| 【発明の名称】 |
リング状発光体 |
| 【発明者】 |
【氏名】田澤 晴列
【氏名】増谷 真紀
【氏名】杉山 秀夫
【氏名】吉川 雅人
|
| 【要約】 |
【課題】均一な輝度でリング状の光を安定に発することができるリング状発光体を提供することにある。
【解決手段】一の側周面9の側に、点状光源８からの入射光を反射させる光反射面２を有し、他の側周面11の側に、リング状の光を発する発光面3を有し、前記一の側周面9の、前記光反射面2の非配設部分の少なくとも１箇所に、点状光源8からの光を取り入れる光入射部4を有し、この光入射部4から取り入れられた光の少なくとも一部の進行方向を、発光面3の延在方向10をなす２方向のうちの少なくとも１方向に向かって反射させる光偏向手段5を有することを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 一の側周面の側に、点状光源からの入射光を反射させる光反射面を有し、他の側周面の側に、リング状の光を発する発光面を有し、前記一の側周面の、前記光反射面の非配設部分の少なくとも１箇所に、点状光源からの光を取り入れる光入射部を有し、この光入射部から取り入れられた光の少なくとも一部の進行方向を、発光面の延在方向をなす２方向のうちの少なくとも１方向に向かって反射させる光偏向手段を有することを特徴とするリング状発光体。
【請求項２】 発光体は略円形又は略多角形の断面形状を有する請求項１記載のリング状発光体。
【請求項３】 光入射部は２つの光屈折面を有し、これらの光屈折面が光偏向手段を構成する請求項１又は２記載のリング状発光体。
【請求項４】 光入射部は２つの光屈折面を有し、光入射部の配設位置に対応した他の側周面の部分の側に光反射手段を有し、これらの光屈折面と光反射手段の双方が光偏向手段を構成する請求項１又は２記載のリング状発光体。
【請求項５】 光入射部を構成する2つの光屈折面は、一の側周面の一部を切り欠いて略三角形の断面形状を形成する請求項３又は４記載のリング状発光体。
【請求項６】 光偏向手段は、発光体内を発光面の延在方向をなす２方向に向かって反射させる請求項１〜５のいずれか１項記載のリング状発光体。
【請求項７】 発光体に、２個の光入射部と２個の点状光源をそれぞれ対向させて配設する請求項１〜６のいずれか１項記載のリング状発光体。
【請求項８】 点状光源はＬＥＤランプである請求項１〜７のいずれか１項記載のリング状発光体。
【請求項９】 リング状発光体を車両用灯具として使用する請求項１〜８のいずれか１項記載のリング状発光体。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばＬＥＤランプのような点状光源を用い、この点状光源からの光を線状光に変換してリング状に発光させるリング状発光体に関するものである。尚、このリング状発光体は、特に車両のヘッドランプの電飾やブレーキランプなどの車両用灯具して用いるのに適する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、線状の発光が得られる発光体としては、例えばネオン管や蛍光灯のような電灯が知られているが、かかる電灯は、高電圧を必要とし、感電や漏電の危険性があるため、例えば、雨や雪のような水気のある場所では使用することができない。また、上記電灯は、ガラス管で形成されているので、人や車両等が物理的に衝突する恐れのある場所では、ガラス管が破損する可能性があることから使用することができない。さらに、リング状に湾曲させるような態様で上記電灯を使用する場合には、その曲率に合わせたガラス細工を行う必要があり、これは、熟練を要するとともに、コストの増大を招くことにある。その上、消費電力が１ｍの長さ当たり数十Ｗ程度と大きいことから、長時間にわたって使用する場合には、商用電源が利用できる場所でなければ使用できない。従って、発光体として上記電灯を用いた場合、上述した種々の問題点があった。
【０００３】一方、点状光源、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）ランプは、発光の応答速度が速く、低消費電力で長寿命であり、小型である等の利点を有している。
【０００４】かかる点状光源を用いて線状光を発するための手段としては、例えば、管状クラッドと、該管状クラッドの構成材料よりも高屈折率の材料で構成されるコアと、該管状クラッドとコアとの間に該管状クラッドの長さ方向に沿って帯状に延びる反射層とを具える光伝送チューブを用い、この光伝送チューブの端面にＬＥＤランプを配置して、このＬＥＤランプから発した光を前記コアに入射し、この入射光を該反射層で反射・散乱させて該反射層形成側と反対側の管状クラッド側周面から線状光を発する構成にするのが有用である。
【０００５】ところで、近年においては、車両、特に高級乗用車では、その付加価値を高める等の理由から、デザイン等の意匠性を重視する傾向がある。
【０００６】車両の意匠性を向上させるための手段としては、例えば、ヘッドライトによる照明光とは別に、ＬＥＤランプのような点状光源を用いてヘッドライトの外周縁に沿って配設した発光体をリング状に点灯又は点滅させてヘッドライトの電飾等を施すことが有用である。
【０００７】リング状発光体の形成手段としては、例えば、米国特許第６１０７９１６号公報に、Ｃ字状の光放射素子を発光部と、点状光源からの光を導く導光部（光偏向素子）とでリング状をなし、発光部の向かい合う両端面を導光部に設けた凹所で保持して、導光部からの入射光が発光部の両端面を通じて発光部全体にわたって直接案内されるように構成したリング状発光体が記載されている。
【０００８】しかしながら、上掲公報に記載されたリング状発光体は、発光部と導光部とを別部材で構成しているため、導光部内を透過した光が、発光部と導光部の接触界面で屈折や反射しやすく、また、発光部の端面を導光部の凹所で保持するだけだと、車両に強い衝撃や振動が作用した場合には、発光部と導光部の接触面同士がずれる可能性もあり、かかる場合には、導光部内を透過した光を発光部内に有効に取り入れることができず、均一な輝度のリング状の光が得られない場合がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、発光体を同一部材で一体的に構成し、点状光源から発する光を発光体内に有効に取り入れることによって、均一な輝度でリング状の光を安定して発することができるリング状発光体を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、この発明は、一の側周面の側に、点状光源からの入射光を反射させる光反射面を有し、他の側周面の側に、リング状の光を発する発光面を有し、前記一の側周面の、前記光反射面の非配設部分の少なくとも１箇所に、点状光源からの光を取り入れる光入射部を有し、この光入射部から取り入れられた光の少なくとも一部の進行方向を、発光面の延在方向をなす２方向のうちの少なくとも１方向に向かって反射させる光偏向手段を有することを特徴とするリング状発光体である。
【００１１】発光体は、略円形又は略多角形の断面形状を有することが好ましい。
【００１２】光偏向手段は、光入射部は２つの光屈折面を有し、これらの光屈折面で構成するか、又は、これらの光屈折面と、光入射部の配設位置に対応した他の側周面の部分の側に配設した、反射層やハーフミラーのような光反射手段の双方で構成することが好ましく、加えて、光入射部を構成する2つの光屈折面は、一の側周面の一部を切り欠いて略三角形の断面形状を形成することがより好適である。
【００１３】また、光偏向手段は、発光体内を発光面の延在方向をなす２方向に向かって反射させること、さらには、発光体に、２個の光入射部と２個の点状光源をそれぞれ対向させて配設することが、より均一な輝度のリング状発光を得る上で好適である。
【００１４】尚、点状光源はＬＥＤランプであることが好ましく、また、リング状発光体は、ヘッドライトの電飾やブレーキランプ等の車両用灯具として使用することがより好適である。
【００１５】
【発明の実施の形態】図1は、この発明に従う代表的なリング状発光体の一例を示したものであり、図1(a)が斜視図、図1(b)が同図(a)のＩＡ−ＩＡ断面図であり、図2(a),(b)はそれぞれ図1(a)のＩＢ−ＩＢ断面図及びＩＣ−ＩＣ断面図である。
【００１６】図1(a),(b)に示すリング状発光体１は、光反射面２（図2(a)参照）と、発光面３と、光入射部４と、光偏向手段５とで主に構成されている。
【００１７】発光体１は、例えば、高屈折率をもつコア６と、このコア６よりも低い屈折率をもち、コア６の外面を被覆するクラッド７とで主に構成されている（図2(a),(b)参照）。
【００１８】発光体１は、真円形（図2(a)）や楕円形又は四角形（図3(a)）のような多角形の断面形状を有することが好ましい。
【００１９】発光体１を構成するコア６としては、クラッド７よりも屈折率が高く、変形しにくい固体状の透光材料を用いることが好ましく、例えば、ポリスチレン、スチレン・メチルメタクリレート共重合体、（メタ）アクリル樹脂、ポリメチルペンテン、アリルグリコールカーボネート樹脂、スピラン樹脂、アモルファスポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリアリルサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ジアリルフタレート、フッ素樹脂、ポリエステルカーボネート、ノルボルネン系樹脂（ＡＲＴＯＮ）、脂環式アクリル樹脂（オプトレッツ）、シリコーン樹脂、アクリルゴム、シリコーンゴムなどの透明材料が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２０】発光部２を構成するクラッド７としては、コア５よりも屈折率が低い透光材料であればよく、例えば、プラスチックやエラストマーなどの有機材料が挙げられ、より具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチル（メタ）アクリレート、フッ化ポリメチル（メタ）アクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリエチレン−ポリビニルアルコール共重合体、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、フッ素ゴム、シリコーンゴムなどが挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。尚、上述した発光部の構成は、コアとクラッドで構成されている場合について説明しているが、例えば、クラッドなし（厳密には空気がクラッド）で構成してもよい。
【００２１】点状光源８としては、例えば、発光の応答速度が速く、低消費電力で長寿命であり、小型である等の利点を有するＬＥＤランプを用いることが好ましい。また、ＬＥＤランプ８としてＲＧＢ３色ＬＥＤランプを用いれば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）、黄（Ｒ＋Ｇ）、紫（Ｒ＋Ｂ）及びコバルトブルー（Ｇ＋Ｂ）の７色に変化することが可能になるので、特にヘッドランプの電飾等に適用することが好適である。
【００２２】光反射面２は、図2(a),(b)に示すように、発光体１の一の側周面９の側であって、例えばコア６とクラッド７の間に、点状光源８からの入射光を反射させるための配設する。光反射面２は、白色顔料や散乱材を含む（メタ）アクリル系ポリマー等で形成した白色線や金属層などからなる反射層で構成するか、または、一の側周面９に、三角形の断面形状を有する山部を周方向に設け、かかる山部を構成する斜面で反射させるように構成することが好ましい。
【００２３】白色顔料や散乱材としては、例えばシリコーン樹脂粒子やポリスチレン樹脂粒子等の有機ポリマー粒子、Al2O3、TiO2、SiO2等の金属酸化物粒子、BaSO4等の硫酸塩粒子、CaCO3等の炭酸塩粒子などが挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を併用して使用すればよい。
【００２４】発光面３は、他の側周面11の側に、連続したリング形状に形成され、発光時にはリング状の光を発することができる。尚、発光面３は、光入射部４から離れる位置にあるほど光量が少なくなるため、均一な輝度でリング状の発光を得るには光反射面２の適正化を図ることが好ましい。例えば、光反射面２は、点状光源７から離れる位置にある発光体１の部分ほど、幅を広くするか（図2(a),(b)）、あるいは、光反射層２が山部で反射させる構成である場合には、山部の配設数を増加させたり、山部の配設ピッチを狭くするなどの手段を講じることによって、均一な輝度で発光体１をリング状に発光させることができる。
【００２５】光入射部４は、一の側周面９の、前記光反射面２の非配設部分の少なくとも１箇所に、点状光源８からの光を発光体１内に取り入れるため配設する。尚、光入射部４を一の側周面９の2箇所以上に設ける場合には、前記側周面９上に均等間隔で配設することが、均一な輝度でリング状の光を得る点で好ましい。光入射部４は、図1(b)に示すように、2つの光屈折面4a,4bを有し、これら光屈折面4a,4bは、例えば一の側周面９の一部を切り欠いて略三角形の断面形状に略三角形の断面形状を形成することが好ましい。
【００２６】光偏向手段５は、光入射部４から取り入れられた光の少なくとも一部の進行方向を、発光面３の延在方向10をなす２方向のうちの少なくとも１方向に向かって反射させるため配設する。尚、より均一な輝度でリング状の発光を実現するには、光偏向手段５は、前記光入射部４から発光体１内に採り入れられた光の少なくとも一部の進行方向を、発光体１の延在方向10をなす２方向に反射させる構成にすることがより好適である。光偏向手段５としては、具体的には、図1(b)に示すように、光入射部４を構成する２つの光屈折面4a,4bが該当し、これら光屈折面4a,4bで発光体１内に入射した光を、発光体１の延在方向10をなす２方向に反射させる構成にすることが均一な高輝度のリング状の発光面３を得る上で好ましい。
【００２７】ところで、一般に、発光体１内に取り入れられた光が最初に衝突する発光面３の特定部分3aは、発光面３の他の部分3bに比べて発光量が多く、前者が高輝度、後者が低輝度となる傾向がある。
【００２８】この場合には、図3(a)に示すように、発光面３の特定部分3aに、入射光を透過光と反射光に２分するハーフミラーのような光反射手段12を光偏向手段５として設けることができ、これによって、リング状の発光面３を均一な輝度で発光させることができる。
【００２９】また、発光面３の特定部分3aが他の部材によって隠れるような用途に用いられる場合には、発光面３の特定部分3aにプリズム状の反射層のような光反射手段12を光偏向手段５として配設すればよく、これによって、発光面３の他の部分3bでの輝度をより一層高めることができる。尚、この場合の発光面３での発光は、厳密には連続したリング状ではなくＣ字状などの不連続になるが、例えば、車両のヘッドライトに使用する場合には、発光面３の発光しない特定部分3aを他の部材等で見えなくなるような位置に配置することが意匠性を高める点で好ましい。
【００３０】また、図3(a),(b)は、断面が四角形の発光体１に、さらに高輝度の発光面３を得るため、２個の光入射部４と２個の点状光源８をそれぞれ対向させて配設した場合の一例を示したものである。
【００３１】尚、発光体１の発光面３以外の部分から光が漏れる恐れがある場合には、図3(a),(b)に示すように、発光体１の発光面３以外の部分を覆うように保護層13を配設することが好ましく、この保護層13の配設によって、光反射面２で反射できずに漏れた光を反射させることにより光の損失を低減して、発光面３の輝度を高めることができる。
【００３２】保護層13としては、例えば銀、アルミニウム等の金属箔や金属シート、又は光を散乱する散乱性粒子を分散させた塗膜などを用いることが好ましい。
【００３３】また、点状光源８と発光体１を一体化する手段としては、例えば、点状光源のレンズ形状に対応した凹部を発光体１に形成し、接着等により一体化するか、予め点状光源を発光体１の成型モールド内にセットして一体的に射出成形しても良い。更に、略三角形の断面形状の光屈折面上に点状光源を配置して、空隙を上述のとおり接着剤等により固着一体化￥しても良い。そして、これによって、点状光源８とこれに対向する光入射部４との間の距離を一定に保持することが好ましい。
【００３４】尚、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、図示したリング状発光体１は、ヘッドライトの電飾や表示灯として使用できる他、点状光源８として、発光の応答速度が速いＬＥＤランプを用いれば、ブレーキランプとしても適用することができ、さらに、リング状の発光が必要なあらゆる分野で適用することも可能である。
【００３５】
【発明の効果】この発明によれば、発光体を同一部材で一体的に構成し、点状光源から発する光を発光体内に有効に取り入れることによって、均一な輝度でリング状の光を安定して発することができるリング状発光体の提供が可能になった。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５２７８
【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン
|
| 【出願日】 |
平成１４年４月２日（２００２．４．２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７２０５１
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 興作
|
| 【公開番号】 |
特開２００３−２９７１０７（Ｐ２００３−２９７１０７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１０月１７日（２００３．１０．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−９９６９０（Ｐ２００２−９９６９０） |
|