JP2024031398A - 車両用照明装置、および車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用照明装置の光が出射する部分の輝度分布が所定の範囲内となる車両用照明装置、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た複数の発光素子と；一方向に並べて設けられ、前記複数の発光素子と電気的に接続された複数の給電端子と；を具備している。前記複数の発光素子の数は、３つ以上、且つ、奇数である。前記車両用照明装置の中心軸を通り、前記複数の給電端子が並ぶ方向と平行な第１の線分を挟んで、一方の側に中心が位置する前記発光素子の数は、他方の側に中心が位置する前記発光素子の数と異なっている。【選択図】図４

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、フィラメントを有するランプ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。発光素子を備えた車両用照明装置は、車両用灯具の筐体に取り付けられる。また、車両用灯具には、リフレクタなどの光学要素が設けられ、所定の光束や配光パターンが得られるようになっている。

ここで、車両用照明装置の光が出射する部分の輝度分布は、車両用灯具に設けられる光学要素の光学設計に大きな影響を及ぼす。
そのため、車両用照明装置の光が出射する部分の輝度分布が所定の範囲内となる技術の開発が望まれていた。

特開２０１１－１７１２７７号公報

本発明が解決しようとする課題は、車両用照明装置の光が出射する部分の輝度分布が所定の範囲内となる車両用照明装置、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た複数の発光素子と；一方向に並べて設けられ、前記複数の発光素子と電気的に接続された複数の給電端子と；を具備している。前記複数の発光素子の数は、３つ以上、且つ、奇数である。前記車両用照明装置の中心軸を通り、前記複数の給電端子が並ぶ方向と平行な第１の線分を挟んで、一方の側に中心が位置する前記発光素子の数は、他方の側に中心が位置する前記発光素子の数と異なっている。

本発明の実施形態によれば、車両用照明装置の光が出射する部分の輝度分布が所定の範囲内となる車両用照明装置、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。 車両用照明装置の光が出射する部分に要求される輝度分布を例示するための図である。 発光素子の数と配置を例示するための模式平面図である。 発光素子の数と配置を例示するための模式平面図である。 発光素子の数と配置を例示するための模式平面図である。 発光素子の数と配置を例示するための模式平面図である。 発光モジュールの回路図である。 ３つの発光素子のうちの１つの発光素子を消灯させる場合を例示するための模式平面図である。 ３つの発光素子のうちの１つの発光素子を消灯させる場合を例示するための模式平面図である。 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、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ている。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、略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１、および図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。ソケット１０は、例えば、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もできる。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（Nylon）などの樹脂に、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、インサート成形法を用いて、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。

発光モジュール２０（基板２１）は、ソケット１０の一方の端部側に設けられる。例えば、発光モジュール２０は、伝熱部４０の上に設けられる。
発光モジュール２０は、例えば、基板２１、発光素子２２、枠部２３、封止部２４、および回路素子２５を有する。

基板２１は、例えば、伝熱部４０の上面に接着される。この場合、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。

基板２１は、板状を呈している。基板２１の平面形状（車両用照明装置１の中心軸１ａに沿った方向から見た場合の形状）は、例えば、略四角形である。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。発光素子２２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。

発光素子２２は、基板２１の上（基板２１のソケット１０側とは反対側の面）に設けられている。発光素子２２は、配線パターン２１ａと電気的に接続される。
発光素子２２は、複数設けることができる。複数の発光素子２２は、直列接続することができる。
なお、発光素子２２の数と配置に関する詳細は後述する。

発光素子２２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。
発光素子２２は、チップ状の発光素子とすることもできるし、ＰＬＣＣ（Plastic Leaded Chip Carrier）型などの表面実装型の発光素子とすることもできるし、砲弾型などのリード線を有する発光素子とすることもできる。図１、および図２に例示をした発光素子２２は、チップ状の発光素子である。この場合、発光モジュール２０の小型化、ひいては車両用照明装置１の小型化を考慮すると、チップ状の発光素子とすることが好ましい。以下においては、一例として、発光素子２２がチップ状の発光素子である場合を説明する。

チップ状の発光素子２２は、ＣＯＢ（Chip On Board）により配線パターン２１ａに実装することができる。チップ状の発光素子２２は、上部電極型の発光素子、上下電極型の発光素子、フリップチップ型の発光素子のいずれであってもよい。

枠部２３は、基板２１の上に設けられている。枠部２３は、基板２１に接着されている。枠部２３は、枠状を呈し、発光素子２２を囲んでいる。枠部２３は、例えば、樹脂から形成される。樹脂は、例えば、ＰＢＴ（polybutylene terephthalate）、ＰＣ（polycarbonate）、ＰＥＴ、ナイロン、ＰＰ(polypropylene)、ＰＥ(polyethylene)、ＰＳ(polystyrene)などの熱可塑性樹脂とすることができる。

枠部２３は、封止部２４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ことができる。そのため、枠部２３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、白色の樹脂を含んでいたりすることができる。
また、枠部２３は、省くこともできる。ただし、枠部２３が設けられていれば、発光素子２２から照射された光の利用効率を向上させることができる。また、封止部２４が形成される範囲を小さくすることができるので、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。

封止部２４は、枠部２３の内側に設けられる。封止部２４は、枠部２３により囲まれた領域を覆うように設けられる。封止部２４は、発光素子２２を覆うように設けられる。封止部２４は、透光性を有する樹脂を含んでいる。封止部２４は、例えば、枠部２３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。
なお、枠部２３が省かれる場合には、例えば、ドーム状の封止部２４が基板２１の上に形成される。

また、封止部２４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。

なお、発光素子２２が表面実装型の発光素子であったり、発光素子２２が砲弾型などのリード線を有する発光素子であったりする場合には、枠部２３、および封止部２４を省くことができる。

回路素子２５は、発光素子２２を有する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。回路素子２５は、例えば、枠部２３の周辺に設けられ、配線パターン２１ａと電気的に接続される。回路素子２５は、配線パターン２１ａを介して、発光素子２２と電気的に接続されている。

回路素子２５は、例えば、抵抗２５ａ、保護素子２５ｂ、および制御素子２５ｃなどとすることができる。
ただし、回路素子２５の種類は例示をしたものに限定されるわけではなく、発光素子２２を有する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、回路素子２５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、インダクタ、サージアブソーバ、バリスタ、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２５ａは、基板２１の上に設けられている。抵抗２５ａは、配線パターン２１ａと電気的に接続される。抵抗２５ａ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２５ａ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。

ここで、発光素子２２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、発光素子２２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、発光素子２２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、発光素子２２に直列接続された抵抗２５ａにより、発光素子２２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２５ａの抵抗値を変化させることで、発光素子２２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２５ａ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、発光素子２２の順方向電圧特性に応じて適切な抵抗値を有する抵抗２５ａを選択する。抵抗２５ａが膜状の抵抗器の場合には、抵抗２５ａ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２５ａの数、配置、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、発光素子２２の数や仕様などに応じて適宜変更することができる。

保護素子２５ｂは、基板２１の上に設けられている。保護素子２５ｂは、配線パターン２１ａと電気的に接続される。保護素子２５ｂは、例えば、逆方向電圧が発光素子２２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素子２２に印加されないようにするために設けられる。保護素子２５ｂは、例えば、ダイオードとすることができる。図１に例示をした保護素子２５ｂは、表面実装型のダイオードである。

制御素子２５ｃは、基板２１の上に設けられている。制御素子２５ｃは、配線パターン２１ａと電気的に接続される。制御素子２５ｃは、例えば、車両用照明装置１に印加される電圧（入力電圧）に応じて、点灯させる発光素子２２の数を変化させる。なお、制御素子２５ｃに関する詳細は後述する。

その他、必要に応じて光学要素を設けることもできる。光学要素は、例えば、封止部２４の上に設けることができる。光学要素は、例えば、凸レンズ、凹レンズ、導光体などである。

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、例えば、一方向に並べて設けられる。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は、配線パターン２１ａを介して、複数の発光素子２２と電気的に接続されている。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、材料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、板状を呈し、ソケット１０と、発光モジュール２０（基板２１）との間に設けられている。例えば、図１、および図２に示すように、伝熱部４０は、凹部１１ａの底面１１ａ１に接着することができる。また、凹部１１ａの底面１１ａ１に設けられた凹部の内部に、伝熱部４０を接着するようにしてもよい。また、凹部１１ａの底面１１ａ１に設けられた凸状の台座の上に、伝熱部４０を接着するようにしてもよい。伝熱部４０とソケット１０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、前述した、発光モジュール２０（基板２１）と伝熱部４０とを接着する接着剤と同じとすることができる。

また、インサート成形法により、伝熱部４０とソケット１０を一体に成形することもできる。また、熱伝導グリス（放熱グリス）を含む層を介して、伝熱部４０をソケット１０に取り付けてもよい。熱伝導グリスは、例えば、変性シリコーンに、無機材料を用いたフィラーが混合されたものである。

伝熱部４０は、発光モジュール２０において発生した熱をソケット１０に伝え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される。例えば、伝熱部４０は、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、例えば、発光モジュール２０において発生する熱が比較的少ない場合や、ソケット１０が金属から形成される場合などには、伝熱部４０が省かれる場合がある。伝熱部４０を省く場合には、発光モジュール２０（基板２１）が、凹部１１ａの底面１１ａ１などに接着される。

ここで、車両用照明装置１の場合には、光が出射する部分の輝度分布を所定の範囲内とする必要がある。
図３は、車両用照明装置１の光が出射する部分に要求される輝度分布を例示するための図である。

図３に示すように、輝度分布は、車両用照明装置１の中心軸１ａを中心とした一辺が４．５ｍｍの正方形の領域において評価することができる。この場合、一辺が４．５ｍｍの正方形の領域を９つに等分割し、９つに等分割された領域（一辺が１．５ｍｍの正方形の領域）のそれぞれにおける発光強度を求めることで、光が出射する部分の輝度分布を評価することができる。

例えば、各領域における発光強度を以下の範囲とすることが好ましい。
６％≦Ａ＜４０％
６％≦Ｂ＜４０％
Ｃ＜１５％
Ａ＋Ｂ≧５５％
Ａ＋Ｂ＋Ｃ≧９０％
なお、車両用照明装置１の中心軸１ａを中心とした直径が１８．５ｍｍの領域における発光強度を１００％としている。
また、Ａは、（車両用照明装置１の中心軸１ａを含む領域における発光強度／直径が１８．５ｍｍの領域における発光強度）×１００（％）である。すなわち、Ａは、車両用照明装置１の中心軸１ａの近傍における輝度を評価するものである。

Ｂは、（領域Ｂ１～領域Ｂ４のそれぞれにおける発光強度／直径が１８．５ｍｍの領域における発光強度）×１００（％）である。すなわち、Ｂは、車両用照明装置１の中心軸１ａの近傍における上下方向、および左右方向の領域の輝度を評価するものである。

Ｃは、（領域Ｃ１～領域Ｃ４のそれぞれにおける発光強度／直径が１８．５ｍｍの領域における発光強度）×１００（％）である。すなわち、Ｃは、車両用照明装置１の中心軸１ａの近傍における対角方向の領域の輝度を評価するものである。

図４～図７は、発光素子２２の数と配置を例示するための模式平面図である。
なお、図４～図７は、車両用照明装置１の中心軸１ａに沿った方向から基板２１を見た場合である。図４～図７においては、枠部２３、封止部２４、および回路素子２５などを省いて描いている。発光素子２２が、表面実装型の発光素子であったり、砲弾型などのリード線を有する発光素子であったりする場合には、枠部２３、および封止部２４は設けられない。

図４～図７に示すように、発光素子２２の数は、３つ以上、且つ、奇数とすることができる。例えば、発光素子２２の数は、３つまたは５つとすることができる。なお、発光素子２２には順方向の電圧降下がある。そのため、発光素子２２の数は、発光素子２２の順方向電圧特性、車両用照明装置１に印加される電圧（入力電圧）などに応じて適宜決定することができる。例えば、発光素子２２の順方向の電圧降下が大きい場合には、発光素子２２の数を少なくすれば良い。

図４～図７に示すように、発光素子２２は、車両用照明装置１の中心軸１ａと重なる位置には設けられていない。また、複数の発光素子２２の中心は、車両用照明装置１の中心軸１ａを中心とする直径が１．１ｍｍ～１．２ｍｍの円周上に設けられている。発光素子２２の光の出射面の平面形状は四角形とすることができる。発光素子２２の光の出射面の大きさは、１．０ｍｍ×１．０ｍｍ程度とすることができる。

また、図４～図７に示すように、複数の発光素子２２の中心は、車両用照明装置１の中心軸１ａを通り、複数の給電端子３１が並ぶ方向と平行な線分１ｂ（第１の線分の一例に相当する）とは重なっていない。また、線分１ｂを挟んで、一方の側に中心が位置する発光素子２２の数は、他方の側に中心が位置する発光素子２２の数と異なっている。

例えば。図４、および図６に示すように、線分１ｂを挟んで、給電端子３１が設けられる側とは反対側に中心が位置する発光素子２２の数を、給電端子３１が設けられる側に中心が位置する発光素子２２の数よりも多くすることができる。

例えば。図５、および図７に示すように、線分１ｂを挟んで、給電端子３１が設けられる側に中心が位置する発光素子２２の数を、給電端子３１が設けられる側とは反対側に中心が位置する発光素子２２の数よりも多くすることができる。

発光素子２２の数を、３つ以上、且つ、奇数とし、発光素子２２の中心の位置を前述したものとすれば、「６％≦Ａ＜４０％」、「６％≦Ｂ＜４０％」、「Ｃ＜１５％」、「Ａ＋Ｂ≧５５％」、「Ａ＋Ｂ＋Ｃ≧９０％」とするのが容易となる。

また、図４～図７に示すように、複数の発光素子２２の中心は、車両用照明装置１の中心軸１ａを通り、線分１ｂと直交する線分１ｃ（第２の線分の一例に相当する）を対称軸として線対称となる位置に設けることができる。この場合、１つの発光素子２２の中心は、線分１ｃと重ねることができる。
この様にすれば、所定の輝度分布の範囲内とするのがさらに容易となる。

また、図４、および図５に示すように、発光素子２２の数を３つとし、３つの発光素子２２の中心は、線分１ｂとは重ならず、３つの発光素子２２のうちの１つの発光素子２２の中心は、線分１ｃと重なるようにすることができる。
この様にすれば、所定の輝度分布の範囲内とするのが最も容易となる。

ここで、車両用照明装置１は、バッテリーを電源としているが、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、一般的な自動車用の車両用照明装置１の動作標準電圧（定格電圧）は１３．５Ｖ程度である。ところが、バッテリーの電圧低下、オルタネーターの動作、回路の影響などにより、入力電圧が変動する。例えば、入力電圧は、９Ｖ以上、１６Ｖ以下の範囲で変動する。

前述した様に、発光素子２２には順方向の電圧降下がある。そのため、例えば、発光素子２２の順方向の電圧降下が３Ｖ程度の場合、直列接続される発光素子２２の数を３つとしても、９Ｖの電圧降下が生じることになる。この場合、入力電圧が９Ｖ程度になると、３つの発光素子２２にはほとんど電流が流れなくなり、車両用照明装置１の全光束が規定値未満となる。

そこで、発光モジュール２０には、制御素子２５ｃが設けられている。
図８は、発光モジュール２０の回路図である。
なお、図８は、発光素子２２の数が３つの場合であるが、発光素子２２の数が５つ以上、且つ、奇数の場合も同様とすることができる。

図８に示すように、発光モジュール２０には、３つの発光素子２２、抵抗２５ａ、保護素子２５ｂ、および制御素子２５ｃが設けられている。３つの発光素子２２、抵抗２５ａ、および保護素子２５ｂは、直列接続されている。
制御素子２５ｃは、例えば、電圧計測回路２５ｃ１、およびスイッチング素子２５ｃ２を有する。電圧計測回路２５ｃ１は、入力電圧を検出する。スイッチング素子２５ｃ２は、入力側に最も遠い１つの発光素子２２と並列接続されている。

制御素子２５ｃは、電圧計測回路２５ｃ１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、スイッチング素子２５ｃ２を開く。スイッチング素子２５ｃ２が開くと、直列接続された３つの発光素子２２に電流Ｉａが流れ、３つの発光素子２２から光が照射される。一方、制御素子２５ｃは、電圧計測回路２５ｃ１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、スイッチング素子２５ｃ２を閉じる。スイッチング素子２５ｃ２が閉じると、直列接続された２つの発光素子２２に電流Ｉｂが流れ、スイッチング素子２５ｃ２と並列接続された発光素子２２にはほとんど電流が流れなくなる。そのため、順方向の電圧降下が、電流がほとんど流れない１つの発光素子２２の分だけ少なくなるので、残りの２つの発光素子２２に流れる電流を増加させることができる。その結果、入力電圧が低下しても、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、以上においては、電圧計測回路２５ｃ１とスイッチング素子２５ｃ２を有する制御素子２５ｃを例示したが、制御素子２５ｃは、入力電圧に応じて、点灯させる発光素子２２の数を変化させるものであればよい。例えば、制御素子２５ｃは、集積回路（ＩＣ）や、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回路などを有するものであってもよい。また、例えば、制御素子２５ｃは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や記憶素子などを備え、入力電圧に応じて点灯させる発光素子２２の数を変化させるものとすることもできる。この場合、点灯させる発光素子２２の切り替えは、記憶素子に記憶されているプログラムに基づいて実行することができる。

ところが、単に、点灯させる発光素子２２の数を少なくすると、車両用照明装置１の光が出射する部分の輝度分布が、所定の範囲から大きく外れる場合がある。
そこで、本実施の形態に係る車両用照明装置１においては、点灯させる発光素子２２の数を少なくしても、輝度分布が所定の範囲から大きく外れるのを抑制する様にしている。 なお、点灯させる発光素子２２の数が少なくなるほど、輝度分布に与える影響が大きくなる。そのため、以下においては、３つの発光素子２２が設けられ、入力電圧が低下した際に１つの発光素子２２を消灯させる場合を説明する。

図９は、３つの発光素子２２のうちの１つの発光素子２２を消灯させる場合を例示するための模式平面図である。
図９は、図４において例示をした３つの発光素子２２の配置の場合である。
図９に示すように、３つの発光素子２２のうちの１つの発光素子２２を消灯させる場合には、線分１ｃを挟んで設けられた２つの発光素子２２のうちの１つを消灯させる。なお、前述した様に、線分１ｃを挟んで設けられた２つの発光素子２２は、線分１ｃを対称軸として線対称となる位置に設けられている。そのため、図９においては、線分１ｃの右側に設けられた発光素子２２を消灯したが、線分１ｃの左側に設けられた発光素子２２を消灯してもよい。

図１０は、３つの発光素子２２のうちの１つの発光素子２２を消灯させる場合を例示するための模式平面図である。
図１０は、図５において例示をした３つの発光素子２２の配置の場合である。
図１０に示すように、３つの発光素子２２のうちの１つの発光素子２２を消灯させる場合には、線分１ｃを挟んで設けられた２つの発光素子２２のうちの１つを消灯させる。なお、前述した様に、線分１ｃを挟んで設けられた２つの発光素子２２は、線分１ｃを対称軸として線対称となる位置に設けられている。そのため、図１０においては、線分１ｃの右側に設けられた発光素子２２を消灯したが、線分１ｃの左側に設けられた発光素子２２を消灯してもよい。

すなわち、図９、および図１０に示すように、線分１ｃを挟んで、いずれか一方に設けられた１つの発光素子２２を点灯させ、いずれか他方に設けられた１つの発光素子２２を消灯させ、線分１ｃと中心が重なる１つの発光素子２２を点灯させることができる。

この場合、図９、および図１０に示すように、線分１ｂを挟んで設けられた２つの発光素子２２は点灯している。そのため、線分１ｂの片側においては、照射される光の光束が少なくなるとしても、線分１ｂの両側に光が照射される。
また、点灯している１つの発光素子２２の中心は、線分１ｃと重なっている。そのため、線分１ｃの、発光素子２２が消灯した側にも光を照射することができる。
そのため、線分１ｃを挟んで設けられた２つの発光素子２２のうちの１つを消灯させれば、輝度分布が所定の範囲から大きく外れるのを抑制することができる。

これに対して、例えば、中心が線分１ｃと重なっている発光素子２２を消灯すれば、線分１ｂの、発光素子２２が消灯した側には光が照射されにくくなる。そのため、輝度分布が所定の範囲から大きく外れることになる。

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とすれば、印加される電圧が低くなった場合であっても所定の光束を得ることができ、且つ、輝度分布が所定の範囲から大きく外れるのを抑制することができる。

（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１１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１１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１１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、車両用灯具１００の外部に設けられた点灯回路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、点灯回路などと、発光素子２２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。

１ 車両用照明装置、１ａ 中心軸、１０ ソケット、１１ 装着部、２０ 発光モジュール、２１ 基板、２２ 発光素子、２５ 回路素子、２５ｃ 制御素子、３１ 給電端子、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た複数の発光素子と；
   一方向に並べて設けられ、前記複数の発光素子と電気的に接続された複数の給電端子と；
   を具備し、
   前記複数の発光素子の数は、３つ以上、且つ、奇数であり、
   前記車両用照明装置の中心軸を通り、前記複数の給電端子が並ぶ方向と平行な第１の線分を挟んで、一方の側に中心が位置する前記発光素子の数は、他方の側に中心が位置する前記発光素子の数と異なっている車両用照明装置。
2. 前記複数の発光素子の中心は、前記車両用照明装置の中心軸を通り、前記第１の線分と直交する第２の線分を対称軸として線対称となる位置に設けられている請求項１記載の車両用照明装置。
3. 前記複数の発光素子の数は、３つであり、
   前記３つの発光素子の中心は、前記第１の線分とは重ならず、
   前記３つの発光素子のうちの１つの前記発光素子の中心は前記第２の線分と重なる請求項２記載の車両用照明装置。
4. 入力電圧に応じて、点灯させる前記発光素子の数を変化させる制御素子をさらに備え、
   前記制御素子は、前記入力電圧が所定の値以下となった場合には、
   前記第２の線分を挟んで、いずれか一方に設けられた１つの前記発光素子を点灯させ、いずれか他方に設けられた１つの前記発光素子を消灯させ、前記第２の線分と中心が重なる１つの前記発光素子を点灯させる請求項３記載の車両用照明装置。
5. 請求項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。

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