JP7159515B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両の前方に光を照射する車両用灯具に関する。

光源からの光をリフレクタで反射させて車両の前方に光を照射する車両用灯具は、走行用前照灯（いわゆるハイビーム）と、すれ違い用前照灯（いわゆるロービーム）とで切り替えられる。そして、ロービーム照射時には、低い領域に照射される配光とは別に、オーバーヘッドサイン（頭上標識）を照らすための配光が必要である。ロービーム照射時に、リフレクタの一部の反射面で反射させた光を、オーバーヘッドサイン用の配光に利用するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４－２１６２０２号公報

しかしながら、リフレクタの一部の反射面で反射させた光をオーバーヘッドサイン用の配光に利用する場合、ロービーム用の光源からの光の一部が用いられることになり、ロービームの低い領域（以下では、「低領域」とする）の配光のための光がその分減少するという問題があった。また、オーバーヘッドサイン用の配光は、ロービーム用の光源からの光が狭い範囲で反射されたものなので、輝度が高い光である。したがって、近傍の対向車の運転手に照射された場合、当該運転手が眩しさを感じるという問題もあった。

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、ロービーム照射時に、低領域の配光のための光を減少させることなく、かつ、対向車の運転手に眩しさを感じさせることを抑制できる車両用灯具を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明によって提供される車両用灯具は、第１の前照灯と、前記第１の前照灯より上方に光を照射する第２の前照灯と、ハイビーム用の配光を行う状態とロービーム用の配光を行う状態とを切り替える制御回路とを備えており、前記制御回路は、ロービーム用の配光を行う状態とする場合に、前記第１の前照灯に光の照射を行わせ、かつ、前記第２の前照灯に明るさを低下させた光の照射を行わせることを特徴とする。

本発明によると、ロービーム用の配光を行う場合に、第１の前照灯より上方に光を照射する第２の前照灯に、明るさを低下させた光の照射を行わせる。したがって、ロービーム用の配光を行う場合に、第２の前照灯にオーバーヘッドサイン用の配光パターンを形成させることができる。第２の前照灯は明るさを低下させた光の照射を行うので、対向車の運転手に眩しさを感じさせることを抑制できる。また、オーバーヘッドサイン用の配光に第２の前照灯の光を利用するので、第１の前照灯の光を減少させない。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本実施形態に係る車両用灯具の概略正面図である。 （ａ）は図１におけるＡ－Ａ線断面図であり、（ｂ）は図１におけるＢ－Ｂ線断面図である。 本実施形態に係る車両用灯具における制御に関する部分の機能ブロック図である。 本実施形態に係る車両用灯具の変形例を示す概略正面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、前、後、上、下、左、右は、車両用灯具が車両に装着されたときの各方向を示す。

図１～図３は、本実施形態に係る車両用灯具Ａ１を説明するための図である。図１は、車両用灯具Ａ１の概略正面図である。図２（ａ）は、図１におけるＡ－Ａ線断面図である。図２（ｂ）は、図１におけるＢ－Ｂ線断面図である。図３は、車両用灯具Ａ１における制御に関する部分の機能ブロック図である。図１および図２に示す車両用灯具Ａ１は、車両の前方の左側に配置されて、前方に光を照射する前照灯である。なお、車両の前方の右側に配置される前照灯の構造も、車両用灯具Ａ１と同様であり、車両用灯具Ａ１を左右反転させたものになる。

車両用灯具Ａ１は、リフレクタ１、基板２、ロービームＬＥＤ３１～３４、ハイビームＬＥＤ３５，３６、駆動回路４１～４３、および制御回路５を備えている。なお、実際には、車両用灯具Ａ１は、ハウジングおよびアウターレンズを備えているが、図１および図２においては記載を省略している。ハウジングは、例えば合成樹脂製であり、少なくとも車両前方側に開口が設けられている。アウターレンズは、光を透過する、例えば合成樹脂製であり、ハウジングの開口部分を覆っている。リフレクタ１、基板２、ロービームＬＥＤ３１～３４、ハイビームＬＥＤ３５，３６、駆動回路４１～４３、および制御回路５は、ハウジングおよびアウターレンズによって形成される灯室に収納されている。ハウジングおよびアウターレンズの形状および材質は、適宜設計される。なお、以下では、ロービームＬＥＤ３１～３４およびハイビームＬＥＤ３５，３６をまとめて総称する場合、「ＬＥＤ３１～３６」と記載する。

リフレクタ１は、各ＬＥＤ３１～３６が発する光を、車両前方に向けて反射させるものであり、図示しない支持部材によってハウジングに固定されている。リフレクタ１は、車両前方側に開口した凹形状をなす。リフレクタ１は、例えば合成樹脂によって一体的に形成されており、少なくとも内側部分の表面にはアルミ蒸着または銀塗装による反射処理が施されている。

リフレクタ１は、内側に突出部１７を備えている。突出部１７は、リフレクタ１の内側を上下方向の中央より上寄りに配置され、リフレクタ１の内側の左右両端まで延びている。突出部１７の裏側には、空間１７ａが設けられている。また、突出部１７には、空間１７ａから上方に開口する３つの孔１７ｂと、下方に開口する３つの孔１７ｃとが形成されている。空間１７ａには、基板２のＬＥＤ３１～３６が搭載されている端部が挿入されている。孔１７ｂおよび孔１７ｃは、各ＬＥＤ３１～３６の位置に合わせて配置されている。

リフレクタ１の内側は、突出部１７によって上下に分けられ、上側部分と下側部分とは、それぞれ左右方向に３つに分けられている。上側部分の左側には、反射面１１が形成されている。下側部分の左側には、反射面１２が形成されている。上側部分の中央には、反射面１３が形成されている。下側部分の中央には、反射面１４が形成されている。上側部分の右側には、反射面１５が形成されている。下側部分の右側には、反射面１６が形成されている。各反射面１１～１６は、それぞれ、ＬＥＤ３１～３６を焦点位置とする回転放物面を基準に形成されており、それぞれ複数の面に分割されている。分割された各面の向きによって、配光が制御される。なお、リフレクタ１の形状および材質は限定されない。

基板２は、例えば略四角形の板状であり、各ＬＥＤ３１～３６、駆動回路４１～４３、および制御回路５を搭載している。基板２は、一部をリフレクタ１の空間１７ａに挿入された状態で、支持部材によってハウジングに固定されている。基板２は、厚さ方向において互いに反対側を向く上面２ａおよび下面２ｂを備えている。上面２ａにはロービームＬＥＤ３１，３３およびハイビームＬＥＤ３５が搭載され、下面２ｂにはロービームＬＥＤ３２，３４およびハイビームＬＥＤ３６が搭載されている。また、上面２ａには、駆動回路４１～４３も搭載されている。なお、駆動回路４１～４３は、下面２ｂに搭載されていてもよい。また、図示していないが、基板２には、制御回路５を実現するための各電子部品、電源回路を構成する各電子部品、各ＬＥＤ３１～３６が発する熱を放出するための放熱部材なども搭載されている。

ロービームＬＥＤ３１～３４およびハイビームＬＥＤ３５，３６は、白色光を発する発光ダイオードである。ロービームＬＥＤ３１，３３およびハイビームＬＥＤ３５は、発光面を上に向けて、基板２の上面２ａに搭載されている。ロービームＬＥＤ３２，３４およびハイビームＬＥＤ３６は、発光面を下に向けて、基板２の下面２ｂに搭載されている。なお、本実施形態では、各ＬＥＤ３１～３６をそれぞれ１つのＬＥＤとしているが、複数のＬＥＤとしてもよい。また、ＬＥＤの形状は限定されない。

駆動回路４１～４３は、電源回路から電力を供給され、制御回路５より入力されるパルス信号に基づいて、各ＬＥＤ３１～３６に駆動電流を供給する。駆動回路４１はロービームＬＥＤ３１，３２に駆動電流を供給し、駆動回路４２はロービームＬＥＤ３３，３４に駆動電流を供給し、駆動回路４３はハイビームＬＥＤ３５，３６に駆動電流を供給する。なお、駆動回路４２を備えずに、駆動回路４１がロービームＬＥＤ３３，３４にも同じ駆動電流を供給するようにしてもよい。

駆動回路４１、ロービームＬＥＤ３１，３２、および、リフレクタ１の反射面１１，１２は、第１のユニットを構成する（図２（ａ）参照）。駆動回路４１から供給される駆動電流に応じて、ロービームＬＥＤ３１，３２は発光する。ロービームＬＥＤ３１が発した光は、孔１７ｂを通って、反射面１１によって反射され、車両前方に照射される。また、ロービームＬＥＤ３２が発した光は、孔１７ｃを通って、反射面１２によって反射され、車両前方に照射される。反射面１１，１２は、ロービームの配光パターンのうち低領域の広い照射領域に光を拡散させて照射するように設計されている。これにより、第１のユニットは、ロービームの配光パターンのうち低領域の広い照射領域を形成する。

駆動回路４２、ロービームＬＥＤ３３，３４、および、リフレクタ１の反射面１３，１４は、第２のユニットを構成する。駆動回路４２から供給される駆動電流に応じて、ロービームＬＥＤ３３，３４は発光する。ロービームＬＥＤ３３が発した光は、孔１７ｂを通って、反射面１３によって反射され、車両前方に照射される。また、ロービームＬＥＤ３４が発した光は、孔１７ｃを通って、反射面１４によって反射され、車両前方に照射される。反射面１３，１４は、ロービームの配光パターンのうち、カットオフラインを形成させるための狭い照射領域に光を集中させて照射するように設計されている。これにより、第２のユニットは、ロービームの配光パターンのうち低領域の狭い照射領域を形成する。第１のユニットおよび第２のユニットが、本発明の「第１の前照灯」に相当する。

駆動回路４３、ハイビームＬＥＤ３５，３６、および、リフレクタ１の反射面１５，１６は、第３のユニットを構成する（図２（ｂ）参照）。駆動回路４３から供給される駆動電流に応じて、ハイビームＬＥＤ３５，３６は発光する。ハイビームＬＥＤ３５が発した光は、孔１７ｂを通って、反射面１５によって反射され、車両前方に照射される。また、ハイビームＬＥＤ３６が発した光は、孔１７ｃを通って、反射面１６によって反射され、車両前方に照射される。反射面１５，１６は、ロービームの低領域の配光パターンより上方に位置する、ハイビームの配光パターンを形成する光を照射するように設計されている。これにより、第３のユニットは、ハイビームの配光パターンを形成する。また、第３のユニットは、ロービームの配光パターンのうち、オーバーヘッドサインを照らすための配光パターンを形成する。第３ユニットが、本発明の「第２の前照灯」に相当する。

本実施形態では、リフレクタ１の反射面１１，１２は、ロービームの配光パターンのうち低領域の広い照射領域にのみ配光を行う。また、リフレクタ１の反射面１３，１４は、ロービームの配光パターンのうち低領域の狭い照射領域にのみ配光を行う。つまり、ロービーム用のリフレクタである反射面１１～１４は、オーバーヘッド用の配光を行わず、ロービームの低領域の配光のみを行う。また、本実施形態では、第３のユニットは、ハイビームの配光パターンを形成し、また、オーバーヘッドサイン用の配光パターンを形成する。したがって、第３のユニットは、法規的には、ハイビーム用の前照灯であり、かつ、ロービーム用の前照灯でもある。

制御回路５は、各ＬＥＤ３１～３６の発光を制御する回路であり、基板２に搭載されたマイクロコンピュータなどの各電子部品によって実現される。制御回路５は、スイッチ７から入力される操作信号に応じて、各ＬＥＤ３１～３６の発光を制御する。スイッチ７は、車内に配置され、運転者によって操作される。スイッチ７は、運転者によって、車両用灯具Ａ１をオフにする場合、車両用灯具Ａ１にロービームを照射させる場合、および、車両用灯具Ａ１にハイビームを照射させる場合とで切り替えられる。スイッチ７は、各場合に対応した操作信号を制御回路５に出力する。制御回路５は、スイッチ７から入力される操作信号に応じて、各ＬＥＤ３１～３６の発光状態（点灯または消灯）を切り替える。また、制御回路５は、いわゆるＰＷＭ調光によって、ハイビームＬＥＤ３５，３６が発する光の明るさを切り替える。

ＰＷＭ調光は、ＬＥＤに電流を流して点灯させる点灯期間と、電流を遮断して消灯させる消灯期間とを、一定の短い周期で交互に切り替え、１周期における点灯期間の占める割合（デューティ比）を変化させることで、ＬＥＤの明るさを変化させる。切り替えの周期を短くする（周波数を高くする）ことで、人の目には点灯と消灯によるちらつきが認識できなくなる。デューティ比が高くなると、点灯期間が長くなるので、ＬＥＤが発する光は明るくなり、デューティ比が低くなると、点灯期間が短くなるので、ＬＥＤが発する光は暗くなる。

制御回路５は、スイッチ７から車両用灯具Ａ１をオフにする操作信号が入力されている間、各ＬＥＤ３１～３６を消灯させる。また、スイッチ７から車両用灯具Ａ１にハイビームを照射させる操作信号が入力されている間、各ＬＥＤ３１～３６を最大の明るさで点灯させる。また、スイッチ７から車両用灯具Ａ１にロービームを照射させる操作信号が入力されている間、ロービームＬＥＤ３１～３４を最大の明るさで点灯させ、かつ、ハイビームＬＥＤ３５，３６を明るさを低下させた状態で点灯させる。この場合、ハイビームＬＥＤ３５，３６が発する光は、オーバーヘッドサインを照らすための配光パターンを形成する。

制御回路５は、ハイビームＬＥＤ３５，３６を最大の明るさで点灯させる場合、点灯期間のデューティ比を所定の第１の値（例えば１００％）とするように制御する。また、明るさを低下させた状態で点灯させる場合、点灯期間のデューティ比を所定の第２の値（例えば１％）とするように制御する。本実施形態では、第２の値を第１の値の０．５～１％としている。これは、デューティ比を第１の値としたときに第３ユニットが発する光の光度（最大光度）が約６００００カンデラなので、オーバーヘッドサインを照らすための光として法規で定められている光度の範囲（最大６２５カンデラ）に合わせるためである。なお、第１の値および第２の値は限定されず、ハイビームＬＥＤ３５，３６の規格や照射したい光の光度によって適宜設計される。

図３に示すように、制御回路５は、機能ブロックとして、切替部５１、パルス生成部５２，５３、およびデューティ設定部５４を備えている。

切替部５１は、スイッチ７から入力される操作信号に応じて、パルス生成部５２，５３、およびデューティ設定部５４に指令を出す。具体的には、切替部５１は、スイッチ７から車両用灯具Ａ１をオフにする操作信号が入力されている間、パルス生成部５２，５３にパルス信号を生成しないように指令する。また、スイッチ７から車両用灯具Ａ１にハイビームを照射させる操作信号が入力されている間、デューティ設定部５４にデューティ比を第１の値とするように指令し、パルス生成部５２，５３にパルス信号を生成するように指令する。また、スイッチ７から車両用灯具Ａ１にロービームを照射させる操作信号が入力されている間、デューティ設定部５４にデューティ比を第２の値とするように指令し、パルス生成部５２，５３にパルス信号を生成するように指令する。

パルス生成部５２は、切替部５１からの指令に応じて、デューティ比を第１の値とするパルス信号を生成し、駆動回路４１，４２に出力する。デューティ比を第１の値とするパルス信号を入力された駆動回路４１（４２）は、当該パルス信号に応じた駆動電流を、ロービームＬＥＤ３１，３２（ＬＥＤ３３，３４）に供給する。これにより、ロービームＬＥＤ３１～３４の点灯期間のデューティ比が第１の値となり、ロービームＬＥＤ３１～３４は、最大の明るさで点灯する。一方、パルス生成部５２がパルス信号を生成しない場合、駆動回路４１（４２）は、駆動電流をロービームＬＥＤ３１，３２（ＬＥＤ３３，３４）に供給しない。したがって、ロービームＬＥＤ３１～３４は消灯する。

デューティ設定部５４は、切替部５１からの指令に応じて、パルス生成部５３にデューティ比を設定する。

パルス生成部５３は、切替部５１からの指令に応じてパルス信号を生成し、駆動回路４３に出力する。その際、パルス生成部５３は、デューティ設定部５４によって設定されたデューティ比でパルス信号を生成する。デューティ比を第１の値とするパルス信号を入力された駆動回路４３は、当該パルス信号に応じた駆動電流を、ハイビームＬＥＤ３５，３６に供給する。これにより、ハイビームＬＥＤ３５，３６の点灯期間のデューティ比が第１の値となり、ハイビームＬＥＤ３５，３６は、最大の明るさで点灯する。また、デューティ比を第２の値とするパルス信号を入力された駆動回路４３は、当該パルス信号に応じた駆動電流を、ハイビームＬＥＤ３５，３６に供給する。これにより、ハイビームＬＥＤ３５，３６の点灯期間のデューティ比が第２の値となり、ハイビームＬＥＤ３５，３６は、明るさを低下させた状態で点灯する。一方、パルス生成部５３がパルス信号を生成しない場合、駆動回路４３は、駆動電流をハイビームＬＥＤ３５，３６に供給しない。したがって、ハイビームＬＥＤ３５，３６は消灯する。

次に、本実施形態に係る車両用灯具Ａ１の作用および効果について説明する。

本実施形態によると、制御回路５は、スイッチ７から入力される操作信号に応じて、各ＬＥＤ３１～３６の発光を制御する。制御回路５は、スイッチ７からハイビームを照射させる操作信号が入力されている間、各ＬＥＤ３１～３６を最大の明るさで点灯させる。したがって、第１～第３のユニットがいずれも最大の明るさの光を照射する。これにより、第１のユニットおよび第２のユニットがロービームの低領域の配光パターンを形成し、第３のユニットがハイビームの配光パターンを形成する。また、制御回路５は、スイッチ７からロービームを照射させる操作信号が入力されている間、ロービームＬＥＤ３１～３４を最大の明るさで点灯させ、ハイビームＬＥＤ３５，３６を明るさを低下させた状態で点灯させる。したがって、第１のユニットおよび第２のユニットは最大の明るさの光を照射し、第３のユニットは明るさを低下させた光を照射する。これにより、第１のユニットおよび第２のユニットがロービームの低領域の配光パターンを形成し、第３のユニットがオーバーヘッドサインを照らすための配光パターンを形成する。

つまり、車両用灯具Ａ１は、ロービーム照射時に、第３のユニットから明るさを低下させた光を照射させて、この光をオーバーヘッドサイン用の配光に利用する。当該オーバーヘッドサイン用の配光は、明るさを低下させた光なので、対向車の運転手に眩しさを感じさせることを抑制できる。また、当該オーバーヘッドサイン用の配光は、第３のユニットから照射されるので、ロービームの低領域の配光パターンを形成するための第１のユニットおよび第２のユニットの光を減少させない。

従来の、リフレクタの一部の反射面で反射させた光をオーバーヘッドサイン用の配光に利用する方式の場合、ロービーム照射時にはハイビーム照射用の前照灯は消灯している。この場合、車両前方から見たときに、車両用灯具のアウターレンズの一部が暗くなる。一方、車両用灯具Ａ１の場合、第３のユニット（ハイビーム照射用の前照灯）は、ロービーム照射時にも、明るさを低下させているが光を照射する。したがって、車両前方から見たときに、車両用灯具Ａ１のアウターレンズ全体が光って見えるので、外観の意匠性を向上させることができる。

なお、本実施形態では、ハイビームを照射するときに、ロービームも合わせて照射する場合について説明したが、これに限られない。ハイビームを照射するときは、ロービームは照射しないようにしてもよい。具体的には、制御回路５は、スイッチ７からハイビームを照射させる操作信号が入力されている間、各ＬＥＤ３１～３４を消灯させてもよい。

本実施形態では、制御回路５が、ＰＷＭ調光によって、ハイビームＬＥＤ３５，３６が発する光の明るさを切り替える場合について説明したが、これに限られない。制御回路５は、ハイビームＬＥＤ３５，３６に流す電流の大きさを、駆動回路４３に変更させることで、ハイビームＬＥＤ３５，３６が発する光の明るさを切り替えるようにしてもよい。

本実施形態では、光源としてＬＥＤが用いられているが、これに限られない。光源は、例えばハロゲンバルブなどであってもよい。ただし、少なくともハイビーム用の光源は明るさが切り替え可能でなければならないので、他の光源を用いる場合、明るさを制御できるようにする必要がある。したがって、ハイビーム用の光源は、容易に明るさを制御できるＬＥＤを用いるのが望ましい。一方、ロービーム用の光源は、明るさを切り替える必要がないので、ＬＥＤ以外の光源を用いてもよい。

本実施形態では、スイッチ７によって、車両用灯具Ａ１の照射状態を切り替える場合について説明したが、これに限られない。外の明るさによって、車両用灯具Ａ１の点灯と消灯とを自動的に切り替えるようにしてもよい。また、前方を撮影した画像などに基づいて対向車や前を走る車を識別して、自動的にハイビームとロービームとを切り替えるようにしてもよい。

なお、リフレクタ１の形状、反射面の数および配置は限定されない。例えば、ＬＥＤ３１，３３，３５をロービームＬＥＤとし、ＬＥＤ３２，３４，３６をハイビームＬＥＤとして、リフレクタ１の上側の反射面１１，１３，１５がロービームを照射し、下側の反射面１２，１４，１６がハイビームを照射するようにしてもよい。また、図４（ａ）に示す車両用灯具Ａ２のように、リフレクタ１が反射面１２，１４，１６だけを備え（反射面１１，１３，１５を備えず）、ロービームＬＥＤ３２，３４およびハイビームＬＥＤ３６だけを備える（ロービームＬＥＤ３１，３３およびハイビームＬＥＤ３５を備えず）ようにしてもよい。また、図４（ｂ）に示す車両用灯具Ａ３のように、リフレクタ１が反射面１１，１２，１５，１６だけを備え（反射面１３，１４を備えず）、ロービームＬＥＤ３１，３２およびハイビームＬＥＤ３５，３６だけを備える（ロービームＬＥＤ３３，３４を備えず）ようにしてもよい。この場合、反射面１１，１２が、ロービームの低領域の配光パターンのうち、広い照射領域および狭い領域の両方に、光を照射できるように設計される。また、リフレクタ１を一体とせず、各反射面毎のリフレクタを設けるようにしてもよい。

本発明に係る車両用灯具は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る車両用灯具の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１，Ａ２，Ａ３：車両用灯具
１ ：リフレクタ
１１～１４：反射面
１５，１６：反射面
１７ ：突出部
１７ａ ：空間
１７ｂ，１７ｃ：孔
２ ：基板
２ａ ：上面
２ｂ ：下面
３１～３４：ロービームＬＥＤ
３５，３６：ハイビームＬＥＤ
４１～４３：駆動回路
５ ：制御回路
５１ ：切替部
５２～５３：パルス生成部
５４ ：デューティ設定部
７ ：スイッチ

Claims (1)

1. 第１の前照灯と、
   複 数の光源を有し、かつ、前記第１の前照灯より上方に光を照射する第２の前照灯と、
   ハイビーム用の配光を行う状態とロービーム用の配光を行う状態とを切り替える制御回路と、
   を備えており、
   前記制御回路は、ロービーム用の配光を行う状態とする場合に、前記第１の前照灯に光の照射を行わせ、かつ、すべての前記光源の明るさを同じように低下させた状態で点灯させて、前記第２の前照灯に光の照射を行わせ、
   前記第２の前照灯は、固定されており、ハイビーム用の配光を行う状態でもロービーム用の配光を行う状態でも、車両周辺状況に関わらず、すべての前記光源が常に点灯している、
   ことを特徴とする車両用灯具。

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