JP2005302311A - 灯具および車両用前照灯 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の周囲の明るさに応じて自動的に点消灯する車両用前照灯を少ないコストで提供する。
【解決手段】車両に用いられる車両用前照灯であって、光を照射する半導体発光モジュールと、半導体発光モジュールが発生した光を車両の前方へ照射する光学部材と、半導体発光モジュールが消灯しているときに、車両の周囲の明るさに応じて半導体発光モジュールが発生する電圧を検出する電圧検出部と、電圧検出部が検出した電圧に応じて、半導体発光モジュールを点灯または消灯させる点灯制御部とを備える。
【選択図】図7
【解決手段】車両に用いられる車両用前照灯であって、光を照射する半導体発光モジュールと、半導体発光モジュールが発生した光を車両の前方へ照射する光学部材と、半導体発光モジュールが消灯しているときに、車両の周囲の明るさに応じて半導体発光モジュールが発生する電圧を検出する電圧検出部と、電圧検出部が検出した電圧に応じて、半導体発光モジュールを点灯または消灯させる点灯制御部とを備える。
【選択図】図7
Description
本発明は、灯具および車両用前照灯に関する。
近年、LED(Light Emitting Diode)等の半導体発光素子を用いた車両用灯具が知られている(例えば、特許文献1参照。)。また、例えばデザイン上の観点等から、LED等を車両用前照灯に用いることが検討されている。また、車両用前照灯においては、周囲が暗くなってきた場合、安全上の観点から早めに点灯することが好ましい。
特開2002−231014号公報(第3−6頁、第1−13図)
しかし、車両の周囲が徐々に暗くなると、人間の目は、暗さの変化に気付きにくい場合がある。そのため、車両用前照灯の点灯が遅れ、車両走行の安全性が低くなる場合がある。これを回避するために、車両の周囲の光量を測定するセンサを車両に設け、このセンサが検出した光量に基づいて、車両用前照灯を自動点灯させる場合がある。しかし、この場合、車両用前照灯とは別に、フォトトランジスタ等のセンサを車両に設ける必要があり、車両の部品点数が増加し、車両のコストが増加する場合があった。
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる灯具および車両用前照灯を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
上記課題を解決するために、本発明の第1の形態によると、灯具は、光を照射する第1の半導体発光モジュールと、第1の半導体発光モジュールが消灯しているときに、周囲の明るさに応じて第1の半導体発光モジュールが発生する電圧を検出する電圧検出部と、電圧検出部が検出した電圧に応じて、第1の半導体発光モジュールを点灯または消灯させる点灯制御部とを備える。この場合、電圧検出部は、周囲の明るさに応じて第1の半導体発光モジュールが発生した電圧を、予め定められた時間積分した積分電圧を検出してもよい。
上記灯具は、第1の半導体発光モジュールを複数備え、複数の第1の半導体発光モジュールのそれぞれは、灯具内の異なる場所に設けられ、電圧検出部は、周囲の明るさに応じて複数の第1の半導体発光モジュールのそれぞれが発生する電圧を平均した平均電圧を検出してもよい。
点灯制御部は、予め定められた時間間隔で前記第1の半導体発光モジュールを消灯させ、第1の半導体発光モジュールを消灯させているときに、電圧検出部が検出した電圧が予め定められた基準電圧よりも低い場合に、第1の半導体発光モジュールをただちに再度点灯させ、電圧検出部が検出した電圧が基準電圧よりも高い場合に、第1の半導体発光モジュールの消灯状態を維持してもよい。
上記灯具は、光を照射する第2の半導体発光モジュールをさらに備え、電圧検出部は、第2の半導体発光モジュールが消灯しているときに、周囲の明るさに応じて第2の半導体発光モジュールが発生する電圧をさらに検出し、点灯制御部は、電圧検出部が検出した第2の半導体発光モジュールが発生する電圧が予め定められた基準電圧よりも高い場合に、第1の半導体発光モジュールを消灯させると共に、第2の半導体発光モジュールを点灯させ、電圧検出部が検出した第1の半導体発光モジュールが発生する電圧が基準電圧よりも低い場合に、第2の半導体発光モジュールを消灯させると共に、第1の半導体発光モジュールを点灯させる。
第1の半導体発光モジュールは、直列に接続された複数の半導体発光素子を有し、第1の半導体発光モジュールの一端は接地され、他端は接地電位よりも高い電位に接続され、電圧検出部は、複数の半導体発光素子の間の1点の電位と接地電位との電位差を検出することが好ましい。
本発明の第2の形態は、車両に用いられる車両用前照灯であって、光を照射する半導体発光モジュールと、半導体発光モジュールが発生した光を車両の前方へ照射する光学部材と、半導体発光モジュールが消灯しているときに、車両の周囲の明るさに応じて半導体発光モジュールが発生する電圧を検出する電圧検出部と、電圧検出部が検出した電圧に応じて、半導体発光モジュールを点灯または消灯させる点灯制御部とを備える。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1および図2は、本発明の一実施形態に係る車両用前照灯10の構成を示す。図1は、車両用前照灯10の正面図である。図2は、図1に示す透明カバー12を取り外した状態の車両用前照灯10を斜め前方から見た斜視図である。本実施形態は、車両の周囲の明るさに応じて自動的に点消灯する車両用前照灯10を少ないコストで提供することを目的とする。なお、本実施形態において前後左右および上下の方向はそれぞれ車両の前後左右および上下の方向と一致する。
本発明の灯具の一例である車両用前照灯10は、例えばロービーム照射用の自動車用前照灯であり、素通し状の透明カバー12とブラケット14とで構成される灯室内に集光ユニット100、中拡散ユニット110、および大拡散ユニット120を収容する。集光ユニット100は、丸型で、中拡散ユニット110および大拡散ユニット120よりも輝度の高い光を発生する。中拡散ユニット110は、丸型で、集光ユニット100よりも小さな直径を有する。大拡散ユニット120は、左右方向に長い角型である。中拡散ユニット110および大拡散ユニット120は、集光ユニット100よりも輝度の低い光を発生するが、集光ユニット100よりも発光効率が高い。集光ユニット100、中拡散ユニット110、および大拡散ユニット120のそれぞれは、後述する半導体発光素子の一例であるLEDを光源として有しており、LEDが発生する光を車両の前方へ照射する。なお、他の例として、集光ユニット100、中拡散ユニット110、および大拡散ユニット120のそれぞれは、LEDに代えて、SLD(Super Luminescent Diode)を有してもよい。
集光ユニット100、中拡散ユニット110、および大拡散ユニット120は、車両の前方に対してそれぞれ0.5〜0.6°程度下方を向くようにブラケット14に取り付けられている。ブラケット14は、集光ユニット100、中拡散ユニット110、および大拡散ユニット120の光軸の向きを調整するエイミング機構によって傾動可能に、車両用前照灯10に取り付けられている。集光ユニット100、中拡散ユニット110、および大拡散ユニット120は、種類毎に所定の配光パターンを有しており、全体として車両用前照灯10に要求される配光パターンを形成する。ブラケット14の裏面には、複数のヒートシンク16が設けられている。ヒートシンク16は金属やセラミック等、樹脂よりも高い熱伝導率を有する材料で形成され、集光ユニット100、中拡散ユニット110、および大拡散ユニット120のそれぞれが発生する熱を放散する。
図3は、集光ユニット100の分解斜視図である。集光ユニット100は、車両用前照灯10の配光パターンのうちで比較的狭い領域を集中的に照射するように構成される。集光ユニット100は、レンズ26、シェード28、リフレクタ24、LEDモジュール20、および台座22を備える。LEDモジュール20は、LED200およびLED200を上面に搭載する基板202を有する。台座22は、LEDモジュール20を載置し、LED200に対してレンズ26、シェード28、およびリフレクタ24を固定する。
リフレクタ24は、LED200の上方に固定される略ドーム状の部材であり、内側に集光ユニット100の光軸を中心軸とした略楕円球面状の反射面を有する。より詳細には、集光ユニット100の光軸を含む断面が、LED200の後方に離間した一点を共通の頂点とした略1/4楕円形状となるように反射面が形成されている。このような形状により、リフレクタ24はLED200が発する光を車両用前照灯10の前方へ向けてレンズ26の光軸寄りに集光反射する。
シェード28は、リフレクタ24が反射した光の一部を遮蔽あるいは反射することにより、集光ユニット100の配光パターンを形成する光線をレンズ26へ入射させる。レンズ26は、リフレクタ24およびシェード28が反射した光を車両用前照灯10の前方における所定の方向へ照射させる。このように、リフレクタ24、レンズ26、およびシェード28は、LEDモジュール20が発生する光を、配光パターンの所定の領域に照射する。
図4は、大拡散ユニット120の分解斜視図である。大拡散ユニット120は、車両用前照灯10の配光パターンのうちで左右方向に最も広い領域を照射するように構成される。大拡散ユニット120は、複数のLED300a、b、およびcを基板306の片面に一列に並べて実装した横長のLEDモジュール30と、LEDモジュール30を下向き、かつ左右方向に向けて並ぶように載置する台座32と、LEDモジュール30が下方に発した光を車両用前照灯10の前方に照射するリフレクタ34とを有する。
リフレクタ34の内側反射面は、車両用前照灯10の前後方向における鉛直断面が、内面の全域に渡り、LEDモジュール30の後方で台座32に接する部分を長軸の頂点とした略放物状に形成されている。このような形状により、リフレクタ34は、左右方向に並んだ複数のLED300a、b、およびcからの光を車両用前照灯10の配光パターンのうちで左右方向に最も広い領域に照射すると共に、上下方向には左右方向よりも狭い一定の領域内に集光する。なお、LEDモジュール30は、本発明の半導体発光モジュールおよび第1の半導体発光モジュールの一例であり、リフレクタ24、レンズ26、およびシェード28は、本発明の光学部材の一例である。
図5は、集光ユニット100の光路の一例を示す断面図である。リフレクタ24の内面に形成された反射面は、集光ユニット100の光軸を含む断面形状が略楕円形状に形成されており、その離心率が鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定されている。光軸を含む垂直方向の断面において、レンズ26は、後方側焦点位置F2をリフレクタ24の反射面の焦点位置に一致させるようにして配置されている。リフレクタ24は、F2を通過してレンズ26の下端に入射する光線94の反射点Aよりも後方の反射面でLED200の光をF2に集光する。リフレクタ24の反射点Aよりも後方の反射面で反射されてF2付近を通る光線95は、レンズ26によって、集光ユニット100の配光パターンのうちの上側境界に投影される。一方、リフレクタ24の反射点Bで反射された光線96は、レンズ26によって、集光ユニット100の配光パターンのうちの下側境界に投影される。リフレクタ24の反射点AとBとの間で反射された光線98は、レンズ26によって、集光ユニット100の配光パターンのうちの上側境界と下側境界との間に投影される。レンズ26と一体に設けられたシェード28は、F2から下方に落ち込むエッジが形成されている。これにより、F2を含む焦点面上においてシェード28のエッジとリフレクタ24とにより形成される光学像が、レンズ26により反転されて車両用前照灯10の前方へ投影される。
一方、水平方向においてリフレクタ24の焦点は、F2よりもレンズ26側に設けられている。そしてF2を含むシェード28のエッジは、リフレクタ24の像面湾曲、つまり左右方向における焦点面の湾曲に対応して、上面から見た両側が前方へ湾曲して形成されている。従って、リフレクタ24の反射によりF2よりも前方のエッジで結像した光学像は、レンズ26によって左右方向に拡大されて反転投影される。
図6は、車両用前照灯10の配光パターンの一例を示す。当該配光パターンは、車両用前照灯10の前方25mの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成される左ロービーム配光パターンである。当該配光パターンは、集光ユニット100によって形成される第1配光パターン600および第2配光パターン602と、中拡散ユニット110によって形成される第3配光パターン604と、大拡散ユニット120によって形成される第4配光パターン606との合成配光パターンとして形成される。配光パターンは、その上端に上下方向の明暗境界を定める水平カットラインCL1及び斜めカットラインCL2を有している。
水平カットラインCL1は、車両用前照灯10の正面(水平軸H−垂直軸Vの交点)に対してやや下方(0.5〜0.6°程度下向き)に設定されている。斜めカットラインCL2は、垂直軸VとCL1の交点から左上方に約15°程度傾斜している。第1配光パターン600のうちの水平カットラインCL1は、シェード28の水平エッジによって形成される。一方、斜めカットラインCL2は、シェード28の傾斜エッジによって形成される。
図7は、車両用前照灯10の詳細な構成の一例を電源60と共に示す。電源60は、車載のバッテリであり、車両用前照灯10に電力を供給する。車両用前照灯10は、点灯制御部40、複数の抵抗42、46、コンデンサ44、電圧検出部50、および光源列70を備える。点灯制御部40は、スイッチ400およびホールド回路402を有する。ホールド回路402は、電圧検出部50からHighの信号を受け取った場合に、スイッチ400をオンする。スイッチ400は、抵抗42を介して光源列70に接続されており、オンすることにより、電源60から受け取る電力を抵抗42を介して光源列70に供給する。なお、電源60は、車両用前照灯10内に設けられた専用電源であってもよい。
光源列70は、一端が接地され、他端が接地電位よりも高い電位に接続される。光源列70は、順方向に直列に接続された複数のLED300a、b、およびcを有する。複数のLED300のそれぞれは、消灯している場合に、受け取る光量が大きいときにより高い電圧を発生する。LED300aは、電流方向における光源列70の上流端に設けられ、LED300cは、光源列70の下流端に設けられる。LED300aのアノードは、抵抗42を介してスイッチ400に接続される。LED300cのカソードは接地される。
抵抗46の一端は、LED300aとLED300bとの間のノードに接続され、他端は接地される。抵抗46は、周囲の明るさに応じて複数のLED300が発生する電圧を受け取り、接地電位に電流を流すことにより、両端に電圧を発生する。コンデンサ44の一端は、LED300aとLED300bとの間のノードに接続され、他端は接地される。これにより、コンデンサ44は、複数のLED300が発生する電圧によって充電される。また、コンデンサ44は、複数のLED300に発生するノイズを除去する。
電圧検出部50は、比較部52および電圧増幅部54を備える。電圧増幅部54は、複数の抵抗542、544、546、およびオペアンプ540を有する。抵抗544は、オペアンプ540の負入力端子と出力端子との間に接続される。また、オペアンプ540の負入力端子は、抵抗546を介して接地される。これにより、オペアンプ540は、抵抗46の両端に発生する電圧を抵抗542を介して正入力端子に受け取り、正入力端子に受け取った電圧を抵抗544および抵抗546によって規定される増幅率で増幅して比較部52に出力する。なお、オペアンプ540は、バイアス電流の少ない例えばFET入力のオペアンプであることが好ましい。これにより、LED300が発生する微小な電圧を確実に増幅することができる。
比較部52は、複数の抵抗520、522、およびコンパレータ524を有する。抵抗520および抵抗522は、電源60と接地電位との間に直列に接続される。コンパレータ524の正入力端子は、抵抗520と抵抗522との間のノードに接続され、負入力端子はオペアンプ540の出力端子に接続される。なお、コンパレータ524の正入力端子には、専用の基準電圧源が接続されていてもよい。これにより、コンパレータ524は、オペアンプ540の出力電圧が、抵抗520および抵抗522によって規定される電圧よりも低くなった場合に、Highを示す電圧をホールド回路402に印可する。なお、コンパレータ524は、ヒステリシス特性を有していることが好ましい。
このように、車両用前照灯10は、車両の周囲の明るさに応じてLED300が出力する電圧が、抵抗520および抵抗522によって規定される電圧よりも小さくなった場合に、スイッチ400をオンすることにより、光源列70を点灯させる。これにより、車両用前照灯10は、周囲の明るさを検出するためのセンサ等を追加することなく、周囲が暗くなった場合に自動的に点灯することができる。
なお、車両の周囲の明るさに応じてそれぞれのLED300が発生する電圧は、順方向電圧よりも低い。そのため、光源列70の上流端に設けられたLED300aのアノードと接地電位との間の電位差を検出するとすれば、複数のLED300が発生した電荷は、抵抗42を介して点灯制御部40あるいは電圧検出部50で消費されてしまう場合がある。しかし、本例では、光源列70の上流端に設けられたLED300aのカソードの電位と接地電位との間の電位差を検出するので、LED300aは、LED300bおよびcが発生した電荷を抵抗42を介してスイッチ400に流さない。そのため、オペアンプ540は、LED300が発生する微小な電圧を確実に受け取ることができる。また、他の例として、上流端のLED300に代えて、発光しない通常のシリコンダイオード等を用いてもよい。
また、オペアンプ540は、抵抗542を介して、最も上流端にあるLED300と当該LED300に接続されているLED300との間のノードの電位と、接地電位との電位差を検出することが好ましい。これにより、より多くのLED300が発生する電圧を検出することができるので、周囲の明るさをより確実に検出することができる。
なお、周囲の明るさを検出するLEDとしては、大拡散ユニット120に設けられたLED300を用いることが好ましい。大拡散ユニット120は、配光パターンのより広い領域に光を照射するので、消灯している場合、LED300は、より広い領域からの光を受け取ることができる。これにより、車両の周囲の明るさをより精度よく検出することができる。
また、コンデンサ44と抵抗46の正電位側のノードとの間には、抵抗が挿入されていてもよい。この抵抗とコンデンサ44とによって、LED300が発生した電圧を積分することにより、LED300へ瞬間的に照射された光によって車両用前照灯10が誤点灯することを防止することができる。
また、本例において、電圧検出部50は、1個の大拡散ユニット120が有するLED300の電圧に基づいて、周囲の明るさを検出するが、他の例として、電圧検出部50は、複数の大拡散ユニット120が有するLED300が周囲の明るさに応じて発生した電圧を平均した電圧に基づいて、周囲の明るさを検出してもよい。これにより、複数の大拡散ユニット120のうち、一部の大拡散ユニット120に光を照射された場合に、誤って車両用前照灯10が点灯することを防止することができる。また、車両の異なる場所に複数の車両用前照灯10が設けられ、複数の車両用前照灯10のそれぞれのLEDが周囲の明るさに応じて発生する電圧を平均し、その平均電圧に基づいて周囲の明るさを検出してもよい。これにより、さらに精度よく周囲の光量を検出することができる。
なお、本例において、車両用前照灯10の光源列70は、夜間に車両前方の路面を照射するが、他の例として、車両用前照灯10の光源列70は、日中に走行中の車両の存在を歩行者や他の車両の運転者等に通知するためのDRL(Daytime Running Lamp)として点灯してもよい。この場合、比較部52のコンパレータ524は、負入力端子に基準電圧を受け取り、正入力端子に周囲の明るさに応じて光源列70が発生した電圧に応じた電圧を受け取るように構成される。これにより、周囲が明るくなり、光源列70が発生する電圧が基準電圧よりも大きくなった場合に、スイッチ400をオンすることにより、光源列70を点灯させることができる。従って、周囲が明るくなった場合に、周囲の明るさに応じて自動的に車両用前照灯10を点灯させることができる。
図8は、時間制御部56の一例を示す。車両用前照灯10は、時間制御部56をさらに備える。時間制御部56は、コンパレータ524とホールド回路402との間に設けられる。時間制御部56は、例えばマイコン(マイクロコンピュータ)であり、複数の端子560、562、および振動子564を有する。時間制御部56は、水晶振動子等の振動子564が生成する基準クロックに基づく周期のパルスに同期して、端子562に受け取るコンパレータ524の出力をサンプリングする。そして、時間制御部56は、コンパレータ524から複数回連続でHighを示す電圧を受け取った場合に、端子560を介してHighを示す電圧をホールド回路402に印可する。本例において、時間制御部56は、例えば数十ms間隔でコンパレータ524の出力をサンプリングし、10回連続でコンパレータ524からHighの電圧を受け取った場合に、端子560を介してHighの電圧をホールド回路402に印可する。これにより、LED300に瞬間的に照射された光によって車両用前照灯10が誤点灯することを防止することができる。なお、他の例として、時間制御部56は、マイコンに代えて、カウンタを有するロジック回路によるデジタルフィルタを有してもよい。さらに他の例として、CRによるアナログ積分回路を有してもよい。
図9は、車両用前照灯10の詳細な構成の他の例を示す。なお、以下に説明する点を除き、図9において、図7と同じ符号を付した構成は、図7における構成と同一又は同様の機能を有するため説明を省略する。車両用前照灯10は、パルス電源回路86、スイッチ400、複数の抵抗42、46、コンデンサ44、電圧検出部50、および光源列70を備える。パルス電源回路86は、電源60から受け取る電力を、予め定められた時間間隔で、断続的に電圧検出部50および複数のスイッチ400a、bに供給する。本例において、パルス電源回路86は、例えば50%のデューティー比であり、かつ60Hzの周波数で電力を供給する。なお、デューティー比が100%に近いほど、車両用前照灯10はより多くの光量を発生することができる。また、周波数が高いほど視覚的な違和感は少なくなる。
電圧検出部50は、電圧増幅部54に代えて、同期検波増幅部58を有する。同期検波増幅部58は、パルス電源回路86の出力がLowの場合に、入力端子に受け取る電圧を所定の増幅率で増幅し、パルス電源回路86の出力がHighの場合に、パルス電源回路86の出力がLowからHighに変化する直前に比較部52へ出力していた電圧を、次にパルス電源回路86の出力がHighからLowに変化するまで保持する。
ここで、本例の車両用前照灯10の動作を詳しく説明する。パルス電源回路86がLowの電圧を出力する場合、光源列70には電流が流れない。そのため、光源列70は、周囲の光量に応じた電圧を発生し、発生した電圧を同期検波増幅部58の入力端子に印可する。同期検波増幅部58は、パルス電源回路86からLowの電圧を受け取っているので、入力端子に印可された電圧を増幅して、比較部52に印可する。受け取った電圧が基準電圧よりも低い場合、比較部52は、Lowの電圧を出力することにより、スイッチ400をオフにする。また、受け取った電圧が基準電圧よりも高い場合、比較部52は、Highの電圧を出力することにより、スイッチ400をオンにする。
パルス電源回路86がHighの電圧を出力する場合、光源列70には、スイッチ400の状態に応じて電流が流れる。また、パルス電源回路86がHighの電圧を出力する場合、同期検波増幅部58は、パルス電源回路86の出力がLowからHighに変化する直前に比較部52へ出力していた電圧を保持しているので、パルス電源回路86がHighの電圧を出力している期間は、スイッチ400の状態は変化しない。このように、光源列70が消灯している期間に、周囲の明るさに応じて光源列70に発生する電圧を検出するので、前方の障害物等に反射した車両用前照灯10の光を検出することによって誤って切り替わることを防止することができる。
図10は、車両用前照灯10の詳細な構成の他の例を電源60と共に示す。なお、以下に説明する点を除き、図10において、図7と同じ符号を付した構成は、図7における構成と同一又は同様の機能を有するため説明を省略する。車両用前照灯10は、複数のスイッチ400a、b、複数の抵抗42a、b、複数の光源列70a、b、複数の抵抗46a、b、複数のコンデンサ44a、b、電圧検出部50、AND回路80、およびインバータ82を備える。スイッチ400aは、Highの電圧をAND回路80から受け取った場合に抵抗42aを介して光源列70aに電源60からの電流を供給し、Lowの電圧をAND回路80から受け取った場合に光源列70aに電流を供給しない。スイッチ400bは、Highの電圧をインバータ82から受け取った場合に抵抗42bを介して光源列70bに電源60からの電流を供給し、Lowの電圧をインバータ82から受け取った場合に光源列70bに電流を供給しない。
光源列70aは、一端が接地され、他端が接地電位よりも高い電位に接続される。光源列70aは、順方向に直列に接続された複数のLED700a、b、およびcを有する。本例において、複数のLED700a、b、およびcは、例えばDRLとして点灯する。なお、光源列70aは、本発明の第2の半導体発光モジュールの一例である。抵抗46aの一端は、LED700aとLED700bとの間のノードに接続され、他端は接地される。コンデンサ44aの一端は、LED700aとLED700bとの間のノードに接続され、他端は接地される。
電圧検出部50は、複数の比較部52a、b、および複数の電圧増幅部54a、bを有する。電圧増幅部54bは、LED300aとLED300bとの間のノードの電位と接地電位との電位差を、抵抗46bおよび44bを介して受け取り、予め定められた増幅率で増幅する。比較部52bは、電圧増幅部54bが増幅した電圧を予め定められた基準電圧と比較し、電圧増幅部54bが増幅した電圧が基準電圧より高い場合に、AND回路80にHighを示す電圧を出力する。なお、基準電圧とは、周囲がLED300を点灯させるべき暗さになった場合に、LED300が発生する電圧に応じて電圧増幅部54bが出力する電圧である。
電圧増幅部54aは、LED700aとLED700bとの間のノードの電位と接地電位との電位差を、抵抗46aおよび44aを介して受け取り、予め定められた増幅率で増幅する。比較部52aは、電圧増幅部54aが増幅した電圧を基準電圧と比較し、電圧増幅部54aが増幅した電圧が基準電圧より高い場合に、インバータ82にHighを示す電圧を出力する。この場合、基準電圧は、周囲がLED300を消灯させるべき明るさになった場合に、LED700が発生する電圧に応じて電圧増幅部54aが出力する電圧となる。AND回路80は、比較部52aおよびbからHighの電圧を受け取った場合にHighの電圧をスイッチ400aに印可する。インバータ82は、比較部52aの電圧を反転させてスイッチ400bに印可する。
ここで、車両用前照灯10の動作についてさらに詳しく説明する。スイッチ400aおよびbがオフの初期状態において、複数のLED300および複数のLED700は消灯している。このとき、車両用前照灯10に入射する光量が十分に小さい場合、比較部52aおよびbのそれぞれは、基準電圧よりも低い電圧を電圧増幅部54aおよびbのそれぞれから受け取、Lowを示す電圧を出力する。そして、AND回路80は、スイッチ400aにLowの電圧を印可することにより、スイッチ400aをオフに保つ。一方、インバータ82は、Highの電圧をスイッチ400bに印可することにより、スイッチ400bをオンにする。これにより、複数のLED300に順方向電圧が発生し、比較部52bは、基準電圧よりも高い電圧を電圧増幅部54bから受け取り、Highの電圧をAND回路80に印可する。AND回路80は、比較部52bからHighの電圧を受け取るが、比較部52aからLowの電圧を受け取っているので、Lowの電圧を出力し続けることにより、スイッチ400aをオフに保つ。これにより、周囲が十分暗い場合、光源列70bが点灯し、光源列70aは消灯する。
次に、周囲が明るくなり、比較部52aが基準電圧よりも高い電圧を電圧増幅部54aから受け取った場合、比較部52aは、Highの電圧をAND回路80およびインバータ82に印可する。そして、インバータ82は、Lowの電圧をスイッチ400bに印可し、スイッチ400bをオフにする。これにより、LED300が消灯し、電圧増幅部54bは、周囲の明るさに応じた電圧をLED300から受け取り、増幅する。この場合、比較部52bは、基準電圧よりも高い電圧を電圧増幅部54bから受け取り、Highの電圧をAND回路80に印可する。AND回路80は、比較部52aおよびbから受け取るHighの電圧によって、スイッチ400aにHighの電圧を印可し、スイッチ400aをオンにする。これにより、複数のLED700に順方向電圧が発生し、比較部52aは、基準電圧よりも高い電圧を電圧増幅部54aから受け取り、Highの電圧をAND回路80に印可する。AND回路80は、比較部52bからHighの電圧を受け取っているので、Highの電圧を出力し続けることにより、スイッチ400aをオンに保つ。これにより、周囲が明るくなった場合に、光源列70bを消灯させて、光源列70aを点灯させることができる。
さらに、周囲が暗くなり、比較部52bが基準電圧よりも低い電圧を電圧増幅部54bから受け取った場合、比較部52bは、Lowの電圧をAND回路80に印可する。これにより、AND回路80は、Lowの電圧をスイッチ400aに印可し、スイッチ400aをオフにする。これにより、LED700が消灯し、電圧増幅部54aは、周囲の明るさに応じた電圧をLED700から受け取り、増幅する。この場合、比較部52aは、基準電圧よりも低い電圧を電圧増幅部54aから受け取り、Lowの電圧をAND回路80およびインバータ82に印可する。インバータ82は、比較部52aから受け取るLowの電圧によって、スイッチ400bにHighの電圧を印可し、スイッチ400bをオンにする。これにより、複数のLED300に順方向電圧が発生し、比較部52bは、基準電圧よりも高い電圧を電圧増幅部54bから受け取り、Highの電圧をAND回路80に印可する。しかし、AND回路80は、比較部52aからLowの電圧を受け取っているので、Lowの電圧を出力し続けることにより、スイッチ400bをオフに保つ。これにより、周囲が暗くなった場合に、光源列70aを消灯させて、光源列70bを点灯させることができる。
図11は、車両用前照灯10の構成の詳細な構成の更なる他の例を示す。なお、以下に説明する点を除き、図11において、図9および図10と同じ符号を付した構成は、図9および図10における構成と同一又は同様の機能を有するため説明を省略する。
本例の車両用前照灯10の動作を詳しく説明する。パルス電源回路86がLowの電圧を出力する場合、光源列70aおよびbのそれぞれには電流が流れない。そのため、光源列70aおよびbのそれぞれは、周囲の光量に応じた電圧を発生し、発生した電圧を同期検波増幅部58aおよびbの入力端子に印可する。同期検波増幅部58aおよびbのそれぞれは、パルス電源回路86からLowの電圧を受け取っているので、入力端子に印可された電圧を増幅して、比較部52aおよびbのそれぞれに印可する。受け取った電圧が基準電圧よりも低い場合、比較部52aおよびbのそれぞれは、Lowの電圧を出力する。そして、AND回路80は、Lowの電圧を出力することにより、スイッチ400aをオフにする。インバータ82は、Highの電圧を出力することにより、スイッチ400bをオンにする。また、受け取った電圧が基準電圧よりも高い場合、比較部52aおよびbのそれぞれは、Highの電圧を出力する。そして、AND回路80は、Highの電圧を出力することにより、スイッチ400aをオンにする。インバータ82は、Lowの電圧を出力することにより、スイッチ400bをオフにする。
パルス電源回路86がHighの電圧を出力する場合、光源列70aおよびbのそれぞれには、スイッチ400aおよびbの状態に応じて電流が流れる。パルス電源回路86がHighの電圧を出力する場合、同期検波増幅部58aおよびbは、パルス電源回路86の出力がLowからHighに変化する直前に出力した電圧を保持しているので、パルス電源回路86がHighの電圧を出力している期間は、スイッチ400aおよびbの状態は変化しない。このように、光源列70aおよびbの双方が消灯している期間に、周囲の明るさに応じて光源列70aおよびbに発生する電圧を検出するので、本例においても、前方の障害物等に反射した車両用前照灯10の光を検出することによって誤って切り替わることを防止すると共に、周囲が暗くなった場合に、光源列70aを消灯させて、光源列70bを点灯させ、周囲が明るくなった場合に、光源列70bを消灯させて、光源列70aを点灯させることができる。
上記説明から明らかなように、本実施形態によれば、車両の周囲の明るさに応じて自動的に点消灯する車両用前照灯10を少ないコストで提供することができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
10・・・車両用前照灯、100・・・集光ユニット、110・・・中拡散ユニット、120・・・大拡散ユニット、12・・・透明カバー、14・・・ブラケット、16・・・ヒートシンク、20、30・・・LEDモジュール、200、300、700・・・LED、202、306・・・基板、22、32・・・台座、24、34・・・リフレクタ、26・・・レンズ、28・・・シェード、40・・・点灯制御部、42、46、520、522、542、544、546・・・抵抗、400・・・スイッチ、402・・・ホールド回路、44・・・コンデンサ、50・・・電圧検出部、52・・・比較部、524・・・コンパレータ、54・・・電圧増幅部、540・・・オペアンプ、56・・・時間制御部、560、562・・・端子、564・・・振動子、58・・・同期検波増幅部、60・・・電源、600・・・第1配光パターン、602・・・第2配光パターン、604・・・第3配光パターン、606・・・第4配光パターン、70・・・光源列、80・・・AND回路、82・・・インバータ、86・・・パルス電源回路、94、95、96、98・・・光線
Claims (7)
- 光を照射する第1の半導体発光モジュールと、
前記第1の半導体発光モジュールが消灯しているときに、周囲の明るさに応じて前記第1の半導体発光モジュールが発生する電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧に応じて、前記第1の半導体発光モジュールを点灯または消灯させる点灯制御部と
を備える灯具。 - 前記電圧検出部は、周囲の明るさに応じて前記第1の半導体発光モジュールが発生した電圧を、予め定められた時間積分した積分電圧を検出する請求項1に記載の灯具。
- 前記灯具は、前記第1の半導体発光モジュールを複数備え、
前記複数の第1の半導体発光モジュールのそれぞれは、前記灯具内の異なる場所に設けられ、
前記電圧検出部は、周囲の明るさに応じて前記複数の第1の半導体発光モジュールのそれぞれが発生する電圧を平均した平均電圧を検出する請求項1に記載の灯具。 - 前記点灯制御部は、予め定められた時間間隔で前記第1の半導体発光モジュールを消灯させ、前記第1の半導体発光モジュールを消灯させているときに、前記電圧検出部が検出した電圧が予め定められた基準電圧よりも低い場合に、前記第1の半導体発光モジュールをただちに再度点灯させ、前記電圧検出部が検出した電圧が前記基準電圧よりも高い場合に、前記第1の半導体発光モジュールの消灯状態を維持する請求項1に記載の灯具。
- 光を照射する第2の半導体発光モジュールをさらに備え、
前記電圧検出部は、前記第2の半導体発光モジュールが消灯しているときに、周囲の明るさに応じて前記第2の半導体発光モジュールが発生する電圧をさらに検出し、
前記点灯制御部は、前記電圧検出部が検出した前記第2の半導体発光モジュールが発生する電圧が予め定められた基準電圧よりも高い場合に、前記第1の半導体発光モジュールを消灯させると共に、前記第2の半導体発光モジュールを点灯させ、前記電圧検出部が検出した前記第1の半導体発光モジュールが発生する電圧が前記基準電圧よりも低い場合に、前記第2の半導体発光モジュールを消灯させると共に、前記第1の半導体発光モジュールを点灯させる請求項1に記載の灯具。 - 前記第1の半導体発光モジュールは、直列に接続された複数の半導体発光素子を有し、
前記第1の半導体発光モジュールの一端は接地され、他端は接地電位よりも高い電位に接続され、
前記電圧検出部は、前記複数の半導体発光素子の間の1点の電位と接地電位との電位差を検出する請求項1に記載の灯具。 - 車両に用いられる車両用前照灯であって、
光を照射する半導体発光モジュールと、
前記半導体発光モジュールが発生した光を前記車両の前方へ照射する光学部材と、
前記半導体発光モジュールが消灯しているときに、前記車両の周囲の明るさに応じて前記半導体発光モジュールが発生する電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧に応じて、前記半導体発光モジュールを点灯または消灯させる点灯制御部と
を備える車両用前照灯。
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JP2004111997A JP2005302311A (ja) | 2004-04-06 | 2004-04-06 | 灯具および車両用前照灯 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2004
- 2004-04-06 JP JP2004111997A patent/JP2005302311A/ja active Pending
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