(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源ランプを内蔵した光源ユニットと、発光体ユニットと、前記光源ユニットと発光体ユニットとの間に配設され光源ユニットが出力した光を発光体ユニットに導出する光ファイバとを備えたランプユニット構造であって、前記発光体ユニットは、光ファイバからの出射光を複数の面状発光体に均一に分配するための複数の光分配体と、該光分配体と隣接して配設され、光出射面と相対する反射面を各々反射角度が異なる反射構造とした複数の面状発光体を重ね合わせて多層としたことを特徴とするランプユニット構造。
【請求項２】
光分配体と面状発光体との反射面を、該光分配体と面状発光体の光入射面からの距離が遠くなるに従い反射率を高める構造としたことを特徴とする請求項１記載のランプユニット構造。
【請求項３】
光分配体と面状発光体との反射面の構造が入光側の側面と平行するＶ字型凹凸形状に形成され、該Ｖ字型凹凸形状の傾斜角が異なる面状発光体が多層積層されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のランプユニット構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用の室内ランプや各種表示用ランプ等のランプユニット構造に係り、特に、複数の出射光角度を必要とするランプが簡単な構造で得られるとともに、ランプの輝度の均斉度も均一なランプユニット構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車用の室内ランプや各種の表示用ランプには、フィラメントタイプのランプやハロゲンランプ等が使用されており、これらのランプユニット構造は、図４（ａ）に示すように、光源ランプ２と反射機能をもったリフレクタ成形品１と前面側のランプレンズ３とからなり、光源ランプ２及びリフレクタ成形品１はその必要上からランプレンズ３に隣接させて設ける構造となっている。
【０００３】
また、光源ランプの出射光の方向が２方向以上必要な場合には、図４（ｂ）に示すように、出射方向に見合う数の光源ランプ２，２を追加して設けるとともに、所定の方向に光が進むような形状に成形したリフレクタ成形品３とする構造が採られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術で述べた図４（ｂ）に示すランプユニットにおいては、リフレクタ成形品３の肉厚が厚くなり、又、光源ランプ２の設置個数も増えるため、ランプユニット全体としての部品厚みが厚くなるという問題点を有していた。
【０００５】
さらに、リフレクタ成形品３は光源ランプ２と接近しているため高温となり、自動車用のリフレクタ場合にはその材料としてポリカーボネート等の耐熱性の高いものを使用しなければならず、また、反射効率を高めるためリフレクタ成形品３の反射面にはアルミ蒸着膜を形成しているが、このアルミ蒸着膜が熱により劣下して反射効率が低下するのを防止するためにアルミ蒸着膜保護のためのコーティングも必要となって、製造コストが高いものとなる問題点も有していた。
【０００６】
本発明は、上述した従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたもので、複数の出射光角度を必要とするランプを廉価に製作でき、ランプの輝度の均斉度も均一なランプユニット構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光源ランプを内蔵した光源ユニットと、発光体ユニットと、前記光源ユニットと発光体ユニットとの間に配設され光源ユニットが出力した光を発光体ユニットに導出する光ファイバとを備えたランプユニット構造であって、前記発光体ユニットは、光ファイバからの出射光を複数の面状発光体に均一に分配するための複数の光分配体と、該光分配体と隣接して配設され、光出射面と相対する反射面を各々反射角度が異なる反射構造とした複数の面状発光体を重ね合わせて多層としたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、光分配体と面状発光体との反射面を、該光分配体と面状発光体の光入射面からの距離が遠くなるに従い反射率を高める構造としたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、光分配体と面状発光体との反射面の構造が入光側の側面と平行するＶ字型凹凸形状に形成され、該Ｖ字型凹凸形状の傾斜角が異なる面状発光体が多層積層されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、光ファイバが光源ユニットから出力された光を発光体ユニットにおける光分配体を介して面状発光体に導出するため、光源ユニットと面状発光体とを分離することができてランプユニット部分のコンパクト化が計れるとともに、光出射面と相対する反射面を各々反射角度が異なる反射構造とした複数の面状発光体を重ね合わせて多層としているため、光源供給の切り替えで出射光の角度を変えたり同時に複数方向への出射光の供給が可能となり、複数の出射光角度が必要なランプを廉価に製作することができる。
【００１１】
また、光分配体と面状発光体との反射面を、該光分配体と面状発光体の光入射面からの距離が遠くなるに従い反射率を高める構造とすることにより、面状発光体からの出射光の輝度を均一にすることができる。
【００１２】
さらに、光分配体と面状発光体との反射面の構造を入光側の側面と平行するＶ字型凹凸形状に形成し、該Ｖ字型凹凸形状の傾斜角が異なる面状発光体を多層積層することにより、Ｖ字型凹凸形状の傾斜角を変えることによって出射光の方向を所定の方向にすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るランプユニット構造の実施形態について、図１乃至図３を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１（ａ）は本発明に係るランプユニット構造の全体構成を示す斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）中における多層構造とした面状発光体の構成を示す斜視図、図１（ｃ）は図１（ａ）中における面状発光体の要部拡大断面図、図２は本発明に係るランプユニット構造における光分配体と面状発光体とを一体化した構成を示す斜視図、図３は輝度指向性試験データを示すグラフである。
【００１５】
図１（ａ）において、ランプユニットは、光源ユニット１０と発光体ユニット２０と、両者を接続する光ファイバ３０とから大略構成される。
【００１６】
更に詳しくは、光源ユニット１０は内部に光源ランプ１１が内蔵されており、光源ユニット１０からの光を発光体ユニット２０に供給するために、光ファイバ３０の一端が光源ユニット１０側に接続され、光ファイバ３０の他端は発光体ユニット２０に接続される。
【００１７】
具体的には、発光体ユニット２０は、光ファイバ３０からの出射光を受ける複数の光分配体４０と、この光分配体４０に隣接設置される多層構造の面状発光体５０とから構成されている。
【００１８】
本実施形態では、面状発光体５０の成形品寸法は幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚み５．５ｍｍに設定され、反射方式としてはシルク印刷によるドットパターン方式による反射構造に変えて、面状発光体５０の断面構造は、図１（ｂ）に示すように、反射面がＶ字型凹凸形状５１，５２に形成されており、Ｖ字の幅が６５μｍ、深さ１５．５μｍの三角溝形状に設定されている。
【００１９】
更に、面状発光体５０のＶ字型凹凸形状５１，５２は、それぞれ図１（ｃ）に示すように角度を変え、一方側のＶ字型凹凸形状５１の傾斜角度を２７゜、他方側のＶ字型凹凸形状５２の傾斜角度を２３゜とし、この形状が加工できるダイヤモンドカッターバイトを製作し、ダイヤモンドターニング金型加工機を用いて、燐青銅金属ブロック面に次式に示す二次関数式を用い、入光側からの距離が遠ざかるほどピッチが狭くなる方法で溝加工した。
【００２０】
Ｙ＝０．０１５２９７Ｘ2−３．６０８６０Ｘ＋２７８．６  …（１）式
（１）式において、
Ｙ；溝ピッチ（μｍ）
Ｘ；入光部側溝加工開始原点からの距離（ｍｍ）
なお、この実施形態ではピッチを変化させ、入光部から遠ざかるほど反射率を高める方法を用いたが、他に、溝深さを変え反射率を高める方法も考えられる。
【００２１】
また、溝形状は、線状以外にも例えば四角錐，円錐でも同様な効果が得られる。
【００２２】
すなわち、面状発光体５０からの光出射輝度を均斉化させるために行なう措置であり均斉度を重視しない場合は、ピッチ等を変化させなくとも良い。
【００２３】
これにより加工した燐青銅加工モデルを用い各々熱プレス成形法でアクリル板の片面にこの形状を転写させた。これにより製作した成形品の断面形状を図２に示す。
【００２４】
Ｖ字型溝加工の原点は入光部面から５ｍｍの位置から上記二次関数でピッチが形成されている。この熱プレス成形法により作られた各々の成形品を図２に示すように重ね合わせた。実施形態では２３゜傾斜角をもつ面状発光体５０ａを下にし、その上に面状発光体５０ｂを重ねた。
【００２５】
面状発光体５０ｂの裏面の反射面（出射面の反対面）に反射効率を高めるため白色ＰＥＴフィルム５３を配置した。なお、大量に生産する場合はこのモデルから電鋳型を作り射出成形型にすることも可能である。
【００２６】
次に、光分配体４０も同様な作り方で凹凸を作った。Ｖ字溝ピッチは上記二次関数を用い面状発光体５０の入光側の幅５０ｍｍに反射用のＶ字溝を必要とするため長さは５５ｍｍ、幅５．５ｍｍ、厚みは５．５ｍｍとした。
【００２７】
実施形態のＶ字型凹凸形状は面状発光体５０ａと同一形状としたが、反射効率が高めるためにはこの限りではない。
【００２８】
これにも同様に反射効率を高めるため、白色ＰＥＴフィルム５４を配置した。
【００２９】
なお、白色ＰＥＴフィルム５４の代わりにＶ字型凹凸形状面に蒸着やスパッタリングで金属膜をコーティングしてもよい。
【００３０】
また側面からの光洩れを防止するため光入射面以外の３面にはアルミ蒸着したフィルムを貼付してもよい。
【００３１】
実施形態では、面状発光体５０と分離したが射出成形型に予め加工することにより図３に示すように一体化も可能である。
【００３２】
次に面状発光体５０から出射される光源の輝度を測定するため以下の供試器具を用いた実験をした。
【００３３】
光源ユニット１０は、ＦＩＢＥＲ  ＩＬＬＵＭＩＮＡＴＯＲ  ＳＯ−５０（株式会社  清和光学製作所製商品名）を使用し、光源ランプ１１はハロゲンランプで１２Ｖ，５０Ｗ、照度２６万ルックスのものを使用し、また、光ファイバ３０は石英ガラスからなるＰＬＧＣ１−３Ｌ１０００（林時計工業株式会社製商品名、内径３ｍｍ、長さ１ｍ）を用いた。
【００３４】
これらの組み合わせで光源ユニット１０からの光を面状発光体５０に供給させ、その輝度を測定した。
【００３５】
その結果、面状発光体５０ａに光源を供給した場合、図３のグラフ中（ａ）に示す輝度指向性を示し、面状発光体５０ｂに光源を供給した場合、図３のグラフ中（ｂ）に示す輝度指向性が得られた。
【００３６】
すなわち、Ｖ字型溝の傾斜角２７゜の面状発光体５０から出射される光の角度は３８゜で、２３゜では４７゜に輝度ピークがあることが確認できた。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、光ファイバが光源ユニットから出力された光を発光体ユニットにおける光分配体を介して面状発光体に導出するため、光源ユニットと面状発光体とを分離することができてランプユニット部分のコンパクト化が計れ、光出射面と相対する反射面を各々反射角度が異なる反射構造とした複数の面状発光体を重ね合わせて多層としているため、光源供給の切り替えで出射光の角度を変えたり同時に複数方向への出射光の供給が可能となり、複数の出射光角度が必要なランプを廉価に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係るランプユニット構造の全体構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）中における多層構造とした面状発光体の構成を示す斜視図、（ｃ）は（ａ）中における面状発光体の要部拡大断面図である。
【図２】本発明に係るランプユニット構造における光分配体と面状発光体とを一体化した構成を示す斜視図である。
【図３】本発明に係るランプユニット構造の輝度指向性試験データを示すグラフである。
【図４】（ａ）は従来のランプユニット構造を示す概略断面図、（ｂ）は従来における光源ランプ２個使用のランプユニット構造を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…リフレクタ成形品                  ２…光源ユニット
３…ランプレンズ
１０…光源ユニット                    １１…光源ランプ
２０…発光体ユニット                  ３０…光ファイバ
４０…光分配体              ５０ａ，５０ｂ…面状発光体
５１，５２…Ｖ字形凹凸形状              ５３…白色ＰＥＴフィルム
５４…ＰＥＴフィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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