JP2024031398A - 車両用照明装置、および車両用灯具 - Google Patents
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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(RuO2)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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022134923A JP2024031398A (ja) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | 車両用照明装置、および車両用灯具 |
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