JP2004354264A - Lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば車両用計器の表示板や指針の照明に適用される照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、光源からの光を透光体を通じて導光する照明装置として、例えば車両用計器の分野にあっては、下記特許文献1〜3に記載の照明装置が知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開2003−021544号公報
【特許文献2】
特開2002−005697号公報
【特許文献3】
特開2002−267506号公報
【0004】
上記特許文献1記載の照明装置は、透光体を介して表示板に光源からの光を導いて照明している。また上記特許文献2記載の照明装置は、透光体自体が計器の周囲を飾るリング体からなり、このリング体に光源からの光を導入しリング状の照明意匠を得ている。また上記特許文献3記載の照明装置は、指針を構成する線状の透光体に光源からの光を導入させ、指針照明を行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各特許文献記載の照明装置は、透光体の入光面を通じて光源からの光を内部に導入する構成であるため、入光面の表面反射による光損失を避けることができず、照明効率が低下してしまうという問題がある。
【0006】
本発明は、この点に鑑みてなされたもので、その主な目的は、入光面の表面反射を抑え、照明効率を向上させることが可能な照明装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、光源と、この光源からの光を内部に導入する入光面を有する透光体とを備え、前記透光体の少なくとも前記入光面に、入射光の表面反射を抑制する光干渉膜を設けたことを特徴とする。
【0008】
前記透光体が前記入光面からの導入光を所定方向に反射する反射面を有し、この反射面を外部空気に接する露出面としたことを特徴とする。
【0009】
光源と、この光源からの光を内部に導入する板体からなる透光体とを備え、前記透光体がその表面側に形成され外部入射光の表面反射を抑制する第1の光干渉膜と、その裏面側に形成され前記光源の光を内部に導入する入光面と、この入光面に対向する位置に形成され前記入光面からの導入光を前記透光体の平面方向に反射する反射面と、前記入光面を含むようにその裏面側に形成され外部入射光の裏面反射及び前記光源からの入射光の表面反射を抑制する第2の光干渉膜とを有することを特徴とする。
【0010】
前記反射面が外部空気に接する露出面であることを特徴とする。
【0011】
前記入光面と前記光源との間に前記光源からの光を集光して前記入光面に供給する導光体を配置したことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき本発明による照明装置の実施形態を説明するが、何れも本発明による照明装置を例えば自動車用計器装置に適用した場合を示している。
【0013】
図1、図2は、本発明の第1の実施形態を示すもので、図1は照明装置の断面図、図2は反射光の光波と合成光波の波形図である。
【0014】
図1において、本実施形態による照明装置は、概ね回路基板1、指針駆動装置2、枠体3、指針4、表示板5、透光体6とで構成されている。
【0015】
回路基板1は、硬質基板であり、指針駆動装置2に加え、指針4を照明する光源7と、表示板5を照明する光源8とが配置されている。
【0016】
指針駆動装置2は、例えばステッピングモータからなり、回路基板1の背後に配置され、その駆動軸21は、回路基板1を貫通して延びている。
【0017】
枠体3は、例えば白色合成樹脂からなるもので、駆動軸21の周囲を取り巻く筒状部31と、透光体6の背後を覆う反射部32とを有し、この場合、枠体3は表示板5を背後から支持している。
【0018】
指針4は、駆動軸21の先端に装着され、駆動軸21の回転により、表示板5の後述する指標部を指示する。また指針4は、透光性材料からなる指示部を有し、光源7が点灯すると、その光が指示部に導入されることで、線状に発光するようになっている。
【0019】
表示板5は、目盛や数字等、指針4の指示対象となる指標部51が透過性を有し、その周囲に広がる地部が遮光性を有する、周知な印刷パネルからなる。
【0020】
透光体6は、実質的に無色透明な透光性合成樹脂からなり、略円板状の板体に形成されている。この透光体6は、その裏面の一部が光源8に対向し、その表面が表示板5に対向するよう配置され、光源8に対向する箇所には、光源8からの光を内部に導入する入光面61が形成され、この入光面61に対向する箇所には、入光面61から導入した光を透光体6の平面方向に向けて反射する反射面62が形成されている。
【0021】
入光面61を除く透光体6の裏面領域は、枠体3の反射部32に覆われており、これにより反射効率を高めており、入光面61から光源8の光を導入して反射面62により平面方向に反射させ、さらに反射部32を通じて光を反射させることで、指標部51を透過照明するようにしている。
【0022】
ここで入射面61には、光(光波)の干渉性を利用して入射光の表面反射を抑制する光干渉膜9が形成されている。なおこの例では入射面61以外には光干渉膜9は形成されていない。
【0023】
この光干渉膜9は、実質的に無色透明で光干渉性を有する光学薄膜を例えば複数層積層した薄膜からなり、隣接する各薄膜どうしは屈折率が異なるようになっている。これら光学薄膜は、例えば材料自体の屈折率が大きい酸化チタン(チタン化合物)と、材料自体の屈折率が酸化チタンよりも小さい酸化ケイ素(ケイ素化合物)とが交互に重なるよう、真空蒸着法、スパッタリング法、ディッピング法等の成膜法を用いて形成されている。なお光干渉膜のトータル膜厚は、この例では1ミクロン以下となっている。
【0024】
このように構成される光干渉膜9に光源8からの光が入射した時、その光は、空気と光学薄膜との界面、各光学薄膜どうしの界面、光学薄膜と透光体6(入光面61)との界面で界面で反射し、別々の反射光が生じるが、各光学薄膜や屈折率(材料)を最適に組み合わせることによって、反射光の光波どうしの干渉で生じる合成光波の振幅が小さくなるように反射光(光波)どうしの位相制御を行い、これにより光干渉膜9を通じて反射する光の反射率を低下させ、透光体6に進入する入射光の透過率が大きくなるようになっている。
【0025】
具体的には、光干渉膜9を通じた光反射により、例えば図2(a)に示す反射光(光波)W1と、図2(b)に示す反射光(光波)W2とが生じると仮定したとき、これら反射光W1,W2の位相は、互いに異なるように制御されるため、これら反射光W1,W2どうしの光干渉により生じる合成光波(反射光)W3の振幅(=強度)は、図2(c)に示すように、反射光W1,W2を合成した振幅となり、これにより、反射光の強度が低下する。そして光の反射率に対して、その透過率は反比例する関係にあるため、透光体6内部に進入する透過光の強度が増加し、この結果、照明効率が向上する。
【0026】
なお、光干渉膜9を複数の光学薄膜から構成したのは、各光学薄膜の膜厚や屈折率(材料)が固定されていることから、観察者の視線方向や反射光の波長によって反射率が変化することに対応したもので、複数層とすることにより、幅広い波長域にて低反射率を維持するためである。
【0027】
以上のように、本実施形態では、光源8と、この光源8からの光を内部に導入する入光面61を有する透光体6とを備え、透光体6の少なくとも入光面61に、入射光61の表面反射を抑制する光干渉膜9を設けたことにより、入光面61の表面反射が抑制される分、透過率を向上させ、これにより照明効率を向上させることができる。
【0028】
また本実施形態では、光干渉膜9を入光面61にのみ設け、反射面62を外部空気に接する露出面としたことにより、反射面62における光干渉膜9による反射率の低下を防ぐことができる。
【0029】
図3、図4は、本発明の第2の実施形態を示し、図3は本実施形態による照明装置の断面図、図4は本実施形態にて使用される導光体の展開図であり、本実施形態では、透光体6それ自体が表示体としても機能する例を示している。
【0030】
すなわち、本例では、表示板5が駆動軸21側に位置する第1の表示板501と、この第1の表示板501とは所定間隔を隔てて分離配置される第2の表示板502と、これら第1,第2の表示板501,502とは板厚方向に分離して配置される第3の表示板503とで構成され、これら各表示板501,502,503はそれぞれドーナツ形に形成されている。
【0031】
第2の表示板502には、指標部51が形成され、この指標部51は、前記第1の実施形態と同様である。
【0032】
透光体6は、これら各表示板501,502どうしの隙間(形状はドーナツ状)から露出し、観察者から視認されるように配置されている。
【0033】
この場合、透光体6の表面側には、自然光等の外部入射光の表面反射を抑制する第1の光干渉膜91が形成され、裏面側には、光源8と対向しその光を内部に導入する入光面61が設けられ、この入光面61に対向する位置には反射面62が形成され、この反射面62は、入光面61からの導入光を透光体6の平面方向に全反射可能となるよう、平面方向に対する傾き角度が設定され、この例では略45の傾斜角を有して、外部空気中に露出している。また透光体6の裏面には、入光面61を含むように外部入射光の裏面反射及び光源6からの入射光の表面反射を抑制する第2の光干渉膜92が形成されている。なお光干渉膜91,92自体は、前記第1の実施形態にて適用した光干渉膜と同様のものが使用されている。
【0034】
また透光体6の入光面61と光源8との間には、光源8の光を集光して透光体6に照射する導光体10が形成されている。この場合、光源8は、駆動軸21を基準とした同心円上に複数個配置されており、導光体10自体の構造は、円筒状であるが、図4に示すように、一つの光源8に対向するように一対の凸レンズ(球面レンズ)11が光源8側(入射側)及び透光体6側(照射側)に設けられていて、これにより導光体10は、点状光源である光源8からの光を駆動軸21に沿った平行光に近づくよう集光し、透光体6に向けて照射するようになっている。
【0035】
第3の表示板503は、透光体6の背後に配置され、指標部51と透光体6の露出領域の背景(任意色可)を構成するものである。
【0036】
このような構成において、光源8の非点灯時は、外部入射光により、指標部51と透光体6の露出領域を通して第3の表示板503の表示色が観察者に視認される。この際、透光体6の表裏面には、第1,第2の光干渉膜91,92が形成され、透光体6の表側から進入する外部入射光の反射、及び透光体6の表側から進入して透光体6内を進み、透光体6の裏面に到達する外部入射光の反射が抑えられているため、透光体6の外光反射によるぎらつきが抑制され、これにより、透光体6を通して第3の表示板503の表示色をクリアに視認することができる。
【0037】
一方、光源8が点灯すると、その光は導光体10を通じて平行光に近づくよう集光され、第2の光干渉膜92、入光面61を通じて透光体6内に入射する。このとき、第2の光干渉膜92によって、入光面61での表面反射が抑えられるため、透光体6内への入射効率を向上させている。このように透光体6内に入射した光は、反射面62を通じて透光体6の平面方向に反射される。このとき、反射面62は導光体10を通じて平行光に集光した光を、その平行状態を維持したまま、略90度の角度を有して全反射するよう設定されているため、反射面62を通じて反射される光の多くが、透光体6の平面方向に近づくようになり、この結果、透光体6の裏面に到達する光の入射角が浅くなるので、透光体6の裏面全体に第2の光干渉膜92が存在し、透光体6外に光が抜けやすい場合でも、光を抜けにくくでき、入光面61から比較的遠い位置にある指標部51まで効率良く光を導光することができる。
【0038】
以上のように本実施形態によれば、光源8と、この光源8からの光を内部に導入する板体からなる透光体6とを備え、透光体6がその表面側に形成され外部入射光の表面反射を抑制する第1の光干渉膜91と、その裏面側に形成され光源8の光を内部に導入する入光面61と、この入光面61に対向する位置に形成され入光面61からの導入光を透光体6の平面方向に反射する反射面62と、入光面61を含むようにその裏面側に形成され外部入射光の裏面反射及び光源8からの入射光の表面反射を抑制する第2の光干渉膜92とを有することにより、前記第1の実施形態と同様、光干渉膜91で入光面61の表面反射が抑制される分、透過率を向上させ、これにより照明効率を向上させることができる。
【0039】
また本実施形態では、透光体6の表裏面に光干渉膜91,92を設けたことにより、透光体6を表示体とする場合でも、外部入射光の反射を抑制でき、表示品質を向上させることができる。
【0040】
また本実施形態では、入光面61と光源8との間に光源8からの光を集光して入光面に供給する導光体10を配置したことにより、入光面61に供給する光を平行光に近づけて照明効率を高めることができる。またこのような導光体10と、導入光を平面方向に反射する反射面62とを組み合わせることにより、入光面61以外にも光干渉膜92が存在する場合でも、光の抜けを抑制でき、効率の良い照明を行うことができる。
【0041】
なお前記第1,第2の実施形態では、計器の表示板照明に本発明を適用したが、計器の指針照明、リング等の装飾体の照明、液晶パネルのごとき表示体の照明、各種警報報知装置の照明等にも適用できる他、計器に限らず、光源と透光体を適用した全ての照明装置に適用が可能である。
【0042】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、所期の目的を達成することができ、入光面の表面反射を抑え、照明効率を向上させることが可能な照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態による照明装置の断面図。
【図2】同上実施形態に適用される光干渉膜の機能を説明するもので、(a)及び(b)は反射光の光波を示す波形図、(c)は合成光波の波形図。
【図3】本発明の第2の実施形態による照明装置の断面図。
【図4】同上実施形態に適用される導光体の展開図である。
【符号の説明】
1 回路基板
2 指針駆動装置
3 枠体
4 指針
5 表示板
6 透光体
7 光源
8 光源
9 光干渉膜
10 導光体
11 凸レンズ
21 駆動軸
31 筒状部
32 反射部
51 指標部
61 入光面
62 反射面
91 第1の光干渉膜
92 第2の光干渉膜
501 第1の表示板
502 第2の表示板
503 第3の表示板[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a lighting device applied to, for example, a display panel or a pointer of a vehicle instrument.
[0002]
[Prior art]
DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, as an illuminating device which guides the light from a light source through a translucent body, the illuminating device of patent documents 1-3 below is known in the field of the instrument for vehicles, for example.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-021544 [Patent Document 2]
JP 2002-005697 A [Patent Document 3]
JP, 2002-267506, A
The illumination device described in
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the lighting device described in each of the above patent documents has a configuration in which light from the light source is introduced into the inside through the light-entering surface of the light-transmitting body, so that light loss due to surface reflection of the light-entering surface cannot be avoided, There is a problem that the lighting efficiency is reduced.
[0006]
The present invention has been made in view of this point, and a main object of the present invention is to provide a lighting device capable of suppressing surface reflection on a light incident surface and improving lighting efficiency.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention includes a light source and a light transmitting body having a light incident surface for introducing light from the light source into the inside, and at least the light incident surface of the light transmitting body has a light incident surface. A light interference film for suppressing surface reflection is provided.
[0008]
The light-transmitting body has a reflection surface that reflects light introduced from the light-incident surface in a predetermined direction, and the reflection surface is an exposed surface that comes into contact with external air.
[0009]
A first light interference film comprising: a light source; and a light-transmitting member formed of a plate for introducing light from the light source into the light-transmitting member. And a light incident surface formed on the back surface side for introducing light from the light source into the inside, and light introduced from the light incident surface formed at a position facing the light incident surface in a plane direction of the light transmitting body. A reflecting surface that reflects the light, and a second light interference film that is formed on the back surface side to include the light incident surface and that suppresses the back surface reflection of external incident light and the front surface reflection of incident light from the light source. Features.
[0010]
The reflective surface is an exposed surface that comes into contact with external air.
[0011]
A light guide that condenses light from the light source and supplies the light to the light incident surface is disposed between the light incident surface and the light source.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a lighting device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0013]
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of a lighting device, and FIG. 2 is a waveform diagram of a reflected light wave and a combined light wave.
[0014]
In FIG. 1, the lighting device according to the present embodiment generally includes a
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
The frame 3 is made of, for example, a white synthetic resin, and has a
[0018]
The
[0019]
The display plate 5 is a well-known print panel in which an
[0020]
The light transmitting
[0021]
The back surface area of the light transmitting
[0022]
Here, the light interference film 9 that suppresses surface reflection of incident light by utilizing the coherence of light (light wave) is formed on the
[0023]
The light interference film 9 is, for example, a thin film obtained by laminating a plurality of optical thin films having substantially coherent and colorless optical coherence, and the adjacent thin films have different refractive indexes. These optical thin films are formed by, for example, vacuum evaporation or sputtering so that titanium oxide (titanium compound) having a large refractive index of the material itself and silicon oxide (silicon compound) having a refractive index of the material itself smaller than titanium oxide alternately overlap. It is formed using a film forming method such as a dipping method or a dipping method. The total thickness of the light interference film is 1 micron or less in this example.
[0024]
When light from the
[0025]
Specifically, it is assumed that, for example, reflected light (light wave) W1 shown in FIG. 2A and reflected light (light wave) W2 shown in FIG. 2B are generated by light reflection through the light interference film 9. At this time, since the phases of the reflected lights W1 and W2 are controlled to be different from each other, the amplitude (= intensity) of the combined light wave (reflected light) W3 generated by the optical interference between the reflected lights W1 and W2 is as shown in FIG. As shown in (c), the amplitude of the reflected light W1 and W2 is combined, thereby reducing the intensity of the reflected light. Since the transmittance is inversely proportional to the light reflectance, the intensity of the transmitted light entering the
[0026]
The light interference film 9 is composed of a plurality of optical thin films because the film thickness and the refractive index (material) of each optical thin film are fixed, so that the reflectivity depends on the line of sight of the observer and the wavelength of the reflected light. This is for maintaining low reflectance over a wide wavelength range by using a plurality of layers.
[0027]
As described above, in the present embodiment, the
[0028]
Further, in the present embodiment, the light interference film 9 is provided only on the
[0029]
3 and 4 show a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a sectional view of a lighting device according to the present embodiment, and FIG. 4 is a developed view of a light guide used in the present embodiment. In the present embodiment, an example is shown in which the
[0030]
That is, in this example, the first display panel 501 in which the display panel 5 is located on the
[0031]
An
[0032]
The
[0033]
In this case, a first
[0034]
Further, between the
[0035]
The
[0036]
In such a configuration, when the
[0037]
On the other hand, when the
[0038]
As described above, according to the present embodiment, the
[0039]
Further, in the present embodiment, by providing the
[0040]
Further, in the present embodiment, the
[0041]
In the first and second embodiments, the present invention is applied to the display panel illumination of the instrument. However, the pointer illumination of the instrument, the illumination of the decorative body such as a ring, the illumination of the display such as a liquid crystal panel, the various alarm notifications. The present invention can be applied not only to an instrument, but also to all lighting devices to which a light source and a light-transmitting member are applied, in addition to being applicable to lighting of a device.
[0042]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a lighting device that can achieve the intended purpose, suppress surface reflection of a light incident surface, and improve lighting efficiency. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a lighting device according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a function of an optical interference film applied to the embodiment, in which FIGS. 2A and 2B are waveform diagrams illustrating light waves of reflected light, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a lighting device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a development view of a light guide applied to the embodiment.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
この光源からの光を内部に導入する入光面を有する透光体とを備え、
前記透光体の少なくとも前記入光面に、入射光の表面反射を抑制する光干渉膜を設けたことを特徴とする照明装置。A light source,
A light-transmitting body having a light incident surface for introducing light from the light source into the inside,
An illumination device, wherein an optical interference film for suppressing surface reflection of incident light is provided on at least the light incident surface of the light transmitting body.
この光源からの光を内部に導入する板体からなる透光体とを備え、
前記透光体がその表面側に形成され外部入射光の表面反射を抑制する第1の光干渉膜と、その裏面側に形成され前記光源の光を内部に導入する入光面と、この入光面に対向する位置に形成され前記入光面からの導入光を前記透光体の平面方向に反射する反射面と、前記入光面を含むようにその裏面側に形成され外部入射光の裏面反射及び前記光源からの入射光の表面反射を抑制する第2の光干渉膜とを有することを特徴とする照明装置。A light source,
A light transmitting body made of a plate body for introducing light from the light source into the inside,
A first light interference film formed on the front surface of the light transmitting member to suppress surface reflection of external incident light; a light incident surface formed on the back surface of the light transmitting surface for introducing light of the light source therein; A reflecting surface formed at a position facing the light surface and reflecting the light introduced from the light incident surface in a plane direction of the light transmitting body, and a light incident surface formed on the back surface thereof so as to include the light incident surface. A lighting device, comprising: a second light interference film for suppressing back reflection and front reflection of incident light from the light source.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2003-05-30 JP JP2003153611A patent/JP2004354264A/en not_active Abandoned
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