JP4627252B2 - 照明灯具 - Google Patents

Description

本発明は、車両用灯具などの照明灯具に関するものであり、詳細には、光源として１個以上のＬＥＤランプを採用した照明灯具の構成に係るものである。

従来の白熱電球を光源とする照明灯具においては、フィラメントが使用されているために、点灯を行うときには、時間経過的に見れば次第にフィラメントの温度が上昇して行き、規定の電流が流れる状態に達したときに所定の明るさとなり安定する。この点灯時の状態を外部から観察していると、極めて短時間ではあるが、輝度が上昇して行くのが感じられる。

また、消灯時には、通電により白熱していたフィラメントへの電流が遮断されるものとなるので、次第にフィラメントの温度が下がり、徐々に明るさが減少していくものとなる。ここで、上記点灯時と、消灯時との照度の変化度合いを比べると、点灯時は印加電流により強制的に加熱が行われるので、立上がりが速く、消灯時は、フィラメントの自然冷却によるので、点灯時よりもやや遅いと感じられる。

所で、近年においては、ＬＥＤランプ９３など、半導体発光素子が光源として採用する照明灯具９０が、フィラメントの断線もなく寿命が半永久的でメンテナンスの簡素化の面から多く採用されるものとなってきているが、ＬＥＤランプ９３は白熱電球と異なり、電源の印加と同時に規定光量で点灯し、電源の遮断と共に完全に消灯するという性質を有している。

よって、白熱電球を光源とする照明灯具に比べて唐突に点消灯するものとなり、後続車に対して違和感を与えたり、高級感が演出できないものとなっているので、特に違和感を与えやすい消灯時には、図６に示すように制御部９１と、電子リレーなど駆動部９２ａとを有する駆動装置９２を設け、図７に示すようにＬＥＤランプ９３に印加する電圧のデューテイ比を漸次に狭くし、白熱電球に近い消灯状態を再現させる回路が提案されている。
特開２００３−３４７５９４号公報

しかしながら、上記にも記載したようにＬＥＤランプは電源切断時に全く残光を生じないものであるので、オンデューテイに対して、オフデューテイが広くなると、明るさの低下よりも、むしろ点滅を強く感じるようになり、結局の所、ある程度まで暗く成った後には急激に消灯せざるを得なくなり、到底、白熱電球が消えるときの自然感を完全に再現することはできない。

また、上記説明のように、完全に点滅を行っている発光体が比較的高速で走行している状態を側方から見ると、発光しているときと、消灯しているときとが点線状に見えるものとなり、上記したような駆動装置９２を取付けたことで一層に観視者に強い違和感を与えかねないものとなる問題点も併せて生じるものとなる。

本発明は、上記した従来の課題を解決するための具体的手段として、ＬＥＤランプを光源とする照明灯具において、前記照明灯具には、ＰＷＭ制御を行う電源制御部と、タイマ回路と、遅延回路とが設けられ、前記照明灯具の点灯時には、前記遅延回路により前記ＬＥＤランプの規定の光度までの上昇が、所定の傾斜をもつ光度の上昇をもって行なわれ、前記照明灯具の消灯時には、前記タイマ回路が一定時間導通し電源制御部に電源を供給して前記遅延回路にＰＷＭ出力を行い、前記ＬＥＤランプの消灯までの光度の低下が、所定の傾斜を持つ光度の減少をもって行われることを特徴とする照明灯具を提供することで、白熱電球の点灯時の状態を再現可能として課題を解決する。

本発明により、白熱電球の点灯時、消灯時の挙動、すなわち人間の目で見た時、リニアな明るさの変化を感じる挙動をＬＥＤランプに再現させることで、観視者などに違和感を生じさせず、高級感を演出可能とすると共に、寿命も保証できるものとして、メンテナンスの簡素化、照明灯具の構造の簡素化も可能とし、コストダウンも可能とするという利点がある。

つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は、ＬＥＤランプの点灯時の光の立上がりを白熱電球に近似させる目的で遅延回路を設けた例が示されている。

図１に符号１で示すものは、照明灯具であり、本発明では、この種の照明灯具１として光源にＬＥＤランプが採用されている例が多い車両用灯具の、テール／ストップランプの例で説明する。また、前記テール／ストップランプには、夜間走行時には常時に点灯が行われているテール用ＬＥＤランプ２ｔと、ブレーキ操作に伴い点滅するストップ用ＬＥＤランプ２ｓとが設けられ、この実施例１では頻繁に点滅が行われる前記ストップ用ＬＥＤランプ２ｓの側のみに前記遅延回路５を設けた例で説明する。

このときに、前記テール用ＬＥＤランプ２ｔには、電流制限抵抗器３ｔが直列に接続されてテールランプとしての適正な照度が得られるものとされ、同様に、前記ストップ用ＬＥＤランプ２ｓにも電流制限抵抗器３ｓが接続されて、ストップランプとしての適正な明るさが得られるようにされている。そして、テール用ＬＥＤランプ２ｔにはスイッチ４ｔが設けられ、ストップ用ＬＥＤランプ２ｓにはスイッチ４ｓが設けられていて、点滅が可能な構成とされている。

この実施例１では、上記に説明した照明灯具１の基本構成に加えて、スイッチ４ｓと、電流制限抵抗器３ｓを含むストップ用ＬＥＤランプ２ｓの間に遅延回路５を設けるものであり、この遅延回路５は、抵抗器５ａと、コンデンサ５ｂと、ダイオード５ｃとで構成されている。

そして、前記抵抗器５ａとコンデンサ５ｂとは積分回路を構成しており、スイッチ４ｓが投入されると、抵抗器５ａを介してコンデンサ５ｂに充電が行われ、前記コンデンサ５ｂに充電される電圧は上昇し、電源電圧に近づくものとなる。よって、抵抗器５ａの値（好ましくは、数Ω〜１ＫΩ）、コンデンサ５ｂの容量を適宜なものとしておけば（好ましくは、１０〜１０００μＦ）、ストップ用ＬＥＤランプ２ｓも、スイッチ４ｓの投入と同時に規定の明るさで発光することはなく、図２に波形Ｓで示すように暫時に明るさが増巣ような状態として点灯を行うものとなる。尚、夜間には波形Ｔで示すようにＬＥＤ２ｔからのテールライトとしての光も加えられている。

また、スイッチ４ｓを切断したときにも、前記コンデンサ５ｂ中には、その容量に応ずる電気量が蓄電されているので、消灯も暫時に明るさが減少するように消灯する。但し、この実施例１の構成では、スイッチ４ｓにより電力が印加され、強制的に発光する点灯時の状態は近似させることができるが、フィラメントの自然冷却により消灯するときの近似は前記コンデンサ５ｂ中の容量程度では困難である。尚、ダイオード５ｃは電源側への逆流を防止するためのものである。

図３は、上記の問題を解決すべく、前記遅延回路５に加えて、電源制御部６、タイマー回路７も設けた実施例２である。

この実施例２では、ストップライト（ＬＥＤランプ２ｓ）を断続するためのスイッチ４ｓの、開放される側の接点４ｓｂは前記遅延回路５に接続されると共に、タイマー回路７に接続され、電源制御部６に直接に接続されることはない。従って、スイッチ４ｓを投入した場合、遅延回路５を介してストップランプは点灯を行うものとなる。

よって、スイッチ４ｓｂが切断されると、ストップ用ＬＥＤランプ２ｓには、基本的には電流は供給されないものとなるが、本発明ではスイッチ４ｓの電源側の接点４ｓａに前記タイマー回路７の一端が接続されており、そして、開放側の接点４ｓｂが“Ｌ”値となったときにタイマー回路７は一定時間（例えば１２０ｍｓ〜２００ｍｓ）導通し、電源制御部６に給電を行うものとされている。

そして、電源を供給された電源制御部６は、暫時にデューティ比が狭くなるＰＷＭ波形を出力するように構成されているので、このＰＷＭ波形は遅延回路５に入力され、図５に波形ＳＳで示すように、明るさがより平均化されたものとして外部に放射される。従って、後続車の運転者などには、あたかも白熱電球を光源として使用したストップライトの消灯時のような、なだらかな減光を感じるものとなり、違和感を生じさせない。

ここで、この発明を成すための発明者の実験の結果によれば、前記した白熱電球の消灯状態を疑似的に再現するためには、所定の位置に減少率の傾斜が変わる変位点Ｐを有する曲線Ｑに基づいて減光させることが必要であることが見いだされた。

図４は、上記曲線Ｑ（１、２）を示すグラフであり、図中にＱ１で示す曲線は、観視者が白熱電球の消灯時に類似すると感じた好ましい減光率の実測値であり、図中にＱ２で表す曲線は、上記実測値を表すべく数式化した多項式（ちなみに、得られた多項式は、ｙ＝−０．００３ｘ^４＋０．０３１４^３＋０．７０９６ｘ^２−１７．２９７ｘ＋１１４．９２である。）の回答であり、図４に示すように、どちらの数値を採用しても、ほぼ同様な効果が得られるものとなる。

表１は、上記実測値、および、上記多項式の回答値を、ストップランプなどの光源として使用されている白熱電球の消灯常時の状態に近似させることが可能な前記電源制御部６を得るために、１０ｍｓ間隔で設定すべき明るさを整理したものであり、消灯開始時から最初の１０ｍｓまでの間を除き、２０ｍｓ〜７０ｍｓの間は、１０ｍｓあたり１０％ずつ明るさが低減するように設定されている。

そして、７０ｍｓを超えた時点からは、同じ１０ｍｓあたりの明るさの低減は５％に低下され、低減度は略半減化されていて、この半減化は消灯時まで継続されるものとなっている。ここで、再度図４を検討してみると、図４のグラフにおいては、消灯開始時から約５０％〜７０％経過した時点で明らかに減光率はなだらかなものとなっているが、この部分を消灯完了時点まで直線のものとすると、視覚的に光量は急激に低下するように感じられ、目的とした、白熱電球の消灯時のフィーリングを擬似的に表現することができないからである。

よって、本発明では、減光率を変化させる変位点Ｐを、消灯開始点から消灯完了時の６０％の位置に設定し、白熱電球の消灯時の状態を、一層違和感なく再現できるようにしている。尚、白熱電球は消費電力などによりフィラメントの熱容量が異なるものであるので、消灯開始点から消灯完了時に到る時間も、例えば、ストップランプの光源を白熱電球からＬＥＤランプに代替するならば、消灯開始点から消灯完了時までは１２０ｍｓなど現実に合わせた時間をタイマー７に設定することが好ましい。

尚、実施例２においては、点滅の機会の多いストップライトの側にのみ、遅延回路５、電源制御部６、タイマー回路７を設けた例で説明したが、本発明はこれを限定するものではなく、テールライト側にも同様にそれらのものを設けても良いものである。

以上のように本発明によりＬＥＤランプを光源とする照明灯具を構成する際に、点灯時、および、消灯時の状態が在来の白熱電球を光源とする照明灯具と、感覚的に異ならないものとすることで、後続車の運転者などに唐突に点滅が行われることにより生じる違和感をなくする。

同時に、あたかも白熱電球の消灯時に近似させた傾斜をもって減光をさせるために、消灯時も白熱電球と同程度の１２０〜２００ｍｓの間で、しかもＰ点で傾斜が変えられていることで、消灯時のフィーリングも変えることなく行われ、高級感を失わないようにするものであり、ＬＥＤランプを光源とする照明灯具の品質向上に優れた効果を奏するものとする。

尚、図５はストップランプの点灯状態を模式的に示すものであり、点灯時には遅延回路５により暫増的に明るさが増加し、白熱電球点灯時と同様な点灯状態を示すものとなり、また、消灯時には電源制御回路６により白熱電球が消灯するときの状態を再現して観視者に違和感を与えない。尚、このときに前記電源制御回路６から出力されるチョッパーされた電流は遅延回路も通過するものとなるので、双方の回路を通過した後に図４に示したように変位点Ｐを有する電流値が得られるようにしておくことが必要となる。

本発明に係る照明灯具の第一実施例を示す配線図である。 第一実施例における出力波形を示すグラフである。 本発明に係る照明灯具の第二実施例を示す配線図である。 第二実施例における消灯時の出力電流の変化を時間軸を基準として示すグラフである。 第二実施例の点灯時から消灯時までの電流出力の状態を示すグラフである。 従来例を示す配線図である。 従来例の出力波形を示す説明図である。

符号の説明

１…照明灯具（テール／ストップランプ）
２ｔ…テール用ＬＥＤランプ
２ｓ…ストップ用ＬＥＤランプ
３ｔ、３ｓ…電流制限抵抗器
４ｔ、４ｓ…スイッチ
５…遅延回路
５ａ…抵抗器
５ｂ…コンデンサ
５ｃ…ダイオード
６…電源制御部
７…タイマー回路

Claims (5)

1. ＬＥＤランプを光源とする照明灯具において、前記照明灯具には、ＰＷＭ制御を行う電源制御部と、タイマ回路と、遅延回路とが設けられ、前記照明灯具の点灯時には、前記遅延回路により前記ＬＥＤランプの規定の光度までの上昇が、所定の傾斜をもつ光度の上昇をもって行なわれ、前記照明灯具の消灯時には、前記タイマ回路が一定時間導通し電源制御部に電源を供給して前記遅延回路にＰＷＭ出力を行い、前記ＬＥＤランプの消灯までの光度の低下が、所定の傾斜を持つ光度の減少をもって行われることを特徴とする照明灯具。
2. 前記照明灯具の消灯時の所定の傾斜は、消灯開始時から消灯完了時までの５０％〜７０％の時間内に傾斜量の変位点を有し、消灯開始点から変位点までの傾斜量に対し、変位点から消灯完了時までの傾斜量が略半分であることを特徴とする請求項１に記載の照明灯具。
3. 前記変位点は、消灯開始時から消灯完了時までの略６０％の時間に有することを特徴とする請求項２に記載の照明灯具。
4. 前記消灯開始時間から消灯完了時間までの時間は、１２０〜２００ｍｓであることを特徴とする請求項２または３に記載の照明灯具。
5. 前記照明灯具は、テール／ストップランプを有する車両用であり、前記電源制御部とタイマ回路と遅延回路とはストップランプ側にのみ設けられていることを特徴とする請求項２〜４記載の照明灯具。

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