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JP4773705B2 - 車両ヘッドライト用の照明モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、カットオフタイプのタイプの照明ビームを発生し、特に発光ダイオードと併用するのに適した車両ヘッドライト用の照明モジュールに関する。
カットオフ付き照明ビームは、方向限界またはカットオフ線であって、それより、上方では放出光の強度が弱い方向限界、またはカットオフ線を有する照明ビームを意味するものである。追い越し、すなわち下向きビーム光、及び防曇灯の機能が、現在の欧州法令に従ったカットオフ付き光ビームの例である。
一般的に、楕円ヘッドライトでは、適当に適応させた輪郭を有し、軸方向において、楕円反射鏡及び収束レンズ間に配置された垂直プレートで形成されたマスクによってカットオフが行われる。マスクは、反射鏡の第2焦点付近に配置されている。
マスクにより、光源から出て、反射鏡によって集束レンズの焦点面の下部に向けて反射され、もしマスクがなければ、カットオフ線より上方で、ヘッドライトによって放出されてしまう光線が掩蔽される。
しかし、そのような解決策には、ある種の問題がある。
すなわち、このタイプのヘッドライトの1つの欠点は、光源から放出された光束の相当な部分が、マスクの後面で散逸することである。
別の解決策は、光源及びフレネル光学部品、または複合表面タイプの反射鏡を使用する照明モジュールを製造することにある。カットオフを生じるために、光源の像の縁部を、照明ビームの法定試験に使用される測定画面上に整列させる必要がある。
この解決策にも、ある種の問題がある。
したがって、光源がダイオードである場合、きれいなカットオフを生じることが非常に困難である。これに関連して、ダイオードに対応する虚光源の像は、一般的に丸形であって、拡散性を有し、丸形の対応像を整列させることによって、きれいなカットオフを生じさせることは、はるかに複雑であり、簡単ではない。
この問題は、ダイオード付きのダイアフラムを使用することによって克服することができるが、その場合、ダイオードによって生じる大量の光エネルギが失われる。
また、最良の性能を有することが知られているダイオードの発光表示器は複雑であり、均質ビームを、ダイオードの直接的な像から得ることは非常に困難である。
本発明は、カットオフを有し、特に光源として、ダイオードを使用することによって、きれいなカットオフを得ることができるタイプの照明ビームとともに、均質光ビームを発生すると同時に、マスクの使用を避けることにより、失われる光束の量を減少させることができる、車両ヘッドライト用の照明モジュールを提供することを目的とする。
そのため、本発明は、カットオフタイプの第1照明ビームを発生するための車両ヘッドライト用照明モジュールにおいて、
カットオフが一平面上で楕円形である光線反射用表面を有する第1反射鏡、及び
第1反射鏡の第1焦点付近に配置された少なくとも1つの第1光源
を有する照明モジュールであって、
第1反射鏡の第2焦点を通る光軸を有していて、カットオフビームの第1部分を生成する第2反射鏡と、
第1反射鏡の第2焦点を通る光軸を有していて、カットオフビームの第2部分を生成する第3反射鏡と、
第2反射鏡及び第3反射鏡間に配置された、ベンダーと呼ばれる第4反射鏡であって、
第1反射鏡の第2焦点付近に配置され、それによって、照明ビーム内にカットオフを形成する、カットオフ縁部と呼ばれる縁部、及び
第2及び第3反射鏡のそれぞれの光軸を含む反射上面を有する第4反射鏡
とを備えることを特徴とする照明モジュールを提供するものである。
本発明により、光源から放出される光束のより多くの部分が、モジュールによって発生する光ビームに使用される。
さらに、本発明に従った照明モジュールは、カットオフ縁部の像を前方に投影するので、特にダイオードで、きれいなカットオフを得ることができる。したがって、照明ビーム内のカットオフの形は、カットオフ縁部の輪郭によって決定される。
本発明に従ったモジュールの別の利点は、光源の像を第1反射鏡の第2焦点で、「混合する」という楕円照明モジュールの特性を利用することであり、これは、発生する照明ビームの均質性を改善する。
さらに、このようなモジュールは、レンズを使用するシステムと比較したとき、光学性能が改善されている。これに関連して言うと、第2及び第3反射鏡の反射面の不均一な反射係数による損失が、レンズ内のガラスの反射による場合よりも少ない。
最後になるが、本発明の構造により、第1反射鏡及びその光源は、第2及び第3反射鏡の一方の背後に隠れることができ、そのため、使用者は、出力ビームを見たとき、第1反射鏡が見えない。そのため、たとえば、第1反射鏡及びその光源を隠蔽するためのマスクを使用しなくてもよいようになる。
第2及び第3反射鏡の光軸は、一致しているのが好ましい。
第1反射鏡は、第2反射鏡の背後に配置されており、それにより、第1反射鏡は、第2反射鏡によって隠蔽されているのが好ましい。
第2反射鏡及び第3反射鏡は、第1反射鏡の第2焦点付近に配置された焦点を有するのが好ましい。
好適な実施形態では、第2反射鏡または第3反射鏡は、カットオフが、一平面上で放物形である光線反射用表面を有する。
別の好適な実施形態では、第2反射鏡または第3反射鏡は、光線反射用の複合表面タイプの反射鏡である。
特に、光源が、発光ダイオードであると好都合である。
カットオフ縁部は、傾斜面を画定する面取り縁部であり、傾斜面は、カットオフ縁部が、第1反射鏡で反射して第2焦点を越えて進む光線を遮らないように決定されていると、特に好都合である。
第1反射鏡の第2焦点は、ベンダーの傾斜面及び反射上面間の交差部分である線分の中央に位置しているのが好ましい。
第1解決策として、第1及び第3反射鏡は、すべて一体成形されるか、または第2及び第4反射鏡はすべて一体成形されるのが好ましい。
第2解決策として、第2、第3及び第4反射鏡は、すべて一体成形されるのが好ましい。
非常に好都合な実施形態では、照明モジュールは、第1光源から出た光線を直接的に受け取る第5反射鏡を備えており、この第5反射鏡の反射面は、カットオフビームの第3部分を生成するようになっている。
第1解決策として、第1、第3及び第5反射鏡は、すべて一体成形されているのが好ましい。
第2解決策として、第1及び第5反射鏡は、共に一体成形されているのが好ましい。
照明モジュールは、カットオフがまったくない第2照明ビームを発生し、
第1反射鏡の第2焦点を通るとともに、第1反射鏡の光軸に対して直角をなす光軸を有していて、カットオフビームがまったくない第2光ビームを発生する、カットオフなし反射鏡と呼ばれる反射鏡と、
このカットオフなし反射鏡の焦点付近に配置された第2光源
とを備えているのが好ましい。
この最後に述べた実施形態では、カットオフなし反射鏡の反射面は、第1反射鏡の光軸及びカットオフなし反射鏡の光軸に対して、直角をなす方向に減少係数が適用されるほぼ放物面とすることができる。
この最後の形式では、カットオフなし反射鏡は、光線反射用の複合表面タイプの反射鏡である。
別の実施形態によれば、照明モジュールは、
ベンダーの反射上面の平面に関して第1反射鏡と対称的な第5反射鏡と、
第5反射鏡の第1焦点付近に配置された第2光源
とを備えている。
この最後に述べた実施形態では、カットオフ縁部は、傾斜面を画定する面取り縁部であり、傾斜面は、カットオフ縁部が、第1反射鏡で反射して第2焦点を越えて進む光線を遮らないように決定され、傾斜面は、反射性を有して第5反射鏡から出た光線の一部を受け取り、また、モジュールは、傾斜面から出た光線を受け取る第6反射鏡を有し、該第6反射鏡は、第1反射鏡の第2焦点付近に焦点が位置する光線反射用のほぼ放物面を有するのが好ましい。
この最後に述べた実施形態では、光線反射用のほぼ放物面を有していて、第2光源から出た光線を直接的に受け取る第7反射鏡を備えているのが好ましい。
特に好都合なことは、ベンダーは、カットオフ縁部に沿って、ベンダーの上面の延長線上に位置する像面湾曲修正用表面を有し、それにより、第1反射鏡から出て第3反射鏡に向かって進むいずれの光線も、カットオフを越えて進まないことである。
修正面は、光を吸収する表面であるか、または反射表面でよく、また、ベンダーの反射上面の平面に対して、所定角度をなして傾斜しているのが好ましく、それにより、第1反射鏡から出て、もし修正面が存在していなければ、カットオフの上方に進んだと思われる光線が、カットオフで第1照明ビームの方向と逆の方向に完全に反射される。
一変形例では、第1反射鏡は、楕円/放物面を有する。その場合、第2反射鏡または第3反射鏡が放物柱であるように構成すると、好都合である。
別の変形例では、
第1集光反射鏡が、カットオフが一平面上で楕円形である光線反射用表面を有し、また、
少なくとも1つの第1光源が、第1集光反射鏡の第1焦点付近に配置されており、
モジュールは、
第1集光反射鏡の第2焦点を通るとともに、この第1集光反射鏡の光軸に対して直角をなす光軸を有していて、カットオフビームを生成する出力反射鏡と、
第1集積反射鏡及び出力反射鏡間に配置された、ベンダーと呼ばれる反射鏡であって、
第1集光反射鏡の第2焦点付近に配置され、それによって、照明ビーム内にカットオフを形成する、カットオフ縁部と呼ばれる縁部、及び
第1集光反射鏡のそれぞれの光軸を含む反射上面を有する反射鏡
とを備えている。
その場合、第1集光反射鏡は、楕円/放物面によって画定されるか、または出力反射鏡が放物柱によって画定されるようにすると好都合である。
本発明のさらなる特徴及び利点は、説明のためであって、制限的ではない本発明の実施形態の以下の記載で明らかになると思う。
すべての図面において、同一部材には同一符号を付けてある。
図1は、本発明の第1実施形態の車両ヘッドライト用照明モジュール1の概略的な側面図である。
モジュール1は、第1反射鏡2、第2反射鏡3、第3反射鏡4、第4反射鏡5、及び光源6を有する。
第1反射鏡2は、2つの焦点F1及びF2、光軸A2、及びほぼ楕円形の反射面7を有する楕円反射鏡である。
ほぼ楕円形の反射面7は、ほぼ回転体であるものの、角扇形の形に形成されており、紙面の平面に対して直角をなす軸平面の上方に位置する半空間内にあり、この平面は光軸A2を含む。第1近似では、表面7は半楕円である。
しかし、表面7は完全な楕円ではなく、モジュール1によって発生する光ビーム内の光分布を最適化するようにされた複数の特定輪郭を有することができることに留意されたい。このことは、第1反射鏡2が完全な回転体ではないことを意味する。
光源6は、第1反射鏡2の第1焦点F1にほぼ配置されている。
光源6は、その光エネルギのほとんどをほぼ楕円形の表面7の反射内側表面に向けて放出する発光ダイオードであるのが好ましい。
ダイオード6は、たとえば、リン化物を含む窒化ガリウムGaNのダイオードであり、そのため、それは白色光を放出する。
第2反射鏡3は、第1反射鏡2の第2焦点F2とほぼ一致した焦点を有し、また、光軸A1及び反射面8を有する。
光軸A1は、照明モジュール1を装備する図示しない車両の長手軸とほぼ平行であり、光軸A1は、光軸A2に対して90°の角度をなしている。
反射面8は、ほぼ放物形であり、放物形の軸が光軸A1である。
第3反射鏡4は、第1反射鏡2の第2焦点F2とほぼ一致する焦点と、第2反射鏡3と同一の光軸A1と、反射面9とを有する。
方向Yは、光軸A2と一致して同一方向に延在するのに対して、方向Zは、光軸A1と一致しているが逆向きであり、方向Xは、F2に位置する中心原点XYZが直接原点であるようになっている。
第3反射鏡4は、平面(F2)(X)(Z)に関して、第2反射鏡3とほぼ対称的である。しかし、第2及び第3反射鏡3及び4の対称性は任意であることに留意されたい。
第4反射鏡5は、ベンダーとも呼ばれ、第2反射鏡3及び第3反射鏡4の間に位置して、少なくとも1つの反射上面10と、カットオフ縁部と呼ばれる前端縁部11とを有する。
カットオフ縁部11は、第1反射鏡2の第2焦点F2の付近に配置されている。
モジュール1は、次のように動作する。光源6から出た3本の光線R1、R2及びR3を考えることにする。
光源6は、第1反射鏡2の第1焦点F1に位置し、光源6から放出された光線の大部分は、内側表面7で反射した後、第2焦点F2に向けて、またはその付近へ送られる。これは、光線R1の場合であり、それはカットオフ縁部11に沿って進む。次に、R1は、第3反射鏡4の表面9で、第3反射鏡4の光軸A1とほぼ平行な方向に反射する。ここで、カットオフ縁部11は、傾斜面を画定する面取り部12を有することに注意されたい。この傾斜面12は、カットオフ縁部11が、第1反射鏡2で反射して第2焦点F2を越えて進む光線を遮る危険がないように決定される。
別の光線は、内側表面7で反射した後、ベンダー5の表面10で反射することができる。これは、R2の場合である。次に、R2は、第2反射鏡3の放物面8で再び反射し、この反射は、図1の平面上で下方に進む。この時、光線R2は、光ビームのカットオフ線の下方に放出される。R2が表面10で反射しなければ、光線R2は、第3反射鏡4の表面9で反射して、(カットオフ線より上方にあるので)受け入れられない。
R3と同一タイプの他の光線は、縁部11を越えて進む。その場合、光線R3は、第3反射鏡4の表面9で反射して、やはり光ビーム内のカットオフより下方に再び送られる。
反射面10は、第1反射鏡2の楕円面7によって、第2焦点F2へ反射された光源6の像を「曲げる」ことができる。
この像の「曲げ」によって形成される「曲がり」は、第2及び第3反射鏡3、及び4で反射した光ビーム内での合成カットオフ線の形成に資する。
第1反射鏡2は第2反射鏡3の背後に位置し、そのため、モジュールを前方から(光軸A1に向かって)見たとき、第1反射鏡及び光源6は見えず、これらは、第2反射鏡によって隠されて、マスクを設ける意味がない。
第2及び第3反射鏡が完全に対称的であり、従って共通の光軸A1を有すると見なしていることに注意されたい。それらは非対称的であって、異なった光軸を有していてもよく、その場合の唯一の条件は、それらの光軸が、第1反射鏡の第2焦点F2で遮断され、同一平面(F2)(X)(Y)上にあることである。
また、ベンダー5の後面13は、構造的理由から反射性を有していてもよいが、この反射部分は使用されないことにも留意されたい。
図2は、本発明の第2実施形態の車両ヘッドライト用照明モジュール100の概略的な側面図である。
モジュール100は、第5反射鏡14をさらに有することを除いて、図1のモジュール1と同一である。
第5反射鏡は、光源6から直接的に光線を受け取って、水平カットオフ線より下方の光ビームを生じる反射面15を有する。もし光源6が点光源であって、いずれの光学装置によっても包囲されていないとすると、反射面15は、第1反射鏡の第2焦点F2に位置する焦点を有する放物面になるはずである。
実際には、発光ダイオードなどの光源6は、点光源ではなく、それは図示しないチップを備え、その正方形または矩形表面が、チップの中心に中心を合わせた、やはり図示しないプラスチック材製の球面ハーフレンズによって包囲されている。その結果、光源及びレンズの非点特性を、反射面15の作製の際に考慮に入れなければならない。
非点光源だけを備えていて、いずれのレンズもない場合、反射面を形成するために、複合表面を使用してもよい。
光源が非点光源だけでなく、球面レンズも有する場合、1つの解決策は、点光源であると見なされ、チップの正方形の、第5反射鏡14に最も近い点17から出る光源から、反射面を作製することにある。
その場合、反射表面15は、点17から出た光線R5が光軸A1と平行であるように構成される。その構造は、点17から出た球面波面を考慮に入れることができ、次にこの球面波面は、プラスチック製ハーフレンズを通過することによって、非球面波面に変形される。この非球面波面は、デカルトの法則を使用することによって決定しうる。反射面15は、先に決定されている非球面波面の反射面15で反射した後、光軸A1に平行な平面に対応する平坦な波面を与えるように構成される。その均一性は、点17から出た光線に沿った光路の恒常性を、光軸に対して直角をなす平面に記すことによって得られる(この平面は、任意に選択することができるが、それは関係するすべての光線に等しくなければならない)。
反射面15が決定された後、点17が表面15に最も近い点であれば、表面15からさらに離れた点18から出る光線R6などのその他の光線は、表面15で反射した後にカットオフの下方の光線を生じる。
第5反射鏡14は、もし第5反射鏡14がなければ、モジュール100の裏側で失われるはずである光を回復させることにより、カットオフビームの強度を相当に増加させることができる。
第1、第3及び第5反射鏡は、すべて、それぞれPPS(フェニレンポリスルフィドタイプ)の標準プラスチック材で、プルアウトシャッタを備えていない単純な金型を使用して一体成形することができることに留意されたい。このことは、第2反射鏡3及びベンダー5にも当てはまる。両者の場合、いずれの反射光学面も、一方側だけにあるので、反射コーティングは一方側だけに付着される。
また、第5反射鏡は、第1反射鏡2の下方の小さい空間を占めることができ、それにより、第1及び第5反射鏡間に自由区域16が残り、そこに何らかの追加機能、たとえば、DRL(昼間走行灯)などの、カットオフを有しないビームの発生を行う光学装置を挿入することができることにも留意されたい。
図3は、本発明の第3実施形態の車両ヘッドライト用照明モジュール101の概略的な側面図である。
モジュール101は、カットオフなし反射鏡と呼ばれる反射鏡18と、第2光源20とをさらに有する点を除いて、図1のモジュール1と同一である。
カットオフなし反射鏡18は、ほぼ放物形である内側反射面19を有し、光軸は、第2及び第3反射鏡3及び4の光軸A1と一致し、焦点はF3である。
焦点F3は、軸F2−Z上に正方向に位置し、光源20は、この焦点F3付近に配置されている。
もし、カットオフなし反射鏡18の反射面19が真の放物形であるならば、それは、カットオフがまったくないほぼ円形の出力ビームを生じる。現在、規制当局は、走行ビームまたはDRLタイプの、カットオフをまったく有しない機能は、その高さの約2倍の幅を有するビームを有することを必要とする。すなわち、ビームは、X方向にY方向の2倍の広がりを有しなければならない。
その結果、カットオフなしタイプの第2機能を規制に適合するモジュール101に追加したい場合、反射面19を改造する必要がある。
第1解決策は、X軸に沿って適合させる減少係数を放物面19に適用することである。この変形は、CODE Vタイプの光学最適化論理方法によって、既知のように実行しうる。
別の解決策は、フランス国特許第2760068号、及びフランス国特許第2760067号明細書に記載されているように、表面にリブを追加することによって、反射面19用に複合表面を形成することである。
図4は、本発明の第4実施形態の車両ヘッドライト用照明モジュール102の概略的な側面図である。
モジュール102は、第5反射鏡21、第2光源27、第6反射鏡23、及び第7反射鏡25をさらに有する点を除いて、図1のモジュール1と同一である。
第5反射鏡21は、(F2)(X)(Z)平面に関して、第1反射鏡2とほぼ対称的である。 その結果、第5反射鏡21の第1焦点F4は、第1反射鏡2の第2焦点F2に関して、第1反射鏡2の焦点F1と対称的である一方、第5反射鏡の第2焦点は、第1反射鏡2の第2焦点F2と一致している。
第2光源は、第5反射鏡のほぼ第1焦点F4付近に位置する。
したがって、第5反射鏡21の反射面22は、ほぼ楕円形であり、光軸A2と逆方向を向く光軸A3を有する。
ベンダーの面取り部12は反射性を有し、そのため、それは、第5反射鏡21の反射面22で反射した光線の一部を反射することができる。
第6反射鏡23は、反射面取り部12から出る光線を受け取り、この第6反射鏡23は、光線反射用のほぼ放物面を有し、焦点が第1反射鏡2の第2焦点F2の近くに位置する。
第7反射鏡は、ほぼ放物形の反射面26を有し、それは、水平カットオフの上下に光ビームを生じる。反射面26は、第1反射鏡の第2焦点F2に位置する焦点を有し、第2光源27から発して、第5反射鏡21の表面22で反射しない光を直接的に受け取るように配置されている。
モジュール102は、次のように動作する。
4本の光線R7、R8、R9及びR10が、第2光源27から出ると考えることにする。
第2光源27は、第5反射鏡21の第1焦点F4に配置されているので、光源27から放出された光線の大部分が、内側表面22で反射した後、第2焦点F2またはその付近に向けられる。これは、カットオフ縁部11に沿って進む光線R7の場合である。次にR7は、第2反射鏡3の表面8で、第2反射鏡3の光軸A1とほぼ平行な方向に反射する。
他の光線は、内側表面22で反射した後、ベンダー5の反射面取り部12で反射する。これは、R9の場合である。次にR9は、第6反射鏡23の放物面24で再び反射し、この反射は、図面の平面上で上方に進む。この時、光線R9は、光ビームのカットオフ線の上方に放出される。これは、光線R9が、カットオフ縁部11の下方に位置する点から出ることによる。
R8と同一タイプの他の光線は、縁部11を越えて進む。その場合、光線R8は、次に第2反射鏡3の表面8で反射し、これも光ビーム内のカットオフ線の上方に再放出される。
最後に、R10タイプの光線は、第5反射鏡の表面22で遮断されないで、第7反射鏡25の表面26に向かって放出され、次に、カットオフ線の上下でビーム内へ送られる。表面26の中心で反射するように示されている光線R10は、まさにカットオフ線上に位置する。しかし、表面26は、それがカットオフビームを生じるように形成することができることは想像できると思う。この構造は、たとえば、ビームを逆向きにすれば、図2の反射鏡14の構造と同一である。
ここで、2つの光源6及び27が同時に点灯した場合、走行ビームまたはDRLタイプの出力ビームが得られ、第1光源6だけが点灯した場合、やはりカットオフビームになって、追い越しビームまたは防曇タイプであることに留意されたい。したがって、モジュール102は、走行ビームのカットオフ線の上方に光を追加することによって、補足的なビームを生じることができる。
別の構造では、第6及び第7反射鏡23及び25を、それぞれ原点を通るX軸及び第2光源27を通る平行軸を中心にして、正方向の角度(我々の意見では1°)に回転させ、それによって、補足ビーム及び走行ビーム間の重なりを生じさせる(その場合、組み合わせの最大強度がより高くなり、2つのビーム間にコントラスト線が生じる危険がなくなる)ことにも留意されたい。
図5は、X軸に沿って、まっすぐなカットオフ線を有する、図1に示された照明モジュール1についての等照度曲線200を示す。
曲線200は、光ビームの2つのフィン形部分201及び202を含む曲線部分が、照明表面を2つの区域I(カットオフなし)及びII(カットオフ線の上方)に分割する方向限界、すなわちカットオフ線の上方に位置することを示す。
区域内にフィン形部分201及び202が存在するのは、特に第3反射鏡4で反射した後に、像面湾曲の修正がまったく行われないためである。したがって、理論的には、反射面9に入射してカットオフ縁部11に沿って進む光線は、すべて、水平方向に分散されるはずである。実際には、近軸近似外では、X方向において焦点F2のいずれかの側にあって、Z軸上からわずかに外れている点について、放物面9によって投影される像も決して定められない。これらの点の像は、カットオフ線の上方にあって、フィン形部分201及び202の存在を説明する。
その結果、像面湾曲修正を適用することが必要である。1つの解決策は、光が水平線の上方にビームを生じやすい点を通過しないようにすることである。その場合、不透明な修正面を、カットオフ縁部11の上方に追加し、それにより、表面7から出る、有害になりやすい光線が第3反射鏡4の表面9に達しないようにする。このような表面は、標準コンピュータシミュレーション方法によって決定されて、それからカットオフ縁部11に付着され、(F2)(X)(Z)平面上のフィン形部分201及び202の下方に示されている斜線部分の形を有する。
しかし、ベンダー5の反射面10上の金属蒸着作業中、この反射面10の端部の鋭い縁部を有する小さい表面にスプレーを吹きかける必要があるので、そのような不透明表面の製造は困難である。
したがって、縁部11に修正面を簡単に追加することができることが望ましく、製造作業を簡単な状態に保つために、この修正面は反射性を有している。
しかし、表面9に向けられて、反射修正面によって隠蔽された光線は、次に第2反射鏡3の表面8に向かって反射し、そのため、カットオフ線より上方のビームを生じ、それにより、像面湾曲の無修正の問題を第2反射鏡3に移すので、上記のものと同一の修正面を保持することができない。この問題の1つの解決策が、図6に示されている。
図6は、像面湾曲を修正するための反射面400を示し、これは、図1に示されているようなモジュールに使用される。
表面400は、カットオフ縁部11の延長部分であって、標準コンピュータシミュレーション方法を使用して、次の2つの条件、すなわち、
第1条件:表面7から送られて、カットオフ線より上方にありがちな光線が、第3反射鏡4の表面9に達するのを防止すること、
第2条件:軸F2−Xを含んで(F2)(X)(Z)平面に対して所定角度で、本例では20°だけ傾斜した平面P上にあり、それにより、表面400によって遮断された有害光線がモジュール1の後方へ反射され、決して第2反射鏡3の反射面8に向けて反射されないこと、
を満たすように計算される。
図7は、図6に示されているような平面P上に表面400がある修正カットオフ縁部を有する、図4に示された照明モジュールの等照度曲線300を示す。
曲線300は、照明ビーム全体がカットオフ線の方向限界より下にあること、すなわち、区域I内にあることを示す。
像面湾曲修正面400については、図1を参照しながら説明したが、それは、図2〜図4のその他の実施形態にも、まったく同様に適用可能であることは明らかである。
図1〜図4の実施形態のすべてにおいて、201及び202などのフィン形部分を回避するための第2解決策を、第1反射鏡2、及び第2及び第3反射鏡3及び4の反射面のわずかな変更に見い出すことができる。
前に、図1を参照しながら、
・第1反射鏡の表面7は完全な楕円以外にすることができ、モジュール1によって発生する光ビーム内の光分布を最適化するための他の特定輪郭を有することができ、また、これは、第1反射鏡2が完全な回転表面以外になることを意味すると思われ、
・第2反射鏡3及び第4反射鏡4の反射面8及び9は、ほぼ放物形である、
ことを指摘した。
また、図5を参照しながら、区域II内のフィン形部分201及び202の存在が、特に第3反射鏡4での反射後に像面湾曲修正が行われないためであることも指摘した。
したがって、像面湾曲修正を行い、それにより、上記の照明モジュール1、100、101または102によって放出されるビーム内のフィン形部分201及び202をなくすために、これらの事実を活用して、第1、第2及び第3反射鏡の表面にわずかな変更を加えることが可能である。
そのような像面湾曲修正は、照明面を2つの区域に分割するカットオフ線の上方へ光ビームが進められない、すなわち、光線を図7の区域II内へ送らないという結果を生じなければならない。これらの条件に基づいて、区域I及びII間の方向限界は、第2及び第3反射鏡3及び4によって形成される、第4反射鏡5のカットオフ縁部11の無限遠の像であると見なすことができる。
したがって、本発明は、まっすぐなカットオフ線11を使用して、第2及び第3反射鏡3及び4の援用によって像を無限遠に形成することを含み、これらの反射鏡3及び4は、放物柱、すなわち、図1の8または9などの表面からなり、これらの表面は、図1の平面に対して直角をなして、放物面8または9上に当たるまっすぐなセグメントによって生成される。
その場合、第1反射鏡2は、光源6から放出される球面波を、母線がカットオフ縁部11に平行である円柱波に変換する表面でなければならない。
その場合、第1反射鏡2の表面は容易に形成され、それにより、楕円/放物面、すなわち、
・その反射鏡の、水平面に沿った断面が放物形であり、
・光源を含む垂直面に沿った断面が楕円形である、
表面が得られる。
したがって、第1反射鏡2が楕円/放物面からなり、第2及び第3反射鏡3及び4が放物柱であり、第4反射鏡5、すなわちベンダーがまっすぐなカットオフ縁部を有する照明モジュールを製造することによって、そのような照明モジュールによって放出されるビームは、図8に示された等照度曲線500を有する。
曲線500は、上記照明モジュールによって放出される光ビーム全体が方向限界、すなわちカットオフ線の下方にある、すなわち、区域I内にあることを示す。
したがって、カットオフが特にきれいであると共にまっすぐであり、光の曲がりが単純である、すなわち、まっすぐな縁部で曲がるビームが得られ、したがって、すべてが非常に容易に製造されることがわかると思う。
そのような構造は、本発明の別の実施形態、特に図9に示されているものに適用することができる。
このさらなる実施形態によれば、モジュール103において、第1及び第3反射鏡は、上述した通りであり、第2反射鏡は、取り外され、ベンダー反射鏡は、その反射面が、第1集光反射鏡2の光軸A2を含むように配置されている。
モジュール103の動作は、次の通りである。
光源6から出た3本の光線R1、R2及びR3を考えることにする。
光源6は、第1集光反射鏡2の第1焦点F1に位置するので、光源6から放出された光線の大部分は、内側表面7で反射した後、第2焦点F2に向けて、またはその付近へ送られる。これは、光線R1の場合であり、カットオフ縁部11に沿って進む。次にR1は、出力反射鏡4の表面9で、出力反射鏡4の光軸A1にほぼ平行な方向に反射する。ここで、カットオフ縁部11は、傾斜面を画定する面取り部12を有することに注意されたい。この傾斜面12は、カットオフ縁部11が、第1反射鏡2で反射して、第2焦点F2を越えて進む光線を遮る危険がないように決定される。
別の光線は、内側表面7で反射した後、ベンダー5の表面10で反射することができ、これは、R2の場合である。次にR2は、出力反射鏡4の放物面9で再び反射し、この反射は、図9の平面上で下方に進む。この時、光線R2は光ビーム内のカットオフの下方に放出される。
R2が表面10で反射しなければ、光線R2は、出力反射鏡4の表面9で反射して、(カットオフ線より上方にあるので)受け入れられなかったはずである。
R3と同一タイプの他の光線は、縁部11を越えて進む。その場合、光線R3は、出力反射鏡4の表面9で反射して、やはり光ビーム内のカットオフより下方に再び送られる。
反射面10は、第1反射鏡2の楕円面7によって、第2焦点F2へ反射された光源6の像を「曲げる」ことができる。
この像の「曲げ」によって形成される「曲がり」は、出力反射鏡4で反射した光ビーム内での合成カットオフ線の形成に資する。
光源6によって放出される光線を最大限に集めるために、図9に点線で示されているように、第1集光反射鏡2を出力反射鏡4の光軸A1まで延長させることができる。
もちろん、本発明は、上記実施形態に制限されない。
光線の経路を示す、本発明の第1実施形態の照明モジュールの概略的な側面図である。 数本の光線の経路を示す、本発明の第2実施形態の照明モジュールの概略的な側面図である。 本発明の第3実施形態の照明モジュールの概略的な側面図である。 本発明の第4実施形態の照明モジュールの概略的な側面図である。 図1に示されたような照明モジュールの、像面湾曲について無修正のカットオフ線を有する場合の等照度曲線を示す図である。 図1に示されたようなモジュールに使用される、像面湾曲修正面を示す図である。 図1に示されたような照明モジュールの、図6に示された表面で湾曲が修正されたカットオフ線を有する場合の等照度曲線を示す図である。 図1に示された照明モジュールの、変更された反射面を有する変更例の等照度曲線を示す図である。 光線の経路を示す、本発明の別の実施形態の照明モジュールの概略的な側面図である。
符号の説明
1、100、101、102 照明モジュール
2 第1反射鏡
3 第2反射鏡
4 第3反射鏡
5 第4反射鏡、ベンダー
6 光源
7 第1反射鏡の反射面
8 第2反射鏡の反射面
9 第3反射鏡の反射面
10 ベンダーの反射上面
11 カットオフ縁部
12 面取り部
13 ベンダーの後面
14 第5反射鏡
15 第5反射鏡の反射面
16 自由区域
17 点
18 カットオフなし反射鏡
19 カットオフなし反射鏡の反射面
20 第2光源
21 第5反射鏡
22 第5反射鏡の反射面
23 第6反射鏡
25 第7反射鏡
26 第7反射鏡の反射面
27 第2光源
200、300 等照度曲線
201、202 フィン形部分
400 反射面
F1、F2、F3、F4 焦点
A1、A2、A3 光軸
R1、R2、R3、R5、R6、R7、R8、R9 光線

Claims (28)

  1. カットオフタイプの第1照明ビームを発生するための車両ヘッドライト用照明モジュールであって、前記照明モジュールは、
    カットオフが一平面上で楕円形である光線反射用表面(7)を有する第1反射鏡(2)と、
    第1反射鏡(2)の第1焦点(F1)付近に配置された少なくとも1つの第1光源(6)と、
    前記第1反射鏡(2)の第2焦点(F2)を通るとともに、前記第1反射鏡(2)の光軸(A2)に対して直角をなす光軸(A1)を有していて、カットオフビームの第1部分を生成する第2反射鏡(3)と、
    前記第1反射鏡(2)の第2焦点(F2)を通るとともに、前記第1反射鏡(2)の光軸(A2)に対して直角をなす光軸(A1)を有していて、カットオフビームの第2部分を生成する第3反射鏡(4)と、
    前記第2反射鏡(3)及び第3反射鏡(4)の間に配置された、ベンダーと呼ばれる第4反射鏡(5)
    を備え、
    前記第4反射鏡(5)は、前記第1反射鏡(2)の第2焦点(F2)の付近に配置され、それによって、前記照明ビーム内にカットオフを形成する、カットオフ縁部と呼ばれる縁部(11)と、前記第2及び第3反射鏡(3)(4)のそれぞれの光軸(A1)を含む反射上面(10)とを有し、
    前記カットオフ縁部(11)は、傾斜面(12)を画定する面取り縁部であり、この傾斜面(12)は、前記カットオフ縁部(11)が、第1反射鏡(2)で反射して、前記第2焦点(F2)を越えて進む光線を遮らないように決定されていることを特徴とする照明モジュール。
  2. 前記第2及び第3反射鏡(3)(4)の光軸(A1)は、一致していることを特徴とする、請求項1に記載の照明モジュール。
  3. 前記第1反射鏡(2)は、第2反射鏡(3)の背後に配置されており、それにより、前記第1反射鏡(2)は、第2反射鏡(3)によって隠蔽されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の照明モジュール。
  4. 前記第2反射鏡(3)及び第3反射鏡(4)は、第1反射鏡(2)の第2焦点(F2)の付近に配置された焦点(F2)を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明モジュール。
  5. 前記第2反射鏡(3)または第3反射鏡(4)は、カットオフが一平面上で放物形である光線反射用表面(8)(9)を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の照明モジュール。
  6. 前記第2反射鏡(3)または第3反射鏡(4)は、光線反射用の複合表面タイプの反射鏡であることを特徴とする、請求項1または2に記載の照明モジュール。
  7. 前記光源(6)は、発光ダイオードであることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の照明モジュール。
  8. 前記第1反射鏡(2)の第2焦点(F2)は、前記ベンダー(5)の傾斜面(12)及び前記反射上面(10)間の交差部分である線分の中央に位置していることを特徴とする、請求項に記載の照明モジュール。
  9. 前記第1及び第3反射鏡(2)(4)は、すべて一体成形され、かつ/または、前記第2及び第4反射鏡(3)(5)は、すべて一体成形されていることを特徴とする、請求項1〜のいずれか1項に記載の照明モジュール。
  10. 前記第2、第3及び第4反射鏡(3)(4)(5)は、すべて一体成形されていることを特徴とする、請求項1〜のいずれか1項に記載の照明モジュール。
  11. 前記第1光源(6)から出た光線を直接的に受け取る第5反射鏡(14)を備えており、この第5反射鏡(14)の反射面(15)は、前記カットオフビームの第3部分を生成するようになっていることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載の照明モジュール。
  12. 前記第1、第3及び第5反射鏡(2)(4)(14)は、すべて一体成形されていることを特徴とする、請求項11に記載の照明モジュール。
  13. 前記第1及び第5反射鏡(2)(14)は、共に一体成形されていることを特徴とする、請求項11に記載の照明モジュール。
  14. カットオフが全くない第2光ビームを発生するために、
    前記第1反射鏡(2)の第2焦点(F2)を通るとともに、前記第1反射鏡(2)の光軸(A2)に対して直角をなす光軸(A1)を有していて、カットオフビームがまったくない第2光ビームを発生する、カットオフなし反射鏡と呼ばれる反射鏡(18)と、
    前記カットオフなし反射鏡(18)の焦点(F3)の付近に配置された第2光源(20)
    とを備えることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか1項に記載の照明モジュール。
  15. 前記カットオフなし反射鏡(18)の反射面(19)は、前記第1反射鏡(2)の光軸(A2)及び前記カットオフなし反射鏡(18)の光軸(A1)に対して直角をなす方向に、減少係数が適用されるほぼ放物面であることを特徴とする、請求項14に記載の照明モジュール。
  16. 前記カットオフなし反射鏡(18)は、光線反射用の複合表面タイプの反射鏡であることを特徴とする、請求項14に記載の照明モジュール。
  17. 前記ベンダー(5)の反射上面(10)の平面に関して、前記第1反射鏡(2)と対称的な第5反射鏡(21)と、
    この第5反射鏡(21)の第1焦点(F4)の付近に配置された第2光源(27)
    とを備えることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の照明モジュール。
  18. 前記カットオフ縁部(11)は、傾斜面(12)を画定する面取り縁部であり、前記傾斜面(12)は、前記カットオフ縁部(11)が、第1反射鏡(2)で反射して、前記第2焦点(F2)を越えて進む光線を遮らないように決定され、前記傾斜面(12)は、反射性を有していて、前記第5反射鏡(21)から出た光線の一部を受け取り、
    このモジュール(102)は、前記傾斜面(12)から出た光線を受け取る第6反射鏡(23)を有し、この第6反射鏡(23)は、第1反射鏡(2)の第2焦点(F2)の付近に焦点が位置する光線反射用のほぼ放物面(24)を有すること
    を特徴とする、請求項17に記載の照明モジュール。
  19. 光線反射用のほぼ放物面(26)を有していて、前記第2光源(27)から出た光線を直接的に受け取る第7反射鏡(25)を備えていることを特徴とする、請求項17又は18に記載の照明モジュール。
  20. 前記ベンダーは、前記カットオフ縁部(11)に沿って、前記ベンダー(5)の上面(10)の延長線上に位置する像面湾曲修正用の表面(400)を有し、それにより、前記第1反射鏡(2)から出て第3反射鏡(4)に向かって進むいずれの光線も、前記カットオフを越えて進まないようになっていることを特徴とする、請求項1〜19のいずれか1項に記載の照明モジュール。
  21. 前記修正面は、光を吸収することを特徴とする、請求項20に記載の照明モジュール。
  22. 前記修正面(400)は、反射性を有し、前記ベンダーの反射上面(10)の平面に対して所定角度をなして傾斜しており、それにより、前記第1反射鏡(2)から出て、もし前記修正面が存在していなければ、前記カットオフの上方に進んだと思われる光線が、前記第1照明ビームの方向と逆の方向に完全に反射されるようになっていることを特徴とする、請求項20に記載の照明モジュール。
  23. 前記第1反射鏡(2)は、楕円/放物面によって画定されていることを特徴とする、請求項1〜19のいずれか1項に記載の照明モジュール。
  24. 前記第2反射鏡(3)は、放物柱であることを特徴とする、請求項23に記載の照明モジュール。
  25. 前記第3反射鏡(4)は、放物柱であることを特徴とする、請求項23又は24に記載の照明モジュール。
  26. カットオフタイプの照明ビームを発生するための車両ヘッドライト用照明モジュールであって、前記照明モジュールは、
    カットオフが一平面上で楕円形である光線反射用表面(7)を有する第1集光反射鏡(2)と、
    前記第1集光反射鏡(2)の第1焦点(F1)の付近に配置された少なくとも1つの第1光源(6)と、
    前記第1集光反射鏡(2)の第2焦点(F2)を通るとともに、前記第1集光反射鏡(2)の光軸(A2)に対して直角をなす光軸A1を有していて、前記カットオフビームを生成する出力反射鏡(4)と、
    前記第1集光反射鏡(2)及び前記出力反射鏡(4)の間に配置された、ベンダーと呼ばれる反射鏡(5)
    を備え、
    前記反射鏡(5)は、前記第1集光反射鏡(2)の第2焦点(F2)の付近に配置され、それによって、前記照明ビーム内にカットオフを形成する、カットオフ縁部と呼ばれる縁部(11)と、前記第1集光反射鏡(2)のそれぞれの光軸(A2)を含む反射上面(10)とを有し、
    前記カットオフ縁部(11)は、傾斜面(12)を画定する面取り縁部であり、この傾斜面(12)は、前記カットオフ縁部(11)が、第1反射鏡(2)で反射して、前記第2焦点(F2)を越えて進む光線を遮らないように決定されていることを特徴とする照明モジュール。
  27. 前記第1集光反射鏡(2)は、楕円/放物面によって画定されていることを特徴とする、請求項26に記載の照明モジュール。
  28. 前記出力反射鏡(4)は、放物柱によって画定されていることを特徴とする、請求項26に記載の照明モジュール。
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