JP6380761B2 - ライン照明表示装置および導光体 - Google Patents
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Description
本発明は、光源からの光線を反射して照明する導光体およびそれを備えるライン照明表示装置に関するものである。
従来のライン照明表示装置としては、導光体の端面より光を入射し、導光体内を全反射で光を伝播させ、導光体の下面に配置されたプリズムやドットにより導光体上面から光を射出させるものがある。導光体下面に形成されるプリズムやドットの構造としては、断面が単純な三角形形状や、さらに断面が三角形のプリズムの間に凹形状の緩やかな曲面を配置したものがある。たとえば、図24に示すような特許文献1に記載された形状のものがある。
図24において、6は導光体であり、8は断面が三角形形状のプリズムであり、9は、プリズム間に配置された凹形状の緩やかな曲面である。導光体6内を伝播する光がプリズム8に入射すると導光体6より外へ射出され、プリズム間の曲面9に入射すると光の拡散を生じさせる。曲面9を配置することで、導光体6内を伝播する光を拡散させ、プリズム8により導光体6から射出する光の広がりを大きくするようにしている。
しかしながら、前記従来の構成では、導光体が長い時に、光源の近くと遠くで出射する光の強さを同じにしようとすると、導光体の光源近傍では、導光体内を伝播する光量が非常に多いので、導光体下面に形成するプリズムの深さを非常に小さくする必要がある。導光体が長くなるほど、この傾向は顕著になる。従って、導光体が長いときは、光源の近傍において、非常に微細なプリズムを形成する必要があり、プリズムの形成が困難になる。プリズムの深さを深くしようとすると、プリズムの配置間隔を広く取る必要があり、光がムラになって見え、表示品位を低下させてしまうという課題がある。このため、特に、光源側が暗く、光源から離れるに従い明るくなる表示パターンが難しいという課題を有している。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、長い導光体であっても、容易に光の表示品位を高めることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態における導光体は、上面と下面とを備えて一端から入射した光の少なくとも一部を他端まで伝播可能で前記上面から照射光を照射する導光体であって、前記下面から前記上面に向けて形成されて前記下面上に配列される第1ドットと、前記下面から前記上面に向けて形成されて前記下面上に配列される第2ドットとを有し、前記第2ドットで反射された前記光の少なくとも一部が前記照射光となり、互いに隣り合う1つの前記第1ドットと1つの前記第2ドットが一対となって複数対が配列され、各対において前記第1ドットは前記第2ドットの前記一端側に配置され、前記各対において前記第1ドットの前記一端側の面の前記下面に対する傾斜角度は前記第2ドットの前記一端側の面の前記下面に対する傾斜角度より小さく、前記一端側に最も近い位置に配置される前記対では前記第1ドットの深さは前記第2ドットの深さより深く、隣り合う対において前記第1ドットの深さは前記一端に近い程深く前記第2ドットの深さは前記一端に近い程浅いことを特徴とする。
また、本発明の一実施形態におけるライン照明表示装置は、前記導光体と、前記導光体の前記一端側に設けられて前記光を前記導光体の内部に照射する光源とを有することを特徴とする。
以上のように、光源の近傍においては第1ドットの深さを第2ドットの深さより大きくし、光源の反対の端部に向かう程第1ドットの深さを小さく、第2ドットの深さを大きくすることにより、長い導光体であっても、容易に光の表示品位を高めることができる。
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1〜図3は、本発明の実施の形態の1つにおけるライン照明表示装置の模式図である。図1は導光体104の長手方向が見えるように配置した図であり、図2は、図1のA方向矢視図である。図3は、図1の導光体104をY軸方向から見た図である。
図1において、座標軸として紙面右方向にX軸、上方向にY軸、紙面奥行き方向にZ軸をとる。
(実施の形態1)
図1〜図3は、本発明の実施の形態の1つにおけるライン照明表示装置の模式図である。図1は導光体104の長手方向が見えるように配置した図であり、図2は、図1のA方向矢視図である。図3は、図1の導光体104をY軸方向から見た図である。
図1において、座標軸として紙面右方向にX軸、上方向にY軸、紙面奥行き方向にZ軸をとる。
101はLEDなどの光源であり、102は光源101への電気配線を有する光源基板であり、光源101が配置される。光源基板102の光源101が配置される面には、白色塗料などを塗布し光反射率を高くする。
103はリフレクタであり、光源101と導光体104を囲うようにして配置され、光源101からの射出光が外に漏れず、導光体104内に出射されるようにしている。リフレクタ103は、内面が高反射率の材料で形成されている。たとえば、内面は、樹脂の中に微細な気泡をいれた高反射率の拡散性面とされたり、白色塗料が塗布される。
104は、光透過率の高い材質で、緩やかな曲線あるいは直線状の長い棒状の導光体である。材質は、たとえば、アクリル、ポリカーボネートなどの透光性を有する樹脂やガラスなどである。導光体104は、X軸方向に長手方向がくるように配置され、光源101から光が入射されるので、光源101が設けられる側の端面、すなわち、X軸負方向から光を入射する。113は、導光体上面であり、導光体104のY軸正方向の面である。導光体上面113は、YZ面内において、非球面レンズ形状をしており、導光体上面113の反対面である導光体下面112に形成された第2ドット108の導光体下面112に接する底面中央に焦点位置があり、第2ドットで反射し、導光体上面113から射出する光を略平行光化する。
図2において、111は、導光体上面113のX軸方向に沿って形成された複数の溝である。溝111は、互いに重ならず、隙間、すなわち導光体上面113の非球面レンズ形状を残して配置される。溝111の形状は、導光体上面113の非球面レンズ形状と焦点距離の異なる球面あるいは非球面レンズ形状である。たとえば、YZ面において、断面形状が凹の円弧形状である。溝111は、導光体下面112の第2ドット108からの射出光を光拡散させる。
図4〜図6は本発明の実施の形態の1つにおける導光体下面に形成された第2ドットの模式図である。
図4に示すように、112は、導光体下面であり、導光体104のY軸負方向の面である。導光体下面112には、複数の第1ドット106および複数の第2ドット108が形成されている。導光体下面112に形成される第1ドット106および第2ドット108は、導光体104の光源側端面からの距離により、ドットの深さが変化し、さらに第1ドットと第2ドットの重なりや第1ドットと第2ドットとの間隔が変化しても良い。
図4に示すように、112は、導光体下面であり、導光体104のY軸負方向の面である。導光体下面112には、複数の第1ドット106および複数の第2ドット108が形成されている。導光体下面112に形成される第1ドット106および第2ドット108は、導光体104の光源側端面からの距離により、ドットの深さが変化し、さらに第1ドットと第2ドットの重なりや第1ドットと第2ドットとの間隔が変化しても良い。
図1,図3に示すように、140は、導光体下面112に配列された第1ドットおよび第2ドットの配列を示す。
図3において、第1ドットおよび第2ドットの配列140は、導光体104の導光体下面112の中央付近に、導光体104に沿って配置される。
図3において、第1ドットおよび第2ドットの配列140は、導光体104の導光体下面112の中央付近に、導光体104に沿って配置される。
図4〜図6は、導光体下面112に形成された第1ドット106および第2ドット108の状態を示す図である。図4〜図6において、図1〜図3と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図4は、図1における光源101の近傍での導光体下面112の位置105aにおける第1ドット106および第2ドット108を示す。図5は図1における導光体104の中央付近の導光体下面112の位置105bでの第1ドット106および第2ドット108を示し、図6は図1における導光体104の光源と反対側近傍での導光体下面112の位置105cでの第1ドット106および第2ドット108を示す。
図4において、106は、第1ドットであり、導光体下面112に対して、導光体の内部に向かって突出し、導光体の外部から見て凹状のドットを形成する。第1ドット106は、稜線部分に丸みをおびたX方向に中心がある三角錘状で、XY面内において、光源側の斜面107は導光体下面112に対して小さな角度θ1を成す。角度θ1は、0度より大きく、概ね10度以下の小さな角度が望ましい。
108は、第2ドットであり、導光体下面112に対して、導光体の内部に向かって突出し、導光体の外部から見て凹状のドットを形成し、導光体下面112に長手方向、すなわちX軸方向へおおよそ等間隔で配置される。第2ドット108は、Y軸方向を中心軸とした回転対称体で、先端が曲面109で、側面110が円錐形状で、導光体下面112に対して角度θ2をなす。角度θ2は概ね45°以上、70°以下の角度とすることで、導光体内を伝播する光が第2ドットの側面110で反射したときに、導光体の正面方向、すなわち、Y軸方向に光を射出させる。
図1,図4に示すように、導光体下面112の光源101に近い位置105aにおいて、第1ドット106と第2ドット108は対をなし、各対において光源101側より第1ドット106、第2ドット108の順で配置される。すなわち、第1ドット106より第2ドット108がX軸正方向に配置される。さらに、第2ドット108の光源101側すなわち、X軸負方向の一部は、第1ドット106に重なるように配置されても良い。つまり、第1ドット106、第2ドット108の互いの凹形状が重なる。XY面における第1ドット106の導光体下面112における長さをL1、第2ドットの長さをL2とすると、L1>L2である。第2ドットの側面110の導光体下面112に対する角度θ2に対して、第1ドットの角度θ1は、θ1<θ2である。YZ面において、第1ドットの断面形状と第2ドットの断面形状は、ほぼ相似形であり、第1ドットは、第2ドットよりわずかに大きくなるように配置される。第1ドット106は、光源101から離れるに従い、深さh1が小さくなるように形成される。一方第2ドット108は、光源101から離れるに従い、深さh2が大きくなるように形成される。また、一対の第1ドット106および第2ドット108において、h1>h2となる。位置105aにおいて、光源101から離れる程、h1とh2との差は徐々に小さくしても良い。
図5において、第1ドット106と第2ドット108とは、分離し、かつ、第1ドットの深さh1より第2ドットの深さh2が大きくなる、すなわち、h1<h2である。位置105bにおいて、光源101から離れる程、h1とh2との差は徐々に大きくしても良い。また、第1ドット106と第2ドット108との間隔は光源から離れる程大きくすることもできる。なお、図4における説明では、光源の近傍においては第1ドット106と第2ドット108とが重なる場合を例に説明したが、必ずしも重ねる必要はなく、光源の近傍においては十分に近接配置され、光源から離れる程第1ドット106と第2ドット108との間隔を大きくしても良い。
図6に示すように、位置105cにおいては、第1ドットは無く、第2ドット108のみとなる。
なお、図1において、位置105aは、光源101近傍の導光体104の下面112に位置し、位置105bは、導光体104の中央付近の下面112に位置し、位置105cは、光源101と反対側の導光体104の端面付近の下面112に位置する。
なお、図1において、位置105aは、光源101近傍の導光体104の下面112に位置し、位置105bは、導光体104の中央付近の下面112に位置し、位置105cは、光源101と反対側の導光体104の端面付近の下面112に位置する。
以上のように構成されたライン照明表示装置において、その動作について説明する。
図7は、図1において、光源101から導光体104へ光が入光する部分を示す図である。図7において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図7は、図1において、光源101から導光体104へ光が入光する部分を示す図である。図7において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
光源101の射出光は、大部分は、直接、導光体104のX軸負方向の端面より導光体104に入射する。光源101の射出光のうち、導光体104に直接入射せず、リフレクタ103あるいは光源基板102で反射される光は、拡散反射し、一部は、再びリフレクタ103あるいは光源基板102に入射し、残りは、導光体104のX軸負方向の端面より入射する。導光体104のX軸方向端面から入射した光線120は、導光体104内をX軸方向へむけて、導光体104の界面、すなわち、導光体上面113および導光体下面112で、全反射しながら光伝播する。導光体104は直線形状あるいは、緩やかな曲線をしているので、X軸負方向の端面より入射した光は、導光体104から漏れずに全反射しながら伝播する。
図8は、導光体104に形成された第2ドット108による導光体104からの光射出を示す図である。図8において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
導光体104内を伝播する光線120は、第2ドット108に入射して反射すると、光線120の角度が大きく変化し、Y軸方向に近い角度の光線121となる。
第2ドット108は、先端が曲面109で側面110と導光体下面112とのなす角度が角度θ2の三角錐形状をしているため、傾斜角の大きな側面110での反射光は、光源101(図1参照)側への反射光、すなわち、おおよそY軸方向からXY面内でのX軸負方向の角度の光線となる。また、先端曲面109での反射光は、光源101(図1参照)の反対側への反射光、すなわち、おおよそY軸方向からXY面内でのX軸正方向の角度の光線となる。このように、側面110に加え、第2ドット108の先端に曲面109を設けることで、XY面内での光の広がりの広い光線を形成することができる。第2ドット108での光反射による導光体104からY軸方向への光の射出量は、おおよそ第2ドット108の深さに比例した光量が射出される。従って、光源101に近い側では、導光体104内を伝播する光量が多く、光源101から離れるに従い、第2ドット108によって導光体104外へ光線120の一部が射出するので、少しずつ導光体104内を伝播する光量が低下していく。このため、導光体104全体を同じ輝度で均一に光らせる場合で、第1ドット106がない場合、光源101側で出射する出射光を抑制するために光源101側の第2ドットの深さh2は浅くし、光源から遠ざかるに従い第2ドット108の深さh2を深くしていく必要がある。導光体104の長さが長いほど、光源101側の第2ドット108の深さをより浅くする必要がある。また、第2ドット108の深さh2を深くするためには、第2ドットのX軸方向の配置間隔を広くする必要があり、それにより導光体104より出射する光は、粗い間隔の輝点が目立つようになり、つまりムラに見えることになり表示品位が低下する。
第2ドット108は、先端が曲面109で側面110と導光体下面112とのなす角度が角度θ2の三角錐形状をしているため、傾斜角の大きな側面110での反射光は、光源101(図1参照)側への反射光、すなわち、おおよそY軸方向からXY面内でのX軸負方向の角度の光線となる。また、先端曲面109での反射光は、光源101(図1参照)の反対側への反射光、すなわち、おおよそY軸方向からXY面内でのX軸正方向の角度の光線となる。このように、側面110に加え、第2ドット108の先端に曲面109を設けることで、XY面内での光の広がりの広い光線を形成することができる。第2ドット108での光反射による導光体104からY軸方向への光の射出量は、おおよそ第2ドット108の深さに比例した光量が射出される。従って、光源101に近い側では、導光体104内を伝播する光量が多く、光源101から離れるに従い、第2ドット108によって導光体104外へ光線120の一部が射出するので、少しずつ導光体104内を伝播する光量が低下していく。このため、導光体104全体を同じ輝度で均一に光らせる場合で、第1ドット106がない場合、光源101側で出射する出射光を抑制するために光源101側の第2ドットの深さh2は浅くし、光源から遠ざかるに従い第2ドット108の深さh2を深くしていく必要がある。導光体104の長さが長いほど、光源101側の第2ドット108の深さをより浅くする必要がある。また、第2ドット108の深さh2を深くするためには、第2ドットのX軸方向の配置間隔を広くする必要があり、それにより導光体104より出射する光は、粗い間隔の輝点が目立つようになり、つまりムラに見えることになり表示品位が低下する。
図9は、導光体104のYZ面での光線を示す図である。図9において、図1、図8と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。導光体下面112に形成された第2ドット108で反射した光線121は、Y軸方向を中心に広がりを持つ光線121として第2ドット108より射出する。導光体上面113はYZ面においてレンズ形状を有し、レンズ形状はレンズの焦点位置が第2ドット108の底面中央になるように形成されている。一般に、レンズの焦点位置を通る光線は、レンズによりレンズ光軸、すなわち、レンズの中心とレンズ焦点位置とを結ぶ直線に平行な光線となる。光線の位置がレンズの焦点位置から離れるほど、この光線がレンズを射出するときに、レンズ光軸に対して大きな角度を有することになる。第2ドット108のYZ断面における幅は、レンズ形状を有する導光体上面113に対して十分に小さいので、第2ドット108で反射し射出する光線は、導光体上面113のレンズ形状の焦点位置に近い位置を通る光線となるので、導光体上面113の射出光は、平行光に近い光として射出することになる。導光体上面113には、溝111が形成されているので、第2ドット108の射出光のうち、溝111に入射した光は、拡散し、YZ面において、広がりを持つ光線となる。導光体上面113には、溝111が間隔を置いて配置されているので、第2ドット108からの射出光は、溝111から射出される広がりの広い光線とともに、Y軸方向に平行光化された指向性のある光の両方を合わせた光線として射出される。このような構成とすることにより、Y軸方向から見た時に、輝度の高い表示を行えるとともに、YZ面内において、広い角度で表示が見える照明を行うことができる。
図10〜図12は、導光体104の第1ドット106と第2ドット108による導光体104からの光射出を示す図である。図10〜図12において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
図10は、図1における導光体104の光源近くの導光体下面112の位置105aにおける光線を示す。導光体104内を伝播する光線120が、第1ドット106の光源側斜面107に入射すると、光源側斜面107の角度θ1は小さいので、反射光線の方位変化も小さく、大部分の光は導光体104内を全反射して伝播し続ける。
図11は、図10における導光体位置130におけるYZ面での第1ドット106直後での光量分布を示す。導光体104内の光線120は、導光体104の界面、すなわち、導光体上面113および導光体下面112を全反射しながら伝播するので、導光体104のYZ面における光量分布は、ほぼ一様となっている。導光体下面112に第1ドット106があると、第1ドット106の直後は、光線がさえぎられるため光量が低下する。導光体104内を伝播する光線は、X軸方向を中心とした広がりのある光線であるので、第1ドット106の直後の位置130において、光量分布はYZ面の第1ドット106外形から内側に向けて少しずつ光量が少なくなる分布となる。
第2ドット108は、第1ドット106の光線120の進行方向の直後で、第1ドット106による光量が低下した中に配置される。第1ドット106がない場合に対して、第1ドット106を設けることにより、同じ光量を導光体104から射出させる場合であっても、第2ドットの深さh2を浅くしなくても出射光量を抑制でき、第2ドットの深さh2を深くすることができる。
光源101の近傍では、導光体104内を伝播する光の光量が多いため、第1ドット106が無いと、第2ドット108で反射して導光体104から出射する光線121が多くなり、導光体104内を伝播する光線120が少なくなる。そのため、第2ドット108での反射を抑制するために、第2ドット108の深さを非常に浅くしなければならず、導光体104の製作が困難になる。これに対して、第1ドット106を設けることで、第2ドット108を浅く形成する必要が抑制されるので、導光体104の製作を容易に行うことができる。さらに、第1ドット106を設けることで、製作が容易な第2ドットの深さを確保しつつ、導光体104内を伝播する光線が多い光源101近傍においても、第2ドット108による導光体104からの射出光を抑制することができる。
図12は、図1の導光体104の中央付近における導光体下面112の位置105bにおける光線を示す。
第1ドット106の深さh1は、光源101側から離れるに従い浅くなり、第2ドット108の深さh2は、逆に深くなるので、導光体下面112の位置105bにおいては、第1ドット106の深さが第2ドット108より浅くなる。さらに、光源101から遠ざかるに従い、第1ドット106と第2ドット108の間隔が広がると、第2ドット108は、第1ドット106による光量低下の影響を受けにくくなる。導光体104内を伝播する光線120は、導光体下面112に配置された第2ドット108により少しずつ導光体104からY軸方向へ光を光線121として射出していくので、導光体104内を伝播する光量は低下していく。このため、第2ドット108の深さを深くして、導光体104からの光射出量を増やす必要があるが、第1ドット106の深さが浅くなり、YZ面X方向の第1ドット106と第2ドット108との重なりが少なくなり、第2ドット108への入射光量が増えるので、第2ドット108の深さの増加は小さくてすむ。
第1ドット106の深さh1は、光源101側から離れるに従い浅くなり、第2ドット108の深さh2は、逆に深くなるので、導光体下面112の位置105bにおいては、第1ドット106の深さが第2ドット108より浅くなる。さらに、光源101から遠ざかるに従い、第1ドット106と第2ドット108の間隔が広がると、第2ドット108は、第1ドット106による光量低下の影響を受けにくくなる。導光体104内を伝播する光線120は、導光体下面112に配置された第2ドット108により少しずつ導光体104からY軸方向へ光を光線121として射出していくので、導光体104内を伝播する光量は低下していく。このため、第2ドット108の深さを深くして、導光体104からの光射出量を増やす必要があるが、第1ドット106の深さが浅くなり、YZ面X方向の第1ドット106と第2ドット108との重なりが少なくなり、第2ドット108への入射光量が増えるので、第2ドット108の深さの増加は小さくてすむ。
図1における導光体下面112の光源と反対側の端面近くの位置105cにおいては、導光体下面112には第2ドット108のみが配置されるので、図8と同様に光線121は、第2ドット108で反射して導光体104から射出する。
図13〜図16は、第1ドット106と第2ドット108の深さの変化と導光体104からのY軸方向への射出光量の変化の関係を示した図である。図13は、光源101(図1参照)側の射出光量が低く、導光体104の中央付近で射出光量が高く、導光体104の光源101と反対側では、射出光量が低いグラデーション表示での第1ドットの深さh1および第2ドットの深さh2を示す図である。図14は、図13に対応した第1ドットおよび第2ドット深さでのY軸方向からみた導光体104から出射する光の光射出量分布を示す図である。
光源101側での第1ドットの深さh1は、第2ドットの深さh2より深く、すなわち、h1>h2とすることで、第2ドット108(図1参照)で反射した導光体104からの光射出を少なくし、光源101から遠ざかるに従い、第1ドットの深さh1を浅くし、第2ドットの深さh2を深くしていくことで、導光体104の中央付近にかけて導光体104からの射出光量を増やすことができる。導光体104中央付近からは、導光体104内を伝播する光量が低下していくので、導光体104からの射出光量は少しずつ低下していく。導光体104からの射出光量が最大になる位置は、導光体104の光源から中央付近に至るまでの第1ドットの深さh1と第2ドットの深さh2を調整することで変えることができる。
図15は、導光体104からのY軸方向への光射出量を、導光体全体でほぼ同じとなるようにした第1ドットおよび第2ドットの深さを示す図である。図16は、図15に対応した第1ドットの深さh1および第2ドット深さh2でのY軸方向からみた導光体104からの光射出量分布を示す図である。
光源側での第1ドットの深さh1は、第2ドットの深さh2よりも浅くすることで、導光体104からの光射出量を調整することができる。第1ドットは、第2ドットの深さが浅くなりすぎないように設定する。光源101から離れるに従い、第1ドットの深さh1を浅く、第2ドットの深さh2を深くし、導光体104からの射出量を調整することで、導光体全体にわたって、均一な光射出とすることができる。
以上のように、導光体に一対の第1ドット106および第2ドット108を複数対形成し、第1ドット106および第2ドット108の光源101側の側面である斜面107,側面110を導光体下面112に対する傾きが斜面107より側面110の方を大きくし、光源101の近傍においては第1ドット106の深さh1を第2ドット108のh2より大きくし、光源101の反対の端部に向かう程第1ドット106の深さh1を小さく、第2ドット108のh2を大きくする。また、第1ドット106の深さh1を光源101から離れるほど徐々に小さくし、第2ドット108のh2を光源101から離れるほど徐々に大きくしても良く、さらに、光源101の反対の端部では、第1ドット106をなくしても良い。また、斜面107の長さを光源101から離れる程短くしても良く、側面の長さを光源101から離れる程長くしても良い。かかる構成によれば、光源101側の導光体下面112において、第2ドット108の直前に第1ドット106を配置することで、第2ドット108の深さを深くすることができるので、導光体の製作を容易にすることができる。さらに、第2ドット108の製作が容易な十分な深さを確保しつつ、導光体104からの光射出を0に近い状態より少しずつ光射出量を増やすことができるので、伝播する光線量の多い光源101の近傍では出射光を抑制し、伝播する光線量の少ない光源101から離れた領域では照射光を多くして、導光体104全体の照射光量を一定にして表示品位を向上することができる。また、第2ドット108のX軸方向の間隔を狭くできるので、なめらかな表示を行うことができ、表示品位を向上できる。
なお、図1では、導光体104を直線状で表しているが、図17に示すように3次元空間内で曲線状に形成してもよい。
なお、第2ドット108の配置間隔は、等間隔としたが、間隔を変化させてもよい。
なお、第2ドット108の配置間隔は、等間隔としたが、間隔を変化させてもよい。
なお、導光体上面113の長手方向に形成される溝111は、3本に限定されるものではなく、1本、2本、あるいは、4本以上としてもよい。あるいは、導光体104からの射出光の広がりを狭くするときは、溝111が無くてもよい。
なお、第1ドット106のYZ面における断面形状は第2ドット108の相似形としても良いが、第2ドット108よりわずかに大きければ、相似形でなくてもよい。また、第1ドット106の光源側斜面107の先端は曲面形状でなく、鋭角な形状としてもかまわない。
なお、第2ドット108は、Y軸を中心とする回転対称形状としたが、ドットの中心軸はY軸から傾いていてもよい。たとえば、XY面内において、X負方向あるいは、正方向に傾けてもかまわない。
なお、導光体104のYZ面の断面形状を、上面が非球面レンズ形状としたが、図18に示すように、導光体104のYZ断面を円形状、すなわち、導光体上面113および導光体下面112を半円形状としてもよい。導光体上面113を非球面レンズ形状とし溝111を用いることで、YZ面において光の広がりを平行光に近い状態から光の広がりを調整することができるが、導光体104の断面形状を円形とすることで、YZ面において光の広がりを平行光に近い状態にはできないが、光が広く広がるので、光の広がりが広い用途には用いることができる。
なお、第2ドット108は、先端が曲面109で側面110が円錐面の方がYZ面における断面積が小さいので、ドット深さを深くできて有利であるが、図19に示すように第2ドット108の断面形状は、YZ面を台形形状138とし、第1ドットのYZ面形状を台形形状136としてもよい。
なお、第1ドット106および第2ドット108の配列140は、導光体104の中央に配置するとしたが、図20に示すように、正弦波状に変動させることで、Y軸方向への光射出量を正弦波状に変化させることができる。あるいは、図21に示すように、配列140を短い長さで、X軸に対して浅い角度で斜めに配置することで、Y軸方向への光射出量に変化をつけることができる。つまり、配列140が複数の列に分割され、分割されたそれぞれ配列がX軸方向に対して角度をつけて配列されても良い。
なお、導光体および光源を囲う透光性を有するカバーをさらに配置し、透光性カバーの裏面すなわち、導光体104と対向する面に薄いシボを形成することで、カバー部分が薄く光るようにしてもよい。
また、透光性カバーの裏面にZ軸方向に平行な円筒軸をもつ複数の円筒面を形成し、導光体からの射出光の広がり角を広げても良い。
なお、図22に示すように、Y軸からみたときの、第1ドットおよび第2ドットの配列140を1列ではなく、光源101(図1参照)に近い一定の長さの領域の配列140を2列にして、光源101から離れるに従い、1列に結合するような配列としてもよい。図23は、図22の第1ドット106および第2ドット108を拡大して示した図である。図23では、図12の導光体位置141a、141b、141c、141dにおける第1ドット106と第2ドット108を示し、途中の第1ドット106と第2ドット108を省略している。
なお、図22に示すように、Y軸からみたときの、第1ドットおよび第2ドットの配列140を1列ではなく、光源101(図1参照)に近い一定の長さの領域の配列140を2列にして、光源101から離れるに従い、1列に結合するような配列としてもよい。図23は、図22の第1ドット106および第2ドット108を拡大して示した図である。図23では、図12の導光体位置141a、141b、141c、141dにおける第1ドット106と第2ドット108を示し、途中の第1ドット106と第2ドット108を省略している。
図23に例示するように、導光体位置141aにおける第1ドット106と第2ドット108の対は、Z軸方向に2列に配列されている。さらに、第1ドット106と第2ドット108の中心はわずかにずれている。ずれの方向は、Z軸方向において第1ドット106の間隔より第2ドット108の間隔が広くなる方向にずらしている。導光体位置141bにおいて、光源101から離れるに従い、第1ドット106は浅く、小さくなり、第2ドット108は深く、大きくなる。導光体位置141cにおいて、第1ドット106は無くなり、Z軸方向の2つの第2ドット108は互いに重なりあう。導光体位置141dにおいて、第2ドット108は完全に重なり1つのドットとなる。導光体位置141a、141b、141c、141dにおいて、Z軸方向の第2ドット108の配置幅wはほぼ等しくなるように、第2ドット108は配置される。ここで、第2ドット108の配置幅wは、導光体位置141dのように第2ドット108が1つのドットの場合はそのZ軸方向の幅であり、導光体位置141a、141b、141cのように第2ドット108が2つのドットからなる場合はZ軸方向における2つのドットの外周間距離を指す。このように、第2ドット108のZ軸方向の幅wを光源101からの距離に依存しないようにほぼ一定の幅とすることで、導光体104のY軸方向への射出光の広がりをほぼ同じにすることができる。これは、YZ面において、導光体上面113(図1参照)は、レンズ形状をしており、レンズの焦点位置がほぼ導光体下面112(図1参照)に形成された第2ドット108の底面中央近傍に配置されているので、第2ドット108での反射光は導光体上面113において、Y軸方向へ平行光化された光線となる。このとき、第2ドットのZ軸方向の幅により、導光体上面113での光の広がりが変化する。第2ドットのZ軸方向の幅が小さいと、平行光に近くなり、Z軸方向の幅が大きくなると、広がりの広い光線となる。第2ドット108を光源101側で2列配置し、見かけの第2ドットの幅を広くし、導光体104の長手方向による第2ドット108の見かけの幅を一定にすることで、導光体上面113からの射出光の広がりをほぼ同じにすることができる。
なお、導光体104は、内部に空洞のない構成でも内部に空洞がある構成でも良く、光線が伝播される構成であれば良い。内部に空洞がない場合、第1ドット106および第2ドット108は、導光体下面112において導光体104の表面が凹むように形成される。内部に空洞がある場合、第1ドット106および第2ドット108は、導光体下面112において導光体104の表面が凹むように形成されても良いし、空洞内の導光体下面112上に空洞内部方向に突出する凸部により形成されても良い。凸部の場合、ドットの深さは凸部の高さに相当する。
本発明は、長い導光体であっても、容易に光の表示品位を高めることができ、光源からの光線を反射して照明する導光体およびそれを備えるライン照明表示装置等に有用である。
101 光源
102 光源基板
103 リフレクタ
104 導光体
105a 位置
105b 位置
105c 位置
106 第1ドット
107 斜面
108 第2ドット
109 曲面
110 側面
111 溝
112 導光体下面
113 導光体上面
120 光線
121 光線
130 位置
136 台形形状
138 台形形状
140 配列
141a 導光体位置
141b 導光体位置
141c 導光体位置
141d 導光体位置
102 光源基板
103 リフレクタ
104 導光体
105a 位置
105b 位置
105c 位置
106 第1ドット
107 斜面
108 第2ドット
109 曲面
110 側面
111 溝
112 導光体下面
113 導光体上面
120 光線
121 光線
130 位置
136 台形形状
138 台形形状
140 配列
141a 導光体位置
141b 導光体位置
141c 導光体位置
141d 導光体位置
Claims (10)
- 上面と下面とを備えて一端から入射した光の少なくとも一部を他端まで伝播可能で前記上面から照射光を照射する導光体であって、
前記下面から前記上面に向けて形成されて前記下面上に配列される第1ドットと、
前記下面から前記上面に向けて形成されて前記下面上に配列される第2ドットと
を有し、前記第2ドットで反射された前記光の少なくとも一部が前記照射光となり、互いに隣り合う1つの前記第1ドットと1つの前記第2ドットが一対となって複数対が配列され、各対において前記第1ドットは前記第2ドットの前記一端側に配置され、前記各対において前記第1ドットの前記一端側の面の前記下面に対する傾斜角度は前記第2ドットの前記一端側の面の前記下面に対する傾斜角度より小さく、前記一端側に最も近い位置に配置される前記対では前記第1ドットの深さは前記第2ドットの深さより深く、隣り合う対において前記第1ドットの深さは前記一端に近い程深く前記第2ドットの深さは前記一端に近い程浅いことを特徴とする導光体。 - 前記各対において前記第1ドットの前記下面における前記光の伝播方向の長さは前記第2ドットの前記下面における前記光の伝播方向の長さより長いことを特徴とする請求項1記載の導光体。
- 前記第1ドットと前記第2ドットとの間隔は、前記一端に近い前記対程狭いことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の導光体。
- 前記一端と隣り合う任意の範囲の領域に配置された1または複数の前記対においては、前記第1ドットと前記第2ドットとは少なくとも一部で重なることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の導光体。
- 前記第1ドットと前記第2ドットとの重なり部分の長さは、前記一端に近い前記対程長いことを特徴とする請求項4記載の導光体。
- 配列された複数の前記対のさらに前記他端側に、前記第2ドットに対応する第3ドットが配列されることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の導光体。
- 前記一端と隣り合う任意の範囲の領域において、前記第1ドットおよび前記第2ドットの前記対が2列以上に配列されることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の導光体。
- 前記第2ドットは、前記上面側の先端が曲面で、側面が円錐面であることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の導光体。
- 前記光の伝播方向に平行に配置される複数の溝が前記上面に形成されることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の導光体。
- 請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の導光体と、
前記導光体の前記一端側に設けられて前記光を前記導光体の内部に照射する光源と
を有することを特徴とするライン照明表示装置。
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