JP2018055895A - 車両用前照灯 - Google Patents

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Abstract

【課題】視対象物が異なる場合においても視認性が向上する車両用前照灯を提供する。
【解決手段】光を前方に出射する車両用前照灯１００であって、車両用前照灯１００は、相関色温度が３０００Ｋ以上７０００Ｋ以下の第１出射光１１０を出射する第１光出射部３００ａと、相関色温度が３０００Ｋ以上７０００Ｋ以下の第２出射光１２０を出射する第２光出射部３００ｂとを備え、第１出射光１１０における、Ｔｈｅ ＣＩＥ １９９７ Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｃｏｌｏｒ Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ Ｍｏｄｅｌ （Ｓｉｍｐｌｅ Ｖｅｒｓｉｏｎ）で規定される算出方法を用いて求められたクロマ値は、第２出射光１２０より低く、第２出射光１２０は、前方遠方に照射され、第１出射光１１０は、前方路面に照射される。
【選択図】図１

Description

本開示は、車両用前照灯に関する。
従来から、車両用ヘッドランプ（車両用前照灯）は、夜間でも昼間と同様に走行できるように、明るさの向上が求められている。
ところで、人の視感度は、明所視と、暗所視と、薄明視とでそれぞれ異なっている。明所視（明るい環境下）では、錐体細胞の働きにより色の知覚が可能である。暗所視（暗い環境下）では、錐体細胞が機能しないために色の知覚はできないが、桿体細胞の働きによって視感度が向上する。
また、薄明視（薄暗い環境下）では、明所視と暗所視との中間の状態であって、錐体細胞及び桿体細胞の双方が機能する。人が薄明視となる明るさは、０．０１〜１０ｌｘ程度といわれており、これ以上の明るさの場合は明所視となり、これ以下の明るさの場合は暗所視となるといわれている。
ここで、暗い環境下において、明るい環境下に対して視感度のピークは短波長側にシフトする。このような現象は、プルキンエ現象として知られている。また、錐体細胞は網膜の中心側に数が多く、中心側から離れると数が極端に減少するのに対し、桿体細胞は網膜の中心側には存在せず、中心から離れると数が急激に増加する。そのため、薄明視環境下においては、通行車両の運転手は、道路の車道側を中心視によって視認し、かつ、道路の歩道側を周辺視によって視認することが多い。
そこで、上述した人の視感度を考慮した車両用ヘッドランプが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の車両用ヘッドランプは、予め定められた白色範囲の光を照射する光源を含むように構成される。具体的には、当該光の色温度が４５００〜７０００Ｋ又は５０００〜６０００Ｋである。また、当該光の４色（赤色、緑色、青色、及び黄色）の見え方の予測を表す４つの座標値が、ＣＩＥ１９７６（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）空間に対応するａ＊−ｂ＊座標系上の座標値Ｒ（４１．７、２０．９）、Ｇ（−３９．５、１４．３）、Ｂ（８．８、−２９．９）、Ｙ（−１０．４、７４．２）を中心とする半径５の円範囲に含まれる。
こうすることで、交通環境における周囲の歩行者や障害物等に対する運転手の視認性を向上させることが可能となる。
特開２０１１−１６５３４１号公報
ところで、車両を運転中の運転手は、例えば、道路の白線等の無彩色を認識しつつ、標識などの色情報がある有彩色を認識する等、異なる視対象物を同時に認識する必要がある場合がある。
そこで、本開示は、視対象物が異なる場合においても視認性が向上する車両用前照灯を提供する。
本開示の一態様に係る車両用前照灯は、光を前方に出射する車両用前照灯であって、相関色温度が３０００Ｋ以上７０００Ｋ以下の第１出射光を出射する第１光出射部と、相関色温度が３０００Ｋ以上７０００Ｋ以下の第２出射光を出射する第２光出射部と、を備え、前記第１出射光における、Ｔｈｅ ＣＩＥ １９９７ Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｃｏｌｏｒ Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ Ｍｏｄｅｌ （Ｓｉｍｐｌｅ Ｖｅｒｓｉｏｎ）で規定される算出方法を用いて求められたクロマ値は、前記第２出射光より低く、前記第２出射光は、前方遠方に照射され、前記第１出射光は、前方路面に照射される。
本開示の車両用前照灯によれば、視対象物が異なる場合においても視認性が向上する。
図１は、実施の形態に係る車両用前照灯の内部構成を示す模式断面図である。 図２は、実施の形態に係る車両用前照灯による光の照射範囲を示す模式図である。 図３は、実施の形態に係る照明用光源を示す外観斜視図である。 図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における照明用光源の模式断面図である。 図５は、実施の形態に係る緑色蛍光体の蛍光スペクトルの一例を示す図である。 図６は、実施例に係る第１出射光の発光スペクトルを示す図である。 図７は、比較例に係る照明用光源の発光スペクトルを示す図である。 図８は、実施例に係る照明用光源と、比較例に係る照明用光源の特性の比較表である。
以下、実施の形態に係る車両用前照灯について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
また、本明細書において、「前方」とは、車両用前照灯から光が出射する方向（光出射方向）であって、光が取り出される光取り出し方向（すなわち、照明方向）であるとする。また、「前方」は、車両用前照灯が設置される車両が前進する際の進行方向とする。
また、本明細書において、Ｙ軸方向は、例えば鉛直方向であり、また、Ｙ軸の負方向側は、下側（下方）と記載される場合がある。また、Ｚ軸の正方向側は、前方と記載される場合がある。また、Ｘ軸方向及びＺ軸方向は、Ｙ軸に垂直な平面（水平面）上において、互いに直交する方向である。
なお、本明細書において、「略」とは、製造又は配置の際に生じる誤差を含むことを意味する。
（実施の形態）
［車両用前照灯の構成］
図１及び図２を用いて実施の形態に係る車両用前照灯について説明する。
実施の形態に係る車両用前照灯は、車両の進行方向に光を照射するために車両に設置され、道路の路面及び道路上の標識等に光を照射する。車両用前照灯は、例えば、自動車、バイク又は自転車等に用いられる。
図１は、実施の形態に係る車両用前照灯の内部構成を示す断面図である。図１に示すように、車両用前照灯１００は、筐体１０１と、透光カバー１０２と、第１光出射部３００ａと、第２光出射部３００ｂとを備える。
筐体１０１は、第１光出射部３００ａ及び第２光出射部３００ｂを収容し、収容された第１光出射部３００ａ及び第２光出射部３００ｂから出射される光を透過する透光カバー１０２を保持する。
透光カバー１０２は、第１光出射部３００ａ及び第２光出射部３００ｂからの光を透過するカバー部材であり、筐体１０１に取り付けられている。透光カバー１０２は、例えばガラス材料又はアクリルもしくはポリカーボネート等の透明樹脂材料によって形成される。
第１光出射部３００ａは、道路に向けて白色光である第１出射光１１０を出射する。第１出射光１１０は、具体的には、相関色温度が３０００Ｋ以上７０００Ｋ以下の白色光である。第１光出射部３００ａは、照明用光源３１０ａを少なくとも１つ以上備える。
照明用光源３１０ａは、例えば、発光素子と当該発光素子から発せされる光の一部を波長変換する蛍光体とを備える。照明用光源３１０ａの詳細については、後述する。
また、第１光出射部３００ａは、照明用光源３１０ａから出射される第１出射光１１０を制御するために、レンズ１０３等の光学系を備えてもよい。
第２光出射部３００ｂは、道路上の標識又は信号機等に向けて白色光である第２出射光１２０を出射する。第２出射光１２０は、具体的には、相関色温度が３０００Ｋ以上７０００Ｋ以下の白色光である。第２光出射部３００ｂは、照明用光源３１０ｂを少なくとも１つ以上備える。
照明用光源３１０ｂは、例えば、発光素子と当該発光素子から発せされる光の一部を波長変換する蛍光体とを備える。照明用光源３１０ｂの詳細については、後述する。
また、第２光出射部３００ｂは、照明用光源３１０ｂから出射される第２出射光１２０を制御するために、レンズ１０３等の光学系を備えてもよい。
なお、車両用前照灯１００は、図１のＺ軸の正方向が車両の進行方向となり、且つ、図１のＹ軸の負方向が道路の路面側となるように当該車両に設置される。
次に、実施の形態に係る車両用前照灯から発せられる光が照射される照射範囲について説明する。
図２は、実施の形態に係る車両用前照灯による光の照射範囲を示す模式図である。なお、図２は、運転中の車両内から進行方向側を見た場合を模式的に示した図である。図２に示すように、車両用前照灯１００が備える第１光出射部３００ａは、車道２２１及び歩道２２２を含む道路２２０の路面に第１出射光１１０を照射する。具体的には、第１光出射部３００ａは、車道２２１上の白線２２３及び歩道２２２にいる歩行者２３０に第１出射光１１０を照射する。つまり、第１光出射部３００ａは、車両用前照灯１００が搭載される車両の前方方向（進行方向）を照らすように第１出射光１１０を出射する。なお、図２において、第１出射光１１０を示す点線で囲まれた領域（第１照射領域）を照らすように第１出射光１１０は出射される。また、上述した第１照射領域は、例えば、第１照射領域内における最大の光強度の１／２の光強度となる範囲までである。
また、車両用前照灯１００が備える第２光出射部３００ｂは、第１出射光１１０より道路２２０に対して鉛直上側を照射する。具体的には、第２光出射部３００ｂは、道路２２０上に設置される標識２２４等に光を照射する。なお、図２において、第２出射光１２０を示す点線で囲まれた領域（第２光領域）を照らすように第２出射光１２０は出射される。また、上述した第２照射領域は、例えば、第２照射領域内における最大の光強度の１／２の光強度となる範囲までである。
第１光出射部３００ａは、後述する照明用光源３１０ａを備えることにより、薄明視環境下における視認性を高めた光を照射する。こうすることで、薄明視環境下或いは明所視環境下において、第１光出射部３００ａから出射される第１出射光１１０の照射範囲に運転手にとって白線２２３等の視認性の高める光が道路２２０に照射される。
また、第１光出射部３００ａは、車道２２１及び歩道２２２へ同じ色の光を照射する。こうすることで、第１光出射部３００ａは、車道２２１と歩道２２２とにそれぞれ異なる色の光が照射される場合に比べて、車道２２１と歩道２２２とにおける色斑を低減することができる。そのため、運転手は、第１出射光１１０が空間全体に違和感なく均一に照射されていると感じる。
第２光出射部３００ｂは、後述する照明用光源３１０ｂを備えることにより、目立ち指数（ＦＣＩ：Ｆｅｅｌｉｎｇ ｏｆ Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｉｎｄｅｘ）を高めた第２出射光１２０を照射する。ここで、目立ち指数とは、ある光源が照射対象物の色をどれだけ鮮やかに見えるかを表す指標である。目立ち指数の詳細については、後述する。
こうすることで、第２光出射部３００ｂから出射される第２出射光１２０の照射範囲において、照射対象物の色を鮮やかに演色し、目立ち感を高めることができる光が照射される。つまり、運転手にとっては、標識２２４又は信号機などの、有彩色である色情報を認識する必要がある視対象物が認識しやすくなる。
ここで、前方（車両の進行方向）に光を出射する実施の形態に係る車両用前照灯１００において、第２出射光１２０は、前方遠方に照射され、第１出射光１１０は、前方路面に照射される。言い換えると、第２光出射部３００ｂは、前方路面ではなく、前方路面に略平行な方向に向けて第２出射光１２０を出射する。つまり、第２光出射部３００ｂは、前方路面の上方に設置された標識２２４を照射するように第２出射光１２０を出射する。また、第１光出射部３００ａは、道路２２０の路面を照射するために第１出射光１１０を出射する。
例えば、車両用前照灯１００から前方に所定距離（例えば、２５ｍ）離れた位置の路面上に、当該路面に対して垂直にスクリーンを設ける。当該スクリーンに、第１出射光１１０及び第２出射光１２０で照射したとき、第１出射光１１０は、第２出射光１２０よりスクリーンの下方を照らす。具体的には、当該スクリーンに照射される第１出射光１１０における、当該スクリーン上で最も照度の高い位置は、当該スクリーンに照射される第２出射光１２０における、当該スクリーン上で最も照度の高い位置よりも下方（つまり、路面側）に位置する。
つまり、第２光出射部３００ｂから出射される第２出射光１２０が照射される領域（第２照射領域）は、第１光出射部３００ａから出射される第１出射光１１０が照射される領域（第１照射領域）よりも鉛直上側に位置する。なお、上述した第１照射領域と第２照射領域とは、一部が重なり合っていてもよい。
また、第１出射光１１０における後述するクロマ値は、第２出射光１２０より低い。具体的には、例えば、第１出射光１１０のクロマ値は、２．７以下でもよい。また、第２出射光１２０の目立ち指数は、第１出射光１１０より高く設定される。具体的には、例えば、第２出射光１２０の相関色温度が３０００Ｋ以上７０００Ｋ以下のとき、目立ち指数は、１１０以上でもよい。
こうすることで、車両用前照灯１００は、車両用前照灯１００が備える第１光出射部３００ａ及び第２光出射部３００ｂから同時に出射される第１出射光１１０及び第２出射光１２０が照射され、異なる視対象物のそれぞれに好適な光を照射することができる。そのため、運転手は、車両用前照灯１００から出射される光が照射される視対象物をより視認し易くなる。
なお、第１出射光１１０及び第２出射光１２０に要求される特性の詳細な説明は、後述する。
［照明用光源の構成］
次に、照明用光源３１０ａ及び照明用光源３１０ｂの構成について図３〜図５を用いて説明する。なお、本開示における照明用光源３１０ａ及び照明用光源３１０ｂの構成要素は、実質的に同一であってもよく、第１出射光１１０及び第２出射光１２０が後述する特徴をそれぞれ有していればよい。そのため、本開示においては、照明用光源３１０ａ及び照明用光源３１０ｂの共通する構成の一具体例について、照明用光源３１０として説明する。
図３は、実施の形態に係る照明用光源３１０の外観斜視図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における照明用光源３１０の模式断面図である。
図３及び図４に示されるように、実施の形態に係る照明用光源３１０は、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型の発光デバイスとして実現される。
照明用光源３１０は、凹部を有する容器３１１と、凹部内に封入された封止部材３１２と、凹部の中に実装されたＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）チップ（発光素子）３１３とを備える。
容器３１１は、ＬＥＤチップ３１３と、封止部材３１２とを収容する容器である。また、容器３１１は、ＬＥＤチップ３１３に電力を供給するための金属配線である電極３１４を備える。ＬＥＤチップ３１３と電極３１４とは、ボンディングワイヤ３１５によって電気的に接続される。容器３１１の材料は、特に限定されないが、例えば、金属、セラミック又は樹脂等である。なお、ＬＥＤチップ３１３が配置される容器３１１の内面は、光反射率を高めるように加工が施されてもよい。
ＬＥＤチップ３１３は、発光素子の一例であって、青色光を発する青色ＬＥＤチップである。ＬＥＤチップ３１３は、例えば、ＩｎＧａＮ系（インジウム・ガリウム・ナイトライド系）の材料によって構成された、中心波長（発光スペクトルのピーク波長）が４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の窒化ガリウム系のＬＥＤチップである。
封止部材３１２は、ＬＥＤチップ３１３、電極３１４及びボンディングワイヤ３１５の少なくとも一部を封止する封止部材である。また、封止部材３１２には、ＬＥＤチップ３１３から発せられる光の一部の波長を変換する波長変換材が含まれる。具体的には、封止部材３１２は、波長変換材として複数の緑色蛍光体３１７ａ及び複数の赤色蛍光体３１７ｂを含んだ透光性樹脂材料で構成される。透光性樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、メチル系のシリコーン樹脂、エポキシ樹脂又はユリア樹脂等が用いられてもよい。
緑色蛍光体３１７ａは、蛍光体（蛍光体粒子）の一例であって、ＬＥＤチップ３１３からの青色光で励起され、ＬＥＤチップ３１３からの青色光と異なる波長の光である緑色光を発する。
ここで、照明用光源３１０ａでは、照明用光源３１０ａが発する第１出射光１１０のＳ／Ｐ比が高められている。なお、Ｓ／Ｐ比は、薄明視環境下での視認性の評価指数である。Ｓ／Ｐ比が高い程、薄明視環境下における視認性が高い光である。ここで、Ｓ／Ｐ比を高めるためには、波長が４８０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の青緑色領域の光成分を増加させることが有効である。そして、このような青緑色領域の光成分を増加させるためには、波長変換効率の高さの観点から、Ｃｅ３＋賦活酸化物蛍光体が有効である。第１出射光１１０の具体的な特性については、後述する。
図５に緑色蛍光体として採用されるＣｅ３＋賦活酸化物蛍光体の蛍光スペクトルを示す。なお、図５は緑色蛍光体３１７ａとして採用されるＣｅ３＋賦活酸化物蛍光体の一例であるＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体の蛍光スペクトルである。
図５に示すように、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体の蛍光スペクトルは、光の中心波長が５４０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下である。なお、図５の縦軸は光の相対強度（任意単位）であり、横軸は光の波長（単位：ｎｍ）であり、蛍光スペクトルはピーク強度が１．０となるように規格化されている。
そして、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体が採用される場合、光の中心波長が５４０ｎｍよりも小さいと、波長変換効率が低下する。一方で、光の中心波長が５５０ｎｍよりも大きいと、青緑色領域の光成分を増加させる効果、つまり、Ｓ／Ｐ比を高める効果が低下する。したがって、実施の形態では、光の中心波長が５４０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下のＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体が採用される。
なお、光変換効率の低下が許容できるのであれば、緑色蛍光体３１７ａには、後述する発光スペクトルを実現できる範囲でどのような蛍光体が採用されてもよい。例えば、緑色蛍光体３１７ａとして、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系の蛍光体が採用されてもよい。また、例えば、緑色蛍光体３１７ａとして、ハロシリケート系の蛍光体が採用されてもよい。また、例えば、緑色蛍光体３１７ａとして、酸窒化物系の蛍光体が採用されてもよい。
赤色蛍光体３１７ｂは、蛍光体の一例であって、ＬＥＤチップ３１３からの光で励起され、ＬＥＤチップ３１３からの青色光と異なる波長の光である赤色光を発する。照明用光源３１０ａにおいては、赤色蛍光体３１７ｂとして、例えば、光の中心波長が６１０ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体が採用される。なお、後述する発光スペクトルを実現できるのであれば、赤色蛍光体３１７ｂには、どのような蛍光体が採用されてもよい。
また、照明用光源３１０ｂにおいては、後述する第２出射光１２０の特性を実現できるのであれば、緑色蛍光体３１７ａ及び赤色蛍光体３１７ｂには、どのような蛍光体が採用されてもよい。
以上のような構成により、ＬＥＤチップ３１３が発した青色光の一部は、封止部材３１２に含まれる緑色蛍光体３１７ａによって緑色光に波長変換される。同様に、ＬＥＤチップ３１３が発した青色光の他の一部は、封止部材３１２に含まれる赤色蛍光体３１７ｂによって赤色光に波長変換される。そして、緑色蛍光体３１７ａ及び赤色蛍光体３１７ｂに吸収されなかった青色光と、緑色蛍光体３１７ａによって波長変換された緑色光と、赤色蛍光体３１７ｂによって波長変換された赤色光とは、封止部材３１２中で拡散及び混合される。これにより、封止部材３１２から、白色光が発せられる。つまり、照明用光源３１０は、ＬＥＤチップ３１３からの光と、緑色蛍光体３１７ａ及び赤色蛍光体３１７ｂが発する光が混ざることにより白色光を発する。
以上、照明用光源３１０ａ及び照明用光源３１０ｂの構成について説明した。
［第１出射光の詳細］
次に、照明用光源３１０ａが発する第１出射光１１０の発光スペクトルの実施例と、比較例について説明する。
図６は、実施例に係る照明用光源３１０ａの発光スペクトルを示す図である。なお、図６の発光スペクトルは、当該発光スペクトルのうち波長４５０ｎｍの光の強度を１．０として規格化されている。
実施例に係る照明用光源３１０ａは、波長４５０ｎｍに発光ピークを有するＬＥＤチップ３１３と、波長５４５ｎｍに発光ピークを有する緑色蛍光体３１７ａ（Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体）と、波長６１５ｎｍに発光ピークを有する赤色蛍光体３１７ｂ（（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体）とを備える。
そして、実施例に係る照明用光源３１０ａは、照明用光源３１０ａから発せられる第１出射光１１０の相関色温度が６５００Ｋとなるように、緑色蛍光体３１７ａ及び赤色蛍光体３１７ｂの混合量が調整されている。つまり、実施例に係る照明用光源３１０ａが発する第１出射光１１０の相関色温度は、６５００Ｋである。
また、実施例に係る照明用光源３１０ａの色偏差（Ｄｕｖ）は０である。ここで色偏差とは、黒体軌跡上の色温度からの偏差である。
また、実施例に係る照明用光源３１０ａが発する第１出射光１１０の、暗所視における輝度及び明所視における輝度の比率であるＳ／Ｐ比は、２．２である。
なお、Ｓ／Ｐ比は、上述したように、薄明視環境下での視認性の評価指数である。Ｓ／Ｐ比（ＲＳＰ）は、例えば、Ｖ（λ）を照明用光源３１０ａの明所視における分光視感効率とし、Ｖ’（λ）を暗所視における分光視感効率とした場合、以下の式（１）に基づいて算出することができる。
Figure 2018055895
なお、式（１）において、Ｋは、明所視最大視感度（＝６８３ｌｍ／Ｗ）であり、Ｋ’は、暗所視最大視感度（＝１６９９ｌｍ／Ｗ）であり、Φｅ（λ）は、照明用光源３１０ａの分光全放射束である。
また、第１出射光１１０における、Ｔｈｅ ＣＩＥ １９９７ Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｃｏｌｏｒ Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ Ｍｏｄｅｌ （Ｓｉｍｐｌｅ Ｖｅｒｓｉｏｎ）で規定される算出方法を用いて求められたクロマ値は、２．２である。ここで、クロマ値とは、視対象物の白さ感を定量的に評価する指標である。クロマ値が高い場合は色みが強く、クロマ値が低い場合は色みが弱いことを意味する。つまり、クロマ値が低いということは、白さ感が高いということになる。白さ感が高いということは、白黒のコントラストが上昇して、白黒の判別がし易いことを意味する。
また、第１出射光１１０のルーメン当量（ＬＥ）は３０６ｌｍ／Ｗである。ここで、ルーメン当量とは、明所視における光の等エネルギーあたりの視認性を評価する指標である。言い換えると、ルーメン当量が大きい光は、明所視において同じ光エネルギーあたりの視認性が高い、つまり錐体細胞が知覚し易い光であると解釈される。さらには、ルーメン当量が大きい照明は、薄明視においても、錐体細胞が知覚し易い照明であると解釈される。
ルーメン当量は、例えば、Ｋを明所視最大視感度（＝６８３ｌｍ／Ｗ）とし、Ｖ（λ）を明所視における分光視感効率とし、Φｅ（λ）を照明用光源３１０の分光全放射束とした場合、以下の式（２）に基づいて算出することができる。
Figure 2018055895
これにより、照明用光源３１０ａから発せられる第１出射光１１０は、薄明視においても、錐体細胞が知覚し易い光となる。そのため、照明用光源３１０ａから発せられる第１出射光１１０は、薄明視において、運転手にとって中心視及び周辺視で明るく感じられるために光エネルギーの利用効率のよい光となる。
図７は、比較例に係る照明用光源の発光スペクトルを示す図である。なお、図７の発光スペクトルは、当該発光スペクトルのうち波長４５０ｎｍの光の強度を１．０として規格化されている。
比較例に係る照明用光源は、全体構成は照明用光源３１０と同様であるが、封止部材に含まれる蛍光体が異なる。比較例に係る照明用光源は、具体的には、波長４５０ｎｍに発光ピークを有するＬＥＤチップと、波長５５５ｎｍに発光ピークを有する緑色蛍光体（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体）とを備える。比較例に係る照明用光源は、赤色蛍光体を備えない。
そして、比較例に係る照明用光源は、当該照明用光源から発せられる白色光の相関色温度が５５００Ｋとなるように、緑色蛍光体の混合量が調整されている。つまり、比較例に係る照明用光源が発する白色光の相関色温度は、５５００Ｋである。
また、比較例に係る照明用光源が発する白色光のＳ／Ｐ比は、１．８である。また、比較例に係る照明用光源が発する白色光のクロマ値は、３．２である。
上記実施例に係る照明用光源３１０ａにより得られる効果について、上記比較例と比較しながら説明する。
図８は、実施例に係る照明用光源３１０ａと、比較例に係る照明用光源の特性の比較表である。
実施例に係る照明用光源３１０ａが発する第１出射光１１０の相関色温度は、６５００Ｋである。つまり、実施例に係る照明用光源３１０ａが発する第１出射光１１０の相関色温度は、５５００Ｋ以上７０００Ｋ以下である。
これにより、実施例に係る照明用光源３１０ａは、道路２２０上の白線２２３等が明確に視認され、かつ、青味の少ない自然な昼白色（昼光色）の光を発することができる。
なお、第１出射光１１０の相関色温度は、６０００Ｋ以上６５００Ｋ以下でもよい。こうすることで、第１出射光１１０における青色領域（例えば、波長４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下）の光成分がさらに低減されるため、霧が発生した場合等に第１出射光１１０の散乱が抑制される。そのため、運転中の安全性はより向上される。
また、実施例に係る照明用光源３１０ａが発する第１出射光１１０の色偏差は−６以上＋８以下である。これにより、第１出射光１１０は、緑味が多い、或いは赤味が多いということなく、より自然な白色光となる。
なお、第１出射光１１０の色偏差は、−５．０以上＋５．０以下でもよい。こうすることで、第１出射光は、より自然な白色となり、例えば、道路２２０上の白線２２３がより明確に視認できる光となる。
また、実施例に係る照明用光源３１０ａが発する第１出射光１１０の発光スペクトルは、いずれも波長が４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有する。さらに、波長５４５ｎｍに発光ピークを有する緑色蛍光体３１７ａからの出射光により、波長４８０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の青緑色領域の光強度が比較例の当該領域の光強度よりも強い。
このような条件、つまり波長４８０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の青緑色領域の光成分が増加された発光スペクトルとなる第１出射光は、Ｓ／Ｐ比が高められた光となる。具体的には、照明用光源３１０ａが発する第１出射光１１０のＳ／Ｐ比を２．１以上にすることができる。
なお、Ｓ／Ｐ比は、ＬＥＤチップ３１３が発する光のピーク波長を長波長側へシフトさせると向上する。しかしながら、ＬＥＤチップ３１３の発光効率は、ＬＥＤチップ３１３のピーク波長を長波長側へシフトさせると低下する。そのため、ＬＥＤチップ３１３は発する光のピーク波長は、４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下が好ましい。さらに、ＬＥＤチップ３１３のピーク波長は、４５０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下がより好ましい。
ここで、明所視環境下においては、視細胞のうち分光視感効率のピークを波長５５５ｎｍに有する錐体細胞が刺激される。また、夜間の道路空間等の薄明視環境下においては、錐体細胞に加えて、さらに分光視感効率のピークを波長５０７ｎｍに有する桿体細胞が刺激される。薄明視環境下において、錐体細胞及び桿体細胞の両方が刺激されることから、発光スペクトルにおける波長４８０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下の青緑色領域の光成分が増加されることにより、照明用光源３１０ａが発する第１出射光１１０のＳ／Ｐ比は高められる。
なお、第１出射光１１０のＳ／Ｐ比は、２．１以上であることが好ましい。Ｓ／Ｐ比が２．１以上の光は、特に周辺視において明るく知覚される。なお、周辺視は、例えば、視角が１０度以上の視野の周辺部分を視認することを意味し、薄明視環境下或いは暗所視環境下を主たる活動環境とする。したがって、照明用光源３１０ａは、薄明視環境下の周辺視において明るく知覚される第１出射光１１０を発することができる。
これに対し、例えば、比較例に係る照明用光源の発光スペクトルは、上記のＳ／Ｐ比が２．１以上の条件を満たさない。比較例に係る照明用光源では、薄明視環境下における視認性が低下する。
また、実施例に係る照明用光源３１０ａが発する第１出射光１１０のクロマ値は２．７以下である。これにより、実施例に係る照明用光源３１０ａから出射される第１出射光１１０は、第１出射光１１０を照射される視対象物のコントラストが際立つ光となる。つまり、運転手は、例えば、第１出射光１１０を照射された道路２２０上の白線２２３及び歩道２２２にいる歩行者２３０等の輪郭を視認し易くなる。
これに対し、例えば、比較例に係る照明用光源のクロマ値は、上記のクロマ値が２．７以下の条件を満たさない。比較例に係る照明用光源では、視対象物のコントラストが低く、視認性が低下する。
なお、第１出射光１１０のクロマ値は、２．４以下であることが好ましい。クロマ値が２．４以下の光は、夜間の道路空間などの薄暗い環境下においても、道路２２０上の白線２２３及び歩行者２３０のコントラストがよい際立つため、視認性がより向上された光となる。
以上、上記実施例に係る照明用光源３１０ａから発せられる第１出射光１１０の特性と、第１出射光１１０から得られる効果について説明した。
［第２出射光の詳細］
次に、照明用光源３１０ｂが発する第２出射光１２０の特性について説明する。
近年、ある光源が照射対象物の色をどれだけ鮮やかに見えるかを表す指標として、目立ち指数というものが提案されている（例えば、新編色彩科学ハンドブック［第３版］日本色彩学会編）。
目立ち指数（ＦＣＩ）は、以下の式（３）で定義される値であり、ＦＣＩが大きい光は、照射対象物の色を鮮やかに演色し、目立ち感を高めることができるとされる。ここで、目立ち感とは、視対象物とする部分がその周辺よりもどの程度鮮明に視認することができるか示す。つまり、目立ち感が高いとは、視対象物とする部分がその周辺よりもより鮮明に見えやすいことを示す。
なお、式（３）において、「ＧＬＡＢ（Ｔ）」とは、テスト光源下における赤色、青色、緑色及び黄色の４色配色サンプルのＬＡＢ表色系における色域面積を示している。また、「ＧＬＡＢ（Ｄ６５）」は、基準光源Ｄ６５（デイライト６５００Ｋの色温度）下での同４色配色サンプルのＬＡＢ表色系における色域面積を示している。
Figure 2018055895
例えば、鮮やかな色の物体を照らしたときの色の見え方を比較すると、ＦＣＩが１５０の光源で１０００ｌｘの明るさで照らしたときと、ＦＣＩが１００の光源で１５００ｌｘの明るさで照らしたときに同等の目立ち感を得ることができる。
また、ＦＣＩの高い光とＦＣＩの低い光とで光色が同一であれば、白色、灰色又は黒色等の無彩色では色の見えの鮮やかさが変わらず、彩度の高い赤色又は緑色等の有彩色では色の見えの鮮やかさが変化する。つまり、光色が白色の場合、相関色温度によって色の見えの鮮やかさは変化する。
ここで、照明用光源３１０ｂが発する第２出射光１２０の相関色温度が２０００Ｋ以上３０００Ｋ未満の場合、ＦＣＩは１２０以上が好ましい。また、照明用光源３１０ｂが発する第２出射光１２０の相関色温度が３０００Ｋ以上４０００Ｋ未満の場合、ＦＣＩは１１０以上が好ましい。また、第２出射光１２０の相関色温度が４０００Ｋ以上５０００Ｋ未満の場合、ＦＣＩは９９以上が好ましい。第２出射光１２０の相関色温度が５０００Ｋ以上６０００Ｋ未満の場合、ＦＣＩは９５以上が好ましい。第２出射光１２０の相関色温度が６０００Ｋ以上７０００Ｋ以下の場合、ＦＣＩは８３以上が好ましい。
こうすることで、運転手は、例えば、標識２２４等に有彩色で表示された情報を認識しやすくなる。
なお、第２出射光１２０を上述した相関色温度とＦＣＩとにするためには、例えば、照明用光源３１０ｂに配置される蛍光体の種類及び／又は添加量と、ＬＥＤチップ３１３から発せられる青色光の光量を適宜調整すればよい。
また、第２出射光１２０は、上述した相関色温度の範囲から選択され、選択された相関色温度に応じたＦＣＩになるように、照明用光源３１０ｂの蛍光体の種類及び／又は添加量と、ＬＥＤチップ３１３から発せられる青色光の光量が適宜調整される。ここで、例えば、第２出射光１２０の調色を可能とする場合、第２出射光１２０が調光された相関色温度に応じて、ＦＣＩも当該相関色温度に応じた値を有していればよい。例えば、第２光出射部３００ｂは、相関色温度が異なる複数の照明用光源３１０ｂを備えてもよい。
以上、照明用光源３１０ｂから発せられる第２出射光１２０の特性と、第２出射光から得られる効果について説明した。
なお、第１出射光１１０及び第２出射光１２０の上記特性及び上記効果は、車両用前照灯１００が備える第１光出射部３００ａ及び第２光出射部３００ｂから発せられる光として達成されればよく、限定されない。例えば、第１光出射部３００ａ又は第２光出射部３００ｂに複数の照明用光源３１０ａ又は複数の照明用光源３１０ｂが設置される場合に、それぞれが上記特性及び上記効果を達成している必要はない。
例えば、車両用前照灯には、第１光出射部及び第２光出射部に青色光を発する青色ＬＥＤチップが配置され、且つ、緑色蛍光体及び赤色蛍光体を含ませた透光性を有する波長変換材が設置されてもよい。つまり、車両用前照灯には、第１光出射部及び第２光出射部に、青色ＬＥＤチップと上述した波長変換材とがそれぞれ別体として設けられてもよい。
こうすることで、第１光出射部から発せられる第１出射光の発光スペクトルが、上記実施例に示す発光スペクトルとなるように構成されてもよく、第２光出射部から発せられる第２出射光が、上記特性を満たす光となるように構成されてもよい。
［まとめ］
実施の形態に係る車両用前照灯１００は、光を前方に出射する車両用前照灯であって、相関色温度が３０００Ｋ以上７０００Ｋ以下の第１出射光１１０を出射する第１光出射部３００ａを備える。また、実施の形態に係る車両用前照灯１００は、相関色温度が３０００Ｋ以上７０００Ｋ以下の第２出射光１２０を出射する第２光出射部３００ｂを備える。また、第１出射光１１０における、Ｔｈｅ ＣＩＥ １９９７ Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｃｏｌｏｒ Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ Ｍｏｄｅｌ （Ｓｉｍｐｌｅ Ｖｅｒｓｉｏｎ）で規定される算出方法を用いて求められたクロマ値は、第２出射光１２０より低い。また、第２出射光１２０は、前方遠方に照射され、第１出射光１１０は、前方路面に照射される。
つまり、車両用前照灯１００は、上下方向ごとに異なる、有彩色又は無彩色の視対象物に対して、それぞれ適切な光を照射する。こうすることで、運転手は、上下方向ごとに異なる視対象物を視認しやすくなる。
また、第２出射光１２０の目立ち指数は、第１出射光１１０より高くてもよい。
これにより、運転手は、例えば、標識２２４等に有彩色で表示された情報を認識しやすくなる 。
また、第２出射光１２０において、相関色温度が３０００Ｋ以上４０００Ｋ未満の場合、目立ち指数は１１０以上でもよい。また、第２出射光１２０において、相関色温度が４０００Ｋ以上５０００Ｋ未満の場合、目立ち指数は９９以上でもよい。また、第２出射光１２０において相関色温度が５０００Ｋ以上６０００Ｋ未満の場合、目立ち指数は９５以上でもよい。また、第２出射光１２０において、相関色温度が６０００Ｋ以上７０００Ｋ未満の場合、目立ち指数は８３以上でもよい。また、第１出射光１１０は、上述した算出方法を用いて求められたクロマ値が２．７以下でもよい。
これにより、車両用前照灯１００は、上下方向ごとに異なる視対象物に対して、それぞれ適切な光を照射する。そのため、運転手は、上下方向ごとに異なる視対象物をより視認しやすくなる。
また、第１出射光１１０においては、相関色温度が５５００Ｋ以上７０００Ｋ以下でもよく、色偏差Ｄｕｖが−６以上８以下でもよい。また、第１出射光１１０においては、暗所視輝度及び明所視輝度の比率であるＳ／Ｐ比が２．１以上でもよく、上述した算出方法を用いて求められたクロマ値が２．４以下でもよい。
これにより、夜間においても、運転手は、広範囲にわたって路面状況を認識しやすくなる。つまり、運転手は、白線２２３等の道路２２０上の情報に気付き易くなる。また、運転手の視線方向が車道２２１と歩道２２２との間を移動しても、車道２２１と歩道２２２とで同じ光が照射されるため、運転手には車道２２１と歩道２２２とで色みの違いによる違和感が生じにくい。
また、第１光出射部３００ａは、照明用光源３１０ａを備えてもよい。照明用光源３１０ａは、発光素子３１３と、発光素子３１３からの光で励起され、発光素子３１３からの光と異なる波長の光を発する複数の蛍光体とを備えてもよい。また、発光素子３１３は、波長が４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有してもよい。
つまり、発光素子３１３は、例えば、波長が４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有するＬＥＤチップ３１３が採用される。これにより、照明用光源３１０は、周辺視及び中心視の両方において明るく知覚される光であって、色の再現性が向上された光を発することができる。
また、複数の蛍光体には、波長が５４０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有するＣｅ３＋賦活酸化物蛍光体が含まれてもよい。
つまり、蛍光体は、例えば、青緑色領域における光変換効率が高いＣｅ３＋賦活酸化物蛍光体が採用される。これにより、照明用光源３１０は、周辺視及び中心視の両方において明るく知覚される光であって、色の再現性が向上された光を効率的に発することができる。
また、複数の蛍光体には、波長が６１０ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有する（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体が含まれてもよい。
つまり、蛍光体は、例えば、赤色領域における光変換効率が高い（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体が採用される。これにより、照明用光源３１０は、周辺視及び中心視の両方において明るく知覚される光であって、色の再現性が向上された光を発することができる。
（他の実施の形態）
以上、実施の形態に係る車両用前照灯について説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
上記実施の形態において、図１に示した車両用前照灯の構造は、一具体例であり、限定されるものではない。図２に示したように、車両用前照灯は、道路の路面側と、道路上の標識等とにそれぞれ上述した特性を有する光を照射する構造であればよい。車両用前照灯は、例えば、ミラー等を備えることにより、光の照射方向が調整されてもよい。また、図１に示した車両用前照灯は、第１光出射部と第２光出射部とは一つの筐体内に備えられる、つまり一体として構成されたが、これに限らない。第１光出射部と第２光出射部とは、それぞれ別体として構成されてもよい。
また、上記実施の形態では、２種類の蛍光体と、１つのＬＥＤチップ（発光素子）とによって上記の発光スペクトルが実現されたが、このような実現方法は一例であり、上記の条件を満たすのであればどのような蛍光体及び発光素子が用いられてもよい。
例えば、上記実施例では、発光素子の一具体例としてＬＥＤチップを用いたが、半導体レーザ等の半導体発光素子、又は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）もしくは無機ＥＬ等の固体発光素子が、発光素子として採用されてもよい。また、例えば、照明用光源は、蛍光の中心波長が異なる３種類以上の蛍光体を備えてもよい。いずれの場合も、上述した発光スペクトルの条件が満たされれば、車両用前照灯は、周辺視及び中心視の両方において明るく知覚される光を発することができる。
また、例えば、上記実施の形態では、ＳＭＤ構造の発光モジュールとして実現された照明用光源について説明したが、本開示の照明用光源は、基板にＬＥＤチップが直接実装された、いわゆるＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）構造のＬＥＤモジュールでもよい。
また、本開示の照明用光源は、ＬＥＤチップと離れた位置に蛍光体を含む樹脂部材が配置されたリモートフォスファ型の発光モジュールとして実現されてもよい。
また、本開示の第１光出射部及び第２光出射部は、ＬＥＤチップと離れた位置に蛍光体を含む樹脂部材が配置されたリモートフォスファ型の照明として実現されてもよい。
例えば、一つの光源から出射される光を、光導波路又は光ファイバ等を用いて分岐させることで、第１光出射部及び第２光出射部が形成されてもよい。この場合、第１光出射部及び第２光出射部は、それぞれが上述した光の特性を有するように当該光源からの光の波長を変換するために、蛍光体が含有された波長変換材を備えてもよい。
また、例えば、一般的な自動車には、ロービームとハイビームとを切り替えて出射できる車両用前照灯が搭載されている。本開示の車両用前照灯が発する光（第１出射光及び第２出射光）は、ロービーム及びハイビームのいずれに適用されてもよい。
また、本開示の車両用前照灯の形状、構造、及び、大きさは、特に限定されるものではなく、本開示の車両用前照灯は、上記実施の形態で説明された光の特性の条件を満たせばよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
１００ 車両用前照灯
１１０ 第１出射光
１２０ 第２出射光
３００ａ 第１光出射部
３００ｂ 第２光出射部
３１０、３１０ａ、３１０ｂ 照明用光源
３１３ ＬＥＤチップ（発光素子）
３１７ａ 緑色蛍光体（蛍光体）
３１７ｂ 赤色蛍光体（蛍光体）

Claims (7)

  1. 光を前方に出射する車両用前照灯であって、
    相関色温度が３０００Ｋ以上７０００Ｋ以下の第１出射光を出射する第１光出射部と、
    相関色温度が３０００Ｋ以上７０００Ｋ以下の第２出射光を出射する第２光出射部と、
    を備え、
    前記第１出射光における、Ｔｈｅ ＣＩＥ １９９７ Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｃｏｌｏｒ Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ Ｍｏｄｅｌ （Ｓｉｍｐｌｅ Ｖｅｒｓｉｏｎ）で規定される算出方法を用いて求められたクロマ値は、前記第２出射光より低く、
    前記第２出射光は、前方遠方に照射され、前記第１出射光は、前方路面に照射される
    車両用前照灯。
  2. 前記第２出射光の目立ち指数は、前記第１出射光の目立ち指数より高い
    請求項１に記載の車両用前照灯。
  3. 前記第２出射光は、
    相関色温度が３０００Ｋ以上４０００Ｋ未満の場合、目立ち指数が１１０以上であり、
    相関色温度が４０００Ｋ以上５０００Ｋ未満の場合、目立ち指数が９９以上であり、
    相関色温度が５０００Ｋ以上６０００Ｋ未満の場合、目立ち指数が９５以上であり、
    相関色温度が６０００Ｋ以上７０００Ｋ以下の場合、目立ち指数が８３以上であり、
    前記第１出射光は、前記クロマ値が２．７以下である
    請求項１又は２に記載の車両用前照灯。
  4. 前記第１出射光は、
    相関色温度が５５００Ｋ以上７０００Ｋ以下であり、
    色偏差Ｄｕｖが−６以上８以下であり、
    暗所視輝度及び明所視輝度の比率であるＳ／Ｐ比が２．１以上であり、
    前記クロマ値が２．４以下である
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用前照灯。
  5. 前記第１光出射部は、照明用光源を備え、
    前記照明用光源は、
    発光素子と、
    前記発光素子からの光で励起され、前記発光素子からの光と異なる波長の光を発する複数の蛍光体と
    を備え、
    前記発光素子は、波長が４３０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有する
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用前照灯。
  6. 前記複数の蛍光体には、波長が５４０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有するＣｅ３＋賦活酸化物蛍光体が含まれる
    請求項５に記載の車両用前照灯。
  7. 前記複数の蛍光体には、波長が６１０ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有する（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体が含まれる
    請求項５又は６に記載の車両用前照灯。
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