JP2001266620A - 車両用の照明装置 - Google Patents

車両用の照明装置

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JP2001266620A
JP2001266620A JP2001053051A JP2001053051A JP2001266620A JP 2001266620 A JP2001266620 A JP 2001266620A JP 2001053051 A JP2001053051 A JP 2001053051A JP 2001053051 A JP2001053051 A JP 2001053051A JP 2001266620 A JP2001266620 A JP 2001266620A
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light source
lighting device
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Vincent Thominet
トミネー ヴァンサン
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マトリックスに分配されて配置された多数の
半導体光源と、該半導体光源から送り出された光の光路
における少なくとも１つの光学的に作用するエレメント
とを有する車両用の照明装置を改良し、種々異なる光機
能の間での切換えが簡単な形式で行われ得るようにする
こと。 【解決手段】 マトリックスにおいて種々異なる部分領
域が規定され、該部分領域に半導体光源（１０）の部分
量が配置されており、種々異なる部分領域の半導体光源
が互いに無関係に稼働可能であり、半導体光源から発せ
られる光の光路に絞りとレンズとが配置されてお入り、
相応する部分領域の半導体光源を稼働させることで、種
々の光機能の間の切換えが簡単な形式で行われること。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は請求項１に記載した
形式の車両用の照明装置から出発している。
【０００２】
【従来の技術】このような照明装置はＤＥ４２２８８９
５Ａ１号明細書によって公知である。この照明装置はマ
トリックスに配置された多数の半導体光源を有してい
る。半導体光源から発せられた光の光路内には円板の形
をした光学的に有効なエレメントが配置されている。該
エレメントはマイクロスコープ的な大きさのレンズ又は
プリズムの形で又はマイクロスコープ的な大きさの屈折
グリッドの形で光学的なプロフィルを有している。光学
的なプロフィールのマイクロスコープ的な大きさによ
り、照明装置から送り出される光束は所定の特性を有し
ている。半導体光源は種々異なる色の光を発する。マイ
クロスコープ的な光学的な大きさによって、異なる半導
体光源から送り出された光の混合が達成されるので、照
明装置から発せられる光は白色光となる。しかしこの照
明装置から発せられた光は常に同じ特性を有しているの
で、この照明装置は１つの機能にしか使用することがで
きない。この場合、光束の特性という概念には、光束の
光色、その方向、到達距離、拡散幅及び外光束によって
得られる照明強度分布が纏められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は照明装
置から発せられる光束の特性を変え、照明装置が種々の
機能のために使用できるようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、マトリ
ックスに分配された多数の半導体光源と、該半導体光源
から送り出された光の光路における少なくとも１つの光
学的に作用するエレメントとを有する車両用の照明装置
において、前記マトリックスの種々異なって規定された
部分領域に配置された半導体光源が互いに無関係に稼働
可能であることによって解決された。
【０００５】従属請求項には本発明による照明装置の有
利な実施態様と発展的な構成が開示されている。請求項
３の構成は、種々異なる光色の光束の送り出しを可能に
するので照明装置は例えば多数の異なる信号機能のため
に又は１つの信号機能のためと前照燈として使用するこ
とができる。請求項５の構成は照明装置を、車両の遠隔
領域を強く照明する前照燈として使用することを可能に
する。請求項６による構成は照明装置を車両の前を幅広
く照明する前照燈として使用することを可能にする。こ
れは例えば市街交通における低速での走行及び／又は例
えば霧が発生した狭い視界での走行の場合に有利であ
る。請求項７による構成は照明装置を車両の前を片側に
寄せて照明する前照燈として使用することを可能にす
る。これは特にカーブの走行に際して又は車両の左折・
右折過程に際して有利である。
【０００６】
【実施例】以下、図面に示した実施例について詳細に説
明する。
【０００７】図１には車両、特に自動車の照明装置が示
されている。照明装置は車両のフロント端部に配置され
ており、有利には前照燈として使用される。この場合に
はほぼ同じく構成された２つの照明装置がフロント端部
に、通常の前照燈のように配置されている。照明装置は
マトリックスに分配された多数の半導体光源１０を有し
ている。この場合には半導体光源１０が保持されかつ電
気的に接触させられている保持部材１２が設けられてい
ることができる。半導体光源１０は少なくともほぼ一平
面内に配置されてるか又はコンカーブに湾曲させられた
面又は段付けられた面に亘って分配されている。前記面
は例えばほぼ球面状の曲率を有していることができる。
半導体光源から送り出された光の光路においては集光レ
ンズの形をした光学的に有効なエレメント１４が配置さ
れている。集光レンズ１４により、半導体光源１０から
送り出された、集光レンズ１４を通過する光が束ねられ
るので、この光束は所定の特性をもって照明装置から送
り出される。半導体光源１０と集光レンズ１４との間に
は絞り１６が配置されていることができる。この絞り１
６により、半導体光源１０から送り出された光の１部が
遮蔽され、これにより照明装置から発せられる光束の明
暗限界が生ぜしめられる。絞り１６は照明装置の光軸１
８のほぼ下側に配置されており、集光レンズ１４により
上下及び右左方向で反対に結像された絞り１６の上縁１
７の位置と形とによって、照明装置から送り出された光
束の明暗限界の位置と形とが決定される。
【０００８】照明装置を前照燈だけとして使用する場合
には、全部が少なくともほぼは白色光を発する半導体光
源１０が使用される。図２においては、第１の実施態様
による半導体光源１０のマトリックスが示されている。
マトリックスの上では半導体光源１０の部分量が配置さ
れている所定の部分領域が規定されている。この場合、
種々異なる部分領域に配置された半導体光源１０はそれ
ぞれ、他の部分領域に配置された半導体光源１０とは無
関係に稼働可能である。この場合には、それぞれ１つの
部分領域の半導体光源１０又は少なくとも１つの部分領
域にてさらに分割された領域の半導体光源１０又は一緒
に接触させられ、したがってこれらがその稼働のために
個別に制御される必要がなくなっていると有利である。
【０００９】マトリックスの上にはマトリックスの上縁
から下へ達しかつマトリックスの垂直な中央軸１９の両
側にほぼ対称に配置された、半導体光源１０の部分量を
有する第１の部分領域２２が存在している。水平な方向
では部分領域２２は完全にはマトリックスの側縁までは
達していない。部分領域２２の下縁は例えば照明装置か
ら送り出された光束に与えようとする明暗限界の形を有
していることができる。この場合には絞り１６は省略さ
れる。明暗限界を生ぜしめる絞り１６が設けられると部
分領域２２の下縁は任意の他の形を有していることがで
きる。部分領域２２の半導体光源１０が稼働させられる
と、この半導体光源１０から送り出された光は非対称的
な防眩光束を成し、該防眩光束が照明装置から発せられ
る。
【００１０】図４には照明装置から間隔をおいて配置さ
れた測定スクリーン８０が示されている。この測定スク
リーン８０には照明装置の前にある照明されるであろ
う、走行路が投影されて具現されている。測定スクリー
ン８０はＶＶで示された垂直な中央平面とＨＨで示され
た水平な中央平面とを有している。両中央平面は点ＨＶ
で交差している。半導体光源１０から送り出されかつ照
明装置から発せられる光で、測定スクリーン８０の上で
は、上方に向かって非対称の明暗限界８３，８４で制限
された領域８２が照明される。明暗限界は例えば対面交
通側つまり右交通の場合には測定スクリーン８０の左側
に水平な区分８３を有し、自車交通側、つまり右側交通
の場合には測定スクリーン８０の右側に、区分８３から
上昇する区分８４を有している。
【００１１】さらにマトリックスの上には半導体光源１
０の部分量を有する第２の部分領域２４が規定されてい
ることができる。この部分領域２４は部分領域２２に比
べてわずかな大きさを有する。部分領域２４はマトリッ
クスのほぼ中央に配置され、上方に向かってはマトリッ
クスの縁までは達せず、下方へは部分領域２２よりも先
まで達している。部分領域２４の半導体光源１０が稼働
させられると、該半導体光源１０から送り出された光は
集中させられた光束を生ぜしめ、この光束が照明装置か
ら発せられる。集中させられた光束によって領域８２に
比してわずかな面積を有しかつ領域の明暗限界８３，８
４を部分的に越えた領域８６が測定スクリーン８０にて
照明される。集中された光束によってはなかんづく車両
の前の遠隔領域が照明される。部分領域２４の半導体光
源１０は遠隔光束を発生させるため又は高速のもとでの
車両の前の遠隔領域の照明を改善するために稼働させら
れる。
【００１２】さらにマトリックスの上には、部分領域２
２に比べて垂直方向ではわずかな広がりを有するが水平
方向では部分領域２２よりも大きい広がりを有する、半
導体光源の部分量を備えた第３の部分領域２６が規定さ
れている。部分領域２６はマトリックスの全幅に亘って
延在することができる。部分領域２６はマトリックスの
上方の縁部から延びているが、部分領域２２の下縁から
間隔をおいて終わっている。部分領域２６の下縁はほぼ
水平に延びている。部分領域２６の半導体光源１０が稼
働させられると、この半導体光源１０から発せられた光
により水平方向に拡散した光束が発生させられ、この光
束が照明装置から送り出される。水平方向に拡散した光
束によっては領域８２に対し水平方向で大きい広がりを
有するが垂直方向には領域８２に較べてわずかな広がり
しか有しない領域８８が測定スクリーン８０にて照明さ
れる。領域８８は上方に向かってはほぼ水平な明暗限界
８９により制限されている。該明暗限界８９は領域８２
の明暗限界８３，８４の下を延びている。部分領域２６
の半導体光源１０は例えば低速の場合又は霧等で可視距
離がわずかである場合に稼働させることができる。
【００１３】さらにマトリックスの上にはマトリックス
の側縁部の近くに配置された、半導体光源１０の部分量
を有する第４の部分領域２８が規定されていることがで
きる。第４の部分領域２８は第１の部分領域２２よりも
著しくわずかな広がりを水平方向に有し、部分領域２２
の垂直方向の広がりとほぼ同じ大きさの広がりを垂直方
向に有している。第４の部分領域２８は第１の部分領域
２２とマトリックスの側方縁部との間を延びている。第
４の部分領域２８の半導体光源１０が稼働させられる
と、この半導体光源１０から発せられた光によって片側
へ向けられた光束が生ぜしめられ、この光束が照明装置
から送り出される。光送出方向で見て左側の第４の部分
領域２８の半導体光源１０によっては、領域８２の右に
配置されている領域９０が測定スクリーン８０の上で照
明される。光走出方向で見て右側の部分領域２８の半導
体光源１０によっては領域８２の左に配置された領域９
１が測定スクリーン８０の上で照明される。一方の第４
の部分領域２８の半導体光源１０は有利には、車両がカ
ーブを通過する際又は右・左折過程に際して稼働せられ
る。この場合には、送り出された光が屈折した方向又は
切込んだ走行方向の照明を行う部分領域２８の半導体光
源１０が稼働させられる。さらに両方の第４の部分領域
２８の半導体光源１０が稼働させられるようにすること
もできる。これは例えば車両の速度が低い場合に、車両
の前を大きい幅に亘って照明する場合に有利である。
【００１４】先に述べた種々の光機能の間での切換え
は、相応する部分領域２２，２４，２６又は２８の半導
体光源１０を稼働させることにより、簡単な形式で行う
ことができる。このような切換えは手動で車両操縦者に
よって行うか自動的に制御装置により車両の運転パラメ
ータ、例えば速度及び／又はハンドルの操作量及び／又
は他のパラメータ、例えば天候に関連してかつ／又はセ
ンサシステム、例えば対向交通の認識により行うことが
できる。この場合には１つの部分領域２２，２４，２
６，２８の半導体光源１０を他の部分領域の半導体光源
の稼働に切換えることは、連続的に又は飛躍的な移行を
伴って行うことができる。
【００１５】図３に示されている、照明装置の第２実施
例では、マトリックスの上に半導体光源１０の部分量を
有する複数の部分領域が規定されている。この場合には
種々異なる部分領域の半導体光源１０は種々異なる色の
光を発するが、１つの部分領域の半導体光源の光色は統
一的である。例えばマトリックスの１つの部分領域３０
においては少なくともほぼ白色光を発するように半導体
光源１０が配置されていることができる。部分領域３０
はマトリックスのもっとも大きい部分を占めることがで
きる。部分領域３２においては有色光、例えば少なくと
もほぼオレンジ色の光を発する半導体光源１０が配置さ
れている。この場合には照明装置は部分領域３０の半導
体光源１０を稼働させると前照燈として使用し、部分領
域３２の半導体光源１０を稼働させると例えばウィンカ
灯として使用することができる。
【００１６】半導体光源１０としては電流が流れると可
視光線を発する光ダイオードを使用することができる。
さらに電気的なエネルギをレーザ光線に直接的に変換す
ることを可能にするレーザダイオードを使用することも
可能である。又、１つの半導体光源１０が所定の色の光
を送出する光発生チップを１つしか有していないように
することができる。又、選択的に１つの半導体光源１０
が色の異なる光を送出する複数のチップ、例えば３つの
チップを有するようにすることもできる。この場合、半
導体光源１０においては色の混合が行われ、半導体光源
１０は全体として少なくともほぼ白色の光を送出する。
又、それぞれ１つのチップが赤色の光を、１つのチップ
が緑色の光を、そして１つのチップが青色の光を発する
ようにすることもできる。図５においては第１実施態様
の半導体光源１０が示されている。この場合には単数又
は複数のチップ４０が設けられている。チップ４０はレ
フレクタ４２により取囲まれ、このレフレクタ４２によ
り、チップ４０から発せられた光が反射させられる。チ
ップ４０から発せられかつレフレクタ４２により反射さ
せられた光の光路には、球面又は非球面状の湾曲を有す
るレンズの形をした光学的なエレメントが配置されてい
る。レンズ４３によってはチップ４０から送出されかつ
レフレクタ４２により反射させられた光が集められかつ
少なくともほぼ平行に向けられる。さらにレンズ４３は
チップ４０から発せられた光の混合を行うので、全体と
して半導体光源１０によっては少なくともほぼ白色の光
が送出させられる。レンズ４３は例えばプラスチックか
ら成ることができ、チップ４０とレフレクタ４２とを取
囲む包囲体に構成されていることができる。図６には第
２実施態様による半導体光源１０が示されている。この
場合のも光を発生させるために単数又は複数のチップ４
４が設けられている。チップ４４は包囲体４５により取
囲まれており、該包囲体４５は半導体光源１０の背部側
において、内面がトータル反射を行うように構成されて
いるので、包囲体４５により、チップ４４から送り出さ
れた光が反射させられる。この光は半導体光源１０の前
面側に形成された単数又は複数のレンズ４６を通過し、
その際に集められる。図７においては第３実施態様によ
る半導体光源１０が示されている。この場合にも単数又
は複数のチップ４８が設けられ、該チップ４８がレフレ
クタ４９で取囲まれており、このレフレクタ４９により
チップ４８から発せられた光が反射させられる。チップ
４８から送出されかつレフレクタ４９により反射させら
れた光の光路には光学的なエレメント５０が配置されて
いる。この光学的なエレメント５０は少なくとも１つの
屈折光学的な構造を有し、該構造により通過する光は変
向される。有利には光学的なエレメント５０はチップ４
８の数と光色とに相応して３つの屈折光学的な構造を有
している。該構造はエレメント５０の１つの層又は複数
の層に構成されている。この場合、各構造は１つの光色
に合わせられているので、この光色の光は規定された形
式でこの構造により変向される。光学的なエレメント５
０の屈折光学的な構造は例えば屈折グリッドとして構成
され、例えばホログラフィックな干渉パターンとしてフ
ォトグラフィックな又はフォトリトグラフィックなプロ
セスで施されることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車の照明装置の概略図。
【図２】第１実施例による照明装置の半導体光源のマト
リックスを示した図。
【図３】第２実施例による半導体光源のマトリックスを
示した図。
【図４】照明装置から送出された光により照射した、照
明装置の前に配置された測定スクリーンを示した図。
【図５】第１の実施形態による半導体光源を示した図。
【図６】第２の実施形態による半導体光源を示した図。
【図７】第３の実施形態による半導体光源を示した図。
【符号の説明】
１０ 半導体光源、 １２ 保持体、 １４ 光学的に
作用するエレメント、１６ 絞り、 １８ 光軸、 １
９ 中央平面、 ２２，２４，２６，２８部分領域、
３０，３２ 部分領域、 ４０ チップ、 ４２ レフ
レクタ、４３ レンズ、 ４４ チップ、 ４５ 包囲
体、 ４６ レンズ、 ４８ チップ、 ４９ レフレ
クタ、 ５０ 光学的なエレメント、 ８０ 測定スク
リーン、 ８２ 領域、 ８３，８４ 明暗限界、 ８
８ 領域、 ８９ 明暗限界、 ９９，９１ 領域

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マトリックスに分配された多数の半導体
    光源（１０）と、該半導体光源から送り出された光の光
    路における少なくとも１つの光学的に作用するエレメン
    ト（１４）とを有する車両用の照明装置において、前記
    マトリックスの種々異なって規定された部分領域（２
    ２，２４，２６，２８；３０，３２）に配置された半導
    体光源（１０）が互いに無関係に稼働可能であることを
    特徴とする、車両用の照明装置。
  2. 【請求項２】 少なくとも１つの光学的に作用するエレ
    メント（１４）が集光レンズである、請求項１記載の照
    明装置。
  3. 【請求項３】 種々異なって規定された部分領域（３
    ０，３２）に配置された半導体光源（１０）の部分量に
    よって、種々異なる色の光が発せられ、半導体光源（１
    ０）の部分量が、照明装置から送り出される光束の所定
    の色を達成するために稼働可能である、請求項１または
    ２記載の照明装置。
  4. 【請求項４】 マトリックスにおいて、半導体光源（１
    ０）で非対称の防眩光束を生ぜしめる部分領域（２２）
    が規定されている、請求項１から３までのいずれか１項
    記載の装置。
  5. 【請求項５】 マトリックスにおいて半導体光源（１
    ０）によって、集中した光束を生ぜしめる部分領域（２
    ０）が規定されている、請求項１から４までのいずれか
    １項記載の照明装置。
  6. 【請求項６】 マトリックスにおいて半導体光源（１
    ０）が水平に拡散した光束を生ぜしめる部分領域（２
    ６）が規定されている、請求項１から５までのいずれか
    １項記載の照明装置。
  7. 【請求項７】 マトリックスにおいて半導体光源（１
    ０）が片側へ右又は左へ向けられた光束を生ぜしめる少
    なくとも１つの部分領域（２８）が規定されている、請
    求項１から７までのいずれか１項記載の照明装置。
  8. 【請求項８】 マトリックスの半導体光源（１０）がコ
    ンカーブに湾曲した面に分配されている、請求項１から
    ７までのいずれか１項記載の照明装置。
  9. 【請求項９】 半導体光源（１０）と少なくとも１つの
    光学的に作用するエレメントとの間に絞り（１６）が配
    置され、この絞り（１６）によって照明装置から送り出
    された光束の明暗限界が生ぜしめられる、請求項１から
    ８までのいずれか１項記載の照明装置。
  10. 【請求項１０】 １つの部分領域（２２，２４，２６，
    ２８）の半導体光源（１０）の部分量の稼働から他の部
    分領域（２２，２４，２６，２８）の半導体光源（１
    ０）の部分量の稼働への切換えを連続的な移行をもって
    行う、請求項１から９までのいずれか１項記載の照明装
    置。
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