JP2003141920A - 照明ユニット - Google Patents
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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Abstract
エレメントと、該導光体エレメントを照出するための少
なくとも1つの光源とを有する照明ユニットであって、
前記主面の間に照射された光線がトータル反射によって
先きに反射されるように構成され、少なくとも1つの主
面の上に、照射された光を出射する手段(26)が設け
られている照明ユニットが提案されている。 【解決手段】 本発明によれば出射手段は、それぞれ少
なくとも1つの主面側に対し傾斜させられた少なくとも
2つの交差する面(30)によって制限された、フィー
ルド状に横に並べて配置された多数の個別の出射構造を
有している。
Description
2つの主面を有する導光体エレメントと、該導光体エレ
メントを照出するための少なくとも1つの光源とを有す
る照明ユニットであって、前記主面の間に入射された光
がトータル反射によって反射させられるように構成さ
れ、少なくとも1つの主面側に入射された光を当該面か
ら出射するための手段が設けられている形式のものに関
する。
えばバックライト又はキー導光体という概念で知られて
いる。このような照明ユニットはキー又はLCDのバッ
クグラウンド照明に用いられる。
プ又はLED(light emitting diode)によって光が入
射ジオメトリを介して導入される導光体によって行なわ
れる。この導光体においては光線は照明しようとする領
域へ導かれる。
ラス効果を有する粗面化された表面領域によって行なわ
れる。この形式で照明面の均質な照明が、導光体の内部
にて観察者に対し視覚的な像を見えるようにすることな
く得られる。
の変わらない品質で代替可能な費用で達成しかつ検査す
ることは必ずしも可能ではない。
に述べた形式の照明装置であって、特に量産で、変わら
ない良好な品質で製造でき、それにも拘わらず特にキー
の均質な照明が可能である形式のものを提供することで
ある。
ためには出射手段が複数の、つまり7つ以上のフィール
ド状に横に並べて配置された個別の出射構造を有し、該
出射構造が少なくとも1つの主面側に対して傾いて延び
るそれぞれ2つの、交差する面によって制限されて構成
されている。この構成は種々の利点を有している。ま
ず、さもないと使用される粗い出射面が、その品質が容
易に後から検査可能なはっきりと規定された幾何学的な
出射構造によって置き換えられるようになる。これは特
に、この出射構造が比較的に小さな寸法で、すなわち1
つの出射構造が40〜200μmの大きさの辺長さを有
する寸法で製造される場合にも当嵌まる。出射構造は有
利には照明しようとする表面の寸法に関し、例えば照明
しようとする領域にて20〜200の単個出射構造から
成るフィールドが配置され得るように選択される。さら
にこれに相応して構成された導光体を例えば射出成形法
で製作することは、小さな構造の場合ですら、粗い表面
の製造の場合に比較して、射出温度に対する影響が少な
い。さらに出射構造は該出射構造を制限する少なくとも
2つの交差する面によって、目的とした導光に使用でき
る有利な方向を有するようになる。
ては容易に製作できる照明ユニットを得るためにはさら
に、少なくとも1つの主面の少なくとも2つの異なる方
向でそれぞれ複数の横に並べて配置された個別の出射構
造が設けられている。
る。つまり、出射構造は主として交差しあう面により制
限されている。
造は少なくとも1つの主面にネガティブに構成されてい
る。この形式で個別の出射構造は、例えば射出成形工具
にてポジティブに一体成形されることができ、この結
果、特に50〜300μmの出射構造寸法の場合に工具
の製造が著しく簡易化される。
とも1つの主面に対する出射構造を制限する面の角度及
び/又は出射構造を制限する面の交差角は、光源に対
し、相応の照明密度を有する光が当該主面から所望され
るように有利には均質に出射されるように調和させられ
ている。つまり、光の出射のための重要なパラメータと
しては出射構造を制限する面の相互の交差角も当該主面
に対する交差角も用いられる。さらに出射構造を制限す
る面の光源に関する方向も別のパラメータである。
は出射構造の高さ及び/又は出射構造相互の間隔を介し
て調節されることができる。
完全に同一の出射構造から必ずしも強制的に構成されて
いなければならないことはない。製造方法がこれを可能
にする限り、極端な場合には個々の出射構造の幾何学的
形状が個別に適合させられた出射構造を使用することも
できる。しかし、良好な結果はすでに幾何学的にきびし
い出射構造によって達成することができる。
光源に関して方形マトリックス又はダイヤゴナルマトリ
ックスで配置された各方向で少なくとも2つの出射構造
のフィールドを有している。しかし通常はこのようなフ
ィールドにおいては少なくとも20及び20よりも多く
の出射構造が配置される。
して構成されていることができる。比較的に簡単な製造
可能性に基づき有利には4角ピラミッド又は4角截頭ピ
ラミッドで実現される。このような構造は冒頭ですでに
述べたように導光体エレメントにネガティブに又はポジ
ティブに構成されていることができる。
例について本発明の詳細と利点とについて説明する。
(light emitting diode)2で照射されるキー導光体1
の1部が示されている。LED2の領域における入射ジ
オメトリについては以下にいくらか詳しく記述するが、
これは他の特許出願の対象である。結果として目的とさ
れていることはLEDの光を板状のキー導光体(特に図
2を参照)に入射し、それを平行に配置された主面3、
4の間で複数回トータル反射し、ひいては出射個所へ導
くことである。
ズムフィールド5,6,7へ導くためには付加的にミラ
ーエレメント8,9,10がキー導光体1の切欠きとし
て実現されている。
もう一度明瞭に示されている。同様にプリズムフィール
ドの配置は主面4にて裏面側から示されている。
導光体自体との固定に役立つ。その外側輪郭は組込み場
所によってあらかじめ規定されている。
する適当な入射構造によって導光体へLED2により導
入される光は、部分的に主面3と4にて多数回反射さ
れ、直接又はミラーエレメント8から10の適当な変向
を介してプリズムフィールド5,6,7へ達する。そこ
で光は単個プリズム14,15,16の制限面によって
キー導光体1へ出射される。
リズム14,16はダイヤゴナルマトリックスで配置さ
れている。単個プリズム16はほぼ、導光体内へネガテ
ィブに成形された完全な4角ピラミッドの形を有してい
る。これに対し単個プリズム14はこれまた導光体に倒
置して構成されている截頭4角ピラミッドである。
マトリックスとして配置され、同様にネガティブな截頭
ピラミッドとして形成されている。1つのプリズムフィ
ールドの出射光量はプリズムを出射光に関してプリズム
の方向に調整すること(プリズムの回動)、プリズムフ
ィールドにおけるプリズムの間隔及び主面3,4に対す
るプリズムを制限する面の傾きによって調節される。
ズムフィールドを使用することは、表面の正確な規定が
行なわれること、射出成形によるこのような出射構造の
製作が通常は工作物における工具表面の結像に強く作用
する製作パラメータ、例えば圧力、時間及び温度に対し
比較的に影響を受けなくなること、発生するプリズムが
例えばもはや角ばっておらず、円みを帯びている場合
に、誤った射出パラメータによる製作誤差が容易に認識
され得るようになること等の利点を有している。
キー照射装置のために適するだけではなく、LCD表示
のバックライトとして使用するのにも適している。
23における実際に製作された倒置したプリズムフィー
ルド20,21の概略的に減退させられた写真の1部が
示されている。光の照射方向はそれぞれ矢印24,25
で示されている。
ッド26が配置されているプリズムフィールド21とは
異なって、横に並んで位置するほぼ完全に構成された4
角ピラミッド27を有している。
6の配置はいずれの場合にも直角である。この場合には
それぞれ間隔28,29もしくは28a,29aは当該
配置では等しい。しかしながらこの間隔は入射する光を
調節するために変化させることができる。この場合は各
方向における前記間隔が異なるだけではなく、前記間隔
は一つの方向の内部でも変わっていることができる。
光はほぼ垂直に截頭ピラミッド26の1つの側面30に
当たるように照射される。この場合には前記側面30が
出射面として役立つ(この側面30は明るく見える)。
これに対し他の面は暗く見える。何故ならばこれらの面
においては見る人に向かって光は反射されないからであ
る。
0においては入射した光はそれに対し約45°で配置さ
れたピラミッド面31,32に当たり、これらのピラミ
ッド面31,32が見る人に向かって光を反射する。こ
の光の出射に関与しない向き合った面33,34は暗く
見える。
(プリズムの基面が同じであると仮定した場合)が出射
に関与するようになる。したがって図4のプリズムフィ
ールドは光入射強度が同じである場合により大きな照明
密度を有することになる。
ー導光体の1部分の平面図。
1部を照射方向と共に示した様式化された3D図。
ドを有するプリズムフィールドをダイヤゴナールな照射
方向と共に示した、図3に相当する3D図。
5,6,7 プリズムフィールド、 9,10 ミラー
エレメント、 11 レンズ、 12,13 反射面、
14,15,16 単個プリズム、 20,21 プ
リズムフィールド、 22,23 導光体、 24,2
5 矢印、 26 4角截頭ピラミッド、27 4角ピ
ラミッド、 28,29 間隔、 30 側面、 3
1,32ピラミッド面、 33,34 面
Claims (9)
- 【請求項1】 向き合って延びる2つの主面(3,4)
を有する導光体エレメント(1,22,23)と、該導
光体エレメント(1,22,23)を照出するための少
なくとも1つの光源(2)とを有する照明ユニットであ
って、前記主面(3,4)の間に入射された光がトータ
ル反射によって反射させられるように構成され、少なく
とも1つの主面側に入射された光を当該面から出射する
ための手段が設けられている形式のものにおいて、前記
出射手段がフィールド状に横に並べて配置された多数の
個別の出射構造(14,15,16,26,27)を有
し、該出射構造(14,15,16,26,27)がそ
れぞれ、少なくとも一方の主面側(4)に対して傾斜し
て延びる少なくとも2つの交差する面(31,32)に
よって制限されていることを特徴とする照明ユニット。 - 【請求項2】 少なくとも1つの主面(4)の少なくと
も2つの異なる方向に、それぞれ複数の並べて配置され
た個別の出射構造(14,15,16,26,27)が
設けられている、請求項1記載の照明ユニット。 - 【請求項3】 個別の出射構造がプリズム状である、請
求項1又は2記載の照明ユニット。 - 【請求項4】 個別の出射構造(14,15,16,2
6,27)が少なくとも1つの主面(4)にてネガティ
ブに構成されている、請求項1から3までのいずれか1
項記載の照明ユニット。 - 【請求項5】 少なくとも1つの主面(4)に対する前
記出射構造を制限する面(31,32)の角度及び/又
は前記制限する面(31,32)の交差角が前記光源
(2)に対し、前記主面(4)からの相応する照明密度
の光の所望される、有利には均質の出射が生じるように
調和させられている、請求項1から4までのいずれか1
項記載の照明ユニット。 - 【請求項6】 光源に対する出射構造の高さ及び/又は
間隔(28,29)が、出射領域にて光の所望される均
質性と照明密度とが生じるように設定されている、請求
項1から5までのいずれか1項記載の照明ユニット。 - 【請求項7】 出射構造(14,15,16)が、各方
向に3つ以上の出射構造を有する、方形マトリックス
(5,7)又はダイヤゴナルマトリックス(6)で配置
されたフィールドを有している、請求項1から6までの
いずれか1項記載の照明ユニット。 - 【請求項8】 出射構造(14,15,16,26,2
7)が4角ピラミッド(27)又は截頭4角ピラミッド
(26)である、請求項1から7までのいずれか1項記
載の照明ユニット。 - 【請求項9】 請求項1から8までのいずれか1項記載
の照明ユニットのための導光体。
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