CN102483210B - 发光装置和车辆用前照灯 - Google Patents

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Abstract

在发光装置(24)中，控制电路部(106)控制发光模块(26)的点亮。控制电路部(106)具有下方电路部(60)和线圈(102)。散热基板(50)以回收发光模块(26)和下方电路部(60)所发出的热的方式支承它们。用于电连接发光模块(26)和下方电路部(60)的母线(82)被基壳(80)支承。基壳(80)以支承母线(82)的状态安装于散热基板(50)。盖壳(100)在被安装于基壳(80)上时，以线圈(102)层叠于下方电路部(60)的方式支承线圈(102)。

Description

发光装置和车辆用前照灯
技术领域
本发明涉及发光装置和车辆用前照灯，特别涉及具有控制发光模块及其点亮的控制电路部的发光装置、以及具有该发光装置的车辆用前照灯。
背景技术
近年来，使用了LED(Light Emitting Diode)等半导体发光元件的车辆用前照灯的开发正在进行。在此，为使这样的发光元件和控制其点亮的点亮电路部件两者都适当散热，提出有通过热传导率高的金属基板来支承发光元件和点亮电路部件这两者的技术(例如参照专利文献1)。
〔在先技术文献〕
〔专利文献〕
〔专利文献1〕日本特开2005-259603号公报
发明内容
〔发明所要解决的课题〕
在上述专利文献所记载的金属基板上布设导电性部件时，需要例如用绝缘层覆盖等工序，不容易抑制成本。另一方面，还需要长期地、高可靠性地将发光模块与控制其点亮的控制电路部电连接。
因此，本发明是为解决上述课题而开发设计的，其目的在于既实现发光模块和控制电路部两者的良好散热，又以简单的结构来将两者电连接。
〔用于解决课题的手段〕
为解决上述课题，本发明一个方案的发光装置包括：发光模块；控制发光模块的点亮的控制电路部；以回收发光模块和控制电路部各自发出的热的方式支承该发光模块和控制电路部的散热基板；以及以支承用于电连接发光模块和控制电路部的导电性部件的状态安装于散热基板的连接用支承部件。
通过该方案，能省略用绝缘层覆盖散热基板等工序，能抑制用于电连接发光模块与控制电路部的成本。此外，由于与对散热基板直接设置导电性部件时相比能以简单的结构支承导电性部件，故能够高可靠性地电连接发光模块和控制电路部。
可以还具有安装于散热基板的电路部支承部件。控制电路部可以包括第1电路部和第2电路部。散热基板可以支承第1电路部，电路部支承部件可以在被安装于散热基板上时，以第2电路部层叠于第1电路部的方式支承第2电路部。
通过该方案，与例如将第1电路部和第2电路部并设在同一基板的同一面上时相比，能抑制两者所占有的面积。因此，能抑制发光装置的所占面积。
可以还具有支承散热基板的基板支承部件。散热基板可以以在穿过发光模块的发光部的中心的直线上夹着该发光部的中心的多个位置固定于基板支承部件。
通过该方案，能够使散热基板中支承发光部的位置更切实地与支承部件相接触。因此，能够避免散热基板与支承部件之间出现间隙，能够更切实地使热从散热基板向支承部件传导。
散热基板可以被形成为面对称，并以发光部的中心位于其对称面上的方式支承发光模块。
本发明的另一方案是一种车辆用前照灯。该车辆用前照灯包括：发光装置，具有发光模块、控制发光模块的点亮的控制电路部、以回收发光模块和控制电路部各自发出的热的方式支承该发光模块和控制电路部的散热基板、以及以支承用于电连接发光模块和控制电路部的导电性部件的状态安装于散热基板的连接用支承部件；汇集发光装置所发出的光的光学部件。
通过该方案，能使用以高可靠性且低成本的结构电连接发光模块和控制电路部的发光装置，故能提供一种可靠性高且成本低的车辆用前照灯。
散热基板可以被形成为面对称，并以发光部的中心位于其对称面上的方式支承发光模块。通过该方案，在例如设于车辆左前部的车辆用前照灯和设于右前部的车辆用前照灯两者中共用发光装置。因此，与例如左右使用不同的发光装置时相比，能抑制成本，并能使部件的管理等变得简单。
本方案的车辆用前照灯可以还具有支承散热基板的支承部件。散热基板可以以在穿过发光模块的发光部的中心的直线上夹着该发光部的中心的多个位置被固定于支承部件。
光学部件可以包括用内表面反射并汇集发光模块所发出的光的反光罩，控制电路部可以被配置在反光罩的外侧区域。此时，导电性部件可以从控制电路部避开发光模块所发出的光中被用于反光罩的集光的光的光路地、向比发光模块更靠反光罩的集光方向前方走线。
〔发明效果〕
通过本发明，能够既实现发光模块和控制电路部两者的良好散热，又以简单的结构来将两者电连接。
附图说明
图1是表示本实施方式的车辆用前照灯的构成的图。
图2是图1的P-P剖视图。
图3是表示由本实施方式的车辆用前照灯形成在虚拟铅直屏幕上的配光图案的图。
图4是本实施方式的发光装置的立体图。
图5的(a)是第1单元的立体图，(b)是第1单元的侧视图，(c)是第1单元的俯视图。
图6是第2单元的立体图。
图7是第3单元的立体图。
图8是发光装置的剖视图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明本发明的实施方案(以下称作实施方式)。
图1是表示本实施方式的车辆用前照灯10的构成的图。图2是图1的P-P剖视图。以下，与图1及图2两者相关联地说明车辆用前照灯10的构成。
车辆用前照灯10具有投影透镜12、透镜支承部件14、板16、支承部件22、发光装置24、发光模块26、反光罩28、遮光器30、以及散热器32。投影透镜12由前方侧表面为凸面、后方侧表面为平面的平凸非球面透镜构成，将形成在其后侧焦点面上的光源像变成反转像地投影向灯具前方。以下，以例如形成在配置于车辆前方25米位置的虚拟铅直屏幕上的投影像为基准进行说明。当然，假定形成投影像的虚拟面不限于这样的铅直的面，例如也可以是假想路面的水平面。
支承部件22被形成为将板状的部件曲折成L字状的形状。支承部件22被配置成一个外表面成为水平的上面22a，另一个外表面与投影透镜12的光轴X垂直地朝向前方。透镜支承部件14被形成为将细长的金属板弯曲成L字状的形状。板16由细长的金属板形成。投影透镜12的水平方向的两端部介由一对透镜支承部件14和一对板16而被固定于支承部件22。
发光装置24在支承部件22的上面22a上沿与光轴X垂直的方向并排设置有3个。3个发光装置24分别具有发出白色光的发光模块26。3个发光装置24分别被配置成其各自的发光模块26的发光部的最下部与光轴X同高。以下，根据需要而将这3个发光装置24按朝向投影透镜12地从左至右依次记作第1发光装置24A、第2发光装置24B、第3发光装置24C来进行说明。当然，车辆用前照灯10中所设的发光装置24的数量不限于3个，也可以将一个发光装置24、或者3个以外的多个发光装置24设在车辆用前照灯10中。
反光罩28被设置成从上方覆盖这3个发光装置24各自的发光模块26。反光罩28的内表面具有反射面28a，该反射面28a具有3个曲面，使得能够反射并汇集3个发光模块26各自所发出的光。由此，反光罩28用反射面28a反射并汇集3个发光模块26各自所发出的光。
遮光器30被形成为板状，配置在发光模块26的发光部与投影透镜12之间。遮光器30被配置成其上端缘部位于投影透镜12的后方焦点面上。遮光器30通过遮挡从发光模块26发出的光和被反光罩28反射的光这两者的一部分，来形成后述的近光用配光图案的明暗截止线。
散热器32被安装在支承部件22的下方。散热器32通过介由支承部件22地回收发光装置24发出的热后释放到外部，来抑制发光装置24的温度上升。
图3是表示由本实施方式的车辆用前照灯10形成在虚拟铅直屏幕上的配光图案的图。近光用配光图案PL由车辆用前照灯10形成。车辆用前照灯10在车辆的左前部和右前部各设有一个。近光用配光图案PL由这一对车辆用前照灯10形成。
近光用配光图案PL是左配光的近光用配光图案，在其上端缘部具有第1明暗截止线CL1～第3明暗截止线CL3。第1明暗截止线CL1～第3明暗截止线CL3以通过灯具正面方向的焦点H-V的铅直线V-V线为界，左右略有阶差地在水平方向延伸。第1明暗截止线CL1在V-V线右侧且H-H线下方沿水平方向延伸。因此，第1明暗截止线CL1被用作对向车线明暗截止线。第3明暗截止线CL3从第1明暗截止线CL1的左端部起向左上方以45°倾斜角度倾斜延伸。第2明暗截止线CL2在第3明暗截止线CL3与H-H线的交点左侧沿H-H线延伸。因此，第2明暗截止线CL2被用作本车线侧明暗截止线。
本实施方式的近光用配光图案PL由第1配光图案PL1、第2配光图案PL2及第3配光图案PL3构成。第1配光图案PL1构成近光用配光图案PL中的V-V线右侧的部分。第1配光图案PL1由第1发光装置24A所发出的光形成。
第2配光图案PL2构成近光用配光图案PL中的V-V线左侧的部分。第2配光图案PL2由第3发光装置24C发出的光形成。
第3配光图案PL3构成近光用配光图案PL中的横跨V-V线的中央部分。第3配光图案PL3由第2发光装置24B发出的光形成。
这样，在本实施方式中，利用多个发光装置24所发出的光，介由单一的遮光器30和投影透镜12来形成配光图案。由此，与针对多个发光装置24分别设置遮光器30和投影透镜12的情况相比，能够准确对合明暗截止线的位置，能够使发光装置24的位置调整变得简单。
图4是本实施方式的发光装置24的立体图。发光装置24具有第1单元40、第2单元42、以及第3单元44。第1单元40中设有发光模块26。在该第1单元40上，第2单元42、第3单元44按该顺序层叠，构成发光装置24。
图5的(a)是第1单元40的立体图，图5的(b)是第1单元40的侧视图，图5的(c)是第1单元40的俯视图。以下，与图5的(a)～图5的(c)相关联地说明第1单元40的构成。
第1单元40具有散热基板50、发光模块26、以及下方电路部60。散热基板50由作为热传导性良好的散热材料的铝构成，其外形被形成为长方形状的板状。当然，也可以使用铝合金、铜或铜合金等散热材料来取代铝。在散热基板50的上面50a，在散热基板50的延伸方向的一端附近设有用于载置发光模块26的凸部50b。
下方电路部60被载置于上面50a的散热基板50延伸方向的另一端附近。因此，散热基板50将发光模块26和控制电路部106两者支承在相同侧、即使之位于散热基板50的上方。下方电路部60与后述的线圈一起构成控制发光模块26的点亮的点亮控制部。下方电路部60是用焊锡或导电性粘结剂将电子部件安装在同样热传导性良好的作为散热材料的氧化铝基板62上而构成的。下方电路部60被使用粘结剂固定于散热基板50的上面50a。此时，使用热传导率在0.5W/m·K以上的散热性好的粘结剂。
发光模块26具有发光部52和衬底(sub mount)54。衬底54的外形被形成为矩形板状。发光部52的外形被形成为长方形状的板状。发光模块26以发光部52与投影透镜12的光轴X垂直地延伸的方式被配置在散热基板50的凸部50b上。发光模块26通过粘结而固定于散热基板50。此时使用热传导率在2.0W/m·K以上的散热性好的粘结剂。
发光部52具有发出白色光的多个(本实施方式中是4个)半导体发光元件56。半导体发光元件56分别被形成为1mm见方的正方形状，分别具有LED。发光部52被形成为将这多个半导体发光元件56与光轴X垂直地并排设置。当然，半导体发光元件56也可以具有例如激光二极管等大致点状地面发光的其它元件状的光源来取代LED。
在衬底54的上面设有电极58。电极58被设置成将多个半导体发光元件56彼此串联或并联地电连接。
这样，散热基板50以回收发光模块26和下方电路部60各自所发出的热的方式支承它们。由此，与针对发光模块26和下方电路部60分别设置散热部件的情况相比，能以简单的结构回收两者的热，还能够抑制散热部件所占的空间。
散热基板50被形成为面对称，以发光部52的中心位于其对称面上的方式支承发光模块26。由此，设于车辆左侧的车辆用前照灯和设于右侧的车辆用前照灯能够共用散热基板50。
另外，散热基板50在凸部50b的周边具有一对固定用凹部50c。螺钉以从该固定用凹部50c内部通过的方式螺合于支承部件22，由此，散热基板50被固定在支承部件22上。
一对固定用凹部50c通过发光部52的中心，并且位于与光轴X垂直的直线上。因此，散热基板50以在通过发光模块26的发光部52中心的直线上夹着该发光部52的中心的2个位置被固定于支承部件22。通过在这样的位置设置固定用凹部50c，能够抑制在发光模块26的下方散热基板50相对于支承部件22浮动。因此，能够使发光模块26产生的热介由支承部件22顺利地传递到散热器32。当然，固定用凹部50c也可以设在通过发光部52的中心的其它直线上。
此外，在通过螺钉将散热基板50固定在支承部件22上时，从螺钉固定部引出接地，连接于支承部件22。由此，通过螺钉固定，能够同时确保接地。此外，散热基板50向支承部件22的固定方法不限于螺钉，例如也可以使用铆钉、夹子或栓销等将散热基板50固定于支承部件22。
图6是第2单元42的立体图。第2单元42具有基壳80、母线(bus bar)82、连接器86、以及母线88。基壳80由树脂形成。基壳80由板部80a和壳部80b构成。
母线82被用于将发光模块26与下方电路部60电连接。母线82由黄铜、磷青铜等导电性材料形成为带状，以固定于板部80a的上面80c的方式镶嵌成形于基壳80。因此，基壳80作为支承母线82的连接用支承部件发挥功能。在板部80a的中央设有用于收容发光模块26的开口部80d。母线82设有两条，分别被配置成从壳部80b通过该开口部80d附近地延伸至比开口部80d更靠近投影透镜12的位置。
在壳部80b的内部设有用于收容下方电路部60的电路收容部80e。电路收容部80e被形成为在上下方向贯通。在电路收容部80e的内部设有第1突出部80f和第2突出部80g。第1突出部80f被形成为从与板部80a相接的壁面突向电路收容部80e内部。母线82从板部80a的上面80c走线至第1突出部80f的上面。
第2突出部80g被形成为从与设置第1突出部80f的壁面相对的壁面突向电路收容部80e内部。在壳部80b的外表面中的与设置第2突出部80g的壁面背对的外表面上，设有用于从外部供电的连接器86。在第2突出部80g的上面走线有与连接器86的端子连接的母线(未图示)。
另外，母线88考虑熔接性地由黄铜或磷青铜等导电性材料形成为弯曲成L字状的细长板状。母线88被分别设置在壳部80b的四个角部。母线88被镶嵌成形在基壳80上，以从壳部80b的上面向上方突出的方式固定在基壳80上。四个母线88中的两个走线于第1突出部80f的上面，另外两个走线于第2突出部80g的上面。
另外，壳部80b上设有四个卡定用开口部80h。该卡定用开口部80h被用于盖壳100向基壳80的卡定。
图7是第3单元44的立体图。第3单元44具有盖壳100、线圈102以及母线104。盖壳100被形成为在下方具有开口部的箱状。线圈102被作为用于发光模块26的点亮控制的控制电路部的一部分来使用。线圈102被安装在盖壳100的内部。因此，盖壳100作为支承控制电路部的一部分的电路部支承部件发挥作用。母线104被考虑熔接性地由黄铜或磷青铜等导电性材料形成为弯曲成L字状的板状。母线104以配置在盖壳100的角部的各周边的方式镶嵌成形于盖壳100。母线104在盖壳100的内部与线圈102电连接。
盖壳100具有四个爪部100a。各爪部100a从比盖壳100的开口部更下方的位置朝向外侧地形成。这四个爪部100a分别卡定于基壳80上所设的四个卡定用开口部80h，由此，第3单元44被固定在第2单元42上。
当然，在第3单元44被安装在第2单元42上时，四个母线104分别与第2单元42的四个母线88相接触。这样能够简单地使线圈102与下方电路部60导通。母线104与母线88被通过激光熔接或电阻熔接等熔接而彼此接合。
图8是发光装置24的剖视图。在图8中，表示了以能看到母线82的走线路径的方式切断时的发光装置24的剖视图。
基壳80以支承母线82的状态安装于散热基板50。此时，发光模块26被收容在基壳80的开口部80d中。母线82中的比发光模块26更靠反光罩28的集光方向前方的位置与发光模块26的电极58通过铝带84互相连接。所谓反光罩28的集光方向，是指由发光部52发出的被反射面28a反射后的光所朝向的方向。在本实施方式中，将被反射面28a反射后的光中、朝向与光轴X平行方向的光的方向作为反光罩28的集光方向。
通过使用铝带84，与用Au线等连接时相比能以更大接触面积连接，故能提高长期的的可靠性。另外，由于铝带84具有抗扭曲等的性质，故能够避免之后的工序中的线倾倒等的发生。另外，与Au线需要保护材料不同，铝带84无需那样的保护材料，故能削减发光装置24的制造工序及部件个数。
这样，母线82、铝带84、铝带92从控制电路部106经如下走线路径而连接于发光模块26：避开发光模块26所发出的光中被用于反光罩28的集光的光的光路地、向比发光模块26更靠反光罩28的集光方向前方走线。
具体来说，母线82在连接反光罩28的反射面28a与发光模块26的发光部52的区域的下方延伸，走线至比发光部52更靠反光罩28的集光方向前方。铝带84将这样走线的母线82的集光方向前方端部与发光模块26的电极58连接。由此，能够通过连接发光模块26与下方电路部60的导电性部件来避免光路被阻止的事态。
此外，母线82在基壳80被安装于散热基板50时，从下方电路部60附近以如下方式走线地被基壳80支承：避开被用于反光罩28的集光的光的光路地、向比发光模块26更靠反光罩28的集光方向前方走线。通过这样预先将母线82固定于基壳80，再将该基壳80安装到散热基板50上，能够更切实地避免母线82对光路的阻止。
另外，在第2单元42被安装于第1单元40上时，下方电路部60被收容在基壳80的电路收容部80e中。下方电路部60通过铝带92而连接于用于与发光模块26连接的母线82。此外，在第2突出部80g的上面设有用于与连接器86连接的母线90。下方电路部60通过铝带94而与该母线90连接。另外，下方电路部60介由铝带(未图示)而与四个母线88分别连接。当然，这些连接也可以使用Au线等导电性线取代铝带来进行。
盖壳100在被安装到第2单元42上时，以被收容于电路收容部100b的线圈102层叠于下方电路部60的上方的方式支承线圈102。这样，通过将用于控制发光模块26的点亮的控制电路部分割成多个电路部，并以层叠于上方的方式配置它们，能够抑制控制电路部所占的面积。
由线圈102和下方电路部60构成用于控制发光模块26的点亮的控制电路部106。发光装置24以控制电路部106位于夹着发光模块26和反光罩28的外侧区域的方式配置在支承部件22上。由此，能够将控制发光模块26的点亮的控制电路部106与发光模块26一体地构成，并避免控制电路部106阻挡光路的事态。因此，既能够顺利地控制发光模块26的点亮，又能抑制与各个发光模块26对应地设置控制电路部106时发光装置24的大型化。
本发明并不限于上述实施方式，适当组合本实施方式的各要素来作为本发明的实施方式也是有效的。此外，可以基于本领域技术人员的知识对本实施方式施加各种设计变更等变形，被施加了这样的变形的实施方式也包含在本发明的范围内。下面举出这样的例子。
在一个变形例中，车辆用前照灯10并非形成近光用配光图案，而是形成所谓的远光用配光图案。此时多个发光装置24分别被用于远光用配光图案的不同部分的分割配光图案的形成。车辆中设有控制各个发光装置24的点亮的点亮控制部。点亮控制部具有执行各种运算的CPU、存储各种控制程序的ROM、以及作为数据存储及程序执行的工作区来使用的RAM。
点亮控制部取得例如CCD(Charge Coupled Device)照相机所拍摄的图像数据，通过解析它而判断是否存在前方车，当存在时，确定其位置。点亮控制部对发光装置24给出控制信号，使得将形成包含前方车所存在的位置的分割配光图案的发光装置24熄灭。发光装置24被输入这样的控制信号时，停止对发光模块26的电力供给，使该发光装置24熄灭。此时，通过如发光装置24那样对各发光模块26设置控制电路部106，能顺利地执行发光模块26的点亮控制。
〔标号说明〕
10车辆用前照灯、12投影透镜、22支承部件、24发光装置、26发光模块、28反光罩、28a反射面、40第1单元、42第2单元、44第3单元、50散热基板、50c固定用凹部、52发光部、58电极、60下方电路部、80基壳、80a板部、80b壳部、80e电路收容部、82母线、84铝带、86连接器、92，94铝带、100盖壳、102线圈、106控制电路部。
〔工业可利用性〕
本发明能适用于发光装置和车辆用前照灯，特别能适用于具备发光模块和控制其点亮的控制电路部的发光装置、以及具有该发光装置的车辆用前照灯。

Claims (8)

1.一种发光装置，其特征在于，包括：
发光模块，
控制上述发光模块的点亮的控制电路部，
以回收上述发光模块和上述控制电路部各自发出的热的方式支承该发光模块和控制电路部的散热基板，以及
以支承用于电连接上述发光模块和上述控制电路部的导电性部件的状态安装于上述散热基板的连接用支承部件，
所述连接用支承部件包括设有收容上述发光模块的开口部的板部以及设有用于收容上述控制电路部的电路收容部的壳部，
所述导电性部件以固定于所述板部的上面的方式镶嵌成形于所述连接用支承部件。
2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
还包括安装于上述散热基板的电路部支承部件；
上述控制电路部包括第1电路部和第2电路部；
上述散热基板支承上述第1电路部；
上述电路部支承部件在被安装于上述散热基板上时，以上述第2电路部层叠于上述第1电路部的方式支承上述第2电路部。
3.如权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，
还包括支承上述散热基板的基板支承部件；
上述散热基板以在穿过上述发光模块的发光部的中心的直线上夹着该发光部的中心的多个位置固定于上述基板支承部件。
4.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
上述散热基板被形成为面对称，并以发光部的中心位于其对称面上的方式支承上述发光模块。
5.一种车辆用前照灯，其特征在于，包括：
发光装置，具有发光模块、控制上述发光模块的点亮的控制电路部、以回收上述发光模块和上述控制电路部各自发出的热的方式支承该发光模块和控制电路部的散热基板、以及以支承用于电连接上述发光模块和上述控制电路部的导电性部件的状态安装于上述散热基板的连接用支承部件，所述连接用支承部件包括设有收容上述发光模块的开口部的板部以及设有用于收容上述控制电路部的电路收容部的壳部，所述导电性部件以固定于所述板部的上面的方式镶嵌成形于所述连接用支承部件，
汇集上述发光装置所发出的光的光学部件。
6.如权利要求5所述的车辆用前照灯，其特征在于，
上述散热基板被形成为面对称，并以发光部的中心位于其对称面上的方式支承上述发光模块。
7.如权利要求5所述的车辆用前照灯，其特征在于，
上述光学部件包括用内表面反射并汇集上述发光模块所发出的光的反光罩；
上述控制电路部被配置在上述反光罩的外侧区域。
8.如权利要求7所述的车辆用前照灯，其特征在于，
上述导电性部件从上述控制电路部避开上述发光模块所发出的光中被用于上述反光罩的集光的光的光路地、向比上述发光模块更靠上述反光罩的集光方向前方走线。
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