When the silica is used, the lower limit of the scattering material concentration is about 7.5 wt%. Therefore, when titanium oxide is used as the scattering material, the scattering material concentration is preferably greater than about 0.4 wt%, and when silica is used, the scattering material concentration is preferably greater than about 7.5 wt%.
我々の実験によれば、光取り出し部３の透過率は、好ましくは40％よりも高く、さらに好ましくは55〜85％程度が、照明している様の品質を損ねることなく、色ムラ等を抑制できることが分かっている。但し、透過率の下限は40％に限定されるものではない。例えば、導光体２の出射面と対向する面側（２ＣＩ）に光取り出し部３が配置される場合、前面方向ＦＤへの反射光を増やすために、透過率を40％よりも低くして反射率を高めることがある。この場合であっても、光取り出し部３が、反射シート６からの散乱光に対して影となって、散乱光を再度反射シート６へ反射して損失を増加さないためには、光取り出し部３を光が透過する構成とすることは重要である。なお、透過率は、積分球付の分光光度計で測定した。所謂、全光線透過率である。但し、例えば、レーザなどの平行光を光取り出し部３に照射して、その透過光を積分球やゴニオメータなどを用いて測定し、透過率を算出しても良い。 According to our experiment, the transmittance of thelight extraction unit 3 is preferably higher than 40%, more preferably about 55 to 85%, without causing color unevenness or the like without impairing the quality of illumination. It is known that it can be suppressed. However, the lower limit of the transmittance is not limited to 40%. For example, when thelight extraction unit 3 is arranged on the surface side (2CI) facing the emission surface of thelight guide 2, the transmittance is set lower than 40% in order to increase the reflected light in the front direction FD. May increase reflectivity. Even in this case, in order for thelight extraction part 3 to become a shadow with respect to the scattered light from thereflection sheet 6 and to reflect the scattered light again to thereflection sheet 6 and not increase the loss, the light extraction It is important that thepart 3 is configured to transmit light. The transmittance was measured with a spectrophotometer equipped with an integrating sphere. This is the so-called total light transmittance. However, for example, thelight extraction unit 3 may be irradiated with parallel light such as a laser, and the transmitted light may be measured using an integrating sphere, a goniometer, or the like to calculate the transmittance.
また、光が透過するインクを用いることで、非点灯時の照明装置１において、光取出し部３が半透明な線となり、光取出し部３がユーザから直視できる構成である場合に、照明装置として全体的に透明感のある照明装置１が提供でき、デザイン性が良くなるという効果がある。 Further, when thelight extraction unit 3 becomes a semi-transparent line in thelighting device 1 when not lit by using ink that transmits light, thelight extraction unit 3 can be directly viewed from the user. Theillumination device 1 having a transparent feeling as a whole can be provided, and the design is improved.
第４の利点は次の通りである。導光体２の前面に散乱カバー部材がないので、廃棄時に当該散乱カバー部材の産業廃棄物の低減となる。また、該散乱カバー部材の作製プロセスが無い分、省エネで照明装置を作製できるという効果を奏する。 The fourth advantage is as follows. Since there is no scattering cover member on the front surface of thelight guide 2, industrial waste of the scattering cover member is reduced at the time of disposal. Moreover, since there is no manufacturing process of this scattering cover member, there exists an effect that an illuminating device can be manufactured with energy saving.
なお、前記散乱カバー部材が有する機能である、導光板から出射した光を散乱透過して、床や、部屋の壁など照明装置の周囲を照明するという機能を、本照明装置１では、上述した導光体２の立体的な形状および光取出し部３の位置、光取出し部３の散乱特性、反射シート６などの反射部材の組み合わせにより実現している。 Thelighting device 1 has a function of scattering the light emitted from the light guide plate and illuminating the surroundings of the lighting device such as the floor or the wall of the room. This is realized by a combination of the three-dimensional shape of thelight body 2 and the position of thelight extraction unit 3, the scattering characteristics of thelight extraction unit 3, and the reflection member such as thereflection sheet 6.
なお、本実施形態の照明装置１に前記散乱カバー部材を取り付けた場合は、光が更に散乱し、後述する線ムラや色ムラが更に低減するという効果を奏する。 In addition, when the said scattering cover member is attached to the illuminatingdevice 1 of this embodiment, there exists an effect that light is scattered further and the line nonuniformity and color nonuniformity mentioned later are further reduced.
ここで、当該反射部材の役割について言及する。従来は、前記散乱カバーの透過散乱により、照明装置からの出射光の角度分布（配光特性）は概ねランバート配光となった。しかしながら、本実施形態の場合のように、照明装置１における一部または全部の前面方向ＦＤおよび一部の外側方向ＯＤの最外部は導光体２となっていて、導光体２からの光で、床や、部屋の壁、天井５０を直接照らすという構成の場合、出射面２ＢＯ、２ＣＯから出射する光の和の配光特性が概ね照明装置１の配光特性になるので、導光体２の当該面から出射する光の和が概ねランバート配光となる必要があり、導光体２は光が導光できる程度に透明であるので、導光体２だけでは前記散乱カバーの透過散乱程度の散乱効果を得ることは難しい。 Here, the role of the reflecting member will be mentioned. Conventionally, the angular distribution (light distribution characteristic) of the emitted light from the illumination device is generally Lambertian light distribution due to the transmission scattering of the scattering cover. However, as in the case of the present embodiment, a part or all of the front direction FD and a part of the outermost direction OD in theillumination device 1 are the light guides 2, and light from thelight guide 2 In the case where the floor, the wall of the room, and theceiling 50 are directly illuminated, the light distribution characteristic of the sum of the light emitted from the emission surfaces 2BO and 2CO is approximately the light distribution characteristic of thelighting device 1, and therefore thelight guide 2 The sum of the light emitted from the surface should be approximately Lambert light distribution, and thelight guide 2 is transparent to the extent that light can be guided. It is difficult to obtain the scattering effect.
そこで、本実施形態では、詳細は後述するが光取出し部３の散乱特性および、当該反射部材を配置することで、照明装置１の配光特性を概ねランバート配光とするか、それよりも広い配光特性として、適正な配光特性となる照明装置１を提供する。 Therefore, in this embodiment, although the details will be described later, by arranging the scattering characteristic of thelight extraction unit 3 and the reflecting member, the light distribution characteristic of thelighting device 1 is almost Lambert light distribution or wider than that. Provided is an illuminatingdevice 1 having appropriate light distribution characteristics as light distribution characteristics.
当該反射部材の効果については、再度、図３中の光線ＲＡＹ３２を用いて説明する。本実施形態では、導光体２の光取出し部３は散乱透過および散乱反射する。透過光と反射光の割合は光取出し部３の散乱特性による。それゆえ、当該光取出し部３は、光線ＲＡＹ３１、ＲＡＹ３２のように、導光体２内を伝播した光を、導光体２から当該反射部材に向かう方向（ＲＡＹ３２）と、導光体２から前面方向ＦＤと略同一方向（ＲＡＹ３１）に出射することが可能となる。なお、ＲＡＹ３１に示すように、本実施形態の第１の光取出し部３Ａの場合、当該前面方向ＦＤへも出射するが、前面方向ＦＤから伝播方向（図３では内側方向）に傾いた方向の光度が大きくなることがある。前面方向側を概ね前面方向ＦＤと略同一方向と呼んでいる。 The effect of the reflecting member will be described again using the ray RAY32 in FIG. In the present embodiment, thelight extraction unit 3 of thelight guide 2 performs scattered transmission and scattering reflection. The ratio of transmitted light and reflected light depends on the scattering characteristics of thelight extraction unit 3. Therefore, thelight extraction unit 3 transmits light propagating in thelight guide 2 like the light rays RAY31 and RAY32 from thelight guide 2 toward the reflecting member (RAY32) and from thelight guide 2. The light can be emitted in substantially the same direction (RAY31) as the front direction FD. As shown in RAY 31, in the case of the firstlight extraction portion 3A of the present embodiment, the light is emitted also in the front direction FD, but in a direction inclined from the front direction FD to the propagation direction (inward direction in FIG. 3). Luminous intensity may increase. The front direction side is generally called the same direction as the front direction FD.
光線ＲＡＹ３２は、反射部材（反射シート６）で散乱され、前面方向ＦＤ方向に伝播しているが、これに限らず、若干の指向性はあるものの、外側方向、内側方向にも散乱光が伝播する。反射部材である反射シート６の散乱効果、つまり、広い角度範囲へ反射散乱する効果は、前述の前記散乱カバーの透過散乱程度の散乱効果と同程度以上である。それゆえ、面出射部２Ｃからは、反射部材での散乱光が導光体２を透過する光と第１の光取出し部３Ａで導光条件が崩れて出射する光とが出射するので、概ねランバート配光となる。また、図３に示すように、導光体２と当該反射部材の間に空隙がある構成の場合は、当該空隙を伝播中に光は広がるので、その構成の場合は、さらなる出射位置分布（照度分布）均一性の効果を得ることが可能となる。 The ray RAY32 is scattered by the reflecting member (reflecting sheet 6) and propagates in the front direction FD. However, the light ray 32 is not limited to this, and although there is some directivity, scattered light also propagates in the outer direction and the inner direction. To do. The scattering effect of the reflectingsheet 6 as a reflecting member, that is, the effect of reflecting and scattering in a wide angle range is equal to or more than the scattering effect of the above-mentioned scattering cover. Therefore, from thesurface emitting portion 2C, the light that is scattered by the reflecting member is transmitted through thelight guide 2 and the light that is emitted while the light guiding conditions are broken in the firstlight extraction portion 3A. Lambert light distribution. In addition, as shown in FIG. 3, in the case of a configuration in which there is a gap between thelight guide 2 and the reflecting member, light spreads while propagating through the gap. Illuminance distribution) It is possible to obtain the effect of uniformity.
また、外側方向を明るくするためには、反射部材を導光体２の内側に配置する場合には、前記反射部材（反射シート６）を面出射部２Ｃに対向する位置であるフレーム７の中心付近の平面を覆うだけでなく、伝播角度変換部２Ｂ付近であって、伝播角度変換部２Ｂに対向する位置でもあるＬＥＤ光源４付近にも前記反射部材（反射シート６）を配置し、さらに、フレーム７の中心付近の平面を覆う反射シート６とＬＥＤ光源４付近に配置される反射シート６との間も、フレーム７Ａを白色塗装して反射部材とすることが望ましい。なぜならば、第２の光取出し部３Ｂからの光を反射する反射部材が離れた位置に有る場合、空気中伝播時の拡散により伝播角度変換部２Ｂに戻ってくる反射光が少なり、伝播角度変換部２Ｂから出射する光の量が少なくなるためである。 Further, in order to brighten the outer direction, when the reflecting member is disposed inside thelight guide 2, the center of theframe 7 which is the position where the reflecting member (reflecting sheet 6) faces thesurface emitting portion 2 </ b> C. The reflective member (reflective sheet 6) is disposed not only in the vicinity of the flat surface but also in the vicinity of the propagationangle conversion unit 2B and in the vicinity of the LEDlight source 4 which is also a position facing the propagationangle conversion unit 2B. It is also desirable that theframe 7A be painted white to form a reflective member between thereflective sheet 6 covering the plane near the center of theframe 7 and thereflective sheet 6 disposed in the vicinity of the LEDlight source 4. This is because when the reflecting member that reflects the light from the secondlight extraction unit 3B is at a distant position, the reflected light that returns to the propagationangle conversion unit 2B due to diffusion during propagation in the air is reduced, and the propagation angle This is because the amount of light emitted from theconversion unit 2B is reduced.
総じて、光取出し部３を反射・透過、何れも可能な構成として、反射部材を面出射部２Ｃよりも背面方向側に配置するという構成は、配光特性を良好な特性へ改善するという効果を奏する。 In general, the configuration in which thelight extraction portion 3 can be reflected / transmitted and the reflection member is disposed on the back side with respect to thesurface emitting portion 2C has the effect of improving the light distribution characteristic to a favorable characteristic. Play.
本実施形態の構成によれば、導光体２は、白い反射部材から反射した光が、導光体２全体から出射し、光取出し部３からはより明るい光が出射する。それゆえ、導光体２の透明感と、導光体２を通して見える白さ、光取出し部３でのきらめく発光（光の出射）により、照明している様が美しいという効果を奏する。 According to the configuration of the present embodiment, in thelight guide 2, the light reflected from the white reflecting member is emitted from the entirelight guide 2, and brighter light is emitted from thelight extraction unit 3. Therefore, there is an effect that the illumination is beautiful due to the transparency of thelight guide 2, the whiteness visible through thelight guide 2, and the shimmering light emission (light emission) at thelight extraction unit 3.
基板５が一続きの一枚の基板であり、全てのＬＥＤ光源４は等間隔で配置されている場合を前述した。ＬＥＤ光源４が等間隔で配置されていない場合には、ＬＥＤ光源４の距離が離れている場所が、当該距離が近い場所に比べて暗くなる光のムラが発生する恐れがある。さらに、本実施形態のように、２色のＬＥＤ光源４（４Ｌ，４Ｄ）を用いている場合は、光のムラに加えて色のムラが発生して見た目が著しく損なわれる恐れがある。したがって、ＬＥＤ光源４はおおよそ等間隔で配置することが望ましい。さらに、隣り合うＬＥＤ光源４間の隙間が１０ｍｍ未満となるように設置することが望ましい。隣り合うＬＥＤ光源４間の隙間を１０ｍｍ以上とすると、隣り合うＬＥＤ光源４間の隙間に対応して暗くなるムラが発生することを実験にて確認した。また、隣り合う２色のＬＥＤ光源４（４Ｌ，４Ｄ）間の隙間を１０ｍｍ以上とすると、色が混色せず、見た目が著しく損なわれる。
これらのムラは、導光体２からの光で照明装置１の周囲を直接照明する場合に、照明装置１における外観である導光体２が人間からも直接見えるために、課題となる。The case where the board |substrate 5 is a continuous board | substrate and all theLED light sources 4 are arrange | positioned at equal intervals was mentioned above. In the case where theLED light sources 4 are not arranged at equal intervals, there is a possibility that unevenness of light that becomes darker in a place where the distance of the LEDlight source 4 is farther than in a place where the distance is close may occur. Furthermore, when the two-color LED light source 4 (4L, 4D) is used as in the present embodiment, color unevenness may occur in addition to light unevenness, and the appearance may be significantly impaired. Therefore, it is desirable to arrange theLED light sources 4 at approximately equal intervals. Furthermore, it is desirable to install so that the gap between adjacentLED light sources 4 is less than 10 mm. When the gap between the adjacentLED light sources 4 is set to 10 mm or more, it was confirmed by experiments that unevenness that darkens corresponding to the gap between the adjacentLED light sources 4 occurs. Further, if the gap between the adjacent two-color LED light sources 4 (4L, 4D) is 10 mm or more, the colors are not mixed and the appearance is remarkably impaired.
Such unevenness is a problem when thelight guide 2 that is the appearance of theillumination device 1 is directly visible to humans when the surroundings of theillumination device 1 are directly illuminated with light from thelight guide 2.
なお、基板５は、一続きの基板としても良いが、４等分、６等分、８等分など等分割した基板を組み合わせて略円形の輪状の形状を作った方が、産業廃棄物低減の観点からは良い。以下、理由を述べる。基板は、通常、矩形の板材に銅箔パターン等を形成し、必要な部位を切り出して作製される。元となる基板から一続きの略円形の輪状の基板を切り出すよりも、小さい面積の等分割した基板を切り出すほうが、廃棄する部位が少なくなる。つまり、等分割した基板を組み合わせて円形の輪状の形状を作った方が、元となる一枚の基板から取れる、略円形の輪状の形状を構成する基板一式の数が多くなるからである。 Thesubstrate 5 may be a continuous substrate, but it is less industrial waste to make a substantially circular ring shape by combining substrates divided into 4 equal parts, 6 equal parts, 8 equal parts, etc. From the point of view. The reason will be described below. The substrate is usually produced by forming a copper foil pattern or the like on a rectangular plate and cutting out necessary portions. Rather than cutting out a series of substantially circular ring-shaped substrates from the original substrate, cutting out equally-divided substrates with a small area requires fewer parts to be discarded. That is, when a circular ring shape is formed by combining equally divided substrates, the number of sets of substrates constituting a substantially circular ring shape that can be taken from one original substrate increases.
等分割した基板を組み合わせて略円形の輪状の形状を作る場合の課題は、基板が分割されている端部において、異なる基板間で隣り合うＬＥＤ光源４間の距離が、同一の基板内で隣り合うＬＥＤ光源４間の距離よりも大きくなる点である。しかしながら、この場合も、できるだけＬＥＤ光源４は等間隔に配置することが望ましい。また、隣り合うＬＥＤ光源４間の隙間を１０ｍｍ未満とすることが好ましい。なお、同一の基板内で隣り合うＬＥＤ光源４間の距離を１．５から３ｍｍ程度とすると、異なる基板間で隣り合うＬＥＤ光源４間の距離も同程度とすることが可能であり、前述の隙間に対応して暗くなるムラが発生しないことを確認済みである。 A problem in the case of making a substantially circular ring shape by combining equally divided substrates is that the distance between theLED light sources 4 adjacent to each other at different ends of the substrates is adjacent within the same substrate. This is a point that is larger than the distance between the matchingLED light sources 4. However, in this case as well, it is desirable to arrange theLED light sources 4 as equally as possible. Moreover, it is preferable that the clearance gap between the adjacentLED light sources 4 shall be less than 10 mm. If the distance between theLED light sources 4 adjacent to each other in the same substrate is set to about 1.5 to 3 mm, the distance between theLED light sources 4 adjacent to each other between different substrates can be set to the same level. It has been confirmed that there is no unevenness in darkness corresponding to the gap.
本実施形態では、ＬＥＤ光源４から導光体２に入射しない光を散乱反射するために、ＬＥＤ光源４の周囲には反射部材としての外カバー８と内カバー９を配置している。これら２つのカバーは光を透過する材料としても良いが、デザイン性の観点で、ＬＥＤ光源４、基板５、導光体２をフレーム７に固定する部位（図示なし）がユーザから見えないようにするためには、２つのカバーは不透過とした方が良い。但し、当該カバーは、照明装置１の効率に対しては、透過の方が良い。また、一方のカバーを透過する材料とし、他方を不透過となる材料としても良い。例えば、外カバー８は、導光体２をフレーム７に固定する部位を隠すので不透明とし、内カバー９は効率の観点から散乱透過するカバーとしても良い。これらのカバーは、導光体２がユーザから見える構成であるがゆえに必要となる部材である。 In the present embodiment, anouter cover 8 and an inner cover 9 as reflecting members are disposed around theLED light source 4 in order to scatter and reflect light that does not enter thelight guide 2 from the LEDlight source 4. These two covers may be made of a material that transmits light, but from the viewpoint of design, a portion (not shown) for fixing theLED light source 4, thesubstrate 5, and thelight guide 2 to theframe 7 is not visible to the user. In order to do this, the two covers should be opaque. However, the cover is better transmissive for the efficiency of thelighting device 1. Moreover, it is good also as a material which permeate | transmits one cover and the other which does not permeate | transmit. For example, theouter cover 8 may be opaque because it hides the part that fixes thelight guide 2 to theframe 7, and the inner cover 9 may be a cover that scatters and transmits from the viewpoint of efficiency. These covers are necessary because thelight guide 2 is visible to the user.
フレーム７は大まかには２枚の金属フレーム７Ａ、７Ｂで構成され、天井に近い側のフレーム７Ｂに電源回路１０が設置され、フレーム７Ａに、導光体２、基板５、反射シート６、外カバー８、内カバー９などの光学部品が設置される。フレーム７における導光体２側の部材であるフレーム７Ａは、ＬＥＤ光源４および導光体２からの光を反射するために、白色の塗装をすることが好ましい。さらに、塗装よりも反射率の高い反射シート６で、フレーム７Ａを覆うことがさらに望ましい。平面の反射シート６を使うと、正面から見た場合の照明装置１の形状が円形の場合、フレーム７Ａの斜面に貼ることが困難であるが、光反射板などの反射部材に成形加工等を施すことで立体的な反射部材にして、フレーム７Ａ全体を覆うことが好ましい。フレーム７Ａまたはそれを覆う物は反射部材として活用できるように様々な加工や部材の追加をすることが好ましく、上記反射部材は白色の散乱部材であることが好ましい。 Theframe 7 is roughly composed of twometal frames 7A and 7B, and thepower circuit 10 is installed on theframe 7B on the side close to the ceiling. Thelight guide 2, thesubstrate 5, thereflection sheet 6 and the outside are mounted on theframe 7A. Optical components such as thecover 8 and the inner cover 9 are installed. Theframe 7A, which is a member on thelight guide 2 side of theframe 7, is preferably painted white in order to reflect light from the LEDlight source 4 and thelight guide 2. Furthermore, it is more desirable to cover theframe 7A with thereflection sheet 6 having a higher reflectance than the coating. When theflat reflection sheet 6 is used, when the shape of theillumination device 1 when viewed from the front is circular, it is difficult to apply the shape to the inclined surface of theframe 7A. It is preferable to apply the three-dimensional reflecting member to cover theentire frame 7A. Theframe 7A or an object covering it is preferably subjected to various processes and additions so that it can be used as a reflecting member, and the reflecting member is preferably a white scattering member.
照明装置１の中央には、天井５０と照明装置１を接続するための機構がある。天井５０には、照明装置１を設置するための器具が設置されている。一般には、天井５０には、照明装置１を固定すると同時に電力を供給する引っ掛けシーリング５２が設置されている。 In the center of thelighting device 1, there is a mechanism for connecting theceiling 50 and thelighting device 1. On theceiling 50, an appliance for installing thelighting device 1 is installed. In general, theceiling 50 is provided with ahook ceiling 52 that fixes thelighting device 1 and supplies power at the same time.
照明装置１の固定は、最初に、固定具５１を引っ掛けシーリング５２に取り付ける。固定具５１には、固定具５１の中心方向に押せば、固定具５１の中に引っ込むことが可能な出っ張り部５１Ａがある。出っ張り部５１Ａの断面は略三角形であり、照明装置１を前面方向ＦＤから天井に近づけると、フレーム７Ｂの端部７ＢＥで押されて、出っ張り部５１Ａが固定具５１の中に引っ込む。フレーム７Ｂの端部７ＢＥが出っ張り部５１Ａよりも天井に近づくと、固定具５１の中に引っ込んでいた出っ張り部５１Ａが元の位置まで戻り、図２に示す状態となり、照明装置１が天井５０に固定される。なお、本発明は固定具の形状（構造）に限定されるものではない。固定具は、照明装置１を天井等の所定の位置に、固定するための機能を有していれば良い。 To fix thelighting device 1, first, thefixture 51 is hooked and attached to theceiling 52. Thefixture 51 has a protrudingportion 51 </ b> A that can be retracted into thefixture 51 by being pushed in the center direction of thefixture 51. The cross section of the protrudingportion 51A is substantially triangular. When thelighting device 1 is brought closer to the ceiling from the front direction FD, the protrudingportion 51A is retracted into thefixture 51 by being pushed by the end portion 7BE of theframe 7B. When the end 7BE of theframe 7B comes closer to the ceiling than the protrudingportion 51A, the protrudingportion 51A that has been retracted into thefixture 51 returns to the original position, and the state shown in FIG. Fixed. The present invention is not limited to the shape (structure) of the fixture. The fixing tool should just have the function for fixing the illuminatingdevice 1 to predetermined positions, such as a ceiling.
引っ掛けシーリング５２から固定具５１に電力が供給され、その電力は固定具５１から配線５１Ｂと配線１０Ａを介して電源回路１０に供給される。配線５１Ｂと１０Ａはコネクタで接続されている。これら固定具５１と配線およびコネクタを収納する空間に光が入ることを抑制するために、反射キャップ１１が固定具５１と対向して配置されている。反射キャップ１１は、光を反射する部材であり、一般に散乱反射する白色の部材である。安全性向上のために反射キャップ１１は難燃性の樹脂であることが好ましい。反射キャップ１１の表面に反射シート６を貼るとさらに良い。 Electric power is supplied from thehook ceiling 52 to thefixture 51, and the electric power is supplied from thefixture 51 to thepower supply circuit 10 via thewiring 51B and thewiring 10A. Thewirings 51B and 10A are connected by a connector. In order to prevent light from entering the space for housing thefixture 51, the wiring, and the connector, thereflection cap 11 is disposed to face thefixture 51. Thereflection cap 11 is a member that reflects light, and is generally a white member that scatters and reflects light. In order to improve safety, thereflective cap 11 is preferably a flame retardant resin. It is even better if thereflective sheet 6 is pasted on the surface of thereflective cap 11.
次に、光取出し部３（３Ａ，３Ｂ）を正面から見たときの特徴について図１を用いて説明する。ＬＥＤ光源４は、照明装置１の最外周に１列（図１（ｂ）参照）で、照明装置１の外周に沿って基板５に配置されており、照明装置１において一回りのＬＥＤ光源４がリング状に囲んでいる構成である。導光体２も正面視で円形であり、中心は照明装置１の中心に一致する。さらに、導光体２の中心を中心として、第１の光取出し部３Ａおよび第２の光取出し部３Ｂも同様に、リング状に配置されている。本実施形態では、光取出し部３（３Ａ，３Ｂ）がリング状に配置されている構成である。ＬＥＤ光源４、導光体２、第１の光取出し部３Ａ、第２の光取出し部３Ｂを、本実施形態の様に照明装置１の外周に沿って配置することで、照明装置１の周囲を均一に照明できるという効果を奏する。さらに、正面視でＬＥＤ光源４の配置と光取出し部の配置が円形の場合は、照明装置１の周囲を等方的に照明できるという効果を奏する。また、光取出し部３（３Ａ，３Ｂ）が照明装置１（導光体２）の中心を中心として環状に一周した構成であると、光り方が等方的で綺麗であるという効果を奏する。 Next, characteristics when the light extraction unit 3 (3A, 3B) is viewed from the front will be described with reference to FIG. TheLED light sources 4 are arranged on thesubstrate 5 along the outer periphery of the illuminatingdevice 1 in one row (see FIG. 1B) on the outermost periphery of the illuminatingdevice 1. Is a configuration surrounding the ring. Thelight guide 2 is also circular when viewed from the front, and the center coincides with the center of thelighting device 1. Further, the firstlight extraction portion 3A and the secondlight extraction portion 3B are similarly arranged in a ring shape with the center of thelight guide 2 as the center. In this embodiment, the light extraction part 3 (3A, 3B) is the structure arrange | positioned at ring shape. By arranging theLED light source 4, thelight guide 2, the firstlight extraction unit 3A, and the secondlight extraction unit 3B along the outer periphery of theillumination device 1 as in the present embodiment, The effect that it can illuminate uniformly is produced. Furthermore, when the arrangement of theLED light sources 4 and the arrangement of the light extraction portions are circular in front view, the effect that the surroundings of theillumination device 1 can be illuminated isotropically is obtained. Moreover, when the light extraction part 3 (3A, 3B) is the structure which carried out the circular circumference centering on the center of the illuminating device 1 (light guide 2), there exists an effect that the way of light is isotropic and beautiful.
但し、光取出し部３Ａは、図１５〜図１７に示すような構成でも良い。図１５（ａ）および（ｂ）は、正面から見たときに、照明装置１の中心を中心とした同心円状の光取り出し部３が配置された例である。 However, thelight extraction portion 3A may have a configuration as shown in FIGS. FIGS. 15A and 15B are examples in which a concentriclight extraction portion 3 centered on the center of thelighting device 1 is disposed when viewed from the front.
図１５（ａ）は、最外周の光取り出し部３Ｅを最大の半径として、順次、円の半径が小さくなっている例であり、最小半径の光取り出し部３Ｃまで、光取り出し部３間の間隙がおおよそ一定の例である。つまり、隣接する円の半径が一定の割合で変化しているということである。 FIG. 15A is an example in which the outermostlight extraction portion 3E is set as the maximum radius, and the radius of the circle is sequentially reduced. The gap between thelight extraction portions 3 up to thelight extraction portion 3C having the minimum radius is shown. Is a fairly constant example. That is, the radius of adjacent circles changes at a constant rate.
図１５（ｂ）は、最外周の光取り出し部３Ｅを最大の半径として、順次、円の半径が小さくなって配置されているが、ある半径の光取り出し部３Ｍ１と隣接する光取り出し部３Ｍ２の間で、光取り出し部３が存在しない領域が存在する例である。光取り出し部３Ｍ１と３Ｍ２の半径の大きさの差は、１０ｍｍ程度以上であると、光取り出し部３が存在しない領域と容易に知覚できる。 In FIG. 15B, the outermostlight extraction portion 3E is set as the maximum radius, and the circles are sequentially arranged with a smaller radius. However, the light extraction portion 3M2 adjacent to the light extraction portion 3M1 having a certain radius is arranged. In this example, there is a region where thelight extraction unit 3 does not exist. If the difference in radius between the light extraction portions 3M1 and 3M2 is about 10 mm or more, it can be easily perceived as an area where thelight extraction portion 3 does not exist.
図１５（ｃ）に、図１５（ａ）と（ｂ）を構成する光取り出し部３の詳細な図を示す。光取り出し部３は、同心円状に配置されており、正面から見た場合、図１の光取出し部３（３Ａ，３Ｂ）と同様な形状である。線幅は自由であるが、細い方が非点灯時に、存在感がなく、導光体２の透明感が増し、デザイン性が良い。しかしながら、線幅を０．０５ｍｍよりも小さくすると、光取り出し部３としてのインクの膜厚が小さくなり、光取り出し部として機能し難くなる。したがって、線幅は０．０５ｍｍよりも大きく、量産性を考慮して、０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度がより好ましい。 FIG. 15 (c) shows a detailed view of thelight extraction unit 3 constituting FIGS. 15 (a) and 15 (b). Thelight extraction part 3 is arrange | positioned concentrically, and when it sees from the front, it is the same shape as the light extraction part 3 (3A, 3B) of FIG. Although the line width is free, the thin side has no presence when not lit, the transparency of thelight guide 2 is increased, and the design is good. However, if the line width is smaller than 0.05 mm, the ink film thickness as thelight extraction portion 3 becomes small, and it becomes difficult to function as the light extraction portion. Therefore, the line width is larger than 0.05 mm, and about 0.5 mm to 1 mm is more preferable in consideration of mass productivity.
図１８に、線幅約７５０μｍの光取り出し部３の断面形状を触針式表面形状測定器で測定した結果を示す。光取り出し部３として機能するためには、インクの膜厚３Ｔは、少なくても約１μｍ程度必要となる。光取り出し部の両端３ＴＥは、約２５μｍの幅で、１μｍ程度立ち上がっている。したがって、膜厚１μｍのインクを作成する場合、両側合わせて少なくても５０μｍ程度は必要となる。したがって、光取り出し部３として機能するための散乱性を考慮すると線幅は０．０５ｍｍよりも大きくすることが好ましい。 FIG. 18 shows the result of measuring the cross-sectional shape of thelight extraction portion 3 having a line width of about 750 μm with a stylus type surface shape measuring instrument. In order to function as thelight extraction portion 3, thefilm thickness 3T of the ink needs to be at least about 1 μm. Both ends 3TE of the light extraction portion rise about 1 μm in width of about 25 μm. Therefore, when an ink having a film thickness of 1 μm is prepared, at least about 50 μm is required on both sides. Therefore, in consideration of the scattering property for functioning as thelight extraction unit 3, the line width is preferably larger than 0.05 mm.
図１６〜１７の光取出し部３Ａは、照明装置１の中心を中心として環状に一周した構成とは異なる構成である。光取り出し部３を、光が透過し、散乱性を有するインクとした場合、印刷にて容易に光取り出し部のパターンを形成できるので、図１６〜１７に示すような構成も可能である。また、当該構成としても、インクの散乱性能により、照明装置１として、良好な配光特性や効率を実現することが可能である。 Thelight extraction part 3A in FIGS. 16 to 17 has a configuration different from the configuration in which thelight extraction unit 3A makes a circle around the center of theillumination device 1. When thelight extraction portion 3 is made of ink that transmits light and has a scattering property, the pattern of the light extraction portion can be easily formed by printing, and thus a configuration as shown in FIGS. Also, with this configuration, it is possible to achieve good light distribution characteristics and efficiency as thelighting device 1 due to the ink scattering performance.
図１６（ａ）は、ドットを高密度に配置した例である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）を構成する光取り出し部３としてのドットを拡大した図である。図１６（ｂ）では、ドットの形状を円としたが、これに限らず、多角形や不規則形状の点などでも良い。また、図１６（ｂ）では、ドットを規則的に配置しているが、これに限らず、千鳥配置など、別の配置でも良い。ドットの直径は、特に限定は無いが、十分な光取り出し性能を考慮すると、０．０５ｍｍ以上、量産性を考慮して０．5ｍｍ〜１ｍｍ程度がより好ましい。最も外側にあるドットを仮想的に繋いだ線が、凡そ、光取り出し部３の最外部３Ｅを表す。本例は、ドットとドットが繋がってないので、線ではないが、約１ｍｍのピッチでドットが配置されているので、点線と見なせ、さらには、それら点線が上下左右にも繋がっているので、インクをベタ塗りにした状態に近い光取り出し部３のパターンである。 FIG. 16A shows an example in which dots are arranged at high density. FIG. 16B is an enlarged view of dots as thelight extraction unit 3 constituting FIG. In FIG. 16B, the dot shape is a circle. However, the shape is not limited to this, and may be a polygonal or irregularly shaped point. In FIG. 16B, the dots are regularly arranged. However, the arrangement is not limited to this, and another arrangement such as a staggered arrangement may be used. The diameter of the dot is not particularly limited, but considering sufficient light extraction performance, it is more preferably about 0.05 mm or more and about 0.5 mm to 1 mm in consideration of mass productivity. A line that virtually connects the outermost dots approximately represents the outermost 3E of thelight extraction unit 3. In this example, since the dots are not connected, they are not lines, but since the dots are arranged at a pitch of about 1 mm, they can be regarded as dotted lines, and furthermore, the dotted lines are also connected vertically and horizontally. The pattern of thelight extraction portion 3 is close to a state in which the ink is solid.
図１７（ａ）〜図１７（ｄ）は、模様や絵画などの自由な絵である。これらの特徴は、最外部に、最外周の光取り出し部３Ｅとして、円を配置している点である。これは、実線の円でなくても、点線、点破線、線分の長さが不規則な破線、波線、ミシン目、ドットの連なりなど、略線状の境界として、最外周の光取り出し部３Ｅとして配置されている点である。 17 (a) to 17 (d) are free pictures such as patterns and paintings. These features are that a circle is arranged on the outermost side as the outermostlight extraction portion 3E. Even if it is not a solid circle, the outermost light extraction part can be used as a substantially linear boundary such as a dotted line, dotted line, broken line with irregular line length, wavy line, perforation, or a series of dots. It is a point arranged as 3E.
本実施形態のように、光取り出し部３が曲線状で、光が透過し、散乱性を有するインクを用いて形成された場合に、さらに、ＬＥＤ光源４も曲線状に配置されている場合、次に述べる現象により効率が向上するという効果を奏する。 In the case where thelight extraction unit 3 is formed in a curved shape, using light that is transmitted and has scattering properties, as in this embodiment, when theLED light source 4 is also arranged in a curved shape, There is an effect that the efficiency is improved by the phenomenon described below.
図４（ａ）および図４（ｂ）は、効率が低下している要因を説明するための図である。図４（ａ）は、照明装置１を正面方向ＦＤ側から見た正面図である。ＬＥＤ光源４は、導光体２の中心に向かう光だけではなく、図中のＲＡＹ４１Ａ、４１Ｂとして示すように、中心とは異なる方向にも発光している。ＲＡＹ４１Ａ、４１Ｂは、それぞれ、導光体２の地点３Ｐ１，３Ｐ２にて、光取り出し部３Ａで反射する。要因を説明するための図であるので、図中の光取り出し部３Ａは、導光体２の内側の面２ＣＩに溝を付けた光取り出し部で、散乱性のない光取り出し部３Ａとする。 FIG. 4A and FIG. 4B are diagrams for explaining the cause of the decrease in efficiency. Fig.4 (a) is the front view which looked at the illuminatingdevice 1 from the front direction FD side. The LEDlight source 4 emits light not only toward the center of thelight guide 2 but also in a direction different from the center as indicated by RAYs 41A and 41B in the drawing. The rays 41A and 41B are reflected by thelight extraction unit 3A at the points 3P1 and 3P2 of thelight guide 2, respectively. Since it is a figure for demonstrating a factor, thelight extraction part 3A in a figure is the light extraction part which provided the groove | channel on the inner surface 2CI of thelight guide 2, and is set as thelight extraction part 3A without a scattering property.
本実施形態のように、前面方向ＦＤから照明装置１を見た場合に、光取り出し部３が略円形（曲線状）の場合、光線が入射した光取り出し部３の地点と略円形の略中心とを結ぶ線３ＭＲと、光線との角度θazが小さい場合、光取り出し部３Ａの反射で光が取り出される可能性が高く、角度θazが大きい場合、光取り出し部３Ａでの反射光は、再度、発光元とは別のＬＥＤ光源４に向かって導光することが多い。 When theillumination device 1 is viewed from the front direction FD as in the present embodiment, when thelight extraction unit 3 is substantially circular (curved), the point of thelight extraction unit 3 where the light beam is incident and the approximate center of the substantially circular shape. When the angle θaz between the line 3MR and the light beam is small, the light is likely to be extracted by the reflection of thelight extraction unit 3A. When the angle θaz is large, the reflected light from thelight extraction unit 3A is In many cases, light is guided toward anLED light source 4 different from the light emitting source.
溝などの形状による光取り出しは、角度θazが小さいときに、形状表面の反射・透過によって、導光体２から光を取り出すことが多い。光線例は、ＲＡＹ４１Ａ、ＲＡＹ４１ＡＥで示されている。点線で示される矢印は、導光体２内を導光している光線を示し、実線は導光体２から取り出された光線を示している。 Light extraction by the shape of a groove or the like often extracts light from thelight guide 2 by reflection / transmission of the shape surface when the angle θaz is small. Examples of light rays are indicated by RAY41A and RAY41AE. An arrow indicated by a dotted line indicates a light beam guided through thelight guide 2, and a solid line indicates a light beam extracted from thelight guide 2.
一方で、角度θazが大きいほど、フレネル反射率も高くなるので、図４（ａ）、図４（ｂ）の光線ＲＡＹ４１Ｂに示すように、反射にてＬＥＤ光源４の方に戻ることが多くなる。光線ＲＡＹ４１Ｂは、地点３Ｐ２で反射して、発光元とは別のＬＥＤ光源４に向かって導光する例で、入射面２Ａに到達すると、当該入射面２ＡからＬＥＤ光源４や基板５に向けて出射し、迷光となる。当該迷光は、再度、照明装置１から出射することもあるが、多くはＬＥＤ光源４、基板５、外カバー８、内カバー９などで損失される。この損失が、効率を低下させる要因となる。 On the other hand, the greater the angle θaz is, the higher the Fresnel reflectivity is. Therefore, as shown by the ray RAY41B in FIGS. 4A and 4B, the LEDlight source 4 is often returned by reflection. . The ray RAY41B is an example in which the light ray 41B is reflected at the point 3P2 and guided toward theLED light source 4 different from the light emitting source. Outgoes and becomes stray light. The stray light may be emitted from thelighting device 1 again, but most of the stray light is lost by the LEDlight source 4, thesubstrate 5, theouter cover 8, the inner cover 9, and the like. This loss is a factor that reduces efficiency.
散乱性を有するインクを用いて形成された光取り出し部３Ａを用いた場合について説明する。図４（ｃ）および図４（ｄ）は、当該光取り出し部３Ａを導光体２の外側の面２ＣＯに配置した場合の図である。インクを用いて形成された光取り出し部３Ａは散乱透過・反射で光を取り出すため、光取り出し性能は入射角度（角度θaz）に大きくは依存しない。それゆえ、図４（ｃ）に示すように、角度θazが大きな光線ＲＡＹ４２Ｂも散乱透過により、導光体２から出射する。それゆえ、当該光線が迷光となって損失することが抑制される。なお、図４（ｃ）、（ｄ）において、点線で示される光線ＲＡＹ４２Ａ、ＲＡＹ４２Ｂは導光体２内を導光している光線を示し、実線で示される光線ＲＡＹ４２ＡＥ、ＲＡＹ４２ＢＥは導光体２から取り出された光線を示している。 The case where thelight extraction part 3A formed using the ink which has a scattering property is used is demonstrated. 4C and 4D are diagrams in the case where thelight extraction portion 3A is disposed on the outer surface 2CO of thelight guide 2. FIG. Since thelight extraction portion 3A formed using ink extracts light by scattering transmission and reflection, the light extraction performance does not greatly depend on the incident angle (angle θaz). Therefore, as shown in FIG. 4C, the light ray RAY42B having a large angle θaz is also emitted from thelight guide 2 by scattering transmission. Therefore, the loss of the light beam as stray light is suppressed. 4C and 4D, light rays RAY42A and RAY42B indicated by dotted lines indicate light rays that are guided through thelight guide 2, and light rays RAY42AE and RAY42BE indicated by solid lines are thelight guide 2. Shows the rays extracted from.
インクを用いて形成された光取り出し部３Ａの光取り出し性能が、入射角度（角度θaz）にほとんど依存しないという特性は、光取り出し部３Ａを導光体２のどの面、どの位置に付けても同じである。しかしながら、本実施の形態の場合、上述したように光取り出し部３Ａの透過率は、40％よりも大きいことが好ましい。その場合には、より多くの光が光取り出し部から出射するように、光取り出し部３Ａを導光体２の内側の面ではなく、外側の面２ＣＯに配置した方が効率はより向上する。 The characteristic that the light extraction performance of thelight extraction portion 3A formed using ink hardly depends on the incident angle (angle θaz) is that thelight extraction portion 3A is attached to any surface and any position of thelight guide 2. The same. However, in the case of the present embodiment, as described above, the transmittance of thelight extraction portion 3A is preferably larger than 40%. In that case, the efficiency is further improved when thelight extraction portion 3A is arranged not on the inner surface of thelight guide 2 but on the outer surface 2CO so that more light is emitted from the light extraction portion.
なお、インクを用いて形成された光取り出し部３Ａの散乱透過・反射特性が入射角度（角度θaz）に依存しないことによる効率が向上する効果は、前面方向ＦＤから照明装置１を見たときに、導光体２、光取り出し部３やＬＥＤ光源４が略円形の場合に大きいが、これに限らず、四角、楕円、多角形、任意の曲線、折れ線の場合にも効果を奏する。例えば、図１１（ａ）に示す導光体２の形状などである（詳細は第２の実施形態）。ＬＥＤ光源４からの光の導光方向が、光取り出し部３の接線に垂直に入射しない場合に効果を奏する。また、図では光取り出し部３を線で描かれる円としたが、特に限定されるものではなく、点線、破線、または、それらの組み合わせなどで描かれる円などの形状としても良い。
また、ＬＥＤ光源４が導光体２を一部でも囲う構成である場合に、多方向から光取り出し部３Ａに光が入射するので、インクを用いて形成された光取り出し部３Ａにより効率が向上する。ＬＥＤ光源４を円状に配置した場合は、導光体２の全部を囲う場合である。In addition, the effect of improving the efficiency by the scattering transmission / reflection characteristics of thelight extraction portion 3A formed using ink not depending on the incident angle (angle θaz) is that when theillumination device 1 is viewed from the front direction FD. Thelight guide 2, thelight extraction unit 3, and the LEDlight source 4 are large when they are substantially circular. However, the present invention is not limited to this. For example, it is the shape of thelight guide 2 shown in FIG. 11A (details are the second embodiment). This is effective when the light guide direction of the light from the LEDlight source 4 does not enter the tangent line of thelight extraction unit 3 perpendicularly. Moreover, although thelight extraction part 3 was made into the circle drawn with the line in the figure, it is not specifically limited, It is good also as shapes, such as a circle drawn with a dotted line, a broken line, or those combination.
Further, when theLED light source 4 is configured to surround even part of thelight guide 2, light is incident on thelight extraction unit 3 </ b> A from multiple directions, so that the efficiency is improved by thelight extraction unit 3 </ b> A formed using ink. To do. When theLED light sources 4 are arranged in a circle, the entirelight guide 2 is surrounded.
さらに、効率を向上させるための光取り出し部の面積に関して説明する。図１９（ａ）から（ｄ）を用いて説明する。図１９（ａ）および（ｂ）に示す光学系で、光線追跡シミュレーションを行い、面積と効率の関係を求めた。図１９（ａ）は、計算した光学系を正面から見た図である。図１９（ｂ）は、図１９（ａ）に記載のＥ−Ｅ’の断面図である。 Furthermore, the area of the light extraction part for improving the efficiency will be described. This will be described with reference to FIGS. Ray tracing simulation was performed with the optical system shown in FIGS. 19A and 19B, and the relationship between area and efficiency was obtained. FIG. 19A shows the calculated optical system viewed from the front. FIG. 19B is a cross-sectional view taken along line E-E ′ shown in FIG.
正面から見た場合に、リング状の光源ＬＳと、外形が半径Ｒ２の円で円の中心が光源ＬＳの中心と等しい導光板２Ｔと、導光板２Ｔの前面方向側の面に光取り出し部３としてのインクが配置されている。光取り出し部３を正面から見た形状は、半径ＲＥの円において、半径ＲＥの円から半径ＲＣの円を除いた領域を光取り出し部３とする形状である。光取り出し部３としてのインクの光学モデルは、樹脂の膜の中に酸化チタン（散乱粒子）が分散した光学系とした。酸化チタンでの散乱は、Ｍｉｅ散乱理論から得られる散乱断面積、散乱角度分布を用いて計算した。 When viewed from the front, a ring-shaped light source LS, alight guide plate 2T whose outer shape is a circle with a radius R2 and whose center is equal to the center of the light source LS, and alight extraction unit 3 on the front surface side of thelight guide plate 2T As ink is arranged. The shape of thelight extraction portion 3 viewed from the front is a shape in which a region of the circle with the radius RE excluding the circle with the radius RC from the circle with the radius RE is thelight extraction portion 3. The optical model of the ink as thelight extraction unit 3 is an optical system in which titanium oxide (scattering particles) is dispersed in a resin film. Scattering in titanium oxide was calculated using the scattering cross section and scattering angle distribution obtained from Mie scattering theory.
光源ＬＳの光学特性は、反射率は約７０％、吸収率は約３０％とした。また、光は、光源ＬＳの内側の面ＬＳｉｎから導光板２Ｔの中心方向に向けて出射する。光の出射分布は、ＬＥＤ光源の配光分布を模擬して、面ＬＳｉｎの各点における法線方向（各点から導光板２Ｔの中心に向かう方向）を基準とするランバート配光とした。光源ＬＳからの光は、導光板の側面２ＴＳから入射して、光取り出し部３で散乱して導光板２Ｔから出射するか（光線ＲＡＹ１９１参照）、導光を続けて、再度、側面２ＴＳから屈折して出射する（光線ＲＡＹ１９２参照）。光線ＲＡＹ１９２は、導光板２Ｔの面２ＴＦ、２ＴＢで光を取り出せずに側面２ＴＳから出射した例で、多くの場合、損失する。本検討では、面２ＴＦ、２ＴＢから出射した光を有効な光とし、それ以外の光を損失とした。損失は、具体的には、側面２ＴＳから導光板２Ｔの外に出射した光の内、光源ＬＳで吸収された光と無限遠に伝播して行く光の和である。この光の和を、光源ＬＳから発光した全光束で割った量を損失（％）とする。 As for the optical characteristics of the light source LS, the reflectance is about 70% and the absorptance is about 30%. Light is emitted from the inner surface LSin of the light source LS toward the center of thelight guide plate 2T. The light emission distribution was a Lambertian light distribution based on the normal direction (direction from each point toward the center of thelight guide plate 2T) at each point of the surface LSin, simulating the light distribution of the LED light source. The light from the light source LS is incident from the side surface 2TS of the light guide plate, scattered by thelight extraction unit 3 and emitted from thelight guide plate 2T (see the ray RAY 191), or continues to be guided and refracted from the side surface 2TS again. And then emitted (see ray RAY192). The light ray 192 is emitted from the side surface 2TS without extracting light at the surfaces 2TF and 2TB of thelight guide plate 2T, and is often lost. In this examination, the light emitted from the surfaces 2TF and 2TB is regarded as effective light, and the other light is regarded as loss. Specifically, the loss is the sum of the light emitted from the side surface 2TS to the outside of thelight guide plate 2T, the light absorbed by the light source LS, and the light propagating to infinity. An amount obtained by dividing the sum of the light by the total luminous flux emitted from the light source LS is defined as loss (%).
半径ＲＥとＲＣをパラメータとして、光取り出し部３の面積を変化させ、面積と損失の関係を計算した結果を図１９（ｃ）に示す。縦軸は損失（％）で、横軸は面積率である。面積率は、（ＲＥ2−ＲＣ2）／Ｒ２2で定義される。FIG. 19C shows the result of calculating the relationship between the area and the loss by changing the area of thelight extraction portion 3 using the radii RE and RC as parameters. The vertical axis represents loss (%), and the horizontal axis represents area ratio. The area ratio is defined by (RE2 -RC2 ) / R22 .
評価方法を２通りとした。方法Ａは、半径ＲＣを０として、半径ＲＥを徐々に小さくして０に近づけながら面積率を小さくして損失を評価する方法である。つまり、円形状の光取り出し部を徐々に小さくする方法である。 Two evaluation methods were used. Method A is a method in which the radius RC is set to 0, the radius RE is gradually decreased and the area ratio is decreased while approaching 0, and the loss is evaluated. That is, it is a method of gradually reducing the circular light extraction portion.
方法Ｂは、半径ＲＥを半径Ｒ２に近い値に固定して、半径ＲＣを０から徐々に大きくして半径ＲＥに近づけながら面積率を小さくして損失を評価する方法である。 Method B is a method in which the radius RE is fixed to a value close to the radius R2, the radius RC is gradually increased from 0, and the area ratio is reduced while approaching the radius RE to evaluate the loss.
図１５から図１７に示した光取り出し部３の構成も含めた全ての光取り出し部３の構成において、ある面積率における損失は、概ね方法Ａで求めた損失と、方法Ｂで求めた損失との間の値となることが多い。 In all the configurations of thelight extraction units 3 including the configurations of thelight extraction units 3 illustrated in FIGS. 15 to 17, the loss at a certain area ratio is approximately the loss obtained by the method A and the loss obtained by the method B. Often between values.
図１９（ｃ）のグラフにおいて、方法Ａ−１（ひし形）および方法Ｂ−１（四角形）は、半径Ｒ２が２５５ｍｍの導光板の場合の計算結果である。前者は方法Ａで半径ＲＥを２５５ｍｍから徐々に０に近づけた場合の計算結果であり、後者は方法Ｂで半径ＲＥを２３５ｍｍと固定し、半径ＲＣを０から徐々に大きくした場合の計算結果である。 In the graph of FIG. 19 (c), method A-1 (diamond) and method B-1 (square) are calculation results in the case of a light guide plate having a radius R2 of 255 mm. The former is a calculation result when the radius RE is gradually approached to 0 from 255 mm by the method A, and the latter is a calculation result when the radius RE is fixed to 235 mm and the radius RC is gradually increased from 0 by the method B. is there.
方法Ａ−２（三角形）および方法Ｂ−２（丸形）は、半径Ｒ２が３２０ｍｍの導光板の場合の計算結果である。前者は方法Ａで半径ＲＥを３２０ｍｍから徐々に０に近づけた場合の計算結果であり、後者は方法Ｂで半径ＲＥを３００ｍｍと固定し、半径ＲＣを０から徐々に大きくした場合の計算結果である。 Method A-2 (triangle) and method B-2 (round) are calculation results in the case of a light guide plate having a radius R2 of 320 mm. The former is the calculation result when the radius RE is gradually approached to 0 from 320 mm by the method A, and the latter is the calculation result when the radius RE is fixed at 300 mm and the radius RC is gradually increased from 0 by the method B. is there.
方法Ａ−１とＡ−２の損失の面積率依存性は、同様の傾向を示し、方法Ａ−１の方が損失の絶対値が大きい。 The area ratio dependence of the loss of the methods A-1 and A-2 shows the same tendency, and the absolute value of the loss is larger in the method A-1.
方法Ｂ−１とＢ−２の損失の面積率依存性は、同様の傾向を示し、方法Ｂ−１の方が損失の絶対値が大きい。 The area ratio dependence of the loss of the method B-1 and B-2 shows the same tendency, and the absolute value of the loss is larger in the method B-1.
方法Ａ、方法Ｂのそれぞれにおいて、方法Ａ−１および方法Ｂ−１の方が、損失が大きい理由は、導光板２Ｔの大きさが小さくなると、面積率が同じであっても、光が側面２ＴＳに入射した後で、再度、側面２ＴＳに到達するまでの距離が短くなるため、光を取り出し難くなるためである。しかしながら、損失の面積率依存性の傾向は、導光板２Ｔの大きさにあまり依存せず、同様の傾向を示す。 In each of the method A and the method B, the reason that the loss is larger in the method A-1 and the method B-1 is that when the size of thelight guide plate 2T is reduced, the light is side-surfaced even if the area ratio is the same. This is because the distance until the light reaches the side surface 2TS again after entering the 2TS is shortened, making it difficult to extract light. However, the trend of the area ratio dependence of loss does not depend much on the size of thelight guide plate 2T, and shows the same tendency.
方法Ａの場合、面積率が４０％より小さくなって０に近づくと、徐々に損失が増加する。方法Ｂの場合、面積率が２０％程度から０に近づくと、徐々に損失が増加し、１０％未満で急峻に損失が増加する。 In the case of Method A, when the area ratio becomes smaller than 40% and approaches 0, the loss gradually increases. In the case of Method B, when the area ratio approaches 0 from about 20%, the loss gradually increases, and when the area ratio is less than 10%, the loss increases sharply.
面積率が６０％より小さい場合に、方法Ｂの場合の方が、損失が低い。つまり、同じ面積率であっても、導光板２Ｔの端部付近に光取り出し部３が配置されていた方が、効率が高くなるということである。これは、外側に光取り出し部３が配置されている場合、導光板２Ｔに入射した光の大部分が光取り出し部３に当たるためである。 When the area ratio is smaller than 60%, the loss in the method B is lower. That is, even if the area ratio is the same, the efficiency is higher when thelight extraction portion 3 is arranged near the end portion of thelight guide plate 2T. This is because most of the light incident on thelight guide plate 2T strikes thelight extraction unit 3 when thelight extraction unit 3 is disposed outside.
したがって、面積率が６０％より小さい場合に、光取り出し部３は、導光板２Ｔの端部付近には必ず配置する構成として、面積率は１０％よりも大きく、より好ましくは、２０％よりも大きくすることで、高効率な照明装置を提供するという効果を奏する。 Therefore, when the area ratio is smaller than 60%, thelight extraction unit 3 is necessarily arranged near the end of thelight guide plate 2T, and the area ratio is larger than 10%, more preferably more than 20%. By increasing the size, there is an effect of providing a highly efficient lighting device.
ここで、本検討では円形の導光板を用いたが、本結果は、面積率を、全ての光取り出し部３の面積Ｓ１と導光板の表面積Ｓ２の比（Ｓ１／Ｓ２）とすることで一般化できる。 Here, a circular light guide plate was used in this study, but this result is generally obtained by setting the area ratio to the ratio (S1 / S2) of the area S1 of alllight extraction portions 3 to the surface area S2 of the light guide plate. Can be
例えば、図１〜図２に示す導光体形状の場合、図１９（ｄ）を用いて、次に説明する方法で面積率を計算することが可能である。導光体の表面積Ｓ２の計算は、図中の長さＬＥ１とＬＥ２を用いて行う。長さＬＥ１は、中心軸から導光体２の曲率が大きく変化する点ＰＥまでの距離である。別の言葉で言えば、曲率が約５０００ｍｍよりも大きく、略平面と考えられる領域の半径が長さＬＥ１である。ＬＥ２は、点ＰＥから入射面２Ａまで、概ね面２ＢＯに沿った線の長さである。これらの長さを用いて、表面積Ｓ２は、（ＬＥ１＋ＬＥ２）2πで求められる。３次元ＣＡＤを用いて確認した結果、この方法は、近似的ではあるが、十分な精度（数％以内の誤差）で計算できる手法である。さらに簡易な方法は、長さＬＥ２として、点ＰＥからＬＥＤ光源４までの距離を用いても、形状にもよるが、概ね１０％以内の誤差で、表面積Ｓ２を計算できる。表面積Ｓ２の計算法はこれらに限らないが、適宜、許容できる誤差の範囲内で計算方法を選択すれば良い。For example, in the case of the light guide shape shown in FIG. 1 to FIG. 2, the area ratio can be calculated by the method described below using FIG. The calculation of the surface area S2 of the light guide is performed using the lengths LE1 and LE2 in the drawing. The length LE1 is the distance from the central axis to the point PE where the curvature of thelight guide 2 changes greatly. In other words, the radius of the region that is larger than about 5000 mm and is considered to be substantially flat is the length LE1. LE2 is the length of a line generally along the surface 2BO from the point PE to theincident surface 2A. Using these lengths, surface area S2 is given by (LE1 + LE2)2 π. As a result of confirmation using three-dimensional CAD, this method is an approximate method but can be calculated with sufficient accuracy (an error within several percent). In a simpler method, even if the distance from the point PE to the LEDlight source 4 is used as the length LE2, the surface area S2 can be calculated with an error of approximately 10% or less depending on the shape. The calculation method of the surface area S2 is not limited to these, but may be selected as appropriate within an allowable error range.
面積Ｓ１の計算法も適宜選択すれば良いが、例えば、簡易な方法としては、光取り出し部３をスクリーン印刷する場合には、印刷版の画像データをもとに計算すれば良い。画像データの光取り出し部３に対応する画素の個数を数えて、１画素の面積を掛けて面積Ｓ１を算出すれば良い。また、印刷版が無い場合は、正面から取った写真（もしくは2次元輝度分布）の画像データを元に算出しても良い。上述した方法を用いれば、任意の光取り出し部３の構成に対して面積率を定義できる。 The calculation method of the area S1 may be selected as appropriate. For example, as a simple method, when thelight extraction unit 3 is screen-printed, the calculation may be performed based on the image data of the printing plate. The area S1 may be calculated by counting the number of pixels corresponding to thelight extraction unit 3 of the image data and multiplying by the area of one pixel. Further, when there is no printing plate, it may be calculated based on image data of a photograph (or two-dimensional luminance distribution) taken from the front. If the method described above is used, the area ratio can be defined for an arbitrary configuration of thelight extraction unit 3.
図１７のような絵の場合、どのようにしたら所定の効率が得られるか不明だったが、面積率を指標とすることで、効率を制御することが可能となる。上述したように面積率を、１０％よりも大きく、より好ましくは、２０％よりも大きくすることで、高効率な照明装置を提供するという効果を奏する。 In the case of a picture as shown in FIG. 17, it was unclear how the predetermined efficiency was obtained, but the efficiency can be controlled by using the area ratio as an index. As described above, by making the area ratio larger than 10%, more preferably larger than 20%, there is an effect of providing a highly efficient lighting device.
ここで、図１７のような絵の場合には、面積率が高くても、光取り出し部３の配置の仕方によって効率が低下することがあるので、図２０（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。図２０（ａ）は、照明装置１を正面方向から見た図で、三日月型の光取り出し部３が配置されている例である。導光体２の中心を原点として、直交する２つの方向（ａｘ１、ａｘ２）で、平面を４等分割し、それぞれの領域を第１、第２、第３、第４（Ｄｍｌ１、Ｄｍｌ２、Ｄｍｌ３、Ｄｍｌ４）の領域とした場合に、第１の領域Ｄｍｌ１には、光取り出し部３が存在しない例である。この場合、ＬＥＤ光源から出射した光が光取り出し部３に当たらずに、入射した部位とは異なる入射面から導光体２の外に出射して、基板５や外カバーなどで損失する光の量が増える（光線例ＲＡＹ２０１、ＲＡＹ２０２参照）。さらに、この場合、第３の領域Ｄｍｌ３にあるＬＥＤ光源（４Ｌ，４Ｄ）からの光が、光取り出し部３で散乱されて、照明装置１から出射する確率が高い。光取り出し部３が散乱特性を有していたとしても、若干の指向性が残ることが多い。光取り出し部３の散乱特性に指向性がある場合、面内の方向において、第３の領域Ｄｍｌ３から第１の領域Ｄｍｌ１の方向に出射する光量が多くなる。それゆえ、照明装置１の配光特性に多少影響がでることもある。 Here, in the case of the picture as shown in FIG. 17, even if the area ratio is high, the efficiency may be lowered depending on the arrangement of thelight extraction unit 3, so FIGS. 20A and 20B are used. I will explain. FIG. 20A is a view of theillumination device 1 as viewed from the front, and is an example in which a crescent-shapedlight extraction unit 3 is arranged. The plane is divided into four equal parts in the two orthogonal directions (ax1, ax2) with the center of thelight guide 2 as the origin, and the respective regions are divided into first, second, third and fourth (Dml1, Dml2, Dml3). , Dml4) is an example in which thelight extraction unit 3 does not exist in the first region Dml1. In this case, the light emitted from the LED light source does not hit thelight extraction unit 3 and is emitted from the incident surface different from the incident part to the outside of thelight guide 2 and lost by thesubstrate 5 or the outer cover. The amount increases (see ray examples RAY201 and RAY202). Furthermore, in this case, there is a high probability that light from the LED light sources (4L, 4D) in the third region Dml3 is scattered by thelight extraction unit 3 and emitted from theillumination device 1. Even if thelight extraction portion 3 has scattering characteristics, a little directivity often remains. When the scattering characteristic of thelight extraction unit 3 has directivity, the amount of light emitted from the third region Dml3 to the first region Dml1 increases in the in-plane direction. Therefore, the light distribution characteristics of thelighting device 1 may be affected somewhat.
一方、図２０（ｂ）に示すように、第１の領域Ｄｍｌ１にも光取り出し部３が存在すると、光線ＲＡＹ２０３、ＲＡＹ２０４のように、光取り出し部３で散乱されて所定の出射面から出射し、周囲を照明でき、図２０（ａ）を用いて説明した損失を低減できる。また、光取り出し部３の散乱特性に指向性がある場合であっても、第３の領域Ｄｍｌ３から第１の領域Ｄｍｌ１の方向に出射する光の強度に対して、第１の領域Ｄｍｌ１から第３の領域Ｄｍｌ３の方向に出射する光も多数存在して、照明装置１の配光特性が、図２０（ａ）の場合よりも改善する。図中の光線において、点線は、導光体内を導光している例を示し、実線（ＲＡＹ２０３Ｅ、ＲＡＹ２０４Ｅ）は導光体２から出射した光線を示している。 On the other hand, as shown in FIG. 20B, if thelight extraction unit 3 is also present in the first region Dml1, it is scattered by thelight extraction unit 3 and emitted from a predetermined emission surface like the light rays RAY203 and RAY204. The surroundings can be illuminated and the loss described with reference to FIG. Even if the scattering characteristics of thelight extraction unit 3 are directional, the first region Dml1 to the first region Dml1 are compared with the first region Dml1 to the first region Dml1 in the direction of the first region Dml1. There are also many lights emitted in the direction of theregion 3 Dml3, and the light distribution characteristics of thelighting device 1 are improved compared to the case of FIG. In the light rays in the figure, dotted lines indicate examples in which light is guided in the light guide, and solid lines (RAY203E, RAY204E) indicate light rays emitted from thelight guide 2.
したがって、光取り出し部３は、導光体２の一部に偏って配置するのではなく全体的に配置することが好ましい。第１から第４の領域の全てに光取り出し部３を配置することは、効率を向上させ、かつ、照明装置１の配光特性をより等方的な分布にするという効果を奏する。さらに、各領域で面積率を計算し、全ての領域の面積率が略等しい（±２０％の誤差の範囲で等しい）ことがより好ましい。また、図２０では、角度的に４等分割したが、より多くの分割数で、光取り出し部３が存在する方が好ましい。例えば、１６等分割した領域全てに光取り出し部３が存在すると、光取り出し部３に当たらない光がかなり少なくなる。さらに、図１９の説明で述べたが、光取り出し部３は入射面２Ａに近い位置に配置した方が、光が当たる確率があがるので、さらに良い。なお、これら光取り出し部３の配置に関する特徴は、図１５から図１７に示す全ての光取り出し部３の構成にて、満足されている。 Therefore, it is preferable that thelight extraction unit 3 is not disposed to be biased to a part of thelight guide 2 but to be disposed as a whole. Arranging thelight extraction portions 3 in all of the first to fourth regions has the effect of improving efficiency and making the light distribution characteristics of thelighting device 1 more isotropic. Furthermore, the area ratio is calculated in each region, and it is more preferable that the area ratios of all the regions are substantially equal (equal within an error range of ± 20%). In FIG. 20, the angle is divided into four equal parts, but it is preferable that thelight extraction unit 3 is present with a larger number of divisions. For example, if thelight extraction unit 3 is present in all 16 divided regions, the amount of light that does not strike thelight extraction unit 3 is considerably reduced. Furthermore, as described in the explanation of FIG. 19, it is better to arrange thelight extraction unit 3 at a position close to theincident surface 2 </ b> A because there is a probability that the light hits. Note that these features regarding the arrangement of thelight extraction sections 3 are satisfied in all the configurations of thelight extraction sections 3 shown in FIGS. 15 to 17.
また、光取り出し部３を、導光体２の全体に均等に配置することを表現する方法として、重心Ｃｇを用いる方法がある。正面方向から照明装置１を見た場合に、任意の点（例えば、照明装置の中心）を原点として、２次元直交座標系を定義し、次式で示される重心Ｃｇを用いて光取り出し部３が角度的に均等に分布しているかを評価できる。 Further, as a method of expressing that thelight extraction unit 3 is evenly arranged on the entirelight guide 2, there is a method using the center of gravity Cg. When the illuminatingdevice 1 is viewed from the front direction, a two-dimensional orthogonal coordinate system is defined with an arbitrary point (for example, the center of the illuminating device) as the origin, and thelight extraction unit 3 is used using the center of gravity Cg represented by the following equation Can be uniformly distributed in terms of angle.
当該座標系を、１つの面積要素であるセルが十分に小さくなるようにメッシュ分割して、(Ｘi、Ｙi)をi番目のセルの位置座標(ｉは任意の整数)とし、Ｓｉを当該セルにおける光取り出し部３の面積とした場合に、重心Ｃｇの座標(Ｘｇ、Ｙｇ)は、Ｘｇ＝ΣＸiＳｉ/ΣＳｉ、Ｙｇ＝ΣＹiＳｉ/ΣＳｉで表される。なお、各式のｉに関する和は、導光体２に対応する全てのセルに関してとる。 The coordinate system is mesh-divided so that a cell that is one area element is sufficiently small, (Xi, Yi) is set as the position coordinate of the i-th cell (i is an arbitrary integer), and Si is the cell The coordinates (Xg, Yg) of the center of gravity Cg are expressed as Xg = ΣXiSi / ΣSi and Yg = ΣYiSi / ΣSi. In addition, the sum regarding i of each formula is taken for all the cells corresponding to thelight guide 2.
当該定義した座標系における重心Ｃｇと照明装置１の中心Ｃｐとの距離が小さければ、光取り出し部３は、全体に均等に配置されていると言える。図２０（ｃ）を用いて説明する。図２０（ｃ）は略長方形の導光体２に、リング状の光取り出し部３が配置されている場合の図である。光取り出し部３の重心Ｃｇは、導光体２の中心Ｃｐから距離Ｄｐｇだけずれた位置にある。中心Ｃｐと導光体２の最外周を結ぶ線分（ＬＡ１、ＬＡ２）において、それらの線分の長さの２０％の距離にある点を、導光体の外周一周に渡って求めて、それらの点を繋いだ線の内側の領域を、許容領域ＰＡＲとした場合に、重心Ｃｇが許容領域ＰＡＲにあれば、十分に均一に光取り出し部が配置されていると言える。領域の長さＬＰ１、ＬＰ２は、それぞれ線分ＬＡ１、ＬＡ２の２０％の長さである。この条件は、上述した条件である４等分割した領域全てに光取り出し部３を配置する場合に比べて、より厳しい条件となる場合が多い。 If the distance between the center of gravity Cg in the defined coordinate system and the center Cp of the illuminatingdevice 1 is small, it can be said that thelight extraction portions 3 are arranged uniformly throughout. This will be described with reference to FIG. FIG. 20C is a diagram in the case where the ring-shapedlight extraction portion 3 is disposed on the substantially rectangularlight guide 2. The center of gravity Cg of thelight extraction portion 3 is at a position shifted from the center Cp of thelight guide 2 by a distance Dpg. In the line segment (LA1, LA2) connecting the center Cp and the outermost periphery of thelight guide 2, a point at a distance of 20% of the length of the line segment is obtained over the entire circumference of the light guide, If the area inside the line connecting these points is the permissible area PAR, it can be said that if the center of gravity Cg is in the permissible area PAR, the light extraction portions are arranged sufficiently uniformly. The region lengths LP1 and LP2 are 20% of the line segments LA1 and LA2, respectively. This condition is often a more severe condition than the case where thelight extraction unit 3 is arranged in all of the four equally divided areas as described above.
許容領域ＰＡＲは、例えば、図３の場合には、中心線ＣＬから入射面２Ａ（または、ＬＥＤ光源４）までの距離の２０％の長さを半径とし、中心を中心線ＣＬとした円の内側の領域である。また、例えば、図１９（ａ）および（ｂ）を用いて説明すると、Ｒ２×０．２を半径とした円の内側の領域である。図３も図１９も導光体２の外形が正面視で円なので許容領域も円となる。許容領域は、その定義から外形に依存して形が変わる。 For example, in the case of FIG. 3, the allowable area PAR is a circle whose length is 20% of the distance from the center line CL to theincident surface 2A (or the LED light source 4) and whose center is the center line CL. This is the inner area. Further, for example, referring to FIGS. 19A and 19B, it is a region inside a circle having a radius of R2 × 0.2. 3 and FIG. 19, since the outer shape of thelight guide 2 is a circle when viewed from the front, the allowable area is also a circle. The allowable area changes in shape depending on the outer shape from its definition.
図２０（ａ）および（ｂ）において、導光体２は略円形であり、ＬＥＤ光源（４Ｄ、４Ｌ）は、導光体２の中心と略同心となるよう略円形に配置されている。導光体２を囲むように光源が配置されているので、図２０（ａ）中の光線ＲＡＹ２０１、ＲＡＹ２０２が発生し易くなり、損失が発生しやすくなる。したがって、導光体２を囲むように光源が配置されている場合は、光取り出し部３は、導光体２の一部に偏って配置するのではなく全体的に配置することが特に重要になる。 20A and 20B, thelight guide 2 is substantially circular, and the LED light sources (4D, 4L) are arranged in a substantially circular shape so as to be substantially concentric with the center of thelight guide 2. Since the light source is disposed so as to surround thelight guide 2, the light raysRAY 201 and RAY 202 in FIG. 20A are likely to be generated, and loss is likely to occur. Therefore, when the light source is arranged so as to surround thelight guide 2, it is particularly important that thelight extraction unit 3 is arranged not on a part of thelight guide 2 but on the whole. Become.
また、図１に示す導光体２のように、断面形状に小さな曲率（例えば、１００ｍｍ未満）を有する部位（伝播方向変換部２Ｂ）がある場合、当該部位と略平面に近い面である面出射部２Ｃとの境界部から中心方向に約１０ｍｍ程度の地点から１５ｍｍの地点の間に光取り出し部３を配置すると、光取り出し部３からの出射光が黄色味を帯びた光になることがある。一部の光取り出し部３だけが黄色となる場合、外観が損なわれる恐れがある。また、図１９（ｄ）を用いて説明すると、当該境界としての点ＰＥから照明装置１の中心方向（中心線ＣＬに向かう方向）に約１０ｍｍ程度の地点から１５ｍｍの地点の間に光取り出し部３を配置すると、光取り出し部３からの出射光が黄色味を帯びた光になることがあるということである。 Moreover, like thelight guide 2 shown in FIG. 1, when there is a portion (propagationdirection conversion portion 2 </ b> B) having a small curvature (for example, less than 100 mm) in the cross-sectional shape, a surface that is a surface that is close to the portion and a substantially flat surface. If thelight extraction unit 3 is arranged between a point of about 10 mm and a point of 15 mm in the center direction from the boundary with theemission unit 2C, the emitted light from thelight extraction unit 3 may become yellowish light. is there. When only some of thelight extraction portions 3 are yellow, the appearance may be impaired. Further, with reference to FIG. 19 (d), the light extraction portion is located between a point of about 10 mm and a point of 15 mm from the point PE as the boundary in the center direction of the illumination device 1 (direction toward the center line CL). When 3 is arranged, the light emitted from thelight extraction unit 3 may become yellowish light.
これは、伝播方向変換部２Ｂを光が伝播する際に、導光条件が崩れ易くなる伝搬経路が存在し、その経路の光が、面出射部２Ｃの光取り出し部３に入射すると、最初に導光条件が崩れ出射するためである。なお、光の波長として、４５０ｎｍ程度の青の波長よりも長い波長の方が、導光体２の屈折率の波長依存性により、導光条件が崩れやすい。そのため、黄色味を帯びた光が出射することがある。 This is because, when light propagates through the propagationdirection changing unit 2B, there is a propagation path in which the light guide condition is easily broken, and when the light of the path enters thelight extraction unit 3 of thesurface emitting unit 2C, This is because the light guiding conditions are broken and emitted. In addition, as for the wavelength of light, the wavelength longer than the wavelength of blue of about 450 nm tends to break the light guide condition due to the wavelength dependence of the refractive index of thelight guide 2. Therefore, yellowish light may be emitted.
光取り出し部３がリング状であって、リングの幅が２ｍｍよりも小さく、リングとリングの間隔が２ｍｍ程度以上ある場合は、この現象は目立たず、気付かないが、リングとリングの間隔が２ｍｍより小さい、もしくは、幅が２ｍｍよりも大きい場合は認識し易くなる。特に、光取り出し部３が図１７のような絵の場合に、一部の領域だけ黄色くなると、絵柄との兼ね合いで、より目立って、外観を損ねる恐れがある。 When thelight extraction part 3 is ring-shaped, the width of the ring is smaller than 2 mm, and the distance between the rings is about 2 mm or more, this phenomenon is not noticeable and is not noticeable, but the distance between the rings is 2 mm. If it is smaller or the width is larger than 2 mm, it is easy to recognize. In particular, in the case where thelight extraction unit 3 is a picture as shown in FIG. 17, if only a part of the area becomes yellow, there is a risk that the appearance will be more conspicuous due to the balance with the picture.
この現象を避ける最も簡易な方法は、小さな曲率を有する部位と大きな曲率を有する部位の境界から、大きな曲率を有する部位の方向に、約１０ｍｍ程度の地点から１５ｍｍの地点の間に光取り出し部３を配置しない、つまり、光取り出し部３とは異なる導光体２の表面とすることである。 The simplest method for avoiding this phenomenon is that thelight extraction unit 3 is located between a point of about 10 mm and a point of 15 mm from the boundary between the part having a small curvature and the part having a large curvature to the part having a large curvature. In other words, the surface of thelight guide 2 is different from that of thelight extraction portion 3.
しかしながら、入射面２Ａに近い側に光取り出し部３を配置した方が、照明装置１の効率は高くなり易い。その場合は、小さな曲率を有する部位と大きな曲率を有する部位の境界付近（図１９（ｄ）で点ＰＥ付近）に光取り出し部３を配置すれば良い。当該境界からの距離が１０ｍｍ以内は、上述した現象が発生しないためである。これは実験により確認した。 However, the efficiency of the illuminatingdevice 1 tends to be higher when thelight extraction unit 3 is arranged on the side closer to theincident surface 2A. In that case, thelight extraction part 3 should just be arrange | positioned in the vicinity of the boundary of the site | part which has a small curvature, and the site | part which has a big curvature (near point PE in FIG.19 (d)). This is because the above phenomenon does not occur when the distance from the boundary is within 10 mm. This was confirmed by experiment.
面出射部２Ｃにのみ光取り出し部３を配置する場合には、上述した境界付近の光取り出し部３を最外周の線とすると、光取り出し部３を図１７のような絵とした場合に、効率だけではなくデザイン的にも、重要となる。なぜならば、最外周に線があると、模様などのデザインが途中で切れたように感じられず、まとまって見えるためである。なお、この最外周の線は、図１７の全ての構成に光取り出し部３Ｅとして含まれている。 In the case where thelight extraction unit 3 is disposed only in thesurface emitting unit 2C, when thelight extraction unit 3 in the vicinity of the boundary is the outermost line, when thelight extraction unit 3 has a picture as shown in FIG. This is important not only in efficiency but also in design. This is because if there is a line on the outermost periphery, the design such as the pattern does not feel like it was cut off in the middle, and it looks together. This outermost line is included as thelight extraction portion 3E in all the configurations in FIG.
光取り出し部の構成は、被照明体（照明される物）の見易さを向上する照明装置の構成とも関連するので、その点も説明する。ＬＥＤ光源４が、青色ＬＥＤで蛍光体を用いて白色の光を出射する、所謂、白色ＬＥＤ光源の場合、青緑色の光の成分（波長約４６０ｎｍ〜５００ｎｍの光）が、他の波長の成分に比較して幾分少ない。それゆえ、青緑色の光の成分を補うことで、被照明体の色がより正確に再現され、見易くなるという効果を奏する。 The configuration of the light extraction unit is also related to the configuration of the illumination device that improves the visibility of the object to be illuminated (the object to be illuminated). In the case of a so-called white LED light source in which theLED light source 4 emits white light using a phosphor with a blue LED, a component of blue-green light (light having a wavelength of about 460 nm to 500 nm) is a component of another wavelength. Somewhat less. Therefore, by supplementing the blue-green light component, the color of the object to be illuminated is more accurately reproduced, and it is easy to see.
例えば、図１から図３の照明装置１の場合、基板５に、ＬＥＤ光源（４Ｌ、４Ｄ）と共に、青緑色の光を発光するＬＥＤ光源４ＢＧを並べても良い。しかしながら、３種のＬＥＤ光源を別々に制御することを考えると、基板５が太くなるという課題がある。そこで、照明装置１の別な部位に配置し、ＬＥＤ光源４ＢＧからの発光光もデザインの一部とすることが考えられる。その場合の構成を、図２１に示す。図３の照明装置１と異なる箇所は、照明装置１の中心付近に、ＬＥＤ光源４ＢＧを配置し、そのＬＥＤ光源４ＢＧを散乱カバー部材である中央カバー７１が覆う構成を有する点である。正面から見た場合、ＬＥＤ光源４ＢＧおよび中央カバー７１はリング状に配置されている。照明装置１全体の色のバランスから、ＬＥＤ光源４ＢＧの数は、ＬＥＤ光源４Ｌ、４Ｄに比べて少ない場合が多い。したがって、ＬＥＤ光源をリング状に配置した場合に、半径が小さいために配置面積の少ない中央付近にも、数の少ないＬＥＤ光源４ＢＧは配置可能となる。 For example, in the case of theillumination device 1 of FIGS. 1 to 3, the LED light source 4BG that emits blue-green light may be arranged on thesubstrate 5 together with the LED light sources (4L, 4D). However, considering that the three types of LED light sources are controlled separately, there is a problem that thesubstrate 5 becomes thick. Therefore, it is conceivable that the light emitted from the LED light source 4BG is also a part of the design by being arranged at another part of thelighting device 1. The configuration in that case is shown in FIG. 3 differs from theillumination device 1 of FIG. 3 in that the LED light source 4BG is arranged near the center of theillumination device 1, and the LED light source 4BG is covered by acentral cover 71 that is a scattering cover member. When viewed from the front, the LED light source 4BG and thecenter cover 71 are arranged in a ring shape. In many cases, the number of the LED light sources 4BG is smaller than that of theLED light sources 4L and 4D from the balance of the color of theentire lighting device 1. Therefore, when the LED light sources are arranged in a ring shape, the small number of LED light sources 4BG can be arranged near the center where the arrangement area is small because the radius is small.
この照明装置１が点灯した場合、光取り出し部３からは、きらめき感のある概ね白色の光が出射し、中央カバー７１からは、ＬＥＤ光源４ＢＧからの光が散乱透過した柔らかい青緑色の光が出射する。 When thelighting device 1 is turned on, thelight extraction unit 3 emits a generally white light with a glittering feeling, and thecenter cover 71 emits soft blue-green light in which light from the LED light source 4BG is scattered and transmitted. Exit.
この照明装置１は、導光体２の入射面２Ａに対向して配置する光源とは、異なる色の光源を、導光体２の入射面２Ａと対向する位置とは異なる位置に配置することを特徴とする照明装置であって、青緑色の光により被照明体が見易くなり、また、白と青緑色の光の調和によりデザイン性が向上するとともに、デザインの幅が広がるという効果を奏する。 In thisillumination device 1, a light source having a color different from that of the light source disposed facing theincident surface 2 </ b> A of thelight guide 2 is disposed at a position different from the position facing theincident surface 2 </ b> A of thelight guide 2. The illuminating device is characterized in that the object to be illuminated is easy to see with blue-green light, and the design is improved by the harmony of white and blue-green light, and the width of the design is widened.
ここで、光取り出し部３の面積率について再度説明する。図１９（ｃ）の説明で、照明装置の効率の観点で面積率は１０％よりも大きく、より好ましくは、２０％よりも大きくすると述べた。一方、図１だけではなく、図１５〜図１７の光取り出し部３の構成を含めて、面積率１０％〜２２％程度の場合に、光取り出し部３の明るさは導光体２の最外周から中心まで概ね同じに見えることが実験により確認されている。したがって、面積率を１０％〜２２％程度とすることで効率と均一性を両立するという効果を奏する。 Here, the area ratio of thelight extraction portion 3 will be described again. In the description of FIG. 19C, it has been stated that the area ratio is larger than 10%, more preferably larger than 20%, from the viewpoint of the efficiency of the lighting device. On the other hand, the brightness of thelight extraction unit 3 is the highest of thelight guide 2 when the area ratio is about 10% to 22%, including not only FIG. 1 but also the configuration of thelight extraction unit 3 of FIGS. Experiments have confirmed that it looks almost the same from the outer periphery to the center. Therefore, when the area ratio is about 10% to 22%, there is an effect of achieving both efficiency and uniformity.
一方で、面積率を概ね２０％よりも大きくすると、導光体２の入射面よりも距離が離れた光取り出し部から徐々に暗くなる。正面視で外形（入射面）が円形の場合は、面積率を大きくすると、中心から徐々に暗くなる。中心から徐々に暗くなる影響は、光取り出し部の構成や照明装置のデザインに依存して、良くも悪くもなるが、図２１に示した照明装置１の構成の場合、中心付近の光取り出し部３が暗くなっても、中央カバー７１から青緑色の光が発光し、その青緑色の光が目立つようになるので、デザイン性は良くなる。図２１に示したように、青緑色のＬＥＤ光源４ＢＧを配置して、面積率を２０％よりも大きくすることで、効率、デザイン性と被照明体（照明される物）の見易さを向上させるという効果を奏する。 On the other hand, when the area ratio is larger than about 20%, it gradually becomes darker from the light extraction portion that is more distant than the incident surface of thelight guide 2. When the outer shape (incident surface) is circular in front view, when the area ratio is increased, it gradually becomes darker from the center. The influence of gradually darkening from the center may be better or worse depending on the configuration of the light extraction unit and the design of the illumination device, but in the case of the configuration of theillumination device 1 shown in FIG. 21, the light extraction unit near the center. Even if 3 becomes dark, blue-green light is emitted from thecenter cover 71, and the blue-green light becomes conspicuous, so the design is improved. As shown in FIG. 21, by arranging the blue-green LED light source 4BG and making the area ratio larger than 20%, the efficiency, the design, and the visibility of the illuminated object (illuminated object) are improved. There is an effect of improving.
図１７に示す光取り出し部の構成の場合、光取り出し部が略円形の場合とは異なるデザイン性向上の効果がある。図１７の構成の場合にも照明装置として、より性能が向上するための適用可能な条件、つまり、面積率や配置等に関する条件は上述した通りであって、光取り出し部の構成に応じて適宜適用すれば良い。 In the case of the configuration of the light extraction portion shown in FIG. 17, there is an effect of improving the designability different from the case where the light extraction portion is substantially circular. In the case of the configuration of FIG. 17, the applicable conditions for improving the performance as the lighting device, that is, the conditions regarding the area ratio, the arrangement, and the like are as described above, and are appropriately set according to the configuration of the light extraction unit. Apply.
光取り出し部３が散乱性を有することが重要であることは上述したが、さらに、光取り出し部３の散乱性により、次に述べる課題を解決できる。当該課題は、例えば、光取出し部３として散乱性のあるインクでは無く、導光体２に散乱性の無い溝を付与し、当該溝を光取り出し部３とした場合に発生する恐れがある。本課題を簡単に説明するために、光取り出し部３として、溝が１つだけある平板の導光体２Ｐを用いた図５にて説明する。本導光体２ＰとＬＥＤ光源４Ｄの斜視図を図５（ａ）に示す。図５（ｂ）から（ｄ）は、入射面２ＰＡから光が導光体２Ｐに入射し、光取出し部３で反射して導光体２Ｐの出射面２ＰＯ（入射面と垂直な面）から出射して観測者Ｍ１に到達する様子を示している。矢印つきの実線はＬＥＤ光源４Ｄからの光線を表している。観測者Ｍ１は地点２Ｐ１、２Ｐ２を見るものとする。地点２Ｐ１、２Ｐ２は、光取り出し部３に対応する２つの地点である。地点２Ｐ１は、ＬＥＤ光源４Ｄと観測者Ｍ１を結ぶ直線を含み出射面２ＰＯに垂直な平面内にあり、地点２Ｐ２は当該平面外にある。図５（ｃ）は、説明を分かり易くするために、図５（ｂ）を側面から見た場合における、図５（ｂ）中の光線ＲＡＹ５１が導光して観測者Ｍ１に到達する様子を描いている。 As described above, it is important that thelight extraction portion 3 has a scattering property, but the problem described below can be solved by the scattering property of thelight extraction portion 3. The problem may occur when, for example, thelight extraction unit 3 is not an ink having scattering properties but a groove having non-scattering properties is provided in thelight guide 2 and thelight extraction unit 3 is used as thelight extraction unit 3. In order to briefly explain this problem, thelight extraction unit 3 will be described with reference to FIG. 5 using a flatlight guide 2P having only one groove. A perspective view of thelight guide 2P and the LEDlight source 4D is shown in FIG. 5 (b) to 5 (d), light enters thelight guide 2P from the incident surface 2PA, is reflected by thelight extraction unit 3, and is emitted from the output surface 2PO (surface perpendicular to the incident surface) of thelight guide 2P. It shows a state in which the light is emitted and reaches the observer M1. A solid line with an arrow represents a light beam from the LEDlight source 4D. Assume that the observer M1 looks at the points 2P1 and 2P2. The points 2P1 and 2P2 are two points corresponding to thelight extraction unit 3. The point 2P1 is in a plane that includes a straight line connecting theLED light source 4D and the observer M1 and is perpendicular to the emission surface 2PO, and the point 2P2 is outside the plane. FIG. 5 (c) shows how the light ray RAY51 in FIG. 5 (b) guides and reaches the observer M1 when viewing FIG. 5 (b) from the side, for easy understanding. I'm drawing.
図５（ｂ）、（ｃ）において、光取出し部３は、正面から見た場合は直線であって、断面は略半円の溝である。さらに、当該溝を構成する面が鏡面で形成された場合の例である。地点２Ｐ１において、ＬＥＤ光源４Ｄからの光は、そのまま観測者Ｍ１に向かって進む。それゆえ、観測者Ｍ１は、地点２Ｐ１は明るいと知覚する。一方、地点２Ｐ２では、ＬＥＤ光源４Ｄからの光は、観測者Ｍ１へ向かう方向とは異なる方向に進む。それゆえ、観測者Ｍ１へは光が届かず、地点２Ｐ２は暗いと知覚する。したがって、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、光取出し部３としての溝が１つだけある場合は、光取出し部３の一点（地点２Ｐ１）が明るく見える。 5B and 5C, thelight extraction portion 3 is a straight line when viewed from the front, and the cross section is a substantially semicircular groove. Furthermore, it is an example when the surface which comprises the said groove | channel is formed in the mirror surface. At the point 2P1, the light from the LEDlight source 4D travels toward the observer M1 as it is. Therefore, the observer M1 perceives that the point 2P1 is bright. On the other hand, at the point 2P2, the light from the LEDlight source 4D travels in a direction different from the direction toward the observer M1. Therefore, no light reaches the observer M1, and the point 2P2 is perceived as dark. Therefore, as shown in FIGS. 5B and 5C, when there is only one groove as thelight extraction portion 3, one point (point 2P1) of thelight extraction portion 3 looks bright.
図５（ｅ）のように、光取出し部３が複数配置されている例を示す。図５（ｅ）は、平板の導光体２Ｐに、図５（ｂ）の光取出し部３を、１個だけでなく、導光板２Ｐの長辺方向に所定の間隔を持って３個付けた場合で、図５（ｃ）同様に側面から見た光の導光の様子を示す図である。この場合も、光取出し部３に対応する地点であって、地点２Ｐ１のようにＬＥＤ光源４Ｄと観測者Ｍ１を結ぶ直線を含み出射面２ＰＯに垂直な平面内にある地点が明るく見え、それ以外の地点は概ね暗く見える。少なくても、光取出し部３の間隔２ＰＤＩが２０ｍｍ未満の場合は、観測者Ｍ１からは、光取出し部３に対応して明るい当該３個の地点が繋がって見え、明るい線として知覚される。これが線状のムラである。 As shown in FIG. 5E, an example in which a plurality oflight extraction units 3 are arranged is shown. FIG. 5 (e) shows not only onelight extraction unit 3 in FIG. 5 (b) but also threelight guides 2P with a predetermined interval in the long side direction of thelight guide plate 2P. FIG. 6 is a diagram showing how light is guided from the side as in FIG. Also in this case, a point corresponding to thelight extraction unit 3 and including a straight line connecting theLED light source 4D and the observer M1 as in the point 2P1 is visible in a plane perpendicular to the emission surface 2PO. The point of looks almost dark. At least, when the interval 2PDI of thelight extraction part 3 is less than 20 mm, the observer M1 appears to connect the three bright spots corresponding to thelight extraction part 3 and is perceived as a bright line. This is a linear unevenness.
導光体２からの光で周囲を直接照明する場合は、この線ムラが直接見えるので、照明装置１の外観が著しく損なわれるという課題が発生する恐れがある。 When the surroundings are directly illuminated with the light from thelight guide 2, this line unevenness is directly visible, which may cause a problem that the appearance of theillumination device 1 is significantly impaired.
本課題を解決する方法は、光取出し部３に散乱性を付与することである。つまり、本発明で説明している散乱性を有するインクを用いて形成される光取り出し部３を用いることで本課題を解決できる。図５（ｄ）を用いて、光取出し部３に散乱性を付与した場合の説明をする。図内で使用する記号などは、図５（ｂ）と同じことを意味する。 A method for solving this problem is to impart scattering to thelight extraction unit 3. That is, this problem can be solved by using thelight extraction portion 3 formed using the scattering ink described in the present invention. With reference to FIG. 5 (d), a description will be given of the case where thelight extraction unit 3 is provided with scattering properties. The symbols used in the figure mean the same as in FIG.
ＬＥＤ光源４Ｄからの光は、線状にインクを印刷した光取出し部３で散乱して、散乱光の一部は地点２Ｐ１から観測者Ｍ１に向けて出射する。また、地点２Ｐ２へＬＥＤ光源４Ｄから出射した光も、光取出し部３で散乱して、散乱光の一部は地点２Ｐ２から観測者Ｍ１に向けて出射する。したがって、地点２Ｐ１からのみならず地点２Ｐ２からも光が出射して観測者Ｍ１に向かうので、地点２Ｐ１だけが明るいだけでなく地点２Ｐ２も明るくなり、両地点間の明るさの差が緩和する。十分な散乱性があれば、当該２地点で、おおよそ同じ明るさになる。つまり、光取出し部３に散乱特性を付与することで、実際の導光板のように、光取出し部３が複数配置されている場合に、線として見える線ムラも抑制される。これらの現象に関しては、光取出し部３に散乱特性を付与し、ＬＥＤ光源４を約５ｍｍピッチで基板５に配置した照明装置を作製して、線ムラが抑制されることを確認した。 The light from the LEDlight source 4D is scattered by thelight extraction unit 3 in which ink is printed linearly, and part of the scattered light is emitted from the point 2P1 toward the observer M1. The light emitted from the LEDlight source 4D to the point 2P2 is also scattered by thelight extraction unit 3, and part of the scattered light is emitted from the point 2P2 toward the observer M1. Therefore, since light is emitted from not only the point 2P1 but also from the point 2P2 toward the observer M1, not only the point 2P1 is bright but also the point 2P2 becomes bright, and the difference in brightness between the two points is reduced. If there is sufficient scattering, the brightness will be approximately the same at the two points. That is, by providing thelight extraction unit 3 with scattering characteristics, line unevenness that appears as a line is suppressed when a plurality of thelight extraction units 3 are arranged as in an actual light guide plate. Regarding these phenomena, scattering characteristics were imparted to thelight extraction part 3, and an illuminating device in which theLED light sources 4 were arranged on thesubstrate 5 at a pitch of about 5 mm was produced, and it was confirmed that line unevenness was suppressed.
次に、色に起因するムラに関して図６を用いて説明する。図６は図５と同様に、説明を分かり易くするために、平板の導光体２Ｐに光取出し部３としての溝が１つだけある場合である。図５と異なる点は、光源として、２個の色違いのＬＥＤ光源４Ｌ、４Ｄが隣接して配置されている点である。図６（ｂ）から（ｄ）は、２個の色違いのＬＥＤ光源４Ｌ、４Ｄからの光が、入射面２ＰＡから導光体２Ｐに入射し、光取出し部３で反射して導光体２Ｐの出射面２ＰＯ（入射面と垂直な面）から出射して観測者Ｍ１に到達する様子を示している。点線はＬＥＤ光源４Ｌからの光線を表し、実線はＬＥＤ光源４Ｄからの光線を表している。観測者Ｍ１は地点２ＰＬ、２ＰＤを見るものとする。地点２ＰＬ、２ＰＤは、ＬＥＤ光源４Ｌ、４Ｄと観測者Ｍ１を結ぶ直線を含み出射面２ＰＯに垂直な平面内にあり、光取り出し部３に対応する２つの地点である。図６（ｃ）は、説明を分かり易くするために、図６（ｂ）を側面から見た場合における、図６（ｂ）中の光線ＲＡＹ６１が導光して観測者Ｍ１に到達する様子を描いている。 Next, unevenness caused by colors will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a case where there is only one groove as thelight extraction portion 3 in theflat light guide 2P for easy understanding of the explanation, as in FIG. The difference from FIG. 5 is that twoLED light sources 4L and 4D of different colors are arranged adjacent to each other as light sources. 6 (b) to 6 (d), light from the twoLED light sources 4L and 4D of different colors enters thelight guide 2P from the incident surface 2PA, and is reflected by thelight extraction unit 3 to be guided by the light guide. A state in which the light exits from the 2P exit surface 2PO (surface perpendicular to the entrance surface) and reaches the observer M1 is shown. A dotted line represents a light beam from theLED light source 4L, and a solid line represents a light beam from the LEDlight source 4D. Assume that the observer M1 looks at the points 2PL and 2PD. The points 2PL and 2PD are two points corresponding to thelight extraction unit 3 in the plane perpendicular to the emission surface 2PO including the straight line connecting theLED light sources 4L and 4D and the observer M1. FIG. 6C shows a state in which the ray RAY61 in FIG. 6B is guided to reach the observer M1 when viewing FIG. 6B from the side surface for easy understanding. I'm drawing.
図６（ｂ）における光取出し部３は、正面から見た場合は直線であって、断面は略半円の溝である。さらに、図６（ｂ）は、当該溝を構成する面が鏡面で形成された場合の例である。地点２ＰＬにおいて、ＬＥＤ光源４Ｌからの光は、そのまま観測者Ｍ１に向かって進む。一方、ＬＥＤ光源４Ｄからの光は、観測者Ｍ１へ向かう方向とは異なる方向に進む。それゆえ、観測者Ｍ１は地点２ＰＬの色がＬＥＤ光源４Ｌの発光色に見える。同様の現象により、観測者Ｍ１は地点２ＰＤの色がＬＥＤ光源４Ｄの色に見え、位置に依存して異なる色が見えるという現象が発生する。 Thelight extraction part 3 in FIG. 6B is a straight line when viewed from the front, and the cross section is a substantially semicircular groove. Further, FIG. 6B is an example in which the surface constituting the groove is formed as a mirror surface. At the point 2PL, the light from theLED light source 4L travels as it is toward the observer M1. On the other hand, the light from the LEDlight source 4D travels in a direction different from the direction toward the observer M1. Therefore, the observer M1 sees the color of the point 2PL as the emission color of theLED light source 4L. Due to the same phenomenon, a phenomenon occurs in which the observer M1 sees the color of the point 2PD as the color of the LEDlight source 4D and sees a different color depending on the position.
この現象は、２色のＬＥＤ光源４（４Ｌ，４Ｄ）が互い違いに配置されている照明装置においては、導光体２の表面に、２色のＬＥＤ光源４（４Ｌ，４Ｄ）の色に対応した２色の線が互い違いに、縞々模様のムラとして発生する。導光体２からの光で周囲を直接照明する場合は、この色ムラが直接見えるので、照明装置１の外観が著しく損なわれる。さらに、照明装置１においても、色が分離して照明することになるので、照明対象が正確な色で照明されないという課題が発生する恐れがある。 This phenomenon corresponds to the color of the two color LED light sources 4 (4L, 4D) on the surface of thelight guide 2 in the lighting device in which the two color LED light sources 4 (4L, 4D) are arranged alternately. The two colored lines are alternately generated as uneven stripes. When the surroundings are directly illuminated with the light from thelight guide 2, this color unevenness is directly visible, so that the appearance of theillumination device 1 is significantly impaired. Furthermore, since theillumination apparatus 1 also illuminates with the colors separated, there is a possibility that a problem that the illumination target is not illuminated with an accurate color may occur.
本課題である色ムラを解決する方法は、上述の線ムラと同様に、光取出し部３に散乱性を付与することである。つまり、本発明で説明している散乱性を有するインクを用いて形成される光取り出し部３を用いることで本課題を解決できる。図６（ｄ）を用いて、散乱特性を付与した場合の説明をする。図内で使用する記号などは、図６（ｂ）と同じことを意味する。ＬＥＤ光源４Ｌからの光は、線状にインクを印刷した光取出し部３で散乱して、散乱光の一部は地点２ＰＬから観測者Ｍ１に向けて出射する。また、ＬＥＤ光源４Ｄからの光も、光取出し部３で散乱して、散乱光の一部は地点２ＰＬから観測者Ｍ１に向けて出射する。したがって、地点２ＰＬからの出射光は、ＬＥＤ光源４ＬとＬＥＤ光源４Ｄからの光が混色して観測者Ｍ１に向かう。同様の現象は、地点２ＰＤでも起こり、ＬＥＤ光源４ＬとＬＥＤ光源４Ｄからの光が混色して観測者Ｍ１に向かう。それゆえ、観測者Ｍ１は地点２ＰＬ、２ＰＤからの出射光は凡そ同じ色に見え、色ムラが抑制される。これらの現象に関しては、インクを用いて形成した光取出し部３を有する照明装置を作製して、色ムラが抑制されることを確認した。 A method for solving the color unevenness which is the subject is to impart scattering to thelight extraction unit 3 as in the case of the line unevenness described above. That is, this problem can be solved by using thelight extraction portion 3 formed using the scattering ink described in the present invention. The case where a scattering characteristic is provided will be described with reference to FIG. The symbols used in the figure mean the same as in FIG. Light from theLED light source 4L is scattered by thelight extraction unit 3 in which ink is printed in a linear shape, and part of the scattered light is emitted from the point 2PL toward the observer M1. The light from the LEDlight source 4D is also scattered by thelight extraction unit 3, and a part of the scattered light is emitted from the point 2PL toward the observer M1. Therefore, the emitted light from the point 2PL is mixed with the light from theLED light source 4L and the LEDlight source 4D and travels toward the observer M1. A similar phenomenon occurs at the point 2PD, and the light from theLED light source 4L and the LEDlight source 4D is mixed and travels toward the observer M1. Therefore, for the observer M1, the emitted light from the points 2PL and 2PD looks almost the same color, and color unevenness is suppressed. Regarding these phenomena, an illumination device having alight extraction portion 3 formed using ink was produced, and it was confirmed that color unevenness was suppressed.
次に、光取出し部３の散乱性と関係する照明装置１の出射角度分布に関する課題に関して、図７を用いて説明する。図７（ａ）は、散乱性が無い場合の例として、第１の光取出し部３Ａが鏡面加工されている溝（断面が半円形状の凹形状）の場合の主な光線出射方向を、光線ＲＡＹ７１を用いて例示している図である。光線ＲＡＹ７１は、導光体２に入射後に面出射部２Ｃまで導光して、第１の光取出し部３Ａで鏡面反射して導光条件が崩れ、面２ＣＯから出射し、中心方向から照明装置１を見ている観測者Ｍ１に観測される様子を示している。このとき、観測者Ｍ２には光が届かない。それゆえ、観測者Ｍ２からは、出射に寄与した当該第１の光取出し部３Ａが暗く見える。溝が鏡面加工の場合、伝播方向と反対方向への反射光は少なく、伝播方向に大部分の光を反射するため、光が伝播していく方向から照明装置１を見る観測者（上記例では観測者Ｍ１）には、照明装置１から出射してくる光を観測できるが、当該方向とは反対側から照明装置１を見る観測者（上記例では観測者Ｍ２）は光を観測できない。より具体的には、図７（ａ）において、観測者Ｍ２は照明装置１の中心から手前の照明装置１の半円は暗く見え、中心より遠い側の照明装置１は明るく見えるということである。これは、照明装置１としての美しさ、商品性を著しく低下させる。 Next, a problem related to the emission angle distribution of theillumination device 1 related to the scattering property of thelight extraction unit 3 will be described with reference to FIG. FIG. 7A shows, as an example of the case where there is no scattering property, main light emission directions in the case where the firstlight extraction portion 3A is a mirror-finished groove (a semicircular concave shape in cross section), It is the figure illustrated using light ray RAY71. Thelight ray 71 is incident on thelight guide 2 and then guided to thesurface emitting portion 2C. The light is reflected by the firstlight extraction portion 3A to break the light guide condition, and is emitted from the surface 2CO. 1 shows a state observed by an observer M1 watching 1. At this time, light does not reach the observer M2. Therefore, from the observer M2, the firstlight extraction portion 3A that has contributed to the emission appears dark. When the groove is mirror-finished, there is little reflected light in the direction opposite to the propagation direction, and most of the light is reflected in the propagation direction. Therefore, an observer viewing theillumination device 1 from the direction in which the light propagates (in the above example) The observer M1) can observe the light emitted from theillumination device 1, but the observer who sees theillumination device 1 from the opposite side of the direction (observer M2 in the above example) cannot observe the light. More specifically, in FIG. 7A, the observer M2 means that the semicircle of theillumination device 1 in front from the center of theillumination device 1 looks dark, and theillumination device 1 farther from the center looks bright. . This significantly reduces the beauty and merchantability of thelighting device 1.
また、前面方向ＦＤからの角度（以下、極角θと呼ぶことにする。）が５０度以上となる方向に多くの光を発するため、照明装置１の前面方向ＦＤが暗くなるという課題も発生する。これらの課題は、導光体２からの光で周囲を直接照明する場合に顕著な課題となる。 Further, since a large amount of light is emitted in a direction in which the angle from the front direction FD (hereinafter referred to as polar angle θ) is 50 degrees or more, there is a problem that the front direction FD of thelighting device 1 becomes dark. To do. These problems become prominent when the surroundings are directly illuminated with light from thelight guide 2.
当該課題を解決する最も効果的な方法は、線ムラ、色ムラの解決方法と同様に、光取出し部３に散乱性を付与することである。図７（ｂ）は、光取出し部３に散乱性を付与した場合の主な光線出射方向を、光線ＲＡＹ７１、７１’を用いて例示している図である。なお、図中の光取り出し部３は、散乱性を有するインクを用いて形成された光取り出し部３である。光取出し部３に散乱性を付与した場合、当該面の散乱性能の程度に応じて光取出し部３に入射した光の一部は散乱により様々な方向に出射する。それゆえ、光取出し部３に散乱性を付与した場合、図７（ｂ）の光線ＲＡＹ７１’が示すように、第１の光取出し部３Ａで散乱透過した光は、観測者Ｍ１の方向にも出射する（光線ＲＡＹ７１）が、散乱により観測者Ｍ２の方向にも出射する（光線ＲＡＹ７１’）。それゆえ、全方位から当該第１の光取出し部３Ａが明るく見え、どの方向から照明装置１を見ても明るく見える。 The most effective method for solving the problem is to impart light scattering to thelight extraction unit 3 in the same manner as the method for solving line unevenness and color unevenness. FIG. 7B is a diagram illustrating the main light emission directions when light scattering is given to thelight extraction unit 3 usinglight rays RAY 71 and 71 ′. In addition, thelight extraction part 3 in a figure is thelight extraction part 3 formed using the ink which has a scattering property. When thelight extraction unit 3 is provided with a scattering property, a part of the light incident on thelight extraction unit 3 is emitted in various directions by scattering according to the degree of scattering performance of the surface. Therefore, when thelight extraction unit 3 is provided with a scattering property, the light scattered and transmitted by the firstlight extraction unit 3A is also in the direction of the observer M1, as indicated by the ray RAY71 ′ in FIG. The light (ray RAY71) is emitted in the direction of the observer M2 due to scattering (light ray RAY71 '). Therefore, the firstlight extraction portion 3A looks bright from all directions, and thelighting device 1 looks bright from any direction.
さらに、散乱により前面方向ＦＤへの光束も増え、照明装置としてバランスの取れた光度角度分布になる。散乱特性の有無による光度分布の変化に関しては、図７（ｃ）に、光取り出し部３が散乱性を有するインクを用いて形成された照明装置１と、光取り出し部３が、鏡面加工されている溝（断面が半円形状の凹形状）であって、散乱性の無い照明装置１の配光特性を実測した結果を示す。図７（ｃ）のグラフの横軸は、前面方向ＦＤからの角度である極角θを表す。縦軸は、各照明装置において最大となる光度で規格化した規格化光度を示す。光取出し部３に散乱性が付与されて無い結果は点線で示され、光度は約６０度で最大となる。一方、光取出し部３に散乱性が付与されている結果は実線で示され、光度は前面方向である極角θが０度で最大となり徐々に低下する。極角θが９０度よりも大きい方向への照射は天井への光となり、天井で反射して周囲を照明する間接光となる。
光取出し部３に散乱特性が付与されている場合は、ランバート配光よりも若干広い配光となっており、照明装置１として概ね適正な配光特性となっている。したがって、光取出し部３に散乱性を付与することは、光取出し部３から全方位に光が出射することにより、どの方向から照明装置１を見ても明るく見え、且つ、照明装置として必要な配光特性を得るという効果を奏する。言うまでも無く、第１の光取出し部３Ａだけではなく、第２の光取出し部３Ｂも含め、全ての光取出し部３の面に散乱性を付与することは照明装置１の上述した課題を全て解決するために重要である。図７（ｃ）の散乱無の測定結果は、概ね図４（ａ）に示す照明装置１、図７（ｃ）の散乱有の測定結果は、概ね図４（ｃ）に示す照明装置１にて測定した結果であって、光取り出し部３を正面から見た場合に、光取出し部３がリング状に配置されているときの測定結果である。光取り出し部３に散乱性がある場合、光取り出し部３の別の構成として説明した図１５から１７に示す光取り出し部３の構成であっても、図７（ｃ）の散乱有の測定結果と同様に照明装置１として、適正な配光特性を示す。特に、図１７（ａ）から（ｄ）に示す構成であっても、概ね図７（ｃ）の散乱有と同じ配光特性になることを測定により確認した。測定結果は、図７（ｃ）の散乱有とほとんど重なるので、特に図示はしない。Further, the light flux in the front direction FD increases due to the scattering, and the luminous intensity angle distribution is balanced as a lighting device. Regarding the change in luminous intensity distribution due to the presence or absence of scattering characteristics, theillumination device 1 in which thelight extraction unit 3 is formed using scattering ink and thelight extraction unit 3 are mirror-finished in FIG. The result of having actually measured the light distribution characteristic of the illuminatingdevice 1 which is a groove | channel (a concave shape with a semicircular cross section) and has no scattering property is shown. The horizontal axis of the graph in FIG. 7C represents the polar angle θ that is an angle from the front surface direction FD. A vertical axis | shaft shows the normalization light intensity normalized by the light intensity which becomes the maximum in each illuminating device. The result in which thelight extraction part 3 is not provided with scattering is indicated by a dotted line, and the light intensity is maximum at about 60 degrees. On the other hand, the result in which thelight extraction portion 3 is provided with the scattering property is indicated by a solid line, and the luminous intensity is gradually decreased when the polar angle θ which is the front direction is 0 degree and becomes maximum. Irradiation in a direction in which the polar angle θ is larger than 90 degrees becomes light to the ceiling, and becomes indirect light that reflects on the ceiling and illuminates the surroundings.
When thelight extraction unit 3 has a scattering characteristic, the light distribution is slightly wider than the Lambert light distribution, and the light distribution characteristic is almost appropriate for thelighting device 1. Therefore, imparting scattering properties to thelight extraction unit 3 means that light is emitted from thelight extraction unit 3 in all directions, so that theillumination device 1 can be viewed brightly from any direction and is necessary as an illumination device. There is an effect of obtaining light distribution characteristics. Needless to say, imparting scattering properties to the surfaces of all thelight extraction units 3 including not only the firstlight extraction unit 3 </ b> A but also the secondlight extraction unit 3 </ b> B solves the above-described problem of thelighting device 1. It is important to solve everything. The measurement result without scattering in FIG. 7C is approximately theillumination device 1 shown in FIG. 4A, and the measurement result with scattering in FIG. 7C is approximately in theillumination device 1 shown in FIG. This is a measurement result when thelight extraction portion 3 is arranged in a ring shape when thelight extraction portion 3 is viewed from the front. When thelight extraction unit 3 has scattering properties, the measurement result with scattering in FIG. 7C is obtained even in the configuration of thelight extraction unit 3 shown in FIGS. 15 to 17 described as another configuration of thelight extraction unit 3. In the same manner as thelighting device 1, an appropriate light distribution characteristic is shown. In particular, it has been confirmed by measurement that the light distribution characteristics are substantially the same as those with scattering in FIG. 7C even in the configurations shown in FIGS. Since the measurement result almost overlaps with the presence of scattering in FIG.
本実施形態の光取り出し部３のように、散乱性のあるインクを用いて形成した散乱性のある光取り出し部３は、上述した線ムラおよび色ムラを抑制し、適切な配光特性を得るという効果を奏する。 Like thelight extraction unit 3 of the present embodiment, thelight extraction unit 3 having a scattering property formed using ink having a scattering property suppresses the above-described line unevenness and color unevenness, and obtains an appropriate light distribution characteristic. There is an effect.
インクを用いた光取出し部３の形成方法に関しては、スクリーン印刷がある。但し、曲率半径の小さな曲面へのスクリーン印刷は、難しいことが多い。生産工程の難易度は、主に曲面の曲率半径との兼ね合いで決まる。例えば、曲面の曲率半径が約５０００ｍｍよりも大きければ、特に難しい生産工程にはならない。 There is screen printing as a method of forming thelight extraction portion 3 using ink. However, screen printing on a curved surface with a small radius of curvature is often difficult. The difficulty of the production process is determined mainly by the balance with the curvature radius of the curved surface. For example, if the curvature radius of the curved surface is larger than about 5000 mm, it is not a particularly difficult production process.
本実施の形態の導光体２は立体形状である。面出射部２Ｃは大きな曲率半径を持つので、スクリーン印刷が可能である。伝播方向変換部２Ｂは小さな曲率半径を持つので、スクリーン印刷が難しい。それゆえ、インクジェット方式で印刷をすることが好ましい。この場合、スクリーン印刷する光取り出し部３とインクジェット印刷する光取り出し部３で、インクの種類を変えて最適な印刷をすることが好ましい。つまり、導光体２の場所によって異なるインクを用いて光取り出し部３が形成されるということである。より具体的には、前記導光体表面の断面形状は、２つ以上の曲率半径を有する形状であって、そのうちの１つの面に形成される光取り出し部３の材料と、別の面に形成される光取り出し部３の材料とを異なる材料とするということである。 Thelight guide 2 of the present embodiment has a three-dimensional shape. Since thesurface emitting portion 2C has a large radius of curvature, screen printing is possible. Since the propagationdirection changing unit 2B has a small radius of curvature, screen printing is difficult. Therefore, it is preferable to print by an inkjet method. In this case, it is preferable to perform optimum printing by changing the type of ink between thelight extraction unit 3 for screen printing and thelight extraction unit 3 for inkjet printing. That is, thelight extraction portion 3 is formed using different ink depending on the location of thelight guide 2. More specifically, the cross-sectional shape of the surface of the light guide is a shape having two or more radii of curvature, and the material of thelight extraction portion 3 formed on one of the surfaces and the other surface That is, the material of thelight extraction portion 3 to be formed is a different material.
また、本実施形態の場合、導光体２が立体的な凸形状となる部分を有しているので、面出射部２Ｃへのスクリーン印刷に関しては、導光体２が立体的な凸形状となる部分において、凸になる方向（前面方向ＦＤ）において、導光体２の外側の面（面２ＣＯ）に光取出し部３を形成した方が、印刷が簡易な装置で面２ＣＯ全体に可能となる。また、生産性が向上するという効果も奏する。また、出射面側（２ＣＯ）にインクを用いた光取出し部３を形成することで生産性が向上するとも言える。なぜならば、印刷の際に、伝播方向変換部２Ｂが印刷装置と位置的な干渉をしないためである。また、デザイン性の観点では、インクを透過するインクとすることで、出射面側（２ＣＯ）に光取り出し部３を配置することが可能となった。なぜならば、透過しないインクが出射面側にあると、当該インクが影となるため、出射面と対向する面側（２ＣＩ）に配置するしかないためである。光が透過するインクを用いた光取り出し部３は、デザイン性と両立して出射面側（２ＣＯ）に配置できるという効果を奏する。 In the case of the present embodiment, since thelight guide 2 has a portion having a three-dimensional convex shape, thelight guide 2 has a three-dimensional convex shape for screen printing on thesurface emitting portion 2C. If thelight extraction portion 3 is formed on the outer surface (surface 2CO) of thelight guide 2 in the convex direction (front surface direction FD), the entire surface 2CO can be printed with a simpler device. Become. In addition, there is an effect that productivity is improved. In addition, it can be said that productivity is improved by forming thelight extraction portion 3 using ink on the emission surface side (2CO). This is because thepropagation direction converter 2B does not interfere with the printing apparatus during printing. Further, from the viewpoint of design, it is possible to dispose thelight extraction portion 3 on the emission surface side (2CO) by using ink that transmits ink. This is because if the ink that does not transmit is on the emission surface side, the ink becomes a shadow, so that the ink can only be arranged on the surface side (2CI) facing the emission surface. Thelight extraction unit 3 using ink that transmits light has an effect that it can be arranged on the emission surface side (2CO) in a manner compatible with design.
なお、光学的には、出射面側の面２ＣＯにインクを付けた方が、インクを透過した光はランバート配光に近い出射散乱分布となるので、どの方向から見ても光取出し部３の明るさが概ね一定であるという効果を奏する。 Optically, when ink is applied to the surface 2CO on the exit surface side, the light transmitted through the ink has an exit scattering distribution close to Lambert light distribution, and therefore thelight extraction unit 3 can be viewed from any direction. There is an effect that the brightness is substantially constant.
一方で、伝播方向変換部２Ｂへインクジェットで印刷する場合、インクジェット用の材料は、掃除用洗剤などに対する耐薬品性などが強くない場合があるので、その場合は導光体２の内側の面２ＢＩに第２の光取り出し部３Ｂを設けた方が良い。 On the other hand, when printing on the propagationdirection changing portion 2B by ink jet, the ink jet material may not have strong chemical resistance against cleaning detergent or the like. In this case, the inner surface 2BI of thelight guide 2 is used. It is better to provide the secondlight extraction portion 3B.
したがって、スクリーン印刷とインクジェット印刷を組み合わせる場合、導光体２の表と裏の面に光取り出し部３を配置することで、スクリーン印刷を簡易に可能とし、耐薬品性の課題を解決することが可能となる。 Therefore, when combining screen printing and inkjet printing, by arranging thelight extraction portions 3 on the front and back surfaces of thelight guide 2, screen printing can be easily performed and the problem of chemical resistance can be solved. It becomes possible.
また、面出射部２Ｃは、導光体２において大面積を占めるので、散乱性の高いインクを用いることで、導光体２の大部分で、色ムラ、線ムラを完全に抑制し、さらに、伝播方向変換部２Ｂにある第２の光取出し部３Ｂは、射出成形など別な方法で形成しても良い。この構成の場合、導光体２において大面積を占める面出射部２Ｃは、大面積のため目立つので、色ムラ、線ムラを完全に抑制してデザイン性を最も良くし、第２の光取出し部３Ｂによる外側方向ＯＤへの出射も鑑みた構成であって、デザイン性と外側方向側への配光特性を両立して向上するという効果を奏する。 Further, since thesurface emitting portion 2C occupies a large area in thelight guide 2, by using highly scattering ink, color unevenness and line unevenness are completely suppressed in most of thelight guide 2, The secondlight extraction portion 3B in the propagationdirection changing portion 2B may be formed by another method such as injection molding. In the case of this configuration, thesurface emitting portion 2C occupying a large area in thelight guide 2 is conspicuous because of the large area, so color unevenness and line unevenness are completely suppressed to achieve the best design and the second light extraction This is a configuration that takes into account the emission in the outer direction OD by theportion 3B, and has the effect of improving both the design and the light distribution characteristic toward the outer direction.
また、照明装置１の導光体２の形状などによっては、伝播方向変換部２Ｂの第２の光取り出し部３Ｂを用いなくても良い場合もある。反射シート６などで反射した光が、伝播方向変換部２Ｂや面出射部２Ｃを透過して外側方向にも光は伝搬する。さらに、光取り出し部３の散乱透過光も外側方向にも伝搬する。それゆえ、照明装置１の配光特性を概ねランバート配光とするか、それよりも広い配光特性にすることが可能であり、実験的にも確認している。但し、伝播方向変換部２Ｂの第２の光取り出し部３Ｂがあった方が、広い配光特性を得られ、天井方向への光が増える。 Further, depending on the shape of thelight guide 2 of the illuminatingdevice 1, the secondlight extraction unit 3B of the propagationdirection conversion unit 2B may not be used. The light reflected by thereflection sheet 6 or the like passes through the propagationdirection conversion unit 2B or thesurface emitting unit 2C, and the light propagates in the outer direction. Furthermore, the scattered transmitted light of thelight extraction unit 3 also propagates in the outer direction. Therefore, it is possible to make the light distribution characteristic of thelighting device 1 approximately Lambert light distribution or wider than that, which has been confirmed experimentally. However, if there is the secondlight extraction unit 3B of the propagationdirection conversion unit 2B, a wider light distribution characteristic can be obtained, and light in the ceiling direction increases.
伝播方向変換部２Ｂの第２の光取り出し部３Ｂを用いない場合、光取り出し部３と導光体２の関係は、導光体２の断面形状は、２つ以上の曲率半径を有する形状であって、少なくとも曲率半径が最も小さくない面の１つには（つまり、面出射部２Ｃの面２ＣＩまたは面２ＣＯ）、光取出し部３が配置されているという構成である。 When the secondlight extraction unit 3B of the propagationdirection conversion unit 2B is not used, the relationship between thelight extraction unit 3 and thelight guide 2 is such that the cross-sectional shape of thelight guide 2 is a shape having two or more radii of curvature. Thus, at least one of the surfaces having the smallest radius of curvature (that is, the surface 2CI or the surface 2CO of thesurface emitting portion 2C) is provided with thelight extraction portion 3.
また、別の言い方で本構成を述べると、面出射部２Ｃは、導光体２内を伝播した光を、導光体２から前面方向ＦＤと略同一方向に出射する第１の光取出し部３Ａを有し、伝播方向変換部２Ｂの表面は、射出成型で形成した成形体であって、第２の光取り出し部３Ｂが無い構成である。本構成の場合、色ムラ等を抑制し、所定の配光特性を得つつも、スクリーン印刷のみで簡易に光取り出し部３を導光体２に形成することが可能なので、生産工程が簡易になるという効果を奏する。 In other words, this configuration will be described. Thesurface emitting section 2C is a first light extraction section that emits light propagated in thelight guide 2 from thelight guide 2 in the substantially same direction as the front direction FD. 3A, and the surface of the propagationdirection changing portion 2B is a molded body formed by injection molding, and has no secondlight extraction portion 3B. In the case of this configuration, it is possible to easily form thelight extraction unit 3 on thelight guide 2 only by screen printing while suppressing color unevenness and obtaining predetermined light distribution characteristics, so that the production process is simplified. The effect of becoming.
さらに、面出射部２Ｃのみインクの光取出し部３を形成する場合、伝播方向変換部２Ｂは単に光の伝播方向を変換する部位となる。つまり、導光体２の断面形状は、２つ以上の曲率半径を有する形状であって、最も曲率半径が大きくない面には、光取出し部３を形成しない構成である。また、最も曲率半径が小さい面には、光取出し部３を形成しない構成である。 Further, in the case where the inklight extraction unit 3 is formed only by thesurface emitting unit 2C, the propagationdirection conversion unit 2B is simply a part that converts the light propagation direction. That is, the cross-sectional shape of thelight guide 2 is a shape having two or more radii of curvature, and thelight extraction portion 3 is not formed on the surface having the smallest curvature radius. Further, thelight extraction portion 3 is not formed on the surface having the smallest radius of curvature.
また、デザイン性の観点で、反射率の低い材料で外カバー８を作製した場合、伝播方向変換部２Ｂに第２の光取り出し部３Ｂを配置すると、光取り出し部３Ｂからの出射光が外カバー８で反射して損失する。それゆえ、効率の観点では、光取り出し部３Ｂを無くした方が良い。反射率の低い材料とは、反射シート６、白色塗装したフレーム７Ａや白色散乱膜で覆われた基板５よりも反射率が低い材料や、色が白ではなく、シルバーやゴールドなどの着色塗装された材料を指す。つまり、これら反射率が低い材料の外カバー８の場合には、伝播方向変換部２Ｂの表面は、射出成型で形成した成形体であって、第２の光取り出し部３Ｂが無い構成であることが、効率の観点では好ましい。 Further, from the viewpoint of design, when theouter cover 8 is made of a material having low reflectivity, when the secondlight extraction unit 3B is arranged in the propagationdirection changing unit 2B, the light emitted from thelight extraction unit 3B is emitted from the outer cover. 8 is reflected and lost. Therefore, from the viewpoint of efficiency, it is better to eliminate thelight extraction portion 3B. The material having a low reflectivity is a material having a reflectivity lower than that of thereflective sheet 6, the white-coatedframe 7A or thesubstrate 5 covered with the white scattering film, or a colored coating such as silver or gold instead of white. Refers to the material. That is, in the case of theouter cover 8 made of a material having a low reflectance, the surface of the propagationdirection changing portion 2B is a molded body formed by injection molding and has no secondlight extraction portion 3B. However, it is preferable from the viewpoint of efficiency.
また、光取り出し部３として、インクを用いずにレーザ加工で表面に凹凸をつけて、当該凹凸の散乱性により、伝搬してくる光の導光条件を崩して、光を取り出しても良い。但し、散乱性はインクを用いて形成した光取り出し部３の方が高く、色ムラ、線ムラ抑制効果は、インクを用いて形成した光取り出し部３を用いた方が高い。一方で、伝播方向変換部２Ｂの第２の光取り出し部３Ｂの形成は、レーザ加工の方が容易である。 Alternatively, thelight extraction unit 3 may be provided with irregularities on the surface by laser processing without using ink, and the light guide conditions of the propagating light may be broken by the scattering property of the irregularities to extract light. However, the scattering property is higher in thelight extraction portion 3 formed using ink, and the color unevenness and line unevenness suppressing effect is higher in thelight extraction portion 3 formed using ink. On the other hand, formation of the secondlight extraction portion 3B of the propagationdirection changing portion 2B is easier by laser processing.
なお、上記は、主にスクリーン印刷による光取り出し部３の形成を説明したが、本発明は、これに限定されず、塗布や蒸着などによる形成でも良い。例えば、アクリル等の樹脂等のインクを塗布してＵＶ硬化また熱硬化等をすることで光取り出し部３を形成しても良い。その際、インクに散乱材が含まれることが好ましい。この場合、伝播方向変換部２Ｂに樹脂等の液滴をたらして光取出し部３を成形するには、液滴をたらした後で、すぐに液滴が硬化する材料を用いると良い。 In addition, although the above demonstrated formation of thelight extraction part 3 mainly by screen printing, this invention is not limited to this, Formation by application | coating, vapor deposition, etc. may be sufficient. For example, thelight extraction unit 3 may be formed by applying ink such as resin such as acrylic and performing UV curing or heat curing. In that case, it is preferable that a scattering material is contained in the ink. In this case, in order to form thelight extraction unit 3 by dropping a droplet of resin or the like on the propagationdirection changing unit 2B, it is preferable to use a material that quickly cures after dropping the droplet.
また、図８に断面形状を示すように、導光体２に溝などの形状を付け、当該形状を光取り出し部３とし、当該形状の表面３ＡＳにさらに、微小な凹凸を付与して散乱性を持たせ、光取り出し部３としても良い。但し、射出成型で導光体２を形成する場合、微小な凹凸を金型に付与し、成形時に、金型の当該微小な凹凸を導光体２に転写しなければならない。転写性は、射出成型の際の樹脂注入口であるゲートから離れるにしたがって弱くなり、ゲートから遠い位置に配置される光取り出し部３の散乱性は弱くなり、色ムラ、線ムラが発生し易くなる恐れがある。 Further, as shown in a cross-sectional shape in FIG. 8, thelight guide 2 is provided with a groove or the like, which is used as thelight extraction portion 3, and the surface 3AS of the shape is further provided with minute irregularities to provide scattering properties. It is good also as thelight extraction part 3. However, when thelight guide 2 is formed by injection molding, it is necessary to impart minute irregularities to the mold and transfer the minute irregularities of the mold to thelight guide 2 at the time of molding. The transferability becomes weaker as the distance from the gate, which is a resin injection port at the time of injection molding, becomes weaker, and the scattering property of thelight extraction portion 3 arranged at a position far from the gate becomes weaker, and color unevenness and line unevenness are likely to occur. There is a fear.
一方で、本実施の形態のように、導光体２の作製を、光取り出し部３以外の部位を射出成型で形成し、当該成形体に散乱性のあるインクを用いた光取り出し部３を形成する方法で行うことで、樹脂注入口であるゲートの位置に関係なく、本実施の形態の光取り出し部３は、全ての部位で同等の良好な散乱性を得られるという効果を奏する。 On the other hand, as in the present embodiment, thelight guide 2 is manufactured by forming a portion other than thelight extraction portion 3 by injection molding, and thelight extraction portion 3 using ink having scattering properties on the molded body. By performing the forming method, regardless of the position of the gate that is the resin injection port, thelight extraction portion 3 of the present embodiment has an effect that the same good scattering property can be obtained in all the portions.
さらに、前述した理由により、当該ゲートの位置が自由に設定できる場合には、当該ゲートを導光体２の中心に配置することが可能となる。本実施形態の導光体２のように円形で、おおよそ等方的な形状の場合に、導光体２の中心に当該ゲートを配置することで、射出成型時に樹脂が等速度で等方的に広がるので、成形不良が発生し難いという効果を奏する。なお、当該ゲートは、最終的には取り除くが、当該ゲートの跡、もしくは、ゲートと共に導光体２の一部を取り除くために穴などがゲートの痕跡として残るので、他の部品ピースを導光体に取り付けることで、デザイン性を向上させることが好ましい。 Furthermore, when the position of the gate can be freely set for the reason described above, the gate can be disposed at the center of thelight guide 2. When the gate is arranged at the center of thelight guide 2 in the case of a circular and approximately isotropic shape like thelight guide 2 of the present embodiment, the resin is isotropic at a constant speed during injection molding. Therefore, there is an effect that molding defects hardly occur. The gate is finally removed, but a hole or the like remains as a trace of the gate to remove a trace of the gate or a part of thelight guide 2 together with the gate. It is preferable to improve the design by attaching to the body.
本実施形態の照明装置１のように、照明装置における一部または全部の前面方向ＦＤおよび一部の外側方向ＯＤの最外部は導光体２の構成であって、光取出し部３がユーザから直視できる構成であり、導光体２からの光で周囲を直接照明する構成である場合に、光が透過するインクを用いて光取出し部を形成した導光体を用いることで、前述の線ムラを抑制し、色の異なるＬＥＤ光源を照明装置が有する場合は色ムラを抑制し、照明装置からの配光分布が良好な分布となるという効果を奏する。 Like thelighting device 1 of the present embodiment, the outermost part of the front surface direction FD and the outer direction OD of the lighting device is the configuration of thelight guide 2, and thelight extraction unit 3 is provided by the user. In the case of a configuration that allows direct viewing and that directly illuminates the surroundings with light from thelight guide 2, the above-described line can be obtained by using a light guide formed with a light extraction portion using ink that transmits light. In the case where the illumination device has LED light sources having different colors while suppressing unevenness, the color unevenness is suppressed, and the light distribution from the illumination device becomes an excellent distribution.
次に、本実施形態で説明した照明装置１の天井５０への取り付け方法に関して図１４を用いて詳細に説明する。主に説明に関係のある部材のみ記載した。最初に、図１４（ａ）に示すように、固定具５１を引っ掛けシーリング５２に取り付ける。次に、図１４（ｂ）に示すように、導光体２、外カバー８、反射キャップ１１以外の部材が固定されているフレーム７を、固定具５１に取り付ける。取り付けたら、電源回路１０と固定具５１から出ている配線５１Ｂを接続して反射キャップ１１をフレーム７に取り付ける。 Next, a method for attaching thelighting device 1 described in the present embodiment to theceiling 50 will be described in detail with reference to FIG. Only members that are mainly relevant to the description are described. First, as shown in FIG. 14A, thefixture 51 is hooked and attached to theceiling 52. Next, as shown in FIG. 14B, theframe 7 to which members other than thelight guide 2, theouter cover 8, and thereflection cap 11 are fixed is attached to thefixture 51. After the attachment, thepower supply circuit 10 and thewiring 51 </ b> B extending from thefixture 51 are connected and thereflection cap 11 is attached to theframe 7.
その後、導光体２をフレーム７Ａに取り付ける。その方法は、図１４（ｃ−２）に示すように、導光体２の取り付け部２Ｇを導光体固定具１２にスライドさせながら差し込む。
図１４（ｃ−２）は前面方向ＦＤから見た正面図である。導光体２の取り付け部２Ｇは導光体２の外側端部に３箇所あり、それに対応して導光体固定具１２もフレームに設置されている。図中矢印の方向に導光体２を回転させると、取り付け部２Ｇが導光体固定具１２に入り、導光体２がフレーム７に固定される仕組みである。図１４（ｃ−１）は、図１４（ｃ−２）中のＢ−Ｂ’断面を示している。最後に、図１４（ｄ）に示すように、外カバー８を導光体２のカバー取り付け部２ＧＣに取り付けて照明装置１の天井への取り付けは完了である。Thereafter, thelight guide 2 is attached to theframe 7A. As shown in FIG. 14C-2, the method inserts thelight guide 2 by attaching the mountingportion 2G to thelight guide fixture 12.
FIG. 14C-2 is a front view seen from the front direction FD. There are threeattachment portions 2G of thelight guide 2 at the outer end of thelight guide 2, and thelight guide fixture 12 is also installed on the frame correspondingly. When thelight guide 2 is rotated in the direction of the arrow in the figure, theattachment portion 2G enters thelight guide fixture 12 and thelight guide 2 is fixed to theframe 7. FIG. 14C-1 shows a BB ′ cross section in FIG. Finally, as shown in FIG. 14 (d), theouter cover 8 is attached to the cover attaching portion 2GC of thelight guide 2 to complete the attachment of thelighting device 1 to the ceiling.
ここで、図１４（ｃ−２）を見ると分かるように、導光体２の外側方向の最外部は、略円形であるが、取り付け部２Ｇ、カバー取り付け部２ＧＣとして外側に突出した部位がある。この突出した部位に対応して、導光体２から光が出射することがある。図１４（ｅ）は、取り付け部２Ｇ周辺を拡大した断面図である。図中ＲＡＹ１４１が取り付け部２Ｇに対応して出射する光の例である。光が導光体２から出射する要因は、取り付け部２Ｇの付け根のＲ形状２ＧＲに因る。図１４（ｃ−２）で、取り付け部２Ｇ、カバー取り付け部２ＧＣの部分にだけ対応して、光が出射すると、ムラとして感知される恐れがある。それゆえ、図１４（ｆ）に示すように、取り付け部２Ｇ、カバー取り付け部２ＧＣ以外の部分にも小さなフランジ２ＧＦを設けて、導光体２の全周からＲＡＹ１４１と同経路の光ＲＡＹ１４２を出射することが考えられる。取り付け部２Ｇが取り付け部として機能するために、小さなフランジ２ＧＦは、取り付け部２Ｇよりも外側に突出した部位が小さくしてある。一方で、Ｒ形状２ＧＲは、両者で等しいので、ＲＡＹ１４１とＲＡＹ１４２は同経路の光となり、見え方が略同じになる。小さなフランジ２ＧＦを取り付け部２Ｇ間に付けることで（または、Ｒ形状２ＧＲを略全周に配置することで）、全周で略同じ出射光を得ることができ、デザイン性が向上するという効果を奏する。さらに、小さなフランジ２ＧＦの上に、外カバー８の一部を載せることで、導光体２に取り付けた状態での外カバー８の強度を向上できるという効果も奏する。 Here, as can be seen from FIG. 14 (c-2), the outermost portion of thelight guide 2 in the outer direction is substantially circular, but there are portions protruding outward as theattachment portion 2G and the cover attachment portion 2GC. is there. Light may be emitted from thelight guide 2 corresponding to the protruding portion. FIG. 14E is an enlarged cross-sectional view around theattachment portion 2G. In the figure, RAY 141 is an example of light emitted corresponding to theattachment portion 2G. The factor that light is emitted from thelight guide 2 is due to the R shape 2GR at the base of theattachment portion 2G. In FIG. 14C-2, when light is emitted corresponding to only theattachment portion 2G and the cover attachment portion 2GC, there is a possibility that it is perceived as unevenness. Therefore, as shown in FIG. 14 (f), a small flange 2GF is also provided in the portion other than theattachment portion 2G and the cover attachment portion 2GC, and the light ray 142 having the same path as the ray 141 is emitted from the entire circumference of thelight guide 2. It is possible to do. In order for theattachment portion 2G to function as an attachment portion, the small flange 2GF has a smaller portion protruding outward than theattachment portion 2G. On the other hand, since the R shape 2GR is the same for both, RAY 141 and RAY 142 become light of the same path, and the appearance is substantially the same. By attaching a small flange 2GF between theattachment portions 2G (or by arranging the R-shaped 2GR on substantially the entire circumference), it is possible to obtain substantially the same emitted light on the entire circumference, thereby improving the design. Play. Further, by placing a part of theouter cover 8 on the small flange 2GF, there is an effect that the strength of theouter cover 8 in a state of being attached to thelight guide 2 can be improved.
本取り付け方法は、最も簡単な取り付け方法と考えられる。但し、前述した様々な課題を解決するための全ての構造、例えば、ＬＥＤ光源４の配置方法、光取出し部３の構造、散乱特性を付与するなどの構造は、取り付け方法には依存せず、効果を発揮する。
<<変形例１>>
本変形例は、導光体２の前面に、導光体２から出射した光を散乱するための散乱カバー部材１９を配置した例であり、図９を用いて説明する。第１の実施形態で説明した照明装置に、散乱カバー部材１９を追加したものである。本例は、導光体２を用いたときに得られる薄型均一照明の効果を得つつ、散乱カバー部材１９により、全体が白い外観の照明装置１を提供する例である。散乱カバー部材１９を追加したので、外カバー８、内カバー９は不要になる。第１の実施形態で説明した導光体２の特徴およびそれによる効果は本例においても同様に得られる。This mounting method is considered to be the simplest mounting method. However, all the structures for solving the various problems described above, for example, the arrangement method of the LEDlight source 4, the structure of thelight extraction unit 3, and the structure of imparting scattering characteristics do not depend on the mounting method, Demonstrate the effect.
<<Modification 1 >>
This modification is an example in which ascattering cover member 19 for scattering light emitted from thelight guide 2 is disposed on the front surface of thelight guide 2, and will be described with reference to FIG. Thescattering cover member 19 is added to the lighting device described in the first embodiment. This example is an example in which thelighting device 1 having an entirely white appearance is provided by thescattering cover member 19 while obtaining the thin uniform illumination effect obtained when thelight guide 2 is used. Since thescattering cover member 19 is added, theouter cover 8 and the inner cover 9 are not necessary. The characteristics of thelight guide 2 described in the first embodiment and the effects thereof can be obtained in this example as well.
例えば、複数の色のＬＥＤ光源を用いた場合の色ムラの課題も、散乱カバー部材１９を用いれば緩和する。しかしながら、散乱カバー部材１９の全光線透過率を高くして光損失を低減したり、散乱カバー１９と導光体２の距離を近づけたりする場合には、当該色ムラの課題が重要な課題になる。 For example, the problem of color unevenness when using LED light sources of a plurality of colors is alleviated by using thescattering cover member 19. However, when the light transmittance is reduced by increasing the total light transmittance of thescattering cover member 19 or when the distance between the scatteringcover 19 and thelight guide 2 is reduced, the problem of color unevenness becomes an important issue. Become.
また、導光体２全体から均一に光が出射してない場合には、それが前記散乱カバー１９に投影され、ムラとして課題になる。 Further, when light is not emitted uniformly from the entirelight guide 2, it is projected onto thescattering cover 19, which causes a problem as unevenness.
それゆえ、第１の実施形態で説明した様々な効果を発揮する導光体２の特徴を本構成でも備えることは、同様の効果を発揮して、照明装置全体から光が出射し、床方向から側方および天井方向まで空間全体を明るくする薄型の照明装置を提供するために重要である。
《第２の実施形態》
第１の実施形態で説明した光取出し部３を適用した導光体を有する、前述にて詳細に説明していない他の照明装置の例を、図１０および図１１を用いて説明する。図１０および図１１に示される照明装置１は天井５０から吊るされるタイプの照明装置であって、所謂ペンダントと呼ばれる照明装置である。Therefore, providing the characteristics of thelight guide 2 that exhibits various effects described in the first embodiment also in this configuration exhibits the same effect, and light is emitted from the entire lighting device, and the floor direction It is important to provide a thin lighting device that brightens the entire space from the side to the side and the ceiling.
<< Second Embodiment >>
An example of another illumination device that has a light guide to which thelight extraction unit 3 described in the first embodiment is applied and that has not been described in detail above will be described with reference to FIGS. 10 and 11. The illuminatingdevice 1 shown in FIG. 10 and FIG. 11 is an illuminating device of the type suspended from theceiling 50, and is a so-called pendant illuminating device.
第１の実施形態と同じ個所、または、同じ機能を有する箇所に関しては説明を省略する。図１０は湾曲した導光体２を用いた例で、図１０（ａ）は正面図であって、前面方向ＦＤから見た図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に記載のＣ−Ｃ’の断面図である。
何れの図も導光体２の形状、構成に着目した図である。本照明装置１における前面方向ＦＤ、背面方向ＢＤ、外側方向ＯＤは、図中に矢印で示される通りである。The description of the same portions as the first embodiment or the portions having the same functions is omitted. FIG. 10 shows an example in which the curvedlight guide 2 is used, and FIG. 10A is a front view, as viewed from the front direction FD. FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ shown in FIG.
Each figure is a view focusing on the shape and configuration of thelight guide 2. The front direction FD, the back direction BD, and the outer direction OD in thelighting device 1 are as indicated by arrows in the drawing.
導光体２の両端面に対向して２色のＬＥＤ光源４Ｌ、４Ｄが交互に配置されている。ＬＥＤ光源は基板５に実装され、基板５は光源カバー６０に取り付けられている。光源カバー６０は、導光体２に固定されるとともに、吊り具６１で吊られて、電源回路１０が収納されている電源筐体６２にも固定されている。電源筐体６２は、配線兼吊り具６３で吊るされ、第１の実施形態と形状は変わるが引っ掛けシーリング５２に照明装置１を固定する固定具５１を介して天井５０に固定される。 Two colorLED light sources 4L and 4D are alternately arranged so as to face both end faces of thelight guide 2. The LED light source is mounted on thesubstrate 5, and thesubstrate 5 is attached to thelight source cover 60. The light source cover 60 is fixed to thelight guide 2 and is also fixed to apower supply housing 62 in which thepower supply circuit 10 is housed by being suspended by a hangingtool 61. Thepower supply housing 62 is hung by the wiring andhanger 63 and is fixed to theceiling 50 via a fixingtool 51 that fixes thelighting device 1 to the hookingceiling 52 although the shape is different from that of the first embodiment.
ＬＥＤ光源４Ｌ、４Ｄから出射した光は、入射面２Ａから入射して、中心に向かって導光し、所定の位置で光取出し部３で散乱して導光条件が崩れて、導光体２から出射する。 The light emitted from theLED light sources 4L and 4D enters from theincident surface 2A, is guided toward the center, is scattered by thelight extraction unit 3 at a predetermined position, and the light guide condition is broken. Emanates from.
本照明装置１も、前面方向ＦＤの一部または全部の最外部は導光体２の構成であって、光取出し部３がユーザから直視できる構成であり、導光体２からの光で周囲を直接照明する構成である。したがって、第１の実施形態で説明した様々な構成を導入して、照明装置１の性能を向上させることは重要である。特に、第１の実施形態で説明した光取出し部３の特徴を導入して、前述の線ムラ、色ムラを抑制し、照明装置１からの配光分布を良好な分布にすることは重要である。 Theillumination device 1 also has a configuration in which the outermost part of the front direction FD is the configuration of thelight guide 2, and the configuration in which thelight extraction unit 3 can be directly viewed by the user. It is the structure which illuminates directly. Therefore, it is important to improve the performance of thelighting device 1 by introducing the various configurations described in the first embodiment. In particular, it is important to introduce the characteristics of thelight extraction unit 3 described in the first embodiment, to suppress the above-described line unevenness and color unevenness, and to make the light distribution distribution from thelighting device 1 favorable. is there.
第１の実施形態で説明した光取出し部３の特徴を本照明装置１にも適宜適用することで、光源に対応して導光体に発生するムラを抑制し、良好なデザインの照明装置を提供するという効果を奏する。 By appropriately applying the characteristics of thelight extraction unit 3 described in the first embodiment also to thelighting device 1, unevenness generated in the light guide corresponding to the light source is suppressed, and a lighting device with a good design can be obtained. There is an effect of providing.
図１１は、図１０に示したペンダント型の照明装置の変形例であって、主に導光体２の形状とＬＥＤ光源４Ｌ、４Ｄの配置が異なっている。主な変更箇所についてのみ説明する。図１１（ａ）は正面図であって、前面方向ＦＤから見た図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に記載のＤ−Ｄ’の断面図である。本例では、導光体２は円盤の中心に穴が開いた形状であって、中心の穴の端面に対向して、ＬＥＤ光源４Ｌ、４Ｄが配置された例である。当該中心の穴は、本例では六角形の穴である。 FIG. 11 is a modified example of the pendant illumination device shown in FIG. 10, and mainly the shape of thelight guide 2 and the arrangement of theLED light sources 4L and 4D are different. Only the main changes are described. FIG. 11A is a front view, as seen from the front direction FD. FIG.11 (b) is sectional drawing of D-D 'as described in Fig.11 (a). In this example, thelight guide 2 has a shape in which a hole is formed in the center of the disk, and theLED light sources 4L and 4D are arranged to face the end face of the center hole. The central hole is a hexagonal hole in this example.
ＬＥＤ光源４Ｌ、４Ｄから出射した光は、入射面２Ａから入射して、外側方向ＯＤに向かって導光し、所定の位置で光取出し部３で散乱して導光条件が崩れて、導光体２から出射する。 Light emitted from theLED light sources 4L and 4D is incident from theincident surface 2A, guided toward the outer direction OD, scattered at thelight extraction unit 3 at a predetermined position, and the light guiding conditions are broken, thereby guiding the light. Emits from thebody 2.
本照明装置１も、前面方向ＦＤの一部または全部の最外部は導光体２の構成であって、光取出し部３がユーザから直視できる構成であり、導光体２からの光で周囲を直接照明する構成である。したがって、第１の実施形態で説明した様々な構成を導入して、照明装置１の性能を向上させることは重要である。特に、第１の実施形態で説明した光取出し部３の特徴を導入して、前述の線ムラ、色ムラを抑制し、照明装置１からの配光分布を良好な分布にすることは重要である。 Theillumination device 1 also has a configuration in which the outermost part of the front direction FD is the configuration of thelight guide 2, and the configuration in which thelight extraction unit 3 can be directly viewed by the user. It is the structure which illuminates directly. Therefore, it is important to improve the performance of thelighting device 1 by introducing the various configurations described in the first embodiment. In particular, it is important to introduce the characteristics of thelight extraction unit 3 described in the first embodiment, to suppress the above-described line unevenness and color unevenness, and to make the light distribution distribution from thelighting device 1 favorable. is there.
第１の実施形態で説明した光取出し部３の特徴を本照明装置１にも適宜適用することで、光源に対応して導光体に発生するムラを抑制し、良好なデザインの照明装置を提供するという効果を奏する。 By appropriately applying the characteristics of thelight extraction unit 3 described in the first embodiment also to thelighting device 1, unevenness generated in the light guide corresponding to the light source is suppressed, and a lighting device with a good design can be obtained. There is an effect of providing.
本実施形態の照明装置１は例であって、導光体２、ＬＥＤ光源、光源カバー６０、電源筐体６２の形状や配置、吊り具６１の配置等は様々な変更が可能である。例えば、電源筐体に光源カバー６０が固定されても良いし、さらなる固定部材を導入しても良い。それら形状や配置に限定されずに、第１の実施形態で説明した光取出し部３の特徴を導入することで、前述の線ムラ、色ムラを抑制し、照明装置１からの配光分布を良好な分布にする効果を得られる。
《第３の実施形態》
第１の実施形態で説明した光取出し部３の何れかを適用した導光体を有する、前述にて詳細に説明していない他の照明装置の例を、図１２を用いて説明する。図１２に示される照明装置１は電球型の照明装置である。図１２（ａ）は照明装置１の斜視図であって、照明装置１の外観を示すものである。図１２（ａ）の構成は、光を出射する導光体２と、電源回路(図示無)等を収納する電球筐体６５と、照明装置１を照明器具に固定するとともに、電力を供給される口金６４からなる。導光体２は透明であって、所謂クリア電球と呼ばれる電球の例である。電球型照明装置の場合、前面方向等の定義が難しい場合があるが、図１２に矢印で示すように各方向を定義する。背面方向ＢＤは口金の方向であって、前面方向ＦＤは背面方向ＢＤと反対方向である。外側方向ＯＤは、前面方向ＦＤと略垂直方向であって、照明装置１の中心から外側に向かう方向である。Theillumination device 1 of the present embodiment is an example, and various changes can be made to the shape and arrangement of thelight guide 2, the LED light source, thelight source cover 60, and thepower supply housing 62, the arrangement of thehanger 61, and the like. For example, the light source cover 60 may be fixed to the power supply housing, or a further fixing member may be introduced. By introducing the characteristics of thelight extraction unit 3 described in the first embodiment without being limited to these shapes and arrangements, the above-described line unevenness and color unevenness can be suppressed, and the light distribution from thelighting device 1 can be reduced. The effect of achieving a good distribution can be obtained.
<< Third Embodiment >>
An example of another illumination device that has a light guide to which any one of thelight extraction units 3 described in the first embodiment is applied and that has not been described in detail above will be described with reference to FIG. Thelighting device 1 shown in FIG. 12 is a bulb-type lighting device. FIG. 12A is a perspective view of thelighting device 1 and shows the appearance of thelighting device 1. The configuration of FIG. 12A fixes thelight guide 2 that emits light, thelight bulb housing 65 that houses a power circuit (not shown), and the like, and thelighting device 1 to a lighting fixture, and is supplied with power. Thebase 64. Thelight guide 2 is transparent and is an example of a so-called clear light bulb. In the case of a bulb-type lighting device, it may be difficult to define the front direction or the like, but each direction is defined as indicated by arrows in FIG. The back direction BD is the direction of the base, and the front direction FD is opposite to the back direction BD. The outer side direction OD is a direction substantially perpendicular to the front surface direction FD, and is a direction from the center of thelighting device 1 toward the outside.
図１２（ｂ）は本実施形態の照明装置１の断面図である。電球筐体６５内に基板５が配置され、基板５上にＬＥＤ光源４が配置され、導光体２は、入射面２ＡからＬＥＤ光源４からの光を入射して、光を導光体２の表面に沿って導光し、所定の位置で光取出し部３で散乱して導光体２から出射する。 FIG.12 (b) is sectional drawing of the illuminatingdevice 1 of this embodiment. Thesubstrate 5 is disposed in thelight bulb housing 65, the LEDlight source 4 is disposed on thesubstrate 5, and thelight guide 2 receives light from the LEDlight source 4 from theincident surface 2A, and transmits the light to thelight guide 2. The light is guided along the surface of the light, scattered by thelight extraction unit 3 at a predetermined position, and emitted from thelight guide 2.
本照明装置１も、前面方向ＦＤの一部または全部の最外部は導光体２の構成であって、光取出し部３がユーザから直視できる構成であり、導光体２からの光で周囲を直接照明する構成である。したがって、第１の実施形態で説明した様々な構成を導入して、照明装置１の性能を向上させることは重要である。特に、第１の実施形態で説明した光取出し部３の特徴を導入して、前述の線ムラ、色ムラを抑制し、照明装置１からの配光分布を良好な分布にすることは重要である。 Theillumination device 1 also has a configuration in which the outermost part of the front direction FD is the configuration of thelight guide 2, and the configuration in which thelight extraction unit 3 can be directly viewed by the user. It is the structure which illuminates directly. Therefore, it is important to improve the performance of thelighting device 1 by introducing the various configurations described in the first embodiment. In particular, it is important to introduce the characteristics of thelight extraction unit 3 described in the first embodiment, to suppress the above-described line unevenness and color unevenness, and to make the light distribution distribution from thelighting device 1 favorable. is there.
第１の実施形態で説明した光取出し部３の特徴を本照明装置１にも適宜適用することで、光源に対応して導光体に発生するムラを抑制し、良好なデザインの照明装置を提供するという効果を奏する。 By appropriately applying the characteristics of thelight extraction unit 3 described in the first embodiment also to thelighting device 1, unevenness generated in the light guide corresponding to the light source is suppressed, and a lighting device with a good design can be obtained. There is an effect of providing.
なお、以上説明した各実施形態において、入射面２Ａは平坦な面であるが、これに限らず、入射面は、光源の出射面からの光を当該部位より導光体２に入射させ、当該光が導光体内を伝播する機能を有すれば良い。例えば、入射面２Ａに凹凸などの形状が付与されていても良い。平坦な面とは異なる一例を図１３に示す。図１３（ａ）は、側面から第１の実施形態の導光体２の入射面２Ａ付近を見た図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＦ−Ｆ’で示す箇所の断面図である。図１３（ａ）は、図１３（ｂ）に示す矢印ＡＩＮの方向より、入射面２Ａ付近を見た図である。本例は、入射面２Ａに凹凸が有る例であって、外側方向に平行方向に沿って凸(または凹)形状が付与された例である。当該入射面２Ａにおいて、外側方向に平行方向に沿って凸(または凹)形状が付与される構成は、入射面２Ａに入射した光が凸(または凹)形状が延在する方向と直交方向に光を広げる効果を有するので、隣接するＬＥＤ光源（４Ｄ，４Ｌ）からの出射光が外側方向に直交な方向で混じり易くなり、色ムラや線ムラを抑制するとい効果を奏する。 In each of the embodiments described above, theincident surface 2A is a flat surface. However, the present invention is not limited to this, and the incident surface allows light from the light emitting surface of the light source to be incident on thelight guide 2 from the portion. What is necessary is just to have the function in which light propagates in a light guide. For example, theincident surface 2A may be provided with a shape such as irregularities. An example different from a flat surface is shown in FIG. FIG. 13A is a view of the vicinity of theincident surface 2A of thelight guide 2 of the first embodiment from the side. FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line F-F ′ in FIG. FIG. 13A is a view of the vicinity of theincident surface 2A from the direction of the arrow AIN shown in FIG. This example is an example in which theincident surface 2A has irregularities, and is an example in which a convex (or concave) shape is given along the direction parallel to the outer direction. In theincident surface 2A, a configuration in which a convex (or concave) shape is provided along a direction parallel to the outer direction is such that light incident on theincident surface 2A is orthogonal to the direction in which the convex (or concave) shape extends. Since it has the effect of spreading light, the light emitted from the adjacent LED light sources (4D, 4L) is likely to be mixed in the direction orthogonal to the outer direction, and the effect of suppressing color unevenness and line unevenness is achieved.
なお、以上説明した各実施形態において、光源はＬＥＤ光源４として説明したが、これに限らず、有機発光ダイオードＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）など、別の光源を用いることも可能である。 In each of the embodiments described above, the light source is described as theLED light source 4, but the present invention is not limited to this, and another light source such as an organic light emitting diode OLED (Organic Light Emitting Diode) can be used.
なお、以上説明した各実施形態において、様々な導光体２の外形を説明したが、これら説明したものに限らず、円形、四角形、多角形、任意の曲線、任意の折れ線およびそれらの組み合わせなどで構成される平面的な導光体や、立体的な導光体など、任意の導光体の外形に対して、第１の実施形態で説明した様々な構成は、照明装置１の性能を向上させるという効果を奏する。特に、第１の実施形態で説明した光取出し部３の特徴は、任意の導光体の外形に対して、光源に対応して導光体に発生するムラを抑制し、良好なデザインの照明装置を提供するという効果を奏する。 In addition, in each embodiment described above, although the external shape of variouslight guides 2 was demonstrated, it is not restricted to these demonstrated, A circle, a rectangle, a polygon, arbitrary curves, arbitrary broken lines, combinations thereof, etc. The various configurations described in the first embodiment with respect to the outer shape of an arbitrary light guide, such as a planar light guide configured by 3D and a three-dimensional light guide, can improve the performance of thelighting device 1. There is an effect of improving. In particular, thelight extraction unit 3 described in the first embodiment is characterized by suppressing unevenness generated in the light guide corresponding to the light source with respect to the outer shape of an arbitrary light guide, and having a well-designed illumination. The effect of providing a device is achieved.
なお、以上説明した各実施形態において、各実施形態で説明した特徴は、それぞれ独立に適用することも可能であるが、適宜組み合わせて用いることも可能である。 In each of the embodiments described above, the features described in each embodiment can be applied independently, but can be used in appropriate combination.
なお、以上説明した各実施形態は、本発明の説明のために示した具体例であって、これらの各実施形態に本発明を限定するものではない。例えば、以上の各実施形態において図示した各部材の形状および構成は、当該部材が有すべき機能を満足するものであれば、必要に応じ適宜設計乃至は最適化するべきものである。 Each embodiment described above is a specific example shown for explanation of the present invention, and the present invention is not limited to each of these embodiments. For example, the shape and configuration of each member illustrated in the above embodiments should be appropriately designed or optimized as necessary as long as the function that the member should have is satisfied.
