JP3982174B2 - 光照射装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光照射装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の光照射装置としては、道路上のセンターラインや交差点の中央あるいは横断歩道等に設置されて光源となる発光ダイオードを発光させて車両の運転手や歩行者に対して警告や視線誘導等を行って事故の防止を図る所謂自発光式道路鋲、または道路やトンネルの路面や壁面などに設置されて道路線形や走行線幅等を明示する自発光式の視線誘導灯、あるいは地下街や公共スペースなどに設置されて夜間などの目印照明や非常時の避難誘導サインに用いられるものがある。
【0003】
図75は従来の自発光式道路鋲を示しており、道路上に突出した四角錐台形状の突出部60の傾斜側面に発光窓部61が形成されており、その発光窓部61の内側に光源となる発光ダイオード62が道路面に対して略平行に光を照射するように設けられており、道路面より下に埋設された埋設部(図示せず)に設けられた電源部により発光ダイオード62を発光させ、その光を車両運転手等に視認させるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来例においては、光源(発光ダイオード62)が、道路上に突出した四角錐台形状の突出部60の内部に収納されるため、突出部60の高さは光源の高さ(発光ダイオード62のレンズ部の直径)以上の寸法が最低限必要であり、通常は20〜30mm程度、突出部60が道路表面から突出することとなり、車両や歩行者に対しては障害物となるという問題や、また、突出部60の側面に形成された発光窓部61のみから光が照射されるために視認性が低いという問題があった。
【0005】
本発明は上記問題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、仰角の小さい配光特性を有し、発光面積を大きくした光照射装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、上記目的を達成するために、光源と、透光性部材により板状に形成され前記光源からの光を拡散せずに表面から外部に導く導光板とを備え、前記導光板の高さ寸法が他の部位よりも低くない端部近傍に前記光源を配置し、該導光板の表面断面形状を、導光板の屈折率をnとしたときにθ=sin-1(1/n)及びγ=sin-1(sinα/n)で求められる臨界角θ及び入射角γに対して、前記導光板の表面と対向する裏面と当該表面とがなす傾き角αが0[rad]<α<{(θ+γ)/2}[rad]を満たす直線又は前記傾き角αを接線の傾きに持つ曲線の少なくとも何れか一方で形成された形状としたことを特徴とし、光源から導光板内に入射した光を導光板内で全反射を繰り返しながら導光板の端部まで導くことができ、水平方向に近い導光板の側面方向への配光制御が可能となり、導光板の表面全体を光照射面とすることができる。その結果、仰角の小さい配光特性を有し、発光面積を大きくして遠方からの視認性を高めた光照射装置が提供できる。
【0007】
請求項2の発明は、上記目的を達成するために、光源と、透光性部材により板状に形成され前記光源からの光を拡散せずに表面から外部に導く導光板とを備え、前記導光板の高さ寸法が他の部位よりも低くない端部近傍に前記光源を配置し、該導光板の表面と対向する裏面の断面形状を、導光板の屈折率をnとしたときにθ=sin-1(1/n)で求められる臨界角θに対して、前記導光板の表面と対向する裏面と当該表面とがなす傾き角αが0[rad]<α<(θ/2)[rad]を満たす直線又は前記傾き角αを接線の傾きに持つ曲線の少なくとも何れか一方で形成された形状としたことを特徴とし、光源から導光板内に入射した光を導光板内で全反射を繰り返しながら導光板の端部まで導くことができ、水平方向に近い導光板の側面方向への配光制御が可能となり、導光板の表面全体を光照射面とすることができる。その結果、仰角の小さい配光特性を有し、発光面積を大きくして遠方からの視認性を高めた光照射装置が提供できる。
【0008】
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、前記導光板の表面と対向する裏面を反射面として成ることを特徴とし、導光板裏面側への光漏れを防いで発光効率を向上させることができる。
【0009】
請求項4の発明は、請求項1又は2又は3の発明において、前記導光板の高さ寸法が他の部位よりも低くない端部近傍に切欠部を形成するとともに該切欠部内に前記光源を配置したことを特徴とし、切欠部の形状に応じて配光特性を制御することが可能であり、所望の配光特性を省スペースで実現することができる。
【0010】
請求項5の発明は、請求項1〜4の何れかの発明において、前記導光板の光源が配置される側の端部近傍表面に鏡面部を設けたことを特徴とし、前記端部近傍表面からの光漏れを防いで水平方向に近い導光板の側面方向への配光効率を向上させることができる。
【0011】
請求項6の発明は、請求項1〜4の何れかの発明において、前記導光板の光源が配置される側の端部近傍表面の傾斜角度を前記光源からの光が全反射される角度としたことを特徴とし、簡単な構造で前記端部近傍表面からの光漏れを防いで水平方向に近い導光板の側面方向への配光効率を向上させることができる。
【0012】
請求項7の発明は、請求項1〜5の何れかの発明において、前記導光板の光源が配置される側の端部と対向する端部に平滑面を形成したことを特徴とし、光源から導光板内に入射した光を平滑面から射出することによって、さらに水平方向に近い導光板の側面方向への配光制御が可能となり、遠方からの視認性が向上する。
【0013】
請求項8の発明は、請求項7の発明において、前記導光板の光源が配置される側の端部から平滑面が形成された端部までの水平方向に沿った長さ寸法を、導光板の光源が配置される側の端部に対する光源からの光の入射角をψ、当該端部の高さ寸法をt、当該端部の光の入射位置から水平面までの高さ寸法をyとしたときに(y+t)/(tanα+tanψ)で求められる値以上としたことを特徴とし、導光板表面への配光を確保しつつ平滑面による視認性の向上が図れる。
【0014】
請求項9の発明は、請求項8の発明において、前記導光板に入射して直接平滑面から射出する光の進行方向と水平方向とのなす角度をδとし、平滑面の法線と水平方向とのなす角が、n・sinγ=sin(δ+γ)を満たすγの最大値と前記角度δとの和よりも小さくなるように平滑面を傾斜させたことを特徴とし、導光板に入射して平滑面から直接射出する光の配光を水平方向に近づけ、遠方からの視認性がさらに向上する。
【0015】
請求項10の発明は、請求項1〜5の何れかの発明において、前記導光板の光源が配置される側の端部と対向する端部に凸面を形成したことを特徴とし、凸面を形成した端部がレンズの役割を果たして射出する光を集光するため、より少ない光源で充分な光度が得られるとともに、不要な方向への光の射出を抑えて視認性が向上する。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の各実施形態では従来技術で説明した自発光式道路鋲や視線誘導灯に用いる光照射装置を例示しているが、これに限定する趣旨ではなく他の用途に用いられる光照射装置においても本発明の技術思想を適用することができる。
【0017】
(実施形態1)
図1(a)に本実施形態の側面図を示し、図2に本実施形態の斜視図を示す。本実施形態では光源として複数個の発光ダイオードLDを用いており、反射板2の前面に設けた凹部2aの底面に複数個の発光ダイオードLDを略等間隔に取り付けてある。また、導光板1はアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の透光性部材により断面形状が略直角三角形であり且つ平面視略矩形の平板状に形成されている。ここで説明を簡単にするために、導光板1の断面における斜辺を含む面を表面F、導光板1の断面における直交する2辺の内で斜辺とのなす角が小さい方の辺(以下、「長辺」と呼ぶ)を含む面を裏面R、上記2辺の内で斜辺とのなす角が大きい方の辺(以下、「短辺」と呼ぶ)を含む面を背面B、導光板1の断面における長辺と斜辺とのなす角を傾き角αとする(図3参照)。なお、本実施形態では導光板1の背面Bに反射板2の凹部2aの開口を対向させることにより、背面Bを光源(発光ダイオードLD)からの光が入射する入射面としている。
【0018】
ところで、背面Bから導光板1内へ入射した発光ダイオードLDの光(入射光)の挙動は2通りに大別される。すなわち、(A)導光板1内における外部との界面に対する入射光の入射角が臨界角未満の場合には、上記界面で全反射されることなく屈折されて外部へ射出される。また、(B)導光板1内における外部との界面に対する入射光の入射角が臨界角以上の場合、主に次の2通りの反射過程が考えられる。
(B−1)導光板1の表面F側の界面で1次全反射が起きる場合の反射過程(図4(a)参照)
(1)導光板1内を進行した光が入射角θ(≧臨界角)で表面F側の界面に入射し、全反射されて屈折角θで導光板1の裏面R側へ進行する。
【0019】
(2)上記光は導光板1内における外部と裏面Rとの界面に入射するが、導光板1の表面Fが裏面Rに対して傾き角αで傾いているため、裏面R側の界面への入射角は(θ−α)となる。ここで、この入射角(θ−α)が臨界角以上であるならば上記入射光は全反射されて屈折角(θ−α)で導光板1の表面F側へ進行する。
【0020】
(3)更に上記光は表面F側の界面に入射角(θ−2α)で入射するが、この入射角(θ−2α)が臨界角未満であれば全反射されずに屈折されて導光板1の外へ射出される。
【0021】
(4)なお、上記入射角(θ−2α)が臨界角以上であれば再び全反射されて裏面R側へ進行し、界面への入射角が臨界角以上となる間上記反射過程を繰り返す内に臨界角未満となって導光板1の外へ射出される。
(B−2)導光板1の裏面R側の界面で1次全反射が起きる場合の反射過程(図4(b)参照)
(1)導光板1内を進行した光が入射角φ(≧臨界角)で裏面R側の界面に入射し、全反射されて屈折角φで導光板1の表面F側へ進行する。
【0022】
(2)上記光は導光板1内における外部と表面Fとの界面に入射角(φ−α)で入射し、この入射角(φ−α)が臨界角未満であれば全反射されずに屈折されて導光板1の外へ射出される。
【0023】
(3)また、上記入射角(φ−α)が臨界角以上であれば(B−1)(1)〜(4)の過程を繰り返して最終的に導光板1の外へ射出される。
【0024】
而して、上記(B−1)及び(B−2)の反射過程によって導光板1から射出される光の仰角(導光板1の裏面Rを水平面としたときの裏面Rから見た射出角度)を小さくすることができ、水平方向に近い導光板1の側面方向への配光制御が可能となる。
【0025】
ところで、上記効果を奏するには少なくとも導光板1の裏面R(水平面)から見た光の最大射出角が90°(=π/2[rad])未満となる(図4において裏面Rに直交する方向から左方向へ傾いて射出される)、すなわち、入射面から導光板1内に入射した入射光を表面F側又は裏面R側の界面で全反射(1次の全反射)させる必要がある。このための最も厳しい条件は、導光板1の表面F側の界面での反射過程の方が裏面R側の界面での反射過程よりも入射角が小さくなるため上記(B−1)の反射過程のみで考えればよい。
【0026】
而して、図5に示すように導光板1からの光の射出角度の最大値は裏面R(水平面)に直交する方向(鉛直方向)であり、この場合には屈折角が導光板1の傾き角αに一致することになるから、導光板1内の光が表面F側の界面へ入射する入射角をγとすれば、スネルの法則より下式が成立する。以下、角度の単位は[rad(ラジアン)]とする。
【0027】
γ=sin-1(sinα/n) (nは導光板1の屈折率)
故に鉛直方向から図5における左方向に傾いて光が射出されるための条件は、臨界角をθ(=sin-1(1/n))とすれば下式で表される。
【0028】
θ−2α>−γ
α<(θ+γ)/2
つまり、導光板1の裏面Rと表面Fとのなす角(傾き角)αを上記不等式(α<(θ+γ)/2)を満足する値に設定すれば、入射面(背面B)から導光板1内に入射した光が表面F側の界面で全反射(1次の全反射)されるため、導光板1から射出される光の最大射出角が90°(=π/2[rad])未満となり、導光板1から射出される光の仰角を小さくして水平方向に近い導光板1の側面方向への配光制御が可能となる。
【0029】
例えば、図1に示すように導光板1の断面における長辺の寸法(以下、「幅寸法」とする)を150mm、同じく短辺の寸法(以下、「高さ寸法」とする)を10mmとし、図2に示すように導光板1の背面Bにおける長手方向の寸法(以下、「奥行き寸法」とする)を200mmとすれば、傾き角αはα=tan-1(10/150)≒0.067[rad]となる。そして、このような寸法で形成された導光板1の配光特性は、図1(b)に示すように導光板1から射出される光の仰角が小さく、水平方向に近い導光板1の側面方向へ偏った配光特性となる。
【0030】
上述のように本実施形態では、導光板1から射出される光の仰角を小さくして水平方向に近い導光板1の側面方向への配光制御が可能となり、しかも導光板1内における多重反射により多数の光源像が導光板1の裏面Rに反射しているため、表面F全体から光が射出されて点光源(発光ダイオードLD)が面光源として見える。その結果、遠方からの視認性を高めることができる。また、配光特性が水平方向に偏っているために近距離で視た場合の眩しさを低減することができる。
【0031】
なお、図6に示すように導光板1の裏面Rにおける背面B近傍に光源(発光ダイオードLD)を配置して裏面Rから光を入射する構成、あるいは図7に示すように導光板1内の背面B近傍の部位に光源となる発光ダイオードLDを埋設する構成としても同様の効果を奏することができる。
【0032】
さらに、図8に示すように発光色が互いに異なる複数種類(例えば、橙色と緑色の2種類)の発光ダイオードLD1,LD2を交互に配設し、同色の発光ダイオードLD1又はLD2を択一的に発光させるような点滅制御を行えば、それぞれ発光ダイオードLD1,LD2の発光色で導光板1の表面F全体が発光しているように見え、各発光色(橙色又は緑色)に応じて注意の喚起等の報知機能を実現することができる。
【0033】
(実施形態2)
本実施形態は導光板1の裏面Rに導光板1内を進行する光を反射させる反射面3を形成した点に特徴があり、その他の構成については実施形態1と共通である。よって、実施形態1と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0034】
本実施形態では図9(a)に示すように導光板1の裏面Rにアルミを蒸着することで反射面3を形成しており、反射面3が無い場合に導光板1の裏面Rから射出されていた光を反射面3で反射させることで導光板1裏面R側への光漏れを防いで発光効率を向上させることができる。ここで、実施形態1における導光板1の裏面Rにアルミ蒸着による反射面3を形成した場合の配光特性は、図9(b)に示すように実施形態1における配光特性に比較して光量が増大されるとともに射出範囲も拡大される。
【0035】
なお、導光板1の裏面Rにアルミ蒸着による反射面3を形成する代わりに、図10(a)に示すように表面が鏡面仕上げされた平板状の支持台4の上に導光板1を載置し、支持台4の表面を反射面とする構成にしても良い。このような構成の場合も図10(b)に示すように実施形態1における配光特性に比較して光量が増大されるとともに射出範囲も拡大される。
【0036】
(実施形態3)
本実施形態は導光板1の表面Fを所定の曲率半径を有し外側に突出した曲面とするとともに、光源として冷陰極ランプ5を用いた点に特徴があり、その他の構成については実施形態1と共通である。よって、実施形態1と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0037】
図11及び図12(a)に示すように、光源となる冷陰極ランプ5は直管形であって反射板2の前面に形成された凹部2a内に収納される。なお、このような冷陰極ランプ5の構造は従来周知であるから詳しい説明は省略する。
【0038】
また、本実施形態における導光板1は、図13に示すように導光板1の表面Fにおける接線と裏面Rとのなす角αが実施形態1で説明した傾き角αの条件を満足するように設定されており、例えば幅寸法を126mm、高さ寸法を10mm、奥行き寸法を200mm、表面Fの曲率半径を800mmとしている。そして、このような寸法で形成された導光板1の配光特性は、図12(b)に示すように導光板1から射出される光の仰角が小さく、水平方向に近い導光板1の側面方向へ偏った配光特性となる。
【0039】
上述のように本実施形態においても導光板1から射出される光の仰角を小さくして水平方向に近い導光板1の側面方向への配光制御が可能となり、しかも導光板1の表面F全体から光が射出されるために線光源(冷陰極ランプ5)が面光源として見え、その結果、遠方からの視認性を高めることができる。また、配光特性が水平方向に偏っているために近距離で視た場合の眩しさを低減することができる。なお、実施形態1と同様に光源として発光ダイオードを用いても同様の効果を奏する。
【0040】
ここで、図14に示すように導光板1の裏面Rにおける背面B近傍に光源(冷陰極ランプ5)を配置して裏面Rから光を入射する構成、あるいは図15又は図16に示すように表面Fを内側に窪んだ曲面に形成する構成としても同様の効果を奏することができる。
【0041】
(実施形態4)
図17(a)に本実施形態の側面図を示す。本実施形態は、導光板1の形状並びに導光板1の背面Bを入射面としている点で実施形態1と共通するが、導光板1の表面F'(断面形状の直角三角形における長辺を含む面)を略水平面とし且つ裏面R'(断面形状の直角三角形における斜辺を含む面)を傾斜面としている点、導光板1の傾斜面(裏面R')側に導光板1及び反射板2を支持する支持台6が配設されている点が異なる。また、本実施形態では発光ダイオードLDを光源に用いている。
【0042】
ここで、本実施形態においても実施形態1と同様に背面Bから導光板1内へ入射した発光ダイオードLDの光(入射光)の挙動は2通りに大別される。すなわち、(A)導光板1内における外部との界面に対する入射光の入射角が臨界角未満の場合には、上記界面で全反射されることなく屈折されて外部へ射出される。また、(B)導光板1内における外部との界面に対する入射光の入射角が臨界角以上の場合、主に次の2通りの反射過程が考えられる。
(B−1)導光板1の表面F'側の界面で1次全反射が起きる場合の反射過程(図18(a)参照)
(1)導光板1内を進行した光が入射角θ(≧臨界角)で表面F'側の界面に入射し、全反射されて屈折角θで導光板1の裏面R'側へ進行する。
【0043】
(2)上記光は導光板1内における外部と裏面R'との界面に入射するが、導光板1の裏面R'が表面F'に対して傾き角αで傾いているため、裏面R'側の界面への入射角は(θ−α)となる。ここで、この入射角(θ−α)が臨界角以上であるならば上記入射光は全反射されて屈折角(θ−α)で導光板1の表面F'側へ進行する。
【0044】
(3)更に上記光は表面F'側の界面に入射角(θ−2α)で入射するが、この入射角(θ−2α)が臨界角未満であれば全反射されずに屈折されて導光板1の外へ射出される。
【0045】
(4)なお、上記入射角(θ−2α)が臨界角以上であれば再び全反射されて裏面R'側へ進行し、界面への入射角が臨界角以上となる間上記反射過程を繰り返す内に臨界角未満となって導光板1の外へ射出される。
(B−2)導光板1の裏面R'側の界面で1次全反射が起きる場合の反射過程(図18(b)参照)
(1)導光板1内を進行した光が入射角φ(≧臨界角)で裏面R'側の界面に入射し、全反射されて屈折角φで導光板1の表面F'側へ進行する。
【0046】
(2)上記光は導光板1内における外部と表面F'との界面に入射角(φ−α)で入射し、この入射角(φ−α)が臨界角未満であれば全反射されずに屈折されて導光板1の外へ射出される。
【0047】
(3)また、上記入射角(φ−α)が臨界角以上であれば(B−1)(1)〜(4)の過程を繰り返して最終的に導光板1の外へ射出される。
【0048】
而して、上記(B−1)及び(B−2)の反射過程によって導光板1から射出される光の仰角(導光板1の表面F'を水平面としたときの表面F'から見た射出角度)を小さくすることができ、水平方向に近い導光板1の側面方向への配光制御が可能となる。
【0049】
ところで、上記効果を奏するには少なくとも導光板1の表面F'(水平面)から見た光の最大射出角が90°(=π/2[rad])未満となる、すなわち、入射面から導光板1内に入射した入射光を表面F'側又は裏面R'側の界面で全反射(1次の全反射)させる必要がある。このための最も厳しい条件は、導光板1の表面F'側の界面での反射過程の方が裏面R'側の界面での反射過程よりも入射角が小さくなるため上記(B−1)の反射過程のみで考えればよい。
【0050】
而して、導光板1からの光の射出角度の最大値は表面F'(水平面)に直交する方向(鉛直方向)であり、この場合には屈折角が0[rad]になるから、鉛直方向から図18における左方向に傾いて光が射出されるための条件は、臨界角をθ(=sin-1(1/n))とすれば下式で表される。
【0051】
θ−2α>0
α<θ/2
つまり、導光板1の裏面R'と表面F'とのなす角(傾き角)αを上記不等式(α<θ/2)を満足する値に設定すれば、入射面(背面B)から導光板1内に入射した光が表面F'側の界面で全反射(1次の全反射)されるため、導光板1から射出される光の最大射出角が90°(=π/2[rad])未満となり、導光板1から射出される光の仰角を小さくして水平方向に近い導光板1の側面方向への配光制御が可能となる。
【0052】
例えば、図17(a)に示すように導光板1の幅寸法を150mm、高さ寸法を10mm、奥行き寸法を200mmとすれば、傾き角αはα=tan-1(10/150)≒0.067[rad]となる。そして、このような寸法で形成された導光板1の配光特性は、図17(b)に示すように導光板1から射出される光の仰角が小さく、水平方向に近い導光板1の側面方向へ偏った配光特性となる。
【0053】
従って、本実施形態では実施形態1と同様に、導光板1から射出される光の仰角を小さくして水平方向に近い導光板1の側面方向への配光制御が可能となり、しかも導光板1内における多重反射により多数の光源像が導光板1の裏面R'に反射しているため、表面F'全体から光が射出されて点光源(発光ダイオードLD)が面光源として見える。その結果、遠方からの視認性を高めることができる。また、配光特性が水平方向に偏っているために近距離で視た場合の眩しさを低減することができる。さらに、本実施形態を道路鋲として用いる場合、導光板1の発光面(表面F')を水平面としているために道路表面に突出する部分が無く、車両や歩行者の障害物となら無いという利点がある。
【0054】
なお、図19に示すように支持台6の先端部を切り欠いて導光板1の裏面R'における背面B'近傍に光源(発光ダイオードLD)を配置し裏面R'から光を入射する構成、あるいは図20に示すように導光板1内の背面B近傍の部位に光源となる発光ダイオードLDを埋設する構成としても同様の効果を奏することができる。また発光ダイオードLDの代わりに冷陰極ランプ5等の他の光源を用いることも可能である。
【0055】
さらに、図21に示すように導光板1の裏面R'に対向する支持台6の傾斜面に鏡面加工を施し導光板1内を進行する光を反射させる反射面としたり、あるいは図22に示すように導光板1の裏面R'にアルミ蒸着等によって反射面3を形成すれば、実施形態2と同様に反射面3が無い場合に導光板1の裏面R'から射出されていた光を反射面3で反射させることで導光板1裏面R'側への光漏れを防いで発光効率を向上させることができる。
【0056】
また、図23及び図24に示すように導光板1の裏面R'を所定の曲率半径を有し外側に突出した曲面に形成する構成、あるいは図25及び図26に示すように裏面R'を内側に窪んだ曲面に形成する構成としても同様の効果を奏することができる。この場合、導光板1の裏面R'における接線と表面F'とのなす角αは上記傾き角αの条件を満足するように設定される。
【0057】
(実施形態5)
本実施形態は導光板1の裏面Rの背面B側端部に切欠部7を設けるとともに、この切欠部7内に光源たる冷陰極ランプ5を配置した点に特徴があり、その他の構成については実施形態1と共通である。よって、実施形態1と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0058】
図27(a)に示すように導光板1に設けられる切欠部7は、導光板1の裏面Rと背面Bの交わる角部分を奥行き方向に沿って断面形状略弧状に切り欠いて形成されている。そして、この切欠部7内に実施形態3と同様の直管形の冷陰極ランプ5を配置するとともに、断面形状略L字形の反射板8が切欠部7を塞ぐように配設してある。なお、本実施形態における導光板1の幅寸法、高さ寸法、奥行き寸法並びに傾き角αはそれぞれ実施形態1における導光板1と同一である。
【0059】
而して、切欠部7の曲面Kが冷陰極ランプ5が発する光の入射面となり、導光板1表面Fの背面B近傍の部位から冷陰極ランプ5の光が全反射せずに透過して射出されることになる。その結果、図27(b)に示すように実施形態1と同様の水平方向に近い導光板1の側面方向への配光と、鉛直方向に近い導光板1の表面F方向への配光とを合わせた配光特性が得られる。ここで、図28に示すように切欠部7を断面形状略鉤形に形成したり、図29に示すように断面形状略台形に形成したり、あるいは図30に示すように導光板1の背面Bに断面形状略コ字形に形成すれば、それぞれの形状に応じて入射面から入射する光の配光を制御することが可能となる。
【0060】
上述のように本実施形態によれば、導光板1の背面B近傍の端部に切欠部7を設けるとともに、その切欠部7内に光源(冷陰極ランプ5)を配置しているので、導光板1に入射する光源の光の配光特性を切欠部7によって制御することができ、それに合わせて導光板1から射出される光の配光特性も制御可能となる。しかも、光源を導光板1の切欠部7内に配置することで光源(冷陰極ランプ5)及び反射板8の配置スペースが省略できるため、所望の配光特性を省スペースで実現することができる。また、切欠部7を設けて導光板1の鉛直上方への配光特性を持たせることにより、近距離から見た場合の視認性を向上させることができる。
【0061】
(実施形態6)
本実施形態は図31に示すように導光板1の表面Fにおける背面B近傍の部位に鏡面部9を設けた点に特徴があり、その他の構成については実施形態1と共通である。よって、実施形態1と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0062】
鏡面部9は導光板1の背面B近傍の表面Fにアルミを蒸着させて形成されている。従って、実施形態1において導光板1の表面Fで全反射すること無しに直接外部へ射出されていた光が鏡面部9で反射されて導光板1内に戻され、導光板1内における内面反射と全反射の繰り返しにより所望とする屈折領域へ導き、目的とする水平方向に近い導光板1の側面方向への配光制御が可能となる。
【0063】
而して本実施形態では、光源からの入射光が導光板1内で全反射せずに直接外部へ射出される部位(導光板1表面Fの背面B近傍の部位)の少なくとも一部に鏡面部9を設けているので、上記部位からの光漏れを防いで水平方向に近い導光板の側面方向への配光効率を向上させることができる。なお、光源には発光ダイオードLD、冷陰極ランプ5又はこれら以外の光源を用いても同様の効果を奏する。
【0064】
(実施形態7)
本実施形態は、図32に示すように導光板1の裏面Rにおける背面B近傍に光源(発光ダイオードLD又は冷陰極ランプ5)を配置して裏面Rから光を入射するとともに、導光板1表面Fの背面B近傍の部位を裏面R側へ傾斜させ且つこの傾斜面にアルミ蒸着等により鏡面部9を形成している点に特徴があり、その他の構成については実施形態1と共通である。よって、実施形態1と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0065】
而して、光源を導光板1の裏面Rにおける背面B近傍に配置する場合、光源からの入射光が導光板1内で全反射せずに直接外部へ射出される部位(導光板1表面Fの背面B近傍の部位)の少なくとも一部を裏面R側へ傾斜させるとともにその傾斜面に鏡面部9を設けることによって、実施形態6と同様に上記部位からの光漏れを防いで水平方向に近い導光板の側面方向への配光効率を向上させることができる。なお、光源には発光ダイオードLD、冷陰極ランプ5又はこれら以外の光源を用いても同様の効果を奏することができる。
【0066】
(実施形態8)
本実施形態は、図33に示すように導光板1の裏面Rの背面B側端部に設けた切欠部7内に光源たる冷陰極ランプ5を配置するとともに、実施形態7と同様に導光板1表面Fの背面B近傍の部位を裏面R側へ傾斜させ且つこの傾斜面にアルミ蒸着等により鏡面部9を形成している点に特徴があり、その他の構成については実施形態5と共通である。よって、実施形態5と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0067】
図33(a)に示すように導光板1の幅寸法を150mm、高さ寸法(最高値)を8mm、奥行き寸法を200mmとし、さらに同図(b)に示すように背面Bから25mmの位置より表面Fを裏面R側に傾斜させ背面Bの高さ寸法が6mmとなるような傾斜面Mが形成してある。そして、この傾斜面Mにアルミ蒸着による鏡面部9が設けてある。
【0068】
而して、光源(冷陰極ランプ5)を導光板1に設けた切欠部7内に配置する場合、光源からの入射光が導光板1内で全反射せずに直接外部へ射出される部位(導光板1表面Fの背面B近傍の部位)の少なくとも一部を裏面R側へ傾斜させるとともにその傾斜面Mに鏡面部9を設けることによって、実施形態6と同様に上記部位からの光漏れを防いで水平方向に近い導光板の側面方向への配光効率を向上させることができる。また、光源(冷陰極ランプ5)を導光板1に設けた切欠部7内に配置しているため、光源(冷陰極ランプ5)及び反射板8の配置スペースが省略でき、所望の配光特性を省スペースで実現することができる。
【0069】
(実施形態9)
本実施形態は、図34に示すように導光板1の背面B近傍端部に光源たる発光ダイオードLD(所謂ベアチップ)を埋設するとともに、実施形態7と同様に導光板1表面Fの背面B近傍の部位を裏面R側へ傾斜させ且つこの傾斜面にアルミ蒸着等により鏡面部9を形成している点に特徴があり、その他の構成については実施形態7と共通である。よって、実施形態7と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0070】
図35(a)に示すようにベアチップの発光ダイオードLDを封止する透光性部材(エポキシ樹脂)により導光板1を形成している。この導光板1は幅寸法75mm、高さ寸法(最高値)8mm、奥行き寸法200mmの平面視略矩形の平板状に形成され、さらに背面Bから16mmの位置より表面Fを裏面R側に傾斜させ背面Bの高さ寸法が5mmとなるような傾斜面Mが形成してある。そして、この傾斜面Mにアルミ蒸着による鏡面部9を設けるとともに、背面Bにアルミ蒸着による反射部10を形成して反射板2の代わりとしている。
【0071】
すなわち、導光板1内にベアチップの発光ダイオードLDを封止する構造においては、発光ダイオードLDが発する光の鉛直上方への配光分が大きくなるため、発光ダイオードLDの鉛直上方に対応する部位に傾斜面Mを形成し且つ傾斜面Mに鏡面部9を設けることによって、鉛直上方への配光分を無くし、実施形態6と同様に上記部位からの光漏れを防いで水平方向に近い導光板の側面方向への配光効率を向上させることができる。また、導光板1背面Bに設けた反射部10によって背面Bからの光漏れを防ぎ、配光効率を更に向上させることができる。
【0072】
なお、光源(発光ダイオードLD)を導光板1内に埋設しているために省スペース化が図れると同時に、導光板1、発光ダイオードLD及び反射板2を備えた実施形態1等の構成に比較して堅牢な光照射装置が実現できるという利点がある。
【0073】
(実施形態10)
本実施形態は、図28に示した実施形態5の導光板1に対して導光板1の光源Gが配置される側(背面B側)の端部近傍表面Fの傾斜角度を光源Gからの光が全反射される角度とした点に特徴があり、その他の構成については実施形態5と共通である。よって、実施形態5と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0074】
図36(a)に示すように導光板1の裏面Rの背面B側端部に断面形状略鉤形の切欠部7が設けてあり、この切欠部7内に光源Gが配置してある。そして、この光源Gが配置されている側、すなわち導光板1の背面B側端部近傍における表面Fには、互いに異なる傾き角で裏面R側に傾斜する傾斜面M1,M2が形成されている。ここで、各傾斜面M1,M2の傾き角は、図36(b)に示すように導光板1内に入射された光源Gの光が各傾斜面M1,M2の界面に直接入射する場合の入射角θ1,θ2が臨界角(=sin<SUP>-1</SUP>(1/n)、nは導光板1の屈折率)以上となる値に設定される。
【0075】
而して、実施形態5においては光源Gから導光板1内に入射された光のうちで導光板1表面Fの背面B近傍の部位に入射した光が全反射せずに外部へ射出されるが、本実施形態では上記部位に設けた傾斜面M1,M2によって入射した光を全て全反射させて導光板1内に戻すことができる。このため、上記部位からの光漏れを防いで水平方向に近い導光板の側面方向への配光効率を向上させることができる。しかも、実施形態6のように導光板1にアルミ蒸着等によって鏡面部9を形成するための導光板1の加工工程が不要であるから、鏡面部9を形成する実施形態6に比較して製造工程の簡素化及びコストダウンが図れるという利点がある。なお、光源Gには発光ダイオードLD、冷陰極ランプ5又はこれら以外の光源を用いても同様の効果を奏する。また、傾斜面M1,M2を入射角θ1,θ2が臨界角以上となる接線を有する曲面形状としても同様の効果を奏する。
【0076】
(実施形態11)
本実施形態は、図37に示すように導光板1の背面B近傍端部にベアチップの発光ダイオードLDを埋設するとともに、実施形態10と同様に導光板1表面Fの背面B近傍の部位に互いに異なる傾き角で裏面R側に傾斜する傾斜面M1,M2を形成している点に特徴があり、その他の構成については実施形態9,10と共通である。よって、実施形態9,10と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0077】
図37(a)(b)に示すようにベアチップの発光ダイオードLDを封止する透光性部材(エポキシ樹脂)により、幅寸法8.9mm、高さ寸法(最高値)1mm、奥行き寸法10mm、表面Fの曲率半径40mmの平面視略矩形の平板状であって背面Bから1mmの位置より裏面Rに対する傾き角25°(≒0.44[rad])の傾斜面M2が形成されるとともに、背面Bから0.38mmの位置より裏面Rに対する傾き角41°(≒0.72[rad])の傾斜面M1が形成されている。なお、傾斜面M1,M2の上記傾き角は、実施形態10で説明したように導光板1内に入射された光源Gの光が各傾斜面M1,M2の界面に直接入射する場合の入射角θ1,θ2が臨界角以上となる値である。
【0078】
而して、実施形態9と同様に導光板1内にベアチップの発光ダイオードLDを封止する構造においては、発光ダイオードLDが発する光の鉛直上方への配光分が大きくなるため、発光ダイオードLDの鉛直上方に対応する部位に入射光を全反射させる傾斜面M1,M2を形成することによって、鉛直上方への配光分を無くし、上記部位からの光漏れを防いで水平方向に近い導光板の側面方向への配光効率を向上させることができる。しかも、光源(発光ダイオードLD)を導光板1内に埋設しているために省スペース化が図れると同時に、導光板1、発光ダイオードLD及び反射板2を備えた実施形態10の構成に比較して堅牢な光照射装置が実現できるという利点がある。
【0079】
(実施形態12)
本実施形態は、図38に示すように実施形態1の導光板1と同一形状の一対の導光板1,1を高さ寸法が他の部位よりも高くない端部同士で突き合わせ、各導光板1,1の背面B側に光源(発光ダイオードLD)及び反射板2を各々配設した点に特徴があり、その他の構成は実施形態1と共通である。よって、実施形態1と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0080】
ここで、導光板1における高さ寸法が他の部位よりも高くない端部とは表面Fと裏面Rが交わる導光板1の先端部を指しており、図39に示すように互いの先端部同士を付き合わせるようにして2つの導光板1,1が配置してある。また、導光板1の表面Fと裏面Rとのなす角が実施形態1で説明した傾き角αの条件を満足するように設定されており、例えば幅寸法を75mm、高さ寸法を10mm、奥行き寸法を200mmとしている。なお、別個に形成した導光板1,1を上述のように先端部を付き合わせるように配置しても良いし、あるいは実施形態1と同一形状の1組の導光板1,1を互いの先端部同士を付き合わせるように一体に形成しても良い。
【0081】
而して、本実施形態によれば実施形態1と同様に各導光板1,1から射出される光の仰角を小さくして水平方向に近い導光板1の側面方向(相手側の導光板1に向かう方向)への配光制御が可能であるとともに、各導光板1,1によって異なる2つの方向に対して仰角の小さい配光特性が得られるという利点がある。なお、図40に示すように光源Gを導光板1内に埋設する構造としても同様の効果を奏することができる。
【0082】
(実施形態13)
本実施形態は、図41及び図42に示すように実施形態4の導光板1と同一形状の一対の導光板1,1を高さ寸法が他の部位よりも高くない先端部同士で突き合わせ、各導光板1,1の背面B側に光源(発光ダイオードLD)及び反射板2を各々配設した点に特徴があり、その他の構成は実施形態4と共通である。よって、実施形態4と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0083】
導光板1,1は表面F'を略水平面とし且つ裏面R'を傾斜面としている。また、導光板1,1の傾斜面(裏面R')側には導光板1,1を支持する支持台6が配設されている。
【0084】
而して、本実施形態においても実施形態4と同様に各導光板1,1から射出される光の仰角を小さくして水平方向に近い導光板1の側面方向(相手側の導光板1に向かう方向)への配光制御が可能であるとともに、各導光板1,1によって異なる2つの方向に対して仰角の小さい配光特性が得られるという利点がある。なお、別個に形成した導光板1,1を上述のように先端部を付き合わせるように配置しても良いし、あるいは実施形態4と同一形状の1組の導光板1,1を互いの先端部同士を付き合わせるように一体に形成しても良い。
【0085】
(実施形態14)
本実施形態は、図43に示すように実施形態13において一対の導光板1,1の背面B側に互いに発光色の異なる発光ダイオードLD1,LD2を配置している点に特徴があり、その他の構成は実施形態13と共通である。よって、実施形態13と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0086】
本実施形態では発光色が例えば緑色である発光ダイオードLD1と、発光色が例えば橙色である発光ダイオードLD2とを光源に用いており、それぞれ導光板1,1の背面B側に反射板2,2とともに配置されている。なお、導光板1,1の表面F'と裏面R'とのなす角が実施形態4で説明した傾き角αの条件を満足するように設定されており、例えば幅寸法を75mm、高さ寸法を10mm、奥行き寸法を200mmとしている。
【0087】
而して、本実施形態においては実施形態13と同様に各導光板1,1から射出される光の仰角を小さくして水平方向に近い導光板1の側面方向(相手側の導光板1に向かう方向)への配光制御が可能であるとともに、各導光板1,1によって異なる2つの方向に対して緑色及び橙色の異なる光を照射することができる。従って、本実施形態を見る方向によって緑色又は橙色の何れか一方の色の光のみが見えることになるから、本実施形態を道路上に設置することで一方通行等の表示に利用することができる。
【0088】
(実施形態15)
本実施形態は、図44に示すように実施形態1の導光板1と同一形状の一対の導光板1,1を高さ寸法が他の部位よりも低くない先端部同士が、光源(発光ダイオードLD)及び反射板2'を挟んで対向するように配設した点に特徴があり、その他の構成は実施形態1と共通である。よって、実施形態1と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0089】
ここで、導光板1における高さ寸法が他の部位よりも低くない端部とは背面B側の後端部を指しており、図45に示すように互いの後端部同士が反射板2'を間に挟んで対向するようにして2つの導光板1,1が配置してある。なお、本実施形態における反射板2'は背向する両側面に凹部2a'が形成され、各凹部2a'の底面にそれぞれ複数個の発光ダイオードLDが略等間隔で列設されている。
【0090】
而して、本実施形態によれば実施形態1と同様に各導光板1,1から射出される光の仰角を小さくして水平方向に近い導光板1の側面方向(相手側の導光板1と反対の方向)への配光制御が可能であるとともに、各導光板1,1によって異なる2つの方向に対して仰角の小さい配光特性が得られるという利点がある。なお、図46に示すように2つの導光板1,1を背面B側の端部で付き合わせて一体に形成するとともに光源Gを導光板1内に埋設する構造としても良く、特にこのような構成とすれば1個(又は1組)の光源G(発光ダイオードLDや冷陰極ランプ5など)で双方向への光照射が可能になるという利点がある。
【0091】
(実施形態16)
本実施形態は図47に示すように、図29に示した実施形態5の導光板1と同一形状の一対の導光板1,1を、互いの背面B同士が薄板状の仕切板12を間に挟んで対向するように平板状の支持台11の上に載置するとともに、各導光板1,1の切欠部7内に互いに発光色の異なる光源G1,G2を配置した点に特徴があり、その他の構成については実施形態5と共通である。よって、実施形態5と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。なお、仕切板12の表裏両面はそれぞれ反射面としてある。
【0092】
而して、本実施形態によれば実施形態15と同様に各導光板1,1によって異なる2つの方向に対して仰角の小さい配光特性が得られるとともに、各方向に異なる色の光を照射させることができるという利点がある。
【0093】
(実施形態17)
本実施形態は図48に示すように、実施形態16の構成において光源G1,G2として発光色が緑色の発光ダイオードLD1及び橙色の発光ダイオードLD2を用いるとともに、実施形態7と同様に各導光板1表面Fの背面B近傍の部位を裏面R側へ傾斜させ且つこの傾斜面にアルミ蒸着等により鏡面部9を形成している点に特徴があり、その他の構成については実施形態16と共通である。よって、実施形態16と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0094】
各導光板1は図48に示すように幅寸法75mm、高さ寸法(最高値)8mm、奥行き寸法200mmの平面視略矩形の平板状に形成され、さらに背面Bから16mmの位置より表面Fを裏面R側に傾斜させ背面Bの高さ寸法が5mmとなるような傾斜面Mが形成され、さらに傾斜面Mにはアルミ蒸着による鏡面部9が設けてある。なお、各導光板1に形成される切欠部7は、背面Bから7mmの位置まで高さ3mmで水平に切り欠かれるとともに背面Bから7〜12mmの範囲で裏面Rの方へ傾斜させて切り欠かれて形成されている。
【0095】
而して、実施形態16では導光板1に設けた切欠部7内に配置された光源G1,G2が発する光の鉛直上方への配光分が大きくなるために配光効率が高められないが、本実施形態によれば、発光ダイオードLD1,LD2の鉛直上方に対応する部位に傾斜面Mを形成し且つ傾斜面Mに鏡面部9を設けているので、鉛直上方への配光分を無くし、上記部位からの光漏れを防いで水平方向に近い導光板の側面方向への配光効率を向上させることができる。また、導光板1背面Bに設けた仕切板12の反射面によって背面Bからの光漏れを防ぐとともに、異なる2色(緑色と橙色)の光が混じることを防いでいる。
【0096】
(実施形態18)
本実施形態は、図49に示すように実施形態4の導光板1と同一形状の一対の導光板1,1を、互いの背面B同士が光源(図示せず)及び反射板2を間に挟んで対向するように配置した点に特徴があり、その他の構成は実施形態4と共通である。よって、実施形態4と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0097】
而して、本実施形態においても実施形態4と同様に各導光板1,1から射出される光の仰角を小さくして水平方向に近い導光板1の側面方向(相手側の導光板1と反対の方向)への配光制御が可能であるとともに、実施形態15と同様に各導光板1,1によって異なる2つの方向に対して仰角の小さい配光特性が得られるという利点がある。
【0098】
(実施形態19)
本実施形態は、図50に示すように実施形態4の導光板1と同一形状の一対の導光板1,1を高さ寸法が他の部位よりも低くない後端部同士で突き合わせて一体とした導光板1'を形成し、この導光板1'の裏面R”側略中央にベアチップの発光ダイオードLDを埋設するとともに、導光板1'の表面F”略中央部に裏面R”側へ互いに異なる向きに傾斜する傾斜面M1”,M2”を形成し且つ各傾斜面M1”,M2”にアルミ蒸着等により鏡面部9,9を形成している点に特徴がある。
【0099】
導光板1'はベアチップの発光ダイオードLDを封止する封止部材(エポキシ樹脂)により、幅寸法150mm、高さ寸法10mm、奥行き寸法100mmに形成されており、平板状の基台13の上に載置した支持台11'によって支持される。
【0100】
而して、発光ダイオードLDが発する光の内で鉛直上方に近い方向へ進行する光は傾斜面M1”,M2”に形成された鏡面部9,9において反射されるために外部へは射出されず、しかも導光板1'の表面F”と裏面R”とのなす角が実施形態4で説明した傾き角αの条件を満たす値に設定してあるため、導光板1'から異なる2つの方向へ射出される光の仰角を小さくして水平方向に近い導光板1'の側面方向への配光制御が可能である。また、光源(発光ダイオードLD)を導光板1'内に埋設しているため、省スペース化が図れると同時に堅牢な光照射装置が実現でき、且つ1個(又は1組)の光源(発光ダイオードLD)で双方向への光照射が可能になるるという利点がある。
【0101】
(実施形態20)
図51に本実施形態の斜視図を示す。本実施形態は、平面視略円形の導光板20を備え、光源となる複数個の発光ダイオードLDが導光板20の周面に沿って配置されている点に特徴がある。
【0102】
図52は導光板20の半円部分の断面形状を示しており、長辺が75mm、短辺が10mmの直角三角形であって長辺と斜辺とのなす角が実施形態4で説明した傾き角αの条件を満たす値に設定してあり、この直角三角形の長辺と斜辺が交わる頂点を中心とする回転体として導光板20が形成されている。そして、この導光板20は図51に示すように略平坦な面H(上記長辺に相当する面)が発光面となるように設置され、上記平坦面Hと直交する周面Sに対向させて複数個の発光ダイオードLDが配置される。なお、上記寸法は一例であってこれに限定する趣旨ではない。
【0103】
而して、実施形態4で説明したように入射面(周面S)から導光板20内に入射した光が平坦面H側の界面で全反射(1次の全反射)されるため、導光板20から射出される光の最大射出角が90°(=π/2[rad])未満となり、導光板20の全周方向に対して仰角の小さい配光特性が得られる。
【0104】
なお、図53に示すように平坦面Hに対して傾斜する面L(上記断面の直角三角形における斜辺に相当する面)が発光面となるように導光板20を設置しても同様の効果を奏することができる。
【0105】
(実施形態21)
図54に本実施形態の斜視図を示す。本実施形態は、平面視略円形の導光板21を備え、光源となる複数個の発光ダイオードLDが導光板21の裏面側略中央部に設けられた凹所21a内に配置されている点に特徴がある。
【0106】
導光板21の半円部分の断面形状は図52に示した実施形態20のものと略同一の直角三角形であって、長辺と斜辺とのなす角が実施形態4で説明した傾き角αの条件を満たす値に設定してあり、この直角三角形を短辺に沿った中心軸の周りに回転させた回転体として導光板21が形成されている。そして、この導光板21は図54に示すように略平坦な面H'(上記長辺に相当する面)が発光面となるように設置され、上記平坦面H'に対して傾斜する面L'の略中央部に設けた凹所21a内に複数個の発光ダイオードLDが配置される。
【0107】
而して、実施形態4で説明したように入射面(凹所21aの内周面)から導光板21内に入射した光が平坦面H'側の界面で全反射(1次の全反射)されるため、導光板21から射出される光の最大射出角が90°(=π/2[rad])未満となり、導光板21の全周方向に対して仰角の小さい配光特性が得られる。なお、本実施形態においては導光板21の略中心部に光源(発光ダイオードLD)を配置しているため、実施形態20に比較して光源の個数を減らして省スペース化及びコストダウンが図れるという利点がある。
【0108】
(実施形態22)
図55に本実施形態の斜視図を示す。本実施形態は、平面視略円形の導光板22を備え、光源となる複数個のベアチップの発光ダイオードLDが導光板22の裏面側略中央部に埋設されている点に特徴がある。
【0109】
導光板22の半円部分の断面形状は図52に示した実施形態20のものと略同一の直角三角形であって、長辺と斜辺とのなす角が実施形態4で説明した傾き角αの条件を満たす値に設定してあり、この直角三角形を短辺の周りに回転させた回転体として導光板22が形成されている。そして、この導光板22は図55に示すように略平坦な面H”(上記長辺に相当する面)に対して傾斜する面L”が発光面となるように設置され、上記平坦面H”側の略中央部に複数個の発光ダイオードLDが埋設される。
【0110】
而して、実施形態4で説明したように発光ダイオードLDの発する光が導光板22内を進行し傾斜面L”側の界面で全反射(1次の全反射)されるため、導光板22から射出される光の最大射出角が90°(=π/2[rad])未満となり、導光板22の全周方向に対して仰角の小さい配光特性が得られる。なお、本実施形態においては導光板22の略中心部に光源(発光ダイオードLD)を埋設しているため、実施形態20に比較して光源の個数を減らして省スペース化及びコストダウンが図れるとともに、実施形態21に比較しても省スペース化が図れるという利点がある。
【0111】
(実施形態23)
図56に本実施形態の斜視図を示す。本実施形態は、平面視略三角形であって頂点を含む断面の形状が実施形態4で説明した直角三角形に一致し且つ当該断面と直交する方向の断面形状が略平行四辺形となる複数の導光板片30aを、高さ寸法が他の部位よりも高くない端部同士を対向させるように一体に形成した導光板30を備え、光源となる複数個の発光ダイオードLDが導光板30の高さ寸法が他の部位よりも低くない端部周面に沿って配置されている点に特徴がある。
【0112】
図57は導光板片30aの頂点を含む断面形状を示しており、長辺が75mm、短辺が10mmの直角三角形であって長辺と斜辺とのなす角が実施形態4で説明した傾き角αの条件を満たす値に設定してあり、短辺に相当する端部の高さ寸法が頂点に相当する端部の高さ寸法よりも大きくなるような押し出し形状、すなわち頂点を含む断面に直交する方向の断面形状が略平行四辺形となり、且つ短辺に相当する端部側に奥行きを有する形状に導光板片30aが形成されている。そして、これらの導光板片30aを高さ寸法が他の部位よりも高くない端部、すなわち奥行きを有しない頂点に相当する端部同士を対向させるように一体に形成することで平面視略正方形の導光板30を形成している。
【0113】
上述のように形成される導光板30は略平坦な面H(上記長辺に相当する面)が発光面となるように設置され、平坦面Hと直交する周面Sに対向させて複数個の発光ダイオードLDが配置される。なお、上記寸法は一例であってこれに限定する趣旨ではない。
【0114】
而して、実施形態4で説明したように入射面(周面S)から各導光板片30a内に入射した光が平坦面H側の界面で全反射(1次の全反射)されるため、導光板片30aから射出される光の最大射出角が90°(=π/2[rad])未満となり、導光板30としては互いに略直交する4方向に対して仰角の小さい配光特性が得られる。但し、一体に組み合わせる導光板片30aの個数は4つに限られず、導光板片30aの組み合わせ個数に応じた多方向へ仰角の小さい配光特性を得ることができる。
【0115】
なお、図58に示すように平坦面Hに対して傾斜する面L(上記斜辺に相当する面)が発光面となるように導光板30を設置しても同様の効果を奏することができる。
【0116】
(実施形態24)
図59に本実施形態の斜視図を示す。本実施形態は、平面視略三角形であって頂点を含む断面の形状が実施形態4で説明した直角三角形に一致し且つ当該断面と直交する方向の断面形状が略平行四辺形となる複数の導光板片31aを、高さ寸法が他の部位よりも低くない端部同士を対向させるように一体に形成した導光板31を備え、光源となる複数個の発光ダイオードLDが導光板31の裏面側略中央部に設けられた凹所31b内に配置されている点に特徴がある。
【0117】
導光板片31aの頂点を含む断面形状は図57に示した実施形態23のものと略同一の直角三角形であって、長辺と斜辺とのなす角が実施形態4で説明した傾き角αの条件を満たす値に設定してあり、短辺に相当する端部の高さ寸法が頂点に相当する端部の高さ寸法よりも大きくなるような押し出し形状、すなわち頂点を含む断面に直交する方向の断面形状が略平行四辺形となり、且つ直角三角形の頂点に相当する端部側に奥行きを有する形状に導光板片31aが形成されている。そして、これらの導光板片31aを高さ寸法が他の部位よりも高くない端部、すなわち奥行きを有しない短辺に相当する端部同士を対向させるように一体に形成することで略四角錐形の導光板31を形成している。
【0118】
上述のように形成される導光板31は略平坦な面H'(四角錐の底面に相当する面)が発光面となるように設置され、上記平坦面H'に対して傾斜する面L'の略中央部(四角錐の頂点に相当する部位)に設けた凹所31b内に複数個の発光ダイオードLDが配置される。なお、上記寸法は一例であってこれに限定する趣旨ではない。
【0119】
而して、実施形態4で説明したように入射面(凹所31bの内周面)から各導光板片31a内に入射した光が平坦面H'側の界面で全反射(1次の全反射)されるため、導光板片31aから射出される光の最大射出角が90°(=π/2[rad])未満となり、導光板31としては略直交する4方向に対して仰角の小さい配光特性が得られる。但し、一体に組み合わせる導光板片31aの個数は4つに限られず、導光板片31aの組み合わせ個数に応じた多方向へ仰角の小さい配光特性を得ることができる。なお、本実施形態においては導光板31の略中心部に光源(発光ダイオードLD)を配置しているため、実施形態23に比較して光源の個数を減らして省スペース化及びコストダウンが図れるという利点がある。
【0120】
(実施形態25)
図60に本実施形態の斜視図を示す。本実施形態は、略四角錐形の導光板32を備え、光源となる複数個のベアチップの発光ダイオードLDが導光板32の裏面(四角錐の底面に相当する面)側略中央部に埋設されている点に特徴がある。
【0121】
本実施形態の導光板32は、平面視略三角形であって頂点を含む断面の形状が実施形態4で説明した直角三角形に一致し且つ当該断面と直交する方向の断面形状が略平行四辺形となる複数の導光板片32aを、高さ寸法が他の部位よりも低くない端部同士を対向させるように略四角錐形に形成されている。
【0122】
すなわち、導光板片32aの頂点を含む断面形状は図57に示した実施形態23のものと略同一の直角三角形であって、長辺と斜辺とのなす角が実施形態4で説明した傾き角αの条件を満たす値に設定してあり、短辺に相当する端部の高さ寸法が頂点に相当する端部の高さ寸法よりも大きくなるような押し出し形状、すなわち頂点を含む断面に直交する方向の断面形状が略平行四辺形となり、且つ直角三角形の頂点に相当する端部側に奥行きを有する形状に導光板片32aが形成されている。そして、これらの導光板片32aを高さ寸法が他の部位よりも高くない端部、すなわち奥行きを有しない短辺に相当する端部同士を対向させるように一体に形成することで略四角錐形の導光板32を形成している。
【0123】
そして、上述のように構成される導光板32は図60に示すように略平坦な裏面H”に対して傾斜する面L”が発光面となるように設置され、裏面H”側の略中央部に複数個の発光ダイオードLDが埋設される。
【0124】
而して、実施形態4で説明したように発光ダイオードLDの発する光が導光板22内を進行し傾斜面L”側の界面で全反射(1次の全反射)されるため、導光板片32aから射出される光の最大射出角が90°(=π/2[rad])未満となり、導光板32としては略直交する4方向に対して仰角の小さい配光特性が得られる。但し、一体に組み合わせる導光板片32aの個数は4つに限られず、導光板片32aの組み合わせ個数に応じた多方向へ仰角の小さい配光特性を得ることができる。なお、本実施形態においては導光板32の略中心部に光源(発光ダイオードLD)を埋設しているため、実施形態23に比較して光源の個数を減らして省スペース化及びコストダウンが図れるとともに、実施形態24に比較しても省スペース化が図れるという利点がある。
【0125】
(実施形態26)
図61(a)に本実施形態の斜視図、同図(b)に平面図をそれぞれ示す。但し、本実施形態の基本構成は実施形態24と共通であるから、共通する構成については同一の符号を付して説明を省略し、本実施形態の特徴となる構成についてのみ説明する。
【0126】
本実施形態は、光源として発光色の異なる2種類(例えば、緑色と橙色)の発光ダイオードLD1,LD2を用い、図61(b)に示すように隣り合う導光板片31aに対して各々発光色の異なる発光ダイオードLD1,LD2の光を入射するように凹所31b内に配置するとともに、各導光板片31aの境界面に反射面31cを形成した点に特徴がある。
【0127】
而して、各導光板片31aにおいては入射面(凹所31bの内周面)から入射した緑色又は橙色の光色を有する光が反射面31cによって反射されるために隣接する他の導光板片31a内に進行することが無く、実施形態24で説明したように平坦面H'側の界面で全反射(1次の全反射)されて仰角の小さい配光特性が得られ、図61(b)に示すように導光板31としては略直交する2方向に対して緑色及び橙色の光が択一的に照射されることになる。
【0128】
このように本実施形態では、方向によって異なる色の光を照射可能な光照射装置が実現できる。但し、異なる光色は2種類に限られず、導光板片31aの組み合わせ個数に応じて多方向へ複数種類の色の光を照射させることができる。
【0129】
(実施形態27)
本実施形態は、互いに発光色が異なる複数個の発光ダイオードLD1,LD2を光源として備え、それらの発光ダイオードLD1,LD2を同時に発光させることで導光板1内において各発光ダイオードLD1,LD2の光を混色させる点に特徴があり、その他の構成については実施形態1と共通である。よって、実施形態1と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0130】
図62に示すように、発光色が緑色の発光ダイオードLD1と橙色の発光ダイオードLD2とを、導光板1の背面B(入射面)に対向して略等間隔で交互に列設してある。
【0131】
而して、2種類の発光ダイオードLD1,LD2を同時に発光させれば、導光板1内において各色の光が水平方向に広がりながら多重反射を行って導光板1の表面F全体が発光して見えることになる。また、導光板1内部において各色の光が混ざり合うために導光板1から射出する光の色は略白色となる。従って、導光板1を通さずに発光ダイオードLD1,LD2のみで混色した場合に比較して、導光板1内全体で混色が行われるために非常に綺麗な混色状態を実現できる。なお、発光ダイオードLD1,LD2の発光色は緑色及び橙色に限定されず、所望の混色が得られるように適当な発光色の発光ダイオードを組み合わせて用いればよい。
【0132】
(実施形態28)
本実施形態は、図63に示すように外部から導光板1を通して受光する外光で発電する太陽電池40と、太陽電池40によって充電されて光源に電源を供給する蓄電池41とを導光板1の裏面側に配設した点に特徴があり、その他の構成については実施形態1と共通である。よって、実施形態1と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0133】
図63に示すように導光板1の裏面R側には略矩形箱状のケース50が配設されており、このケース50の導光板1裏面Rに対向する上面に矩形の基板状に形成された太陽電池40が配設されている。また、ケース50内には太陽電池40によって充電される蓄電池41と、太陽電池40による蓄電池41の充電制御並びに蓄電池41を電源として光源(発光ダイオードLD)を発光させる制御を行う制御回路部42とが収納されている。
【0134】
而して、図64に示すように昼間は導光板1を通して太陽電池40で太陽光を受光して蓄電池41を充電し、夜間には充電された蓄電池41を電源として発光ダイオードLDを発光させることができる。ここで、太陽電池40を導光板1の裏面R側に配置しているため、水平に近い導光板1の側面方向への配光特性と、略鉛直方向からの太陽光等の外光を太陽電池40に導く導光性能とを両立することができる。また、太陽電池40で充電される蓄電池41から光源(発光ダイオードLD)に電源を供給するため、商用電源などからの配線が不要で構成を簡素化することができる。さらに、導光板1の裏面R側に太陽電池40を配設しているから省スペースを実現することができ、しかも、導光板1によって太陽電池40を保護することができて堅牢な光照射装置が実現できる。
【0135】
(実施形態29)
ところで、実施形態1の構成においては、導光板1から射出される光の仰角を小さくして水平方向に近い導光板1の側面方向への配光制御が可能となるものの、図1(b)に示す配光特性から明らかなように仰角が略ゼロとなる方向への配光がほとんどなく、非常に遠方から見た場合に充分な光度が得られないものである。
【0136】
そこで本実施形態は、導光板1の光源(発光ダイオードLD)が配置される側の端部と対向する端部に平滑面を形成した点に特徴があり、その他の構成については実施形態1と共通である。よって、実施形態1と共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0137】
本実施形態では、図65(a)及び図66に示すように実施形態1における導光板1の表面Fと裏面Rが交わる稜を含む端部を切り取ることで平滑面Vを形成しており、導光板1において裏面Rから入射した光を平滑面Vから射出することによって、実施形態1に比較してさらに水平方向に近い導光板1の側面方向への配光制御が可能となり、遠方からの視認性を向上することができる。
【0138】
ここで、導光板1の端部の切り取り範囲を大きくし過ぎると導光板1内に入射した入射光を表面F側又は裏面R側の界面で全反射させることができなくなる。したがって、表面Fからの光の射出を妨げずに表面F側の視認性を確保するためには、導光板1内で多重反射が生じる条件から上記切り取り範囲の残りの部分の長さ、すなわち、導光板1の光源が配置される側の端部から平滑面が形成された端部までの水平方向に沿った長さ寸法(背面Bから平滑面Vまでの長さ寸法)Aが下記の不等式を満たす必要がある。
【0139】
A≧(y+t)/(tanα+tanψ)
ここで、yは背面Bにおける光源からの光の入射位置(裏面Rからの距離)、tは高さ寸法(導光板1の背面Bにおける厚み)、ψは導光板1に入射する光が裏面Rで全反射する臨界角、αは実施形態1で説明した傾き角をそれぞれ示す。而して、図67に示すように裏面Rで全反射した光の光路と表面Fとの交点から背面Bに平行に垂下した直線(平滑面V)と裏面Rとの距離が上記不等式の右辺で表されるから、長さ寸法Aを上記距離以上とすればよい。
【0140】
例えば、実施形態1における導光板1において光の入射位置yをt/2=5mm、臨界角ψ=42.16°(≒0.74[rad]、屈折率n=1.49)とすれば、傾き角α=3.8°(≒0.066[rad])であるから、長さ寸法Aの最小値が3×y/(tanα+tanψ)=15.5mmとなる。そこで、本実施形態では近距離での視認性を考慮して長さ寸法Aを100mmに設定しており、このときには平滑面Vの高さ寸法が5mmとなる(図65(a)参照)。そして、このような寸法で形成された導光板1の配光特性を図65(b)に示す。同図から明らかなように、ほぼ水平に近い遠方(仰角≒0)から見た場合に平滑面Vから光が射出して平滑面Vが発光しているように見え、導光板1に近づいて仰角が10°〜20°(π/18〜π/9[rad])程度になると多重反射により導光板1の表面Fが発光しているように見える。
【0141】
上述のように本実施形態では、導光板1の光源が配置される側の端部と対向する端部に平滑面Vを形成したので、光源から導光板1内に入射した光を平滑面Vから射出することによって水平方向に近い導光板1の側面方向への配光制御が可能となり、遠方からの視認性を向上することができる。さらに、導光板1の光源が配置される側の端部から平滑面Vが形成された端部までの水平方向に沿った長さ寸法Aを、導光板1の光源が配置される側の端部に対する光源からの光の入射角をψ、当該端部の高さ寸法をt、当該端部の光の入射位置から水平面までの高さ寸法をyとしたときに、A≧(y+t)/(tanα+tanψ)としているので、導光板1の表面Fへの配光を確保しつつ平滑面Vによる視認性の向上を図っている。なお、図68に示すように導光板1の表面F及び平滑面Vを露出し且つ他の面(裏面R及び背面B等)を被う枠体70を形成し、この枠体70に導光板1、光源(発光ダイオードLD)並びに反射板2を収納する構造としても良い。
【0142】
(実施形態30)
ところで、実施形態29の構成において背面Bから入射して導光板1の平滑面Vから直接射出する光が水平方向よりも下向きになってしまえば遠方に到達し得ず、視認性が低下することになる。したがって、平滑面Vから直接射出する光が水平方向よりも下向きにならないようにするためには、導光板1に入射して直接平滑面Vから射出する光の進行方向と水平方向とのなす角度をδとしたときに、導光板1の平滑面Vの傾き角i(平滑面Vの法線方向と水平方向とのなす角)を、n・sinγ=sin(δ+γ)を満たすγの最大値と角度δとの和よりも小さくする必要がある。
【0143】
図69に示すように入射位置yから入射して表面F側に進行する光の入射角をδ1、裏面R側に進行する光の入射角をδ2、平滑面Vの表面F近傍から直接射出して水平方向に進行する光の平滑面Vに対する入射角をγ1、裏面R近傍から射出する光の入射角をγ2、導光板1の屈折率をn、平滑面Vの傾き角をi1,i2とすれば、スネルの法則からn・sinγ1=sinδ1,n・sinγ2=sinδ2が成立する。ここで、傾き角i1=γ1+δ1,i2=γ2+δ2であるから、上式がn・sinγ1=sin(γ1+δ1),n・sinγ2=sin(γ2+δ2)と変形でき、平滑面Vの傾き角iを2つの傾き角i1,i2のうちで何れか大きい方の角度より小さくすればよい。
【0144】
例えば、図69に示すように導光板1の裏面Rの長さ寸法Aが100mmであれば、裏面R側への入射角δ2=tan-1(5/100)=2.86°(≒0.050[rad])となり、屈折率n=1.49であるから上式より入射角γ2=sin-1{sinδ2/(n−1)}=5.8°(≒0.101[rad])となるから、傾き角i2の最大値はδ2+γ2=8.66°(≒0.151[rad])となる。したがって、平滑面Vの傾き角はこの値よりも小さければよいので、例えば図70に示すように8°(≒0.140[rad])とすればよい。
【0145】
上述のように平滑面Vの傾き角を設定すれば、導光板1に入射して平滑面Vから直接射出する光の配光を水平方向に近づけ、遠方からの視認性をさらに向上することができる。
【0146】
(実施形態31)
実施形態29が導光板1の光源が配置される側の端部と対向する端部に平滑面Vを形成しているのに対し、本実施形態は導光板1の光源が配置される側の端部と対向する端部に凸面Wを形成した点に特徴がある。但し、その他の構成については実施形態1又は実施形態29と共通であるから、共通の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【0147】
本実施形態では、図71(a)に示すように実施形態1における導光板1の表面Fと裏面Rが交わる稜を含む端部を円弧状に切り取ることで凸面Wを形成しており、凸面Wにより導光板1が所謂平凸シリンドリカルレンズとなる。また、光源となる発光ダイオードLDが導光板1の背面B中央に2つだけ配置してあり、発光ダイオードLDの位置が平凸シリンドリカルレンズの焦点に略一致するように凸面Wの曲率半径を決定している。例えば、図71に示すように導光板1の最大幅寸法を100mm、背面Bにおける高さ寸法を10mm、凸面Wにおける高さ寸法を5mm、奥行き寸法を80mmとしたとき、凸面Wの曲率半径を約45mmとすればよい。そして、このような寸法及び形状で形成された導光板1の配光特性を図73に示す。同図から明らかなように、凸面Wが平凸シリンドリカルレンズの機能を果たして光を集光するため、実施形態29に比較してほぼ水平に近い遠方(仰角≒0°)から見た場合の凸面Wと正対する方向への配光を増大することができる。
【0148】
本実施形態においては、図72に示すように凸面Wを形成した端部がレンズ(平凸シリンドリカルレンズ)の役割を果たして射出する光を集光するため、背面B全体に光源(発光ダイオードLD)を配置せずとも中央に配置するだけで充分な光度が得られ、実施形態1に比較して少ない光源(発光ダイオードLD)で同程度の光度を得ることができる。しかも、凸面Wから射出する光が集光されるために不要な方向への光の射出を抑えて視認性が向上するという利点がある。このため、実施形態29に比較して遠方からの視認性をさらに向上することができる。なお、図74に示すように導光板1の表面F及び凸面Wを露出し且つ他の面(裏面R及び背面B等)を被う枠体70を形成し、この枠体70に導光板1、光源(発光ダイオードLD)並びに反射板2を収納する構造としても良い。また、凸面Wを円弧以外の曲面形状としても良い。
【0149】
【発明の効果】
請求項1の発明は、光源と、透光性部材により板状に形成され前記光源からの光を拡散せずに表面から外部に導く導光板とを備え、前記導光板の高さ寸法が他の部位よりも低くない端部近傍に前記光源を配置し、該導光板の表面断面形状を、導光板の屈折率をnとしたときにθ=sin-1(1/n)及びγ=sin-1(sinα/n)で求められる臨界角θ及び入射角γに対して、前記導光板の表面と対向する裏面と当該表面とがなす傾き角αが0[rad]<α<{(θ+γ)/2}[rad]を満たす直線又は前記傾き角αを接線の傾きに持つ曲線の少なくとも何れか一方で形成された形状としたので、光源から導光板内に入射した光を導光板内で全反射を繰り返しながら導光板の端部まで導くことができ、水平方向に近い導光板の側面方向への配光制御が可能となり、導光板の表面全体を光照射面とすることができる。その結果、仰角の小さい配光特性を有し、発光面積を大きくして遠方からの視認性を高めた光照射装置が提供できる。
【0150】
請求項2の発明は、光源と、透光性部材により板状に形成され前記光源からの光を拡散せずに表面から外部に導く導光板とを備え、前記導光板の高さ寸法が他の部位よりも低くない端部近傍に前記光源を配置し、該導光板の表面と対向する裏面の断面形状を、導光板の屈折率をnとしたときにθ=sin-1(1/n)で求められる臨界角θに対して、前記導光板の表面と対向する裏面と当該表面とがなす傾き角αが0[rad]<α<(θ/2)[rad]を満たす直線又は前記傾き角αを接線の傾きに持つ曲線の少なくとも何れか一方で形成された形状としたので、光源から導光板内に入射した光を導光板内で全反射を繰り返しながら導光板の端部まで導くことができ、水平方向に近い導光板の側面方向への配光制御が可能となり、導光板の表面全体を光照射面とすることができる。その結果、仰角の小さい配光特性を有し、発光面積を大きくして遠方からの視認性を高めた光照射装置が提供できる。
【0151】
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、前記導光板の表面と対向する裏面を反射面として成るので、導光板裏面側への光漏れを防いで発光効率を向上させることができる。
【0152】
請求項4の発明は、請求項1又は2又は3の発明において、前記導光板の高さ寸法が他の部位よりも低くない端部近傍に切欠部を形成するとともに該切欠部内に前記光源を配置したので、切欠部の形状に応じて配光特性を制御することが可能であり、所望の配光特性を省スペースで実現することができる。
【0153】
請求項5の発明は、請求項1〜4の何れかの発明において、前記導光板の光源が配置される側の端部近傍表面に鏡面部を設けたので、前記端部近傍表面からの光漏れを防いで水平方向に近い導光板の側面方向への配光効率を向上させることができる。
【0154】
請求項6の発明は、請求項1〜4の何れかの発明において、前記導光板の光源が配置される側の端部近傍表面の傾斜角度を前記光源からの光が全反射される角度としたので、簡単な構造で前記端部近傍表面からの光漏れを防いで水平方向に近い導光板の側面方向への配光効率を向上させることができる。
【0155】
請求項7の発明は、請求項1〜5の何れかの発明において、前記導光板の光源が配置される側の端部と対向する端部に平滑面を形成したことを特徴とし、光源から導光板内に入射した光を平滑面から射出することによって、さらに水平方向に近い導光板の側面方向への配光制御が可能となり、遠方からの視認性が向上する。
【0156】
請求項8の発明は、請求項7の発明において、前記導光板の光源が配置される側の端部から平滑面が形成された端部までの水平方向に沿った長さ寸法を、導光板の光源が配置される側の端部に対する光源からの光の入射角をψ、当該端部の高さ寸法をt、当該端部の光の入射位置から水平面までの高さ寸法をyとしたときに(y+t)/(tanα+tanψ)で求められる値以上としたので、導光板表面への配光を確保しつつ平滑面による視認性の向上が図れる。
【0157】
請求項9の発明は、請求項8の発明において、前記導光板に入射して直接平滑面から射出する光の進行方向と水平方向とのなす角度をδとし、平滑面の法線と水平方向とのなす角が、n・sinγ=sin(δ+γ)を満たすγの最大値と前記角度δとの和よりも小さくなるように平滑面を傾斜させたので、導光板に入射して平滑面から直接射出する光の配光を水平方向に近づけ、遠方からの視認性がさらに向上する。
【0158】
請求項10の発明は、請求項1〜5の何れかの発明において、前記導光板の光源が配置される側の端部と対向する端部に凸面を形成したので、凸面を形成した端部がレンズの役割を果たして射出する光を集光するため、より少ない光源で充分な光度が得られるとともに、不要な方向への光の射出を抑えて視認性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は実施形態1の側面図、(b)はその配光特性を示す図である。
【図2】 同上の斜視図である。
【図3】 同上の説明図である。
【図4】 (a)(b)は同上の動作説明図である。
【図5】 同上の動作説明図である。
【図6】 同上の他の構成を示す概略側面図である。
【図7】 同上のさらに他の構成を示す概略側面図である。
【図8】 (a)(b)は同上のさらにまた他の構成を示す概略側面図である。
【図9】 (a)は実施形態2の側面図、(b)はその配光特性を示す図である。
【図10】 (a)は同上の他の構成の側面図、(b)はその配光特性を示す図である。
【図11】 実施形態3の斜視図である。
【図12】 (a)は同上の側面図、(b)はその配光特性を示す図である。
【図13】 同上の説明図である。
【図14】 同上の他の構成を示す概略側面図である。
【図15】 同上のさらに他の構成を示す概略側面図である。
【図16】 同上のさらにまた他の構成を示す概略側面図である。
【図17】 (a)は実施形態4の側面図、(b)はその配光特性を示す図である。
【図18】 (a)(b)は同上の動作説明図である。
【図19】 同上の他の構成を示す概略側面図である。
【図20】 同上のさらに他の構成を示す概略側面図である。
【図21】 同上のさらにまた他の構成を示す概略側面図である。
【図22】 同上の別の構成を示す概略側面図である。
【図23】 同上のさらに別の構成を示す概略側面図である。
【図24】 同上のさらにまた別の構成を示す概略側面図である。
【図25】 同上の他の構成を示す概略側面図である。
【図26】 同上のさらに他の構成を示す概略側面図である。
【図27】 (a)は実施形態5の側面図、(b)はその配光特性を示す図である。
【図28】 同上の他の構成を示す概略側面図である。
【図29】 同上のさらに他の構成を示す概略側面図である。
【図30】 同上のさらにまた他の構成を示す概略側面図である。
【図31】 実施形態6の概略側面図である。
【図32】 実施形態7の概略側面図である。
【図33】 (a)は実施形態8の側面図、(b)はその配光特性を示す図である。
【図34】 実施形態9の概略側面図である。
【図35】 同上の側面図である。
【図36】 (a)は実施形態10の概略側面図、(b)はその説明図である。
【図37】 (a)は実施形態11の概略側面図、(b)はその説明図である。
【図38】 実施形態12の側面図である。
【図39】 同上の斜視図である。
【図40】 同上の他の構成を示す概略側面図である。
【図41】 実施形態13の側面図である。
【図42】 同上の斜視図である。
【図43】 実施形態14の側面図である。
【図44】 実施形態15の概略側面図である。
【図45】 同上の斜視図である。
【図46】 同上の他の構成を示す概略側面図である。
【図47】 実施形態16の概略側面図である。
【図48】 実施形態17の側面図である。
【図49】 実施形態18の斜視図である。
【図50】 実施形態19の側面図である。
【図51】 実施形態20の斜視図である。
【図52】 同上の一部の断面図である。
【図53】 同上の他の構成を示す斜視図である。
【図54】 実施形態21の斜視図である。
【図55】 実施形態22の斜視図である。
【図56】 実施形態23の斜視図である。
【図57】 同上の一部の断面図である。
【図58】 同上の他の構成を示す斜視図である。
【図59】 実施形態24の斜視図である。
【図60】 実施形態25の斜視図である。
【図61】 実施形態26を示し、(a)は斜視図、(b)は平面図である。
【図62】 実施形態27の斜視図である。
【図63】 実施形態28を示し、(a)は斜視図、(b)は側面図である。
【図64】 同上の説明図である。
【図65】 (a)は実施形態29の側面図、(b)はその配光特性を示す図である。
【図66】 同上の斜視図である。
【図67】 同上の説明図である。
【図68】 同上の枠体を含む斜視図である。
【図69】 実施形態30の説明図である。
【図70】 同上における導光板の要部平面図である。
【図71】 実施形態31を示し、(a)は上面図、(b)は側面図である。
【図72】 同上の説明図である。
【図73】 同上の配光特性を示す図である。
【図74】 同上の枠体を含む斜視図である。
【図75】 従来例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
1 導光板
2 反射板
LD 発光ダイオード
F 表面
R 裏面
B 背面
α 傾き角
Claims (10)
- 光源と、透光性部材により板状に形成され前記光源からの光を拡散せずに表面から外部に導く導光板とを備え、前記導光板の高さ寸法が他の部位よりも低くない端部近傍に前記光源を配置し、該導光板の表面断面形状を、導光板の屈折率をnとしたときにθ=sin-1(1/n)及びγ=sin-1(sinα/n)で求められる臨界角θ及び入射角γに対して、前記導光板の表面と対向する裏面と当該表面とがなす傾き角αが0[rad]<α<{(θ+γ)/2}[rad]を満たす直線又は前記傾き角αを接線の傾きに持つ曲線の少なくとも何れか一方で形成された形状としたことを特徴とする光照射装置。
- 光源と、透光性部材により板状に形成され前記光源からの光を拡散せずに表面から外部に導く導光板とを備え、前記導光板の高さ寸法が他の部位よりも低くない端部近傍に前記光源を配置し、該導光板の表面と対向する裏面の断面形状を、導光板の屈折率をnとしたときにθ=sin-1(1/n)で求められる臨界角θに対して、前記導光板の表面と対向する裏面と当該表面とがなす傾き角αが0[rad]<α<(θ/2)[rad]を満たす直線又は前記傾き角αを接線の傾きに持つ曲線の少なくとも何れか一方で形成された形状としたことを特徴とする光照射装置。
- 前記導光板の表面と対向する裏面を反射面として成ることを特徴とする請求項1又は2記載の光照射装置。
- 前記導光板の高さ寸法が他の部位よりも低くない端部近傍に切欠部を形成するとともに該切欠部内に前記光源を配置したことを特徴とする請求項1又は2又は3記載の光照射装置。
- 前記導光板の光源が配置される側の端部近傍表面に鏡面部を設けたことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の光照射装置。
- 前記導光板の光源が配置される側の端部近傍表面の傾斜角度を前記光源からの光が全反射される角度としたことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の光照射装置。
- 前記導光板の光源が配置される側の端部と対向する端部に平滑面を形成したことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の光照射装置。
- 前記導光板の光源が配置される側の端部から平滑面が形成された端部までの水平方向に沿った長さ寸法を、導光板の光源が配置される側の端部に対する光源からの光の入射角をψ、当該端部の高さ寸法をt、当該端部の光の入射位置から水平面までの高さ寸法をyとしたときに(y+t)/(tanα+tanψ)で求められる値以上としたことを特徴とする請求項7記載の光照射装置。
- 前記導光板に入射して直接平滑面から射出する光の進行方向と水平方向とのなす角度をδとし、平滑面の法線と水平方向とのなす角が、n・sinγ=sin(δ+γ)を満たすγの最大値と前記角度δとの和よりも小さくなるように平滑面を傾斜させたことを特徴とする請求項8記載の光照射装置。
- 前記導光板の光源が配置される側の端部と対向する端部に凸面を形成したことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の光照射装置。
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