JP2021190318A - 光源モジュール及びその製造方法、並び車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用灯具１における発光素子の冷却能を高めること。【解決手段】車両灯具１用の光源モジュール１１は、発光素子９ａ〜９ｋと、発光素子９ａ〜９ｋが実装された配線基板４と、発光素子９ａ〜９ｋからの放射光を少なくとも部分的に反射するように設けられたリフレクタ５を含む（なお、リフレクタ５は、光学部品の非限定の一例である）。リフレクタ５は、発光素子９ａ〜９ｋの発光時に発光素子９ａ〜９ｋから配線基板４を介してリフレクタ５に至る放熱経路が形成されるように配線基板４に対して熱的に接続される。【選択図】図１

Description

本開示は、光源モジュール及びその製造方法、並び車両用灯具に関する。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode）及びＬＤ（Laser Diode）といった半導体発光素子のエネルギー変換効率は必ずしも十分に高くなく、半導体発光素子の駆動のために消費される電力がある割合（例えば、６０〜８０％）で熱に変換される。従って、半導体発光素子の安定駆動及び長寿命化のためには半導体発光素子から外部に効果的に熱伝導させることが要求される。

特許文献１は、ヒートシンクの空冷用ファンをＬＥＤの冷却のためにも用いることを開示する。具体的には、ファンの作動に応じて、ヒートシンクの裏側から表側（ＬＥＤ側）へヒートシンクを迂回する空気流が生じ、この空気流がヒートシンクの表側のＬＥＤに供給される。

特許文献１と同様、特許文献２にも、ＬＥＤ、ヒートシンク、及びファンを車両用灯具内に設けることが開示されている。特許文献２では、ＬＥＤの出射光を遮蔽するシェードとこれを動作させるためのソレノイドを有する光量制御機構も設けられる。

特開２０１７−９１８４８号公報 特許第６３９２８２１号公報

発光素子の冷却のためにヒートシンクの大型化やヒートシンク空冷用ファンの高性能化が検討されるものの、車両用灯具のサイズが大型化してしまうか、或いは、車両用灯具のコストが増加してしまうことが懸念される。本願発明者は、車両用灯具のサイズまたはコストへの影響を極力抑制しつつ、車両用灯具における発光素子の冷却能を高めるという新たな課題を見いだした。

本開示の一態様に係る車両灯具用光源モジュールは、１以上の発光素子と、１以上の発光素子が実装された配線基板と、発光素子からの放射光に対して光学的に作用するように設けられた光学部品を含む。光学部品は、発光素子の発光時に発光素子から配線基板を介して光学部品に至る放熱経路が形成されるように配線基板に対して熱的に接続される。

本開示の一態様に係る車両用灯具は、上記した光源モジュールと、発光素子に熱的に接続されるヒートシンクと、ヒートシンクを空冷するためのファンを含み、光学部品が配置された灯室にはファンの作動により生じる空気流が供給される。ヒートシンクには空気流の通過を許容する窓が設けられ得る。

本開示の別態様に係る車両用灯具は、１以上の発光素子と、１以上の発光素子が実装された配線基板と、少なくとも配線基板が配置される灯室を少なくとも部分的に画定するレンズホルダーを含む。灯室に配置される部品は、発光素子の発光時に発光素子から配線基板を介して灯室に配置される部品に至る放熱経路が形成されるように配線基板に対して熱的に接続され、及び／又は、レンズホルダーは、発光素子の発光時に発光素子から配線基板を介してレンズホルダーに至る放熱経路が形成されるように配線基板に対して熱的に接続される。

本開示の一態様に係る車両灯具用光源モジュールの製造方法は、１以上の発光素子又は１以上の発光素子が実装された配線基板をヒートシンクに熱的に接続する工程と、発光素子からの放射光に対して光学的に作用する光学部品を配線基板に熱的に接続する工程を含み、発光素子の発光時に発光素子から配線基板を介して光学部品に至る放熱経路が形成される。

幾つかの実施形態においては、光学部品は、配線基板を介して１以上の発光素子から熱を受ける受熱部と、配線基板への光学部品の取り付けのために設けられた取付部を含む。受熱部は、配線基板の所定の配線層に対して熱的に接続され得る。所定の配線層は、フローティング電位を有し得る。所定の配線層は、発光素子へ駆動電流を供給するための配線層により包囲されるように設けられ得る。受熱部は、配線基板に向けて延びる脚であり得る。

幾つかの実施形態においては、発光素子が所定方向に沿って配置されてアレイを形成し、受熱部は、アレイの両端と比較してアレイの中心に近い位置において配線基板に対して熱的に接続される。アレイの端部と比較してアレイの中心において発光素子が高密度に配置され得る。アレイの端部と比較してアレイの中心に近い位置に設けられた発光素子は、アレイの中心と比較してアレイの端部に近い位置に設けられた発光素子よりも高いデューティ比の電流で駆動され得る。

本開示の一態様に係る車両灯具用光源モジュールは、１以上の発光素子と、１以上の発光素子が実装された配線基板と、発光素子からの放射光に対して光学的に作用するように設けられた光学部品を備え、光学部品は、配線基板への光学部品の取り付けのために設けられた取付部と、配線基板を介して１以上の発光素子から熱を受ける受熱部を含む。

本開示の一態様によれば、光源モジュールの発光素子に対して新しい放熱経路を提供することができる。

本開示の一態様に係る車両灯具の概略的な分解斜視図である。 本開示の一態様に係る車両灯具の概略的な断面模式図である。 本開示の一態様に係る配線基板の概略的な前面図である。 本開示の一態様に係るリフレクタの概略的な斜視図であり、特にリフレクタに設けられた受熱部を示す。 配線基板に生じる温度分布の非限定の一例を示す模式図である。 発光素子の制御回路の概略的な回路図である。 発光素子に供給される駆動電流の概略的な波形図である。 配線基板への発光素子の実装形態に関するバリエーションを示す概略図である。 レンズホルダーが配線基板に熱的に接続される実装形態を示す概略図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の非限定の実施形態及び特徴について説明する。当業者は、過剰説明を要せず、各実施形態及び／又は各特徴を組み合わせることができ、この組み合わせによる相乗効果も理解可能である。実施形態間の重複説明は、原則的に省略する。参照図面は、発明の記述を主たる目的とするものであり、作図の便宜のために簡略化されている。各特徴は、本明細書に開示された車両灯具にのみ有効であるものではなく、本明細書に開示されていない他の様々な車両灯具にも通用する普遍的な特徴として理解される。

車両用灯具１は、車両用灯具１が取り付けられた車両の進行方向において前方又は後方を照明する。本明細書においては、車両進行方向に照らして前後方向が理解され得る（図１のＦとＲｅの間の双頭矢印参照）。左右方向は、車両用灯具１が取り付けられた車両の車幅方向に一致する（図１のＲとＬの間の双頭矢印参照）。上下方向は、前後方向（即ち、車両進行方向）及び左右方向（即ち、車幅方向）に直交する方向であり、典型的には、鉛直方向に一致する（図１のＵとＤの間の双頭矢印参照）。

なお、車両用灯具１が車両前側に設けられて前方を照明する場合、前方は、車両外方でもあり、後方は、車両内方でもあることに留意されたい。これとは逆に、車両用灯具１が車両後側に設けられて後方を照明する場合、後方は、車両外方でもあり、前方は、車両内方でもあることに留意されたい。本明細書の記述に関して、前方を車両外方又は内方と読み替え、後方を車両内方又は外方と読み替え可能であるものとする。

以下、簡潔な説明のため、車両用灯具１が車両前側に設けられて前方を照明するものとして説明する。図１及び図２に示す車両用灯具１は、所謂、ハイビーム用灯具であり、ファン２、ヒートシンク３、配線基板４、リフレクタ５、レンズホルダー６及びレンズ７を有し、これらがレンズ７の光軸ＡＸ沿いに配置される。なお、カバー８は、車両用灯具１に対して後付けされる部品である。ヒートシンク３に対してレンズホルダー６（詳細には、レンズホルダー６とレンズ７の組立品）が取り付けられ、ヒートシンク３の前側に灯室１５が形成される。灯室１５には光源モジュール１１が配置され、光源モジュール１１からの放射光がレンズ７を介して出射される。光源モジュール１１には、配線基板４とリフレクタ５が含まれる。従って、灯室１５には少なくとも配線基板４とリフレクタ５が配置される。なお、レンズ７を支持するために２つの部品、レンズホルダー６とカバー８が用いられているが、必ずしもこの限りではなく、単一の部品でレンズ７を支持することもできる。

ヒートシンク３は、例えば、アルミニウムといった金属のダイカスト成形品であり、プレート３１と、これに一体的に結合した複数の放熱フィン３２を有する。各放熱フィン３２は、プレート３１の裏面においてレンズ７の光軸ＡＸに直交する横方向（例えば、水平方向）に沿って延びる。放熱フィン３２がお互いに平行に配置され、隣接する放熱フィンの間に流路が画定される。なお、放熱フィン３２の形状及び個数は様々であり、放熱フィンが柱状突起である形態も想定される。

ファン２は、ヒートシンク３を冷却するべくヒートシンク３に対して（例えば、ねじを用いて）取り付けられる。ファン２は、一種の軸状ファンであり、モーター（不図示）、ファン筐体２１、及び回転体２２を有する。回転体２２は、モーターの回転軸に取り付けられたハブ２３と、回転体２２の回転軸に関してハブ２３から径方向外側に延びるブレード２４を有する。ブレード２４の個数及び形状は、目標とするファン２の送風能力に応じて適切に決定される。ファンモーターへの電力供給に応じてモーターの回転軸が回転し、回転体２２が回転し、ヒートシンク３、特には、放熱フィン３２間の流路に空気が供給される。ヒートシンク３は、このようにしてファン２から供給される空気流により冷却される。

配線基板４は、ヒートシンク３のプレート３１上に実装され、有利には、ヒートシンク３のプレート３１に面接触するように実装される。ヒートシンク３に位置決め突起３９が設けられる場合、これに対して配線基板４の位置決め孔４９とリフレクタ５の位置決め孔５９を嵌合することができる。配線基板４上において発光素子９ａ〜９ｋが所定位置に設けられているため（図３参照）、配線基板４上の発光素子９ａ〜９ｋとリフレクタ５の光学的なアライメントも容易に確保される。ヒートシンク３に位置決め孔を設け、これに対してリフレクタ５の位置決め突起を嵌合しても良い。配線基板４とリフレクタ５は、共通のねじを用いてヒートシンク３に対して取り付け固定され得る。

発光素子９ａ〜９ｋは、配線基板４上に実装され、半田バンプ又はワイヤーボンディングにより配線基板４の配線層４２に電気的に導通される。発光素子９ａ〜９ｋは、レンズ７の光軸ＡＸに直交する横方向（例えば、左右方向又は水平方向）に配置され、発光素子９ａ〜９ｋのアレイ９を形成する。個別の発光素子９ａ〜９ｋの放射光の強度分布（例えば、ガウス分布）の重畳により形成される強度分布を有する重畳光がアレイ９から放射される。この重畳光の強度分布をできるだけガウス分布に近似させることにより、車両用灯具１は、前方又は後方領域の中心部をより強い光で照明することができる。

アレイ９に含まれる発光素子の数は、３以上、５以上、１０以上といったように任意である。また、単アレイに限られず、複数のアレイが設けられることが想定される。また、一つの発光点に対して一つの発光素子が対応している必要はない。具体的には、光軸ＡＸに直交する横方向に複数の発光点が設けられたモノリシック半導体発光素子も採用することもできる。

発光素子９ａ〜９ｋ又はアレイ９には、レンズ７の光軸ＡＸ上に配置される１つの発光素子９ｆが含まれる。他の発光素子は、この発光素子９ｆからレンズ７の光軸ＡＸに関する径方向外側に同一直線上に配列される。

発光素子９ａ〜９ｋと同様、（好ましくは発光素子９ａ〜９ｋと同じ側に）配線基板４上にコネクタ４１が実装される。コネクタ４１は、コネクタ本体４１ｂとコネクタ本体４１ｂに設けられた複数のコンタクト端子４１ｔを有する。複数のコンタクト端子４１ｔは、アレイ９における発光素子９ａ〜９ｋの配列方向に平行に配置される。

配線基板４には配線層４２ａ〜４２ｍが設けられる。配線層４２ａ〜４２ｍは、配線基板４の前面又は後面に設けられた表面配線層であるか、若しくは、配線基板４の内部に埋め込まれた内部配線である。なお、「表面配線層」は、配線基板の表面で露出している配線層に限らず、レジストといった保護材料により被覆された配線層も含むものである。

配線層４２ａ〜４２ｌは、コネクタ４１のコンタクト端子４１ｔと発光素子のアノード端子又はカソード端子を接続する配線層であり、発光素子の駆動電流が流れる。配線層４２ｍは、発光素子の駆動電流が流れる配線層４２ａ〜４２ｌに導通していない（例えば、フローティング状態の）配線層である。発光素子９ａ〜９ｋに個別に電流を流すため、発光素子９ａ〜９ｋの一つに対して一対の配線（例えば、４２ａと４２ｂ）が設けられる。この配線ペアの一方が、発光素子９ａのアノード端子に接続され、この配線ペアの他方が、発光素子９ａのカソード端子に接続される。他の発光素子についても同様である。

図示例についてより詳細に説明すれば、配線基板４の上辺に沿って発光素子９ａ〜９ｋが左右方向に配置され、配線基板４の下辺近傍にコネクタ４１が配置される。配線層４２ａ〜４２ｌは、配線基板４の上辺と下辺の間を上下方向に延びる。発光素子９ａ〜９ｋのピッチ間隔（の平均値）と比較してコンタクト端子４１ｔのピッチ間隔が小さいため、配線層４２ａ〜４２ｌの上下端の間には２以上の屈曲部が形成される。また、配線層４２ｅ〜４２ｈは、配線層４２ｍを迂回するための屈曲部も有する。なお、配線基板４において配線層４２をどのように引き回すか（トレースするか）は、配線基板４上における発光素子９ａ〜９ｋとコネクタ４１の相対的な位置関係や発光素子９ａ〜９ｋの定格電流に応じて適切に決定される。配線基板４の左右の辺部の近傍にはねじ孔４８と上述の位置決め孔４９が上下に隣接して設けられる。

リフレクタ５は、各発光素子９ａ〜９ｋからの放射光に対して光学的に作用するように設けられた光学部品であり、レンズ７の光軸ＡＸに沿って延びる反射面５５ｍを有する。反射面５５ｍは、発光素子９ａ〜９ｋから離間するように延びるに応じてレンズ７の光軸ＡＸから径方向外側に位置するように（平坦面又は曲面として）形状付けられる。リフレクタ５は、例えば、金属のダイカスト品、又は、金属層が表面に形成された樹脂成形品である。リフレクタ５は、個別の発光素子９ａ〜９ｋの放射光の強度分布（例えば、ガウス分布）の重畳により形成される強度分布を持つ光の一部を反射する。リフレクタ５の反射面５５ｍは、ある場合、鏡面仕上げされ、別の場合、光の拡散を生じさせるように仕上げられる。

必ずしもこの限りではないが、リフレクタ５は、反射面５５ｍが設けられた反射部５５と、リフレクタ５の配線基板４への取り付けのために設けられた左右の取付部５６，５７を有する（リフレクタ５が配線基板４ではなくヒートシンク３に実装される形態も想定される）。反射面５５ｍは、光軸ＡＸに対して所定角度を為すように設けられる。反射面５５ｍは、レンズ７の光軸ＡＸに沿って伝搬するに応じて下方に進行する光の成分を反射し、レンズ７の下側（例えば、下半分）又はレンズ７の上側（例えば、上半分）に入射させ得る。各取付部５６，５７は、反射部５５の側部に結合した壁部５６ａ，５７ａと、配線基板４上に載せられる平板部５６ｂ，５７ｂを有する。各平板部５６ｂ，５７ｂには、ねじ孔５８と位置決め孔５９が設けられる。２つの取付部５６，５７が反射部５５の左右両側に設けられるが、取付部の個数及び位置及び形状は必要に応じて変更可能である。

リフレクタ５が配線基板４に取り付けられた状態において、コネクタ４１と発光素子９ａ〜９ｋを接続するべく上下方向に延びる配線層４２ａ〜４２ｌが平板部５６ｂ，５７ｂの間に設けられる。リフレクタ５の反射部５５と配線基板４の間には僅かな隙間が設けられている。従って、配線層４２ａ〜４２ｌが配線基板４の表面で露出する場合においても、リフレクタ５を介して配線層４２同士（端的には、発光素子のアノード端子に接続された配線層と、そのカソード端子に接続された配線層）が短絡することが回避される。

冒頭で述べたように、各発光素子９ａ〜９ｋの駆動（通電）に応じて各発光素子９ａ〜９ｋが発光すると同時に発熱する。発光素子９ａ〜９ｋで生じる熱は、配線基板４を介して又は介することなく、発光素子９ａ〜９ｋよりも低温のヒートシンク３に伝達する。発光素子９ａ〜９ｋからヒートシンク３に伝達した熱は、最終的にはヒートシンク３の放熱フィン３２間の流路を流れる空気に伝達し、これにより、発光素子９ａ〜９ｋの一つの放熱経路が形成される。発光素子９ａ〜９ｋから外部への熱伝導を可能とする放熱経路の形成によって、発光素子の安定駆動及び長寿命化が促進される。

本実施形態においては、発光素子９ａ〜９ｋに対する車両用灯具１の冷却能の向上のため、リフレクタ５は、発光素子９ａ〜９ｋの発光時に発光素子９ａ〜９ｋから配線基板４を介してリフレクタ５に至る放熱経路が形成されるように（或いは、発光素子９ａ〜９ｋの発光時に配線基板４に生じる熱分布の少なくとも一つのピークを低減するように）配線基板４に対して熱的に接続される。リフレクタ５が受けた熱は、リフレクタ５から他の部材に伝達されるか、若しくは、リフレクタ５の周囲の空気に伝達される。リフレクタ５が既存部品として用いられる灯具においては、そのリフレクタ５という既存部品を活用した追加の放熱経路を提供することができる。ヒートシンク３の大型化を抑制し、或いは、ヒートシンク３の小型化を促進することができ、場合によっては、車両用灯具１の軽量化が促進される。

リフレクタ５は、リフレクタ５が配線基板４上に実装される時、配線基板４を介して発光素子９ａ〜９ｋから熱を受ける受熱部５１を有する（図２及び図４参照）。受熱部５１は、発光素子９ａ〜９ｋ（例えば、アレイ９）の発光時に配線基板４に生じる熱分布の少なくとも一つのピークに対応する位置に設けられ得る。受熱部５１は、リフレクタ５が配線基板４上に実装される時、反射部５５から配線基板４に向けて延びる脚であり得る。受熱部５１の先端面５１ａは、配線基板４に面接触する平坦面であり得る。なお、受熱部５１と配線基板４が直接的に接触することは必須ではない。受熱部５１と配線基板４が熱伝導用グリスといった熱伝導材料を介して熱的に接続されても良い。

配線基板４とリフレクタ５の間の良好な熱伝導のため、リフレクタ５（例えば、受熱部５１）が配線基板４の配線層４２に直に又は熱伝導材料を介して熱的に接続される。本明細書では、リフレクタ５が熱的に接続される配線層４２が所定の配線層と呼ばれる。所定の配線層４２の熱伝導率が配線基板４の絶縁材料の熱伝導率よりも高いため、配線基板４からリフレクタ５への良好な熱伝導が達成される。有利には、所定の配線層４２は、発光素子９ａ〜９ｋの駆動電流が流れる配線層４２ａ〜４２ｌに導通していない（例えば、フローティング状態の）配線層４２ｍであり、これにより、発光素子９ａ〜９ｋの駆動への影響が回避又は抑制される。所定の配線層４２ｍは、配線基板４においてレジストにより被覆されず露出した島状配線部分であり得る。

発光素子へ駆動電流を供給するための配線層４２ａ〜４２ｌにより包囲されるように所定の配線層４２ｍを設けることができる。この場合、所定の配線層４２ｍは、配線層４２ａ〜４２ｌに電流が流れることに伴って配線層４２ａ〜４２ｌに生じる熱も受けることができる。また、所定の配線層４２ｍは、配線基板４に生じる熱分布のピークに対応する位置またはこれに近い位置で配線基板４から熱を受けることができる。

アレイ９の中心９１の近傍領域においてアレイ９の端部９２，９３の近傍領域よりも発光素子が高密度に配置される場合、アレイ９の中心９１における排熱がアレイ９の端部９２，９３における排熱よりも十分ではなく、配線基板４に生じる熱分布のピークが大きくなることが懸念される。例えば、図５の一点鎖線で示す熱分布が配線基板４に生じ得る。この熱分布は、アレイ９の中心に対応する位置にピークを有する。幾つかの場合、受熱部５１は、アレイ９の端部９２，９３と比較してアレイ９の中心９１に対してより近い位置で配線基板４に対して熱的に接続される。これにより、図５の矢印で示すように、配線基板４の熱分布のピークが低減される。有利には、所定の配線層４２ｍがアレイ９の中心９１の近傍に設けられる。アレイ９の中心は、レンズの光軸ＡＸ上に位置付けられ得る。

上述の場合の追加又は代替として、アレイ９の中心９１寄りに位置する発光素子（例えば、発光素子９ｅ，９ｆ，９ｇ）が、アレイの端部９２，９３寄りに位置する発光素子（例えば、発光素子９ａ，９ｂ，９ｊ，９ｋ）よりも高いデューティ比の電流により駆動される場合がある。以下、これについて図６及び図７を参照して簡潔に説明する。

図６に示すように３つの発光素子Ｄ１〜Ｄ３によりアレイ９が形成される（上述のように、アレイ９に含まれる発光素子の数が３つでも良い）。発光素子Ｄ１，Ｄ３がアレイ９の端部９２，９３に設けられ、発光素子Ｄ２がアレイ９の中心９１に設けられる。図７に示すように、発光素子Ｄ２は、発光素子Ｄ１，Ｄ３よりも高いデューティ比の電流で駆動される。従って、発光素子Ｄ２の発熱量は、発光素子Ｄ１，Ｄ３よりも大きくなる。結果として、図５の一点鎖線で示す熱分布が生じる。上述のように、アレイ９の端部９２，９３と比較してアレイ９の中心９１に対してより近い位置で配線基板４に対して受熱部５１を熱的に接続することができる。これにより、図５の矢印で示すように、配線基板４の熱分布のピークが低減される。有利には、所定の配線層４２ｍがアレイ９の中心９１の近傍（周囲）に設けられる。所定の配線層４２ｍは、コネクタ４１（コネクタ本体４１ｂ又はコンタクト端子４１ｔ）よりもアレイ９の近くに位置付けられ得る。

リフレクタ５を効率的に冷却するため、ファン２の作動により生じる空気流を灯室１５に供給することが有利である。例えば、ヒートシンク３には、ファン２の作動により生じる空気流をリフレクタ５が設けられた灯室１５に供給するための窓３６が設けられる。ファン２は、その作動時、ヒートシンク３の窓３６の後方の空間をブレード２４が横切るように設けられている。ファン２の作動により生じる空気流は、ヒートシンク３の窓３６を介して灯室１５に流入し、灯室１５内のリフレクタ５が冷却される。なお、この空気流により灯室１５を画定するように設けられたレンズホルダー６も冷却され得ることに留意されたい。

続いて、車両用灯具１の動作について説明する。発光素子９ａ〜９ｋの駆動条件については、アレイ中心寄りの発光素子が高デューティ比の電流により駆動され、アレイ端寄りの発光素子が低デューティ比の電流により駆動される。発光素子９ａ〜９ｋの電流供給に応じて各発光素子９ａ〜９ｋから所定の強度分布の光が放射される。発光素子９ａ〜９ｋからの放射光の一部は、レンズ７に直接的に入射し、放射光の残部は、リフレクタ５により反射され、続いてレンズ７に入射する。このようにして光源モジュール１１（発光素子９ａ〜９ｋ）からの放射光は、レンズ７を介して前方に照射される。リフレクタ５が発光素子９ａ〜９ｋの下方に設けられているため、車両用灯具１は、近位場所よりも遠方及び上方で高い照度を有することができる。

発光素子９ａ〜９ｋは発光と同時に発熱し、この熱が配線基板４を介してヒートシンク３に伝達する。ヒートシンク３はファン２により空冷されているため、発光素子９ａ〜９ｋからヒートシンク３に向かう放熱経路が形成される。また、リフレクタ５が配線基板４に熱的に接続されているため、発光素子９ａ〜９ｋからリフレクタ５への放熱経路も形成される。ファン２の作動によりリフレクタ５が設けられた灯室１５に空気が供給され、リフレクタ５が冷却される。

車両用灯具１の組み立て方法については、図１から理解されるところであり、詳細な説明は省略する。光源モジュール１１の製造に関しては、（１）１以上の発光素子又は１以上の発光素子が実装された配線基板をヒートシンクに熱的に接続する工程；及び（２）発光素子からの放射光に対して光学的に作用する光学部品を配線基板に熱的に接続する工程が含まれる。工程（２）の結果として、発光素子９ａ〜９ｋの発光時に発光素子９ａ〜９ｋから配線基板４を介してリフレクタ５に至る放熱経路が形成される。

図８に示すように、配線基板４の後面に発光素子を設け、発光素子９ａ〜９ｋとヒートシンク３を直に接触させる形態も想定される。発光素子９ａ〜９ｋからヒートシンク３への直接的な放熱経路が形成される。配線基板４には発光素子９ａ〜９ｋからの放射光の伝播を許容する光学的開口（例えば、中空の貫通孔）が設けられる。なお、図８から分かるように、発光素子が実装される配線基板４の面は、車両外方の面に限られず、車両内方の面であっても良い。

図９に示すようにレンズホルダー６が配線基板４に熱的に接続される形態も想定される。すなわち、上述の説明では一貫して配線基板４からリフレクタ５が熱を受けると説明してきたが、配線基板４から熱を受ける光学部品は、リフレクタ５に限らず、レンズホルダー６であっても良く、また灯室１５内の他の部品であっても良い。レンズホルダー６は、熱伝導性が高い材料、例えば、金属から成り、又は、金属層により被覆された樹脂から成り得る。

図８及び図９に示したもの以外にも様々なバリエーションが想定される。例えば、光源モジュール１１とレンズ７の間に追加の光学素子（例えば、別のリフレクタ、シールド、レンズ等）を設ける形態も想定される。レンズ７は、上述の発光素子９ａ〜９ｋに専用で用いられる必要はなく、他の追加の発光素子のためにも用いられ得る。ヒートシンク３は空冷に限らず、液冷（例えば、水冷）しても良い。ヒートシンク３としてペルチェ素子を用いる形態も想定される。リフレクタ５又はレンズホルダー６の冷却のために追加のヒートシンクを設けても良い。単一のレンズホルダーによりレンズが支持される形態も想定される。上述のバリエーションの全組み合わせが当業者により理解可能であり、また、（何かあれば）この組み合わせの相乗効果も理解可能である。

１ 車両用灯具
２ ファン
３ ヒートシンク
４ 配線基板
５ リフレクタ（光学部品）
６ レンズホルダー
７ レンズ
８ カバー
９ 発光素子
１１ 光源モジュール
４１ コネクタ
４２ 配線層
４２ｍ 所定の配線層

Claims (16)

1. １以上の発光素子と、
   前記１以上の発光素子が実装された配線基板と、
   前記発光素子からの放射光に対して光学的に作用するように設けられた光学部品を備え、
   前記光学部品は、前記発光素子の発光時に前記発光素子から前記配線基板を介して前記光学部品に至る放熱経路が形成されるように前記配線基板に対して熱的に接続される、車両灯具用光源モジュール。
2. 前記光学部品は、前記配線基板を介して前記１以上の発光素子から熱を受ける受熱部と、前記配線基板への前記光学部品の取り付けのために設けられた取付部を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両灯具用光源モジュール。
3. 前記受熱部は、前記配線基板の所定の配線層に対して熱的に接続されることを特徴とする請求項２に記載の車両灯具用光源モジュール。
4. 前記所定の配線層は、フローティング電位を有することを特徴とする請求項３に記載の車両灯具用光源モジュール。
5. 前記所定の配線層は、前記発光素子へ駆動電流を供給するための配線層により包囲されるように設けられることを特徴とする請求項３又は４に記載の車両灯具用光源モジュール。
6. 前記受熱部は、前記配線基板に向けて延びる脚であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の車両灯具用光源モジュール。
7. 前記発光素子が所定方向に沿って配置されてアレイを形成し、
   前記受熱部は、前記アレイの両端と比較して前記アレイの中心に近い位置において前記配線基板に対して熱的に接続されることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の車両灯具用光源モジュール。
8. 前記アレイの端部と比較して前記アレイの中心において前記発光素子が高密度に配置されることを特徴とする請求項７に記載の車両灯具用光源モジュール。
9. 前記アレイの端部と比較して前記アレイの中心に近い位置に設けられた発光素子は、前記アレイの中心と比較して前記アレイの端部に近い位置に設けられた発光素子よりも高いデューティ比の電流で駆動されることを特徴とする請求項７又は８に記載の車両灯具用光源モジュール。
10. 前記光学部品は、前記発光素子からの放射光を少なくとも部分的に反射するリフレクタであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の車両灯具用光源モジュール。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の車両灯具用光源モジュールと、
    前記発光素子に熱的に接続されるヒートシンクと、
    前記ヒートシンクを空冷するためのファンを備え、
    前記光学部品が配置された灯室には前記ファンの作動により生じる空気流が供給される、車両用灯具。
12. 前記ヒートシンクには前記空気流の通過を許容する窓が設けられることを特徴とする請求項１１に記載の車両用灯具。
13. １以上の発光素子と、
    前記１以上の発光素子が実装された配線基板と、
    少なくとも前記配線基板が配置される灯室を少なくとも部分的に画定するレンズホルダーを備え、
    前記灯室に配置される部品は、前記発光素子の発光時に前記発光素子から前記配線基板を介して前記灯室に配置される部品に至る放熱経路が形成されるように前記配線基板に対して熱的に接続され、及び／又は、前記レンズホルダーは、前記発光素子の発光時に前記発光素子から前記配線基板を介して前記レンズホルダーに至る放熱経路が形成されるように前記配線基板に対して熱的に接続される、車両用灯具。
14. 前記発光素子に熱的に接続されるヒートシンクと、
    前記ヒートシンクを空冷するためのファンを更に備え、
    前記ヒートシンクには、前記ファンの作動により生じる空気流を前記灯室に供給するための窓が設けられることを特徴とする請求項１３に記載の車両用灯具。
15. １以上の発光素子又は１以上の発光素子が実装された配線基板をヒートシンクに熱的に接続する工程と、
    前記発光素子からの放射光に対して光学的に作用する光学部品を前記配線基板に熱的に接続する工程を含み、
    前記発光素子の発光時に前記発光素子から前記配線基板を介して前記光学部品に至る放熱経路が形成される、車両灯具用光源モジュールの製造方法。
16. １以上の発光素子と、
    前記１以上の発光素子が実装された配線基板と、
    前記発光素子からの放射光に対して光学的に作用するように設けられた光学部品を備え、
    前記光学部品は、前記配線基板への前記光学部品の取り付けのために設けられた取付部と、前記配線基板を介して前記１以上の発光素子から熱を受ける受熱部を含む、車両灯具用光源モジュール。

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