JP2008007002A - 車室内用発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光ムラが生じない小型の車室内用発光装置を提供すること。
【解決手段】本発明の車室内用発光装置１は、光を透過可能に形成された略柱状を有し、外周面の少なくとも一部であって軸方向に延びた部分が発光面となる発光部２と、発光部２の軸方向の一方の端面に光を照射する光源部４と、光を透過する略板状を有し、側面が発光部２の発光面２０に対向して配置される導光部３と、を有する車室内用発光装置であって、導光部３は、その表面に対して交差する方向に広がる発光面部３ｃを、その全面に有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の室内にもうけられ光を発する車室内用発光装置に関する。

一般に、自動車の車室内を照明する室内灯は車室の天井に設けられている。室内灯は、例えば、車室天井のほぼ中央に設けられている。従来の室内灯は、たとえば、ＬＥＤ等の光を発する光源部と、光源部のＬＥＤの光軸方向の延長線上に光軸に垂直に配置されたアクリル等の透光性をもつ材質よりなりレンズ機能をもつレンズカバーと、を備えた構成を有している。このような構成の室内灯では、ＬＥＤの光軸の近傍からは強い光（明るい光）を発することができるが、光軸から離れた部分の光は弱く、発光ムラが生じるという問題があった。また、ＬＥＤとレンズカバーとが光軸方向に並ぶ必要があり、室内灯の厚さが厚くなるという問題もあった。

このような問題に対して、例えば、特許文献１には、発光ムラを抑えた薄型の室内灯が開示されている。特許文献１に記載の室内灯は、複数個の発光ダイオードを並列配置した光源と、一方の側端面を入光面とし、上面または下面のいずれか一方に上記入光面と平行で断面を曲面とした複数の溝を並設して乱反射面を形成した透明な導光板を有する室内灯が開示されている。この室内灯は、光源から入光面を介して導光板内に入射する光を導光板の乱反射面の複数の溝で多方向に乱反射させて車室内を均一に照明するようにしている。

しかしながら、特許文献１に開示された室内灯は、多数のＬＥＤを配置する必要があり、導光体が大きくなると必要となるＬＥＤの数が増加するという問題があった。また、導光体が大きくなると、ＬＥＤの数が増加し、全体の体格が大きくなるという問題もあった。
特開２０００−１２７８４７号公報

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、発光ムラが生じない小型の車室内用発光装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために車室内用発光装置について検討を重ねた結果本発明をなすに至った。

本発明の車室内用発光装置は、光を透過可能に形成された略柱状を有し、外周面の少なくとも一部であって軸方向に延びた部分が発光面となる発光部と、発光部の軸方向の一方の端面に光を照射する光源部と、光を透過する略板状を有し、側面が発光部の発光面に対向して配置される導光部と、を有する車室内用発光装置であって、導光部は、その表面に対して交差する方向に広がる発光面部が全面に分布していることを特徴とする。

本発明の車室内用発光装置は、発光面部が導光部の全面に形成されており、発光ムラを生じない構成となっている。

また、本発明の車室内用発光装置は、発光面部をもつ導光部に発光部が光を付与する構成となっているため、導光部の厚さと光源部の大きさが直接関係なくなっている。つまり、光源部の大きさが大きくなっても、導光部の厚さを厚くしなくともよい。本発明の車室内用発光装置は、全体の厚みを薄く抑えることができる。

さらに、本発明の車室内用発光装置は、車両に取り付けられたときに車室内側から導光部を介して光源部が視認できなくなっており、非点灯時の見栄えが向上している。

本発明の車室内用発光装置は、発光部と、光源部と、導光部と、を有する。

発光部は、光を透過可能に形成された略柱状を有し、外周面の少なくとも一部であって軸方向に延びた部分が発光面となる部材である。光を透過可能に形成された略柱状を有することで、軸方向の一方の端面に光を照射することで、外周面の少なくとも一部であって軸方向に延びた部分が発光する。

光源部は、発光部の軸方向の一方の端面に光を照射する部材である。つまり、光源部が光を発し、光源部が発した光が発光部に照射され、発光部のひとつの側面（発光面）が発光する。光源部は、光を発することができればよく、たとえば、電球、ＬＥＤをあげることができ、ＬＥＤであることがより好ましい。

導光部は、光を透過する板状を有し、側面が発光部の発光面に対向して配置される部材である。導光部は、発光部の発光面が発する光をその側面に照射される。発光部から発せられた光が側面に照射されることで、導光部が発光する。

そして、本発明の車室内用発光装置は、導光部が、その表面に対して交差する方向に広がる発光面部が全面に分布している。発光面部は、発光面に対向した側面から入射した光を表面方向（導光部の厚さ方向）に変化させる（反射する）。この光の変化により、車室内用発光装置が発光する。そして、この発光面部が導光板の全面に分布したことで、導光板の全面が発光することとなる。発光面部は、導光板に均一に分布したことが好ましい。

発光面部は、導光板中にもうけられた界面よりなることが好ましい。つまり、発光面部は、異なる材質の界面であることが好ましい。この界面が、導光部を透過する光の進行方向を変化させる。導光部が厚さ方向の内部に発光面部を有することで、導光部を透過する光の進行方向が発光面部で表面方向へと変化する。この結果、本発明の面状発光体が発光面部で発光することとなる。本発明の車室内用発光装置は、発光面部が傾斜して形成されたことから、発光したときに発光面部が形成した図形が立体的に見えるようになる。

発光面部は、導光部の表面に対して交差する方向に広がっていればよく、その広がる面と導光部の表面との角度については特に限定されるものではない。好ましくは、発光面部の広がる面と導光部の表面とが３０〜４０°の角度をなすことが好ましい。

発光面部は、それぞれ屈折率が異なる部材の当接した界面よりなることが好ましい。屈折率の異なる二つの材質の界面を光が通過するときには、お互いの屈折率の差により光の進行方向が変化する。本発明の面状発光体においては、発光面部が屈折率の異なる部材の界面よりなることで、導光部の内部を進んだ光が発光面部（界面）でその進行方向を導光部の表面方向に変化させられる。すなわち、発光面部が発光する。そして、進行方向が変えられた光が表面部を介して面状発光体の発光として視認される。

発光面部は、屈折率の異なる二つの材質の界面により形成されることが好ましく、そのうちの一方の材質は、光源部からの光が照射される部分の材質であることが好ましい。すなわち、光源部からの光が照射される部分の材質となることで、発光面部に照射された光が散乱を生じることなく十分に伝わることとなる。一方の材質は、光を透過できる材質であれば特に現地されるものではない。たとえば、樹脂、ガラス等の材質をあげることができる。樹脂であることが好ましく、より好ましくはアクリル樹脂である。

屈折率の異なる二つの材質の他方は、発光面部を介して屈折率の差を生じさせることができる材質であれば特に限定されるのもではない。たとえば、光を透過する樹脂やガラス、あるいは空気等の気体をあげることができる。

本発明の車室内用発光装置は、導光部の側方に発光部が配置されたことで、その厚みが厚くなることが抑えられた。

本発明の車室内用発光装置において、発光部の発光面の発する光が導光部の側面に均一にあたるように形成されるのであれば、発光部と導光部は一体であっても別体であってもよい。発光部と導光部は、別体であることがより好ましい。

発光面部は、導光部の表面および／または裏面にもうけられた凹部の側壁面よりなることが好ましい。ここで、凹部とは、導光部の表面および／または裏面の最表面部からくぼんだ部分を示す。凹部の側壁面は、導光部の表面に対して交差する方向に広がる。すなわち、導光部にもうけられた凹部の側壁面が発光面部を形成する。凹部の側壁面が発光面部を形成することで、導光部を形成する材質と空気との屈折率の差により発光面部が発光することとなる。

凹部の断面形状は、特に限定されるものではない。すなわち、発光面部となる側壁面を形成できる断面形状であればよい。ここで、凹部の側壁面の幅（表面からの深さ）は、長いほうが好ましい。すなわち、凹部の深さが深いほど、導光部を透過する光が発光面部を透過することとなり、面状発光体の表面方向に進む光の量が多くなり、面状発光体の発光の効果が向上する。なお、凹部は、発光面部となる側壁面を有する断面形状であれば、底面部を有していても、底面部を有していなくても、どちらでもよい。また、側壁面についても、必ずしも平面状でなくともよい。つまり、凹部の側壁面および底面は、湾曲していてもよい。凹部の断面形状は、凹字状、Ｕ字状、Ｖ字状のいずれでもよい。より好ましくは、凹部の側壁面が導光板の広がる方向に対して傾斜した形状のＶ字状である。また、凹部は、導光部に形成されたシボ模様の凹凸の側壁面であってもよい。

発光面部は、導光部の裏面に等間隔で形成された複数の溝条のそれぞれの側壁面よりなることが好ましい。この場合は、溝条が上記の凹部に相当する。等間隔で形成された溝条の側壁面が発光面部となることで、それぞれの発光面部が光を発することとなる。そして、この溝条が導光板の全面に形成されたことで、導光板の全面が均一に発光する。また、溝条が裏面に形成されたことで、導光板の表面に凹凸がなくなり、導光板を直接車室内に露出する形態とすることができる。

溝条は、互いに異なる方向にのびる複数種の溝条の側壁面よりなることが好ましい。複数種の溝条をもつことで、発光面部となる溝条の側壁面の面積が増加する。これにより、より均一に発光するようになる。また、異なる方向にのびる複数種の溝条をもつことで、発光面部となるその側壁面の広がる方向が一定でなくなる。これにより、導光部内を拡散した光を導光部表面に反射できる。つまり、発光部の面積が増加するだけでなく、より均一に発光するようになる。

発光面部は、導光部の裏面に形成されたシボの凹部の側壁面よりなることが好ましい。この場合は、シボの微細な凹凸が上記の凹部に相当する。発光面部がシボの凹部の側壁面よりなることで、導光板の全面が均一に発光する。また、シボが裏面に形成されたことで、導光板の表面に凹凸がなくなり、導光板を直接車室内に露出する形態とすることができる。

発光部は、外周面の少なくとも一部に発光面を形成できる形状であれば略柱状の形状が限定されるものではない。また、略柱状の形状の断面形状が変化してもよい。発光部は、たとえば、円柱状や角柱状などの断面形状が一定の形状を有することが好ましい。そして、発光面が平面となる形状であることがより好ましい。つまり、発光部は、断面弓形の柱状や角柱状を有することが好ましい。そして、発光部は、角柱状を有することがさらに好ましい。発光部が角柱状を有するときにひとつの側面が発光面となる。

発光部は、発光面に背向した背向面を有し、背向面には凹部が形成されていることが好ましい。発光部の背向面に凹部が形成されたことで、発光部の端面に照射された光が発光面方向に進むようになる。つまり、発光部の端面に照射された光の方向を発光面方向に変化させる。凹部は、発光面方向に光の方向を変化させることができる形状であれば、その断面形状が限定されるものではない。凹部は、発光部ののびる方向に垂直な方向であって、背向面の表面に対して交差する方向に広がる傾斜面をもつ複数の溝条よりなることが好ましい。背向面は、発光面と同様に平面でも曲面でもどちらでもよく、平面であることがより好ましい。

凹部は、光源部からの距離が長くなるにつれてその深さが深くなることが好ましい。凹部の深さが深くなると、凹部の作用により進行方向を曲げられる光の量が増加する。つまり、本発明においては、光源部からの距離が長くなると凹部の作用により進行方向を曲げられる光の量が増加する。そして、発光部内を進む光は、光源部からの距離が長くなるほどその光量が減少する。つまり、本発明においては凹部の深さが変化することで、光源部からの距離が遠くなっても発光面部方向に進む光の量を増やしている。この結果、発光面部が均一な光を発することをできる。

導光部が略帯状を有し、帯状の一方の側面が発光部と対向することが好ましい。本発明の車室内用発光装置は、発光面部からの光が、略帯状の導光部の側面から幅方向に向けて照射される。これにより、導光部が均一に発光する。

導光部の表面上に配置され、少なくとも発光部および光源部を被覆するカバーを有することが好ましい。少なくとも発光部と光源部をカバーで被覆することで、発光部および光源部が露出しなくなり、導光部以外の発光が視認できなくなり、見栄えが向上する。また、カバーを有することで、車室内の物体が衝突しても、車室内用発光装置が破損しなくなる。

導光部の裏面に、導光板に光を反射する反射層をもつことが好ましい。反射層をもつことで、導光部の裏面方向に進んだ光が反射層に反射されて再び導光部に照射されるようになる。また、本発明の車室内用発光装置が発光していないときに、導光部を見たときの見栄えが向上する。反射層は、導光部と一体に形成されていても別体であっても特に限定されるものではない。

本発明の車室内用発光装置は、上記した以外の構成は、従来の車室内用発光装置と同様の構成とすることができる。

本発明の車室内用発光装置は、車両の室内灯、室内イルミネーション、コンソールボックスやグローブボックスなどのボックス内照明等の機能照明等の発光装置として用いることができる。

以下、実施例を用いて本発明を説明する。

本発明の実施例として、車両の室内イルミネーションを製造した。

（実施例１）
本実施例のイルミネーションを、図１に分解図で、図２に断面図で示した。なお、図２は、導光板３の略中央部における断面を示した図である。

本実施例のイルミネーション１は、発光部材２，２と、導光板３と、光源部４と、ケース５と、カバー６と、裏面反射板７と、を有する。

発光部材２は、断面が５×５ｍｍの正方形の７４０ｍｍの長さの角柱状の透明なアクリルよりなる。角柱の一つの側面が発光面２０となる。そして、発光面２０に背向した側面２１には発光部材２ののびる方向に垂直な方向にのびる溝条２２が、発光部材２の長さ方向にそって形成されている。

導光板３は、長手方向の長さが発光部材２の長さと略一致する長さの帯状（７４０×８３×５ｍｍ）の透明なアクリル板よりなる。導光板３は、裏面３ｂ側に長手方向に伸びる複数本の溝条３０が形成されている。溝条３０は、開口部の幅が１．５ｍｍ、深さが１．５ｍｍの断面Ｖ字状に形成されている。また、溝条３０は、開口部の間隔が２．５ｍｍで並んだ状態で形成されている。

導光板３は、軸方向にのびる一対の側面３ｄ，３ｅのそれぞれが発光部材２の発光面２０に対向した状態で配置される。つまり、導光板３の幅方向の両側に発光部材２が配置される。

光源部４は、発光ダイオード４０よりなる。発光ダイオード４０は、発光部材２の軸方向の端面のそれぞれに対向した状態で配置される。つまり、発光部材２は、軸方向の両端面のそれぞれを発光ダイオード４０，４０に照射される。発光ダイオード４０は、イルミネーション１の外部にもうけられた電源（図示せず）と電気的に接続され、電源からの電力により発光する。発光ダイオード４０が発した光は、発光部材２の軸方向の端面であって、発光ダイオード４０に対向した端面に照射される。

裏面反射板７は、導光板３の裏面３ｂに対向した状態で配置されている。裏面反射板７は、アルミニウム板よりなる。

ケース５は、発光部材２、導光板３および光源部４を保持し、固定する。ケース５は、断面凹字状の保持部５０を有し、この保持部５０の内部に導光板３および発光ダイオード４０を保持する。また、保持部５０の開口部にカバー６が気密的に接合され固定される。

カバー６は、ケース５に固定されたときに、保持部５０に保持された発光部材２、導光板３および光源部４を固定する。ここで、カバー６は、導光板３はその表面が露出した状態で固定できる形状に形成されている。

本実施例のイルミネーション１は、ケース５とカバー６とにより、発光部材２、光源部４および裏面反射板７が内部に収納した構成を有している。

以下、本実施例のイルミネーション１の発光時の説明を行う。

まず、本実施例のイルミネーション１は、発光ダイオード４０に通電すると、発光ダイオード４０が発光する。発光ダイオード４０を発した光は、発光部材２の端面に照射される。発光部材２に照射された光は、発光部材２の内部を軸方向に進む。

発光部材２の内部を軸方向に進む光は、発光部材２の溝条２２の側壁面に到達する。側壁面に到達した光は、側壁面の作用により発光面２０方向に曲げられる（反射する）。発光部材２を形成するアクリル樹脂と外部の空気との屈折率の差および側壁面の傾斜により、側壁面に到達した光は側壁面で反射し、その進行方向が発光面２０方向に曲げられる。ここで、溝条２２の側壁面で反射を生じることなく光が透過しても、対向する溝条２の側壁面に照射され、この側壁面で反射を生じて発光面２０方向に光が進むようになる。さらに、光がひとつの溝条２２を透過しても、さらに次の溝条２２の作用により反射し、発光面２０方向に光が進むようになる。発光面２０方向に曲げられた光が発光面２０から放射されることとなり、発光面２０が発光する。

溝条２２は、発光部材２の長さ方向の全体にわたって形成されており、発光面２０の全面が発光する。また、発光部材２の軸方向の両方の端面をそれぞれ発光ダイオード４０で照射するため、発光部材２の端部側と中央部との光量の差がほとんど生じない。つまり、発光面２０からは、ムラがない光を発する。

そして、発光部材２の発光面２０から発せられた光は、導光板３の側面３ｄ，３ｅに照射される。そして、導光板３の内部を進む。

導光板３の内部を進む光は、導光板３の溝条３０の側壁面３ｃに到達する。側壁面３ｃに到達した光は、側壁面３ｃにおいて反射され、導光板３の表面３ａ方向に進行方向を変える。そして、導光板３の表面３ａから放射される。この作用により、導光板３の表面３ａが発光する。導光板３の発光は、上記の発光部材２の発光面２０が発光する作用と同様である。本実施例においては、発光部材２の発光面２０は均一に発光するため、発光部材２の軸方向に平行にもうけられた溝条３０には、長さ方向に均一な光量の光が到達する。また、導光板３の両側のそれぞれに発光部材２を配置しており、導光板２の幅方向の中央部と端部とは到達する光の光量の差が生じなくなっている。導光板３の発光量が全面で均一になることを示す。

導光板３の内部を進む光のうち、導光板３の内部で散乱して裏面３ｂ方向に進んだ光は、導光板３の裏面３ｂに対向してもうけられた裏面反射板７により反射され、導光板３に反射され、再度導光板３内を進むようになる。

上述したように、本実施例のイルミネーション１において、発光ダイオード４０から発せられた光は、発光部材２から導光板３に照射される。そして、導光板３に照射された光により、溝条３０の側壁面３ｃが発光面部となっている。本実施例のイルミネーション１は、発光時に導光板３の全面が均一に発光する。

また、本実施例のイルミネーション１は、発光ダイオード４０が発光していない状態でも、太陽光等の外部からの光が導光板３を透過し、裏面反射板７により反射される。裏面反射板７に反射された光は、再度、導光板３を透過して視認される。すなわち、本実施例のイルミネーション１は、裏面反射板７を有することで、発光していないときの見栄えも向上している。

加えて、本実施例のイルミネーション１は、ケース５とカバー６との間に発光に要する部材が収納された構成を有しており、コンパクトな構造となっている。さらに、導光板３に発光部材２が光を付与する構成となっているため、導光板３の厚さと光源部４の大きさが直接関係なくなっている。つまり、光源部４の大きさが大きくなっても、導光板３の厚さを厚くしなくともよい。また、導光板３の厚さが厚くなっても、発光部材２により溝条３０に光を付与できるため、光源部４の大きさを大きくしなくともよい。そして、幅方向の端部側に光源部４を配置した構成となっているため、光源部４の部分的に厚さを増すことでイルミネーション１全体の厚みが増すことが抑えられる。

（実施例２）
本実施例は、導光板３の溝条３０の間隔を１ｍｍとした以外は実施例１と同様な構成のイルミネーションである。

本実施例は、溝条３０の間隔が短く形成されたことで、実施例１の場合より、溝条３０の本数が多くなっている。これにより、導光板３の表面３ａ方向に反射する光の量が増加し、より強い光を発することができる。

また、これら以外の効果は、実施例１の時と同様である。

（実施例３）
本実施例は、導光板３の溝条３０が網目状に形成された以外は実施例１と同様な構成のイルミネーションである。導光板３を図３に示した。なお、図３は導光板３の裏面３ｂを示した底面図である。

導光板３の溝条３０は、図に示したように、導光板３の長手方向に対してそれぞれ４５°の角度でのびた状態で形成されている。また、溝条３０は、２．５ｍｍの間隔で形成された。

本実施例は、溝条３０が網目状に形成されたことで、単位面積あたりの溝条３０の本数が多くなっている。これにより、導光板３の表面３ａ方向に反射する光の量が増加し、より強い光を発することができる。

また、これら以外の効果は、実施例１の時と同様である。

（実施例４）
本実施例は、導光板３の表面３ａおよび裏面３ｂのそれぞれに溝条３０が形成された以外は実施例１と同様な構成のイルミネーションである。導光板３を図４〜６に示した。なお、図４は導光板３の表面３ａを示した上面図、図５は導光板３の裏面３ｂを示した底面図、図６は導光板３の断面図である。

導光板３の表面３ａの溝条３００は、導光板３の長手方向に対して４５°の角度でのびた状態で形成されている。また、導光板３の裏面３ｂの溝条３０１は、導光板３の長手方向に対して４５°の角度であって、表面３ａの溝条３００と対称な方向にのびた状態で形成されている。溝条３００，３０１は、それぞれ２．５ｍｍの間隔で形成された。

本実施例の導光板３の溝条３０は、表面３ａと裏面３ｂとに形成された溝条３００，３０１により、全体として、網目状をなすように形成されている。

本実施例は、全体として溝条３０が網目状に形成されたことで、単位面積あたりの溝条３０の本数が多くなっている。これにより、導光板３の表面３ａ方向に反射する光の量が増加し、より強い光を発することができる。

また、これら以外の効果は、実施例１の時と同様である。

（実施例５）
本実施例は、導光板３の溝条３０にかえて、裏面３ｂの全面にシボ模様を形成した以外は実施例１と同様な構成のイルミネーションである。

導光板３のシボ模様は、布シボ加工により形成された表面粗さが０．５ｍｍの模様である。

本実施例は、導光板３の裏面３ｂの全面にシボ模様が形成されている。そして、このシボ模様の微少な凹凸が実施例１の溝条３０と同様に機能する。これにより、実施例１の時と同様に導光板３の表面３ａが発光する。

本実施例は、導光板３の裏面３ｂの全面にシボ模様が形成されており、このシボ模様により、導光板３の表面３ａの全面がムラを生じることなく発光する。

また、これら以外の効果は、実施例１の時と同様である。

実施例１のイルミネーションの分解図である。 実施例１のイルミネーションの断面図である。 実施例３のイルミネーションの導光板を示した図である。 実施例４のイルミネーションの導光板を示した図である。 実施例４のイルミネーションの導光板を示した図である。 実施例４のイルミネーションの導光板の断面図である。

符号の説明

１：イルミネーション
２：発光部材 ２０：発光面
２１：側面 ２２：溝条
３：導光板 ３０：溝条
４：光源部 ４０：発光ダイオード
５：ケース
６：カバー
７：裏面反射板

Claims (8)

1. 光を透過可能に形成された略柱状を有し、外周面の少なくとも一部であって軸方向に延びた部分が発光面となる発光部と、
   該発光部の軸方向の一方の端面に光を照射する光源部と、
   光を透過する略板状を有し、側面が該発光部の該発光面に対向して配置される導光部と、
   を有する車室内用発光装置であって、
   該導光部は、その表面に対して交差する方向に広がる発光面部が全面に分布していることを特徴とする車室内用発光装置。
2. 前記発光面部は、前記導光部の表面および／または裏面にもうけられた凹部の側壁面よりなる請求項１記載の車室内用発光装置。
3. 前記発光面部は、前記導光部の裏面に等間隔で形成された複数の溝条のそれぞれの側壁面よりなる請求項２記載の車室内用発光装置。
4. 前記溝条は、互いに異なる方向にのびる複数種の溝条の側壁面よりなる請求項３記載の車室内用発光装置。
5. 前記発光面部は、前記導光部の裏面に形成されたシボの凹部の側壁面よりなる請求項２記載の車室内用発光装置。
6. 前記発光部は、前記発光面に背向した背向面を有し、該背向面には凹部が形成されている請求項１記載の車室内用発光装置。
7. 前記導光部が略帯状を有し、該帯状の一方の側面が前記発光部と対向する請求項１記載の車室内用発光装置。
8. 前記導光部の表面上に配置され、少なくとも前記発光部および前記光源部を被覆するカバーを有する請求項１記載の車室内用発光装置。

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