CN113412180A - 导光板的制造方法、导光板及车辆用灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于制造在一部分区域具有自由曲面的导光板。一种导光板的制造方法，通过使用模具(50)的注射成型制造使在第一方向具有曲率的第一区域与具有规定的曲面的第二区域连接的导光板，模具(50)具备：用于形成第一区域的第一部件(51)、用于形成第二区域的第二部件(52)。第一部件(51)通过使利用电铸法形成了规定的结构体的第一电铸压模向与第一方向对应的方向弯曲而制造。

Description

导光板的制造方法、导光板及车辆用灯具
技术领域
本发明涉及一种在端面具有自由曲面的导光板的制造方法等。
背景技术
在照明装置或立体图像显示装置等中使用用于导光光的导光板。这种导光板的制造方法作为现有技术是公知的。
例如，在专利文献1中公开了弯曲成规定的曲率半径的导光板的制造方法。在专利文献1的技术中，通过对导光板用基板加热，使其弯曲成规定的曲率半径。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开特许公报“特许第4530428号公报”
在此，作为车辆的尾灯单元，有时使用具有导光板的立体显示装置。这种尾灯单元具备上述导光板和保护该导光板的罩。为了提高设计性，使尾灯单元与车辆的框体的形状一致，优选在上下方向和左右方向的双轴方向上具有曲率。
导光板和罩中的罩容易形成为在上下方向和左右方向的双轴方向上具有曲率的形状。另一方面，导光板需要形成对从光源射出的光进行光路变更的光路变更部。但是，在专利文献1的技术中，由于通过对导光板用基板加热而使其弯曲成规定的曲率半径，因此只能在单轴方向上具有曲率。
发明内容
本发明的一方式的目的在于，实现能够制造在一部分区域中具有规定曲面的导光板的导光板的制造方法。
为了解决上述课题，本发明的一方式的导光板的制造方法，通过使用模具的注射成型来制造导光板，该导光板具有：(1)在第一方向具有曲率，对从光源射出并从入射面入射的光进行导光，通过光路变更部使所导光的光变更光路，并从射出面射出，在空间使图像成像的第一区域；(2)具有规定曲面的第二区域，其特征在于，所述模具具备用于形成所述第一区域的第一部件和用于形成所述第二区域的第二部件，所述第一部件通过使利用电铸法形成了规定的结构体的第一电铸压模向与所述第一方向对应的方向弯曲而制造，所述第二部件以形成所述规定的曲面的方式制造，通过使用使所述第一部件与所述第二部件连接的所述模具的注射成型制造所述导光板。
发明的效果
根据本发明的一方式，能够制造在部分区域中具有规定的曲面的导光板。
附图说明
图1是设置有本发明的实施方式1的尾灯单元的车辆的俯视图。
图2是表示上述车辆右侧的尾灯单元的结构的图。
图3是从上方观察上述尾灯单元的图。
图4是表示上述尾灯单元所具备的导光板的结构的图。
图5是表示由上述导光板中的立体图像形成部成像的立体图像的图。
图6是在上述导光板的制造中使用的模具的立体图。
图7是表示用于进行用于制造上述导光板的注射成型的注射成型装置的结构的图。
图8是表示作为上述模具的变形例的模具的结构的图。
图9是表示作为上述尾灯单元的变形例的尾灯单元的结构的图。
图10是从上方观察上述尾灯单元的图。
图11(a)及(b)是表示上述尾灯单元所具有的弯曲部的具体例的图。
图12是表示作为上述尾灯单元的又一变形例的尾灯单元的结构的图。
图13是表示作为上述导光板的变形例的导光板的结构的图。
图14是表示由上述导光板形成图像的样子的图。
具体实施方式
(实施方式1)
以下，基于附图对本发明的一方面的实施方式(以下也记作“本实施方式”)进行说明。
1适用例
首先，利用图6和图7说明本发明的导光板的制造方法的一例。
图6是模具50的立体图。是表示用于进行用于制造导光板10的注射成型的注射成型装置100的结构的图。是表示用于进行用于制造导光板的注射成型的注射成型装置100的结构的图。
本实施例是通过使用模具的注射成型制造导光板的导光板的制造方法，该导光板连接有在第一方向(在水平方向、上下方向具有轴的方向)上具有曲率的第一区域，和具有不规定曲率的轴的自由曲面的第二区域。
如图6所示，模具50具备第一部件51和第二部件52。第一部件51是用于形成与导光板的立体图像形成部对应的区域的电铸压模。第一部件51形成为在1轴方向(水平方向)具有规定的曲率。另一方面，第二部件52使用模具零件形成为具有自由曲面。
如图7所示，模具50将粘贴于基座54的第一部件51和第二部件52以曲面51a和曲面52a成为同一面的方式连接。在注射成型装置100，在由曲面51a和曲面52a构成的面的前方形成有用于成型导光板10的区域A。
在本例的导光板10的制造方法中，使用具有在第一方向具有曲率的第一部件51和具有作为规定的曲面的自由曲面的第二部件52的模具，通过注射成型制造。由此，在制造的导光板中，(1)在与第一部件51对应的区域，能够形成具备要求高精度的成型的光路变更部组的立体图像形成部，并且，(2)在与第二部件52对应的区域，能够形成具有自由曲面的区域。
2构成例
以下，参照附图说明本发明的尾灯单元1A(车辆用灯具)的结构以及尾灯单元1A所具备的导光板10的制造方法。
(尾灯单元1A的结构)
图1是设置有本实施方式的尾灯单元1A的车辆C的俯视图。以下，为了便于说明，有时将图1中的+X方向作为后方向，将-X方向作为前方向，将+Y方向作为上方向，将-Y方向作为下方向，将+Z方向作为右方向，将-Z方向作为左方向进行说明。如图1所示，尾灯单元1A分别设置在车辆C的后部的左右。
图2是表示车辆C的右侧的尾灯单元1A的结构的图。图3是从上方观察尾灯单元1A的图。另外，车辆C的左侧的尾灯单元1A的结构除了与车辆C的右侧的尾灯单元1A左右对称这一点之外，其他结构相同。
如图2和图3所示，尾灯单元1A具备：光源2、导光板10和罩30。光源2及导光板10使表示车辆C的尾灯(也称为后尾灯)及制动器灯(也称为制动灯)的立体图像成像。
光源2向导光板10射出光。光源2例如是LED(Light Emitting diode：发光二极管)光源。光源2设置在导光板10的下面、即端面10c。
导光板10导光从光源2射出的光，通过后述的光路变更部使所导光的光变更光路，从而使立体图像成像于空间。
图4是表示导光板10的结构的图。如图3和图4所示，导光板10由立体图像形成部11(第一区域)和辅助部件21(第二区域)构成。导光板10由具有透明性和较高折射率的树脂材料成型。形成导光板10的材料例如可以是聚碳酸酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、玻璃等。
立体图像形成部11是形成有用于成像立体图像的光路变更部的区域，是构成导光板10的右侧的部件。立体图像形成部11在左右方向具有曲率，而在上下方向不具有曲率。
立体图像形成部11具备：射出光的射出面11a、与射出面11a相反侧的背面11b、连接射出面11a和背面11b的面即端面11c、端面11d、端面11e及端面11f。端面11c是从光源2射出的光入射到立体图像形成部11的入射面。立体图像形成部11使来自光源2的光在射出面11a和背面11b之间在Z轴方向扩展的同时进行导光。
在立体图像形成部11的背面11b形成有多个光路变更部组13。光路变更部组13在水平方向实质上连续地形成。光路变更部组13由菲涅耳透镜的一部分形成。在图4中，为了简化，仅图示了1个光路变更部组13。从光源2射出并由立体图像形成部11导光的光入射到光路变更部组13的Z轴方向的各位置。光路变更部组13将入射到光路变更部组13的各位置的光的光路变更为从分别与各光路变更部组13对应的定点(以下称为会聚点PA)向实质上发散的方向。在光路变更部组13的某点处反射的光在沿着连结该点和会聚点PA的直线的方向行进。由光路变更部组13变更了光路的发散光L从立体图像形成部11的射出面11a向车辆C的外部射出。
图5是表示由立体图像形成部11成像的立体图像I的图。如上所述，在立体图像形成部11形成多个光路变更部组13，多个光路变更部组13的会聚点彼此不同。由此，如图5所示，在立体图像形成部11，通过与各光路变更部组13对应的多个会聚点的集合，在立体图像成像面P形成作为立体图像I的虚像。即，由从立体图像形成部11射出的光成像的立体图像I作为车辆C的尾灯和制动灯发挥作用。
辅助部件21是用于提高尾灯单元1A的外观性的部件。如图3和图4所示，辅助部件21是构成导光板10的左侧的部件。辅助部件21、立体图像形成部11具有自由曲面。辅助部件21的左端为曲面，以便与车辆C的框体B的形状一致。如图5所示，导光板10形成为与辅助部件21、右侧的面21a、立体图像形成部11的端面11d连接。
罩30是保护光源2和导光板10的部件，在车辆C中，相对于光源2和导光板10设置在外侧。罩30的左端为曲面，以便与车辆C的框体B的形状一致。罩30由具有透明性的材料形成。
罩30由平滑的曲面(换言之，连续的曲面)构成。换言之，罩30不具有成为不连续的曲面的原因的突起或弯曲部等。由此，从立体图像形成部11射出的光不会向不希望的方向偏向，因此能够防止成像的立体图像I变得不清楚。
在此，对例如导光板的左端不是曲面而是平面的情况进行说明。此时，车辆C的框体B与罩的连接面为曲面，另一方面，车辆C的框体B与导光板的连接面为平面。因此，存在车辆C的外观不好的问题。
相对于此，在尾灯单元1A中，导光板10和罩30的左端形成为曲面，以便与车辆C的框体B的形状一致。由此，车辆C的框体B与罩的连接面、以及车辆C的框体B与导光板的连接面均成为曲面。由此，能够提高车辆C的设计性。
(导光板10的制造方法)
本发明的导光板10通过使用成型为规定形状的模具的注射成型制造。
图6是本实施方式中使用的模具50的立体图。如图6所示，模具50具备第一部件51和第二部件52。
第一部件51是用于形成与导光板10的立体图像形成部11对应的区域的电铸压模(第一电铸压模)。第一部件51的制造方法如下所述。首先，通过电铸法制作在金属平板上形成有用于形成立体图像形成部11所具备的光路变更部组13的结构体的电铸压模。接着，通过对制作的电铸压模施加热量，形成为在第一方向(与车辆C的左右方向对应的方向)具有规定的曲率。由此，制造具有形成有上述结构体的曲面51a的第一部件51。
第二部件52是用于形成与导光板10的立体图像形成部11对应的区域的部件。第二部件52不需要要求高精度的形成的、用于形成光路变更部组13的结构体。因此，第二部件52能够通过电铸法以外的方法成型。因此，第二部件52能够以具有自由曲面的方式使用模具零件容易地形成。作为用于第二部件52的注射成型的面的曲面52a被镜面加工。
图7是表示用于进行用于制造导光板10的注射成型的注射成型装置100的结构的图。如图7所示，模具50将粘贴在基座54上的第一部件51和第二部件52以曲面51a和曲面52a成为同一面的方式连接。在注射成型装置100，在由曲面51a和曲面52a构成的面的前方形成有用于成型导光板10的区域A。导光板10可以通过使用注射成型装置100利用现有的注射成型技术形成。
如上所述，在本实施方式的导光板10的制造方法中，使用具有在水平方向具有曲率的第一部件51和具有自由曲面的第二部件52的模具，通过注射成型制造。根据上述结构，(1)在与第一部件51对应的区域，能够形成具备要求高精度成型的光路变更部组13的立体图像形成部11，并且，(2)在与第二部件52对应的区域，通过具有自由曲面，能够形成适合于车辆C的框体B的形状的辅助部件21。
在此，技术上可以制作具有自由曲面且形成有用于形成光路变更部组13的结构体的电铸压模。但是，为了制作这样的电铸压模，存在电铸的复制困难，制造成本变高的问题。
与此相对，在本实施方式的导光板10的制造方法中，形成有用于形成光路变更部组13的结构体的第一部件51只要仅在水平方向具有曲率即可。因此，能够抑制第一部件51(进而导光板10)的制造成本。
在本实施方式的导光板10中，是仅左右方向的一侧具有自由曲面的结构，但本发明的导光板10不限于此。在本发明的一方式的导光板10中，也可以是左右方向的两侧具有自由曲面的结构。这样的导光板可以通过使用在第一部件51的两侧配置有第二部件52的模具制造。
本实施方式中的辅助部件21是具有自由曲面的结构，但也可以是在上下方向和水平方向具有曲率的结构，也可以是在上下方向和水平方向以外的方向从具有曲率的结构。第二部件52能够不进行形成用于形成光路变更部组13的结构体那样的高精度的控制而制作。因此，第二部件52能够形成为任意的曲面。
本实施方式中的导光板10是导光从光源2入射的光并使其从射出面11a射出的导光板。导光板10具有：立体图像形成部11，其在上述第一方向具有曲率，对从光源2射出并从入射面11a入射的光进行导光，通过由光路变更部组13使被导光的光进行光路变更，而从射出面11a射出，在空间成像图像；以及辅助部件21，其与立体图像形成部11的具有曲率的方向(即第一方向)的一方的端部连接，具有规定的曲面。
根据上述结构，导光板10的左端成为曲面，以便与车辆C的框体B的形状一致。由此，车辆C的框体B与罩的连接面、以及车辆C的框体B与导光板10的连接面均成为曲面。由此，能够提高车辆C的设计性。
3变形例
以上详细说明了本发明的实施方式，但到目前为止的说明在所有方面只不过是本发明的例示。当然，可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种改良和变形。例如，可以进行以下的变更。另外，以下，对于与上述实施方式相同的构成要素使用相同的符号，对于与上述实施方式相同的点适当省略说明。以下的变形例可以适当组合。
(4.1)
本实施方式中的导光板10的制造方法除了使用模具60代替实施方式1中的模具50这一点之外，与实施方式1中的制造方法相同。
图8是表示本变形例中的模具60的结构的图。如图8所示，模具60具备第二部件53来代替实施方式1中的第二部件52。
第二部件53是用于形成与导光板10的立体图像形成部11对应的区域的电铸压模(第二电铸压模)。第二部件53不需要要求高精度的形成的、用于形成光路变更部组13的结构体。因此，第二部件53通过对通过电铸法制作的电铸压模施加热量而向双轴方向弯曲而制造。双轴方向是第一方向和不同于第一方向的方向。例如，双轴方向可以是上下方向和左右方向，也可以是除此以外的方向。另外，也可以是双轴不相互垂直的任意角度。
如上所述，在将导光板10应用于尾灯单元1A的情况下，只要在车辆C的上下方向曲率半径为500mm以上，在车辆C的左右方向曲率半径为200mm以上即可。
如上所述，在本变形例的导光板10的制造方法中，用于形成与导光板10的辅助部件21对应的区域的第二部件53成为电铸压模。由此，不需要具有自由曲面的模具零件，能够通过电铸压模制造第一部件51和第二部件53，因此，能够抑制导光板的制造成本。
(4.2)
在用实施方式1的制造方法制造导光板10的情况下，有时在导光板10的由曲面51a和曲面52a构成的面上形成因模具50中的第一部件51和第二部件52的棱线引起的棱线15。于是，在本变形例中，对能够使棱线15不明显的尾灯单元进行说明。
图9是表示作为实施方式1的尾灯单元1A的变形例的尾灯单元1B的结构的图。图10是从上方观察尾灯单元1B的图。如图9及图10所示，尾灯单元1B具备罩30A来代替实施方式1中的罩30。罩30A除了实施方式1的罩30的结构之外，还具备弯曲部31。
图11的(a)及(b)是表示弯曲部31的具体例的图。如图11(a)所示，弯曲部31也可以是用于将罩30A分割为两个的线。另外，如图11(b)所示，弯曲部31也可以是连续弯曲的结构。在这种情况下，弯曲部31可以是向车辆C的外侧突出的凸部结构，也可以是向C的内侧少量凹陷的凹部结构。
如图10所示，当从后方观察尾灯单元1B时，弯曲部31设置在与形成于导光板10的棱线15重叠的位置。由此，在导光板10上形成有棱线15的情况下，能够使棱线15不明显。
(4.3)
图12是表示作为实施方式1的尾灯单元1A的变形例的尾灯单元1C的结构的图。如图12所示，尾灯单元1C具备罩30B来代替实施方式1中的罩30。罩30B在实施方式1的罩30的结构的基础上具有反射面32。
反射表面32形成在罩30B的外表面30Ba上。反射面32是以使从导光板10的射出面11a射出的光的行进方向相对于车辆C的前后方向向更大的角度进行偏向的方式进行反射的面。
根据上述结构，能够使从导光板10的射出面11a射出的光向相对于车辆C的前后方向呈更大的角度的方向偏向。由此，能够在更宽的视野角度范围内视觉识别立体图像I。
(4.4)
图13是表示作为实施方式1中的导光板10的变形例的导光板10A的结构的图。如图13所示，导光板10A由立体图像形成部11(第一区域)、辅助部件21(第二区域)和辅助部件22(第二区域)构成。在实施方式1的导光板10中，仅在立体图像形成部11(第一区域)的一方的端部连接有辅助部件21。更具体地说，仅在立体图像形成部11的具有曲率的方向的一方的端部连接有辅助部件21。与此相对，在本变形例的导光板10A中，在立体图像形成部11的具有曲率的方向的两端部分别形成有辅助部件21和辅助部件22。
图14是表示利用导光板10A形成图像的样子的图。如图14所示，在导光板10A中，在辅助部件21上也形成有光路变更部。另外，在导光板10A中，除了由立体图像形成部11成像的图像I1之外，通过由形成于辅助部件21的光路变更部对从光源2射出并通过立体图像形成部11入射到辅助部件21的光进行光路变更，而成像图像I2。在本变形例中，图像I2成像于辅助部件21的射出面21A，但也可以在除此以外的空间成像图像I2。
如上所述，由于辅助部件21使用模具零件形成，所以与在立体图像形成部11形成光路变更部时相比，无法提高在辅助部件21形成的光路变更部的形成精度。因此，辅助部件21具备的光路变更部的密度比立体图像形成部11具备的光路变更部的密度小。在本变形例的导光板10A中，辅助部件21所具备的光路变更部的密度为立体图像形成部11所具备的光路变更部的密度的50％以下。在本变形例的导光板10A中，立体图像形成部11所具备的光路变更部的图案形状与辅助部件21所具备的光路变更部的图案形状不同。
另外，辅助部件22可以与实施方式1中说明的辅助部件21的形成方法同样地形成。
(总结)
本发明的一方式的导光板的制造方法，通过使用模具的注射成型来制造导光板，导光板具有：(1)在第一方向上具有曲率，对从光源射出并从入射面入射的光进行导光，通过使导光后的光通过光路变更部进行光路变更，而从射出面射出，在空间成像图像的第一区域；(2)具有规定曲面的第二区域，所述模具具备：具有用于形成上述第一区域的第一部件和用于形成上述第二区域的第二部件，上述第一部件使通过电铸法形成了规定的结构体的第一电铸压模向与上述第一方向对应的方向弯曲而制造，所述第二部件制造成形成所述规定的曲面，通过使用了连接有所述第一部件和所述第二部件的所述模具的注射成型制造所述导光板。
根据上述结构，能够制造具备由与模具的第一部件对应的区域形成的向一个轴向弯曲的第一区域、和由与模具的第二部件对应的区域形成的具有规定的曲面的第二区域的导光板。
在本发明的一方式的导光板的制造方法中，所述第二部件由包含用于形成所述规定的曲面的面的模具零件制造。
根据上述结构，能够以具有任意的自由曲面的方式制造第二部件。
在本发明的一方式的导光板的制造方法中，上述第二部件通过使利用电铸法形成的第二电铸压模向上述第一方向和与上述第一方向不同的方向弯曲而制造。
根据上述结构，由于不需要用于形成任意曲面的模具零件，因此，能够抑制导光板的制造成本。
本发明的一方式的导光板通过上述任一种制造方法制造。
根据上述结构，由于具备具有规定的曲面的第二区域，因此，能够成为适用于具有该导光板的装置等的形状的导光板。
本发明的一方式的车辆用灯具具备：上述导光板、向所述导光板射出光的光源、以及保护所述导光板和所述光源的罩。
根据上述结构，能够使导光板与车辆的框体的连接面的形状、以及罩与车辆的框体的连接面的形状都为曲面。由此，能够提高车辆的设计性。
本发明的一方式的导光板，对从光源入射的光进行导光并从射出面射出，该导光板具有：第一区域，其在第一方向具有曲率，对从上述光源射出并从入射面入射的光进行导光，并通过由光路变更部使所导光的光进行光路变更而从所述射出面射出，在空间成像图像；第二区域，其与所述第一区域的具有曲率的方向的至少一方的端部连接，并具有规定的曲面。
在本发明的一方式的导光板中，所述第二区域具备通过对从所述光源射出并从入射面入射的光进行光路变更而从所述射出面射出在空间成像图像的光路变更部，所述第二区域所具有的所述光路变更部的密度为所述第一区域所具有的所述光路变更部的密度的50％以下。
在本发明的一方式的导光板中，通过由所述第二区域所具备的光路变更部进行了光路变更的光，在所述第二区域的射出面形成像。
本发明不限于上述各实施方式，可以在请求项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。
符号说明
1A、1B、1C：尾灯单元(车辆用灯具)
2：光源
10、10A：导光板
11：立体图像形成部(第一区域)
11a：射出面
13：光路变更部组
21：辅助部件(第二区域)
30、30A，30B：罩
50、60：模具
51：第一部件
52、53：第二部件

Claims (10)

1.一种导光板的制造方法，通过使用模具的注射成型制造导光板，该导光板具有：(1)在第一方向具有曲率，对从光源射出并从入射面入射的光进行导光，通过光路变更部使所导光的光变更光路，并从射出面射出，在空间使图像成像的第一区域；(2)具有规定曲面的第二区域，该导光板的制造方法的特征在于，
所述模具具备用于形成所述第一区域的第一部件和用于形成所述第二区域的第二部件，
所述第一部件通过使利用电铸法形成了规定的结构体的第一电铸压模向与所述第一方向对应的方向弯曲而制造，
所述第二部件以形成所述规定的曲面的方式制造，
通过使用连接有所述第一部件和所述第二部件的所述模具的注射成型制造所述导光板。
2.如权利要求1所述的导光板的制造方法，其特征在于，
所述第二部件通过包含用于形成所述规定的曲面的面的模具零件制造。
3.如权利要求1所述的导光板的制造方法，其特征在于，
所述第二部件通过使利用电铸法形成的第二电铸压模向所述第一方向和与所述第一方向不同的方向弯曲而制造。
4.一种导光板，其特征在于，
通过权利要求1～3中任一项所述的制造方法制造。
5.一种车辆用灯具，其特征在于，具备：
导光板，其是权利要求4所述的导光板；
光源，其向所述导光板射出光；
罩，其保护所述导光板和所述光源。
6.一种导光板，对从光源入射的光进行导光并使其从射出面射出，其特征在于，具有：
第一区域，其在第一方向具有曲率，对从所述光源射出并从入射面入射的光进行导光，通过由光路变更部使所导光的光变更光路，而从所述射出面射出，在空间成像图像；
第二区域，其与所述第一区域的具有曲率的方向的至少一方的端部连接，具有规定的曲面。
7.如权利要求6所述的导光板，其中，
所述第二区域具有光路变更部，该光路变更部通过使从所述光源射出并从入射面入射的光进行光路变更，而从所述射出面射出，在空间成像图像，
所述第二区域所具备的所述光路变更部的密度比所述第一区域所具备的所述光路变更部的密度小。
8.如权利要求6或7所述的导光板，其中，
所述第二区域所具备的所述光路变更部的密度为所述第一区域所具备的所述光路变更部的密度的50％以下。
9.如权利要求7或8所述的导光板，其中，
所述第一区域所具备的所述光路变更部的图案形状与所述第二区域所具备的所述光路变更部的图案形状不同。
10.如权利要求6～9中任一项所述的导光板，其中，
利用由所述第二区域所具备的光路变更部进行了光路变更的光，在所述第二区域的射出面形成像。
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