JP7093631B2

JP7093631B2 - ライトガイド装置

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Publication number: JP7093631B2
Application number: JP2017251821A
Authority: JP
Inventors: 公明吉野; 文貴一戸; 昌平金塚
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2022-06-30
Anticipated expiration: 2037-12-27
Also published as: CN209486339U; CN109975913B; CN109975913A; JP2019117751A

Description

本発明は、導光板の表面または裏面に入射部を備え、導光板の周面に出射部を備え、光源の発光を入射部から出射部に導くライトガイド装置に関する。

この種のライトガイド装置として、従来、図８（ａ），（ｂ）に示す技術が知られている。このライトガイド装置５１は、導光板５２の表面に入射部５３を備え、導光板５２の前側周面に出射部５４を備え、複数の光源（ＬＥＤ）５５の発光を同数の入射部５３から別々に入射し、導光板５２の内部を通過させ、出射部５４から外部に出射する。

導光板５２の裏面には第１反射面５７が凹設され、入射部５３からの入射光が第１反射面５７から出射部５４に向けて前方へ反射されるとともに、出射部５４と反対側の後方に向けて反射される。導光板５２の後側周面には、１つの入射部５３につき２つの第２反射面５８と２つの第３反射面５９とが設けられている。そして、第２反射面５８が第１反射面５７からの光束を左右両側に反射し、第３反射面５９が第２反射面５８からの光束を出射部５４に向けて前方へ反射するように構成されている。

なお、特許文献１には、車両用灯具において、板状導光体に、ＬＥＤからの光を内部に入射する入射部と、入射部で入射した光を反射する反射部と、反射部で反射した光を灯具前方に出射する出射部とを設け、出射光の明るさの均一度を高める技術が記載されている。

特開２０１６－９１８２５号公報

ところが、従来のライトガイド装置５１によると、第１反射面５７からの光束が２つの第２反射面５８で左右に分配されるように制御されている。このため、一部の光束が第３反射面５９で全反射しないで出射部５４から逸れたり、あるいは、図８（ａ）に鎖線６２で示すように、第３反射面５９に当たらないで、制御されないまま出射部５４から逸れたりするという問題点があった。特に、ライトガイド装置５１を灯具に適用した場合には、出射部５４から逸れた光束が導光板５２の右側または左側のコーナ部を照射し、この部位に点光り６３を発生させ、灯具前方からの見栄えを低下させるという不都合があった。

そこで、本発明の目的は、３つの反射面で制御された光束を導光板周面の出射部に的確に導くことができるライトガイド装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明による第１のライトガイド装置は、光源と対向する導光板の表面に入射部を備え、導光板の周面に出射部を備え、入射部と出射部との間の導光板に、入射部からの光束を出射部と反対側の第１方向へ反射する第１反射面と、第１反射面からの光束を第１方向と交差する第２方向へ反射する第２反射面と、第２反射面からの光束を出射部に向けて第３方向へ反射する第３反射面とが設けられ、第２反射面が、第１反射面の第１方向における投影面を含む大きさの傾斜面により第１反射面からの光束を第３反射面に向けて第２方向の片側に全反射することを特徴とする。

ここで、導光板としては、特定の形状に限定されないが、例えば、表面と裏面の間に広がる４つの周面を備えた矩形状の着色または無着色の透明板を使用することができる。入射部は、導光板の表面に一つまたは複数設けることができる。好ましくは、導光板に複数の入射部を出射部の延びる方向に配列し、そのうち所要数の入射部に関して、それぞれ１つの第１、第２および第３反射面を設けることができる。入射部からの光束を平行光に変換できるように、第１反射面を回転放物面とすることもできる。また、出射部を長手方向の各部で均一に発光させるために、第１反射面を第１方向に２分割し、出射部側の反射領域の反射率を第２反射面側の反射領域の反射率よりも低く設定してもよい。

本発明による第２のライトガイド装置は、光源と対向する導光板の表面に入射部を備え、導光板の周面に出射部を備え、入射部と出射部との間の導光板に、入射部が入射した光を第１方向へ反射する第１反射面と、第１反射面からの光束の一部を第１方向と交差する第２方向へ反射する第２反射面と、第２反射面からの光束を出射部に向けて第３方向へ反射する第３反射面とが設けられ、第２反射面より出射部側の導光板に、該導光板の板厚を減少させる除肉部が形成されていることを特徴とする。

好ましくは、導光板が出射部の延びる方向に複数の入射部を備え、所要数の入射部に関してそれぞれ１つの第１、第２、第３反射面および幅広出射部が設けられる。この場合、複数の除肉部は、導光板の表面に厚さが徐々に変化する階段状に形成することができる。また、ライトガイド装置を灯具に使用する場合は、出射部の意匠性をよくするために、除肉部を導光板の周面から遮蔽するカバー部材を設けるのが望ましい。

本発明による第３のライトガイド装置は、光源と対向する導光板の表面に入射部を備え、導光板の周面に出射部を備え、入射部と出射部との間の導光板に、入射部が入射した光を導光板の表面と平行な第１方向へ反射する第１反射面と、第１反射面からの光束を第１方向と交差する第２方向へ反射する第２反射面と、第２反射面からの光束を出射部に向けて第３方向へ反射する第３反射面とが設けられ、導光板の一部に中空形状の隆起部が形成され、隆起部の外面に出射部と連続する幅広出射部が設けられ、隆起部の内面に第３反射面からの光束を隆起部の内側空間を通して幅広出射部に直進させる光学ステップが形成されていることを特徴とする。

ここで、隆起部は、特定の形状に限定されず、導光板の一部に、例えば、ドーム形、円錐形、角錐形、屋根形等の隆起形状に成形することができる。また、幅広出射部の形状も特に限定されず、出射部の意匠性を考慮して適宜に創作することができる。幅広出射部を導光板周面の出射部と同程度に発光させるために、好ましくは、第２反射面を隆起部の内面に形成し、第３反射面を隆起部の外面に形成することができる。

上記第１～第３のライトガイド装置は、それぞれ、一つまたは複数の光源との組み合わせにおいて、細長い発光パターンを形成する灯具に好ましく適用できる。この場合、導光板の出射部に散光用ステップを設けることで、細長発光パターンを均一な輝度で見栄えよく発光させることができる。

本発明による第１のライトガイド装置は、第２反射面が第１反射面の投影面を含む大きさの傾斜面によって第１反射面からの光束を第３反射面に向けて第２方向の片側に全反射するので、第３反射面からの光束を逸らすことなく導光板周面の出射部に的確に導くことができるという効果がある。

本発明による第２のライトガイド装置は、第２反射面より出射部側の導光板に除肉部が形成されているので、発光に関与しない部分において導光板の板厚を減少させ、導光板の質量を軽くすることができるという効果がある。

本発明による第３のライトガイド装置は、隆起部の内面に第３反射面からの光束を隆起部の内側空間を通して幅広出射部に直進させる光学ステップが形成されているので、第３反射面からの光束を幅広出射部に的確に導き、出射部の全域を均一に発光させることができるという効果がある。

本発明の実施例１を示すライトガイド装置の正面図である。第１～第３反射面の形状を示す導光板の端面図である。第１～第３反射面の形状を示すライトガイド装置の平面図である。本発明の実施例２を示すライトガイド装置の正面図である。第１～第３反射面の形状を示す導光板の端面図である。実施例２のライトガイド装置の導光板を示す斜視図である。本発明の実施例３を示すライトガイド装置を示す正面図および端面図である。従来のライトガイド装置を示す平面図および端面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１～図３には、本発明による第１のライトガイド装置を具体化した実施例１が示されている。図４～図６には、本発明による第２のライトガイド装置を具体化した実施例２が示されている。図７には、本発明による第３のライトガイド装置を具体化した実施例３が示されている。各実施例において、同一または類似する構成要素が図面に同一の符号で示されている。

図１、図２、図３に示すように、実施例１のライトガイド装置１は、平面が略平行四辺形の導光板２を備えている。導光板２の表面には、光源（例えばＬＥＤ）３が発生した光を入射する入射部４が設けられ、導光板２の前側の周面に、灯具の発光面として機能する出射部５が設けられている。入射部４から出射部５に至る光路上において、導光板２の裏面には第１反射面６が形成され、導光板２の後側の周面に第２反射面７および第３反射面８が形成されている。

入射部４は、複数の光源３と対向する位置において、出射部５の延びる方向に複数配列されている。出射部５には、導光板２の前側周面を均一な明るさで発光させるために、多数の散光用ステップ９が全域にわたって均一な密度で設けられている。そして、すべての入射部４に関してそれぞれ１つの第１反射面６、第２反射面７および第３反射面８が設けられている。なお、図２には、入射部４が導光板２の表面に浅く凹設されているが、入射部４を導光板２の表面と面一に設けることもできる。

第１反射面６は、出射部５側の前側反射領域６ａと、出射部５と反対側の後側反射領域６ｂとに２分割され、各領域６ａ，６ｂが導光体２の前または後に開く回転放物面となっている。前側反射領域６ａはシボやエッチング等によって粗面（図３にハッチで示す）に加工され、その反射率が後側反射領域６ｂの反射率よりも低く設定されている。そして、前側反射領域６ａが入射部４からの光束を出射部５に向けて前方へ反射するとともに、後側反射領域６ｂが入射部４からの光束を第２反射面７に向けて後方、つまり出射部５と反対側の第１方向へ反射するようになっている。

第２反射面７は、第１反射面６の後側に第１反射面６と略同じ幅Ｗ（図３参照）の傾斜面を含み、第３反射面８が、第２反射面７の左側に第２反射面７と略同じ幅の傾斜面となっている。導光板２の後部には、第２，第３反射面７，８によって平面が直角二等辺三角形の複数の突出部１０が形成されている。隣接する突出部１０の間にはＶ溝１１が形成され、突出部１０とＶ溝１１により導光板２の後部が鋸歯状に形成されている。そして、第２反射面７が第１反射面６の後側投影面（図２ｂにハッチで示す）を含む大きさの傾斜面７ａによって第１反射面６からの光束の大部分を第１方向と直交する第２方向の片側（左側）へ全反射し、第３反射面８が第２反射面７からの光束を出射部５に向けて第３方向へ全反射するようになっている。なお、第２反射面７を第１反射面６の幅Ｗよりも僅かに広いまたは狭い傾斜面とすることもできる。

上記のように構成された実施例１のライトガイド装置１によれば、第２反射面７が第１反射面６からの光束の大部分を左右方向の片側（図示例では左側）のみに反射するように形成されているので、左右両側に分割していた従来と比較して、第３反射面８からの光束を逸脱させることなく出射部４に的確に導くことができる。したがって、このライトガイド装置１を灯具に適用することで、出射部５４から点光りを解消し、見栄えのよい細長発光パターンを形成できる。また、第１反射面６の前側反射領域６ａに後側反射領域６ｂよりも低い反射率が設定されているため、前側反射領域６ａと対応する部位で出射部５の輝度を落とし、第３反射面８と対応する部位で出射部５の輝度を高め、全体として均一な明るさの細長発光パターンを形成することができる。

図４、図５、図６に示すように、実施例２のライトガイド装置２１は、左右に長い帯状の導光板２２と、導光板２２の表面および前面を部分的に覆うカバー部材２３を備えている。導光板２２には、実施例１と同様、表面に光源３の発光を入射する入射部４が設けられ、前側周面に灯具の発光面として機能する出射部５が設けられ、裏面に第１反射面６が形成されている。第１反射面６には、回転放物面からなる前後一対の反射領域６ａ,６ｂが設けられ、入射部４からの光束を前側反射領域６ａが導光板２２の表面と平行に前方（第１方向）へ反射するとともに、後側反射領域６ｂが導光板２背面の反射膜２４を介して出射部５に導くようになっている。

第２反射面２７は、実施例１とは異なり、入射部４の前側において導光板２の表面に下り勾配の斜状に形成され、第１反射面６からの光束の一部を第１方向と直交する第２方向（下方）へ反射する。第１反射面６の前端には第３反射面２８が形成され、第２反射面２７からの光束が第３反射面２８により出射部５に向けて第３方向（前方）へ反射される。第２反射面２７より出射部５側の導光板２２には、この導光板２２の板厚を部分的に減少させる除肉部２９が形成されている。

入射部４は、出射部５の延びる方向に複数配列され、所要数の入射部４に関してそれぞれ１つの第１反射面６、第２反射面２７、第３反射面２８および除肉部２９が設けられている。そして、導光板２２の前側部分の板厚が導光板２２の一端から他端に向けて徐々に厚くなるように、複数の除肉部２９がそれぞれ異なる高さの階段状に形成されるとともに、各除肉部２９が導光板２２の前側周面から隠れるように、カバー部材２３に斜状の遮蔽部２５が形成されている。なお、第２反射面２７には、除肉部２９への漏光を阻止するための反射皮膜２６が設けられている。

したがって、実施例２のライトガイド装置２１によれば、第２反射面２７より出射部５側の導光板２２に除肉部２９が形成されているので、発光に関与しない部分で導光板２２の板厚を減少させ、導光板２２全体の質量を軽減することができる。また、除肉部２９がカバー部材２３の遮蔽部２５によって隠されているため、出射部５の意匠性を損なうおそれがなく、逆に、出射部５の意匠に応じて除肉部２９の個数や形状あるいは位置を変更することもできる。

図７に示すように、実施例３のライトガイド装置３１は、導光板３２の一部に中空形状の隆起部３３を備え、隆起部３３の外面に幅広出射部３４が幅狭の出射部５と連続するように形成されている。出射部５および幅広出射部３４は、導光板３２の前側周面に含まれ、灯具の発光面として機能する。光源３と対向する導光板３２の表面（下面）には、光源３の発光を入射する入射部４が設けられている。導光板３２の後側周面には回転放物面からなる第１反射面３６が形成され、第１反射面３６によって入射部４からの光束が導光板３２の表面と平行な第１方向（前方）へ反射され、隆起部３３から外れた部位の導光板３２では、第１反射面３６からの光束がそのまま出射部５から外部に出射される（図７ｂ参照）。

一方、隆起部３３の内面には、第２反射面３７が導光板２２の表面から上り勾配となる斜状に形成され（図７ｃ参照）、この第２反射面３７によって第１反射面３６からの光束の一部が第１方向と直交する第２方向（上方）へ反射される。幅広出射部３４と反対側において、隆起部３３の外面には第３反射面３８が前方に傾く斜状に形成され、第２反射面３７からの光束を幅広出射部３４に向けて第３方向（前方）へ反射する。そして、隆起部３３の前壁および後壁の内面にそれぞれ複数の光学ステップ３５が形成され、第１反射面３６からの光束の一部および第３反射面３８からの光束を隆起部３３の内側空間３３ａを通して幅広発光部３４に直進させるようになっている。

したがって、実施例３のライトガイド装置３１によれば、３つの反射面３６，３７，３８で制御した光束を導光板３２の前側周面に的確に導き、幅狭の出射部５と幅広出射部３４とを連続的に発光させることができる。特に、第２反射面３７を隆起部３３の内面に形成し、第３反射面３８を隆起部３３の外面に形成したので、幅広出射部３４を幅狭の出射部５と同じ程度の明るさで見栄えよく発光させることができる。

なお、本発明は、上記実施例１～３に限定されるものではなく、例えば、実施例１の構成要素を実施例２のライトガイド装置に適用したり、実施例１～３の構成要素を相互に組み合わせたりするなど、発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状や構成を適宜変更して実施することも可能である。

１ライトガイド装置（実施例１）
２導光板
３光源
４入射部
５出射部
６第１反射面
７第２反射面
８第３反射面
２１ライトガイド装置（実施例２）
２２導光板
２３カバー部材
２５遮蔽部
２７第２反射面
２８第３反射面
２９除肉部
３１ライトガイド装置（実施例３）
３２導光板
３３隆起部
３４幅広出射部
３５光学ステップ
３６第１反射面
３７第２反射面
３８第３反射面

Claims

光源と対向する導光板の表面に入射部を備え、導光板の周面に出射部を備え、入射部と出射部との間の導光板に、入射部からの光束を出射部と反対側の第１方向へ反射する第１反射面と、第１反射面からの光束を第１方向と交差する第２方向へ反射する第２反射面と、第２反射面からの光束を出射部に向けて第３方向へ反射する第３反射面とが設けられ、
前記第２反射面と前記第３反射面とは、前記導光板の幅方向に対向して傾斜すること、および、前記第２反射面が、第１反射面の第１方向における投影面を含む大きさの傾斜面により第１反射面からの光束を第３反射面に向けて第２方向の片側に全反射することを特徴とするライトガイド装置。
前記導光板が出射部の延びる方向に複数の入射部を備え、所要数の入射部に関してそれぞれ１つの第１、第２および第３反射面が設けられている請求項１記載のライトガイド装置。
前記第１反射面が第１方向に２分割され、出射部側の反射領域の反射率が第２反射面側の反射領域の反射率よりも低く設定されている請求項１又は２記載のライトガイド装置。
前記第２方向は、前記導光板の表面と平行である請求項１～３のいずれか一項に記載のライトガイド装置。
前記第２反射面と前記第３反射面とにより突出部が形成され、前記突出部は、前記導光版の表面と平行な面による断面が、直角二等辺三角形である、請求項１～４のいずれか一項に記載のライトガイド装置。