(57)【要約】【課題】発光モジュールの点灯を制御するための制御回路部によって、照射に利用される光の光路が阻止される事態を回避する。【解決手段】車両用前照灯において、制御回路部３６は、発光モジュール３４の点灯を制御する。放熱基板３２は、発光モジュール３４および制御回路部３６を支持する。リフレクタ２８は、発光モジュール３４が発した光を反射して集光する反射面２８ａを有する。放熱基板３２は、制御回路部３６を支持する第１面３２ａからの対向部分３６ａの最高部の高さＨ２よりも、第１面３２ａからの発光モジュール３４の発光部の最低部の高さＨ１が高くなるよう設けられる。これにより、光路を回避した位置に対向部分３６ａが配置される。【選択図】図４
2011081967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光モジュールと、
前記発光モジュールの点灯を制御する制御回路部と、
前記発光モジュールおよび前記制御回路部を支持する支持基板と、
前記発光モジュールが発した光を反射して集光する反射面を有するリフレクタと、
を備え、
前記支持基板は、支持する前記制御回路部の少なくとも一部が前記反射面に対向するよう配置され、前記発光モジュールが発する光のうち前記リフレクタによる集光に用いられる光の光路を回避した位置に、前記制御回路部のうち前記反射面に対向する対向部分が配置されるよう、前記発光モジュールおよび前記制御回路部を支持することを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
前記支持基板は、前記制御回路部を支持する支持面からの前記対向部分の最高部の高さよりも、前記支持面からの前記発光モジュールの発光部の最低部の高さが高くなるよう設けられることにより、前記光路を回避した位置に前記対向部分が配置されるよう前記発光モジュールおよび前記制御回路部を支持することを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項３】
前記支持基板は、放熱材料によって形成され、前記発光モジュールおよび前記制御回路部を、それぞれが発する熱を回収するよう支持することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用前照灯。
【請求項４】
前記支持基板を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持基板は、前記発光モジュールの発光部の中心を挟むよう当該発光部の中心を通過する直線上に位置する複数個所で前記支持部材に固定されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用前照灯に関し、特に、発光モジュールおよびリフレクタを有する車両用前照灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子を光源として車両用前照灯に利用する技術の開発が進められている。一方、このような発光素子とその駆動を制御する制御回路部とが別々に配置されている場合、両者を配線する作業が必要となり、製造工数の増大に繋がる可能性がある。このため、例えば、同一基板上に発光素子と制御回路部とを実装し、配線を少なくするとともに実装部品の信頼性を高める発光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２４５３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、車両の小型化や客室スペースの拡大などの要請により、車両用前照灯が占有するスペースの抑制が強く求められている。しかしながら、上述のように同一基板上に発光素子と制御回路部とを実装する場合、発光装置を小型化するため制御回路部を発光素子に近づけると、発光素子によって発せられた光を制御回路部が遮る虞が生じる。
【０００５】
そこで、本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、発光モジュールの点灯を制御するための制御回路部によって、照射に利用される光の光路が阻止される事態を回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用前照灯は、発光モジュールと、発光モジュールの点灯を制御する制御回路部と、発光モジュールおよび制御回路部を支持する支持基板と、発光モジュールが発した光を反射して集光する反射面を有するリフレクタと、を備える。支持基板は、支持する制御回路部の少なくとも一部が反射面に対向するよう配置され、発光モジュールが発する光のうちリフレクタによる集光に用いられる光の光路を回避した位置に、制御回路部のうち反射面に対向する対向部分が配置されるよう、発光モジュールおよび制御回路部を支持する。
【０００７】
この態様によれば、制御回路部をリフレクタの反射面に対向する位置まで発光モジュールに近づけた場合においても、発光モジュールから発せられる光のうちリフレクタによる集光に用いられる光の光路が制御回路部によって阻止される事態を回避することができる。このため、光の利用効率の高い車両用前照灯を提供することができる。
【０００８】
支持基板は、制御回路部を支持する支持面からの対向部分の最高部の高さよりも、支持面からの発光モジュールの発光部の最低部の高さが高くなるよう設けられることにより、光路を回避した位置に対向部分が配置されるよう発光モジュールおよび制御回路部を支持してもよい。
【０００９】
この態様によれば、発光モジュールと制御回路部とをこのような位置に配置するという簡易な構成により、光路を回避した位置に制御回路部の対向部分を容易に配置することができる。
【００１０】
支持基板は、放熱材料によって形成され、発光モジュールおよび制御回路部を、それぞれが発する熱を回収するよう支持してもよい。この態様によれば、発光モジュールが発した熱を適切に放熱することができる。このため、発光モジュールと制御回路部とを支持する支持基板によって発光モジュールの温度上昇も抑制することができる。
【００１１】
支持基板を支持する支持部材をさらに備えてもよい。支持基板は、発光モジュールの発光部の中心を挟むよう当該発光部の中心を通過する直線上に位置する複数個所で支持部材に固定されてもよい。
【００１２】
この態様によれば、支持部材に対する支持基板の浮きを抑制することができる。このため、発光モジュールが発した熱を支持部材に適切に逃がすことができ、発光モジュールの温度上昇をさらに抑制することができる。なお、支持基板も放熱材料によって形成されていてもよく、または、放熱材料によって形成された別の放熱部材が支持基板に取り付けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発光モジュールの点灯を制御するための制御回路部によって、照射に利用される光の光路が阻止される事態を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る車両用前照灯の構成を示す図である。
【図２】図１のＰ−Ｐ断面図である。
【図３】本実施形態に係る車両用前照灯によって仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを示す図である。
【図４】（ａ）は、発光装置の上面図であり、（ｂ）は、発光装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る車両用前照灯１０の構成を示す図である。図２は、図１のＰ−Ｐ断面図である。以下、図１および図２の双方に関連して車両用前照灯１０の構成について説明する。
【００１７】
車両用前照灯１０は、投影レンズ１２、レンズ支持部材１４、プレート１６、支持部材２２、発光装置２４、ヒートシンク２６、リフレクタ２８、およびシェード３０を有する。投影レンズ１２は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、その後側焦点面上に形成される光源像を反転像として灯具前方に投影する。以下、例えば車両前方２５メートル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投影像を基準に説明する。なお、投影像が形成されるものとする仮想面はこのような鉛直な面に限られないことは勿論であり、例えば路面を想定した水平面であってもよい。
【００１８】
支持部材２２は、板状の部材をＬ字状に折り曲げた形状に形成される。支持部材２２は、一方の外面が水平な上面２２ａとなり、他方の外面が投影レンズ１２の光軸Ｘと垂直に前方を向くよう配置される。レンズ支持部材１４は、細長い金属プレートがＬ字状に曲げられた形状に形成されている。プレート１６は細長い金属プレートによって形成されている。投影レンズ１２は、水平方向の両端部が、それぞれ一対のレンズ支持部材１４の各々および一対のプレート１６の各々を介して支持部材２２に固定されている。
【００１９】
発光装置２４は、放熱基板３２、発光モジュール３４、および制御回路部３６を有する。このように発光モジュール３４および制御回路部３６を一体的に構成することで、別々に構成する場合に比べて車両用前照灯１０をより小型化することができる。
【００２０】
発光装置２４は、支持部材２２の上面２２ａに、光軸Ｘと垂直な方向に並ぶよう３つ設けられる。以下、これら３つの発光装置２４を適宜、投影レンズ１２に向かって左から第１発光装置２４Ａ、第２発光装置２４Ｂ、第３発光装置２４Ｃとして説明する。なお、車両用前照灯１０に設けられる発光装置２４の数が３つに限られないことは勿論であり、発光装置２４が１つ、または３以外の複数の発光装置２４が車両用前照灯１０に設けられていてもよい。
【００２１】
発光装置２４の各々は、ネジ３８によって支持部材２２に固定される。このように再締結可能なネジ３８で発光装置２４を固定することにより、発光装置２４を交換可能としている。
【００２２】
発光モジュール３４は、白色光を発する発光部４０、および実装基板４２を有する。実装基板４２は、外形が矩形の板状に形成されている。発光部４０は、外形が長方形状の板状に形成されている。発光部４０は、投影レンズ１２の光軸Ｘと垂直に延在し、且つ最下部が光軸Ｘと同じ高さとなるよう配置される。
【００２３】
制御回路部３６は、発光モジュール３４の点灯を制御する。放熱基板３２は、熱伝導性の良好な放熱材料であるアルミニウムによって、外形が長方形状の板状に形成されている。なお、アルミニウムに代えて、アルミニウム合金、銅、または銅合金などの放熱材料が用いられてもよい。
【００２４】
放熱基板３２は、発光モジュール３４および制御回路部３６を、それぞれが発する熱を回収するよう支持する。したがって放熱基板３２は、発光モジュール３４および制御回路部３６を支持する支持基板として機能する。制御回路部３６は、放熱基板３２に対し発光部４０と同じ側に配置される。
【００２５】
リフレクタ２８は、この３つの発光装置２４の各々の発光モジュール３４を上方から覆うように設けられる。リフレクタ２８は、３つの発光モジュール３４の各々が発した光を反射して集光することができるよう、３つの曲面によって構成される反射面２８ａを内面に有する。これによりリフレクタ２８は、３つの発光モジュール３４の各々が発した光を反射面２８ａで反射して集光する。
【００２６】
制御回路部３６は、その一部である対向部分３６ａが、このリフレクタ２８の反射面２８ａに対向するよう配置される。本実施形態では、制御回路部３６はリフレクタ２８の下方に配置されるため、制御回路部３６のうち、反射面２８ａの下方に位置する部分が対向部分３６ａとなる。なお、制御回路部３６は、そのすべてがリフレクタ２８の反射面２８ａに対向するよう配置されてもよい。
【００２７】
シェード３０は板状に形成され、発光モジュール３４の発光部４０と投影レンズ１２との間に配置される。シェード３０は、上端縁が投影レンズ１２の後方焦点面上に位置するよう配置される。シェード３０は、発光モジュール３４から発せられた光およびリフレクタ２８によって反射された光の双方の一部を遮ることにより、後述するロービーム用配光パターンのカットオフラインを形成する。
【００２８】
ヒートシンク２６は、支持部材２２の下方に取り付けられる。ヒートシンク２６は、発光装置２４が発する熱を支持部材２２を介して回収して外部に放出することにより、発光装置２４の温度上昇を抑制する。
【００２９】
図３は、本実施形態に係る車両用前照灯１０によって仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを示す図である。車両用前照灯１０は、車両の左前部および右前部の各々に１つずつ設けられる。ロービーム用配光パターンＰＬは、この一対の車両用前照灯１０によって形成される。
【００３０】
ロービーム用配光パターンＰＬは左配光のロービーム用配光パターンであり、その上端縁に第１カットオフラインＣＬ１〜第３カットオフラインＣＬ３を有する。第１カットオフラインＣＬ１〜第３カットオフラインＣＬ３は、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖを通る鉛直線であるＶ−Ｖ線を境にして左右段違いで水平方向に延在する。第１カットオフラインＣＬ１は、Ｖ−Ｖ線より右側且つＨ−Ｈ線より下方において水平方向に延在する。このため、第１カットオフラインＣＬ１は対向車線カットオフラインとして利用される。第３カットオフラインＣＬ３は、第１カットオフラインＣＬ１の左端部から左上方に向かって４５°の傾斜角度で斜めに延在する。第２カットオフラインＣＬ２は、第３カットオフラインＣＬ３とＨ−Ｈ線との交点から左側においてＨ−Ｈ線上に延在する。このため、第２カットオフラインＣＬ２は自車線側カットオフラインとして利用される。
【００３１】
本実施形態に係るロービーム用配光パターンＰＬは、第１配光パターンＰＬ１、第２配光パターンＰＬ２、および第３配光パターンＰＬ３によって構成される。第１配光パターンＰＬ１は、ロービーム用配光パターンＰＬのうちＶ−Ｖ線より右の部分を構成する。第１配光パターンＰＬ１は、第１発光装置２４Ａによって発せられた光によって形成される。
【００３２】
第２配光パターンＰＬ２は、ロービーム用配光パターンＰＬのうちＶ−Ｖ線より左の部分を構成する。第２配光パターンＰＬ２は、第３発光装置２４Ｃによって発せられた光によって形成される。
【００３３】
第３配光パターンＰＬ３は、ロービーム用配光パターンＰＬのうちＶ−Ｖ線をまたいだ中央の部分を構成する。第３配光パターンＰＬ３は、第２発光装置２４Ｂによって発せられた光によって形成される。
【００３４】
このように本実施形態では、複数の発光装置２４によって発せられた光を利用して、単一のシェード３０および投影レンズ１２を介することにより、配光パターンを形成している。これにより、複数の発光装置２４の各々にシェード３０および投影レンズ１２を設ける場合に比べ、カットオフラインの位置を正確に合わせることができ、発光装置２４の位置調整を簡易なものとすることができる。
【００３５】
図４（ａ）は、発光装置２４の上面図であり、図４（ｂ）は、発光装置２４の側面図である。以下、図４（ａ）および図４（ｂ）の双方に関連して発光装置２４の構成について説明する。
【００３６】
放熱基板３２の第１面３２ａには、放熱基板３２の延在方向の一端近傍において、第１面３２ａから上方に突出する凸部３２ｂが設けられている。この凸部３２ｂの上面である第２面３２ｃに、発光モジュール３４が固定される。このとき発光モジュール３４は、放熱基板３２に接着により固着される。このときも、熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の放熱性のよい接着剤が用いられる。
【００３７】
制御回路部３６は、放熱基板３２の第１面３２ａに載置される。したがって放熱基板３２は、発光モジュール３４および制御回路部３６の双方を同じ側、すなわち放熱基板３２よりも上方に位置するよう支持する。制御回路部３６は、同じく熱伝導性の良好な放熱材料であるアルミナ基板に、はんだまたは導電性接着剤で電子部品が実装されて構成されている。制御回路部３６は、接着剤を用いて放熱基板３２の第１面３２ａに固着されている。このとき、熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の放熱性のよい接着剤が用いられる。
【００３８】
発光部４０は、白色光を発する複数（本実施形態では２つ）の半導体発光素子４４を有する。半導体発光素子４４の各々は１ｍｍ角の正方形状に形成され、各々がＬＥＤを有している。発光部４０は、これら複数の半導体発光素子４４が光軸Ｘと垂直に並設されて構成されている。なお、半導体発光素子４４は、ＬＥＤに代えて例えばレーザダイオードなど略点状に面発光する他の素子状の光源を有していてもよい。実装基板４２の上面には、電極（図示せず）が設けられている。電極は、複数の半導体発光素子４４を互いに電気的に直列または並列に接続するよう設けられる。
【００３９】
このように放熱基板３２は、各々が発する熱を回収するよう発光モジュール３４および制御回路部３６を支持する。これにより、発光モジュール３４および制御回路部３６の各々に放熱部材を設ける場合に比べ、簡易な構成で双方の熱を回収することができ、また、放熱部材が占めるスペースを抑制することができる。
【００４０】
ここで、対向部分３６ａには、アルミナ基板上に実装された部品が含まれる。したがってこの対向部分３６ａの高さが高くなると、発光部４０が発する光のうちリフレクタ２８および投影レンズ１２による集光に利用される光の経路が遮られる可能性がある。このため本実施形態では、放熱基板３２は、発光モジュール３４が発する光のうちリフレクタ２８による集光に用いられる光の光路を回避した位置に対向部分３６ａが配置されるよう発光モジュール３４および制御回路部３６を支持する。
【００４１】
具体的には、放熱基板３２の凸部３２ｂは、制御回路部３６を支持する支持面である第１面３２ａからの対向部分３６ａの最高部の高さＨ２よりも、第１面３２ａからの発光モジュール３４の発光部４０の最低部の高さＨ１が高くなるよう、第１面３２ａから突出する。このように対向部分３６ａを発光部４０より低くすることで、発光部４０とリフレクタ２８の反射面２８ａとの間に対向部分３６ａが介在することを回避できる。
【００４２】
放熱基板３２は、面対称に形成され、その対称面上に発光部４０の中心が位置するよう発光モジュール３４を支持する。これにより、車両左側に設けられる車両用前照灯と右側に設けられる車両用前照灯とで放熱基板３２を共通して使用することが可能となる。
【００４３】
また、放熱基板３２は、凸部３２ｂの周辺に一対の固定用凹部３２ｄを有する。この固定用凹部３２ｄの内部を通過するようにネジが支持部材２２に螺合され、放熱基板３２が支持部材２２に締結される。
【００４４】
一対の固定用凹部３２ｄは、発光部４０の中心を通過し且つ光軸Ｘと垂直な直線上に位置する。したがって放熱基板３２は、発光モジュール３４の発光部４０の中心を通過する直線上において当該発光部４０の中心を挟むよう位置する２個所で支持部材２２に固定される。このような位置に固定用凹部３２ｄを設けることにより、発光モジュール３４の下方において支持部材２２に対する放熱基板３２の浮きを抑制することができる。このため、発光モジュール３４が発生した熱を支持部材２２を介してヒートシンク２６に円滑に伝達することができる。なお、固定用凹部３２ｄは、発光部４０の中心を通過する他の直線上に設けられてもよい。
【００４５】
なお、ネジによって放熱基板３２を支持部材２２に固定するとき、ネジ止め部からアースを引き出し、支持部材２２に接続する。これにより、ネジ止めすることにより同時にアースを確保することが可能となる。また、放熱基板３２の支持部材２２への固定方法はネジに限られず、例えばリベット、クリップ、またはピンなどを用いて放熱基板３２を支持部材２２に固定してもよい。
【００４６】
なお、制御回路部３６と発光モジュール３４の電極とは、バスバーやアルミリボンなどなどの導電性部材（図示せず）によって接続される。この導電性部材は、制御回路部３６から、発光モジュール３４が発する光のうちリフレクタ２８による集光に用いられる光の光路を回避しながら発光モジュール３４よりもリフレクタ２８の集光方向前方に引き回される引き回し経路を経て発光モジュール３４に接続される。なお、リフレクタ２８の集光方向とは、発光部４０によって発せられ反射面２８ａによって反射された光が向かう方向をいう。本実施形態では、反射面２８ａによって反射された光のうち光軸Ｘと平行に向かう光の方向を、リフレクタ２８の集光方向とする。
【００４７】
具体的には、バスバーなどの導電性部材が、リフレクタ２８の反射面２８ａと発光モジュール３４の発光部４０とを結ぶ領域よりも下方に延在し、発光部４０よりもリフレクタ２８の集光方向前方まで引き回される。この導電性部材の集光方向前方端部と発光モジュール３４の電極とが、アルミリボンなどの別の導電性部材によって接続される。これにより、発光モジュール３４と制御回路部３６とを接続する導電性部材によって光路が阻止される事態を回避することができる。
【００４８】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を本実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。
【００４９】
ある変形例では、放熱基板３２には、一対の固定用凹部３２ｄに代えて、かしめ用の一対の丸孔が設けられる。また、支持部材２２には、放熱基板３２のこの一対の丸孔に挿通される一対の円柱状の凸部である位置決めボスが上面に設けられる。まず、放熱基板３２の一対の丸孔にこの一対の位置決めボスがそれぞれ嵌挿され放熱基板３２が支持部材２２に載置されることで、発光モジュール３４が放熱基板３２に位置決めされる。なお、自動搭載機を用いて発光モジュール３４を放熱基板３２に載置するとき、自動搭載機の自動認識機能を用いてこの位置決めボスを認識することにより、発光モジュール３４を放熱基板３２に容易に載置することができる。
【００５０】
この後、この一対の位置決めボスがかしめられることによって、放熱基板３２が支持部材２２に固定される。このようにかしめを利用して放熱基板３２を支持部材２２に固定することにより、放熱基板３２からの突出部分を少なくすることができ、締結部材によって光路が遮られることを容易に回避することができる。
【００５１】
ある別の変形例では、車両用前照灯１０は、ロービーム用配光パターンではなく、いわゆるハイビーム用配光パターンを形成する。このとき複数の発光装置２４の各々は、ハイビーム用配光パターンの互いに異なる一部である分割配光パターンの形成に利用される。車両には、発光装置２４の各々の点灯を制御する点灯制御部が設けられている。点灯制御部は、各種の演算を実行するＣＰＵ、各種の制御プログラムを格納するＲＯＭ、およびデータ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるＲＡＭを有する。
【００５２】
点灯制御部は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラによって撮像された画像データを取得し、これを解析することにより前方車の存否を判定し、存在する場合にはその位置を特定する。点灯制御部は、前方車が存在する位置を含む分割配光パターンを形成する発光装置２４を消灯させるよう、発光装置２４に制御信号を与える。発光装置２４は、そのような制御信号が入力されたときに、発光モジュール３４への電力の供給を停止してその発光装置２４を消灯させる。このとき、発光装置２４のように発光モジュール３４の各々に対して制御回路部３６が設けられていることにより、発光モジュール３４の点灯制御を円滑に実行することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０  車両用前照灯、  １２  投影レンズ、  ２２  支持部材、  ２４  発光装置、  ２８  リフレクタ、  ２８ａ  反射面、  ３２  放熱基板、  ３２ａ  第１面、  ３２ｂ  凸部、  ３２ｃ  第２面、  ３２ｄ  固定用凹部、  ３４  発光モジュール、  ３６  制御回路部、  ３６ａ  対向部分、  ４０  発光部、  ４２  実装基板、  ４４  半導体発光素子。
【図１】
2011081967.tif 000003
【図２】
2011081967.tif 000004
【図３】
2011081967.tif 000005
【図４】
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