【課題を解決するための手段】
【0018】
前述した目的を達するために第1の発明は、底面と天面と、前記底面と前記天面との外周を囲む4方の側面よりなる略直方体形状の枠体を有する照明装置において、前記枠体はマイクロ発泡樹脂製の反射板あるいは内面に拡散反射機能有する板材で形成され、前記枠体の一方の側面にLED光源が、1つまたは所定間隔で複数個、前記一方の側面と対向する他方の側面に前記LED光源の発光面が直接対向するように配置され、前記天面は、天面遮蔽部と相互に離間した光取出し用の複数の天面開口部とで形成され、前記他方の側面は、側面遮蔽部と複数の側面開口部とで形成され、前記枠体は、前記天面の開口部と前記他方の側面の開口部以外が全て反射板で形成され、前記枠体の内面が前記LED光源の光を前記天面開口部と前記側面開口部に導光する導光空間を形成していることを特徴とするLED照明装置である。
【0019】
前記天面遮蔽部は、外周遮蔽部と開口部間遮蔽部で構成され、前記LED光源は、前記天面開口部の直上からは視認できないように、前記外周遮蔽部の直下に配置され、前記LED光源からの光を前記天面遮蔽部と前記底面に拡散反射させて、前記天面開口部と前記側面開口部に導光してもよい。
【0020】
前記外周遮蔽部は、複数の前記天面開口部の全体を囲うように形成され、前記開口部間遮蔽部は、前記天面開口部同士の間に前記外周遮蔽部に内接するように形成されてもよい。
【0021】
前記天面開口部は、複数の図形または複数の文字型であり、前記複数の図形または複数の文字型を照明装置の外部から視認するための加飾用照明であっても良い。
【0022】
開口部内遮蔽部は、前記天面開口部の内部に必要に応じて形成されても良い。特に、天面開口部を形成する図形や文字型などが丸や四角等の閉曲線形状であるか、あるいはこれらの形状を含むことが望ましい。
【0023】
複数の前記側面開口部は矩形状に切り欠かれて所定間隔で形成され、前記側面開口部の上部に所定高さの前記側面遮蔽部を有してもよい。前記側面開口部は、複数個でなく一つとすることもできる。
【0024】
前記一方の側面と対向する他方の側面が前記底面に対して直角または鋭角に形成され、前記側面遮蔽部と前記側面開口部が底面に対して、直角または鋭角に傾いて形成されても良い。
【0025】
矩形状の前記側面開口部の下端部が、前記枠体の前記底面と同一高さに形成されてもよいし、矩形状の前記側面開口部は、前記他方の側面からこれと接続する前記底面にまたがるように一体に連続してL字状に形成されてもよい。このように側面開口部をL字状に形状にすることで、前記側面開口部からの光取り出し角度を広げることができる。
【0026】
前記他方の側面とこれと接続する前記底面の接続部には、面取り状に両者に斜めに接続する斜面が設けられ、矩形状の前記側面開口部は、前記他方の側面から前記斜面にまたがるように連続して形成されてもよい。前記側面開口部をこのように形成することで、前記側面開口部からの光取り出し角度を広げることができる。
【0027】
前記LED光源の対向面の正面位置には、前記LED光源の数に対応させて1つまたは複数の前記側面開口部を区画する前記側面遮蔽部が設けられ、前記LED光源から最も輝度が高い直接光が遮蔽されるように遮蔽部を構成してもよい。このようにすることで、LED光源からのもっとも輝度が高い光を遮断して、側面方向から取り出す光のグレア感を低減できる。
【0028】
前記LED光源は、フレキシブルフラット回路に1つまた
は所定間隔で複数実装されたフレキシブルフラット光源であり、前記枠体の前記一方の側面には、前記LED光源の発光部の形状・配置に合わせて切欠き部が形成され、前記一方の側面の外面側にフレキシブルフラット光源が接合され、前記切欠き部から前記LED光源の発光面が導光空間に露出してもよい。
【0029】
このような構成にすることにより、フレキシブルフラット回路が枠体の外部に露出するので放熱性が向上し、LED光源を効率的に冷却でき、LED光源の効率を向上できる。また前記枠体の内部の温度の上昇を低減でき、耐熱性の比較的低い材料を使うことができる。
【0030】
フレキシブルフラット光源は、前記LED光源がフレキシブルフラット回路に1つまた
は所定間隔で複数実装された光源であり、前記LED光源が実装された前記フレキシブルフラット光源は、前記枠体の前記一方の側面の内面側に配置させる前記LED光源の発光部の形状・配置に合わせて1つまたは複数の切欠き部が形成されたマイクロ発泡樹脂製の反射板が、前記フレキシブルフラット回路を覆うように配置され、前記切欠き部から前記LED光源の発光面が導光空間に露出したフレキシブル光源を使用することができる。
【0031】
前記LED光源は、フレキシブルフラット回路に1つまた
は所定間隔で複数実装されたものであり、前記LED光源が実装された前記フレキシブルフラット回路は、前記枠体の一方の側面の内面側に配置され、前記LED光源の発光部の形状、配置に合わせて切欠き部が形成されたマイクロ発泡樹脂製の反射板が、前記フレキシブルフラット回路のLED光源が実装された表面を覆うように固定され、前記切欠き部から前記LED光源の発光面が導光空間に露出してもよい。
【0032】
このような構成にすることにより、フレキシブルフラット回路により光源の光が吸収され光の利用効率を低下させることを防止できる。また光源光を吸収してフレキシブルフラット回路が加熱されることも低減できるので、LED光源の効率の低下や寿命の低下も防止できる。
【0033】
前記フレキシブルフラット回路を露出して配置する場合は、白色レジストなどの反射部材を被覆することで、反射板に変えても良い。前記フレキシブルフラット回路は、LED光源に加え抵抗や保護回路部品が実装されていても良い。
【0034】
前記LED光源は、LED基板に1つまた
は所定間隔で複数実装されたものであり、前記枠体の一方の側面には、前記LED光源の発光部の形状に合わせて1つまたは複数の切欠き部が形成され、前記一方の側面の外面側にLED基板が接合され、前記切欠き部から前記LED光源の発光面が導光空間に露出されても良い。
【0035】
前記LED基板は、前記LED光源がLED基板に1つまた
は所定間隔で複数実装されたものであり、前記LED光源が実装された前記LED基板は、前記枠体の前記一方の側面の内面側に配置させる前記LED光源の発光部の形状に合わせて1つまたは複数の切欠き部が形成されたマイクロ発泡樹脂製の反射板が、前記LED基板を覆うように配置され、前記切欠き部から前記LED光源の発光面が導光空間に露出されても良い。
【0036】
前記LED基板としては、ガラエポ等のリジッド基板が使用できる。前記LED光源の回路基板を露出して配置する場合は、白色レジストなどの反射部材を被覆することで、反射板に変えても良い。
【0037】
このような構成にすることにより、LED基板により光源の光が吸収され光の利用効率を低下させることを防止できる。また光源光を吸収してLED基板が加熱されることも低減できるので、LED光源の効率の低下や寿命の低下も防止できる。
【0038】
前記LED光源が複数配置され、前記LED光源が接合された前記一方の側面と前記他方の側面との距離をLとし、前記LED光源の配向半角が60°±10°の角度の範囲であり、隣接する前記LED光源からの直接照射光を、前記他方の側面において連続して受光できるように、前記LED光源の設置間隔が、2L×tan(60°±10°)間隔で配置され、照明装置の輝度が均等化されてもよい。このように、LED光源の配向角度に合わせてLED光源を配置することで、照明装置の輝度を平均化できる。
【0039】
前記天面開口部と前記天面遮蔽部の面積を加えた前記天面の全体の面積に対する、前記天面開口部の面積の割合は、20〜50%であり、前記天面開口部と前記天面遮蔽部の面積を加えた前記天面の全体の面積に対する、前記天面遮蔽部の面積の割合は、80〜50%であってもよい。また、側面開口部と側面遮蔽部の面積割合についても、天面開口部と側面開口部の面積割合についても同様の傾向を満足することが望ましい。
【0040】
前記枠体の内部空間の内表面積に対する、前記天面開口部の面積と前記側面開口部の面積とを加えた開口部の面積の割合は、10〜25%であってもよい。このように、所定の面積割合の開口部を有する導光空間に光を閉じ込めることで、LED光源からの光を有効に、天面と底面の反射板に相互に拡散反射させ、LED光源に対向する他の側面から光を取り出すことができる。
【0041】
前記反射板のマイクロ発泡樹脂は、波長450〜650nmの可視光帯域での光学特性として、酸化アルミ標準片を用いた時の光反射率が、全反射率95%以上、拡散反射率が95%以上であることが好ましい。このように、前記反射板の拡散反射率が高いことで、導光空間内面の天面および側面の反射板により、光を多重に拡散反射させることができるので、開口部から均一な明るさで、光強度低下の少ない光を取り出すことができる。
【0042】
前記LED光源は、前記底面に対して直角に形成された前記一方の側面の高さ方向の中央近傍に配置されても良い。前記一方の側面は、前記底面に対して鋭角に形成され、前記LED光源は、前記一方の側面の高さ方向の中央近傍に配置されても良い。
このように配置されることで、前記LED光源の光の一部を、前記底面に拡散反射させて、拡散反射させた反射光を、前記天面開口部で面発光させ、さらに前記LED光源の光の一部を、前記底面に対して直角または鋭角に形成された前記側面遮蔽部と前記側面開口部に照射して、前記側面開口部から直接照射光を取り出すと同時に、前記側面遮蔽部で反射した後、導光空間内で拡散反射させて、前記側面開口部から拡散反射光として取り出してもよい。
【0043】
前記天面には、金属薄膜が設けられたフィルムが配置され、さらに前記フィルム上に前記LED光源の光を透過する保持板が配置され、前記フィルムあるいは前記保持板
の少なくともいずれかが着色されていてもよい。前記保持板の光透過率は20〜30%であることが望ましい。前記フィルムは、前記保持板に、光透過性の透明接着剤で張り付けられても良い。
【0044】
前記LED光源を点灯しない状態において、前記金属薄膜が視認され、前記LED光源を点灯した時には、前記天面開口部の複数の図形または複数の文字型が視認可能であってもよい。
【0045】
前記LED照明装置は、光取出しが可能な外部枠体内部に収納されてもよい。前記外部枠体は、透明または半透明であることが望ましい。
【0046】
前記天面開口部および前記側面開口部に対応した場所に光透過部材が各面に密着した状態で配置されていてもよい。前記光透過部材が、光を透過する金属薄膜や着色フィルムと、これらを保持する光透過板により構成されていることが望ましい。このようにすることで、照明装置が点灯していない場合と、点灯した場合で照明装置の開口部の見え方(色や色合い)を変えることができる。またLED光源の光と違う照明光を照射することができる。
【0047】
また、開口部はLED光源の光を透過する窓材で封止されていても良い。前記窓材は、前記枠体の天面または側面のそれぞれの面の少なくともいずれかの開口部を覆うように枠体内部に設けることが望ましい。更に、乳白色の材料や透明な材料に拡散フィルムや反射率を制御できるフィルムを設けた窓材を用いても良い。
【0048】
前記LED照明装置は、自動車のドアフレーム下部に取り付けられ、自動車ドア枠用の照明装置であってもよい。このようにすることで、天面の開口部からの光を自動車の車内を照らす加飾照明用の照明とするとともに、側面開口部から光を車室内側面または車外の足下等を照らす照明装置とすることができる。
【0049】
前記LED照明装置は、室内装飾用照明装置であってもよい。たとえば、室内装飾用照明装置として用いる場合には、天面の開口部を壁面に平行に配置し、側面開口部を壁面に垂直に配置しても良い。このようにすることで、照明装置を取付けた壁面を見ると、ロゴマーク等の加飾面が視認でき、さらに加飾面の上側または下側の壁面の輝度を増加させることができる。
【0050】
第1の発明によれば、同一光源の光を天面とLED光源と対向する側面方向に導光し、枠体の遮蔽部の拡散反射を利用して同一の導光空間を導光する。このため、特許文献4のように導光板を使用することなく、枠体の光の反射を利用することができる。また、拡散反射により導光空間内で均一な照度にすることができ、各面から面発光させることができる。また、枠体の異なる面に開口部を設けることにより、略直交する異なる2方向に光を取り出し、取り出した光を異なる目的に使用することができる。また、枠体の開口部に形成されるスリットや文字の幅や大きさ、窓材の透過率を変えることにより、照明の明るさを設計的に変えることができる。また、導光空間で拡散反射されているので、開口部から照射される照明光の照射角が大きいため、広い範囲に照射できる。
【0051】
また、LED光源が、天面開口部の直上からは視認できないように、外周遮蔽部の直下に配置されることで、グレア感を低減することができ、導光空間内を拡散反射させた間接光を取り出すことが可能と
なり、より均一な光を取り出すことができる。天面に外周遮蔽部を設けることで、拡散反射の回数を増加させることができより均一な光を取り出すことができる。
【0052】
また、複数の天面開口部の全体を囲うように外周遮蔽部を形成し、天面開口部同士の間に外周遮蔽部に内接するように開口部間遮蔽部を形成することで、天面開口部間の開口部間遮蔽部と外面遮蔽部の裏面で、光を拡散反射させることができる。
【0053】
また、外部遮蔽部と開口部間遮蔽部に加えて、開口部内遮蔽部を形成することができる。開口部内遮蔽部は、開口部を形成する文字や図形の輪郭の内部に相似形などの類似形状の文字や記号や図形を開口部内に形成するものである。記号や文字や図形の形状は、開口部内に配置可能であれば任意の形状とすることが可能である。開口部の内部に遮蔽部が存在する場合には、開口部内遮蔽部も拡散反射に寄与させることができる。このように、開口部間遮蔽部や開口部内遮蔽部を設けることは、天面と底面における相互の拡散反射を増加させることができるので望ましい。
【0054】
また、天面開口部を、複数の図形または複数の文字型とすることで、意匠性にも優れる。ここで、天面開口部を、企業のロゴマークや企業名あるいは所有者の名前などの文字型を入れることで、照明装置にメッセセージ性を付与することができ、広告宣伝や所有者のステータスを高めたりすることが期待できる。
【0055】
また、側面開口部の上部に所定高さの側面遮蔽部を設けることで、側面遮蔽部の裏面で、光を拡散反射させることができる。これにより、導光空間内の光の拡散反射が促進され、開口部から取り出す光の均一化を計ることができる。また、安全や動作の誘導などの表示機能を付与することもできる。
【0056】
また、矩形状の側面開口部の下端部を、枠体の底面と同一高さに形成すれば、確実に光を側面に取り出すことができる。
【0057】
また、矩形状の側面開口部が、他方の側面からこれと接続する底面にまたがるように一体に連続してL字状に形成されれば、側面と底面の両方に光を取り出すことができる。
【0058】
また、他方の側面とこれと接続する底面の接続部に斜面を設け、側面開口部が、他方の側面から斜面にまたがるように連続して形成されれば、側面と斜め下方の両方に光を取り出すことができる。このように側面開口部を他方の側面から斜面にまたがるように形成して、開口部の形成位置、形成角度、開口面積を調整することにより照射角度、照射範囲を調整できる。
【0059】
また、LED光源の対向面の正面位置に、LED光源の数に対応させて側面遮蔽部を設けることで、LED光源から最も輝度が高い直接光を遮蔽することができる。このため、グレア感を低減することができ、均一な光を取り出すことができる。また、枠体の強度が増加して、側面開口部の変形を抑制することができる。
【0060】
また、LED光源が、フレキシブルフラット回路に1つまた
は所定間隔で複数実装されたフレキシブルフラット光源を使用することで、枠体への取り付けが容易であり、配線のレイアウトの自由度も高い。この際、枠体の一方の側面に、LED光源の発光部の形状に合わせて切欠き部を形成することで、枠体の一方の側面の外面側にフレキシブルフラット光源を配置することができる。このようにすることで、導光空間内には、LED光源の発光面が露出するだけで、枠体内面を全て反射板で覆った導光空間を構成することができる。
【0061】
また、フレキシブルフラット光源が、枠体の一方の側面の内面側に配置された場合には、LED光源の発光部の形状に合わせて切欠き部が形成されたマイクロ発泡樹脂製の反射板で、フレキシブルフラット回路を覆うことで、導光空間内に配線回路を設ける必要なく、導光空間を実質的に光反射板のみで形成することができることから、確実に導光空間内で光を拡散反射させることができる。
【0062】
また、枠体の一方の側面と他方の側面との距離をLとし、LED光源の配向半角が60°±10°の角度の範囲である場合に、LED光源の設置間隔を、2L×tan(60°±10°)間隔で配置することで、隣接するLED光源からの直接照射光を、他方の側面において連続して受光でき、照明装置の輝度を均等化することができる。このように、LED光源の配置間隔を、LED光源の配向角と略一致させることで、開口部から取り出す光の明るさの均一化を計ることができる。
【0063】
また、天面の全体の面積に対する、天面開口部の面積の割合を20〜50%とし、天面の全体の面積に対する、天面遮蔽部の面積の割合を80〜50%とすることで、照明としての明るさの確保と、導光機能の確保による全体的な輝度と面発光の確保を両立することができる。
【0064】
また、枠体の内部空間の内表面積に対する、天面開口部の面積と側面開口部の面積とを加えた開口部の面積の割合を、10〜25%とし、光を導光空間内に閉じ込めることで、開口部からの面積当たりの光量を確保することができる。
【0065】
また、反射板のマイクロ発泡樹脂が、酸化アルミ標準片の反射率を100%とした時に、全反射率が95%以上であり、拡散反射率が95%以上であれば、効率良く光を反射させることができ、拡散反射による多重反射を繰り返しても照度の低下が抑えられ、LED光源を削減しても照明電力の低減と面発光の両立が実現できる。
【0066】
また、LED光源の光の一部を、底面に対して直角または鋭角に形成された側面遮蔽部と側面開口部に照射して、側面開口部から直接照射光を取り出すと同時に、側面遮蔽部で反射した後、導光空間内で拡散反射させて、側面開口部から拡散反射光として取り出すことで、開口部からの照射される照射光の輝度を均等化することで面発光させることができる。
【0067】
さらに、枠体の一方の側面を、底面に対して鋭角に形成し、LED光源の光の一部を、底面に拡散反射させて、拡散反射させた反射光を、天面開口部で面発光させることで、照明装置の輝度を均等化することができる。
【0068】
また、天面に、金属蒸着により金属膜が形成されたフィルムを配置し、さらにフィルム上に光透過率20〜30%の着色された保持板を配置することで、LED光源を点灯しない状態において、天面開口部が視認できず金属面が視認され、LED光源を点灯した時には、天面開口部の複数の図形または複数の文字型を視認可能とすることができる。図形または複数の文字型の視認性は着色された色と保持板の透過率で調整ができる。着色された保持板の代りに着色フィルムを用いて、透明な保持板と組み合わせて照明の色を変える構成としても良い。
【0069】
また、LED照明装置を、光取出しが可能な透明の外部枠体内部に収納することで、枠体を確実に保護することができる。また、開口部を透明な窓材で封止することで異物やほこり、液体の侵入を防止する事が好ましい。
【0070】
このようなLED照明装置は、自動車のドアフレーム下部に取り付けられた自動車ドア枠用の照明装置または室内装飾用照明装置として特に好適である。
【0071】
第2の発明は、底面と天面と、前記底面と前記天面との外周を囲む4方の側面よりなる略直方体形状の枠体を有する照明装置において、前記枠体の内面がマイクロ発泡樹脂製の反射板で覆われて導光空間が形成され、前記枠体の一方の側面にLED光源が配置され、前記LED光源は、1つまたは複数個のLED素子を実装したLED基板よりなり、前記天面は、天面遮蔽部と相互に離間した光取出し用の複数の天面開口部とで形成され、前記一方の側面と対向する他方の側面は、側面遮蔽部と、1つ以上の側面開口部とで形成され、前記天面開口部および前記側面開口部に対応した場所に光透過部材が各面に密着した状態で配置されていることを特徴とするLED照明装置である。
【0072】
前記光透過部材が、光を透過する金属箔と金属箔を保持する光透過板により構成されてもよい。
【0073】
前記LED基板および前記LED基板の配線の、前記導光空間に露出する表面がマイクロ発泡樹脂製の反射板などの拡散反射機能を有するフィルムや材料で覆われてもよい。
【0074】
第2の発明によれば、枠体の内面がマイクロ発泡樹脂製の反射板で覆われて導光空間が形成されるため、強度の高い金属製や樹脂製の枠体を用いることができる。また、反射率の高いマイクロ発泡樹脂製の反射板で覆うことで、導光空間内で効率よく光を拡散反射させて、照明装置の輝度を均等化することができる。また、天面開口部および側面開口部に対応した場所に光透過部材が密着した状態で配置されることで、開口部から異物等が内部に侵入することを防止することができる。
【0075】
また、光透過部材が、光を透過する金属箔と、金属箔を保持する光透過板により構成されることで、光を透過するほどに薄い金属箔を、確実に保持することができる。
【0076】
LED基板およびLED基板の配線の、導光空間に露出する表面を、マイクロ発泡樹脂製の反射板で覆うことで、確実に導光空間内で光を拡散反射させることができる。