JP7492189B2 - 車両用照明装置、および車両用灯具 - Google Patents

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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を備えた車両用照明装置の普及が進んでいる。
また、車両用照明装置の小型化を図るために、チップ状の複数の発光ダイオードを用いる場合がある。複数の発光ダイオードは、基板の上に実装される。また、基板の上には、複数の発光ダイオードを囲む枠部と、枠部の内側に設けられ、複数の発光ダイオードを覆う封止部と、が設けられる。
またさらに、光の取り出し効率を高めたり、所望の配光特性を得やすくしたりするために、封止部の上にレンズを設ける技術が提案されている。レンズを封止部の上に設ける際には、バキュームチャックなどによりレンズを保持し、封止部の上にレンズを載置するようにしている。
ここで、レンズは透光性を有する材料から形成されるが、製造コストを考慮すると、透光性樹脂から形成するのが好ましい。ところが、透光性樹脂はタック性（粘着性）を有する場合がある。レンズのタック性が強くなると、バキュームチャックなどからの離脱が阻害され、レンズの載置位置がズレるおそれがある。レンズの載置位置がズレると、所望の配光特性などが得られなくなるおそれがある。また、複数のレンズを集積したり、搬送したりする際に、レンズ同士がくっついたり、レンズがトレイなどの収納部材にくっついたりする場合もある。
そこで、レンズなどの光学要素のタック性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２０１６－１９５０９９号公報
本発明が解決しようとする課題は、光学要素のタック性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、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枠部と；前記基板の上の、前記枠部の内側の領域に設けられた少なくとも１つの発光素子と；前記枠部の内側に設けられ、前記発光素子を覆う封止部と；前記封止部の上に設けられた光学要素と；を具備している。前記光学要素の、前記封止部側の第１の面の算術平均粗さの値は、前記光学要素の、前記第１の面とは反対側の第２の面の算術平均粗さの値よりも大きく、前記第１の面の算術平均粗さは、０．３μｍ以上、２．０μｍ以下である。前記第２の面の算術平均粗さは、０．２μｍ以下である。
本発明の実施形態によれば、光学要素のタック性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を例示するための模式斜視図である。 図１における車両用照明装置のＡ－Ａ線断面図である。 （ａ）は、光学要素を例示するための模式側面図である。（ｂ）は、（ａ）における光学要素のＢ部の模式拡大図である。 （ａ）～（ｃ）は、光学要素のタック性を例示するための模式部分断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係る光学要素を例示するための模式図である。 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斜視図である。
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、ソケット１０、発光モジュール２０、給電部３０、および伝熱部４０を設けることができる。
ソケット１０は、装着部１１、バヨネット１２、フランジ１３、および放熱フィン１４を有することができる。
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ることができる。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、フランジ１３側とは反対側の端部に開口する凹部１１ａを有することができる。
装着部１１には、少なくとも１つのスリット１１ｂを設けることができる。スリット１１ｂの内部には、基板２１の角部を設けることができる。装着部１１の周方向におけるスリット１１ｂの寸法（幅）は、基板２１の角部の寸法よりも僅かに大きくすることができる。この様にすれば、スリット１１ｂの内部に基板２１の角部を挿入することで、基板２１の位置決めを行うことができる。
また、スリット１１ｂを設けるようにすれば、基板２１の平面形状を大きくすることができる。そのため、基板２１の上に実装する素子の数を増加させることができる。あるいは、装着部１１の外形寸法を小さくすることができるので、装着部１１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、凹部１１ａの底面１１ａ１に開口する凹部１１ｃを設けることができる。凹部１１ｃの内部には、伝熱部４０を設けることができる。
バヨネット１２は、装着部１１の外側面に設けることができる。例えば、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と対峙させることができる。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を車両用灯具１００の筐体１０１に装着する際に用いることができる。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、板状を呈したものとすることができる。例えば、フランジ１３は、円板状を呈したものとすることができる。フランジ１３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の外方に位置することができる。
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ることができる。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に例示をしたソケット１０には複数の放熱フィンが設けられている。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、板状を呈したものとすることができる。
また、ソケット１０には、コネクタ１０５を挿入する孔１０ｂを設けることができる。孔１０ｂには、シール部材１０５ａを有するコネクタ１０５を挿入することができる。そのため、孔１０ｂの断面形状と断面寸法は、シール部材１０５ａを有するコネクタ１０５の断面形状と断面寸法に適合したものとすることができる。
ソケット１０は、発光モジュール２０と給電部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ことができる。そのため、ソケット１０は、金属などの熱伝導率の高い材料から形成するのが好ましい。
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、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とすることができる。
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、および放熱フィン１４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、および放熱フィン１４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、ソケット１０と給電部３０を一体成形することもできる。
発光モジュール２０は、伝熱部４０の、凹部１１ｃの底面側とは反対側の面に設けることができる。
発光モジュール２０は、基板２１、発光素子２２、抵抗２３、制御素子２４、枠部２５、封止部２６、および光学要素２７を有することができる。
基板２１は、例えば、伝熱部４０の上に接着することができる。すなわち、基板２１は、ソケット１０の一方の端部側に設けることができる。なお、基板２１を伝熱部４０に接着する接着剤は、後述する、伝熱部４０を凹部１１ｃの内部に接着する接着剤と同じとすることができる。基板２１は、板状を呈したものとすることができる。基板２１の平面形状は、例えば、四角形とすることができる。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）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、有機材料を含むものであってもよいし、無機材料を含む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を設けることができる。配線パターン２１ａは、例えば、銀を主成分とする材料から形成することもできるし、銅を主成分とする材料などから形成することもできる。
発光素子２２は、基板２１の、伝熱部４０側とは反対側に設けることができる。発光素子２２は、少なくとも１つ設けることができる。すなわち、発光素子２２は、基板２１の上の、枠部２５の内側の領域に少なくとも１つ設けることができる。図１および図２に例示をした車両用照明装置１の場合には、複数の発光素子２２が設けられている。なお、複数の発光素子２２が設けられる場合には、複数の発光素子２２を直列接続することができる。また、発光素子２２は、抵抗２３と直列接続することができる。
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ができる。チップ状の発光素子２２とすれば、発光素子２２が設けられる領域を小さくすることができるので、基板２１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。チップ状の発光素子２２は、ＣＯＢ（Chip On Board）により実装することができる。発光素子２２は、上下電極型の発光素子、上部電極型の発光素子、あるいはフリップチップ型の発光素子とすることができる。図１および図２に例示をした発光素子２２は、上下電極型の発光素子である。上下電極型の発光素子、あるいは上部電極型の発光素子の場合には、発光素子２２は、ワイヤー配線２１ｂを介して配線パターン２１ａと電気的に接続することができる。発光素子２２は、例えば、ワイヤーボンディング法を用いて配線パターン２１ａと電気的に接続することができる。フリップチップ型の発光素子の場合には、発光素子２２は、配線パターン２１ａに直接実装することができる。
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、配置などは、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。
抵抗２３は、基板２１の、伝熱部４０側とは反対側に設けることができる。抵抗２３は、配線パターン２１ａと電気的に接続することができる。抵抗２３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２３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）とすることができる。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することができる。抵抗２３が膜状の抵抗器であれば、抵抗２３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２３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２３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、抵抗２３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とができる。この場合、抵抗２３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２３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２３を選択することができる。抵抗２３が膜状の抵抗器の場合には、抵抗２３の一部を除去すれば、抵抗値を増加させることができる。抵抗２３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。
制御素子２４は、基板２１の、伝熱部４０側とは反対側に設けることができる。制御素子２４は、配線パターン２１ａと電気的に接続することができる。制御素子２４は、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ることができる。制御素子２４は、例えば、ダイオードとすることができる。制御素子２４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とすることができる。図１に例示をした制御素子２４は、表面実装型のダイオードである。
その他、発光素子２２に関する導通の検出や、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２１ａ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、ガラス材料を含むことができる。
枠部２５は、基板２１の、伝熱部４０側とは反対側に設けることができる。枠部２５は、基板２１の上に接着することができる。枠部２５は、枠状を呈するものとすることができる。枠部２５に囲まれた領域には、少なくとも１つの発光素子２２を設けることができる。例えば、枠部２５は、複数の発光素子２２を囲むことができる。
なお、射出成形法などを用いて枠部２５を成形し、成形した枠部２５を基板２１に接着する場合を例示したがこれに限定されるわけではない。枠部２５は、例えば、溶解した樹脂を、ディスペンサなどを用いて基板２１の上に枠状に塗布し、これを硬化させることで形成することもできる。
また、枠部２５は、発光素子２２から出射した光を反射するリフレクタの機能を有することもできる。
封止部２６は、枠部２５の内側に設けることができる。封止部２６は、枠部２５により囲まれた領域を覆うように設けることができる。封止部２６は、発光素子２２およびワイヤー配線２１ｂを覆うように設けることができる。封止部２６は、透光性を有する材料から形成することができる。封止部２６は、例えば、枠部２５により囲まれた領域に樹脂を充填することで形成することができる。樹脂の充填は、例えば、ディスペンサなどを用いて行うことができる。充填する樹脂は、例えば、シリコーン樹脂などとすることができる。また、封止部２６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。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。
光学要素２７は、封止部２６の上に設けることができる。光学要素２７は、例えば、発光素子２２から出射した光の拡散、集光などを行うものとすることができる。一例として、図１および図２に例示をした光学要素２７は、凸レンズである。凸レンズである光学要素２７は、光を集光して、所定の配光特性が得られるようにする。なお、光学要素２７は、凸レンズに限定されるわけではなく、例えば、凹レンズや導光体などであってもよい。
なお、光学要素２７に関する詳細は後述する。
給電部３０は、給電端子３１および保持部３２を有することができる。
給電端子３１は、棒状体とすることができる。給電端子３１は、凹部１１ａの底面１１ａ１から突出することができる。給電端子３１は、複数設けることができる。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は、保持部３２の内部を延びている。複数の給電端子３１の、発光モジュール２０側の端部は、基板２１に設けられた配線パターン２１ａと半田付けすることができる。複数の給電端子３１の放熱フィン１４側の端部は、孔１０ｂの内部に露出することができる。孔１０ｂの内部に露出する複数の給電端子３１には、コネクタ１０５を嵌め合わせることができる。給電端子３１は、例えば、銅合金などの金属から形成することができる。なお、給電端子３１の数、形状、配置、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、炭素を含むフィラーを用いた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、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ることができる。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ことができる。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含む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を保持することができる。
保持部３２は、絶縁性を有する樹脂から形成することができる。保持部３２は、例えば、ソケット１０に設けられた孔１０ａに圧入したり、孔１０ａの内壁に接着したりすることができる。
伝熱部４０は、ソケット１０の一方の端部に設けられた凹部１１ｃの内部に設けることができる。例えば、伝熱部４０は、凹部１１ｃの内部に接着することができる。伝熱部４０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。接着剤の熱伝導率は、例えば、０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下とすることができる。この場合、接着剤が硬化することで形成された層が、伝熱層４１となる。
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１１ｃの内部に設けることもできる。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とすることができる。熱伝導グリスの熱伝導率は、例えば、１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下とすることができる。この場合、伝熱部４０と凹部１１ｃの内壁との間に設けられた熱伝導グリスを含む層が、伝熱層４１となる。
伝熱部４０は、例えば、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。伝熱部４０の平面形状は、例えば、基板１１の平面形状と略同じとすることができる。ただし、伝熱部４０には、複数の給電端子３１との短絡を防ぐための切り欠きや孔を設けることができる。伝熱部４０の平面寸法は、例えば、基板１１の平面寸法と略同じとすることができる。
伝熱部４０が、凹部１１ｃの内部に接着、あるいは、熱伝導グリスを含む層を介して設けられていれば、接着剤から形成された層や熱伝導グリスを含む層が、熱応力や振動に対する緩衝材となるので、伝熱部４０とソケット１０との間に隙間が生じたり、伝熱部４０が脱落したりするのを抑制することができる。
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には、伝熱部４０を省くこともできる。伝熱部４０が省かれる場合には、例えば、発光モジュール２０を凹部１１ａの底面１１ａ１などに接着することができる。
次に、光学要素２７についてさらに説明する。
図３（ａ）は、光学要素２７を例示するための模式側面図である。
図３（ｂ）は、図３（ａ）における光学要素２７のＢ部の模式拡大図である。
図３（ａ）に示すように、光学要素２７は、光学部２７ａ（第２の光学部の一例に相当する）、光学部２７ｂ（第１の光学部の一例に相当する）、およびフランジ２７ｃを有することができる。光学部２７ａ、光学部２７ｂ、およびフランジ２７ｃは、一体に形成することができる。
光学部２７ａは、フランジ２７ｃの、封止部２６側とは反対側に突出している。光学部２７ａは、光学要素２７の中心軸２７ｄに沿った方向に突出した形状を有している。光学部２７ａの外面２７ａ１は、凸状の曲面とすることができる。
光学部２７ｂは、フランジ２７ｃの、封止部２６側に突出している。光学部２７ｂは、光学要素２７の中心軸２７ｄに沿った方向において、光学部２７ａとは反対側に突出した形状を有している。光学部２７ｂの外面２７ｂ１は、凸状の曲面とすることができる。光学部２７ａの中心軸および光学部２７ｂの中心軸は、光学要素２７の中心軸２７ｄと重なるようにすることができる。光学部２７ａおよび光学部２７ｂは、凸レンズの機能を有することができる。
なお、光学部２７ｂは省くこともできる。光学部２７ｂが省かれる場合であっても、光学部２７ａにより、凸レンズの機能を維持することができる。ただし、光学部２７ｂが設けられていれば、硬化前の封止部２６の材料に、光学要素２７を押し付けた際に、封止部２６の材料を枠部２５の外側に押し出すのが容易となる。そのため、光学要素２７と封止部２６の材料との間に巻き込まれた空気を排出するのが容易となる。また、発光素子２２やワイヤー配線２１ｂに過大な圧力が作用するのを抑制することができる。
フランジ２７ｃは、板状を呈したものとすることができる。フランジ２７ｃは、例えば、リング状を呈したものとすることができる。光学要素２７の中心軸２７ｄに沿った方向において、フランジ２７ｃは、光学部２７ａと光学部２７ｂとの間に位置している。光学要素２７の中心軸２７ｄに直交する方向において、フランジ２７ｃは、光学部２７ａおよび光学部２７ｂの外側に設けられている。例えば、フランジ２７ｃは、光学部２７ａの周縁および光学部２７ｂの周縁を囲むように設けることができる。
光学要素２７は、透光性材料から形成することができる。透光性材料は、ガラスとすることもできるが、製造コストの低減を考慮すると、透光性樹脂から形成することが好ましい。透光性樹脂を含む光学要素２７は、例えば、射出成形法やモールド成形法などにより形成することができる。
この場合、発光素子２２が点灯した際に生じた熱により光学要素２７の温度が上昇することを考慮すると、耐熱性を有する透光性樹脂とすることが好ましい。また、発光素子２２から照射された光や日光には紫外線が含まれているので、紫外線に対する耐性を有する透光性樹脂とすることが好ましい。以上のことを考慮すると、光学要素２７は、シリコーン樹脂を含むものとすることがさらに好ましい。
ここで、シリコーン樹脂などの透光性樹脂はタック性（粘着性）を有する場合がある。光学要素２７のタック性が強くなると、光学要素２７が保持部材や収納部材にくっついたり、光学要素２７同士がくっついたりする場合がある。
図４（ａ）～（ｃ）は、光学要素２７のタック性を例示するための模式部分断面図である。
光学要素２７を封止部２６の上に設ける際には、例えば、図４（ａ）に示すように、バキュームチャック２００により光学要素２７を吸着することができる。そのため、光学要素２７のタック性が強いと、光学要素２７が、バキュームチャック２００の端部２００ａにくっつく場合がある。光学要素２７を封止部２６の上に載置した際に、バキュームチャック２００は光学要素２７の吸着を解除するが、光学要素２７がバキュームチャック２００の端部２００ａにくっついていると、光学要素２７の離脱が阻害され、光学要素２７の載置位置がズレるおそれがある。光学要素２７の載置位置がズレると、所望の配光特性などが得られなくなるおそれがある。なお、以上のことは、開閉爪などを備えたチャックで光学要素２７を保持する場合も同様である。
また、複数の光学要素２７を袋などに入れてまとめて搬送したり、複数の光学要素２７をホッパなどに投入したりした際に、図４（ｂ）に示すように、光学要素２７同士がくっついたりする場合がある。光学要素２７同士がくっつくと、光学要素２７を分離する工程が生じることになる。
また、光学要素２７をトレイなどの収納部材２０１に収納する場合には、図４（ｃ）に示すように、光学要素２７と収納部材２０１とがくっつく場合がある。光学要素２７と収納部材２０１とがくっつくと光学要素２７の離脱が阻害されて、バキュームチャック２００による吸着ができなかったり、保持された光学要素２７の位置がズレたり、光学要素２７の姿勢が不安定となったりするおそれがある。
本発明者の得た知見によれば、光学要素２７の外面の算術平均粗さＲａを、０．３μｍ以上、２．０μｍ以下とすれば、光学要素２７のタック性が抑制されるとともに、光学要素２７の光学特性に与える影響が小さくなる。この場合、光学要素２７の外面の全領域を前述した粗さとすることもできるし、光学要素２７の外面の一部の領域を前述した粗さとすることもできる。ただし、前述した粗さを有する領域が広くなれば、光学要素２７のタック性を効果的に抑制することができる。
例えば、射出成形やモールド成形に用いる型の表面を算術平均粗さＲａで、０．３μｍ以上、２．０μｍ以下とすれば、光学要素２７の外面の粗さを前述したものとすることができる。例えば、型の表面にブラスト処理を施せば、型の表面の粗さを前述したものとすることができる。なお、ブラスト処理が施されていない型を用いた場合には、光学要素２７の外面の粗さは算術平均粗さＲａで、０．２μｍ以下となる。
また、図３（ｂ）に例示をした様に、光学要素２７の外面の、封止部２６に接触する面には、微細な凹部２７ｂ１ａが複数設けられることになる。複数の凹部２７１ａの内部には、封止部２６の一部が設けられるので、光学要素２７と封止部２６の接合強度を大きくすることができる。
ここで、算術平均粗さＲａをさらに大きくすれば、光学要素２７のタック性をさらに弱くすることができる。また、光学要素２７と封止部２６の接合強度をさらに大きくすることができる。ところが、算術平均粗さＲａをさらに大きくすれば、光学要素２７の光学特性に与える影響が大きくなり過ぎるおそれがある。
この場合、フランジ２７ｃの、光学部２７ａ側の面２７ｃ１、および、フランジ２７ｃの、光学部２７ｂ側の面２７ｃ２は、光学要素２７の光学特性に与える影響が小さい。そのため、面２７ｃ１、２７ｃ２の粗さをさらに大きくすることができる。本発明者の得た知見によれば、面２７ｃ１の算術平均粗さＲａ、および、面２７ｃ２の算術平均粗さＲａの少なくともいずれかを、０．３μｍ以上、２．０μｍ以下とすれば、光学要素２７のタック性を充分に弱くすることが可能となる。
また、前述したように、光学部２７ｂの外面２７ｂ１は、硬化前の封止部２６の材料に接触する。そのため、外面２７ｂ１に設けられた微細な凹部２７ｂ１ａの内部に、封止部２６の材料を充填することができる。凹部２７ｂ１ａの内部に、封止部２６の一部が設けられていれば、光学部２７ｂの外面２７ｂ１の算術平均粗さＲａを、０．３μｍ以上、２．０μｍ以下としても、光学部２７ｂの光学特性に与える影響を抑制することができる。この場合、光学部２７ｂの屈折率と、封止部２６の屈折率との差が小さくなれば、外面２７ｂ１の粗さが、光学部２７ｂの光学特性に与える影響をさらに小さくすることができる。そのため、光学要素２７の材料と封止部２６の材料を同じにすることが好ましい。例えば、光学要素２７がシリコーン樹脂を含み、且つ、封止部２６がシリコーン樹脂を含むことができる。
なお、光学部２７ａの外面２７ａ１の粗さは、光学部２７ａの光学特性、ひいては、光学要素２７の光学特性に与える影響が大きい。この場合、光学部２７ａの外面２７ａ１の算術平均粗さＲａを、１．０μｍ以下とすれば、光学要素２７の光学特性に与える影響を小さくすることができる。ただし、光学要素２７の光学特性を考慮すると、光学部２７ａの外面２７ａ１の算術平均粗さＲａを、０．２μｍ以下とすることがより好ましい。例えば、型の、光学部２７ａの外面２７ａ１に対応する部分にブラスト処理を施さなければよい。
図５（ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係る光学要素を例示するための模式図である。
図５（ａ）に示すように、光学要素１２７には、前述した光学部２７ａのみが設けられている。前述したものと同様に、光学要素１２７の外面の算術平均粗さＲａを、０．３μｍ以上、２．０μｍ以下とすれば、光学要素１２７のタック性が抑制されるとともに、光学要素１２７の光学特性に与える影響が小さくなる。
また、前述した外面２７ｂ１と同様に、光学要素１２７の、封止部２６側の面２７ａ２は、硬化前の封止部２６の材料に接触する。そのため、面２７ａ２の算術平均粗さＲａを、０．３μｍ以上、２．０μｍ以下としても、光学要素１２７の光学特性に与える影響を抑制することができる。また、光学要素１２７のタック性を充分に弱くできたり、光学要素１２７と封止部２６との間の接合強度を大きくしたりすることができる。
光学要素１２７（光学部２７ａ）の、外面２７ａ１の粗さは、光学要素１２７の光学特性に与える影響が大きいので、算術平均粗さＲａで、１．０μｍ以下とすることができる。この場合、前述した光学要素２７の場合と同様に、外面２７ａ１の算術平均粗さＲａを、０．２μｍ以下とすることがより好ましい。
なお、光学要素１２７の中心軸１２７ａに沿った方向から見た場合に、外面２７ａ１の枠部２５と重なる領域１２７ｂは、光学要素１２７の光学特性に与える影響が比較的小さい。そのため、領域１２７ｂの算術平均粗さＲａを、０．３μｍ以上、２．０μｍ以下としてもよい。
図５（ｂ）に示すように、光学要素２２７には、前述した光学部２７ａと光学部２７ｂのみが設けられている。前述したものと同様に、光学要素２２７の外面の算術平均粗さＲａを、０．３μｍ以上、２．０μｍ以下とすれば、光学要素２２７のタック性が抑制されるとともに、光学要素２２７の光学特性に与える影響が小さくなる。
また、前述したように、光学要素２２７の、封止部２６側の面２７ｂ１は、硬化前の封止部２６の材料に接触する。そのため、面２７ｂ１の算術平均粗さＲａを、０．３μｍ以上、２．０μｍ以下としても、光学要素２２７の光学特性に与える影響を抑制することができる。また、光学要素２２７のタック性を充分に弱くできたり、光学要素２２７と封止部２６との間の接合強度を大きくしたりすることができる。
光学要素２２７（光学部２７ａ）の、外面２７ａ１の粗さは、光学要素２２７の光学特性に与える影響が大きいので、算術平均粗さＲａで、１．０μｍ以下とすることができる。この場合、前述した光学要素２７の場合と同様に、外面２７ａ１の算術平均粗さＲａを、０．２μｍ以下とすることがより好ましい。
なお、光学要素２２７の中心軸２２７ａに沿った方向から見た場合に、外面２７ａ１の枠部２５と重なる領域２２７ｂは、光学要素２２７の光学特性に与える影響が比較的小さいので、領域２２７ｂの算術平均粗さＲａを、０．３μｍ以上、２．０μｍ以下としてもよい。
なお、光学要素１２７、２２７には、前述したフランジ２７ｃが設けられていない。この様に、フランジ２７ｃは省くこともできる。ただし、フランジ２７ｃが設けられていれば、図４（ａ）に例示をした様に、バキュームチャック２００などによる光学要素２７の保持が容易となる。また、バキュームチャック２００などに保持された光学要素２７の姿勢を安定させることができる。
（車両用灯具）
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６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６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１０３、シール部材１０４、およびコネクタ１０５を設けることができる。
筐体１０１には車両用照明装置１を取り付けることができる。筐体１０１は、装着部１１を保持することができる。筐体１０１は、一方の端部側が開口した箱状を呈したものとすることができる。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を設けることができる。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が挿入される凹部を設けることができる。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ることができる。カバー１０２は、透光性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ことができる。例えば、図６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ことができる。
シール部材１０４は、フランジ１３と筐体１０１の間に設けることができる。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、孔１０ｂの内部に露出している複数の給電端子３１の端部に嵌め合わせることができる。コネクタ１０５には、図示しない電源などを電気的に接続することができる。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を設けることができる。シール部材１０５ａを有するコネクタ１０５が孔１０ｂに挿入された際には、孔１０ｂ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することができる。
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、１１ 装着部、２０ 発光モジュール、２１ 基板、２２ 発光素子、２５ 枠部、２６ 封止部、２７ 光学要素、２７ａ 光学部、２７ａ１ 外面、２７ａ２ 面、２７ｂ 光学部、２７ｂ１ 外面、２７ｂ１ａ 凹部、２７ｃ フランジ、２７ｃ１ 面、２７ｃ２ 面、２７ｄ 中心軸、１００ 車両用灯具、１０１ 筐体、１２７ 光学要素、１２７ａ 中心軸、１２７ｂ 領域、２２７ 光学要素、２２７ａ 中心軸、２２７ｂ 領域

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枠部と；
    前記基板の上の、前記枠部の内側の領域に設けられた少なくとも１つの発光素子と；
    前記枠部の内側に設けられ、前記発光素子を覆う封止部と；
    前記封止部の上に設けられた光学要素と；
    を具備し、
    前記光学要素の、前記封止部側の第１の面の算術平均粗さの値は、前記光学要素の、前記第１の面とは反対側の第２の面の算術平均粗さの値よりも大きく、
    前記第１の面の算術平均粗さは、０．３μｍ以上、２．０μｍ以下であり、
    前記第２の面の算術平均粗さは、０．２μｍ以下である車両用照明装置。
  2. 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枠部と；
    前記基板の上の、前記枠部の内側の領域に設けられた少なくとも１つの発光素子と；
    前記枠部の内側に設けられ、前記発光素子を覆う封止部と；
    前記封止部の上に設けられた光学要素と；
    を具備し、
    前記光学要素の、前記封止部側の第１の面の算術平均粗さの値は、前記光学要素の、前記第１の面とは反対側の第２の面の算術平均粗さの値よりも大きく、
    前記光学要素は、
    板状を呈するフランジと；
    前記フランジの、前記封止部側に突出した第１の光学部と；
    前記フランジの、前記封止部側とは反対側に突出した第２の光学部と；
    を有し、
    前記第１の光学部の外面は、前記第１の面であり、
    前記第２の光学部の外面は、前記第２の面であり、
    前記フランジの、前記第１の光学部側の面の算術平均粗さ、および、前記フランジの、前記第２の光学部側の面の算術平均粗さ、の少なくともいずれかは、０．３μｍ以上、２．０μｍ以下であり、
    前記第２の面の算術平均粗さは、０．２μｍ以下である車両用照明装置。
  3. 前記第１の面の算術平均粗さは、０．３μｍ以上、２．０μｍ以下である請求項２記載の車両用照明装置。
  4. 前記第１の面に設けられた複数の凹部の内部には、前記封止部の一部が設けられている請求項１～３のいずれか１つに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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