JP2012074217A - 回路モジュール、発光モジュールおよび車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用灯具の小型化に寄与する回路モジュールや発光モジュールを提供する。
【解決手段】回路モジュール１４において、支持部材２４は、パッケージ１６を搭載可能な素子搭載面と、半導体発光素子の点灯を制御する点灯制御回路２２を搭載可能な回路搭載面とを有する。点灯制御回路２２は、回路搭載面に搭載される。回路搭載面は、素子搭載面に対して直交または傾斜するように形成されている。これにより、回路搭載面と素子搭載面とが同一平面に形成されている回路モジュールと比較して、回路モジュールの長手方向の長さを短くできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路モジュール、発光モジュールおよび車両用灯具に関する。

従来、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子を光源として車両用灯具に利用する技術の開発が進められている。このような車両用灯具においては、半導体発光素子の点灯を制御するための回路が必要な場合がある。そこで、半導体発光素子と点灯回路を同一面に搭載した搭載基板を備えた光源モジュールが考案されている（特許文献１参照）。

特開２００５−２５９６０３号公報

一方、車両の電装化・多機能化により部品点数が増大するとともに、部品レイアウトや車両デザインの自由度の要求から車両用灯具にも小型化、省スペース化が求められている。しかしながら、例えば上述の特許文献に記載された搭載基板は、半導体発光素子と点灯回路を同一面上に搭載し、その長手方向が車両用灯具の光軸方向と平行になるように配置されている。そのため、このような搭載基板を備える車両用灯具の光軸方向の長さを短くするには限界がある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両用灯具の小型化に寄与する回路モジュールや発光モジュールを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の回路モジュールは、半導体発光素子を搭載可能な素子搭載面と、半導体発光素子の点灯を制御する点灯制御回路を搭載可能な回路搭載面とを有する放熱板と、回路搭載面に搭載された点灯制御回路と、を有する。回路搭載面は、素子搭載面に対して直交または傾斜するように形成されている。

この態様によると、回路搭載面と素子搭載面とが同一平面に形成されている回路モジュールと比較して、回路モジュールの長手方向の長さを短くできる。

本発明の別の態様は、発光モジュールである。この発光モジュールは、上述の回路モジュールと、素子搭載面に搭載された半導体発光素子と、を有する。

この態様によると、点灯制御回路と半導体発光素子とが同一平面に搭載されている発光モジュールと比較して、発光モジュールの長手方向の長さを短くできる。

本発明のさらに別の態様は、車両用灯具である。この車両用灯具は、車両に用いられる車両用灯具であって、発光モジュールと、発光モジュールから出射された光を車両前方に向けて反射するリフレクタと、を備える。発光モジュールは、素子搭載面がリフレクタと対向するように配置されている。

この態様によると、車両用灯具の前後方向をコンパクトにすることができる。

本発明のさらに別の態様は、発光モジュールである。この発光モジュールは、部品を搭載可能な搭載面を有する放熱板と、搭載面に搭載された半導体発光素子と、搭載面に搭載され、半導体発光素子の点灯を制御する点灯制御回路と、を有する。半導体発光素子は、主発光面が搭載面に対して直交または傾斜するように配置されている。

ここで、主発光面とは、発光面が一つであればその面をいう。また、発光面が複数ある場合には光が最も出射する面ということができる。この態様によると、半導体発光素子の主発光面と点灯制御回路の搭載面とが平行に形成されている発光モジュールと比較して、主発光面の法線と垂直な方向への発光モジュールの長さを短くできる。

本発明のさらに別の態様は、車両用灯具である。この車両用灯具は、車両に用いられる車両用灯具であって、発光モジュールと、発光モジュールから出射された光を車両前方に向けて反射するリフレクタと、を備える。発光モジュールは、主発光面がリフレクタと対向するように配置されている。

この態様によると、車両用灯具の前後方向をコンパクトにすることができる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、車両用灯具の小型化に寄与する回路モジュールや発光モジュールを提供することができる。

第１の実施の形態に係る車両用前照灯の概略構成を示す断面図である。 第２の実施の形態に係る車両用前照灯の概略構成を示す断面図である。 第２の実施の形態に係る発光モジュールの概略構成を示す斜視図である。 第２の実施の形態に係るパッケージの斜視図である。 第３の実施の形態に係る発光モジュール近傍の概略構成を示す断面図である。 第４の実施の形態に係る発光モジュール近傍の概略構成を示す断面図である。 第４の実施の形態に係る車両用前照灯の概略構成を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、車両用灯具のひとつである車両用前照灯を例に説明する。図１は、第１の実施の形態に係る車両用前照灯１０の概略構成を示す断面図である。図１に示す車両用前照灯１０は、後述する投影レンズが車両前方側、後述する発光モジュールが車両後方側に位置するように構成されている。なお、ラインＸは光軸である。

車両用前照灯１０は、投影レンズ１２、回路モジュール１４、パッケージ１６、リフレクタ１８、ヒートシンク２０、を備える。投影レンズ１２は、前方側表面が凸面に形成されている非球面凸レンズであり、光源像を反転像として灯具前方に投影する。パッケージ１６は、ＬＥＤなどの半導体発光素子が含まれている。

回路モジュール１４は、パッケージ１６に含まれている半導体発光素子の点灯を制御する点灯制御回路２２と、パッケージ１６および点灯制御回路２２を支持する支持部材２４と、パッケージ１６と点灯制御回路２２とを電気的に導通する配線が設けられているハウジング２６と、を備える。なお、回路モジュール１４にパッケージ１６を搭載したものを発光モジュール２８と称する。

支持部材２４は、板状の部材をＬ字状に加工したものである。Ｌ字状の支持部材２４は、２つの平面２４ａ，２４ｂを有する。２つの平面のうち上面に当たる平面２４ａは、素子搭載面としてパッケージ１６が搭載される。２つの平面のうち側面に当たる平面２４ｂは、回路搭載面として点灯制御回路２２が搭載される。本実施の形態に係る支持部材２４は、金属材料からなり、放熱板として機能する。

リフレクタ１８は、パッケージ１６を上方から覆うように設けられており、パッケージ１６が発した光を前方へ反射して集光する反射面１８ａが内側に形成されている。つまり、発光モジュール２８は、支持部材２４の素子搭載面である平面２４ａがリフレクタ１８と対向するように配置されている。これにより、リフレクタ１８は、パッケージ１６が発した光を反射面１８ａで反射して集光する。

ヒートシンク２０は、その後側面および上面に支持部材２４が固定されている。ヒートシンク２０は、パッケージ１６や点灯制御回路２２が発する熱を支持部材２４を介して回収し放熱することで、パッケージ１６や点灯制御回路２２の温度上昇を抑制する。ヒートシンク２０の上面２０ａは、パッケージ１６から発せられリフレクタ１８によって反射された光の一部を遮るシェードとして機能するように加工されている。

本実施の形態に係る回路モジュール１４においては、支持部材２４の回路搭載面である平面２４ｂは、支持部材２４の素子搭載面である平面２４ａに対して直交するように形成されている。そのため、回路搭載面と素子搭載面とが同一平面に形成されている回路モジュールと比較して、回路モジュール１４の長手方向の長さを短くできる。なお、平面２４ｂは、平面２４ａに対して傾斜するように形成されてもよい。

これにより、回路モジュール１４または発光モジュール２８の点灯制御回路２２をヒートシンク２０の上面２０ａではなく、後側面２０ｂに設けることが可能となる。その結果、車両用前照灯１０は、その前後方向がコンパクトになり、小型化される。

（第２の実施の形態）
図２は、第２の実施の形態に係る車両用前照灯３０の概略構成を示す断面図である。図３は、第２の実施の形態に係る発光モジュールの概略構成を示す斜視図である。図２に示す車両用前照灯３０は、投影レンズが車両前方側、発光モジュールが車両後方側に位置するように構成されている。

車両用前照灯３０は、投影レンズ１２、回路モジュール３２、パッケージ３４、リフレクタ１８、ヒートシンク２０、を備える。パッケージ３４は、ＬＥＤなどの半導体発光素子が含まれている。

回路モジュール３２は、パッケージ３４に含まれている半導体発光素子の点灯を制御する点灯制御回路２２と、パッケージ３４および点灯制御回路２２を支持する支持部材３６と、パッケージ３４と点灯制御回路２２とを電気的に導通する配線が設けられているハウジング３８と、を備える。なお、回路モジュール３２にパッケージ３４を搭載したものを発光モジュール４０と称する。

支持部材３６は、金属材料からなる板状の部材であり、放熱板として機能する。部品を搭載可能な支持部材３６の搭載面３６ａには、パッケージ３４および点灯制御回路２２が搭載されている。

リフレクタ１８は、パッケージ３４を上方から覆うように設けられており、パッケージ３４が発した光を前方へ反射して集光する反射面１８ａが内側に形成されている。これにより、リフレクタ１８は、パッケージ１６が発した光を反射面１８ａで反射して集光する。

ヒートシンク２０は、その後側面２０ｂに支持部材３６が固定されている。ヒートシンク２０は、パッケージ３４や点灯制御回路２２が発する熱を支持部材３６を介して回収し放熱することで、パッケージ３４や点灯制御回路２２の温度上昇を抑制する。

本実施の形態に係るパッケージ３４は、主発光面３４ａが、支持部材３６の搭載面３６ａに対して直交するように搭載面３６ａ上に搭載されている。つまり、発光モジュール４０は、主発光面３４ａがリフレクタ１８と対向するように配置されている。ここで、主発光面３４ａは、発光面が一つであればその面をいう。また、発光面が複数ある場合には光が最も出射する面をいう。したがって、半導体発光素子の主発光面と点灯制御回路の搭載面とが平行に形成されている発光モジュールと比較して、主発光面３４ａの法線と垂直な方向への発光モジュール４０の長さ（厚み）を短く（薄く）できる。なお、主発光面３４ａは、搭載面３６ａに対して傾斜するように形成されてもよい。

これにより、回路モジュール３２または発光モジュール４０の点灯制御回路２２をヒートシンク２０の上面２０ａではなく、後側面２０ｂに設けることが可能となる。その結果、車両用前照灯３０は、その前後方向がコンパクトになり、小型化される。

図４は、第２の実施の形態に係るパッケージ３４の斜視図である。図４に示すように、パッケージ３４は、主発光面３４ａとは直交（交差）する側面に一対の側面電極３４ｂが設けられている。図２や図３に示すように、主発光面３４ａと搭載面３６ａとが平行でない場合、パッケージ３４の主発光面３４ａと、ハウジング３８が有する配線であって搭載面３６ａと平行な領域に露出している導電部３８ａとをワイヤーボンディングにより接続することは困難である。

そこで、本実施の形態では、パッケージ３４の側面電極３４ｂとハウジング３８の導電部３８ａとを、Ａｕワイヤー、Ａｌワイヤー、Ａｌリボン等の導電部材４２で接続している。なお、パッケージと点灯制御回路との接続は、ＦＰＣ等の配線基板等で接続してもよい。

（第３の実施の形態）
図５は、第３の実施の形態に係る発光モジュール近傍の概略構成を示す断面図である。図５では、投影レンズやリフレクタは省略されている。第３の実施の形態に係る発光モジュール５０は、第１の実施の形態に係る発光モジュール２８とほぼ同様の構成であるが、放熱板として機能する支持部材５２がＬ字状ではなく板（厚板）状である点が主な相違点である。板状の支持部材５２は曲げ加工が必要ないため、形状がＬ字状のものよりも加工コストが低減される。発光モジュール５０のその他の構成は、第１の実施の形態と実質的に同じなので、対応する構成に同じ符号を付して説明を省略する。

（第４の実施の形態）
図６は、第４の実施の形態に係る発光モジュール近傍の概略構成を示す断面図である。図６では、投影レンズやリフレクタは省略されている。以下では、第４の実施の形態に係る発光モジュール６０の構成のうち、第１の実施の形態に係る発光モジュール２８と異なる点を中心に説明し、第１の実施の形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

図１に示した支持部材２４では、点灯制御回路２２の全体が平面２４ｂに搭載されている。しかしながら、支持部材２４を介した放熱は、必ずしも回路の全体が接触していなくても可能であり、特に回路の発熱量があまり多くない場合、回路の一部でも支持部材と接触していればよい。そこで、本実施の形態に係る支持部材６２は、点灯制御回路２２の底面と接触する平面６２ｂが小さくなっており、点灯制御回路２２の底面の一部と接する構成である。つまり、この構成は、支持部材６２が小型化されている。その結果、支持部材の材料費や加工費の低減によるコスト削減が可能となる。

（第５の実施の形態）
図７は、第４の実施の形態に係る車両用前照灯７０の概略構成を示す断面図である。以下では、第１の実施の形態に係る車両用前照灯１０の構成と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。

車両用前照灯７０は、回路モジュール７２、パッケージ１６、リフレクタ７４、を備える。回路モジュール７２は、パッケージ１６に含まれている半導体発光素子の点灯を制御する点灯制御回路２２と、パッケージ１６および点灯制御回路２２を支持する支持部材７６と、パッケージ１６と点灯制御回路２２とを電気的に導通する配線が設けられているハウジング２６と、を備える。なお、回路モジュール７２にパッケージ１６を搭載したものを発光モジュール７８と称する。

支持部材７６は、板状の部材をＬ字状に加工したものである。Ｌ字状の支持部材７６は、２つの板部７６ａ，７６ｂが互いの端部で直交するような形状に加工されている。そして、上下方向に延在する板部７６ａの後側面７６ｃは、回路搭載面として点灯制御回路２２が搭載されている。また、水平方向に延在する板部７６ｂの下面７６ｄは、素子搭載面としてパッケージ１６が搭載されている。

リフレクタ７４は、パッケージ１６を下方から覆うように設けられており、パッケージ１６が発した光を前方へ反射して集光する放物面７４ａが内側に形成されている。つまり、発光モジュール７８は、支持部材７６の素子搭載面である下面７６ｄがリフレクタ７４と対向するように配置されている。これにより、リフレクタ７４は、パッケージ１６が発した光を放物面７４ａで反射して配光制御する。

本実施の形態に係る回路モジュール７２において、支持部材７６の回路搭載面である後側面７６ｃは、支持部材７６の素子搭載面である下面７６ｄに対して直交するように形成されている。そのため、回路搭載面と素子搭載面とが同一平面に形成されている回路モジュールと比較して、回路モジュール１４の長手方向の長さを短くできる。なお、後側面７６ｃは、下面７６ｄに対して傾斜するように形成されてもよい。

これにより、回路モジュール７２または発光モジュール７８の点灯制御回路２２を支持部材７６の上面ではなく、後側面７６ｃに設けることが可能となる。その結果、車両用前照灯７０は、その前後方向がコンパクトになり、小型化される。加えて、支持部材７６の板部７６ｂより下方に、リフレクタ７４、パッケージ１６、点灯制御回路２２を配置できるため、車両用前照灯７０は、その上下方向がコンパクトになり、更に小型化される。

なお、上述の各実施の形態では支持部材の形状をＬ字状として説明しているが、場合によっては支持部材の形状が逆Ｌ字状であってもよいことはもちろんである。

以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

１０ 車両用前照灯、 １４ 回路モジュール、 １６ パッケージ、 １８ リフレクタ、 ２０ ヒートシンク、 ２０ａ 上面、 ２０ｂ 後側面、 ２２ 点灯制御回路、 ２４ 支持部材、 ２４ａ，２４ｂ 平面、 ２８ 発光モジュール、 ３２ 回路モジュール、 ３４ａ 主発光面、 ３６ａ 搭載面、 ４０ 発光モジュール。

Claims (5)

1. 半導体発光素子を搭載可能な素子搭載面と、半導体発光素子の点灯を制御する点灯制御回路を搭載可能な回路搭載面とを有する放熱板と、
   前記回路搭載面に搭載された点灯制御回路と、を有し、
   前記回路搭載面は、前記素子搭載面に対して直交または傾斜するように形成されていることを特徴とする回路モジュール。
2. 請求項１に記載の回路モジュールと、
   前記素子搭載面に搭載された半導体発光素子と、
   を有することを特徴とする発光モジュール。
3. 車両に用いられる車両用灯具であって、
   請求項２に記載の発光モジュールと、
   前記発光モジュールから出射された光を車両前方に向けて反射するリフレクタと、を備え、
   前記発光モジュールは、前記素子搭載面が前記リフレクタと対向するように配置されていることを特徴とする車両用灯具。
4. 部品を搭載可能な搭載面を有する放熱板と、
   前記搭載面に搭載された半導体発光素子と、
   前記搭載面に搭載され、前記半導体発光素子の点灯を制御する点灯制御回路と、を有し、
   前記半導体発光素子は、主発光面が前記搭載面に対して直交または傾斜するように配置されていることを特徴とする発光モジュール。
5. 車両に用いられる車両用灯具であって、
   請求項４に記載の発光モジュールと、
   前記発光モジュールから出射された光を車両前方に向けて反射するリフレクタと、を備え、
   前記発光モジュールは、前記主発光面が前記リフレクタと対向するように配置されていることを特徴とする車両用灯具。

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