JP6601340B2

JP6601340B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP6601340B2
Application number: JP2016145514A
Authority: JP
Inventors: 陽一松岡
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2016-07-25
Filing date: 2016-07-25
Publication date: 2019-11-06
Anticipated expiration: 2036-07-25
Also published as: US10144344B2; US20180022270A1; JP2018016104A

Description

本発明は照明装置に関するものであり、特に、間接照明に適した車載照明装置に関するものである。

近年、自動車等の車両の車載照明装置として、ＬＥＤを用いた照明装置が多用されるようになってきている。

特許文献１（特開２０１５−６０７号公報）には、ＬＥＤ等を光源とする照明装置を自動車内部の照明に用いる例が記載されている。特に、特許文献１には、照明装置を取付構造に取り付けた状態で、ドアライニングに設けられたドリンクホルダに収容される照明対象物に向けて照明光を出力する構成が詳細に記載されている（特許文献１の請求項９、図２等の記載を参照）。

特開２０１５−６０７号公報

特許文献１の技術は、ＬＥＤ等を光源とする照明装置を車室内の直接照明に用いるものである。一方で、近年、ＬＥＤ等を光源とする照明装置を車室内の間接照明に用いる例もあり、間接照明を行う場合に、特許文献１に記載の直接照明用の照明装置をそのまま用いたとすると、光の照射範囲と非照射範囲の境界が明瞭に表れるなどして間接照明による演出効果が狙い通りのものとならない可能性があると考えられる。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ＬＥＤを光源に用いた車載照明装置であって、好適な間接照明効果を奏することができる照明装置を提供することにある。

本発明者は前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記のように本発明の各局面に想到した。
すなわち、本発明の第１の局面による照明装置は、ＬＥＤとレンズを含む光源と、被照射体と、カバーと、を有する照明装置であって、光源はカバーの内側に配置され、光源からの光はカバーの縁と被照射体の間を通り、カバーの縁は、被照射体に対する光源からの光の照射範囲を規定し、レンズは、被照射体に近い部分の光透過率が、他の部分の光透過率より高い。

上記構成の照明装置によれば、光の照射範囲と非照射範囲の間の境界を不明瞭として照射範囲から非照射範囲への照度を徐変させながら、高い照度で照射する部分も維持することができ、好適な間接照明効果を奏することができる。

光透過率調整用の粒子が略均一に分散されたレンズは、板厚が厚い部分では光透過率が下がり、板厚が薄い部分はその逆となる。よって、次のような構成により、レンズの各部分を通過した光の照度を任意に制御することができる。
すなわち、本発明の第２の局面によれば、上記の照明装置において、レンズには光透過率調整用の粒子が分散されている。
本発明の第３の局面によれば、上記の照明装置において、レンズの光透過率は、レンズの厚さにより制御される。
本発明の第４の局面によれば、上記の照明装置において、レンズの表面は多段状に形成される。
本発明の第５の局面によれば、上記の照明装置において、レンズの表面は傾斜状に形成される。

図１は、本発明の一実施形態に係るメータクラスタを概略的に示す正面図である。図２は、図１のメータクラスタの要部を示す拡大図である。図３は、図２のメータクラスタの一点鎖線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面を矢印の方向に見た断面図である。図４（Ａ）は、実施形態に係るランプユニットを示す斜視図であり、図４（Ｂ）は、ランプユニットのレンズ体を示す斜視図である。図５は、図４（Ａ）のランプユニットの縦断面図である。図６は、実施形態の複数の変形例によるランプユニットを示す縦断面図である。図７は、本発明の比較例によるランプユニットを示す縦断面図である。図８は、図７のランプユニットを用いたメータクラスタの要部を示す図である。図９は、図８のメータクラスタの一点鎖線ＩＸ−ＩＸにおける断面を矢印の向きに見た断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る照明装置を有するメータクラスタ１について、図面を参照しながら説明する。図１は実施形態に係る照明装置を有するメータクラスタ１を概略的に示す正面図である。メータクラスタ１は、運転者が車両の運転状態を確認するためのメータ装置の表示が日光の入射により視認しにくくなることを防ぐための、庇の役割を主として提供する装置である。図１に示すメータクラスタ１は、スピードメータ、タコメータ、方向指示表示灯、各種警告灯を備える複数の表示盤（図示略）を露出表示させるための複数の開口２を有する基体３と、その周縁に、庇状部分を有する外枠４を備える。外枠４の周縁の複数の部分には、メータクラスタ１を自動車のインストルメントパネルに装着するための複数の取り付け部５が設けられる。

図２は、図１のメータクラスタ１のうち、一点鎖線ＩＩにより囲む範囲を拡大して示す図である。本実施形態のメータクラスタ１は、基体３の表面のうち、図２において右下がりの斜線で示す領域アの部分を比較的高い照度で照明する。また、領域アの周りの左下がりの斜線で示す領域イを比較的低い照度で照明し、領域イの照明範囲と、その外側の非照明範囲との境界が不明瞭となり、照明範囲から非照明範囲へ光の照度が徐変するようにする。このような領域ア、イの照明を、外枠４の内部に設置されたランプユニット１０による間接照明により行う。

図３は、図２のメータクラスタ１の一点鎖線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面を、矢印の方向に見た断面図である。図４（Ａ）はランプユニット１０を示す斜視図である。ランプユニット１０は、レンズ２１を備えるレンズ体２０と、ハウジング３０を有する。図４（Ｂ）はレンズ体２０のみを示す斜視図である。レンズ２１は、レンズ体２０の正面（図では上面）に台状に隆起するように形成される。レンズ２１は高さの異なる２つの台状のレンズ部分２１１、２１２を含む。レンズ体２０は両側面に係合突起２２と、それらの内側に形成された係合孔２３を有する。レンズ体２０はポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等の樹脂からなり、少なくともレンズ２１を含む部分あるいは全体に酸化チタン（ＴｉＯ_２）、アクリルビーズ等からなる光透過率調整用の粒子を分散させて、光の透過率を調整している。

ランプユニット１０のハウジング３０は、レンズ体２０の係合孔２３に係合するための係合突起３２を両側面に有する。両側の係合突起３２をレンズ体２０の両側の係合孔２３にそれぞれ係合することで、レンズ体２０とハウジング３０が一体化され、ランプユニット１０の外形が画定される。ハウジング３０の端部にはソケット３１が形成され、ソケット３１に対しては電力供給のためのコネクタ（図示省略）を接続することができる。

図５は図４（Ａ）のランプユニット１０の縦断面図であり、図３に示すランプユニット１０のみを取り出して示す図である。図示するように、レンズ体２０とハウジング３０により形成される空間内に基板４０が設置され、基板４０上にはＬＥＤ５０が搭載される。ＬＥＤ５０の光軸はレンズ２１の裏側の面に向けられている。なお、ソケット３１に接続されたコネクタから基板４０に電力を供給するための配線等の構造は図示を省略している。

図５に示すように、レンズ２１は、厚さの比較的大きな第１のレンズ部分２１１と、厚さの比較的小さな第２のレンズ部分２１２とからなる。第１および第２のレンズ部分２１１、２１２には光透過率調整用の粒子がほぼ均一に分散されている。光透過率調整用の粒子の屈折率は、レンズ２１のうち光透過率調整用の粒子を除く部分を構成する樹脂よりも高く設定されている。そのため、ＬＥＤ５０から発せられレンズ２１に入射した光は、レンズ２１内部の光透過率調整用の粒子とその周囲の樹脂との境界面で屈折し、レンズ２１を透過しにくくなる。ＬＥＤ５０から発せられた光のうち、比較的厚さの大きな第１のレンズ部分２１１に入射した光は、第１のレンズ部分２１１を透過する間に比較的多量の光透過率調整用の粒子による屈折の影響を受ける一方、比較的厚さの小さな第２のレンズ部分２１２に入射した光は、第２のレンズ部分２１２を透過する間に比較的少量の光透過率調整用の粒子による屈折の影響を受ける。よって、比較的多量の光透過率調整用の粒子による影響が付与される第１のレンズ部分２１１の方が、比較的少量の光透過率調整用の粒子による影響が付与される第２のレンズ部分２１２よりも光が透過しにくい。すなわち、第１のレンズ部分２１１は光透過率が比較的低く、第２のレンズ部分２１２は光透過率が比較的高い。具体的な例として、第１のレンズ部分２１１の可視光の透過率は約６％、第２のレンズ部分２１２の可視光の透過率は約１２％である。このように、第１および第２のレンズ部分２１１、２１２は、人間の目で明暗が認識できるような光透過率をそれぞれ有する。

第１のレンズ部分２１１の厚さは第２のレンズ部分２１２の厚さの約１．２倍〜約２．５倍に設定され、より好ましくは約１．５倍〜約２．０倍に設定され、一例として１．５倍に設定される。第１のレンズ部分２１１の厚さは例えば１．５〜２．０ｍｍの範囲内の値であり、一例として１．５ｍｍであり、第２のレンズ部分２１２の厚さは例えば１．０〜１．５ｍｍの範囲内の値であり、一例として１ｍｍである。第１および第２のレンズ部分２１１、２１２はいずれも光出射側の表面が平板状の台形状に形成されるため、形成が比較的容易である。

図３に示すように、メータクラスタ１は内部にリテーナ６を有し、ランプユニット１０はリテーナ６に対して取り付けられる。より詳しくは、ランプユニット１０の係合突起２２をリテーナ６の係合孔（図示省略）に嵌め合わせることでランプユニット１０をリテーナ６に固定し、ひいては、メータクラスタ１の他の部品と一体化し、それらと所定の位置関係を保持することができる。メータクラスタ１は外枠４の内側に庇状のカバー７を有し、ランプユニット１０はカバー７の内側に取り付けられる。カバー７は不透明な材料で形成したり、不透明なコーティングを施したりすることにより光を透過しない部品として構成される。

図３に示すように、メータクラスタ１の基体３とカバー７の縁の間には隙間が設けられる。ＬＥＤ５０から発せられレンズ２１を通過した光は、その隙間を通り抜けて、基体３の表面部分の、図２において領域アおよび領域イにより示す部分に照射される。そのために、基体３と外枠４の縁の間にも隙間が設けられている。ＬＥＤ５０から発せられ、第２のレンズ部２１２を透過した光が領域アを照射し、ＬＥＤ５０から発せられ、第１のレンズ部２１１を透過した光が領域イを照射するように、各部材の配置関係が決定されている。特に、ＬＥＤ５０から発せられた光の照射範囲の外縁、すなわち、図２の領域イの外縁を、カバー７の縁が画定する。すなわち、図３に示すように、ＬＥＤ５０の発光ポイントとカバー７の縁を結ぶ線が基体３０の表面と交わる部分が領域イの外縁となる。そのために、ＬＥＤ５０の発光ポイントとカバー７の縁を結ぶ線に外枠４が交わらない位置関係となっている。

また、図３に示すように、レンズ２１のうち、光透過率が比較的高い第２のレンズ部２１２が、光透過率が比較的低い第１のレンズ部２１１よりも、被照射体である基体３に近い位置となっている。また、ＬＥＤ５０より発せられ、第１のレンズ部２１１と第２のレンズ部２１２の境界を通る光が、基体３とカバー７の間の隙間を通るようにして、これにより領域アと領域イの境界が基体３の表面であって外枠４に隠れない位置に存在する様にしている。これにより、図２の領域ア、イに示すように明暗領域が区分けされた間接照明を実現している。領域イにおいて光の照度を低くして、領域イの照射範囲とその外側の非照射範囲の間の境界を不明瞭とし、照射範囲から非照射範囲へ光の照度を徐変させると同時に、領域アにおいては高い照度を維持している。

（比較例）
比較例として、図７に、レンズ体２０’のレンズ２１’が一定の厚さ（例えば、１．５ｍｍ）を有するランプユニット１０’を示す。図８は、メータクラスタ１に対して比較例のランプユニット１０’を適用した場合のランプユニット１０’による間接照明の状態を説明するための拡大図であり、第１実施形態の図２に対応する図である。図９は図８のメータクラスタ１の一点鎖線ＩＸ−ＩＸにおける断面を矢印の方向に見た断面図である。

図９に示すように、ＬＥＤ５０から発せられレンズ２１’を通過した光は基体３の表面の領域ウに照射されることとなる。領域ウの照射範囲から、領域ウの外側の非照射範囲へ照度が徐変するように照射範囲と非照射範囲の間の境界を不明瞭とする程度に、レンズ体２０’に分散される光透過率調整用の粒子の量を多くすると、領域ウの照度が全体的に暗くなってしまい、第１実施形態のランプユニット１０の領域アのように、部分的に照度が高い間接照明を行うことができない。このように、比較例のランプユニット１０’では、照射範囲と非照射範囲の間の境界が不明瞭となるように照射範囲の照度を下げることと、照射範囲の照度を部分的に上げることという、相反する要求に対応することが困難である。

（変形例）
レンズ２１のうち、被照射体としての基体３に近い部分の光透過率を比較的高くする方法は、上記実施形態のようにレンズ２１を第１および第２のレンズ部分２１１、２１２の二段構造とする方法に限らない。例えば、図６（Ａ）に示すランプユニット１０Ａのレンズ体２０Ａのように、レンズ２１Ａの表面が傾斜する平面状であって、レンズ２１Ａの厚さが基体３より遠い側から近い側へ向かって連続的に減少するものを用いてもよい。あるいは、図６（Ｂ）に示すランプユニット１０Ｂのレンズ体２０Ｂのように、レンズ２１Ｂの表面が曲面状であって、レンズ２１Ｂの厚さが基体３より遠い側から近い側へ向かって連続的に薄くなるものを用いてもよい。また、図６（Ｃ）に示すランプユニット１０Ｃのレンズ体２０Ｃのように、レンズ２１が平坦な第１、第２、第３のレンズ部分２１１Ｃ、２１２Ｃ、２１３Ｃの三段状のレンズ部分を有するものや、それ以上の段数のレンズ部分を有するものであってもよい。更には、これらの構成を組み合わせたものであってもよい。

また、比較例のランプユニット１０’のように厚さが一定のレンズ２１’を有するものであっても、レンズ２１’のうち、基体３から遠い部分の表面にシールを添付したり塗装を施したりするなどして、レンズ２１’のうち基体３から遠い部分の光透過率を比較的低く、レンズ２１’のうち基体３に近い部分の光透過率を比較的高く設定することにより、本発明を実施することも可能である。
本明細書の中で明示した公開特許公報の内容は、その全ての内容をここに援用する。

１…メータクラスタ
２…開口
３…基体
４…外枠
５…取り付け部
６…リテーナ
７…カバー
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０’…ランプユニット（光源）
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０’…レンズ体
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１’…レンズ
２２…係合突起
２３…係合孔
２１１、２１１Ｃ…第１のレンズ部分
２１２、２１２Ｃ…第２のレンズ部分
２１３Ｃ…第３のレンズ部分
３０…ハウジング
３１…ソケット
３２…係合突起
４０…基板
５０、５０’…ＬＥＤ

Claims

ＬＥＤとレンズを含む光源と、
被照射体と、
カバーと、を有する照明装置であって、
前記光源は前記カバーの内側に配置され、
前記光源からの光は前記カバーの縁と前記被照射体の間を通り、
前記カバーの前記縁は、前記被照射体に対する前記光源からの光の照射範囲を規定し、
前記レンズは、前記被照射体に近い部分の光透過率が、他の部分の光透過率より高い、照明装置。
前記レンズには光拡散材が分散されている、請求項１に記載の照明装置。
前記レンズの光透過率は、前記レンズの厚さにより制御される、請求項１または請求項２に記載の照明装置。
前記レンズの表面は多段状に形成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
前記レンズの表面は傾斜状に形成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。