JP7159981B2

JP7159981B2 - 照明装置

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Publication number: JP7159981B2
Application number: JP2019103770A
Authority: JP
Inventors: 貴志野々川
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2022-10-25
Anticipated expiration: 2039-06-03
Also published as: JP2020196345A

Description

本発明は、照明装置に関し、特に、車両室内で用いられる照明装置に関する。

従来、発光面に指先などを接触又は接近させることによりスイッチ操作が可能な、独立したスイッチを有しないタッチスイッチ式の車両室内で用いられる照明装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１に記載の照明装置は、スイッチ操作のためのタッチ位置を示すシンボルマークが照明レンズの発光面内に設けられており、このシンボルマークの発光により、夜間などの明るさの低い環境下であっても操作者はタッチ位置を用意に把握することができる。シンボルマークの発光には、照明用の主光源とは別に設けられたシンボルマーク発光用の光源が用いられる。

特許文献２に記載の照明装置は、スイッチ操作のためのタッチセンサーのタッチ部の真下に補助照明灯が設けられており、補助照明灯からの光がタッチ部の孔を通って照明レンズに照射されることにより、夜間などの明るさの低い環境下であっても操作者はタッチ位置を用意に把握することができる。

特開２０１３－２３７３８４号公報特開２００６－３０６３０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の照明装置によれば、シンボルマークが照明レンズの発光面内に設けられているため、主光源による照明光と干渉して影を生じさせるなど、照明品質を低下させるという問題がある。

また、特許文献２に記載の照明装置によれば、照明レンズの発光面内に補助照明灯からの光が照射されるため、主光源による照明光と干渉して影を生じさせるなど、照明品質を低下させるという問題がある。

本発明の目的は、照明光の他にインジケーターや加飾などに用いられる光を発することのできる照明装置であって、これらの光と照明光の干渉が抑えられた照明装置を提供することにある。

本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］～［６］の照明装置を提供する。

［１］照明用光源である第１の発光素子と、前記第１の発光素子と用途の異なる第２の発光素子と、前記第１の発光素子から発せられる光を取り出すための第１の発光領域及び前記第２の発光素子から発せられる光を取り出すための第２の発光領域を有するレンズと、を備え、前記レンズにおいて、前記第２の発光領域が前記第１の発光領域の外側に配置された、照明装置。
［２］前記レンズが、照明レンズ部と、前記照明レンズ部の縁から光取り出し方向の反対側に延び、少なくとも一方の面の一部に光散乱領域を有する板状の導光部と、を有し、前記第１の発光領域が、前記照明レンズ部内に位置し、前記第２の発光領域が、前記導光部の前記照明レンズ部側の端面における前記光散乱領域の上方に位置する、上記［１］に記載の照明装置。
［３］開口部に前記レンズの前記照明レンズ部が嵌め込まれたアウターパネルを備え、前記第２の発光素子が、前記アウターパネルの背後に設置された、上記［２］に記載の照明装置。
［４］前記導光部に導光体が接続され、前記第２の発光素子から発せられる光が、前記導光体を介して前記導光部の内部に進入する、上記［２］又は［３］のいずれか１項に記載の照明装置。
［５］前記第１の発光素子のスイッチ操作に用いられる非接触センサーを内部に備え、前記第２の発光領域から取り出される光が、前記スイッチ操作の操作位置の目印として機能する、上記［１］～［４］のいずれか１項に記載の照明装置。
［６］前記第１の発光素子の点灯に伴って前記第２の発光素子が消灯する、上記［１］～［５］のいずれか１項に記載の照明装置。

本発明によれば、照明光の他にインジケーターや加飾などに用いられる光を発することのできる照明装置であって、これらの光と照明光の干渉が抑えられた照明装置を提供することができる。

図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る照明装置の垂直断面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る照明装置を光取り出し側から見た斜視図である。図３は、本発明の実施の形態に係るレンズ及びそれに接続された導光体の一部を示す斜視図である。図４は、本発明の実施の形態に係る照明装置に含まれる回路の一例を概略的に示すブロック図である。図５は、本実施の形態に係る照明装置の変形例の垂直断面図である。

〔実施の形態〕
（照明装置の構成）
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る照明装置１の垂直断面図である。図２は、照明装置１を光取り出し側から見た斜視図である。図１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図２の切断線Ａ－Ａ、切断線Ｂ－Ｂにおいて切断された照明装置１の断面を示している。図３は、レンズ１０及びレンズ１０に接続された導光体１４の一部を示す斜視図である。

本実施の形態に係る照明装置１は、照明用光源である発光素子１１と、発光素子１１と用途の異なる発光素子１２と、発光素子１１から発せられる光を照明光Ｌ_１として取り出すための発光領域Ｒ_１及び発光素子１２から発せられる光を照明光Ｌ_１と用途の異なる光Ｌ_２として取り出すための発光領域Ｒ_２を有するレンズ１０と、を備える。

照明装置１においては、図２に示されるように、レンズ１０において、発光領域Ｒ_２が発光領域Ｒ_１の外側に配置されている。このため、光Ｌ_２と照明光Ｌ_１の干渉が抑えられる。

なお、発光領域Ｒ_１は、照明光Ｌ_１を取り出すために設定された領域であって、このことは発光素子１１から発せられる光が発光領域Ｒ_１のみから取り出されることを意味するものではない。すなわち、発光領域Ｒ_１は発光素子１１から発せられる光が取り出される主な領域であり、発光素子１１から発せられ、レンズ１０中を伝播した僅かな光が発光領域Ｒ_１の外側から取り出される場合がある。同様に、発光領域Ｒ_２は、光Ｌ_２を取り出すために設定された領域であって、このことは発光素子１２から発せられる光が発光領域Ｒ_２のみから取り出されることを意味するものではない。

レンズ１０は、照明レンズ部１０１と、照明レンズ部１０１の縁から光取り出し方向の反対側（照明装置１の内側）に延び、少なくとも一方の面の一部に光散乱領域１０４を有する板状の導光部と、を有する。

発光素子１１から発せられる光は照明レンズ部１０１を透過して取り出されるため、発光領域Ｒ_１は照明レンズ部１０１内に位置する。また、発光素子１２から発せられる光は導光部１０２の内部に進入し、光散乱領域１０４により散乱されて、導光部１０２の照明レンズ部１０１側の端面１０３から取り出されるため、発光領域Ｒ_２は端面１０３における光散乱領域１０４の上方に位置する。

典型的には、照明レンズ部１０１は板状であり、照明レンズ部１０１の表面と導光部１０２の端面１０３は同一面内にある。このため、発光領域Ｒ_１と発光領域Ｒ_２は同一面内にある。

レンズ１０は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などの透明部材からなる。

発光素子１１と発光素子１２は、例えば、ＬＥＤチップであり、配線基板１６に実装されている。照明用光源である発光素子１１には、典型的には、白色光を発する発光素子が用いられる。発光素子１２には、発光素子１１と発光色の同じ発光素子が用いられてもよいが、光Ｌ_２の色を照明光Ｌ_１の色と異ならせるために、発光素子１１と発光色の異なる発光素子が用いられたり、複数の発光色を有する発光素子が用いられたりしてもよい。

照明装置１は、図１（ａ）、（ｂ）、図２に示されるように、開口部１３０にレンズ１０の照明レンズ部１０１が嵌め込まれたアウターパネル１３を備えていてもよい。アウターパネル１３は、例えば、照明装置１がマップランプである場合は、ハウジングの意匠面や車内の天井パネルである。

アウターパネル１３を用いる場合、発光素子１２や後述する導光体１４をアウターパネル１３の背後（光取り出し側から見た裏側）に設置することにより、これらを照明装置１の外部から視認できないようにすることができる。また、発光素子１２から発せられて導光部１０２へ進入しなかった光の漏れをアウターパネル１３により抑えることができる。

レンズ１０とアウターパネル１３は、例えば、図１（ｂ）に示されるように、アウターパネル１３の開口部１３０から光取り出し方向の反対側に延びる爪１３１とレンズ１０の爪１３１と対応する位置に設けられた孔１０５から構成される接続構造を有する。この接続構造は、爪１３１を孔１０５に嵌め込むことによりレンズ１０とアウターパネル１３を接続する、スナップフィットによる接続構造である。

爪１３１と孔１０５は、発光領域Ｒ_２や光散乱領域１０４と干渉しない位置に設けられる。例えば、図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、孔１０５は、レンズ１０の導光部１０２を構成する照明レンズ部１０１を囲む複数の板状部分のうち、光散乱領域１０４が設けられる板状部分と異なる板状部分に設けられる。なお、レンズ１０にスナップフィット接続用の爪を設けて、アウターパネル１３にそれと対応する孔を設けてもよい。

発光領域Ｒ_２から取り出される光Ｌ_２は、照明装置１の所定の領域の位置や照明装置１の状態を示すインジケーターや、照明装置１の加飾光など、所定の対象物を照明するための照明光Ｌ_１とは異なる用途に用いられる。

例えば、照明装置１が発光素子１２のスイッチ操作に用いられる非接触センサー１５を内部に備えている場合、導光部１０２の端面１０３から取り出される光を、スイッチ操作の操作位置の目印として用いることができる。この場合、発光領域Ｒ_２に操作者の指先などを接触又は接近させることにより、発光領域Ｒ_２の近傍に設置された非接触センサー１５がこれを検知し、発光素子１１の点灯・消灯を切り替える。

発光領域Ｒ_２近傍の非接触センサー１５の感度を高めるため、非接触センサー１５は、端面１０３に近接した位置に、端面１０３に沿って延びるように配置されることが好ましい。例えば、図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、非接触センサー１５はアウターパネル１３の裏側に、レンズ１０を取り囲むように設けられる。

図４は、照明装置１に含まれる回路の一例を概略的に示すブロック図である。発光素子１１と発光素子１２の動作を制御する制御部１８は、例えば、配線基板１６に実装することができる。

図４に示される信号Ｓは、発光素子１２の点灯・消灯のトリガーとなる車両側信号であり、例えば、車両のヘッドライトの点灯・消灯の情報を含む信号や、車両室内に設置された明るさセンサーによって検知された車両室内の明るさの情報を含む信号である。

制御部１８は、信号Ｓを受信すると、発光素子１２への駆動電流の供給を開始又は停止して、発光素子１２の点灯と消灯を切り替える。このため、発光素子１２は、例えば、ヘッドライトと連動して点灯・消灯したり、車両室内の明るさに応じて点灯・消灯したりすることができる。

また、制御部１８は、非接触センサー１５が反応したことを示す信号を非接触センサー１５から受信すると、発光素子１２への駆動電流の供給を開始又は停止して、発光素子１１の点灯と消灯を切り替える。

このとき、インジケーター光としての光Ｌ_２と照明光Ｌ_１との干渉を防ぐため、制御部１８は、発光素子１１の点灯に伴って（例えば、発光素子１１の点灯と同時に）発光素子１２を消灯させたり、発光素子１１の消灯に伴って（発光素子１１の消灯と同時に）発光素子１２を点灯させたりすることもできる。

非接触センサー１５は、例えば、静電容量方式のタッチセンサーであり、この場合、制御部１８は、非接触センサー１５に操作者の指先などが接近することによる静電容量の変化を検知し、発光素子１１の点灯と消灯を切り替えることができる。

導光部１０２に設けられた光散乱領域１０４は、例えば、シボ加工により形成された凹凸領域（シボ加工領域）である。光散乱領域１０４の形成方法としては、内面の該当箇所にシボ加工が施された金型を用いてレンズ１０を射出成形する方法や、成形されたレンズ１０の導光部１０２の表面にブラスト処理を施す方法などがある。

光散乱領域１０４は、少なくともその一部が導光部１０２の端面１０３の真下に位置することが好ましい。この場合、照明装置１を照明レンズ部１０１の正面から見たときに、光散乱領域１０４の少なくとも一部がアウターパネル１３によって遮られない位置にあるため、光散乱領域１０４によって散乱された光を視認し易くなる。

また、上述のように、光散乱領域１０４は、導光部１０２の表面１０２ａと裏面１０２ｂのいずれに形成されてもよく、また、両方の面に形成されてもよい。光散乱領域１０４が表面１０２ａと裏面１０２ｂのいずれか一方に形成される場合は、裏面１０２ｂに形成されることが好ましい。これによって、光散乱領域１０４の位置を端面１０３の真下に近付けることができる。

光散乱領域１０４の大きさは発光領域Ｒ_１の大きさに影響を与える。このため、例えば、非接触センサー１５を用いる場合には、非接触センサー１５の検知範囲などに応じて光散乱領域１０４の大きさを適宜設定することができる。

また、光Ｌ_２を照明装置１の加飾光として用いる場合は、例えば、図３に示されるように照明レンズ部１０１を囲むように導光部１０２を形成して、端面１０３で照明レンズ部１０１の周囲を囲み、さらに、照明レンズ部１０１を囲む環状の光散乱領域１０４を形成することにより、端面１０３の全体から光Ｌ_２を取り出せるようにする。それによって、発光領域Ｒ_２を発光領域Ｒ_１の周囲を囲むように設けることができる。

照明装置１は、図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、発光素子１１を囲うインナーベゼル１７を備えていてもよい。発光素子１１は、インナーベゼル１７の有する窪み１７０の底の孔の下方に位置し、発光素子１１から発せられた光は窪み１７０を通って、照明レンズ部１０１を透過して取り出される。窪み１７０は、例えば、円錐台形や角錐台形を有し、その斜面において発光素子１１から発せられる光の漏れを防ぐことができる。

図１（ａ）、（ｂ）に示される例では、レンズ１０は、窪み１７０の開口部を覆うようにインナーベゼル１７に被せられている。この場合、導光部１０２は、インナーベゼル１７に対するレンズ１０の位置を決定できるような形状を有すること、又はインナーベゼル１７に対するレンズ１０の位置を決定する部分の一部であることが好ましい。

例えば、図３に示されるように、導光部１０２が照明レンズ部１０１を囲む場合、導光部１０２が蓋の側壁部として機能し、インナーベゼル１７に対するレンズ１０の水平位置を決定する。図３に示されるように、照明レンズ部１０１が四角形である場合、これを囲む導光部１０２は、照明レンズ部１０１を上面とする四角錐台の側面を構成する。また、例えば、照明レンズ部１０１が円形である場合には、これを囲む導光部１０２は、照明レンズ部１０１を上面とする円錐台の側面を構成する。

また、例えば、照明レンズ部１０１の縁の一部から延びる導光部１０２と、その他の部分から延びる板状部分により、インナーベゼル１７に対するレンズ１０の水平位置を決定する構造をレンズ１０が有してもよい。

なお、導光部１０２は照明レンズ部１０１の縁から照明レンズ部１０１の面方向に対して垂直に（図１の鉛直方向に）延びていてもよいが、光散乱領域１０４を形成するために、内面にシボ加工が施された金型を用いてレンズ１０を射出成形する場合は、成形されたレンズ１０を金型から抜くために、導光部１０２は、図１（ａ）、（ｂ）、図３に示されるような傾斜を有する。

照明装置１は、図１（ａ）、図３に示されるように、レンズ１０の導光部１０２（通常は導光部１０２の表面１０２ａ）に接続された導光体１４を備えていてもよい。導光体１４を用いる場合、棒状の導光体１４の導光部１０２と反対側の端部が発光素子１２の光取り出し面に対向するように設置される。これによって、発光素子１２から発せられる光が、導光体１４を介して導光部１０２の内部に進入する。

発光素子１２の光を導光部１０２内へ進入させる手段は特に限定されず、例えば、発光素子１２の光を導光部１０２の配線基板１６側の端面から導光部１０２内へ直接進入させてもよいが、発光素子１２から導光体１４を用いることにより、発光素子１２の配置の自由度が向上する。また、導光体１４を用いることにより、発光素子１２を照明レンズ部１０１から離して設置することができるため、発光素子１２から発せられて導光部１０２へ進入しなかった光の照明光への干渉を抑えることができる。

導光体１４の形状やサイズは、発光素子１２の実装位置などに応じて、適宜設定される。また、導光体１４とレンズ１０は一体成形であることが好ましい。この場合、導光体１４と導光部１０２の間に界面が存在しないため、導光体１４から導光部１０２へ移動する光の損失を低減することができる。

図５は、本実施の形態に係る照明装置１の変形例である照明装置２の垂直断面図である。照明装置２は、発光素子１１から発せられる光の方向を変えるためのインナーレンズ２０を有する。インナーベゼル２１は、インナーベゼル１７と同様の機能を有し、インナーレンズ２０の形状に応じた形状を有する。

例えば、照明装置２をマップランプとして用いる場合、インナーレンズ２０によって発光素子１１から発せられる光の方向を変えることにより、車両の幅方向の中央近傍に設置された照明装置２から運転席周辺へ向けて照明光Ｌ_１を発することができる。

（実施の形態の効果）
上記実施の形態に係る照明装置１、２によれば、インジケーターや加飾などに用いられる光Ｌ_２を取り出すための発光領域Ｒ_２を、照明光Ｌ_１を取り出すため発光領域Ｒ_１の外側に設けることにより、光Ｌ_２と照明光Ｌ_１の干渉を抑えることができる。

また、照明装置１、２によれば、照明レンズ部１０１の縁から装置内部に向かって延びる導光部１０２の端面１０３に発光領域Ｒ_１を設けることにより、照明レンズ部１０１の大型化を伴わずに光Ｌ_２と照明光Ｌ_１の干渉を抑えることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。

例えば、導光部１０２は照明レンズ部１０１の縁から水平方向に延びていてもよい。この場合であっても、発光素子１１から発せられる光はインナーベゼル１７により照明レンズ部１０１にのみ照射されるため、発光領域Ｒ_１は照明レンズ部１０１内に位置し、導光部１０２の光散乱領域１０４の上方に位置する発光領域Ｒ_２とは重ならない。ただし、この場合、導光部１０２が照明レンズ部１０１の縁から装置内部に向かって延びる場合と比較して、レンズ１０の平面視でのサイズが大きくなる。

また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１、２照明装置
１０レンズ
１０１照明レンズ部
１０２導光部
１０３端面
１０４光散乱領域
１１、１２発光素子
１３アウターパネル
１４導光体
１５非接触センサー
Ｌ_１照明光
Ｌ_２光
Ｒ_１、Ｒ_２発光領域

Claims

照明用光源である第１の発光素子と、
前記第１の発光素子と用途の異なる第２の発光素子と、
前記第１の発光素子から発せられる光を取り出すための第１の発光領域及び前記第２の発光素子から発せられる光を取り出すための第２の発光領域を有し、前記第２の発光領域が前記第１の発光領域の外側に配置されたレンズと、
を備え、
前記レンズが、照明レンズ部と、前記照明レンズ部の縁から光取り出し方向の反対側に延び、少なくとも一方の面の一部に光散乱領域を有する板状の導光部と、を有し、
前記第１の発光領域が、前記照明レンズ部内に位置し、
前記第２の発光領域が、前記導光部の前記照明レンズ部側の端面における前記光散乱領域の上方に位置する、
照明装置。
開口部に前記レンズの前記照明レンズ部が嵌め込まれたアウターパネルを備え、
前記第２の発光素子が、前記アウターパネルの背後に設置された、
請求項１に記載の照明装置。
前記導光部に導光体が接続され、
前記第２の発光素子から発せられる光が、前記導光体を介して前記導光部の内部に進入する、
請求項１又は２に記載の照明装置。
前記第１の発光素子のスイッチ操作に用いられる非接触センサーを内部に備え、
前記第２の発光領域から取り出される光が、前記スイッチ操作の操作位置の目印として機能する、
請求項１～３のいずれか１項に記載の照明装置。
前記第１の発光素子の点灯に伴って前記第２の発光素子が消灯する、
請求項１～４のいずれか１項に記載の照明装置。