JP2014041813A - 線状照明装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】長尺の導光体と、導光体長手方向の端部に設けられる光源と、これらを収納するケースとを有し、導光体の前記端部と反対側の他端部に階段状の切り欠きが設けられ、切り欠きと対向するケース内面に、切り欠き内にまで突出して切り欠き内に配置される突部が設けられる。
【選択図】図2
Description
上記構成の切り欠きと突部によって、誤組付けを防止できる。
上記構成によれば、ケースにより、導光体を保護するともに、導光体の出射面以外の面から漏れ出る光を出射面側へ反射することができる。
但し、前記切り欠きは、前記導光体の他端部の出射面側に設けられていることが好ましい。この構成によれば、切り欠きが反射面側に設けられている場合と比べて、光が切り欠きで反射し迷光を生じさせて照明パターンを乱す現象が軽減され、照明パターンをより高品質に形成できる。
上記構成によれば、誤組付け防止用の切り欠きと突部での光の反射による迷光を遮光壁により遮光して、光源とは反対側の他端部における光のムラを低減でき、高品質な照明パターンを得ることができる。
上記構成によれば、照明パターンの他端部において幅が漸減しつつぼやけて、照度が漸減するグラデーション調の照明態様を得ることができ、観者に対して線状の照明パターンに沿った空間的な広がりを印象付けることができる。また遮光壁ではなく光形状加工壁によって照明パターン端部を形成することとしたため、照明パターンの両端での均整がとれた高品質な照明パターンを形成できる。
上記構成によれば、溝と切り欠きによる反射パターンを近似でき、高品質な照明パターンを得ることができる。
さらに、前記切り欠きに隣接する溝と前記切り欠きとの間隔が、前記複数の溝同士の間隔と同じであること、を特徴とする。
上記構成によれば、溝・切り欠きの夫々の反射面による照明パターンが等間隔に配列することとなり、線状の照明パターンの全体にわたって高品質な照明態様を得ることが可能となる。
上記構成によれば、光源側の端部における光のムラを低減でき、高品質な照明パターンを得ることができる。
上記構成によれば、光源とは反対側の他端部における光のムラを低減でき、高品質な照明パターンを得ることができる。
上記構成によれば、他端部に到達した光を積極的に導光体外部に放射できる。
上記構成によれば、照明パターンの両端部において幅が漸減しつつぼやけて、照度が漸減するグラデーション調の照明態様を得ることができ、観者に対して線状の照明パターンに沿った空間的な広がりを印象付けることができる。また他端部側においては遮光壁ではなく光形状加工壁によって照明パターン端部を形成することとしたため、照明パターンの両端での均整がとれた高品質な照明パターンを形成できる。
上記構成によれば、照明パターンの両端での均整がとれたより高品質な照明パターンを、より確実に形成できる。
上記構成によれば、導光体の溝により反射され外部に放射される光が、穴から漏れ出てしまうことを防止することができる。
穴は、特に限定されないが、壁部の内面にリフレクタに収容された導光体を係止するための係止突起が形成されている場合にリフレクタの樹脂成形時に係止突部がアンダーカットになっても型抜きできるようにするための抜き穴、リフレクタを肉抜きして軽量化するための抜き穴、リフレクタを固定するネジ等の固定手段を嵌挿するためのネジ穴、ケースに被係合物を固定又は位置決めするために嵌入する嵌入穴等を例示できる。
入射面側遮光壁と照射口との境界からの長さが2mm未満では受光面に生じる明暗の境界を暈す効果が弱くなり、この長さが10mmを超えると光が散乱される範囲が大きくなって、照明品質が低下するおそれがあるからである。
または、入射面は、光入射時に光源の光軸を出射面側に屈折するよう、出射面と対向するように傾斜していること、および、入射面は、光源の光軸に直交する面に対して3〜7°傾斜していること、を特徴とする。
上記構成によれば、光源の光が導光体内部でほとんど反射することなく導光体の他端側まで到達して、他端側から放射される光量が入射面側の光量よりも多くなる現象を防ぎ、導光体内部で反射させることで均一な線状光を得ることが可能となる。
上記構成によれば、光源から入射する光の量を制限することができ、導光体の長さに応じた光量を供給できる。
なお各図は説明のために各要素を簡略化して示したもので、実際の縮尺、大きさとは異なっている。
なお、本発明は上記用途以外に適用しても良く、車室内照明に限らず車室外照明や、車以外の照明に適用しても良い。
図2は線状照明装置1の分解斜視図であり、線状照明装置1は、長尺の導光体2、光源3、およびこれらを収容するケース4、で構成される。なお、光源3には電力を供給するためのコネクタ(図示なし)が接続される。
導光体2は、細長く長尺な外形で、導光体長手方向に対する垂直断面は四角形をなし、透明樹脂により成形されている。導光体2は、導光体長手方向における端部に入射面21、長手方向に沿って平行な一側面に反射面22、長手方向に沿って反射面22と対向する一側面に出射面23、が設けられている。本実施例において、導光体2の長手方向の長さは500mm程度であり、四角形断面は一辺の長さが5mmの正方形である。長手方向における端部には入射面21と対向するよう光源3が配置され、光源3から放射されて導光体内部に入射した光を、長手方向に沿って導光体長手方向における光源3とは反対側の端部(他端部)まで導光する。導光された光は、反射面22により出射面23に向けて反射されることで出射面23から放射され、被照明物を線状に照明する。次に導光体2の各構成の詳細について説明する。
また上記例では光源3の光軸が導光体長手方向に平行な場合について例示したが、入射面21を傾斜させるのではなく、その光軸が反射面と交差するように光源3自体を傾けて配置することとしてもよい。ただし光源自体を傾斜させる場合は、導光体2の長さに応じて傾斜角を調整する必要があるため、光源を取り付ける周辺部材を多数用意する必要が生じる。このため光源の向きを固定し、入射面21の傾斜角θのみを変更すれば、生産性が向上するため好ましい。
溝24は、図4(a)のように入射面21とは反対側の面が垂直であるV字形状でもよいし、(b)のように入射面21とは反対側の面が入射面21と対向する面とは逆方向に傾斜したV字形状でもよいし、(c)のように入射面21と対向する面が1/4円であり、入射面21とは反対側の面が垂直であるV字形状でもよい。さらに、溝24は、(d)のように垂直面部を含むU字形状でもよいし、(e)のように半円形状をなすU字形状でもよいし、(f)のように半楕円形状をなすU字形状でもよい。
導光体長手方向における入射面21とは反対側の端部(他端部)側の反射面22には、V字状の溝24ではなく、階段状の切り欠き(ステップ)25が形成されている。本実施例においては切り欠き25も反射機能を奏するように、入射面21と対向する面が出射面23と対向するように傾斜している。また溝24による反射光と切り欠き25による反射光とが異なる照明パターンにならないよう、入射面21と対向する溝24・切り欠き25の夫々の面が相似形状となるように構成されている。こうすることで、夫々の面による反射光の照明パターンまでもが相似となり、他端側で照明パターンが変わってしまうことを防止できる。さらに図5に示したよう、隣り合う溝24同士の間隔Aと、切り欠き25と隣り合う溝24との間隔Bとが、同じになるように配置している。この結果、溝24・切り欠き25の夫々の反射面による照明パターンが等間隔に配列することとなり、線状の照明パターンの全体にわたって高品質な照明態様を得ることが可能となる。
さらに切り欠き25は、後述のよう、ケース4に対する誤組付け防止用の勘合部として用いることができ、生産性が向上する。
なお光散乱部26の形状としては、本実施例の凹凸形状に限らず、光散乱効果のある層やフィルムの印刷・貼り付けなどでも良い。しかし導光体成形時に一体成形できるため、導光体自身に凹凸形状を設けることが好ましい。
光源3はLEDからなり、その光軸が導光体長手方向に沿って平行となるように配置されている。光源としてバルブなどの電球も採用できるが、本発明に用いる光源は線状照明のために長手方向に遠方まで光を供給する必要があるため、全方向に放射状に光を放射する電球はあまり好ましくない。指向性の高いLEDであれば、光軸方向に光の大部分を放射できるため、本発明の線状照明装置1に好適に用いることができる。このようなLEDの形態としては、砲弾型、表面実装型(トップビュー)、側面実装型(サイドビュー)、COB(チップオンボード)、などをその大きさや所望の特性に応じて適宜採用することができる。なお光源3には図示しないコネクタが接続されており、これにより電力供給される。
ケース4は長尺の箱体からなり、長手方向に沿った一側面が開口し、その内部に導光体2と光源3が収容される。このケース4は樹脂の射出成形により形成することができる。樹脂成形することで軽量化することができ、車室内照明に好適に採用することができる。
一方、ケース4の側面から突出する固定部45を樹脂射出成形する場合、固定部45がアンダーカットとなってしまい成形性が低下する。このため、固定部45から底面にかけて、側面と底面に非成形部(穴)46を設けることで、射出成形による成形性が向上する。この場合、穴となる非成形部46から光が漏れてしまうことを防止すべく、非成形部46についても固定部45と同様に、隣り合う溝24の間に位置するように形成することが好ましい。
以上の構成により、溝24で反射し光学制御された光が固定部45により乱れ、および/または、非成形部46から漏れてしまうことを防止でき、ケース4による照射パターンの乱れや光の損失を抑制することができる。
なお実施例1と同様な部分については、同様の符号を付し、説明を省略する。
本実施例においては、光源3の光軸に沿うように傾斜させ、光源3の光が傾斜面から直接入射しにくいようにすることで光入射制限部28としたが、このような傾斜面に限らず、光源3の光の一部を遮光する遮光部材を設けても良い。この場合は入射面21の一部を覆うように導光体2’に直接遮光部材を形成しても良く、またはケース4’から入射面21と光源3との間に突出するような壁を設けることとしても良い。
また本実施例では遮光壁41’を設けたため、導光体2の切り欠き25’の光源側の側面は、光を反射しにくいように傾斜させておらず、導光体長手方向に略垂直となるようにしている。
なお実施例1と同様な部分については、同様の符号を付し、説明を省略する。説明のため、導光体2がケース4から露出している領域、すなわち光が放射される発光領域にハッチングを付している。
また導光体2の出射面23の垂線方向において遮光壁41よりも開口側には、遮光壁41により湾曲状に形成される照明パターンを遮光・反射して乱さないように、遮光壁41の湾曲状の先端よりも奥まった位置、すなわち長手方向における遮光壁41の先端よりも光源3側に位置するように光源側壁部48が形成されている。
また導光体2の出射面23の垂線方向において、遮光壁49よりも開口側には、遮光壁49に対して略垂直な壁状の光形状加工壁50が設けられている。光形状加工壁50は、その壁面が光源3から離れる方向に向かって凹んだ湾曲形状とされ、出射面23から放射される光を湾曲状に遮光する。これにより被照明物を照らす照明パターンの他端側の端部を湾曲させることが出来る。
導光体2の内部を導光する光は、光源3から離れる方向に導光していく。このため導光体2から放射される光は、反射面22の溝24により幾分かは光源3側に向かって反射されるものの、光の多くは光源3から離れる方向に出射面23から放射される。このため光源側の光線Xの光路(伝播距離)は、他端側の光線Yの光路よりも短い傾向があり、光は伝播中に放射状に拡散するため、光路の長い光線Y、すなわち他端側へ向かう光のほうが拡散しやすい傾向となる。このような光により形成される照明パターンは、図12(c)に示したよう、光源側よりも他端側が間延びした形状となり、照明パターンの輪郭がぼけ易くなる。
さらに導光体2から放射される光量は、光源側の遮光壁41の近傍よりも、他端側の遮光壁49の近傍のほうが多くなりやすい。このため、光源側の遮光壁41はその形状により照明パターンを所定形状に形成・加工しやすく、これと反対に、他端側の遮光壁49を光源側の遮光壁41と同様形状にしてもその照明パターンがぼけてしまい所定形状に形成し難く、光源側と他端側での照明パターンの均整がとりづらい。
加えて、他端側の照明パターンが間延びすることを利用し、照明パターン両端部を形成する遮光壁41と光形状加工壁50とに設けられた湾曲形状は、遮光壁41のほうが光形状加工壁50よりも大きく湾曲するように構成している。これにより光形状加工壁50で遮光・形成された小さな湾曲形状が間延びし、光源側の照明パターンと均整をとることができる。光形状加工壁50による照明パターンは光形状加工壁50の先端形状が導光体長手方向に引き伸ばされることで形成されるため、光形状加工壁50の先端形状は、光源3側の遮光壁41を導光体長手方向に縮小した形状とすることが好ましい。これにより照明パターンの両端部の均整を容易に取ることができる。
本実施例においては、光源3側の遮光壁41の先端形状と、他端側の光形状加工壁50の先端形状とが湾曲状である場合について例示したが、上述のよう照明パターンの短手方向の幅を漸減させることができる形状であれば良い。このような形状の例として放物状、楕円状、円弧状などの曲線や、直線を組み合わせることで構成した湾曲形状とすることができる。
この遮光効果を確実に得る為、遮光壁49の先端形状は光形状加工壁50や光源3側の遮光壁41のように湾曲させず、直線状としている。このようにしても、前述のように他端側において照明パターンを形成する主体が光形状加工壁50であることから、照明パターンの形状に与える影響を最小化できる。なお他端面29および切り欠き25、突部44による迷光を十分に遮光できれば、例えば遮光壁49の形状を光形状加工壁50と相似形状としても構わない。
この実施例4は、実施例3に対して、切り欠き25および突部44を設ける箇所においてのみ相違し、その他は基本的に共通であるから、同様の符号を付し、説明を省略する。
この実施例5は、実施例2に対して、導光体2と光源3との接続に実施例3の接続構造を採用し、導体対の側面に嵌合用リブを設けた点においてのみ相違し、その他は基本的に共通であるから、同様の符号を付し、説明を省略する。
2 導光体
3 光源
4 ケース
22 反射面
23 出射面
24 溝
25 切り欠き
26 光散乱部
27 光散乱部
28 光入射制限部
29 他端面
41 遮光壁
44 突部
45 固定部
46 非成形部(穴)
49 遮光壁
50 光形状加工壁
入射面側遮光壁と照射口との境界からの長さが2mm未満では受光面に生じる明暗の境界を暈す効果が弱くなり、この長さが10mmを超えると光が散乱される範囲が大きくなって、照明品質が低下するおそれがあるからである。
または、導光体の端部の入射面は、光入射時に光源の光軸を出射面側に屈折するよう、出射面と対向するように傾斜していること、および、入射面は、光源の光軸に直交する面に対して3〜7°傾斜していること、を特徴とする。
上記構成によれば、光源の光が導光体内部でほとんど反射することなく導光体の他端側まで到達して、他端側から放射される光量が入射面側の光量よりも多くなる現象を防ぎ、導光体内部で反射させることで均一な線状光を得ることが可能となる。
また上記例では光源3の光軸が導光体長手方向に平行な場合について例示したが、入射面21を傾斜させるのではなく、その光軸が反射面22と交差するように光源3自体を傾けて配置することとしてもよい。ただし光源自体を傾斜させる場合は、導光体2の長さに応じて傾斜角を調整する必要があるため、光源を取り付ける周辺部材を多数用意する必要が生じる。このため光源の向きを固定し、入射面21の傾斜角θのみを変更すれば、生産性が向上するため好ましい。
この実施例5は、実施例2に対して、導光体2と光源3との接続に実施例3の接続構造を採用し、導光体2の側面に嵌合用リブを設けた点においてのみ相違し、その他は基本的に共通であるから、同様の符号を付し、説明を省略する。
Claims (25)
- 長尺の導光体と、導光体長手方向の端部に設けられる光源と、これらを収納するケースとを有し、
前記導光体は、複数の溝が導光体長手方向に配列し、前記端部と反対側の他端部に階段状の切り欠きが設けられ、
前記切り欠きと対向する前記ケースの内面には、前記切り欠き内にまで突出する突部が形成されている
ことを特徴とする線状照明装置。 - 前記導光体は、その導光体長手方向に沿った一側面が出射面とされ、
前記ケースは、前記導光体の前記出射面が露出するように導光体長手方向に沿って開口している請求項1に記載の線状照明装置。 - 前記切り欠きは、前記導光体の他端部の出射面側に設けられている請求項2に記載の線状照明装置。
- 前記ケースの開口の導光体長手方向における光源とは反対側の他端部に、前記出射面と前記切り欠きと前記突部とを覆う遮光壁が設けられている請求項2又は3に記載の線状照明装置。
- 前記ケースの遮光壁よりも開口側に、その壁面が光源から離れる方向に向かって凹んだ湾曲形状を有する光形状加工壁が設けられている請求項4に記載の線状照明装置。
- 前記複数の溝は、前記導光体長手方向に沿った断面においてV字形状又はU字形状をなし、前記導光体長手方向において等間隔に配列され、
前記溝と前記切り欠きは、夫々の前記光源と対向する面が相似形状である
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の線状照明装置。 - 前記切り欠きに隣接する溝と前記切り欠きとの間隔が、前記複数の溝同士の間隔と同じであることを特徴とする請求項6に記載の線状照明装置。
- 前記ケースの開口の導光体長手方向における光源側の端部に、前記導光体の出射面を覆う遮光壁が設けられていることを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載の線状照明装置。
- 前記出射面は、前記光源側の遮光壁と対向する領域を含むように光散乱部が設けられていることを特徴とする請求項8に記載の線状照明装置。
- 前記ケースの開口の導光体長手方向における光源とは反対側の他端部に、前記導光体の出射面を覆う遮光壁が設けられていることを特徴とする請求項2〜5,8,9のいずれか一項に記載の線状照明装置。
- 前記出射面は、前記光源とは反対側の遮光壁と対向する領域を含むように光散乱部が設けられていることを特徴とする請求項10に記載の線状照明装置。
- 前記導光体の他端部の端面に、光散乱部が設けられていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の線状照明装置。
- 前記ケースの開口の導光体長手方向における光源側の端部には、前記出射面を覆い、光源側に向かって凹んだ湾曲形状を有する遮光壁が設けられ、
前記ケースの開口の導光体長手方向における光源とは反対側の他端部には、前記出射面を覆う遮光壁が設けられ、さらに該遮光壁よりも開口側には、その壁面が光源から離れる方向に向かって凹んだ湾曲形状を有する光形状加工壁が設けられている、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の線状照明装置。 - 前記光源側の遮光壁の湾曲形状は、前記光形状加工壁の湾曲形状よりも大きく湾曲している
ことを特徴とする請求項13に記載の線状照明装置。 - 前記光形状加工壁の先端の湾曲形状は、前記光源側の遮光壁の湾曲形状を導光体長手方向に縮小した形状である、
ことを特徴とする請求項13又は14に記載の線状照明装置。 - 前記開口の深さ方向において、前記光形状加工壁の先端は、前記光源側の遮光壁よりも前記出射面から遠い開口側に配置されている
ことを特徴とする請求項13〜15のいずれか一項に記載の線状照明装置。 - 前記光源とは反対側の遮光壁は、前記出射面と前記切り欠きと前記突部とを覆うように設けられている
ことを特徴とする請求項13〜16のいずれか1項に記載の線状照明装置。 - 前記ケースには穴が貫設され、穴は前記導光体の隣り合う溝と溝との間に位置するように配された請求項1〜17のいずれか一項に記載の線状照明装置。
- 前記端部側の光散乱部は、前記光源側の遮光壁と開口との境界から開口へ向かって少なくとも2mmの範囲を含み且つ最長でも10mmを超えない範囲に設けられている請求項9記載の線状照明装置。
- 前記入射面は、光入射時に前記光源の光軸を前記反射面側に屈折するよう、前記反射面と対向するように傾斜している請求項1〜19のいずれか一項に記載の線状照明装置。
- 前記入射面は、前記反射面と垂直な面に対して3〜7°傾斜している請求項20に記載の線状照明装置。
- 前記入射面は、光入射時に前記光源の光軸を前記出射面側に屈折するよう、前記出射面と対向するように傾斜している請求項1〜19のいずれか一項に記載の線状照明装置。
- 前記入射面は、前記光源の光軸に直交する面に対して3〜7°傾斜している請求項22に記載の線状照明装置。
- 前記導光体の入射面に、前記光源から入射する光の量を制限する光入射制限部が設けられている請求項1〜20のいずれか一項に記載の線状照明装置。
- 前記光入射制限部は、前記入射面における前記光源の光軸と交差する領域の周囲が除去されたものである請求項24に記載の線状照明装置。
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