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CN109563982A - 导光部件、导光部件单元和照明装置 - Google Patents

导光部件、导光部件单元和照明装置 Download PDF

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CN109563982A CN201780049462.4A CN201780049462A CN109563982A CN 109563982 A CN109563982 A CN 109563982A CN 201780049462 A CN201780049462 A CN 201780049462A CN 109563982 A CN109563982 A CN 109563982A
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Abstract

实现能够以低成本制作且能够使照明装置小型化的导光部件。导光部件(20)具有：入射面(21)，其供来自发光部(13)的光入射；第1反射面(23)，其使从入射面(21)入射的光的至少一部分进行全反射；第2反射面(24)，其使在第1反射面(23)进行全反射后的光的至少一部分进行全反射而成为平行光；以及射出面(22)，其射出在第2反射面(24)进行全反射后的平行光。

Description

导光部件、导光部件单元和照明装置
技术领域
本发明涉及用于射出平行光的导光部件和导光部件单元、以及具有该导光部件单元的照明装置。
背景技术
公知有用于显示所谓三维图像而不使用观察用眼镜的立体显示装置。在这种立体显示装置中具有：导光板；设置在导光板的端部且对导光板照射光的照明装置；形成在导光板的背面的具有多个第1棱镜的左眼用显示图案；形成在导光板的背面的具有多个第2棱镜的右眼用显示图案。根据该结构，使来自照明装置的光在多个第1棱镜和第2棱镜进行反射，由此，在导光板的正面侧显示左眼用图像和右眼用图像，观测者能够视觉辨认立体图像。
但是，如上所述，在立体显示装置中，为了较大地显示立体图像，需要用于对导光板照射平行光的照明装置。例如在专利文献1～4中公开了这种用于射出平行光的照明装置。
在专利文献1所公开的照明装置(车辆用灯具单元)中，使从光源射出的光在导光部件所具有的抛物柱面进行一次全反射，由此，从照射面照射平行光。但是，在专利文献1所记载的照明装置中，需要将光源配置在抛物柱面的焦线上，因此，为了以某种程度确保射出光的光路宽度，需要增大从光源到射出面的长度。其结果是，存在照明装置大型化这样的问题。
在专利文献2～4中公开了解决该问题的技术。在专利文献2～4所公开的照明装置中，使从光源射出的光在导光部件所具有的2个反射面分别进行一次(合计2次)反射，由此，确保射出光的光路宽度，并且从照射面照射平行光而不用增大光源与射出面之间的距离。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开特许公报“日本特开2005-228502号公报(2005年8月25日公开)”
专利文献2：日本公开特许公报“日本特开2011-243521号公报(2011年12月1日公开)”
专利文献3：日本公开特许公报“日本特开2005-190669号公报(2005年7月14日公开)”
专利文献4：日本公开特许公报“日本特开2013-137979号公报(2013年7月11日公开)”
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献2～4所记载的照明装置中，为了使从光源射出的光在反射面进行反射，需要在导光部件所具有的反射面上设置例如蒸镀的金属等反射材料。因此，存在导光部件的材料成本和制造成本升高这样的问题。
本发明是鉴于所述问题而完成的，其目的在于，实现能够以低成本制作且能够使照明装置小型化的导光部件。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的一个方式的导光部件的特征在于，所述导光部件具有：入射面，其供来自光源的光入射；第1反射面，其使从所述入射面入射的光的至少一部分进行全反射；第2反射面，其使在所述第1反射面进行全反射后的光的至少一部分进行全反射而成为平行光；以及射出面，其射出在所述第2反射面进行全反射后的平行光。
发明效果
本发明发挥如下的效果：实现能够以低成本制作且能够使照明装置小型化的导光部件。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的立体显示装置的结构的立体图。
图2是示出上述立体显示装置所具有的照明装置的结构的立体图。
图3是上述照明装置的主视图。
图4示出上述照明装置的结构，是从图3的A-A线箭头方向观察的剖视图。
图5是上述照明装置的侧视图。
图6是示出上述照明装置所具有的导光部件的构造的剖视图。
图7是示出上述照明装置所具有的发光部的LED的配置的立体图。
图8示出上述照明装置中从发光部射出的光的行进路径，(a)是示出从发光部射出的光中与发光部的光轴形成规定的角度以下的角度的光的行进路径的图，(b)是示出从发光部射出的光中从发光部的光轴方向起形成比规定的角度大的角度的光的行进路径的图。
图9说明从上述导光部件的射出面射出的光的强度，(a)是说明从发光部射出的光的强度的图，(b)是示出导光部件不具有第3反射面的情况下的从射出面射出的光的强度的曲线图，(c)是示出导光部件具有第3反射面的情况下的从射出面射出的光的强度的曲线图。
图10说明从上述照明装置射出的光的强度，(a)是示出射出面为长方形的情况下的从照明装置射出的光的强度的曲线图，(b)是示出射出面为平行四边形的从照明装置射出的光的强度的曲线图。
图11的(a)和(b)是用于分别说明作为上述射出面的变形例的射出面B的形状的图。
图12是示出本发明的实施方式2的照明装置的结构的剖视图。
图13说明上述照明装置所具有的导光部件的结构，(a)是示出导光部件的构造的剖视图，(b)是(a)中的入射面周边的放大图。
图14是示出上述照明装置中从发光部射出的光的行进路径的图。
图15的(a)是示出从实施方式1的照明装置射出的光的强度分布的曲线图，(b)是示出从实施方式2的照明装置射出的光的强度分布的曲线图。
图16的(a)是示出导光部件无法分割的情况下的导光部件的制造方法的图，(b)是示出导光部件能够分割的情况下的导光部件的制造方法的图。
图17是示出作为上述导光部件的变形例的导光部件的构造的剖视图。
图18的(a)是作为实施方式2的导光部件的变形例的导光部件的入射面的周边的放大图，(a)是作为实施方式2的导光部件的变形例的导光部件的入射面的周边的放大图。
图19是作为实施方式2的导光部件的变形例的导光部件的入射面的周边的放大图。
图20是实施方式3的照明装置的剖视图。
图21是示出上述照明装置所具有的导光部件的构造的剖视图。
图22是示出上述照明装置中从发光部射出的光的行进路径的图。
具体实施方式
下面，对本发明的实施方式进行详细说明。
〔实施方式1〕
参照图1～图11对本实施方式的立体显示装置1进行说明。
(立体显示装置1的结构)
图1是示出立体显示装置1的结构的立体图。
如图1所示，立体显示装置1具有照明装置2、导光板3和光路偏向部4。
照明装置2是用于对导光板3照射跟与后述导光板3的入射面3a垂直的方向平行的光(以后也称为平行光)的单元。照明装置2的结构的详细情况在后面叙述。
导光板3由透明且折射率比较高的树脂材料成型。导光板3具有：供从照明装置2照射的光入射的入射面3a；射出光的射出面3b，其是导光板3的正面；以及与射出面3b对置的背面3c。
光路偏向部4形成在导光板3的背面3c。光路偏向部4对被引导的光进行光路偏向，使其从导光板3的射出面3b射出。光路偏向部4例如由棱镜构成。
在立体显示装置1中，从照明装置2射出的平行光从导光板3的入射面3a入射。入射到导光板3的光在导光板3的内部被引导，通过光路偏向部4对光路进行偏向，从导光板3的射出面3b射出。然后，通过从射出面3b射出的光，在空间上形成立体图像I。关于立体图像I的成像，能够使用公知技术，因此这里省略说明。
(照明装置2的结构)
参照图2～图5对照明装置2的结构进行说明。
图2是示出照明装置2的结构的立体图。图3是照明装置2的主视图。图4示出照明装置2的结构，是从图3的A-A线箭头方向观察的剖视图。图5是照明装置2的侧视图。其中，在图4和图5中省略了壳体11。
如图2～图5所示，照明装置2具有壳体11、基板12、4个发光部(光源)13和导光部件单元14。
壳体11是用于在内部收纳基板12和导光部件20的部件，呈大致长方体的形状。壳体11在与导光板3的入射面3a对置的部位形成有开口部11a。
基板12搭载有分别对导光部件单元14所具有的4个导光部件20照射光的4个发光部13。发光部13具有分别发出红色、绿色和蓝色的3个LED 13a、13b、13c(light emittingdiode、发光二极管、发光元件)(参照图7)。发光部13对从各LED 13a、13b、13c射出的光的强度进行调整，由此能够射出各种颜色的光。由此，能够使立体图像I的颜色根据演出而变化。
导光部件单元14是用于将从各发光部13射出的光转换为平行光的部件。导光部件单元14由4个导光部件20构成。
导光部件20是用于在内部将从发光部13照射的光转换为平行光的部件。导光部件20由折射率比较高的树脂材料成型。参照图6对导光部件20的构造进行说明。
图6是示出导光部件20的构造的剖视图。另外，在图6中，一并图示发光部13。以后，为了简化说明，设图6中的+X方向为右方向、设-X方向为左方向、设+Y方向为上方向、设-Y方向为下方向、设+Z方向为前方向、设-Z方向为后方向进行说明。
如图6所示，导光部件20具有入射面21、射出面22、第1反射面23、第2反射面24、第3反射面25、第1连接面26、第2连接面27、第3连接面28，在前后方向上具有规定的厚度。
入射面21为平面，是供从发光部13射出的光中的、从发光部13的光轴朝向左侧射出的光入射到导光部件20的面。另外，发光部13的光轴是指发光部13的光射出面的法线方向(与光射出面垂直的方向、图6中的Y轴方向)的轴。导光部件20以使入射面21与基板12平行的方式收纳在壳体11中。
图7是示出发光部13的LED 13a、13b、13c的配置的立体图。如图7所示，发光部13设置在与导光部件20的入射面21对置的位置。此外，发光部13的LED 13a、13b、13c在导光部件20的厚度方向(图6中的Z轴方向)上排列配置。
射出面22为平面，是射出在导光部件20的内部引导的光的面。射出面22与入射面21平行设置，配置在与导光板3的入射面3a对置的位置。从射出面22射出的光通过壳体11的开口部11a照射到导光板3的入射面3a。射出面22呈平行四边形(参照图2和图3)。
第1反射面23为平面，是使从发光部13射出且从入射面21入射到导光部件20的光中的、相对于发光部13的光轴形成一定的角度以下(在本实施方式中为60°以下)的角度的光(以后也称为低角度光)朝向第2反射面24进行全反射的反射面。
第1反射面23配置成，与发光部13的光轴所成的角成为比临界角大的角度。由此，从发光部13射出且直接入射到第1反射面23的光(即低角度光)在第1反射面23进行全反射。
在导光部件20中，第1反射面23的上端和入射面21的右端通过成为平面的第1连接面26连接。此外，第1反射面23的下端和射出面22的右端通过成为平面的第2连接面27连接。
第2反射面24是用于使通过第1反射面23进行全反射而入射到第2反射面24的光朝向射出面22进行全反射的反射面。第2反射面24成为具有穿过由第1反射面23形成的发光部13的虚像位置(更准确地讲为LED 13a、13b、13c的虚像位置)且在与发光部13的光轴正交的方向上延伸的焦线的抛物柱面。换言之，第2反射面24在与第1反射面23垂直且与平行光的行进方向平行的平面中的截面形状为抛物线，由第1反射面23形成的发光部13的虚像位于上述抛物线的焦点位置。由此，从发光部13射出且在第1反射面23进行全反射并在第2反射面24进行全反射后的光向与射出面22垂直的方向射出。此外，第2反射面24设置成，在第1反射面进行全反射并入射到第2反射面24的光的入射角成为临界角以上。
第3反射面25是用于使从发光部13射出的光中的、相对于发光部13的光轴形成比一定的角度大(在本实施方式中比60°大)的角度的光(以后也称为高角度光)进行反射的反射面。即，第3反射面25具有如下的作为光限制部的功能：针对来自发光部13的光经由入射面21直接到达第1反射面23的光，限制相对于第1反射面23的入射角度的范围。第3反射面25设置在与入射面21垂直的方向(Y轴方向)上，上端与入射面21的左端连接。第3反射面25的下端和第2反射面24的上端通过第3连接面28连接。
在本实施方式的导光部件单元14中，如图4所示，在与导光部件20的厚度方向垂直的方向(图6中的X轴方向)上排列设置有4个导光部件20。更详细地讲，在导光部件单元14中，各导光部件20所具有的射出面22被配置成在同一平面上彼此相邻。另外，在本实施方式的导光部件单元14中，构成为导光部件20在一个方向上(一条直线上)排列，但是不限于此。例如，本发明的一个方式的导光部件单元也可以构成为导光部件20呈二维状排列。
此外，如图6所示，在发光部13与入射面21之间设置有缝隙31。缝隙31是用于限制发光部13的照射区域的部件。这里，发光部13在左右方向上存在固定宽度的射出区域。因此，在未设置缝隙31的情况下，在从发光部13的左端射出的光和从发光部13的右端射出的光中，同一入射点处针对第1反射面23的入射角度大不相同。由此，从射出面22射出的光的平行度降低。
与此相对，在照明装置2中，由于在发光部13与入射面21之间设置有缝隙31，因此，能够限制发光部13的左右方向的照射区域。由此，从发光部13射出且通过缝隙31的光在第1反射面23中的同一入射点处的入射角度不会大不相同，因此，能够提高从射出面22射出的光的平行度。
(光的行进路径)
接着，参照图8对从发光部13射出的光的行进路径进行说明。
图8示出从发光部13射出的光的行进路径，(a)是示出从发光部13射出的光中与发光部13的光轴形成规定的角度以下的角度的光(低角度光)的行进路径的图，(b)是示出从发光部13射出的光中从发光部13的光轴方向起形成比规定的角度大的角度的光(高角度光)的行进路径的图。
如图8的(a)所示，从发光部13射出的低角度光从入射面21入射到导光部件20，直接到达第1反射面23。如上所述，到达第1反射面23的光相对于第1反射面23的入射角成为临界角以上，因此，通过第1反射面23进行全反射。然后，通过第1反射面23进行全反射后的光到达第2反射面24。到达第2反射面24的光相对于第2反射面的入射角成为临界角以上，因此，通过第2反射面24进行全反射。这里，如上所述，第2反射面24成为具有穿过由第1反射面23形成的发光部13的虚像位置且在与发光部13的光轴方向正交的方向上延伸的焦线的抛物柱面。因此，通过第2反射面进行全反射后的光向与射出面22垂直的方向射出。即，从发光部13射出的光中的直接到达第1反射面23的光(即低角度光)由导光部件20转换为平行光。
此外，如图8的(b)所示，从发光部13射出的高角度光从入射面21入射到导光部件20，到达第3反射面25。到达第3反射面25的光在第3反射面25进行全反射后，透射过第1反射面23或第1连接面26，向外部射出。
另外，在照明装置2中，入射面21仅从发光部13的光轴向左侧形成。由此，从发光部13射出的光中的从发光部13的光轴朝向右侧射出的光入射到相邻的导光部件20，透射过该导光部件20，从射出面22侧射出。
(从射出面射出的光的强度)
接着，参照图9对从导光部件20的射出面22射出的光的强度进行说明。
图9说明从导光部件20的射出面22射出的光的强度，(a)是说明从发光部13射出的光的强度的图，(b)是示出不具有第3反射面的情况下的从射出面射出的光的强度的曲线图，(c)是示出具有第3反射面25的情况下的从射出面射出的光的强度的曲线图。
从发光部13射出的光是扩散光，因此，在光射出方向是光轴方向的情况下，光强度最高，随着光射出方向从光轴方向倾斜，强度降低。更详细地讲，如图9的(a)所示，在设向光轴方向射出的光的强度为1的情况下，与光轴形成的角度为θ的光的强度成为cosθ。
因此，在导光部件不具有第3反射面的情况下，如图9的(b)所示，从发光部射出的高角度光的光强度较小，因此，从射出面射出的光的强度根据场所而产生较大的强度不均。
与此相对，在导光部件20中，如上所述，由于具有使从发光部13射出的高角度光进行反射的第3反射面25，因此，高角度光不会直接到达第1反射面23。其结果是，能够防止射出高角度光作为平行光，因此，如图9所示，能够抑制由于场所而引起的光强度不均。
接着，参照图10和图11对从照明装置2射出的光的强度进行说明。
图10说明从照明装置2射出的光的强度，(a)是示出射出面为长方形的情况下的照从明装置射出的光的强度的曲线图，(b)是示出射出面22为平行四边形的从照明装置2射出的光的强度的曲线图。图11的(a)和(b)是用于分别说明作为射出面22的变形例的射出面22A、22B的形状的图。
如图10的(a)所示，在射出面为长方形的情况下，不对照明装置中的彼此相邻的射出面之间照射光。因此，在从照明装置射出的光分布中产生暗线。
与此相对，在照明装置2(导光部件单元14)中，由于射出面22为平行四边形，因此，彼此相邻的射出面22在导光部件20排列的方向上相互重叠。其结果是，能够抑制在从照明装置2射出的光分布中产生暗线。
另外，在照明装置2(导光部件单元14)中，射出面22的形状为平行四边形，但是不限于此。例如，如图11的(a)所示，本发明的一个方式的照明装置也可以构成为，具有一个端部呈V字型突出、另一个端部呈V字型凹陷的形状的射出面22A。此外，如图11的(b)所示，本发明的一个方式的照明装置也可以构成为，具有在两端部的中央部设置有阶梯差(成为阶梯状)的形状的射出面22B。通过具有这些形状，在射出面22A和射出面22B中，彼此相邻的射出面也能够在导光部件20排列的方向上相互重叠。其结果是，能够抑制在从照明装置射出的光分布中产生暗线。
(导光部件20、导光部件单元14和照明装置2的特征)
如上所述，本实施方式中的导光部件20具有：供来自发光部13的光入射的入射面21；使从入射面21入射的光的至少一部分进行全反射的第1反射面23；使在第1反射面23进行全反射后的光的至少一部分进行全反射而成为平行光的第2反射面24；以及射出在所述第2反射面进行全反射后的平行光的射出面22。
根据上述结构，从入射面21入射的光通过全反射而在第1反射面23和第2反射面24进行反射后，作为平行光从射出面22射出。由此，不需要针对第1反射面23和第2反射面24设置例如蒸镀的金属等反射材料。因此，能够降低具有射出平行光的功能的导光部件的材料成本和制造成本。
此外，如上所述，在构成为通过一次全反射将从入射面入射的光转换为平行光并射出的情况下，为了以某种程度确保射出光的光路宽度，需要增大从入射面到射出面的长度。与此相对，根据上述结构，从入射面21入射的光在第1反射面23和第2反射面24进行2次反射后，从射出面22射出。由此，能够确保射出光的光路宽度，并且能够缩短从入射面21到射出面22的长度。因此，能够减小具有射出平行光的功能的导光部件20的尺寸，因此，能够实现照明装置2的小型化。另外，射出光的光路宽度是指图6中的射出面22的左右方向的长度。
在导光部件20中，第1反射面23是平面，第2反射面24在与第1反射面23垂直且与平行光的行进方向平行的平面中的截面形状为抛物线。由此，发光部13被配置成，使得关于发光部13的第1反射面23的平面对称的位置成为第2反射面24的截面形状即抛物线的焦点位置，由此，能够使来自第2反射面24的反射光成为平行光。
另外，在射出面成为透镜形状而射出平行光的准直仪中，在从与准直仪的厚度方向垂直的方向观察时，在相同位置入射到射出面的光在准直仪的厚度方向的平面内具有宽度，因此，光相对于射出面的入射角不同。其结果是，在准直仪中，从射出面射出的光中产生像差。与此相对，在本发明的导光部件20中，能够在导光部件20的内部转换为平行光，因此，射出的光不会产生像差。
此外，导光部件20还具有第3反射面25，该第3反射面25针对来自发光部13的光经由入射面21直接到达第1反射面23的光，限制相对于第1反射面23的入射角度的范围。这里，来自发光部13的光通常是扩散光，随着从光轴远离，光量降低。与此相对，根据上述结构，对入射到第1反射面23的光的入射角度的范围进行限制，因此，能够减少入射到第1反射面23的光的光路区域中的光量不均。由此，关于最终从射出面射出的平行光，能够减少根据场所而产生的光量不均。
此外，导光部件20在与第1反射面23垂直且与平行光的行进方向垂直的平面(图6中的XY平面)中，第2反射面24的与射出面22相反一侧的端部(上端)处的切线相对于射出面22的倾斜度为第1反射面23相对于射出面22的倾斜度以上。由此，在与导光部件20的厚度方向垂直的方向(图6中的X轴方向)上，能够在各射出面22在同一平面上彼此相邻的状态下排列配置多个导光部件20。
此外，本实施方式中的导光部件单元14具有4个导光部件20，配置成各导光部件20所具有的射出面22在同一平面上彼此相邻。根据上述结构，在导光部件单元14中，通过针对各导光部件20设置发光部13，能够使用4个发光部13照射光。其结果是，能够照射高强度的光。此外，在导光部件单元14中，以各导光部件20所具有的射出面22在同一平面上在一个方向上排列的方式配置导光部件20，因此，能够大面积地照射平行光。
另外，在导光部件单元在导光部件的厚度方向上排列有导光部件的情况下，导光部件单元能够照射强度更高的光。
此外，在导光部件单元14中，射出面22为平行四边形，彼此相邻的射出面22在导光部件20排列的方向上相互重叠。其结果是，能够抑制在从照明装置2(导光部件单元14)射出的光分布中产生暗线。
此外，本实施方式中的照明装置2具有导光部件单元14和4个发光部13。根据上述结构，导光部件单元14由导光部件20构成，因此，能够成为能够以低成本制作且小型化的照明装置2。
此外，在照明装置2中，多个发光部13搭载于同一基板12上。由此，能够使搭载多个发光部13的基板12成为一个，因此，能够简化照明装置2，此外，能够提高照明装置2的组装性。
此外，在照明装置2中，在导光部件20的厚度方向(图6中的Z轴方向)上排列配置发光部13的LED 13a、13b、13c。根据上述结构，能够抑制从各LED 13a、13b、13c射出的光进行颜色分离，并且，能够提高从射出面22射出的平行光的平行度。
另外，在本实施方式中的照明装置2(导光部件单元14)中，构成为具有4个导光部件20，但是，导光部件20的数量不限于此。即，照明装置(导光部件单元)所具有的导光部件20的数量能够对应于导光板的大小(立体显示装置的大小)进行适当变更。
此外，在导光部件20中，第1反射面23是平面，第2反射面24成为具有穿过发光部13的虚像位置且在与发光部13的光轴正交的方向上延伸的焦线的抛物柱面，但是，本发明的导光部件不限于此。例如，也可以构成为第1反射面成为具有穿过发光部13且在与发光部13的光轴正交的方向上延伸的焦线的抛物柱面，第2反射面成为平面。在该结构中，从发光部13射出的光在第1反射面进行全反射而成为平行光，然后，使该平行光在第2反射面进行全反射，由此能够从射出面射出平行光。
另外，在专利文献1～4所公开的照明装置中，在导光部件的射出面中存在未射出光的区域，因此，在同一平面上在一个方向上排列导光部件的射出面的情况下，在从射出面射出的光分布中产生暗部。与此相对，在照明装置2中，能够以使彼此相邻的导光部件20的射出面22相邻的方式排列配置导光部件20，因此，在从射出面22射出的光分布中不会产生暗部。
〔实施方式2〕
如果根据图12～图16对本发明的另一个实施方式进行说明，则如下所述。另外，为了简化说明，针对具有与所述实施方式中说明的部件相同功能的部件，标注相同标号并省略其说明。
在实施方式1中的照明装置2中构成为，从发光部13射出的光中的、从发光部13的光轴朝向右侧方向射出的光透射过相邻的导光部件20而从射出面22侧射出。这种光成为本来没有必要的光(杂散光)，可能使立体显示装置1形成的立体图像I不鲜明。
因此，在本实施方式的照明装置2A中，与照明装置2的不同之处在于能够抑制上述杂散光的产生。
(照明装置2A的结构)
参照图12～图15对照明装置2A的结构进行说明。
图12是示出照明装置2A的结构的剖视图。另外，在图12中省略了壳体11。
如图12所示，照明装置2A代替实施方式1中的导光部件单元14而具有导光部件单元14A。导光部件单元14A代替导光部件单元14中的导光部件20而具有导光部件20A。
参照图13对导光部件20A的结构进行说明。
图13说明导光部件20A的结构，(a)是示出导光部件20A的构造的剖视图，(b)是(a)中的入射面21A周边的放大图。另外，在图13的(a)中一并图示发光部13。
如图13的(a)所示，导光部件20A代替实施方式1中的入射面21而具有入射面21A。此外，导光部件20A在实施方式1中的导光部件20的结构的基础上具有第2射出面41、第4连接面42、第5连接面43和遮光部(杂散光抑制部)50。
入射面21A与实施方式1中的入射面21不同，向发光部13的光轴的右侧形成。此外，在入射面21A上，如图13的(b)所示，在与发光部13对置的区域形成有棱镜(光学形状部)51。在本实施方式中，棱镜51的顶角为90°，以0.1mm的间距排列形成5个棱镜51。棱镜51在从发光部13射出的光从入射面21A入射到导光部件20A时，根据场所使光的折射方向变化。
第2射出面41为平面，在与发光部13的光轴垂直的方向上形成。在导光部件20A中，入射面21A的右端和第2射出面41的右端通过成为平面的第4连接面42连接。此外，入射面21A的左端和第1反射面23的上端通过成为平面的第5连接面43连接。
如图12所示，遮光部50设置在导光部件20A的第3连接面28的上部，是用于对从相邻的导光部件20A的第2射出面41射出的光进行遮光的部件。
(光的行进路径)
接着，参照图14和图15对从本实施方式中的发光部13射出的光的行进路径进行说明。
图14是示出从发光部13射出的光的行进路径的图。
如图14所示，从发光部13射出的光中的、从光轴朝向右侧方向射出的光从入射面21A入射到导光部件20A，在导光部件20A的内部行进后，从第2射出面41射出。
这里，如上所述，在第2射出面41的下侧(即相邻的导光部件20A的第3连接面28的上部)设置有遮光部50，因此，从第2射出面41射出的光由遮光部50进行遮光。由此，能够防止从发光部13射出的光中的、从发光部13的光轴朝向右侧方向射出的光成为杂散光。
(光的强度分布)
接着，参照图15对从照明装置2A射出的光的强度分布进行说明。
图15的(a)是示出从实施方式1中的照明装置2射出的光的强度分布的曲线图，(b)是示出从本实施方式中的照明装置2A射出的光的强度分布的曲线图。
如上所述，从发光部13射出的光是扩散光，因此，在光射出方向是光轴方向的情况下，光强度最高，随着光射出方向从光轴方向倾斜，强度降低。因此，在实施方式1中的照明装置2中，从导光部件20的射出面22的一个端部周边射出的光的强度和从另一个端部周边射出的光的强度大不相同。因此，如图15的(a)所示，在从照明装置2射出的光的强度分布中产生不均。
与此相对，在本实施方式的照明装置2A中，如上所述，在入射面21A上形成有棱镜51。由此，在从发光部13射出的光从入射面21A入射到导光部件20A时，根据场所使光的折射方向变化。其结果是，在照明装置2A中，能够使用强度较高的发光部13的光轴附近的光来射出光，因此，如图15的(b)所示，能够减少从照明装置2A射出的光的强度分布的不均。
(导光部件20A的制造方法的例子)
另外，如图13所示，导光部件20A能够分割成2个。具体而言，导光部件20A能够通过穿过第3连接面28的左端和第1反射面23的左端的平面进行分割，能够分割成包含第1反射面23的第1部件20A1和包含第2反射面24的第2部件20A2。
参照图16对导光部件20A的制造方法的例子进行说明。
图16的(a)是示出导光部件无法分割的情况下的导光部件的制造方法的图，(b)是示出导光部件20A能够分割的情况下的导光部件20A的制造方法的图。另外，这里，设为通过模具成型来制造导光部件进行说明。
首先，作为前提，在本发明中的导光部件中，为了射出平行光，需要高精度地制造第1反射面和第2反射面。因此，在导光部件无法分割的情况下，为了对导光部件进行模具成型，如图16的(a)所示，需要至少在左右方向上使模具的2个部件滑动。因此，很难增加1个模具中的型腔数(取り数)，因此，对导光部件进行成型的成本升高。
与此相对，在本实施方式中，导光部件20A能够分割成第1部件20A1和第2部件20A2。其结果是，能够分别单独制造第1部件20A1和第2部件20A2。由此，如图16的(b)所示，仅使模具的1个部件滑动，由此，能够分别制造第1部件20A1和第2部件20A2。然后，在上下方向上组合所制造出的第1部件20A1和第2部件20A2，由此制造导光部件20A。如上所述，在导光部件20A的制造中，仅使模具的1个部件滑动，由此能够制造第1部件20A1或第2部件20A2，因此，能够增加1个模具中的型腔数。其结果是，能够以较少成本制造导光部件。
此外，如图16的(b)所示，分别一体地通过模具成型来制造多个第1部件20A1和多个第2部件20A2并进行组合，由此，能够一体地制造多个导光部件20A相邻的部件。
如上所述，在导光部件20A中，具有遮光部50，该遮光部50防止来自发光部13的光不经由第1反射面23而照射到第2反射面24和射出面22中的至少任意一方。由此，能够抑制在第1反射面23和第2反射面24适当进行反射而成为平行光的光以外的杂散光从射出面22射出。
此外，在导光部件20A中，在入射面21上设置有在来自发光部13的光在入射面21入射时根据场所使光的折射方向变化的棱镜51。来自发光部13的光是扩散光，随着从光轴远离，光量降低。与此相对，根据上述结构，能够通过棱镜51抑制上述光量降低，因此，针对最终从射出面22射出的平行光，能够减少根据场所而产生的光量不均。
此外，在导光部件20A中，能够分割成包含第1反射面23的第1部件20A1和包含第2反射面24的第2部件20A2。其结果是，能够分别单独制造第1部件20A1和第2部件20A2。由此，在导光部件20A的制造中，仅使模具的1个部件滑动，由此能够制造第1部件20A1或第2部件20A2。其结果是，能够增加1个模具中的型腔数，因此，能够以较少成本制造导光部件。
(变形例1)
接着，参照图17对作为导光部件20A的变形例的导光部件20B进行说明。
图17是示出导光部件20B的构造的剖视图。
如图17所示，导光部件20B代替导光部件20A的第2射出面41而具有第2射出面(杂散光抑制部)60。第2射出面60成为随着从发光部13的光轴远离而接近入射面21A的倾斜面。由此，从发光部13射出的光中的、从第2射出面60射出的光在第2射出面60进行折射，向导光部件20B的外部射出，并入射到相邻的导光部件20B的第3连接面28。入射到第3连接面28的光在第2射出面60以使得相对于第3连接面28的入射角变大的方式进行折射，因此，在第3连接面28进行全反射。由此，能够防止从发光部13射出的光中的、从发光部13的光轴朝向右侧方向射出的光从导光部件20B的射出面侧射出(即抑制杂散光的产生)。
此外，作为能够防止从发光部13射出的光中的、从发光部13的光轴朝向右侧方向射出的光从导光部件的射出面侧射出的结构，能够形成为使导光部件的入射面变形的结构。参照图18对这种结构进行说明。
图18的(a)是作为导光部件20A的变形例的导光部件20C的入射面21C的周边的放大图，(a)是作为导光部件20A的变形例的导光部件20D的入射面21D的周边的放大图。
如图18的(a)所示，导光部件20C具有入射面21C。在入射面21C上，从发光部13的光轴起向右侧设置有透镜形状的切口(杂散光抑制部)53。在导光部件20C中，从发光部13射出的光中的、从发光部13的光轴朝向右侧方向射出的光通过切口53以使得相对于相邻的导光部件20C的第3连接面28的入射角变大的方式进行折射。由此，在第3连接面28进行全反射，因此，能够防止从发光部13射出的光中的、从发光部13的光轴朝向右侧方向射出的光从导光部件20B的射出面侧射出。
如图18的(b)所示，导光部件20D具有入射面21D。在入射面21D上设置有随着从发光部13的光轴朝向右侧而向上侧倾斜的倾斜面(杂散光抑制部)54。在导光部件20D中，从发光部13射出的光中的、从发光部13的光轴朝向右侧方向射出的光通过倾斜面54以使得相对于相邻的导光部件20D的第3连接面28的入射角变大的方式进行折射。由此，在第3连接面28进行全反射，因此，能够防止从发光部13射出的光中的、从发光部13的光轴朝向右侧方向射出的光从导光部件20D的射出面侧射出。
(变形例2)
接着，参照图19对作为导光部件20A的变形例的导光部件20E进行说明。
图19是导光部件20E的入射面21A的周边的放大图。
如图19所示，导光部件20E代替导光部件20A中的第3反射面25和第4连接面42而具有第3反射面25E和第4连接面42E。
第3反射面25E和第4连接面42E分别设置有分别朝向发光部13的光轴设置的切口55和切口56。切口55和切口56用于限制从发光部13射出的光相对于第1反射面23的入射角度的范围。在导光部件20E中，通过具有切口55和切口56，与实施方式1中的缝隙31的效果同样，从发光部13射出且通过缝隙31的光在第1反射面23处的同一入射点的入射角度不会大不相同。因此，能够提高从射出面22射出的光的平行度。
〔实施方式3〕
如果根据图20～图22对本发明的其他实施方式进行说明，则如下所述。另外，为了简化说明，针对具有与所述实施方式中说明的部件相同功能的部件，标注相同标号并省略其说明。
在实施方式2中的照明装置2A中，通过在入射面21A上设置棱镜51，减少从照明装置2A射出的光的强度分布的不均。与此相对，在本实施方式中的照明装置2F中，通过不同的技术思想减少上述光的强度分布的不均。
参照图20对照明装置2F的结构进行说明。另外，在图20中省略壳体11。
图20是照明装置2F的剖视图。如图20所示，照明装置2F代替实施方式1中的导光部件单元14而具有导光部件单元14F。导光部件单元14F代替导光部件单元14中的导光部件20而具有导光部件20F。此外，照明装置2F在实施方式1中的照明装置2的结构的基础上具有遮光部(杂散光抑制部)61和遮光部(杂散光抑制部)62。
参照图21和图22对导光部件20F进行说明。
图21是示出导光部件20F的构造的剖视图。图22是示出从发光部13射出的光的行进路径的图。
如图21所示，导光部件20F代替实施方式1中的入射面21而具有入射面21B。入射面21B成为用XY平面切断的截面的中心位置与发光部13的中心位置不同的圆形。由此，在从发光部13射出的光从入射面21B入射到导光部件20F时，根据场所而使光的折射方向变化。其结果是，在照明装置2F中，如图22所示，能够使用强度较高的发光部13的光轴附近的光从各导光部件20F的射出面射出光。其结果是，在照明装置2F中，与实施方式2中的照明装置2A同样，能够减少从照明装置2F射出的光的强度分布的不均(参照图15的(b))。
遮光部61是对被照射的光进行遮光的部件，如图20所示，设置在导光部件20F的第3连接面28的上部。遮光部62是对被照射的光进行遮光的部件，设置在彼此相邻的导光部件20F之间的第1反射面23与第2反射面24之间。遮光部61和遮光部62对从发光部13射出的光中的、从发光部13的光轴朝向右侧方向射出的光(杂散光)进行遮光。由此，能够防止必要的光(即通过第1反射面23和第2反射面24进行全反射的光)以外的光(杂散光)从各导光部件20F的射出面22射出。
另外，在本实施方式的照明装置2F中，构成为通过遮光部61和遮光部62对杂散光进行遮光，但是，本发明的照明装置不限于此。例如，也可以构成为使第3反射面25、第1连接面26、第2连接面27、第3连接面28成为涂黑面或扩散面，由此对从发光部13射出的光中的、从发光部13的光轴朝向右侧方向射出的光(杂散光)进行遮光或扩散。该情况下，第3反射面能够对从发光部13照射的高角度光进行遮光或扩散，因此，还具有作为限制针对第1反射面的入射角度的范围的光限制部的功能。
本发明的一个方式的导光部件的特征在于，所述导光部件具有：入射面，其供来自光源的光入射；第1反射面，其使从所述入射面入射的光的至少一部分进行全反射；第2反射面，其使在所述第1反射面进行全反射后的光的至少一部分进行全反射而成为平行光；以及射出面，其射出在所述第2反射面进行全反射后的平行光。
根据上述特征，从入射面入射的光通过全反射而在第1反射面和第2反射面进行反射后，作为平行光从射出面射出。由此，不需要针对第1反射面和第2反射面设置例如蒸镀的金属等反射材料。因此，能够降低具有射出平行光的功能的导光部件的材料成本和制造成本。
此外，如上所述，在构成为通过一次全反射将从入射面入射的光转换为平行光并进行射出的情况下，为了以某种程度确保射出光的光路宽度，需要增大从入射面到射出面的长度。与此相对，根据上述结构，从入射面入射的光在第1反射面和第2反射面进行2次反射后，从射出面射出。由此，能够确保射出光的光路宽度，并且能够缩短从入射面到射出面的长度。因此，能够减小具有射出平行光的功能的导光部件的尺寸，因此，能够实现装置的小型化。
在本发明的一个方式的导光部件中，也可以构成为所述第1反射面是平面，所述第2反射面在与所述第1反射面垂直且与所述平行光的行进方向平行的平面中的截面形状为抛物线。
根据上述结构，光源被配置成，使得关于光源的第1反射面的平面对称的位置成为第2反射面的截面形状即抛物线的焦点位置，由此，能够使来自第2反射面的反射光成为平行光。
在本发明的一个方式的导光部件中，优选构成为，所述导光部件还具有光限制部，该光限制部针对来自所述光源的光经由所述入射面直接到达所述第1反射面的光，限制相对于所述第1反射面的入射角度的范围。
来自光源的光通常是扩散光，随着从光轴远离，光量降低。与此相对，根据上述结构，对入射到第1反射面的光的入射角度的范围进行限制，因此，能够减少入射到第1反射面的光的光路区域中的光量不均。由此，关于最终从射出面射出的平行光，能够减少根据场所而产生的光量不均。
在本发明的一个方式的导光部件中，优选构成为，所述导光部件还具有杂散光抑制部，该杂散光抑制部防止来自所述光源的光不经由所述第1反射面而照射到所述第2反射面和所述射出面中的至少任意一方。
根据上述结构，能够抑制在第1反射面和第2反射面适当进行反射而成为平行光的光以外的杂散光从射出面射出。
在本发明的一个方式的导光部件中，优选构成为，在所述入射面设置有光学形状部，该光学形状部在来自所述光源的光入射到所述入射面时根据场所使光的折射方向变化。
来自光源的光通常是扩散光，随着从光轴远离，光量降低。与此相对，根据上述结构，能够通过光学形状部抑制上述光量降低，因此，针对最终从射出面射出的平行光，能够减少根据场所而产生的光量不均。
在本发明的一个方式的导光部件中，优选构成为，所述导光部件能够分割成包含所述第1反射面的第1部件和包含所述第2反射面的第2部件。
根据上述结构，导光部件能够分割成第1部件和第2部件，因此，在通过模具成型来制造导光部件的情况下，能够分别制造第1部件和第2部件。其结果是，仅使模具的1个部件滑动，由此能够制造第1部件或第2部件，因此，能够增加1个模具中的型腔数。其结果是，能够以较少成本制造导光部件。
在本发明的一个方式的导光部件中，优选构成为，在与所述第1反射面垂直且与所述平行光的行进方向平行的平面中，所述第2反射面的与所述射出面相反一侧的端部处的切线相对于所述射出面的倾斜度为所述第1反射面相对于所述射出面的倾斜度以上。
根据上述结构，在与导光部件的厚度方向垂直的方向上，能够在各射出面在同一平面上彼此相邻的状态下排列配置多个导光部件。
本发明的一个方式的导光部件单元的特征在于，所述导光部件单元具有多个上述导光部件，所述各导光部件所具有的所述射出面被配置成在同一平面上彼此相邻。
根据上述特征，针对各导光部件设置光源，因此，在导光部件的厚度方向上排列导光部件，由此，能够照射强度较高的光。此外，通过在与导光部件的厚度方向垂直的方向上排列导光部件，能够大面积地照射平行光。
在本发明的一个方式的导光部件单元中，也可以构成为，所述各导光部件所具有的所述射出面在同一平面上在一个方向上排列配置。
在本发明的一个方式的导光部件单元中，优选构成为，彼此相邻的所述各导光部件的所述射出面在与所述一个方向垂直的方向上相互重叠。
根据上述结构，其结果是，能够抑制在从导光部件单元射出的光分布中产生暗线。
在本发明的一个方式的导光部件单元中，也可以构成为，所述各导光部件的所述射出面为平行四边形。
根据上述结构，能够将导光部件排列成，使得彼此相邻的各导光部件的射出面在与一个方向垂直的方向上相互重叠。
本发明的一个方式的照明装置的特征在于，所述照明装置具有上述导光部件单元和多个光源。根据上述结构，导光部件单元由本发明的导光部件构成，因此，能够形成为能够以低成本制作且小型化的照明装置。
在本发明的一个方式的照明装置中，也可以构成为，所述多个光源搭载于同一基板上。
根据上述结构，能够使搭载多个光源的基板成为一个，因此，能够简化照明装置，此外，能够提高照明装置的组装性。
在本发明的一个方式的照明装置中，优选构成为，所述各光源具有多个发光元件，所述多个发光元件在导光部件的厚度方向上排列配置。由此，能够提高从射出面射出的平行光的平行度。
在本发明的一个方式的照明装置中，也可以构成为，所述多个发光元件射出相互不同颜色的光。由此，通过对从各发光元件射出的光的强度进行调整，能够射出各种颜色的光。
本发明不限于上述各实施方式，能够在权利要求书所示的范围内进行各种变更，适当组合不同实施方式中分别公开的技术手段而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
标号说明
2、2A、2F：照明装置；12：基板；13：发光部(光源)；13a、13b、13c：LED(发光元件)；14、14A、14F：导光部件单元；20、20A～20F：导光部件；20A1：第1部件；20A2：第2部件；21、21A～21D：入射面；21B：入射面(光学形状部)；22、22A、22B：射出面；23：第1反射面；24：第2反射面；25、25E：第3反射面(光限制部)；50、61、62：遮光部(杂散光抑制部)；51：棱镜(光学形状部)；53：切口(杂散光抑制部)；54：倾斜面(杂散光抑制部)；60：第2射出面(杂散光抑制部)。

Claims (15)

1.一种导光部件，其特征在于，所述导光部件具有：
入射面，其供来自光源的光入射；
第1反射面，其使从所述入射面入射的光的至少一部分进行全反射；
第2反射面，其使在所述第1反射面进行全反射后的光的至少一部分进行全反射而成为平行光；以及
射出面，其射出在所述第2反射面进行全反射后的平行光。
2.根据权利要求1所述的导光部件，其特征在于，
所述第1反射面是平面，
所述第2反射面在与所述第1反射面垂直且与所述平行光的行进方向平行的平面中的截面形状为抛物线。
3.根据权利要求1或2所述的导光部件，其特征在于，
所述导光部件还具有光限制部，该光限制部针对来自所述光源的光经由所述入射面直接到达所述第1反射面的光，限制相对于所述第1反射面的入射角度的范围。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的导光部件，其特征在于，
所述导光部件还具有杂散光抑制部，该杂散光抑制部防止来自所述光源的光不经由所述第1反射面而照射到所述第2反射面和所述射出面中的至少任意一方。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的导光部件，其特征在于，
在所述入射面设置有光学形状部，该光学形状部在来自所述光源的光入射到所述入射面时根据场所使光的折射方向变化。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的导光部件，其特征在于，
所述导光部件能够分割成包含所述第1反射面的第1部件和包含所述第2反射面的第2部件。
7.根据权利要求2所述的导光部件，其特征在于，
在与所述第1反射面垂直且与所述平行光的行进方向平行的平面中，所述第2反射面的与所述射出面相反一侧的端部处的切线相对于所述射出面的倾斜度为所述第1反射面相对于所述射出面的倾斜度以上。
8.一种导光部件单元，其特征在于，
所述导光部件单元具有多个权利要求1～7中的任意一项所述的导光部件，
所述各导光部件所具有的所述射出面被配置成在同一平面上彼此相邻。
9.根据权利要求8所述的导光部件单元，其特征在于，
所述各导光部件所具有的所述射出面被配置成在同一平面上在一个方向上排列。
10.根据权利要求9所述的导光部件单元，其特征在于，
彼此相邻的所述各导光部件的所述射出面在与所述一个方向垂直的方向上相互重叠。
11.根据权利要求10所述的导光部件单元，其特征在于，
所述各导光部件的所述射出面为平行四边形。
12.一种照明装置，其特征在于，所述照明装置具有：
权利要求8～11中的任意一项所述的导光部件单元；以及
多个光源。
13.根据权利要求12所述的照明装置，其特征在于，
所述多个光源搭载于同一基板上。
14.根据权利要求12或13所述的照明装置，其特征在于，
所述各光源具有多个发光元件，
所述多个发光元件在导光部件的厚度方向上排列配置。
15.根据权利要求14所述的照明装置，其特征在于，
所述多个发光元件射出相互不同颜色的光。
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