(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用ランプ（１０）であって、
長手方向軸を有し且つ該長手方向軸に沿ってハウジング（２０）内に挿入自在の伝熱性のモジュール（２１、１２１）と、
モジュール（２１、１２１）と機械的及び熱的に接触し、前記長手方向軸に全体に直交する方向に配向される印刷回路基板（４１、１４１）と、
印刷回路基板（４１、１４１）上に実装され、該印刷回路基板（４１、１４１）によって長手方向軸と全体に平行な拡散ビーム（１２）を放出するように電気制御される少なくとも１つの発光ダイオード（４４、１４４）と、
拡散ビーム（１２）を受け、受けた拡散ビームを長手方向軸と全体に直交する、全体に光軸合わせされたコリメートビーム（１４）として反射させる、湾曲した且つ小面付きのリフレクター（１３）と、を含み、
リフレクター（１３）の湾曲が、拡散ビーム（１２）をコリメートし、
発光ダイオードチップとリフレクターとの間に中間光要素を有さず、
リフレクター（１３）上の各小面がコリメートビーム（１４）の相当部分の角度を所定の角範囲に広げ、
印刷回路基板（４１、１４１）と伝熱性のモジュール（２１、１２１）との間に配置した熱パッド（３１、１３１）を有し、該熱パッド（３１、１３１）と印刷回路基板（４１、１４１）とが本来同じフットプリントを有する自動車用ランプ。
【請求項２】
熱パッド（３１）及び印刷回路基板（４１）が丸形のフットプリントを有する請求項１の自動車用ランプ。
【請求項３】
熱パッド（１３１）と印刷回路基板（１４１）とが矩形のフットプリントを有する請求項１の自動車用ランプ。
【請求項４】
熱パッド（３１、１３１）と印刷回路基板（４１、１４１）とが共に伝熱性のモジュール（２１、１２１）上に弾発係止される請求項１の自動車用ランプ。
【請求項５】
熱パッド（３１、１３１）が、印刷回路基板（４１、１４１）に対する電気的連結部を収受する穴（３３、１３３）を含んでいる請求項１の自動車用ランプ。
【請求項６】
伝熱性のモジュール（２１、１２１）をアルミニュームで作製した請求項１の自動車用ランプ。
【請求項７】
伝熱性のモジュール（２１）が、印刷回路基板（４１）に対向する側部上に複数のフィン（２４）を含む請求項１の自動車用ランプ。
【請求項８】
リフレクター（１３）の曲線が、軸外放物面の一部を含む請求項１の自動車用ランプ。
【請求項９】
所定の角範囲が垂直方向に約±１０°及び水平方向に±２０°の範囲内である請求項１の自動車用ランプ。
【請求項１０】
全体にコリメートされたビーム（１４）を移行させるための透明カバー（１５）を更に含む請求項１の自動車用ランプ。
【請求項１１】
自動車用ランプ（１０）であって、
光軸に沿って拡散ビーム（１２）を放出する発光ダイオード（４４、１４４）と、
光軸に全体的に直交し、発光ダイオード（４４、１４４）をその上部に機械的及び熱的に実装し且つ該発光ダイオード（４４、１４４）を電動させる全体的に平坦な印刷回路基板（４１、１４１）と、
印刷回路基板（４１、１４１）と機械的及び熱的に接触し、光軸と全体に平行な筒状の軸を有する全体に筒状のモジュール（２１、１２１）と、
モジュール（２１、１２１）を取り付けるフィクスチャ（２０）にして、モジュールの筒状の軸が水平で且つ全体に該フィクスチャと全体に平行になるようにモジュール（２１、１２１）を取り付けるフィクスチャと、
拡散ビーム（１２）を受け、全体にコリメートされたコリメートビーム（１４）をフィクスチャ（２０）の正面と全体に直交方向に放出するリフレクター（１３）と、
全体に光軸合わせされたコリメートビーム（１４）を移行させる透明カバー（１５）と、
を含み、
発光ダイオードチップとリフレクターとの間に中間光要素を有さず、
モジュール（２１、１２１）とを熱的に接触させるための、印刷回路基板（４１、１４１）とモジュール（２１、１２１）との間に配置した熱パッド（３１、１３１）を更に含み、熱パッド（３１、１３１）と印刷回路基板（４１、１４１）とが同じフットプリントを有する自動車用ランプ。
【請求項１２】
熱パッド（３１、１３１）と印刷回路基板（４１、１４１）とが何れもモジュール（１２、１２１）に螺着／リベット止めされる請求項１１の自動車用ランプ。
【請求項１３】
リフレクター（１３）が、軸外放物面の小面付き部分を含み、リフレクター（１３）が、発光ダイオード（４４、１４４）を含む焦点平面を有し、リフレクター（１３）の小面が、反射され拡散するコリメート光を所定の角範囲に各偏倚させる請求項１１の自動車用ランプ。
【請求項１４】
リフレクター（１３）の焦点平面位置に複数の発光ダイオード（４４、１４４）を含み、各発光ダイオード（４４、１４４）が、光軸に沿って複数の拡散光を放射し、拡散するビーム（１２）が、全ての発光ダイオード（４４、１４４）から放射される複数の拡散光から形成される請求項１３の自動車用ランプ。
【請求項１５】
モジュール（２１、１２１）が、該モジュールをその筒状の軸に沿ってフィクスチャ（２０）の横方向側部に長手方向から挿通することにより交換自在である請求項１１の自動車用ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件出願は２００８年５月２８日付で提出された、“Ｓｉｄｅ  ｅｎｔｒｙ  ＬＥＤ  ｌｉｇｈｔ  ｍｏｄｕｌｅ  ｆｏｒ  ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  ｒｅａｒ  ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  ｌａｍｐ”と題する、ここに引用することによってその全てを本明細書に含むものとする米国仮特許出願第６１／０５６，７３８号に対する、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ§１１９（ｅ）に基づく優先権を主張するものであり、パリ条約の優先権はここに明確に確保される。
本発明は、自動車の照明システム用のリヤコンビネーションランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車には、色々の機能を持つ電気照明（ライティング）が長年使用されており、そうした照明には、少し例を挙げると、前方照明（ヘッドランプ、補助ランプ）、被視認照明（前方の駐車灯、後方の尾灯）、信号照明（方向指示灯、ハザードランプ、ブレーキランプ、バックランプ）、室内照明（天井灯、計器灯）、がある。大抵または全ての自動車用照明では歴史的に白熱灯が使用されてきており、多様な寸法形状、ワット数、ソケット形式のものを入手可能である。
【０００３】
近年になり、自動車の照明用途の幾つかにおいて発光ダイオード（ＬＥＤ）が使われ始めた。ＬＥＤは白熱灯よりも低電力、長寿命、低発熱性なので自動車用として非常に適したものである。
ＬＥＤの多くは自動車の外装ライティングの分光規定を充分に満たすものである。旧式の白熱灯ライティングでは白熱灯の前に着色したレンズ、カバー、またはフレームを使用してこの分光規格に対応させていたが、ＬＥＤでは波長の出力レンジをそうした分光規定に適合させ、例えば、赤色光や黄色光には赤や黄色の分光部分の出力レンジを狭くしたＬＥＤを使用する。白色光の場合は、広帯域型蛍燐光体照明が広く使用されるようになってきている。
【０００４】
ライティングにおける、ブレーキランプの立ち上がり時間のような時間的条件は、同等の白熱球よりもずっと短時間で立ち上がるＬＥＤにとってまさに打って付けのものである。
外装ライティングの空間的条件は地域によって異なるものの、外装ライティングの各要素に対する定義は典型的にはかなり明確である。例えば、左前照灯は、照射角の関数としての輪郭のはっきりした縦横両方向の照射パターンを有し、右前照灯は左前照灯のそれとは異なる、しかし同様に輪郭のはっきりした照射パターンを有すべきである、等の如くである。
こうした空間的条件は代表的な白熱球または白熱灯に対して創り出されてきたものである。一般に、代表的な白熱球は光を全方向に一様に放出させるための長い（即ち非点源の）フィラメントを含み、自動車から離れる方向に光を配向させ得る、代表的には１つ以上の反射要素（リフレクター）を含む。ある用途ではリフレクターとは別個の、または部分的あるいは全体にリフレクターと一体化させた幾つかの光軸合わせ要素（コリメート要素）をも有し得る。
【０００５】
代表的な白熱球とは異なり、ＬＥＤからの発光は方向と共に変化し、特定方向にピークを形成し、このピークから離れる特定の角分布下にロールオフしてゆく。例えば、代表的なＬＥＤは特定のＦＷＨＭ角分布、または、その出力の好適なその他の角度を有し得る。角出力は２次元での対称性または非対称性のものであり得る。
【０００６】
ＬＥＤと代表的な電球またはランプとの空間条件の相違から、特定のライティング要素の白熱灯をＬＥＤで代替させるのは、ライティング要素からの角出力が望ましからざる変化を生じ得るので簡単ではない。ＬＥＤを使用するためには、ライティング要素から空間への出力が、白熱灯に関して規定されてきた既存条件と合うようにリフレクターその他の光要素を新規に設計する必要が生じ得る。
ＬＥＤが光源として導入されて間もない頃は自動車メーカーは慎重な対応を取り、上述した全ての恩恵に対してはＬＥＤの採用を熱望しつつも、ソケットの付いた伝統的スタイルの光学的構成を伴う電球／ランプの、これまで蓄積してきた経験や知識を完全に棄て去ることには躊躇していた。その結果、近年では、旧来の白熱灯タイプの電球やフィクスチャの持つメカニカルな雰囲気を持ってはいるが、実際はＬＥＤを光源として使用する照明用サブシステムが幾つかある。
図１には代表的な自動車が示され、前方ウィンカー２、ヘッドランプ３、フォグランプ４、サイドマーカー６、センターハイマウントストップランプ７、ナンバープレートランプ８、所謂“リヤコンビネーションランプ”９（ＲＣＬ）を含んでいる。これらの内のあるものまたは全ては、ヘッドランプクリーニングシステム５のようなアクセサリーを含み得るが、この点に関しては本明細書ではリヤコンビネーションランプ９について主に説明する。
【０００７】
各リヤコンビネーションランプ９は、テールランプ（マーカーランプとしてもよく知られる）、ストップランプ（ブレーキランプとしてもよく知られる）、ウィンカー、バックランプ、を含み得、夫々のランプが、光源、反射及び又は合焦及び又はコリメート、即ち光軸合わせ及び又は拡散のための各光学的構成、機械的ハウジング、電気回路その他を有し得る。この点に関し、リヤコンビネーションランプ９のランプの内の１つまたは全てに対して、ある特定のランプの１つの様相または特徴が使用され得、随意的には、１つ以上の光源用の制御回路、または１つ以上の光源を保持する機械的ハウジングその他、のような１つ以上の機能が、各ランプ間で共有され得る。例えば、テールランプやストップランプの各機能を組み合わせて二重フィラメント構成の単一ランプ（電球）とした場合でも、各ランプのサブシステムは代表的には各自用の独立したランプを持っている。
ＬＥＤが自動車の外装照明システムに使い始められて以来、最近ではフィクスチャ内にＬＥＤをぴったりと一体化させる傾向が出てきている。例えばセンターハイマウントストップランプ７またはＣＨＳＭＬは、ＬＥＤモジュールをこの用途に適合させ易いことから現在では大抵この方式で構成される。ＬＥＤは長寿命なので、この方式は所要時間の観点からは好ましいものと言えるだろう。
【０００８】
換言すると、ハウジング、リフレクター、レンズカバー、及びそれらの間にある光学的要素を含むランプフィクスチャの形態を、ＬＥＤの周囲で最適化させるように設計するにはおそらく長い期間を要する。電気的接続部、ヒートシンク、コリメート、及び又は反射及び又は拡散用の各光学的構成は、本来従来の白熱球またはランプ用に設計したものをＬＥＤ光源用に変更するのではなくむしろ、おそらくは最初からＬＥＤに合わせて設計されているのである。
しかしながら、白熱灯用に開発し、長年使用してきた既存のリフレクターや電球ジオメトリーを含む馴れ親しんだ技術は、期間が短くて済むという意味では自動車メーカーの多くにとって好ましいものである。その結果、ＬＥＤを光源として使用しながら、光学的構成には従来型のランプ用のソケット開口や伝統的スタイルを用いたリヤコンビネーションランプシステムを開発したランプ製造業者もある。自動車メーカーにとってそうしたランプシステムは、その機械的様相が白熱灯を使用する旧来の確立されたシステムのそれと同じであることによる所要期間の短かさが魅力である。そうしたランプシステムの一例には、マサチューセッツ州ＤａｎｖｅｒｓのＯｓｒａｍ  Ｓｙｌｖａｎｉａ社より市販入手可能なＪＯＵＬＥ製品がある。
【０００９】
本件出願は自動車のライティングシステムを指向したものであるので、便宜上、先ず幾つかの技術用語に関して説明する。
自動車のコーナー位置のライティングシステムを構成する各部品は“ライトセット”として知られている。建物においてこの“ライトセット”に相当するものはフィクスチャである。ライトセットは代表的には、プラスチック製の構造部またはハウジング、１つ以上のリフレクター、ある場合においてはレンズ光学系、通常は自動車の外観スタイルにフィットされ、黄色や赤の色分け部分をしばしば有するレンズカバー、を含み、ハウジングには、通常は後方にあってランプ付きソケット（米国では一般には“電球”と称する）を受けるソケット開口、通気手段、ある場合における前方照明、調節手段、が含まれる。
【００１０】
ランプ（電球）は、（ａ）ライトセットの後方からアクセスしてソケットトランプとを外し、新しいランプを取り付けてからソケットを戻すか、（ｂ）ライトセットの前方からレンズカバーを外し、ソケットからランプを外し、新しいランプを挿通してからレンズカバーを戻す２つの方法の何れかによって交換する。
（ａ）の方法は、アクセス性、造形性、機械的難度、ボディーへのライトセットのシール、に関わる問題を含む多くの問題から敬遠され、（ｂ）の方法は、（１）コストと複雑性とを低減させ且つ埃や水に対するシールの有効性を保証する上からは、ライトセットとレンズカバーとの間により恒久的なシールを設けた方が好ましいこと及び、（２）取り外し自在のレンズカバーはフィット性や造形上の問題から製造が難しいこと、の２つの問題を含む幾つかの理由からやはり敬遠される。
【００１１】
ライトセット後方からのアクセスが嫌われたことから、特にはリヤコンビネーションランプ９においてソケット開口部を側部に移動させることが提案された。
ここに記載することによりその全てを本明細書に含むものとする米国特許第６，６３７，９２３号、同第６，８１４，４７５号、同第６，９５１，４１４号には、ソケットを側部に開口させた３つのライティングシステムが開示される。これら３つのライティングシステムは何れも、ＬＥＤに隣り合って配置した、光ビームを光軸合わせ（コリメート）するための要素と、コリメートビームを受け且つ受けたコリメートビームを自動車から離れる外側方向に反射させる別の要素とを含んでいる。
【００１２】
これら３つの文献のライティングシステムでは、光ビームのコリメート及び反射を２つの別個の要素を使用して行なう点におそらく欠点の１つとなる。こうした別個の要素は製造コストが大きく、整列構成に関わるコストや浪費時間も大きく、光学系の無用な損失も招くと考えられる（即ち、多数の要素により、光の幾分かが吸収され、出力ビームの外側に反射及び又は散乱され得る）。
従って、構成要素が少なく、光学系がそれ程複雑ではなく、従って整列させ易く、しかも先に参照した工学システムにおけるそれよりもずっと高出力（低損失）の自動車用ライティングシステムに対する要望がある。自動車用ライティングシステムには、ライトセットの後方ではなくむしろ側部に開放する１つ以上のソケットが設けられるべきである。
一般に、ＬＥＤベースのライティングモジュールには４つの主要要素、即ち、（１）実際のＬＥＤチップまたはダイ、（２）ＬＥＤチップから発生する熱を消散させるヒートシンクまたは熱管理構造、（３）ＬＥＤチップ駆動用回路、（４）ＬＥＤチップから照射される光を受け、受けた光を視認者に配向する光学系、がある。これら４つの要素は各特定モジュール用に始めからデザインし直す必要はなく、むしろ、既知の１つ以上の要素を特定のライティングモジュールで使用できる。以下に、ここで説明するＬＥＤベースのライティングモジュールと共に使用できるそうした既知の要素の幾つかを説明する。
【００１３】
ここに参照することによりその全てが本明細書に含まれるものとする“Ｄｒｉｖｅｒ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｆｏｒ  ＬＥＤ  ｖｅｈｉｃｌｅ  ｌａｍｐ”と題する米国特許７，０４２，１６５号には、ＬＥＤベースのライティングモジュール用の既知のドライブ回路が開示される。この米国特許では、発光ダイオード（ＬＥＤ）配列体用の自動車ランプ第１ドライブ回路と、直列の一連の４つのＬＥＤからなる第１ＬＥＤ列及び第２ＬＥＤ列とが開示され、第１ＬＥＤドライブ回路が第１ＬＥＤ列をドライブし、第２ＬＥＤドライブ回路が第２ＬＥＤ列をドライブする。ストップランプ動作モードでは第１及び第２の各ＬＥＤ列への電流が、各ＬＥＤ列と直列のＬＥＤドライバによって制御される。テールランプ動作モードでは電流は直列に接続したダイオード及び抵抗器を介して一方のＬＥＤ列にだけ送られる。入力電圧が低下すると各ＬＥＤ列のＬＥＤの１つを短絡させるスイッチング回路がＬＥＤ列を操作する。自動車ランプ第２ドライブ回路は、制御スイッチと直列された第１及び第２の各ＬＥＤ列を含み、各ＬＥＤ列における電流合計量を制御してスイッチングノイズを減らすよう、電流変動率を一定に維持するフィードバック回路を有している。この米国特許に開示されるドライブ回路は、ここで説明するライティングモジュール用のＬＥＤチップを駆動するために直接使用され、または容易に改変され得るものである。
【００１４】
ここに参照することによりその全てが本明細書に含まれるものとする“ＬＥＤ  ｂｕｌｂ”と題する米国特許第７，１１０，６５６号には、ＬＥＤベースのライティングモジュール用の、相補構造のソケット及び電気的コネクターの機械的構造が開示される。この米国特許では、ＬＥＤ光源はベース部を有するハウジングを有し、このベースからは、長手方向軸線の周囲に列を成す状態で中空コアが突出される。ベース部の、中空コアの一方の端部位置には印刷回路基板が位置決めされ、この印刷回路基板にはその中心の周囲に複数のＬＥＤが作動上固定される。この発明の好ましい実施例では、中空コアは管状であり、印刷回路基板は円形である。好ましい実施例における光ガイドは図２及び図４ａに示すようなコップ状の胴部を有し、胴部は所定厚さ“Ｔ”の壁を有する。光ガイドは中空コア内に位置決めされ、複数のＬＥＤと作動上関連する第１端部と、中空コアを越えて突出する第２端部とを有する。所定厚さ“Ｔ”は、少なくとも、この実施例で使用するＬＥＤの放射領域を包囲するに充分な厚さである。この米国特許で開示される相補形状のソケット及び電気的コネクターの機械的構造は、ここで説明する光モジュール用に直接使用されまたは容易に改変され得る。
【００１５】
ここに参照することによりその全てが本明細書に含まれるものとする“Ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ  ｂｕｌｂ  ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ  ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｔｅｎｓｉｏｎ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ”と題する米国特許第７，０７５，２２４号には、ＬＥＤベースのライティングモジュール用の、相補形状のソケット及び電気的コネクターの別の機械的構造が開示される。この米国特許では、ＬＥＤ光源（１０）は、中空コア（１６）が突出するベース部（１４）を有するハウジング（１２）を含み、中空コア（１６）が実質的に切頭円錐形状を有している。中空コア（１６）内の中心位置には中実の銅で形成した中央熱導体（１７）が位置付けられる。この中央熱導体（１７）の一端には第１印刷回路基板（１８）が連結され、反対側の第２端には第２印刷回路基板（２０）が連結される。第２印刷回路基板（２０）は、作動上この第２印刷回路基板に固定した少なくとも１つのＬＥＤ（２４）を有する。複数の導電体（２６）が、第２印刷回路基板（２０）上に形成した電気トレースと接触する近位端（２８）と、第１印刷回路基板（１８）の電気トレースと接触する遠位端（３０）とを有する。各導電体（２６）はその内部に形成した張力緩和装置（２７）を有し、この張力緩和装置が組み立て時に軸方向に圧縮される。第２印刷回路基板（２０）にキャップ（３２）が嵌合され、ベース部にはヒートシンク（３４）が取り付けられ且つ第１印刷回路基板と接触される。先の米国特許第７，１１０，６５６号の場合のように、この米国特許第７，０７５，２２４号に開示される相補形状のソケット及び電気的コネクターの機械的構造は、ここで開示するライティングモジュール用に直接使用され得または容易に改変され得る。
【００１６】
ここに参照することによりその全てが本明細書に含まれるものとする、“Ｒｅｐｌａｃｅａｂｌｅ  ＬＥＤ  ｂｕｌｂ  ｗｉｔｈ  ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅａｂｌｅ  ｌｅｎｓ  ｏｐｔｉｃ”と題する米国特許第６，６３７，９２１号には、ＬＥＤから回路基板と直交方向に放射される光を受け、受けた光を全て回路基板と略平行な数多くの方向に反射する反射光学系が開示される。この米国特許に開示される光学系は、その先端をＬＥＤチップに向けた逆切頭円錐形状を有し得る。切頭円錐形状は連続的なものであり得、または切頭円錐形状に近似させた個別の小面を有し得る。反射光学系は単独のＬＥＤチップと共に使用され得、または、切頭円錐の先端の周囲に配置した多数のＬＥＤチップと共に使用され得る。この米国特許に開示される反射光学系はＬＥＤベースのライティングモジュールと共に使用され得、また、ＬＥＤチップと、ＬＥＤの光を視認者に配向するリフレクターとの間の光路内に配置され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国仮特許出願第６１／０５６，７３８号明細書
【特許文献２】米国特許第６，６３７，９２１号明細書
【特許文献３】米国特許第３，７００，８８３号明細書
【特許文献４】米国特許第４，７０４，６６１号明細書
【特許文献５】米国特許第５，４０６，４６４号明細書
【特許文献６】米国特許第７，０４２，１６５号明細書
【特許文献７】米国特許第７，１１０，６５６号明細書
【特許文献８】米国特許第７，０７５，２２４号明細書
【特許文献９】米国特許第６，８１４，４７５号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，９５１，４１４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
従来の問題を解決する自動車のリヤコンビネーションランプ用の側方取付け型発光ダイオードモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明によれば、自動車用ランプ（１０）であって、
長手方向軸を有し且つ該長手方向軸に沿ってハウジング（２０）内に挿入自在の伝熱性のモジュール（２１、１２１）と、
伝熱性のモジュール（２１、１２１）と機械的及び熱的に接触し、前記長手方向軸に全体に直交する方向に配向される印刷回路基板（４１、１４１）と、
印刷回路基板（４１、１４１）上に実装され、該印刷回路基板（４１、１４１）によって長手方向軸と全体に平行な拡散ビーム（１２）を放出するように電気制御される少なくとも１つの発光ダイオード（４４、１４４）と、
拡散ビーム（１２）を受け、受けた拡散ビームを長手方向軸と全体に直交する、全体に光軸の合わされたコリメートビーム（１４）として反射させる、湾曲した且つ小面付きのリフレクター（１３）と、を含む自動車用ランプが提供される。リフレクターの湾曲が、受けた拡散ビームをコリメートする。リフレクター（１３）上の各小面はコリメートビーム（１４）の相当部分の角度を所定の角範囲に広げる。
【００２０】
本発明の他の様相によれば、自動車用ランプ（１０）であって、
光軸に沿って拡散ビーム（１２）を放出する発光ダイオード（４４、１４４）と、
光軸に全体的に直交し、発光ダイオード（４４、１４４）をその上部に機械的及び熱的に実装し且つ該発光ダイオード（４４、１４４）を電動させる全体的に平坦な印刷回路基板（４１、１４１）と、
印刷回路基板（４１、１４１）と機械的及び熱的に接触し、光軸と全体に平行な筒状の軸を有する全体に筒状のモジュール（２１、１２１）と、
モジュール（２１、１２１）を取り付けるフィクスチャ（２０）にして、モジュールの筒状の軸が水平で且つ全体に該フィクスチャの前面と全体に平行になるようにモジュール（２１、１２１）を取り付けるフィクスチャと、拡散ビーム（１２）を受け且つ全体にコリメートされたコリメート光（１４）を放射するリフレクター（１３）と、
全体に光軸合わせされたコリメートビーム（１４）を移行させる透明カバー（１５）と、
を含む自動車用ランプが提供される。
【００２１】
本発明の更に他の様相によれば、自動車用ランプ（１０）であって、
横方向に沿って拡散ビーム（１２）を放出する発光ダイオード（４４、１４４）と、
拡散ビーム（１２）を受け、受けた拡散ビームを全体に光軸合わせされたコリメートビーム（１４）として、前記横方向と全体的に直交する長手方向軸に沿って反射させるリフレクター（１３）と、
全体に光軸合わせされたコリメートビーム（１４）を長手方向に移行させる透明カバー（１５）と、
発光ダイオード（４４、１４４）を機械的に実装し、電動させ、発光ダイオード（４４、１４４）に熱的に連結するモジュール（２１、１２１）と、
を含む自動車用ランプが提供される。
モジュール（２１、１２１）は横方向で取り付けられ、ヒートシンクと、発光ダイオード（４４、１４４）を電動させる、全体に平行な且つ横方向と直交する印刷回路基板（４１、１４１）と、印刷回路基板（４１、１４１）とヒートシンクとの間に配置されて印刷回路基板（４１、１４１）とヒートシンクとを熱的に接触させ且つ電気的に絶縁する熱パッドまたは熱グリース（３１、１３１）と、を含む。
【発明の効果】
【００２２】
従来の問題を解決する自動車のリヤコンビネーションランプ用の側方取付け型発光ダイオードモジュールが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、自動車の外装ライティング例の略図である。
【図２】図２は、単一のＬＥＤ及び非小面付きリフレクターを有するリヤコンビネーションランプ内の光路の略断面図である。
【図３】図３は、多数のＬＥＤ及び非小面付きリフレクターを有するリヤコンビネーションランプ内の光路の略断面図である。
【図４】図４は、単一のＬＥＤ及び小面付きリフレクターを有するリヤコンビネーションランプ内の光路の略断面図である。
【図５】図５は、リヤコンビネーションランプの機械的配置例の略分解斜視図である。
【図６】図６は、ＬＥＤモジュールの機械的配置例の略分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
ここに開示する発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュールは、自動車の外装ライティングに使用可能なものである。ＬＥＤモジュールは、後方からではなくむしろ側方からライトセットのソケットに組み込まれ得る。ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤチップからの光を受け、受けた光を視認者に向けて反射させるリフレクターに光を配分するのに適した光要素を含み得る。ＬＥＤモジュールを後方からではなくむしろ側方から組み込めるので、リフレクターは従来設計のものよりもずっと小型化され得る。この点は以下の詳細な説明の中で詳しく説明する。
ＬＥＤを光源とする既知の代表的なリヤコンビネーションランプにおいて、光をデバイスから確実に正しい方向で放出させるための色々な方法がある。例えば、ＪＯＵＬＥの商標名で市販入手できる第１世代ＪＯＵＬＥシステムではＬＥＤを特定の角度で取り付ける。この第１世代のシステムは組み立てプロセスが大変複雑で、しかもＬＥＤと制御回路基板とを連結するのが難しい。第２世代ＪＯＵＬＥシステムではそうしたＬＥＤの取付けスキームに代わる光ガイドが使用され、小型のリフレクターが、ＬＥＤの放射ポイントをリヤコンビネーションランプのリフレクターの焦点上に表像させる。光ガイドは、円滑な側面を有する、代表的にはガラスまたはプラスチック製の透明チューブであり、前記各側面が光ガイドに沿って伝播するビームをこれらの側面位置で且つ側面から離れる方向に確実に全反射させる。光ガイドは、第１世代ＪＯＵＬＥシステムより改善されているとは言え、依然、システム上の余剰コンポーネントであって、システムコストを増大させ、損失を来たし、光の何分の一かを光ガイドの入口及び出口の各インターフェース位置で失わせるので、光パイプや関連する光学構造部によって生じる損失分を補うべくＬＥＤを追加する必要がある。側面発光型ＬＥＤを使用するシステムも試されたが、やはり組み立てが困難であったり光学的効率が低いものであった。
【００２５】
一般に、これまでの全てのリヤコンビネーションランプには、組み立てが難しい、光学的効率が低い、または最新のリヤコンビネーションランプハウジングとの相性が悪いといった欠点がある。
本発明はそうした欠点を解消し、以下のような利益の１つ以上を提供し得るものである。
先ず、ＬＥＤモジュールは完全に一体化され、かくしてコンポーネント数が少なくしかもモジュールの組み立てが容易である。更には、ＬＥＤとエレクトロニクスとが同じ回路基盤上にあるので相互連結部分を追加する必要がない。
第２に、ＬＥＤモジュールは上位互換性を有し、最新のリヤコンビネーションランプハウジングのそれに合う、または容易に適合させ得る光学的及び機械的特性を持っている。
この場合、ソケットはヒートシンクとして使用され得る。もし追加的なヒートシンク作用が必要な場合は印刷回路基板の後部に熱ピンまたは熱フィンを追加できる。
第３には、ＬＥＤモジュールの損失が少ないのでＬＥＤモジュールがより明るくなり及び又はＬＥＤモジュールの動作上必要な電力量及び又はＬＥＤの必要数が減少する。光パイプまたは追加の光学的構造は無用である。
【００２６】
以下に、本発明を要約し、次いでリヤコンビネーションランプにおける光路、リヤコンビネーションランプの機械的様相を詳しく説明する。
リヤコンビネーションランプ用の側方装着型のＬＥＤモジュールが開示される。１枚の印刷回路基板上の遠位側部に１つ以上のＬＥＤが実装される。印刷回路基板は各ＬＥＤを駆動する回路をも含む。ＬＥＤは、印刷回路基板と全体に直交する状態下に遠位方向に拡散する光ビームを放出する。ＬＥＤはここでは“ＡＰＴ”と称する。
印刷回路基板は、この印刷回路基板と直交する方向で印刷回路基板全体を貫いて伸延する１つ以上のコネクターピンにして、印刷回路基板に電力を提供し及び又は、印刷回路基板に対する及び又は印刷回路基板からの監視を提供するコネクターピンを含み得る。コネクターピンは、印刷回路基板の近位側部上のピンに装着したプラスチック製コネクターを含み得る。
【００２７】
印刷回路基板の近位側部に隣り合って、印刷回路基板及び又はＬＥＤの発する熱を消散し及び又は印刷回路基板と金属製ソケットとの間を電気的に絶縁する、間隙パッドまたは熱パッド及び又は、随意的な熱グリースの薄層が配置される。間隙パッドは、印刷回路基板の近位側部上のコネクターを収受する穴を有し得る。
間隙パッドに隣り合って注型ソケットが配置される。注型ソケットは、アルミニュームのような伝熱材から作製し得、間隙パッドと対向する側面上に随意的なフィンその他のヒートシンク要素を含み得る。ある用途において、注型ソケットの幾つかまたは全てと、間隙パッド及び印刷回路基板とは、これら部材の組み立て中における整列操作を支援する整列機能構造部（４２，３２，２２）を含み得る。印刷回路基板、間隙パッド、注型ソケットは、整列された後、相互にねじ止めまたはリベット止めされる。ある用途では、注型ソケットの幾つかまたは全ては自動車用リヤランプで広く用いられる１つ以上の直角機能構造部を含み得る。こうした直角機能構造部付きのモジュールでは、ランプハウジングへのランプの押し込み、ランプを９０°回転させてのランプハウジングへの固定及び保持、がし易くなる。直角機能構造部は比較的安価であり、信頼性に富み、自動車の尾灯用に向いており、モジュールに使用中またはランプ故障時の互換性を与える。
【００２８】
互いにねじ止め／リベット止めしたソケット／熱パッド／印刷回路基板を、フィクスチャの側部の残余のフィクスチャ部分に取り付ける。フィクスチャは、自動車の中心に向いた穴または孔または直角機能構造部をその側部に含み、この穴には、（自動車のセンターから離れるように）ＬＥＤ及びＬＥＤからの出力ビームが自動車の左及び又は右の各側部に面するようにしてソケット／熱パッド／印刷回路基板を挿通する。
ＬＥＤを出た光はＬＥＤ自身により特徴付けられる特定の角パターンで拡散する。各ＬＥＤは地面と全体に平行方向で自動車の中心から離れて移動するビームを放出する。フィクスチャは、ＬＥＤからの光をコリメートし、自動車後方からのコリメート光を地面と略平行方向に反射させる湾曲したリフレクターを含む。
【００２９】
リフレクターは、ＬＥＤを放物面の焦点位置またはその近辺に位置付けた半放物面半型のものであり得る。ＬＥＤ数が２つの場合は、各ＬＥＤからの光はフィクスチャ内のリフレクターによってコリメートされ得るが、２つのＬＥＤからの光は、ＬＥＤの横方向間隔を放物面型リフレクターの焦点長で除算して得られる若干異なる角度で放射され得る。一般に、フィクスチャからの放出パターンは放出光の２次元角分布を決定し得る特定の法律要件に合致すべきである。
フィクスチャ内のリフレクターは、フィクスチャを出る光が所定の特定角度条件を満たすように小面付きのものとし得る。リフレクターのそうした小面は既知のものであり、以下に詳しく説明する。
シミュレーションを行ない、試作品を製造し、出力（またはルーメンでの光束）測定を実施した結果はシミュレーションに一致するものであった。
ある実施例では、モジュール及び又はソケットの各パーツはヒートシンクとして作用し得る。モジュール及びソケットは、共にアルミニュームまたはその他の、フィクスチャの放熱上好適な伝熱材から製造し得る。
以上で発明の要約を終え、次ぎに光学的コンポーネントの機械的構成を詳しく説明する。
【００３０】
図２にはリヤコンビネーションランプ１０の光路の断面が略示される。ＬＥＤモジュール１１Ａはリヤコンビネーションランプ１０の後部の側方に向けて拡散ビーム１２を横方向に放出する。拡散ビーム１２はここでは入射光軸１７と称する特定方向に沿って明るさのピークを持ち、角度の関数としてのビームの明るさの減衰速度を表わすところの、特定の角配分または角方向幅によって特徴付けられる。例えば、拡散ビームはその強度または明るさに対する特有の半値幅（ＦＷＨＭ）、または1/e＾2強度幅半値、または任意のその他の好適な角方向幅を有し得る。拡散ビームの特有の角方向幅はｘ及びｙの各軸方向に沿って同じまたは異なり得、光軸はｚ軸方向であると考えられる。拡散ビームは入射光軸１７に沿って伝播するに従い、おおよそＬＥＤモジュール１１Ａからの距離に比例して大きくなる。
図２に略示する光路の場合、ＬＥＤモジュール１１Ａ内のＬＥＤは、図２に略示するシステムに関してその１つのみが示されるが、実際はそれ以上のＬＥＤを設け得る。この構成は、図２に略示するシステムの説明後に説明される。
拡散ビーム１２は凹型リフレクター１３Ａに当たり、この凹型リフレクターが拡散ビームの光軸を揃えてコリメートビーム１４とした上で、このコリメートビームをリヤコンビネーションランプ１０の前方に向けて長手方向に反射させる。
【００３１】
凹型リフレクター１３Ａは頂部を含む放物状断面を持つ放物面型状を有し得る。放物面型のリフレクターが、放物面の焦点位置に配置した光源からの、事実上収差のないコリメートビームを形成することが知られている。光源が焦点位置から長手方向に位置ずれを生じると焦点が外れ、または平行光軸からのブレ、または同等には、平行から離れる方向での光束のブレが生じ得、光源が焦点位置から横方向に位置ずれを生じると、反射されるコリメートビームの照準エラーが生じ得る。換言すると、光源が横方向に位置ずれした場合は反射ビームは尚、コリメートビームではあるが、そうした位置ずれを生じない場合に対する角変化を生じ得る。一般に、ラジアンでのそうした角変化量は、光源の横方向の移動量を放物面型リフレクターの焦点距離で除算した値に等しい。焦点位置からの横方向の位置ずれ量が十分大きい場合は、反射ビームには、コマ（彗星型収差）のような単色波面収差も生じ得る。
【００３２】
白熱球を使用する旧型のリフレクターでは、電球を代表的には放物面型リフレクターの焦点位置に、リフレクターの後方から対称配置させる。リフレクターは代表的にはフィクスチャの前方に開口を向けた状態で電球を包囲する。白熱球からの光は全方向（ソケット方向を除き）に放射されるので、できるだけ沢山の放出光を放物面型リフレクターからコリメートビームとして配向させるには電球の方位を取り囲むのが有益であった。
対照的に、ＬＥＤを光源として使用する放物面型リフレクターでは、全３６０°方位の完全放物面を使わなくても光源からの全放射光を捕獲できる。ＬＥＤの放射光の入る切頭円錐の立体角は白熱球のそれと比較して小さいので、放物面の一部を使用するだけでリフレクター位置で全空間範囲のビームを充分に捕獲できる。その結果、リフレクター１３Ａは半放物面のような放物面部分またはその他の好適な放物面部分とすることができる。半放物面は完全な放物面をその頂部と焦点を貫いて伸延する平面で二分することで可視化され得る。随意的には、そうした放物面部分は光源からの拡散光を捕獲するに十分作用し、完全な放物線におけるよりも容積や材料が少なくて済む。
【００３３】
図２に示すように、光軸はリフレクター位置で曲がるので、コリメートビームの反射光軸１８も、リヤコンビネーションランプ１０の前方に向けて主に長手方向に配向され得る。ある実施例では入射及び反射の各光軸１７、１８はリフレクター位置で９０°折曲され得、他の実施例では９０°よりも多少多めにまたは多少少なめに折曲され得るが、それら全ての場合について、ここでは拡散ビーム１２が“主に”横方向に配向され、コリメートビーム１４が“主に”長手方向に配向されると称され得る。
コリメートビーム１４は文献上では一般に“平行光束”と称される。上述した各用語には互換性があり、本件出願において使用されるように同義のものであり得る。
コリメートビーム１４は、“透明カバー”または“レンズカバー”１５を通過した後、平行を維持したビーム１６のまま自動車の後部位置のリヤコンビネーションランプ１０を出て視認者に向かう。レンズカバー１５は透過光から１つ以上の波長または波長帯をフィルタリングする如き光学的分光効果を有し得るが、代表的には、ディフューザーがそうするようにはビームを散乱させない。
ＬＥＤモジュール１１Ａ、凹型リフレクター１３Ａ、レンズカバー１５は全て、ハウジング２０によって機械的に保持され得る。そうしたハウジング２０は安価に製造され得るのが望ましく、また、リフレクター１３の表面輪郭を含むように成型または打ち抜き加工され得る。
以下に、リヤコンビネーションランプ１０の機械的様相を光路に沿って更に詳しく説明する。
【００３４】
図２に略示するリヤコンビネーションランプ１０は、リヤコンビネーションランプの法規制に適合させるために多少改変する必要がある。リヤコンビネーションランプの法規制は元々白熱ランプに対するものなので、ＬＥＤベースの新しいランプをそうした法規制に合わせるべく白熱灯スタイルのフィクスチャのそれに“似た”出力部を持つように設計され得る。
例えば、リヤコンビネーションランプの発光出力を、単独のＬＥＤにおいて可能なまたは好都合なそれよりもずっと高くする必要があり得る。そうしたマルチ型のＬＥＤは図３に略示される。
図２のリヤコンビネーションランプ１０と比較した場合に異なる唯一のコンポーネントは、３つのＬＥＤを含むマルチ型ＬＥＤモジュール１１Ｂである。この略図では全てのＬＥＤは代表的な製造、組み立て、及び又は整合上の許容誤差範囲内に於いて、ほぼ同じ方向に発光する。他の実施例では１つ以上のＬＥＤが異なる方向に向けられる。
【００３５】
マルチ型ＬＥＤモジュール１１Ｂの各ＬＥＤ光源からの光ビームは、３組の点線で表わされるようにリヤコンビネーションランプ１０の全体を辿る。空間的に分離させた多数の光源を持つこうしたシステムの場合、ビーム１６内の幾つかの光が反射光軸１８から離れる方向での角偏倚、即ちブレが小さくなる効果がある。この角偏倚量は代表的には僅か数度のオーダーといった小さなものなので、出力ビーム１６は尚、コリメートビームと見なし得る。
各ＬＥＤは光学的観点からは可能な限り接近させた方が望ましいが、熱的観点上は各ＬＥＤの発する熱を有効に消散させ得るよう、できるだけ離した方が望ましい。実際上は各ＬＥＤは数ミリまで、またはそれ以上の距離において印刷回路基板上で離間され得る。以下に、リヤコンビネーションランプ１０の熱的様相を光路に沿って更に詳しく説明する。
【００３６】
図３に略示するリヤコンビネーションランプ１０は充分な光出力を有し得るが、出力ビーム１６の光は好適には角分配されない恐れがある。換言すると、出力ビーム１６は方向性が強すぎて、視認者の視軸がこの比較的狭い出力ビーム１６の外側にあるとランプは充分に明るく見えなくなる恐れがある。
この点は、白熱球の出力に対するランプ出力の角条件やその分解斜視範囲を調べればよく分かる。旧式のリフレクターフィクスチャからの放出光には重畳する２つの光部分、即ち、（１）電球を出て透明カバーを貫いて直接外に出る光部分と、（２）電球を出て放物面型リフレクターで反射してから外に出る光部分と、が含まれる。光部分（１）は拡散され、光部分（２）は全体的にコリメート化される。自動車から離れた空間で組み合わさるこれら２つの光部分は、視認者の視軸が光部分（２）からのコリメートビームの範囲内にあるときは輝度に関する角依存性が大きいが、この角依存性は、光部分（１）の角依存性が比較的小さいことにより低減される。法規定によれば、光出力の代表的なカットオフ角は垂直方向に約±１０°及び水平方向に約±２０°において分解斜視され、ランプからの光は視認者の視軸がこのカットオフ角の“範囲”では充分に見えるが、このカットオフ角よりも外側では必ずしも見えなくとも良い。
【００３７】
その結果、図３に略示するリヤコンビネーションランプ１０からの出力ビーム１６は、その出力角が最大でも僅か±数度であり得ることから、垂直方向に約±１０°及び水平方向に約±２０°の角条件に合致させるには狭すぎることになる。図４には、コリメート性を著しく犠牲にすることなく、ビームの出力角を広げるために開発された既知の要素が示され、ここでは“小面付き”リフレクターと称される。
図４において、図２に略示されるリヤコンビネーションランプ１０と比較した場合の唯一の相違点は、簡単な放物面型リフレクター１３Ａが小面付きの放物面型リフレクター１３Ｂに変えられている点である。一般に、小面付きリフレクターは業界に既知のものであって、１９７２年あるいはそれ以前にも溯る特許文献に開示されている。そうした既知の小面付きリフレクターの内の３つを以下に要約するが、これら以外の好適な小面付きリフレクターデザインを使用しても良い。図４の小面付きリフレクターの場合、各小面１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄ、１９Ｅが、ランプからの全出力が各小面の角範囲と全体に同じである状態下において光を全体に同じ所定角範囲において配向する。別の実施例では、各小面は、ランプからの全出力が全ての小面からの角度寄与を含む状態下において光を個別の所定角範囲において配向する。
【００３８】
“Ｆａｃｅｔｅｄ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  ｆｏｒ  ｌｉｇｈｔｉｎｇ  ｕｎｉｔ”と題する１９７２年１０月２４日付で発行された、ここに引用することによってその全てを本明細書に含むものとする米国特許第３，７００，８８３号には、比較的初期に設計された小面付きリフレクターの１つが開示される。この米国特許では、リフレクター作製に際しての、光源の歪曲のない鏡像を生成するための小面の数、サイズ、湾曲及び位置を含む処方が記載され、この処方による累積効果に基づき、限界範囲内での所望の照明配分が生成される。１９７２年当時は完全な放物柱面を製造するのは困難であったことから、この米国特許では円形の柱面で代用できるようにするため数学的近似法が含まれる。
【００３９】
ここに引用することによってその全てを本明細書に含むものとする“Ｆａｃｅｔｅｄ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  ｆｏｒ  ｈｅａｄｌａｍｐｓ”と題する、１９８７年１１月３日付で発行された同第４，７０４，６６１号には、小面付きリフレクターの別の設計例が示される。底辺が軸と直交する柱面を使用する前記初期の特許発明のものとは対照的に、この特許発明では底辺が軸と直交する放物柱面及び単純回転させた放物面とが使用される。
ここに引用することによってその全てを本明細書に含むものとする“Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  ｆｏｒ  ｖｅｈｉｃｕｌａｒ  ｈｅａｄｌａｍｐ”と題する、１９９５年４月１１日付で発行された同第５，４０６，４６４号には、既知の小面付きリフレクターの第３設計例が示される。この米国特許には、いくつかの反射領域を有するリフレクターが開示され、各反射領域がいくつかのセグメントを含み、各セグメントは、基準湾曲面（双曲放物面、楕円放物面、または回転放物面）を有し、局部的に焦点距離の異なる回転放物参照面上に分解斜視される。
【００４０】
図４のリヤコンビネーションランプ１０でそのように使用されるように、小面付きリフレクター１３ＢはＬＥＤモジュール１１Ａから発散されるビーム１２を受け、受けたビームをコリメートし、ビームの各部分の発散角を広げ、発散角を広げたコリメートビーム１４を、ランプ１０を出る光が通る透明カバー１５に配向する。
ここで、ランプの機械的パッケージを議論する前に、図４のリヤコンビネーションランプ１０の光路について要約する。ＬＥＤモジュール１１Ｂは小面付きの放物面型リフレクター１３Ｂの後部を貫いて配置される。ＬＥＤモジュール１１Ｂは拡散ビームを主に横方向に放出するように配向される。ＬＥＤモジュール１１Ｂからの拡散ビーム１２は、入射光軸１７が約４５°で、反射光軸１８が約４５°の角発散度においてリフレクターを離れる状態下に小面付きの放物面型リフレクター１３Ｂに当たる。入射光軸１７は主に水平方向及び横方向に配向され、反射光軸１８は主に長手方向に配向される。放物面型リフレクター１３Ｂはビームをコリメートし、このコリメートビームを反射させ、各小面がコリメートビーム１４を特定角に配分する。反射されたコリメートビーム１４は透明カバー１５を通過し、視認者に向けて伝播する出力ビーム１６となる。
【００４１】
光路の要約に続き、以下に、リヤコンビネーションランプ１０の機械的パッケージについて説明する。機械的パッケージは光学的コンポーネントを然るべく保持し、電力をＬＥＤに送り、ＬＥＤの発生する熱を消散させる。
図５には、リヤコンビネーションランプ１０の機械的配置例の略分解斜視図が示される。
発光ダイオード４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃが印刷回路基板４１の一方の面上に、この印刷回路基板の平面と直交する全体に同じ方向においてそれら全てが発光するように実装される。一般に、各ＬＥＤは代表的には完全に平行方向に発光するように試行しつつ取り付けるが、実際はＬＥＤの指向角は、コンポーネント、製造、組み立てに関わる各許容誤差に基づいて若干変動する。一般に、こうした若干のＬＥＤ指向エラーはランプの問題とはならない。
印刷回路基板４１は、ＬＥＤ４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃを駆動する電気回路を含み、印刷回路基板に一般的に適用される技術を使用する既知の様式下に形成され得る。ＬＥＤドライバ回路の設計形状は、例えば、“Ｄｒｉｖｅｒ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｆｏｒ  ＬＥＤ  ｖｅｈｉｃｌｅ  ｌａｍｐ”と題する、先に引用した同第７，０４２，１６５号におけるもののごときであるが、任意の好適なＬＥＤドライバ回路を使用してもよい。
【００４２】
図５では３つのＬＥＤを示すが、３つより多いあるいは少ないＬＥＤを使用できる。例えば、１、２、３、４、５、８、あるいはそれ以上の数のＬＥＤを使用できる。一般に、印刷回路基板上のＬＥＤの配置は、ＬＥＤを可能な限り接近したグループとさせがちな光学性能の最適化と、ＬＥＤをできるだけ遠くに離しがちな熱消散の最適化との妥協に基づいて決定する。
印刷回路基板４１の形状、または“フットプリント”、即ち設置輪郭を任意に選択し得る。図５の設計例ではフットプリントは丸形または円形である。円形の印刷回路基板は、図５に例示するヒートシンク２１のように全体に円筒状の対称性を有する他のコンポーネント内に取り付ける上で好都合であり得る。あるいは印刷回路基板のフットプリントは四角形または矩形輪郭のものであり得る。矩形のフットプリントは、製造プロセス中の回路基板材の無駄を減らすべく、伝導性のものであり得る。一般に、印刷回路基板４１に対して任意の好適な形状を使用可能である。
【００４３】
印刷回路基板４１への出入の各電気的接続は１つ以上の電気的コネクター４３を介して行なう。そうした各コネクターは、印刷回路基板に素早く係脱させるのに好都合であるようなものである。コネクター４３は、何れもここに引用することによってその全てを本明細書に含むものとする、“ＬＥＤ  ｂｕｌｂ”と題する同第７，１１０，６５６号及び“Ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ  ｂｕｌｂ  ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ  ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｔｅｎｓｉｏｎ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ”と題する同第７，０７５，２２４号に開示されるようなものであり、前者では相補形状を持つ、ＬＥＤベースのライティングモジュール用のソケット及び電気的コネクター機械構造が開示され、後者では別の同構造が開示される。あるいは、任意の好適なコネクターを使用できる。
【００４４】
印刷回路基板４１は、印刷回路基板４１を回転させての配向が容易化され得るよう、ヒートシンク２１上のタブまたは長孔２２と係合しまた、ヒートシンク２１上に保持自在にねじ止め／リベット止めされる。この取り付け方法によれば、印刷回路基板を素早く且つ信頼下に配置可能となり、追加部品または組み立てステップが追加されることもない。または、印刷回路基板は糊、硬化性接着材、ねじ、ボルト、スナップ、磁石、または任意のその他の好適な取り付け方法を使用して装着し得る。
【００４５】
印刷回路基板４１をヒートシンク２１にねじ止め／リベット止めしてヒートシンクが印刷回路基板を然るべく機械的に支持するようにさせることが望ましいが、熱パッドまたは“間隙”パッド及び又は熱グリース３１を印刷回路基板４１とヒートシンク２１との間に挿通することで、印刷回路基板４１とヒートシンク２１とを確実に良好に熱接触させ得る。熱パッド３１は印刷回路基板４１のそれと略同じフットプリント、または寸法形状を有し得、また、この熱パッドをヒートシンクに関して廻転させて配向させるためのタブ３２をそれ自身に含み得る。熱パッドは、印刷回路基板をヒートシンク２１に螺着させる間に同じく螺着させ得る。ある用途では、熱パッド３１はヒートシンク上の同じタブ２２を使用してヒートシンク２１内に弾発係止され、他の用途では別のタブが使用され得る。印刷回路基板４１をヒートシンク２１上に弾発係止させる場合は、印刷回路基板が熱パッド３１を然るべく固定する。
【００４６】
熱パッド３１は印刷回路基板４１上の１つ以上の電気的コネクター４３を収受する１つ以上の穴３３を含み得る。
ある用途では、熱パッド３１は印刷回路基板４１と略同じフットプリント、または外側寸法形状を有し、他の用途では印刷回路基板のそれよりも若干大きいフットプリント、または外側寸法形状を有する。更に他の用途では、熱パッド３１は印刷回路基板よりも若干小型のものであり得、印刷回路基板４１上の実際の回路の長さである限りにおいてのみ、外側に伸延され得る。
ある用途では印刷回路基板４１またはヒートシンク２１は電気絶縁性材料でコーティングされ得、また熱パッド３１が省略され得る。
“注型ソケット”として既知のものであり得るヒートシンク２１は、アルミニュームのような伝熱製材料で作製し得るが、任意のその他の好適な電熱体を使用可能である。ヒートシンク２１は、印刷回路基板及び熱パッドをヒートシンク２１に固定するための、熱パッド３１及び印刷回路基板４１上の相当するタブまたは長孔３２及び４２と係合するタブまたは長孔２２を含み得る。
【００４７】
ヒートシンク２１は、印刷回路基板上のコネクタ４３と接続するための自身の電気接点を有し得、あるいは、コネクタ４３を収受し得る１つ以上の孔２３を有し得る。
【００４８】
ヒートシンク２１は、印刷回路基板４１上のＬＥＤ４４Ａ−４４Ｃの発生する熱を消散させる随意的なフィン２４を有し得る。
あるいは、ヒートシンクは、注型ソケットとは別のパーツとし得、またはフィン付きの随意的なパーツをリヤコンビネーションランプ１０の組み立て中に注型ソケットと接触状態に持ち来し得る。
つまり、ヒートシンク２１と、熱パッド３１と、印刷回路基板４１とが、図２〜４の“ＬＥＤモジュール”１１Ａ及び１１Ｂに相当する。
熱パッド３１と印刷回路基板４１とをヒートシンク２１に取り付けたＬＥＤモジュール１１はアダプター５１に取り付け得る。アダプター５１は結局はハウジング２０に取り付け得る。あるいは直角アダプターをハウジング２０上に直接設け、ＬＥＤモジュール１１をリフレクターに押し込み且つ９０°廻転させて然るべく固定させるようにすることができる。これらの各コンポーネントの組み立て順序は特定の製造プロセスに好適なように変更可能である。
【００４９】
ハウジング２０は、リフレクター１３における湾曲した且つ小面付きの表面を含み、この表面は、随意的には追加的な反射性コーティングをその上部に含むのみならず、追加的なコンポーネントを取り付け且つそれらのコンポーネントとインターフェースするための、平坦面を隣り合う位置に含み得る。ハウジング２０は、ヒートシンク２１の円筒状または長手方向軸と直交する平坦面を有し、この平坦面が、組み立て後のアダプター５１及びＬＥＤモジュール１１を機械的に支持する。
ハウジング２０は、金属、プラスチックまたは人のその他好適な材料またはそれらの組み合わせによって作製し得る。
リヤコンビネーションランプ１０は、その前面に、図示されない透明カバーをも有する。
【００５０】
そうした透明カバーは随意的には、要素をその他の部品から保護するための１つ以上のシール機能構造部分を随意的に含み得る。
【００５１】
図６には、ＬＥＤモジュール１１０の機械的配置例の略分解斜視図が示される。
ハウジング１２１として既知のものであり得るヒートシンクが、アルミニュームのような伝熱材から作製され得る。ヒートシンク１２１は、印刷回路基板１４１、熱パッド１３１、シールガスケット１５１、を収受するための、取り付け用またはインターフェース用の色々の表面を含み得る。
印刷回路基板１４１及び熱パッド１３１は図５において使用されているそれと類似の構造のものであり得る。この印刷回路基板の特定例は四角形状に配置した４つのＬＥＤ１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄを有し得るが、任意の好適な数及び配置のＬＥＤを使用して良い。印刷回路基板１４１は、電気的コネクター１４３を介して電力を受け、また、熱パッド１３１とヒートシンク１２１とは共に、電気的コネクター１４３を収受し得る１つ以上の穴１３３及び１２３を有し得る。印刷回路基板１４１と熱パッド１３１とは、随意的には図６に示す設計例における矩形のフットプリントと同じフットプリントを有し得、また随意的には、組み立てに際してヒートシンクに弾発的に係止され得るよう、１つ以上の弾発係止機能構造部を含み得る。
【００５２】
シールガスケット１５１は円形または任意のその他の好適な形状のものであり得、プラスチック、金属、ゴム、またはシールを形成し得るその他の好適な材料から作製し得る。
組み立て状態において、ＬＥＤは放物面型リフレクターの焦点面に位置付けられる。ＬＥＤはリフレクターによりコリメートされた拡散光を放出し、リフレクターで反射されたコリメート光がランプの前面の透明カバーを通してランプを出る。
最後に、ここで開示するリヤコンビネーションランプと、側方に開いたソケットを持つ機知の幾つかのリヤコンビネーションランプとの比較と、これらの既知の設計のものに対する明らかな長所を明示する。
側方に開いたソケットを持つ３つのライティングシステムが、米国特許第６，６３７，９２３号、同第６，８１４，４７５号、同第６，９５１，４１４号に例示される。これら３つの発明には、ＬＥＤに隣り合う、ビームをコリメートする要素と、コリメート光を受け、受けたコリメート光を自動車から離れる外側方向に反射させる要素と、を含む。
【００５３】
例えば、前記米国特許第６，６３７，９２３号の発明では、その光出力ピークが上方に配向されるよう、ＬＥＤ光源３０が上向きに取り付けられている。ＬＥＤ光源に隣り合う位置には、ＬＥＤからの光をコリメートするフレネルレンズ３２が取り付けられ、かくしてフレネルレンズ３２を出るビームは全体的にコリメートされている。コリメートビームは大抵の文献では“平行光束”として既知のものであり得る。フレネルレンズのＬＥＤ及び光軸は、コリメートビームが全体に上向きに放出されるように整列される。リフレクター２４で反射されたビームはランプの前方（または同等には、自動車の後方）に配向される。前記米国特許第６，６３７，９２３号の発明のある図において、フレネルレンズ３２とリフレクター２４との間には、コリメートビームの拡散方向を上向き方向から多少変化させ得る“偏向レンズ要素”３２ｂ、３２ｃが追加されている。
前記米国特許第６，８１４，４７５号（フレネルレンズ３２及びリフレクター２６）及び同第６，９５１、４１４号（“光部材１４”と参照されるレンズ１４とリフレクター１６）には夫々類似の構造が示されている。
これら３つの文献のライティングシステムでは、光ビームのコリメート及び反射を２つの別個の要素を使用して行なう点がおそらく欠点の１つとなる。こうした別個の要素は製造コストが大きく、整列構成に関わるコストや浪費時間も大きく、光学系の無用な損失も招くと考えられる（即ち、多数の要素により、光の幾分かが吸収され、出力ビームの外側に反射及び又は散乱され得る）。
対照的に、ここに開示する設計のものでは、ＬＥＤとリフレクターとの間にそうした中間光要素は存在しない。参照文献のフレネルレンズのコリメート機能は本願発明のリフレクター１３Ａ及び１３Ｂによって吸収される。かくして、本願発明には、参照文献における前記各コンポーネントが排除され、他方、排除されたそうしたコンポーネントの機能が維持されるという明確な長所がある。これにより、コンポーネントの組み立て及び整列操作上のコストが低減され、排除されたコンポーネントにおける反射、散乱、吸収によって生じ得る光損失が低減され得る。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００５４】
２  前方ウィンカー
３  ヘッドランプ
４  フォグランプ
５  ヘッドランプクリーニングシステム
６  サイドマーカー
７  センターハイマウントストップランプ
８  ナンバープレートランプ
９、１０  リヤコンビネーションランプ
１１Ａ、１１Ｂ  ＬＥＤモジュール
１２  拡散ビーム
１３Ａ  凹型リフレクター
１４  コリメートビーム
１５  レンズカバー
１７  入射光軸
１８  反射光軸
１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄ、１９Ｅ  小面
２０、１２１  ハウジング
２１  ヒートシンク
４１、１４１  印刷回路基板
４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃ  ＬＥＤ
３１  熱パッド
２２、３２  タブ
４３  電気的コネクター
３２、４２  長孔
５１  アダプター
１３１  熱パッド
１４３  電気的コネクター
１４４Ａ、１４４Ｂ、１４４Ｃ、１４４Ｄ  ＬＥＤ
１５１  シールガスケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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