JP2014502734A

JP2014502734A - 表示灯

Info

Publication number: JP2014502734A
Application number: JP2013543848A
Authority: JP
Inventors: マリリン、トラィエ
Original assignee: ヴァレオシステムテルミク
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2014-02-03
Anticipated expiration: 2031-12-14
Also published as: US20130322102A1; JP6067576B2; EP2651694B1; EP2651694A1; FR2968745A1; WO2012080595A1; FR2968745B1; CN103517829A; CN103517829B

Abstract

本発明は表示灯に関し、この表示灯は、光源と、円柱を形成する剛体の光学ガイドとを含み、光学ガイドは、光学ガイドの下部表面の境界を定める入口光学表面であり、それを通って光源の光が光学ガイドに入る、入口光学表面と、光学ガイドの上部表面の境界を定める出口光学表面であり、それを通って光源の光が放出される、出口光学表面と、光学ガイドの長さの少なくとも主要な部分にわたる長方形セクションとを含み、好ましい出口方向に中心がある少なくとも１つの開口角（ａ）について、光源が、入口光学表面のそばで、光学ガイドの長手軸（Ａ）と、光源によって放出された光線の逆方向の経路に対応する逆仮想光線の経路との間の交点に配置され、逆仮想光線が、好ましい方向に当たることによって出口光学表面を通して光学ガイドに入り、出口光学表面によって屈折され、光学ガイドの側壁によって少なくとも１回反射され、光学ガイドの入口光学表面（９）が、前記仮想光線の経路上で、入口光学表面において前記光線に垂直に配置される平坦な表面部分を含むことを特徴とする。

Description

本発明は、発光信号によってユーザに注意を喚起する、特に車両ダッシュボード用の警告灯または表示灯に関する。

光源、一般に発光ダイオード（ＬＥＤ）によって放出された光を照明されるべき表面の方に誘導する光ガイドを用いて警告灯を作製することが知られている。

一般に、光ガイドは、一般には平行六面体または管である細長い透明プラスチック部品の形態をとる。光ガイドは、光源の方に向けられた入力表面またはジオプタ（ｄｉｏｐｔｒｅ）と、表示器の照明されるべき表面に対応する出力表面またはジオプタを有する。照明されるべき表面は、さらに、照明下で明確に目に見えることになる絵文字を形成し、表示灯が関連する機能または警報を表示するように意図されたマスクまたはマークを含むことができる。

平坦な入力ジオプタを有する光ガイドはガイドの軸のまわりに明るい照明を発生させるが、警告灯の脇にいる観察者は放出された明るさのうちのわずかな割合しか受け取れない。製造業者の要件を満たすには、そのような光ガイドを含む警告灯は強力な光源を必要とする。しかし、強力な光源はより高価であり、より多くの電力を必要とし、より多くの熱を発生させ、その熱は排出されなければならない。

警告灯によって放射されるパワーをあり得る観測角度のすべてにわたって均等に分配させるために、半球の入力ジオプタまたは少なくとも凹形の丸い入力ジオプタを作製することが知られている。

その場合、明るさは脇の方に、より良好に分配されるが、観察者の特定の方向に送出されるパワーは、所与の照明パワーに対して、より低い。

特に、車両ダッシュボードの場合、観察者、すなわち、運転手および乗客の位置は分かっており、警告灯に対して固定されている。したがって、警告灯は、ユーザがいない不必要な方向、特に車両の床および天井の方にも放出するので、放射パワーの大部分は無駄にされる。したがって、警告灯の見え方を改善するには、比較的高出力の発光ダイオードを使用することがやはり必要である。

その上、ダイオードの形状のために、表面が平坦または丸い入力ジオプタを有するそのような光ガイドを備えた表示灯は、まっすぐに観察したとき、照明された表面の中心に照明の少ない暗いゾーンを呈し、それは警告灯の見え方を劣化させる。

車両ダッシュボードは、一般に、複数の、一般には約１０個のそのような警告灯を含む。それ故、高出力ダイオードの使用は、無視できない追加コストを必要とする。その上、ダイオードの高電力消費は、電力供給源への負担であり、生成された熱を放散するためのデバイスが設けられなければならない。

前述の弱点を少なくとも部分的に克服するために、本発明の１つの対象は警告灯であり、その警告灯は、
− 光源と、
− 円柱を形成する剛体の光ガイドであり、
・光ガイドの下部表面の境界を示す入力ジオプタであり、それを介して光源からの光が光ガイドに入る、入力ジオプタと、
・光ガイドの上部表面の境界を示す出力ジオプタであり、それを介して光源からの光が放出される、出力ジオプタと、
・光ガイドの長さの少なくとも大部分にわたる長方形セクションと
を含む、剛体の光ガイドと
を含み、
優位出力方向（ｐｒｉｖｉｌｅｇｅｄｏｕｔｐｕｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を中心とした少なくとも１つの開口角について、光源が、入力ジオプタのそばで、光ガイドの長手軸と、光源によって放出された、逆進する光線の経路に対応する逆仮想光線の経路との間の交点に置かれ、逆仮想光線が、優位方向で光ガイドに入射し、光ガイドに出力ジオプタを介して入り、出力ジオプタによって屈折され、光ガイドの側壁によって少なくとも１回反射され、光ガイドの入力ジオプタが、前記仮想光線の経路上で、入力ジオプタにおいて仮想光線に垂直に置かれる平坦な表面部分を含むことを特徴とする。

このようにして得られる警告灯は、それがユーザによって見られることになる方向に放射パワーを集中し、一方、ユーザの予想される位置に対応しない角度はそれほど十分に照明されないか、またはさらに全く照明されないことになる。

したがって、ユーザの視点からの所与の見え方のために、それほど強力でない発光ダイオード、それ故、それほど高価でなく、それほど電力を消費せず、排出されるべき熱をそれほど生成しないものを使用することができることになる。その上、照明された表面の中心にある暗いゾーンが消えるのが観察される。

さらに、警告灯は、個別で適用されるにせよ、または組合せで適用されるにせよ以下の特徴の１つまたは複数を有することができる。

光源は発光ダイオードである。

光ガイドは硬質プラスチックで製作される。

硬質プラスチックはポリメチルメタクリレートである。

硬質プラスチックはポリカーボネートである。

側壁および入力ジオプタは研磨され、０．０５ミクロン未満の表面粗さを有する。

光ガイドは出力ジオプタのそばで円形断面の端部部分を有し、円形断面の端部部分は長方形断面の部分に断面の形状のゆるやかな移行を介して接続される。

光ガイドの入力ジオプタは、複数の平坦な表面部分を含み、複数の平坦な表面部分のそれぞれがいくつかの優位方向と比較して優位にされた方向に入射する逆仮想光線に垂直に位置する。

光ガイドの入力ジオプタは、互いに平行に位置するとともに、入力ジオプタにおいて逆仮想光線に垂直に向きを定められた平坦な表面部分に平行に位置し、事前設定の厚さに収められ、出力ジオプタに垂直に位置する表面によって分離される複数の平坦な表面部分を含む。

光ガイドの入力ジオプタは、互いに平行に位置するとともに、入力ジオプタにおいて逆仮想光線に垂直に向きを定められた平坦な表面部分に平行に位置し、出力ジオプタに平行に位置する表面によって分離される複数の平坦な表面部分を含む。

出力ジオプタと入力ジオプタとの間の光ガイドの長さは、逆仮想光線が側壁によって１回反射されるような長さである。

本発明の別の対象は、自動車車両用のダッシュボードであり、それが上述のような少なくとも１つの警告灯を含み、優位方向が車両のユーザの予想される位置に対応することを特徴とする。

特に、ダッシュボードは少なくとも１つの警告灯を含むことができ、警告灯に関して、優位方向は、数が２であり、車室内の車両の運転手および車両の乗客の予想される位置に対応する。

他の利点および特徴は、以下の図の説明を読むことにより明らかになるであろう。

本発明による警告灯光ガイドの概略断面図である。本発明による警告灯を含む車両の車室の内部の上からの概略図である。本発明による警告灯の変形形態の概略正面図である。図３ａにおける変形形態の概略側面図である。別の変形形態の光ガイドの斜視図である。本発明による警告灯光ガイドの代替の実施形態の概略断面図である。本発明による警告灯光ガイドの第２の代替の実施形態の概略断面図である。

すべての図において、同じ参照は同じ要素に関連する。

本発明は、特に車両ダッシュボード用の警告灯に関する。警告灯１は光源３および光ガイド５を含む。

図１において、光ガイド５は長手軸Ａを有する円柱を形成する全体的に細長い形状を有することが分かる。光ガイド５のユーザ側に位置づけられる上部表面は、例えば、平坦であり、出力ジオプタ７を形成し、それを介して光源３からの光が放出される。あるいは、出力ジオプタは、湾曲した、特に、わずかに丸い表面とすることができる。光源３と同じ側に位置づけられた光ガイド５の下部表面は入力ジオプタ９を形成し、それを介して光源３からの光は光ガイド５に入る。光ガイド５は、その長さの大部分にわたって、さらに本実例でのようにその長さのすべてにわたって、長方形の、さらにオプションとして正方形の断面を有する。長方形の断面のこの長さ部分はその中心軸として長手軸Ａを有する。

光源３は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。光ガイドは、好ましくは、硬質プラスチック、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡもしくはプレキシガラス（商標））、またはさらにポリカーボネートで製作される。

優位出力方向１１ａを中心とした開口角αについて、光源３によって放出された、逆進する光線の経路に対応する逆仮想光線１３が規定され得る。

逆仮想光線１３は、優位方向１１ａで光ガイド５に入射し、その中に出力ジオプタ７を介して入る。それは出力ジオプタ７によって屈折され、光ガイド５の側壁１５によって少なくとも１回反射される。

前記仮想光線１３の経路に置かれた入力ジオプタ９の表面の半分１７ａは、平坦で、かつ入力ジオプタ９において前記光線に垂直に配置される。

光源３は、入力ジオプタ９のそばで、光ガイドの長手軸Ａと逆仮想光線１３の経路との間の交点に置かれる。

したがって、平坦な表面部分１７ａの方向に光源３によって放出された光は、仮想光線１３の経路を引き返し、優位方向１１ａを中心とした開口角αを有するビームとして出力ジオプタ７で放出される。

このビームは、仮想光線１３の経路に沿って、平坦な表面部分１７ａの画像の投影に対応し、開口角αは、平坦な表面部分１７ａのサイズと、表面部分１７ａと光源３との間の距離との関数として変化する。前記平坦な表面１７ａを光源３の近くに置くことは開口αを増加させる。対照的に、平坦な表面１７ａと光源３との間の距離の増加は開口αを減少させる。

壁１５からの反射に起因するパワー損失を最小にするために、入力ジオプタ７から出力ジオプタ９までの光ガイド５の長さは、仮想光線１３がその経路上で１回だけ反射されるように選ばれ得る。

反射および屈折を最適化するために、光ガイド３の側壁１５および入力ジオプタ９は研磨され、約０．０５マイクロメートルの表面粗さ、すなわち、使用される波長よりも一桁小さい表面粗さを有していなければならない。出力ジオプタ７は大きい粒度を得るために粗化され、それによって、光散乱を促進し、警告灯の見え方を改善する。

本実例では、入力ジオプタ９の他方の半分は第２の平坦な表面１７ｂを形成し、それは、軸Ａのまわりでの第１の表面１７ａの軸対称回転によって得られる。この第２の平坦な表面１７ｂは、完全に類似した原理に従って、第１の方向１１ａと対称をなす第２の方向１１ｂへの放射を可能にする。そのとき、光源３からの放射の大部分はこれらの２つの優位方向１１ａ、１１ｂの間で均等に分配される。

警告灯１はまた、２つを超える表面部分１７ａ、１７ｂを有することができ、各表面部分は、例えば、少なくとも一人のユーザの予想される複数の位置に至るいくつかの方向の中で方向１１ａ、１１ｂに入射する逆仮想光線１３に垂直に位置する。さらに、表面１７ａ、１７ｂのうちの少なくとも１つが占める入力ジオプタ９の相対的な部分を減少させ、対応する方向１１ａまたは１１ｂの照明の輝度を減少させることが可能である。

図２は、上から見た車両の車室の内部を概略的に示す。車両のユーザ１９、２１はシート２３に座っており、ダッシュボード２５に面する。ダッシュボード２５はいくつかの警告灯１を含む。

警告灯１の光ガイド５は、その出力ジオプタ７のみが見られ得るが、運転手１９および乗客２１の顔に至る方向１１ａ、１１ｂを優位にするように向きを定められた２つの平坦な表面部分１７を含む。

警告灯１が、特に、車両のユーザ１９または２１のうちの１人にのみ見えるように方向１１ａまたは１１ｂの一方のみを優位にすることも想定される。

図３ａおよび図３ｂは、上述したものなどのダッシュボード２５に組み込まれ得る光ガイド５の特定の実施形態を示す。

図３ａにおいて、光源３の方向に開いており、２つの半表面（ｈａｌｆ−ｓｕｒｆａｃｅ）１７ａ、１７ｂからなるＶ形状を光ガイド５の入力ジオプタ９は有する。２つの半表面１７ａ、１７ｂは、図の面内で、長手軸Ａに対して５５°の角度をなす。光ガイド５の長さは、光源によって放出され、半表面１７ａ、１７ｂの一方に垂直である光線が、光ガイド５の側壁１５から３回反射され、光ガイド５の中心で出力ジオプタ７から出ていくような長さである。

前記光線１３の出力方向１１ａまたは１１ｂは、半表面１７ａまたは１７ｂと軸Ａとの間の角度によって設定され、本実例では、光ガイド５がポリカーボネートで製作され、約６０°の角度をなす。この角度により、優位方向１１ａまたは１１ｂは水平面において向きを定められるようになる。

図３ｂは、半表面１７ａおよび１７ｂが、図の面内で、長手軸Ａに対する垂線と１５°の角度をなすことを示す。この角度により、優位方向１１ａまたは１１ｂは垂直面において向きを定められるようになる。特に、この角度のために使用される値の範囲により、通常のダッシュボード２５の高さから顔の高さまでビームを持ち上げることができるようになる。

図４は、出力ジオプタ７のそばで円形断面の端部部分２７を含む光ガイド５の変形を示す。円形断面の端部部分２７は長方形断面の部分２９に断面の形状のゆるやかな移行を介して接続される。

したがって、ユーザは照明された円形表面を見る。類似して、他の幾何学的形状が得られ得る。

図５は、フレネル・レンズによってもたらされる光ガイド５を含む警告灯１の代替の実施形態を示す。

光ガイド５の入力ジオプタ９は、優位方向１１ａ、１１ｂの各々について、互いに平行に位置するとともに、当該の方向１１ａまたは１１ｂに対応する逆仮想光線１３に垂直に向きを定められた平坦な表面部分に平行に位置する複数の平坦な表面部分１７ａ、１７ｂを含む。複数の表面部分１７ａ、１７ｂの各々はすべて事前設定の厚さｅに収められ、ジオプタ上のこの場所に入射する光源から入来の光線に平行に位置する表面部分３１によって分離される。

そのような光ガイド５により、長手軸Ａに沿った警告灯１のコンパクトさが向上され得る。

図６は、警告灯１の光ガイド５の第２の実施形態を示す。

この実施形態では、光ガイド５の入力ジオプタ９は、優位方向１１ａ、１１ｂの各々について、互いに平行に位置するとともに、当該の方向１１ａまたは１１ｂに対応する逆仮想光線１３に垂直に向きを定められた平坦な表面部分に平行に位置する複数の平坦な表面部分１７ａ、１７ｂを含む。複数の表面部分１７ａ、１７ｂの各々は長手軸Ａに垂直に位置する表面部分３３によってペアで分離される。

長手軸Ａに垂直に位置する前記表面部分３３は、長手軸Ａを中心とした開口角に送出される光を捕捉して、前記光を直視する観察者にとっての警告灯１の明るさを増加させ、観察者が視野角をわずかに変化させたときの警告灯１の見え方をより均一にする。

上述の警告灯１は、他の方向を犠牲にして、ある優位方向１１ａ、１１ｂが照明されることを可能にする。それ故に、警告灯は、特に、車両の車室内のある場所（運転手１９または乗客２１）からのみ目に見え、照明パワーのある一定の節約がなされ得る。したがって、より低いパワーのダイオード、それ故、よりコストがかからないダイオードが光源３として使用され得る。前記ダイオードはまた、熱の生成が少なく、警告灯１をダッシュボード２５に取り付けるのに使用される手段はこの熱の排出に関する最適化への要求が少ない。

Claims

光源（３）と、
円柱を形成する剛体の光ガイド（５）であり、
前記光ガイド（５）の下部表面の境界を示す入力ジオプタ（９）であり、それを介して前記光源（３）からの光が前記光ガイド（５）に入る、入力ジオプタ（９）と、
前記光ガイド（５）の上部表面の境界を示す出力ジオプタ（７）であり、それを介して前記光源（３）からの光が放出される、出力ジオプタ（７）と、
前記光ガイド（５）の長さの少なくとも大部分にわたる長方形セクション（２９）と
を含む、剛体の光ガイド（５）と
を備え、
優位出力方向（１１ａ、１１ｂ）を中心とした少なくとも１つの開口角（α）について、前記光源（３）が、前記入力ジオプタ（９）のそばで、前記光ガイド（５）の長手軸（Ａ）と、前記光源（３）によって放出された、逆進する光線の経路に対応する逆仮想光線（１３）の経路との間の交点に置かれ、
前記逆仮想光線（１３）が、前記優位方向（１１ａ、１１ｂ）で前記光ガイド（５）に入射し、前記光ガイド（５）に前記出力ジオプタ（７）を介して入り、前記出力ジオプタ（７）によって屈折され、前記光ガイド（５）の側壁（１５）によって少なくとも１回反射され、
前記光ガイド（５）の前記入力ジオプタ（９）が、前記仮想光線（１３）の前記経路上で、前記入力ジオプタ（９）において前記仮想光線（１３）に垂直に置かれる平坦な表面部分（１７ａ、１７ｂ）を含むことを特徴とする
警告灯（１）。
前記光源（３）が発光ダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の警告灯。
前記光ガイド（５）が硬質プラスチックで製作されることを特徴とする請求項１または２に記載の警告灯。
前記硬質プラスチックがポリメチルメタクリレートであることを特徴とする請求項３に記載の警告灯。
前記硬質プラスチックがポリカーボネートであることを特徴とする請求項３に記載の警告灯。
前記側壁（１５）および前記入力ジオプタ（９）が研磨され、０．０５ミクロン未満の表面粗さを有することを特徴とする請求項１から５の少なくとも一項に記載の警告灯。
前記光ガイド（５）が前記出力ジオプタ（９）のそばで円形断面の端部部分（２７）を有し、円形断面の前記端部部分（２７）が長方形断面の部分（２９）に前記断面の形状のゆるやかな移行を介して接続されることを特徴とする請求項１から６の少なくとも一項に記載の警告灯。
前記光ガイド（５）の前記入力ジオプタ（９）が、複数の平坦な表面部分（１７ａ、１７ｂ）を含み、前記複数の平坦な表面部分（１７ａ、１７ｂ）のそれぞれが、いくつかの他の方向と比較して優位にされた方向（１１ａ、１１ｂ）に入射するそれぞれの逆仮想光線（１３）に垂直に位置することを特徴とする請求項１から７の少なくとも一項に記載の警告灯。
前記光ガイド（５）の前記入力ジオプタ（９）が互いに平行に位置する複数の平坦な表面部分（１７ａ、１７ｂ）を含み、前記平坦な表面部分（１７ａ、１７ｂ）のうちの１つが前記入力ジオプタ（９）において逆仮想光線（１３）に垂直に向きを定められ、事前設定の厚さ（ｅ）に収められ、前記ジオプタ上のこの場所に入射する前記光源から入来の前記光線に平行に位置する表面部分（３１）によって分離されることを特徴とする請求項１から８の少なくとも一項に記載の警告灯。
前記光ガイド（５）の前記入力ジオプタ（９）が互いに平行に位置する複数の平坦な表面部分（１７ａ、１７ｂ）を含み、前記平坦な表面部分（１７ａ、１７ｂ）のうちの１つが前記入力ジオプタ（９）において逆仮想光線（１３）に垂直に向きを定められ、光軸Ａに垂直に位置する表面部分（３３）によって分離されることを特徴とする請求項１から８の少なくとも一項に記載の警告灯。
前記出力ジオプタ（７）と前記入力ジオプタ（９）との間の前記光ガイドの長さは、前記逆仮想光線（１３）がその経路上で側壁（１５）によって１回だけ反射されるような長さであることを特徴とする請求項１から１０の少なくとも一項に記載の警告灯。
自動車車両用のダッシュボード（２５）であって、請求項１から１１の少なくとも一項に記載の少なくとも１つの警告灯（１）を含み、優位方向（１１ａ、１１ｂ）が、前記車両のユーザ（１９、２１）の予想される位置に対応することを特徴とする自動車車両用のダッシュボード（２５）。
少なくとも請求項８に記載の少なくとも１つの警告灯（１）を含み、優位方向（１１ａ、１１ｂ）は、数が２であり、車室内の前記車両の運転手（１９）および乗客（２１）の予想される位置に対応することを特徴とする請求項１２に記載のダッシュボード。