(57)【要約】【課題】ＬＥＤランプを使用するヘッドライトにおいて、照射領域の中心領域に高輝度の白色光を照射するとともに、視認性の高い照明態様を呈する構成を提供すること。【解決手段】白色ＬＥＤランプを有する第１光源ユニットと、赤色ＬＥＤランプ又はアンバー色ＬＥＤランプと、白色ＬＥＤランプとを有する第２光源ユニットと、を備え、前記第２光源ユニットの放射光の指向角は、前記第１光源ユニットの放射光の指向角よりも大きい、車両用ヘッドライトとする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色ＬＥＤランプを有する第１光源ユニットと、
赤色ＬＥＤランプ又はアンバー色ＬＥＤランプと、白色ＬＥＤランプとを有する第２光源ユニットと、
を備え、
前記第２光源ユニットの放射光の指向角は、前記第１光源ユニットの放射光の指向角よりも大きい、
車両用ヘッドライト。
【請求項２】
前記白色ＬＥＤランプは、青色発光ダイオードと、該青色発光ダイオードの光で励起して黄色蛍光を発する蛍光材を含む封止部材を有する、請求項１に記載の車両用ヘッドライト。
【請求項３】
前記第１光源ユニットはプロジェクタ型の光源ユニットであり、
前記第２光源ユニットはリフレクタ型の光源ユニットである、
請求項１又は２に記載の車両用ヘッドライト。
【請求項４】
前記第２光源ユニットの点灯状態を制御する制御手段をさらに備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用ヘッドライト。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記第１光源ユニットの温度、前記第１光源ユニットの連続点灯時間及び外部環境からなる群の少なくとも一つを検出するセンサ部と、
基準データを予め保存するメモリ部と、
前記センサ部が検出した検出データと前記基準データとを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記第２光源ユニットの点灯状態を制御する点灯制御部と、
を有する、請求項４に記載の車両用ヘッドライト。
【請求項６】
前記外部環境は、明るさ、現在地、天候、時刻及び日付からなる群から少なくとも一つ選択される、請求項５に記載の車両用ヘッドライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用灯具の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用灯具として、ＬＥＤランプを使用するヘッドライトの例が特許文献１、２に開示される。特許文献１に開示の構成は、発光色の異なる複数のＬＥＤランプを備えるヘッドライトであって、人間の視感度特性を考慮して、各ＬＥＤランプの点灯状態を制御することにより、ヘッドライトの発光色を調整して道路標識や路面表示部を赤色成分の多い光で照明するヘッドライトである。特許文献２に開示の構成は、車両前方中央領域を照明するＬＥＤランプとそれ以外の領域を照明するＬＥＤランプとを別個に備え、車両前方中央領域をそれ以外の領域よりも色温度の低い光即ち、赤色成分が少なく、より青色成分が多い光で照明するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２０４７２７号公報
【特許文献２】特開２００７−１７２８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ヘッドライトの照明光には高輝度の光が必要となる。そのため、高輝度発光タイプの白色ＬＥＤランプが使用される。高輝度発光タイプの白色ＬＥＤランプとして、青色発光ＬＥＤ素子と、青色光によって励起して黄色蛍光を発する蛍光材料を含む封止部材とを備え、ＬＥＤ素子の青色光と黄色蛍光とを混合させて、白色光を放射するＬＥＤランプが通常、使用される。このようなＬＥＤランプの照射光は白色であるが青色成分が多く、赤色成分が少ない。即ち、青みがかった、色温度の比較的高い光である。このような白色光では被照射物の色再現性が低いため、視認性が低い。これを改善すべく、封止部材に黄色蛍光材の他に青色光に励起して赤色蛍光を発する赤色蛍光材を含むＬＥＤランプを使用することが考えられるが、白色光の光量が低下するため、ヘッドライトの光源として必要とされる光量の確保が困難となる。また、単に一部の白色ＬＥＤの替わりに赤色ＬＥＤランプを使用するだけでは、白色光の光量が低下して好ましくない。
特許文献１、２のヘッドライトはいずれも、照射領域の中心領域を赤色成分の多い白色光で照明するため、本来、最も白色光の光量が必要とされる当該中心領域において、白色光の光量が低下することとなり好ましくない。一方、照射領域の中心領域以外の領域は中心領域に比べて色温度の高い白色光、即ち青色成分が多い白色光で照射されることとなる。かかる白色光は上述のように色再現性が低く視認性が低い。
そこで本発明は、ＬＥＤランプを使用するヘッドライトにおいて、照射領域の中心領域に高輝度の白色光を照射するとともに、視認性の高い照明態様を呈する構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の目的を達成するため、本発明は次の構成からなる。即ち、
白色ＬＥＤランプを有する第１光源ユニットと、
赤色ＬＥＤランプ又はアンバー色ＬＥＤランプと、白色ＬＥＤランプとを有する第２光源ユニットと、
を備え、
前記第２光源ユニットの放射光の指向角は、前記第１光源ユニットの放射光の指向角よりも大きい、
車両用ヘッドライトである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の車両用ヘッドライトは、第１光源ユニットと第２光源ユニットの２種類の光源を備え、第２光源ユニットの放射光の指向角は、第１光源ユニットの放射光の指向角よりも大きい。これにより、第１光源ユニットの指向角の小さい放射光は高輝度な白色光となり、照射領域の中心領域が良好に照明される。照射領域の中心領域以外の領域は指向角の大きい第２光源ユニットの放射光により照明される。第２光源ユニットは白色ＬＥＤランプに加え、赤色ＬＥＤランプ又はアンバー色ＬＥＤランプを備えるため、第２光源ユニットの放射光は赤みがかった白色光、即ち、色温度の低い白色光となる。色温度の低い白色光は色再現性が高く、視認性の向上に寄与する。従って、車両用ヘッドライトは、第１光源ユニットで照射領域の中心領域を高輝度な白色光で照明するとともに、照射領域の中心領域以外の領域を第２光源ユニットの色再現性の高い色温度の低い白色光で照明することにより、当該照射領域において被照射物の視認性が高まる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の第１光源ユニットは白色ＬＥＤランプを備える。白色ＬＥＤランプは青色発光ダイオードと黄色蛍光材を備えることが好ましい。高輝度の白色光が得られるからである。例えば、ＧａＮ系の半導体からなる発光ダイオードと、黄色蛍光材を含む封止部材を備えるＬＥＤランプを採用できる。黄色蛍光材の種類は例えば、ＹＡＧ系蛍光体とすることができる。第１光源ユニットは白色ＬＥＤランプを複数個備えていても良い。例えば、２個〜２０個、好ましくは２個〜１０個、より好ましくは３個〜５個の白色ＬＥＤランプを備える。白色ＬＥＤランプを複数個備えることにより、輝度を高めることができる。
【０００８】
第１光源ユニットはプロジェクタ型の光源ユニットであることが好ましい。指向性の高い光が得られるからである。ここでいう「プロジェクタ型の光源ユニット」とは、投影レンズと、投影レンズ後方の光軸上に楕円面を有するリフレクタを備え、このリフレクタの第一焦点位置にＬＥＤランプを設けると共に、第二焦点位置と投影レンズの焦点が略一致するように配置したものを指す。なお、第１光源ユニットをプロジェクタ型の光源ユニットとする場合、投影レンズとリフレクタの間にリフレクタによる反射光の一部を遮光するシェードを備えていても良い。これにより、照射領域にカットオフラインを形成することができ、車両用ヘッドライトして好適に使用できる。
【０００９】
第２光源ユニットは赤色ＬＥＤランプ又はアンバー色ＬＥＤランプと、白色ＬＥＤランプを備える。これにより、第２光源ユニットは赤色成分の多い光となる。なお、本明細書では、「赤色成分」とは約６００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長の光を指す。また「青色成分」とは約４００ｎｍ〜約５００ｎｍの波長の光を指す。赤色ＬＥＤランプは公知の構成のものを採用できる。又、アンバー色ＬＥＤランプも同様に公知の構成のものを採用できる。また、青色ＬＥＤランプと、青色ＬＥＤランプの光に励起して赤色系の蛍光を発する蛍光体とを組み合わせた赤色系ＬＥＤランプを使用しても良い。一方、第２光源ユニットの白色ＬＥＤランプは第１光源ユニットの白色ＬＥＤランプと同一の構成とすることができる。
【００１０】
第２光源ユニットの放射光の指向角は、第１光源ユニットの放射光の指向角よりも大きい。即ち、第２光源ユニットに比べて、第１光源ユニットは指向性が高い。第２光源ユニットはリフレクタ型の光源ユニットであることが好ましい。放射光の指向角を比較的大きくすることができるからである。なお、ここでいう「リフレクタ型の光源ユニット」とは、ＬＥＤランプの光を部分回転放物面形状や部分放物柱面形状のリフレクタで直接照射方向に反射して照射光を生成するものを指す。
【００１１】
本発明の車両用ヘッドライトは、第２光源ユニットの点灯状態を制御する制御手段をさらに備えることが好ましい。制御手段で第２光源ユニットの点灯状態を制御することにより、必要に応じて視認性を高めることができる。例えば、制御手段は、第１光源ユニットの温度、第１光源ユニットの連続点灯時間及び外部環境からなる群の少なくとも一つを検出するセンサ部と、基準データを予め保存するメモリ部と、センサ部が検出したデータと前記基準データとを比較する比較部と、比較部の比較結果に基づいて、第２光源ユニットの点灯状態を制御する点灯制御部と、を有する。当該外部環境は、明るさ、現在地、天候、時刻及び日付からなる群から少なくとも一つ選択することができる。例えば、センサ部が光センサを備えることとし、外部の明るさを検出して、外部の明るさが基準値以下の場合に第２光源ユニットの赤色又はアンバー色ＬＥＤランプを点灯する。このような制御手段によれば、外部が基準よりも暗い時に色再現性の高い光が照射されて視認性が高まる。また、車両に搭載されるカーナビゲーションシステムとセンサ部とを連動させて、現在地を検出することとし、例えば、都市部や郊外等の走行場所によって第２光源ユニットの点灯状態を変えることもできる。また、車両のワイパーの稼働状態を検出して、天候（降雨）を検出することとしても良い。
メモリ部が保存する基準データはセンサ部が検出する検出データの種類に応じて対応したものである。例えば、センサ部が明るさ（照度）を検出する場合は、メモリ部は閾値となる特定の照度を基準データとして保存する。複数の閾値を基準データとしても保存してもよい。比較部は、メモリ部から保存された基準データを読み出して、検出データと基準データとを比較する。点灯制御部は第２光源ユニット全体の放射光の光量、放射時間、放射間隔などを制御してもよい。また、第２光源ユニットが備える複数の第２ＬＥＤランプの内、特定の第２ＬＥＤランプの点灯状態を制御することとしても良い。例えば、第２光源ユニットの赤色又はアンバー色ＬＥＤランプの放射光の光量、放射時間、放射間隔などを制御する。
以下、この発明の実施の形態につき図例を参照しながら説明をする。
【実施例】
【００１２】
本発明の実施例である車両用灯具１の斜視図を図１に示す。車両用灯具１はロービーム発光部２、ハイビーム発光部３、アウターレンズ６を備える。ロービーム発光部２は、５個の第１発光ユニット４と、一つの第２発光ユニット５を備える。第１発光ユニット４はプロジェクタ型の光源ユニットであって、第２発光ユニット５はリフレクタ型の光源ユニットである。図１のＡ−Ａ線断面図を図２に示す。図２に示すように、第１発光ユニット４はＬＥＤランプ４０と、リフレクタ４１、投影レンズ４２を備える。ＬＥＤランプ４０はＧａＮ系青色ＬＥＤ素子とＹＡＧ系黄色蛍光材を組み合わせてなる白色ＬＥＤランプである。ＬＥＤランプ４０は支持部材４３上面に３個設けられ、車両の幅方向に配列している。リフレクタ４１はＬＥＤランプ４０の光放射側に設置される。リフレクタ４１は部分放物面形状を有し、内側面はアルミ蒸着が施されて鏡面となっている。投影レンズ４２は無色透明のアクリル樹脂製である。支持部材４３の光放射側先端４３ａはリフレクタ４１の先端４１ａよりも投影レンズ４２側に位置している。これにより照射光にカットオフライン（ＣＬ）が形成される。第１発光ユニット４の放射光Ｐの指向角は片側約１０°であり、指向性の高い光となっている。
【００１３】
第２発光ユニット５は、図２に示すように、ＬＥＤランプ５０ａ、５０ｂ、５０ｃと、リフレクタ５１を備える。図３に第２発光ユニット５の斜視図を示す。図３に示すように３個のＬＥＤランプ５０ａ〜ｃは車両の幅方向に配列して支持部材５２の下面に配置されている。３個のＬＥＤランプ５０ａ〜ｃのうち、両端に位置するＬＥＤランプ５０ａ、５０ｃは白色ＬＥＤランプであって、ＬＥＤランプ４０と同一の構成である。中央のＬＥＤランプ５０ｂは赤色ＬＥＤランプである。リフレクタ４１は部分放物柱面となっている。第２発光ユニット５の放射光Ｑの指向角は片側約３０°であり、第１発光ユニット４に比べて、指向性の低い光となっている。
【００１４】
車両用灯具１の照明態様を説明する。ロービーム発光部２の照射範囲の俯瞰図を図４Ａに示し、正面図（運転者側から見た図）を図４Ｂに示す。なお、車両用灯具１’は車両用灯具１と同様の構成で左右対称に設けられるものである。
図４Ａに示すように第１発光ユニット４の放射光Ｐは領域Ｐａを照明し、第２光源ユニット５の放射光Ｑは領域Ｑａを照明する。放射光Ｐの指向角は放射光Ｑの指向角よりも小さいため、領域Ｐａは領域Ｑａよりも車両幅方向に狭い。そして、放射光Ｐは集光されることとなるので放射光Ｑよりもより遠方まで到達して、領域Ｐａは領域Ｑａよりも遠方まで広がる。一方、領域Ｑａは車両前方近傍領域の広い範囲を照明する。また、図４Ｂに示すように運転者側から見ると、カットオフライン（ＣＬ）以下において、放射光Ｐがエルボ点Ｏ付近の領域Ｐｂを照明し、放射光Ｑが領域Ｐｂの周辺領域Ｑｂを照明する。ここで、第２光源ユニット５が備える３つのＬＥＤランプ５０ａ〜ｃのうち、ＬＥＤランプ５０ａ、５０ｃは白色ＬＥＤランプであり、ＬＥＤランプ５０ｂは赤色ＬＥＤランプである。そのため、第２光源ユニット５の放射光Ｑは赤色成分を多く含む白色光、即ち、色温度の低い白色光である。一方、第１光源ユニット５は高輝度の白色ＬＥＤランプ４０のみを備えるため、放射光Ｐは青色成分が多く、赤色成分が少ない白色光、即ち色温度の高い白色光である。従って、放射光Ｑは放射光Ｐに比べて被照射物の色再現性が高いため、放射光Ｑで照明される領域Ｑａ、Ｑｂにおいて視認性が向上する。さらに、放射光Ｐで照明される領域Ｐａ、Ｐｂと領域Ｑａ、Ｑｂとの色のコントラストが強まることで、さらに視認性が向上する。また、放射光Ｐで照明される領域Ｐａ、Ｐｂは、高輝度の白色ＬＥＤランプ４０の光で照明されるため、高輝度が確保される。
【００１５】
本発明の変形例である車両用灯具１００は、車両用灯具１の構成に加え、第２光源ユニット５の点灯状態を制御する制御手段を備える。以下に車両用灯具１００における当該制御手段について説明する。なお、以下の説明において、車両用灯具１と同一の構成には同一の符号を用いてその説明を省略する。
図５に車両用灯具１００のロービーム発光部２の点灯制御を示すブロック図を示す。車両用灯具１００は、制御手段６０を備える。制御手段６０は、センサ部６１、メモリ部６２、比較部６３及び点灯制御部６４を備える。センサ部６１は温度センサであって、第１光源ユニット４０に接続されており、第１光源ユニット４０の温度を検出する。メモリ部６２には基準データ（基準温度）が予め保存されている。なお、本実施例では基準温度は約８０°である。比較部６３はメモリ部６２から基準データを読み込み、センサ部６１が検出した検出データ（温度）と当該基準データとを比較する。点灯制御部６４は比較部６３の比較結果に基づいて、第２光源ユニット５０の点灯状態を制御する。なお、メモリ部６２は制御基板（図示せず）に設けられ、比較部６３、及び点灯制御部６４はいずれも、制御基板に設けられた電子素子及び電子回路（いずれも図示せず）により構成される。
【００１６】
図６に制御手段６０による制御のフロー図を示す。まず、センサ部６１により第１光源ユニット４０の温度を検出する（Ｓ１）。次に比較部６３にメモリ部６２の保存された基準データを読み込む（Ｓ２）。比較部６３において。Ｓ１の検出データとＳ２の基準データとを比較する（Ｓ３）。検出データが基準データよりも大きいか否か決定する（Ｓ４）。検出データが基準データよりも大きい場合は、点灯制御部６４により、第２光源ユニット５０の赤色ＬＥＤランプ５０ｂを点灯させて、Ｓ１に戻る（Ｓ５）。Ｓ４において、検出データが基準データよりも小さい場合は、赤色ＬＥＤランプ５０ｂが点灯しているか決定する（Ｓ６）。赤色ＬＥＤランプ５０ｂが点灯している場合は赤色ＬＥＤランプ５０ｂを消灯し、Ｓ１に戻る（Ｓ７）。Ｓ６において赤色ＬＥＤランプ５０ｂが点灯していない場合はＳ１に戻る。
【００１７】
制御手段６０によれば、第１光源ユニット４０が基準温度より大きいとき、第２光源ユニット５０の赤色ＬＥＤランプ５０ｂが点灯する。一方、第１光源ユニット４０が基準温度以下のとき、第２光源ユニット５０の赤色ＬＥＤランプ５０ｂが消灯する。白色ＬＥＤランプ５０ａ〜ｃは温度があがると発光色が青色側にシフトする。そのため、第１光源ユニット４０の放射光は色温度が上昇するが、基準温度より大きくなると第２光源ユニット５０の赤色ＬＥＤランプ５０ｂが点灯して色温度を低下させる方向に働く。これにより、第１光源ユニット４０が基準温度以上の状態において、視認性が向上し、全体として高い視認性が維持される。なお、本実施例では制御手段６０によって赤色ＬＥＤランプ５０ｂを点灯又は消灯させたが、これに限定されず、赤色ＬＥＤランプ５０ｂ又は第２光源ユニット５０の発光強度を制御することとしてもよい。また、第２光源ユニットが赤色ＬＥＤランプ又はアンバー色をＬＥＤランプ複数備える場合には、点灯又は消灯するＬＥＤランプの数を調整することとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は、バイク（二輪車）、自動車（四輪車）など様々な車両の灯具としてその利用が図られる。
【００１９】
この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、及び特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は車両用灯具１の斜視図である。
【図２】図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図３は第２発光ユニット５の斜視図である。
【図４】図４Ａはロービーム発光部２の照射範囲の俯瞰図であり、図４Ｂは正面図（運転者側から見た図）である。
【図５】図５は車両用灯具１００のロービーム発光部２の点灯制御を示すブロック図である。
【図６】図６は制御手段６０のフロー図である。
【符号の説明】
【００２１】
１、１’、１００  車両用灯具
２  ロービーム発光部
３  ハイビーム発光部
４  第１光源ユニット
５  第２光源ユニット
６  アウターレンズ
４３、５２  支持部材
４０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ  ＬＥＤランプ
４１、５１  リフレクタ、
４２  投影レンズ
６０  制御機構
６１  センサ部
６２  メモリ部
６３  比較部
６４  点灯制御部
【図１】
2010153270.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010153270.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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