JP2009021239A - 自動車用ヘッドライトのための照明モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 カットオフを有する広角の光ビームを与える、自動車用ヘッドライトのための照明モジュールを提供する。
【解決手段】 この照明モジュールは、少なくとも１つの光源（Ｓ）と、集光ミラー（６）と、反射面およびカットオフ端を有するベンダー（７）と、前方に向かう、カットオフを有する放射光ビームを生成するためのリターンミラー（８）とを備え、集光ミラー（６）は、光源（Ｓ）の中心から出た球波面を、二次元曲線（Ｃ）を用いて表現することができる、前方に向かって凸状の波面に変換し、ベンダーのカットオフ端の形状は、二次元曲線（Ｃ）に合致し、リターンミラー（８）は、前方に向かって凸状の波面を、断面として曲線（Ｃ’）を有して、かつ、垂直軸を有する少なくとも１つのシリンドリカル波面に変換するように、集光ミラー（６）とベンダー（７）とリターンミラー（８）との表面は、共役な表面である。
【選択図】図５

Description

本発明は、カットオフビームを送るように設計された、自動車用ヘッドライトのための照明モジュールに関する。

例えば特許文献１に開示されているようなタイプの照明モジュールは、次の要素を備えている。

− 少なくとも１つの光源。
− 例えば楕円タイプの集光ミラーであって、その第１の焦点、またはその近傍に、該集光ミラーに向かって光を出射するための光源が配置されており、かつ、第２の焦点が照明モジュールの光軸上に位置している集光ミラー。
− 反射面と、集光ミラーの第２の焦点を通過しているカットオフ端とを有するベンダー。
− 前方に向かって進む、カットオフを有する出力ビームを生成するための、例えば放物タイプのリターンミラーであって、その焦点が、集光ミラーの第２の焦点に合致するか、または、その近傍に位置しており、それによって、ベンダーのカットオフ端が、そのリターンミラーの焦点、または、その近傍を通過しており、そして、照明モジュールが車両上に装備されているときに、大略、集光ミラーの上に位置しているリターンミラー。

出願人は、２００５年４月６日に、フランス国特許出願第０６０３０６２号を出願している。この特許出願によれば、集光ミラーの下に位置しているリターンミラーを、大略、第２の集光ミラーの上に位置している第２のリターンミラーと組み合わせることができる。
米国特許第６９６６６７５号公報

大略、集光ミラーの上方に、放物タイプのリターンミラーを配置している従来技術の照明モジュールでは、現在のところ、満足のいく広い光ビームを得ることはできない。

本発明は、カットオフを有する、広い光ビームを得るための照明モジュールを提供することを目的とするものである。

特に湾曲しているヘッドライトにおいて、光源の平均出射方向は、車両の長手方向軸に対して傾斜している場合でも、光ビームのカットオフは、シャープでなければならない。

さらに、特に、光源が発光ダイオードすなわちＬＥＤによって形成されている場合に、光源の電気接続を容易にするような、照明モジュールが設計されてあることが望まれている。

より具体的には、本発明は、カットオフを有する光ビーム、特にロービーム（ディップビームまたは走行ビームとも呼ばれる）を送るように設計された、自動車用ヘッドライトのための照明モジュールを得ることを目的とするものである。この照明モジュールは、次のものを備えている。

− 少なくとも１つの光源。
− 集光ミラー。
− 反射面およびカットオフ端を有するベンダーであって、集光ミラーに凸面を向けているシリンダーの一部分によって形成されているベンダー。
− 前方に向かう、カットオフを有する放射光ビームを生成するためのリターンミラー。

集光ミラーとベンダーとリターンミラーとの表面は、次のように共役な表面であると有利である。

− 集光ミラーは、光源の中心から出た球波面を、二次元曲線を用いて表現することができる、前方に向かって凸状の少なくとも１つの波面に変換し、
− ベンダーのカットオフ端の形状は、その二次元曲線に合致し、
− リターンミラーは、前記前方に向かって凸状の少なくとも１つの波面を断面として、放射光ビームの左右方向の広がりを可能にする曲線を有し、かつ、垂直軸を有する少なくとも１つのシリンドリカル波面に変換する。

ベンダーの凸状の反射面は、放射光ビームの幅を広くする。照明モジュール全体として、カットオフを有する広い放射光ビームが生成される。

カットオフラインのシャープさを改善するために、ベンダーは、その母線方向として、光源の垂直な左／右対称面と中央平面との交線の方向を有し、かつ、シリンダーのベンダーを形成している部分の母線は、カットオフ端にかかっていることが好ましい。

本発明による照明モジュールは、上のパラグラフに記述した主特性に加えて、次のような付加的特性の中の１つ以上を有することができる。

− 照明モジュールが車両に装備されているときに、リターンミラーは、大略、集光ミラーの上に位置している。したがって、照明モジュールによって放射される光ビームの上端の輪郭を定めるカットオフを生成することが可能になる。

− 水平面上への正射影において、光源は、車両の長手方向軸に対して傾斜しており、かつ、光源から車両の外側に遠ざかる平均出射方向を有する光ビームを出射するように配置されている（「車両の外側」とは、車両の長手方向軸から遠ざかる側を意味している）。

− 集光ミラーは、第１の焦点および第２の焦点を有する楕円形状に近い形状を備えており、第１の焦点またはその近傍に、光源が、集光ミラーに向かって光を出射するように配置されており、第２の焦点は、照明モジュールの光軸上に位置しており、好ましくは、ベンダーのカットオフ端は、集光ミラーの第２の焦点を通過している。

− リターンミラーは、前方に向かう、カットオフを有する放射光ビームを生成するために、放物形状に近い形状を有し、その焦点は、集光ミラーの第２の焦点に合致しているか、または、その近傍に位置しており、ベンダーのカットオフ端は、リターンミラーの焦点、または、その近傍を通過している。

− 集光ミラーは、光源の中心から出た球波面を、円形端を有するベンダーに対応して、トーリック波面に変換するように定められている。

− 放射光ビームを、水平線に対して真っすぐにするために、リターンミラーを、系の光軸のまわりに、ある角度まで回転させる。

− 共役の表面は、光源の平均出射方向の傾斜を補償し、照明モジュールの軸（以下の説明においては、ΔｄおよびΔｇで表わされる）よりもずっと傾斜していない軸を有する放射光ビームを送るように定められている。

− 共役の表面は、照明モジュールが車両に装備されているときに、光源の平均出射方向の傾斜を補償し、車両の幾何学的な軸に実質的に平行な軸を有する放射光ビームを送るように定められている。

− 光源は、少なくとも１つの平面状の出射部を有する１つの発光ダイオード、または、全ての平面状の出射部が同一の平面上に位置している、いくつかの発光ダイオードによって形成されている。

− 照明モジュールから放射される光ビームの角度的な開きは、その光ビームの軸の各側において、少なくとも３０°（または、少なくとも４０°）である。

本発明の対象である種々の実施形態において、付加特性が互いに相容れないものでない限り、全ての可能な組合せに応じて、これらの付加特性を互いに関連付けることができる。

光源が、平面状の出射部を有する、少なくとも１つの発光ダイオードによって形成されている場合には、光源の中央平面は、平面状の出射部の中央平面である。

本発明は、さらに、少なくとも１つの上述の照明モジュールを備えているロービームヘッドライトに関する。そのロービームヘッドライトは、光源として、平均出射方向が車両の幾何学的な軸に対して水平傾斜している、単一の平面上に位置している平面状の出射部を有する発光ダイオードを備えているのが有利である。出射部の平面は、車両の幾何学的な軸に直角な横方向軸に対して、好ましくは４５°を超過しない、例えば２°〜４０°の範囲の角度で、傾斜していることが好ましい。

より具体的には、このロービームヘッドライトは、ＤＢＬ（動的ベンディングライト）タイプであり、かつ、Ｖ字形状のカットオフを有する、光ビームの中心ゾーンを生成するように方向付け可能な照明モジュール、および水平カットオフラインと、極端な進行方向転換姿勢において光ビームの中心ゾーンを形成するのに十分な光ビーム幅とを有する、固定型の照明モジュールを備えている。このロービームヘッドライトは、車両の外側に、少なくとも２つの方向付け可能な照明モジュールと、車両の内側に、３つの固定型の広角ビーム照明モジュールを有することができる。方向付け可能な照明モジュールは、道路のカーブにしたがうように、例えば、実質的に垂直な軸のまわりに回動することができる。

本発明は、さらに、上述の照明モジュールであるが、照明モジュールが車両に装備されているときに、リターンミラーが、大略、集光ミラーの下に位置している照明モジュールを有するメインビームヘッドライトに関する。したがって、メインビームタイプのこの照明モジュールは、照明モジュールによって放射される光ビームの底部の境界を定めるカットオフを生成することを可能にする。これにより、すぐ近くの道路上に余分な光を照射することを避け、かつ、遠方にさらなる光を加えることを通じて、メインビームの品質は改善される。メインビームタイプのこの照明モジュールを、本発明によるものであろうとなかろうと、任意のロービームタイプの照明モジュールと組み合わせることができる。

本発明は、上述の事項のほかに、添付図面を参照して、限定することを目的とするものではない実施形態に関して、以下に明確に説明するいくつかの他の事項を有している。

図１および図２は、ヘッドライトから、ある距離をおいて、光ビーム軸に直角に置かれたスクリーン上の光ビームのトレースを示す。

図１は、Ｖ字形状のカットオフ２によって境界を画定されている、照射強度のより高い中央部分１を有するロービームに対応しており、左側に位置しているアームは、実質的に水平であり、右側に位置しているアームは、水平線に対して１５°の角度で右上がりに上昇している。この角度値は、何ら限定を目的とする角度値ではなく、より一般的には、１０〜６０°の範囲であるのがよい。

光ビームは、さらに、中央部分１を超えて左右に突き出ている、より広い広角部分３を有している。広角部分３は、Ｖ字形状のカットオフ２のうちの左側の水平なアームと同じ高さに位置する、平坦な水平カットオフ４を有している。広角部分３の照射強度は、中央部分１の照射強度より低いが、側部ゾーンの照射強度としては十分である。

ＤＢＬ（動的ベンディングライト)ヘッドライトの場合には、少なくとも中央部分１は、車輪の進行方向転換に従うように、実質的に垂直な軸のまわりに回動することができる。

図２は、図１の図を再記しているが、この場合には、前輪の左側への進行方向転換に、したがって、中央部分１が、左側に最大限に移動している。本発明によれば、広角な光ビームを与える１つ以上の固定照明モジュールを用いて、光ビームの広角部分３を得ることができるから、広角部分３は角度移動していない。

中央部分１が、一方の側に最大限に移動したときに、広角部分３は、中央部分１から、少なくとも最小限の距離ｄだけ突き出ているように、光ビームの幅は、十分に広くなければならない。

車両の長手方向軸に対する、広角部分３の角度範囲は、長手方向軸のそれぞれの側において、車両の外側に向かって少なくとも３０°である。範囲Ａは、光ビームの平均放射方向と臨界光線の方向との間の角度に対応している。さらに、水平カットオフ４は、シャープでなければならない。

図３および図４に概略的に示すように、ヘッドライトＷが、車両の前隅に斜めに据え付けられている場合には、シャープな水平カットオフを有する、広角な光ビームを生成するという、この問題は複雑になる。光源Ｓ（１つ以上の）のハウジングの深さを浅くし、また、ヘッドライトの外観を美的にするために、それらの光源Ｓは、ヘッドライトの平均傾斜方向に、実質的に平行に位置していることが望ましい。

光源は、車両の左側に平面状の出射部Ｅ１ｇ、Ｅ２ｇ、Ｅ３ｇ、車両の右側に平面状の出射部Ｅ１ｄ、Ｅ２ｄ、Ｅ３ｄを有する、いくつかの発光ダイオード（「ＬＥＤ」と略される）で形成するのが有利である。車両の同じ側に配置されている出射部は、同一の平面支持体ＢｇまたはＢｄ上に位置していることが好ましい。この構成は、製造、特に、それらの出射部の端子の接続操作、およびはんだ付け操作を容易にする。

平面支持体Ｂｇ、Ｂｄの、水平面上のトレースは、図３および図４に示すように、車両の長手方向軸Ｌに直角な横方向軸Ｔに対して、角度αだけ傾斜している。このために、各出射部から出射される光ビームの平均出射方向Δｇ、Δｄは、車両の長手方向軸Ｌに対して、角度αをなしている。

図３に示す、ヘッドライトＷの全体平均傾斜を維持しながら、各出射部の光ビームの平均出射方向を、長手方向軸Ｌに平行に保ちたい場合には、階段Ｋ状の出射部の配置を採用しなければならない。それは、製造を複雑にし、また、出射部が、湾曲しているヘッドライトの平均輪郭線にしたがうことを不可能にする。

図５は、車両の横方向軸Ｔに対して、角度α（図３を参照のこと）だけ、また、垂直方向軸に対して、角度βだけ傾斜している平面支持体Ｂｇ上に配置されている、少なくとも１つの平面状の出射部Ｅ２ｇを有する少なくとも１つのＬＥＤによって形成されている光源Ｓを備える、本発明による照明モジュールＱを示している。角度βは、ほぼ４０°であるのがよい。

光源Ｓは、前方に向かって、かつ上向きに光を出射するように配置されている。用語「前方」および「後方」は、照明モジュールを装備している車両の通常の前進方向を基準としている。

ＬＥＤを、単一の平面支持体Ｂｇ上に配置することにより、全ＬＥＤに対して、平面支持体Ｂｇの、ＬＥＤと反対の側に単一の放熱体５を配置することが可能になる。

楕円タイプの集光ミラー６が、光源Ｓの前方に配置されており、かつ後方に向いている。この集光ミラー６は、第１の焦点Ｆ１と第２の焦点Ｆ２とを有する。第１の焦点Ｆ１、または、その近傍には、集光ミラー６に向かって光を照射する光源Ｓの中心が配されている。第２の焦点Ｆ２は、照明モジュールの光軸Ｘ−Ｘ上に位置している。

照明モジュールは、前方に向かって、すなわち、図５においては、左側に向かって凸状の反射性のシリンダー壁の一部分から成るベンダー７を備えている。ベンダー７の母線は、光源Ｓの、垂直な左／右対称面と、平面支持体Ｂｇの中央平面との交線Ｊに平行である。したがって、垂直方向軸に対する、ベンダーの母線の傾斜は、平面支持体Ｂｇの傾斜に等しい。前方に向かって凸状に突き出ているベンダーの上端７ａは、光ビームのカットオフ端を画定し、また、集光ミラー６の第２の焦点Ｆ２、またはその近傍を通過している。

放物タイプのリターンミラー８が、大略、集光ミラー６の上に位置している。リターンミラー８の反射面は、カットオフを有する出力ビームを生成するために、前方を向いている。リターンミラー８の焦点は、集光ミラー６の第２の焦点Ｆ２に合致しているか、または、その近傍に位置している。

前方を向かって凸面鏡を形成しているベンダー７は、広角な光ビームを生成するのに好都合である。

透明材料、すなわちガラスまたはプラスチック材料で作られたレンズ９が、照明モジュールの諸要素の前方に配置されている。

図１０〜図１２は、図５の図形の照明モジュールの一変形実施形態を示す図で、ベンダーと集光ミラー、リターンミラーとの相対的な配置がわずかに異なっている。ベンダー７は、図５の場合よりも集光ミラー６に、より接近しており、また、リターンミラー８の下端は、集光ミラー６およびベンダー７の上端と同一平面をなす水平面内に位置している。

図１１に示すように、水平面上への正射影において、照明モジュールが車両に装備されているときに、光源Ｓは、車両の幾何学的な軸、すなわち長手方向軸Ｌの方向に対して角度αだけ傾斜している平均出射方向Δｄを有する光ビームを出射する。

ベンダー７は、母線の方向として交線Ｊを有するシリンダーの一部分によって形成されている。このタイプの表面は、大部分、車両の外側に向かう光ビーム部分を生成する一二の照明モジュールで用いることができる。

しかしながら、図３におけるような斜めのヘッドライトＷの場合には、このことだけでは、光ビームを真っすぐ前方に向かわせることができず、したがって、全てのＬＥＤを同一平面上に配置することができない。理論的には、（ベンダー＋リターンミラー）アセンブリを、垂直軸のまわりに回転させることが可能であるが、そのような照明モジュールは、視野全体に良好なカットオフを維持する、広角の光ビームを生成するのには不適当である。

本発明によれば、図３のように、傾斜した光源Ｓを有するヘッドライトＷにおいて、集光ミラー６、ベンダー７、およびリターンミラー８の表面は、以下に開示されるように、共役な表面であることが好ましい。

集光ミラー６は、光源Ｓの中心から出てくる球波面を、ベンダー７の上端を定めている二次元曲線Ｃを用いて表現することができる任意の波面に変換するように設計されている。実際には、任意の波面として、トーリック波面が選ばれて、したがって、二次元曲線Ｃは円弧である。最も単純なこの解決法は、解析計算を可能にして、トーラスの外半径に対応する、左右方向の広がりを容易にするパラメータを提示する。ヘッドライトの外側から見て凸状であって、かつ、光源Ｓの出射部と共通の対称面を有するベンダー上端が選択される。

リターンミラー８は、このトーリック波面を、断面が任意の曲線Ｃ’（図６を参照のこと）である、垂直軸を有するシリンドリカル波面に変換するように定められている。

照明モジュールから放射される波面を特徴づける曲線Ｃ’は、車両の長手方向軸Ｌに対する、ＬＥＤ（単数または複数の）の出射面の水平傾斜の角度αを、少なくとも部分的に補償するように選ばれる。この曲線Ｃ’は、光ビームの左右方向の広がりを調整する働きをする。

このコンセプトにしたがえば、図１１の、平均出射方向Δｄの水平面内のトレースで示されている、出射部の出射面に垂直な方向に対して、角度的にずれた（ここで問題にしている例においては３０°だけ）光軸Ｘ−Ｘ（図１１を参照のこと）方向の出力ビームが得られる。

このアセンブリによって、光源Ｓが、水平傾斜しているにもかかわらず、シャープなカットオフラインを有する、広角に放射される光ビームを生成することが可能になる。

図１０に示すように、集光ミラー６およびベンダー７の垂直中心面上への正射影におけるリターンミラー８の外形輪郭は、短い長さの下側水平線分と、より長い長さの上側水平線分と、後方に向かって凸状の、湾曲した後端８ａと、頂部よりも底部において、水平線に対してより傾斜している、正面に向かって凹状の、湾曲した前端８ｂとによって定められている。

図１１に示すように、水平面投影におけるリターンミラー８の外形輪郭は、前方に向かっては、光軸Ｘ−Ｘに直交する端８ｃによって、後方に向かっては、後方に対して凹状の端８ｄにより、側辺においては、後方に向かって収束していく２本の実質的に真っすぐな線分によって定められている。

正面図である図１２おいて、リターンミラー８は、実質的に平行四辺形の形状の輪郭を有し、その底辺および上辺は水平であり、その他の２つの側辺は、それぞれ、左側に対して凸状、右側に対して凹状である。

図８には、種々の可能な光路の例が示されている。

集光ミラー６の第１の焦点Ｆ１の上方に位置する点から出た光線ｉ１は、集光ミラー６によって反射され、ベンダー７の上端より下側で、したがって、第２の焦点Ｆ２より下側でベンダー７に衝突する光線ｒ１になる。光線ｒ１は、ベンダー７により反射されて光線ｔ１になり、光線ｔ１は、リターンミラー８により反射されて、下向きの光線ｕ１になる。

この例は、図５にも示されている。

第１の焦点Ｆ１（光源の中心に位置している）から出射された光線ｉ２は、集光ミラー６によって反射されて光線ｒ２になる。光線ｒ２は、ベンダーの上端に接して、方向転換することなく直進し、リターンミラー８により反射されて、光ビームのカットオフ端に対応する水平な光線ｕ２になる。

光源の中心より下方、したがって第１の焦点Ｆ１より下方に位置している点から出た光線ｉ３は、集光ミラー６によって反射され、ベンダー７の上端の上方を通過する光線ｒ３になる。この光線ｒ３は、リターンミラー８によって反射され、下向きの光線ｕ３になる。

したがって、放射光ビームは、光線ｕ２を含む水平面に対応するカットオフ端で上限を定められる。

カットオフ端はシャープであり、また、光ビームは広がっている。その広がり角度範囲は、車両の左右外側方向に、それぞれ、少なくとも３０°であるのが好ましい。

図９は、光線ｉ２が反射されて光線ｒ２になり、次いで、光線ｕ２になる光路を平面図で示している。

１つ以上のＬＥＤによって形成されている光源は、大きくはないが、ある広さを有している。これは、１つの平面状の出射部が、５．４ｍｍ×１ｍｍの矩形形状であり得るからである。したがって、ベンダー７の上方を真っすぐに通過することができる光線もあるし、ベンダー７上で反射される光線もある。これらの光線は、必ずしも、水平線の下に反射されるわけではなくて、実際には、図１３に示すように、点１１で水平線と交差する傾斜直線１０より下に反射される。この点１１は、系の水平傾斜の角度αに対応している。水平軸の目盛は、水平傾斜角の正接値（％で表わした）である。３０°の傾斜の場合には、ｔａｎ３０°＝０．５７、すなわち５７％が、実質的に、図１３の点１１の位置に対応している。

図１３の一連の等照度曲線は、水平線に対して傾斜していることを示しており、左側で、等照度曲線のいくつかが、水平カットオフ線の上方に位置している。

リターンミラー８を、系の光軸γのまわりに回転させる（図１６を参照のこと）ことによって、光ビームを、水平カットオフ線に対して「真っすぐにする」のが有利である。この光軸は、図１６の斜視図に示されているように、ベンダー７の上端の中心を通っており、かつ、ＬＥＤの出射面と同じ角度αだけ、車両の長手方向軸に対して水平傾斜している。

回転後のリターンミラー８が、実線で示されており、一方、回転前のリターンミラー８が、一点鎖線で示されている。図１４に示されている一連の等照度曲線は、回転後において得られたものであり、それらは、水平カットオフ線で上限を定められている。車両の長手方向軸上に光ビームの中心がくるようにすると、図１５の一連の等照度曲線が得られる。その原理は、次のとおりである。平均出射方向Δｄに一致する軸を有する基準座標系において、計算がなされて、シミュレーションが実行される。車両基準座標系において、光ビームが実質的に中央にくるように、光ビームが、この基準座標系において、左側にずらされる。

最後に、そのような照明モジュールを用いたヘッドライトにおいて、系の軸よりも内側にほとんど完全に位置する光ビームであって、かつ、車両の内側に向かう、すなわち、図１５に示されているように、右側のヘッドライトにおいて、左側に向かう最低限の光を得ることを可能にする光ビームが得られる。３０°に対して計算された前述の例を、１５°の実際の水平傾斜を有するヘッドライトにおいて用いると、図１５に示すように、車両の内側に向かう幅を３５°（ｔａｎ３５°＝０．６９、すなわち６９％）に維持しながら、集光スポットおよび最大光強度スポットを縦軸に戻すことができる。

図１７は、本発明による左側のＤＢＬヘッドライトを示している。このヘッドライトは、車両の内側の方に、すなわち、車両の長手方向の幾何学的な軸に近い側に、前述の照明モジュールＱと同様の３つの固定型の照明モジュールＱ１、Ｑ２、Ｑ３を有する。車両の横方向軸Ｔに対して３０°ないし４０°傾斜した、これらの３つの固定型の照明モジュールＱ１、Ｑ２、Ｑ３は、図１の光ビームの広角部分３を形成するのに寄与する。ヘッドライトの外側の部分には、車両の前輪の進行方向転換角度に応じて垂直軸のまわりに回動する２つの照明モジュールＮ１、Ｎ２が存在する。これらの照明モジュールＮ１、Ｎ２は、Ｖ字形状のカットオフおよび集光スポットを有する、図１の光ビームの中央部分１を生成する。集光ミラー６によって形成されるニュートラルゾーンの前面に位置しているバンド１２は、別の機能、例えば市街地用照明のために用いることができる。

曲線Ｃ’の断面のシリンドリカル波面を得ることを可能にする、ミラー表面の計算、特にリターンミラー８の表面の計算は、図６および図７を参照して、次のように行われる。

図６の三次元表示において、垂直軸がηによって表わされ、車両の長手方向軸Ｌに平行な軸がζで表わされ、横方向軸に平行な軸がｘで表わされている。三直交三面体の原点は、リターンミラー８の焦点でもある、集光ミラー６の第２の焦点Ｆ２に合わせられている。点Ｍは、曲線Ｃ’上の点である。

図７は、ｘ軸およびζ軸で形成される水平面上への正射影図である。二次元曲線Ｃは、半径Ｒの円弧であり、その中心はζ軸上、（−Ｒ）の位置にある。垂直距離η_Pの任意の点Ｐは、水平面上、座標（ｘ_P、ζ_P）の点に投影される。

ミラー表面の計算
放出波面：
η軸を含み、断面がζ_O（ｘ）＝ζ_C（ｘ）＋ｘｔａｎφで表わされるシリンダー。
ここで、φ＝傾斜角度である。

点Ｍにおける接線は、数１となる。

数２を、点Ｍにおける、η−ｏ内の放出波面のトレース（曲線Ｃ’）に直交する平面の配向ベクトルとすると、次式（数３）が得られる。

（Ｍ、Ｍ’）がη軸に平行であるような、放出波面に属する任意の点Ｍ’に対して、点Ｍ’における放出波面に垂直な光線は、配向ベクトルとして数４を有する。

ベンダーの上端における波面：
この波面は、トーリック波面になるように、任意に選ばれる（図７を参照のこと）。

任意の点Ｐ（ｘ_P、ζ_P、η_P）における、この波面の光路：

光学方程式：
したがって、数６がリターンミラー上の点である場合には、λ＋ｄ＝ｋと置くと、次の式（数７〜数１０）が得られる。

これらの式から、次の式（数１１〜数１３）が、順次に得られる。

したがって、λと点Ｐとの関係が得られる。

数１４が成立する場合には、ｋ＝２ｆである。

ｆの計算：光源から集光ミラー６に向かって出射された光線の全てが、照明モジュールの外部に反射されるように、ベンダーによって反射された全ての光線が遮断されない高さＨを求めるために、この計算（上述の仮定ではｘ＝０における、したがって放物弧に対する計算）がなされる。

したがって、本発明による照明モジュールは、欧州規定および米国規定にしたがうロービームまたはロービームの一部を得ることを可能にする。

前述した照明モジュールを有するメインビームヘッドライトを製造することも可能である。この場合には、照明モジュールが車両上に装備されているときに、リターンミラーは、大略、集光ミラーの下に位置している。このような照明モジュールは、図５に示されている照明モジュールと一致するが、それと対称になるように、照明モジュールの光軸Ｘ−Ｘを含む水平面に関して反転している。したがって、メインビームタイプのこの照明モジュールは、それによって、放射される光ビームの底部を画定するカットオフを生成することを可能にする。メインビームタイプのこの照明モジュールを、本発明によるものであろうとなかろうと、任意のロービームタイプの照明モジュールと組み合わせることができる。

車両の前輪が直進方向に向けられているときに、本発明によるＤＢＬタイプのロービームヘッドライトによって照射される、光ビーム軸に直角なスクリーン上の光ビームのトレースを示す図である。 車両の前輪が左側に最大限方向転換しているときに、図１のロービームヘッドライトによって照射される光ビームのトレースを示す図である。 車両の横方向軸に対して傾斜している光源を有するヘッドライトを備えた車両の前部の平面略図である。 図３の左側のヘッドライトの拡大図である。 本発明による照明モジュールの、図４のＶ−Ｖ線に沿った縦断面略図である。 波面曲線を有する三直交三面体の斜視図である。 ベンダー上端における波面を計算するために用いられる図である。 本発明による照明モジュールの、図９のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った縦断面に、光路を加えた略図である。 照明モジュールの構成要素の、断面部分を有する上面略図である。 図１１の矢印Ｘの方向から見た照明モジュールの側面略図である。 照明モジュールの平面図である。 図１１の矢印ＸＩＩの方向から見た照明モジュールの正面図である。 リターンミラーの補正前の、傾斜光源を有する照明モジュールで得られる一連の等照度曲線を示す図である。 リターンミラーの補正後の、図１３と同様の一連の等照度曲線を示す図である。 リターンミラーの補正後に中央に寄せられた一連の等照度曲線を示す図である。 リターンミラーの回転を説明するための、本発明による照明モジュールの正面から側面側に、実質的に１／４ずれた斜視図である。 ３つの固定照明モジュールおよび２つの回転照明モジュールを有する、左側のＤＢＬタイプのヘッドライトの略図である。

符号の説明

１ 中央部分
２ Ｖ字形状のカットオフ
３ 広角部分
４ 水平カットオフ
５ 放熱体
６ 集光ミラー
７ ベンダー
７ａ ベンダーの上端
８ リターンミラー
８ａ 後端
８ｂ 前端
８ｃ、８ｄ 端
９ レンズ
１０ 傾斜直線
１１ 点
１２ バンド
Ａ 範囲
Ｂｄ、Ｂｇ 平面支持体
Ｃ 二次元曲線
Ｃ’ 曲線
ｄ 距離
Ｅ１ｄ〜Ｅ３ｄ、Ｅ１ｇ〜Ｅ３ｇ 出射部
Ｆ１ 第１の焦点
Ｆ２ 第２の焦点
ｉ１〜ｉ３、ｒ１〜ｒ３、ｔ１、ｕ１〜ｕ３ 光線
Ｊ 交線
Ｋ 階段
Ｌ 長手方向軸
Ｍ、Ｐ 点
Ｎ１、Ｎ２、Ｑ、Ｑ１〜Ｑ３ 照明モジュール
Ｒ 半径
Ｓ 光源
Ｔ 横方向軸
Ｗ ヘッドライト
Ｘ−Ｘ、γ 光軸
α、β 角度
Δｄ、Δｇ 平均出射方向

Claims (15)

1. カットオフを有する放射光ビーム、特にロービームを送るように設計されている、自動車用ヘッドライトのための照明モジュールであって、
   − 少なくとも１つの光源（Ｓ）と、
   − 集光ミラー（６）と、
   − 反射面およびカットオフ端を有し、前記集光ミラー（６）に凸面を向けているシリンダーの一部分によって形成されているベンダー（７）と、
   − 前方に向かう、前記カットオフを有する放射光ビームを生成するためのリターンミラー（８）とを備えている照明モジュールにおいて、
   − 前記集光ミラー（６）は、前記光源（Ｓ）の中心から出た球波面を、二次元曲線（Ｃ）を用いて表現することができる、前方に向かって凸状の少なくとも１つの波面に変換し、
   − 前記ベンダーのカットオフ端の形状は、前記二次元曲線（Ｃ）と合致し、
   − 前記リターンミラー（８）は、前記前方に向かって凸状の少なくとも１つの波面を断面として、前記放射光ビームの左右方向の広がりを可能にする曲線（Ｃ’）を有し、かつ、垂直軸を有する少なくとも１つのシリンドリカル波面に変換するように、
   前記集光ミラー（６）とベンダー（７）とリターンミラー（８）との表面は、共役な表面である照明モジュール。
2. 前記ベンダーは、その母線方向として、前記光源の垂直な左／右対称面と中央平面との交線（Ｊ）の方向を有すること、および、前記シリンダーの、ベンダーを形成している部分の母線は、前記カットオフ端にかか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. 前記照明モジュールが車両に装備されているときに、前記リターンミラー（８）は、大略、前記集光ミラー（６）の上に位置し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. 水平面上への正射影において、前記光源（Ｓ）は、前記車両の長手方向軸（Ｌ）に対して傾斜しており、かつ、前記光源（Ｓ）から前記車両の外側に遠ざかる平均出射方向（Δｇ、Δｄ）を有する光ビームを出射するように配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の照明モジュール。
5. 前記集光ミラー（６）は、第１の焦点（Ｆ１）および第２の焦点（Ｆ２）を有する、楕円形状に近い形状を備えており、前記第１の焦点（Ｆ１）またはその近傍に、前記光源は、前記集光ミラーに向かって光を出射するように配置されており、かつ前記第２の焦点（Ｆ２）は、前記照明モジュールの光軸上に位置しており、前記ベンダー（７）のカットオフ端は、前記第２の焦点（Ｆ２）を通過していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載の照明モジュール。
6. 前記リターンミラー（８）は、前方に向かい、前記カットオフを有する放射光ビームを生成するために、放物形状に近い形状を有し、その焦点は、前記集光ミラーの第２の焦点（Ｆ２）に合致しているか、または、その近傍に位置しており、前記ベンダーのカットオフ端は、前記リターンミラーの焦点、または、その近傍を通過していることを特徴とする、請求項５に記載の照明モジュール。
7. 前記集光ミラー（６）は、前記光源の中心から出た球波面を、円形端を有する前記ベンダーに対応して、トーリック波面に変換するように定められていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載の照明モジュール。
8. 前記放射光ビームを、水平線に対して真っすぐにするために、前記リターンミラー（８）を、系の光軸（γ）のまわりに、ある角度（φ）まで回転させられることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１つに記載の照明モジュール。
9. 前記共役な表面は、前記照明モジュールが車両に装備されているときに、前記光源の平均出射方向の傾斜を補償して、該車両の幾何学的な軸に実質的に平行な軸を有する放射光ビームを与えるように定められていることを特徴とする、請求項４に記載の照明モジュール。
10. 前記光源（Ｓ）は、少なくとも１つの平面状の出射部（Ｅ１ｇ、Ｅ２ｇ、Ｅ３ｇ；Ｅ１ｄ、Ｅ２ｄ、Ｅ３ｄ）を有する１つの発光ダイオード、または、全ての平面状の出射部（Ｅ１ｇ、Ｅ２ｇ、Ｅ３ｇ；Ｅ１ｄ、Ｅ２ｄ、Ｅ３ｄ）が同一の平面（Ｂｇ；Ｂｄ）上に位置している、いくつかの発光ダイオードによって形成されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１つに記載の照明モジュール。
11. 前記照明モジュールの放射光ビームの角度の開き（Ａ）は、前記車両の外側に向かう方向において、少なくとも３０°であることを特徴とする、請求項３〜１０のいずれか１つに記載の照明モジュール。
12. 請求項１〜１１のいずれか１つに記載の照明モジュールを少なくとも１つ備えていることを特徴とするロービームヘッドライト。
13. 光源（Ｓ）として、平均出射方向が車両の幾何学的な軸に対して水平傾斜している、単一の平面（Ｂｇ；Ｂｄ）上に位置している平面状の出射部（Ｅ１ｇ、Ｅ２ｇ、Ｅ３ｇ；Ｅ１ｄ、Ｅ２ｄ、Ｅ３ｄ）を有する発光ダイオードを備えていることを特徴とする、請求項１２に記載のロービームヘッドライト。
14. 前記平面（Ｂｇ；Ｂｄ）は、前記車両の幾何学的な軸に直角な横方向軸（Ｔ）に対して、２°〜４０°の範囲の角度（α）、水平傾斜していることを特徴とする、請求項１３に記載のロービームヘッドライト。
15. Ｖ字形状のカットオフを有する、光ビームの中央ゾーン（１）を生成するために方向付け可能な照明モジュール（Ｎ１、Ｎ２）を備えており、水平カットオフラインと、極端な進行方向転換姿勢において、光ビームの中心ゾーンを形成するのに十分な光ビーム幅とを有する、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の固定型の照明モジュール（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３）を備えていることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１つに記載のＤＢＬタイプのロービームヘッドライト。

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