JP2007329089A - Light emitting unit - Google Patents
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Abstract
【課題】導光体における幅広い表面から、各出射位置における輝度のばらつきを抑制して光線を出射させることができる発光ユニットを提供すること。
【解決手段】発光ユニット２Ａは、発光素子３と、透明材料からなる導光体４とを有して構成してある。導光体４は、円弧状に屈曲した板形状を有しており、かつ板形状の一方の端面に、発光素子３から発した光線Ｃを入射させる入射面４２１を有すると共に、板形状の一方の表面側に、当該導光体４内において屈曲させた光線Ｃを導光体４の外部に出射させる出射面４１１を有している。
【選択図】図１A light emitting unit capable of emitting light from a wide surface of a light guide while suppressing variations in luminance at each emission position.
A light emitting unit 2A includes a light emitting element 3 and a light guide 4 made of a transparent material. The light guide 4 has a plate shape bent in an arc shape, and has an incident surface 421 for allowing the light beam C emitted from the light emitting element 3 to be incident on one end surface of the plate shape. Is provided with an emission surface 411 for emitting the light beam C bent in the light guide 4 to the outside of the light guide 4.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、発光素子から発した光線を、透明材料からなる導光体内を通過させて所定の方向に導く発光ユニットに関する。 The present invention relates to a light emitting unit that guides light emitted from a light emitting element in a predetermined direction through a light guide made of a transparent material.
従来より、例えば、自動車のダッシュボード、複写機、家電等に用いる発光表示部においては、発光ダイオード等の発光素子から発した光線を、透明材料からなる導光体内に入射させ、この導光体に形成した複数のプリズムによって反射させて、所定の方向から出射させている。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in a light emitting display unit used in automobile dashboards, copiers, home appliances, etc., light emitted from light emitting elements such as light emitting diodes is incident on a light guide made of a transparent material. The light is reflected by a plurality of prisms formed in the above and emitted from a predetermined direction.
例えば、特許文献１の表示装置用の照明装置においては、断面略Ｕ字型の導光体を複数並べて配置し、各導光体の一方の端面を入射面として、この入射面にランプを対向配置し、各導光体の他方の端面を出射面として、この出射面からランプによる光線を出射するようにしている。そして、ランプによる光線を直接照明方向へ照射すると共に、ランプによる光線を導光体内を通過させ、出射面から照明方向へ出射させている。これにより、仮想的な光源を形成して、ランプの使用数を減らすことができ、かつ輝度分布が一様で高輝度かつ薄型の照明装置を得ることができる。
For example, in the illumination device for a display device disclosed in
しかしながら、特許文献１においては、導光体から照射方向へ照射する光線は、あくまでも導光体の所定位置において、ランプ及び仮想的な光源として発した局所的な光線となる。そのため、導光体における幅広い表面から、各出射位置における輝度のばらつきを抑制して光線を出射させる工夫はなされていない。
However, in
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、導光体における幅広い表面から、各出射位置における輝度のばらつきを抑制して光線を出射させることができる発光ユニットを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and intends to provide a light emitting unit capable of emitting light from a wide surface of a light guide while suppressing variation in luminance at each emission position. Is.
本発明は、発光素子と、透明材料からなる導光体とを有してなる発光ユニットであって、
上記導光体は、円弧状に屈曲した板形状を有しており、かつ該板形状の一方の端面に、上記発光素子から発した光線を入射させる入射面を有すると共に、上記板形状の一方の表面側に、当該導光体内において屈曲させた光線を該導光体の外部に出射させる出射面を有していることを特徴とする発光ユニットにある（請求項１）。
The present invention is a light emitting unit comprising a light emitting element and a light guide made of a transparent material,
The light guide has a plate shape bent in an arc shape, and has an incident surface for allowing the light emitted from the light emitting element to be incident on one end surface of the plate shape. In the light emitting unit, the light emitting unit has an emission surface for emitting the light beam bent in the light guide body to the outside of the light guide body.
本発明の発光ユニットにおける導光体は、円弧状に屈曲した板形状を有しており、上記入射面を板形状の一方の端面に有し、上記出射面を板形状の一方の表面側に有している。
そして、発光素子から導光体における入射面に入射した光線は、導光体内を反射しながら通過して、出射面から出射される。このとき、本例の出射面は、板形状の一方の表面側に形成してあり、上記光線は、導光体における幅広い表面から出射させることができる。また、本発明の導光体においては、発光素子の配置位置に拘束されずに光線を出射させることができ、出射面の各出射位置における輝度のばらつきを抑制することができる。
The light guide in the light emitting unit of the present invention has a plate shape bent in an arc shape, has the incident surface on one end surface of the plate shape, and the emission surface on one surface side of the plate shape. Have.
Then, the light beam incident on the incident surface of the light guide from the light emitting element passes through the light guide while being reflected, and is emitted from the output surface. At this time, the emission surface of this example is formed on one surface side of the plate shape, and the light beam can be emitted from a wide surface of the light guide. Moreover, in the light guide of this invention, a light ray can be radiate | emitted without being restrained by the arrangement position of a light emitting element, and the dispersion | variation in the brightness in each output position of an output surface can be suppressed.
それ故、本発明の発光ユニットによれば、導光体における幅広い表面から、各出射位置における輝度のばらつきを抑制して光線を出射させることができる。 Therefore, according to the light emitting unit of the present invention, it is possible to emit light from a wide surface of the light guide while suppressing variations in luminance at each emission position.
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明の発光ユニットは、自動車における各種の発光表示部、複写機における徐電レンズ部等に使用することができる。また、自動車における各種の発光表示部は、エアコンパネル、時計表示パネル、各種状態量の表示パネル等とすることができる。
また、発光ユニットは、文字盤のバックライト、液晶パネルのバックライト等として用いることができる。
A preferred embodiment of the present invention described above will be described.
The light-emitting unit of the present invention can be used for various light-emitting display units in automobiles, slow-current lens units in copying machines, and the like. In addition, various light emitting display units in the automobile can be an air conditioner panel, a clock display panel, a display panel with various state quantities, and the like.
The light emitting unit can be used as a dial backlight, a liquid crystal panel backlight, and the like.
また、本発明において、上記導光体は、平板形状を有する出射部と、断面円弧形状を有する入射部とを連続形成してなり、上記出射面は、上記出射部の一方の表面に形成してあり、上記入射面は、上記入射部の上記発光素子と対向する端面に形成することができる（請求項２）。 Further, in the present invention, the light guide body is formed by continuously forming an emission part having a flat plate shape and an incident part having a circular arc shape in cross section, and the emission surface is formed on one surface of the emission part. The incident surface can be formed on an end surface of the incident portion facing the light emitting element.
この場合には、発光素子から導光体における入射部の入射面に入射した光線は、入射部及び出射部内を反射しながら通過し、出射部の一方の表面における出射面から出射される。このとき、光線は、円弧形状の入射部内を通過することにより、入射部からは当該導光体の外部にほとんど漏れることがなく、ほとんどを出射面から出射させることができる。また、光線は、平板形状の出射部における出射面から出射させることにより、各出射位置における輝度のばらつきを一層抑制して、導光体における一層幅広い表面から出射させることができる。 In this case, the light beam incident on the incident surface of the incident portion of the light guide from the light emitting element passes through the incident portion and the emission portion while being reflected, and is emitted from the emission surface on one surface of the emission portion. At this time, the light beam passes through the inside of the arc-shaped incident part, so that almost no light leaks from the incident part to the outside of the light guide, and almost all can be emitted from the emission surface. Further, the light beam can be emitted from a wider surface of the light guide by further suppressing the variation in luminance at each emission position by being emitted from the emission surface of the flat plate-like emission part.
また、上記入射部は、９０°の円弧形状によって形成してあることが好ましい（請求項３）。この場合には、入射部内を通過する光線が当該導光体の外部に一層漏れ難くすることができる。また、９０°の円弧形状とは、９０°の範囲に渡って形成した曲率半径が均一な円弧形状のことをいう。なお、ここでいう９０°とは、必ずしも完全な９０°であることを意味せず、例えば±１°以内の製造上の誤差を含んでいてもよい。 Moreover, it is preferable that the said incident part is formed by the circular arc shape of 90 degrees. In this case, the light beam passing through the incident portion can be made more difficult to leak out of the light guide. The 90 ° arc shape means an arc shape having a uniform curvature radius formed over a 90 ° range. Here, 90 ° does not necessarily mean a complete 90 °, and may include a manufacturing error within ± 1 °, for example.
また、上記導光体は、平板形状を有する出射部と、該出射部の両端から当該導光体の裏面側に向けて断面円弧形状を有してそれぞれ連続形成してなる一対の入射部とを備えた導光セルを複数有しており、該複数の導光セルは、互いに隣接する上記入射部における外側角部同士で互いに連結してあり、上記出射面は、上記導光体の表面側に形成してあり、上記入射面は、上記入射部の上記発光素子と対向する端面に形成してあり、上記発光素子は、互いに連結した上記入射部同士における両方の上記入射面に光線を入射させる位置にそれぞれ配置してあり、上記各導光セルにおいては、その上記一対の入射部における上記入射面から入射された光線を、上記出射面から出射させるよう構成することもできる（請求項４）。 The light guide includes a flat plate-shaped emission part, and a pair of incident parts each having a circular arc shape from both ends of the emission part toward the back side of the light guide, and continuously formed. The plurality of light guide cells are connected to each other at the outer corners of the incident portions adjacent to each other, and the exit surface is a surface of the light guide body. The incident surface is formed on an end surface of the incident portion facing the light emitting element, and the light emitting element emits light to both incident surfaces of the incident portions connected to each other. Each of the light guide cells may be configured to emit light incident from the incident surface in the pair of incident portions to be emitted from the emission surface. 4).
この場合には、複数の発光素子から、互いに連結した一対の入射部における両方の入射面にそれぞれ入射した光線は、各入射部内を通過して各出射部へ導かれる。そして、各導光セルの出射部には、この出射部の両側に位置する一対の入射部から光線が導かれる。
これにより、複数の発光素子から発した光線を、複数の導光セルにおける表面側から出射させることができ、各導光セルからできるだけ均一に出射させることができる。
In this case, light beams incident on both incident surfaces of the pair of incident portions connected to each other from the plurality of light emitting elements pass through the respective incident portions and are guided to the respective emission portions. Then, the light beam is guided to the output part of each light guide cell from a pair of incident parts located on both sides of the output part.
Thereby, the light emitted from the plurality of light emitting elements can be emitted from the surface side of the plurality of light guide cells, and can be emitted from each light guide cell as uniformly as possible.
また、上記入射部は、９０°の円弧形状によって形成することが好ましい（請求項５）。この場合には、入射部内を通過する光線が当該導光体の外部に漏れ難くすることができる。また、９０°の円弧形状とは、９０°の範囲に渡って形成した曲率半径が均一な円弧形状のことをいう。なお、ここでいう９０°とは、必ずしも完全な９０°であることを意味せず、例えば±１°以内の製造上の誤差を含んでいてもよい。 Moreover, it is preferable that the said incident part is formed by 90-degree circular arc shape. In this case, it is possible to make it difficult for light rays passing through the incident portion to leak out of the light guide. The 90 ° arc shape means an arc shape having a uniform curvature radius formed over a 90 ° range. Here, 90 ° does not necessarily mean a complete 90 °, and may include a manufacturing error within ± 1 °, for example.
また、上記導光体は、断面円弧形状を有する出射部と、該出射部の両端から当該導光体の裏面側に向けて平板形状を有してそれぞれ連続形成してなる一対の入射部とを備えた導光セルを複数有しており、該複数の導光セルは、互いに隣接する上記入射部における外側角部同士で互いに連結してあり、上記出射面は、上記導光体の表面側に形成してあり、上記入射面は、上記入射部の上記発光素子と対向する端面に形成してあり、上記発光素子は、互いに連結した一対の上記入射部における両方の上記入射面に光線を入射させる位置にそれぞれ配置してあり、上記各導光セルにおいては、その上記一対の入射部における上記入射面から入射された光線を、上記出射面から出射させるよう構成することもできる（請求項６）。 In addition, the light guide includes an emission part having a circular arc shape in cross section, and a pair of incidence parts each having a flat plate shape from both ends of the emission part toward the back side of the light guide, The plurality of light guide cells are connected to each other at the outer corners of the incident portions adjacent to each other, and the exit surface is a surface of the light guide body. The incident surface is formed on an end surface of the incident portion facing the light emitting element, and the light emitting element emits a light beam on both incident surfaces in a pair of incident portions connected to each other. In each of the light guide cells, the light beam incident from the incident surface of the pair of incident portions can be emitted from the emission surface (claims). Item 6).
この場合にも、複数の発光素子から、互いに連結した一対の入射部における両方の入射面にそれぞれ入射した光線は、各入射部内を通過して各出射部へ導かれる。そして、各導光セルの出射部には、この出射部の両側に位置する一対の入射部から光線が導かれる。
これにより、複数の発光素子から発した光線を、複数の導光セルにおける表面側から出射させることができ、各導光セルからできるだけ均一に出射させることができる。
Also in this case, light beams incident on both incident surfaces of the pair of incident portions connected to each other from the plurality of light emitting elements pass through the respective incident portions and are guided to the respective emission portions. Then, the light beam is guided to the output part of each light guide cell from a pair of incident parts located on both sides of the output part.
Thereby, the light emitted from the plurality of light emitting elements can be emitted from the surface side of the plurality of light guide cells, and can be emitted from each light guide cell as uniformly as possible.
また、上記導光体は、断面円弧形状を有する導光セルを複数有しており、該複数の導光セルは、互いに隣接する上記端部における外側角部同士で互いに連結してあり、上記出射面は、上記導光体の表面側に形成してあり、上記入射面は、上記導光セルの上記発光素子と対向する端面に形成してあり、上記発光素子は、互いに連結した一対の上記導光セルにおける両方の上記入射面に光線を入射させる位置にそれぞれ配置してあり、上記各導光セルにおいては、その上記一対の導光セルにおける上記入射面から入射された光線を、上記出射面から出射させるよう構成することもできる（請求項７）。 The light guide includes a plurality of light guide cells having a circular arc shape in cross section, and the plurality of light guide cells are connected to each other at outer corners at the end portions adjacent to each other. The emission surface is formed on the surface side of the light guide, the incident surface is formed on an end surface of the light guide cell facing the light emitting element, and the light emitting elements are connected to each other in a pair. The light guide cells are arranged at positions where light rays are incident on both incident surfaces of the light guide cell. In each of the light guide cells, the light rays incident from the incident surfaces of the pair of light guide cells are It can also comprise so that it may radiate | emit from an output surface (Claim 7).
この場合には、複数の発光素子から、互いに連結した一対の導光セルにおける両方の入射面にそれぞれ入射した光線は、各導光セル内を通過して導光体の表面側へ導かれる。そして、各導光セルの表面側には、各導光セルの両側に位置する一対の入射面から光線が導かれる。
これにより、複数の発光素子から発した光線を、複数の導光セルにおける表面側から出射させることができ、各導光セルからできるだけ均一に出射させることができる。
In this case, light beams incident on both incident surfaces of a pair of light guide cells connected to each other from a plurality of light emitting elements pass through the light guide cells and are guided to the surface side of the light guide. Then, light rays are guided to the surface side of each light guide cell from a pair of incident surfaces located on both sides of each light guide cell.
Thereby, the light emitted from the plurality of light emitting elements can be emitted from the surface side of the plurality of light guide cells, and can be emitted from each light guide cell as uniformly as possible.
また、上記複数の導光セルのうち、最も端に位置する一対の最端部導光セルを除く複数の中心部導光セルは、その上記一対の入射部を左右対称に形成してなると共に、互いに同一形状を有しており、上記一対の最端部導光セルは、上記中心部導光セルの略半分の形状を有していることが好ましい（請求項８）。
この場合には、各中心部導光セルにおける出射面から、さらに均一に光線を出射させることができる。各中心部導光セルと一対の最端部導光セルとから出射させる光線の輝度を、均一にすることができ、全体の導光セルにおける各出射面から均一に光線を出射させることができる。
In addition, among the plurality of light guide cells, a plurality of center part light guide cells excluding the pair of endmost light guide cells located at the end are formed with the pair of incident portions symmetrically formed. The pair of endmost light guide cells preferably have substantially the same shape as the center light guide cell (claim 8).
In this case, the light beam can be emitted more uniformly from the emission surface of each central light guide cell. The brightness of the light beam emitted from each central light guide cell and the pair of endmost light guide cells can be made uniform, and the light beam can be uniformly emitted from each emission surface of the entire light guide cell. .
以下に、本発明の発光ユニットにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
（実施例１）
本例の発光ユニット２Ａは、図１、図２に示すごとく、発光素子３と、透明材料からなる導光体４とを有して構成してある。導光体４は、円弧状に屈曲した板形状を有しており、かつ板形状の一方の端面に、発光素子３から発した光線Ｃを入射させる入射面４２１を有すると共に、板形状の一方の表面側に、当該導光体４内において屈曲させた光線Ｃを導光体４の外部に出射させる出射面４１１を有している。
Hereinafter, embodiments of the light emitting unit of the present invention will be described with reference to the drawings.
Example 1
As shown in FIGS. 1 and 2, the
以下に、本例の発光ユニット２Ａにつき、図１〜図３と共に詳説する。
本例の発光ユニット２Ａは、自動車のダッシュボードにおける各種メータに用いるものである。
図１、図２に示すごとく、本例の発光素子３は、平坦状の発光面３１を有するチップ型のＬＥＤ（発光ダイオード）である。この発光素子３は、電子回路基板１１上に複数（本例では４つ）並べて配置してあり、本例の導光体４の入射面４２１には、複数の発光素子３から光線Ｃが入射される。また、複数の発光素子３は、均一な間隔で電子回路基板１１上に配置してある。
Hereinafter, the
The
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、電子回路基板１１には、複数の発光素子３の表示を制御する制御回路等が形成してあり、発光ユニット２Ａ及び電子回路基板１１によって、表示装置１Ａが形成してある。
図２に示すごとく、本例の導光体４は、平板形状を有する出射部４１と、断面円弧形状を有する入射部４２とを連続形成してなる。本例の入射部４２は、均一な曲率半径Ｒを有する９０°の円弧形状によって形成してある。すなわち、入射部４２は、９０°の範囲に渡って、外側表面（表側面）４０１及び内側表面（裏側面）４０２のいずれもが曲率半径が均一な断面円弧形状によって形成してある。
The
As shown in FIG. 2, the
同図に示すごとく、本例の出射面４１１は、出射部４１の一方の表面（表側面）４０１に形成してあり、この出射部４１の他方の表面（裏側面）４０２には、光線Ｃを出射面４１１へ反射させて導くためのドット４１２が形成してある。本例の発光ユニット２Ａは、スピードメータ、タコメータ等の円形状表示部に用いるものであり、導光体４に形成したドット４１２は、多数の点状の突起を円形状に配置してなる。また、出射部４１の両側の側面４０３は、鏡面状に加工してある。
As shown in the figure, the
なお、上記ドット４１２は、裏側面４０２に形成するだけでなく、表側面４０１にも形成することができる。また、ドット４１２を形成する代わりに、複数の傾斜面を合わせて形成した種々のプリズムを形成することもできる。
また、本例の導光体４は、透明の合成樹脂材料を用いて、射出成形法により一体成形したものである。この導光体４は、ポリカーボネイト、アクリル等の透明合成樹脂材料によって成形することができる。
The
In addition, the
図２に示すごとく、本例の入射面４２１は、入射部４２において、この入射部４２が発光素子３と対向する端面に形成してある。入射部４２は、光線Ｃの通過方向に直交する幅方向に向けて同一の断面円弧形状を延設してなり、図１に示すごとく、上記複数の発光素子３は、入射部４２における幅方向に沿って、等間隔で配置してある。
導光体４は、合成樹脂からなるケース２１内に配置してあり、出射部４１の出射面４１１を、電子回路基板１１の表面に平行に配置してなる。なお、図１において、ケース２１は、奥側の部分のみを記載した。
As shown in FIG. 2, the
The
また、図２に示すごとく、導光体４の表側面４０１には、文字盤シート２２が配置してあり、この文字盤シート２２の上には、レンズシート（拡散シート）２３が配置してある。また、導光体４の裏側面４０２には、光線Ｃを反射させるための反射シート２４が配置してある。
Further, as shown in FIG. 2, a
本例の発光ユニット２Ａにおいては、導光体４に、平板形状の出射部４１に繋がる断面円弧形状の入射部４２を形成したことにより、発光素子３を配置した電子回路基板１１に対して、導光体４の出射部４１を平行に配置することができる。これにより、電子回路基板１１と導光体４とをコンパクトに配置することができ、表示装置１Ａをコンパクトに形成することができる。
In the
また、電子回路基板１１には、発光ユニット２Ａによって形成する表示部以外の種々の自動車における各種状態量のインジケータ（表示部）を形成することができる。そのため、自動車のダッシュボードに配設する表示装置１Ａにおいて、発光ユニット２Ａを形成するための別の電子回路基板１１を設ける必要がなく、種々の表示部に用いる電子回路基板１１を共通化させることができる。
Further, on the
本例の発光ユニット２Ａにおいて、複数の発光素子３から導光体４における入射部４２の入射面４２１に入射した光線Ｃは、入射部４２及び出射部４１内を反射しながら通過し、出射部４１の裏側面４０２におけるドット４１２によって反射して、出射部４１の表側面４０１における出射面４１１から出射される。このとき、光線Ｃは、均一な曲率半径Ｒを有する９０°の円弧形状の入射部４２内を通過することにより、入射部４２からは当該導光体４の外部にほとんど漏れることがなく、ほとんどを出射面４１１から出射させることができる。
In the
そして、本例の出射面４１１は、平板形状の表側面４０１に形成してあり、上記光線Ｃは、導光体４における幅広い表面から出射させることができる。また、本例の導光体４においては、発光素子３の配置位置に拘束されずに光線Ｃを出射させることができ、出射面４１１の各出射位置における輝度のばらつきを抑制することができる。
それ故、本例の発光ユニット２Ａによれば、導光体４における幅広い表面から、各出射位置における輝度のばらつきを抑制して光線Ｃを出射させることができる。
And the
Therefore, according to the
なお、図３に示すごとく、出射部４１の両側の側面４０３は、出射面４１１に向けて出射部４１の幅が大きくなる傾斜状に形成することができる。また、入射部４２の両側の側面４０３も同様に傾斜状に形成することができる。これらの場合には、出射部４１（及び入射部４２）の両側の側面４０３から当該導光体４の外部に漏れる光線Ｃを少なくし、この光線Ｃを出射面４１１へと反射させることができる。
As shown in FIG. 3, the side surfaces 403 on both sides of the
（実施例２）
本例は、上記実施例１に示した導光体４の最適形状を確認する例である。
本例においては、まず、図４に示すごとく、導光体４の出射部４１の厚みｔと、導光体４の入射部４２における外側表面４０４の曲率半径Ｒとの関係を調べた。同図は、横軸に、入射部４２における外側表面４０４の曲率半径Ｒをとり、縦軸に、出射部４１における光量（Ｗ）をとって、両者の関係を示す図である。
(Example 2)
This example is an example of confirming the optimum shape of the
In this example, first, as shown in FIG. 4, the relationship between the thickness t of the emitting
同図において、入射部４２における外側表面４０４の曲率半径Ｒは、出射部４１の厚みｔの何倍であるかによって示した。本例では、出射部４１の厚みｔは、２ｍｍ又は３ｍｍとし、入射部４２の厚みｔと出射部４１の厚みｔとを均一にした。
また、出射部４１における光量は、出射部４１の入口端面４１４（入射部４２と繋がる端面）及び出射部４１の出口端面４１５（入射部４２と繋がる端面とは反対側の端面）において調べた（図１参照）。
In the figure, the radius of curvature R of the outer surface 404 in the
Further, the amount of light in the
同図において、出射部４１の厚みｔが大きいほど光量は大きくなり、出射部４１の入口端面４１４よりも出射部４１の出口端面４１５の方が若干光量が小さくなることがわかった。
また、入射部４２における外側表面４０４の曲率半径Ｒが出射部４１の厚みｔに対して大きくなるほど、光量が大きくなることがわかった。そして、入射部４２における外側表面４０４の曲率半径Ｒが出射部４１の厚みｔの３倍以上である場合には、光量の大きさがあまり変化しないことがわかった。このことより、入射部４２における外側表面４０４の曲率半径Ｒを、出射部４１の厚みｔの３倍以上とすることにより、光量を大きく維持できることがわかった。
In the same figure, it was found that the light quantity increases as the thickness t of the
Further, it has been found that the amount of light increases as the radius of curvature R of the outer surface 404 at the
また、本例においては、図５に示すごとく、導光体４の入射部４２を、均一な曲率半径Ｒを有する９０°の円弧形状のみによって形成した場合と、この円弧形状の導光部分４２５に平板形状（直線形状）の導光部分４２６を繋げた場合（図６参照）とについて、導光体４の出射部４１の入口端面４１４及び出口端面４１５における光量を調べた（図１参照）。図５は、横軸に、直線形状の導光部分４２６の長さＬをとり、縦軸に、出射部４１における光量（Ｗ）をとって、両者の関係を示す図である。
In this example, as shown in FIG. 5, the
同図において、直線形状の導光部分４２６の長さＬは、出射部４１の厚みｔの何倍であるかによって示した。この出射部４１の厚みｔは、２ｍｍ又は３ｍｍとし、入射部４２の厚みｔと出射部４１の厚みｔとを均一にした。
同図において、出射部４１の厚みｔが大きいほど光量は大きくなり、出射部４１の入口端面４１４よりも出射部４１の出口端面４１５の方が若干光量が小さくなることがわかった。
In the figure, the length L of the linear
In the same figure, it was found that the light quantity increases as the thickness t of the
また、出射部４１における光量は、直線形状の導光部分４２６がない場合が最も大きく、直線形状の導光部分４２６を出射部４１の厚みｔの１倍以上の長さＬで形成したときには、光量の大きさがあまり変化しないことがわかった。このことより、直線形状の導光部分４２６はない方が好ましく、導光体４の入射部４２は、均一な曲率半径Ｒを有する９０°の円弧形状のみによって形成することにより、光量を大きく維持できることがわかった。
The amount of light in the
（実施例３）
本例は、図７〜図１６に示すごとく、出射部５２の両側に一対の入射部５３を形成してなる複数の導光セル５０を連結して形成した導光体５を用いて、発光ユニット２Ｂを形成した例である。
なお、図７、図８、図１１、図１２は、発光素子３を５つ用いた場合を示し、図９、図１０、図１７は、発光素子３を６つ用いた場合を示している。
(Example 3)
In this example, as shown in FIGS. 7 to 16, light emission is performed using a
7, 8, 11, and 12 show the case where five
図７に示すごとく、本例の導光体５における各導光セル５０は、平板形状の出射部５２と、この出射部５２の両端面から当該導光体５の裏面側５０２に向けて断面円弧形状を有してそれぞれ連続形成してなる一対の入射部５３とを備えている。また、複数の導光セル５０は、互いに隣接する入射部５３における外側角部５３２同士で互いに連結してある。
As shown in FIG. 7, each
また、本例の出射面５１は、各導光セル５０の表面側５０１に形成してある。また、入射面５３１は、入射部５３において、この入射部５３が発光素子３と対向する端面に形成してある。本例の入射部５３は、均一な曲率半径Ｒを有する９０°の円弧形状によって形成してある。すなわち、入射部５３は、９０°の範囲に渡って、外側表面（表面側）５０１及び内側表面（裏面側）５０２のいずれもが曲率半径Ｒが均一な断面円弧形状によって形成してある。
In addition, the
また、本例の発光素子３は、互いに連結した一対の入射部５３における両方の入射面５３１に光線Ｃを入射させる位置にそれぞれ配置してある。そして、各導光セル５０においては、その一対の入射部５３における入射面５３１から入射された光線Ｃを、その出射部５２における出射面５１から出射させるよう構成してある。
The
図９、図１０に示すごとく、本例の発光ユニット２Ｂは、種々の文字表示等を行う液晶パネル２７のバックライトとして用いる。また、本例の発光ユニット２Ｂは、複数の発光素子３を配置した電子回路基板１１と共に、自動車のダッシュボードにおける時計表示装置１Ｂを構成する。
本例の複数の発光素子３は、それぞれチップ型のＬＥＤからなり、電子回路基板１１上に配置してある。複数の発光素子３は、電子回路基板１１において等間隔に配置してある。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
The plurality of
図９、図１１に示すごとく、本例の導光体５は、合成樹脂からなるケース２５内に配置してある。このケース２５は、導光体５の外周を囲う枠部２５１と、この枠部２５１内において、出射部５２及び入射部５３の内側表面５０２に対向させる反射板部２５２とを有している。また、反射板部２５２は、各導光セル５０の出射部５２及び入射部５３の内側表面５０２の形状に沿った形状を有しており、各導光セル５０の各入射面５３１の対向位置には、発光素子３からの光線Ｃを通過させる貫通孔２５３が形成してある。
また、反射板部２５２の表面には、反射性に優れた反射塗料等を施工しておくことができる。
As shown in FIGS. 9 and 11, the
In addition, a reflective paint or the like having excellent reflectivity can be applied to the surface of the
また、導光体５の表面側５０１には、レンズシート（拡散シート）２６が配置してあり、このレンズシートの表面側５０１には、時刻表示を行う液晶パネル２７が配置してある。なお、図９は、本例の時計表示装置１Ｂを分解した状態を示し、図１０は、本例の時計表示装置１Ｂを組み付けた状態を示す。また、図１１は、本例の時計表示装置１Ｂの断面を示す。
A lens sheet (diffusion sheet) 26 is disposed on the
図７に示すごとく、本例の複数の導光セル５０のうち、最も端に位置する一対の最端部導光セル５０Ｂを除く複数の中心部導光セル５０Ａは、その出射部５２及びその一対の入射部５３を左右対称に形成してなる。また、各中心部導光セル５０Ａは、互いに同一形状を有している。
また、一対の最端部導光セル５０Ｂは、中心部導光セル５０Ａの略半分の形状、すなわち出射部５２の半分と１つの入射部５３とによる形状を有している。
As shown in FIG. 7, among the plurality of
In addition, the pair of endmost light guide cells 50B has a shape that is substantially half of the center light guide cell 50A, that is, a shape that includes a half of the emitting
図７、図８に示すごとく、本例の導光体５においては、各導光セル５０の外側表面（表面側）５０１の出射面５１に、各導光セル５０内を通過する光線Ｃを反射させて当該出射面５１から出射させるための突起状ドット（点状の突起）５１１が多数形成してある。この突起状ドット５１１は、その形成密度を密状態にするほど光線Ｃの反射量が大きくなる。そして、突起状ドット５１１の形成密度は、発光素子３の配置位置に近い各入射部５３の外側表面５０１において粗状態にし、出射部５２の外側表面５０１において密状態にした。
As shown in FIGS. 7 and 8, in the
同図において、突起状ドット５１１の形成密度が密状態の部分を斜線のハッチングによって示し、突起状ドット５１１の形成密度が粗状態の部分を破線のハッチングによって示す。また、ハッチングをしていない部分は、突起状ドット５１１の形成密度が密状態と粗状態との中間状態である部分である。
In the same figure, the portion where the formation density of the protruding
また、図８に示すごとく、本例の導光体５においては、入射部５３の外側表面５０１において、発光素子３の配置位置に対応する部分を中心に円形状に突起状ドット５１１を形成し、円形状の外側に向かうに連れて形成状態が密になるようにした。また、突起状ドット５１１の形成密度は、導光体５における光線Ｃの通過方向Ｄに直交する方向の一対の側部５４において密状態にした。
なお、上記突起状ドット５１１は、各導光セル５０の内側表面（裏面側）５０２に形成することもできる。また、突起状ドット５１１は、各導光セル５０の外側表面５０１及び内側表面５０２の両面に形成することもできる。
Further, as shown in FIG. 8, in the
The protruding
このように、各導光セル５０においては、発光素子３の配置位置から遠い部位である出射部５２の近傍及び一対の側部５４の近傍の突起状ドット５１１の形成密度を密状態にした。そして、光線Ｃが到達し難い部位における突起状ドット５１１の形成密度を密状態にし、導光体５の出射面５１の全体からできるだけ均一に光線Ｃを出射することができる。
また、本例の導光体５においては、各中心部導光セル５０Ａと一対の最端部導光セル５０Ｂとから出射させる光線Ｃの輝度を、均一にすることができ、全体の導光セル５０における各出射面５１から均一に光線Ｃを出射させることができる。
As described above, in each
Moreover, in the
本例においては、複数の発光素子３から、互いに連結した一対の入射部５３における両方の入射面５３１にそれぞれ入射した光線Ｃは、各入射部５３内を通過して各出射部５２へ導かれる。そして、各導光セル５０の出射部５２には、この出射部５２の両側に位置する一対の入射部５３から光線Ｃが導かれる。そして、平板形状の出射部５２の外側表面（表面側）５０１及び断面円弧形状の入射部５３の外側表面５０１を出射面５１として、光線Ｃを出射させることができる。
これにより、複数の発光素子３から発した光線Ｃを、複数の導光セル５０における外側表面５０１から出射させることができ、各導光セル５０からできるだけ均一に出射させることができる。
In this example, the light beams C respectively incident on both the incident surfaces 531 of the pair of
Thereby, the light rays C emitted from the plurality of
また、導光体５の各導光セル５０における入射面５３１の近傍から光線Ｃが漏れることを抑制するためには、図７、図１１に示したように、入射部５３の形状を、均一な平均半径を有する９０°の円弧形状に形成することが好ましい。そして、上記光線Ｃの漏れを抑制するためには、互いに隣接する入射部５３における外側角部５３２同士の連結部分５３３の大きさは、できるだけ小さくすることが好ましい。
Further, in order to suppress the leakage of the light beam C from the vicinity of the
一方、互いに隣接する入射部５３における外側角部５３２同士の連結部分５３３の大きさを極力小さくすると、複数の導光セル５０が連なった導光体５を、樹脂の射出成形法によって成形することが困難になる。
そのため、図１２に示すごとく、互いに隣接する入射部５３における円弧形状を９０度未満（例えば、６０〜９０°）に形成し、０．１〜０．５ｍｍの厚みｕを有する上記連結部分５３３を形成することができる。なお、この連結部分５３３の厚みｕは、大きくなるほど光線Ｃの漏れ量が大きくなると考えられるため、０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。また、連結部分５３３の厚みｕを０．１ｍｍ未満にすると、射出成形法により複数の導光セル５０が連なった導光体５を成形することが困難になる。
On the other hand, when the size of the connecting
Therefore, as shown in FIG. 12, the connecting
また、本例においても、各導光セル５０の入射部５３を、図１３に示すごとく、均一な曲率半径Ｒを有する９０°の円弧形状のみによって形成した場合と、図１４に示すごとく、この円弧形状の導光部分５３５に平板形状（直線形状）の導光部分５３６を繋げた場合と、図１５に示すごとく、均一な曲率半径Ｒを有する９０°未満（約６０°）の円弧形状のみによって形成した場合とについて、各導光セル５０の出射面５１から出射される光線Ｃの光量を検討した。
その結果、各導光セル５０の入射部５３は均一な曲率半径Ｒを有する９０°の円弧形状のみによって形成した場合が、最も光量が大きいことがわかった。
Also in this example, the
As a result, it was found that the amount of light was greatest when the
また、図１６に示すごとく、互いに連結した一対の入射部５３における入射面５３１の角部同士の間の幅Ａ（ｍｍ）は、以下の式によって決定することができる。すなわち、発光素子３の幅をａ（ｍｍ）とし、発光素子３の視野角をＸ（°）、発光素子３の発光面３１から入射面５３１の角部までの垂直距離をＺ（ｍｍ）としたとき、入射面５３１の角部同士の間の幅Ａ（ｍｍ）は、Ａ＞２×｛Ｚ×ｔａｎ（Ｘ／２）＋ａ／２｝に基づいて決定することができる。また、入射面５３１の角部同士の間の幅Ａ（ｍｍ）は、ａ＜Ａ＜３ａの範囲内で決定することができる。
As shown in FIG. 16, the width A (mm) between the corners of the
（実施例４）
本例は、実施例３と同様に、図１７に示すごとく、出射部５２の両側に一対の入射部５３を形成してなる複数の導光セル５０を連結して形成した導光体５を用いて、発光ユニット２Ｂを形成した例である。
同図に示すごとく、本例の導光体５における各導光セル５０は、断面円弧形状の出射部５２と、この出射部５２の両端面から当該導光体５の裏面側５０２に向けて平板形状を有してそれぞれ連続形成してなる一対の入射部５３とを備えている。また、複数の導光セル５０は、互いに隣接する入射部５３における外側角部５３２同士で互いに連結してある。
Example 4
As shown in FIG. 17, in this example, as shown in FIG. 17, the
As shown in the figure, each
本例においては、円弧形状の出射部５２の外側表面（表面側）５０１及び平板形状の入射部５３の外側表面５０１を出射面５１として、入射面５３１から入射した光線Ｃを出射させることができる。これにより、本例においても、複数の発光素子３から発した光線Ｃを、複数の導光セル５０における外側表面５０１から出射させることができ、各導光セル５０からできるだけ均一に出射させることができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例３と同様であり、上記実施例３と同様の作用効果を得ることができる。
In this example, the outer surface (front side) 501 of the arc-shaped emitting
Also in this example, the other configuration is the same as that of the third embodiment, and the same effects as those of the third embodiment can be obtained.
（実施例５）
本例は、図１８に示すごとく、断面円弧形状を有する複数の導光セル５０を連結して形成した導光体５を用いて、発光ユニット２Ｂを形成した例である。
本例の各導光セル５０は、その全体が断面円弧形状を有しており、入射部と出射部との形状による区別はない。そして、本例においても、実施例３、４と同様に、導光体５の出射面５１は、この導光体５の表面側５０１に形成してあり、各発光素子３による光線Ｃの入射面５３１は、各導光セル５０の発光素子３と対向する端面に形成してある。
(Example 5)
In this example, as shown in FIG. 18, the
Each
本例においては、複数の発光素子３から、互いに連結した一対の導光セル５０における両方の入射面５３１にそれぞれ入射した光線Ｃは、各導光セル５０内を通過して導光体５の表面側５０１へ導かれる。そして、各導光セル５０の表面側５０１には、各導光セル５０の両側に位置する一対の入射面５３１から光線Ｃが導かれる。
これにより、複数の発光素子３から発した光線Ｃを、複数の導光セル５０における表面側５０１から出射させることができ、各導光セル５０からできるだけ均一に出射させることができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例３、４と同様であり、上記実施例３、４と同様の作用効果を得ることができる。
In this example, the light rays C respectively incident on both the incident surfaces 531 of the pair of
Thereby, the light rays C emitted from the plurality of
Also in this example, other configurations are the same as those of the third and fourth embodiments, and the same effects as those of the third and fourth embodiments can be obtained.
１Ａ、１Ｂ 表示装置
１１ 電子回路基板
２Ａ、２Ｂ 発光ユニット
３ 発光素子
４ 導光体
４１ 出射部
４１１ 出射面
４２ 入射部
４２１ 入射面
５ 導光体
５０ 導光セル
５０Ａ 中心部導光セル
５０Ｂ 最端部導光セル
５１ 出射面
５２ 出射部
５３ 入射部
５３１ 入射面
Ｃ 光線
Ｄ 通過方向
Ｒ 曲率半径
DESCRIPTION OF
Claims (8)
上記導光体は、円弧状に屈曲した板形状を有しており、かつ該板形状の一方の端面に、上記発光素子から発した光線を入射させる入射面を有すると共に、上記板形状の一方の表面側に、当該導光体内において屈曲させた光線を該導光体の外部に出射させる出射面を有していることを特徴とする発光ユニット。 A light emitting unit comprising a light emitting element and a light guide made of a transparent material,
The light guide has a plate shape bent in an arc shape, and has an incident surface for allowing the light emitted from the light emitting element to be incident on one end surface of the plate shape. A light emitting unit characterized in that the light emitting unit has an emission surface on the surface side for emitting the light beam bent in the light guide body to the outside of the light guide body.
上記出射面は、上記出射部の一方の表面に形成してあり、上記入射面は、上記入射部の上記発光素子と対向する端面に形成してあることを特徴とする発光ユニット。 In Claim 1, the light guide is formed by continuously forming an emission part having a flat plate shape and an incident part having a cross-sectional arc shape,
The light emitting unit is characterized in that the emission surface is formed on one surface of the emission part, and the incident surface is formed on an end surface of the incident part facing the light emitting element.
上記出射面は、上記導光体の表面側に形成してあり、上記入射面は、上記入射部の上記発光素子と対向する端面に形成してあり、
上記発光素子は、互いに連結した上記入射部同士における両方の上記入射面に光線を入射させる位置にそれぞれ配置してあり、
上記各導光セルにおいては、その上記一対の入射部における上記入射面から入射された光線を、上記出射面から出射させるよう構成してあることを特徴とする発光ユニット。 2. The light guide according to claim 1, wherein the light guide has a flat plate-shaped emission part and a pair of arcuate sections that are continuously formed from both ends of the emission part toward the back side of the light guide. A plurality of light guide cells each having an incident portion, and the plurality of light guide cells are connected to each other at outer corner portions of the incident portions adjacent to each other;
The emission surface is formed on the surface side of the light guide, and the incident surface is formed on an end surface of the incident portion facing the light emitting element,
The light emitting elements are respectively arranged at positions where light rays are incident on both the incident surfaces in the incident portions connected to each other,
In each of the light guide cells, the light emitting unit is configured to emit light incident from the incident surface in the pair of incident portions from the emission surface.
上記出射面は、上記導光体の表面側に形成してあり、上記入射面は、上記入射部の上記発光素子と対向する端面に形成してあり、
上記発光素子は、互いに連結した一対の上記入射部における両方の上記入射面に光線を入射させる位置にそれぞれ配置してあり、
上記各導光セルにおいては、その上記一対の入射部における上記入射面から入射された光線を、上記出射面から出射させるよう構成してあることを特徴とする発光ユニット。 2. The light guide according to claim 1, wherein the light guide has a pair of emission portions each having a circular arc shape and a flat plate shape extending from both ends of the light emission portion toward the back side of the light guide. A plurality of light guide cells each having an incident portion, and the plurality of light guide cells are connected to each other at outer corner portions of the incident portions adjacent to each other;
The emission surface is formed on the surface side of the light guide, and the incident surface is formed on an end surface of the incident portion facing the light emitting element,
The light emitting elements are respectively arranged at positions where light rays are incident on both the incident surfaces in a pair of incident portions connected to each other,
In each of the light guide cells, the light emitting unit is configured to emit light incident from the incident surface of the pair of incident portions from the emission surface.
上記出射面は、上記導光体の表面側に形成してあり、上記入射面は、上記導光セルの上記発光素子と対向する端面に形成してあり、
上記発光素子は、互いに連結した一対の上記導光セルにおける両方の上記入射面に光線を入射させる位置にそれぞれ配置してあり、
上記各導光セルにおいては、その上記一対の導光セルにおける上記入射面から入射された光線を、上記出射面から出射させるよう構成してあることを特徴とする発光ユニット。 The light guide body according to claim 1, wherein the light guide body includes a plurality of light guide cells having a circular arc shape in cross section, and the plurality of light guide cells are connected to each other at outer corners at the end portions adjacent to each other. Yes,
The exit surface is formed on the surface side of the light guide, and the entrance surface is formed on an end surface of the light guide cell facing the light emitting element,
The light emitting elements are respectively disposed at positions where light rays are incident on both the incident surfaces of a pair of the light guide cells connected to each other.
In each of the light guide cells, the light emitting unit is configured to emit light incident from the entrance surface of the pair of light guide cells from the exit surface.
上記一対の最端部導光セルは、上記中心部導光セルの略半分の形状を有していることを特徴とする発光ユニット。 In any one of Claims 4-7, a some center part light guide cell except a pair of outermost part light guide cell located in the end among these light guide cells is the said pair of incident. The parts are formed symmetrically and have the same shape as each other,
The light emitting unit according to claim 1, wherein the pair of endmost light guide cells has a shape substantially half that of the center light guide cell.
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