JP2016008043A

JP2016008043A - 車両用照明装置

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Publication number: JP2016008043A
Application number: JP2015063521A
Authority: JP
Inventors: 福明 ▲荘▼; Fu-Ming Chuang; 建中廖; Chien-Chung Liao
Original assignee: CTX Opto Electronics Corp
Current assignee: CTX Opto Electronics Corp
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2016-01-18
Anticipated expiration: 2035-03-26
Also published as: JP5987080B2; DE102015108847A1; CN105202444A; US20150377445A1

Abstract

【課題】本発明は車両用照明装置に関する。【解決手段】本発明の車両用照明装置は、光源モジュール、ライトバルブ、検知ユニット、投影レンズモジュール及び制御ユニットを含む。光源モジュールは照明光束を放射する。ライトバルブは照明光束の伝播経路に配置され、ライトバルブを異なる状態に変換することにより照明光束を制御する。検知ユニットは、車両用照明装置の前に検知するとともに信号を生成する。投影レンズモジュールは、照明光束の伝播経路に配置され、かつ少なくとも一部分の照明光束を投射する。ライトバルブは、光源モジュールと投影レンズモジュールとの間に位置する。制御ユニットは、ライトバルブと検知ユニットに電気的に接続されて検知ユニットからの信号を受信し、かつライトバルブを制御することにより照明光束の配光パターンを制御した後、投影レンズモジュールによって照明光束を車両用照明装置の前に投射する。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、照明装置に関し、特に車両用照明装置に関する。

この「背景技術」段落の内容は本発明の内容の理解を助けるためのものであり、「背景技術」段落に記載される内容は、当技術分野の常用知識を持っている者が把握していること以外の従来技術も含むことができる。「背景技術」段落に記載される内容について、「背景技術」の内容又は本発明の一個又は複数個の実施例が解決しようとする問題を代表するものは、本発明の出願前に当技術分野の常用知識を持っている者が既に把握又は承知しているものではない。

近年、発光ダイオード（light emitting diode、ＬＥＤ）及びレーザーダイオード（Laser Diode、ＬＤ）などのような固体光源（solid‐state light source）を車両用前照灯とすることは業界で一部分のシェアを占めている。発光ダイオードの発光効率は５％〜８％の間にある。発光ダイオードは、異なる色温度を提供することができ、かつ良好な省エネ効果を有している。それに比較してみると、レーザーダイオードは２０％以上の発光効率を有しており、かつ発光ダイオード光源（だけを用いる壁を）を乗り越えるため、レーザー光源で蛍光体粉末を励起することにより発光効率が高い光源を発明した。それにより、固体光源は、現在次世代の車両用前照灯の光源モジュールに広く応用されている。特に、安全性を守るために開発したアダプティブ・フロントライティング・システム（Adaptive Front‐Lighting System、ＡＦＳ）の分野において、固体光源はより多い注目を集めている。

ＡＦＳは複数個の光源を含む。このＡＦＳにレンズを設けることとレンズの物理的角度を制御することにより光源の光線を異なる方向へ放射し、かつ異なる光源を切り替えることにより配光パターンを制御する。しかし、上述した光源の個数が制限されるため、配光パターンを迅速に精密に制御することができなく、かつ対向車両が来るときも配光パターンを変形させることができない。

米国特許第ＵＳ８０３３６９７Ｂ２号文献にはＡＦＳが掲載されている。中国特許公開第ＣＮ１０２９３９５００Ａ号文献には車両用前照灯が掲載されている。中国実用新案第ＣＮ２０１２０２０７６Ｕ号文献には車両用照明システムが掲載されている。中国実用新案第ＣＮ２０３０６８３７４Ｕ号文献には車両用前照灯が掲載されている。

米国特許第ＵＳ８０３３６９７Ｂ２号公報中国特許公開第ＣＮ１０２９３９５００Ａ号公報中国実用新案第ＣＮ２０１２０２０７６Ｕ号公報中国実用新案第ＣＮ２０３０６８３７４Ｕ号公報

本発明は、投射される照明光束の配光パターンを制御することができる車両用照明装置を提供する。

本発明の他の目的及びその利点は、本発明に掲載される技術的特徴により一層詳細に理解することができる。

上述した一部分又はすべての目的又は他の目的を実現するため、本発明の実施例において車両用照明装置を提供する。その車両用照明装置は、光源モジュール、ライトバルブ、検知ユニット、投影レンズモジュール及び制御ユニットを含む。光源モジュールは照明光束を放射する。ライトバルブは照明光束の伝播経路に配置され、かつライトバルブを異なる状態に変換することにより照明光束を制御する。検知ユニットは、車両用照明装置の前に検知するとともに信号を生成する。投影レンズモジュールは、照明光束の伝播経路に配置され、かつ少なくとも一部分の照明光束を投射する。ライトバルブは、光源モジュールと投影レンズモジュールとの間に位置する。制御ユニットは、ライトバルブと検知ユニットに電気的に接続されて検知ユニットからの信号を受信し、かつライトバルブを制御することにより照明光束の配光パターンを制御した後、投影レンズモジュールによって照明光束を車両用照明装置の前に投射する。

上述した一部分又はすべての目的又は他の目的を実現するため、本発明の実施例において、照明光束の配光パターンを制御する車両用照明装置の制御方法を提供する。その制御方法は、検知ユニットで車両用照明装置の前に検知することにより信号を形成するステップと、信号で照明光束の伝播経路に配置されたライトバルブを制御することにより少なくとも一部分の照明光束の配光パターンを制御するステップとを含む。

本発明の実施例において、前記投影レンズモジュールはズームレンズを含む。このズームレンズは、制御ユニットに電気的に接続され、かつ投影レンズモジュールが照明光束を投射する距離を制御する。

本発明の実施例において、前記ライトバルブはデジタルマイクロミラーデバイスを含み、このデジタルマイクロミラーデバイスは複数個のマイクロミラーを含む。制御ユニットでそれらのマイクロミラーの状態を制御することにより、マイクロミラーに反射される少なくとも一部分の照明光束の配光パターンを制御する。

本発明の実施例において、前記光源モジュールは少なくとも１つの第一光源及び少なくとも１つの第二光源を含む。第一光源と第二光源はそれぞれ、照明光束の第一子照明光束と第二子照明光束を放射し、かつ第一子照明光束の色温度と第二子照明光束の色温度は相違している。

本発明の実施例において、前記制御ユニットで光源モジュールの第一子照明光束及び第二子照明光束の光強度を制御することにより、照明光束の色温度を制御する。

本発明の実施例において、前記光源モジュールは、少なくとも１つの第一波長変換ユニット及び少なくとも１つの第二波長変換ユニットを更に含む。第一波長変換ユニットは第一光源とライトバルブとの間に位置し、第二波長変換ユニットは、第二光源とライトバルブとの間に位置する。第一波長変換ユニットと第二波長変換ユニットはそれぞれ、第一光源と第二光源に対応し、第一子照明光束及び第二子照明光束はそれぞれ、第一波長変換ユニットと第二波長変換ユニットの変換により形成される。

本発明の実施例において、前記第一光源及び第二光源は固体光源である。

本発明の実施例において、前記マイクロミラーはそれぞれ回転することができる。それらのマイクロミラーが異なる状態になるときその回転角度が変わることにより、マイクロミラーに反射される照明光束の反射方向を制御し、かつ少なくとも一部分の照明光束の配光パターンを制御する。

本発明の実施例において、前記車両用照明装置は中継レンズモジュールを更に含む。この中継レンズモジュールは照明光束の伝播経路に配置されるとともに光源モジュールとライトバルブとの間に位置する。照明光束は中継レンズモジュールを通過してライトバルブに伝播される。

本発明の実施例において、前記検知ユニットは、相補型金属酸化膜半導体センサー（Complementary metal‐oxide‐semiconductor sensor、ＣＯＭＳ sensor）、距離画像センサー（Time‐of‐Flight sensor、ＴＯＦ sensor）又は湿度センサーである。

本発明の実施例において、前記信号は、映像信号、対向車両の位置情報又は湿度信号である。

本発明の実施例において、前記制御ユニットは、映像信号又は対向車両の位置情報により対向車両の有無を判断するとともに対向車両と検知ユニットの相対的位置を判断する。対向車両があると判断するとき、制御ユニットはライトバルブを制御することにより照明光束の配光パターンを制御する。

本発明の実施例において、前記制御ユニットは光源モジュールに電気的に接続される。湿度信号が所定値になるとき、制御ユニットは光源モジュールを制御することにより照明光束の色温度を制御する。

本発明の実施例において、前記照明光束は光源モジュールが提供したものであり、ライトバルブはデジタルマイクロミラーデバイスを含み、デジタルマイクロミラーデバイスは複数個のマイクロミラーを含む。各マイクロミラーがそれぞれ回転することにより、マイクロミラーは異なる状態の間で切り替わる。マイクロミラーの異なる状態は、マイクロミラーの異なる回転角度に対応する。マイクロミラーの状態が変わることによってマイクロミラーに反射される照明光束の反射方向を制御することにより、デジタルマイクロミラーデバイスのマイクロミラーは少なくとも一部分の照明光束の配光パターンを制御する。

本発明の実施例において、前記照明光束は第一子照明光束と第二子照明光束を含み、かつ第一子照明光束の色温度と第二子照明光束の色温度は相違している。車両用照明装置の制御方法は、第一子照明光束及び第二子照明光束の光強度を制御することにより照明光束の色温度を制御するステップを更に含む。

本発明の実施例において、前記光源モジュールは、複数個の第一光源、複数個の第二光源、複数個の第一波長変換ユニット及び複数個の第二波長変換ユニットを更にを含む。第一光源と第二光源はそれぞれ、第一子照明光束と第二子照明光束を放射する。第一波長変換ユニットは、それらの第一光源とデジタルマイクロミラーデバイスとの間に位置する。第二波長変換ユニットは、それらの第二光源とデジタルマイクロミラーデバイスとの間に位置する。それらの第一波長変換ユニットとそれらの第二波長変換ユニットはそれぞれ、それらの第一光源とそれらの第二光源に対応する。第一子照明光束及び第二子照明光束はそれぞれ、それらの第一波長変換ユニットとそれらの第二波長変換ユニットの変換により形成される。

本発明の実施例において、前記車両用照明装置の制御方法は、湿度信号が所定値になるとき光源モジュールを制御することにより照明光束の色温度を制御するステップを更に含む。

本発明の実施例において、前記車両用照明装置の制御方法は、映像信号又は対向車両の位置情報により、対向車両の有無を判断するとともに対向車両と検知ユニットの相対的位置を判断し、かつ対向車両があると判断するとき、ライトバルブを制御することにより照明光束の配光パターンを制御するステップを更に含む。

本発明の実施例は、後述する発明の効果のうち少なくとも一部分を奏することができる。本発明の実施例に係る車両用照明装置及び車両用照明装置の制御方法は、ライトバルブで照明光束を制御することにより、配光パターンを無段階的に制御することができる。また、本発明の実施例に係る車両用照明装置及びその制御方法は、検知ユニットで車両用照明装置の前に検知し、かつ検知ユニットが生成した信号で照明光束の照明区域及び配光パターンを制御することにより、色々な状況に応用することができる。

本発明の上記特徴及び発明の効果をより詳細に説明するため、以下、本発明の好適な実施例とその図面により本発明を詳細に説明する。

本発明の実施例に係る車両用照明装置の構造を示す図である。図１Ａのデジタルマイクロミラーデバイスの２個のマイクロミラーがそれぞれ異なる状態になっていることを示す図である。本発明の実施例に係る車両用照明装置の制御方法を示す流れ図である。図１Ａの車両用照明装置が異なる照明区域及び配光パターンを具備する照明光束を放射することを示す図である。図１Ａの車両用照明装置が異なる照明区域及び配光パターンを具備する照明光束を放射することを示す図である。図１Ａの車両用照明装置が異なる照明区域及び配光パターンを具備する照明光束を放射することを示す図である。図１Ａの車両用照明装置が異なる照明区域及び配光パターンを具備する照明光束を放射することを示す図である。図１Ａの車両用照明装置が異なる照明区域及び配光パターンを具備する照明光束を放射することを示す図である。本発明の他の実施例に係る車両用照明装置の構造を示すである。本発明の他の実施例に係る車両用照明装置の構造を示すである。色温度が異なる図６Ａの各光線のスペクトルパワーと波長を示す図である。図６Ａの光源モジュールを示す図である。図６Ａの他の光源モジュールを示す図である。

本発明の前述及び後述する技術的内容、特徴及び効果などは、以下の図面を参照しながら詳細に説明する本発明の好適な実施例により、詳しく理解することができる。以下の実施例に記載される方向用語、例えば、上、下、左、右、前及び後などは、添付図面上の方向のみを示す用語である。すなわち、これらの方向用語は、本発明を説明するものであるが、本発明を限定するものではない。

図１Ａは、本発明の実施例に係る車両用照明装置の構造を示すである。図１Ｂは、図１Ａのデジタルマイクロミラーデバイスの二個のマイクロミラーがそれぞれ異なる状態になっていることを示す図である。図１Ａを参照すると、本実施例の車両用照明装置１００は、光源モジュール１１０、中継レンズモジュール１２０、ライトバルブ１３０、検知ユニット１４０、投影レンズモジュール１５０及び制御ユニット１６０を含む。ライトバルブ１３０は、光束の反射方向を制御するか、或いは光束の通過又は不通過を制御する光学素子を意味し、かつ光学技術分野の技術者が周知である光学素子である。ライトバルブ１３０は反射式ライトバルブである、例えばデジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micro‐mirror Device、ＤＭＤ）やＬＣＯＳ（反射型液晶表示素子、Liquid Crystal On Silicon）など、又は透光式ライトバルブである、例えば液晶パネル（liquid crystal panel）などであることができるが、本発明はそれらに限定されるものではない。本実施例のライトバルブ１３０は、例えばデジタルマイクロミラーデバイス１３０ａである。

図１Ａに示されるとおり、本実施例の光源モジュール１１０は照明光束７０を放射する。本実施例において、光源モジュール１１０は白色発光ダイオードを含み、照明光束７０は白色光束であることができるが、本発明はそれらに限定されるものではない。他の実施例において、光源は、異なる種類のレーザーダイオード、高輝度発光ダイオード又は異なる種類の高輝度光源であることができるが、本発明はそれらに限定されるものではない。中継レンズモジュール１２０及びライトバルブ１３０は照明光束７０の伝播経路に配置され、中継レンズモジュール１２０は光源モジュール１１０とライトバルブ１３０との間に位置する。光源モジュール１１０が照明光束７０を放射するとき、照明光束７０は中継レンズモジュール１２０を通過してライトバルブ１３０に伝播される。また、ライトバルブ１３０を異なる状態（又はモード）に変換することにより、照明光束７０を制御することができる。

図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、本実施例において、ライトバルブ１３０は、光源モジュール１１０と投影レンズモジュール１５０との間に位置し、かつデジタルマイクロミラーデバイス１３０ａを含む。図１Ｂに示されるとおり、デジタルマイクロミラーデバイス１３０ａは複数個のマイクロミラー１３１を含み、それらのマイクロミラー１３１はアレイに配列されている。デジタルマイクロミラーデバイス１３０ａは、それらのマイクロミラー１３１で照明光束７０を制御することにより、投影レンズモジュール１５０に入射される少なくとも一部分の照明光束７０の配光パターン及び輝度を制御する。例えば、本実施例において、パルス幅変調（pulse width modulation、ＰＷＭ）手段でデジタルマイクロミラーデバイス１３０ａの各マイクロミラー１３１を小幅に回転させることにより、異なる方向へ投影される光線の強度を制御する。

上述したとおり、各マイクロミラー１３１は異なる状態になることができる。図１Ｂに示すとおり、本実施例のマイクロミラー１３１の各々は、オン状態（On‐state）及びオフ状態（Off‐state）を含み、かつマイクロミラー１３１がそれぞれ回転することにより、マイクロミラー１３１は異なる状態の間で切り替わることができる。マイクロミラー１３１の異なる状態はそれぞれ、マイクロミラー１３１の異なる回転角度に対応する。各マイクロミラー１３１が異なる状態になるときその回転角度が変わることにより、各マイクロミラー１３１に反射される照明光束７０の反射方向を制御することができる。したがって、投影レンズモジュール１５０に入射される少なくとも一部分の照明光束７０を制御することができる。

例えば、図１Ｂに示されるとおり、マイクロミラー１３１が所定の角度まで回転すると、オン状態になる。そのとき、照明光束７０がオン状態になったマイクロミラー１３１に伝播されると、マイクロミラー１３１に反射されて所定の方向Ｄ１に沿って投影レンズモジュール１５０に伝播される。逆に、マイクロミラー１３１が他の所定の角度まで回転すると、オフ状態になる。そのとき、照明光束７０がオフ状態になったマイクロミラー１３１に伝播されると、マイクロミラー１３１に反射されて他の方向Ｄ２に沿って外部に伝播されるので、照明光束７０は投影レンズモジュール１５０に伝播されず、かつ車両用照明装置１００の前にも投射されない。したがって、投影レンズモジュール１５０に入射される少なくとも一部分の照明光束７０の配光パターン及び輝度は、マイクロミラー１３１がオン状態になるか或いはオフ状態になるかことによって変わる。すなわち、本実施例において、マイクロミラー１３１のオン状態又はオフ状態をそれぞれ制御することにより、投影レンズモジュール１５０に入射される照明光束７０の配光パターン及び輝度を制御することができる。投影レンズモジュール１５０は、照明光束７０の伝播経路に配置され、かつ少なくとも一部分の照明光束７０を投射することに用いられる。

図１Ａを参照すると、本実施例において、検知ユニット１４０は、車両用照明装置１００の前に検知するとともに検知して得た環境状況に関する信号Ｓを送信する。制御ユニット１６０は、ライトバルブ１３０と検知ユニット１４０に電気的に接続され、信号Ｓを受信する。制御ユニット１６０は、信号Ｓでライトバルブ１３０を制御することにより照明光束７０の配光パターンを制御し、かつ投影レンズモジュール１５０で照明光束７０を車両用照明装置１００の前に投射する。制御ユニット１６０は、ハードウェア及び／又はソフトウェアで機能を実現する機能モジュールであることができる。ハードウェアは、中央演算処理装置、チップセット、マイクロプロセッサなどのような情報演算処理機能を有するハードウェア又はそれらの組合せであり、ソフトウェアは、オペレーティングシステム、デバイスドライバーなどのようなソフトウェアであることができるが、本発明はそれらに限定されるものではない。

以下、本実施例に係る車両用照明装置１００の検知ユニット１４０と制御ユニット１６０の機能について、図１Ｃ〜図３Ｂにより詳細に説明する。

図１Ｃは、本発明の実施例に係る車両用照明装置の制御方法を示す流れ図である。図１Ａと図１Ｃを参照すると、本実施例に係る車両用照明装置の制御方法は、例えば図１Ａ中の車両用照明装置１００と制御ユニット１６０によって実施することができる。以下、本実施例に係る車両用照明装置の制御方法の流れについて、車両用照明装置１００の各部品により詳細に説明する。

まず、ステップＳ１１０において、検知ユニット１４０で車両用照明装置１００の前を検知することにより、信号Ｓを形成するとともにそれを送信する。本実施例において、検知ユニット１４０は、例えば相補型金属酸化膜半導体センサー（Complementary metal‐oxide‐semiconductor sensor、ＣＭＯＳ sensor）及び／又は距離画像センサ（Time‐of‐Flight sensor、ＴＯＦ sensor）であり、信号Ｓは、映像信号、対向車両ＣＡ（図２に示すとおり）の位置情報などを含むことができるが、本発明はそれらに限定されるものではない。他の実施例において、実際の環境に応じて、検知ユニット１４０とは異なる種類のセンサー設けることにより、色々な周りの状況をより詳しく把握することもできる。

次に、ステップＳ１２０において、信号Ｓで照明光束７０の伝播経路に配置されたライトバルブ１３０を制御することにより、照明光束７０の配光パターンを制御する。例えば、本実施例において、制御ユニット１６０は、受信した信号Ｓ（映像信号又は対向車両ＣＡの位置情報）により、対向車両ＣＡの有無を判断するとともに、対向車両ＣＡと検知ユニット１４０の相対的位置を判断する。具体的に、制御ユニット１６０が対向車両ＣＡの有無を判断する方法は、例えば相補型金属酸化膜半導体センサーから送信される映像信号により、対向車両ＣＡの有無を判断することができる。対向車両ＣＡは、車両用照明装置１００の前に位置し、かつ車両用照明装置１００に向かって来る対向車両ＣＡを意味する。

以下、車両用照明装置１００が色々な状況によって需要する配光パターンを形成することについて、図２〜図４Ｂにより詳細に説明する
図２、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂはそれぞれ、図１Ａの車両用照明装置が異なる照明光束を放射することを示す図である。図１Ａを参照すると、一般な状況において、検知ユニット１４０は車両用照明装置１００の前に検知して得た信号Ｓを制御ユニット１６０に送信し、かつ制御ユニット１６０が対向車両ＣＡがないと判断するとき、デジタルマイクロミラーデバイス１３０ａのすべてのマイクロミラー１３１をオン状態にする。そのとき、デジタルマイクロミラーデバイス１３０ａに伝播される光源モジュール１１０の照明光束７０のすべてが前方の道路に投射されるので、高輝度の照明効果を得ることができる。

逆に、制御ユニット１６０が対向車両ＣＡがあると判断するとき、制御ユニット１６０は、ライトバルブ１３０を制御することにより照明光束７０の配光パターンを制御し、かつ異なる車速、道路状況及び天気状況などにより照明光束７０の配光パターンを制御する。図２に参照すると、例えば、対向車両ＣＡが左側から来るとき、制御ユニット１６０は、デジタルマイクロミラーデバイス１３０ａの複数個のマイクロミラー１３１の状態を制御することにより、各マイクロミラー１３１に反射される照明光束７０の反射方向を制御する。すなわち、デジタルマイクロミラーデバイス１３０ａの各マイクロミラー１３１の状態を制御することにより、少なくとも一部分の照明光束７０の配光パターンを制御する。具体的に、デジタルマイクロミラーデバイス１３０ａにおいて、車のない箇所に光線を反射するマイクロミラー１３１がオン状態になり、車のある箇所に光線を反射するマイクロミラー１３１がオフ状態になるように制御する。それにより、デジタルマイクロミラーデバイス１３０ａに伝播される照明光束７０の一部分のみが、オン状態になっているマイクロミラー１３１に反射されて投影レンズモジュール１５０に伝播される。すなわち、投影レンズモジュール１５０から投射される一部分の照明光束７０によって形成される配光パターンは、車のない一側に集中される形状にされる。本発明は、上述した配光パターンの制御方法に限定されるものではない。例えば、デジタルマイクロミラーデバイス１３０ａにおいて、対向車両ＣＡに光線を反射するマイクロミラー１３１をオフ状態にすることにより、投影レンズモジュール１５０から投射される照明光束７０の配光パターンを制御する。すなわち、対向車両ＣＡの運転席に光線が照射されることを避けることにより、運転手の目が眩しくなることを防止することができる。

制御ユニット１６０は、映像信号により対向車両ＣＡの相対的位置を計算する。図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、制御ユニット１６０は、例えば違うタイミングで検知ユニット１４０が検出した映像信号と、対向車両ＣＡの２個の前照灯ＣＬ１、ＣＬ２との相対的位置の変化とにより、対向車両ＣＡと車両用照明装置１００との間の相対的距離を計算する。検知ユニット１４０として、距離画像センサ（ＴＯＦ sensor）を採用することもできる。この場合、制御ユニット１６０は、そのセンサーの検出結果により対向車両ＣＡと車両用照明装置１００（図１Ａに示すとおり）との間の相対的距離を計算する。他の実施例において、車両用照明装置１００（図１Ａに示すとおり）の検知ユニット１４０として、上述した相補型金属酸化膜半導体センサー及び距離画像センサーを同時採用することにより、対向車両ＣＡと車両用照明装置１００（図１Ａに示すとおり）との間の相対的距離をより精密に計算し、かつこの計算結果でデジタルマイクロミラーデバイス１３０ａを制御することにより、照明光束７０の配光パターンを動的に制御することができる。

上述したことにより、充分な照明を維持しながら、かつ対向車両ＣＡの運転手の目が眩しくなることを防止することができる。また、車両用照明装置１００（図１Ａに示すとおり）は、投影レンズモジュール１５０が照明光束７０を投射する距離と配光パターンによる照明区域とを制御することによっても、ハイビーム（high beam）、ロービーム（low beam）に合う配光パターン及び照明範囲を獲得し、かつ色々な状況に対応することができる。車両用照明装置１００は少なくとも、欧州経済委員会（Economic Commission of Europe、ＥＣＥと略称）が定めた法律ＵＮＥＣＥ regulationを満たすことできる。この法律は、車両用照明装置１００がロービームになるとき、照明光線の配光パターンが水平の明暗分界線の以下に分布されなければならないという旨を定めた。

本実施例において、投影レンズモジュール１５０はズームレンズ１５１を更に含む。ズームレンズ１５１は、制御ユニット１６０に電気的に接続され、投影レンズモジュール１５０が照明光束７０を投射する距離を制御する。図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、ズームレンズ１５１は、例えば投影レンズモジュール１５０が照明光束７０を投射する角度を制御することにより、照明光束７０の投射距離と配光パターンが照射可能な照射範囲とを制御することができる。それにより、ハイビーム、ロービームに合う配光パターン及び輝度を獲得し、かつ光エネルギーが損失されることを避けることができるので、色々な状況に応用することができる。

上述したとおり、車両用照明装置１００及びその制御方法は、ライトバルブ１３０で照明光束７０を制御することにより、配光パターンを無段階的に制御することができる。また、本発明の実施例に係る車両用照明装置１００及びその制御方法は、検知ユニット１４０で車両用照明装置１００の前に検知し、かつ検知ユニット１４０が生成した信号Ｓで配光パターンの照明区域を制御することにより、ハイビーム、ロービーム及ＡＦＳに合う配光パターン、輝度及び照明範囲を獲得し、かつ色々な状況に応用することができる。

図５は、本発明の他の実施例に係る車両用照明装置の構造を示すである。図５に示される本実施例の車両用照明装置５００と図１に示される車両用照明装置１００とが類似しているので、以下両者の相違点について説明する。図５に示すとおり、本実施例の光源モジュール５１０は少なくとも１つの第一光源５１１及び少なくとも１つの第二光源５１３を含み、第一光源５１１と第二光源５１３はそれぞれ、照明光束７０の第一子照明光束７０ａと第二子照明光束７０ｂを放射する。本実施例において、第一子照明光束７０ａの色温度と第二子照明光束７０ｂの色温度は相違している。具体的に、本実施例の第一光源５１１と第二光源５１３は、固体光源（solid‐state light source）である。例えば、発光ダイオード（light emitting diode、ＬＥＤ）又はレーザーダイオード（Laser Diode、ＬＤ）であるが、本発明はそれらに限定されるものではない。例えば、第一光源５１１と第二光源５１３は、異なる色温度を有する発光ダイオード又はレーザーダイオードのアレイである。第一光源５１１の色温度は例えば３０００Ｋ（Kelvin）であり、第二光源５１３の色温度は例えば５０００Ｋである。注意されたいことは、上述した数字は本発明の例示に過ぎないものであるので、本発明はそれらに限定されるものではない。

本実施例において、車両用照明装置５００の制御ユニット１６０と光源モジュール５１０は電気的に接続されている。したがって、制御ユニット１６０は、光源モジュール５１０の第一光源５１１が放射する第一子照明光束７０ａの光強度と第二光源５１３が放射する第二子照明光束７０ｂの光強度とを制御することにより、照明光束７０の色温度を制御し、かつそれをいずれの天気、環境及び使用者の使用習慣に合わせることができる。すなわち、図１Ｃに示される車両用照明装置の制御方法で車両用照明装置５００を制御するとき、車両用照明装置５００は、検知ユニット５４０と制御ユニット１６０によって第一子照明光束７０ａの色温度と第二子照明光束７０ｂの色温度との間の比率を制御し、かつ車両用照明装置５００が投射する照明光束７０の色温度を制御することができる。

本実施例において、検知ユニット５４０は湿度センサーを含み、検知ユニット５４０が送信する信号Ｓは湿度信号を含むことができる。湿度（湿度信号）が所定値になるとき、制御ユニット１６０は、光源モジュール５１０を制御することにより照明光束７０の色温度を制御し、かついずれの天気に合わせることができる。具体的に、湿度の所定値は雨天又は霧の状況に設定することができ、制御ユニット１６０は、その湿度の所定値によって第一光源５１１の色温度と第二光源５１３の色温度を制御することにより、色温度が低い照明光束７０を形成することができる。それにより、車両用照明装置５００を雨天又は霧のある天気に合わせることができる。

本実施例においても、車両用照明装置５００の検知ユニット５４０として、上述した相補型金属酸化膜半導体センサー及び距離画像センサーを同時採用することにより、対向車両ＣＡと車両用照明装置５００との間の相対的距離をより精密に検出し、かつこの検出結果で制御ユニット１６０を制御することにより照明光束７０の配光パターンを動的に制御することができる。上述したことにより、充分な照明を維持しながら、かつ対向車両ＣＡの運転手の目が眩しくなることを防止することができる。

上述したとおり、本実施例の車両用照明装置５００及びその制御方法は、ライトバルブ１３０で照明光束７０を制御することにより、配光パターンを無段階的に制御することができる。また、検知ユニット５４０で周りの環境を検知し、かつその検知結果で配光パターン、輝度及び照明範囲を制御することにより、色々な状況に合う照明光束を形成し、かつ照明に関する法律を満たす照明光束を形成することができる。すなわち、車両用照明装置５００は、車両用照明装置１００によって得た利点を奏することができるが、ここでは再び説明しない。

本実施例において、第一光源５１１と第二光源５１３が、異なる色温度を有する発光ダイオードであることを例として説明してきたが、本発明はそれに限定されるものではない。他の実施例において、第一光源と第二光源は発光ダイオード又はレーザーダイオードであることができ、かつ第一光源と第二光源に波長変換ユニットを搭載することにより、色温度が異なる第一子照明光束７０ａと第二子照明光束７０ｂを生成することができる。以下、それについて、図６Ａ〜図６Ｄにより詳細に説明する。

図６Ａは、本発明の他の実施例に係る車両用照明装置の構造を示すである。図６Ｂは、色温度が異なる図６Ａの各光線のスペクトルパワーと波長を示す図である。図６Ｃは、図６Ａの光源モジュールを示す図である。図６Ｄは、図６Ａの他の光源モジュールを示す図である。図６Ａに示される本実施例の車両用照明装置６００と図５に示される車両用照明装置５００とが類似しているので、以下両者の相違点について説明する。図６Ａに示すとおり、本実施例の光源モジュール６１０は少なくとも１つの第一光源６１１及び少なくとも１つの第二光源６１３を含み、第一光源６１１と第二光源６１３はそれぞれ青色光束８０ａ、８０ｂを放射する青色レーザーダイオードである。光源モジュール６１０は、少なくとも１つの第一波長変換ユニット６１２及び少なくとも１つの第二波長変換ユニット６１４を更に含む。第一波長変換ユニット６１２は、第一光源６１１とデジタルマイクロミラーデバイス１３０ａとの間に位置し、第二波長変換ユニット６１４は、第二光源６１３とデジタルマイクロミラーデバイス１３０ａとの間に位置する。第一波長変換ユニット６１２と第二波長変換ユニット６１４はそれぞれ、第一光源６１１と第二光源６１３に対応する。

具体的に、第一波長変換ユニット６１２と第二波長変換ユニット６１４は、複数の蛍光体粉末、例えば黄色蛍光体粉末と赤色蛍光体粉末が混合される蛍光体粉末を含む。第一波長変換ユニット６１２と第二波長変換ユニット６１４中の黄色蛍光体粉末と赤色蛍光体粉末の混合比率は相違している。第一波長変換ユニット６１２と第二波長変換ユニット６１４中の各蛍光体粉末の比率を制御することと、青色光束８０ａ、８０ｂの光強度を制御することにより、第一子照明光束７０ａと第二子照明光束７０ｂの色温度を制御することができる。

図６Ａ及び図６Ｂに示すとおり、第一光源６１１と第二光源６１３がそれぞれ青色光束８０ａ、８０ｂを放射するとき、その青色光束８０ａ、８０ｂがそれぞれ第一波長変換ユニット６１２と第二波長変換ユニット６１４に伝播されることにより、第一子照明光束７０ａと第二子照明光束７０ｂが形成される。第一波長変換ユニット６１２が含有する赤色蛍光体粉末の比率が高いので、青色光束８０ａは色温度が低い（低色温度）第一子照明光束７０ａ（図６Ｂに示されるとおり）に変換され、第二波長変換ユニット６１４が含有する黄色蛍光体粉末の比率が高いので、青色光束８０ｂは色温度が普通（中色温度）であるか或いは色温度が高い（高色温度）第二子照明光束７０ｂ（図６Ｂに示されるとおり）に変換される。上述したとおり、第一波長変換ユニット６１２と第二波長変換ユニット６１４中の蛍光体粉末の混合比率が相違しているので、第一波長変換ユニット６１２によって形成された第一子照明光束７０ａの色温度と第二波長変換ユニット６１４によって形成された第二子照明光束７０ｂの色温度とは相違している。

本実施例の車両用照明装置６００は、制御ユニット１６０で光源モジュール６１０の第一光源６１１と第二光源６１３が放射する青色光束８０ａ、８０ｂの光強度を制御することにより、第一子照明光束７０ａの色温度と第二子照明光束７０ｂの色温度との間の比率を制御することができる。したがって、車両用照明装置６００で所定の色温度を有する照明光束７０を投射することができる。例えば、図６Ｃに示されるとおり、第一光源６１１が放射する青色光束８０ａの光強度が第二光源６１３が放射する青色光束８０ｂの光強度より大きいとき、色温度が低い照明光束７０を形成することができる。逆に、図６Ｄに示されるとおり、第一光源６１１が放射する青色光束８０ａの光強度が第二光源６１３が放射する青色光束８０ｂの光強度より小さいとき、色温度が高い照明光束７０を形成することができる。すなわち、本発明の車両用照明装置６００は、天気、環境及び使用者の使用習慣により照明光束７０の色温度を制御することができるので、車両用照明装置６００を色々な状況に応用することができる。

本実施例においても、車両用照明装置６００の検知ユニット５４０として、上述した相補型金属酸化膜半導体センサー及び距離画像センサーを同時採用することにより、対向車両ＣＡと車両用照明装置６００との間の相対的距離をより精密に検出し、かつこの検出結果で制御ユニット１６０を制御することにより照明光束７０の配光パターンを制御することができる。上述したことにより、充分な照明を維持しながら、かつ対向車両ＣＡの運転手の目が眩しくなることを防止することができる。

上述したとおり、本実施例の車両用照明装置６００及びその制御方法は、ライトバルブ１３０で照明光束７０を制御することにより、配光パターンを無段階的に制御することができる。また、検知ユニット５４０で周りの環境を検知し、かつその検知結果で配光パターン、輝度及び照明範囲を制御することにより、色々な状況に合う照明光束を形成し、かつ照明に関する法律を満たす照明光束を形成することができる。すなわち、車両用照明装置６００は、車両用照明装置５００によって得た利点を奏することができるが、ここでは再び説明しない。

上述したとおり、本発明の実施例に係る車両用照明装置及びその制御方法は、ライトバルブで照明光束を制御することにより、配光パターンを無段階的に制御することができる。また、本発明の車両用照明装置及びその制御方法は、検知ユニットで照明装置の前に検知し、かつその検知ユニットが生成した信号で配光パターン及び照明区域を制御することにより、ハイビーム、ロービーム及びＡＦＳに合う配光パターン、輝度及び照明範囲を獲得することができる。また、本発明の車両用照明装置及びその制御方法は、対向車両の速度、道路状況及び天気状況により照明光束の色温度を制御することができるので、色々な状況に合う照明光束を形成し、かつ照明に関する法律を満たす照明光束を形成することができる。

以上、本発明の好適な実施例を詳述してきたが、本発明がそれらの実施例の構成にのみ限定されるものではないため、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても当然に本発明に含まれる。本発明のいずれかの実施例又は特許請求の範囲は本発明に記載されているすべての目的、利点又は特徴などを実現しなくてもよい。また、本発明の明細書又は特許請求の範囲に「第一」、「第二」などのような用語が記載されているが、それらはそれぞれ、異なる実施例における部品の名称（element）を示すものであり、部品の個数の上限又は下限を示すものではない。要約と発明の名称は、特許文献の検索に使われるものではあるが、本発明の特許請求の範囲を定めるものではない。

７０照明光束
７０ａ第一子照明光束
７０ｂ第二子照明光束
８０ａ、８０ｂ青色光束
１００、５００、６００車両用照明装置
１１０、５１０、６１０光源モジュール
１２０中継レンズモジュール
１３０ライトバルブ
１３０ａデジタルマイクロミラーデバイス
１３１マイクロミラー
１４０、５４０検知ユニット
１５０投影レンズモジュール
１５１ズームレンズ
１６０制御ユニット
５１１、６１１第一光源
５１３、６１３第二光源
６１２第一波長変換ユニット
６１４第二波長変換ユニット
ＣＡ対向車両
ＣＬ１、ＣＬ２前照灯
Ｄ１、Ｄ２方向

Claims

光源モジュール、ライトバルブ、検知ユニット、投影レンズモジュール及び制御ユニットを含む車両用照明装置において、
前記光源モジュールは、照明光束を放射し、
前記ライトバルブは、前記照明光束の伝播経路に配置され、かつ該ライトバルブを異なる状態に変換することにより前記照明光束を制御し、
前記検知ユニットは、前記車両用照明装置の前に検知するとともに信号を生成し、
前記投影レンズモジュールは、前記照明光束の伝播経路に配置されて少なくとも一部分の前記照明光束を投射し、前記ライトバルブは、前記光源モジュールと前記投影レンズモジュールとの間に位置し、
前記制御ユニットは、前記ライトバルブと前記検知ユニットに電気的に接続されて該検知ユニットからの前記信号を受信し、かつ前記ライトバルブを制御することにより前記照明光束の配光パターンを制御した後、前記投影レンズモジュールによって前記照明光束を前記車両用照明装置の前に投射する、車両用照明装置。
前記投影レンズモジュールはズームレンズを含み、該ズームレンズは、前記制御ユニットに電気的に接続されかつ前記投影レンズモジュールが前記照明光束を投射する距離を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用照明装置。
前記ライトバルブはデジタルマイクロミラーデバイスを含み、該デジタルマイクロミラーデバイスは複数個のマイクロミラーを含み、前記制御ユニットでそれらのマイクロミラーの状態を制御することにより、該マイクロミラーに反射される少なくとも一部分の前記照明光束の配光パターンを制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用照明装置。
前記光源モジュールは少なくとも１つの第一光源及び少なくとも１つの第二光源を含み、該第一光源と該第二光源はそれぞれ、前記照明光束の第一子照明光束と第二子照明光束を放射し、かつ該第一子照明光束の色温度と前記第二子照明光束の色温度は相違している、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用照明装置。
前記制御ユニットで前記光源モジュールの前記第一子照明光束及び前記第二子照明光束の光強度を制御することにより、前記照明光束の配光パターンを制御する、ことを特徴とする請求項４に記載の車両用照明装置。
前記光源モジュールは、少なくとも１つの第一波長変換ユニット及び少なくとも１つの第二波長変換ユニットを更に含み、
前記第一波長変換ユニットは、前記少なくとも１つの第一光源と前記ライトバルブとの間に位置し、
前記第二波長変換ユニットは、前記少なくとも１つの第二光源と前記ライトバルブとの間に位置し、前記少なくとも１つの第一波長変換ユニットと前記少なくとも１つの第二波長変換ユニットはそれぞれ、前記少なくとも１つの第一光源と前記少なくとも１つの第二光源に対応し、前記第一子照明光束及び前記第二子照明光束はそれぞれ、前記第一波長変換ユニットと前記第二波長変換ユニットの変換により形成される、ことを特徴とする請求項４に記載の車両用照明装置。
前記少なくとも１つの第一光源と前記少なくとも１つの第二光源は固体光源である、ことを特徴とする請求項４に記載の車両用照明装置。
前記マイクロミラーはそれぞれ回転することができ、かつ前記マイクロミラーが異なる状態になるときその回転角度が変わることにより、前記マイクロミラーに反射される前記照明光束の反射方向を制御し、かつ少なくとも一部分の前記照明光束の配光パターンを制御する、ことを特徴とする請求項３に記載の車両用照明装置。
前記車両用照明装置は中継レンズモジュールを更に含み、該中継レンズモジュールは前記照明光束の伝播経路に配置されるとともに前記光源モジュールと前記ライトバルブとの間に位置し、前記照明光束は前記中継レンズモジュールを通過して前記ライトバルブに伝播される、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用照明装置。
前記検知ユニットは、相補型金属酸化膜半導体センサー、距離画像センサー又は湿度センサーである、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用照明装置。
前記信号は、映像信号、対向車両の位置情報又は湿度信号である、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用照明装置。
前記制御ユニットは、前記映像信号又は前記対向車両の位置情報により対向車両の有無を判断するとともに前記対向車両と前記検知ユニットの相対的位置を判断し、かつ対向車両があると判断するとき、前記制御ユニットは前記ライトバルブを制御することにより前記照明光束の配光パターンを制御する、ことを特徴とする請求項１１に記載の車両用照明装置。
前記制御ユニットは前記光源モジュールに電気的に接続され、かつ前記湿度信号が所定値になるとき、前記制御ユニットは前記光源モジュールを制御することにより前記照明光束の色温度を制御する、ことを特徴とする請求項１１に記載の車両用照明装置。
照明光束の配光パターンを制御する車両用照明装置の制御方法において、
検知ユニットで前記車両用照明装置の前に検知することにより信号を形成するステップと、
前記信号で前記照明光束の伝播経路に配置された前記ライトバルブを制御することにより少なくとも一部分の前記照明光束の配光パターンを制御するステップとを含む、車両用照明装置の制御方法。
前記照明光束は光源モジュールが提供したものであり、前記ライトバルブはデジタルマイクロミラーデバイスを含み、該デジタルマイクロミラーデバイスは複数個のマイクロミラーを含み、各該マイクロミラーがそれぞれ回転することによりマイクロミラーは異なる状態の間で切り替わり、前記マイクロミラーの異なる状態は該マイクロミラーの異なる回転角度に対応し、かつ前記マイクロミラーの状態が変わることによって前記マイクロミラーに反射される前記照明光束の反射方向を制御することにより、前記デジタルマイクロミラーデバイスの前記マイクロミラーは少なくとも一部分の前記照明光束の配光パターンを制御する、ことを特徴とする請求項１４に記載の車両用照明装置の制御方法。
前記車両用照明装置は投影レンズモジュールを更に含み、該投影レンズモジュールは前記少なくとも一部分の照明光束を投射し、前記ライトバルブは光源モジュールと前記投影レンズモジュールとの間に位置する、ことを特徴とする請求項１４に記載の車両用照明装置の制御方法。
前記投影レンズモジュールはズームレンズを含み、該ズームレンズは、制御ユニットに電気的に接続されかつ前記投影レンズモジュールが前記照明光束を投射する距離を制御する、ことを特徴とする請求項１６に記載の車両用照明装置の制御方法。
前記照明光束は第一子照明光束と第二子照明光束を含み、該第一子照明光束の色温度と前記第二子照明光束の色温度は相違しており、
前記車両用照明装置の制御方法は、前記第一子照明光束及び前記第二子照明光束の光強度を制御することにより前記照明光束の色温度を制御するステップを更に含む、ことを特徴とする請求項１５に記載の車両用照明装置の制御方法。
前記光源モジュールは、少なくとも１つの第一光源、少なくとも１つの第二光源、少なくとも１つの第一波長変換ユニット及び少なくとも１つの第二波長変換ユニットを更にを含み、
前記少なくとも１つの第一光源と前記少なくとも１つの第二光源はそれぞれ、前記第一子照明光束と前記第二子照明光束を放射し、
前記少なくとも１つの第一波長変換ユニットは、前記少なくとも１つの第一光源とデジタルマイクロミラーデバイスとの間に位置し、
前記少なくとも１つの第二波長変換ユニットは、前記少なくとも１つの第二光源とデジタルマイクロミラーデバイスとの間に位置し、前記少なくとも１つの第一波長変換ユニットと前記少なくとも１つの第二波長変換ユニットはそれぞれ、前記少なくとも１つの第一光源と前記少なくとも１つの第二光源に対応し、前記第一子照明光束及び前記第二子照明光束はそれぞれ、前記少なくとも１つの第一波長変換ユニットと前記少なくとも１つの第二波長変換ユニットの変換により形成される、ことを特徴とする請求項１８に記載の車両用照明装置の制御方法。
前記検知ユニットは、相補型金属酸化膜半導体センサー、距離画像センサー又は湿度センサーである、ことを特徴とする請求項１４に記載の車両用照明装置の制御方法。
前記信号は、映像信号、対向車両の位置情報又は湿度信号である、ことを特徴とする請求項１４に記載の車両用照明装置の制御方法。
前記車両用照明装置の制御方法は、前記湿度信号が所定値になるとき前記光源モジュールを制御することにより前記照明光束の色温度を制御するステップを更に含む、ことを特徴とする請求項２１に記載の車両用照明装置の制御方法。
前記車両用照明装置の制御方法は、前記映像信号又は前記対向車両の位置情報により対向車両の有無を判断するとともに前記対向車両と前記検知ユニットの相対的位置を判断し、かつ対向車両があると判断するとき、前記ライトバルブを制御することにより前記照明光束の配光パターンを制御するステップを更に含む、ことを特徴とする請求項２１に記載の車両用照明装置の制御方法。