JP2008084801A - 線状発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】線状発光装置において漏洩光が発生することを防止し、光の利用率及び輝度バランスの向上を図ることを課題とする。
【解決手段】ケース内に第１線状導光体と第２線状導光体とが直線状に配列した状態で収容され、前記第１線状導光体の片側から光源の光が導入され、前記第１線状導光体及び第２線状導光体の側面から射出された光が、前記ケースの開口部を介して外部に放出する線状発光装置であって、
前記第１線状導光体は前記第２線状導光体側の端面近傍で前記ケースに固定され、
前記第２線状導光体は前記第１線状導光体側の端面近傍で前記ケースに固定される、線状発光装置とする。
【選択図】図２

Description

本発明は線状発光装置の改良に関する。

線状導光体を利用して線状光を生成する線状発光装置が様々な用途に使用されている。一般に線状発光装置では、線状導光体の端面から光を入射させて、その側面から入射光を放出して線状光を生成する。近年、線状光が様々なところで使用されるようになり、より長い線状光が求められるようになった。長い線状光を生成するためには、長尺の線状導光体を使用すればいいが、製造上の限界や取扱の面で問題があった。そこで、複数の線状導光体を繋げて使用することが行われている。なお、関連するものとして特許文献１に線状導光体の端面に光源を組み付けた線状発光装置が開示されている。

特開２００５−１４８５４号公報

複数の線状導光体を組み合わせて使用する場合、線状導光体の連結部における光のロスを防ぐためには、可能な限り間隔を空けずに線状導光体を設置することが好ましい。しかし、線状導光体の長さのロットバラツキや線状導光体の膨張・収縮等を考慮すると、ある程度の間隔を設ける必要がある。この間隔がロスを生んでいた。すなわち、隣接する線状導光体の隙間から光が漏洩し、光の利用効率が低下していた。さらに、漏洩した光によって輝度バランスが乱れ、線状光の品質を低下させていた。
そこで、本発明は線状発光装置において漏洩光が発生することを防止し、光の利用率及び輝度バランスの向上を図ることを課題とする。

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、
ケース内に第１線状導光体と第２線状導光体とが直線状に配列した状態で収容され、前記第１線状導光体の片側から光源の光が導入され、前記第１線状導光体及び第２線状導光体の側面から射出された光が、前記ケースの開口部を介して外部に放出する線状発光装置であって、
前記第１線状導光体は前記第２線状導光体側の端面近傍で前記ケースに固定され、
前記第２線状導光体は前記第１線状導光体側の端面近傍で前記ケースに固定される、線状発光装置とする。

本発明の線状発光装置によれば、第１線導光体と第２線状導光体との連結部で、各線状導光体がケースに固定されて位置決めが行われる。このように固定することによって線状導光体の長さのロットバラツキや、線状導光体の膨張・収縮等があっても、第１線導光体と第２線状導光体との距離の変動が防止される。これにより、第１線導光体と第２線状導光体を近接させて配置することができる。その結果、第１線導光体と第２線状導光体の連結部からの光の漏洩が防止される。これにより光の利用率と輝度バランスが向上する。

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。
（ケース）
ケース内には、後述する光源、線状導光体が設けられる。ケースの材質は、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）などを採用できる。ケースは生成された線状光を外部に放出するための開口部を備える。なお、開口部にレンズを設置しても良い。さらにレンズに色変換層を設けても良い。生成される線状光の色を光源の色と異なる色に変えることができるからである。ケースは、隣接する第１線状導光体と第２線状導光体との端面近傍が露出する開口部を備えていることが好ましい。ケースの内側面によって第１線状導光体と第２線状導光体の隙間から漏洩した光が反射されないため、線状光の輝度バランスを乱すことが防止されるからである。

（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（表面実装型）等、種々のものを採用できる。中でも指向性の高いＬＥＤランプである砲弾型ＬＥＤランプや反射型ＬＥＤランプを使用することが好ましい。指向性の高いＬＥＤランプの光は、後述する線状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。複数のＬＥＤランプを使用して光源を構成してもよい。複数個のＬＥＤランプを使用する場合、同種のＬＥＤランプを使用することは勿論、異種のＬＥＤランプが混在していても良い。

光源は後述する第１線状導光体の第２線状導光体と反対側の端面に対向するように配置される。光源は第１線状導光体の第２線状導光体と反対側の端部に固定されることが好ましい。このようにすれば、線状導光体が膨張又は収縮した場合や線状導光体の長さにロットバラツキがある場合でも、光源と線状導光体との距離が一定となるため、第１線状導光体内に光をロスなく導入させることができる。さらに、光源及び線状導光体の位置決めが容易となる。また、光源は、第１線状導光体の第２線状導光体と反対側の端部に形成される収納部に収納されることとしても良い。かかる収納部は第１線状導光体と一体成形により形成することができる。

（線状導光体）
線状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線状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。アクリル樹脂は透明性に優れ導光作用が高いからである。また、十分な強度、耐衝撃性の確保の観点からポリカーボネート樹脂を採用することも好ましい。線状導光体の縦断面形状は、略円形、略楕円形、矩形などとすることができる。線状導光体の長さは、必要とされる線状光の長さ、組み付け作業性、汎用性などを考慮して適宜決定することができる。例えば、長さが約１００〜１０００ｍｍの線状導光体を使用する。本発明では複数の線状導光体を直線状に並べて使用する。使用する線状導光体の数は必要とされる線状光の長さに応じて適宜決定する。使用する線状導光体に異なる長さの線状導光体が含まれていても良い。
線状導光体は当該線状導光体内を導光する光の一部を、その側面から放出する。例えば、線状導光体の側面の一部又は全部には光拡散処理が施されている。光拡散処理としては、ブラスト処理、シボ加工など公知の処理法を採用することができる。

本発明では第１線状導光体と第２線状導光体を使用する。第１線状導光体と第２線状導光体は、直線状に配列した状態でケース内に収容される。さらに第１線状導光体は第２線状導光体側の端部でケースに固定される。第１線状導光体において第２線状導光体と反対側の端部は、第１線状導光体が長手方向に自由に移動できる状態である。このように取り付けられた第１線状導光体は膨張または収縮した場合、第１線状導光体における第２線状導光体側の端部はケースへ固定されているため移動せず、第２線状導光体と反対側の端部が膨張または収縮に応じて移動することとなる。一方、第２線状導光体は第１線状導光体側の端部でケースに固定される。第２線状導光体における第１線状導光体と反対側の端部は、第２線状導光体が長手方向に自由に移動できる状態である。このように取り付けられた第２線状導光体は第１線状導光体と同様に、膨張または収縮した場合、第２線状導光体における第１線状導光体側の端部はケースへ固定されているため移動せず、第１線状導光体と反対側の端部が膨張または収縮に応じて移動することとなる。これらにより、線状導光体の長さのロットバラツキや線状導光体の膨張または収縮などによって、第１線状導光体と第２線状導光体の間隔は実質的に変動しない。従って、従来のように線状導光体の膨張・収縮、長さのロットバラツキを考慮して間隔を設定する必要が無く、かかる間隔をより小さくすることができる。このようにすれば、第１線状導光体と第２線状導光体の隙間から光が漏洩することが防止される。

第１線状導光体における第２線状導光体側の端面（即ち、第２線状導光体に対向する端面）は、そこから射出する光を収束させる形状であることが好ましい。このようにすれば、射出された光は隣接する第２線状導光体内に効率的に入射する。これにより、第１線状導光体と第２線状導光体との隙間から光が漏洩することが更に防止される。なお、「そこから射出する光を収束させる形状」とは例えば、凸曲面形状である。第１線状導光体における第２線状導光体側の端面がこのような形状である場合は、第２線状導光体における第１線状導光体側の端面は、第１線状導光体側の端面に対応する凹曲面形状であることが好ましい。「第１線状導光体側の端面に対応する凹曲面形状」とは、断面において、その形状が、凸曲面形状である第１線状導光体側の端面と略同一となる形状であって、該凸面と該凹面とを接合させたとき全面が接する形状である。このようにすれば、第１線状導光体の端面から射出された光を効率よく受光し、第２線状導光体内に入射させることができるからである。

線状導光体に光拡散材を含有させて、線状導光体内における光拡散効果を高めても良い。線状導光体へ光拡散材を含有させる場合は、光拡散材を均等に分布させる構成の他、一部にのみ分布させた構成や、一部に分布量の多い領域が存在するように分布させた構成を採用することができる。光拡散材としては、例えば所定の粒径を有するガラス、アルミなどの金属、線状導光体と光の屈折率の異なる樹脂、シリカなどを採用することができる。

線状導光体の側面に色変換層を設けて、光源の色とは異なる色の光を発光領域が発するようにしても良い。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。

本発明の実施例である線状発光装置１を備える車両の斜視図を図１に示す。線状発光装置１の正面図を図２に示す。図１に示すように、線状発光装置１は車室内天井の左右縁部に沿って設けられる。図２に示すように線状発光装置１はケース１０、線状導光体２０ａ、２０ｂ、光源３０ａ、３０ｂを備える。ケース１０は、線状導光体２０ａ、２０ｂ及び光源３０ａ、３０ｂを内包している。ケース１０は図２及び３に示すように縦断面がコの字型で上面（図２において正面）が開口している。ケース１０はＡＢＳ樹脂製である。ケース１０の内側面には白色塗料が塗付されている。

線状導光体２０ａ、２０ｂはアクリル製である。線状導光体２０ａ、２０ｂは共に長さ１０００ｍｍ、直径８ｍｍの円柱状である。線状導光体２０ａの端面２１ａと線状導光体２０ｂの端面２１ｂとは近接した状態で対向しており、線状導光体２０ａと線状導光体２０ｂは直線状に並んでいる。線状導光体２０ａ、２０ｂの側面の全体にブラスト処理が施されている。線状導光体２０ａは端面２１ａ近傍に二個の係合爪２２ａを備えている。この係合爪２２ａが、ケース１０に設けられた固定部１１ａの溝に係合することにより、線状導光体２０ａがケース１０に固定されている。同様に、線状導光体２０ｂは端面２１ｂ近傍に二個の係合爪２２ｂを備えている。この係合爪２２ｂが、ケース１０に設けられた固定部１１ｂの溝に係合することにより、線状導光体２０ｂがケース１０に固定されている。

線状導光体２０ａの端面２１ａと反対側の端面２３ａには光源３０ａが対向している。光源３０ａは砲弾型の白色ＬＥＤランプである。光源３０ａは、線状導光体２０ａに取り付けられたアタッチメント３１ａを介して、線状導光体２０ａの端面２３ａ側に固定されている。なお、アタッチメント３１ａはケース１０には固定されていないが、その幅はケース１０の内空の幅と略同一である。そのため、アタッチメント３１ａはケース１０内で線状導光体２０ａの長手方向に沿ってのみ自由に動くことができる。同様に線状導光体２０ｂの端面２１ｂと反対側の端面２３ｂには光源３０ｂが対向している。光源３０ｂは砲弾型の白色ＬＥＤランプである。光源３０ｂは、線状導光体２０ｂに取り付けられたアタッチメント３１ｂを介して、線状導光体２０ｂの端面２３ｂ側に固定されている。なお、アタッチメント３１ａと同様にアタッチメント３１ｂはケース１０内で線状導光体２０ｂの長手方向に沿ってのみ自由に動くことができる。なお、光源３０ａ、３０ｂはともにコントローラ（図示せず）及び車両１００内の電源に接続されており、その点灯状態が制御される。

線状導光体２０ａと線状導光体２０ｂとが対向する領域の背面側斜視図を図３に示す。図３に示すように、ケース１０の、線状導光体２０ａ、２０ｂが対向する領域の背面側には開口部１２が形成されており、かかる対向する領域が露出している。

次に線状発光装置１の使用態様を説明する。コントローラにより光源３０ａが点灯すると、その光は線状導光体２０ａの端面２３ａから線状導光体２０ａ内に入射する。入射光は線状導光体２０ａ内を導光し、その一部は線状導光体２０ａの側面から放出される。線状導光体２０ａ内を導光する光の他の一部は端面２１ａまで導光し、端面２１ａから射出する。射出光は、端面２１ｂから線状導光体２０ｂ内に入射する。入射光は線状導光体２０ｂ内を導光し、一部はその側面から放出される。一方、光源３０ｂの光は線状導光体２０ｂの端面２３ｂから線状導光体２０ｂ内に入射する。入射光は線状導光体２０ｂ内を導光し、その一部は線状導光体２０ｂの側面から放出される。線状導光体２０ｂ内を導光する光の他の一部は端面２１ｂまで導光し、端面２１ｂから射出する。射出光は線状導光体２０ａの端面２１ａから線状導光体２０ａ内に入射する。入射した光は線状導光体２０ａ内を導光し、一部はその側面から放出される。このように両光源３０ａ、３０ｂの光は両線状導光体２０ａ、２０ｂ内を導光し、それぞれの側面から放出されることとなる。側面より放出された光の一部はケース１０の上面側から直接外部に放出される。側面より放出された光の他の一部はケース１０の内側面を照射し、ケース１０の上面側に反射されて、外部に放出される。放出された光は車両１００の車室内天井を線状に照射する。線状発光装置１では、端面２１ａと端面２１ｂが十分近接している。そのため、端面２１ａ（端面２１ｂ）から射出された光が端面２１ｂ（端面２１ａ）から線状導光体２０ｂ（線状導光体２０ａ）に入射する際に光が外部に漏れることが防止される。これにより、光の利用率が向上し線状光の輝度が向上する。また、ケース１０の、線状導光体２０ａ、２０ｂが対向する領域の背面側には開口部１２が形成されている。これにより、端面２１ａと端面２１ｂとの隙間からわずかに漏れた光の内、背面側に進行する光は、本装置１の上面側に反射されない。そのため、本装置１から放出される線状光にかかる漏洩光が混入することが低減される。その結果、漏洩光による輝線の発生が防止され、輝度バランスの良い線状光となる。

本装置１では、端面２１ａ、２１ｂが平面である線状導光体２０ａ、２０ｂを使用したが、他の線状導光体を使用することもできる。他の線状導光体２００ａ、２００ｂを使用した線状発光装置１ａにおいて線状導光体２００ａ、２００ｂの端面２００ａ、２００ｂが対向する領域の一部拡大図を図４に示す。図４に示すように、線状導光体２００ａの端面２１０ａと線状導光体２００ｂの端面２１０ｂは近接した状態で対向している。端面２１０ａ、２１０ｂはともに、凸レンズ形状である。端面２１０ａをこのような形状とすれば、端面２１０ａが射出する光は対向する端面２１０ｂに向かって収束する。同様に端面２１０ｂが射出する光は対向する端面２１０ａに向かって収束する。その結果、端面２１０ａと端面２１０ｂとの隙間から外部に光が漏洩することがさらに防止される。

本発明の他の実施例である線状発光装置５００の上面図を図５に示す。図５に示すように線状発光装置５００はケース５０１、線状導光体５２０及び５３０、光源５０３を備える。ケース５０１は線状導光体５２０、５３０を収容している。ケース５０１の上面側（図５紙面手前側）は開放されている。さらに、ケース５０１の内側面には白色塗料が塗付されている。
線状導光体５２０、５３０はアクリル製で共に長さ約１０００ｍｍ、直径８ｍｍの円柱状である。線状導光体５２０の端面５２１と線状導光体５３０の端面５３１とは近接した状態で対向しており、線状導光体５２０と線状導光体５３０は直線状に並んでいる。線状導光体５２０の端面５２１の近傍に備えられた二個の係合爪５２２が、ケース５０１に設けられた固定部５０２の溝に係合することにより、線状導光体５２０がケース５０１に固定される。同様に、線状導光体５３０の端面５３１近傍に備えられた二個の係合爪２２ｂが、ケース５０１に設けられた固定部５０２の溝に係合することにより、線状導光体５３０がケース５０１に固定される。端面５２１は線状導光体５３０側に突出した凸レンズ形状である。これに対向する端面５３１は第１線状導光体側の端面５２１に対応する凹曲面形状（凹レンズ形状）である。線状導光体５２０の線状導光体５３０と反対側の端部には光源収納部５２３が設けられる。光源収納部５２３は線状導光体５２０と一体成形で形成される。収納部５２３は凹部５２４と、その縁部の係合爪５２４からなる。基板５０４が、係合爪５２４に係合して凹部５２４に固定される。基板５０４の線状導光体５２０側の面には光源５０３が実装されており、光源５０３は線状導光体の端面５２６に対向することとなる。なお、光源５０３は砲弾型の白色ＬＥＤランプである。一方、線状導光体５３０の線状導光体５２０と反対側の端面５３３には白色塗料が塗付されている。

次に線状発光装置５００の使用態様を説明する。光源５０３の光は対向する線状導光体５２０の端面５２６を照射し、線状導光体５２０内に入射する。入射した光は線状導光体５２０内を導光して、一部はその側面から放出される。他の一部は端面５２１から射出され、線状導光体５３０の端面５３１を照射する。端面５３１を照射した光は線状導光体５３０内に入射する。入射光は線状導光体５３０内を導光し、一部は線状導光体５３０の側面から放出される。入射光の内、線状導光体５３０の端面５３３まで到達した光は、端面５３３により線状導光体５３０内側に反射されて、線状導光体５３０内を導光し線状導光体５３０の側面から放出される。
かかる線状発光装置５００によっても、線状発光装置１と同様の効果を奏する。さらに、端面５２１は凸曲面形状（凸レンズ形状）であり、これに対向する端面５３２は凹レンズ形状である。これにより、端面５２１から射出された光は端面５３２に向かって収束されるとともに、端面５３２は受光した光を線状導光体５３０の内側に向かって進むように、線状導光体５３０内に入射する。その結果、入射光を線状導光体５３０のより遠方まで導光させることができる。これにより、より一層、輝度バランスの良い線状光が生成される。さらに、光源５０３は線状導光体５２０に設けられた光源収納部５２３内に固定される。光源収納部５２３は線状導光体５２０と一体的に形成されているため、光源５０３は線状導光体５２０に対する位置ズレが防止される。その結果、光源５０３の光は効率的に線状導光体５２０内に入射することとなり、光の利用率が向上し、より輝度の高い線状光を生成することができる。

本発明の線状発光装置は、車室内用の間接照明、居室内用の間接照明としてその利用が図られる。

図１は本発明の実施例である線状発光装置１を備える車両の斜視図である。 図２は線状発光装置１の正面図である。 図３は線状導光体２０ａと線状導光体２０ｂとが対向する領域の背面側斜視図である。 図４は線状導光体２００ａ、２００ｂの端面２００ａ、２００ｂが対向する領域の一部拡大図である。 図５は本発明の他の実施例である線状発光装置５００の上面図である。

符号の説明

１ １ａ ５００ 線状発光装置
１００ 車両
１０ ５０１ ケース
１２ 開口部
２０ａ ２０ｂ ２００ａ ２００ｂ ５２０ ５３０ 線状導光体
３０ａ ３０ｂ ５０３ 光源
３１ａ アタッチメント
５２３ 光源収納部

Claims (8)

1. ケース内に第１線状導光体と第２線状導光体とが直線状に配列した状態で収容され、前記第１線状導光体の片側から光源の光が導入され、前記第１線状導光体及び第２線状導光体の側面から射出された光が、前記ケースの開口部を介して外部に放出する線状発光装置であって、
   前記第１線状導光体は前記第２線状導光体側の端面近傍で前記ケースに固定され、
   前記第２線状導光体は前記第１線状導光体側の端面近傍で前記ケースに固定される、線状発光装置。
2. 前記第１線状導光体における前記端面は、そこから射出する光を収束させる形状であることを特徴とする、請求項１に記載の線状発光装置。
3. 前記形状が凸曲面形状であることを特徴とする、請求項２に記載の線状発光装置。
4. 前記第２線状導光体における前記端面は、前記第１線状導光体における前記端面に対応する凹曲面形状であることを特徴とする、請求項３に記載の線状発光装置。
5. 前記光源は前記第１線状導光体における前記第２線状導光体と反対側の端部に固定されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の線状発光装置。
6. 前記端部に、前記光源を収納する収納部が設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の線状発光装置。
7. 前記ケースの内面が光反射性であり、前記ケースは、前記第１線状導光体の前記端面近傍と前記第２線状導光体の前記端面近傍を露出する開口部が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の線状発光装置。
8. 前記光源はＬＥＤランプであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の線状発光装置。

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