WO2020179930A1 - 車両用発光装置 - Google Patents

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WO2020179930A1
WO2020179930A1 PCT/JP2020/009931 JP2020009931W WO2020179930A1 WO 2020179930 A1 WO2020179930 A1 WO 2020179930A1 JP 2020009931 W JP2020009931 W JP 2020009931W WO 2020179930 A1 WO2020179930 A1 WO 2020179930A1
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WO
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light
light emitting
vehicle
emitting device
guide plate
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Application number
PCT/JP2020/009931
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English (en)
French (fr)
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篠原　正幸
佳彦 ▲高▼木
智和 北村
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オムロン株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/235—Light guides
    • F21S43/236—Light guides characterised by the shape of the light guide
    • F21S43/239—Light guides characterised by the shape of the light guide plate-shaped
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S43/235—Light guides
    • F21S43/242—Light guides characterised by the emission area
    • F21S43/245—Light guides characterised by the emission area emitting light from one or more of its major surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F13/00—Illuminated signs; Luminous advertising
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F13/00—Illuminated signs; Luminous advertising
    • G09F13/18—Edge-illuminated signs

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle light emitting device that emits light according to the operation of the vehicle.
  • Patent Document 1 discloses a vehicle lamp including three light guide plates and a plurality of light emitting elements arranged so that light is incident on each of the light guide plates.
  • the plurality of light emitting elements are all red light emitting diodes, and the light incident on each light guide plate is emitted from the front surface of the light guide plate.
  • Japanese Patent Publication Japanese Patent Laid-Open No. 2014-82041 (published on May 8, 2014)"
  • the region in which the emission pattern can be designed is limited to the region that emits red light.
  • tail lamps having an elongated shape in a region that emits red light have become mainstream.
  • the above-mentioned conventional technique has a problem that the variation of the light emitting pattern becomes scarce.
  • One aspect of the present invention is to realize a light emitting device for vehicles capable of increasing variations in light emitting patterns.
  • a vehicle light emitting device is a vehicle light emitting device that is provided at a rear end portion of a vehicle and emits light toward the outside of the vehicle.
  • a light emitting unit including a light guide plate that guides the light incident from the light source and emits the light from the light emitting surface, and a light emitting control unit that controls the light emitting state of the light source according to the operation of the vehicle.
  • the light emitting unit emits light at least in response to the operation, and is arranged on the outer surface of the body of the vehicle and the main light emitting region which is visually recognized as the light emitting region of the vehicle light emitting device even when the vehicle does not emit light.
  • a predetermined light emitting pattern that emits light according to a predetermined operation is formed, and a transparent light emitting region that is uncolored and transparent when no light is emitted is provided.
  • FIG. 2 is a top view of a vehicle C including a light emitting device 1 (vehicle light emitting device) according to the present embodiment.
  • the +X direction in FIG. 2 is the front of the vehicle C.
  • the light emitting device 1 is provided at the rear end of the vehicle C.
  • the light emitting device 1 is a vehicle lamp that functions as a tail lamp (also called a tail light) and a brake lamp (also called a brake light) of the vehicle C.
  • the vehicle C is not particularly limited, and is, for example, a general automobile, a bus, a truck, or a motorcycle.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the light emitting device 1.
  • the light emitting device 1 is arranged so as to be exposed to the outside of the body CB of the vehicle C.
  • the light emitting device 1 includes a light source 2 and a light emitting unit 10.
  • the light emitting unit 10 includes a light guide plate 11, a cover 19 (first translucent member), and a cover 18 (second translucent member).
  • the light source 2 causes light to enter the light guide plate 11.
  • the light guide plate 11 guides the light incident from the light source 2 and emits it from the light emitting surface to form an image IA in space.
  • the image IA is an image showing, for example, that the vehicle C is in a braking operation. The image is visually recognized from the outside as a brake lamp of the vehicle C.
  • the image IA is formed in a space different from the surface of the light guide plate 11.
  • the image IA may be imaged on the surface of the light guide plate 11.
  • the image IA is a flat image, but the light guide plate 11 may form a stereoscopic image.
  • the light guide plate 11 has a shape in which a flat rectangular parallelepiped is bent so as to extend from the inside of the body CB toward the surface and further along the surface of the body CB.
  • the light source 2 causes light to enter the light guide plate 11 from the end surface of the light guide plate 11 located inside the body CB.
  • FIG. 3 is a diagram showing a specific example of the image forming method of the image IA in the light emitting device 1.
  • FIG. 3 shows that the light emitting device 1 is displaying the stereoscopic image I as the image IA, more specifically, the button-shaped stereoscopic image I on which the character “ON” is displayed.
  • the light guide plate 11 has the outer shape of a rectangular parallelepiped formed in a flat plate shape.
  • the light guide plate 11 has a rectangular parallelepiped shape and is made of a resin material having transparency and a relatively high refractive index.
  • the material forming the light guide plate 11 is, for example, polycarbonate resin, polymethylmethacrylate resin, glass, or the like.
  • the light guide plate 11 has an exit surface 11a (light emission surface) that emits light, a back surface 11b on the opposite side of the emission surface 11a, and end faces 11c, end faces 11d, end faces 11e, and end faces 11f that are four end faces. I have it.
  • the end surface 11c is an incident surface on which the light projected from the light source 2 is incident on the light guide plate 11.
  • the end surface 11d is a surface opposite to the end surface 11c.
  • the end surface 11e is a surface opposite to the end surface 11f.
  • the light guide plate 11 guides the light incident from the light source 2 and emits it from the exit surface 11a to form an image in space.
  • the light source 2 is, for example, an LED (Light Emitting diode) light source.
  • a plurality of optical path changing sections 13 including an optical path changing section 13a, an optical path changing section 13b, and an optical path changing section 13c are formed on the back surface 11b of the light guide plate 11.
  • the optical path changing section 13a, the optical path changing section 13b, and the optical path changing section 13c are formed along the line La, the line Lb, and the line Lc, respectively.
  • the line La, the line Lb, and the line Lc are straight lines substantially parallel to the Z-axis direction.
  • the arbitrary optical path changing portion 13 is formed substantially continuously in the Z-axis direction.
  • the plurality of optical path changing portions 13 are formed along predetermined lines in a plane parallel to the emission surface 11a.
  • the optical path changing unit 13 substantially converges the light incident on each position of the optical path changing unit 13 to a fixed point corresponding to each optical path changing unit 13.
  • an optical path changing unit 13a, an optical path changing unit 13b, and an optical path changing unit 13c are particularly shown. Further, in FIG. 3, in each of the optical path changing section 13a, the optical path changing section 13b, and the optical path changing section 13c, a plurality of lights emitted from each of the optical path changing section 13a, the optical path changing section 13b, and the optical path changing section 13c are emitted. The state of convergence is shown.
  • the optical path changing unit 13a corresponds to the fixed point PA of the stereoscopic image I.
  • the light from each position of the optical path changing portion 13a converges on the fixed point PA. Therefore, the wavefront of the light from the optical path changing portion 13a becomes the wavefront of the light emitted from the fixed point PA.
  • the optical path changing unit 13b corresponds to the fixed point PB on the stereoscopic image I. The light from each position of the optical path changing unit 13b converges on the fixed point PB. In this way, the light from each position of the arbitrary optical path changing unit 13 substantially converges on the fixed point corresponding to each optical path changing unit 13.
  • an arbitrary optical path changing unit 13 can provide a wavefront of light such that light is emitted from a corresponding fixed point.
  • the fixed points corresponding to each optical path changing unit 13 are different from each other, and the user is placed on the space (more specifically, on the space on the exit surface 11a side from the light guide plate 11) by a collection of a plurality of fixed points corresponding to the optical path changing units 13.
  • a stereoscopic image I recognized by is formed.
  • the light emitting unit 10 includes a main light emitting region RA and a transparent light emitting region RB.
  • the main light emitting region RA emits light according to the operation of the vehicle C, and is visually recognized as the light emitting region of the light emitting device 1 even when it is not emitting light.
  • the transparent light emitting region RB is arranged on the outer surface of the body CB of the vehicle C to form a predetermined light emitting pattern that emits light according to a predetermined operation of the vehicle C, and is transparent without coloring when no light is emitted. Becomes The light emission pattern here refers to the set of the optical path changing units 13 described above.
  • the predetermined light emission pattern is, for example, a light emission pattern for forming an image IA as a brake lamp that emits light together with the light emission of the main light emission area RA when the vehicle C is braked, or a turn signal that emits light when the vehicle C turns a direction. It is a light emission pattern for forming an image as an image.
  • the light emitting device 1 When the vehicle C is in the braking state, the light emitting device 1 emits light not only in the main light emitting region RA but also in the transparent light emitting region RB. Therefore, the area of the region where the light emission pattern can be formed increases as compared with the case where light emission is performed only in the main light emission region RA. Therefore, the variation of the light emission pattern can be increased.
  • the transparent light emitting region RB when the transparent light emitting region RB is not emitting light, the outer surface of the body CB of the vehicle C is directly visible from the outside. In other words, when the transparent light emitting region RB is not emitting light, only the main light emitting region RA is visually recognized as the tail lamp of the vehicle C. On the other hand, when the transparent light emitting region RB emits light, an image extending to the outside of the transparent light emitting region RB, that is, the main light emitting region RA is visually recognized. Therefore, the light emitting unit 10 brings about a unique light emitting effect that an image appears to be formed on the surface of the body CB according to the operation of the vehicle C.
  • the main light emitting region RA is an region in which the cover 19 is provided on the outer surface of the light guide plate 11.
  • the cover 19 is a translucent member colored red.
  • the specific material of the cover 19 is, for example, the same as the material of the light guide plate 11 described above. Therefore, even when the light is not emitted, the color of the main light emitting region RA can be made visible to the observer, and the light emitting device 1 can be suitably used for a tail lamp of the vehicle C or the like.
  • the color of the cover 19 is not limited to red, and may be transparent, translucent, yellow, or the like.
  • the light emitted from the emission surface of the light guide plate 11 passes through the cover 19 and is emitted to the outside, so that red light is visually recognized from the outside.
  • the light guide plate 11 can be integrated in the main light emitting region RA and the transparent light emitting region RB.
  • the region of the light guide plate 11 included in the main light emitting region RA may be colored red, and the region of the light guide plate 11 included in the transparent light emitting region RB may be colorless.
  • the light guide plate 11 is a separate body between the main light emitting region RA and the transparent light emitting region RB.
  • the cover 18 is a non-colored translucent member arranged outside the vehicle C with respect to the transparent light emitting region RB.
  • the light guide plate 11 can be protected by the cover 18. Further, the cover 18 makes it difficult for the light source 2 to be visually recognized from the outside.
  • the light emitting device 1 does not necessarily have to include the cover 18.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a main part of the light emitting device 1.
  • the light emitting device 1 includes light sources 2A and 2B that function as the light sources 2 described above, and a control unit 20 (light emission control unit). Further, although not shown in FIG. 4, the light emitting device 1 also includes a light emitting unit 10 shown in FIG.
  • the light source 2A corresponds to both the main light emitting region RA and the transparent light emitting region RB of the light emitting unit 10.
  • “The light source corresponds to a region” means that the light incident on the light guide plate 11 of the light emitting unit 10 from the light source is emitted from the region of the light emitting unit 10.
  • the light source 2A may be any light source that emits light containing a red component, and is, for example, an LED that emits red light.
  • the light source 2B corresponds to only the transparent light emitting region RB of the light emitting unit 10.
  • the light source 2B may be a light source that emits light other than red, and is, for example, an LED that emits yellow light.
  • the control unit 20 controls the light emitting device 1 to function as a taillight of the vehicle C in response to a direction indicating operation for instructing the traveling direction of the vehicle C, a braking operation for braking the vehicle C, or a backward operation for retracting the vehicle C.
  • the light emitting state of the light sources 2A and 2B is controlled.
  • the control unit 20 is configured to receive a signal indicating the state of the vehicle C from the brake B and the direction instruction receiving unit W included in the vehicle C.
  • the direction instruction receiving unit W is a member that receives a driver's direction instruction operation for instructing the traveling direction of the vehicle C. In a general vehicle, the direction instruction receiving unit W is arranged behind the steering wheel when viewed from the driver.
  • the light guide plate 11 causes the light incident from the light source 2A to be emitted from the main light emitting area RA and the transparent light emitting area RB to form an image as a brake lamp of the vehicle C. Further, the light guide plate 11 emits the light incident from the light source 2B from the transparent light emitting region RB to form an image of the vehicle C as a winker.
  • the control unit 20 turns off the light sources 2A and 2B when the brake B is not operating and the operation (direction instruction operation) on the direction instruction receiving unit W is not performed. As a result, in the vehicle C, neither the brake lamp nor the turn signal is lit.
  • control unit 20 turns on the light source 2A.
  • the brake lamp is turned on according to the braking operation of the vehicle C.
  • the control unit 20 turns on the light source 2B. .. As a result, the winker is turned on in the vehicle C.
  • the control unit 20 uses the light source 2A and The light source 2B is turned on. As a result, in the vehicle C, both the brake lamp and the blinker are turned on.
  • the control unit 20 controls the light emitting state of the light source 2B corresponding to the transparent light emitting region RB of the light emitting unit 10 according to the direction indicating operation that indicates the traveling direction of the vehicle C.
  • the light emitting device 1 of the present embodiment can show the direction instruction operation by the driver in addition to the braking operation of the vehicle C.
  • the driver performs the direction instruction operation, light is emitted in the transparent light emitting region RB arranged on the outer surface of the body CB of the vehicle C.
  • the transparent light emitting region RB is a region in which the outer surface of the body CB is visually recognized as it is when no light is emitted. Therefore, by emitting light in the region, light emission for direction indication is performed with a unique effect. be able to.
  • the light emitting device 1 does not necessarily have to include the light source 2B.
  • the light emitting device 1 forms only an image representing a braking operation of the vehicle C as a brake lamp. Even in this case, since light is emitted not only in the main light emitting region RA but also in the transparent light emitting region RB when the brake B is operating, the area of the region where the light emitting pattern can be formed increases. Therefore, even in the light emitting device 1 that does not include the light source 2B, it is possible to increase the variation of the light emitting pattern.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing the configuration of the light emitting device 1A according to the first modified example of the present embodiment.
  • the cover 19 and the control unit 20 are omitted.
  • the light emitting device 1A includes a light source 2 and a light guide plate 15.
  • FIG. 5B is a plan view showing the configuration of the light guide plate 15 included in the light emitting device 1A.
  • the light guide plate 15 is assumed to have a rectangular parallelepiped outer shape.
  • the light guide plate 15 is a member that guides the light (incident light) incident from the light source 2.
  • the light guide plate 15 is made of a transparent resin material having a relatively high refractive index.
  • the material for forming the light guide plate 15 the same material as the light guide plate 11 described above can be used.
  • the light guide plate 15 is made of polymethylmethacrylate resin.
  • the light guide plate 15 includes an emitting surface 15a (light emitting surface), a back surface 15b, and an incident surface 15c.
  • the emission surface 15a is a surface that guides light inside the light guide plate 15 and emits light whose optical path is changed by the optical path changing unit 16 similar to the optical path changing unit 13.
  • the emission surface 15a constitutes the front surface of the light guide plate 15.
  • the back surface 15b is a surface parallel to the emission surface 15a, and is a surface on which the optical path changing unit 16 described later is arranged.
  • the incident surface 15c is a surface on which the light emitted from the light source 2 enters the inside of the light guide plate 15.
  • the light emitted from the light source 2 and incident on the light guide plate 15 from the incident surface 15c is totally reflected by the emission surface 15a or the back surface 15b and guided inside the light guide plate 15.
  • the optical path changing portion 16 is formed on the back surface 15b inside the light guide plate 15, and changes the optical path of the light guided in the light guide plate 15 from the exit surface 15a. It is a member for emitting light. A plurality of optical path changing portions 16 are provided on the back surface 15b of the light guide plate 15.
  • the optical path changing unit 16 is provided along a direction parallel to the incident surface 15c.
  • the optical path changing unit 16 has a triangular pyramid shape and includes a reflecting surface 16a that reflects (totally reflects) incident light.
  • the optical path changing unit 16 is, for example, a recess formed on the back surface 15b of the light guide plate 15.
  • the optical path changing portion 16 is not limited to the triangular pyramid shape.
  • each of the optical path changing sections 17a, 17b, 17c... the plurality of optical path changing sections 16 are arranged on the back surface 15b of the light guide plate 15 so that the reflecting surfaces 16a have different angles with respect to the incident direction of light.
  • each of the optical path changing unit groups 17a, 17b, 17c... Changes the optical path of the incident light and emits the incident light from the emitting surface 15a in various directions.
  • a method of forming a stereoscopic image I by the light emitting device 1A will be described with reference to FIG.
  • a case will be described in which a stereoscopic image I as a surface image is formed on the stereoscopic image forming surface P which is a surface perpendicular to the exit surface 15a of the light guide plate 15 by the light whose optical path is changed by the optical path changing unit 16. ..
  • FIG. 6 is a perspective view showing a method of forming a stereoscopic image I by the light emitting device 1A.
  • an image in which a diagonal line is formed in a circle is formed as a stereoscopic image I on the stereoscopic image forming surface P.
  • the light whose optical path is changed by each optical path changing unit 16 of the optical path changing unit group 17a intersects the stereoscopic image imaging surface P at the line La1 and the line La2.
  • the line image LI which is a part of the stereoscopic image I, is formed on the stereoscopic image forming surface P.
  • the line image LI is a line image parallel to the YZ plane.
  • the line image LI of the line La1 and the line La2 is formed by the light from a large number of optical path changing units 16 belonging to the optical path changing unit group 17a.
  • the light for forming the images of the line La1 and the line La2 may be provided by at least two optical path changing units 16 in the optical path changing unit group 17a.
  • each optical path changing unit 16 of the optical path changing unit group 17b intersects the stereoscopic image forming plane P at the lines Lb1, Lb2, and Lb3.
  • the line image LI which is a part of the stereoscopic image I, is formed on the stereoscopic image forming surface P.
  • each optical path changing unit 16 of the optical path changing unit group 17c intersects the stereoscopic image imaging surface P at the line Lc1 and the line Lc2.
  • the line image LI which is a part of the stereoscopic image I, is formed on the stereoscopic image forming surface P.
  • the positions in the X-axis direction of the line images LI formed by the respective optical path changing unit groups 17a, 17b, 17c... are different from each other.
  • the distance in the X-axis direction of the line image LI imaged by the optical path changing unit groups 17a, 17b, 17c ... It can be made smaller.
  • the light emitting device 1A by accumulating a plurality of line image LIs imaged by the light whose optical path is changed by each of the optical path changing units 16 of the optical path changing unit groups 17a, 17b, 17c ...
  • the stereoscopic image I which is an image, is imaged on the stereoscopic image forming surface P.
  • the stereoscopic image forming surface P may be a plane perpendicular to the X axis, a plane perpendicular to the Y axis, or a plane perpendicular to the Z axis. Further, the stereoscopic image forming surface P may be a plane that is not perpendicular to the X-axis, the Y-axis, or the Z-axis. Further, the stereoscopic image forming surface P may be a curved surface instead of a flat surface. That is, the light emitting device 1A can form a stereoscopic image I on an arbitrary surface (plane and curved surface) in space by the optical path changing unit 16. In addition, a three-dimensional image can be formed by combining a plurality of surface images.
  • FIG. 7 is a perspective view of a light emitting device 1B (vehicle light emitting device) according to a second modification of the present embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the light emitting device 1B.
  • the cover 19 and the control unit 20 are omitted.
  • the light guide plate 84 has a rectangular parallelepiped outer shape.
  • the light emitting device 1B includes an image display device 81 (light source), an imaging lens 82, a collimating lens 83, a light guide plate 84, and a mask 85.
  • the image display device 81, the imaging lens 82, the collimating lens 83, and the light guide plate 84 are arranged in this order along the Y-axis direction. Further, the light guide plate 84 and the mask 85 are arranged in this order along the X-axis direction.
  • the image display device 81 displays a two-dimensional image projected in the air by the light emitting device 1B in the display area according to the video signal received from the control unit 20.
  • the image display device 81 is, for example, a general liquid crystal display capable of outputting image light by displaying an image in a display area.
  • the display area of the image display device 81 and the incident surface 84a of the light guide plate 84 facing the display area are both arranged to be parallel to the XZ plane.
  • the back surface 84b of the light guide plate 84 on which the prism 141 to be described later is arranged and the emission surface 84c (light emission surface) that emits light to the mask 85, which faces the back surface 84b, are both YZ planes.
  • the display area of the image display device 81 and the incident surface 84a of the light guide plate 84 may be arranged to face each other, or the display area of the image display device 81 may be inclined with respect to the incident surface 84a. Good.
  • the imaging lens 82 is arranged between the image display device 81 and the incident surface 84a.
  • the imaging lens 82 converges the image light output from the display area of the image display device 81 on the XZ plane parallel to the longitudinal direction of the incident surface 84a, and then outputs the image light to the collimator lens 83.
  • the imaging lens 82 may be any type as long as the image light can be converted into convergent light.
  • the imaging lens 82 is a bulk lens, a Fresnel lens, a diffractive lens, or the like.
  • the imaging lens 82 may be a combination of a plurality of lenses arranged along the Z-axis direction.
  • the collimating lens 83 is arranged between the image display device 81 and the incident surface 84a.
  • the collimating lens 83 converts the image light converged by the imaging lens 82 into parallel light in the XY plane orthogonal to the longitudinal direction of the incident surface 84a.
  • the collimated lens 83 emits the parallelized image light to the incident surface 84a of the light guide plate 84.
  • the collimating lens 83 may be a bulk lens or a Fresnel lens like the imaging lens 82.
  • the image forming lens 82 and the collimating lens 83 may be arranged in reverse order. Further, the functions of the imaging lens 82 and the collimating lens 83 may be realized by one lens or by combining a large number of lenses.
  • the combination of the imaging lens 82 and the collimated lens 83 can be used. , May be anything.
  • the light guide plate 84 is made of a transparent member like the light guide plate 11 described above.
  • the light guide plate 84 receives the image light parallelized by the collimated lens 83 on the incident surface 84a and emits it from the exit surface 84c.
  • the light guide plate 84 has a rectangular parallelepiped outer shape formed in a flat plate shape.
  • the plane facing the collimating lens 83 and parallel to the XZ plane is defined as the incident plane 84a.
  • a surface parallel to the YZ plane and on the positive side of the X axis is a back surface 84b, and a surface parallel to the YZ plane and facing the back surface 84b is an emission surface 84c.
  • the light guide plate 84 includes a plurality of prisms (exit structure portion, optical path changing portion) 141.
  • the plurality of prisms 141 reflects the image light incident from the incident surface 84a of the light guide plate 84.
  • the prism 141 is provided on the back surface 84b of the light guide plate 84 so as to project from the back surface 84b toward the emission surface 84c.
  • the plurality of prisms 141 are arranged at a predetermined interval (for example, 1 mm) in the Y-axis direction and have a predetermined width in the Y-axis direction (for example, It is a substantially triangular groove having 10 ⁇ m).
  • the prism 141 includes a reflection surface 141a, which is one of the optical surfaces of the prism 141, which is a surface closer to the incident surface 84a with respect to the image light guiding direction (+Y axis direction).
  • the plurality of prisms 141 are provided on the back surface 84b in parallel with the Z axis.
  • the image light incident from the incident surface 84a propagating in the Y axis direction is reflected by the reflecting surfaces 141a of the plurality of prisms 141 provided in parallel with the Z axis orthogonal to the Y axis.
  • Each of the plurality of prisms 141 guides the image light emitted from different positions in the display area of the image display device 81 in the Z-axis direction orthogonal to the longitudinal direction of the incident surface 84a toward the predetermined viewpoint 100 toward the light guide plate 84. It is emitted from the exit surface 84c, which is one surface. Details of the reflecting surface 141a will be described later.
  • the mask 85 is made of a material that is opaque to visible light.
  • the mask 85 includes a plurality of slits 151. Of the light emitted from the emission surface 84c of the light guide plate 84, the mask 85 can transmit only the light traveling toward the image forming point 101 on the plane 102 using the plurality of slits 151.
  • the plurality of slits 151 allow only the light, which is emitted from the emission surface 84c of the light guide plate 84, toward the image forming point 101 on the plane 102 to pass therethrough.
  • the plurality of slits 151 are provided so as to be parallel to the Z axis. Further, each slit 151 corresponds to any one of the plurality of prisms 141.
  • the light emitting device 1B forms an image on the virtual plane 102 outside the light emitting device 1B by projecting the image displayed on the image display device 81. Specifically, first, the image light emitted from the display area of the image display device 81 passes through the imaging lens 82 and the collimating lens 83, and then is incident on the incident surface 84a, which is the end surface of the light guide plate 84. Next, the image light incident on the light guide plate 84 propagates inside the light guide plate 84 and reaches the prism 141 provided on the back surface 84 b of the light guide plate 84.
  • the image light that has reached the prism 141 is reflected in the negative direction of the X axis by the reflecting surface 141a of the prism 141, and is emitted from the exit surface 84c of the light guide plate 84 arranged so as to be parallel to the YZ plane. .. Then, of the image light emitted from the emission surface 84c, the image light that has passed through the slit 151 of the mask 85 forms an image at the image formation point 101 on the plane 102. That is, the image light emitted from each point in the display area of the image display device 81 is converted into convergent light on the YZ plane, parallel light on the XY plane, and then projected onto the image formation point 101 on the plane 102. Can be done.
  • the light emitting device 1B can project the image output to the display area of the image display device 81 on the plane 102. This allows the user to visually recognize the image projected in the air when looking at the virtual plane 102 from the viewpoint 100.
  • the plane 102 is a virtual plane on which the projected image is formed, but a screen or the like may be arranged to improve the visibility. In this way, in the light emitting device 1B, the image displayed on the image display device 81 can be formed as the stereoscopic image I.
  • the light emitting device 1B is configured to form an image by the image light that has passed through the slit 151 included in the mask 85 among the image light that has been emitted from the emission surface 84c.
  • the mask 85 and the slit 151 may not be provided.
  • each prism 141 and the back surface 84b For example, by setting the angle formed by the reflecting surface of each prism 141 and the back surface 84b to increase as the distance from the incident surface 84a increases, the image light is imaged at the imaging point 101 on the virtual plane 102. be able to.
  • the angle is preferably set so that even the prism 141 farthest from the incident surface 84a can totally reflect the light from the image display device 81.
  • the light emitted from a point where the position in the X-axis direction on the display area of the image display device 81 is closer to the rear surface 84b side (-X-axis direction side) and heading toward the predetermined viewpoint is , It is reflected by the prism 141 far from the incident surface 84a.
  • the present invention is not limited to this, and it suffices that the position in the X-axis direction on the display area of the image display device 81 and the prism 141 have a one-to-one correspondence.
  • the light reflected by the prism 141 farther from the incident surface 84a is directed toward the incident surface 84a, while the light reflected by the prism 141 closer to the incident surface 84a is directed toward the incident surface 84a. Therefore, even if the mask 85 is omitted, the light from the image display device 81 can be emitted toward a specific viewpoint. Further, the light emitted from the light guide plate 84 forms an image on the surface on which the image is projected in the Z-axis direction, and diffuses as it goes away from the surface. Therefore, since parallax can be given in the Z-axis direction, the viewer can stereoscopically observe the projected image by arranging both eyes along the Z-axis direction.
  • the light reflected by each prism 141 and directed to the viewpoint is not blocked, so that the observer can move the viewpoint along the Y-axis direction, but the image display device can be used by the observer.
  • the image displayed at 81 and projected in the air can be observed.
  • the angle formed by the light ray traveling from each prism 141 to the viewpoint and the reflecting surface of each prism 141 changes along the position of the viewpoint in the Y-axis direction
  • the image display device 81 corresponding to the light ray is accordingly changed.
  • the position of the upper point also changes.
  • the light from each point on the image display device 81 is imaged to some extent in the Y-axis direction by each prism 141. Therefore, the observer can observe a three-dimensional image even if both eyes are arranged along the Y-axis direction.
  • the mask 85 since the mask 85 is not used, the amount of lost light is reduced, so that the light emitting device can project a brighter image in the air. Further, since the mask is not used, the light emitting device can allow the observer to visually recognize both the object (not shown) behind the light guide plate 84 and the projected image.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a light emitting device 1C (vehicle light emitting device) according to a third modification of the present embodiment.
  • the light emitting device 1C includes a light source 2 and a light guide plate 11.
  • the light source 2 and a part of the light guide plate 11 are arranged in the recess 50 provided in the body CB of the vehicle C.
  • the light emitting device 1C does not include the covers 18 and 19 provided in the light emitting device 1. Therefore, in the light emitting device 1C, the light guide plate 11 alone functions as the light emitting unit 10 in the light emitting device 1.
  • a region of the light guide plate 11 that overlaps the recess 50 serves as a main light emitting region RA that is visually recognized as a light emitting region even when the light emitting device 1C is not emitting light.
  • a light emitting device 1C is also included in the scope of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of the light emitting device 1D (vehicle light emitting device) according to the fourth modification of the present embodiment.
  • the light emitting device 1D includes a housing 60, a cover 19, and a cover 18 in addition to the configuration of the light emitting device 1C.
  • the configuration of the light emitting device 1D can be expressed as having a configuration in which the light emitting device 1 shown in FIG. 1 is housed in the housing 60 and arranged in the recess 50.
  • the region where the cover 19 is provided on the outer surface of the light guide plate 11 is the main light emitting region RA.
  • Such a light emitting device 1D is also included in the scope of the present invention.
  • the vehicle light emitting device is a vehicle light emitting device provided at the rear end of the vehicle and emitting light toward the outside of the vehicle, from the light source and the light source.
  • the light emitting unit includes a light emitting unit including a light guide plate that guides the incident light and emits the incident light from the light emitting surface, and a light emitting control unit that controls the light emitting state of the light source according to the operation of the vehicle.
  • a predetermined light emitting pattern for emitting light is formed, and a transparent light emitting region that becomes transparent without coloring when not emitting light is provided.
  • the light emission control unit controls the light emission state of the light source according to the operation of the vehicle.
  • the light guide plate included in the light emitting unit emits the light incident from the light source from the light emitting surface.
  • the light emitting unit includes a main light emitting region and a transparent light emitting region. Since the light is emitted not only in the main light emitting region but also in the transparent light emitting region, it is possible to increase the variation of the light emitting pattern as compared with the case where light is emitted only in the main light emitting region.
  • the transparent light emitting region becomes uncolored and transparent when it does not emit light. Therefore, in the transparent light emitting region, the outer surface of the body is visually recognized as it is when no light is emitted, and the light emission pattern is visually recognized when light is emitted, so that it is possible to bring about a unique light emission effect.
  • the light emitting portion further includes a first light transmitting member colored in red, and the main light emitting region is formed on the outer surface of the light guide plate. This is the area where the translucent member is provided.
  • the color of the main light emitting region can be visually recognized by the observer even when the light is not emitted, so that the vehicle light emitting device can be suitably used for the tail lamp of the vehicle or the like. Further, the light emitted from the main light emitting region of the light emitting unit is visually recognized as red light from the outside by passing through the light transmitting member colored in red. Therefore, it is not necessary to color the light guide plate itself. Therefore, the light guide plate can be integrated in the main light emitting region and the transparent light emitting region of the light emitting unit.
  • the light emission control unit performs a direction indicating operation for instructing a traveling direction of the vehicle, a braking operation for braking the vehicle, and a backward operation for retracting the vehicle. Accordingly, the light emitting state of the light source corresponding to the transparent light emitting region of the light emitting unit is controlled so that the vehicle light emitting device functions as a tail light of the vehicle.
  • the operation of the vehicle can be shown to the outside by controlling the light emitting state of the light source corresponding to the transparent light emitting area by the light emission control unit according to the direction instruction operation, the braking operation, and the backward movement operation. it can.
  • the light emission control unit since the light is emitted in the transparent light emitting area arranged on the outer surface of the body of the vehicle, the light emission can be performed with a unique effect.
  • the vehicle light emitting device further includes an uncolored second translucent member on the outside of the vehicle from the transparent light emitting region.
  • the light guide plate can be protected by the second light transmitting member.
  • the light source can be made difficult to see from the outside.
  • the light guide plate guides the light incident from the light source and causes the light to exit from the light exit surface to form an image in space.

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Abstract

発光パターンのバリエーションを増大させることが可能な車両用発光装置を実現する。発光装置（１）は、光源（２）から入射した光を導光して光出射面から出射させる導光板（１１）を含む発光部（１０）を備え、発光部は、非発光時においても発光装置の発光領域と視認される主発光領域（ＲＡ）と、非発光時には無着色の透明となる透明発光領域（ＲＢ）とを備える。

Description

車両用発光装置
　本発明は、車両の動作に応じて発光する車両用発光装置に関する。
　特許文献１には、３枚の導光板と、これら各導光板に対して光を入射させるように配置された複数の発光素子とが組み込まれた車両用灯具が開示されている。複数の発光素子はいずれも赤色の発光ダイオードであり、各導光板に対して入射した光が導光板の前面から出射される。
日本国公開特許公報「特開２０１４－８２０４１号公報（２０１４年５月８日公開）」
　特許文献１に記載されている従来技術においては、発光パターンをデザイン可能な領域が、赤色に発光する領域に限定されている。一方、近年では、赤色に発光する領域が細長い形状を有するテールランプが主流となっている。このようなテールランプにおいて、上記の従来技術では、発光パターンのバリエーションが乏しくなるという問題がある。
　本発明の一態様は、発光パターンのバリエーションを増大させることが可能な車両用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車両用発光装置は、車両の後端部に設けられ、車両の外部に向けて光を出射する車両用発光装置であって、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る導光板を含む発光部と、前記車両の動作に応じて前記光源の発光状態を制御する発光制御部とを備え、前記発光部は、少なくとも前記動作に応じて発光するとともに、非発光時においても前記車両用発光装置の発光領域と視認される主発光領域と、前記車両のボディ外表面上に配置され、前記車両の所定の動作に応じて発光する所定の発光パターンが形成されているとともに、非発光時には無着色の透明となる透明発光領域とを備える。
　本発明の一態様によれば、発光パターンのバリエーションを増大させることが可能な車両用発光装置を実現できる。
本実施形態に係る発光装置の構成を示す断面図である。 本実施形態に係る発光装置を備える車両の上面図である。 本実施形態に係る発光装置における結像方法の具体例を示す図である。 本実施形態に係る発光装置の要部の構成を示すブロック図である。 （ａ）は、本実施形態の第１の変形例に係る発光装置の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、当該発光装置が備える導光板の構成を示す平面図である。 本実施形態の第１の変形例に係る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。 本実施形態の第２の変形例に係る発光装置の斜視図である。 本実施形態の第２の変形例に係る発光装置の構成を示す断面図である。 本実施形態の第３の変形例に係る発光装置の構成を示す断面図である。 本実施形態の第４の変形例に係る発光装置の構成を示す断面図である。
　〔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　適用例
　図２は、本実施形態に係る発光装置１（車両用発光装置）を備える車両Ｃの上面図である。図２における＋Ｘ方向が車両Ｃの前方である。図２に示すように、発光装置１は、車両Ｃの後端部に設けられている。発光装置１は、車両Ｃのテールランプ（尾灯とも呼ばれる）およびブレーキランプ（制動灯とも呼ばれる）として機能する車両用灯具である。車両Ｃは、特に限定されるものではなく、例えば、一般的な自動車、バス、トラック、または自動二輪車などである。
　図１は、発光装置１の構成を示す断面図である。図１に示すように、発光装置１は、車両ＣのボディＣＢの外部に露出するように配されている。発光装置１は、光源２および発光部１０を備える。発光部１０は、導光板１１と、カバー１９（第１透光部材）と、カバー１８（第２透光部材）とを含む。
　光源２は、導光板１１に光を入射させる。導光板１１は、光源２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ＩＡを結像させる。本実施形態では、画像ＩＡは、例えば車両Ｃが制動動作中であることを示す画像である。当該画像は、車両Ｃのブレーキランプとして外部から視認される。図１に示す例では、画像ＩＡは導光板１１の表面とは異なる空間に結像されている。ただし、画像ＩＡは導光板１１の表面に結像されていてもよい。また、図１に示す例では画像ＩＡは平面画像であるが、導光板１１は立体画像を結像させてもよい。
　また、本実施形態では、導光板１１は、ボディＣＢの内部から表面へ向かって延伸し、さらにボディＣＢの表面に沿うように、平板状の直方体が屈曲した形状を有する。光源２は、ボディＣＢの内部に位置する導光板１１の端面から導光板１１へ光を入射させる。
　図３は、発光装置１における画像ＩＡの結像方法の具体例を示す図である。図３では、発光装置１が画像ＩＡとしての立体画像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。簡単のため、図３に示す例では、導光板１１は平板状に形成された直方体の外形を備えているものとする。
　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イト樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、またはガラスなどである。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２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２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２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１３ａ、光路変更部１３ｂ、および光路変更部１３ｃを含む複数の光路変更部１３が形成されている。光路変更部１３ａ、光路変更部１３ｂ、および光路変更部１３ｃ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、Ｚ軸方向に略平行な直線である。任意の光路変更部１３は、Ｚ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１３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１３のＺ軸方向の各位置には、光源２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１３は、光路変更部１３の各位置に入射した光を、各光路変更部１３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１３の一部として、光路変更部１３ａ、光路変更部１３ｂ、および光路変更部１３ｃが特に示されている。さらに図３には、光路変更部１３ａ、光路変更部１３ｂ、および光路変更部１３ｃのそれぞれにおいて、光路変更部１３ａ、光路変更部１３ｂ、および光路変更部１３ｃ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１３ａは、立体画像Ｉの定点ＰＡに対応する。光路変更部１３ａの各位置からの光は、定点ＰＡに収束する。したがって、光路変更部１３ａからの光の波面は、定点ＰＡから発するような光の波面となる。光路変更部１３ｂは、立体画像Ｉ上の定点ＰＢに対応する。光路変更部１３ｂの各位置からの光は、定点ＰＢに収束する。このように、任意の光路変更部１３の各位置からの光は、各光路変更部１３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１３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１３が対応する定点は互いに異なり、光路変更部１３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。
　図１に示すように、発光部１０は、主発光領域ＲＡと、透明発光領域ＲＢとを備える。主発光領域ＲＡは、車両Ｃの動作に応じて発光するとともに、非発光時においても発光装置１の発光領域と視認される。また、透明発光領域ＲＢは、車両ＣのボディＣＢの外表面上に配置され、車両Ｃの所定の動作に応じて発光する所定の発光パターンが形成されているとともに、非発光時には無着色の透明となる。ここでいう発光パターンは、上述した光路変更部１３の集合を指す。所定の発光パターンは、例えば車両Ｃの制動時に主発光領域ＲＡの発光と併せて発光するブレーキランプとしての画像ＩＡを結像させるための発光パターン、または、車両Ｃの方向指示動作時に発光するウインカとしての画像を結像させるための発光パターンである。
　車両Ｃが制動状態である場合、発光装置１においては、主発光領域ＲＡに加えて、透明発光領域ＲＢにおいても発光が行われる。このため、主発光領域ＲＡのみで発光が行われる場合と比較して、発光パターンを形成可能な領域の面積が増大する。したがって、発光パターンのバリエーションを増大させることができる。
　また、透明発光領域ＲＢの非発光時には、車両ＣのボディＣＢの外表面がそのまま外部から視認される。換言すれば、透明発光領域ＲＢの非発光時には、外観上、主発光領域ＲＡのみが車両Ｃのテールランプとして認識される。一方で、透明発光領域ＲＢの発光時には、透明発光領域ＲＢ、すなわち主発光領域ＲＡの外部まで広がる画像が視認される。このため、発光部１０は、車両Ｃの動作に応じてボディＣＢの表面に画像が結像されるように見えるという特有の発光演出効果をもたらす。
　本構成例では、主発光領域ＲＡは、導光板１１の外側表面にカバー１９が設けられた領域である。カバー１９は、赤色に着色された、透光性を有する部材である。カバー１９の具体的な材料は、例えば上述した導光板１１の材料と同様である。このため、非発光時においても、主発光領域ＲＡの色を赤色として観察者に視認させることができるので、発光装置１を車両Ｃのテールランプなどに好適に用いることができる。なお、カバー１９の色は赤に限定されず、透明、半透明、または黄色などであってもよい。
　また、主発光領域ＲＡにおいては、導光板１１の出射面から出射された光がカバー１９を透過して外部へ出射されることで、赤色の光が外部から視認される。この場合、導光板１１自体を赤色に着色する必要はないため、主発光領域ＲＡおよび透明発光領域ＲＢにおいて導光板１１を一体とすることができる。
　ただし、本実施形態の発光部１０において、主発光領域ＲＡに含まれる導光板１１の領域が赤色に着色され、透明発光領域ＲＢに含まれる導光板１１の領域が無色であってもよい。この場合には、主発光領域ＲＡと透明発光領域ＲＢとで導光板１１は別体となる。
　カバー１８は、透明発光領域ＲＢよりも車両Ｃの外側に配される、無着色の透光部材である。発光装置１においては、カバー１８により導光板１１を保護することができる。また、カバー１８により、光源２を外部から視認しにくくすることができる。ただし、発光装置１は、必ずしもカバー１８を備えなくてもよい。
　§２　構成例
　図４は、発光装置１の要部の構成を示すブロック図である。図４に示すように、発光装置１は、上述した光源２として機能する光源２Ａおよび２Ｂ、ならびに制御部２０（発光制御部）を備える。また、図４には表れていないが、発光装置１は図１に示した発光部１０も備える。
　光源２Ａは、発光部１０の主発光領域ＲＡおよび透明発光領域ＲＢの双方に対応する。「光源が領域に対応する」とは、当該光源から発光部１０の導光板１１へ入射した光が発光部１０の当該領域から出射されることを意味する。また、光源２Ａは、赤色成分を含む光を発する光源であればよく、例えば赤色光を発するＬＥＤである。一方、光源２Ｂは、発光部１０の透明発光領域ＲＢのみに対応する。また、光源２Ｂは、赤色以外の光を発する光源であればよく、例えば黄色光を発するＬＥＤである。
　制御部２０は、車両Ｃの進行方向を指示する方向指示動作、車両Ｃを制動させる制動動作、または車両Ｃを後退させる後退動作に応じて、あるいは発光装置１が車両Ｃの尾灯として機能するように、光源２Ａおよび２Ｂの発光状態を制御する。本構成例において、制御部２０は、車両Ｃが備えるブレーキＢおよび方向指示受付部Ｗから車両Ｃの状態を示す信号を受信するように構成されている。方向指示受付部Ｗは、車両Ｃの進行方向を指示するための、ドライバの方向指示動作を受け付ける部材である。一般的な車両では、方向指示受付部Ｗは、ドライバから見てハンドルの裏側に配置されている。
　導光板１１は、光源２Ａから入射した光を主発光領域ＲＡおよび透明発光領域ＲＢから出射させ、車両Ｃのブレーキランプとしての画像を結像させる。また、導光板１１は、光源２Ｂから入射した光は透明発光領域ＲＢから出射させ、車両Ｃのウインカとしての画像を結像させる。
　ブレーキＢが動作しておらず、かつ、方向指示受付部Ｗに対する操作（方向指示動作）が行われていない状態では、制御部２０は、光源２Ａおよび光源２Ｂを消灯させる。これにより、車両Ｃにおいてブレーキランプおよびウインカのいずれも点灯していない状態となる。
　また、ブレーキＢが動作しており、かつ、方向指示受付部Ｗに対する操作が行われていない状態では、制御部２０は、光源２Ａを点灯させる。これにより、車両Ｃの制動動作に応じてブレーキランプが点灯した状態になる。
　また、ブレーキＢが動作しておらず、かつ、方向指示受付部Ｗに対する操作が行われている状態（例えば、ドライバが右折することを示す場合）では、制御部２０は、光源２Ｂを点灯させる。これにより、車両Ｃにおいてウインカが点灯した状態になる。
　また、ブレーキＢが動作しており、かつ、方向指示受付部Ｗに対する操作が行われている状態（例えば、ドライバが減速して右折することを示す場合）では、制御部２０は、光源２Ａおよび光源２Ｂを点灯させる。これにより、車両Ｃにおいてブレーキランプおよびウインカの両方が点灯した状態になる。
　以上のとおり、本実施例においては、制御部２０は、車両Ｃの進行方向を指示する方向指示動作に応じて発光部１０の透明発光領域ＲＢに対応する光源２Ｂの発光状態を制御する。これにより、本実施例の発光装置１は、車両Ｃの制動動作に加えて、ドライバによる方向指示動作も示すことができる。また、ドライバが方向指示動作を行った場合に、車両ＣのボディＣＢの外表面に配置された透明発光領域ＲＢで発光が行われる。上述したとおり、透明発光領域ＲＢは、非発光時にはボディＣＢの外表面がそのまま視認される領域であるため、当該領域で発光が行われることで、方向指示のための発光を独特の演出で行うことができる。
　ただし、発光装置１は、必ずしも光源２Ｂを備える必要はない。発光装置１が光源２Ｂを備えない場合、発光装置１は、車両Ｃの制動動作を示す、ブレーキランプとしての画像のみを結像させる。この場合であっても、ブレーキＢが動作しているときには主発光領域ＲＡに加えて透明発光領域ＲＢにおいても発光が行われるため、発光パターンを形成可能な領域の面積が増大する。したがって、光源２Ｂを備えない発光装置１であっても、発光パターンのバリエーションを増大させることはできる。
　§３　変形例
　以上、本発明の実施の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。
　＜３．１＞
　図５の（ａ）は、本実施形態の第１の変形例に係る発光装置１Ａの構成を示す断面図である。図５においては、カバー１９および制御部２０は省略されている。図５の（ａ）に示すように、発光装置１Ａは、光源２と、導光板１５とを備えている。図５の（ｂ）は、発光装置１Ａが備える導光板１５の構成を示す平面図である。簡単のため、図５に示す例では、導光板１５は平板状に形成された直方体の外形を備えているものとする。
　導光板１５は、光源２から入射された光（入射光）を導光する部材である。導光板１５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１５を形成する材料としては、上述した導光板１１と同様の材料を使用することができる。本実施形態では、導光板１５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１５は、図５の（ａ）に示すように、出射面１５ａ（光出射面）と、背面１５ｂと、入射面１５ｃとを備えている。
　出射面１５ａは、導光板１５の内部を導光され、光路変更部１３と同様の光路変更部１６により光路変更された光を出射する面である。出射面１５ａは、導光板１５の前面を構成している。背面１５ｂは、出射面１５ａ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。入射面１５ｃは、光源２から出射された光が導光板１５の内部に入射される面である。
　光源２から出射され、入射面１５ｃから導光板１５に入射した光は、出射面１５ａまたは背面１５ｂで全反射され、導光板１５内を導光される。
　図５の（ａ）に示すように、光路変更部１６は、導光板１５の内部において背面１５ｂに形成されており、導光板１５内を導光された光を光路変更して出射面１５ａ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１５の背面１５ｂに複数設けられている。
　光路変更部１６は、入射面１５ｃ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１６ａを備えている。光路変更部１６は、例えば、導光板１５の背面１５ｂに形成された凹部である。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１５の背面１５ｂには、図５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１６ａ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１５の背面１５ｂ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１５ａから様々な方向へ出射させる。
　次に、発光装置１Ａによる立体画像Ｉの結像方法について、図６を参照しながら説明する。ここでは、導光板１５の出射面１５ａに垂直な面である立体画像結像面Ｐ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６は、発光装置１Ａ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Ｐ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１Ａでは、図６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Ｐ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Ｐ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Ｐ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Ｐ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Ｐ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Ｐ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Ｘ軸方向における位置は互いに異なっている。発光装置１Ａ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Ｘ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１Ａ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Ｐに結像する。
　なお、立体画像結像面Ｐは、Ｘ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Ｚ軸に垂直な平面であってもよい。また、立体画像結像面Ｐは、Ｘ軸、Ｙ軸、またはＺ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Ｐは、平面ではなく曲面であってもよい。すなわち、発光装置１Ａ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。
　＜３．２＞
　図７は、本実施形態の第２の変形例に係る発光装置１Ｂ（車両用発光装置）の斜視図である。図８は、発光装置１Ｂの構成を示す断面図である。図７および図８においては、カバー１９および制御部２０は省略されている。簡単のため、図７および図８に示す例では、導光板８４は平板状に形成された直方体の外形を備えているものとする。
　図７および図８に示すように、発光装置１Ｂは、画像表示装置８１（光源）と、結像レンズ８２と、コリメートレンズ８３と、導光板８４と、マスク８５とを備えている。なお、Ｙ軸方向に沿って、画像表示装置８１、結像レンズ８２、コリメートレンズ８３、および導光板８４が順番に配置されている。また、Ｘ軸方向に沿って、導光板８４およびマスク８５が、この順番で配置されている。
　画像表示装置８１は、制御部２０から受信した映像信号に応じて、発光装置１Ｂにより空中に投影される２次元画像を表示領域に表示する。画像表示装置８１は、表示領域に画像を表示することによって、画像光を出力することができる、例えば一般的な液晶ディスプレイである。なお、図示の例において、画像表示装置８１の表示領域、および当該表示領域に対向する、導光板８４の入射面８４ａは、ともにＸＺ平面と平行となるように配置されている。また、導光板８４の、後述するプリズム１４１が配置されている背面８４ｂ、および当該背面８４ｂに対向する、マスク８５に対して光を出射する出射面８４ｃ（光出射面）は、ともにＹＺ平面と平行となるように配置されている。さらに、マスク８５の、後述するスリット１５１が設けられている面も、ＹＺ平面と平行になるように配置されている。なお、画像表示装置８１の表示領域と導光板８４の入射面８４ａとは、対向して配置されてもよいし、画像表示装置８１の表示領域が入射面８４ａに対して傾けて配置されてもよい。
　結像レンズ８２は、画像表示装置８１と入射面８４ａとの間に配置されている。結像レンズ８２は、画像表示装置８１の表示領域から出力された画像光を、入射面８４ａの長手方向と平行なＸＺ平面において収束光化した後、コリメートレンズ８３へ出射する。結像レンズ８２は、画像光を収束光化できるのであれば、どのようなものであってもよい。例えば、結像レンズ８２は、バルクレンズ、フレネルレンズ、または回折レンズなどである。また、結像レンズ８２は、Ｚ軸方向に沿って配置された複数のレンズの組み合わせであってもよい。
　コリメートレンズ８３は、画像表示装置８１と入射面８４ａとの間に配置されている。コリメートレンズ８３は、結像レンズ８２にて収束光化された画像光を、入射面８４ａの長手方向と直交するＸＹ平面において平行光化する。コリメートレンズ８３は、平行光化した画像光について、導光板８４の入射面８４ａに対して出射する。コリメートレンズ８３は、結像レンズ８２と同様に、バルクレンズおよびフレネルレンズであってもよい。なお、結像レンズ８２とコリメートレンズ８３とは、その配置順が逆であってもよい。また、結像レンズ８２とコリメートレンズ８３の機能について、１つのレンズによって実現してもよいし、多数のレンズの組み合わせによって実現してもよい。すなわち、画像表示装置８１が表示領域から出力した画像光を、ＸＹ平面においては収束光化し、ＹＺ平面においては平行光化することができるのであれば、結像レンズ８２およびコリメートレンズ８３の組み合わせは、どのようなものであってもよい。
　導光板８４は、上述した導光板１１などと同様に透明な部材によって構成されている。導光板８４は、コリメートレンズ８３によって平行光化された画像光を入射面８４ａにて受光し、出射面８４ｃから出射する。図示の例において、導光板８４は平板状に形成された直方体の外形を備えている。導光板８４において、コリメートレンズ８３に対向する、ＸＺ平面と平行な面を入射面８４ａとする。また、ＹＺ平面と平行かつＸ軸の正方向側に存在する面を背面８４ｂとし、ＹＺ平面と平行かつ背面８４ｂに対向する面を出射面８４ｃとする。導光板８４は、複数のプリズム（出射構造部、光路変更部）１４１を備えている。
　複数のプリズム１４１は、導光板８４の入射面８４ａから入射した画像光を反射する。プリズム１４１は、導光板８４の背面８４ｂに、背面８４ｂから出射面８４ｃへ向けて突出して設けられている。複数のプリズム１４１は、例えば、画像光の伝搬方向がＹ軸方向であるときに、当該Ｙ軸方向に所定の間隔（例えば、１ｍｍ）で配置された、Ｙ軸方向に所定の幅（例えば、１０μｍ）を有する略三角形状の溝である。プリズム１４１は、プリズム１４１が有する光学面のうち、画像光の導光方向（＋Ｙ軸方向）に対して入射面８４ａから近い側の面である反射面１４１ａを備えている。図示の例において、複数のプリズム１４１は、背面８４ｂ上に、Ｚ軸と平行に設けられている。これにより、Ｙ軸方向に伝搬する入射面８４ａから入射した画像光が、Ｙ軸に直交するＺ軸と平行に設けられた複数のプリズム１４１の反射面１４１ａによって反射させられる。複数のプリズム１４１のそれぞれは、画像表示装置８１の表示領域で入射面８４ａの長手方向と直交するＺ軸方向において互いに異なる位置から発せられた画像光を、所定の視点１００へ向けて導光板８４の一方の面である出射面８４ｃから出射させる。反射面１４１ａの詳細については後述する。
　マスク８５は、可視光に対して不透明な材料にて構成されている。マスク８５は、複数のスリット１５１を備えている。マスク８５は、導光板８４の出射面８４ｃから出射された光のうち、平面１０２上の結像点１０１へ向かう光のみを、複数のスリット１５１を用いて透過させることができる。
　複数のスリット１５１は、導光板８４の出射面８４ｃから出射された光のうち、平面１０２上の結像点１０１へ向かう光のみを透過させる。図示の例において、複数のスリット１５１は、Ｚ軸と平行となるように設けられている。また、個々のスリット１５１は、複数のプリズム１４１のうち、いずれかのプリズム１４１と対応している。
　以上の構成を有することにより、発光装置１Ｂは、画像表示装置８１に表示された画像を、当該発光装置１Ｂの外部の仮想の平面１０２上に結像させ、投影する。具体的には、まず、画像表示装置８１の表示領域から出射された画像光は、結像レンズ８２およびコリメートレンズ８３を通した後、導光板８４の端面である、入射面８４ａへ入射する。次に、導光板８４へ入射した画像光は、当該導光板８４の内部を伝搬し、導光板８４の背面８４ｂに設けられたプリズム１４１に到達する。プリズム１４１に到達した画像光は、当該プリズム１４１の反射面１４１ａによってＸ軸の負方向へ反射させられ、ＹＺ平面と平行となるように配置された、導光板８４の出射面８４ｃから出射される。そして、出射面８４ｃから出射した画像光のうち、マスク８５のスリット１５１を通過した画像光は、平面１０２上の結像点１０１にて結像する。すなわち、画像表示装置８１の表示領域の個々の点から発した画像光について、ＹＺ平面においては収束光化し、ＸＹ平面においては平行光化した後、平面１０２上の結像点１０１に投影することができる。表示領域の全ての点に対して前記の処理を行うことにより、発光装置１Ｂは、画像表示装置８１の表示領域に出力された画像を、平面１０２上に投影することができる。これにより、ユーザは、視点１００から仮想の平面１０２を見たときに、空中に投影された画像を視認することができる。なお、平面１０２は、投影された画像が結像する仮想的な平面であるが、視認性を向上させるためにスクリーンなどを配置してもよい。このように、発光装置１Ｂでは、画像表示装置８１に表示された画像を立体画像Ｉとして結像することができる。
　なお、本実施形態における発光装置１Ｂでは、出射面８４ｃから出射した画像光のうち、マスク８５が備えるスリット１５１を透過した画像光によって画像を結像する構成であった。しかしながら、仮想の平面１０２上の結像点１０１にて画像光を結像させることができるのであれば、マスク８５およびスリット１５１を備えない構成であってもよい。
　例えば、各プリズム１４１の反射面と背面８４ｂとのなす角度が、入射面８４ａから遠くなるほど大きくなるように設定することによって、仮想の平面１０２上の結像点１０１にて画像光を結像させることができる。なお、上記角度は、入射面８４ａから最も遠いプリズム１４１でも、画像表示装置８１からの光を全反射できる角度となるように設定されることが好ましい。
　上記のように上記角度を設定した場合、画像表示装置８１の表示領域上のＸ軸方向の位置がより背面８４ｂ側（－Ｘ軸方向側）となる点から発して所定の視点へ向かう光ほど、入射面８４ａから遠いプリズム１４１にて反射される。ただし、これに限られず、画像表示装置８１の表示領域上のＸ軸方向の位置と、プリズム１４１とが１対１に対応していればよい。また、入射面８４ａから遠いプリズム１４１で反射される光ほど、入射面８４ａ側へ向かい、一方、入射面８４ａに近いプリズム１４１で反射される光ほど、入射面８４ａから遠ざかる方向へ向かう。そのため、マスク８５が省略されても、画像表示装置８１からの光を、特定の視点へ向けて出射させることができる。また、導光板８４から出射した光は、Ｚ軸方向に関して、画像が投影される面上で結像し、その面から離れるにしたがって拡散する。そのため、Ｚ軸方向に関して視差を与えることができるので、観察者が両眼をＺ軸方向に沿って並ぶようにすることで、投影された画像を立体的に観察できる。
　また、上記の構成によれば、各プリズム１４１で反射され、その視点へ向かう光は遮られないので、観察者は、Ｙ軸方向に沿って観察者が視点を移動させても、画像表示装置８１に表示され、かつ、空中に投影された像を観察できる。ただし、各プリズム１４１から視点へ向かう光線と各プリズム１４１の反射面とのなす角度が、Ｙ軸方向における視点の位置に沿って変化するので、これに伴い、その光線に対応する画像表示装置８１上の点の位置も変化する。またこの例では、画像表示装置８１上の各点からの光は、各プリズム１４１により、Ｙ軸方向に関してもある程度結像される。そのため、観察者は、両眼をＹ軸方向に沿って並ぶようにしても、立体的な像を観察できる。
　さらに、上記の構成によれば、マスク８５が使用されないため、ロスとなる光の量が少なくなるので、発光装置は、より明るい像を空中に投影できる。また、マスクが使用されないため、発光装置は、導光板８４の背後にある物体（図示せず）と投影された画像の両方を観察者に視認させることができる。
　＜３．３＞
　図９は、本実施形態の第３の変形例に係る発光装置１Ｃ（車両用発光装置）の構成を示す断面図である。図９に示すように、発光装置１Ｃは、光源２および導光板１１を備える。本変形例では、光源２、および導光板１１の一部が、車両ＣのボディＣＢに設けられた凹部５０に配されている。また、発光装置１Ｃは、発光装置１が備えていたカバー１８、１９を備えない。このため、発光装置１Ｃにおいては、導光板１１が単独で、発光装置１における発光部１０として機能する。
　発光装置１Ｃにおいては、導光板１１の、凹部５０に重畳する領域が、発光装置１Ｃの非発光時においても発光領域と視認される主発光領域ＲＡとなる。このような発光装置１Ｃも、本発明の範囲に含まれる。
　＜３．４＞
　図１０は、本実施形態の第４の変形例に係る発光装置１Ｄ（車両用発光装置）の構成を示す断面図である。図１０に示すように、発光装置１Ｄは、発光装置１Ｃが有する構成に加えて、筐体６０、カバー１９と、カバー１８とを備える。また、発光装置１Ｄの構成については、図１に示した発光装置１が筐体６０に収容された状態で、凹部５０に配されている構成を有する、とも表現できる。
　発光装置１Ｄにおいては、発光装置１と同様、導光板１１の外側表面にカバー１９が設けられた領域が主発光領域ＲＡとなる。このような発光装置１Ｄも、本発明の範囲に含まれる。
　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。
　（まとめ）
　以上のとおり、本発明の一態様に係る車両用発光装置は、車両の後端部に設けられ、車両の外部に向けて光を出射する車両用発光装置であって、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る導光板を含む発光部と、前記車両の動作に応じて前記光源の発光状態を制御する発光制御部とを備え、前記発光部は、少なくとも前記動作に応じて発光するとともに、非発光時においても前記車両用発光装置の発光領域と視認される主発光領域と、前記車両のボディ外表面上に配置され、前記車両の所定の動作に応じて発光する所定の発光パターンが形成されているとともに、非発光時には無着色の透明となる透明発光領域とを備える。
　上記の構成によれば、発光制御部は、車両の動作に応じて光源の発光状態を制御する。発光部に含まれる導光板は、光源から入射した光を光出射面から出射させる。発光部は、主発光領域と透明発光領域とを備える。主発光領域に加えて透明発光領域においても発光が行われることで、主発光領域のみで発光が行われる場合と比較して、発光パターンのバリエーションを増大させることができる。
　また、透明発光領域は、非発光時には無着色の透明となる。このため、透明発光領域では非発光時にはボディ外表面がそのまま視認され、発光時には発光パターンが視認されることになり、特有の発光演出効果をもたらすことが可能となる。
　また、本発明の一態様に係る車両用発光装置において、前記発光部は、赤色に着色された第１透光部材をさらに含み、前記主発光領域は、前記導光板の外側表面に前記第１透光部材が設けられた領域である。
　上記の構成によれば、非発光時においても、主発光領域の色を赤色として観察者に視認させることができるので、車両用発光装置を車両のテールランプなどに好適に用いることができる。また、発光部の主発光領域から出射される光は赤色に着色された透光部材を透過することで外部から赤色の光として視認される。このため、導光板自体を着色する必要はない。したがって、発光部の主発光領域および透明発光領域において導光板を一体とすることができる。
　また、本発明の一態様に係る車両用発光装置において、前記発光制御部は、前記車両の進行方向を指示する方向指示動作、前記車両を制動させる制動動作、および前記車両を後退させる後退動作に応じて、前記車両用発光装置が前記車両の尾灯として機能するように、前記発光部の前記透明発光領域に対応する前記光源の発光状態を制御する。
　上記の構成によれば、方向指示動作、制動動作、および後退動作に応じて、発光制御部が透明発光領域に対応する光源の発光状態を制御することで、車両の動作を外部に示すことができる。このとき、車両のボディ外表面に配置された透明発光領域で発光が行われるので、発光を独特の演出で行うことができる。
　また、本発明の一態様に係る車両用発光装置は、前記透明発光領域よりも前記車両の外側に、無着色の第２透光部材をさらに備える。
　上記の構成によれば、第２透光部材により導光板を保護することができる。また、光源を外部から視認しにくくすることができる。
　また、本発明の一態様に係る車両用発光装置において、前記導光板は、前記光源から入射した光を導光して前記光出射面から出射させ、空間に画像を結像させる。
　上記の構成によれば、車両の動作を示す画像を、前記導光板の表面とは異なる空間に結像させることができる。
　１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ　発光装置（車両用発光装置）
　２、２Ａ、２Ｂ、１２　光源
　１０　発光部
　１１、１５、８４　導光板
　１９　カバー（透光部材）
　２０　制御部（発光制御部）
　８１　画像表示装置（光源）
　Ｃ　車両
　ＣＢ　ボディ
　ＲＡ　主発光領域
　ＲＢ　透明発光領域

Claims (5)

  1. 　車両の後端部に設けられ、車両の外部に向けて光を出射する車両用発光装置であって、
    　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る導光板を含む発光部と、
    　前記車両の動作に応じて前記光源の発光状態を制御する発光制御部とを備え、
    　前記発光部は、
    　　少なくとも前記動作に応じて発光するとともに、非発光時においても前記車両用発光装置の発光領域と視認される主発光領域と、
    　　前記車両のボディ外表面上に配置され、前記車両の所定の動作に応じて発光する所定の発光パターンが形成されているとともに、非発光時には無着色の透明となる透明発光領域とを備える車両用発光装置。
  2. 　前記発光部は、赤色に着色された第１透光部材をさらに含み、
    　前記主発光領域は、前記導光板の外側表面に前記第１透光部材が設けられた領域である請求項１に記載の車両用発光装置。
  3. 　前記発光制御部は、前記車両の進行方向を指示する方向指示動作、前記車両を制動させる制動動作、または前記車両を後退させる後退動作に応じて、あるいは前記車両用発光装置が前記車両の尾灯として機能するように、前記発光部の前記透明発光領域に対応する前記光源の発光状態を制御する請求項１または２に記載の車両用発光装置。
  4. 　前記透明発光領域よりも前記車両の外側に、無着色の第２透光部材をさらに備える請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用発光装置。
  5. 　前記導光板は、前記光源から入射した光を導光して前記光出射面から出射させ、空間に画像を結像させる請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用発光装置。
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