JP2018122649A - 車両用前照灯 - Google Patents

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Abstract

【課題】光色による違和感が抑制され、且つ、視認性が向上される車両用前照灯を提供する。【解決手段】車両用前照灯１００は、車両４００に配置される車両用前照灯であって、第一白色光Ｌ１を照射する第一白色光源３１１と、第一白色光Ｌ１とは目立ち指数が１０以上異なる第二白色光Ｌ２を照射する第二白色光源３１２と、第一白色光Ｌ１の光強度及び第二白色光Ｌ２の光強度を制御する制御部１０４とを備え、第一白色光Ｌ１の色度及び第二白色光Ｌ２の色度は、ＭａｃＡｄａｍ楕円５ステップ範囲内であり、第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２は、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２が所定の照射面で重畳するように、車両用前照灯１００に配置され、制御部１０４は、第一白色光Ｌ１の光強度と第二白色光Ｌ２の光強度との光強度比を経時変化させる。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用前照灯に関する。
車両用ヘッドランプ（車両用前照灯）は、夜間でも昼間と同様に走行できるように、明るさの向上が求められている。
ところで、人の視感度は、明所視と、暗所視と、薄明視とでそれぞれ異なっている。明所視（明るい環境下）では、錐体細胞の働きにより色の知覚が可能である。暗所視（暗い環境下）では、錐体細胞が機能しないために色の知覚はできないが、桿体細胞の働きによって視感度が向上する。また、薄明視（薄暗い環境下）では、明所視と暗所視との中間の状態であって、錐体細胞及び桿体細胞の双方が機能する。
錐体細胞は、網膜の中心側に数が多く、中心側から離れると数が極端に減少する。それに対し、桿体細胞は、網膜の中心側には存在せず、中心から離れると数が急激に増加する。そのため、薄明視環境下においては、通行車両の運転手は、道路の車道側を中心視によって視認し、且つ、道路の歩道側を周辺視によって視認することが多い。
そこで、従来、上述した人の視感度を考慮した車両用ヘッドランプが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の車両用ヘッドランプは、第一の光源で車両進行方向を照らし、第二の光源で、第一の光源が照らす範囲の外側を照らすように構成されている。また、第一の光源は、錐体細胞の視感度にあわせた光色の光を照射し、第二の光源は桿体細胞の視感度にあわせた光色の光を照射する。
こうすることで、運転手の中心視及び周辺視の視認性が向上される。
特開２０１１−１６５３４１号公報
しかしながら、従来の車両用ヘッドランプでは、例えば、運転手の視線が車道側と歩道側とで変わった場合に、つまり、中心視で見ている位置が変わった場合に、位置によって異なる光色の光が照射されているために、運転手が光色に対して違和感をもつことが考えられる。また、運転手が、周辺視で見やすい光色の光が照射された範囲を中心視で見た場合に、却って当該光が照射された照射対象物を視認しにくくなることが考えられる。
そこで、本発明は、光色による違和感が抑制され、且つ、視認性が向上される車両用前照灯を提供する。
本発明の一態様に係る車両用前照灯は、車両に配置される車両用前照灯であって、第一白色光を照射する第一白色光源と、前記第一白色光とは目立ち指数が１０以上異なる第二白色光を照射する第二白色光源と、前記第一白色光の光強度及び前記第二白色光の光強度を制御する制御部とを備え、前記第一白色光の色度及び前記第二白色光の色度は、ＭａｃＡｄａｍ楕円５ステップ範囲内であり、前記第一白色光源及び前記第二白色光源は、前記第一白色光及び前記第二白色光が所定の照射面で重畳するように、前記車両用前照灯に配置され、前記制御部は、前記第一白色光の光強度と前記第二白色光の光強度との光強度比を経時変化させる。
本発明の車両用前照灯によれば、光色による違和感が抑制され、且つ、視認性が向上される。
図１は、実施の形態に係る車両用前照灯を備える車両を示す図である。 図２は、実施の形態に係る車両用前照灯を示す分解斜視図である。 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断された、実施の形態に係る車両用前照灯が備える発光部の断面を示す断面図である。 図４は、実施の形態に係る車両用前照灯が照射する光の照射範囲を示す模式図である。 図５は、実施の形態に係る車両用前照灯が備える白色光源を示す外観斜視図である。 図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿って切断された断面を示す断面図である。 図７は、実施の形態に係る車両用前照灯が照射する光の白色範囲を説明するための図である。 図８は、実施の形態に係る車両用前照灯が照射する光の発光スペクトルの一例を示す図である。 図９は、実施の形態に係る車両用前照灯が備える白色光源が照射する白色光の色度及びＦＣＩを説明するための図である。 図１０は、実施の形態に係る車両用前照灯が照射する白色光の時間に対する光強度の変化の一例を示す図である。 図１１は、時間に対する光強度の変化に応じた人の視認性の変化を説明するための図である。
以下、実施の形態に係る車両用前照灯について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
また、以下の実施の形態において、「前方」とは、車両用前照灯が光を照射する方向（光照射方向）であるとする。また、「前方」は、車両用前照灯が設置される車両が前進する際の進行方向であるとする。
また、以下の実施の形態において、Ｙ軸方向は例えば鉛直方向であり、Ｙ軸正方向側を上側（上方）、Ｙ軸負方向側を下側（下方）と記載される場合がある。また、Ｚ軸正方向側を前方として記載される場合がある。また、Ｘ軸方向及びＺ軸方向は、Ｙ軸に垂直な平面（水平面）上において、互いに直交する方向である。
また、以下の実施の形態において、略一定などの「略」を用いた表現を用いている。例えば、略一定は、完全に一定とすることを意味するだけでなく、実質的に一定とする、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。他の「略」を用いた表現についても同様である。
（実施の形態）
［車両用前照灯の構成］
図１〜図３を用いて、実施の形態に係る車両用前照灯の構成について説明する。
実施の形態に係る車両用前照灯は、車両の進行方向に光を照射するために車両に設置され、道路の路面及び道路上の標識等に光を照射する。車両用前照灯は、例えば、自動車、バイク又は自転車等に用いられる。
図１は、実施の形態に係る車両用前照灯を備える車両を示す図である。
図１に示されるように、車両４００は、前方（Ｚ軸正方向側）に２つの車両用前照灯１００を備える。本実施の形態において、車両４００は自動車である。車両用前照灯１００は、車両４００の運転手の視認性を向上させるために、車両４００の前方に光を照射する装置である。
図２は、実施の形態に係る車両用前照灯１００を示す分解斜視図である。
図２に示されるように、車両用前照灯１００は、第一発光部３００と、第二発光部３０１と、透光カバー１０１と、基台１０３と、制御部１０４とを備える。
第一発光部３００は、車両４００の前方遠方に向けて光を照射する発光装置である。
図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って切断された、実施の形態に係る車両用前照灯１００が備える第一発光部３００の断面を示す断面図である。
図３に示されるように、第一発光部３００は、筐体３０２と、レンズ３０３と、ビームスプリッター３０４と、第一白色光源３１１と、第二白色光源３１２とを備える。
筐体３０２は、第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２を収容し、第一白色光源３１１が照射する第一白色光Ｌ１及び第二白色光源３１２が照射する第二白色光Ｌ２を透過するレンズ３０３を保持する筐体である。筐体３０２の材料は、特に限定されないが、例えば金属材料が採用される。
第一白色光源３１１は、第一白色光Ｌ１を照射する光源である。第一白色光源３１１は、第一発光部３００に１又は複数設けられる。第一白色光源３１１は、例えば、発光素子と、当該発光素子から発せされる光の一部を波長変換する蛍光体とを備える。
第二白色光源３１２は、第二白色光Ｌ２を照射する光源である。第二白色光源３１２は、第一発光部３００に１又は複数設けられる。第二白色光源３１２は、例えば、発光素子と、当該発光素子から発せされる光の一部を波長変換する蛍光体とを備える。
第一発光部３００は、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２が混合された照明光Ｌを照射する。第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２の具体的な構成については、後述する。
また、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２の光色を示す色度は、ＣＩＥ表色系におけるｘｙ色度図上でＭａｃＡｄａｍ楕円５ステップ範囲内である。ここで、ＭａｃＡｄａｍ楕円５ステップとは、色のばらつきをＣＩＥ表色系におけるｘｙ色度図に表した管理基準であり、ステップ数が小さい程、人には色の違いを識別することが困難であることを示す。ＭａｃＡｄａｍ楕円５ステップ範囲内の色度の光であれば、異なる色度の光であっても、人には凡そ同じ光色の光に感じられる。つまり、第一白色光Ｌ１の光色と第二白色光Ｌ２の光色とは、人には凡そ同じ光色に感じられる。
第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２は、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２が照射される所定の照射面において重畳するように、車両４００（本実施の形態においては、第一発光部３００が備える筐体３０２）に配置される。ここで、所定の照射面は、例えば、車両４００から前方に所定距離（例えば、２５ｍ）離れた位置の路面上に、当該路面に対して垂直に設けられたスクリーンの面を基準としてもよい。当該スクリーンに、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２を照射した場合に、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２がスクリーンの照射面で重畳するように、第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２は、第一発光部３００に配置される。本実施の形態においては、ビームスプリッター３０４によって、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２を所定の照射面において重畳させる。
ビームスプリッター３０４は、ビームスプリッター３０４に入射される光を所定の割合で反射光と透過光とに分割する光学部材である。ビームスプリッター３０４は、例えば、第一白色光源３１１が照射した第一白色光Ｌ１を透過し、第二白色光源３１２が照射した第二白色光Ｌ２を反射する。第一白色光源３１１、第二白色光源３１２、及びビームスプリッター３０４の配置を調整することで、第一発光部３００は、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２の光軸をそろえた照明光Ｌを照射することができる。つまり、第一白色光Ｌ１の光軸と第二白色光Ｌ２の光軸とをそろえることで、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２は所定の照射面において重畳され得る。
ビームスプリッター３０４は、例えば、ガラス材料又はアクリルもしくはポリカーボネート等の透明樹脂材料に、多層膜が積層されることにより形成される。
なお、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２を所定の照射面において重畳させる方法は、特に限定されない。ビームスプリッター３０４を用いずに第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２の配置を調整することで、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２を所定の照射面で重畳させてもよい。また、光ファイバ、光導波路等の光学部材を用いて、第一白色光Ｌ１の光軸及び第二白色光Ｌ２の光軸をそろえてもよい。
レンズ３０３は、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２（つまり、照明光Ｌ）の配光を制御するための光学部材であり、筐体３０２に保持されている。レンズ３０３は、例えば、ガラス材料又はアクリルもしくはポリカーボネート等の透明樹脂材料によって形成される。
第二発光部３０１は、車両４００の前方下側に向けて白色光を照射する発光装置である。例えば、第二発光部３０１は、車両４００の前方下側に白色光を照射する。具体的には、第二発光部３０１は、道路２００（図４参照）に表示されている白線２０１等を照らすために路面に向けて白色光を照射する。第二発光部３０１が照射する白色光の光色（色度）は、例えば、第一発光部３００が照射する照明光Ｌの光色（色度）のＭａｃＡｄａｍ楕円５ステップ範囲内の光色（色度）が採用される。例えば、第二発光部３０１は、第一発光部３００が備える第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２の少なくとも一方で構成されてもよい。こうすることで、車両用前照灯１００が照射する光の照射範囲全体の色むらを低減することができる。そのため、運転手は、車両用前照灯１００が照射する光が空間全体に違和感なく照射されていると感じる。
透光カバー１０１は、第一発光部３００及び第二発光部３０１が照射する光を透過するカバー部材である。具体的には、透光カバー１０１は、光透過部材１０２ａ、１０２ｂを備える。
光透過部材１０２ａは、第一発光部３００が照射する照明光Ｌを透過する光学部材であり、光透過部材１０２ｂは、第二発光部３０１が照射する白色光を透過する光学部材である。光透過部材１０２ａ、１０２ｂは、例えば、例えばガラス材料又はアクリルもしくはポリカーボネート等の透明樹脂材料によって形成される。なお、本実施の形態においては、光透過部材１０２ａ及び光透過部材１０２ｂは、別体として形成されているが、一体として形成されていてもよい。
基台１０３は、第一発光部３００及び第二発光部３０１が配置される台である。本実施の形態においては、基台１０３上に複数の第二発光部３０１が配置され、複数の第二発光部３０１の上側に複数の第一発光部３００が載置されている。
制御部１０４は、第一発光部３００及び第二発光部３０１の光強度を制御する制御装置である。具体的には、制御部１０４は、第一発光部３００及び第二発光部３０１が備える光源が発する光強度を制御するための制御装置である。ここで、光強度とは、例えば、光源が発する光の、光束（単位：ｌｍ（ルーメン））、光度（単位：ｃｄ（カンデラ））等で定義される光出力を示す。
また、制御部１０４は、第一白色光Ｌ１の光強度と第二白色光Ｌ２の光強度との光強度比を経時変化させる制御をする。具体的には、制御部１０４は、第一白色光Ｌ１の光強度と第二白色光Ｌ２の光強度との光強度比が所定の周期で周期的に経時変化するように、第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２の制御をする。
また、制御部１０４は、第一白色光Ｌ１の光強度及び第二白色光Ｌ２の光強度の和が略一定となるように、第一白色光Ｌ１の光強度と第二白色光Ｌ２の光強度との光強度比を経時変化させる制御をする。ここで、光強度が略一定とは、脈流等によって発光素子に投入される電力量が揺らぐことによる、光強度のわずかな変化、光強度の測定誤差等を除くことを意味する。
また、制御部１０４は、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２における、光強度の経時変化を示す光強度周波数を、所定の周波数となるように制御する。言い換えると、制御部１０４は、第一白色光Ｌ１の光強度の経時変化を示す光強度周波数を、所定の周波数となるように制御し、且つ、第二白色光Ｌ２の光強度周波数を、所定の周波数となるように制御する。当該所定の周波数は、例えば１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下である。第一白色光Ｌ１の光強度周波数と第二白色光Ｌ２の光強度周波数とは、一致してもよいし、一致しなくてもよく、特に限定されない。
なお、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２の詳細な特性については、後述する。
制御部１０４は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ等の記憶装置（不図示）に記憶された制御プログラムとによって実現されるプロセッサである。制御部１０４は、ゲートアレイ等を用いた専用の電子回路によってハードウェア的に実現されてもよい。
なお、図示されないが、制御部１０４は、第一発光部３００及び第二発光部３０１とリード線などによって電気的に接続される。
［照明光の照射範囲］
次に、実施の形態に係る車両用前照灯１００が照射する光が照射される照射範囲について、図４を用いて説明する。
図４は、実施の形態に係る車両用前照灯１００による光の照射範囲を示す模式図である。なお、図４は、運転中の車両４００内から進行方向側（前方）を見た場合を模式的に示した図である。
図４に示されるように、車両用前照灯１００が備える第二発光部３０１は、車道、歩道等を含む道路２００の路面に白色光を照射する。具体的には、第二発光部３０１は、車両用前照灯１００が搭載される車両４００の前方方向（進行方向）の下側である第二照明領域１３０を照らすように白色光を照射する。
また、車両用前照灯１００が備える第一発光部３００は、第二照明領域１３０より道路２００に対して鉛直上側の第一照明領域１２０に照明光Ｌを照射する。言い換えると、第一発光部３００は、車両４００の前方遠方に照明光Ｌを照射する。具体的には、第一発光部３００は、道路２００上に設置される標識２０２、歩行者２０３等を照らすために、第一照明領域（前方遠方）に照明光Ｌを照射する。より具体的には、第一発光部３００は、標識２０２、歩行者２０３等の有彩色を含む照射対象物を照らすために、走行中の道路２００の路面に対して略平行な方向で、且つ、車両４００の前方に向けて第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２を含む照明光Ｌを照射する。
なお、第一照明領域１２０及び第二照明領域１３０は、一部が重なり合っていてもよい。つまり、第一照明領域１２０及び第二照明領域１３０は、厳密に区別されるものではない。例えば、第一照明領域１２０を示す破線は、第一照明領域１２０内における最大の光強度の１／２の光強度となる範囲までである。また、第二照明領域１３０を示す破線は、第二照明領域１３０内における最大の光強度の１／２の光強度となる範囲までである。
［白色光源の構成］
次に、第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２の具体的な構成について、図５及び図６を用いて説明する。なお、第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２の構成要素は、実質的に同一であってもよく、第一白色光源３１１が照射する第一白色光Ｌ１及び第二白色光源３１２が照射する第二白色光Ｌ２が後述する特徴をそれぞれ有していればよい。そのため、以下においては、第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２の共通する構成の一具体例について、白色光源３１０として説明する。
図５は、実施の形態に係る車両用前照灯１００が備える白色光源を示す外観斜視図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿って切断された断面を示す断面図である。
図５及び図６に示されるように、本実施の形態に係る白色光源３１０は、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型の発光デバイスとして実現される。
白色光源３１０は、凹部を有する容器３１３と、当該凹部内に封入された封止部材３１４と、当該凹部の中に実装されたＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）チップ（発光素子）３１５とを備える。
容器３１３は、ＬＥＤチップ３１５と、封止部材３１４とを収容する容器である。また、容器３１３は、ＬＥＤチップ３１５に電力を供給するための金属配線である電極３１６を備える。ＬＥＤチップ３１５と電極３１６とは、ボンディングワイヤ３１７によって電気的に接続される。容器３１３の材料は、特に限定されないが、例えば、金属、セラミック又は樹脂等である。なお、ＬＥＤチップ３１５が配置される容器３１３の内面は、光反射率を高めるように加工が施されてもよい。
ＬＥＤチップ３１５は、発光素子の一例であって、青色光を発する青色ＬＥＤチップである。ＬＥＤチップ３１５は、例えば、ＩｎＧａＮ系（インジウム・ガリウム・ナイトライド系）の材料によって構成される。
封止部材３１４は、ＬＥＤチップ３１５、電極３１６及びボンディングワイヤ３１７の少なくとも一部を封止する封止部材である。また、封止部材３１４には、ＬＥＤチップ３１５から発せられる光の一部の波長を変換する波長変換材が含まれる。具体的には、封止部材３１４は、波長変換材として複数の緑色蛍光体３１８及び複数の赤色蛍光体３１９を含んだ透光性樹脂材料で構成される。透光性樹脂材料としては、特に限定されないが、例えば、メチル系のシリコーン樹脂、エポキシ樹脂又はユリア樹脂等が用いられてもよい。
緑色蛍光体３１８は、蛍光体（蛍光体粒子）の一例であって、ＬＥＤチップ３１５が発する青色光で励起され、ＬＥＤチップ３１５が発する青色光とは異なる波長の光である緑色光を発する。緑色蛍光体３１８の材料は、例えば、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋蛍光体等のＣｅ３＋賦活酸化物蛍光体である。また、例えば、緑色蛍光体３１８として、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系の蛍光体が採用されてもよい。また、例えば、緑色蛍光体３１８として、ハロシリケート系の蛍光体が採用されてもよい。また、例えば、緑色蛍光体３１８として、酸窒化物系の蛍光体が採用されてもよい。
赤色蛍光体３１９は、蛍光体の一例であって、ＬＥＤチップ３１５からの光で励起され、ＬＥＤチップ３１５からの青色光と異なる波長の光である赤色光を発する。赤色蛍光体３１９の材料は、特に限定されないが、例えば（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋蛍光体が採用される。
以上のような構成により、ＬＥＤチップ３１５が発した青色光の一部は、封止部材３１４に含まれる緑色蛍光体３１８によって緑色光に波長変換される。同様に、ＬＥＤチップ３１５が発した青色光の他の一部は、封止部材３１４に含まれる赤色蛍光体３１９によって赤色光に波長変換される。そして、緑色蛍光体３１８及び赤色蛍光体３１９に吸収されなかった青色光と、緑色蛍光体３１８によって波長変換された緑色光と、赤色蛍光体３１９によって波長変換された赤色光とは、封止部材３１４中で拡散及び混合される。これにより、封止部材３１４から、白色光が発せられる。つまり、白色光源３１０は、ＬＥＤチップ３１５が発する青色光と、緑色蛍光体３１８が発する緑色光と、赤色蛍光体３１９が発する赤色光とが混ざることにより白色光を発する（照射する）。
［照明光の詳細］
次に、第一発光部３００が照射する照明光Ｌの一具体例について、図７〜図１１を用いて説明する。
車両用前照灯が照射する光における白色が示す色の範囲は、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ：国際照明委員会）表色系におけるｘｙ色度図において、道路運送車両の保安基準−第３２条前照灯等に規定されている。本明細書においても、白色とは、当該規定の白色であるとする。
図７は、実施の形態に係る車両用前照灯１００が発する白色光の白色範囲を説明するための図である。具体的には、図７は、ＣＩＥ表色系におけるｘｙ色度図である。
図７に示されるように、白色とは、破線で囲まれた領域内の色度を示す。つまり、白色光とは、図７に示される破線で囲まれた領域内の色度である光色の光を示す。
図８は、実施の形態に係る車両用前照灯１００が照射する白色光の発光スペクトルの一例を示す図である。具体的には、図８は、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２の発光スペクトルの一具体例を示す図である。
図８に示される発光スペクトルの光を照射する第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２は、それぞれ、波長４５０ｎｍに発光ピークを有するＬＥＤチップ３１５と、緑色蛍光体３１８と、赤色蛍光体３１９とから構成される。第一白色光源３１１と第二白色光源３１２とは、それぞれが備える緑色蛍光体３１８及び／又は赤色蛍光体３１９の量が異なるために、それぞれの発光スペクトルの形状が異なるように構成されている。
図９は、実施の形態に係る車両用前照灯１００が備える第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２が照射する白色光の色度及び目立ち指数を説明するための図である。
近年、ある光源が照射対象物の色をどれだけ鮮やかに見えるかを表す指標として、目立ち指数（ＦＣＩ：Ｆｅｅｌｉｎｇ ｏｆ Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｉｎｄｅｘ）というものが提案されている（例えば、新編色彩科学ハンドブック［第３版］日本色彩学会編）。
目立ち指数は、以下の式（１）で定義される値であり、目立ち指数が大きい光は、照射対象物の色を鮮やかに演色し、目立ち感（鮮やかさ）を高めることができるとされている。ここで、目立ち感とは、視対象物とする部分がその周辺よりもどの程度鮮明に視認することができるか示す。つまり、目立ち感が高いとは、視対象物とする部分がその周辺よりもより鮮明に見えやすいことを示す。
なお、式（１）において、「ＧＬＡＢ（Ｔ）」とは、テスト光源下における赤色、青色、緑色及び黄色の４色配色サンプルのＬＡＢ表色系における色域面積を示している。また、「ＧＬＡＢ（Ｄ６５）」は、基準光源Ｄ６５（デイライト６５００Ｋの色温度）下での同４色配色サンプルのＬＡＢ表色系における色域面積を示している。
Figure 2018122649
例えば、鮮やかな色の物体を照らしたときの色の見え方を比較すると、ＦＣＩが１５０の光源で１０００ｌｘ（ルクス）の明るさで照らしたときと、ＦＣＩが１００の光源で１５００ｌｘの明るさで照らしたときに同等の目立ち感を得ることができる。本実施の形態において、ＦＣＩは、凡そ５０以上１６０以下の値をとる。
図９に示されるように、第一白色光Ｌ１の色度は、（ｘ、ｙ）＝（０．３４６１、０．３５４８）である。また、第二白色光源３１２が照射する白色光の色度は、（ｘ、ｙ）＝（０．３４６１、０．３５４８）である。つまり、第一白色光Ｌ１の色度と第二白色光Ｌ２との色度は、同一の色度である。
また、第一白色光Ｌ１のＦＣＩは、９０である。また、第二白色光Ｌ２のＦＣＩは、１１０である。つまり、第一白色光Ｌ１と第二白色光Ｌ２とは、色度が同一でありながら、ＦＣＩは異なる。
このように、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２は、略同一の色度で、具体的にはＣＩＥ表色系におけるｘｙ色度図でＭａｃＡｄａｍ楕円５ステップ範囲内の色度で、且つ、ＦＣＩが１０以上異なるように設定される。本実施の形態においては、第一白色光Ｌ１のＦＣＩと第二白色光Ｌ２のＦＣＩとは、ＦＣＩが２０異なる。こうすることにより、人は、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２を凡そ同じ光色の光と感じ、且つ、同一の照射対象物に、第一白色光Ｌ１が照射された場合と第二白色光Ｌ２が照射された場合とで、当該照射対象物の鮮やかさに違いを感じる。
なお、第一白色光Ｌ１のＦＣＩと第二白色光Ｌ２のＦＣＩとは、ＦＣＩが１０以上異なるように設定されればよく、それぞれのＦＣＩは特に限定されない。例えば、第一白色光Ｌ１のＦＣＩが１５０であり、第二白色光Ｌ２のＦＣＩが１６０でもよい。また、例えば、第一白色光Ｌ１のＦＣＩが７０であり、第二白色光Ｌ２のＦＣＩが８０でもよい。いずれの例においても、第一白色光Ｌ１のＦＣＩと第二白色光Ｌ２のＦＣＩとの差を１０以上設けることにより、人は、同一の照射対象物に、第一白色光Ｌ１が照射された場合と第二白色光Ｌ２が照射された場合とで、鮮やかさに違いを感じることができる。
ここで、制御部１０４は、第一白色光Ｌ１の光強度と第二白色光Ｌ２の光強度との光強度比を経時変化させる制御をする。
図１０は、実施の形態に係る車両用前照灯１００が照射する白色光の時間に対する光強度の変化の一例を示す図である。なお、図１０は、第一白色光Ｌ１、第二白色光Ｌ２及び照明光Ｌの経時変化の一部を図示している。図１０に示すグラフの横軸は時間であり、例えば０ｍｓ（ミリ秒）から２００ｍｓまでの時間範囲（１目盛り当たり５０ｍｓ）を示している。
図１０に示されるように、第一白色光Ｌ１の光強度は、時間が経過するにしたがって変化する。言い換えると、制御部１０４は、第一白色光Ｌ１の光強度を時間が経過するにしたがって変化させるように、第一白色光源３１１を制御する。例えば、制御部１０４は、当該制御をするために、第一白色光源３１１が備える発光素子への投入電力量を経時変化させる。なお、制御部１０４は、時間を計測するために、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）等の計時部（時計）を備えてもよい。
第一白色光Ｌ１の光強度は、制御部１０４が上述した制御を行うことにより、周期性をもって変化する。本実施の形態においては、第一白色光Ｌ１の時間に対する光強度の変化を示す光強度周波数は、５Ｈｚである。
また、第二白色光Ｌ２の光強度は、時間が経過するにしたがって変化する。言い換えると、制御部１０４は、第二白色光Ｌ２の光強度を時間が経過するにしたがって変化させるように、第二白色光源３１２を制御する。例えば、制御部１０４は、当該制御をするために、第二白色光源３１２が備える発光素子への投入電力量を経時変化させる。
第二白色光Ｌ２の光強度は、制御部１０４が上述した制御を行うことにより、周期性をもって変化する。本実施の形態においては、第二白色光Ｌ２の時間に対する光強度の変化を示す光強度周波数は、第一白色光Ｌ１の光強度周波数と同じである。
また、制御部１０４は、第一白色光Ｌ１の光強度と第二白色光Ｌ２の光強度との光強度比を経時変化させる。具体的には、制御部１０４は、第一白色光Ｌ１の光強度と第二白色光Ｌ２の光強度との光強度比が経時変化するように、第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２を制御する。
図１０に示されるように、例えば、第一白色光Ｌ１の光強度と第二白色光Ｌ２の光強度とは、それぞれの最大値及び最小値となる時刻が異なる。第一白色光Ｌ１の光強度が最大値の場合に第二白色光Ｌ２の光強度は最小値となり、第一白色光Ｌ１の光強度が最小値の場合に第二白色光Ｌ２の光強度は最大値となるように、制御部１０４は、第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２を制御する。言い換えると、制御部１０４は、時間に対する第一白色光Ｌ１の光強度の変化と、時間に対する第二白色光Ｌ２の光強度の変化とが、逆相関の関係になるように、第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２を制御する。制御部１０４は、例えば当該制御をすることにより、第一白色光Ｌ１の光強度と第二白色光Ｌ２の光強度との光強度比を経時変化させる。
ここで、一般的に、人は、上述した光強度周波数が異なると、光の見え方が異なることが知られている（例えば、社団法人日本電気技術者協会ホームページ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｅｅａ．ｏｒ．ｊｐ／ｃｏｕｒｓｅ／ｃｏｎｔｅｎｔｓ／０８３０２／）を参照）。
図１１は、時間に対する光強度の変化に応じた人の視認性の変化を説明するための図である。具体的には、図１１に示されるグラフにおいて、横軸は光強度周波数であり、縦軸はちらつき視感度係数である。ここで、ちらつき視感度係数とは、人がある光強度周波数の光を見た場合に、光の明暗のちらつき（変化）を感じやすいかどうかの指標である。例えば、ちらつき視感度係数の値が大きい程、多くの人はちらつきを感じやすく、ちらつき視感度係数の値が小さい程、多くの人はちらつきを感じにくい。
図１１に示されるように、光強度周波数が大きくなるにしたがって、ちらつき視感度係数は大きくなる。また、光強度周波数が１０Ｈｚの場合に、ちらつき視感度係数は最大値となる。つまり、光強度周波数が１０Ｈｚの場合に、最も多くの人がちらつきを感じやすい。また、光強度周波数が１０Ｈｚを超えると、光強度周波数が大きくなるにしたがって、ちらつき視感度係数は小さくなる。なお、光強度周波数が３０Ｈｚ以上の場合においては図示されていないが、光強度周波数が３０Ｈｚ以上の光は、多くの人にとってちらつきを感じにくい。以上のことから、光強度周波数が所定の範囲の光、例えば１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下の光強度周波数の光は、人にとってちらついて感じられる。
ここで、上述したように、制御部１０４は、第一白色光Ｌ１の光強度と第二白色光Ｌ２の光強度とが経時変化するように、第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２を制御する。さらに、第一白色光Ｌ１と第二白色光Ｌ２とは、それぞれの色度がＣＩＥ表色系におけるｘｙ色度図でＭａｃＡｄａｍ楕円５ステップ範囲内あり、ＦＣＩが１０以上異なる。
このような第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２が所定の照射面に重畳されて照射された場合、人には、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２の色度（光色）の変化は視認されないが、当該照射面の目立ち感が経時変化して視認される。言い換えると、人には、当該照射面の鮮やかさがちらついて感じられる。
具体的には、制御部１０４は、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２の光強度周波数を、１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下とし、且つ、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２の光強度比を周期的に経時変化させるように制御する。こうすることで、照明光ＬのＦＣＩは、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２の光強度比の周期的な変化に応じて経時変化する。そのため、照明光Ｌが照射される照射面は、人にとって鮮やかさがちらついて感じられる。例えば、第一発光部３００が照射する照明光Ｌが標識２０２に照射された場合、運転手には、標識２０２の鮮やかさがちらついて見えるようになる。
なお、第一白色光Ｌ１の光強度周波数及び第二白色光Ｌ２の光強度周波数は、１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下でもよいが、５Ｈｚ以上２０Ｈｚ以下であるとよい。こうすることで、人には、照明光Ｌが照射された標識２０２、歩行者２０３等の照射対象物の鮮やかさがよりちらついて感じられる。
また、図１０に示されるように、第一白色光Ｌ１の光強度と第二白色光Ｌ２の光強度との光強度の和である総光強度は、略一定であるとよい。言い換えると、照明光Ｌの光強度は、略一定であるとよい。こうすることで、運転手には、照明光Ｌが照射される範囲が均一な光強度となるために、照明光Ｌが照射される照射対象物の鮮やかさの変化（ＦＣＩの変化）が強調される。
なお、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２における時間に対する光強度の変化の仕方（波形）は、正弦波でなくてもよい。例えば、当該波形は、矩形波でもよい。
また、例えば、制御部１０４は、第一白色光Ｌ１の時間に対する光強度を一定とし、第二白色光Ｌ２の光強度のみを経時変化させてもよい。つまり、照明光Ｌに含まれる、第一白色光Ｌ１の光強度と第二白色光Ｌ２の光強度の光強度比が経時変化すればよい。こうすることで、照明光ＬのＦＣＩが経時変化するため、照明光Ｌが照射されている標識２０２等の照射対象物は、運転手にとって鮮やかさがちらついて感じられる。
［効果等］
以上説明したように、実施の形態に係る車両用前照灯１００は、車両４００に配置される車両用前照灯であって、第一白色光Ｌ１を照射する第一白色光源３１１と、第一白色光Ｌ１とは目立ち指数が１０以上異なる第二白色光Ｌ２を照射する第二白色光源３１２とを備える。また、車両用前照灯１００は、第一白色光Ｌ１の光強度及び第二白色光Ｌ２の光強度を制御する制御部１０４をさらに備える。第一白色光Ｌ１の色度及び第二白色光Ｌ２の色度は、ＭａｃＡｄａｍ楕円５ステップ範囲内である。また、第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２は、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２が所定の照射面で重畳するように、車両用前照灯１００に配置される。また、制御部１０４は、第一白色光Ｌ１の光強度と第二白色光Ｌ２の光強度との光強度比を経時変化させる。
このような構成によれば、第一白色光Ｌ１の光強度と第二白色光Ｌ２の光強度との光強度比が経時変化するために、照明光ＬのＦＣＩは経時変化する。これにより、照明光Ｌが照射される標識２０２、歩行者２０３等の照射対象物は、鮮やかさの見え方が経時変化する。そのために、運転手は、照明光Ｌが照射される道路２００上の標識２０２等に示された情報の視認性が向上される。
また、車両用前照灯１００によれば、照明光Ｌに含まれる第一白色光Ｌ１の光色と第二白色光Ｌ２の光色は、ＭａｃＡｄａｍ楕円５ステップ範囲内であるために、人の目には凡そ同じ光色に感じられる。つまり、照明光Ｌが照射される照射範囲全体が、人の目には凡そ同じ光色に感じられる。そのため、歩行者２０３、対向車の運転手等の照明光Ｌが照射される側から見る人にとっては、照明光Ｌに色むらを感じにくい。また、運転手にとっては、周辺の明るさ環境の変化による見え方（明所視、暗所視、薄明視）、中心視及び周辺視による見え方によらず、照明光Ｌが照射される照射範囲全体が、凡そ同じ光色に感じられる。そのため、このような構成によれば、照明光Ｌの光色による違和感は抑制される。
以上のことから、車両用前照灯１００によれば、光色による違和感が抑制され、且つ、視認性が向上される。
また、制御部１０４は、第一白色光Ｌ１の光強度及び第二白色光Ｌ２の光強度の和が略一定となるように、光強度比を経時変化させてもよい。
これにより、照明光Ｌの光強度は略一定となる。そのため、運転手には、光強度が一定となることで、照明光Ｌが照射される照射対象物の鮮やかさの変化（ＦＣＩの変化）が強調されるため、当該照射対象物の視認性はより向上される。また、歩行者２０３、対向車の運転手等の照明光Ｌが照射される側から見る人にとっては、照明光Ｌの光強度が経時変化しないために、照明光Ｌの明暗のゆらぎによる違和感又は不快感が抑制される。
また、第一白色光源３１１及び第二白色光源３１２は、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２が前方遠方に照射されるように、車両用前照灯１００に配置されてもよい。
運転手が視認する必要がある標識２０２、歩行者２０３等は、道路２００の路面よりも路面の上方に位置することが多い。そのため、照明光Ｌは、車両の前方遠方に照射されるとよい。例えば、照明光Ｌを標識２０２、歩行者２０３等情報量が多く視認性が要求される車両４００の前方遠方に照射し、前方遠方と比較して白線２０１等情報量が少なく視認性が要求されない路面を、光強度を経時変化させない第二発光部３０１が照射する。こうすることで、制御部１０４が光強度を経時変化させる制御をする光源の数を減らせるため、車両用前照灯１００の構成（制御部１０４の動作）を簡略化できる。つまり、このような構成によれば、車両用前照灯１００の構成を簡略化しつつ、光色による違和感が抑制され、且つ、視認性が向上される。
また、制御部１０４は、第一白色光Ｌ１及び第二白色光Ｌ２における、光強度の経時変化を示す光強度周波数を、１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下となるように制御してもよい。
これにより、運転手は、照明光Ｌが照射される照射対象物の鮮やかさがよりちらついて感じられるようになる。そのため、このような構成によれば、運転手の視認性は、より向上される。
（他の実施の形態）
以上、実施の形態に係る車両用前照灯について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
上記実施の形態において、図２に示した車両用前照灯の構造は、一具体例であり、限定されるものではない。図４に示したように、車両用前照灯は、道路の路面側と、前方遠方（道路上の標識等）とにそれぞれ上述した特性を有する光を照射する構造であればよい。車両用前照灯は、例えば、ミラー等を備えることにより、車両用前照灯が照射する光の照射方向が調整されてもよい。また、図２に示した車両用前照灯は、第一発光部及び第二発光部をそれぞれ複数備えているが、これに限らない。車両用前照灯は、第一発光部及び第二発光部をそれぞれ１つずつ備えてもよい。また、第一発光部と第二発光部との数は、同じでもよいし異なってもよい。
また、上記実施の形態では、第一発光部が備える筐体に第一白色光源及び第二白色光源が配置されたが、これに限定されない。第一白色光源と第二白色光源とは、別の筐体に配置されてもよい。
また、上記実施の形態では、２種類の蛍光体と、１つのＬＥＤチップ（発光素子）とによって上記の発光スペクトルが実現されたが、このような実現方法は一例であり、上記の条件を満たすのであればどのような蛍光体及び発光素子が用いられてもよい。
例えば、上記実施の形態では、発光素子の一具体例としてＬＥＤチップを用いたが、半導体レーザ等の半導体発光素子、又は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子もしくは無機ＥＬ素子等の固体発光素子が、発光素子として採用されてもよい。また、例えば、白色光源は、蛍光の中心波長が異なる３種類以上の蛍光体を備えてもよい。いずれの場合も、上述した白色光の条件が満たされれば、車両用前照灯は、光色による違和感が抑制され、且つ、視認性が向上された白色光を照射することができる。
また、例えば、上記実施の形態では、ＳＭＤ構造の発光モジュールとして実現された白色光源について説明したが、本発明の白色光源は、基板にＬＥＤチップが直接実装された、いわゆるＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）構造のＬＥＤモジュールでもよい。
また、白色光源は、ＬＥＤチップと離れた位置に蛍光体を含む樹脂部材が配置されたリモートフォスファ型の発光モジュールとして実現されてもよい。
また、第一発光部及び第二発光部は、ＬＥＤチップと離れた位置に蛍光体を含む樹脂部材が配置されたリモートフォスファ型の照明として実現されてもよい。例えば、一つの光源から出射される光を、光導波路又は光ファイバ等を用いて分岐させることで、第一発光部及び第二発光部が形成されてもよい。この場合、第一発光部及び第二発光部は、それぞれが上述した光の特性を有するように当該光源からの光の波長を変換するために、蛍光体が含有された波長変換材を備えてもよい。
また、例えば、一般的な自動車には、ロービームとハイビームとを切り替えて照射できる車両用前照灯が搭載されている。本実施の形態の車両用前照灯が照射する光は、ロービーム及びハイビームのいずれに適用されてもよい。
また、本発明の車両用前照灯の形状、構造、及び、大きさは、特に限定されるものではなく、本発明の車両用前照灯は、上記実施の形態で説明された光の特性の条件を満たせばよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
１００ 車両用前照灯
１０４ 制御部
１２０ 第一照明領域（前方遠方）
３００ 第一発光部
３０１ 第二発光部
３１０ 白色光源
３１１ 第一白色光源
３１２ 第二白色光源
４００ 車両
Ｌ１ 第一白色光
Ｌ２ 第二白色光

Claims (4)

  1. 車両に配置される車両用前照灯であって、
    第一白色光を照射する第一白色光源と、
    前記第一白色光とは目立ち指数が１０以上異なる第二白色光を照射する第二白色光源と、
    前記第一白色光の光強度及び前記第二白色光の光強度を制御する制御部とを備え、
    前記第一白色光の色度及び前記第二白色光の色度は、ＭａｃＡｄａｍ楕円５ステップ範囲内であり、
    前記第一白色光源及び前記第二白色光源は、前記第一白色光及び前記第二白色光が所定の照射面で重畳するように、前記車両用前照灯に配置され、
    前記制御部は、前記第一白色光の光強度と前記第二白色光の光強度との光強度比を経時変化させる
    車両用前照灯。
  2. 前記制御部は、前記第一白色光の光強度及び前記第二白色光の光強度の和が略一定となるように、前記光強度比を経時変化させる
    請求項１に記載の車両用前照灯。
  3. 前記第一白色光源及び前記第二白色光源は、前記第一白色光及び前記第二白色光が前方遠方に照射されるように、前記車両用前照灯に配置される
    請求項１又は２に記載の車両用前照灯。
  4. 前記制御部は、前記第一白色光及び前記第二白色光における、光強度の経時変化を示す光強度周波数を、１Ｈｚ以上３０Ｈｚ以下となるように制御する
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用前照灯。
JP2017014701A 2017-01-30 2017-01-30 車両用前照灯 Pending JP2018122649A (ja)

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