JP2005044806A - 車両前照灯のための発光ダイオードモジュールおよび車両前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】種々異なる、車両前照灯にとって典型的な配光を生ぜしめるために適した、車両前照灯のための発光ダイオードモジュールを提供する。
【解決手段】発光ダイオード３１が、少なくとも１つの湾曲した線に沿って、少なくとも１つの表面領域２１に配置されているようにした。発光ダイオードが沿っている湾曲した線は円錐切断曲線である。表面領域はりフレクタの光軸に対して横向きに方向付けられた長手方向に延びている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両前照灯のための発光ダイオードモジュールであって、該発光ダイオードモジュールがリフレクタと、発光ダイオードのための支持体とを有しており、該支持体が少なくとも１つの表面領域を有しており、該表面領域に、複数の発光ダイオードが配置されている形式のものに関する。さらに本発明は、少なくとも１つの発光ダイオードモジュールを備えた車両前照灯であって、少なくとも１つの発光ダイオードモジュールがリフレクタと、発光ダイオードのための支持体とを有しており、該支持体が少なくとも１つの表面領域を有しており、該表面領域に、複数の発光ダイオードが配置されている形式のものに関する。

国際公開第０１／０１０３７号パンフレットに、光源として役立つ多数の発光ダイオードを備えた車両前照灯が開示されている。発光ダイオードにより発せられる光線束は種々異なるスペクトル領域から成る光を備えた少なくとも２つのセグメントを有している。光線束の第１のセグメントは白色光または黄橙色光の高い成分を有しており、第２のセグメントは青緑色光の高い成分を有している。

欧州特許出願公開第１２９８３８２号明細書に記載された、リフレクタと、発光ダイオードのための支持体とを備えた車両照明のための発光ダイオードモジュールの場合、支持体が平らな表面を有しており、この平らな表面に、発光ダイオードが配置されている。
国際公開第０１／０１０３７号パンフレット 欧州特許出願公開第１２９８３８２号明細書

本発明の課題は、種々異なる、車両前照灯にとって典型的な配光を生ぜしめるために適した、車両前照灯のための発光ダイオードモジュールを提供することである。さらに、本発明の課題は、車両前照灯の典型的な配光を、光源としての発光ダイオードだけを用いて生ぜしめることができる車両前照灯を提供することである。

上記課題を解決した本発明の構成によれば、発光ダイオードが、少なくとも１つの湾曲した線に沿って、少なくとも１つの表面領域に配置されているようにした。本発明の特に有利な構成は従属請求項に記載されている。

本発明による、車両前照灯のための発光ダイオードモジュールはリフレクタと、発光ダイオードのための支持体とを有しており、該支持体が少なくとも１つの表面領域を有しており、該表面領域に、本発明により複数の発光ダイオードが、少なくとも１つの湾曲した線に沿って配置されている。本発明による発光ダイオードモジュールにより、ここでは多数の発光ダイオードから成っていて空間的に延在する光源の形状をリフレクタに最適に適合させることが可能になる。本発明による発光ダイオードモジュールにより、車両前照灯のための種々異なる配光が実現され得ることが判っている。例えば、本発明による発光ダイオードモジュールの助けを借りて、車両前照灯に、霧灯、ロービーム（すれ違い用ビーム）、ハイビーム（走行用ビーム）、駐車灯または日中走行灯のための配光を生ぜしめることができる。ロービームの、比較的複雑で非対称的な配光を生ぜしめるためには、例えば３つの、本発明による発光ダイオードモジュールが車両前照灯内に必要とされるにすぎない。

自由曲面・リフレクタへの最適な適合を可能にするために、発光ダイオードが沿って配置されている、少なくとも１つの湾曲した線が有利には円錐切断曲線の区分、有利には楕円の区分に相当する。発光ダイオードが組み付けられている支持体の、少なくとも１つの表面領域が有利には、リフレクタの光軸に対して横向きに方向付けられた長手方向の延びを有しているので、発光ダイオードが沿って配置されている、少なくとも１つの湾曲した線は実質的にリフレクタの光軸に対して横向きに延在している。上に挙げた少なくとも１つの表面領域が有利にはリフレクタの光軸に対して傾いていているので、表面領域はリフレクタの、光を反射する面に面しており、これにより、発光ダイオードにより発せられる光の、可能な限り大きな成分がリフレクタに向かって進行するようになる。少なくとも１つの表面領域は平面的にまたは湾曲して形成されていることができる。後者の事例では、発光ダイオードが沿って配置されている、少なくとも１つの線の湾曲が有利には、少なくとも１つの表面領域の湾曲により規定されている。

少なくとも１つの表面領域が有利には、リフレクタの光軸に対して横向きに方向付けられた長手方向の延びを有しており、その長手方向の延びの方向で湾曲して形成されており、かつ光軸に対して傾いているので、表面領域はリフレクタの、光を反射する面に面している。上に挙げた表面領域の、湾曲した形成は、この湾曲した表面領域が切子状に形成されていてもよい、つまり、多数の平らな切子面から成っていてもよいものと理解されることができ、これにより、発光ダイオードの組み付けのために、その都度１つの平らな部分面を提供できることが保証される。各発光ダイオードは例えば切子面上に固定されていることができ、その際、切子面のサイズは、その上に固定される発光ダイオードの寸法に調整されている。上に挙げた少なくとも１つの表面領域の湾曲は有利には円錐切断曲線に相当し、かつ有利には楕円形に形成されている。この表面領域に組み付けられる発光ダイオードは有利には、円錐切断曲線および有利には楕円の区分に相当する線に沿って配置されている。光源の、これにより得られる円錐切断曲線状の、有利には楕円形の輪郭が有利には自由曲面・リフレクタと組み合わされて、車両前照灯にとって典型的な配光を生ぜしめる。

本発明の、有利な実施例では、発光ダイオードモジュールの支持体が２つの表面領域を有しており、該表面領域に、その都度複数の発光ダイオードが配置されており、第１の表面領域が凹面状に、かつ第２の表面領域が凸面状に湾曲しており、凹面状に湾曲した第１の表面領域がリフレクタの、光を反射する第１の面に面しており、かつ凸面状に湾曲した第２の表面領域がリフレクタの、光を反射する第２の面に面している。異なる形で湾曲した両表面に配置されたダイオードは最適に、２つの半部分から成る自由曲面・リフレクタと組み合わされる。特に、このダイオード配置により、シャープな明暗境界を、車両前照灯の典型的な配光のために、特にロービームの配光のために生ぜしめることができる。さらに、支持体の、発光ダイオードを装着した第２の表面と、リフレクタの、光を反射する第２の面とにより、発光ダイオードモジュールの光束および光度が向上させられる。

本発明による車両前照灯は少なくとも１つの発光ダイオードモジュールを有しており、該発光ダイオードモジュールがリフレクタと、発光ダイオードのための支持体とを有しており、該支持体が少なくとも１つの表面領域を有しており、該表面領域に、複数の発光ダイオードが本発明により、少なくとも１つの湾曲した線に沿って配置されている。少なくとも１つの、本発明による車両前照灯内に配置された発光ダイオードモジュールは既に上で述べた有利な特徴を有している。

光源として専ら発光ダイオードを有する、本発明による車両前照灯の助けを借りて、白熱電球または放電ランプを装着している従来慣用の車両前照灯と同じ配光を生ぜしめることができる。特に、１つの発光ダイオードモジュールだけを有する、本発明による車両前照灯により、例えば駐車灯を生ぜしめることができる。霧灯、日中走行灯またはハイビームの配光は例えば、２つの相並んで配置された、本発明による発光ダイオードモジュールを有する、本発明による車両前照灯により生ぜしめられることができる。ただし、より高い光束またはより高い光度が必要とされている場合には、２つより多くの、本発明による発光ダイオードモジュールが車両前照灯内に組み付けられてもよい。ロービームの、非対称的な配光を生ぜしめるために、車両前照灯は有利には少なくとも３つの、本発明による発光ダイオードモジュールを有している。第１の発光ダイオードモジュールの助けを借りて、有利には第１の、ワイドに扇状に広がる配光が生ぜしめられ、その光度最大値は細い帯を配光の明暗境界に沿って形成する。第２の発光ダイオードモジュールにより、有利には第２の、一点に方向付けられた配光が生ぜしめられ、その光度最大値は配光の明暗境界に沿って中央部の点に局在する。対向車線とは反対側の車道端の照らし出しは有利には車両前照灯内に設けられた第３の発光ダイオードモジュールにより保証され、第３の発光ダイオードモジュールは、非対称的な配光を生ぜしめるため、つまりロービーム配光の「１５゜−非対称的なフィンガ（１５Ｇｒａｄ−ａｓｙｍｍｅｔｒｉｓｃｈｅｎ Ｆｉｎｇｅｒ）」を生ぜしめるために役立つ。車両前照灯の３つのモジュールの配光は合成され、相俟ってロービーム配光を生ぜしめる。より高い光束またはより高い光度が望まれる場合には、車両前照灯内に、３つより多くの、本発明による発光ダイオードモジュールが配置されてもよい。

以下に図面を参照しながら本発明の実施例について詳説する。

図１〜図３には概略的に、本発明による発光ダイオードモジュールの実施例が示されている。発光ダイオードモジュール１は、合わせて２０個の、光を発するダイオード、有利には運転中に白色光を発生する発光ダイオード３１，３２のための支持体２と、２つの、光を反射する面４１，４２を備えた自由曲面・リフレクタ４とを有している。ただし、発光ダイオードの代わりに、レーザダイオードが使用されてもよい。支持体２は、発光ダイオード３１，３２により生成された熱を導出するために、熱伝導性の高い材料、例えば金属またはプラスチックから成っている。支持体２は凹面状に湾曲した第１の表面２１を有しており、第１の表面２１はリフレクタ４の、光を反射する第１の面４１に面しており、かつ第１の表面２１上には、１０個の発光ダイオード３１が一列に相並んで配置されている。支持体２の表面２１の、凹面状の湾曲はリフレクタ４の光軸Ａ−Ａに直交して延在している。付加的に、支持体２は凸面状に湾曲した第２の表面２２を有しており、第２の表面２２はリフレクタ４の、光を反射する第２の面４２に面しており、かつ第２の表面２２上には、やはり１０個の発光ダイオード３２が一列に相並んで配置されている。湾曲した表面２１，２２が、リフレクタ４の光軸Ａ−Ａに対して、光を反射する面４１もしくは４２の方向に傾いているので、発光ダイオード３１もしくは３２により発せられる光はリフレクタ４の、光を反射する第１の面４１もしくは第２の面４２に向かって進行する。両表面２１，２２の湾曲は楕円である。これにより、発光ダイオード３１もしくは３２はその都度楕円区分に沿って配置されている。表面２１，２２は切子状に形成されていることができ、これにより、各発光ダイオード３１，３２は平らな面区分に配置されている。図１および図３に、支持体２および表面２１，２２の形状が見て取れる。発光ダイオード３１，３２が配置されている支持体２のヘッドはほぼ鎌またはバナナの形状を有している。支持体２は発光ダイオードモジュール１を前照灯５に組み付けるためのベース２３を有している。ベース２３は発光ダイオード３１，３２の電気的なコンタクト形成部をも有しており、かつ付加的に例えば、冷却リブを備えた金属ディスクとして形成されたヒートシンクを、発光ダイオード３１，３２により生成された熱を支持体２の材料とベース２３とを介して導出するために有していることができる。発光ダイオードモジュール１の幅は４０ｍｍ、高さは８０ｍｍである。支持体２の、発光ダイオード３１，３２を装着したヘッドはリフレクタ４の頂点から１０ｍｍの間隔を置いて配置されている。２０個の発光ダイオード３１，３２はそれぞれ１０ｌｍの光束を有しているので、発光ダイオードモジュールの全光束は２００ｌｍである。より高出力の発光ダイオードを使用するなり、または二列目の発光ダイオードを表面２１，２２に組み付けるなりすれば、発光ダイオードモジュール１の光度はまだかなり改善されることができる。

図４には概略的に、本発明の一実施例による車両前照灯５が示されており、この車両前照灯５は３つの相並んで配置された発光ダイオードモジュール１，１１，１１１を装備している。全ての発光ダイオードモジュール１，１１，１１１は上に説明した、図１〜図３に概略的に示されている構造を有している。発光ダイオードモジュール１，１１，１１１は実質的にそれぞれのリフレクタの、光を反射する面の形状によってのみ区別される。モジュール１１１では付加的に、支持体の、発光ダイオードを装着したヘッドと、リフレクタの頂点との間の間隔が上記１０ｍｍに代えて２５ｍｍになっている。図４には、この様子が概略的に示されている。車両前照灯５は光を通すフロントカバー５１を有しており、フロントカバー５１は光学的なレンズとして形成されていることができる。車両前照灯５は自動車のロービームを生ぜしめるために役立つ。車両前照灯５は６００ｌｍの光束を生ぜしめる。発光ダイオードの個数または発光ダイオードモジュールの個数を倍増するか、またはより高出力の発光ダイオードを使用することによって、光束は１２００ｌｍまたはこれを超える値に改良されることができる。

図５〜図８には、発光ダイオードモジュール１，１１，１１１により生成される配光が概略的に示されている。これらの図面は、発光ダイオードモジュール１，１１，１１１により発せられる光の、垂直に配置されたスクリーンに対する投影を示している。第１の発光ダイオードモジュール１は、ワイドにロービームの明暗境界に沿って扇状に広がった、垂直の平面０に関してほぼ鏡面対称を成す配光を生ぜしめる。最大の明るさは細く帯状に、水平に延びる明暗境界に沿って局在する。第２の発光ダイオードモジュール１１は、一点に集束した、やはり垂直の平面０に関してほぼ鏡面対称を成す配光を生ぜしめる。その最大の明るさは明暗境界で中央部に局在する。第３の発光ダイオードモジュール１１１は、非対称的な配光を生ぜしめるために、特にロービーム配光の、非対称的なフィンガを生ぜしめるために役立つ。対向車線とは反対側の車道端（路肩）を照らし出すために必要とされる。非対称的な配光の、最大の明るさは、水平線と相俟って約１５゜の角度を成す細い帯に沿って延在する。図８および図９には、車両前照灯５により生成される全体的な配光が示されている。

本発明は上に詳説した実施例に限定されるものではない。複数の、本発明による発光ダイオードモジュールを適当に組み合わせ、かつリフレクタ形状を適当に適合させることにより、任意の別の配光を、例えば霧灯、ハイビーム、駐車灯、または日中走行灯のために生ぜしめることもできる。十分に高い個数の発光ダイオードが発光ダイオードモジュールの支持体に組み付けられていて、かつ／または十分な高さの光束を備えた発光ダイオードが発光ダイオードモジュールの支持体に配置されていて、かつリフレクタ形状が所望の配光に合わせて適合されていれば、本発明による発光ダイオードモジュールを１つだけ用いて、車両前照灯に、上記の配光を生ぜしめることも可能である。

本発明の有利な実施例による発光ダイオードモジュールの、概略的な正面図である。

図１に示した発光ダイオードモジュールの、部分的に断面した平面図である。

図１に示した発光ダイオードモジュールの側面図である。

本発明の有利な実施例による車両前照灯の、概略的な平面図である。

図４に示した車両前照灯の、第１の発光ダイオードモジュールの配光を示す図である。

図４に示した車両前照灯の、第２の発光ダイオードモジュールの配光を示す図である。

図４に示した車両前照灯の、第３の発光ダイオードモジュールの配光を示す図である。

図４に示した車両前照灯の全体的なロービーム配光を示す図である。

図４に示した車両前照灯の全体的なロービーム配光の鳥瞰図である。

符号の説明

１ 発光ダイオードモジュール、 ２ 支持体、 ４ リフレクタ、 ５ 前照灯、 １１ 発光ダイオードモジュール、 ２１ 第１の表面、 ２２ 第２の表面、 ２３ ベース、 ３１ 発光ダイオード、 ３２ 発光ダイオード、 ４１ 第１の面、 ４２ 第２の面、 ５１ フロントカバー、 １１１ 発光ダイオードモジュール

Claims (18)

1. 車両前照灯のための発光ダイオードモジュールであって、該発光ダイオードモジュール（１）がリフレクタ（４）と、発光ダイオードのための支持体（２）とを有しており、該支持体（２）が少なくとも１つの表面領域（２１）を有しており、該表面領域（２１）に、複数の発光ダイオード（３１）が配置されている形式のものにおいて、発光ダイオード（３１）が、少なくとも１つの湾曲した線に沿って、少なくとも１つの表面領域（２１）に配置されていることを特徴とする、車両前照灯のための発光ダイオードモジュール。
2. 発光ダイオード（３１）が沿って配置されている、少なくとも１つの湾曲した線が、円錐切断曲線の区分に相当する、請求項１記載の発光ダイオードモジュール。
3. 少なくとも１つの表面領域が、平面的に形成されており、かつリフレクタ（４）の光軸（Ａ−Ａ）に対して横向きに延在する、請求項１記載の発光ダイオードモジュール。
4. 少なくとも１つの表面領域（２１）が、リフレクタ（４）の光軸（Ａ−Ａ）に対して横向きに方向付けられた長手方向の延びを有しており、その長手方向の延びの方向で湾曲して形成されている、請求項１記載の発光ダイオードモジュール。
5. 発光ダイオード（３１）が沿って配置されている、少なくとも１つの線の湾曲が、少なくとも１つの表面領域（２１）の湾曲により規定されている、請求項４記載の発光ダイオードモジュール。
6. 少なくとも１つの表面領域（２１）の湾曲が円錐切断曲線の湾曲に相当する、請求項４記載の発光ダイオードモジュール。
7. 少なくとも１つの表面領域（２１）が光軸（Ａ−Ａ）に対して傾いていており、その結果、表面領域（２１）がリフレクタ（４）の、光を反射する面（４１）に面している、請求項１から６までのいずれか１項記載の発光ダイオードモジュール。
8. 支持体（２）が２つの表面領域（２１，２２）を有しており、該表面領域（２１，２２）に、その都度複数の発光ダイオード（３１，３２）が配置されており、第１の表面領域（２１）が凹面状に、かつ第２の表面領域（２２）が凸面状に湾曲しており、凹面状に湾曲した第１の表面領域（２１）がリフレクタ（４）の、光を反射する第１の面（４１）に面しており、かつ凸面状に湾曲した第２の表面領域（２２）がリフレクタ（４）の、光を反射する第２の面（４２）に面している、請求項４または５記載の発光ダイオードモジュール。
9. 少なくとも１つの発光ダイオードモジュール（１）を備えた車両前照灯（５）であって、少なくとも１つの発光ダイオードモジュール（１）がリフレクタ（４）と、発光ダイオードのための支持体（２）とを有しており、該支持体（２）が少なくとも１つの表面領域（２１）を有しており、該表面領域（２１）に、複数の発光ダイオード（３１）が配置されている形式のものにおいて、発光ダイオード（３１）が、少なくとも１つの湾曲した線に沿って、少なくとも１つの表面領域（２１）に配置されていることを特徴とする車両前照灯。
10. 発光ダイオード（３１）が沿って配置されている、少なくとも１つの湾曲した線が、円錐切断曲線の区分に相当する、請求項９記載の車両前照灯。
11. 少なくとも１つの表面領域が、平面的に形成されており、かつリフレクタ（４）の光軸（Ａ−Ａ）に対して横向きに延在する、請求項９記載の車両前照灯。
12. 少なくとも１つの表面領域（２１）が、リフレクタ（４）の光軸（Ａ−Ａ）に対して横向きに方向付けられた長手方向の延びを有しており、その長手方向の延びの方向で湾曲して形成されている、請求項９記載の車両前照灯。
13. 発光ダイオード（３１）が沿って配置されている、少なくとも１つの線の湾曲が、少なくとも１つの表面領域（２１）の湾曲により規定されている、請求項１２記載の車両前照灯。
14. 少なくとも１つの表面領域（２１）の湾曲が円錐切断曲線の湾曲に相当する、請求項１２記載の車両前照灯。
15. 少なくとも１つの表面領域（２１）が光軸（Ａ−Ａ）に対して傾いていており、その結果、表面領域（２１）がリフレクタ（４）の、光を反射する面（４１）に面している、請求項９から１４までのいずれか１項記載の車両前照灯。
16. 支持体（２）が２つの表面領域（２１，２２）を有しており、該表面領域（２１，２２）に、その都度複数の発光ダイオード（３１，３２）が配置されており、第１の表面領域（２１）が凹面状に、かつ第２の表面領域（２２）が凸面状に湾曲しており、凹面状に湾曲した第１の表面領域（２１）がリフレクタ（４）の、光を反射する第１の面（４１）に面しており、かつ凸面状に湾曲した第２の表面領域（２２）がリフレクタ（４）の、光を反射する第２の面（４２）に面している、請求項１２または１３記載の車両前照灯。
17. 車両前照灯（５）が少なくとも３つの発光ダイオードモジュール（１，１１，１１１）を有しており、該発光ダイオードモジュール（１，１１，１１１）が、ロービームの配光を生ぜしめるために協働する、請求項９から１６までのいずれか１項記載の車両前照灯。
18. 第１の発光ダイオードモジュール（１）が第１の、ワイドに扇状に広がる配光を生ぜしめるために役立ち、第２の発光ダイオードモジュール（１１）が第２の、一点に集束する配光を生ぜしめるために役立ち、第３の発光ダイオードモジュール（１１１）が第３の、非対称的な配光を生ぜしめるために役立つ、請求項１７記載の車両前照灯。

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