JP2013140724A

JP2013140724A - 車両用ヘッドランプシステム

Info

Publication number: JP2013140724A
Application number: JP2012000475A
Authority: JP
Inventors: 秉佑 ▲シン▼; Ping-Yu Chen
Original assignee: Foxsemicon Integrated Technology Inc
Current assignee: Foxsemicon Integrated Technology Inc
Priority date: 2012-01-05
Filing date: 2012-01-05
Publication date: 2013-07-18

Abstract

【課題】本発明は、色温度を調節することができる車両用ヘッドランプシステムを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る車両用ヘッドランプシステムは、前照灯及び前照灯に接続された制御装置を備える。前照灯は、第一色温度を有する少なくとも１つの第一ＬＥＤユニット及び第一色温度とは異なる第二色温度を有する少なくとも１つの第二ＬＥＤユニットを備える。制御装置は、第二ＬＥＤユニットと第一ＬＥＤユニットの輝度比率を変えて第二ＬＥＤユニット及び第一ＬＥＤユニットが放出する光線を混合させて、設定された色温度を有する光線を生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ヘッドランプシステムに関し、特にＬＥＤを備えた車両用ヘッドランプシステムに関するものである。

車両用ヘッドランプシステムは、日常安全に運転できるためには、とても重要なものである。特に車両前方に設置されている前照灯（ヘッドライト）は、視界が悪い中でも運転者に高い視認度を提供して、運転の安全性を確保することができる。現在、車両の前照灯としては、エネルギー消耗が大きいキセノンランプ、ヘリウムランプなどのようなハロゲン族ランプが採用されているが、近年これらに替わって優れた輝度のＬＥＤが車両の前照灯に用いられるようになってきた。

しかし、白色ＬＥＤモジュールの白色の色温度（一般的に４５００Ｋ〜６５００Ｋ範囲に属する）は比較的高いので、前記白色ＬＥＤモジュールが放出した光線は目がくらむほど、人の目を刺激する。また、白色ＬＥＤモジュールの演色性（ｃｏｌｏｒｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）は、８０％までしか達することができないので、車両の前照灯における異なる色温度に対応することができない。また雨天、曇天、晴天または雪が降った際における視認度はそれぞれ異なるので、要求される車両の前照灯の色温度も異なる。そのため、このような異なった状況下で、車両の前照灯の色温度を有効に調節できない場合、運転に非常な危険性をもたらす。

以上の問題点に鑑みて、本発明は、色温度を調節することができる車両用ヘッドランプシステムを提供することを目的とする。

前記問題を解決するために、本発明に係る車両用ヘッドランプシステムは、前照灯及び前照灯に接続された制御装置を備える。前照灯は、第一色温度を有する少なくとも１つの第一ＬＥＤユニット及び第一色温度とは異なる第二色温度を有する少なくとも１つの第二ＬＥＤユニットを備える。制御装置は、第二ＬＥＤユニットと第一ＬＥＤユニットの輝度比率を変えて、第二ＬＥＤユニット及び第一ＬＥＤユニットが放出する光線を混合させて設定された色温度を有する光線を生成する。

本発明に係る車両用ヘッドランプシステムは、異なるＬＥＤユニットを備え、前記異なるＬＥＤユニットが制御装置によって調節されることによって、前照灯の全体の光源の色温度を制御し、周囲環境に対応する照明モードに調節する。従って、運転者の目を刺激しない優れた輝度を提供でき、安全な運転をすることができる。

本発明の第一実施形態に係る車両用ヘッドランプシステムの機能ブロック図である。図１に示した本発明の第一実施形態に係る車両用ヘッドランプシステムの前照灯の平面図である。図１に示した本発明の第一実施形態に係る車両用ヘッドランプシステムの前照灯の局部の断面図である。本発明の第二実施形態に係る車両用ヘッドランプシステムの前照灯の平面図である。本発明の第三実施形態に係る車両用ヘッドランプシステムの前照灯の平面図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係る車両用ヘッドランプシステムについて詳細に説明する。

図１を参照すると、本発明の第一実施形態に係る車両用ヘッド照明システム１００は、前照灯１２、制御装置１４、感知装置１６及び使用者システムインターフェース１８を備える。

前記前照灯１２は、第一色温度を有する光線を供給する少なくとも１つの第一ＬＥＤユニット１２６及び前記第一色温度とは異なる第二色温度を有する光線を供給する少なくとも１つの第二ＬＥＤユニット１２８を備える。前記第一ＬＥＤユニット１２６の数量が前記第二ＬＥＤユニット１２８の数量の４倍であれば、人間の視覚に適した光線を提供できるが、これに限定されない。前記第一ＬＥＤユニット１２６と前記第二ＬＥＤユニット１２８の総数量は、２のｎ乗（２^ｎ)であり、ｎは０ではない自然数である。本実施形態において、前記第一ＬＥＤユニット１２６は、冷色系の光線を放出し、前記第二ＬＥＤユニット１２８は、暖色系の光線を放出する。前記第一ＬＥＤユニット１２６の第一色温度の範囲は、４５００Ｋ〜６５００Ｋ（Ｋｅｌｖｉｎ）であり、前記第二ＬＥＤユニット１２８の第二色温度の範囲は、３３００Ｋより小さい。例えば、前記第一ＬＥＤユニット１２６及び前記第二ＬＥＤユニット１２８には、それぞれ周波数帯域幅（ｂａｎｄｗｉｄｔｈ）が比較的広く且つ簡単な構造を持つ白色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤを採用する。

前記制御装置１４は、前記前照灯１２に接続されて、前記第二ＬＥＤユニット１２８と前記第一ＬＥＤユニット１２６の輝度比率を変えると共に、前記前照灯１２が生じる色温度を制御する。また、前記制御装置１４は、前記第一ＬＥＤユニット１２６及び前記第二ＬＥＤユニット１２８に励起電流（Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｃｕｒｒｅｎｔ）を供給する。ＬＥＤの発光輝度は、電流量の調節によって変わるので、前記第一ＬＥＤユニット１２６及び前記第二ＬＥＤユニット１２８の混合光線の色温度は、前記第一ＬＥＤユニット１２６及び前記第二ＬＥＤユニット１２８に供給される電流の強度調節により制御することができる。

前記感知装置１６は、少なくとも１つの光線感知装置１６２、少なくとも１つの湿度感知装置１６４、少なくとも１つの速度感知装置１６６及び少なくとも１つの距離感知装置１６８を備える。また、前記感知装置１６は、その他の環境パラメーターを感知できる装置(例えば、気圧感知装置、海抜感知装置等)をさらに備えることもできる。本実施形態において、前記感知装置１６を車両の前方に設置して外界の明るさ、湿度、車両の速度、周囲車両との距離等の情報を感知し、このような情報を前記制御装置１４に伝送する。この時、前記制御装置１４は、これらの情報に基づいて車両の各種運行状態に対応して、調整を開始する。前記制御装置１４は、処理機１４２及び記憶装置（図示せず）を備える。前記処理機１４２は、前記感知装置１６からの情報及び前記使用者システムインターフェース１８からの情報に基づいて、前記第一ＬＥＤユニット１２６及び前記第二ＬＥＤユニット１２８への励起電流を配分する。前記記憶装置には、陽光照明モード１４４ａ（ｓｕｎｎｙｍｏｄｅ）、雨天照明モード１４４ｂ（ｒａｉｎｍｏｄｅ）、高速照明モード１４４ｃ（ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄｍｏｄｅ）、霧中照明モード１４４ｄ（ｆｏｇｍｏｄｅ）等のような複数の照明モード１４４が記憶されている。各照明モード１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃ，１４４ｄには、各種色温度又は輝度に関する電流パラメーターが予め設定されている。前記制御装置１４は、対応する照明モード１４４の現況によって前記第一ＬＥＤユニット１２６及び前記第二ＬＥＤユニット１２８の発光輝度を制御する。

使用者システムインターフェース１８は、使用者にキーボードのような操作インターフェースを提供する。前記使用者システムインターフェース１８には、前記感知装置１６が感知した情報又は照明モード１４４が表示され、使用者は前記使用者システムインターフェース１８を介して照明指令を入力する。従って、前記車両用ヘッドランプシステム１００の照明及び色温度は、使用者による人工操作又は制御装置１４の自身のプログラムによる自動操作によって調節され、前記制御装置１４、前記第一ＬＥＤユニット１２６及び前記第二ＬＥＤユニット１２８を通じて、如何なる色のグラデーション及び輝度プロファイルでも、混合された異なる明るさの光線によって実現することができる。例えば、通常の白熱灯のガウス分布（ＧａｕｓｓｉａｎＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）の輝度プロファイルを再現したところ、前記前照灯１２は、色温度の範囲が２５００Ｋ〜６５００Ｋであり、演色性能が８０％〜８５％に達することがわかった。つまり、その発光周波数帯域幅は可視光線の全体範囲をカバーすることができる。

図２及び図３を参照すると、前記前照灯１２は、ベース１２２及び複数の反射部材１２４を備える。しかし、必要に応じて、ランプカバー、レンズ又は透明なハウジング等をさらに備えることもできる。前記ランプカバー、レンズ又は透明なハウジングは、前記第一ＬＥＤユニット１２６及び前記第二ＬＥＤユニット１２８の前方に設置されて、前記前照灯１２を保護したり、又は前記前照灯１２の光線を適切に制御する。本実施形態において、前記第一ＬＥＤユニット１２６及び前記第二ＬＥＤユニット１２８は、平板状を呈す前記ベース１２２上に、アレイ形式に設置される。しかし、前記ベース１２２の形状は、これに限定されず、照明又は車両の外観に合わせて製造してもよい。また、前記第一ＬＥＤユニット１２６及び前記第二ＬＥＤユニット１２８も需要に合わせて配置することができる。例えば、前記第一ＬＥＤユニット１２６及び前記第二ＬＥＤユニット１２８を、回路基板１２３に縦一列に設置して、１本の光帯を成したり、又は縦複数の列に設置して１つの発光アレイを成すことができる。前記反射部材１２４は、前記第一ＬＥＤユニット１２６及び前記第二ＬＥＤユニット１２８を収容するための複数の収容凹部が設けられている反射体であり、また光線を反射して集光させる凹面も備えている。

前記制御装置１４は、一つ、縦又横の順序に沿って、前記第一ＬＥＤユニット１２６及び前記第二ＬＥＤユニット１２８の輝度を徐々に変えていく。例えば、車両が霧区域から陽光区域に入ると、前記第一ＬＥＤユニット１２６及び前記第二ＬＥＤユニット１２８を一列目から最後の列まで一列ずつ、連続的にオフしていくことによって、輝度を最も明るい状態から徐々に暗くしていく。各々の列の第二ＬＥＤユニット１２８は、これに対応する各々の列の第一ＬＥＤユニット１２６と、同数量比率であるため、前記第二ＬＥＤユニット１２８の色温度も徐々に変わる。従って、輝度の突然の変化により、運転者の視界がぼやけるという現象を防止する。このように、前照灯１２の輝度を徐々に変えていく操作は、運転者に快適な明るさを提供し、よって事故の可能性を大幅に低減させる（即ち、運転の安全性を向上させる）。また前記制御装置１４は、色温度を変えるだけではなく、照明の分布も変えることができる。前記第一ＬＥＤユニット１２６及び前記第二ＬＥＤユニット１２８は、各々のＬＥＤユニットの配列位置及び角度によって異なる照明分布を表現できる。例えば、走行用前照灯（ハイビーム）においては、ＬＥＤユニットに高電流が供給されて、比較的遠い所まで集中的に照らすことができる照明分布を持ち、すれ違い用前照灯（ロービーム）においては、ＬＥＤユニットに低電流が供給されて（或いは供給されず）、光の散在により、比較的近い場所を広範囲に照らすことができる。

図４は、本発明の第二実施形態に係る車両用ヘッドランプシステムの前照灯の平面図である。第一実施形態と違う部分は、本実施形態における前照灯２２が、第一色温度及び第二色温度と異なる第三色温度を有する光線を供給する少なくとも１つの第三ＬＥＤユニット２２９をさらに備え、前記前照灯２２の形状、ＬＥＤユニット２２６，２２８，２２９の配列及び発光が異なる点である。本実施形態において、ベースには反射部材２２４が被覆されており、前記ベース及び前記反射部材２２４は、いずれも平面図が円形である環状を有する。複数の第一ＬＥＤユニット２２６，複数の第二ＬＥＤユニット２２８及び少なくとも一つの第三ＬＥＤユニット２２９は、複数の同心円状に配列される。前記第一ＬＥＤユニット２２６は、色温度（第一色温度）範囲が４５００Ｋ〜６５００Ｋである冷色系の光線を放出し、前記第二ＬＥＤユニット２２８は、色温度（第二色温度）範囲が３３００Ｋより小さい暖色系の光線を放出し、前記第三ＬＥＤユニット２２９は、色温度（第三色温度）範囲が５３００Ｋより大きい冷色系の光線を放出する。例えば、前記第一ＬＥＤユニット２２６，前記第二ＬＥＤユニット２２８及び前記第三ＬＥＤユニット２２９は、それぞれ白色ＬＥＤ，黄（緑）色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを採用する。また、前記第一ＬＥＤユニット２２６，前記第二ＬＥＤユニット２２８及び前記第三ＬＥＤユニット２２９は、各々が同心円状に配列される。制御装置は、前記第一ＬＥＤユニット２２６，前記第二ＬＥＤユニット２２８及び前記第三ＬＥＤユニット２２９の輝度を、中心側のＬＥＤユニットから外周側のＬＥＤユニット又は外周側のＬＥＤユニットから中心側のＬＥＤユニットに向けて徐々に変えていく。

図５は、本発明の第三実施形態に係る車両用ヘッドランプシステムの前照灯の平面図である。第二実施形態と違う部分は、本実施形態における第一ＬＥＤユニット３２６及び第二ＬＥＤユニット３２８の数量及び配列方式による発光効果が異なる点である。前記第二ＬＥＤユニット３２８は、前記第一ＬＥＤユニット３２６により囲まれるように設置される。前記第一ＬＥＤユニット３２６の数量は、前記第二ＬＥＤユニット３２８の数量の２倍である。本実施形態において、前記第一ＬＥＤユニット３２６及び前記第二ＬＥＤユニット３２８の総数量は、２４個であり、前記第一ＬＥＤユニット３２６及び前記第二ＬＥＤユニット３２８は、それぞれ白色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤを採用する。

前記前照灯は、運転中の演色性能の改善及び色温度の適応性の向上のために、前記制御装置に予め各環境状況に対応する照明モードを設定することができるため、安全な運転を確保することができる。

以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正も又、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、いうまでもない。

１００車両用ヘッドランプシステム
１２，２２前照灯
１２２ベース
１２３回路基板
１２４，２２４反射部材
１２６，２２６，３２６第一ＬＥＤユニット
１２８，２２８，３２８第二ＬＥＤユニット
２２９第三ＬＥＤユニット
１４制御装置
１４２処理機
１４４照明モード
１４４ａ陽光照明モード
１４４ｂ雨天照明モード
１４４ｃ高速照明モード
１４４ｄ霧中照明モード
１６感知装置
１６２光線感知装置
１６４湿度感知装置
１６６速度感知装置
１６８距離感知装置
１８使用者システムインターフェース

Claims

前照灯及び前記前照灯に接続された制御装置を備える車両用ヘッドランプシステムにおいて、
前記前照灯は、第一色温度を有する少なくとも１つの第一ＬＥＤユニット及び前記第一色温度とは異なる第二色温度を有する少なくとも１つの第二ＬＥＤユニットを備え、
前記制御装置は、前記第二ＬＥＤユニットと前記第一ＬＥＤユニットの輝度比率を変えて前記第二ＬＥＤユニット及び前記第一ＬＥＤユニットが放出する光線を混合させて、設定された色温度を有する光線を生成することを特徴とする車両用ヘッドランプシステム。
前記少なくとも１つの第一ＬＥＤユニットは、白色の光線を放出し、前記第一色温度の範囲が４５００Ｋ〜６５００Ｋであることを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドランプシステム。
前記少なくとも１つの第二ＬＥＤユニットは、赤色の光線を放出し、前記第二色温度の範囲が３３００Ｋより小さいことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドランプシステム。
前記第一ＬＥＤユニットの数量は、前記第二ＬＥＤユニットの数量の４倍であることを特徴とする請求項３に記載の車両用ヘッドランプシステム。
前記前照灯が放出する光線の色温度の範囲は、２５００Ｋ〜６５００Ｋであることを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドランプシステム。
前記少なくとも１つの第二ＬＥＤユニットは、黄色の光線を放出することを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドランプシステム。
前記前照灯は、前記第一色温度及び前記第二色温度と異なる第三色温度を有する少なくとも１つの第三ＬＥＤユニットをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の車両用ヘッドランプシステム。
前記少なくとも１つの第三ＬＥＤユニットは、青色の光線を放出し、前記第三色温度の範囲が５３００Ｋより大きいことを特徴とする請求項７に記載の車両用ヘッドランプシステム。
前記第一ＬＥＤユニット及び前記第二ＬＥＤユニットは、アレイ方式に配列され、前記制御装置は、一列ずつ順序に沿って前記第一ＬＥＤユニット及び上記第二ＬＥＤユニットの輝度を徐々に変えていくことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドランプシステム。
前記第一ＬＥＤユニット、前記第二ＬＥＤユニット及び前記第三ＬＥＤユニットは、各々が複数の同心円状に配列され、前記制御装置は、前記第一ＬＥＤユニット、前記第二ＬＥＤユニット及び前記第三ＬＥＤユニットの輝度を、中心側のＬＥＤユニットから外周側のＬＥＤユニット又は外周側のＬＥＤユニットから中心側のＬＥＤユニットに向けて徐々に変えていくことを特徴とする請求項７に記載の車両用ヘッドランプシステム。