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ライトガイド技術紹介

自動車に搭載されているUSB端子とAUX端子部分のライトについて、光学設計を行った事例をご紹介します。
導光体やレンズの光学的な形状設計はもちろん、筐体への取付形状や、LEDの光度・色度の選定、LED配置位置まで、シミュレーションを行った結果からご提案します。

開発事例1

パワーウィンドウスイッチ用レンズ

一個のLEDを光源に、7箇所の照明を行う。
高度なミッションをクリア。

パワーウィンドウスイッチ周辺部品とのスペースの取り合いの関係で、レンズ周辺の部品の間を縫うような形状であること、レンズの発光部面積が小さいことが要求されました。照明範囲の面積に対し、レンズの発光面積が小さい場合、光のコントロールが難しくなります。
また、照明範囲の一部は、昇降するボタンであり、ボタン上端、下端での明るさが、同等であることが求められました。ボタンと一緒に昇降するレンズを設けて、導光するレンズから一度出た光を受ける構造にすることで、課題をクリアしました。本製品の設計は、かなり難易度が高く、光学シミュレーションソフトを駆使し、シミュレーションを何度も繰り返し、レンズの形状を作り上げていきました。
この仕様を実現したことで、部品点数、組み付け工数の削減を可能にし、同時に1個のLED使用のため、複数のLEDを使用する場合の色のばらつき問題まで解決しました。

レンズを一体化し、LED数を削減

開発事例2

USB/AUX用レンズ

AUX端子とUSB端子の位置を示した画像

AUX製品写真

AUX拡散レンズ

AUX拡散レンズ

AUX導光体

AUX導光体

USB製品写真

USB拡散レンズ

USB拡散レンズ

USB導光体

USB導光体

シミュレーション

光学シミュレーションソフト「オプティスワークス」を用い、光線追跡、逆光線追跡、輝度分布解析などを行います。シミュレーション結果により、導光体形状を最適化します。

シミュレーションの画像【光線追跡】

シミュレーションの画像【光線追跡】/AUX

AUX

シミュレーションの画像【光線追跡】/USB

USB

シミュレーションで得た輝度分布解析結果画像

シミュレーションで得た輝度分布解析結果画像/AUX

AUX

シミュレーションで得た輝度分布解析結果画像/USB

USB

実際の製品の輝度分布測定結果画像

実際の製品の輝度分布測定結果画像/AUX

AUX

実際の製品の輝度分布測定結果画像/USB

USB

押野電気製作所では、自動車用の超小型電球の開発で培った光源・カラーチューニング技術を活かして、多様な光学製品を開発しています。