JP4634906B2

JP4634906B2 - 車両用照明装置

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Publication number: JP4634906B2
Application number: JP2005302496A
Authority: JP
Inventors: 武戸倉; 信正見崎
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2025-10-18
Also published as: US20070086200A1; JP2007112170A; CN1953628A; US7446429B2; CN1953628B

Description

本発明は、車両内の室内灯となる車両用照明装置に関する。

従来より、車などの車両室内の照明を車内に設置されたスイッチによって操作する車両用照明装置が知られている。一般に、車両用照明装置スイッチには、スライド式スイッチやプッシュ式スイッチ等が用いられ、このスイッチを操作することにより該車両用照明のＯＮ／ＯＦＦ又は照光強度の調整を行う。

特許文献１には、照明のＯＮ／ＯＦＦを行うメインスイッチと、このメインスイッチの周囲に設置され感圧センサで検出された押圧により照光強度の照光調整を行う補助スイッチとでスイッチ部が構成された車両用照明装置が開示されている。このように、感圧式センサによって照光調整を行うことができるため、ツマミなどの機械的なスイッチと比べて、車両内の美観を損ねず、省スペースである。

また、特許文献２には、一方から赤外線を送信し、操作者の手等が近接すると他方でその反射光を受信してスイッチを構成する車両用照明装置が開示されている。このような光センサを用いることで、ドライバ等の操作者はスイッチの正確な位置を確認しなくても手等をかざすだけでスイッチ操作を行うことができる。
特開２０００−１８２７８４、図２〜３特開平９−４８２８０、図１

しかしながら、特許文献１に示されている車両用照明装置では、調光手段として補助スイッチである感圧式センサが用いられているが、この感圧式センサは直接センサ部に触れないとスイッチ操作ができず、操作者はスイッチ位置を目視して確認しなければならない。

また、特許文献２に示されている車両用照明装置では、スイッチ部として光センサを用いているが、周囲の光によって誤操作が生じる可能性があり調整が難しい。また、常に赤外線を送信しなければならないので待機時の消費電力が大きい。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであって、操作者は、スイッチ部を目視して位置を確認する必要がなく、誤操作が少なく省電力である車両用照明装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用照明装置は、検知電極と、前記検知電極と接地との間の静電容量に応じた値を検出して前記静電容量に応じた検出値を出力する静電容量検出回路と、前記検出値を入力し予め設定したｎ個（ｎは自然数）のしきい値と比較して、その大小関係に応じた制御値を出力する制御回路と、前記制御値によって調光制御される光源と、を備え、前記制御回路は、前記光源が消灯しているとき、検出値が第１のしきい値に達すると、前記検出値の増加に従い前記光源に供給する電流量を増加させて前記光源の照度を増加させ、前記検出値が前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値に達すると、前記電流量を最大に維持する一方、前記検出値が前記第２のしきい値に達する前に減少したとき、前記光源の照度を前記検出値が減少する前の照度に維持することを特徴とする。

本発明によれば、ドライバ等の操作者は、静電容量式センサに手等を近接させるだけでよくスイッチ位置を正確に確認する必要がないため、暗い車両内であっても手をかざすだけで容易に該車両用照明の点灯のＯＮ／ＯＦＦ操作を行ったり、照光強度を調整することができる。また、光センサと比較して、待機時の消費電力を削減することができる。

以下、添付した図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両用照明装置を使用した自動車の車内を示す図である。車両用照明装置２０は、自動車内の天井等にルームランプとして用いられる。

図２は、同装置の概略構成を示す分解斜視図である。

この車両用照明装置２０は、光透過性を有する樹脂やガラス等の材料により形成され任意の光透過率に調整された被覆材としての意匠板１と、この意匠板１の裏側に設置され人体の接近を検出するセンサ部を構成する中央に開口部２ａを有する矩形状の検知電極２と、意匠板１と検知電極２との間に設置された光源としてのＬＥＤ３と、このＬＥＤ３の光を拡散する導光板４と、を備えて構成されている。なお、検知電極２及びＬＥＤ３は、ＬＥＤ３のＯＮ／ＯＦＦ操作や照光強度などの点灯状態を制御する制御回路５に電気的に接続されている。ここで、検知電極２は、導電性を有するものであればよく、金属やＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）又は導電性ポリマー（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ＝ethylenedioxythiphene／polystyrenesulphonic acid）などの透明電極を用いることもできる。また、この検知電極２を設置する位置は、意匠板１と導光板３との間や、センサ部として独立させてＬＥＤ３や導光板４から離れた場所に設置してもよい。更に、光源となるＬＥＤの代わりに、電球やエレクトロルミネセンス（ＥＬ）などの発光体を用いることもできる。

図３は、同装置の電気的構成を示すブロック図である。

静電容量検出回路６は、検知電極２と接地との間の静電容量に応じて検出値を生成し、この検出値を３つのコンパレータ７〜９と、ＬＥＤ３の点灯状態を制御するＬＥＤ制御回路１０とに出力する。コンパレータ７は、一方に検出値を入力し、他方に予め設定された判定電圧１を入力し、その大小関係を比較し判定値をＬＥＤ制御回路１０に出力する。コンパレータ８、９も同様に、一方に検出値を入力し、他方に判定電圧２、３を入力し、その大小関係を比較して判定値をＬＥＤ制御回路１０に出力する。ここで、判定電圧１〜３は、例えば、（判定電圧１＜判定電圧２＜判定電圧３）のように異なった値に設定されている。ＬＥＤ制御回路１０は、一方にコンパレータ７〜９から判定値を入力し、他方に静電容量検出回路６から検出値を入力し、判定値及び検出値に応じて制御値を生成し、ＬＥＤ３に供給する電流を変化させることによりＬＥＤ３の点灯制御を行う。

図４は、検知電極２と接地との間の静電容量Ｃｘに応じて、デューティ比が変化する静電容量検出回路の一例を示す回路図である。

静電容量検知回路６は、一定周期のトリガ信号発生回路１１と、入力端に接続された静電容量の大きさによってデューティ比が変化するパルス信号Ｐｏを出力するタイマ回路１２とを備えて構成されている。

タイマ回路１２は、例えば２つのコンパレータ１３、１４と、これらコンパレータ１３、１４の出力がそれぞれリセット端子Ｒ及びセット端子Ｓに入力されるＲＳフリップフロップ回路（以下、「ＲＳ−ＦＦ」と呼ぶ）１５と、このＲＳ−ＦＦ１５の出力ＤＩＳをＬＰＦ１７に出力するバッファ１６と、ＲＳ−ＦＦ１５の出力ＤＩＳでオンオフ制御されるトランジスタ１８とを備えて構成されている。

コンパレータ１４は、トリガ信号発生回路１１から出力されるトリガ信号ＴＧを、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３によって分割された所定のしきい値Ｖth2と比較して、トリガ信号ＴＧに同期したセットパルスを出力する。このセットパルスは、ＲＳ−ＦＦ１５のＱ出力をセットする。このＱ出力は、ディスチャージ信号ＤＩＳとしてトランジスタ１８をオフ状態にし、静電容量Ｃｘ及び入力端と電源ラインとの間に接続された抵抗Ｒ４による時定数で決まる速度で、検知電極２と接地との間を充電する。入力信号Ｖinの電位が抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３で決まるしきい値Ｖth1を超えたら、コンパレータ１３の出力が反転してＲＳ−ＦＦ１６の出力を反転させる。この結果、トランジスタ１８がオン状態となって検知電極２に蓄積された電荷がトランジスタ１８を介して放電される。これにより、検知電極２と接地との間の静電容量に基づくデューティ比で発振するパルス信号Ｐｏを出力する。ＬＰＦ１７は、この出力を平滑化することにより直流の検知信号Ｖoutを出力する。このような回路は、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）や、ＲＰＣ（リジットプリント基板）上に形成することができる。

なお、その他の静電容量検知回路としては、静電容量Ｃｘを用いて発振回路を構成し、その周波数から静電容量Ｃｘを検出する発振回路型や、静電容量Ｃｘを既知電圧で充電し、その充電電荷を既知容量のコンデンサに転送してその電圧から静電容量Ｃｘを検出する電荷転送型などを用いることもできる。

このように構成された車両用照明装置の調光方法について説明する。

図５は、手などとセンサ部（検知電極２）との距離と、静電容量検知回路６で検出される検出値との関係を示したグラフである。手などがセンサ部に近接していくと検出値は増加していく。ここで、検出値が判定電圧１に達した状態を状態Iとし、判定電圧３に達した状態を状態IIIとし、判定電圧２に達した状態を状態IIとする。なお、判定電圧２は、操作者の手などがセンサ部に触れた状態であり、判定電圧１及び判定電圧３は、どちらが大きくてもまた同一値としてもよい。すなわち、これらの判定電圧の大小関係は（判定電圧２＞判定電圧１≧判定電圧３）又は（判定電圧２＞判定電圧３≧判定電圧１）である。ＬＥＤ制御回路１０は、一方から入力した判定値に従ってこの状態を判断し、以下のようにＬＥＤ３の点灯状態を制御する。

（１）ＬＥＤ３が消灯している状態
操作者が手などをセンサ部に近づけ、状態Iとなると、ＬＥＤ制御回路１０は、他方から入力する検出値の増加に従いＬＥＤに供給する電流量を増加させていき、手などがセンサ部から離れた場合には、手などが最もセンサ部に近接したときの照度を維持してＬＥＤ３を点灯させる。ここで、状態IIのときをＬＥＤ３の最高照度とする。

（２）ＬＥＤ３が点灯している状態
操作者が手などをセンサ部に近づけ、状態IIIとなると、ＬＥＤ制御回路１０は、他方から入力する検出値の増加に従いＬＥＤに供給する電流量を減少させていき、手などがセンサ部から離れた場合には、手などが最もセンサ部に近接したときの照度を維持してＬＥＤ３を点灯させる。ここで、状態IIのときに消灯する。

このように車両用照明装置を構成することで、操作者はスイッチ部を目視する必要がなく、おおよそのセンサ部の位置がわかれば、センサ部に手をかざすだけで照明のＯＮ／ＯＦＦ操作や、照度調整を行うことができるので運転操作に集中することができる。また、スイッチ部が静電容量式センサで構成されているため、スイッチ機構が室内に突出せず、意匠性に優れ、省スペースである。また、周囲環境による誤動作も少なく、待機時の消費電力も少ない。

次に、他の調光方法について説明する。この調光方法においては、図４における判定電圧の大小関係は、（判定電圧２＞判定電圧３＞判定電圧１）であり、状態IIは、センサ部に近接していれば触れていなくてもよい。手などがセンサ部に近接し、状態Iに達するとＬＥＤ制御回路１０は、ＬＥＤに供給する電流量を増加させていき、その間に手などが最も近接した状態における照度でＬＥＤ３を点灯させる。なお、状態IIIに達したときを最大照度とし照度の増加を停止する。更に、手などが近接し状態IIに達すると、ＬＥＤ３に供給する電流を止めて消灯する。なお、状態IIIから状態IIに遷移する間は、不感帯とする。

更に、他の調光方法について説明する。この調光方法においては、この調光方法においては、図５における判定電圧の大小関係は、（判定電圧２＞判定電圧３＞判定電圧１）であり、状態IIは、センサ部に近接していれば触れていなくてもよい。手などがセンサ部に近接し、状態Iに達するとＬＥＤ制御回路１０は、ＬＥＤ３の照度を最大に点灯させ、手などの近接にしたがってＬＥＤに供給する電流量を減少させていく。その間に手などが最も近接した状態における照度でＬＥＤ３を点灯させる。なお、状態IIIに達したときを最低照度すなわち消灯状態とする。更に、手などが近接し状態IIに達すると、電流を供給しＬＥＤ３を最大強度で点灯させる。なお、状態IIIから状態IIに遷移する間は、不感帯とする。

本発明の実施形態に係る車両用照明装置の全体図である。同装置の分解斜視図である。同装置の電気的構成を示す回路図である。同装置の詳細な電気的構成を示す回路図である。距離と検出値との関係を示すグラフである。

符号の説明

１…意匠板、２…検知電極、３…ＬＥＤ、４…導光板、５…制御回路、６…静電容量検知回路、７〜９…コンパレータ、１０…ＬＥＤ制御回路、１１…トリガ信号発生回路、１２…タイマ回路、１３,１４…コンパレータ、１５…ＲＳ−ＦＦ、１６…バッファ、１７…ＬＰＦ、１８…トランジスタ、２０…車両用照明装置。

Claims

検知電極と、
前記検知電極と接地との間の静電容量に応じた値を検出して前記静電容量に応じた検出値を出力する静電容量検出回路と、
前記検出値を入力し予め設定したｎ個（ｎは自然数）のしきい値と比較して、その大小関係に応じた制御値を出力する制御回路と、
前記制御値によって調光制御される光源と、
を備え、
前記制御回路は、前記光源が消灯しているとき、検出値が第１のしきい値に達すると、前記検出値の増加に従い前記光源に供給する電流量を増加させて前記光源の照度を増加させ、前記検出値が前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値に達すると、前記電流量を最大に維持する一方、前記検出値が前記第２のしきい値に達する前に減少したとき、前記光源の照度を前記検出値が減少する前の照度に維持することを特徴とする車両用照明装置。
検知電極と、
前記検知電極と接地との間の静電容量に応じた値を検出して前記静電容量に応じた検出値を出力する静電容量検出回路と、
前記検出値を入力し予め設定したｎ個（ｎは自然数）のしきい値と比較して、その大小関係に応じた制御値を出力する制御回路と、
前記制御値によって調光制御される光源と、
を備え、
前記制御回路は、前記光源が点灯しているとき、検出値が第１のしきい値に達すると、前記検出値の増加に従い前記光源に供給する電流量を減少させて前記光源の照度を減少させ、前記検出値が前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値に達すると、前記光源を消灯させる一方、前記検出値が前記第２のしきい値に達する前に減少したとき、前記光源の照度を前記検出値が減少する前の照度に維持することを特徴とする車両用照明装置。
検知電極と、
前記検知電極と接地との間の静電容量に応じた値を検出して前記静電容量に応じた検出値を出力する静電容量検出回路と、
前記検出値を入力し予め設定したｎ個（ｎは自然数）のしきい値と比較して、その大小関係に応じた制御値を出力する制御回路と、
前記制御値によって調光制御される光源と、
を備え、
前記制御回路は、
前記検出値が第１のしきい値に達すると、前記検出値の増加に従い前記光源に供給する電流量を増加させて前記光源の照度を増加させ、その間の最も高い照度で点灯させ、
前記検出値が前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値に達すると、前記電流量を最大に維持し、
前記検出値が前記第２のしきい値よりも大きい第３のしきい値に達すると、前記光源を消灯させる
ことを特徴とする車両用照明装置。
検知電極と、
前記検知電極と接地との間の静電容量に応じた値を検出して前記静電容量に応じた検出値を出力する静電容量検出回路と、
前記検出値を入力し予め設定したｎ個（ｎは自然数）のしきい値と比較して、その大小関係に応じた制御値を出力する制御回路と、
前記制御値によって調光制御される光源と、
を備え、
前記制御回路は、
前記検出値が第１のしきい値に達すると最大照度で点灯させ、前記検出値の増加に従い前記光源に供給する電流量を減少させて前記光源の照度を減少させ、その間の最も低い照度で点灯させ、
前記検出値が前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値に達すると、前記光源を消灯し、
前記検出値が前記第２のしきい値よりも大きい第３のしきい値に達すると、前記電流量を最大として点灯させる
ことを特徴とする車両用照明装置。
前記光源は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の車両用照明装置。
前記検知電極は、透明検知電極であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の車両用照明装置。