特許 7418999 構造変更部を備える一体型光学自動車両部品

(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】2024-01-12

(45)【発行日】2024-01-22

(54)【発明の名称】構造変更部を備える一体型光学自動車両部品

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/275 20180101AFI20240115BHJP

   F21S 41/265 20180101ALI20240115BHJP

   F21S 41/26 20180101ALI20240115BHJP

   F21S 41/143 20180101ALI20240115BHJP

   F21S 41/151 20180101ALI20240115BHJP

   F21S 41/663 20180101ALI20240115BHJP

   F21S 45/70 20180101ALI20240115BHJP

   G02B 5/00 20060101ALI20240115BHJP

   F21W 102/145 20180101ALN20240115BHJP

   F21W 102/20 20180101ALN20240115BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20240115BHJP

【ＦＩ】

F21S41/275

F21S41/265

F21S41/26

F21S41/143

F21S41/151

F21S41/663

F21S45/70

G02B5/00 B

F21W102:145

F21W102:20

F21Y115:10

【請求項の数】 13

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019162699

(22)【出願日】2019-09-06

(65)【公開番号】P2020043067

(43)【公開日】2020-03-19

【審査請求日】2022-08-03

(31)【優先権主張番号】1858047

(32)【優先日】2018-09-07

(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】100202429

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 信人

(72)【発明者】

【氏名】ピエール、ルノー

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンドル、イェルク

(72)【発明者】

【氏名】フランソワ、グラテカプ

(72)【発明者】

【氏名】イブ、グロムフェルド

【審査官】山崎 晶

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００７６７２１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－２１２９６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ４１／２７５

Ｆ２１Ｓ ４１／２６５

Ｆ２１Ｓ ４１／２６

Ｆ２１Ｓ ４１／１４３

Ｆ２１Ｓ ４１／１５１

Ｆ２１Ｓ ４１／６６３

Ｆ２１Ｓ ４５／７０

Ｇ０２Ｂ ５／００

Ｆ２１Ｗ １０２／１４５

Ｆ２１Ｗ １０２／２０

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

‐複数の入射屈折界面（１１１、１２１、１３１；８０、８１、８２、８４）及び／又は複数の出射屈折界面（１２２、１３２）と、
‐２つの隣り合う入射屈折界面（８０、８１、８２、８３）の間の少なくとも１つの接合部（９０、９１、９２、９３）及び／又は２つの隣り合う出射屈折界面（１２２、１３２）の間の少なくとも１つの接合部（６）と、
を備える一体型光学部品（１００；２００）において、
２つの隣り合う入射屈折界面（８０、８１、８２、８３）の間の前記接合部（９０、９１、９２、９３）及び／又は２つの隣り合う出射屈折界面（１２２、１３２）の間の前記接合部（６）は、光を吸収し得る及び／又は散乱させ得る少なくとも１つの構造変更部（７、７３；７０、７１、７２）を有する、
ことを特徴とする一体型光学部品（１００；２００）。

【請求項2】

前記隣り合う入射屈折界面（８０、８１、８２、８４）の間の前記接合部（９０、９１、９２、９３）のみが、前記構造変更部（７０、７１、７２）を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の一体型光学部品（２００）。

【請求項3】

前記隣り合う出射屈折界面（１２２、１３２）の間の前記接合部（６）のみが、前記構造変更部（７、７３）を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の一体型光学部品（１００）。

【請求項4】

２つの隣り合う屈折界面（１２２、１３２）の間の前記単数又は複数の接合部（６）は、前記屈折界面の分離線を形成し、前記構造変更部（７、７３）は当該分離線（６）に沿って配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちの一項に記載の一体型光学部品（１００）。

【請求項5】

前記分離線（６）に沿って配置された前記構造変更部（７、７３）は、前記一体型光学部品（１００）の材料内に深さ方向に延びる、
ことを特徴とする請求項４に記載の一体型光学部品（１００）。

【請求項6】

前記入射屈折界面（８０、８１、８２、８３、８４）及び／又は前記出射屈折界面は互いに離間しており、間隙（９０、９１、９２、９３）が前記隣り合う入射屈折界面（８０、８１、８２、８３、８４）及び／又は前記隣り合う出射屈折界面を分離し、前記間隙（９０、９１、９２、９３）は壁（９０ａ、９０ｂ、９０ｃ）を備え、前記壁（９０ａ、９０ｂ、９０ｃ）は、前記間隙（９０、９１、９２、９３）が分離する前記入射屈折界面と前記出射屈折界面との間の前記接合部を共に形成する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちの一項に記載の一体型光学部品（２００）。

【請求項7】

少なくとも１つの構造変更部（７０、７１、７２）は、前記隣り合う入射屈折界面（８０、８１、８２、８３、８４）の間における、及び／又は、前記隣り合う出射屈折界面の間における、前記間隙（９０、９１、９２、９３）に作製され、
前記構造変更部（７０、７２）は、前記間隙（９３３）の底部に配置される、
ことを特徴とする請求項６に記載の一体型光学部品（２００）。

【請求項8】

少なくとも１つの構造変更部（７０、７１、７２）は、前記隣り合う入射屈折界面（８０、８１、８２、８３、８４）の間の前記間隙に作製され、
前記構造変更部（７１）は、前記隣り合う入射屈折界面に可能な限り近接して配置される、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の一体型光学部品（２００）。

【請求項9】

少なくとも１つの構造変更部は、前記隣り合う出射屈折界面の間の前記間隙に作製され、
前記構造変更部は、前記隣り合う出射屈折界面に可能な限り近接して配置される、
ことを特徴とする請求項６乃至８のうちの一項に記載の一体型光学部品。

【請求項10】

２つの隣り合う入射屈折界面（８０、８１、８２、８３、８４）の間の前記接合部（９０、９１、９２、９３）及び／又は２つの隣り合う出射屈折界面の間の前記接合部は、総接合部面積（ＳＴ）と称される総面積を有し、
前記構造変更部（７０、７１、７２）は、当該接合部の前記総面積（ＳＴ）を部分的に占める、
ことを特徴とする請求項６乃至９のうちの一項に記載の一体型光学部品（２００）。

【請求項11】

前記構造変更部（７、７３）は、レーザーによって作製される、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のうちの一項に記載の一体型光学部品（１００）。

【請求項12】

前記構造変更部（７０、７１、７２）は、粒状化加工によって作製される、
ことを特徴とする請求項６乃至１０のうちの一項に記載の一体型光学部品（２００）。

【請求項13】

前記構造変更部は、反射性、吸収性及び／又は散乱性コーティングを施すことによって作製される、
ことを特徴とする請求項６乃至１０のうちの一項に記載の一体型光学部品（２００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車両用照明装置に搭載されることが意図された光学部品に関する。特に、本発明は、単数又は複数の光源によって発光される光線を伝搬させるように、前記単数又は複数の光源の前方に配置される光学部品に関する。より詳細には、本発明は、複数の入射屈折界面及び／又は複数の出射屈折界面を備える光学部品に関する。

【背景技術】

【0002】

公知のように、光学モジュールはピクセルビームを生成可能であり、ピクセルビームの投射により、既に存在するピクセルで構成される画像（像／イメージ）が形成される。前記ピクセルは、少なくとも１つの水平方向及び／又は鉛直方向の列に編成され、各ピクセルは選択的に起動され得る。

【0003】

アダプティブ機能を組み込んだ照明及び信号ビームを形成するように、このような光学モジュールは、主たる照明及び信号ビームを生成可能な第２光学モジュールに追加して使用される。

【0004】

一例として、ロービームの場合、追加の照明機能、すなわち動的ベンディングライト（ＤＢＬ）を生成するように、ロービームの下部セグメントでピクセルビームがオンにされる。この機能により、車両が走行して曲がろうとしている、又は進入しようとしている角の内側を照明することができる。

【0005】

別の例において、アダプティブドライビングビーム（ＡＤＢ）を生成するように、ハイビームのセグメントでピクセルビームがオンにされる。この目的は、対向車のドライバーが眩しさを感じないようにしつつ、自車両のドライバーにより良好な視認性を提供することである。

【0006】

簡潔に言えば、ピクセルビームを生成可能な光学モジュールは、選択的に起動可能な複数の基本光源であって基本光源のマトリックスアレイに配置される基本光源と、前記マトリックスアレイの前方に配置され、光ビームを前方に投射する光学部品と、を備える。

【0007】

光学部品は、全体として平行方向に配置された光ガイドと、ガイド毎に１つの入射屈折界面及び／又は１つの出口と、を備えている。ガイドの個数は、基本光源の個数に対応している。或いは、ガイドの個数は、基本光源の個数より多い。

【0008】

一般的に、基本光源は発光ダイオード（ＬＥＤ）であり得る。

【0009】

各光ガイドについて、光の入射面を形成するように入射屈折界面が前記ガイドの一端に配置される。光線は、この入射屈折界面を通過してガイドに入射する。各入射屈折界面は、１つの基本光源に対面配置される。

【0010】

出口は、ガイドの他端に配置され、光線の出口を形成する。

【0011】

ガイドの出口は、ピクセルビームを形成するように、単数又は複数の投射光学系によって画像化される。

【0012】

この場合、ピクセルは、光ガイドの出口に対応する。

【0013】

しかしながら、光ガイドを備えた光学部品の現在の構成では、寄生光線が存在することが知られている。

【0014】

本発明の文脈において、寄生光線とは、第１入射屈折界面に対面配置された第１光源によって出力された光線であるのに、前記第１入射屈折界面の両隣に配置されたガイドに至る光線を意味する。次いで、このような光線は、意図されていないガイドを通って伝搬する。

【0015】

第１光ガイド内で伝搬するが、当該第１光ガイドの両隣に配置された別の光ガイドの出射屈折界面を通って出射する光線も、寄生光線とみなされる。

【0016】

寄生光線は、光学モジュールによって投射された画像で認識され得る。具体的には、ピクセルの外縁部は、寄生光線のために期待される形状を有さず、ビームは必要以上の輝度の発光領域を含むため、ピクセルビームの品質が低下する。

【発明の概要】

【0017】

したがって、本発明が解決しようとする技術的問題は、良質の照明を達成するより正確なピクセルビームを提供することである。

【0018】

この目的のために、本発明の第１の主題は、
‐複数の入射屈折界面及び／又は複数の出射屈折界面と、
‐２つの隣り合う入射屈折界面の間の少なくとも１つの接合部及び／又は２つの隣り合う出射屈折界面の間の少なくとも１つの接合部と、
を備える一体型光学車両部品である。

【0019】

本発明によれば、２つの隣り合う入射屈折界面の間の前記接合部及び／又は２つの隣り合う出射屈折界面の間の前記接合部は、光を吸収し得る及び／又は散乱させ得る少なくとも１つの構造変更部を有する。

【0020】

このように、構造変更部は、寄生光線を散乱させる及び／又は吸収するバリアの役割を果たす。特に、構造変更部により、第１入射屈折界面に対面配置された第１基本光源の光線は、当該第１入射屈折界面と隣の入射屈折界面との間の接合部で吸収される、又は散乱する。したがって、第１光源から出力された光線であって、傍らのガイドを通って伝搬し得る光線は、はるかに少ない。

【0021】

光ガイドの後に出射屈折界面が続く場合、第１光源の下流に配置された出射屈折界面は、第１出射屈折界面と称される。また、第１ガイドの傍らに配置された第２光ガイドの下流に配置された出射屈折界面は、第２出射屈折界面と称される。

【0022】

入射屈折界面と同様に、第１出射屈折界面と第２出射屈折界面との間の接合部に存在する構造変更部によって、第１光ガイドを通って伝搬する光線は、前記接合部で吸収される、又は散乱する。

【0023】

入射屈折界面の場合及び出射屈折界面の場合の両方において、隣り合う屈折界面の間の接合部の構造変更部により、光学部品によって形成される寄生光線の画像の光強度が減少し得る、又は、隣の光ガイドに先行する出射屈折界面による寄生光線の画像の形成が防止され得る。

【0024】

したがって、構造変更部により、ピクセルに過剰な光強度をもたらすリスクが減少する。したがって、本光学部品を搭載する照明装置は、承認時にペナルティを受けることがない。

【0025】

したがって、本発明による光学部品により、前記部品を搭載した光学モジュールは、規制条件を遵守しつつ、クリアで正確な光ビームを生成する。

【0026】

本発明による光学部品は、選択的に以下の単数又は複数の特徴を有し得る。
‐前記隣り合う入射屈折界面の間の前記接合部のみが、前記構造変更部を有する。光学部品の特定のモデルにおいて、寄生光線は、隣り合う入射屈折界面の間の接合部で存在しやすい。したがって、ピクセルの正確性は、構造変更部を前記接合部に導入して寄生光線を防止する又は散乱させることで向上する。
‐前記隣り合う出射屈折界面の間の前記接合部のみが、前記構造変更部を有する。したがって、光学部品の特定のモデルにおいて、寄生光線は出射屈折界面で存在しやすい。このため、構造変更部を、隣の出射屈折界面に向かって光線が逸脱する可能性が最も高い場所に作製する。
‐２つの隣り合う屈折界面の間の前記単数又は複数の接合部は、前記屈折界面の分離線を形成し、前記構造変更部は当該分離線に沿って配置される。ここで、本発明の実施形態が適用される入射屈折界面及び／又は出射屈折界面の一実施形態が重要である。
‐前記段落において、前記分離線に沿って配置された前記構造変更部は、前記光学部品の材料内に深さ方向に延びる。したがって、構造変更部の有効性が、光学部品の深さにおいて更に向上する。
‐前記入射屈折界面及び／又は前記出射屈折界面は互いに離間しており、間隙が前記隣り合う入射屈折界面及び／又は前記隣り合う出射屈折界面を分離し、前記間隙は壁を備え、前記壁は、前記間隙が分離する前記屈折界面の間の前記接合部を共に形成する。ここで、本発明の実施形態が適用され得る入射屈折界面及び／又は出射屈折界面の別の実施形態が重要である。
‐前記段落において、少なくとも１つの構造変更部は、前記隣り合う入射屈折界面の間の前記間隙に、及び／又は前記隣り合う出射屈折界面の間に作製され、また、前記構造変更部は、前記間隙の底部に配置される。出願人は、隣り合う屈折界面が間隙によって分離されている構成において、寄生光線が間隙の底部を通過して隣のガイドに入射することに気付いた。したがって、寄生光線を減少させるように、構造変更部を間隙の底部に作製する。
‐少なくとも１つの構造変更部は、前記隣り合う入射屈折界面の間の前記間隙に作製され、また、前記構造変更部は、前記隣り合う入射屈折界面に可能な限り近接して配置される。出願人は、光線が、入射屈折界面に近接して配置された間隙の一部を通過することにより隣のガイド内で伝搬する傾向があることにも気づいた。
‐少なくとも１つの構造変更部は、前記隣り合う出射屈折界面の間の前記間隙に作製され、また、前記構造変更部は、前記隣り合う出射屈折界面に可能な限り近接して配置される。
‐２つの隣り合う入射屈折界面の間の前記接合部及び／又は２つの隣り合う出射屈折界面の間の前記接合部は、総接合部面積と称される総面積を有し、また、前記構造変更部は、当該接合部の前記総面積を部分的に占める。一例として、接合部が間隙の壁から構成される場合、接合部の総面積は、これらの壁の面積である。したがって、これらの壁の面積の一部が構造的に変更されて、接触時に寄生光線を散乱させる、及び／又は吸収する。
‐前記構造変更部は、レーザーによって作製される。一例として、レーザーは、ＹＡＧレーザー又はファイバーレーザーである。この場合、光学部品は、レーザーに適合する材料で、すなわち、レーザーの励起下で変質して光線を散乱させる及び／又は吸収する材料から構成されなければならない。
‐前記構造変更部は、粒状化加工によって作製される。一例として、光学部品は、ポリマーから作製され、粒状化加工は、光学部品の成形ステップ中に実施され得る。
‐前記構造変更部は、反射性、吸収性及び／又は散乱性コーティングを施すことによって作製される。

【0027】

特に明記しない限り、「前（方）」、「後（方）」、「下（方）」、「上（方）」、「頂部」、「底部」、「側（方）」、「右（方）」、「左（方）」という用語は、対応する光学部品から出射する光の方向を指す。特に明記しない限り、「上流」及び「下流」という用語は、これらが関連する物体における光の伝播方向を指す。

【0028】

更に、「水平（方向）」、「鉛直（方向）」、又は「横（手）（方向）」という用語は、光学部品が車両に装着されることが意図された配向に関して定義される。特に、本件出願において、「鉛直（方向）」という用語は、地平線の平面に対して垂直な配向を指し、「水平（方向）」という用語は、地平線の平面に平行な配向を指す。

【0029】

本発明の他の特徴及び利点は、理解のために添付図面を参照しつつ以下の非限定的な例としての詳細な説明を読むことで明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】第１実施形態による一体型光学部品の斜視図であって、光学部品の前面を示す図。

【図2】図１の光学部品の別の斜視図であって、光学部品の後面を示す図。

【図3】図１の光学部品の前面の一部Ｐ（破線の枠で囲まれている）の詳細を示す正面図であって、光学部品の構造変更部を示す図。

【図4】図３に示す平面Ｈ１における概略断面図であって、種々の光源から出力される光線の光路を示す図。

【図5】図１の光学部品のガイド出口の画像を投射する投射システムによって生成された２つのピクセルからなる画像であって、前記部品は構造変更部を備えず、前記画像は図１の光学部品を有する光学モジュールの前方に２５メートルの距離を置いたアイソラックス曲線の形態にある図。

【図6】図４に示す平面Ｈ２における概略断面図であって、構造変更部を備える図１の光学部部品の水平方向セグメントを示す断面図。

【図7】図３の光学部部品のガイド出口の画像を投射する投射システムによって生成された２つのピクセルからなる画像であって、前記部品は構造変更部を備え、前記画像は図３の光学部品を有する光学モジュールの前方に２５メートルの距離を置いたアイソラックス曲線の形態にある図。

【図8】隣り合う入射屈折境界面の間に間隙を有する一体型光学部品の水平方向セグメントの概略図であって、前記光学部品は構造変更部を備えない図。

【図9】図８の光学部品によって生成された発光のストリップの画像、寄生光線によって照明された領域、及び光強度の対応する変化曲線を示す図。

【図10】入射屈折界面の間に間隙を有する一体型光学部品の水平方向セグメントの概略図であって、前記間隙は本発明の第２実施形態による構造変更部を備えている図。

【図11】図１０の光学部品によって生成された発光のストリップの画像、寄生光線によって照明された領域、及び光強度の対応する変化曲線を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0031】

図１及び図２を参照すると、第１実施形態による光学部品１００は、光学素子の３つの列、すなわち、光学素子の第１列１１、第２列１２、及び第３列１３を備えている。各列は、並置された光ガイド及びレンズを備えている。

【0032】

以下の説明において、第１列１１の光学素子を第１光学素子１１とも称する。第２列１２の光学素子を第２光学素子１２とも称する。同様に、第３列１３の光学素子を第３光学素子１３とも称する。

【0033】

これら３列の光学素子の列１１、１２及び１３で構成される光学部品１００は、単独部品として製造されるため、「一体型光学部品」という名称とする。

【0034】

光学素子の第１列１１は、第１光ガイド１１０及び第１レンズ１１５を備える。

【0035】

各第１光ガイド１１０は、入射面及び出口を備える。入射面は、第１入射屈折界面を形成する。

【0036】

第１レンズ１１５は、第１光ガイド１１０の出口を覆うように側方に延びる。また、第１レンズ１１５は、第１光ガイド１１０の出口が、前記第１レンズ１１５の焦点面と同一平面になるように配置される。

【0037】

第１レンズ１１５は、曲面１１６を有する。図示例において、曲面１１６は前方に向かって凸であるとともに、第１光学素子１１の第１出射屈折界面１１２を形成するように配置されている。選択的に、湾曲面１１６は、第１光学素子１１によって生成されたビームを分散させるように、球体セグメントの形状を有していてもよい、すなわち、前方に向かって水平方向及び鉛直方向に湾曲していてもよい。

【0038】

第１入射屈折界面１１１は、第１入射屈折界面１１１の横手方向の列１１３を形成するように互いに接触して配置される。

【0039】

図示例において、第１光ガイド１１０と第１レンズ１１５とは、一部品をなしている。ここで、光ガイドは、レンズ１１５の第１入射屈折界面１１１と出射屈折界面との間で互いに分離しないことに留意されたい。

【0040】

第２列において、各光学素子１２は、第２レンズ１２５が後続する第２ガイド１２０を備えている。第２ガイド１２０は、光学部品１００の光軸Ｌに沿って長手方向に後方から前方に延びる。各第２ガイド１２０は、入射面及び出口を備える。入射面は、第２入射屈折界面１２１を形成する。

【0041】

第１の光学素子１１とは異なり、第２光学素子１２は、ガイド毎に１つのレンズを備えている。また、各第レンズ１２５は、曲面１２６を備えている。

【0042】

各第２レンズ１２５は対応する第２ガイド１２０の下流に配置され、これにより、前記ガイドの出口は、前記レンズの焦点面にある。第２レンズ１２５の曲面１２６は、第２出射屈折界面１２２を形成するように前方に向けられている。

【0043】

第２出射屈折境界面１２２は、並んで接触配置されている。

【0044】

光学素子の第３列１３は、光学素子の第１列１１と同一の構成を有する。

【0045】

各第３光学素子１３は、第３光ガイド１３０及び第３レンズ１３５を備える。

【0046】

各第３光ガイド１３は、第３入射屈折界面１３１を形成する入射面と、対応する第３レンズ１３５の焦点面に配置された出口と、を備える。

【0047】

各第３レンズ１３５に関し、これは、第３出射屈折界面１３２を形成するように前方に向けられた湾曲面１３２を備えている。

【0048】

第３入射屈折境界面１３１は、第３入射屈折界面の横手方向の列１３３を形成するように互いに接触して配置される。同様に、第３出射屈折界面１３２は、第３出射屈折界面の横手方向の列１３４を形成するように互いに接触して配置される。

【0049】

いずれの列でも、入射屈折界面は光学部品１００の後面１５で見ることができ、出射屈折界面は光学部品１００の前面１４で見ることができる。

【0050】

第１光学素子１１の特殊な点は、第１入射屈折界面１１１の列１１３と第１出射屈折界面１１２とを２つの異なるレベル（高さ）において有するように、第１光ガイド１１０が鉛直方向に延びていることである。ここで、第１入射屈折界面１１２の列１１３は、第１出射屈折界面１１２の上方に配置されている。

【0051】

また、第３光学素子１３は、鉛直方向に延びる第３光ガイド１３０を備える。第３入射屈折界面１３１の列１３３と、第３出射屈折界面１３２の列１３４とは、２つの異なるレベルにある。ここで、第３入射屈折界面１３１の列１３３は、第３出射屈折界面１３２の列１３４の下方に配置されている。

【0052】

第２光学素子１２０のそれぞれについて、入射屈折界面１２１は、出射屈折境界面１２２と同じレベルにある。

【0053】

一体型光学部品１００は、ここでは複数の基本光源３から構成される発光手段の前方に配置される。一例として、基本光源３は、発光ダイオード（ＬＥＤとも称される）である。

【0054】

図示例において、基本光源３は、複数の横手方向の列に配置されている。基本光源の列の本数は、光ガイドの列の本数に対応する。ここでは、その本数は３である。

【0055】

光学部品１００は、入射屈折界面１１１、１２１、１３１の各列１１３、１２３、１３３が基本光源３の列に対面配置されるように、発光手段に対して位置決めされる。

【0056】

より正確には、図４に示すように、各第１入射屈折界面１１１は、基本光源の第１列３１のうちの１つの基本光源３の真正面に位置している。同様に、各第２入射屈折界面１２１は、基本光源の第２列３２のうちの１つの基本光源３の真正面に位置している。最後に、各第３入射屈折界面１３１は、基本光源の第３列３３のうちの１つの基本光源３の真正面に位置している。

【0057】

読解を容易とするように、光源の第１列の一部を形成する基本光源を、第１基本光源３１０とも称する。第２列及び第３列の基本光源についても同様であり、それぞれ符号３２０及び３３０を付す。

【0058】

図４は、光学部品１００の基本光源３１０、３２０及び３３０から出力される光線の光路を詳細に示す。

【0059】

第１基本光源３１０に関して、各第１光源３１０は、第１入射屈折界面１１１を介して光学部品に入射する第１光線Ｒ１を発光する。

【0060】

次いで、第１光線Ｒ１は、第１入射屈折界面１１１に対面配置された第１反射面３１１で反射する。ここで、第１反射面３１１は、第１光線Ｒ１をコリメートし、それらを第２反射面３１２に向けて方向付けるように構成されている。反射した第１光線Ｒ１は、第２反射面３１２で反射した後、第１出射屈折界面１１２に向かって長手方向に方向付けられる。第１出射屈折界面１１２は、第１ビーム３１５を形成するように、第１光線Ｒ１を前方に投射する。

【0061】

第１ビーム３１５は、投射システム（図示せず）によって投射される。第１単一ビーム３１５の画像（像／イメージ）は、第１光源３１０の画像に対応する形状を有する、一例として、第１ビーム３１５の画像は、底部ロービーム部分を形成する。

【0062】

第２光源３２０は、、例えば、光学部品１００に入射するように第２入射屈折界面１２１を通過する第２光線Ｒ２を発光する。第２入射屈折界面１２１は、簡潔性を期して概略的に平面で表されているが、第２光源３２０の方向においてレリーフを形成するように、有利にはわずかに凸状である。

【0063】

光学部品１００内に入射すると、第２光線Ｒ２は、第２出射屈折界面１２２に到達するまで全反射により伝搬する。第２出射屈折界面１２２は、第２単一ビーム３２５を形成するように、第２光線Ｒ２を前方に投射する。

【0064】

第２単一ビーム３２５は、投射システム（図示せず）によって投射される。第２単一ビーム３２５の画像はピクセルを含み、ピクセルの形状は第２出射屈折界面１２２の形状に対応する。

【0065】

第３光源３３０は、第３入射屈折界面１３１を経由して光学部品に入射する第３光線Ｒ３を発光する。次いで、第３光線Ｒ３は、第３入射屈折界面１３３と実質的に同じレベルに配置された第３反射面３１３によって反射する。

【0066】

次いで、反射した第３光線Ｒ３は、上方に方向付けられ、そしてここでは光線Ｒ３を第３出射屈折界面１３２に向けて導く第４反射面３１４に方向付けられる。第３出射屈折界面１３２は、第３単一ビーム３３５を形成するように、第３光線Ｒ３を前方に投射する。

【0067】

ここで、光学素子１２及び１３の第２及び第３列は、ピクセルビームを生成するように配置されている。ピクセルビームは複数の単一ビームを含み、各単一ビームは１つの光学素子と連動する１つの基本光源によって生成される。単一ビームの画像は、１つのピクセルで構成される。

【0068】

図５は、第２光源３２０を使用して、且つ第２光学素子１２を使用してそれぞれ生成された２つの単一ピクセルビーム３２５の第１画像Ｉ１を、一例として概略的に示す。第１画像Ｉ１は、第２ビームを２５ｍ離れたスクリーンに投射することによって得られる。

【0069】

第１画像Ｉ１は、鉛直方向の縦軸Ｖ及び水平方向の横軸Ｈからなる直交座標系Ｒにおいてスクリーンに投射される。鉛直軸Ｖは道路上の鉛直軸に対応し、水平軸Ｈは水平線を表す。

【0070】

ここで、第１画像Ｉ１は、矩形形状の２つのピクセル４を含む。

【0071】

出願人は、ピクセル４の全体形状が、特に各ピクセル４の２つの側縁部４１において欠陥を有することに気付いた。具体的には、各ピクセル４について、２つの側縁部４１は期待通りの直線でない。各側縁部４１は湾曲部分４３を含み、これに、ピクセル４の下縁部４４に接合する傾斜線４２が続く。これは、ピクセル４が横方向突出部を含む不規則な台形形状を有することを意味する。

【0072】

この不規則な形状は、ピクセルビームに不利な影響を及ぼす。具体的には、ピクセル４は互いに隣り合って配置されている。したがって、図５に示すピクセルの場合、横方向に突出する湾曲部分４３が、隣接するピクセルの横方向に突出する湾曲部分４３に重なる。

【0073】

したがって、これにより、各ピクセル４の内部の光強度より高い光強度を有する重複領域Ｓが形成される。このため、不均一な光の分布を有する光ビームとなり、光ビームの品質が低下する。

【0074】

出願人は、ピクセルの形成不良は寄生光線を原因とするものであると突き止めた。具体的には、光学素子の所定の列において、ある光ガイドを通って伝搬する光線のごく一部が、その隣のガイドに、これらガイドの２つの出射屈折界面の間の接合部において入射する場合がある。このような「失われた」又は「寄生性」の光線は、隣の光ガイドの出射屈折界面を経由して出射する。このような寄生光線は、隣りの光ガイドが形成するピクセルを不規則なものとする。この影響は、各光ガイド及びその左右に隣接する光ガイドに及び得る。光学素子の各列についても同様である。

【0075】

この問題を解決するために、本発明の一例によれば、出願人は、光線があるガイドから別のガイドに漏れ出て当該別のガイドの出射屈折界面に到達する恐れがある場合に、出射屈折界面同士の接合部における構造変更を提案する。

【0076】

本発明によれば、本例において、２つの隣接する出射屈折界面１２２又は１３２の間の接合部６は、前記屈折界面同士の分離線６を形成してもよい。分離線６を、図１の光学部品１００の前面１４に示す。

【0077】

本例において、構造変更は、分離線６の材料を加熱して、材料の性質を変更することからなる。

【0078】

図示例において、光学部品１００は、ポリカーボネート（ＰＣ）から形成されているので、２つの隣り合う出射屈折界面１２２又は１３２の間の接合部６は、当該材料から形成される。

【0079】

ポリカーボネートは、その透明性で知られている。したがって、２つの隣り合う出射屈折界面の間の接合部６は、最初は透明である。

【0080】

高温の熱源を使用して、接合部６を材料の組成が変化するまで加熱する。ここでは、接合部６の透明度が黒色に近い不透明で暗い外観に変わるまで加熱する。

【0081】

このようにして、接合部６は、全ての光線が接触することを阻止する不透明なバリアを形成する新たな性質を有する。

【0082】

この処理は、接合部の黒化とも称される。この処理において、最初はガスが漏れて接合部の表面が燃焼する。その後、接合部が透明色から黒色に変化する。

【0083】

図示例において、処理は、光学素子の第２及び第３列の出射屈折界面の全ての接合部に適用される。ここで、光学部品の第２及び第３出射屈折界面１２２、１３２が同じ幅方向寸法を有すると仮定すると、隣り合う出射屈折界面の間の接合部６は整列する。

【0084】

したがって、熱源を直線状に通過させるだけで、光学素子の第２及び第３列の出射屈折界面の全ての接合部の性質が変換するされる。

【0085】

一例として、使用される熱源は、特に１０６４ｎｍの波長のイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）レーザー源である。１０５０ｎｍ乃至１０７０ｎｍの波長のファイバーレーザー光源も使用可能である。

【0086】

第２及び第３出射屈折界面１２２又は１３２の間の接合部６の構造変更は、図３の暗線によって表されている。

【0087】

特に、図６に、第２出射屈折界面１２２の間の接合部６の構造変更部７を示す。ここで、構造変更部７は、２つの隣り合う出射屈折界面１２２の間の接合部６において作製されている。

【0088】

接合部６の処理持続時間は、ここでは材料の黒色への変換部である構造変更部７が、光学部品１００の材料内に深さ方向に延び、材料内に不透明な壁７３が形成されるようなものとする。ここで、不透明な壁７３は、接合部６から長手方向Ｌにおいて延びている。長手方向Ｌにおける壁７３の範囲は、接合部６の処理持続時間に依存する。

【0089】

したがって、この不透明な壁７３は、単数又は複数のガイドに伝搬する意図されない傾向を有する寄生光線Ｒｐを吸収する。構造変更部により、ビームの投射画像の品質が大幅に向上する。

【0090】

図７は、ピクセル５を示す第２画像Ｉ２を示す。ピクセル５は、２つの隣り合う屈折界面１２２の間の接合部６が図６に示すような構造変更部７を含む第２出射屈折界面１２２を使用して生成されている。これらのピクセルは、まっすぐな側縁部５１を持つ矩形形状を有しており、並置されたピクセル５同士の重なりが回避されている。

【0091】

したがって、これらの単一ピクセルビームから生じるピクセルビームは、均一な光強度分布を有する。このような均一な光強度分布は、ユーザに対してより良好な視覚的快適性をもたらす品質ビームを表わす象徴である。

【0092】

上述のような構造変更部は、第１列１１３の第１入射屈折界面１１１に適用可能である。具体的には、第１入射屈折界面１１１は、互いに接触して配置されている。分離線を、２つの隣り合う第１入射屈折界面１１１の間に配置する。換言すれば、この分離線は、２つの隣り合う第１入射屈折界面１１１同士を分離する接合部を形成している。

【0093】

図８は、隣り合う入射屈折界面の間に間隙を有する光学部品２０１を部分的に示す。ここで、光学部品２００は、並置された光学素子２の列２３を含む。

【0094】

各光学素子２は、光ガイド２０を含む。各光ガイドは、入射屈折界面８０を形成する入射面を含む。各入射屈折界面８０は、対応する基本光源２４の真正面に配置され、これにより、当該光源によって発光した光線の大部分は、入射屈折界面８０を通過し、次いで光ガイド２０を通って伝搬する。

【0095】

図８の矢印Ｌで示すように、光は、光学部品２０１の光軸Ｌに沿って後方から前方に伝搬する。

【0096】

本発明によれば、本例のように、入射屈折界面８０は互いに離間しており、間隙９０が隣り合う入射屈折界面８０を分離している。間隙９０は、壁を備えている。これらの壁は、間隙９０が分離する入射屈折界面８０の間の接合部９０を共に形成する。

【0097】

ここで、間隙９０は、右側壁９０ａ、左側壁９０ｂ、及び底壁９０ｃを含む３つの壁を備えている。

【0098】

底壁９０ｃは、光の伝搬方向に対して垂直である。

【0099】

ここで、側壁９０ａ及び９０ｃは、間隙の主軸Ｉに対して鏡面対称性を有する。ここで、間隙の主軸Ｉは、底壁９０ｃの中央を通るとともに、光の伝搬方向に対して平行である。また、これらの側壁は、この主軸Ｉに対してわずかに反対方向に傾斜している。

【0100】

図８において、１つの光源２４のみが示されている。この光源２４は、光ガイド２１が続く第１入射屈折界面８１に対面配置されている。第１入射屈折界面８１は、その隣の入射屈折界面８２から、第１間隙９１によって離間している。隣の入射屈折界面８２は、第２入射屈折界面８２とも称される。

【0101】

この第１間隙９１は、底壁９１３を第１入射屈折界面８１に接続する右側壁９１１と、底壁９１３を第２入射屈折界面８２に接続する左側壁９１２とを備える。

【0102】

この構造は、同じ列の他の間隙について繰り返される。

【0103】

このように設計された光学部品２０１は、寄生光線の存在をもたらすことがある。

【0104】

具体的には、第１入射屈折界面８１の前方に配置された光源２４、すなわち図８に示す光源の例において、この光源２４の光線のごく一部が、間隙を通過することで第１光ガイド２１に近接した隣のガイドらを通って伝搬する場合がある。

【0105】

図８は、寄生光線の想定される１つの光路を概略的に示している。

【0106】

光源２４から発する寄生光線は、最初に、第２入射屈折界面８２に近接した位置において第１間隙９１の左側壁９１２と接触するように進行する。次いで、寄生光線は、第１光ガイド２１の左隣の第２光ガイド２２に屈折を介して入射する。

【0107】

次いで、寄生光線は、第２光ガイド２２の内部を横方向の伝搬方向Ｔにおいて伝搬し、次に第２間隙９２の右側壁９２１に方向付けられる。

【0108】

ここで、第２間隙９２は、第２入射屈折界面８２と第２ガイド２２の左隣の第３ガイド２３の入射屈折界面との間に配置されるものである。この入射屈折界面は、第３入射屈折界面８３とも称される。

【0109】

寄生光線は、第２光ガイド２２から出射することにより第２間隙９２を通過した後、第２間隙９２の左側壁９３２を通過することで第３光ガイド２３に入射する。この側壁は、第３ガイド２３の右側壁をも形成している。

【0110】

第３光ガイド２３において、寄生光線は横方向に伝搬し続ける。寄生光線は、第３間隙９３の右側壁９３１であって、第３入射屈折界面８３と第４光ガイド２４の第３入射屈折界面８４との間に配置された右側壁９３１を通過することで第３光ガイド２３から出射する。

【0111】

ここで、寄生光線は、第３間隙９３の底部９３３の壁と接触し、屈折により光学部品２０１の内部に入射する。底部９３３の壁が照明されているかのように全てが発生する。したがって、底部９３３の照明された壁の画像が、光学部品の投射システムによって無限に投射される。

【0112】

上記の説明は、基本光源から出力される特定の光線が、これに対応付けられた光ガイドに入射せずに、屈折により隣の光ガイドらを通って、これらのガイドの入射屈折界面を分離する間隙を通過することで伝搬する可能性があることを示す。したがって、これらの光線は、寄生光線と呼ばれる。

【0113】

寄生光線の伝搬により、光学部品によって生成される光線に欠陥が生じることがある。このような欠陥を特に図９に示す。これは、既に照明されている領域における余分な明るさの部分、又はオフにすべき領域をわずかに照明する部分に対応する。

【0114】

具体的には、図９は、図８に示す基本光源及び光学部品によって生成されたビームの画像を示す。この画像は、第３画像Ｉ３とも称される。

【0115】

第３画像Ｉ３は、光学部品２０１を含む発光モジュールから、例えば２５メートルの距離を置き、且つ前記モジュールの真正面に位置する鉛直方向スクリーンで取得される。

【0116】

画像Ｉ３は、鉛直方向の縦軸Ｖ及び水平方向の横軸Ｈからなる直交座標系Ｒにおいてスクリーンに投射される。鉛直軸Ｖは道路上の鉛直軸に対応し、水平軸Ｈは水平線を表す。

【0117】

図９は、ビームの画像の下方に、座標系Ｒの水平軸に沿った光強度の変化の曲線Ｃも示す。

【0118】

ビームの画像Ｉ３は、欠陥を有する矩形形状のピクセル２５、ここでは３本の細い光のラインを含むことが理解されるであろう。

【0119】

光のラインは、発光モジュールにより投光される寄生光線によって形成される。

【0120】

具体的には、寄生光線は、隣のガイドらを通って伝搬し、隣のガイドに属するピクセルが存在する場所に単数又は複数の光線を形成するように、投射光学系によって画像化される。

【0121】

隣のガイド、ここでは第２、第３及び第４光ガイド２２、２３、２４に属するピクセル２７を、図９において破線の長方形で示す。

【0122】

したがって、単数又は複数の光のライン２６は、隣のガイドのピクセル２７の光強度に光強度を追加する。

【0123】

隣のガイドのピクセル２７が、光強度が制限値を下回らなければならない場所に配置されている場合、単数又は複数の光のラインの存在は望ましくない。なぜならば、それには、光強度が増加して規制値を超えるリスク、及び／又は視覚的な不快感を発生させるリスクがあるからである。

【0124】

このような状況が発生する確率は、単数又は複数の光のラインの光強度が増加するにつれて増加する。図示例において、画像の光強度の変化の曲線Ｃは、光線が非常に高い光強度を有することを示す。したがって、光のライン２６は、隣のガイドらに属するピクセルに余剰の光強度を与える。したがって、光のライン２６とピクセル２７との重なりがある場所で測定された光強度の値は、視覚的な不快感を発生させる、又は更には設定された規制値を超えるリスクを発生させる。

【0125】

更に、これらの光線の存在により、隣の光ガイドらによって形成されたピクセルが完全にオフになることが阻まれる。具体的には、隣のガイドら、ここでは第２、第３及び第４の光ガイド２２、２３、２４の真正面に配置された光源をオフにすると、対応するピクセルもオフになる。しかしながら、第１光ガイド２１に対面配置された光源２４がオンのままである場合、寄生光線が残る。したがって、光のライン２６は、オフにされた隣のガイドらのピクセルの位置でオンのままである。したがって、対向車のドライバーに眩しさを与える可能性のある残留光があり続けるかもしれない。

【0126】

本例におけるこれらの問題を解決するために、出願人は、本発明の一実施形態による、入射屈折界面同士の接合部における構造変更を提案する。

【0127】

ここで、隣り合う入射屈折界面８１、８２、８３、８４の間の間隙９０、９１、９２、９３の構造を変更することが重要である。より正確には、図１０に示すように、間隙の少なくとも１つの壁に局所的に粒状化加工部（グレイニング加工部）７０を作製する。

【0128】

換言すれば、間隙を形成する壁が総面積ＳＴを有する場合、粒状化加工部は、この総面積ＳＴを部分的に占める。

【0129】

図１０に示すように、粒状化加工部７０は、第１間隙９１の左側壁９１２において、第２入射屈折界面８２に可能な限り近接して形成され得る。ここで、それは、破線で囲まれた四角で示す第１粒状化加工領域７１である。

【0130】

粒状化加工領域７１の長手方向範囲は、光ガイドの構成及び入射屈折界面の構成に依存する。

【0131】

第１粒状化加工領域７１と同様の粒状化加工領域が、第１実施形態の図示された光学部品１００の第２列１２３の入射屈折界面１２１を分離する間隙に作製され得ることに留意されたい。

【0132】

図１０の実施形態において、第３間隙９３の底部９３３の壁に配置された第２粒状化加工領域７２も存在し得る。

【0133】

粒状化加工部は、巧妙に選択された位置で、例えば、底部の壁又は側壁において、可能な限り入射屈折界面に近接した位置で作製される。なぜならば、寄生光線は、このような位置を辿ることが非常に多いからである。

【0134】

光学部品の構成に応じて、粒状化加工部は、寄生光線が通過する他の位置で局所的に作製され得る。

【0135】

当然ながら、全ての基本光源の規制光線を効果的に散乱させるように、間隙に粒状化加工部を同一に作製してもよい。

【0136】

一例として、各間隙は、底部の壁に、及び入射屈折界面に近接した側壁の一部に、粒状化加工部を有し得る。

【0137】

図１１は、得られたピクセルビームに対して構造変更部によって達成された有利な技術的効果を示す。

【0138】

図１１は、図１０に示す基本光源及び光学部品２００によって生成されたビームの画像Ｉ４を示す。この画像は、第４画像Ｉ４とも称される。

【0139】

画像Ｉ４は、図９の条件と同じ条件において取得される。画像Ｉ４は、図９の座標系と同一の座標系で示される。

【0140】

図１１において、画像Ｉ４は、基本光源２４に対応するピクセル２５と、寄生光線に対応する光のストリップ４６とを有する。

【0141】

対照的に、図９とは異なり、寄生光線による光のストリップ４６は、図９の光のラインの光強度より低い光強度を持つ、より広範な形状を有している。

【0142】

具体的には、間隙に粒状化加工領域７１及び７２が存在するため、寄生光線はこれらの領域との接触時に散乱する。これにより、これらの光のストリップ４６が分散し、ストリップの光強度が顕著に減少する。

【0143】

したがって、構造変更部７０、７１、７２を有する光学部品２０１から出力される光のストリップ４６は、隣のガイドに対応するピクセル２７の強度に、低い又は無視可能な強度しか追加しない。したがって、光のストリップ４６とピクセル２７との重なりがある場所で測定される光強度の値は、視覚的快適性を改善し、及び／又は規制により設定された値を超えるリスクを低減する。

【0144】

当然ながら、隣り合う入射屈折界面及び／又は隣り合う出射屈折界面の間の接合部を異なった態様で変更することが可能である。

【0145】

例えば、図８を参照して例として挙げた構成において、粒状化加工領域を有する代わりに、反射性、吸収性及び／又は散乱性コーティングを、隣り合う入射屈折界面の間の接合部に適用してもよい。

【0146】

コーティングは、接合部を形成する壁の総面積を部分的に占有してもよい。コーティングは、寄生光線の伝搬経路、特に底部の壁、側壁及び入射屈折界面に近接した位置に配置され得る。例えば、コーティングは、上述の例の粒状化加工領域７１、７２と同じ場所に配置され得る。

【0147】

反射コーティングの場合、これは間隙の全ての側壁に、又は更には底部に適用され得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】