(57)【要約】【課題】発光効率が高く、かつ透視性を損なうことがないフィルム光源を備える発光装置を提供する。【解決手段】透光性フィルム１１の内部にＬＥＤチップ（発光素子）３を配設し、ＬＥＤチップ３で発光した光を透光性フィルム１１の正面と背面の両面から出射するフィルム光源１と、フィルム光源１の背面に一体化された透光性の背面レンズ２とを備える。背面レンズ２はフィルム光源１の背面から出射される光を正面側に向けて内面反射する透光性の背面ステップ（光学ステップ）２２を備える。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性フィルムの内部に発光素子を配設し、当該発光素子で発光した光を前記透光性フィルムの正面と背面の両面から出射するフィルム光源と、前記フィルム光源の背面に一体化された透光性の背面レンズとを備え、前記背面レンズは前記フィルム光源の背面から出射される光を正面側に向けて内面反射する透光性の光学ステップを備えることを特徴とするフィルム光源を備える発光装置。
【請求項２】
前記フィルム光源と前記背面レンズは、前記発光素子と前記光学ステップが所定の位置関係を保った状態で接着されている請求項１に記載のフィルム光源を備える発光装置。
【請求項３】
前記光学ステップは、前記背面レンズの背面に形成され、当該背面レンズの正面から入射された光を再帰反射する背面ステップを含む請求項１または２に記載のフィルム光源を備える発光装置。
【請求項４】
前記光学ステップは、前記背面レンズの正面に形成され、前記フィルム光源から出射された光を前記背面ステップに向けて収束する正面ステップを含む請求項３に記載のフィルム光源を備える発光装置。
【請求項５】
前記背面ステップと前記正面ステップの少なくとも一方は、前記背面レンズの正面又は背面に形成された凹部内に配設され、当該正面又は背面から突出されていない請求項３または４に記載のフィルム光源を備える発光装置。
【請求項６】
前記フィルム光源は、貼り合わされた２枚の透光性フィルムと、これら透光性フィルムの間に配設された発光素子を備え、当該発光素子で発光した光を前記２枚の透光性フィルムを透して外部に向けて出射する構成である請求項１ないし５のいずれかに記載のフィルム光源を備える発光装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の発光装置であって、前記フィルム光源の正面を車両の外部に向けた状態で当該車両のウインドに配設されるフィルム光源を備える発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は透明フィルムにＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を搭載したフィルム光源を備える発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤチップを２枚の透光性フィルムの間にラミネートしたフィルム光源が提供されており、各種の発光装置、例えば自動車の照明用あるいは標識用の発光装置に適用することが考えられている。特許文献１には、このフィルム光源を用いた発光装置を自動車のハイマウントストップランプに適用することが提案されている。
【０００３】
この種のフィルム光源では、ＬＥＤが発光したときに出射される光は、フィルム光源の両面から出射されるため、フィルム光源の正面（一方の面）から出射される光を利用して発光装置を構成したときには、背面（他方の面）から出射される光を有効利用することが難しく、発光装置の全体の発光効率が低下することになる。
【０００４】
特許文献１では、フィルム光源の背面側に反射面を配設し、背面から出射された光を反射面で反射し、この反射光をフィルム光源の透光性フィルムを透過させて正面方向に出射させることにより、発光効率を高めることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２１４４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように、フィルム光源の背面側に反射面を配設すると、フィルム光源を正面側および背面側から観察したときに、当該反射面によりフィルム光源の透視性が失われてしまう。特許文献１では反射面をハーフミラーで構成することも提案されているが、この場合でも光透過率の低下により透視性が損なわれることは避けられない。そのため、このような発光装置を特許文献１のように自動車のリアウインドに配設してハイマウントストップランプを構成したような場合には、反射面が存在する領域においてリアウインドにおける自動車の後方視認性が損なわれ、安全走行における課題が生じることになる。
【０００７】
本発明の目的は、発光効率が高く、かつ透視性を損なうことがないフィルム光源を備える発光装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、透光性フィルムの内部に発光素子を配設し、当該発光素子で発光した光を透光性フィルムの正面と背面の両面から出射するフィルム光源と、このフィルム光源の背面に一体化された透光性の背面レンズとを備える発光装置であって、背面レンズはフィルム光源の背面から出射される光を正面側に向けて内面反射する透光性の光学ステップを備える。
【０００９】
本発明においては、発光素子と光学ステップが所定の位置関係を保った状態で、フィルム光源と背面レンズとが接着されることが好ましい。また、本発明において、光学ステップは、背面レンズの背面に形成され、当該背面レンズの正面から入射された光を再帰反射する背面ステップを備える。また、光学ステップは、背面レンズの正面に形成され、フィルム光源から出射された光を背面ステップに向けて収束する正面ステップを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、フィルム光源から背面方向に出射された光を背面レンズに設けた光学ステップにより正面方向に向けて反射するので、発光素子における発光効率を高めることができる。また、光学ステップは透光性であるので、発光装置の透視性を確保することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用したハイマウントストップランプを備える自動車の背面図。
【図２】ハイマウントストップランプの概略斜視図。
【図３】図１のIII-III線に沿った拡大断面図と、その要部の拡大図。
【図４】ハイマウントストップランプにおける概略の光路図。
【図５】発光装置の製造方法の予備作業を説明する斜視図。
【図６】フィルム光源と背面レンズを貼り合わせる作業を説明する断面図。
【図７】背面レンズにおける光学ステップの変形例の断面図。
【図８】背面レンズにおける光学ステップの他の変形例の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の発光装置をハイマウントストップランプに適用した自動車の背面図である。このハイマウントストップランプＨＭＳＬは自動車ＣＡＲのリアウインドガラスＲＷＧの上部領域に配設されており、自動車のブレーキ操作時に発光して点灯状態となるように構成されている。なお、本書において正面と背面は、発光装置（ハイマウントストップランプ）の光出射側を正面と称し、その反対側を背面と称する。
【００１３】
図２は前記リアウインドガラスＲＷＧの内面側から見た前記ハイマウントストップランプＨＭＳＬの概略斜視図であり、このハイマウントストップランプＨＭＳＬは、前記リアウインドガラスＲＷＧの内面に接着剤等により接着されている。
【００１４】
図３は図１のIII-III線に沿った拡大縦断面図である。前記ハイマウントストップランプＨＭＳＬは、フィルム光源１と背面レンズ２を有しており、これらは厚み方向に一体化されている。前記フィルム光源１は、２枚の透光性フィルム１１が透光性接着剤１２によって貼り合わされたラミネート構造をしており、これら透光性フィルム１１の間に、赤色光を発光する複数のＬＥＤチップ３が鉛直方向および水平方向にそれぞれ複数列に配列された状態で実装されている。図１，２にはこのＬＥＤチップ３の配列を概略的に示している。
【００１５】
前記２枚の透光性フィルム１１の各内面、すなわち貼り合わせる面には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜で構成された給電配線１３が所要のパターンに形成されている。この給電配線１３は前記複数のＬＥＤチップ３に電気接続されるとともに、その一部は図１，２に示した透光性フィルム１１の一つの縁部に配設されており、この部位においてエッジコネクタ１４として構成されている。このエッジコネクタ１４は自動車ＣＡＲのウインドサッシ等に設けた給電コネクタＣに接続可能であり、この給電コネクタＣを介して前記各ＬＥＤチップ３に対する給電が行われるようになっている。
【００１６】
前記ＬＥＤチップ３は、２枚の透光性フィルム１１にそれぞれ対向する両側面に正負の電極３２が形成され、かつこれら電極３２で挟まれた一つの側面が光を出射する発光面３１として構成とされている。各ＬＥＤチップ３は前記給電配線１３を介して給電され、給電により発光したときには、発光面３１から出射された光は各透光性フィルム１１の両面方向、すなわちフィルム光源１の正面と背面の両面方向に向けて出射されるようになっている。
【００１７】
前記背面レンズ２は、可撓性のある透光樹脂により所要の板厚を有するシート状に形成されており、この背面レンズ２の正面と背面にはそれぞれ前記ＬＥＤチップ３に対向する位置、ここではＬＥＤチップ３の発光面３１に対向する位置に、透光性のある光学ステップとして正面ステップ２１と背面ステップ２２が一体に形成されている。
【００１８】
前記正面ステップ２１は前記ＬＥＤチップ３の発光面３１を焦点とする凸レンズに形成されており、フィルム光源１の背面から出射されてくるＬＥＤチップ３からの光をほぼ平行光束（光ビーム）となるように収束させる。
【００１９】
前記背面ステップ２２は頂角がほぼ９０度の円錐状に形成されており、正面ステップ２１で収束された光をこの背面ステップ２２の内面で全反射し、フィルム光源１に向けて再帰させる。この背面ステップ２２は再帰ステップとして構成されるので、角錘状であってもよい。
【００２０】
前記背面レンズ２は、これら正面ステップ２１と背面ステップ２２がそれぞれ前記した光の収束および内面での全反射を実現するために、所定の屈折率の透光樹脂材料で構成される。あるいは、背面レンズ２は、予め所定の形状に成形されたガラスで構成されてもよい。
【００２１】
そして、前記背面レンズ２は、その正面が前記フィルム光源１の背面に透光性樹脂シート４により接着されて一体化されている。この透光性樹脂シート４は、ここではＵＶ（紫外線）硬化樹脂シートとして構成されており、前記正面ステップ２１が形成されている領域には穴４１が開口されている。この穴４１は、フィルム光源１と背面レンズ２を接着したときに正面ステップ２１の高さ寸法に相当する隙間を形成し、正面ステップ２１がフィルム光源１の背面に干渉しないようにされている。
【００２２】
以上の構成のハイマウントストップランプＨＭＳＬでは、発光されたときには、図４に概略の光路を示すように、ＬＥＤチップ３の発光面３１から出射した赤色光はフィルム光源１の正面及び背面から出射される。正面から出射される光はそのままリアウインドガラスＲＷＧを透過して自動車ＣＡＲの後方に向けて照射される。
【００２３】
また、フィルム光源１の背面から出射された光は、発散光の状態で背面レンズ２に入射されるが、この入射された光は正面ステップ２１により収束されて平行光束とされる。さらにこの光は背面ステップ２２において、その内面反射により全反射されて正面側に再帰される。さらに、フィルム光源１を背面側から正面側に透過され、ＬＥＤチップ３から正面側に向けて出射された光に重畳される。したがって、ＬＥＤチップ３から出射された光の殆ど全てが正面方向、すなわち自動車ＣＡＲの後方に向けて照射されることになり、発光効率の高いハイマウントストップランプＨＭＳＬとして構成されることになる。
【００２４】
一方、ハイマウントストップランプＨＭＳＬは、構成要素であるフィルム光源１と背面レンズ２はいずれも透光性部材で形成されているので、リアウインドガラスＲＷＧ及びハイマウントストップランプＨＭＳＬを透して自動車ＣＡＲの内外間での透視が可能である。この場合、ＬＥＤチップ３が配設されている箇所では、当該ＬＥＤチップ３により視界が遮られるが、ＬＥＤチップ３は微小サイズであるので透視性に影響を与えることはほとんどない。
【００２５】
また、背面レンズ２の正面ステップ２１や背面ステップ２２は、特許文献１のような光反射面として構成されてはおらず、透光性を有しているので、ハイマウントストップランプＨＭＳＬを正面側からあるいは背面側から観察したときに、その透視性が損なわれることはない。特に、図４に破線の光路で示すように、自動車の乗員Ｍが外部を視認する際に、正面ステップ２１や背面ステップ２２によって透視性が損なわれることはない。したがって、乗員ＭはハイマウントストップランプＨＭＳＬを透して、すなわちリアウインドガラスＲＷＧの全面を透して自車の後部領域が視認でき、安全確認を行う上で好ましいものとなる。
【００２６】
以上説明した発光装置、ここでは前記ハイマウントストップランプＨＭＳＬの製造方法を説明する。このハイマウントストップランプＨＭＳＬでは、前記したようにフィルム光源１に設けられたＬＥＤチップ３と、背面レンズ２に設けられた正面ステップ２１および背面ステップ２２が対向位置されるように、両者を正確に位置合せした上で一体化することが要求されており、この製造方法の説明では、主にこの位置合せについて説明する。なお、フィルム光源１と背面レンズ２のそれぞれの製造方法については、ここでは説明は省略する。
【００２７】
まず、予備作業として、図５に示すように、キャリアシート６にフィルム光源１を支持させる。図５（ａ）において、キャリアシート６は、フィルム光源１よりも大きなサイズの可撓性のある透光性の板材で形成されており、その数箇所、ここでは３箇所に位置決め穴６１が板厚方向に貫通した状態で開口されている。また、このキャリアシート６の表面には粘着力がそれほど強くない粘着剤が塗布されており、フィルム光源１を粘着することが可能とされている。
【００２８】
位置決めシート５は、概ね前記キャリアシート６と同じサイズで、かつある程度の剛性のある板部材で形成されており、フィルム光源１の平面形状と同一形状をした位置決め窓５２が板厚方向に貫通した状態で開口されている。また、位置決めシート５の一方の面、すなわち前記キャリアシート６に向けられる側の面には、当該キャリアシート６の前記位置決め穴６１に対応する位置にそれぞれ位置決め突起５１が形成されている。
【００２９】
そして、粘着剤側を上に向けたキャリアシート６上に位置決めシート５を載置する。このとき、位置決め突起５１を位置決め穴６１に嵌合させることにより、キャリアシート６に対する位置決めシート５の位置決めが行われる。
【００３０】
次いで、位置決めシート５の位置決め窓５２内に、背面側を上に向けた状態でフィルム光源１を載置する。この載置により、フィルム光源１は位置決めシート５に対して位置決めされることになり、同時にキャリアシート６に対しても位置決めされることになる。このときフィルム光源１は粘着剤によりキャリアシート６に対して仮止めされる。
【００３１】
しかる上で、位置決めシート５をキャリアシート６から取り外すと、図５（ｂ）のように、フィルム光源１のみがキャリアシート６の上面の所定の位置に載置された状態で支持される。なお、この位置決めシート５を取り外す前あるいは後に、フィルム光源１の上面、すなわち背面に透光性樹脂シート４を載置し、かつこれをフィルム光源１の背面に仮接着する。
【００３２】
図６はフィルム光源１を背面レンズ２に一体化する方法を説明する縦断面図である。図６（ａ）に示すように、製造装置として、背面レンズ２を支承する基台１００を備えている。この基台１００には、上面に凹所１０１が設けられており、この凹所１０１内に背面レンズ２が正面を上方に向けて載置される。この凹所１０１は背面レンズ２の外形に対応した平面形状で、かつ上方に凸の曲面形状に形成されている。この曲面形状はリアウインドガラスＲＷＧの曲面に対応する形状である。この凹所１０１内に背面レンズ２を載置すれば、基台１００に対する背面レンズ２の位置決めが自動的に行われる。
【００３３】
また、前記基台１００の上面には、前記凹所１０１に隣接する３箇所に位置決めピン１０２が立設されている。この位置決めピン１０２は、前記キャリアシート６に設けられた位置決め穴６１に対応しており、この位置決め穴６１に嵌合することが可能とされている。
【００３４】
次いで、キャリアシート６の上下面を反転させてフィルム光源１を下向きにした上で、基台１００の上から下降させる。そして、図６（ｂ）に示すように、キャリアシート６の位置決め穴６１を基台１００の位置決めピン１０２に嵌合させる。これにより、基台１００に対するキャリアシート６の位置決めが行われ、同時に背面レンズ２に対するフィルム光源１の位置決めが行われる。
【００３５】
そして、背面レンズ２の正面にフィルム光源１の背面を密接させた状態とし、この状態を保持したまま、キャリアシート６の上方からＵＶ光を投射する。これにより、フィルム光源１と背面レンズ２の間に介在されていた透光性樹脂シート４は硬化され、フィルム光源１と背面レンズ２は接着されて一体化され、ハイマウントストップランプＨＭＳＬが製造される。
【００３６】
このように、この製造方法によれば、フィルム光源１と背面レンズ２を所定の位置関係を保った状態で一体化でき、特にＬＥＤチップ３から出射した光のうち、背面側に出射された光を背面レンズ２により好適に正面側に向けて再帰させることができる。
【００３７】
ここで、以上説明した実施形態では、背面レンズ２に設けた正面ステップ２１は、背面レンズ２の正面から突出された構成であるが、図７（ａ）に示すように、背面レンズ２の正面に凹部２３を設け、この凹部２３内に凸レンズ状の正面ステップ２１を形成してもよい。このようにすれば、背面レンズ２の正面に突起物が存在することはなく、フィルム光源１を接着する際に、透光性樹脂シート４に開口を設ける手間が省け、製造工程の簡略化が可能になる。また、背面レンズ２と透光性樹脂シート４の厚みを低減し、発光装置の薄型化が可能になる。
【００３８】
また、図７（ｂ）に示すように、さらに背面レンズ２の背面に凹部２４を設け、この凹部２４内に再帰反射用の背面ステップ２２を形成してもよい。これにより、背面レンズ２の厚みをさらに低減し、発光装置の薄型化が可能になる。また、このように発光装置の背面側、すなわちハイマウントストップランプＨＭＳＬを構成した場合には、リアウインドガラスＲＷＧの車室内側の面に背面ステップ２２による突起物が生じることが防止できる。
【００３９】
本発明においては、背面レンズの背面ステップは、正面側から入射される光を正面側に向けて内面反射する構成であればよいので、前記した実施形態の形状に限定されるものではない。例えば、図８に示すように、背面レンズ２の背面に、正面側に向けて凸状、すなわち背面からみて凹曲面状の背面ステップ２２Ａを形成し、入射された光を発散状態で内面反射させるようにしてもよい。この例では背面ステップ２２Ａで内面反射された光は、背面レンズ２の他の内面において再度反射されて最終的に正面方向に向けられる。このように構成したときには、背面レンズ２には、特に正面ステップを形成しなくてもよい。
【００４０】
以上の説明では本発明の発光装置を自動車のハイマウントストップランプに適用した例を示したが、他の標識ランプとして構成することも可能である。あるいは、照明用ランプとして構成することも可能である。いずれの場合でも、車両のウインドのような透視性が要求される部位に本発明の発光装置を適用することにより、車両の内外間の視認性を確保するとともに、発光装置の発光効率を改善することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  フィルム光源
２  背面レンズ
３  ＬＥＤチップ（発光素子）
４  透光性樹脂シート
５  位置合せシート
６  キャリアシート
１１  透光性フィルム
１２  透光性接着剤
１３  給電配線
２１  正面ステップ（光学ステップ）
２２  背面ステップ（光学ステップ）
３１  発光面
ＣＡＲ  自動車（車両）
ＨＭＳＬ  ハイマウントストップランプ（発光装置）
ＲＷＧ  リアウインドガラス
【図１】
2020013684.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020013684.tif 000008
【図７】
2020013684.tif 000009
【図８】
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