JP6675437B2 - 車用二重機能照明モジュール及び車用二重機能照明セット/vehicle dual−function lighting module and dual−function lighting set - Google Patents

車用二重機能照明モジュール及び車用二重機能照明セット/vehicle dual−function lighting module and dual−function lighting set Download PDF

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Description

本発明は、車用二重機能照明モジュール及び車用二重機能照明セットに関し、特に車両に適用して、二重機能を提供し得る照明モジュール及びその照明セットに関する。
発光ダイオードは、車両の発光及び照明に広く適用されている。しかし、発光ダイオードは点光源であり、車両の発光及び照明への適用は大体複数の発光ダイオードを揃えて面光源のようなものに形成する。この手法では視覚的に眩しい場合があるので、さらなる改善が求められる。
また、長尺状の照明効果を果たすために、車両の発光及び照明にライトガイドバーを加えることもある。それは、ほとんど車両のリアライトとして利用されている。しかし、制動灯としてはより高い輝度が必要となるため、従来の車両において、制動灯とリアライトとは別々に構成されている。このようなデザインにより、従来の制動灯は車用LEDリアライトと別に構成され、別の光源モジュールが必要となるため、製造コストが増えるとともに、組立の労力と時間コストも増えてしまう。
本発明が解決しようとする技術的な課題は、1つの照明モジュールにより、面光源型のリアライトのみならず、同じライトセットにおいて、制動灯光源も提供し得る少なくとも二重の照明機能が果たす車用二重機能照明モジュールを提供することである。
上記の課題を解決するために、本発明の1つの方案により、導光層、エッジライト型固体光源及び直下型固体光源を備える車用二重機能照明モジュールを提供する。導光層は、天面、底面及び少なくとも1つの側面を有する。エッジライト型固体光源は、前記導光層の前記側面に位置され、第1の方向に向かって第1の光線を発する。前記第1の光線が、面状の照明光を提供する面光源となるように、前記導光層の前記側面から入光すると共に前記天面から出光するようにガイドされる。直下型固体光源は、前記導光層の下方に位置され、第2の方向に向かって選択的に第2の光線を発する。前記第1の方向は、前記第2の方向と略垂直する。前記第2の光線が、照明光を補強する補強光源となるように、前記天面に向かって出射する。前記補強光源の位置は、前記面光源内に位置され、選択的に前記面光源の局部的な輝度を補強することができる。
さらに、本発明が解決しようとする技術的な課題として、1つの照明モジュールにより、面光源型のリアライトのみならず、同じライトセットにおいて制動灯光源も提供し、またはウィンカーとしてエッジライト型固体光源と直下型固体光源と共に点滅機能も提供し得る、少なくとも二重の照明機能が果たす車用二重機能照明セットを提供することである。
上記の技術的な課題を解決するために、本発明における1つの方案により、キャリア、プリント基板、導光層、拡散層、複数のエッジライト型固体光源及び複数の直下型固体光源を含む車用二重機能照明セットを提供する。前記プリント基板は、前記キャリアに配置される。前記プリント基板の天面に反射層が設けられる。前記導光層は前記プリント基板の上方に配置され、天面、底面及び少なくとも1つの側面を有する前記拡散層は前記導光層の上方に位置される。前記複数のエッジライト型固体光源は、前記プリント基板の天面に設けられると共に、前記導光層の前記側面に位置され、第1の方向に向かって第1の光線を発する。前記第1の光線が、面状の照明光を提供する面光源となるように、前記導光層の前記側面から入光すると共に前記天面から出光するようにガイドされる。前記複数の直下型固体光源は、前記プリント基板の天面に設けられると共に、前記反射層の上方、かつ前記導光層の下方に位置され、前記第1の方向と略垂直する第2の方向に向かって選択的に第2の光線を発する。前記第2の光線は、補強光源として前記導光層の前記天面から出射する。前記補強光源は、前記面光源の局部的な輝度を補強するように、前記面光源内に位置される。
本発明は下記有利な効果がある。本発明は、面光源となる面状の照明光を提供するのみならず、さらに、面状の照明光を発する面光源内に照明を補強する補強光源を提供し得る。選択的に面光源の局部的な輝度を補強することができる。本発明は、面光源型のリアライトとすることに加えて、同一のライトセットにおいて制動灯光源も提供し得る。あるいは、ウィンカーとなるように、エッジライト型固体光源と直下型固体光源と共に点滅機能を提供する。それに対し、従来の車用ライトセットにおけるLEDリアライトは、ほとんど面状光源ではない、線状を呈する。また、従来の制動灯器は、大体車用のLEDリアライトと別に構成され、別の光源モジュールが必要となるため、製造コストが増えるとともに、組立の労力と時間コストも増えてしまう。
上記の目的を達成するために本発明が採用する技術、手段及び効果をさらに理解するように、以下本発明の詳細な説明、図面を参照する。それにより、本発明の目的、特徴及び特長を深刻又は具体的に理解し得ると考えられる。なお、添付した図面及び書面は、参考及び説明に使えることに過ぎない。本発明を限定するものではない。
本発明の車用二重機能照明モジュールを示す側面模式図である。 本発明の車用二重機能照明モジュールにおける第1の光線及び第2の光線の照射模式図である。 本発明の車用二重機能照明モジュールの下部細微構造を示す模式図である。 本発明の車用二重機能照明モジュールの下部細微構造を示す模式図である。 本発明の車用二重機能照明モジュールの下部細微構造を示す模式図である。 本発明の車用二重機能照明モジュールの下部細微構造を示す模式図である。 本発明の車用二重機能照明モジュールの下部細微構造を示す模式図である。 本発明の車用二重機能照明モジュールの下部細微構造を示す模式図である。 本発明のエッジライト型固体光源及び導光層の一部を示す平面図である。 本発明の直下型固体光源及び導光層を示す側面図である。 本発明の直下型固体光源及び導光層の他の実施形態を示す側面図である。 本発明の導光層における底面の入光部を示す模式図である。 本発明の導光層における底面の入光部を示す模式図である。 本発明の導光層における底面の入光部を示す模式図である。 本発明の車用二重機能照明セットを示す断面図である。 本発明の車用二重機能照明セットを示す立体分解図である。
図1及び図2を参照する。図1は、本発明の車用二重機能照明モジュールを示す側面模式図である。図2は、第1の光線及び第2の光線の照射模式図である。本発明における車用二重機能照明モジュール100は、導光層10、少なくとも1つのエッジライト型固体光源21、及び少なくとも1つの直下型固体光源22を備える。前記導光層10は、天面10t、底面10b及び少なくとも1つの側面10sを有する。エッジライト型固体光源21は、導光層10の側面10sに位置され、第1の方向に向かって第1の光線L1を発する。この実施形態において、第1の方向は、導光層10に平行する方向(図2のX方向を参照する)と言う。第1の光線L1は、導光層10の側面10sから入光し、天面10tから出光するようにガイドされる。それにより、面状の照明光を提供する面光源となる。上記固体光源とは、固体電子デバイス、即ち半導体デバイスと言い、例えば、発光ダイオード、有機発光半導体及び高分子発光ダイオードなど光源としての照明技術である。それらは概略的に発光ダイオード(LED)と称することができる。
直下型固体光源22は、導光層10の下方に位置され、第2の方向に向かって選択的に第2の光線L2を天面10tに対して発する。第1の方向は、第2の方向と略垂直する。この実施形態において、第2の方向は導光層10に垂直する方向(図2のZ軸方向を参照する。)と言う。第2の光線L2は、天面10tから出射されることにより、照明光を補強する補強光源になる。該補強光源の位置は前記面光源内に位置され、選択的に面光源における局部的な輝度を補強することができる。この実施形態において、上述した「選択的に第2の光線L2を発する」ことは、直下型固体光源22が必要な時のみに点灯する意味である。例えば、第1の光線L1を車両のリアライトに適用する場合、第2の光線L2が直下型光源を提供することにより、車両の制動灯光源及び後退灯光源に適用することができ、照明の輝度をさらに高めることができる。
図1に示すように、本実施形態において、導光層10の底面10bには、直下型固体光源22が複数設けられてもよい。複数の直下型固体光源22は、例えば直線、弧状又は面状に配置される。導光層10は、対向するように形成される二つの側面10sを有する。側面10sごとには、エッジライト型固体光源21が複数設けられてもよい。また、前記複数の第1の光線L1は、いずれも複数の直下型固体光源22に向かうように構成される。
本実施形態における車用二重機能照明モジュール100は、さらにプリント基板20を備える。前記複数のエッジライト型固体光源21及び前記複数の直下型固体光源22は、プリント基板20に設けられる。前記複数のエッジライト型固体光源21は、プリント基板20の側縁にわたって配置される。前記複数の直下型固体光源22は、前記複数のエッジライト型固体光源21の間に設けられる。
図2を参照する。前記のように構成することにより、本発明の車用二重機能照明モジュール100は、面状の照明光を発する面光源として第1の光線L1を提供するのみならず、さらに面光源内に照明光を補強する補強光源を実現する。該補強光源は、第2の光線L2により生じ、選択的に面光源における局部的な輝度を補強することができる。本発明は、面光源型のリアライトにすることのみならず、同じライトセットで制動光源を提供することもできる。それに対し、従来の車用ライトセットにおけるLEDリアライトは、ほとんど面状光源ではない、線状を呈する。また、従来の制動灯器は、大体車用のLEDリアライトと別に構成され、別の光源モジュールが必要となるため、製造コストが増えるとともに、組立の労力と時間コストも増えてしまう。
本発明の車用二重機能照明モジュール100は、さらに拡散層30(Diffuser Plate)を含む。前記拡散層30は、導光層10の上方に位置される。導光層10から出射された光線をよりやさしく見えるようにさらに拡散することができる。拡散層30は、光拡散性のある材料で構成され、特定したヘイズ、光線透過率、屈折率などの光学特性を有しており、点状又は線状の光をソフトで均一な面光源に転換することができる。
本実施形態における導光層10(Light Guide Plate)は、全反射の原理を利用して光源からの光線を導光層10の遠端に伝送した後、導光層10の底面に設けた拡散点により反射光が複数の角度に拡散され、密度及びサイズの異なる拡散点パターンにより光の全反射を破壊して、光線を導光層10の天面10tにガイドする。
以下、導光層10の構成について具体的に説明する。図4に示すように、導光層10の側面10sに、エッジライト型固体光源21を収納する凹部11が設けられる。凹部11の数は、エッジライト型固体光源21の数に対応する。凹部11は、光線の全反射を減らすと共に、光源の間に存在するダークバンドを小さくするように、エッジライト型固体光源21の発散角を高める役割を果たしている。
図5及び図6を参照する。本実施形態における導光層10の天面10tに上部細微構造14が設けられる。上部細微構造14は、直下型固体光源22と対応するように位置されている。上部細微構造14には、出光面141及び出光面142が形成される。上部細微構造14で第2の光線L2を偏向して集めることにより、配光分布を変えることができる。前記出光面141及び出光面142は、導光層10の天面10tに対して出光面角度が設けられる。本実施形態において、出光面角度を、例えば図5に示す出光面角度θ1を図6に示す出光面角度θ2のように大きく変えると、第2の光線L2を偏向して集めることにより、配光分布を変えることができる。本発明における前記出光面141及び出光面142は、段差を有する曲面に形成される。実際に実行する際には、その曲面が球面、非球面又は自由球面などに形成されてもよいが、もちろんそれは説明するためのものに過ぎなく、本発明の実際応用はそれに制限されてない。本実施形態における車用二重機能照明モジュール100は、車用リアライトに適用することにより、車両のボディの隅に合わせて配置して、光線のパターンを適当の輝度を持つと共に、規定する方向に投射するように形成することができる。上述した図面は、例として挙げられるものに過ぎない。出光面を図5の左側に向かうように調整してもよく、また、図7Aないし図7Cに示すように、出光面が右側に向かうように調整してもよい。すなわち、図7Aないし図7Cに示した曲面の段差の方向は、図5及び図6の曲面の段差の方向と反対にされている。それにより、直下型固体光源22による元の出光方向は、左側又は右側へ偏向される。
本発明における他の実施形態はコンピュータシミュレーションにより、光量が30lmで、中心光強度がおよそ9.8cdを生じたLEDを設定する。そして、その設定条件に基づいて導光層の上面の上部細微構造を設定して、その出光面と水平面との出光面角度を調整することにより、光線角度を下表のように偏向する。
表1
Figure 0006675437
導光層10の底面10bには、第1の光線L1を導光層10の天面10tに反射するように、下部細微構造13が複数設けられている。下部細微構造13は、例えばパターン印刷、モールド射出成形、又はレーザー加工により、複数の拡散点を形成したもの、微細構造を有する鋼板、又は印刷方法で複数の凹形状を導光層10の底面10bに形成したものであってもよい。下部細微構造13は、異なる形状に形成されてもよい。例えば、図3Aないし図3Fに示した、下部細微構造13aが半球状に、下部細微構造13bが円錐形に、下部細微構造13cがピラミッド形に、下部細微構造13dが円筒形に、下部細微構造13eが台形に、下部細微構造13fが半円錐形に形成されている。なお、上述したことは例として挙げられることに過ぎない。本発明はそれに制限されてない。
本実施形態において、光線の利用率を高めるために、プリント基板20の上面に反射層25を設けてもよい。反射層25は、導光層10による漏れ光を導光層10に再入光させるように反射するために、導光層10の底面10bと対向して設けられる。反射層25は、回路層23を覆った淡色の絶縁塗料であってもよい。回路層23は、エッジライト型固体光源21及び直下型固体光源22と電気的に接続されている。
図7Aないし図7Cを参照する。導光層10の底面10bには、直下型固体光源22を収納する入光部12、12a、12bが設けられる。入光部12、12a、12bは、それぞれ異なる入光面を有する。入光面は、凸面入光面122、平面入光面124、又は凹面入光面126のいずれであってもよい。
図8及び図9を参照する。本発明は、車用二重機能照明セット200に適用することができる。車用二重機能照明セット200は、キャリア40、前記キャリア40上に位置されるプリント基板20、導光層10、拡散層30、複数のエッジライト型固体光源21、及び複数の直下型固体光源22を含む。本実施形態における導光層10としては、可撓性を有するものが好ましい。つまり、可撓性材料で構成されたもの、例えばシリコーンである。それをフレキシブル回路基板(FPCB)と組み合わせて、各種の車用照明灯のデザインに適用することができる。
プリント基板20は、前記キャリア40に配置される。前記プリント基板20の天面に反射層25が設けられる。導光層10は、前記プリント基板20の天面に配置される。導光層10は、天面10t、底面10b及び少なくとも1つの側面10sを有する。拡散層30は、前記導光層10の上方に位置される。複数のエッジライト型固体光源21は、プリント基板20の天面に配置されると共に、導光層10の側面10sに位置される。複数のエッジライト型固体光源21は、第1の方向に向かって第1の光線L1を発する。第1の光線L1が導光層10の側面10sから入光して、天面10tから出光するようにガイドされる。それにより、面状の照明光を発する面光源(図2を参照する。)となる。複数の直下型固体光源22は、前記プリント基板20の天面に設けられると共に、前記導光層10の下方に位置される。複数の前記直下型固体光源22は、前記導光層10の前記天面10tに出射するように、第2の方向に向かって選択的に第2の光線L2を発する。中でも、前記第1の方向は、前記第2の方向と略垂直されている。第2の光線L2が面状の照明光を発する面光源(図2を参照する。)内に位置され、面光源における局部的な輝度を補強するように前記導光層10の天面10tから出射する。
車用二重機能照明セット200にさらにシェード50が含まれることが好ましい。シェード50は、複数のエッジライト型固体光源21の上方にわたって配置され、エッジライト型固体光源21による上向きの光を遮蔽する。中でも、複数の直下型固体光源22は、複数のエッジライト型固体光源21の間に配置されてもよい。
本発明の車用二重機能照明セットにより、面光源となる面状の照明光を提供するのみならず、さらに、面状の照明光を発する面光源内に照明を補強する補強光源を提供し得る。選択的に面光源の局部的な輝度を補強することができる。それにより、同一の照明モジュールにおいて、少なくとも二重の照明機能を果たすことができる。つまり、本発明の照明セットにより、三重、四重又は五重以上異なる照明機能を提供することができる。本発明の実際応用は、それらの数に制限されていない。本発明は、面光源型のリアライトとすることができる。それに加えて、同一のライトセットにおいて制動灯光源も提供し得る。あるいは、ウィンカーとなるように、エッジライト型固体光源と直下型固体光源と共に点滅機能を提供する。それに対し、従来の車用ライトセットにおけるLEDリアライトは、ほとんど面状光源ではない、線状を呈する。また、従来の制動灯器は、大体車用のLEDリアライトと別に構成され、別の光源モジュールが必要となるため、製造コストが増えるとともに、組立の労力と時間コストも増えてしまう。
上述したのは、本発明の好ましい実施可能な実施例に過ぎず、本発明の保護範囲を限定するためのものではなく、本発明の特許請求の範囲に基づき為された均等の変形と変更は、全て本発明の請求項の保護範囲に属するものとする。
100 車用二重機能照明モジュール
200 車用二重機能照明セット
10 導光層
10t 天面
10b 底面
10s 側面
11 凹部
13、13a、13b、13c、13d、13e、13f 下部細微構造
θ1、θ2 出光面角度
14、14a 上部細微構造
141、142、143 出光面
12、12a、12b 入光部
20 プリント基板
23 回路層
25 反射層
21 エッジライト型固体光源
22 直下型固体光源
L1 第1の光線
L2 第2の光線
30 拡散層
40 キャリア
50 シェード

Claims (13)

  1. 天面、底面及び少なくとも1つの側面を有する導光層と、
    前記導光層における前記側面に位置され、第1の方向に向かって第1の光線を発するエッジライト型固体光源と、
    前記導光層の下方に位置され、前記第1の方向と略垂直する第2の方向に向かって、選択的に第2の光線を発する直下型固体光源と、を備え、
    前記第1の光線が、面状の照明光を提供する面光源となるように、前記導光層の前記側面から入光すると共に前記天面から出光するようにガイドされ、
    前記第2の光線が、前記照明光を補強する補強光源となるように、前記天面に向かって出射し、
    前記補強光源は、前記面光源内に位置され、前記面光源の局部的な輝度を選択的に補強し、
    前記導光層の前記天面には、前記直下型固体光源と対応するように位置される上部細微構造が設けられ、
    前記上部細微構造は、前記直下型固体光源からの前記第2の光線を集めるように偏光させるために、段差を有する曲面である出光面に構成される、ことを特徴とする車用二重機能照明モジュール。
  2. 天面、底面及び少なくとも1つの側面を有する導光層と、
    前記導光層における前記側面に位置され、第1の方向に向かって第1の光線を発する複数のエッジライト型固体光源と、
    前記導光層の下方に位置され、前記第1の方向と略垂直する第2の方向に向かって選択的に第2の光線を発する少なくとも1つの直下型固体光源と、を備え、
    前記第1の光線が、面状の照明光を提供する面光源となるように、前記導光層の前記側面から入光すると共に前記天面から出光するようにガイドされ、
    前記第2の光線が、前記照明光を補強する補強光源となるように、前記天面に向かって出射し、
    前記補強光源は、前記面光源内に位置され、前記面光源の局部的な輝度を選択的に補強し、
    前記導光層の前記底面には、凹部に形成された入光面を有し、前記少なくとも1つの直下型固体光源を収納する少なくとも1つの入光部を備え、
    前記導光層には対向する2つの前記側面を有し、
    前記側面毎には、複数の前記エッジライト型固体光源が設けられ、
    複数の前記第1の光線はいずれも前記少なくとも1つの直下型固体光源に向かっている、ことを特徴とする車用二重機能照明モジュール。
  3. 前記導光層の上方に位置される拡散層をさらに備える、ことを特徴とする請求項1又は2に記載する車用二重機能照明モジュール。
  4. 前記導光層の前記側面には、前記エッジライト型固体光源を収納する凹部をさらに備える、ことを特徴とする請求項1又は2に記載する車用二重機能照明モジュール。
  5. 前記導光層の前記天面には、前記直下型固体光源と対応するように位置される上部細微構造が設けられ、
    前記上部細微構造は、段差を有する曲面である出光面に形成される、ことを特徴とする請求項に記載する車用二重機能照明モジュール。
  6. 前記導光層の前記底面には、入光面を有し、前記直下型固体光源を収納する入光部を備え、
    前記入光面は、凹面、平面または凸面に形成される、ことを特徴とする請求項に記載する車用二重機能照明モジュール。
  7. 前記導光層の前記底面には、前記第1の光線を前記導光層の前記天面へ反射するように、複数の下部細微構造が設けられる、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載する車用二重機能照明モジュール。
  8. 前記エッジライト型固体光源及び前記直下型固体光源が配置されるプリント基板をさらに備え、
    複数の前記エッジライト型固体光源は、前記プリント基板の側縁にわたって配置され、
    複数の前記直下型固体光源は、複数の前記エッジライト型固体光源の間に配置される、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載する車用二重機能照明モジュール。
  9. 前記プリント基板の上面には、前記導光層の前記底面と対向する反射層が設けられる、ことを特徴とする請求項8に記載する車用二重機能照明モジュール。
  10. キャリアと、
    天面に反射層が設けられ、前記キャリアに配置されるプリント基板と、
    前記プリント基板の上方に配置され、天面、底面及び少なくとも1つの側面を有する導光層と、
    前記導光層の上方に位置される拡散層と、
    前記プリント基板の前記天面に設けられると共に、前記導光層の前記側面に位置され、第1の方向に向かって第1の光線を発する複数のエッジライト型固体光源と、
    前記プリント基板の前記天面に設けられると共に、前記反射層の上方、かつ前記導光層の下方に位置され、前記第1の方向と略垂直する第2の方向に向かって選択的に第2の光線を発する複数の直下型固体光源とを備え、
    前記第1の光線が、面状の照明光を提供する面光源となるように、前記導光層の前記側面から入光すると共に前記天面から出光するようにガイドされ、
    前記第2の光線が、前記面光源の局部的な輝度を選択的に補強するように、前記面光源内の前記導光層の前記天面から出射し、
    前記導光層の前記底面には、凹部に形成された入光面を有し、前記複数の直下型固体光源を収納する少なくとも1つの入光部を備え、
    前記導光層には対向する2つの前記側面を有し、
    前記側面毎には、複数の前記エッジライト型固体光源が設けられ、
    複数の前記第1の光線はいずれも前記少なくとも1つの直下型固体光源に向かっている、ことを特徴とする車用二重機能照明セット。
  11. 前記エッジライト型固体光源による上向きの光線を遮蔽するように、前記複数のエッジライト型固体光源の上方にわたって位置されるシェードをさらに備えることを特徴とする請求項10に記載する車用二重機能照明セット。
  12. 複数の前記直下型固体光源は、複数の前記エッジライト型固体光源の間に位置されることを特徴とする請求項10に記載する車用二重機能照明セット。
  13. 前記導光層は可撓性材料で構成され、前記プリント基板はフレキシブル回路基板であることを特徴とする請求項10に記載する車用二重機能照明セット。
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