JP2016197513A - 照明装置用カバー、照明装置用ヒータ、照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明装置の表面に付着した氷雪等を除去できる照明装置用カバーを提供する。【解決手段】照明装置用カバーは、半導体発光素子３２の発光面側に設けられ、光透過性を有するカバー本体１０と、カバー本体１０に取り付けられ、カバー本体１０の略全面を覆うパターン状に形成された発熱線を有する発熱体２０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置用カバー、照明装置用ヒータ及び照明装置に関する。

近年、電球に代わる光源として、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の半導体発光素子を用いた照明装置が普及しつつある。この種の照明装置は、二輪車、自動車等の車両用のヘッドライト（前照燈）としても採用されている（例えば、特許文献１）。

再表２０１２／０２３６０２号公報

車両用のヘッドライトには、使用環境により氷、雪、霜、水滴等（以下、「氷雪等」ともいう）が付着する。従来の電球を用いたヘッドライトでは、電球自身の発熱量が大きいため、付着した氷雪等を比較的容易に除去できる。しかし、ＬＥＤを用いたヘッドライトでは、ＬＥＤ自身の発熱量が電球に比べて小さいため、付着した氷雪等の除去が難しい。

本発明の課題は、照明装置の表面に付着した氷雪等を除去できる照明装置用カバー、照明装置用ヒータ及び照明装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により課題を解決する。なお、理解を容易にするため、実施形態の対応する構成の符号を付して説明するが、本発明の構成は、実施形態の対応する構成に限定されない。符号を付した構成は、適宜改良してもよく、また少なくとも一部を他の構成に代替してもよい。また、本願の明細書に添付の図面は概念図であって、説明及び理解の容易性を考慮して、寸法、縮尺、縦横比、形状等を、必要に応じて、実物と比べて多少の改編、誇張乃至は説明上で不要な部分の図示の省略等をする場合がある。
・第１の発明は、半導体発光素子（３２）の発光面側に設けられ、光透過性を有するカバー本体（１０）と、前記カバー本体に取り付けられ、前記カバー本体の略全面を覆うパターン状に形成された発熱線（２３１）を有する発熱体（２０）と、を備える照明装置用カバーである。
・第２の発明は、第１の発明の照明装置用カバーにおいて、前記発熱線（２３１）は、線幅が２μｍ〜２ｍｍであり、厚みが０．０５〜１５μｍであることを特徴とする照明装置用カバーである。
・第３の発明は、第１又は第２の発明の照明装置用カバーにおいて、前記発熱体（２０）は、支持体（５０）に積層されることを特徴とする照明装置用カバーである。
・第４の発明は、第３の発明の照明装置用カバーにおいて、前記支持体（５０）は、平板形状であり、前記発熱体（２０）が前記支持体の表面に平面的に積層されることを特徴とする照明装置用カバーである。
・第５の発明は、第１から第４までのいずれかの発明の照明装置用カバーにおいて、前記発熱線（２３１）は、ランダム２次元分布した母点から生成されるボロノイ図形パターン状に形成されていることを特徴とする照明装置用カバーである。
・第６の発明は、第１から第５までのいずれかの発明の照明装置用カバーと、前記照明装置用カバーの前記発熱体（２０）に接続される電源部（３）とを備える照明装置用ヒータである。
・第７の発明は、第６の発明の照明装置用ヒータと、発光体（３０）と、を備える照明装置である。

本発明によれば、照明装置の表面に付着した氷雪等を除去でき、特に光源として発熱量の少ない半導体発光素子を用いた場合に、氷雪等の除去に好適な照明装置用カバー、照明装置用ヒータ及び照明装置を提供することができる。

実施形態１におけるヘッドライト１の構成を示す概念図である。 ヘッドライト１におけるヘッドライト本体２の分解斜視図である。 ヘッドライト本体２の内部構造を説明する図である。 実施形態２における発熱シート２３１の形状を説明する図である。 実施形態３における電極部２４及び２５の形状を説明する図である。 実施形態４における発熱体２０Ｃの形状を説明する図である。 実施形態５における発熱体２０Ｄの部分断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の技術的範囲は、以下の実施形態に限定されない。また、各実施形態の説明に用いる図面において、部材の大きさ、比率等は、必要に応じて変更又は誇張されている。

［実施形態１］
図１は、実施形態１におけるヘッドライト１の構成を示す概念図である。図２は、ヘッドライト１におけるヘッドライト本体２の分解斜視図である。
本実施形態におけるヘッドライト１（照明装置）は、自動車の前照灯であり、後述するように、前カバー１０に付着した氷雪等を除去する機能を備える。

ここで、氷雪等を除去するとは、前カバー１０の温度を高くして、前カバー１０に付着した氷雪等を溶かしたり、蒸発させたりして取り除くことをいう。除去の対象となるのは、前カバー１０の表面に付着した氷雪等のみならず、裏面に付着した氷雪等及び前カバー１０の周囲に付着した氷雪等を含む。

実施形態１のヘッドライト１は、図１に示すように、ヘッドライト本体２と、電源部３と、スイッチ部４と、を備える。
ヘッドライト本体２は、図２に示すように、前カバー（カバー本体）１０と、発熱体２０と、発光体３０と、後カバー４０と、を備える。図示していないが、ヘッドライト本体２は、組み立て状態において略円柱形となる。また、ヘッドライト本体２は、正面視において円形となるように、前カバー１０、発熱体２０、発光体３０及び後カバー４０も正面視において円形に構成されている。

前カバー１０は、ヘッドライト本体２の前側に配置される部材である。前カバー１０は、レンズ１１と、レンズカバー１２と、を備える。レンズ１１は、発光体３０（後述）で生成された光を拡大する光学部材であり、全体が所定の曲率で湾曲したレンズ状に形成されている。レンズ１１は、光透過性を有するガラス、アクリル樹脂等の材料により構成される。また、レンズ１１の裏面側には、光拡散パネル１３（図３参照）が積層されている。光拡散パネルは、発光体３０から照射された光を拡散させる部材である。レンズカバー１２は、レンズ１１を保持する円環状の部材であり、樹脂等により構成される。レンズ１１は、レンズカバー１２に嵌め込まれ、接着剤により固定されている。

前カバー１０の後端側と後カバー４０（後述）の前端側とを嵌め合わせることにより、内部に発熱体２０及び発光体３０が収納された状態でヘッドライト本体２を密閉することができる。前カバー１０及び後カバー４０は、ヘッドライト本体２の筐体として機能する。

発熱体２０は、通電により発熱するユニット体であり、前カバー１０の裏側（前カバー１０と後述する発光体３０との間）に取り付けられる。ヘッドライト本体２において、上述した前カバー１０及び発熱体２０は、本実施形態において照明装置用カバーを構成する。発熱体２０の詳細な構成については後述する。

発光体３０は、光を発生する装置である。発光体３０で発生した光は、前方（前カバー１０側）に照射される。本実施形態における発光体３０は、ＬＥＤケース３１と、ＬＥＤ３２と、を備える。ＬＥＤケース３１は、複数のＬＥＤ３２を収容する円盤状の容器であり、内部にプリント配線基板（不図示）が設けられている。

ＬＥＤ３２は、白色光を発生する半導体発光素子であり、ＬＥＤケース３１に収容されている。各ＬＥＤ３２は、ＬＥＤケース３１の内部において、プリント配線基板と電気的に接続されている。プリント配線基板には、外部に設けられた発光体用電源部（図３では不図示。図１参照）から発光体用の電力が供給される。ＬＥＤ３２は、この発光体用電源部から供給された電力により点灯又は点滅する。

なお、本実施形態では、図２に示すように、ＬＥＤケース３１において、ＬＥＤ３２が同心円状に複数配置された例を示すが、ＬＥＤ３２の配置パターンは本実施形態の例に限定されない。後述するように、本実施形態のヘッドライト１においては、発熱体２０の発熱シート２３１（後述）がＬＥＤ３２と重ならない形状とする必要がない。そのため、ＬＥＤ３２の配置パターンについても、発熱シート２３１の形状に制約されることがない。

後カバー４０は、ヘッドライト本体２の後側に配置される部材である。後カバー４０は、樹脂、金属等の材料により構成される。ヘッドライト本体２は、前カバー１０と後カバー４０との間に発熱体２０及び発光体３０を収納し、後カバー４０の前端側を前カバー１０の後端側に嵌め合わせることにより組み立てられる。また、後カバー４０の内側面は、アルミニウム、銀、ニッケル、クロム等の金属からなる鏡面に仕上げられており、反射鏡４１を構成している。

再び、図１に示すヘッドライト１の構成について説明する。
電源部３は、発熱体２０に電力を供給（通電）する。電源部３は、発熱体２０の電極部２４及び２５と電力線５を介して電気的に接続されている。電源部３として、車載用のバッテリー（鉛蓄電池）が用いられる。図１では、電源部３を、発光体３０に電力を供給する発光体用電源部としても図示している。なお、ヘッドライト本体２において、上述した前カバー１０、発熱体２０及び電源部３は、本実施形態において照明装置用ヒータを構成する。

スイッチ部４は、発熱体２０（ヘッドライト本体２）と電源部３との間の電気的な接続を切り替える、すなわち、回路を開閉する開閉装置（開閉器）である。スイッチ部４をオン操作（閉じる）ことにより、電源部３から発熱体２０へ電力が供給される。また、スイッチ部４をオフ操作（開く）ことにより、電源部３から発熱体２０への電力の供給が停止される。スイッチ部４は、自動車のダッシュボード等に設けられ、乗員によりオン操作又はオフ操作が行われる。

次に、ヘッドライト本体２の内部構造について説明する。図３（ａ）は、実施形態１におけるヘッドライト本体２の部分断面図である。図３（ｂ）は、発熱体２０の部分断面図である。図３（ｃ）は、図１に示すＡ部分の拡大図である。ここでは、ヘッドライト本体２において、前カバー１０、発熱体２０及び発光体３０が組み立てられた状態について説明する。また、図３（ａ）では、後カバー４０の図示を省略する。

図３（ａ）に示すように、実施形態１のヘッドライト本体２は、発熱体２０が平板状の支持体５０に転写され、更に保護フィルム６０によりラミネートされている。実施形態１において、積層された発熱体２０、支持体５０及び保護フィルム６０を、発熱体ユニット１００とする。この発熱体ユニット１００は、レンズカバー１２（図２参照）の内部に挿入されている。レンズカバー１２に挿入された発熱体ユニット１００は、外周部に接着剤が塗布されることにより、前カバー１０の内部に固定される。なお、発熱体ユニット１００は、接着剤に限らず、粘着材、ネジ止め等により前カバー１０の内部に固定してもよい。

実施形態１の発光体３０は、全体が平板状に形成されている。そのため、前カバー１０、発熱体ユニット１００及び発光体３０を組み立てると、発熱体ユニット１００の裏面は、発光体３０と接触した状態となる。また、発熱体ユニット１００がレンズカバー１２の内部に挿入された状態において、前カバー１０の裏面に積層された光拡散パネル１３と発熱体２０（保護フィルム６０）との間に隙間Ｓが形成される。

発熱体２０は、図３（ｂ）に示すように、保護シート２１と、接合層２２と、導電性発熱体層２３と、を備える。
保護シート２１は、導電性発熱体層２３を保護する透明な樹脂製のシートである。保護シート２１として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の線状ポリエステル樹脂、ポリ弗化ビニル、ポリ弗化ビニリデン、ポリ４弗化エチレン等のフッ素系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等からなるフィルム材を用いることができる。保護シート２１は、ヘッドライト１の光量低下を最小限に抑える観点から、可視光の透過率（以下、「光透過率」ともいう）が７０％以上、好ましくは９０％以上であることが望ましい。

接合層２２は、保護シート２１を導電性発熱体層２３に接合する層である。接合層２２として、例えば、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）樹脂等からなる接着剤、アクリル樹脂、ゴム等からなる粘着剤等を用いることができる。

導電性発熱体層２３は、通電により発熱する層であり、保護シート２１の裏面側に接合層２２を介して積層されている。導電性発熱体層２３は、発熱シート２３１（発熱線）及び保持シート２３２から構成される。発熱シート２３１は、後述する発熱パターンが形成された導電性シートである。発熱シート２３１は、保持シート２３２上において、厚みが１〜５０μｍの範囲、より好ましくは１〜１５μｍの範囲で均一に形成されている。

発熱シート２３１の発熱パターンは、図３（ｃ）に示すように、複数の線部Ｌと、それらを連結する接続部Ｃとから構成される。発熱パターンにおいて、複数の線部Ｌにより囲まれた領域が開口部Ｅとなる（発熱パターンの形状については後述する）。本実施形態において、発熱シート２３１における線部Ｌの線幅は、１０μｍである。なお、発熱シート２３１において、線部Ｌの線幅は、２μｍ〜２ｍｍの範囲とすることが好ましい。また、厚みは、０．０５〜１５μｍであることが好ましい。

発熱シート２３１は、電源部３からの通電により発熱パターン全体が発熱する。発熱シート２３１が発熱すると、発熱シート２３１と隣接する前カバー１０の温度が高くなり、前カバー１０に付着した氷雪等が溶解又は蒸発する。このように、本実施形態のヘッドライト１は、電源部３からの通電により氷雪等を前カバー１０から除去できる。

発熱シート２３１は、図３（ｃ）に示すように、複数の開口部Ｅを有する微細な発熱パターンを構成することによって、開口部Ｅを介して所定の光透過性を有する。そのため、ヘッドライト１の光量低下を最小限に抑えることができる。発熱シート２３１は、ヘッドライト１の光量低下を最小限に抑える観点から、十分な発熱特性を発現できる範囲内で開口率（発熱パターンが形成された領域の全面積に対する開口部Ｅの面積の総和の比率）を大きくする必要がある。発熱シート２３１の開口率は、光透過率が９０％以上、好ましくは９８％以上となるように設定する。

発熱シート２３１は、均一な厚みの導電性のある金属膜（例えば、銅）を金属箔として用意し、これを保持シート２３２上に接着剤層を介して貼り合せて積層した上で、公知のフォトリソグラフィ方式を用い、エッチング（腐蝕）加工により枠抜きすることにより、所望のパターン形状とすることができる。発熱シート２３１に使用される導電性の金属は、上述の銅が代表的なものであるが、その他、アルミニウムや、銀、ニッケル、クロム、タングステン、これらの金属を１種類以上含む合金等を使用することもできる。

また、保持シート２３２上に発熱シート２３１を構成する金属膜を形成する方法としては、上述の金屬箔の接着剤層による貼り合せの他に、メッキ方式、蒸着方式、スパッタリング方式、箔の転写方式等を用いることができる。更に、導電性インキ（例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂等の樹脂バインダー中に銀、銅、ニッケル等の導電性金属粒子を分散させたインキ）を保持シート２３２上に所望のパターンで印刷する方法等の既知の方法によって形成することもできる。また、金属膜以外では、例えば、ＩＴＯ（インジウムドープ酸化スズ）膜を用いることができる。

なお、発熱シート２３１は、転写箔上において、金属膜が発熱パターンの形状に形成された転写箔を用いて、直接、この発熱パターン形状の金属膜を転写箔上に形成した接合層２２と共に、前カバー１０の裏面に転写してもよい。この場合、保護シート２１及び保持シート２３２を省略できる。また、保護シート２１等の経年変化等による変色の影響を抑制できる。また、保護シート２１等において、湾曲面への追従性を考慮する必要がない。
また、発熱シート２３１は、発熱パターンの複数の開口部Ｅの形状のそれぞれが、全て同一では無く、少なくとも一部は互いに相違する形状、すなわち、不規則（ランダム）な形状に形成されている。

具体的には、図３（ｃ）に示すように、発熱シート２３１の発熱パターンは、この発熱パターンを構成する多角形開口部の角数（乃至辺数）が分布を持ち、平面視（ＸＹ面）における形状が、三角形や、四角形、五角形等の複数種類の多角形状の開口部Ｅが複数隣接して形成された形状となる。このような発熱パターンは、偶然合同な多角形が複数存在する場合はあり得るが、基本的には開口部の多角形の角数及び面積は面内でランダムに分布し、平面内の各方向について配列周期は持たず非周期性である。このような非周期性発熱パターンとしては、例えば、特開２０１３−２３８０２９号公報に開示された、隣接母点間距離がある上限値及び下限値内に分布するランダム２次元分布した母点から生成されるボロノイ図形（以下、単に「ボロノイパターン」とも呼称する）を好適に用いることができる。

導電性発熱体層２３は、図１に示すように、電極部２４及び２５と接続されている。この電極部２４及び２５は、一般に「バスバー電極」とも呼ばれる。本実施形態の電極部２４及び２５は、発熱体２０の上側及び下側の端部にそれぞれ配置されている。電極部２４及び２５は、略Ｃ字形に湾曲した形状を有し、電極の中央部にそれぞれ電極端子２４ａ、２５ａが設けられている。

図１に示すように、発熱シート２３１は、湾曲した形状を有する電極部２４及び２５の間に配置される。そのため、前カバー１０の略全面は、発熱シート２３１により覆われた状態となる。なお、電極部２４及び２５は、発熱体２０の中心から対向する位置に配置されていればよく、図１の配置に限定されない。例えば、電極部２４及び２５は、導電性発熱体層２３において、右側及び左側のそれぞれの端部に配置されていてもよい。

保持シート２３２は、発熱シート２３１に積層される透明な樹脂製のシートである。保持シート２３２は、例えば、厚さ２０〜３５０μｍに形成される。保持シート２３２は、ヘッドライト１の光量低下を最小限に抑える観点から、光透過率が９８％以上であることが望ましい。

保持シート２３２として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、環状ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等からなるフィルム材を用いることができる。必要に応じて、これらフィルムを一軸又は二軸延伸したものを用いる。これらの中でも、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートのシートは、適度な透明性と、紫外線照射処理や加熱処理等に対する耐久性と、を有している点で好適である。

次に、実施形態１のヘッドライト１に設けられた発熱体２０の作用について説明する。
ヘッドライト１の前カバー１０に付着した氷雪等を除去する場合、自動車の乗員により、スイッチ部４（図１参照）がオン操作される。スイッチ部４がオン操作されると、電源部３から発熱体２０（ヘッドライト本体２）に電力が供給される。発熱体２０に電力が供給されると、電極部２４及び２５を介して導電性発熱体層２３に電流が流れ、発熱シート２３１が発熱する。発熱シート２３１が発熱すると、その熱は隙間Ｓを介して前カバー１０に伝達され、前カバー１０の温度が高くなる。その結果、ヘッドライト１の前カバー１０（レンズ１１）から氷雪等が除去される。

実施形態１の発熱体２０では、発熱シート２３１が前カバー１０の略全面を覆うように配置されているため、氷雪等を前カバー１０の全面において除去できる。一方、前カバー１０を加熱する必要がない場合、自動車の乗員により、スイッチ部４がオフ操作される。スイッチ部４がオフ操作されると、電源部３から発熱体２０への電力の供給が停止する。

以上説明した実施形態１のヘッドライト１によれば、以下のような効果を奏する。
（１）実施形態１のヘッドライト１は、発熱体２０の発熱シート２３１が前カバー１０の略全面を覆うように配置されているため、氷雪等を前カバー１０の全面において除去できる。
また、発熱体２０の発熱シート２３１は、線部Ｌ及び接続部Ｃの線幅が１０μｍ（２μｍ〜２ｍｍの範囲）であるため、発熱シート２３１を前カバー１０の略全面を覆うように配置しても、発熱シート２３１の開口率の低下を抑制できる。これによれば、発熱シート２３１の線部Ｌ及び接続部Ｃを、発光体３０のＬＥＤ３２と重ならない配置とする必要がないため、発熱シート２３１の形状に制約を受けることがない。
したがって、実施形態１によれば、光源としてＬＥＤ（半導体発光素子）を用いたヘッドライト１の表面に付着した氷雪等を除去できる。
また、実施形態１のヘッドライト１は、発熱シート２３１の形状に制約を受けないため、発熱シート２３１等の発熱体の形状を最適化できる。

（２）実施形態１のヘッドライト１において、発熱シート２３１を銅等の熱伝導率の高い材料で作製した場合は、ステンレス等に比べて、消費電力を抑制しつつ、発熱体２０の発熱効率をより高めることができる。
（３）実施形態１のヘッドライト本体２は、発熱体ユニット１００をレンズカバー１２の内部に挿入するように構成されている。そのため、実施形態１のヘッドライト本体２は、前カバー１０が既製品であっても、発熱体ユニット１００を容易に取り付けることができる。

［実施形態２］
実施形態２の発熱体２０Ａは、発熱シート２３１の形状が実施形態１と異なる。その他の構成は、実施形態１と同じであるため、相違点についてのみ図を用いて説明する。
図４は、実施形態２における発熱シート２３１の形状を説明する図である。以下、実施形態１の構成要件と対応する構成要件に同一符号を付して説明する。

実施形態１では、発熱シート２３１の発熱パターンをボロノイパターン状に形成した例について説明した。これに限らず、発熱パターンは、他のパターン形状であってもよい。例えば、図４（ａ）に示すように、発熱シート２３１の発熱パターンをメッシュパターン状に形成してもよい。図４（ａ）では、メッシュパターンの一例として、格子状のメッシュパターンを示す。また、図４（ｂ）に示すように、発熱シート２３１の発熱パターンをストライプパターン状に形成してもよい。

実施形態２のメッシュパターン状及びストライプパターン状の発熱シート２３１についても、実施形態１と同じ材料、製法で形成することができる。また、発熱シート２３１を構成する線部の線幅は、２μｍ〜２ｍｍとすることが望ましい。更に、いずれの形状においても、発熱シート２３１の開口率は、光透過率が９８％以上となるように設定することが望ましい。

［実施形態３］
実施形態３の発熱体２０Ｂは、電極部２４及び２５の形状が実施形態１と異なる。その他の構成は、実施形態１と同じであるため、相違点についてのみ図を用いて説明する。
図５は、実施形態３における電極部２４及び２５の形状を説明する図である。以下、実施形態１の構成要件と対応する構成要件に同一符号を付して説明する。

実施形態１では、略Ｃ字形に湾曲した形状の電極部２４及び２５について説明した。これに限らず、電極部２４及び２５は、他の形状であってもよい。例えば、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、電極部２４及び２５は、細長い短冊状であってもよい。図５（ａ）は、細長い短冊状に形成された電極部２４及び２５の間に、メッシュパターン状の発熱シート２３１を配置した例を示す。図５（ｂ）は、細長い短冊状に形成された電極部２４及び２５の間に、ストライプパターン状の発熱シート２３１を配置した例を示す。

また、図示していないが、細長い短冊状に形成された電極部２４及び２５の間に、ボロノイパターン状に形成された発熱シート２３１（図１参照）を配置してもよい。同じく図示していないが、細長い短冊状に形成された電極部２４及び２５の間に、曲線状又は波形の発熱シート２３１を配置してもよい。
本実施形態の発熱体２０Ｂにおいても、前カバー１０（図２参照）の略全面は、発熱シート２３１により覆われた状態となる。
なお、本実施形態の発熱体２０Ｂは、細長い短冊状に形成された電極部２４及び２５を備えるため、自動車等のフロントガラス、リアガラス等にも適用できる。

［実施形態４］
実施形態４の発熱体２０Ｃは、発熱シート２３１、電極部２６及び２７の形状が実施形態１と異なる。その他の構成は、実施形態１と同じであるため、相違点についてのみ図を用いて説明する。
図６は、実施形態４における発熱体２０Ｃの形状を説明する図である。以下、実施形態１の構成要件と対応する構成要件に同一符号を付して説明する。
図６に示すように、実施形態４の電極部２６及び２７は、実施形態３の電極部２４及び２５よりも横幅の狭い短冊状に形成され、発熱体２０Ｃの下側に並んで配置されている。また、電極部２６及び２７は、電極の中央部にそれぞれ電極端子２６ａ、２７ａが設けられている。

発熱シート２３１は、複数の配線２８により構成されている。具体的には、発熱シート２３１は、Ｕ字形に形成された複数の配線２８により構成されている。各配線２８は、大きさが異なる。発熱シート２３１において、複数の配線２８は、略同心円上に配置されている。すなわち、発熱シート２３１において、配線２８は、パターン状に形成されている。各配線２８の一方の端部は、電極部２６と電気的に接続されている。また、各配線２８の他方の端部は、電極部２７と電気的に接続されている。本実施形態の発熱体２０Ｃにおいても、前カバー１０（図２参照）の略全面は、発熱シート２３１により覆われた状態となる。

実施形態４の発熱シート２３１についても、実施形態１と同じ材料、製法で形成することができる。また、発熱シート２３１を構成する配線２８の線幅は、２μｍ〜２ｍｍとすることが望ましい。更に、実施形態４の構成においても、発熱シート２３１の開口率は、光透過率が９８％以上となるように設定することが望ましい。
なお、電極部２６及び２７は、発熱体２０の一方の側に並んで配置されていればよく、図６の位置に限定されない。例えば、電極部２６及び２７は、発熱体２０Ｃにおいて、上側、右側又は左側の端部に並んで配置されていてもよい。

［実施形態５］
実施形態５の発熱体２０Ｄは、層構成が実施形態１と異なる。その他の構成は、実施形態１と同じであるため、相違点についてのみ図を用いて説明する。
図７は、実施形態５における発熱体２０Ｄの部分断面図であり、実施形態１の図３（ｂ）に対応する。以下、実施形態１の構成要件と対応する構成要件に同一符号を付して説明する。

図７に示すように、実施形態５の発熱体２０Ｄは、第１保護シート２１ａ、第１接合層２２ａ、導電性発熱体層２３、第２接合層２２ｂ及び第２保護シート２１ｂを備える。実施形態５の発熱体２０Ｄは、導電性発熱体層２３の両側に、それぞれ接合層を介して保護シートが積層されている点が実施形態１の発熱体２０（図３（ｂ）参照）と異なる。具体的には、導電性発熱体層２３の一方の側には、第１接合層２２ａを介して第１保護シート２１ａが積層されている。また、導電性発熱体層２３の他方の側には、第２接合層２２ｂを介して第２保護シート２１ｂが積層されている。
上記のように構成された発熱体２０Ｄについても、実施形態１〜実施形態３の発熱体２０、２０Ａ、２０Ｂと同等の作用を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。また、実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、実施形態に記載した効果に限定されない。更に、上述した実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。なお、以下に説明する変形形態は、一部を除いて各実施形態に共通であるため、構成要件の符号を適宜に省略する。

［変形形態］
上述した実施形態１〜実施形態５（以下、総称して「本実施形態」ともいう）では、本発明を自動車のヘッドライトに適用した例について説明したが、本発明は、自動車のテールライト、ウインカーライト、車幅燈等にも適用できる。また、本発明は、自動車に限らず、二輪車、三輪車等の照明装置にも適用できるし、鉄道車両、船舶、航空機等の照明装置、例えば、鉄道車両の前部標識、航空機の着陸燈、タクシー燈等、船舶のマスト燈、舷燈、全周燈等、ヘルメットや帽子に設置するヘッドランプ等にも適用できる。特に、氷雪等に接する外界側に設置される照明装置として好適である。また、屋外に設けられる各種の照明装置にも適用できる。例えば、屋外広告を上向きに照らす照明装置、地上や艦船上から航空機等を照明する探照燈、航空機等を飛行場や航空母艦等に誘導するための進入燈、滑走路燈等の航空照明燈火の場合、前カバーに氷雪等が付着しやすいため、本発明を好適に用いることができる。

本実施形態では、発熱シートにおける発熱パターンの形状として、ボロノイパターン状、メッシュパターン状、ストライプパターン状を例に挙げたが、これに限らず、他のパターンを適用してもよい。例えば、発熱パターンは、四角形以外の多角形、円、楕円等が規則的又は不規則に配置されたメッシュパターン状であってもよい。

本実施形態では、発熱体２０を支持体５０に転写する例について説明したが、これに限定されない。例えば、発熱シート２３１を支持体５０に転写してもよい。
本実施形態では、平板状の発熱体ユニット１００をレンズカバー１２の内部に挿入する例について説明した。これに限らず、真空成型により一体に成形された発熱体及び支持体をレンズカバー１２の内部に嵌め込むようにしてもよいし、インモールド成型により一体に成形された発熱体及び支持体をレンズカバー１２の内部に嵌め込むようにしてもよい。なお、発熱体と支持体とを一体に成形する手法は、上述した真空成型、インモールド成型に限らず、他の手法により一体に成形してもよい。

本実施形態では、発熱体２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ及び２０Ｄを前カバー１０に取付ける際に、これら発熱体を前カバー１０の裏側に配置した例について説明したが、これに限らず、発熱体を前カバー１０の表側（外側）に配置してもよい。また、ヘッドライトとして必要な光量を損なわない程度の開口率を確保できる場合には、発熱体を前カバーの表側及び裏側に配置してもよい。更に、発熱体を前カバーの中に封入した構成としてもよい。

なお、発熱体２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ及び２０Ｄを前カバー１０の表側（外側）に配置する場合は、発熱体を外界からの力、紫外線を含む日光、泥水等による汚染、水分や塩分等から保護するための耐久性と共に、耐熱性をも具備する塗膜を塗工形成する。かかる塗膜を構成する塗料としては、弗素系樹脂、珪素系樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂からなるものを用いることができる。塗膜に耐擦傷性を付与するためには、これら樹脂として、単体量或いはプレポリマーとしてアクリロイル基、エポキシ基等の重合性官能基を持つものを用い、紫外線、電子線等の電離放射線照射により、架橋乃至は重合させる電離放射線硬化型の樹脂系を採用することが好ましい。

本実施形態では、発熱体２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ及び２０Ｄを前カバー１０に配置して取り付け、これら発熱体からの熱を熱伝導によって前カバー１０に伝達して、これを加熱する例について説明した。これに限らず、発光体の発光とヘッドライトとして必要な光量を損なわない範囲内で、発光体３０上に発熱体２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ及び２０Ｄを配置して取り付けたり、前カバー１０と発光体３０との間の空間に発熱体２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ及び２０Ｄを配置して取り付けたりしてもよい。これら形態の場合、発熱体の熱は空気中の熱伝導の他、輻射熱によっても前カバー１０に伝達されて、これを加熱することになる。

本実施形態では、発光体３０としてＬＥＤに代表される半導体発光素子を使用する例について説明した。これに限らず、蛍光燈、ＥＬ（電場発光）素子等の低発熱量の発光体を用いる照明装置にも同様に適用することができ、その場合も本実施形態と同様の効果を奏する。また、発光体３０として白熱電球を用いた照明装置においても、寒冷な環境下において白熱電球自体の発熱量のみでは照明装置に付着した氷雪等の除去が不十分な場合、補完的な熱源を有する本発明の照明装置用カバーを適用することができる。

本実施形態では、ヘッドライト本体２が、組み立て状態において略円柱形となり、前カバー１０、発熱体２０、発光体３０及び後カバー４０も正面視において円形に構成された例について説明した。これに限らず、ヘッドライト本体２を、組み立て状態において４角柱、５角柱、６角柱等の多角柱形とし、前カバー１０、発熱体２０、発光体３０及び後カバー４０も正面視において４角柱、５角柱、６角柱等の多角形として構成してもよい。

また、内面を反射鏡とした後カバー４０の形状は、反射光を効率良く且つ所望の輝度の角度分布で出光できるように、球面、回転楕円体、回転双曲面、回転放物面の一部をなす曲面等の曲面形状とすることができる。
本実施形態では、図１、図４、図５に示すように、発熱体シート２３１の発熱パターンを構成する線部Ｌを直線線分とした例について説明した。これに限らず、発熱体シート２３１の発熱パターンを構成する線部Ｌは、正弦波、楕円関数曲線、Ｂｅｓｓｅｌ関数曲線、サイクロイド曲線等の一部から構成されていてもよい。

実施形態４では、発熱シート２３１の発熱パターンとして、Ｕ字形に形成された複数の配線２８を略同心円上に配置することによりパターン状とした例について説明したが、これに限定されない。例えば、コ字形に形成された複数の配線を同心円上に配置することによりパターン状としてもよい。

１ ヘッドライト
２ ヘッドライト本体
３ 電源部
１０ 前カバー
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ 発熱体
２３ 導電性発熱体層
２８ 配線
３０ 発光体
４０ 後カバー
４１ 反射鏡
２３１ 発熱シート

Claims (7)

1. 半導体発光素子の発光面側に設けられ、光透過性を有するカバー本体と、
   前記カバー本体に取り付けられ、前記カバー本体の略全面を覆うパターン状に形成された発熱線を有する発熱体と、
   を備える照明装置用カバー。
2. 請求項１に記載の照明装置用カバーにおいて、
   前記発熱線は、線幅が２μｍ〜２ｍｍであり、厚みが０．０５〜１５μｍであること、
   を特徴とする照明装置用カバー。
3. 請求項１又は請求項２に記載の照明装置用カバーにおいて、
   前記発熱体は、支持体に積層されること、
   を特徴とする照明装置用カバー。
4. 請求項３に記載の照明装置用カバーにおいて、
   前記支持体は、平板形状であり、前記発熱体が前記支持体の表面に平面的に積層されること、
   を特徴とする照明装置用カバー。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の照明装置用カバーにおいて、
   前記発熱線は、ランダム２次元分布した母点から生成されるボロノイ図形パターン状に形成されていること、
   を特徴とする照明装置用カバー。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の照明装置用カバーと、
   前記照明装置用カバーの前記発熱体に接続される電源部と、
   を備える照明装置用ヒータ。
7. 請求項６に記載の照明装置用ヒータと、
   発光体と、
   を備える照明装置。

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