特許 7599021 自動車用の光システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-04

(45)【発行日】2024-12-12

(54)【発明の名称】自動車用の光システム

(51)【国際特許分類】

   H05B 45/325 20200101AFI20241205BHJP

   H05B 45/44 20200101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

H05B45/325

H05B45/44

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023530052

(86)(22)【出願日】2021-11-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-01

(86)【国際出願番号】 EP2021082052

(87)【国際公開番号】W WO2022106498

(87)【国際公開日】2022-05-27

【審査請求日】2023-06-21

(31)【優先権主張番号】2011843

(32)【優先日】2020-11-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】391011607

【氏名又は名称】ヴァレオ ビジョン

【氏名又は名称原語表記】ＶＡＬＥＯ ＶＩＳＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100217940

【弁理士】

【氏名又は名称】三並 大悟

(72)【発明者】

【氏名】ラビーフ、タレブ

(72)【発明者】

【氏名】ハフィド、エル、イドリッシ

【審査官】塩治 雅也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０９５９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１６４９９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－００９６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１４９３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５１０２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５９２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２４２４１３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ３９／００－３９／１０

Ｈ０５Ｂ ４５／００－４５／５９

Ｈ０５Ｂ ４７／００－４７／２９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の光源（１２．１）と、
第２の光源（１２．２）と、
前記第１の光源（１２．１）に電力供給するための第１のパルス幅変調電流（Ｃ１；Ｃ５）を供給するように構成された第１の制御ユニット（２０．１；２２０．１）であって、前記第１のパルス幅変調電流（Ｃ１；Ｃ５）が、第１のピーク強度（Ｉｃ１；Ｉｃ５）および第１のデューティサイクルを有する、第１の制御ユニット（２０．１；２２０．１）と、を備える、自動車用の発光システム（２；２０２）であって、
前記発光システム（２；２０２）が、
前記第２の光源（１２．２）に電力供給するための第２のパルス幅変調電流（Ｃ２；Ｃ６）を供給するように構成された第２の制御ユニット（２０．２；２２０．２）であって、前記第２のパルス幅変調電流（Ｃ２；Ｃ６）が、第２のピーク強度（Ｉｃ２；Ｉｃ６）および第２のデューティサイクルを有する、第２の制御ユニット（２０．２；２２０．２）と、
前記第１の制御ユニット（２０．１；２２０．１）および第２の制御ユニット（２０．２；２２０．２）を制御するためのドライバ（３０；２３０）と、をさらに備え、
前記発光システム（２；２０２）が、
前記第１のピーク強度（Ｉｃ１；Ｉｃ５）が前記第２のピーク強度（Ｉｃ２；Ｉｃ６）よりも大きいように構成されるとともに、
前記第１のデューティサイクルが前記第２のデューティサイクルよりも低いように構成され、
前記発光システム（２；２０２）が、前記第１の制御ユニットに第１の信号（Ｓ１；ＳＰ）を、前記第２の制御ユニットに第２の信号（Ｓ２；Ｓ５；Ｓ６）を送信することによって、前記第１の制御ユニット（２０．１；２２０．１）および前記第２の制御ユニット（２０．２；２２０．２）を制御するように構成されたドライバ（３０；２３０）であって、前記第１の信号および第２の信号の各々が、少なくとも１つのパルス幅変調信号（ＰＷＭ）を含む、ドライバ（３０；２３０）をさらに備え、
前記ドライバ（３０；２３０）が、前記第１の光源および前記第２の光源の前記パルス幅変調信号の利用可能な補正マージンに応じて前記第１および第２の信号を規定することを特徴とする、自動車用の発光システム（２；２０２）。

【請求項2】

前記第１のパルス幅変調電流（Ｃ１；Ｃ５）が第１の平均強度（Ｉｍ１）を有し、前記第２のパルス幅変調電流（Ｃ２；Ｃ６）が前記第１の平均強度（Ｉｍ１）よりも小さいかまたは等しい第２の平均強度（Ｉｍ２）を有するように、前記発光システム（２；２０２）が構成されることを特徴とする、請求項１に記載の発光システム（２；２０２）。

【請求項3】

前記発光システムが、前記第１の光源（１２．１）が第１の光束を生成するように構成されるとともに、前記第２の光源（１２．２）が前記第１の光束よりも小さいかまたは等しい第２の光束を生成するように構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の発光システム（２；２０２）。

【請求項4】

前記発光システム（２；２０２）が、少なくとも２つのセット（Ｅ１；Ｅ２）に分割された複数の基本光源を備えるマトリックス光源であって、前記第１の光源（１２．１；１１２．１）および前記第２の光源（１２．２）が、それぞれ前記マトリックス光源（１０；２１０）の１つの基本光源を形成し、２つの異なるセットに属する、マトリックス光源を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の発光システム（２；２０２）。

【請求項5】

第１の光源（１１２．１）と、
前記第１の光源（１１２．１）の第１の制御ユニット（１２０．１；２２０．２）と、
前記第１の制御ユニット（１２０．１）を制御するためのドライバ（１３０；２３０）と、を備える、自動車用の発光システム（１０２；２０２）であって、
前記ドライバ（１３０；２３０）が、
第１のパルス幅変調電流（Ｃ３；Ｃ５）を供給する、前記第１の制御ユニット（１２０．１）への第１の制御信号（Ｓ３；Ｓ５）であって、前記第１のパルス幅変調電流（Ｃ３；Ｃ５）が、第１のピーク強度（Ｉｃ３；Ｉｃ５）および第１のデューティサイクルを有する、第１の制御信号（Ｓ３；Ｓ５）と、
第２のパルス幅変調電流（Ｃ４；Ｃ６）を供給する、前記第１の制御ユニット（１２０．１）への第２の制御信号（Ｓ４；Ｓ６）であって、前記第２のパルス幅変調電流（Ｃ４；Ｃ６）が、第２のピーク強度（Ｉｃ４；Ｉｃ６）および第２のデューティサイクルを有する、第２の制御信号（Ｓ４；Ｓ６）と、
を選択的に送信するように構成され、
前記発光システム（１０２；２０２）が、
前記第１のピーク強度（Ｉｃ３；Ｉｃ５）が前記第２のピーク強度（Ｉｃ４；Ｉｃ６）よりも大きいように構成されるとともに、
前記第１のデューティサイクルが前記第２のデューティサイクルよりも低いように構成される、ことを特徴とする、自動車用の発光システム（１０２；２０２）。

【請求項6】

前記第１のパルス幅変調電流（Ｃ３；Ｃ５）が、第１の平均強度（Ｉｍ３）を有し、前記第２のパルス幅変調電流（Ｃ４；Ｃ６）が、前記第１の平均強度（Ｉｍ１）に等しい第２の平均強度（Ｉｍ４）を有することを特徴とする、請求項５に記載の発光システム（１０２；２０２）。

【請求項7】

前記発光システム（１０２；２０２）が、前記第１の制御信号（Ｓ３；Ｓ５）を用いて前記第１の光源（１１２．１）が第１の光束を生成し、前記第２の制御信号（Ｓ４；Ｓ６）を用いて前記第１の光源（１１２．１）が前記第１の光束に等しい第２の光束を生成するように構成されることを特徴とする、請求項５または６に記載の発光システム（１０２；２０２）。

【請求項8】

前記ドライバ（１３０；２３０）が、前記第１のデューティサイクルまたは第２のデューティサイクルがしきい値に達したときに、前記第１の制御信号（Ｓ３；Ｓ５）と前記第２の制御信号（Ｓ４；Ｓ６）との間で変化するように構成されることを特徴とする、請求項５から７のいずれか一項に記載の発光システム（１０２；２０２）。

【請求項9】

前記発光システム（１０２）が、複数の基本光源から構成されるマトリックス光源（１１０）であり、前記第１の光源（１２．１；１１２．１）が、前記マトリックス光源（１０；１１０；２１０）の１つの基本光源を形成する、マトリックス光源（１１０）を備えることを特徴とする、請求項５から８のいずれか一項に記載の発光システム（１０２）。

【請求項10】

前記ドライバ（１３０）が、前記マトリックス光源の前記基本光源の各々の前記第１のデューティサイクルの利用可能な補正マージンに応じて前記第２の制御信号（Ｓ６）を規定し、前記利用可能な補正マージンが、前記しきい値と前記基本光源の各々の前記第１のデューティサイクルの値との間の差であることを特徴とする、請求項８に従属する請求項９に記載の発光システム（１０２）。

【請求項11】

前記第１のピーク強度（Ｉｃ１；Ｉｃ３；Ｉｃ５）が、前記第２のピーク強度（Ｉｃ２；Ｉｃ４；Ｉｃ６）の２倍よりも大きいかまたは等しく、前記第２のデューティサイクルが、前記第１のデューティサイクルの２倍よりも大きいかまたは等しいことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の発光システム（２；１０２；２０２）。

【請求項12】

前記発光システム（２；１０２；２０２）が、第３の光源および第４の光源をさらに備え、前記第１の光源（１２．１；１１２．１）が、前記第３および第４の光源の間に配置され、前記第１から前記第４の光源が、光度のグラデーションを出射することを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の発光システム（２；１０２；２０２）。

【請求項13】

発光システム（２；１０２；２０２）を備える自動車用の照明デバイスであって、前記発光システム（２；１０２；２０２）が、請求項１から１２のいずれか一項に記載のものであるとともに、前記照明デバイスが、前記第１の光源（１２．１；１１２．１）と熱的に相互作用する冷却手段を備えることを特徴とする、自動車用の照明デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パルス幅変調電流の供給によって光出射モジュールに電力供給する分野に関する。より正確には、本発明は、ＬＥＤ（光出射ダイオード）を形成するエレクトロルミネッセンス半導体素子を採用するマトリックス光源をもつ発光システムを提供する。

【背景技術】

【0002】

様々な車両照明機能を実行するために、光出射ダイオード（ＬＥＤ）など、半導体素子を採用する光源を使用することがますます一般的になりつつある。これらの機能は、例えば、昼間走行灯、位置標示灯、方向指示器またはロービーム灯を含み得る。これらの小型、高輝度、低電力の光源の使用はまた、コンパクトな低電力システムを使用して新たな発光形状が作り出されることを可能にする。一般に、多数の個々に駆動される光出射ダイオードを含むマトリックスの形態を取る、ピクセル化された光源は、さらに、極めて多様な機能が作り出されることを可能にし、選定された駆動モードに応じて、マトリックス光源は、例として、道路上に形状または図形を投影するか、ハイビーム（ＨＢ）とロービーム（ＬＢ）との組合せを生成するか、または動的および指向性の光を与え得る。

【0003】

知られているように、所与の照明機能を実行するＬＥＤのセットに電力を供給するために、電力供給制御ユニットが必要とされる。そのような制御ユニットは、一般に、バッテリなど、車両の内部にある電源によって送達されるＤＣ入力電圧に基づいて、ＬＥＤのグループに電力供給するために好適である値を有する出力電圧を生成することが可能である、電圧変換器を備える。ＬＥＤは、少なくとも順方向電圧と呼ばれるしきい値に等しい電圧がその端子に印加されたときに光を出射する。このしきい値強度を超えると、ＬＥＤによって出射される光の量は、一般に、ＬＥＤを流れる電流の強度に依存する。ＬＥＤは、少なくともしきい値強度に等しい強度を有する電流に通過されたときに、光を出射する。しきい値電流値を上回ると、ＬＥＤによって出射される光束の明るさは、一般に、ＬＥＤを流れる電流の平均強度とともに増加する。既知の変換器は、ＳＥＰＩＣ変換器（ＳＥＰＩＣはシングルエンド１次インダクタ変換器を表す）、フライバック変換器、ブースト変換器またはバック変換器を含む。そのような変換器は、トランジスタなど、その状態が開値と閉値との間で周期的に切り替えられるスイッチング素子を伴う。スイッチに印加されるスイッチング周波数は出力電圧の値と出力電流の平均値とに影響を及ぼす。

【0004】

このようにして電力供給される光源の光度を、所与のデューティサイクルと所与のピーク強度とを有するＰＷＭ信号（ＰＷＭはパルス幅変調を表す）をスイッチモード変換器に印加することによって調整することは、さらに知られている慣行である。パルス幅変調信号の周波数、デューティサイクルおよびピーク強度を調整することによって、変換器から所定の平均電流強度が、このようにして得られ得る。このことは、電力供給される光源に関して、光束の明るさが光源の強度に比例して増加することを暗示している。そのようなアーキテクチャは、したがって、ＰＷＭ信号のパラメータを変更することによって、光源によって出射される光束の明るさを減少させることを可能にする。ＰＷＭ信号の周波数は一般に高いので、出射された光束は同じ周波数でパルス化されることになり、パルスは人間の眼にとって知覚できない。人間の視覚系による知覚は積分型であるので、一定のパルス化されていない光束と比較して、一定であるがより低い光度の光束を知覚する。

【0005】

自動車のヘッドランプごとに必要とされるＬＥＤの数は増加しているが、各ＬＥＤによって出射される光束は、依然として個々に管理される必要がある。このことは、多数のＰＷＭ信号を生成する必要があることを暗示している。知られているように、各ＰＷＭ信号は、自動車ヘッドランプの窮屈な環境中に組み込むことが困難であるマイクロコントローラコンポーネントによって生成される。

【0006】

様々なＬＥＤ間で光束を変動させるには、異なる供給電流が生成される必要があり、その機能は制御ユニットによって実行される。一般に、ヘッドライトは、その制御ユニットのうちの少なくとも１つが最適な条件下で動作するように設計される。しかしながら、これらの条件は必ずしもすべての制御ユニットに当てはまるとは限らず、したがって、そのうちの１つは不利になり得、準最適な条件下で作動することが必要とされ得る。例えば、この他の制御ユニットは、その場合、例えば著しく熱くなることによって、高い損失を生成することになる。その上、半導体素子の接合部温度は、反復使用による熱劣化と同様に、ＬＥＤの光出射性能に影響を及ぼす。発光システムにおいて、温度管理は、したがって、耐用年数と出射される光束の品質とを保つために考慮に入れられなければならない要因である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の１つの目的は、従来技術の問題のうちの少なくとも１つを緩和することである。より正確には、本発明の目的は、発光システムの耐用年数を増加させることである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１の態様によれば、自動車発光システムが提供され、この発光システムは、第１の光源と、第２の光源と、第１の光源に電力供給するために第１のパルス幅変調電流を供給するように構成された第１の制御ユニットであり、前記第１の電流が、第１のピーク強度および第１のデューティサイクルを有する、第１の制御ユニットとを備え、発光システムが、第２の光源に電力供給するための第２のパルス幅変調電流を供給するように構成された第２の制御ユニットであり、前記第２の電流が、第２のピーク強度および第２のデューティサイクルを有する、第２の制御ユニットと、第１の制御ユニットおよび第２の制御ユニットを制御するためのドライバとをさらに備え、発光システムは、第１のピーク強度が第２のピーク強度よりも大きいように、および、第１のデューティサイクルが第２のデューティサイクルよりも低いように構成されることに注目すべきである。

【0009】

好ましくは、発光システムは、第１の電流が第１の平均強度を有し、第２の電流が第１の平均強度よりも小さいかまたは等しい第２の平均強度を有するように構成される。

【0010】

好ましくは、発光システムは、第１の光源が第１の光束を生成するように、および、第２の光源が第１の光束よりも小さいかまたは等しい第２の光束を生成するように構成される。

【0011】

好ましくは、発光システムは、第１の制御ユニットに第１の信号を、第２の制御ユニットに第２の信号を送信することによって、第１の制御ユニットおよび第２の制御ユニットを制御するように構成されたドライバをさらに備え、第１の信号および第２の信号の各々が、少なくとも１つのパルス幅変調信号を含む。さらに、ドライバは、第１の光源および第２の光源のパルス幅変調信号の利用可能な補正マージンに応じて第１および第２の信号を規定する。

【0012】

本文書において、補正マージンが意味することは、問題の光源のパルス幅変調信号の値とパルス幅変調信号のしきい値との間の差である。しきい値はパルス幅変調信号の最大値または事前規定された値であり得る。しきい値は、例えばドライバ中に記憶される。

【0013】

好ましくは、発光システムは、少なくとも２つのセットに分割された複数の基本光源を備えるマトリックス光源を備え、第１の光源および第２の光源は、それぞれマトリックス光源の１つの基本光源を形成し、２つの異なるセットに属する。

【0014】

この場合、特に動作の一例では、発光システムは、補正マージンが利用可能であるセットに送られる制御信号のみを変更する。例えば光源のパルス幅変調信号の値がしきい値にほぼ等しいかまたはそれよりもわずかに低いときなど、可能な補正マージンがない他のセットに関しては、制御信号は、同じままである。別の例では、他のセットは、第１のセットよりも低い補正マージンを有し得る。

【0015】

このようにして、発光システムは、制御ユニットのいずれも、高い熱損失による準最適な条件の下で動作しないことを保証する。さらに、ドライバは、必要とされる以上にストレスを受けない。提供する発光システムは、このようにして、光源のより長いオン時間による熱散逸を減少させながら、素子、特にドライバおよび制御ユニットの最適動作を可能にする。

【0016】

本発明の別の態様によれば、自動車発光システムが提供され、この発光システムは、第１の光源と、第１の光源の第１の制御ユニットと、第１の制御ユニットを制御するためのドライバとを備え、ドライバが、それが第１のパルス幅変調電流を供給するような、制御ユニットへの第１の制御信号であり、第１の電流が、第１のピーク強度および第１のデューティサイクルを有する、第１の制御信号と、それが第２のパルス幅変調電流を供給するような、第１の制御ユニットへの第２の制御信号であり、前記第２の電流が、第２のピーク強度および第２のデューティサイクルを有する、第２の制御信号とを選択的に送信するように構成され、発光システムは、第１のピーク強度が第２のピーク強度よりも大きいように、および、第１のデューティサイクルが第２のデューティサイクルよりも低いように構成されることに注目すべきである。

【0017】

好ましくは、第１の電流は、第１の平均強度を有し、第２の電流は、第１の平均強度に等しい第２の平均強度を有する。

【0018】

好ましくは、発光システムは、第１の制御信号を用いて第１の光源が第１の光束を生成し、第２の制御信号を用いて第１の光源が第１の光束に等しい第２の光束を生成するように構成される。

【0019】

好ましくは、ドライバは、第１のデューティサイクルまたは第２のデューティサイクルがしきい値に達したときに、第１の信号と第２の信号との間で変化するように構成される。

【0020】

好ましくは、発光システムは、複数の基本光源から構成されるマトリックス光源を備え、第１の光源は、前記マトリックス光源の１つの基本光源を形成する。

【0021】

好ましくは、ドライバは、マトリックス光源の基本光源の各々の第１のデューティサイクルの利用可能な補正マージンに応じて第２の制御信号を規定し、利用可能な補正マージンは、しきい値と基本光源の各々の第１のデューティサイクルの値との間の差である。

【0022】

利用可能なマージンの探索は、光源が光源のマトリックス中のそれらの位置に応じて異なる光度を出射する、自動車照明のために特に好適である。したがって、デューティサイクルマージンは基本光源ごとに異なる。一般に、マトリックスが単一の制御ユニットによって駆動されるとき、単一の信号を用いてすべての光源のピーク強度とデューティサイクルに対する比を適用するために、最も低いマージンが選定される。このようにして、すべての光源は、発光システム中の熱放散を減少させるために、光源のオン時間が延長され得る。さらに、選定されたマージンは、ドライバが妥当な値を使用して駆動することを可能にし、このことがこの素子の最適で耐久性のある動作を保証する。同じことが第１の制御ユニットに当てはまる。

【0023】

好ましくは、第１のピーク強度は、第２のピーク強度の２倍よりも大きいかまたは等しく、第２のデューティサイクルは、第１のデューティサイクルの２倍よりも大きいかまたは等しい。

【0024】

好ましくは、第２のデューティサイクルは、端を含む５０％と１００％との間に含まれる。

【0025】

好ましくは、発光システムは、第３の光源および第４の光源をさらに備え、第１の光源は、第３の光源および第４の光源の間に配置され、第１から第４の光源は、光度のグラデーションを出射する。

【0026】

好ましくは、発光システムは、マトリックス光源を備え、第１の光源は、マトリックス光源の１つの基本光源を形成する。

【0027】

好ましくは、第１の光源は、エレクトロルミネッセンス半導体素子を採用し、第１の光源は、好ましくは、光出射ダイオードである。

【0028】

好ましくは、第１の電流と第２の電流とは、等しい周波数を有する。

【0029】

好ましくは、第１の電流は、第１のパルス幅を有し、第２の電流は、第１のパルス幅よりも大きい第２のパルス幅を有する。

【0030】

好ましくは、第１の制御ユニットは、第３の平均強度をもつ第３のパルス幅変調電流を供給するように構成され、第２の制御ユニットは、第４の平均強度をもつ第４のパルス幅変調電流を供給するように構成される。

【0031】

好ましくは、発光システムは、第１の制御ユニットによって電力供給される第３の光源をさらに備える。

【0032】

好ましくは、第１のピーク電流と第２のピーク電流とは、同じ周波数を有する。

【0033】

好ましくは、ドライバは、マイクロコントローラコンポーネントまたはコンピュータを備える。

【0034】

本発明の別の態様によれば、自動車照明デバイスが提供され、照明デバイスは、発光システムを備え、発光システムが、本発明によるものであること、および、照明デバイスは、第１の光源と熱的に相互作用する冷却手段を備えることに注目すべきである。

【発明の効果】

【0035】

本発明は、発光システムの温度が低下されることを可能にする。所与の制御ユニットが別の制御ユニットよりも低い光度を駆動しているときに、または、所与の制御ユニットがしきい値よりも低い可変光度を駆動しているときに、所与の制御ユニットについて温度の低下が観測される。本発明は、問題の制御ユニットのピーク強度を減少させ、光出射セットポイントを守るようにデューティサイクルを増加させることによってそれを補償する傾向がある。本発明は、制御ユニットのＯＦＦ段階を低減し、強度を減少させ、強度は、ジュール加熱による損失の原因である。本発明は、したがって、照明品質を維持しながら相乗効果を生じる。温度の低下は、光源の耐用年数、および近くにある任意の感熱素子の耐用年数を延長させる。最も重大な局面が回避されるので、温度管理がより制約的でなくなる。

【0036】

本発明の他の特徴および利点は、例の説明および図面から、より良く理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る発光システムを示す図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る発光システムについての第１の電流および第２の電流を示す図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る発光システムの温度変動を示す図である。

【図4】本発明の第２の実施形態に係る第１の構成における発光システムを示す図である。

【図5】本発明の第２の実施形態に係る第２の構成における発光システムを示す図である。

【図6】本発明の第２の実施形態に係る発光システムについての第１の電流および第２の電流を示す図である。

【図7】本発明の第３の実施形態に係る第１の構成における発光システムを示す図である。

【図8】本発明の第３の実施形態に係る第２の構成における発光システムを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

別段に規定されない限り、所与の実施形態に関して詳細に説明する技術的特徴は、例として非限定的に説明する他の実施形態の文脈において説明する技術的特徴と組み合わせられ得る。本発明の様々な実施形態では、同様の概念を指定するために同様の参照番号を使用する。第２の実施形態の参照番号は、１００だけ増分された、第１の実施形態の参照番号に対応する。

【0039】

説明は、本システムまたは方法を従来技術において知られているシステムまたは方法と区別する特徴に集中する。マトリックス光源または光出射ダイオードがどのように動作するかまたは製造されるかについては、従来技術においてそれ自体知られているので、詳細に説明しない。例えば、数百個または数千個のマイクロＬＥＤを備えるマトリックスを作り出すことが知られており、または実際、一般的な層堆積プロセス中にエレクトロルミネッセンス半導体素子を形成することによってモノリシックなピクセル化された光源を製造することが知られている。

【0040】

明るさという表現は光度を意味することが理解されるべきである。

【0041】

図１は、本発明の第１の実施形態に係る発光システム２を示す。自動車（図示せず）は、発光システム２を装備され得る。発光システム２は、乗員室中に配置されるか、または実際、それが規定の信号伝達および／または照明機能を実行し得る外部に配置され得る。発光システム２はヘッドランプ中にあり得る。

【0042】

発光システム２はマトリックス光源１０を備える。マトリックス光源１０は、複数の基本光源１２を形成するエレクトロルミネッセンス半導体素子を備える。基本光源１２はエレクトロルミネッセンス半導体素子を採用する。基本光源１２は光出射ダイオードであり得る。本例では、マトリックス光源１０は２０個の基本光源１２を備えるが、本発明は、より多くの基本光源１２を備えるマトリックス光源１０に適用可能である。例えば、マトリックス光源１０は、少なくとも３０個の基本光源１２を備え、随意に少なくとも１千個の基本光源１２を備え得る。本図では、基本光源１２は２つの列中に配置されている。しかしながら、本発明は、他の配置、他の格子をカバーする。基本光源は、例えば正方形またはリングを形成し得る。

【0043】

各基本光源１２は、０％から１００％まで変動し得る１つのデューティサイクル値に関連づけられる。本実施形態では、いくつかの基本光源１２は等しいデューティサイクル値を有する。基本光源１２は、第１のセットＥ１と第２のセットＥ２とを含む複数のセット（Ｅ１；Ｅ２）を形成し得る。第１のセットＥ１は第２のセットＥ２と交わり得る。第１のセットは中央のセットであり得、第２のセットは縁部のセットまたは端部のセットであり得る。随意に、デューティサイクル値は各セット（Ｅ１；Ｅ２）内で徐々に変動する。これが、発光グラデーションを作成することを可能にする。

【0044】

説明を明確にするために、第１のセットＥ１から第１の光源１２．１を選択し、第２のセットＥ２から第２の光源１２．２を選択することとする。例として、第１の光源１２．１は、第２の光束と呼ばれる第２の光源１２．２によって生成される光束よりも大きい第１の光束を生成する。随意に、光源（１２．１；１２．２）のこのペアは隣接する光源のペアを形成する。このペアは第１のセットＥ１と第２のセットＥ２とにまたがり得る。

【0045】

発光システム２は、第１の制御ユニット２０．１と第２の制御ユニット２０．２とを含む駆動手段２０を備える。より一般的には、パイロット手段２０は複数の制御ユニット（２０．１；２０．２）を備え得る。各制御ユニット（２０．１；２０．２）は、少なくとも１つの基本光源１２に関連づけられ得、随意に上記で規定されたセットなどの同じセット（Ｅ１；Ｅ２）からの、複数の基本光源１２に随意に関連づけられ得る。

【0046】

各制御ユニット（２０．１；２０．２）は、基本光源１２に電力供給するための、１つの供給電流、または随意に複数の供給電流を生成するように構成される。これらの供給電流はパルス幅変調される。各制御ユニット（２０．１；２０．２）はＤＣ／ＤＣ変換器を備え得る。ＤＣ／ＤＣ変換器は、バック変換器、ブースト変換器、ＳＥＰＩＣ変換器またはフライバック変換器、すなわち、ＤＣ電圧をより低い値またはより高い値の別のＤＣ電圧に変換するスイッチモード電源であり得る。ＤＣ／ＤＣ変換器は、本質的に、インダクタ（シングル、デュアル、トランスフォーマなど）と、スイッチと、ダイオードとを備える。スイッチが閉じられると、入力電圧によって生成された電流がインダクタを流れ、直線的に増加する。他の変換器が考えられ得る。

【0047】

発光システム２はドライバ３０をさらに備える。ドライバ３０は、複数のマトリックス光源、例えば、同じ車両の複数の発光システムに関連づけられ得る。ドライバ３０は、制御ユニット（２０．１；２０．２）を制御するように構成される。ドライバ３０は、１００％よりも小さいかまたは等しいデューティサイクルを有する少なくとも１つのパルス幅変調信号ＰＷＭを供給し、前記信号は制御ユニット（２０．１；２０．２）のうちの１つに印加される。本実施形態では、ドライバ３０は、第１の制御ユニット２０．１に第１の信号Ｓ１を送信し、第２の制御ユニット２０．２に第２の信号Ｓ２を送信する。これらの信号は、各基本光源１２が専用の発光光束セットポイントを生成し、守るために必要とされる情報を含んでいる。このようにして、各信号（Ｓ１；Ｓ２）が、関連づけられた制御ユニット（２０．１；２０．２）に、ピーク強度（Ｉｃ１；Ｉｃ２）によって規定された電流を使用して制御ユニット（２０．１；２０．２）の基本光源に供給することを可能にする。ドライバ３０はマイクロコントローラコンポーネントの形態を取り得る。代替的に、ドライバ３０はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）の形態を取り得る。好ましくは、ドライバはコンピュータの形態を取り得る。コンピュータは、好ましくは、本発明の一態様による方法を実行するための好適なプログラミングコードによってプログラムされた、プログラマブルコンピュータであり得る。ドライバ３０には、関連づけられた車両の内部電流源によって電流が供給される。ドライバ３０は、そのデータ出力上に１次制御信号を生成するように構成される。さらに、ドライバ３０は、そのクロック出力上に周期パルス化信号を生成する。ドライバ３０は制御ユニットに組み込まれ得る。

【0048】

興味深いことには、各制御ユニット（２０．１；２０．２）は同じピーク強度（Ｉｃ１；Ｉｃ２）の電流を供給し得るが、各制御ユニット（２０．１；２０．２）が基本光源１２に供給するデューティサイクルは変動する。この手段によって、所与の制御ユニットは、それに依存する基本光源１２の光度を変調することが可能である。

【0049】

第１の制御ユニット２０．１は第１の信号Ｓ１によって第１の電流Ｃ１を供給し、第１の電流Ｃ１の第１のピーク強度Ｉｃ１は、第２の制御ユニット２０．２によって生成される第２の電流Ｃ２の第２のピーク強度Ｉｃ２よりも大きい。例えば、第１のピーク強度Ｉｃ１は第２のピーク強度Ｉｃ２の２倍よりも大きいかまたは等しい。第１の制御ユニット２０．１に接続された第１の基本光源１２は、第２の基本光源１２の第２の光束よりも大きい第１の光束を生成するが、それらの光束は比較的近接し得る。光度の差はそれらのＰＷＭデューティサイクルによって補償される。

【0050】

この手段によって、第２の制御ユニット２０．２によって生成されるピーク強度Ｉｃ２は第１のものよりも低い。ピーク強度Ｉｃ２のこの調整によって、第２の制御ユニットＩｃ２の加熱はより少なくなる。特に、第２の光源がオフである段階がより少なくなる。第２の制御ユニット２０．２がエネルギーを放散する段階が短縮される。電力供給下の時間と放散時間との間の分布が第２の制御ユニット２０．２に関して最適化される。発光システム２全体の加熱はより少なくなる。したがって、ドライバ３０は、電力供給を調整し、基本光源１２が受ける加熱を低減する。基本光源１２の温度は数度だけ下げられる。基本光源１２の耐用年数は、それらの信頼性と同様に増加する。基本光源１２の出射される色は許容差範囲内のままである。ピーク強度Ｉｃ２の減少は、デューティサイクルの増加に関連づけられた補償の結果として、光束に影響を及ぼさない。

【0051】

発光システムは自動車（図示せず）の照明デバイス中に取り付けられ得る。照明デバイスは、有利には、マトリックス光源、特に第１の光源および第２の光源を冷却することが可能な冷却手段を備える。冷却手段は、熱交換器（図示せず）、例えばフィン付き熱交換器を備え得る。

【0052】

第１の実施形態は、ピーク強度とデューティサイクルとの局所化された補正を伴う静的電力供給を可能にする。

【0053】

図２は、本発明の第１の実施形態に係る発光システムに供給されることを意図された第１の電流Ｃ１および第２の電流Ｃ２を示す。発光システムは図１の発光システムと同様または同等であり得る。

【0054】

点線でプロットされた第１の電流Ｃ１は、第１のピーク強度Ｉｃ１と、第１の平均強度Ｉｍ１と、第１のデューティサイクルとによって規定される。この場合、第１のデューティサイクルは３３％である。第１のデューティサイクルは、第１のパルスの第１の幅Ｌ１を、第１の電流Ｃ１の連続するパルスの２つの立上り縁部間の周期ＰＥによって除算したものに対応する。周期ＰＥは、特に周波数の逆数である。この主題に関して、第１の電流と第２の電流とは同じ周波数、例えば１０，０００Ｈｚを有することに留意することは興味深い。それらのパルスは同期しているかまたは交互に互い違いであり得る。平均強度Ｉｍ１は第１のパルスの面積に対応する。平均強度Ｉｍ１は、積分を使用して計算され得る。

【0055】

一点鎖線でプロットされた第２の電流Ｃ２は、第２のピーク強度Ｉｃ２と、第２の平均強度Ｉｍ２と、第２のデューティサイクルとによって規定される。ここで、第２のデューティサイクルは６６％に等しい。

【0056】

光源によって出射される明るさの強度は、光源を通る負荷電流の平均強度（Ｉｍ１；Ｉｍ２）に依存する。変換器回路に印加されるスイッチング周波数がこの強度を支配する。したがって、ＰＷＭ制御信号（ＰＷＭはパルス幅変調を表す）を使用することによって、所与の値の発光セットポイントが達成され得る。特に、ＰＷＭ制御信号のデューティサイクル、すなわち、信号（ＯＮおよびＯＦＦ）の全周期ＰＥの持続時間に対するＯＮ段階（Ｌ１；Ｌ２）の持続時間は、光源に電力供給することを意図された負荷電流の強度の平均値（Ｉｍ１；Ｉｍ２）に直接の影響を及ぼす。

【0057】

本図に見られ得るように、第１のピーク強度Ｉｃ１は第２のピーク強度Ｉｃ２よりも大きい。値Ｉｃ１は値Ｉｃ２の２倍よりも大きいかまたは等しくなり得る。例として、Ｉｃ１は５００ｍＡであり得、Ｉｃ２は２００ｍＡであり得る。他の値が選定され得る。第１のデューティサイクルは、第２のデューティサイクルよりも低く、例えば１／２以下である。また、本図から、第１の平均強度Ｉｍ１は第２の平均強度Ｉｍ２を超えることがわかり得る。したがって、同等のまたは同様の基本光源について、第１の電流Ｃ１が、第２の電流Ｃ２よりも強力な照明を生成することを可能にする。しかしながら、平均電流（Ｉｍ１；Ｉｍ２）は近接している。したがって、ピーク強度間の実質的な間隔にもかかわらず、光度も近接したままである。第２の制御ユニットの加熱は、特に電力が切断される段階「ＯＦＦ」中に、より少なくなる。制御ユニットが電力を受け、この電力が光源に供給されないとき、制御ユニットはこの電力を放散しなければならないことが想起されよう。したがって、デューティサイクルを増加させることによって無効の段階「ＯＦＦ」を低減することは、加熱を制限する。制御ユニットが放散器として働く期間はより短い。

【0058】

図３は、例えば図２に関して説明したものなど、発光システムが第２の電流によって電力供給されたときの、発光システムの温度の上昇を示す。発光システムは、図１に関して説明した発光システムと同等または同様であり得る。温度はマトリックス光源中でおよび／または制御ユニット中で測定され得る。

【0059】

実線の曲線は、上記で詳述したように、発光システムの第２の光源のピーク強度が調整されている、すなわち下げられている、発光システムについての温度を示す。参考として、破線の曲線は、第２の光源に第１の電流が供給された場合にそうなるであろう、第２の電流の調整なしの温度変動を示す。加熱を１０００秒程度、好ましくは１５００秒程度の時間にわたって分析した。

【0060】

本発明は、最大温度を著しく低下させることを可能にする。いくつかのマトリックス光源において、温度低下は２°Ｃと１０°Ｃとの間に含まれる。いくつかの構成は、少なくとも６°Ｃの温度低下を達成する。

【0061】

この手段によって、マトリックス光源の耐用年数が延長される。冷却デバイスの必要性が減少する。

【0062】

図４は、第１の構成における、本発明の第２の実施形態に係る発光システム１０２を示す。

【0063】

発光システム１０２は第１の実施形態の発光システムと同様であるが、発光システム１０２は、それがドライバ１３０によって生成された第１の信号Ｓ３と第２の信号Ｓ４とを選択的に受信する第１の制御ユニット１２０．１を有する点が、第１の実施形態の発光システムとは異なる。ドライバ１３０は、１００％よりも小さいかまたは等しいデューティサイクルを有する少なくとも１つのパルス幅変調信号ＰＷＭを供給する。第１の信号Ｓ３および第２の信号Ｓ４は、今度は、同じマトリックス光源１１０、例えば第１の光源１１２．１の供給に作用する。

【0064】

第１の信号Ｓ３によって指示された第１の動作モード、または第１の構成において、光源１１２は第１のピーク強度Ｉｃ３を受ける。このピーク強度は基準ピーク強度であり得る。並行して、光源への電力供給は、第１のデューティサイクルを使用して制御される。本図に見られ得るように、これらのデューティサイクルは２０％と５０％との間に含まれる。それらは本質的に低いと考えられるが、第１のピーク強度Ｉｃ３は高いと考えられる。以下で説明するように、この状況は次いで平衡させられる。

【0065】

図５は、それに固有である第２の構成における、本発明の第２の実施形態に係る発光システム１０２を示す。

【0066】

ここで、発光システム１０２は、その供給が切り替えられている。特に、光源１１２は、それらのデューティサイクルが増加しているが、それらに印加されるピーク強度Ｉｃ４は減少している。最初の構成に対して、第２のデューティサイクルには２が乗算されているが、それらのピーク強度は２で除算されている。したがって、第２のピーク強度Ｉｃ４は、第１の構成において受けられる第１のピーク強度Ｉｃ３の１／２に等しい。デューティサイクルの増加はピーク強度の低下を補償する。第２の平均強度は一定のままである。

【0067】

交互に、第１の信号Ｓ３と第２の信号Ｓ４とは、マトリックス光源１１０、特にその基本光源１１２が電力供給されることを可能にする。各基本光源１１２は、採用された構成に応じて２つのデューティサイクルに関連づけられる。

【0068】

第１の電流から第２の電流に切り替わることを可能にする遷移は、第１のデューティサイクルがしきい値、例えば５０％に達したときに開始される。特に、第１のデューティサイクルが５０％よりも小さいかまたは等しいときは、第１のデューティサイクルを増加させることが関連する。特に、パルスは、時間の１／２を超えて０電力を有する。例えば、第２のデューティサイクルは補正の後に１００％に向かう傾向があり得る。引き換えに、第１のピーク強度は低減される必要がある。第２のデューティサイクルは第２のピーク強度を補償する。第２のデューティサイクルは、端を含む５０％から１００％まで、好ましくは８０％から１００％まで変動するように変更され得る。デューティサイクルが６６％よりも小さいかまたは等しい構成では、本発明は、デューティサイクルに１．５を乗算し、ピーク強度を１．５で除算することによって構成を補正することを目指す。したがって、本発明は、様々な補正係数を採用し、様々なデューティサイクルしきい値に達したときに作用し得る。

【0069】

したがって、本発明は、少なくとも１つのデューティサイクルがデューティサイクルの範囲内のままであること、および／または所与の光源のピーク強度が最小化されることを保証する傾向がある。

【0070】

第２の実施形態は、ピーク強度とデューティサイクルとの動的補正を伴う電力供給を提供する。

【0071】

図６は、本発明の第２の実施形態に係る発光システムに供給されることを意図された第１の電流Ｃ３および第２の電流Ｃ４を示す。発光システムは、図４および図５に示された発光システムと同様または同等であり得る。

【0072】

この図は図２と実質的に同等である。しかしながら、図６は、第１の平均強度Ｉｍ３が第２の平均強度Ｉｍ４に等しい点が、図２とは異なる。

【0073】

この結果は、第２のデューティサイクルの正確な増加によって第２のピーク強度Ｉｃ４の減少を補償することによって達成される。特に、第２のピーク強度Ｉｃ４の除算と、第２のデューティサイクルの乗算とのために同じ係数が使用される。より具体的には、第２の幅Ｌ４は、同じ係数で乗算された第１の幅Ｌ３に等しい。第１のパルスは、第２の電流Ｃ４の第２のパルスに等しい面積を有する。本例では、この調整係数または補償係数は２に等しい。第１の電流Ｃ３と第２の電流Ｃ４とは同等の周期ＰＥを有する。第２の電流Ｃ４によって、図３に関して説明したように、発光システムの温度、特に第２の制御ユニットの温度を低減することが可能である。この結果は、光源オン時間がより長く、したがって、専用の制御ユニットが電力を放散する必要がある時間が短縮されるので、達成される。

【0074】

図７は、第１の関連づけられた構成における、本発明の第３の実施形態に係る発光システム２０２を示す。

【0075】

本教示は図１の教示と同様である。発光システム２０２は、第１のセットＥ１と第２のセットＥ２とに分割された複数の基本光源２１２をもつマトリックス光源２１０を備える。第１のセットＥ１は第１の制御ユニット２２０．１に依存し、第２のセットＥ２は第２の制御ユニット２２０．２に依存する。これらのデバイス（２２０．１；２２０．２）は、それらに専用の信号（Ｓ５；Ｓ６；ＳＰ）を送信するドライバ２３０に依存する。

【0076】

この第１の構成では、ドライバ２３０は１次信号ＳＰを送達する。第１のセットＥ１の光源２１２は、次いで、１次パルス幅変調電流によって電力供給される。この１次電流は第１のピーク強度Ｉｃ５と第１のデューティサイクルとによって規定される。これらの第１のデューティサイクルは５０％から１００％まで変動する。

【0077】

ドライバ２３０からの第１の信号Ｓ５によって、第２のセットＥ２の光源２１２は第１のパルス幅変調電流Ｃ５によって電力供給される。この電流Ｃ５は、第１のピーク強度Ｉｃ５に等しいピーク強度Ｉｃ５と、デューティサイクルとによって規定される。これらのデューティサイクルは２０％から３３％まで変化する。それらは、したがって、１００％からかなり離れており、これが補正マージンを以下で説明するようなものにする。

【0078】

図８は、第２の関連づけられた構成における、本発明の第３の実施形態に係る発光システム２０２を示す。

【0079】

第２のセットＥ２の補正マージンを活用するために、ドライバ２３０は第２の信号Ｓ６を供給し、場合によっては補助の第１の信号Ｓ５と置き換える。第２の信号Ｓ６は、第２のパルス幅変調電流Ｃ６を生成することを可能にする。この第２の電流Ｃ６は第２のピーク強度Ｉｃ６と第２のデューティサイクルとによって規定される。第１の構成に対して、第２のセットのデューティサイクルは３倍になっている。第２のセットのデューティサイクルは、端を含む６０％から９９％まで変動する。これが、１００％に近づくこと、したがって、利用可能な補正マージンを活用することを可能にする。第２のピーク強度Ｉｃ６は、光源２１２の第１のセットＥ１に印加される第１のピーク強度Ｉｃ５の１／３に等しい。このことは、第１の構成に対してピーク強度を３で除算することを暗示している。比較として、第１のゾーンの基本光源の電力供給は変化されず、それらは、第１の信号Ｓ５によって制御される第１の電流Ｃ５によって引き続き電力供給される。したがって、ドライバ２３０は、１次信号ＳＰに加えて、第２の信号Ｓ６または第１の信号Ｓ５を選択的に供給する。

【0080】

本発明の１つの変形形態によれば、ピーク強度が第２のセットＥ２内で切り替えられると、デューティサイクルはそれに応じて変化する。電圧は一定のままである。

【0081】

第３の実施形態は、第２のセット中のピーク強度とデューティサイクルとの動的で局所化された補正を伴う電力供給を可能にする。第３の実施形態はハイブリッド動作を提供する。

【0082】

様々な実施形態は互いに組み合わせられ得る。例えば、図１、図７および図８の第１のセットは、デューティサイクルがそれを可能にするという条件で、図４および図５の教示に従って変更され得る。図７および図８の文脈において、第２の制御ユニットは、図４および図５の第２の実施形態の第１の制御ユニットのように作動することが理解されよう。

【0083】

保護の範囲は特許請求の範囲によって規定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】