JP6884161B2 - 自動車車両のヘッドライト用の発光ダイオード照明装置および走査装置 - Google Patents

Description

本発明の分野は、ヘッドライトの分野であり、より具体的には自動車車両のヘッドライトの分野である。

自動車車両のヘッドライトは一般に、光を生成し、反射板に光を投影する照明装置を備える。光はその後、逆向きにするためにレンズ上に送られ、自動車の外部に光ビームの形態で送り返される。

自動車車両の移動中、係るヘッドライトの範囲を制限する必要がある場合がある、とりわけ反対方向に進行中の他の運転手の目をくらませないために、ヘッドライトの範囲をすれ違いビーム前照灯の範囲に制限する必要がある場合があることが知られている。

加えて、改良された照明では、照明装置によって照らされる可能性のある照明区域のうちの特定の固有の部分、例えば前方からやってくる車両が位置している、あるいは、例えば鏡面仕上げのパネルなどの照らされることが望まれない物体が配置された区域の部分を照らさないことが規定される場合もある。

光ビームの形状を運転する状況に適合させることを可能にする様々な従来の解決策が知られている。

主に機械式の最初の解決策は、照明装置の中で、反射ビームの一部を隠す（または隠さない）ことを可能にするカット機構を利用することで構成されている。通常、そのようなカット機構は一般に、回転式のカットストリップを備える。カットストリップは、命令によって、光ビームをいくらか見えなくする２つまたは複数の角度位置の間でそれを移動させるように電気的に作動される。

この最初の機械的な解決策は、有効であり、費用も高くないが、制限された数の区域しか隠すことができないという欠点がある。

このような欠点を克服するために、主に光学式の第２の従来の解決策が知られており、これは、ビームマトリクスを生成するように構成されている。係る表示装置は、増大した数のＬＥＤタイプの発光ダイオードを備えるマトリクスを利用する。このような照明装置は、前記発光ダイオードの一部の選択的な照明と、消灯によって、照明装置によってカバーすることが可能な照明区域の部分の１つまたは複数を照らさないことを可能にする。

係る照明装置によって、特に反対方向でやってくる車両または照明装置を備えた自動車車両の前方を走る車両の位置に対応する固有の局所化によって、複数の照らされない区域または照明が低下した区域を含む動的な照明を達成することが可能である。

しかしながらこの第２の解決策の照明装置には、概ね２０個から８０個前後の増大した数の発光ダイオードを必要とし、このことが費用の増加を招くという欠点がある。加えて、この第２の解決策では、技術が完全には開発されていない、またいずれにしても従来の発光ダイオードのものほどは開発されていないレーザダイオードを利用することが一般に定められている。

本発明は、発光ダイオードによる照明を実施することを可能にし、その一方で上記に挙げた通常の第２の解決策の欠点、とりわけ費用に関する欠点を持たない表示装置を提供することを目指している。

本発明は、自動車車両のヘッドライト用の照明装置に関し、該照明装置は、
−少なくとも１つの発光ダイオードを備え、作動させたり停止させたりすることが可能であるように構成されており、それが作動される際、光放射を生成することが可能である少なくとも１つの光源と、
−少なくとも１つの集束手段と、
−光源によって生成され、集束手段によって伝達される光放射を受光する少なくとも１つの走査装置であって、回転式に可動である少なくとも１つの反射装置と、反射装置を動かすためのユニットとを備え、光放射を反射し、光ビームを発することによって空間的にそれを分散させるように構成された少なくとも１つの走査装置と、
を備える。

本発明によると、少なくとも前記光源は、垂直方向と呼ばれる第１の方向に沿って配向された全体的に概ね矩形の光ビームが発せられるように構成されており、走査装置は、前記垂直方向に概ね直交する、水平方向と呼ばれる第２の方向に沿って全体的に概ね矩形の光ビームを走査するように構成されており、前記走査は、残像性の恩恵を受けることを可能にする速度で行われ、光源の作動／停止の制御は、走査装置の走査と同期される。

こうして、水平方向の走査と関連付けられた矩形の垂直方向の光ビームの生成のおかげで、少ない数の発光ダイオードを利用しつつ、自動車車両のヘッドライトの通常の全体の照明区域の照明を達成することが可能であり、このことは、上記に挙げた第２の従来の解決策に対して費用を削減することを可能にする。

光ビームの消灯を、その走査と同期させることによって、すなわち走査中、照明されることが望まれない区域の一部に光ビームが位置するようになるその時に光源を停止させることによって区域のうちの照らされない部分（または少なくとも１つの低下した照明を有する区域）が獲得される。

本発明を実施するために、矩形の光ビームの走査は、残像性の恩恵を受けることが可能であるように、すなわち走査にもかかわらず、人の目が、完全に照らされた区域を見るように極めて速い速度で行われる。この残像性は人の目に起因する現象であり、概ね、１／２５秒前後の持続時間にわたる網膜の残像である。

この目的のために、運動ユニットは、極めて高い、好ましくは毎秒３０００°を超える角速度の走査を生み出すように有利に構成される。

有利には、光源は、矩形形状を有する一セットのダイオードを形成するように配置された複数の発光ダイオードを備える。

さらに、有利には、反射装置は、前記垂直方向に並行な軸を中心に可動である。

さらに第１の実施形態では、反射装置は、完全な回転動作を行うように構成される。このようなケースでは、有利には、反射装置は、周辺部の周りのいずれかの側に配置された複数のミラーのその外周に設けられた円筒形状を有する。

さらに第２の実施形態では、反射装置は、１８０°未満の所与の回転の角度において振動性の回転の運動を行うように構成されている。

さらに有利には、運動ユニットは、
−直流ブラシレスモータ、または
−圧電モータを
備えることができる。

本発明はまた、上に記載したような少なくとも１つの照明装置を備える自動車車両用のヘッドライトにも関する。

本発明はさらに、自動車車両用のヘッドライトのためのそのような照明装置を制御するための方法にも関する。

本発明によると、前記方法は、照明区域（照明装置によってカバーされる）内で少なくとも１つの照らされない部分を獲得するために、発せられる光ビームの少なくとも１つの所与の位置に関して、必要ならば光源を停止させるために、光源の作動／停止を走査装置の走査と同期させることからなる制御ステップを含む。

添付の概略図を参照して純粋に例示としてのおよび非制限的な例を与える、本発明の実施例の以下の詳細な説明となる記載の中で、本発明はより最適に理解され、この発明の他の目標、詳細、特徴および利点は、よりはっきりと見えてくるであろう。

第１の実施形態による照明装置の概略図である。 光ビームの走査を例示するグラフである。 複数の発光ダイオードを備える光源の一実施形態の一例を概略的に示す。 第１の実施形態による照明装置の一実施形態の一例の概略的な斜視図である。 第１の実施形態による照明装置の一実施形態の一例の概略的な上面図である。 第２の実施形態による照明装置の概略図である。

本発明は、光ビームを生成するように構成された自動車車両のヘッドライト（図示されない）に適用される。このようなヘッドライトは、図１に概略的に表されるような照明装置１を備える。

この照明装置１は、自動車車両の前方に位置する道路シーンの方に向けられる光ビームを発するように、ヘッドライトのケーシング（図示せず）内に、保護ガラスに面して設置される。

図１に概略的に表されるように、照明装置１は、
−ＬＥＤタイプの少なくとも１つの発光ダイオード３を備える光源２であって、作動させたり停止させたりすることができるように構成されており、すなわち、発光ダイオード（複数可）３を照明したりスイッチを切ったりする目的で、制御することができ、また作動される際、前記発光ダイオード（複数可）３を利用して光放射Ｒを生成することが可能である光源と、
−光源２がその焦点面内の配置される集束手段４（レンズ）と、
−光源２によって生成される光放射Ｒを受光し、それを反射し、ヘッドライトの外部に投影される放射（本発明の範囲において光ビームＦと呼ばれる）を発することによってそれを空間的に分散させる走査装置５Ａ、５Ｂと、を備える。

走査装置５Ａ、５Ｂは、少なくとも１つの回転式に可動な反射装置６Ａ、６Ｂと、図１および図６における鎖状の点線の矢印８Ａ、８Ｂによって示されるように反射装置６Ａ、６Ｂを動かすように構成された運動ユニット７Ａ、７Ｂとを備える。

文字Ａが対応する図面の参照は、図１に示される走査装置の第１の実施形態に関連し、文字Ｂが対応する図面の参照は、図６に示される第２の実施形態に関連する。

本発明によると、
−少なくとも前記光源２は、図２に示されるように全体的に概ね矩形の光ビームＦが発せられるように構成されており、この光ビームＦは、垂直方向と呼ばれる第１の方向Ｚに沿って（その長さだけ）配向されており、
−走査装置５Ａ、５Ｂは、図２における矢印Ｂによって示されるように、前記垂直方向Ｚに概ね直交する、水平方向と呼ばれる第２の方向Ｙに沿って（全体的に概ね矩形の）光ビームＦを走査するように構成されており、走査は、細い連続した線によって表される２つの末端位置Ｐ１とＰ２の間で行われ、自動車車両にあるヘッドライトの設置位置では、地面に対して垂直方向にほぼ一致する方向Ｚと、水平方向にほぼ一致する方向Ｙが自動車車両を横切っており、
−走査は、以下で特定されるように、人の目が残像性の恩恵を受けることを可能にするように増大した速度で行われ、かつ
−光源２の作動／停止の制御は、走査装置５Ａ、５Ｂが生み出す走査と同期される。

こうして、この光ビームＦの水平方向の（方向Ｙに沿った）走査と対応付けられた垂直方向の矩形の光ビームＦの（方向Ｚに沿った）生成のおかげで、照明装置１は、削減された数の発光ダイオード、好ましくは１から８個の発光ダイオードを利用しつつ、自動車車両用のヘッドライトの全体の通常の照明区域（図２の位置Ｐ１およびＰ２によって横に境界が定められた）を照明することが可能である。

照明装置１はこうして、より費用が安い従来式の（レーザではない）発光ダイオードを利用することが可能である場合よりもずっと費用が削減される。

上記に記載したような照明装置１は、照明区域内に１つまたは複数の照らされない部分（またはもっぱら少なくとも１つの低下した照明を有する区域の部分）を形成することが可能である。このような区域の部分（複数可）は、光源２のレベルで光ビームＦの消灯をその走査と同期させることによって、すなわち、走査中、光ビームＦが、図２における区域の部分Ｚ１に関して示されるように照明されることが望まれない区域の部分に位置するようになったとき、そのとき光源２を停止させることによって、獲得される。この、点線によって表されている区域の部分Ｚ１は、矩形の光ビームＦの２つの連続する横方向の位置Ｐ２およびＰ３を包含している。

照明装置１は、照明区域内に、照らされない（またはもっぱら少なくとも１つの低下した照明を有する）複数の異なる区域の部分を形成し、こうして動的かつ選択的な照明を生み出すことが可能である。

本発明の実施に関して、矩形の光ビームの走査は故に、残像性の恩恵を受けることができるように、すなわち、走査中にもかかわらず、人の目が、十分に照らされた区域を見られるように極めて高速で行われる。

これを行うために、運動ユニット７Ａ、７Ｂは、極めて高い角速度、好ましくは毎秒３０００°を超える角速度の走査を生み出す、反射装置６Ａ、６Ｂの運動を生成するように構成されている。

１つの例証として、４０°の角度範囲に対して周波数１００Ｈｚの走査速度の場合、毎秒４０００°の角速度が得られる。

照明装置１は、発せられる光ビームの角度位置に従って光源２に（および場合によっては運動ユニットに）送信される好適な制御命令を通常生成することによって、光源２の作動／停止の、照明装置５の走査との同期を制御する制御ユニット（図示せず）に対応付けられる。

このような制御命令を特定するのに使用される、照明されない区域の部分に関する情報は、例えば接近する車両を検出するためのカメラを利用して通常生成される。このような情報の取得は、本発明の範囲内にはなく、さらには説明されない。

図３に示される好ましい一実施形態では、光源２は、矩形形状を有する一セットのダイオード９を形成するように配置された複数の発光ダイオード３を備える。

図３に示される例では、ダイオードのセット９は、同一の正方形の形状の、５つの発光ダイオード３を備える。この例では、ダイオードのセット９の長さＬは故に、その長さｌの５倍に等しい。

この好ましい一実施形態では、放射される光ビームＦの矩形形状は、光ビームＲを生成する光源２の矩形形状によって直接形成される。

しかしながら本発明の範囲内では、矩形の光ビームＦは、様々な方法で、とりわけ光源（発光ダイオード（複数可）を含む）と、光学的な形状形成手段（図示せず）との特有の組み合わせによって形成され得る。

反射装置６Ａ、６Ｂは、前記垂直方向Ｚに平行な軸Ｘを中心に可動である。

図１、図４および図５に示される第１の実施形態では、反射装置６Ａは、例えば図１における矢印Ａによって図示される方向で完全な回転運動を行うように構成されている。

この場合では、反射装置６Ａは、軸Ｘを中心に回転の対称性を有する円筒形の部品１０を備えており、この部品は、周辺部（または円周）の周りのいずれかの側に配置された複数のミラー１２（例えば８つ、または１６個のミラー）のその外周１１に設けられる。この円筒形の部品１０は、運動ユニット７Ａによって回転式に駆動される。

反射装置６Ａが回転する間、光放射Ｒがいずれかの側に配置されたミラーによって、かつ集束手段４に面する位置Ｐ０に位置するミラーによってそれぞれの各瞬間に次々に連続して反射される。加えて、光放射Ｒを伝達するための方向Ｅに対するミラー（反射を達成する）の相対的な位置を変える、反射装置６Ａの回転により、光ビームＦを発するための方向Ｄが変化する。この方向は、好ましくは、４０°または６０°の値、すなわち中心の角度位置のいずれかの側で＋/−２０°または＋/−３０°の値を有する、角度αの角度範囲内である。

図４および図５における例では、反射装置６Ａを駆動する運動ユニットは示されていない。しかしながらこれらの図４および図５は、発光ダイオード３が備わった光源２を収容するように意図されたラジエータ１３を示している。

さらに、図６に概略的に示される第２の実施形態では、反射装置６Ｂは、ミラー１４を備え、運動ユニット７Ｂの作用の下で、１８０°未満の所与の角度範囲α内、例えば４０°の角度範囲内で、振動式の回転運動を行うように構成されている。

本発明の範囲内で、運動ユニット７Ａ、７Ｂは、問題となる回転運動または振動性の運動を実施することが可能な任意のタイプのモータを備えることができる。特定の一実施形態では、それは、
−直流ブラシレスモータ、または
−圧電モータ
を備えることができる。

上記で説明したような照明装置１の機能は、以下の通りである。

照明装置１は、少なくとも光源２を利用して垂直方向の矩形の光ビームＦ（方向Ｚに沿った）を生成する。同時に、走査装置５Ａ、５Ｂは、方向Ｙに沿って垂直方向の光ビームＦの水平方向の走査を実施する。

照明装置１は、こうして自動車車両のヘッドライトの全体の通常の照明区域を走査する。

矩形の光ビームＦの走査は、残像性の恩恵を受けるために極めて高速で行われる。

加えて、照明装置１は、照明区域内で少なくとも１つの照らされない部分を獲得するために、発せられる光ビームの少なくとも１つの所与の位置に関して、必要ならば光源２を停止させるために、光源２の作動および停止を走査装置５Ａ、５Ｂの走査と同期させる。照明装置１はこのようにして制御可能な動的な照明を生み出す。

Claims (11)

1. 自動車車両のヘッドライト用の照明装置であって、
   少なくとも１つの発光ダイオード（３）を備え、作動させたり停止させたりすることが可能であるように構成されており、それが作動される際、光放射（Ｒ）を生成することが可能である少なくとも１つの光源（２）と、
   少なくとも１つの集束手段（４）と、
   前記光源（２）によって生成され、前記集束手段（４）によって伝達される前記光放射（Ｒ）を受光する少なくとも１つの走査装置（５Ａ、５Ｂ）であって、回転式に可動である少なくとも１つの反射装置（６Ａ、６Ｂ）と、前記反射装置（６Ａ、６Ｂ）を動かすための運動ユニット（７Ａ、７Ｂ）とを備え、前記光放射（Ｒ）を反射し、光ビーム（Ｆ）を発することによって空間的にそれを分散させるように構成された少なくとも１つの走査装置（５Ａ、５Ｂ）と、
   を備え、
   少なくとも前記光源（２）は、垂直方向と呼ばれる第１の方向（Ｚ）に沿って配向された全体的に概ね矩形の光ビーム（Ｆ）が発せられるように構成されており、前記走査装置（５Ａ、５Ｂ）は、前記垂直方向（Ｚ）に概ね直交する、水平方向と呼ばれる第２の方向（Ｙ）に沿って前記全体的に概ね矩形の光ビーム（Ｆ）を走査するように構成されており、前記走査は、残像性の恩恵を受けることを可能にする速度で行われ、前記光源（２）の作動／停止の制御は、前記走査装置（５）の前記走査と同期され、前記反射装置（６Ａ、６Ｂ）が、前記垂直方向（Ｚ）に平行な軸（Ｘ）まわりに可動である、自動車車両のヘッドライト用の照明装置。
2. 前記照明装置（１）の照明区域内で少なくとも１つの照らされない部分（Ｚ１）を獲得するために、前記走査中に発せられる前記光ビーム（Ｆ）の少なくとも１つの所与の位置に関して前記光源（２）を停止させることができるように、前記光源（２）の前記作動／停止の制御が前記走査装置（５）の前記走査と同期されることを特徴とする、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記光源（２）が、矩形形状を有する一セットのダイオード（９）を形成するように配置された複数の発光ダイオード（３）を備えることを特徴とする、請求項１および２のいずれか一項に記載の照明装置。
4. 前記反射装置（６Ａ）が、完全な回転運動を行うように構成されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の照明装置。
5. 前記反射装置（６Ａ）は、円筒形の部品（１０）を備え、当該円筒形の部品（１０）の外周（１１）に沿って隣接して配置された複数のミラー（１２）が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の照明装置。
6. 前記反射装置（６Ｂ）が、１８０°未満の所与の回転の角度において振動性の回転の運動を行うように構成されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の照明装置。
7. 前記運動ユニット（７Ａ、７Ｂ）が直流ブラシレスモータを備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の照明装置。
8. 前記運動ユニット（７Ａ、７Ｂ）が圧電モータを備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の照明装置。
9. 前記運動ユニット（７Ａ、７Ｂ）が、毎秒３０００°を超える角速度の走査を生み出すように構成されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の照明装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に特定されるような少なくとも１つの照明装置（１）を備えることを特徴とする、自動車車両用のヘッドライト。
11. 照明区域内で少なくとも１つの照らされない部分（Ｚ１）を獲得するために、発せられる前記光ビーム（Ｆ）の少なくとも１つの所与の位置に関して、必要ならば前記光源（２）を停止させるために、前記光源（２）の前記作動／停止を前記走査装置（５Ａ、５Ｂ）の前記走査と同期させることからなる制御ステップを含むことを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載される自動車車両のヘッドライト用の照明装置を制御するための方法。

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