JP2006310204A - Ｌｅｄ灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い信頼性を備え、コンパクト化を実現するとともに高出力化、大光量化に対応した良好な放熱性を有するＬＥＤ灯具を提供する。
【解決手段】 配光特性の異なる反射型の複数のランプを組み合わせた反射型ランプ群５０を形成したので、放熱性に優れ、ヘッドライト部のコンパクト化を実現できるとともに樹脂封止型ランプで生じる全反射、光吸収等のロスがなく、高輝度で所望の配光特性を容易に得ることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光源として発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）素子を用いたＬＥＤ灯具に関し、特に、高い信頼性を備え、コンパクト化を実現するとともに高出力化、大光量化に対応した良好な放熱性を有するＬＥＤ灯具に関する。

従来の発光装置として、ＬＥＤ素子を光源に用いたものがある。このような発光装置では、ＬＥＤ素子の発光に基づく光を効率良く取り出すために、ＬＥＤ素子が実装される実装基板や、その周囲に設けられる部材に光反射性を付与することにより、所望の照射方向に光が放射される。

近年、量産性に優れ、長期にわたって安定した白色光源として、ＬＥＤ素子を光源とするＬＥＤ灯具の需要が高まりつつあり、中でも前照灯等の車両用灯具としての用途が見込まれている。前照灯に求められる要件としては大光量化の他に、所望の照射範囲に白色光を照射するのに必要な集光性および拡散性がある。

大光量の白色光を得るには、サイズの大なるＬＥＤ素子を大電流駆動することが知られているが、通電量に応じた発熱が生じてＬＥＤ素子の発光効率低下を招くとともに、ＬＥＤ素子を封止するエポキシ樹脂やシリコン樹脂といった封止樹脂の光劣化を促進し、ひいては光量の低下が生じるという不都合がある。

かかる問題を解決するものとして、ＬＥＤ素子から放射される光をＬＥＤ素子に対向して設けられた反射鏡で反射するように構成され、ＬＥＤ素子に電力を供給するリード部が反射鏡で反射された光の進行方向途中に配置されていながらも光取り出しを阻害せず、放熱性に優れるようにした反射型の発光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載された発光装置では、ＬＥＤ素子に給電するリード部は、反射鏡で反射された光の進行方向に垂直な方向の投影幅がＬＥＤ素子の幅より大で、かつ光の進行方向に平行な方向の幅より小になるように形成されているので、リード部による遮光の影響を一定にして放熱性の改善を図ることができるとしている。
実開平５−３８９２７号公報（[０００８]〜[０００９]、図１）

しかし、特許文献１の発光装置によると、以下の問題がある。
（１）反射鏡とリード部とがエポキシ樹脂で一体的に封止されているため、大光量化に伴ってＬＥＤ素子の発熱量が大になるとエポキシ樹脂の光劣化によって光取り出し性が低下し、長期にわたる発光装置の信頼性を確保することができないという問題がある。
（２）ＬＥＤ素子の発光に基づく熱をリード部から放熱させているため、大光量化等によって増大した熱を効率良く放熱するには発熱量に応じたリード部の放熱面積が必要となり、その結果、発光装置の大型化を招くという問題がある。

従って、本発明の目的は、高い信頼性を備え、コンパクト化を実現するとともに高出力化、大光量化に対応した良好な放熱性を有するＬＥＤ灯具を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、発光素子の発光に基づく光を放射する光源と、前記光源から放射される前記光を反射する反射鏡部と、前記反射鏡部で反射された反射光を外部に取り出す光路中に形成され、前記光路の形成方向に面をなす放熱フィンを有するとともに前記放熱フィンの一端に前記光源を実装したケース部とを有する複数の反射型ＬＥＤランプからなることを特徴とするＬＥＤ灯具を提供する。

前記光源は、前記発光素子と、前記発光素子から放射される光によって励起される蛍光体とをガラス封止して形成されるガラス封止型ＬＥＤを用いることができる。

前記反射型ＬＥＤランプは、照射範囲に応じたサイズの前記ケース部と前記放熱フィンとを有するように形成しても良い。

前記反射型ＬＥＤランプは、照射範囲に応じたサイズの反射鏡面を有するように形成することができる。

前記反射鏡面は、楕円形の一部を組み合わせた鏡面形状を有するように形成することができる。

前記反射型ＬＥＤランプは、同一の照射範囲を有する同一サイズの複数の反射型ＬＥＤランプを有する構成とすることができる。

前記光源は、同一の前記ケース部に複数の前記光源を一体的に有するように形成しても良い。

前記放熱フィンは、前記光源を所定の位置に配置する位置決め部を設けても良い。

前記ケース部は、前記反射光を外部に取り出す端部を封止するとともに前記放熱フィンの一部を露出させるレンズ部を有する構成とすることができる。

本発明のＬＥＤ灯具によると、高い信頼性を備え、コンパクト化を実現するとともに高出力化、大光量化に対応した良好な放熱性が得られる。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ灯具であるヘッドライト部を搭載した自動車を示す部分斜視図である。図２は、図１のヘッドライト部の正面図である。図３は、図２のヘッドライト部を構成する遠距離用，中距離用，および近距離用の各反射型ランプを示し、（ａ）は図２のＣ−Ｃ部における縦断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ部における縦断面図、（ｃ）は図２のＡ−Ａ部における縦断面図である。図４は、ランプの光源であるＬＥＤおよびサブマウント基板を示す縦断面図である。

自動車１は、車体前部２に開閉自在に設けられるボンネット４と、ボンネット４に設けられて照射範囲の異なる複数の反射型ランプを組み合わせてなる反射型ランプ群５０と、反射型ランプ群５０の外側に設けられるハイビーム６とを有するヘッドライト部５とを有し、ヘッドライト部５の前面に光透過性を有する透明カバー５Ａが設けられている。

（反射型ランプ群５０の構成）
反射型ランプ群５０は、図２に示すように、遠距離用ランプ５１と、近距離用ランプ５２と、中距離用ランプ５３とを組み合わせてロービームを構成しており、１個の遠距離用ランプ５１と、３つの近距離用ランプ５２と、３つの中距離用ランプ５３を有する。近距離用ランプ５２および中距離用ランプ５３は水平方向に一定の間隔で配列されている。

反射型ランプ群５０を構成する各ランプについては、遠距離用ランプ５１，近距離用ランプ５２，および中距離用ランプ５３について光反射部を除き同様の構成を有するので、ここでは遠距離用ランプ５１について説明すると、図２および図３（ｃ）に示すように、遠距離用ランプ５１は、アルミニウムの鍛造によって形成される円筒状のケース部５００と、ケース部５００の中心を通る縦断面方向に所定の厚みを有して形成される放熱フィン５０１と、放熱フィン５０１の下部にサブマウント基板５６０を介して取り付けられて白色光を放射するＬＥＤ５０３と、アルミニウムで形成されてＬＥＤ５０３から放射された光を反射する反射鏡面５１０Ａを有し、アルミニウムで形成されてケース部５００と一体化される反射鏡部５１０と、ＬＥＤ５０３に電力を供給する銅合金からなるリード部５１１とを有し、放熱フィン５０１にはサブマウント基板５６０を取り付けるための突起部５０１Ｃが設けられている。

なお、ケース部５００はアルミニウム以外の他の材料で形成しても良く、例えば銅合金を用いることも可能である。また、形成方法についても鍛造によるものに限定されず、鋳造やプレスによって形成したものでも良い。

また、ＬＥＤ５０３への給電についても、リード部５１１による接続によるものに限定されず、銅箔等の導電層をポリイミド等の絶縁材料でコートしたフレキシブル配線によるものであっても良い。

また、反射鏡部５１０は、金属材料以外の材料で形成されても良く、耐熱性を有する樹脂材料で形成することも可能である。また、反射鏡面５１０Ａを有した薄板状のものであっても良く、高直線反射率を有するアルミニウム材をプレス加工して形成したものでも良い。

また、反射鏡部５１０が金属からなる放熱ケースと、この放熱ケースに内蔵される樹脂からなる反射鏡とで構成されるものであっても良い。反射鏡を樹脂で形成することで生産性に優れ、ローコスト化、軽量化を図ることができ、また、所望の光学特性に応じて反射鏡面の形状変更等の設計が容易に行える。

（遠距離用ランプ５１の構成）
ケース部５００は、ＬＥＤ５０３から放射されて反射鏡部５１０の反射鏡面５１０Ａで反射された光を外部に取り出すための光取り出し孔５０２を有する。なお、遠距離用ランプ５１のケース部５００の外径は４０ｍｍである。

放熱フィン５０１は、ケース部５００の鍛造に基づいてケース部５００の長さに応じたサイズで形成され、ＬＥＤ５０３の発光に基づく熱をサブマウント基板５６０を介して伝達されるとともにケース部５００に速やかに伝達する。なお、本実施の形態では遠距離用ランプ５１の放熱フィン５０１の厚さは４ｍｍであるが、この厚さについてはランプの発熱量に応じて適宜最適な値を設定することが好ましい。

ＬＥＤ５０３は、ＬＥＤ素子の封止性、光劣化性に優れるガラスでＬＥＤ素子を封止したガラス封止型ＬＥＤであり、サブマウント基板５６０を介してリード部５１１に電気的に接続されている。

反射鏡面５１０Ａは、楕円形の一部を組み合わせた鏡面形状を有するように形成されており、そのことによってＬＥＤ５０３から放射された光が所望の照射範囲に照射されるように反射する。

（近距離用ランプ５２および中距離用ランプ５３の構成）
近距離用ランプ５２と中距離用ランプ５３は、反射鏡面５１０Ａの形状について相違しており、中距離用ランプ５３の反射鏡面５１０Ａは、近距離用ランプ５２の反射鏡面５１０Ａより鏡面の面積が大でＬＥＤ５０３から放射された光の集光性を有するように形成されている。近距離用ランプ５２および中距離用ランプ５３は、ケース部５００の外径が２０ｍｍで、放熱フィン５０１の厚さは２ｍｍで形成されている。

（ＬＥＤ５０３の構成）
ＬＥＤ５０３は、ＧａＮ系半導体からなるフリップチップ型のＬＥＤ素子５３１と、ＬＥＤ素子５３１を搭載する無機基板としてのＡｌ_２Ｏ_３基板５３２と、無機封止材料としてのガラス封止部５３３と、ＬＥＤ素子５３１の電極とＡｌ_２Ｏ_３基板５３２の実装面にタングステン（Ｗ）で形成される回路パターン５３５Ａとを電気的に接続するＡｕスタッドバンプ５３４と、発光層から放射される青色光の照射に基づいて励起されて黄色光を放射する蛍光体としてセリウム（Ｃｅ）で付活したＹＡＧ(Yttrium Aluminum Garnet)を含有した薄膜状の蛍光体層５３１Ａをガラス封止部５３３の表面に有している。蛍光体層５３１Ａは、ＹＡＧをバインダーに混合した蛍光体溶液をガラス封止部５３３の表面に塗布し、乾燥させることにより形成される。ＬＥＤ素子５３１の熱膨張率は７×１０^−６／℃である。

Ａｌ_２Ｏ_３基板５３２は、断面内にビアホール５３２Ａを有し、このビアホール５３２Ａに設けられるＷからなるビアパターン５３５Ｃによって実装面の回路パターン５３５Ａと裏面の回路パターン５３５Ｂとを電気的に接続している。このＡｌ_２Ｏ_３基板５３２の熱膨張率は７×１０^−６／℃である。

ガラス封止部５３３は、ＳｉＯ_２‐Ｎｂ_２Ｏ_５系（屈折率ｎ＝１．８）の低融点ガラスによって形成されており、平坦な上面５３３Ａと、平坦な側面５３３Ｂとを有する。このガラス封止部５３３の熱膨張率は７×１０^−６／℃である。

ＬＥＤ素子５３１は、下地基板としてのサファイア基板上にＡｌＮバッファ層と、ｎ−ＧａＮ層、発光層、ｐ−ＧａＮ層とを順次結晶成長させることによって形成されており、さらに、ｐ−ＧａＮ層からｎ−ＧａＮ層をエッチングによって除去することにより露出させたｎ−ＧａＮ層に設けられるｎ側電極と、ｐ−ＧａＮ層の表面に電流拡散層および光反射層としてのｐコンタクト電極とを有している。

ＬＥＤ素子５３１の製造方法については、特に限定されないが、周知の有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）、分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング法、電子シャワー法等によって形成することができる。なお、ＬＥＤ素子の構成としては、ホモ構造、ヘテロ構造若しくはダブルへテロ構造のものを用いることができる。さらに、量子井戸構造（単一量子井戸構造若しくは多重量子井戸構造）を採用することもできる。

サブマウント基板５６０は、放熱性に優れるＡｌＮによって形成されており、ＬＥＤ５０３の回路パターン５３５Ｂとはんだ等によって電気的に接続される回路パターン５６１と、サブマウント基板５６０のＬＥＤ実装側と反対側の面に設けられる回路パターン５６２と、サブマウント基板５６０の表面から裏面にかけて形成されるビアホール５６３に設けられて回路パターン５６１および５６２とを電気的に接続するビアパターン５６４と、放熱フィン５０１とはんだ接合される放熱パターンを有している。なお、サブマウント基板５６０は、ＡｌＮ以外の他の絶縁性材料で形成することが可能であるが、ＬＥＤ５０３の発光に伴って生じる熱の放熱性に優れる材料であることが好ましい。

（遠距離用ランプ５１の製造方法）
遠距離用ランプ５１を製造するには、まず、別工程でサブマウント基板５６０にＬＥＤ５０３を搭載し、このサブマウント基板５６０にリード部５１１を接続する。次に、アルミニウムの鍛造により円筒状の断面内に放熱フィン５０１を有するようにケース部５００を形成する。次に、別工程でアルミニウムの鍛造により反射鏡面５１０Ａを有する反射鏡部５１０を形成し、光反射性を高めるために反射鏡面５１０Ａを鏡面加工仕上げする。次に、放熱フィン５０１の突起部５０１Ａにリード部５１１を接続されたサブマウント基板５６０を取り付ける。サブマウント基板５６０の取り付けは放熱パターン５６５のはんだ接合により行う。次に、放熱フィン５０１にリード部５１１と接続済みのＬＥＤ実装済みサブマウント基板５６０をはんだ接合する。次に、ＬＥＤ５０３を実装された底面側を接合面として、リード部５１１がケース５００および反射鏡部５１０と短絡することのないように絶縁性接着剤５０６を介してケース部５００と反射鏡部５１０とを接合する。

（ヘッドライト部５の動作）
運転者がロービームの点灯操作を行うと、図示しない電源回路から遠距離用ランプ５１、近距離用ランプ５２、および中距離用ランプ５３のリード部５１１に電圧が印加されることにより、ＬＥＤ５０３のＬＥＤ素子５３１が発光して青色光を生じる。この青色光はガラス封止部５３３の表面の蛍光体層５３１Ａに照射されることにより蛍光体が励起されて黄色光を生じ、黄色光と青色光との混合に基づく白色光を生じる。この白色光は反射鏡部５１０で放熱フィン５０１の形成方向と略同等の方向に反射されて光取り出し孔５０２を介してケース部５００の外部に放射される。

図５は、第１の実施の形態に係るロービームの配光図である。同図において、Ｏは自動車１の車体最前部であり、−Ｘ方向側の照射量が大であるのは左側通行で対向車に対する眩惑を防止するためである。ここで、Ｌ_１は遠距離用ランプ５１の配光特性であり、ケース部５００および反射鏡面５１０Ａの形状に基づいて遠方側に白色光が照射される。Ｌ_２は中距離用ランプ５３の配光特性であり、遠距離用ランプ５１よりサイズの小なる中距離用ランプ５３を３個用いることで中距離範囲に白色光が照射される。Ｌ_３は近距離用ランプ５２の配光特性であり、中距離用ランプ５３と同サイズでありながら反射鏡面５１０Ａのサイズが小なる近距離用ランプ５３を３個用いることで近距離範囲に白色光が照射される。

配光切り替えは、運転者の切り替え操作に基づいて行われる。運転者がハイビームの点灯操作を行うと、図１に示すヘッドライト部５のハイビーム６が点灯する。このハイビーム６は、前面に集光レンズを有する、例えばハロゲンランプである。また、運転者がロービームを選択すると、遠距離用ランプ５１と、３個の中距離用ランプ５３と、３個の近距離用ランプ５２とが点灯する。

（第１の実施の形態の効果）
上記した第１の実施の形態によると、以下の効果が得られる。
（１）配光特性の異なる反射型の複数のランプを組み合わせた反射型ランプ群５０を形成したので、放熱性に優れ、ヘッドライト部のコンパクト化を実現できるとともに樹脂封止型ランプで生じる全反射、光吸収等のロスがなく、高輝度で所望の配光特性を容易に得ることができる。
（２）ＬＥＤ５０３から放射された白色光を反射鏡面５１０Ａで反射させてケース部５００の外部に取り出す構成としながらも、ＬＥＤ５０３および放熱フィン５０１が光取り出しを阻害することはなく、発熱源の周囲に高熱伝導性材料が配置されることによって優れた伝熱性および放熱性を付与できる。
（３）遠距離用ランプ５１、近距離用ランプ５２、および中距離用ランプ５３と配光特性の異なる反射型ランプ群５０をロービームとしたヘッドライト部５を形成しているので、車体デザインに応じて柔軟なランプ配置を実現できる。
（４）光源としてＬＥＤ素子５３１をガラス封止したＬＥＤ５０３を用いることにより、封止材料の光劣化が生じず、長期にわたって光量低下のない信頼性に優れるＬＥＤ灯具が得られる。また、ケース部５００および反射鏡部５１０内を光透過性樹脂で封止する必要がないので、製造工程を複雑にせず、量産性に優れる。

なお、上記した第１の実施の形態では、光源として青色光および黄色光の混合に基づいて白色光を生じさせる波長変換型のＬＥＤ５０３を用いたヘッドライト部５を説明したが、例えば、サブマウント基板５６０上にＲ，Ｇ，Ｂの各色のＬＥＤ素子を実装し、これらのＬＥＤ素子から放射される光を混合することによって白色光を生じるものとしても良い。また、ＬＥＤ素子についても青色光を放射するものの他に、紫外光を放射するものを用いても良く、紫外光によってＲ，Ｇ，Ｂの蛍光体を励起し、これにより得られるＲ，Ｇ，Ｂの光を混合して白色光を生じる波長変換型光源を用いても良い。

また、他の光源として、サブマウント基板５６０に発光に基づいて青色光を放射するＧａＮ系半導体材料からなるＬＥＤ素子をフリップ実装し、このＬＥＤ素子の周囲をＹＡＧ等の黄色蛍光体含有樹脂で封止したものを用いるようにしても良い。

また、各ランプの配光特性については、反射鏡面５１０Ａが楕円形の一部を組み合わせた鏡面形状を有するように形成されているので、ＬＥＤ５０３の位置を放熱フィン５０１の中心からずらして取り付けることにより、照射範囲を可変させることができる。

また、第１の実施の形態では、反射型ランプ群５０構成されたロービームについて説明したが、ハイビーム６を反射型ランプ群５０によって構成しても良い。

（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るヘッドライト部の正面図である。図７は、第２の実施の形態に係るヘッドライト部の配光図である。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成および機能を有する部分については共通する引用数字を付している。

このヘッドライト部５は、第１の実施の形態で説明した近距離用ランプ５２および中距離用ランプ５３と同等の小径の反射型ランプ６０によってロービームを構成しており、反射型ランプ６０は図７のＬ_４の配光特性に示すように近距離から遠距離にかけての照射範囲を有する構成において第１の実施の形態と相違している。なお、同図においてはハイビームの図示を省略している。

反射型ランプ６０は、４個を等間隔で水平方向に配置したランプ列を上段、中段、下段の３段で千鳥状に配置している。なお、反射型ランプ６０の配列は上記した個数、段数によらず任意の配列を選択することができる。

（第２の実施の形態の効果）
上記した第２の実施の形態によると、第１の実施の形態の好ましい効果に加えて、各ランプの配置の自由度が向上し、配光や、自動車のデザインに応じたランプ配置を実現することができる。また、小径の反射型ランプ６０を複数配置することで、視覚的に斬新なヘッドライト部５を提供することができる。

（第３の実施の形態）
図８は、本発明の第３の実施の形態に係るヘッドライト部の正面図である。図９は、第３の実施の形態に係るレンズ付き遠距離用ランプの縦断面図である。

このヘッドライト部５は、第１の実施の形態で説明したロービームを構成する遠距離用ランプ５１に代えて大光量型のＬＥＤランプに集光光学系としてレンズ５０４を有するレンズ付き遠距離用ランプ５４を設けた構成において第１の実施の形態と相違している。

レンズ付き遠距離用ランプ５４は、図９に示すようにセラミックスからなる基板５４０と、基板５４０の表面に所定の回路パターンを有するように形成される配線層５４１，５４２と、セラミックスで形成されて素子実装面側から光出射側にかけて径が拡大するように傾斜面５４３Ａを設けられたケース５４３と、基板５４０の実装面に設けられる配線層５４１，５４２とＡｕバンプ５４４を介して実装されるＬＥＤ素子５３１と、ＬＥＤ素子５３１から放射される青色光によって励起されて黄色光を放射するＹＡＧ蛍光体を含有し、ＬＥＤ素子５３１を封止する蛍光体含有シリコン樹脂５４５と、ケース５４３の光取り出し側に一体的に取り付けられて半球状の光学形状を有するレンズ５０４とを有する。なお、同図において、ＬＥＤ素子５３１はラージサイズ素子（１ｍｍ角）を用いている。

（第３の実施の形態の効果）
上記した第３の実施の形態によると、ラージサイズ素子を光源とするレンズ付き遠距離用ランプ５４と、反射型ランプである近距離用ランプ５２および中距離用ランプ５３とを組み合わせてロービームを形成したので、ヘッドライト部５の中、近距離の良好な集光性を確保しつつ、遠距離側にレンズ５０４の集光性に基づく高輝度のビーム光を照射することができる。

（第４の実施の形態）
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係るヘッドライト部の正面図である。

このヘッドライト部５は、第３の実施の形態で説明したロービームを構成する大径のレンズ付き遠距離用ランプ５４に代えて近距離用ランプ５２および中距離用ランプ５３と同等の小径のレンズ付き遠距離用ランプ５４とした構成において第３の実施の形態と相違している。

（第４の実施の形態の効果）
上記した第４の実施の形態によると、第３の実施の形態の好ましい効果に加えてランプサイズの統一化を図れることにより、広範囲にわたって良好な光照射性を有するとともにヘッドライト部５のサイズをコンパクトに形成することができる。

（第５の実施の形態）
図１１は、本発明の第５の実施の形態に係る反射型ランプ群の正面図であり、（ａ）は直線状にランプ部を配置したランプユニットからなる反射型ランプ群の正面図、（ｂ）はピラミッド状にランプ部を配置したランプユニットからなる反射型ランプ群の正面図である。

このヘッドライト部５は、図１１（ａ）に示すように放熱フィン５０１、光取り出し孔５０２、ＬＥＤ５０３からなる４つのランプ部５５Ａ，５６Ａ，５７Ａをそれぞれ横長のケース部５００に等間隔で配置して一体的に形成されており、遠距離用ランプユニット５５、中距離用ランプユニット５６、および近距離用ランプユニット５７の組み合わせからなるロービーム構成において第２の実施の形態と相違している。

（第５の実施の形態の効果）
上記した第５の実施の形態によると、第２の実施の形態の好ましい効果に加えてランプの配列に手間を要さずにヘッドライト部５を形成できるので、量産性に優れる。また、図１１（ｂ）に示すように、ケース部５００の形状はピラミッド型であっても良い。ここでは、１個の遠距離用のランプ部５５Ｂと、２個の中距離用のランプ部５６Ｂと、３個の近距離用のランプ部５７をピラミッド状に一体化した構成としている。このような形状とすることで、横長のケース部５００に対して表面積を拡大でき、より放熱性の向上を図ることが可能となる。

（第６の実施の形態）
図１２は、本発明の第６の実施の形態に係るロービーム用の遠距離用ランプを示し、（ａ）は放熱フィンに対する基板位置決めを示す第１の構成の縦断面図、（ｂ）は放熱フィンに対する基板位置決めを示す第２の構成の縦断面図である。

この遠距離用ランプ５１では、ＬＥＤ５０３をＡｌ_２Ｏ_３基板５４０に実装した後に放熱フィン５０１に貼り付ける構成において第１の実施の形態と相違している。

Ａｌ_２Ｏ_３基板５４０は、図１２（ａ）に示すように実装面に設けられて銅箔によって回路パターンを形成された配線層５４１と、配線層５４１とケース部５００および反射鏡部５１０とを絶縁するためのポリイミド薄膜からなる絶縁層５４２とを有し、ＬＥＤ５０３はＡｕバンプ５４４を介して配線層５４１に電気的に接合されている。また、ＬＥＤ５０３の搭載部の裏面には位置決め用の凹部５４０Ａが形成されており、放熱フィン５０１には、この凹部５４０Ａに対応する位置に凸部が形成されている。

（第６の実施の形態の効果）
上記した第６の実施の形態によると、ＬＥＤ５０３を実装する基板５４０を凹部５４０Ａによって放熱フィン５０１に容易に位置決めできるため、量産性に優れるとともにＬＥＤ５０３の実装部分の基板厚さが薄くなって放熱フィン５０１への熱伝導性が向上し、放熱性の向上を図ることができる。なお、第６の実施の形態は遠距離用ランプ５１について説明したが、他の近距離用ランプ５２および中距離用ランプ５３に対しても適用可能である。

また、図１２（ａ）に示す凹部５４０Ａの他に、例えば、図１２（ｂ）に示すように放熱フィン５０１の２箇所に凹部５０１Ａを形成し、基板５４０の対応する位置に凸部が形成されるものとしても良い。この場合には、ＬＥＤ５０３の実装部分から放熱フィン５０１への熱伝導性を損なわないように基板厚さを決定することが好ましい。

また、Ａｌ_２Ｏ_３基板５４０の厚さを薄く形成することで、凹部５４０Ａを設けずに平坦な基板形状としても放熱性を向上させることは可能である。この場合には放熱フィン５０１に凹部５４０Ａに応じた凸部を設ける工程を省略できることから装置コストの低減を図れる。

（第７の実施の形態）
図１３は、本発明の第７の実施の形態に係るロービーム用の遠距離用ランプを示す側面図である。

この遠距離用ランプ５１では、ケース部５００の光取り出し側に放熱フィン５０１の突出部５０１Ｂを設けた構成、突出部５０１Ｂを露出させながらケース部５００の光取り出し側を封止する着脱可能なレンズ部５５０とを設けた構成において第１の実施の形態と相違している。

（第６の実施の形態の効果）
上記した第７の実施の形態によると、第１の実施の形態の好ましい効果に加えて放熱フィン５０１の表面積を突出部５０１Ｂによって拡大することができ、かつ表面積を拡大しながらもレンズ部５５０による光取り出し側の封止によって異物等のケース部５００内への入り込みを防ぐことができる。また、レンズ部５５０は着脱可能な構成を有することにより所望の配光特性に応じて集光性の異なるレンズ部５５０を選択的に取り付けることができる。

なお、第７の実施の形態においても、適用対象として遠距離用ランプ５１を説明したが、他の近距離用ランプ５２および中距離用ランプ５３に対しても適用可能である。

本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤ灯具であるヘッドライト部を搭載した自動車を示す部分斜視図である 図１のヘッドライト部の正面図である。 図２のヘッドライト部を構成する遠距離用，中距離用，および近距離用の各反射型ランプを示し、（ａ）は図２のＣ−Ｃ部における縦断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ部における縦断面図、（ｃ）は図２のＡ−Ａ部における縦断面図である。 ランプの光源であるＬＥＤおよびサブマウント基板を示す縦断面図である。 第１の実施の形態に係るロービームの配光図である。 本発明の第２の実施の形態に係るヘッドライト部の正面図である。 第２の実施の形態に係るヘッドライト部の配光図である。 本発明の第３の実施の形態に係るヘッドライト部の正面図である。 第３の実施の形態に係るレンズ付き遠距離用ランプの縦断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係るヘッドライト部の正面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る反射型ランプ群の正面図であり、（ａ）は直線状にランプ部を配置したランプユニットからなる反射型ランプ群の正面図、（ｂ）はピラミッド状にランプ部を配置したランプユニットからなる反射型ランプ群の正面図である。 本発明の第６の実施の形態に係るロービーム用の遠距離用ランプを示し、（ａ）は放熱フィンに対する基板位置決めを示す第１の構成の縦断面図、（ｂ）は放熱フィンに対する基板位置決めを示す第２の構成の縦断面図である。 本発明の第７の実施の形態に係るロービーム用の遠距離用ランプを示す側面図である。

符号の説明

１…自動車、２…車体前部、４…ボンネット、５…ヘッドライト部、５Ａ…透明カバー、６…ハイビーム、５０…反射型ランプ群、５１…遠距離用ランプ、５２…近距離用ランプ、５３…中距離用ランプ、５４…遠距離用ランプ、５５…遠距離用ランプユニット、５５Ａ，５６Ａ，５７Ａ…ランプ部、５５Ｂ…ランプ部、５６…中距離用ランプユニット、５６Ｂ…ランプ部、５７…近距離用ランプユニット、５７…ランプ部、６０…反射型ランプ、５００…ケース部、５０１…放熱フィン、５０１Ａ…凹部、５０１Ｂ…突出部、５０１Ｃ…突起部、５０２…光取り出し孔、５０４…レンズ、５０６…絶縁性接着剤、５１０…反射鏡部、５１０Ａ…反射鏡面、５１１…リード部、５３１…ＬＥＤ素子、５３１Ａ…蛍光体層、５３２…基板、５３２Ａ…ビアホール、５３３…ガラス封止部、５３３Ａ…上面、５３３Ｂ…側面、５３４…スタッドバンプ、５３５Ａ…回路パターン、５３５Ｂ…回路パターン、５３５Ｃ…ビアパターン、５４０…基板、５４０Ａ…凹部、５４１…配線層、５４２…絶縁層、５４３…ケース、５４３Ａ…傾斜面、５４４…バンプ、５４５…蛍光体含有シリコン樹脂、５５０…レンズ部、５６０…サブマウント基板、５６１…回路パターン、５６２…回路パターン、５６３…ビアホール、５６４…ビアパターン

Claims (9)

1. 発光素子の発光に基づく光を放射する光源と、
   前記光源から放射される前記光を反射する反射鏡部と、
   前記反射鏡部で反射された反射光を外部に取り出す光路中に形成され、前記光路の形成方向に面をなす放熱フィンを有するとともに前記放熱フィンの一端に前記光源を実装したケース部とを有する複数の反射型ＬＥＤランプからなることを特徴とするＬＥＤ灯具。
2. 前記光源は、前記発光素子と、前記発光素子から放射される光によって励起される蛍光体とをガラス封止して形成されるガラス封止型ＬＥＤである請求項１に記載のＬＥＤ灯具。
3. 前記反射型ＬＥＤランプは、照射範囲に応じたサイズの前記ケース部と前記放熱フィンとを有する請求項１又は２に記載のＬＥＤ灯具。
4. 前記反射型ＬＥＤランプは、照射範囲に応じたサイズの反射鏡面を有する請求項１から３のいずれか１項に記載のＬＥＤ灯具。
5. 前記反射鏡面は、楕円形の一部を組み合わせた鏡面形状を有するように形成されている請求項４に記載のＬＥＤ灯具。
6. 前記反射型ＬＥＤランプは、同一の照射範囲を有する同一サイズの複数の反射型ＬＥＤランプを有する請求項１から５のいずれか１項に記載のＬＥＤ灯具。
7. 前記光源は、同一の前記ケース部に複数の前記光源を一体的に有する請求項１に記載のＬＥＤ灯具。
8. 前記放熱フィンは、前記光源を所定の位置に配置する位置決め部を有する請求項１に記載のＬＥＤ灯具。
9. 前記ケース部は、前記反射光を外部に取り出す端部を封止するとともに前記放熱フィンの一部を露出させるレンズ部を有する請求項１に記載のＬＥＤ灯具。
   

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