(57)【要約】【課題】ＬＥＤ光源を用いたエッジライト型の照明装置において、導光板の熱膨張を阻害しないようにすると共に、その発光効率を高く維持できるようにする。【解決手段】導光板２の側面に対向するようにＬＥＤ光源３を配置し、該導光板２の端縁及び該ＬＥＤ光源３を囲繞するように、断面が略コ字状の基板保持部材６を配置する。そして、導光板２の背面２ｂに当接して付勢力を与える付勢部５ａが前記基板保持部材６に支持された状態で配置され、該基板保持部材６の一部（以下、「ストッパ部」とする）６ｂは、前記導光板２の正面２ａの側に配置されて拡散板８に当接されている。該導光板２の板厚方向±ｍの位置決めは、ＬＥＤ光源３に支持されたストッパ部６ｂにより行われるため、該導光板２と該ＬＥＤ光源３の相対位置関係は常に略一定に維持され、発光効率も略一定に維持される。【選択図】図１
2014089864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性材料で構成された導光板と、該導光板の側面のうちの少なくとも一部の側面（以下、「光源対向側面」とする）に対向するように配置されて該導光板内に照明光を出射するＬＥＤ光源と、該導光板の少なくとも一部及び該ＬＥＤ光源の少なくとも一部を囲繞するように配置されてそれらを収納するフレーム部材と、を備えた照明装置において、
前記導光板の面のうち前記ＬＥＤ光源からの光が出射される側の面を「導光板正面」とし、前記導光板の面のうち前記導光板正面と反対側の面を「導光板背面」とし、該導光板正面及び該導光板背面のうちの任意の一方を「導光板第１面」とし他方を「導光板第２面」とした場合に、
前記ＬＥＤ光源に支持されると共に前記導光板第１面に直接的に又は他の部材を介して間接的に当接されることに基づき該第１面に付勢力を与える付勢部と、
前記ＬＥＤ光源に支持されると共に前記導光板第２面に直接的に又は他の部材を介して間接的に当接されることに基づき前記付勢部に付勢されてなる前記導光板の板厚方向の位置を規定するストッパ部と、
前記ＬＥＤ光源、前記付勢部、及び前記ストッパ部を前記光源対向側面の法線方向に移動可能な状態で収納するように前記フレーム部材内に形成された収納空間部と、
前記ＬＥＤ光源と前記フレーム部材との間に配置されることにより、該ＬＥＤ光源を前記導光板の光源対向側面の側に付勢するバネ部材と、
を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤ光源に近接する位置から前記導光板第１面に沿う方向に延設されて前記付勢部を支持する支持部と、前記ＬＥＤ光源に近接する位置から前記導光板第２面に沿う方向に延設された前記ストッパ部と、前記支持部における前記ＬＥＤ光源に近接する部分及び前記ストッパ部における前記ＬＥＤ光源に近接する部分を連結するように配置されると共に該ＬＥＤ光源に固定されてなる基部と、により断面が略コ字状に形成された基板保持部材、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
光を拡散させるための拡散板が前記導光板正面に沿うように配置され、
光を反射するための反射シートが前記導光板背面に沿うように配置され、
前記ストッパ部及び前記付勢部のうちの一方は、前記拡散板を介して前記導光板に間接的に当接されるように配置され、
前記ストッパ部及び前記付勢部のうちの他方は、前記反射シートが配置されていない部分で前記導光板に直接的に当接されるように構成された、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記フレーム部材と前記バネ部材とが熱伝導に優れた材料にて構成され、
前記ＬＥＤ光源の熱が前記バネ部材及び前記フレーム部材を介して放散されるように構成された、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、白熱灯や蛍光灯に代わり、省エネ特性に優れたＬＥＤ光源が注目されており、該ＬＥＤ光源を用いた照明装置の構造についても種々の提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、エッジライト型の照明装置の従来構成の一例を示す断面図であり、符号１０２は、透光性材料で構成された導光板を示し、符号１０３は、該導光板１０２の側面に対向するように配置されて該導光板内に照明光Ｌ１を出射するＬＥＤ光源を示し、該ＬＥＤ光源１０３から前記導光板１０２内に出射された光Ｌ１は該導光板１０２の正面から出射されるように構成されている（符号Ｌ２参照）。このようなエッジライト型の照明装置は、ＬＥＤ光源１０３を導光板１０２の背面側にではなく側面側に配置しているので、薄型にできるという特徴を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１７７０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような構成の照明装置は、液晶テレビや液晶モニターのバックライトとしても使用されているが、バックライトではなく天井等に設置して照明装置として使用する場合にはＬＥＤ光源１０３の光量が多くなって発熱量も多くなるので、前記導光板１０２の膨張には特に注意する必要があった。
【０００６】
本発明は、上述の問題を解消することのできる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】
【０００７】
請求項１に係る発明は、透光性材料で構成された導光板と、該導光板の側面のうちの少なくとも一部の側面（以下、「光源対向側面」とする）に対向するように配置されて該導光板内に照明光を出射するＬＥＤ光源と、該導光板の少なくとも一部及び該ＬＥＤ光源の少なくとも一部を囲繞するように配置されてそれらを収納するフレーム部材と、を備えた照明装置において、
前記導光板の面のうち前記ＬＥＤ光源からの光が出射される側の面を「導光板正面」とし、前記導光板の面のうち前記導光板正面と反対側の面を「導光板背面」とし、該導光板正面及び該導光板背面のうちの任意の一方を「導光板第１面」とし他方を「導光板第２面」とした場合に、
前記ＬＥＤ光源に支持されると共に前記導光板第１面に直接的に又は他の部材を介して間接的に当接されることに基づき該第１面に付勢力を与える付勢部と、
前記ＬＥＤ光源に支持されると共に前記導光板第２面に直接的に又は他の部材を介して間接的に当接されることに基づき前記付勢部に付勢されてなる前記導光板の板厚方向の位置を規定するストッパ部と、
前記ＬＥＤ光源、前記付勢部、及び前記ストッパ部を前記光源対向側面の法線方向に移動可能な状態で収納するように前記フレーム部材内に形成された収納空間部と、
前記ＬＥＤ光源と前記フレーム部材との間に配置されることにより、該ＬＥＤ光源を前記導光板の光源対向側面の側に付勢するバネ部材と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記ＬＥＤ光源に近接する位置から前記導光板第１面に沿う方向に延設されて前記付勢部を支持する支持部と、前記ＬＥＤ光源に近接する位置から前記導光板第２面に沿う方向に延設された前記ストッパ部と、前記支持部における前記ＬＥＤ光源に近接する部分及び前記ストッパ部における前記ＬＥＤ光源に近接する部分を連結するように配置されると共に該ＬＥＤ光源に固定されてなる基部と、により断面が略コ字状に形成された基板保持部材、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、光を拡散させるための拡散板が前記導光板正面に沿うように配置され、
光を反射するための反射シートが前記導光板背面に沿うように配置され、
前記ストッパ部及び前記付勢部のうちの一方は、前記拡散板を介して前記導光板に間接的に当接されるように配置され、
前記ストッパ部及び前記付勢部のうちの他方は、前記反射シートが配置されていない部分で前記導光板に直接的に当接されるように構成されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、前記フレーム部材と前記バネ部材とが熱伝導に優れた材料にて構成され、
前記ＬＥＤ光源の熱が前記バネ部材及び前記フレーム部材を介して放散されるように構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１及び２に係る発明によれば、前記導光板は前記付勢部により前記ストッパ部に押し付けられるので、該導光板と該ストッパ部との相対的な位置関係（板厚方向に関する位置関係）は一定である。また、該ストッパ部は前記ＬＥＤ光源に支持されているので、該ストッパ部と該ＬＥＤ光源との相対的な位置関係（前記板厚方向に関する位置関係）も一定である。これにより、前記ＬＥＤ光源と前記導光板との相対的な位置関係（前記板厚方向に関する位置関係）も一定となる。したがって、前記ＬＥＤ光源から前記光源対向側面を通って前記導光板内に出射される光の量はほぼ一定となり、前記導光板の熱膨張にかかわらず発光効率をほぼ一定に維持することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、前記反射シートは、前記ストッパ部や前記付勢部に接触しない範囲で  その面方向に移動したり膨張したりすることが許容され、撓みや座屈の発生（つまり、該面方向への移動や膨張を規制されることに起因する撓みや座屈の発生）を抑制でき、該撓みや座屈に伴う発光ムラの発生を抑制できる。
【００１３】
請求項４に係る発明によれば、前記ＬＥＤ光源の熱を前記バネ部材から前記フレーム部材に効率良く伝えることができ、放熱効果を高めて該ＬＥＤ光源の寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１(a) は、本発明に係る照明装置の構造の一例を示す断面図であり、同図(b) は、ＬＥＤ光源の支持構造等を示す拡大断面図である。
【図２】図２(a) は、ＬＥＤ光源の支持構造等を示す分解断面図であり、同図(b) は、バネ部材のＡ矢視図である。
【図３】図３は、ＬＥＤ光源の構成の一例を示す斜視図である。
【図４】図４は、エッジライト型の照明装置の従来構成の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図１乃至図３に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
本発明に係る照明装置は、図１(a) (b) に符号１で例示するようなエッジライト型の照明装置であって、
・  アクリルやポリカーボネート等の透光性材料で構成された導光板２と、
・  該導光板２の側面のうちの少なくとも一部の側面（図２(a) の符号２ｃ参照。以下、「光源対向側面」とする）に対向するように配置されて該導光板２内に照明光Ｌ１を出射するＬＥＤ光源３と、
・  該導光板２の少なくとも一部（つまり、前記光源対向側面２ｃを含む端縁部分）と前記ＬＥＤ光源３の少なくとも一部とを囲繞するように配置されてそれらを収納するフレーム部材４と、
を備えており、該ＬＥＤ光源３から前記光源対向側面２ｃを通って前記導光板２内に出射された光Ｌ１は該導光板２の正面２ａから出射されるように構成されている（符号Ｌ２参照）。なお、本明細書においては、前記導光板２の面のうち前記ＬＥＤ光源３からの光が出射される側の面２ａを「導光板正面」とし、該導光板２の面のうち該導光板正面２ａと反対側の面２ｂを「導光板背面」とする。また、該導光板正面２ａ及び該導光板背面２ｂのうちの任意の一方２ａ又は２ｂを「導光板第１面」とし、他方２ｂ又は２ａを「導光板第２面」とする。
【００１７】
本発明に係る照明装置１は、前記導光板第１面（つまり、前記導光板正面２ａ又は前記導光板背面２ｂのいずれか一方）に直接的に又は他の部材（後述する拡散板８やその他の何らかの部材）を介して間接的に当接される付勢部５ａを備えている。この付勢部５ａは、前記ＬＥＤ光源３に支持されていて、該第１面２ａ又は２ｂに付勢力を与えるように構成されている。また、前記導光板第２面（つまり、前記付勢部５ａが配置されていない方の面である前記導光板正面２ａ又は前記導光板背面２ｂ）に直接的に又は他の部材（後述する拡散板８やその他の何らかの部材）を介して間接的に当接されるようにストッパ部６ｂが配置されている。このストッパ部６ｂは前記ＬＥＤ光源３に支持されていて、前記付勢部５ａに付勢されてなる前記導光板２の板厚方向±ｍの位置を規定するように構成されている。つまり、図１(b) に示す構成では、付勢部５ａは前記反射シート９に接触しない状態で導光板背面（導光板第１面）２ｂに直接的に当接され、ストッパ部６ｂは導光板正面（導光板第２面）２ｂに拡散板８を介して当接されているが、もちろんこれに限られるものではない。付勢部５ａが直接的に又は他の部材を介して間接的に前記導光板正面２ａか前記導光板背面２ｂのいずれかに当接され、ストッパ部６ｂが直接的に又は他の部材を介して間接的に他方の面（つまり、前記導光板正面２ａ及び前記導光板背面２ｂの内、前記付勢部５ａが当接していない方の面）に当接されていれば良い。なお、前記導光板２は、その板厚方向±ｍへの膨張が前記フレーム部材４によって抑制されないようになっている。
【００１８】
一方、前記フレーム部材４には、図１(b) 及び図２(a) に詳示するように前記ＬＥＤ光源３、前記付勢部５ａ、及び前記ストッパ部６ｂを前記光源対向側面２ｃの法線方向±ｎに移動可能な状態で収納する空間部（以下、“収納空間部”とする）４ｓが形成されている。また、この収納空間部４ｓの内部（具体的には、前記ＬＥＤ光源３の背面側）であって、前記ＬＥＤ光源３と前記フレーム部材４との間（図１(b) に示すように基部６ｃが配置されている場合には、該基部６ｃと該フレーム部材４との間）には圧縮された状態のバネ部材７が配置されていて、該ＬＥＤ光源３を前記導光板２の光源対向側面２ｃの側（図示の右側）に付勢するように構成されている。
【００１９】
本発明によれば、前記導光板２に対向するように配置されたＬＥＤ光源３は前記フレーム部材４に固定されずに前記法線方向±ｎに移動可能に配置されているので、該ＬＥＤ光源３の熱により前記導光板２が前記法線方向＋ｎに膨張したとしても、該ＬＥＤ光源３が前記フレーム部材４との間に押し付けられてしまうというおそれを回避することができる。また、本発明によれば、前記ＬＥＤ光源３は前記バネ部材７によって前記光源対向側面２ｃの側に付勢されるように構成されているので、該ＬＥＤ光源３と該光源対向側面２ｃとが密着することとなり、該ＬＥＤ光源３から出射された光が効率良く前記導光板２に導かれて発光効率を高めることができる。
【００２０】
一方、本発明に係る照明装置１においては、前記導光板２の板厚方向±ｍへの熱膨張を許容するために該導光板２と前記フレーム部材４との間には隙間が設けられている。このため、該導光板２は前記収納空間部４ｓ中を該板厚方向±ｍに移動することができ、該導光板２と前記ＬＥＤ光源３との間に該板厚方向±ｍの相対位置ズレが発生することが懸念される。しかし、本発明においては、前記導光板２は前記付勢部５ａにより前記ストッパ部６ｂに押し付けられるので、該導光板２と該ストッパ部６ｂとの相対的な位置関係（前記板厚方向±ｍに関する位置関係）は一定である。また、該ストッパ部６ｂは前記ＬＥＤ光源３に支持されているので、該ストッパ部６ｂと該ＬＥＤ光源３との相対的な位置関係（前記板厚方向±ｍに関する位置関係）も一定である。これにより、前記ＬＥＤ光源３と前記導光板２との相対的な位置関係（前記板厚方向±ｍに関する位置関係）も一定となる。したがって、前記ＬＥＤ光源３から前記光源対向側面２ｃを通って前記導光板２内に出射される光Ｌ１の量はほぼ一定となり、前記導光板２の熱膨張にかかわらず発光効率をほぼ一定に維持することができる。
【００２１】
ところで、上述の付勢部５ａやストッパ部６ｂは、前記ＬＥＤ光源３に直接固定しても良いが、何らかの部材を介して固定するようにしても良い。例えば、図１(b) 及び図２(a) に例示するように、前記付勢部５ａを支持する部材（本明細書において「支持部」とする）６ａを、前記ＬＥＤ光源３に近接する位置から前記付勢部５ａが配置された位置まで前記導光板第１面２ａ又は２ｂに沿う方向に延設し、前記ストッパ部６ｂを、前記ＬＥＤ光源３に近接する位置から前記導光板第２面２ｂ又は２ａに沿う方向に延設し、さらに、前記支持部６ａにおける前記ＬＥＤ光源３に近接する部分及び前記ストッパ部６ｂにおける前記ＬＥＤ光源３に近接する部分を連結するように基部６ｃを配置し、該基部６ｃを前記ＬＥＤ光源３に固定すると良い。つまり、この例では、前記付勢部５ａは前記支持部６ａ及び前記基部６ｃを介して前記ＬＥＤ光源３に支持されることとなり、前記ストッパ部６ｂは前記基部６ｃを介して前記ＬＥＤ光源３に支持されることとなる。これらの支持部６ａ、ストッパ部６ｂ及び基部６ｃを形成する部材（本明細書において「基板保持部材」とする）６は断面形状を略コ字状にすると良い。なお、図１(b) に示す基板保持部材６は、あくまで好適な一実施態様を例示するものであって、断面が略コ字状以外の形状のものを排除するものではない。また、該基板保持部材６やバネ部材７は、前記フレーム部材４の全長に渡って連続的に配置しておく必要はない。例えば、２ｃｍの長さで断続的に複数配置するようにしても良い。
【００２２】
上述した付勢部５ａは樹脂（例えば、ＡＢＳ樹脂）やゴムで形成すると良く、図１(b) 及び図２(a) に例示するように、前記導光板２の板厚方向±ｍに対して傾く薄板状（羽根板状）であってその先端縁部が導光板第２面２ｂ又は２ａに直接的に又は間接的に当接するようにすると良いが、それ以外の材質や構造を排除するものではない。例えば、付勢部５ａにバネ材料を用いても良いし、付勢部５ａと前記ＬＥＤ光源３との間にバネ部材や弾性部材を介装すれば付勢部５ａ自体は剛体にすることも可能である。
【００２３】
また、前記ＬＥＤ光源３としては、図３に示すように、１枚の基板３Ａに複数の発光素子３Ｂを接続したものとしても良い。因みに、本発明者らが試作した照明装置では、２．３ｍｍ角程度の発光素子３Ｂを長さ６０ｃｍの基板３Ａに３９個取り付けて用いた。
【００２４】
ところで、前記導光板２は、導光板正面２ａ及び導光板背面２ｂの形状を略矩形状としても矩形以外の形状としても良い。また、前記ＬＥＤ光源３は、前記導光板２の全ての側面に対向させて配置しておく必要はなく、少なくとも側面の一部に対向させて配置していれば足りる。例えば、該導光板正面２ａ及び導光板背面２ｂの形状を略矩形状とした場合、前記ＬＥＤ光源３は、
・  ４つの側面の内の１つの側面に対向させて配置しても、
・  ４つの側面の内の２つの側面に対向させて配置しても、
・  ４つの側面の内の３つの側面に対向させて配置しても、
・  ４つの側面の内の４つの側面に対向させて配置しても、
いずれでも良い。
【００２５】
さらに、前記フレーム部材４は、前記導光板２の全ての端縁を囲繞するように配置することが好ましいが、一部の端縁のみを囲繞する態様のものを本発明の範囲から除外するものではない。また、図１(a) に示す照明装置１では、左端部と右端部とにそれぞれフレーム部材４，４が配置されているが、これらのフレーム部材４，４が連結されていても、連結されていなくても良い。さらに、このフレーム部材４は、複数の部分に分割できるようにしておいて、組み立てや分解が容易となるように構成しておくと良い。
【００２６】
一方、光を拡散させるための拡散板（例えば、アクリルシートやポリカーボネートシート）８を前記導光板正面２ａに沿うように配置し、光を反射するための反射シート９を前記導光板背面２ｂに沿うように配置すると良い。その場合は、前記ストッパ部６ｂ及び前記付勢部５ａのうちの一方は、前記拡散板８を介して前記導光板２に間接的に当接されるように配置され、前記ストッパ部６ｂ及び前記付勢部５ａのうちの他方は、前記反射シート９が配置されていない部分で前記導光板２に直接的に当接されるように構成すると良い。そのように構成した場合には、前記反射シート９は、前記ストッパ部６ｂや前記付勢部５ａに接触しない範囲で  その面方向に移動したり膨張したりすることが許容され、撓みや座屈の発生（つまり、該面方向への移動や膨張を規制されることに起因する撓みや座屈の発生）を抑制でき、該撓みや座屈に伴う発光ムラの発生を抑制できる。また、撓みやすい材料（例えば、薄い樹脂（ＰＥＴ）シートなど）であっても反射シート９として使用でき、材料の選択の自由度を高くすることができる。
【００２７】
ところで、前記フレーム部材４と前記バネ部材７とを熱伝導に優れた材料（好ましくは、アルミニウム等の金属材料）にて構成しておいて、前記ＬＥＤ光源３の熱が前記バネ部材７及び前記フレーム部材４を介して放散されるように構成しておくと良い。そのようにした場合には、該ＬＥＤ光源３の熱を該バネ部材７から前記フレーム部材４に効率良く伝えることができ、放熱効果を高めて該ＬＥＤ光源３の寿命を向上させることができる。なお、バネ部材７に図２(b) に例示するような断面が略Ｕ字状の板バネ用いた場合には、該バネ部材７と該バネ部材７に隣接される部材（つまり、フレーム部材７や基板保持部材６）との接触面積を広く確保でき、放熱効果を高めることができる。
【００２８】
ところで、図１(b) に示すバネ部材７は、前記フレーム部材４に直接的に当接されているが、もちろんこれに限られるものではなく、何らかの部材を介して前記フレーム部材４に間接的に当接されたものを本発明の範囲から除外するものではない。また、前記付勢部５ａを構成する部材５には、シーリング等の他の機能を持たせるようにしても良い。
【符号の説明】
【００２９】
１            照明装置
２            導光板
２ａ          導光板正面（導光板第１面又は導光板第２面）
２ｂ          導光板背面（導光板第１面又は導光板第２面）
２ｃ          光源対向側面
３            ＬＥＤ光源
４            フレーム部材
４ｓ          収納空間部
５ａ          付勢部
６            基板保持部材
６ａ          支持部
６ｂ          ストッパ部
６ｃ          基部
７            バネ部材
８            拡散板
９            反射シート
Ｌ１          照明光
±ｍ        導光板の板厚方向
±ｎ        光源対向側面の法線方向
【図１】
2014089864.tif 000003
【図２】
2014089864.tif 000004
【図３】
2014089864.tif 000005
【図４】
2014089864.tif 000006