JP6720753B2 - 車両用照明装置および車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、車両用照明装置および車両用灯具に関する。

直列接続された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を備えた車両用照明装置がある。
ここで、車両用照明装置に印加される電圧は変動する。そのため、車両用照明装置においては、動作電圧範囲（電圧変動範囲）が定められている。
また、発光ダイオードには順方向の電圧降下がある。そのため、直列接続された複数の発光ダイオードに印加される電圧が低下すると、複数の発光ダイオードから照射される光の量が低下して、車両用照明装置の全光束が規定値未満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が低下した場合には、直列接続された複数の発光ダイオードのうちの一部の発光ダイオードに電流を流さないようにする技術が提案されている。
この様にすれば、車両用照明装置に印加される電圧が低下した場合であっても、必要となる全光束を確保することができる。
ところが、一部の発光ダイオードに電流を流さないようにすると、残りの発光ダイオードに流れる電流が急激に増加して、全光束が急激に増加するという新たな問題が生じる。

そのため、車両用照明装置に印加される電圧が低下した場合であっても、必要となる全光束を確保することができ、且つ、全光束の変動を抑制することができる技術の開発が望まれていた。

特開２０１５−６３２５２号公報

本発明が解決しようとする課題は、車両用照明装置に印加される電圧が低下した場合であっても、必要となる全光束を確保することができ、且つ、全光束の変動を抑制することができる車両用照明装置および車両用灯具を提供することである。

実施形態に係る車両用照明装置は、直列接続された複数の発光素子を有する第１の回路部と；前記第１の回路部よりも少ない数の発光素子を有する第２の回路部と；前記第１の回路部と、前記第２の回路部と、に電気的に接続された制御部と；を具備している。
前記制御部は、入力電圧が所定の値を超えている場合には、前記第１の回路部と、前記第２の回路部と、を直列接続にし、前記入力電圧が所定の値以下となった場合には、前記第１の回路部と、前記第２の回路部と、を並列接続にする。

本発明の実施形態によれば、車両用照明装置に印加される電圧が低下した場合であっても、必要となる全光束を確保することができ、且つ、全光束の変動を抑制することができる車両用照明装置および車両用灯具を提供することができる。

本実施の形態に係る車両用照明装置１を例示するための模式斜視図である。 図１における車両用照明装置１のＡ−Ａ線方向の模式断面図である。 （ａ）は、比較例に係る発光モジュール２００を例示するための回路図である。（ｂ）は、発光モジュール２００における入力電圧と全光束との関係を例示するためのグラフ図である。 （ａ）は、比較例に係る発光モジュール２１０を例示するための回路図である。（ｂ）は、発光モジュール２１０における入力電圧と全光束との関係を例示するためのグラフ図である。 （ａ）は、本実施の形態に係る発光モジュール２０を例示するための回路図である。（ｂ）は、発光モジュール２０における入力電圧と全光束との関係を例示するためのグラフ図である。 他の実施形態に係る発光モジュール２０を例示するための回路図である。 他の実施形態に係る発光モジュール２０を例示するための回路図である。 車両用灯具１００を例示するための模式部分断面図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
本実施の形態に係る車両用照明装置１は、例えば、自動車や鉄道車両などに設けることができる。自動車に設けられる車両用照明装置１としては、例えば、フロントコンビネーションライト（例えば、デイタイムランニングランプ（ＤＲＬ；Daytime Running Lamp）、ポジションランプ、ターンシグナルランプなどが適宜組み合わされたもの）や、リアコンビネーションライト（例えば、ストップランプ、テールランプ、ターンシグナルランプ、バックランプ、フォグランプなどが適宜組み合わされたもの）などに用いられるものを例示することができる。ただし、車両用照明装置１の用途は、これらに限定されるわけではない。

図１は、本実施の形態に係る車両用照明装置１を例示するための模式斜視図である。
図２は、図１における車両用照明装置１のＡ−Ａ線方向の模式断面図である。
図１および図２に示すように、車両用照明装置１には、ソケット１０、発光モジュール２０、および給電部３０が設けられている。
ソケット１０は、収納部１０ａおよび放熱部１０ｂを有する。
収納部１０ａは、装着部１１、バヨネット１２、および絶縁部１３を有する。

装着部１１は、筒状を呈している。装着部１１は、例えば、円筒状を呈したものとすることができる。装着部１１は、フランジ１４の、放熱フィン１６が設けられる側とは反対側に設けられている。装着部１１は、載置部１５を囲んでいる。

バヨネット１２は、装着部１１の側面に設けられ、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１４と対峙している。バヨネット１２は、複数設けられている。バヨネット１２は、ツイストロックにより車両用照明装置１を車両用灯具１００に取り付ける際に用いられる。

絶縁部１３は、装着部１１の内部に設けられている。
収納部１０ａは、装着部１１、バヨネット１２、および絶縁部１３を一体成形して形成することもできるし、これらを接合して形成することもできる。

収納部１０ａは、発光モジュール２０を収納する機能と、給電端子３１を絶縁する機能を有する。そのため、装着部１１、バヨネット１２、および絶縁部１３は、絶縁性材料から形成することが好ましい。絶縁性材料は、例えば、樹脂などの有機材料、セラミックス（例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなど）などの無機材料などとすることができる。

放熱部１０ｂは、フランジ１４、載置部１５、放熱フィン１６、および凸部１７を有する。
フランジ１４は、板状を呈している。フランジ１４は、例えば、円板状を呈したものとすることができる。フランジ１４の外側面は、バヨネット１２の外側面よりも車両用照明装置１の外方に位置している。

載置部１５は、円柱状を呈したものとすることができる。載置部１５は、フランジ１４の、放熱フィン１６が設けられる側とは反対側の面１４ａに設けられている。載置部１５の側面には、凹部１５ａが設けられている。凹部１５ａの内部には、絶縁部１３が設けられている。載置部１５の、フランジ１４側とは反対側の面１５ｂには、発光モジュール２０（基板２１）が設けられる。

放熱フィン１６は、フランジ１４の、載置部１５が設けられる側とは反対側の面１４ｂに設けられている。放熱フィン１６は、複数設けることができる。複数の放熱フィン１６は、互いに平行となるように設けることができる。放熱フィン１６は、平板状を呈したものとすることができる。

凸部１７は、給電端子３１の端部を保護する機能と、コネクタ１０５を保持する機能とを有する。凸部１７は、フランジ１４の、放熱フィン１６が設けられる面１４ｂに設けられている。凸部１７は、ブロック状を呈したものとすることができる。凸部１７の外側面には、凹部１７ａが設けられている。凸部１７には、孔１７ｂが設けられている。孔１７ｂは、凸部１７のフランジ１４側とは反対側の端面と、フランジ１４の、放熱フィン１６が設けられる側とは反対側の面１４ａとの間を貫通している。孔１７ｂのフランジ１４側には、給電端子３１の端部が突出している。孔１７ｂには、シール部材１０５ａを有するコネクタ１０５が挿入される。
放熱部１０ｂは、フランジ１４、載置部１５、放熱フィン１６、および凸部１７を一体成形して形成することもできるし、これらを別々に形成して接合することもできる。

放熱部１０ｂは、発光モジュール２０を載置する機能と、発光モジュール２０において発生した熱を外部に放出する機能を有する。そのため、熱を放出する機能を考慮して、フランジ１４、載置部１５、放熱フィン１６、および凸部１７は、熱伝導率の高い材料から形成することが好ましい。熱伝導率の高い材料は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックス、高熱伝導性樹脂などとすることができる。高熱伝導性樹脂は、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）やナイロン等の樹脂に、熱伝導率の高い酸化アルミニウムや炭素（カーボン）などからなるフィラーを混合させたものである。

また、放熱部１０ｂは、収納部１０ａと接合される。収納部１０ａと放熱部１０ｂは、嵌め合わされるようにしてもよいし、接着剤などを用いて接合してもよいし、インサート成型により収納部１０ａと放熱部１０ｂを接合してもよいし、加熱溶着により収納部１０ａと放熱部１０ｂを接合してもよい。

発光モジュール２０は、載置部１５の、フランジ１４側とは反対側の面１５ｂに設けられている。
発光モジュール２０は、基板２１、発光素子２２、抵抗２３ａ、抵抗２３ｂ、ダイオード２４、制御部２５、およびダイオード２６を有する。

基板２１は、載置部１５の面１５ｂの上に設けられている。基板２１は、平板状を呈している。基板２１の表面には、配線パターン２７が設けられている。基板２１の材料や構造には特に限定はない。例えば、基板２１は、セラミックス（例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなど）などの無機材料、紙フェノールやガラスエポキシなどの有機材料などから形成することができる。また、基板２１は、金属板の表面を絶縁性材料で被覆したものであってもよい。また、基板２１は、単層であってもよいし、多層であってもよい。

発光素子２２は、基板２１の上に設けられている。発光素子２２は、基板２１の表面に設けられた配線パターン２７と電気的に接続されている。発光素子２２は、例えば、発光ダイオード、有機発光ダイオード、レーザダイオードなどとすることができる。

発光素子２２の形式には特に限定はない。
発光素子２２は、例えば、ＰＬＣＣ（Plastic Leaded Chip Carrier）型などの表面実装型の発光素子とすることができる。なお、図１および図２に例示をした発光素子２２は、表面実装型の発光素子である。
発光素子２２は、例えば、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。
また、発光素子２２は、ＣＯＢ（Chip On Board）により実装されるものとすることもできる。ＣＯＢにより実装される発光素子２２とする場合には、チップ状の発光素子２２と、発光素子２２と配線パターン２７を電気的に接続する配線と、発光素子２２と配線を囲む枠状の部材と、枠状の部材の内部に設けられた封止部などを基板２１の上に設けることができる。この場合、封止部には、蛍光体を含めることができる。蛍光体は、例えば、ＹＡＧ系蛍光体（イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体）などとすることができる。なお、蛍光体の種類は、例示をしたものに限定されるわけではない。蛍光体の種類は、車両用照明装置１の用途などに応じて所望の発光色が得られるように適宜変更することができる。

抵抗２３ａ、２３ｂは、基板２１の上に設けられている。抵抗２３ａ、２３ｂは、基板２１の表面に設けられた配線パターン２７と電気的に接続されている。抵抗２３ａ、２３ｂは、発光素子２２に流れる電流を制御する。

発光素子２２の順方向電圧特性には、ばらつきがあるので、アノード端子と、グランド端子と、の間の印加電圧を一定にすると、発光素子２２の明るさ（光束、輝度、光度、照度）にばらつきが生じる。そのため、発光素子２２の明るさが所定の範囲内に収まるように、抵抗２３ａ、２３ｂにより、発光素子２２に流れる電流の値が所定の範囲内となるようにする。この場合、抵抗２３ａ、２３ｂの抵抗値を変化させることで、発光素子２２に流れる電流の値が所定の範囲内となるようにすることができる。

抵抗２３ａ、２３ｂは、例えば、表面実装型の抵抗器、リード線を有する抵抗器（酸化金属皮膜抵抗器）、スクリーン印刷法などを用いて形成された膜状の抵抗器などとすることができる。なお、図１および図２に例示をした抵抗２３ａ、２３ｂは、膜状の抵抗器である。抵抗２３ａ、２３ｂの数、大きさ、配置などは、例示をしたものに限定されるわけではなく、発光素子２２の数や仕様などに応じて適宜変更することができる。

制御部２５は、基板２１の上に設けられている。制御部２５は、基板２１の表面に設けられた配線パターン２７と電気的に接続されている。
制御部２５は、入力電圧が所定の値を超えている場合には、複数の回路部（例えば、回路部２０ａ、２０ｂ）を直列接続にし、入力電圧が所定の値以下となった場合には、複数の回路部の少なくとも一部を並列接続にする（図５〜図７を参照）。
例えば、制御部２５は、入力電圧を検出し、検出された入力電圧に基づいて複数の回路部の接続形態（直列接続または並列接続）を切り換えるようにすることができる。
また、制御部２５は、トランジスタなどのスイッチング素子を用いたスイッチング回路を有し、入力電圧に応じて複数の回路部の接続形態が自動的に切り換わるものとすることもできる。なお、スイッチング回路には既知の技術を用いることができる。そのため、以下においては、制御部２５が入力電圧を検出し、検出された入力電圧に基づいて複数の回路部の接続形態を切り換える場合を説明する。

ダイオード２４は、基板２１の上に設けられている。ダイオード２４は、基板２１の表面に設けられた配線パターン２７と電気的に接続されている。
ダイオード２４は、複数の回路部の接続が直列接続から並列接続に切り換えられた際に、一部の発光素子２２に逆方向電圧が印加されないようにするために設けられる（図５〜図７を参照）。

ダイオード２６は、基板２１の上に設けられている。ダイオード２６は、基板２１の表面に設けられた配線パターン２７と電気的に接続されている。ダイオード２６は、発光モジュール２０の入力側に設けられている。ダイオード２６は、逆方向電圧が発光素子２２に印加されないようにするため、および、逆方向からのパルスノイズが発光素子２２に印加されないようにするために設けられる。

その他、配線パターン２７や膜状の抵抗器などを覆う被覆部を設けることもできる。被覆部は、例えば、ガラス材料を含むものとすることができる。
なお、発光素子２２、抵抗２３ａ、抵抗２３ｂ、ダイオード２４、制御部２５、およびダイオード２６の接続に関する詳細は、後述する。

給電部３０は、複数の給電端子３１を有する。複数の給電端子３１は、ソケット１０（絶縁部１３）の内部に設けられている。複数の給電端子３１の一方の端部は、絶縁部１３の、フランジ１４側とは反対側の端面から突出し、基板２１に設けられた配線パターン２７と電気的に接続されている。複数の給電端子３１の他方の端部は、絶縁部１３のフランジ１４側の端面１３ａから突出している。複数の給電端子３１の他方の端部は、孔１７ｂの内部に露出している。なお、給電端子３１の数、形状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。

次に、発光モジュール２０についてさらに説明する。
まず、比較例に係る発光モジュール２００、２１０について説明する。
図３（ａ）は、比較例に係る発光モジュール２００を例示するための回路図である。
図３（ｂ）は、発光モジュール２００における入力電圧と全光束との関係を例示するためのグラフ図である。
図３（ａ）に示すように、発光モジュール２００には、発光素子２２および抵抗２３ａが設けられている。前述した発光モジュール２０と同様に、発光素子２２および抵抗２３ａは、基板２１の表面に設けられた配線パターン２７と電気的に接続されている。ただし、発光モジュール２００には、ダイオード２４および制御部２５が設けられていない。

ここで、車両用照明装置１は、バッテリーを電源としているが、車両用照明装置１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１の動作標準電圧（定格電圧）は１３．５Ｖ程度である。ところが、バッテリーの電圧低下、オルタネーターの動作、回路の影響などにより、車両用照明装置１に印加される電圧が変動する。
そのため、自動車用の車両用照明装置１においては、動作電圧範囲（電圧変動範囲）が定められている。例えば、動作電圧範囲は、９Ｖ以上１６Ｖ以下が一般的であり、中には７Ｖ以上１６Ｖ以下の場合もある。

ここで、発光素子２２には順方向の電圧降下がある。そのため、図３（ｂ）に示すように、直列接続された複数の発光素子２２の入力電圧（印加電圧）が低下すると、複数の発光素子２２から照射される光の量が低下する。そして、動作電圧範囲の下限近傍において、車両用照明装置１の全光束が規定値未満となるおそれがある。
例えば、発光素子２２の順方向の電圧降下が３Ｖ程度の場合、３つの発光素子２２を直列接続すると、９Ｖの電圧降下が生じることになる。また、３つの発光素子２２には抵抗２３ａも直列接続されている。そのため、入力電圧が９Ｖ程度となると、３つの発光素子２２にはほとんど電流が流れなくなり、車両用照明装置１の全光束が規定値未満となる。

図４（ａ）は、比較例に係る発光モジュール２１０を例示するための回路図である。
図４（ｂ）は、発光モジュール２１０における入力電圧と全光束との関係を例示するためのグラフ図である。
図４（ａ）に示すように、発光モジュール２１０には、発光素子２２、抵抗２３ａ、電圧計２１１、およびスイッチ２１２が設けられている。

電圧計２１１は、入力電圧を検出する。３つの発光素子２２は、抵抗２３ａと直列接続されている。スイッチ２１２は、入力側に最も遠い１つの発光素子２２と並列接続されている。

電圧計２１１により検出された入力電圧が所定の値を超えている場合には、スイッチ２１２を開くようにする。すると、直列接続された３つの発光素子２２に電流Ｉａが流れ、３つの発光素子２２から光が照射される。
一方、電圧計２１１により検出された入力電圧が所定の値以下となった場合には、スイッチ２１２を閉じるようにする。すると、直列接続された２つの発光素子２２に電流Ｉｂが流れ、スイッチ２１２と並列接続された発光素子２２にはほとんど電流が流れなくなる。そのため、２つの発光素子２２に流れる電流を増加させることができる。その結果、動作電圧範囲の下限近傍において、車両用照明装置１の全光束が規定値未満となるのを抑制することができる。

ところが、スイッチ２１２を閉じると、２つの発光素子２２に流れる電流が急激に増加する。そのため、図４（ｂ）に示すように、動作電圧範囲の下限近傍において、車両用照明装置１の全光束が急激に増加するという新たな問題が生じることになる。

図５（ａ）は、本実施の形態に係る発光モジュール２０を例示するための回路図である。
図５（ｂ）は、発光モジュール２０における入力電圧と全光束との関係を例示するためのグラフ図である。
図５（ａ）に示すように、発光モジュール２０は、回路部２０ａ、回路部２０ｂ、ダイオード２４、制御部２５、およびダイオード２６を有する。

回路部２０ａは、少なくとも１つの発光素子２２を有する。なお、図５（ａ）に例示をした回路部２０ａは、１つの発光素子２２を有する場合である。また、回路部２０ａは、発光素子２２に直列接続された抵抗２３ａをさらに備えることができる。回路部２０ａに複数の発光素子２２が設けられる場合には、直列接続された複数の発光素子２２と抵抗２３ａとが直列接続される。

回路部２０ｂは、少なくとも１つの発光素子２２を有する。なお、図５（ａ）に例示をした回路部２０ｂは、２つの発光素子２２を有する場合である。また、回路部２０ｂは、発光素子２２に直列接続された抵抗２３ｂをさらに備えることができる。回路部２０ｂに複数の発光素子２２が設けられる場合には、直列接続された複数の発光素子２２と抵抗２３ｂとが直列接続される。

ダイオード２４は、回路部２０ａと回路部２０ｂとの間に設けられている。ダイオード２４のアノード側は回路部２０ａと電気的に接続されている。ダイオード２４のカソード側は回路部２０ｂと電気的に接続されている。ダイオード２４は、回路部２０ａと回路部２０ｂが並列接続された際に、回路部２０ａに逆方向電圧が印加されないようにするために設けられている。

制御部２５は、入力電圧を検出し、検出された入力電圧に基づいて、回路部２０ａと回路部２０ｂを直列接続としたり、並列接続としたりする。そのため、制御部２５は、入力電圧を検出する機能と、回路部２０ａと回路部２０ｂの接続形態を切り替えるスイッチの機能を有する。

例えば、制御部２５は、ツェナーダイオード（定電圧ダイオード）を用いた入力電圧判定回路や、オペレーショナル・アンプリファイアを用いたコンパレータなどを有し、入力電圧を検出するものとすることができる。
例えば、制御部２５は、スイッチング素子（例えば、トランジスタなど）であるスイッチ２５ａ〜２５ｃを有し、回路部２０ａと回路部２０ｂの接続形態を切り換えるものとすることができる。
例えば、制御部２５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や記憶装置などを備え、検出された入力電圧に応じて各種の制御を行うものとすることができる。なお、各種の制御は、記憶装置に記憶されたプログラムに従い実行されるようにすることができる。

制御部２５は、検出された入力電圧が所定の値を超えている場合には、回路部２０ａと回路部２０ｂを直列接続にする。例えば、制御部２５は、スイッチ２５ａ、２５ｂを開き（例えば、トランジスタをＯＦＦ状態にする）、スイッチ２５ｃを閉じる（例えば、トランジスタをＯＮ状態にする）ことで、回路部２０ａと回路部２０ｂを直列接続にする。すると、全ての発光素子２２が直列接続され、全ての発光素子２２から光が照射される。

一方、制御部２５は、検出された入力電圧が所定の値以下となった場合には、回路部２０ａと回路部２０ｂを並列接続にする。例えば、制御部２５は、スイッチ２５ａ〜２５ｃを閉じることで、回路部２０ａと回路部２０ｂを並列接続にする。すると、回路部２０ａには電流Ｉ１が流れ、回路部２０ｂには電流Ｉ２が流れる。この場合、ダイオード２４により、電流Ｉ２が回路部２０ａに流れるのが防止される。この様にすれば、直列接続された発光素子２２の数を減らすことができる。すなわち、複数の発光素子２２における順方向の電圧降下を減らすことができる。そのため、動作電圧範囲の下限近傍において、車両用照明装置１の全光束が規定値未満となるのを抑制することができる。

この場合、回路部２０ａに抵抗を設ければ、電流Ｉ１の値を制御することができる。なお、回路部２０ａには、必要に応じて抵抗を設けるようにすればよい。また、抵抗２３ｂの抵抗値を調整することで、電流Ｉ２の値を制御することができる。電流Ｉ１、Ｉ２の値を制御すれば、回路部２０ａと回路部２０ｂを直列接続した際に発光素子２２に流れる電流と、電流Ｉ１と電流Ｉ２の和が等しくなるようにすることができる。そのため、回路部２０ａと回路部２０ｂを直列接続から並列接続に変更した際に、回路部２０ａおよび回路部２０ｂに設けられた発光素子２２に流れる電流が急激に増加するのを抑制することができる。その結果、動作電圧範囲の下限近傍において、全光束が急激に増加するのを抑制することができる。
なお、電流Ｉ１と電流Ｉ２の値は同じとなるようにすることもできるし、異なるものとなるようにすることもできる。

以上に説明したように、本実施の形態に係る車両用照明装置１とすれば、図５（ｂ）に示すように、車両用照明装置１に印加される電圧が低下した場合であっても、必要となる全光束を確保することができ、且つ、全光束の変動を抑制することができる。

なお、膜状の抵抗器は、抵抗値の調整が容易である。そのため、回路部２０ａに設けられる抵抗や、回路部２０ｂに設けられる抵抗２３ｂは膜状の抵抗器とすることが好ましい。この場合、抵抗値の調整は、以下の様にして行うことができる。まず、スクリーン印刷法などを用いて、基板２１の表面に膜状の抵抗器を形成する。次に、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る。そして、除去した部分の大きさなどにより、膜状の抵抗器の抵抗値を変化させる。この場合、膜状の抵抗器の一部を除去すれば、抵抗値は増加することになる。

図６は、他の実施形態に係る発光モジュール２０を例示するための回路図である。
図６に示すように、発光モジュール２０は、回路部２０ａ、回路部２０ｂ、ダイオード２４、制御部２５、およびダイオード２６を有する。
前述したように、回路部２０ａは、少なくとも１つの発光素子２２を有していればよい。例えば、図５（ａ）に例示をしたものの場合には、回路部２０ａは、１つの発光素子２２を有している。図６に例示をしたものの場合には、回路部２０ａは、直列接続された２つの発光素子２２を有している。

また、回路部２０ｂは、少なくとも１つの発光素子２２を有していればよい。例えば、図５（ａ）に例示をしたものの場合には、回路部２０ｂは、直列接続された２つの発光素子２２を有している。図６に例示をしたものの場合には、回路部２０ｂは、１つの発光素子２２を有している。
なお、回路部２０ａおよび回路部２０ｂに設けられる発光素子２２の数は、図５（ａ）および図６に例示をしたものに限定されるわけではない。

本実施の形態によっても前述した効果を享受することができる。すなわち、車両用照明装置１に印加される電圧が低下した場合であっても、必要となる全光束を確保することができ、且つ、全光束の変動を抑制することができる。

図７は、他の実施形態に係る発光モジュール２０を例示するための回路図である。
図７に示すように、発光モジュール２０は、回路部２０ａ、回路部２０ｂ、回路部２０ｃ、ダイオード２４、ダイオード２４ａ、制御部２５、およびダイオード２６を有する。 回路部２０ｃは、少なくとも１つの発光素子２２を有する。なお、図７に例示をした回路部２０ｃは、１つの発光素子２２を有する場合である。また、回路部２０ｃは、発光素子２２に直列接続された抵抗２３ｃをさらに備えることができる。なお、回路部２０ｃに複数の発光素子２２が設けられる場合には、直列接続された複数の発光素子２２と抵抗２３ｃとが直列接続される。

ダイオード２４ａは、回路部２０ｂと回路部２０ｃとの間に設けられている。ダイオード２４ａのアノード側は回路部２０ｂと電気的に接続されている。ダイオード２４ａのカソード側は回路部２０ｃと電気的に接続されている。ダイオード２４ａは、回路部２０ｂと回路部２０ｃが並列接続された際に、回路部２０ｂに逆方向電圧が印加されないようにするために設けられている。

制御部２５は、入力電圧を検出し、検出された入力電圧に基づいて、回路部２０ａ、回路部２０ｂ、および回路部２０ｃを直列接続としたり、直列並列接続としたり、並列接続としたりする。例えば、制御部２５は、スイッチング素子（例えば、トランジスタなど）であるスイッチ２５ａ〜２５ｄを有し、回路部２０ａ、回路部２０ｂ、および回路部２０ｃの接続形態を切り替えるものとすることができる。
この場合、例えば、制御部２５は、スイッチ２５ａ、２５ｂ、２５ｄを開き、スイッチ２５ｃを閉じることで、回路部２０ａ、回路部２０ｂ、および回路部２０ｃを直列接続させる。例えば、制御部２５は、スイッチ２５ａ、２５ｂを開き、スイッチ２５ｃ、２５ｄを閉じることで、直列接続された回路部２０ａおよび回路部２０ｂの発光素子２２に、回路部２０ｃを並列接続させる。例えば、制御部２５は、スイッチ２５ｄを開き、スイッチ２５ａ、２５ｂ、２５ｃを閉じることで、直列接続された回路部２０ｂの発光素子２２および回路部２０ｃの発光素子２２に、回路部２０ａを並列接続させる。例えば、制御部２５は、スイッチ２５ａ〜２５ｄを閉じることで、回路部２０ａの発光素子２２、回路部２０ｂの発光素子２２、および回路部２０ｃの発光素子２２を並列接続させる。すなわち、制御部２５は、直列接続させる回路部の数（または、並列接続させる回路部の数）や組み合わせを適宜変更することができる。

本実施の形態によっても前述した効果を享受することができる。すなわち、車両用照明装置１に印加される電圧が低下した場合であっても、必要となる全光束を確保することができ、且つ、全光束の変動を抑制することができる。

以上に説明したように、本実施の形態に係る車両用照明装置１は、少なくとも１つの発光素子２２を有する複数の回路部と、複数の回路部と電気的に接続された制御部２５とを備えている。制御部２５は、入力電圧を検出し、検出された入力電圧が所定の値を超えている場合には、複数の回路部を直列接続にする。制御部２５は、検出された入力電圧が所定の値以下となった場合には、複数の回路部の少なくとも一部を並列接続にする。

また、本実施の形態に係る車両用照明装置１は、アノード側が一の回路部の出力側と電気的に接続され、カソード側が他の回路部の入力側と電気的に接続されたダイオード（例えば、ダイオード２４、２４ａ）をさらに備えることができる。

ここで、直列接続された複数の発光素子２２の順方向の電圧降下の総和が、入力電圧に近くなるようにすれば、発光効率を向上させることができ、ひいては消費電力を低減させることができる。そのため、制御部２５は、検出された入力電圧に基づいて、直列接続される回路部の数や組み合わせを適宜変更して、直列接続される発光素子の数（順方向の電圧降下の総和）が適切なものとなるようにすることができる。
なお、回路部の数や回路部に設けられる発光素子２２の数は前述したものに限定されるわけではなく、車両用照明装置１の用途や大きさなどに応じて適宜変更することができる。

次に、制御部２５の作用についてさらに説明する。
複数の発光素子２２の一部に故障が発生する場合がある。例えば、複数の発光素子２２の一部に開放（オープン）故障が発生する場合がある。全ての発光素子２２が直列接続されている場合に一部の発光素子に開放故障が発生すると、全ての発光素子２２が消灯する。そのため、運転者や同乗者は、車両用照明装置１の故障を認識することができる。

ところが、前述したように、車両用照明装置１に印加される電圧が低下した場合には、発光素子２２を有する回路部が並列接続される。そのため、故障が発生していない発光素子２２を有する回路部と、故障が発生した発光素子２２を有する回路部とが並列接続される場合が生じ得る。この場合、故障が発生していない発光素子２２を有する回路部から光が照射されることになる。故障が発生していない発光素子２２を有する回路部から光が照射されると、運転者や同乗者が車両用照明装置１の故障を認識することができない場合がある。

そのため、制御部２５は、複数の回路部のそれぞれに流れる電流を検出し、発光素子２２の故障の有無を判定する機能を備えることができる。例えば、発光素子２２に開放故障が発生すると、故障が発生した発光素子２２を有する回路部に電流が流れなくなる。そのため、回路部に流れる電流を検出すれば、発光素子２２の故障の有無を判定することができる。

制御部２５は、発光素子２２に開放故障が発生したと判定した場合には、全ての発光素子２２を消灯させるようにすることができる。例えば、制御部２５は、前述したスイッチ２５ａ〜２５ｄを開いて、全ての回路部に流れる電流を遮断することができる。
また、制御部２５は、前述したスイッチ２５ａ〜２５ｄを制御することで、開放故障が発生していない発光素子２２を有する回路部に流れる電流を遮断することもできる。
また、制御部２５は、発光素子２２に開放故障が発生したと判定した場合には、外部の機器に警報信号３００を送信することもできる。

ここで、発光素子２２から照射される光の光束は、発光素子２２に流れる電流の値にほぼ比例すると考えられる。
そのため、制御部２５は、複数の回路部に流れる電流または複数の回路部に印加する電圧の少なくともいずれかを変化させる制御回路（例えば、増幅回路や減衰回路など）をさらに備えることもできる。なお、増幅回路および減衰回路には既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。

例えば、制御部２５は、発光素子２２に開放故障が発生したと判定した場合には、故障が発生していない発光素子２２を有する回路部に流れる電流および当該回路部に印加する電圧の少なくともいずれかを増加させて、故障の発生により減少した光束を補うようにすることができる。すなわち、制御部２５は、故障が発生していない発光素子２２を有する回路部に流れる電流および当該回路部に印加する電圧の少なくともいずれかを増加させて、全光束が維持されるようにすることができる。

また、制御部２５は、発光素子２２に開放故障が発生したと判定した場合には、故障が発生していない発光素子２２を有する回路部に流れる電流および当該回路部に印加する電圧の少なくともいずれかを低減させて、運転者や同乗者が車両用照明装置１の故障を認識することができるようにすることもできる。例えば、制御部２５は、故障が発生していない発光素子２２を有する回路部に流れる電流および当該回路部に印加する電圧の少なくともいずれかを１／１０以下にすることができる。

以上に説明したように、制御部２５は、複数の回路部のそれぞれに流れる電流を検出し、検出された電流に基づいて、発光素子２２の故障の有無を判定する。
例えば、制御部２５は、発光素子２２に故障が発生したと判定した場合には、複数の回路部に流れる電流を遮断する。
例えば、制御部２５は、発光素子２２に故障が発生したと判定した場合には、故障が発生していない発光素子２２を有する回路部に流れる電流を遮断する。

制御部２５は、複数の回路部に流れる電流および複数の回路部に印加する電圧の少なくともいずれかを変化させる制御回路をさらに備えることができる。そして、制御部２５は、発光素子２２に故障が発生したと判定した場合には、制御回路により、故障が発生していない発光素子２２を有する回路部に流れる電流、および当該回路部に印加する電圧の少なくともいずれかを増加させる。
また、制御部２５は、発光素子２２に故障が発生したと判定した場合には、制御回路により、故障が発生していない発光素子２２を有する回路部に流れる電流、および当該回路部に印加する電圧の少なくともいずれかを低減させることもできる。

次に、車両用灯具１００について例示する。
なお、以下においては、一例として、車両用灯具１００が自動車に設けられるフロントコンビネーションライトである場合を説明する。ただし、車両用灯具１００は、自動車に設けられるフロントコンビネーションライトに限定されるわけではない。車両用灯具１００は、自動車や鉄道車両などに設けられる車両用灯具であればよい。

図８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８に示すように、車両用灯具１００には、車両用照明装置１、筐体１０１、カバー１０２、光学要素部１０３、シール部材１０４、およびコネクタ１０５が設けられている。

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することができる。筐体１０１の底面には、装着部１１のバヨネット１２が設けられた部分が挿入される取付孔１０１ａが設けられている。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ている。なお、筐体１０１に取付孔１０１ａが直接設けられる場合を例示したが、取付孔１０１ａを有する取付部材が筐体１０１に設けられていてもよい。

車両用照明装置１を車両用灯具１００（筐体１０１）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、取付孔１０１ａの周縁に設けられた凹部にバヨネット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。

車両用照明装置１を車両用灯具１００に取り付けた際には、車両用照明装置１は、図１に例示をした方向に取り付けられる。
すなわち、複数の発光素子２２は、水平方向に一列に並ぶ。そのため、水平方向に広く、鉛直方向に狭い車両用の配光特性を得ることができる。
また、複数の給電端子３１は、鉛直方向に一列に並ぶ。複数の放熱フィン１６は、水平方向に一列に並ぶ。放熱フィン１６は、鉛直方向に真っ直ぐ延びた形態を有している。そのため、複数の放熱フィン１６が設けられた領域における上昇気流の流れが、凸部１７、コネクタ１０５、放熱フィン１６により妨げられるのを抑制することができる。

カバー１０２は、筐体１０１の開口を塞ぐようにして設けられている。カバー１０２は、透光性を有する樹脂などから形成することができる。カバー１０２は、レンズなどの機能を有するものとすることもできる。

光学要素部１０３には、車両用照明装置１から出射した光が入射する。光学要素部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８に例示をした光学要素部１０３はリフレクタである。この場合、光学要素部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が形成されるようにする。光学要素部１０３がリフレクタである場合には、光学要素部１０３は、筐体１０１の内部に、取付孔１０１ａの中心軸と同芯となるように設けることができる。

シール部材１０４は、フランジ１４と筐体１０１の間に設けられている。シール部材１０４は、環状を呈するものとすることができる。シール部材１０４は、ゴムやシリコーン樹脂などの弾性を有する材料から形成することができる。

車両用照明装置１が車両用灯具１００に取り付けられた際には、シール部材１０４は、フランジ１４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の内部空間が密閉される。また、シール部材１０４の弾性力により、バヨネット１２が筐体１０１に押し付けられる。そのため、車両用照明装置１が、筐体１０１から脱離するのを抑制することができる。

コネクタ１０５は、孔１７ｂ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、図示しない電源などが電気的に接続されている。そのため、コネクタ１０５を給電端子３１の端部に嵌め合わせることで、図示しない電源などと、発光素子２２とが電気的に接続される。
また、コネクタ１０５は、段差部分を有している。そして、シール部材１０５ａが、段差部分に取り付けられている（図２を参照）。シール部材１０５ａは、孔１７ｂの内部に水が侵入するのを防ぐために設けられている。シール部材１０５ａを有するコネクタ１０５が孔１７ｂに挿入された際には、孔１７ｂが水密となるように密閉される。

シール部材１０５ａは、環状を呈するものとすることができる。シール部材１０５ａは、ゴムやシリコーン樹脂などの弾性を有する材料から形成することができる。コネクタ１０５は、例えば、接着剤などを用いてソケット１０側の要素に接合することもできる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ 車両用照明装置、１０ ソケット、１０ａ 収納部、１０ｂ 放熱部、２０ 発光モジュール、２０ａ 回路部、２０ｂ 回路部、２０ｃ 回路部、２１ 基板、２２ 発光素子、２３ａ 抵抗、２３ｂ 抵抗、２４ ダイオード、２４ａ ダイオード、２５ 制御部、２５ａ〜２５ｄ スイッチ、１００ 車両用灯具、３００ 警報信号

Claims (10)

1. 直列接続された複数の発光素子を有する第１の回路部と；
   前記第１の回路部よりも少ない数の発光素子を有する第２の回路部と；
   前記第１の回路部と、前記第２の回路部と、に電気的に接続された制御部と；
   を具備し、
   前記制御部は、入力電圧が所定の値を超えている場合には、前記第１の回路部と、前記第２の回路部と、を直列接続にし、前記入力電圧が所定の値以下となった場合には、前記第１の回路部と、前記第２の回路部と、を並列接続にする車両用照明装置。
2. 前記第２の回路部が有する前記発光素子の数は、１つである請求項１記載の車両用照明装置。
3. アノード側が、前記第１の回路部および前記第２の回路部のいずれか一方の出力側と電気的に接続され、カソード側が、前記第１の回路部および前記第２の回路部のいずれか他方の入力側と電気的に接続されたダイオードをさらに備えた請求項１または２に記載の車両用照明装置。
4. 前記制御部は、前記第１の回路部および前記第２の回路部のそれぞれに流れる電流を検出し、前記検出された電流に基づいて、前記第１の回路部および前記第２の回路部のそれぞれに設けられた前記発光素子の故障の有無を判定する請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用照明装置。
5. 前記制御部は、前記第１の回路部および前記第２の回路部の少なくともいずれかに設けられた前記発光素子に故障が発生したと判定した場合には、前記第１の回路部および前記第２の回路部に流れる電流を遮断する請求項４記載の車両用照明装置。
6. 前記制御部は、前記第１の回路部および前記第２の回路部のいずれか一方に設けられた前記発光素子に故障が発生したと判定した場合には、故障が発生していない前記発光素子を有する前記第１の回路部および前記第２の回路部のいずれか他方に流れる電流を遮断する請求項４記載の車両用照明装置。
7. 前記制御部は、前記第１の回路部および前記第２の回路部に流れる電流、および前記第１の回路部および前記第２の回路部に印加する電圧の少なくともいずれかを変化させる制御回路をさらに備え、
   前記制御部は、前記第１の回路部および前記第２の回路部のいずれか一方に設けられた前記発光素子に故障が発生したと判定した場合には、前記制御回路により、故障が発生していない前記発光素子を有する前記第１の回路部および前記第２の回路部のいずれか他方に流れる電流、および前記故障が発生していない前記発光素子を有する前記第１の回路部および前記第２の回路部のいずれか他方に印加する電圧の少なくともいずれかを増加させる請求項４記載の車両用照明装置。
8. 前記制御部は、前記第１の回路部および前記第２の回路部に流れる電流、および前記第１の回路部および前記第２の回路部に印加する電圧の少なくともいずれかを変化させる制御回路をさらに備え、
   前記制御部は、前記第１の回路部および前記第２の回路部のいずれか一方に設けられた前記発光素子に故障が発生したと判定した場合には、前記制御回路により、故障が発生していない前記発光素子を有する前記第１の回路部および前記第２の回路部のいずれか他方に流れる電流、および前記故障が発生していない前記発光素子を有する前記第１の回路部および前記第２の回路部のいずれか他方に印加する電圧の少なくともいずれかを低減させる請求項４記載の車両用照明装置。
9. 前記制御部は、前記第１の回路部および前記第２の回路部の少なくともいずれかに設けられた前記発光素子に故障が発生したと判定した場合には、外部の機器に信号を送信する請求項４記載の車両用照明装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載の車両用照明装置と；
    前記車両用照明装置が取り付けられる筐体と；
    を具備した車両用灯具。

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