特許 7383705 車両用照明器具の発光モジュール

(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】2023-11-10

(45)【発行日】2023-11-20

(54)【発明の名称】車両用照明器具の発光モジュール

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/24 20180101AFI20231113BHJP

   F21S 41/151 20180101ALI20231113BHJP

   F21S 41/143 20180101ALI20231113BHJP

   F21S 41/26 20180101ALI20231113BHJP

   F21S 41/275 20180101ALI20231113BHJP

   F21S 41/663 20180101ALI20231113BHJP

   F21W 102/14 20180101ALN20231113BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20231113BHJP

【ＦＩ】

F21S41/24

F21S41/151

F21S41/143

F21S41/26

F21S41/275

F21S41/663

F21W102:14

F21Y115:10

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021522524

(86)(22)【出願日】2019-10-15

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-07

(86)【国際出願番号】 EP2019077969

(87)【国際公開番号】W WO2020083711

(87)【国際公開日】2020-04-30

【審査請求日】2022-09-08

(31)【優先権主張番号】1859869

(32)【優先日】2018-10-25

(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】100106655

【弁理士】

【氏名又は名称】森 秀行

(72)【発明者】

【氏名】オラン、マルシャル

【審査官】安食 泰秀

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０２０３２５１９（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２７５１７３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ４１／２４

Ｆ２１Ｓ ４１／１５１

Ｆ２１Ｓ ４１／１４３

Ｆ２１Ｓ ４１／２６

Ｆ２１Ｓ ４１／２７５

Ｆ２１Ｓ ４１／６６３

Ｆ２１Ｗ １０２／１４

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光軸（Ｉ）に沿って光ビームを生成することを意図した車両用の発光モジュール（１）であって、
入口ジオプトリックインターフェース（２０，２２０，２３０）および出口（２９）を各々が含む複数の一次光ガイド（２，２１，２２，２３，２４）と、
入口ジオプトリックインターフェース（２０，２２０，２３０）に面して配置された光源（９，９２，９３）と、
自由端（３０）および出口（３９）を各々が含む少なくとも１つの二次光ガイド（３，３１，３２）であって、前記各二次光ガイド（３，３１，３２）の自由端には光源が面して配置されていない、前記二次光ガイド（３，３１，３２）と、
焦点領域（Ｆ）および出口部材（６１）を含む投射アセンブリ（４，５，６）であって、前記焦点領域（Ｆ）を通過して前記出口部材に到達した光線が、前記投射アセンブリの下流側の投射フィールド内で結像するように配置された、前記投射アセンブリと、
を備え、
前記一次光ガイドおよび前記二次光ガイドの出口（２９，３９）は、前記焦点領域（Ｆ）のレベルに配置されており、
前記各二次光ガイドは、迷走光線を屈折および偏向させて前記出口部材（６１）に到達させないように、および／または、前記光線を前記投射フィールド内に拡散させるように、配置されており、ここで前記迷走光線とは、各一次光ガイド（２，２１，２２，２３，２４）の入口ジオプトリックインターフェース（２０，２２０，２３０）に面して配置された光源（９，９２，９３）によって発生するが、当該一次光ガイドに入射しない光線、または、当該一次光ガイドに入射した後に当該一次光ガイドの出口（２９）に到達する前に当該一次光ガイドの側面の１つを経由して出てくる光線である、発光モジュール（１）。

【請求項2】

前記光源（９，９２，９３）に関連付けられた前記一次光ガイド（２，２１，２２，２３，２４）の出口の像が投射フィールドに光のストリップを形成するように配置され、前記光のストリップが照明ビームのセグメントを形成することを特徴とする、請求項１に記載の発光モジュール（１）。

【請求項3】

前記一次光ガイド（２，２１，２２，２３，２４）および前記少なくとも１つの二次光ガイド（３，３１，３２）が同じ水平方向の列（１１）の中に配置されており、前記少なくとも１つの二次光ガイドまたはそのうちの少なくとも１つが、２つの一次光ガイド（２３，２４）の間に配置されており、かつ、第１の二次光ガイド（３１）と呼ばれることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の発光モジュール（１）。

【請求項4】

前記一次光ガイド（２，２１，２２，２３，２４）および前記少なくとも１つの二次光ガイド（３，３１，３２）が同じ水平方向の列（１１）の中に配置されており、前記少なくとも１つの二次光ガイドまたはそのうちの少なくとも１つが、前記水平方向の列（１１）の一端（１１１）に配置されており、かつ第２の二次光ガイド（３２）と呼ばれることを特徴とする、請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の発光モジュール（１）。

【請求項5】

少なくとも１つの二次光ガイド（３１）が、当該発光モジュールの前記光軸（Ｉ）に実質的に平行な第１軸（Ｉ１）に沿って長手方向に延びており、前記少なくとも１つの二次光ガイド（３１）が、前記第１軸（Ｉ１）の方向に内側にわずかに湾曲した側面（３１５）を備えていることを特徴とする、請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の発光モジュール（１）。

【請求項6】

少なくとも１つの二次光ガイド（３１）は、当該二次光ガイドの外側から見たときに凹んでいる２つの対向する側面（３１５）を備えていることを特徴とする、請求項１から請求項５のうちのいずれか一項に記載の発光モジュール（１）。

【請求項7】

少なくとも１つの二次光ガイド（３２）は、平坦な側面（３２５）を備えていることを特徴とする、請求項１から請求項６のうちのいずれか一項に記載の発光モジュール（１）。

【請求項8】

少なくとも１つの二次光ガイド（３１）は、前記一次光ガイド（２，２１，２２，２３，２４）の少なくともある特定の入口ジオプトリックインターフェース（２０）と実質的に同一面上に配置された自由端（３１０）を含む第１の入口を備えていることを特徴とする、請求項１から請求項７のうちのいずれか一項に記載の発光モジュール（１）。

【請求項9】

少なくとも１つの二次光ガイド（３２）は、前記一次光ガイド（２，２１，２２，２３，２４）の入口ジオプトリックインターフェース（２０）のうちの少なくとも特定のものに対して長手方向にオフセットされた自由端（３２０）を備えていることを特徴とする、請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載の発光モジュール（１）。

【請求項10】

前記投射アセンブリ（４）は、一次レンズ（５）と、前記一次レンズ（５）から離れて下流側に配置された二次レンズ（６）とを備え、前記一次レンズ（５）は、前記一次光ガイド（２，２１，２２，２３，２４）の前記出口から出る光線と、１つの二次光ガイドまたは複数の二次光ガイド（３，３１，３２）の出口から出る光線を受け取り、前記二次レンズ（６）に送ることを特徴とする、請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載の発光モジュール（１）。

【請求項11】

前記一次レンズ（５）、前記一次光ガイド（２，２１，２２，２３，２４）および前記少なくとも１つの二次光ガイド（３，３１，３２）は、同じ材料で作られており、ワンピースの光学部品（７）を形成するように一体的に形成されていることを特徴とする、請求項１０に記載の発光モジュール（１）。

【請求項12】

前記投射アセンブリは、前記一次光ガイドの出口の像を作るように前記焦点領域のレベルで収束する単一のレンズから構成され、前記投射アセンブリ、前記一次光ガイドおよび前記二次光ガイドは、同じ材料で単一部品となるように一体的に形成されていることを特徴とする、請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載の発光モジュール（１）。

【請求項13】

複数の光源（９，９２，９３）を備え、前記光源（９，９２，９３）は、前記一次光ガイド（２，２１，２２，２３，２４）の全てまたは一部の入口ジオプトリックインターフェース（２０）に面して配置されていることを特徴とする、請求項１から請求項１２のうちのいずれか一項に記載の発光モジュール（１）。

【請求項14】

請求項１から請求項１３のうちのいずれか一項に記載の発光モジュール（１）を備えていることを特徴とする車両用照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車用照明の分野に関するものである。より詳細には、本発明は、迷走光線を減少させるように、および／または前記迷走光線の像の形成を防止するように配置された発光モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

既知のように、ピクセル化されたビームを生成できる発光モジュール（当該ピクセル化されたビームの投射により複数のピクセル（すなわち照明の単位）から構成された像を形成する）発光モジュールが既に存在する。前記ピクセルは、少なくとも１つの水平および／または垂直の行に編成されており、各ピクセルは選択的に作動させることができる。

【0003】

このような光モジュールは、例えば、１つ以上のＡＦＳ機能を統合した照明および／または信号ビームを形成するために、メインの照明および／または信号ビームを生成することができる第２の光モジュールに加えて使用される。あるいは、ピクセル化されたビームを生成することができる光モジュールは、それ自体で照明および／または信号のビームを生成するように設計されている。

【0004】

ＡＦＳとは "Advanced Front System "の略である。例えば、ロービームの場合、ロービームのボトムセグメントとともにピクセル化されたビームを点灯させ、追加の照明機能、すなわちＤＢＬ（Dynamic Bending Lightの略）と呼ばれるカーブ追従機能を実行する。この機能により、車両が通過する、または通過しようとしているカーブの内側を照らすことができる。

【0005】

別のアプリケーションでは、ピクセル化されたビームは、ＡＤＢ（Adaptive Driving Beamの略）と呼ばれるハイビームＡＦＳ機能を実行するために、ハイビームセグメントとともに点灯される。この機能の目的は、対向車のドライバーに眩しさを感じさせないようにしながら、車両のドライバーにより良い視界を提供することである。

【0006】

ピクセル化されたビームを生成することができる光モジュールは、選択的に起動可能な複数の基礎光源であってかつ当該複数の基礎光源のマトリクスアレイを成すように配置された複数の基礎光源と、前記マトリクスアレイの前に配置された複数の光ガイドと、前記光ガイドの出口の像を形成する投射光学系とを備えている。

【0007】

しかし、発光モジュールの構成によっては、迷走光線が生じてしまうことが確認されている。

【0008】

（複数の）光ガイドは全体的に平行な方向に配置されている。あるいは、（複数の）光ガイドは、扇形または半円状に配置され、（複数の）光ガイドの各光軸がモジュールの光軸に向けられていてもよい。

【0009】

光ガイドの配置がどのようなものであっても、光ガイドはそれぞれ、入口ジオプトリックインターフェースおよび出口を備えている。基礎光源は、発光ダイオード（LED）とすることができる。

【0010】

光源は、すべてのあるいは一部の光ガイドの入口ジオプトリックインターフェースに面して配置されている。言い換えると、望まれる光ビームの形状によっては、光源の数が光ガイドの数よりも少なくてもよい。

【0011】

（複数の）光源が（複数の）ＬＥＤの場合、ＬＥＤのうちの少なくとも1つが発する光線の立体角（solid angle）が、対向して配置された入口ジオプトリックインターフェースの面積よりも大きい領域を横切ることがある。その結果、これらの光線のうちの少ない部分は、前記入口ジオプトリックインターフェースに集められずに横方向に伝播し、屈折によって意図されていない他の光ガイドに入ることになる。そして、これらの光線は、これらのガイドの内部を、投射光学アセンブリの方向に伝搬する。

【0012】

迷走光線は、光学モジュールによって投射された像（ここでは、所望の光学的機能を果たすメインビームを含む光ビーム）において観察される。具体的には、迷走光線は、メインビーム内の光強度の高い領域や、メインビーム外の光スポットの形で観察される。光強度の高い領域や光スポットの存在は、ビームの品質を低下させる。

【発明の概要】

【0013】

したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、より優れた照明品質のピクセル化されたビームを提供することである。

【0014】

この目的のために、本発明の第１の主題は、光軸に沿って光ビームを生成することを意図した車両用発光モジュールであって、
- 入口ジオプトリックインターフェースと出口とを含む一次光ガイドと、
- 入口ジオプトリックインターフェースに面して配置された光源と、
- 焦点領域および出口部材を含む投射アセンブリであって、前記焦点領域を通過して前記出口部材に到達した光線が、前記投射アセンブリの下流の投射フィールドで結像されるように配置された前記投射アセンブリと、を備え、
- 前記ガイドの出口は、前記焦点領域のレベルに配置されている、車両用発光モジュールである。

【0015】

本発明によれば、発光モジュールは、一次光ガイドとは異なる二次光ガイドを備え、当該二次光ガイドは光源から発生した光線を逸らせて（偏向させて）出口部材に到達しないように、および／または、前記光線を前記投射フィールド内で拡散させる（広げる）ように配置されている。

【0016】

本発明の文脈において、「～のレベルに」が意味するのは、「正確に～に（～の上に）」または「わずかに～の脇に」を含むが、これらのガイドの出口の像を形成するのに十分に近い位置であるということである。ここでは、ガイドの出口が焦点領域のレベルに配置されている場合、当該出口は、発光モジュールの投射アセンブリによって結像されるように、焦点領域のわずかに脇に、または正確に焦点領域上に配置される。

【0017】

ここで、焦点領域が意味するのは、最適なオブジェクト（物体）の焦点（object foci）の表面である。これは、１セットのオブジェクトの焦点（複数の焦点）に最も近い場所に位置する面ということである。

【0018】

さらに、「投射フィールド」とは、投射システムが像を投射するすべての空間を意味する。

【0019】

出口部材は、投射システムの最下流の光学部品の出口ジオプトリックインターフェースであってもよく、あるいは末端の光学部品であってもよい。例えば、この末端の光学部品がレンズ、特に二次レンズである場合、出口部材はこのレンズの出口ジオプトリックインターフェースである。また、この末端光学部品が反射鏡である場合、出口部材はこの反射鏡の反射面である。

【0020】

そのため、１つまたは複数の二次光ガイドによって逸らされた光線は、出口部材に到達しない。特に、光線は、走行中に、１つまたは複数の二次光ガイドによって吸収面に向けて逸らされ、当該吸収面によって止められてもよく、あるいは、実際に１つまたは複数の二次光ガイドによって逸らされて、出口部材を避ける直接的または間接的な経路を辿ってもよい。

【0021】

このように、１つまたは複数の二次光ガイドによって逸らされた光線は投射フィールドには結像しない。したがって、逸らされた光線は投射されず、投射フィールドには現れない。逸らされた光線は、意図されていないガイドを伝搬する迷走光線である。

【0022】

代替的または追加的に、１つまたは複数の二次光ガイドは、（複数の）迷走光線を反射して、焦点領域に到達したときに、迷走光線同士が互いに広く間隔を空けるようにする。具体的には、１つまたは複数の二次光ガイドを出る際に、この（複数の）迷走光線のビームは、迷走光線が焦点領域に到達したときに拡散して互いに広く間隔を空けるように広げられる。その結果、これらの迷走光線の像が投射フィールドに広がり、これにより迷走光線の像の光強度がかなり低下する。

【0023】

このように、二次光ガイドのおかげで、メインビームに追加の光強度が加えられたり、メインビームの外側に光スポットが発生したりするリスクが減少する。したがって、本発明による発光モジュールは、良質のシャープで正確な光ビームを生成する。

【0024】

さらに、本発明による発光モジュールでは、対向車のドライバーに眩しさを感じさせるリスクを低減することができる。

【0025】

本発明による発光モジュールは、任意採択的に以下の特徴のうちの１つ以上を有していてもよい。
－ 発光モジュールは、複数の二次光ガイドを備えている。
－ 各二次光ガイドは自由端を備え、当該自由端に面して配置された光源は無い。
－ 発光モジュールは、光源に関連付けられた（複数の）一次ガイドの出口の像が投射フィールドに光のストリップを形成するように配置され、前記光のストリップが照明ビームのセグメントを形成する。例えば、光のストリップは、複数のピクセル（照明の単位）を含む照明ビームのセグメントを形成しており、それらは互いに選択的かつ独立してオフまたはオンにすることができる。一例では、前記セグメントは第１の照明ビームセグメントと呼ばれる。さらに、本発明による発光モジュールは、完全な照明ビームを生成するために、第１のセグメントと相補的な第２の照明ビームセグメントを生成するように設計することができ、そのうちの１つの部分は、他の部分とは独立してオフまたはオンにすることができる。
－ 代わりに、本発明による発光モジュールは、照明ビームを生成するために、他の発光モジュールと組み合わせてオンにすることができる。本発明による発光モジュールの品質により、完成した（全体の）照明ビームの品質も向上し、これにより、ドライバーの視認性が向上する。
－ 一次光ガイドおよび１つ以上の二次光ガイドは、同じ水平方向の列の中に配置されている。前記二次光ガイド（の全部）または二次光ガイドのうちの少なくとも１つ（これは第１の二次光ガイドと呼ばれる）は２つの一次光ガイドの間に配置されている。このようにして配置された第１の二次光ガイドは、その両側から、特にその左側に配置された一次光ガイドおよび／またはその右側に配置された一次光ガイドから来る迷走光線を受けることができる。
－ 前記一次光ガイドおよび前記１つ以上の二次光ガイドは、同じ水平方向の列の中に配置されている。
－ 前記水平方向の列の一端には、前記二次光ガイド（の全部）または前記二次光ガイドのうちの少なくとも１つ（これは第２の二次光ガイドと呼ばれる）が配置されている。よって、前記第２の二次光ガイドは、当該発光モジュールの側面に向かって横方向に逃げる迷走光線を捕らえる（インターセプトする）ことができるようになっている。
－ 少なくとも１つの二次光ガイドが、モジュールの光軸に実質的に平行な第１の軸に沿って長手方向に延びている。
－ 少なくとも１つの二次光ガイドは、前記第１の軸の方向に内側にわずかに湾曲した側面を有しており、このため、湾曲した側面は、１つ以上の二次光ガイドに入射する迷走光線を屈折させ、迷走光線の経路を逸らし、および／またはこれらの光線の像を投射フィールド上に拡散させる。
－ 少なくとも１つの二次光ガイドは、前記第１のガイドの外側から見たときに凹んでいる２つの対向する側面を備えている。それは、シンプルで効果的な二次光ガイドの実施形態の問題である。
－ 少なくとも１つの二次光ガイドは、平坦な（複数の）側面を備えている。このため二次光ガイドの平坦な側面は、投射アセンブリの焦点領域に到達させるよう、迷走光線がそのまま伝播することを許容するのではなく、迷走光線を来た側に戻すよう反射する。
－ 上記に代えて、同じ二次ガイドに異なる形状の（複数の）側面を組み合わせて使用することも可能である。例えば、１つの二次ガイドは、平坦な側面と凹な側面、平坦な側面と凸な側面、凹な側面と凸な側面を備えている。
－ 少なくとも１つの二次光ガイドは、一次光ガイドの少なくとも特定の入口ジオプトリックインターフェースと実質的に同一平面上に配置された自由端からなる第１の入口を備えている。このように設計された二次光ガイドは、一次光ガイドと同時に成形することができ、前記二次光ガイド専用のスライダーを必要としない。これにより、光モジュールの製造工程を簡略化することができる。
－ 少なくとも１つの二次光ガイドは、一次光ガイドの少なくとも一部の入口ジオプトリックインターフェースに対して長手方向にオフセットされた自由端を有している。
－ 光モジュールのある特定の構成では、１つまたは複数の二次ガイドは、（複数の）一次光ガイドの入口ジオプトリックインターフェースのわずかに前または当該入口ジオプトリックインターフェースのレベルに位置するセグメント内において逸らされるか拡散される迷走光線を受けない。そのため、それらを前記入口ジオプトリックインターフェースの同じレベルまで延長することは無意味である。前記１つ以上の二次ガイドは、それゆえに短くなり、それらを製造するために消費される材料が少なくなる。これらの１つ以上の短い二次ガイドを含む発光モジュールは、軽量であり、したがってコストが低い。
－ 前パラグラフに従い、あるいはこれに代えて、前記１つ以上の二次ガイドが一次ガイドよりも長い。この場合、１つ以上の二次ガイドの自由端は、前記ガイドのセットをホルダに対して位置決めするための、および／または前記ガイドのセットを前記ホルダに固定するための、位置決めおよび／または固定部材として使用することができる。
－ 前記投射アセンブリは、一次レンズと、前記一次レンズから離れて下流に配置された二次レンズとを備え、前記一次レンズは，前記一次光ガイドの出口から出た光線、および前記（１つの）二次光ガイドの出口から出た光線もしくは前記（複数の）二次光ガイドの出口から出た光線を受けて、前記二次レンズに送る。言い換えれば、一次レンズおよび二次レンズは、焦点領域のレベルで収束させる投射アセンブリを形成している。あるいは、投射アセンブリは２つ以上のレンズを備えていてもよい。
－ 一次レンズ、一次光ガイド、および１つ以上の二次光ガイドは、同じ材料で作られており、かつ、一体的に形成されており、このため一体型の光学部品を形成することができる。これにより、発光モジュールの別個の構成要素の数を減らすことができ、また、前記モジュールの取り付けを容易にし、位置決め公差に対する堅牢性を実現することができる。
－ 前記投射アセンブリは、前記一次光ガイドの出口の像を作るように、前記焦点領域のレベルで収束させる単一レンズで構成されている。前記投射アセンブリ、前記一次光ガイド、および前記１つ以上の二次光ガイドは、同じ材料で一体的に形成されている。このため、発光モジュールは、コンパクトで取り付けが容易な多機能の一体型光学部品を備える。
－ 前記発光モジュールは、複数の光源を有し、前記光源は、前記一次光ガイドの全部または一部の入口ジオプトリックインターフェースに面して配置されている。このように、発光モジュールは、仕様の必要性に応じて適合させることができる。

【0026】

本発明の別の主題は、本発明による発光モジュールを備えた照明装置である。

【0027】

本明細書では、特に断りのない限り、「上流」「下流」という言葉は、オブジェクト（対象物）内における光の伝搬方向に関してのものであり、また、オブジェクトからの光の放出方向にも関してのものである。

【0028】

また、「前」と記載されたものは全て下流側にあり、「後」と記載されたものは全て上流側にある。

【0029】

用語「水平」、「垂直（鉛直）」または「横断」、「下」、「上」、「高」、「低」、および「側方」は、本発明による発光モジュール、または本発明による発光モジュールの一部を形成する構成要素が車両に搭載されるべき向きと関連して定義される。特に、本件特許出願では、「垂直（鉛直）」という用語は、地平線に対して垂直な向きを指定し、一方、「水平」という用語は、地平線に対して平行な向きを指定する。

【0030】

本発明の他の特徴および利点は、以下の非限定的な実施例の詳細な説明を読めば明らかになるであろう。この説明を理解するためには、添付の図面を参照するべきである。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】図１は、本発明の１つの例示的な実施形態による発光モジュールを上流から下流の方向で見た斜視図である。

【図2】図２は、図１の発光モジュールの一部を構成する光ガイドと一次レンズとを備えた光学部品を上方から見た図である。

【図3】図３は、図２の光学部品の水平断面を示す概略図である。

【図4】図４は、図２の光学部品の上流側から下流側への方向で見た斜視図である。

【図5】図５は、先行技術の光学部品の後部を示しており、この部品は、図２の光学部品と類似しているが、一次光ガイドのみを備えている。図５は、２つの基礎光源から放出される光線の痕跡も模式的に示している。

【図5A】図５Ａは、図５の光学部品を備えた発光モジュールによって生成された光のストリップを備えた像と、迷走光線の第１像領域を示しており、当該像は、特に図５の光学部品を構成する発光モジュールの前方２５メートルの距離にある垂直なスクリーンに投射されたアイソラックス曲線の形をしている。

【図5B】図５Ｂは、図５Ａと同じ光のストリップを有する像を示しており、迷走光線の第２像領域を示している。

【図6】図６は、図２の光学部の後方部分と、２つの基本的な光源から放出された光ビームを示す図である。

【図6A】図６Ａは、図１の発光モジュール、すなわち図２の光学部品を備えた発光モジュールによって生成された光のストリップと、迷走光線の第１像領域とを含む像を示しており、当該像は、特に図１の発光モジュールの前方２５メートルの距離にある垂直なスクリーンに投射されたアイソラックス曲線の形をしている。

【図6B】図６Ｂは、図６Ｂと同じ光のストリップを有する像を示しており、迷走光線の第２像領域を示している。

【発明を実施するための形態】

【0032】

図１および図２を参照すると、本発明の１つの例示的な実施形態による発光モジュール１は、光軸Ｉの方向に光ビームを生成することを意図している。発光モジュール１は、複数の光ガイド１０、一次レンズ５および二次レンズ６を備えている。

【0033】

光ガイド１０は、一次光ガイド２と二次光ガイド３という２つのカテゴリーに分けられる。一次光ガイド２は、少なくとも１つの光源から発せられた光ビームを、これら一次光ガイド２から出力されるペンシルビームに成形するためのものである。各一次光ガイド２は、入口ジオプトリックインターフェース２０と出口２９とを備えている。

【0034】

図示された例では、光源９、特に発光ダイオード９が、各入口ジオプトリックインターフェース２０に対向して配置されている。したがって、ここでは、ダイオードの数は、一次光ガイドの数と等しい。別の例では、ダイオードの数は、一次光ガイドの数よりも少なくてもよい。

【0035】

二次光ガイド３は、迷走光線を屈折および偏向させる（逸らす）ためだけに設計されている。迷走光線とは、一次光ガイド２の上流に配置された光源によって発生するが、当該一次光ガイド２に入射しない光線、または、その出口に到達する前にこの一次光ガイド２の側面の１つを経由して出てくる光線を意味する。二次光ガイド３の各々は、出口３９と自由端３０とを備えている。二次光ガイド３のそれぞれの自由端３０に面して光源が配置されることはない。これらの二次光ガイド３については、後の説明で詳しく説明する。

【0036】

明細書のこれ以降の部分では、読みやすさのために、「一次ガイド」、「二次ガイド」、「迷走光線（stray rays）」、「ビーム（beam）」という用語を、それぞれ「一次光ガイド」、「二次光ガイド」、「迷走光線（stray light rays）」、「光ビーム（light beam）」の代わりにも使用する。

【0037】

図示例では、一次レンズ５は、ここでは前側に一次下流面５１を、そして、ここでは後側に一次上流面５２を備える両凸レンズである。二次および一次光ガイドのセットは、この一次上流面５２から上流側に向かって突出している。

【0038】

二次レンズ６は、一次レンズ５の一次下流面５１から出る光線を受けるように、一次レンズ５から離れて下流側に配置されている。ここでは、二次レンズ６は、前側に二次下流面６１を、そして後側に二次上流面６２を備えている。図１では、示されているに二次上流面６２は平坦であるが、レンズ６の外側から見たときにわずかに凸になっていてもよい。

【0039】

一次レンズ５および二次レンズ６は、一次レンズ５の一次上流面５２のレベルの、あるいは一次レンズ５の一次上流面５２に適合（一致）する焦点領域Ｆを有する投射アセンブリ４を形成するように配置されている。このようにして、一次および／または二次ガイドから出力された光線は、光学的なフィールド収差を最小限としつつ投射アセンブリ４によって結像される。

【0040】

図２を参照すると、６つの光ガイド、すなわち４つの一次ガイド２と２つの二次ガイド３が図示されている。すべてのガイドは、水平な列１１を成すように配置されている。

【0041】

３つの一次ガイド２が隣り合って並んで配置されており、図２の左から右に向かって順に、それぞれ第１、第２、第３の一次ガイド２１、２２、２３と呼ばれる。第４の一次ガイド２４は、水平列１１の右端１１０に配置されている。各一次ガイド２は、入口ジオプトリックインターフェース２０および出口２９を備えている。各入口ジオプトリックインターフェース２０の前には、１つの基礎光源９（ここでは発光ダイオードすなわちＬＥＤ）が配置されている。

【0042】

第１の二次ガイド３１は、第３および第４の一次ガイド２３、２４の間に配置されている。第２の二次ガイド３２は、水平列１１の左端１１１に配置されている。二次ガイド３の各々は、ここでは前側に出口３９を、そして、ここでは後側に自由端３０を有している。

【0043】

上述したように、一次および二次ガイド２０、３０の出口は、一次レンズ５の一次上流面５２上に配置されている。投射アセンブリ４は、焦点領域Ｆが一次レンズ５のこの一次上流面５２を含むように構成されており、一次および二次ガイド２、３からそれらの出口２９、３９を介して出るあらゆる光線を無限遠に投射するようになっている。

【0044】

従って、一次レンズ５は、一次ガイド２の出口から出る光線と、二次ガイド３の出口から出る光線を受け取る。そして、一次レンズ５は、それらを二次レンズ６に送る。

【0045】

ここで、焦点領域Ｆは、一次ガイド２の出口２９と二次ガイド３の出口３９を通過する曲面を有している。焦点領域Ｆは、図３に示されている。

【0046】

本例では、６つの光ガイド２１～２４，３１，３２と、一次レンズ５とが、単一のワンピース（一体の）の光学部品７の形態に形成されている。

【0047】

このワンピースの光学部品７は、（複数の）横フィン７１を備え、各横フィン７１が１つの取り付け足７２を有している。後者（取り付け足７２）は、ホルダ（図示せず）に固定されるようになっている。取り付け足７２は、発光モジュール１内の所定の位置に単一ピースの光学部品７を維持するために、特にねじ止めによってホルダに固定される。

【0048】

図３では、ワンピースの光学部品７の水平断面が図示されている。そのため、一次ガイド２１～２４および二次ガイド３１，３２の水平断面がそこに見られるであろう。

【0049】

特に、第１の二次ガイド３１は、発光モジュールの光軸と平行に長手方向に延びている。第１の二次ガイド３１の長手方向軸は、第１軸Ｉ１と呼ばれる。第１の二次ガイド３１は、第１軸Ｉ１の方向に内側にわずかに湾曲した２つの側面３１５を有している。言い換えれば、第１の二次ガイド３１の側面３１５は、当該第１のガイド３１の外側から見た場合、凹面である。言い換えれば、第１の二次ガイド３１の側面３１５は、当該二次ガイド３１の内側から見た場合、すなわち、当該第一の二次ガイド３１の内側を伝搬する光線の経路を考慮した場合、凸面である。

【0050】

この例では、第１の二次ガイド３１の自由端３１０は、一次ガイド２の入口ジオプトリックインターフェース２０と実質的に同一面上にある（共面をなす）。

【0051】

第２の二次ガイド３２に関しては、後者は平坦な（複数の）側面３２５を有する。さらに、第２の二次ガイド３２の自由端３２０は、一次ガイド２の入口ジオプトリックインターフェース２０に対して、長手方向に下流側にオフセットされている。

【0052】

ここでは、２つの二次ガイド３の長さと、それらのすべての面、特にその側面の形状は、迷走光線を生成する光線を捕らえて（インターセプトして）、逸らすように定義されている。つまり、図に示されている以外の形状を採用することも可能である。特に、第１の二次ガイドに適用される形状は、第２の二次ガイドにも適用することができる。逆に、第２の二次ガイドに適用される形状が、第１の二次ガイドに適用されてもよい。

【0053】

図４は、一次および二次ガイド２，３の後部を示している。ここでは、一次ガイド２の各々は、下方にわずかに湾曲した上面２７を有している。これらのガイド２のそれぞれの入口ジオプトリックインターフェース２０は、ここでは、鉛直方向に対してわずかに傾斜した湾曲面を有している。

【0054】

第１の二次ガイド３１に関して、この例では、当該第１のガイド３１の自由端３１０は、複数のファセット（切小面）、ここでは２つのファセット、すなわち上側ファセット３１１および下側ファセット３１２を備えている。自由端３１０の下側ファセット３１２は、一次ガイド２の入口ジオプトリックインターフェース２０と実質的に同一平面上に位置している。したがって、下側のファセット３１２も、鉛直方向に対してわずかに傾斜している。

【0055】

第１の二次ガイド３１とは異なり、第２の二次ガイド３２の自由端３２０は、鉛直方向に平行な単一のファセット３２１を備えている。したがって、第２の二次ガイド３２は、出口が大きな底（底面）を成し、自由端が小さな底（底面）を成す角錐台の形状を有している。

【0056】

後述する図５、図５Ａ、図５Ｂ、図６、図６Ａ、図６Ｂでは、本発明の一つの例示的な実施形態に係る発光モジュール１における二次ガイド３１，３２の動作と技術的利点を、二次ガイドのない発光モジュールと関連付けてさらに説明している。

【0057】

図５を参照すると、図２および図６に示した光学部品７と同様の光学部品８が図示されている。しかし、比較光学部品８と呼ばれる図５の光学部品８は、二次ガイドを備えていない。それは、一次ガイドのみを備えており、しかしながら、それらの数および配置は図２に示されたのと同じである。したがって、比較光学部品８の一次ガイドは、図２および図６に示す光学部品７の一次ガイドと同じ参照符号で示されている。

【0058】

２つの基礎光源、ここでは２つのＬＥＤが、第２の一次ガイドと第３の一次ガイドの前側にそれぞれ配置されている。第２の一次ガイド２２の入口ジオプトリックインターフェース２２０に対向して配置されたＬＥＤ９２を以下第２のＬＥＤ９２と呼び、一方、第３の一次ガイド２３の入口ジオプトリックインターフェース２３０に対向して配置されたＬＥＤ９３を第３のＬＥＤ９３と呼ぶ。

【0059】

図５では、この２つのＬＥＤ９２，９３が発するビームも図示されている。

【0060】

より正確には、第２のＬＥＤ９２は、ビームを放出し、このビームの光線の大部分を含む主要部分は、第２の一次ガイド２２の内部を伝搬する。このビームの主要部分は、以下では、一次第２ビーム２２１と呼ばれる。この一次第２ビーム２２１は、第２の一次ガイド２２内を、当該ガイド２２の出口２２９に到達するまで、そして焦点領域Ｆに到達するまで伝搬する。 こうして一次第２ビーム２２１は、投射アセンブリ４によって結像される。

【0061】

一次第２ビーム２２１の像は、わずかに長方形の形状を有するピクセル（画素）２２４を形成する。このピクセル２２４は、第２のピクセル２２４と呼ばれ、図５Ａと図５Ｂに図示されている。

【0062】

なお、光ガイド２，３の出口の像は、その構造上の配置に対して反転している。具体的には、第２の一次ガイド２２が出力するビームの像は、図５Ａおよび図５Ｂにおいて右に位置し、第３の一次ガイド２３が出力するビームの像は、図５Ａおよび図５Ｂにおいて左に位置する。しかし、構造的には、第２の一次ガイド２２は、光の出射方向に関して、第３の一次ガイド２３の左側に位置している。

【0063】

従って、ここで第２のピクセル２２４を形成する一次第２ビーム２２１の像は、図５Ａおよび図５Ｂでは右に位置するピクセルとなる。

【0064】

第２のＬＥＤ９２が放出するビームは、二次第２ビーム２２２と呼ばれるさらに別のビーム部分を構成している。二次第２ビーム２２２は、一次第２ビーム２２１とは異なり、第２の一次ガイド２２に入射せず、光の出射方向に対して右方向、すなわち、ここでも図５の右方向に出射される。二次第２ビーム２２２は、第３の一次ガイド２３を横方向に屈折して通過する。したがって、それは、右横エッジ２３５を介して第３の一次ガイド２３を出て、２つの部分に分割される。

【0065】

二次第２ビーム２２２の第１の部分２２７は、焦点領域Ｆに到達する。２次第２ビーム２２２の第２の部分２２５は、焦点領域Ｆに到達する前に、第４の一次ガイド２４に屈折して入る。

【0066】

したがって、二次第２ビーム２２２の第１の部分２２７および第２の部分２２５も、投射アセンブリ４によって結像される。

【0067】

二次第２ビーム２２２の第１の部分２２７の像は、図５Ｂに示されている。それは、不規則な形状の光スポット２８を形成する。言い換えれば、このスポット２８は、発光モジュールによって生成されたビームの像の中で迷走像を形成する。図の読みやすさのために、二次第２ビーム２２２、より正確にはその第１の部分２２７と、図５Ｂにおけるそのスクリーン上の像との間の対応関係を示すために、破線の矢印Ｍが示されている。スポット２８は、ここでは、図５Ｂの第２および第３のピクセル２２４，２３４の左側に位置している。

【0068】

同様に、二次第２ビーム２２２の第２の部分２２５の像は、発光モジュールによって生成されたビームの像の中で迷走像を形成することになる。

【0069】

すなわち、二次第２ビーム２２２は、迷走光線のビームである。

【0070】

第３の一次光ガイド２３および第３のＬＥＤ９３においても同様の効果がもたらされる。

【0071】

図５に示すように、第３のＬＥＤ９３はビームを発し、そのビームの主要部分（それはそのビームの光線の大部分を含む）は、第３の一次ガイド２３の全長を伝搬して出口２３９に到達し、そして、投射アセンブリ４によって下流側に投射される。

【0072】

このビームの主要部分を以下において一次第３ビーム２３１と呼ぶ。

【0073】

第３の一次ビーム２３１の像は、図５Ａおよび図５Ｂにおいて左に位置する画素２３４である。この画素を第３の画素２３４と呼ぶ。後者は、第２のピクセル２２４と同様の形状、即ち、実質的に長方形の形状を有している。

【0074】

このように、隣り合って並んで配置されている第２のピクセル２２４および第３の画素２３４は、発光モジュール１が生成可能な光のストリップの一部分を形成している。光のストリップは、照明および／または合図（シグナリング）ビームを形成するために、他の基本的な光のセグメントに加えてオン（点灯状態）にすることができる。

【0075】

第３のＬＥＤ９３が発するビームは、二次第３ビーム２３２と呼ばれる別のビーム部分をも備えている。これは、第３の一次ガイド２３１の横を通り、左に向かっている。二次第３ビーム２３２は、第２の一次ガイド２２に入り、後者（第２の一次ガイド２２）を横方向に通過する。そして、それは第２の一次ガイド２２からその左側端２２６を経由して出て、さらに第１の一次ガイド２１を屈折して通過し、その後、焦点領域Ｆに向けられる。

【0076】

したがって、二次第３ビーム２３２は、投射アセンブリ４によって結像される。その像は図５Ａに示されている。それは、不規則な形状のスポット２９であり、図５Ａにおいて第２および第３のピクセル２２４および２３４の右側に位置する。

【0077】

識別を容易にするために、矢印Ｎは、図５Ａの二次第３ビーム２３２とそのスクリーン上の像との対応関係を示している。

【0078】

二次第３ビーム２３２も、迷走光線のビームと考えられる。

【0079】

二次第２ビーム２２２と二次第３ビーム２３２による光スポット２８および２９の存在は、この光学部品８を備えた発光モジュールが生成するビームの質を低下させる。

【0080】

具体的には、これらのスポット２８および２９は、隣接するガイドのピクセル、すなわち、第２の一次ガイド２２および／または第３の一次ガイド２３の両側に位置するガイドによって生成されるピクセルに、追加の光強度を加える可能性がある。したがって、これらのスポット２８および２９とピクセルとが重なるところで測定される光強度の値は、視覚的な不快感を発生させる。

【0081】

さらに、これらの光スポット２８，２９は、隣接する（複数の）光ガイドによって形成される（複数の）ピクセルが完全にオフになることを防ぐ。具体的には、隣接する（複数の）ガイドに面して配置された（複数の）光源がオフになると、対応する（複数の）ピクセルもオフになる。しかし、第２および第３のＬＥＤ９２，９３がオンのままであれば、迷走光線２２２，２３２のビームはオンのままとなる。したがって、光スポット２８，２９は、隣接するガイドのピクセルの位置で（それらがオフになっていても）オンのままとなる。

【0082】

さらに、これらの光スポット２８、２９は、光があることが望まれない領域、特に、他の追従車両または対向車両が存在する場所に位置することがある。すなわち、余分な光があり、これが対向車の運転者や追従車の運転者に眩しさをもたらす可能性がある。

【0083】

迷走光線のこれらの不利な影響を考慮して、本件出願人は、図１から図４および図６に図示されて先に説明した発光モジュール１を提案している。もちろん、それは、本発明の範囲内にとどまりながら可能な多くの他の実施形態の中の１つの実施形態の問題である。

【0084】

以下に説明する図６、図６Ａ、図６Ｂにより、上述した本発明による発光モジュールの動作および有利性をよりよく理解することができるようになるであろう。

【0085】

図５の光学部品８に対して、図６の光学部品７は、さらに、第１の二次ガイド３１と第２の二次ガイド３２とを備えている。

【0086】

図６の光学部品７もやはり、図５のものと同じ第２および第３のＬＥＤ９２および９３と一次ガイド２１～２４とを備えている。したがって、第２および第３の一次ガイド２２および２３は、それぞれ第２および第３のピクセル２２４および２３４を形成する。

【0087】

前述の場合と同様に、第２のピクセル２２４は図６Ａ、６Ｂでは右側にあるのに対し、第３のピクセル２３４は同図では左側にある。

【0088】

第１の二次ガイド３１に関しては、後者は、第２のＬＥＤ９２から通過する光線を、光の放出方向に関して右側で、つまりここでも図６の右側で受け取る。より正確には、第１の二次ガイド３１は、ここでは、第２のＬＥＤ９２によって放出された二次第２ビーム２２２を受け取る。

【0089】

第１の二次ガイド３１の側面３１５は、光線の偏向（逸らし）の効果を高めるために湾曲している。第１の二次ガイド３１の内部では、二次第２ビーム２２２の光線が複数回反射されるので、当該第１ガイド３１から出る際に、光線は多方向であり、したがって、コリメートされたビームを形成することはない。その結果、第１の二次ガイド３１から出た光線の像は、スクリーン上で得られるビームの像の中で広がってしまう。図５Ｂでスポット２８が現れたところに、今度は小さな低輝度のスポット４１だけが現れる。

【0090】

このように、第１の二次ガイド３１は迷走光線の強度比を低下させる。

【0091】

第２の二次ガイド３２に関して、後者（第２の二次ガイド３２）は、光の放出方向に対して左側に、すなわちここでも図６の左側に伝播する迷走光線を受け取る。ここでは、第２の二次ガイド３２は、第３のＬＥＤ９３によって放出された光線、より正確には、二次第３ビーム２３２の光線を受け取る。

【0092】

二次第３ビーム２３２の光線は、以下に列挙する様々なビーム部分を形成するように、第２二次ガイド３２の内部で反射される。

【0093】

これらの光線の第１の部分３２６は、その光線が来た側、すなわち第３の一次ガイド２３に向けて反射される。

【0094】

これらの光線の第２の他の部分３２７は、図６の線Ｋで示されるように、以前ならば焦点領域Ｆに当たった場所から半径方向外側に逸らされ、したがって二次レンズ６の内部から離れていく。したがって、これらの光線は、一次レンズ５によって伝播されるが、二次レンズ６の二次上流面６２には到達しない。

【0095】

具体的には、二次下流面６１が出口部材を形成している。光線が到達することができる領域は、二次下流面６１のすぐ前方の空間である。また、二次下流面６１に到達できる別の領域は、二次上流面６２を通過する領域である。ここでは、迷走光線の第２の部分３２７は、第２上流面６２の横を通過するように偏っている。

【0096】

したがって、前記部分３２７の光線は、二次レンズ６に入射せず、したがって、投射アセンブリ４の投射フィールド内には結像されない。

【0097】

光線の第３の部分３２８は、第２の二次ガイド３２で複数回反射され、その像がスクリーン上で広がる（拡散する）ようになっている。

【0098】

最終的に、第２の二次ガイド３２から出る光線のうち、スクリーン上で検出可能な十分な強度の像を生成するような態様で投射アセンブリ４によって結像できるものはほとんどない。結像された光線のうちの少ない部分が、スクリーン上に非常に小さな低強度のスポット４２を形成する。これらのスポットは、図６Ａに示されている。

【0099】

したがって、第２の二次ガイド３２は、発光モジュール１によって生成されたビームの像内に目立った迷走像が形成されることを制限または防止する。

【0100】

このように、第１および第２の二次ガイド３１および３２によって、本発明による、また上述の例による発光モジュール１は、非常に小さな迷走像を含む光ビーム、あるいは迷走像の無い光ビームを生成する。したがって、このような発光モジュールによって生成される光ビームは、品質が向上し、これにより、運転者の視認性が向上する。

【0101】

もちろん、本発明の範囲を逸脱することなく、多くの変更を加えることが可能である。

【0102】

モジュールは、１つのエッジ（端縁）に１つだけの若しくは１つより多い数の二次ガイドを含むことも、あるいは、２つの一次ガイドの間に１つだけの若しくは１つより多い数の二次ガイドを含むことも、あるいは１つもしくは１つより多い数の各タイプの二次ガイドを含むことさえも可能である。

【0103】

所望の偏向に応じて、二次ガイドの側面は、それらが（複数の）一次ガイドの端のところにあるか、あるいは（複数の）一次ガイドの間にあるかに関わらず、平面、凹面、凸面のいずれとしてもよい。

【0104】

二次ガイドの自由端は、一次ガイドの入口面と少なくとも部分的に同一面上にあってもよい（共面となっていてもよい）し、互いに異なる形状を有していてもよい。

【0105】

（複数の）一次ガイドの端のところにあるか（複数の）一次ガイドの間にあるかに関わらず、二次ガイドは一次ガイドより長くても短くてもよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5-5A】

【図6-6B】