灯箱的制作方法

专利名称：灯箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及灯箱，尤其涉及使用了 LED (Light Emitting Diode:发光二极管)等点状光源的内照式灯箱，更详细地说，涉及能适用于电饰招牌、内照式标识、液晶显示装置的背光灯以及照明用具的灯箱。
背景技术：
以往，在内照式灯箱中使用荧光灯或冷阴极管等直管状的光源。但是，荧光灯使用寿命较短，例如对于40W的普通直管状荧光灯而言，其寿命为12000小时左右，在便利店或车站的安装于高处的招牌等的灯箱的情况下，无法在每次荧光灯断开时都进行荧光灯的更换作业，因此一年一次同时进行荧光灯的更换，但是存在必须在夜间进行高处作业等的问题。
此外，在液晶电视的液晶显示装置中的直下式背光灯中，使用了寿命较长为50000小时左右的冷阴极管。但是，冷阴极管以亮度变为1/2的时间作为寿命，存在经过50000小时后亮度变成1/2的问题。此外，冷阴极管由于要施加1000V的高电压来使用，所以还存在容易引起与漏电相伴随的故障的问题。
因此，最近，提出了将LED用作光源的内照式灯箱(例如参照专利文献1)。该以LED作为光源的灯箱通过在平面状的光反射面上紧密地配设多个LED (以10mm间隔配置直径3mm的LED灯)，并且在LED和光反射面的前方配置具有透光性的塑料板而构成。当如上所述将LED用作光源时，与使用了冷阴极管的情况相比能够减少经过50000小时时的亮度降低，并且，能够降低使用电压并降低功耗和放热。
专利文献l:日本特开平10-83148号公报
但是，LED所发出的光的指向性强，因此在平面状的光反射面上配
4设LED时，存在以下问题在灯箱表面上产生LED的光直接到达的明亮部位、和光不能到达的较暗部位，从而灯箱的表面照度产生不均匀。
如果仅在LED的前面附加凹透镜或棱镜等来使发出的光扩散，并且仅与LED —同使用可见光的光扩散反射率为90%以上的光反射板，则对于厚度较薄的灯箱或减少了 LED数量的灯箱，存在不能防止灯箱的表面照度产生不均匀的问题。

发明内容
本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使是使用了像LED那样的光的指向性较强的光源的厚度较薄的灯箱、或者在LED的数量减少为以往的l/4 l/9的情况下，也能够抑制表面照度产生不均匀的灯箱。
为了到达上述目的，本发明的灯箱的特征在于具有点状光源、配置在所述点状光源的周围的光反射板、配置成与所述光反射板相对的透光性的光扩散表面板、和在光的出射侧形成有开口并且在内部至少容纳所述点状光源及光反射板的壳体，通过所述光反射板形成容纳凹部，在所述容纳凹部内配置所述点状光源，从所述点状光源射出的光的入射角为0。且隔开了 350mm的距离的情况下的亮度在15000cd/m2以下，从所述点状光源射出的光的一部分或全部在所述容纳凹部的周壁部的内表面上进行反射后提供照明。此处所说的点状光源的亮度是临时卸下光扩散表面板来测定的值。
优选地，所述点状光源为排列在配线板上的光源，或者是对一个或多个点状光源进行了模块化后的光源模块。
优选地，所述点状光源为通过密封部件密封了点状发光部的LED,并且优选地，在覆盖所述发光部的密封部件上设置了光扩散单元。
所述密封部件的形状没有特别限定，但是优选地，为炮弹型且赋予了扩散性的部件，或者为棱镜型或凹透镜型。此外，优选地，在LED前方另外适当地配置棱镜或凹透镜。
优选地,所述点状光源为具有用于对从所述点状光源射出的光进行扩散而射出的光束控制部件。
优选地，所述光源模块通过密封部件对安装了 LED的基板进行密封而形成，并且在位于从LED射出的光的光轴上的表面上，设置了用于对从LED射出的光进行扩散而射出的光束控制部件。
在所述光源模块中，优选地，所述点状光源形成为经由光束控制部件，或者依次经由密封部件和光束控制部件，射出来自发光部的光，所述光束控制部件具有光入射面和光控制出射面，在所述光入射面处，来自所述发光部的光入射到所述光束控制部件上，所述光控制出射面对来自所述发光部的光的出射进行控制，所述光控制出射面形成为以下形状:对于从所述发光部射出的光中的至少在以下角度范围内射出的光，即从最大强度的光所射出的方向到出射光强度成为最大强度的半值的光所射出的方向的角度范围，入射到所述光束控制部件并到达光控制出射面的所述角度范围内的光与通过该到达点且与所述光源模块的基准光轴平行的线所成的角度ei，和从所述光控制出射面射出的光的出射角05，除了
从所述发光部射出的光中的所述基准光轴附近的光以外，满足e5/ei>i
的关系，并且该95/01的值随着ei的增大而逐渐向减小的方向变化。
优选地，所述容纳凹部形成为包围所述点状光源的倒多角锥形状或切去头部的倒多角锥形状。此外，在形成为切去头部的倒多角锥形状的情况下，更优选地具有底部。
优选地，所述容纳凹部的顶部与相邻的容纳凹部的顶部连接，所述容纳凹部的顶部位于从所述点状光源的发光部到所述光扩散表面板的距离的二等分点以下、所述点状光源的发光部以上的部位。更详细而言，优选地在二等分点以下且在三等分点以上。
优选地，所述光反射板对可见光的光扩散反射率在80%以上，并且，优选地，所述光反射板由在内部具有平均气泡直径为光的波长以上且50^m以下的细微气泡或气孔的热塑性树脂的膜材或片材形成，而且，优选地，所述热塑性树脂的膜材或片材是厚度为150 2000iLim、比重为0.1 0.7的热塑性聚酯发泡体。
优选地，所述光扩散表面板的全光线透射率为20 70%，更优选地为30 60%。
优选地，所述壳体的深度尺寸形成在40 60mm的范围内，所述多个点状光源排列成纵向与横向的间距分别在80 120mm的范围内的矩阵状。此处所说的壳体的深度尺寸是指从壳体的底部的内表面到光扩散表面板的距离(以下相同)。
优选地，所述壳体的深度尺寸形成在20 40mm的范围内，所述多个点状光源排列成纵向与横向的间距分别在40 80mm的范围内的矩阵状。
根据本发明的灯箱，起到了即使是使用了 LED那样的光的指向性较强的光源的厚度较薄的灯箱、或在LED的数量减少为以往的1/4 1/9的情况下，也能够抑制表面照度产生不均匀等的优良效果。
此外，光反射板的容纳凹部形成为倒多角锥形状或切去头部的倒多角锥形状，因此由容纳凹部反射的光在容纳凹部的壁面上被高效地反射，并且在本发明中，设置在点状光源前面的密封部件和光束控制部件相辅相成，本来到达的光少的光源间的空间上也到达较多的光，因此即使在点状光源的数量较少的情况下，也起到能够实现灯箱的薄型化、抑制表面照度产生不均匀等的优良效果。
此外，本发明的光反射板随着远离光源而接近光扩散表面板，由此未透过光扩散表面板而返回内部的光也高效地再次返回光扩散表面板侧，从而有助于减少光的不均匀。


图1是本发明的灯箱的第1实施方式的主要部分的局部剖视俯视图。图2是图1的主要部分的剖视图。
图3是表示图1的光源模块的光束控制部件的变形例的剖面图。图4是表示图1的光源模块的另一例的主要部分的放大示意剖视图。图5是对图4的光束控制部件进行说明的与图4同样的图。图6是本发明的灯箱的第2实施方式的主要部分的局部剖视俯视图。图7是图6的主要部分的剖视图。图8是表示图6的容纳凹部的另一例的主要部分的局部剖视图。图9是表示图6的光反射板的制造方法的一例的说明图。
具体实施例方式
以下，通过附图所示的实施方式说明本发明。
图1和图2是表示本发明的灯箱的第1实施方式的图，图1是主要部分的局部剖视俯视图，图2是图1的剖视图。
本第1实施方式的灯箱例示了作为多个点状光源、将一个点状光源设为模块并排列该模块而成的灯箱。
如图1和图2所示，本第1实施方式的灯箱1 (面光源照明装置)具有在光的出射侧(图2的上方)形成有开口的壳体2。该壳体2具有矩形形状的平板状的底板2a、和竖立设置在该底板2a的四边的四个侧板2b，作为总体形成为将作为出射侧的图2的上部设为开口的平面矩形形状的箱形。作为这种壳体2，只要是能够在内部至少容纳后述的多个点状光源以及光反射板21的壳体即可。此外，如后所述，由光扩散表面板26覆盖壳体1的开口部。该光扩散表面板26的全光线透射率优选地为20% 70%,更优选地为30°/。 60%。
作为所述壳体2的材料，可以列举钢板、铝板和热塑性树脂等。在这些材料中，优选钢板、铝板、亚克力板或成型品，这是因为它们的机械强度、耐侯性、耐热性和耐冲击性等良好。
另外，作为壳体2的厚度(总体高度)尺寸，对于便利店的门面招牌所要求的程度而言，优选为40 60mm。此外，对于液晶电视的背光灯所要求的程度而言，优选为20 40mm。
此外，使后述的光反射板21的贯插孔23的孔尺寸在单侧比光源的贯插部分的尺寸大lmm以上，这在吸收热散发和各部件的膨胀收縮方面是有利的。
在所述壳体2的底部，多个作为点状光源的光源模块3排列成矩阵状。
本第1实施方式的光源模块3是对一个点状光源进行了模块化的模块，其构成为通过密封部件6将安装了具有一个点状发光部4a的LED 4、详细而言是安装有LED芯片的基板5 (配线板)作为总体密封成平板 状，并且在位于从LED 4射出的光的光轴LC (来自LED 4的立体出射 光束的中心处的光的行进方向在图2中用箭头示出)上的表面上，设 置用于对从LED 4射出的光进行扩散而射出的光束控制部件7。作为该 光束控制部件7，优选为能够均匀且平滑地对从LED 3射出的光进行扩 散而射出的部件。
作为所述光束控制部件7的形状，只要是能够使从LED 4射出的光 扩散而射出的形状即可，例如，可以列举以下形状圆盘状且上表面形 成为球冠上的形状、圆盘状且上表面形成为球冠上并且上表面的端缘为 光滑曲面的倒角的形状、圆盘状且下表面形成为球冠状的形状、圆盘状 且在上表面以其中心为底并且朝向该底形成了圆锥状凹面的形状、圆盘 状且在上表面以其中心为底并且从上表面的周缘附近朝向该底形成了抛 物线状凹曲面的形状、圆盘状且在上表面以其中心为底并且从上表面的 周缘附近朝向该底形成了在X和Y方向上将圆切成四份而得的四分之一 圆(90°的扇形)的右上部或左上部那样的上凸截面形状的凹曲面的形状 (参照图3)等。
另外，也可以通过将光束控制部件7的表面蚀刻成磨砂玻璃状，使 其同时具有光扩散功能。
此外，作为光束控制部件7的材料，优选为PMMA (聚甲基丙烯酸 甲酯)、PC (聚碳酸酯)和EP (环氧树脂)等透明树脂材料或透明玻璃 等。
当然，所谓模块，是将配线后的电路元件集成在一起的电路部件， 制作成标准化的尺寸，具有标准化的插入式端子或可焊接的端子。
作为所述光源模块3，具体而言，可以列举使用了 Shining Eye (L) (株式会社光波的商品名)、LEC (Light Enhancer Cap:株式会社工乂:70 ，7于V^7V^f^^7制)作为光束控制部件7的模块。
作为所述光源模块3，优选地形成为从LED4、即一个点 光源射出 的光的入射角为0°，且在后述的卸下了光扩散表面板26的状态下在隔开了 350mm的距离的情况下的亮度(以下，简称为"LED 4的亮度")为 15000cd/ri^以下，并且形成为从作为点状光源的一个LED 4射出的光的 一部分或全部在后述的光反射板21的容纳凹部22的内表面上进行反射 后进行扩散以提供照明。
LED4的亮度的上限是15000cd/m2，更优选地是2000cd/m2,由此能 够降低直接到达光扩散表面板26的光的亮度。此外，LED4的亮度的下 限是100cd/m2，更优选是300cd/m2。即使在上述亮度较低的情况下，只 要光能够从斜向或横向射出并由光反射板21进行扩散反射，光扩散并到 达光扩散表面板26，从而减少灯箱1表面的光的不均匀即可。
另外，到达光扩散表面板26的光基于其全光线透射率向外透射，其 余的光基本上返回到壳体2的内部，但是，当返回的光被后述的光反射 板21扩散反射时，光反射板21越离开光源就越接近光扩散表面板26, 由此有助于进一步减少灯箱1表面的光的不均匀。
此外，此处所说的亮度如图2中详细示出的，是指使用亮度计，从 作为LED 4的顶部4b的密封部件6.的表面的位于光轴LC上的部位开始 到亮度计BM的测定部BMa为止隔开350mm的距离L时所测定的值。 其中，拆下光扩散表面板26来直接测定光。
另外，作为点状光源的发光色，可以单独或组合使用红、绿、蓝、 黄、白等各种颜色。
此外，点状光源的亮度可以根据情况在本发明的范围内适当进行选择。
此外，作为光源模块3，还可以对多个点状光源进行模块化。 将所述光源模块3配置为其发光部4a朝向开口侧，使纵向与橫向的 各个间距成为等间隔的矩阵状。但是，为了方便制作灯箱，也存在光源 模块的纵向与横向间距不同的情况。
作为将所述光源模块3配置成矩阵状时的纵向与横向的各个间距， 在壳体2的深度尺寸形成为40 60mm的范围的情况下，优选地形成为 各个间距相等，但是在由于与灯箱尺寸的关系而不能相等的情况下，也 优选地将最大间距设为80 120mm的范围。此外，作为纵向与横向的各
10个间距，在壳体2的深度尺寸形成为20 40mm的范围的情况下，优选 地形成为各个间距相等，但是在由于与灯箱尺寸的关系而不能相等的情 况下，也优选地将最大间距设为40 80mm的范围。此处所说的壳体2 的深度尺寸，如前所述，是指从壳体2的底部的内表面到光扩散表面板 26的距离，即壳体2的底板2a与光扩散表面板26相互间的间隔。
另外，作为光源模块3，还可以使用图4和图5所示的光源模块3A。 该光源模块3A形成为经由光束控制部件9射出来自安装在基板5 (配线 板)上的LED4的作为点状光源的发光部4a的光，或者依次经由密封部 件6和光束控制部件9射出来自安装在基板5上的LED 4的作为点状光 源的发光部4a的光。
所述密封部件6形成为大致半球状地覆盖安装在基板5上的LED 4 的发光部4a。
作为光束控制部件9的材料，优选为例如PMMA (聚甲基丙烯酸甲 酯)、PC (聚碳酸酯)、EP (环氧树脂)等透明树脂材料或透明玻璃等。
所述光束控制部件9形成为平面大致圆形形状，如图4示出的剖视 图所示，在背面侧(图4的下面侧)，形成与LED 4的光出射面10紧贴 的凹部11。该凹部11位于光束控制部件9的背面侧的中心，形成为与 LED4的半球状的光出射面10紧贴的半球状。此外，对于这种光束控制 部件9，其背面侧的平面部12粘结固定在LED4的基板5上，并且其背 面侧的凹部11粘结固定在LED 4的光出射面10上。
所述光束控制部件9在其外表面侧形成有光控制出射面13。该光控 制出射面13具有位于以光轴LC为中心的预定范围内的第一出射面13a、 和在该第一出射面13a的周围连续形成的第二出射面13b。其中，第一出 射面13a是朝下凸的光滑曲面形状，成为像切取了球的一部分那样的凹 陷形状。此外，第二出射面13b是与第一出射面13a连续形成的朝上凸 的光滑曲面形状，其平面形状形成为包围第一出射面13a的大致中空圆 板形状。此外，该第一出射面13a和第二出射面13b平滑连接，这两个 出射面13a、 13b的连接部分是拐点Po。
在构成所述光控制出射面13的第二出射面13b的外周侧，形成有连接第二出射面13b与背面的平面部12的第三出射面13c。另外，图4示 出了由大致直线状的倾斜面构成的第三出射面13c，但是不限于此，只要 是不妨碍来自光束控制部件9的宽范围且均匀的出射的形状，则也可以 是曲线。此处，将从光轴LC到第二出射面13b与第三出射面13c的连接 点Pa为止的角度设为Sl，将从光轴LC到拐点Po的角度设为52。
此处，根据图5对光束控制部件9的光控制出射面13进行更详细的 说明。
如图5所示，当将与LED 4的光轴LC垂直的水平面设为基准面C 时，将在从LED 4射出并在光束控制部件9内传播的光H从光控制出射 面13射出的位置Px (光控制出射面13与光H的交点)处引出的与基准 面C平行的线设为A。此外，将入射到光束控制部件9并到达了光控制 出射面13的角度范围内的光和通过该到达点且与基准光轴LC平行的线 所成的角度设为01。此外，将在来自LED 4的光H从光控制出射面13 射出的位置Px处与光控制出射面13的轮廓线相切的切线B与线A所成 的角度设为03。此外，在图5中，将在光束控制部件9的内部传播的来 自LED4的光H从光束控制部件9的光控制出射面13射出的出射角(从 光控制出射面13射出的光H与光轴LC所成的角度)设为95。
图5所示的光控制出射面13形成为在从LED4射出的光中、在至少
包括以下角度范围的预定范围内(ei<si的角度范围内)，该角度范围是
指从最大强度的光所射出的方向(沿着光轴LC的方向，沿着基准面C 的法线方向的方向)到成为最大强度的半值的光所射出的方向的角度范
围，除了法线(图5中的光轴LC)附近的光以外，ei与e5的关系形成
为(e5/ei) 〉i，并形成为该65/01的值随着ei的增大而逐渐减小的形状。
此处，将光束控制部件9的扩散程度的系数设为a时，在9KS1的 范围内，65可以用(1+ ((51 —01) xa) /51)) xei (其中，ei<si)来 表示，e3可以用tan-l ((sine5—n.s認)/ (cose5—n.cos61))(其中，n 是光束控制部件9的折射率)来表示。此外优选地，在上述法线(图5
中的光轴LC)附近，例如ei大致为士5。以内。由此求出的e3，从光轴lc附近开始到成为ei=S2为止，e3在ei 增大的同时逐渐减小，在ei〉S2的范围内，e3在ei增大的同时逐渐增 大。此外，在ei与si—致时，e3=ei。
对所述光束控制部件9的光控制出射面13的作用进行说明，.如图5 所示，来自LED4的光H在光束控制部件9的内部传播后，根据斯涅尔 定律(Snell，sLaw)从光控制出射面13射出到外部(空气中)。此时，从 光束控制部件9射出的来自LED 4的光束，与从仅形成为半球状的光束 控制部件9射出的光束相比，不会在LED 4的正上方等处局部射出，而 是朝向照射范围内均匀且平滑地扩散射出。
也就是说，作为光源模块3A，形成为经由光束控制部件9，或者依 次经由密封部件6和光束控制部件9，射出来自点状光源的发光部4a的 光，光束控制部件9具有光入射面(凹部11的凹面)和光控制出射面13， 其中来自点状光源的发光部4a或来自由密封部件6密封的点状光源的发 光部4a的光在该光入射面处入射到光束控制部件9中，光控制出射面13 对来自点状光源3a.的光的出射进行控制。光控制出射面13形成为以下 形状即可对于从点状光源3a射出的光中的至少在如下角度范围内射出 的光，即，从最大强度的光所射出的方向到出射光强度成为最大强度的 半值的光所射出的方向的角度范围，入射到光束控制部件9并到达了光 控制出射面13的角度范围内的光与通过该到达点且与光源模块3A的基 准光轴(光轴LC)平行的线所成的角度ei，与从光控制出射面13射出 的光的出射角05，除了从点状光源3a射出的光中的基准光轴附近的光以
外，满足e5/ei〉1的关系，并且该e5/ei的值随着ei的增大而逐渐向减
小的方向变化。
作为所述光源模块3A，具体而言，可以列举使用了 LEC (Light Enhancer Cap:株式会社工:/:/，7 fV7:7Wx/《^X制)作为光束控 制部件9的模块。
此外，作为光源模块3、光源模块3A，也可以对多个点状光源进行 模块化。
返回图1和图2，在所述壳体2的内部，容纳了光反射板21。该光反射板21用于对从多个作为点状光源的光源模块3射出的光进行反射， 配置成与光源模块3的密封部件6的上表面相对。
所述光反射板21包围多个点状光源中的各个，在该第1实施方式中， 所述光反射板21具有包围各光源模块3的光束控制部件7的各自周围的 多个容纳凹部22、和形成于该容纳凹部22的底部的中心处的可自由贯插 光源模块3的光束控制部件7的贯插孔23。作为该贯插孔23的形状，在 该第1实施方式中是平面圆形，但可以是任何形状。
该第1实施方式中的容纳凹部22形成为切去头部的倒多角锥形状 (将切去头部的多角锥倒置的形状。以下，称作倒多角锥台形状。)，具 体而言，形成为切去头部的倒四角锥形状(将切去头部的四角锥倒置的 形状以下，称作倒四角锥台形状。)，将各容纳凹部22的各个顶部22a 配设成位于同一平面内。当然，作为容纳凹部22，也可以是倒多角锥形 状。此外，优选多个容纳凹部22的顶部22a分别与相邻的容纳凹部22 的顶部22a连接。此外，也可以是相邻的容纳凹部22的顶部22a紧贴着 各容纳凹部22。
也就是说，在该第1实施方式中的灯箱1中，以填充各光源模块3 之间的空间的方式、并且以各光源模块3的光束控制部件7从形成为倒 多角锥形状的容纳凹部22的底部开设的贯插孔23中显露的方式，来配 置光反射板21。另外，作为贯插孔23的尺寸，优选形成为单侧比光源模 块3的贯插部的尺寸大lmm以上。
由此，光源模块3以光源模块3的光束控制部件7从各容纳凹部22 的底部的贯插孔23向壳体2的开口侧显露的方式，预先在壳体2的底板 2a的内表面上设置并配线。
作为所述容纳凹部22的形状，不限于倒四角锥台形状，也可以设为 其它的倒多角锥台形状，例如倒三角锥台形状、倒五角锥台形状、倒六 角锥台形状等。此外，作为容纳凹部22的形状，可以根据规格和设计理 念等需要，从在底部具有成为贯插孔23的贯通孔的倒多角锥形状、杯状、 钵状、半球状、半椭圆球状等各种形状中适当地选择。
该第1实施方式中的形成为倒四角锥台形状的容纳凹部22的顶部
1422a的顶角优选为60 120°，更加优选为80 100°。顶部22a的高度在 光源的发光部4a的高度以上，且在从发光部4a到光扩散表面板26的距
离的二等分点以下，更加优选的是在二等分点以下且三等分点以上。
由于为了散发从LED4等产生的热、或为了缓和因壳体2与光反射 板21的热膨胀率差异而引起的位置偏移等目的，可以在所述光反射板21 的贯插孔23的周壁部与光源模块3的光束控制部件7之间设置lmm以 上距离的间隙。
优选地，所述光反射板21通过在内部具有平均气泡直径为光波长以 上且50nm以下的细微气泡或气孔的热塑性树脂的膜材或片材形成。
作为热塑性树脂的膜材或片材的材料，例如可以列举出聚乙烯、聚 丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氯联苯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙 烯醇等的通用树脂、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙 二醇酯、聚酰胺、聚縮醛、聚苯醚、超高分子量聚乙烯、聚砜、聚醚砜、 聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚酰亚胺、 聚四氟乙烯、液晶聚合物、氟树脂等的工程塑料、或者它们的共聚物或 混合物等。在这些材料之中，优选为聚酯、聚苯硫醚、聚丙烯、环聚烯 烃，这是因为它们的耐热性、耐沖击性等良好。
此外，可以在热塑性树脂中适当添加防氧化剂、紫外线吸收剂、润 滑剂、颜料、强化剂等。此外，也可以涂敷含有这些添加剂的涂覆层来 形成。
更具体地说，作为热塑性树脂的膜材或片材的一个例子，可以使用 如下的聚酯系发泡片(例如，古河电气工业株式会社制的MCPET (注册 商标))，即在高压下使二氧化碳浸透到热塑性聚酯的挤压片中之后、进 行加热使其起泡而成的片材，其内部的平均气泡直径为50|am以下。除此 以外，还可以使用其它的内部平均气泡直径为50叫以下的环聚烯烃系发 泡片。
此外，作为形成光反射板21的材料的优选例子，可以列举含有填充 剂的热塑性树脂的膜材或片材，即以填充剂为核心形成有多个孔洞(void) 的膜材或片材。此时，作为上述膜材或片材，优选为通过形成含有填充剂的未延展的膜材或片材、并对该未延展的膜材或片材进行延展、从而 以填充剂为核心形成有多个孔洞的多孔性延展膜材或片材。
作为所述光反射板21的厚度，优选为150 2000^im的范围。该光 反射板21的厚度如果在150 2000|am的范围内则具有刚性，光向光反射 板21的背面的泄漏也少。
作为所述光反射板21的比重，优选为0.1 0.7。当该光反射板21 的比重超过0.7时，即使满足了其它的必要条件，由于光反射板21的透 明化而使光向光反射板21的背面的泄漏变多，因此光损失变大。
作为所述光反射板21的可见光的扩散反射率，优选为80%以上。当 该光反射板21的扩散反射率在80%以上时，光源的光的漫反射效果提高。
另外，此处所说的可见光的扩散反射率，是指扩散反射束相对于入 射光束之比，指利用自动记录分光光度计以555nm的波长进行测定，将 硫酸钡细微粉末固化而成的白板的扩散反射率设为100%并作为其相对 值而求出的值。作为自动记录分光光度计，可以使用例如UV—3100PC (岛津制作所的商品名)。
作为所述光反射板21的制造方法，如食品托盘那样，对膜材或片材 进行冲压加工而一体成型即可。此时，各容纳凹部22的顶部22a与相邻 的容纳凹部22的顶部22a连接而形成为一体。或者，也可以如嵌木细工 那样进行组装。此外，从容纳在壳体1中出发，还可单独形成各容纳凹 部22，使各顶部22a对接来容纳于壳体1中。
在所述光反射板21的上方，配设有透光性的光扩散表面板26。该 光扩散表面板26以与光反射板21相对并闭塞壳体2的幵口的方式，通 过双面胶带或粘接剂或螺钉等固定在壳体2的幵口端。当然，也可以按 照能自由装拆的方式安装在壳体2的开口端上。
作为所述光扩散表面板26，适合使用全光线透射率为20 70%的范 围，且反射率为30 80%的范围的材料，可以使用例如丙烯树脂板、聚 碳酸酯板、玻璃纤维布、聚氯乙烯树脂片等。当全光线透射率为20 70% 的范围时，为了得到光扩散表面板26的亮度所需的光源的量不会变得过 多，而且，不会透射过多的光源的指向性强的光。在灯箱1较薄的情况下，当作为光源的LED4的亮度为15000cd/m2的上限，光扩散表面板26 的全光线透射率也为上限的70%时，光源上方的光扩散表面板26变得过 亮而产生照度不均匀，因此需要将全光线透射率设定为30%左右。艮P， 在光源的亮度高时使全光线透射率接近下限，而在光源的亮度低时使全 光线透射率接近上限即可。此外，全光线透射率是按照JISK 7105 — 1981 而求取的值。
此外，如图2所示，容纳凹部22的顶部22a位于从LED4的发光部 4a到光扩散表面板26的距离的二等分点27以下，且在LED 4的发光部 4a以上的部位。
以下，通过实施例，具体说明本发明。而且，本发明不限于此。 (实施例1) 制作了图1及图2所示的灯箱1。
将壳体2设为在图1的上下方向上示出的纵向尺寸(内侧尺寸)为 300mm、在图1的左右方向上示出的横向尺寸(内侧尺寸)为400mm、 在图2的上下方向上示出的深度尺寸为60mm的上部开口的平面矩形形 状。此外，将底板2a和侧板2b的厚度尺寸分别设为4mm。在该壳体2 的底板2a的上表面(壳体2的底部的内表面)上，在相互垂直的纵向上 以100mm的间距、在横向上以100mm的间距，矩阵状地配置纵向3个、 横向4个的共计12个作为点状光源的多个光源模块3。
作为光源模块3，使用了 ShiningEye (L)(株式会社光波的商品名 产品编号FA003F001串联电路专用电源0.3W/个)。
光源模块3在点亮1个并卸下光扩散表面板26的状态下，在从LED 4的顶部4b隔开350mm的距离L处用亮度计测定时的亮度为400 cd/m2。 如图2详细示出，使用TOPCON公司制的亮度计(机型名称BM7)，以 0.2°的光斑角度，在从LED 4的顶部4b至亮度计BM的测定部BMa为 止隔开350mm的距离L处测定了亮度。
光反射板21是倒四角锥台形状的容纳凹部22在顶部22a处纵横连 续而连接起来的形状，在容纳凹部22的底部形成有贯插孔23,光源模块 3的光束控制部件7从该贯插孔23显露出来。此外，也可以是倒四角锥台形状的顶部22a使各倒四角锥台对接。
光反射板21的容纳凹部22为倒四角锥台形状，顶部22a连续连接， 在底部开口有用于贯插LED4的圆形贯插孔23。对于尺寸，光反射板21 的容纳凹部22的上部的纵向尺寸为100mm、横向尺寸为100mm，底部 的纵向尺寸为54mm、横向尺寸为54mm，深度尺寸为23mm，贯插孔23 的直径为30mm (与光束控制部件7的间隙为3.5mm)。
光扩散表面板26使用了纵向尺寸为308mm、横向尺寸为408mm、 厚度尺寸为3mm的乳白色丙烯树脂板即Acrylite (三菱X3^株式会社 的商品名颜色编号井430)。该光反射板21的全光线透射率为30%。 (比较例1)
除了不使用光反射板21之外，形成了与实施例1同样的灯箱。比较 例1的光源模块3在点亮1个并在从其顶部隔开350mm的距离处用亮度 计测定时的亮度为400 cd/m2。其中，卸下光扩散表面板26直接对光进行 测定。
(比较例2)
形成了具有与实施例1相同大小的壳体2和光扩散表面板26而改变 了内部的点状光源的灯箱。
在壳体2的底面(底板2a的上表面)上配置了以纵向40mm间距、 横向40mm间距排列了点状光源的配线板。点状光源按照纵向7个、横 向IO个的矩阵形状的方式设置了 70个。点状光源以0.104W/个的功耗使 用了日亚化学工业株式会社制的LED (商品编号NSPW510CS、指向性 50°)。没有使用针对该LED的凹透镜或棱镜等光扩散单元，也没有使用 反射板。
(比较例3)
比较例3的点状光源以纵向30mm间距、横向30mm间距，按照纵
向10个、横向13的矩阵形状的方式设置了 130个。
接着，通过下述方法对实施例1及比较例1 3进行评价。 在该评价中，在暗室内使实施例1的灯箱1的光源点亮并使照度计
的受光部直接接触光扩散表面板26来测定了 IO个部位的照度。作为照度测定器，使用了横河M&C公司制的普通AA级照度计(型号名称 51002)来进行测定。对于光扩散表面板26上的测定位置的IO个部位， 将上起第2行的4个光源上的位置从左起设为K1、 K2、 K3、 K4，将上 起第2行的3个部位的光源间位置设为Yl、 Y2、 Y3,将上起第1行的 光源与第2行的光源之间的光反射板21的横向延伸顶部中的与光反射板 21的纵向延伸顶部相交的三个部位设为Y4、 Y5、 Y6，并分别进行了测 定。并且通过目视从与出射面垂直离开3m的位置处对照度不均匀进行观 测。
实施例1的测定结果是，在Kl处为1104勒克斯、在K2处为1120 勒克斯、在K3处为1124勒克斯、在K4处为1105勒克斯、在Yl处为 1101勒克斯、在Y2处为1104勒克斯、在Y3处为1103勒克斯、在Y4 处为1101勒克斯、在Y5处为1100勒克斯、在Y6处为1105勒克斯。并 且，在暗室内即使从离开3m的位置进行目视也没看到照度不均匀。
与此相对，比较例1的测定结果是，在K1处为1095勒克斯、在K2 处为1112勒克斯、在K3处为1116勒克斯、在K4处为1095勒克斯、在 Yl处为812勒克斯、在Y2处为812勒克斯、在Y3处为814勒克斯、 在Y4处为801勒克斯、在Y5处为810勒克斯、在Y6处为805勒克斯。 并且，在暗室内即使从离开3m的位置进行目视也还能看见明显的照度不 均匀。
此外，对于比较例2的灯箱，在暗室内使比较例2的灯箱1的光源 点亮并使照度计的受光部直接接触光扩散表面板26来对点状光源上的所 有70个部位的照度进行测定得到的结果是，平均为1004勒克斯。此外， 如上起第1行及第2行、以及左起第1列及第2列的共计4个光源中央 部分那样，对相邻的4个点状光源(配置于四角框的四角)的中央部、 即行间与列间的交点部分的54个部位的照度进行测定的结果是，平均为 877勒克斯。此外，在暗室内即使从离开3m的位置进行目视也还能看见 明显的照度不均匀。
此外，对于比较例3的灯箱，在暗室内使比较例3的灯箱1的光源 点亮并使照度计的受光部直接接触光扩散表面板26来测定了点状光源上的所有130个部位的照度的结果是，平均为1540勒克斯。此外，如同上 起第1行和第2行、以及左起第1列和第2列的共计4个光源中央部分 那样，对相邻的4个点状光源(配置于四角框的四角)的中央部、即行 间和列间的交点部分的108个部位的照度进行了测定的结果是，平均为 1140勒克斯。此外，在暗室内即使从离开3m的位置进行目视也还能看 见明显的照度不匀。
一般而言，将灯箱用于便利店的门面招牌时的要求事项为在光扩 散表面板26的表面的所有部位，面照度都超过1000勒克斯，最亮的部 位与最暗的部位之比在2倍以内，在夜间对设置在室外的灯箱进行目视 时没有照度不均匀。
由此，从上述评价结果也清楚可知，实施例1充分满足作为门面招 牌的功能，与此相对，在比较例1 3中，不能满足作为门面招牌的功能。
图6和图7表示本发明的灯箱1的第2实施方式，图6是主要部分 的局部剖视俯视图，图7是图6的剖视图。此外，对于与前述的第1实 施方式的灯箱相同或相当的结构，在附图中赋予相同的标号并省略其说 明。
本第2实施方式的灯箱例示了在配线板上排列了多个点状光源。
本第2实施方式的灯箱31与前述第1实施方式的灯箱1同样，具有 在光的出射侧(图7的上方)形成有开口的壳体2。
在所述壳体2的底部，配置有平板状的配线板41。在该配线板41 的上表面上，安装有通过环氧树脂、玻璃等密封部件42b将多个作为点 状光源的LED 42 (具体而言，点状的发光部42a)成型为炮弹型的形状 而形成的LED42 (具体而言，LED灯)。这些LED 42在配线板41上、 详细而言是配线板41的上表面上，排列成相互垂直的纵向和横向的间距 为等间隔的矩阵状。此外，在配线板41上，以与配线板41的上表面相 对的方式配置用于对从LED 42射出的光进行反射的光反射板43。
在作为本第2实施方式的点状光源的LED 42中，发光部42a通过密 封部件42b成型为炮弹型的形状，并且在覆盖发光部42a的密封部件42b 上设置了光扩散单元。通过设置该光扩散单元，形成为从多个LED42中的一个LED 42射出的光的入射角为0。且在卸下了光扩散表面板26的状 态下隔开了 350mm的距离的情况下的亮度(以下，简称作"LED42的亮 度"。)成为15000cd/m2以下，并且形成为从作为点状光源的一个LED42 射出的光的一部分或全部在光反射板43的后述的容纳凹部45的内表面 上反射后扩散以提供对灯箱31进行内照的照明。
LED 42的亮度的上限是15000cd/m2，更优选是2000cd/m2，由此能 够进一步减轻从正下方观察光源时的剌眼感。此外，LED42的亮度的下 限是100cd/m2，更优选是300cd/m2。即使在上述亮度较低的情况下，只 要通过光反射板43进行扩散反射，使光能够在水平方向上广泛遍布即可。
在通过透明树脂或玻璃等形成密封部件42b的情况下，可通过对密 封部件42b的表面实施喷射加工，并且对密封部件42b的表面进行蚀刻， 并在形成密封部件42b的材料中混入由使光扩散的玻璃等构成的扩散材 料，来形成所述光扩散单元。在本发明中，所谓蚀刻，是指使材料的表 面粗糙的处理，即表面粗化处理。作为蚀刻的方法，可以根据密封部件 42b的材料从切削、研磨、超声波加工、准分子激光等激光、放电加工、 湿法和干法等蚀刻、电子束、喷砂、微喷(microblast)等中适当进行选 择。
此外，也可以将密封部件42b形成为棱镜型或凹透镜型，使来自发 光部42a的光的一部分或全部在密封部件42b的横向上扩散。
作为所述点状光源，也可以是设置了用于对从点状光源射出的光进 行扩散而射出的光束控制部件(参照图3 图5中的符号7和符号9)的 光源。其中也优选为能够均匀且平滑地对从点状光源射出的光进行扩散 而射出的部件。此外，作为光束控制部件的形状，只要是能够对从点状 光源射出的光进行扩散而射出的形状即可，例如，可以列举以下的形状 圆盘状且上表面形成为球冠上的形状、圆盘状且上表面形成为球冠上并 且上表面的端缘做成了光滑的曲面倒角的形状、圆盘状且下表面形成为 球冠状的形状、圆盘状且在上表面以其中心作为底并且朝向该底形成了 圆锥状凹面的形状、圆盘状且在上表面以其中心作为底并且从上表面的 周缘附近朝向该底形成了抛物线状凹曲面的形状、圆盘状且在上表面以其中心作为底并且从上表面的周缘附近朝向该底形成了在X和Y方向上 将圆切成四份而成的四分之一圆(90。的扇形)的右上部或左上部那样的 上凸截面形状的凹曲面的形状(参照图3)。作为这种控制部件，可以列 举使用了LEC (Light Enhancer Cap:株式会社工:/:70，7 "fV^7V一f 7制)。此外，还可以用覆盖密封部件3b的表面的方式设置光束控制 部件。此时，作为光束控制部件的形状，在下表面设置能够安装密封部 件3b的凹部比较好。
所述点状光源的种类、形状等没有特别限定，可以从前述的炮弹状 的LED 42 (LED 42)、表面安装型LED 42等中适当进行选择。
作为所述点状光源的发光色，可以单独或组合使用红、绿、蓝、黄、 白等各种颜色。
此外，可以根据情况在本发明的范围内适当地选择点状光源的亮度。 另外，容纳在1个容纳凹部45中的点状光源的数量既可以是单数也 可以是复数。
通过所述配线板41和光反射板43，形成了包围多个LED 42的各自 周围的多个容纳凹部45。该容纳凹部45的由配线板41构成的底部的形 状在本实施方式中为四角形，但是无论是哪种形状都可以。
此外，作为容纳凹部45，如图8所示，也可以是倒多角锥台形状， 即具有形成于容纳凹部45的底部中心的可自由贯插LED 42的贯插孔 46a。作为该贯插孔46a的形状， 一般是平面圆形，但是无论是哪种形状 都可以。
该第2实施方式中的容纳凹部45形成为倒多角锥形状，具体而言形 成为倒四角锥形状，各容纳凹部45的各自顶部45a配设成位于同一平面 内。而且，优选为多个容纳凹部45的顶部45a分别与相邻的容纳凹部45 的顶部45a连接。
艮口，在该第2实施方式中的灯箱31中，以填充各LED42之间的空 间的方式、并且以各LED 42从形成为倒多角锥形状的容纳凹部45的底 部显露的方式配置光反射板43。
由此，以从各容纳凹部45的底部向位于壳体2的开口侧的表面侧显
22露的方式，预先将LED 42配置并配线在配线板41上。
作为所述容纳凹部45的形状，不限于倒四角锥形状，也可以设为其 它的倒多角锥形状，例如倒三角锥形状、倒五角锥形状和倒六角锥形状 等。此外，作为容纳凹部45的形状，可以根据规格和设计理念等的需要, 从图8所示的底部具有成为贯插孔46a的贯通孔的倒多角锥台形状、杯 状、钵状、半球状、半椭圆球状等各种形状中适当进行选择。
本第2实施方式中的形成为倒四角锥台形状的容纳凹部45的顶部 45a的顶角优选为60 120°，更加优选为80 100°。顶部45a的高度在 光源的发光部42a的高度以上、从发光部42a到光扩散表面板26的距离 的二等分点以下，更加优选的是在二等分点以下且三等分点以上。
此处，通过图9对该第2实施方式的光反射板43的制造方法进行说明。
如图9所示，可以在对膜材或片材进行沖切后，将其弯曲从而形成
脊形，并且形成第一脊形部件51和第二脊形部件52，该第一脊形部件
51以预定的间距在脊形的顶部45a设置了朝向底边具有高度方向的一半
深度的第一嵌合用凹部51a，而该第二脊形部件52以预定的间距在脊形
的底边设置了朝向顶部45a具有高度方向的一半深度的第二嵌合用凹部
52a，通过将第一嵌合用凹部51a与第二嵌合用凹部52a相互嵌合来形成
具有多个倒四角锥形状的容纳凹部45的部件。此外，可以在第一和第二
脊形部件51、 52的底边上，以预定间距延伸形成卡止片53，插入到设置
在配线板41上的未图示的槽隙中进行安装。当然，也可以如食品托盘那
样，对膜材或片材进行冲压加工而一体成型。此时，各容纳凹部45的顶
部45a与相邻的容纳凹部45的顶部45a连接而形成为一体。
对于其它的结构，因为与前述的第1实施方式的灯箱1相同，因此 省略其详细说明。
根据这种结构的该第2实施方式的灯箱31，能够确认与前述的第1 实施方式的灯箱l相同的效果。
艮P，根据该第2实施方式的灯箱31，与前述的第1实施方式的灯箱 1同样，即使是使用了如LED42那样的光的指向性较强的光源的厚度较薄的灯箱、或在LED42的数量减少为现有的1/4 1/9的情况下，也能够 发挥抑制表面照度产生不均匀等效果。
本发明的灯箱能够用于天花板照明、门面招牌、液晶电视的背光灯 等各种部件。
此外，本发明不限于前述的各实施方式，可以根据需要进行各种变更。
权利要求
1.一种灯箱，其具有点状光源、配置在所述点状光源的周围的光反射板、配置成与所述光反射板相对的透光性光扩散表面板、和在光的出射侧形成有开口并且在内部至少容纳所述点状光源及光反射板的壳体，该灯箱的特征在于，通过所述光反射板形成容纳凹部，在所述容纳凹部内配置所述点状光源，在从所述点状光源射出的光的入射角为0°且隔开了350mm的距离的情况下的亮度为15000cd/m2以下，从所述点状光源射出的光的一部分或全部在所述容纳凹部的周壁部的内表面上进行反射后提供照明。
2. 根据权利要求1所述的灯箱，其中，所述点状光源是排列在配线 板上的光源，或者是对一个或多个点状光源进行了模块化后的光源模块。
3. 根据权利要求1或2所述的灯箱，其中，所述点状光源是通过密 封部件密封了点状发光部的LED。
4. 根据权利要求3所述的灯箱，其中，在所述密封部件上设置了光 扩散单元。
5. 根据权利要求3或4所述的灯箱，其中，所述密封部件是炮弹型 且赋予了光扩散性的部件，或者是棱镜型或凹透镜型。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的灯箱，其中，所述点状光源 具有用于对从发光部射出的光进行扩散而射出的光束控制部件。
7. 根据权利要求2所述的灯箱，其中，所述光源模块是通过密封部' 件对安装了 LED的基板进行密封而形成，并且在位于从LED射出的光 的光轴上的表面上，设置了用于对从LED射出的光进行扩散而射出的光 束控制部件。
8. 根据权利要求2所述的灯箱，其中，所述点状光源形成为经由光束 控制部件，或者依次经由密封部件和光束控制部件，射出来自发光部的光，所述光束控制部件具有光入射面和光控制出射面，在所述光入射面 处，来自所述发光部的光入射到所述光束控制部件上，所述光控制出射 面对来自所述发光部的光的出射进行控制，所述光控制出射面形成为以下形状对于从所述发光部射出的光中 的至少在以下角度范围内射出的光，即，从最大强度的光所射出的方向 到出射光强度成为最大强度的半值的光所射出的方向的角度范围，入射 到所述光束控制部件并到达所述光控制出射面的所述角度范围内的光与通过该到达点且与所述光源模块的基准光轴平行的线所成的角度ei，和 从所述光控制出射面射出的光的出射角e5，除了从所述发光部射出的光 中的所述基准光轴附近的光以外，满足e5/ei〉i的关系，并且该e5/ei 的值随着ei的增大而逐渐向减小的方向变化。
9. 根据权利要求i至8中任一项所述的灯箱，其中，所述容纳凹部 形成为包围所述点状光源的倒多角锥形状或切去头部的倒多角锥形状。
10. 根据权利要求i至9中任一项所述的灯箱，其中，所述容纳凹 部的顶部分别与相邻的容纳凹部的顶部连接，所述容纳凹部的顶部位于 从所述点状光源的发光部到所述光扩散表面板的距离的二等分点以下、 所述点状光源的发光部以上的部位。
11. 根据权利要求i至io中任一项所述的灯箱，其中，所述光反射板对可见光的光扩散反射率为80%以上。
12. 根据权利要求1至11中任一项所述的灯箱，其中，所述光反射 板由内部具有平均气泡直径为光的波长以上且50^m以下的细微气泡或 气孔的热塑性树脂的膜材或片材形成。
13. 根据权利要求12所述的灯箱，其中，所述热塑性树脂的膜材或 片材是厚度为150 2000^m、比重为0.1 0.7的热塑性聚酯发泡体。
14. 根据权利要求1至13中任一项所述的灯箱，其中，所述光扩散 表面板的全光线透射率为20 70%。
15. 根据权利要求1至14中任一项所述的灯箱，其中，所述壳体的 深度尺寸形成在40 60mm的范围内，所述多个点状光源排列成纵向与 横向的间距分别在80 120mm的范围内的矩阵状。
16. 根据权利要求1至14中任一项所述的灯箱，其中，所述壳体的 深度尺寸形成在20 40mm的范围内，所述多个点状光源排列成纵向与 横向的间距分别在40 80mm的范围内的矩阵状。
全文摘要
本发明提供一种即使是使用了像LED那样的光的指向性较强的光源的厚度较薄的灯箱、或者在LED的数量减少为以往的1/4～1/9的情况下，也能够抑制表面照度产生不均匀的灯箱。灯箱(1)具有多个点状光源(4)，以及光反射板(21)，光反射板(21)具有包围各个点状光源(4)的容纳凹部(22)，在该容纳凹部(22)的底部形成的贯插孔(23)中分别贯插了点状光源，在从点状光源(4)射出的光的入射角为0°且隔开了350mm的距离的情况下的亮度为15000cd/m²以下，从点状光源(4)射出的光的一部分或全部在容纳凹部(22)的内表面上进行反射后提供照明。
文档编号F21V7/00GK101641547SQ200880009338
公开日2010年2月3日 申请日期2008年3月24日 优先权日2007年3月22日
发明者大出谦, 池田英行, 石井俊司 申请人:古河电气工业株式会社