JP2005227752A

JP2005227752A - 車両タイヤ又はホイール組立体上にイルミネーション表示するシステム

Info

Publication number: JP2005227752A
Application number: JP2004368562A
Authority: JP
Inventors: Kevin R Reim; アール．リームケヴィン
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Societe de Technologie Michelin SAS
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland; Societe de Technologie Michelin SAS
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2005-08-25
Also published as: US20050134475A1; MXPA04012571A; US7079042B2; CA2489048A1; EP1544036A3; EP1544036A2

Abstract

【課題】車両のタイヤ又はホイール上にイルミネーション表示するシステムを提供する。
【解決手段】タイヤ表示装置は、所定のアレイ形状に配列された複数の点光源（一つ以上の波長で動作するＬＥＤ又はＯＬＥＤ）と、複数の点光源の各々に接続されたマイクロプロセッサと、マイクロプロセッサ及び他の装置構成要素に電力供給する電源と、マイクロプロセッサに一つ以上のタイミング信号を供給するように構成されたタイミングセンサとを具備する。タイミングセンサが発生されるタイミング信号は、複数の点光源の回転速度及び相対位置を決定するに十分な情報を提供する。マイクロプロセッサは、タイヤ又はホイールの回転経路を点光源が進行するときに、タイヤ又はホイールの回転速度及び相対位置に応じて決定される各点光源の点灯シーケンスと点灯持続時間を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両タイヤ又はホイール組立体上にイルミネーション表示するシステムに関する。

乗用車、貨物自動車、オートバイ又はその他の車両に光組立体を装備する例が沢山知られている。例えば、救急車、消防車、警察車両などのような緊急車両には回転灯乃至は明滅灯が長年装備されている。このような光組立体は、光組立体が装備されている車両の種類を特定するため、または、緊急車両若しくは他の特別な車両の存在を他の車両に注意させるためにしばしば機能している。

最近の技術の進歩により、緊急車両若しくは他の特別な車両以外の車両にも光組立体を設けることが広がっている。具体的には、美的感覚に訴えるために乗用車の様々な場所に光組立体を一体的に設けることに最近の関心が発展している。非常に多岐に亘る乗用車に光組立体によって視覚的効果を与えることに消費者の比較的高い関心がある。

一つの光組立体の例として、自動車又はオートバイのホイール用の「TireFlys」ブランドの発光ダイオード（ＬＥＤ）製品がある。この製品は、運動センサと、タイミング回路と、電池と、ＬＥＤとを含む比較的簡単な装置である。これらは、タイヤバルブ上にネジ結合するバルブステムキャップのように動作して、タイヤが回転している状態でＬＥＤを明滅させる。ＬＥＤの発光持続期間の長さとタイヤの回転速度に応じて、ホイールの周りに、様々な長さの光の弧が形成される視覚効果がもたらされる。「TireFlys」ブランドのＬＥＤ装置は、２つ１組で、そして、様々な機能的な色が、市販されていることが知られている。

車両発光装飾に対する最近の要望に鑑み、本発明は、車両タイヤ又はホイール組立体と一体化できる改良した光組立体を提供せんとするもんである。

本発明は、車両タイヤ又はホイール組立体上にイルミネーション表示するシステムを改良するものである。光組立体（以下「タイヤ表示装置」と称する場合もある）は、ロゴや図形やメッセージのイルミネーションのような視覚イメージを表示するように、タイヤ又はホイール組立体に一体的に装備されるように構成されている。美的感覚に訴えるために及び／又は安全を図るためにかかる視覚イメージを創作することができる。

本発明の１つの特徴によれば、望ましい動作上の効果を発揮できるように装置を取付け及び位置決定できる沢山な選択肢を持つタイヤ表示又はタイヤイルミネーション装置が提供される。例えば、本発明によるタイヤイルミネーション装置の１つの実施例では、タイヤサイドウォールに沿ってタイヤサイドウォールと一体的に設けられ、別の実施例では、タイヤイルミネーション装置は、ホイール部分又はリム部分に設けられる。タイヤイルミネーション装置をタイヤやホイールに一体的に取り付ける典型的な手段として、接着剤、機械的な固定具、モールド成形、溶融ゴムパッチなどが使用できる。

本発明の別の特徴によれば、所望のアレイ形状に配列されて全体的に一様なイルミネーションを表示する複数の点光源（複数のＬＥＤ又はＯＬＥＤ）を有しているタイヤ表示又はタイヤイルミネーション装置が提供される。例えば、点光源アレイを覆うように透明な又は半透明な材料層を設けて、各点光源から発せられる光を拡散させ、材料層が均一に発光しているように見えるようにすることができる。本発明の或る実施例では、各点光源と上記した材料層との間に付加的に、光学材料ファイバを撚ったものを複数を設けて、点光源を分散させ、更に均一な視覚表示効果を達成することができる。全体的に均一な視覚表示の典型例に、ロゴや図形のイルミネーションがある。

本発明の更に別の特徴によれば、複数の点光源（例えば、ＬＥＤ）のための特別なイルミネーション配置が提供される。その特別なイルミネーションには、タイヤが回転している状態で、図形やメッセージをスクロールするような視覚表示をすることができる。具体的には、点光源アレイ（しばしば線形アレイに構成される）がタイヤ又はホイール組立体の回転経路を進むとき、マイクロプロセッサ及びタイミングセンサが、タイヤ又はホイール組立体の回転速度及び位置を考慮しつつ、アレイ内の各点光源の点灯のシーケンス及び持続時間を決定及び制御するように動作する。タイヤ又はホイールの回転速度が増大すると、それに応じて光源アレイの走査速度が増大して、見る眼に、点滅点光源の連続が、連続して発光している像のように見えるようにする。

本発明の１つの実施例によれば、本発明のイルミネーション装置は、所定のアレイ形状に配列された複数の点光源（一つ以上の波長で動作するＬＥＤ又はＯＬＥＤ）と、その複数の点光源の各々に結合されたマイクロプロセッサと、マイクロプロセッサ及び／又は他の装置構成要素に電力を供給するためのの電源と、マイクロプロセッサに一つ以上のタイミング信号を供給するように構成されたタイミングセンサとを具備している。タイミングセンサによって発生されるタイミング信号は、複数の光源の回転速度及び相対位置を決定するに十分な情報を含んでいることが好ましい。

本発明の別の実施例によれば、一つ以上の一体化された電力内蔵型発光組立体が一体化さたタイヤ組立体が提供される。かかるタイヤ組立体は、空気タイヤと、少なくとも１つのタイヤ表示装置とを具備している。空気タイヤは、地面と接触するトレッド部分を有するクラウン部分と、タイヤをホイールリムに取り付けるビード部分と、ビード部分とクラウン部分との間に延びるサイドウォール部分とを有している。少なくとも１つのタイヤ表示装置は、空気タイヤ構造のサイドウォール部分の選択した場所に一体化して設けられ、タイヤが静止状態にあっても回転していても、空気タイヤ構造のサイドウォール部分の選択した場所の表面に、発光視覚表示をする。少なくとも１つのタイヤ表示装置は、所定のアレイ形状に構成された複数の点光源を有していることがこのましい。

本発明によるタイヤ表示装置とタイヤとの組立体の更に別の実施例によれば、点光源に結合されたマイクロプロセッサが、タイヤ表示装置が取り付けれたタイヤ又はホイールの周りの回転経路を点光源が進むとき、複数の点光源の点灯シーケンス及び発光持続時間を制御する。各点光源の点灯シーケンス及び発光持続時間は、タイミングセンサから得られるようなタイヤ又はホイールの回転速度及び位置の関数として決定される。

本発明によるタイヤ表示装置の或る実施例は更に、タイヤ表示装置が取り付けられている周囲の光の量を測定する光応答素子や、無線ユーザ入力信号を受ける無線受信機又はトランシーバのような特徴を有している。

本発明の更に別の特徴は、装置支持機構にある。例えば、一つ以上の可撓性ワイヤ構造体が相互接続し且つアレイ内の各光源に電気的に接続している。他の例では、支持基板が設けられ、その支持基板にタイヤ表示装置の素子、例えば点光源が取り付けられる。かかる支持基板は、タイヤのストレスを遮断し且つタイヤ表示装置を支持するように最適な発泡接着剤層で取り付けることができる。

本発明の更に別の特徴は、装置支持機構にある。タイヤ又はホイール組立体に一体的に取り付けられえる一つ以上のタイヤ表示装置とのインターフェイスをする制御システムにある。かかる制御システムは、一つ以上のタイヤ表示装置の視覚表示選択をユーザが選択できるように入力インターフェイス（例えば、キーボード）と、その入力インターフェイスに結合され制御システムの様々な素子を制御するように構成されたマイクロプロセッサと、制御システムの素子に電力を供給する電源と、一つ以上のタイヤ表示装置に無線信号を送信する送信機とを具備することができる。また、かかる制御システムは、ユーザに対して、視覚出力と選択入力の確認とのためにディスプレイを具備することもできる。更に、車両のオーディオ信号にタイヤ表示装置のイルミネーションを同期させるために、車両オーディオユニットに結合するためのオーディオ入力を有することもできる。

本発明のその他の目的及び効果は、以下の詳細な説明において述べると共に、以下の詳細な説明から当業者には明らかになる筈である。更に、以下に詳細に説明し図解する本発明の特徴や工程に対する変更や修正は、本発明の精神から離れることなく、本発明の様々な実施例や使用方法において実現可能であることも理解される筈である。変更や修正は、以下に説明し図解する手段や特徴や工程をそれらに均等な手段や特徴や工程に置換することや、様々な部品、特徴、工程などの機能上や動作上や位置上の反転などを含むが、それらに限定されるものではない。

更に、本発明の様々な実施例や様々な現在好ましい実施例は、ここに開示する特徴や部品や工程や配置やそれらの均等物の様々な組合せや配置（図面に明確に示されていない又は図面を参照しての詳細な説明に記載さていない特徴や部品や工程や配置の組合せも含む）を含むものである。本明細書の発明の概要において必ずしも説明していない本発明の他の実施例は、本明細書の発明の概要において言及した特徴や部品や工程、及び／又は本明細書において別に検討している他の特徴や部品や工程の性質の様々の組合せも含むこともできる。本明細書の他の部分を検討することにより、当業者は、上記した実施例及びほかの特徴をより良く理解できるであろう。

当業者に向けた本発明の最良態様を含む本発明の十分で実施可能な開示を、以下、添付図面を参照して行う。
なお、本明細書及び図面に亘って同一参照番号を、本発明の同一又は同様な特徴を示すために使用する。

本明細書の発明の概要で述べたように、本発明は、タイヤ又はホイール組立体と一体化される発光ダイオード（ＬＥＤ）タイヤ表示装置に関するものである。かかるＬＥＤ電子装置は、装置が取り付けられるタイヤ又はホイール組立体の回転と同期した動作の
ために構成されたＬＥＤアレイ及びそのための回路を具備している。

本発明によるＬＥＤタイヤ表示装置は、様々な形状が可能であり、その例を図３及び図４に示す。かかる形状は、タイヤサイドウォール部分の外面やホイールリムなどの半径方向又は周方向の配置に関する具体的な例において実現され、その例を図１、図６及び図７に示す。ＬＥＤアレイをタイヤの具体的な場所に取り付ける例を、図８及び図９に示す。また、ＬＥＤアレイの配置の異なる例を図１０（（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ））に示す。ＬＥＤイルミネーションの点灯シーケンスと発光持続時間を制御するアルゴリズムのプログラムが、図２及び図５に図解したような、ＬＥＤよる視覚ディスプレイ効果を決定する。かかるアルゴリズムは、マイクロプロセッサとタイミング機構によって実現できる。それらマイクロプロセッサとタイミング機構は、図１２に示すようなＬＥＤ電子装置において、ＬＥＤアレイに関連する付加回路の部分となることができる。本発明によるタイヤ表示装置の実施例とインターフェイスする装置は、車両の内部に設けられ、図１１に全体的に図解しそして図１３を参照して詳細に説明する。

本発明の上述した特徴を選択的に組み合わせることにより、本発明の様々な異なる実施例を実現できる。ここに説明し開示した実施例の各々は、本発明を限定するものではないことには留意すべきである。また、一つの実施例の一部として図解し説明した特徴や工程は、他の実施例の特徴と組み合わせることができ、それにより、更に別の実施例を実現できる。加えて、或る特徴は、同一又は同様な機能を達成する上述していない同様な装置又は特徴と置換することができる。同様にして、或る工程は、他の工程と置換したり組み合わせることにより、回転するタイヤの機械エネルギーから電力を生成する方法の他の実施例を実現できる。

以下、タイヤ表示装置のＬＥＤアレイとその対応する回路の好ましい実施例を詳細に参照する。図面を参照するならば、図１は、車両ホイール組立体１０の一例の側面図であり、車両ホイール組立体１０は、ホイールリム１４に取り付けられた空気タイヤ構造体１２を有している。本発明による動作をするように構成されたＬＥＤアレイ２０を有する電子タイヤ表示装置が、車両ホイール組立体１０に対して設けられており、第１の実施例では、タイヤ１２のサイドウォール部分の外面上に、全体として半径方向に一直線に延在する場所１６に設けられている。本発明によるＬＥＤアレイ２０の別の配置場所１８は、ホイールリム１４の所定の位置である。或る実施例では、ホイールリムに取り付けられるＬＥＤアレイは、ホイールリム１４の外周に向かって一つ以上の場所に設けることが好ましい。

図３を参照するならば、本発明によるタイヤ表示装置のＬＥＤアレイ２０の第１の配置例では、タイヤサイドウォールに沿って、ほば半径方向に延在するようにＬＥＤ２２を一列に配置している。図３の一列のＬＥＤアレイ２０ａに８個の独立したＬＥＤ２２が図解されているが、任意の数のＬＥＤ２２を配置することができ、又、ＬＥＤの数が本発明を限定するものではないことは理解されるべきである。

本発明によるタイヤ表示装置のＬＥＤアレイ２０の第２の配置例が図４に示されている。その第２の配置例では、ＬＥＤアレイの独立したＬＥＤ２２が、所定のオフセットパターンで互いにずれて配置されている。このオフセットパターンは、タイヤ表示装置の動作時の異なる意匠効果を達成するために、個別化でき、更に、様々な異なるアレイ形状にすることができる。図４のＬＥＤアレイ例の各ＬＥＤ２２は、タイヤ１２の成型された部分２４に埋め込むんで、ＬＥＤ２２をタイヤ１２に埋め込みと共に、タイヤサイドウォール部分に沿って各ＬＥＤ２２を設けたことの美的カムフラージュをすることができる。成型部分２４は、例えば火炎状又は水滴状、更に又は他の様々形状にデザインすることができる。

本発明によるＬＥＤタイヤ表示装置は、車両タイヤが静止状態にあるときにＬＥＤアレイ２２の各ＬＥＤ２２が発光するように構成することもできる。又は、ＬＥＤアレイ２２のそれぞれのＬＥＤが、連続パターン又は回転パターンで選択的に発光して、静止しているＬＥＤアレイディスプレイにおいて動きを表すこともできる。しかし、本発明のタイヤ表示装置の特定な機能は、タイヤが回転しているときに、ＬＥＤアレイの各ＬＥＤのプログラムされた選択的な発光によって実現される。タイヤ回転中、タイヤ表示装置の部分としてタイヤ又はホイールに設けられたＬＥＤ２２のアレイは、同一の経路上の連続的に走査される。タイヤ回転中のこの連続走査動作において、ＬＥＤアレイ２０に接続されているマイクロプロセッサが、タイヤの回転速度に従って点灯されるＬＥＤの位置を高速で変えて、テキストメッセージ又は動く図形を表示するようにプログラムできる。回転点光源の選択的点灯によってつくられる視覚効果は、明滅光源の繰り返される走査経路を一つの連続した像として視認する人間の眼の自然な特性によるものである。この現象は、「視覚の存続」として知られているものであり、人間の眼が、コンピュータスクリーン上の画素や、映画館で連続するコマや、蛍光灯の脈動周波数を見る場合に該当し、そうような光源を連続する像としてとらえている。「視覚の存続」現象を利用した他の例には「Fantazain」ブランドの時計及び指揮棒の製品がある。

タイヤ回転中に視覚的に実現されるイメージの例を図２に示す。図２を参照するならば、ホイール１４及びそのホイールに取り付けられたタイヤ１２がホイール軸を中心にして実質的な速度で回転しているとき、図１に示すようにタイヤ１２のサイドウォールに沿った場所１６にある回転するＬＥＤタイヤ表示装置２０は、タイヤ回転中に具体的に図形表示２６を生成するように構成されている。その図形表示２６は、単純なメッセージでも、カラー動画シーンでもいい。

図２に示す視覚表示の例の具体的な特徴を図５に図示する。図５の図面は、動いているタイヤ１２とホイールリム１４とを図示しており、タイヤ回転中に（図３のＬＥＤアレイ２０ａのような）半径方向に配置されているコラム状ＬＥＤアレイ２０が位置をとるであろう複数の連続した位置を示している。例えば、８個のＬＥＤのコラムは始め位置ａに位置しており、タイヤの全角度範囲に渡って第２のそしてそれに続く連続する位置ｂ、ｃ、ｄ、・・・ｏ、ｐ、ｑの各位置ごとに位置を変える。図示の例では８個のＬＥＤが表示されているが、他の数（例えば４、６、７、８、９、１０など）のＬＥＤを使用でき、従って、ＬＥＤアレイ中のＬＥＤの数は本発明を限定するものではないことはわかるであろう。ＬＥＤアレイは、タイヤ回転状態において、タイヤに対するその位置に応じて、点灯シーケンスと点灯持続時間を変えることができる。タイヤ回転中の点灯のオンオフのシーケンスにより、一つ以上のＬＥＤアレイを使用して、タイヤの周方向にイメージを生成することができる。例えば、位置ａから位置ｅにある間に、文字Ｇに対応する図形を点灯するようにＬＥＤアレイのイルミネーションパターンを形成することができる。同様に、位置ｇから位置ｋまでの間に、文字Ｒを点灯するようにイルミネーションパターンを形成することができ、位置ｍから位置ｑまでの間に、文字Ａを点灯するようにイルミネーションパターンを形成することができる。そして、タイヤが回転して位置ａから位置ｅにもどる毎に、同一のイルミネーションパターンが点灯される。例えば、タイヤが２０Ｈｚで回転しているとすると、文字Ｇ、Ｒ、Ａ、又は他の所定のどのような図形でも、１秒当り２０回点灯される。これを見る眼には、実際には光が間欠的に点滅しているにも拘わらず、実質的に連続した図形像として認められる。他のイルミネーションパターンの例としては、所定の図形位置がその位置を進めて、動画のイメージが表示されている印象を与える。例えば、図５の文字Ｇが最初位置ａからｅに点灯される場合、所定の数の明滅（例えば、１０連続イルミネーション）の後、文字Ｇを位置ｂからｆに点灯し、そのあと、位置ｃからｇに点灯するようにして、スクロールしている文章のイメージを生成することができる。

図１に図解して上述した例では単一のＬＥＤアレイとそのためのタイヤ表示装置を具備しているが、図１０の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）に図解するように、異なる位置に繰り返し配置してＬＥＤアレイを追加的に設けることもできることは理解されよう。図１０（Ａ）に示すように、ＬＥＤアレイ２０を１つ設けた例では、タイヤの１回転全体でＬＥＤアレイを１回走査する。ＬＥＤアレイを追加するごとに、１回転当りの走査周波数が、（図１０（Ｂ）に示すように）倍になり、（図１０（Ｃ）に示すように）３倍になり、（図１０（Ｄ）に示すように）４倍になる。複数のＬＥＤアレイ（及び対応するタイヤ表示装置）を設けることにより、低い回転速度で高い走査周波数となり、低速において、プログラムされた視覚ディスプレイが可能とすることができる。

本装置でのイルミネーション周波数は、周囲の光の条件に基づいて様々に決定することができる、或る実施例では、少なくとも１５から１６Ｈｚのイルミネーション周波数で、室内人工照明レベルに等しい光環境において人間の眼による視覚感覚の望ましいレベルに達する。約１０Ｈｚ程度のような低いイルミネーション周波数でも、光レベルが低い場合には、視覚的に満足できる。一般的に言って、２０から３０Ｈｚ程度又はそれ以上のような高いイルミネーション周波数は、自然光及び／又は人工光の実質的に高いレベルの光環境において使用できる。

図６を参照すると、（ＬＥＤのコラム状アレイ２０ａのような）ＬＥＤアレイの複数のＬＥＤ２２を電気的に結合する例では、可撓性ワイヤ構造２８をＬＥＤアレイの各ＬＥＤに電気的に接続する。可撓性ワイヤ構造２８は、（図示するように）全体的に蛇行パターン又は全体的にらせん状又はコイル状のパターンに形成することができる。この場合、どのような方向にも、曲げるこも延ばすこともできる。このような可撓性ワイヤ構造２８は、タイヤ回転に伴う周方向及び半径方向の力や全体的なストレスや、路面や地面とのタイヤ接触部分での変形を受けたときにタイヤ表示装置の機能維持を確保する上で効果がある。全体的に直線のワイヤ構造の異なり、可撓性ワイヤ構造は、ＬＥＤアレイ２０ａ内の個々のＬＥＤ間の電気的な接続並びにＬＥＤアレイと他の付属回路との電気的な接続を確保するに効果がある。可撓性ワイヤ構造２８の一端は、（図１２に示すマイクロプロセッサ及び電源や他の回路のような構成要素を含む）他の電気回路への電気リードとして機能する。

図４のような非線形ＬＥＤアレイのための電気接続の例を、図７に図解する。可撓性ワイヤ構造の回路網は、様々な態様に配置することが可能である。図７に図解する１つの態様では、一次可撓性ワイヤ構造３０から複数の二次可撓性ワイヤ構造３２が延びて、分散ＬＥＤアレイ２０ｂ内の他のＬＥＤ２２に達して電気的に接続している。相互に接続された可撓性ワイヤ構造３０及び３２の選択した部分が、ＬＥＤアレイに付属する回路への電気接続部分３４として選択することができる。

図７に示すような分散ＬＥＤアレイ２０ｂの他の例では、タイヤサイドウォールに沿った半径方向及び周方向の対応する位置グリッドに各ＬＥＤアレイを配置しなければならない。かかる分散アレイにおいてイルミネーションパターンが適切に決定できるようにＬＥＤを所定のグリッドに対してどこに位置づけるを決定することが重要である。例えば、図７に示す半径方向のグリッド基準線ａからｉと周方向のグリッド基準線１から８を有するグリッド配置を想定し、位置ｉに半径方向実線を表示するようなイルミネーションパターンを決定する。例として、１つの半径方向グリッド基準線から次の半径方向グリッド基準線まで（例えば、位置ａから位置ｂまで）の回転に要する時間を１ミリ秒と仮定する。位置ｉに半径方向実線を生成するためには、（周方向グリッド基準線８の）ＬＥＤ２２ａを所与の時間ｔで点灯し、（周方向グリッド基準線６と２の）ＬＥＤ２２ｂ及び２２ｃを時間（ｔ＋１）ｍｓで点灯し、（周方向グリッド基準線４の）ＬＥＤ２２ｄを時間（ｔ＋２）ｍｓで点灯し、（周方向グリッド基準線１の）ＬＥＤ２２ｅを時間（ｔ＋４）ｍｓで点灯し、（周方向グリッド基準線５の）ＬＥＤ２２ｆを時間（ｔ＋６）ｍｓで点灯し、（周方向グリッド基準線３の）ＬＥＤ２２ｇを時間（ｔ＋７）ｍｓで点灯し、（周方向グリッド基準線７の）ＬＥＤ２２ｈを時間（ｔ＋８）ｍｓで点灯する。

タイヤ又はホイール構造体に本発明によるＬＥＤタイヤ表示装置を取付けるための様々な選択肢を以下に説明する。タイヤやホイールの場所に本発明によるＬＥＤアレイを取り付ける前に、（図８に図解するような）例えば印刷回路基板で構成された支持基板３６を設けることが或る実施例においては望ましい。そのような支持基板３６上に全てのＬＥＤとワイヤ構造を設けることによって、本発明によるタイヤ表示装置が、タイヤ回転中の力やストレスに容易に耐えることができる。タイヤ表示装置に付属する回路へのリード４０を構成するように、支持基板３６上には各ＬＥＤ２２から延びる印刷回路導体パターン３８を形成できる。

図１を参照して上述したように、本発明によるＬＥＤタイヤ表示装置（特に、そのＬＥＤアレイ部分）は、タイヤ、又はタイヤが取り付けられるホイールと一体化できる。ＬＥＤアレイをホイールに取り付ける必要がある場合には、ＬＥＤアレイは、ホイールに簡単に接着剤で接着するか、又は、溝やスナップやクリップやロック機構のような機械的な固着手段でホイールに固定することができる。若しくは、ＬＥＤ２２が取り付けられた支持基板３６は、図９に示すような発泡接着剤層４２に取り付けることができる。その発泡接着剤層４２は、タイヤからのストレスを遮断し、更に、或るタイヤ材料からの化学物質の拡散によって生じる潜在的な装置の腐蝕を防止することができる。ＬＥＤ２２と支持基板３６及び発泡接着剤層４２とのモジュールは、タイヤサイドウォール４４に溝に接着して、その場合に、溝との嵌合が、ＬＥＤアレイを機械的に保持することができる。更に又は、ＬＥＤアレイをゴムパッチ内部に成型し又は配置して、そのゴムパッチをタイヤサイドウォールに融着することもできる。ＬＥＤアレイとその対応するタイヤ表示装置をタイヤ又はホイールに取り付けるための全ての選択肢において、「一体化」とは、全ての可能な取付方法、固定方法、埋込み方法を含むものである。

図１２を参照して、以下、本発明によるタイヤ表示装置を実現するＬＥＤアレイ２０を有する回路装置を説明する。
本発明の或る実施例では、各ＬＥＤアレイごとに回路が設けられており、別の実施例では、単一のタイヤ又はホイールに設けられた全てのＬＥＤアレイに共通して単一の制御回路モジュールを接続することができる。或る実施例においてＬＥＤアレイ２０に付属する回路は、少なくともマイクロプロセッサと、電源４８と、タイヤの回転速度にタイヤ表示装置の動作を同期させるためのタイミング機構とを具備することができる。そのような回路の構成要素は、タイヤ又はホイールに対してＬＥＤアレイ２０と同一の場所に設けることも、又は、タイヤビードに近いタイヤサイドウォール部分のような違う場所に設けることもできる。タイヤビードに近いタイヤサイドウォール部分は、膨らんだタイヤがこの部分で剛性が高いからである。タイヤが回転しているとき、マイクロプロセッサ４６は、タイヤの回転速度と位置を表示するタイミングセンサ５０からの入力を受ける。タイミングセンサ５０は、タイヤの回転数又は回転速度を決定するためのセンサ又は他の素子であり、例えば加速度計又は圧電アクチュエータによって実現できる。マイクロプロセッサ４６に付属するメモリに記憶されて予め設定されているプログラムで動作して、マイクロプロセッサ４６は、タイヤの回転速度及び位置を考慮しながら、タイヤの周りの周経路をＬＥＤアレイが進行するとき、ＬＥＤアレイ２０の各ＬＥＤの点灯シーケンスと点灯持続時間を制御する。上述したように、タイヤの回転速度が増大すると、ＬＥＤアレイ２０の走査速度も増大し、人間の眼に、明滅するＬＥＤの点灯シーケンスを、連続して発光している像として認識させる。タイミングセンサ５０からの出力は、タイヤが回転していいる時を決定するように使用でき、装置の動作を、或る最小回転速度閾値に限定することもできる。

更に図１２を参照すると、本発明によるタイヤ表示装置の或る実施例では、マイクロプロセッサ及び／又は任意に装備できるパワー調整／スイッチ装置５２に電力を供給する電源４８を具備することができる。電源４８は、電池や、圧電式電力発生装置や、他の電力発生装置又は電力獲得装置でよい。電力発生装置は、（例えば、スーパーキャパシタ又は電解コンデンサような）キャパシタのようなエネルギー蓄積装置に、又は、（例えば、再充電可能な固体電池又は化学電池のような）再充電可能電池に接続することができる。また、圧電式電力発生装置は、以下の文献に記載される装置でもよい。
米国特許出願公開公報第２００３／０２０９０６３号「SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING ELECTRIC POWER FROM A ROTATING TIRE'S MECHAMICAL ENERGY USING PIEZOELECTRIC FIBER MATERIALS」

上記特許文献をここに引用することにより、その全内容を本明細書に取り込むものである。上記特許文献は、パワー調整回路の例も開示しれおり、その中の選択した特徴を図１２のパワー調整／スイッチ装置５２に使用できる。パワー調整／スイッチ装置５２は更に、ＬＥＤアレイ２０のＬＥＤを制御するための（トランジスタ回路又はプログラマブルゲートアレイのような）特徴を具備することもできる。

図１２に示すタイヤ表示装置の実施例は、装置が受ける周囲光量が昼間と夜間のどちらに対応するかどうかを決定するために（例えば、ホトダイオードのような）光応答素子５４を具備することができる。ＬＥＤアレイ２０及び対応する図形表示は、周囲光量が低い程人間の眼には良く見えるので、光応答素子からの出力を、タイヤ表示装置の動作を夜間又は周囲光量が所定の閾値以下のときに限定するように使用することができる。光応答素子５４からの出力をマイクロプロセッサ４６の制御入力として印加して、ＬＥＤアレイ２０のためにパワーレベルを決定し、ＬＥＤ（又は他の型式の点光源）が、光応答素子５４で測定された周囲光量に応じてイルミネーションの光量を多くしたり少なくすることができる。

或る実施例のタイヤ表示装置のマイクロプロセッサ４６は、一つ以上の発光態様をプログラムできる。例えば、マイクロプロセッサ内のメモリは、パワー調整／スイッチ装置５２内にスイッチング素子を制御するソフトウエア命令を出力し、ＬＥＤアレイ２０が、社名ロゴのような所定の文字パターンや、泳いでいる魚、走っている馬、笑っている顔、万華鏡模様、所定の自然の景色の無限な組合せのような所定な図形効果を、イルミネーション表示することができる。数学的に作成されたアルゴリズムにより、様々な具体的動画パターンを生成でき、又は、様々なランダムイルミネーションパターンも生成できる。（タイヤ表示装置１つ当たり２以上でもいい）様々な所定の発光態様を、動作中に、ランダムに又は適時に表示できる。そのような場合、車両上のタイヤ表示装置と通信する特別なユーザインターフェイスは必要ない可能性もある。

タイヤ表示装置の或る実施例では、タイヤ表示装置のイルミネーションパターンを選択するために、ユーザ選択が様々な程度で可能である。例えば、ユーザが、沢山のインターフェイスシーケンスから１つを選択したり、連続するインターフェイスパターンのシーケンスによってスクロールする所望なパターンを選択するように押すことができるボタンのように簡単な、装置側に設けたインターフェイスを介して入力できる。タイヤ表示装置側に設けた機能的なユーザインターフェイスを使用して、個別化したメッセージを入力したり、ランダムに又は適時に又はユーザが予め設定した好みに従って所定のメッセージや図形の表示を選択できる。

タイヤ表示装置の他の実施例は、装置とのインターフェイスをとり、任意選択としてユーザ入力を設ける装置を有することができる。例えば、図１１に図解するために、一つ以上のタイヤ表示装置と通信するために個別化されたメッセージ及び図形を選択するインターフェイスを、車両５８の内部に設けられているオンボード制御システム５６に設けることができる。そのオンボード制御システム５６と各タイヤ表示装置２０には、選択したタイヤ／ホイールとの組立体と中央オンボード制御システム５６との間で、例えばBluetooth又は他の無線プロトコルにより無線通信をする無線（ＲＦ）通信装置を設けることができる。本発明による実施例での装置インターフェイスに従って、無線受信機又は無線トランシーバ６０がタイヤ表示装置の一部として設けられ、アンテナ６２に接続される。そのアンテナ６２は、オンボード制御システム５６又は他のインターフェイス装置からタイヤ表示装置に送信される無線制御信号を受信する。

図１３を参照すると、オンボード制御システム５６の実施例のブロック図が示されている。オンボード制御システム５６は、１つ以上の選択又は機能キーを有するキーパッドのようなユーザインターフェイス６４を有している。ユーザインターフェイス６４は、タイヤ表示装置にプログラムされた表示選択肢の中からユーザが選択し、又は個別化されたメッセージを特定し、更に又は、１つ以上のタイヤ表示装置に新しいイルミネーション態様をダウンロードするために、使用できる。ユーザ入力とイルミネーション態様選択をユーザが視覚的に確認できるように、液晶ディスプレイ又は他のディスプレイのようなディスプレイ６６が設けられている。オンボード制御システム５６の他の制御要素とのインターフェイスをし更に制御するためにマイクロプロセッサ６８を設けることができる。更に、オンボード制御システム５６のマイクロプロセッサ６８及び／又は他の構成要素に電力を供給するように電源７０を設けることができる。電源７０は、再充電可能な電池のような、オンボード制御システム５６のための別体の電源でも、車両５８（図１１）で利用可能な別の電源から直接電力を供給してもよい。オンボード制御システム５６は、車両のオーディオユニットから接続できるオーディオ入力７２を有して、タイヤ表示装置のインターフェイスシーケンスを、オーディオユニットがかけている音楽に同期されるこｔもできる。アンテナ７６に接続した無線送信機又は無線トランシーバ７４が、オンボード制御システム５６から１つ以上のタイヤ表示装置へのユーザ入力情報を無線通信することができる。

図１から図１３を参照して本発明の様々な特徴をそれぞれ説明したが、美的表現及びパーフォーマンスを高めるように上述したタイヤ表示装置を様々変更できることは理解されよう。本発明の１つの潜在的な変更として、タイヤ表示装置にＬＥＤ以外の異なる点光源を使用することである。例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を使用して、従来のＬＥＤと比較して全体寸法がに小さいことを含む、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の特徴によって高い図形解像度を実現することができる。いずれの場合も、様々な波長で動作するように構成されたＬＥＤ又はＯＬＥＤを使用して、様々な色の図形やメッセージの表示を実現することができる。

本発明の別の特徴によれば、スクロールするメッセージ又は図形の表示と異なり、より一様な光表示を実現することもできる。例えば、図１４を参照すれば、ＬＥＤアレイ２２を覆うロゴ又は図形の形の透明又は半透明材料層７８を設けて、ＬＥＤから発せられる光を拡散し、イルミネーションが均一に発光しているように見えるようにできる。更に、選択したＬＥＤ２２と材料層７８との間に光ファイバ分岐のネットワーク８０を設けて、各点光源からの光を更に分散させ、より均一に発光した図形を生成するようにもできる。
以上、特定な実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、上記した記載を理解した上で、当業者が上記実施例を変更し修正し又は上記実施例の均等物を容易に実現できることは理解できるであろう。従って、上記実施例の開示は、例示に過ぎず、限定を意味するものではない。また、上記実施例の開示は、当業者にとって容易に実現できる変更、修正、追加を除外するものではない。

本発明による電子タイヤ表示装置を一体的に設ける２つの例示的な場所を図解したタイヤ／ホイール組立体を例示する図。図１に示した一体的なタイヤ表示装置を設けたタイヤ／ホイール組立体が回転しているときに結果として視認される表示イルミネーションの例を図解する図。本発明のいくつかの特徴によるタイヤ表示装置のＬＥＤアレイの第１の例を図解する図。本発明のいくつかの特徴によるタイヤ表示装置のＬＥＤアレイの第２の例を図解する図。図２に示したような視認表示例を生成できるＬＥＤ発光シーケンスの例を図解する図。図３に示したＬＥＤアレイの第１の例での配置例と、ＬＥＤアレイと組み合わされる可撓性ワイヤ構造を図解する図。図４に示したＬＥＤアレイの第２の例での配置例と、ＬＥＤアレイと組み合わされる可撓性ワイヤ構造を図解する図。本発明のいくつかの特徴によるＬＥＤアレイの取り付け構造とワイヤ線の例を示す図、本発明のいくつかの特徴によるＬＥＤアレイが一体的に取り付けられたタイヤサイドウォール部分の断面図。本発明のいくつかの特徴によるタイヤ表示装置のＬＥＤアレイの配置例を図解する図。本発明によるタイヤ表示装置が一体的に取り付けられたタイヤ又はホイール組立体を車両に取り付け更にインターフェイスする例を図解した図。本発明による、ＬＥＤアレイを有するタイヤ表示装置の１つの例のブロックダイヤグラム。図１２に示したタイヤ表示装置とのユーザインターフェイスとなり且つタイヤ表示装置との通信をするオンボード制御システムの１つの例のブロックダイヤグラム。本発明のいくつかの特徴によるタイヤ表示装置のための、光分散の特徴を有するＬＥＤアレイの配置例を図解する図。

符号の説明

１０車両ホイール組立体
１２空気タイヤ構造体
１４ホイールリム
２０ＬＥＤアレイ
１６、１８ＬＥＤアレイ配置場所

Claims

所定のアレイ形状に配列された複数の点光源と、
前記複数の点光源の各々に接続されており、前記複数の点光源のために一つ以上のイルミネーションシーケンスを決定するように構成されたマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサに接続されて電力供給する電源と、
前記マイクロプロセッサに一つ以上のタイミング信号を供給するように構成されたタイミングセンサとを具備しており、
前記一つ以上のタイミング信号は、前記複数の点光源の回転速度及び相対位置を決定するに十分な情報を含んでいるイルミネーション装置。
前記複数の点光源が発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる請求項１に記載のイルミネーション装置。
前記複数の点光源が有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）からなる請求項１に記載のイルミネーション装置。
前記複数の点光源が車両のホイールに機械的手段又は接着手段で取り付けられている請求項１に記載のイルミネーション装置。
前記複数の点光源がタイヤサイドウォールに一体化されている請求項１に記載のイルミネーション装置。
前記マイクロプロセッサは、前記複数の点光源が取り付けられているタイヤの周りの回転経路を前記複数の点光源が進行するときに、前記複数の点光源の各点光源の点灯シーケンスと点灯持続時間を制御し、前記各点光源の前記点灯シーケンスと前記点灯持続時間は、前記タイヤの回転速度及び位置に応じて決定される、請求項５に記載のイルミネーション装置。
前記マイクロプロセッサに光応答素子が接続されている請求項１に記載のイルミネーション装置。
前記複数の点光源のための一つ以上のイルミネーションシーケンスを実現するユーザ入力信号を無線受信するために、無線受信機が前記マイクロプロセッサに接続されている請求項１に記載のイルミネーション装置。
前記複数の点光源が取り付けられている支持基板を具備する請求項１に記載のイルミネーション装置。
前記複数の点光源の各点光源に結合されて各点光源に電気的に接続している一つ以上の可撓性ワイヤ構造を具備する請求項１に記載のイルミネーション装置。
前記電源は電池又は圧電式電圧発生器である請求項１に記載のイルミネーション装置。
前記タイミングセンサは加速度計又は圧電式アクチュエータ請求項１に記載のイルミネーション装置。
前記複数の点光源から発せられる光を拡散するように前記複数の点光源の内の選択した部分を覆うように材料層が設けられている請求項１に記載のイルミネーション装置。
前記複数の点光源と前記材料層との間に光ファイバ分岐のネットワークが設けられている請求項１３に記載のイルミネーション装置。
前記複数の点光源は線形アレイの形に配列されている請求項１に記載のイルミネーション装置。
一つ以上の電力内蔵型発光組立体とタイヤとのタイヤ組立体であって、
空気タイヤ構造体と、少なくとも１つのタイヤ表示装置とを具備しており、
前記空気タイヤ構造体は、地面と接触するトレッド部分を有するクラウン部分と、タイヤをホイールリムに取り付けるビード部分と、前記ビード部分と前記クラウン部分との間に延びるサイドウォール部分とを有しており、
前記少なくとも１つのタイヤ表示装置は、前記空気タイヤ構造体の前記サイドウォール部分の選択した場所に一体化して設けられており、前記空気タイヤ構造体の前記サイドウォール部分の選択した場所の表面に、発光視覚表示をするように構成されており、
前記少なくとも１つのタイヤ表示装置は、所定のアレイ形状に配列されている複数の点光源を具備しているタイヤ組立体。
前記少なくとも１つのタイヤ表示装置は、
前記複数の点光源の各々に接続されており、前記複数の点光源のために一つ以上のイルミネーションシーケンスを決定するように構成されたマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサに接続されて、前記マイクロプロセッサに一つ以上のタイミング信号を供給するように構成されたタイミングセンサとを具備しており、
前記一つ以上のタイミング信号は、前記複数の点光源の回転速度及び相対位置を決定するに十分な情報を含んでおり、
前記マイクロプロセッサは、前記複数の点光源が取り付けられているタイヤの周りの回転経路を前記複数の点光源が進行するときに、前記複数の点光源の各点光源の点灯シーケンスと点灯持続時間を制御し、前記各点光源の前記点灯シーケンスと前記点灯持続時間は、前記タイヤの回転速度及び位置に応じて決定される、請求項１６に記載のタイヤ組立体。
前記少なくとも１つのタイヤ表示装置は、前記少なくとも１つのタイヤ表示装置の選択した構成要素に接続されて、当該構成要素に電力供給する電源を更に具備する、請求項１７に記載のタイヤ組立体。
前記電源は電池又は圧電式電圧発生器である請求項１８に記載のタイヤ組立体。
前記マイクロプロセッサに接続されている光応答素子を更に具備する請求項１７に記載のタイヤ組立体。
前記複数の点光源のための一つ以上のイルミネーションシーケンスを実現するユーザ入力信号を無線受信するために、前記マイクロプロセッサに接続されている無線受信機を更に具備している請求項１７に記載のタイヤ組立体。
前記タイミングセンサは加速度計又は圧電式アクチュエータ請求項１７に記載のタイヤ組立体。
前記複数の点光源が取り付けられている支持基板を更に具備する請求項１６に記載のタイヤ組立体。
前記空気タイヤ構造体の前記サイドウォール部分の前記選択した場所に前記支持基板を取り付けて、前記空気タイヤ構造体のストレスから、前記少なくとも１つのタイヤ表示装置を遮断する発泡接着剤層を更に具備する請求項２３に記載のタイヤ組立体。
前記少なくとも１つのタイヤ表示装置の選択した部分にゴムパッチを更に具備しており、前記ゴムパッチが、前記空気タイヤ構造体の前記サイドウォール部分の選択した場所に融着されている請求項１６に記載のタイヤ組立体。
前記複数の点光源が発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる請求項１６に記載のタイヤ組立体。
前記複数の点光源が有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）からなる請求項１６に記載のタイヤ組立体。
前記複数の点光源の各点光源に結合されて各点光源に電気的に接続している一つ以上の可撓性ワイヤ構造を更に具備する請求項１６に記載のタイヤ組立体。
前記複数の点光源から発せられる光を拡散するように前記複数の点光源の内の選択した部分を覆う材料層を更に具備する請求項１６に記載のイルミネーション装置。
前記複数の点光源と前記材料層との間に設けられた光ファイバ分岐のネットワークを更に具備する請求項２９に記載のイルミネーション装置。
前記複数の点光源は線形アレイの形に配列されている請求項１６に記載のイルミネーション装置。
前記一つ以上のタイヤ表示装置の視覚表示選択をユーザが選択できるように構成された入力インターフェイスを更に具備する請求項１６に記載のイルミネーション装置。
タイヤ又はホイール組立体に一体的に取り付けられえる一つ以上のタイヤ表示装置とのインターフェイスをする制御システムであって、当該制御システムは、
一つ以上のタイヤ表示装置の視覚表示選択をユーザが選択できるように構成された入力インターフェイスと、
前記入力インターフェイスに結合され当該制御システムの様々な素子を制御するように構成されたマイクロプロセッサと、
当該制御システムの選択した素子に接続されて電力を供給する電源と、
前記マイクロプロセッサに接続され、前記一つ以上のタイヤ表示装置に無線信号を送信するように構成されている送信機と
を具備する制御システム。
前記入力インターフェイスが、一つ以上の機能選択キーを有するキーボードを具備する請求項３３に記載の制御システム。
ユーザに対して視覚出力を提供するディスプレイを更に具備する請求項３３に記載の制御システム。
車両オーディオユニットに結合するためのオーディオ入力を有する請求項３３に記載の制御システム。
当該制御システムから前記１つ以上のタイヤ表示装置へ無線信号を送信するために前記送信機に接続されているアンテナを更に具備する請求項３３に記載の制御システム。