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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024175953
(43)【公開日】2024-12-19
(54)【発明の名称】車両用照明装置、および車両用灯具
(51)【国際特許分類】
   H05B 47/14 20200101AFI20241212BHJP
   F21S 43/14 20180101ALI20241212BHJP
   F21V 19/00 20060101ALI20241212BHJP
   F21V 23/00 20150101ALI20241212BHJP
   H05B 45/345 20200101ALI20241212BHJP
   H05B 45/44 20200101ALI20241212BHJP
   F21W 103/10 20180101ALN20241212BHJP
   F21W 103/20 20180101ALN20241212BHJP
   F21W 103/35 20180101ALN20241212BHJP
   F21W 103/40 20180101ALN20241212BHJP
   F21W 103/45 20180101ALN20241212BHJP
   F21W 103/55 20180101ALN20241212BHJP
   F21Y 115/10 20160101ALN20241212BHJP
【FI】
H05B47/14
F21S43/14
F21V19/00 110
F21V19/00 150
F21V19/00 170
F21V23/00 150
H05B45/345
H05B45/44
F21W103:10
F21W103:20
F21W103:35
F21W103:40
F21W103:45
F21W103:55
F21Y115:10
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023094085
(22)【出願日】2023-06-07
(71)【出願人】
【識別番号】000003757
【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100146592
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100176751
【弁理士】
【氏名又は名称】星野 耕平
(72)【発明者】
【氏名】森 啓
【テーマコード(参考)】
3K013
3K014
3K273
【Fターム(参考)】
3K013BA01
3K013CA05
3K014AA01
3K014DA08
3K273AA02
3K273BA05
3K273BA22
3K273BA23
3K273CA02
3K273CA12
3K273EA05
3K273EA25
3K273EA26
3K273EA36
3K273FA07
3K273FA14
3K273GA06
3K273GA28
3K273GA29
3K273HA02
3K273HA06
3K273HA10
3K273HA15
3K273HA16
(57)【要約】
【課題】制御素子を設ける場合に、発光素子の順方向電圧特性のばらつきに応じて、発光素子に流す電流の値を調整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。
【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少なくとも1つの発光素子と;前記基板の上に設けられ、出力側が前記発光素子と電気的に接続され、前記発光素子に流す出力電流を生成可能な電流ドライバと、出力側が前記電流ドライバと電気的に接続され、設定電流を生成可能な電流設定回路と、を有する制御素子と;前記電流設定回路の入力側と電気的に接続され、前記発光素子の順方向電圧特性に応じて、抵抗値の調整が可能な抵抗と;を具備している。前記電流設定回路は、前記調整された前記抵抗の抵抗値に基づいて、前記設定電流を調整する。前記電流ドライバは、前記調整された前記設定電流に基づいて、前記出力電流を調整する。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項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少なくとも1つの発光素子と;
前記基板の上に設けられ、出力側が前記発光素子と電気的に接続され、前記発光素子に流す出力電流を生成可能な電流ドライバと、出力側が前記電流ドライバと電気的に接続され、設定電流を生成可能な電流設定回路と、を有する制御素子と;
前記電流設定回路の入力側と電気的に接続され、前記発光素子の順方向電圧特性に応じて、抵抗値の調整が可能な抵抗と;
を具備し、
前記電流設定回路は、前記調整された前記抵抗の抵抗値に基づいて、前記設定電流を調整し、
前記電流ドライバは、前記調整された前記設定電流に基づいて、前記出力電流を調整する車両用照明装置。
【請求項2】
前記抵抗は、スリットを有する膜状の抵抗器である請求項1記載の車両用照明装置。
【請求項3】
前記発光素子は、前記基板の中心の近傍に設けられ、
前記抵抗は、前記基板の周縁の近傍に設けられている請求項1または2に記載の車両用照明装置。
【請求項4】
前記車両用照明装置の中心軸に沿った方向から見た場合に、前記制御素子のパッケージの平面形状は略四角形であり、
前記抵抗は、前記パッケージの第1の辺の延長線と、前記パッケージの、前記第1の辺に対向する第2の辺の延長線と、の間の領域に設けられている請求項1または2に記載の車両用照明装置。
【請求項5】
前記発光素子は複数設けられ、
前記制御素子は、前記車両用照明装置に印加される電圧に応じて、点灯させる前記発光素子の数を変更するバイパス回路をさらに有する請求項1または2に記載の車両用照明装置。
【請求項6】
請求項1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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
ここで、車両用照明装置は、バッテリーを電源としているが、車両用照明装置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の場合には、動作標準電圧(定格電圧)は13.5V程度であるが、車両用照明装置に印加される電圧が6V程度にまで低下する場合がある。
【0004】
車両用照明装置に印加される電圧が低下すると、車両用照明装置から照射される光の全光束が減少して、全光束が規定の値以下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に基づいて、点灯させる発光素子の数を変更する技術が提案されている。
【0005】
また、発光素子に電流が流れると、発光素子から光が照射されるとともに、発光素子において熱が発生する。また、車両用照明装置の場合には、車両用照明装置が設けられる雰囲気の温度が85℃程度になる場合がある。そのため、発光素子の温度が高くなり過ぎて、最大ジャンクション温度を超えるおそれがある。そこで、発光素子の周囲温度に基づいて、温度ディレーティングを行う技術が提案されている。
【0006】
近年においては、前述した点灯させる発光素子の数の変更、および温度ディレーティングの少なくともいずれかを行う制御素子を備えた車両用照明装置が提案されている。
【0007】
この様な制御素子においては、制御素子に電気的に接続された抵抗の抵抗値に基づいて、発光素子に流す電流の値が設定される。ところが、発光素子の順方向電圧特性にはばらつきがあるので、単に、抵抗の抵抗値に基づいて、発光素子に流す電流の値を設定すると、車両用照明装置から照射される光の全光束のばらつきが大きくなるおそれがある。
【0008】
そこで、制御素子を設ける場合に、発光素子の順方向電圧特性のばらつきに応じて、発光素子に流す電流の値を調整することができる技術の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特許7018124号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明が解決しようとする課題は、制御素子を設ける場合に、発光素子の順方向電圧特性のばらつきに応じて、発光素子に流す電流の値を調整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。
【課題を解決するための手段】
【0011】
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少なくとも1つの発光素子と;前記基板の上に設けられ、出力側が前記発光素子と電気的に接続され、前記発光素子に流す出力電流を生成可能な電流ドライバと、出力側が前記電流ドライバと電気的に接続され、設定電流を生成可能な電流設定回路と、を有する制御素子と;前記電流設定回路の入力側と電気的に接続され、前記発光素子の順方向電圧特性に応じて、抵抗値の調整が可能な抵抗と;を具備している。前記電流設定回路は、前記調整された前記抵抗の抵抗値に基づいて、前記設定電流を調整する。前記電流ドライバは、前記調整された前記設定電流に基づいて、前記出力電流を調整する。
【発明の効果】
【0012】
本発明の実施形態によれば、制御素子を設ける場合に、発光素子の順方向電圧特性のばらつきに応じて、発光素子に流す電流の値を調整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。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】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2図1における車両用照明装置のA-A線断面図である。
図3】発光回路を例示するための回路図である。
図4】枠部、制御素子、および抵抗の配置を例示するための模式平面図である。
図5】車両用灯具を例示するための模式部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
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。
【0015】
(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。
【0016】
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、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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
フランジ13は、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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
また、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、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むソケット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。
【0024】
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、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。
【0025】
ソケット10が、例えば、炭素を用いたフィラーを含む高熱伝導性樹脂や、金属などを用いて形成される場合には、導電性を有するソケット10となる。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。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)を用いて形成される場合には、保持部32を省くことができる。保持部32は、例えば、ソケット10に設けられた孔に圧入したり、孔の内壁に接着したりすることができる。
【0026】
伝熱部40は、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。図1、および図2に示すように、伝熱部40は、例えば、凹部11aの底面11a1に開口する凹部11bの内部に設けられる。例えば、伝熱部40は、凹部11bの内壁に接着したり、凹部11bの内部に熱伝導グリス(放熱グリス)を介して取り付けたり、インサート成形法により凹部11bの内部に埋め込んだりすることができる。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、ソケット10が金属から形成されたり、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。
【0027】
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。
【0028】
基板21は、ソケット10の一方の端部側に設けられている。基板21は、例えば、伝熱部40の上に接着することができる。伝熱部40が省かれる場合には、例えば、凹部11aの底面11a1に基板21を接着することができる。基板21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、導電性材料や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。
【0029】
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。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。
【0030】
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を覆う被覆部を設けることができる。被覆部は、例えば、ガラス材料を含むことができる。
【0031】
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、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(発光モジュール20)には、複数の発光素子22が設けられている。複数の発光素子22を設ける場合には、複数の発光素子22を直列接続することができる。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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、熱可塑性樹脂から形成される。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。なお、枠部23は、省くこともできる。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の上に設けられる。
【0035】
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。樹脂は、例えば、シリコーン樹脂などである。また、封止部24には蛍光体を含めることもできる。
【0036】
その他、必要に応じて、光学要素などを設けることもできる。光学要素は、例えば、凸レンズ、凹レンズ、導光体などである。光学要素は、例えば、封止部24の上に設けることができる。
【0037】
回路素子25は、発光素子22を有する発光回路20a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、基板21の上に設けられている。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。
【0038】
図3は、発光回路20aを例示するための回路図である。
図3に示すように、発光回路20aは、例えば、発光素子22、および回路素子25を有する。回路素子25は、例えば、保護素子25a、制御素子25b、正特性サーミスタ25c、および抵抗25dとすることができる。ただし、発光回路20aに設けられる回路素子25は例示をしたものに限定されるわけではない。例えば、発光回路20aは、前述したものの他に、コンデンサ、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、集積回路、演算素子などをさらに有することもできる。
【0039】
保護素子25a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25aは、例えば、ダイオードである。図1に例示をした保護素子25aは、表面実装型のダイオードである。
【0040】
制御素子25bは、発光素子22の周囲温度に応じて、発光素子22に流す電流(出力電流Ia)を制御する。また、制御素子25bは、車両用照明装置1に印加される電圧に基づいて、点灯させる発光素子22の数を変更する。例えば、制御素子25bは、温度ディレーティング制御、および全光束の制御を実行可能な集積回路とすることができる。
【0041】
図3に示すように、制御素子25bは、VIN端子、OUT端子、RTH端子、ISET端子、IR端子、およびGND端子を有する。VIN端子には、例えば、保護素子25aを介して、車両に搭載されているバッテリが電気的に接続される。OUT端子には、例えば、直列接続された複数の発光素子22が電気的に接続される。この場合、発光素子22のアノード側が、OUT端子に電気的に接続される。発光素子22のカソード側は、車体のシャーシなどの車両のグランドに電気的に接続される。図3に例示をした発光回路20aの場合には、直列接続された4つの発光素子22が電気的に接続されている。RTH端子には、例えば、抵抗25dが電気的に接続される。ISET端子には、例えば、正特性サーミスタ25cが電気的に接続される。IR端子には、例えば、直列接続された複数の発光素子22の一部が電気的に接続される。図3に例示をした発光回路20aの場合には、直列接続された4つの発光素子22のうちの2つの発光素子22が電気的に接続されている。GND端子は、例えば、車両のグランドに電気的に接続される。
【0042】
また、制御素子25bは、例えば、電流ドライバ25b1、電流設定回路25b2、定電流回路25b3、およびバイパス回路25b4を有する。
【0043】
電流ドライバ25b1の入力側は、VIN端子と電気的に接続されている。電流ドライバ25b1の出力側は、OUT端子を介して、直列接続された複数の発光素子22と電気的に接続されている。電流ドライバ25b1は、発光素子22に流す電流(出力電流Ia)を生成する。電流ドライバ25b1は、出力電流Iaが、所定の値となるように出力電流Iaを定電流制御する。電流ドライバ25b1は、例えば、出力トランジスタ、センス抵抗、誤差増幅器(エラーアンプ)などを備えた定電流回路を有する。なお、出力電流Iaの目標値は、電流設定回路25b2からの設定電流Ibに基づいて設定される。
【0044】
電流設定回路25b2の一方の入力側は、ISET端子を介して、正特性サーミスタ25cと電気的に接続されている。電流設定回路25b2の他方の入力側は、RTH端子を介して、抵抗25dと電気的に接続されている。電流設定回路25b2の出力側は、電流ドライバ25b1と電気的に接続されている。電流設定回路25b2は、出力電流Iaの目標値を設定するための設定電流Ibを生成する。設定電流Ibは、ISET端子に電気的に接続された正特性サーミスタ25cの抵抗値の変化に基づいて生成される。また、電流設定回路25b2は、RTH端子に生じた端子電圧に基づいて、設定電流Ibを調整する。
【0045】
定電流回路25b3は、電流設定回路25b2の入力側とRTH端子との間に電気的に接続されている。定電流回路25b3は、RTH端子を介して、抵抗25dに所定の値の電流を流す。そのため、RTH端子には、抵抗25dの抵抗値に基づいた端子電圧が生じる。つまり、電流設定回路25b2は、RTH端子に電気的に接続された抵抗25dの抵抗値に基づいて、設定電流Ibを調整する。
【0046】
バイパス回路25b4の入力側は、IR端子を介して、直列接続された複数の発光素子22の一部と電気的に接続されている。図3に例示をした発光回路20aの場合には、バイパス回路25b4の入力側は、直列接続された4つの発光素子22のうちの2つの発光素子22と電気的に接続されている。
【0047】
車両用照明装置1に印加される電圧が低下すると、車両用照明装置1から照射される光の全光束が減少して、全光束が規定の値以下となるおそれがある。
バイパス回路25b4は、車両用照明装置1に印加される電圧に応じて、点灯させる発光素子22の数を変更する。
【0048】
例えば、車両用照明装置1に印加される電圧が高い場合(例えば、定格電圧:13.5V程度の場合)には、バイパス回路25b4は、直列接続された複数の発光素子22の全てに出力電流Iaを流す。この場合、全ての発光素子22から光が照射される。
【0049】
例えば、車両用照明装置1に印加される電圧が低くなった場合(例えば、6V程度の場合)には、バイパス回路25b4は、OUT端子とIR端子との間に電気的に接続された発光素子22に出力電流Iaを流す。点灯させる発光素子22の数が減れば、電圧降下を小さくすることができる。そのため、車両用照明装置1に印加される電圧が低くなって、出力電流Iaが減少したとしても、全光束が規定の値以下となるのを抑制することができる。
【0050】
ISET端子に電気的に接続される正特性サーミスタ25cは、所定の温度(キュリー温度)を超えると抵抗値が増大する。正特性サーミスタ25cは、例えば、表面実装型のサーミスタとすることができる。なお、正特性サーミスタ25cは、リード線を有するサーミスタであってもよい。図1に例示をした正特性サーミスタ25cは、表面実装型のサーミスタである。
【0051】
この場合、電流設定回路25b2は、ISET端子に電気的に接続された正特性サーミスタ25cの抵抗値に基づいて、設定電流Ibを生成する。設定電流Ibは、電流ドライバ25b1に入力され、電流ドライバ25b1は、設定電流Ibを用いて、出力電流Iaの目標値を設定する。すなわち、制御素子25bは、温度ディレーティング制御を実行することができる。
【0052】
なお、以上においては、ISET端子に正特性サーミスタ25cを電気的に接続する場合を例示したが、ISET端子に負特性サーミスタを電気的に接続することもできる。負特性サーミスタは、温度上昇とともに抵抗値が減少するので、ISET端子に負特性サーミスタを電気的に接続しても、制御素子25bは、温度ディレーティング制御を行うことができる。
【0053】
また、ISET端子に、正特性サーミスタ25cと負特性サーミスタとを電気的に接続することもできるし、正特性サーミスタ25cおよび負特性サーミスタの少なくともいずれかと、抵抗などとを電気的に接続することもできる。
すなわち、ISET端子には、少なくともサーミスタが電気的に接続されていればよい。
【0054】
また、車両用照明装置1の種類や用途などによっては、温度ディレーティング制御を行う必要がない場合がある。温度ディレーティング制御を行わない場合には、ISET端子にサーミスタを接続しなければよい。すなわち、温度ディレーティング制御を行わない場合には、サーミスタ(正特性サーミスタ25c)を省くことができる。
【0055】
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、発光素子22のアノード側とカソード側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。前述した様に、電流設定回路25b2は、RTH端子に電気的に接続された抵抗25dの抵抗値に基づいて、設定電流Ibを調整する。設定電流Ibが調整できれば、出力電流Iaを調整することができる。出力電流Iaを調整することができれば、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することができる。
【0056】
この場合、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25dを選択することができる。しかしながら、この様にすると、発光モジュール20の製造工程が煩雑となるので、車両用照明装置1(発光モジュール20)の製造コストの低減や、製造時間の短縮を図るのが困難となる。
【0057】
そのため、RTH端子に電気的に接続される抵抗25dは、抵抗値の調整が可能なものとすることが好ましい。すなわち、抵抗25dは、電流設定回路25b2の入力側と電気的に接続されている。抵抗25dは、発光素子22の順方向電圧特性に応じて、抵抗値の調整が可能である。例えば、抵抗25dは、可変抵抗器、レーザトリミングが可能な膜状の抵抗器とすることができる。この場合、膜状の抵抗器は表面積が大きいので、放熱が容易である。また、膜状の抵抗器は、スクリーン印刷法および焼成法により容易に製造することができるので、製造コストの低減や、製造時間の短縮を図ることができる。
【0058】
膜状の抵抗器の材料は、例えば、酸化ルテニウム(RuO)である。また、膜状の抵抗器における抵抗値の調整は、レーザトリミングにより行うことができる。例えば、膜状の抵抗器にレーザ光を照射して、膜状の抵抗器の一部を除去すれば、抵抗値を増加させることができる。
【0059】
以上に説明した様に、電流設定回路25b2は、調整された抵抗25dの抵抗値に基づいて、設定電流Ibを調整する。電流ドライバ25b1は、調整された設定電流Ibに基づいて、出力電流Iaを調整する。
すなわち、本実施の形態に係る車両用照明装置1(発光モジュール20)には、抵抗値の調整が可能な抵抗25dが設けられているので、発光素子22の順方向電圧特性のばらつきに応じて、発光素子22に流す電流の値(出力電流Iaの値)を調整することができる。
【0060】
図4は、枠部23、制御素子25b、および抵抗25dの配置を例示するための模式平面図である。
図4は、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模式図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、図4においては、基板21、発光素子22、枠部23、封止部24、制御素子25b、抵抗25d、および正特性サーミスタ25cのみを描いている。
【0061】
図4に示すように、膜状の抵抗器である抵抗25dにレーザ光を照射してスリット25d1を形成すれば、抵抗値を増加させることができる。すなわち、抵抗値が調整された膜状の抵抗器(抵抗25d)は、スリット25d1を有している。
ここで、図4に示すように、抵抗25dの近傍には、発光素子22が設けられる。抵抗25dにレーザ光を照射した際に、レーザ光が発光素子22に入射すると、発光素子22が故障したり、発光素子22の機能が低下したりするおそれがある。
【0062】
そのため、抵抗25dと、発光素子22との間の距離は長い方が好ましい。例えば、図4に示すように、発光素子22は、基板21の中心21b(車両用照明装置1の中心軸1a)の近傍に設けられる。そのため、抵抗25dは、基板21の周縁の近傍に設けることが好ましい。この様にすれば、レーザ光の照射位置を発光素子22から離すことができるので、発光素子22にレーザ光が入射するのを抑制することができる。また、スリット25d1は、抵抗25dの、基板21の周縁側の辺に設けることが好ましい。この様にすれば、レーザ光の照射位置を発光素子22からさらに離すことができるので、発光素子22にレーザ光が入射するのをさらに抑制することができる。
【0063】
また、図4に示すように、抵抗25dと正特性サーミスタ25cとが並べて設けられる場合がある。この様な場合は、抵抗25dは、正特性サーミスタ25cの、発光素子22側とは反対側に設けることが好ましい。この様にすれば、レーザ光の照射位置を発光素子22から離すことができるので、発光素子22にレーザ光が入射するのを抑制することができる。
【0064】
ただし、抵抗25dと、発光素子22との間の距離を長くし過ぎると、基板21の平面寸法(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寸法)が大きくなる。基板21の平面寸法が大きくなると、車両用照明装置1の小型化が困難となる。
【0065】
ここで、回路素子25のうち、平面寸法が最も大きいのは、制御素子25bである。また、図4に示すように、制御素子25bのパッケージの平面形状は、一般的には略四角形である。
【0066】
そのため、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に、制御素子25bのパッケージの辺25ba(第1の辺の一例に相当する)の延長線25ba1と、制御素子25bのパッケージの、辺25baに対向する辺25bb(第2の辺の一例に相当する)の延長線25bb1と、の間の領域に、抵抗25dを設けることが好ましい。
この様にすれば、抵抗25dと、発光素子22との間の距離を長くすることができ、且つ、基板21の平面寸法が大きくなるのを抑制することができる。
また、図4に示すように、制御素子25bのパッケージの辺25ba(辺25bb)が基板21の辺と平行となるように、制御素子25bを配置すれば、スペース効率を向上させることができる。
【0067】
(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。
【0068】
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。
【0069】
図5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5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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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5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。
【0074】
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。
【0075】
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。
【0076】
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、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。
【0077】
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。
【0078】
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。
【0079】
以下、前述した実施形態に関する付記を示す。
【0080】
(付記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少なくとも1つの発光素子と;
前記基板の上に設けられ、出力側が前記発光素子と電気的に接続され、前記発光素子に流す出力電流を生成可能な電流ドライバと、出力側が前記電流ドライバと電気的に接続され、設定電流を生成可能な電流設定回路と、を有する制御素子と;
前記電流設定回路の入力側と電気的に接続され、前記発光素子の順方向電圧特性に応じて、抵抗値の調整が可能な抵抗と;
を具備し、
前記電流設定回路は、前記調整された前記抵抗の抵抗値に基づいて、前記設定電流を調整し、
前記電流ドライバは、前記調整された前記設定電流に基づいて、前記出力電流を調整する車両用照明装置。
【0081】
(付記2)
前記抵抗は、スリットを有する膜状の抵抗器である付記1記載の車両用照明装置。
【0082】
(付記3)
前記発光素子は、前記基板の中心の近傍に設けられ、
前記抵抗は、前記基板の周縁の近傍に設けられている付記1または2に記載の車両用照明装置。
【0083】
(付記4)
前記車両用照明装置の中心軸に沿った方向から見た場合に、前記制御素子のパッケージの平面形状は略四角形であり、
前記抵抗は、前記パッケージの第1の辺の延長線と、前記パッケージの、前記第1の辺に対向する第2の辺の延長線と、の間の領域に設けられている付記1~3のいずれか1つに記載の車両用照明装置。
【0084】
(付記5)
前記発光素子は複数設けられ、
前記制御素子は、前記車両用照明装置に印加される電圧に応じて、点灯させる前記発光素子の数を変更するバイパス回路をさらに有する付記1~4のいずれか1つに記載の車両用照明装置。
【0085】
(付記6)
付記1~5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。
【符号の説明】
【0086】
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、20a 発光回路、21 基板、21 中心、22 発光素子、25 回路素子、25a 保護素子、25b 制御素子、25b1 電流ドライバ、25b2 電流設定回路、25b4 バイパス回路、25ba 辺、25ba1 延長線、25bb 辺、25bb1 延長線、25d 抵抗、25d1 スリット、100 車両用灯具、101 筐体、Ib 設定電流、Ia 出力電流
図1
図2
図3
図4
図5