JP4395104B2

JP4395104B2 - 照明装置

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Publication number: JP4395104B2
Application number: JP2005167129A
Authority: JP
Inventors: 秀幸高橋; 聡宮澤; 剛羽山; 陽仲野; 亮介内田
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-11-08
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2025-06-07
Also published as: JP2006151357A; US20060097291A1; EP1674787A2; CN1773164A; US7521739B2; EP1674787A3; CN1773164B

Description

本発明は、自動車用ルームランプなどに好適な照明装置に係り、特に、光源として発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と略称する。）を用いた照明装置の構成に関する。

従来より、自動車用のルームランプやマップランプとしては、光源として小型のバルブランプ（豆電球）を用いたものが備えられている。

図８は従来より知られているこの種の照明装置の断面図であり、この図から明らかなように、本例の照明装置は、バルブランプのソケット１０１、抵抗器などの所要のチップ部品１０２及び外部接続コネクタ１０３が実装された回路基板１０４と、ソケット１０１に取り付けられるバルブランプ１０５と、反射板兼用のケース１０６と、当該ケース１０６に被着されるレンズ兼用のカバー１０７とから構成されている。

バルブランプ１０５は寿命が約３０００時間と短いため、この種の照明装置においては、バルブランプ１０５の交換の必要が生じた場合に備えて、ケース１０６に対してカバー１０７を着脱可能に構成しなくてはならず、部品点数が多く、構成が複雑で、高コストになりやすい。また、バルブランプ１０５は、それ自体のサイズが大きいばかりでなく、発熱量が大きく、バルブランプ１０５とレンズ兼用のカバー１０７との間にある程度の距離を設けなくてはならないことから、装置の厚さＴが大きくなり、車室内の設計の自由度が制約される。さらには、ユーザにとっても、バルブランプ１０５を交換するための手間や費用が発生するという問題がある。

かかる不都合を解消するため、本願発明者等は、バルブランプ１０５に代えて、小型かつ長寿命にして発熱量が小さいＬＥＤをルームランプやマップランプなどの照明装置の光源として用いることを検討している。

なお、車載用機器においては、車室内に備えられる各種照光式スイッチの光源及びストップランプの光源としてＬＥＤを用いた例があるが（例えば、特許文献１参照）、ルームランプやマップランプなどの車室内に備えられる照明装置の光源として用いた例はない。
特開２００１−１５８２９０号公報

しかしながら、単にバルブランプ１０５に代えてＬＥＤを適用しただけでは、十分な照明装置の低コスト化及び薄形化を図ることはできない。即ち、現状ＬＥＤから放射される光度が低く指向性が高いので、バルブランプ１０５を用いた場合と同程度の照明範囲を得るためには複数個のＬＥＤを必要とし、部品点数及び組立工数が増加する。また、ＬＥＤを用いた場合にも、バルブランプ１０５を用いた場合と同様に、回路基板及びレンズ兼用のカバーが必須の構成要素であり、さらに場合によっては反射板を備える必要があるので、これらの各部材をバルブランプ１０５を用いた場合と同様の構成にすると、ＬＥＤを用いることによって得られる照明装置の薄形化効果は、各光源のサイズの差分及び光源とレンズ兼用のカバー１０７との間に設けられる間隙分だけに止まり、それ以上の顕著な薄形化を図ることができない。

本発明は、かかる従来技術の不備を解決するためになされたものであり、その目的は、安価にして薄形の照明装置を提供することにある。

本発明は、前記の課題を解決するため、照明装置を、ＬＥＤと、前記ＬＥＤの収納部を有し、前記ＬＥＤから放射された照明光を拡散するレンズと、導電部を有し、当該導電部が前記ＬＥＤに電気的に接続された配線部材と、導電部を有し、当該導電部にスイッチが実装されたプリント配線板と、当該プリント配線板に取り付けられたレンズ筐体と、前記配線部材の導電部と前記プリント配線板の導電部とを電気的に接続する接続手段とを備え、前記レンズを前記レンズ筐体内に押圧操作可能に収納し、前記レンズの押圧操作により前記スイッチの切替操作を行うという構成にした。

かかる構成によると、レンズの一面に形成された収納部内にＬＥＤを収納するので、照明装置の全厚をレンズの厚さと配線部材の厚さの合計値にすることができ、照明装置の顕著な薄形化を図ることができる。また、ＬＥＤをレンズの一面に形成された収納部内に収納するので、ＬＥＤから放射された照明光を無駄なくレンズの光出射面に導くことができ、ＬＥＤの設定数の減少による照明装置の低コスト化を図ることができる。さらに、ＬＥＤとレンズと配線部材とに加えて、導電部を有し、当該導電部にスイッチが実装されたプリント配線板と、当該プリント配線板に取り付けられたレンズ筐体と、配線部材の導電部とプリント配線板の導電部とを電気的に接続する接続手段とを備え、レンズをレンズ筐体内に押圧操作可能に収納し、レンズの押圧操作により前記スイッチの切替操作を行うので、スイッチの切替操作を行うための特別な部材を省略することができ、照明装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。

本発明の照明装置は、ＬＥＤと、ＬＥＤの収納部を有し、ＬＥＤから放射された照明光を拡散するレンズと、導電部を有し、当該導電部がＬＥＤに電気的に接続された配線部材とを備えるので、レンズの一面に形成された収納部内にＬＥＤを収納することにより照明装置の全厚をレンズの厚さと配線部材の厚さの合計値にすることができ、照明装置の顕著な薄形化を図ることができると共に、ＬＥＤから放射された照明光を無駄なくレンズの光出射面に導くことができて、ＬＥＤの設定数の減少による照明装置の低コスト化を図ることができる。また、レンズの押圧操作によりスイッチの切替操作を行うようにした場合には、スイッチの切替操作を行うための特別な部材を省略することができるので、照明装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。

本発明の照明装置の製造方法は、樹脂成形体の射出成形時にレンズとフィルム状の配線部材とを一体化するので、所要の部材を別々に製造した後に一体化する場合に比べて、照明装置の製造を容易化することができる。また、樹脂成形体の作成後に収納部内へのＬＥＤの収納及び転写フィルムから転写されたフィルム状の導電部とＬＥＤの端子部との電気的な接続を行うので、ＬＥＤに過大な外力や熱が作用せず、良品を歩留まり良く製造することができる。

まず、本発明の第１実施形態例に係る照明装置を、図１に基づいて説明する。図１は第１実施形態例に係る照明装置の断面図である。本例の照明装置は、レンズの片面に反射膜を備えたことを特徴とする。

図１に示すように、本例の照明装置１Ａは、片面にＬＥＤの収納部２ａが形成されたレンズ２と、収納部２ａ内に収納されたＬＥＤ３と、収納部２ａの内面を除くレンズ２の収納部形成面２ｂに被着されたフィルム状の配線部材４とから構成されている。

フィルム状の配線部材４は、収納部形成面２ｂに接する導電部４ａと、当該導電部４ａの外面に設けられた絶縁層４ｂと、当該絶縁層４ｂの外面に設けられた反射膜４ｃとから構成されており、ＬＥＤ３の端子部と導電部４ａとは、導電性接着剤５を介して電気的に接続されている。導電部４ａはバインダ中に金属粉を分散してなる導電ペーストなどをもって形成することができ、絶縁層４ｂは透明な接着剤などをもって形成することができ、反射膜４ｃはアルミニウムの蒸着膜などをもって形成することができる。

レンズ２は、照明装置のカバーを兼ねるものであって、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどの透明樹脂の射出成形品をもって形成される。なお、図１においては、レンズ２の収納部形成面２ｂ及び照明光出射面２ｃがそれぞれ平面状に図示されているが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、これらの各面を所要の曲面に形成することも勿論可能である。また、図１においては図示が省略されているが、必要に応じて例えば抵抗器などの所要のチップ部品を収納するための収納部を形成することもできる。チップ部品は、前記配線部材４の導電部４ａに接続される。

ＬＥＤ３は、公知に属する任意のＬＥＤから適宜選択することができるが、ルームランプやマップランプなどの車室内に備えられる照明装置の光源としては、白色光を放射する白色ＬＥＤが特に好適である。このＬＥＤ３は、発光面をレンズ２の照明光出射面２ｃ側に向けて収納部２ａ内に収納される。

第１実施形態例に係る照明装置１Ａは、レンズ２の一面に形成された凹穴状の収納部２ａ内にＬＥＤ３を収納すると共に、導電部４ａを有するフィルム状の配線部材４をレンズ２の収納部形成面２ｂに被着するので、照明装置の全厚をレンズ２の厚さとフィルム状の配線部材４の厚さの合計値にすることができ、照明装置を著しく薄形化することができる。また、ＬＥＤ３をレンズ２の一面に形成された収納部２ａ内に収納するので、ＬＥＤ３から放射された照明光を無駄なくレンズ２の照明光出射面２ｃに導くことができ、ＬＥＤ３の設定数の減少による照明装置の低コスト化を図ることができる。さらに、第１実施形態例に係る照明装置１Ａは、絶縁層４ｂの外面に反射膜４ｃを設けたので、レンズ２の照明光出射面２ｃにて反射されて配線部材４側に戻った照明光を反射膜４ｃにて再度レンズ２の照明光出射面２ｃ側に戻すことができ、照明効率の更なる向上を図ることができる。

以下、第１実施形態例に係る照明装置１Ａの製造方法を、図２に基づいて説明する。図２は第１実施形態例に係る照明装置１Ａの製造手順を示すフロー図である。

まず、図２（ａ）に示すように、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリイミドなどの樹脂フィルムからなるフィルム基材１１の片面に真空蒸着によりアルミニウムなどの反射膜４ｃを形成する。次いで、図２（ｂ）に示すように、反射膜４ｃ上にスクリーン印刷等により透明な接着剤などからなる絶縁層４ｂと導電ペーストなどからなる導電部４ａとをこの順に形成する。これにより、転写フィルム１２が得られる。次いで、図２（ｃ）に示すように、転写フィルム１２をレンズ成形用の金型キャビティ１３内に設定した後、金型キャビティ１３内に所要の樹脂を射出する。金型キャビティ１３の片面にはレンズ２にＬＥＤ収納用の収納部２ａを形成するための突起１３ａが形成されており、透明樹脂の射出は転写フィルム１２の導電部形成面側から行われる。これにより、片面にＬＥＤ収納用の収納部２ａが形成され、かつ当該収納部２ａの形成面に導電部４ａを内向きにして転写フィルム１２が密着されたレンズ２が得られる。次いで、図２（ｄ）に示すように、フィルム基材１１を剥離し、収納部２ａの内面を除くレンズ２の収納部形成面２ｂに反射膜４ｃを露出させると共に、収納部２ａの内面に被着された反射膜４ｃを除去する。フィルム基材１１の剥離と反射膜４ｃの選択的な除去は、フィルム基材１１と反射膜４ｃとの密着強度を、反射膜４ｃと絶縁層４ｂとの接着強度、絶縁層４ｂと導電部４ａとの接着強度及び導電部４ａとレンズ２との密着強度よりも弱くし、かつ反射膜４ｃとレンズ２との密着強度よりも強くすることによって、同時に行うことができる。次いで、図２（ｅ）に示すように、発光面をレンズ２の照明光出射面２ｃ側に向けて、収納部２ａ内にＬＥＤ３を収納する。最後に、図２（ｆ）に示すように、転写フィルム４の導電部４ａとＬＥＤ３の端子部とを導電性接着剤５を介して電気的に接続し、製品である照明装置１Ａを得る。なお、必要によっては、レンズ２の射出成形時に、抵抗器などの所要のチップ部品を収納するための収納部を形成し、しかる後に当該収納部内に収納されたチップ部品を転写フィルム４の導電部４ａと導電性接着剤５を介して電気的に接続する。

本例の照明装置の製造方法は、片面に反射膜４ｃが蒸着された転写フィルム１２を用いるので、収納部２ａの内面を除くレンズ２の収納部形成面２ｂに反射膜４ｃを備えた照明装置１Ａを作製することができる。また、導電部４ａと絶縁層４ｂと反射膜４ｃとを有する転写フィルム１２を金型キャビティ１３内に設定し、レンズ２の射出成形時にレンズ２と導電部４ａと絶縁層４ｂと反射膜４ｃとを一体化するので、図８に示した従来例に係る照明装置のように所要の反射部材、導電部材及びレンズ部材を別々に製造した後に一体化する場合に比べて、照明装置の製造を容易化することができる。また、レンズ２の射出成形後に収納部２ａ内へのＬＥＤ３の収納及び転写フィルム１２から転写されたフィルム状の導電部４ａとＬＥＤ３の端子部との電気的な接続を行うので、ＬＥＤ３に過大な外力や熱が作用せず、良品を歩留まり良く製造することができる。

次に、本発明の第２実施形態例に係る照明装置を、図３に基づいて説明する。図３は第２実施形態例に係る照明装置の断面図である。本例の照明装置は、第１実施形態例に係る照明装置１Ａの反射膜を省略したことを特徴とする。

図３に示すように、本例の照明装置１Ｂは、フィルム状の配線部材４が、収納部形成面２ｂに接する導電部４ａと、当該導電部４ａの外面に設けられた絶縁層４ｂとから構成されており、第１実施形態例に係る照明装置１Ａに備えられている反射膜４ｃが省略されている。その他の部分については、第１実施形態例に係る照明装置１Ａと同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。

第２実施形態例に係る照明装置１Ｂは、絶縁層４ｂの外面に反射膜を有しないので、レンズ２の照明光出射面２ｃにて反射されて配線部材４側に戻った照明光をレンズ２の照明光出射面２ｃ側に戻すことができないことを除き、第１実施形態例に係る照明装置１Ａと同様の効果を有する。

以下、第２実施形態例に係る照明装置１Ｂの製造方法を、図４に基づいて説明する。図４は第２実施形態例に係る照明装置１Ｂの製造手順を示すフロー図である。

第１実施形態例に係る照明装置１Ａの製造手順と異なる点は、図２（ｂ）と図４（ｂ）との比較から明らかなように、転写フィルム１２として、フィルム基材１１の片面に絶縁層４ｂと導電部４ａとがこの順に形成されたものを用いる点である。そして、レンズ２の射出整形後、図４（ｄ）に示すように、フィルム基材１１を剥離し、収納部２ａの内面を除くレンズ２の収納部形成面２ｂに絶縁層４ｂを露出させると共に、収納部２ａの内面に被着された反射膜４ｃを除去する。フィルム基材１１の剥離と反射膜４ｃの選択的な除去は、フィルム基材１１と絶縁層４ｂとの接着強度を、絶縁層４ｂと導電部４ａとの接着強度及び導電部４ａとレンズ２との密着強度よりも弱くすることによって行うことができる。その他の点については第１実施形態例に係る照明装置１Ａの製造手順と同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。

本例の照明装置の製造方法によると、導電部４ａと絶縁層４ｂとを有し、反射膜を有しない転写フィルム１２を用いるので、収納部２ａの内面を除くレンズ２の収納部形成面２ｂに反射膜を有しない照明装置１Ｂを作製することができる。

次に、本発明の第３実施形態例に係る照明装置を、図５に基づいて説明する。図５は第３実施形態例に係る照明装置の断面図である。本例の照明装置は、レンズと一体に外部接続コネクタを備えたことを特徴とする。

図５に示すように、本例の照明装置１Ｃは、レンズ２と一体に、ＬＥＤ３と電源回路などの外部機器とを電気的に接続するための外部接続コネクタ２１を備えてなる。外部接続コネクタ２１は、樹脂製の本体部２１ａと、当該本体部２１ａの内部に設定された端子部２１ｂとから構成されており、端子部２１ｂは導電部４ａと電気的に接続されている。本体部２１ａは、レンズ２の形成材料と同種の樹脂材料をもって形成することもできるし、レンズ２の形成材料と異種の樹脂材料をもって形成することもできる。本体部２１ａがレンズ２の形成材料と同種の樹脂材料をもって形成される場合には、レンズ２と本体部２１ａとを１つの金型で同時に成形することができる。一方、本体部２１ａがレンズ２の形成材料と異種の樹脂材料をもって形成される場合には、２色成形などにより、レンズ２と本体部２１ａとが一体に成形される。その他の部分については、第１実施形態例に係る照明装置１Ａと同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。

第３実施形態例に係る照明装置１Ｃは、第１実施形態例に係る照明装置１Ａと同様の効果を有するほか、外部接続コネクタ２１を一体に備えたので、照明装置と外部機器との接続を容易化することができ、自動車などへの適用を容易なものにすることができる。

なお、前記第３実施形態例においては、第１実施形態例に係る照明装置１Ａに外部接続コネクタを備えたが、第２実施形態例に係る照明装置１Ｂに外部接続コネクタを備えることもできる。

次に、本発明の第４実施形態例に係る照明装置を、図６に基づいて説明する。図６は第４実施形態例に係る照明装置の断面図である。本例の照明装置は、ＬＥＤ収納部の形成面より照明光を出射するようにレンズを構成したこと、及びレンズを押圧することによってスイッチを切換操作できるようにしたことを特徴とする。

図５に示すように、本例の照明装置１Ｄは、配線部材４及び反射膜３１を有し、かつ収納部２ａ内にＬＥＤ３が収納されたレンズ２と、レンズ２を上下動可能に保持するレンズ筐体３２と、レンズ筐体３２及びスイッチ３３が取り付けられたプリント配線板３４と、配線部材４の導電部４ａとプリント配線板３４の導電部３４ａとを電気的に接続するフレキシブル配線板（接続手段）３５とから構成されている。

配線部材４は、レンズ２の収納部形成面２ｂからそれに隣接する凸面（レンズ面）の一部にわたる部分に形成される。また、当該配線部材４の導電部４ａは、例えばＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）などの透明導電材料をもって形成される。その他の部分については、第２実施形態例に係る照明装置１Ｂと同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。

反射膜３１は、配線部材４の形成部を除くレンズ２の凸面に形成される。この反射膜３１の形成は、レンズ２を成形した後、例えばアルミニウムなどの高反射率材料をスパッタリング又は真空蒸着することにより行うことができる。

レンズ筐体３２は、金属材料又はプラスチック材料をもってレンズ２を保持可能な所要形状及び所要サイズの筒状に形成され、一端がプリント配線板３４の表面に取り付けられる。レンズ２は、反射膜３１をプリント配線板３４側に向けてレンズ筐体３２内に収納され、後述するスイッチ３３を切替操作可能な範囲で上下動できるようにレンズ筐体３２に対して取り付けられる。

プリント配線板３４は、絶縁基板の片面又は両面に例えば銅箔などからなる導電部３４ａを形成したもので、図６に示すように、レンズ筐体３２の設定部の中心位置にスイッチ３３が実装されている。スイッチ３３としては、プッシュスイッチが用いられる。

フレキシブル配線板３５は、可撓性を有する絶縁フィルムに銅箔などからなる導電部（図示省略）を形成したもので、配線部材４の導電部４ａとプリント配線板３４の導電部３４ａとを電気的に接続する。

本例の照明装置１Ｄは、レンズ２をプリント配線板３４側に押圧する毎にスイッチ３３が切替操作され、ＬＥＤ３がオンオフされる。ＬＥＤ３から放射された照明光は、図６に示すように、レンズ面に形成された反射膜３１にて反射され、レンズ２の収納部形成面２ｂ及び透光性に形成された配線部材４の導電部４ａを通って外部に照射される。

第４実施形態例に係る照明装置１Ｄは、レンズ２の押圧操作によりスイッチ３３の切替操作を行うので、スイッチ３３の切替操作を行うための特別な部材を省略することができ、照明装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。

なお、前記第４実施形態例に係る照明装置１Ｄにおいては、配線部材４の導電部４ａとプリント配線板３４の導電部３４ａとを電気的に接続するための接続手段としてフレキシブル配線板３５を備えたが、かかる構成に代えて、図７に示すように、接続手段として一端がプリント配線板３４の導電部３４ａと電気的に接続されたブラシ４１を備え、当該ブラシ４１の先端部を配線部材４の導電部４ａに弾接することもできる。

第１実施形態例に係る照明装置の断面図である。第１実施形態例に係る照明装置の製造手順を示すフロー図である。第２実施形態例に係る照明装置の断面図である。第２実施形態例に係る照明装置の製造手順を示すフロー図である。第３実施形態例に係る照明装置の断面図である。第４実施形態例に係る照明装置の断面図である。第５実施形態例に係る照明装置の断面図である。従来より知られている照明装置の断面図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ照明装置
２レンズ
２ａ収納部
３ＬＥＤ
４配線部材
４ａ導電部
４ｂ絶縁層
４ｃ反射膜
５導電性接着剤
１１フィルム基材
１２転写フィルム
１３金型キャビティ
２１外部接続コネクタ
３１反射膜
３２レンズ筐体
３３スイッチ
３４プリント配線板
３５フレキシブル配線板（接続手段）
４１ブラシ（接続手段）

Claims

発光ダイオードと、前記発光ダイオードの収納部を有し、前記発光ダイオードから放射された照明光を拡散するレンズと、導電部を有し、当該導電部が前記発光ダイオードに電気的に接続された配線部材と、導電部を有し、当該導電部にスイッチが実装されたプリント配線板と、当該プリント配線板に取り付けられたレンズ筐体と、前記配線部材の導電部と前記プリント配線板の導電部とを電気的に接続する接続手段とを備え、前記レンズを前記レンズ筐体内に押圧操作可能に収納し、前記レンズの押圧操作により前記スイッチの切替操作を行うことを特徴とする照明装置。