(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の技術では、光源の側方に位置する領域に形成された発光部の分だけ導光体の幅が広くなるため、発光装置の小型化が阻害されるという問題がある。
また、光源の斜め後方に位置する領域まで発光部が形成されているものの、導光体内において光源の側方から斜め後方へは光が回り込み難いことから、導光体の光放射面全体をムラ無く均一に発光させることが難しいという問題がある。
特許文献1には、拡散材を用いて導光体内の光の拡散を促進させることにより、発光部の全体に亘って輝度差が少なく十分な明るさの光を放射させることが記載されている。
しかし、導光体に拡散材を含有させると導光距離による光の減衰が大きくなるため、拡散材を用いてもなお、導光体の光放射面全体をムラ無く均一に発光させることは困難である。
【0005】
本発明は前記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、小型化が可能であると共に、光放射面全体をムラ無く均一に発光させることが可能な照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記のように本発明の各局面に想到した。
【0007】
<第1局面>
第1局面は、
内面が光反射性を有するケースと、
前記ケース内における長手方向の後端部に取り付けられ、光源光軸が前記ケースの長手方向に延出された光源と、
前記ケースの内底面に対して間隙を空けて配置されると共に、前記光源の後方まで延出されたレンズと、
前記ケース内にて前記光源の前方側に対向して配置され、前記光源の放射光を、前記光源の斜め後方に向けて反射するのと同時に、前記レンズに向けて反射する光反射部とを備えた照明装置である。
【0008】
第1局面によれば、前記した小型化が阻害されるという問題(光源の側方に位置する領域に形成された発光部の分だけ導光体の幅が広くなる)がある特許文献1の技術に比べて、照明装置の短手方向の幅を小さくすることが可能であり、照明装置の小型化を図ることができる。
【0009】
また、第1局面では、ケースとレンズとに間隙が空けられているため、光源から光源光軸方向に放射された放射光が、ケースとレンズとの間隙全体に広がりながら、ケースの内面によりレンズに向けて反射され、レンズの光放射面から照明装置の外部へ放射される。
そして、光反射部を備えるため、光源の斜め後方へも放射光を容易に回り込ませることが可能になり、光源の前方側から後方側までレンズの光放射面全体をムラ無く均一に発光させることができる。
その結果、ケースおよびレンズの長手方向に沿った細長形状の光を照明装置から放射できる。
【0010】
<第2局面>
第2局面は、第1局面において、前記光反射部の光反射面は、前記ケースの短手方向にて前記光源光軸から離れるほど、前記光源光軸方向にて前記光源に近づくように傾斜する傾斜面である。
第2局面では、光源から放射状に放出される光を、レンズの長手方向に沿って光源の斜め後方へ反射させることが可能になり、第1局面の前記作用・効果が確実に得られる光反射部を実現することができる。
【0011】
<第3局面>
第3局面は、第1局面または第2局面において、
前記ケースは略直方体箱状で開口部を有し、
前記レンズは前記ケースの開口部に嵌合され、
前記光源光軸は、前記ケースと前記レンズと前記光反射部とに遮られることなく、前記ケースと前記レンズとの間隙から成る空間を通るように配置されている。
【0012】
第3局面では、光源の放射光のうち光量の多い光源光軸上の光がケースとレンズとの間隙から成る空間内を進行するため、特許文献1のように放射光が導光体内を進行する場合に比べて、光の減衰が小さくなることから、レンズの光放射面における光源より離れた領域から放射される光量を多くすることが可能になり、照明装置の発光効率を高めることができる。
【0013】
<第4局面>
第4局面は、第1〜第3局面において、
前記光反射部は前記ケースの内底面に接続され、
前記ケースの内底面からの前記光反射部の高さは、前記ケースと前記レンズとの間隙の略半分である。
【0014】
第4局面では、光源の放射光を光反射部が過剰に遮るのを回避することが可能になり、光源の斜め後方側へ十分な光量の光を放射することと、光反射部の前方側へ十分な光量の光を放射することとが両立されるため、第1局面の前記作用・効果を更に確実に得ることができる。
【0015】
<第5局面>
第5局面は、第1〜第4局面において、
前記光反射部は第1部材および第2部材を備え、
前記第1部材および前記第2部材は前記光源光軸に対して対称であり、前記第1部材と前記第2部材との間に空けられた間隙を前記光源光軸が通るように配置されている。
【0016】
第5局面では、光源の放射光のうち光源光軸に沿って進行する光が、光反射部の第1部材と前記第2部材との間隙を通過するため、光源の放射光を光反射部が過剰に遮ることが無くなり、第4局面の前記作用・効果を更に確実に得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明を具体化した一実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各図面では、説明を分かり易くするために、構成部材の寸法形状および配置箇所を誇張して模式的に図示してあり、各構成部材の寸法形状および配置箇所が実物とは必ずしも一致しないことがある。
【0019】
図1〜
図8に示すように、本実施形態の照明装置10は、ケース11(本体部12、開口部12a、内底面12b、前端壁部12c、外部取付部13、光源取付部14、光反射部15,16、光反射面15a,16a)、レンズ20(光放射面20a、側壁部20b、前端部20c、内底面20d、内角部20e、係止突起21)、光源部30(コネクタ部31、光源32、光源光軸L)、空間Sなどを備え、車両室内用照明装置(例えば、インサイドハンドルランプ、マップランプ、ルームランプ、足下用ランプなど)として用いられる。
【0020】
ケース(カバー、ハウジング)11は全体として略直方体箱状であり、本体部12(開口部12a、内底面12b、前端壁部12c)、外部取付部13a,13b、光源取付部14、光反射部15,16(光反射面15a,16a)などを備え、ケース11の内面は光反射性を有する。
本体部12は、下面側全体が開口された開口部12aを有すると共に、後端面側が開口された中空の略直方体箱状である。
本体部12の内底面12bは、本体部12の短手方向に沿って僅かに凹状に湾曲した湾曲面に形成されており、本体部12の長手方向には平坦に形成されている。
本体部12の前端面側は、内底面12bに対して垂直に立設された前端壁部12cによって閉止されている。
【0021】
外部取付部13はL字形板から成る直角鈎状であり、本体部12の長手方向の両端部近傍にて一方の側壁部外面から開口部12aに向けて突設されている。
光源取付部14は、下面側および前後端面側が開口された縦断面略コ字状であり、本体部12の後端面側に接続されている。
光反射部15,16は、本体部12内の後端部近傍にて、内底面12bおよび内側面に接続されるように立設されている。
光反射部15,16における光源取付部14に対向した部分全体が平坦な光反射面15a,16aであり、光反射面15a,16aは、本体部12の開口部12aおよび後端面に対して鋭角を成す傾斜面になるように配置形成されている。
【0022】
レンズ20は中空の縦断面略コ字状であり、レンズ20の下面側全体が平坦な光放射面(発光面)20aであり、レンズ20の短手方向の両側には長手方向に沿って側壁部20bが形成され、両側壁部20bの外面から3個ずつ係止突起21が突設されている。
レンズ20の前端部20cにおいて、レンズ20の底面部の肉厚は前端に近づくほど厚くなるように形成されており、レンズ20の内底面20dはレンズ20の長手方向に沿って凹状の湾曲面になっている。
レンズ20の長手方向において、前端部20cを除く内底面20dは平坦に形成されており、前端部20cを除く底面部の肉厚は均一に形成されている。
レンズ20の内底面20dと内側面とが接続された内角部20eは、アール形状になっている。
【0023】
光源部30はコネクタ部31および光源32を備える。
コネクタ部31は後端面側(図示略)が開口されており、コネクタ部31内には外部接続端子(図示略)が設けられて雄側コネクタが構成されている。
光源32は中心軸に沿った光源光軸Lを有する砲弾状パッケージのLED(Light Emitting Diode)であり、コネクタ部31の前端部に取付固定されており、コネクタ部31内で外部接続端子に対して電気的に接続されている。
【0024】
[照明装置10の取付構造]
照明装置10を組み立てるには、まず、ケース11の光源取付部14内に光源部30を嵌合させて取付固定し(
図5,
図6を参照)、次に、ケース11の下面側からレンズ20を嵌合させて取付固定する(
図1,
図6〜
図8を参照)。
そして、照明装置10を車両室内の被着部材(例えば、インサイドハンドルベゼルなど)に対して、ケース11の外部取付部13を係止させて取付固定する。
その後、光源部30のコネクタ部31に対して、自動車のワイヤハーネスの雌側コネクタ(図示略)を挿入固定し、コネクタ部31内の外部接続端子に雌側コネクタを電気的に接続することにより、自動車から光源部30へ電源を供給して光源32を点灯させる。
【0025】
照明装置10を組み立てた状態では、ケース11の開口部12aからレンズ20の光放射面20aが露出され、開口部12aの外周縁部と光放射面20aとが面一になっている(
図1,
図6,
図8を参照)。
また、レンズ20の両側壁部20bの外面がケース11の両側壁部内面に当接すると共に、レンズ20の前端部外面がケース11の前端壁部12cの内面に当接し、レンズ20の係止突起21が、ケース11の本体部12および光源取付部14の内側面に係止されることにより、ケース11に対してレンズ20が脱落不能に取付固定されている。
【0026】
ケース11およびレンズ20は中空であり、ケース11の内底面12bとレンズ20の内底面20dとの間には間隙が空けられ、その間隙から成る空間Sが設けられている。
ケース11の中心軸と光源部30の光源32の光源光軸Lとは合致し、ケース11の長手方向に延出された光源光軸Lは、ケース11とレンズ20と光反射部15,16とに遮られることなく、空間Sを通るように配置されている。
レンズ20は光源32の後方まで延出され、レンズ20の光放射面20aは、光源32およびコネクタ部31の前方部分の下方までを覆うように配置形成されている。
【0027】
光源32の前端部は、ケース11の光反射部15,16の光反射面15a,16aに対向して近接配置されている。
各光反射部15,16は光源光軸Lに対して対称であり、各光反射部15,16間に空けられた間隙を光源光軸Lが通るように配置されている(
図1,
図5〜
図7を参照)。
ケース11の内底面12bからの光反射部15,16の高さは、ケース11の内底面12bとレンズ20の内底面20dとの間隙の略半分である。
光反射部15,16の光反射面15a,16は平坦面であり、レンズ20の光放射面20aおよび光源光軸Lに対して鋭角を成す傾斜面になるよう、各光反射部15,16はハ字状に配置形成されている。
【0028】
[照明装置10の構成部材]
ケース11は、十分な強度を有する樹脂材料の射出成形により一体形成されている。
光反射部15,16の光反射面15a,16を含め、ケース11の内面に光反射性を付与するには、以下の方法などがある。
[ア]ケース11の樹脂材料に光反射性の高い白色顔料(例えば、酸化チタン、酸化アルミニウムなど)を添加する方法。
[イ]光反射性の高い白色顔料や金属材料(例えば、クロム、インジウム、アルミニウム、銀、金およびこれら金属材料の合金など)の粉末を含む塗料を塗装する方法。
[ウ]PVD(Physical Vapor Deposition)法またはメッキ法により光反射性の高い金属材料の光反射性薄膜を形成する方法。
【0029】
レンズ20は、透光性を有する樹脂材料の射出成形により一体形成されており、その樹脂材料には、例えば、PMMA(Polymethyl methacrylate)、PC(Polycarbonate)、PC/ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)アロイ、PET(Polyethylene Terephthalate)などがある。
レンズ20の樹脂材料のうち、PCは安価で射出成形性および耐候性に優れて透明度が高いため最も好適である。
また、レンズ20の樹脂材料に光拡散性(光散乱性)の高い材料(例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウムなど)の微粒子を光拡散材として添加し、レンズ20に光拡散材を含有させてもよい。
この場合には、光拡散材によってレンズ20の光拡散性が高められるため、レンズ20の光放射面20a全体を更にムラ無く均一に発光させることができる。
そして、レンズ20に光拡散材を含有させると、光反射部15,16などの照明装置10の内部構造が、光源32の非点灯時にレンズ20を通して視認され難くなるため、照明装置10の見栄えを良くして美観を向上させることができる。
【0030】
光源32は、LEDに限らず、十分な光量が得られるならばどのような光源を用いてもよく、その光源には、例えば、半導体発光素子(例えば、EL(Electro Luminescence)、LD(Laser Diode)など)、電球などがある。
【0031】
[実施形態の作用・効果]
本実施形態の照明装置10によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
【0032】
[1]照明装置10は、内面が光反射性を有するケース11と、ケース11内における長手方向の後端部に取り付けられて光源光軸Lがケース11の長手方向に延出された光源32と、ケース11の内底面12bに対して間隙を空けて配置されると共に光源32の後方まで延出されたレンズ20と、ケース11内にて光源32の前方側に対向して配置された光反射部15,16とを備える。
図6(A)の矢印αおよび
図7の矢印α,βに示すように、光反射部15,16は、光源32の放射光を光源32の斜め後方に向けて反射するのと同時に、レンズ20に向けて反射する。
【0033】
本実施形態では、前記した小型化が阻害されるという問題(光源の側方に位置する領域に形成された発光部の分だけ導光体の幅が広くなる)がある特許文献1の技術に比べて、照明装置10の短手方向の幅を小さくすることが可能であり、照明装置10の小型化を図ることができる。
【0034】
また、照明装置10では、ケース11とレンズ20とに間隙が空けられているため、光源32から光源光軸L方向に放射された放射光が、ケース11とレンズ20との間隙から成る空間S全体に広がりながら、ケース11の内面(内底面12bおよび内側面)によりレンズ20に向けて反射され、レンズ20の光放射面20aから照明装置10の外部へ放射される。
そして、照明装置10は光反射部15,16を備えるため、光源32の斜め後方へも放射光を容易に回り込ませることが可能になり、光源32の前方側から後方側までレンズ20の光放射面20a全体をムラ無く均一に発光させることができる。
その結果、ケース11およびレンズ20の長手方向に沿った細長形状の光を照明装置10から放射できる。
【0035】
[2]光反射部15,16の光反射面15a,16は平坦面であり、レンズ20の光放射面20aおよび光源光軸Lに対して鋭角を成す傾斜面になるよう、各光反射部15,16はハ字状に配置形成されている。
換言すれば、光反射部15,16の光反射面15a,16aは、ケース11の短手方向にて光源光軸Lから離れるほど、光源光軸L方向にて光源32に近づくように傾斜する傾斜面である。
このように光反射面15a,16aを構成すれば、光源32から放射状に放出される光を、レンズ20の長手方向に沿って光源32の斜め後方へ反射させることが可能になり、前記[1]の作用・効果が確実に得られる光反射部15,16を実現することができる。
【0036】
[3]ケース11は略直方体箱状で本体部12の開口部12aを有し、その開口部12aにレンズ20が嵌合される。そして、光源光軸Lは、ケース11とレンズ20と光反射部15,16とに遮られることなく、ケース11とレンズ20との間隙から成る空間Sを通るように配置されている。
従って、光源32の放射光のうち光量の多い光源光軸L上の光がケース11とレンズ20との間隙から成る空間S内を進行するため、特許文献1のように放射光が導光体内を進行する場合に比べて、光の減衰が小さくなることから、レンズ20の光放射面20aにおける光源32より離れた領域から放射される光量を多くすることが可能になり、照明装置10の発光効率を高めることができる。
【0037】
[4]
図7に示すように、光反射部15,16はケース11の本体部12の内底面12bに接続され、その内底面12bからの光反射部15,16の高さHは、ケース11の本体部12の内底面12bとレンズ20の内底面20dとの間隙Rの略半分(=1/2)である(H≒R/2)。
そのため、光源32の放射光を光反射部15,16が過剰に遮るのを回避することが可能になり、光源32の斜め後方側へ十分な光量の光を放射することと、光反射部15,16の前方側へ十分な光量の光を放射することとが両立されるため、前記[1]の作用・効果を更に確実に得ることができる。
【0038】
前記間隙Rに対する前記高さHの比の範囲は1/3〜2/3が適当であり、望ましくは1/3〜1/2、特に望ましくは1/2である。
前記間隙Rに対する前記高さHの比がこの範囲より小さくなると、光反射部15,16の光反射面15a,16aの面積が過剰に小さくなるため、光反射面15a,16aの反射光の光量も少なくなり、光源32の斜め後方側へ十分な光量の光を放射することが困難になる。
【0039】
前記間隙Rに対する前記高さHの比がこの範囲より大きくなると、光反射部15,16の光反射面15a,16aの面積が過剰に大きくなるため、光源32の放射光を光反射部15,16が過剰に遮り易くなり、光源32の前方側へ十分な光量の光を放射することが困難になる。
また、前記間隙Rに対する前記高さHの比がこの範囲より大きくなると、光反射部15,16の先端がレンズ20に近づくことで、光源32の非点灯時にレンズ20を通して光反射部15,16が視認され易くなり、照明装置10の見栄えが悪くなって美観が損なわれるおそれがある。
【0040】
[5]
図5〜
図7に示すように、照明装置10は2個の光反射部15,16(第1部材、第2部材)を備え、各光反射部15,16は光源光軸Lに対して対称であり、各光反射部15,16間に空けられた間隙を光源光軸Lが通るように配置されている。
そのため、光源32の放射光のうち光源光軸Lに沿って進行する光が、光反射部15,16の間隙を通過するため、光源32の放射光を光反射部15,16が過剰に遮ることが無くなり、前記[4]の作用・効果を更に確実に得ることができる。
【0041】
[6]
図6に示すように、レンズ20の前端部20cにおいて、レンズ20の底面部の肉厚は前端に近づくほど厚くなるように形成され、レンズ20の内底面20dはレンズ20の長手方向に沿って凹状の湾曲面になっている。
従って、レンズ20の前端に近づくほど、光源32の放射光がレンズ20の内底面20dに入射し易くなり、
図6(A)の矢印γに示すように屈折することで、レンズ20の光放射面20aから照明装置10の前方側のより遠方へ光を放射させることが可能になり、ケース11およびレンズ20の長手方向に沿った広い箇所を照明することができる。
【0042】
[7]
図2および
図8に示すように、レンズ20は縦断面略コ字状であり、レンズ20の短手方向の両側には長手方向に沿って側壁部20bが形成され、側壁部20bはケース11に嵌合されている。
そのため、側壁部20bを設けることによってレンズ20の強度を高めることができる。
また、レンズ20の側壁部20bおよびケース11の内側面により、光源32の放射光を乱反射または拡散透過させることが可能になり、前記[1]の作用・効果を更に確実に得ることができる。
【0043】
[8]
図8に示すように、ケース11の本体部12の内底面12bは、本体部12の短手方向に沿って僅かに凹状に湾曲した湾曲面に形成されているため、光源32の放射光を内底面12bによりレンズ20に向けて効率的に反射させることが可能になり、前記[1]の作用・効果を更に確実に得ることができる。
【0044】
[9]
図8に示すように、レンズ20の内底面20dと内側面とが接続された内角部20eは、アール形状になっている。
内角部20eが直角形状の場合には、レンズ20の厚みの変化が急になるため、レンズ20の光放射面20aに内角部20eの直線状の影が映るという欠点があるが、照明装置10では内角部20eがアール形状であるため前記欠点を回避することができる。
【0045】
<別の実施形態>
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、前記実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
【0046】
[A]光反射部15,16の光反射面15a,16aは、前記[1]の作用・効果を確実に得られるならば、平坦面に限らず、曲面状に形成してもよい。
【0047】
[B]レンズ20の内面または光放射面20aの少なくともいずれか一方に微細な凹凸加工(例えば、シボ加工、ブラスト加工など)を施してもよい。
この場合には、微細な凹凸加工によってレンズ20の光拡散性が高められるため、レンズ20の光放射面20a全体を更にムラ無く均一に発光させることができる。
尚、レンズ20の光放射面20aに凹凸加工を施した場合には、照明装置10の外部から光放射面20aに外力が印加されると凹凸加工が傷付き易いという欠点がある。それに対して、レンズ20の内面に凹凸加工を施した場合には、前記欠点を回避することができる。
【0048】
<実施形態の記載に基づく付記事項>
前記実施形態および別の実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
【0049】
[付記1]前記レンズの前端部にて、前記レンズの底面部の肉厚は前端に近づくほど厚くなるように形成され、前記レンズの内底面は前記レンズの長手方向に沿って凹状の湾曲面になっている、第1〜第5局面に記載の照明装置。
付記1では、レンズの前端に近づくほど屈折率が高くなるため、レンズの光放射面から照明装置の前方側のより遠方へ光を放射させることが可能になり、ケースおよびレンズの長手方向に沿った広い箇所を照明することができる。
【0050】
[付記2]前記レンズは縦断面略コ字状であり、前記レンズの短手方向の両側には長手方向に沿って側壁部が形成され、前記側壁部は前記ケースに嵌合されている、第1〜第5局面または付記1に記載の照明装置。
付記2では、側壁部を設けることによってレンズの強度を高めることができる。
また、付記2では、レンズの側壁部およびケースの内側面によって光源の放射光を乱反射させることが可能になり、第1局面の前記作用・効果を更に確実に得ることができる。
【0051】
本発明は、前記各局面、前記実施形態、前記付記事項の記載に何ら限定されるものではない。前記各局面、前記実施形態、前記付記事項および特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様も本発明に含まれる。本明細書の中で明示した公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。