(57)【要約】【課題】既存の二機能ヘッドランプシステムの一つの制約は、二機能ヘッドランプに設けられる多数の光源を有することに伴うコストである。【解決手段】自動車用ヘッドランプが、可視光を出射する固体光源（３２）を含むライトエンジン（２０）と、固体光源（３２）により出射された光を受光して反射するように構成された反射器（２６）を含む。自動車用ヘッドランプ（１２）は、固体光源（３２）に結合された変位部材（４０）を有する調整ユニット（２２）であって、ヘッドランプ（１２）がロービームパターンを投光する第１位置とヘッドランプ（１２）がハイビームパターンを投光する第２位置の間で反射器（２６）に対して固体光源（３２）を変位させるように適合される調整ユニット（２２）を更に含む。【選択図】図４Ａ
2013171833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光を出射する固体光源（３２）を備えるライトエンジン（２０）と、
前記固体光源（３２）により出射された光を受光して反射するように構成された反射器（２６）と、
前記固体光源（３２）に結合した変位部材（４０）を有する調整ユニット（２２）であって、前記固体光源（３２）からの前記光が前記反射器（２６）の第１部分（２８）に向けられる第１位置と前記固体光源（３２）からの前記光が前記反射器（２６）の第２部分に向けられる第２位置の間で前記反射器（２６）との関係において前記固体光源（３２）を変位するように適合された調整ユニット（２２）と、を備え、
前記固体光源（３２）が前記第１位置にある時、当該ヘッドランプ（１２）が前記反射器（２６）の前記第１部分（２８）により反射された光に基づいてロービームパターンを投光し、前記固体光源（３２）が前記第２位置にある時、当該ヘッドランプ（１２）が前記反射器（２６）の前記第２部分（３０）により反射された光に基づいてハイビームパターンを投光する、自動車用ヘッドランプ。
【請求項２】
前記固体光源（３２）が、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を備える、請求項１に記載の自動車用ヘッドランプ。
【請求項３】
前記調整ユニット（２２）が、制御部（１６）から入力を受信するように構成され、これにより、前記変位部材（４０）が、前記制御部（１６）からの入力に応じて前記第１位置及び前記第２位置の間で軸（４２）周りに前記固体光源（３２）を回動するように適合される、請求項１又は２に記載の自動車用ヘッドランプ。
【請求項４】
前記軸（４２）が、前記反射器（２６）を前記第１部分（２８）及び前記第２部分（３０）に分割する分割面（Ｐ）に沿う光軸（Ｚ）に実質的に垂直である、請求項３に記載の自動車用ヘッドランプ。
【請求項５】
前記固体光源（３２）が前記第１位置にある時、前記固体光源（３２）の光軸（Ｘ）が、前記反射器（２６）の前記光軸（Ｚ）に対して０〜９０度の範囲の角度θ1に配向される、請求項４に記載の自動車用ヘッドランプ。
【請求項６】
前記固体光源（３２）が前記第２位置にある時、前記固体光源（３２）の光軸（Ｘ）が、前記反射器（２６）の前記光軸（Ｚ）に対して０〜９０度の範囲の角度θ2に配向される、請求項４又は５に記載の自動車用ヘッドランプ。
【請求項７】
前記調整ユニット（２２）が制御部（１６）からの入力を受信するように構成され、これにより、前記変位部材（４０）が、前記制御部（１６）からの入力に応じて前記第１位置及び前記第２位置の間で前記固体光源（３２）を平行移動するように適合される、請求項１又は２に記載の自動車用ヘッドランプ。
【請求項８】
前記調整ユニット（２２）が、ソレノイドアクチュエータ―を含む、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の自動車用ヘッドランプ。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の前記ヘッドランプ（１２）を備える照明システム（１０）であって、
前記ライトエンジン（２０）及び前記調整ユニット（２２）へ電気入力を供給するための電源（１４）と、
前記調整ユニット（２２）に結合すると共に、前記第１及び第２位置の間で前記固体光源（３２）を変位させるように前記調整ユニット（２２）を選択的に活性化するように適合された制御部（１６）と、
を更に備える、照明システム。
【請求項１０】
前記ロービームパターンが、概して水平面（Ｈ）の下又は水平面（Ｈ）以下に出射される可視光を含み、前記ハイビームパターンが、概して前記水平面（Ｈ）の上及び下に出射される可視光を含む、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の自動車用ヘッドランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１２年２月２２日に出願された米国特許出願ＮＯ．１３/４０２,４５３に基づく優先権を主張し、その全内容が本明細書に参照により組み込まれる。
【０００２】
本開示は、照明システム、及び、より端的にはビーム変更アセンブリを有する二機能（ｂｉ−ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）自動車用ヘッドランプに関する。
【背景技術】
【０００３】
照明システムが、自動車用途を含む広範囲の様々な用途において周知及び活用されている。一般的に、自動車用ヘッドランプは、例えば、光源、及び光源からの出射光を収集及び成形し、結果として生じるビームパターンを車両の前方へ光の明瞭なパターンにて投光するレンズ（群）や反射器（群）といった光学素子（群）を含む。単一の自動車用ヘッドランプシステムが１つよりも多くのビームパターンを投光可能である（つまり、二機能ヘッドランプ）が望ましいかもしれない。例えば、ヘッドランプは、光が概して水平線の下へ出射されるロービームモードにおいて光を出射し得る。ヘッドランプは、光が概して水平線の上及び下へ出射されるハイビームモードにおいても光を出射し得る。
【０００４】
幾つかの二機能ヘッドランプシステムは、ロー及びハイビームモードのために複数の光源を含む。例えば、幾つかのフィラメントヘッドランプシステムは、複数のフィラメント、つまりロービーム機能のための１つのフィラメント及びハイビーム機能のための別のフィラメントを含む。同様に、幾つかの発光ダイオード（ＬＥＤ）ヘッドランプシステムは、ＬＥＤモジュール又はチップの複数の列、つまり、ロービーム機能のための１つのＬＥＤ列及びハイビーム機能のための別のＬＥＤ列を含む。幾つかのヘッドランプシステムは、ロービーム及びハイビーム機能を提供するために光源及び／又は反射器といった他のヘッドランプの構成要素を調整するための機構を更に含む。加えて、幾つかの二機能ヘッドランプシステムは、単一のシャッター又は遮光体を用いて選択的に単一の光源からの光の一部を遮断してロービームパターンを生成し、そして、ハイビームパターンを生成するべく、遮光体の後退により遮光された光が光線に加えられる。そのようなヘッドランプの例は、米国特許Ｎｏ．５，５６７，０３２（Ｈｅｉｚｍａｎｎ）；米国特許Ｎｏ．５，９１１，５０２（Ｚｉｌｌｇｉｔｔ ｅｔ ａｌ．）；米国特許Ｎｏ．５，９７１，５７４（Ｔａｎｉｕｃｈｉ ｅｔ ａｌ．）；米国特許Ｎｏ．６，０４３，６１４（Ｔｅｓｓｎｏｗ ｅｔ ａｌ.）；米国特許Ｎｏ．６，５５２，４９３（Ｙｅｎ）；米国特許Ｎｏ．６，９５３，２７４（Ｒｉｃｅ）； 米国特許Ｎｏ．７，１５６，５４４（Ｉｓｈｉｄａ）；米国特許Ｎｏ．７，２９０，９０７（Ｋｏｖａｃｈ）；米国特許Ｎｏ．７，８３７，３６７（Ｈｕａｎｇ ｅｔ ａｌ．）；米国特許公開Ｎｏ．２００２／００３９２８９（Ｋｉｎｏｕｃｈｉ）；米国特許公開Ｎｏ．２００５／００８８８５３（Ｙａｔｓｕｄａ ｅｔ ａｌ．）；米国特許公開Ｎｏ．２００８／００５５９１８（Ｍａｓｃａｄｒｉ）；及び欧州特許Ｎｏ．ＥＰ０９８２１８９（Ｔａｎｉｕｃｈｉ ｅｔ ａｌ．）に見ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの既存の二機能ヘッドランプシステムの一つの制約は、二機能ヘッドランプに設けられる多数の光源を有することに伴うコストである。現在のＬＥＤヘッドランプシステムにおいては、例えば、要求の多数のＬＥＤが生成熱量を増加させ、これにより、ＬＥＤの動作温度を許容範囲内に維持することの確保のために１以上のファン、エアダクト、及び同種のものが必要になる。結果として、多数の部品が必要になり、非常に高価で複雑なヘッドランプになってしまい、多数の個別の光源を適切に配向するために僅かな余裕の製造公差が要求される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る自動車用ヘッドランプは、可視光を出射する固体光源（３２）を備えるライトエンジン（２０）と、前記固体光源（３２）により出射された光を受光して反射するように構成された反射器（２６）と、前記固体光源（３２）に結合した変位部材（４０）を有する調整ユニット（２２）であって、前記固体光源（３２）からの前記光が前記反射器（２６）の第１部分（２８）に向けられる第１位置と前記固体光源（３２）からの前記光が前記反射器（２６）の第２部分に向けられる第２位置の間で前記反射器（２６）との関係において前記固体光源（３２）を変位するように適合された調整ユニット（２２）と、を備え、前記固体光源（３２）が前記第１位置にある時、当該ヘッドランプ（１２）が前記反射器（２６）の前記第１部分（２８）により反射された光に基づいてロービームパターンを投光し、前記固体光源（３２）が前記第２位置にある時、当該ヘッドランプ（１２）が前記反射器（２６）の前記第２部分（３０）により反射された光に基づいてハイビームパターンを投光する。
【０００７】
前記固体光源（３２）が、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を備える、と良い。
【０００８】
前記調整ユニット（２２）が、制御部（１６）から入力を受信するように構成され、これにより、前記変位部材（４０）が、前記制御部（１６）からの入力に応じて前記第１位置及び前記第２位置の間で軸（４２）周りに前記固体光源（３２）を回動するように適合される、と良い。
【０００９】
前記軸（４２）が、前記反射器（２６）を前記第１部分（２８）及び前記第２部分（３０）に分割する分割面（Ｐ）に沿う光軸（Ｚ）に実質的に垂直である、と良い。
【００１０】
前記固体光源（３２）が前記第１位置にある時、前記固体光源（３２）の光軸（Ｘ）が、前記反射器（２６）の前記光軸（Ｚ）に対して０〜９０度の範囲の角度θ1に配向される、と良い。
【００１１】
前記固体光源（３２）が前記第２位置にある時、前記固体光源（３２）の光軸（Ｘ）が、前記反射器（２６）の前記光軸（Ｚ）に対して０〜９０度の範囲の角度θ2に配向される、と良い。
【００１２】
前記調整ユニット（２２）が制御部（１６）からの入力を受信するように構成され、これにより、前記変位部材（４０）が、前記制御部（１６）からの入力に応じて前記第１位置及び前記第２位置の間で前記固体光源（３２）を平行移動するように適合される、と良い。
【００１３】
前記調整ユニット（２２）が、ソレノイドアクチュエータ―を含む、と良い。
【００１４】
本発明に係る照明システムは、上述のいずれかに記載の前記ヘッドランプ（１２）を備える照明システム（１０）であって、前記ライトエンジン（２０）及び前記調整ユニット（２２）へ電気入力を供給するための電源（１４）と、前記調整ユニット（２２）に結合すると共に、前記第１及び第２位置の間で前記固体光源（３２）を変位させるように前記調整ユニット（２２）を選択的に活性化するように適合された制御部（１６）と、を更に備える。
【００１５】
前記ロービームパターンが、概して水平面（Ｈ）の下又は水平面（Ｈ）以下に出射される可視光を含み、前記ハイビームパターンが、概して前記水平面（Ｈ）の上及び下に出射される可視光を含む、と良い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
次の詳細な説明を参照すべきであり、この際には次の図面と共に理解されるべきであり、ここで、同一の符号が同一の要素を示す。
【００１７】
【図１】図１は、本開示に整合する照明システムの一実施形態のブロック図を図示する。
【図２】図２は、本開示に整合する図１の照明システムのライトモジュールの斜視図を図示する。
【００１８】
【図３】図３は、本開示に整合する図１の照明システムのライトモジュールの１実施形態の部分の正面図を図示する。
【図４Ａ】図４Ａは、ロービームモードの図３のライトモジュールの側面断面図を図示する。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ロービームモードの図３のライトモジュールの斜視図を図示する。
【００１９】
【図５Ａ】図５Ａは、ハイビームモードの図３のライトモジュールの側面断面図を図示する。
【図５Ｂ】図５Ｂは、ハイビームモードの図３のライトモジュールの斜視図を図示する。
【図６】図６は、本開示に整合する図１の照明システムのライトモジュールの別の実施形態の部分の正面図を図示する。
【００２０】
【図７Ａ】図７Ａは、ロービームモードの図６のライトモジュールの上面断面図を図示する。
【図７Ｂ】図７Ｂは、ロービームモードの図６のライトモジュールの斜視図を図示する。
【図８Ａ】図８Ａは、ハイビームモードの図６のライトモジュールの上面断面図を図示する。
【図８Ｂ】図８Ｂは、ハイビームモードの図６のライトモジュールの斜視図を図示する。
【００２１】
【図９Ａ】図９Ａは、ロービームモードの図１の照明システムのライトモジュールの別の実施形態の部分の正面図を図示する。
【図９Ｂ】図９Ｂは、ロービームモードの図９Ａのライトモジュールの側面断面図を図示する。
【００２２】
【図１０Ａ】図１０Ａは、ハイビームモードの図９Ａのライトモジュールの部分の正面図を図示する。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、ハイビームモードの図９Ａのライトモジュールの側面断面図を図示する。
【００２３】
本開示の十分な理解のためには添付請求項を含む次の詳細な説明を上述の図面と共に参照すべきである。例示的な実施形態と関連して本開示を説明するが、本明細書において説明された特定の形態に本開示が限定されることは意図していない。状況により示唆され若しくは便宜となるように、様々な省略や均等物の代用が想到されるものと理解される。また、本願で使用の言葉づかいや用語は、説明の目的のためのものであり、限定するものと見なされるべきではない。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
概要としては、本開示に整合する１側面が、二機能ヘッドランプを含む車両用照明システムを特徴付けるかもしれない。ヘッドランプは、可視光を出射する固体光源（つまり、１以上のＬＥＤの単一列）を含む単一のライトエンジン（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｎｇｉｎｅ）と、固体光源により出射された光を受光して反射するように構成された反射器を含む。ヘッドランプは、更に、固体光源に結合した変位部材を有する調整ユニットを含む。調整ユニットは、固体光源からの光が反射器の第１部分に向けられる第１位置と固体光源からの光が反射器の第２部分に向けられる第２位置との間で反射器との関係において固体光源を変位するように適合される。固体光源が第１位置にある時、ヘッドランプは、概して水平面の下又は水平面以下に光が出射されるロービームモードといった第１照明モードにおいて機能する。固体光源が第２位置にある時、ヘッドランプは、概して水平面の上及び下の両方に光が出射されるハイビームモードといった第２照明モードにおいて機能する。水平面の下又は水平面以下に光が向けられるとき、車両の十分に前方に位置する仮想の平面である水平面の下又は水平面以下に向かう方向に光が概して出射される。
【００２５】
本開示に整合するヘッドランプは、１以上のＬＥＤの単一列といった固体光源を含む単一のライトエンジンを含む。ＬＥＤの単一列は、ヘッドランプからロービーム光パターンを供給する第１位置とハイビーム光パターンを供給する第２位置の間を移動するように適合される。そのように、本開示に整合するヘッドランプが、ＬＥＤの複数列と対照的に、ＬＥＤの単一列からロー及びハイビームモードの両方を提供するように構成され、コスト減が図られる。複数のＬＥＤの列においては、ＬＥＤらが一緒に発光する。
【００２６】
図１を参照すると、本開示に整合する照明システム１０の一実施形態が概略的に図示される。照明システム１０は、ライトモジュール１２、電源１４、及び制御部１６を含む。本明細書で説明の図示の実施形態においては、ライトモジュール１２が、自動車用ヘッドランプ又はヘッドライトを含む。このように、ライトモジュール１２を以降「ヘッドランプ１２」と呼ぶ。ヘッドランプ１２は、ハウジング１８、単一のライトエンジン２０、ライトエンジン１８に結合した調整ユニット２２、及び（図２に示す）反射器２６を含む。ハウジング１８は、ライトエンジン２０及び／又は調整ユニット２２の一部を少なくとも収容するように構成される。ハウジング１８は、本明細書において詳細に説明されるように１以上の外側レンズ２４も含んでも良い。
【００２７】
ヘッドランプ１２は、電源１４から電気入力を受け、例えば、ライトエンジン２０及び／又は調整ユニット２２を活性化／通電する。電源１４が、ＤＣ及び／又はＡＣ電源を有し、１以上のインバーター、コンバーター、及び／又は電力調整器を含んでも良い。オプションとして、１以上のバラスト回路１５が、電源１４から電気入力を受け、ヘッドランプ１２を駆動するための安定した出力に変換する。１以上のバラスト回路１５が、ヘッドランプ１２から離れて位置付けられても良く、若しくは、ヘッドランプ１２のハウジング１８に一体化若しくは直接的に結合されても良い。制御部１６は、１以上の信号を送信して照明システム１０の動作を制御する。例えば、制御部１６が電源１４に信号を送信し、選択的にライトエンジン２０を活性化／通電する。制御部１６は、調整ユニット２２へも信号を送信し、本明細書にて詳細に説明するようにライトエンジン２０の位置を選択的に制御する。制御部１６は、ユーザーの制御の下で生成された、及び／又は限定するわけではないが（不図示の）環境光センサー又は同種センサーといった１以上のセンサーにより生成された、及び／又は限定するわけではないが、車両電子制御システム（ＥＣＵ）といった別のコンピューターシステムにより生成された入力信号を受信する。
【００２８】
図２を参照すると、ヘッドランプ１２の反射器２６の斜視図が概略的に図示される（ハウジング１８、調整ユニット２２、及び外側レンズ２４が明瞭性のために図示されない）。反射器２６は、ライトエンジン２０及び調整ユニット２２の少なくとも一部を収容するように構成される。本明細書にて詳細に説明のように、反射器２６が、ライトエンジン２０により出射された光を反射するように構成される。図示のように、反射器２６は、概してパラボラ形状／放物面形状を有する。なお、所望の光分配に応じて、反射器２６は、様々な形状及び／又は寸法をとり得るものである。
【００２９】
図３を参照すると、本開示に整合するヘッドランプの１実施形態の一部の正面図が概略的に図示される。図示のように、ヘッドランプ１２が反射器２６を含み、反射器２６が第１部分２８及び第２部分３０を含み、第１及び第２部分２８、３０が分割面Ｐにより互いに分離され、分割面Ｐが第１部分２８及び第２部分３０に反射器２６を分割する。第１及び第２部分２８、３０がライトエンジン２０からの出射光を反射するように構成され、ヘッドランプ１２が第１及び第２部分２８、３０の一方からの反射光に基づいてロービームパターンを投光し、第１及び第２部分２８、３０の他方からの反射光に基づいてハイビームパターンを投光する。この点について本明細書にて詳細に説明する。
【００３０】
連邦自動車安全基準（ＦＭＶＳＳ）及び規則といった車両の標準を管轄する現地法律及び規則が、ヘッドランプのロービーム及びハイビーム投光部の配置に関する特定の規則を包含するかもしれない。従って、現地法律及び規則に応じて、そのような法律及び規則に適合するためにヘッドランプ１２の実装配向が変更され得る。例えば、図３乃至５Ｂに図示の実施形態においては、分割面Ｐが車両の長さに沿う車両の水平面Ｈに実質的に平行となるように（図４Ｂ及び５Ｂにおいては、分割面Ｐと水平面Ｈが共通平面を共有する）、ヘッドランプ１２が車両のシャーシに実装され得る。第１部分２８が分割面Ｐの上に位置し、第２部分３０が分割面Ｐの下に位置する。図６乃至８Ｂに図示の実施形態においては、ヘッドランプ１２が本明細書にて詳細に説明するように異なる配向にて実装される。
【００３１】
図４Ａ及び図４Ｂがロービームモードのヘッドランプ１２を図示し、図５Ａ及び図５Ｂがハイビームモードのヘッドランプ１２を図示する。図４Ａに示すように、ヘッドランプ１２が、ハウジング１８、ライトエンジン２０、ライトエンジン２０に結合した調整ユニット２２、及びライトエンジン２０からの出射光を反射するように構成された反射器２６を含む。ハウジング１８は、ライトエンジン２０、調整ユニット２２、及び反射器２６の少なくとも一部を収容するように構成される。図示のように、ライトエンジン２０及び調整ユニット２２の少なくとも一部が反射器２６内に位置付けられる。
【００３２】
図示の実施形態においては、ライトエンジン２０が固体光源３２を含み、固体光源３２が発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み得る。ライトエンジン２０が単一のＬＥＤといった単一の固体光源３２を有するように図示されているが、ライトエンジン２０は、用途に応じて複数の固体光源を含んでも良い。例えば、ライトエンジン２０は、複数のＬＥＤの単一列（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｓｔｒｉｎｇ）を含んでも良い。ライトエンジン２０は、更に、固体光源３２が実装される支持体３４を含む。
【００３３】
単一のライトエンジン２０は、所望の分配パターン（つまり、ロービーム光及びハイビーム光）を供給するように適合される。端的には、ライトエンジン２０は、図４Ａ及び図４Ｂに概略的に図示のようにロービーム投光を提供する第１位置と図５Ａ及び図５Ｂに概略的に図示のようにハイビーム投光を提供する第２位置との間で少なくとも移動可能である。ライトエンジン２０が２つの位置にあることを説明したが、非限定的に第１及び第２位置の任意の中間位置を包含する他の配向にて配置されるようにライトエンジン２０が構成され得ると理解されるべきである。
【００３４】
図示の実施形態においては、ライトエンジン２０が調整ユニット２２に結合される。図示のように、調整ユニット２２は、ライトエンジン２０を反射器２６内に保持する支持部材３８を含む。調整ユニット２２は、本明細書に開示のように制御部１６から信号を受信すると、ライトエンジン２０を移動するように適合される。調整ユニット２２は、第１及び第２位置の間でライトエンジン２０を移動するための任意の装置を含んでも良い。例えば、調整ユニット２２は、ライトエンジン２０を変位させるために、関連のギア、レバー、カム、リンク、ピボットアーム、又は同種のものを介してライトエンジン２０に結合した、例えば、ソレノイド及び／又はモーターといったアクチュエータ―３６を含んでも良い。例えば、図示の実施形態においては、調整ユニット２２が、ライトエンジン２０に結合した変位部材４０を含み、変位部材４０が、第１及び第２位置の間で固体光源３２を反射器２６に対して変位させるように適合される。
【００３５】
図４Ａ及び４Ｂを参照すると、ロービームモードのヘッドランプ１２の一実施形態が図示される。端的には、制御部１６は、ライトエンジン２０、ひいては固体光源３２を活性化／通電するように構成された１以上の信号を送信し、固体光源３２の出射面３３から可視光（例えば、光ビームＢ1として概略的に図示される）が出射される。例えば、制御部１６は、電源１４へ信号を送信しても良く、この結果としてライトエンジン２０へ必要な電気入力が供給される。制御部１６は、ライトエンジン２０及び固体光源３２を第１位置に配置するために、調整ユニット２２へ１以上の信号を送信しても良い。本明細書において用いられているように、「第１位置」との用語は、固体光源３２から出射された可視光が反射器２６の第１部分２８に向けられることを意味するように意図される。
【００３６】
制御部１６からの１以上の信号の受信に応じて、調整ユニット２２の変位部材４０が、第１及び第２位置の間で軸４２周りに固体光源３２を回動するように適合される。軸４２は、水平面Ｈに沿う反射器２６の光軸Ｚに実質的に垂直である。固体光源３２が第１位置にある時、固体光源３２の光軸Ｘが、反射器２６の光軸Ｚに対して０〜９０度の間の角度θ1に配向される。ある実施形態においては、固体光源３２の光軸Ｘが反射器２６の光軸Ｚに対して約３０〜７０度の間の角度θ1に配向される。
【００３７】
固体光源３２が第１位置において配向されるとき、反射器２６の第１部分２８が固体光源３２から出射された可視光（例えば、Ｂ1）を受光するように構成される。第１部分２８の内部表面２９は、固体光源３２からの可視光を第２部分３０に向けてではなく反射器２６の開口端２７へ向けて反射するように構成され、可視光Ｂ1がヘッドランプ１２から水平面Ｈの概して下若しくは水平面Ｈ以下へ投光される。本明細書において用いられているように、ヘッドランプ１２が車両に設けられた状態を参照し、「水平面Ｈの下」は、ヘッドランプ１２から出射された可視光が、ヘッドランプ１２から概して下方へ地面に向かって出射され、「水平面Ｈ以下」は、ヘッドランプ１２から出射された可視光が、概して地面に水平に及び／又はヘッドランプ１２から下方へ地面に向かって出射されることを意味する。
【００３８】
図５Ａ及び図５Ｂを参照し、ハイビームモードのヘッドランプ１２を図示する。端的には、制御部１６からの１以上の信号の受信に応じて、調整ユニット２２の変位部材４０が、第１位置から第２位置へ軸４２周りに固体光源３２を回動するように適合される。本明細書にて用いられるように、「第２位置」との用語は、固体光源３２から出射された可視光が、反射器２６の第２部分３０に向けられることを意味するように意図される。固体光源３２が第２位置にある時、固体光源３２の光軸Ｘが、反射器２６の光軸Ｚに対して０〜９０度の間の角度θ2に配向される。ある実施形態においては、固体光源３２の光軸Ｘが反射器２６の光軸Ｚに対して約３０〜７０度の間の角度θ2に配向されても良い。固体光源３２が第２位置に配向されるとき、反射器２６の第２部分３０が、固体光源３２から出射された可視光（例えば、光ビームＢ2及びＢ3として概略的に図示される）を受光するように構成される。
【００３９】
図示の如く、第２部分３０の内部表面３１は、固体光源３２からの可視光を第１部分２８に向けてではなく反射器２６の開口端２７へ向けて反射／リダイレクトするように構成され、可視光（例えば、Ｂ2及びＢ3）がヘッドランプ１２から水平面Ｈの概して上及び下へ投光される。本明細書において用いられているように、ヘッドランプ１２が車両に設けられた状態を参照し、「水平面Ｈの上及び下」は、ヘッドランプ１２から出射された可視光がヘッドランプ１２から概して下方へ地面に向かって出射され（光ビームＢ3）、かつヘッドランプ１２から概して上方へ地面から離れるように出射される（光ビームＢ2）ことを意味する。
【００４０】
オプションとして、ヘッドランプ１２が、ハウジング１８の少なくとも一部に結合した外側レンズ２４も含む。外側レンズ２４は、ヘッドランプ１２のエアロダイナミクス／空気力学を増加させるべく設けられても良い。例えば、外側レンズ２４により車両の隣接部分にヘッドランプ１２が空間力学的に適合／ブレンドして空気抵抗が低減される。外側レンズ２４は、限定するわけではないが、ライトエンジン２０、調整ユニット２２、及び反射器２６を含むヘッドランプ１２の構成部品を保護するべく構成されても良い。外側レンズ２４は、反射器２６により反射された可視光を１以上の分配パターンで出射するべく更に構成されても良い。例えば、外側レンズ２４は、ロービームモード及び／又はハイビームモードのいずれにおいてもヘッドランプ１２から出射される可視光の分配に寄与するように更に構成されても良い。
【００４１】
図６を参照し、本開示に整合するヘッドランプの別の実施形態の部分の正面図を概略的に図示する。図６乃至８Ｂのヘッドランプ１２は、図３乃至５Ｂのヘッドランプ１２と同様であり、同一符号が同一要素を示す。上述のように、車両標準を管轄する地域特有の法律及び規則に応じて、そのような法律及び規則に適合するためにヘッドランプ１２の実装配向が変更され得る。図６乃至図８Ｂに示すように、分割面Ｐが反射器２６の光軸Ｚに沿う水平面Ｈに実質的に垂直になり、第１部分２８が分割面Ｐの一方側に位置し、第２部分３０が分割面Ｐの他方側に位置するようにヘッドランプ１２が車両のシャーシに実装され得る。
【００４２】
図７Ａ及び７Ｂがロービームモードのヘッドランプ１２を図示し、図８Ａ及び８Ｂがハイビームモードのヘッドランプ１２を図示する。図示の実施形態においては、単一のライトエンジン２０がロービーム光及びハイビーム光といった所望の分配パターンを提供するように適合される。端的には、ライトエンジン２０は、図７Ａ及び７Ｂに概略的に図示するようにロービーム投光を提供する第１位置と図８Ａ及び８Ｂに概略的に図示するようにハイビーム投光を提供する第２位置の間で少なくとも移動可能である。
【００４３】
図７Ａ及び７Ｂを参照してロービームモードのヘッドランプ１２の１実施形態を図示する。上述のように、制御部１６からの１以上の信号の受信に応じて、調整ユニット２２の変位部材４０が、第１位置と第２位置の間で軸４２周りに固体光源３２を回動するように適合される。軸４２は、分割面Ｐに沿う水平面Ｈ及び反射器２６の光軸Ｚに実質的に垂直である。固体光源３２が第１位置にある時、固体光源３２の光軸Ｘが、反射器２６の光軸Ｚに対して０〜９０度の間の角度θ3に配向される。ある実施形態においては、固体光源３２の光軸Ｘが反射器２６の光軸Ｚに対して約３０〜７０度の間の角度θ3に配向され得る。固体光源３２が第１位置において配向されるとき、反射器２６の第１部分２８が固体光源３２から出射された可視光（例えば、Ｂ4）を受光するように構成される。図示のように、第１部分２８の内部表面２９は、固体光源３２からの可視光を第２部分３０に向けてではなく反射器２６の開口端２７へ向けて反射／リダイレクトするように構成され、可視光Ｂ4がヘッドランプ１２から水平面Ｈの概して下若しくは水平面Ｈ以下へ投光される。
【００４４】
図８Ａ及び８Ｂを参照してハイビームモードのヘッドランプ１２を図示する。端的には、制御部１６からの１以上の信号の受信に応じて、調整ユニット２２の変位部材４０が、第１位置から第２位置へ軸４２周りに固体光源３２を回動するように適合される。固体光源３２が第２位置にある時、固体光源３２の光軸Ｘが、反射器２６の光軸Ｚに対して０〜９０度の間の角度θ4に配向される。ある実施形態においては、固体光源３２の光軸Ｘが反射器２６の光軸Ｚに対して約３０〜７０度の間の角度θ4に配向され得る。固体光源３２が第２位置に配向されるとき、反射器２６の第２部分３０が、固体光源３２から出射された可視光（例えば、光ビームＢ5及びＢ6として概略的に図示される）を受光するように構成される。図示のように、第２部分３０の内部表面３１は、固体光源３２からの可視光の少なくとも一部を第１部分２８に向けてではなく反射器２６の開口端２７へ向けて反射／リダイレクトするように構成され、可視光（例えば、Ｂ5及びＢ6）がヘッドランプ１２から水平面Ｈの概して上及び下へ投光される。
【００４５】
図９Ａ及び９Ｂ並びに図１０Ａ及び１０Ｂは、ヘッドランプの別の実施形態を図示し、ここで、光源が概して線形／リニア態様にて変位される。図９Ａ乃至１０Ｂのヘッドランプ１２は、図３乃至５Ｂのヘッドランプ１２と同様であり、同一符号が同一要素を示す。図示のように、ヘッドランプ１２が、ハウジング１８、ライトエンジン２０、ライトエンジン２０に結合した調整ユニット２２、及びライトエンジン２０からの出射光を反射するように構成された反射器２６を含む。ハウジング１８は、ライトエンジン２０、調整ユニット２２、及び反射器２６の少なくとも一部を収容するように構成される。図示のように、ライトエンジン２０及び調整ユニット２２の少なくとも一部が反射器２６内に配置される。
【００４６】
図示の実施形態においては、ライトエンジン２０は、図９Ａ及び９Ｂに概略的に図示のように、ロービーム投光を提供する反射器２６との関係における第１位置と、図１０Ａ及び１０Ｂに概略的に図示のように、ハイビーム投光を提供する第２位置との間で少なくとも移動可能である。上述の実施形態と同様に、反射器２６が、第１部分２８及び第２部分３０を含み、第１及び第２部分２８、３０がライトエンジン２０からの出射光を反射するように構成され、ヘッドランプ１２が第１部分２８からの反射光に基づいてロービームパターンを投光し、第２部分３０からの反射光に基づいてハイビームパターンを投光する。しかしながら、上述の実施形態とは異なり、図９Ａ乃至１０Ｂの反射器２６が、単一の単体構造（ｓｉｎｇｌｅ  ｕｎｉｔａｒｙ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）である。
【００４７】
図９Ａ及び９Ｂを参照してロービームモードのヘッドランプ１２を図示し、ここで、反射器２６との関係において第１位置にあるライトエンジン２０が図示される。本明細書に説明の上述の実施形態と同様に、ライトエンジン２０が、固体光源３２を含み、固体光源３２が発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み得る。ライトエンジン２０が第１位置にある時、固体光源３２の光軸Ｘが、水平面Ｈ及び反射器２６の光軸Ｚに対して実質的に平行である。第１位置に配向されると、固体光源３２から出射された可視光（例えば、Ｂ7）が、反射器２６の第１部分２８へ入射される。反射器２６の第１部分２８は、第２部分３０に向けてではなく反射器２６の開口端２７に向けて可視光を反射／リダイレクトするように構成され、可視光Ｂ7がヘッドランプ１２から概して水平面Ｈの下又は水平面Ｈ以下に投光される。
【００４８】
図１０Ａ及び１０Ｂを参照し、ハイビームモードのヘッドランプ１２を図示し、ここで、反射器２６との関係において第２位置にあるライトエンジン２０が図示される。本明細書に開示の上述の実施形態と同様に、ライトエンジン２０が調整ユニット２２に結合される。調整ユニット２２は、ライトエンジン２０を反射器２６内に保持する支持部材３８を含む。調整ユニット２２は、制御部１６からの信号の受信に応じて第１位置から第２位置へライトエンジン２０を移動するように適合される。調整ユニット２２は、第１及び第２位置の間でライトエンジン２０を移動するための任意の装置を含み得る。例えば、調整ユニット２２は、ライトエンジン２０を変位させるために、関連のギア、レバー、カム、リンク、ピボットアーム、又は同種のものを介してライトエンジン２０に結合した、例えば、ソレノイド及び／又はモーターといったアクチュエータ―３６を含んでも良い。例えば、図示の実施形態においては、調整ユニット２２が、ライトエンジン２０に結合した変位部材４０を含み、変位部材４０が第１及び第２位置の間で反射器２６に対して固体光源３２を変位させるように適合される。
【００４９】
制御部１６からの１以上の信号の受信に応じて、調整ユニット２２の変位部材４０が、第１位置（幻影で示される）から第２位置へ垂直面Ｖに沿って固体光源３２を移動するように適合される。垂直面Ｖは、水平面Ｈに対して実質的に直交する。変位部材４０は、垂直面Ｖに沿う垂直及び水平方向の両方へ固体光源３２を変位するように適合される。例えば、図１０Ａに示すように、変位部材４０は、第１位置に対して垂直方向に長さＬ1及び水平方向に長さＬ2だけ固体光源３２を変位するように適合される。ある実施形態においては、長さＬ1が約１．１〜２ミリメートルの間であり、長さＬ2が約０．１〜５ミリメートルの間である。
【００５０】
固体光源３２が第２位置にある時、固体光源３２の光軸Ｘが、水平面Ｈ及び反射器２６の光軸Ｚに対して実質的に平行に維持され、固体光源３２から出射される（例えば、光ビームＢ8及びＢ9として概略的に図示される）可視光が反射器２６の第２部分３０に入射される。反射器２６の第２部分３０が第１部分２８に向けてではなく反射器２６の開口端２７に向けて可視光を反射するように構成され、可視光（例えば、Ｂ8及びＢ9）がヘッドランプ１２から概して水平面Ｈの上及び下へ投光される。
【００５１】
本明細書に開示のヘッドランプに関しては、反射器２６の第１及び第２部分２８、３０は、固体光源３２から可視光を受光し、各々、ロービームパターン及びハイビームパターンを生成するように可視光を反射／リダイレクトするように構成される。第１及び第２部分２８、３０により生成されたロー及びハイビームパターンが、車両ヘッドランプのロー及びハイビーム出力のための現在の米国運輸省（ＤＯＴ）連邦自動車安全基準（ＦＭＶＳＳ）１０８規格に適合する。
【００５２】
固体光源３２が第１位置にあるとき、反射器２６の第１部分２８が、第２部分３０に向けるようにではなく、固体光源３２からの可視光を反射器２６の外へ水平面Ｈの下又は水平面Ｈ以下に向けて反射するように形状出し及び／又はサイズされる。固体光源３２が第２位置にあるとき、第２部分３０が、第１部分２８に向けるようにではなく、可視光を反射器２６の外へ水平面Ｈの上及び下に向けて反射するように形状出し及び／又はサイズされる。そのようにして、本開示に整合するヘッドランプは、ロービームパターンの生成を補助する「グレーブズシールド」としても知られるシールド（遮光体）を要求しない。より詳細には、幾つかの現状のヘッドランプは、ロービームモードの時、さもなくば反射器のハイビーム部分に衝突して水平面よりも上へ放たれる（つまり、反射される）任意の迷光を遮断するためのシールドを要求する。従って、本開示に整合するヘッドランプは、構成要素が少なくなり、製造コストの低減を図ることが可能になる。
【００５３】
第１及び第２部分２８、３０の形状は、限定するわけではないが、既知のパラボラ、切頭の反射器カップや切子面が施された内部表面を有する構成を含む楕円及び球楕円構成を含み得る。「切頭の反射器カップ」との用語は、例えば、反射器カップを（例えば、第１端及び第２端に交差する）長手軸に交差する平面に沿って分割することにより構成可能である反射器カップの部分を意味する。従って、切頭の反射器は、反射器カップの半分、だいたい反射器カップの半分として構成されても良い。例えば、切頭の反射器カップは、半パラボラ又は半楕円形状を有しても良い。
【００５４】
当業者が概して理解するように、第１及び第２部分２８、３０は、限定するわけではないが、非均一有理Ｂスプライン（ＮＵＲＢＳ）曲線及び／又は固体光源３２から受光した光を所望のパターン（つまり、ロービーム及びハイビームパターン）で反射するように構成された面を含む、パラメトリック曲面及び／又は非パラメトリック曲面の定義型を含んでも良い。限定するわけではないが、コンピューター支援設計（ＣＡＤ）、コンピューター支援製造（ＣＡＭ）、及びコンピューター支援エンジニアリング（ＣＡＥ）ソフトウェアを含む商業的に入手可能なソフトウェアが、ＮＵＲＢＳ曲線及び／又は第１及び第２部分２８、３０の面の設計のために用いることもできる。例えば、本開示に整合する反射器は、ブランデンブルク有限責任会社（ドイツ、パダーボルン）から提供されるＬｕｃｉｄＳｈａｐｅコンピューター支援照明ソフトウェアを用いて設計しても良い。
【００５５】
反射器２６は高い反射率を有するように設定しても良い。例えば、反射器２６は、５８％以上の反射率を有しても良い。ある実施形態によれば、反射器２６は、金属（限定するわけではないが、アルミニウム、銅、銀、金、又は同様の金属）、合金、プラスチック（限定するわけではないが、例えば、ドープされたプラスチック）、並びに複合材を含んでも良い。ライトエンジン２０、調整ユニット２２、及び反射器２６の形状及び／又は外形は、ヘッドランプ１２の特定用途に依存するものと理解されるべきであり、（限定するわけではないが）ヘッドランプ１２を制約する全体サイズ、ヘッドランプ１２の所望の美的外観、並びにヘッドランプ１２の所望の輝度といった要因を包含しても良い。
【００５６】
従って、本開示のある実施形態に整合するヘッドランプ１２が提供される。自動車用ヘッドランプ１２は、可視光を出射する固体光源３２を含むライトエンジン２０、及び固体光源３２の出射光を受光して反射するように構成された反射器２６を含む。自動車用ヘッドランプ１２は、更に、固体光源３２に結合した変位部材４０にして、固体光源３２からの光が反射器２６の第１部分に向けられる第１位置と固体光源３２からの光が反射器２６の第２部分３０に向けられる第２位置の間で反射器２６との関係において固体光源３２を変位するように適合された変位部材４０を含む。固体光源３２が第１位置にある時、ヘッドランプ１２が、反射器２６の第１部分２８により反射された光に基づいてロービームパターンを投光する。固体光源３２が第２位置にある時、ヘッドランプ１２が、反射器２６の第２部分３０により反射された光に基づいてハイビームパターンを投光する。
【００５７】
本明細書にて使用の「結合」との用語は、接続、結合、リンク、又は同様のものを意味し、これにより、一つのシステム要素により伝送される信号が「結合」した要素に到達される。そのような「結合」装置、又は信号及び装置は、直接的に互いに接続される必要は無く、そのような信号を操作又は修正する中継要素や中継装置により分離されていても良い。
【００５８】
本開示の原理について本明細書にて説明してきたが、当業者は、本説明が例示のためのものであり、本発明のスコープを限定するものではないものと理解するだろう。本明細書にて開示された特定の実施形態を参照して説明した特徴や側面は、本明細書にて説明の様々な他の実施形態に組み合わせ及び／又は適用可能である。そのような説明した特徴や側面を他の実施形態に組み合わせ及び／又は適用することは本明細書にて考慮されている。本明細書にて開示及び説明された例示の実施形態に加えて本発明のスコープの範囲内にて他の実施形態が考えられる。当業者による変更や代替は、次の請求項以外により限定されるべきものではない本願発明のスコープの範囲内にあるものと考えられる。
【符号の説明】
【００５９】
本明細書にて用いられた参照符号リストである。
１０        照明システム
１２        ライトモジュール
１４        電源
１５        バラスト
１６        制御部
１８        ハウジング
２０        ライトエンジン
２２        調整ユニット
２４        外側レンズ
２６        反射器
２７        反射器の開放端
２８        反射器の第１部分
２９        反射器の第１部分の内部表面
３０        反射器の第２部分
３１        反射器の第２部分の内部表面
３２        固体光源
３３        固体光源の出射面
３４        固体光源のための支持部材
３６        アクチュエータ―
３８        支持部材
４０        変位部材
４２        光源が回動する軸
θ1−θ4    固体光源及び反射器の光軸の間の角度
Ｂ1−Ｂ9    光ビーム
Ｈ          水平面
Ｌ1−Ｌ2    ライトエンジンの移動長
Ｐ          分割面
Ｖ          垂直面
Ｘ          固体光源の光軸
Ｚ          反射器の光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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