(57)【要約】【課題】本発明は、導光部材の光源側と発光面との間に孔を設け入射した光を拡散させる線状光源ユニット構造を提供する。【解決手段】本線状光源ユニット構造は、前記孔の形状は、光源側と発光面側の２つの向かい合った曲率を有する面により構成されており、光源側の面は光源から入射した光を概ね発光面側に透過する曲率とし、発光面側の面の曲率は光源側の面の曲率よりも大きい。また、本線状光源ユニット構造は、前記孔は、光源からの光軸に対して斜めの角度を有する直線状のスリット状であり、少なくとも２つ以上並べられる。【選択図】図１
2015197963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光部材の光源側と発光面との間に孔を設け入射した光を拡散させる線状光源ユニット構造において、
前記孔の形状は、光源側と発光面側の２つの向かい合った曲率を有する面により構成されており、光源側の面は光源から入射した光を概ね発光面側に透過する曲率とし、発光面側の面の曲率は光源側の面の曲率よりも大きい、ことを特徴とする線状光源ユニット構造。
【請求項２】
導光部材の光源側と発光面との間に孔を設け入射した光を拡散させる線状光源ユニット構造において、
前記孔は、光源からの光軸に対して斜めの角度を有する直線状のスリット状であり、少なくとも２つ以上並べられる、ことを特徴とする線状光源ユニット構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ等の点光源の数を低減しつつ発光面での十分な光の拡散を確保し得る簡単な構成の線状光源ユニット構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ照明装置の場合。通常の光源に比べて各ＬＥＤ光源の照射光は点光源に近く光軸に対する拡散性が少ないという特性を有している。通常、複数のＬＥＤ光源の照射光を発光部材に透過させて自動車灯火器に用いた場合に、発光面における光の強弱（ムラ）が大きく、その反面、光の強弱をなくすために多数のＬＥＤ光源を用いた場合、経済性が悪いという問題があった。
【０００３】
この問題を解決すべく例えば、特許文献１では、導光部材を用いた線光源ユニットにおいて、照明光の強さの不均一性を改善すべく、導光部材の光源と発光面との間に光源側に放物面と凸面とを組み合わせた孔を設け、凸面に入射した光を透過させ、その他の光は放物面で全反射させて左右に振り分け、２次反射により発光面から出射させる線状光源ユニット構造が提供されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の線状光源ユニット構造の場合、別途、放物面を有する２次反射面の加工が必要となり、コスト増加を招くこととなる。また、この線状光源ユニット構造の場合、発光面における光は凸面からの透過光と放物面からの反射光とで構成されており、それぞれの光の強弱の差が生じやすいという問題や、２次反射面で光が漏れることで反射光のロスが生じるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０７８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて創作された発明であり、ＬＥＤ等の点光源の数を低減しつつ発光面での十分な光の拡散を確保することができ、また２次反射面の加工が不要で安価な線状光源ユニット構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決すべく提供される第一の本発明は、
導光部材（例えば、本実施形態では導光体１４）の光源側と発光面との間に孔を設け入射した光を拡散させる線状光源ユニット構造である。この線状光源ユニットの孔（例えば、本実施形態ではスリット２０）の形状は、光源側と発光面側の２つの向かい合った曲率を有する面により構成されており、光源側の面は光源から入射した光を概ね発光面側に透過する曲率とし、発光面側の面の曲率は光源側の面の曲率よりも大きい。
【０００８】
本発明によれば、光源から照射された光が孔に入射した際に拡散しながら概ね透過し、さらに透過した光の発光面側に入射する角度を小さくすることで再集光によるロスがない状態で透過し光強度を下げずに導光部材内に入射して発光面から照射される。したがって、本線状光源ユニットを採用すれば、単に導光部材に光を透過させるだけで光強度を低減させずに効率よく光を拡散させることができ、光発光面での出射光の強弱ムラを低減することができる。
【０００９】
また、導光部材内の孔の放物線の曲率を調整するだけで集光、拡散光、平行光など導光部材の形状に合わせて発光面での出射光を制御することができる点でも有利である。また、透過光のみで発光面での光強弱を制御しているため前述の特許文献１のような２次反射面の加工が不要で加工コストの増加を抑制することができる。とりわけ、ＬＥＤ照明のように指向性の高い光源の場合、光源の数を減らすことができ、その点でもコストダウンを図ることができる。
【００１０】
また、第二の本発明は、導光部材（例えば、本実施形態では導光体５４）の光源側と発光面との間に孔（例えば、本実施形態ではスリット６０〜６２）を設け入射した光を拡散させる線状光源ユニット構造であり、その孔の形状は、光源からの光軸に対して斜めの角度を有する直線状のスリット状であり、少なくとも２つ以上並べられている。
【００１１】
第二の本発明によれば、光源からの照射光が導光部材内に設けられた傾斜するスリットで幅方向（光軸に対して横方向）に反射され、次のスリットでさらに反射されて発光面から出射される。その結果、光源からの光は単に導光部材内を透過する場合に比べてスリット間を通過する分だけ光路が長くなり、より拡散して発光面から出射される。
【００１２】
したがって、第二の本発明の線状光源ユニット構造においても、導光部材に光を透過させるだけで発光面での出射光を大きく拡散させることができ、発光面での光の強弱（ムラ）を抑制することができる。また、第一の本発明と同様に製造工程でスリットを設けるだけで足り２次反射面の加工が不要である。したがって、加工時のコスト増加を抑制することができる。さらに、ＬＥＤ照明のように指向性の高い光源の場合、光源の数を減らし、コストダウンを図ることができる点も第一の本発明と同様である。
【発明の効果】
【００１３】
本線状光源ユニット構造では、ＬＥＤ等の点光源の数を低減しつつ発光面での十分な光の拡散を確保することができ、また２次反射面の加工が不要で加工時のコスト増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一の本発明の線状光源ユニット構造を簡単に示す斜視図である。
【図２】図１の線状光源ユニット構造を上方から見た略平面図である。
【図３】図１〜図２の線状光源ユニット構造を用いた自動車用灯火器で実際に光照射した様子を示した実験例であり、（ａ）は自動車用灯火器を正面から見た様子、（ｂ）は（ａ）を上面から見た断面の様子である。
【図４】第二の本発明の線状光源ユニット構造を上方から見た略平面図である。
【図５】従来の線状光源ユニット構造を簡単に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
《従来の線状光源ユニット構造について》
本明細書では、本発明の線状光源ユニット構造の説明をする前提として従来の線状光源ユニット構造を説明しておく。
【００１６】
図５は、従来の線状光源ユニット構造１００の構造の一例の斜視図が示されている。線状光源ユニット構造１００は、自動車用灯火器として使用される例であり、線状光源１１２としてのＬＥＤがその支持部材１１３に沿って横方向（紙面Ｘ方向）に配設されている。図５では理解しやすさを考慮してＬＥＤ１１２を２個で例示している。各ＬＥＤ１１２の光の照射方向（紙面Ｙ方向）前方には、その肉厚部分が位置するように板状の導光体１１４が配設されている。一方のＬＥＤ１１２ａに注目すると、その照射光１１５は導光体１１４の肉厚１１４ａ内に取り込まれ、そのまま内部を伝播しながら矢印に示すように拡散し、発光面１１４ｂから外部に照射される。図５ではこのとき発光面１１４ｂで発光する部分が領域ａであることが示されている。
【００１７】
次に、他方のＬＥＤ１１２ｂに注目すると、その照射光１１６も導光体１１４の肉厚１１４ａ内に取り込まれ内部を伝播しながら拡散し、発光面１１４ａから外部に出射される。図５では発光面１１４ｂで発光する部分が領域ｃで示されている。
【００１８】
ＬＥＤ１１２のような指向性の高い点光源からの照射光１１５、１１６の場合、光が拡散していな領域（図５では発光面１１４ｂの領域ｂ参照）では非常に暗く発光体としては光の強弱のムラ（不均一（点光りを含む））が発生してしまう。この領域ｂの存在を排除するには、一般に（１）各ＬＥＤ１１２の間隔距離を狭める、（２）光の進行方向の導光体１１４の距離Ｌを長くする、（３）発光面１１４ｂの表面上を拡散処理（後述する図１、図２、図４の参照番号２３、６３参照）する、などが考えられる。
【００１９】
（１）の場合は、発光面１１４ｂの発光領域ａと発光領域ｃとが重複して領域ｂが消滅するという点で有利であるが、ＬＥＤ１１２の数を増加させる必要がありコスト増加を招くという問題があり、発光領域ａと発光領域ｃとの重複する光の強い部分とそれ以外の部分とでの光の強弱ムラとが発生する可能性がある。また、（２）の場合は、ＬＥＤ１１４ｂから発光面１１４ｂまでの光路の長さが増加し、光の拡散が大きくなり、発光面１１４ｂの領域ｂが減少するという点で有利であるが、導光体１１４の距離（紙面Ｙ方向）の確保が必須となり意匠上、不都合な場合が多い。さらに、（３）の場合、通常、発光面１１４ｂの拡散処理加工だけでは光の拡散量が少なく光の強弱ムラを抑制するほどの効果が見られないことが多い。とりわけ自動車用灯火器としてＬＥＤのごとき線状光源を用いる場合、コスト、スペースの点から（１）〜（３）の対策で光の強度ムラや点光りの問題を解決することが困難な場合が多い。
【００２０】
《本発明の線状光源ユニット構造について》
この問題に対して本発明（第一および第二の本発明）の線状光源ユニット構造では上記（１）〜（３）以外の方法で解決しており、以下にその具体的な実施形態を例示する。
【００２１】
《第一の本発明の実施形態例》
図１は、自動車用灯火器等として使用される線状光源ユニット構造１０の構造の一例の斜視図が示されている。線状光源ユニット構造１０は、上記図５の例と同様に点状光源１２としてのＬＥＤがその支持部材１３に沿って横方向（紙面Ｘ方向）に複数個配設されている（図１では２個のＬＥＤ１２で例示）。各ＬＥＤ１２の光の照射方向（紙面Ｙ方向）前方には、その肉厚部分が位置するように板状の導光体１４が配設されている。一方のＬＥＤ１２ａに注目すると、その照射光１５は導光体１４の肉厚１４ａ内に取り込まれ、そのまま内部を伝播しながら矢印α、βで挟まれた領域に光が拡散していき、発光面１４ｂから外部に照射される。図１ではこのとき発光面１４ｂで発光する部分が領域ａであることが示されている。
【００２２】
また、他方のＬＥＤ１２ｂの場合も同様に、その照射光１６も導光体１４の肉厚１４ａ内に取り込まれ内部を伝播しながら拡散し、発光面１４ａから外部に照射され、発光面１４ｂで発光する部分が領域ｃで示されている。
【００２３】
しかしながら、図１の線状光源ユニット構造１０では、導光体１４内にスリット２０、２１が設けられている点が大きく異なる。スリット２０、２１は、導光体１４を肉厚方向に貫通する孔であり、スリット２０、２１内は空気等の環境雰囲気で充填されている。スリット２０、２１は、ＬＥＤ１２ａ、１２ｂからそれぞれ照射され導光体１４内を透過してきた光が通過するときに大きく拡散させる役割を有する。これについて以下、図１の線状光源ユニット１０を上面から見た略示図を参照しつつ説明する。
【００２４】
図２左側に示すようにＬＥＤ１２ａから照射された光は拡散しながら導光体１４の縁部１４ｃに入射される。拡散光は５つの矢印α１〜α５で示されており、α１とα２の間で拡散する（α１〜α２の範囲を超える場合もあり得る）。なお、ここでは光軸となる光を矢印α４で示している。スリット２０は、光が入射する縁部２０ａはＬＥＤ１２ａ側に膨らむ略円弧形状を形成している。このような形状にすると法線状に入射する光軸α４を除いて縁部２０ａを透過するときに大部分が屈折して拡散することとなる。縁部２０ａは光源１２ａから入射した光を概ね発光面側に透過する曲率を有している。また、光軸２０ｂに近い光は法線状に入射され、ほとんど屈折も反射されずにそのまま透過する。なお、導光体１４はガラス等の空気より屈折率が高い材質で構成されており大きく屈折する。
【００２５】
スリット２０内に透過された光は、屈折して拡散された状態でそのまま空気層の孔２０ｃ内を通過し、発光面１４ｂ側（紙面下側）の縁部２０ｂに到達する。縁部２０ｂは、発光面１４ｂ側に膨らむ略円弧形状を形成しており、縁部２０ａよりも曲率が大きく形成されている（縁部２０ｂの曲率半径の方が小さい）。このような形状にすると縁部２０ａで拡散し、スリット２０の孔２０ｃを通過してきた光を縁部２０ｂが法線方向に近い状態で導光体１４に入射させるため光軸α４を含めて大きく屈折しないで、光が縁部２０ｂを透過する。そして、導光体１４内を通過し、発光面１４ｂまで到達する。
【００２６】
図５の例では、光が発光面１１４ｂから外部に出射され発光するが、図１〜図２の線状光源ユニット構造１０では、発光面１４ｂに拡散処理加工２３がなされており、発光直前の光が拡散する（図１矢印参照）。
【００２７】
図３は、図１〜図２の線状光源ユニット構造１０を用いた自動車用灯火器で実際に光照射した様子を示した実験例であり、（ａ）は自動車用灯火器を正面から見た様子、（ｂ）は（ａ）を上面から見た断面の様子を示している。
【００２８】
図３（ａ）ではＬＥＤ１２からの光路が白いバツ印で表示されており、（ｂ）ではＬＥＤ１２からの光路が白線で表示されている（単に光路を示しており、各白線が光強度を示してはいない）。この図からもわかるように、ＬＥＤ１２からの光はスリット２０で拡散していることが理解される。
【００２９】
《第二の本発明の実施形態例》
図４は、自動車用灯火器等として使用される線状光源ユニット構造５０の構造の一例の平面図が示されている。光源としてのＬＥＤ５２と導光体５０と発光面５０ｂとの位置関係は概ね図１の斜視図と同様であるため、これを参照する。具体的には、線状光源ユニット構造５０は、上記図２の例と同様にＬＥＤ５２が横方向（紙面左右方向）に複数個配設され（図２同様に２個のＬＥＤ５２で例示）、各ＬＥＤ５２の光の照射方向（紙面下方向）前方には、その肉厚部分が位置するように板状の導光体５４が配設されてＬＥＤ５２からの照射光が導光体５４の肉厚内に取り込まれ内部を伝播しながら発光面５４ｂから外部に照射される。
【００３０】
図４の線状光源ユニット構造５０では、導光体５４内にスリット６０、６１、６２が設けられている。スリット６０、６１、６２は、導光体５４を肉厚方向に貫通する孔であり、スリット６０、６１、６２内は空気等の環境雰囲気で充填されている。スリット６０、６１、６２は、ＬＥＤ５２ａ、５２ｂからそれぞれ照射され導光体５４内を透過してきた光を横略同方向（図１、図５に示すＸ方向）に順に反射させ光路の長さを延ばしながら発光面５４ｂまで伝播する役割を有する。
【００３１】
図４に示すＬＥＤ５２ｂから照射された光は導光体５４の縁部５４ｃに入射され、λ３〜λ４の範囲（λ３〜λ４の範囲を超える場合もあり得る）で拡散しながら、スリット６２に到達する。スリット６２は、右に傾斜（右上から左斜め下に傾斜（図示しない光の光軸に対して斜めの角度を有する））した直線状の形状であり、これに到達した光λ３〜λ４は、左側に反射する。図示しないがこのとき光λ３〜λ４はその一部が反射せず図１〜図２の場合と同様にスリット６２を透過し、そのままスリット６２から発光面５４ｂまで到達するものもある。スリット６２で反射した光λ３〜λ４は、同じ形状で配設された左隣のスリット６１に拡散しながら到達し、発光面５４ｂ側に反射し、さらに拡散して発光面５４ｂまで到達する。この線状光源ユニット構造５０では同形状に傾斜する隣同士のスリットにより導光体５４内での光路を延長することで光を大きく拡散させて発光面５４ｂに到達させ放出させることである。
【００３２】
次に、ＬＥＤ５２ａに注目すると、これもＬＥＤ５２ｂからの照射光と同様に、導光体５４の縁部５４ｃに入射され、λ１〜λ２の範囲で拡散しながら、スリット６１に到達し、左側に反射する。図示しないがこのとき光λ１〜λ２もその一部が反射せずスリット６１を透過し、そのまま発光面５４ｂまで到達する。スリット６１で反射した光λ１〜λ２は、同じ形状で配設された隣のスリット６０に拡散しながら到達し、発光面５４ｂ側に反射し拡散して発光面５４ｂまで到達する。このように線状光源ユニット構造５０では同形状に傾斜する隣同士のスリットを複数連続させて大きく拡散させた光を発光面５４ｂから出射させることである。
【００３３】
なお、図４の例では、発光面５４ｂから外部に放射された光も図２の場合と同様に拡散処理加工６３されたさらに拡散されて発光面５４ｂから放出される。
のみが伝達されることとなる。
【００３４】
以上、本発明における線状光源ユニット構造を説明してきたが本発明はこれに限定されるものではなく特許請求の範囲および明細書等に記載の精神や教示を逸脱しない範囲で他の変形例、改良例が得られることが当業者は理解できるであろう。
【符号の説明】
【００３５】
１０  線状光源ユニット構造
１２  点光源（ＬＥＤ）
１３  支持部材
１４ 導光体
１４ｂ  発光面
２０  スリット（孔）
２３  拡散処理加工
５０  線状光源ユニット構造
５２  点光源（ＬＥＤ）
５４ 導光体
５４ｂ  発光面
６１、６２、６２  スリット（孔）
６３  拡散処理加工
【図１】
2015197963.tif 000003
【図２】
2015197963.tif 000004
【図３】
2015197963.tif 000005
【図４】
2015197963.tif 000006
【図５】
2015197963.tif 000007