導光体

【課題】湾曲した形状の発光面から発光させる際に、光の漏れを効果的に抑制し、発光面の略全体において略均一に発光させることができる導光体を提供すること。
【解決手段】本例の導光体１は、透明樹脂材料を板形状に形成してなる。導光体１は、板形状の端面に入射面２２を有し、板形状の板面に、入射面２２から入射した光を反射させる反射面２３と、反射面２３によって反射させた光を出射させる発光面２４とを有している。導光体１は、導光経路を形成する導光経路部２を一体成形により複数連結してなる。複数の導光経路部２は、板厚方向Ｔに厚みが縮小する縮小部２１を介して連結されている。そして、導光体１においては、複数連結した導光経路部２の全体が板面内において湾曲した湾曲導光経路Ａを形成している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明材料を板形状に形成してなる導光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車載用のスピードメータ、タコメータ等の発光可能な計器等においては、ＬＥＤ等の発光源から発せられた光を発光させる際には、樹脂等の透明材料からなる導光体を用いて、発光源の光を計器等の前面側へ導くことが行われている。例えば、特許文献１、２の車両用メータパネルにおいては、光源から発せられた光を導光板によって導光して、メータ表示板から発光させることが開示されている。特許文献１においては、導光板の両開放端部に設けた入光部から光を入光させ、導光板内を表示部の配列方向に沿って導光させている。また、特許文献２においては、各目盛部の配列に沿ったリング状の複数の導光部を径方向に並べて配置して導光板を形成している。そして、複数の導光部に対応してそれぞれ光源を配置し、光源の光を別々の導光部によって導光させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２１４９５３号公報
【特許文献２】特開２００６−２０８０６８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、光源から発せられた光を円弧状等の湾曲した経路を通過させる際には、上記従来の導光体（導光板）では十分ではない。すなわち、従来の導光板は、その断面形状が略四角形状を有しており、光源から発せられた光が円弧状の曲面に沿って導光されず、円弧状の曲面から外部へ漏れてしまう可能性が高い。また、特許文献２の導光部は、断面略四角形状の導光板を単純に複数に分割しただけであり、部品点数を増加させてしまうだけでなく、光の漏れを抑制するためには十分ではない。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、湾曲した形状の発光面から発光させる際に、光の漏れを効果的に抑制し、発光面の略全体において略均一に発光させることができる導光体を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、透明材料を板形状に形成してなる導光体であって、
上記板形状の端面に入射面を有し、上記板形状の板面に、上記入射面から入射した光を反射させる反射面と該反射面によって反射させた光を出射させる発光面とを有しており、
導光経路を形成する導光経路部を、上記板形状における厚みが縮小する縮小部を介して一体成形により複数連結してなり、
該複数連結した導光経路部の全体が上記板面内において湾曲した湾曲導光経路を形成していることを特徴とする導光体にある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の導光体は、光源から発せられた光を湾曲した経路を通過させて、発光面の略全体から発光させる工夫を行っている。
具体的には、本発明の導光体は、板形状の板厚方向において厚みが縮小する縮小部を介して、一体成形により複数連結した導光経路部を有している。また、導光経路部の全体が板面内において湾曲した湾曲導光経路を形成している。
光源から発せられた光は入射面から入射し、各導光経路部の湾曲導光経路を通過する際に、縮小部を介して複数連結された各導光経路部の側面によって反射され、各導光経路部内を独立して進行することができる。そして、光は、導光体の板面に形成された反射面によって適宜反射され、発光面から発光させることができる。これにより、光が導光体の側面から漏れてしまう（出射されてしまう）ことを効果的に抑制することができる。
【０００８】
それ故、本発明の導光体によれば、湾曲した形状の発光面から発光させる際に、光の漏れを効果的に抑制し、発光面の略全体において略均一に発光させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における、導光体を一般化した状態で示す斜視図。
【図２】実施例１における、実際の導光体を示す斜視図。
【図３】実施例１における、導光体によって形成する車載メータを示す斜視図。
【図４】実施例１における、導光体の連結方向の断面を示す説明図。
【図５】実施例１における、他の導光体の連結方向の断面を示す説明図。
【図６】実施例１における、他の導光体の連結方向の断面を示す説明図。
【図７】実施例１における、入射面及び導入部による光の導光状態を示す説明図。
【図８】実施例１における、入射面における多数のプリズムの形成状態を示す説明図。
【図９】性能の確認における、比較品１の導光体における光の導光状態を示す説明図。
【図１０】性能の確認における、比較品２の導光体における光の導光状態を示す説明図。
【図１１】性能の確認における、発明品の導光体における光の導光状態を示す説明図。
【図１２】シミュレーションにおける、比較品２の導光体における光の発光状態を示す説明図。
【図１３】シミュレーションにおける、発明品の導光体における光の発光状態を示す説明図。
【図１４】シミュレーションにおける、発明品の導光体の発光面にメータの文字板を配置したときの光の発光状態を示す説明図。
【図１５】実施例２における、導光体の連結方向の断面を示す説明図。
【図１６】実施例２における、他の導光体の連結方向の断面を示す説明図。
【図１７】実施例２における、他の導光体の連結方向の断面を示す説明図。
【図１８】実施例２における、他の導光体の連結方向の断面を示す説明図。
【図１９】実施例２における、他の導光体の連結方向の断面を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
上述した本発明の導光体における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記各導光経路部における上記発光面は、上記湾曲導光経路に直交する断面において、それぞれ曲面形状、又は仮想曲線に倣って配置した複数の直線を結ぶ形状を有していることが好ましい（請求項２）。
この場合には、各導光経路部の湾曲導光経路を通過する光を、曲面形状又は複数の直線を結ぶ形状の側面によって反射させ、各導光経路部内を独立して進行させることができる。これにより、光が導光体の側面から漏れてしまう（出射されてしまう）ことをさらに効果的に抑制することができる。
【００１１】
また、上記導光体は、その板面の一方側に上記発光面を有すると共に、その板面の他方側にプリズム、ディンプル、シボ等から形成した上記反射面を有しており、上記縮小部は、上記発光面と上記反射面との互いに対向する位置が窪んで形成されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、導光体の構造が簡単であり、また、各導光経路部の湾曲導光経路を通過する光を、各導光経路部の発光面及び反射面に形成された側面によって反射させ、各導光経路部内を独立して進行させることができる。これにより、光が導光体の側面から漏れてしまう（出射されてしまう）ことをさらに効果的に抑制することができる。
なお、上記発光面及び反射面は、上記導光体の板面の両側にそれぞれ形成し、導光体の板面の両側へ光を発光させることもできる。
【００１２】
また、上記導光経路部の連結方向の幅をｐ、上記導光経路部の厚みをｔ、上記縮小部の厚みをａとしたとき、ａ＜ｔ／２及び０．５ｔ＜ｐ＜２ｔの関係を有していることが好ましい（請求項４）。
この場合には、各導光経路部の断面形状が適切であり、各導光経路部の湾曲導光経路を通過する光を、各導光経路部の側面によって一層効果的に反射させ、各導光経路部内を独立して進行させることができる。
【００１３】
また、上記導光体において上記入射面を形成した側の端部には、平坦状の板面を有する導入部が形成してあり、該導入部は、上記導光経路部の連結方向に位置する両側の傾斜側面が、上記入射面から徐々に幅を拡大して上記複数の導光経路部に繋がる形状を有しており、上記入射面は、光源から発せられた光を上記導入部の両側の傾斜側面の方向及び直進方向へ向けて入射させるプリズム形状を有しており、上記入射面及び上記導入部によって、上記複数の導光経路部へ略均等に光を導くよう構成することが好ましい（請求項５）。
この場合には、光源から発せられた光は、入射面のプリズム形状によって、導入部の両側の傾斜側面へ入射して、この両側の傾斜側面から光源の前方に対する連結方向の両側付近に位置する導光経路部へ導かれる光と、直進方向に入射して、光源の前方に位置する導光経路部へ導かれる光とに分散される。そのため、複数の導光経路部による発光面の略全体において略均一に発光させることが容易になる。
【実施例】
【００１４】
以下に、本発明の導光体にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例の導光体１は、図１、図２に示すごとく、透明樹脂材料を板形状に形成してなる。導光体１は、板形状の端面に入射面２２を有し、板形状の板面に、入射面２２から入射した光Ｘを反射させる反射面２３と、反射面２３によって反射させた光Ｘを出射させる発光面２４とを有している。導光体１は、導光経路を形成する導光経路部２を一体成形により複数連結してなる。複数の導光経路部２は、板厚方向Ｔに厚みが縮小する縮小部２１を介して連結されている。そして、導光体１においては、複数連結した導光経路部２の全体が板面内において湾曲した湾曲導光経路Ａを形成している。ここで、図１は、湾曲導光経路Ａを有する導光体１の形状を一般化して示し、図２は、本例の実際の導光体１の反射面２３側を示す。
【００１５】
以下に、本例の導光体１につき、図１〜図８を参照して詳説する。
本例の導光体１は、図２、図３に示すごとく、車載用メータに用いるものであり、板形状の両端面に入射面２２を有し、複数連結した導光経路部２の全体が円弧状に湾曲している。各入射面２２には、複数の導光経路部２が連結される方向に向けて２つずつ並ぶように、光源としての発光ダイオード（ＬＥＤ）４が配置されている。また、導光体１の反射面２３の側には、樹脂のケースが配置され、導光体１の発光面２４の側には、メータの文字板５が配置される。メータの文字板５は、数字、目盛の部分を、半透明の樹脂材料から形成すると共に拡散処理を施して形成している。
【００１６】
図２に示すごとく、導光体１は、その板面の一方側に発光面２４を有すると共に、その板面の他方側に、一対の傾斜面による多数のプリズム２３１から形成した反射面２３を有している。反射面２３における多数のプリズム２３１は、複数の導光経路部２の湾曲導光経路Ａに直交する状態で、湾曲導光経路Ａに沿って並ぶように形成されている。また、多数のプリズム２３１は、入射面２２に近い部位から遠ざかるに連れて、一対の傾斜面による溝の深さが深くなるよう変化している。図２の導光体１においては、プリズム２３１の溝の深さは、湾曲導光経路Ａの中間部分が最も深くなっている。そして、湾曲導光経路Ａを通過する光Ｘを、プリズム２３１によって少しずつ反射させて、発光面２４の全体から発光させるよう構成されている。
【００１７】
図４に示すごとく、本例の導光体１における縮小部２１は、発光面２４と反射面２３との互いに対向する位置が窪んで形成されている。各導光経路部２は、導光経路部２の連結方向Ｗの幅をｐ、導光経路部２の厚みをｔ、縮小部２１の厚みをａとしたとき、ａ＜ｔ／２及び０．５ｔ＜ｐ＜２ｔの関係を有している。
また、図１に示したように、導光体１の平面形状は、円弧形状とする以外にも、複数の曲率半径の湾曲部１２を連結した形状とすることもできる。そして、導光体１の連結方向Ｗの幅をｐ、湾曲部１２の曲率半径をｒとしたとき、導光体１は、ｐ＜ｒの関係を有している。複数の湾曲部１２がある場合には、導光体１の幅ｐは、曲率半径ｒが最小の湾曲部１２よりも小さくなっている。
【００１８】
図４に示すごとく、各導光経路部２における発光面２４は、湾曲導光経路Ａに直交する断面において、それぞれ略曲面形状（凸形状）に形成してある。また、各導光経路部２における反射面２３は、湾曲導光経路Ａに直交する断面において、それぞれ曲面形状（凸形状）に形成した部分の頂点部２３２を切り欠く形状に形成してある。また、各導光経路部２の発光面２４の断面は、略円弧形状（図５参照）、略楕円状の円弧形状（図４参照）、放物線形状（図６参照）等に形成することができる。
また、導光体１を形成するイメージは、略円形状、略楕円形状等の導光経路部２を所定量重ねながら連結することである。
【００１９】
図１、図２に示すごとく、導光体１において入射面２２を形成した両側の端部には、平坦状の板面を有する導入部３が形成してある。図２に示すごとく、本例の導入部３は、発光方向が導光体１の板厚方向Ｔを向く発光ダイオード４からの光Ｘを入射面２２に入射させるために、導光体１の板面に対して略直角に屈曲して形成してある。
導入部３は、導光経路部２の連結方向Ｗに位置する両側の傾斜側面３１、３２が、入射面２２から曲面状（凸面状）に徐々に幅を拡大して複数の導光経路部２に繋がる形状を有している。また、本例の各入射面２２には、それぞれ２つの発光ダイオード４が配置されるため、導入部３は、各発光ダイオード４に対して連結方向Ｗの外側傾斜側面３１と内側傾斜側面３２とが、入射面２２から曲面状（凸面状）に徐々に幅を拡大する形状を有している。
【００２０】
図７は、導入部３を拡大して示し、図８は、入射面２２を拡大して示す。
図８に示すごとく、各入射面２２は、発光ダイオード４から入射される光Ｘを導入部３の両側面３１、３２へ向けて反射させる多数のプリズム２２１を形成した形状を有している。この入射面２２における多数のプリズム２２１は、導光体１の板厚方向Ｔに向けて形成した一対の傾斜面を、連結方向Ｗに複数並べて形成されている。各プリズム２２１における一対の傾斜面は、発光ダイオード４の連結方向Ｗの中心から連結方向Ｗの外側に向かうに連れて形成高さが高くなるよう（溝の深さが深くなるよう）傾斜角度を変化させて形成されている。なお、連結方向Ｗの中心側を矢印Ｗ１で示す。
【００２１】
図７に示すごとく、本例の導光体１においては、発光ダイオード４から入射面２２に入射した光Ｘは、複数のプリズム２２１によって、導入部３の外側傾斜側面３１及び内側傾斜側面３２の各傾斜側面方向へ屈折され、外側傾斜側面３１及び内側傾斜側面３２の傾斜部分における反射を利用して、発光ダイオード４の前方に対する連結方向Ｗの両側付近に位置する導光経路部２へ導かれる光Ｘと、発光ダイオード４の前方に入射して発光ダイオード４の前方に位置する導光経路部２へ導かれる光Ｘとに分散される。これにより、各導光経路部２へ略均等に発光ダイオード４から発した光Ｘを導くことができる。
【００２２】
このとき、図１１に示すごとく、光Ｘは、縮小部２１を介して複数連結された各導光経路部２の発光面２４及び反射面２３に形成された側面２０（図４参照）によって反射され、各導光経路部２内を独立して進行することができる。そして、光Ｘは、各導光経路部２の湾曲導光経路Ａを通過する際に、反射面２３における多数のプリズム２３１によって適宜反射され、発光面２４から発光させることができる。これにより、光Ｘが導光体１の側面１１から漏れてしまう（出射されてしまう）ことを効果的に抑制することができる。
また、本例の導光体１は、１つの成形体から形成することができ、部品点数を増加させてしまうこともない。ただし、場合によっては、複数の導光体１を組み合わせて使用することも可能である。
【００２３】
それ故、本例の導光体１によれば、湾曲した形状の発光面２４から発光させる際に、光Ｘの漏れを効果的に抑制し、発光面２４の略全体において略均一に発光させることができる。
【００２４】
（性能の確認）
上述した複数の導光経路部２を備えた導光体１（発明品）と、導光経路部２を備えていない従来の導光体９（比較品）とについて、光Ｘの導光状態を確認した。具体的には、スネルの法則によって光Ｘの反射角又は屈折角が決定され、光Ｘが各導光経路部２の側面２０又は導光体１の側面１１に当たって、反射されるか出射されてしまうかの検討を行った。
図９には、複数の導光経路部２を形成せず、かつ入射面２２を形成した端部に光Ｘの導入部３を形成していない導光体９（比較品１）を示し、図１０には、複数の導光経路部２を形成していないが、入射面９２２を形成した端部に光Ｘの導入部９３を形成した導光体９（比較品２）を示し、図１１には、複数の導光経路部２を形成し、かつ入射面２２を形成した端部に光Ｘの導入部３を形成した導光体１（発明品）を示す。
【００２５】
図９、図１０において、比較品１、２については、導光体９の側面９１に当たった光Ｘの多くが、反射されず、外部に出射されてしまうことがわかる。これに対し、図１１において、発明品については、各導光経路部２に入射した光Ｘは、各導光経路部２の側面２０によって、湾曲導光経路Ａに沿うように反射を繰り返して、各導光経路部２内をそれぞれ独立して進行することがわかる。このことより、発明品（上記実施例１に示した導光体１）によれば、導光体１の側面１１からの光Ｘの漏れを効果的に抑制し、発光面２４の略全体において略均一に発光させることができることがわかる。
【００２６】
（シミュレーション）
本シミュレーションにおいては、複数の導光経路部２を備えていない従来の導光体９（比較品２）と、複数の導光経路部２を形成した上記実施例１の導光体１（発明品）とについて、光Ｘの発光状態を確認した。
図１２、図１３は、各導光体９、１の発光面９２４、２４における発光状態を示す図であり、図１２は、比較品２についての結果を示し、図１３は、発明品についての結果を示す。両図からわかるように、比較品２については、発光面９２４における発光状態に局所的な偏りがあるのに対し、発明品については、発光面２４における発光状態が全体において略均一であることがわかる。
【００２７】
また、図１４には、導光体１（発明品）の発光面２４にメータの文字板５を配置し、導光体１を発光させた状態を示す。同図より、導光体１によれば、数字、目盛を形成した部分から略均一に発光していることがわかる。
【００２８】
（実施例２）
本例は、導光体１における各導光経路部２の形状の種々のバリエーションを示す例である。
各導光経路部２は、例えば、図１５に示すごとく、断面略円形状、断面略楕円形状、断面放物線形状等に形成し、反射面２３を形成するプリズム２３１を、これらの曲面の頂点部２３２から直接形成することができる。
また、各導光経路部２の発光面２４は、例えば、図１６に示すごとく、仮想曲線Ｓに倣って配置した複数の直線を結ぶ多角形状に形成することもできる。また、各導光経路部２の反射面２３は、縮小部２１に相当する部位にＶ状溝２３３を設けて形成することができる。また、各導光経路部２の発光面２４は、図１７に示すごとく、一対の傾斜面２４１によって形成することもできる。
【００２９】
また、例えば、図１８に示すごとく、各導光経路部２の発光面２４を、断面略円形状、断面略楕円形状、断面放物線形状等に形成し、各導光経路部２の反射面２３を平坦状に形成することもできる。
さらに、導光体１は、例えば、図１９に示すごとく、各導光経路部２を断面略四角形状に形成して連結することも可能である。ただし、この場合は、各導光経路部２の発光面２４の断面を曲面状等に形成した場合に比べて、性能が劣ると考えられる。
本例においても、導光体１の他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１導光体
１１側面
２導光経路部
２０側面
２１縮小部
２２入射面
２３反射面
２４発光面
３導入部
３１外側傾斜側面
３２内側傾斜側面
４発光ダイオード
Ａ湾曲導光経路
Ｔ板厚方向
Ｗ連結方向
Ｘ光

【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明材料を板形状に形成してなる導光体であって、
上記板形状の端面に入射面を有し、上記板形状の板面に、上記入射面から入射した光を反射させる反射面と該反射面によって反射させた光を出射させる発光面とを有しており、
導光経路を形成する導光経路部を、上記板形状における厚みが縮小する縮小部を介して一体成形により複数連結してなり、
該複数連結した導光経路部の全体が上記板面内において湾曲した湾曲導光経路を形成していることを特徴とする導光体。
【請求項２】
請求項１において、上記各導光経路部における上記発光面は、上記湾曲導光経路に直交する断面において、それぞれ曲面形状、又は仮想曲線に倣って配置した複数の直線を結ぶ形状を有していることを特徴とする導光体。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記導光体は、その板面の一方側に上記発光面を有すると共に、その板面の他方側にプリズム、ディンプル、シボ等から形成した上記反射面を有しており、
上記縮小部は、上記発光面と上記反射面との互いに対向する位置が窪んで形成されていることを特徴とする導光体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記導光経路部の連結方向の幅をｐ、上記導光経路部の厚みをｔ、上記縮小部の厚みをａとしたとき、ａ＜ｔ／２及び０．５ｔ＜ｐ＜２ｔの関係を有していることを特徴とする導光体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記導光体において上記入射面を形成した側の端部には、平坦状の板面を有する導入部が形成してあり、
該導入部は、上記導光経路部の連結方向に位置する両側の傾斜側面が、上記入射面から徐々に幅を拡大して上記複数の導光経路部に繋がる形状を有しており、
上記入射面は、光源から発せられた光を上記導入部の両側の傾斜側面の方向及び直進方向へ向けて入射させるプリズム形状を有しており、
上記入射面及び上記導入部によって、上記複数の導光経路部へ略均等に光を導くよう構成したことを特徴とする導光体。

【図１】