JP7665490B2 - Headlight, projection lens, and headlight control method - Google Patents
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Description
本発明は、車両のヘッドライト等の照明技術に関する。 The present invention relates to lighting technology for vehicle headlights, etc.
自動車等の車両用のヘッドライト(言い換えるとヘッドランプ、前照灯)としては、複数の光源により所要の配光パターンでの照明を行うものがある。従来のヘッドライトとしては、光源にLED(Light Emitting Diode)等の半導体光源素子を適用したものが提供されている。 Headlights (or headlamps or headlights) for vehicles such as automobiles use multiple light sources to provide illumination in a desired light distribution pattern. Conventional headlights use semiconductor light source elements such as LEDs (Light Emitting Diodes) as the light source.
車両用のヘッドライトは、特に、自車両の前方領域の照明効果を高める一方で、先行車や対向車等の、自車両の前方領域に存在する車両に対する眩惑を防止することも求められている。この眩惑を防止する配光を得るための手法の1つとして、ADB(Adaptive Driving Beam:アダプティブ・ドライビング・ビーム)配光制御という手法(以下、単にADBと記載する場合もある)も提案されている。ADB配光制御は、前方領域に存在する車両に対し眩惑を与えないように、ハイビームの配光の一部を消灯または減光するように自動的に制御する技術である。 Vehicle headlights are required to increase the lighting effect in the area ahead of the vehicle, while also preventing dazzling vehicles in the area ahead of the vehicle, such as preceding and oncoming vehicles. One method for achieving light distribution that prevents dazzling is ADB (Adaptive Driving Beam) light distribution control (hereinafter sometimes simply referred to as ADB). ADB light distribution control is a technology that automatically controls the turning off or dimming of part of the high beam light distribution so as not to dazzle vehicles in the area ahead.
ADB配光制御を実現するためのヘッドライトとして、複数のLEDを光源としたヘッドライトが提案されている。このヘッドライトは、複数のLEDがそれぞれ異なる領域を照明し、これらの照明した領域(以下、照明領域と記載する場合がある)を合わせることで、ADB配光パターンを形成する。その上で、このヘッドライトは、前方車両が存在する照明領域を選択的に消灯または減光することにより、その前方車両に対する眩惑を防止し、点灯している照明領域によって前方の視認性を確保する。 A headlight using multiple LEDs as light sources has been proposed as a headlight for achieving ADB light distribution control. In this headlight, multiple LEDs each illuminate different areas, and the ADB light distribution pattern is formed by combining these illuminated areas (hereinafter sometimes referred to as illumination areas). Furthermore, this headlight prevents dazzling the vehicle ahead by selectively turning off or dimming the illumination area where the vehicle ahead is located, and ensures forward visibility by using the illuminated illumination area.
また、自動車用のヘッドライトとしては、ロービーム(すれ違い用前消灯)とハイビーム(走行用前消灯)とを同一の光学レンズによって投射する、いわゆるバイファンクション方式のヘッドライトもある。 In addition, there are also so-called bi-function headlights for automobiles that project low beam (front lights off for passing) and high beam (front lights off for driving) through the same optical lens.
先行技術例としては、特許第5779028号(特許文献1)が挙げられる。特許文献1には、眩惑を与えないように照射制限された配光パターンを照射させるヘッドランプの配光制御手段が記載されている。そのヘッドランプは、マトリクス状に配設され、光源から出射された光の反射光量を制御することにより、自車両前方の領域毎に光量制御が可能な光学素子を備える。
An example of the prior art is Japanese Patent No. 5779028 (Patent Document 1).
現状のバイファンクション方式のヘッドライトの構成では、機械制御部分や、ライトガイド(導光体)などの光学部品が多い。そのため、この構成では、コストを抑えることや、信頼性を向上することが難しい。 Current bi-function headlight configurations include many mechanical control parts and optical components such as light guides. This makes it difficult to reduce costs and improve reliability with this configuration.
また、従来、ADBを実現するためのヘッドライト技術として、特許文献1の例にもあるように、アレイ状ないしマトリックス状に配列された光学素子を用いて、ADB配光パターンを形成しようとする技術がある。光学素子として例えばマイクロLEDアレイを用いる技術もある。この技術によれば、車両前方の照明領域に対し所望の配光パターンを形成できる。しかしながら、このような技術の場合、車両前方の照明領域のうち中央部に対応付けられて位置する光源(例えばLED)からの発光量が不足することで、車両前方の照明領域のうち中央部での光量が不足し、例えばハイビーム等に必要な所定の光量を得ることが難しい場合がある。
In addition, as an example of headlight technology for realizing ADB, there is a technology that attempts to form an ADB light distribution pattern using optical elements arranged in an array or matrix, as in
本発明の目的は、照明技術に関して、コストを抑え、信頼性を向上でき、照明領域の中央部の光量も確保できる、好適なヘッドライト等を実現できる技術を提供することである。 The objective of the present invention is to provide lighting technology that can reduce costs, improve reliability, and ensure the amount of light in the center of the lighting area, thereby enabling the realization of suitable headlights, etc.
本開示のうち代表的な実施の形態は以下に示す構成を有する。実施の形態のヘッドライトは、複数のLEDチップが配置されたLED基板と、前記LED基板の前記複数のLEDチップを駆動するLED駆動回路と、前記LED基板に対し垂直な方向である前方に配置され、前記LED基板からの発光を前記前方へビームとして投射する投射レンズと、を備え、前記LED基板は、プレートと、前記プレート上に配置され、紫色から青色の波長の光を発光する前記複数のLEDチップと、前記プレート上に前記複数のLEDチップを覆って配置され、前記紫色から青色の波長の光を励起光源として黄色もしくは赤色と緑色の光を発光する蛍光体と、を有し、前記プレート上の前記複数のLEDチップにおける各々のLEDチップは、前方へのビームの配光制御として、ロービームとハイビームを含む、複数の配光制御のパターンから選択されたパターンの配光制御を実現するように、前方の照明領域の構成に対応させた、予め定められた位置に配置されており、前記LED駆動回路から前記LED基板の各々のLEDチップの点灯および消灯と光量とが制御されることで、前記選択されたパターンの配光制御が実現される。 A representative embodiment of the present disclosure has the following configuration. The headlight of the embodiment includes an LED board on which a plurality of LED chips are arranged, an LED drive circuit that drives the plurality of LED chips on the LED board, and a projection lens that is arranged in a direction perpendicular to the LED board and projects light emitted from the LED board as a beam forward. The LED board includes a plate, the plurality of LED chips arranged on the plate and emitting light with wavelengths from purple to blue, and a phosphor that is arranged on the plate to cover the plurality of LED chips and emits yellow, red, and green light using the light with wavelengths from purple to blue as an excitation light source. Each of the plurality of LED chips on the plate is arranged at a predetermined position corresponding to the configuration of the forward illumination area so as to realize light distribution control of a pattern selected from a plurality of light distribution control patterns including low beam and high beam as light distribution control of a beam forward. The LED drive circuit controls the turning on and off and the light amount of each LED chip on the LED board, thereby realizing the light distribution control of the selected pattern.
本開示のうち代表的な実施の形態によれば、照明技術に関して、コストを抑え、信頼性を向上でき、照明領域の中央部の光量も確保できる、好適なヘッドライト等を実現できる。上記した以外の課題、構成および効果等については、[発明を実施するための形態]において示される。 According to a representative embodiment of the present disclosure, it is possible to realize a suitable headlight or the like that can reduce costs, improve reliability, and ensure the amount of light in the center of the lighting area with respect to lighting technology. Problems, configurations, effects, etc. other than those described above are shown in [Form for carrying out the invention].
以下、図面を参照しながら本開示の実施の形態を詳細に説明する。図面において、同一部には原則として同一符号を付し、繰り返しの説明を省略する。図面において、構成要素の表現は、発明の理解を容易にするために、実際の位置、大きさ、形状、および範囲等を表していない場合がある。 Below, an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same parts are generally given the same reference numerals, and repeated explanations will be omitted. In the drawings, the representation of components may not represent the actual position, size, shape, range, etc., in order to facilitate understanding of the invention.
[比較例]
図16は、実施の形態1に対する比較例のヘッドライト技術についての説明図である。図16の(A)は、比較例のヘッドライトを構成するLEDアレイによるADBユニットの概要を示す。このADBユニットは、基板の主面にLEDアレイ1601が配列されている。LEDアレイ1601は、複数のLEDデバイス1602が縦横に行列として配列されている。(A)で、拡大部分は、4×12個のLEDデバイス1602の部分を示している。なお、(A)では、各LEDデバイス1602を同じサイズの正方形で示しているが、実際には、各LEDデバイス1602が異なるサイズや形状で配列されている場合もある。LED駆動回路から各LEDデバイス1602の点灯/消灯が制御可能となっている。
[Comparative Example]
FIG. 16 is an explanatory diagram of a headlight technology of a comparative example with respect to the first embodiment. FIG. 16A shows an outline of an ADB unit with an LED array constituting a headlight of the comparative example. In this ADB unit, an
図16の(B)は、(A)のLEDアレイ1601の構成に基づいた、車両前方への照明領域の構成例を模式図で示す。h-hの線は水平線と対応している。わかりやすいように、自車線1604やビーム領域(図8のゾーンと対応)の例も図示している。照明領域1603は、LEDアレイ1601に対応した格子として構成されている。格子の各四角形が、各LEDデバイス1602による照明領域と対応している。
Figure 16 (B) is a schematic diagram showing an example of the configuration of an illumination area in front of the vehicle based on the configuration of the
このようなLEDアレイ1601を用いた比較例のヘッドライトは、ADBユニットの各LEDデバイス1602の発光を制御することで、照明領域1603におけるADB配光制御として配光パターンを実現する。ADB配光パターンの例としては、自車線1604の左側の対向車線1605の前方に対向車がある場合に、対向車に対応した領域1607を、消灯ないし減光するものである。その領域1607に対応付けられた複数のLED(例えば3×3の9個)が消灯される。
A comparative headlight using such an
しかしながら、このような比較例のヘッドライトでは、LEDデバイス1602が均一に配列されたLEDアレイ1601を用いる構成であるため、照明領域1603の中央部(例えば領域1608)における照明の光量が不足する場合がある。この不足により、ハイビーム等として求められる要件を満たせない場合や、あるいは、好適なハイビーム等が実現できない場合がある。
However, in the headlight of this comparative example, since the
<実施の形態1>
図1~図15を用いて、本開示の実施の形態1のヘッドライトについて説明する。
<First embodiment>
A headlight according to a first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 15. FIG.
図1等に示される、実施の形態1のヘッドライトは、プレート61上に配置された、青色の発光を行う複数のLEDチップと、プレート61上に塗布された、LEDチップからの紫色から青色の波長の光を励起光源として黄色もしくは赤色と緑色の光を発光する蛍光体21と、を有するパターニングLED基板2を備える(図2)。車両前方の照明領域における所望の配光パターンの設計に応じて、パターニングLED基板2のプレート61上(言い換えると主面。光軸に対し垂直な平面。)における複数のLEDチップ(LEDチップ22~42)の配置位置が予め設計されている。
The headlight of the first embodiment shown in Fig. 1 etc. includes a patterned
さらに、パターニングLED基板2は、プレート61上に、複数のLEDチップ間(所定の位置の各LEDチップ間)に配置された、蛍光体21の励起範囲を制限してLEDチップの発光を遮蔽する境界としての遮蔽板を有する(遮蔽板43~58)。実施の形態1のヘッドライトは、このような構成により、各々のLEDチップの発光量を制御することで、車両前方の照明領域への配光制御(言い換えると配光パターン)として、ロービーム、ハイビーム、およびADB配光制御されたハイビームなどが、プレート61上に設定される。実施の形態1のヘッドライトは、このようなプレート61上の配光が設定された、パターニングLED基板2からの出射光を、投射レンズ1(図1)で車両前方へビームとして投射することにより、制御および選択された所望の配光パターンの配光を実現する。
Furthermore, the patterned
また、上記パターニングLED基板2におけるLEDチップおよび境界としての遮蔽板の配置は、車両前方の照明領域への配光パターンの設計に応じて、自由設定とする。配光パターンの設定・設計の一例としては、照明領域に対応付けられたパターニングLED基板2の主面において、自車両が走行する自車線の左右の白線に相当する位置に、遮蔽板が配置される。この配光パターンの場合、その左右の白線を領域とした配光制御が可能となる(図15)。
The arrangement of the LED chips and the shielding plates acting as boundaries on the patterned
実施の形態1のヘッドライトの構成によれば、車両前方への配光を制御して対向車等へのビームをマスク(言い換えると選択的に消灯や減光)することにより、対向車等の運転者に眩惑を与えないようにするとともに、ロービーム、ハイビーム、およびADB付きのハイビーム等のパターンを切り替えることができる。そのため、実施の形態1のヘッドライトは、ロービーム、ハイビーム、ADBによる眩惑防止、白線強調などの各種の機能を、複数の機械部品や多数の光学素子(例えばLEDアレイ)を用いなくても、1個のヘッドライトユニットとして、両立させて実現することができる。 According to the configuration of the headlight of the first embodiment, the light distribution in front of the vehicle is controlled to mask (in other words, selectively turn off or dim) the beam toward oncoming vehicles, etc., so as not to dazzle the driver of the oncoming vehicle, etc., and patterns such as low beam, high beam, and high beam with ADB can be switched. Therefore, the headlight of the first embodiment can achieve various functions such as low beam, high beam, glare prevention by ADB, and white line emphasis, all in one headlight unit, without using multiple mechanical parts or a large number of optical elements (e.g., an LED array).
また、実施の形態1のヘッドライトの構成によれば、ADB制御と、自車両と対向車との間の距離に応じて、対向車よりも路肩側への配光も制御したい場合や、雨天時に道路の白線部分を明るく照射したい場合などにも、その場合(対応するモード)に対応した配光パターンが実現できる。そのため、実施の形態1によれば、重要な領域に対する運転者の視認性を向上せることができ、より安全な走行が可能となる。 In addition, the headlight configuration of the first embodiment can realize a light distribution pattern that corresponds to the case (corresponding mode), such as when it is desired to control the light distribution toward the shoulder of the road rather than toward the oncoming vehicle depending on the ADB control and the distance between the vehicle and the oncoming vehicle, or when it is desired to brightly illuminate the white lines on the road in rainy weather. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to improve the driver's visibility of important areas, enabling safer driving.
[ヘッドライト]
図1は、実施の形態1のヘッドライトの概要構成を示す斜視図である。実施の形態1のヘッドライトは、放熱板3と、放熱板3上に設けられたパターニングLED基板2と、パターニングLED基板2に電気的接続されたLED駆動回路4と、パターニングLED基板2の主面2Aに対し前方(図1でのZ方向)に配置された投射レンズ1とを備えている。これらの構成要素は、所定の配置関係で、ヘッドライトの図示しない筐体に固定されている。このヘッドライトは、パターニングLED基板2からの発光を、投射レンズ1によって車両前方(矢印で示す)にビームとして投射する。
[Headlight]
Fig. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a headlight according to the first embodiment. The headlight according to the first embodiment includes a
なお、説明上、方向および座標系として、X,Y,Zを用いる場合がある。図1では、Z軸は、ヘッドライトの照明(ビーム)の方向であり、パターニングLED基板2からの発光(出射光)の光軸の方向である。X軸およびY軸は、Z軸に対し垂直な方向であり、パターニングLED基板2の主面2A(複数のLEDチップが配置された平面)を構成する、直交する2つの方向である。特に、X軸は、水平方向、主面2A内の横方向と対応しており、Y軸は、鉛直方向、主面2A内の縦方向と対応している。
For the sake of explanation, X, Y, and Z may be used as directions and a coordinate system. In FIG. 1, the Z axis is the direction of the headlight illumination (beam) and the direction of the optical axis of the light emitted (emitted light) from the patterned
放熱板3は、パターニングLED基板2を放熱するために、パターニングLED基板2の主面2Aに対し背面側に接して配置されている。
The
パターニングLED基板2は、後述の図2のように、主面2A(対応するプレート61上)において複数のLEDチップが所定のパターン形状を構成する所定の位置に配置されているLED基板である。パターニングLED基板2の各LEDチップからの発光を含む発光(出射光)は、図1の一点鎖線で示すZ方向の光軸を有し、投射レンズ1に向かって進む。
The
LED駆動回路4は、パターニングLED基板2とは別の基板に実装されており、配線(例えばフレキシブルプリント基板で実装されてもよい)を通じて、パターニングLED基板2と電気的接続されている。なお、変形例としては、LED駆動回路4は、パターニングLED基板2とともに一体で実装されてもよい。
The
なお、車両の前面左右に設置される2つのヘッドライトは、同じものを適用できる。 The same rule can be applied to the two headlights installed on the left and right sides of the front of the vehicle.
[パターニングLED基板]
図2は、パターニングLED基板2の主面2Aの構成を示し、X-Y平面図を示す。なお、図2では、車両内から車両前方の照明領域を人が見る場合と対応させて、パターニングLED基板2の主面2Aの構成を、図1のZ方向(言い換えると前後方向)での後ろから前へ見る方向で平面視する場合の構成として図示している。
[Patterning LED Substrate]
Fig. 2 shows an XY plan view of the
図2のように、パターニングLED基板2は、主面2Aで見て、プレート61と、プレート61上に所定のパターン形状で所定の位置に配置された複数のLEDチップとしてLEDチップ22,23,……,41,42と、それらの複数のLEDチップを覆うように所定の領域に形成された蛍光体21と、複数のLEDチップの所定の各LEDチップ間に配置された複数の遮蔽板として遮蔽板43,44,……,57,58とを有する。
As shown in FIG. 2, the patterned
プレート(基板)61は、本例ではX方向に横長の四角形の基板である。この横長は、車両前方の照明領域(ビームを照射する対象となる領域)が概略的に横長であることと対応している。 In this example, the plate (substrate) 61 is a rectangular substrate that is long horizontally in the X direction. This long horizontal length corresponds to the roughly horizontal length of the illumination area (the area to be irradiated with the beam) in front of the vehicle.
複数のLEDチップは、大別すると、一点鎖線で示すX方向に延在する第1ライン2B上に配置された9個のLEDチップ(第1LEDチップ群)としてLEDチップ22,23,24,25,26,27,28,29,30と、破線で示すX方向に延在する第2ライン2C上に配置された12個のLEDチップ(第2LEDチップ群)としてLEDチップ31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42とを有する。
The LED chips are roughly divided into nine LED chips (first LED chip group) arranged on a
第1LEDチップ群において、一点鎖線で示す中央の位置には、LEDチップ26が配置されている。中央の位置は、ヘッドライトのX方向での中央と対応している。中央のLEDチップ26に対し、左右にそれぞれ4個のLEDチップ(22~25,27~30)が、左右対称で、所定の間隔で所定の位置に配置されている。
In the first LED chip group,
第2LEDチップ群において、一点鎖線で示す中央の位置には、LEDチップ35が配置されている。中央のLEDチップ35に対し、右側には、7個のLEDチップ(36~42)が所定の間隔で所定の位置に配置されている。中央のLEDチップ35に対し、左側には、3個のLEDチップ(32~34)が所定の間隔で所定の位置に配置されている。また、中央のLEDチップ35に対し、左下の近くには、1個のLEDチップ31が配置されている。このように、第2LEDチップ群においては、左右非対称で複数のLEDチップが配置されている。この配置は、後述するが(図8)、車両前方の照明領域において左右で照明すべき領域の形状が異なることと対応している。第2LEDチップ群における右側のLEDチップ群と左側のLEDチップ群とでは、密度・個数も異なっており、右側の方が密度・個数が大きい。
In the second LED chip group, an
蛍光体21は、すべてのLEDチップを覆うように、所定の領域として本例ではY方向に凸型形状の領域に形成されている。この凸型形状は、車両前方の照明領域が概略的に凸型形状であることと対応している。第2ライン2Cより上に凸型に出た領域部分は、後述(図8)の水平線よりも上側の照明領域と概略的に対応している。
The
複数の遮蔽板は、第1LEDチップ群に対し、左右端のLEDチップ22,30の付近に配置された斜め形状(X軸およびY軸に対し斜め)の遮蔽板43,44,45,46と、中央のLEDチップ26に対し左右のLEDチップ25,27の付近に配置された斜め形状に延在する遮蔽板47,48,49,50とを有する。
The multiple shielding plates include shielding
左右端の付近の遮蔽板43,44,45,46は、後述のコーナーリング時のパターンと対応させて形成されている。詳しくは、左端の遮蔽板としては、左端のLEDチップ22に対しY方向で上側に、蛍光体21の領域の左上角から中央に向かって斜めに延在するように配置された遮蔽板43と、左端のLEDチップ22に対しY方向で下側に、蛍光体21の領域の左下角から中央に向かって斜めに延在するように配置された遮蔽板44とを有する。遮蔽板43,44の延在は、LEDチップ22とその隣のLEDチップ23との中間程度までである。同様に、右端の遮蔽板としては、右端のLEDチップ30に対しY方向で上側に、蛍光体21の領域の右上角から中央に向かって斜めに延在するように配置された遮蔽板46と、右端のLEDチップ22に対しY方向で下側に、蛍光体21の領域の右下角から中央に向かって斜めに延在するように配置された遮蔽板45とを有する。遮蔽板45,46の延在は、LEDチップ30とその隣のLEDチップ29との中間程度までである。
The shielding
また、中央に対し左右の遮蔽板47,48,49,50は、後述の左右の白線のパターンと対応させて形成されている。中央のLEDチップ26とその左隣のLEDチップ25との間には、左下から右上へ領域中央に向かって斜めに延在する遮蔽板48が配置されている。また、左隣のLEDチップ25とそのさらに左隣のLEDチップ24との間には、遮蔽板48よりも左上側に、左下から右上へ領域中央に向かって斜めに延在する遮蔽板47が配置されている。これらの2枚の遮蔽板47,48は、照明領域における自車線の左側の白線の領域と対応させた形状を有する。その2枚の遮蔽板47,48で挟まれた、左側の白線の領域内に、LEDチップ25が配置されている。
The left and right shielding
同様に、中央のLEDチップ26とその右隣のLEDチップ27との間には、右下から左上へ領域中央に向かって斜めに延在する遮蔽板49が配置されている。また、右隣のLEDチップ27とそのさらに右隣のLEDチップ28との間には、遮蔽板49よりも右上側に、右下から左上へ領域中央に向かって斜めに延在する遮蔽板50が配置されている。これらの2枚の遮蔽板49,50は、照明領域における自車線の右側の白線の領域と対応させた形状を有する。その2枚の遮蔽板49,50で挟まれた、右側の白線の領域内に、LEDチップ27が配置されている。
Similarly, a shielding
また、複数の遮蔽板は、第2LEDチップ群に対し、中央のLEDチップ35から右側の端のLEDチップ42までにおいて、各LEDチップ間を区分するように配置されたY方向に延在する遮蔽板52,53,54,55,56,57,58と、中央のLEDチップ35から右側のLEDチップ36,37と左側のLEDチップ31,34との間を区分するように配置された遮蔽板51とを有する。
The multiple shielding plates include shielding
遮蔽板51は、詳しくは3つの部分から構成されており、LEDチップ35,36,37のY方向で下側にX方向に延在するように配置された遮蔽板部と、左側のLEDチップ34のY方向で上側にX方向に延在するように配置された遮蔽板部と、それらの遮蔽板部を結ぶように、中央のLEDチップ35と左下のLEDチップ31との間に斜めに配置された遮蔽板部とを有する。
Specifically, the shielding
中央のLEDチップ35から右側のLEDチップに関して、Y方向に延在する3個の遮蔽板52,53,54は、遮蔽板51まで延在してそこで止まっている。また、Y方向に延在する4個の遮蔽板55,56,57,58は、斜めの遮蔽板50まで延在してそこで止まっている。
For the LED chips on the right side of the
[パターニングLED基板]
図3は、図2のパターニングLED基板2のA-A線の断面図としてX-Z平面図を示す。Z方向において、放熱板3の表面上には伝熱性を高めるシリコングリース62が塗布されており、シリコングリース62を介してプレート61が配置されている。プレート61の表面上には、LEDチップを接続するための金属箔配線(例えば金属箔配線63~68)と、レジスト60とが形成されている。金属箔配線の上には、LEDチップ(例えばLEDチップ25,26,27)が接続されている。
[Patterning LED Substrate]
Fig. 3 shows an XZ plan view as a cross-sectional view of the patterned
例えばLEDチップ25,26,27間には、遮蔽板48,49が、Z方向に立つように形成されている。遮蔽板48,49は、レジスト60の表面から蛍光体21の表面21aまで、Z方向に壁のように立つように形成されている。図3の構成例では、遮蔽板48,49の高さは、蛍光体21の厚さ301と同じである。すべての遮蔽板は、これと同様に、蛍光体21の表面21aまでの高さで形成されている。
For example, shielding
LEDチップからの発光の特性について、図示のLEDチップ27を例に説明する。LEDチップ27からの発光70は、LED励起光として青色光である。LEDチップ27からの発光76も、同じくLED励起光として青色光である。なお、説明上、発光70と発光76との2つに分けて図示している。一方の青色光である発光70は、蛍光体21を励起し、発光73として黄色光を発生させる。その黄色光である発光73は、蛍光体21の表面21aから前方(Z方向)へ出射される。他方の青色光である発光76は、そのまま蛍光体21を透過して蛍光体21の表面21aから前方へ出射される成分である。このように、LEDチップからの発光の一部は励起によって黄色光に変わって出射し、他の一部はそのまま青色光として出射する。
The characteristics of light emitted from an LED chip will be described using the illustrated
蛍光体21の表面21aから前方へ出射する発光は、それらの2種類の発光73,76が合成されたものであり、青色光と黄色光との合成によって白色光302となる。この白色光302がパターニングLED基板2からの出射光となる。なお、この白色光302は、後述の法規で定められたロービーム等の光度等の要件を満たすように設計されている。
The light emitted forward from the
同様に、LEDチップ27から前方斜め方向への発光も有する。例えば、ある発散角を有する発光72および発光78を有する。発光72は、遮蔽板によって遮蔽されない場合には、励起によって黄色光である発光75となって、蛍光体21の表面21aから出射する。発光78は、遮蔽板によって遮蔽されない場合には、そのまま青色光として蛍光体21の表面21aから出射する。
Similarly, the
また、ある発散角を有する発光71および発光77を有する。発光71は励起によって黄色光である発光74となる。これらの発光74および発光77は、遮蔽板49によって遮蔽される。遮蔽板49は、中央のLEDチップ26とその右側のLEDチップ27との間において、所定の位置に配置されている。遮蔽板49は、LEDチップ26に対しては第1距離の位置、LEDチップ27に対しては第2距離の位置に配置されている。なお、LEDチップ27に対し右側にも図2のように遮蔽板50があるが、図3では省略している。
It also has
遮蔽板は、LEDチップからの発光を遮蔽する。例えば遮蔽板49は、LEDチップ27からの発光74(黄色光)および発光77(青色光)の両方を遮蔽する。これにより、例えば図2のLEDチップ27からの発光は、前方の照明領域において、左側の遮蔽板49と右側の遮蔽板50とによって区分された領域に対応した右側白線を主に照明するものとなる。LEDチップ27からの発光は、遮蔽板49による遮蔽に応じて発散が制限されることで、図2でのLEDチップ26を含む自車線に対応した領域に対しては届く光量が小さくなる。
The shielding plate blocks the light emitted from the LED chip. For example, the shielding
また、例えば左側のLEDチップ25からの発光は、同様に、図2の右側の遮蔽板48と、左側の遮蔽板47とによって遮蔽される。これにより、図2のLEDチップ25からの発光は、左側の遮蔽板47と右側の遮蔽板48とによって区分された領域に対応した左側白線を主に照明するものとなる。
For example, light emitted from the
また、例えば中央のLEDチップ26からの発光は、同様に、右側の遮蔽板49と、左側の遮蔽板48とによって遮蔽される。図示の斜めの破線は、LEDチップ26からの発光が遮蔽板49,48によって遮蔽されない発散角、言い換えると遮蔽板によって制限された有効な励起範囲、発散範囲を示す。これにより、図2のLEDチップ26からの発光は、左側の遮蔽板48と右側の遮蔽板49とによって区分された領域に対応した自車線を主に照明するものとなる。
For example, light emitted from the
図2の他のLEDチップについても、同様に、遮蔽板によって区分された領域を主に照明するものとなる。なお、図2のように、遮蔽板によって区分された領域内に、1つのLEDチップのみがある場合、2つ以上のLEDチップがある場合、LEDチップが無い場合といったように、各種の領域があってもよい。また、図2の構成例では、空間(対応する蛍光体21の領域)は、遮蔽板によって完全には区分されておらず、概略的に複数の空間(対応する領域)に区分されている。あるLEDチップからの発光は、遮蔽板が無い箇所を通じて外側に発散してもよい。その発散した発光によっても、照明の領域が形成される。例えば、遮蔽板49は、図2の蛍光体21の領域の下辺から少し離れた位置から、左斜め上に、第2ライン2Cの中央のLEDチップ35に向かって、遮蔽板51には接触しないように少し離れた位置まで、延在している。LEDチップ26からの発光は、Z方向を光軸として図2でのX-Y面内の全周囲に発散して発光するが、その発光の一部は遮蔽板49等によって遮蔽され、他の一部は遮蔽板49等が無い箇所から外側へ発散するように前方に出射する。
Similarly, the other LED chips in FIG. 2 mainly illuminate the area divided by the shielding plate. As shown in FIG. 2, the area divided by the shielding plate may have various areas, such as only one LED chip, two or more LED chips, or no LED chip. In the configuration example of FIG. 2, the space (the area of the corresponding phosphor 21) is not completely divided by the shielding plate, but is roughly divided into a plurality of spaces (corresponding areas). The light emitted from a certain LED chip may diverge outward through a portion where there is no shielding plate. The divergent light also forms an illumination area. For example, the shielding
これに限定されず、変形例として、プレート61上の空間は、X-Y面内で遮蔽板によって完全に区分された領域(言い換えると閉じた領域)を有してもよい。
Without being limited to this, as a variant, the space above the
図2の車両前方の照明領域における複数の領域への区分は、上記のような各LEDチップの位置、各遮蔽板の位置、形状、高さ等によって設計されている。なお、図2でのプレート61面上での遮蔽板等による物理的な複数の領域の区分の構成と、車両前方の照明領域での複数の領域(実際にビームが照射される領域、光度の分布)の構成とは、前方への発散があるため、厳密には同じではないが、それらが対応関係を有しており、照明領域の構成は、遮蔽板等による構成と類似となる。
The division of the illumination area in front of the vehicle in FIG. 2 into multiple regions is designed based on the position of each LED chip, the position, shape, height, etc. of each shielding plate, as described above. Note that the configuration of the physical division of multiple regions on the surface of
遮蔽板の遮蔽という光学的な特性は、詳しくは、吸収または反射または他の特性のいずれであってもよい。この遮蔽の特性は、LEDチップ(そのうちの後述のLEDデバイス)からの発光の発散、すなわち車両前方への方向(Z軸)に対し横方向(X-Y面)への拡がり、を制限する機能を実現する特性であればよい。遮蔽板は、材質や製法を限定しないが、例としては、基材に黒膜(言い換えると遮光膜)が塗布された物などで形成されてもよい。あるいは、蛍光体21の一部を加工(例えば光硬化)することで遮蔽板として形成されてもよい。
The optical shielding property of the shielding plate may be, in detail, either absorption, reflection, or other property. This shielding property may be a property that realizes the function of limiting the spread of light emitted from the LED chip (among which, the LED device described below), that is, the spread in the lateral direction (X-Y plane) relative to the direction toward the front of the vehicle (Z axis). The material and manufacturing method of the shielding plate are not limited, but as an example, the shielding plate may be formed of a base material coated with a black film (in other words, a light-shielding film). Alternatively, the shielding plate may be formed by processing (e.g., photo-curing) a part of the
実施の形態1での図3の構成例では、遮蔽板は、プレート61上のレジスト60からZ方向に蛍光体21の表面21aまで立つような高さ・厚さ301を有する。すなわち、この遮蔽板の厚さは蛍光体21の厚さと同じである。
In the configuration example of FIG. 3 in
図3の遮蔽板の構成例の利点としては、高さ・厚さ301を確保することで、車両前方への照明領域として、複数の領域への明確な区分・制限が可能である。ただし、この構成例の場合、前方からヘッドライトの方を見た場合に、すなわちビームによる照明を視認した場合に、遮蔽板がある箇所が、暗線、すなわち照明のうちで相対的に暗く見える部分として見える可能性がある。
The advantage of the example configuration of the shielding plate in Figure 3 is that by ensuring the height/
[変形例:遮蔽板]
図4は、図3の遮蔽体の構成例に対しての変形例の構成を同様に示す。図4は、図3に対する違いとして、遮蔽板81,82を有する。遮蔽板81,82は、プレート61上のレジスト60から、前方のZ方向に、所定の高さ401で、蛍光体21の表面21aから手前の所定の距離(言い換えると隙間)80の位置まで、立つように形成されている。すなわち、遮蔽板81,82は、図3の遮蔽板48,49の高さ301よりも低い高さ401で形成されている低背遮蔽板である。図4の遮蔽板81,82の高さ401、および前方端(最も高い位置)から蛍光体21の表面21aまでの距離80は、LEDチップの位置や間隔、遮蔽板の位置や幅、投射レンズ1の解像度などのパラメータに合わせて、適切な値に設計されている。すなわち、この高さ401および距離80等の値は、LEDチップからの発光の発散の範囲の制限を十分に確保できる値として設計されている。
[Modification: Shielding plate]
FIG. 4 similarly shows the configuration of a modified example of the shielding body of FIG. 3. FIG. 4 has shielding
図4での例えばLEDチップ27からの斜めへの発光83および発光85(図3での発光74および発光77と同様の発光)は、遮蔽板82によっては遮蔽されずに、遮蔽板82上の隙間80を通じて、蛍光体21の表面21aから出射する。同様に、LEDチップ27からの斜めへの発光85および発光86は、遮蔽板82によっては遮蔽されずに、遮蔽板82上の隙間80を通じて、蛍光体21の表面21aから出射する。
For example, in FIG. 4, obliquely emitted light 83 and emitted light 85 (similar to emitted light 74 and emitted light 77 in FIG. 3) from the
図4の構成例は、図3の構成例に比べ、遮蔽板によるLEDチップの発光の発散の制限が弱くなり、LEDチップからの発光の発散の度合いが大きくなり、個々の照明領域がより広くなる。図4の遮蔽板の構成例の利点としては、遮蔽板が蛍光体21から露出していないので、前方からヘッドライトの方を見た場合に、照明のうちで遮蔽板の箇所が暗線としては見えにくくなる。
Compared to the configuration example of FIG. 3, the configuration example of FIG. 4 has a weaker restriction on the dispersion of light emitted from the LED chip by the shielding plate, which increases the degree of dispersion of light emitted from the LED chip, resulting in a wider individual illumination area. The advantage of the configuration example of the shielding plate of FIG. 4 is that since the shielding plate is not exposed from the
なお、遮蔽板に係わる他の変形例としては、蛍光体21の表面21aから前方に所定の距離の位置まで、遮蔽板の一部(最も高さがある部分)が露出する構成例も可能である。
Another possible variation of the shielding plate is a configuration in which a part of the shielding plate (the highest part) is exposed from the
[投射レンズ]
図5は、実施の形態1における投射レンズ1の構成としてX-Z面での断面図を示す。投射レンズ1は、実施の形態1のヘッドライトの所定のビーム投射性能を実現するための光学的特性を有する。具体的に、実施の形態1での投射レンズ1は、少なくとも解像度の仕様を有する。この解像度(MTF)は、具体例として、3lp/mm(単位はラインペア・パー・ミリメートル)である。この投射レンズ1の解像度は、パターニングLED基板2からの前方(Z方向)への発光(言い換えると出射光)についての、16%以上の解像度が実現されればよい。
[Projection lens]
5 shows a cross-sectional view of the
図5の投射レンズ1は、詳細には、Z方向において、パターニングLED基板2の主面の前述の複数のLEDチップからの発光を入射光として入射する側に配置された第1レンズである凸レンズ91と、その凸レンズ91の出射側に配置された第2レンズである凹レンズ90とを有する。これらの2枚のレンズは、例えばポリカーボネートで構成されている。凸レンズ91および凹レンズ90のいずれも、入射面および出射面が、非球面形状を有する。この非球面形状は、投射レンズ1による収差補正などの補正、すなわち車両前方に好適なビームを形成するための補正、を実現するための形状である。
The
この投射レンズ1の形状や解像度の仕様は、前述の特徴的なパターニングLED基板2からの発光を車両前方へ投射するために最適設計されたものである。このような投射レンズ1が、前述のパターニングLED基板2の前方に所定の距離の位置に配置されて、組合せで使用されることで、実施の形態1のヘッドライトによる好適な照明領域を形成することができる。
The shape and resolution specifications of this
[パターニングLED基板およびLED駆動回路]
上記のように、実施の形態1のヘッドライトでは、パターニングLED基板2の複数のLEDチップは、単なるLEDアレイ(図16の比較例)とは異なり、車両前方の照明領域(特に様々な配光パターンを構成するために設計された複数の領域)と対応させた、所定の位置に配置されている。また、実施の形態1のヘッドライトは、車両前方の照明領域と対応させた、所定の位置や形状で、複数の遮蔽板が配置されている。
[Patterning LED Substrate and LED Driving Circuit]
As described above, in the headlight of the first embodiment, unlike a simple LED array (comparative example of FIG. 16), the multiple LED chips of the patterned
さらに、実施の形態1のヘッドライトでは、パターニングLED基板2の複数のLEDチップは、各LEDチップの発光光量を同じとするのではなく、車両前方の照明領域と対応させて、各LEDチップが各発光光量となるように設計されている。そして、配光パターンに応じて、LED駆動回路4から各LEDチップの発光光量を変更できるように設計されている。この観点については以下で説明する。
Furthermore, in the headlight of
[LED駆動回路]
図6は、LED駆動回路4などの構成を示す。図6では、実施の形態1のヘッドライトを搭載する車両の車両コントローラ102(例えば電子制御ユニット:ECU)に対し、配線および端子108を通じて電気的接続されたLED駆動回路4の内部の機能ブロック構成例を主に示している。また、LED駆動回路4は、車両の車載電源100と、端子107を通じて接続されている。車載電源100は設地101に接続されている。また、LED駆動回路4は、LED駆動回路4側の端子109,110,111等、配線、およびパターニングLED基板2側の端子104,105,106等を通じて、パターニングLED基板2の複数のLED(LEDチップ22~42)と電気的接続されている。それらの複数のLEDは、端子103を通じて設地101に接続されている。
[LED driving circuit]
FIG. 6 shows the configuration of the
LED駆動回路4は、マイクロコントローラ126、レギュレータ125、スイッチ124、昇圧コンバータ128、基準電圧回路127、および複数のLEDPWM駆動部112,113,114等を備えている。各LEDPWM駆動部は、所定のLEDチップと対応付けられて設けられている駆動回路である。
The
LEDPWM駆動部は、端子115、端子116、端子117、端子109、比較器(差動増幅器)133、降圧制御回路129、スイッチ(ON/OFFスイッチ)130、電流検出回路131、電流電圧変換回路132等を含んでいる。
The LED PWM drive unit includes
マイクロコントローラ126は、プロセッサやメモリなどの回路を備えている。もしくは、マイクロコントローラ126の外部に備えるメモリや外部記憶装置などが使用されてもよい。メモリには、パターニングLED基板2の複数のLEDチップの駆動制御のための設定情報が例えばテーブルのデータ形式で格納されている。
The
この設定情報は、車両コントローラ102(他の部位でもよい)からの命令または各種の車両情報などの入力に基づいて、その入力情報で示されるモードに対し、例えば一対一で対応させたビームの配光制御のパターン(配光パターンとも記載)を選択するための情報である。すなわち、この設定情報のテーブルには、例えば、モードとパターンとの対応関係が規定されている。この設定情報の詳細については限定するものではない。 This setting information is information for selecting a beam light distribution control pattern (also referred to as a light distribution pattern) that corresponds, for example, one-to-one to the mode indicated by the input information, based on a command from the vehicle controller 102 (or another part) or various vehicle information. In other words, the table of this setting information specifies, for example, the correspondence between the mode and the pattern. The details of this setting information are not limited.
上記モードは、説明上の用語であるが、その時の車両や車両周囲の状況を表すもの、あるいは、車両コントローラ102が車両前方への照明としてどのような照明状態にしたいかを表すものである。モードは、例えば、ADB配光制御等によってどの方向の領域を明るく、どの方向の領域を暗くしたいかを表すものであり、例えば対向車線の前方を防舷のために消灯するモード、右折時に注意のために右折先を明るくするモード、雨天時に白線を明るくするモード、といったものである。
The above modes are descriptive terms, but they represent the current conditions of the vehicle and its surroundings, or the lighting state that the
上記モードは、具体的な配光パターンと例えば一対一で関係付けられる。配光パターンは、車両前方の照明領域において、具体的にどの方向の領域を明るく、どの方向の領域を暗く照明するかを規定するパターンであり、具体的にどのLEDチップを点灯や消灯し、各LEDチップをどのような光量とするかを規定するものである。マイクロコントローラ126は、車両コントロ―ラ102からの入力情報(例えばモードの指定)に従って、メモリの設定情報に基づいて、その時の配光パターンを選択・決定する。
The above modes are associated, for example, one-to-one with specific light distribution patterns. The light distribution pattern is a pattern that specifies which specific areas in the lighting area in front of the vehicle are to be illuminated brightly and which specific areas are to be illuminated darkly, and specifies which LED chips are to be turned on or off and the amount of light each LED chip is to emit. The
なお、モードと配光パターンとを分けているが、これらを同じものとして規定してもよく、同様の効果が得られる。同じものとして規定する場合、車両コントローラ102からマイクロコントローラ126へ配光パターンを指定する。
Although the mode and the light distribution pattern are separate, they may be defined as the same thing, and the same effect can be obtained. If they are defined as the same thing, the light distribution pattern is specified from the
車両周囲状況等に関して、車両コントローラ102において把握できる情報(車両情報と記載)の例を以下に示す。車両コントローラ102は、このような車両情報に基づいて、ヘッドライトに関してどのようなモードとすべきかを判断できる。
Below are examples of information (referred to as vehicle information) that the
車両情報の例として、速度情報、ギア情報、ハンドル操舵角情報、ランプ点灯情報、外光情報、距離情報、赤外線情報、エンジンON/OFF情報、カメラ映像情報(車内や車外)、加速度ジャイロ情報、GPS情報(現在時刻含む)、ナビゲーション情報、車車間通信情報、路車間通信情報、等が挙げられる。 Examples of vehicle information include speed information, gear information, steering wheel angle information, lamp illumination information, external light information, distance information, infrared information, engine ON/OFF information, camera image information (inside and outside the vehicle), acceleration gyro information, GPS information (including current time), navigation information, vehicle-to-vehicle communication information, and road-to-vehicle communication information.
なお、変形例としては、ヘッドライトのマイクロコントローラ126が、車両情報の取得に基づいて、モードまたは配光パターンを決定してもよい。
Alternatively, the
マイクロコントローラ126の設定情報において、各モードや各配光パターンは例えばIDを用いて識別される。各配光パターンは、各位置のLEDチップ毎に、点灯または消灯と、光量とを指定できる。各位置のLEDチップもID(LEDチップID)を用いて識別される。
In the setting information of the
後述のように、パターニングLED基板2における各位置のLEDチップ(22~42)毎に、当該LEDチップを構成するLEDデバイスの直列数が異なる場合がある。そのような構成に対応させて、マイクロコントローラ126の配光パターンの設定情報は、各位置のLEDチップの光量を所定範囲内で可変に指定できるように、各LEDPWM駆動部でどのように後述の降圧制御をすべきかといった制御情報も含んでいる。
As described below, the number of LED devices in series constituting the LED chip (22-42) may differ for each LED chip at each position on the
図6で、車載電源100から端子107を通じて電源電圧がLED駆動回路4に供給される。この電源電圧は、レギュレータ125を通じてマイクロコントローラ126に供給され、供給状態ではマイクロコントローラ126が自動的に起動する。電源電圧は、スイッチ124のオン状態を通じて、昇圧コンバータ128に供給され、昇圧コンバータ128が昇圧することで、複数のLEDチップおよびLEDPWM駆動部に対する共通の電源電圧を生成する。共通の電源電圧は、端子117等を通じて、各LEDPWM駆動部(特に降圧制御回路129)に供給される。
In FIG. 6, a power supply voltage is supplied from the
また、基準電圧回路127からは、基準電圧が、端子116等を通じて、各LEDPWM駆動部(特に比較器133)に供給される。
The
マイクロコントローラ126は、ヘッドライトをある配光パターンとして制御する時には、各LEDPWM駆動部へ、端子115等を通じて、その配光パターンに対応した駆動制御信号を送信する。
When the
LEDPWM駆動部は、対応付けられたLEDチップを、パルス幅変調(PWM)の電流(言い換えるとLED駆動電流)によって駆動する回路部分である。例えば、LEDPWM駆動部112は、端子115を通じて入力された駆動制御信号に従って、内部回路が駆動制御されることで、端子109からLED駆動電流を出力する。そのLED駆動電流が、端子104を通じてLEDチップ22に供給され、そのLEDチップ22を構成している1つ以上のLEDデバイス(LEDチップ22の場合には図7の(A)のように1つのLEDデバイス701)が駆動されることで、そのLEDチップ22から発光する。
The LED PWM driver is a circuit portion that drives the associated LED chip with a pulse width modulated (PWM) current (in other words, an LED drive current). For example, the
各LEDPWM駆動部は、駆動制御信号によって、スイッチ130(例えばMOSスイッチで構成される)がON/OFFされる。また、比較器133は、駆動制御信号を制御入力とし、基準電圧を正入力とし、LED駆動電流からIV変換後の検出電圧を負入力とし、差分電圧を出力する。
In each LED PWM drive unit, a switch 130 (for example, composed of a MOS switch) is turned ON/OFF by a drive control signal. In addition, a
降圧制御回路129は、共通の電源電圧と、差分電圧とを入力する。降圧制御回路129は、差分電圧に従って共通の電源電圧を降圧した電圧(降圧電圧とも記載)を出力する。スイッチ130がON状態の時には、その降圧電圧が、電流検出回路131を通じて、出力端子(端子109等)から出力される。
The step-down
LEDPWM駆動部(端子109等)から出力されるLED駆動電流は、スイッチ130でのON状態とOFF状態との切り替え制御に応じた、PWMによるオン期間とオフ期間とを含んだ電流信号(言い換えるとPWM信号)である。各LEDチップは、そのLED駆動電流に従って、点灯と消灯とが切り替えられる。これにより、PWMのオン期間の長さに応じて、LEDチップからの発光の光量が基本的に決まる。また、LEDチップからの発光の光量は、後述(図7)のLEDデバイスの直列数の構成に応じても決まる。
The LED drive current output from the LED PWM drive unit (terminal 109, etc.) is a current signal (in other words, a PWM signal) that includes PWM on and off periods in response to the switching control of
なお、マイクロコントローラ126のプロセッサは、適宜にメモリ等の資源を用いながら、メモリ上に読み出されたプログラムに従った処理を実行する。これにより、所定の機能や処理部等が実現される。プロセッサは、例えばCPU等の半導体デバイス等で構成される。なお、処理は、ソフトウェアプログラム処理に限らず、専用回路でも実装可能である。専用回路は、FPGA、ASIC、CPLD等が適用可能である。プログラムは、予めデータとしてインストールされていてもよいし、プログラムソースからデータとして配布されてもよい。プログラムソースは、通信網上のサーバでもよいし、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体(例えばメモリカード)でもよい。各種のデータや情報は、例えばテーブル等の構造で構成されるが、これに限定されない。識別情報、識別子、ID、名、番号等の表現は互いに置換可能である。
The processor of the
[LEDチップ]
図7は、LEDチップにおける1つ以上のLEDデバイスの構成例を示す。図7の(A)は、あるLEDチップ、例えば図2の左端付近のLEDチップ22が、1つのLEDデバイス701によって構成される場合を示す。このLEDチップの直列数は1である。図7の(B)は、あるLEDチップ、例えば図2の左側白線領域のLEDチップ25が、3つのLEDデバイス701の直列接続によって構成される場合を示す。このLEDチップの直列数は3である。図7の(C)は、あるLEDチップ、例えば図2のLEDチップ31が、4つのLEDデバイス701の直列接続によって構成される場合を示す。このLEDチップの直列数は4である。各LEDチップは、直列数に応じた基本発光光量となり、直列数が大きいほど基本発光光量が大きい。
[LED chip]
7 shows an example of the configuration of one or more LED devices in an LED chip. FIG. 7A shows a case where a certain LED chip, for example, the
なお、(B)や(C)のように、1つのLEDチップが複数のLEDデバイス701で構成される場合、実装例としては、図2のようなパターニングLED基板2における主面(X-Y面)を構成する方向に対し垂直な方向(Z方向)に、複数のLEDデバイス701が直列接続される構成となる。主面で平面視してLEDチップ毎に所定の発光光量を確保できるのであれば、このような垂直方向での直列接続の構成には限定されない。
When one LED chip is composed of
パターニングLED基板2の主面における複数(例えば図2では合計21個)のLEDチップ(22~42)は、配置の位置に応じて、上記のようなLEDデバイス701の数(対応する直列数)が設計されている。前述のように、図2のパターニングLED基板2の主面には、車両前方の照明領域の構成(後述の複数の配光パターンの構成)と対応させて、複数のLEDチップおよび複数の遮蔽板が配置されている。その照明領域の構成と対応させて、各位置のLEDチップの基本発光光量が設計されており、位置ごとに直列数が異なり得る。
The number of LED devices 701 (corresponding number of series) as described above is designed according to the position of the multiple (for example, a total of 21 in FIG. 2) LED chips (22-42) on the main surface of the patterned
具体的には、実施の形態1では、車両前方の照明領域の構成において中央部の照明の量を確保するために、パターニングLED基板2の複数のLEDチップにおいて、中央部ほど、周囲部よりも、LEDチップの基本発光光量が大きくなるように、異なる直列数として設計されている。中央部は、図16の比較例での領域1608のような部分を指しており、図2では特に、第2ライン2C上の、LEDチップ35やLEDチップ31の位置の付近が相当する。LEDチップ35やLEDチップ31、およびその付近の所定のLEDチップ、例えばLEDチップ36,37や、LEDチップ34等は、最も直列数が大きいLEDチップ、例えば図7の(C)の構成として設計されている。そして、LEDチップ35から距離が離れる位置のLEDチップほど、直列数が小さいLEDチップとして設計されている。例えば、白線領域のLEDチップ25,27は、図7の(B)のような直列数が3の構成とされている。例えば、左右端の付近のLEDチップ22,30は、図7の(A)のように最低の1つのLEDデバイス701の構成とされている。パターニングLED基板2の複数のLEDチップにおけるLEDデバイスの構成は上記例に限定されない。
Specifically, in the first embodiment, in order to ensure the amount of illumination in the center of the illumination area in front of the vehicle, the multiple LED chips on the patterned
さらに、図6のLED駆動回路4は、上記のような直列数と対応した基本発光光量が異なり得る各LEDチップを、PWM制御によって、配光パターンに応じた可変の光量として制御することができる。図6のLED駆動回路4は、そのための降圧制御回路129等を備えている。各LED駆動回路4の降圧制御回路129は、共通の電源電圧を、対応するLEDチップ毎の基本発光光量(対応する直列数)に合わせて降圧した降圧電圧を生成する。なお、共通の電源電圧は、直列数が最大のLEDチップに合わせて設計されている。直列数が最大のLEDチップに対しては、降圧が不要となる。
Furthermore, the
そして、LED駆動回路4は、その降圧電圧、および配光パターンに応じた駆動制御信号に基づいて、スイッチ130のON/OFFが制御されることで、PWMのLED駆動電流が生成される。このLED駆動電流では、PWMのオン期間とオフ期間との長さの比に応じて、基本発光光量に対する実際の発光光量を可変に決定することができる。
The
このような構成により、例えば図2の中央部、LEDチップ35やLEDチップ26の付近では、基本発光光量が高く確保されるとともに、その時の配光パターンに応じて、遮蔽板で区分された領域ごとに、例えば眩惑防止のため発光光量を基本よりも下げること等が実現できる。
With this configuration, for example, in the center of Figure 2, near
[照明領域]
図8は、法規に対応した照明領域の構成概要を示す。図8は、右側通行用のすれ違い用ビーム(ロービーム)の場合の照明領域を示す。h-hの線は水平線および水平面を示す。v-vの線は、ヘッドライトの光軸と対応した垂直線および垂直面を示す。なお、左側通行の場合には、この図でv-v線に対し左右反転した照明領域の構成となる。このロービームの照明領域では、ゾーンII802やゾーンIV804を点灯(高い光度)、ゾーンIII803を消灯(低い光度)とすることで、対向車への眩惑が防止される。ゾーンII802とゾーンIII803との境界のうちの斜めの線805はカットオフラインと呼ばれる。例えば、ゾーンII802中の点BRで要求される光度[cd]は、最大1750cdとされる。ゾーンIII803中の点B50Lで要求される光度は、最大350cdとされる。なお、ハイビームの要件についても、光度の範囲等が規定されている。
[Lighting area]
FIG. 8 shows an outline of the configuration of the lighting area according to the law. FIG. 8 shows the lighting area in the case of low beam for passing on the right side of the road. The line h-h indicates the horizontal line and horizontal plane. The line v-v indicates the vertical line and vertical plane corresponding to the optical axis of the headlight. In the case of left-hand traffic, the lighting area is configured in a reversed left-right manner with respect to the line v-v in this figure. In this low beam lighting area, zone II 802 and
[配光パターン]
以下には、実施の形態1のヘッドライトにおけるモードに対応付けられたビーム配光制御のパターンの具体例を挙げて説明する。前述のように、パターニングLED基板2の主面での複数のLEDチップおよび複数の遮蔽板の配置(言い換えるとパターニング)は、車両前方の照明領域の構成と対応させて、予め定めた位置や形状や寸法で設計されている。
[Light distribution pattern]
The following describes specific examples of patterns of beam distribution control associated with the modes in the headlight of
[第1パターン]
図9は、配光パターンとして、通常のロービーム走行時のモードに対応した第1パターンの構成を示す。なお、図9等では、図2と同様に、車両前方への照明領域の構成をそのまま重ね合わせて理解しやすいように、パターニングLED基板2の主面(X-Y面)をZ方向で後ろから前へ見る構成を示している。パターニングLED基板2の主面をZ方向で前から後ろへ見る場合には、図9等の構成を左右反転した構成を考えればよい。
[First pattern]
Fig. 9 shows the configuration of the first pattern corresponding to the mode during normal low beam driving as a light distribution pattern. In Fig. 9 and other figures, the configuration of the main surface (X-Y surface) of the
図9の第1パターンにおいて、破線枠で示す領域901,902は、いずれも、LEDチップを点灯する点灯領域とされる。領域901は、第1ライン2B上、左右端を除くLEDチップ23~29と、第2ライン2C上のLEDチップ32,33とを含んでいる。領域902は、第2ライン2C上、LEDチップ34とLEDチップ31とを含んでいる。第2ライン2C上の中央のLEDチップ35から右側のLEDチップ42までの部分は、消灯とされる。領域901と領域902とを合わせた領域は、図8のようなロービームに対応した照明領域を構成する。特に、領域902は、遮蔽板51によって、カットオフラインも形成されている。
In the first pattern in FIG. 9,
[第2パターン]
図10は、通常のハイビーム走行時のモードに対応した第2パターンの構成を示す。第2パターンは、領域1001,1002を点灯領域とする。領域1001は、第1ライン2B上、左右端を除くLEDチップ23~29を含む。領域1002は、第2ライン2C上、LEDチップ32~42およびLEDチップ31を含む。領域1001および領域1002により、ハイビームに対応した照明領域が構成される。Y方向で上側の領域1002は、走行時の自車線の前方と対応しており、光度を高くする必要がある。
[Second pattern]
10 shows the configuration of the second pattern corresponding to the normal high beam driving mode. In the second pattern,
[第3パターン]
図11は、ハイビームでかつADB走行時のモードに対応した第3パターンの構成を示す。第3パターンは、ハイビームにADB配光制御を適用した配光パターンである。実施の形態1のヘッドライトは、ADBを適用しない通常のハイビーム(図10)だけでなく、このようなADBを適用するハイビームも選択して利用可能となっている。パターニングLED基板2のLEDチップおよび遮蔽板の構成は、そのような複数の配光パターンの選択制御に対応できるように設計されている。
[Third pattern]
11 shows the configuration of the third pattern corresponding to the high beam and ADB driving mode. The third pattern is a light distribution pattern in which ADB light distribution control is applied to the high beam. The headlight of the first embodiment is capable of selectively using not only the normal high beam (FIG. 10) to which ADB is not applied, but also the high beam to which such ADB is applied. The configuration of the LED chips and shielding plate of the patterned
図11の第3パターンでは、領域1100、領域1101,1102,1103を有する。第3パターンの時、領域1100、領域1101および領域1102は点灯領域とされ、領域1103は消灯領域(ドットパターンで図示)とされる。領域1100は前述と同様の第1ライン2B上の領域である。領域1101、領域1102、および領域1103は、第2ライン2C上のLEDチップ32~42を含む領域を3つの領域に区分した例である。領域1101は、左側からLEDチップ32~34、LEDチップ31、およびLEDチップ35~37を含む領域である。領域1102は、LEDチップ38,39を含む領域である。領域1103は、LEDチップ40,41,42を含む領域である。領域1101と領域1102は、特に遮蔽板54によって区分されている。領域1102と領域1103は、特に遮蔽板56によって区分されている。
The third pattern in FIG. 11 has
照明領域で考えた場合に、領域1103は、自車線の右隣の前方にある領域に相当する。この領域に例えば対向車(他車両)があるという状況の場合には、眩惑防止のためにその領域に向けては照明しない、または減光する、というADB配光制御を行うことが、モードの1つとしてある。第3パターンはこのようなモードに対応したものである。
When considered in terms of the illumination area,
Y方向で上側の第2ライン2C上の領域は、図示のように、複数のLEDチップが複数の遮蔽板によって区分された構成を有するため、制御によって、第3パターンでの例えば3つの領域1101,1102、1103への分離が可能である。そして、指定の領域、例えば領域1102に対応付けられたLEDチップを消灯または減光とすることで、ADBを適用したハイビームとすることができる。
As shown in the figure, the area on the
上記第3パターンでは、ある領域1102を消灯領域としたが、図面からも容易に理解できるように、遮蔽板によって区分される領域を構成単位として、構成された他の領域を消灯や減光とすれば、対象の領域・方向を変えた他の内容のADBとすることが同様に実現可能である。
In the third pattern above, a
なお、各配光パターンの適用時に、そのパターン内での可変制御可能なパラメータ(例えばADBで眩惑防止対象とする領域)がある場合には、車両コントローラ102からモード等の指定と共にそのパラメータ値を指定してもよい。あるいは、マイクロコントローラ126が、そのパラメータ値を自動的に制御してもよい。
When applying each light distribution pattern, if there is a variably controllable parameter within that pattern (for example, an area to be targeted for glare prevention in ADB), the parameter value may be specified from the
[第4パターン]
図12は、ハイビームでかつ配光幅可変制御の走行時のモードに対応した第4パターンの構成を示す。第4パターンは、ハイビームに配光幅可変制御を適用した配光パターンである。ここでの配光幅可変制御とは、例えば上側の第2ライン2C上の領域を対象として、LEDチップおよび遮蔽板で区分された複数の領域を用いることで、ハイビームとして照明する領域の横幅(水平方向、X方向での幅)を可変に制御することを指す。下側の領域1200は前述と同様の点灯領域である。
[Fourth pattern]
12 shows the configuration of the fourth pattern corresponding to the driving mode of high beam and variable light distribution width control. The fourth pattern is a light distribution pattern in which variable light distribution width control is applied to high beam. The variable light distribution width control here refers to variably controlling the width (horizontal direction, width in the X direction) of the area illuminated as high beam by using multiple areas divided by LED chips and shielding plates, for example, for the area on the upper
本例では、上側の第2ライン2C上の領域は、左側から、領域1201,1202,1203,1204,1205といった5つの領域を有する。領域1201は、LEDチップ32,33を含む領域である。領域1202は、LEDチップ34を含む領域である。領域1203は、LEDチップ31,35,36を含む領域である。領域1204は、LEDチップ37,38を含む領域である。領域1205は、LEDチップ39~42を含む領域である。
In this example, the area on the upper
第4パターンでの配光幅可変制御は、例えば、車速に応じて、ハイビームの上記領域の横幅が決定される。例えば、低速時には、ハイビームの領域の横幅が広い方が好適であり、高速時には、ハイビームの領域の横幅よりも中央部(正面)が明るい方が好適である。配光幅可変制御では、時間軸上で、車速の変化に応じて、上記ハイビームの領域の横幅が変化してもよい。 In the fourth pattern, the variable light distribution width control determines the width of the high beam area according to the vehicle speed, for example. For example, at low speeds, it is preferable for the high beam area to be wider, and at high speeds, it is preferable for the center (front) to be brighter than the width of the high beam area. In the variable light distribution width control, the width of the high beam area may change on the time axis according to changes in vehicle speed.
例として、低速時に対応したある配光幅可変制御の時には、領域1201から領域1205までの5つの領域のすべてが、点灯領域とされる。すなわち、この時のハイビームの横幅は、領域1201から領域1205までを含む第2ライン2C上の領域に対応した横幅となる。また、この時、例えば中央部に対応する領域1203では、他の制御時に比べて光度を相対的に小さくしてもよい。また、別の配光幅可変制御の時には、例えば、領域1202から領域1204までの3つの領域が点灯領域とされ、領域1201および領域1205は消灯領域とされる。すなわち、この時のハイビームの横幅は、領域1202から領域1204までの領域に対応した横幅となる。また、この時、例えば中央部に対応する領域1203では、他の制御時に比べて光度を相対的に大きく、例えば最大としてもよい。
For example, in a certain variable light distribution width control corresponding to low speed, all five regions from
[第5パターン]
図13は、ハイビームでかつ配光中心可変制御の走行時のモードに対応した第5パターンの構成を示す。第5パターンは、ハイビームに配光中心可変制御を適用した配光パターンである。ここでの配光中心可変制御とは、配光制御によって照明される領域のうちで、光量(対応する光度)を最も大きくする領域(配光中心領域とも記載)を、可変に制御することを指す。言い換えると、この配光中心可変制御は、照明領域内において相対的に光量の大小の領域を設けることである。本例では、この配光中心可変制御は、詳しくは以下の2種類の制御を含んでいる。
[Fifth pattern]
FIG. 13 shows the configuration of the fifth pattern corresponding to the driving mode of high beam and variable light distribution center control. The fifth pattern is a light distribution pattern in which variable light distribution center control is applied to high beam. The variable light distribution center control here refers to variably controlling the area (also described as light distribution center area) that has the largest amount of light (corresponding luminous intensity) among the areas illuminated by the light distribution control. In other words, this variable light distribution center control is to provide areas with relatively large and small amounts of light within the illumination area. In this example, the variable light distribution center control specifically includes the following two types of control.
第1の配光中心可変制御は、ある時点で、ハイビームの領域(第2ライン2C上の領域)のうち指定の一部の領域を、最も光量が高くなるように制御するものである。例えば、車両が右カーブを走行している場合に、ヘッドライトからのハイビームとしては、中央よりも右寄りの方向・領域に照明することが好適である。これに対応して、この制御では、ハイビーム時に第2ライン2C上の領域を基本的に点灯とするとともに、その領域のうちで指定の一部の領域を、最も光量が大きくなるようにする。言い換えると、指定の領域を第1光量とした場合に、それ以外の領域を第1光量よりも小さい第2光量とする。これにより、右カーブ走行時に好適なハイビームが実現できる。
The first light distribution center variable control controls a specified portion of the high beam area (the area on the
図13の例では、上側の第2ライン2C上の領域は、左側から、領域1301,1302,1303,1304,1305,1306といった例えば6つの領域を有する。領域1301はLEDチップ32,33を含む領域である。領域1302はLEDチップ34を含む領域である。領域1303はLEDチップ31,35,36を含む領域である。領域1304はLEDチップ37,38を含む領域である。領域1305はLEDチップ39,40を含む領域である。領域1306はLEDチップ41,42を含む領域である。
In the example of FIG. 13, the area on the upper
ある時点で、例えば、右カーブ走行に対応して、領域1301は消灯領域とされ、他の領域1302~1306は点灯領域とされる。すなわち、右カーブ走行に対応して、ハイビームの領域が、中央に対し右寄りの領域として形成される。さらに、その右寄りの領域(5つの領域)内において、指定の一部の領域、例えば5つのうち中央の領域1304(一点鎖線枠で示す)が、最も光量が大きい点灯領域とされる。LEDチップの光量の大小の制御は、前述のPWM制御などによって可能である。これにより、右カーブ走行時に好適なハイビームが実現できる。
At a certain point in time, for example, in response to driving around a right curve,
さらに、第2の配光中心可変制御は、時間軸上の制御が加えられる。第1の制御のみでもよいが、第2の制御を加えることで、より好適なハイビームが実現できる。この第2の制御では、ハイビームの領域における最も光量が高くなる領域を、時間軸上で移動させる。例えば、車速に応じて、最も光量を高くする領域が決定される。例えば、右カーブ走行で低速時には、上側のハイビームの領域のうち、最も光量が大きい領域を、高速時に比べて相対的に、より右寄りとした方が好適である。右カーブ走行で高速時には、ハイビームの領域のうち最も光量が大きい領域を、より中央寄りにした方が好適である。このように、第2の制御では、例えば右カーブ走行時に、車速の変化に応じて、時間軸上で、最も光量が大きい領域が、ハイビームの領域内で左右に移動することとなる。 Furthermore, the second light distribution center variable control is added with control on the time axis. Although only the first control is sufficient, adding the second control can realize a more suitable high beam. In this second control, the area in the high beam area where the light amount is the highest is moved on the time axis. For example, the area where the light amount is the highest is determined according to the vehicle speed. For example, when driving on a right curve at a low speed, it is preferable to make the area of the upper high beam area where the light amount is the highest relatively closer to the right than when driving on a high speed curve. When driving on a right curve at a high speed, it is preferable to make the area of the high beam area where the light amount is the highest closer to the center. In this way, in the second control, for example, when driving on a right curve, the area of the high beam area where the light amount is the highest moves left and right on the time axis according to the change in vehicle speed.
第2の制御の例としては、右カーブ走行で低速時には、点灯領域とする領域1302~1306のうち、例えば領域1306、あるいは領域1305が、最も光量が大きい領域とされる。高速時には、点灯領域とする領域1302~1306のうち、例えば領域1304が、最も光量が大きい領域とされる。
As an example of the second control, when driving around a right curve at low speed, of the
[第6パターン]
図14は、コーナーリング走行時のモードに対応した第6パターンを示す。コーナーリングは、右折や左折である。第6パターンは、ハイビームやロービームとは別の、コーナーリング時用の配光パターンである。第6パターンは、例えば右折時には照明領域で中央に対し右端付近の領域を照明し、左折時には照明領域で中央に対し左端付近の領域を照明する配光パターンである。例えば右折時にそのような照明とすれば、右折先に対する注意が可能である。
[Sixth pattern]
FIG. 14 shows a sixth pattern corresponding to a mode during cornering. Cornering is turning right or left. The sixth pattern is a light distribution pattern for cornering that is different from high beam and low beam. The sixth pattern is a light distribution pattern that, for example, illuminates an area near the right end of the lighting area with respect to the center when turning right, and illuminates an area near the left end of the lighting area with respect to the center when turning left. For example, if such lighting is used when turning right, it is possible to pay attention to the area to turn right.
第6パターンでは、第1ライン2B上に、領域1401,1402を有し、これらが点灯領域とされる。領域1401は、第1ライン2B上の領域のうち左端付近の領域であり、領域1402は、第1ライン2B上の領域のうち右端付近の領域である。領域1401は、左端のLEDチップ22を含み、遮蔽板43,44によって遮蔽されている。領域1402は、右端のLEDチップ30を含み、遮蔽板45,46によって遮蔽されている。
The sixth pattern has
これらの遮蔽板は、前述のように斜め方向に延在するように形成されている。例えば、遮蔽板43は、左上の角からLEDチップ23に向かって右斜め下に延在しており、LEDチップ23との間には隙間を有している。遮蔽板43の端と遮蔽板44の端との間は開いている。LEDチップ22が点灯された場合、遮蔽板43,44によって遮蔽されるとともに、開いている部分から右方にも発光が広がるので、領域1401は、LEDチップ23付近まで広がった形状となっている。
These shielding plates are formed to extend in an oblique direction as described above. For example, shielding
従来の車両は、コーナーリング時には、ヘッドライトとは別のコーナーリングランプが使用されている。それに対し、実施の形態1のヘッドライトによれば、コーナーリング時に第6パターンによる照明を行うことができ、このヘッドライトのみでも、コーナーリングランプと同様のコーナーリング時のビームを実現できる。 Conventional vehicles use cornering lamps separate from headlights when cornering. In contrast, the headlights of the first embodiment can provide illumination in the sixth pattern when cornering, and this headlight alone can provide a beam when cornering similar to that of a cornering lamp.
また、第6パターンは、図示のように、斜めの遮蔽板を用いて、左右の外に広がるような斜め形状の領域1401,1402を形成している。人間の目は、一般的な特性として、誘目効果を有する。それを考慮して、図示のような斜め形状の領域1401,1402が設計されている。これにより、コーナーリング時のビームを、より人に認識させやすくなる。
As shown in the figure, the sixth pattern uses a diagonal shielding plate to form
[第7パターン]
図15は、雨天時などの白線認識向上(言い換えると白線強調)のモードに対応した第7パターンを示す。ここでの白線は、道路上の自車線を構成する左右の白線である。雨天時などには、この白線が見えにくくなる場合がある。第7パターンは、ハイビームやロービームとは別に、その白線を人の目に認識しやすくなるように強調する配光パターンである。第7パターンは、第1ライン2B上に、領域1501,1502を有し、これらが点灯領域とされる。領域1501は、中央から1つ左側のLEDチップ25を含み、遮蔽板47,48によって遮蔽される領域である。領域1502は、中央から1つ右側のLEDチップ27を含み、遮蔽板49,50によって遮蔽される領域である。領域1501は、自車線の左側の白線に対応させた位置、形状、大きさ等で設計されている。領域1502は、自車線の右側の白線に対応させた位置、形状、大きさ等で設計されている。
[Seventh Pattern]
FIG. 15 shows a seventh pattern corresponding to a mode for improving white line recognition (in other words, white line emphasis) in rainy weather, etc. The white lines here are the left and right white lines constituting the vehicle's lane on the road. In rainy weather, etc., the white lines may be difficult to see. The seventh pattern is a light distribution pattern that emphasizes the white lines so that they are easily recognized by the human eye, in addition to high beams and low beams. The seventh pattern has
遮蔽板47,48は、左下から第2ライン2C上の中央に向かって右斜め上に延在するように形成されており、それらの両端は開いている。遮蔽板49,50は、右下から第2ライン2C上の中央に向かって左斜め上に延在するように形成されており、それらの両端は空いている。LEDチップ25が点灯された場合、遮蔽板47,48によって遮蔽されるとともに、開いている部分からも発光が広がる。これにより、領域1501は、左側の白線に対応した斜めの帯状の領域となっている。
雨天時などに第7パターンによる照明とすれば、白線が目立つようにでき、安全運転が可能となる。 By using the seventh lighting pattern in rainy weather, the white lines will be more visible, allowing for safer driving.
[複数のパターン]
上記例の複数のパターンは、組み合わせで適用することも可能である。例えば、車両走行状況、モードに応じて、ハイビーム、ADB、および白線認識を適用したい場合には、第3パターンと第7パターンとを組み合わせたパターンとすればよい。
[Multiple Patterns]
The above-mentioned patterns may be combined for application. For example, when it is desired to apply high beam, ADB, and white line recognition depending on the vehicle driving conditions and mode, the third pattern and the seventh pattern may be combined.
実施の形態1のヘッドライトは、上記例のような複数のパターンを選択して実行可能なように、共通化された構成を有する。その構成として、パターニングLED基板2の複数のLEDチップおよび複数の遮蔽板、ならびにLED駆動回路4等の構成が設計されている。
The headlight of the first embodiment has a common configuration so that multiple patterns such as those in the above example can be selected and executed. As part of this configuration, the multiple LED chips and multiple shielding plates of the patterned
複数のパターンは、ある車両メーカが要求する複数のモードに対応したものとしてもよい。また、それに限らず、複数の車両メーカでそれぞれに要求する異なるモードがある場合には、それらの複数の車両メーカに要求されるすべての複数のモードに対応させた複数のパターンとすることも可能である。この場合には、1つのヘッドライトで複数の車両メーカに対応可能となる。 The multiple patterns may correspond to multiple modes required by a certain vehicle manufacturer. Furthermore, if multiple vehicle manufacturers each require different modes, it is also possible to have multiple patterns that correspond to all of the multiple modes required by those multiple vehicle manufacturers. In this case, one headlight can be compatible with multiple vehicle manufacturers.
[投射レンズ]
実施の形態1の投射レンズは、上記のような実施の形態1のヘッドライトを構成する投射レンズであり、図1の投射レンズ1のように、パターニングLED基板2の前方に配置され、パターニングLED基板2からの前方への発光(出射光)に基づいて、所定の解像度で好適なビームを前方へ投射して車両前方の照明領域を形成する光学素子である。また、この投射レンズは、車両用のヘッドライトおよびパターニングLED基板2に限定されずに、他の照明装置、光源装置に対しても同様に適用できる。
[Projection lens]
The projection lens of the first embodiment is a projection lens constituting the headlight of the first embodiment as described above, and is an optical element that is disposed in front of the
[ヘッドライト制御方法]
実施の形態1のヘッドライト制御方法は、上記のような実施の形態1のヘッドライトを制御する方法であり、特にヘッドライトを車両のモードに応じた配光パターンで制御して、車両前方への好適な照明領域を形成する方法である。このヘッドライト制御方法は、図6等の構成に基づいて、LED駆動回路4(特にマイクロコントローラ126)が、車両情報またはモード指定などに応じて、配光パターンを選択・決定するステップと、その配光パターンに対応させて、複数のLEDPWM駆動部を駆動制御するステップと、複数のLEDPWM駆動部からのPWM制御による電気信号(LED駆動電流)をパターニングLED基板2の複数のLEDチップに供給することで、複数のLEDチップの点灯/消灯および発光量を制御しながら発光させるステップと、を有する。
[Headlight control method]
The headlight control method of the first embodiment is a method for controlling the headlight of the first embodiment as described above, and in particular, a method for controlling the headlight with a light distribution pattern according to the mode of the vehicle to form a suitable illumination area in front of the vehicle. This headlight control method includes a step of the LED drive circuit 4 (particularly the microcontroller 126) selecting and determining a light distribution pattern according to vehicle information or mode designation, etc., based on the configuration of Fig. 6 etc., a step of driving and controlling a plurality of LED PWM drive units in accordance with the light distribution pattern, and a step of supplying an electric signal (LED drive current) by PWM control from the plurality of LED PWM drive units to the plurality of LED chips of the patterned
[効果等]
以上のように、実施の形態1のヘッドライト等によれば、従来のバイファンクション方式や、アレイ状/マトリックス状の光学素子を用いる方式とも異なり、機械部品や光学素子の数も少ない構成にできるので、コストを抑え、信頼性を向上でき、照明領域の中央部の光量も確保できる、好適なヘッドライト等を実現できる。
[Effects, etc.]
As described above, the headlight etc. of
以上、本開示の実施の形態を具体的に説明したが、前述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。各実施の形態は、必須構成要素を除き、構成要素の追加・削除・置換などが可能である。特に限定しない場合、各構成要素は、単数でも複数でもよい。 Although the embodiments of the present disclosure have been specifically described above, they are not limited to the above-described embodiments and can be modified in various ways without departing from the gist of the present disclosure. In each embodiment, components can be added, deleted, or replaced, with the exception of essential components. Unless otherwise specified, each component can be singular or plural.
本実施例に係る技術では、車両が走行する時に照明領域の中央部の光量を確保でき、点灯している照明領域によって前方の視認性を確保でき、安全運転の支援に寄与するヘッドライト装置を提供することにより、交通事故を防止することが可能となる。これにより、国連の提唱する持続可能な開発目標(SDGs:Sustainable Development Goals)の「3すべての人に健康と福祉を」に貢献する。 The technology according to this embodiment can provide a headlight device that can ensure the amount of light in the center of the lighting area when the vehicle is traveling, ensure forward visibility by the lit lighting area, and contribute to supporting safe driving, thereby making it possible to prevent traffic accidents. This contributes to the achievement of "Good health and well-being for all," one of the Sustainable Development Goals (SDGs) advocated by the United Nations.
1…投射レンズ、2…パターニングLED基板、3…放熱板、4…LED駆動回路、21…蛍光体、22~42…LEDチップ、43~58…遮蔽板、61…プレート。 1...projection lens, 2...patterned LED substrate, 3...heat sink, 4...LED drive circuit, 21...phosphor, 22-42...LED chips, 43-58...shielding plates, 61...plate.
Claims (16)
前記LED基板の前記複数のLEDチップを駆動するLED駆動回路と、
前記LED基板に対し垂直な方向である前方に配置され、前記LED基板からの発光を前記前方へビームとして投射する投射レンズと、
を備え、
前記LED基板は、
プレートと、
前記プレート上に配置され、紫色から青色の波長の光を発光する前記複数のLEDチップと、
前記プレート上に前記複数のLEDチップを覆って配置され、前記紫色から青色の波長の光を励起光源として黄色もしくは赤色と緑色の光を発光する蛍光体と、を有し、
前記プレート上の前記複数のLEDチップにおける各々のLEDチップは、前方へのビームの配光制御として、ロービームとハイビームを含む、複数の配光制御のパターンから選択されたパターンの配光制御を実現するように、前方の照明領域の構成に対応させた、予め定められた位置に配置されており、
前記LED駆動回路から前記LED基板の各々のLEDチップの点灯および消灯と光量とが制御されることで、前記選択されたパターンの配光制御が実現され、
前記複数のLEDチップの各々のLEDチップは、前記定められた位置に応じて、定められた直列数で直列接続された、1つ以上のLEDデバイスを有し、
前記各々のLEDチップは、前記前方の照射領域の構成に対応させて、周辺部に対し中央部に対応するLEDチップほど、前記直列数が大きい、
ヘッドライト。 An LED substrate on which a plurality of LED chips are arranged;
an LED driving circuit that drives the LED chips on the LED substrate;
a projection lens disposed forward in a direction perpendicular to the LED board and configured to project light emitted from the LED board forward as a beam;
Equipped with
The LED substrate is
Plate and
The plurality of LED chips are disposed on the plate and emit light having wavelengths ranging from violet to blue;
a phosphor disposed on the plate to cover the plurality of LED chips, the phosphor emitting yellow or red and green light using the purple to blue wavelength light as an excitation light source;
each of the plurality of LED chips on the plate is disposed at a predetermined position corresponding to a configuration of a forward illumination area so as to realize a light distribution control of a pattern selected from a plurality of light distribution control patterns including a low beam and a high beam as a light distribution control of a beam forward;
The LED drive circuit controls the on/off and light amount of each LED chip on the LED board, thereby realizing the light distribution control of the selected pattern;
Each LED chip of the plurality of LED chips has one or more LED devices connected in series in a predetermined number of series according to the determined position;
The number of LED chips in series is larger in a central portion of the LED chips than in a peripheral portion of the LED chips in accordance with the configuration of the forward illumination region.
Headlight.
前記LED基板は、前記複数のLEDチップの所定のLEDチップの間に、前記前方に立つように配置され、前記LEDチップからの発光を遮蔽し、前記LEDチップからの前方への発散を制限する遮蔽板を有し、
前記遮蔽板は、前記複数のパターンの配光制御を実現するように、前記プレート上、予め定められた位置に、定められた形状で配置されている、
ヘッドライト。 2. The headlight according to claim 1,
the LED substrate has a shielding plate disposed between predetermined LED chips of the plurality of LED chips so as to stand forward, the shielding plate shielding light emitted from the LED chips and limiting forward dispersion from the LED chips;
The shielding plate is disposed on the plate at a predetermined position and in a predetermined shape so as to realize the light distribution control of the plurality of patterns.
Headlight.
前記LED駆動回路は、
共通の電源電圧から前記各々のLEDチップに応じた降圧電圧を生成する降圧制御回路と、
前記選択されたパターンに応じて、前記各々のLEDチップをPWM制御するためのスイッチと、を有する、
ヘッドライト。 2. The headlight according to claim 1 ,
The LED driving circuit includes:
a step-down control circuit that generates step-down voltages corresponding to the respective LED chips from a common power supply voltage;
and a switch for PWM-controlling each of the LED chips in accordance with the selected pattern.
Headlight.
前記遮蔽板は、前記プレート上から前記蛍光体の表面まで立っている、
ヘッドライト。 3. The headlight according to claim 2,
The shielding plate stands on the plate to the surface of the phosphor.
Headlight.
前記遮蔽板は、前記プレート上から前記蛍光体の表面よりも下側に所定の距離の位置まで立っている、
ヘッドライト。 3. The headlight according to claim 2,
The shielding plate stands on the plate at a position a predetermined distance below the surface of the phosphor.
Headlight.
前記LED基板の前記複数のLEDチップを駆動するLED駆動回路と、
前記LED基板に対し垂直な方向である前方に配置され、前記LED基板からの発光を前記前方へビームとして投射する投射レンズと、
を備え、
前記LED基板は、
プレートと、
前記プレート上に配置され、紫色から青色の波長の光を発光する前記複数のLEDチップと、
前記プレート上に前記複数のLEDチップを覆って配置され、前記紫色から青色の波長の光を励起光源として黄色もしくは赤色と緑色の光を発光する蛍光体と、を有し、
前記プレート上の前記複数のLEDチップにおける各々のLEDチップは、前方へのビームの配光制御として、ロービームとハイビームを含む、複数の配光制御のパターンから選択されたパターンの配光制御を実現するように、前方の照明領域の構成に対応させた、予め定められた位置に配置されており、
前記LED駆動回路から前記LED基板の各々のLEDチップの点灯および消灯と光量とが制御されることで、前記選択されたパターンの配光制御が実現され、
前記LED駆動回路は、メモリに、前記複数のパターンの配光制御に対応した前記複数のLEDチップの駆動制御のための設定情報を記憶している、
ヘッドライト。 An LED substrate on which a plurality of LED chips are arranged;
an LED driving circuit that drives the LED chips on the LED substrate;
a projection lens disposed forward in a direction perpendicular to the LED board and configured to project light emitted from the LED board forward as a beam;
Equipped with
The LED substrate is
Plate and
The plurality of LED chips are disposed on the plate and emit light having wavelengths ranging from violet to blue;
a phosphor disposed on the plate to cover the plurality of LED chips, the phosphor emitting yellow or red and green light using the purple to blue wavelength light as an excitation light source;
each of the plurality of LED chips on the plate is disposed at a predetermined position corresponding to a configuration of a forward illumination area so as to realize a light distribution control of a pattern selected from a plurality of light distribution control patterns including a low beam and a high beam as a light distribution control of a beam forward;
The LED drive circuit controls the on/off and light amount of each LED chip on the LED board, thereby realizing the light distribution control of the selected pattern;
The LED drive circuit stores setting information for drive control of the plurality of LED chips corresponding to the plurality of light distribution control patterns in a memory.
Headlight.
前記LED基板の前記複数のLEDチップを駆動するLED駆動回路と、
前記LED基板に対し垂直な方向である前方に配置され、前記LED基板からの発光を前記前方へビームとして投射する投射レンズと、
を備え、
前記LED基板は、
プレートと、
前記プレート上に配置され、紫色から青色の波長の光を発光する前記複数のLEDチップと、
前記プレート上に前記複数のLEDチップを覆って配置され、前記紫色から青色の波長の光を励起光源として黄色もしくは赤色と緑色の光を発光する蛍光体と、を有し、
前記プレート上の前記複数のLEDチップにおける各々のLEDチップは、前方へのビームの配光制御として、ロービームとハイビームを含む、複数の配光制御のパターンから選択されたパターンの配光制御を実現するように、前方の照明領域の構成に対応させた、予め定められた位置に配置されており、
前記LED駆動回路から前記LED基板の各々のLEDチップの点灯および消灯と光量とが制御されることで、前記選択されたパターンの配光制御が実現され、
前記LED基板は、前記複数のLEDチップの所定のLEDチップの間に、前記前方に立つように配置され、前記LEDチップからの発光を遮蔽し、前記LEDチップからの前方への発散を制限する遮蔽板を有し、
前記遮蔽板は、前記複数のパターンの配光制御を実現するように、前記プレート上、予め定められた位置に、定められた形状で配置されており、
前記前方の照明領域の構成は、自車線の左右の白線の領域を含み、
前記複数のLEDチップは、前記白線の領域に対応させた位置に配置されたLEDチップを含み、
前記パターンの1つとして、前記白線の領域を明るくするパターンを有し、
前記遮蔽板は、前記白線の領域を区分するために定められた位置に配置された遮蔽板として、前記LED基板の主面内で斜め方向に配置された遮蔽板を含む、
ヘッドライト。 An LED substrate on which a plurality of LED chips are arranged;
an LED driving circuit that drives the LED chips on the LED substrate;
a projection lens disposed forward in a direction perpendicular to the LED board and configured to project light emitted from the LED board forward as a beam;
Equipped with
The LED substrate is
Plate and
The plurality of LED chips are disposed on the plate and emit light having wavelengths ranging from violet to blue;
a phosphor disposed on the plate to cover the plurality of LED chips and emitting yellow or red and green light using the light of a wavelength from purple to blue as an excitation light source;
each of the plurality of LED chips on the plate is disposed at a predetermined position corresponding to a configuration of a forward illumination area so as to realize a light distribution control of a pattern selected from a plurality of light distribution control patterns including a low beam and a high beam as a light distribution control of a beam forward;
The LED drive circuit controls the on/off and light amount of each LED chip on the LED board, thereby realizing the light distribution control of the selected pattern;
the LED substrate has a shielding plate disposed between predetermined LED chips of the plurality of LED chips so as to stand forward, the shielding plate shielding light emitted from the LED chips and limiting forward dispersion from the LED chips;
the shielding plate is disposed on the plate at a predetermined position and in a predetermined shape so as to realize the light distribution control of the plurality of patterns;
The configuration of the forward illumination area includes white line areas on the left and right of the vehicle's lane,
the plurality of LED chips include LED chips arranged at positions corresponding to the white line areas,
One of the patterns is a pattern that brightens the area of the white line,
The shielding plate includes a shielding plate disposed at a position determined to divide the white line area, the shielding plate being disposed in an oblique direction within a main surface of the LED substrate.
Headlight.
前記複数のLEDチップは、前記前方の照明領域での前記ロービームの領域に対応させた位置に配置されたLEDチップを含み、
前記遮蔽板は、前記ロービームの領域を区分するために定められた位置に配置された遮蔽板として、カットオフラインに対応させて前記LED基板の主面内で斜め方向に配置された遮蔽板を含む、
ヘッドライト。 3. The headlight according to claim 2,
the plurality of LED chips include LED chips arranged at positions corresponding to the low beam area in the forward illumination area,
The shielding plate is arranged at a position determined to divide the low beam region, and includes a shielding plate arranged in an oblique direction within the main surface of the LED substrate in correspondence with the cutoff line,
Headlight.
前記複数のLEDチップは、前記前方の照明領域での前記ハイビームの領域に対応させた位置に配置されたLEDチップを含み、
前記遮蔽板は、前記ハイビームの領域をさらに複数の領域に区分するために定められた位置に配置された遮蔽板を含み、
前記パターンの1つとして、前記ハイビームでかつADBの配光制御をするパターンを有し、
前記LED駆動回路は、前記ハイビームでかつ前記ADBの配光制御をするパターンの時には、前記ハイビームの領域のうち一部の領域を消灯または減光するように駆動制御する、
ヘッドライト。 3. The headlight according to claim 2,
the plurality of LED chips include LED chips arranged at positions corresponding to the high beam area in the forward illumination area,
The shielding plate includes a shielding plate disposed at a predetermined position for further dividing the high beam region into a plurality of regions,
As one of the patterns, a pattern for controlling light distribution of the high beam and ADB is included,
The LED drive circuit drives and controls the high beam so that a part of the high beam area is turned off or dimmed when the high beam is in a high beam and ADB light distribution control pattern is in effect.
Headlight.
前記LED基板の前記複数のLEDチップを駆動するLED駆動回路と、
前記LED基板に対し垂直な方向である前方に配置され、前記LED基板からの発光を前記前方へビームとして投射する投射レンズと、
を備え、
前記LED基板は、
プレートと、
前記プレート上に配置され、紫色から青色の波長の光を発光する前記複数のLEDチップと、
前記プレート上に前記複数のLEDチップを覆って配置され、前記紫色から青色の波長の光を励起光源として黄色もしくは赤色と緑色の光を発光する蛍光体と、を有し、
前記プレート上の前記複数のLEDチップにおける各々のLEDチップは、前方へのビームの配光制御として、ロービームとハイビームを含む、複数の配光制御のパターンから選択されたパターンの配光制御を実現するように、前方の照明領域の構成に対応させた、予め定められた位置に配置されており、
前記LED駆動回路から前記LED基板の各々のLEDチップの点灯および消灯と光量とが制御されることで、前記選択されたパターンの配光制御が実現され、
前記LED基板は、前記複数のLEDチップの所定のLEDチップの間に、前記前方に立つように配置され、前記LEDチップからの発光を遮蔽し、前記LEDチップからの前方への発散を制限する遮蔽板を有し、
前記遮蔽板は、前記複数のパターンの配光制御を実現するように、前記プレート上、予め定められた位置に、定められた形状で配置されており、
前記前方の照明領域の構成は、コーナーリング時の照明の領域を含み、
前記複数のLEDチップは、前記コーナーリング時の照明の領域に対応させた位置に配置されたLEDチップを含み、
前記遮蔽板は、前記コーナーリング時の照明の領域を区分するために定められた位置に配置された遮蔽板として、前記LED基板の主面内で斜め方向に配置された遮蔽板を含み、
前記パターンの1つとして、前記コーナーリング時の配光制御をするパターンを有し、
前記LED駆動回路は、前記コーナーリング時の配光制御をするパターンの時には、前記コーナーリング時の照明の領域を明るくするように駆動制御する、
ヘッドライト。 An LED substrate on which a plurality of LED chips are arranged;
an LED driving circuit that drives the LED chips on the LED substrate;
a projection lens disposed forward in a direction perpendicular to the LED board and configured to project light emitted from the LED board forward as a beam;
Equipped with
The LED substrate is
Plate and
The plurality of LED chips are disposed on the plate and emit light having wavelengths ranging from violet to blue;
a phosphor disposed on the plate to cover the plurality of LED chips and emitting yellow or red and green light using the light of a wavelength from purple to blue as an excitation light source;
each of the plurality of LED chips on the plate is disposed at a predetermined position corresponding to a configuration of a forward illumination area so as to realize a light distribution control of a pattern selected from a plurality of light distribution control patterns including a low beam and a high beam as a light distribution control of a beam forward;
The LED drive circuit controls the on/off and light amount of each LED chip on the LED board, thereby realizing the light distribution control of the selected pattern;
the LED substrate has a shielding plate disposed between predetermined LED chips of the plurality of LED chips so as to stand forward, the shielding plate shielding light emitted from the LED chips and limiting forward dispersion from the LED chips;
the shielding plate is disposed on the plate at a predetermined position and in a predetermined shape so as to realize the light distribution control of the plurality of patterns;
The configuration of the forward lighting area includes a cornering lighting area,
the plurality of LED chips include LED chips arranged at positions corresponding to an area of illumination during cornering,
The shielding plate includes a shielding plate disposed at a position determined to divide an illumination area during cornering, the shielding plate being disposed in an oblique direction within a main surface of the LED substrate,
One of the patterns includes a pattern for controlling light distribution during cornering,
The LED drive circuit controls driving so as to brighten the lighting area when the cornering is performed in a pattern in which light distribution control is performed when the cornering is performed.
Headlight.
前記LED基板の前記複数のLEDチップを駆動するLED駆動回路と、
前記LED基板に対し垂直な方向である前方に配置され、前記LED基板からの発光を前記前方へビームとして投射する投射レンズと、
を備え、
前記LED基板は、
プレートと、
前記プレート上に配置され、紫色から青色の波長の光を発光する前記複数のLEDチップと、
前記プレート上に前記複数のLEDチップを覆って配置され、前記紫色から青色の波長の光を励起光源として黄色もしくは赤色と緑色の光を発光する蛍光体と、を有し、
前記プレート上の前記複数のLEDチップにおける各々のLEDチップは、前方へのビームの配光制御として、ロービームとハイビームを含む、複数の配光制御のパターンから選択されたパターンの配光制御を実現するように、前方の照明領域の構成に対応させた、予め定められた位置に配置されており、
前記LED駆動回路から前記LED基板の各々のLEDチップの点灯および消灯と光量とが制御されることで、前記選択されたパターンの配光制御が実現され、
前記LED基板は、前記複数のLEDチップの所定のLEDチップの間に、前記前方に立つように配置され、前記LEDチップからの発光を遮蔽し、前記LEDチップからの前方への発散を制限する遮蔽板を有し、
前記遮蔽板は、前記複数のパターンの配光制御を実現するように、前記プレート上、予め定められた位置に、定められた形状で配置されており、
前記複数のLEDチップは、前記前方の照明領域での前記ハイビームの領域に対応させた位置に配置された複数のLEDチップを含み、
前記遮蔽板は、前記ハイビームの領域をさらに複数の領域に区分するために定められた位置に配置された遮蔽板を含み、
前記パターンの1つとして、前記ハイビームでかつ配光幅可変制御をするパターンを有し、
前記LED駆動回路は、前記ハイビームでかつ配光幅可変制御をするパターンの時には、前記ハイビームの領域のうち、選択した一部の領域を点灯し、選択した他の一部の領域を消灯または減光することで、前記ハイビームの領域の配光幅を変更するように駆動制御する、
ヘッドライト。 An LED substrate on which a plurality of LED chips are arranged;
an LED driving circuit that drives the LED chips on the LED substrate;
a projection lens disposed forward in a direction perpendicular to the LED board and configured to project light emitted from the LED board forward as a beam;
Equipped with
The LED substrate is
Plate and
The plurality of LED chips are disposed on the plate and emit light having wavelengths ranging from violet to blue;
a phosphor disposed on the plate to cover the plurality of LED chips and emitting yellow or red and green light using the light of a wavelength from purple to blue as an excitation light source;
each of the plurality of LED chips on the plate is disposed at a predetermined position corresponding to a configuration of a forward illumination area so as to realize a light distribution control of a pattern selected from a plurality of light distribution control patterns including a low beam and a high beam as a light distribution control of a beam forward;
The LED drive circuit controls the on/off and light amount of each LED chip on the LED board, thereby realizing the light distribution control of the selected pattern;
the LED substrate has a shielding plate disposed between predetermined LED chips of the plurality of LED chips so as to stand forward, the shielding plate shielding light emitted from the LED chips and limiting forward dispersion from the LED chips;
the shielding plate is disposed on the plate at a predetermined position and in a predetermined shape so as to realize the light distribution control of the plurality of patterns;
the plurality of LED chips include a plurality of LED chips arranged at positions corresponding to the high beam region in the forward illumination region,
The shielding plate includes a shielding plate disposed at a predetermined position for further dividing the high beam region into a plurality of regions,
As one of the patterns, a pattern in which the high beam is used and the light distribution width is variable and controlled is included,
The LED drive circuit controls the high beam to change the light distribution width of the high beam area by turning on a selected part of the high beam area and turning off or dimming another selected part of the high beam area when the high beam is in a high beam and light distribution width variable control pattern.
Headlight.
前記LED基板の前記複数のLEDチップを駆動するLED駆動回路と、
前記LED基板に対し垂直な方向である前方に配置され、前記LED基板からの発光を前記前方へビームとして投射する投射レンズと、
を備え、
前記LED基板は、
プレートと、
前記プレート上に配置され、紫色から青色の波長の光を発光する前記複数のLEDチップと、
前記プレート上に前記複数のLEDチップを覆って配置され、前記紫色から青色の波長の光を励起光源として黄色もしくは赤色と緑色の光を発光する蛍光体と、を有し、
前記プレート上の前記複数のLEDチップにおける各々のLEDチップは、前方へのビームの配光制御として、ロービームとハイビームを含む、複数の配光制御のパターンから選択されたパターンの配光制御を実現するように、前方の照明領域の構成に対応させた、予め定められた位置に配置されており、
前記LED駆動回路から前記LED基板の各々のLEDチップの点灯および消灯と光量とが制御されることで、前記選択されたパターンの配光制御が実現され、
前記LED基板は、前記複数のLEDチップの所定のLEDチップの間に、前記前方に立つように配置され、前記LEDチップからの発光を遮蔽し、前記LEDチップからの前方への発散を制限する遮蔽板を有し、
前記遮蔽板は、前記複数のパターンの配光制御を実現するように、前記プレート上、予め定められた位置に、定められた形状で配置されており、
前記複数のLEDチップは、前記前方の照明領域での前記ハイビームの領域に対応させた位置に配置された複数のLEDチップを含み、
前記遮蔽板は、前記ハイビームの領域をさらに複数の領域に区分するために定められた位置に配置された遮蔽板を含み、
前記パターンの1つとして、前記ハイビームでかつ配光中心可変制御をするパターンを有し、
前記LED駆動回路は、前記ハイビームでかつ配光中心可変制御をするパターンの時には、前記ハイビームの領域のうち、選択した一部の領域を点灯し、選択した他の一部の領域を消灯または減光することで、前記ハイビームの領域の配光中心を変更するように駆動制御する、
ヘッドライト。 An LED substrate on which a plurality of LED chips are arranged;
an LED driving circuit that drives the LED chips on the LED substrate;
a projection lens disposed forward in a direction perpendicular to the LED board and configured to project light emitted from the LED board forward as a beam;
Equipped with
The LED substrate is
Plate and
The plurality of LED chips are disposed on the plate and emit light having wavelengths ranging from violet to blue;
a phosphor disposed on the plate to cover the plurality of LED chips and emitting yellow or red and green light using the light of a wavelength from purple to blue as an excitation light source;
each of the plurality of LED chips on the plate is disposed at a predetermined position corresponding to a configuration of a forward illumination area so as to realize a light distribution control of a pattern selected from a plurality of light distribution control patterns including a low beam and a high beam as a light distribution control of a beam forward;
The LED drive circuit controls the on/off and light amount of each LED chip on the LED board, thereby realizing the light distribution control of the selected pattern;
the LED substrate has a shielding plate disposed between predetermined LED chips of the plurality of LED chips so as to stand forward, the shielding plate shielding light emitted from the LED chips and limiting forward dispersion from the LED chips;
the shielding plate is disposed on the plate at a predetermined position and in a predetermined shape so as to realize the light distribution control of the plurality of patterns;
the plurality of LED chips include a plurality of LED chips arranged at positions corresponding to the high beam region in the forward illumination region,
The shielding plate includes a shielding plate disposed at a predetermined position for further dividing the high beam region into a plurality of regions,
As one of the patterns, a pattern in which the high beam is used and the light distribution center is variable and controlled is included,
When the high beam is in a pattern in which the light distribution center is variable, the LED drive circuit controls the light distribution center of the high beam area to be changed by turning on a selected part of the high beam area and turning off or dimming another selected part of the high beam area.
Headlight.
前記照明装置は、複数のLEDチップが配置されたLED基板と、前記LED基板の前記複数のLEDチップを駆動するLED駆動回路と、前記LED基板に対し垂直な方向である前方に配置され、前記LED基板からの発光を前記前方へビームとして投射する前記投射レンズと、を備え、
前記LED基板は、プレートと、前記プレート上に配置され、青色光を発光する前記複数のLEDチップと、前記プレート上に前記複数のLEDチップを覆って配置され、前記青色光を励起光源として黄色光を発光する蛍光体と、を有し、
前記プレート上の前記複数のLEDチップにおける各々のLEDチップは、前方へのビームの配光制御として、複数の配光制御のパターンから選択されたパターンの配光制御を実現するように、前方の照明領域の構成に対応させた、予め定められた位置に配置されており、
前記LED駆動回路から前記LED基板の各々のLEDチップの点灯および消灯と光量とが制御されることで、前記選択されたパターンの配光制御が実現され、
前記投射レンズは、前記LED基板からの発光を収差補正して前方へビームとして投射する、
投射レンズ。 A projection lens constituting an illumination device,
The illumination device includes an LED board on which a plurality of LED chips are arranged, an LED drive circuit that drives the plurality of LED chips on the LED board, and the projection lens that is arranged forward in a direction perpendicular to the LED board and projects light emitted from the LED board forward as a beam,
the LED substrate includes a plate, the plurality of LED chips arranged on the plate and emitting blue light, and a phosphor arranged on the plate to cover the plurality of LED chips and emitting yellow light using the blue light as an excitation light source;
each of the plurality of LED chips on the plate is disposed at a predetermined position corresponding to a configuration of a forward illumination area so as to realize a light distribution control pattern selected from a plurality of light distribution control patterns as a light distribution control of a beam forward;
The LED drive circuit controls the on/off and light amount of each LED chip on the LED board, thereby realizing the light distribution control of the selected pattern;
The projection lens corrects the light emitted from the LED board for aberration and projects the light forward as a beam.
Projection lens.
前記投射レンズは、入射面および出射面に非球面形状を有する凸レンズと、前記凸レンズの出射側に配置された、入射面および出射面に非球面形状を有する凹レンズと、を有する、
投射レンズ。 14. The projection lens according to claim 13 ,
the projection lens includes a convex lens having an aspheric shape on an entrance surface and an exit surface, and a concave lens having an aspheric shape on an entrance surface and an exit surface, the concave lens being disposed on the exit side of the convex lens.
Projection lens.
前記ヘッドライトは、複数のLEDチップが配置されたLED基板と、前記LED基板の前記複数のLEDチップを駆動するLED駆動回路と、前記LED基板に対し垂直な方向である前方に配置され、前記LED基板からの発光を前記前方へビームとして投射する投射レンズと、を備え、
前記LED基板は、プレートと、前記プレート上に配置され、青色光を発光する前記複数のLEDチップと、前記プレート上に前記複数のLEDチップを覆って配置され、前記青色光を励起光源として黄色光を発光する蛍光体と、を有し、
前記プレート上の前記複数のLEDチップにおける各々のLEDチップは、前方へのビームの配光制御として、ロービーム、ハイビーム、およびADB(Adaptive driving beam)を少なくとも含む、複数の配光制御のパターンから選択されたパターンの配光制御を実現するように、前方の照明領域の構成に対応させた、予め定められた位置に配置されており、
前記複数のLEDチップの各々のLEDチップは、前記定められた位置に応じて、定められた直列数で直列接続された、1つ以上のLEDデバイスを有し、
前記各々のLEDチップは、前記前方の照射領域の構成に対応させて、周辺部に対し中央部に対応するLEDチップほど、前記直列数が大きく、
前記ヘッドライト制御方法は、
前記LED駆動回路が、車両走行状況に応じた命令または車両情報の入力に基づいて、照明のモードに対応させて、前記パターンを選択するステップと、
前記LED駆動回路が、選択された前記パターンの配光制御のために、前記LED基板の前記複数のLEDチップの各々のLEDチップの点灯および消灯と光量とを制御するステップと、を有する、
ヘッドライト制御方法。 A headlight control method for controlling a headlight, comprising:
The headlight includes an LED board on which a plurality of LED chips are arranged, an LED drive circuit that drives the plurality of LED chips on the LED board, and a projection lens that is arranged forward in a direction perpendicular to the LED board and projects light emitted from the LED board forward as a beam,
the LED substrate includes a plate, the plurality of LED chips arranged on the plate and emitting blue light, and a phosphor arranged on the plate to cover the plurality of LED chips and emitting yellow light using the blue light as an excitation light source;
each of the plurality of LED chips on the plate is disposed at a predetermined position corresponding to a configuration of a forward illumination area so as to realize a light distribution control of a pattern selected from a plurality of light distribution control patterns including at least a low beam, a high beam, and an adaptive driving beam (ADB) as a light distribution control of a beam forward;
Each LED chip of the plurality of LED chips has one or more LED devices connected in series in a predetermined number of series according to the determined position;
The number of LED chips in series is larger in a center portion of the LED chips than in a peripheral portion of the LED chips in the center portion of the LED chips in the front illumination region.
The headlight control method includes:
The LED driving circuit selects the pattern corresponding to a lighting mode based on an instruction or vehicle information input according to a vehicle driving situation;
and a step of controlling, by the LED drive circuit, turning on and off and controlling the amount of light of each of the plurality of LED chips on the LED substrate for light distribution control of the selected pattern.
Headlight control method.
前記ヘッドライトは、複数のLEDチップが配置されたLED基板と、前記LED基板の前記複数のLEDチップを駆動するLED駆動回路と、前記LED基板に対し垂直な方向である前方に配置され、前記LED基板からの発光を前記前方へビームとして投射する投射レンズと、を備え、The headlight includes an LED board on which a plurality of LED chips are arranged, an LED drive circuit that drives the plurality of LED chips on the LED board, and a projection lens that is arranged forward in a direction perpendicular to the LED board and projects light emitted from the LED board forward as a beam,
前記LED基板は、プレートと、前記プレート上に配置され、青色光を発光する前記複数のLEDチップと、前記プレート上に前記複数のLEDチップを覆って配置され、前記青色光を励起光源として黄色光を発光する蛍光体と、を有し、the LED substrate includes a plate, the plurality of LED chips arranged on the plate and emitting blue light, and a phosphor arranged on the plate to cover the plurality of LED chips and emitting yellow light using the blue light as an excitation light source;
前記プレート上の前記複数のLEDチップにおける各々のLEDチップは、前方へのビームの配光制御として、ロービーム、ハイビーム、およびADB(Adaptive driving beam)を少なくとも含む、複数の配光制御のパターンから選択されたパターンの配光制御を実現するように、前方の照明領域の構成に対応させた、予め定められた位置に配置されており、each of the plurality of LED chips on the plate is disposed at a predetermined position corresponding to a configuration of a forward illumination area so as to realize a light distribution control of a pattern selected from a plurality of light distribution control patterns including at least a low beam, a high beam, and an adaptive driving beam (ADB) as a light distribution control of a beam forward;
前記LED駆動回路は、メモリに、前記複数のパターンの配光制御に対応した前記複数のLEDチップの駆動制御のための設定情報を記憶しており、the LED drive circuit stores, in a memory, setting information for drive control of the plurality of LED chips corresponding to the plurality of light distribution control patterns;
前記ヘッドライト制御方法は、The headlight control method includes:
前記LED駆動回路が、車両走行状況に応じた命令または車両情報の入力に基づいて、照明のモードに対応させて、前記パターンを選択するステップと、The LED driving circuit selects the pattern corresponding to a lighting mode based on an instruction or vehicle information input according to a vehicle driving situation;
前記LED駆動回路が、選択された前記パターンの配光制御のために、前記LED基板の前記複数のLEDチップの各々のLEDチップの点灯および消灯と光量とを制御するステップと、を有する、and a step of controlling, by the LED drive circuit, turning on and off and controlling the amount of light of each of the plurality of LED chips on the LED substrate for light distribution control of the selected pattern.
ヘッドライト制御方法。Headlight control method.
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