JP2023163594A - 車両用照明装置、および車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチチップ発光素子を用いる場合であっても、入力電圧が低下した際に、必要となる全光束を確保することができる車両用照明装置、および車両用灯具を提供することである。
【解決手段】実施形態に係る車両用照明装置は、ソケットと；前記ソケットの一方の端部側に設けられた基板と；前記基板の上に設けられ、直列接続された複数の第１の発光チップを有する第１の発光部と；前記基板の上に設けられ、前記第１の発光部と直列接続され、前記第１の発光チップよりも少ない第２の発光チップを有する第２の発光部と；前記基板の上に設けられ、入力電圧に応じて、前記第１の発光部と、前記第２の発光部との接続形態を切り替える制御素子と；を具備している。
【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、車両用照明装置、および車両用灯具に関する。

省エネルギー化や長寿命化などの観点から、フィラメントを備えた車両用照明装置に代えて発光ダイオードなどの発光素子を備えた車両用照明装置の普及が進んでいる。
近年においては、車両用照明装置の小型化が望まれている。そのため、発光素子が設けられた発光モジュールの小型化が求められている。

この場合、表面実装型の発光素子とすれば、発光モジュールの小型化、ひいては車両用照明装置の小型化を図ることができる。しかしながら、単に、表面実装型の発光素子とすれば、複数の表面実装型の発光素子が発光モジュールに設けられることになるので、発光モジュールの小型化が難しくなる。

この場合、１つのパッケージに複数の発光チップが設けられたマルチチップ発光素子（マルチダイパッケージ発光素子、チップオンボード発光素子などとも称される）を用いれば、発光モジュールの小型化を図ることができる。

ところが、車両用照明装置に印加される電圧（入力電圧）は変動する。例えば、自動車用の車両用照明装置は、バッテリーを電源としているが、入力電圧が、例えば、９Ｖ以上、１６Ｖ以下の範囲で変動する場合がある。マルチチップ発光素子の場合には、複数の発光チップが直列接続されているため、順方向の電圧降下が大きくなる。そのため、入力電圧が変動範囲の下限近傍になると、複数の発光チップに流れる電流が少なくなって、車両用照明装置から照射される光の全光束が規定値未満となるおそれがある。

そこで、マルチチップ発光素子を用いる場合であっても、入力電圧が低下した際に、必要となる全光束を確保することができる技術の開発が望まれていた。

特開２０２０－１１１３１３号公報

本発明が解決しようとする課題は、マルチチップ発光素子を用いる場合であっても、入力電圧が低下した際に、必要となる全光束を確保することができる車両用照明装置、および車両用灯具を提供することである。

実施形態に係る車両用照明装置は、ソケットと；前記ソケットの一方の端部側に設けられた基板と；前記基板の上に設けられ、直列接続された複数の第１の発光チップを有する第１の発光部と；前記基板の上に設けられ、前記第１の発光部と直列接続され、前記第１の発光チップよりも少ない第２の発光チップを有する第２の発光部と；前記基板の上に設けられ、入力電圧に応じて、前記第１の発光部と、前記第２の発光部との接続形態を切り替える制御素子と；を具備している。

本発明の実施形態によれば、マルチチップ発光素子を用いる場合であっても、入力電圧が低下した際に、必要となる全光束を確保することができる車両用照明装置、および車両用灯具を提供することができる。

本実施の形態に係る車両用照明装置を例示するための模式分解図である。 図１における車両用照明装置のＡ－Ａ線断面図である。 第１の発光部の模式断面図である。 第２の発光部の模式断面図である。 （ａ）は、直列接続された３つの発光チップを有するマルチチップ発光素子の模式回路図である。（ｂ）は、入力電圧と全光束との関係を例示するためのグラフ図である。 （ａ）は、直列接続された２つの発光チップｃを有する第１の発光部と、１つの発光チップｃを有する第２の発光部とが設けられる場合を例示するための模式回路図である。（ｂ）は、入力電圧と全光束との関係を例示するためのグラフ図である。 車両用灯具を例示するための模式部分断面図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（車両用照明装置）
本実施の形態に係る車両用照明装置１は、例えば、自動車や鉄道車両などに設けることができる。自動車に設けられる車両用照明装置１としては、例えば、フロントコンビネーションライト（例えば、デイタイムランニングランプ（ＤＲＬ：Daytime Running Lamp）、ポジションランプ、ターンシグナルランプなどが適宜組み合わされたもの）や、リアコンビネーションライト（例えば、ストップランプ、テールランプ、ターンシグナルランプ、バックランプ、フォグランプなどが適宜組み合わされたもの）などに用いられるものを例示することができる。ただし、車両用照明装置１の用途は、これらに限定されるわけではない。

図１は、本実施の形態に係る車両用照明装置１を例示するための模式分解図である。
図２は、図１における車両用照明装置１のＡ－Ａ線断面図である。
図１、および図２に示すように、車両用照明装置１には、例えば、ソケット１０、発光モジュール２０、給電部３０、および伝熱部４０が設けられている。

ソケット１０は、例えば、装着部１１、バヨネット１２、フランジ１３、放熱フィン１４、およびコネクタホルダ１５を有する。
装着部１１は、例えば、フランジ１３の、放熱フィン１４が設けられる側とは反対側の面に設けられる。装着部１１の外形形状は、柱状とすることができる。装着部１１の外形形状は、例えば、円柱状である。装着部１１は、例えば、フランジ１３側とは反対側の端部に開口する凹部１１ａを有する。

バヨネット１２は、例えば、装着部１１の側面に設けられる。バヨネット１２は、車両用照明装置１の外側に向けて突出している。バヨネット１２は、フランジ１３と対向している。バヨネット１２は、複数設けることができる。バヨネット１２は、車両用照明装置１を、例えば、後述する車両用灯具１００の筐体１０１に装着する際に用いられる。バヨネット１２は、ツイストロックに用いることができる。

フランジ１３は、例えば、板状を呈している。フランジ１３は、例えば、円板状を呈している。フランジ１３の側面は、バヨネット１２の側面よりも車両用照明装置１の外方に位置している。

放熱フィン１４は、フランジ１３の、装着部１１側とは反対側に設けられる。放熱フィン１４は、少なくとも１つ設けることができる。例えば、図２に示すように、ソケット１０には複数の放熱フィン１４を設けることができる。複数の放熱フィン１４は、所定の方向に並べて設けることができる。放熱フィン１４は、例えば、板状、または筒状を呈している。

コネクタホルダ１５は、フランジ１３の、装着部１１側とは反対側に設けられている。コネクタホルダ１５は、放熱フィン１４と並べて設けることができる。コネクタホルダ１５は、筒状を呈し、内部にシール部材１０５ａを有するコネクタ１０５が挿入される。

ソケット１０は、発光モジュール２０、および給電部３０を保持する機能と、発光モジュール２０において発生した熱を外部に伝える機能を有する。そのため、ソケット１０は、熱伝導率の高い材料から形成するのが好ましい。例えば、ソケット１０は、アルミニウム合金などの金属から形成することができる。

また、近年においては、ソケット１０は、発光モジュール２０において発生した熱を効率よく放熱することができ、且つ、軽量であることが望まれている。そのため、ソケット１０は、例えば、高熱伝導性樹脂から形成することがさらに好ましい。高熱伝導性樹脂は、例えば、樹脂と、無機材料を用いたフィラーと、を含む。高熱伝導性樹脂は、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）やナイロン等の樹脂に、炭素や酸化アルミニウムなどを用いたフィラーを混合させたものである。

高熱伝導性樹脂を含み、装着部１１、バヨネット１２、フランジ１３、放熱フィン１４、およびコネクタホルダ１５が一体に成形されたソケット１０とすれば、発光モジュール２０において発生した熱を効率よく放熱することができる。また、ソケット１０の重量を軽くすることができる。この場合、装着部１１、バヨネット１２、フランジ１３、放熱フィン１４、およびコネクタホルダ１５は、射出成形法などを用いて、一体成形することができる。また、インサート成形法などを用いて、例えば、ソケット１０、給電部３０、および伝熱部４０を一体成形することもできる。

給電部３０は、例えば、複数の給電端子３１、および保持部３２を有する。
複数の給電端子３１は、棒状体とすることができる。複数の給電端子３１は、所定の方向に並べて設けることができる。複数の給電端子３１の一方の端部は、凹部１１ａの底面１１ａ１から突出している。複数の給電端子３１の一方の端部は、基板２１に設けられた配線パターン２１ａと半田付けされる。複数の給電端子３１の他方の端部は、コネクタホルダ１５の孔の内部に露出している。コネクタホルダ１５の孔の内部に露出する複数の給電端子３１の端部には、コネクタ１０５が嵌め合わされる。複数の給電端子３１は、例えば、銅合金などの金属から形成される。なお、複数の給電端子３１の形状、配置、材料、数などは例示をしたものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。

前述したように、ソケット１０は熱伝導率の高い材料から形成することが好ましい。ところが、熱伝導率の高い材料は導電性を有している場合がある。例えば、アルミニウム合金などの金属や、炭素を用いたフィラーを含む高熱伝導性樹脂などは、導電性を有している。そのため、保持部３２は、複数の給電端子３１と、導電性を有するソケット１０との間を絶縁するために設けられている。また、保持部３２は、複数の給電端子３１を保持する機能をも有する。なお、ソケット１０が絶縁性を有する高熱伝導性樹脂（例えば、酸化アルミニウムを用いたフィラーを含む高熱伝導性樹脂など）から形成される場合には、保持部３２を省くことができる。この場合、ソケット１０が複数の給電端子３１を保持する。保持部３２は、例えば、絶縁性を有する樹脂から形成される。保持部３２は、例えば、ソケット１０に設けられた孔に圧入したり、孔の内壁に接着したりすることができる。

伝熱部４０は、例えば、基板２１と、凹部１１ａの底面１１ａ１との間に設けられている。伝熱部４０は、例えば、凹部１１ａの底面１１ａ１に接着することができる。伝熱部４０と凹部１１ａの底面１１ａ１とを接着する接着剤は、熱伝導率の高い接着剤とすることが好ましい。例えば、接着剤は、無機材料を用いたフィラーが混合された接着剤とすることができる。無機材料は、熱伝導率の高い材料（例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックス）とすることが好ましい。

また、伝熱部４０は、インサート成形法により、凹部１１ａの底面１１ａ１に埋め込むこともできる。また、伝熱部４０は、熱伝導グリス（放熱グリス）を含む層を介して、凹部１１ａの底面１１ａ１に取り付けることもできる。熱伝導グリスの種類には特に限定はないが、例えば、熱伝導グリスは、変性シリコーンに、熱伝導率の高い材料（例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックス）を用いたフィラーが混合されたものとすることができる。

伝熱部４０は、発光モジュール２０において発生した熱が、ソケット１０に伝わりやすくするために設けられる。そのため、伝熱部４０は、熱伝導率の高い材料から形成することが好ましい。伝熱部４０は、板状を呈し、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などの金属から形成することができる。
なお、発光モジュール２０において発生する熱が少ない場合などには、伝熱部４０を省くこともできる。

発光モジュール２０（基板２１）は、例えば、ソケット１０の一方の端部側に設けられている。発光モジュール２０（基板２１）は、例えば、伝熱部４０の上に接着される。伝熱部４０が省かれる場合には、発光モジュール２０（基板２１）は、例えば、凹部１１ａの底面１１ａ１に接着される。発光モジュール２０（基板２１）を接着する接着剤は、例えば、伝熱部４０と凹部１１ａの底面１１ａ１とを接着する接着剤と同じとすることができる。
発光モジュール２０は、例えば、基板２１、第１の発光部２２、第２の発光部２３、および、素子２４を有する。

基板２１は、板状を呈している。基板２１の平面形状は、例えば、四角形である。基板２１は、例えば、セラミックス（例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウム）などの無機材料、紙フェノールやガラスエポキシなどの有機材料などから形成することができる。また、基板２１は、金属板の表面を絶縁性材料で被覆したメタルコア基板であってもよい。第１の発光部２２、および第２の発光部２３の発熱量が多い場合には、放熱の観点から熱伝導率の高い材料を用いて基板２１を形成することが好ましい。熱伝導率の高い材料としては、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックス、高熱伝導性樹脂、メタルコア基板などを例示することができる。また、基板２１は、単層構造を有するものであってもよいし、多層構造を有するものであってもよい。

また、基板２１の表面には、配線パターン２１ａが設けられている。配線パターン２１ａは、例えば、銀を主成分とする材料や、銅を主成分とする材料などから形成される。

また、配線パターン２１ａや、後述する膜状の抵抗器などを覆う被覆部を設けることもできる。被覆部は、例えば、ガラス材料を含むことができる。

図１、および図２に示すように、第１の発光部２２は、基板２１の上（伝熱部４０側とは反対側）に設けられている。第１の発光部２２は、配線パターン２１ａと電気的に接続される。第１の発光部２２は、少なくとも１つ設けることができる。

図３は、第１の発光部２２の模式断面図である。
図３に示すように、第１の発光部２２は、例えば、基部２２ａ、枠部２２ｂ、発光チップ２２ｃ（第１の発光チップの一例に相当する）、および封止部２２ｄを有する。
基部２２ａは、例えば、板状を呈している。基部２２ａの平面形状は、例えば、四角形である。基部２２ａの材料は、例えば、樹脂やセラミックスなどとすることができる。基部２２ａの表面には、一対の電極２２ａ１が設けられている。一対の電極２２ａ１の一方の端部は、基部２２ａの、基板２１の側とは反対側に設けられている。一対の電極２２ａ１の一方の端部は、枠部２２ｂの内側に位置している。一対の電極２２ａ１の他方の端部は、基部２２ａの、基板２１の側に設けられている。一対の電極２２ａ１の他方の端部は、基板２１の配線パターン２１ａと電気的に接続される。一対の電極２２ａ１の材料は、配線パターン２１ａの材料と同様とすることができる。

枠部２２ｂは、枠状を呈し、基部２２ａの、基板２１の側とは反対側に設けられている。枠部２２ｂは、発光チップ２２ｃを囲んでいる。枠部２２ｂは、例えば、樹脂やセラミックスなどから形成することができる。枠部２２ｂは、例えば、封止部２２ｄの形成範囲を規定する機能と、リフレクタの機能とを有する。そのため、枠部２２ｂは、反射率を向上させるために、酸化チタンの粒子などを含んでいたり、白色の樹脂や白色のセラミックスを含んでいたりすることができる。

リフレクタの機能を有する枠部２２ｂが設けられていれば、光の取り出し効率を向上させることができる。また、枠状を呈する枠部２２ｂが設けられていれば、封止部２２ｄが形成される範囲を小さくすることができるので、第１の発光部２２の小型化、ひいては発光モジュール２０の小型化を図ることができる。

発光チップ２２ｃは、１組の基部２２ａ、枠部２２ｂ、および封止部２２ｄに対して複数設けられている。すなわち、第１の発光部２２は、１つのパッケージ（第１のパッケージの一例に相当する）に複数の発光チップ２２ｃが設けられたマルチチップ発光素子（マルチダイパッケージ発光素子、チップオンボード発光素子などとも称される）である。複数の発光チップ２２ｃは、所定の方向に並べて設けることができる。

発光チップ２２ｃは、例えば、発光ダイオード、有機発光ダイオード、レーザダイオードなどとすることができる。発光チップ２２ｃは、例えば、上部電極型の発光チップ、上下電極型の発光チップ、フリップチップ型の発光チップなどとすることができる。図３に例示をした発光チップ２２ｃは、上部電極型の発光チップである。

複数の発光チップ２２ｃは、直列接続される。直列接続された発光チップ２２ｃの列の一方の端部の発光チップ２２ｃの電極は、一方の電極２２ａ１と電気的に接続される。直列接続された発光チップ２２ｃの列の他方の端部の発光チップ２２ｃの電極は、他方の電極２２ａ１と電気的に接続される。

封止部２２ｄは、枠部２２ｂの内側に設けられる。封止部２２ｄは、枠部２２ｂにより囲まれた領域を覆うように設けられる。封止部２２ｄは、発光チップ２２ｃを覆うように設けられる。封止部２２ｄは、透光性を有する樹脂を含んでいる。封止部２２ｄは、例えば、枠部２２ｂの内側に樹脂を充填することで形成される。樹脂の充填は、例えば、ディスペンサなどを用いて行われる。充填する樹脂は、例えば、シリコーン樹脂などである。

また、封止部２２ｄには蛍光体を含めることができる。蛍光体は、例えば、ＹＡＧ系蛍光体（イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体）などとすることができる。ただし、蛍光体の種類は、車両用照明装置１の用途などに応じて所定の発光色が得られるように適宜変更することができる。

図１、および図２に示すように、第２の発光部２３は、基板２１の上に設けられている。第２の発光部２３は、第１の発光部２２と並べて設けることができる。第１の発光部２２と第２の発光部２３が並ぶ方向は、車両用照明装置１に求められる配光特性に応じて適宜変更することができる。例えば、水平方向に広く、鉛直方向に狭い配光特性とする場合には、第１の発光部２２の、複数の発光チップ２２ｃが並ぶ方向に、第１の発光部２２と第２の発光部２３を並べて設けることができる。例えば、水平方向および鉛直方向に広い配光特性とする場合には、第１の発光部２２の、複数の発光チップ２２ｃが並ぶ方向と交差する方向に、第１の発光部２２と第２の発光部２３を並べて設けることができる。

第２の発光部２３は、配線パターン２１ａと電気的に接続される。第２の発光部２３は、例えば、第１の発光部２２と直列接続することができる。第２の発光部２３は、少なくとも１つ設けることができる。

図４は、第２の発光部２３の模式断面図である。
図４に示すように、第２の発光部２３は、例えば、基部２３ａ、枠部２３ｂ、発光チップ２３ｃ（第２の発光チップの一例に相当する）、および封止部２３ｄを有する。
基部２３ａは、前述した基部２２ａと同様とすることができる。例えば、基部２３ａの表面に設けられた一対の電極２３ａ１の一方の端部は、枠部２３ｂの内側に位置している。一対の電極２３ａ１の他方の端部は、基部２３ａの、基板２１の側に設けられている。一対の電極２３ａ１の他方の端部は、基板２１の配線パターン２１ａと電気的に接続される。一対の電極２３ａ１の材料は、配線パターン２１ａの材料と同様とすることができる。
枠部２３ｂは、前述した枠部２２ｂと同様とすることができる。
封止部２３ｄは、前述した封止部２２ｄと同様とすることができる。

発光チップ２３ｃは、前述した発光チップ２２ｃと同様とすることができる。ただし、発光チップ２３ｃの数は、発光チップ２２ｃの数よりも少ない。例えば、図２、図３、および図４に示すように、第１の発光部２２には２つの発光チップ２２ｃを設け、第２の発光部２３には１つの発光チップ２３ｃを設けることができる。この場合、発光チップ２３ｃは、１組の基部２３ａ、枠部２３ｂ、および封止部２３ｄに対して少なくとも１つ設けることができる。例えば、第２の発光部２３は、１つのパッケージ（第２のパッケージの一例に相当する）に複数の発光チップ２３ｃが設けられたマルチチップ発光素子、または、１つのパッケージに１つの発光チップ２３ｃが設けられたシングルチップ発光素子とすることができる。

素子２４は、発光回路を構成するために用いられる受動素子または能動素子とすることができる。図１、および図２に示すように、第１の発光部２２、および第２の発光部２３は、基板２１の中央領域に設けられ、素子２４は、第１の発光部２２、および第２の発光部２３の周辺に設けられている。素子２４は、配線パターン２１ａと電気的に接続される。素子２４は、少なくとも１つ設けることができる。

素子２４は、例えば、抵抗２４ａ、ダイオード２４ｂ、および制御素子２４ｃとすることができる。
ただし、素子２４の種類は例示をしたものに限定されるわけではなく、発光回路の構成に応じて適宜変更することができる。例えば、素子２４は、前述したものの他に、コンデンサ、正特性サーミスタ、負特性サーミスタ、ツェナーダイオード、インダクタ、サージアブソーバ、バリスタ、ＦＥＴやバイポーラトランジスタなどのトランジスタ、集積回路、演算素子などであってもよい。

抵抗２４ａは、基板２１の上に設けられている。抵抗２４ａは、配線パターン２１ａと電気的に接続される。抵抗２４ａは、例えば、表面実装型の抵抗器、リード線を有する抵抗器（酸化金属皮膜抵抗器）、スクリーン印刷法などを用いて形成された膜状の抵抗器などとすることができる。なお、図１に例示をした抵抗２４ａは、膜状の抵抗器である。

膜状の抵抗器の材料は、例えば、酸化ルテニウム（ＲｕＯ_２）である。膜状の抵抗器は、例えば、スクリーン印刷法および焼成法を用いて形成される。抵抗２４ａが膜状の抵抗器であれば、抵抗２４ａと基板２１との接触面積を大きくすることができるので、放熱性を向上させることができる。また、複数の抵抗２４ａを一度に形成することができる。そのため、生産性を向上させることができる。また、複数の抵抗２４ａにおける抵抗値のばらつきを抑制することができる。

ここで、発光チップ２２ｃ、２３ｃの順方向電圧特性には、ばらつきがあるので、アノード端子とグランド端子との間の印加電圧を一定にすると、発光チップ２２ｃ、２３ｃから照射される光の明るさ（光束、輝度、光度、照度）にばらつきが生じる。そのため、発光チップ２２ｃ、２３ｃから照射される光の明るさが所定の範囲内に収まるように、発光チップ２２ｃ、２３ｃに直列接続された抵抗２４ａにより、発光チップ２２ｃ、２３ｃに流れる電流の値が所定の範囲内となるようにする。この場合、抵抗２４ａの抵抗値を変化させることで、発光チップ２２ｃ、２３ｃに流れる電流の値が所定の範囲内となるようにする。

抵抗２４ａが表面実装型の抵抗器やリード線を有する抵抗器などの場合には、発光チップ２２ｃ、２３ｃの順方向電圧特性に応じて適切な抵抗値を有する抵抗２４ａを選択する。抵抗２４ａが膜状の抵抗器の場合には、抵抗２４ａの一部を除去すれば、抵抗値を増加させることができる。例えば、膜状の抵抗器にレーザ光を照射すれば、膜状の抵抗器の一部を容易に除去することができる。なお、抵抗２４ａの数、大きさなどは、例示をしたものに限定されるわけではなく、発光チップ２２ｃ、２３ｃの数や仕様などに応じて適宜変更することができる。

ダイオード２４ｂは、基板２１の上に設けられている。ダイオード２４ｂは、配線パターン２１ａと電気的に接続される。ダイオード２４ｂは、例えば、逆方向電圧が発光チップ２２ｃ、２３ｃに印加されないようにするため、および、逆方向からのパルスノイズが発光チップ２２ｃ、２３ｃに印加されないようにするために設けられる。ダイオード２４ｂは、例えば、表面実装型のダイオードや、リード線を有するダイオードなどである。図１に例示をしたダイオード２４ｂは、表面実装型のダイオードである。

ここで、１つのパッケージに複数の発光チップが設けられたマルチチップ発光素子を用いれば、発光モジュール２０の小型化を図ることができる。
ところが、車両用照明装置１に印加される電圧（入力電圧）は変動する。例えば、自動車用の車両用照明装置１は、バッテリーを電源としているが、入力電圧が９Ｖ以上、１６Ｖ以下の範囲で変動する場合がある。前述した様に、マルチチップ発光素子の場合には、１つのパッケージに設けられた複数の発光チップが直列接続されているため、順方向の電圧降下が大きくなる。そのため、入力電圧が変動範囲の下限近傍になると、複数の発光チップに流れる電流が少なくなって、車両用照明装置１から照射される光の全光束が規定値未満となるおそれがある。

図５（ａ）は、１つのパッケージに、２つの発光チップ２２ｃと、１つの発光チップ２３ｃとが設けられる場合を例示するための模式回路図である。すなわち、図５（ａ）は、直列接続された３つの発光チップを有するマルチチップ発光素子の模式回路図である。
図５（ｂ）は、入力電圧と全光束との関係を例示するためのグラフ図である。
直列接続された３つの発光チップ２２ｃ、２３ｃの入力電圧（印加電圧）が低下すると、順方向の電圧降下に応じて３つの発光チップ２２ｃ、２３ｃから照射される光の量が低下する。この場合、動作電圧範囲の下限近傍において、車両用照明装置１の全光束が規定値未満となるおそれがある。

例えば、発光チップ２２ｃ、２３ｃの順方向の電圧降下が３Ｖ程度の場合、３つの発光チップ２２ｃ、２３ｃを直列接続すると、９Ｖの電圧降下が生じることになる。また、３つの発光チップ２２ｃ、２３ｃには抵抗２４ｂも直列接続されている。そのため、入力電圧が９Ｖ程度となると、３つの発光チップ２２ｃ、２３ｃにはほとんど電流Ｉａが流れなくなり、車両用照明装置１の全光束が規定値未満となる。

そのため、車両用照明装置１（発光モジュール２０）には、制御素子２４ｃが設けられている。制御素子２４ｃは、入力電圧に応じて、第１の発光部２２、および第２の発光部２３の接続形態を切り替える。
制御素子２４ｃは、基板２１の上に設けられている。制御素子２４ｃは、配線パターン２１ａと電気的に接続される。

図６（ａ）は、直列接続された２つの発光チップ２２ｃを有する第１の発光部２２と、１つの発光チップ２３ｃを有する第２の発光部２３とが設けられる場合を例示するための模式回路図である。すなわち、図６（ａ）は、マルチチップ発光素子である第１の発光部２２と、シングルチップ発光素子である第２の発光部２３とが直列接続された場合の模式回路図である。
図６（ｂ）は、入力電圧と全光束との関係を例示するためのグラフ図である。

図６（ａ）に示すように、制御素子２４ｃは、例えば、電圧計２４ｃ１、およびスイッチ２４ｃ２を有する。
電圧計２４ｃ１は、入力電圧を検出する。スイッチ２４ｃ２は、第２の発光部２３と並列接続されている。スイッチ２４ｃ２は、例えば、トランジスタなどのスイッチング素子とすることができる。

電圧計２４ｃ１により検出された入力電圧が所定の値を超えている場合には、スイッチ２４ｃ２を開くようにする。すると、直列接続された第１の発光部２２、および第２の発光部２３に電流Ｉａが流れ、３つの発光チップ２２ｃ、２３ｃから光が照射される。
一方、電圧計２４ｃ１により検出された入力電圧が所定の値以下となった場合には、スイッチ２４ｃ２を閉じるようにする。すると、スイッチ２４ｃ２と直列接続された、２つの発光チップ２２ｃを有する第１の発光部２２に電流Ｉｂが流れ、スイッチ２４ｃ２と並列接続された、１つの発光チップ２３ｃを有する第２の発光部２３には電流がほとんど流れなくなる。そのため、第１の発光部２２に流れる電流を増加させることができる。その結果、図６（ｂ）に示すように、動作電圧範囲の下限近傍において、車両用照明装置１の全光束が規定値未満となるのを抑制することができる。

なお、電圧計２４ｃ１、およびスイッチ２４ｃ２を有する制御素子２４ｃを例示したが、これに限定されるわけではない。制御素子２４は、入力電圧に応じて、第１の発光部２２、および第２の発光部２３の接続形態を切り替えるものであればよい。例えば、制御素子２４ｃは、電圧計２４ｃ１に代えて、ツェナーダイオード（定電圧ダイオード）を用いた入力電圧判定回路や、オペレーショナル・アンプリファイアを用いたコンパレータなどを有し、入力電圧を検出するものなどを有していてもよい。

すなわち、制御素子２４ｃは、入力電圧が所定の値を超えた場合には、第１の発光部２２と、第２の発光部２３とに電流を流す。制御素子２４ｃは、入力電圧が所定の値以下の場合には、第１の発光部２２に電流を流し、第２の発光部２３に電流が流れるのを抑制、または遮断する。

以上に説明した様に、本実施の形態に係る車両用照明装置１においては、少なくとも第１の発光部２２がマルチチップ発光素子となっているので、複数のシングルチップ発光素子を並べて設ける場合に比べて、発光モジュール２０の小型化、ひいては、車両用照明装置１の小型化を図ることができる。

また、車両用照明装置１には、第１の発光部２２、第１の発光部２２よりも発光チップの数が少ない第２の発光部２３、および、入力電圧に応じて、第１の発光部２２、および第２の発光部２３の接続形態を切り替える制御素子２４ｃが設けられている。
そのため、マルチチップ発光素子を用いる場合であっても、入力電圧が低下した際に、必要となる全光束を確保することができる。

（車両用灯具）
本発明の１つの実施形態において、車両用照明装置１を具備した車両用灯具１００を提供することができる。前述した車両用照明装置１に関する説明、および車両用照明装置１の変形例（例えば、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもので、本発明の特徴を備えているもの）は、いずれも車両用灯具１００に適用することができる。

なお、以下においては、一例として、車両用灯具１００が自動車に設けられるフロントコンビネーションライトである場合を説明する。ただし、車両用灯具１００は、自動車に設けられるフロントコンビネーションライトに限定されるわけではない。車両用灯具１００は、自動車や鉄道車両などに設けられる車両用灯具であればよい。

図７は、車両用灯具１００を例示するための模式部分断面図である。
図７に示すように、車両用灯具１００は、例えば、車両用照明装置１、筐体１０１、カバー１０２、光学要素１０３、シール部材１０４、およびコネクタ１０５を有する。

筐体１０１には、車両用照明装置１が取り付けられる。筐体１０１は、装着部１１を保持する。筐体１０１は、一方の端部側が開口した箱状を呈している。筐体１０１は、例えば、光を透過しない樹脂などから形成される。筐体１０１の底面には、装着部１１の、バヨネット１２が設けられた部分が挿入される取付孔１０１ａが設けられる。取付孔１０１ａの周縁には、装着部１１に設けられたバヨネット１２が挿入される凹部が設けられる。なお、筐体１０１に取付孔１０１ａが直接設けられる場合を例示したが、取付孔１０１ａを有する取付部材が筐体１０１に設けられていてもよい。

車両用照明装置１を車両用灯具１００に取り付ける際には、装着部１１のバヨネット１２が設けられた部分を取付孔１０１ａに挿入し、車両用照明装置１を回転させる。すると、例えば、取付孔１０１ａの周縁に設けられた嵌合部にバヨネット１２が保持される。この様な取り付け方法は、ツイストロックと呼ばれている。

カバー１０２は、筐体１０１の開口を塞ぐように設けられる。カバー１０２は、透光性樹脂などから形成される。カバー１０２は、レンズなどの機能を有することもできる。

光学要素１０３には、車両用照明装置１から出射した光が入射する。光学要素１０３は、車両用照明装置１から出射した光の反射、拡散、導光、集光、所定の配光パターンの形成などを行う。例えば、図７に例示をした光学要素１０３はリフレクタである。この場合、光学要素１０３は、車両用照明装置１から出射した光を反射して、所定の配光パターンを形成する。

シール部材１０４は、フランジ１３と筐体１０１の間に設けられる。シール部材１０４は、環状を呈し、ゴムやシリコーン樹脂などの弾性を有する材料から形成される。

車両用照明装置１が車両用灯具１００に取り付けられた際には、シール部材１０４は、フランジ１３と筐体１０１との間に挟まれる。そのため、シール部材１０４により、筐体１０１の内部空間を密閉することができる。また、シール部材１０４の弾性力により、バヨネット１２が筐体１０１に押し付けられる。そのため、車両用照明装置１が、筐体１０１から脱離するのを抑制することができる。

コネクタ１０５は、コネクタホルダ１５の内部に露出している複数の給電端子３１の端部に嵌め合わされる。コネクタ１０５には、図示しない電源などが電気的に接続される。そのため、コネクタ１０５を複数の給電端子３１の端部に嵌め合わせることで、図示しない電源などと、発光チップ２２ｃ、２３ｃとを電気的に接続することができる。

また、コネクタ１０５には、シール部材１０５ａが設けられている。シール部材１０５ａを有するコネクタ１０５が、コネクタホルダ１５の内部に挿入された際には、コネクタホルダ１５の内部が水密となるように密閉される。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

以下、前述した実施形態に関する付記を示す。

（付記１）
ソケットと；
前記ソケットの一方の端部側に設けられた基板と；
前記基板の上に設けられ、直列接続された複数の第１の発光チップを有する第１の発光部と；
前記基板の上に設けられ、前記第１の発光部と直列接続され、前記第１の発光チップよりも少ない第２の発光チップを有する第２の発光部と；
前記基板の上に設けられ、入力電圧に応じて、前記第１の発光部と、前記第２の発光部との接続形態を切り替える制御素子と；
を具備した車両用照明装置。

（付記２）
前記第１の発光部は、１つの第１のパッケージに前記複数の第１の発光チップが設けられたマルチチップ発光素子であり、
前記第２の発光部は、１つの第２のパッケージに前記複数の第２の発光チップが設けられたマルチチップ発光素子、または、前記１つの第２のパッケージに１つの前記第２の発光チップが設けられたシングルチップ発光素子である付記１記載の車両用照明装置。

（付記３）
前記制御素子は、
入力電圧が所定の値を超えた場合には、前記第１の発光部と、前記第２の発光部とに電流を流し、
前記入力電圧が所定の値以下の場合には、前記第１の発光部に電流を流し、前記第２の発光部に電流が流れるのを抑制、または遮断する付記１または２に記載の車両用照明装置。

（付記４）
前記第１の発光チップの数は２つであり、
前記第２の発光チップの数は１つである付記１～３のいずれか１つに記載の車両用照明装置。

（付記５）
付記１～４のいずれか１つに記載の車両用照明装置と；
前記車両用照明装置が取り付けられる筐体と；
を具備した車両用灯具。

１ 車両用照明装置、１０ ソケット、２０ 発光モジュール、２１ 基板、２２ 第１の発光部、２２ａ 基部、２２ｂ 枠部、２２ｃ 発光チップ、２２ｄ 封止部、２３ 第２の発光部、２３ａ 基部、２３ｂ 枠部、２３ｃ 発光チップ、２３ｄ 封止部、２４ 素子、２４ｃ 制御素子、２４ｃ１ 電圧計、２４ｃ２ スイッチ、１００ 車両用灯具、１０１ 筐体

Claims (5)

1. ソケットと；
   前記ソケットの一方の端部側に設けられた基板と；
   前記基板の上に設けられ、直列接続された複数の第１の発光チップを有する第１の発光部と；
   前記基板の上に設けられ、前記第１の発光部と直列接続され、前記第１の発光チップよりも少ない第２の発光チップを有する第２の発光部と；
   前記基板の上に設けられ、入力電圧に応じて、前記第１の発光部と、前記第２の発光部との接続形態を切り替える制御素子と；
   を具備した車両用照明装置。
2. 前記第１の発光部は、１つの第１のパッケージに前記複数の第１の発光チップが設けられたマルチチップ発光素子であり、
   前記第２の発光部は、１つの第２のパッケージに前記複数の第２の発光チップが設けられたマルチチップ発光素子、または、前記１つの第２のパッケージに１つの前記第２の発光チップが設けられたシングルチップ発光素子である請求項１記載の車両用照明装置。
3. 前記制御素子は、
   入力電圧が所定の値を超えた場合には、前記第１の発光部と、前記第２の発光部とに電流を流し、
   前記入力電圧が所定の値以下の場合には、前記第１の発光部に電流を流し、前記第２の発光部に電流が流れるのを抑制、または遮断する請求項１または２に記載の車両用照明装置。
4. 前記第１の発光チップの数は２つであり、
   前記第２の発光チップの数は１つである請求項１または２に記載の車両用照明装置。
5. 請求項１記載の車両用照明装置と；
   前記車両用照明装置が取り付けられる筐体と；
   を具備した車両用灯具。

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