CN104427712B - 照明装置及车辆用灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种照明装置，即便电压产生下降也能抑制发光量的减少。实施方式中的照明装置包括基板、设在所述基板上的发光元件、及设在所述基板上且与所述发光元件串联连接的电阻体。而且，当对所述发光元件与所述电阻体串联连接的第1电路施加第1电压的减半值时所述电阻体的电压比率小于或等于当对所述第1电路施加所述第1电压时的所述电阻体的电压比率。

Description

照明装置及车辆用灯具
技术领域
本发明的实施方式涉及一种照明装置。
背景技术
近年来，代替白炽灯泡(filament bulb)，而实际采用使用发光二极管(LightEmitting Diode，LED)作为光源的车辆用照明装置(例如，汽车用照明装置)。
使用发光二极管作为光源的照明装置的寿命长，而且功耗也少，因此，可期待替换现有的白炽灯泡。
此处，车辆用照明装置将电池(battery)作为电源，但施加于照明装置的电压会变动。
例如，普通的车辆用照明装置的运行标准电压(额定电压)为13.5V左右，但因电池的电压下降、交流发电机(alternator)的运行、电路上的影响等，会使施加于照明装置的电压变动。
因此，车辆用照明装置中，确定了运行电压范围(电压变动范围)。例如，运行电压范围一般为9V～16V，其中，也有为7V～16V的情况。
如果施加的电压下降，那么，白炽灯泡、和使用发光二极管作为光源的照明装置的发光量都会下降。
然而，如果电压大幅下降(成为低电压)，那么会存在使用发光二极管作为光源的照明装置的发光量变得少于白炽灯泡的发光量的问题。
此时，可使用恒压元件等，来抑制使用发光二极管作为光源的照明装置的发光量的下降。
然而，如果使用恒压元件等，那么需要新的恒压元件等，或因电路效率(对于发光二极管的施加电压相对于输入电压的比例)的下降使得发热量增多，或基板尺寸(size)增大。
因此，车辆用照明装置所需的小型化、或低成本(cost)化可能无法实现。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]实用新型注册第3107038号公报
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种即便电压产生下降也能抑制发光量的减少的照明装置。
实施方式中的照明装置包括：基板；发光元件，设在所述基板上；及电阻体，设在所述基板上，且与所述发光元件串联连接。
而且，当对所述发光元件与所述电阻体串联连接的第1电路施加第1电压的减半值时所述电阻体的电压比率小于或等于当对所述第1电路施加所述第1电压时的所述电阻体的电压比率的25％。
根据本发明的实施方式，可提供一种即便电压产生下降也能抑制发光量的减少的照明装置。
附图说明
图1是用于例示本实施方式中的照明装置1的示意性立体图。
图2是发光部20的示意性立体图。
图3是发光部20的电路图。
图4是用于例示二极管(控制元件29a、控制元件29b)、电阻体(电阻体23a、电阻体23b)及发光二极管(发光元件22)串联连接的电路上的输入电压与电压比率的关系的曲线(graph)图。
图5是用于例示设为VR2≦0.25×VR1时的效果的曲线图。
[符号的说明]
1：照明装置
10：本体部
11：收容部
12：法兰部
13：叶片
20：发光部
21：基板
22：发光元件
23a：电阻体
23a1、23b1：去除部
23b：电阻体
24：配线图案
24a：输入端子
25：配线
26：包围壁构件
26a：中央部
26b：侧壁面
27：密封部
28：接合部
29a、29b：控制元件
30：供电部
31：供电端子
40：灯座
52a、52b：控制元件
GND：接地端子
具体实施方式
本发明的一种实施方式是具有基板、设在所述基板上的发光元件及设在所述基板上且与所述发光元件串联连接的电阻体的照明装置。
而且，当对所述发光元件与所述电阻体串联连接的第1电路施加第1电压的减半值时所述电阻体的电压比率小于或等于当对所述第1电路施加所述第1电压时的所述电阻体的电压比率的25％。
根据该照明装置，即便电压产生下降，也能抑制发光量的减少。
此时，在输入电压低的区域(电压下降时)能获得与白炽灯泡同等或其以上的发光量。
而且，可设有多个所述电阻体，且所述多个电阻体各自的电阻值可设为大致相同。
根据该照明装置，可不设置温度上升幅度增大的电阻体。因此，即便电压产生下降，也能进一步抑制发光量的减少。
而且，所述电阻体可设为呈膜状。
根据该照明装置，能提高电阻体的散热性。因此，即便电压产生下降，也能进一步抑制发光量的减少。
而且，可设为还包括串联连接发光元件与所述电阻体的第2电路的照明装置。
而且，所述第1电路可作为停车灯(stop lamp)的电路，所述第2电路可作为尾灯(tail lamp)的电路。
而且，可设为当对所述第2电路施加所述第1电压的减半值时所述第2电路的电阻体的电压比率高于当对所述第1电路施加所述第1电压的减半值时所述第1电路的电阻体的电压比率。
根据该照明装置，当电压变动时，可使尾灯的亮度与停车灯的亮度的差增大。
以下，参照附图，对实施方式进行例示。另外，各附图中，对于同样的构成要素标注相同的符号，且适当省略详细说明。
而且，以下例示的照明装置1可作为用于汽车等车辆的照明装置。
图1是用于例示本实施方式中的照明装置1的示意性立体图。
图2是发光部20的示意性立体图。
图3是发光部20的电路图。
如图1所示，照明装置1中设有本体部10、发光部20、供电部30及灯座(socket)40。
在本体部10设有收容部11、法兰(flange)部12及叶片(fin)13。
收容部11呈圆筒状，且从法兰部12的一个面突出。发光部20收容在收容部11的内侧。而且，供电部30的供电端子31突出于收容部11的内侧。
法兰部12呈圆板状，且在一个面上设有收容部11，在另一个面上设有叶片13。
叶片13以从法兰部12的面突出的方式设有多个。多个叶片13呈板状，且作为散热片而发挥功能。
本体部10具有收容发光部20及供电部30等的功能、使发光部20或供电部30所产生的热向照明装置1的外部释放的功能。
因此，考虑到将热释放至外部，可由导热率高的材料形成本体部10。例如，本体部10可由铝、铝合金、高导热性树脂等形成。高导热性树脂例如为在聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)或尼龙(nylon)等树脂中混合导热率高的碳或氧化铝等的纤维或粒子而成的。
此时，也可使用导热率高的材料来形成将叶片13等的热释放至外部的部分，而使用树脂等来形成其他部分。
而且，当使用导电性材料形成本体部10的主要部分时，为了确保供电端子31与由导电性材料形成的本体部10之间的电绝缘性，可设成以下配置：利用绝缘材料(未图示)来覆盖供电端子31的周围，成为由导电性材料形成其周围的本体部10。绝缘材料可例如为树脂等，并且，优选的是导热率高的材料。
而且，也可在本体部10设有用于安装于车辆用灯具或从车辆用灯具拆卸的未图示的安装部。
如图2所示，发光部20设有基板21、发光元件22、电阻体23a、电阻体23b、配线图案24、配线25、包围壁构件26、密封部27、接合部28、控制元件29a、控制元件29b、控制元件52a及控制元件52b。
基板21设在本体部10的收容部11的内侧。
基板21呈板状，且表面设有配线图案24。
基板21可例如由氧化铝或氮化铝等无机材料(陶瓷)、酚醛纸或玻璃环氧化物等有机材料等形成。而且，基板21也可为由绝缘材料被覆金属板的表面的类型。另外，当利用绝缘材料被覆金属板的表面时，绝缘材料可为包含有机材料的类型，也可为包含无机材料的类型。
而且，基板21可为单层，也可为多层。
此处，电阻体23a及电阻体23b因施加有电压而发热，温度上升。
而且，如下文所述，如果电阻体23a及电阻体23b的散热差，那么照明装置1(发光元件22)的发光量会随着电压的下降而大幅减少。
因此，基板21的材料优选的是导热率高的材料。
作为导热率高的材料，例如可例示氧化铝或氮化铝等陶瓷、高导热性树脂、利用绝缘材料被覆表面的金属板等。
多个发光元件22设在基板21的表面上所设的配线图案24上。
发光元件22中，可在与设于配线图案24侧为相反侧的面(上表面)上具有未图示的电极。另外，未图示的电极可设在设于配线图案24侧的面(下表面)、及与设于配线图案24侧为相反侧的面(上表面)上，也可仅设在任一面上。
设在发光元件22的下表面的未图示的电极是经由银浆(paste)等导电性的热硬化材而与设在配线图案24上的安装垫(pad)电连接。设在发光元件22的上表面上的未图示的电极是经由配线25而与设在配线图案24上的配线垫电连接。
发光元件22可例如为发光二极管、有机发光二极管、激光二极管(laser diode)等。
发光元件22的光的出射面即上表面朝向照明装置1的正面侧，且主要朝向照明装置1的正面侧照射光。
发光元件22的数量或大小等并不限于例示的内容，可根据照明装置1的大小或用途等而适当地变更。
配线图案24设在基板21的至少一个表面。
配线图案24也可设在基板21的两个面，但为了降低制造成本，优选的是设在基板21的一个面。
配线图案24上设有输入端子24a。
设有多个输入端子24a。输入端子24a电连接于供电部30的供电端子31。因此，发光元件22经由配线图案24而与供电部30电连接。
配线25将设在发光元件22的上表面的未图示的电极、与设在配线图案24上的配线垫电连接。
配线25可例如为以金作为主成分的线。然而，配线25的材料并不限定于以金作为主成分的类型，例如可为以铜作为主成分的线，也可为以铝作为主成分的线等。
配线25可例如利用超声波熔接或热熔接而与设在发光元件22的上表面的未图示的电极、及设在配线图案24上的配线垫电连接。配线25可例如利用打线接合(wirebonding)法而与设在发光元件22的上表面的未图示的电极、及设在配线图案24上的配线垫电连接。
包围壁构件26是以包围多个发光元件22的方式设在基板21上。包围壁构件26例如具有环状形状，且在中央部26a配置有多个发光元件22。
包围壁构件26可例如由聚对苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate，PBT)或聚碳酸酯(polycarbonate，PC)等树脂、或陶瓷等形成。
而且，当包围壁构件26的材料为树脂时，可混合氧化钛等的粒子，而提高对于从发光元件22照射出的光的反射率。
另外，并不限于氧化钛的粒子，只要混合包含对于从发光元件22照射出的光的反射率高的材料的粒子即可。
而且，包围壁构件26也可例如由白色树脂形成。
包围壁构件26的中央部26a侧的侧壁面26b成为斜面。从发光元件22照射出的一部分光被包围壁构件26的侧壁面26b反射后，朝向照明装置1的正面侧照射。
而且，从发光元件22朝向照明装置1的正面侧照射的一部分光、即经由密封部27的上表面(密封部27与外部气体的界面)全反射的光被包围壁构件26的中央部26a侧的侧壁面26b反射后，再次朝向照明装置1的正面侧照射。
即，包围壁构件26可兼具反射器的功能。另外，包围壁构件26的形态并不限定于例示的类型，可适当地变更。
密封部27设在包围壁构件26的中央部26a。密封部27是以覆盖包围壁构件26的内侧的方式设置。即，密封部27设在包围壁构件26的内侧，覆盖发光元件22、配线25、及配置在包围壁构件26的中央部26a的配线图案24。
密封部27是由具有透光性的材料形成。密封部27可例如由硅酮树脂等形成。
密封部27可例如通过将树脂填充于包围壁构件26的中央部26a而形成。树脂的填充可例如使用分配器(dispenser)等液体定量吐出装置来进行。
只要将树脂填充于包围壁构件26的中央部26a，那么可抑制外部对发光元件22、配置在包围壁构件26的中央部26a的配线图案24、及配线25等的机械接触。而且，能抑制水分或气体(gas)等附着于发光元件22、配置在包围壁部材26的中央部26a的配线图案24、及配线25等。因此，能提高对于照明装置1的可靠性。
而且，密封部27可含有荧光体。荧光体可为例如YAG系荧光体(钇·铝·石榴石(yttrium aluminum garnet)系荧光体)。
例如，当发光元件22为蓝色发光二极管、荧光体为YAG系荧光体时，从发光元件22照射出的蓝色光激发YAG系荧光体，从YAG系荧光体发出黄色的荧光。而且，因混杂有蓝色光与黄色光，所以从照明装置1照射出白色光。另外，荧光体的种类或发光元件22的种类并不限定于例示的类型，可根据照明装置1的用途等而适当地变更，以获得所需的发光色。
接合部28将包围壁构件26与基板21接合。
接合部28呈膜状，且设在包围壁构件26与基板21之间。
接合部28可例如通过使硅酮系接着剂或环氧系接着剂硬化而形成。
如图3所示，照明装置1中设有双系统电路。
即，在作为输入端子的Anode1与接地(ground)端子(GND)之间，串联连接有控制元件29b、电阻体23b及发光元件22(相当于第1电路的一例)。
而且，控制元件52b与发光元件22并联连接。控制元件52b的一端连接于控制元件29b的阴极(cathode)侧。控制元件52b的另一端连接于接地端子。另外，控制元件52b的一端也可连接于控制元件29b的阳极(anode)侧，控制元件52b的另一端也可连接于接地端子。
在作为输入端子的Anode2与接地端子之间，串联连接有控制元件29a、电阻体23a及发光元件22(相当于第2电路的一例)。
而且，控制元件52a与发光元件22并联连接。控制元件52a的一端连接于控制元件29a的阴极侧。控制元件52a的另一端连接于接地端子。另外，控制元件52a的一端也可连接于控制元件29a的阳极侧，控制元件52b的另一端也可连接于接地端子。
而且，这些电路中，接地端子是共用的。
电阻体23a及电阻体23b设在配线图案24上。
电阻体23a及电阻体23b控制发光元件22中流动的电流。
发光元件22的正向电压特性存在不均，因此，如果使Anode1(或Anode2)与接地端子之间的施加电压为固定，那么，发光元件22的亮度(光束、辉度、光度、照度)会产生不均。因此，以使发光元件22的亮度处于规定的范围内的方式，利用电阻体23a及电阻体23b使发光元件22中流动的电流的值处于所需的范围内。
电阻体23a及电阻体23b为电阻器。电阻体23a及电阻体23b可例如为表面安装型电阻器(芯片(chip)电阻器)、具有导(lead)线的电阻器(金属氧化物皮膜电阻器)、使用丝网(screen)印刷法等而形成的膜状的电阻器(压膜电阻器)等。
如下文所述，如果电阻体23a及电阻体23b的散热差，那么照明装置1(发光元件22)的发光量会随着电压的下降而大幅减少。
因此，电阻体23a及电阻体23b优选的是散热性优良。
例如，电阻体23a及电阻体23b优选的是膜状的电阻器等。
此时，电阻体23a及电阻体23b可为使用氧化钌(ruthenium oxide)而形成的膜状的电阻器。
而且，可通过改变电阻体23a及电阻体23b的电阻值，而使发光元件22中流动的电流的值处于所需的范围内。
例如，当电阻体23a及电阻体23b为膜状的电阻器时，可通过去除电阻体23a及电阻体23b的一部分而分别形成去除部23a1及去除部23b1，从而改变各自的电阻值。此时，如果去除电阻体23a及电阻体23b的一部分，那么各自的电阻值会增加。
关于电阻体23a及电阻体23b的一部分的去除，可例如通过对电阻体23a及电阻体23b照射激光而进行。
而且，当设有多个电阻体23a时，优选的是各自的电阻值尽量相同。
这样，可使多个电阻体23a各自的发热量、甚至是各自的温度相同。
例如，如果多个电阻体23a中存在电阻值低的电阻体，那么电阻值低的电阻体23a的发热量会增多，甚至是温度升高。因此，Anode2侧的电路上的发光元件22的发光量可能会随着电压的下降而大幅减少。
当设有多个电阻体23b时，优选的是各自的电阻值尽量相同。
这样，可使多个电阻体23b各自的发热量、甚至是各自的温度相同。
例如，如果多个电阻体23b中存在电阻值低的电阻体，那么电阻值低的电阻体23b的发热量会增多，甚至是温度升高。因此，Anode1侧的电路上的发光元件22的发光量可能会随着电压的下降而大幅减少。
电阻体23a及电阻体23b的数量或大小等并无特别限定。
然而，优选的是，电阻体23a及电阻体23b的散热性高。
如果电阻体23a及电阻体23b的散热性高，那么能抑制温度上升，因此能抑制伴随电压的下降而产生的发光量的减少。
为了提高散热性，优选的是例如增多电阻体23a及电阻体23b各自的数量、或增大平面形状(设置面积)、或增大厚度尺寸。
控制元件29a及控制元件29b设在配线图案24上。
设置控制元件29a及控制元件29b的目的在于不对发光元件22施加反方向电压、及不对发光元件22施加来自反方向的脉冲噪声(pulse noise)。
控制元件29a及控制元件29b可例如为二极管。控制元件29a及控制元件29b可例如为表面安装型二极管、或具有导线的二极管等。
控制元件52a及控制元件52b设在配线图案24上。
控制元件52a及控制元件52b可例如为电容器(condenser)。控制元件52a及控制元件52b可例如为表面安装型电容器、或具有导线的电容器等。
而且，作为一例，例示设有双系统电路的照明装置1，但电路的系统数并不限于双系统，也可适当地变更。
接着，关于发光量的减少进一步进行说明。
图4是用于例示二极管(控制元件29a、控制元件29b)、电阻体(电阻体23a、电阻体23b)、及发光二极管(发光元件22)串联连接的电路上输入电压与电压比率的关系的曲线图。
此处，输入电压是指施加于二极管、电阻体、发光二极管这一整体的电压。二极管、电阻体、或发光二极管的电压比率的定义是施加于二极管、电阻体、或发光二极管的电压分别除以输入电压后所得的比率。
另外，图4中的虚线部分并未采用抑制电阻体的电压比率的单元，实线部分采用抑制电阻体的电压比率的单元。
如图4所示，如果输入电压升高，那么二极管与发光二极管的电压比率会下降，电阻体的电压比率会上升。
如果输入电压升高，那么二极管及电阻体与发光二极管的温度会升高。
此时，二极管及发光二极管是半导体元件，所以其电阻值会随着温度上升而减少。因此，如果输入电压升高，那么二极管及发光二极管各自的电压比率会减少。
另一方面，电阻体包含氧化钌等金属，所以其电阻值会随着温度上升而增加。因此，如果输入电压升高，那么电阻体的电压比率会增加。
而且，由图4可知，如果采用抑制电阻体的电压比率的单元，那么，能提高发光二极管的电压比率。只要能提高发光二极管的电压比率，就能增加发光二极管的发光量。
而且，在输入电压低的区域(电压下降时)，通过抑制电阻体的电压比率来增加发光二极管的发光量的效果明显。
为了抑制电阻体的电压比率，可抑制电阻体的电阻值的上升。为了抑制电阻体的电阻值的上升，可提高电阻体的相关散热性而抑制电阻体的温度上升。
例如，可通过以下方式来提高电阻体的相关散热性。
电阻体23a及电阻体23b为膜状的电阻器。
当设有多个电阻体23a(电阻体23b)时，使各自的电阻值尽量相同。
增加电阻体23a(电阻体23b)的数量、或增大平面形状(设置面积)、或增大厚度尺寸。
当去除电阻体23a(电阻体23b)的一部分而改变电阻值时，通过进行L型切割或蛇形切割(serpentine cut)来使峰值(peak)温度(局部的温度上升)降低。
电阻体23a(电阻体23b)的材料为发热量少的材料。
利用导热率高的材料来形成基板21。
利用导热率高的材料来形成本体部10。
而且，根据本发明人所获得的观点，只要通过提高电阻体的相关散热性，使施加运行电压范围(电压变动范围)内的额定电压(相当于第1电压的一例)的减半值(例如，6.75V)时电阻体的电压比率VR2小于或等于成为施加额定电压(例如，13.5V)时的电阻体的电压比率VR1的25％(VR2≦0.25×VR1)，那么，在输入电压低的区域(电压下降时)可获得与白炽灯泡同等或其以上的发光量。
图5是用于例示设为VR2≦0.25×VR1时的效果的曲线图。
另外，图5中的实线表示VR2≦0.25×VR1的情况，虚线表示比较例的情况(未采用抑制电阻体的电压比率的单元时)，点划线表示白炽灯泡的情况。
如图5所示，只要通过提高电阻体的相关散热性，使得VR2≦0.25×VR1，那么，在输入电压低的区域(电压下降时)可获得与白炽灯泡同等或其以上的发光量。
另外，当为大于或等于额定电压(例如，13.5V)时，能减少发光量的变化率。
这表示即便在电压变动时也能抑制发光量的变化。
而且，在图3所例示的发光部20的电路图中，例如，将Anode1侧的电路作为停车灯的电路，将Anode2侧的电路作为尾灯的电路。
此时，在输入电压低的区域(电压下降时)，如果停车灯的电路即Anode1侧的电路上的发光量大幅减少，那么，当停车灯点灯时(踩下刹车(brake)时)，后续车辆难以辨识停车灯的点灯。
因此，提高停车灯的电路即Anode1侧的电路上的电阻体23b的相关散热性，而抑制发光量的变化。
这样，即便在电压产生变动时，后续车辆也能容易地辨识停车灯的点灯。
另外，提高尾灯的电路即Anode2侧的电路上的电阻体23a的相关散热性，而抑制发光量的变化。
此时，使Anode2侧的电路上的发光量的减少大于Anode1侧的电路上的发光量的减少。
例如，使对Anode2侧的电路施加额定电压的减半值时电阻体23a的电压比率高于对Anode1侧的电路施加额定电压的减半值时电阻体23b的电压比率。此时，通过控制电阻体的相关散热性，可控制电阻体的电压比率。
这样，当电压产生变动时，能增大尾灯的亮度与停车灯的亮度的差。因此，后续车辆能更容易辨识停车灯的点灯。
以上，已对本发明的若干实施方式进行了例示，但这些实施方式仅作为示例而提出，并非意在限定发明的范围。这些新颖的实施方式能以其他各种形态实施，且能在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、置换、变更等。这些实施方式及其变形例属于发明的范围或宗旨，且属于权利要求中揭示的发明及其均等的范围。而且，上文所述的各实施方式可相互组合而实施。

Claims (9)

1.一种照明装置，其特征在于包括：
基板；
发光元件，设在所述基板上；及
电阻体，设在所述基板上，且与所述发光元件串联连接；
其中，当对所述发光元件与所述电阻体串联连接的第1电路施加第1电压的减半值时所述电阻体的电压比率小于或等于当对所述第1电路施加所述第1电压时的所述电阻体的电压比率的25％，且
当对所述发光元件与所述电阻体串联连接的第2电路施加所述第1电压的减半值时所述第2电路的电阻体的电压比率高于当对所述第1电路施加所述第1电压的减半值时所述第1电路的电阻体的电压比率。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
所述第1电路为停车灯的电路，
所述第2电路为尾灯的电路。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
设有多个所述电阻体，
所述多个电阻体各自的电阻值大致相同。
4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
所述电阻体呈膜状。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于：
所述电阻体为表面安装型电阻器或者为具有导线的电阻器。
6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，更包括：
本体部，设置有所述基板。
7.根据权利要求6所述的照明装置，其特征在于，
所述本体部具有叶片。
8.根据权利要求6或7所述的照明装置，其特征在于，
所述本体部包括高导热性树脂。
9.一种车辆用灯具，包括权利要求1所述的照明装置。
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