JP2003503815A - 車両ヘッドランプ及び車両 - Google Patents
車両ヘッドランプ及び車両Info
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Abstract
Description
に船及び航空機で用いられる。
例えば、ハロゲンを含む不活性ガス中に白熱体を備えるランプ(いわゆるハロゲ
ンランプ)、又はイオン化可能ガス中に一対の電極を備えるランプ(いわゆる放
電ランプ)を有する。そのようなヘッドランプは、通例、点灯時にいわゆるパッ
シングビーム(passing beam)又はいわゆる主ビーム(main beam)を生成する二つ
の光源が組み込まれている。パッシングビーム用の光源及び主ビーム用の光源が
単一のランプ容器内に収容されている車両ヘッドランプ(いわゆるH4)が知ら
れている。他に、二つの形式の光源、例えば、放電ランプとハロゲンランプとの
組み合わせ又は発光ダイオードの輪とハロゲンランプとの組み合わせを用いた車
両ヘッドランプが知られている。ランプ容器の外面上に設けられた適宜のコーテ
ィングにより一般的にもたらされる有色光を点灯時に生成するヘッドランプも知
られている。英国特許出願公開第GB-A 2 200 199号は、第1の(無色白色)光源
から色フィルタを備える第2の光源に切り換えることにより光の色が変化する車
両ヘッドランプを開示している。
の可視性が不十分であるということである。
ッドランプを提供することにある。
数の光電素子を有し、前記光電素子の少なくとも一つの光束が点灯時少なくとも
5lmであり、前記光源により生成された光ビームのスペクトル特性が該光ビー
ム内の位置に依存することを特徴とする。
オード(LED’s)等のエレクトロルミネッセント素子を車両ヘッドランプ用の光源
として適宜に用いることができる。かなり高い光束が、周辺光のある状況、例え
ば、直射日光又は他の車両のヘッドランプから生じた光がある状況下においても
、光源より生成された光ビームを距離を隔てて十分にはっきりと観察することが
できるような十分な光を発生させるために必要とされる。
来の車両ヘッドランプは、国際的に標準化され指定された光ビーム強度に適合さ
せるために600及び1000lmの間の範囲にある光束を必要とする。光電素
子の現行技術、とりわけ、発光ダイオードの現行技術は、可視スペクトルの異な
る領域に対して適宜に用いることができる二つの異なる材料系、即ち、青色−緑
色光に対するAl In Ga N及び黄色−赤色光に対するAl In Ga Pを産み出している
。結果として、いかなる所望のスペクトル特性を、適宜の発光ダイオードを組み
合わせることによりもたらすことができる。
を改善する車両ヘッドランプを製造することを可能にする。光源により生成され
た光ビームのスペクトル特性を該光ビーム内の位置に依存させることにより、該
光ビームの中央外に位置する対象物がより良好に観察される。この光ビームの中
央外の対象物の観察はまた、光ビームの軸上又は軸付近に位置する対象物、言い
換えれば、光ビームの中央又は中央近傍に位置する対象物(例えば対向車両)の
可視性と呼ばれるいわゆるオンアクシスのビュー(on-axis viewing)と対照的に
、オフアクシスのビュー(off-axis viewing)とも呼ばれる。オフアクシスのビュ
ーの例は、車両の運転者の視野の端に又は端近傍に位置する対象物、例えば、路
肩、車両が走行している道路の端にいる歩行者又はサイクリスト等の(明かりの
つけられていない)対象物の観察、及び本発明によるヘッドランプを備える車両
が走行している道路と交差する道路上の車両の観察である。
色光を持つが、各光ビームは、第1光源から色フィルタを備える第2光源に切り
換えることにより生成される。既知の車両ヘッドランプの個々の光ビームは、光
ビーム内の位置の関数としてスペクトル特性における実質的な変化を示さない。
構成されることを特徴とする。故に、車両ヘッドランプは、一つの形式の光源か
ら構成される。10乃至250lmの範囲にある光束を持つ複数のLED又はい
わゆるマルチチップパッケージ(multi-chip packages)を組み合わせることによ
り、25個のそのような素子の適宜の組み合わせ、又はより少ない、好ましくは
15個のそのような素子の組み合わせ、又はより少ない、例えば4個のそのよう
な素子の組み合わせの光束が、600及び1000lmの間を範囲とする国際標
準規格に適合する。そのようなかなり少数の光電素子を有する車両ヘッドランプ
の寸法は、従来の車両ヘッドランプの寸法に匹敵する。LEDを用いる更なる利
点は、これら光学素子の耐用寿命が従来の車両ヘッドランプの耐用寿命と比較し
て非常に長いことである。
、実質的に異なるスペクトル特性を持つ少なくとも二つのビームセグメントを有
する。一般に、車両ヘッドランプにより放射される光ビームの強度は、該光ビー
ム内の位置の関数として減少する、即ち、強度は、光ビームの中央において最大
であり、該光ビームの中央からより遠くの位置に向けて徐々に減少する。結果と
して、いわゆるオンアクシスのビューに対する光の強度は、いわゆるオフアクシ
スのビューに対する光の強度よりもかなり高い。
が異なる明るさの感覚をもたらすことがよく知られている。言い換えると、スペ
クトルを考え、(時間の単位毎に)受けたエネルギが全ての波長に対して等しい
場合、可視領域の中域が赤色端及び青色端よりも明らかに明るいであろう。光の
強度がかなり高い(発光効率≧3.5cd/m2)である場合、明るさの最大値
は、555nmの波長(緑色/黄色)、いわゆる明順応視感度曲線に位置する。
この波長においては、とりわけ錐状体が人間の目において活性化する。光の強度
がかなり低い(発光効率≦0.035cd/m2)である場合、明るさの最大値
は、507nmの波長(青色/緑色又はシアンブルー)、いわゆる暗順応視感度
曲線に位置する。この波長においては、とりわけ桿状体が人間の目において活性
化する。
に異なる光ビームのスペクトル特性をもたらすことが有利であると言うことを認
識している。とりわけ、光ビームのオフアクシス部分において、光のスペクトル
特性をかなり低い光強度に適合させる。このように、光源により生成された光ビ
ームのスペクトル特性を該光ビーム内の位置に依存させることにより、該光ビー
ムの中央外に位置する対象物の可視性が改善される。
クトルを持ち、これら光ビームの両方とも多かれ少なかれ“白色”の様相を持つ
ことに注意されたい。明順応光ビーム及び暗順応光ビームの違いは、高い色温度
を持つ光ビーム及び低い色温度を持つ光ビームの違いのように対応する。
る可能性がある。それらビームセグメント間のあり得る非連続的な遷移が、車両
の運転者により不快なものとして知覚されるかもしれない。
スペクトル特性が中間順応的に(mesotopically)調整されることを特徴とする。
明順応視感度曲線及び暗順応視感度曲線の間の範囲は、中間順応視感度曲線(0
.035≦発光効率≦3.5cd/m2)と呼ばれる。本発明による車両ヘッド
ランプの光ビームから生じる光のスペクトル特性、とりわけ、該光ビームのオフ
アクシス部分における光のスペクトル特性を、かなり低い光強度に適合したスペ
クトル特性に適合させることにより、該光ビームの中央外に位置する対象物がよ
り良好に観察される。その結果として、車両の運転者は、該車両周囲のより良好
な眺めを持つことになる。
メントが、緑色−黄色光が豊富なスペクトル特性を持ち、第2ビームセグメント
が、青色−緑色光が豊富なスペクトル特性を持つ。一方においては、光ビームの
オンアクシス部分(第1ビームセグメント)において、明順応視感度曲線に適合
した光のスペクトル特性、即ち、緑色−黄色光が豊富な光のスペクトル特性が与
えられる。他方においては、光ビームのオフアクシス部分(第2ビームセグメン
ト)において、暗順応視感度曲線に適合した光のスペクトル特性、即ち、青色−
緑色光が豊富な光のスペクトル特性が与えられる。
るであろう。
ために、ある寸法は大きく誇張されている。これらの図において、同様の参照番
号は、できる限り同様の部分を参照している。
両1の非常に図的な斜視図である。図1Bは、図1Aに示される車両1の一部の
図的な平面図である。車両ヘッドランプ2には、長手方向9に(発散)光ビーム
6,6’を放射する光源4が設けられ、車両ヘッドランプ3には、長手方向9に
(発散)光ビーム7,7’を放射する光源5が設けられている。図1Bは更に、
光ビーム6,6’により放射された光を捕捉するための仮想スクリーン15を示
している。本発明によれば、光源4及び5により生成された光ビーム6,6’及
び7,7’のスペクトル特性が、それぞれ、光ビーム6,6’及び7,7’内の
位置に依存する。
光ビームが、それぞれ、二つのビームセグメント6,6’及び7,7’に細分さ
れ、第1ビームセグメント6及び7は、第2ビームセグメント6’及び7’のス
ペクトル特性と実質的に異なるスペクトル特性を持つ。他の例においては、光ビ
ームは、異なるスペクトル特性を持つ複数のビームセグメント、例えば、3又は
4個のビームセグメントからなっても良い。他の例においては、二つ以上のビー
ムセグメントから生じた光がオーバーランプを呈しても良い。光ビームの一般的
に拡散する特性の結果として、種々のビームセグメント6,6’や7,7’間の
オーバーラップ領域はしばしば不可避なものである。
,13及び14を有する光源4の断面図である。同様に、複数の光電素子が、光
源5(図示せず)内に設けられても良い。光電素子が光源4において配列される
パターンは、光源5におけるパターンと異なっても良い。例えば、対照の理由の
ために、光電素子が光源5において配列されるパターンは、光源4におけるパタ
ーンに対して鏡面対照(mirrored-inverted)にされても良い。更に、光源4にお
ける光電素子11,12,13及び14の数は、光源5における数と等しい必要
はない。光電素子11,12,13及び14のアレイは、平坦な基板上に設けら
れる必要はなく、他の例においては、湾曲した基板上に設けられても良い。光電
素子11,12,13及び14のアレイが設けられる基板の形状は、種々の光電
素子11,12,13及び14により放射される光ビームの所望の方向によりか
なりの程度決定される。
が点灯時少なくとも5lmである。好ましくは、点灯時、全ての光電素子11,
12,13及び14が5lmを超える光束を持つ。好ましくは、車両ヘッドラン
プ2、3は、単一の形式の光源4、5から構成される。言い換えれば、光源4及
び5は、複数の光電素子11,12,13及び14から好ましくは排他的に構成
される。
プに熱放散手段を設けることが望ましい。例えば、光電素子11,12,13及
び14が設けられる基板が金属又は合金から構成されても良い。結果として、光
電素子11,12,13及び14から基板への良好な熱伝導が達成される。
s)から排他的に構成される。この例においては、8×3個のLEDのアレイであ
る。識別の目的のために、図2においては、行が文字A,B,Cにより示され、
列が桁1乃至8により示されている。青色、黄色/橙色、赤色及び緑色光用の1
0乃至250lm範囲内の光束を持つ発光ダイオード(LED’s)又はいわゆるマル
チチップパッケージ(multi-chip packages)を用いることにより、25個のその
ような素子の適宜の組み合わせ、又はより少ない、好ましくは15個のそのよう
な素子の組み合わせ、又はより少ない、例えば4個のそのような素子の組み合わ
せの光束が、600及び1000lmの間の範囲内である、パッシングビーム及
び/又は主ビームの生成に関する国際的に標準化され指定されている強度に適合
する。そのようなかなり少数の光電素子11,12,13及び14を持つ車両ヘ
ッドランプ2及び3の寸法は、従来の車両ヘッドランプの寸法に匹敵するか、該
寸法よりかなり小さい。
光電素子11,12,13及び14を選択的にスイッチオン及びオフすることに
より、光源4及び5により生成される光ビームを、実質的に異なるスペクトル特
性を持つ一つ以上のビームセグメント6,6’及び7,7’にかなり容易に細分
することができる。車両1又は車両ヘッドランプ2及び3は、好ましくは、光電
素子11,12,13及び14の光束を互いに対して変化させるための手段(図
示せず)を備える。
色のLEDが参照番号12により示され、青色のLEDが参照番号13により示
され、黄色又は白色のLEDが参照番号14により示されている。LEDを図2
に示されるように配置することにより、あり得る色作用のかなりの低減が、車両
ヘッドランプにより放射された光を望む観察者(例えば対向車)に対して達成さ
れる。更に、LEDから生じた色を効果的に混合する光学系が利用可能である。
これは、とりわけ、赤色のLEDが制動灯と誤解されないようにするために重要
である。
ち、パッシングビーム、主ビーム、悪天候用のビーム、及び光の強度がかなり低
い領域における使用に特に適合したビームを生成する集積モジュールを表してい
る。
、備え付けること(providing)並びに選択的にスイッチオン及びオフすること自
体、発明として見なされても良い。
ムと第2ビームセグメント6’により生成されたいわゆるオフアクシス光ビーム
(off-axis light beam)との組み合わせを示している。ビームセグメント6及び
6’から生じた光は、仮想スクリーン15(図1B参照)により捕捉されている
。この場合、観察者は長手方向9に対向して見ている。図2を参照すると、第1
の、いわゆるオンアクシスビームセグメント(on-axis beam segment)6は、LE
DA1乃至A8,B3,B6及びB7から生じた光ビームにより生成され、一方
第2の、いわゆるオフアクシスビームセグメント(off-axis beam segment)6’
は、LEDB1,B2,C1及びC2から生じた光ビームにより生成される。図
2に示される他のLEDは、かかる照明状況下ではスイッチオフされる。
アクシスの観察状況を改善するために主に働くいわゆる主ビームを示している。
黄色又は白色のLEDB4及びB5を付加的にスイッチオンすることにより、第
3ビームセグメント6”が得られる。第1ビームセグメント6及び第3ビームセ
グメント6”のスペクトル特性は異なっても良い。例えば、長距離の可視性を改
善するために主ビーム(ビームセグメント6”)においてとりわけ黄色光の量を
増加することが望ましいかもしれない。また、主ビーム(ビームセグメント6”
)のスイッチオン時、パッシングビーム(ビームセグメント6)の一部及び/又
はオフアクシスビーム(ビームセグメント6’)の一部をスイッチオフすること
が望ましいかもしれない。
特性を、該光ビームのオンアクシス部分及びオフアクシス部分の間にもたらす。
とりわけ、光ビームのオフアクシスビームセグメント6’及び7’において、光
のスペクトル特性をかなり低い光強度に適合させる。かなり低い光強度において
良好な観察野(observation field)を得るために、好ましくは、前記ビームセグ
メントうちの一つ6’,7’のスペクトル特性を中間順応的に調整する(mesotop
ically tuned)。これは、第1ビームセグメント6及び7並びに第3ビームセグ
メント6”及び7”に白色又は黄色−橙色光が豊富なスペクトル特性を与え、第
2ビームセグメント6’及び7’に青色−緑色光が豊富なスペクトル特性を与え
ることにより達成することができる。このように光源により生成された光ビーム
のスペクトル特性を該光ビーム内の位置に依存させることにより、光ビームの中
央外に位置する対象物がより良好に観察される。
たらされる後方散乱により可視性が低減される場合、光源4,5により生成され
る光ビームの構成及びスペクトル成分の両方を、異なるLEDの組み合わせを活
性化することにより及び種々のLEDの出力レベルを変化させることにより適合
させることができる。これら適合の結果として、光の全体的なスペクトル分布が
変更される。そのような適合の例が図4Aに示されている。ここでは、実質的に
黄色光からなるかなり幅広のビーム16が得られる。可視光における青色成分を
省くことにより後方散乱の作用がかなり低減される。
のハンドルの位置に依存するサイド光ビーム16’との組み合わせを示している
。このようなサイド光ビーム16’は、好ましくは、カーブ(bend)を曲がる場合
又は横道に入る場合に車両のハンドルが所定の限界角を超えるまでスイッチオン
されない。このようにして、車両が位置し、車両が向かっている表面領域及び空
間が可能な限り素早く動的に照射される。
を車両において有利に用いることができる。
かであろう。例えば、車両ヘッドランプは、矩形(長方形)、円形、楕円形等種
々の異なる形状を持っても良い。また、一つ以上の光電素子が、インジケータ(i
ndicator)として用いるのに適するかもしれない。原則的に、光ビームの寸法は
、例えば、車両がより低速にある場合に(路肩を照射する)より幅の広い光ビー
ムを生成することにより、又はかなり高速の場合にビームを狭くすることにより
等任意に調整可能である。更に、(排他的に)光電素子を用いることに起因する
選択の自由度が大きい結果として、車両ヘッドランプの位置は最早(路面直上で
車両前方における)従来の位置に制限されない。車両1のフロントガラス近傍に
複数の光電素子の少なくとも一部を設けることが望ましいかもしれない。車両の
側面に前記光電素子の他の部分を設けることも可能である。LEDの効率及び光
出力が将来増大することにより、LEDの数を更に低減することができるであろ
う。
ぞれ及び特徴の組み合わせそれぞれに取り入れられる。請求項における参照番号
は、本発明の保護範囲を制限するものではない。“有する”なる語を用いること
は、請求項に言及される構成要素以外の構成要素の存在を除外するものではない
。単数表現される構成要素は、複数のそのような構成要素の存在を除外するもの
ではない。
の断面図である。
ムと第2ビームセグメントにより生成されたいわゆるオフアクシス光ビームとの
組み合わせを示す。
主ビームとの組み合わせを示す。
るサイド光ビームとの組み合わせを示す。
Claims (8)
- 【請求項1】 光源を有する車両ヘッドランプであって、前記光源は複数の
光電素子を有し、前記光電素子の少なくとも一つの光束が点灯時少なくとも5l
mであり、前記光源により生成された光ビームのスペクトル特性が該光ビーム内
の位置に依存する車両ヘッドランプ。 - 【請求項2】 前記光源が複数の光電素子から構成されることを特徴とする
請求項1に記載の車両ヘッドランプ。 - 【請求項3】 前記光ビームは、実質的に異なるスペクトル特性を持つ少な
くとも二つのビームセグメントを有することを特徴とする請求項1又は2に記載
の車両ヘッドランプ。 - 【請求項4】 前記ビームセグメントの一つのスペクトル特性が中間順応的
に調整されることを特徴とする請求項3に記載の車両ヘッドランプ。 - 【請求項5】 第1ビームセグメントが、緑色−黄色光が豊富なスペクトル
特性を持ち、第2ビームセグメントが、青色−緑色光が豊富なスペクトル特性を
持つことを特徴とする請求項3に記載の車両ヘッドランプ。 - 【請求項6】 前記光電素子が発光ダイオードを有することを特徴とする請
求項1又は2に記載の車両ヘッドランプ。 - 【請求項7】 請求項1又は2に記載のヘッドランプを備える車両。
- 【請求項8】 当該車両又は前記車両ヘッドランプが前記光電素子の光束を
互いに対して変化させる手段を備えることを特徴とする請求項7に記載の車両。
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