JP2016178046A - Light guide body and line lighting display device using the same - Google Patents

Light guide body and line lighting display device using the same Download PDF

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福井 厚司
Koji Fukui
厚司 福井
孝司 松田
Koji Matsuda
孝司 松田
剛由 山口
Takeyoshi Yamaguchi
剛由 山口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light guide body capable of achieving a decorative display in addition to a line display.SOLUTION: This line lighting display device is constituted by a light guide body 1 and a light source 2. By first reflection parts 6, 7 formed on two side surfaces 4, 5 of the light guide body 1 and a groove part 10 formed on an upper surface 3 of the light guide body 1, not only line display for emitting line-shaped light uniform in the longitudinal direction X from the upper surface 3 of the light guide 1, but also by making different the inclination of emission light 19 reflected to the upper surface 3 by a second reflection part 9 formed on a bottom surface 8 of the light guide body 1 according to the position of the longitudinal direction X by a lens 13 formed on the upper surface 3 in the longitudinal direction X at an interval, a bright spot 25 appears to be moving so as to flow in the longitudinal direction X depending on an angle of viewing the light guide body 1 from the upper surface 3. Thus, freedom of a decorative display can be enlarged.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、自動車や住宅などの装飾用の照明表示を行うライン照明表示装置に関するものである。   The present invention relates to a line illumination display device for performing illumination display for decoration of automobiles and houses.

従来のライン照明表示装置は、例えば、特許文献1のようにLED(発光ダイオード)を光源とし導光体を用いてライン照明表示を行っているものがある。図17と図18は、特許文献1に記載されたライン照明表示装置である。   Some conventional line illumination display devices perform line illumination display using an LED (light emitting diode) as a light source and a light guide as disclosed in Patent Document 1, for example. 17 and 18 show a line illumination display device described in Patent Document 1. FIG.

図17はライン照明表示装置の全体図の断面であり、図18は、図17のE部の拡大図である。31は光源であり、32は導光体である。33は前面カバー、34はリフレクタである。光源31の射出光は、導光体32の端面より入射し導光体32の内部を全反射しながら伝播する光線35となる。光線35は、導光体32に形成されたプリズム36に入射して反射し導光体32より射出する光線37となる。光線37は、導光体32の上面、すなわち、プリズム36が形成された導光体32の底面の反対面より射出する。プリズム36は導光体32の光伝播方向に形成されており、プリズム36からの射出光によりライン状の光が形成される。   17 is a cross-sectional view of the overall view of the line illumination display device, and FIG. 18 is an enlarged view of a portion E in FIG. 31 is a light source, and 32 is a light guide. 33 is a front cover, and 34 is a reflector. The light emitted from the light source 31 becomes a light beam 35 that is incident from the end face of the light guide 32 and propagates while totally reflecting inside the light guide 32. The light beam 35 becomes a light beam 37 incident on the prism 36 formed on the light guide 32, reflected, and emitted from the light guide 32. The light beam 37 is emitted from the upper surface of the light guide 32, that is, the surface opposite to the bottom surface of the light guide 32 on which the prism 36 is formed. The prism 36 is formed in the light propagation direction of the light guide 32, and line-shaped light is formed by the light emitted from the prism 36.

特開2011−216279号公報JP 2011-216279 A

この従来の構成では、プリズム36によりライン状に発光させることができるが、ライン状の発光のみでは変化に乏しく、装飾用の照明表示として見栄えを大きく変えることが困難であるという課題を有している。   In this conventional configuration, light can be emitted in a line shape by the prism 36, but there is a problem that it is difficult to change the appearance as a decorative illumination display because the change is not sufficient only by the line light emission. Yes.

本発明は、ライン表示に加え装飾的な表示を行える導光体およびライン照明表示装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the light guide which can perform a decorative display in addition to a line display, and a line illumination display apparatus.

上記目的を達成するために、本発明の導光体は、一端から内部に入射した光を他端に向かって長手方向に光伝播させ、前記内部を光伝搬する途中に前記長手方向と交差する方向に光を出射する導光体であって、長手方向と交差する方向の断面形状が、開口面を内側にして互いが底部で接続された放物線となる反射する2つの側面と、前記2つの側面の上部の間で光が出射する上面とで形成され、前記2つの側面は、前記開口の焦点の位置が対向する前記側面の底部の位置である放物面で形成され、前記焦点には、前記光伝搬している光を対向する前記側面に反射させる第1反射部が形成され、前記光伝搬している光を前記上面の側に反射させる第2反射部が、前記上面と対向する底面に前記長手方向に間隔を空けて形成され、前記上面は、前記長手方向と交差する幅方向の中央が両側よりも低くなった溝部で形成され、前記溝部には、前記第2反射部からの反射光の傾きを変更して前記出射光とするレンズが、前記長手方向に間隔を空けて形成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the light guide of the present invention propagates light incident from one end to the inside in the longitudinal direction toward the other end, and intersects the longitudinal direction in the middle of light propagation in the inside. A light guide that emits light in a direction, the cross-sectional shape in a direction intersecting with the longitudinal direction has two side surfaces that reflect the parabola connected to each other at the bottom with the opening surface inside, and the two The upper surface from which the light exits is formed between the upper portions of the side surfaces, and the two side surfaces are formed by a paraboloid that is the position of the bottom portion of the side surface at which the focal point of the opening is opposed. A first reflecting portion for reflecting the light propagating light to the opposite side surface is formed, and a second reflecting portion for reflecting the light propagating light to the upper surface side is opposed to the upper surface. The bottom surface is formed with an interval in the longitudinal direction. The center of the width direction intersecting with the longitudinal direction is formed by a groove part that is lower than both sides, and in the groove part, a lens that changes the inclination of the reflected light from the second reflecting part and makes the emitted light, It is characterized by being formed at intervals in the longitudinal direction.

また、本発明のライン照明表示装置は、上記の導光体と、前記導光体へ光を入射させる光源とを備えたことを特徴とする。   In addition, a line illumination display device of the present invention includes the light guide described above and a light source that causes light to enter the light guide.

この構成によると、導光体の断面形状を、2つの側面と、前記2つの側面の上部の間の上面とで形成するとともに、前記導光体の端面より光を入光し、前記2つの側面に形成された第1反射部と前記側面とで、前記上面に長手方向と交差する幅方向の中央が両側よりも低く形成された溝部より光を射出して均一なライン発光を実現できる。   According to this configuration, the cross-sectional shape of the light guide is formed by two side surfaces and an upper surface between the upper portions of the two side surfaces, and light is incident from the end surface of the light guide, The first reflecting portion formed on the side surface and the side surface can emit light from a groove portion in which the center in the width direction intersecting the longitudinal direction is formed on the upper surface lower than both sides, thereby realizing uniform line emission.

さらに、前記導光体の底面に形成された第2反射部によって反射された光を、前記溝部に配置したレンズを介して特定の方向のみに指向性の高い光を射出することで、導光体の長手方向に光量が均一なライン状の照明表示を行うと共に、前記導光体を見る角度により輝点の発光パターンが変化する装飾用のライン照明表示を実現できる。   Further, the light reflected by the second reflecting part formed on the bottom surface of the light guide is guided by emitting light having high directivity only in a specific direction through a lens disposed in the groove part. In addition to performing line-shaped illumination display with a uniform amount of light in the longitudinal direction of the body, it is possible to realize decorative line illumination display in which the luminous pattern of the bright spot changes depending on the angle at which the light guide is viewed.

本発明の実施の形態のライン照明表示装置における(a)光源と導光体のうちの導光体を長手方向に切断したXY断面図と(b)長手方向とは交差する方向の導光体のYZ断面図(A) XY sectional drawing which cut | disconnected the light guide of the light source and the light guide in the longitudinal direction in the line illumination display apparatus of embodiment of this invention, and (b) The light guide of the direction which cross | intersects the longitudinal direction YZ cross section of 本発明の実施の形態のライン照明表示装置の(a)正面図と(b)側面図(A) Front view and (b) Side view of line illumination display device of embodiment of this invention 本発明の実施の形態のライン照明表示装置における導光体を(a)図2のI−Iから見た上面図と(b)図2のII−IIから見た底面図2A is a top view of the light guide in the line illumination display device according to the embodiment of the present invention as viewed from II in FIG. 2, and FIG. 2B is a bottom view of the light guide as viewed from II-II in FIG. 図1(b)のB−Bの拡大断面図BB expanded sectional view of FIG. 図4の拡大図Enlarged view of FIG. 放物面形状の側面4の焦点Gと側面4に対向する放物面形状の側面5に形成された側面プリズム6との関係を示すYZ断面図YZ sectional view showing the relationship between the focal point G of the parabolic side 4 and the side prism 6 formed on the parabolic side 5 opposite to the side 4 XY断面における底面プリズムとレンズの位置関係を示す図The figure which shows the positional relationship of a bottom prism and a lens in XY cross section. YZ断面における側面プリズムおよび底面プリズムからの光線を示す図The figure which shows the light ray from the side prism and bottom prism in a YZ cross section YZ断面における底面プリズムで反射して上面へ向かう光線を示す図The figure which shows the light ray which reflects by the bottom prism in a YZ cross section, and goes to an upper surface (a)長手方向の断面図と(b)視線方向による輝点状態を示す図(A) Longitudinal sectional view and (b) A diagram showing a bright spot state according to the line-of-sight direction 側面プリズムの他の形状を示す拡大断面図Enlarged sectional view showing another shape of side prism 側面プリズムの他の形状を示す拡大断面図Enlarged sectional view showing another shape of side prism レンズと底面プリズムとの対応の別の例を示す断面図Sectional drawing which shows another example of correspondence between a lens and a bottom prism レンズと底面プリズムとの対応の別の例を示す断面図Sectional drawing which shows another example of correspondence between a lens and a bottom prism 導光体への両側にそれぞれ光源を配置したライン照明表示装置の別の実施例の説明図Explanatory drawing of another Example of the line illumination display apparatus which has arrange | positioned the light source to the both sides to a light guide, respectively (a)本発明の実施の形態のライン照明表示装置の別の例を示す正面図と(b)その側面図および(c)図15における導光体1をXY面で緩やかな曲線と配置した場合の正面図(A) Front view showing another example of the line illumination display device according to the embodiment of the present invention, (b) a side view thereof, and (c) the light guide 1 in FIG. 15 is arranged as a gentle curve on the XY plane. Front view of the case 特許文献1に記載されたライン照明表示装置の断面図Sectional drawing of the line illumination display apparatus described in patent document 1 図17のE部の拡大図Enlarged view of part E in FIG.

以下、本発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、同じ構成要素については同じ符号を付けて、その説明を省略する。
図2(a)は、本発明の実施の形態の導光体1を使用したライン照明表示装置の正面図を示す。図2(b)はその側面図を示す。導光体1は、アクリル、ポリカーボネート、ガラスなどの少なくとも屈折率nが1.41より大きい透明な材質で成形されている。アクリルの屈折率nは、n≒1.49である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same component and the description is abbreviate | omitted.
Fig.2 (a) shows the front view of the line illumination display apparatus which uses the light guide 1 of embodiment of this invention. FIG. 2B shows a side view thereof. The light guide 1 is formed of a transparent material having a refractive index n of greater than 1.41, such as acrylic, polycarbonate, or glass. The refractive index n of acrylic is n≈1.49.

ここでは、紙面右手方向をX軸方向とし、紙面上方向をY軸方向とし、紙面奥行き方向をZ軸方向とする。導光体1は、X軸方向に光伝播するように長手方向が配置され、光源2に対向する導光体1の端面は、YZ面に平行な平面である。   Here, the right-hand direction of the paper is the X-axis direction, the upper direction of the paper is the Y-axis direction, and the depth direction of the paper is the Z-axis direction. The light guide 1 is arranged in the longitudinal direction so as to propagate light in the X-axis direction, and the end face of the light guide 1 facing the light source 2 is a plane parallel to the YZ plane.

ライン照明表示装置は、導光体1の長手方向:Xの一端に拡散光を射出するLEDなどの光源2を配置して構成されている。導光体1は、光源2からの入射光を、導光体1の他端に向かって導光体1の内部を全反射により光伝播させて、導光体1の上面3から外部へ光を出射する。   The line illumination display device is configured by arranging a light source 2 such as an LED that emits diffused light at one end in the longitudinal direction: X of the light guide 1. The light guide 1 propagates the incident light from the light source 2 toward the other end of the light guide 1 by total reflection inside the light guide 1, and transmits light from the upper surface 3 of the light guide 1 to the outside. Is emitted.

光源2の発光面は、少なくとも導光体1の光源2と対向する面よりも十分小さい。光源2からの射出光は、広がりの中心方向がX軸方向となるように配置されている。導光体1の長手方向:Xと交差する方向の断面形状は、開口面を内側にして互いが底部で接続された放物線となる曲面形状の2つの側面4,5と、2つの側面4,5の上部の間の上面3とで形成されている。側面4,5は、導光体1の側面の全反射面であり、YZ断面において面法線はX軸と直交する。   The light emitting surface of the light source 2 is sufficiently smaller than at least the surface of the light guide 1 facing the light source 2. The light emitted from the light source 2 is arranged so that the center direction of the spread is the X-axis direction. The longitudinal direction of the light guide 1: the cross-sectional shape in the direction intersecting with X has two side surfaces 4, 5 that are parabolic shapes that are connected to each other at the bottom with the opening surface inside, and two side surfaces 4, 4. 5 and the upper surface 3 between the upper portions of 5. The side surfaces 4 and 5 are total reflection surfaces on the side surface of the light guide 1, and the surface normal is orthogonal to the X axis in the YZ cross section.

図3(a)と図3(b)に導光体1の上面図と底面図を示す。
導光体1の側面4,5の底部付近には、光伝搬している光を対向する側面に反射させる第1反射部としての側面プリズム6,7が、長手方向:Xに沿って形成されている。導光体1の底面8の上面3と対向する位置には、導光体1の内部を伝搬している光を上面3の側に反射させる第2反射部としての底面プリズム9が、長手方向:Xに間隔を空けて形成されている。
3A and 3B show a top view and a bottom view of the light guide 1.
In the vicinity of the bottom of the side surfaces 4 and 5 of the light guide 1, side prisms 6 and 7 are formed along the longitudinal direction: X as first reflecting portions that reflect the light propagating light to the opposite side surfaces. ing. At a position facing the top surface 3 of the bottom surface 8 of the light guide 1, a bottom prism 9 as a second reflecting portion that reflects the light propagating inside the light guide 1 toward the top surface 3 is provided in the longitudinal direction. : It is formed with an interval in X.

導光体1の上面3は、長手方向:Xと交差する幅方向:Zの中央が両側よりも低くなった溝部としてのV溝10が、斜面11,12によって構成されている。V溝10には、底面プリズム9からの反射光の傾きを変更してするレンズ13が、長手方向:Xに間隔を空けて形成されている。この実施の形態のレンズ13は、Z軸方向に円筒軸をもつ円筒レンズである。   On the upper surface 3 of the light guide body 1, a V-groove 10 as a groove portion having a longitudinal direction: a width direction intersecting with X: a center of Z lower than both sides is constituted by slopes 11 and 12. In the V groove 10, lenses 13 that change the inclination of the reflected light from the bottom prism 9 are formed at intervals in the longitudinal direction: X. The lens 13 of this embodiment is a cylindrical lens having a cylindrical axis in the Z-axis direction.

図1(a)は、図2(b)のA−A断面のXY断面図を示す。図1(b)は、導光体1の長手方向:Xとは交差するYZ断面図を示す。
斜面11はZ軸正方向の斜面、斜面12はZ軸負方向の斜面であり、斜面11および斜面12の面法線はX軸と直交する。
Fig.1 (a) shows XY sectional drawing of the AA cross section of FIG.2 (b). FIG. 1B shows a YZ sectional view intersecting with the longitudinal direction X of the light guide 1.
The slope 11 is a slope in the positive direction of the Z axis, the slope 12 is a slope in the negative direction of the Z axis, and the surface normals of the slope 11 and the slope 12 are orthogonal to the X axis.

側面プリズム6は、側面5で底面8の近傍にX軸方向に配列して形成されており、側面プリズム6の斜面は、YZ断面における側面5に沿って平行に形成されている。側面プリズム7は、側面4で底面8の近傍にX軸方向に配列して形成されており、側面プリズム7の斜面は、YZ断面における側面4に沿って平行に形成される。   The side prisms 6 are formed on the side surface 5 in the vicinity of the bottom surface 8 in the X-axis direction, and the slopes of the side prisms 6 are formed in parallel along the side surface 5 in the YZ section. The side prisms 7 are formed on the side surface 4 in the vicinity of the bottom surface 8 in the X-axis direction, and the slopes of the side prisms 7 are formed in parallel along the side surface 4 in the YZ section.

底面プリズム9は、側面プリズム6,7との間に配置され、底面8においてX軸方向に配列して形成されている。
図4は、図1(b)におけるB−B断面で、側面5に形成された側面プリズム6の拡大図である。図5は、側面プリズム6の1個を拡大した図である。
The bottom prisms 9 are disposed between the side prisms 6 and 7 and are arranged on the bottom surface 8 in the X-axis direction.
4 is an enlarged view of the side prism 6 formed on the side surface 5 in the BB cross section in FIG. FIG. 5 is an enlarged view of one of the side prisms 6.

図5に示すように側面プリズム6は、導光体1の内側に空気層で凹み形状を形成したプリズムであり、断面が曲線部14と直線部15で形成される。図4に示すように、側面プリズム6の深さUは一定であり、側面プリズム6のピッチは光源2から遠ざかるに従い、間隔を狭くするようにしてライン表示照明の輝度が一定になるように配置される。すなわち、光源2の側から数えて第i番目と第i+1番目との側面プリズム6の間隔をp(i)とすると、
p(i) >p(i+1)
となるように側面プリズム6が配置されている。側面プリズム7についても、側面プリズム6と同じ形状、間隔で配置されている。
As shown in FIG. 5, the side prism 6 is a prism in which a concave shape is formed by an air layer inside the light guide 1, and a cross section is formed by a curved portion 14 and a straight portion 15. As shown in FIG. 4, the depth U of the side prism 6 is constant, and the pitch of the side prism 6 is arranged so that the brightness of the line display illumination becomes constant by decreasing the distance as the distance from the light source 2 increases. Is done. That is, when the interval between the i-th and i + 1-th side prisms 6 counted from the light source 2 side is p (i),
p (i)> p (i + 1)
The side prism 6 is arranged so that The side prisms 7 are also arranged with the same shape and interval as the side prisms 6.

図6は、導光体1のYZ面の断面図で、図1(b)と同じ断面を示す。側面プリズム6は幅Wを有し、側面プリズム6の幅の中央付近に、対向する側面4の放物面の焦点Gが来るように形成されている。側面5に設けられた側面プリズム7も同じであって、側面プリズム7の幅の中央付近に、対向する側面5の放物面の焦点Gが来るように形成されている。   FIG. 6 is a cross-sectional view of the light guide 1 taken along the YZ plane, showing the same cross section as FIG. The side prism 6 has a width W, and is formed so that the focal point G of the paraboloid of the opposite side surface 4 comes near the center of the width of the side prism 6. The side prism 7 provided on the side surface 5 is the same, and is formed so that the focal point G of the paraboloid of the opposite side surface 5 comes near the center of the width of the side prism 7.

導光体1の屈折率をnとし、導光体1の底面を含む非発光部の領域幅を2・Sとし、底面8の付近の非発光部から導光体1の中央における斜面11および斜面12までの距離をHとすると、
tan(α) =S/H
n×sin(β0−α) = sinβ0
を満たすようなβ0に対して、斜面11および斜面12の水平面、すなわちXZ面におけるZ軸からの傾斜角をβとすると、β > β0となるように、傾斜角βを設定する。
The refractive index of the light guide 1 is n, the region width of the non-light emitting portion including the bottom surface of the light guide 1 is 2 · S, the slope 11 in the center of the light guide 1 from the non-light emitting portion near the bottom surface 8 and If the distance to the slope 12 is H,
tan (α) = S / H
n × sin (β0−α) = sinβ0
With respect to β0 that satisfies the above, if the inclination angle from the Z axis in the horizontal plane of the slope 11 and the slope 12, that is, the XZ plane is β, the inclination angle β is set so that β> β0.

なお、β0は、導光体1を正面から見た時に導光体中央に暗線が生じないための、斜面11,12のZ軸からの傾斜角βの最小値である。
αを十分小さいとし、近似すると、
tan(β0) ≒ n×S /(H×(n−1))
である。
Β0 is the minimum value of the inclination angle β from the Z axis of the inclined surfaces 11 and 12 so that no dark line is generated at the center of the light guide when the light guide 1 is viewed from the front.
If α is sufficiently small and approximated,
tan (β0) ≈n × S / (H × (n−1))
It is.

β > β0とすることで、導光体1を正面、すなわち、Y軸方向から見た時に、導光体1の底面を含む非発光部を隠し、中央に暗線が生じるのを防ぐ。
図7は、導光体1のXY面の断面図で、図1(a)と同じ断面を示す。
By setting β> β0, the non-light-emitting portion including the bottom surface of the light guide 1 is hidden when the light guide 1 is viewed from the front, that is, from the Y-axis direction, and a dark line is prevented from being generated at the center.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the light guide 1 taken along the XY plane, showing the same cross section as FIG.

底面8に形成された底面プリズム9は、導光体1の内側に空気層で凹み形状を形成したプリズムである。この底面プリズム9はZ軸と平行な斜面16,17を有している。φ1は光源2に近い方(X軸負方向側)の斜面17の底面8との傾斜角である。φ2は光源2に遠い方(X軸正方向側)の斜面17の底面8との傾斜角で、導光体1のX軸正方向からの戻り光による正面方向、すなわちY軸方向に射出させないために小さな角度、たとえば、φ2=1°〜15°程度とする。   The bottom prism 9 formed on the bottom surface 8 is a prism in which a concave shape is formed inside the light guide 1 with an air layer. The bottom prism 9 has slopes 16 and 17 parallel to the Z axis. φ1 is an inclination angle with the bottom surface 8 of the inclined surface 17 closer to the light source 2 (X-axis negative direction side). φ2 is an inclination angle with the bottom surface 8 of the inclined surface 17 farther from the light source 2 (X-axis positive direction side), and is not emitted in the front direction by the return light from the X-axis positive direction of the light guide 1, that is, in the Y-axis direction. Therefore, a small angle, for example, φ2 = 1 ° to 15 ° is set.

斜面17の斜面中央からY軸方向に伸ばしたラインを鉛直軸18とし、鉛直軸18から光源側、すなわちX軸負方向へ角度θの方向を光軸19とする。レンズ13の中心は光軸19上に配置され、レンズ13の焦点は斜面17の斜面中央位置にくるようにレンズ13が形成される。斜面17の底面8に対する傾斜角φ1は、φ1≒50°のとき、斜面17での反射光の広がりの中心が概ねY軸方向となるので、斜面17の反射光がレンズ13の方向に射出するように
φ1 ≒50+θ/2
となるような角度で形成される。
A line extending from the center of the slope 17 in the Y-axis direction is defined as a vertical axis 18, and an optical axis 19 is defined as the direction of the angle θ from the vertical axis 18 to the light source side, that is, the X-axis negative direction. The lens 13 is formed such that the center of the lens 13 is disposed on the optical axis 19 and the focal point of the lens 13 is at the center of the inclined surface of the inclined surface 17. The inclination angle φ1 of the inclined surface 17 with respect to the bottom surface 8 is φ1≈50 °. Since the center of the spread of the reflected light on the inclined surface 17 is approximately the Y-axis direction, the reflected light of the inclined surface 17 is emitted in the direction of the lens 13. like
φ1 ≒ 50 + θ / 2
It is formed at an angle such that

XY断面における底面プリズム9からレンズ13を射出する光の広がり角を狭くするため、XY断面においてレンズ13からみた斜面17の幅dは十分に小さくなるように形成される。   In order to reduce the divergence angle of light exiting the lens 13 from the bottom prism 9 in the XY section, the width d of the inclined surface 17 viewed from the lens 13 in the XY section is formed to be sufficiently small.

以上のように構成されたライン照明表示装置および導光体の動作について説明する。
図1(a)において、光源2から射出された光線20は、導光体1のX軸負方向の端面より入射し、導光体1の内部を全反射しながら、X軸正方向に光伝播する。導光体1に入射した光線20のX軸に対する最大角度Ωは、臨界角と同じで、
Ω =arcsin(1/n)
である。導光体1の屈折率nがn>1.41のとき、Ω<45°となり、導光体1を形成するX軸方向の両端面を除く面、すなわち、側面4、側面5、底面8、上面の斜面11、上面の斜面12のそれぞれの面法線がX軸と直交しているので、各面への最大入射角ξは(90°−Ω)となる。Ω<45°のとき、最大入射角ξ>45°となるので、導光体1を形成するX軸方向の両端面を除く面の臨界角より大きくなり、全反射となる。たとえば、導光体1の屈折率nがn=1.49のとき、約42.2°であり、比較的広い広がりを持った光線が導光体1の内部を伝播する。
Operations of the line illumination display device and the light guide configured as described above will be described.
In FIG. 1A, a light beam 20 emitted from the light source 2 is incident from the end surface in the X-axis negative direction of the light guide 1 and is reflected in the X-axis positive direction while totally reflecting inside the light guide 1. Propagate. The maximum angle Ω with respect to the X axis of the light beam 20 incident on the light guide 1 is the same as the critical angle,
Ω = arcsin (1 / n)
It is. When the refractive index n of the light guide 1 is n> 1.41, Ω <45 °, and the surfaces excluding both end surfaces in the X-axis direction forming the light guide 1, that is, the side surface 4, the side surface 5, and the bottom surface 8. Since the surface normals of the upper slope 11 and the upper slope 12 are orthogonal to the X axis, the maximum incident angle ξ on each surface is (90 ° -Ω). When Ω <45 °, the maximum incident angle ξ> 45 °. Therefore, the angle is larger than the critical angle of the surface excluding both end surfaces in the X-axis direction forming the light guide 1, and total reflection occurs. For example, when the refractive index n of the light guide 1 is n = 1.49, it is about 42.2 °, and a light beam having a relatively wide spread propagates inside the light guide 1.

まず、側面プリズム6による導光体1のXY面内での光射出について説明する。
図4において、導光体1の内部を伝播する光線20の一部は、側面プリズム6で反射し光線21となる。図5に示すように、側面プリズム6は、側面5に配置され、側面プリズム6の斜面は直線部15と曲線部14で形成されている。側面5に対して、直線部15の傾斜角は曲線部14の傾斜角より角度が大きくなるように形成されているため、傾斜角の大きな直線部15で反射した光線は、曲線部14で反射した光線より光源2側、すなわちX軸負方向の光線となる。傾斜角の小さな曲線部14で反射した光は、光源2と反対側、すなわちX軸正方向に広がった光線となり、側面プリズム6の反射光全体として、X軸に垂直な方向を中心とした広がりのある光線21となる。
First, light emission in the XY plane of the light guide 1 by the side prism 6 will be described.
In FIG. 4, a part of the light beam 20 propagating inside the light guide 1 is reflected by the side prism 6 to become a light beam 21. As shown in FIG. 5, the side prism 6 is disposed on the side surface 5, and the slope of the side prism 6 is formed by a straight portion 15 and a curved portion 14. Since the inclination angle of the straight line portion 15 is larger than the inclination angle of the curved portion 14 with respect to the side surface 5, the light beam reflected by the straight portion 15 having a large inclination angle is reflected by the curved portion 14. It becomes the light source 2 side, that is, the light beam in the X-axis negative direction from the light beam. The light reflected by the curved portion 14 having a small inclination angle becomes a light beam that spreads in the opposite direction to the light source 2, that is, in the positive X-axis direction, and spreads around the direction perpendicular to the X-axis as the entire reflected light of the side prism 6. The light beam 21 becomes.

図1(a)と図1(b)において、側面プリズム6で反射した光線は、対向する側面4で全反射し、導光体1の上面の斜面12からY軸正方向に射出する。光線21は、X軸方向に広がりのある光線なので、導光体1をY軸方向からXY面内で斜め方向から見た時でも、一様なライン発光として見える。   In FIG. 1A and FIG. 1B, the light beam reflected by the side prism 6 is totally reflected by the opposing side surface 4 and is emitted from the inclined surface 12 on the upper surface of the light guide 1 in the positive Y-axis direction. Since the light beam 21 is a light beam that spreads in the X-axis direction, even when the light guide 1 is viewed from an oblique direction in the XY plane from the Y-axis direction, it appears as uniform line emission.

側面プリズム6により導光体1からの光が射出されることで、導光体1内を伝播する光量は徐々に低下していくが、光源2に近いほど側面プリズム6の間隔が粗く、遠ざかるほど側面プリズム6の間隔が狭くなっているので、X軸方向における導光体1から射出される光量はほぼ一定になる。側面プリズム7についても同様である。   The light emitted from the light guide 1 is emitted by the side prism 6, so that the amount of light propagating through the light guide 1 gradually decreases, but the distance between the side prisms 6 increases as the distance from the light source 2 increases. Since the interval between the side prisms 6 becomes narrower, the amount of light emitted from the light guide 1 in the X-axis direction is substantially constant. The same applies to the side prism 7.

側面プリズム6による導光体1のYZ面内での光射出についてさらに詳しく説明する。
図8は、導光体1のYZ面の断面図で、図6と同じ断面である。図9は、導光体1のYZ面の断面図で、図1(b)と同じ断面である。
The light emission in the YZ plane of the light guide 1 by the side prism 6 will be described in more detail.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the YZ plane of the light guide 1, which is the same cross section as FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of the YZ plane of the light guide 1, which is the same cross section as FIG.

図8において、側面4の放物面の焦点Gが側面プリズム6の中央付近に配置されているので、側面プリズム6の中央近傍の焦点Gからの射出光は、側面4で反射するとY軸方向に対してαの角度の平行光に近い光線となる。側面4で反射した光線は、斜面12で屈折し、Y軸にほぼ平行な光線となる。側面プリズム6はYZ面において幅Wを有し、側面プリズム6の中央付近以外、すなわち、側面4放物面の焦点Gからずれた光線は、側面4で反射すると、Y軸方向から角度αを中心に角度のずれた光線となり、概ね角度αを広がりの中心とした光線となる。斜面12はZ軸に対してβの傾斜を有し、Y軸に対して角度αで入射する光線をY軸に平行な方向に屈折させるので、斜面12の射出光は、Y軸方向を中心にした広がりのある光線となる。   In FIG. 8, since the focal point G of the paraboloid of the side surface 4 is arranged near the center of the side prism 6, the light emitted from the focal point G near the center of the side prism 6 reflects in the Y axis direction when reflected by the side surface 4. The light beam is close to parallel light at an angle α. The light beam reflected by the side surface 4 is refracted by the slope 12 and becomes a light beam substantially parallel to the Y axis. The side prism 6 has a width W in the YZ plane, and light rays deviated from the focal point G of the side surface 4 paraboloid other than the vicinity of the center of the side surface prism 6 are reflected by the side surface 4 and have an angle α from the Y axis direction. The light beam has an angle shifted from the center, and the light beam has an angle α at the center of the spread. The inclined surface 12 has an inclination of β with respect to the Z axis, and refracts light incident at an angle α with respect to the Y axis in a direction parallel to the Y axis. It becomes a light beam with a spread.

YZ面において、側面4の反射光をY軸に対して角度αだけ傾斜させることで、Y軸方向から見た時に、導光体1の底面8が見えないようになるため、導光体1の中央部が暗部にならず導光体1全体を一様に発光させることができる。また、レンズ13が形成されていない領域に対して、底面8に形成された底面プリズム9も見えないので、底面プリズム9からの不要な光を遮断するように作用する。   In the YZ plane, the reflected light of the side surface 4 is inclined by an angle α with respect to the Y axis, so that the bottom surface 8 of the light guide 1 cannot be seen when viewed from the Y axis direction. The central portion of the light guide 1 does not become a dark portion, and the entire light guide 1 can emit light uniformly. Further, since the bottom prism 9 formed on the bottom surface 8 cannot be seen in the region where the lens 13 is not formed, it acts to block unnecessary light from the bottom prism 9.

次に、底面8に形成した底面プリズム9による輝点発光について説明する。
図7のXY面において、導光体1を伝播する光線20の一部の光線22が底面8に形成された底面プリズム9に入射し、底面プリズム9の斜面17で反射し、Y軸方向からθの角度を中心とした光線となる。斜面17の中央から角度θ方向には、レンズ13が形成されている。レンズ13の焦点は、斜面17の中央近傍に配置されているので、斜面17からの射出光は、レンズ13によりほぼ平行光化され、Y軸からθ方向に高い指向性をもつ光線として上面3から射出する。
Next, bright spot light emission by the bottom prism 9 formed on the bottom surface 8 will be described.
In the XY plane of FIG. 7, a part of the light beam 20 propagating through the light guide 1 is incident on the bottom prism 9 formed on the bottom surface 8, reflected by the inclined surface 17 of the bottom surface prism 9, and from the Y-axis direction. The light beam is centered on the angle θ. A lens 13 is formed in the direction of the angle θ from the center of the slope 17. Since the focal point of the lens 13 is arranged in the vicinity of the center of the inclined surface 17, the light emitted from the inclined surface 17 is made almost parallel by the lens 13, and is a light beam having high directivity in the θ direction from the Y axis. Ejected from.

図9のYZ面において、レンズ13の円筒軸がZ軸に平行なのでYZ面においてレンズ13は曲率を持たず、底面プリズム9からの射出光線22のうち、レンズ13に入射した光線は、ほとんど角度を変えずY軸方向に射出する光線23となる。   In the YZ plane of FIG. 9, since the cylindrical axis of the lens 13 is parallel to the Z axis, the lens 13 does not have a curvature in the YZ plane, and the ray incident on the lens 13 out of the emitted ray 22 from the bottom prism 9 is almost angled. The light beam 23 is emitted in the Y-axis direction without changing.

一方、底面プリズム9からの射出光線22のうち、レンズ13に入射せず斜面11,12に入射した光線は、斜面11,12の傾斜での屈折によりY軸方向に対して、大きく角度の付いた光線24となる。このため、Y軸方向から見たとき、底面プリズム9からの光は、レンズ13のある領域だけが光り、それ以外の領域、すなわち斜面11,12部分は光らなくなる。よって、図7のXY面において、Y軸からθ傾いた光軸19の方向のみに底面プリズム9による輝点が生じ、それ以外の角度では、輝点は見られない。輝点の見える方向は、光軸19の方向、すなわち、レンズ13と底面プリズム9との位置関係で決まるので、自由に方向を設定することができる。底面プリズム9の斜面17からは、ある程度広がった光が射出するが、レンズ13の領域以外は、Y軸方向からYZ面内においてZ軸方向に大きく傾いた光線となるので、レンズ13の射出光の広がり角は極めて狭くすることができ、見栄えのよい輝点を形成できる。   On the other hand, out of the light rays 22 emitted from the bottom prism 9, the light rays that are incident on the slopes 11 and 12 without being incident on the lens 13 have a large angle with respect to the Y-axis direction due to refraction at the slopes 11 and 12. Light beam 24. For this reason, when viewed from the Y-axis direction, the light from the bottom prism 9 only shines in a certain region of the lens 13 and other regions, that is, the slopes 11 and 12 do not shine. Therefore, on the XY plane of FIG. 7, bright spots are generated by the bottom prism 9 only in the direction of the optical axis 19 inclined by θ from the Y axis, and no bright spots are seen at other angles. The direction in which the bright spot can be seen is determined by the direction of the optical axis 19, that is, the positional relationship between the lens 13 and the bottom prism 9. Therefore, the direction can be set freely. Light that has spread to a certain extent is emitted from the inclined surface 17 of the bottom prism 9, but light that is greatly inclined in the Z-axis direction from the Y-axis direction to the Z-axis direction in the YZ plane except for the region of the lens 13. The divergence angle of can be made extremely narrow, and a bright spot with good appearance can be formed.

図7において、斜面17の中央からレンズ13までの距離をf、レンズ13から見た時の斜面17の幅をdとする。レンズ13の焦点は、斜面17の中央付近にあるので、斜面17からの射出光は、レンズ13で平行光化される。レンズ13から見たときの発光面に大きさ、すなわち斜面17の大きさにより、レンズ13からの射出光はXY面内において広がりを持ち、レンズ13からの射出光の広がり角εは、おおよそ、
ε =2×arctan( d/(2×f))
となる。ただし、arctanは逆正接関数である。たとえば、d=0.3mm、f=6mmとするとε=2.9°となり、非常に狭い広がり角とできる。
In FIG. 7, the distance from the center of the slope 17 to the lens 13 is f, and the width of the slope 17 when viewed from the lens 13 is d. Since the focal point of the lens 13 is near the center of the slope 17, the light emitted from the slope 17 is converted into parallel light by the lens 13. Due to the size of the light emitting surface when viewed from the lens 13, that is, the size of the inclined surface 17, the light emitted from the lens 13 has a spread in the XY plane, and the spread angle ε of the light emitted from the lens 13 is approximately
ε = 2 × arctan (d / (2 × f))
It becomes. Where arctan is an arctangent function. For example, if d = 0.3 mm and f = 6 mm, ε = 2.9 °, and a very narrow spread angle can be obtained.

一方、底面プリズム9の光源2と反対側の斜面16と底面8との傾斜角φ2は、小さいので、導光体1のX軸正方向の端面の反射光など、光源2と反対側からの光が入ってきても、導光体1の上面、すなわちY軸正方向の面からY軸方向に光はほとんど漏れない。   On the other hand, since the inclination angle φ2 between the inclined surface 16 on the opposite side of the light source 2 of the bottom prism 9 and the bottom surface 8 is small, the reflected light on the end surface of the light guide 1 in the positive direction of the X-axis, etc. Even if light enters, light hardly leaks in the Y-axis direction from the upper surface of the light guide 1, that is, the surface in the positive Y-axis direction.

図10(a)と図10(b)は、導光体1を見る方向により輝点25の発光状態が変化することを示す図である。図10(a)は、図1(a)と同様にXY断面を示す。図10(b)は、図10(a)をY軸から光源方向に角度η傾いて見たときのE矢視図である。図10(b)の網掛け個所26は長手方向:Xに光量が均一なライン状の範囲を示している。   FIG. 10A and FIG. 10B are diagrams showing that the light emission state of the bright spot 25 changes depending on the direction in which the light guide 1 is viewed. FIG. 10A shows an XY cross section in the same manner as FIG. FIG. 10B is an E arrow view when FIG. 10A is viewed at an angle η from the Y axis in the light source direction. A shaded portion 26 in FIG. 10B indicates a linear range in which the amount of light is uniform in the longitudinal direction: X.

図10(a)においてレンズ13は、光源2の側より底面プリズム9に対する光軸方向θがθ1,θ2,θ3,θ4となるように、底面8に形成された底面プリズム9の長手方向:Xの配置間隔と、上面3に形成されたレンズ13との長手方向:Xの配置間隔とを異ならせて配置されている。レンズ13からの射出光の広がり角をεとすると、
|θi−θj| >ε
ただし、i≠j、i=1,2,3,4、j=1,2,3,4
とし、Y軸に対するXY面での視線方向の角度をηとすると、η=θ1のときは、光軸がθ1の傾きのレンズ13からの光のみが見え、他のθ2,θ3,θ4のレンズ13からの光は見えない。η=θ2、η=θ3、η=θ4の角度のときについても同様である。たとえば、
θ1 <θ2 < θ3< θ4
となるように、レンズ13の配置間隔を、底面プリズム9の配置間隔より小さくすることで、角度を少しずつ大きくすると、見る角度ηを変えたときに輝点25が流れるように移動するように見える。つまり、導光体1が移動し視点(見る人)が固定の時に輝点25が導光体1の長手方向を流れるように移動する。
10A, the lens 13 has a longitudinal direction of the bottom prism 9 formed on the bottom surface 8 such that the optical axis direction θ with respect to the bottom prism 9 is θ1, θ2, θ3, θ4 from the light source 2 side: X And the arrangement interval of X in the longitudinal direction of the lens 13 formed on the upper surface 3 are different from each other. When the spread angle of the light emitted from the lens 13 is ε,
| Θi−θj |> ε
However, i ≠ j, i = 1, 2, 3, 4, j = 1, 2, 3, 4
If the angle of the line-of-sight direction on the XY plane with respect to the Y axis is η, when η = θ1, only the light from the lens 13 whose optical axis is inclined at θ1 can be seen, and the other lenses of θ2, θ3, and θ4 The light from 13 is not visible. The same applies to the angles η = θ2, η = θ3, and η = θ4. For example,
θ1 <θ2 <θ3 <θ4
When the angle is gradually increased by making the arrangement interval of the lenses 13 smaller than the arrangement interval of the bottom prism 9 so that the bright spot 25 moves when the viewing angle η is changed. appear. That is, when the light guide 1 moves and the viewpoint (viewer) is fixed, the bright spot 25 moves so as to flow in the longitudinal direction of the light guide 1.

なお、図10において、レンズ13および底面プリズム9を4個で図示したが、個数は、4個に限定されるものではない。また、θ1>θ2>θ3>θ4と逆順にしてもよい。また、|θi−θj| >εとし、導光体1を見る角度により1つだけの輝点が見えるようにしたが、|θi−θj| <εとなる条件をいれて複数点の輝点が同時に見えるようにしてもよい。   In FIG. 10, four lenses 13 and bottom prisms 9 are shown, but the number is not limited to four. Further, the order may be reversed as θ1> θ2> θ3> θ4. In addition, | θi−θj |> ε is set so that only one bright spot can be seen depending on the angle at which the light guide 1 is viewed, but a plurality of bright spots are included under the condition that | θi−θj | <ε. May be visible at the same time.

なお、上記の各実施の形態の側面プリズム6は、それぞれ側面5の表面側の二つの直線部15,15の間に一つの曲線部14を配置した断面形状に形成したが、、図11に示すように、側面5の表面側の二つの曲線部14,14の間に一つの直線部15を配置した断面形状に形成することもできる。さらに、図11の曲線部14は、側面5の表面側に近付く方向に湾曲した凸形状であったが、図12に示すように、側面5の表面側から離れる方向に湾曲した凹形状で構成することもできる。側面プリズム7の場合も側面プリズム6の場合と同様である。   The side prism 6 of each of the above embodiments is formed in a cross-sectional shape in which one curved portion 14 is disposed between the two straight portions 15 on the surface side of the side surface 5. As shown, it can also be formed in a cross-sectional shape in which one linear portion 15 is disposed between the two curved portions 14 on the surface side of the side surface 5. Further, the curved portion 14 in FIG. 11 has a convex shape curved in a direction approaching the surface side of the side surface 5, but is configured by a concave shape curved in a direction away from the surface side of the side surface 5 as shown in FIG. 12. You can also The case of the side prism 7 is the same as that of the side prism 6.

なお、上記の各実施の形態の底面プリズム9の斜面17とレンズ13とは1対1であったが、図13に示すように、一つのレンズ13に対して、複数の斜面17,17が対応するように底面プリズム9を配置してもよい。あるいは、一つの底面プリズム9の斜面17からはある程度広がった光が射出するので、図14に示すように、一つの底面プリズム9の斜面17に対して、複数のレンズ13を配置してもよい。このように配置することで、見る角度を少し変化させただけで、光が瞬くような状態を作ることができる。   Although the slope 17 of the bottom prism 9 and the lens 13 in each of the above-described embodiments are in a one-to-one relationship, a plurality of slopes 17 and 17 are provided for one lens 13 as shown in FIG. The bottom prism 9 may be arranged so as to correspond. Alternatively, since light that has spread to some extent is emitted from the inclined surface 17 of one bottom prism 9, a plurality of lenses 13 may be arranged on the inclined surface 17 of one bottom prism 9, as shown in FIG. . By arranging in this way, it is possible to create a state in which light blinks with a slight change in viewing angle.

なお、上記の各実施の形態の光源2は、導光体1の一端だけに配置されていたが、図15に示すように、導光体1のそれぞれの端部に、光源2aまたは光源2bを配置してもよい。この場合には、光源2aに属する底面プリズム9と光源2bに属する底面プリズム9とで、導光体1における斜面17の向きが異なる。つまり、光源2aに属する底面プリズム9は、斜面16,17の内の発光させる面である斜面17が斜面16よりも光源2aに近くなるように配置する。光源2bに属する底面プリズム9は、斜面16,17の内の発光させる面である斜面17が斜面16よりも光源2bに近くなるように配置する。   In addition, although the light source 2 of each said embodiment was arrange | positioned only at the one end of the light guide 1, as shown in FIG. 15, in each edge part of the light guide 1, it is the light source 2a or the light source 2b. May be arranged. In this case, the direction of the inclined surface 17 in the light guide 1 is different between the bottom prism 9 belonging to the light source 2a and the bottom prism 9 belonging to the light source 2b. In other words, the bottom prism 9 belonging to the light source 2 a is arranged so that the slope 17, which is the light emitting surface of the slopes 16, 17, is closer to the light source 2 a than the slope 16. The bottom prism 9 belonging to the light source 2b is arranged so that the slope 17 which is a light emitting surface of the slopes 16 and 17 is closer to the light source 2b than the slope 16 is.

なお、上記の各実施の形態の導光体1は、X軸方向に平行な直線としたが、導光体1を伝播する光が漏れない範囲で緩やかな曲線としてもよい。たとえば、図16(a)に示すように導光体1を曲線状に形成し、自動車のフロントグリルなどに配置してもよい。図16(a)のライン照明表示装置は、2つの導光体1,1と2つの光源2,2とで構成されている。図16(b)は図16(a)のD矢視図であり、導光体1を3次元的な曲線としてもよい。あるいは、図16(c)に示すように、両側に光源2を配置する構成において、導光体1を緩やかな曲線形状としてもよい。   In addition, although the light guide 1 of each said embodiment was made into the straight line parallel to the X-axis direction, it is good also as a gentle curve in the range in which the light which propagates the light guide 1 does not leak. For example, as shown in FIG. 16A, the light guide 1 may be formed in a curved shape and disposed on a front grill of an automobile. The line illumination display device of FIG. 16A is composed of two light guides 1 and 1 and two light sources 2 and 2. FIG. 16B is a view as viewed in the direction of arrow D in FIG. 16A, and the light guide 1 may be a three-dimensional curve. Alternatively, as shown in FIG. 16C, in the configuration in which the light sources 2 are arranged on both sides, the light guide 1 may be formed in a gently curved shape.

なお、上記の各実施の形態では、側面プリズム6,7による導光体1から射出光のX軸方向の分布を一様としたが、輝度の強弱のパターンを形成してもよい。
なお、上記の各実施の形態の底面プリズム9の傾斜角φ2は、1°〜15°程度であったが、導光体1のX軸正方向からの戻り光が十分小さくすることで、底面プリズム9の斜面16の傾斜角φ2を15°以上の大きな角度としてもよい。斜面16の角度を大きくすることで、底面プリズム9のX軸方向の長さを短くできる。
In each of the above embodiments, the distribution in the X-axis direction of the emitted light from the light guide 1 by the side prisms 6 and 7 is made uniform, but a pattern of brightness intensity may be formed.
The tilt angle φ2 of the bottom prism 9 in each of the above embodiments is about 1 ° to 15 °, but the return light from the X-axis positive direction of the light guide 1 is sufficiently small, The inclination angle φ2 of the slope 16 of the prism 9 may be a large angle of 15 ° or more. By increasing the angle of the inclined surface 16, the length of the bottom prism 9 in the X-axis direction can be shortened.

なお、上記の各実施の形態では、導光体1のX軸正方向の端部に伝搬した光は、この端部から導光体1の外部へ出射して導光体1の内部に戻ることはなかったが、導光体1のX軸正方向の端部に反射板を配置して、この端部から導光体1の外部へ出射した光が反射板で反射させて導光体1の内部に戻すことによって、光利用効率を上げることができる。   In each of the above embodiments, the light propagated to the end portion of the light guide 1 in the positive direction of the X axis is emitted from the end portion to the outside of the light guide 1 and returns to the inside of the light guide 1. Although there was nothing, a reflector is disposed at the end of the light guide 1 in the positive direction of the X-axis, and the light emitted from the end to the outside of the light guide 1 is reflected by the reflector and the light guide By returning to the inside of 1, the light utilization efficiency can be increased.

なお、上記実施の形態の各実施の形態の導光体1に、さらに側面4と側面5にX軸方向に平行な浅い円筒面を形成して光拡散させて、YZ面における光の広がりを広げても良い。   In addition, the light guide body 1 of each of the above-described embodiments further forms a shallow cylindrical surface parallel to the X-axis direction on the side surface 4 and the side surface 5 to diffuse the light, thereby spreading the light in the YZ plane. You can spread it.

なお、上記の各実施の形態のレンズ13は、Z軸方向に円筒軸をもつ円筒レンズとしたが、球面レンズ、あるいは、Z軸方向とX軸方向とで曲率の異なるアナモフィックレンズとしてZ軸方向のライン、あるいは、楕円形状となるようにしてもよい。   The lens 13 in each of the above embodiments is a cylindrical lens having a cylindrical axis in the Z-axis direction. However, the lens 13 is a spherical lens or an anamorphic lens having different curvatures in the Z-axis direction and the X-axis direction. The line may be an oval shape.

なお、上記の各実施の形態の導光体1の上面に形成された斜面11,12は平面であったが、緩やかな曲面でもよい。
なお、上記の各実施の形態の斜面11,12の傾斜角は、互いに同じであったが、互いに異なる角度にしてもよい。
In addition, although the slopes 11 and 12 formed on the upper surface of the light guide 1 in each of the above embodiments are flat surfaces, they may be gently curved surfaces.
In addition, although the inclination angles of the slopes 11 and 12 in each of the above embodiments are the same, they may be different from each other.

なお、上記の各実施の形態の側面4,5の焦点距離は、互いに同じであったが、互いに異なる焦点距離としてもよい。すなわちYZ面において左右対称形状でなくてもよい。
なお、上記の各実施の形態の側面4,5を放物面としたが、放物面にさらに高次の非球面成分を加えて、光の広がり方を微調整してもよい。
Note that the focal lengths of the side surfaces 4 and 5 in each of the above embodiments are the same, but may be different focal lengths. That is, the YZ plane may not have a symmetrical shape.
In addition, although the side surfaces 4 and 5 of each of the above embodiments are parabolas, higher-order aspherical components may be added to the paraboloid to finely adjust how the light spreads.

なお、上記の各実施の形態では側面4,5を曲面形状の放物面としたが、直線あるいは折れ線で近似した放物面であってもよい。
なお、上記の各実施の形態の側面プリズム6の斜面は、YZ断面における側面5に沿って曲線となるようにしてもよいし、形状形成の制約で、直線あるいは、折れ線で近似してもよい。側面プリズム7についても同様である。
In each of the above embodiments, the side surfaces 4 and 5 are curved paraboloids, but may be paraboloids approximated by straight lines or broken lines.
Note that the slope of the side prism 6 in each of the above embodiments may be curved along the side surface 5 in the YZ cross section, or may be approximated by a straight line or a broken line due to shape formation restrictions. . The same applies to the side prism 7.

なお、上記各実施の形態の光源2,2a,2bのLEDは、赤、青、緑、白などの単色でもよいし、複数の発光色を持ったものでもよい。あるいは、レンズを付加したLEDを用いても良い。   Note that the LEDs of the light sources 2, 2 a, 2 b in the above embodiments may be single colors such as red, blue, green, and white, or may have a plurality of emission colors. Or you may use LED which added the lens.

本発明は、均一なライン状の発光を行うと共に見る角度により発光状態が変化する輝点を有する装飾用のライン照明表示を行うことができ、自動車のフロントグリルやDRL(昼間走行用ライト(daytime running lights))、住宅の装飾用の照明表示などの幅の広い用途に適用できる。   The present invention can perform decorative line illumination display that emits a uniform line shape and has a bright spot whose light emission state changes depending on the viewing angle, and can be used for an automobile front grill or DRL (daytime light (daytime)). running lights)), and can be applied to a wide range of applications such as lighting display for home decoration.

1 導光体
2,2a,2b 光源
X 長手方向
Z 長手方向Xと交差する幅方向
3 上面
4,5 側面
6,7 側面プリズム(第1反射部)
8 底面
9 底面プリズム(第2反射部)
10 V溝(溝部)
11,12 V溝10を構成する斜面
13 レンズ
20 光源2から射出された光線
21 側面プリズム6で反射した光線
22 底面プリズム9からの射出光線
23 Y軸方向に射出する光線
25 輝点
26 長手方向Xに光量が均一なライン状の範囲
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light guide 2, 2a, 2b Light source X Longitudinal direction Z The width direction which cross | intersects the longitudinal direction X 3 Upper surface 4,5 Side surface 6,7 Side prism (1st reflection part)
8 Bottom 9 Bottom prism (second reflector)
10 V-groove (groove)
11 and 12 Slopes constituting the V-groove 10 13 Lens 20 Light rays emitted from the light source 2 21 Light rays reflected by the side prism 6 22 Light rays emitted from the bottom prism 9 23 Light rays emitted in the Y-axis direction 25 Bright spots 26 Longitudinal direction A line-shaped range with a uniform amount of light in X

Claims (4)

一端から内部に入射した光を他端に向かって長手方向に光伝播させ、前記内部を光伝搬する途中に前記長手方向と交差する方向に光を出射する導光体であって、
長手方向と交差する方向の断面形状が、開口面を内側にして互いが底部で接続された放物線となる反射する2つの側面と、前記2つの側面の上部の間で光が出射する上面とで形成され、
前記2つの側面は、前記開口の焦点の位置が対向する前記側面の底部の位置である放物面で形成され、前記焦点には、前記光伝搬している光を対向する前記側面に反射させる第1反射部が形成され、
前記光伝搬している光を前記上面の側に反射させる第2反射部が、前記上面と対向する底面に前記長手方向に間隔を空けて形成され、
前記上面は、前記長手方向と交差する幅方向の中央が両側よりも低くなった溝部で形成され、
前記溝部には、前記第2反射部からの反射光の傾きを変更して前記出射光とするレンズが、前記長手方向に間隔を空けて形成されている、
導光体。
A light guide that propagates light incident on the inside from one end in the longitudinal direction toward the other end, and emits light in a direction intersecting the longitudinal direction during light propagation in the interior;
The cross-sectional shape in the direction intersecting the longitudinal direction is a reflecting two side surfaces that form a parabola connected to each other at the bottom with the opening surface inside, and an upper surface from which light is emitted between the upper portions of the two side surfaces. Formed,
The two side surfaces are formed by a paraboloid surface that is a position of a bottom portion of the side surface at which the focal point of the opening faces, and the light propagating light is reflected by the focal point on the opposite side surface. A first reflecting portion is formed;
A second reflecting portion for reflecting the light propagating light to the upper surface side is formed on the bottom surface facing the upper surface with an interval in the longitudinal direction;
The upper surface is formed by a groove portion whose center in the width direction intersecting the longitudinal direction is lower than both sides,
In the groove part, lenses that change the inclination of the reflected light from the second reflecting part to form the emitted light are formed at intervals in the longitudinal direction.
Light guide.
前記第2反射部で反射して前記レンズを通過する前記出射光の光軸の角度を、前記長手方向の位置関係によって異ならせて輝点群によるパターンを形成した、
請求項1記載の導光体。
The angle of the optical axis of the emitted light that is reflected by the second reflecting portion and passes through the lens is varied depending on the positional relationship in the longitudinal direction to form a pattern of bright spots.
The light guide according to claim 1.
前記底面に形成された前記第2反射部の前記長手方向の配置間隔と、前記上面に形成された前記レンズとの前記長手方向の配置間隔とが異なることを特徴とする、
請求項2記載の導光体。
The arrangement interval in the longitudinal direction of the second reflecting portion formed on the bottom surface is different from the arrangement interval in the longitudinal direction with respect to the lens formed on the top surface,
The light guide according to claim 2.
請求項1から3のいずれかに記載の導光体と、前記導光体へ光を入射させる光源とを備えた、
ライン照明表示装置。
A light guide according to any one of claims 1 to 3 and a light source for making light incident on the light guide.
Line lighting display device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11796728B1 (en) * 2022-03-23 2023-10-24 Industrial Technology Research Institute Light source module

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