(57)【要約】【課題】本発明は、所期の照度分布で車両前方の走路域を照明するための自動車用照明装置に関する。【解決手段】照明装置は、第１の照度分布を生成するための第１の照明モジュールと、第２の照度分布を生成するための第２の照明モジュールと、第１及び第２の照明モジュールを制御するための制御ユニットと、を含む。多大な費用を要さずに、特に高信頼度かつ効果的な総照度分布を車両前方に実現するため、照明装置は、第１の照度分布及び第２の照度分布よりも水平方向幅が狭くかつ／又は垂直方向高さが低い第３の照度分布を生成するための個々に制御可能な発光ダイオードからなるＬＥＤアレイを含んだ、少なくとも１個の第３の照明モジュールを備える。第３の照明モジュールは、個々のＬＥＤの適確な制御によって、第１の照度分布及び第２の照度分布を補足し得る可変型スポットライトを生成する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の照度分布（３１）を生成するための少なくとも１個の第１の照明モジュール（１４）と、
第２の照度分布（３３）を生成するための少なくとも１個の第２の照明モジュール（１７）と、
前記第１の照明モジュール（１４）並びに前記第２の照明モジュール（１７）を制御するための制御ユニット（３４）と、
を含んでなる、所期の照度分布で車両前方の走路域（１）を照明するための自動車用照明装置（１０）であって、
前記照明装置（１０）は、前記第１の照度分布（３１）及び前記第２の照度分布（３３）よりも水平方向幅が狭くかつ／又は垂直方向高さが低い第３の照度分布を生成するためのマトリックス状に配置されて前記制御ユニット（３４）によって、少なくともグループごとに、好ましくは個々に制御可能な複数の発光ダイオード（２６）を含んだ、少なくとも１個の第３の照明モジュール（２５）と、を有し、
前記第１の照度分布（３１）による前記走路（１）の照明時に前記第３の照明モジュール（２５）は第１の数量の発光ダイオード（２６）が通電同期され、前記第２の照度分布（３３）による前記走路（１）の照明時に、前記第３の照明モジュール（２５）は、第２の数量の発光ダイオード（２６）が通電同期され、前記第１の数量の発光ダイオード（２６）の通電は、前記マトリックス内における通電された発光ダイオード（２６）の個数、及び／又は、位置の点で前記第２の数量の発光ダイオードの通電とは、相違している、
ことを特徴とする、照明装置（１０）。
【請求項２】
前記第１の照度分布（３１）は、ロービーム基本照度分布である、
ことを特徴とする、請求項１に記載の照明装置（１０）。
【請求項３】
前記制御ユニット（３４）は、前記第３の照明モジュール（２５）の前記発光ダイオード（２６）を制御し、前記ロービーム基本照度分布（３１）を明暗境界（３０）の近辺、又は、下方の領域で、上方に向かって補足するロービームスポットライト照度分布を生成させる、
ことを特徴とする、請求項２に記載の照明装置（１０）。
【請求項４】
前記第２の照度分布（３３）は、前記第１の照度分布（３１）と一体に合成され、ハイビーム基本照度分布を形成する、
ことを特徴とする、請求項２に記載の照明装置（１０）。
【請求項５】
前記制御ユニット（３４）は、前記第２の照明モジュール（１７）の通電時に前記第１の照明モジュール（１４）の光源（１６）から放射された光の輝度を低下させる、
ことを特徴とする、請求項４に記載の照明装置（１０）。
【請求項６】
前記制御ユニット（３４）は、前記第３の照明モジュール（２５）の前記発光ダイオード（２６）を制御し、より高い輝度を生成するために前記ハイビーム基本照度分布（３１、３３）を中央領域において補足する、ハイビームスポットライト照度分布を生成させる、
ことを特徴とする、請求項４又は５に記載の照明装置（１０）。
【請求項７】
前記第３の照度分布は、水平方向において−１５°〜＋１５°、好ましくは−８°〜＋８°の幅を有し、垂直方向において−１．５°〜＋３．５°、好ましくは−１°〜＋３°の高さを有する、
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の照明装置（１０）。
【請求項８】
前記制御ユニット（３４）は、前記第３の照明モジュール（２５）の前記第１の数量、又は、前記第２の数量の発光ダイオード（２６）を、１又は複数の車両パラメータに応じ、特にステアリング角、及び／又は、車両速度に応じて制御する、
ことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の照明装置（１０）。
【請求項９】
前記制御ユニット（３４）は、前記第３の照明モジュール（２５）の前記第１の数量、又は、前記第２の数量の発光ダイオード（２６）を、１又は複数の走路パラメータに応じ、特に走路推移に応じて制御する、
ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の照明装置（１０）。
【請求項１０】
前記第３の照度分布は、マトリックス状に並列、及び／又は、縦列配置された、前記第３の総照度分布を補足形成する部分照度分布（２９）を有し、前記明暗境界（３０）の領域において、少なくとも若干の前記部分照度分布（２９ｄ）の側面は、前記明暗境界（３０）の推移に一致している、
ことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の照明装置（１０）。
【請求項１１】
前記制御ユニット（３４）は、自動車前方域を観察し、対向交通者及び前方走行交通者を検知し、その位置を特定するカメラの情報に応じて、前記第３の照明モジュール（２５）を制御する、
ことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の照明装置（１０）。
【請求項１２】
前記制御ユニット（３４）は、垂直な明暗境界を生成するために又は前記ハイビーム照度分布による対向交通者、又は、前方走行交通者の眩惑防止のために、前記第３の照明モジュール（２５）を制御する、
ことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の照明装置（１０）。
【請求項１３】
前記制御ユニット（３４）は、前記第３の照明モジュール（２５）のうち、対向交通者、又は、前方走行交通者がその集束領域内に位置する当該ＬＥＤ（２６）を、適確に不通電する、
ことを特徴とする、請求項１２記載の照明装置（１０）。
【請求項１４】
前記制御ユニット（３４）は、前記第３の照明モジュール（２５）のうち、走路脇、走路上方の交通標識、又は、その他の際立った物体がその集束領域内に位置する当該ＬＥＤ（２６）を、適確に通電する、
ことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の照明装置（１０）。
【請求項１５】
前記少なくとも１個の第１の照明モジュール（１４）と、前記少なくとも１個の第２の照明モジュール（１７）と、は共通の１個の統合式照明モジュール（２０）として形成され、デュアルファンクション照明モジュール、又は、配光可変型照度分布を生成する照明モジュールとして形成されている、
ことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の照明装置（１０）。
【請求項１６】
前記第１の照明モジュール（１４）、及び／又は、前記第２の照明モジュール（１７）は、光源（１６；１９）として白熱ランプ、又は、ガス放電ランプを有する、
ことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の照明装置（１０）。
【請求項１７】
前記第１の照明モジュール（１４）、及び／又は、前記第２の照明モジュール（１７）は、反射システム、又は、プロジェクションシステムとして形成されている、
ことを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の照明装置（１０）。
【請求項１８】
前記第３の照明モジュール（２５）は、
光源としての前記発光ダイオード（２６）の他に、前記発光ダイオード（２６）から放射された光を集束するための少なくとも１個の一次光学系（２７）と、
前記集束された光を自動車前方の走路に投射するための少なくとも１個の二次光学系（２８）と、
を有する、プロジェクションモジュールとして形成されている、
ことを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の照明装置（１０）。
【請求項１９】
前記少なくとも１個の一次光学系（２７）は、少なくとも１個の反射体、及び／又は、少なくとも１個の屈折型補助光学系を含む、
ことを特徴とする、請求項１８に記載の照明装置（１０）。
【請求項２０】
前記少なくとも１個の二次光学系（２８）は、少なくとも１個のプロジェクションレンズを含む、
ことを特徴とする、請求項１８又は１９に記載の照明装置（１０）。
【請求項２１】
前記第３の照明モジュール（２５）は、発光ダイオード（２６）と同数の一次光学系（２７）を有すると共に、正確に１個の二次光学系を有し、各々の発光ダイオード（２６）には、それぞれ専用の一次光学系（２７）が対応させられている、
ことを特徴とする、請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の照明装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所期の照度分布で車両前方の走路域を照明するための、自動車用照明装置に関する。この照明装置は、第１の照度分布を生成するための少なくとも１個の第１の照明モジュールと、第２の照度分布を生成するための少なくとも１個の第２の照明モジュールと、第１及び並びに第２の照明モジュールを制御するための制御ユニットと、を含んでなる。
【背景技術】
【０００２】
この種の照明装置は、いわゆるデュアルファンクション前照灯の形で、従来の技術から公知である。こうした前照灯は、通常、プロジェクション前照灯として形成され、光を放射するための少なくとも１光源と、放射された光を集束するための反射体と、集束された光の少なくとも一部を遮光するための絞り装置と、所期の照度分布を生成するために絞り装置の脇を通過して到達した光の少なくとも一部を自動車前方の走路に投射するプロジェクションレンズと、を含んでいる。上記絞り装置は、反射光の光路内、又は、光路外に進入・退出可動する。絞り装置が光路内に配置されていれば、絞り装置の上縁は、プロジェクションレンズによって照度分布の明暗境界として走路に投射される。したがって、公知のデュアルファンクション前照灯では、ロービーム照度分布（絞り装置は光路内に配置されている）を生成するための第１の照明モジュールと、ハイビーム照度分布（絞り装置は光路外に配置されている）を生成するための第２の照明モジュールと、は統合式デュアルファンクションモジュールとして形成されている。この場合、第１と第２との照明モジュール、及び、統合式照明モジュールを制御するための制御ユニットは、単に絞り装置を制御することにより、統合式照明モジュールによって投射される照度分布を、ロービーム照度分布とハイビーム照度分布との間で切り換えることができる。
【０００３】
上記公知の照明装置の短所は、照度分布が単に２つのビームファンクション、つまりロービームとハイビームとに限定されていることである。照度分布の特定の領域の輝度の的確な高低下は、不可能である。
【０００４】
さらに特許文献１から、マトリックス状に配置された複数の発光ダイオード（いわゆるＬＥＤアレイ）を光源として有する、自動車前照灯が知られている。個々の発光ダイオードは、車両前方の交通事象に応じて適確に個別に制御可能である。こうして、対向交通者がその内部に位置する照度分布部分領域を、当該発光ダイオードの不通電によって、総照度分布からフェードアウトさせることが可能である。この場合、車両は、対向交通者を眩惑させることなく、不断にハイビーム照度分布で走行し得るのが、有利である。特許文献１から公知の照明装置によって生成される照度分布は、部分ハイビーム照度分布とも称される。
【０００５】
ただし、特許文献１から公知の照明装置の短所は、自動車前方の走路域全体を照明すると共に、十分な輝度の照度分布を達成するために、マトリックス状に配置された比較的多数の発光ダイオードが必要であり、これはエネルギー供給と個々の発光ダイオードの適確な制御の実現性、並びに、発光ダイオード動作中の熱排出に必要な対策の点からして、複雑かつ高価である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２００５  ０１４  ９５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の技術から出発して、本発明の目的は、冒頭に述べたタイプの照明装置を発展改良し、自動車前方の走路を法律規定の遵守下で最適照明すると同時に、対向交通者の眩惑を効果的に防止すべく、照度分布内の輝度値分布がその都度最適化される、可変型照度分布を達成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、冒頭に述べたタイプの照明装置から出発して、上記照明装置は、上記第１の照度分布及び上記第２の照度分布よりも水平方向幅が狭く、及び／又は、垂直方向高さが低い第３の照度分布を生成するための、マトリックス状に配置されて上記制御ユニットによって少なくともグループごとに、好ましくは個々に制御可能な、複数の発光ダイオードを含んだ、少なくとも１個の第３の照明モジュールを有し、上記第１の照度分布による上記走路の照明時に、上記第３の照明モジュールは、第１の数量の発光ダイオードが通電同期され、上記第２の照度分布による上記走路の照明時に、上記第３の照明モジュールは、第２の数量の発光ダイオードが通電同期され、上記第１の数量の発光ダイオードの通電は、上記マトリックス内における通電された発光ダイオードの個数及び／又は位置の点で、上記第２の数量の発光ダイオードの通電とは相違するように、構成することが提案される。
【０００９】
本発明による照明装置により、上記マトリックス状に配置された発光ダイオード（いわゆるＬＥＤアレイ）を含んだ上記第３の照明モジュールによって、上記機能の一部が実現される前照灯が実現可能である。上記ＬＥＤアレイを含んだ上記第３の照明モジュールは、好ましくは照度分布の中央領域を照明し、補助スポットライトとして機能する。照度分布の残りの部分は、上記第１の照明モジュール、及び／又は、上記第２の照明モジュールによって生成される基本光によって照明される。上記ＬＥＤアレイ内部において、各々のＬＥＤは、個別に制御及び通電される。これにより、上記第３の照度分布の重点、したがってまた総照度分布の重点、つまり最高輝度域をずらすことができる。こうして、例えば、動走行中の照度分布の重点を、コーナリングに際しても、走路上に保持することが可能である。
【００１０】
本発明による照明装置において、上記それぞれの照度分布の基本照度分布は、上記第１、及び／又は、上記第２の照明モジュールによって生成される。基本照度分布は、総照度分布に必要な法定要件を部分領域でしか満たしていない部分照度分布であってもよく、例えば、水平で真っ直ぐな明暗境界を有した、幅広に分散された光帯であってもよい。上記第３の照明モジュールにより、上記第１及び上記第２の照度分布と、特に照度分布の中央領域で重なり合って総照度分布の最適化に資する補助的な第３の照度分布と、が生成される。さらに、上記第３の照度分布は、上記部分照度分布を補足、最適化して、総照度分布が法定要件を満たすようにする。上記第３の照明モジュールは、総照度分布の全領域を照明するわけではなく、また、単独で総照度分布の所要の輝度値を生成する必要もないため、第３の照明モジュールは、相対的に少数の発光ダイオードで実現可能である。上記第３の照明モジュールは、上述したように、例えば、上記走路の照明が最適化されて、法定要件が満たされるようにすべく、総照度分布の適確な局所的輝度増強及び／又は例えば明暗境界領域における照度分布輪郭の適確な鮮明化に資するだけである。
【００１１】
本発明の重要な特徴の１つは、上記少なくとも１個の第３の照明モジュールの配置、構成及び制御である。この第３の照明モジュールは、互いに明確に限界され、ただし互いに隣接した複数の部分領域を照明することのできる、好ましくはプロジェクションモジュールとして形成されている。この場合、各々の部分領域は１個の発光ダイオード（ＬＥＤ）によって照明されて、対応する１個の制御器によって個別に輝度制御が可能であり、また、これらの部分領域は個々に、互いに独立にオン・オフ又は調光が可能である。調光のため、上記ＬＥＤを通って流れる電流は、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）によって加減することが可能である。
【００１２】
上記少なくとも１個の第３の照明モジュールによって生成された上記第３の照度分布の一部、好ましくは上記第３の照度分布の下側部分領域は、この部分領域がロービーム基本照度分布と重ね合わされることにより、ロービーム照度分布の一部として使用することが可能である。この下側部分領域は、ロービーム照度分布の明暗境界を形成することができる。このため、上記第３の照度分布の上記下側部分領域から、つまりＬＥＤマトリックスの下側画素から明暗境界の所期の推移を、実現することが必要である。このため、例えば、上記第３の照明モジュールの上記ＬＥＤに対応した一次光学系を一定の方法で成形すること、特に、一次光学系の光投射面を例えば１５°上り勾配を実現すべく一定の方法で成形する。
【００１３】
上記第３の照度分布の別の領域、特に上記マトリックスの上側部分領域は、ハイビーム領域における明暗境界上方の総照度分布域を照明する。本照明装置の最適な総照度分布を達成すべく、上記第３の照度分布はロービーム領域においても、ハイビーム領域においても、それぞれ相応した基本光と重ね合わされる。つまり、例えば、本照明装置によって生ずる照度分布におけるロービーム照度分布の場合、明暗境界を有し、相応してより幅広に設定された基本照明を行う基本光が、上記少なくとも１個の第１の照明モジュールの通電によって生成され、この基本光に対して、上記少なくとも１個の第３の照明モジュールの上記ＬＥＤマトリックスの上記下側部分領域の通電により、上側明暗境界を有したロービーム補助スポットライトが重ね合わされる。ハイビームの場合、上記第１の照明モジュールのロービームに加えてさらに上記少なくとも１個の第２の照明モジュールの通電によってハイビーム基本照度分布が達成され、このハイビーム基本照度分布に対して、上記少なくとも１個の第３の照明モジュールの上記ＬＥＤの通電により、ハイビーム補助スポットライトが重ね合わされる。上記ハイビーム基本照度分布は、主として上記明暗境界上方の領域を照明する。さらに、上記ロービーム基本光の同時調光（輝度の低下）によってハイビーム時における自動車ドライバーにとっての主観的な照明到達距離印象の改善をもたらすことができる。
【００１４】
本発明によって提案された照明装置により、ロービーム時においても、ハイビーム時においても、上記第３の照明モジュール（マトリックスＬＥＤアレイ・モジュール）を利用することが可能である。この場合の目標は、一方で、特にハイビーム時に、上記第３の照明モジュールの個々のＬＥＤの不通電によると共に、上記第３の照度分布の当該対応ピクセルの不通電、又は、調光によって、他の交通者の眩惑を阻止し、又は、眩惑程度を法的に許容されたレベルに抑止することである。さらに、（例えばＰＷＭによる）ダイオード電流の相応した制御により、最高光度域は、適確に走路範囲内に保持される。これは、コーナリング時においても当てはまり、その場合、最高輝度域は、ＬＥＤの適確な通電、又は、不通電によって、ダイナミックにずらされる。こうして、照明装置全体、又は、個々の照明モジュール、又は、照明モジュールの一部を、機械式に旋回可動させることを不要とすることができる。
【００１５】
ロービーム時に、本発明による照明装置においてコーナリングヘッドランプ機能を最適発揮させるには、コーナリングに際して、明暗境界、特に明暗境界の非対称な上り勾配も、水平方向側方にずらすことができなければならない。これは、例えば、上記第３の照明モジュールの明暗境界直下の横列に位置するＬＥＤの、上記一次光学系の特別な賦形によって達成することが可能である。自動車走行速度への総照度分布照明距離の適合化は、本発明による照明装置において、明暗境界の引き上げ、すなわち照明装置全体、又は、個々の又は複数の照明モジュールの明暗境界の引き上げによる照明距離調節を介して行なうことができる。さらに、照度分布の到達距離の引き上げは、上記第３の照明モジュールの上記ＬＥＤアレイの低い位置のＬＥＤ（これらのＬＥＤはプロジェクションレンズによる集束が行われるために高い位置の部分領域に対応している）の通電によって、達成することができる。
【００１６】
上記制御ユニットは、自動車前方域を観察し、特に対向交通者を検知し、その位置を特定するカメラの情報に応じて、上記第３の照明モジュールを制御する。したがって、例えば、垂直な明暗境界、又は、ハイビーム照度分布からの対向交通の適確な除外が、思料可能であろう。そうした場合、オートマチック運転によりカメラを介して制御され、上記第１と上記第３の照明モジュールのみが通電され、上記第３の照明モジュールの一定の領域（前方走行交通者又は対向交通者がその内部に位置する領域）がフェードアウトされる。また逆に、走路脇、走路上方の交通標識、又は、その他の際立った物体が、上記第３の照明モジュールのいくつかのピクセルによって、適確に照明される。
【００１７】
本発明の第１の態様は、第１の照度分布を生成するための少なくとも１個の第１の照明モジュールと、第２の照度分布を生成するための少なくとも１個の第２の照明モジュールと、第１の照明モジュール並びに第２の照明モジュールを制御するための制御ユニットと、を含んでなる、所期の照度分布で車両前方の走路域を照明するための自動車用照明装置であって、照明装置は、第１の照度分布及び第２の照度分布よりも水平方向幅が狭くかつ／又は垂直方向高さが低い第３の照度分布を生成するためのマトリックス状に配置されて制御ユニットによって、少なくともグループごとに、好ましくは個々に制御可能な複数の発光ダイオードを含んだ、少なくとも１個の第３の照明モジュールと、を有し、第１の照度分布による走路の照明時に第３の照明モジュールは第１の数量の発光ダイオードが通電同期され、第２の照度分布による走路の照明時に、第３の照明モジュールは、第２の数量の発光ダイオードが通電同期され、第１の数量の発光ダイオードの通電は、マトリックス内における通電された発光ダイオードの個数、及び／又は、位置の点で第２の数量の発光ダイオードの通電とは、相違している。
【００１８】
本発明の第２の態様は、上記態様において、第１の照度分布は、ロービーム基本照度分布である。
【００１９】
本発明の第３の態様は、上記態様において、制御ユニットは、第３の照明モジュールの発光ダイオードを制御し、ロービーム基本照度分布を明暗境界の近辺、又は、下方の領域で、上方に向かって補足するロービームスポットライト照度分布を生成させる。
【００２０】
本発明の第４の態様は、上記態様において、第２の照度分布は、第１の照度分布と一体に合成され、ハイビーム基本照度分布を形成する。
【００２１】
本発明の第５の態様は、上記態様において、制御ユニットは、第２の照明モジュールの通電時に第１の照明モジュールの光源から放射された光の輝度を低下させる。
【００２２】
本発明の第６の態様は、上記態様において、制御ユニットは、第３の照明モジュールの発光ダイオードを制御し、より高い輝度を生成するためにハイビーム基本照度分布を中央領域において補足する、ハイビームスポットライト照度分布を生成させる。
【００２３】
本発明の第７の態様は、上記態様において、第３の照度分布は、水平方向において−１５°〜＋１５°、好ましくは−８°〜＋８°の幅を有し、垂直方向において−１．５°〜＋３．５°、好ましくは−１°〜＋３°の高さを有する。
【００２４】
本発明の第８の態様は、上記態様において、制御ユニットは、第３の照明モジュールの第１の数量、又は、第２の数量の発光ダイオードを、１又は複数の車両パラメータに応じ、特にステアリング角、及び／又は、車両速度に応じて制御する。
【００２５】
本発明の第９の態様は、上記態様において、制御ユニットは、第３の照明モジュールの第１の数量、又は、第２の数量の発光ダイオードを、１又は複数の走路パラメータに応じ、特に走路推移に応じて制御する。
【００２６】
本発明の第１０の態様は、上記態様において、第３の照度分布は、マトリックス状に並列、及び／又は、縦列配置された、第３の総照度分布を補足形成する部分照度分布を有し、明暗境界の領域において、少なくとも若干の部分照度分布の側面は、明暗境界の推移に一致している。
【００２７】
本発明の第１１の態様は、上記態様において、制御ユニットは、自動車前方域を観察し、対向交通者及び前方走行交通者を検知し、その位置を特定するカメラの情報に応じて、第３の照明モジュールを制御する。
【００２８】
本発明の第１２の態様は、上記態様において、制御ユニットは、垂直な明暗境界を生成するために又はハイビーム照度分布による対向交通者、又は、前方走行交通者の眩惑防止のために、第３の照明モジュールを制御する。
【００２９】
本発明の第１３の態様は、上記態様において、制御ユニットは、第３の照明モジュールのうち、対向交通者、又は、前方走行交通者がその集束領域内に位置する当該ＬＥＤを、適確に不通電する。
【００３０】
本発明の第１４の態様は、上記態様において、制御ユニットは、第３の照明モジュールのうち、走路脇、走路上方の交通標識、又は、その他の際立った物体がその集束領域内に位置する当該ＬＥＤを、適確に通電する。
【００３１】
本発明の第１５の態様は、上記態様において、少なくとも１個の第１の照明モジュールと、少なくとも１個の第２の照明モジュールと、は共通の１個の統合式照明モジュールとして形成され、デュアルファンクション照明モジュール、又は、配光可変型照度分布を生成する照明モジュールとして形成されている。
【００３２】
本発明の第１６の態様は、上記態様において、第１の照明モジュール、及び／又は、第２の照明モジュールは、光源として白熱ランプ、又は、ガス放電ランプを有する。
【００３３】
本発明の第１７の態様は、上記態様において、第１の照明モジュール、及び／又は、第２の照明モジュールは、反射システム、又は、プロジェクションシステムとして形成されている。
【００３４】
本発明の第１８の態様は、上記態様において、第３の照明モジュールは、光源としての発光ダイオードの他に、発光ダイオードから放射された光を集束するための少なくとも１個の一次光学系と、集束された光を自動車前方の走路に投射するための少なくとも１個の二次光学系と、を有する、プロジェクションモジュールとして形成されている。
【００３５】
本発明の第１９の態様は、上記態様において、少なくとも１個の一次光学系は、少なくとも１個の反射体、及び／又は、少なくとも１個の屈折型補助光学系を含む。
【００３６】
本発明の第２０の態様は、上記態様において、少なくとも１個の二次光学系は、少なくとも１個のプロジェクションレンズを含む。
【００３７】
本発明の第２１の態様は、上記態様において、第３の照明モジュールは、発光ダイオードと同数の一次光学系を有すると共に、正確に１個の二次光学系を有し、各々の発光ダイオードには、それぞれ専用の一次光学系が対応させられている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による照明装置によって達成可能な、自動車前方の代表的な照度分布を示す図である。
【図２】本発明による第１の好ましい実施例の照明装置を、光投射方向とは反対向きに外側から眺めた図である。
【図３】本発明による第２の好ましい実施例の照明装置を、光投射方向とは反対向きに外側から眺めた図である。
【図４】図３に示した照明装置の図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】本発明による照明装置に使用されるタイプのＬＥＤアレイを備えた第３の照明モジュールを示す図である。
【図６】図５に示した第３の照明モジュールによって達成可能な、多数の並列、並びに、縦列配置された部分領域からなる第３の照度分布を示す図であり、同図においては、ロービームスポットライトを生成するために一定のＬＥＤが通電されている。
【図７】図６に示した第３の照度分布を示す図であり、同図においては、ハイビームスポットライトを生成するためにすべてのＬＥＤが通電されている。
【図８】図２又は３に示した本発明による照明装置によって達成可能な、ロービーム照度分布を示す図である。
【図９】図２又は３に示した本発明による照明装置によって達成可能な、ハイビーム照度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
従請求項には、本発明による照明装置の有利な実施態様が特許請求されている。本発明のその他の特徴及び利点は、図面を参照し、以下記載の図面の説明から看取されよう。
【００４０】
本発明は、可変型照度分布にて車両前方の走路域を照明するための自動車用照明装置、特に自動車前照灯、に関する。図１には、本発明による照明装置によって達成可能な、自動車ドライバーから見た、実際の照度分布例が示されている。本発明による照明装置を装備した自動車（不図示である）が走行している走路は、符号１で示されている。図示の実施例は、右側通行であるため、本照明装置を装備した自動車は、右側走行レーン１ａを走行し、対向車両２は、本発明による照明装置を装備した自動車のドライバーから見て左側走行レーン１ｂを走行している。また、この自動車に対して、その他の交通者が、走路１、又は、対向隣接走路の任意の箇所を走行していてよいことは、いうまでもない。図１には、走路１の右端に沿って、例えば街路樹３が記入され、走路左端に沿って街灯４が記入されている。本発明による照明装置によって生成された照度分布は、図１において符号５で示されている。これは、ハイビーム照度分布又はハイビーム照度分布に類似した照度分布を示している。本発明による照明装置によって任意にその他の照度分布が達成可能であることは、いうまでもない。
【００４１】
本発明による照明装置の例は、図２〜４に示されており、装置全体は、符号１０で示されている。照明装置１０は、自動車前照灯として形成されており、基本的に閉じた前照灯ケーシング１１を含んでいる。ケーシング１１は、光投射方向に光投射口１２（図４、参照）を有し、この投射口は、透光性材料、特にガラス又はプラスチック製のカバーディスク１３で密閉されている。図２に示した照明装置１０のケーシング１１内には、第１の照度分布を生成するための第１の照明モジュール１４が配置されている。第１の照明モジュール１４は、反射モジュールとして形成されており、ロービーム基本照度分布を生成するために使用される。照明モジュール１４は、好ましくは放物面状の形状、又は、それとは異なった自由な形状を有する反射体１５と、反射体１５のほぼ中心に白熱ランプ、ガス放電ランプ又は任意に別様に形成されていてもよい光源１６と、を含んでいる。
【００４２】
加えてさらに、前照灯ケーシング１１内には、第２の照度分布を生成するための第２の照明モジュール１７が配置されている。この第２の照明モジュール１７も、好ましくは反射モジュールとして形成されて、反射体１８、及び、並びに例えば白熱ランプ、ガス放電ランプ又は任意のその他の方法で形成された光源１９を含んでいる。第２の照度分布は、好ましくはハイビーム基本照度分布である。第２の照明モジュール１７は、単独でハイビーム基本照度分布を生成する、又は、第１の照明モジュール１４と連携してハイビーム基本照度分布を生成する。したがって後者の場合には、第１の照明モジュール１４によって生成されたロービーム基本照度分布と、第２の照明モジュール１７によって生成された照度分布と、は互いに補完して一体に合成されて、ハイビーム基本照度分布を生成する。第１の照明モジュール１４及び／又は第２の照明モジュール１７は、プロジェクションモジュールとして形成されていてもよい。
【００４３】
例えば、本発明による照明装置の図３に示した実施形態に示されているように、第１の照明モジュール１４と第２の照明モジュール１７とが一体化されて、単一の照明モジュール２０の統合要素とされることも可能であることは、いうまでもない。図示の実施形態において、統合式照明モジュール２０は、プロジェクションモジュールとして形成され、光源２１、反射体２２、絞り装置２３及びプロジェクションレンズ２４（図４、参照）を含んでいる。光源２１は、白熱ランプ、ガス放電ランプ、又は、任意のその他の方法で形成されていてもよい。光源２１は光を放射し、この光は、反射体２２により光投射方向に向けて反射される。反射光の光路には、絞り装置２３が配置されており、この場合、反射光の大部分は、絞り装置２３の脇を通過する。プロジェクションレンズ２４は、絞り装置２３の脇を通過して到達した光を、自動車前方の走路に投射する。好ましくは、反射体２２は楕円体状に形成され、光源２１は反射体２２の第１の焦点に配置され、絞り装置２３は反射体２２の第２の焦点を含む焦点面内に配置されている。別法として、反射体２２は、楕円体形状とは異なる任意の自由形状反射体として、形成されていてもよい。
【００４４】
上記絞り装置は、光路内に進入可動（図４に実線で表示）し、又は同所から退出可動（図４に鎖線で表示）することができる。そのために絞り装置２３は、反射体２２の光軸に対して、横向きにかつ光軸から離間して水平に延びる旋回軸を中心に、旋回可動する。絞り装置２３が反射光の光路内に配置されていれば、絞り装置２３の上縁は、レンズ２４によって明暗境界として自動車前方の走路に投射される。これにより、上側明暗境界を有した照度分布、例えばロービーム基本照度分布を生成することができる。絞り装置２３が光路外に退出していれば、反射光全体がプロジェクションレンズ２４によって自動車前方の走路に投射されるため、ハイビーム基本照度分布が生成可能である。したがって、絞り装置２３の運動によって、第１の照明モジュール１４の機能、及び、第２の照明モジュール１７の機能が、交互に生成される。
【００４５】
本発明による照明装置１０は、２個の照明モジュール１４、１７、及び、２個の照明モジュール１４、１７に等しい機能を実現するための統合式照明モジュール２０の他に、好ましくはプロジェクションモジュールとして形成された第３の照明モジュール２５も、含んでいる。第３の照明モジュール２５の詳細は、図５に示されている。これは光源としてマトリックス状に上下左右に隣接配置された複数の発光ダイオード２６（ＬＥＤ）並びにオプショナルに複数の個別一次光学系２７を含んでおり、この場合、図５に示した実施例において、各々の発光ダイオード２６には、それぞれ専用の一次光学系２７が対応させられている。一次光学系２７は、補助レンズ、及び／又は、反射体として形成されていてもよい。反射体の場合には、発光ダイオード２６によって放射された光の集束は、従来の反射によって行われるが、他方、補助光学系の場合には、全反射によって行われる。図５に示した実施例において、ＬＥＤアレイ２６は、５段の、各段にそれぞれ９個が並列配置された発光ダイオード２６を含んでいる。したがって、ＬＥＤアレイ２６は、全体として４５個の発光ダイオード２６とそれとまったく同数の一次光学系２７とを含んでいる。
【００４６】
第３の照明モジュール２５はさらに、ＬＥＤによって放射されて一次光学系２７によって集束された一定の照度分布を生成するための、光を自動車前方の走路に投射するプロジェクションレンズ２８を有している。第３の照明モジュール２５によって生成された第３の照度分布の例は、図６、７に詳細が示されており、図中において、暗い方眼は、照明されていない、又は、減光された照度分布部分領域を表し（対応するＬＥＤ２６は不通電又は減光されている）、他方、明るい方眼は、照明された領域を表している（対応するＬＥＤ２６は通電されている）。この場合、第３の照度分布は、上下左右に隣接配置された、一部は形の異なる多数の部分領域２９（方眼）を含んでいることが明白に理解される。
【００４７】
特に、第３の照度分布は、上段の３横列並びに最下段の横列に、基本的に正方形の部分領域２９ａ、２９ｂを含んでいる。下から２番目の横列の部分領域２９ｃ、２９ｄは、図示の実施例において、菱形、又は、平行四辺形として形成されている。部分領域２９ｃ、２９ｄの内角は、約４５°〜１３５°である。部分領域２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄの形状は、例えば一次光学系２７の当該光投射面の適切な形状によって、実現可能である。部分領域２９ｃ、２９ｄの上記形状によって、光投射面全体の、特に鋭角領域における、十分な照明と共に、明暗境界３０のできるだけ元に近い再現と、部分領域２９ｃ、２９ｄを生成するためのできるだけ容易かつ安価な一次光学系２７の製造と、の両方をうまく満足させることができた。
【００４８】
第３の照度分布の部分領域２９ｃ、２９ｄの特別な形状により、第３の照明モジュール２５の個々のＬＥＤ２６の適確な通電、又は、不通電によって、基本的に従来の明暗境界３０の推移と同じ推移により、上方に向かって制限される照度分布を達成することができる。図６に示した実施例にあっては、明るい部分面２９ｂ、２９ｄの通電によってロービーム照度分布の上側明暗境界３０が再現されるため、第３の照明モジュール２５は、ロービームスポットライトを生成する。図７に示した実施例にあっては、すべての部分面２９ｂ、２９ｄが通電されているため、第３の照明モジュール２５は、ハイビームスポットライトを生成する。
【００４９】
本発明による照明装置を装備した自動車は、対向交通者２を認識するための適切な手段を備えることができる（図１、参照）。この認識手段は、例えば、特にＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラの形の撮像装置と、撮影された画像から対向交通者２の位置及び場合により運動方向、速度を算定する適切な画像処理装置と、を含んでいる。これらの情報は、車両の制御ユニット３４（図４、参照）に伝達され、こうして、この制御ユニットは、ＬＥＤアレイの１又は複数の発光ダイオード２６を制御して、対向交通者２がその内部に位置する照度分布部分領域６を調光し、又は、全面的に滅光しさえする。この場合の目標は、不断にハイビームが通電実現されていようとも、対向交通者２の眩惑を防止することである。これによって、自動車前方の走路１の最適照明が行われると同時に、対向交通者２の眩惑が防止される。この種の照度分布５は、部分ハイビームとも称される。
【００５０】
自動車前方の走路１の照明の点から見て、本発明による照明装置１０は、従来の技術から公知の照明装置に比較して、顕著な利点を供する。ロービーム基本照度分布及びハイビーム基本照度分布は、容易かつ安価な方法で従来のプロジェクションシステム及び／又は反射システム１４、１７、及び、２０によって生成される。照明装置１０の最適な総照度分布は、ロービーム基本照度分布及び／又はハイビーム基本照度分布に重なるロービームスポットライト及びハイビームスポットライトを生成する第３のＬＥＤ照明モジュール２５を用いて達成される。第３の照度分布の部分領域２９は、対応するＬＥＤ２６の適確な制御によって通電、不通電、又は、調光されることができる。可変型の第３の照度分布を用いて、輝度値（例えば、遠距離域の高い輝度）及び／又は総照度分布の輪郭（例えばシャープな上側明暗境界）を個別に実際の車両状況、走路状況及び／又は周囲状況（例えば、車両速度；湿潤、乾燥走路；天候、視界等々）に適合させることができる。さらに、第３の照度分布の、又は、総照度分布の、その内部に対向交通者２が位置する部分領域６を、選択されたＬＥＤ２６の適確な不通電、又は、調光によって照度分布から除外し、対向交通者２の眩惑を防止することができる。
【００５１】
図８及び９には、本発明による照明装置１０によって生成可能な、さらに２つの照度分布例が示されている。この場合、図８に示した照度分布は、基本的にロービーム照度分布であり、図９に示した照度分布は、基本的にハイビーム照度分布である。本発明による照明装置１０によれば、第１の２個の照明モジュール１４、１７が基本照度分布を生成し、第３の照明モジュール２５が基本照度分布に重なる可変型スポットライト照度分布を生成することによって、最適な照明パフォーマンスの達成が可能である。この場合、照明装置１０によって生成される異なった総照度分布のために、常に同じ第３の照度分布が使用されるわけではない。むしろ、その照度分布は、ＬＥＤ２６の適確な制御によって可変化され、照明装置１０に所望される生成さるべき総照度分布に適合される。
【００５２】
図８に示したロービーム照度分布は、基本的に、第１の照明モジュール１４によって生成された、基本的に水平な上側明暗境界３２を有するロービーム基本照度分布３１と、最下段横列の通電された部分面２９ｂ並びに垂直中央軸ＶＶから右側かつ下から２番目の横列の通電された部分面２９ｄによる第３の照度分布と、から合成されている。それゆえ、照明装置１０のロービーム照度分布の生成には、第３の照明モジュール２５のいくつかのＬＥＤ２６が通電されると同時に、加えてさらに、明暗境界３２を有し、相応してより幅広に設定された基本照明による基本光が導入される。ロービーム照度分布の非対称な上側明暗境界３０は、第３の照明モジュール２５によって形成される。この場合、第３の照度分布の部分領域２９ａ、２９ｃを生成する発光ダイオード２６は、必ずしも強制的に完全に電源遮断されている必要はない。これらの部分領域２９ａ、２９ｃにおいても、たとえ相対的に低い輝度でしかないにせよ、発光が行われることは十分に思料可能である。ただし、部分領域２９ａ、２９ｃの光は、特に対向交通者２の眩惑防止に関する法定要件を満たさなければならない。部分領域２９ａ、２９ｃから発される光は、例えば交通標識の照明向上に利用することが可能である。
【００５３】
図９に示したハイビーム照度分布において、照明装置１０の３個の照明モジュール１４、１７、２５（図２、参照）、及び、２０、２５（図３、参照）のすべては、通電されている。ただし、ハイビームの場合にあっても、第３の照明モジュール２５のＬＥＤ２６は、個々に又はグループごとに、適確に通電、不通電、又は、調光することが可能である。
【００５４】
第１の照明モジュール１４は、依然として、基本的に水平な上側明暗境界３２を有したロービーム基本照度分布３１を生成する。この照度分布３１は、第２の照明モジュール１７によって生成された、ロービーム基本照度分布３１の上方にある自動車前方遠距離域を基本的に照明するハイビーム基本照度分布３３によって補足される。照度分布３１と３３との部分的なオーバラップは、可能である。ロービーム基本照度分布３１と第２の照度分布３３とが一体となってハイビーム基本照度分布を形成し、これが第３の照明モジュール２５の照度分布によって補完される。図９に示した例において、第３の照明モジュール２５のいっさいのＬＥＤ２６は、通電されている。これにより、特にハイビーム照度分布に際して重要な自動車前方遠距離域をさらに補足的に照明し、こうして、遠距離域に関する輝度と照明到達距離との向上を実現するハイビームスポットライトが生成される。
【００５５】
第２の照明モジュール１７（ハイビームモジュール）は、ハイビームの手動通電時に通電される、又は、対向交通がない場合にのみ自動的に通電される。ハイビームモジュール１７の減光使用は、どちらかといえばほぼ考えられないが、それにもかかわらず理論的には、第２の照明モジュール１７によって生成された第２の照度分布３３が、ごく低い輝度しか有していないため、対向交通者２は、第２の照明モジュール１７が通電されて照度分布３３が実現されていても、眩惑されない、又は、眩惑程度が法的に許容された限度内であることが考えられよう。照度分布３３が相対的に弱いにもかかわらず、なお遠距離域を十分な輝度で照明し得るようにするため、第３の照明モジュール２５が通電されて、基本的に水平な中央面ＨＨの上から上方かつ垂直な中央面ＶＶに向かって、相対的に中央寄りにハイビーム照度分布の特に明るい領域が生成される。この実施形態において、適切な検知装置によって対向交通者２を検知し、対向交通者２の位置、運動方向又は速度に応じて個々のＬＥＤ２６を調光、又は、不通電し、こうして、その内部に対向交通者２が位置するハイビーム照度分布部分領域６を、ハイビーム照度分布から除外する、又は、部分領域６の輝度値を対向交通者２が眩惑されない程度まで低下させることが思料可能であろう。このようにして、本発明による照明装置１０は、従来のハイビーム照度分布とハイビームスポットライト、並びにいわゆる部分ハイビームとの組み合わせを有する、新しいタイプの照度分布を達成することができる。こうした照度分布により、対向交通者２の眩惑を惹起することなく、不断に自動車前方の走路の最適な照明を達成することが可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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