ライトガイドとはライトガイドの基本情報、種類について

ライトガイドとは、透明樹脂の内面反射を利用して片側から入った光を他方へ効率よく導くものであり、近年、自動車の内装照明をはじめ、家庭用電化製品や産業機器向けにも採用が増加しています。
ライトガイドを用いることにより、本来は明るさが不均一になってしまうような光源から離れたエリアを均一に発光させることができます。
ライトガイドの種類には、大別して射出成形ライトガイドと、光ファイバライトガイドの2つが挙げられます。

射出成形ライトガイドと
光ファイバライトガイドの違い

射出成形ライトガイドの特徴

PC(ポリカーボネート)やPMMA(アクリル)などの透明樹脂材料を射出成形することによって製造されます。
製品毎に成形用の金型を作る必要がありますが、細長い長尺ライトガイドやAUXポート・USBポート部照明の様な円形・矩形のもの、その他用途に応じて様々な形状の設計・製造が可能です。
また、発光方式はプリズム・ブラスト・ドットなどが選択可能であり、配光の方向や発光部分の明るさのバランスを変化させることも、お客様の要求に合わせて対応が可能です。

光ファイバライトガイドの特徴

一般的に押し出し成形で作られており、それゆえ光ファイバの断面形状やその大きさは特定の種類に限られますが、射出成形ライトガイドのように製品毎に成形金型を製作する必要が無いため、イニシャルコストが発生しません。
柔軟な素材特性により自由に曲げて使う事ができ、全方向へ均一な光を発散するために複雑な光学設計は不要ですが、特定の方向のみを照らすこと、部位によって明るさを変えるということは出来ません。
また、光ファイバを固定する為の構造を別の部品で考える必要があります。

押野電気製作所のライトガイドの特徴

当社のライトガイドは射出成形工法によって製造されています。
そのため、形状は自由に設計することができ、材料もPCやPMMAなどご要求に応じて選択する事ができます。
発光方式は、プリズム、ブラスト、ドットなど様々な選択肢があり、また、これらを組み合わせることも可能です。
これにより、お客様の要望に対する最適な製品を実現いたします。

製品設計から量産までの一貫対応

当社では、お客様のご要望に合わせたライトガイドの提案・設計から金型設計・製造、射出成形・検査までの生産プロセスまでを日本国内で一貫して行っており、そのため、短納期で高品質な製品の提供が可能です。

透明樹脂成形に特化した生産工場

国内生産は山梨県に工場拠点を置き、透明樹脂成形品専門のクリーンな環境で生産を行っています。

グローバルな先進デザインや技術の導入

当社グループは、ドイツに光学設計のエンジニアチーム、エストニアに光学製品の生産工場を持っており、欧州自動車メーカーに対して内装照明の設計・生産を行っています。
これらグループ全体の総合力により、先進デザイン・技術も取り入れたアンビエント照明のノウハウを活かした幅広い商品を提供いたします。

開発・製造実績

これまでに車載向けを主として以下のようなライトガイドの開発・製造実績があります。

  • ■700mmを越える、細長いライン状に光る長尺ライトガイド
  • ■パワーウィンドウスイッチなどのバックライト用ライトガイド
  • ■AUXポートやUSBポート部照明の円形・矩形ライトガイド
  • ■車内マップランプ用レンズ
  • ■セキュリティ・防災機器表示灯用ライトガイド  他

ライトガイドを選ぶポイント

形状

均一な光をライン状に光らせたい場合は、光ファイバ/射出成形ライトガイドいずれも採用可能です。
光ファイバは柔らかい樹脂素材で作られている為、自由に曲げて使う事が出来ますが、固定構造を別部品で考える必要があります。

コスト

射出成形ライトガイドは成形用金型が必要となるため初期投資費用がかかりますが、光ファイバにはそれが不要です。
但し、同じような形状同士で比較すると、大量生産した場合は射出成形ライトガイドの方がコストメリットがあります。

発光パターン 

光ファイバは全周方向に光を発散しますが、射出成形ライトガイドは任意の方向へ光を向ける設計が可能です。
また、射出成形ライトガイドは、ニーズに合わせてプリズム方式、ブラスト方式、ドット方式など様々な発光方式を選択することができ、またこれらを組み合わせることも可能です。

プリズム方式 : パターンが見えやすい処理のため、直接照明には不向きですが、明るく発光するため間接照明としての用途があります。
ブラスト方式 : 発光量はプリズム方式に劣るものの、パターン見えが無く、均整度も調整可能なため、直接照明に使用可能です。
ファイバ方式 : パターン見えがなく、直接照明として使用できます。
ドット方式 : ブラスト方式よりも明るさがあり、プリズム方式よりもパターン見えが少ない方式です。

シボ加工のイメージ
ライトガイド用金型

ライトガイド技術紹介ライトガイドの開発事例

押野電気製作所では、アンビエント照明やスイッチのバックレンズ、情報表示用レンズなど様々なライトガイドの開発実績がございます。
ライトガイドの光学設計は、光らせ方の要求を満たすうえで、スペースやお客様ごとの規格などさまざまな制約がありますが、ここでは開発実績の一部をご紹介します。

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。

開発事例2

USB/AUX用レンズ

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。

AUX製品写真
AUX拡散レンズ
AUX導光体
USB製品写真
USB拡散レンズ
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

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。
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