JP6882008B2 - 自動車の客室用の照明システム - Google Patents

Description

本発明は、自動車の客室用の照明システムに関する。

この分野では、自動車の客室に室内照明または読書用の照明を設けることが長く知られている。その照明は、一般に、それら機能のそれぞれに専用の別々のモジュールによって提供される。

光線を車両の様々な位置に向けること、または照射面積の大きささえ変えることを可能にする可動レンズを有する読書灯を設けることが知られている。これは、読書灯の数を増やす必要性を回避する。しかし、可動部品を使用すると、これらモジュールがある程度複雑になる。照明することが望まれる区域に応じて照射される様々な部分を有するライト・ガイドから形成される読書灯が既に提案されている。しかし、それらの読書灯は各区域に対して別々の光源を必要とする。さらに、これら様々な解決策は読書灯の機能しか提供せず、その結果、室内照明機能を整えるために１つまたは複数の追加のモジュールを採用しなければならない。

室内照明と読書灯の両方を、場合によっては異なる方向に提供する様々な白熱灯またはハロゲンランプを組み合わせるモジュールも知られている。しかし、これらのモジュールは、必要とされる様々な照明機能をもたらすために多数のランプを採用し、その結果、提供する集積化のレベルに限界がある。照明の質も低くとどまる。

本発明の目的は、上記で言及された短所を少なくとも部分的に軽減することであって、この目的のために、本発明は、半導体発光光源と、前記光源がその上に成長した少なくとも１枚の基板とを含む、自動車の客室用の照明システムを提案するものであり、前記光源が前記基板上に配置されて複数の発光区域を規定し、前記システムは、同じ区域の１つまたは複数の光源を、区域ごとに独立して活性化するように構成されており、前記複数の区域は、区域ごとに異なる照明効果をもたらすように意図された光線を放射するように構成されている。

本発明によって、高い集積度が得られる。実際には、単一の基板上に成長した光源が、室内照明および／または読書灯などの、必要とされる様々な照明機能を提供するために使用される。

また、この種の結果は、可動部品に頼ることなく得られる。実際、基板の可能な大きさが、遠く離れた区域を照らすことができる光源を取り付けることを可能にする。

半導体発光光源の使用は、既知のモジュールの白熱灯および／またはハロゲンランプと比較して新たな照明効果を提供することをさらに可能にする。

本発明には、下記の追加的な特徴があり、特徴は、別々にまたは組み合わせて考えてよく、
− システムは、同じ区域の１つまたは複数の光源に対して、前記区域のうち別のものから独立して給電するように構成され、
− システムは、少なくとも１つの区域の１つまたは複数の光源が少なくとも２つの異なる電流によって選択的に給電されるように構成され、
− 前記光源は、前記基板上に配置された発光ダイオードであり、
− 前記発光ダイオードは、前記基板から延びたミリメートル未満の大きさの発光ロッドであり、
− 発光ダイオード、具体的には前記ロッドは、区域ごとに異なる構成を有し、
− 前記基板は、特にＳｉの材料層であり、
− 前記区域のうち少なくとも１つは、波長変換器を含み、
− 前記システムは、前記区域に対する給電を特に選択的に制御するように構成された制御ユニットを含み、
− 前記制御ユニットは、区域ごとに異なる電流によって前記区域に給電するように構成され、
− 前記制御ユニットは、前記区域の同一のものを様々な電流によって給電するように構成され、
− 前記制御ユニットの少なくとも一部分は、制御ユニットを前記基板に対して電気的に接続するように基板の下に積み重ねられ、
− 前記制御ユニットは、プリント基板カードを含み、
− 前記カードは、前記基板の、前記光源を支持する面とは反対側の面に配置され、
− 前記制御ユニットは、室内照明を得るように、前記区域のいくつかまたは全てに給電するように構成され、
− 前記制御ユニットは、読書用の照明を得るように、区域のうち少なくとも１つに給電するように構成され、
− 前記制御ユニットは、室内照明を得るように区域のうち少なくとも１つに給電し、読書用の照明を得るように少なくとも１つの他の区域に給電するように構成され、
− 前記制御ユニットは、第１の領域を照明するようにされた、前記区域のうちの第１の区域に給電し、第１の領域に隣接した少なくとも１つの第２の領域を照明するようにされた、前記区域のうちの少なくとも第２の区域に給電するように構成され、
− 前記制御ユニットは、ユーザの選択で、前記区域のうち第１の区域のみに、または読書灯によって照明される領域の大きさを任意に増加するように前記区域のうち第１の区域と第２の区域に、給電するように構成され、
− 第２の区域は、第１の区域を取り囲み、
− 前記第１の区域と第２の区域は、同心であり、
− 前記システムは、非可視の波長、具体的には赤外線領域および／または紫外線領域の波長を有する光線を放射するように構成された光源をさらに含み、
− 非可視領域の波長を有する光線を放射するように構成された前記光源は、前記基板上に配置され、
− 非可視領域の波長を有する光線を放射するように構成された前記光源は、少なくとも１つの波長変換器が備えた発光ロッドを含み、
− 非可視領域の波長を有する光線を放射するように構成された前記光源のロッドは、前記基板から成長し、
− 前記システムは、非可視領域の波長を有する光線を放射する１つまたは複数の前記光源によって放射された光線の支援によって収集された情報を利用するように構成された、車両の乗客を追跡するためのユニットをさらに含み、
− 前記システムは、整形光学部品をさらに含み、
− 前記整形光学部品は、狭開口の光線を生成するための１つまたは複数の集束レンズおよび／または１つまたは複数の広角レンズを含み、
− 前記整形光学部品は、前記光源、具体的には前記ロッドの遠位端で、直接接触している。

本発明の他の利点および特徴は、添付図面を参照しながら、限定しない例としてのみ示される以下の説明を理解すると明白になるであろう。

本発明の一実施形態に係る照明システムの側面図である。 本発明の一実施形態に係る照明システムの発光区域の正面図である。

図１に示すように、本発明は、自動車の客室用の照明システムに関する。同システムは、好適には、天井ライナ、多機能フロントガラス・モジュールなどの車両客室の内装要素に組み込まれるように構成されている。

前記システムは、半導体発光光源２と、前記光源２がその上に成長した基板４とを含む。例えば、前記光源２は、前記基板４上に配置された発光ダイオードである。具体的には、これら発光ダイオードは、１ミリメートル未満の大きさの発光ロッドの形態で構成され、各ロッド２は、ここでは線で表されている。前記ロッドは、特にＳｉの材料層であり得る前記基板４から延びる。

前記ロッド２は、同心層構造、特に、量子井戸をそれらの間に有するＧａＮ層を有し、ＧａＮ層は前記基板４上に成長している。層の特性および配列が、ロッド全体に沿って光子の放出を可能にする。

前記基板４および前記ロッド２は、１つまたは複数のダイによって形成されている。例えば、この種の技術を使用する既知のダイでは、前記ロッド２は、１ミクロン未満の直径および約２．５ミクロンの高さを有し、基板４上で相互に１０〜５０ミクロン程度の間隔で離隔されている。前記ダイは、特に矩形であり、それらの両辺の寸法は１センチメートル程度である。

図２に示されるように、前記光源は、前記基板上に分散されて、複数の発光区域Ｓａ、Ｓｌｇ、Ｓｌｄを規定する。さらに、前記システムは、同じ区域の１つまたは複数の光源を、区域ごとに独立して活性化するように構成され、前記複数の区域Ｓａ、Ｓｌｇ、Ｓｌｄは、区域ごとに異なる照明効果をもたらすように意図された光線を放射するように構成されている。例えば、前記システムは、車両の客室内の全体照明、および／または、前部、後部、および／または各乗客に対する局所的照明を行うことができる。これは、特に、室内照明、読書用の照明、ならびに／または、グローブボックス、開扉機構、および／もしくは操縦装置など、車両の特定の箇所または構成要素の照明であり得る。

ここで、前記システムは、本発明による３つの発光区域Ｓａ、Ｓｌｇ、Ｓｌｄに分割された実質的に矩形の発光面を含む。前記発光区域のうちの２つＳｌｇ、Ｓｌｄは、読書灯を形成するように意図されている。図では、それら区域は、上部左隅および上部右隅にそれぞれ配置されている。放射面の実質的に逆Ｔ字形の残部は、第３の発光区域を規定する。その発光区域は室内照明を行うように意図されている。当然、この種の構成は、少なくとも２つの前記発光区域が区域ごとに異なるタイプの照明効果をもたらすことができるのであれば、発光区域の面の形状、発光区域の数、前記発光区域の相対位置、前記発光区域のそれぞれによってもたらされる照明効果の特性のいずれに関しても、または他のいかなるパラメータに関しても本発明を限定するものではない。

その結果、本発明は、必要とされる様々な照明機能を、可動部品に頼ることなく、高い集積度で提供することを可能にする。

このために、第１の変形例によれば、前記光源２、具体的には前記ロッドは、区域ごとに異なる構成を有する。例えば、前記ロッドは、区域ごとに異なる密度で基板４上に埋め込まれる。

例えば、ロッドの密度は、室内照明を行うことが意図される１つまたは複数の区域Ｓａでは低くなり、読書用の照明を行うことが意図される１つまたは複数の区域Ｓｌｇ、Ｓｌｄでは高くなり得る。このことは、区域Ｓａでの点の密度が区域ＳｌｇおよびＳｌｄにおける点の密度よりも低くなっている図に、象徴的に表されている。読書用の照明を行うことが意図されている区域に関する密度の一例は、例えばロッド間を約３０ミクロンの間隔に相当することができる。

このために、前記区域のそれぞれは、必要な構成を実現するために並べて配置された１つまたは複数のダイから形成され、前記ダイは、好ましくは、少なくとも区域ごとに同一である。あるいは、区域ごとに差異化された照明効果を得るようにダイの区域のそれぞれを選択的に活性化する能力をシステムに付与することによって、同じダイが、複数の発光区域を規定するのに使用され得る。

前記システムは、少なくとも一部の区域、特に車両の構成要素を照明する区域で、前記光源によって放射される色を変化させるために、１つまたは複数の波長変換器をさらに含み得る。換言すると、少なくとも１つの前記区域が、波長変換器を含み得る。波長変換器という用語は、光源によって放射された少なくとも１つの励起光の少なくとも一部分を吸収し、吸収した前記励起光の少なくとも一部分を、励起光の波長とは異なる波長を有する放射光に変換するように設計された少なくとも１つの蛍光物質を含む光変換器を意味する。例えば、白色光を放射するために、加算合成によって白色光を生成する光変換器と共に、青色光または紫外線（ＵＶ）を放射するロッドが使用される。

前記区域Ｓａ、Ｓｌｇ、Ｓｌｄの活性化に関しては、前記システムは、例えば同じ区域の１つまたは複数の光源に対して、前記区域のうち別のものから独立して給電するように構成されている。各区域の内部では、同じ区域の１つまたは複数のダイが並行して給電される。同じダイが複数の発光区域を含む場合、そのダイの各区域が別々に給電される。

前記システムは、好適には、少なくとも同じ区域の１つまたは複数の光源が、少なくとも２つの異なる電流によって選択的に給電されるように構成されている。この作動形態によれば、ロッドの密度に基づく上記の第１の変形例の代わりにされ得る、またはそれと組み合わされ得る、本発明の変形例が成り立つ。

例えば、前記システムは、前記区域への給電を選択的に制御し、さらには区域のそれぞれへ給電するための出力電流のレベルをも制御するように構成された、不図示の制御ユニットを含む。換言すると、前記制御ユニットは、受け取った活性化命令に従って、前記区域に給電、または給電しないように構成され得る。前記制御ユニットは、好適には、前記区域の同一のものに異なるレベルの電流を供給するようにさらに構成され得る。したがって、同じ区域に対して様々な照明効果が取得され得、さらには、例えば所与の照明機能専用の放射面の大きさを増加させるために、ある区域が、別の区域、特に隣接する区域の照明機能と同一の照明機能を与えられ得る。例えば、面ＳｌｄおよびＳｌｇが、それらの電源電流を制限することによって、読書用の照明のために使用される代わりに、区域Ｓａによって行われる室内照明を補完する拡散室内照明のために使用され得る。

換言すると、前記制御ユニットは、
− 室内照明を生成するために前記区域のいくつかまたは全てに給電し、
− 読書用の照明を生成するために区域のうち少なくとも１つに給電し、および／または、
− 室内照明を生成するために区域のうち少なくとも１つに給電し、読書用の照明を生成するために少なくとも１つの他の区域に給電する、ように構成されている。

前記制御ユニットは、特にプリント基板カードを含む。前記カードは、前記基板の、前記光源２を支持する面とは反対側の面に配置され得る。換言すると、制御ユニットの少なくとも一部分、この場合前記プリント基板カードが、前記制御ユニットを前記基板に対して電気的に接続するように基板の下に積み重ねられている。例えば、前記プリント基板カードは、特にＰＣＢ（「プリント回路基板」）タイプのプリント基板カード、特にＦＰＣＢ（「フレキシブルプリント基板カード」）タイプの、フレキシブルプリント基板カード、および／または特にＭＩＤ（「成型デバイス（Molded In Device）」）タイプの、可変形状相互接続デバイス（Variable geometry interconnection device）である。制御ユニットは、電気的接続を介して前記基板に固定される。電気的接続は、はんだ付けまたは接着によって、特に、例えば銀ベースなどの導電性接着剤を使用して行われ得る。

前記システムは放熱体をさらに備えることができ、前記基板と前記放熱体との間に前記カードが配置される。

再び図１を参照すると、前記システムが、整形光学部品６をさらに含み得ることが示されている。例えば、前記光学部品６は、読書機能、さらには小物用トレイおよび／または開扉機構などの細かい区域を照明する機能のための照明を行う１つまたは複数の区域によって放射される光線の拡散を抑えるように意図されている。光学部品は、また、それに加えてあるいはその代わりに、室内照明機能を果たす１つまたは複数の区域によって放射される光線を拡散するように意図されている。このために、光学部品は、１つまたは複数の光学構成要素を含む。

例えば、前記整形光学部品は、室内照明機能用の光線の拡散を制御し、それによって、例えば側窓を通じた光の損失を防止するために、照射用の円錐（cone）の外側に光が損失しないように構成された、第１のタイプの１つまたは複数のレンズを含む。光学部品は、客室の照射されるべき部分に届くように放射光線を広げるように意図された、第２のタイプの１つまたは複数のレンズ、特に広角レンズをさらに含み得る。光学部品は、読書灯機能用として、特に４５°未満の開口を有するような、狭開口の光線を生成するために、１つまたは複数の集束レンズなど、絞られた投光範囲を有する光学要素をさらに含み得る。

レンズのそれぞれは、前記発光区域の、一方および／または他方と関連付けられ得る。

前記整形光学部品、具体的には前記１つまたは複数のレンズは、好ましくは、前記１つまたは複数の発光区域の一部分または全体を覆って、具体的には前記ロッドの遠位端で前記光源に直接接触している。

本発明の一態様によれば、前記システムは、非可視の波長を有する光線、具体的には赤外線領域または紫外線領域の光線を放射するように構成された光源をさらに含む。

例えば、非可視領域の波長を有する光線を放射するように構成された前記光源が、前記基板上に配置されている。これらは特に発光ロッドであり、例えば基板上で成長し、波長変換器が備わっている。

システムは、非可視領域の波長を有する光線を放射する１つまたは複数の前記光源によって放射された光線の支援によって収集された情報を利用するように構成された、車両の乗客を追跡するためのユニットをさらに含むことができる。前記制御ユニットは、例えば照射されるべき区域における乗客の存在といった情報、特に車両の乗客を追跡するために前記ユニットによって収集された情報に応じて前記１つまたは複数の区域に給電するように構成されている。

Claims (15)

1. 半導体発光光源と、前記光源が成長した少なくとも１枚の基板と、制御ユニットと、を含む自動車の客室用の照明システムであって、
   前記光源が、前記基板上に配置されて複数の発光区域を規定し、前記制御ユニットが、同じ区域の１つまたは複数の光源を、区域ごとに独立して活性化するように構成されており、前記複数の区域が、区域ごとに異なる照明効果をもたらす光線を放射するように構成され、
   前記少なくとも１枚の基板上における前記光源の配置の密度は、異なる区域間で異なり、前記光源は、各区域内で別の光源から１０〜５０ミクロンの範囲の間隔で相互に離隔されている、照明システム。
2. 前記光源が、前記基板から延びるミリメートル未満の大きさの発光ロッドを含む、請求項１に記載の照明システム。
3. 前記区域のうち少なくとも１つが、波長変換器を含む、請求項１または２に記載の照明システム。
4. 前記制御ユニットが、前記区域のうち別のものから独立して、前記同じ区域の前記１つまたは複数の光源に給電するように構成されている、請求項１から３のいずれかに記載の照明システム。
5. 前記制御ユニットが、少なくとも１つの区域の前記１つまたは複数の光源が、少なくとも２つの異なる電流によって選択的に給電されるように構成されている、請求項１から４のいずれかに記載の照明システム。
6. 前記制御ユニットの少なくとも一部分が、前記制御ユニットを前記基板に対して電気的に接続するように前記基板の下に積み重ねられている、請求項３または４に記載の照明システム。
7. 前記制御ユニットがプリント基板カードを含む、請求項６に記載の照明システム。
8. 前記カードが、前記基板の、前記光源を支持する面とは反対側の面に配置されている、請求項７に記載の照明システム。
9. 非可視領域の波長を有する光線を放射するように構成された光源をさらに含む、請求項１から８のいずれかに記載の照明システム。
10. 非可視領域の波長を有する光線を放射するように構成された前記光源が、前記基板上に配置されている、請求項９に記載の照明システム。
11. 非可視領域の波長を有する光線を放射するように構成された前記光源が、少なくとも１つの波長変換器を備えた発光ロッドを含む、請求項１０に記載の照明システム。
12. 非可視領域の波長を有する光線を放射するように構成された前記光源の前記ロッドが、前記基板上に成長した、請求項１１に記載の照明システム。
13. 整形光学部品をさらに含む、請求項１から１２のいずれかに記載の照明システム。
14. 前記整形光学部品が、狭開口の光線を生成するための１つまたは複数の集束レンズおよび／または１つまたは複数の広角レンズを含む、請求項１３に記載の照明システム。
15. 前記整形光学部品が、前記光源に直接接触している、請求項１４に記載の照明システム。

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