JP2005302311A - 灯具および車両用前照灯 - Google Patents

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

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。

車両用前照灯１０の正面図である。 車両用前照灯１０を斜め前方から見た斜視図である。 集光ユニット１００の分解斜視図である。 大拡散ユニット１２０の分解斜視図である。 集光ユニット１００の光路の一例を示す断面図である。 車両用前照灯１０の配光パターンの一例を示す図である。 車両用前照灯１０の詳細な構成の一例を示す図である。 時間制御部５６の一例を示す図である。 車両用前照灯１０の詳細な構成の他の例を示す図である。 車両用前照灯１０の詳細な構成の他の例を示す図である。 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図である。

符号の説明

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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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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