| 【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
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| 【要約】 |
【課題】均一な輝度でリング状の光を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７の側に、点状光源8からの入射光を反射させる光反射手段９を有し、他の側周面10の側に、リング状の光を発する発光面11を有する発光部２と、点状光源８からの光を取り入れる光入射面12を有し、発光部２の前記一の側周面７の、前記光反射手段９の非配設部分の少なくとも１箇所から突出させ、発光部2と一体的に形成した導光部３と、導光部３内に取り入れられた光の少なくとも一部の進行方向を、発光部２の延在方向14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４とを具え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手段を有し、他の側周面の側に、リング状の光を発する発光面を有する発光部と、点状光源からの光を取り入れる光入射面を有し、発光部の前記一の側周面の、前記光反射手段の非配設部分の少なくとも１箇所から突出させ、発光部と一体的に形成した導光部と、を具えることを特徴とするリング状発光体。
【請求項２】 導光部内に取り入れられた光の少なくとも一部の進行方向を、発光部の延在方向をなす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さらに具える請求項１記載のリング状発光体。
【請求項３】 発光部は、円形又は多角形の断面形状を有する請求項１又は２記載のリング状発光体。
【請求項４】 光偏向手段は、反射層又はハーフミラーである請求項２又は３記載のリング状発光体。
【請求項５】 光偏向手段は、導光部内に取り入れられた光の少なくとも一部を、発光部の延在方向をなす２方向に向かって反射させる請求項２、３又は４記載のリング状発光体。
【請求項６】 リング状発光体は、点状光源を取り付けた連結手段を有し、この連結手段を導光部の端部に連結して、点状光源とこれに対向する導光部の光入射面との間の距離を一定に保持する請求項１〜５のいずれか１項記載のリング状発光体。
【請求項７】 リング状発光体は、一の側面の側に点状光源からの入射光を反射させる光反射手段を有し、他の側面の側に線状光を発する発光面を有する発光部を具える棒状発光体を、リング状に湾曲させて前記発光部を形成するとともに、リング状に湾曲させた棒状発光体の両端部の外面同士を拝み合わせ状態で接合し、この接合された前記両端部によって、独立した２個の光入射面を有する前記導光部を形成してなる請求項１〜６のいずれか１項記載のリング状発光体。
【請求項８】 ２個の光入射面に対応して2個の点状光源をそれぞれ対向させて配設する請求項７記載のリング状発光体。
【請求項９】 点状光源はＬＥＤランプである請求項１〜８のいずれか１項記載のリング状発光体。
【請求項１０】 リング状発光体を車両用灯具として使用する請求項１〜９のいずれか１項記載のリング状発光体。
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【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、点状光源から発する光を発光部内に導光部を経て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手段を有し、他の側周面の側に、リング状の光を発する発光面を有する発光部と、点状光源からの光を取り入れる光入射面を有し、発光部の前記一の側周面の、前記光反射手段の非配設部分の少なくとも１箇所から突出させ、発光部と一体的に形成した導光部とを具えることを特徴とするリング状発光体である。また、導光部内に取り入れられた光の少なくとも一部の進行方向を、発光部の延在方向をなす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さらに具えることが好ましい。
【００１１】発光部は、円形又は多角形の断面形状を有すること、光偏向手段は、反射層又はハーフミラーであること、及び／又は、光偏向手段は、前記光入射面から導光部内に取り入れられた光の少なくとも一部を、発光部の延在方向をなす２方向に反射させることが好ましい。
【００１２】さらに、リング状発光体は、点状光源を取り付けた連結手段を有し、この連結手段を導光部の端部に連結して、点状光源とこれに対向する導光部の光入射面との間の距離を一定に保持することが好ましい。
【００１３】さらにまた、リング状発光体は、一の側面の側に点状光源からの入射光を反射させる光反射手段を有し、他の側面の側に線状光を発する発光面を有する発光部を具える棒状発光体を、リング状に湾曲させて前記発光部を形成するとともに、リング状に湾曲させた棒状発光体の両端部の外面同士を拝み合わせ状態で接合し、この接合された前記両端部によって、独立した２個の光入射面を有する前記導光部を形成することが好ましく、加えて、２個の光入射面に対応して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好ましい。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。
【００１４】
【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)が側面図である。図１(a),(b)に示すリング状発光体１Ａは、発光部２と、導光部３と、光偏向手段４とで主に構成されている。
【００１５】発光部２は、例えば、高屈折率をもつコア５と、コア５よりも低い屈折率をもち、コア５の外面を被覆するクラッド６とで主に構成されている（図３(a),(b)参照）。
【００１６】また、発光部２の一の側周面７の側であって、コア５とクラッド６の間に、点状光源８からの入射光を反射させる光反射手段９を有し、他の側周面10の側に、リング状の光を発する発光面11を有している（図３(a),(b)）。
【００１７】発光部２は、真円形（図２(a)）や楕円形又は四角形（図２(b)）のような多角形の断面形状を有することが好ましい。
【００１８】発光部２を構成するコア５としては、クラッド６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。
【００１９】発光部２を構成するクラッド６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。
【００２０】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。
【００２１】光反射手段９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７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。
【００２２】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。
【００２３】尚、発光部２の発光面11は、導光部３の光入射面12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手段９の適正化を図ることが好ましい。例えば、発光部は、点状光源から離れる位置にある部分ほど、反射層９の幅を広くするか（図３(a),(b)）、あるいは、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をリング状に発光させることができる。
【００２４】また、発光部２の発光面11以外の部分から光が漏れる恐れがある場合には、図1(a)に示すように、発光部２の発光面11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い。この保護層13によって、反射層９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11の輝度を高めることができる。
【００２５】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。
【００２６】導光部３は、点状光源８からの光を取り入れる光入射面12を有し、発光部２の前記一の側周面７の、前記光反射手段９の非配設部分の少なくとも１箇所から突出させ、発光部２と一体的に形成する。尚、導光部３を発光部の側周面７の2箇所以上に設ける場合には、側周面７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。
【００２７】光偏向手段４は、前記光入射面12から導光部３内に採り入れられた光の少なくとも一部の進行方向を、発光部２の延在方向14をなす２方向のうちの少なくとも１方向に反射させる構成を有している。
【００２８】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４は、前記光入射面12から導光部３内に採り入れられた光の少なくとも一部の進行方向を、発光部２の延在方向14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。
【００２９】光偏向手段４としては、具体的には、光入射面12から導光部３内に取り入れられた光が最初に衝突する発光部２の発光面11の部分に、図１(a),(b)に示すようなプリズム状の反射層、又はハーフミラーを配設して、光の進行方向を発光部２内に反射させることが好ましい。
【００３０】一般に、導光部３内に取り入れられた光が最初に衝突する発光面11の特定部分11aは、他の発光面の部分11ｂ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。
【００３１】この場合には、発光面11の特定部分11aに、入射光を透過光と反射光に２分するハーフミラーを設けることによって、リング状の発光面11を均一な輝度で発光させることができる。
【００３２】また、発光面11の特定部分11a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11の特定部分11aに反射層を配設すればよく、これによって、発光面11の他の部分11bでの輝度を高めることができる。尚、この場合の発光面11での発光は、厳密にはリング状ではなくＣ字状となるが、例えば、車両のヘッドライトに使用する場合には、発光面の発光しない特定部分11a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。
【００３３】また、リング状発光体１は、点状光源８を取り付けた連結手段15、図2(a),(b)ではソケット15を有し、この連結手段15を導光部３の端部に連結して、点状光源８とこれに対向する導光部３の光入射面12との間の距離を一定に保持することが好ましい。
【００３４】さらに、図２(a),(b)に示すようなリング状発光体１の形成は、例えば、一の側面の側に点状光源からの入射光を反射させる光反射手段を有し、他の側面の側に線状光を発する発光面を有する発光部を具える棒状発光体をリング状に湾曲させて前記発光部２を形成するとともに、リング状に湾曲させた棒状発光体の両端部の外面同士を拝み合わせ状態で接合して、独立した２個の光入射面12a,12bを有する前記導光部３を形成する。従って、リング状発光体の両端から光を取り入れるので、高輝度かつ均一の発光を実現できる。
【００３５】かかる場合、２個の光入射面12a,12bにそれぞれ対向させて点状光源8a,8bを配設することがより好適であり、これによって、より均一な輝度でリング状に発光させることができる。
【００３６】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１〜３に示すリング状発光体1A,1B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。
【００３７】
【発明の効果】この発明によれば、点状光源から発する光を発光部内に導光部を経て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。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５２７８
【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン
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| 【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
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２９７１０８（Ｐ２００３−２９７１０８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１０月１７日（２００３．１０．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−９９６９２（Ｐ２００２−９９６９２） |
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