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公開番号2025017796
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023121044
出願日2023-07-25
発明の名称光学部材
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類G02B 5/04 20060101AFI20250130BHJP(光学)
要約【課題】導光体の大型化をせずとも、死角領域の視界をより広く確保可能な光学部材を提供する。
【解決手段】導光体2は、外景光が入射する湾曲した入射面2aと、複数の突起状のプリズム部3と平坦面である複数の平坦部4とを有し、入射面2aと隣接する射出部2bと、射出部2bと対向する第1傾斜面2cおよび第2傾斜面2dとを備える。入射面2aは、中心が端部よりも凹んだ曲面である。複数の平坦部4のなす1つの仮想平面に対して平行な面を平行面とし、導光体2の各面について平行面とのなす角度を傾斜角度として、第1傾斜面2cは、傾斜角度が第2傾斜面2dとは同じかまたは異なっている。第1傾斜面2cおよび第2傾斜面2dは、隣接し、かつ平坦部4とは平行となっていない。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光学部材であって、
外景光（Ｌ１）が入射する湾曲した入射面（２ａ）と、複数の突起状のプリズム部（３）と平坦面である複数の平坦部（４）とを有し、前記入射面と隣接する射出部（２ｂ）と、前記射出部と対向する第１傾斜面（２ｃ）および第２傾斜面（２ｄ）と、前記入射面と前記第１傾斜面とを繋ぐ接続面（２ｅ）と、を有する光透過性材料によりなる導光体（２）を備え、
前記入射面は、中心が端部よりも凹んだ曲面であり、
複数の前記平坦部のなす１つの平面に対して平行な仮想面を平行面（ＶＰ）とし、前記導光体の各面について前記平行面とのなす角度を傾斜角度として、前記第１傾斜面は、前記傾斜角度が前記第２傾斜面の前記傾斜角度と同じもしくは異なるとともに、前記第２傾斜面と隣接しており、
前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記平坦部とは平行でない、光学部材。
続きを表示（約 2,700 文字）【請求項２】
前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、平坦面であり、かつ前記傾斜角度が異なっている、請求項１に記載の光学部材。
【請求項３】
前記平行面に沿った方向であって、前記入射面から前記第１傾斜面、前記第２傾斜面に向かう方向を導光方向（Ｄ２）とし、前記第１傾斜面および前記第２傾斜面に沿った方向であって、前記導光方向と直交する方向を幅方向として、
前記第１傾斜面および前記第２傾斜面は、前記導光方向における曲率半径と前記幅方向における曲率半径とが異なるとともに、前記射出部に向かって凹んだトロイダル曲面であり、かつ前記導光方向における曲率半径が異なっている、請求項１に記載の光学部材。
【請求項４】
前記入射面の位置に平坦面である仮想平面（ＶＰａ）があると仮定し、前記仮想平面から前記導光体に入射した仮想入射光（ＬＶ１）の前記平坦部に対する導光角をθ１とし、
前記入射面から入射した前記入射光であって、前記平坦部のうち前記仮想入射光が到達する位置を通る光の前記平坦部に対する導光角をθ１＋Ａとし、前記第１傾斜面の前記傾斜角度をαとして、
前記第１傾斜面は、α＝Ａ／２を満たし、
前記仮想入射光が前記平坦部、前記接続面と前記第１傾斜面との境界を通る前記平行面の順に反射し、再び前記平坦部に入射する仮想反射光（ＬＶ２）を仮定した場合における前記仮想反射光の前記平坦部に対する導光角をθ２とし、
前記入射面から入射した前記入射光であって、前記平坦部、前記第１傾斜面の順に反射し、再び前記平坦部に入射する反射光の前記平坦部に対する導光角をθ２＋Ｂとし、前記第２傾斜面の前記傾斜角度をβとして、
前記第２傾斜面は、β＝Ｂ／２を満たす、請求項２に記載の光学部材。
【請求項５】
前記入射面を凹レンズとみなし、前記入射面の曲率半径をｒとし、焦点距離をｆとし、前記導光体の屈折率をｎとして、
前記入射面は、ｆ＝ｒ／（ｎ－１）を満たし、
前記平坦部に対する法線方向に沿った方向を厚み方向（Ｄ１）とし、前記入射面の前記厚み方向における高さ中心の位置をｈｃとし、前記高さ中心の位置において前記入射面から前記焦点距離だけ離れた点をＰ１とし、前記Ｐ１を通り、入射角度が前記Ａの光の前記入射面における前記高さ中心からの前記厚み方向に沿った入射高さをｈ
Ａ
とし、前記Ｐ１を通り、入射角度が前記Ｂの光の前記入射面における前記高さ中心からの前記厚み方向に沿った入射高さをｈ
Ｂ
として、
前記入射面は、ｔａｎＡ＝ｈ
Ａ
／ｆ、およびｔａｎＢ＝ｈ
Ｂ
／ｆを満たす、請求項４に記載の光学部材。
【請求項６】
光学部材であって、
外景光（Ｌ１）が入射する湾曲した入射面（２ａ）と、前記入射面と隣接する射出部（２ｂ）と、前記射出部と対向する平滑面（２ｈ）と、前記入射面と前記平滑面とを繋ぐ接続面（２ｅ）と、を有する光透過性材料によりなる導光体（２）を備え、
前記入射面は、中心が端部よりも凹んだ曲面であり、
前記射出部は、複数の突起状のプリズム部（３）と複数の第１傾斜部（７）とが交互に繰り返し配列されてなる第１領域（２ｂａ）と、前記第１領域に隣接し、複数の前記プリズム部と複数の第２傾斜部（８）とが交互に繰り返し配列されてなる第２領域（２ｂｂ）とを有してなり、
複数の前記プリズム部は、延設方向を揃えて平行に配置されており、
複数の前記プリズム部の前記延設方向に対して直交し、前記入射面の側から前記入射面とは反対側に向かう方向を導光方向（Ｄ２）として、前記平滑面は、前記導光方向に対して平行であり、
前記導光体の各面について前記平滑面に対して平行な平行面（ＶＰ）とのなす角度を傾斜角度として、前記第１傾斜部は、前記傾斜角度が前記第２傾斜部の前記傾斜角度と異なっており、
前記第１傾斜部および前記第２傾斜部は、前記平滑面とは平行でない、光学部材。
【請求項７】
前記入射面の位置に平坦面である仮想平面（ＶＰａ）があると仮定し、前記仮想平面から前記導光体に入射した仮想入射光（ＬＶ３）の前記平行面に対する導光角をθ６とし、
前記入射面から入射した前記入射光であって、前記平行面のうち前記仮想入射光が到達する位置を通る光の前記平行面に対する導光角をθ６＋Ａとし、前記第１傾斜部の前記傾斜角度をαとして、
前記第１傾斜部は、α＝Ａ／２を満たし、
前記仮想入射光が前記第１傾斜部と前記プリズム部との境界を通る前記平行面、前記平滑面の順に反射し、再び前記平行面に入射する仮想反射光（ＬＶ４）を仮定した場合における前記仮想反射光の前記平行面に対する導光角をθ７とし、
前記入射面から入射した前記入射光であって、前記第１傾斜部、前記平滑面の順に反射し、前記第２傾斜部に入射する反射光の前記平行面に対する導光角をθ７＋Ｂとし、前記第２傾斜部の前記傾斜角度をβとして、
前記第２傾斜部は、β＝Ｂ／２を満たす、請求項６に記載の光学部材。
【請求項８】
前記入射面を凹レンズとみなし、前記入射面の曲率半径をｒとし、焦点距離をｆとし、前記導光体の屈折率をｎとして、
前記入射面は、ｆ＝ｒ／（ｎ－１）を満たし、
前記平滑面に対する法線方向に沿った方向を厚み方向（Ｄ１）とし、前記入射面の前記厚み方向における高さ中心の位置をｈｃとし、前記高さ中心の位置において前記入射面から前記焦点距離だけ離れた点をＰ１とし、前記Ｐ１を通る入射角度が前記Ａの光の前記入射面における前記高さ中心からの前記厚み方向に沿った入射高さをｈ
Ａ
とし、前記Ｐ１を通る入射角度が前記Ｂの光の前記入射面における前記高さ中心からの前記厚み方向に沿った入射高さをｈ
Ｂ
として、
前記入射面は、ｔａｎＡ＝ｈ
Ａ
／ｆ、およびｔａｎＢ＝ｈ
Ｂ
／ｆを満たす、請求項７に記載の光学部材。
【請求項９】
前記入射面のうち前記射出部の側の一端から反対側の他端に向かう方向を縦方向とし、前記縦方向と直交する方向を横方向として、前記入射面は、前記縦方向における曲率半径と前記横方向における曲率半径とが異なるトロイダル面である、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の光学部材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、入射面から入射した光の一部を内部で反射させ、入射した光およびその反射光を入射面とは異なる面から外部に射出する光学部材に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、この種の光学部材であって、光を遮る遮蔽体に取り付けられ、当該遮蔽体により生じる死角領域を視認させることを可能とするものとしては、例えば特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１に記載の光学部材は、透光性の導光体と、導光体の入射面からの入射光の一部を透過／反射する半透過反射面と、半透過反射面の透過光を外部に射出する複数のプリズムと、半透過反射面と対向し、半透過反射面の反射光を全反射する反射面とを備える。この光学部材は、入射面からの入射光の一部を半透過反射面と反射面との間で繰り返し反射させて導光しつつ、複数のプリズムで構成される射出部から入射光の一部を外部に射出することで、射出部側にいるユーザに遮蔽体による死角領域の外景を視認させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－０１３６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の光学部材は、例えば、壁などの遮蔽体に取り付けられる反射鏡などの死角補助装置に比べて、遮蔽体から突き出る部分が小さく、搭載性に優れる。また、この光学部材は、死角領域の視界をより広く確保する観点から、導光体の入射面が射出部を構成するプリズムよりも大きい１つのプリズムを構成する形態とされることで、入射面における外光の入射面積が大きくされている。
【０００５】
しかしながら、この光学部材は、死角領域の視界をさらに広く確保するためには、入射面の面積を大きくする必要があるが、この場合、半透過反射面と反射面との対向距離が大きくなるため、導光体の厚みが増大し、導光体が大型化してしまう。導光体が大型化すると、光学部材は、重量増加により遮蔽体への搭載性が低下するとともに、製造が困難となるか、あるいは製造が可能であっても製造コストが増大することが懸念される。
【０００６】
本開示は、上記の点に鑑み、導光体の大型化をせずとも、死角領域の視界をより広く確保可能な光学部材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】
【０００７】
本開示の１つの観点によれば、光学部材であって、外景光（Ｌ１）が入射する湾曲した入射面（２ａ）と、複数の突起状のプリズム部（３）と平坦面である複数の平坦部（４）とを有し、入射面と隣接する射出部（２ｂ）と、射出部と対向する第１傾斜面（２ｃ）および第２傾斜面（２ｄ）と、入射面と第１傾斜面とを繋ぐ接続面（２ｅ）と、を有する光透過性材料によりなる導光体（２）を備え、入射面は、中心が端部よりも凹んだ曲面であり、複数の平坦部のなす１つの平面に対して平行な仮想面を平行面（ＶＰ）とし、導光体の各面について平行面とのなす角度を傾斜角度として、第１傾斜面は、傾斜角度が第２傾斜面の傾斜角度と同じもしくは異なるとともに、第２傾斜面と隣接しており、第１傾斜面および第２傾斜面は、平坦部とは平行でない。
【０００８】
この光学部材は、凹曲面の入射面に死角領域における広範囲の外景光が入射し、導光体に入射した入射光が平坦部、第１傾斜面および第２傾斜面で全反射により導光され、プリズム部から外部に射出される構成となっている。このため、この光学部材は、導光体を大型化せずとも、取り付けられる遮光体による死角領域の視界をより広く確保することが可能である。また、第１傾斜面および第２傾斜面が平坦部と平行でなく、その傾斜角度が同じまたは異なることで、入射面に入射する外景光のうち入射角度が異なるものは、第１傾斜面、第２傾斜面で分離され、射出部の異なる領域から射出される。このため、この光学部材は、より広範囲の死角領域の外景を視認者に視認させるとともに、その視認性を確保することができる。
【０００９】
本開示の別の観点によれば、光学部材であって、外景光（Ｌ１）が入射する湾曲した入射面（２ａ）と、入射面と隣接する射出部（２ｂ）と、射出部と対向する平滑面（２ｈ）と、入射面と平滑面とを繋ぐ接続面（２ｅ）と、を有する光透過性材料によりなる導光体（２）を備え、入射面は、中心が端部よりも凹んだ曲面であり、射出部は、複数の突起状のプリズム部（３）と複数の第１傾斜部（７）とが交互に繰り返し配列されてなる第１領域（２ｂａ）と、第１領域に隣接し、複数のプリズム部と複数の第２傾斜部（８）とが交互に繰り返し配列されてなる第２領域（２ｂｂ）とを有してなり、複数のプリズム部は、延設方向を揃えて平行に配置されており、複数のプリズム部の延設方向に対して直交し、入射面の側から入射面とは反対側に向かう方向を導光方向（Ｄ２）として、平滑面は、導光方向に対して平行であり、導光体の各面について平滑面に対して平行な平行面（ＶＰ）とのなす角度を傾斜角度として、第１傾斜部は、傾斜角度が第２傾斜部の傾斜角度と異なっており、第１傾斜部および第２傾斜部は、平滑面とは平行でない。
【００１０】
この光学部材は、凹曲面の入射面に死角領域における広範囲の外景光が入射し、導光体に入射した入射光が第１傾斜部、第２傾斜部および平滑面で全反射により導光され、プリズム部から外部に射出される構成となっている。このため、この光学部材は、導光体を大型化せずとも、取り付けられる遮光体による死角領域の視界をより広く確保することが可能である。また、第１傾斜部および第２傾斜部が平滑面と平行でなく、その傾斜角度が異なることで、入射面に入射する外景光のうち入射角度が異なるものは、第１傾斜部、第２傾斜部で分離され、射出部の異なる領域から射出される。このため、この光学部材は、より広範囲の死角領域の外景を視認者に視認させるとともに、その視認性を確保することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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