JP2007280924A - 導光レンズ及び導光レンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造効率が良く、ヒケの生じにくい導光レンズ及び導光レンズの製造方法を提供する。
【解決手段】光学的制御面となる裏面３ｂと意匠面となる表面３ｃとを有するレンズ本体部３ａの長手方向一端部４に受光部６を形成し、前記レンズ本体部３ａの受光部６側に配置された光源７から出射した光を前記受光部６より前記レンズ本体部３ａに導入して当該レンズ本体部３ａの表面３ｃから外部へ照射する導光レンズ３であって、前記レンズ本体部３ａは、前記裏面３ｂを有する第１の成形レンズ９と、前記表面３ｃを有する第２の成形レンズ１０と、を含む複数の成形レンズを厚さ方向で一体に積層成形した構造とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、導光レンズ及び導光レンズの製造方法に関するものである。

自動車のドアミラー、室内灯、クリアランスランプなどに導光レンズが用いられている。この種の導光レンズは樹脂製で、金型成形により製造されており、前述のような車体又は車体装備品の表面に組み付けられて使用されるもので、導光レンズの長手方向一端部側に光源が配置されている。導光レンズの一端部には、光源から出射した光を受光部から導光レンズ内に取り入れる受光部が形成されている。そして、光源から出射し受光部より導光レンズ内に導入された光は、導光レンズの裏面の形状に応じた配光パターンで反射されて、表面側より外部へ照射される。このとき、光源から出射した光を導光レンズ内に確実に取り入れるため、導光レンズの一端部を厚肉に形成して受光部の肉厚が厚くなるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−６３３０４号公報

しかしながら、このような従来の導光レンズにあっては、受光部が形成された一端部付近が全体的に肉厚であるため、金型内での冷却固化に時間がかかり、製造効率が悪い。また、冷却の際に肉厚部分である受光部付近に収縮によるヒケが発生し易くなるという問題がある。

本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、製造効率が良く、ヒケの生じにくい導光レンズ及び導光レンズの製造方法を提供するものである。

請求項１記載の発明は、光学的制御面となる裏面と意匠面となる表面とを有するレンズ本体部の長手方向一端部に受光部を形成し、前記レンズ本体部の受光部側に配置された光源から出射した光を前記受光部より前記レンズ本体部に導入して当該レンズ本体部の表面から外部へ照射する導光レンズであって、前記レンズ本体部は、前記裏面を有する第１の成形レンズと、前記表面を有する第２の成形レンズと、を含む複数の成形レンズを厚さ方向で一体に積層成形した構造であることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の導光レンズであって、前記第２の成形レンズは、樹脂材を用いて成形されており、前記複数の成形レンズには、前記第２の成形レンズの成形に用いた樹脂材とは異なる樹脂材を用いて成形した成形レンズが含まれていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２に記載の導光レンズであって、前記第２の成形レンズを構成する材料には、光拡散成分が含まれており、前記異なる樹脂材を用いて成形した成形レンズの光透過性は、前記第２の成形レンズの光透過性よりも高いことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２に記載の導光レンズであって、前記第２の成形レンズの成形に用いた樹脂材は、有色の樹脂材であり、前記異なる樹脂材を用いて成形した成形レンズの光透過性は、前記第２の成形レンズの光透過性よりも高いことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜請求項４のうちの何れか１項に記載の導光レンズであって、前記複数の成形レンズのうちの何れか１つの一端部に前記受光部を形成したことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜請求項５のうちの何れか１項に記載の導光レンズであって、前記複数の成形レンズは、前記第１の成形レンズと前記第２の成形レンズのみであることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、裏面に光学的制御面を有する成形レンズをコア型とキャビティ型とによって成形する第１の工程と、前記コア型とキャビティ型とによって前記成形レンズの表面に他の成形レンズを１つ以上積層成形する第２の工程と、を含み、前記第２の工程は、成形する１つの成形レンズ毎に前記コア型に組み合わせるキャビティ型を当該成形レンズ用のキャビティ型に交換し、直近に成形された成形レンズの熱を用いて当該直近に成形された成形レンズの表面に前記他の成形レンズを溶着し、最後に成形する成形レンズの表面に意匠面を形成することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、導光レンズのレンズ本体部を、第１の成形レンズと第２の成形レンズとを含む複数の成形レンズを厚さ方向で一体に積層成形した構造とすることで、各成形レンズの厚さが薄くなり、それぞれの成形レンズを効率的に冷却させることができるようになる。そのため、複数の成形レンズに分割して導光レンズを成形した方が、肉厚の導光レンズを分割することなく成形した場合に比べて、導光レンズを冷却固化させるために要する時間を短くすることができる。その結果、導光レンズにヒケが生じるのを抑制することができる。

請求項２記載の発明によれば、導光レンズを、樹脂材を用いて成形した第２の成形レンズと、当該第２の成形レンズの成形に用いた樹脂材とは異なる樹脂材を用いて成形した成形レンズとを含む複数の成形レンズで一体に成形したため、性質や色調などの異なる成形レンズを組み合わせて導光レンズの光学的性能や意匠性等の向上を図ることができるようになる。

請求項３記載の発明によれば、光拡散成分を含む材料を用いて第２の成形レンズを成形して当該第２の成形レンズ内に光拡散成分を分散させることで、第２の成形レンズ内に導入されて光拡散成分に到達した光が、当該光拡散成分によって様々な方向に拡散されることになる。その結果、上記光拡散成分によって拡散された光のうち、所定の方向に拡散された光が、第２の成形レンズの表面で反射されず外部に照射されるようになる。そして、第２の成形レンズ内に分散している光拡散成分のそれぞれが、各光拡散成分によって拡散させた光の一部を、第２の成形レンズの表面から外部に照射させることで、第２の成形レンズの表面から照射される光の量をより均一化させることができ、第２の成形レンズの表面に配光ムラが生じてしまうのを抑制することができる。

このように、光拡散成分を含む材料を用いて第２の成形レンズを成形すると、光拡散成分を含まない場合よりも、レンズ本体部の一端部から他端部へ向かう途中で外部に照射される光の量が多くなるため、レンズ本体部の一端部から他端部まで導光される光の量が減少してしまう。

しかしながら、導光レンズには、光拡散成分を含む材料を用いて成形した第２の成形レンズの他に、当該第２の成形レンズよりも光透過性が高い成形レンズが含まれているため、初めに受光部からレンズ本体部内へ入射する光の量を増加させることができる。したがって、光拡散成分を含む材料を用いて第２の成形レンズを成形することで、レンズ本体部の一端部から他端部へ向かう途中で外部に照射される光の量が増加したとしても、初めに受光部からレンズ本体部内へ入射する光の量が増加する分、レンズ本体部の他端部まで導光される光の量が減少してしまうのを抑制することができる。

請求項４記載の発明によれば、有色の樹脂材料を用いて第２の成形レンズを成形することで、導光レンズの表面の色調を所望の色調とすることができるため、導光レンズの意匠性を高めることができる。さらに、導光レンズには、有色の樹脂材料を用いて成形した第２の成形レンズよりも光透過性が高い成形レンズが含まれており、当該成形レンズによって、受光部からレンズ本体部内へ入射する光の量を増加させることができるため、光透過性の低い有色の樹脂材料を用いることによってレンズ本体部の一端部から他端部まで導光される光の量が減少してしまうという不具合を抑制することができる。すなわち、導光レンズの光学的性能を損なうことなくレンズ本体部の表面の色を様々な色にすることができ、当該導光レンズの意匠性を高めることができるようになる。

請求項５記載の発明によれば、受光部を複数の成形レンズのうち何れか１つの一端部に形成したため、受光部に分割ラインが生じることがなく、光源から出射する光を確実に導光レンズ内に導入することができる。

請求項６記載の発明によれば、導光レンズを、第１の成形レンズと第２の成形レンズとを厚さ方向で一体に積層成形しただけの構造としたため、効率的に導光レンズを冷却固化させることができる上、導光レンズにヒケが生じるのを抑制することができる導光レンズの構造を容易に得ることができる。その結果、導光レンズの製造効率の向上を図ることができるようになる。

請求項７記載の発明によれば、裏面に光学的制御面を有する成形レンズをコア型とキャビティ型とによって成形するため、光学的制御面を有する当該成形レンズの裏面を精密に成形することができ、導光レンズの光学的性能を向上させることができる。さらに、直近に成形された成形レンズの熱を用いて、当該直近に成形された成形レンズの表面に前記他の成形レンズの裏面を溶着させているため、導光レンズの光学的性能をより向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る導光レンズを使用したドアミラーを示す斜視図、図２は、図１中矢示ＳＡ−ＳＡ線に沿う断面図、図３は、図２の導光レンズのみを示す断面図、図４は、図３の導光レンズを構成する１次成形レンズと２次成形レンズを分けた状態で示す断面図、図５は、図４の１次成形レンズを成形する金型を示す断面図、図６は、図４の２次成形レンズを成形する金型を示す断面図である。

本実施形態にかかるドアミラー１のボディーには、後側に角度調整自在なミラー（図示せず）が設置され、前側にサイドターンランプ２が設置されている。このサイドターンランプ２は、光源７と、ドアミラー１のボディー表面に沿って湾曲した横長形状の導光レンズ３と、を備えている。

導光レンズ３は、透光性を有するように成形されており、光学的制御面となる裏面３ｂと意匠面となる表面３ｃとを有するレンズ本体部３ａを備えている。

レンズ本体部３ａは、樹脂材を用いて成形され、図２に示すように、長手方向一端部４から他端部５に向けて表面３ｃ側に湾曲した形状をしており、一端部４には受光部６が形成されている。そして、レンズ本体部３ａの一端部４に設けた受光部６側に、光源７としてのＬＥＤを配置している。また、本実施形態では、レンズ本体部３ａは、光源７から出射した光をレンズ本体部３ａ内に確実に取り入れるため、レンズ本体部３ａの一端部４を厚肉に形成して受光部６の肉厚が厚くなるようにしている。さらに、レンズ本体部３ａの一端部４には、光源７を保護するフランジ８が形成されている。

本実施形態では、レンズ本体部３ａは、長手方向一端部４から他端部５に向けて表面３ｃ側に湾曲させた板状の１次成形レンズ（第１の成形レンズ）９および２次成形レンズ（第２の成形レンズ）１０を、それぞれ厚さ方向で一体に積層させた構造をしており、受光部６は１次成形レンズ９のみに形成されている。

１次成形レンズ９は、光学的制御面として機能する裏面９ａを有しており、当該裏面９ａには、所望の配光パターンを得るためプリズムＰが形成されている。すなわち、１次成形レンズ９の裏面９ａがレンズ本体部３ａの裏面３ｂに相当する。

２次成形レンズ１０は、意匠面としての機能を有する表面１０ａを有しており、当該表面１０ａは、ボディー表面と連続した平滑な湾曲面となっている。すなわち、２次成形レンズ１０の表面１０ａがレンズ本体部３ａの表面３ｃに相当する。

さらに、本実施形態では、１次成形レンズ９の成形に用いる材料とは異なる材料を用いて２次成形レンズ１０を成形し、導光レンズ３の構造を、１次成形レンズ９と、当該１次成形レンズ９とは性質や色調などが異なる２次成形レンズ１０と、を積層させた構造となるようにしている。

具体的には、意匠面としての機能を有する表面１０ａを有している２次成形レンズ１０を、光拡散成分を配合した樹脂材を用いて成形するとともに、光学的制御面として機能する裏面９ａを有している１次成形レンズ９を、２次成形レンズ１０の成形に用いる樹脂材よりも光透過性の高い樹脂材を用いて成形することで、内部に光拡散成分が分散している２次成形レンズ１０と、当該２次成形レンズ１０の光透過性よりも光透過性の高い１次成形レンズ９と、を積層させたレンズ本体部３ａを成形している。

以上の構成による本実施形態によれば、光源７から出射した光を受光部６よりレンズ本体部３ａ内に導入してレンズ本体部３ａの一端部４から他端部５に向けて導光させると、レンズ本体部３ａ内に導入された光は、裏面９ａで反射して所定の配光パターンに制御された後、表面１０ａ側より外部へ照射される。このとき、受光部６が１次成形レンズ９のみに形成されているため、受光部６に分割ラインが生じることがなく、光源７からの出射光を確実に導光レンズ３内に導入することができるようになる。

また、光拡散成分が配合された樹脂材を用いて２次成形レンズ１０を成形することで、２次成形レンズ１０内に導入されて光拡散成分に到達した光は、当該光拡散成分によって様々な方向に拡散され、光拡散成分によって拡散された光のうち、所定の方向に拡散された光が、２次成形レンズ１０の表面１０ａで反射されずに外部に照射されるようになる。

次に、導光レンズ３の製造方法を説明する。

まず、裏面９ａに光学的制御面を有する１次成形レンズ９を、コア型１１と第１キャビティ型（１次成形レンズ９用のキャビティ型）１２により成形する。コア型１１の一部にはフランジ８を形成するスライド型１１ａも設けられている。１次成形レンズ９の成形は、コア型１１と第１キャビティ型１２により形成された空間内に、溶解樹脂を射出することにより行われる。このとき、コア型１１側に１次成形レンズ９の裏面９ａが、第１キャビティ型１２側に１次成形レンズ９の表面９ｂが形成されるようにしている。

次に、コア型１１と第１キャビティ型１２により１次成形レンズ９を成形した後、１次成形レンズ９（直近に成形された成形レンズ）が成形時の熱を有しているうちに（１次成形レンズ９が冷却固化される前に）、第１キャビティ型１２を第２キャビティ型（２次成形レンズ１０用のキャビティ型）１３に交換してコア型１１と組み合わせ、１次成形レンズ９の表面９ｂと第２キャビティ型１３との間の空間１４に、同様に溶解樹脂を射出して２次成形レンズ（最後に成形する成形レンズ）１０を成形する。こうして、１次成形レンズ９の熱を用いて１次成形レンズ９の表面９ｂに２次成形レンズ１０の裏面１０ｂを溶着させるとともに、２次成形レンズ１０の表面１０ａに意匠面を形成する。

以上の本実施形態によれば、導光レンズ３のレンズ本体部３ａを、１次成形レンズ９と２次成形レンズ１０とを厚さ方向で一体に積層成形した構造とすることで、１次成形レンズ９および２次成形レンズ１０の厚さが薄くなり、それぞれの成形レンズを効率的に冷却させることができるようになる。そのため、１次成形レンズ９と２次成形レンズ１０とに分割して導光レンズ３を成形した方が、肉厚の導光レンズを分割することなく成形した場合に比べて、導光レンズを冷却固化させるために要する時間を短くすることができる。その結果、導光レンズ３にヒケが生じるのを抑制することができる。

さらに、導光レンズ３を、１次成形レンズ９と２次成形レンズ１０とを厚さ方向で一体に積層成形しただけの構造としたため、効率的に導光レンズ３を冷却固化させることができる上、導光レンズ３にヒケが生じるのを抑制することができる導光レンズ３の構造を容易に得ることができる。その結果、導光レンズ３の製造効率の向上を図ることができるようになる。また、１次成形レンズ９と２次成形レンズ１０とを厚さ方向で一体に積層成形して成形した導光レンズ３は、複数の成形レンズを重ね合わせて成形した導光レンズよりも一体感がある上、固定部品を用いて組み付ける必要がなくなるため、部品点数の増加を抑えてコスト的に有利に得ることができるという利点もある。

また、本実施形態によれば、受光部６を１次成形レンズ９（複数の成形レンズのうち何れか１つ）の一端部に形成したため、受光部６に分割ラインが生じることがなく、光源７から出射する光を確実に導光レンズ３内に導入することができる。

また、本実施形態によれば、裏面９ａに光学的制御面を有する１次成形レンズ９をコア型１１と第１キャビティ型１２とによって成形するため、光学的制御面を有する当該１次成形レンズ９の裏面９ａを精密に成形することができ、導光レンズ３の光学的性能を向上させることができる。さらに、直近に成形された１次成形レンズ９の熱を用いて当該１次成形レンズ９の表面９ｂに２次成形レンズ１０の裏面１０ｂを溶着させているため、導光レンズ３の光学的性能をより向上させることができる。

さらに、導光レンズ３を、２次成形レンズ１０と、当該２次成形レンズ１０の成形に用いた樹脂材とは異なる樹脂材を用いて成形した１次成形レンズ９と、を一体に成形したため、性質や色調などの異なる成形レンズを組み合わせて導光レンズ３の光学的性能や意匠性等の向上を図ることができるようになる。

また、本実施形態によれば、光拡散成分を含む材料を用いて２次成形レンズ１０を成形して当該２次成形レンズ１０内に光拡散成分を分散させることで、２次成形レンズ１０内に導入されて光拡散成分に到達した光が、当該光拡散成分によって様々な方向に拡散されることになる。その結果、上記光拡散成分によって拡散された光のうち、所定の方向に拡散された光が、２次成形レンズ１０の表面１０ａで反射されず外部に照射されるようになる。そして、２次成形レンズ１０内に分散している光拡散成分のそれぞれが、各光拡散成分によって拡散させた光の一部を、２次成形レンズ１０の表面１０ａから外部に照射させることで、２次成形レンズ１０の表面１０ａから照射される光の量をより均一化させることができ、配光ムラが生じてしまうのを抑制することができる。

このように、光拡散成分を含む材料を用いて２次成形レンズ１０を成形すると、光拡散成分を含まない２次成形レンズを用いた場合よりも、レンズ本体部３ａの一端部４から他端部５へ向かう途中で外部に照射される光の量が多くなるため、レンズ本体部３ａの一端部４から他端部５まで導光される光の量が減少してしまう。

しかしながら、導光レンズ３には、光拡散成分を含む材料を用いて成形した２次成形レンズ１０の他に、当該２次成形レンズ１０よりも光透過性が高い１次成形レンズ９が含まれているため、初めに受光部６からレンズ本体部３ａ内へ入射する光の量を増加させることができる。したがって、光拡散成分を含む材料を用いて２次成形レンズ１０を成形することで、レンズ本体部３ａの一端部４から他端部５へ向かう途中で外部に照射される光の量が増加したとしても、初めに受光部６からレンズ本体部３ａ内へ入射する光の量が増加する分、レンズ本体部３ａの一端部４から他端部５まで導光される光の量が減少してしまうのを抑制することができる。

以上、本発明にかかる導光レンズの好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限ることなく要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態を採用することができる。

例えば、上記実施形態では、意匠面としての機能を有する表面を有している２次成形レンズを、有色の樹脂材を用いて成形するとともに、光学的制御面として機能する裏面を有している１次成形レンズを、２次成形レンズの成形に用いる樹脂材よりも光透過性の高い樹脂材を用いて成形することで、有色の２次成形レンズと、当該２次成形レンズの光透過性よりも光透過性の高い１次成形レンズと、を積層させたレンズ本体部を成形してもよい。

こうすれば、有色の樹脂材を用いて２次成形レンズを成形することで、導光レンズの表面の色調を所望の色調とすることができるため、導光レンズの意匠性を高めることができる。さらに、導光レンズには、有色の樹脂材料を用いて成形した２次成形レンズよりも光透過性が高い１次成形レンズが含まれており、当該１次成形レンズによって、受光部からレンズ本体部内へ入射する光の量を増加させることができるため、光透過性の低い有色の樹脂材料を用いることによってレンズ本体部の一端部から他端部まで導光される光の量が減少してしまうという不具合を抑制することができる。すなわち、導光レンズの光学的性能を損なうことなくレンズ本体部の表面の色を様々な色にすることができ、当該導光レンズの意匠性を高めることができるようになる。

また、１次成形レンズと２次成形レンズとを、互いに異なる樹脂材を用いて成形していれば、他の組み合わせであってもよい。

また、同一の材料を用いて１次成形レンズおよび２次成形レンズを成形し、それらを一体に積層成形させてもよい。

このように同一の材料を用いた場合でも、導光レンズの製造効率の向上を図ることができる。

また、上記実施形態では、受光部を１次成形レンズのみに設けているが、受光部を、２次成形レンズのみに設けてもよいし、１次成形レンズおよび２次成形レンズの両方に設けてもよい。

また、上記実施形態では、１次成形レンズと２次成形レンズとを一体に積層成形した２層構造の導光レンズについて例示したが、導光レンズの構造を３層以上の多層構造としても本発明を実施することができる。

また、上記実施形態では、自動車のドアミラーに設置されるサイドミラーランプとして導光レンズを例示したが、これに限らず、室内灯、クリアランスランプ等でもよい。

また、上記実施形態においては、光源としてＬＥＤランプを使用したが、例えばキセノンランプやハロゲンランプでもよく種々のランプを用いることができる。

本発明の一実施例に係る導光レンズを使用したドアミラーを示す斜視図。 図１中矢示ＳＡ−ＳＡ線に沿う断面図。 図２の導光レンズのみを示す断面図。 図３の導光レンズを構成する１次成形レンズと２次成形レンズを分けた状態で示す断面図。 図４の１次成形レンズを成形する金型を示す断面図。 図４の２次成形レンズを成形する金型を示す断面図。

符号の説明

３ 導光レンズ
３ａ レンズ本体部
３ｂ 裏面
３ｃ 表面
４ 一端部
５ 他端部
６ 受光部
７ 光源
９ １次成形レンズ（第１の成形レンズ）
９ａ 裏面
９ｂ 表面
１０ ２次成形レンズ（第２の成形レンズ）
１０ａ 表面
１０ｂ 裏面
１１ コア型
１２ 第１キャビティ型
１３ 第２キャビティ型
Ｐ プリズム

Claims (7)

1. 光学的制御面となる裏面と意匠面となる表面とを有するレンズ本体部の長手方向一端部に受光部を形成し、前記レンズ本体部の受光部側に配置された光源から出射した光を前記受光部より前記レンズ本体部に導入して当該レンズ本体部の表面から外部へ照射する導光レンズであって、
   前記レンズ本体部は、
   前記裏面を有する第１の成形レンズと、
   前記表面を有する第２の成形レンズと、
   を含む複数の成形レンズを厚さ方向で一体に積層成形した構造であることを特徴とする導光レンズ。
2. 前記第２の成形レンズは、樹脂材を用いて成形されており、
   前記複数の成形レンズには、前記第２の成形レンズの成形に用いた樹脂材とは異なる樹脂材を用いて成形した成形レンズが含まれていることを特徴とする請求項１に記載の導光レンズ。
3. 前記第２の成形レンズを構成する材料には、光拡散成分が含まれており、前記異なる樹脂材を用いて成形した成形レンズの光透過性は、前記第２の成形レンズの光透過性よりも高いことを特徴とする請求項２に記載の導光レンズ。
4. 前記第２の成形レンズの成形に用いた樹脂材は、有色の樹脂材であり、前記異なる樹脂材を用いて成形した成形レンズの光透過性は、前記第２の成形レンズの光透過性よりも高いことを特徴とする請求項２に記載の導光レンズ。
5. 前記複数の成形レンズのうちの何れか１つの一端部に前記受光部を形成したことを特徴とする請求項１〜４のうちの何れか１項に記載の導光レンズ。
6. 前記複数の成形レンズは、前記第１の成形レンズと前記第２の成形レンズのみであることを特徴とする請求項１〜５のうちの何れか１項に記載の導光レンズ。
7. 裏面に光学的制御面を有する成形レンズをコア型とキャビティ型とによって成形する第１の工程と、
   前記コア型とキャビティ型とによって前記成形レンズの表面に他の成形レンズを１つ以上積層成形する第２の工程と、
   を含み、
   前記第２の工程は、成形する１つの成形レンズ毎に前記コア型に組み合わせるキャビティ型を当該成形レンズ用のキャビティ型に交換し、直近に成形された成形レンズの熱を用いて当該直近に成形された成形レンズの表面に前記他の成形レンズを溶着し、最後に成形する成形レンズの表面に意匠面を形成することを特徴とする導光レンズの製造方法。

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