(57)【要約】【課題】簡単な構造で、光ファイバ束で導いた太陽光を均等面発光させる。【解決手段】透明板１３の片側面に溝１３ａを形成した導光パネル１４の側端面１３ｂに、互いに平行な幅方向両側面を持つ透明ロッド１５のロッド幅方向の一方の側面１５ｃに縦の溝１５ａを形成した導光ロッド１６を配置する。導光ロッド１６の長さ方向の端面１５ｄに光ファイバ束１２の一端を接続する。光ファイバ束１２を通して導光ロッド１６に入った太陽光は、側面の溝１５ａの部分で反射し幅をもつ光となって導光パネル１４に入るので、導光パネル１４は全面で均一面発光する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ束を通して導かれた太陽光を光源として面発光させる照明パネルにおいて、
透明板の片側面にパネル幅方向に伸びる複数の溝を形成するとともに、前記溝と直交する向きの側端面を光入射面とし前記溝と反対側の面を光出射面とする導光パネルと、
互いに平行な幅方向両側面を持つ透明ロッドを、そのロッド幅方向片側面を前記導光パネルの入射面である側端面に沿わせて配置するとともに、前記ロッド幅方向片側面と反対側の面にパネル厚み方向に伸びる複数の溝を形成した導光ロッドと、
前記導光ロッドのロッド長さ方向の一端面に接続されて他端側からの太陽光を導光ロッド内に導く光ファイバ束とを備えたことを特徴とする照明パネル。
【請求項２】
前記透明板及び透明ロッドが、アクリル樹脂もしくはポリカーボネート樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の照明パネル。
【請求項３】
前記導光パネル及び導光ロッドに設ける溝の深さが、それぞれの光入射面から遠ざかるにつれて深くなっていることを特徴とする請求項１記載の照明パネル。
【請求項４】
前記導光パネル及び導光ロッドに設ける溝の間隔が、それぞれの光入射面から遠ざかるにつれて狭くなっていることを特徴とする請求項１記載の照明パネル。
【請求項５】
前記導光パネルに設ける溝の深さが、その光入射面から遠ざかるにつれて深くなっており、前記導光ロッドに設ける溝の間隔が、その光入射面から遠ざかるにつれて狭くなっていることを特徴とする請求項１記載の照明パネル。
【請求項６】
前記導光パネルに設ける溝の間隔が、その光入射面から遠ざかるにつれて狭くなっており、前記導光ロッドに設ける溝の深さが、その光入射面から遠ざかるにつれて深くなっていることを特徴とする請求項１記載の照明パネル。
【請求項７】
前記導光パネル又は導光ロッドに設ける溝は、それぞれの光入射面から遠ざかるにつれて溝の深さが深くかつ間隔が狭くなっていることを特徴とする請求項１記載の照明パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ファイバ束を通して導かれた太陽光を光源として面発光させる照明パネルに関し、特に、容易に均一面発光させることを可能にした照明パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を室内の照明に利用するシステムとして、太陽光を例えば屋根上に配置した採光部から光ファイバ束を通して屋内に導き照明パネルにて面発光させる太陽光導光システムがある（特許文献１、特許文献２）。
特許文献１の照明パネル１は、図７に示すように、天井２から下向きに突出させた光ファイバ束３の端末（太陽光出射部）をシェード４で囲んだ構造であり、そしてシェード４の内面を粗面にして散乱面としている。
特許文献２の照明パネル５は、太陽光と電気発光装置と併用する点に特徴を持たせたものであるが、太陽光については、図８（イ）、（ロ）に示すように、太陽光出射部となる光ファイバ束６の端末を、透明なアクリル樹脂からなるシェード本体７ａの内面に蛍光体７ｂを塗布したシェード７の側面７ｃに臨ませた構造である。なお、６’は電気発光装置からの光を導く光ファイバである。
【０００３】
ところで、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等のプラステック材料からなる透明板に彫刻技術を用いて加工を施した導光パネルが液晶表示パネルの面光源（バックライト）等に利用されている。この導光パネル８は、図９に示すように、透明板９の片側面にパネル幅方向に伸びる複数の溝９aを形成し、透明板９の前記溝９ａと直交する向きの側端面９ｂから、蛍光管等の線条光源１０による光を入射させて、溝９ａの部分で反射させ溝側と反対側の面９ｃから光を出射させる構造である（特許文献３等）。
【特許文献１】特開平１−１４６２０３の図３等
【特許文献２】特開平８−３２９７１２の図１、図３等
【特許文献３】特開平１０−１０６３２８の図１等
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図７の照明パネル１は、光ファイバ束３が、主たる発光面にすべきシェード下面に対して直交する向きとなっているので、光ファイバ束３から出射した光によってシェード全体が均等に面発光することになりにくく、また、照明パネルとしての厚みが大となる。
【０００５】
また、図８の照明パネル５では、シェード本体７ａの側面の光ファイバ束６から出射した光が内面の蛍光体７ｂの作用で拡散するにしても、主たる発光面とすべきシェード本体下面からの光量は必ずしも多いとは言えない。
【０００６】
ところで、特許文献３の導光パネル８と同様にプラステック透明板に彫刻技術を用いて加工を施した導光パネルを、光ファイバ束を用いた太陽光導光システムの照明パネルに利用しようとした場合、光ファイバ束で導いた点光源に近い光は、蛍光管等の線状光源の場合と異なり、十分良好な均一面発光させることができない。
【０００７】
本発明は上記従来の欠点を解消するためになされたもので、光ファイバ束を通して導いた太陽光を、照明パネルの主たる発光面とすべきパネル下面に効率よく導きかつ均等面発光させることができる照明パネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明は、光ファイバ束を通して導かれた太陽光を光源として面発光させる照明パネルにおいて、
透明板の片側面にパネル幅方向に伸びる複数の溝を形成するとともに、前記溝と直交する向きの側端面を光入射面とし前記溝と反対側の面を光出射面とする導光パネルと、互いに平行な幅方向両側面を持つ透明ロッドを、そのロッド幅方向片側面を前記導光パネルの入射面である側端面に沿わせて配置するとともに、そのロッド幅方向片側面と反対側の面にパネル厚み方向に伸びる複数の溝を形成した導光ロッドと、前記導光ロッドのロッド長さ方向の一端面に接続されて他端側からの太陽光を導光ロッド内に導く光ファイバ束とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２は、請求項１の照明パネルにおいて、透明板及び透明ロッドが、アクリル樹脂もしくはポリカーボネート樹脂からなることを特徴とする。
【００１０】
請求項３は、請求項１の照明パネルにおいて、導光パネル及び導光ロッドに設ける溝の深さが、それぞれの光入射面から遠ざかるにつれて深くなっていることを特徴とする。
請求項４は、請求項１の照明パネルにおいて、導光パネル及び導光ロッドに設ける溝の間隔が、それぞれの光入射面から遠ざかるにつれて狭くなっていることを特徴とする。
請求項５は、請求項１の照明パネルにおいて、導光パネルに設ける溝の深さが、その光入射面から遠ざかるにつれて深くなっており、前記導光ロッドに設ける溝の間隔が、その光入射面から遠ざかるにつれて狭くなっていることを特徴とする。
請求項６は、請求項１の照明パネルにおいて、導光パネルに設ける溝の間隔が、その光入射面から遠ざかるにつれて狭くなっており、前記導光ロッドに設ける溝の深さが、その光入射面から遠ざかるにつれて深くなっていることを特徴とする。
請求項７は、請求項１の照明パネルにおいて、導光パネル又は導光ロッドに設ける溝が、それぞれの光入射面から遠ざかるにつれて溝の深さが深くかつ間隔が狭くなっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、太陽光は光ファイバ束を通していわば点光源として照明パネルに入るが、導光ロッドの側面の溝で反射し幅をもつ光となって導光パネルに入り、導光パネルの上面の溝で下方に反射してパネル下面から出射するので、光ファイバ束を通した太陽光を、照明パネルの主たる発光面とすべきパネル下面に効率よく導くことができ、かつ均等面発光させることができる。
また、パネル面と平行な光をパネル下面に向ける手段として、図７や図８のように空間を有するシェードで拡散させる構造と比べて、パネル厚みを薄くすることができ、薄型の照明パネルが得られる。
また、導光パネルと導光ロッドとを組み合わせた簡単な構造であり、均一面発光可能な照明パネルを安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施した照明パネルについて、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明の一実施例の照明パネル１１の斜視図、図２（イ）は図１の縦断面図、同図（ロ）は（イ）の平面図である。この照明パネル１１は、例えば屋根上等に設置した採光部から屋内に引き入れた光ファイバ束１２を通して導かれた太陽光を光源として面発光させる照明パネルであり、透明板１３の片側面にパネル幅方向（図２（ロ）で上下方向）に伸びる複数の溝１３ａを形成するとともに、前記溝１３ａと直交する向きの側端面１３ｂを光入射面とし前記溝１３ａと反対側の面（下面）１３ｃを光出射面とする導光パネル１４と、矩形断面の透明ロッド１５を、そのロッド幅方向（図２（イ）で左右方向）の片側面１５ｂを前記導光パネル１４の入射面である側端面１３ｂに沿わせて配置するとともに、前記ロッド幅方向片側面１５ｂと反対側の面１５ｃにパネル厚み方向（図２（イ）で上下方向）に伸びる複数の溝１５ａを形成した導光ロッド１６とを備えている。そして、前記導光ロッド１６のロッド長さ方向の一端面１５ｄに前記光ファイバ束１２の一端を接続している。光ファイバ束１２の導光ロッド１５の一端面１５ｄへの接続は、透明な接着剤で固定するか、単に突き当てた状態で機械的に保持する等により行うことができる。この光ファイバ束１２の他端は、前述の通り図示略の採光部に接続されている。また、透明板１３の溝１３ａのある側の表面に反射膜１７が形成され、その反対側の面には、出射光を拡散させるための例えば半透明の乳白色プラスチック等の拡散板１８が張り合わされている。また、透明ロッド１５の溝１５ａのある側の表面にも反射膜１９が形成されている。透明板１３の側端面１３ｂを除く外側面は、反射板を付けたアルミ枠２０で囲んでおり、導光パネル１４内に入射した光を反射させて、光量が減少しないようにしている。
透明板１３及び透明ロッド１５の材料としては、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂を用いるとよい。
図示例の導光パネル１４の各溝１３ａの深さ及び間隔は一定であり、また導光ロッド１６の各溝１５ａの深さ及び間隔も一定である。
照明パネル１１のサイズは任意であるが、例えば導光パネル１４として９１０ｍｍ×９１０ｍｍ×厚さ８ｍｍ、導光ロッド１６として８ｍｍ×８ｍｍ×９２０ｍｍ、光ファイバ束１２として外径３５ｍｍφ等のサイズを採用できる。
【００１４】
上記の照明パネル１１において、屋根上等の採光部から取り入れられた太陽光は、光ファイバ束１２を通して照明パネル１１の導光ロッド１６にその長さ方向の端面から入射する。導光ロッド１６に入射した光は、溝１５ａの内部面で反射して導光パネル１４内に側端面１３ｂから入射する。導光パネル１４内に入射した光は、溝１３ａの内部面で反射して下方に向かい、拡散板１８で拡散されて下面全面に均等に発光する。
【００１５】
上記のように、太陽光は光ファイバ束１２を通していわば点光源として照明パネル１１に入るが、導光ロッド１６の側面の溝１５ａで反射し幅をもつ光となって導光パネル１４に入り、導光パネル１４の上面の溝１３aで下方に反射してパネル下面から出射するので、光ファイバ束１２を通した太陽光を、照明パネル１１の主たる発光面とすべきパネル下面に効率よく導くことができ、かつ均等面発光させることができる。
また、パネル面と平行な光をパネル下面に向ける手段として、図７や図８のように空間を有するシェードで拡散させる構造と比べて、パネル厚みを薄くすることができ、薄型の照明パネルが得られる。導光パネル１４と導光ロッド１６とを組み合わせた簡単な構造であり、均等面発光可能な照明パネルを安価に製造することができる。
【実施例２】
【００１６】
上記実施例では、導光パネル１４の溝１３ａの深さ及び間隔、及び、導光ロッド１６の溝１５ａの深さ及び間隔をいずれも一定としたが、図３に示した照明パネル１１Ａのようにすることができる。すなわち、導光パネル１４の各溝１３ａの間隔及び導光ロッド１６の各溝１５ａの間隔はそれぞれ同じであるが、導光パネル１４の各溝１３ａの深さを、当該導光パネル１４への入射面である側端面１３ｂから遠ざかるほど深くし、かつ、導光ロッド１６の各溝１５ａの深さも、当該導光ロッド１６への入射面である端面１５ｄから遠ざかるほど深くしてもよい。
同じ条件であれば入射面から離れた位置の反射光量は近い位置の反射光量と比べて当然少なくなるが、溝の深さが深いほど反射光量は増大するので、上記のようにすることで入射面から離れた位置での反射光量の減少を補うことができ、均一面発光をさせるために有効である。
【実施例３】
【００１７】
また、図４に示した照明パネル１１Ｂのように、導光パネル１４の各溝１３ａの深さ及び導光ロッド１６の各溝１５ａの深さはそれぞれ同じであるが、導光パネル１４の各溝１３ａの間隔を、当該導光パネル１４への入射面である側端面１３ｂから遠ざかるほど狭くし、かつ、導光ロッド１６の各溝１５ａの間隔も、当該導光ロッド１６への入射面である端面１５ｄから遠ざかるほど狭くしてもよい。
同じ条件であれば入射面から離れた位置の反射光量は近い位置の反射光量と比べて当然少なくなるが、溝の間隔が狭いほど反射光量は増大するので、上記のようにすることで入射面から離れた位置での反射光量の減少を補うことができ、均一面発光をさせるために有効である。
【実施例４】
【００１８】
また、図５に示した照明パネル１１Ｃのように、導光パネル１４の各溝１３ａの深さを、当該導光パネル１４への入射面である側端面１３ｂから遠ざかるほど深くし、一方、導光ロッド１６の各溝１５ａの間隔を、当該導光ロッド１６への入射面である端面１５ｄから遠ざかるほど狭くしてもよい。
溝の深さが深いほど反射光量は増大し溝の間隔が狭いほど反射光量は増大するので、上記のようにすることで入射面から離れた位置での反射光量の減少を補うことができ、均一面発光をさせるために有効である。
また、図示は省略するが、導光パネル１４の各溝１３ａの間隔を、当該導光パネル１４への入射面である側端面１３ｂから遠ざかるほど狭くし、一方、導光ロッド１６の各溝１５ａの深さを、当該導光ロッド１６への入射面である端面１５ｄから遠ざかるほど深くしても、前記と同様に均一面発光をさせるために有効である。
【実施例５】
【００１９】
また、図６に示した照明パネル１１Ｄのように、導光パネル１４の各溝１３ａの深さ及び導光ロッド１６の各溝１５ａの深さを、それぞれの入射面（側端面１３ｂ又は端面１５ｄ）から遠ざかるほど深くし、かつ、導光パネル１４の各溝１３ａの間隔及び導光ロッド１６の各溝１５ａの間隔も、それぞれの入射面（側端面１３ｂ又は端面１５ｄ）から遠ざかるほど狭くしてもよい。
溝の深さが深いほど反射光量は増大し溝の間隔が狭いほど反射光量は増大するので、上記のようにすることで入射面から離れた位置での反射光量の減少を補うことができ、均一面発光をさせるために有効である。
【実施例６】
【００２０】
上記の各実施例の場合について、光ファイバ束１２を通して導光ロッド１６の端面１５ｄに光を入射したところ、導光ロッド１６の溝１５ａのある面で反射して導光パネル１４側に移行し、導光パネル１４の溝１３ａのある面で反射し下面全体でほぼ均一に発光することを確認できた。実際の光源は太陽の場合、キセノンランプの場合、ＬＥＤの場合で実験したが、いずれの場合でも導光パネル１４は均等に発光した。
【００２１】
比較例として、図４の照明パネル１１Ｂの導光パネル１４について、導光ロッドを使用せずに、キセノンランプによる光を光ファイバ束１２を通して導光パネル１４の側端面１３ｂの中央部に直接入射した。その結果、中央部が最も明るく導光部分から離れるに従い暗くなった。導光パネル１４の全体を発光させるために、複数のキセノンランプを導光パネル１４の側面に約２００ｍｍ間隔で配置したが、やはり完全に均一な面発光ではなく、輝度ムラが見られた。
【実施例７】
【００２２】
導光パネル１４又は導光ロッド１６に設ける溝の断面形状は、図示例ではＶ溝であるが、例えばＵ溝とする等、曲面をなす溝であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例の照明パネルの斜視図である。
【図２】（イ）は図１の縦断面図、（ロ）は（イ）の平面図である。
【図３】本発明の照明パネルの他の実施例を示すもので、（イ）は縦断面図、（ロ）は（イ）の平面図である。
【図４】本発明の照明パネルのさらに他の実施例を示すもので、（イ）は縦断面図、（ロ）は（イ）の平面図である。
【図５】本発明の照明パネルのさらに他の実施例を示すもので、（イ）は縦断面図、（ロ）は（イ）の平面図である。
【図６】本発明の照明パネルのさらに他の実施例を示すもので、（イ）は縦断面図、（ロ）は（イ）の平面図である。
【図７】従来の照明パネルを示す断面図である。
【図８】従来の他の照明パネルを示すもので、（イ）は斜視図、（ロ）は（イ）のＡ−Ａ断面図である。
【図９】液晶表示装置の面光源等に用いられる従来の導光パネルの断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ  照明パネル
１２  光ファイバ束
１３  透明板
１３ａ  溝
１３ｂ  側端面（導光パネルの入射面）
１３ｃ  溝と反対側の面
１４  導光パネル
１５  透明ロッド
１５ａ  溝
１５ｂ  ロッド幅方向の片側面
１５ｃ  ロッド幅方向片側面と反対の面
１５ｄ  ロッド長さ方向の一端面（導光ロッドの入射面）
１６    導光ロッド
１７、１９  反射膜
１８    拡散板
２０    反射板を付けたアルミ枠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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