JP6634951B2 - 車両用照明装置および車両用灯具 - Google Patents

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。

直列接続された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を備えた車両用照明装置がある。
ここで、車両用照明装置に印加される電圧は変動する。そのため、車両用照明装置においては、動作電圧範囲（電圧変動範囲）が定められている。
また、発光ダイオードには順方向の電圧降下がある。そのため、直列接続された複数の発光ダイオードに印加される電圧が低下すると、複数の発光ダイオードから照射される光の量が低下して、車両用照明装置の全光束が規定値未満となるおそれがある。

そこで、車両用照明装置に印加される電圧が低下した場合には、直列接続された複数の発光ダイオードのうちの一部の発光ダイオードに電流を流さないようにする技術が提案されている。
この様にすれば、車両用照明装置に印加される電圧が低下した場合であっても、必要となる全光束を確保することができる。
ところが、一部の発光ダイオードに電流を流さないようにすると、残りの発光ダイオードに流れる電流が急激に増加して、全光束が急激に増加するという新たな問題が生じる。

そのため、車両用照明装置に印加される電圧が低下した場合であっても、必要となる全光束を確保することができ、且つ、全光束の変動を抑制することができる技術の開発が望まれていた。

特開２０１３−２２９３８５号公報

本発明が解決しようとする課題は、車両用照明装置に印加される電圧が低下した場合であっても、必要となる全光束を確保することができ、且つ、全光束の変動を抑制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、少なくとも１つの発光素子と、前記発光素子に直列接続された第１の抵抗と、を有する第１回路部と；前記第１回路部と並列接続され、制御部と、前記制御部と直列接続された第２の抵抗と、を有する第２回路部と；前記第１回路部および前記第２回路部と直列接続され、少なくとも１つの発光素子を有する第３回路部と；を具備している。
前記制御部は、入力電圧を測定し、前記測定された前記入力電圧が所定の値となった場合には、前記第３回路部に電流を流し、前記第１の抵抗に流れる電流の値をＡ、前記第２の抵抗に流れる電流の値をＢ、前記第１回路部および前記第３回路部に設けられた発光素子の数をＮａ、前記第３回路部に設けられた発光素子の数をＮｂとした場合に以下の式を満足する。
（Ｎａ／Ｎｂ）×Ａ×０.９５≦Ｂ≦（Ｎａ／Ｎｂ）×Ａ×１．０５

本発明の実施形態によれば、車両用照明装置に印加される電圧が低下した場合であっても、必要となる全光束を確保することができ、且つ、全光束の変動を抑制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１を例示するための模式斜視図である。 図１において車両用照明装置１をＡ方向から見た模式図である。 図１における車両用照明装置１のＢ−Ｂ線方向の模式断面図である。 （ａ）は、比較例に係る発光モジュール２００を例示するための回路図である。（ｂ）は、発光モジュール２００における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、比較例に係る発光モジュール２１０を例示するための回路図である。（ｂ）は、発光モジュール２１０における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、本実施の形態に係る発光モジュール２０を例示するための回路図である。（ｂ）は、発光モジュール２０における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。 他の実施形態に係る発光モジュール２０を例示するための回路図である。 他の実施形態に係る発光モジュール２０を例示するための回路図である。 （ａ）は、他の実施形態に係る発光モジュール２０を例示するための回路図である。（ｂ）は、発光モジュール２０における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）、（ｂ）は、他の実施形態に係る発光モジュール２０を例示するための回路図である。 （ａ）は、発光モジュール２０における入力電圧と入力電流との関係を例示するためのグラフ図である。（ｂ）は、発光モジュール２０における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１００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。
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斜視図である。
図２は、図１において車両用照明装置１をＡ方向から見た模式図である。
図３は、図１における車両用照明装置１のＢ−Ｂ線方向の模式断面図である。
なお、各図中のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は互いに直交する三方向を表している。例えば、車両用照明装置１を車両用灯具１００に取り付けた際に、左右方向（水平方向）となる方向をＸ方向、前後方向（水平方向）となる方向をＹ方向、上下方向（鉛直方向）となる方向をＺ方向とすることができる。
図１、図２、および図３に示すように、車両用照明装置１には、ソケット１０、発光モジュール２０、および給電部３０が設けられている。
ソケット１０は、収納部１０ａおよび放熱部１０ｂを有する。
収納部１０ａは、装着部１１、バヨネット１２、および絶縁部１３を有する。

装着部１１は、筒状を呈している。装着部１１は、例えば、円筒状を呈したものとすることができる。装着部１１は、フランジ１４の、放熱フィン１６が設けられた側とは反対側に設けられている。装着部１１は、載置部１５を囲んでいる。車両用照明装置１の中心軸１ａと直交する方向（Ｘ方向またはＺ方向）における装着部１１の外形寸法は、フランジ１４の外形寸法よりも小さい。

バヨネット１２は、装着部１１の側面に設けられ、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１４と対峙している。バヨネット１２は、複数設けられている。

車両用照明装置１を筐体１０１に装着する際には、装着部１１のバヨネット１２が設けられた部分が、筐体１０１に設けられた取付孔１０１ａに挿入される（図１２を参照）。そして、車両用照明装置１を回転させることで、筐体１０１に車両用照明装置１が保持されるようになっている。すなわち、バヨネット１２は、ツイストロックに用いられるものである。

絶縁部１３は、装着部１１の内部に設けられている。

収納部１０ａは、装着部１１、バヨネット１２、および絶縁部１３を一体成形して形成することもできるし、これらを接合して形成することもできる。ただし、装着部１１、バヨネット１２、および絶縁部１３を一体成形すれば、外力に対する耐性の向上、製造コストの低減などを図ることができる。

収納部１０ａは、発光モジュール２０を収納する機能と、給電端子３１を絶縁する機能を有する。
そのため、装着部１１、バヨネット１２、および絶縁部１３は、絶縁性材料から形成することが好ましい。絶縁性材料は、例えば、樹脂などの有機材料、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）などの無機材料などとすることができる。

この場合、発光モジュール２０において発生した熱を外部に伝えることを考慮して、装着部１１、バヨネット１２、および絶縁部１３を絶縁性と高い熱伝導率を有する材料から形成することもできる。絶縁性と高い熱伝導率を有する材料は、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）、高熱伝導性樹脂などとすることができる。高熱伝導性樹脂は、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）やナイロン等の樹脂に、熱伝導率の高い酸化アルミニウムなどからなる繊維や粒子を混合させたものである。

なお、装着部１１、バヨネット１２、および絶縁部１３は、金属などの導電性材料から形成することもできる。ただし、給電端子３１と絶縁部１３との間に絶縁性材料からなる層を設けたり、絶縁部１３のみを絶縁性材料から形成したりする必要がある。

放熱部１０ｂは、フランジ１４、載置部１５、放熱フィン１６、および凸部１７を有する。
フランジ１４は、板状を呈している。フランジ１４は、例えば、円板状を呈したものとすることができる。フランジ１４の外側面と車両用照明装置１の中心軸１ａとの間の距離は、バヨネット１２の外側面と車両用照明装置１の中心軸１ａとの間の距離よりも長い。すなわち、フランジ１４の外側面は、バヨネット１２の外側面よりも車両用照明装置１の外方に位置している。

載置部１５は、円筒状を呈したものとすることができる。載置部１５は、フランジ１４の、放熱フィン１６が設けられる側とは反対側の面１４ａに設けられている。載置部１５の側面には、凹部１５ａが設けられている。凹部１５ａの内部には、絶縁部１３が設けられている。載置部１５の、フランジ１４側とは反対側の面１５ｂには、発光モジュール２０（基板２１）が設けられる。

放熱フィン１６は、フランジ１４の、載置部１５が設けられる側とは反対側の面１４ｂに設けられている。放熱フィン１６は、複数設けることができる。複数の放熱フィン１６は、互いに平行となるように設けることができる。放熱フィン１６は、平板状を呈したものとすることができる。

凸部１７は、給電端子３１の端部を保護する機能と、コネクタ１０５を保持する機能とを有する。凸部１７は、フランジ１４の、放熱フィン１６が設けられた面１４ｂに設けられている。凸部１７は、ブロック状を呈したものとすることができる。凸部１７の外側面には、凹部１７ａが設けられている。凹部１７ａは、凸部１７の外側面に開口している。

凸部１７には、孔１７ｂが設けられている。孔１７ｂは、凸部１７のフランジ１４側とは反対側の端面と、フランジ１４の、放熱フィン１６が設けられる側とは反対側の面１４ａとの間を貫通している。孔１７ｂのフランジ１４側には、給電端子３１の端部が突出している。孔１７ｂのフランジ１４側には、絶縁部１３の一部分が露出している。すなわち、孔１７ｂのフランジ１４側の開口は、絶縁部１３により塞がれている。孔１７ｂは、凹部１７ａと繋がっていない。

孔１７ｂには、シール部材１０５ａを有するコネクタ１０５が挿入される。そのため、孔１７ｂの断面形状は、シール部材１０５ａを有するコネクタ１０５の断面に適合したものとなっている。
また、車両用照明装置１の中心軸１ａと直交する方向における孔１７ｂの断面寸法は、コネクタ１０５の本体に設けられたシール部材１０５ａの外形寸法よりも僅かに小さくなっている。そのため、シール部材１０５ａを有するコネクタ１０５が孔１７ｂに挿入された際には、孔１７ｂが水密となるように密閉される。

放熱部１０ｂは、フランジ１４、載置部１５、放熱フィン１６、および凸部１７を一体成形して形成することもできるし、これらを別々に形成して接合することもできる。ただし、フランジ１４、載置部１５、放熱フィン１６、および凸部１７を一体成形すれば、放熱性の向上、外力に対する耐性の向上、製造コストの低減などを図ることができる。

放熱部１０ｂは、発光モジュール２０を載置する機能と、発光モジュール２０において発生した熱を外部に放出する機能を有する。
そのため、熱を放出する機能を考慮して、フランジ１４、載置部１５、放熱フィン１６、および凸部１７は、熱伝導率の高い材料から形成することが好ましい。熱伝導率の高い材料は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属、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、高熱伝導性樹脂などとすることができる。

この場合、収納部１０ａの材料と、放熱部１０ｂの材料は、互いに異なるものとすることができる。例えば、収納部１０ａを樹脂などの絶縁性材料から形成し、放熱部１０ｂを金属（例えば、アルミニウム合金など）などの熱伝導率の高い材料から形成することができる。

ここで、装着部１１は、フランジ１４の、放熱フィン１６が設けられる側とは反対側に設けられている。また、装着部１１は、載置部１５を囲んでいる。しかしながら、装着部１１は、フランジ１４、放熱フィン１６、および凸部１７を囲んでいない。
そのため、光モジュール２０において発生した熱を、熱伝導率の高い材料から形成されたフランジ１４、放熱フィン１６、および凸部１７を介して外部に効率よく放出することができる。すなわち、車両用照明装置１の放熱性を向上させることができる。

また、放熱部１０ｂは、収納部１０ａと接合される。この場合、収納部１０ａの絶縁部１３は、放熱部１０ｂの凹部１５ａの内部に挿入される。放熱部１０ｂの載置部１５は、収納部１０ａの装着部１１の内部に挿入される。
収納部１０ａと放熱部１０ｂは、嵌め合わされるようにしてもよいし、接着剤などを用いて接合してもよいし、インサート成型により収納部１０ａと放熱部１０ｂを接合してもよいし、加熱溶着により収納部１０ａと放熱部１０ｂを接合してもよい。

ここで、収納部１０ａと放熱部１０ｂを接合すると、収納部１０ａと放熱部１０ｂの間に界面が形成される。収納部１０ａと放熱部１０ｂの間に界面が形成されていると、界面から水分が侵入するおそれがある。この場合、収納部１０ａと放熱部１０ｂを接着などすれば、界面から水分が侵入するのを抑制することができる。しかしながら、界面を完全に封止することは難しい。
また、自動車に設けられる車両用照明装置１の場合には、使用環境の温度が、−４０℃〜８５℃となる。そのため、当初は水密であったとしても、熱膨張率の差により発生した熱応力により、時間の経過とともに水密性が低下するおそれがある。

そこで、本実施の形態においては、装着部１１のフランジ１４側の端面１１ａの位置および絶縁部１３のフランジ１４側の端面１３ａの位置が、フランジ１４の面１４ｂの位置よりも発光モジュール２０側にあるようになっている。
また、車両用照明装置１の中心軸１ａと直交する方向における装着部１１の外形寸法は、フランジ１４の外形寸法よりも小さくなっている。
そのため、図３に示すように、装着部１１とフランジ１４の間の界面は、シール部材１０４により封止することができる。

なお、孔１７ｂのフランジ１４側には、絶縁部１３の一部分が露出している。すなわち、孔１７ｂの内部には、絶縁部１３とフランジ１４の間の界面が露出している。しかしながら、孔１７ｂには、シール部材１０５ａを有するコネクタ１０５が挿入される。
そのため、シール部材１０５ａを有するコネクタ１０５が孔１７ｂに挿入された際には、孔１７ｂが水密となるように密閉される。その結果、絶縁部１３とフランジ１４の間の界面から水分が侵入するのを抑制することができる。

なお、水分は、主に、車両用灯具１００の筐体１０１の外側にある。そのため、筐体１０１の内部からシール部材１０４の内側に侵入する水分はほとんどない。
以上に説明したように、本実施の形態に係る車両用照明装置１によれば、収納部１０ａと放熱部１０ｂを接合するようにしても界面から水分が侵入するのを抑制することができる。

図１および図３に示すように、発光モジュール２０は、載置部１５のフランジ１４側とは反対側の面１５ｂに設けられている。
発光モジュール２０は、基板２１、発光素子２２、抵抗２３ａ（第１の抵抗の一例に相当する）、抵抗２３ｂ（第２の抵抗の一例に相当する）、および制御部２４を有する。

基板２１は、載置部１５の面１５ｂの上に設けられている。基板２１は、平板状を呈している。基板２１の表面には、配線パターン２６が設けられている。
基板２１の材料や構造には特に限定はない。例えば、基板２１は、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）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ものであってもよい。なお、金属板の表面を絶縁性材料で被覆する場合には、絶縁性材料は、有機材料からなるものであってもよいし、無機材料からなるものであってもよい。

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、金属板の表面を絶縁性材料で被覆したものなどを例示することができる。
また、基板２１は、単層であってもよいし、多層であってもよい。

発光素子２２は、基板２１の上に設けられている。発光素子２２は、基板２１の表面に設けられた配線パターン２６と電気的に接続されている。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の形式には特に限定はない。
発光素子２２は、例えば、ＰＬＣＣ（Plastic Leaded Chip Carrier）型などの表面実装型の発光素子とすることができる。なお、図１および図３に例示をした発光素子２２は、表面実装型の発光素子である。
発光素子２２は、例えば、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。

また、発光素子２２は、ＣＯＢ（Chip On Board）により実装されるものとすることもできる。ＣＯＢにより実装される発光素子２２とする場合には、チップ状の発光素子２２と、発光素子２２と配線パターン２６を電気的に接続する配線と、発光素子２２と配線を囲む枠状の部材と、枠状の部材の内部に設けられた封止部などを基板２１の上に設けることができる。

この場合、封止部には、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）とすることができる。例えば、発光素子２２が青色発光ダイオード、蛍光体がＹＡＧ系蛍光体である場合には、発光素子２２から出射した青色の光によりＹＡＧ系蛍光体が励起され、ＹＡＧ系蛍光体から黄色の蛍光が放射される。そして、青色の光と黄色の光が混ざり合うことで、白色の光が車両用照明装置１から出射される。なお、蛍光体の種類や発光素子２２の種類は、例示をしたものに限定されるわけではない。蛍光体の種類や発光素子２２の種類は、車両用照明装置１の用途などに応じて所望の発光色が得られるように適宜変更することができる。

発光素子２２の光の出射面は、車両用照明装置１の正面側に向けられている。発光素子２２は、主に、車両用照明装置１の正面側に向けて光を出射する。
発光素子２２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、車両用照明装置１の大きさや用途などに応じて適宜変更することができる。

ここで、図１に示すように、複数の発光素子２２は、Ｘ方向に一列に並べて設けられている。前述したように、Ｘ方向は、車両用照明装置１を車両用灯具１００に取り付けた際に水平方向となる方向である。Ｚ方向は、車両用照明装置１を車両用灯具１００に取り付けた際に鉛直方向となる方向である。また、発光素子２２の列のＸ方向における寸法は、発光素子２２の列のＺ方向における寸法よりも長くなっている。
そのため、車両用照明装置１の配光特性は、水平方向に広く、鉛直方向に狭くなる。すなわち、車両用照明装置１は、水平方向に広く、鉛直方向に狭い車両用の配光特性を有したものとすることができる。

抵抗２３ａ、２３ｂは、基板２１の上に設けられている。抵抗２３ａ、２３ｂは、基板２１の表面に設けられた配線パターン２６と電気的に接続されている。抵抗２３ａ、２３ｂは、発光素子２２に流れる電流を制御する。

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の明るさが所定の範囲内に収まるように、抵抗２３ａ、２３ｂ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２３ａ、２３ｂ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ことができる。

抵抗２３ａ、２３ｂ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および図３に例示をした抵抗２３ａ、２３ｂは、膜状の抵抗器である。
抵抗２３ａ、２３ｂの数、大きさ、配置などは、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。

制御部２４は、基板２１の上に設けられている。制御部２４は、基板２１の表面に設けられた配線パターン２６と電気的に接続されている。なお、発光素子２２、抵抗２３ａ、２３ｂ、および制御部２４などの接続に関する詳細は、後述する（図６（ａ）などを参照）。

その他、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ダイオードを設けることができる。
また、発光素子２２の断線の検出や、誤点灯防止などのために、プルダウン抵抗を設けることもできる。また、配線パターン２６や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、ガラス材料を含むものとすることができる。

給電部３０は、複数の給電端子３１を有する。複数の給電端子３１は、ソケット１０（絶縁部１３）の内部に設けられている。複数の給電端子３１は、絶縁部１３の内部を延びている。複数の給電端子３１の一方の端部は、絶縁部１３の、フランジ１４側とは反対側の端面から突出し、基板２１に設けられた配線パターン２６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、絶縁部１３のフランジ１４側の端面１３ａから突出している。複数の給電端子３１の他方の端部は、孔１７ｂの内部に露出している。なお、給電端子３１の数、形状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。

また、給電部３０は、図示しない基板や、回路部品（例えば、集積回路、コンデンサなど）などを備えたものとすることもできる。なお、図示しない基板や回路部品などは、例えば、収納部１０ａの内部や放熱部１０ｂの内部などに設けることができる。

次に、発光モジュール２０についてさらに説明する。
まず、比較例に係る発光モジュール２００、２１０について説明する。
図４（ａ）は、比較例に係る発光モジュール２００を例示するための回路図である。
図４（ｂ）は、発光モジュール２００における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４（ａ）に示すように、発光モジュール２００には、発光素子２２および抵抗２３ａが設けられている。前述した発光モジュール２０と同様に、発光素子２２および抵抗２３ａは、基板２１の表面に設けられた配線パターン２６と電気的に接続されている。ただし、発光モジュール２００には、制御部２４が設けられていない。

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、車両用照明装置１に印加される電圧が変動する。
そのため、自動車用の車両用照明装置１においては、動作電圧範囲（電圧変動範囲）が定められている。例えば、動作電圧範囲は、９Ｖ以上１６Ｖ以下が一般的であり、中には７Ｖ以上１６Ｖ以下の場合もある。

ここで、発光素子２２には順方向の電圧降下がある。そのため、図４（ｂ）に示すように、直列接続された複数の発光素子２２の入力電圧（印加電圧）が低下すると、複数の発光素子２２から照射される光の量が低下する。そして、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、発光素子２２の順方向の電圧降下が３Ｖ程度の場合、３つの発光素子２２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つの発光素子２２には抵抗２３ａ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。

図５（ａ）は、比較例に係る発光モジュール２１０を例示するための回路図である。
図５（ｂ）は、発光モジュール２１０における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５（ａ）に示すように、発光モジュール２１０には、発光素子２２、抵抗２３ａ、電圧計２１１、およびスイッチ２１２が設けられている。

電圧計２１１は、抵抗２３ａと並列接続されている。電圧計２１１は、入力電圧を測定する。
３つの発光素子２２は、抵抗２３ａと直列接続されている。

スイッチ２１２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。

電圧計２１１により測定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２１２を開くようにする。すると、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、電圧計２１１により測定された入力電圧が所定の値となった場合には、スイッチ２１２を閉じるようにする。すると、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２１２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、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、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。

ところが、スイッチ２１２を閉じると、２つの発光素子２２に流れる電流が急激に増加する。そのため、図５（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の全光束が急激に増加するという新たな問題が生じることになる。

図６（ａ）は、本実施の形態に係る発光モジュール２０を例示するための回路図である。
図６（ｂ）は、発光モジュール２０における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、発光モジュール２０は、第１回路部２０ａ、第２回路部２０ｂ、および第３回路部２０ｃを有する。
第１回路部２０ａは、少なくとも１つの発光素子２２と、発光素子２２に直列接続された抵抗２３ａを有する。なお、発光素子２２が複数設けられる場合には、複数の発光素子２２と抵抗２３ａは直列接続される。
第２回路部２０ｂは、第１回路部２０ａと並列接続されている。第２回路部２０ｂは、少なくとも制御部２４を有する。なお、制御部２４と抵抗２３ｂが設けられる場合には、制御部２４と抵抗２３ｂが直列接続される。
第３回路部２０ｃは、第１回路部２０ａおよび第２回路部２０ｂと直列接続されている。第３回路部２０ｃは、少なくとも１つの発光素子２２を有する。なお、発光素子２２が複数設けられる場合には、複数の発光素子２２が直列接続される。

制御部２４は、入力電圧を測定し、測定された入力電圧が所定の値となった場合には、第２回路部２０ｂに電流Ｉ２を流す。制御部２４は、入力電圧を測定する機能と、電流Ｉ２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチの機能を有する。例えば、制御部２４に、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、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設けて入力電圧の測定を行うようにすることができる。また、例えば、制御部２４に、スイッチングトランジスタなどを設けて第２回路部２０ｂに流れる電流Ｉ２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるようにすることができる。

制御部２４は、測定された入力電圧が所定の値を超えている場合には、第２回路部２０ｂに電流Ｉ２が流れないようにする。例えば、制御部２４は、内蔵されたスイッチングトランジスタをＯＦＦ状態にする。すると、直列接続された全発光素子２２に電流Ｉ１が流れ、全発光素子２２から光が照射される。
一方、制御部２４は、測定された入力電圧が所定の値となった場合には、第２回路部２０ｂに電流Ｉ２を流すようにする。例えば、制御部２４は、内蔵されたスイッチングトランジスタをＯＮ状態にする。すると、第３回路部２０ｃに設けられた複数の発光素子２２には、第１回路部２０ａからの電流Ｉ１と、第２回路部２０ｂからの電流Ｉ２とが合計された電流が流れることになる。また、第１回路部２０ａに設けられた発光素子２２には、電流Ｉ１が流れる。その結果、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。

この場合、抵抗２３ｂの抵抗値を調整することで、電流Ｉ２の値を制御することができる。そのため、制御部２４が第２回路部２０ｂに電流Ｉ２を流すようにした際に、第３回路部２０ｃに設けられた複数の発光素子２２に流れる電流が急激に増加するのを抑制することができる。そのため、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の全光束が急激に増加するのを抑制することができる。
すなわち、本実施の形態に係る車両用照明装置１によれば、車両用照明装置１に印加される電圧が低下した場合であっても、必要となる全光束を確保することができ、且つ、全光束の変動を抑制することができる。

なお、膜状の抵抗器は、抵抗値の調整が容易である。そのため、抵抗２３ｂは膜状の抵抗器とすることが好ましい。この場合、抵抗値の調整は、以下の様にして行うことができる。まず、スクリーン印刷法などを用いて、基板２１の表面に膜状の抵抗器（抵抗２３ｂ）を形成する。次に、抵抗２３ｂにレーザ光を照射して、抵抗２３ｂの一部を除去する。そして、除去した部分の大きさなどにより、抵抗２３ｂの抵抗値を変化させる。この場合、抵抗２３ｂの一部を除去すれば、抵抗値は増加することになる。

なお、前述した比較例に係る発光モジュール２１０において、スイッチ２１２に抵抗器を直列接続すると、スイッチ２１２を閉じた際にスイッチ２１２に並列接続されている発光素子２２に電流が流れ、残りの２つの発光素子２２に流れる電流が減ってしまうおそれがある。そのため、必要となる全光束を確保することができなくなるおそれがある。

図７は、他の実施形態に係る発光モジュール２０を例示するための回路図である。
図７に示すように、発光モジュール２０は、第１回路部２０ａ、第２回路部２０ｂ、および第３回路部２０ｃを有する。
前述したように、第１回路部２０ａは、少なくとも１つの発光素子２２と、発光素子２２に直列接続された抵抗２３ａを有していればよい。例えば、図６（ａ）に例示をしたものの場合には、第１回路部２０ａは、１つの発光素子２２と、発光素子２２に直列接続された抵抗２３ａを有している。図７に例示をしたものの場合には、第１回路部２０ａは、直列接続された２つの発光素子２２と抵抗２３ａを有している。

また、第３回路部２０ｃは、少なくとも１つの発光素子２２を有していればよい。例えば、図６（ａ）に例示をしたものの場合には、第３回路部２０ｃは、直列接続された２つの発光素子２２を有している。図７に例示をしたものの場合には、第３回路部２０ｃは、１つの発光素子２２を有している。

この場合、第３回路部２０ｃに設けられる発光素子２２の数を少なくすれば、第２回路部２０ｂに電流Ｉ２を流すようにするか否かの判定を行う際に用いる電圧値（判定基準）を低くすることができる。

ここで、図６（ｂ）に示すように、第２回路部２０ｂに電流Ｉ２を流すと、全光束が増加する。そのため、第２回路部２０ｂに電流Ｉ２を流す頻度が高くなれば、その分、全光束が増加する回数が多くなる。全光束が増加する回数が余り多くなると、違和感が生じるおそれがある。

本実施の形態によれば、判定基準となる電圧値を低くすることができるので、第２回路部２０ｂに電流Ｉ２を流す頻度を低くすることができる。その結果、全光束が増加する回数を少なくすることができるので、違和感が生じるのを抑制することができる。

図８は、他の実施形態に係る発光モジュール２０を例示するための回路図である。
図８に示すように、発光モジュール２０は、第１回路部２０ａ、第２回路部２０ｂ、第３回路部２０ｃ、および抵抗２３ｂ（第３の抵抗の一例に相当する）を有する。
第２回路部２０ｂは、第１回路部２０ａと並列接続されている。第３回路部２０ｃは、第１回路部２０ａおよび第２回路部２０ｂと直列接続されている。抵抗２３ｂは、第１回路部２０ａおよび第２回路部２０ｂと直列接続されている。

前述したように、第２回路部２０ｂは、少なくとも制御部２４を有していればよい。例えば、図６（ａ）および図７に例示をしたものの場合には、第２回路部２０ｂは、直列接続された制御部２４と抵抗２３ｂを有している。本実施の形態においては、第２回路部２０ｂは、制御部２４を有している。
この場合、抵抗２３ａと抵抗２３ｂは、協働して全発光素子２２に流れる電流Ｉ１を制御する。抵抗２３ｂは、第３回路部２０ｃに設けられた発光素子２２に流れる電流Ｉ２を制御する。

本実施の形態によっても前述した効果を享受することができる。すなわち、車両用照明装置１に印加される電圧が低下した場合であっても、必要となる全光束を確保することができ、且つ、全光束の変動を抑制することができる。

図９（ａ）は、他の実施形態に係る発光モジュール２０を例示するための回路図である。
図９（ｂ）は、発光モジュール２０における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９（ａ）に示すように、発光モジュール２０は、第１回路部２０ａ、第２回路部２０ｂ、および第３回路部２０ｃを有する。
前述したように、第２回路部２０ｂは、少なくとも制御部２４を有していればよい。この場合、図６（ａ）および図７に例示をしたものの場合には、第２回路部２０ｂは、直列接続された制御部２４と抵抗２３ｂを有している。本実施の形態においては、第２回路部２０ｂは、直列接続された制御部２４と定電流回路２３ｂ１を有している。すなわち、本実施の形態においては、第２回路部２０ｂは、抵抗２３ｂに代えて定電流回路２３ｂ１を有している。

定電流回路２３ｂ１は、例えば、定電流ダイオードを用いた定電流回路、トランジスタを用いたカレントリミッタ回路、定電流ＩＣなどとすることができる。

前述したように、第２回路部２０ｂに電流Ｉ２を流すと、全光束が増加する（図６（ｂ）を参照）。この場合、全光束の増加量が余り多くなると、違和感が生じるおそれがある。
本実施の形態によれば、定電流回路２３ｂ１により、第２回路部２０ｂに流れる電流Ｉ２の値を一定にすることができる。そのため、図９（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の全光束が増加するのを抑制することができる。

図１０（ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係る発光モジュール２０を例示するための回路図である。
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、発光モジュール２０は、第１回路部２０ａ、第２回路部２０ｂａ、および第３回路部２０ｃを有する。
第２回路部２０ｂａは、制御部２４ａと、制御部２４ａと直列接続された抵抗２３ｂとを有する。また、制御部２４ａは、抵抗２３ａと並列接続されている。
前述した制御部２４は、入力電圧を測定する機能と、電流Ｉ２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチの機能を有している。これに対して、制御部２４ａは、入力電圧を測定する機能と、電流Ｉ２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチの機能と、電流Ｉ１のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチの機能を有している。すなわち、制御部２４ａは、電流Ｉ１のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチの機能をさらに有する。例えば、制御部２４ａは、電流Ｉ１および電流Ｉ２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチングトランジスタなどを有したものとすることができる。なお、入力電圧を測定する機能は、例えば、制御部２４と同様とすることができる。

抵抗２３ａの抵抗値は、第１回路部２０ａおよび第３回路部２０ｃに設けられた発光素子２２に流れる電流Ｉ１の値Ａ（抵抗２３ａに流れる電流Ｉ１の値Ａ）が所定の範囲内となるように調整されている。
抵抗２３ｂの抵抗値は、第３回路部２０ｃに設けられた発光素子２２に流れる電流Ｉ２の値Ｂ（抵抗２３ｂに流れる電流Ｉ２の値Ｂ）が所定の範囲内となるように調整されている。
ここで、抵抗２３ｂの抵抗値は、電流Ｉ２の値Ｂが以下の（１）式を満足するように調整される。
（Ｎａ／Ｎｂ）×Ａ×０.９５≦Ｂ≦（Ｎａ／Ｎｂ）×Ａ×１．０５ ・・・（１）
なお、Ａは抵抗２３ａに流れる電流Ｉ１の値、Ｂは抵抗２３ｂに流れる電流の値、Ｎａは第１回路部２０ａおよび第３回路部２０ｃに設けられた発光素子２２の数、Ｎｂは第３回路部２０ｃに設けられた発光素子２２の数である。
例えば、Ｎａが３、Ｎｂが２、電流Ｉ１の値Ａが１００ｍＡ（ミリアンペア）の場合には、抵抗２３ｂの抵抗値は、電流Ｉ２の値Ｂが１４２．５ｍＡ（ミリアンペア）≦Ｂ≦１５７．５ｍＡ（ミリアンペア）となるように調整される。

次に、制御部２４ａの作用についてさらに説明する。
まず、制御部２４ａは、入力電圧を測定する。
測定された入力電圧が所定の値を超えている場合には、図１０（ａ）に示すように、制御部２４ａは、第２回路部２０ｂａに電流Ｉ２が流れないようにする。例えば、制御部２４ａは、内蔵されたスイッチングトランジスタにより第２回路部２０ｂａに電流Ｉ２が流れないようにする。
この際、制御部２４ａは、第１回路部２０ａおよび第３回路部２０ｃに電流Ｉ１が流れるようにする。例えば、制御部２４ａは、内蔵されたスイッチングトランジスタにより第１回路部２０ａおよび第３回路部２０ｃに電流Ｉ１が流れるようにする。
すると、直列接続された全発光素子２２に電流Ｉ１が流れ、全発光素子２２から光が照射される。

測定された入力電圧が所定の値となった場合には、図１０（ｂ）に示すように、制御部２４ａは、第１回路部２０ａに設けられた発光素子２２に電流Ｉ１が流れないようにする。例えば、制御部２４ａは、内蔵されたスイッチングトランジスタにより第１回路部２０ａに設けられた発光素子２２に電流Ｉ１が流れないようにする。
この際、制御部２４ａは、第２回路部２０ｂａに電流Ｉ２が流れるようにする。例えば、制御部２４ａは、内蔵されたスイッチングトランジスタにより第２回路部２０ｂａに電流Ｉ２が流れるようにする。
すると、第３回路部２０ｃに設けられた発光素子２２のみに、第２回路部２０ｂａからの電流Ｉ２が流れることになる。

ここで、発光素子２２から放射される光の光束は、発光素子２２に流れる電流の値にほぼ比例すると考えられる。
そのため、（１）式を満足するようにすれば、第１回路部２０ａおよび第３回路部２０ｃに設けられた全発光素子２２に電流Ｉ１が流れるようにした場合の全光束と、第３回路部２０ｃに設けられた発光素子２２のみに電流Ｉ２が流れるようにした場合の全光束とを
入力電圧が所定の値となった場合の切り替え時において、肉眼で見て、ほぼ同等とすることができる。
一方、電流Ｉ２の値Ｂが（Ｎａ／Ｎｂ）×Ａ×０.９５より小さい場合や、（Ｎａ／Ｎｂ）×Ａ×１．０５より大きい場合は、入力電圧が所定の値となった場合の全光束の変動が肉眼で見た際に大きくなり、違和感を感じる。
そのため、車両用照明装置１に印加される電圧が低下した場合であっても、必要となる全光束を確保することができ、且つ、全光束の変動を緩やかなものとすることができる。

図１１（ａ）は、発光モジュール２０における入力電圧と入力電流との関係を例示するためのグラフ図である。
図１１（ｂ）は、発光モジュール２０における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。
前述したように、電流Ｉ２の値Ｂは（１）式を満足するようにされる。
そのため、図１１（ａ）に示すように、制御部２４ａが第３回路部２０ｃに設けられた発光素子２２のみに電流Ｉ２を流すようにした際に、第３回路部２０ｃに設けられた発光素子２２に流れる電流が急激に増加する。
しかしながら、（１）式を満足するようにすれば、第１回路部２０ａおよび第３回路部２０ｃに設けられた全発光素子２２に電流Ｉ１が流れるようにした場合の全光束と、第３回路部２０ｃに設けられた発光素子２２のみに電流Ｉ２が流れるようにした場合の全光束とをほぼ同等とすることができる。
そのため、図１１（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の全光束が急激に増加するのを抑制することができる。

次に、車両用灯具１００について例示する。
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１２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１２に示すように、車両用灯具１００には、車両用照明装置１、筐体１０１、カバー１０２、光学要素部１０３、シール部材１０４、およびコネクタ１０５が設けられている。

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することができる。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が設けられている。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ている。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、取付孔１０１ａの周縁に設けられた凹部にバヨネット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。

車両用照明装置１を車両用灯具１００に取り付けた際には、車両用照明装置１は、図１に例示をした方向に取り付けられる。
すなわち、複数の発光素子２２は、Ｘ方向（水平方向）に一列に並ぶ。そのため、水平方向に広く、鉛直方向に狭い車両用の配光特性を得ることができる。
また、図２に示すように、複数の給電端子３１は、Ｚ方向（鉛直方向）に一列に並ぶ。複数の放熱フィン１６は、Ｘ方向（水平方向）に一列に並ぶ。放熱フィン１６は、Ｚ方向（鉛直方向）に真っ直ぐ延びた形態を有している。そのため、複数の放熱フィン１６が設けられた領域における上昇気流３００の流れが、凸部１７、コネクタ１０５、放熱フィン１６により妨げられるのを抑制することができる。
この様に、車両用照明装置１は、水平方向に広く、鉛直方向に狭い車両用の配光特性を有し、且つ、放熱性を向上させたものとすることができる。

カバー１０２は、筐体１０１の開口を塞ぐようにして設けられている。カバー１０２は、透光性を有する樹脂などから形成することができる。カバー１０２は、レンズなどの機能を有するものとすることもできる。

光学要素部１０３には、車両用照明装置１から出射した光が入射する。光学要素部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１２に例示をした光学要素部１０３はリフレクタである。この場合、光学要素部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が形成されるようにする。光学要素部１０３がリフレクタである場合には、光学要素部１０３は、筐体１０１の内部に、取付孔１０１ａの中心軸と同芯となるように設けることができる。

シール部材１０４は、フランジ１４と筐体１０１の間に設けられている。シール部材１０４は、環状を呈するものとすることができる。シール部材１０４は、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することができる。

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１４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の内部空間が密閉される。また、前述したように、装着部１１とフランジ１４の間の界面が、シール部材１０４により封止される。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、孔１７ｂ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ている。そのため、コネクタ１０５を給電端子３１の端部に嵌め合わせることで、図示しない電源などと、発光素子２２とが電気的に接続される。
また、コネクタ１０５は、段差部分を有している。そして、シール部材１０５ａが、段差部分に取り付けられている（図３を参照）。シール部材１０５ａは、孔１７ｂの内部に水が侵入するのを防ぐために設けられている。シール部材１０５ａを有するコネクタ１０５が孔１７ｂに挿入された際には、孔１７ｂが水密となるように密閉される。

シール部材１０５ａは、環状を呈するものとすることができる。シール部材１０５ａは、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することができる。コネクタ１０５は、例えば、接着剤などを用いてソケット１０側の要素に接合することもできる。

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、１０ ソケット、１０ａ 収納部、１０ｂ 放熱部、２０ 発光モジュール、２０ａ 第１回路部、２０ｂ 第２回路部、２０ｃ 第３回路部、２１ 基板、２２ 発光素子、２３ａ 抵抗、２３ｂ 抵抗、２３ｂ１ 定電流回路、２４ 制御部、１００ 車両用灯具

Claims (4)

1. 少なくとも１つの発光素子と、前記発光素子に直列接続された第１の抵抗と、を有する第１回路部と；
   前記第１回路部と並列接続され、制御部と、前記制御部と直列接続された第２の抵抗と、を有する第２回路部と；
   前記第１回路部および前記第２回路部と直列接続され、少なくとも１つの発光素子を有する第３回路部と；
   を具備し、
   前記制御部は、入力電圧を測定し、前記測定された前記入力電圧が所定の値となった場合には、前記第３回路部に電流を流し、
   前記第１の抵抗に流れる電流の値をＡ、前記第２の抵抗に流れる電流の値をＢ、前記第１回路部および前記第３回路部に設けられた発光素子の数をＮａ、前記第３回路部に設けられた発光素子の数をＮｂとした場合に以下の式を満足する車両用照明装置。
   （Ｎａ／Ｎｂ）×Ａ×０.９５≦Ｂ≦（Ｎａ／Ｎｂ）×Ａ×１．０５
2. 前記制御部は、前記測定された前記入力電圧が所定の値となった場合には、前記第３回路部に電流を流すとともに、前記第１回路部に電流を流さないようにする請求項１記載の車両用照明装置。
3. 前記第２の抵抗は、膜状の抵抗器である請求項１または２に記載の車両用照明装置。
4. 請求項１〜３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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