JP2007160984A - 線状発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光ムラが少なく、均一な幅の線状光を放出する線状発光装置を提供することを目的とする。
【解決手段】光源と、
前記光源の光放出側に配置される導光体であって、光入射面と及び前記光源の光放射方向に延在する発光面とを有する導光体と、
前記導光体から放出された前記光源の光を放出する線状の光放出部であって、前記光源から遠ざかるにつれて幅が漸増する光放出部と、
を備える線状発光装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は線状発光装置に関する。

従来、導光体を使用した線状発光装置が照明等に利用されている。例えば、特許文献１には線状の導光体の一端部から光を導入し、その側面から光を取り出すことによって線状光を得る照明装置が開示されている。

特開２００２−３５２６０３号公報

従来の線状発光装置では、導光体に導入された光は光源から遠ざかるに従って減衰するため、光源から離れた部位へ到達する光は相対的に少なくなる。そのため、導光体から発光する光において、光源近傍の発光量と入射面から離れた部位の発光量に差が生じ、発光ムラとなったり、均一な幅の線状光が得られない。
そこで本発明は、発光ムラが少なく、均一な幅の線状光を放出する線状発光装置を提供することを目的とする。

本発明は以上の課題を達成するために、以下に示す線状発光装置を提供する。即ち、
光源と、
前記光源の光放出側に配置される導光体であって、光入射面と及び前記光源の光放射方向に延在する発光面とを有する導光体と、
前記導光体から放出された前記光源の光を放出する線状の光放出部であって、前記光源から遠ざかるにつれて幅が漸増する光放出部と、
を備える線状発光装置とする。

本発明の線状発光装置によると、まず光源の光は、導光体の光入射面から導光体内へ導入される。導入された光は導光体内を進行し、導光体の発光面から放出される。放出された光は線状の光放出部から放出される。このとき、光放出部は光源から遠ざかるにつれて幅が漸増するため、光放出部の幅は光源近傍に比べて、遠方の方が広い。かかる形状によれば、光源から離れた部位の光放出部の幅を光源近傍の幅と同じとした場合に比べて、光源から離れた部位において取り出される光量が増えることとなる。これにより、発光ムラが軽減され、均一な幅に見える線状光が得られる。

以下、本発明の線状発光装置における構成要素について詳細に説明する。
（光源）
光源の種類は特に限定されないが、ＬＥＤランプであることが好ましい。ＬＥＤランプは、小型で、振動、衝撃に強いなどの利点を有するからである。ＬＥＤランプのタイプは特に限定されず、砲弾型、ＳＭＤ型等、種々のものを採用できる。中でも砲弾型ＬＥＤランプを使用することが好ましい。砲弾型ＬＥＤランプの光は指向性が高いため、後述する導光体へより効率的に光を導入することができるからである。ＬＥＤランプの発光色も特に限定されず、白色、青色、赤色、緑色など所望の発光色のＬＥＤランプを使用できる。また、紫外光を放出するＬＥＤランプを使用することもできる。複数のＬＥＤランプを光源として使用してもよい。中でも、後述する線状の光放出部の両端に位置する部位にそれぞれＬＥＤランプを配置することが好ましい。かかる配置によれば、発光ムラが軽減され、光放出部から放出される光の均一化が図られるからである。複数のＬＥＤランプを使用する場合、複数のＬＥＤランプは同一の発光色であってもよいことは勿論、異なる発光色のＬＥＤランプを含んでいても良い。例えば、後述する線状の光放出部の両端に位置する部位にそれぞれＬＥＤランプを配置する場合、光放出部の一方の端に設置するＬＥＤランプの発光色を他方の端に設置するＬＥＤランプの発光色と異なるものとすることができる。かかる態様とすれば、異なる色の光が混合されることによるグラデーション効果が得られ、装飾性の高い発光態様が奏される。

（導光体）
導光体の材質としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂や、ガラスなどの無機材料などの光透過性材料を挙げることができる。これらの材料を組み合わせて導光体を形成してもよい。中でもアクリル樹脂を採用することが好ましい。アクリル樹脂は光拡散作用が小さく、導光作用が高いからである。導光体の形状は、線状、板状、若しくはこれらを組み合わせた形状などを採用することができる。
導光体は光入射面と発光面を備える。光入射面は光源に対向するように配置することが好ましい。光源の光が導光体に効率的に入射するからである。複数の光源を使用する場合には、光源の数に応じて複数の光入射面を導光体が備えていても良い。例えば、線状の導光体の両端面をそれぞれ光入射面とする。
導光体の発光面の形状は光源の光放射方向に延在する形状である。導光体は入射光を導光体内に反射する反射面を更に備えていても良い。反射面は導光体の表面の一部に光反射処理を施すことに形成することができる。光反射処理としては、例えば、導光体の一部に切り欠くことにより反射面を形成することができる。切り欠きの形状は、良好な反射面が形成される形状であれば特に限定されない。また、複数の光反射処理を同時に施しても良い。これにより、反射面の反射作用を高めることができる。なお、反射面を導光体とは別体で形成しても良い。例えば、白色樹脂製の板状部材を導光体の側面に沿って配置して反射面とすることができる。

導光体内に光拡散剤を含有させてもよい。導光体へ入射した光の拡散が促進され、光を取り出すことができる。光拡散剤としては例えば所定の粒径を有するガラス、アルミなどの金属、導光体と光の屈折率の異なる樹脂、シリカなどを用いることができる。光拡散剤は導光体の一部にのみ分布させても良い。例えば、光源から離れた部位にのみ光拡散剤を分布させることもできる。このようにすれば、光源から離れた部位における導光体からの光の取り出し効率を向上させることができる。
無色透明の導光体の他、着色した導光体を使用することもできる。例えば、導光体内に顔料などの着色剤を含有させてもよい。または導光体の光入射面及び／又は発光面に色変換層を設けてもよい。このようにすれば、光源を本来の色と異なる色の光を放出させることが可能となる。光入射面及び／又は発光面の全体ではなく、その一部に色変換層を設けることにしてもよい。尚、色変換層は、例えば、蛍光材の印刷、色変換フィルムの貼付、透光性インクの塗布、有色の透光性テープの貼付、有色の透光性樹脂層の形成などにより形成することができる。

（光放出部）
光放出部は導光体により変換された光を放出する。光放出部の形状は、光源から遠ざかるにつれてその幅が漸増する線状である。ここでいう線状とは、例えば、直線状、曲線状、又はこれらを組み合わせた形状をいう。光放出部の幅の漸増の程度は導光体全体に渡って一定でなくても良い。但し、好ましくは、光放出部の幅を一定の割合で増加させることが好ましい。発光ムラの軽減に効果的だからである。第１の光源と第２の光源を使用する場合は、光放出側が対向した状態で光源を配置し、光放出部の形状を次の通りとすることが好ましい。即ち、第１の光源から第２の光源に向かって延在する光放出部であって、第１の光源側から中央部へかけてその幅が漸増し、第１の光源側から中央部へかけてその幅が漸増する光放出部とすることが好ましい。光源から離れた中央部において取り出される光量が増えることにより、発光ムラが軽減され、均一な幅の線状光が得られるからである。導光体の発光面を光放出部とすることもできる。例えば、導光体の一部を非透光性材料でマスクして、導光体の発光面を線状に露出させて光放出部を形成することができる。あるいは、非透光性のカバーにより導光体の発光面側に開口部を形成し、これを光放出部とすることもできる。

光放出部の最大幅（W_max）は、光放出部の最小幅（W_min）と光放出部の長さ（L）とを用いて次式で決定される値とすることができる。なお、αは導光体の材質により決まる定数であって、導光体の材質がアクリル樹脂である場合は、αは概ね0.024〜0.05である。

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。

本発明の一実施例である線状発光装置を備えた車両用のアウトドアハンドル１の平面図を図１に示す。また、図１のＩ−Ｉ線位置の断面図を図２に示す。アウトドアハンドル１はカバー１１、導光体３及び光源４を備える。カバー１１は非透光性樹脂で形成されており、その中央部は線状に開口している。導光体３はアクリル樹脂製である。図３に導光体３を抜き出してその斜視図を示す。導光体３の形状は略平板状で、その一方の端部には光入射面３２を有する突起部３１が設けられている。さらに導光体３の板状部３６の裏面は、白色樹脂が塗付された反射面３３となっている。反射面３３は導光体３の光入射面３２から端部３５へ進むにつれて板状部３６の上面３６ａに近づくようにテーパーしている。図３に示すように、導光体３は上面３６ａの中央部が線状に隆起しており、その上面が発光面３４となっている。板状部３６の上面３６ａはカバー１１により発光面３４以外の部分がマスクされている。すなわち、カバー１１の中央部に形成された線状の開口部から発光面３４が露出しており、これが光放出部２となっている。光源４は、導光体３の光入射面３２に対向するように配置される。光源４は砲弾型白色ＬＥＤランプである。なお、図２に示すように、カバー１１は光源４近傍の導光体３も覆っている（符号１２で示す）。

図１に示したように、光放出部３の長さ（Ｌ）は６０ｍｍである。一方、光放出部２は光源３に最も近い部分の幅（W_min）が最も小さく、１ｍｍである。光放出部２の、光源３に最も遠い部分の幅（W_max）は、次式から決定される。

光放出部２の幅は光源３に最も近い部分（W_min＝１ｍｍ）から光源３に最も遠い部分（W_max＝１．８ｍｍ）まで直線状に増加している。

次にアウトドアハンドル１の使用態様について説明する。光源４の点灯状態は、ドアロックの状態と連動するように制御されており、ドアロックが解除されると発光し、ドアが開けられた後閉められると消灯する。光源４は光を導光体３の光入射面３２へ照射する。照射された光は光入射面３２から導光体３に入射し、導光体３内を導光して発光面３４から放出される。このとき、光放出部２は光源４から遠ざかるにつれてその幅が広がっているため、幅を一定にした場合に比べて、光源４から離れた部位の取り出される光量は多くなる。これにより、放出光の発光ムラが軽減されるとともに、均一な幅の線状光が得られることとなる。また、図２に示したように、導光体３の内、光源４近傍（符号１２で示す）は、カバー１１で覆われている。これにより、光放出量が多くなる傾向のある領域がマスクされ、発光ムラの軽減と線状光の幅の均一化とが促進される。

本発明の他の実施例である線状発光装置を使用した車両ドアトリム１００の斜視図を図４に示す。車両ドアトリム１００はスイッチ部１０１、光放出部２０、導光体３０、光源４０を備える。スイッチ部１０１にはドアウインド操作用のスイッチが配置されている。車両ドアトリム１００のスイッチ部１０１の上方には導光体３０が内蔵されている。図５に導光体３０の斜視図を示した。図５に示すように導光体３０は線状であって、その縦断面は円状である。さらに導光体３０の上方側の側面には切り欠き３０１が所定間隔で設けられている。導光体３０の両端面は光入射面３２０となっている。導光体３０の下方側の側面は発光面３４０となっている。光源４０は光入射面３２０に対向するように配置されている。光源４０は砲弾型白色ＬＥＤランプである。一方、導光体３０の下方には、スイッチ部１０１に向けて光が放出されるように、車両ドアトリム１００に線状の開口部である光放出部２０が形成されている。図６に光放出部２０を下方から見た図を示す。図６に示すように、光放出部２０の形状は線状であって、両端に配置された光源側から中央部にかけてその幅が漸増する形状となっている。

上記の線状発光装置を使用した車両ドアトリム１００では、光源４０の光が光入射面３２０から導光体３０に入射する。入射光は導光体３０内を導光し、切り欠き３０１により形成された反射面により反射され、発光面３４０から放射される。発光面３４０から放射された光は、光放出部２０を経てスイッチ部１０１を照射する。このとき、光放出部２０は光源側から中央部にかけてその幅が広がっているため、幅を一定にした場合に比べて、中央部で取り出される光量が多くなる。これにより、放出光の発光ムラが軽減されるとともに、均一な幅の線状光が得られることとなる。かかる線状光によりスイッチ部１０１を照明することにより、スイッチ部１０１全体が良好に照明されることとなり、視認性とともに意匠性も向上する。

本発明の他の実施例である線状発光装置を使用した車両ドアトリム５００の斜視図を図７に示す。なお、車両ドアトリム１００と同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
車両ドアトリム５００はスイッチ部１０１、光放出部２０、導光体３００、光源４１ａ、４１ｂを備える。図８に光放出部２０を下方から見た図を示す。導光体３００は車両ドアトリム１００の導光体３０と同様に、縦断面が円の線状であって、上方側の側面には切り欠きが所定間隔で設けられている。図８に示すように、導光体３００の両端面は光入射面３２１ａ、３２１ｂとなっている。導光体３００の下方側の側面は発光面である。発光面は中央で２つの領域（３４１ａ、３４１ｂで示す）に分けられ、光入射面３２１ｂ側の発光面３４１ｂの上には、青色光により励起されて黄色光を発するＹＡＧ系蛍光体を含む蛍光塗料の印刷により、色変換層が形成されている。光源４１ａ、４１ｂは光入射面３２１ａ、３２１ｂに対向するように設置されている。光源４１ａ、４１ｂは砲弾型の青色発光ＬＥＤである。

上記の線状発光装置を使用した車両ドアトリム５００では、光源４１ａ、４１ｂの光は導光体３００を介して、光放出部２０から放出される。車両ドアトリム１００と同様に、光放出部２０は光源側から中央部にかけてその幅が広がっているため、幅を一定にした場合に比べて、中央部で取り出される光量が多くなる。これにより、放出光の発光ムラが軽減されるとともに、均一な幅の線状光が得られることとなる。
ここで、導光体３００に導入された光の中で、発光面３４１ａから放出される光は色変換されることなく、従って光源４１ａの発光色と同じ青色で観察される。一方、発光面３４１ｂから放出される光は、色変換層を通る過程で色変換される。即ち、色変換層では、光の一部がＹＡＧ系蛍光体を励起し、黄色光を生じさせる。この結果、黄色光と色変換されない光（青色光）とが混合し、白色光が生成されることとなる。従って、スイッチ部１０１の光源４１ａ側は青色光で照明され、光源４１ｂ側は白色光で照明される。さらに、スイッチ部１０１の中央付近では青色光と白色光とが混合して光で照明される。これにより、スイッチ部１０１は光源４１ａ側から光源４１ｂ側にかけて青色光から白色光へと変化して観察されることとなり、意匠性が更に向上する。
なお、車両ドアトリム５００では、色変換層を発光面３４１ｂに印刷して形成したが、ＹＡＧ系蛍光体などの蛍光体を含むフィルムを色変換層として使用することもできる。例えば、導光体３００の発光面側の一部にＹＡＧ系蛍光体などの蛍光体を含むフィルムを設置する場合がこれに該当する。かかるフィルムを用いることとすれば、フィルムの交換により、容易に放出光の色を変えることができる。

車両ドアトリム５００では光源として青色発光ＬＥＤを使用したが、紫外光を放出する光源を本発明の光源として使用することができる。即ち、更に他の実施例では、車両ドアトリム５００の光源４１ａ、４１ｂの代わり光源４２ａ、４２ｂを使用する。さらに導光体３００の代わりに導光体３０１を使用する。なお、車両ドアトリム１００、５００と同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
図９にこの実施例の車両ドアトリムの光放出部２０を下方から見た図を示す。図９に示すように、光源４２ａ、４２ｂは導光体３０１の両端面（光入射面３２１ａ、３２１ｂ）に対向するように設置される。光源４２ａは砲弾型の紫外発光ＬＥＤである。導光体３０１の発光面は中央で２つの領域（３４２ａ、３４２ｂ）とに分けられる。光源４２ａ側の発光面３４２ａ上には紫外光により励起されて青色光を発する青色蛍光体Ｓｒ_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋を含む蛍光剤が印刷されて、色変換層が形成されている。一方、光源４２ｂ側の発光面３４２ｂ上には、青色蛍光体Ｓｒ_１０（ＰＯ_４）_６Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋のほかに、紫外光により励起されて緑色光を発する緑色蛍光体Ｓｒ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｅｕ^２＋及び紫外光により励起されて赤色光を発する赤色蛍光体Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ^３＋を含む蛍光材の印刷によって、色変換層が形成されている。

この実施例の車両ドアトリムにおいても車両ドアトリム１００、５００と同様に、光源４２ａ、４２ｂの光は導光体３０１を介して、光放出部２０から放出され、均一な幅の線状光が得られる。このとき、導光体３０１の発光面３４２ａでは、光源４２ａの紫外光が青色蛍光体を励起するため、青色光が放出される。一方、発光面３４２ｂでは、光源４２ｂの紫外光が青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体をそれぞれ励起するため青色光、緑色光及び赤色光が混合し、白色光が放出されるととなる。従って、スイッチ部１０１の光源４２ａ側は青色光で照明され、光源４２ｂ側は白色光で照明される。さらに、スイッチ部１０１の中央付近では青色光と白色光とが混合して光で照明される。これにより、スイッチ部１０１は光源４２ａ側から光源４２ｂ側にかけて青色光から白色光へと変化して観察されることとなり、意匠性の更なる向上が図られる。

この発明は上記発明の実施の態様及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。

本発明の線状発光装置は、発光表示用として、又は直接照明若しくは間接照明の光源としてその利用が図られる。

本発明の一実施例である線状発光装置を備えた車両用のアウトドアハンドル１の平面図である。 図１のＩ−Ｉ線位置の断面図である。 導光体３の斜視図である。 本発明の他の実施例である線状発光装置を使用した車両ドアトリム１００の斜視図である。 導光体３０の斜視図である。 車両ドアトリム１００の光放出部２０を下方から見た図である。 本発明の他の実施例である線状発光装置を使用した車両ドアトリム５００の斜視図である。 車両ドアトリム５００光放出部２０を下方から見た図である。 本発明の更に他の実施例である線状発光装置を使用した車両ドアトリムの光放出部２０を下方から見た図である。

符号の説明

１ アウトドアハンドル
１１ カバー
１００ ５００ 車両ドアトリム
２ ２０ 光放出部
３ ３０ ３００ ３０１ 導光体
３２ ３２０ 光入射面
３４ ３４０ ３４１ａ ３４１ｂ ３４２ａ ３４２ｂ 発光面
４ ４０ ４１ａ ４１ｂ ４２ａ ４２ｂ 光源

Claims (6)

1. 光源と、
   前記光源の光放出側に配置される導光体であって、光入射面と及び前記光源の光放射方向に延在する発光面とを有する導光体と、
   前記導光体から放出された前記光源の光を放出する線状の光放出部であって、前記光源から遠ざかるにつれて幅が漸増する光放出部と、
   を備える線状発光装置。
2. 前記導光体の前記発光面が、前記光源から遠ざかるにつれて前記発光面の幅が漸増する線状であり、前記光放出部を兼ねる、請求項１に記載の線状発光装置。
3. 前記導光体の前記発光面の前方側に、前記光源から遠ざかるにつれてその幅が漸増する線状開口部が形成され、該開口部が前記光放出部を構成する、請求項１に記載の線状発光装置。
4. 光放出側が対向した状態で配置される第１の光源及び第２の光源と、
   前記第１の光源の光が一端側から導入され、前記第２の光源の光が他端側から導入される導光体であって、前記第１の光源から前記第２の光源に向かって延在する発光面を有する導光体と、
   前記導光体から放出された前記第１の光源及び前記第２の光源の光を放出する線状の光放出部であって、前記第１の光源側から中央部にかけて幅が漸増し、前記第２の光源側から中央部にかけて幅が漸増する光放出部と、
   を備える線状発光装置。
5. 前記第１の光源と前記第２の光源の発光色が異なる、請求項４に記載の線状発光装置。
6. 前記導光体の材質はアクリル樹脂であって、前記光放出部の最大幅（W_max）は、前記光放出部の最小幅（W_min）と前記光放出部の長さ（L）とを用いて、
   

   

   で表される、請求項１〜５のいずれかに記載の線状発光装置。

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