JP7239042B2 - 発光装置、および車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は発光装置、および車両用灯具に関する。

特許文献１には、立体的な像を形成する光デバイスが開示されている。当該光デバイスは、導光板と、導光板によって導かれる光を空間上の１つの収束点又は収束線に実質的に収束する又は空間上の１つの収束点又は収束線から実質的に発散する方向の出射光を出射面から出射させる光集束部とを備える。

特開２０１６－１１４９２９号公報（２０１６年６月２３日公開）

しかしながら、上述のような従来技術は下記の問題がある。すなわち、従来技術の光デバイスを温度変化の大きい環境で使用すると、導光板の熱膨張と光源部の熱膨張の差により、所定の位置から光が入光しなくなり、結像位置が変化する。よって、像に歪みが生じることがある。例えば、図１２に示すように、光源９１の位置が所定の入光位置だとすると、温度変化により光源９１が光源９１´または光源９１´´の位置にずれてしまうことがある。また、図１２における符号３０ｄは、光収束部を示し、符号Ｐ、Ｐ´、Ｐ´´は、それぞれ定点を示す。

本発明の一態様は、温度変化の大きい環境であっても、光源から出射された光を所定の位置から導光板に入射させることができる発光装置を実現することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る発光装置は、光源と、前記光源から入射した光を導光して光出射面から出射させ、空間に画像を結像させる導光板と、前記光源、または前記光源および当該光源を保持する基板を保持する保持部とを備え、前記保持部は、前記導光板を構成する材料と同じ材料により、前記導光板と一体的な構造となっており、前記保持部は、前記導光板を、前記光出射面と当該光出射面の対向面とを貫通している。

上記構成によれば、保持部を構成する材料の熱膨張率と導光板を構成する材料の熱膨張率との差がなくなるので、画像の結像位置の変化を抑制することができる。

また、上記一側面に係る発光装置において、前記保持部は、前記導光板における前記光源からの光の入射面に設けられた、前記光源が設けられている基板を収容して固定する光源固定構造である。

上記構成によれば、導光板に光源固定部構造を形成することにより、保持部を導光板と別体に設ける構造と比較すると、部材点数の削減に有利である。

また、上記一側面に係る発光装置において、前記保持部は、前記導光板の光出射面または当該光出射面の対向面に設けられた、前記光源が設けられている基板を収容して固定する光源固定構造であり、前記導光板内部に、前記光源から出射された前記光出射面に垂直な光を、前記光出射面に平行な方向に反射する反射部を備える。

上記構成によれば、光源固定構造の設計自由度を向上させることができる。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る車両用灯具は、上記発光装置を備える。

上記構成によれば、上記発光装置と同様の効果を奏する。

本発明の一態様によれば、温度変化の大きい環境であっても、光源から出射された光を所定の位置から導光板に入射させる発光装置を実現することができる。

本発明の実施形態１に係る発光装置の構成を示す模式図である。 図１の第１の変形例を示す図である。 図１の第２の変形例を示す図である。 図１の第３の変形例を示す図である。 本発明の実施形態２に係る発光装置の構成を示す模式図である。 図６の（ａ）は、図５の第１の変形例を示す図であり、（ｂ）は、図６の（ａ）の局部であるＡ部を示す図６の（ａ）の変形例であり、（ｃ）は、図６の（ａ）の局部であるＡ部を示す図６の（ａ）の他の変形例である。 図７の（ａ）は、図５の第２の変形例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の断面構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態３に係る発光装置の構成を示す模式図である。 本発明に係る発光装置を所定距離から見たときの視角を説明するための図である。 本発明に係る発光装置の効果を説明するための図である。 本発明に係る発光装置の構成の具体例を示す図である。 従来技術に係るデバイスの問題点を説明するための図である。 図１３の（ａ）は、本発明の実施形態４に係る発光装置の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す発光装置が備える導光板の構成を示す平面図である。 図１３の（ａ）に示した発光装置による立体画像の結像方法を示す斜視図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。

§１ 構成例
まず、図１～図４を用いて、本実施形態が適用される場面の一例について説明する。また、図１～図４において、光源１２から導光板１１に入射した光が当該導光板１１内を導光される方向をＹ軸方向、導光板１１から光が出射される方向をＺ軸方向とし、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の両方に垂直な方向をＸ軸方向とする。

〔発光装置（その１）〕
図１は、本実施形態に係る発光装置１の構成を示す模式図である。図１に示すように、発光装置１は、光源１２と、導光板１１と、保持部１３とを備える。

光源１２は、導光板１１に光を入射させる。図１に示す例では、光源１２は、１つである。光源１２は、発光ダイオードであることが挙げられる。ただし、光源１２は、発光ダイオード以外の光源であってもよい。また、光源１２は、複数あってもよい。

導光板１１は、光源１２から入射した光を導光して光出射面から出射させ、空間に画像を結像させる。図１に示す例では、導光板１１は、例えばパターン（画像）Ｐ１である「Ａ」を結像させる。導光板１１の構成材料として、透明で屈折率が比較的に高い樹脂材料が挙げられる。導光板１１を形成する材料としては、例えばポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、またはポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）、ガラス等を使用することができる。

保持部１３は、光源１２を保持する。本実施形態において、保持部１３を構成する材料の熱膨張率と導光板１１を構成する材料との熱膨張率との差が所定値よりも小さいことが好ましい。保持部１３の構成材料として、例えばＡＢＳ樹脂、またはガラスエポキシ（ガラエポとも称する）、アルミニウム等を使用することができる。

詳細は後述するが、ここでいう「保持部１３を構成する材料の熱膨張率と導光板１１を構成する材料との熱膨張率との差が所定値よりも小さいこと」とは、一例として、例えば下記の構成が挙げられる。すなわち、保持部１３の長さが５００ｍｍ以下であり、保持部１３を構成する材料の熱膨張率と導光板１１を構成する材料の熱膨張率との差が、１×１０^－６/Ｋよりも小さい。

上記の構成によれば、保持部１３を構成する材料の熱膨張率と導光板１１を構成する材料の熱膨張率との差が所定値よりも小さいため、発光装置１が温度変化の大きい環境で使用されても、光源１２から出射された光を所定の位置から導光板１１に入射させることができる。これにより、温度変化が大きい環境であっても、導光板１１と光源１２との相対位置のずれを実用上問題ない範囲とすることができる。

§２ 変形例
（第１の変形例）
以上、本実施形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。

図２は、図１の第１の変形例を示す図である。上記実施形態１では、１つの光源１２、１つのパターンＰ１「Ａ」を結像させる構成を説明した。ただし、本発明はこれに限定されない。

図２に示すように、発光装置１ａは、複数の光源１２（例示では４つ）と、導光板１１（例示では４つのパターンＰ１「Ａ」、Ｐ２「Ｂ」、Ｐ３「Ｃ」、Ｐ４「Ｄ」が結像されている）と、保持部１３とを備える。

その他の説明は省略するが、本変形例でも、保持部１３を構成する材料の熱膨張率と導光板１１を構成する材料との熱膨張率との差が所定値よりも小さいことが好ましい。

以上のように、本変形例では、複数の光源１２を備えることと、導光板１１が４つのパターンＰ１「Ａ」、Ｐ２「Ｂ」、Ｐ３「Ｃ」、Ｐ４「Ｄ」を結像させることという２点で上記実施形態と異なる。

上記の構成によっても、上記実施形態と同様な効果を奏する。

（第２の変形例）
図３は、図１の第２の変形例を示す図である。図３に示すように、発光装置１ｂは、複数の光源１２と、導光板１１と、保持部１３と、複数の光源１２がそれぞれ設けられている複数の基板（ＰＣＢ）１４とを備える。

具体的には、発光装置１ｂにおいて、保持部１３は、導光板１１における光源１２からの光の入射面に平行に設けられているとともに、複数の光源１２が所定の間隔で保持部１３に保持される。ここでいう「所定の間隔」とは、結像される複数の隣り合うパターン同士間の距離であることが好ましい。一例として、複数の隣り合うパターン間の距離は、１００ｍｍであることが挙げられる。なお、複数の基板１４の熱膨張率は多少違っていても構わない。

その他の説明は省略するが、本変形例でも、保持部１３を構成する材料の熱膨張率と導光板１１を構成する材料との熱膨張率との差が所定値よりも小さいことが好ましい。

以上のように、本変形例では、複数の光源１２がそれぞれ設けられている複数の基板１４を備える点で上記第１の変形例と異なる。

上記の構成によれば、上記実施形態および上記第１の変形例と同様な効果を奏する以外、温度変化の大きい環境で使用されても、各光源１２と導光板１１との相対位置のずれを抑制することができる。

（第３の変形例）
図４は、図１の第３の変形例を示す図である。図４に示すように、発光装置１ｃは、複数の光源１２と、導光板１１と、複数の保持部１３ａ（例示では４つ）と、複数の基板１４と、複数の接続部１５とを備える。

具体的には、発光装置１ｃにおいて、保持部１３ａが、複数の光源１２毎に対応して複数個設けられ、導光板１１と複数の保持部１３ａとを接続する複数の接続部１５を更に備える。

その他の説明は省略するが、本変形例でも、保持部１３ａを構成する材料の熱膨張率と導光板１１を構成する材料との熱膨張率との差が所定値よりも小さいことが好ましい。

以上のように、本変形例では、導光板１１と複数の保持部１３ａとを接続する複数の接続部１５を備える点で上記第２の変形例と異なる。

上記の構成によれば、上記実施形態、上記第１の変形例および上記第２の変形例と同様な効果を奏する以外、温度変化に伴い導光板１１が熱膨張したとしても、それに応じて接続部１５を介して保持部１３ａの位置も移動するため、各光源１２と導光板１１との相対位置のずれをさらに抑制することができる。

§３ 適用例
図９を用いて、本実施形態が適用される場面の一例について説明する。図９は、本実施形態に係る発光装置１、１ａ、１ｂ、１ｃを所定距離から見たときの視角を説明するための図である。本実施形態に係る発光装置１、１ａ、１ｂ、１ｃは、一例として車両用灯具に適用できる。すなわち、本実施形態に係る発光装置１、１ａ、１ｂ、１ｃを備える車両用灯具も本明細書に記載の発明に含まれる。

図９に示すように、発光装置１、１ａ、１ｂ、１ｃを車両用灯具に適用し、観察者（図９では観察者の目（ＥＹＥ）を例示）と発光装置１、１ａ、１ｂ、１ｃとの距離ＤＩＳ（Ｄｉｓｔａｎｃｅの略）は２ｍ（停止時の車間距離）と想定した場合、発明者は、下記の知見を見出した。

すなわち、車間距離ＤＩＳを２ｍ、観察者の視力は１．０とした場合、観察者が判別できる視角θは０．０１７°（１/６０°）となる。これを結像された画像のずれΔＷに換算すると、ΔＷが０．５８１６ｍｍとなる。換言すれば、画像のずれΔＷが０．５８ｍｍ以下であれば、２ｍ離れた観察者に認識されないこととなる。

（効果）
図１０を用いて、本実施形態が適用される場面の効果について説明する。図１０は、本実施形態に係る発光装置の効果を説明するための図である。また、この効果説明では、図２、図１２を好適に用いる。

発明者は、下記の結果を確認できた。すなわち、
・想定温度変化：－４０℃～１００℃
・設計基準温度：２０℃
・結像位置：光出射面から５０ｍｍ（図１２の定点Ｐ、Ｐ´、Ｐ´´の所在位置）
・導光板１１にＰＭＭＡを使用
・保持部１３にガラスエポキシを使用
・最大温度変化が８０℃とした場合
図２のパターンＰ４「Ｄ」が示す位置では、画像の最大ずれは１．２ｍｍとなった。換言すると、パターンに入る角度が１．３７°ずれている。

そこで、発明者は、実験を経て下記の実験結果を確認できた。すなわち、保持部１３を構成する材料の熱膨張率と導光板１１を構成する材料の熱膨張率との差が１×１０^－６/Ｋよりも小さい場合、画像のずれが再差となる図２のパターンＰ４「Ｄ」が示す位置でも、観察者に認識されない０．３２ｍｍとなっている。

このため、前述したように、本実施形態では、保持部１３を構成する材料の熱膨張率と導光板１１を構成する材料の熱膨張率との差が、１×１０^－６/Ｋよりも小さいことが好ましい。

図１０に例示ように、本実施形態の発光装置１、１ａ、１ｂ、１ｃによれば、例えば、温度変化によって発光装置１が変形（膨張または収縮）しても、画像結像部（パターン）に対して、光源１２の位置が追従するため、画像が歪まない。

図１１は、発光装置１の構成の具体例を示す図である。図１１では、発光装置１が立体画像Ｉ、より具体的には、「ＯＮ」の文字が表示されたボタン形状の立体画像Ｉを表示している様子を示している。

導光板１１は、直方体形状を有しており、透明性および比較的高い屈折率を有する樹脂材料で形成されている。導光板１１を形成する材料は、例えばポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、またはガラスなどであってよい。導光板１１は、光を出射する出射面１１ａ（光出射面）と、出射面１１ａとは反対側の背面１１ｂと、四方の端面である、端面１１ｃ、端面１１ｄ、端面１１ｅおよび端面１１ｆとを備えている。端面１１ｃは、光源１２から投射された光が導光板１１に入射する入射面である。端面１１ｄは、端面１１ｃとは反対側の面である。端面１１ｅは、端面１１ｆとは反対側の面である。導光板１１は、光源１２から入射した光を導光して出射面１１ａから出射させ、空間に画像を結像させる。光源１２は、例えばＬＥＤ（Light Emitting diode）光源である。

導光板１１の背面１１ｂには、光路変更部１６ａ、光路変更部１６ｂ、および光路変更部１６ｃを含む複数の光路変更部１６が形成されている。光路変更部１６ａ、光路変更部１６ｂ、および光路変更部１６ｃは、線Ｌａ、線Ｌｂおよび線Ｌｃに沿ってそれぞれ形成されている。ここで、線Ｌａ、線Ｌｂおよび線Ｌｃは、Ｘ軸方向に略平行な直線である。任意の光路変更部１６は、Ｘ軸方向に実質的に連続して形成されている。換言すれば、複数の光路変更部１６は、出射面１１ａに平行な面内でそれぞれ予め定められた線に沿って形成されている。

光路変更部１６のＸ軸方向の各位置には、光源１２から投射され導光板１１によって導光されている光が入射する。光路変更部１６は、光路変更部１６の各位置に入射した光を、各光路変更部１６にそれぞれ対応する定点に実質的に収束させる。図３には、光路変更部１６の一部として、光路変更部１６ａ、光路変更部１６ｂ、および光路変更部１６ｃが特に示されている。さらに図３には、光路変更部１６ａ、光路変更部１６ｂ、および光路変更部１６ｃのそれぞれにおいて、光路変更部１６ａ、光路変更部１６ｂ、および光路変更部１６ｃのそれぞれから出射された複数の光が収束する様子が示されている。

具体的には、光路変更部１６ａは、立体画像Ｉの定点ＩＡに対応する。光路変更部１６ａの各位置からの光は、定点ＩＡに収束する。したがって、光路変更部１６ａからの光の波面は、定点ＩＡから発するような光の波面となる。光路変更部１６ｂは、立体画像Ｉ上の定点ＩＢに対応する。光路変更部１６ｂの各位置からの光は、定点ＩＢに収束する。このように、任意の光路変更部１６の各位置からの光は、各光路変更部１６に対応する定点に実質的に収束する。これにより、任意の光路変更部１６によって、対応する定点から光が発するような光の波面を提供できる。各光路変更部１６が対応する定点は互いに異なり、光路変更部１６にそれぞれ対応する複数の定点の集まりによって、空間上（より詳細には、導光板１１から出射面１１ａ側の空間上）にユーザにより認識される立体画像Ｉが結像される。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

§１ 構成例
まず、図５～図７を用いて、本実施形態が適用される場面の一例について説明する。

〔発光装置（その２）〕
図５は、本実施形態に係る発光装置２の構成を示す模式図である。図５に示すように、発光装置２は、光源２２と、導光板２１ａと、保持部２３とを備える。

光源２２は、上記実施形態１における光源１２と同様であることが好ましい。このため、光源２２の詳細説明は省略する。導光板２１ａも、上記実施形態１における導光板１１と同様であることが好ましい。このため、導光板２１ａの詳細説明も省略する。

図５に示すように、保持部２３は、光源２２を保持する。図５の例示では、保持部２３は、導光板２１ａの光出射面（図５における手前側表面）と当該光出射面の対向面（図５における奥側表面）とを貫通するように導光板２１ａに形成されている。具体的には、発光装置２において、保持部２３は、導光板２１ａを構成する材料と同じ材料により、導光板２１ａと一体的な構造となっている。

また、図５～図７においても、光源２２から導光板２１ａ～２１ｅに入射した光が当該導光板２１ａ～２１ｅ内を導光される方向をＹ軸方向、導光板２１ａ～２１ｅから光が出射される方向をＺ軸方向とし、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の両方に垂直な方向をＸ軸方向とする。

以上のように、本実施形態では、導光板２１ａ～２１ｅと光源２２の保持部２３が一体となっている点で上記実施形態１と異なる。

上記の構成によれば、上記実施形態１と同様な効果を奏する以外、保持部２３を構成する材料の熱膨張率と導光板２１ａを構成する材料の熱膨張率との差がなくなるので、画像の結像位置の変化をより好適に抑制することができる。

§２ 変形例
（第１の変形例）
以上、本実施形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。

図６の（ａ）は、図５の第１の変形例を示す図であり、（ｂ）は、図６の（ａ）の局部であるＡ部を示す図６の（ａ）の変形例であり、（ｃ）は、図６の（ａ）の局部であるＡ部を示す図６の（ａ）の他の変形例である。上記実施形態２では、導光板２１ａの光出射面と当該光出射面の対向面とを貫通する保持部２３を説明した。ただし、本発明はこれに限定されない。

図６の（ａ）に示すように、本変形例における発光装置２ａにおいて、不図示の光源が設けられた基板２４が、導光板２１ｂの光の入射面（図中の下部端面）に設けられ溝部（保持部）に固定されており。固定方法について特に限定されず、例えば接着剤を使用して固定することが挙げられる。

具体的には、図６の（ａ）に示すように、発光装置２ａにおいて、保持部２３は、導光板２１ｂにおける光源からの光の入射面に設けられた、光源が設けられている基板を収容して固定する光源固定構造である。

以上のように、本変形例では、導光板２１ｂの端面に保持部２３が形成されている点で上記実施形態２と異なる。

上記の構成によれば、上記実施形態２と同様な効果を奏する以外、導光板２１ｂに光源固定部（保持部２３）構造を形成することにより、保持部を導光板と別体に設ける構造と比較すると、部材点数の削減に有利である。

また、保持部の構成は上記構成に限定されない。図６の（ｂ）に示すように、例えば、不図示の光源が設けられた基板２４を、導光板２１ｃの下部端面に凹設した、脱落防止用の張出部を有する溝部に収容して固定してもよいし、または図６の（ｃ）に示すように、例えば、不図示の光源が設けられた基板２４を、導光板２１ｄの下部端面に凸設した、脱落防止用の張出部を有する溝部に収容して固定してもよい。

（第２の変形例）
図７の（ａ）は、図５の第２の変形例を示す図であり、便宜上、（ｂ）は、（ａ）の断面構成を模式的に示す図である。図７の（ａ）に示すように、発光装置２ｂは、導光板２１ｅと、保持部２３とを備える。図７の（ｂ）に示すように、保持部２３に固定された基板２４に光源２２が設けられている。

導光板２１ｅの内部に光源２２が出射する光Ｌの照射方向を変更する構成が設けられている。具体的には、発光装置２ｂにおいて、保持部２３は、導光板２１ｅの光出射面（図７の（ａ）における手前側表面で、図７の（ｂ）における右側表面）または当該光出射面の対向面（図７の（ａ）における奥側表面で、図７の（ｂ）における左側表面）に設けられた、光源２２が設けられている基板２４を収容して固定する光源固定構造であり、導光板２１ｅ内部に、光源２２から出射された前記光出射面に垂直な光Ｌを、前記光出射面に平行な方向に反射する反射部２５を備える。

以上のように、本変形例では、導光板２１ｅの光出射面または当該光出射面の対向面に保持部２３を形成し、導光板２１ｅの内部に反射部２５を設ける点で上記第１の変形例と異なる。

上記の構成によれば、上記実施形態および上記第１の変形例と同様な効果を奏する以外、光源固定構造の設計自由度を向上させることができる。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

§１ 構成例
まず、図８を用いて、本実施形態が適用される場面の一例について説明する。

〔発光装置（その３）〕
図８は、本実施形態に係る発光装置３の構成を示す模式図である。図８に示すように、発光装置３は、光源３２と、導光板３１ａとを備える。

光源３２は、上記実施形態１における光源１２および上記実施形態２における光源２２と同様であることが好ましい。このため、光源３２の詳細説明は省略する。導光板３１も、上記実施形態１における導光板１１および上記実施形態２における導光板２１ａ～２１ｅと同様であることが好ましい。このため、導光板３１の詳細説明も省略する。

また、図８においても、光源３２から導光板３１に入射した光が当該導光板３１内を導光される方向をＹ軸方向、導光板３１から光が出射される方向をＺ軸方向とし、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の両方に垂直な方向をＸ軸方向とする。

図８に示すように、導光板３１と光源３２とが一体で成形されている。上述したように、導光板３１の構成材料として、透明で屈折率が比較的に高い樹脂材料が挙げられる。このため、発光装置３において、導光板３１に電子部品である光源３２を埋設しインクジェット印刷で接合することにより電子回路を形成する技術が利用される。当該技術を利用することにより、少なくとも上記実施形態１および実施形態２における基板を省略することが可能である。

上記の構成によれば、上記実施形態１および実施形態２と同様な効果を奏する以外、発光装置３の製造コスト削減などにニーズにも寄与することができる。

〔実施形態４〕
§１ 構成例
〔発光装置（その４）〕
図１３の（ａ）は、本実施形態に係る発光装置４の構成を示す断面図である。図１３の（ａ）に示すように、発光装置４は、光源１２と、導光板１１（第１導光板）とを備えている。図１３の（ｂ）は、発光装置４が備える導光板１１の構成を示す平面図である。

導光板１１は、光源１２から入射された光（入射光）を導光する部材である。導光板１１は、透明で屈折率が比較的高い樹脂材料で成形される。導光板１１を形成する材料としては、例えばポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂などを使用することができる。本実施形態では、導光板１１は、ポリメチルメタクリレート樹脂によって形成されている。導光板１１は、図１３の（ａ）に示すように、出射面１１ａ（光出射面）と、背面１１ｂと、端面１１ｃとを備えている。

出射面１１ａは、導光板１１の内部を導光され、光路変更部１６により光路変更された光を出射する面である。出射面１１ａは、導光板１１の前面を構成している。背面１１ｂは、出射面１１ａと互いに平行な面であり、後述する光路変更部１６が配置される面である。端面１１ｃは、光源１２から出射された光が導光板１１の内部に入射される面である。

光源１２から出射され、端面１１ｃから導光板１１に入射した光は、出射面１１ａまたは背面１１ｂで全反射され、導光板１１内を導光される。

図１３の（ａ）に示すように、光路変更部１６は、導光板１１の内部において背面１１ｂに形成されており、導光板１１内を導光された光を光路変更して出射面１１ａから出射させるための部材である。光路変更部１６は、導光板１１の背面１１ｂに複数設けられている。

光路変更部１６は、端面１１ｃに平行な方向に沿って設けられている。光路変更部１６は、三角錐形状となっており、入射した光を反射（全反射）する反射面１６１を備えている。光路変更部１６は、例えば、導光板１１の背面１１ｂに形成された凹部であってもよい。なお、光路変更部１６は、三角錐形状に限られるものではない。導光板１１の背面１１ｂには、図１３の（ｂ）に示すように、複数の光路変更部１６からなる複数の光路変更部群１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…が形成されている。

各光路変更部群１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…では、複数の光路変更部１６は、反射面１６１が光の入射方向に対する角度が互いに異なるように、導光板１１の背面１１ｂに配置されている。これにより、各光路変更部群１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…は、入射光を光路変更して、出射面１１ａから様々な方向へ出射させる。

次に、発光装置４による立体画像Ｉの結像方法について、図１４を参照しながら説明する。ここでは、導光板１１の出射面１１ａに垂直な面である立体画像結像面Ｓに、光路変更部１６により光路変更された光によって面画像としての立体画像Ｉを結像する場合について説明する。

図１４は、発光装置４による立体画像Ｉの結像方法を示す斜視図である。なお、ここでは、立体画像結像面Ｓに立体画像Ｉとして円内に斜線が入った画像を結像することについて説明する。

発光装置４では、図１４に示すように、例えば、光路変更部群１７ａの各光路変更部１６によって光路変更された光は、立体画像結像面Ｓに線Ｌａ１および線Ｌａ２で交差する。これにより、立体画像結像面Ｓに立体画像Ｉの一部である線画像ＬＩを結像させる。線画像ＬＩは、ＹＺ平面に平行な線画像である。このように、光路変更部群１７ａに属する多数の光路変更部１６からの光によって、線Ｌａ１および線Ｌａ２の線画像ＬＩが結像される。なお、線Ｌａ１および線Ｌａ２の像を結像する光は、光路変更部群１７ａにおける少なくとも２つの光路変更部１６によって提供されていればよい。

同様に、光路変更部群１７ｂの各光路変更部１６によって光路変更された光は、立体画像結像面Ｓに線Ｌｂ１、線Ｌｂ２および線Ｌｂ３で交差する。これにより、立体画像結像面Ｓに立体画像Ｉの一部である線画像ＬＩを結像させる。

また、光路変更部群１７ｃの各光路変更部１６によって光路変更された光は、立体画像結像面Ｓに線Ｌｃ１および線Ｌｃ２で交差する。これにより、立体画像結像面Ｓに立体画像Ｉの一部である線画像ＬＩを結像させる。

各光路変更部群１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…によって結像される線画像ＬＩのＺ軸方向における位置は互いに異なっている。発光装置４では、光路変更部群１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…間の距離を小さくすることによって、各光路変更部群１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…によって結像される線画像ＬＩのＺ軸方向の距離を小さくすることができる。その結果、発光装置４では、光路変更部群１７ａ、１７ｂ、１７ｃ…の各光路変更部１６によって光路変更された光によって結像された複数の線画像ＬＩを集積することにより、実質的に面画像である立体画像Ｉを立体画像結像面Ｓに結像する。

なお、立体画像結像面Ｓは、Ｚ軸に垂直な平面であってもよく、Ｙ軸に垂直な平面であってもよく、またＸ軸に垂直な平面であってもよい。また、立体画像結像面Ｓは、Ｚ軸、Ｙ軸、またはＸ軸に垂直でない平面であってもよい。さらに、立体画像結像面Ｓは、平面ではなく曲面であってもよい。すなわち、発光装置４は、光路変更部１６によって空間上の任意の面（平面および曲面）上に立体画像Ｉを結像させることができる。また、面画像を複数組み合わせることにより、３次元の画像を結像することができる。

§２ 変形例
（変形例）
本変形例に係る発光装置が備える導光板において、光路変更部群は、右眼用光路変更部および左眼用光路変更部を含んでもよい。右眼用光路変更部は右眼用画像を結像させ、左眼用光路変更部は左眼用画像を結像させる。この場合、発光装置により結像される立体画像を、立体感のある画像とすることができる。また、光路変更部群は、右眼用光路変更部および左眼用光路変更部に限らず、互いに異なる複数の視点に対応した画像を結像させる光路変更部を含んでもよい。

〔本発明の別の表現〕
本発明は、以下のようにも表現できる。

本発明の一態様に係る発光装置は、光源と、前記光源から入射した光を導光して光出射面から出射させ、空間に画像を結像させる導光板と、前記光源を保持する保持部であって、当該保持部を構成する材料の熱膨張率と前記導光板を構成する材料の熱膨張率との差が所定値よりも小さい保持部とを備える。

上記構成によれば、保持部を構成する材料の熱膨張率と導光板を構成する材料の熱膨張率との差が所定値よりも小さいため、発光装置が温度変化の大きい環境で使用されても、光源から出射された光を所定の位置から導光板に入射させることができる。

また、上記一側面に係る発光装置において、前記保持部は、前記導光板における前記光源からの光の入射面に平行に設けられているとともに、複数の前記光源が所定の間隔で前記保持部に保持される。

上記構成によれば、温度変化の大きい環境で使用されても、各光源と導光板との相対位置のずれを抑制することができる。

また、上記一側面に係る発光装置において、前記保持部が、複数の前記光源毎に対応して複数個設けられ、前記導光板と複数の前記保持部とを接続する複数の接続部を更に備える。

上記構成によれば、温度変化に伴い導光板が熱膨張したとしても、それに応じて接続部を介して保持部の位置も移動するため、各光源と導光板との相対位置のずれをさらに抑制することができる。

また、上記一側面に係る発光装置において、前記保持部の長さが５００ｍｍ以下であり、前記保持部を構成する材料の熱膨張率と前記導光板を構成する材料の熱膨張率との差が、１×１０^－６/Ｋよりも小さい。

上記構成によれば、温度変化が大きい環境であっても、導光板と光源との相対位置のずれを実用上問題ない範囲とすることができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１´、２、２ａ、２ｂ、３、４ 発光装置
１１、１１´、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、３１ 導光板
１２、２２、３２ 光源
１３、１３ａ、１３´、２３ 保持部
１４、２４ 基板
１５ 接続部
１６ 光路変更部
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ… 光路変更部群
２５ 反射部

Claims (2)

1. 光源と、
   前記光源から入射した光を導光して光出射面から出射させ、空間に画像を結像させる導光板と、
   前記光源、または前記光源および当該光源を保持する基板を保持する保持部と
   を備え、
   前記保持部は、前記導光板を構成する材料と同じ材料により、前記導光板と一体的な構造となっており、
   前記保持部は、前記導光板を、前記光出射面と当該光出射面の対向面とを貫通しており、
   前記光源は、前記導光板に対して光が入射する入射面から離隔している発光装置。
2. 請求項１に記載の発光装置を備える車両用灯具。

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