JP2019064370A - 車両用灯火器 - Google Patents

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Abstract

【課題】少ない光源でシーケンシャル点灯を可能にする車両用灯火器を提供する。【解決手段】車両用灯火器1は、第1発光部10と、第2発光部20と、第1発光部10及び第2発光部20を順に点灯させる点灯制御回路31とを備える。第1発光部10は、第1の光源11を有し、光源11を発光させて、発光領域100における車幅方向内側に位置する点状領域101を点灯させる。第2発光部20は、第2の光源21を有し、光源21を発光させて、発光領域100における点状領域101よりも車幅方向外側に位置する線状領域102を点灯させる。線状領域102は、発光領域100において、点状領域101から車幅方向外側まで延び、点状領域101よりも車幅方向に長い。【選択図】図2

Description

本発明は、車両用灯火器に関する。
自動車などの車両には、前部及び後部に灯火器が設けられている。車両用灯火器としては、車両の前部及び後部の左右両側に設置され、車両の右左折時や車線変更時に点灯させることにより進路変更方向を表示する方向指示器が挙げられる。方向指示器の場合、車幅方向に沿って、車両の外方(前方又は後方)に光を出射する発光領域を有する。
車両用灯火器の光源として、発光ダイオード(LED)の採用が増加している。また、最近では、複数のLEDを車幅方向に配列し、車両の内側(中央側)から外側に向かって各LEDを順次発光させ、車両の進路変更方向に向けて流れるようにシーケンシャル点灯させる方式の方向指示器(シーケンシャルターン)が提案されている(例えば、特許文献1、2を参照)。
特開2014−229510号公報 特開2016−124501号公報
シーケンシャル点灯方式の方向指示器は、他の交通に対して車両の進路変更方向を認識させ易いなどの利点があり、今後採用の増加が見込まれる。しかしながら、従来の車両用灯火器では、シーケンシャル点灯を実現するために、実際にはLEDなどの光源を多数(例えば、5個以上、更に10個以上)配列しており、多数の光源を使用しているため、製造コストが高いという問題がある。したがって、少ない光源でシーケンシャル点灯を行うことを可能にする車両用灯火器の開発が望まれる。
本発明の目的の一つは、少ない光源でシーケンシャル点灯を可能にする車両用灯火器を提供することにある。
従来の車両用灯火器によりシーケンシャル点灯を行う場合、違和感なく流れるように点灯動作させるためには、ある程度の数の光源が必要であり、使用する光源の数を減らすことが困難である。そこで、本発明者は、使用する光源の数を削減するため、偏向γ運動錯視(「線運動錯視」とも呼ばれる)を利用することを提案する。偏向γ運動錯視とは、例えば点状発光体と、この点状発光体から側方側に向かって延びる棒状の線状発光体とを並べて配置し、点状発光体を点灯させた後、線状発光体を点灯させた場合、線状発光体の全体が同時に点灯したにもかかわらず、線状発光体が側方側に延びるように(流れるように)点灯したように知覚される錯視である。つまり、車両用灯火器において、車幅方向に沿って配置される発光領域を点状領域と線状領域とに分け、点状領域と線状領域とを順に点灯させることで、偏向γ運動錯視により、見かけ上、発光領域が流れるように点灯したように見せることが可能である。
本発明は以上の知見に基づいてなされたものである。以下、本発明について説明する。
(1)本発明の一態様に係る車両用灯火器は、
車両の前部又は後部の少なくとも一方に設けられ、車幅方向に沿って発光領域を有する車両用灯火器であって、
第1の光源を有し、当該光源を発光させて、前記発光領域における車幅方向内側に位置する点状領域を点灯させる第1発光部と、
第2の光源を有し、当該光源を発光させて、前記発光領域における前記点状領域から車幅方向外側まで延び、前記点状領域よりも車幅方向に長い線状領域を点灯させる第2発光部と、
前記第1及び第2の各光源を所定時間内に順次発光させ、前記第1発光部及び第2発光部を順に点灯させる点灯制御回路と、を備える。
(2)上記車両用灯火器の一態様として、次のものが挙げられる。
前記点灯制御回路は、前記第1発光部及び第2発光部の明るさを漸次増加させると共に、前記第1発光部の明るさが最大値に達する前に前記第2発光部を点灯させ、
前記第1発光部が点灯を開始してから完了するまでの時間よりも前記第2発光部が点灯を開始してから完了するまでの時間が短くなるように制御する。
(1)上記車両用灯火器は、発光領域における車幅方向内側に位置する点状領域を点灯させる第1発光部と、発光領域における点状領域から車幅方向外側まで延びる線状領域を点灯させる第2発光部と、第1発光部と第2発光部とを順に点灯させる点灯制御回路とを備えることにより、少ない光源でシーケンシャル点灯を可能にする。具体的には、点灯制御回路により第1発光部と第2発光部とを順に点灯させることで、偏向γ運動錯視を利用して、見かけ上、発光領域が車幅方向の内側から外側に向かって流れるように点灯したように見せることができる。また、第1発光部及び第2発光部がそれぞれ1つずつ光源(第1及び第2の光源)を有しており、使用する光源の数を2個に削減できる。したがって、上記(1)に記載の車両用灯火器によれば、光源の数が2個で済み、従来に比較して使用する光源の数を削減できながら、シーケンシャル点灯を行うことが可能であり、製造コストを低減できる。
(2)第1発光部及び第2発光部の明るさを漸次増加させると共に、第1発光部の明るさが最大値に達する前に第2発光部を点灯させることで、第1発光部に対して第2発光部が連続的に点灯したように見せることができる。よって、上記(2)に記載の態様によれば、違和感がなく、見栄えの良いシーケンシャル点灯を行うことが可能である。
ところで、シーケンシャル点灯方式の方向指示器(シーケンシャルターン)の場合、日本では法規により、所定の時間内(具体的には200ms以内)に発光領域が全灯することが決められている。そのため、所定時間内に第1発光部及び第2発光部の点灯が完了する必要がある。一方で、所定時間内において、第1発光部の点灯が開始してから第2発光部の点灯が開始するまでの時間が適度に遅いほど、偏向γ運動錯視が起き易く、発光領域が流れるように点灯したように見せる効果(以下、「シーケンシャル効果」と呼ぶ場合ある)がより高くなる。つまり、第1発光部が点灯を開始してから完了するまでの時間よりも第2発光部が点灯を開始してから完了するまでの時間が短くなるように制御することで、第2発光部の点灯が開始するまでの時間を遅くすることができ、錯視によるシーケンシャル効果が得られ易い。よって、上記(2)に記載の態様によれば、シーケンシャル点灯を効果的に行うことも可能である。
実施形態1に係る車両用灯火器を適用した車両を前方から見た概略正面図である。 実施形態1に係る車両用灯火器の構造の要部を示すもので、図1のII−II線で切断した概略部分断面図である。 実施形態1に係る車両用灯火器の点灯表示状態を説明するもので、発光領域を車両前方から見た概略正面図である。 実施形態1に係る車両用灯火器の点灯制御手順を示す説明図である。
本発明の実施形態に係る車両用灯火器の具体例を、図面を参照して説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、以下の説明において、「前」、「後」、「上」、「下」、「左」、「右」とは、車両の正面を「前」とし、これを基準とする方向を意味し、図中、矢印FRは車両前後方向の前側、矢印RRは後側、矢印UPは車両上下方向の上側、矢印LWRは下側、矢印LHは車両左右方向(車幅方向)の左側、矢印RHは右側、矢印INは車幅方向の内側(中央側)、矢印OUTは外側を示す。図2は、車両用灯火器の構造の要部を示し、車両用灯火器を上下方向に直交する水平面で切断した横断面を上から見た断面図である。
[実施形態1]
図1〜図4を参照して、実施形態1に係る車両用灯火器1を説明する。実施形態1では、図1に示すように、車両用灯火器1を車両Cの前部の左右両側に設けられた方向指示器に適用した例を説明する。車両用灯火器1は、車幅方向に沿って発光領域100を有する。発光領域100は、車両用灯火器1において車両Cの外方(ここでは前方)に光を出射する部分である。車両用灯火器1の特徴の1つは、図2に示すように、発光領域100の点状領域101(図3参照)を点灯させる第1発光部10と、発光領域100の線状領域102(図3参照)を点灯させる第2発光部20と、第1発光部10及び第2発光部20の点灯動作を制御する点灯制御回路31とを備える点にある。以下、主に図2を参照し、車両用灯火器1の構成について説明する。図1に示す左右両側の車両用灯火器1は、実質的に左右対称構造であるので、右側の車両用灯火器1についてのみ説明し、左側の車両用灯火器1の説明を省略する。図2、図3において、矢印OUT側は車両の右側に相当する。
〈全体構成〉
車両用灯火器1は、車両C(図1参照)に取り付けられ、図2に示す第1発光部10及び第2発光部20とインナレンズ40とを格納するハウジング(図示せず)を備えている。第1発光部10及び第2発光部20とインナレンズ40はそれぞれ、ハウジング内に取り付けられている。ハウジングには、前面から外側面にかけて開口部が形成されており、図示しない透明なカバー(アウタレンズ)が開口部を覆うように配置されている。インナレンズ40は、第1発光部10及び第2発光部20の前方に配置され、第1発光部10及び第2発光部20から出射された光を拡散させて透過させる。アウタレンズがインナレンズ40を覆うようにインナレンズ40の前方に配置されており、インナレンズ40を透過した光はアウタレンズを透過して出射される。アウタレンズ及びインナレンズ40は、例えば、アクリル樹脂(PMMA)、ポリカーボネート樹脂(PC)などの透明樹脂やガラスで形成されている。
(第1発光部)
第1発光部10は、図2に示すように、第1の光源11を有し、光源11を発光させて、発光領域100における車幅方向内側に位置する点状領域101を点灯させる。この例では、第1の光源11が車幅方向内側に配置され、車両外方(前方)に向けて光を出射するように取り付けられている。また、第1発光部10は、第1の光源11から出射された光を集光する集光レンズ12を有しており、集光レンズ12が光源11の前方に配置されている。集光レンズ12は、点状領域101に対応する位置に設けられている。そして、第1の光源11を発光させたとき、光源11から出射した光は、集光レンズ12を透過して集光され、集光レンズ12の前方に位置するインナレンズ40を透過して出射される(図2中、点線矢印は光の方向を示す)。これにより、点状領域101から前方に光を出射させて、点状領域101を点灯させる(図3、特に(B)参照)。点状領域101の車幅方向の長さは、例えば、発光領域100の全長の1/4以下、更に1/6以下であることが挙げられる。
本実施形態では、第1の光源11としてLEDを使用しており、光源11が基板30に搭載され、基板30がハウジング内に支持されている。また、集光レンズ12は必要に応じて設ければよく、設けなくてもよい。集光レンズ12は、例えばPMMAやPCなどの透明樹脂で成形されている。
(第2発光部)
第2発光部20は、図2に示すように、第2の光源21を有し、光源21を発光させて、発光領域100における点状領域101よりも車幅方向外側に位置する線状領域102を点灯させる。線状領域102は、発光領域100において、点状領域101から車幅方向外側まで延び、点状領域101よりも車幅方向に長い。点状領域101と線状領域102とが一部互いに重なり合っていてもよい。第2発光部20は、車幅方向に沿って延びる棒状の導光体22を有している。導光体22は、第2の光源21から出射された光が入射され、入射した光を反射させながら長手方向(車幅方向)に沿って導光させつつ、長手方向(車幅方向)に亘って導光体22の外面から車両外方(前方)に向けて光を出射する。導光体22の内部には、図示していないが、後方側の面に導光体22の長手方向に並列される多数の傾斜面が形成されており、これらの傾斜面により、導光体22の長手方向に沿って進行する光を前方側に向けて反射させて出射する。この例では、第2の光源21が車幅方向内側に配置され、前方に向けて光を出射するように取り付けられている。また、導光体22は、車幅方向内側に位置する一端側の端面に第2の光源21から出射された光が入射する光入射面22iと、車幅方向外側に向かって延び、光入射面22iから入射した光を車幅方向に亘って前方に出射する光出射面22oとを有する。導光体22は、集光レンズ12の車幅方向外側に隣接して配置され、線状領域102に対応する位置に設けられており、車幅方向内側の一端部から車幅方向外側に屈曲し、外側に向かって湾曲して延びるように形成されている。そして、第2の光源21を発光させたとき、光源21から出射した光は、導光体22の光入射面22iから入射して導光し、光出射面22oから出射され、導光体22(光出射面22o)の前方に位置するインナレンズ40を透過して出射される(図2中、点線矢印は光の方向を示す)。これにより、線状領域102から前方に光を出射させて、線状領域102を点灯させる(図3、特に(C)参照)。線状領域102の車幅方向の長さは、例えば、点状領域101の長さの3倍以上、更に5倍以上であることが挙げられる。
本実施形態では、第2の光源21としてLEDを使用しており、光源21が第1の光源11と共通の基板30に搭載されている。導光体22は、例えばPMMAやPCなどの透明樹脂で成形されており、この例では、集光レンズ12と導光体22とが一体成形されている。
(点灯制御回路)
点灯制御回路31は、第1及び第2の各光源11、21を所定時間内に順次発光させ、第1発光部10及び第2発光部20を順に点灯させる。点灯制御回路31は、図2に示す基板30に実装されており、図示しない点灯スイッチの操作により入力される点灯操作信号に基づいて、各光源11、21の発光動作を制御し、第1発光部10及び第2発光部20の点灯動作を行う。具体的には、第1及び第2の各光源11、21に流れる電流を制御して、光源11に対して光源21に通電するタイミングをずらず(遅延させる)ことにより、各光源11、21を順次発光させて、第1発光部10、第2発光部20の順に点灯させる。つまり、第1の光源11(第1発光部10)を発光(点灯)させた後、所定時間内に第2の光源21(第2発光部20)を発光(点灯)させる。これにより、図3に示すように、発光領域100における点状領域101及び線状領域102を順に点灯させることで、上述した偏向γ運動錯視により、発光領域100が内側から外側に向かって流れるように点灯したように見せることができる。よって、見かけ上、シーケンシャル点灯を行うことが可能である。第1発光部10及び第2発光部20の点灯動作を開始する前(例えば、点灯操作信号が入力される前)の状態では、発光領域100(点状領域101及び線状領域102)が消灯状態になっている(図3(A)参照)。
この例では、所定時間を0.2msとする。また、点灯制御回路31は、第1発光部10及び第2発光部20を順に点灯させて発光領域100を全灯状態(図3(D)参照)にした後、第1及び第2の両光源11、21を同時に消光して第1発光部10及び第2発光部20を消灯させ、点灯と消灯とを繰り返して発光領域100が点滅するように制御する。
本実施形態では、点灯制御回路31は、図4に示すように、第1発光部10及び第2発光部20の明るさを漸次増加させると共に、第1発光部10の明るさが最大値に達する前に第2発光部20を点灯させるように制御する。図4は、第1発光部10及び第2発光部20の点灯開始からの経過時間と明るさとの関係を示すグラフ(時間‐明るさ曲線)であり、横軸(x)が時間t(単位:ms(ミリ秒))、縦軸(y)が明るさB(単位:lm(ルーメン))である。なお、図4では、便宜上、第1発光部10のグラフを一点鎖線で示し、第2発光部20のグラフを二点鎖線で示している。第1発光部10及び第2発光部20の明るさは、第1及び第2の各光源11、21の光量によって決まり、基本的に各光源11、21に流れる電流の大きさに比例する。よって、各光源11、21に流れる電流を時間の経過と共に増大させることにより、第1発光部10及び第2発光部20の明るさを漸次増加させることができる。
更に、本実施形態では、点灯制御回路31は、図4に示すように、第1発光部10が点灯を開始してから完了するまでの時間よりも第2発光部20が点灯を開始してから完了するまでの時間が短くなるように制御する。
図4に示す例では、第1発光部10及び第2発光部20の明るさを経過時間に対して指数関数的に増加させている。一般に、人間の知覚する明るさは物理的な明るさの対数に比例することから、第1発光部10及び第2発光部20の明るさを指数関数的に増加させることで、明るさの経時変化が知覚され易い。この例では、第1発光部10及び第2発光部20の明るさを指数関数的に増加させる場合を例示しているが、それぞれの明るさを直線(一次関数)的に増加させるようにしてもよい。
本実施形態における車両用灯火器1の点灯制御及び動作について、図3、図4を主に参照して詳しく説明する。ここでは、第1発光部10の点灯が開始する時刻をTs、点灯が完了する時刻をTeとし、第2発光部20の点灯が開始する時刻をTs、点灯が完了する時刻をTeとし、所定時間をTp、第1発光部10及び第2発光部20の明るさの最大値をBmaxとする。ここで、点灯が完了する時刻Te、Teは、明るさが最大値Bmaxに達した時点を意味する。本例では、第1発光部10の点灯開始時刻Tsを0とするとき、点灯完了時刻Teが150ms、第2発光部20の点灯開始時刻Ts及び点灯完了時刻Teが100ms及び200ms、所定時間Tpが200msである。なお、図3において、図中の+字状のドットは明るさを表現しており、ドットの密度が高いほど明るいことを表している。
図4中、時間tが0のとき(0=t)、第1発光部10及び第2発光部20の明るさBが0の状態(即ち、第1発光部10及び第2発光部20が点灯前の状態)である。この場合、図3(A)に示すように、発光領域100(点状領域101及び線状領域102)が消灯状態になっている。
図2に示す点灯制御回路31により第1発光部10及び第2発光部20の点灯動作を開始すると、図4に示すように、第1発光部10の点灯開始時刻Tsよりも第2発光部20の点灯開始時刻Tsが遅い(Ts<Ts)ため、第1発光部10のみが先に点灯を開始する。例えば、図4中、時間tが100ms以下のとき(0<t≦100)、第1発光部10のみが点灯中状態、第2発光部20が点灯前状態であり、この場合、図3(B)に示すように、発光領域100における点状領域101のみが点灯した状態になる。
第1発光部10が点灯を開始してから一定時間経過後(本例では100ms後)、遅れて第2発光部20が点灯を開始する。また、本実施形態では、第1発光部10の明るさが最大値Bmaxに達する前に第2発光部20を点灯させるため、第1発光部10の点灯完了時刻Teよりも第2発光部20の点灯開始時刻Tsが早く(Ts<Te)、第1発光部10の点灯完了前に第2発光部20の点灯を開始する。例えば、図4中、時間tが100ms超150ms以下のとき(100<t≦150)、第1発光部10及び第2発光部20が点灯中状態であり、この場合、図3(C)に示すように、発光領域100における点状領域101及び線状領域102が点灯した状態になる。このとき、第1発光部10の明るさが第2発光部20よりも明るい状態であり、点状領域101が線状領域102よりも明るく点灯している。そして、時間tが150msのとき(t=150)、第1発光部10の明るさが最大値Bmaxに達し、第1発光部10が点灯完了状態である。
また、第1発光部10の明るさが最大値に達する前に第2発光部20を点灯させており、第1発光部10が点灯を開始してから完了するまでの期間と、第2発光部20が点灯を開始してから完了するまでの期間とが一部重複する。本例では、この重複する時間(Te−Ts)が50msである。これにより、第1発光部10に対して第2発光部20が連続的に点灯したように見せることができる。
更に、第1発光部10が点灯を開始してから所定時間Tp(本例では200ms)が経過したとき、第2発光部20の点灯が完了する。例えば、図4中、時間tが150ms超200ms以下のとき(150<t≦200)、第1発光部10の点灯完了状態、第2発光部20が点灯中状態である。そして、時間tが200msのとき(t=200)、第2発光部20の明るさが最大値Bmaxに達し、第2発光部20が点灯完了状態であり、この場合、図3(D)に示すように、発光領域100が全灯状態になる。
更に、本実施形態では、図4に示すように、第1発光部10が点灯を開始してから完了するまでの時間(Te−Ts)よりも第2発光部20が点灯を開始してから完了するまでの時間(Te−Ts)が短くなるように制御している。つまり、第1発光部10の時間に対する明るさの変化率(傾き)よりも第2発光部20の時間に対する明るさの変化率(傾き)が大きくなっている。これにより、第1発光部10の点灯開始時刻Tsに対し、第2発光部20の点灯開始時刻Tsを遅くすることができる。一般に、点状領域101と線状領域102との点灯間隔が大きい、換言すれば、第1発光部10の点灯開始から第2発光部20の点灯開始までの時間が適度に遅いほど、上述した偏向γ運動錯視が起き易く、発光領域100が内側から外側に向かって流れるように点灯したように見せる効果がより高くなる傾向がある。上記制御により、第2発光部20の点灯開始時刻Tsを遅くすることで、錯視によるシーケンシャル効果が得られ易くなる。第1発光部10の点灯開始時刻Tsを基準とするとき、第2発光部20の点灯開始時刻Tsは、例えば50ms以上150ms以下、更に80ms以上120ms以下とすることが挙げられる。また、第1発光部10の点灯完了時刻Teは例えば100ms以上200ms以下とすることが挙げられ、第1発光部10の点灯完了時刻Teと第2発光部20の点灯開始時刻Tsとの差(Te−Ts)を例えば20ms以上100ms以下とすることが挙げられる。
<効果>
上述した実施形態1の車両用灯火器1は、第1発光部10(点状領域101)及び第2発光部20(線状領域102)を順に点灯させることで、偏向γ運動錯視を利用して、見かけ上、発光領域100が内側から外側に向かって流れるように点灯したように見せることができる。また、第1発光部10及び第2発光部20がそれぞれ1つずつ光源(第1及び第2の光源11、21)を有しており、使用する光源の数が2個で済む。したがって、車両用灯火器1は、従来に比較して、少ない光源でシーケンシャル点灯を行うことが可能であり、製造コストを低減できる
また、第1発光部10及び第2発光部20の明るさを漸次増加させると共に、第1発光部10の明るさが最大値に達する前に第2発光部20を点灯させることで、第1発光部10に対して第2発光部20が連続的に点灯したように見せることができる。よって、違和感がなく、見栄えの良いシーケンシャル点灯を行うことが可能である。
更に、第1発光部10が点灯を開始してから完了するまでの時間よりも第2発光部20が点灯を開始してから完了するまでの時間が短いことで、第1発光部10が点灯を開始してから第2発光部20が点灯を開始するまでの時間を遅くすることができる。よって、錯視によるシーケンシャル効果が得られ易く、シーケンシャル点灯を効果的に行うことが可能である。
本発明は、これらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、上述した実施形態1では、図1に示すように、車両Cの前部に設けられた方向指示器に車両用灯火器1を適用する場合を例に挙げて説明した。これに限らず、本発明の車両用灯火器は、車両Cの後部に設けられた方向指示器に適用することも可能である。また、第1及び第2の光源11、21としてLEDを例に挙げたが、これに限定されるものではなく、電球などの発光素子を採用してもよい。
本発明の車両用灯火器は、自動車の方向指示器に好適に利用可能である。
C 車両
1 車両用灯火器(方向指示器)
100 発光領域
101 点状領域
102 線状領域
10 第1発光部
11 第1の光源
12 集光レンズ
20 第2発光部
21 第2の光源
22 導光体
22i 光入射面
22o 光出射面
30 基板
31 点灯制御回路
40 インナレンズ

Claims (2)

  1. 車両の前部又は後部の少なくとも一方に設けられ、車幅方向に沿って発光領域を有する車両用灯火器であって、
    第1の光源を有し、当該光源を発光させて、前記発光領域における車幅方向内側に位置する点状領域を点灯させる第1発光部と、
    第2の光源を有し、当該光源を発光させて、前記発光領域における前記点状領域から車幅方向外側まで延び、前記点状領域よりも車幅方向に長い線状領域を点灯させる第2発光部と、
    前記第1及び第2の各光源を所定時間内に順次発光させ、前記第1発光部及び第2発光部を順に点灯させる点灯制御回路と、を備える車両用灯火器。
  2. 前記点灯制御回路は、前記第1発光部及び第2発光部の明るさを漸次増加させると共に、前記第1発光部の明るさが最大値に達する前に前記第2発光部を点灯させ、
    前記第1発光部が点灯を開始してから完了するまでの時間よりも前記第2発光部が点灯を開始してから完了するまでの時間が短くなるように制御する請求項1に記載の車両用灯火器。
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