JP2020038847A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
・第1の発明は、半導体発光素子(32)が配列された発光体(30)と、前記発光体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、前記カバー本体と前記発光体との間に設けられ、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、前記発熱体を支持する支持体(50)と、を備える発熱体ユニット(100)と、を備え、前記発熱体ユニットは、前記カバー本体に固定され、かつ、前記発光体に接触しており、前記カバー本体と前記発熱体ユニットとの間には、隙間(S)を有する照明装置である。
・第2の発明は、第1の発明の照明装置において、前記発光体(30)及び前記発熱体ユニット(100)は、平板状であり、前記発熱体ユニットは、平板状である前記支持体(50)の表面に前記発熱体(20)が平面的に積層されていることを特徴とする照明装置である。
・第3の発明は、第1又は第2の発明の照明装置において、前記カバー本体(10)は、全体が所定の曲率で湾曲し、前記発熱体ユニット(100)側とは反対側に凸となるレンズ(11)と、前記レンズの前記発熱体ユニット側に積層された光拡散パネル(13)とを備えることを特徴とする照明装置である。
・第4の発明は、第1から第3までのいずれかの発明の照明装置において、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である。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
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、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、図1、図4、図5に示すように、発熱シート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。
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 (4)
- 半導体発光素子が配列された発光体と、
前記発光体の発光面側に設けられ、光透過性を有するカバー本体と、
前記カバー本体と前記発光体との間に設けられ、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、前記発熱体を支持する支持体と、を備える発熱体ユニットと、
を備え、
前記発熱体ユニットは、前記カバー本体に固定され、かつ、前記発光体に接触しており、
前記カバー本体と前記発熱体ユニットとの間には、隙間を有する
照明装置。 - 請求項1に記載の照明装置において、
前記発光体及び前記発熱体ユニットは、平板状であり、
前記発熱体ユニットは、平板状である前記支持体の表面に前記発熱体が平面的に積層されていること、
を特徴とする照明装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の照明装置において、
前記カバー本体は、
全体が所定の曲率で湾曲し、前記発熱体ユニット側とは反対側に凸となるレンズと、
前記レンズの前記発熱体ユニット側に積層された光拡散パネルと、
を備えること、
を特徴とする照明装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の照明装置において、
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。
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