JP2019160770A - 車用二重機能照明モジュール及び車用二重機能照明セット／ｖｅｈｉｃｌｅ ｄｕａｌ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｍｏｄｕｌｅ ａｎｄ ｄｕａｌ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｓｅｔ - Google Patents

車用二重機能照明モジュール及び車用二重機能照明セット／ｖｅｈｉｃｌｅ ｄｕａｌ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｍｏｄｕｌｅ ａｎｄ ｄｕａｌ−ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｌｉｇｈｔｉｎｇ ｓｅｔ Download PDF

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Abstract

【課題】１つの照明モジュールにより、面光源型のリアライトのみならず、制動灯光源も提供し得る車用二重機能照明モジュールを提供する。【解決手段】導光層、複数のエッジライト型固体光源及び少なくとも１つの直下型固体光源を含む車用二重機能照明モジュール１００である。エッジライト型固体光源２１は、導光層１０の側面１０ｓに位置し、面状の照明光を提供する面光源となるように、導光層の側面から入光すると共に天面から出光するようにガイドする。直下型固体光源２２は、導光層の下方に位置し、光線が照明光を補強する補強光源となるように、天面に向かって出射する。補強光源は面光源内に位置され、選択的に前記面光源の局部的な輝度を補強する。【選択図】図１

Description

本発明は、車用二重機能照明モジュール及び車用二重機能照明セットに関し、特に車両に適用して、二重機能を提供し得る照明モジュール及びその照明セットに関する。
発光ダイオードは、車両の発光及び照明に広く適用されている。しかし、発光ダイオードは点光源であり、車両の発光及び照明への適用は大体複数の発光ダイオードを揃えて面光源のようなものに形成する。この手法では視覚的に眩しい場合があるので、さらなる改善が求められる。
また、長尺状の照明効果を果たすために、車両の発光及び照明にライトガイドバーを加えることもある。それは、ほとんど車両のリアライトとして利用されている。しかし、制動灯としてはより高い輝度が必要となるため、従来の車両において、制動灯とリアライトとは別々に構成されている。このようなデザインにより、従来の制動灯は車用ＬＥＤリアライトと別に構成され、別の光源モジュールが必要となるため、製造コストが増えるとともに、組立の労力と時間コストも増えてしまう。
本発明が解決しようとする技術的な課題は、１つの照明モジュールにより、面光源型のリアライトのみならず、同じライトセットにおいて、制動灯光源も提供し得る少なくとも二重の照明機能が果たす車用二重機能照明モジュールを提供することである。
上記の課題を解決するために、本発明の１つの方案により、導光層、エッジライト型固体光源及び直下型固体光源を備える車用二重機能照明モジュールを提供する。導光層は、天面、底面及び少なくとも１つの側面を有する。エッジライト型固体光源は、前記導光層の前記側面に位置され、第１の方向に向かって第１の光線を発する。前記第１の光線が、面状の照明光を提供する面光源となるように、前記導光層の前記側面から入光すると共に前記天面から出光するようにガイドされる。直下型固体光源は、前記導光層の下方に位置され、第２の方向に向かって選択的に第２の光線を発する。前記第１の方向は、前記第２の方向と略垂直する。前記第２の光線が、照明光を補強する補強光源となるように、前記天面に向かって出射する。前記補強光源の位置は、前記面光源内に位置され、選択的に前記面光源の局部的な輝度を補強することができる。
さらに、本発明が解決しようとする技術的な課題として、１つの照明モジュールにより、面光源型のリアライトのみならず、同じライトセットにおいて制動灯光源も提供し、またはウィンカーとしてエッジライト型固体光源と直下型固体光源と共に点滅機能も提供し得る、少なくとも二重の照明機能が果たす車用二重機能照明セットを提供することである。
上記の技術的な課題を解決するために、本発明における１つの方案により、キャリア、プリント基板、導光層、拡散層、複数のエッジライト型固体光源及び複数の直下型固体光源を含む車用二重機能照明セットを提供する。前記プリント基板は、前記キャリアに配置される。前記プリント基板の天面に反射層が設けられる。前記導光層は前記プリント基板の上方に配置され、天面、底面及び少なくとも１つの側面を有する前記拡散層は前記導光層の上方に位置される。前記複数のエッジライト型固体光源は、前記プリント基板の天面に設けられると共に、前記導光層の前記側面に位置され、第１の方向に向かって第１の光線を発する。前記第１の光線が、面状の照明光を提供する面光源となるように、前記導光層の前記側面から入光すると共に前記天面から出光するようにガイドされる。前記複数の直下型固体光源は、前記プリント基板の天面に設けられると共に、前記反射層の上方、かつ前記導光層の下方に位置され、前記第１の方向と略垂直する第２の方向に向かって選択的に第２の光線を発する。前記第２の光線は、補強光源として前記導光層の前記天面から出射する。前記補強光源は、前記面光源の局部的な輝度を補強するように、前記面光源内に位置される。
本発明は下記有利な効果がある。本発明は、面光源となる面状の照明光を提供するのみならず、さらに、面状の照明光を発する面光源内に照明を補強する補強光源を提供し得る。選択的に面光源の局部的な輝度を補強することができる。本発明は、面光源型のリアライトとすることに加えて、同一のライトセットにおいて制動灯光源も提供し得る。あるいは、ウィンカーとなるように、エッジライト型固体光源と直下型固体光源と共に点滅機能を提供する。それに対し、従来の車用ライトセットにおけるＬＥＤリアライトは、ほとんど面状光源ではない、線状を呈する。また、従来の制動灯器は、大体車用のＬＥＤリアライトと別に構成され、別の光源モジュールが必要となるため、製造コストが増えるとともに、組立の労力と時間コストも増えてしまう。
上記の目的を達成するために本発明が採用する技術、手段及び効果をさらに理解するように、以下本発明の詳細な説明、図面を参照する。それにより、本発明の目的、特徴及び特長を深刻又は具体的に理解し得ると考えられる。なお、添付した図面及び書面は、参考及び説明に使えることに過ぎない。本発明を限定するものではない。
本発明の車用二重機能照明モジュールを示す側面模式図である。 本発明の車用二重機能照明モジュールにおける第１の光線及び第２の光線の照射模式図である。 本発明の車用二重機能照明モジュールの下部細微構造を示す模式図である。 本発明の車用二重機能照明モジュールの下部細微構造を示す模式図である。 本発明の車用二重機能照明モジュールの下部細微構造を示す模式図である。 本発明の車用二重機能照明モジュールの下部細微構造を示す模式図である。 本発明の車用二重機能照明モジュールの下部細微構造を示す模式図である。 本発明の車用二重機能照明モジュールの下部細微構造を示す模式図である。 本発明のエッジライト型固体光源及び導光層の一部を示す平面図である。 本発明の直下型固体光源及び導光層を示す側面図である。 本発明の直下型固体光源及び導光層の他の実施形態を示す側面図である。 本発明の導光層における底面の入光部を示す模式図である。 本発明の導光層における底面の入光部を示す模式図である。 本発明の導光層における底面の入光部を示す模式図である。 本発明の車用二重機能照明セットを示す断面図である。 本発明の車用二重機能照明セットを示す立体分解図である。
図１及び図２を参照する。図１は、本発明の車用二重機能照明モジュールを示す側面模式図である。図２は、第１の光線及び第２の光線の照射模式図である。本発明における車用二重機能照明モジュール１００は、導光層１０、少なくとも１つのエッジライト型固体光源２１、及び少なくとも１つの直下型固体光源２２を備える。前記導光層１０は、天面１０ｔ、底面１０ｂ及び少なくとも１つの側面１０ｓを有する。エッジライト型固体光源２１は、導光層１０の側面１０ｓに位置され、第１の方向に向かって第１の光線Ｌ１を発する。この実施形態において、第１の方向は、導光層１０に平行する方向（図２のＸ方向を参照する）と言う。第１の光線Ｌ１は、導光層１０の側面１０ｓから入光し、天面１０ｔから出光するようにガイドされる。それにより、面状の照明光を提供する面光源となる。上記固体光源とは、固体電子デバイス、即ち半導体デバイスと言い、例えば、発光ダイオード、有機発光半導体及び高分子発光ダイオードなど光源としての照明技術である。それらは概略的に発光ダイオード（ＬＥＤ）と称することができる。
直下型固体光源２２は、導光層１０の下方に位置され、第２の方向に向かって選択的に第２の光線Ｌ２を天面１０ｔに対して発する。第１の方向は、第２の方向と略垂直する。この実施形態において、第２の方向は導光層１０に垂直する方向（図２のＺ軸方向を参照する。）と言う。第２の光線Ｌ２は、天面１０ｔから出射されることにより、照明光を補強する補強光源になる。該補強光源の位置は前記面光源内に位置され、選択的に面光源における局部的な輝度を補強することができる。この実施形態において、上述した「選択的に第２の光線Ｌ２を発する」ことは、直下型固体光源２２が必要な時のみに点灯する意味である。例えば、第１の光線Ｌ１を車両のリアライトに適用する場合、第２の光線Ｌ２が直下型光源を提供することにより、車両の制動灯光源及び後退灯光源に適用することができ、照明の輝度をさらに高めることができる。
図１に示すように、本実施形態において、導光層１０の底面１０ｂには、直下型固体光源２２が複数設けられてもよい。複数の直下型固体光源２２は、例えば直線、弧状又は面状に配置される。導光層１０は、対向するように形成される二つの側面１０ｓを有する。側面１０ｓごとには、エッジライト型固体光源２１が複数設けられてもよい。また、前記複数の第１の光線Ｌ１は、いずれも複数の直下型固体光源２２に向かうように構成される。
本実施形態における車用二重機能照明モジュール１００は、さらにプリント基板２０を備える。前記複数のエッジライト型固体光源２１及び前記複数の直下型固体光源２２は、プリント基板２０に設けられる。前記複数のエッジライト型固体光源２１は、プリント基板２０の側縁にわたって配置される。前記複数の直下型固体光源２２は、前記複数のエッジライト型固体光源２１の間に設けられる。
図２を参照する。前記のように構成することにより、本発明の車用二重機能照明モジュール１００は、面状の照明光を発する面光源として第１の光線Ｌ１を提供するのみならず、さらに面光源内に照明光を補強する補強光源を実現する。該補強光源は、第２の光線Ｌ２により生じ、選択的に面光源における局部的な輝度を補強することができる。本発明は、面光源型のリアライトにすることのみならず、同じライトセットで制動光源を提供することもできる。それに対し、従来の車用ライトセットにおけるＬＥＤリアライトは、ほとんど面状光源ではない、線状を呈する。また、従来の制動灯器は、大体車用のＬＥＤリアライトと別に構成され、別の光源モジュールが必要となるため、製造コストが増えるとともに、組立の労力と時間コストも増えてしまう。
本発明の車用二重機能照明モジュール１００は、さらに拡散層３０（Ｄｉｆｆｕｓｅｒ Ｐｌａｔｅ）を含む。前記拡散層３０は、導光層１０の上方に位置される。導光層１０から出射された光線をよりやさしく見えるようにさらに拡散することができる。拡散層３０は、光拡散性のある材料で構成され、特定したヘイズ、光線透過率、屈折率などの光学特性を有しており、点状又は線状の光をソフトで均一な面光源に転換することができる。
本実施形態における導光層１０（Ｌｉｇｈｔ Ｇｕｉｄｅ Ｐｌａｔｅ）は、全反射の原理を利用して光源からの光線を導光層１０の遠端に伝送した後、導光層１０の底面に設けた拡散点により反射光が複数の角度に拡散され、密度及びサイズの異なる拡散点パターンにより光の全反射を破壊して、光線を導光層１０の天面１０ｔにガイドする。
以下、導光層１０の構成について具体的に説明する。図４に示すように、導光層１０の側面１０ｓに、エッジライト型固体光源２１を収納する凹部１１が設けられる。凹部１１の数は、エッジライト型固体光源２１の数に対応する。凹部１１は、光線の全反射を減らすと共に、光源の間に存在するダークバンドを小さくするように、エッジライト型固体光源２１の発散角を高める役割を果たしている。
図５及び図６を参照する。本実施形態における導光層１０の天面１０ｔに上部細微構造１４が設けられる。上部細微構造１４は、直下型固体光源２２と対応するように位置されている。上部細微構造１４には、出光面１４１及び出光面１４２が形成される。上部細微構造１４で第２の光線Ｌ２を偏向して集めることにより、配光分布を変えることができる。前記出光面１４１及び出光面１４２は、導光層１０の天面１０ｔに対して出光面角度が設けられる。本実施形態において、出光面角度を、例えば図５に示す出光面角度θ１を図６に示す出光面角度θ２のように大きく変えると、第２の光線Ｌ２を偏向して集めることにより、配光分布を変えることができる。本発明における前記出光面１４１及び出光面１４２は、段差を有する曲面に形成される。実際に実行する際には、その曲面が球面、非球面又は自由球面などに形成されてもよいが、もちろんそれは説明するためのものに過ぎなく、本発明の実際応用はそれに制限されてない。本実施形態における車用二重機能照明モジュール１００は、車用リアライトに適用することにより、車両のボディの隅に合わせて配置して、光線のパターンを適当の輝度を持つと共に、規定する方向に投射するように形成することができる。上述した図面は、例として挙げられるものに過ぎない。出光面を図５の左側に向かうように調整してもよく、また、図７Ａないし図７Ｃに示すように、出光面が右側に向かうように調整してもよい。すなわち、図７Ａないし図７Ｃに示した曲面の段差の方向は、図５及び図６の曲面の段差の方向と反対にされている。それにより、直下型固体光源２２による元の出光方向は、左側又は右側へ偏向される。
本発明における他の実施形態はコンピュータシミュレーションにより、光量が３０ｌｍで、中心光強度がおよそ９．８ｃｄを生じたＬＥＤを設定する。そして、その設定条件に基づいて導光層の上面の上部細微構造を設定して、その出光面と水平面との出光面角度を調整することにより、光線角度を下表のように偏向する。
表１
Figure 2019160770
導光層１０の底面１０ｂには、第１の光線Ｌ１を導光層１０の天面１０ｔに反射するように、下部細微構造１３が複数設けられている。下部細微構造１３は、例えばパターン印刷、モールド射出成形、又はレーザー加工により、複数の拡散点を形成したもの、微細構造を有する鋼板、又は印刷方法で複数の凹形状を導光層１０の底面１０ｂに形成したものであってもよい。下部細微構造１３は、異なる形状に形成されてもよい。例えば、図３Ａないし図３Ｆに示した、下部細微構造１３ａが半球状に、下部細微構造１３ｂが円錐形に、下部細微構造１３ｃがピラミッド形に、下部細微構造１３ｄが円筒形に、下部細微構造１３ｅが台形に、下部細微構造１３ｆが半円錐形に形成されている。なお、上述したことは例として挙げられることに過ぎない。本発明はそれに制限されてない。
本実施形態において、光線の利用率を高めるために、プリント基板２０の上面に反射層２５を設けてもよい。反射層２５は、導光層１０による漏れ光を導光層１０に再入光させるように反射するために、導光層１０の底面１０ｂと対向して設けられる。反射層２５は、回路層２３を覆った淡色の絶縁塗料であってもよい。回路層２３は、エッジライト型固体光源２１及び直下型固体光源２２と電気的に接続されている。
図７Ａないし図７Ｃを参照する。導光層１０の底面１０ｂには、直下型固体光源２２を収納する入光部１２、１２ａ、１２ｂが設けられる。入光部１２、１２ａ、１２ｂは、それぞれ異なる入光面を有する。入光面は、凸面入光面１２２、平面入光面１２４、又は凹面入光面１２６のいずれであってもよい。
図８及び図９を参照する。本発明は、車用二重機能照明セット２００に適用することができる。車用二重機能照明セット２００は、キャリア４０、前記キャリア４０上に位置されるプリント基板２０、導光層１０、拡散層３０、複数のエッジライト型固体光源２１、及び複数の直下型固体光源２２を含む。本実施形態における導光層１０としては、可撓性を有するものが好ましい。つまり、可撓性材料で構成されたもの、例えばシリコーンである。それをフレキシブル回路基板（ＦＰＣＢ）と組み合わせて、各種の車用照明灯のデザインに適用することができる。
プリント基板２０は、前記キャリア４０に配置される。前記プリント基板２０の天面に反射層２５が設けられる。導光層１０は、前記プリント基板２０の天面に配置される。導光層１０は、天面１０ｔ、底面１０ｂ及び少なくとも１つの側面１０ｓを有する。拡散層３０は、前記導光層１０の上方に位置される。複数のエッジライト型固体光源２１は、プリント基板２０の天面に配置されると共に、導光層１０の側面１０ｓに位置される。複数のエッジライト型固体光源２１は、第１の方向に向かって第１の光線Ｌ１を発する。第１の光線Ｌ１が導光層１０の側面１０ｓから入光して、天面１０ｔから出光するようにガイドされる。それにより、面状の照明光を発する面光源（図２を参照する。）となる。複数の直下型固体光源２２は、前記プリント基板２０の天面に設けられると共に、前記導光層１０の下方に位置される。複数の前記直下型固体光源２２は、前記導光層１０の前記天面１０ｔに出射するように、第２の方向に向かって選択的に第２の光線Ｌ２を発する。中でも、前記第１の方向は、前記第２の方向と略垂直されている。第２の光線Ｌ２が面状の照明光を発する面光源（図２を参照する。）内に位置され、面光源における局部的な輝度を補強するように前記導光層１０の天面１０ｔから出射する。
車用二重機能照明セット２００にさらにシェード５０が含まれることが好ましい。シェード５０は、複数のエッジライト型固体光源２１の上方にわたって配置され、エッジライト型固体光源２１による上向きの光を遮蔽する。中でも、複数の直下型固体光源２２は、複数のエッジライト型固体光源２１の間に配置されてもよい。
本発明の車用二重機能照明セットにより、面光源となる面状の照明光を提供するのみならず、さらに、面状の照明光を発する面光源内に照明を補強する補強光源を提供し得る。選択的に面光源の局部的な輝度を補強することができる。それにより、同一の照明モジュールにおいて、少なくとも二重の照明機能を果たすことができる。つまり、本発明の照明セットにより、三重、四重又は五重以上異なる照明機能を提供することができる。本発明の実際応用は、それらの数に制限されていない。本発明は、面光源型のリアライトとすることができる。それに加えて、同一のライトセットにおいて制動灯光源も提供し得る。あるいは、ウィンカーとなるように、エッジライト型固体光源と直下型固体光源と共に点滅機能を提供する。それに対し、従来の車用ライトセットにおけるＬＥＤリアライトは、ほとんど面状光源ではない、線状を呈する。また、従来の制動灯器は、大体車用のＬＥＤリアライトと別に構成され、別の光源モジュールが必要となるため、製造コストが増えるとともに、組立の労力と時間コストも増えてしまう。
上述したのは、本発明の好ましい実施可能な実施例に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するためのものではなく、本発明の特許請求の範囲に基づき為された均等の変形と変更は、全て本発明の請求項の保護範囲に属するものとする。
１００ 車用二重機能照明モジュール
２００ 車用二重機能照明セット
１０ 導光層
１０ｔ 天面
１０ｂ 底面
１０ｓ 側面
１１ 凹部
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ 下部細微構造
θ１、θ２ 出光面角度
１４、１４ａ 上部細微構造
１４１、１４２、１４３ 出光面
１２、１２ａ、１２ｂ 入光部
２０ プリント基板
２３ 回路層
２５ 反射層
２１ エッジライト型固体光源
２２ 直下型固体光源
Ｌ１ 第１の光線
Ｌ２ 第２の光線
３０ 拡散層
４０ キャリア
５０ シェード

Claims (13)

  1. 天面、底面及び少なくとも１つの側面を有する導光層と、
    前記導光層における前記側面に位置され、第１の方向に向かって第１の光線を発するエッジライト型固体光源と、
    前記導光層の下方に位置され、前記第１の方向と略垂直する第２の方向に向かって、選択的に第２の光線を発する直下型固体光源と、を備え、
    前記第１の光線が、面状の照明光を提供する面光源となるように、前記導光層の前記側面から入光すると共に前記天面から出光するようにガイドされ、
    前記第２の光線が、前記照明光を補強する補強光源となるように、前記天面に向かって出射し、
    前記補強光源は、前記面光源内に位置され、前記面光源の局部的な輝度を選択的に補強する、ことを特徴とする車用二重機能照明モジュール。
  2. 前記導光層の上方に位置される拡散層をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載する車用二重機能照明モジュール。
  3. 前記導光層の前記側面には、前記エッジライト型固体光源を収納する凹部をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載する車用二重機能照明モジュール。
  4. 前記導光層の前記天面には、前記直下型固体光源と対応するように位置される上部細微構造が設けられ、
    前記上部細微構造は、段差を有する曲面である出光面に形成される、ことを特徴とする請求項３に記載する車用二重機能照明モジュール。
  5. 前記導光層の前記底面には、入光面を有し、前記直下型固体光源を収納する入光部を備え、
    前記入光面は、凹面、平面または凸面に形成される、ことを特徴とする請求項３に記載する車用二重機能照明モジュール。
  6. 前記導光層の前記底面には、前記第１の光線を前記導光層の前記天面へ反射するように、複数の下部細微構造が設けられる、ことを特徴とする請求項４に記載する車用二重機能照明モジュール。
  7. 前記導光層の前記底面には、前記直下型固体光源が複数設けられ、
    前記導光層には、対向する２つの前記側面を有し、
    前記側面毎には、前記エッジライト型固体光源が複数設けられ、
    複数の前記第１の光線は、いずれも前記複数の直下型固体光源に向かっている、ことを特徴とする請求項１に記載する車用二重機能照明モジュール。
  8. 前記エッジライト型固体光源及び前記直下型固体光源が配置されるプリント基板をさらに備え、
    複数の前記エッジライト型固体光源は、前記プリント基板の側縁にわたって配置され、
    複数の前記直下型固体光源は、複数の前記エッジライト型固体光源の間に配置される、ことを特徴とする請求項７に記載する車用二重機能照明モジュール。
  9. 前記プリント基板の上面には、前記導光層の前記底面と対向する反射層が設けられる、ことを特徴とする請求項８に記載する車用二重機能照明モジュール。
  10. キャリアと、
    天面に反射層が設けられ、前記キャリアに配置されるプリント基板と、
    前記プリント基板の上方に配置され、天面、底面及び少なくとも１つの側面を有する導光層と、
    前記導光層の上方に位置される拡散層と、
    前記プリント基板の前記天面に設けられると共に、前記導光層の前記側面に位置され、第１の方向に向かって第１の光線を発する複数のエッジライト型固体光源と、
    前記プリント基板の前記天面に設けられると共に、前記反射層の上方、かつ前記導光層の下方に位置され、前記第１の方向と略垂直する第２の方向に向かって選択的に第２の光線を発する複数の直下型固体光源とを備え、
    前記第１の光線が、面状の照明光を提供する面光源となるように、前記導光層の前記側面から入光すると共に前記天面から出光するようにガイドされ、
    前記第２の光線が、前記導光層の前記天面から出射されて、前記面光源の局部的な輝度を選択的に補強するように前記面光源内に位置される、
    ことを特徴とする車用二重機能照明セット。
  11. 前記エッジライト型固体光源による上向きの光線を遮蔽するように、前記複数のエッジライト型固体光源の上方にわたって位置されるシェードをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載する車用二重機能照明セット。
  12. 複数の前記直下型固体光源は、複数の前記エッジライト型固体光源の間に位置されることを特徴とする請求項１０に記載する車用二重機能照明セット。
  13. 前記導光層は可撓性材料で構成され、前記プリント基板はフレキシブル回路基板であることを特徴とする請求項１０に記載する車用二重機能照明セット。
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