(57)【要約】【課題】導光部材の反射面を透過する光量を低減した発光装置を提供する。【解決手段】表示用ＬＥＤ２０に対向する入射面３３の下側にシリンドリカルレンズ形状のレンズ面３５を設けて、そのレンズ効果によって反射面３４へ、発光部２１の発する斜め下方向の光を臨界角以上で入射するようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、当該光源の発する光を発光方向とは異なる方向に向いた出射面から出射する導光部材とを備える発光装置において、
前記導光部材は、
前記光源に対向する入射面と、
前記入射面から入射した光を前記出射面に向けて反射する反射面と、
前記入射面の一部または全面に形成され、前記光源の発する光を屈折させ前記反射面に臨界角以上で入射させる曲面形状のレンズ面とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記レンズ面の曲面形状は、シリンドリカルレンズ形状、球面レンズ形状、および双曲面レンズ形状のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の発光装置と、少なくとも受光素子とを一体の筐体に収容した光電センサであって、
前記発光装置を、前記光電センサの動作状態を表す表示部、または検出対象物に向けて投光する投光部に用いることを特徴とする光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光源から発せられる光を任意方向へ導光して投光する発光装置、およびこの発光装置を用いた光電センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光源から発せられる光を、光源とは離間した任意箇所から任意方向へ投光するための導光構造として、プリズム（例えば、特許文献１参照）、光ファイバ等が知られている。
【０００３】
図６に従来の導光構造を備えた発光装置の一例を示し、図７に導光の様子を示す。この発光装置は、プリント配線板１０に実装された表示用ＬＥＤ２０と、表示用ＬＥＤ２０から発せられた光を投光する表示面３１が形成された導光部材３０とから構成されている。導光部材３０の一部はプリズム部３２を成し、表示用ＬＥＤ２０から発せられる光が入射する入射面３３と、入射面３３から入射した光を表示面３１へ向けて全反射する反射面３４とが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プリズム部３２の反射面３４は全反射ミラーのため、臨界角以上の入射角の光は反射して表示面３１へ導かれるが、臨界角に満たない入射角の光は透過する。そのため、単に反射面３４を形成しただけでは、図７に示すように、表示用ＬＥＤ２０の発光部２１を起点として放射状に発せられた光の一部が臨界角を満たさず、反射面３４を透過するという課題があった。その結果、表示面３１から出射される光量が低下してしまった。
なお、反射面３４を全反射ミラーではなく金属蒸着したミラーで構成した場合には、上記の課題は発生しないが、コストアップになってしまう。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、導光部材の反射面を透過する光量を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の請求項１に係る発光装置は、光源と、当該光源の発する光を発光方向とは異なる方向に向いた出射面から出射する導光部材とを備え、導光部材は、光源に対向する入射面と、入射面から入射した光を出射面に向けて反射する反射面と、入射面の一部または全面に形成され、光源の発する光を屈折させ反射面に臨界角以上で入射させる曲面形状のレンズ面とを有するものである。
【０００８】
この発明の請求項２に係る発光装置は、レンズ面の曲面形状を、シリンドリカルレンズ形状、球面レンズ形状、および双曲面レンズ形状のうちのいずれかにしたものである。
【０００９】
この発明の請求項３に係る光電センサは、上述の発光装置と、少なくとも受光素子とを一体の筐体に収容し、発光装置を、光電センサの動作状態を表す表示部、または検出対象物に向けて投光する投光部に用いるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の請求項１〜３によれば、レンズ面のレンズ効果によって反射面に臨界角以上で入射させるようにしたので、反射面を透過する光量を低減することができ、光源の光を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る発光装置の構成を示す正面図である。
【図２】実施の形態１に係る発光装置の構成を示す外観斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る発光装置の導光の様子を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る発光装置の変形例を示す外観斜視図である。
【図５】実施の形態１に係る発光装置を用いて成る光電センサの一例を示す断面図である。
【図６】従来の導光構造を備えた発光装置の一例を示す図である。
【図７】図６に示す発光装置の導光の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１および図２に本実施の形態１に係る発光装置を示し、図３に導光の様子を示す。なお、図１〜３において、先立って説明した図６および図７と同一または相当の部分については同一の符号を付す。
【００１３】
図１および図２に示すように、発光装置は、プリント配線板１０に実装された表示用ＬＥＤ２０と、少なくとも光路部分については光を透過する材料により形成された導光部材３０とから構成される。この導光部材３０は、表示用ＬＥＤ２０に対向する入射面３３と、入射面３３から入射した光を反射して出射面である表示面３１に導く反射面３４と、入射面３３の一部に形成された曲面状のレンズ面３５とを有する。入射面３３、反射面３４およびレンズ面３５はプリズム部３２を構成する要素であり、反射面３４は光軸の向きを９０度反射させる全反射ミラーである。レンズ面３５は、表示用ＬＥＤ２０に対向する入射面３３のうち、発光部２１の斜め下方向に位置する面に形成されたシリンドリカルレンズである。
【００１４】
先立って図７で説明したように、入射面３３にレンズ面３５を形成しない場合、表示用ＬＥＤ２０の発光部２１付近および斜め上方向に出る光は反射面３４に臨界角以上で入射するため全反射するが、斜め下方向に出る光のかなりの量が臨界角以下となり全反射しない。そのため、斜め下方向に出る光は反射面３４を透過してしまい、表示面３１の光量が減少する。これに対し、図３に示すように、入射面３３の少なくとも発光部２１から下側にかけてレンズ面３５を形成した場合、そのレンズ効果によって反射面３４に臨界角以上で入射するようになるので、表示用ＬＥＤ２０の発する光を表示面３１へ導くことができ、光を有効に利用することができる。
【００１５】
なお、レンズ面３５の曲面形状はシリンドリカルレンズ形状以外であってもよい。例えば、図４の外観斜視図のように、入射面３３の全面を球面および双曲面などの回転対称形のレンズ面３５にしてもよい。この構成の場合にも、発光部２１から発せられた光がレンズ効果によって反射面３４に臨界角以上で入射するようになり、表示面３１へ導くことができる。
【００１６】
透明樹脂またはガラスのモールドで導光部材３０を作成する場合、図２および図４のようなレンズ形状であれば金型は単純な分割でよいため、金型構造が複雑にならず、成形性にも優れる。また、反射面３４への金属蒸着は不要であり、コストアップもない。
【００１７】
なお、図示例では、光軸の向きを９０度変化させるプリズム部３２を例示したが、これに限定されるものではなく、表示用ＬＥＤ２０の発光方向と表示面３１との位置関係に応じた構造のプリズム部３２を形成すればよい。
また、反射面３４を含むプリズム部３２が、表示面３１を形成した表示窓部材と一体だが、別部品であってもよい。
また、光源に発光ダイオード（表示用ＬＥＤ２０）を用いたが、これに限定されるものではなく、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）等であってもよい。
【００１８】
次に、本実施の形態１に係る発光装置を用いた光電センサ１を説明する。
図５は、光電センサ１の構成を示す断面図である。この例では発光装置を、光電センサ１の動作状態を表示する表示灯（表示部）に使用する。
光電センサ１は、ケース２の内部に投光素子３と受光素子４とが遮光部材５によって遮光された状態で配置されており、投光素子３がレンズ６を介して発した光の反射光を、レンズ６を介して受光素子４が受光する。プリント配線板１０には、投光素子３の駆動回路、受光素子４の信号処理回路、および表示用ＬＥＤ２０の駆動回路などが設けられている。
【００１９】
図６および図７に示すような従来の発光装置を用いた場合、反射面３４を透過した表示用ＬＥＤ２０の光がケース２内に漏れてしまう。そのため、表示面３１から出力される光量が低下し、光を有効に利用することができない。
これに対し、本実施の形態１に係る発光装置を用いた場合、表示用ＬＥＤ２０から発せられた光は反射面３４で全反射して表示面３１へ導光されるため、表示面３１の光量低下を防止できる。
【００２０】
以上より、実施の形態１によれば、発光装置は、表示用ＬＥＤ２０と、表示用ＬＥＤ２０の発する光を発光方向とは異なる方向に向いた表示面３１から出射する導光部材３０とを備え、導光部材３０は、表示用ＬＥＤ２０に対向する入射面３３と、入射面３３から入射した光を表示面３１に向けて反射する反射面３４と、入射面３３の一部または全面に形成され、表示用ＬＥＤ２０の発する光を屈折させ反射面３４に臨界角以上で入射させる曲面形状のレンズ面３５とを有するように構成した。このため、反射面３４を透過する光量を低減することができ、表示用ＬＥＤ２０の光を有効利用することができる。
【００２１】
また、実施の形態１によれば、レンズ面３５の曲面形状は、シリンドリカルレンズ形状、球面レンズ形状、および双曲面レンズ形状のうちのいずれかにする構成とした。このため、導光部材３０の成形性が良い。
【００２２】
また、実施の形態１によれば、光電センサ１は、上述の発光装置と、少なくとも受光素子４とを一体のケース２に収容する構成とした。このため、導光部材３０の迷光を低減することができ、光を有効利用できる。
【００２３】
なお、図５では発光装置を、光電センサの動作状態を表す表示部に用いたが、検出対象物に向けて投光する投光素子３とレンズ６から成る投光部に用いてもよい。例えば投光素子３とレンズ６の光軸の向きが異なる構成の光電センサに対してレンズ面３５を形成したプリズム部３２を設け、投光素子３の投光を導光部材３０を介してレンズ６へ導光するように構成してもよい。また、発光装置を光電センサ以外の装置に適用してもよい。
【００２４】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、上述した実施の形態の構成に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても本発明に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２５】
１  光電センサ
２  ケース
３  投光素子
４  受光素子
５  遮光部材
６  レンズ
１０  プリント配線板
２０  表示用ＬＥＤ
２１  発光部
３０  導光部材
３１  表示面（出射面）
３２  プリズム部
３３  入射面
３４  反射面
３５  レンズ面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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