JP2019023997A - 自動車用の照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤアレイを機械的な旋回システムを用いる必要なしに道路の形状に従う、ロービームモードの光ビームを生成することを可能にする自動車用照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置は、発光半導体型の少なくとも２つの光源のアレイと、少なくとも第１の照明素子１５および第２の照明素子１６のアレイと、を備える。各照明素子１５、１６は、光源のうちの１つと関連付けられ、かつ、光源により放射された光ビームが、照明素子１５、１６の形状に依存する形状を呈するようにして、関連する光源により点灯される。第１の照明素子１５は、下底を有する台形形状であり、第２の照明素子１６は、台形形状に対して、部分的に相補的な形状を有し、かつ、少なくとも下底の長さ程度の長さだけ離れ、互いに平行であり、下底の２つの両端部から延びる、２つの縁部を備える。
【選択図】図３ａ

Description

本発明は、自動車用の照明装置に関する。本発明は、特に、自動車用のハイビームおよびロービームモードのヘッドランプに適用可能である。

図１には、車線３に隣接する車線２を、移動している自動車１が、示されている。

ロービームモードにおいて、図１に示すように、ヘッドランプにより放射される光ビームは、車両１が走行する車線２の表面に延びる第１の照明領域４と、車線３の表面に延びる第２の照明領域５と、を呈する。

第２の照明領域５は、第２の照明領域５の面積が、第１の照明領域４の面積よりも小さいような、カットオフ６を有することが、知られている。

カットオフ６は、車線３上で走行する車両の運転者を眩惑しないことを可能にする。

自動車のヘッドランプにより放射されたビームの方向を、ハンドルの回転角度に、追従させることが知られており、これは、ビームの方向が、車両が走行する車線の形状、特に、屈曲する車両の軌道に従うことを確保する。

これを行うために、各ヘッドランプを、縦軸を中心にして旋回させることを可能にする、機械的システムが、一般的に使用されている。

さらに、自動車分野において、ヘッドランプ用の光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイを使用することが、ますます一般的になっている。

よって、少なくとも２つの照明ユニットを備えた、自動車用の照明モジュールが知られており、各照明ユニットは、発光半導体型の少なくとも１つの光源と、光源を制御する手段と、を備え、照明ユニットを制御する手段は、互いに独立しており、各照明ユニットは、光源により放射される光ビームが、照明素子の形状に依存する平面に渡って、光分布を呈するようにして、前記少なくとも１つの光源により点灯されるように構成された照明素子を備える。

このようなモジュールは、ＬＥＤを使用しているため、ＬＥＤは、消費エネルギーが少なく、長い寿命を持ち、ほんのわずかな熱を生成する限り、好適である。ＬＥＤは、また、ヘッドランプの形状を変化させることを可能にし、よって、自動車の特定のモデルに関する、ライトシグネチャーを生成する。

しかし、このようなＬＥＤアレイを、機械的なヘッドランプ旋回機構に適合させることは困難である。

本発明の目的は、これらの不利な点を克服することである。

このために、本発明は、自動車用の照明装置に関し、この照明装置は、発光半導体型の少なくとも２つの光源のアレイと、少なくとも第１の照明素子および第２の照明素子のアレイと、を備え、各照明素子は、光源のうちの１つと関連付けられ、かつ、光源により放射された光ビームが、照明素子の形状に依存する形状を呈するようにして、関連する前記光源により点灯されるように構成され、第１の照明素子は、底辺と呼ばれる、２つの対向する平行な辺を有する台形形状であり、下底と呼ばれる底辺のうちの一方は、上底と呼ばれる他方の底辺の長さよりも長く、前記台形は、また、互いに平行ではなく、かつ、下底と上底とを接続する、２つの辺を有し、第２の照明素子は、台形形状に対して、部分的に相補的な形状を有し、かつ、下底の程度の長さだけ離れ、互いに平行であり、下底の２つの両端部から延びる、２つの縁部を備える。

よって、本発明により、台形と、台形の逆形状と、の関連付けにより可能となる、均一な光ビームを、生成することが可能である。

また、機械的な旋回システムを用いる必要なしに、道路の形状に従う、ロービームモードの光ビームを生成することも可能である。

実際に、道路が直線に続く場合、ビームのカットオフは、例えば、第１の照明ユニットと呼ばれる台形のうちの１つの、非平行辺のうちの一方により生成され、一方で、車両が走行するレーンが、曲がりくねる、特に屈曲部の場合、第１の照明ユニットをオフにし、かつ、第２の照明ユニットと呼ばれるもう１つの台形のみを、照明すればよく、ビームのカットオフは、次いで、第２の照明ユニットの非平行辺のうちの１つにより、生成される。

本発明の別の特徴によれば、装置は、少なくとも３つの光源と３つの照明素子とを備え、第３の照明素子は、台形形状の第１の素子の下底から、第１の照明素子に対して相補的な、第２の照明素子の縁部と反対の方向に延びる。

本発明の別の特徴によれば、装置は、少なくとも３つの整列された台形形状の照明素子のバー（ｂａｒ）を備える。

本発明の別の特徴によれば、各照明素子は、レンズである。

本発明の別の特徴によれば、装置は、照明素子のアレイの出力にて、無限遠に投射するためのモジュールを備える。

本発明の別の特徴によれば、無限遠に投射するためのモジュールは、少なくとも１つのレンズを備える。

本発明のもう１つの特徴によれば、装置は、２つのレンズと、２つのレンズの間に配置された、光線をフィルタリングするための絞りと、を備える。

本発明は、また、上述したような２つの照明装置を備える自動車用の照明システムに関する。

本発明の他の特徴および利点は、以下の説明を理解することにより、さらに明らかとなる。この説明は、単なる例示であり、添付の図面を参照して読むべきである。

既に述べたように、ロービームモードで道路を照明しつつ、路上を走行する自動車の平面図である。 本発明に係る照明装置の光源のアレイの斜視側面図である。 図２に示されるアレイと関連付けられた、成形素子のアレイの前面図である。 図３ａの詳細を示す図である。 図３ａに示す成形素子のアレイの斜視側面図である。 光投射モジュールが設けられている、本発明に係る照明装置の斜視側面図である。 図５に示す光投射モジュールの斜視図である。 ハイビーム照明モードに係る、本発明の照明装置を示す図である。 第１の照明モードに係る、本発明の２つの照明装置を示す図である。 第２の照明モードに係る、本発明の２つの照明装置を示す図である。 第３の照明モードに係る、本発明の２つの照明装置を示す図である。 第４の照明モードに係る、本発明の２つの照明装置を示す図である。

照明装置
図２、図３ａおよび図４に示すように、本発明に係る照明装置１０は、照明素子１２のアレイ１１と、発光半導体、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）型の光源１４のアレイ１３と、を備える。

照明装置１０は、また、各光源を制御する不図示の手段を備える。

各ＬＥＤを制御する手段は、各ＬＥＤが、アレイ１３の他のＬＥＤから独立してオンまたはオフにされるようにして、互いに独立している。

各照明素子１２は、以下により詳細に説明するように、光源１４のうちの１つと関連付けられ、かつ、光源１４により放射された光ビームが、照明素子１２の形状に依存する形状を呈するようにして、関連するＬＥＤ光源により点灯されるように構成されている。

照明素子１２のアレイ１１は、少なくとも、第１の照明素子１５と、第２の照明素子１６と、を備える。

図３ａ、図３ｂおよび図４に示すように、第１の照明素子１５は、好ましくは等脚の、概ね台形の形状を有する。

各等脚台形２０には、底辺と呼ばれる、２つの対向する平行な辺２１，２２が設けられ、下底２１と呼ばれる底辺のうちの一方は、上底と呼ばれる他方の底辺２２の長さｌよりも大きな長さＬを有する。

各等脚台形２０には、また、互いに平行ではなく、かつ、下底２１と上底２２とを接続する、辺２３，２４が設けられる。

２つの辺２３および２４は、同じ長さを有する。

辺２３は、以下により詳細に述べるように、上りスロープを呈し、かつ、右側で運転するためのロービームカットオフを可能にする。

辺２４は、以下により詳細に述べるように、下りスロープを呈し、かつ、左側で運転するためのロービームカットオフを可能にする。

下底２１は、２５，２６として参照される、２つの両端部の間で延びる。

上底２２は、２つの両端部２７および２８の間で延びる。

上底２２の端部２７は、下底２１の端部２５の反対側に配置され、一方で、上底２２の端部２８は、下底２１の端部２６の反対側に配置される。

第２の照明素子１６は、台形形状の第１の照明素子１５の逆形状であり、すなわち、第２の照明素子は、台形形状に対して、部分的に相補的な形状を有する。

第２の照明素子は、２つの縁部２９，３０を備える。

縁部２９は、台形２０の下底２１の端部２５から延び、一方で、縁部３０は、下底２１の端部２６から延びる。

縁部２９および３０は、互いに実質的に平行であり、一方、下底２１の長さＬ程度の長さだけ離れている。

第２の照明素子１６は、下底２１の両側に配置され、かつ、上底２２に達する、２つの部分３１，３２を備える。

部分３１は、辺２３と、上底２２を有する軸上で、台形２０の端部２７から、端部２５の投射３４まで延びる線分３３と、端部２５から、投射３４まで延びる線分３５と、により区切られた空間を満たす、実質的に三角形の領域を有する。

同様に、部分３２は、辺２４と、上底２２を有する軸上で、台形２０の端部２８から、端部２６の投射３７まで延びる線分３６と、端部２６から、投射３７まで延びる線分３８と、により区切られた空間を満たす、実質的に三角形の領域を有する。

台形２０の逆形状である照明素子１６の形状は、以下により詳細に述べるように、照明装置１０が使用される間、部分３１および３２の照明を確保する。

照明アレイ１１は、また、少なくとも、第３の照明素子１７を備える。

第３の照明素子１７は、台形形状２０の第１の素子１５の下底２１から、第２の素子１６の縁部２９，３０と反対の方向に延びる。

換言すると、第３の照明素子１７は、互いに実質的に平行の２つの縁部３９，４０を備え、縁部３９は、縁部２９の延長に沿って延び、縁部４０は、縁部３０の延長に沿って延びる。

図示される実施形態において、照明アレイは、複数の整列された第１、第２および第３の照明素子を備える。

好適には、各照明素子は、レンズであり、好ましくは、マイクロレンズである。

マイクロレンズは、実質的にＬＥＤと同程度の大きさの寸法を有する。

好ましくは、レンズは、球形レンズであり、その焦点は、ＬＥＤアレイの後方に配置され、このことは、ＬＥＤアレイの後方に、無限遠に投射するためのモジュール５０によって投射される、拡大された仮想画像を生成することを可能にする。

無限遠に投射するためのモジュールは、照明素子のアレイの出力に、配置されている。

投射モジュールは、少なくとも１つの投射レンズを備える。

図６に示される実施形態において、投射モジュール５０は、入光レンズ５１と、出光レンズ５２と、２つのレンズ５１および５２の間に配置された、光線をフィルタリングするための絞り５３と、を備える。

入光レンズ５１は、照明アレイにより成形されるアレイの画像の仮想画像を生成する。

出光レンズ５２は、入光レンズ５１により生成される仮想画像の投射用のレンズである。

絞り５３は、ＬＥＤから到来し、かつ、このＬＥＤとは関連しないマイクロレンズを通過する光線を、フィルタリングするための、中央開口部５４が設けられた不透明壁である。

絞り５３は、よって、ゴースト画像の生成を回避することを可能にする。

照明装置の動作
図７は、全てのＬＥＤがオンである場合の、照明装置１０の図を示している。

一般的に、このケースは、ハイビームモードにおける照明装置１０の使用に対応する。

図７に示すように、台形２０の逆形状である第２の照明素子１６の形状は、部分３１および３２に含む、アレイ１１による均一な照明を提供する。

図８〜図１０は、同一の隣接する第１および第２の照明装置１０および１０’を備える、自動車用の、フロントヘッドランプ型の光学系により放射された照明を示している。

２つの照明装置１０，１０’は、等脚台形２０のうちの１つの中間の高さでの、半分の幅のシフトが生成されるようにして配置されている。

シフトされた構成は、照明モジュール１０および１０’により放射される２つのビームが重複する領域において、ヘッドランプにより生成される光強度の倍加を提供する。

２つのモジュールのシフトされた構成は、また、ヘッドランプの解像度の倍加を提供し、これは、ビームカットオフ６が、第１のモジュール１０の１つの辺２３により、次いで、第２のモジュール１０’の１つの辺２３’により、連続して構成されているためである。

第１の動作モードは、右側で運転するための、道路が直線に続く場合の、ロービームモードにおける動作のケースに対応する。

図８に示すように、２つの照明装置１０および１０’の正の横座標に対応する、台形２０，２０’は、オンであり、一方で、負の横座標に対応する台形２０，２０’は、オフである。

ロービームモードにおける、ビームのカットオフ６は、横座標および縦座標の最小の正の値に対応する、台形２０−０の辺２３により構成されている。

第３の素子１７は、全てオンであり、一方で第２の照明素子１６は、全てオフである。

第２の動作モードは、右側で運転するための、道路が右に曲がる場合のロービームモードにおける動作のケースに対応する。

図９に示すように、台形２０の右手部分（横座標の正の値に厳密に対応する）のみが、オンであり、一方で、他の台形は、オフである。

図８と同様に、第３の素子１７は、全てオンであり、一方で、第２の照明素子１６は、全てオフである。

ロービームモードにおける、ビームのカットオフ６は、図９にて２０＋で参照される台形の辺２３により構成される。

よって、右折において、ヘッドランプは、逆方向に走行する車両の運転者を眩惑することなく、道路を照明し続ける。

好適には、照明装置は、また、ＬＥＤのアレイ１３の照明を、自動車の軌道パラメータのセンサに対して、追従させる手段を備えることに留意すべきである。

パラメータは、好適には、自動車のハンドルの回転角度であり、軌道パラメータは、車両が走行する道路の、直線に対する逸脱、特に曲がり角など、を示している。

第３の動作モードは、左側で運転するための、道路が直線に続く場合のロービームモードにおける動作のケースに対応する。

図１０に示すように、２つの照明装置１０および１０’の負の横座標に対応する、台形２０，２０’は、オンであり、一方で、正の横座標に対応する台形２０，２０’は、オフである。

ロービームモードにおける、ビームのカットオフ６は、横座標および縦座標の最大の負の値に対応する、台形２０−０の辺２４によって構成されている。

第３の素子１７は、全てオンであり、一方で第２の照明素子１６は、全てオフである。

第４の動作モードは、ハイビームモードにおける動作のケースに対応する。

図１１に示すように、１つの第１の素子１５および第２の素子１６の対を除いて、全てのＬＥＤが、オンである。

一般的に、このケースは、照明装置が装備されている車両の逆方向に、車両が検出されている場合の、照明装置１０，１０’のハイビームモードにおける使用に対応する。

図１１に示すように、台形２０の逆形状である第２の照明素子１６の形状は、部分３１および３２に含む、アレイ１１による均一な照明を提供する。

効果
本発明は、ビームを、連続する逆等脚台形に離散化することにより、曲がりくねった道において、カットオフが、車両の軌道に従う、ロービームモードのための光ビームを生成する利点を有する。

本発明に係る離散化は、また、左側で運転するための車両に対するのと同様に、右側で運転するための車両に対する適合を可能にし、さらに、所与の車両に対する、右側または左側での運転の変更を、可能にする。

台形への離散化は、また、他の車両を眩惑させないハイビームへの適合を可能にする。

このように、本発明は、指向性ロービーム、左側および右側での運転、非眩惑ハイビームなどの、異なる機能を行うことを可能にする。

本発明の別の利点は、すでに示されているように、台形と台形の逆形状との関連により許容される、均一な照明である。

Claims (8)

1. 自動車用の照明装置であって、
   発光半導体型の少なくとも２つの光源のアレイと、少なくとも第１の照明素子（１５）および第２の照明素子（１６）のアレイと、を備え、
   各照明素子は、前記光源のうちの１つと関連付けられ、かつ、前記光源により放射された光ビームが、前記照明素子の形状に依存する形状を呈するようにして、関連する前記光源により点灯されるように構成され、
   前記第１の照明素子（１５）は、底辺と呼ばれる、２つの対向する平行な辺（２１，２２）を有する台形形状であり、下底と呼ばれる前記底辺のうちの一方は、上底（２２）と呼ばれる他方の前記底辺の長さよりも長く、
   前記台形（２０）は、また、互いに平行ではなく、かつ、前記下底（２１）と前記上底（２２）とを接続する、２つの辺（２３，２４）を有し、
   前記第２の照明素子（１６）は、前記台形形状に対して、部分的に相補的な形状を有し、かつ、少なくとも前記下底（２１）の長さ程度の長さだけ離れ、互いに平行であり、下底の２つの両端部から延びる、２つの縁部（２９，３０）を備える、照明装置。
2. 少なくとも３つの光源と３つの照明素子（１５，１６，１７）とを備え、第３の照明素子（１７）は、前記台形形状（２０）の第１の素子（１５）の下底（２１）から、前記第１の照明素子（１５）に対して相補的な、前記第２の照明素子（１６）の縁部と反対の方向に延びる、請求項１に記載の照明装置。
3. 少なくとも３つの整列された台形形状の照明素子（１２）のバーを備える、請求項１または２に記載の照明装置。
4. 各照明素子はレンズである、ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の照明装置。
5. 前記照明素子（１２）のアレイ（１１）の出力にて、無限遠に投射するためのモジュール（５０）を備える、請求項１から４のいずれかに記載の照明装置。
6. 前記無限遠に投射するためのモジュール（５０）は、少なくとも１つのレンズを備える、ことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
7. ２つのレンズ（５１，５２）と、
   前記２つのレンズ（５１，５２）の間に配置された、光線をフィルタリングするための絞り（５３）と、を備える、請求項１から６のいずれかに記載の照明装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の２つの照明装置（１０，１０’）を備える、自動車用の照明システム。