JP7384899B2 - 集光器の被照射面を映し出す発光モジュール - Google Patents

Description

本発明は、発光による照明や合図の分野、より特定的には自動車両の分野に関する。

屈曲器を有する１つないし複数の光モジュールを用いてカットオフのある照明ビームを作り出すような慣行が一般的に知られている。そのような光モジュールは従来、楕円状のプロファイルを有する回転の反射表面を伴った集光器を備えている。その集光器は、水平面によって境界付けられる半分の空間内においてキャップの形状をしている。本質的には点光源である発光ダイオード型の光源が、反射表面の第１焦点の所に位置して、当該表面の方向に半分の空間内へと発光する。かくして光線は、反射表面の第２焦点に向かって集束するようにして反射される。第２焦点と同程度の所にカットオフ縁部を有した別の（概して平坦な）反射表面によって、第２焦点を精確には通過しない光線の上方への反射が確保される。そして、これらの光線は、厚レンズによって照明ビームの底部の方へ屈折される。この反射表面は、（さもなければ照明ビームの上方部分を形成してしまうであろう）それらの光線を、投射レンズの頂部の方へ「屈曲させる」という点において、一般に「屈曲器」と呼ばれる。

そのような光モジュールは、屈曲器とカットオフ縁部との位置決めに高い精度を必要とする欠点を有している。かくして投射レンズは、その短い焦点距離ゆえに厚レンズでなければならず、これにより、その重量が増大すると共に（特にヒケの点で）製造を困難にしてしまう。また、集光器は相当の高さを有し、それに伴って相当の高さ方向の体積を有している。

本発明の目的は、上述した先行技術における欠点の少なくとも１つを軽減することである。より特定的には、本発明の目的は、カットオフを伴い得る光ビームを形成することのできる、コンパクトで、より経済的に製造される光モジュールを提供することである。

本発明の主題は、特に自動車両用の光モジュールであって、光線を放出することのできる光源と、光源によって放出された光線を集光し反射して当該モジュールの光軸に沿った光ビームとするように構成された反射表面を有する集光器と、光ビームを投射するように構成された光学系とを備えた光モジュールにおいて、光学系は、集光器の反射表面の像を形成するように構成されているという点において注目すべき光モジュールである。

本発明の有利な一実施形態によれば、集光器は、当該集光器の反射表面の後方部分から反射された光ビームの光線が、光軸と平行であるか、または鉛直面内において当該光軸に対して２５°以下、好ましくは１０°以下の傾斜角度αを有するように構成されている。当該の光線は、光ビームの光線のうち少なくとも３０％、好ましくは４０％、より好ましくは５０％、より好ましくは更に８０％に相当することが有利である。反射表面の後方部分は、当該表面の後半部であることが有利である。

本発明の有利な一実施形態によれば、光源は、光軸に対して６５°から１１５°の間の主方向、好ましくは光軸に垂直な主方向へ光線を放出するように構成されている。一変形例によれば、光源がレンズ型の屈折部品と関連付けられていてもよい。それは、集光器の反射表面に亘る光の分布を調節するため、特に光強度の変化を作り出すためである。

本発明の有利な一実施形態によれば、集光器の反射表面は、放物線状または楕円状のプロファイルを有している。それは当該プロファイルの回転面であることが好ましい。その回転は、光軸に平行なことが有利である軸線周りのものである。一変形例によれば、反射表面は自由曲面やスィープ面や非対称面である。その表面は、複数の部分を含んでいてもよい。

本発明の有利な一実施形態によれば、光学系は、光軸上で光源と同程度の所に、光軸に沿った光ビームの全体的な伝播方向に対して当該光源の前方または後方に位置した焦点を有している。

本発明の有利な一実施形態によれば、当該モジュールは、光源によって前方へ放出されて集光器の反射表面によって反射されない光線を集光するよう、光軸に沿った光ビームの全体的な伝播方向に対して光源の前方に位置して当該表面に面したスクリーンを更に備えている。

本発明の有利な一実施形態によれば、スクリーンは、集光した光線を吸収するよう不透明かつ無反射性である。

本発明の有利な一実施形態によれば、光学系は投射レンズである。

本発明の有利な一実施形態によれば、光学系は（有利には光軸上に）反射鏡を備えている。

本発明の有利な一実施形態によれば、光学系の反射鏡が第１反射鏡であり、当該光学系は、光ビームの全体的な伝播方向に対して第１反射鏡の後方で当該光軸から距離の置かれた第２反射鏡を備えており、第１反射鏡は、第２反射鏡に向かって光ビームを反射するように構成され、第２反射鏡は、第１反射鏡によって反射された当該ビームを、光軸に略平行な方向へ反射するように構成されている。

本発明の有利な一実施形態によれば、第１反射鏡は、平坦であるか、または当該モジュールが取付姿勢の向きにされたときに水平面内で凹形のプロファイルを有している。

本発明の有利な一実施形態によれば、反射鏡または第２反射鏡は、当該モジュールが取付姿勢の向きにされたときに鉛直面内で放物線状のプロファイルを有している。

本発明の有利な一実施形態によれば、集光器の反射表面は、凹形であると共に、光ビームの全体的な伝播方向に対しての前方縁部と後方縁部とを有しており、当該モジュールが取付姿勢の向きにされたとき、当該前方縁部は形成される光像の下方部分を境界付け、当該後方縁部は当該像の上方部分を境界付ける。

本発明の有利な一実施形態によれば、後方縁部沿いの反射表面によって反射された光線が、光軸と平行であるか、または鉛直面内において当該光軸に対して２５°以下、好ましくは１０°以下の傾斜角度を有している。

本発明の有利な一実施形態によれば、集光器の反射表面は、光軸の両側に後方縁部の延長をなす２つの側方縁部を備え、当該側方縁部は、当該モジュールが取付姿勢の向きにされたとき水平面内にある。

本発明の有利な一実施形態によれば、後方縁部は水平面内にあり、形成される光像が対応する平坦な水平のカットオフを有している。

本発明の有利な一実施形態によれば、後方縁部は曲がりを有し、形成される光像が対応する曲がった水平のカットオフを有している。

本発明の有利な一実施形態によれば、集光器の反射表面は、光軸の両側に２つの側方縁部を備え、当該側方縁部は後方縁部と交差しており、形成される光像が対応する側方のカットオフを有している。

本発明のもう１つの主題は、一緒に照明および／または合図用ビームを形成するように組み合わされた複数の光モジュールを備える自動車両用の光装置において、光モジュールのうち少なくとも１つは本発明による光モジュールであるという点において注目すべき光装置である。

本発明の有利な一実施形態によれば、光モジュールのうち少なくとも１つについては、集光器の反射表面が光軸の両側に後方縁部の延長をなす２つの側方縁部を備え、当該側方縁部は当該モジュールが取付姿勢の向きにされたとき水平面内にあって、後方縁部が水平面内にあり、形成される光像が対応する平坦な水平のカットオフを有している。また当該モジュールのうち別の少なくとも１つについては、集光器の反射表面が光軸の両側に後方縁部の延長をなす２つの側方縁部を備え、当該側方縁部は当該モジュールが取付姿勢の向きにされたとき水平面内にあって、後方縁部が曲がりを有し、形成される光像が対応する曲がった水平のカットオフを呈している。照明ビームは、曲がった水平のカットオフを有している。

本発明の有利な一実施形態によれば、少なくとも１つの光モジュールの数が少なくとも２つに達し、当該モジュールそれぞれの光学系が共通のものである。

本発明の有利な一実施形態によれば、共通の光学系は、光ビームの全体的な伝播方向に対して、少なくとも２つの数に達する光モジュールにおける集光器の後方に位置した焦点を有している。

本発明の手段は、集光器の被照射反射表面を映し出す（結像させる）ことによって、鮮明な投射光像を得ることが、従って当該の表面の縁部によって同様に鮮明なカットオフを達成することが可能となる、という点において有利である。より特定的には、反射表面の縁部（特に、後方縁部）は、先行技術の屈曲器を伴った光モジュールのカットオフ縁部（例えば５ｍｍ）よりも相当に大きな寸法（例えば１５から２０ｍｍの間）を有している。これにより、光学素子同士の（特に、集光器に対する光源の）位置決め公差に対して光モジュールが実質的により鈍感となり、従って実質的に不安定な状況により強くなる。

また、ガウス条件の下にあるという事実、即ち光軸に対してあまり傾いておらず当該光軸から遠くない光線は、投射系を形成するレンズが（例えば、６ｍｍ未満の厚さの）薄レンズであってよいという結果を有しており、そのレンズを単一のプラスチック射出で製造することを可能とする。

本発明のその他の特徴および利点は、明細書および図面の助けを借りて、より理解が深まることとなる。

本発明の第１実施形態による光モジュールの模式的表現。 図１の光モジュールにおける集光器の斜視図。 図１の光モジュールにおける集光器の内表面を、光軸に沿って外側から見た図。 図１の光モジュールによって作り出される照明ビームの光像の図式的表現。 本発明の第２実施形態による光モジュールの模式的表現。 図５の光モジュールにおける集光器の斜視図。 図５の光モジュールにおける集光器の内表面を、光軸に沿って外側から見た図。 図５の光モジュールによって作り出される照明ビームの光像の図式的表現。 本発明の第３実施形態による光モジュールの集光器の斜視図。 図９の光モジュールにおける集光器の内表面を、光軸に沿って外側から見た図。 図９の光モジュールによって作り出される照明ビームの光像の図式的表現。 本発明の第１実施形態による、本発明による光モジュールを備えた光装置の斜視的表現。 図１２の光装置を別の方向から見た斜視的表現。 図１２および図１３の光装置における、曲がったカットオフを伴うモジュールと平坦なカットオフを伴うモジュール群とによってそれぞれ作り出される照明ビームの光像の図式的表現。 図１２および図１３の光装置における光像の図式的表現。 本発明の第２実施形態による、本発明による光モジュールを備えた光装置の斜視的表現。 図１６の光装置を別の方向から見た斜視的表現。 図１６および図１７の光装置における、曲がったカットオフを伴うモジュールと平坦なカットオフを伴うモジュール群とによってそれぞれ作り出される照明ビームの光像の図式的表現。 図１６および図１７の光装置における光像の図式的表現。 本発明の第３実施形態による、本発明による光モジュールを備えた光装置の斜視的表現。 図２０の光装置における光像の図式的表現。 本発明の第４実施形態による、本発明による光モジュールを備えた光装置の斜視的表現。 本発明による光モジュールにおける集光器の一変形実施形態の側面図。

図１から図４は、本発明による光モジュールの第１実施形態を示している。

図１は、当該光モジュールと、その作動原理との模式的表現である。光モジュール２は本質的に、光源４と、当該モジュールの光軸８に沿った光ビームを形成するために光源によって放出された光線を反射することのできる集光器６と、当該ビームを投射するためのレンズ１０とを備えている。投射レンズ以外の光学投射系、特に１つないし複数の（図１６および図１７にあるような）反射鏡などが想定可能である。

光源４は、半導体光源、特に発光ダイオードであることが有利である。光源４は、当該光源の主面によって境界付けられる半分の空間内において、図示例では当該面と光軸８とに垂直な主方向へ光線を放出する。本発明によれば、放出の主方向は、光軸８に対して６５°から１１５°の間にあることができることとなる。

集光器６は、殻体ないしキャップの形状の保持体６.１と、保持体６.１の内面上の反射表面６.２とを備えている。反射表面６.２は、楕円型ないし放物線型のプロファイルを有しているのが有利である。その表面は、光軸と平行な軸線周りの回転面であることが有利である。或いは、それは自由曲面やスィープ面や非対称面であってもよい。その面はまた、複数の部分を含んでいてもよい。殻体ないしキャップの形状の集光器６は、優れた耐熱性を呈する材料から、例えばガラス、またはポリカーボネートＰＣやポリエーテルイミドＰＥＩなどの合成高分子化合物で作られているのが有利である。表現「放物線型」は一般的には、自らの表面が単一の焦点を有している反射器、即ち光線同士が集束する１つの部位（即ち、この集束の部位に配置された光源によって放出された光線が、当該表面から反射された後に長大な距離まで投射されるような１つの部位）を有している反射器に当てはまる。長大な距離まで投射されるとは、これらの光線が、反射器の寸法の少なくとも１０倍の所に位置した部位へ向かっては集束しないことを意味する。換言すれば、反射された光線同士が、ある１つの集束の部位に向かって集束しないか、或いは集束するとしても、この集束の部位が反射器の寸法の１０倍以上の距離に位置しているのである。従って放物線状の表面は、放物線状の部分を特徴としていてもいなくてもよい。そのような表面を有する反射器は、一般的には単独で光ビームを作り出すのに用いられる。或いは、その反射器は、楕円型の反射器と関連付けられる投射面として用いられてもよい。この場合は、放物線型の反射器の光源が、楕円型の反射器によって反射される光線同士の集束の部位なのである。

光源４は、自らの光線が集められて光軸に沿って反射されるように、反射表面６.２の焦点の所に配置されている。これらの反射された光線の少なくとも一部は、鉛直面内で当該軸に対して２５°以下、好ましくは１０°以下の傾斜角度αを有している。それは、無非点収差（即ち、投射された像の鮮明性）が得られることを可能とする、所謂ガウス条件の下にあるようにである。これらの光線は、反射表面６.２の後方部分によって反射されることが有利である。
投射レンズ１０は、平凸レンズ、即ち平坦な入光面１０.１と凸形の出光面１０.２とを伴うものであることが有利である。レンズ１０は、偏向されるべき光線の傾斜が緩やかであることから、薄いもの（例えば６ｍｍ未満）とみなされる。レンズ１０は、光軸８に沿って光源４と同程度の所、或いは当該光源の後方に位置した焦点１０.３を有している。この場合、焦点１０.３は、集光器６の反射表面６.２と同程度の所に位置している。この焦点は、その近傍（好ましくは、１０ｍｍ未満、できれば５ｍｍ未満の範囲内）にあれば、反射表面６.２の後方や前方に位置させることもできる、ということに留意されたい。

反射表面は、それが楕円型である場合には、レンズ１０の前方に位置して光軸８から距離の置かれた第２焦点６.３を有している。この焦点は、レンズの近傍にあるのであれば、レンズの入光面上でのビームの幅を減少させるよう、レンズの後方および／または光軸上に位置させることもできる、ということに留意されたい。

光モジュール２は、当該の光源４によって放出されて反射表面６.２には当たらない光線を集光するよう、光源４の前方に配置されて集光器６の反射表面６.２に面したスクリーン１２を備えていてよい。そのような手段は、光ビームの形成に（但し、厳密に言えば結像されることなく）関与するかもしれない寄生光線の存在を回避するのに有用である。これらの光線はそして、光ビームの上方部分を照らし得るこことなり、このことはカットオフを伴う照明ビームの場合には望ましくないのである。スクリーンは、これらの光線を吸収するために不透明かつ無反射性であることが有利であるが、それらの光線を遠位側の吸収部位に向かって反射するのを想定することも可能である。

図２は、図１の光モジュール２における集光器６の後方斜視図である。保持体６.１の殻体ないしキャップの形状と、反射表面（図示せず）が前方縁部６.２.１および後方縁部６.２.２を有しているという事実とが分かるであろう。保持体６.１が、従って反射表面６.２が、平面によって境界付けられた対称な回転面の殻体を形成しているという事実のために、当該の平面が後方縁部６.２.２を含んでいるのである。後方縁部は、この平面内において、回転の軸線の両側で左右へ伸びている。反射表面６.２が光源によって照射されたときには、その表面の全体が照らされるが、当該表面は、前方縁部６.２.１と後方縁部６.２.２とによって境界付けられているのである。

図３は、光軸に沿って外側から見た反射表面６.２上の光強度を表現したものである。具体的には、それは表面の放射照度、即ち、当該表面の方向に垂直な電磁放射の入射における、Ｗ／ｍ^２で表される単位面積当たりの仕事率である。表面の大部分に及ぶ暗い範囲が、より低い放射照度に対応するのに対して、もっと明るい中央の範囲は、より高い放射照度に対応している。暗い範囲が縁部６.２.１および６.２.２によって明瞭に境界付けられているのが分かるであろう。換言すれば、被照射表面６.２は本来、この表面を映し出す投射照明ビーム内にカットオフを形成することのできる鮮明な縁部を有しているのである。

図４は、図１の光モジュールによって投射される像の図式的表現である。水平軸線と鉛直軸線とが光モジュールの光軸上で交差している。各曲線は等照度曲線、即ちルクスで表される輝度が同じである光ビームの部位に対応した曲線である。中央部の曲線は、周縁部よりも高い輝度レベルに対応している。作り出される光ビームが、本質的に水平軸線と同じ高さにある水平のカットオフを有していることが分かるであろう。カットオフは完全に真っ直ぐではなく、かくして作り出される像の収差に対応した湾曲を有している。いずれにしても水平のカットオフは、集光器６の反射表面６.２の後方縁部（図２）であるところの縁部６.２.２（図３）によって作り出されるものである。作り出される光ビームが、前方縁部６.２.１に対応した鮮明な輪郭を水平軸線の下方に有していることも分かるであろう。

図５から図８は、本発明による第２実施形態の光モジュールを示している。第１実施形態の光モジュール（図１から図４）における参照符号が、同じであったり対応したりする要素を示すのに用いられているが、これらの符号の数字は１００だけ増やされている。また、図１から図４に関するこれら要素の説明が援用される。

第２実施形態は、第１実施形態と類似すると共に、本質的に次の点においてその実施形態と異なっている。即ち、反射表面１０６.２の後方縁部１０６.２.２が曲がりを有しており、より全般的には集光器の保持体１０６.１を形成する壁体および当該集光器の反射表面１０６.２は、光源１０４の方向の下方への広がりが少なくなっている。換言すれば、後方縁部１０６.２.２は曲がりを有するだけでなく、光軸１０８へ近づいてもいるのである。これは、光軸１０８の高さの所に最大強度があるという所望のビーム形態のためである。集光器の別の構成においては、後方縁部を光軸へ近づけないようにすることが可能である。残部は、第１実施形態の光モジュールと本質的に同じである。

図５は、図１と同様に、当該光モジュールと、その作動原理との模式的表現である。第１実施形態と同様、投射レンズ１１０以外の光学投射系、特に１つないし複数の（図１６および図１７にあるような）反射鏡などが想定可能である。集光器１０６が短くなっていること、即ち光源１０４の方への広がりが少なくなっていることが分かるであろう。

図６は、図２と同様の、図５の光モジュール１０２における集光器６の後方斜視図である。集光器１０６の反射表面１０６.２の後方縁部１０６.２.２が、中央鉛直面との交差部の所に曲がりを成していることが分かるであろう。

図７は、図３と同様の、光軸に沿って外側から見た反射表面１０６.２の光強度を表現したものである。その図では、後方縁部１０６.２.２の曲がりが明確に分かるであろう。

図８は、図４と同様の、図５の光モジュールによって投射される像の図式的表現である。図６および図７に見える後方縁部１０６.２.２の輪郭に対応した水平のカットオフの形状が分かるであろう。

図９から図１１は、本発明による第３実施形態の光モジュールを示している。第１実施形態の光モジュール（図１から図４）における参照符号が、同じであったり対応したりする要素を示すのに用いられているが、これらの符号の数字は２００だけ増やされている。また、図１から図４に関するこれら要素の説明が援用される。

この第３実施形態は、集光器が横方向に切り詰められている点、即ち、今や第１および第２実施形態にあるような殻体の一部しか成していない点において先の２つの実施形態と異なっている。

モジュールの構造およびその作動原理は、先の２つの実施形態と同様である。

図９は、図２および図６と同様の、光モジュールの集光器の後方斜視図である。先の２つの実施形態とは違い、反射表面２０６.２の後方縁部２０６.２.２は、その横方向の広がりが限定されていることが分かるであろう。本発明において反射表面２０６.２は、後方縁部２０６.２.２および前方縁部２０６.２.１と交差する２つの側方縁部２０６.２.３および２０６.２.４を有している。

図１０は、図３および図７と同様の、光軸に沿って外側から見た反射表面２０６.２の光強度を表現したものである。前方２０６.２.１、後方２０６.２.２、並びに側方２０６.２.３および２０６.２.４の各縁部に対応した４つの鮮明な縁部を見ることができる。

図１１は、図４および図８と同様の、第３実施形態の光モジュールによって投射される像の図式的表現である。光像が、水平にだけでなく、横方向で（より特定的には、鉛直に）もカットオフされていることが分かるであろう。

図１２から図１５は、第１実施形態による自動車両用の光装置を示している。

図１２と図１３とは、当該光装置の２つの斜視図である。光装置１４は、複数の本発明による光モジュールを備えている。それらの光モジュール同士が組み合わされて、曲がった水平のカットオフを有する下向きの、即ちロービーム型の光ビームを形成する。

具体的には、光装置１４は、図５から図８のモジュール（即ち、曲がった水平のカットオフを伴うモジュール）による第１の光モジュール１０２を備えている。そのような機能は、一般的に用語「曲がり」を用いて言及される。

光装置１４はまた、横並びに配置された４つの光モジュール２であって、図１から図４の光モジュール（即ち、平坦な水平のカットオフを伴うモジュール）による光モジュール２をも備えている。そのような機能は、一般的に用語「平坦」を用いて言及される。

但し、これらの光モジュール２は、それらのモジュールの投射レンズ同士が一体となった共通レンズ１０’を成しているという格別の特徴を有している。共通レンズ１０’は、概して湾曲した水平方向のプロファイルと、入光面１０’.１および出光面１０’.２とを有している。そのレンズは、本質的に反射表面の後方縁部６.２.２を映し出す（結像させる）ことで鮮明な水平の（「平坦な」）カットオフを作り出すよう、各集光器６の後方に位置することが有利な焦線１０’.３を有している。かくして各集光器６の被照射反射表面６.２は、本質的に鉛直方向には結像されても、水平方向にはそれほど結像されない。それは、水平方向に拡散した照射を達成することで、光モジュール２の像同士の間に良好な均一性を確保するためである。

光モジュール１０２の投射レンズ１１０は、共通レンズ１０とは別個のものであることが有利である。レンズ１０の焦点そのものは、集光器１０６の反射表面１０６.２を鉛直方向のみならず水平方向でも結像させることで鮮明な「曲がった」カットオフを作り出すよう、当該表面の後方縁部１０６.２.２の前方に位置している。

光モジュール１０２と、当該モジュール１０２に最も近い光モジュール２との間には、隔壁が設けられていてもよい。それは、それらのモジュールの一方から漏れる光線が他方と干渉することなく、それらのモジュール同士を相互に近付けることを可能とするようにである。そのような隔壁は、光装置が図１２に示すような取付姿勢にあるとき、本質的に鉛直方向へ広がっている。その隔壁は、光吸収性であることが有利である。

図１４は、光モジュール１０２（図１２および図１３）（「曲がり（KINK）」）と、光モジュール２（「平坦（FLAT）」）とによって作り出される各光像を示している。上の方の光像が光モジュール１０２によって作り出される。その像は、非常に鮮明であり、図８の光像に対応している。下の方の光像は、４つの光モジュール２（図１２および図１３）のうちの２つ、即ち図１２および図１３に示す光線経路についての光モジュール１０２によって作り出される。鮮明な水平のカットオフと、２つのモジュールの光像同士の均一な水平方向の混合とがはっきりと分かる。水平のカットオフが、第１実施形態の光モジュールの図４に見られるものに対して、こちらの方が低くて、特に平坦であることに留意されたい。それは、各集光器の反射表面がそれぞれ（図５から図８の光モジュールと同様に）光源からより遠く離れた後方縁部と両側方縁部とを有し、そして後方縁部と両側方縁部とが全く同一の平面内にあるからである。

図１５は、図１４の「曲がり（KINK）」と「平坦（FLAT）」の像同士を組み合わせた光像を示している。図１２および図１３で光線経路の示されていない２つの別の光モジュール２は、光線経路の示されている２つの光モジュール２の図１４における像と同様にして、右側で光像を完成させている、ということを理解されたい。

図１６から図１９は、第２実施形態による自動車両用の光装置を示している。

図１６と図１７とは、当該光装置の２つの斜視図である。第１実施形態の光装置と同様に、光装置１１４は、図５から図８のモジュール（即ち、曲がった水平のカットオフを伴うモジュール）による第１の光モジュール１０２を備えている。光装置１１４はまた、横並びに配置された３つの光モジュール２であって、図１から図４の光モジュール（即ち、平坦な水平のカットオフを伴うモジュール）による光モジュール２をも備えている。

光装置１１４は本質的に、光モジュール２および１０２の各投射レンズが反射鏡に置き換えられている、という点において図１２および図１３の光装置１４と区別される。

具体的には、モジュール１０２は、第１反射鏡１１０’.１と第２反射鏡１１０’.２とを含んだ光学投射系１１０’を備えている。第１反射鏡１１０’.１は、平坦であるか、或いは凹形に湾曲した水平方向のプロファイルを有していてよい。その反射鏡は、光モジュール１０２の集光器によって放出された光線を第２反射鏡１１０’.２へ送る。この反射鏡は、光モジュール１０２の被照射反射表面の像を形成するように構成されている。この目的のため、第２反射鏡１１０’.２は、凹形で放物線状の鉛直方向のプロファイルを有していてよい。そのようなプロファイルによって、モジュール１０２の集光器における被照射反射表面の拡大された結像が可能となる。第２反射鏡１１０’.２は、特に第１反射鏡１１０’.１が凹形の水平方向のプロファイルを有している場合には、凸形の水平方向のプロファイルを有していてよい。説明したばかりの第１反射鏡と第２反射鏡とは、反対になっていてもよい。この場合は、結像用の第１反射鏡がもっと前方になければならないこととなる、という事実のせいで、光装置が（特に、縦方向で）もっと嵩張るものとなるであろう。

光モジュール１０２と同様、光モジュール２は第１反射鏡１０”.１と第２反射鏡１０”.２とが設けられた光学投射系１０”を備えている。作用原理は、上述した光学系１１０’と同じである。従って、上記で提示した言説が、光学系１０”にも当てはまる。

図１８は、図１６および図１７の光モジュール１０２（「曲がり（KINK）」）と光モジュール２（「平坦（FLAT）」）とによって作り出される各光像を示している。第１実施形態の光装置の図１４に関してなされた言説が図１８に当てはまる。

図１９は、図１８の「曲がり（KINK）」と「平坦（FLAT）」の像同士を組み合わせた光像を示している。第１実施形態の光装置の図１５に関してなされた言説が図１９に当てはまる。

図２０は、第３実施形態による自動車両用の光装置を示している。

図２０は、当該光装置の上方から見た前方斜視図である。光装置３１４は、複数の本発明による光モジュールを備えている。それらの光モジュール同士が組み合わされて、ハイビーム型の照明ビームを形成する。

具体的には、光装置３１４は、図１から図４のモジュール（即ち、平坦な水平のカットオフを伴うモジュール）と同様の２つの光モジュール３０２同士の第１集団を備えている。但し、それらのモジュールの鉛直方向の向きは、第１実施形態に対して逆向きになっている。それは、ハイビーム型のビームを形成する光の大部分が水平線よりも上にあるからである。従って、図２０で見ている角度によれば、各集光器３０６は自らの空所を上方へ向けている。簡素化の目的で、各光源は示されていない。この第１集団の機能は、ハイビームの水平方向の（或いは、別様の）広がりを達成することである。光モジュール３０２同士が、共通の投射レンズ３１０を有している。

光装置３１４はまた、横並びに配置された４つの光モジュール３０２’であって、図１から図４のモジュール（即ち、平坦な水平のカットオフを伴うモジュール）と同様の（この場合もまた、鉛直方向で１８０°回転された）光モジュール３０２’同士の第２集団をも備えている。従って、図２０で見ている角度によれば、各集光器３０６’は自らの空所を上方へ向けている。この第２集団の機能は、ハイビームの正面範囲、即ち最大強度を有した中央部位を作り出すことである。但し、これらの光モジュール３０２’は、それらのモジュールの投射レンズ同士が一体となった共通レンズ３１０’を成しているという格別の特徴を有している。共通レンズ３１０’は、概して湾曲した水平方向のプロファイルと、入光面３１０’.１および出光面３１０’.２とを有している。入光面３１０’.１はこの場合、ハイビームの均一性を向上させるために構造化を呈している。

光モジュール３０２と、当該モジュール３０２に最も近い光モジュール３０２’との間には、隔壁３２０が設けられていてよい。それは、それらのモジュールの一方から漏れる光線が他方と干渉することなく、それらのモジュール同士を相互に近付けることを可能とするようにである。そのような隔壁３２０は、図示するように、光装置が取付姿勢にあるとき、本質的に鉛直に広がっている。その隔壁は、光吸収性であることが有利である。

図２１は、全ての光源が点灯されたときの、図２０の集光器３０２および３０２’の像同士の組み合わされた光像を示している。その図では、ハイビームの配光を容易に認識することができる。

図２２は、第４実施形態による自動車両用の光装置を示している。

図２２は、当該光装置の上方から見た図である。光装置４１４は、複数の本発明による光モジュールを備えている。それらの光モジュール同士が組み合わされて、セグメント化されたハイビームの照明ビームを形成する。その照明ビームは、（スクリーン上で見て）船の帆の形状をした側方光セグメント群と、鉛直なストリップの形状の中央セグメント群とを伴っている。

具体的には、光装置４１４は、６つの光モジュール同士の第１小集団５０２を備えている。中央の４つのモジュールは、図９から図１１のモジュール（即ち、鉛直のカットオフを伴うモジュール）と同様のものである。但し、それらのモジュールの鉛直方向の向きは、第１実施形態に対して逆向きになっている。それは、ハイビーム型のビームを形成する光の大部分が水平線よりも上にあるからである。従って、図２２で見ている角度によれば、各集光器４０６は自らの空所を上方へ向けている。これら中央のモジュールの機能は、セグメント化されたハイビームの矩形状の中央セグメント群を形成することである。両端部のモジュールは、その集光器の一側が切り詰められている図１から図４のものと同様であるか、或いは、その一側が殻体へと拡張されている図９から図１１のものと同様である。この場合もまた、集光器５０６，５０６’が上方から見られるよう、鉛直方向の向きが１８０°回転されている。これら側方のモジュールの機能は、セグメント化されたハイビームにおける帆の形状を有した側端セグメントを形成することである。簡素化の目的で、各光源は示されていない。この場合、集光器４０６，５０６，５０６’は、側方のモジュール５０６，５０６’についての上述した表面の拡張を伴いつつ、環状の繰り返しに基づいて組み立てられて横並びに配置され、集光器の光学的な焦点同士が円弧上にある、ということに留意されたい。

光装置３１４はまた、第１集団と同様の６つの光モジュールを伴った第２小集団を備えている。但し、端部の２つの集光器（右側方の集光器５０６’’’に隣接した中央の集光器４０６’）は、それら２つの集光器よりも左側の別の集光器５０６”および４０６の光学的な焦点に対して順次前方へ偏位されている。換言すれば、集光器同士の間に段々が存在している。この構成は、カットオフの高さの所での光学収差を減少させて、スクリーン上に投影されたときに出来る限り鉛直となる鉛直のカットオフを伴った光セグメントを得ることを可能とするという有利性がある。必要に応じて当業者は、集光器同士が（例えば、全てが一方向に順次、或いは中央の集光器に対して両端の集光器を偏位させることによってさえも）段を付けられて偏位されている、モジュール同士の異なる構成を作り出すことができるであろう。

セグメント化されたハイビームを生成するように小集団５０２，５０２’のビーム同士が重ね合わされる。

第１小集団５０２と第２小集団５０２’との間には、隔壁４２０が設けられていてよい。それは、それらの小集団の一方から漏れる光線が他方と干渉することなく、それらの小集団同士を相互に近付けることを可能とするようにである。そのような隔壁４２０は、図示するように、光装置が取付姿勢にあるとき、本質的に鉛直に広がっている。その隔壁は、光吸収性であることが有利である。

また、集光器と投射レンズとの間にスクリーン４２１が設置されていることが有利である。これにより、端部の集光器５０６’，５０６’’’からやって来る寄生光線を遮って、側方セグメントの鮮明性を向上させることが可能となる。

一般的には、当該の集光器の被照射反射表面を映し出す（結像させる）ことができる限り、光モジュールや光装置の様々な実施形態について様々な光学投射系を想定することが可能である。図１６から図１９を参照して上述した１組の反射鏡の場合には、第１反射鏡および／または第２反射鏡が、関連した集光器と（これらの素子同士の相対的な位置合わせの点で有利な）一体品を成していてもよい。

図２３は、集光器の一変型例の実施形態を示している。この変形例によれば、集光器６は、ポリカーボネートやポリメチルメタクリレートなどの合成高分子化合物、ガラス、またはシリコーンでできた中実の屈折部品として作られていてよい。この中実の屈折部品は、光源４によって放出された光線に対しての入光面６’.４、出光面６’.５、およびキャップの形状をした反射面６’.１を備えている。その反射面６’.１は、本発明による反射表面６’.２を作り出すために金属膜化されている。

さらに、本発明の光モジュールは、本明細書ではロービーム、ハイビーム、または平行な鉛直のストリップ群を伴うリニアアレイ型のセグメント化されたハイビームなどの照明ビームを作り出すための光装置を形成するように説明されてきたが、これらのモジュールは、方向指示器、デイタイムランニングライト（昼間走行灯）、またはポジションライト（車幅灯）などの合図機能を果たすように設計することができるであろう、ということは言うまでもない。それらは、消灯されたときには美的に類似し合った複数のモジュールを光装置が包含するようにしたり、規定の自動車両の照明や合図の諸機能のうち複数ないしは全部までもを自動車両の前部において果たすことができたりする、という美的な有利性を有することとなる。かくして、ロービームを作り出す第１の光装置と、（セグメント化されることも可能な）ハイビームを作り出す別の光装置とを、全く同一の自動車両ヘッドランプ内で連合させることが可能となる。

なおも全般的には、本発明による光モジュールおよび光装置の数多くの利点に注目することが有利である。即ち、本質的に、ガウス条件の下で集光器の被照射反射表面を映し出すという事実によって、鮮明な光像を得ること、従って当該の反射表面の対応する各縁部を形作ることによって様々な変化に富んだカットオフを作り出すことが可能となる。別の注目すべき利点は、最低限の水準の鮮明性を得るようにガウス条件が存在する、即ち集光器の寸法が、特に高さにおいて限定される（例えば３０ｍｍ未満）という事実から結果として生じるものである。さらに別の注目すべき利点も、ガウス条件が存在する、即ち投射レンズが（例えば６ｍｍ未満の）薄レンズであってよいという有利な事実から結果として生じるものであり、それによりヒケの問題を伴うことなく、そのレンズを単一のプラスチック射出で製造することが可能となる。薄レンズは、より短い射出サイクル時間しか必要とせず、光学モジュールの重量の低減につながり、そして色収差を殆ど、ないしは全く生じさせない、という別の諸利点を有している。最後の利点により、色欠陥を僅かしか生じさせない光学的に高品質な材料に対して廉価な通常品質の合成高分子材料を用いることが可能となるのである。

最後に、レンズが薄いものであるという事実によって、次のような特定の一実施形態を想定することが可能となる。即ち、集光器６の殻体と投射レンズ１０とが射出成型によって一体品に形成され、集光器の前端部とレンズとが材料の橋架けによって連結されている実施形態である。

Claims (24)

1. 特に自動車両用の光モジュール（２；１０２；２０２）であって、
   － 光線を放出することのできる光源（４；１０４）と、
   － 前記光源（４；１０４）によって放出された光線を集光し反射して当該光モジュールの光軸（８；１０８）に沿った光ビームとするように構成された反射表面（６.２；１０６.２；２０６.２）を有する集光器（６；１０６；２０６）と、
   － 前記光ビームを投射するように構成された光学系（１０，１０’，１０”；１１０，１１０’）と、
   を備えた光モジュール（２；１０２；２０２）において、
   前記光学系（１０，１０’，１０”；１１０，１１０’）は、前記集光器（６；１０６；２０６）の前記反射表面（６.２；１０６.２；２０６.２）の像を形成するように構成されており、
   前記光源（４；１０４）は、前記反射表面（６.２；１０６.２；２０６.２）の焦点のところにあり、前記光学系（１０，１０’，１０”；１１０，１１０’）は焦点（１０.３，１０’.３；１１０.３）を有し、当該焦点（１０.３，１０’.３；１１０.３）は前記光軸（８；１０８）上において前記反射表面（６.２；１０６.２；２０６.２）と前記光軸（８；１０８）との交点のところ、若しくは、前記光軸（８；１０８）に沿った前記光ビームの全体的な伝播方向に関して前記交点の前方または後方に位置しており、前記光軸（８；１０８）に沿って測定された前記交点と前記焦点（１０.３，１０’.３；１１０.３）との間の距離は１０ｍｍ未満である、光モジュール（２；１０２；２０２）。
2. 前記集光器（６；１０６；２０６）は、当該集光器の前記反射表面（６.２；１０６.２；２０６.２）の後方部分から反射された光線が、前記光軸（８；１０８）と平行であるか、または鉛直面内において前記光軸に対して２５°以下の傾斜角度（α）を有するように構成されている、請求項１に記載の光モジュール（２；１０２；２０２）。
3. 前記集光器（６；１０６；２０６）は、当該集光器の前記反射表面（６.２；１０６.２；２０６.２）の後方部分から反射された光線が、鉛直面内において前記光軸（８；１０８）に対して１０°以下の傾斜角度（α）を有するように構成されている、請求項１に記載の光モジュール（２；１０２；２０２）。
4. 前記光源（４；１０４）は、前記光軸（８；１０８）に対してなす角度が６５°から１１５°の間の主方向へ光線を放出するように構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の光モジュール（２；１０２；２０２）。
5. 前記光源（４；１０４）は、前記光軸（８；１０８）に垂直な主方向へ光線を放出するように構成されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の光モジュール（２；１０２；２０２）。
6. 前記集光器（６；１０６；２０６）の前記反射表面（６.２；１０６.２；２０６.２）は、放物線状または楕円状のプロファイルを有している、請求項１から５のいずれか一項に記載の光モジュール（２；１０２）。
7. 当該光モジュールは、前記光源（４；１０４）によって前方へ放出されて前記集光器（６；１０６；２０６）の前記反射表面（６.２；１０６.２；２０６.２）によって反射されない光線を集光するよう、前記光軸に沿った前記光ビームの全体的な伝播方向に対して前記光源（４；１０４）の前方に位置して前記反射表面に面したスクリーン（１２；１１２）を更に備えている、請求項１から６のいずれか一項に記載の光モジュール（２；１０２；２０２）。
8. 前記スクリーン（１２；１１２）は、集光した前記光線を吸収するよう不透明かつ無反射性である、請求項７に記載の光モジュール（２；１０２；２０２）。
9. 前記光学系は投射レンズ（１０，１０’；１１０）である、請求項１から８のいずれか一項に記載の光モジュール（２；１０２；２０２）。
10. 前記光学系（１０”；１１０’）は反射鏡（１０”.１；１１０’.１）を備えている、請求項１から８のいずれか一項に記載の光モジュール（２；１０２）。
11. 前記光学系（１０”；１１０’）の前記反射鏡（１０”.１；１１０’.１）が第１反射鏡であり、前記光学系は、前記光ビームの全体的な伝播方向に対して前記第１反射鏡（１０”.１；１１０’.１）の後方で前記光軸から距離の置かれた第２反射鏡（１０”.２；１１０’.２）を備えており、前記第１反射鏡（１０”.１；１１０’.１）は、前記第２反射鏡（１０”.２；１１０’.２）に向かって前記光ビームを反射するように構成され、前記第２反射鏡は、前記第１反射鏡によって反射された前記光ビームを、前記光軸に平行な方向へ反射するように構成されている、請求項１０に記載の光モジュール（２；１０２；２０２）。
12. 前記第１反射鏡（１０”.１；１１０’.１）は、平坦であるか、または当該光モジュールが取付姿勢の向きにされたときに水平面内で凹形のプロファイルを有している、請求項１１に記載の光モジュール（２；１０２）。
13. 前記反射鏡（１０”.１；１１０’.１）または前記第２反射鏡（１０”.２；１１０’.２）は、当該光モジュールが取付姿勢の向きにされたときに鉛直面内で放物線状のプロファイルを有している、請求項１１または１２に記載の光モジュール（２；１０２）。
14. 前記集光器（６；１０６；２０６）の前記反射表面（６.２；１０６.２；２０６.２）は、凹形であると共に、前記光ビームの全体的な伝播方向に対しての前方縁部（６.２.１；１０６.２.１；２０６.２.１）と後方縁部（６.２.２；１０６.２.２；２０６.２.２）とを有しており、当該光モジュールが取付姿勢の向きにされたとき、前記前方縁部は形成される光像の下方部分を境界付け、前記後方縁部は前記像の上方部分を境界付ける、請求項１から１３のいずれか一項に記載（２；１０２；２０２）の光モジュール。
15. 前記後方縁部（６.２.２；１０６.２.２；２０６.２.２）沿いの前記反射表面（６.２；１０６.２；２０６.２）によって反射された光線が、前記光軸（８；１０８）と平行であるか、または鉛直面内において前記光軸に対して２５°以下の傾斜角度（α）を有している、請求項１４に記載の光モジュール（２；１０２；２０２）。
16. 前記後方縁部（６.２.２；１０６.２.２；２０６.２.２）沿いの前記反射表面（６.２；１０６.２；２０６.２）によって反射された光線が、鉛直面内において前記光軸（８；１０８）に対して１０°以下の傾斜角度（α）を有している、請求項１４に記載の光モジュール（２；１０２；２０２）。
17. 前記集光器（６；１０６）の前記反射表面（６.２；１０６.２）は、前記光軸の両側に前記後方縁部（６.２.２；１０６.２.２）の延長をなす２つの側方縁部を備え、前記側方縁部は、当該光モジュールが取付姿勢の向きにされたとき水平面内にある、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の光モジュール（２；１０２）。
18. 前記後方縁部（６.２.２）は水平面内にあり、形成される前記光像が対応する平坦な水平のカットオフを有している、請求項１７に記載の光モジュール（２）。
19. 前記後方縁部（１０６.２.２）は曲がりを有し、形成される前記光像が対応する曲がった水平のカットオフを有している、請求項１７に記載の光モジュール（１０２）。
20. 前記集光器（２０６）の前記反射表面（２０６.２）は、前記光軸の両側に２つの側方縁部（２０６.２.３，２０６.２.４）を備え、前記側方縁部は前記後方縁部（２０６.２.２）と交差しており、形成される前記光像が対応する側方のカットオフを有している、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の光モジュール（２０２）。
21. 一緒に照明または合図用ビームを形成するように組み合わされた複数の光モジュール（２；１０２）を備える自動車両用の光装置（１４；１１４）において、前記光モジュール（２；１０２）のうち少なくとも１つは請求項１から２０のいずれか一項に記載の光モジュールである、光装置（１４；１１４）。
22. 複数の前記光モジュール（２；１０２）のうち少なくとも１つ（２）は請求項１４に記載の光モジュールであり、複数の前記光モジュールのうち別の少なくとも１つ（１０２）は請求項１５または１６に記載の光モジュールであり、前記光ビームは曲がった水平のカットオフを有している、請求項２１に記載の光装置（１４；１１４）。
23. 複数の前記光モジュール（２；１０２）のうち少なくとも２つ（２）は請求項１４に記載の光モジュールであり、当該少なくとも２つの光モジュールそれぞれの前記光学系（１０’）が共通のものである、請求項２２に記載の光装置（１４）。
24. 前記共通の光学系（１０’）は、前記光ビームの全体的な伝播方向に対して、少なくとも２つの前記光モジュール（２）における前記集光器（６）の後方に位置した焦線（１０’.３）を有している、請求項２３に記載の光装置（１４）。

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