(57)【要約】  少なくとも１つの発光ダイオード（１）と、この発光ダイオード（１）から放射される電磁ビームのビーム路（２１，２２）を制御可能に操作するための装置（１０，３０，４０，６０）とを有する自動車用ヘッドライトが記載されている。前記の自動車用ヘッドライトは、とりわけ照射特性が可変であることを特徴とする。
2008539537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用ヘッドライトであって、
少なくとも１つの発光ダイオード（１）と、
発光ダイオード（１）から放射される電磁ビームのビーム路（２１，２２）を制御可能に操作するための装置（１０，３０，４０，６０）とを有することを特徴とする自動車用ヘッドライト。
【請求項２】
請求項１記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記装置（１０，３０，４０，６０）は、前記発光ダイオード（１）から放射された電磁ビーム（２１）を反射するように構成されている自動車用ヘッドライト。
【請求項３】
請求項１または２記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記装置（１０，３０，４０，６０）は、前記発光ダイオード（１）から放射された電磁ビーム（２１）を屈折するように構成されている自動車用ヘッドライト。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記装置（１０，３０，４０，６０）は、前記発光ダイオード（１）から放射された電磁ビーム（２１）を散乱するように構成されている自動車用ヘッドライト。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記装置（１０，３０，４０，６０）は、前記発光ダイオード（１）から放射された電磁ビーム（２１）を吸収するように構成されている自動車用ヘッドライト。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記装置（１０，３０，４０，６０）は、前記発光ダイオード（１）から放射された電磁ビーム（２１）を周波数変換するように構成されている自動車用ヘッドライト。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記装置（１０，３０，４０，６０）は、前記発光ダイオード（１）から放射された電磁ビーム（２１）をフィルタリングするように構成されている自動車用ヘッドライト。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記装置は偏向ミラーを有する自動車用ヘッドライト。
【請求項９】
請求項８記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記偏向ミラー（１０，３０）は回転可能に支承されている自動車用ヘッドライト。
【請求項１０】
請求項８または９記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記偏向ミラーはポリゴンホイールミラー（１０）を有する自動車用ヘッドライト。
【請求項１１】
請求項１０記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記ポリゴンホイールミラー（１０）は少なくとも２つのミラー面（１１ａ、１１ｂ）を有する自動車用ヘッドライト。
【請求項１２】
請求項１０または１１記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記ポリゴンホイールミラー（１０）は、ミラーの回転によって種々異なるミラー面（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）が照射されるように回転可能に支承されている自動車用ヘッドライト。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか一項記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記装置はくさび形プレート（４０）を有する自動車用ヘッドライト。
【請求項１４】
請求項１３記載の自動車前照灯であって、
前記くさび形プレート（４０）は、前記発光ダイオードのビーム路（２１，２２）中を可動である自動車用ヘッドライト。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか一項記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記装置は、光学的特性が電圧の印加によって調整可能であるエレメント（６０）を有する自動車用ヘッドライト。
【請求項１６】
請求項１５記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記エレメント（６０）は電気化学的材料を含む自動車用ヘッドライト。
【請求項１７】
請求項１５または１６記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記エレメント（６０）は自動暗化ガラスを含む自動車用ヘッドライト。
【請求項１８】
請求項１５から１７までのいずれか一項記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記エレメント（６０）は切り換え可能な拡散プレートを含む自動車用ヘッドライト。
【請求項１９】
請求項１８記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記拡散プレートによる電磁ビームの散乱の程度は、該拡散プレートに印加される電圧に依存する自動車用ヘッドライト。
【請求項２０】
請求項１５記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記エレメント（６０）の屈折率は電圧に依存する自動車用ヘッドライト。
【請求項２１】
請求項１から２０までのいずれか一項記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記装置は、光学的エレメントに対する前記発光ダイオードの位置が可変であるように構成されている自動車用ヘッドライト。
【請求項２２】
請求項２１記載の自動車用ヘッドライトであって、
前記光学的エレメントは少なくとも１つのレンズ（７０）を含む自動車用ヘッドライト。
【請求項２３】
請求項１から２２までのいずれか一項記載の自動車用ヘッドライトであって、
少なくとも２つの発光ダイオード（１）を有し、該発光ダイオードは、これが種々異なる空間角領域を照射するように配置されている自動車用ヘッドライト。
【請求項２４】
請求項２３記載の自動車用ヘッドライトであって、
発光ダイオード（１）を自動車の走行方向に依存して切り替える切替装置を有する自動車用ヘッドライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
自動車用ヘッドライトが記載される。
【０００２】
刊行物ＵＳ  ６，６０１，９８２Ｂ２には、自動車用ヘッドライトが記載されている。
【０００３】
解決すべき課題は、とりわけ長寿命の自動車用ヘッドライトを提供することにある。本発明の別の解決すべき課題は、とりわけ多種多様に使用可能な自動車用ヘッドライトを提供することである。さらに解決すべき課題は、とりわけ種々多様の放射特性を備える自動車用ヘッドライトを提供することである。
【０００４】
自動車用ヘッドライトの少なくとも１つの実施例によると、自動車用ヘッドライトは発光ダイオードを有している。有利には自動車用ヘッドライトは多数の発光ダイオードを有している。各発光ダイオードは少なくとも１つの発光ダイオードチップを有している。有利には、前記発光ダイオードは複数の発光ダイオードチップを有する。発光ダイオードの発光ダイオードチップには有利には、発光ダイオード光学系が発光ダイオードチップの主ビーム方向で後置されている。
【０００５】
有利には、自動車用ヘッドライトの発光ダイオードは、白色光を放射するように構成されている。このために自動車用ヘッドライトの発光ダイオードは複数の発光ダイオードチップを有することができ、それらのビームは白色光に混合する。さらに発光ダイオードの発光ダイオードチップに発光変換物質を後置することも可能である。この場合、発光ダイオードチップから放射された電磁ビームは、ビームの周波数変換された成分を以て白色光に混合する。
【０００６】
さらにヘッドランプの少なくとも１つの発光ダイオードを、所定の色の光、例えば黄色光を形成するように構成することもできる。さらにヘッドランプの少なくとも１つの発光ダイオードを、赤外線電磁ビームを形成するように構成することもできる。
【０００７】
自動車用ヘッドライトの実施形態によれば、自動車用ヘッドライトは、発光ダイオードから放射される電磁ビームのビーム路を制御可能に操作するための装置を有する。有利にはこの装置は、この装置に配属された複数の発光ダイオードのビーム路を制御可能に操作するように構成されている。
【０００８】
発光ダイオードから放射される電磁ビームのビーム路を操作するとは、ビーム路の遮蔽、調整または変更であると理解されたい。ビーム路の操作は例えば、放射されたビームの方向変更、強度変更、視準化、散乱、焦点合わせ、フィルタリング、または周波数変換を含むことができる。この装置はそのために発光ダイオードのビーム路に配置される。
【０００９】
制御可能とは、操作が外部から設定可能に行われることを意味する。例えばユーザまたは計算ユニットが、発光ダイオードのビーム路を装置によって所期のように操作することができる。ビーム路の操作は所定のように行われる。さらに制御可能とは、この装置によって２つの状態間を切り換え可能であることを意味する。有利には多数の種々異なる状態間を切り換えることができる。すなわちビーム路の操作とは、放射されたビームの方向変更であり、この装置によってビーム路が偏向される少なくとも２つの方向を選択することができる。有利には多数のビーム方向を選択することができる。特に有利には、方向変更は少なくとも所定の角度領域内で連続的に変化可能である。
【００１０】
自動車用ヘッドライトの実施形態によれば、自動車用ヘッドライトは、発光ダイオードと、発光ダイオードから放射される電磁ビームのビーム路を制御可能に操作するための装置とを有する。発光ダイオードから出力された電磁ビームは、ヘッドライトから出力される電磁ビームの少なくとも一部を形成する。すなわち発光ダイオードの照射特性がヘッドライトの照射特性、またはヘッドライトの照射特性の一部を形成する。このことは複数の発光ダイオードの照射特性をヘッドライトの照射特性に重ね合わせることにより行われる。少なくとも１つの発光ダイオードのビーム路を操作することによって、ヘッドライトの照射特性を所期のように変更することができる。ここで照射特性とは、出力された光の空間的強度分布または空間的明度分布であると理解すべきである。例えばヘッドライトはコーン状の照射特性を有することができる。すなわち照射される光の等強度または等明度の面が空間的に円錐を形成する。さらにヘッドライトの多数の別の形状の照射特性が可能である。
【００１１】
このヘッドライトはとりわけ、装置によって発光ダイオードから出力される電磁ビームのビーム路を操作することにより、ヘッドライトを種々異なる照射特性間で切り換えることができるという技術思想を利用する。従ってこの装置によって、照射特性を種々異なる交通状況および照明状況のために切り換えることができる。この装置は例えば、種々異なる照射特性を市街地走行、高速道路走行および／または雨および霧のような種々異なる天候条件に対して所期のように調整するように構成されている。さらにこの装置は、ヘッドライトの照射特性の方向性をカーブ走行の際に後調整することも可能である。
【００１２】
自動車用ヘッドライトの少なくとも１つの実施例によると、この装置は、発光ダイオードから放射された電磁ビームを反射するように構成されている。すなわちこの装置は、発光ダイオードのビーム路中に少なくとも部分的に存在し、発光ダイオードから放射される電磁ビームの少なくとも一部を反射するように構成されている。ここでこの装置は、発光ダイオードから出力された電磁ビームの方向を所定のように調整するよう構成することができる。さらにこの装置は、発光ダイオードから放射されたビームを反射によって視準化または拡張するように構成することができる。さらにこの装置を、出力されたビームの少なくとも一部を拡散反射するように構成することができる。
【００１３】
自動車用ヘッドライトの少なくとも１つの実施例によると、この装置は、発光ダイオードから放射された電磁ビームの少なくとも一部を反射するように構成されている。屈折によって例えば、発光ダイオードから放射されたビームの方向変更、視準化、または拡張を行うことができる。有利にはこの装置によって屈折を所定のように調整することができる。すなわち屈折率を所定のように調整することができる。さらに光学的屈折素子の位置を発光ダイオードのビーム路中でこの装置によって調整することができる。すなわち発光ダイオードから放射されたビームの所定の一部を所定のように屈折し、このビームの残りの部分を屈折しないでおくことができる。
【００１４】
自動車用ヘッドライトの少なくとも１つの実施例によると、この装置は、発光ダイオードから放射された電磁ビームの少なくとも一部を散乱するように構成されている。すなわち発光ダイオードから出力された電磁ビームはこの装置によって拡張され、混合される。有利には散乱の程度、すなわち拡張と混合の程度は調整可能である。
【００１５】
少なくとも１つの実施形態によれば、この装置は、発光ダイオードから出力されたビームを吸収するように構成されている。すなわち発光ダイオードから出力された電磁ビームの少なくとも一部をこの装置によって所定のように吸収することができる。このことは、発光ダイオードのビーム路中で絞りを移動させることにより実現することができる。
【００１６】
自動車用ヘッドライトの少なくとも１つの実施例によると、この装置は、発光ダイオードから放射されたビームの少なくとも一部をフィルタリングするように構成されている。このためにフィルタ素子を発光ダイオードのビーム路中で移動させることができる。この装置はこのようにして、発光ダイオードから出力されるビームの強度を減少するように構成されている。これによりヘッドライトの照射特性を外部の照明環境に適合することができる。さらにこの装置は、所定の波長のビームをフィルタリングし、ヘッドライトが所定の色の光を照射するように構成することができる。このようにして、霧中走行に特に良好に適する黄色光を調整することができる。
【００１７】
自動車用ヘッドライトの少なくとも１つの実施例によると、この装置は、前記の機能の複数を満たすように構成されている。例えばこの装置は、発光ダイオードから出力される電磁ビームを反射し、同時に散乱するように構成することができる。このために拡散反射ミラーを使用することができる。さらにこの装置は、電磁ビームを屈折し、フィルタリングするように構成することができる。このために色素を含むレンズを使用することができる。さらに前記機能の多数のさらなる組合わせも考えられる。この装置によって前記種々の機能を切り替えることも可能である。
【００１８】
自動車用ヘッドライトの少なくとも１つの実施例によると、この装置は偏向ミラーを有している。この偏向ミラーは、発光ダイオードから放射される電磁ビームの少なくとも一部の方向を所定のように変更するように構成されている。この偏向ミラーを発光ダイオードのビーム路に対して運動させることにより、発光ダイオードから放射される電磁ビームを所定の方向に偏向することができる。このためにこの偏向ミラーは、発光ダイオードのビーム路に対して運動可能である。このようにして発光ダイオードから放射されたビームを、カーブ走行の際に曲線の湾曲に追従させることができる。
【００１９】
さらに偏向ミラーの運動によって、発光ダイオードから出力されたビームの方向を、自動車が走行している走行に対して変更することができる。このようにしてビームの方向を、走行路に対して下方に、または上方に向けることができる。このようにして照射される光の方向を自動車の傾斜に適合することができる。
【００２０】
自動車用ヘッドライトの少なくとも１つの実施例によると、この偏向ミラーは回転可能に支承されている。例えば偏向ミラーは複数の軸を中心に回転可能に支承することができる。この場合、偏向ミラーの回転によって、車両の傾斜に適合することも、発光ダイオードのビーム方向をカーブ走行時に追従させることもできる。
【００２１】
自動車用ヘッドライトの少なくとも１つの実施例によると、この偏向ミラーはポリゴンホイールミラーを有している。すなわち偏向ミラーは、ポリゴンホイールに配置された複数の反射面を有する。このために偏向ミラーは例えばシリンダ形状を有し、シリンダの外套面は複数の平坦な、または湾曲した反射面によって形成されている。
【００２２】
有利にはポリゴンホイールミラーは発光ダイオードのビーム路に対して可動であり、例えば回転可能に支承されている。ポリゴンホイールミラーがその長手軸を中心に回転することによって、反射されるビームの方向が調整される。
【００２３】
自動車用ヘッドライトの少なくとも１つの実施形態によれば、ポリゴンホイールミラーは、その回転によってポリゴンホイールミラーの種々異なるミラー面が照明されるように回転可能に支承されている。すなわちポリゴンホイールミラーは、別のミラー面、例えば隣接するミラー面が発光ダイオードにより照明されるような角度で回転することができる。このようにしてポリゴンホイールミラーの回転によって種々異なるミラー面の照明を切り替えることができる。
【００２４】
少なくとも１つの実施形態によれば、ポリゴンホイールミラーは、相互に光学的特性の異なる少なくとも２つのミラー面を有する。このミラー面の１つは、発光ダイオードから放射されるビームを視準化するように構成することができる。このためにこのミラー面は凹状の曲面を有することができる。このようにして、ヘッドライトのハイビームの一部として使用することのできる集束ビームを形成することができる。
【００２５】
ポリゴンホイールミラーの別のミラー面は、発光ダイオードの光を拡散反射するように構成することができる。このようにして装置に比較的広いコーンビームを実現することができ、これはヘッドライトの市街地走行の際に使用することができる。ポリゴンホイールミラーの種々異なるミラー面を照明することによって、発光ダイオードおよびポリゴンホイールミラーからなるヘッドライトの種々異なる照射特性を切り替えることができる。
【００２６】
少なくとも１つの実施形態によれば、発光ダイオードから放射される電磁ビームのビーム路を制御可能に操作するための装置はくさび形のプレートを有する。すなわちこのプレートは三角形の横断面を有する。
【００２７】
くさび形プレートは、発光ダイオードから放射される電磁ビームの一部に対して少なくとも透明である材料から形成されている。ディスクを通過することにより、発光ダイオードから放射される電磁ビームの少なくとも一部が屈折される。これによりビームの所定の方向変更が可能である。くさび形プレートは有利には中実体として形成されている。すなわちくさび形プレートには空洞がない。有利にはくさび形プレートは均質の材料から形成される。例えばくさび形プレートはガラスから作製することができる。
【００２８】
自動車用ヘッドライトの少なくとも１つの実施例によると、このプレートの位置は、発光ダイオードのビーム路中を可動である。すなわちこのプレートはビーム路に対して長手方向および／または横方向に可動である。これにより、電磁ビームの方向変更をプレートの屈折に基づき所定のように調整することができる。くさび形プレートの位置をビーム路中で変化することによって、発光ダイオードの投影レンズに対する光学的位置または光学的間隔を変化することができる。さらにビームの方向変更は、くさびの開口角並びにくさび形プレートが作製される材料の屈折率によって決められる。
【００２９】
さらにくさび形プレートが、光を散乱またはフィルタリングするように構成された部分を有することも可能である。くさびのこの部分を発光ダイオードのビーム路中で運動することにより、方向変更のためにコーンビームの拡張、放射された電磁ビームの遮蔽または色変化を達成することができる。ここで散乱または遮蔽の程度は、ビームが通過するプレートの厚さによって、および発光ダイオードのビーム路中のプレートの位置によって調整可能である。
【００３０】
自動車用ヘッドライトの少なくとも１つの実施形態によれば、発光ダイオードのビーム路を制御可能に操作するための装置は、光学的特性を電圧の印加によって調整することのできるエレメントを有する。このエレメントは発光ダイオードのビーム路中に配置され、発光ダイオードから放射される電磁ビームの少なくとも一部を光学的に調整する。このエレメントの光学的特性は例えば屈折率、吸収特性、フィルタリング特性または光の散乱特性である。
【００３１】
実施形態によればこのエレメントは電気化学的材料を含む。すなわちこのエレメントに印加される電圧に依存してエレメントの色フィルタリング特性を調整することができる。このエレメントは、所定の色の光だけを透過するように接続することができる。このようにして、霧中時の走行に特に適する黄色のヘッドライト光を形成することができる。
【００３２】
自動車用ヘッドライトの少なくとも１つの実施例によると、このエレメントは暗化するガラスを有している。すなわちこのエレメントに印加される電圧に依存してエレメントのビーム吸収特性を調整することができる。このようにして発光ダイオードから放射される光の強度および／または明度を低減することができる。このようなエレメントの使用は、昼間走行またはロービーム切り換えに適する。
【００３３】
自動車用ヘッドライトの少なくとも１つの実施例によると、このエレメントは切り換え可能な拡散プレートを有している。すなわちこのエレメントに印加される電圧に依存してエレメントの光散乱特性を調整することができる。
【００３４】
有利には散乱の程度は拡散プレートにより、この拡散プレートに印加される電圧に依存して調整される。発光ダイオードから放射された電磁ビームを比較的に強く散乱することは、自動車の前方の広い空間を照射するために照射特性を比較的に広くするために使用することができる。
【００３５】
このような照射特性は例えば市街地での緩慢な走行に適する。比較的に弱い散乱は、例えば幹線道路での走行に適する。
【００３６】
自動車用ヘッドライトの実施形態によれば、前記エレメントの屈折率はエレメントに印加される電圧に依存して調整可能である。このためにエレメントは、高電圧ダイヤフラムとすることができる。このダイヤフラムに印加される電圧を変化することにより、種々異なる照射特性を切り替えることができる。
【００３７】
自動車用ヘッドライトの少なくとも１つの実施例によると、光学的エレメントに対する発光ダイオードの位置は可変である。この光学的エレメントはレンズを有することができる。発光ダイオードをこの光学的エレメントに対して位置変化することによって、ビームの方向変更を達成することができる。発光ダイオードをこの光学的エレメントに対して位置変化することによって、コーンビームの方向をカーブの曲率に追従することができる。
【００３８】
自動車用ヘッドライトエレメントの少なくとも１つの実施例によると、ヘッドライトは少なくとも２つの発光ダイオードを有している。有利にはこれら発光ダイオードは、種々異なる空間角領域を照射するようにヘッドライト内に配置される。
【００３９】
すなわち、少なくとも１つの発光ダイオードを含む第１群の主ビーム方向は、直進方向で自動車から離れるように配向されており、別の発光ダイオードの主ビーム方向は前記第１群の主ビーム方向と角度をなす。この別の発光ダイオードは自動車のカーブ走行時にスイッチオンすることができ、このようにしてヘッドライトにより照射される光の方向をカーブ経過に追従することができる。このために発光ダイオードを、相応に成形されたフレキシブルな導体路基板上に配置することができる。
【００４０】
ここでヘッドライトは有利には、発光ダイオードを自動車の走行方向に依存して切り替える切替装置を有する。すなわちこの切替装置は、自動車の操舵装置と直接接続することができる。この場合、ステアリング運動は相応に配向された発光ダイオードをスイッチオンする。光を直進方向に照射する発光ダイオードは、切替装置によりカーブ走行時に減光またはスイッチオフすることができる。操舵装置を直進走行に対する位置に戻すと、カ―ブ光に対する発光ダイオードは切替装置によって再びスイッチオフされる。
【００４１】
以下、自動車用ヘッドライトについて、図示の実施例を用いて詳細に説明する。実施例および図面において、同一の構成要素または同じ働きをもつ構成要素にはそれぞれ同じ参照符号が付されている。図示されているエレメントは縮尺通りに示されたものではなく、むしろより良い理解のために個々のエレメントは誇張して大きく示されている場合もある。
【００４２】
図面の説明
図１は、発光ダイオードと、発光ダイオードのビーム路を制御可能に操作するための装置の第１実施例による概略的斜視図である。
図２は、発光ダイオードと、発光ダイオードのビーム路を制御可能に操作するための装置の第２実施例による概略的斜視図である。
図３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、発光ダイオードと、発光ダイオードのビーム路を制御可能に操作するための装置の第３実施例による概略的斜視図である。
図４は、発光ダイオードと、発光ダイオードのビーム路を制御可能に操作するための装置の第４実施例による概略的斜視図である。
図５は、発光ダイオードと、発光ダイオードのビーム路を制御可能に操作するための装置の第５実施例による概略的斜視図である。
図６Ａは、第１実施例による発光ダイオードの概略的斜視図である。
図６Ｂは、発光ダイオード光学系を有する、第１実施例による発光ダイオードの概略的斜視図である。
【００４３】
図１は、発光ダイオード２０と、発光ダイオードから放射される電磁ビームのビーム路２１，２２を制御可能に操作するための装置の概略的斜視図である。
この装置はポリゴンホイールミラー１０である。ポリゴンホイールミラー１０はミラー面１１ａ、１１ｂ、１１ｃを有する。さらにポリゴンホイールミラー１０は別のミラー面を有することができる。ミラー面の最大数は、ポリゴンの角の数によって決められる。
【００４４】
ポリゴンホイールミラー１０のミラー面１１ａ、１１ｂ、１１ｃの光学的特性は相互に異なることができる。ミラー面は、これに入射する発光ダイオード２０のビーム２１がフォーカシングまたは散乱されるように構成することができる。ミラー面１１ａ、１ｂ、１１ｃの光学的特性は、このミラー面により反射されるビーム２２の照射特性を定める。すなわち、ミラー面１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、反射されるビーム２２の形状、強度分布、色、方向、および開口角のような特性を定めることができる。
【００４５】
ミラー面１１ａ、１１ｂ、１１ｃの１つは曇りガラスミラーを有することができる。このような曇りガラスミラーは粗い反射表面を有する。入射ビーム２１は曇りガラスミラーで拡散反射される。このようにしてヘッドライトの照射特性を、とりわけ市街地走行に適するように形成することができる。すなわち自動車の前方空間ができるだけ広く照明される。
【００４６】
別のミラー面１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、ヘッドライトのロービーム回路、ハイビーム回路またはハイウエイビーム回路に適する。
【００４７】
有利にはポリゴンホイールミラー１０はその長手軸１２を中心に回転可能に支承されている。ここでポリゴンホイールミラーは、第１のミラー面１１ａではなく別のミラー面１１ｂ、１１ｃが照射される角度だけ回転される（矢印１３により示されている）。このようにして回転軸１２を中心にするポリゴンホイールミラー１０の回転によって種々異なる照射特性を切り替えることができる。
【００４８】
ポリゴンホイールミラー１０の回転が、入射するビーム２１がミラー面１１ａに当たる小さな角度だけ変化すると、この回転によってビームの照射方向を実質的に照射特性は変更せずに調整することができる。ポリゴンホイールミラー１０のこのような回転は例えば、ヘッドライトのコーンビームまたはヘッドライトのコーンビームの一部を、カーブ走行時にカーブの曲率に追従させるのに適する。
【００４９】
従って回転可能に支承されたポリゴンホイールミラー全体は、種々異なる照明状態および照射方向を調整することのできる装置である。
【００５０】
さらにポリゴンホイールミラー１０を、長手軸１２に対して横に延在する軸１４を中心に支承することもできる。このようにして、反射されたビーム２２の方向を走行路に向けて、または走行路から離れるように配向することができる。これにより自動車の傾斜を補償することができる。
【００５１】
図２は、発光ダイオード２０から出力されるビーム２１，２２を制御可能に操作するための装置の第２実施例を示す。図示の装置はシリンダミラー３０である。このシリンダミラー３０は、円柱断面により形成されたミラー面３１を有する。このミラー面は、発光ダイオードから放射された電磁ビーム２１を反射するのに適する。ミラー面３１の光学的特性は、反射されたビームが所望の照射特性を有するように選択することができる。
【００５２】
シリンダミラー３０はその長手軸３２を中心に回転可能に支承されている。シリンダミラー３２が、矢印３３により示されているように長手軸３２を中心に回転することによって、反射されるビーム２２の方向が調整可能である。反射ビーム２２の照射方向は、カーブ走行時にカーブの曲率に追従することができる。しかしシリンダミラーと発光ダイオードとの相対的配置構成に応じて、シリンダミラーの回転によって自動車の傾斜を補償することができる。
【００５３】
さらにシリンダミラーを、長手軸３２に対して直角に延在する横軸３５を中心に回転可能に支承することもできる。
【００５４】
図３Ａから３Ｃは、発光ダイオード２０のビーム路２１，２２を制御可能に操作するための装置の第３実施例を示す。この実施例では、発光ダイオードにレンズ、例えば投影レンズ５０が後置されている。発光ダイオード２０は、投影レンズ５０の光軸５１にあるレンズ５０の焦点面に存在する。発光ダイオード２０のビーム路を制御可能に操作するための装置は、この実施例ではくさび形プレート４０である。くさび形プレート４０は透明な材料、例えばガラスを含んでいる。くさび形プレート４０は開口角φを有する。有利にはくさび形プレート４０は投影レンズ５０の光軸５１に対して横方向にスライド可能である。これは二重矢印５３により示されている。すなわちくさび形プレート４０は発光ダイオード２０のビーム路２１に出入するように可動である。
【００５５】
図３Ｂは、くさび形プレート４０が発光ダイオード２０のビーム路へ、発光ダイオードから放射されたビーム２１の一部がこのくさび形プレート４０を透過するようにスライドされている様子を示している。くさび形プレート４０を透過する際にビーム２０は屈折される。これにより発光ダイオード２０のレンズ５０に対する光学的位置および光学的距離が、くさび形プレート４０を透過したビームの一部に対して変化する。
【００５６】
図３Ｃは、くさび形プレート４０が発光ダイオード２０のビーム路に、発光ダイオードから放射されたビーム２１の大部分または全てがこのくさび形プレート４０を透過するように配置されている様子を示している。
【００５７】
ビーム２１のくさび形プレート４０における屈折の程度は、使用される材料の屈折率および開口角φによって定められる。くさび形プレート４０を発光ダイオードのビーム路中で移動することによって、種々の照射特性を無段階で切り換えることができる。このようにして市街地光、ロービーム、ハイビームおよびハイウエイビームを滑らかに切り換えることができる。
【００５８】
図４は、発光ダイオード２０から放射される電磁ビームを制御可能に操作するための装置の第４実施例を示す。この装置はエレメント６０であり、このエレメントの光学的特性は電圧６１の印加によって可変である。このエレメント６０は以下のエレメントの少なくとも１つを含む：
高電圧膜、切り換え可能な拡散プレート、自動暗化ガラスまたは電気化学的材料である。
【００５９】
これが切り換え可能な拡散プレートの場合、電圧の印加によって透明ガラスから曇りガラスへ切り換えることができる。このようにして発光ダイオードのビームを散乱し、拡張することができ、これにより車両前方の空間が均等に照明される。これにより簡単に自動車ヘッドライトの市街地光を実現することができる。散乱の程度は、印加される電圧６１の高さによって調整可能である。
【００６０】
このエレメントが高電圧膜の場合、このエレメントによって適応形光学系を実現することができる。すなわち電圧６１を高電圧膜に印加すると、この高電圧膜の屈折率が変化する。このようにして種々異なる照射特性、例えば市街地光、ロービーム、ハイビームおよびハイウエイビームを切り換えることができる。
【００６１】
この材料が自動暗化ガラスまたは電気化学的材料の場合、電圧６１の印加によって、照射ビーム２２の強度および色を調整することができる。
【００６２】
図５は、発光ダイオード２０と光学要素、例えば投影レンズ７０の配置構成を示す。発光ダイオードは光学要素に対して可動である。すなわち発光ダイオードは、矢印７３により示された方向に沿って可動である。さらに発光ダイオードを投影レンズ７０に対して回転可能に支承することができる。発光ダイオード２０は、これの主ビーム方向が投影レンズ７０の光軸７１上にならないように取り付けることができる。発光ダイオード２０とレンズとの間隔を変更することによって、発光ダイオードから放射されるビームが道路へ投影される角度を調整することができる。このようにして発光ダイオード２０と投影レンズ７０との間隔を変更することによって、発光ダイオード２０のビームをカーブの曲率に追従させることができる。
【００６３】
図６Ａは、発光ダイオード２０の実施例の概略的斜視図を示す。図６Ｂは、発光ダイオード光学系９を備える発光ダイオード２０を示す。
【００６４】
発光ダイオード２０は、例えば、５つの発光ダイオードチップ１を有している。発光ダイオードチップ１は例えば、それぞれ少なくとも２０  ｌｍ／Ｗの発光効率を有する薄膜発光ダイオードチップ１である。
【００６５】
すなわち発光ダイオードチップ１では、発光ダイオードチップのエピタクシー成長された層に対する成長サブストレートが薄膜化されているか、または完全に除去される。エピタクシー成長された層は次に、元の成長サブストレートとは反対側の面を以て支持エレメントに取り付けられる。薄膜構造の光電半導体は例えば刊行物ＷＯ  ０２／１３２８  Ａ１またはＥＰ  ０９０５７９７  Ａ２に記載されており、光電半導体チップの薄膜構造に関する開示内容をここに取り入れる。
【００６６】
発光ダイオードチップ１は青色スペクトル領域の光を形成するのに適している。発光ダイオードチップ１にはルミネセンス変換材料が後置されている。発光ダイオードチップ１から放射されるビームの、周波数変換された成分は非変換成分と混合されて有利には白色光になる。
【００６７】
発光ダイオードチップ１は、ハウジング２の底部２ａに設けられている。ハウジング２を例えばセラミック材料から形成することができる。有利には、ハウジング２は内壁を有し、この内壁は少なくとも一部が反射性に形成されている。ハウジング２の内壁は、例えば像を形成しない集光器の形式に従い成形することができ、この集光器は反対方向に透過される。これにより発光ダイオードチップ１から放射されるビームが視準化される。ハウジング２の内壁には、発光ダイオードチップ１の主ビーム方向で発光ダイオード光学系９を後置することができる。この発光ダイオード光学系９も、像を形成しない集光器の形式に従い成形することができる。
【００６８】
発光ダイオードチップ１はハウジング２の外で接点面３に接触接続されている。導体路４が接点面３を端子位置７と接続し、この端子位置７を介して外部から発光ダイオード２０に接触接続することができる。例えば発光ダイオード２０の端子を自動車の搭載電源網に、対応コネクタ６にあるプラグによって接続することができる。少なくとも１つのバリスタ５は発光ダイオード２０の過電圧保護として機能する。対応コネクタ６、バリスタ５ならびにハウジング２は例えばメタルコア基板８上に配置されており、このメタルコア基板は回路基板としても、動作時に発光ダイオードチップ１から発生する熱のための伝熱素子としても機能する。
【００６９】
メタルコア基板８上または発光ダイオード２０の外部に、発光ダイオードチップ１を調光するための装置を設けることも可能である。このようにして、発光ダイオードの照射特性を付加的に強度変化により、天候または照明特性のような外部条件に適合させることができる。さらに、発光ダイオード２０から放射された光の強度変化を、個々の発光ダイオードチップ１を所期のようにオン／オフすることによっても実現することができる。
【００７０】
ヘッドライトは前記発光ダイオード２０を多数有することができる。図１から５に示された装置に２つまたは複数の発光ダイオード２０を配属することも可能である。さらに複数の発光ダイオード２０をヘッドライトに、これが自動車外部の所定の空間角領域をそれぞれ照明するように配置することができる。カーブ走行時には、ヘッドライトの光コーンがカーブの曲率に追従するように発光ダイオードをオンまたはオフすることができる。
【００７１】
なお、本発明は実施例に基づいたこれまでの説明によって限定されるものではない。むしろ本発明はあらゆる新規の特徴ならびにそれらの特徴のあらゆる組み合わせを含むものであり、これには殊に特許請求の範囲に記載した特徴の組み合わせ各々が含まれ、このことはそのような組み合わせ自体が特許請求の範囲あるいは実施例に明示的には記載されていないにしてもあてはまる。
【００７２】
本願は、ドイツ連邦共和国特許出願１０２００５０２００８５．０−４２の優先権を主張するものであり、その開示内容は本願に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、発光ダイオードと、発光ダイオードのビーム路を制御可能に操作するための装置の第１実施例による概略的斜視図である。
【図２】図２は、発光ダイオードと、発光ダイオードのビーム路を制御可能に操作するための装置の第２実施例による概略的斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、発光ダイオードと、発光ダイオードのビーム路を制御可能に操作するための装置の第３実施例による概略的斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、発光ダイオードと、発光ダイオードのビーム路を制御可能に操作するための装置の第３実施例による概略的斜視図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、発光ダイオードと、発光ダイオードのビーム路を制御可能に操作するための装置の第３実施例による概略的斜視図である。
【図４】図４は、発光ダイオードと、発光ダイオードのビーム路を制御可能に操作するための装置の第４実施例による概略的斜視図である。
【図５】図５は、発光ダイオードと、発光ダイオードのビーム路を制御可能に操作するための装置の第５実施例による概略的斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第１実施例による発光ダイオードの概略的斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、発光ダイオード光学系を有する、第１実施例による発光ダイオードの概略的斜視図である。
【図１】
2008539537.tif 000003
【図２】
2008539537.tif 000004
【図３Ａ】
2008539537.tif 000005
【図３Ｂ】
2008539537.tif 000006
【図３Ｃ】
2008539537.tif 000007
【図４】
2008539537.tif 000008
【図５】
2008539537.tif 000009
【図６Ａ】
2008539537.tif 000010
【図６Ｂ】
2008539537.tif 000011
【国際調査報告】
2008539537.tif 000012
2008539537.tif 000013
2008539537.tif 000014
2008539537.tif 000015
2008539537.tif 000016
2008539537.tif 000017