JP2015230769A - Vehicular lighting tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用灯具に関する。 The present invention relates to a vehicular lamp.
従来、LED等の半導体発光素子を用いた車両用前照灯が知られている(特許文献1参照)。この車両用前照灯は、第1の光源モジュールと、第1の光源モジュールよりも輝度の高い光を発する第2の光源モジュールとを備えている。また、輝度の高い光源モジュールとしてレーザ光源を用いたものが考案されている(特許文献2、3参照)。 Conventionally, a vehicular headlamp using a semiconductor light emitting element such as an LED is known (see Patent Document 1). The vehicle headlamp includes a first light source module and a second light source module that emits light having a higher luminance than the first light source module. Moreover, what uses a laser light source as a light source module with high brightness | luminance is devised (refer patent document 2, 3).
しかしながら、レーザ光源は輝度が高く、また高いパワー密度を実現できるため、これを用いる際には安全に配慮した設計が必要となる。 However, since the laser light source has high luminance and can realize a high power density, a safety-conscious design is required when using this laser light source.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レーザ光源を用いた安全な車両用灯具を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a safe vehicular lamp using a laser light source.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用灯具は、LED光源と、LED光源よりも輝度の高いレーザ光源と、LED光源およびレーザ光源から出射した光により配光パターンを形成する光学系と、レーザ光源の点灯状態を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、取得した車両状態の情報または車両周辺環境の情報に基づいてレーザ光源の点灯状態を変化させる。 In order to solve the above-described problems, a vehicular lamp according to an aspect of the present invention forms a light distribution pattern using an LED light source, a laser light source having a higher luminance than the LED light source, and light emitted from the LED light source and the laser light source. An optical system and a control device that controls the lighting state of the laser light source. The control device changes the lighting state of the laser light source based on the acquired vehicle state information or vehicle surrounding environment information.
この態様によると、車両状態によってレーザ光源を消灯または減光するといった制御が可能となる。例えば、制御装置が、車両が停止または所定の速度以下で走行している状態を示す情報を取得した場合、レーザ光源を消灯または減光することで、レーザ光源による照射光が人に与える影響を緩和できる。 According to this aspect, it is possible to perform control such that the laser light source is turned off or dimmed depending on the vehicle state. For example, when the control device acquires information indicating that the vehicle is stopped or traveling at a predetermined speed or less, the laser light source is turned off or dimmed, so that the irradiation light from the laser light source has an effect on people. Can be relaxed.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a representation of the present invention converted between a method, an apparatus, a system, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、レーザ光源を用いた安全な車両用灯具を提供できる。 According to the present invention, a safe vehicular lamp using a laser light source can be provided.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組合せは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. Further, the embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
(LED光源およびレーザ光源)
以下では、種類の異なる光源としてLED光源とレーザ光源とを用いた車両用灯具を例に説明する。LED光源は、各種の車両用灯具に適した明るさ、色を実現できればその構成は特に限定されない。例えば、発光色の異なる複数種のLEDを用いて所望の発光色を実現する構成や、LEDと蛍光体とを組み合わせて所望の発光色を実現する構成であってもよい。
(LED light source and laser light source)
Hereinafter, a vehicle lamp using an LED light source and a laser light source as different types of light sources will be described as an example. The configuration of the LED light source is not particularly limited as long as it can achieve brightness and color suitable for various vehicle lamps. For example, the structure which implement | achieves a desired luminescent color using multiple types of LED from which luminescent color differs, or the structure which implement | achieves a desired luminescent color combining LED and fluorescent substance may be sufficient.
具体的には、(1)赤色LED、緑色LED、青色LEDの組合せでLED光源を実現する構成、(2)青色LEDと黄色蛍光体との組合せでLED光源を実現する構成、(3)近紫外光または短波長可視光を発するLEDと、青色蛍光体および黄色蛍光体との組合せでLED光源を実現する構成、(4)紫外光を発するLEDと、赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体との組合せでLED光源を実現する構成、が挙げられる。 Specifically, (1) a configuration that realizes an LED light source by a combination of a red LED, a green LED, and a blue LED, (2) a configuration that realizes an LED light source by a combination of a blue LED and a yellow phosphor, and (3) A configuration that realizes an LED light source by combining an LED that emits ultraviolet light or short-wavelength visible light with a blue phosphor and a yellow phosphor, (4) an LED that emits ultraviolet light, a red phosphor, a green phosphor, and a blue phosphor The structure which implement | achieves an LED light source in combination with a body is mentioned.
LED光源に用いられるLEDチップは、発光面の一辺が0.8〜1.4mm程度、好ましくは0.9〜1.2mm程度の矩形である。そして、このようなLEDチップを1〜8個並べて、ある発光色のLEDが構成されている。LED光源の輝度は、40×106〜120×106[cd/m2]、好ましくは70×106〜120×106[cd/m2]である。また、LED光源の光束は、700〜3000lm、好ましくは1000〜2000lmの範囲である。また、LED光源の色度(x、y)は、xが0.31〜0.40、yが0.32〜0.39、好ましくはxが0.32〜0.36、yが0.33〜0.37である。また、LED光源の色温度は、3500〜7000K、好ましくは4000〜6500Kの範囲である。 The LED chip used for the LED light source has a rectangular shape with one side of the light emitting surface of about 0.8 to 1.4 mm, preferably about 0.9 to 1.2 mm. And 1-8 such LED chips are arranged and LED of a certain luminescent color is comprised. The luminance of the LED light source is 40 × 10 6 to 120 × 10 6 [cd / m 2 ], preferably 70 × 10 6 to 120 × 10 6 [cd / m 2 ]. The luminous flux of the LED light source is in the range of 700 to 3000 lm, preferably 1000 to 2000 lm. The chromaticity (x, y) of the LED light source is such that x is 0.31 to 0.40, y is 0.32 to 0.39, preferably x is 0.32 to 0.36, and y is 0.00. 33-0.37. The color temperature of the LED light source is in the range of 3500 to 7000K, preferably 4000 to 6500K.
レーザ光源については、各色のLEDチップの代わりにレーザチップを用いることで、LED光源と同様の発光色を実現できる。また、レーザ光源は、発光面が小さく、集光することで輝度を高めることができるため、遠方をより明るく照射する用途に好適である。そのため、以下の各実施の形態では、レーザ光源の照射領域がLED光源の照射領域より狭い場合が多い。 About a laser light source, the emitted light color similar to an LED light source is realizable by using a laser chip instead of the LED chip of each color. In addition, the laser light source has a small light emitting surface and can increase luminance by being condensed. Therefore, the laser light source is suitable for an application of irradiating far away more brightly. Therefore, in each of the following embodiments, the irradiation area of the laser light source is often narrower than the irradiation area of the LED light source.
レーザ光源に用いられるレーザチップは、光出射部の一辺または直径が0.3〜1.0mm程度、好ましくは0.5〜0.8mm程度のものである。そして、このようなレーザチップを1〜4個並べて、ある発光色のレーザが構成されている。レーザ光源の輝度は、150×106〜600×106[cd/m2]、好ましくは200×106〜600×106[cd/m2]である。また、レーザ光源の光束は、100〜800lm、好ましくは300〜800lmの範囲である。また、レーザ光源の色度(x、y)は、xが0.31〜0.40、yが0.32〜0.39、好ましくはxが0.32〜0.36、yが0.33〜0.37である。また、レーザ光源の色温度は、3500〜7000K、好ましくは4000〜6500Kの範囲である。 The laser chip used for the laser light source has a side or diameter of the light emitting portion of about 0.3 to 1.0 mm, preferably about 0.5 to 0.8 mm. One to four such laser chips are arranged to form a laser having a certain emission color. The luminance of the laser light source is 150 × 10 6 to 600 × 10 6 [cd / m 2 ], preferably 200 × 10 6 to 600 × 10 6 [cd / m 2 ]. The luminous flux of the laser light source is in the range of 100 to 800 lm, preferably 300 to 800 lm. The chromaticity (x, y) of the laser light source is such that x is 0.31 to 0.40, y is 0.32 to 0.39, preferably x is 0.32 to 0.36, and y is 0.00. 33-0.37. The color temperature of the laser light source is in the range of 3500 to 7000K, preferably 4000 to 6500K.
以下の各実施の形態では、車両用灯具として車両用前照灯を例に説明する。また、車両用灯具は、LED光源を用いた第1の灯具ユニットとレーザ光源を用いた第2の灯具ユニットとを有する。また、第1の灯具ユニットは、ロービーム用(すれ違いビーム用)配光パターンおよびハイビーム用配光パターンの少なくともいずれか一方を形成できるように構成されている。同様に、第2の灯具ユニットも、ロービーム用配光パターンおよびハイビーム用配光パターンの少なくともいずれか一方を形成できるように構成されている。 In the following embodiments, a vehicle headlamp will be described as an example of a vehicle lamp. The vehicular lamp includes a first lamp unit using an LED light source and a second lamp unit using a laser light source. Further, the first lamp unit is configured to be able to form at least one of a low beam (passing beam) light distribution pattern and a high beam light distribution pattern. Similarly, the second lamp unit is also configured to be able to form at least one of a low beam light distribution pattern and a high beam light distribution pattern.
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係る第1の灯具ユニットの概略構成を示す縦断面図である。図2は、第1の実施の形態に係る第2の灯具ユニットの概略構成を示す縦断面図である。第1の実施の形態に係る車両用灯具は、第1の灯具ユニットおよび第2の灯具ユニットで構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a first lamp unit according to the first embodiment. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the second lamp unit according to the first embodiment. The vehicular lamp according to the first embodiment is composed of a first lamp unit and a second lamp unit.
図1に示す第1の灯具ユニット10は、ロービーム用配光パターンを形成するように構成されている。第1の灯具ユニット10は、透光性のあるカバー12と、ランプボディ14と、投影レンズ16と、LED光源18と、LED光源18が載置されているベース部20と、LED光源18から出射した光を投影レンズ16に向けて反射する楕円反射面22aを有するリフレクタ22と、LED光源18が発する熱をベース部20を介して外部へ放熱する放熱フィン24と、ベース部20をランプボディ14に固定するエイミングスクリュー26と、を備える。
The
ベース部20は、リフレクタ22で反射されて投影レンズ16に向かう光の一部を遮蔽するとともに、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ためのカットオフライン形成部20aを有する。エイミングスクリュー26は、第1の灯具ユニット10の光軸や第1の灯具ユニット10により形成される配光パターンを上下方向に調整するためのものである。
The
図2に示す第2の灯具ユニット30は、ハイビーム用配光パターンを形成するように構成されている。第1の灯具ユニット10と同様の構成については、同じ符号を付して説明を適宜省略する。第2の灯具ユニット30は、カバー12と、ランプボディ14と、投影レンズ16と、レーザ光源32と、レーザ光源32が載置されているベース部34と、放熱フィン24と、スイブルアクチュエータ36と、レベリングアクチュエータ38と、を備える。
The
ベース部34は、水平方向にスイブルできるようにスイブルアクチュエータ36によって支持されている。また、ベース部34の上部は、スクリュー39等を介してランプボディ14と連結されている。スイブルアクチュエータ36は、レベリングアクチュエータ38と接続されている。レベリングアクチュエータ38は、スクリュー40を回転させることで、連結部材42を移動させ、ベース部34の上下方向の傾きを変えることができる。このように、レベリングアクチュエータ38は、第2の灯具ユニット30の光軸や第2の灯具ユニット30により形成される配光パターンを上下方向に変化させるためのものである。
The
図3(a)は、図1に示すLED光源18の拡大図、図3(b)は、図2に示すレーザ光源32の拡大図である。
3A is an enlarged view of the
図3(a)に示すLED光源18は、基板44と、基板44に実装されているLEDチップ46と、LEDチップ46の光出射面側に設けられている蛍光層48と、を備える。LEDチップ46は、例えば、一つまたは複数の青色LEDを並べたものである。また、蛍光層48は、例えば、黄色蛍光体を透明な封止部材に分散させたものや、板状の黄色蛍光体セラミック等の光波長変換部材が用いられる。LED光源18においては、蛍光層48の上面が発光部50となる。
The
図3(b)に示すレーザ光源32は、ベース部34と、ベース部34に載置されているレーザチップ52と、レーザチップ52から出射した光を集光する集光レンズ54と、レーザチップ52および集光レンズ54を収容する筐体56と、筐体56の上部に形成された貫通部に設けられている光波長変換部58と、を備える。レーザチップ52は、例えば、一つまたは複数の青色LDを並べたものである。また、光波長変換部58は、例えば、黄色蛍光体を透明な封止部材に分散させたものや、板状の黄色蛍光体セラミック等が用いられる。レーザ光源32においては、光波長変換部58の上面が発光部60となる。
The
レーザ光源32は、レーザチップ52から出射した光を集光レンズ54で集光できるため、光波長変換部58を小さくすることができる。そのため、レーザ光源32は、LED光源18より輝度を高くできる。また、レーザ光源32の照射領域は、LED光源18の照射領域より狭くできる。このような特性を有するレーザ光源32を用いた第2の灯具ユニット30を、主として遠方を照射するためのハイビーム用の灯具として利用することで、遠方視認性を向上できる。
Since the
本実施の形態に係る第1の灯具ユニット10や第2の灯具ユニット30は、後述する各種配光パターンを形成する光学系として、投影レンズ16、ベース部20、リフレクタ22、ベース部34、スイブルアクチュエータ36、レベリングアクチュエータ38等を有する。
The
図4(a)は、第1の実施の形態に係る車両用灯具による車両前方の配光パターンの一例を示す図、図4(b)は、第1の実施の形態に係る車両用灯具において、第2の灯具ユニット30の照射方向をずらした場合の配光パターンを示した図である。
FIG. 4A is a diagram showing an example of a light distribution pattern in front of the vehicle by the vehicle lamp according to the first embodiment, and FIG. 4B is a diagram of the vehicle lamp according to the first embodiment. It is the figure which showed the light distribution pattern at the time of shifting the irradiation direction of the
図4(a)に示すロービーム用配光パターンPLは、対向車線側(右側)のカットオフラインCL1がH−H線より下方であり、自車線側(左側)のカットオフラインCL2の一部がH−H線より上方になっている。このような場合、V−V線より右側の領域は、左側の領域よりも光量が少ないため、遠方視認性に改善の余地がある。また、図4(a)に示すハイビーム用配光パターンPHのように、V−V線上にホットゾーンHZがあると、前方の道路がカーブしているような環境では、カーブした道路を十分照射しているとは言い難い。 In the low beam distribution pattern PL shown in FIG. 4A, the cutoff line CL1 on the opposite lane side (right side) is below the HH line, and a part of the cutoff line CL2 on the own lane side (left side) is H. It is above -H line. In such a case, the area on the right side of the line VV has a smaller amount of light than the area on the left side, and thus there is room for improvement in the distance visibility. In addition, when there is a hot zone HZ on the VV line as in the high beam light distribution pattern PH shown in FIG. 4A, the curved road is sufficiently irradiated in an environment where the road ahead is curved. It ’s hard to say.
本実施の形態に係るレーザ光源32および光学系は、図4(b)に示すように、ハイビーム用配光パターンPHを形成するように構成されている。そして、レーザ光源32および光学系は、配光パターン(PH+PL)の中央部近傍に高輝度領域(ホットゾーンHZ)を形成するように構成されており、かつ、ホットゾーンHZの最大光度位置がV−V線よりも水平方向にずれた位置となるように構成されている。ホットゾーンHZは、水平方向に伸びた横長形状である。水平方向のずれた位置とは、例えば、対向車線側(図4(b)の右側)にずれた位置である。これにより、車両が直線やカーブを走行中の対向車線側の視認性を向上できる。レーザ光源32による照射方向を水平方向にずらすためには、最初から所定の方向を向くようにベース部34を固定してもよいし、スイブルアクチュエータ36を用いてベース部34を回動させてもよい。
As shown in FIG. 4B, the
なお、本実施の形態を含め以下の各実施の形態では、左側走行を前提とした車両用灯具の構成について説明しているが、右側走行を前提とした車両用灯具であっても適用できる技術であることはもちろんである。 In each of the following embodiments including this embodiment, the configuration of the vehicular lamp that assumes left-side travel is described. However, the technique can also be applied to a vehicular lamp that assumes right-side travel. Of course.
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態に係る車両用灯具は、LED光源を用いた第1の灯具ユニットがハイビーム用配光パターンとロービーム用配光パターンの両方を形成できるように構成されている点が、第1の実施の形態に係る車両用灯具との主な相違点である。また、第2の実施の形態に係る車両用灯具は、第1の実施の形態と同様の第2の灯具ユニット30を備えている。第2の灯具ユニットの構成については説明を省略する
(Second Embodiment)
The vehicular lamp according to the second embodiment is configured such that the first lamp unit using an LED light source can form both a high beam light distribution pattern and a low beam light distribution pattern. This is a main difference from the vehicular lamp according to the first embodiment. Further, the vehicular lamp according to the second embodiment includes the
図5は、第2の実施の形態に係る第1の灯具ユニットの概略構成を示す縦断面図である。図5に示す第1の灯具ユニット110は、ベース部20に可動シェード62が設けられている。可動シェード62は、リフレクタ22で反射されて投影レンズ16に向かう光の一部を遮蔽する遮蔽位置P1と、光を遮蔽しない退避位置P2との間で移動可能に構成されている。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the first lamp unit according to the second embodiment. In the
図6(a)は、第2の実施の形態に係る第1の灯具ユニットによるロービーム用配光パターンを示す図、図6(b)は、第2の実施の形態に係る車両用灯具によるハイビーム用配光を示す図である。 FIG. 6A is a view showing a low beam light distribution pattern by the first lamp unit according to the second embodiment, and FIG. 6B is a high beam by the vehicle lamp according to the second embodiment. FIG.
図6(a)に示すように、LED光源18および光学系は、ロービーム用配光パターンPLを形成するように構成されている。また、第2の実施の形態に係る車両用灯具は、図6(b)に示すように、第1の灯具ユニット10により拡散されたハイビーム用配光パターンPH1を形成し、第2の灯具ユニット30により集光されたハイビーム用配光パターンPH2を形成する。これにより、広い範囲を照射しつつ遠方視認性も良好な車両用灯具を実現できる。
As shown in FIG. 6A, the
図7は、第2の実施の形態に係る車両用灯具を用いた配光制御の一例を示す図である。図8は、第2の実施の形態に係る車両用灯具を含む車両の概略構成を示すブロック図である。図9は、配光制御の一例を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of light distribution control using the vehicular lamp according to the second embodiment. FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a vehicle including the vehicular lamp according to the second embodiment. FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of light distribution control.
図7に示すように、車両がハイビーム用配光パターンを形成しながら走行している際にカーブに差し掛かると、カーブの入り口より先の領域が余り照射されないという状況がある。そこで、本実施の形態に係る配光制御装置150は、車速センサ64、舵角センサ66、カメラ68等で得た情報に基づいて車両ECU70で道路形状や対向車等を検出し、その検出結果に基づいて算出された制御内容を車両用灯具100のランプECU72に出力する。ランプECU72は、車両ECU70から出力された制御内容に基づいて、第2の灯具ユニット30や第1の灯具ユニット110の各部の状態や動きを制御する。
As shown in FIG. 7, when the vehicle is traveling while forming a high beam light distribution pattern, there is a situation where the area beyond the entrance of the curve is not irradiated much. Therefore, the light
具体的な配光制御フローについて図9を参照に説明する。はじめに、配光制御装置150は、撮像手段であるカメラ68により車両前方の画像を取得する(S10)。車両ECU70は、取得した画像に基づいて、前方に存在する車両の有無や位置、道路形状等を検出する(S12)。道路形状の検出は、例えば、路肩レーンマークの認識により行われる。レーンマークがない場合は、道路両側の建物、街路灯、街路樹、デリニエータ等を参照してもよい。
A specific light distribution control flow will be described with reference to FIG. First, the light
そして、道路形状がカーブであると判別されると、その情報に基づいてランプECU72は、レーザランプである第2の灯具ユニット30を制御する(S14)。つまり、第2の灯具ユニット30のスイブルアクチュエータ36を制御することでレーザ光源32による照射方向を変え、図7に示すように、高輝度領域であるホットゾーンを含むハイビーム用配光パターンPH2を右方に移動させる。例えば、撮像画像におけるカーブの路肩レーンマークの中央よりの端部C1にホットゾーンHZが重なるようにハイビーム用配光パターンPH2を移動させるとよい。これにより、遠方のカーブ入り口を高輝度のレーザ光源により照射できるため、直線路でなくても遠方視認性を改善できる。
When it is determined that the road shape is a curve, the
このように、配光制御装置150は、車両が走行する環境に応じてスイブルアクチュエータ36やレベリングアクチュエータ38を制御し、レーザ光源32による照射方向を変化させることができる。これにより、車両の走行状態や走行環境に適した配光を実現できる。また、舵角センサ66によりカーブを判別する場合、カーブに進入しハンドルを回転させない限り上述のように配光を切り換えることはできない。しかしながら、本実施の形態に係る配光制御であれば、カーブの入り口をより早く照射することができる。
As described above, the light
次に、車両の走行状況に応じたレーザ光源32の点灯出力あるいは点灯時間について説明する。表1は、車速とハンドルの舵角とに応じたレーザ光源の点灯状態のテーブルについて示したものである。
車速が速いほど、周囲に歩行者がいない、あるいは、歩行者が車両の前に存在しない状況が想定される。また、ハンドルの舵角が小さいほど、車両用灯具が道路以外の領域を照射する可能性が低い。そこで、表1に示すように、車速が100km/hを超えており、舵角が0°の場合は、レーザ光源を点灯しても問題ない状況(例えば直線的な高速道路を走行している状況)と考えられるため、レーザ光源32の点灯出力は100%に設定されている。一方、車速が100km/hを超えている状況で、ハンドル舵角が大きくなると、徐々に道路以外の領域を照射し、歩行者にレーザ光が照射される可能性が高くなる。
As the vehicle speed increases, there may be a situation where there are no pedestrians in the vicinity or no pedestrian is present in front of the vehicle. Further, the smaller the steering angle of the steering wheel, the lower the possibility that the vehicular lamp will irradiate an area other than the road. Therefore, as shown in Table 1, when the vehicle speed exceeds 100 km / h and the steering angle is 0 °, there is no problem even if the laser light source is turned on (for example, traveling on a straight highway) Therefore, the lighting output of the
そこで、そのような場合には、レーザ光源32の出力をそれまでよりも小さくすることでレーザ光の影響を低減できる。レーザ光源32の出力を変化させるには、レーザ光源32を駆動する際の電流量や駆動時間を調整することで実現される。また、エアバッグが作動するなど、事故や故障により車両が正常な状況にないと判断される場合には、レーザ光源32による点灯が停止される。このように、表1に示すようなテーブルに基づいてレーザ光源32の点灯を制御することで、レーザに対する安全性を確保しつつ、輝度の高いレーザ光源による視認性の向上を実現できる。
Therefore, in such a case, the influence of the laser beam can be reduced by making the output of the
上述のように、本実施の形態に係る車両用灯具100は、LED光源18と、LED光源18よりも輝度の高いレーザ光源32と、LED光源18およびレーザ光源32から出射した光により配光パターンを形成する光学系(投影レンズ16やリフレクタ22)と、レーザ光源32の点灯状態を制御するランプECU72と、を備える。ランプECU72は、車両ECU70から取得した車両状態の情報または、カメラ等で取得した道路形状や視対象との距離等の車両周辺環境の情報に基づいてある基準角度を設け、基準角度より小さい緩やかなカーブ(例えば、左右最大±10°の範囲)の場合は光軸をスイブルさせ、基準角度以上のカーブの場合は減光または消灯させることができる。
As described above, the
例えば、ランプECU72が、車速センサ64等の検出結果に基づいて車両が低速走行または停止している状態を示す情報を取得した場合、レーザ光源32を消灯または減光することで、レーザ光源32による照射光が人に与える影響を緩和できる。この際、LED光源18を有する第1の灯具ユニットは、単独で所望の配光を満たせるように構成されている。
For example, when the
また、雨天時は、路面の冠水などによりレーザ光が鏡面反射し、想定外の方向へ照射される可能性がある。そこで、雨天であることが想定される情報を取得した場合、レーザ光源32を消灯または減光するようにしてもよい。雨天であることが想定される情報としては、ワイパーの作動情報が挙げられる。
In rainy weather, laser light may be specularly reflected by road submersion, etc., and irradiated in an unexpected direction. Therefore, when information that is assumed to be rainy is acquired, the
(第3の実施の形態)
図10は、第3の実施の形態に係る車両用灯具の正面図である。図11は、第3の実施の形態に係る第1の灯具ユニットの概略構成を示す縦断面図である。図12は、第3の実施の形態に係る第2の灯具ユニットの概略構成を示す縦断面図である。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a front view of the vehicular lamp according to the third embodiment. FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a first lamp unit according to the third embodiment. FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a second lamp unit according to the third embodiment.
第3の実施の形態に係る車両用灯具200は、LED光源を用いた第1の灯具ユニット210がロービーム用配光パターンの少なくとも一部を形成できるように構成されており、レーザ光源を用いた第2の灯具ユニット230がロービーム用配光パターンの少なくとも一部、またはハイビーム用配光パターンを形成できるように構成されている。
The
図10、図11に示すように、第1の灯具ユニット210は、側方から見た断面形状がT字状のベース部74を有する。ベース部74のうち車両前後方向に伸びた突出部74aの下面には、発光面が下方を向くようにLED光源18が搭載されている。また、ベース部74には、LED光源18から出射された光を車両前方へ反射するリフレクタ76が固定されている。リフレクタ76は、複数の領域に分割された複合反射面を有しており、全体として放物反射面76aとなっている。他の構成要素については、第1の実施の形態に係る第1の灯具ユニット10とほぼ同様である。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
また、図10、図12に示すように、第2の灯具ユニット230は、第1の実施の形態に係る第2の灯具ユニット30と比較して可動シェード62が設けられている点が異なる。可動シェード62の機能は図5で示した第1の灯具ユニット110と同様である。また、他の構成要素については、第1の実施の形態に係る第2の灯具ユニット30とほぼ同様である。
As shown in FIGS. 10 and 12, the
図13(a)は、第3の実施の形態に係る第1の灯具ユニットによる拡散配光パターンPL1を示す図、図13(b)は、第3の実施の形態に係る第2の灯具ユニットによるロービーム用配光パターンPL2を示す図、図13(c)は、第3の実施の形態に係る第2の灯具ユニットによるハイビーム用配光パターンPH2を示す図である。 FIG. 13A is a diagram showing a diffused light distribution pattern PL1 by the first lamp unit according to the third embodiment, and FIG. 13B is a second lamp unit according to the third embodiment. FIG. 13C is a diagram showing a high beam light distribution pattern PH2 by the second lamp unit according to the third embodiment.
図13(a)に示すように、第1の灯具ユニット210は、H−H線より下方の広い領域を照射する拡散配光パターンPL1を形成する。拡散配光パターンPL1は、上端におおよそ水平な境界が形成されている。具体的には、拡散配光パターンPL1は、上縁部での輝度勾配が0.13以下であり、この境界はロービーム用配光パターンのカットオフラインとしては機能しない。
As shown to Fig.13 (a), the
その代わりに、本実施の形態に係る車両用灯具では、図13(b)に示した第2の灯具ユニット230によるロービーム用配光パターンPL2の上端がカットオフラインCLとして機能する。そのため、第1の灯具ユニット210は、拡散配光パターンPL1の上端におおよそ水平な明暗境界を形成できるような光学系を備えていればよく、光学系を簡素化できる。また、第1の灯具ユニット210は、搭載される車両の使用環境が左側走行か右側走行かに関わらず仕様や設計を共通化できる。
Instead, in the vehicular lamp according to the present embodiment, the upper end of the low beam light distribution pattern PL2 by the
図14は、第3の実施の形態に係る第1の灯具ユニット210および第2の灯具ユニット230により形成されたロービーム用配光パターンPLを示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a low-beam light distribution pattern PL formed by the
第3の実施の形態に係る車両用灯具200は、図14に示すように、ロービーム用配光パターンPLのうちカットオフラインCLを含む領域を、レーザ光源を有する第2の灯具ユニット230で照射している。そのため、カットオフラインCLを鮮明にできる。また、H−V点近傍のZ型のカットオフラインCLを含むホットゾーンHZについても、輝度の高いレーザ光源を有する第2の灯具ユニット230で照射されているため、遠方視認性が向上する。
As shown in FIG. 14, the
このように、レーザ光源32やレーザ光源32に対応する光学系を含む第2の灯具ユニット230は、配光パターンの中央部近傍であってカットオフラインCLを有するホットゾーンを形成するように構成されている。これにより、カットオフラインCLをレーザ光源および光学系で形成できるため、LED光源18やLED光源18に対応する光学系を含む第1の灯具ユニット210の構成を簡素化できる。
As described above, the
加えて、第2の灯具ユニット230は、レベリングアクチュエータ38やスイブルアクチュエータ36を有するため、図14に示すロービーム用配光パターンPL2を上下に移動させるレベリング機能や、水平に移動させるスイブル機能を実現できる。その結果、第1の灯具ユニット210は、レベリング機能やスイブル機能を省略できるため、部材を動かす駆動構造が不要であり、軽量化、省電力化、低コスト化が可能となる。
In addition, since the
図15は、第2の灯具ユニット230の変形例による配光パターンを説明するための図である。図15では、第2の灯具ユニット230により形成されるロービーム用配光パターンPL2’が台形である。そのため、第2の灯具ユニット230のスイブルアクチュエータ36によりロービーム用配光パターンPL2’を水平移動することで、左側走行時の配光と右側走行時の配光とを簡便に切り換えられる。
FIG. 15 is a diagram for explaining a light distribution pattern according to a modification of the
また、車両用灯具200は、前述のカメラ68で撮影した画像情報に基づいて先行車や対向車の有無と位置を判別し、第2の灯具ユニット230のレーザ光源32をスイブルすることで、先行車や対向車にグレアを与えないようなADB(Adaptive Driving Beam)を実現できる。また、必要に応じて舵角センサ66の情報を加えることで、更に精度の高い配光制御が可能となる。
In addition, the
(第4の実施の形態)
図16は、第4の実施の形態に係る車両用灯具の正面図である。図17は、第4の実施の形態に係る第1の灯具ユニットの概略構成を示す縦断面図である。図18は、第4の実施の形態に係る第2の灯具ユニットの概略構成を示す縦断面図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 16 is a front view of the vehicular lamp according to the fourth embodiment. FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the first lamp unit according to the fourth embodiment. FIG. 18 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a second lamp unit according to the fourth embodiment.
第4の実施の形態に係る車両用灯具300は、LED光源を用いた第1の灯具ユニット310がロービーム用配光パターンおよびハイビーム用配光パターンを形成できるように構成されており、レーザ光源を用いた第2の灯具ユニット330がハイビーム用配光パターンを形成できるように構成されている。
The
図16、図17に示すように、第1の灯具ユニット310は、ベース部20のうち投影レンズ16と対向する側面20bに、発光面が前方(投影レンズ16側)を向くようにLEDアレイ光源78が設けられている。他の構成要素については、第1の実施の形態に係る第1の灯具ユニット10とほぼ同様である。
As shown in FIGS. 16 and 17, the
また、図16、図18に示すように、第2の灯具ユニット330は、第1の実施の形態に係る第2の灯具ユニット30と比較して、スキャンデバイス80によってレーザ光源32から出射した光を前方へ向けて反射させる点が大きく異なる。スキャンデバイス80は、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーが挙げられる。MEMSミラーは、マトリックス状に配置された微小なミラーの反射面の位置を制御することで、レーザ光源32の光を所定方向に反射したり反射しなかったりできる。あるいは、レーザ光源32から出射された光の反射方向を連続的に変化させることで、反射光をスキャンビームとして利用することもできる。
As shown in FIGS. 16 and 18, the
第2の灯具ユニット330は、スキャンデバイス80のミラーの反射位置やレーザ光源32の点灯状態(点灯タイミングや点灯時の出力)を制御する制御ユニット82を更に備えている。また、カバー12とスキャンデバイス80との間の領域には、エクステンションリフレクタ84が配置されている。他の構成要素については、第1の実施の形態に係る第2の灯具ユニット30とほぼ同様である。
The
図19は、第4の実施の形態に係る第1の灯具ユニットにより形成されるロービーム用配光パターンおよびハイビーム用配光パターンを示す図である。図20は、第4の実施の形態に係る車両用灯具300により形成されるハイビーム用配光パターンを示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a low beam light distribution pattern and a high beam light distribution pattern formed by the first lamp unit according to the fourth embodiment. FIG. 20 is a diagram showing a high-beam light distribution pattern formed by the
図19に示すように、第1の灯具ユニット310は、LED光源18およびリフレクタ22を用いることでロービーム用配光パターンPLを形成できる。また、第1の灯具ユニット310は、LEDアレイ光源78を用いることでハイビーム用配光パターンPH1を形成できる。ここで、LEDアレイ光源78の複数のLEDチップ(本実施の形態では8個)を個別またはグループ毎に点消灯できるように構成することで、一部の領域が照射されない部分ハイビーム用配光パターンを形成することもできる。
As shown in FIG. 19, the
一方、図20に示すように、第2の灯具ユニット330は、レーザ光源32から出射したレーザ光で前方を走査することでハイビーム用配光パターンPH2を形成できる。その結果、第4の実施の形態に係る車両用灯具300は、ハイビーム用配光パターンPHのうち、第1の灯具ユニット310によるハイビーム用配光パターンPH1により大まかな範囲での配光を実現しつつ、第2の灯具ユニット330によるハイビーム用配光パターンPH2により、H−V点近傍のホットゾーンHZを含む狭い範囲の配光を精度良く実現できる。
On the other hand, as shown in FIG. 20, the
本実施の形態に係る第1の灯具ユニット310および第2の灯具ユニット330は、ハイビーム用配光パターンPH1,PH2の一部を非照射状態にすることができる。図21は、第4の実施の形態に係る車両用灯具300により実現可能な部分ハイビーム用配光パターンの一例を示す図である。
The
図21に示す部分ハイビーム用配光パターンPH’は、第1の灯具ユニット310のLEDアレイ光源78の中央2つのLEDチップを消灯することで形成された部分ハイビーム用配光パターンPH1’と、第2の灯具ユニット330におけるレーザ光源32の点消灯のタイミング、またはスキャンデバイス80の一部のミラーの反射位置を制御することで形成された部分ハイビーム用配光パターンPH2’とが重なったものである。
The partial high beam light distribution pattern PH ′ shown in FIG. 21 includes a partial high beam light distribution pattern PH1 ′ formed by turning off two central LED chips of the LED array
このハイビーム用配光パターンPH’は、ハイビーム用配光パターンPH1’の明暗境界Lを含む領域を、輝度の高いレーザ光源32を用いて形成されたハイビーム用配光パターンPH2’で照射しているため、明暗境界L近傍が鮮明となり、視認性が向上する。
The high-beam light distribution pattern PH ′ irradiates a region including the light / dark boundary L of the high-beam light distribution pattern PH1 ′ with a high-beam light distribution pattern PH2 ′ formed using the
なお、第2の灯具ユニットとして、スキャンデバイス80ではなく、ローターリーシェードとスイブルアクチュエーター、およびそれに適した光学系とを組み合わせて、部分ハイビーム用配光パターンPH2’を形成するように構成したものであってもよい。
The second lamp unit is configured to form a partial high beam light distribution pattern PH2 ′ by combining a rotary shade, a swivel actuator, and a suitable optical system instead of the
(第5の実施の形態)
第5の実施の形態に係る車両用灯具は、第2の実施の形態で説明した第1の灯具ユニット110と、第3の実施の形態で説明した第2の灯具ユニット230とを組み合わせたものである。図22は、第5の実施の形態に係る車両用灯具による配光パターンを説明するための図である。図22に示すように、第1の灯具ユニット110により、ロービーム用配光パターンPL1またはハイビーム用配光パターンPH1が形成される。また、第2の灯具ユニット230により、ロービーム用配光パターンPL1より照射領域が狭いが明るいロービーム用配光パターンPL2が形成される。同様に、第2の灯具ユニット230により、ハイビーム用配光パターンPH1より照射領域が狭いが明るいハイビーム用配光パターンPH2が形成される。
(Fifth embodiment)
The vehicular lamp according to the fifth embodiment is a combination of the
(第6の実施の形態)
図23は、第6の実施の形態に係る第1の灯具ユニットの概略構成を示す縦断面図である。第6の実施の形態に係る車両用灯具は、図23に示すハイビーム用配光パターンを形成する第1の灯具ユニット410と、第3の実施の形態で説明した第2の灯具ユニット230とを組み合わせたものである。第1の灯具ユニット410は、第2の実施の形態で説明した第1の灯具ユニット110と比較して、可動シェード62が設けられていない点が異なる。他の構成要素については、第1の灯具ユニット110とほぼ同様である。
(Sixth embodiment)
FIG. 23 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the first lamp unit according to the sixth embodiment. The vehicle lamp according to the sixth embodiment includes a
図24は、第6の実施の形態に係る車両用灯具による配光パターンを説明するための図である。図24に示すように、第1の灯具ユニット410により、ハイビーム用配光パターンPH1が形成される。また、第2の灯具ユニット230により、ハイビーム用配光パターンPH1より照射領域が狭いが明るいロービーム用配光パターンPL2が形成される。同様に、第2の灯具ユニット230により、ハイビーム用配光パターンPH1より照射領域が狭いが明るいハイビーム用配光パターンPH2が形成される。
FIG. 24 is a diagram for explaining a light distribution pattern by the vehicular lamp according to the sixth embodiment. As shown in FIG. 24, the
(第7の実施の形態)
図25は、第7の実施の形態に係る第1の灯具ユニットの概略構成を示す縦断面図である。第7の実施の形態に係る車両用灯具は、図25に示すハイビーム用配光パターンを形成する第1の灯具ユニット510と、第4の実施の形態で説明した第2の灯具ユニット330とを組み合わせたものである。第1の灯具ユニット510は、第2の灯具ユニット330と比較して、レーザ光源の代わりにLED光源を用いた点が異なる。他の構成要素については、第2の灯具ユニット330とほぼ同様である。
(Seventh embodiment)
FIG. 25 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of the first lamp unit according to the seventh embodiment. The vehicular lamp according to the seventh embodiment includes a
図26は、第7の実施の形態に係る車両用灯具による配光パターンを説明するための図である。図26に示すように、第1の灯具ユニット510により、ハイビーム用配光パターンPH1が形成される。また、第2の灯具ユニット330により、ハイビーム用配光パターンPH1より照射領域が狭いが明るいハイビーム用配光パターンPH2が形成される。なお、本実施の形態に係る車両用灯具では、ハイビーム用配光パターンPH1,PH2の一部を非照射とすることで、ロービーム用配光パターンも形成できる。つまり、第1の灯具ユニット510および第2の灯具ユニット330は、ロービーム用配光パターンを形成するユニットを兼用している。
FIG. 26 is a diagram for explaining a light distribution pattern by the vehicular lamp according to the seventh embodiment. As shown in FIG. 26, the
上述のように、各実施の形態に係る車両用灯具では、互いに種類の異なる光源を用いて形成された複数の配光パターンを重畳させる状況が発生する。このよう場合、重畳領域の境界を見た乗員に違和感を与えることがある。そこで、本発明者らは更なる検討をすることで、違和感の解消に寄与する技術に想到した。 As described above, in the vehicular lamp according to each embodiment, a situation occurs in which a plurality of light distribution patterns formed using different types of light sources are superimposed. In such a case, the passenger who looks at the boundary of the overlapping region may be uncomfortable. Therefore, the present inventors have come up with a technique that contributes to the elimination of the uncomfortable feeling by further study.
上述の各実施の形態に係る車両用灯具は、LED光源18と、レーザ光源32と、LED光源18から出射された光により第1の配光パターンを形成し、レーザ光源32から出射した光により第2の配光パターンを形成できるように構成された光学系と、を備える。
The vehicular lamp according to each of the above-described embodiments forms a first light distribution pattern by the
図27は、LED光源で形成されたロービーム用配光パターンと、レーザ光源で形成されたハイビーム用配光パターンとを示す図である。LED光源18、レーザ光源32および光学系は、以下の条件を満たすように構成するとよい。
FIG. 27 is a diagram showing a low beam light distribution pattern formed by an LED light source and a high beam light distribution pattern formed by a laser light source. The
(1)第1の配光パターンまたは第2の配光パターンのいずれか一方により形成されたすれ違いビーム用の配光パターンにおける最大光度をA1[cd]、第1の配光パターンおよび第2の配光パターンにより形成されたハイビーム用配光パターンにおける該第1の配光パターンと該第2の配光パターンとの重複領域(図27の領域R1)における最小光度をA2[cd]とすると、A2>A1×0.8であるとよい。より好ましくは、A2>A1である。これにより、領域R1の境界近傍において、明るさの変動が抑えられる。 (1) The maximum luminous intensity in the light distribution pattern for the passing beam formed by either the first light distribution pattern or the second light distribution pattern is A1 [cd], the first light distribution pattern, and the second light distribution pattern. When the minimum luminous intensity in the overlapping region (region R1 in FIG. 27) of the first light distribution pattern and the second light distribution pattern in the high beam light distribution pattern formed by the light distribution pattern is A2 [cd], It is preferable that A2> A1 × 0.8. More preferably, A2> A1. Thereby, fluctuations in brightness are suppressed in the vicinity of the boundary of the region R1.
(2)LED光源から出射した光の色度を(x1,y1)、レーザ光源から出射した光の色度を(x2、y2)とすると、色度差|x1−x2|、|y1−y2|がいずれも0.015以下であるとよい。より好ましくは、色度差|x1−x2|、|y1−y2|がいずれも0.005以下であるとよい。これにより、領域R1の境界近傍において、色の変動が抑えられる。 (2) If the chromaticity of the light emitted from the LED light source is (x1, y1) and the chromaticity of the light emitted from the laser light source is (x2, y2), the chromaticity difference | x1-x2 |, | y1-y2 || may be 0.015 or less. More preferably, the chromaticity differences | x1-x2 | and | y1-y2 | are both 0.005 or less. As a result, color variation is suppressed in the vicinity of the boundary of the region R1.
(3)第1の配光パターンの照射領域が第2の配光パターンの照射領域よりも大きいとよい。より好ましくは、第1の配光パターンの照射領域が第2の配光パターンの照射領域の3倍よりも大きいとよい。レーザ光源32は、LED光源と比較して輝度が高く、より遠方を照射するのに適しているため、照射領域の狭い第2の配光パターンを形成することに適している。
(3) The irradiation area of the first light distribution pattern may be larger than the irradiation area of the second light distribution pattern. More preferably, the irradiation area of the first light distribution pattern is larger than three times the irradiation area of the second light distribution pattern. Since the
これら条件を満たすように各構成要素を設定することで、互いに異なる種類の光源を用いて形成された第1の配光パターンと第2の配光パターンとが重なった領域の境界において、車両の乗員に与える違和感を低減できる。 By setting each component so as to satisfy these conditions, at the boundary of the region where the first light distribution pattern and the second light distribution pattern formed using different types of light sources overlap, The uncomfortable feeling given to the passenger can be reduced.
また、LED光源18および光学系は、第1の配光パターンとしてすれ違いビーム用の配光パターンを形成するように構成されており、レーザ光源32および光学系は、第2の配光パターンの中央部近傍であってカットオフラインを有する高輝度領域を形成するように構成されていてもよい。一般的に、レーザ光源はLED光源と比較して輝度が高く照射光の広がりも少ない。そのため、特段の集光部材を用いなくても、前方の照射領域の中央であって比較的高い輝度が求められる領域を適切に照射できる。
The
レーザ光源32は、第1の配光パターンおよび第2の配光パターンが形成されている状態で、LED光源18が点灯している時間よりも点灯時間が短くなるように点消灯が制御されていてもよい。より好ましくは、LED光源18が点灯している時間の1/3よりも点灯時間が短くなるように点消灯が制御されていてもよい。これにより、輝度の高いレーザ光源に対するフェールセーフを実現し易くなる。
In the state where the first light distribution pattern and the second light distribution pattern are formed, the
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の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の形態も本発明の範囲に含まれうる。 As described above, the present invention has been described with reference to the above-described embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the configurations of the embodiments are appropriately combined or replaced. Those are also included in the present invention. Further, it is possible to appropriately change the combination and processing order in each embodiment based on the knowledge of those skilled in the art and to add various modifications such as various design changes to each embodiment. Embodiments to which is added can also be included in the scope of the present invention.
上述の光学系は、各光源に対応した独立した複数のユニットで構成されていてもよく、あるいは、一部が共用されていてもよい。 The above-described optical system may be constituted by a plurality of independent units corresponding to the respective light sources, or a part thereof may be shared.
10 第1の灯具ユニット、 18 LED光源、 20 ベース部、 22 リフレクタ、 30 第2の灯具ユニット、 32 レーザ光源、 36 スイブルアクチュエータ、 38 レベリングアクチュエータ、 44 基板、 46 LEDチップ、 48 蛍光層、 50 発光部、 52 レーザチップ、 54 集光レンズ、 58 光波長変換部、 60 発光部、 62 可動シェード、 64 車速センサ、 66 舵角センサ、 68 カメラ、 70 車両ECU、 72 ランプECU、 78 LEDアレイ光源、 80 スキャンデバイス、 82 制御ユニット、 100 車両用灯具、 150 配光制御装置。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記LED光源よりも輝度の高いレーザ光源と、
前記LED光源および前記レーザ光源から出射した光により配光パターンを形成する光学系と、
前記レーザ光源の点灯状態を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、取得した車両状態の情報または車両周辺環境の情報に基づいて前記レーザ光源の点灯状態を変化させることを特徴とする車両用灯具。 An LED light source;
A laser light source having a higher brightness than the LED light source;
An optical system for forming a light distribution pattern by light emitted from the LED light source and the laser light source;
A control device for controlling the lighting state of the laser light source,
The said control apparatus changes the lighting state of the said laser light source based on the information of the acquired vehicle state, or the information of vehicle surrounding environment, The vehicle lamp characterized by the above-mentioned.
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2014
- 2014-06-03 JP JP2014115184A patent/JP2015230769A/en active Pending
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