WO2024009889A1 - 導光部材及び光源装置 - Google Patents

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WO2024009889A1
WO2024009889A1 PCT/JP2023/024209 JP2023024209W WO2024009889A1 WO 2024009889 A1 WO2024009889 A1 WO 2024009889A1 JP 2023024209 W JP2023024209 W JP 2023024209W WO 2024009889 A1 WO2024009889 A1 WO 2024009889A1
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axis
guide member
light guide
light
along
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PCT/JP2023/024209
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English (en)
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浩二 佐藤
Original Assignee
スタンレー電気株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S43/14—Light emitting diodes [LED]
    • 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
    • F21S43/237—Light guides characterised by the shape of the light guide rod-shaped
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2103/00—Exterior vehicle lighting devices for signalling purposes
    • F21W2103/55—Daytime running lights [DRL]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a light guide member and a light source device.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2022-109819 filed on July 7, 2022, the contents of which are incorporated herein.
  • Patent Document 1 discloses a rod-shaped light guide member extending in a predetermined direction.
  • the cross section of the light guiding member disclosed in Patent Document 1, which intersects with a predetermined direction, that is, the side surface of the light guiding member has a first surface that is convex in a substantially semicircular shape with respect to the axis, and a second surface that is flat.
  • the end surface of the light guide member disclosed in Patent Document 1 is formed in a ginkgo shape.
  • aspects of the present invention provide a light guide member that achieves high luminous flux utilization efficiency and a light source device equipped with the light guide member.
  • a light guide member extending along a predetermined direction and having an axis parallel to the predetermined direction, It has a first end surface through which light is incident, a second end surface opposite to the first end surface, and a side surface connecting the first end surface and the second end surface along the predetermined direction,
  • the first end surface has a center region including the axis, and an outer peripheral region surrounding the center region,
  • a protrusion that is recessed toward the second end surface or protrudes from the first end surface is formed in the central region,
  • the recess or the protrusion is formed with an inclined surface that approaches or moves away from the axial center from the periphery of the recess or the protrusion in a radial direction centered on the axial center as you move away from the first end surface along the axial center.
  • the inclined surface is formed entirely in the circumferential direction centering on the axis;
  • the depression is formed in the center region, When viewed in a cut plane including the axis and along the axis, The recess is provided with the inclined surface that approaches the axis from a first position on the peripheral edge and passes through the axis as it progresses from the first end face toward the second end face in the direction along the axis.
  • a parallel surface is formed on the peripheral edge in the radial direction, extending parallel to the axis from a second position opposite to the first position with respect to the axis and connected to the inclined surface;
  • the recess is formed in the central region, When viewed in a cut plane including the axis and along the axis, In the recess, from the peripheral edge toward the axis, a reverse slope that moves away from the axis as it progresses from the first end face toward the second end face in a direction along the slope and the axis. are formed by connecting them alternately, The light guide member according to [1] above.
  • the recess is formed in the central region, When viewed in a cut plane including the axis and along the axis, The recess includes a parallel surface extending parallel to the axis from the peripheral edge, and the inclined surface that approaches the axis as it advances from the tip of the parallel surface toward the second end surface in a direction along the axis. is formed,
  • the inclined surface makes an angle of 40° or more and 50° or less with respect to the axis, The light guide member according to any one of [1] to [4].
  • the central region is within a radius of 1.3 mm or more and 1.7 mm or less from the axis, The light guide member according to any one of [1] to [4].
  • the light guide member according to [1] above a light source that emits the light and irradiates the first end surface; Equipped with Light source device.
  • the recess is formed in the central region of the first end face where light enters in the light guide member, light irradiated onto the inclined surface of the recess along a direction substantially parallel to the axis is diffused in a direction away from the axis, that is, toward the outside in the radial direction around the axis. Furthermore, the light irradiated onto the inclined surface of the recess is also diffused in the circumferential direction around the axis.
  • the light that enters the inside of the light guide member from the recess in the central region near the axis is diffused, tends to hit the side surface of the light guide member, and is emitted from the side face to the outside of the light guide member in the desired output direction.
  • the amount of light increases compared to the case where no recess is formed in the central region of the first end face. Therefore, according to the aspect of the present invention, it is possible to provide a light guide member and a light source device that achieve high luminous flux utilization efficiency.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a light source device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of a main part of the light guide member of the light source device shown in FIG. 1 when viewed from direction II.
  • FIG. 2 is a perspective view of a main part of a light guide member of the light source device shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing how light incident on the central region of the first end surface propagates in the light guide member of the light source device shown in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 6 is a schematic diagram showing how light incident on a first end surface of a light guide member of a conventional light source device propagates in a region near an axis.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing how light incident on a first end surface propagates in the light guide member of the light source device shown in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing how light incident on the central region of the first end surface propagates in the light guide member of the light source device shown in FIG. 1.
  • FIG. It is a schematic diagram of the light guide member of other embodiments of this invention, and is a figure of 2nd Embodiment. It is a schematic diagram of the light guide member of other embodiments of this invention, and is a figure of 3rd Embodiment. It is a schematic diagram of the light guide member of other embodiments of this invention, and is a figure of 4th Embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a light source device 200 according to the first embodiment.
  • the light source device 200 includes a light source 100 and the light guide member 10 of the first embodiment.
  • the light source device 200 is, for example, a daytime running light (DRL) of a vehicle, and emits light LA in a predetermined output direction ER of the light guide member 10. In DRL, it is required to be able to visually recognize whether the light is on or off even in a bright daytime environment with high visibility.
  • the light source device 200 may further include a plate-shaped light guide member (not shown).
  • the light source 100 emits light LA from the output surface 110e, and irradiates the first end surface 10a of the light guide member 10 with the light LA.
  • the output surface 110e of the light source 100 faces the first end surface 10a of the light guide member 10.
  • the light source 100 is, for example, an LED.
  • the directional characteristic of the LED of the light source 100 is, for example, Lambertian light distribution.
  • the light guide member 10 is a rod-shaped member that extends along a free curve direction (predetermined direction) DR, and has a predetermined length and width.
  • the light guide member 10 has an axis AX parallel to the direction DR.
  • the curvature of the axis AX decreases from the first end surface 10a to the second end surface 10b.
  • the optical axis of the light LA that is emitted from the output surface 110e of the light source 100 and reaches the light guide member 10 forms one free curve with the axis AX.
  • the longitudinal direction of the light guide member 10 means the direction along the axis AX.
  • the width of the light guide member 10 is substantially constant in the longitudinal direction.
  • the refractive index of the light guide member 10 is constant in the longitudinal direction along the axis AX, and in the radial direction and circumferential direction around the axis AX.
  • the light guide member 10 is made of a resin that is transparent in the visible wavelength range, such as acrylic resin.
  • the light guide member 10 has a first end surface 10a, a second end surface 10b, and a side surface 10s.
  • the first end surface 10a is a surface of the light guide member 10 on which the light LA emitted from the light source 100 is incident.
  • the second end surface 10b is an end surface on the opposite side of the first end surface 10a of the light guide member 10 in the direction DR.
  • the light guide member 10 propagates the light LA incident inside from the first end surface 10a along the direction DR, and the first surface 12 of the side surfaces 10s in a predetermined range from the middle of the longitudinal direction along the axis AX. It is designed and constructed with the intention of being released to the outside. That is, the output direction ER of the light LA is a direction from the first surface 12 in a predetermined range in the longitudinal direction of the light guide member 10 toward the outside, for example, diagonally forward.
  • the predetermined range in the longitudinal direction of the light guide member 10 extends from approximately the center in the longitudinal direction of the light guide member 10 to this side of the second end surface 10b.
  • FIG. 2 is a front view of a portion of the light guide member 10 including the first end surface 10a as seen from the direction II shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of a portion of the light guide member 10 including the first end surface 10a.
  • FIGS. 2 and 3 are diagrams showing a cut plane that includes the first end surface 10a and intersects with the axis AX.
  • the side surface 10s of the light guide member 10 has a first surface 12, a second surface 16, a third surface 14A, and a fourth surface 14B.
  • the first surface 12 is curved along the circumferential direction centering on the axis AX, and is formed in a semicircular shape with a radius R from the axis AX. In the figure, the remaining circumference other than the circumference occupied by the first surface 12 having the radius R is indicated by a two-dot chain line.
  • the second surface 16 is on the opposite side of the axis AX from the first surface 12 (that is, in FIGS. 2 and 3, from approximately the same height as the axis AX and above) (that is, in FIGS. 2 and 3, the axis It is provided at approximately the same height as the core AX (downward) and spaced apart from the first surface 12.
  • the second surface 16 is a flat surface parallel to an imaginary line (not shown) connecting one end 12a and the other end 12b of the first surface 12 and passing through the axis AX. In the direction parallel to the above-mentioned imaginary line, the center of the second surface 16 overlaps with the axis AX. In the same direction, the second surface 16 is shorter than the distance between the ends 12a and 12b of the first surface 12. In the direction perpendicular to the same direction, the distance D between the second surface 16 and the axis AX is longer than the radius R of the first surface 12.
  • the third surface 14A connects the end 12a of the first surface 12 and one end 16a of the second surface 16.
  • the end 16a is the same as the end 12a with respect to the axis AX in a direction parallel to an imaginary line (not shown) connecting the ends 12a and 12b of the first surface 12 and passing through the axis AX. It is the end of the side (that is, the left side of the axis AX in FIGS. 2 and 3).
  • the third surface 14A is curved convexly toward the axis AX with respect to a straight line (not shown) connecting the end 12a of the first surface 12 and one end 16a of the second surface 16.
  • the fourth surface 14B connects the end 12b of the first surface 12 and the other end 16b of the second surface 16.
  • the end 16b is on the same side as the end 12b with respect to the axis AX in a direction parallel to an imaginary line connecting the ends 12a and 12b of the first surface 12 and passing through the axis AX (i.e., on the same side as the end 12b in FIGS. 2 and 3) (right side of AX).
  • the third surface 14A is curved convexly toward the axis AX with respect to a straight line (not shown) connecting the end 12b of the first surface 12 and one end 16b of the second surface 16.
  • the third surface 14A and the fourth surface 14B form a concave curved surface that is concave toward the axis AX at the side surface 10s, and connect the centers of the first surface 12 and the second surface 16 to a center (not shown) passing through the axis AX.
  • a pair of surfaces formed symmetrically with respect to a line.
  • the first end surface 10a of the light guide member 10 has a center region 24 and an outer peripheral region 22 surrounding the center region 24.
  • the central region 24 is an area having a predetermined radius ⁇ from the axis AX, and has a circular shape centered on the axis AX when viewed from the first end surface 10a along the axis AX. be.
  • the radius ⁇ is, for example, 1.3 mm or more and 1.7 mm or less, and as described later, the light LA that should be efficiently diffused in a predetermined direction DR along the axis AX after entering the first end surface 10a is the first It is set appropriately depending on the range of irradiation onto the end surface 10a.
  • a recess 30 is formed in the central region 24 in a predetermined direction DR toward the second end surface 10b.
  • the recess 30 is formed with an inclined surface 36 that is inclined toward the axis AX as it goes from the first end surface 10a toward the second end surface 10b from the peripheral edge 32 in the direction along the axis AX.
  • the recess 30 has a circular shape when the first end surface 10a is viewed from the front along the axis AX, and the inclined surface 36 is formed over the entire circumferential direction around the axis AX. There is. That is, the recess 30 of the first embodiment is formed similarly to the inner peripheral surface of a so-called mortar.
  • the tangent to the inclined surface 36 forms a predetermined angle ⁇ with respect to the axis AX.
  • the angle ⁇ is, for example, 40° or more and 50° or less, and is determined by the center wavelength and guide of the light LA that should be efficiently diffused in a predetermined direction DR along the axis AX after being incident on the first end surface 10a, as described later. It is appropriately set according to the refractive index of the optical member 10 (specifically, the refractive index at the center wavelength of the light LA in the light guide member 10).
  • the light guide member 10 of the first embodiment is a light guide member that extends along the predetermined direction DR and has the axis AX parallel to the direction DR.
  • the light guide member 10 of the first embodiment has a first end surface 10a into which the light LA is incident, a second end surface 10b opposite to the first end surface 10a, and a first end surface 10a and a second end surface along the direction DR. 10b.
  • the first end surface 10a has a center region 24 including the axis AX, and an outer peripheral region 22 surrounding the center region 24.
  • a recess 30 that is convex toward the second end surface 10b is formed in the center region 24.
  • the recess 30 is formed with an inclined surface 36 that approaches the axis AX from the peripheral edge 32 of the recess 30 in the radial direction centered on the axis AX as it moves away from the first end surface 10a along the axis AX. Specifically, the inclined surface 36 approaches the axis AX as it advances toward the second end surface 10b along the axis AX.
  • FIG. 4 shows that a part of the light LA emitted from the emission surface 110e of the light emitting unit 110 of the light source 100 is irradiated onto the central region 24 of the first end surface 10a of the light guide member 10 and propagates inside the light guide member 10.
  • FIG. 4 shows a cut surface of the light guide member 10 taken along the line IV-IV shown in FIG. 2, and shows a cut surface along the axis AX including the axis AX and the inclined surface 36.
  • the light LA that has entered the recess 30 in the central region 24 is irradiated onto the inclined surface 36 and is refracted at the inclined surface 36.
  • the angle ⁇ that the optical axis of the light LA refracted by the inclined surface 36 makes with the tangent to the axis AX is: It is determined according to the center wavelength of the light LA and the refractive index of the light guide member 10, and is determined based on Snell's law.
  • the angle ⁇ is, for example, 10° or more and 20° or less, and approximately 15°.
  • the angle 2 ⁇ of diffusion of the light LA incident on the recess 30 of the central region 24 in the light guide member 10 is 20° or more and 40° or less, preferably about 25° or 30°.
  • the light LA that has entered the recess 30 of the central region 24 is diffused in a direction away from the axis AX, that is, toward the outside in the radial direction around the axis AX.
  • the light LA that has entered the recess 30 of the central region 24 is also diffused in the circumferential direction around the axis AX.
  • the light LA entering the light guide member 10 from the recess 30 in the center region 24 near the axis AX is diffused in substantially all directions including the radial direction and the circumferential direction, and hits the side surface 10s of the light guide member 10. easy.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing how light LA entering from a region near the axis AX of the first end surface 10a of a conventional light guide member 300 propagates inside the light guide member 300.
  • the light guide member 300 extends in a free curve shape like the light guide member 10, and has a first end surface 10a, a second end surface 10b (not shown), and a side surface 10s.
  • the first end surface 10a of the light guide member 300 is not provided with the center region 24, and the recess 30 and the inclined surface 36 are not formed therein. As shown in FIG.
  • the light LA incident from the area near the axis AX of the first end surface 10a travels approximately parallel to the axis AX, and due to the bending of the axis AX. , propagates to a distance away from the first end surface 10a in the direction along the axis AX and hits the side surface 10s.
  • the light LA incident from the region near the axis AX of the first end surface 10a does not diffuse in the radial direction and circumferential direction around the axis AX, and does not easily hit the side surface 10s. is also susceptible to total reflection.
  • the conventional light guide member 300 the amount of light emitted in the desired output direction, that is, the direction in which the light is emitted from the side surface 10s to the outside of the light guide member 300 is small, and luminous flux utilization efficiency cannot be obtained.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing how the light LA having Lambertian light distribution from the light source 100 propagates inward from the first end surface 10a of the light guide member 10 of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing how the light LA having Lambertian light distribution from the light source 100 propagates inside from the recess 30 of the first end surface 10a of the light guide member 10 of the first embodiment, and is shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram extracting the state of propagation of the light LA irradiated onto the recess 30 out of the light LA. 6 and 7 also correspond to the cut plane of the light guide member 10 cut along the line IV-IV shown in FIG. 2, and show the cut plane along the axis AX including the axis AX and the inclined surface 36. .
  • the light LA emitted from the light source 100 is transmitted not only to the central region 24 of the first end surface 10a but also to at least the radial direction of the outer peripheral region 22.
  • the light is irradiated toward the center, preferably over the entire center region 24 and outer peripheral region 22 .
  • the light LA irradiated to the center region 24 as described above is refracted by the inclined surface 36, and is better diffused in all directions including the radial direction and circumferential direction around the axis AX compared to the conventional light guide member 300, and the side surface 10s is refracted at a position close to the first end surface 10a.
  • the first end surface 10a of the outer circumferential region 22 is a flat surface parallel to the direction intersecting the axis AX, but the light LA is transmitted obliquely to the first end surface 10a of the outer circumferential region 22 at an angle ⁇ etc.
  • the light guide member 10 of the first embodiment the light LA incident from the center region 24 and the outer peripheral region 22 of the first end surface 10a is well diffused in all directions inside, and is emitted in the desired output direction ER. Luminous flux utilization efficiency can be increased.
  • the diffusivity of the light LA incident from the central region 24 can be further improved. Can be done.
  • the side surface 10s includes the first surface 12, the second surface 16, the third surface 14A, and the fourth surface when viewed in a cut plane intersecting the axis AX. 14B, and is formed in the shape of a ginkgo biloba.
  • the first surface 12 is a curved surface that curves along the circumferential direction centering on the axis AX.
  • the second surface 16 is a flat surface that is disposed on the opposite side of the first surface 12 with respect to the axis AX and is spaced apart from the first surface 12.
  • the third surface 14A is a curved surface connecting one end 12a of the first surface 12 and one end 16a of the second surface 16 closer to the end 12a of the first surface 12.
  • the fourth surface 14B is a curved surface connecting the other end 12b of the first surface 12 and the other end 16b of the second surface 16, and forms a pair with the third surface 14A. Even if the light guide member 10 has the first end surface 10a having a complicated shape depending on the purpose of use, the inclined surface 36 formed in the center region 24 allows the light LA to be directed internally in all directions. The light can be well diffused and applied from the first surface 12 to the fourth surface 14B, and can be emitted in the desired output direction ER, thereby increasing the luminous flux utilization efficiency.
  • the inclined surface 36 when viewed in a cut plane along the axis AX including the axis AX and the inclined surface 36, the inclined surface 36 is at an angle of 40 degrees or more to the axis AX or more than 50 degrees. Form an angle less than or equal to °.
  • the center region 24 is within a radius of 1.3 mm or more and 1.7 mm or less from the axis AX. According to the light guide member 10 of the first embodiment, the diffusivity of the light LA incident from the central region 24 can be further improved.
  • the light source device 200 of the first embodiment includes a light guide member 10 and a light source 100 that emits light LA and irradiates the first end surface 10a of the light guide member 10.
  • the light LA emitted from the output surface 110e of the light source 100 is made to enter the interior from the center region 24 and the outer peripheral region 22 of the first end surface 10a of the light guide member 10, and The light can be diffused well and emitted in the desired output direction ER. As a result, the luminous flux utilization efficiency can be improved.
  • the light guide member of the other embodiments extends in a free curve like the light guide member 10, and has a first end surface 10a, a second end surface 10b (not shown), and a side surface 10s.
  • a recess 30 having a shape different from that of the light guide member 10 is formed in the first end surface 10a of the light guide member in other embodiments.
  • the same components as those of the light guide member 10 of the first embodiment are given the same reference numerals as those of the light guide member 10, and the description thereof will be omitted.
  • the light source device of other embodiments is equipped with the light guide member of each embodiment, and the light source 100 demonstrated in 1st Embodiment.
  • FIG. 8A, 8B, and 8C show a light source device 201 and a light guide member 61 according to a second embodiment of the present invention, a light source device 202 and a light guide member 62 according to a third embodiment, and a light source device 203 according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of the light guide member 63, and represents a cross section along the axis AX including the axis AX.
  • the recess 30 has an inclined surface 36, Parallel surfaces 41 are formed.
  • the parallel surface 41 extends parallel to the axis AX from a second position 32B opposite to the first position 32A with respect to the axis AX in the radial direction centering on the axis AX at the peripheral edge 32, and extends to the inclined surface 36. It is connected.
  • the recess 30 when viewed in a cut plane including the axis AX and along the axis AX, the recess 30 has the first end surface 10a. From the peripheral edge 32 toward the axis AX, inclined surfaces 36 and reverse inclined surfaces 37 that move away from the axis AX as they advance toward the second end surface 10b in the direction along the axis AX are connected alternately. It is formed.
  • the number of combinations of the sloped surface 36 and the reverse sloped surface 37 formed in the recess 30 is a natural number of 2 or more, and is not limited to a specific value.
  • the recess 30 when viewed in a cut plane including the axis AX and along the axis AX, the recess 30 has the first end surface 10a.
  • a parallel surface 41 extending parallel to the axis AX from the peripheral edge 32 of the parallel surface 41, and an inclined surface 36 that approaches the axis AX as it advances toward the second end surface 10b in the direction along the axis AX from the tip 41x of the parallel surface 41. It is formed.
  • the light LA incident from the first end surface 10a is well diffused in all directions inside the light guide members 61 to 63 based on the same principle as the light guide member 10.
  • the light beam can be emitted in the desired output direction ER, thereby increasing the luminous flux utilization efficiency.
  • the first part of the recess 30 is formed in the radial direction centering on the axis AX.
  • the shape of the peripheral edge 32 on the end surface 10a from the first position 32A to the axis AX, and the shape from the second position 32B on the opposite side of the first position 32A with respect to the axis AX in the radial direction to the axis AX. are preferably symmetrical about the axis AX.
  • the recess formed in the light guide member according to the present invention is formed in the radial direction from the periphery at the first end surface to the axial center as it progresses from the first end surface toward the second end surface along the axis. It only needs to have an inclined surface that approaches the core, and may have a shape other than the shape described in each of the above-mentioned embodiments. For example, when the first end surface 10a is viewed from the front along the axis AX, the recess 30 may have a polygonal shape, and the inclined surface 36 may be formed entirely in the circumferential direction centering on the axis AX.
  • a protrusion may be formed in the central region to be convex in the direction away from the first end surface and the second end surface, that is, toward the light source.
  • the protrusion is formed with an inclined surface that approaches the axis from the periphery of the protrusion on the first end face in a radial direction centered on the axis as it moves away from the first end face along the axis of the light guide member.
  • the inclined surface may be formed entirely in the circumferential direction around the axis.
  • the protrusion has a conical or polygonal shape that protrudes from the first end surface toward the light source.
  • the apex of the protrusion is located on the same line as the axis AX along the predetermined direction DR.
  • the protrusion may have an inclined surface and a parallel surface, corresponding to the recess 30 described in the second embodiment. In that case, as the inclined surface progresses from the first end surface toward the side opposite to the second end surface in the direction along the axis of the light guide member, the inclined surface is arranged at the periphery of the protrusion in the radial direction centering on the axis. It may be formed to approach the axis from one position and pass through the axis.
  • the parallel surface extends in a predetermined direction parallel to the axis from a second position opposite to the first position with respect to the axis in the radial direction on the peripheral edge of the protrusion, and is connected to the tip of the protruding side of the inclined surface.
  • the protrusion has a parallel surface extending parallel to the axis from the entire circumferential direction centering on the axis, and a parallel surface extending in the direction along the axis from the tip of the protruding side of the parallel surface.
  • An inclined surface may be formed that approaches the axis as it advances toward the light source from one end surface.
  • the recesses and protrusions extend from the periphery of the protrusion on the first end surface to the axial center in a radial direction centered on the axis as they move away from the first end surface toward the second end surface or the light source along the axis of the light guide member. It may have a shape other than the above-mentioned shape as long as it has an inclined surface that approaches or departs from.
  • the light incident from the central region of the first end surface is refracted by the inclined surface in a direction away from the axis at least in the radial direction, and the inside of the light guide member is This allows for good diffusion in all directions including the radial and circumferential directions.
  • the light guide member according to the present invention the light that has entered at least part of the central region and the outer peripheral region of the first end face can be emitted in the desired output direction ER, and the efficiency of luminous flux utilization can be increased.
  • the shape of the side surface of the light guide member according to the present invention is not limited to a specific shape, and may have a shape other than that described in each of the above-mentioned embodiments.
  • the side surface of the light guide member according to the present invention may have a circular shape with a radius R from the axis AX when the first end surface 10a is viewed from the front along the axis AX, or may have a polygonal shape. You may do so.
  • the predetermined direction parallel to the axis of the light guide member according to the present invention may have a shape other than the free curve shape described in each of the above embodiments, such as a wave shape in which the curvature repeats increase and decrease, or a so-called zigzag shape. It may have a shape.
  • the light guide member according to the present invention includes all the light guide members for emitting the light LA from the side surface.
  • the light source device according to the present invention may be used in vehicle lamps other than DEL, and may be used for purposes other than vehicle lamps.

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Abstract

導光部材は、所定の方向に平行な軸芯を有する導光部材であって、光を入射させる第１端面と、前記第１端面とは反対側の第２端面と、前記所定の方向に沿って前記第１端面と前記第２端面とを接続する側面と、を有する。前記第１端面は、前記軸芯を含む中心領域と、前記中心領域を囲む外周領域と、を有する。前記中心領域には、前記第２端面に向かって凹み、又は前記第１端面から突出する突起が形成されている。前記凹み又は前記突起に、前記軸芯に沿って前記第１端面から離れるにしたがって前記軸芯を中心とする径方向で前記凹み又は前記突起の周縁から前記軸芯に近づく傾斜面が形成されている。前記光は、前記中心領域及び前記外周領域に入射する。

Description

導光部材及び光源装置
　本発明は、導光部材及び光源装置に関する。
　本願は、２０２２年７月７日に出願された日本国特願２０２２－１０９８１９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来より、例えば車両に搭載される車両用灯具（光源装置）として、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）等の光源と、棒状や板状の導光部材とを組み合わせた構成が知られている。例えば、特許文献１には、所定の方向に延びる棒状の導光部材が開示されている。特許文献１に開示されている導光部材の所定の方向に交差する断面、すなわち導光部材の側面は、軸芯に対して凸の略半円形状をなす第１面と、平坦な第２面と、これらの面の軸芯に対して互いに同じ側の端同士を連結して軸芯に対して凹の湾曲形状をなす一対の第３面と、を有する。つまり、特許文献１に開示されている導光部材の端面は、イチョウ形に形成されている。
特開２０２０－０３１０３２号公報
　特許文献１に開示されている導光部材を用いた場合、入射側の平坦な端面において軸芯を中心とする径方向で軸芯に近い領域に、端面に対して略垂直に入射した光束は、入射後も径方向で拡散し難く、第１面、第２面及び第３面の何れかの面で全反射され、導光部材の出射側の端面に到達し易い。その結果、導光部材の入射側の端面から入射した光が導光部材の第１面から断面の径方向の外側の外部空間に向く意図した出力方向に出射されず、出力方向の光量が減少し、導光部材における所望の光束利用効率が得られない虞があった。
　本発明の態様は、高い光束利用効率を実現する導光部材及び当該導光部材を備える光源装置を提供する。
　本発明の態様は、以下の構成を備える。
［１］所定の方向に沿って延在し、前記所定の方向に平行な軸芯を有する導光部材であって、
　光を入射させる第１端面と、前記第１端面とは反対側の第２端面と、前記所定の方向に沿って前記第１端面と前記第２端面とを接続する側面と、を有し、
　前記第１端面は、前記軸芯を含む中心領域と、前記中心領域を囲む外周領域と、を有し、
　前記中心領域に、前記第２端面に向かって凹み、又は前記第１端面から突出する突起が形成され、
　前記凹み又は前記突起に、前記軸芯に沿って前記第１端面から離れるにしたがって前記軸芯を中心とする径方向で前記凹み又は前記突起の周縁から前記軸芯に近づく又は離れる傾斜面が形成され、
　前記光は前記中心領域及び前記外周領域に入射する、
　導光部材。
［２］前記傾斜面が前記軸芯を中心とする周方向の全体に形成されている、
　前記［１］に記載の導光部材。
［３］前記中心領域に前記凹みが形成され、
　前記軸芯を含んで前記軸芯に沿った切断面で見たときに、
　前記凹みに、前記軸芯に沿った方向で前記第１端面から前記第２端面に向かって進むにしたがって前記周縁の第１位置から前記軸芯に近づいて前記軸芯を通過する前記傾斜面と、前記周縁において前記径方向で前記軸芯に対して前記第１位置とは反対側の第２位置から前記軸芯と平行に延びて前記傾斜面に接続された平行面が形成されている、
　前記［１］に記載の導光部材。
［４］前記中心領域に前記凹みが形成され、
　前記軸芯を含んで前記軸芯に沿った切断面で見たときに、
　前記凹みに、前記周縁から前記軸芯に向かって、前記傾斜面と前記軸芯に沿った方向で前記第１端面から前記第２端面に向かって進むにしたがって前記軸芯から離れる逆傾斜面とが交互に連結して形成されている、
　前記［１］に記載の導光部材。
［５］前記中心領域に前記凹みが形成され、
　前記軸芯を含んで前記軸芯に沿った切断面で見たときに、
　前記凹みに、前記周縁から前記軸芯と平行に延びる平行面と、前記平行面の先端から前記軸芯に沿った方向で前記第２端面に向かって進むにしたがって前記軸芯に近づく前記傾斜面が形成されている、
　前記［１］に記載の導光部材。
［６］前記軸芯を含んで前記軸芯に沿った切断面で見たときに、
　前記径方向で前記凹み又は前記突起の前記周縁の第１位置から前記軸芯までの形状と前記径方向で前記軸芯に対して前記第１位置とは反対側の第２位置から前記軸芯までの形状とは、前記軸芯を中心として対称である、
　前記［４］又は［５］に記載の導光部材。
［７］前記側面は、前記軸芯に交差する切断面で見たときに、
　　前記軸芯を中心とする周方向に沿って湾曲する第１面と、
　　前記軸芯を挟んで前記第１面とは反対側に前記第１面と離間して設けられた平坦な第２面と、
　　前記第１面の一方の端と前記第２面において前記第１面の一方の端に近い方の一方の端とを接続する第３面と、
　　前記第１面の他方の端と前記第２面の他方の端とを接続する第４面と、
　を有する、
　前記［１］に記載の導光部材。
［８］前記軸芯と前記傾斜面とを含んで前記軸芯に沿った切断面で見たときに、
　前記傾斜面は前記軸芯に対して４０°以上５０°以下の角度をなす、
　前記［１］から前記［４］の何れか一項に記載の導光部材。
［９］前記中心領域は前記軸芯から半径１．３ｍｍ以上１．７ｍｍ以下の範囲内にある、
　前記［１］から前記［４］の何れか一項に記載の導光部材。
［１０］前記［１］に記載の導光部材と、
　前記光を出射して前記第１端面に照射する光源と、
　を備える、
　光源装置。
　本発明の態様によれば、導光部材において光が入射する第１端面の中心領域に凹みが形成されているため、軸芯と略平行な方向に沿って凹みの傾斜面に照射された光は、軸芯から離れる方向に、すなわち軸芯を中心とする径方向の外側に向かって拡散される。また、凹みの傾斜面に照射された光は、軸芯を中心とする周方向にも拡散される。その結果、軸芯に近い中心領域の凹みから導光部材の内部に入射した光は、拡散され、導光部材の側面に当たり易く、側面から導光部材の外部の所望の出力方向へ出射される光量が第１端面の中心領域に凹みが形成されていない場合に比べて増える。したがって、本発明の態様によれば、高い光束利用効率を実現する導光部材及び光源装置を提供することができる。
本発明の第１実施形態の光源装置の概略図である。 図１に示す光源装置の導光部材の要部をＩＩ方向から見たときの正面図である。 図１に示す光源装置の導光部材の要部の斜視図である。 図１に示す光源装置の導光部材において第１端面の中心領域に入射した光が伝搬する様子を示す概略図である。 従来の光源装置の導光部材において第１端面で軸芯の近傍の領域に入射した光が伝搬する様子を示す概略図である。 図１に示す光源装置の導光部材において第１端面に入射した光が伝搬する様子を示す概略図である。 図１に示す光源装置の導光部材において第１端面の中心領域に入射した光が伝搬する様子を示す概略図である。 本発明のその他の実施形態の導光部材の概略図であり、第２実施形態の図である。 本発明のその他の実施形態の導光部材の概略図であり、第３実施形態の図である。 本発明のその他の実施形態の導光部材の概略図であり、第４実施形態の図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。各図面では、各構成要素を見やすくするために構成要素によって寸法の縮尺を変えている場合がある。
［第１実施形態］
　始めに、本発明の第１実施形態の導光部材及び光源装置について説明する。図１は、第１実施形態の光源装置２００の概略図である。図１に示すように、光源装置２００は、光源１００と、第１実施形態の導光部材１０と、を備える。光源装置２００は、例えば車両の昼間点灯用ランプ（Ｄａｙｔｉｍｅ　Ｒｕｎｎｉｎｇ　Ｌｉｇｈｔｓ；ＤＲＬ）であり、導光部材１０の所定の出力方向ＥＲに光ＬＡを出射する。ＤＲＬでは、日中の明るい環境下でも点灯状態又は消灯状態の何れかであるかを高い視認性で視認されることが求められる。光源装置２００は、さらに不図示の板状の導光部材等を備えてもよい。
　光源１００は、出射面１１０ｅから光ＬＡを発し、導光部材１０の第１端面１０ａに光ＬＡを照射する。光源１００の出射面１１０ｅは、導光部材１０の第１端面１０ａに対向している。光源１００は、例えばＬＥＤである。光源１００のＬＥＤの指向特性は、例えばランバーシアン配光である。
　図１に示すように、導光部材１０は、自由曲線状の方向（所定の方向）ＤＲに沿って延在する棒状の部材であり、所定の長さ及び幅を有する。導光部材１０は、方向ＤＲに平行な軸芯ＡＸを有する。軸芯ＡＸの曲率は、第１端面１０ａから第２端面１０ｂに進むにしたがって減少している。光源１００の出射面１１０ｅから出射して導光部材１０に到達するまでの光ＬＡの光軸は、軸芯ＡＸと互いに１つの自由曲線をなしている。導光部材１０の長手方向は、軸芯ＡＸに沿った方向を意味する。導光部材１０の幅は、長手方向で略一定である。導光部材１０の屈折率は、軸芯ＡＸに沿った長手方向、及び軸芯ＡＸを中心とする径方向及び周方向で一定である。導光部材１０は、例えばアクリル樹脂等の可視波長域で透明な樹脂で形成されている。
　導光部材１０は、第１端面１０ａと、第２端面１０ｂと、側面１０ｓと、を有する。第１端面１０ａは、導光部材１０において光源１００から出射された光ＬＡが入射する面である。第２端面１０ｂは、方向ＤＲで導光部材１０の第１端面１０ａとは反対側にある端面である。
　導光部材１０は、第１端面１０ａから内部に入射した光ＬＡを方向ＤＲに沿って伝搬させ、軸芯ＡＸに沿った長手方向の途中から所定の範囲の側面１０ｓのうちの第１面１２から外部に放出させることを意図して設計及び形成されている。すなわち、光ＬＡの出力方向ＥＲは、導光部材１０の長手方向の所定の範囲の第１面１２から外部の例えば斜め前方に向かう方向である。導光部材１０の長手方向の所定の範囲は、導光部材１０の長手方向の略中心から第２端面１０ｂの手前までの範囲に亘る。
　図２は、図１に示す方向ＩＩから見た導光部材１０の第１端面１０ａを含む部分の正面図である。図３は、導光部材１０の第１端面１０ａを含む部分の斜視図である。図２及び図３は、第１端面１０ａを含み、軸芯ＡＸに交差する切断面を示す図である。
　図２及び図３に示すように、導光部材１０の側面１０ｓは、第１面１２と、第２面１６と、第３面１４Ａと、第４面１４Ｂと、を有する。第１面１２は、軸芯ＡＸを中心とする周方向に沿って湾曲し、軸芯ＡＸから半径Ｒの半円形状で形成されている。図中には、半径Ｒの第１面１２が占める円周以外の残りの円周が二点鎖線で示されている。第２面１６は、軸芯ＡＸを挟んで第１面１２（すなわち、図２及び図３では軸芯ＡＸと略同じ高さから上方）とは反対側（すなわち、図２及び図３では軸芯ＡＸと略同じ高さから下方）に、第１面１２と離間して設けられている。
　第２面１６は、第１面１２の一方の端１２ａと他方の端１２ｂとを結んで軸芯ＡＸを通る不図示の仮想線と平行な平坦な面である。前述の仮想線と平行な方向において、第２面１６の中心は軸芯ＡＸと重なっている。同方向において、第２面１６は、第１面１２の端１２ａ，１２ｂの離間距離よりも短い。同方向に直交する方向において、第２面１６と軸芯ＡＸとの離間距離Ｄは、第１面１２の半径Ｒよりも長い。
　第３面１４Ａは、第１面１２の端１２ａと第２面１６の一方の端１６ａとを接続する。端１６ａは、第２面１６の端のうち、第１面１２の端１２ａ，１２ｂを結んで軸芯ＡＸを通る不図示の仮想線に平行な方向で軸芯ＡＸに対して端１２ａと同じ側（すなわち、図２及び図３では軸芯ＡＸの左側）の端である。第３面１４Ａは、第１面１２の端１２ａと第２面１６の一方の端１６ａとを連結する不図示の直線に対して軸芯ＡＸに向かって凸状に湾曲している。
　第４面１４Ｂは、第１面１２の端１２ｂと第２面１６の他方の端１６ｂとを接続する。端１６ｂは、第１面１２の端１２ａ，１２ｂを結んで軸芯ＡＸを通る仮想線に平行な方向で軸芯ＡＸに対して端１２ｂと同じ側（すなわち、図２及び図３では軸芯ＡＸの右側）の端である。第３面１４Ａは、第１面１２の端１２ｂと第２面１６の一方の端１６ｂとを連結する不図示の直線に対して軸芯ＡＸに向かって凸状に湾曲している。第３面１４Ａ及び第４面１４Ｂは、側面１０ｓにおいて軸芯ＡＸに近づくように凹む凹曲面をなし、第１面１２及び第２面１６の中心を結んで軸芯ＡＸを通る不図示の中心線に対して互いに対称に形成された一対の面である。
　導光部材１０の第１端面１０ａは、中心領域２４と、中心領域２４を囲む外周領域２２と、を有する。中心領域２４は、軸芯ＡＸを中心として軸芯ＡＸから所定の半径φの領域であり、軸芯ＡＸに沿って第１端面１０ａを臨むと軸芯ＡＸを中心とする円形状を有する領域である。半径φは、例えば１．３ｍｍ以上１．７ｍｍ以下であり、後述するように第１端面１０ａに入射した後に軸芯ＡＸに沿う所定の方向ＤＲに対して効率良く拡散させるべき光ＬＡが第１端面１０ａに照射される範囲に応じて適宜設定されている。
　中心領域２４に、所定の方向ＤＲで第２端面１０ｂに向かって凹み３０が形成されている。凹み３０には、周縁３２から軸芯ＡＸに沿った方向で第１端面１０ａから第２端面１０ｂに向かって進むにしたがって軸芯ＡＸに近づくように傾斜する傾斜面３６が形成されている。第１実施形態では、凹み３０は軸芯ＡＸに沿って第１端面１０ａを正面視したときに円形状を有し、傾斜面３６が軸芯ＡＸを中心とする周方向の全体に形成されている。すなわち、第１実施形態の凹み３０は、所謂すり鉢の内周面と同様に形成されている。
　図３に示すように、傾斜面３６の接線は、軸芯ＡＸに対して所定の角度θをなしている。角度θは、例えば４０°以上５０°以下であり、後述するように第１端面１０ａに入射した後に軸芯ＡＸに沿う所定の方向ＤＲに対して効率良く拡散させるべき光ＬＡの中心波長及び導光部材１０の屈折率（詳しくは、導光部材１０における光ＬＡの中心波長での屈折率）に応じて適宜設定されている。
　以上説明したように、第１実施形態の導光部材１０は、所定の方向ＤＲに沿って延在し、方向ＤＲに平行な軸芯ＡＸを有する導光部材である。第１実施形態の導光部材１０は、光ＬＡを入射させる第１端面１０ａと、第１端面１０ａとは反対側の第２端面１０ｂと、方向ＤＲに沿って第１端面１０ａと第２端面１０ｂとを接続する側面１０ｓと、を有する。第１端面１０ａは、軸芯ＡＸを含む中心領域２４と、中心領域２４を囲む外周領域２２と、を有する。第１実施形態の導光部材１０では、中心領域２４に、第２端面１０ｂに向かって凸となる凹み３０が形成されている。凹み３０には、軸芯ＡＸに沿って第１端面１０ａから離れるにしたがって軸芯ＡＸを中心とする径方向で凹み３０の周縁３２から軸芯ＡＸに近づく傾斜面３６が形成されている。具体的には、傾斜面３６は、軸芯ＡＸに沿って第２端面１０ｂに向かって進むにしたがって軸芯ＡＸに近づく。
　図４は、光源１００の発光部１１０の出射面１１０ｅから発せられた光ＬＡの一部が導光部材１０の第１端面１０ａの中心領域２４に照射され、導光部材１０の内部を伝搬する様子を示す概略図である。図４は、図２に示すＩＶ－ＩＶ線で切断した導光部材１０の切断面を示し、軸芯ＡＸと傾斜面３６を含んで軸芯ＡＸに沿った切断面を示す。図４に示すように、第１実施形態の導光部材１０では、中心領域２４の凹み３０に入射した光ＬＡは、傾斜面３６に照射され、傾斜面３６で屈折する。軸芯ＡＸと傾斜面３６を含んで軸芯ＡＸに沿った切断面で見たときに、傾斜面３６で屈折された光ＬＡの光軸が軸芯ＡＸの接線に対してなす角度αは、光ＬＡの中心波長及び導光部材１０の屈折率に応じて決まり、スネルの法則に基づいて決まる。角度αは、例えば１０°以上２０°以下であり、１５°程度である。中心領域２４の凹み３０に入射した光ＬＡの導光部材１０における拡散の角度２αは、２０°以上４０°以下であり、好ましくは２５°或いは３０°程度である。したがって、中心領域２４の凹み３０に入射した光ＬＡは、軸芯ＡＸから離れる方向に、すなわち軸芯ＡＸを中心とする径方向の外側に向かって拡散される。また、図示していないが、中心領域２４の凹み３０に入射した光ＬＡは、軸芯ＡＸを中心とする周方向にも拡散される。その結果、軸芯ＡＸに近い中心領域２４の凹み３０から導光部材１０の内部に入射した光ＬＡは、径方向及び周方向を含む略全方向に拡散され、導光部材１０の側面１０ｓに当たり易い。
　図５は、従来の導光部材３００の第１端面１０ａの軸芯ＡＸの近傍の領域から入射した光ＬＡが導光部材３００の内部を伝搬する様子を示す概略図である。導光部材３００は、導光部材１０と同様に自由曲線状に延在し、第１端面１０ａと図示略の第２端面１０ｂと側面１０ｓとを有する。但し、導光部材３００の第１端面１０ａには、中心領域２４は設けられておらず、凹み３０及び傾斜面３６は形成されていない。図５に示すように、従来の導光部材３００では、第１端面１０ａの軸芯ＡＸの近傍の領域から入射した光ＬＡは、軸芯ＡＸと略平行に進行し、軸芯ＡＸの曲がりによって、軸芯ＡＸに沿った方向で第１端面１０ａから離れた距離まで伝搬して側面１０ｓに当たる。従来の導光部材３００では、第１端面１０ａの軸芯ＡＸの近傍の領域から入射した光ＬＡは、軸芯ＡＸを中心に径方向及び周方向で拡散せず、側面１０ｓに当たり難く、当たっても全反射され易い。そのため、第１端面１０ａの軸芯ＡＸの近傍の領域から入射した光ＬＡの大部分が第２端面１０ｂに到達し、従来の導光部材３００の第２端面１０ｂから局所的に明るい光ＬＡが出射され、所謂点光の発生を招く虞がある。つまり、従来の導光部材３００では、所望の出力方向、すなわち側面１０ｓから導光部材３００の外部に放出される方向に出射される光量が少なく、光束利用効率が得られなかった。
　図６は、光源１００からランバーシアン配光の光ＬＡが第１実施形態の導光部材１０の第１端面１０ａから内部に伝搬する様子を示す概略図である。図７は、光源１００からランバーシアン配光の光ＬＡが第１実施形態の導光部材１０の第１端面１０ａの凹み３０から内部に伝搬する様子を示す概略図であって、図６に示した光ＬＡのうちの凹み３０に照射された光ＬＡの伝搬の様子を抽出した図である。図６及び図７は、図２に示すＩＶ－ＩＶ線で切断した導光部材１０の切断面にも対応し、軸芯ＡＸと傾斜面３６を含んで軸芯ＡＸに沿った切断面を示す。図６及び図７に示すように、第１実施形態の導光部材１０では、光源１００から発せられた光ＬＡが第１端面１０ａの中心領域２４のみではなく、外周領域２２の少なくとも径方向の中心側に照射され、好ましくは中心領域２４及び外周領域２２の全体に照射される。
　ランバーシアン配光の光ＬＡでは、光軸（軸芯）からの角度（すなわち、発光位置からの方向を表す角度Θ）方向の光度が光軸上(Θ＝０°)の光度(Ｉｖ)のｃｏｓΘ倍で表される。そのため、中心領域２４に照射される光ＬＡの光度、光量は、外周領域２２に照射される光ＬＡの光度、光量よりも大きい。このような場合であっても、第１実施形態の導光部材１０では、中心領域２４に凹み３０及び傾斜面３６が形成されているため、前述のように中心領域２４に照射された光ＬＡは、傾斜面３６で屈折し、従来の導光部材３００に比べて軸芯ＡＸを中心とする径方向及び周方向を含む全方向で良好に拡散され、第１端面１０ａに近い位置で側面１０ｓに当たる。外周領域２２の第１端面１０ａは軸芯ＡＸに交差する方向と平行な平坦面であるが、光ＬＡは外周領域２２の第１端面１０ａに対して斜めから軸芯ＡＸに対して角度Θ等に応じた角度をなして照射されるため、外周領域２２に照射された光ＬＡについても軸芯ＡＸを中心とする径方向及び周方向を含む全方向で良好に拡散され、第１端面１０ａに近い位置で側面１０ｓに当たる。第１実施形態の導光部材１０によれば、第１端面１０ａの中心領域２４及び外周領域２２から入射した光ＬＡを内部であらゆる方向に良好に拡散させ、所望の出力方向ＥＲへ出射させ、光束利用効率を高めることができる。
　第１実施形態の導光部材１０によれば、傾斜面３６が軸芯ＡＸを中心とする周方向の全体に形成されているため、中心領域２４から入射した光ＬＡの拡散性をより高めることができる。
　第１実施形態の導光部材１０では、側面１０ｓは、軸芯ＡＸに交差する切断面で見たときに、第１面１２と、第２面１６と、第３面１４Ａと、第４面１４Ｂと、を有し、イチョウ形に形成されている。第１面１２は、軸芯ＡＸを中心とする周方向に沿って湾曲する曲面である。第２面１６は、軸芯ＡＸを挟んで第１面１２とは反対側に配置され、第１面１２と離間して設けられた平坦面である。第３面１４Ａは、第１面１２の一方の端１２ａと第２面１６において第１面１２の端１２ａに近い方の一方の端１６ａとを接続する曲面である。第４面１４Ｂは、第１面１２の他方の端１２ｂと第２面１６の他方の端１６ｂとを接続する曲面であり、第３面１４Ａと対をなす。このように使用目的等に合わせて複雑な形状の第１端面１０ａを有する導光部材１０であっても、中心領域２４に傾斜面３６が形成されていることによって、光ＬＡを内部であらゆる方向に良好に拡散させ、第１面１２から第４面１４Ｂまでに当てるとともに、所望の出力方向ＥＲへ出射させ、光束利用効率を高めることができる。
　第１実施形態の導光部材１０では、軸芯ＡＸと傾斜面３６とを含んで軸芯ＡＸに沿った切断面で見たときに、傾斜面３６は軸芯ＡＸに対して４０°以上５０°以下の角度をなす。また、中心領域２４は軸芯ＡＸから半径１．３ｍｍ以上１．７ｍｍ以下の範囲内にある。第１実施形態の導光部材１０によれば、中心領域２４から入射した光ＬＡの拡散性をより高めることができる。
　第１実施形態の光源装置２００は、導光部材１０と、光ＬＡを出射して導光部材１０の第１端面１０ａに照射する光源１００と、を備える。第１実施形態の光源装置２００によれば、光源１００の出射面１１０ｅから発せられた光ＬＡを導光部材１０の第１端面１０ａの中心領域２４及び外周領域２２から内部に入射させ、あらゆる方向に良好に拡散させ、所望の出力方向ＥＲへ出射させることができる。その結果、光束利用効率を高めることができる。
（その他の実施形態）
　次いで、本発明の第１実施形態の変形例であるその他の実施形態の導光部材について説明する。
　なお、その他の実施形態の導光部材は、導光部材１０と同様に自由曲線状に延在し、第１端面１０ａと図示略の第２端面１０ｂと側面１０ｓとを有する。但し、その他の実施形態の導光部材の第１端面１０ａには、導光部材１０とは異なる形状を有する凹み３０が形成されている。その他の実施形態の導光部材において、第１実施形態の導光部材１０と共通する構成には、導光部材１０の当該構成と同じ符号を付し、その説明を省略する。また、その他の実施形態の光源装置は、各実施形態の導光部材と、第１実施形態で説明した光源１００と、を備える。
　図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃは、本発明の第２実施形態の光源装置２０１及び導光部材６１、第３実施形態の光源装置２０２及び導光部材６２、及び第４実施形態の光源装置２０３及び導光部材６３の概略図であり、軸芯ＡＸを含んで軸芯ＡＸに沿った切断面を表す。図８Ａに示すように、本発明の第２実施形態の導光部材６１では、軸芯ＡＸを含んで軸芯ＡＸに沿った切断面で見たときに、凹み３０に、傾斜面３６と、平行面４１が形成されている。傾斜面３６は、第１端面１０ａでの周縁３２の第１位置３２Ａから軸芯ＡＸに沿った方向で第２端面１０ｂに向かって進むにしたがって軸芯ＡＸに近づき、軸芯ＡＸを通過する。平行面４１は、周縁３２において軸芯ＡＸを中心とする径方向で軸芯ＡＸに対して第１位置３２Ａとは反対側の第２位置３２Ｂから軸芯ＡＸと平行に延びて傾斜面３６に接続されている。
　図８Ｂに示すように、本発明の第３実施形態の導光部材６２では、軸芯ＡＸを含んで軸芯ＡＸに沿った切断面で見たときに、凹み３０に、第１端面１０ａでの周縁３２から軸芯ＡＸに向かって、傾斜面３６と、軸芯ＡＸに沿った方向で第２端面１０ｂに向かって進むにしたがって軸芯ＡＸから離れる逆傾斜面３７とが交互に連結して形成されている。なお、第３実施形態の導光部材６２では、凹み３０に形成される傾斜面３６と逆傾斜面３７との組み合わせの数は２以上の自然数であり、特定値に限定されない。
　図８Ｃに示すように、本発明の第４実施形態の導光部材６３では、軸芯ＡＸを含んで軸芯ＡＸに沿った切断面で見たときに、凹み３０に、第１端面１０ａでの周縁３２から軸芯ＡＸと平行に延びる平行面４１と、平行面４１の先端４１ｘから軸芯ＡＸに沿った方向で第２端面１０ｂに向かって進むにしたがって軸芯ＡＸに近づく傾斜面３６が形成されている。
　上述の各実施形態の導光部材６１～６３では、導光部材１０と同様の原理で、第１端面１０ａから入射させた光ＬＡを導光部材６１～６３の内部であらゆる方向に良好に拡散させ、所望の出力方向ＥＲへ出射させ、光束利用効率を高めることができる。また、第３実施形態及び第４実施形態のように、軸芯ＡＸを含んで軸芯ＡＸに沿った切断面で見たときに、軸芯ＡＸを中心とする径方向で凹み３０の第１端面１０ａでの周縁３２の第１位置３２Ａから軸芯ＡＸまでの形状と、径方向で軸芯ＡＸに対して第１位置３２Ａとは反対側の第２位置３２Ｂから軸芯ＡＸまでの形状とは、軸芯ＡＸを中心として対称であることが好ましい。このことによって、光ＬＡをあらゆる方向に良好に拡散させ、光ＬＡの拡散性を高め、所望の出力方向ＥＲへ出射させることができる。
　以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。また、複数の実施形態の構成要素は適宜組み合わせ可能である。
　本発明に係る導光部材に形成された凹みは、軸芯に沿って第１端面から第２端面に向かって進むにしたがって、軸芯を中心とする径方向で第１端面での周縁から軸芯に近づく傾斜面を有していればよく、上述の各実施形態で説明した形状以外の形状を有してもよい。例えば、軸芯ＡＸに沿って第１端面１０ａを正面視したときに凹み３０が多角形状を有し、傾斜面３６が軸芯ＡＸを中心とする周方向の全体に形成されていてもよい。
　図示していないが、本発明に係る導光部材では、中心領域に、第１端面から第２端面から離れる方向、すなわち光源に向かって凸となる突起が形成されてもよい。突起には、導光部材の軸芯に沿って第１端面から離れるにしたがって軸芯を中心とする径方向で第１端面における突起の周縁から軸芯に近づく傾斜面が形成されている。例えば、傾斜面は、軸芯を中心とする周方向の全体に形成されていてもよい。この場合、突起は第１端面から光源に向かって突出する円錐形状又は多角形状を有する。突起の頂点は、所定の方向ＤＲに沿った軸芯ＡＸと同一線上に位置する。また、突起は、第２実施形態で説明した凹み３０に対応し、傾斜面と、平行面と、を有してもよい。その場合、傾斜面は、導光部材の軸芯に沿った方向で第１端面から第２端面とは反対側に向かって進むにしたがって、軸芯を中心とする径方向で突起の周縁の第１位置から軸芯に近づいて軸芯を通過するように形成されてもよい。また、平行面は、突起の周縁において径方向で軸芯に対して第１位置とは反対側の第２位置から軸芯と平行に所定の方向に延びて傾斜面の突出側の先端に接続されてもよい。別の変形例として、突起は、周縁において軸芯を中心とする周方向の全体から前記軸芯と平行に延びる平行面と、平行面の突出側の先端から前記軸芯に沿った方向で第１端面よりも光源に向かって進むにしたがって前記軸芯に近づく傾斜面が形成されていてもよい。
　さらに、凹み及び突起は、導光部材の軸芯に沿って第１端面から第２端面又は光源に向かって離れるにしたがって軸芯を中心とする径方向で第１端面における突起の周縁から軸芯に近づく又は離れる傾斜面を有していれば、前述の形状以外の形状を有していてもよい。凹み又は突起に、前述のように傾斜面が形成されることによって、第１端面の中心領域から入射した光を傾斜面によって少なくとも径方向で軸芯から離れる方向に屈折させ、導光部材の内部で径方向及び周方向を含むあらゆる方向に良好に拡散させることができる。その結果、本発明に係る導光部材によれば、第１端面の中心領域及び外周領域の少なくとも一部に入射した光を所望の出力方向ＥＲに出射させ、光束利用効率を高めることができる。
　また、本発明に係る導光部材の側面の形状は、特定の形状に限定されず、上述の各実施形態で説明した以外の形状を有してもよい。例えば、本発明に係る導光部材の側面は、軸芯ＡＸに沿って第１端面１０ａを正面視したときに軸芯ＡＸから半径Ｒの円形状を有していてもよく、多角形状を有していてもよい。本発明に係る導光部材の軸芯と平行な所定の方向は、上述の各実施形態で説明した自由曲線形状以外の形状を有してもよく、例えば曲率が増減を繰り返す波形状や所謂ジグザグ形状を有していてもよい。本発明に係る導光部材は、側面から光ＬＡを出射させるための導光部材を全て含む。
　また、本発明に係る光源装置は、ＤＥＬ以外の車両用灯具に用いられてもよく、車両用灯具以外の目的で用いられてもよい。
１０、６１、６２、６３…導光部材、１０ａ…第１端面、１０ｂ…第２端面、１０ｓ…側面、２２…外周領域、２４…中心領域、３０…凹み、３２…周縁、３６…傾斜面、１００…光源、ＡＸ…軸芯、ＤＲ…所定の方向。

Claims (10)

  1. 　所定の方向に沿って延在し、前記所定の方向に平行な軸芯を有する導光部材であって、
    　光を入射させる第１端面と、前記第１端面とは反対側の第２端面と、前記所定の方向に沿って前記第１端面と前記第２端面とを接続する側面と、を有し、
    　前記第１端面は、前記軸芯を含む中心領域と、前記中心領域を囲む外周領域と、を有し、
    　前記中心領域に、前記第２端面に向かって凹み、又は前記第１端面から突出する突起が形成され、
    　前記凹み又は前記突起に、前記軸芯に沿って前記第１端面から離れるにしたがって前記軸芯を中心とする径方向で前記凹み又は前記突起の周縁から前記軸芯に近づく又は離れる傾斜面が形成され、
    　前記光は前記中心領域及び前記外周領域に入射する、
    　導光部材。
  2. 　前記傾斜面が前記軸芯を中心とする周方向の全体に形成されている、
    　請求項１に記載の導光部材。
  3. 　前記中心領域に前記凹みが形成され、
    　前記軸芯を含んで前記軸芯に沿った切断面で見たときに、
    　前記凹みに、前記軸芯に沿った方向で前記第１端面から前記第２端面に向かって進むにしたがって前記周縁の第１位置から前記軸芯に近づいて前記軸芯を通過する前記傾斜面と、前記周縁において前記径方向で前記軸芯に対して前記第１位置とは反対側の第２位置から前記軸芯と平行に延びて前記傾斜面に接続された平行面が形成されている、
    　請求項１に記載の導光部材。
  4. 　前記中心領域に前記凹みが形成され、
    　前記軸芯を含んで前記軸芯に沿った切断面で見たときに、
    　前記凹みに、前記周縁から前記軸芯に向かって、前記傾斜面と前記軸芯に沿った方向で前記第１端面から前記第２端面に向かって進むにしたがって前記軸芯から離れる逆傾斜面とが交互に連結して形成されている、
    　請求項１に記載の導光部材。
  5. 　前記中心領域に前記凹みが形成され、
    　前記軸芯を含んで前記軸芯に沿った切断面で見たときに、
    　前記凹みに、前記周縁から前記軸芯と平行に延びる平行面と、前記平行面の先端から前記軸芯に沿った方向で前記第２端面に向かって進むにしたがって前記軸芯に近づく前記傾斜面が形成されている、
    　請求項１に記載の導光部材。
  6. 　前記軸芯を含んで前記軸芯に沿った切断面で見たときに、
    　前記径方向で前記凹み又は前記突起の前記周縁の第１位置から前記軸芯までの形状と前記径方向で前記軸芯に対して前記第１位置とは反対側の第２位置から前記軸芯までの形状とは、前記軸芯を中心として対称である、
    　請求項４又は５に記載の導光部材。
  7. 　前記側面は、前記軸芯に交差する切断面で見たときに、
    　　前記軸芯を中心とする周方向に沿って湾曲する第１面と、
    　　前記軸芯を挟んで前記第１面とは反対側に前記第１面と離間して設けられた平坦な第２面と、
    　　前記第１面の一方の端と前記第２面において前記第１面の一方の端に近い方の一方の端とを接続する第３面と、
    　　前記第１面の他方の端と前記第２面の他方の端とを接続する第４面と、
    　を有する、
    　請求項１に記載の導光部材。
  8. 　前記軸芯と前記傾斜面とを含んで前記軸芯に沿った切断面で見たときに、
    　前記傾斜面は前記軸芯に対して４０°以上５０°以下の角度をなす、
    　請求項１から４の何れか一項に記載の導光部材。
  9. 　前記中心領域は前記軸芯から半径１．３ｍｍ以上１．７ｍｍ以下の範囲内にある、
    　請求項１から４の何れか一項に記載の導光部材。
  10. 　請求項１に記載の導光部材と、
    　前記光を出射して前記第１端面に照射する光源と、
    　を備える、
    　光源装置。
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