(57)【要約】【課題】光源部と、光拡散手段と、集光手段とがこの順で配置された照明装置において、正面方向の輝度を高める。【解決手段】光源部１は、開口部を有する直方体形状のケース１２と、ケース１２内に複数本並列配置されたＣＣＦＬ１１とを備える。そして、光拡散板２は、このケース１２の開口部を塞ぐように取り付けられている。集光手段３は２枚のプリズムフィルム３１，３２を有し、プリズムフィルム３１，３２は、線状プリズムの稜線が互いに直交するように、光拡散板２の光出射面側に重なるように配置されている。【選択図】図１
2010140889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、光拡散手段と、集光手段とがこの順で配置された照明装置であって、
前記集光手段は、光出射面側に、断面三角形状の線状プリズムが平行に複数形成されたプリズムフィルムを２枚有し、前記２枚のプリズムフィルムは、線状プリズムの稜線が互いに直交するように配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光源部が、複数の線状光源が並列に配置されてなるものである請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記光拡散手段として光拡散板を用い、前記光源部が、前記光拡散板に対向して設けられている請求項１又は２記載の照明装置。
【請求項４】
前記光拡散手段として導光板を用い、前記光源部が前記導光板の側面に対向するように設けられている請求項１又は２記載の照明装置。
【請求項５】
前記２枚のプリズムフィルムの光入射面がいずれも、中心線平均粗さＲａが０．３μｍ以下であり、且つ、十点平均粗さＲｚが１μｍ以下である請求項１〜４のいずれか記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源部と、光拡散手段と、集光手段とがこの順で配置された照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の照明装置としては、例えば図７に示すような、内周面が光反射作用を奏する一面開口のケース１２と、ケース１２内に複数並列に配置された冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）１１と、ケース１２の開口を塞ぐように取り付けられた光拡散板２と、この光拡散板２の光出射面側に重なるように配置されたプリズムフィルム３０とを備えたものが広く使用されていた（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１４１９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の照明装置では、光拡散手段（光拡散板や導光板）から広範囲の方向に光が拡散してしまうため、光拡散手段の光出射面の垂線方向（以下、正面方向と呼ぶことがある）の輝度が不十分となる。したがって、正面方向の輝度が向上された照明装置が求められていた。
【０００５】
本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、正面方向の輝度に優れた照明装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る照明装置は、光源部と、光拡散手段と、集光手段とがこの順で配置された照明装置である。そして、前記集光手段は、断面三角形状の線状プリズムが平行に複数、光出射面側に形成されたプリズムフィルムを２枚有し、前記２枚のプリズムフィルムは、線状プリズムの稜線が互いに直交するように配置されている。なお、本明細書において「直交」とはその角度が９０°±２°の範囲内のものをいう。
【０００７】
ここで、前記光拡散手段として光拡散板を用い、前記光源部を前記光拡散板に対向して設けてもよい。光源部としては、複数の線状光源が並列に配置されてなるものが好ましい。
【０００８】
また、前記光拡散手段として導光板を用い、前記光源部を前記導光板の側面に対向するように設けてもよい。
【０００９】
さらに、２枚のプリズムフィルムの光入射面がいずれも、中心線平均粗さＲａが０．３μｍ以下であり、且つ、十点平均粗さＲｚが１μｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の照明装置では、２枚のプリズムフィルムを線状プリズムの稜線が互いに直交するように配置しているので、光拡散手段から出射した光は照明装置の光出射面の垂線方向に集光され、光出射面の垂線方向の輝度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る照明装置の一例を示す概説図である。
【図２】図１の照明装置における２枚のプリズムフィルムの配置を示す斜視図である。
【図３】２枚のプリズムフィルムの他の配置例を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る照明装置の他の例を示す概説図である。
【図５】直下型の照明装置において、複数個の点光源１３を行列の２方向にそれぞれ平行に配置した場合のプリズムフィルムの配置例を示す正面図である。
【図６】輝度の測定方法を説明する図である。
【図７】従来の照明装置の概説図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る照明装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【００１３】
図１に、本発明に係る照明装置の一例を示す概説図を示す。図１の照明装置は、いわゆる直下型の照明装置であって、光源部１と、光拡散板２と、集光手段３とを有する。光源部１は、開口部を有する直方体形状のケース１２と、ケース１２内に複数本並列配置された、線状光源としてのＣＣＦＬ１１とを備える。そして、光拡散板２は、このケース１２の開口部を塞ぐように取り付けられている。集光手段３は２枚のプリズムフィルム３１，３２を有し、プリズムフィルム３１，３２は光拡散板２の光出射面側に重なるように配置されている。
【００１４】
ケース１２は、樹脂材料や金属材料から成形されてなり、ＣＣＦＬ１１から放射された光をケース内周面で反射させる観点から、少なくともケース内周面は白色又は銀色であるのが望ましい。
【００１５】
線状光源としては、ＣＣＦＬ１１の他、熱陰極管、線状に配置されたＬＥＤなども使用できる。配置する線状光源の本数に特に限定はないが、発光面の輝度ムラの抑制等の観点から、隣接する線状光源の中心間距離が１５〜１５０ｍｍの範囲となるようにするのが好ましい。
【００１６】
光拡散板２は、光源部１から放射された光を拡散させて出射するものであり、通常は、基材としての透光性樹脂に拡散剤が分散混合されてなる。光拡散板の基材としては、ポリカーボネート、メタクリル樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、メタクリル酸−スチレン共重合体樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート、ポリイミド等が使用できる。また、基材に混合分散させる拡散剤としては、基材となる材料と屈折率が異なる物質からなる微粒子を使用でき、具体例には、基材の材料とは異なる種類のアクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、有機シリコーン樹脂、アクリル−スチレン共重合体等の有機微粒子、及び炭酸カルシウム、シリカ、酸化アルミニウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、酸化チタン、ガラス等の無機微粒子等が挙げられ、これらの中の１種又は２種類以上を混合して使用できる。また、有機重合体のバルーンやガラス中空ビーズも拡散剤として使用できる。拡散剤の平均粒径は０．５μｍ〜３０μｍの範囲が好適である。また、拡散剤の形状としては、球状のみならず偏平状、板状、針状であってもよい。
【００１７】
２枚のプリズムフィルム３１，３２はそれぞれ、光入射面側が平坦面で、光出射面側に、断面三角形状の線状プリズムが平行に複数形成されている。そして、図２に示すように、プリズムフィルム３１は、線状プリズムの稜線がＣＣＦＬ１１の長手方向（Ｙ方向）と垂直となるように配置され、プリズムフィルム３２は、線状プリズムの稜線がプリズムフィルム３１のそれと直交するように配置されている。断面三角形状の線状プリズムの頂角θは、６０°〜１２０°、好ましくは９０°〜１１０°の範囲である。断面三角形状は、等辺、不等辺は任意であるが、正面方向に集光しようとすると二等辺三角形が好ましく、頂角に相対した底辺に隣接して隣の二等辺三角形を順次配置し、頂角の列である稜線が長軸となり互いにほぼ平行になるように配列した構造とするのが好ましい。この場合、集光能力が著しく減退しない限り、頂角及び底角が曲率を持ってもよい。稜線間の距離は、通常、１０μｍ〜５００μｍの範囲であり、好ましくは、３０μｍ〜３００μｍの範囲である。
【００１８】
図１に示すように、光拡散板２の光入射面の垂線は、Ｚ軸と平行とされている。また、プリズムフィルム３１，３２の光入射面の垂線は、Ｚ軸と平行とされている。
【００１９】
プリズムフィルム３１，３２の光入射面側は、平坦であることが好ましい。プリズムフィルムの光入射面側の平坦性としては、JIS  B0601-1994に従って測定したＲａ（中心線平均粗さ）が、例えば、０．３μｍ以下等が挙げられ、好ましくは０．１μｍ以下等が挙げられ、より好ましくは０．０５μｍ以下等が挙げられる。また、JIS  B0601-1994に従って測定したＲｚ（十点平均粗さ）が１μｍ以下等を挙げることができ、好ましくは、０．５μｍ以下である。
【００２０】
上記平坦な面は、平坦な面を形成する金型の面を研磨剤などにより鏡面仕上げし、得られた金型に樹脂を熱プレス加工する方法等によって得ることができる。
【００２１】
プリズムフィルムの光入射面側が平坦であると、正面方向の輝度が向上する傾向があることから好ましい。
【００２２】
プリズムフィルム３１，３２の材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂やＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂、ポリエチレン・ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂などが挙げられる。プリズムフィルムの作製方法としては、通常の熱可塑性樹脂の成型法を用いることができ、例えば、金型を用いた熱プレス成形によって作製すればよい。プリズムフィルムの厚みとしては、通常は０．１〜１５ｍｍであり、好ましくは０．５〜１０ｍｍである。
【００２３】
このような構成の照明装置において、ＣＣＦＬ１１から放射された光は、直接又はケース１２の内周面で反射して、光拡散板２に入射する。光拡散板２に入射した光は拡散されて出射する。そして、ＣＣＦＬ１１の長手方向に平行な垂直断面（図２のＺＹ面）において、プリズムフィルム３１の下面に対して斜めに入射した光は、正面方向に進路が変えられて出射する。また、ＣＣＦＬ１１の長手方向に垂直な垂直断面（図２のＸＺ面）において、プリズムフィルム３２の下面に対して斜めに入射した光は、前記と同様に、正面方向に進路を変えられて出射する。したがって、２枚のプリズムフィルム３１，３２を通過した光は、いずれの垂直断面においても、光拡散手段である光拡散板２の光出射面に垂直な方向、すなわち、正面方向（図２のＺ方向）に集光されたものとなり、正面方向の輝度が向上する。
【００２４】
２枚のプリズムフィルム３１，３２の配置は、線状プリズムの稜線が互いに直交する配置であれば特に限定はない。例えば図３に示すように、プリズムフィルム３３を、その線状プリズムの稜線がＣＣＦＬ１１に平行な方向に対して４５°、プリズムフィルム３４を、その線状プリズムの稜線がＣＣＦＬ１１に平行な方向に対して１３５°となるように配置しても構わない。なお、プリズムフィルムが正面方向から見て四角形状の場合、図２及び図３に示したように、線状プリズムの稜線がプリズムフィルムの側辺に対して平行又は角度４５°又は１３５°の傾きを有するように、プリズムフィルムを配置するのが好ましい。
【００２５】
図４に、本発明に係る照明装置の他の実施形態を示す。図４の照明装置は、いわゆるサイドライト型の照明装置であって、光拡散手段として導光板４を用いると共に、光源部１を導光板４の側面に対向するように配置した点が、図１に示した直下型の照明装置と異なる。すなわち、図４の照明装置は、透光性部材からなる導光板４と、導光板４の側面に対向するように設けられたＣＣＦＬ１１と、ＣＣＦＬ１１の外周を覆うように取り付けられた断面Ｕ字状の反射管５と、導光板４の背面に取り付けられた反射板６とを備える。ＣＣＦＬ１１から放射された光は、直接又は反射管５で反射して、導光板４の側面から内部に入射する。そして、導光板４の内部に入射した光は、反射板６や導光板４の背面に形成された不図示の凹凸によって、導光板４の光出射面４ａから外部へ出射する。導光板４の光出射面４ａから出射した光の輝度は、通常、光出射面４ａの垂線方向、すなわち正面方向からやや傾いた方向で最大となり、正面方向の輝度はそれほど高くないが、前記と同様に、導光板４上に配置された２枚のプリズムフィルム３１，３２によって、導光板４から出射した光は正面方向に進路が変えられ、正面方向の輝度が向上する。
【００２６】
サイドライト型の照明装置の場合、２枚のプリズムフィルム３１、３２の配置は、好ましくは、プリズムフィルム３１、３２の稜線がＣＣＦＬ１１に対して角度４５°及び１３５°の傾きを有するように配置するのがよい。
【００２７】
なお、この実施形態では、ＣＣＦＬ１１を導光板４の一つの側面に対向するように配置しているが、導光板の向かい合う側面にそれぞれ対向するようにＣＣＦＬ１１を設けても構わない。あるいは、導光板の３つの側面又は４つの側面にそれぞれＣＣＦＬ１１を設けても構わない。また光源部１として、ＣＣＦＬ１１の他、熱陰極管、ＬＥＤなども使用できる。
【００２８】
光源部１としてＬＥＤなどの点光源を用いた場合も、２枚のプリズムフィルム３１、３２の配置は、線状プリズムの稜線が互いに直交する配置であれば特に限定はない。例えば図５に示すように、直下型の照明装置において、複数個の点光源１３が行列の２方向にそれぞれ平行に配置されている場合、線状プリズムの稜線（図中、破線で示す）が点光源１３の行列方向とそれぞれ平行になるように２枚のプリズムフィルム３１、３２を配置する（同図（ａ））、又は線状プリズムの稜線（図中、破線で示す）が点光源１３の行列方向に対して角度４５°及び１３５°の傾きを有するように２枚のプリズムフィルム３１、３２を配置する（同図（ｂ））ことが推奨される。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。
【００３０】
実施例１
図１及び図２に示す構成の照明装置において、プリズムフィルム３１，３２として、プリズムフィルム３１，３２の光出射面側に頂角θ＝９５°の三角プリズムが、頂角の列である稜線間の距離が５０μｍとなるように平行に複数形成され、光入射面側が平坦面であって、該平坦面をJIS  B0601-1994に従って測定したところ、Ｒａ（中心線平均粗さ）０．０１μｍ、Ｒｚ（中心線平均粗さ）０．０８μｍであるのものを用い、光拡散板２として全光線透過率が７５％のものを用いて、プリズムフィルム３２から出射する光の輝度分布を測定した。具体的には、図６に示すように、ＣＣＦＬ１１に平行でＺ軸に平行な垂直断面ａ（ＺＹ面）、ＣＣＦＬ１１に垂直な方向の断面ｂ（ＺＸ面）、及び、ＣＣＦＬ１１に対し４５°方向でＺ軸に平行な垂直断面ｃにおける、正面方向（Ｚ軸方向）に対して１５°方向、３０°方向、４５°方向の輝度をそれぞれ測定した。測定結果を表１に示す。なお、各方向の各輝度は、正面方向の輝度を１００％として百分率で表している。
【００３１】
実施例２
２枚のプリズムフィルムとして、図３に示したような、線状プリズムの稜線が、ＣＣＦＬに対してそれぞれ４５°および１３５°であるものを使用した以外は実施例１と同様にして、各垂直断面における、正面方向に対して１５°方向、３０°方向、４５°方向の輝度を測定した。測定結果を表１に示す。
【００３２】
実施例３
光拡散板として、全光線透過率が６５％のものを用いた以外は、実施例１と同様にして輝度分布を測定した。測定結果を表１に示す。
【００３３】
実施例４
光拡散板として、全光線透過率が６５％のものを用いた以外は、実施例２と同様にして輝度分布を測定した。測定結果を表１に示す。
【００３４】
実施例５
プリズムフィルムとして、線状プリズムの頂角に丸みをもたせた「ＲＢＥＦプリズムフィルム」（住友スリーエム社製）を用いた以外は実施例１と同様にして、輝度分布を測定した。測定結果を表１に示す。
【００３５】
実施例６
プリズムフィルムとして、線状プリズムの頂角に丸みをもたせた「ＲＢＥＦプリズムフィルム」を用いた以外は実施例２と同様にして、輝度分布を測定した。測定結果を表１に示す。
【００３６】
実施例７
光拡散板として、全光線透過率が６５％のものを用いた以外は、実施例５と同様にして輝度分布を測定した。測定結果を表１に示す。
【００３７】
実施例８
光拡散板として、全光線透過率が６５％のものを用いた以外は、実施例６と同様にして輝度分布を測定した。測定結果を表１に示す。
【００３８】
比較例１
実施例１のプリズムフィルムの内の１枚のみを、全光線透過率が７５％の光拡散板の上に、線状プリズムの稜線がＣＣＦＬに平行となるように載置し、実施例１と同様にして輝度分布を測定した。測定結果を表２に示す。
【００３９】
比較例２
プリズムフィルムとして、線状プリズムの頂角に丸みをもたせた「ＲＢＥＦプリズムフィルム」を用いた以外は比較例１と同様にして、輝度分布を測定した。測定結果を表２に示す。
【００４０】
比較例３
プリズムフィルムを用いずに、全光線透過率が７５％の光拡散板のみを用いて、実施例１と同様にして輝度分布を測定した。測定結果を表２に示す。
【００４１】
比較例４
光拡散板として、全光線透過率が６５％のものを用いた以外は、比較例１と同様にして輝度分布を測定した。測定結果を表２に示す。
【００４２】
比較例５
光拡散板として、全光線透過率が６５％のものを用いた以外は、比較例２と同様にして輝度分布を測定した。測定結果を表２に示す。
【００４３】
比較例６
プリズムフィルムを用いずに、全光線透過率が６５％の光拡散板のみを用いて、実施例１と同様にして輝度分布を測定した。測定結果を表２に示す。
【００４４】
【表１】
2010140889.tif 000003
【００４５】
【表２】
2010140889.tif 000004
【００４６】
表１及び表２から明らかなように、本実施例１〜８の発明に係る照明装置では、平行、垂直および４５度方向に切った断面ａ，ｂ，ｃで、優れた集光性を示した。これに対し、比較例１〜６の照明装置では、集光性の性能が不十分であった。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の照明装置は、光源部から放射された光を光拡散板で拡散した後、正面方向に集光するので、正面方向において高い輝度が得られる。
【符号の説明】
【００４８】
１    光源部
２    光拡散板（光拡散手段）
３    集光手段
４    導光板（光拡散手段）
１１    ＣＣＦＬ（冷陰極管）
３１，３２    プリズムフィルム
３３，３４    プリズムフィルム
【図１】
2010140889.tif 000005
【図２】
2010140889.tif 000006
【図３】
2010140889.tif 000007
【図４】
2010140889.tif 000008
【図５】
2010140889.tif 000009
【図６】
2010140889.tif 000010
【図７】
2010140889.tif 000011