JP2006044330A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 意匠性が高く、高級感に富むマークとなる構成を提供することを目的とする。
【解決手段】 マーク本体と、
前記マーク本体の裏面側に配置される基板と、
前記基板の前記マーク本体と反対側の面にマウントされるＬＥＤと、
前記基板の前記ＬＥＤ側に配置され、上面が前記ＬＥＤの光を導入する光導入面であり、側面が発光面であり、及び前記ＬＥＤの主たる光の進行方向に形成された反射面を裏面側に有する導光体と、
を備える発光装置とする。
【選択図】 図１

Description

本発明はマークを光で装飾する発光装置に関する。本発明は例えば、自動車のエンブレムに適用される。

従来、車両等の外観の意匠性や高級感を向上させるために様々な工夫がなされている。その一つとして、自動車のボディー後部等に取り付けられるマーク（エンブレム）を発光させたり又は照明することが行なわれている。例えば、光透過性材料からなるマーク本体の裏面側に複数個のＬＥＤを配置し、マーク本体を通してＬＥＤの光を取り出すことでマークを発光させる構成が特許文献１および特許文献２に開示される。

実開平５−１５９７号公報 特開平９−２０２１７８号公報

上記従来の構成では、マークが発光表示されることによって夜間等におけるマークの視認性が向上する。しかしながら点光源であるＬＥＤの光がマークの発光に直接利用されることから、マークの発光態様はＬＥＤの位置に対応して極度に高輝度の領域が存在するものとなる。換言すれば、粒子感を伴う発光態様となり、意匠性に劣るとともに高級感に乏しい。
そこで本発明は、意匠性が高く、高級感に富むマークとなる構成を提供することを目的とする。

本発明は以上の目的を達成するために、以下の構成からなる。即ち、
マーク本体と、
前記マーク本体の裏面側に配置される基板と、
前記基板の前記マーク本体と反対側の面にマウントされるＬＥＤと、
前記基板の前記ＬＥＤ側に配置され、上面が前記ＬＥＤの光を導入する光導入面であり、側面が発光面であり、及び前記ＬＥＤの主たる光の進行方向に形成された反射面を裏面側に有する導光体と、
を備える発光装置とする。

上記構成ではまず、マーク本体の後方においてＬＥＤの光が導光体に向けて放射される。この光は導光体の上面から導光体内に取り込まれ、最終的に導光体の側面から放出される。ここで導光体の裏面の主たる光の進行方向に形成された反射面により、入射光は導光体内に反射され、導光体内での導光が促され、導光体内の光の均一化が促進される。その結果、導光体の側面から高輝度且つ輝度ムラの少ない光が放出し、マーク本体をその後方から間接的に照明する。このような照明状態となることによって、光によるマークの視認性向上といった効果が得られることは勿論のこと高い演出効果が奏されることとなり、意匠性が高く、高級感に富むマーク部となる。また、マーク本体の後方において光が発生することによってあたかもマークが浮き上がっているような立体感が得られることから、意匠性及び高級感の点に加えて、意外性をも演出することができる。

以下、本発明における発光装置の構成要素について詳細に説明する。
（マーク本体）
本発明の発光装置は、自動車のエンブレムをはじめとして、例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）や携帯電話等に取りつけられるマークに適用される。従ってマーク本体の形状は特に限定されない。例えば、それが使用される製品等の製造元を表す文字や記号等トレードマークを表す文字や記号等の形状となる。マーク本体の材質としては例えば、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂を採用できる。これらの樹脂表面にはメッキ等を施すことができる。

（基板及びＬＥＤ）
マーク本体の裏面側に基板が配置される。基板の形状及び大きさは、マーク本体の観察面側（表面側）から視認されないものであれば特に限定されない。例えば、マーク本体の平面視形状に相似であって、マーク本体よりも若干小さいものを採用できる。
本発明の一実施態様では、マーク本体と基板との間に配置されるカバーを使用する。カバーは、基板及び後述する導光体への防水及び／または防塵効果の目的で使用される。

本発明では、マーク本体と反対側の基板面がＬＥＤのマウント面となる。ＬＥＤのタイプは特に限定されず、砲弾型、ＳＭＤ型等、種々のものを採用できる。使用するＬＥＤの数及びその配置は、マーク本体の形状、必要とされる光量等を考慮して定めることができる。複数のＬＥＤを使用する場合は、ＬＥＤの光が後述する導光体のできるだけ広範囲に行き渡るように、適度な間隔をもってＬＥＤを配置することが好ましい。放出される光の輝度ムラを軽減できるからである。マーク本体の形状にもよるが、例えばＬＥＤを略等間隔に配置することができる。ＬＥＤの発光色は特に限定されず、マークの視認性、装飾効果などを考慮して、白、赤，緑、青などの可視領域の光を発生するＬＥＤを採用できる。
ＬＥＤの点灯制御は、他の装置と連動させて行なってもよいし、スイッチにより手動で行なってもよい。例えば、自動車に取り付けられるマークの場合、その点灯制御を車幅灯の点灯制御と連動させて行うことができる。

（導光体）
導光体は、基板のＬＥＤ側に配置される。導光体の材質は光透過性であれば特に限定されず、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂や、ガラスなどの無機材料を採用することができる。
導光体の形状は、その平面視形状がマーク本体の平面視形状と相似であることが好ましい。かかる構成では、導光体の側面（発光面）がマーク本体の外周に沿うこととなるため、マーク本体後方においてマーク本体の形状に沿った、均一な発光が得られる。その結果、マーク本体全体が浮き上がったように観察され、高い演出効果が奏される。さらに好ましくは、導光体の平面視形状がマーク本体の平面視形状と略同一である。かかる構成によると、マーク本体の外周の直下に導光体の側面（発光面）形成されることとなるため、マーク本体後方においてマーク本体の外周に沿って、高輝度かつ均一な発光が得られる。その結果、一層マーク本体全体が浮き上がったように観察され、より高い演出効果が奏される。

導光体の上面はＬＥＤに対向し、ＬＥＤの光を導入する光導入面となる。導光体の上面側（光導入面側）においてＬＥＤに対応する位置に凹部を設けることが好ましい。かかる構成によれば、ＬＥＤを包み込む（内包する）ように導光体を設置することができる。それにより、ＬＥＤの実質的にすべての光が導光体に向かうこととなる。この場合、ＬＥＤと導光体との間に光透過性材料を充填することもできる。かかる構成によると、ＬＥＤの光を導光体に良好に導入することができる。充填する光透過性材料の材質としては、その屈折率が導光体の屈折率と近いもの、若しくは略同一であるものが好ましい。そのようにすることで、充填した光透過性材料と導光体との界面でＬＥＤの光が屈折及び／または反射されることが軽減される。従って、ＬＥＤの光がより良好に導光体に入射することとなる。
一方、ＬＥＤと導光体とを一体的に構成しても良い。かかる構成では、ＬＥＤと導光体との空隙が実質的に存在しなくなる。これによって、ＬＥＤの光が導光体により効率よく入射することとなる。

導光体の裏面は、ＬＥＤの光軸方向に反射面を備える。反射面はＬＥＤの光を多方向に反射するように形成されることが好ましい。例えば、反射面を互いに異なる傾斜角度を有する複数の平面、連続した曲面、又は平面と曲面とを含む複数の面により形成することが好ましい。中でも連続した曲面により形成することが好ましい。かかる構成によると、反射面を角（エッジ）のない面とすることができ、該反射面によって反射された光が縞状になることを防止できる。

また、導光体の裏面側に凹部を設け、該凹部の壁面を反射面とすることが好ましい。このように導光体の一部を利用して反射面を形成すれば、簡略な構成となる。凹部の形状は例えば、すり鉢状や、四角錐、六角錐、円錐若しくは楕円錐などの錐体形状、半球形状又はこれらの一部を変形した形とすることができる。すり鉢状の一部を変形した形状の凹部としては例えば、全体としてはすり鉢状に類似した形状の凹部であって、該凹部の壁面の一部の曲率が隣接する領域の曲率と大きく異なる形状の凹部があげられる。錐体形状の一部を変形した形状の凹部としては例えば、全体としては四角錐に類似した形状の凹部であって、該凹部の壁面の一部の傾斜角度が隣接する領域の傾斜角度と異なる形状の凹部があげられる。凹部の形状は、すり鉢状、円錐体、楕円錐体であることが好ましい。受光した光を多方向に反射することができ、さらに壁面（反射面）にエッジがないため反射光が縞状になることを防止できるからである。

凹部としては例えば、図１Ａ、Ｂ及びＣに示した凹部１００、１１０及び１２０があげられる。図１Ａに示したように凹部１００の形状はすり鉢状である。凹部１００では、円形の開口部１０３の縁１０４から頂点１０１に近づくほど、壁面１０２の曲率が徐々に大きくなる。一方、図１Ｂに示したように、凹部１１０の形状は符号１１１を頂点とする六角錐である。頂点１１１から開口部１１３の縁１１４にかけて壁面１１２が形成されている。さらに、図１Ｃに示した凹部１２０の形状はすり鉢状の一部を変形した形状である。即ち、凹部１２０には開口部１２３の縁１２４から頂点１２１にかけて壁面１２２が形成されており、その形状は全体としてはすり鉢状に類似した形状である。さらに、頂点１２１と縁１２４との中点付近で壁面１２２の曲率が大きく変化している。それにより、凹部１２０の形状は頂点１２１と縁１２４との中点付近がくびれた形状となっている。また、凹部１２０の横断面図（例えばＡ−Ａ断面図）は円形であって、壁面１２２はエッジのない連続した曲面となっている。

一方、凹部の開口部の形状は特に限定されず、導光体の形状、発光面から放出される光の輝度等を考慮して決定できる。例えば、導光体の形状が横方向に長い形状である場合は、凹部の開口部の形状を楕円形として、その短軸方向が長手方向と一致する形状とする。かかる構成によると、凹部の壁面（反射面）のより多くが長手方向へ向くこととなるため、
壁面（反射面）によってより多くの光が長手方向へ反射され、長手方向への光の導光が促されることとなる。

さらに、凹部の頂点はＬＥＤの光軸上にあることが好ましい。凹部の壁面（反射面）が受光した光をより多方向に反射することができるからである。例えば、導光体の裏面側にすり鉢状の凹部を設けて、その頂点がＬＥＤの光軸上となるように配置する。かかる構成によると、凹部の壁面（反射面）は受光したＬＥＤの光を凹部の全周方向へ均等に反射する。これにより、導光体内で光が多方向に進行して導光体内における光の分布の均一化が促され、発光面から放出される光の輝度の均一化が一層図られる。

また、反射面に光反射処理を施しても良い。光反射処理は例えば、アルミ等の金属の蒸着、光反射性テープの貼付、光反射性塗料若しくは樹脂の塗布等による光反射層の形成など周知の方法で行なうことができる。このようにすることで、反射面における光反射効率を向上させることができる。

本発明では導光体の側面が発光面となる。導光体の側面（発光面）には光拡散処理を施すことが好ましい。このようにすることにより、導光体の側面での光拡散が促進され、側面から放出される光の輝度の均一化が図られる。さらに導光体の側面からの光の取り出し効率の向上が図られる。光拡散処理としては特に限定されず、シボ加工、ブラスト処理など周知の方法を採用できる。導光体の側面への光拡散処理に加えて又は代えて、既述の裏面に設ける凹部とは別に、導光体の裏面に溝を設けて導光体内での光の拡散を促してもよい。溝の形状としては例えば、ドット状または楕円状の穴、若しくは所定の傾斜角度を有する面を備えるＶ字溝等、所望の光拡散効果が得られるように、マーク本体の形状等を考慮して決定することができる。例えば、導光体の裏面に導光体側面に対して角度を有する斜面を形成する複数のＶ字溝を、ＬＥＤの光軸の法線方向に形成する。このＶ字溝をＬＥＤから離れるほど密に設けることにより、ＬＥＤから遠位の領域においても、当該領域に対応する導光体の側面からの光の取り出し効率が上昇し、もって側面から放出される光全体の輝度の均一化が図られる。側面への光拡散処理と導光体の裏面への溝の形成と両方を施す場合の具体例としては、導光体の側面にシボ加工を施し、さらに光源から離れた位置に導光体の裏面から導光体側面に対して角度を有する斜面を形成するＶ字溝を施す構成をあげることができる。かかる構成では、光源から遠位の領域において、光の反射及び拡散が積極的に行なわれる。その結果、当該領域に対応する、導光体の側面からの光の取り出し効率が上昇し、もって側面から放出される光全体の輝度の均一化が一層図られる。

導光体に蛍光体を含有させてもよい。ＬＥＤの光を受けて蛍光するものであれば有機系、無機系を問わず、所望の蛍光色を発する蛍光体を適宜選択して使用することができることができる。有機系の蛍光体を用いることによりクリアー感のある蛍光色の光を得ることができる。無機系の蛍光体を用いると艶消し感のある蛍光色の光を得ることができる。

また、有色透明の導光体を使用すること、又は導光体の上面や側面に色変換層を形成すること等によって、ＬＥＤの発光色を変換することもできる。即ちこのような構成によれば、ＬＥＤ本来の発光色と異なる色の光を放出させることができる。

以上の各部材（マーク本体、基板、導光体）間の固定方法、及び本発明の発光装置の取り付け部位への固定方法は特に限定されない。例えば、両面テープ又は接着剤による接着、ねじによる固定など周知の方法を採用できる。

以下に、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。

本発明の一の実施例であるエンブレム発光装置１の分解斜視図を図２に示す。図２におけるエンブレム発光装置１のＡ−Ａ縦断面図を図３に示し、導光板５を上から見た図を図４に示す。エンブレム発光装置１は自動車のボディー後部（例えばトランクリッド上）に取りつけられる。図１に示すように、エンブレム発光装置１ではマーク本体２の裏面側にカバー３、基板４及び導光体（導光板）５をこの順で配置されるように備える。
マーク本体２の平面視形状は大小二つの楕円の一部が融合した形状である。マーク本体２はＡＢＳ樹脂製でありその観察面（表面）にはメッキが施されている。基板４の平面視形状はマーク本体２の平面視形状の下半分と相似で若干小さい。基板４は、４つの突出部の上端部付近のマーク本体２と反対側の面に４つのＬＥＤ４１をマウントしいる。ＬＥＤ４１はＳＭＤタイプ（表面実装型）の白色発光ＬＥＤであり、基板４上の配線パターン（図示せず）を介して、車両の車幅灯の光源（図示せず）と電気的に繋がっている。

導光板５の平面視形状はマーク本体２の平面視形状と略同一である（図４参照）。導光板５は上面に第１凹部５１及び第２凹部５２を備える。第１凹部５１は、基板４が導光板５の上面に嵌め込まれる形で配置されるように基板４に沿って形成される。第２凹部５２は、導光体５の上面のＬＥＤ４１に対向する位置に形成される。このように導光板５の上面にはニ段階の凹部が形成されている。第１凹部５１に基板４を嵌め込んだとき、ＬＥＤ４１は第２凹部５２内に入る。このようにＬＥＤ４１が導光板５に包み込まれる（内包される）こととなる。一方、導光板５の裏面には第３凹部５３が形成されている。第３凹部５３の形状は、符号５６を頂点とするすり鉢状である。第３凹部５３は頂点５６がＬＥＤ４１の光軸上に位置するように形成される。即ち、第３凹部５３はＬＥＤ４１の直下に位置する。さらに、第３凹部５３の壁面５５が反射面となる。また、導光板５の側面５４にはシボ加工が施されている。
一方、カバー３の形状は、導光板５の平面視形状の下半分に略同一の形状である（図２参照）。カバー３は導光板５に嵌め込まれた基板４を覆うように配置される。カバー３、基板４及び導光板５はねじ穴３１、４２、５７を通してねじ７によりボディーへ固定される。その後、マーク本体２が両面テープ（図示せず）によりカバー３へ固定される。

次にエンブレム発光装置１の発光態様を説明する。まず、車両の車幅灯の点灯に連動してＬＥＤ４１が発光する。図３に示すように、ＬＥＤ４１の光は導光板５の第２凹部５２の表面から導光板５内へ導入され、最終的には導光板５の側面５４から外部へ放出される。このとき、第３凹部５３はすり鉢状であって、頂点５６がＬＥＤ４１の光軸上にあるため、その壁面（反射面）５５は受光した光を全周方向に均等に反射する。これにより、反射光は多方向に進行し導光板５内を効率よく導光し、導光板５内における光の分布の均一化が図られる。さらに導光板５の側面５４にはシボ加工が施されているため、受光した光を外部へ拡散放出及び導光板５内部へ拡散反射する（図４参照）。従って、導光板５の壁面（反射面）５５及び側面５４により、導光板５に入射したＬＥＤ４１の光は導光板５内を効率よく導光して、導光板５内に均一に分布することとなり、側面５４から高輝度かつ均一化された輝度ムラの少ない光が効率よく放出される。側面５４から放出された光の一部はエンブレム発光装置１の自動車のボディーに照射する。これによって、マーク本体が間接的に照明される。以上のようにエンブレム発光装置１では、マーク本体２は、その後方に位置する導光板５の側面５４から放出される高輝度かつ輝度ムラの少ない光により間接的に照明されることとなる。これにより、意匠性の高い、高級感に富んだ発光態様が提供される。しかも、夜間等の暗いところではマークが浮き上がっているような立体感が得られるという意外性のある、発光態様が提供される。加えて、エンブレム発光装置１では、ＬＥＤ４１が導光板５に内包される構成としたことから、装置全体の厚さを薄くすることができる。それにより、昼間等の明るいところでもマークが過度に目立ちすぎない。

上記エンブレム発光装置１では導光板５の裏面にすり鉢状の第３凹部５３を設けたが、図５に示すように円錐状の第３凹部５３０を設けても良い。即ち第３凹部５３０の壁面５５０が反射面となる。この例のエンブレム発光装置１０でも、エンブレム発光装置１と同様の発光態様が得られる。また、上記エンブレム発光装置１及び１０ではカバー３を使用したが、図６に示すようにカバー３を使用しなくてもよい。この例のエンブレム発光装置１１でも、エンブレム発光装置１及び１０と同様の発光態様が得られる。

この発明は上記発明の実施の態様及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。

本発明の発光装置は、自動車のエンブレムをはじめとして、例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）や携帯電話等に取りつけられるマークに適用される。

図１Ａ、Ｂ及びＣはそれぞれ本発明における導光体の裏面側に設けられる凹部の例である凹部１００、１１０及び１２０の斜視図である。 図２は本発明の一の実施例である発光装置１の分解斜視図である。 図３は図１における発光装置１のＡ−Ａ縦断面図である。 図４は導光板５を上から見た図である。 図５は本発明の他の実施例である発光装置１０の一部縦断面図である。 図６は本発明の他の実施例である発光装置１１の分解斜視図である。

符号の説明

１ １０ １１ エンブレム発光装置
２ マーク本体
３ カバー
４ 基板
４１ ＬＥＤ
５ 導光板
５１ 第１凹部
５２ 第２凹部
５３ ５３０ 第３凹部
５４ 側面（発光面）
５５ ５５０壁面（反射面）
５６ 頂点

Claims (5)

1. マーク本体と、
   前記マーク本体の裏面側に配置される基板と、
   前記基板の前記マーク本体と反対側の面にマウントされるＬＥＤと、
   前記基板の前記ＬＥＤ側に配置され、上面が前記ＬＥＤの光を導入する光導入面であり、側面が発光面であり、及び前記ＬＥＤの光軸方向に形成された反射面を裏面側に有する導光体と、
   を備える発光装置。
2. 前記反射面が、前記導光体の裏面に設けられた凹部の壁面により形成される、請求項１に記載の発光装置。
3. 前記凹部の形状が、すり鉢状、錐体形状、又はそれらの一部を変形した形状である、請求項２に記載の発光装置。
4. 前記凹部の頂点が前記ＬＥＤの光軸上にある、請求項２又は３に記載の発光装置。
5. 前記導光体が前記ＬＥＤを内包している、請求項１〜４のいずれかに記載の発光装置。

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