| 【発明の名称】 |
照光装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】小林 歩
【住所又は居所】東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプス電気株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】光源の光を面積小なる特定領域へ効率よく集光させることができ、それゆえ低コスト，省スペースにて照光領域を所望の明るさで照光させることができる照光装置を提供すること。
【解決手段】凸レンズ部７の周囲に断面形状略半円形の環状部８を設けた集光体６を備え、凸レンズ部７の光入射面７ａと環状部８の第１の内壁面８ａとを光源（ランプ）９に対向させた状態で集光体６を配置させる。そして、この集光体６に入射された光源９の光が、凸レンズ部７の光出射面７ｂと環状部８の第２の内壁面８ｂとから、導光体５の光入射用端面５ａのような面積小なる特定領域へ効率よく向かうようにしておく。これにより、光源９の光を照光用として有効に利用することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 光源と、この光源に対向配置した光透過率の高い材料からなる集光体とを備え、前記集光体が、光入射面および光出射面を凸状の湾曲面となした凸レンズ部と、この凸レンズ部の周囲に一体形成されて径方向外側で軸線方向の厚さ寸法が大となる断面形状略半円形の環状部とで構成され、前記光源の光が、前記凸レンズ部の前記光入射面と前記環状部の第１の内壁面から入射されると共に、前記凸レンズ部の前記光出射面と前記環状部の第２の内壁面とから特定の領域へ向けて出射されるように構成したことを特徴とする照光装置。
【請求項２】 請求項１の記載において、前記集光体の外壁面のうち、前記第１の内壁面の周囲に位置する部分を、前記光源に向かってその口径が漸減するテーパ面となしたことを特徴とする照光装置。
【請求項３】 請求項１または２の記載において、前記凸レンズ部の前記光出射面と対向する位置に導光体の一端面を対向配置させ、この導光体の他端面を照光領域と対向する位置に配置させたことを特徴とする照光装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は照光装置に係り、特に、ランプ等の光源の光を導光体等を介して照光領域へと導く照光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車載用等のコントロールパネルには、暗所において操作キーを照光させるために照光装置が組み込まれていることが多い。かかる照光装置では、通常、アクリル樹脂等からなる導光体の後部に設けられた光入射用の端面がランプ等の光源に対向させてあると共に、この導光体の前部に設けられた光出射用の端面が操作キーの照光領域に対向させてあり、光源から出射された光が導光体を介して照光領域へと導かれるようになっている。
【０００３】ところで、ランプ等の光源の光は放射状に広がるので、この光を効率よく照光領域へ導くためには、導光体の光入射用端面は面積を大きくしたほうが有利であり、光源との距離も極力近接させたほうが有利と考えられる。しかしながら、端面を大径化した太い導光体を使用すると、導光体が大型化して重量も増大するため、長焦点化も含めスペースファクタや取扱い性が極端に悪くなるという問題が起こる。また、導光体と光源との間には、光源の発生する熱で導光体が溶融しないようにするため、所定のクリアランスを確保しておく必要がある。それゆえ、この種の照光装置においては、従来、光源の光のごく一部しか照光領域へ導けないという理由から、照光領域を所望の明るさで照光させるために複数の光源を配設するという構成のものが一般的であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、複数の光源を配設することによって照光領域を所望の明るさで照光させている従来の照光装置は、光源の光の多くを無駄にしているという非効率的な構成であり、かつ、複数の光源をそれぞれ所定位置に実装しなければならないので、部品コストや組立コストが嵩むという問題があった。
【０００５】そこで、光源の近傍に湾曲させた反射膜を設けて、導光体の光入射用端面を外れた向きに進む光源の光の多くを、該反射膜で反射させて該端面に向かわせるという手法が提案されているが、所定形状に湾曲させた反射膜を安価に製造することは困難なので、照光装置のコストダウンを図るうえで有効な手法とは言いがたかった。
【０００６】本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、光源の光を面積小なる特定領域へ効率よく集光させることができ、それゆえ低コスト，省スペースにて照光領域を所望の明るさで照光させることができる照光装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成するために、本発明の照光装置では、光源と、この光源に対向配置した光透過率の高い材料からなる集光体とを備え、前記集光体が、光入射面および光出射面を凸状の湾曲面となした凸レンズ部と、この凸レンズ部の周囲に一体形成されて径方向外側で軸線方向の厚さ寸法が大となる断面形状略半円形の環状部とで構成され、前記光源の光が、前記凸レンズ部の前記光入射面と前記環状部の第１の内壁面から入射されると共に、前記凸レンズ部の前記光出射面と前記環状部の第２の内壁面とから特定の領域へ向けて出射されるように構成した。
【０００８】このように構成された照光装置にあっては、光源から凸レンズ部の光入射面に入射した光が集光作用を受けるだけでなく、光源から環状部の第１の内壁面に入射した光も該環状部の外壁面で反射されて集光作用を受けるので、これら光入射面および第１の内壁面を光源に対向させた状態で集光体を配置させることにより、この光源から集光体へ入射される光の多くを、凸レンズ部の光出射面や環状部の第２の内壁面から面積小なる特定領域へ向かわせることができる。つまり、光源の近傍に集光体を配置させることにより、照光に利用されずに無駄になる光の割合が低減するので、光源の数が少なくても照光領域を所望の明るさで照光させることが可能となり、反射膜を別途用意する必要もなくなる。
【０００９】また、かかる構成において、集光体の外壁面のうち、前記第１の内壁面の周囲に位置する部分を、前記光源に向かってその口径が漸減するテーパ面となしておけば、第１の内壁面を通過した光源の光が大きな入射角で該テーパ面に到達することになるので、該テーパ面で多くの光を全反射させることができると共に、該テーパ面で反射した光が狭い領域へ進みやすくなる。したがって、光源の発光部に多少の位置ずれがある場合や、フィラメントのように発光部が点光源でない場合にも、集光体の外壁面からの漏光が抑制されると共に、該外壁面での反射光の拡散が抑制されることになって、光源の光が照光用として有効に利用できる。
【００１０】なお、本発明の照光装置は、光源の光を集光体を介して導光体の光入射用端面へ向かわせる構成とすることによって、実用的価値が高まる。すなわち、前記凸レンズ部の前記光出射面と対向する位置に導光体の一端面（光入射用端面）を配置させて、集光体が光源の光を該端面へ向けて出射するようになすと共に、この導光体の他端面（光出射用端面）を照光領域と対向する位置に配置させた構成とすることにより、光源の光を集光体を介して導光体の面積小なる光入射用端面へ効率よく向かわせることができるので、複数の光源や反射膜を用意しなくても照光領域を所望の明るさで照光させることが可能となり、導光体の大型化や重量増加も回避できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１は本実施形態例に係る照光装置の要部説明図、図２は該照光装置の全体構成図、図３は光源の発光部位に位置ずれがある場合の光路を本実施形態例（ａ）と比較例（ｂ）とについて示した説明図である。
【００１２】図１，２に示す照光装置は、車載用コントロールパネル等のケース１内に組み込まれて、暗所で操作キー２を照光させるために使用されるものであり、図２中の符号３はケース１の背部を蓋閉するカバー、４はケース１内に設置された回路基板を示している。この照光装置には、アクリル樹脂等の光透過率の高い材料からなりケース１に保持された導光体５と、同じくアクリル樹脂等の光透過率の高い材料からなり導光体５の光入射用端面５ａの近傍に配置された集光体６と、回路基板４に実装されて操作キー２の照光領域２ａに光を供給するランプ９とによって概略構成されており、導光体５の前部に設けた光出射用端面５ｂが操作キー２の照光領域２ａの裏面に対向させてある。ただし、導光体５と集光体６は２個ずつ配設されていて、ケース１内の離れた場所に組み込まれた２個の導光体５の中間にランプ９が設置され、このランプ９と各導光体５との間にそれぞれ集光体６が設置されている。
【００１３】各集光体６には、光入射面７ａおよび光出射面７ｂを凸状の湾曲面となした凸レンズ部７と、この凸レンズ部７の周囲に一体形成されて径方向外側で軸線方向の厚さ寸法が大となる断面形状略半円形の環状部８とが設けてある。これらの集光体６は、凸レンズ部７の光入射面７ａと、この光入射面７ａを包囲しつつ外向きに湾曲して一方の開口端６ａへと至る環状部８の第１の内壁面８ａとを、ランプ９に対向させた状態で回路基板４上に保持されており、各集光体６の外壁面のうち、第１の内壁面８ａの周囲に位置する部分は、ランプ９に対向する開口端６ａ側で口径が漸減するテーパ面８ｃとなっている。そして、各集光体６をランプ９や導光体５との位置関係を考慮して適宜位置に配置させることにより、ランプ９の発光部９ａから出射された光が、集光体６の凸レンズ部７の光出射面７ｂと、この光出射面７ｂを包囲しつつ外向きに湾曲して他方の開口端６ｂへと至る環状部８の第２の内壁面８ｂとから、対応する導光体５の光入射用端面５ａへ向けて効率よく出射されるように設定されている。
【００１４】すなわち、集光体６とランプ９および導光体５は図２に示すような位置関係で配設されており、ランプ９の発光部９ａから放射状に出射される光の多くを、ランプ９を挟んで対向する２個の集光体６の各光入射面７ａおよび各第１の内壁面８ａに入射させられるようになっている。こうして集光体６内に入射したランプ９の光は、図１に示すような光路を通って導光体５の光入射用端面５ａへと向かう。具体的には、集光体６の光入射面７ａへ入射したランプ９の光は、凸レンズ部７の集光作用を受けるため、光出射面７ｂから導光体５の光入射用端面５ａの中心部へ向けて出射されることとなる。また、集光体６の第１の内壁面８ａへ入射したランプ９の光は、テーパ面８ｃ等の外壁面で反射されやすいため、第２の内壁面８ｂを経て導光体５の光入射用端面５ａへ向かう割合が高い。しかも、ランプ９の発光部９ａの周囲は、各集光体６の光入射面７ａおよび第１の内壁面８ａによって広範囲に覆われているので、結局、ランプ９から出射される光の多くが、集光体６へ入射した後に導光体５の面積小なる光入射用端面５ａへ向かうようになり、この導光体５の光出射用端面５ｂにランプ９の光が効率よく供給されることとなる。それゆえ、光源として１個のランプ９を用いるだけで、ケース１の前面に分散して配置されている複数の操作キー２の各照光領域２ａを所望の明るさで照光させることができる。
【００１５】このように本実施形態例に係る照光装置は、集光体６を介在させることによりランプ９の光が導光体５の光入射用端面５ａへ効率よく供給されて、照光に利用されない無駄な光の割合が低くなるので、照光用の光源を複数個実装する必要がなくなり、反射膜を別途用意する必要もない。したがって、複数の操作キー２の各照光領域２ａが十分な明るさで照光可能な優れた照光装置を低コストにて製造することができる。
【００１６】また、本実施形態例に係る照光装置では、集光体６の外壁面のうち、第１の内壁面８ａの周囲に位置する部分がテーパ面８ｃとなっているので、ランプ９の発光部９ａに多少の位置ずれがあったとしても、第１の内壁面８ａを通過したランプ９の光の多くが導光体５の光入射用端面５ａへ向かうようになっている。すなわち、集光体６の外壁面をすべて円筒面にて形成した場合は、例えば図３（ｂ）に示すように、理想的な位置（図１参照）よりも同図左方へ位置ずれしている発光部９ａから出射されて集光体６の第１の内壁面８ａを通過した光が、集光体６の同図右方の外壁面に比較的小さな入射角で到達するので、該外壁面からの漏光が増えると共に、該外壁面で反射した光が導光体５の光入射用端面５ａを外れた向きに進みやすくなる。これに対して、本実施形態例のように集光体６の外壁面にテーパ面８ｃが形成してある場合は、図３（ａ）に示すように、多少位置ずれしている発光部９ａから出射された光であっても、その光が集光体６の第１の内壁面８ａを通過すると比較的大きな入射角でテーパ面８ｃに到達するので、該テーパ面８ｃで多くの光を全反射させることができて漏光が抑制されると共に、該テーパ面８ｃで反射した光の多くを導光体５の光入射用端面５ａへ向かわせることができる。したがって、ランプ９の発光部９ａの位置ずれがある程度許容されることになって、製造歩留まりが良好となり、高信頼性が確保しやすくなる。
【００１７】なお、フィラメントのように発光部９ａが点光源でない場合にも、テーパ面８ｃのテーパ角を適宜値に設定しておくことにより、漏光が少なくて優れた集光作用を示す集光体６を作製することができる。また、導光体５の形状や大きさに応じて、３個以上の集光体６をランプ９等の光源の周囲に配置する構成にしたり、光源の発光部を覆うように集光体６を１個だけ配置する構成にしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１９】光源から集光体の光入射面および第１の内壁面に入射した光の多くを、該集光体の光出射面および第２の内壁面から面積小なる特定領域へ向かわせることができるので、照光に利用されずに無駄になる光の割合が低減し、光源の数が少なくても照光領域を十分な明るさで照光させることが可能となる。また、反射膜を別途用意する必要もなくなる。すなわち、本発明による照光装置は、集光体を介在させることにより、光源の光を導光体の光入射用端面のような面積小なる特定領域へ効率よく集光させることができるので、低コスト，省スペースにて照光領域を所望の明るさで照光させることが可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００１００９８
【氏名又は名称】アルプス電気株式会社
【住所又は居所】東京都大田区雪谷大塚町１番７号
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| 【出願日】 |
平成１３年９月７日（２００１．９．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７８１３４
【弁理士】
【氏名又は名称】武 顕次郎 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−８６０１４（Ｐ２００３−８６０１４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年３月２０日（２００３．３．２０） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２７２０４１（Ｐ２００１−２７２０４１） |
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