JP2015230769A - 車両用灯具 - Google Patents
車両用灯具 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015230769A JP2015230769A JP2014115184A JP2014115184A JP2015230769A JP 2015230769 A JP2015230769 A JP 2015230769A JP 2014115184 A JP2014115184 A JP 2014115184A JP 2014115184 A JP2014115184 A JP 2014115184A JP 2015230769 A JP2015230769 A JP 2015230769A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- distribution pattern
- light distribution
- lamp unit
- lamp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
- F21S41/67—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
- F21S41/675—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
- F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
- F21S41/16—Laser light sources
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
- F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
- F21S41/176—Light sources where the light is generated by photoluminescent material spaced from a primary light generating element
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
【課題】レーザ光源を用いた安全な車両用灯具を提供する。【解決手段】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、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32の点灯状態を変化させる。【選択図】図8
Description
本発明は、車両用灯具に関する。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
(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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (2)
- LED光源と、
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。 - 前記制御装置は、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、前記レーザ光源を消灯または減光することを特徴とする請求項1に記載の車両用灯具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014115184A JP2015230769A (ja) | 2014-06-03 | 2014-06-03 | 車両用灯具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014115184A JP2015230769A (ja) | 2014-06-03 | 2014-06-03 | 車両用灯具 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015230769A true JP2015230769A (ja) | 2015-12-21 |
Family
ID=54887458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014115184A Pending JP2015230769A (ja) | 2014-06-03 | 2014-06-03 | 車両用灯具 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015230769A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018067523A (ja) * | 2016-10-14 | 2018-04-26 | 株式会社小糸製作所 | 光学ユニット |
WO2022191104A1 (ja) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | 株式会社小糸製作所 | 車両用灯具 |
-
2014
- 2014-06-03 JP JP2014115184A patent/JP2015230769A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018067523A (ja) * | 2016-10-14 | 2018-04-26 | 株式会社小糸製作所 | 光学ユニット |
CN108375029A (zh) * | 2016-10-14 | 2018-08-07 | 株式会社小糸制作所 | 光学单元 |
CN108375029B (zh) * | 2016-10-14 | 2021-03-09 | 株式会社小糸制作所 | 光学单元 |
WO2022191104A1 (ja) * | 2021-03-11 | 2022-09-15 | 株式会社小糸製作所 | 車両用灯具 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2015230768A (ja) | 車両用灯具 | |
JP6174337B2 (ja) | 車両用灯具 | |
JP5816031B2 (ja) | 車両用前照灯装置 | |
JP5133861B2 (ja) | 車両用照明灯具 | |
JP5255301B2 (ja) | 車両用前照灯装置 | |
JP5199798B2 (ja) | 車両用前照灯装置 | |
JP6905862B2 (ja) | 光学ユニット | |
JP5394901B2 (ja) | 車両用前照灯システム | |
JP6774755B2 (ja) | 車両用灯具および車両灯具システム | |
JP2009184410A (ja) | 車両用照明灯具 | |
JP2008037240A (ja) | 車両用ヘッドランプ | |
KR20160029701A (ko) | 차량용 등기구 | |
JP2009220650A (ja) | 車両用前照灯装置 | |
JP7121051B2 (ja) | 車両用灯具システム、車両用灯具の制御装置及び車両用灯具の制御方法 | |
JP5819153B2 (ja) | 車両用前照灯装置 | |
JPWO2015045946A1 (ja) | 光学ユニット | |
JP5415237B2 (ja) | 車両用前照灯システム | |
CN115362086A (zh) | 车辆用前照灯 | |
JP5580157B2 (ja) | 車両用照明灯具 | |
CN111867886A (zh) | 车辆用灯具及车辆用灯具*** | |
JP6142540B2 (ja) | 車両用前照灯 | |
JP2015230769A (ja) | 車両用灯具 | |
WO2022220187A1 (ja) | 車両用灯具システム、配光制御装置および配光制御方法 | |
JP6142541B2 (ja) | 車両用前照灯 | |
Böke et al. | The Mercedes-Benz headlamp of the future: Higher resolution with greater intelligence for enhanced safety |