JP7066992B2

JP7066992B2 - 面発光装置およびそれを用いた室内構造体

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Publication number: JP7066992B2
Application number: JP2017148347A
Authority: JP
Inventors: 幸夫谷口; 雅幸関戸; 康弘大木
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2022-05-16
Anticipated expiration: 2037-07-31
Also published as: JP2019029223A

Description

本開示の実施形態は、空間雰囲気の演出に用いられる面発光装置等に関する。

空間の雰囲気を演出する手法として、光源からの間接光で照らす間接照明を用いる技術が広く知られている。例えば特許文献１では、隠蔽されて直接的に視認され得ない光源からの光が、空間ではなく、空間を区画する壁や天井などに向けて照射することで、空間の広がりを強調できる照明システムが開示されている。

特開２０１１－２１０５９４号公報

しかし、特許文献１に開示された照明システムでは、光源を収容するユニットが空間内に向けて突出するので、周囲との統一感がなく、光源が直接的に視認されなくても光源の存在が意識されやすい。このため、空間の雰囲気を効果的に演出できない問題が生じている。

また、例えばＬＥＤ照明を用いた場合には、白熱電球と比べて光が広がらないため、部屋の隅まで光が届きにくい。また、天井に蛍光灯を均等に並べても、コーナー部において明暗ができてしまう。

本発明は、空間の雰囲気を効果的に演出できるとともに、構造を簡単にすることができる面発光装置を提供することを目的とする。

また、コーナー部を明るくし、部屋の大きさを実際よりも広く感じさせたり、明るさ感を向上させたりすることを目的とする。

本発明の一観点によれば、発光面を有する面発光装置であって、互いに交差する方向に配置された第１の導光板及び第２の導光板と、前記第１の導光板と前記第２の導光板とに光を出射する光源部と、を有する面発光装置が提供される。

前記第１の導光板の側端部と前記第２の導光板の側端部とが近接し、その近接端部に、前記光源部が配置されていることが好ましい。

前記光源部は、前記近接端部の上端部側に設けられていることが好ましい。

前記光源部と前記第１の導光板及び前記第２の導光板との間に、前記光源部から出射した光を、前記第１の導光板の入射端面及び前記第２の導光板の入射端面とに振り分ける光束分割素子を設けても良い。

前記第１の導光板と前記第２の導光板とのそれぞれの上端部に沿って前記光源部が配置されていることが好ましい。

さらに、前記第１の導光板と前記第２の導光板とのそれぞれの上端部に沿って光源部を配置しても良い。

前記光源部の発光強度を位置に依存させて変化させていることが好ましい。

さらに、前記導光板の前記発光面側に、透過率調整フィルムを設けられていることが好ましい。

前記第１の導光版と前記第２の導光板とがコーナーで一体化されているようにしても良い。

本発明は上記のいずれか１に記載の面発光装置が、室内のコーナー部に配置されている室内構造体である。

本開示によれば、空間の雰囲気を効果的に演出できるとともに、構造を簡単にすることができる。また、本開示によれば、面発光装置を用いることで、コーナー部を明るくすることができる。それによって、部屋の大きさを実際よりも広く感じさせたり、明るさ感を向上させることができる。

本発明の実施形態による面発光装置を取り付けた空間の一例を示す図である。面発光装置の壁への取り付け構造の一例を示す図であり、壁の法線方向に沿う断面図である。面発光装置の詳細な構造を示す図であり、壁の法線方向に沿う断面図である。本実施形態による面発光装置の全体構成例を示す斜視図である。図４に示す面発光装置において、光源部の配置に依存する出射光のグラデーションを変更する様子を示す図である。光源部の発光強度の位置依存性を利用した面発光装置である。導光板の発光面側に、透過率調整フィルムを設けた構造を示す斜視図（ａ）と断面図（ｂ）である。光束分割素子を利用した面発光装置の一例を示す図である。本発明の第２の実施形態による面発光装置の一構成例を示す図であり、簡単のため、導光板と光源部のみを示した図である。図９の変形例を示す図である。

以下、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を実物のそれらとは変更し誇張してある。

また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同じ」等の用語については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。「直交」には、９０度とは異なる角度で交差する場合を含む。

さらに、本明細書において、「シート」、「板」の用語は、呼称の違いのみに基づいており、互いに区別されるものではない。例えば、「板」はシートと呼ばれ得るような部材も含む概念である。従って、「導光板」とは、「導光シート」と呼称の相違のみにおいて区別されない。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による面発光装置を室内空間に配置した例を示す図である。図２は、面発光装置の壁への取り付け構造の一例を示す図であり、壁の法線方向に沿う断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態による面発光装置１１は、室内Ａの壁部２ａ，２ｂ，２ｃであって、天井１の下部に配置されている。なお、ここでいう壁部は、空間を仕切るパーティション等を含むものとする。

面発光装置１１は、例えば、壁部２に壁部の面と面発光装置の面とが面で接触するように配置されている。そして、天井１と壁部２ａ，２ｂ，２ｃとの境界から壁部２ａ，２ｂ，２ｃの面に沿って配置されている。図２では、面発光装置１１は壁部に形成された収容部に収容されるように配置されているが、収容部がない構造であっても良い。

図３は、面発光装置の詳細な構造を示す図であり、壁の法線方向に沿う断面図である。図３に示すように、面発光装置１１は、導光板２１と、導光板２１の背面側に配置される反射板２５と、導光板２１の端部に配置されるエッジライト、例えばＬＥＤなどの光源部２３と、導光板２１の正面側に配置される拡散板２７と、を有する。拡散板２７のさらに出射側には化粧シート３１を配置しても良い。導光板２１の裏面に、凹凸加工された凹凸加工部２１ｘを設けることで、出射効率を高めることができる。

光源部２３には、発光ダイオード（ＬＥＤ）、冷陰極管、白熱電球、レーザー発振装置等を用いることができるが、装置全体の小型化を図り易くする観点から、本実施形態ではＬＥＤが用いられている。

導光板２１は、矩形状の薄板であって、互いに対向する一対の主面と、一対の主面の間に画成された４つの側面とを有する。この導光板２１は、光源部２３からの光が側面に入射するように該光源部２３の下方に配置されている。導光板２１、反射板２５及び拡散板２７の構造や材料などについては、既に周知されたものであり、詳細な説明を省略する。

以下においては、光源と導光板との配置例により、本実施形態による面発光装置について説明する。その他の構成要素については、説明及び図示を省略する。

図４は、本実施形態による面発光装置の全体構成例を示す斜視図である。図４に示すように、本実施形態による面発光装置１１は、端部が近接し互いに直交する方向に配置された第１の導光板２１ａ、第２の導光板２１ｂをそれぞれが有する第１の面発光装置１１ａ、第２の面発光装置１１ｂからなる。第１の導光板２１ａ、第２の導光板２１ｂの近接端部近傍に、１つの光源部２３が配置されている。１つの光源部２３が、第１の導光板２１ａ、第２の導光板２１ｂのコーナー部に配置されることで、光源部２３からの光が第１の導光板２１ａ、第２の導光板２１ｂに対して出射され、その出射光が第１の導光板２１ａ、第２の導光板２１ｂに入射されて２方向に導光され、第１の導光板２１ａの第１の発光面５１ｘ、第２の導光板２１ｂの第２の発光面５１ｙからそれぞれ光を面発光させることができる。

このような構成により、光源部２３をコーナー部の１箇所に設ければ良く、１つの光源部２３により効率良く光を利用することができる。

以下に、本実施形態による面発光装置において、より具体的に説明する。

（１）光源部の配置位置に依存するグラデーションの形成
図５は、図４に示す面発光装置において、光源部の配置に依存する出射光のグラデーションを変更する様子を示す図である。以下において、第１の導光板２１ａ、第２の導光板２１ｂと、を合わせて導光板２１と称することがある。

図５（ａ）は、第１の導光板２１ａ、第２の導光板２１ｂのそれぞれの上端面近傍に光源部２３ａ、２３ａ，…をある間隔をあけて複数設けている。この構造によれば、導光板２１の上端面から離れるほど発光面５１ａにおける輝度が徐々に低くなり、導光板２１の上端面からある距離以上離れると非発光面５１ｂとなる。この構造においては、導光板２１の発光面内の輝度分布は、上端面を基準とした直線状の形状になる。

図５（ｂ）は、第１の導光板２１ａと第２の導光板２１ｂとの近接端面に沿って光源部２３ｂを設けている。この構造によれば、導光板２１の近接端面から離れるほど発光面５３ａにおける輝度が徐々に低くなり、導光板２１の近接端面からある距離以上離れると非発光面５３ｂとなる。この構造においては、導光板２１の発光面内の輝度分布は、近接端面を基準とした直線状の形状になる。

図５（ｃ）は、第１の導光板２１ａ、第２の導光板２１ｂの近接端面の上部に光源部２３ｃを設けている。この構造によれば、光源部２３ｃから離れるほど発光面５５ａにおける輝度が徐々に低くなり、光源部２３ｃからからある距離以上離れると非発光面５５ｂとなる。この構造においては、導光板２１の発光面内の輝度分布は、光源部２３ｃを中心とした同心円の形状になる。

図５（ｄ）は、図５（ａ）と図５（ｃ）との光源部の構造を組み合わせたものである。すなわち、光源部２３ａと光源部２３ｃとを有する。この構造によれば、導光板２１の上端面から離れるほど発光面５７ａにおける輝度が徐々に低くなり、かつ、光源部２３ｃから離れるほど発光面５７ａにおける輝度が徐々に低くなる。そして、導光板２１の上端面からある距離以上離れると非発光面５７ｂとなる。この構造においては、導光板２１の発光面内の輝度分布は、導光板２１の近接端面に近い領域では、光源部２３ｃを中心とした同心円の形状となり、導光板２１の近接端面から遠い領域では、上端面を基準とした直線状の形状になる。

図５（ｅ）は、図５（ａ）と図５（ｂ）との構造を組み合わせたものである。すなわち、光源部２３ａと光源部２３ｂとを有する。この構造によれば、導光板２１の上端面から離れるほど発光面５９ａにおける輝度が徐々に低くなり、かつ、光源部２３ｂから離れるほど発光面５９ａにおける輝度が徐々に低くなる。そして、導光板２１の上端面からある距離以上離れると非発光面５９ｂとなる。この構造においては、導光板２１の発光面内の輝度分布は、導光板２１ａ，２１ｂの近接端面に近い領域では、近接端面を基準とした直線状の形状となり、導光板２１の近接端面から遠い領域では、上端面を基準とした直線状の形状になる。

以上に説明したように、本実施形態による面発光装置を用いると、光源部の位置に依存する発光輝度に基づいて、発光面の縦方向と横方向との２方向にグラデーションをもたせることで、面発光装置に繋がる壁面との境目を目立たなくすることができる。さらに、光源部の位置を調整することで、発光面に所望のグラデーションをもたせることができる。

また、面発光装置を用いることで、コーナー部を明るくすることができる。それによって、部屋の大きさを実際よりも広く感じさせたり、明るさ感を向上させることができる。

尚、図５では、壁に設置する際、照明としての対称性があること、すなわち、輝度分布が両パネルにおいて同様な場合について説明したが、両パネルにおいて、輝度分布に非対称性を持たせるようにしても良い。

また、交差するパネルは、壁と壁とで交差する場合以外に、天井と壁、壁と床とで交差するようにしても良い。

さらに、コーナーは、図５等に示す入隅であっても良く、出隅であっても良い。尚、入隅の方が出隅よりも暗くなりがちであり、効果が得られやすい。

（２）光源部からの発光強度に依存するグラデーションの形成
図６は、光源部の発光強度の位置依存性を利用した面発光装置である。導光板の配置は、図４、図５と同様である。

図６に示す構造においては、第１の導光板２１ａ、第２の導光板２１ｂのそれぞれの上端面近傍に光源部１２３ａ，１２５ａ，１２７ａ，…をある間隔をあけて複数設けている。さらに、第１の導光板２１ａと第２の導光板２１ｂとの近接端面に沿って光源部１２３ｂ，１２５ｂ，１２７ｂ，…を設けている。図６に示す構造では、光源部１２３ａ，１２５ａ，１２７ａ，…の順番に輝度、例えばＬＥＤの密度が低くなり、光源部１２３ｂ，１２５ｂ，１２７ｂ，…の順番に輝度、例えばＬＥＤの密度が低くなっている。

従って、図５（ｃ）の構造と同様に、この構造においても、光源部１２３ａ，１２３ｂから離れるほど発光面５５ａにおける輝度が徐々に低くなる。この構造によれば、光源部１２３ａ，１２３ｂから離れるほど発光面５５ａにおける輝度が徐々に低くなり、光源部１２３ａ，１２３ｂからある距離以上離れると非発光面５５ｂとなる。この構造においても、導光板２１の発光面内の輝度分布は、光源部１２３ａ，１２３ｂを中心とした同心円の形状になる。例えば、符号Ｌ１１で示される境界線より光源１２３ａ，１２３ｂ側の領域１３１ａと、符号Ｌ１２で示される境界線と境界線Ｌ１１との間の領域１３１ｂと、符号Ｌ１３で示される境界線と境界線Ｌ１２との間の領域１３１ｃと、その外側の領域１３１ｄとを有する。

図６のように、光源部を配置する位置とその発光強度との関係を変更することにより、発光部における所望の形状のグラデーションを形成することができる。

（３）透過率調整フィルムによるグラデーションの形成
図７は、導光板２１の発光面側に、透過率調整フィルム１４１ａ，１４１ｂ、例えば網点フィルムを設けた構造を示す斜視図と断面図である。透過率調整フィルム１４１は、導光板２１からの面発光の輝度を、例えば、透過率調整フィルム１４１面内に設けた黒色のドットの密度により調整する。例えば、Ｌ２１，Ｌ２２，Ｌ２３を境に、黒色のドットの密度を高くしていく。

このような構成によれば、導光板２１の裏面側に均一に光源を設けることで導光板２１からの面発光強度が面内で均一である場合でも、透過率調整フィルム１４１面内に設けた黒色のドットの密度により、ドット密度が高い程、発光輝度が低くなるため、所望のグラデーションを持たせることができる。例えば、図７に示す構造では、第１の導光板２１ａと第２の導光板２１ｂの近傍端面の上部を同心円の中心として、Ｐ_１からＰ_２の方向に向けて輝度が低くなる同心円状のグラデーションを形成することもできる。この構造では、基本的に光源部の配置に依存せずにグラデーションを形成することができるという利点がある。

（４）光束分割素子の利用
図８に、光束分割素子を利用した面発光装置について説明する。図８に示す面発光装置１１は、端部が近接し互いに直交するように配置された第１の導光板２１ａ、第２の導光板２１ｂの近接端部に、光源基板２６を配置する。光源基板２６上には、第１の導光板２１ａ、第２の導光板２１ｂの近接端部に配置したときに、例えば、近接端部に沿う方向に、複数の光源部２３が設けられている。さらに、光源基板２６と、第１の導光板２１ａ、第２の導光板２１ｂの近接端部との間には、光束分割素子、例えばプリズムアレイ１６１が設けられている。プリズムアレイ１６１は、透明基板１６３上に微細なプリズム１６５を配列して特殊な光学効果を発揮するものであり、この場合には、透明基板１６３と反対側から入射したプリズムアレイ１６１に入射した光Ｌ３１を、直交する２方向の光Ｌ３５，Ｌ３７に分割することができる。直交する２方向の光Ｌ３５，Ｌ３７を、第１の導光板２１ａ、第２の導光板２１ｂの端面に入射させることで、１つの光源部２３からの光を効率良く分配し、第１の導光板２１ａ、第２の導光板２１ｂに入射させることができる。

（第２の実施形態）
図９は、本発明の第２の実施形態による面発光装置の一構成例を示す図であり、簡単のため、導光板と光源のみを示した図である。図９に示すように、本実施の形態による面発光装置は、コーナーＰ_３１で直交する第１の導光板部２２１ａと第２の導光板部２２１ｂとからなる１枚の導光板２２１と、導光板２２１の上端面に配置した光源部２２３とを有している。その他の構造は、第１の実施の形態において説明した構造と同様である。

図９に示す構造においては、コーナーＰ_３１において隙間ができないという利点がある。さらに、２枚の導光板を用いた場合に比べて、導光板の位置合わせが不要である。さらに、面発光装置全体としての強度を高くすることができる。

尚、図１０に示すように、光源部３２３が複数配置される第１から第３までの導光板３２１ａ～ｃが一体化した導光板３２１であってコーナーＰ_４１，Ｐ_４３を複数有する導光板を有する構造に応用することもできる。この場合でも、光源部３２３の位置により、発光面３３１と非発光面３３３とを形成することができる。

上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、本実施の形態の面発光装置を、建材パネルとして利用することができる。例えば、面発光装置を、室内のコーナー部に配置した室内構造体とすることができる。

また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。

１…天井
２ａ，２ｂ，２ｃ…壁部
１１…面発光装置
２１…導光板
２１ａ…第１の導光板
２１ｂ…第２の導光板
２３…光源部
２７…拡散板
５１ｘ…第１の発光面
５１ｙ…第２の発光面
１４１…透過率調整フィルム
１６１…プリズムアレイ
２２１，３２１…一体化された導光板

Claims

発光面を有する面発光装置であって、
互いに交差する方向に配置された第１の導光板及び第２の導光板と、
前記第１の導光板と前記第２の導光板とに光を出射する光源部と
を有し、
前記第１の導光板と前記第２の導光板とのそれぞれの上端部に沿って前記光源部が配置され、
前記光源部は、前記第１の導光板と前記第２の導光板のそれぞれの上端面近傍であって、且つ前記第１の導光板と前記第２の導光板の近接端面近傍に光源を有し、
前記光源部の発光強度を位置に依存させて変化させることで、前記発光面における所望の形状のグラデーションを形成し、前記発光面内の輝度分布が前記光源を中心とした同心円の形状となる
ことを特徴とした面発光装置。
さらに、前記第１の導光板及び前記第２の導光板の少なくとも一方の前記発光面側に、透過率調整フィルムを設けたことを特徴とする請求項１に記載の面発光装置。
前記第１の導光板と前記第２の導光板とがコーナーで一体化されている
請求項１から２までのいずれか１項に記載の面発光装置。
請求項１から３までのいずれか１項に記載の面発光装置が、室内のコーナー部に配置されている室内構造体。