JP6110164B2 - 面照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具におけるエンブレムイルミネーションのような照明などに使用されて、光源からの光の拡散方向を変換させる面照明装置に関する。

従来から、この種の車両用灯具として、レンズを傾斜させた状態で光を照射方向に対して水平方向に拡散させる場合に、灯具の配向特性を左右対称のものとする技術が知られている（例えば、特許文献１）。この車両用灯具のレンズ９１の構成を示すものが図５であり、フォグランプにおいては車体の形状に沿わせてレンズ９１が傾斜して配置される。この場合、レンズ９１に施される光を水平方向に拡散するための例えば凹面状とされるレンズカット９２は、照射方向に対してレンズ面が鋭角となる曲率が鈍角となる側の曲率よりも小さく設定（半径Ｒ１＞Ｒ２）されている。

また、凸円および凹円柱面状のプリズムレンズを交互に配置することにより、光を照射方向に対して水平方向に拡散させることも知られている（例えば、特許文献２）。

実開平５−８１９０２号公報 実公平６−６４０１号公報

しかし、面照明装置（エンブレムイルミ）において、上記のようなレンズを使用して、光を照射方向に対して水平方向に拡散するのみでは、均一な輝度分布の発光を得るのは困難であり、この発光を得るために、垂直方向への拡散を、簡単な構成で実現したいとの要請があった。この場合に、車両内における面照明装置のスペースが狭く、複数のレンズ等を介しての光方向を変えることができないことから、面照明装置の小型化の実現も要請されていた。

また、従来技術では、光源とレンズ面とが離れている場合、光源からの照射光を任意の方向に曲げることが難しく、全体的に効率よく発光させることも困難であった。

本発明は、前記の問題点を解決して、光源からの光を導光するとともに、光を照射方向に対して水平方向に拡散すること、また垂直方向に拡散することを、簡単な構成でかつ小型化して実現でき、均一な輝度分布が得られる面照明装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の一構成にかかる面照明装置は、光源と、長手方向の一端に前記光源が対向して配置された導光体とを備え、前記導光体は、光源からの光を前記一端から他端へ導光する導光部と、前記光源との対向面に、前記長手方向と直交する縦方向に延びる横断面半円状の溝が長手方向Ｘに沿って並んで形成されて、光源からの光を照射方向に対して水平方向に拡散させる水平拡散部とを備えている。

この構成によれば、導光体の導光部により、光源からの光を一端から他端へ導光し、水平拡散部により、光を照射方向に対して水平方向に拡散させることを、簡単な構成でかつ小型化して実現でき、発光全体について均一な輝度分布を得ることが可能となる。

本発明では、前記導光体は、長手方向に並んだ前記溝の底に、後方へ凹入した凹入部が縦方向に沿って複数並んだ垂直拡散部が形成されて、前記垂直拡散部によって、光源からの光を照射方向に対して垂直方向に拡散させることが好ましい。この場合、光源からの光を一端から他端の方向へ導光し、光を照射方向に対して水平方向および垂直方向に拡散させて、拡散方向を任意に３次元に制御することを、簡単な構成でかつ小型化して実現でき、発光全体についてより均一な輝度分布を得ることが可能となる。

また、前記垂直拡散部は、前記凹入部が複数、長手方向および縦方向にそれぞれ隣接して形成されたウロコ状の形状を有していることが好ましい。この場合、導光体全体で照射方向に対して水平方向および垂直方向への拡散が可能となる。

好ましくは、前記垂直拡散部は、前記凹部が丸みを有する隅部を挟む長辺および短辺をもつ略三角形の縦断面形状を有し、前記溝の底の母線に対して長辺が後方へ傾斜する傾斜角度θがθ≦１４°の範囲内に設定されている。したがって、より良好に光を照射方向に対して垂直方向に拡散できるとともに、垂直拡散部を容易に成形できる。

好ましくは、前記導光体は、散乱体を含有させた材料からなる。したがって、光を照射方向に対して垂直方向に拡散できるとともに、輝度が緩やかに変化する発光が得られる。

本発明では、光源からの光を導光体の一端から他端の方向へ導光し、光を照射方向に対して水平方向および／または垂直方向に拡散させることを、簡単な構成でかつ小型化して実現でき、発光全体について均一な輝度分布を得ることが可能となる。

本発明の一実施形態にかかる面照明装置の構成を示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は水平拡散部による光の拡散状態を示す平面図である。 （Ａ）は導光体を示す背面図、（Ｂ）は垂直拡散部を示す側面図、（Ｃ）は垂直拡散部による光の拡散状態を示す側面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の評価結果を示す特性図である。 従来の面照明装置の一例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。図１は本発明の一実施形態に係る面照明装置を示す構成図である。面照明装置は、光源（点光源）１と、横長の板状の形状を有し、その長手方向Ｘの一端に光源１が対向して配置された導光体２とを備えている。例えば、光源１としてはＬＥＤ（発光ダイオード）が使用され、導光体２は透明体からなり、アクリル（ＰＭＭＡ）樹脂やポリカーボネート（ＰＣ）樹脂などが使用される。

導光体２は、光源１からの照射光Ｌを一端から他端へ長手方向Ｘに導光する導光部３と、光源１との対向面に、長手方向Ｘと直交する縦方向Ｙに延びる横断面半円状の溝５が長手方向Ｘに沿って複数並んで形成されて、光源１からの照射光Ｌの方向（照射方向）に対して拡散光Ｌ２を水平方向Ｈに拡散させる水平拡散部６とを備えている。溝５と溝５の間には横断面半円状の凸部が形成されている。

図２（Ａ）、（Ｂ）は、水平拡散部による光の拡散状態を示す平面図である。図２（Ｂ）のように、光源１からの照射光Ｌは、導光部３により導光されて、導光体２の一端から他端へ長手方向Ｘに向かう（光Ｌ１）。これとともに、図２（Ａ）のように、水平拡散部６は、溝５が凹面鏡の働きをして、光源１からの照射光Ｌが、溝５の内面で反射して、照射方向に対し、水平方向Ｈに幅広い角度で拡散させることができる。導光された光Ｌ１も同様に水平方向Ｈに幅広い角度で拡散される。これにより、導光体２の全体について、効率よく発光させることができる。なお、導光体２に後述する散乱体２０を含有させた場合、照射方向に対して、垂直方向Ｖに拡散させることもできる。

導光体２は、また、光源１からの光が照射方向Ｌに対して垂直方向Ｖに拡散する垂直拡散部８を備えている。図３（Ａ）は垂直拡散部８を示す背面図、（Ｂ）は垂直拡散部８を示す側面図、（Ｃ）は垂直拡散部８による光の拡散状態を示す側面図である。

図３（Ｂ）のように、垂直拡散部８は、長手方向Ｘに並んだ各溝５の底５ａに、後方Ｚへ凹入した凹入部７が縦方向Ｙに沿って複数並んで形成されている。この凹入部７は、丸みを有する隅部７ａを挟む長辺７ｂおよび短辺７ｃをもつ略（直角）三角形の縦断面形状を有し、溝５の底５ａの母線ｍに対して長辺７ｃが後方Ｚへ傾斜する傾斜角度θがθ≦１４°の範囲内に設定されている。より好ましくは、傾斜角度θが６°≦θ≦８°の範囲内に設定されている。

図３（Ａ）のように、垂直拡散部８は、凹入部７が複数、長手方向Ｘおよび縦方向Ｙにそれぞれ隣接して形成されたウロコ状の形状を有する。図３（Ｃ）のように、光源１からの照射光Ｌは、垂直拡散部８における後方向Ｚに凹入して丸みを有する隅部７ａをもつ凹入部７の内面に反射することにより、照射方向に対して拡散光Ｌ３を垂直方向Ｖに拡散させる（図１）。

垂直拡散部８は、水平拡散部６の一部である溝５の底５ａに形成されるものであり、照射光Ｌを照射方向に対して水平方向および垂直方向に拡散することが、簡単な構成で実現されるとともに、水平拡散部６と一体に形成することから装置を小型化することができる。

垂直拡散部８は、例えば以下の方法により作製される。すなわち、図３（Ｂ）のように、円柱形状の切削工具Ｃを、溝５の底５ａに対して、θ＝１０°の角度で傾斜させて切削することで凹入部７を形成し、縦方向Ｙに約１ｍｍの間隔で複数設け、また長手方向Ｘにも同様に複数設けることにより、図３（Ａ）のようなウロコ状の形状が作製される。これにより、成形抜き方向に対して小さな角度での成形を行うことができる。

図２（Ｂ）の散乱体２０は、例えばシリコーン粒子などが好ましく使用される。導光体２を所定濃度の散乱体２０を含有させて作製することにより、散乱体２０による散乱光Ｌ４によって、垂直方向Ｖにも拡散できるとともに、輝度が緩やかに変化する発光が得られる。

(実施例)
水平拡散部６は、例えば半径Ｒが０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の溝５が複数並んだローレット形状を有している。垂直拡散部８は、溝５の底５ａに対して、θ＝１０°の角度で傾斜させた凹入部７が縦方向Ｙに約１ｍｍの間隔で複数設けられている。

実施例１：水平拡散部６のみを設けた場合に、凸半円柱部４がＲ０．２で、溝５がＲ０．５のとき、水平拡散のシミュレーション結果が最も良かった。
実施例２：水平拡散部６のみを設けた場合に、凸半円柱部４がＲ０．３で、溝５がＲ０．５のとき、見栄えは良であった。
実施例３：水平拡散部６および垂直拡散部８を設けた場合に、水平拡散部６が実施例１と同様の形状のとき、照射光が水平拡散および垂直拡散して、実施例１よりも発光がより均一な輝度分布となった。

図４（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の評価結果を示す特性図である。図４（Ａ）は、水平拡散部６のみを設けた場合、図４（Ｂ）は、水平拡散部６および垂直拡散部８を設けた場合、図４（Ｃ）は、水平拡散部６および垂直拡散部８を設けるとともに、導光体２に散乱体２０を含有させた場合、それぞれ示す。図４（Ａ）〜（Ｃ）では、（Ｃ）が観測角度にかかわらず均一な輝度分布となって、最も見栄えが良い状態であり、（Ｂ）、（Ａ）の順で、それよりも観測角度による均一性が低くなり、見栄えの状態も若干低下している。

このように、本発明では、導光体の導光部により、光源からの光を一端から他端へ導光し、水平拡散部により、光を照射方向に対して水平方向に拡散させることを、簡単な構成でかつ小型化して実現でき、発光全体について均一な輝度分布を得ることが可能となる。

また、本発明では、導光体の導光部により、光源からの光を一端から他端へ導光し、水平拡散部および垂直拡散部により、光を照射方向に対して水平方向および垂直方向に拡散させて、拡散方向を任意に３次元に制御することを、簡単な構成でかつ小型化して実現でき、発光全体についてより均一な輝度分布を得ることが可能となる。

なお、この実施形態では、照射方向に対して水平方向に拡散させる水平拡散部および垂直方向に拡散する垂直拡散部を備えているが、必要に応じて垂直拡散部を省略してもよい。

なお、この実施形態では、導光体に散乱体を含有させているが、必要に応じて含有させなくてもよい。

１：光源
２：導光体
３：導光部
５：溝
５ａ：溝の底
６：水平拡散部
７：凹部
７ａ：隅部
７ｂ：長辺
７ｃ：短辺
８：垂直拡散部
２０：散乱体
Ｌ：照射光
Ｈ：水平方向
Ｖ：垂直方向
Ｘ：長手方向
Ｙ：縦方向
Ｚ：厚み方向の後方向

Claims (4)

1. 光源と、長手方向の一端に前記光源が対向して配置された導光体とを備え、
   前記導光体は、光源からの光を前記一端から他端へ導光する導光部と、前記光源との対向面に、前記長手方向と直交する縦方向に延びる横断面半円状の溝が長手方向に沿って並んで形成されて、光源からの光を照射方向に対して水平方向に拡散させる水平拡散部とを備え、さらに、
   長手方向に並んだ前記溝の底に、後方へ凹入した凹入部が縦方向に沿って複数並んだ垂直拡散部が形成されて、前記垂直拡散部によって、前記光源からの光を照射方向に対して垂直方向に拡散させる、面照明装置。
2. 請求項１において、
   前記垂直拡散部は、前記凹入部が複数、長手方向および縦方向にそれぞれ隣接して形成されたウロコ状の形状を有している、面照明装置。
3. 請求項１において、
   前記垂直拡散部は、前記凹入部が丸みを有する隅部を挟む長辺および短辺をもつ略三角形の縦断面形状を有し、前記溝部の底の母線に対して長辺が後方へ傾斜する傾斜角度θがθ≦１４°の範囲内に設定されている、面照明装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項において、
   前記導光体は、散乱体を含有させた材料からなる、面照明装置。
   
   
   

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