JPWO2018186187A1 - 車両用灯具 - Google Patents
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Abstract
複数の発光素子がマトリクス状に配列された発光部における下側発光領域の発光／非発光によってハイビーム／ロービームの点灯切り替えを行う車両用灯具について、ハイビーム点灯時及びロービーム点灯時の双方で良好な配光パターンの実現を図る。本発明に係る車両用灯具は、複数の発光素子がマトリクス状に配列された発光部と、発光部が発した光を集光して投射する投射レンズと、車載バッテリからの入力電圧に基づき発光素子を発光駆動する発光駆動部と、ハイビーム点灯指示に応じて発光部における下側発光領域と該下側発光領域の上側に位置する上側発光領域の双方を発光させ、ロービーム点灯指示に応じて下側発光領域を非発光とさせる制御を行う制御部と、を備え、制御部は、ハイビーム点灯時とロービーム点灯時とで上側発光領域の光量分布を異ならせる制御を行う。
Description
本発明は、ハイビームとロービームの点灯切り替えが可能とされた車両用灯具についての技術分野に関する。
例えば、下記特許文献１には、複数の発光素子が発した光をレンズで集光して投射する車両用灯具が開示されている。このような車両用灯具においては、配光パターンにおける照度分布を発光素子ごとに発光量を調整することで比較的容易に与えることができる。
ここで、車両用灯具としては、複数の発光素子をマトリクス状に配列した発光部を用い、該発光部が発した光を投射レンズを介して投射する構成が考えられる。そして、発光部の下側発光領域をハイビーム点灯時のみ発光させ、上側発光領域をハイビーム点灯時とロービーム点灯時の双方で発光させることで、ハイビーム／ロービームの点灯切り替えを実現することが考えられる。
なお、発光部の光を投射レンズを介して投射する場合、発光面の像と投射レンズによる投射像とは光軸の軸対称に上下左右が反転する。
なお、発光部の光を投射レンズを介して投射する場合、発光面の像と投射レンズによる投射像とは光軸の軸対称に上下左右が反転する。
上記のような車両用灯具において、ハイビーム／ロービームの点灯切り替えを単に下側発光領域の発光／非発光のみで実現しようとすると、ロービーム用又はハイビーム用の何れか一方の配光パターンを良好に形成することができない虞がある。例えば、上側発光領域における光量分布をハイビーム用の配光パターンを良好とするように設定している場合には、単に下側発光領域を非発光としたのみではロービーム用の配光パターンを良好に形成できない虞がある。或いは逆に、上側発光領域における光量分布をロービーム用の配光パターンを良好とするように設定している場合にはハイビーム用の配光パターンを良好に形成できない虞がある。
本発明は上記の事情に鑑み為されたものであり、複数の発光素子がマトリクス状に配列された発光部における下側発光領域の発光／非発光によってハイビーム／ロービームの点灯切り替えを行う車両用灯具について、ハイビーム点灯時及びロービーム点灯時の双方で良好な配光パターンの実現を図ることを目的とする。
本発明に係る車両用灯具は、複数の発光素子がマトリクス状に配列された発光部と、前記発光部が発した光を集光して投射する投射レンズと、車載バッテリからの入力電圧に基づき前記発光素子を発光駆動する発光駆動部と、ハイビーム点灯指示に応じて前記発光部における下側発光領域と該下側発光領域の上側に位置する上側発光領域の双方を発光させ、ロービーム点灯指示に応じて前記下側発光領域を非発光とさせる制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、ハイビーム点灯時とロービーム点灯時とで前記上側発光領域の光量分布を異ならせる制御を行うものである。
これにより、ハイビーム点灯時とロービーム点灯時の双方に用いられる上側発光領域について、ハイビーム点灯時にはハイビーム用配光パターンの形成に適した光量分布に、ロービーム点灯時にはロービーム用配光パターンの形成に適した光量分布にそれぞれ切り替えを行うことが可能とされる。
上記した本発明に係る車両用灯具においては、前記制御部は、前記上側発光領域における発光素子群の駆動電流分布を異ならせることで前記光量分布を異ならせる構成とすることが可能である。
これにより、光量分布を異ならせるための例えば液晶素子等の光学部品を別途設ける必要がなくなる。
上記した本発明に係る車両用灯具においては、前記制御部は、前記上側発光領域における前記下側発光領域との境界部に位置された発光素子群のうち右側に位置する発光素子群により形成される特定発光領域について、ロービーム点灯時の発光量をハイビーム点灯時よりも減少させる構成とすることが可能である。
これにより、ロービーム点灯時のカットラインにおける左側ラインの上昇が抑えられる。
上記した本発明に係る車両用灯具においては、前記制御部は、前記上側発光領域における前記特定発光領域よりも上方に位置された上方発光領域について、ロービーム点灯時の発光量をハイビーム点灯時よりも増加させる構成とすることが可能である。
これにより、配光パターンの照度重心を下げることが可能とされる。
上記した本発明に係る車両用灯具においては、前記制御部は、前記上方発光領域の発光素子群のうち左右の端部に位置された発光素子群をハイビーム点灯時には非発光としロービーム点灯時には発光させる構成とすることが可能である。
これにより、上下左右の中央部に光量を集中させ該中央部から外側方向に向けて徐々に照度が低下されるハイビーム用配光パターンへの対応が図られる一方で、ロービーム用配光パターンとして左右両端が暗い不良なパターンとなることの防止が図られる。
本発明によれば、複数の発光素子がマトリクス状に配列された発光部における下側発光領域の発光／非発光によってハイビーム／ロービームの点灯切り替えを行う車両用灯具について、ハイビーム点灯時及びロービーム点灯時の双方で良好な配光パターンの実現を図ることができる。
以下、本発明車両用灯具の実施形態としての車両用灯具１について添付図面を参照して説明する。
図１は、車両用灯具１の概略内部構成を説明するための回路ブロック図である。なお、図１では車両用灯具１の外部であって車両に設けられたＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００と、車載バッテリＢＴと、車載バッテリＢＴから車両用灯具１への入力電圧をオン／オフする入力スイッチＳＷｂも併せて示している。
本例の車両用灯具１は、車両の前端部に左右一対の計二つが配置されるヘッドランプ（車両用前照灯）としての灯具とされている。
図示のように車両用灯具１は、複数の発光素子２ａを有する発光部２と、車載バッテリＢＴからの入力電圧に基づき発光部２における発光素子２ａを発光駆動するための発光駆動回路３とを備えている。
図示のように車両用灯具１は、複数の発光素子２ａを有する発光部２と、車載バッテリＢＴからの入力電圧に基づき発光部２における発光素子２ａを発光駆動するための発光駆動回路３とを備えている。
発光部２は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等の半導体発光素子とされた複数の発光素子２ａと、発光素子２ａごとに並列接続されたバイパススイッチ２ｂとを備えている。図中では、発光部２において全ての発光素子２ａが直列接続されている例を示しているが、所定数の発光素子２ａを直列接続して成る直列接続回路を並列に接続した構成とすることもできる。
ここで、図２を参照し、発光部２の概略外観構成を説明する。
図２Ａは発光部２の正面図である。なお、図２Ａでは、車両用灯具１が車両に取り付けられた際の上下左右方向を矢印により表している。
発光部２において、複数の発光素子２ａはマトリクス状に配列、すなわち上下左右の各方向に複数配列されている。本例では、発光素子２ａは左右方向に４０個配列された１段分の発光素子群が上下方向に５段分配列されており、合計で２００個設けられている。
なお、発光部２が有する発光素子２の数は２００に限定されず、また左右方向に配列される個々の発光素子群における発光素子２ａの数や段数としても例示した「４０」や「５」に限定されるものではない。
図２Ａは発光部２の正面図である。なお、図２Ａでは、車両用灯具１が車両に取り付けられた際の上下左右方向を矢印により表している。
発光部２において、複数の発光素子２ａはマトリクス状に配列、すなわち上下左右の各方向に複数配列されている。本例では、発光素子２ａは左右方向に４０個配列された１段分の発光素子群が上下方向に５段分配列されており、合計で２００個設けられている。
なお、発光部２が有する発光素子２の数は２００に限定されず、また左右方向に配列される個々の発光素子群における発光素子２ａの数や段数としても例示した「４０」や「５」に限定されるものではない。
図２Ｂは、発光部２と車両用灯具１が備える投射レンズ１０の側面図である。
投射レンズ１０は、発光部２の前方に配置され、発光部２が発した光を集光して車両前方に投射（投影）する。
ここで、発光部２の発光面における像（以下「発光像」と表記）と投射レンズ１０による投射像とは、投射レンズ１０のレンズ光軸を基準として軸対称に上下左右が反転された関係となる。このため、発光像の上方は投射像（配光パターン）の下方に対応し、発光像の下方は投射像の上方に対応する。
投射レンズ１０は、発光部２の前方に配置され、発光部２が発した光を集光して車両前方に投射（投影）する。
ここで、発光部２の発光面における像（以下「発光像」と表記）と投射レンズ１０による投射像とは、投射レンズ１０のレンズ光軸を基準として軸対称に上下左右が反転された関係となる。このため、発光像の上方は投射像（配光パターン）の下方に対応し、発光像の下方は投射像の上方に対応する。
実施形態の車両用灯具１では、発光部２の発光制御によりハイビームとロービームの点灯切り替えが行われる。具体的に、この場合の発光部２には、発光領域として下側発光領域Ａ１、及び下側発光領域Ａ１の上側に位置する上側発光領域Ａ２が定められており（図２Ａ参照）、ハイビーム点灯時には下側発光領域Ａ１と上側発光領域Ａ２の双方を発光させ、ロービーム点灯時には下側発光領域Ａ１を非発光とし上側発光領域Ａ２を発光させる。
発光部２の最上部に位置する段を１段目としたとき、本例における下側発光領域Ａ１は、３段目〜５段目に位置する全ての発光素子２ａと、２段目における左側から２２番目の発光素子２ａよりも左側に配列される全ての発光素子２ａとで構成された発光領域とされる。
上側発光領域Ａ２は、下側発光領域Ａ１を構成する発光素子２ａ以外の発光素子２ａで構成された発光領域とされる。
発光部２の最上部に位置する段を１段目としたとき、本例における下側発光領域Ａ１は、３段目〜５段目に位置する全ての発光素子２ａと、２段目における左側から２２番目の発光素子２ａよりも左側に配列される全ての発光素子２ａとで構成された発光領域とされる。
上側発光領域Ａ２は、下側発光領域Ａ１を構成する発光素子２ａ以外の発光素子２ａで構成された発光領域とされる。
説明を図１に戻す。
発光駆動回路３は、コンバータ部４、制御部５、及び電流検出抵抗Ｒｄを備えている。
発光駆動回路３に対しては、車載バッテリＢＴから入力スイッチＳＷｂを介して端子Ｔ１、Ｔ２間に入力電圧が供給される。スイッチＳＷｂは車両の運転者等による前照灯をオンとする操作に応じて車両用灯具１に入力電圧を供給するためのスイッチである。
なお、発光駆動回路３は、発光部２と共に車両用灯具１の灯室内に配置されている。
発光駆動回路３は、コンバータ部４、制御部５、及び電流検出抵抗Ｒｄを備えている。
発光駆動回路３に対しては、車載バッテリＢＴから入力スイッチＳＷｂを介して端子Ｔ１、Ｔ２間に入力電圧が供給される。スイッチＳＷｂは車両の運転者等による前照灯をオンとする操作に応じて車両用灯具１に入力電圧を供給するためのスイッチである。
なお、発光駆動回路３は、発光部２と共に車両用灯具１の灯室内に配置されている。
コンバータ部４は、端子Ｔ１、Ｔ２間に与えられた入力電圧（バッテリ電圧）を変換して出力電圧を生成し、出力電圧に基づいて発光部２の発光素子２ａに対して駆動電流Ｉｄを供給する。
コンバータ部４は、インダクタＬ１、スイッチＳＷ、ダイオードＤ１、及びコンデンサＣ１、Ｃ２を備えており、非絶縁型降圧チョークコンバータとして構成されている。図のように端子Ｔ１、ｔ１間の正極ライン上にコンバータスイッチＳＷｃ、インダクタＬ１が直列に接続される。また端子Ｔ１、Ｔ２間（正極ライン−負極ライン間）にコンデンサＣ１が接続される。ダイオードＤ１はアノードが負極ラインに接続されカソードがコンバータスイッチＳＷｃとインダクタＬ１の接続点に接続される。コンデンサＣ２は、出力用平滑コンデンサとしてインダクタＬ１の一端と負極ライン間に接続される。
コンバータスイッチＳＷｃは、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）などのスイッチング素子で構成されている。コンバータスイッチＳＷｃのゲートには制御部５からスイッチング制御信号が供給される。
この構成によりコンバータ部４は、ＤＣ−ＤＣ変換を行う。すなわち、スイッチング制御信号に応じてコンバータスイッチＳＷｃがオン／オフを繰り返すことで、バッテリ電圧を降圧した出力電圧を生成し、発光部２に対して駆動電流Ｉｄを流す。
コンバータ部４は、インダクタＬ１、スイッチＳＷ、ダイオードＤ１、及びコンデンサＣ１、Ｃ２を備えており、非絶縁型降圧チョークコンバータとして構成されている。図のように端子Ｔ１、ｔ１間の正極ライン上にコンバータスイッチＳＷｃ、インダクタＬ１が直列に接続される。また端子Ｔ１、Ｔ２間（正極ライン−負極ライン間）にコンデンサＣ１が接続される。ダイオードＤ１はアノードが負極ラインに接続されカソードがコンバータスイッチＳＷｃとインダクタＬ１の接続点に接続される。コンデンサＣ２は、出力用平滑コンデンサとしてインダクタＬ１の一端と負極ライン間に接続される。
コンバータスイッチＳＷｃは、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）などのスイッチング素子で構成されている。コンバータスイッチＳＷｃのゲートには制御部５からスイッチング制御信号が供給される。
この構成によりコンバータ部４は、ＤＣ−ＤＣ変換を行う。すなわち、スイッチング制御信号に応じてコンバータスイッチＳＷｃがオン／オフを繰り返すことで、バッテリ電圧を降圧した出力電圧を生成し、発光部２に対して駆動電流Ｉｄを流す。
電流検出抵抗Ｒｄは、一端がインダクタＬ１とコンデンサＣ２の接続点に接続され、他端が端子ｔ１を介して発光素子２ａとしてのＬＥＤのアノードと接続されている。電流検出抵抗Ｒｄの両端電圧は制御部５に入力され、制御部５が両端電圧から駆動電流Ｉｄを検出できるようにされている。
発光部２におけるＬＥＤのカソード側は発光駆動回路３の端子ｔ２に接続される。この端子ｔ２は、上述した負極ラインに対して接続されている。
制御部５は、電流検出抵抗Ｒｄの両端電圧から目標の定電流値に対する誤差信号を生成し、誤差信号に基づいて、駆動電流Ｉｄの電流値が目標値と一致するようにコンバータ部４におけるコンバータスイッチＳＷｃのスイッチング動作を制御する。これにより駆動電流Ｉｄの定電流制御を行う。すなわち、駆動電流Ｉｄの電流値が目標値と一致するようにスイッチング制御信号のオンデューティを制御することで定電流制御を行う。これにより、発光部２における各発光素子２には、コンバータ部４の出力電圧に基づく所定電流値の駆動電流Ｉｄが流れ、発光される。
また、制御部５に対しては、ＥＣＵ１００から端子Ｔ３を介して指示信号Ｓｃが供給される。指示信号Ｓｃは、ハイビーム点灯／ロービーム点灯の指示を行う信号とされる。
制御部５は、指示信号Ｓｃに応じて発光部２におけるバイパススイッチ２ｂのオン／オフ制御を行う。該オン／オフ制御は、発光駆動回路３において個々のバイパススイッチ２ｂに対応して設けられた端子ｔｓを介してそれぞれ行われる。
制御部５は、指示信号Ｓｃがハイビーム点灯を指示するものである場合には、発光部２における下側発光領域Ａ１と上側発光領域Ａ２の双方が発光されるように該当する発光素子２ａのバイパススイッチ２ｂを制御する。一方、指示信号Ｓｃがロービーム点灯を指示するものである場合には、発光部２における下側発光領域Ａ１が非発光とされ、上側発光領域Ａ２が発光されるように該当する発光素子２ａのバイパススイッチ２ｂを制御する。
制御部５は、指示信号Ｓｃに応じて発光部２におけるバイパススイッチ２ｂのオン／オフ制御を行う。該オン／オフ制御は、発光駆動回路３において個々のバイパススイッチ２ｂに対応して設けられた端子ｔｓを介してそれぞれ行われる。
制御部５は、指示信号Ｓｃがハイビーム点灯を指示するものである場合には、発光部２における下側発光領域Ａ１と上側発光領域Ａ２の双方が発光されるように該当する発光素子２ａのバイパススイッチ２ｂを制御する。一方、指示信号Ｓｃがロービーム点灯を指示するものである場合には、発光部２における下側発光領域Ａ１が非発光とされ、上側発光領域Ａ２が発光されるように該当する発光素子２ａのバイパススイッチ２ｂを制御する。
ここで、ハイビーム点灯時において、制御部５は、ハイビーム用配光パターンとして良好なパターンが形成されるべく、下側発光領域Ａ１と上側発光領域Ａ２の双方についてそれぞれ所定の光量分布が与えられるように発光素子２ａの発光量を制御する。この際の発光量制御は、バイパススイッチ２ｂのオン／オフ制御により、発光素子２ａの見かけ上の発光量（単位時間あたりの発光量）を調整することで行う。バイパススイッチ２ｂがオンのとき発光素子２ａに流れるべき電流がバイパススイッチ２ｂを介してバイパスされるため、発光素子２ａがオフ状態とされる。すなわち、バイパススイッチ２ｂがオフのとき、発光素子２ａに駆動電流Ｉｄが流れ、発光素子２ａがオン状態とされる。従って制御部５は、バイパススイッチ２ｂのオフデューティを調整することで発光素子２ａに対する単位時間当たりの駆動電流供給量を制御し、見かけ上の発光量を調整する。
制御部５は、発光素子２ａごとに上記のようなバイパススイッチ２ｂのオフデューティを調整することで、下側発光領域Ａ１と上側発光領域Ａ２にそれぞれ所定の光量分布を与える。
制御部５は、発光素子２ａごとに上記のようなバイパススイッチ２ｂのオフデューティを調整することで、下側発光領域Ａ１と上側発光領域Ａ２にそれぞれ所定の光量分布を与える。
但し、ハイビーム／ロービームの点灯切り替えを単に下側発光領域Ａ１の発光／非発光のみで実現しようとすると、ロービーム用又はハイビーム用の何れか一方の配光パターンを良好に形成することができない虞がある。例えば、上記のように上側発光領域Ａ２における光量分布をハイビーム用配光パターンを良好とするように設定している場合には、単に下側発光領域Ａ１を非発光とするのみではロービーム用の配光パターンを良好に形成できない虞がある。
図３Ａは、車両用灯具１におけるハイビーム点灯時における配光パターンの例を示した図であり、配光パターンにおける照度分布を等高線により表している。
ハイビーム用配光パターンにおいては、図中「Ｃ」と示す照度重心（照度が最も高い部分）が水平ライン（図中「Ｈ」と示す）の高さとほぼ同じ高さに位置される。また、照度重心から外側方向に向けての照度の低下が連続的となるように（一部に急激な照度低下が生じないように）照度分布が与えられている。
ハイビーム用配光パターンにおいては、図中「Ｃ」と示す照度重心（照度が最も高い部分）が水平ライン（図中「Ｈ」と示す）の高さとほぼ同じ高さに位置される。また、照度重心から外側方向に向けての照度の低下が連続的となるように（一部に急激な照度低下が生じないように）照度分布が与えられている。
このようなハイビーム点灯時の配光パターンを実現するために設定された発光部２の光量分布の例を図４に示す。
なお、図４において、図４Ａでは、発光部２における各発光素子２ａの駆動電流値（ｍＡ）を上述した単位時間当たりの駆動電流値により表している。ここでは、発光部２における各段に位置する発光素子群（本例では４０個）について、発光部２を正面視したときの最も左側に位置する発光素子２ａから順にｃｈ（チャンネル）番号を昇順で付している（ｃｈ１〜ｃｈ４０）。
図４Ｂは、配光パターンとの対比を容易とするため、図４Ａに示す光量分布（駆動電流値の分布）を上下左右の位置を反転させて示している。
図４Ａ、Ｂでは、下側発光領域Ａ１と上側発光領域Ａ２との境界線を太線により表している。
なお、図４において、図４Ａでは、発光部２における各発光素子２ａの駆動電流値（ｍＡ）を上述した単位時間当たりの駆動電流値により表している。ここでは、発光部２における各段に位置する発光素子群（本例では４０個）について、発光部２を正面視したときの最も左側に位置する発光素子２ａから順にｃｈ（チャンネル）番号を昇順で付している（ｃｈ１〜ｃｈ４０）。
図４Ｂは、配光パターンとの対比を容易とするため、図４Ａに示す光量分布（駆動電流値の分布）を上下左右の位置を反転させて示している。
図４Ａ、Ｂでは、下側発光領域Ａ１と上側発光領域Ａ２との境界線を太線により表している。
ハイビーム点灯時には、発光部２における上下左右の中央付近の発光量を大きくし、中央から遠ざかるに従って徐々に発光量を小さくしている。特に、下端側（配光パターンでの上端側に対応）、上端側（配光パターンでの下端側に対応）それぞれの左右両端部においては、発光素子２ａを非発光としている。具体的に本例では、発光部２における左下端部（配光パターンでの右上端部に対応）に位置される５段目ｃｈ１〜ｃｈ８及び４段目ｃｈ１〜ｃｈ４の発光素子群と、左上端部（配光パターンでの右下端部に対応）に位置される１段目ｃｈ１〜ｃｈ４の発光素子群と、右下端部（配光パターンでの左上端部に対応）に位置される５段目ｃｈ４０〜ｃｈ３３及び４段目ｃｈ４０〜ｃｈ３７の発光素子群と、
右上端部（配光パターンでの左下端部に対応）に位置される１段目ｃｈ４０〜ｃｈ３７の発光素子群については、発光素子２ａを非発光としている。
右上端部（配光パターンでの左下端部に対応）に位置される１段目ｃｈ４０〜ｃｈ３７の発光素子群については、発光素子２ａを非発光としている。
図３Ｂは、上記のようなハイビーム点灯時における光量分布を維持したまま、下側発光領域Ａ１を非発光とした場合に形成されるロービーム点灯時の配光パターンの例を示している。
この場合の配光パターンにおいては、図中「Ｘ」と示すパターン左上端部において、水平ライン（Ｈ）よりも上側への光の広がりが観測される。この光の広がりにより、ロービーム点灯時における水平カットラインとしては、本来、中央から左側のラインが水平とされるべきところ、該ラインが左上がりに傾斜されてしまう。
この場合の配光パターンにおいては、図中「Ｘ」と示すパターン左上端部において、水平ライン（Ｈ）よりも上側への光の広がりが観測される。この光の広がりにより、ロービーム点灯時における水平カットラインとしては、本来、中央から左側のラインが水平とされるべきところ、該ラインが左上がりに傾斜されてしまう。
また、この場合の照度重心（Ｃ）はハイビーム点灯時（図３Ａ）とほぼ変わらず、水平ライン（Ｈ）とほぼ同じ高さに位置されてしまう。
さらに、この場合の照度重心は、図中「Ｖ」と示す垂直ライン（左右方向の中心）に対して左側に偏倚されてしまう。これは、ロービーム点灯時の良好な水平カットラインの形成を意図して上側発光領域Ａ２が右下がり（配光パターンでは左上がりに対応する）の段付き形状とされており、且つ右下がり領域（２段目ｃｈ４０〜ｃｈ２２）における発光部２の中心寄りの領域（特に２段目ｃｈ２２〜ｃｈ２８等）の光量がハイビーム点灯時の配光パターンの照度重心を考慮して多めに設定されていることに起因している。
さらに、この場合の照度重心は、図中「Ｖ」と示す垂直ライン（左右方向の中心）に対して左側に偏倚されてしまう。これは、ロービーム点灯時の良好な水平カットラインの形成を意図して上側発光領域Ａ２が右下がり（配光パターンでは左上がりに対応する）の段付き形状とされており、且つ右下がり領域（２段目ｃｈ４０〜ｃｈ２２）における発光部２の中心寄りの領域（特に２段目ｃｈ２２〜ｃｈ２８等）の光量がハイビーム点灯時の配光パターンの照度重心を考慮して多めに設定されていることに起因している。
そこで、実施形態では、ロービーム点灯時における上側発光領域Ａ２の光量分布を、ハイビーム点灯時とは異なる分布とする。
図５は、実施形態におけるロービーム点灯時の光量分布の例を示した図であり、図６は、図５に示す光量分布により実現されるロービーム点灯時の配光パターンの例を示している。なお、図５において、図５Ａでは先の図４Ａと同様に光量分布を示すと共に、図５Ｂでは先の図４Ｂと同様に光量分布を上下左右の位置を反転させて示している。
図５は、実施形態におけるロービーム点灯時の光量分布の例を示した図であり、図６は、図５に示す光量分布により実現されるロービーム点灯時の配光パターンの例を示している。なお、図５において、図５Ａでは先の図４Ａと同様に光量分布を示すと共に、図５Ｂでは先の図４Ｂと同様に光量分布を上下左右の位置を反転させて示している。
図４と比較すると、この場合の上側発光領域Ａ２における光量分布では、発光量のピークがハイビーム点灯時よりも抑えられている。本例では、ハイビーム点灯時における発光量のピークは５００ｍＡ（２段目ｃｈ２１、２２）、ロービーム点灯時の発光量のピークは２５０ｍＡ（１段目ｃｈ２０、２１）とされている。
そして、この場合の光量分布では、上側発光領域Ａ２における下側発光領域Ａ１との境界部に位置された発光素子群のうち右側（配光パターンでは左側に対応）に位置された発光素子群により形成される特定発光領域ａ２１において、ロービーム点灯時の発光量がハイビーム点灯時よりも減少されている。この場合の特定発光領域ａ２１は、２段目におけるｃｈ２２〜ｃｈ４０の発光素子２ａで成る領域とされている。
本例では、特定発光領域ａ２１の発光量を減少させるにあたり、特定発光領域ａ２１内において非発光（駆動電流値＝０）の発光素子２ａを混在させている（２段目ｃｈ２８、ｃｈ３０、ｃｈ３２等）。すなわち、このような非発光部分と他の発光部分とのトータルで所望の光量分布の実現を図っているものである。バイパススイッチ２ｂのオフデューティ調整により実現可能な発光素子２ａの最小発光量（≠０）には限界があるため、上記のように一部に非発光とする発光素子２ａを混在させることで対応を図ることもできる。
なお、特定発光領域ａ２１において非発光の発光素子２ａを混在させることは必須ではい。
本例では、特定発光領域ａ２１の発光量を減少させるにあたり、特定発光領域ａ２１内において非発光（駆動電流値＝０）の発光素子２ａを混在させている（２段目ｃｈ２８、ｃｈ３０、ｃｈ３２等）。すなわち、このような非発光部分と他の発光部分とのトータルで所望の光量分布の実現を図っているものである。バイパススイッチ２ｂのオフデューティ調整により実現可能な発光素子２ａの最小発光量（≠０）には限界があるため、上記のように一部に非発光とする発光素子２ａを混在させることで対応を図ることもできる。
なお、特定発光領域ａ２１において非発光の発光素子２ａを混在させることは必須ではい。
上記のように特定発光領域ａ２１における発光量をロービーム点灯時においてハイビーム点灯時よりも減少させることで、ロービーム点灯時の配光パターンとして、先の図３Ｂに「Ｘ」と示したような光の広がりが生じることの防止が図られ、カットラインにおける左側ラインの上昇が抑えられる（図６参照）。すなわち、ロービーム用の良好な配光パターンを実現することができる。
また、図５に示す光量分布では、上側発光領域Ａ１における特定発光領域ａ２１よりも上方に位置された上方発光領域ａ２２（本例では１段目の全ての発光素子２ａで成る）について、ハイビーム点灯時よりも発光量を増加させている。
これにより、配光パターンの照度重心を下げることが可能とされる。図６では、照度重心が図３Ｂの場合よりも下方に位置されていることが確認できる。すなわち、照度重心の位置がロービーム用に適した位置に修正されている。
これにより、配光パターンの照度重心を下げることが可能とされる。図６では、照度重心が図３Ｂの場合よりも下方に位置されていることが確認できる。すなわち、照度重心の位置がロービーム用に適した位置に修正されている。
ここで、本実施形態では、ロービーム点灯時において特定発光領域ａ２１の発光量を減少させると共に、上方発光領域ａ２２の発光量を増加させている。
これにより、配光パターンにおける照度重心は下方のみでなく右側にもシフトする。従って、図３Ｂの場合に生じていた照度重心の左側への偏倚を解消でき、中心から徐々に照度が低下していく良好な配光パターンを実現することができる。
これにより、配光パターンにおける照度重心は下方のみでなく右側にもシフトする。従って、図３Ｂの場合に生じていた照度重心の左側への偏倚を解消でき、中心から徐々に照度が低下していく良好な配光パターンを実現することができる。
また、本実施形態では、上方発光領域ａ２２の発光素子群のうち左右の端部に位置された発光素子群をハイビーム点灯時には非発光としロービーム点灯時には発光させている。具体的に本例では、上方発光領域ａ２２（つまり１段目）におけるｃｈ１〜ｃｈ４の発光素子群、及びｃｈ３７〜ｃｈ４０の発光素子群について、ハイビーム点灯時には非発光、ロービーム点灯時には発光させる制御を行っている。
これら左右の端部に位置された発光素子群をハイビーム点灯時に非発光とすることで、ハイビーム用配光パターンへの対応が図られる。具体的には、照度重心から外側方向に向けての照度低下が連続的となる良好な配光パターンの形成に寄与する。また、投射レンズ１０の結像性能にも依るが、配光パターンの外縁部における像歪みに起因した配光パターンの不要な広がり（滲み）の防止を図ることができる。
一方、ロービーム点灯時に対応して上記左右の端部の発光素子群を発光させることで、ロービーム用配光パターンとして左右両端が暗い不良なパターンとなることの防止が図られる。
これら左右の端部に位置された発光素子群をハイビーム点灯時に非発光とすることで、ハイビーム用配光パターンへの対応が図られる。具体的には、照度重心から外側方向に向けての照度低下が連続的となる良好な配光パターンの形成に寄与する。また、投射レンズ１０の結像性能にも依るが、配光パターンの外縁部における像歪みに起因した配光パターンの不要な広がり（滲み）の防止を図ることができる。
一方、ロービーム点灯時に対応して上記左右の端部の発光素子群を発光させることで、ロービーム用配光パターンとして左右両端が暗い不良なパターンとなることの防止が図られる。
なお、図６に示すロービーム点灯時の配光パターンと比較して図３Ａに示したハイビーム点灯時の配光パターンの左右への広がりが大きいのは、発光部２の中央部における発光量がロービーム点灯時よりもハイビーム点灯時の方が相当に多いことに起因する。
また、本例では、上方発光領域ａ２２において、中央部から左右の両端にかけての発光量を徐々に減少させている。
これにより、ロービーム点灯時の配光パターンとして、中央部から外側方向に向けて連続的に照度が減少していく良好な配光パターンを実現することができる。
これにより、ロービーム点灯時の配光パターンとして、中央部から外側方向に向けて連続的に照度が減少していく良好な配光パターンを実現することができる。
ここで、制御部５には、図４、図５にそれぞれ示した発光素子２ａごとの駆動電流値を実現するためのバイパススイッチ２ｂのオフデューティを表す値がそれぞれハイビーム用デューティ値、ロービーム用デューティ値として記憶されている。
制御部５は、前述した指示信号Ｓｃによってハイビーム点灯指示が行われた場合は、ハイビーム用デューティ値に従って各バイパススイッチ２ｂのオン／オフ制御を行い、ロービーム点灯指示が行われた場合にはロービーム用デューティ値に従って各バイパススイッチ２ｂのオン／オフ制御を行う。
制御部５は、前述した指示信号Ｓｃによってハイビーム点灯指示が行われた場合は、ハイビーム用デューティ値に従って各バイパススイッチ２ｂのオン／オフ制御を行い、ロービーム点灯指示が行われた場合にはロービーム用デューティ値に従って各バイパススイッチ２ｂのオン／オフ制御を行う。
なお、実施形態の車両用灯具１において、下側発光領域Ａ１、上側発光領域Ａ２を構成する発光素子２ａの段数や各段における発光素子２ａの配列数は上記で例示した数に限定されない。また、特定発光領域ａ２１や上方発光領域ａ２２における発光素子２ａの段数としても上記で例示した１段に限定されず、それぞれ２段以上とすることもできる。この際、特定発光領域ａ２１を構成する各段における発光素子２ａの配列数についても上記で例示した「１９」に限定されるものではなく、少なくとも２以上とされればよい。
さらに、上記では、上側発光領域Ａ２に段差（本例ではｃｈ２１とｃｈ２２の間の段差）を与える例を挙げたが、該段差を設けることは必須ではない。上側発光領域Ａ２に段差を設けない場合において、上述した特定発光領域ａ２１、上方発光領域ａ２２の光量制御を行うとしたときは、上側発光領域Ａ２における発光素子２ａの段数を２段以上とし、下側発光領域Ａ１との境界部に位置された発光素子群のうち右側に位置する発光素子群により形成される領域を特定発光領域ａ２１とし、該特定発光領域ａ２１よりも上方の領域を上方発光領域ａ２２とすればよい。このとき、上記「境界部に位置する発光素子群」としては、１段分の発光素子群であることに限定されない。
以上で説明したように、実施形態の車両用灯具（同１）は、複数の発光素子（同２ａ）がマトリクス状に配列された発光部（同２）と、発光部が発した光を集光して投射する投射レンズ（同１０）と、車載バッテリからの入力電圧に基づき発光素子を発光駆動する発光駆動部（コンバータ部４）と、ハイビーム点灯指示に応じて発光部における下側発光領域（同Ａ１）と該下側発光領域の上側に位置する上側発光領域（同Ａ２）の双方を発光させ、ロービーム点灯指示に応じて下側発光領域を非発光とさせる制御を行う制御部（同５）と、を備え、制御部は、ハイビーム点灯時とロービーム点灯時とで上側発光領域の光量分布を異ならせる制御を行っている。
これにより、ハイビーム点灯時とロービーム点灯時の双方に用いられる上側発光領域について、ハイビーム点灯時にはハイビーム用配光パターンの形成に適した光量分布に、ロービーム点灯時にはロービーム用配光パターンの形成に適した光量分布にそれぞれ切り替えを行うことが可能とされる。
従って、複数の発光素子がマトリクス状に配列された発光部における下側発光領域の発光／非発光によってハイビーム／ロービームの点灯切り替えを行う車両用灯具について、ハイビーム点灯時及びロービーム点灯時の双方で良好な配光パターンを実現することができる。
従って、複数の発光素子がマトリクス状に配列された発光部における下側発光領域の発光／非発光によってハイビーム／ロービームの点灯切り替えを行う車両用灯具について、ハイビーム点灯時及びロービーム点灯時の双方で良好な配光パターンを実現することができる。
また、実施形態の車両用灯具においては、制御部は、上側発光領域における発光素子群の駆動電流分布を異ならせることで光量分布を異ならせている。
これにより、光量分布を異ならせるための例えば液晶素子等の光学部品を別途設ける必要がなくなる。
従って、部品点数の削減、及びコスト削減を図ることができる。
従って、部品点数の削減、及びコスト削減を図ることができる。
さらに、実施形態の車両用灯具においては、制御部は、上側発光領域における下側発光領域との境界部に位置された発光素子群のうち右側に位置する発光素子群により形成される特定発光領域（同ａ２１）について、ロービーム点灯時の発光量をハイビーム点灯時よりも減少させている。
これにより、ロービーム点灯時のカットラインにおける左側ラインの上昇が抑えられる。
従って、ロービーム用の良好な配光パターンを実現することができる。
従って、ロービーム用の良好な配光パターンを実現することができる。
さらにまた、実施形態の車両用灯具においては、制御部は、上側発光領域における特定発光領域よりも上方に位置された上方発光領域（同ａ２２）について、ロービーム点灯時の発光量をハイビーム点灯時よりも増加させている。
これにより、配光パターンの照度重心を下げることが可能とされる。
従って、ロービーム用の良好な配光パターンを実現することができる。
従って、ロービーム用の良好な配光パターンを実現することができる。
また、実施形態の車両用灯具においては、制御部は、上方発光領域の発光素子群のうち左右の端部に位置された発光素子群をハイビーム点灯時には非発光としロービーム点灯時には発光させている。
これにより、上下左右の中央部に光量を集中させ該中央部から外側方向に向けて徐々に照度が低下されるハイビーム用配光パターンへの対応が図られる一方で、ロービーム用配光パターンとして左右両端が暗い不良なパターンとなることの防止が図られる。
従って、ハイビーム点灯時及びロービーム点灯時の双方で良好な配光パターンを実現することができる。
従って、ハイビーム点灯時及びロービーム点灯時の双方で良好な配光パターンを実現することができる。
なお、上記では、左右一対の車両用灯具１についてハイビーム点灯時、ロービーム点灯時の光量分布を同一とする前提で説明を行ったが、右左の車両用灯具１間で光量分布を異ならせることもできる。
また、図４、図５に示した各発光素子２ａの駆動電流値はあくまで一例であり、これら駆動電流値は発光部２における発光素子２ａの数や投射レンズ１０の結像性能等、実際の実施形態に応じて適宜適切とされる値が定められればよい。
また、発光部２の回路構成や発光駆動回路３の回路構成についても上記で例示したものに限定されない。例えば、発光素子２ａごとに発光量を調整するための構成については、バイパススイッチ２ｂを用いた構成に限定されるものではない。
１ 車両用灯具、２ 発光部、２ａ 発光素子、２ｂ バイパススイッチ、３ 発光駆動回路、４ コンバータ部、５ 制御部、Ｓｃ 指示信号、１０ 投射レンズ、ＢＴ 車載バッテリ、ＳＷｂ 入力スイッチ、Ａ１ 下側発光領域、Ａ２ 上側発光領域、ａ２１ 特定発光領域、ａ２２ 上方発光領域
Claims (5)
- 複数の発光素子がマトリクス状に配列された発光部と、
前記発光部が発した光を集光して投射する投射レンズと、
車載バッテリからの入力電圧に基づき前記発光素子を発光駆動する発光駆動部と、
ハイビーム点灯指示に応じて前記発光部における下側発光領域と該下側発光領域の上側に位置する上側発光領域の双方を発光させ、ロービーム点灯指示に応じて前記下側発光領域を非発光とさせる制御を行う制御部と、を備え、
前記制御部は、
ハイビーム点灯時とロービーム点灯時とで前記上側発光領域の光量分布を異ならせる制御を行う
車両用灯具。 - 前記制御部は、
前記上側発光領域における発光素子群の駆動電流分布を異ならせることで前記光量分布を異ならせる
請求項１に記載の車両用灯具。 - 前記制御部は、
前記上側発光領域における前記下側発光領域との境界部に位置された発光素子群のうち右側に位置する発光素子群により形成される特定発光領域について、ロービーム点灯時の発光量をハイビーム点灯時よりも減少させる
請求項１又は請求項２に記載の車両用灯具。 - 前記制御部は、
前記上側発光領域における前記特定発光領域よりも上方に位置された上方発光領域について、ロービーム点灯時の発光量をハイビーム点灯時よりも増加させる
請求項３に記載の車両用灯具。 - 前記制御部は、
前記上方発光領域の発光素子群のうち左右の端部に位置された発光素子群をハイビーム点灯時には非発光としロービーム点灯時には発光させる
請求項４に記載の車両用灯具。
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2018
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