JP7127213B2 - 自動車のヘッドライト用の照明ユニット - Google Patents

Description

本発明は、照明装置に、より具体的には、様々な照明／信号機能を発揮する複数の光源を有する自動車用の照明装置に関する。

自動車用の既知の照明装置またはヘッドライトアセンブリは、様々な照明／信号機能を発揮するように動作する複数の光源を備えている。様々な照明／信号機能を果たすように、照明装置は、異なる色の光を射出可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光源を有している。光源は、互いに隣接して、または互いから離間して配置され得る。これにより、光源を収容するようにかなりのスペースが照明装置において必要となる。照明装置は、光源から射出された光をコリメートするためのリフレクタモジュールも含み得る。通常、光源は、射出された光がリフレクタモジュールのリフレクタの焦点に直接向けられるように配置されている。

図１Ａは、従来技術による照明ユニットの複数の光源およびリフレクタアセンブリの配置を示す。図１Ａに示すように、リフレクタアセンブリ１００は、２つのリフレクタ１０５を含み、光源は、印刷回路基板（ＰＣＢ）１１０において互いに隣接して配置された白色（Ｗ）ＬＥＤと黄色（Ａ）ＬＥＤとを含んでいる。本例では、白色ＬＥＤは、射出された光が焦点に向けられるように配置されるとともに、第１配光を形成するように使用される。黄色ＬＥＤは、射出された光が焦点付近に向けられるように配置されるとともに、第２配光を形成するように使用される。第２配光は、第１配光と色が異なり、わずかに効率が低い。このような配置により、各ＬＥＤから射出された結果としてのビームパターン１１５は、図１Ｂに示すように、ビームシフトの結果として中心から逸れている。このことにより、照明装置の全体的な効率が低下している。

さらに、現行の光源配置では、図１Ｂに示すように、ＰＣＢ１１０でのＬＥＤの位置によっては、照明領域の一部に光が不足している。したがって、ＰＣＢ１１０における現行の光源配置では、配光に関する規制要件を満たすことができない。本明細書に記載の発明は、既知の照明装置の問題を克服する。

本発明の目的は、既知の照明装置の上述の欠点を解決することである。特に、本発明の目的は、中心に向けられた出力ビーム、より好適には、照明／信号機能の両方の効率のバランスをとる中心に向けられた出力ビームを生成しつつ、様々な照明／信号機能を発揮できる照明ユニット／装置を提供することである。

本発明の他の目的は、規制要件を満たしつつ、中心に向けられた出力ビームを生成することができる照明装置を提供することである。

上述の目的を達成するように、本発明の実施形態によれば、自動車のヘッドライト用の照明ユニットが提供される。照明ユニットは、並んで配置されるとともに互いに一致した２つ以上の連続したリフレクタを備え、少なくとも２つの光源が各リフレクタ毎に配置され、各光源が、対象のリフレクタに、対応するリフレクタの焦点のすぐ隣に且つ前記焦点の両側に光線を提供するように、前記光源は配置される。さらに、各リフレクタの前記少なくとも２つの光源は、一致するリフレクタの少なくとも２つの光源に対して設定配置角度で回転して配置される。

一態様において、前記少なくとも２つの光源は、第１照明機能を提供するための少なくとも１つの第１光源と、第２照明機能を提供するための少なくとも１つの第２光源と、を含む。一態様において、前記少なくとも１つの第１光源は黄色発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、前記少なくとも１つの第２光源は白色ＬＥＤである。前記第１照明機能は、日中走行ライトとして、位置標示ライトとして、またはこの両方として具体化され、前記第２照明機能は、車の走行方向を示すためのフラッシュライトとして具体化される。

一実施形態において、前記照明ユニットは、前記様々な機能を制御する制御ユニットをさらに備える。例えば、制御ユニットは、光源の動作を制御する電子回路である。

一実施形態において、前記設定配置角度は、３６０度をリフレクタの個数で割った値におおよそ等しい。

一実施形態において、前記設定配置角度は、少なくとも約４５度である。他の実施形態において、前記設定角度は、少なくとも約１８０度である。さらに他の実施形態において、前記設定角度は、少なくとも約９０度である。さらに他の実施形態において、前記設定角度は、少なくとも約１２０度である。

一実施形態において、前記少なくとも２つのリフレクタは、パラボラリフレクタであり、これらは、形状、サイズにおいて類似しているとともに、同一材料で作製される。

本発明の好適な実施形態において、照明ユニットは、並んで配置されるとともに互いに一致した４つの連続したリフレクタを備え、少なくとも２つの光源が各リフレクタ毎に配置され、各光源が、対象のリフレクタに、対応するリフレクタの焦点のすぐ隣に且つ前記焦点の両側に光線を提供するように、前記光源は配置される。さらに、各リフレクタの前記少なくとも２つの光源は、一致するリフレクタの少なくとも２つの光源に対して設定配置角度で回転して配置される。一実施形態において、前記設置配置角度は、約９０度である。他の実施形態において、前記設置配置角度は、約１８０度である。さらに他の実施形態において、前記設置配置角度は、４５度乃至１８０度である。さらに他の実施形態において、前記設置配置角度は、約４５度である。

本発明の他の実施形態によれば、照明ユニットは、並んで配置されるとともに互いに一致した４つの連続したパラボラリフレクタを備え、少なくとも２つの光源が各パラボラリフレクタ毎に配置され、各光源が、対象のリフレクタに、対応するリフレクタの焦点のすぐ隣に且つ前記焦点の両側に光線を提供するように、前記光源は配置される。さらに、各リフレクタの前記少なくとも２つの光源は、一致するパラボラリフレクタの少なくとも２つの光源に対して設定配置角度で回転して配置され、さらに、前記設定配置角度は、６０乃至１２０度である。

本発明による照明ユニットは、中心に向けられた出力ビームを生成しつつ、様々な照明／信号機能を発揮することができる。したがって、本発明によれば、照明ユニットの全体的な効率が改善され得る。

本発明の以上の目的および他の目的は、以下の説明、添付図面、および添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。

従来技術による、照明ユニットの複数の光源およびリフレクタアセンブリの配置を示す図。 図１Ａに示すリフレクタアセンブリを有する照明ユニットのビームパターンを示す図。 本発明の実施形態による、照明ユニットの複数の光源およびリフレクタアセンブリの配置を示す図。 本発明の実施形態による、光源装着構造体に装着された図２Ａに示す光源の構成の上面図。 本発明の実施形態による、図２Ａに示すリフレクタアセンブリを有する照明ユニットのビームパターンを示す図。 本発明の好適な実施形態による、照明ユニットの複数の光源およびリフレクタアセンブリの配置を示す図。 本発明の好適な実施形態による、光源装着構造体に装着された、図３Ａに示す光源の構成の上面図。 本発明の好適な実施形態による、図３Ａに示すリフレクタアセンブリを有する照明ユニットのビームパターンを示す図。

本発明の実施形態を、図面および実施例を参照しつつ以下にさらに説明する。説明全体を通して、同一または類似の参照符号は、同一又は類似の部材を指す。以下の実施形態は、図面とともに本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、本発明の全体概念を説明するためにのみ使用される。

本発明は、中心に向けられた出力ビームを生成しつつ様々な照明／信号機能を発揮することが可能な自動車のヘッドライトの照明ユニットに関する。具体的には、本主題において、照明ユニットの複数の光源は、各光源が中心に向けられた出力ビームを生成可能であるように特殊な態様で配置されることにより、規制要件を満たしつつ照明ユニットの全体的な効率が改善され得る。

一般に、自動車のヘッドライト用の照明ユニットは、単数または複数の光源、リフレクタアセンブリ、レンズ、およびハウジングを備えている。ヘッドライトの照明ユニットは、日中走行照明機能、方向指示機能等の様々な照明／信号機能を発揮するように構成されている。異なる照明／信号機能を発揮するように、照明ユニットは、異なる色を発光可能なＬＥＤを設けられ得る。このような機能を果たすべく、ＬＥＤは、グループで動作し得る、または同時に動作し得る。さらに、ＬＥＤは、複数の機能を果たすようにグループで配置され得る。

本発明の一実施形態によれば、自動車のヘッドライトの照明ユニットは、並んで配置されるとともに互いに一致した２つ以上の連続したリフレクタを備え、少なくとも２つの光源が各リフレクタ毎に配置され、各光源が、対象のリフレクタに、対応するリフレクタの焦点のすぐ隣に且つ前記焦点の両側に光線を提供するように、前記光源は配置され、各リフレクタの前記少なくとも２つの光源は、一致するリフレクタの少なくとも２つの光源に対して設定配置角度で回転して配置される。

例示として、図２Ａは、本発明の実施形態による照明ユニットの複数の光源およびリフレクタアセンブリの配置を示す。図２Ａに示すように、リフレクタアセンブリ２００は、並んで配置されるとともに互いに一致する２つの連続したリフレクタ２０５Ａ、２０５Ｂを含んでいる。簡潔性を期して、２つのリフレクタ２０５Ａ、２０５Ｂを図２Ａに示す。当業者には、２つよりも多くのリフレクタが制限なしに照明ユニットに組み込まれ得ることが理解される。一態様において、少なくとも２つのリフレクタ２０５Ａ、２０５Ｂは、パラボラリフレクタであり、これらはサイズ、形状において類似しているとともに同一材料で作製されている。

図２Ａに示すように、２つの機能を発揮するように、２つの光源（Ａ、Ｗ）が各リフレクタ２０５Ａ、２０５Ｂ毎に配置されている。多数の機能を発揮するように、２つより多くの光源が各リフレクタ毎に配置され得ることに留意されたい。リフレクタ毎に配置された２つの光源は、それぞれ第１機能および第２機能を発揮する白色ＬＥＤおよび黄色ＬＥＤを含んでいる。第１機能のＬＥＤを「Ａ」で示し、第２機能のＬＥＤを「Ｗ」で示す。機能位置照明および／または日中走行照明が必要な場合、第２機能に関連付けられたＬＥＤが操作され得る。また、方向指示器にフラッシュ機能（点滅機能）が必要な場合は、第１機能に関連付けられたＬＥＤが操作され得る。

一態様において、照明ユニットの少なくとも２つの光源は、光源装着構造体２１０に配置される。例えば、光源装着構造体２１０は、印刷回路基板（ＰＣＢ）２１０である。本発明の実施形態によるＰＣＢ２１０における光源の配置を図２Ｂに示す。特に、図２Ｂは、ＰＣＢ２１０における光源（Ａ、Ｗ）の配置の上面図である。図２Ｂに示すように、光源（Ａ、Ｗ）は、ＰＣＢ２１０において交互に互いに隣接して配置されている。

一実施形態において、各リフレクタ２０５Ａの少なくとも２つの光源（Ａ、Ｗ）は、一致するリフレクタ２０５Ｂの少なくとも２つの光源（Ａ、Ｗ）に対して、設定配置角度で回転して配置されている。図２Ｂに示すように、各リフレクタ２０５Ａの少なくとも２つの光源は、一致するリフレクタ２０５Ｂの少なくとも２つの光源に対して、角度Ｐで配置されている。

一実施形態において、設定配置角度は、３６０度をリフレクタの個数で割った値におおよそ等しい。図２Ｂに示すように、設定配置角度は、約１８０度である。図２Ｂにおいて、各リフレクタ２０５Ａの少なくとも２つの光源は、ＰＣＢ２１０において交互に互いに隣接して配置されるように、一致するリフレクタ２０５Ｂの少なくとも２つの光源に対して１８０度で配置されている。図２Ｂに示すように、第１リフレクタ２０５Ａに配置された白色ＬＥＤが、第２リフレクタ２０５Ｂに配置された白色ＬＥＤに隣接している。同様に、第２リフレクタに配置された黄色ＬＥＤは、第３リフレクタに配置された黄色ＬＥＤに隣接し、その他も同様である。

さらに図２Ａに示すように、光源（Ａ、Ｗ）は、各光源が、対象のリフレクタに、対応するリフレクタの焦点（Ｆ）のすぐ隣に且つ焦点（Ｆ）の両側に光線を提供するように、配置されている。

図２Ａに示す特定の構成でＬＥＤを配置することにより、各ＬＥＤは、中心に向けられた出力ビームを生成することができる。図２Ｃは、本発明の実施形態による、図２Ａに示すリフレクタアセンブリを有する照明ユニットのビームパターンを示す。図２Ｃに示すように、ビームパターン２１５は、図１Ｂに示すビームパターン（従来技術）と比較して、より中心に向けられている。さらに、図２Ｃから、ビームパターンが照明領域全体に広がっていることも観察できる。したがって、照明ユニットの効率が、図２Ｂに従ってＬＥＤを配置することにより改善され得る。

本発明の他の実施形態において、光源は、中心に向けられた出力ビームを達成するように別の態様で配置される。本発明の好適な実施形態において、光源は、中心に向けられた出力ビームを達成するように別の態様で配置されている。この好適な実施形態において、照明ユニットのリフレクタアセンブリは、４つのリフレクタを含んでいる。図３Ａは、本発明の好適な実施形態による、照明ユニットの複数の光源およびリフレクタアセンブリの配置を示している。図３Ｂは、光源装着構造体３１０に装着された、本発明の好適な実施形態による、図３Ａに示す光源の構成の上面図である。図３Ｃは、本発明の一実施形態による、図３Ａに示すリフレクタアセンブリを有する照明ユニットのビームパターンを示す。

図３Ａに示すように、好適な実施形態による照明ユニットは、並んで配置されるとともに互いに一致する４つの連続したリフレクタ３０５Ａ、３０５Ｂ、３０５Ｃ、３０５Ｄを有し、少なくとも２つの光源（Ａ、Ｗ）が各リフレクタ毎に配置され、各光源が、対象のリフレクタに、対応するリフレクタの焦点のすぐ隣に且つ前記焦点の両側に光線を提供するように、前記光源は配置されている。さらに、各リフレクタの少なくとも２つの光源は、一致するリフレクタの少なくとも２つに光源に対して設定配置角度Ｐで回転して配置されている。上述のように、設定配置角度は、３６０度をリフレクタの個数で割った値におおよそ等しい。図３Ｂに示すように、リフレクタアセンブリは４つのリフレクタを有するため、設定配置角度は約９０度である。

一実施形態において、リフレクタアセンブリ内のリフレクタの個数が８に等しい場合、設定配置角度は少なくとも約４５度である。他の実施形態において、リフレクタアセンブリ内のリフレクタの個数が６に等しい場合、設定配置角度は約６０度である。さらに他の実施形態において、リフレクタアセンブリ内のリフレクタの個数が３に等しい場合、設定配置角度は少なくとも約１２０度である。

図３Ｃは、本発明の実施形態による、図３Ａに示すリフレクタアセンブリを有する照明ユニットのビームパターンを示す。図３Ｃに示すように、ビームパターン３１５は、図１Ｂに示すビームパターン（従来技術）および図２Ｂに示すビームパターン２１５と比較して、より中心に向けられている。

図２Ｂおよび図３Ｂに示す特定の構成でＬＥＤを配置することにより、各ＬＥＤは中心に向けられた出力ビームを生成することができるため、照明ユニットの効率が改善され得る。

さらに、一実施形態において、本発明は、様々な機能を発揮すべく、様々なＬＥＤの動作を制御する制御ユニット（図示せず）を含んでいる。例えば、制御ユニットは、光源の動作を制御する電子回路である。

本発明は、その実施において上述の実施形態に限定されない。むしろ、基本的に異なる構成についても上述の解決策を利用する複数の変形例が存在する。より具体的には、本発明は、自動車の前面ヘッドとしての照明ユニットの実施形態に限定されない。本発明は、自動車のテールランプとして機能する照明ユニットにも同様に関する。

本発明を図面を参照して開示したが、図面に示す全ての実施形態は、本発明を限定することを意図せず、例示として本発明の好適な実施形態を説明することを意図している。

当然ながら、当業者には、本開示において様々な変更や変形が、これらの変更や変形が特許請求の範囲およびそれらの同等物で定義された範囲に含まれる限り、本発明が含むことが意図されている開示の原理および精神から逸脱することなく可能であることが理解されるであろう。

本明細書に記載される数値には、任意の低い値と任意の高い値との間に少なくとも２単位ある場合、下限値から上限値までの全ての値が１単位きざみで含まれる。一例として、例えば温度、圧力、時間等の構成要素の量またはプロセス変数の値が、例えば、１乃至９０、好適には２０乃至８０、より好適には３０乃至７０と記載されている場合、１５乃至８５、２２乃至６８、４３乃至５１、３０乃至３２等の値が本明細書に明示的に列挙されていると意図するものとする。１未満の値について、１単位は適宜０．０００１、０．００１、または０．１とみなす。これらは特に何が意図されているかについての単なる例であり、列挙した下限値と上限値との間の数値のあらゆる組み合わせが、本願に同様に明示されているとみなされるべきである。

別途記載のない限り、全ての範囲は両端点および、これら両端点の間の全ての数を含む。範囲に関する「約」または「おおよそ」の使用は、範囲の両端点に適用される。したがって、「約２０乃至３０」は、少なくとも特定された端点を含めて「約２０乃至約３０」を含むことが意図されている。

特許出願および公報を含むすべての論文および参考文献の開示は、全ての目的のために参照により組み込まれる。

組み合わせを説明するための「本質的に・・・からなる」という用語は、特定された元素、成分、要素、または特定されたステップ、および、組み合わせの基本的且つ新規な特性に著しく影響を及ぼさない他の元素、成分、要素またはステップを含むものとする。

本明細書において元素、成分、要素、またはステップの組み合わせを説明するための「備える」または「含む」という用語の使用は、本質的にこれらの元素、成分、要素、またはステップからなる実施形態も企図している。

Claims (12)

1. 並んで配置されるとともに互いに一致した２つ以上の連続したリフレクタを備える自動車のヘッドライトの照明ユニットであって、
   少なくとも２つの光源が各リフレクタ毎に配置され、各光源が、対象のリフレクタに、対応するリフレクタの焦点のすぐ隣に且つ前記焦点の両側に光線を提供するように、前記光源は配置され、
   各リフレクタの前記少なくとも２つの光源は、一致するリフレクタの少なくとも２つの光源に対して設定配置角度で回転して配置される、
   照明ユニット。
2. 前記少なくとも２つの光源は、第１照明機能を提供するための少なくとも１つの第１光源と、第２照明機能を提供するための少なくとも１つの第２光源と、を含む、
   請求項１に記載の照明ユニット。
3. 前記設定配置角度は、３６０度をリフレクタの個数で割った値におおよそ等しい、
   請求項１に記載の照明ユニット。
4. 前記設定配置角度は、少なくとも約１８０度である、
   請求項１に記載の照明ユニット。
5. 前記光源は、印刷回路基板（ＰＣＢ）である装着構造体を含む、
   請求項１に記載の照明ユニット。
6. 前記少なくとも１つの第１光源は黄色発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、前記少なくとも１つの第２光源は白色光ＬＥＤである、
   請求項２に記載の照明ユニット。
7. 前記第１照明機能は、日中走行ライトとして、位置標示ライトとして、またはこの両方として具体化され、前記第２照明機能は、車の走行方向を示すためのフラッシュライトとして具体化される、
   請求項２に記載の照明ユニット。
8. 前記照明ユニットは、前記様々な機能を制御する制御ユニットをさらに備える、
   請求項１に記載の照明ユニット。
9. 前記少なくとも２つのリフレクタは、パラボラリフレクタである、
   請求項１に記載の照明ユニット。
10. 並んで配置されるとともに互いに一致した４つの連続したリフレクタを備える自動車のヘッドライトの照明ユニットであって、
    少なくとも２つの光源が各リフレクタ毎に配置され、各光源が、対象のリフレクタに、対応するリフレクタの焦点のすぐ隣に且つ前記焦点の両側に光線を提供するように、前記光源は配置され、
    各リフレクタの前記少なくとも２つの光源は、一致するリフレクタの少なくとも２つの光源に対して設定配置角度で回転して配置される、
    照明ユニット。
11. 並んで配置されるとともに互いに一致した４つの連続したパラボラリフレクタを備える自動車のヘッドライトの照明ユニットであって、
    少なくとも２つの光源が各パラボラリフレクタ毎に配置され、各光源が、対象のリフレクタに、対応するリフレクタの焦点のすぐ隣に且つ前記焦点の両側に光線を提供するように、前記光源は配置され、
    各リフレクタの前記少なくとも２つの光源は、一致するパラボラリフレクタの少なくとも２つの光源に対して設定配置角度で回転して配置され、
    さらに、前記設定配置角度は、６０乃至１２０度である、
    照明ユニット。
12. 前記設定配置角度は、３６０度をリフレクタの個数で割った値におおよそ等しい、
    請求項１１に記載の照明ユニット。

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