JP4947023B2 - 棒状導光体及びこれを備えた発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、棒状導光体及びこれを備えた発光装置に関する。

従来、この種の発光装置として、光源と、この光源の光放出方向に延在して上面が反射面となり下面が発光面となる棒状導光体と、を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この発光装置は、棒状導光体の反射面には棒状導光体の延在方向に所定間隔で光反射溝が形成され、これら複数の光反射溝の中で、光源の近傍に位置する光反射溝はその位置での反射面の中央部を除く領域に形成されている。
特開２００７−１７９９６２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発光装置では、溝が反射面を横切るように形成されているので、棒状導光体に曲げ方向の負荷が加わると、溝を基点として変形等が生じやすい。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、凹部を形成することにより強度が不足することのない棒状導光体及びこれを備えた発光装置を提供することである。

前記目的を達成するため、本発明では、四角柱状の透光性材料からなり、一端から入射された光を他端側へ導き、４面のうち１面が光を外部へ主として放射する外部放射面をなす本体と、前記本体における前記外部放射面と対向する放射対向面及び前記放射対向面と隣接する２つの隣接面によって形成される角部にそれぞれ設けられ、前記放射対向面を底面とし頂点が前記隣接面に位置する複数の半円錐状の凹部と、を備え、一方の前記隣接面側の前記各凹部と、他方の前記隣接面側の前記各凹部を、前記本体の長手方向について、互い違いに配置した棒状導光体が提供される。

上記棒状導光体において、前記各凹部は、前記本体の一端から他端へ向かって、大きくなるよう形成されていることが好ましい。

また、前記目的を達成するため、上記棒状導光体と、前記棒状導光体へ光を入射する光源と、を備えた発光装置が提供される。

上記発光装置において、前記棒状導光体の前記外部放射面と隣接して配置され、前記外部放射面から放射された光の光学制御を行うレンズ体を備えた構成としてもよい。

本発明の棒状導光体によれば、長手方向にわたって放射面から比較的ムラのない光が放射され、凹部を形成することにより強度が不足することもなく、且つ、製造を容易とすることができる。

図１から図４は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は棒状導光体の外観斜視図である。

図１に示すように、棒状導光体１００は、透光性材料からなる四角柱状に形成された本体１１０と、本体１１０に形成された複数の凹部１２０を有し、本体の一端１１１から入射された光を他端１１２（図１中不図示）側へ導く。本実施形態においては、本体１１０は、断面が正方形状であり、長手方向に一直線状に形成されている。また、本体１１０の一端及び他端は平坦に形成されている。本実施形態においては、本体１１０は、アクリル樹脂によって形成されている。尚、本体１１０は、アクリル樹脂以外の樹脂材料であってもよいし、例えばガラスのような無機材料であってもよい。

本体１１０は、４面のうち１面が光を外部へ主として放射する外部放射面１１３（図１中不図示）をなし、各凹部１２０にて反射された光が外部放射面１１３から放射されるようになっている。各凹部１２０は、外部放射面１１３と対向する放射対向面１１４と、これと隣接する第１隣接面１１５及び第２隣接面１１６によって形成される角部に設けられる。各凹部１２０は、それぞれ半円錐状に形成されている。

図２は、棒状導光体の平面図である。
図２に示すように、第１隣接面１１５側の各凹部１２０と、第２隣接面１１６側の各凹部１２０とは、本体１１０の長手方向について互い違いとなっている。また、各凹部１２０の半円錐は、放射対向面１１４を底面としている。さらに、各凹部１２０は、本体１１０の長手方向について等間隔に配置され、平面視にて、本体１１０の一端から他端へ向かって、大きくなるよう形成されている。

図３は、棒状導光体の側面図である。
図３に示すように、各凹部１２０の半円錐は、頂点が各隣接面１１５，１１６に位置している。また、各凹部１２０は、側面視においても、本体１１０の一端から他端へ向かって、大きくなるよう形成されている。本実施形態においては、各凹部１２０は、互いに相似形状であり、一端から他端へ向かって所定の割合で大きくなるよう設定されている。

次いで、図４を参照して棒状導光体１００の製造方法を説明する。図４は、棒状導光体を製造する際の説明図である。
本実施形態においては、棒状導光体１００を成形するにあたり、射出成形法が用いられる。図４に示すように、射出成形にあたり、四角柱状の空洞部１５１を有する金型等の型１５０が用いられる。型１５０は、空洞部１５１へ突出する複数の半円錐状の凸部１４０を有している。この型１５０に、樹脂を流し込むことにより、棒状導光体１００が製造される。このとき、図４中の矢印に示すように、空洞部１５１の長手方向に樹脂が流通するが、凸部１４０が半円錐状であるために樹脂の流れが乱されることはなく、内部に気泡等が生じることを抑制して高品質の棒状導光体１００を製造することができる。

以上のように構成された棒状導光体１００では、本体１１０の一端１１１から光が入射されると、光は全反射により他端１１２側へ向かって進んでいく。そして、凹部１２０へ入射した光は、凹部１２０の表面にて外部放射面１１３へ向かって反射し、外部放射面１１３を通じて外部へ放射される。このようにして、各凹部１２０の形成部位にて光が外部放射面１１３から取り出される。各凹部１２０は、第１隣接面１１５側と第２隣接面１１６側とで互いに違いにし、本体１１０の長手方向に等間隔で形成されていることから、本体１１０の長手方向にわたって比較的ムラのない光を放射することができる。

また、本実施形態においては、各凹部１２０が一端から他端へ向かって大きくなるので、棒状導光体１００から出射される光のムラを効果的に低減することができ、長手方向にわたってほぼ均一な光を得ることができる。このとき、各凹部１２０が互いに相似形状であることから、各凹部１２０ごとに配光特性が変化することもない。

また、本実施形態においては、凹部１２０が第１隣接面１１５側と第２隣接面１１６側とで互い違いであることから、凹部１２０の形成部位を分散することができ、棒状導光体１００の強度の低下を最小限に抑えることができる。また、放射対向面１１４の中央に円錐状の凹部を形成する場合と比べて、１つあたりの凹部１２０の大きさを小さくすることができ、凹部１２０が形成される箇所の断面係数の低下を抑えることができ、凹部１２０を形成することにより強度が不足するようなことはない。

また、本実施形態においては、第１隣接面１１５側及び第２隣接面１１６側に各凹部１２０を形成したので、放射対向面１１４の中央に円錐状の凹部を形成する場合と比べて、射出成形の型の自由度が向上し、各凹部１２０の形成が比較的容易である。

尚、前記実施形態においては、本体１１０の断面が正方形状であるものを示したが、一端から他端へ導光可能なものであれば、長方形状、台形状、平行四辺形状等であってもよい。また、本体１１０が一直線に延びた形状のものを示したが、完全な直線状でなくとも、設置箇所や照射範囲に応じて湾曲した形状であってもよいことは勿論である。

図５及び図６は、本発明の第２の実施形態を示すもので、図５は発光装置の一部外観斜視図である。

図５に示すように、発光装置２００は、棒状導光体１００と、この棒状導光体１００へ光を入射する光源２１０とを備えている。第２の実施形態の棒状導光体１００は、一端側に光源２１０と係合するための爪１６０が形成されている点で第１の実施形態の棒状導光体１００と相違し、その他の点は第１の実施形態と同様である。

発光装置２００は、棒状導光体１００が接続されるケース２２０と、ケース２２０の内部に配置されるＬＥＤ（不図示）と、ＬＥＤが搭載された基板と接続されるヒートシンク２４０と、ヒートシンク２４０を保持しケース２２０と係合するアタッチメント２６０と、を備えている。

この発光装置２００は、自動車車両の室内照明に用いることができ、棒状導光体１００を車体の左右一対のルーフレールに沿って配置し、室内トリムで棒状導光体１００の乗客空間側を覆うことにより、車両室内の間接照明とすることができる。発光装置２００には、車両のオルタネータ、バッテリ等と電気的に接続されるハーネス２７０のコネクタ２７１が接続される。

図６は、発光装置の一部分解斜視図である。
図６に示すように、ケース２２０は、棒状導光体１００と接続する接続部２２１を有しており、棒状導光体１００と着脱自在となっている。接続部２２１は、互いに対向する一対の板状部２２１ａを有し、各板状部２２１ａには棒状導光体１００の爪１６０と嵌合する孔部２２１ｂが形成されている。爪１６０は、本体１１０の第１隣接面１１５及び第２隣接面１１６にそれぞれ突出して設けられている。

以上のように構成された発光装置２００によれば、ハーネス２７０を通じてＬＥＤへ通電すると、ＬＥＤから白色光が発せられる。この白色光は、ケース１１０の出射孔から棒状導光体１００の一端１１１へ入射し、所望の色温度の白色光により棒状導光体１００が発光する。

尚、第２の実施形態においては、各爪１６０を各隣接面１１５，１１６の一端側に突出形成したものを示したが、例えば図７に示すように、爪１６１を本体１１０の一端に形成するようにしてもよい。図７の棒状導光体１００は、一端１１１から幅方向一対の爪１６１が突出している。このように、爪１６１をより一端１１１側に設けることにより、一端から入射する光が爪１６１内に入射することによる損失を低減することができる。さらに、例えば図８に示すように、各爪１６１の幅方向内側に、ケース２２０内のＬＥＤ２２２が配置されるようにすると、損失の低減が効果的である。さらに、例えば図９に示すように、棒状導光体１００に爪を設けず、光源２１０のケース２２０にシール部材２８０を介して接続するようにしてもよい。

また、例えば図１０に示すように、発光装置２００が、棒状導光体１００の外部放射面１１３と隣接して配置され、外部放射面１１３から放射された光の光学制御を行うレンズ体２９０を備えたものであってもよい。図１０の発光装置２００では、レンズ体２９０には、各凹部１２０に対応して複数の凹面レンズ２９１が形成されている。レンズ体２９０に形成されるレンズ面は、凹状であると凸状であるとを問わない。また、図１０に示すように、光源２１０として砲弾型のＬＥＤを用いることができ、棒状導光体１００の一端へ光を入射させるものであれば光源２１０の構成は任意である。

また、各凸部１２０の半円錐の大きさ等は任意に変更することができるし、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

図１は、本発明の第１の実施形態を示す棒状導光体の外観斜視図である。 図２は、棒状導光体の平面図である。 図３は、棒状導光体の側面図である。 図４は、棒状導光体を製造する際の説明図である。 図５は、本発明の第２の実施形態を示す発光装置の一部外観斜視図である。 図６は、発光装置の一部分解斜視図である。 図７は、変形例を示す棒状導光体の外観斜視図である。 図８は、変形例を示す発光装置の模式断面図である。 図９は、変形例を示す発光装置の模式断面図である。 図１０は、変形例を示す発光装置の模式側面図である。

符号の説明

１００ 棒状導光体
１１０ 本体
１１１ 一端
１１２ 他端
１１３ 外部放射面
１１４ 放射対向面
１１５ 第１隣接面
１１６ 第２隣接面
１２０ 凹部
１４０ 凸部
１５０ 型
１５１ 空洞部
２００ 発光装置
２１０ 光源
２２０ ケース
２２１ 接続部
２２１ａ 板状部
２２１ｂ 孔部
２４０ ヒートシンク
２６０ アタッチメント
２７０ ハーネス
２７１ コネクタ

Claims (4)

1. 四角柱状の透光性材料からなり、一端から入射された光を他端側へ導き、４面のうち１面が光を外部へ主として放射する外部放射面をなす本体と、
   前記本体における前記外部放射面と対向する放射対向面及び前記放射対向面と隣接する２つの隣接面によって形成される角部にそれぞれ設けられ、前記放射対向面を底面とし頂点が前記隣接面に位置する複数の半円錐状の凹部と、を備え、
   一方の前記隣接面側の前記各凹部と、他方の前記隣接面側の前記各凹部を、前記本体の長手方向について、互い違いに配置した棒状導光体。
2. 前記各凹部は、前記本体の一端から他端へ向かって、大きくなるよう形成されている請求項１に記載の棒状導光体。
3. 請求項２に記載の棒状導光体と、
   前記棒状導光体へ光を入射する光源と、を備えた発光装置。
4. 前記棒状導光体の前記外部放射面と隣接して配置され、前記外部放射面から放射された光の光学制御を行うレンズ体を備えた請求項３に記載の発光装置。

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