WO2009131125A1 - 光源モジュールおよび車両用灯具 - Google Patents

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WO2009131125A1
WO2009131125A1 PCT/JP2009/057929 JP2009057929W WO2009131125A1 WO 2009131125 A1 WO2009131125 A1 WO 2009131125A1 JP 2009057929 W JP2009057929 W JP 2009057929W WO 2009131125 A1 WO2009131125 A1 WO 2009131125A1
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light emitting
semiconductor light
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light source
semiconductor
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PCT/JP2009/057929
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祥敬 佐々木
石田　裕之
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株式会社小糸製作所
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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a light source module using a semiconductor light emitting element and a vehicle lamp using the light source module.
  • Vehicle headlamps using semiconductor light emitting devices such as LEDs (Light Emitting Diodes) are conventionally known.
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • Patent Document 1 discloses a vehicle headlamp using a light source module in which a plurality of semiconductor light emitting elements connected in series and having substantially the same light emitting area are linearly arranged.
  • the optical center of an optical system for emitting light emitted from the light source module forward is generally the semiconductor light emitting element array. It is designed to be located on the center line.
  • the optical center of the optical system is, for example, the back focal point of the projection lens in the case of a direct-type vehicle headlamp using the projection lens as an optical component.
  • the optical center is the focal point of the reflector.
  • the optical center is the focal point of the optical components that the light emitted by the light source module first reaches.
  • the optical system of the vehicular headlamp is configured such that light passing through the optical center forms a light distribution pattern with the highest accuracy.
  • the light distribution pattern may be blurred by the light from the semiconductor light emitting elements at both ends away from the center of the semiconductor light emitting element array.
  • semiconductor light emitting elements are connected in series, all the semiconductor light emitting elements emit light with substantially the same luminance, but the light from the semiconductor light emitting elements at both ends is less likely to be effectively used to form a light distribution pattern. Therefore, the loss of power consumption is large.
  • the present invention has been made in view of these circumstances, and an object thereof is to provide a light source module capable of reducing the loss of power consumption while forming an appropriate light distribution pattern, and a vehicular lamp using the light source module. It is.
  • a light source module of an embodiment of the present invention is a light source module used for a lighting unit for vehicles, and is provided with a plurality of semiconductor light emitting elements arranged in a straight line.
  • a plurality of semiconductor light emitting elements are electrically connected in series, and the light emitting area of at least one semiconductor light emitting element located inside of both ends is formed smaller than the light emitting area of the semiconductor light emitting elements located at both ends.
  • the semiconductor light emitting element located inside the both ends has a smaller light emitting area than the semiconductor light emitting element located at both ends, the current density is high, and the light emission luminance is high.
  • the vehicle lamp unit is configured such that the optical center of the optical system is positioned on the center line of the semiconductor light emitting element array by using this light source module, the luminance of the semiconductor light emitting element on the inner side becomes high. The amount of light passing through the optical center of the light source is increased, and a bright light distribution pattern can be formed with high accuracy.
  • the luminance at a portion where the utilization efficiency of light for forming a light distribution pattern is relatively high is increased, the loss of power consumption can be reduced.
  • the light emitting area of the semiconductor light emitting device may be formed so as to decrease from the both ends inward. In this case, the luminance of the semiconductor light emitting device becomes higher as it approaches the center from both ends of the semiconductor light emitting device row.
  • the proportion of light effectively used for forming a light distribution pattern increases as it approaches the center of the semiconductor light emitting element array, and the luminance of the semiconductor light emitting element increases as it approaches the center from both ends of the semiconductor light emitting element array.
  • a bright light distribution pattern can be formed with higher accuracy. In addition, the loss of power consumption can be further reduced.
  • the light emitting area of the semiconductor light emitting device located at the center may be smaller than the light emitting area of the semiconductor light emitting device located at both ends, provided with three or more odd number of semiconductor light emitting devices.
  • the light distribution pattern can be more suitably formed by positioning the optical center of the optical system on a line passing through the central semiconductor light emitting element. In addition, it is possible to suppress the generation of streaky lines with low luminance near the center of the light distribution pattern.
  • the vehicle lamp is a vehicle lamp that emits light in a predetermined irradiation direction, and includes the above-described light source module and an optical system that emits light generated by the light source module in the predetermined irradiation direction.
  • the optical system has an optical center on the center line of the linearly arranged semiconductor light emitting element row.
  • the present invention it is possible to provide a light source module capable of reducing power consumption while forming an appropriate light distribution pattern, and a vehicle lamp using the light source module.
  • FIG. 1 is a front view showing a vehicular lamp 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side sectional view showing the lamp unit 10 for a vehicle.
  • FIG. 2 is a view showing a light source module 16; It is a figure which shows an example of the light distribution pattern of the vehicle lamp. It is a figure which shows the light source module 516.
  • FIG. FIG. 6 is a side cross-sectional view showing a vehicle lamp unit 600.
  • FIG. 6 is a side cross-sectional view showing a vehicle lamp unit 700.
  • FIG. 1 is a front view showing a vehicular lamp 100 according to an embodiment of the present invention.
  • Vehicle lamp 100 is, for example, a vehicle headlamp for low beam irradiation which emits light in a predetermined irradiation direction in front of the vehicle.
  • the vehicular lamp 100 accommodates the three vehicular lamp units 10 in a horizontal row in a lamp chamber formed by the transparent cover 102 and the lamp body 104 which transmit the incident light with little absorption.
  • vehicle lamp units 10 have the same or similar configuration, and when the vehicle lamp 100 is attached to a vehicle body, the optical axis is directed downward by about 0.3 to 0.6 ° with respect to the vehicle longitudinal direction.
  • the vehicular lamp 100 radiates light to the front of the vehicle based on the light emitted by the vehicular lamp unit 10 to form a predetermined light distribution pattern.
  • the vehicular lamp 100 may include a plurality of vehicular lamp units 10 each having different light distribution characteristics.
  • FIG. 2 is a side sectional view showing the vehicle lamp unit 10.
  • the vehicle lamp unit 10 is a direct-type vehicle lamp unit that directs the light generated by the light source module 16 forward by the projection lens 12. As shown in FIG. 2, the vehicle lamp unit 10 includes a support member 18, a light shielding member 14, a light source module 16, and a projection lens 12.
  • the support member 18 is a plate-like body that causes the light source module 16 to emit light toward the front of the vehicle by supporting and fixing the bottom surface of the light source module 16 on the surface facing the front of the vehicle.
  • the support member 18 is vertically provided.
  • a heat sink 19 is provided to dissipate heat generated by the light source module 16. The heat sink 19 can prevent the light emission efficiency of the light source module 16 from being reduced by heat.
  • the light shielding member 14 is a plate-like body provided opposite to the upper surface of the support member 18 with the light source module 16 interposed therebetween, and by shielding a part of the light generated by the light source module 16 at the upper edge, Based on the projection shape of the edge in the front direction, the light / dark boundary of the light incident on the projection lens 12 is defined.
  • the projection shape is, for example, a straight line extending in the left-right direction of the vehicle.
  • the lower end of the light shielding member 14 is connected to the lower end of the support member 18. Therefore, the light shielding member 14 is fixed to the support member 18.
  • the light blocking member 14 and the support member 18 may be integrally formed.
  • the light source module 16 includes a substrate 22 whose bottom surface is fixed on a support member 18, a plurality of semiconductor light emitting elements 20 linearly arranged on the upper surface of the substrate 22, and a light transmitting member sealing the semiconductor light emitting elements 20. And 24.
  • the light transmitting member 24 is formed of a material such as transparent resin that transmits light generated by the semiconductor light emitting element 20.
  • the arrangement direction of the plurality of semiconductor light emitting elements 20 is the left and right direction of the vehicle.
  • the light source module 16 is disposed such that the center of the semiconductor light emitting element 20 is located on the optical axis Ax of the projection lens 12. Details of the light source module 16 will be described later.
  • the front side surface and the rear side surface of the projection lens 12 are convex. That is, the projection lens 12 is configured by a convex lens that is convex on both sides, and the focal distance fa is set to a relatively large value.
  • the projection lens 12 is fixed to the support member 18 via a connecting member (not shown).
  • the projection lens 12 is an optical system commonly provided to the plurality of semiconductor light emitting elements 20 of the light source module 16, provided forward of the vehicle to the light source module 16 and transmitting light generated by the light source module 16. Thus, light is emitted in a predetermined irradiation direction in front of the vehicle.
  • the projection lens 12 is disposed such that the back focal point F as an optical center is located on the center line of the plurality of semiconductor light emitting element rows.
  • the emitted light from the light source module 16 is reversely irradiated forward by being slightly converged by the projection lens 12 toward the optical axis Ax. At this time, among light emitted from the light source module 16, light traveling downward from the optical axis Ax is shielded by the light shielding member 14, whereby the light from the vehicle lamp unit 10 is directed forward. The upper light is not irradiated.
  • FIG. 3 is a view showing the light source module 16.
  • the light source module 16 is a linear light source extending in the left-right direction of the vehicle, and the substrate 22, the first semiconductor light emitting element 20a, the second semiconductor light emitting element 20b, the third semiconductor light emitting element 20c, the fourth semiconductor light emitting element 20d, and the light transmission Including members.
  • illustration of the light transmitting member is omitted.
  • the first to fourth semiconductor light emitting devices 20a to 20d are, in order from the left side in top view, the first semiconductor light emitting device 20a, the second semiconductor light emitting device 20b, the third semiconductor light emitting device 20c, and the fourth semiconductor light emitting device 20d. They are arranged on the substrate 22 linearly at substantially equal intervals.
  • the first to fourth semiconductor light emitting devices 20a to 20d are white LEDs that emit white light.
  • the first to fourth semiconductor light emitting devices 20a to 20d emit yellow light to the phosphor by irradiating the phosphor (not shown) provided on the surface with blue light, for example, and the entire device is As white light is generated.
  • substantially the entire region of the upper surface shown in FIG. 3 is a light emitting region.
  • the first to fourth semiconductor light emitting devices 20a to 20d are electrically connected in series by a wiring pattern (not shown) formed on the substrate 22. That is, the anode of the first semiconductor light emitting element 20a is connected to the positive electrode terminal of the power supply device (not shown), and the cathode is connected to the anode of the second semiconductor light emitting element 20b.
  • the cathode of the second semiconductor light emitting element 20b is connected to the anode of the third semiconductor light emitting element 20c.
  • the cathode of the third semiconductor light emitting device 20c is connected to the anode of the fourth semiconductor light emitting device 20d.
  • the cathode of the fourth semiconductor light emitting element 20d is connected to the negative electrode terminal of the power supply device.
  • the light emitting areas of the second semiconductor light emitting element 20b and the third semiconductor light emitting element 20c located inside the both ends are the same as those of the first semiconductor light emitting element 20a and the fourth semiconductor light emitting element 20d at both ends. It is formed smaller than the light emitting area.
  • the first semiconductor light emitting device 20a and the fourth semiconductor light emitting device 20d are LED chips having a light emitting area of about 1 mm square, but the light emitting area of the second semiconductor light emitting device 20b and the third semiconductor light emitting device 20c are substantially in the vertical direction It is a rectangular LED chip of 1 mm and approximately 0.7 mm in the horizontal direction.
  • the first to fourth semiconductor light emitting devices 20a to 20d are connected in series, a voltage is generated between the first semiconductor light emitting device 20a and the fourth semiconductor light emitting device 20d.
  • currents of equal magnitude flow through the first to fourth semiconductor light emitting devices 20a to 20d.
  • the first to fourth semiconductor light emitting devices 20a to 20d emit light by the supply of current.
  • the inner second semiconductor light emitting device 20b and the third semiconductor light emitting device 20c have smaller light emitting areas than the first semiconductor light emitting device 20a and the fourth semiconductor light emitting device 20d at both ends, the current density is high. Therefore, the emission luminance of the inner second semiconductor light emitting device 20b and the third semiconductor light emitting device 20c is higher than that of the first semiconductor light emitting device 20a and the fourth semiconductor light emitting device 20d at both ends.
  • the back focal point of the projection lens 12 is placed on the center line C of the four semiconductor light emitting element rows. It is arrange
  • FIG. 4 shows an example of a light distribution pattern of the vehicular lamp 100.
  • a light distribution pattern 400 shown in FIG. 4 is a left low beam light distribution pattern formed on a virtual vertical screen disposed at a position 25 m ahead of the vehicular lamp 100.
  • the light distribution pattern 400 is formed as a combined light distribution pattern of the three vehicle lamp units 10 that the vehicle lamp 100 has.
  • the light distribution pattern 400 has a horizontal cut line CL1 and an oblique cut line CL2 that define the vertical light and dark boundary at the upper end thereof.
  • the horizontal cut line CL1 is set slightly downward (about 0.5 to 0.6 ° downward) with respect to the front of the vehicle lamp 100 (the intersection of the horizontal axis H and the vertical axis V).
  • the oblique cut line CL2 is inclined about 15 degrees upward leftward from the intersection of the vertical axis V and CL1.
  • the horizontal cut line CL1 of the light distribution pattern 400 is formed by the horizontal edge of the upper edge portion of the light shielding member 14.
  • the oblique cut line CL2 is formed by the inclined edge of the upper edge portion of the light shielding member 14.
  • a region near the intersection of the horizontal axis H and the vertical axis V in the light distribution pattern is called a hot zone 402, and it is preferable that the region be illuminated brighter than the other regions of the light distribution pattern 400 from the viewpoint of safety. .
  • the formation accuracy of the horizontal cut line CL1 and the oblique cut line CL2 of the light distribution pattern will be examined.
  • the first to fourth semiconductor light emitting devices 20a to 20d are connected in series, and the light emitting area of the inner semiconductor light emitting device is formed smaller than the light emitting area of the semiconductor light emitting devices at both ends.
  • the inner second semiconductor light emitting element 20b and the third semiconductor light emitting element 20c have higher emission luminance than the first semiconductor light emitting element 20a and the fourth semiconductor light emitting element 20d at both ends.
  • the vehicle lamp unit 10 When the vehicle lamp unit 10 is configured such that the rear side focal point F of the projection lens 12 as the optical center of the optical system is positioned on the center line C of the semiconductor light emitting element array using the light source module 16: As the luminance of the second semiconductor light emitting device 20 b and the third semiconductor light emitting device 20 c on the inner side near the back focal point F is increased, the amount of light passing through the back focal point F is increased.
  • the optical system of the vehicle lamp unit is configured such that the light passing through the optical center forms a light distribution pattern with the highest accuracy, so the amount of light passing through the back focal point F increases.
  • the horizontal cut line CL1 and the oblique cut line CL2 of the light distribution pattern can be clearly formed.
  • the hot zone 402 can be illuminated brightly. Furthermore, since the luminance of only the second semiconductor light emitting element 20b and the third semiconductor light emitting element 20c on the inner side, which has a relatively high utilization efficiency of light for forming a light distribution pattern, is high, the power consumption loss can be reduced.
  • FIG. 5 is a diagram showing the light source module 516.
  • the light source module 516 shown in FIG. 5 is another example of the light source module that can be incorporated into the vehicle lamp unit 10, and the first semiconductor light emitting element 520a, the second semiconductor light emitting element 520b, and the third Five semiconductor light emitting elements are linearly arranged in the order of the semiconductor light emitting element 520c, the fourth semiconductor light emitting element 520d, and the fifth semiconductor light emitting element 520e.
  • the first to fifth semiconductor light emitting devices 520a to 520e are electrically connected in series. Furthermore, in the light source module 516, the light emitting area of the semiconductor light emitting element is formed to be smaller as it goes inward from both ends. Specifically, the first semiconductor light emitting device 520a and the fifth semiconductor light emitting device 520e at both ends are LED chips having a light emitting area of about 1 mm square. In addition, the second semiconductor light emitting device 20b and the fourth semiconductor light emitting device 520d which are one inner side from both ends are rectangular LED chips having a light emitting area of approximately 1 mm in the vertical direction and approximately 0.7 mm in the horizontal direction. The central third semiconductor light emitting device 520c is an LED chip having a light emitting area of approximately 1 mm in the vertical direction and approximately 0.5 mm in the horizontal direction.
  • the light source module 516 When the light source module 516 is incorporated in the vehicle lamp unit 10 shown in FIG. 2, the light source module 516 is a back focal point of the projection lens 12 on the center line C of the semiconductor light emitting element row passing through the third semiconductor light emitting element 520 c in the center. It is arrange
  • the first to fifth semiconductor light emitting devices 520a to 520e are connected in series, a voltage is generated between the first semiconductor light emitting device 520a and the fifth semiconductor light emitting device 520e.
  • currents of equal magnitude flow through the first to fifth semiconductor light emitting devices 520a to 520e. Then, the first to fifth semiconductor light emitting devices 520a to 520e emit light by the supply of current.
  • the luminance of the third semiconductor light emitting device 520c at the center is the highest due to the difference in light emitting area, and the second semiconductor light emission on both sides of the third semiconductor light emitting device 520c
  • the luminance of the element 520b and the fourth semiconductor light emitting element 520d becomes higher next, and the luminance of the first semiconductor light emitting element 520a and the fifth semiconductor light emitting element 520e at both ends becomes the lowest.
  • the luminance of the semiconductor light emitting device becomes higher as it approaches the center from both ends of the semiconductor light emitting device row.
  • the proportion of light effectively used for forming the light distribution pattern increases as it approaches the center of the semiconductor light emitting element array from both ends, so a clearer light distribution pattern It can be formed.
  • power consumption loss can be further reduced.
  • the center line C of the semiconductor light emitting element row passes through the third semiconductor light emitting element 520c.
  • the amount of light passing through the back focal point F is an even number as shown in FIG. The number is larger than in the case of the light source module 16 in which the semiconductor light emitting elements are arranged.
  • the third semiconductor light emitting element 520c at the center of the semiconductor light emitting element array, it is possible to suppress the generation of a streaky line having a low light intensity in the vicinity of the center of the light distribution pattern.
  • FIG. 6 is a side sectional view showing the vehicle lamp unit 600.
  • a vehicle lamp unit 600 shown in FIG. 6 is another example of a vehicle lamp unit accommodated in the vehicle lamp 100, and includes a support member 618, a light source module 616, a reflecting mirror 620, a projection lens 612, and a reflector 622.
  • the vehicle lamp unit 600 is a projector type lamp unit that condenses and reflects the light from the light source module 616 toward the optical axis Ax and emits the light forward through the projection lens 612.
  • the support member 618 is a plate-like member that supports the light source module 616, the reflector 622, the projection lens 612, and the like.
  • the rear side of the support member 618 is a plate-like body whose upper surface is substantially horizontal, and the bottom surface of the light source module 616 is placed and fixed on the upper surface.
  • the light source module 616 the light source module 16 described in FIG. 3 or the light source module 516 described in FIG. 5 is used.
  • the light source module 616 is fixed to the upper surface of the support member 618 with the light emitting surface of the semiconductor light emitting element facing upward and the arrangement direction of the semiconductor light emitting element directed to the left and right direction of the vehicle.
  • the reflecting mirror 620 is a reflecting mirror that reflects light on the substantially horizontal upper surface, and is provided between the light source module 616 and the projection lens 612.
  • the reflecting mirror 620 is formed by subjecting the upper surface of the support member 618 to mirror surface processing such as aluminum deposition.
  • the reflecting mirror 620 may be provided in the plane including the plurality of semiconductor light emitting elements of the light source module 616. In this case, the light generated by the light source module 616 can be efficiently incident on the projection lens 612. Further, the front edge portion of the reflecting mirror 620 linearly extends in the substantially left-right direction of the vehicle.
  • the front edge of the reflecting mirror 620 may have a shape corresponding to the cut line to be formed, and more specifically, for example, may have a substantially U-shape.
  • the projection lens 612 is provided in front of the vehicle with respect to the reflecting mirror 620 and the reflector 622, and transmits the light reflected by the reflecting mirror 620 or the reflector 622 in the forward irradiation direction.
  • the projection lens 612 is supported by a bracket portion 621 provided at the front end of the support member 618.
  • the projection lens 612 has a rear focal point near the front edge of the reflecting mirror 620, and projects the image of the focal plane including the rear focal point in front of the vehicle to arrange the vehicle lamp. Form at least a portion of the light pattern.
  • a plurality of fins 619 are provided upright on the lower surface of the support member 618 and the bracket portion 621.
  • the fins 619 can dissipate the heat generated by the light source module 616 and prevent the light emission efficiency of the light source module 616 from being reduced by heat.
  • the reflector 622 is an optical component provided commonly to a plurality of semiconductor light emitting elements in the light source module 616.
  • the reflector 622 is provided to surround the rear, the side, and the upper side of the light source module 616.
  • the reflector 622 reflects the light generated by the light source module 616 forward and causes the light to be incident on the projection lens 612, thereby irradiating the light from the light source module 616 in a predetermined irradiation direction.
  • At least a part of the reflector 622 has an elliptical spherical shape formed of, for example, a compound elliptical surface or the like.
  • the elliptical spherical surface is set such that the cross-sectional shape including the optical axis Ax of the vehicular lamp unit 600 is at least a part of the elliptical shape.
  • the eccentricity of this elliptical shape is set so as to gradually increase from the vertical cross section to the horizontal cross section.
  • an elliptical spherical portion of the reflector 622 has a first focal point F1 which is an example of an optical center of the optical system at substantially the center of the light source module 616 and a second focal point F2 near the front end of the reflecting mirror 620 .
  • the light source module 616 is disposed such that the first focal point F1 as an optical center is located on the center line C of the semiconductor light emitting device.
  • the reflector 622 condenses most of the light generated by the light source module 616 near the front edge of the reflecting mirror 620.
  • the reflector 622 is formed such that the light passing through the first focal point F1 is focused to the second focal point F2, part of the light generated from the position distant from the center line C of the light source module 616 is , And can not pass through the first focal point F1 and is not focused on the second focal point F2 accurately. That is, part of the light generated from the position away from the center line C of the light source module 616 is not effectively used for forming a light distribution pattern.
  • the light source module 16 described in FIG. 3 or the light source module 516 described in FIG. 5 is used as the light source module 616.
  • the luminance of the inner semiconductor light emitting device closer to the first focus F1 is higher than the luminance of the semiconductor light emitting devices at both ends away from the first focus.
  • the horizontal cut line CL1 and the oblique cut line CL2 of the light distribution pattern are clearly formed by increasing the light amount contributing to the formation of the light distribution pattern with high accuracy and decreasing the light amount having a low degree of contribution to the formation of the light distribution pattern. can do.
  • the loss of power consumption can be reduced.
  • FIG. 7 is a side sectional view showing the lamp unit 700 for a vehicle.
  • a vehicle lamp unit 700 shown in FIG. 7 is still another example of a vehicle lamp unit accommodated in the vehicle lamp 100, and includes a support member 702, a light source module 704, and a reflector 706.
  • the vehicle lamp unit 700 is a reflector type lamp unit.
  • the support member 702 is a plate-like body whose upper surface is substantially horizontal, and the bottom surface of the light source module 704 is placed and fixed on the upper surface.
  • the light source module 704 the light source module 16 described in FIG. 3 or the light source module 516 described in FIG. 5 is used.
  • the light source module 704 is fixed to the upper surface of the support member 702 with the light emitting surface of the semiconductor light emitting element facing upward and the arrangement direction of the semiconductor light emitting element directed to the left and right direction of the vehicle.
  • the support member 702 On the lower surface of the support member 702, a plurality of fins 703 are provided upright.
  • the support member 702 functions as a heat sink for radiating heat generated by the light source module 704 by the fins 703, and the light emission efficiency of the light source module 704 can be prevented from being reduced by heat.
  • the reflector 706 is provided above the light source module 704, and has a substantially parabolic reflective surface 706a.
  • the reflective surface 706a is a reflective surface based on a paraboloid of revolution centered on the optical axis Ax, and has a focal point F3 as an optical center.
  • a plurality of diffuse reflection elements 706 s are formed in vertical stripes on the reflection surface 706 a.
  • the diffuse reflection elements 706 s have different diffuse reflection angles in the left-right direction.
  • the reflector 706 is fixed to the support member 702 at its lower end.
  • the light emitted from the light source module 704 is reflected forward by the reflector 706 as slightly downward left and right diffused light, and the transparent light 102 of the vehicle lamp 100 shown in FIG.
  • the lamp is designed to irradiate forward.
  • the light source module 704 is disposed on the center line C of the semiconductor light emitting element array so that the focal point F3 as an optical center is located.
  • the reflector 706 emits much of the light generated by the light source module 704 toward the front of the lamp.
  • the reflector 706 is designed such that the light passing through the focal point F3 forms an appropriate light distribution pattern, a part of the light generated from the position distant from the center line C of the light source module 704 is the focal point It can not pass through F3 and does not contribute to the formation of an appropriate light distribution pattern. That is, part of the light generated from the position away from the center line C of the light source module 616 is not effectively used for forming a light distribution pattern.
  • the light source module 16 described in FIG. 3 or the light source module 516 described in FIG. 5 is used as the light source module 704.
  • the luminance of the inner semiconductor light emitting device near the focal point F3 is higher than the luminance of the semiconductor light emitting devices at both ends away from the focal point.
  • the horizontal cut line CL1 and the oblique cut line CL2 of the light distribution pattern are clearly formed by increasing the light amount contributing to the formation of the light distribution pattern with high accuracy and decreasing the light amount having a low degree of contribution to the formation of the light distribution pattern. can do.
  • the loss of power consumption can be reduced.
  • the thing formed as one chip was used as one semiconductor light emitting element, you may use the thing of the form in which several light emission areas were formed in one chip.
  • the electrodes corresponding to each of the plurality of light emitting regions are electrically connected in series, and the plurality of light emitting regions are linearly formed at predetermined intervals.
  • the number of semiconductor light emitting elements linearly arranged in the light source module is not limited to the above-described value, and any number of semiconductor light emitting elements can be used as long as it is three or more.
  • the light emitting area ratio of the inner semiconductor light emitting element to both ends is not particularly limited to the above-mentioned value.
  • the short sides of the inner semiconductor light emitting element can be formed as small as about 1 ⁇ 5 of the short sides of the semiconductor light emitting elements at both ends.

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Abstract

　光源モジュール１６は、車両用灯具に用いられる。光源モジュール１６は、直線状に並べて配置された第１～第４半導体発光素子２０ａ～２０ｄを備える。第１～第４半導体発光素子２０ａ～２０ｄは、電気的に直列に接続される。両端よりも内側に位置する第２半導体発光素子２０ｂ、第３半導体発光素子２０ｃの発光面積を、両端に位置する第１半導体発光素子２０ａ、第４半導体発光素子２０ｄの発光面積よりも小さく形成した。 　このような光源モジュール１６によれば、適切な配光パターンを形成しつつ、消費電力の損失を低減することができる。

Description

光源モジュールおよび車両用灯具
　本発明は、半導体発光素子を用いた光源モジュールおよび該光源モジュールを用いた車両用灯具に関する。
　従来、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等の半導体発光素子を用いた車両用前照灯が知られている。車両用前照灯においては、安全上の観点等から、所定の配光パターンを形成する必要がある。
　また、車両用前照灯においては、十分な光量を確保する必要がある。そのため、車両用前照灯においては、複数の半導体発光素子を用いる方法が検討されている。たとえば、特許文献１には、電気的に直列に接続された発光面積が略等しい複数の半導体発光素子を、直線状に配置した光源モジュールを用いた車両用前照灯が開示されている。
特開２００５－２９４１６６号公報
　特許文献１に開示されるような光源モジュールを用いて車両用前照灯を構成する場合、通常、光源モジュールが出射した光を前方に照射する光学系の光学的中心が、半導体発光素子列の中央線上に位置するように設計される。光学系の光学的中心は、たとえば光学部品として投影レンズを用いた直射型の車両用前照灯の場合には、投影レンズの後側焦点である。また、光学部品としてリフレクタを用いた車両用前照灯の場合には、光学的中心は、リフレクタの焦点である。また、複数の光学部品を組み合わせて用いる車両用前照灯の場合には、光学的中心は、光源モジュールが発した光が最初に達する光学部品の焦点である。車両用前照灯の光学系は、光学的中心を通った光が、最も高い精度で配光パターンを形成するように構成される。
　しかしながら、特許文献１のような光源モジュールを用いた場合、半導体発光素子列の中央から離れた両端の半導体発光素子からの光により、配光パターンがぼやけてしまうおそれがある。また、半導体発光素子を直列に接続した場合、全ての半導体発光素子が略同じ輝度で発光するが、両端の半導体発光素子からの光は、配光パターンの形成に有効に利用される割合が低いため、消費電力の損失が大きい。
　本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、適切な配光パターンを形成しつつ、消費電力の損失を低減できる光源モジュールおよび該光源モジュールを用いた車両用灯具を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のある態様の光源モジュールは、車両用灯具ユニットに用いられる光源モジュールであって、直線状に並べて配置された複数の半導体発光素子を備える。複数の半導体発光素子を電気的に直列に接続し、両端よりも内側に位置する少なくとも１つの半導体発光素子の発光面積を、両端に位置する半導体発光素子の発光面積よりも小さく形成した。
　この態様によると、両端よりも内側に位置する半導体発光素子は、両端に位置する半導体発光素子よりも発光面積が小さく形成されることにより電流密度が高くなるので発光輝度が高くなる。この光源モジュールを用いて、光学系の光学的中心が半導体発光素子列の中央線上に位置するように車両用灯具ユニットを構成した場合、内側の半導体発光素子の輝度が高くなることにより、光学系の光学的中心を通る光量が増加し、高い精度で明るい配光パターンを形成できるようになる。また、配光パターンを形成するための光の利用効率が比較的高い部位の輝度が高くなるため、消費電力の損失を低減できる。
　両端から内側になるにつれて、半導体発光素子の発光面積が小さくなるよう形成してもよい。この場合、半導体発光素子列の両端から中央に近づくにつれ、半導体発光素子の輝度が高くなる。配光パターンの形成に有効利用される光の割合は、半導体発光素子列の中央に近づくにつれ増加するので、半導体発光素子列の両端から中央に近づくにつれ半導体発光素子の輝度が高くなることにより、より高い精度で明るい配光パターンを形成することができる。また、より消費電力の損失を低減できる。
　３個以上の奇数個の半導体発光素子を備え、中央に位置する半導体発光素子の発光面積を、両端に位置する半導体発光素子の発光面積よりも小さく形成してもよい。この場合、中央の半導体発光素子を通る線上に光学系の光学的中心を位置させることにより、より好適に配光パターンを形成できる。また、配光パターンの中央付近に、輝度の低い筋状のラインが発生するのを抑制できる。
　本発明の別の態様は、車両用灯具である。この車両用灯具は、所定の照射方向に光を照射する車両用灯具であって、上述の光源モジュールと、光源モジュールが発生する光を所定の照射方向に照射する光学系とを備える。光学系は、直線状に並べられた半導体発光素子列の中央線上に、光学的中心を有する。
　この態様によると、高い精度で明るい配光パターンを形成しつつ、消費電力を削減できる車両用灯具を構成できる。
　本発明によれば、適切な配光パターンを形成しつつ、消費電力を削減できる光源モジュールおよび該光源モジュールを用いた車両用灯具を提供することができる。
本発明の実施の形態に係る車両用灯具１００を示す正面図である。 車両用灯具ユニット１０を示す側断面図である。 光源モジュール１６を示す図である。 車両用灯具の配光パターンの一例を示す図である。 光源モジュール５１６を示す図である。 車両用灯具ユニット６００を示す側断面図である。 車両用灯具ユニット７００を示す側断面図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
　図１は、本発明の実施の形態に係る車両用灯具１００を示す正面図である。車両用灯具１００は、たとえば、車両の前方の予め定められた照射方向に光を照射するロービーム照射用の車両用前照灯である。車両用灯具１００は、入射する光をほとんど吸収することなく透過する透明カバー１０２とランプボディ１０４とで形成される灯室内に、３つの車両用灯具ユニット１０を横一列に収容する。
　これらの車両用灯具ユニット１０は、同一又は同様の構成を有し、車両用灯具１００を車体に取り付けた場合に、光軸が車両前後方向に対して０．３～０．６°程度下向きとなるように灯室内に収容されている。車両用灯具１００は、これらの車両用灯具ユニット１０が照射する光に基づき、車両の前方に光を照射して、所定の配光パターンを形成する。車両用灯具１００は、それぞれ異なる配光特性を有する複数の車両用灯具ユニット１０を備えてもよい。
　図２は、車両用灯具ユニット１０を示す側断面図である。車両用灯具ユニット１０は、光源モジュール１６が発生する光を、投影レンズ１２により直接前方に照射する直射型の車両用灯具ユニットである。図２に示すように、車両用灯具ユニット１０は、支持部材１８、遮光部材１４、光源モジュール１６、投影レンズ１２を備える。
　支持部材１８は、車両の前方を向く表面上に光源モジュール１６の底面を支持して固定することにより、光源モジュール１６を車両の前方に向けて発光させる板状体である。本実施の形態において、支持部材１８は鉛直方向に立てて設けられている。支持部材１８の上端および下端には、光源モジュール１６の発生する熱を放熱するヒートシンク１９が設けられている。ヒートシンク１９により、光源モジュール１６の発光効率が熱により低下するのを防ぐことができる。
　遮光部材１４は、光源モジュール１６を挟んで支持部材１８の上面と対向して設けられた板状体であり、光源モジュール１６が発生する光の一部を上縁部において遮ることにより、当該上縁部の正面方向への投影形状に基づき、投影レンズ１２に入射する光の明暗境界を規定する。投影形状は、たとえば、車両の左右方向に延伸する直線状である。また、遮光部材１４の下端は、支持部材１８の下端と接続されている。したがって、遮光部材１４は、支持部材１８に固定されている。なお、遮光部材１４と支持部材１８とは一体に形成されてもよい。
　光源モジュール１６は、支持部材１８上に底面が固定された基板２２と、基板２２の上面上に直線状に並べられた複数の半導体発光素子２０と、半導体発光素子２０を封止する透光部材２４とを含む。透光部材２４は、透明樹脂などの半導体発光素子２０が発生する光を透過する材料で形成される。光源モジュール１６において、複数の半導体発光素子２０の配列方向は、車両の左右方向となっている。また、光源モジュール１６は、半導体発光素子２０の中央が、投影レンズ１２の光軸Ａｘ上に位置するように配置される。光源モジュール１６の詳細については、後述する。
　投影レンズ１２は、前方側の表面および後方側の表面が凸面となっている。すなわち、投影レンズ１２は、両側に凸である凸レンズで構成されており、その焦点距離ｆａは比較的大きい値に設定されている。投影レンズ１２は、図示しない連結部材を介して支持部材１８に固定されている。投影レンズ１２は、光源モジュール１６の複数の半導体発光素子２０に対して共通に設けられた光学系であり、光源モジュール１６に対して車両前方に設けられ、光源モジュール１６の発生する光を透過することにより、光を車両前方の所定の照射方向に照射する。投影レンズ１２は、光学的中心としての後側焦点Ｆが、複数の半導体発光素子列の中央線上に位置するように配置される。
　このように構成された車両用灯具ユニット１０において、光源モジュール１６からの出射光は、投影レンズ１２によって僅かに光軸Ａｘ寄りに収束させるようにして、前方へ反転照射される。その際、光源モジュール１６からの出射光のうち光軸Ａｘよりも下方へ向かう光については、これを遮光部材１４により遮蔽するようになっており、これにより車両用灯具ユニット１０から前方へ向けて上方光が照射されないようになっている。
　図３は、光源モジュール１６を示す図である。光源モジュール１６は、車両左右方向に延びる直線状光源であり、基板２２と、第１半導体発光素子２０ａ、第２半導体発光素子２０ｂ、第３半導体発光素子２０ｃ、第４半導体発光素子２０ｄおよび透光部材を含む。なお、図３においては、透光部材の図示を省略している。
　第１～第４半導体発光素子２０ａ～２０ｄは、上面視において左側から、第１半導体発光素子２０ａ、第２半導体発光素子２０ｂ、第３半導体発光素子２０ｃ、第４半導体発光素子２０ｄの順で、基板２２上に略等間隔に直線状に並べて配置されている。第１～第４半導体発光素子２０ａ～２０ｄは、白色発光する白色ＬＥＤである。第１～第４半導体発光素子２０ａ～２０ｄは、たとえば、表面上に設けられた蛍光体（図示せず）に対して青色光を照射することにより、蛍光体に黄色光を発光させ、素子全体として白色光を発生する。第１～第４半導体発光素子２０ａ～２０ｄは、それぞれ、図３に示した上面の略全領域が発光領域である。
　本実施の形態において、第１～第４半導体発光素子２０ａ～２０ｄは、基板２２上に形成された配線パターン（図示せず）により、電気的に直列に接続されている。すなわち、第１半導体発光素子２０ａのアノードは、図示しない電源装置の正極端子に接続され、カソードは、第２半導体発光素子２０ｂのアノードに接続される。また、第２半導体発光素子２０ｂのカソードは、第３半導体発光素子２０ｃのアノードに接続される。また、第３半導体発光素子２０ｃのカソードは、第４半導体発光素子２０ｄのアノードに接続される。また、第４半導体発光素子２０ｄのカソードは、電源装置の負極端子に接続される。
　さらに、本実施の形態においては、両端よりも内側に位置する第２半導体発光素子２０ｂ、第３半導体発光素子２０ｃの発光面積を、両端の第１半導体発光素子２０ａ、第４半導体発光素子２０ｄの発光面積よりも小さく形成している。第１半導体発光素子２０ａ、第４半導体発光素子２０ｄは、発光面積が略１ｍｍ角のＬＥＤチップであるが、第２半導体発光素子２０ｂ、第３半導体発光素子２０ｃは、発光面積が鉛直方向に略１ｍｍ、水平方向に略０．７ｍｍの長方形状のＬＥＤチップである。
　このように構成された光源モジュール１６において、第１～第４半導体発光素子２０ａ～２０ｄが直列に接続されているので、第１半導体発光素子２０ａと第４半導体発光素子２０ｄとの間に電圧が印加されると、第１～第４半導体発光素子２０ａ～２０ｄには等しい大きさの電流が流れる。そして、第１～第４半導体発光素子２０ａ～２０ｄは、電流の供給により発光する。ここで、内側の第２半導体発光素子２０ｂおよび第３半導体発光素子２０ｃは、両端の第１半導体発光素子２０ａおよび第４半導体発光素子２０ｄよりも発光面積が小さいので、電流密度が高くなる。従って、内側の第２半導体発光素子２０ｂ、第３半導体発光素子２０ｃは、両端の第１半導体発光素子２０ａ、第４半導体発光素子２０ｄよりも発光輝度が高くなる。
　上述したように、本実施の形態において光源モジュール１６は、図２に示す車両用灯具ユニット１０に組み付けられた際に、４つの半導体発光素子列の中央線Ｃ上に投影レンズ１２の後側焦点Ｆが位置するように配置される。
　図４は、車両用灯具１００の配光パターンの一例を示す。図４に示す配光パターン４００は、車両用灯具１００の前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される左ロービーム配光パターンである。配光パターン４００は、車両用灯具１００の有する３つの車両用灯具ユニット１０の合成配光パターンとして形成される。配光パターン４００は、その上端に上下方向の明暗境界を定める水平カットラインＣＬ１および斜めカットラインＣＬ２を有している。
　水平カットラインＣＬ１は、車両用灯具１００の正面（水平軸Ｈ－垂直軸Ｖの交点）に対してやや下方（０．５～０．６°程度下向き）に設定されている。斜めカットラインＣＬ２は、垂直軸ＶとＣＬ１の交点から左上方に約１５°程度傾斜している。配光パターン４００のうちの水平カットラインＣＬ１は、遮光部材１４の上縁部の水平エッジによって形成される。一方、斜めカットラインＣＬ２は、遮光部材１４の上縁部の傾斜エッジによって形成される。配光パターンにおける水平軸Ｈと垂直軸Ｖとの交点近傍の領域は、ホットゾーン４０２と呼ばれ、安全上の観点から配光パターン４００の他の領域に比べて、より明るく照らされることが好ましい。
　ここで、配光パターンの水平カットラインＣＬ１および斜めカットラインＣＬ２の形成精度について検討する。本実施の形態では、第１～第４半導体発光素子２０ａ～２０ｄを直列に接続し、且つ内側の半導体発光素子の発光面積を、両端の半導体発光素子の発光面積よりも小さく形成したことにより、内側の第２半導体発光素子２０ｂ、第３半導体発光素子２０ｃは、両端の第１半導体発光素子２０ａ、第４半導体発光素子２０ｄよりも発光輝度が高くなる。この光源モジュール１６を用いて、光学系の光学的中心としての投影レンズ１２の後側焦点Ｆが、半導体発光素子列の中央線Ｃ上に位置するように車両用灯具ユニット１０を構成した場合、後側焦点Ｆに近い内側の第２半導体発光素子２０ｂ、第３半導体発光素子２０ｃの輝度が高くなることにより、後側焦点Ｆを通る光量が増加する。通常、車両用灯具ユニットの光学系は、光学的中心を通った光が最も高い精度で配光パターンを形成するように構成されているので、後側焦点Ｆを通る光量が増加することにより、配光パターンの水平カットラインＣＬ１および斜めカットラインＣＬ２を明確に形成することができる。
　また、投影レンズ１２の後側焦点Ｆを通る光量が増加することにより、ホットゾーン４０２を明るく照らすことができる。さらに、配光パターンを形成するための光の利用効率が比較的高い内側の第２半導体発光素子２０ｂ、第３半導体発光素子２０ｃのみ輝度が高くなるため、消費電力の損失を低減できる。
　図５は、光源モジュール５１６を示す図である。図５に示す光源モジュール５１６は、車両用灯具ユニット１０に組み込むことのできる光源モジュールの他の一例であり、上面視において左側から、第１半導体発光素子５２０ａ、第２半導体発光素子５２０ｂ、第３半導体発光素子５２０ｃ、第４半導体発光素子５２０ｄ、第５半導体発光素子５２０ｅの順で、５つの半導体発光素子が直線状に配置されている。
　光源モジュール５１６において、第１～第５半導体発光素子５２０ａ～５２０ｅは、電気的に直列に接続されている。さらに、光源モジュール５１６では、両端から内側になるにつれて、半導体発光素子の発光面積が小さくなるよう形成されている。具体的には、両端の第１半導体発光素子５２０ａ、第５半導体発光素子５２０ｅは、発光面積が略１ｍｍ角のＬＥＤチップである。また、両端から１つ内側の第２半導体発光素子２０ｂ、第４半導体発光素子５２０ｄは、発光面積が鉛直方向に略１ｍｍ、水平方向に略０．７ｍｍの長方形状のＬＥＤチップである。また、中央の第３半導体発光素子５２０ｃは、発光面積が鉛直方向に略１ｍｍ、水平方向に略０．５ｍｍのＬＥＤチップである。
　光源モジュール５１６を図２に示す車両用灯具ユニット１０に組み込む場合、光源モジュール５１６は、中央の第３半導体発光素子５２０ｃを通る半導体発光素子列の中央線Ｃ上に、投影レンズ１２の後側焦点Ｆが位置するように配置される。
　このように構成された光源モジュール５１６において、第１～第５半導体発光素子５２０ａ～５２０ｅが直列に接続されているので、第１半導体発光素子５２０ａと第５半導体発光素子５２０ｅとの間に電圧が印加されると、第１～第５半導体発光素子５２０ａ～５２０ｅには等しい大きさの電流が流れる。そして、第１～第５半導体発光素子５２０ａ～５２０ｅは、電流の供給により発光する。ここで、第１～第５半導体発光素子５２０ａ～５２０ｅは、発光面積の違いにより、中央の第３半導体発光素子５２０ｃの輝度が最も高くなり、第３半導体発光素子５２０ｃの両隣の第２半導体発光素子５２０ｂ、第４半導体発光素子５２０ｄの輝度が次に高くなり、両端の第１半導体発光素子５２０ａ、第５半導体発光素子５２０ｅの輝度が最も低くなる。
　このように、光源モジュール５１６では、半導体発光素子列の両端から中央に近づくにつれ、半導体発光素子の輝度が高くなる。光源モジュール５１６を組み込んだ車両用灯具ユニット１０では、配光パターンの形成に有効利用される光の割合は、両端から半導体発光素子列の中央に近づくにつれ増加するので、より明確な配光パターンを形成できる。また、消費電力の損失もより低減できる。
　また、光源モジュール５１６では、奇数個である５個の半導体発光素子を直線状に並べる構成としているので、半導体発光素子列の中央線Ｃが第３半導体発光素子５２０ｃを通る。第３半導体発光素子５２０ｃの中央線Ｃ上に投影レンズ１２の後側焦点Ｆが位置するように配置することにより、後側焦点Ｆを通る光量は、図３に示す偶数個である４個の半導体発光素子を並べた光源モジュール１６の場合よりも増加する。また、半導体発光素子列の中央が、第３半導体発光素子５２０ｃとなることにより、配光パターンの中央付近に、光度の低い筋状のラインが発生するのを抑制できる。なお、本実施の形態では、５個の半導体発光素子を配置する例について説明したが、３個以上の奇数個の半導体発光素子を直線状に配置し、中央の半導体発光素子の発光面積を、両端の半導体発光素子の発光面積よりも小さくしてもよい。
　図６は、車両用灯具ユニット６００を示す側断面図である。図６に示す車両用灯具ユニット６００は、車両用灯具１００が収容する車両用灯具ユニットの他の一例であり、支持部材６１８、光源モジュール６１６、反射鏡６２０、投影レンズ６１２、およびリフレクタ６２２を備える。車両用灯具ユニット６００は、光源モジュール６１６からの光を光軸Ａｘ寄りに集光反射させて、投影レンズ６１２を介して前方に照射するプロジェクタ型の灯具ユニットである。
　支持部材６１８は、光源モジュール６１６、リフレクタ６２２、投影レンズ６１２等を支持する板状の部材である。支持部材６１８の後方側は、上面が略水平な板状体であり、上面に光源モジュール６１６の底面を裁置して固定する。光源モジュール６１６としては、図３で説明した光源モジュール１６または図５で説明した光源モジュール５１６が用いられる。光源モジュール６１６は、支持部材６１８の上面に、半導体発光素子の発光面を上向きにし、半導体発光素子の配列方向を車両の左右方向に向けた状態で固定される。
　反射鏡６２０は、略水平な上面において光を反射する反射鏡であり、光源モジュール６１６と投影レンズ６１２との間に設けられる。反射鏡６２０は、支持部材６１８の上面にアルミニウム蒸着等による鏡面処理を施すことにより形成されている。反射鏡６２０は、光源モジュール６１６の複数の半導体発光素子含む面内に設けられてよい。この場合、光源モジュール６１６が発生する光を効率よく投影レンズ６１２に入射させることができる。また、反射鏡６２０の前縁部は、車両の略左右方向に直線状に延伸する。また、これに替えて、反射鏡６２０の前縁部は、形成すべきカットラインに応じた形状であってよく、より具体的には、例えば略への字の形状であってよい。
　投影レンズ６１２は、反射鏡６２０およびリフレクタ６２２に対して車両前方に設けられ、反射鏡６２０またはリフレクタ６２２が反射する光を透過して前方の照射方向に照射する。投影レンズ６１２は、支持部材６１８の前端に設けられたブラケット部６２１により支持されている。本実施の形態において、投影レンズ６１２は、反射鏡６２０の前縁近傍に後側焦点を有し、この後側焦点を含む焦点面の像を車両前方に投影することにより、車両用灯具の配光パターンの少なくとも一部を形成する。
　支持部材６１８およびブラケット部６２１の下面には、複数のフィン６１９が立設されている。フィン６１９により、光源モジュール６１６で発生した熱が放熱され、光源モジュール６１６の発光効率が熱により低下するのを防ぐことができる。
　リフレクタ６２２は、光源モジュール６１６における複数の半導体発光素子に対して共通に設けられた光学部品である。本例において、リフレクタ６２２は、光源モジュール６１６の後方、側方、及び上方を囲むように設けられる。そして、リフレクタ６２２は、光源モジュール６１６が発生する光を前方に反射して投影レンズ６１２に入射させることにより、光源モジュール６１６からの光を所定の照射方向に照射させる。
　本実施の形態において、リフレクタ６２２の少なくとも一部は、たとえば複合楕円面等により形成された楕円球面状である。そして、この楕円球面は、車両用灯具ユニット６００の光軸Ａｘを含む断面形状が楕円形状の少なくとも一部となるように設定されている。また、この楕円形状の離心率は、鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。
　また、リフレクタ６２２の楕円球面状部分は、光源モジュール６１６の略中央に、光学系の光学的中心の一例である第１焦点Ｆ１を有し、反射鏡６２０の前端近傍に第２焦点Ｆ２を有する。
　本実施の形態において、光源モジュール６１６は、光学的中心としての第１焦点Ｆ１が半導体発光素子の中央線Ｃ上に位置するように配置される。この場合、リフレクタ６２２は、光源モジュール６１６が発生する光の大部分を、反射鏡６２０の前縁近傍に集光する。
　ここで、リフレクタ６２２は、第１焦点Ｆ１を通った光が第２焦点Ｆ２に集光されるよう形成されるので、光源モジュール６１６の中央線Ｃから離れた位置から発生した光の一部は、第１焦点Ｆ１を通ることができず、精度よく第２焦点Ｆ２に集光されない。つまり、光源モジュール６１６の中央線Ｃから離れた位置から発生した光の一部は、配光パターンの形成に有効利用されていないことになる。
　そこで、本実施の形態に係る車両用灯具ユニット６００では、光源モジュール６１６として、図３で説明した光源モジュール１６または図５で説明した光源モジュール５１６を用いている。この場合、第１焦点Ｆ１に近い内側の半導体発光素子の輝度が、第１焦点から離れた両端の半導体発光素子の輝度よりも高くなる。精度の高い配光パターンの形成に寄与する光量が増加し、配光パターンの形成に対する寄与度の低い光量が低下することにより、配光パターンの水平カットラインＣＬ１および斜めカットラインＣＬ２が明確に形成することができる。また、消費電力の損失を低減できる。
　図７は、車両用灯具ユニット７００を示す側断面図である。図７に示す車両用灯具ユニット７００は、車両用灯具１００が収容する車両用灯具ユニットのさらに他の一例であり、支持部材７０２、光源モジュール７０４、およびリフレクタ７０６を備える。車両用灯具ユニット７００は、リフレクタ型の灯具ユニットである。
　支持部材７０２は、上面が略水平な板状体であり、上面に光源モジュール７０４の底面を裁置して固定する。光源モジュール７０４としては、図３で説明した光源モジュール１６または図５で説明した光源モジュール５１６が用いられる。光源モジュール７０４は、支持部材７０２の上面に、半導体発光素子の発光面を上向きにし、半導体発光素子の配列方向を車両の左右方向に向けた状態で固定される。
　支持部材７０２の下面には、複数のフィン７０３が立設されている。フィン７０３により支持部材７０２が光源モジュール７０４で発生した熱を放熱するヒートシンクとして機能し、光源モジュール７０４の発光効率が熱により低下するのを防ぐことができる。
　リフレクタ７０６は、光源モジュール７０４の上方に設けられており、略パラボラ形状の反射面７０６ａを有している。この反射面７０６ａは、光軸Ａｘを中心軸とする回転放物面を基準とした反射面であり、光学的中心としての焦点Ｆ３を有する。反射面７０６ａには、複数の拡散反射素子７０６ｓが縦縞状に形成されている。これらの拡散反射素子７０６ｓは、それぞれ、左右方向への拡散反射角が互いに異なる。このリフレクタ７０６は、その下端部において支持部材７０２に固定されている。
　そして、この車両用灯具ユニット７００においては、光源モジュール７０４からの出射光をリフレクタ７０６によりやや下向きの左右拡散光として前方へ反射させ、図１に示す車両用灯具１００の透明カバー１０２を介してそのまま灯具前方へ照射するようになっている。
　本実施の形態において、光源モジュール７０４は、半導体発光素子列の中央線Ｃ上に、光学的中心としての焦点Ｆ３が位置するように配置される。この場合、リフレクタ７０６は、光源モジュール７０４が発生する光の多くを灯具前方に向けて照射する。
　ここで、リフレクタ７０６は、焦点Ｆ３を通った光が適切な配光パターンを形成するように設計されるので、光源モジュール７０４の中央線Ｃから離れた位置から発生した光の一部は、焦点Ｆ３を通ることができず、適切な配光パターンの形成に寄与していない。つまり、光源モジュール６１６の中央線Ｃから離れた位置から発生した光の一部は、配光パターンの形成に有効利用されていないことになる。
　そこで、本実施の形態に係る車両用灯具ユニット７００では、光源モジュール７０４として、図３で説明した光源モジュール１６または図５で説明した光源モジュール５１６を用いている。この場合、焦点Ｆ３に近い内側の半導体発光素子の輝度が、焦点から離れた両端の半導体発光素子の輝度よりも高くなる。精度の高い配光パターンの形成に寄与する光量が増加し、配光パターンの形成に対する寄与度の低い光量が低下することにより、配光パターンの水平カットラインＣＬ１および斜めカットラインＣＬ２が明確に形成することができる。また、消費電力の損失を低減できる。
　以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
　上述の実施の形態では、１つの半導体発光素子として、１つのチップとして形成された形態のものを用いたが、１つのチップに複数の発光領域が形成された形態のものを用いてもよい。この場合、複数の発光領域のそれぞれに対応する電極は、電気的に直列に接続され、且つ複数の発光領域は、所定の間隔で直線状に形成される。
　また、光源モジュールに直線状に並べられる半導体発光素子の数は、上述の値に限られず、３個以上であれば、任意の数の半導体発光素子を用いることができる。また、両端に対する内側の半導体発光素子の発光面積比も、特に上述の値に限定されない。たとえば、内側の半導体発光素子の短手辺は、両端の半導体発光素子の短手辺の１／５程度まで小さく形成することが可能である。
　本出願は、２００８年４月２２日出願の日本特許出願（特願２００８－１１１８１５）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　１０、６００、７００…車両用灯具ユニット、１２、６１２…投影レンズ、１４…遮光部材、１６、５１６、６１６、７０４…光源モジュール、１８、７０２…支持部材、２０…半導体発光素子、２２…基板、２４…透光部材、１００…車両用灯具、１０２…透明カバー、１０４…ランプボディ、６２２、７０６…リフレクタ、６２０…反射鏡

Claims (4)

  1. 　車両用灯具に用いられる光源モジュールであって、
    　直線状に並べて配置された複数の半導体発光素子を備え、
    　前記複数の半導体発光素子を電気的に直列に接続し、
    　両端よりも内側に位置する少なくとも１つの半導体発光素子の発光面積を、両端に位置する半導体発光素子の発光面積よりも小さく形成したことを特徴とする光源モジュール。
  2. 　両端から内側になるにつれて、半導体発光素子の発光面積が小さくなるよう形成したことを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
  3. 　３個以上の奇数個の半導体発光素子を備え、
    　中央に位置する半導体発光素子の発光面積を、両端に位置する半導体発光素子の発光面積よりも小さく形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の光源モジュール。
  4. 　所定の照射方向に光を照射する車両用灯具であって、
    　請求項１から３のいずれかに記載の光源モジュールと、
    　前記光源モジュールが発生する光を前記所定の照射方向に照射する光学系と、
    　を備え、
    　前記光学系は、直線状に並べられた半導体発光素子列の中央線上に、光学的中心を有することを特徴とする車両用灯具。
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