JP2004311162A

JP2004311162A - 照明装置

Info

Publication number: JP2004311162A
Application number: JP2003101765A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Kondo; 俊幸近藤; Katsuya Mochizuki; 克也望月
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】従来、リング状の発光部を有する照明装置を形成するときには、楕円系反射面、放物系反射面などの焦点など不可視なものを基準として灯体を形成せざるを得ず、高精度が要求されるなどコストアップを生じていた。
【解決手段】本発明により、光源２に対し、この光源２から放射される光を入射側端部１３ａから取り込み、側面１３ｃでは大気との境界面において内面全反射させて光源２から任意の側方且つ前方に設定された出射側端部１３ｂまで導光し、出射側端部１３ｂにおいて光を大気中に放出する光導路１３を二次平面上に設定し、この光導路を光源２の中心軸Ｘを中心として回転させることで得られる形状を高屈折部材で形成したライトガイド３が設けられている照明装置１としたことで、照明装置１を構成する部品を固体化し課題を解決する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、例えば車両用灯具などにも採用可能な照明装置の構成に係るものであり、詳細には照明装置の発光面を見るときには、比較的に幅の狭いリング状など、特異な発光面形状が得られる照明装置の構成に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の特異な発光面形状を得るための照明装置の構成としては、ＬＥＤランプの前方に、このＬＥＤランプの発光点に第一焦点を略一致させ、第二焦点を前記ＬＥＤランプの斜め後方に位置させる楕円系反射面を設置し、この楕円系反射面の第二焦点の位置に焦点を有し軸を照射方向とするリング状の放物系反射面を設置し、約リング状の発光面形状を得るものがある。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３８２２５３号公報（「０００７」〜「００２３」項、図１〜図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の構成では、先ず、ＬＥＤランプと楕円系反射面とが特許文献１の図１でも明らかなように空間を介在させて設置されるものであり、且つ、両者の位置合わせがＬＥＤランプの発光点と楕円系反射面の第一焦点とを合致させるというように、一方がＬＥＤランプの内部に存在し、他方が見えないものであり、例えば目視など簡便な方法では両者が所定位置に設定されていることを確認できないものである。
【０００５】
同様に、前記楕円系反射面と放物系反射面との相互関係も、お互いが空間を介在させて設置されるものであり、位置も楕円系反射面の第二焦点と放物系反射面の焦点を一致させるというように目視不可能なもの同士を合致させるものであるので、前記楕円系反射面に対しＬＥＤランプを設置するホルダ、或いは、前記楕円系反射面と放物系反射面とを取付けるハウジングなどには高精度のものが要求され、また、組立にも高精度の作業が要求され、結果としては照明装置がコストアップするなどの問題点を生じていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した従来の課題を解決するための具体的手段として、光源に対し、この光源から放射される光を入射側端部から取り込み、側面では大気との境界面において内面全反射させて前記光源から任意の側方且つ前方に設定され前記光源と略同一方向に向かい設定された出射側端部まで導光し、前記出射側端部において光を大気中に放出する光導路を二次平面上に設定し、この光導路を前記光源の中心軸で回転させることで得られる略カップ状の形状が高屈折部材で形成されたライトガイドが設けられていることを特徴とする照明装置を提供することで課題を解決するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１および図２に符号１で示すものは本発明に係る照明装置であり、この照明装置１は代表的な例としてはＬＥＤランプを光源２とし、この光源２からの光をもって略リング状とした発光面１Ａ（図１参照）を構成するものである点は従来例で説明した照明装置とほぼ同様である。
【０００８】
ここで、本発明においては、前記照明装置１を、光源２とライトガイド３とからで構成するものであり、このように照明装置１を構成することで、従来例で必要とされていた、例えば、２つの反射面の焦点同士を一致させるなど、目視不能であり実質的には確認することが困難で、且つ、高い精度が要求される工程を不要とするものである。
【０００９】
ここで、前記ライトガイド３の形状を形成するに当たっては、まず、前記光源２の中心を通る平面上に光導路１３を作図する。この光導路１３は入射側端部１３ａと出射側端部１３ｂとを平行線状とした側面１３ｃで接続したものである。
【００１０】
そして、前記入射側端部１３ａは、前記光源２からの光を光導路１３中に効率よく取り込むのに適する形状、例えば凹面などして形成されている。また、前記出射側端部１３ｂは、前記入射側端部１３ａに対して適宜の前方で、且つ、適宜の外側となる位置に設定されている。そして、この出射側端部１３ｂは、光源２と同一方向に光を放射するように方向が設定されている。
【００１１】
よって、前記側面１３ｃは、お互いが等距離の関係を保つ状態で適宜に湾曲させられている。尚、実際の前記出射側端部１３ｂの位置の設定にあたっては、前記側面１３ｃの長さの変更の必要性も生じるが、これは、以下に説明する側面１３ｃに与える曲線形状とも考慮して最適な長さに調整する。
【００１２】
このときに、前記側面１３ｃに与えられる曲線の適宜な形状（線種）として、具体的には、Ｐ（ｔ）＝（１−ｔ）^３Ｑ_０＋３（１−ｔ）^２Ｑ_１＋３（１−ｔ）ｔ^２Ｑ_２＋ｔ^３Ｑ_３（０≦ｔ≦１）なる式で表されるベジェ曲線（３次ベジェ曲線）があげられる。尚、前記出射側端部１３ｂにおいては配光特性などとの関係を生じるので、ここでは、光の射出方向と直角な平面として設定されている。
【００１３】
上記のようにして得られた光導路１３は、前記光源２の中心線Ｘを軸として回転が行われ、その回転時の軌跡をもってライトガイド３の形状とされる。従って、前記ライトガイド３は１箇所の入射側端部１３ａから略リング状となる出射側端部１３ｂにつながる略カップ状の形状が得られるものとなる。
【００１４】
そして、上記のようにして得られた形状を、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂など透明度が高く、且つ、空気よりも屈折率が大きい樹脂で形成することで、本発明のライトガイド３が得られるものとなるのであり、前記入射側端部１３ａに相当するランプ取付部３ａに光源２を対峙させ点灯することで、ライトガイド３内を光が伝播し出射側端部１３ｂに相当する発光部３ｂに達し、この発光部３ｂから照明装置１の照射方向に向け大気中に放射されるものとなる。
【００１５】
即ち、本発明の照明装置１によれば、ライトガイド３を上記の構成としたことで、光源２から発光部３ｂまでの光路がアクリル樹脂など空気よりも屈折率の大きい固体で形成されるものとなり、且つ、側面１３ｃの部分は曲率変化が滑らかなベジェ曲線で形成されているのでライトガイド３内で内面全反射を行うものとなる。
【００１６】
これにより、ランプ取付部３ａからライトガイド３内に入射された光源２の光は発光部３ｂ以外の部分から外部に漏出することがなくなり、即ち、従来例のように空間（気体）を実質的に介すことなく、いわゆるソリッドステート（固体化）の状態で光源２とライトガイド３の発光部３ｂとを接続できるものとなるのである。
【００１７】
よって、組立時において、例えば一方の反射面の焦点と他方の反射面の焦点とが一致してるか否かなど、目視などの簡便な検査手段では確認が不可能な状況を生じることもなく、また、光源２とライトガイド３との相互の組合わせに格別の精度も要求されないものとなるので、照明装置１の組立工程は極度に簡素化するものとなる。
【００１８】
尚、上記の説明において、発光部３ｂの部分は平坦な面であるとして図示、および、説明を行ったが、実際の実施に当たっては、照明装置１の用途、例えば車両用灯具などとして要望される配光特性を得るための、魚眼レンズ状などとしたレンズカットを施すなどは自在である。
【００１９】
図３は、本発明に係る照明装置１の別の実施形態であり、前の実施形態では前記ライトガイド３は、二次元の平面上に設定したと光導路１３を光源２の中心を通る中心線Ｘで回転して得られる形状としているので、照明装置１を照射方向の正面から観視するときの形状は、眞円のリング状であった。
【００２０】
しかしながら、本発明により前記ライトガイド３を採用した目的は、光源２からの光を、他の部分で外部になるべく漏れることなくランプ取付部３ａから発光部３ｂへ伝播させる構成の簡素化であるので、側面１３ｃに顕著に光モレの増加を生じない範囲においては、上記中心軸Ｘによる回転時に出射側端部１３ｂの軌跡に適宜な変更を行い、例えば、楕円系状、長円形状（小判形状、図３参照）のリング状など発光部３ｂの正面形状を適宜に設定を行うことは自在である。
【００２１】
図４は、本発明に係る照明装置１の更に別な実施形態であり、前の何れの実施形態においても、照明装置１は光源２とライトガイド３とから構成され、前記光源２からの光は、ほぼ全てがライトガイド３の発光部３ｂから放射されるものであり、即ち、照明装置１としての点灯時の形状は大半が発光部３ｂにより決定されるものであった。
【００２２】
ここで、この実施形態においては、点灯時の形状に一層の自由度を与えようとするものであり、この目的を達するために、この実施形態のライトガイド３においては、外側の側面１３ｃに相当する部分に適宜数の光取出しカット３ｃを設けるものであり、この光取出しカット３ｃは図５に示すようにライトガイド３内を伝播する光に対して、内面反射を生じない角度に大気との境界面を設定することでライトガイド３外に光を取り出す。
【００２３】
そして、ライトガイド３の外周を覆っては、例えば不透明な樹脂で略椀状に形成され、内面にアルミニウム蒸着などで反射面４ａが形成された外周反射鏡４が設けられ、更に前記ライトガイド３の発光部３ｂと外周反射鏡４の開口部とにかけてはレンズ５が設けられている。
【００２４】
このようにすることで、外周反射鏡４、および、レンズ５の形状を変更することで、照明装置１の形状を自由に設定できるものとなり、このときに明るさ、配光特性など灯具としての性能は大部分がライトガイド３の発光部３ｂにより設定されるので、この部分に変更を加えないこの実施形態によれば、形状変更の自由度は一層に高いものとなる。
【００２５】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明により、光源に対し、この光源から放射される光を入射側端部から取り込み、側面では大気との境界面において内面全反射させて前記光源から任意の側方且つ前方に設定され前記光源と略同一方向に向かい設定された出射側端部まで導光し、前記出射側端部において光を大気中に放出する光導路を二次平面上に設定し、この光導路を前記光源の中心軸で回転させることで得られる略カップ状の形状が高屈折部材で形成されたライトガイドが設けられている照明装置としたことで、光源（ＬＥＤランプ）からの光をこの照明装置の発光面まで導くにあたり、前記光源から発光面までの間を透明高屈折部材により充填された構成とするものであり、これにより、照明装置の組立を行う際に光源から発光面までを機械的に接続可能なものとして、部品に高精度が要求されないものとすると共に、組立作業も容易化して照明装置の生産性の向上とコストダウンとに極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る照明装置の実施形態を示す正面図である。
【図２】同じく本発明に係る照明装置におけるライトガイドを形成するときの手順を示す説明図である。
【図３】同じく本発明に係る照明装置の別の実施形態を示す正面図である。
【図４】同じく本発明に係る照明装置の更に別の実施形態を示す断面図である。
【図５】更に別の実施形態における要部を拡大して示す説明図である。
【符号の説明】
１……照明装置
２……光源
３……ライトガイド
３ａ……ランプ取付部
３ｂ……発光部
３ｃ……光取出しカット
４……外周反射鏡
４ａ……反射面
５……レンズ
１３……光導路
１３ａ……入射側端部
１３ｂ……出射側端部
１３ｃ……側面

Claims

光源に対し、この光源から放射される光を入射側端部から取り込み、側面では大気との境界面において内面全反射させて前記光源から任意の側方且つ前方に設定され前記光源と略同一方向に向かい設定された出射側端部まで導光し、前記出射側端部において光を大気中に放出する光導路を二次平面上に設定し、この光導路を前記光源の中心軸で回転させることで得られる略カップ状の形状が高屈折部材で形成されたライトガイドが設けられていることを特徴とする照明装置。
前記光導路を照射軸を中心とする回転を行う際の出射側端部の軌跡は楕円、長円を含むことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
前記ライトガイドの前記出射側端部には適宜なレンズカットが施されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の照明装置。
前記ライトガイドの側面には内部を導光されている光の適宜量を外部に漏出させる光取出しカットが設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３何れかに記載の照明装置。
前記光取出しカットは前記ライトガイドの外側の側面に設けられると共に、前記ライトガイド外周側には前記前記光取出しカットからの光をこの照明装置の照射方向に向け反射する外周反射鏡が設けられていることを特徴とする請求項４記載の照明装置。