JP2016199219A - 車両室内用照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明と照射面の３次元的な位置関係を縦方向と横方向に分割して光学制御が可能な車両室内用照明装置を提供する。【解決手段】 車両室内用照明装置１は、光源１１と、車両室内側に露出し所定の発光領域を有する第１面３１と第１面３１の裏面側の第２面３２とを有するレンズ部３０と、レンズ部３０に対して所定の空間を隔てて配置され、光源１１からの光を入射する入射部２１と入射部２１から入射された光をレンズ部３０の第２面３２に向けて出射する出射部２２とを有する導光体２０と、を有し、レンズ部３０が、導光体２０と一体成形されており、導光体２０が、入射部２１から入射された光を出射部２２側へ反射させる光制御部２５を有する。光制御部が、レンズ部の導光体側かつ入射部側に現れる高輝度部を抑制する形状が形成されている。【選択図】図８

Description

本発明は車両室内用照明装置に関する。

従来、自動車等の室内（以下、「車両室内」という）を照明する装置として、種々の構造が採用されている。例えば、サンバイザーに設けられるミラーを周囲が暗い環境下でも使用できるようにした照明装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１の照明装置は、光源と、導光板を有し、導光板が鏡面反射性の微細な反射面が光源に向かって凹となる曲線状稜線を描く連続面として配列形成されており、導光板の端面に配置した光源によって指向性の制御された光を広い面積から均等に出射させるようにしている。輝度を抑え、レンズ面全体を発光させるためにレンズ面の裏と表に光学制御面を設定している。

特開２００９−８７８８７号公報

しかしながら、特許文献１の照明装置では、光源付近との輝度差が存在し、導光体の面積が広くなると１つの光源では導光体全体を均一に光らせることは困難である。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、照明と照射面の３次元的な位置関係を縦方向と横方向に分割して光学制御が可能な車両室内用照明装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、（１）本発明の車両室内用照明装置は、光源と、車両室内側に露出し所定の発光領域を有する第１面と前記第１面の裏面側の第２面とを有するレンズ部と、前記レンズに対して所定の空間を隔てて配置され、前記光源からの光を入射する入射部と前記入射部から入射された光を前記レンズ部の第２面に向けて出射する出射部とを有する導光体と、前記レンズ部と前記導光体を接続する連結部と、を有し、前記レンズ部が前記導光体と一体成形されており、前記導光体が前記入射部から入射された光を前記出射部側へ反射させる光制御部を有し、前記光制御部が、前記レンズ部の導光体側かつ入射部側に現れる高輝度部を抑制する形状が形成されている。

（２）上記（１）において、前記光制御部が、前記入射部側の領域から前記入射部から遠ざかるに従って幅が徐々に大きく形成されている領域を有する。
（３）上記（１）又は（２）において、前記光制御部の入射部側の領域が前記レンズ部の第２面から遠ざかる位置に形成されている。

本発明によれば、照明と照射面の３次元的な位置関係を縦方向と横方向に分割して光学制御が可能な車両室内用照明装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る車両室内用照明装置（以下、「照明装置」という）とミラーとの位置関係を示す図である。 （ａ）は照射装置の車両幅方向における照射範囲を説明するための図、（ｂ）は本発明の実施形態に係る照明装置の車両上下方向における照射範囲を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る照射装置が組み込まれたユニットを室内側から見た図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る照射装置をレンズ側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る照射装置の正面図、（ｂ）は右斜め上方向から見た斜視図、（ｃ）は左斜め上方向から見た斜視図、（ｄ）は底面図、（ｅ）は右側面より少し後ろ側から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る照明装置の金型の抜き方向を説明するための図である。 （ａ）は照明装置を左後ろ側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面斜視図、（ｃ）はレンズ部の高輝度部を説明するための図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る照明装置を左後ろ側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という)を、添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態に係る車両室内用照明装置とミラーとの位置関係を示す図である。図１に示すように、本発明の実施形態に係る照明装置１は、サンバイザー２に設けられるミラー３を周囲が暗い環境下でも使用できるようにするために車両用天井材５に設けられるものである。利用者Ａは、サンバイザー２を下して開閉蓋３ａを開き、ミラー３を見るときに、照明装置１からの均一な光によって照射される。

図２（ａ）は照射装置の車両幅方向における照射範囲を説明するための図、（ｂ）は本発明の実施形態に係る照明装置の車両上下方向における照射範囲を説明するための図である。
図２（ａ）（ｂ）に示すように、照明装置１は、照明と照射面（利用者）の３次元的な位置関係を車両幅方向（横方向）Ｘと車両の上下方向（縦方向）Ｙに分割して光学制御が可能となる。これにより、発光面を幅広くすることで、利用者を照らすときに顔に影ができないようにできる。

図３は、本発明の実施形態に係る照射装置が組み込まれたユニットを室内側から見た図である。図３に示すように、照明装置１は、レンズ部３０の第１面３１が車室内側に露出するようにカバー部材１０にユニット化されて車両用天井材に装着される。

図４（ａ）は、本発明の実施形態に係る照射装置をレンズ側から見た平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図５（ａ）は本発明の実施形態に係る照射装置の正面図、（ｂ）は右斜め上方向から見た斜視図、（ｃ）は左斜め上方向から見た斜視図、（ｄ）は底面図、（ｅ）は右側面より少し後ろ側から見た斜視図である。

図４及び図５に示すように、照明装置１は、光源１１と、導光体（導光レンズ）２０と、レンズ部（プリズムレンズ）３０と、導光体２０とレンズ部３０を連結する第１連結部４０、第２連結部４１とを有する。さらに照明装置１は、図３で示したようにカバー部材１０を備えている。横方向への光の制御を導光体により行っており、縦方向の制御をレンズ部３０によって行っている。照明装置１は、導光体２０とレンズ部３０と第１連結部４０と第２連結部４１が樹脂により一体成形されている。

照明装置１の材質は、ポリカーボネート（ＰＣ）、メタクリル（ＰＭＭＡ）、ガラス等の無機材料などを適用できる。

光源１１は発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子によって構成され、基板１２上に載置されている。
導光体２０は、レンズ部３０に対して所定の空間を隔ててレンズ部３０の後ろ側に配置されている。導光体２０は、入射部２１と、出射部２２と、入射部２１と出射部２２の間に形成され、拡散機能を有する湾曲形状の湾曲部２３と、棒形状を有し、湾曲部２３から少なくともレンズ部に沿って直線状に形成される本体部２４とを有する。この導光体２０によって、長手方向に向かって光が導光されるため、長い発光面でも均一に発光させることができる。

湾曲部２３の端部には、光源からの光を入射する入射部２１が形成されている。
本体部２４は、少なくともレンズ部３０に沿って形成され、入射部２１から入射された光をレンズ部３０の第２面３２に向けて出射する出射部２２を有する。この出射部２２は、発光領域となり、レンズ部３０の第２面３２に向くように本体部２４の中央より下側に位置するように設けられている。

本体部２４には、入射部２１から入射された光を出射部２２側へ反射させる光制御部（レンズカット）２５が形成されている。本体部２４の断面が円形状に形成されており、光制御部２５を形成し易いように一部を切欠いた切欠き部２６を有する。光制御部２５は、図４（ｂ）に示すように、出射部２２の対向する部位に形成されている。この光制御部２５によって照明装置１の横方向への拡散を制御している。光制御部２５は、例えばプリズムによって形成されている。入射部２１から入った光は導光体２０内で導光され、光制御部２５によってレンズ部３０方向へ光が制御され、レンズ部３０の第２面３２に向かって出射部２２より光が出射される。

本体部２４は、レンズ部３０の第２面３２に対応する位置より前から形成されており、光制御部２５がレンズ部３０の第２面３２に対応する位置より前から形成されている。湾曲部２３と本体部２４を導光された光は、光制御部２５で反射されてレンズ部３０に向けて出射部２２より出射される。
湾曲部２３は、拡散機能を与えるために湾曲形状を有し、湾曲部２３の内径における曲率半径は２５ｍｍ〜１００ｍｍ、好ましくは、３０ｍｍ〜４０ｍｍである。

レンズ部３０は、車両室内側に露出し所定の発光領域を有する第１面３１と、第１面３１の裏面側の第２面３２と、レンズ部３０をカバー部材１０に取り付けるための取付部３３とを有する。レンズ部３０は、厚みが一定の領域３０ａと、厚みが導光体２０から遠ざかるに従って薄くなる領域３０ｂとを有する。レンズ部３０によって発光面を幅広くすることで、細長くシャープなデザインとすることができ、顔に影ができない照明装置を提供できる。

レンズ部３０の第１面３１は、断面形状が曲線形状を有する。レンズ部３０の第１面３１では光の縦方向及び横方向の制御を行っておらず、光学制御をレンズ表面ではない部位で行うため、位置関係、照射強度がデザインに影響を与えないようにできる。レンズ部３０の第１面３１には例えばシボ等の表面加工処理を施すこともできる。レンズ部３０の第１面３１にシボを形成することによって外観の商品性を向上させることができ、さらに、眩しさ、輝度を抑え、均一な発光を可能とする。

レンズ部３０は、第２面３２に光を拡散させるための複数のプリズムが導光体２０の長手方向に延びるように形成されている。レンズ部３０の第２面３２に形成されたプリズムによって縦方向の拡散を制御している。

導光体２０とレンズ部３０は、第１連結部４０と第２連結部４１によって連結されている。第１連結部４０及び第２連結部４１によってレンズを固定することにより、光学的に利用している部位への取り付け構造を無くして、光学ロスとムラを抑えることができる。

第１連結部４０は導光体２０の入射部２１の近傍に接続されている。第１連結部４０を入射部２１に最も近い端末に接続することによって第１連結部４０に入光してしまい、ロスする光を最小限に抑えることができる。一方、第１連結部４０を入射部２１よりも、本体部２４側の位置に接続すると、湾曲部２３内での光の屈折が進むため、第１連結部４０側へ光が漏れてしまうので、光のロスになってしまう。このため、第１連結部４０は、湾曲部２３内で光の屈折が進んでいない入射部２１の近傍に接続することが好ましい。

また、第１連結部４０の断面積が導光体２０の湾曲部２３の断面積の５％〜３０％であることが好ましい。第１連結部４０の断面積が導光体２０の湾曲部２３の断面積の５％より小さいと、ロスする光は抑えることができるが、強度が弱くなってしまう。一方、第１連結部４０の断面積が導光体２０の湾曲部２３の断面積の３０％より大きいと、強度は強くなるが、ロスする光を抑えることができない。このため、第１連結部４０の断面積が導光体２０の湾曲部２３の断面積の５％〜３０％であることがよい。

上述したように、導光体２０には、拡散機能を与えるために湾曲部２３が形成されている。湾曲部２３を設けないで、導光体２０をすべて直線形状にした場合、直線状に進む光が多くなり、導光体の本体部２４に形成された光制御部２５によってレンズ部３０に向けて反射する光は少なくなってしまうため、本体部２４をまっすぐに抜けてしまう光が多くなる。すなわち、入射部２１と本体部２４のつなぎ部が直線形状の場合は光源からの光が導光体内を一様に伝達されるため、光の強弱が発生しやすくなる。湾曲部２３を設けることによって入射部２１からの導光体２０内を伝達する光が拡散するため、出射部２２から出射する光のムラが低減される。

湾曲部２３は、入射部２１から入ってきた光を効率的に拡散させるために、曲率半径が２５ｍｍ〜１００ｍｍの範囲で形成されているのがよく、より好ましくは曲率半径が３０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲で形成されているのがよい。曲率半径が２５ｍｍよりも小さくなりすぎると、光が湾曲部２３から導光体２０の外に出てしまう。一方、曲率半径の値が１００ｍｍよりも大きくなると、湾曲部２３での拡散現況が小さくなり、本体部２４の光制御部２５で反射せずに直線状に抜けてしまう光が多くなってしまう。このため、曲率半径の値は、光が湾曲部２３の外に出ずに導光現象が起こる最低角度を確保した上記数値であることが好ましい。

図６は本発明の実施形態に係る照明装置の金型の抜き方向を説明するための図である。図４（ａ）及び図６に示すように、レンズ部３０が、金型の抜き方向（上下方向）に対して導光体２０と重ならない領域に形成されている。導光体２０とレンズ部３０と第１連結部４０と第２連結部４１とを一体成形とすることができる。これによって金型コストを削減することができる。導光体２０とレンズ部３０と第１連結部４０と第２連結部４１とを一体成形とすることで、レンズ部３０の固定構造を削減削除することができ、部品点数も減らすことができる。

図７（ａ）は照明装置を左後ろ側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面斜視図、（ｃ）はレンズ部の高輝度部を説明するための図である。図８（ａ）は本発明の実施形態に係る照明装置を左後ろ側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
図７及び図８を用いて説明する。導光体２０の光制御部２５によって長手方向の均一発光を制御しているが、図７（ｂ）に示すように、レンズ部３０は、厚みが一定の領域３０ａと、厚みが導光体２０から遠ざかるに従って薄くなる領域３０ｂとを有する。レンズ部３０の第２面３２に形成されているプリズムレンズとの距離により、図７（ｃ）に示すように、レンズ部３０のスタート部に高輝度部３２ａが発生してしまう。

この部分に入る導光体２０からの光を制御するため、図８に示すように、光制御部２５’には、レンズ部３０の導光体２０側かつ入射部２１側に現れる高輝度部３２ａを抑制する形状が形成されている。具体的には、光制御部２５’となるレンズカットから垂直な方向に発光するという導光体２０の特徴と、第２面３２に形成されたプリズムレンズとの距離関係を考慮し、導光体２０の光制御部２５’の幅を意図的に偏らせるために、光制御部２５’は、入射部２１側の領域がレンズ部３０の第２面３２から遠ざかる位置に形成され、かつ、入射部２１側の領域から入射部２１から遠ざかるに従って幅が徐々に大きく形成されている領域２５ａと一定の幅を有する領域２５ｂとを有する。

光制御部２５の領域２５ａの構成により、レンズ部３０のスタート部、かつ導光体２０とレンズ部３０の第２面３２に形成されたプリズムレンズが近い部位に発生する高輝度部３２ａへの配光を抑制し、高輝度部３２ａを無くすことができる。

本発明の照明装置によれば、ＬＥＤの点光源をレンズ部の面光源に変換することで、光源の高輝度部位を隠して、眩しさを感じず、適正な範囲を照射することができる。また、縦方向、横方向への制御、拡散を分割した部位で行うことで、あらゆるデザイン、位置関係にも適用することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれものである。なお、本発明の実施形態では、車両室内用明装置をサンバイザーに設けられるミラーを周囲が暗い環境下でも使用できるようにした照明装置に用いた場合の例であるが、本発明はこれに限定されることなく、車両室内で使用する照明装置であれば他の照明装置にも適用することができる。

１ 照明装置
１１ 光源
１２ 基板
２０ 導光体
２１ 入射部
２２ 出射部
２３ 湾曲部
２４ 本体部
２５ 光制御部
３０ レンズ部
３１ 第１面
３２ 第２面
３３ 取付部
４０ 第１連結部
４１ 第２連結部

Claims (3)

1. 光源と、
   車両室内側に露出し所定の発光領域を有する第１面と前記第１面の裏面側の第２面とを有するレンズ部と、
   前記レンズに対して所定の空間を隔てて配置され、前記光源からの光を入射する入射部と前記入射部から入射された光を前記レンズ部の第２面に向けて出射する出射部とを有する導光体と、
   前記レンズ部と前記導光体を接続する連結部と、を有し、
   前記レンズ部が前記導光体と一体成形されており、
   前記導光体が前記入射部から入射された光を前記出射部側へ反射させる光制御部を有し、
   前記光制御部が、前記レンズ部の導光体側かつ入射部側に現れる高輝度部を抑制する形状が形成されていることを特徴とする車両室内用照明装置。
2. 前記光制御部が、前記入射部側の領域から前記入射部から遠ざかるに従って幅が徐々に大きく形成されている領域を有することを特徴とする請求項１に記載の車両室内用照明装置。
3. 前記光制御部の入射部側の領域が前記レンズ部の第２面から遠ざかる位置に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両室内用照明装置。
   
   

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