このアプリケーションの一部のコンテンツは現時点では利用できません。
このような状況が続く場合は、にお問い合わせくださいフィードバック & お問い合わせ
1. (WO2019054224) 面状照明装置
Document

明 細 書

発明の名称 面状照明装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005  

課題を解決するための手段

0006  

発明の効果

0007  

図面の簡単な説明

0008  

発明を実施するための形態

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122   0123   0124   0125   0126   0127  

符号の説明

0128  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

図面

1A   1B   2A   2B   3A   3B   4A   4B   5A   5B   6A   6B   6C   7A   7B   8   9   10A   10B  

明 細 書

発明の名称 : 面状照明装置

技術分野

[0001]
 本発明は、面状照明装置に関する。

背景技術

[0002]
 従来、自動車内の運転席や助手席の手元を照らす車内照明用の面状照明装置が提供されている。また、透光性をさらに有する面状照明装置が近年求められている。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2010-105563号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 しかしながら、透光性を有する面状照明装置において、透光性を維持しつつ、高い配光性を実現させることは困難であった。したがって、運転席や助手席の手元のみならず、運転者や助手席に座る人に対しても光が照射され、運転者や助手席に座る人がまぶしく感じる場合があった。
[0005]
 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、透光性と高い配光性とを両立させることができる面状照明装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006]
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る面状照明装置は、光源と、導光板とを備える。前記光源は、光を出射する。前記導光板は、側面と、一方の主面である出射面と、他方の主面である裏面とを有し、前記裏面にプリズムが形成され、前記光源から前記側面に入射される光を前記出射面から出射する。前記プリズムは、前記出射面と略平行である第1領域と、前記出射面に対して傾斜する第2領域とを有し、前記光源は、前記側面に対して斜めに光を出射する。

発明の効果

[0007]
 本発明の一態様によれば、透光性と高い配光性とを両立させることができる。

図面の簡単な説明

[0008]
[図1A] 図1Aは、実施形態に係る面状照明装置の上面図である。
[図1B] 図1Bは、図1AにおけるA-A線の断面図である。
[図2A] 図2Aは、図1Aにおける領域Bの拡大図である。
[図2B] 図2Bは、図2AにおけるE-E線の断面図である。
[図3A] 図3Aは、実施形態に係る光源ユニットの上面図である。
[図3B] 図3Bは、図3AにおけるF-F線の断面図である。
[図4A] 図4Aは、実施形態に係るTIR-フレネル複合レンズを説明するための図である。
[図4B] 図4Bは、図4AにおけるG-G線の断面図である。
[図5A] 図5Aは、実施形態に係る第1フィルムについて説明するための図である。
[図5B] 図5Bは、実施形態に係る第2フィルムについて説明するための図である。
[図6A] 図6Aは、実施形態に係る配光分布の評価方法を説明するための図(1)である。
[図6B] 図6Bは、実施形態に係る配光分布の評価方法を説明するための図(2)である。
[図6C] 図6Cは、実施形態に係る配光分布の評価方法を説明するための図(3)である。
[図7A] 図7Aは、実施形態の面状照明装置におけるマップランプ評価面の配光分布を示す図である。
[図7B] 図7Bは、マップランプ評価面における配光分布の断面を示す図である。
[図8] 図8は、実施形態の面状照明装置における不要配光評価面の配光分布を示す図である。
[図9] 図9は、実施形態の変形例に係る面状照明装置の上面図である。
[図10A] 図10Aは、実施形態の面状照明装置における不要配光評価面の配光分布を示す別の図である。
[図10B] 図10Bは、実施形態の変形例に係る面状照明装置における不要配光評価面の配光分布を示す図である。

発明を実施するための形態

[0009]
 以下、実施形態に係る面状照明装置について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態により面状照明装置の用途が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
[0010]
<面状照明装置の概要>
 まず、実施形態に係る面状照明装置1の概要について、図1Aおよび図1Bを参照しながら説明する。図1Aは、実施形態に係る面状照明装置1の上面図であり、図1Bは、図1AにおけるA-A線の断面図である。
[0011]
 面状照明装置1は、たとえば、自動車の運転席および助手席の手元を照らす車内照明灯に用いられる。面状照明装置1は、第1照明部1aと、第2照明部1bとを有し、中心Cを軸に第1照明部1aおよび第2照明部1bが左右対称に構成される。
[0012]
 第1照明部1aは、たとえば、車内の助手席側(図1Aでは右下側)に出射される光101aを発する光源であり、第2照明部1bは、たとえば、車内の運転席側(図1Aでは左下側)に出射される光101bを発する光源である。なお、以降においては、面状照明装置1から出射される光101a、101bを総称して「光101」と呼称する場合がある。
[0013]
 図1Aに示すように、面状照明装置1は、LED10と、TIR-フレネル複合レンズ20と、視野制御フィルム30と、導光板40と、ハウジングフレーム50とを備える。
[0014]
 なお、以下においては、説明の便宜上、第2照明部1bに対して第1照明部1aが配置される方向をX軸正方向とし、導光板40に対してLED10が配置される方向をY軸正方向とし、X軸方向とY軸方向の双方に直交する方向をZ軸方向とする。
[0015]
 LED10は、光源の一例であり、点状の光源である。そして、LED10は、発光面10a(図3A参照)からTIR-フレネル複合レンズ20に向けて光を出射する。
[0016]
 TIR-フレネル複合レンズ20は、棒状の部材であり、光の配光を制御する。TIR-フレネル複合レンズ20は、LED10と視野制御フィルム30との間に配置され、LED10から入射された光の配光を制御して、かかる制御された光を視野制御フィルム30に出射する。これにより、LED10で発光された光をより多く導光板40に導くことができることから、面状照明装置1の発光効率を向上させることができる。なお、かかるTIR-フレネル複合レンズ20の詳細については後述する。
[0017]
 視野制御フィルム30は、棒状の部材であり、光の配光角度を制御する。視野制御フィルム30は、TIR-フレネル複合レンズ20と導光板40との間に配置され、LED10から入射された光の配光角度を制御して、かかる制御された光を導光板40に出射する。また、視野制御フィルム30は、第1フィルム31と第2フィルム32とを有する。なお、かかる視野制御フィルム30の詳細については後述する。
[0018]
 ここまで説明したLED10と、TIR-フレネル複合レンズ20と、視野制御フィルム30とで構成される光源ユニット2が、導光板40の側面40cに沿って複数並んで配置される。そして、かかる複数の光源ユニット2が、導光板40の側面40cに形成される入射面40gに対して、かかる入射面40gの法線方向に向かう線状(又は帯状)の光100a、100bを出射する。
[0019]
 このように、線状の光を発する光源ユニット2を複数並べて用いることにより、導光板40から光を発光させることができる。なお、第1照明部1aでは光源ユニット2から光100aが出射され、第2照明部1bでは光源ユニット2から光100bが出射される。なお、以降においては、光100a、100bを総称して「光100」と呼称する場合がある。
[0020]
 ハウジングフレーム50は、光源ユニット2や導光板40を保持し収納する。ハウジングフレーム50は、たとえば、合成樹脂や金属で形成される。また、図1Bに示すように、ハウジングフレーム50には、導光板40の主面40e側に開口部50aが形成され、導光板40の主面40f側に開口部50bが形成されている。そして、かかる開口部50a、50bから導光板40が露出している。
[0021]
 なお、図1Aにおいて、説明の便宜上、光源ユニット2が配置された箇所におけるハウジングフレーム50のZ軸正方向側の部分の図示が省略されている。
[0022]
 導光板40は、上面視で略矩形状に形成されており、第1照明部1aに含まれる第1導光部40aと、第2照明部1bに含まれる第2導光部40bとを有する。すなわち、導光板40は、中心Cを境界にして第1導光部40aと第2導光部40bとに仮想的に分けられる。
[0023]
 また、導光板40は、図1Bに示すように、複数の光源ユニット2に向かい合う側面40cと、かかる側面40cとは反対側の側面40dと、主面40eと、かかる主面40eとは反対側の主面40fとを有する。
[0024]
 側面40cは、図1Aに示すように、X軸方向に延在する面である。側面40cは、複数の入射面40gを有し、かかる入射面40gは、側面40cに対して傾斜するテーパ形状を有する。具体的には、入射面40gは、中心Cから外側に向かうにしたがい徐々に反対側の側面40dとの距離が遠くなるように傾斜している。
[0025]
 また、導光板40は、図1Bに示すように、中心Cと平行に切断した場合に、側面40cから側面40dに向かうにしたがい徐々に厚さが小さくなるくさび形状を有する。すなわち、導光板40は、光源ユニット2から離れるほど主面40eと主面40fとの間隔が狭くなる。
[0026]
 主面40e、40fは、XY平面に沿って広がる略矩形状の面である。主面40eは、入射面40gから入射された光が出射される出射面である。そのため、以下の説明では、主面40eを「出射面40e」と表記する。また、裏側の主面40fを「裏面40f」と表記する。
[0027]
 導光板40は、透明材料(たとえば、ポリカーボネート樹脂)で構成されており、所望の透光性を有する。たとえば、導光板40は、全体が透けており、裏面40f側に存在する物体が、ハウジングフレーム50の開口部50a、50bを介して、出射面40e側から視認できるように構成される。
[0028]
 図1Bに示すように、出射面40eは、光源ユニット2から導光板40に照射される光100と略平行に配置される。一方で、裏面40fは、光100から傾斜して配置される。また、裏面40fには、複数のプリズム40h(図2A参照)が並んで配置される。つづいて、導光板40に形成されるプリズム40hの詳細について、図2Aおよび図2Bを参照しながら説明する。
[0029]
<導光板に形成されるプリズムの詳細>
 図2Aは、図1Aにおける領域Bの拡大図である。すなわち、図2Aは第1導光部40aおよび第2導光部40bの拡大図である。また、図2Bは、図2AにおけるE-E線の断面図である。
[0030]
 図2Bに示すように、導光板40の裏面40fには、複数のプリズム40hがY軸方向に沿って並んで形成される。プリズム40hは、第1領域40h1と第2領域40h2とを有する。
[0031]
 第1領域40h1は、略平面状であり、図2Bに示すように、出射面40eと略平行である。第2領域40h2は、略平面状であり、出射面40eに対して傾斜している。具体的には、第2領域40h2は、光源ユニット2から遠ざかるにしたがい、出射面40eに近づく方向に傾斜している。また、1つのプリズム40hの第2領域40h2は、隣接するプリズム40hの第1領域40h1に連続して形成される。
[0032]
 かかる断面形状を有するプリズム40hが、図2Bに示すように、光源ユニット2から導光板40に照射される光100の進路を変更させて、面状照明装置1から出射される光101として出射面40eから出射させる。具体的には、プリズム40hの第2領域40h2で出射面40eに向けて光100が反射される。このように、プリズム40hによって、光101の配光を制御することができる。
[0033]
 また、第1領域40h1と出射面40eとを略平行にすることにより、裏面40f側に存在する物体を出射面40e側から視認する際に、視認される物体の物理的な連続性を高くすることができる。すなわち、第1領域40h1と出射面40eとを略平行にすることにより、視認される物体の歪みを小さくすることができる。したがって、導光板40は高い透光性を有する。
[0034]
 さらに、第1領域40h1を出射面40eと略平行にすることにより、入射される光100が、第1領域40h1で反射する際に、出射される光101の角度θがずれることを抑制することができる。したがって、光101の配光分布を精度よく制御することができる。
[0035]
 実施形態では、さらに、図2Aに示すように、プリズム40hの第1領域40h1および第2領域40h2の延伸方向に対して、光源ユニット2からの光100aおよび光100bが斜めに入射する。具体的には、第1導光部40aでは、光100aがX軸負方向かつY軸正方向からX軸正方向かつY軸負方向に向かって入射され、第2導光部40bでは、光100bがX軸正方向かつY軸正方向からX軸負方向かつY軸負方向に向かって入射される。
[0036]
 一方で、第1導光部40aおよび第2導光部40bでは、第1領域40h1および第2領域40h2が、いずれもX軸方向に向かって延びている。すなわち、プリズム40hは、側面40cに沿った方向に延伸する。
[0037]
 このように、プリズム40hの延伸方向に対して光源ユニット2からの光100a、100bを斜めに入射することにより、図2Aに示すように、光100a、100bのX軸方向における進路を変更させて、進路が変更された光101a、101bを出射面40eから出射させることができる。
[0038]
 具体的には、第1導光部40aではX軸正方向かつY軸負方向に向かって光101aが出射され、第2導光部40bでは、X軸負方向かつY軸負方向に向かって光101bが出射される。すなわち、導光板40からは、光源ユニット2から離れる方向かつX軸方向の両方向に向かって光が出射される。このように、プリズム40hにより、光101の配光分布を精度よく制御することができる。
[0039]
 ここまで説明したように、実施形態に係る面状照明装置1では、側面40cに対して斜めに入射される光100を、側面40cに沿って形成されるプリズム40hで向きを変化させることにより、光101の配光分布(導光板40の出射面40eにおける直交する2軸方向の配光分布)を精度よく制御することができる。また、上述のように、面状照明装置1では導光板40が高い透光性を有する。すなわち、実施形態によれば、透光性と高い配光性とを両立させることができる。
[0040]
 また、実施形態では、図2Aに示すように、第1導光部40aに形成されるプリズム40hと、第2導光部40bに形成されるプリズム40hとが、同じ方向に向かって連続的に形成されるとよい。換言すると、第1導光部40aと第2導光部40bとの間にプリズム40hの形状が変化する境界線が形成されないとよい。
[0041]
 もし仮に、第1導光部40aと第2導光部40bとの間にプリズム40hの形状が変化する境界線が形成される場合、面状照明装置1の第1照明部1aと第2照明部1bとのいずれかのみが発光する際に、導光板40内を通る光がかかる境界線で乱反射を起こし、境界線が見切り線として運転者や助手席に座る人に目視されてしまう。
[0042]
 また、面状照明装置1が点灯していない場合でも、かかる境界線が目視可能であることから、プリズム40hの形状が変化する境界部において導光板40の透光性が低下してしまう。
[0043]
 しかしながら、実施形態では、第1導光部40aと第2導光部40bとの間にプリズム40hの形状が変化する境界線が形成されないことから、境界線が見切り線として目視されることを抑制することができる。さらに、プリズム40hの形状が変化する境界部において、導光板40の透光性が低下することも抑制することができる。
[0044]
 また、実施形態では、図1Aに示したように、入射面40gは、側面40cに対して傾斜するテーパ形状を有するとよい。これにより、出射させたい運転席側や助手席側にあらかじめある程度傾けた光100を入射面40gに略垂直に入射させることができることから、入射効率が向上するとともに、導光板40内で所定の方向に向いた光101を出射させる際に、かかる光101の配光分布を精度よく制御することができる。
[0045]
 したがって、実施形態によれば、運転者や助手席に座る人の手元のみに限定して光を照らすことができることから、運転者や助手席に座る人がまぶしく感じることを抑制することができる。
[0046]
 さらに、実施形態では、第1照明部1aと第2照明部1bとで異なる傾きのテーパ形状を有する入射面40gが形成されている。これにより、第1導光部40aと第2導光部40bとに形成されるプリズム40hを同じ方向に向かって連続的に形成したとしても、異なる2方向に光101a、101bを出射させることができる。
[0047]
 また、実施形態では、図1Aに示したように、各照明部(第1照明部1aおよび第2照明部1b)に複数(実施形態では2個)の光源ユニット2が配置される場合に、それぞれの光源ユニット2と向かい合う入射面40gの側面40cに対する傾斜角度が異なるとよい。
[0048]
 これにより、各光源ユニット2の配光中心をずらすことができることから、運転者や助手席に座る人の手元における所望の配光面積より、出射される光101の配光分布が小さくなった場合にも、所望の配光面積すべてを照射可能な配光分布を得ることができる。
[0049]
 なお、実施形態では、すべての入射面40gが側面40cに対して傾斜した例について示しているが、すべての入射面40gが側面40cに対して傾斜している必要はなく、少なくとも1つの入射面40gが側面40cに対して傾斜していればよい。
[0050]
 また、実施形態では、第1領域40h1と出射面40eとが完全に平行である必要はない。たとえば、第1領域40h1は、出射面40eとの成す角度が0°以上5°以下であればよい。さらに、第1領域40h1は、出射面40eとの成す角度が0°以上1°以下であれば好ましく、出射面40eとの成す角度が0°以上0.5°以下であればより好ましい。
[0051]
 また、実施形態では、図2Bに示すように、プリズム40hのY軸方向における長さL1に対する、第1領域40h1のY軸方向における長さL2の比率が、60%以上100%未満であればよい。なお、長さL1は、長さL2と、第2領域40h2のY軸方向における長さL3との和である。
[0052]
 また、プリズム40hのプリズム角度φ1を所定の角度に設定することにより、光101の出射角度θを適宜制御することができる。これにより、運転者や助手席に座る人の手元のみに限定して光を照らすことができることから、運転者や助手席に座る人がまぶしく感じることを抑制することができる。
[0053]
<光源ユニットの詳細>
 つづいて、実施形態に係る光源ユニット2の詳細について説明する。最初に、光源ユニット2の構成について、図3Aおよび図3Bを参照しながら説明する。図3Aは、実施形態に係る光源ユニット2の上面図であり、図3Bは、図3AにおけるF-F線の断面図である。なお、図3Aでは、手前側の黒色樹脂61、白色樹脂62および反射フィルム63の図示を省略している。
[0054]
 上述のように、光源ユニット2は、LED10と、TIR-フレネル複合レンズ20と、視野制御フィルム30とを備える。また、視野制御フィルム30は、第1フィルム31と、第2フィルム32とを有する。
[0055]
 LED10は、光を発する発光面10aを有し、かかる発光面10aがTIR-フレネル複合レンズ20の入光面20aに対向した状態で、TIR-フレネル複合レンズ20の入光面20a側に配置される。そして、LED10は、発光面10aからTIR-フレネル複合レンズ20の入光面20aに向けて光を出射する。
[0056]
 TIR-フレネル複合レンズ20は、光の配光を制御する。TIR-フレネル複合レンズ20は、LED10と視野制御フィルム30との間に配置される。TIR-フレネル複合レンズ20は、LED10の発光面10aに対向する入光面20aと、かかる入光面20aとは反対側の出光面20bとを有する。
[0057]
 ここで、TIR-フレネル複合レンズ20の詳細について、図4Aおよび図4Bを参照しながら説明する。図4Aは、実施形態に係るTIR-フレネル複合レンズ20を説明するための図である。
[0058]
 TIR-フレネル複合レンズ20の入光面20aには、複数のプリズム20c、20dが長手方向に並んで形成される。かかる複数のプリズム20c、20dは、TIR-フレネル複合レンズ20の中心を基準に左右対称に形成される。
[0059]
 プリズム20cは、TIR-フレネル複合レンズ20における内側の領域に形成され、プリズム20dは、TIR-フレネル複合レンズ20における外側の領域に形成される。そして、TIR-フレネル複合レンズ20は、プリズム20cが屈折型プリズムであり、プリズム20dが全反射型プリズムとしてのTIR(Total Internal Reflection)プリズムであるリニアフレネルレンズとして構成される。
[0060]
 そして、図4Aに示すように、LED10から放射状に出射される光102は、プリズム20cでは屈折され、プリズム20dでは内部で全反射されることにより、傾斜角が小さくなるようにその配向性が制御される。したがって、プリズム20c、20dにより、長手方向の配光分布を精度よく制御することができる。
[0061]
 図4Bは、図4AにおけるG-G線の断面図である。図4Bに示すように、TIR-フレネル複合レンズ20の出光面20bには、複数のプリズム20eが、TIR-フレネル複合レンズ20の短手方向に沿って並んで形成される。プリズム20eは、傾斜面20e1と傾斜面20e2とを有する。
[0062]
 傾斜面20e1は、TIR-フレネル複合レンズ20の短手方向における一端(側面20g側)から他端(側面20h側)に向かうにしたがい、出光面20bに平行な面20fから離れる方向に傾斜している。傾斜面20e2は、TIR-フレネル複合レンズ20の短手方向における一端(側面20g側)から他端(側面20h側)に向かうにしたがい、出光面20bに平行な面20fに近づく方向に傾斜している。
[0063]
 そして、傾斜面20e1と傾斜面20e2との成す角(プリズム20eの頂角)の頂角度φ2は、たとえば90°である。また、傾斜面20e1と面20fとの成す角度φ3、および傾斜面20e2と面20fとの成す角度φ4は、たとえば45°である。
[0064]
 ここで、図4Bに示すように、プリズム20eが、TIR-フレネル複合レンズ20から出射される光103の進路を出光面20bと垂直な方向に変更させることにより、かかる光103をより多く視野制御フィルム30に入射させることができる。このように、プリズム20eにより、短手方向の配光分布を精度よく制御することができる。
[0065]
 すなわち、実施形態に係るTIR-フレネル複合レンズ20では、プリズム20c、20d、20eにより、長手方向および短手方向の配光分布を精度よく制御することができる。
[0066]
 なお、プリズム20eの頂角度φ2を90°にした場合、導光板40の出射面40eにおける短手方向の配光角を最も狭くすることができる。一方で、頂角度φ2を90°より大きくすることによって、導光板40の出射面40eにおける短手方向の配光を広くすることができる。
[0067]
 図3Aおよび図3Bの説明に戻る。視野制御フィルム30は、光の配光角度を制御する。視野制御フィルム30は、TIR-フレネル複合レンズ20と導光板40との間に配置され、第1フィルム31と第2フィルム32とを有する。
[0068]
 第1フィルム31は、TIR-フレネル複合レンズ20の出光面20bに対向する入光面31aと、かかる入光面31aとは反対側の出光面31bとを有する。また、第2フィルム32は、第1フィルム31の出光面31bに対向する入光面32aと、かかる入光面32aとは反対側の出光面32bとを有する。
[0069]
 ここで、第1フィルム31および第2フィルム32の詳細について、図5Aおよび図5Bを参照しながら説明する。図5Aは、実施形態に係る第1フィルム31について説明するための図であり、具体的には第1フィルム31を導光板40の出射面40eと平行な面で切断した場合の断面図である。
[0070]
 図5Aに示すように、第1フィルム31は、基材である光透過部31cと、複数の光吸収部31dとを有する。光透過部31cは、光を透過する機能を有し、たとえば、光透過性樹脂で構成される。光吸収部31dは、光を吸収する機能を有し、たとえば、光吸収性樹脂で構成される。かかる光吸収部31dは、帯形状を有し、かかる帯形状の長手方向が所定の向き(たとえば、導光板40の出射面40eと平行な面で切断した場合に、入光面31aと垂直な方向)に揃って向くように配置される。
[0071]
 これにより、図5Aに示すように、たとえば、入光面31aと垂直な方向に対する傾きが小さい光104や光105が入光面31aから出光面31bまで光透過部31cを透過することができるのに対し、入光面31aと垂直な方向に対する傾きが大きい光106は光吸収部31dで吸収され、出光面31bまで到達できない。
[0072]
 すなわち、第1フィルム31を設けることにより、導光板40の出射面40eと平行な面で切断した場合に、入光面31aと垂直な方向から大きく外れる不要な光(たとえば、光106)が導光板40に入光することを抑制することができる。これにより、導光板40で向きが変えられて出射される光のX軸方向における配光性を向上させることができる。
[0073]
 実施形態では、導光板40の出射面40eと平行な面で切断した場合に、第1フィルム31の出光面31bから出光する光が、半値全幅で20°以下であるとよい。また、第1フィルム31は、導光板40の出射面40eと平行な面で切断した場合に、配光角度を±60°以下の範囲で制限するとよい。これにより、導光板40で向きが変えられて出射される光のX軸方向における配光性をさらに向上させることができる。
[0074]
 図5Bは、実施形態に係る第2フィルム32について説明するための図であり、具体的には、第2フィルム32を長手方向と垂直な面で切断した場合の断面図である。
[0075]
 第2フィルム32は、第1フィルム31と同様に、基材である光透過部32cと、複数の光吸収部32dとを有する。一方で、帯形状を有する光吸収部32dは、第1フィルム31と異なり、第2フィルム32を長手方向と垂直な面で切断した場合に、帯形状の長手方向が入光面32aと垂直な方向に揃って向くように配置される。
[0076]
 これにより、図5Bに示すように、長手方向と垂直な面で切断した場合に、入光面32aから出光面32bまでの光透過部32cを、入光面32aと垂直な方向に対する傾きが小さい光107や光108は透過することができる。これに対し、入光面32aと垂直な方向に対する傾きが大きい光109は光吸収部32dで吸収され、出光面32bまで到達できない。
[0077]
 すなわち、第2フィルム32を設けることにより、第2フィルム32の長手方向と垂直な面で切断した場合に、入光面32aと垂直な方向から大きく外れる不要な光(たとえば、光109)が導光板40に入光することを抑制することができる。
[0078]
 実施形態では、長手方向と垂直な面で切断した場合に、第2フィルム32の出光面32bから出光する光が、半値全幅で20°以下であるとよい。また、第2フィルム32は、長手方向と垂直な面で切断した場合に、配光角度を±60°以下の範囲で制限するとよい。これにより、導光板40で向きが変えられて出射される光のY軸方向における配光性をさらに向上させることができる。
[0079]
 ここまで説明したように、実施形態では、光吸収部31d、32dの配置が異なる第1フィルム31と第2フィルム32とを組み合わせて視野制御フィルム30を構成することにより、導光板40で向きが変えられて出射される光のX軸方向およびY軸方向における配光性を向上させることができる。
[0080]
 なお、視野制御フィルム30は、第1フィルム31と第2フィルム32とを直接貼り合わせて構成してもよい。これにより、第1フィルム31と第2フィルム32との間での屈折率の変化を抑制することができることから、第1フィルム31と第2フィルム32との間で光が減衰することを抑制することができる。したがって、面状照明装置1の発光効率を向上させることができる。
[0081]
 また、視野制御フィルム30において、第1フィルム31と第2フィルム32との配置は図3Aなどに示した場合に限られず、第2フィルム32を第1フィルム31よりLED10に近い位置に(すなわち、第1フィルム31と第2フィルム32とを逆に)配置してもよい。
[0082]
 図3Aおよび図3Bの説明に戻る。光源ユニット2は、ここまで説明した構成部材の他に、FPC60と、黒色樹脂61と、白色樹脂62と、鏡面反射フィルム63とをさらに備える。
[0083]
 FPC60は、LED10が実装される基板である。FPC60は、LED10を実装可能に構成される実装面を有し、かかる実装面にLED10の発光面10aとは反対側の面が接合される。
[0084]
 FPC60には、図示しない駆動回路が接続される。そして、かかる駆動回路により、FPC60を介してLED10が駆動され、LED10が点灯する。すなわち、LED10は、実装されるFPC60が発光面10aと略平行であるトップビュー型のLEDである。なお、LED10は、トップビュー型のLEDに限られず、実装されるFPC60が発光面10aと直交するサイドビュー型のLEDであってもよい。
[0085]
 黒色樹脂61は、ポリカーボネートなどで構成され、高い吸収率を有する樹脂である。黒色樹脂61は、箱形状を有し、光源ユニット2の各構成部材を囲むように設けられる。
[0086]
 白色樹脂62は、ポリカーボネートなどで構成され、高い反射率を有する樹脂である。白色樹脂62は、黒色樹脂61と光源ユニット2の各構成部材との間に設けられる。白色樹脂62には、LED10とTIR-フレネル複合レンズ20との間に断面略扇状の開口部62aが形成され、かかる開口部62aをLED10から出射された光が通過して、TIR-フレネル複合レンズ20に到達する。
[0087]
 鏡面反射フィルム63は、高い反射率を有するフィルムであり、白色樹脂62に形成される開口部62aを囲むように設けられる。かかる鏡面反射フィルム63を設けることにより、LED10から開口部62aを通過してTIR-フレネル複合レンズ20に到達する光の減衰を抑制することができる。したがって、面状照明装置1の発光効率を向上させることができる。
[0088]
 なお、図3Aおよび図3Bに示す例では、鏡面反射フィルム63がLED10に隣接しないように設けられているが、これは、発光時にLED10から発せられる熱により鏡面反射フィルム63が劣化する恐れがあるからである。したがって、耐熱性の高い鏡面反射フィルム63を用いて、LED10に隣接するように鏡面反射フィルム63を設けることにより、面状照明装置1の発光効率をさらに向上させることができる。
[0089]
<配光分布の評価結果>
 次に、実施形態に係る面状照明装置1における配光分布の評価結果について説明する。まずは、配光分布の評価条件の詳細について、図6A~図6Cを参照しながら説明する。
[0090]
 図6A~図6Cは、実施形態に係る配光分布の評価方法を説明するための図(1)~図(3)であり、実施形態に係る面状照明装置1に対して4つの異なる評価面の評価系における配置について示した図である。なお、図6Aは、評価系に対する上からの視点を示しており、図6Bは、評価系に対する横からの視点を示しており、図6Cは、評価系に対する正面からの視点を示している。
[0091]
 面状照明装置1は、評価系の上方中央部分に配置され、図6Bに示すように、水平方向から車両後方側が高くなるように11°傾斜させている。なお、開口部50aの中心が座標原点であり、開口部50aおよび開口部50bの周囲に部材などは配置されていない。
[0092]
 また、面状照明装置1の周囲には、4つの異なる評価面であるマップランプ評価面200と、不要配光評価面201と、アイポイント評価面202、203とが配置される。そして、面状照明装置1から助手席側のマップランプ評価面200に向けて出射される光101aについての各評価面における配光分布を評価する。
[0093]
 マップランプ評価面200は、助手席に座る人の手元に対応する面であり、面状照明装置1で明るくしたい面である。マップランプ評価面200は、座標原点から下方に430mm、助手席側に400mm、前方に230mm移動した箇所を中心とした面であり、図6Bに示すように、水平方向から車両前方側が高くなるように40°傾いている。
[0094]
 なお、マップランプ評価面200における評価基準としては、照射中心からφ200mm内で照度が60(lx)以上であり、かつ照射中心からφ400mm内で照度が6(lx)以上であれば基準を満たすとする。
[0095]
 不要配光評価面201は、面状照明装置1の直下に対応する面であり、面状照明装置1で明るくしたくない面である。不要配光評価面201は、座標原点から下方に850mm移動した箇所を中心として、水平方向に延びた幅1400mm×長さ1000mmの面である。なお、不要配光評価面201における評価基準としては、評価中心において照度が3(lx)以下であれば基準を満たすとする。
[0096]
 アイポイント評価面202は、助手席に座る人の目元に対応する面であり、面状照明装置1で明るくしたくない面である。アイポイント評価面202は、座標原点から下方に130mm、助手席側に400mm、後方に180mm移動した箇所を中心とした面であり、図6Bに示すように、垂直方向に延びた幅270mm×長さ160mmの面である。
[0097]
 アイポイント評価面203は、運転者の目元に対応する面であり、面状照明装置1で明るくしたくない面である。座標原点から下方に130mm、運転席側に400mm、後方に180mm移動した箇所を中心とした面であり、図6Bに示すように、垂直方向に延びた幅270mm×長さ160mmの面である。
[0098]
 なお、アイポイント評価面202、203における評価基準としては、評価面での照度の平均値が0.1(lx)以下であれば基準を満たすとする。
[0099]
 つづいて、上述の評価条件に基づいて評価した結果について説明する。図7Aは、実施形態の面状照明装置1におけるマップランプ評価面200の配光分布を示す図であり、図7Bは、マップランプ評価面200における配光分布の断面を示した図である。
[0100]
 なお、図7Aおよび以降の図面に示す配光分布は、色が濃いほど輝度が大きいことを示している。また、図7Bは、図7Aに示した配光分布のうち、断面200a(垂直方向における配光分布に対応)および断面200b(水平部分における配光分布に対応)における断面での輝度を示している。
[0101]
 さらに、評価に用いた面状照明装置1では、導光板40の出射面40eと平行な面で切断した場合における第1フィルム31の配光角度が±60°の範囲で制限されており、長手方向と垂直な面で切断した場合における第2フィルム32の配光角度が±30°の範囲で制限されている。
[0102]
 実施形態では、図7Aに示すように、マップランプ評価面200の中央領域において、高い照度を実現していることがわかる。また、図7Bに示すように、垂直方向と水平方向とのいずれにおいても、基準値以上の高い照度を実現していることがわかる。したがって、実施形態によれば、マップランプ評価面200に対して高い配光分布を実現することができる。
[0103]
 図8は、実施形態の面状照明装置1における不要配光評価面201の配光分布を示す図である。図8に示すように、面状照明装置1の直下にある不要配光評価面201の評価中心201aは照度が小さくなっている。具体的には、評価中心201aにおける照度は2.3(lx)であり、基準(照度が3(lx)以下)を満たす低い不要配光の照度を実現していることがわかる。したがって、実施形態によれば、面状照明装置1からの不要な配光を抑制することができる。
[0104]
 なお、図8には、右下側に照度が高い領域201bが存在するが、かかる領域201bはマップランプ評価面200に照射された光101aが照射される領域であり、不要な配光ではない。
[0105]
 また、アイポイント評価面202、203における配光分布については図示しないが、いずれも基準値(評価面での照度の平均値が0.1(lx)以下)を満たしていた。したがって、実施形態によれば、運転者や助手席に座る人がまぶしく感じることを抑制することができる。
[0106]
<変形例>
 以降においては、実施形態の変形例について説明する。なお、以降の説明では実施形態と同じ部位については同じ符号を付し、重複する説明については省略する場合がある。図9は、実施形態の変形例に係る面状照明装置1の上面図である。
[0107]
 図9に示すように、変形例では、導光板40のX軸方向における端面40k、40mに、新たに光吸収部70が設けられる。たとえば、光吸収部70は、端面40k、40mに黒色印刷を施すことにより形成される。これにより、光源ユニット2から出射され、端面40kまたは端面40mに到達した光が、照射したい方向(助手席側または運転席側)と反対方向に出射されることを抑制することができる。
[0108]
 図10Aは、実施形態の面状照明装置1における不要配光評価面201の配光分布を示す別の図である。なお、図10Aでは、配光分布を対数表示で示していることから、低い照度の不要配光がさらにわかりやすく示されている。
[0109]
 図10Aに示すように、実施形態では、面状照明装置1から助手席側のみに光101aが照射されているにもかかわらず、運転席側の領域201cにも不要な配光がわずかに照射されていることがわかる。これは、導光板40の内部において、助手席側の端面40kで光が運転席側に反射していることに起因する。
[0110]
 図10Bは、実施形態の変形例に係る面状照明装置1における不要配光評価面201の配光分布を示す図であり、図10Aと同様に、配光分布を対数表示で示している。図10Bに示すように、端面40k、40mに接するように光吸収部70を設けることにより、上述の領域201cにおける照度が低減することがわかる。
[0111]
 したがって、変形例によれば、面状照明装置1からの不要な配光をさらに抑制することができる。
[0112]
 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。たとえば、上述の実施形態では、助手席側を照らす第1照明部1aと、運転席側を照らす第2照明部1bとが左右対称に構成されていたが、必ずしも左右対称に構成する必要はない。たとえば、助手席側および運転席側のそれぞれに必要な照射位置や照度に基づいて、光源ユニット2の数や入射面40gのテーパ角度などを適宜調整してもよい。
[0113]
 また、上述の実施形態では、光源ユニット2にTIR-フレネル複合レンズ20が設けられた例について示したが、光源ユニット2に設けられるレンズはTIR-フレネル複合レンズ20に限られず、凸レンズや凹レンズ、複合レンズなどを設けてもよい。
[0114]
 以上のように、実施形態に係る面状照明装置1は、光源(LED10)と、導光板40とを備える。光源(LED10)は、光を出射する。導光板40は、側面40cと、一方の主面である出射面40eと、他方の主面である裏面40fとを有し、裏面40fにプリズム40hが形成され、光源(LED10)から側面40cに入射される光を出射面40eから出射する。そして、プリズム40hは、出射面40eと略平行である第1領域40h1と、出射面40eに対して傾斜する第2領域40h2とを有し、光源(LED10)は、側面40cに対して斜めに光100を出射する。これにより、透光性と高い配光性とを両立させることができる。
[0115]
 また、実施形態に係る面状照明装置1において、プリズム40hは、側面40cに沿った方向に延伸し、光源(LED10)は、プリズム40hの延伸方向に対して斜めに光100を出射する。これにより、透光性と高い配光性とを両立させることができる。
[0116]
 また、実施形態に係る面状照明装置1において、側面40cは、光源(LED10)からの光100が入射される入射面40gを有し、入射面40gは、側面40cに対して傾斜するテーパ形状を有する。これにより、導光板40内で所定の方向に向いた光101を出射させる際に、かかる光101の配光分布を精度よく制御することができる。
[0117]
 また、実施形態に係る面状照明装置1において、側面40cは、入射面40gを複数有し、複数の入射面40gは、側面40cに対して傾斜する角度が異なる。これにより、運転者や助手席に座る人の手元における所望の配光面積より、出射される光101の配光分布が小さくなった場合にも、所望の配光面積すべてを照射可能な配光分布を得ることができる。
[0118]
 また、実施形態に係る面状照明装置1において、導光板40は、所定の方向に光101aを出射する第1導光部40aと、第1導光部40aとは異なる方向に光101bを出射する第2導光部40bとを有する。これにより、異なる2つの方向を両方照らすことができる面状照明装置1を実現することができる。
[0119]
 また、実施形態に係る面状照明装置1において、第1導光部40aから出射される光101aと、第2導光部40bから出射される光101bとは、互いに離れた方向に出射される。これにより、助手席側と運転席側とを両方照らすことができる面状照明装置1を実現することができる。
[0120]
 また、実施形態に係る面状照明装置1において、第1導光部40aに形成されるプリズム40hと第2導光部40bに形成されるプリズム40hとが同じ方向に向かって連続的に形成される。これにより、第1導光部40aと第2導光部40bとの境界線が見切り線として目視されることを抑制することができる。
[0121]
 また、実施形態に係る面状照明装置1は、光源(LED10)と導光板40の側面40cとの間に、光源(LED10)から出射された光の配光を制御するレンズ(TIR-フレネル複合レンズ20)を備える。これにより、面状照明装置1の発光効率を向上させることができる。
[0122]
 また、実施形態に係る面状照明装置1において、レンズは、TIR-フレネル複合レンズ20である。これにより、長手方向の配光分布を精度よく制御することができる。
[0123]
 また、実施形態に係る面状照明装置1において、TIR-フレネル複合レンズ20は、出光面20bに頂角が90°のプリズム20eを有する。これにより、短手方向の配光分布を精度よく制御することができる。
[0124]
 また、実施形態に係る面状照明装置1は、光源(LED10)と導光板40の側面40cとの間に、配光角度を制限可能に構成される視野制御フィルム30を備える。これにより、導光板40で向きが変えられて出射される光の配光性を向上させることができる。
[0125]
 また、実施形態に係る面状照明装置1において、視野制御フィルム(第1フィルム31)は、出射面40eと平行な面で切断した場合に、配光角度を±60°以下の範囲で制限する。これにより、導光板40で向きが変えられて出射される光のX軸方向における配光性をさらに向上させることができる。
[0126]
 また、実施形態に係る面状照明装置1において、視野制御フィルム(第2フィルム32)は、長手方向と垂直な面で切断した場合に、配光角度を±60°以下の範囲で制限する。これにより、導光板40で向きが変えられて出射される光のY軸方向における配光性をさらに向上させることができる。
[0127]
 また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

符号の説明

[0128]
 1 面状照明装置、2 光源ユニット、10 LED(光源)、20 TIR-フレネル複合レンズ、20b 出光面、20e プリズム、30 視野制御フィルム、31 第1フィルム、32 第2フィルム、40 導光板、40a 第1導光部、40b 第2導光部、40c 側面、40e 出射面、40f 裏面、40g 入射面、40h プリズム、40h1 第1領域、40h2 第2領域、100,100a,100b,101,101a,101b 光

請求の範囲

[請求項1]
 光を出射する光源と、
 側面と、一方の主面である出射面と、他方の主面である裏面とを有し、前記裏面にプリズムが形成され、前記光源から前記側面に入射される光を前記出射面から出射する導光板と、
 を備え、
 前記プリズムは、
 前記出射面と略平行である第1領域と、前記出射面に対して傾斜する第2領域とを有し、
 前記光源は、前記側面に対して斜めに光を出射する、
 面状照明装置。
[請求項2]
 前記プリズムは、前記側面に沿った方向に延伸し、
 前記光源は、前記プリズムの延伸方向に対して斜めに光を出射する、
 請求項1に記載の面状照明装置。
[請求項3]
 前記側面は、前記光源からの光が入射される入射面を有し、
 前記入射面は、前記側面に対して傾斜するテーパ形状を有する、
 請求項1または2に記載の面状照明装置。
[請求項4]
 前記側面は、前記入射面を複数有し、
 複数の前記入射面は、前記側面に対して傾斜する角度が異なる、
 請求項3に記載の面状照明装置。
[請求項5]
 前記導光板は、所定の方向に光を出射する第1導光部と、前記第1導光部とは異なる方向に光を出射する第2導光部とを有する、
 請求項1~4のいずれか一つに記載の面状照明装置。
[請求項6]
 前記第1導光部から出射される光と、前記第2導光部から出射される光とは、互いに離れた方向に出射される、
 請求項5に記載の面状照明装置。
[請求項7]
 前記第1導光部に形成される前記プリズムと前記第2導光部に形成される前記プリズムとが同じ方向に向かって連続的に形成される、
 請求項5または6に記載の面状照明装置。
[請求項8]
 前記光源と前記導光板の前記側面との間に、前記光源から出射された光の配光を制御するレンズを備える、
 請求項1~7のいずれか一つに記載の面状照明装置。
[請求項9]
 前記レンズは、TIR-フレネル複合レンズである、
 請求項8に記載の面状照明装置。
[請求項10]
 前記TIR-フレネル複合レンズは、出射面に頂角90°のプリズムを有する、
 請求項9に記載の面状照明装置。
[請求項11]
 前記光源と前記導光板の前記側面との間に、配光角度を制限可能に構成される視野制御フィルムを備える、
 請求項1~10のいずれか一つに記載の面状照明装置。
[請求項12]
 前記視野制御フィルムは、前記出射面と平行な面で切断した場合に、前記配光角度を±60°以下の範囲で制限する、
 請求項11に記載の面状照明装置。
[請求項13]
 前記視野制御フィルムは、長手方向と垂直な面で切断した場合に、前記配光角度を±60°以下の範囲で制限する、
 請求項11または12に記載の面状照明装置。

図面

[ 図 1A]

[ 図 1B]

[ 図 2A]

[ 図 2B]

[ 図 3A]

[ 図 3B]

[ 図 4A]

[ 図 4B]

[ 図 5A]

[ 図 5B]

[ 図 6A]

[ 図 6B]

[ 図 6C]

[ 図 7A]

[ 図 7B]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10A]

[ 図 10B]