JP6192424B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、各種意匠体の一部または全部を発光させることによって照明および装飾する発光装置に関し、特に、光源の他に導光体を利用して、面発光又は線発光するように発光表示させて装飾する発光装置に関する。
従来より、車両の外観の意匠性を高めたり、車名やブランド名やロゴ等を表示するために、自動車の前部または後部に車名や社名、ブランド名等を表したエンブレム(ロゴ、マーク)が取り付けられているが、このエンブレムを強調するため、または、高級感を付与するため、または、夜間の視認性を高めるために、エンブレムの一部または全部を発光させたり、照明したりすることが行われている。
この種の発光装置としては、従来、光源にLED(発光ダイオード)を用いるとともに、LEDから出射した光を導光、拡散させるために透明または半透明の導光体を配置してなる発光装置が知られている。導光体に対するLEDの配設位置によって、例えば、導光体の側面に光を照射するようにLEDを配置したエッジライト方式や、導光体内にLEDを配設した導光体内光源方式などの種々の発光方式が知られている。
特許文献1は、エンブレムの外形を形成する意匠体の凹所内に光源となるLEDを配設し、意匠体の下方に配設された導光体に向かって光を照射し、照射された光が、導光体に予め形成された略円錐体形状の貫通孔の側面で反射することによって、導光体内へと導光されて、意匠体の外縁部分が発光する発光装置を開示している。
このような構成とすることによって、光源であるLEDの灯数を少なくしても均一発光性を高くすることができるとともに、LEDを配設するためのスペースを設ける必要が無くなり、薄型で省スペース化を図ることができる。
特開2012−83520号公報
意匠体と光源と導光体をこの順に配設している特許文献1に開示の発光装置においては、意匠体の凹所内に配設したLEDから、意匠体の後方側に配設した導光体に向かって、即ち、意匠体とは反対側に向かって光を照射しているため、LEDおよびLEDが実装された基盤の背後の意匠体自体を発光させることはできない。
また、特許文献1に開示の発光装置においては、部分的に光を遮蔽するように、光透過領域と光不透過領域とからなるシート体を導光体と意匠体との間に配設することによって、特定部分(意匠体の外縁)のみを発光させているが、輝度の面で十分とはいえない。
本発明の目的は、意匠体への導光量を増加できる発光装置を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明に係る発光装置は、意匠体と、光源と、該光源から照射された光を導光する導光体とを、表側から裏側にかけて、この順に配置してなる発光装置において、前記導光体には、他の部位に比べて、前記意匠体に向かう光の出射量が大きい高輝部が形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、導光体の一部に光の出射量が大きい高輝部を設けることによって、任意の箇所を発光表示させたり、特定箇所からの光の出射量を多くすることにより、意匠体に多くの光を供給、導光させることが可能となる。
本発明において、前記高輝部は、前記導光体の表面から突出する凸部を有することが好ましい。この構成によれば、導光体の表面に凸部を一体的に成形するのみで、高輝部を設けることができる。また、V字等の溝形状を設けた場合と比べて、水の浸入により溝形状を水が埋めてしまい、光学的な機能が消失してしまうような不具合が発生する惧れがない。
本発明において、前記意匠体の少なくとも一部には、光を導光可能な透明または半透明の材料からなる導光部を備えているとともに、前記凸部と、前記導光部に設けられた光入射面の少なくとも一部とが、前記意匠体および前記導光体の前記表面に直交する方向に重なるように配設されていることが好ましい。この構成によれば、前記高輝部から出射された光が前記導光部の光入射面から導光部内に導光されるため、前記光源の背後に位置する(光の出射方向とは反対側に位置する)意匠体を発光表示させることが可能となる。
本発明において、前記凸部は、前記導光部の端部に沿うように連続して前記導光体に形成されているとともに、前記導光部の前記光入射面の幅方向中心線に対して、前記凸部の幅方向中心線が前記光源側へ偏って配置されていることが好ましい。この構成によれば、前記高輝部から出射された光を前記意匠体の端面から取り込む量が多くなるため、光源から出射された光の利用効率が高められる。
本発明において、前記導光体の前記高輝部における前記裏面側には、前記導光部の光入射面と略同じ幅の溝部が形成されていてもよい。この構成によれば、前記高輝部における光の出射量をさらに高めることができる。
本発明において、前記意匠体の前記導光部の外側に離間して位置する外環部には、前記導光体の端面に対向するように、傾斜部が形成されていてもよい。この構成によれば、前記導光体の端面から出射された光が、意匠体の外環部の導光体の端面に対向する位置に形成された傾斜部で反射されるため、該傾斜部が発光して第三の高輝部が形成され、傾斜部がライン状に発光して発光装置の意匠性がより一層高められる。
本発明において、前記導光部の裏面側に凹部が形成され、この凹部に前記光源が配置されていてもよい。この構成によれば、光源を導光部の凹部内に収容するので、発光装置を薄型化できる。
本発明において、前記導光部には、前記凹部を取り囲むように前記導光体の表面に向かって突出して前記導光体との隙間をシールする環状のシール突起が形成されていてもよい。この構成によれば、光源や基盤が収容されている内部空間への水などの浸入を防止できる。
本発明の発光装置は、導光体に他の部位と比べて光の出射量が大きい高輝部が形成されているので、任意の箇所を発光表示させたり、特定箇所からの光の出射量を多くすることにより、意匠体に多くの光を供給、導光させることが可能となる。
本発明の発光装置の一実施形態に係るエンブレムイルミの斜視図である。 同エンブレムイルミを構成部品に分解して示した斜視図である。 同エンブレムイルミの意匠体を取り除いて、導光部を透過して示した斜視図である。 同エンブレムイルミの構成部品の一つである導光体を示した斜視図である。 同エンブレムイルミを裏側から見た斜視図である。 図1のA−A線で切断した断面図である。 図6における、導光体の表面に形成した凸部を備える高輝部付近を拡大した断面図である。 高輝部の他の実施例を示した断面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明を車両外部に配設される発光装置であるエンブレムイルミ1に適用した実施形態を斜視図で示している。また、図2は、図1のエンブレムイルミ1の構成部品を分解して示した斜視図である。
図1のエンブレムイルミ1は、エンブレムの外形をなす意匠体10と、該意匠体10の中央に一体化されている導光部11と、図2に示す基盤12と、該基盤12上に実装されるLED13,13´(光源)と、基盤12に接続されるハーネス14と、LED13,13´から照射された光を導光する導光体15と、該導光体15に形成されたハーネス14挿通用の挿通孔を密閉するために挿通孔に嵌合されるグロメット16と、前記導光体15と意匠体10を接着および密閉する両面テープ17とを備えている。
[意匠体(エンブレム)]
意匠体10は、エンブレムイルミ1の外観を構成し、自動車の車種や社名等のロゴやマークとなるように形成されている。意匠体10は、ABS等の樹脂材料を射出成形することによって形成された後、銀メッキ加工を施されて、意匠性が高められている。本実施形態においては、前記意匠体10は、銀メッキ加工を施された非透光性になるように形成されているが、これに限られることはなく、一部又は全部を透明又は半透明等の透光性となるように形成して発光するようにしても構わない。
図2に示すように意匠体10は、内環部10aと外環部10bと、内環部10aと外環部10bとを繋ぐ2つの架橋部10c,10c´とからなる。また、内環部10aの内側には、円状に開口した開口部10dが形成されており、内環部10aと外環部10bとの間は、2つの空隙10e,10e´が形成されている。
[導光部(レンズ)]
導光部11は、緑色に着色したポリカーボネート(PC)を射出成形してなる半透明の透光性の成形品であり、導光部11の内部には凹部11e(図6)が形成されており、この凹部11eが収容空間の機能も担っている。導光部11は、導光部11の内部に入射した光を導光し、緑色に発光する。本実施形態においては、緑色に着色しているが、これに限られるものではなく、赤色や青色など他の色でもよいし、透明又は半透明でもよい。
前記導光体15に前記導光部11をビス留め固定した後、導光体15は、前記両面テープ17によって意匠体10に接着固定される。このとき、導光部11は、意匠体10の開口部10dに嵌合固定される。これにより、意匠体10の一部である内環部10aが導光部11を備えることとなる。本実施形態においては、意匠体10と導光部11は別体形成された後、嵌合一体化しているが、これに限られず、導光部11を意匠体10にインサート成形してもよい。このような構成とすることによって、導光部11と意匠体10とは、隙間無く、一体化することになるため、エンブレムイルミ1の密閉性が格段に高められ、導光部11の内部への水の浸入の惧れが格段に低減可能となるため好ましい。
[基盤、LED]
エンブレムイルミ1の光源として、2灯のLED13,13´を用いている。LED13,13´は、ガラスエポキシ樹脂からなる基盤12上に実装されている。本実施形態において、LEDの灯数は2灯用いているが、これに限らず、1灯でもよいし3灯以上でもよい。本発明は、数灯のLEDのみでエンブレムイルミ1の任意の箇所を発光させることができることを特徴とする。
LED13,13´が実装された基盤12は、前記導光体15にビス留め固定される。図示は省略しているが、基盤12は、基盤12に形成された2箇所の挿通孔のそれぞれにビス(ねじ体)を挿通させ、導光体15の表面に円筒状に突出形成されたボス部にねじ込むことにより、導光体15に固定されている。このとき、図6に示すように、基盤12は、LED13,13´が実装された側が導光体15に面するように配設されている。即ち、LED13,13´から出射した光は、導光体15に向かって照射されることになる。
本実施形態に用いたLED13,13´は、日亜化学製の白色LED(商品名:NS2W150)であるが、これに限らず、赤色LEDや青色LED等の他の色でもよいし、フルカラーのLEDを用いて、色替え表示してもよい。
図3に示すように基盤12には、ハーネス14が接続されていて、該ハーネス14は、導光体15に形成された挿通孔15eを通って、車体側へと接続されている。このとき、ハーネス14をグロメット16に通して、グロメット16を導光体15の挿通孔15eに嵌合させることによって、密閉性を高めている。グロメット16は、ゴムなどの可撓性および防水性を有する材料が好適に用いられるが、粘性のある液体を流し込み凝固させることによって封止してもよい。この場合、さらに水密性が高められて好ましい。
前記意匠体10の導光部11は、図6に示すように、内部に中空の収容空間をなす凹部11eが形成されており、該凹部11e内に前記基盤12、LED13,13´が収容される。このため、基盤12とLED13,13´の収容空間を別途設ける必要がなくなるため、省スペース化、薄型化が可能となるとともに、部品点数の増加を避けることが可能となる。
[導光体(導光プレート)]
図4は、導光体15を拡大して示した斜視図である。導光体15は、散乱粒子を有する半透明なポリカーボネート(PC)樹脂を射出成形して形成されている。導光体15の表面15aには、前記意匠体10の円形の導光部11の外周縁と略同じ外径となるように、表面15aから一体的に突出する凸部15bが連続して形成されている。また、前記LED13,13´の配設位置に面するように導光体15の表面15aから裏面15cまで貫通する貫通孔15d,15d´が形成されている。即ち、図6に示す光源となるLED13,13´が、貫通孔15d,15d´に対向するように近接して配置され、LED13,13´から照射された光Lは、貫通孔15d,15d´に向かって照射される。LED13,13´と導光体15の表面15aとの間隔H1は、好ましくは1.0mm以下、より好ましくは0.5mm以下である。スペースの都合上、この範囲まで間隔を詰めることができない場合は、導光体15の前記貫通孔15d,15d´が形成されている部分だけ突出するように形成してもよい。
図4に示すように前記凸部15bは円環状に形成されているが、一部、凸部15bが形成されずに途切れた、開口部15jが前記挿通孔15eの近傍に形成されている。基盤12に接続されたハーネス14は、この開口部15jに通され、挿通孔15eへと挿通されてエンブレムイルミ1の外部へと接続されている。
導光体15としては、上記のポリカーボネート樹脂のほか、アクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコン樹脂などでも代用可能である。また、半透明樹脂でなくても、散乱粒子を含まない透明樹脂でも構わない。図5は、エンブレムイルミ1を裏側から見た斜視図である。導光体15は、意匠体10の開口部10dと内環部10aと架橋部10c,10c´と略同じ外形となるように成形されていて、裏側から意匠体10の開口部10dと内環部10aと架橋部10c,10c´とを被覆し、意匠体10に光Lを出射する。
[貫通孔]
導光体15の上記貫通孔15d,15d´は、図6に示すように、LED13,13´側となる表面15aの開口径よりも反対側の裏面15cの開口径の方が大きく、その貫通孔15d,15d´の内側面が導光体15の下方(表面15aから裏面15c)に向かって孔径が次第に大きくなる略円錐体形状をなしている。貫通孔15d,15d´は、導光体15の表面15aにおける開口の孔径D1が0.4〜1.0mm、より好ましくは0.6〜0.8mmであり、導光体15の裏面15cにおける開口の孔径D2が1.0〜4.0mm、より好ましくは、2.0〜3.0mmの範囲であることが、LED13,13´から出射された光Lの利用効率が最も高められるため好適である。
貫通孔15d,15d´を設けることによって、LED13,13´から出射された光Lは、その中心部分は該貫通孔15d,15d´を通過して外部に捨てられるが、その周りの部分が貫通孔15d,15d´の内側面で回折し、導光体15内に導光される。これにより、LED13,13´の直下近傍からの発光量が局所的に高まって発光ムラの発生することを抑制できる。また、貫通孔15,15´の内側面は内側に凸となるように膨出した湾曲形状となるように形成されていることが好ましく、このような形状とすることによって、LED13,13´から照射された光Lの利用効率をさらに高めることができる。導光体15の裏面15cには、ドットパターンやシボ加工を施すか、白色の印刷または塗装を施すことが好ましい。このような構成とすることによって、導光体15の裏面15cで光Lが反射するため裏面15cからの光の放出を防止できるため、さらに光Lの利用効率を高めることが可能となる。
[高輝部]
導光体15の表面15aに円環状に突出形成されている凸部15bによって、表面15aの一般面に比べて光Lの出射量が大きい第一の高輝部が形成されている。凸部15bは、意匠体10の一部である導光部11に向かう光量を増大させる。本実施形態において、凸部15bは連続的なリブ状に形成されているがこれに限られるものではなく、断続的に複数設けられていてもよいし、円環状ではなくて、楕円や多角形、ロゴやマークの形状など任意の形状とすることができる。
従来、このような高輝部を形成する場合、導光体15の裏面15c側に、例えばV溝形状を形成して、光を反射、屈折させることが行われているが、その場合、導光体15のV溝形状の部分に水が浸入して、溝部分を埋めてしまって、光を反射、屈折する機能が失われたり、低下したりする不具合が発生していた。特に本実施形態のエンブレムイルミ1のような外装部品においては、このような不具合への対策が必要となるが、本実施形態のように、導光体15の表面15a側に突出形状となる凸部15bを設けることによって高輝部を形成すれば、水などの浸入による性能低下を可及的に防止できる。
図7に示すように、前記凸部15bの向いている方向、即ち、凸部15bが導光体15の表面15aから突出している方向には、導光部11の端面である光入射面11aが位置するように導光部11および導光体15が配設されている。即ち、前記凸部15bの少なくとも一部と、前記導光部11に設けられた光入射面11aの少なくとも一部とが、前記意匠体10および導光体15の表面に直交する方向に重なるように配設されている。このような構成とすることによって、凸部15bから出射された光が、導光部11の光入射面11aから導光部11内へと導光される。
導光部11内へ入射した光は、導光部11内を反射、屈折しながら導光されるとともに、導光部11の表面11bから外部へ出射されることにより、導光部11全体が発光し、エンブレムイルミ1を装飾し、意匠性、高級感、夜間の視認性を付与する。このとき、導光部11の裏面11cにはシボ加工が施されていることが好ましい。この場合、導光部11内を導光された光は、裏面11cで反射して、表面11b方向へと向かう量が多くなるため、導光部11の輝度、均一性および光の利用効率が高められる。
導光体15の凸部15bは、前記導光部11の光入射面11aの表裏方向と直交する幅方向の中心線L1に対して、凸部15bの幅方向の中心線L2が、光源のLED13,13´側へと偏って配置されていることを特徴とする。このような構成とすることによって、凸部15bから出射した光に対して、導光部11の光入射面11aから取り込まれる光量が増えて、光の利用効率が高められるため好ましい。本実施形態においては、凸部15bの幅方向の中心線L2が、導光部11の内側面11fと一致するように配設されている。
凸部15bの形状は断面が半円状に形成されているが、この場合、凸部15bの断面の半径R1は、0.5〜1.5mmの範囲にあることが好ましく、1.0〜1.2mmの範囲にあることがより好ましい。本実施形態においては、凸部15bは半径R1=1.0mmの半円状なるように突出形成されている。ここで、凸部15bにおいて、光源側で導光部15の表面15aへと接続するコーナー部15fは、曲率R2=0.5mmの湾曲状に形成されている。このような構成とすることによって、光源のLED13,13´から照射され、導光体15内を導光された光のうち、凸部15bから出射する光の量をより多くすることができるため、導光部11の輝度を高めることができる。コーナー部15fの形状はこれに限られるものではなく、直線状の傾斜面等、コーナー部15fの形状を変えることで凸部15bへの光の入射量を調節することができる。
また、本実施形態においては、凸部15bは、断面が半円状に形成されているが、これに限られるものではなく、断面が楕円状、多角形など任意の形状で代替できる。
導光部11には、前記導光体15の表面15aに向かって突出する環状のシール突起11dが形成されている。環状のシール突起11dの先端と導光体15の表面15aとの距離H2は0.5mm以下となるように近接して配置されており、これにより、エンブレムイルミ1において光源となるLED13,13´や基盤12が収容されている内部空間への水などの浸入を防止している。
導光体15は、意匠体10の内環部10aの外周に略沿うように形成されているが、図5および図6に示すように、導光体15の端部は、意匠体10の内環部10aの端部から若干突出するように形成されている。また、導光体15の端部において、導光体15の裏面15c側コーナー部には、図6に示す第一の傾斜面15gが形成され、表面15a側コーナー部には、第二の傾斜面15hが形成されている。第一の傾斜面15gと第二の傾斜面15hによって、導光体15内を導光してきた光Lが反射、屈折して、導光体15の表面15aの一般面よりも光Lの出射量の多い第二の高輝部が形成されている。なお、第二の傾斜面15hは割愛してもよい。
図8に、前記第一の高輝部の他の実施例を示す。本実施例における第一の高輝部は、導光体15の表面15a側に前記凸部15bを突出形成するとともに、導光体15の裏面15c側に溝部15iを形成していることを特徴とする。溝部15iを形成することによって、導光体内を導光されてきた光が溝部15iで反射、屈折することによって、前記凸部15bからの光の出射量がさらに多くなる。
図6に示すように、前記意匠体10の内環部10aから離間して位置する外環部10bの内周面には、前記導光体15の前記第一の傾斜面15gと第二の傾斜面15hとの間の端面に対向するように、傾斜部10fが形成されている。傾斜部10fは、意匠体10の表面15a側に向かって径方向外側に傾斜した面からなり、前記導光体15の端面から出射した光Lが、外環部10bに形成された該傾斜部10fによって意匠体10の表面側に反射、屈折することにより、第三の高輝部が形成される。
以上説明したとおり、本発明による発光装置は、意匠体と光源と導光体をこの順に配置することにより、光源からの光の出射方向とは反対側を面状に光らせることができる。
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
1: エンブレムイルミ(発光装置)
10:意匠体
10a:内環部
10b:外環部
10c,10c´:架橋部
10d:開口部
10e,10e´:空隙
10f:傾斜部(第三の高輝部)
11:導光部
11a:凹部
11b:表面
11c:裏面
11d:環状のシール突起
11e:凹部
12:基盤
13,13´:LED(光源)
14:ハーネス
15:導光体
15a:表面
15b:凸部(第一の高輝部)
15c:裏面
15d,15d´:貫通孔
15e:挿通孔
15f:コーナー部
15g:第一の傾斜面(第二の高輝部)
15h:第二の傾斜面(第二の高輝部)
15i:溝部
15j:通路部
16:グロメット
17:両面テープ

Claims (6)

  1. 意匠体と、光源と、該光源から照射された光を導光する導光体とを、表側から裏側にかけて、この順に配置してなる発光装置において、
    前記導光体には、他の部位に比べて、前記意匠体に向かう光の出射量が大きい高輝部が形成されており、
    前記高輝部は、前記導光体の表面から突出する凸部を有し、
    前記意匠体の少なくとも一部には、光を導光可能な透明または半透明の材料からなる導光部を備えているとともに、前記凸部と、前記導光部に設けられた光入射面の少なくとも一部とが、前記意匠体および前記導光体の前記表面に直交する方向に重なるように配設されていることを特徴とする発光装置。
  2. 前記凸部は、前記導光部の端部に沿うように連続して前記導光体に形成されているとともに、前記導光部の前記光入射面の幅方向中心線に対して、前記凸部の幅方向中心線が前記光源側へ偏って配置されていることを特徴とする請求項に記載の発光装置。
  3. 前記導光体の前記高輝部における前記裏面側には、前記導光部の前記光入射面と略同じ幅の溝部が形成されていることを特徴とする請求項またはに記載の発光装置。
  4. 前記意匠体の前記導光部の外側に離間して位置する外環部には、前記導光体の端面に対向するように、傾斜部が形成されていることを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載の発光装置。
  5. 前記導光部の裏面側に凹部が形成され、この凹部に前記光源が配置されている請求項またはに記載の発光装置。
  6. 前記導光部には、前記凹部を取り囲むように前記導光体の前記表面に向かって突出して前記導光体との隙間をシールする環状のシール突起が形成されている請求項に記載の発光装置。
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