JP6530565B2 - 自動車投光器を制御するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車投光器（特に自動車前照灯）を制御するための方法に関し、該自動車投光器は、少なくとも、レーザダイオードと、該レーザダイオードに割り当てられた光変換要素（ライトコンバージョンエレメント）とを含み、この際、光像の異なる領域に対応する光変換要素の領域（複数）が、レーザダイオードの光線により周期的に且つ異なる強度で照射可能であり、この際、光像の異なる領域に対応する光変換要素の領域における照射強度は、同時に、光像の異なる領域に対応する光変換要素の領域における、異なる領域の相対的な照射期間（照射継続時間）によっても、レーザダイオードの異なる光強度によっても調節され、相対的な照射期間は、光像の異なる領域に対応する光変換要素の領域における異なる速さの光線の旋回により達成される。

更に本発明は、自動車投光器（特に自動車前照灯）に関し、該自動車投光器は、光強度に関して調節可能な少なくとも１つのレーザダイオードを有し、該レーザダイオードのレーザ光線は、光変換要素において発光像を発生させるためにスキャンしながら光変換要素上へ案内可能であり、発光像は、結像システムを介して光像として走行路上へ投射され、光スキャナの偏向ミラーが、定められた制御特性曲線に対応し、少なくとも１つの座標方向において旋回可能であり、更に該自動車投光器は、レーザ制御装置と、該レーザ制御装置に割り当てられた計算ユニットとを有する。

従来技術では、様々な形式の車両投光器が知られており、この際、最近では、とりわけ放電ランプやハロゲン光源を有する投光器が使用されるようになった。省エネの理由から、また車両投光器のスペース必要性を更に減少させるために、半導体レーザのようなレーザダイオードの使用が一段と試されており、それは、レーザダイオードがそのような要求に関して利点を有するためである。この際、レーザ光を車両投光器において利用可能とするためには、レーザダイオードを用い、光変換要素である所謂蛍光体コンバータ（Phosphor-Konverter）が照射され、それにより蛍光体コンバータは、可視光を放射するために励起される。この際、蛍光体コンバータは、光非透過性であり得て、この場合、レーザ光は、蛍光体コンバータの放射側へ案内される。代替的に光変換要素は、透過タイプであり得て、透過タイプにおいてレーザ光線は、蛍光体コンバータの背面側へ案内され、他方の側面、即ち放射側において、変換された光として放射される。

所謂静的システムにおいて、レーザ光線は、不動状態で蛍光体コンバータへ向けられる。それに対して所謂動的（ダイナミック）システムにおいて、蛍光体コンバータの励起のために使用される１つのレーザ光線ないし複数のレーザ光線は、振動ミラーを用いて蛍光体コンバータ上で運動され、それにより人間の目に対し、蛍光体コンバータの外側形状、ないしレーザ光線により照射された光変換要素の領域に対応する光像が発生する。従ってレーザ光線は、光変換要素をスキャニング（ueberstreichen）し、即ち光変換要素上をなぞるように走査し、光変換要素は、現在照射されている領域において可視範囲の光を放射し、この際、レーザ光線の比較的高い走査速度に基づき、人間の目は、連続的な発光であると知覚し、光のちらつきや明滅が認識されることはない。光変換要素の光は、リフレクタ及び／又はレンズシステムにより車両の前方へ放射される。それにより所定の光機能（ライトファンクション）ないし例えばハイビーム、ロービームなどのような光機能の精密な明暗境界を達成することができる。

複雑な光像を実現するため、特に例えばアダプティブハイビームのような動的な光機能を実現するために、光像は、多数の異なる個別分散（diskret）領域、所謂ピクセル（Pixel）から構成され、これらの領域において、異なる照射強度が実現可能である。異なる照射強度は、光像のピクセルに対応する光変換要素の異なる領域、即ち光変換要素のピクセルにおいて、光変換要素に対する異なる強度の照明ないし照射から得られ、この際、前記のリフレクタ及び／又はレンズシステムは、それに対応し、光変換要素の異なる個別分散領域を鮮明に車両の前方の領域に結像するために用いられる。

光変換要素における異なる照射強度を達成するためには、原理的に２つの可能性が提供される。

第１の可能性においては、振動式偏向ミラーの現在のポジションに基づいて正にレーザダイオードの光で照射されるないし照射可能であるピクセルに依存し、レーザダイオードの光強度を異なって設定することが可能である。この方法では、通常、レーザダイオードの光強度の幾つかの少数の段階（ステージ）だけが制御技術的に考慮されている。例えば、レーザダイオードは、その都度のポジションに依存し、レーザダイオードの最大光強度の０％、５０％、１００％で稼働されることが可能である。しかし多くの場合、現代の自動車技術における要求を満たすためには、光像内に遥かに多数の異なる輝度段階が必要である。望ましくは２５６の輝度段階であり、そのために第１の可能性においては、レーザダイオードの２５６の輝度段階が設定（調節）可能である必要もあり、しかしこのことは、実際には、考えられるレーザダイオードの輝度段階の増加（段階数の増加）に伴う制御技術的な手間と、損失出力の増加が原因で実行し得ない。

このことは、第２の可能性により、光変換要素の異なる複数の領域ないしピクセルにおいてレーザ光線による光変換要素の相対的な照射期間を例えば２５６の段階付けで設定することができるのであれば、すでにレーザダイオードの２つの輝度段階を用いて実行されることが可能である。このことは、一方では、ピクセルのスキャニングの際のレーザダイオードの光パルスにより行うことが可能であり、それによりピクセルは、例えば、半分の時間だけ照射される（結果として発光強度の５０％が人間の目で知覚可能）か、又はスキャニングの多数の反復に基づき個々のピクセルにおいて異なる相対的な照射期間を設定可能とするために、レーザ光線の走査周期が十分に小さくされ、即ちレーザ光線の走査周波数が十分に高く選択される。前記のスキャニングの多数回の反復、ないし前記の高い走査周波数は、光像構成の最小周波数ないし基本周期と関連付けられるものであり、最小周波数ないし基本周期は、最低の輝度段階をもったピクセルに対しても、人間の目にとって均質でちらつきのない光像を獲得するために保証されなくてはならず、この際、最低の輝度段階は、それに対応するピクセルが、他のピクセルに対してはレーザ光線の走査周波数が何倍の場合においても、１回の光パルスだけで照射される場合に得られる。例えばそのような基本周期は、１／２００秒であり、この場合、最小周波数は、２００Ｈｚ（ヘルツ）である。この場合、走査周波数の倍増は、全ピクセルが４００Ｈｚの周波数で照射可能であることを意味し、つまりレーザ光線は、１／２００秒の基本周期内で各ピクセルを二回スキャニングできることを意味する。またピクセルが二回照射されると、結果として１００％の輝度が得られ、ピクセルが一回だけ照射されると、結果として５０％の輝度が得られる。つまり換言すると、ピクセルを全く照射しない可能性（ピクセルは暗状態に留まる）の他に、相対的な照射期間の２つの段階が可能である。

AT 514633 A1 US 2014/029282 A1 EP 2 581 648 A1 DE 10 2012 205437 A1

前記の多数の輝度段階を達成するために、両方の方法は、それらの限界をもつが、それは、一方では、レーザダイオードの光強度加減（Dimmen）時、即ち多数の異なる光出力の設定時には、既に上述したように、比較的高い損失出力と、それと共に大きな熱発生がもたらされるためである。また他方では、前記の多数の輝度段階を相対的な照射期間にだけ基づいて達成するために、レーザパルスを十分に短く且つ正確に励起することは、不可能である。更に一周期におけるスキャニングの反復を無制限に何倍にもすることはできず、それは、その際には、既述の振動ミラーにおいて、偏向システムが通常その機械的な限界に達してしまうためである。

相対的な照射期間の設定の更なる可能性は、レーザダイオードの光線を異なる速さで旋回させることにより、光像の異なる領域（複数）に対応する光変換要素の領域（複数）において、光線の異なる速さの旋回を達成することにあり、それにより個々の領域においてレーザ光線の光点の異なる長さの滞留期間が結果として得られる。配光が明るくあるべきところにおいて、レーザスポットは、配光が比較的暗くあるべきところよりも低い速度で運動される。本発明の対象は、個々のピクセルの相対的な照射期間の設定のこの仕方であり、それは、高いスキャン速度においてはレーザダイオードのスイッチング周波数に対する必要性が何倍にも高められているためである。他方、レーザダイオードのオンオフの意味におけるレーザダイオードの純粋なスイッチングは、低いスキャン速度及びそれに伴う低いスイッチング周波数による比較的高い効率に基づき、好ましいとされる。比較的高いスキャン速度ないしスイッチング周波数において初めて、対応の回路の電磁遮蔽に関する特性の改善は、レーザダイオードの光強度加減の意味におけるレーザダイオードの異なる光強度の設定の方を有利であるとさせる。

従って本発明の基礎を成す課題は、レーザダイオードの光線の旋回の速度に依存する、レーザダイオードの上記のスイッチングの仕方の欠点をできるだけ排除することである。

前記課題を解決するために、本発明による方法は、冒頭に記載した形式の方法から出発し、光線が、角速度のための規定値よりも低い角速度で運動される領域においては、レーザダイオードのオフとオンだけが行われ、角速度のための規定値よりも高いところでは、レーザダイオードの異なる光強度が設定されるように、更に構成されている。
即ち本発明の第１の視点により、自動車投光器を制御するための方法であって、前記自動車投光器は、少なくとも、レーザダイオードと、前記レーザダイオードに割り当てられた光変換要素とを含み、光像の異なる領域に対応する前記光変換要素の領域が、前記レーザダイオードの光線により周期的に且つ異なる強度で照射可能であり、光像の異なる領域に対応する前記光変換要素の領域における照射強度は、同時に、光像の異なる領域に対応する前記光変換要素の領域における、異なる領域の相対的な照射期間によっても、前記レーザダイオードの異なる光強度によっても設定され、相対的な照射期間は、光像の異なる領域に対応する前記光変換要素の領域における異なる速さの前記光線の旋回により達成されるよう構成されており、前記光線が、角速度のための規定値よりも低い角速度で運動される領域においては、前記レーザダイオードのオフとオンだけが行われ、前記光線が、角速度のための前記規定値よりも高い角速度で運動される領域においては、前記レーザダイオードの異なる光強度が設定されることを特徴とする方法が提供される。
更に本発明の第２の視点により、自動車投光器であって、前記自動車投光器は、光強度に関して設定可能な少なくとも１つのレーザダイオードを有し、前記レーザダイオードのレーザ光線は、光変換要素において発光像を発生させるためにスキャンしながら前記光変換要素上へ案内可能であり、前記発光像は、結像システムを介して光像として車道上へ投射され、光スキャナの偏向ミラーが、定められた制御特性曲線に対応し、少なくとも１つの座標方向において旋回可能であり、更に前記自動車投光器は、レーザ制御装置と、前記レーザ制御装置に割り当てられた計算ユニットとを有するよう構成されており、前記計算ユニットは、前記方法を実行するように構成されていることを特徴とする自動車投光器が提供される。
尚、本願の特許請求の範囲に付記されている図面参照符号は、専ら本発明の理解の容易化のためのものであり、図示の形態への限定を意図するものではないことを付言する。

本発明において、以下の形態が可能である。
（形態１）自動車投光器を制御するための方法であって、前記自動車投光器は、少なくとも、レーザダイオードと、前記レーザダイオードに割り当てられた光変換要素とを含み、光像の異なる領域に対応する前記光変換要素の領域が、前記レーザダイオードの光線により周期的に且つ異なる強度で照射可能であり、光像の異なる領域に対応する前記光変換要素の領域における照射強度は、同時に、光像の異なる領域に対応する前記光変換要素の領域における、異なる領域の相対的な照射期間によっても、前記レーザダイオードの異なる光強度によっても設定され、相対的な照射期間は、光像の異なる領域に対応する前記光変換要素の領域における異なる速さの前記光線の旋回により達成されるよう構成されており、前記光線が、角速度のための規定値よりも低い角速度で運動される領域においては、前記レーザダイオードのオフとオンだけが行われ、角速度のための規定値よりも高いところでは、前記レーザダイオードの異なる光強度が設定されること。
（形態２）前記方法において、前記光変換要素は、前記レーザダイオードの前記光線により行及び／又は列に沿って照射されることが好ましい。
（形態３）前記方法において、前記光線は、行及び／又は列に沿って往復運動されることが好ましい。
（形態４）前記方法において、相対的な照射期間を達成するために必要な複数の光パルスは、光像の異なる領域に対応する前記光変換要素の領域において、所定の基本周期にわたって分散されて放射されることが好ましい。
（形態５）前記方法において、前記レーザダイオードの前記光線は、可動の偏向ミラーを用いて前記光変換要素へ案内されることが好ましい。
（形態６）前記方法において、前記偏向ミラーは、ＭＥＭＳマイクロスキャナの一部であることが好ましい。
（形態７）前記方法において、前記偏向ミラーは、電磁的に駆動されることが好ましい。
（形態８）前記方法において、前記レーザダイオードには、少なくとも３つの異なる光強度、特に前記レーザダイオードの最大光強度の１００％、５０％、０％が設定可能であることが好ましい。
（形態９）前記方法において、角速度のための前記規定値は、４０００°／秒と８０００°／秒の間、特に５０００°／秒と７０００°／秒の間、特に６０００°／秒で選択されることが好ましい。
（形態１０）自動車投光器であって、前記自動車投光器は、光強度に関して設定可能な少なくとも１つのレーザダイオードを有し、前記レーザダイオードのレーザ光線は、光変換要素において発光像を発生させるためにスキャンしながら前記光変換要素上へ案内可能であり、前記発光像は、結像システムを介して光像として車道上へ投射され、光スキャナの偏向ミラーが、定められた制御特性曲線に対応し、少なくとも１つの座標方向において旋回可能であり、更に前記自動車投光器は、レーザ制御装置と、前記レーザ制御装置に割り当てられた計算ユニットとを有するよう構成されており、前記計算ユニットは、前記方法を実行するように構成されていること。

多数の輝度段階を達成するために、本発明により、相対的な照射期間の制御による照射強度の制御の効果と、レーザダイオードの光強度の制御による照射強度の制御の効果とが組み合わされる。走査周期の各半減は、正にレーザダイオードの設定可能な光強度の数の各倍増が、達成可能な輝度段階を倍増させるのと同じように、光像の異なる領域（複数）に対応する光変換要素の領域（複数）における達成可能な異なる相対的な照射期間によってのみ表わされることのできる輝度段階を倍増させる。このようにして、異なる輝度段階を発生させる上記の両方の形式の欠点を低く保つことができる。（走査周波数の倍増の技術的な効果は、設定可能な光強度の数の倍増との組み合わせにおいて、相対的な照射期間の制御による（発光像内、故に光像内の）照射強度の制御の効果と、レーザダイオードの光強度の制御による（発光像内、故に光像内の）照射強度の制御の効果とを組み合わせるという本発明の一般的な考えの一例を示している。この際、倍増（二倍）とするか、三倍とするか、四倍とするか、等は、問題ではない。本発明は、周波数も光強度も連続的に変更可能であることも考慮している。）

以下の表１には、基本周期に対する走査周波数の各倍増が、表現可能な輝度段階の倍増をどのようにもたらすかが示されている。

原理的にレーザダイオードの光線は、各々の任意のパターンに沿って光変換要素上で案内されることが可能である。しかし本発明の有利な一バリエーションにより、光変換要素は、レーザダイオードの光線により行及び／又は列に沿って照射されることが行われ、それによりできるだけ高い走査速度を可能とする効率的な光案内が達成される。

好ましくは、光線は、行及び／又は列に沿って往復運動され、それにより一周期の通過（経過）後に再び出発点に戻るために、偏向ミラーの空走行（アイドリング）は不必要である。光線の往復運動において、縁部にあるピクセルは、光線の反転時には、状況に応じ、極めて短く相前後して照射され、かくて引き続き、光線が他方の縁部へ走行して再び戻ってくるまで大きな時間的な間隔を伴う。従ってこの状況を考慮し、極端な場合を回避するために、好ましくは、相対的な照射期間を達成するために必要な複数の光パルスは、１つのピクセル内で連続するのではなく、基本周期にわたって（をもって）分散されて放射されることを提案することができる。

好ましくは、レーザダイオードの光線は、可動の偏向ミラーを用いて光変換要素へ偏向されるが、例えば可動プリズムを用いるようなレーザダイオードの光線の偏向の全ての他の形式も想定可能である。

特に偏向ミラーは、ＭＥＭＳマイクロスキャナの一部であり、このことは、本発明の有利な一実施形態に対応する。ＭＥＭＳマイクロスキャナは、高い走査周波数の精密な実現可能性により傑出し、このことは、本発明との関連において、多数の輝度段階の達成のために有利である。

しかし代替的に、偏向ミラーは、電磁的に駆動されることも可能であり、このことは、本発明の有利な一実施形態に対応する。

本発明の有利な一実施形態により、レーザダイオードには、少なくとも３つの光強度、特にレーザダイオードの最大光強度の１００％、５０％、０％が設定可能である。

好ましくは、本発明による方法では、角速度のための規定値は、４０００°／秒と８０００°／秒の間、特に５０００°／秒と７０００°／秒の間、特に６０００°／秒で選択される。特に６０００°／秒の値は、実施において適切であると分かり、それは、この値を超えると、高い周波数範囲ではより有利である異なる光強度の設定に比べ、即ち高い周波数範囲ではより有利であるレーザダイオードの光強度加減と比べ、速いスキャン速度に対応する速い光パルスを発生させるためのレーザダイオードの制御における電磁遮蔽の問題が急激に増加するためである。

本発明による自動車投光器は、冒頭に記載した形式の自動車投光器から出発し、計算ユニットが既述の方法を実行するように構成されていることにより傑出している。

以下、本発明による方法を、図面の各図に基づいて説明する。

本発明による方法を使用するための一自動車投光器の本質的なコンポーネントを示す図である。 一自動車投光器を制御するための一方法の説明図であり、本方法において、照射強度は、レーザダイオードの光強度の変更により設定される。 本発明によるものではない方法の説明図であり、それらにおいて、照射強度は、異なる領域の相対的な照射期間により設定される。 本発明によるものではない方法の説明図であり、それらにおいて、照射強度は、異なる領域の相対的な照射期間により設定される。 光線の異なる速さの旋回を示す図である。 本発明によりレーザダイオードの変調形式の変更をもたらす規定値の一例を示す図である。

先ず図１に関連し、本発明の一実施例を詳細に説明する。特に本発明による投光器（特に前照灯）にとって重要な部分が図示されており、この際、自動車の投光器は、特に乗用車やオートバイも含め自動車においてその意味ある使用を可能とする更に多数の他の部分も含んでいることは明らかである。投光器の光技術的な出発点は、レーザ光線２を放射するレーザダイオード１であり、レーザダイオード１には、レーザ制御装置３が付設されており、この際、このレーザ制御装置３は、給電のため、並びにレーザ放射の監視のため、又は例えば温度管理（制御）のために用いられ、また放射されたレーザ光線の強度を変調するためにも設けられている。本発明との関連において「変調」とは、連続的であろうと、オンオフの意味でのパルス化であろうと、レーザダイオードの強度が変更可能であることとして理解される。本質的なことは、後続段落で詳細に説明するミラーがどの角度ポジションにあるかに応じて光出力が変更可能であるということである。それに加え、ある特定の時刻（ないし時間）でのオンオフの可能性もある。スキャンするレーザ光線により所定の像を発生させるための動的な制御コンセプトの一例は、例えば本出願人の上記特許文献１（AT 514633 A1）に記載されている。レーザダイオード１の制御信号は、Ｕ_Ｓで示されている。

またレーザ制御装置３は、中央計算ユニット４（以下、単に「計算ユニット」とも称する）から信号を取得し、中央計算ユニット４には、センサ信号ｓ_１、ｓ_ｉ、ｓ_ｎを提供することができる。これらの信号は、一方では、例えば、ハイビームからロービームに切り替えるためのスイッチング命令とすることができ、又は他方では、例えば、照射状況、環境条件、及び／又は走行路上の物体を検知する、カメラのようなセンサＳ１...Ｓｎにより記録される信号とすることもできる。またそれらの信号は、車両・車両・通信情報に由来することもできる。ここでは模式的にブロックとして記載された中央計算ユニット４は、完全に又は部分的に投光器に含ませることができ、特に、後続段落で説明する本発明の方法を実行するためにも用いられる。

レーザダイオード１は、例えば青色光又はＵＶ光を放射し、この際、レーザダイオードには、コリメータ光学系５並びに集束光学系６が後置されている。その光学系の構成は、とりわけ、使用されるレーザダイオードの種類、数量、空間的な位置決め、要求される光線品質、並びに光変換要素（ライトコンバージョンエレメント）の所望のレーザスポットサイズに依存する。

そして集束されたないし成形されたレーザ光線２’は、光スキャナ（光走査器）７に達し、偏向ミラー１０により、本実施例では発光面として構成されている光変換要素８へ反射され、光変換要素８は、例えば、既知のように光変換のために蛍光体（Phosphor）を有する。蛍光体は、例えば、青色光又はＵＶ光を「白色」光へ変換する。本発明との関連において「蛍光体」とは、極めて一般的なものとして、１つの波長の光を、他の１つの波長の光か又は混合波長の光へ、特に「白色」光へ変換する物質（ないし材料）又は混合物質として理解され、これは「波長変換」との概念に包含可能である。

ルミネセンス色素が使用され、この際、出発波長は、一般的に、放出される混合波長よりも短く、従ってより高エネルギーである。この際、所望の白色光の印象（感覚）は、追加的な色混合により得られる。この際「白色光」とは、人間に「白色」の色印象をもたらすスペクトル組成の光として理解される。「光」との概念は、勿論、人間の目にとって可視の光線に限られるわけではない。光変換要素には、例えば、オプトセラミックスが考慮され、それらは、ＹＡＧ：Ｃｅ（セリウム添加のイットリウム・アルミニウム・ガーネット）のような透明セラミックスである。

ここで、図面において光変換要素８は、蛍光体面として示されており、該蛍光体面上に１つのスキャンするレーザ光線２ないし複数のスキャンするレーザ光線が、蛍光体のこの側面から出発して投射される像を発生させるということを指摘しておく。しかしまた、光を通す蛍光体を使用することも可能であり、そのような蛍光体においてレーザ光線２は、投射レンズとは反対の側から来て像を発生させるが、この際、放射側面は、光変換要素において投射レンズの方を向いた側にある。従って反射光線路も透過光線路も可能であり、またこの際、最終的に反射光線路と透過光線路の混合も排除されているわけではない。

本実施例において２つの軸線（１０_ｘ、１０_ｙ）の周りで振動する偏向ミラー１０は、ミラー制御装置９により、ドライバ信号ａ_ｘ、ａ_ｙを用いて駆動制御され、例えば、互いに直交する２つの方向ｘ、ｙにおいて偏向される。ミラー制御装置９は、計算ユニット４により、偏向ミラー１０の振動振幅、並びに偏向ミラー１０の現在の角速度を設定可能とするために制御され、この際、それぞれの軸線の周りの非対称振動も設定可能であり得る。偏向ミラー１０の駆動制御は、既知であり、様々な形式で行うことが可能であり、例えば静電式又は動電式である。本発明の実証済の実施形態において、偏向ミラー１０は、ｘ方向において第１回転軸線１０ｘの周りで旋回し、ｙ方向において第２回転軸線１０ｙの周りで旋回し、その最大の振れは、偏向ミラー１０の駆動制御に依存し、結果として得られる発光像において例えばｘ方向で＋／−３５°、ｙ方向で−１２°から＋６°までの偏向をもたらし、この際、ミラー偏向は、これらの値の半分の値をとる。

偏向ミラー１０のポジションは、目的に適い、ポジション信号ｐ_ｒとしてミラー制御装置９へ及び／又は計算ユニット４へ返信される。偏向ミラー１０の使用が好ましいとされるが、例えば可動プリズムのような他の光線偏向手段も使用可能であることを付言しておく。

かくてレーザ光線２は、一般的に平坦であるが必ずしも平坦である必要のない光変換要素８上をスキャン（走査）し、予め定められた配光を有する発光像１１を発生させる。そしてこの発光像１１は、結像システム１２を用いて光像１１’として走行路１３上へ投射される。この際、レーザダイオード１は、高周波数でパルシングされるか又は連続的に作動され、それにより偏向ミラー１０のポジションに対応し、任意の配光（例えばハイビーム／ロービーム）が設定可能であるに限らず、特有の地域状況又は走行路状況が要求する場合、例えば歩行者又は対向車がセンサＳ１...Ｓｎの１つ又は複数により検知され、それに対応して走行路照明の光像１１’の幾何学形状及び／又は強度の変更が望まれる場合には、迅速に変更可能でもある。結像システム１２は、ここでは単純にレンズとして図示されている。

ここで「走行路」との概念は、単純な表現として使われ、それは、光像１１’が実際に走行路上にあるか又は走行路を越えて延在するかは、当然、場所の実情に左右されるためである。原則的に光像１１’は、自動車照明技術に関する関連規格に応じた垂直面上への投射に対応するものとする。

図２と、更なる図面では、光変換要素８上の照射パターンが３つのピクセルだけに簡素化されて図示されている。図２では、光像の異なる領域に対応する光変換要素８の異なる領域ないしピクセルが、周期的に１／２００秒の周期時間でスキャンされ、この際、レーザダイオードは、その光強度（以下「光度」とも表わす）に関し、異なるピクセルにおいて、即ち１／２００秒の周期内において、異なって設定され、即ち異なる領域における照射強度は、異なる光度により設定される。図２に示された例において、ピクセル１（Pixel１）では、レーザダイオード１の最大光度の２５％の光度が設定され、ピクセル２（Pixel２）では、レーザダイオード１の最大光度の１００％の光度が設定され、ピクセル３（Pixel３）では、レーザダイオード１の最大光度の７５％の光度が設定され、これらの設定は、光変換要素８の複数回のスキャンにおいても、この例では４回のスキャン（破線で示す如く）においても維持されている。その結果、全体として、ピクセル１では、２５％の輝度が得られ、ピクセル２では、１００％の輝度が得られ、ピクセル３では、７５％の輝度が得られる。

図３ａと図３ｂでは、照射強度を、異なる領域の相対的な照射期間により設定する様々な可能性が図示されている。

図３ａでは、光像の異なる領域に対応する光変換要素８の異なる領域（複数）ないしピクセルが、周期的に同様に１／２００秒の周期時間でスキャンされ、この際、レーザダイオード１（の強度）は、レーザダイオード１の最大光度の０％と１００％の間でのみ設定可能である。しかし図２の例に対応する照射強度を達成するために、ピクセル１は、レーザ光線がピクセル１を通過する時間の間の２５％だけで照射される。ピクセル２は、通過時間の１００％の間、照射され、ピクセル３は、通過時間の７５％の間、照射される。このことは、図３ａにおいて、ピクセル１の２５％の通過の後、光度がレーザダイオード１の最大光度の０％へ降下し、ピクセル２の通過時には、光度がレーザダイオード１の最大光度の１００％のままで留まり、ピクセル３の通過時には、７５％の通過の後、光度がレーザダイオード１の最大光度の０％へ降下することにより見ることができる。従ってその結果として、人間の目には、個々のピクセルにおいて、前記の相対的な照射時間に対応する輝度印象が得られる。このような方法は、パルス幅変調と称される。

図３ｂにおいて、ピクセルは、同様に図３ａの例におけるように、相対的な照射時間の長さで照射されるが、この際、照射は、４ピーク／ピクセルのパルス幅変調として行われ、このことは、均質な光像をもたらす。全てのピクセル（ここでは３つのピクセル）が通過される一周期は、再び１／２００秒であり、この際、４つの同一の通過（レーザ光線の通過）が図示されている。従ってその結果として、人間の目には、個々のピクセルにおいて、再び、前記の相対的な照射時間に対応する輝度印象が得られる。

図４によるグラフでは、レーザダイオード１のレーザ光線２の旋回角度（横座標）に対し、旋回の角速度（縦座標）が記入されている。この例において、角速度は、０°の旋回においてほぼ１０００°／秒の値をとり、つまりレーザダイオード１のレーザ光線２が、対応の配光１１’の中央に位置する光変換要素８の領域を照射する場合である。それに対し、角速度は、本実施例ではレーザダイオード１のレーザ光線２の＋／−６°の旋回時に照射されるないし照射可能である光変換要素８の縁部において、４０倍に至るまで高くなっている（ここでは、ほぼ３６０００°／秒）。大きな速度差に基づき、光変換要素８の異なる領域は、異なる長さで、従って異なる強さで照射され、このことは、異なる領域（複数）の異なる相対的な照射期間をもたらす。

図５によるグラフでは、高いスイッチング周波数によるレーザダイオード１のオンオフによるレーザ出力の変調の上記の問題点を回避しつつ、それでも光変換要素の相対的な照射強度の高い分解能を達成するために、本発明により、レーザダイオード１のレーザ光線２の旋回の角速度のために所定の値が規定されており、その値以上では、レーザダイオード１の純粋なオンオフから、レーザダイオード１の異なる光度の設定の意味における多少なりとも連続的なレーザダイオード１の制御に変更されること、即ちレーザダイオード１の光強度加減に変更されること、が象徴化されて示されている。

１ レーザダイオード
２ レーザ光線
２’ レーザ光線
３ レーザ制御装置
４ 中央計算ユニット
５ コリメータ光学系
６ 集束光学系
７ 光スキャナ（光走査器）
８ 光変換要素（ライトコンバージョンエレメント）
９ ミラー制御装置
１０ 偏向ミラー
１０ｘ 第１回転軸線（ｘ方向）
１０ｙ 第２回転軸線（ｙ方向）
１１ 発光像
１１’ 光像
１２ 結像システム
１３ 走行路

Ｕ_Ｓ 制御信号
ｓ_１、ｓ_ｉ、ｓ_ｎ センサ信号
ａ_ｘ、ａ_ｙ ドライバ信号
ｐ_ｒ ポジション信号

Claims (10)

1. 自動車投光器を制御するための方法であって、
   前記自動車投光器は、少なくとも、レーザダイオード（１）と、前記レーザダイオード（１）に割り当てられた光変換要素（８）とを含み、
   光像（１１’）の異なる領域に対応する前記光変換要素（８）の領域が、前記レーザダイオード（１）の光線（２）により周期的に且つ異なる強度で照射可能であり、
   光像（１１’）の異なる領域に対応する前記光変換要素（８）の領域における照射強度は、同時に、光像（１１’）の異なる領域に対応する前記光変換要素（８）の領域における、異なる領域の相対的な照射期間によっても、前記レーザダイオード（１）の異なる光強度によっても設定され、
   相対的な照射期間は、光像（１１’）の異なる領域に対応する前記光変換要素（８）の領域における異なる速さの前記光線（２）の旋回により達成されるよう構成されており、
   前記光線（２）が、角速度のための規定値よりも低い角速度で運動される領域においては、前記レーザダイオード（１）のオフとオンだけが行われ、前記光線（２）が、角速度のための前記規定値よりも高い角速度で運動される領域においては、前記レーザダイオード（１）の異なる光強度が設定されること
   を特徴とする方法。
2. 前記光変換要素（８）は、前記レーザダイオード（１）の前記光線（２）により行及び／又は列に沿って照射されること
   を特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記光線（２）は、行及び／又は列に沿って往復運動されること
   を特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 相対的な照射期間を達成するために必要な複数の光パルスは、光像（１１’）の異なる領域に対応する前記光変換要素（８）の領域において、所定の基本周期にわたって分散されて放射されること
   を特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記レーザダイオード（１）の前記光線（２）は、可動の偏向ミラー（１０）を用いて前記光変換要素（８）へ案内されること
   を特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記偏向ミラー（１０）は、ＭＥＭＳマイクロスキャナの一部であること
   を特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記偏向ミラー（１０）は、電磁的に駆動されること
   を特徴とする、請求項５に記載の方法。
8. 前記レーザダイオード（１）には、少なくとも３つの異なる光強度、又は前記レーザダイオード（１）の最大光強度の１００％、５０％、０％が設定可能であること
   を特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 角速度のための前記規定値は、４０００°／秒と８０００°／秒の間、又は５０００°／秒と７０００°／秒の間、又は６０００°／秒で選択されること
   を特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 自動車投光器であって、
    前記自動車投光器は、光強度に関して設定可能な少なくとも１つのレーザダイオード（１）を有し、前記レーザダイオード（１）のレーザ光線（２）は、光変換要素（８）において発光像（１１）を発生させるためにスキャンしながら前記光変換要素（８）上へ案内可能であり、前記発光像（１１）は、結像システム（１２）を介して光像（１１’）として車道上へ投射され、光スキャナの偏向ミラー（１０）が、定められた制御特性曲線に対応し、少なくとも１つの座標方向において旋回可能であり、
    更に前記自動車投光器は、レーザ制御装置（３）と、前記レーザ制御装置（３）に割り当てられた計算ユニット（４）とを有するよう構成されており、
    前記計算ユニット（４）は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されていること
    を特徴とする自動車投光器。