JP2014175145A - Plane illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用灯具におけるエンブレムイルミネーションのような照明などに使用されて、光源からの光の拡散方向を変換させる面照明装置に関する。 The present invention relates to a surface illumination device that is used for illumination such as emblem illumination in a vehicular lamp and changes the diffusion direction of light from a light source.
従来から、この種の車両用灯具として、レンズを傾斜させた状態で光を照射方向に対して水平方向に拡散させる場合に、灯具の配向特性を左右対称のものとする技術が知られている(例えば、特許文献1)。この車両用灯具のレンズ91の構成を示すものが図5であり、フォグランプにおいては車体の形状に沿わせてレンズ91が傾斜して配置される。この場合、レンズ91に施される光を水平方向に拡散するための例えば凹面状とされるレンズカット92は、照射方向に対してレンズ面が鋭角となる曲率が鈍角となる側の曲率よりも小さく設定(半径R1>R2)されている。
Conventionally, as this type of vehicular lamp, a technique is known in which the orientation characteristics of a lamp are symmetrical in the case where light is diffused in a horizontal direction with respect to an irradiation direction with a lens tilted. (For example, patent document 1). FIG. 5 shows the configuration of the
また、凸円および凹円柱面状のプリズムレンズを交互に配置することにより、光を照射方向に対して水平方向に拡散させることも知られている(例えば、特許文献2)。 It is also known that light is diffused in the horizontal direction with respect to the irradiation direction by alternately arranging convex and concave cylindrical prism lenses (for example, Patent Document 2).
しかし、面照明装置(エンブレムイルミ)において、上記のようなレンズを使用して、光を照射方向に対して水平方向に拡散するのみでは、均一な輝度分布の発光を得るのは困難であり、この発光を得るために、垂直方向への拡散を、簡単な構成で実現したいとの要請があった。この場合に、車両内における面照明装置のスペースが狭く、複数のレンズ等を介しての光方向を変えることができないことから、面照明装置の小型化の実現も要請されていた。 However, in a surface illumination device (emblem illumination), it is difficult to obtain light emission with a uniform luminance distribution only by diffusing light in the horizontal direction with respect to the irradiation direction using the lens as described above. In order to obtain this light emission, there has been a demand for realizing diffusion in the vertical direction with a simple configuration. In this case, since the space of the surface illumination device in the vehicle is narrow and the direction of light through a plurality of lenses and the like cannot be changed, there has been a demand for downsizing the surface illumination device.
また、従来技術では、光源とレンズ面とが離れている場合、光源からの照射光を任意の方向に曲げることが難しく、全体的に効率よく発光させることも困難であった。 Further, in the prior art, when the light source and the lens surface are separated from each other, it is difficult to bend the irradiation light from the light source in an arbitrary direction, and it is difficult to efficiently emit light as a whole.
本発明は、前記の問題点を解決して、光源からの光を導光するとともに、光を照射方向に対して水平方向に拡散すること、また垂直方向に拡散することを、簡単な構成でかつ小型化して実現でき、均一な輝度分布が得られる面照明装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above problems and guides light from a light source, diffuses light in a horizontal direction with respect to an irradiation direction, and diffuses in a vertical direction with a simple configuration. An object of the present invention is to provide a surface illumination device that can be realized in a small size and can obtain a uniform luminance distribution.
前記目的を達成するために、本発明の一構成にかかる面照明装置は、光源と、長手方向の一端に前記光源が対向して配置された導光体とを備え、前記導光体は、光源からの光を前記一端から他端へ導光する導光部と、前記光源との対向面に、前記長手方向と直交する縦方向に延びる横断面半円状の溝が長手方向Xに沿って並んで形成されて、光源からの光を照射方向に対して水平方向に拡散させる水平拡散部とを備えている。 In order to achieve the above object, a surface illumination device according to one configuration of the present invention includes a light source and a light guide body disposed at one end in a longitudinal direction so as to face the light source, and the light guide body includes: A light guide that guides light from the light source from the one end to the other end and a groove having a semicircular cross section extending in the longitudinal direction perpendicular to the longitudinal direction along the longitudinal direction X on the surface facing the light source And a horizontal diffusion unit that is formed side by side and diffuses light from the light source in the horizontal direction with respect to the irradiation direction.
この構成によれば、導光体の導光部により、光源からの光を一端から他端へ導光し、水平拡散部により、光を照射方向に対して水平方向に拡散させることを、簡単な構成でかつ小型化して実現でき、発光全体について均一な輝度分布を得ることが可能となる。 According to this configuration, it is easy to guide the light from the light source from one end to the other end by the light guide part of the light guide, and to diffuse the light in the horizontal direction with respect to the irradiation direction by the horizontal diffusion part. It can be realized with a simple structure and a small size, and a uniform luminance distribution can be obtained for the entire light emission.
本発明では、前記導光体は、長手方向に並んだ前記溝の底に、後方へ凹入した凹入部が縦方向に沿って複数並んだ垂直拡散部が形成されて、前記垂直拡散部によって、光源からの光を照射方向に対して垂直方向に拡散させることが好ましい。この場合、光源からの光を一端から他端の方向へ導光し、光を照射方向に対して水平方向および垂直方向に拡散させて、拡散方向を任意に3次元に制御することを、簡単な構成でかつ小型化して実現でき、発光全体についてより均一な輝度分布を得ることが可能となる。 In the present invention, the light guide has a vertical diffusion portion in which a plurality of recessed portions recessed rearward are arranged along the longitudinal direction at the bottom of the groove arranged in the longitudinal direction, and the vertical diffusion portion The light from the light source is preferably diffused in the direction perpendicular to the irradiation direction. In this case, it is easy to guide the light from the light source in the direction from one end to the other, diffuse the light in the horizontal and vertical directions with respect to the irradiation direction, and arbitrarily control the diffusion direction in three dimensions. It can be realized with a simple configuration and a small size, and a more uniform luminance distribution can be obtained for the entire light emission.
また、前記垂直拡散部は、前記凹入部が複数、長手方向および縦方向にそれぞれ隣接して形成されたウロコ状の形状を有していることが好ましい。この場合、導光体全体で照射方向に対して水平方向および垂直方向への拡散が可能となる。 Moreover, it is preferable that the said vertical spreading | diffusion part has a scale-like shape in which the said recessed part was formed adjacent to each in the longitudinal direction and the longitudinal direction. In this case, the entire light guide can be diffused in the horizontal and vertical directions with respect to the irradiation direction.
好ましくは、前記垂直拡散部は、前記凹部が丸みを有する隅部を挟む長辺および短辺をもつ略三角形の縦断面形状を有し、前記溝の底の母線に対して長辺が後方へ傾斜する傾斜角度θがθ≦14°の範囲内に設定されている。したがって、より良好に光を照射方向に対して垂直方向に拡散できるとともに、垂直拡散部を容易に成形できる。 Preferably, the vertical diffusion portion has a substantially triangular vertical cross-sectional shape having a long side and a short side sandwiching a corner where the concave portion is round, and the long side is rearward with respect to the bus bar at the bottom of the groove. Inclination angle θ is set in the range of θ ≦ 14 °. Therefore, the light can be diffused better in the direction perpendicular to the irradiation direction, and the vertical diffusion part can be easily formed.
好ましくは、前記導光体は、散乱体を含有させた材料からなる。したがって、光を照射方向に対して垂直方向に拡散できるとともに、輝度が緩やかに変化する発光が得られる。 Preferably, the light guide is made of a material containing a scatterer. Therefore, light can be diffused in a direction perpendicular to the irradiation direction, and light emission whose luminance changes gradually can be obtained.
本発明では、光源からの光を導光体の一端から他端の方向へ導光し、光を照射方向に対して水平方向および/または垂直方向に拡散させることを、簡単な構成でかつ小型化して実現でき、発光全体について均一な輝度分布を得ることが可能となる。 In the present invention, the light from the light source is guided in the direction from one end to the other end of the light guide, and the light is diffused in the horizontal direction and / or the vertical direction with respect to the irradiation direction. And a uniform luminance distribution can be obtained for the entire light emission.
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。図1は本発明の一実施形態に係る面照明装置を示す構成図である。面照明装置は、光源(点光源)1と、横長の板状の形状を有し、その長手方向Xの一端に光源1が対向して配置された導光体2とを備えている。例えば、光源1としてはLED(発光ダイオード)が使用され、導光体2は透明体からなり、アクリル(PMMA)樹脂やポリカーボネート(PC)樹脂などが使用される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a surface illumination device according to an embodiment of the present invention. The surface illumination device includes a light source (point light source) 1 and a
導光体2は、光源1からの照射光Lを一端から他端へ長手方向Xに導光する導光部3と、光源1との対向面に、長手方向Xと直交する縦方向Yに延びる横断面半円状の溝5が長手方向Xに沿って複数並んで形成されて、光源1からの照射光Lの方向(照射方向)に対して拡散光L2を水平方向Hに拡散させる水平拡散部6とを備えている。溝5と溝5の間には横断面半円状の凸部が形成されている。
The
図2(A)、(B)は、水平拡散部による光の拡散状態を示す平面図である。図2(B)のように、光源1からの照射光Lは、導光部3により導光されて、導光体2の一端から他端へ長手方向Xに向かう(光L1)。これとともに、図2(A)のように、水平拡散部6は、溝5が凹面鏡の働きをして、光源1からの照射光Lが、溝5の内面で反射して、照射方向に対し、水平方向Hに幅広い角度で拡散させることができる。導光された光L1も同様に水平方向Hに幅広い角度で拡散される。これにより、導光体2の全体について、効率よく発光させることができる。なお、導光体2に後述する散乱体20を含有させた場合、照射方向に対して、垂直方向Vに拡散させることもできる。
2A and 2B are plan views showing a light diffusion state by the horizontal diffusion unit. As shown in FIG. 2B, the irradiation light L from the
導光体2は、また、光源1からの光が照射方向Lに対して垂直方向Vに拡散する垂直拡散部8を備えている。図3(A)は垂直拡散部8を示す背面図、(B)は垂直拡散部8を示す側面図、(C)は垂直拡散部8による光の拡散状態を示す側面図である。
The
図3(B)のように、垂直拡散部8は、長手方向Xに並んだ各溝5の底5aに、後方Zへ凹入した凹入部7が縦方向Yに沿って複数並んで形成されている。この凹入部7は、丸みを有する隅部7aを挟む長辺7bおよび短辺7cをもつ略(直角)三角形の縦断面形状を有し、溝5の底5aの母線mに対して長辺7cが後方Zへ傾斜する傾斜角度θがθ≦14°の範囲内に設定されている。より好ましくは、傾斜角度θが6°≦θ≦8°の範囲内に設定されている。
As shown in FIG. 3B, the vertical diffusion portion 8 is formed with a plurality of
図3(A)のように、垂直拡散部8は、凹入部7が複数、長手方向Xおよび縦方向Yにそれぞれ隣接して形成されたウロコ状の形状を有する。図3(C)のように、光源1からの照射光Lは、垂直拡散部8における後方向Zに凹入して丸みを有する隅部7aをもつ凹入部7の内面に反射することにより、照射方向に対して拡散光L3を垂直方向Vに拡散させる(図1)。
As shown in FIG. 3A, the vertical diffusion portion 8 has a scale-like shape in which a plurality of
垂直拡散部8は、水平拡散部6の一部である溝5の底5aに形成されるものであり、照射光Lを照射方向に対して水平方向および垂直方向に拡散することが、簡単な構成で実現されるとともに、水平拡散部6と一体に形成することから装置を小型化することができる。
The vertical diffusion part 8 is formed at the
垂直拡散部8は、例えば以下の方法により作製される。すなわち、図3(B)のように、円柱形状の切削工具Cを、溝5の底5aに対して、θ=10°の角度で傾斜させて切削することで凹入部7を形成し、縦方向Yに約1mmの間隔で複数設け、また長手方向Xにも同様に複数設けることにより、図3(A)のようなウロコ状の形状が作製される。これにより、成形抜き方向に対して小さな角度での成形を行うことができる。
The vertical diffusion part 8 is produced by the following method, for example. That is, as shown in FIG. 3B, the cylindrical cutting tool C is cut at an angle of θ = 10 ° with respect to the bottom 5a of the
図2(B)の散乱体20は、例えばシリコーン粒子などが好ましく使用される。導光体2を所定濃度の散乱体20を含有させて作製することにより、散乱体20による散乱光L4によって、垂直方向Vにも拡散できるとともに、輝度が緩やかに変化する発光が得られる。
For example, silicone particles are preferably used as the
(実施例)
水平拡散部6は、例えば半径Rが0.1mm以上1.0mm以下の溝5が複数並んだローレット形状を有している。垂直拡散部8は、溝5の底5aに対して、θ=10°の角度で傾斜させた凹入部7が縦方向Yに約1mmの間隔で複数設けられている。
(Example)
The
実施例1:水平拡散部6のみを設けた場合に、凸半円柱部4がR0.2で、溝5がR0.5のとき、水平拡散のシミュレーション結果が最も良かった。
実施例2:水平拡散部6のみを設けた場合に、凸半円柱部4がR0.3で、溝5がR0.5のとき、見栄えは良であった。
実施例3:水平拡散部6および垂直拡散部8を設けた場合に、水平拡散部6が実施例1と同様の形状のとき、照射光が水平拡散および垂直拡散して、実施例1よりも発光がより均一な輝度分布となった。
Example 1: When only the
Example 2: When only the
Example 3 When the
図4(A)〜(C)は、本発明の評価結果を示す特性図である。図4(A)は、水平拡散部6のみを設けた場合、図4(B)は、水平拡散部6および垂直拡散部8を設けた場合、図4(C)は、水平拡散部6および垂直拡散部8を設けるとともに、導光体2に散乱体20を含有させた場合、それぞれ示す。図4(A)〜(C)では、(C)が観測角度にかかわらず均一な輝度分布となって、最も見栄えが良い状態であり、(B)、(A)の順で、それよりも観測角度による均一性が低くなり、見栄えの状態も若干低下している。
4A to 4C are characteristic diagrams showing the evaluation results of the present invention. 4A shows the case where only the
このように、本発明では、導光体の導光部により、光源からの光を一端から他端へ導光し、水平拡散部により、光を照射方向に対して水平方向に拡散させることを、簡単な構成でかつ小型化して実現でき、発光全体について均一な輝度分布を得ることが可能となる。 Thus, in the present invention, the light from the light source is guided from one end to the other by the light guide of the light guide, and the light is diffused in the horizontal direction with respect to the irradiation direction by the horizontal diffusion unit. It can be realized with a simple configuration and a small size, and a uniform luminance distribution can be obtained for the entire light emission.
また、本発明では、導光体の導光部により、光源からの光を一端から他端へ導光し、水平拡散部および垂直拡散部により、光を照射方向に対して水平方向および垂直方向に拡散させて、拡散方向を任意に3次元に制御することを、簡単な構成でかつ小型化して実現でき、発光全体についてより均一な輝度分布を得ることが可能となる。 Further, in the present invention, the light from the light source is guided from one end to the other by the light guide of the light guide, and the horizontal and vertical diffusions are used to guide the light in the horizontal and vertical directions with respect to the irradiation direction. The diffusion direction can be arbitrarily controlled in a three-dimensional manner with a simple configuration and reduced in size, and a more uniform luminance distribution can be obtained for the entire light emission.
なお、この実施形態では、照射方向に対して水平方向に拡散させる水平拡散部および垂直方向に拡散する垂直拡散部を備えているが、必要に応じて垂直拡散部を省略してもよい。 In this embodiment, a horizontal diffusion unit that diffuses in the horizontal direction with respect to the irradiation direction and a vertical diffusion unit that diffuses in the vertical direction are provided, but the vertical diffusion unit may be omitted if necessary.
なお、この実施形態では、導光体に散乱体を含有させているが、必要に応じて含有させなくてもよい。 In this embodiment, the light guide includes a scatterer, but may not be included if necessary.
1:光源
2:導光体
3:導光部
5:溝
5a:溝の底
6:水平拡散部
7:凹部
7a:隅部
7b:長辺
7c:短辺
8:垂直拡散部
20:散乱体
L:照射光
H:水平方向
V:垂直方向
X:長手方向
Y:縦方向
Z:厚み方向の後方向
1: Light source 2: Light guide 3: Light guide 5: Groove 5a: Bottom of groove 6: Horizontal diffuser 7: Recess 7a: Corner 7b: Long side 7c: Short side 8: Vertical diffuser 20: Scatterer L: Irradiation light H: Horizontal direction V: Vertical direction X: Longitudinal direction Y: Longitudinal direction Z: Backward direction in the thickness direction
Claims (5)
前記導光体は、光源からの光を前記一端から他端へ導光する導光部と、前記光源との対向面に、前記長手方向と直交する縦方向に延びる横断面半円状の溝が長手方向に沿って並んで形成されて、光源からの光を照射方向に対して水平方向に拡散させる水平拡散部とを備えている、面照明装置。 A light source, and a light guide body disposed at one end in the longitudinal direction so as to face the light source,
The light guide includes a light guide that guides light from a light source from the one end to the other end, and a groove having a semicircular cross section extending in a longitudinal direction perpendicular to the longitudinal direction on a surface facing the light source. A surface illuminating device comprising: a horizontal diffusing unit that is formed side by side along a longitudinal direction and diffuses light from a light source in a horizontal direction with respect to an irradiation direction.
前記導光体は、長手方向に並んだ前記溝の底に、後方へ凹入した凹入部が縦方向に沿って複数並んだ垂直拡散部が形成されて、前記垂直拡散部によって、前記光源からの光を照射方向に対して垂直方向に拡散させる、面照明装置。 The claim 1, further comprising:
In the light guide, a vertical diffusion portion in which a plurality of recessed portions recessed rearward are arranged along the longitudinal direction is formed at the bottom of the grooves arranged in the longitudinal direction. A surface illumination device that diffuses light in the direction perpendicular to the irradiation direction.
前記垂直拡散部は、前記凹入部が複数、長手方向および縦方向にそれぞれ隣接して形成されたウロコ状の形状を有している、面照明装置。 In claim 2,
The said vertical diffusion part is a surface illuminating device which has the scale-like shape in which the said recessed part was formed adjacent to each in the longitudinal direction and the longitudinal direction.
前記垂直拡散部は、前記凹入部が丸みを有する隅部を挟む長辺および短辺をもつ略三角形の縦断面形状を有し、前記溝部の底の母線に対して長辺が後方へ傾斜する傾斜角度θがθ≦14°の範囲内に設定されている、面照明装置。 In claim 2,
The vertical diffusion part has a substantially triangular vertical cross-sectional shape having a long side and a short side sandwiching a rounded corner of the recessed part, and the long side is inclined rearward with respect to the bus bar at the bottom of the groove part. A surface illumination device in which an inclination angle θ is set within a range of θ ≦ 14 °.
前記導光体は、散乱体を含有させた材料からなる、面照明装置。
In any one of Claims 1-4,
The light guide is a surface illumination device made of a material containing a scatterer.
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