JP2014063736A - ３ｄ効果を有する自動車用点灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測光および、またはスタイルの観点から向上した光像を発生可能な点灯モジュールを提供する。
【解決手段】反射面５を有するリフレクタ４と、リフレクタ４と対面させて配設され、半反射領域８を含むスクリーン６と、スクリーン６およびリフレクタ４に沿って長手方向に延びる光導波路１２とを備える、点灯モジュール２、特に、自動車の点灯モジュール２に関する。光導波路１２は、スクリーン６の半反射領域８からリフレクタ４へ横方向に延びる拡散出光面２０を備える。出光面２０から出る光線のうち、半透明領域８を通過する光線もあれば、反射面５の方へ反射される光線もあることで、３Ｄタイプの奥行き効果を有し、像間に暗い領域がない連続した像が形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、点灯モジュールに関し、特に、自動車用の点灯モジュールに関する。特に、本発明は、ルーフライトや側面灯具などの自動車の室内点灯モジュールや、自動車の「ポジション」（または「サイドマーカー」）タイプおよび／または「ストップ」ライトタイプのシグナリングモジュールに関する。さらに詳しく言えば、本発明は、特定の光学デバイスによって三次元の奥行き効果を発生するシグナリングデバイスに関する。また、本発明は、このようなモジュールを備えるシグナリングデバイスに関する。

欧州特許出願公開第１９１６４７１号明細書は、リフレクタと、リフレクタからある距離離れた位置に配設されたスクリーンとによって形成されたキャビティがある「サイドマーカー」タイプの尾灯について記載している。スクリーンは、半透明であるという特定の特徴を備えており、すなわち、この特徴では、スクリーンに当たる光線のうち、一部が反射され、一部が透過する。キャビティは、キャビティの範囲を定めるリフレクタの表面およびスクリーンの表面の１つがドーム状であるという特定の特徴を示す。発光ダイオードタイプの一連の光源が、リフレクタの周囲に配設され、概ねスクリーンの方へ光を放出するように配向される。スクリーンの半反射性により、光線のうち、一部が直接透過し、一部がリフレクタの方へ反射される。その後、リフレクタは、これらの反射光をリフレクタの中心方向にずらしながら、スクリーンの方へ反射する。リフレクタによって反射されたこれらの光線は、再びスクリーンに当たる。光源から直接発生する光線と同様に、これらの光線のうち、一部がスクリーンを透過し、一部がリフレクタの方へ反射され、その後も同様のことが繰り返される。このように部分透過および部分反射が何度も起こることで、三次元における光学的な奥行き効果が生じる。放射される光線の点灯力または照明力は、キャビティ内での反射が続くと次第に低下する。この光学効果が興味深いのは、この効果により他の運転者の注意を引く「サイドマーカー」ライトをカスタマイズできるからである。また、自動車のバンパーやウィングなどの車体要素に「サイドマーカー」ライトを隠すこともできるようになる。また、発生した奥行き効果と比較すると、薄く小型のシグナリングデバイスを製造することができる。実際、車体要素の外観に似たメタリックな外観を与えうる金属被覆を適用することによって、スクリーンの半透明性が得られる。しかしながら、この尾灯によって形成される像は、非点灯部分を発生する。実際、繰り返される像間の転位領域は点灯しない。つまり、測光の観点から言えば、ライトの外面のうち少なくはない部分がシグナリングに関与しておらず、場合によっては、型式認可、特に、「ストップ」機能の型式認可が下りにくい事態にもなりうる。さらに、他の道路使用者の関心を引くスタイルや能力の点から言えば、光強度の観点からあまり断続しない像を提供することが望ましい場合もある。

本発明の目的は、上述した欠点の少なくとも１つを軽減する点灯モジュールを提案することである。さらに詳しく言えば、本発明の目的は、特に測光および／またはスタイルの観点から向上した光像を発生可能な点灯モジュールを提案することである。

本発明の課題は、点灯シグナリングまたは室内照明モジュール、特に自動車の点灯シグナリングまたは室内点灯モジュールであって、反射面を有するリフレクタと、リフレクタと対面させて配設され、半反射領域を含むスクリーンと、リフレクタとスクリーンとの間に光線を送ることができる放射手段であって、前記光線のうち、半反射領域を通って直接透過する光線もあれば、半反射領域によってリフレクタの方へ反射される光線もあり、この反射された光線がリフレクタによって半反射領域に再び戻されることで、反復性の視覚的奥行き効果を発生する、放射手段とを備え、放射手段が、スクリーンの半反射領域からリフレクタへ延びる発光面を含む少なくとも１つの発光デバイスを備えることを特徴とする点灯シグナリングまたは室内点灯モジュールである。

本発明の好適な実施形態によれば、発光デバイスは、発光面に対応する出光面を備える光導波路を備え、前記光導波路は、光線を通過させて出光面を通して光線を伝送できる。

本発明の例示的な実施形態によれば、光導波路の一端に光源が配設される。光源は、例えば、１つ以上の白熱灯または１つ以上の発光ダイオードであってもよい。光源によって放射される光線の大部分は、光源と対面させて配設された光導波路の入光面を通過する。これらの発光ダイオードにより、デバイスの実施形態がより単純なものになる。

光導波路および光源の例示的な構成によれば、その後、光源は、特に、ほぼ光導波路の長手軸に沿った向きの方向に光導波路の壁に連続的に内反射することによって光導波路の透明材料内を伝播し、その後、光線は、特に光導波路に沿って光導波路を伝播しうる。光導波路は、光線の出光面と対向する背面の反射ファセットなどの非干渉手段を備えてもよい。これらの非干渉手段は、光導波路に沿って進行する光線の一部が出光面の方へ反射し、光導波路から出光するように構成される。

本発明の好適な実施形態によれば、発光デバイスは、発光面に対応する表面、特に有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）の場合の発光面を備える面光源、特に有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を備える。

本発明の好適な実施形態によれば、発光デバイスから発光面を通って出る光線は、リフレクタとスクリーンの半反射領域との間に位置する前記発光面の表面全体にわたって本質的に分布される。

本発明の好適な実施形態によれば、発光デバイスは、スクリーンおよびリフレクタに沿って長手方向に延びる。

本発明の好適な実施形態によれば、発光デバイスは、スクリーンの半反射領域からリフレクタへ横方向に延びる。

本発明の１つの実施形態によれば、１つまたは複数の発光デバイスの発光面は、前記半反射領域の方へ傾斜される。

本発明の１つの実施形態によれば、１つまたは複数の発光デバイスの発光面は、リフレクタの方へ傾斜される。

本発明の好適な実施形態によれば、発光デバイスまたは発光デバイスの少なくとも１つの発光面は、リフレクタの縁および／またはスクリーンの半反射領域の縁に沿って配設される。

本発明の好適な実施形態によれば、前記縁に沿って配設された発光デバイスまたは発光デバイスの少なくとも１つの発光面が、前記半反射領域の方へ傾斜されるように、リフレクタの縁は、スクリーンの半反射領域の対応する縁に対して後退される。

本発明の好適な実施形態によれば、前記縁に沿って配設された発光デバイスまたは発光デバイスの少なくとも１つの発光面が、前記リフレクタの方へ傾斜されるように、半反射領域の縁は、前記リフレクタの対応する縁に対して後退される。

本発明の好適な実施形態によれば、発光面は、スクリーンの半反射領域に対して、３０°〜６０°の平均角度をなす。

本発明の好適な実施形態によれば、スクリーンは、概ね平坦であり、反射面は、概ね凸状または凹状である。

本発明の好適な実施形態によれば、発光デバイスまたは発光デバイスの少なくとも１つの発光面は、特に表面粒状化（ｇｒａｉｎｉｎｇ）またはサンドブラスト加工によって得られる拡散表面、例えば、粒状性の表面を形成する。また、拡散表面は、拡散用の表面上に拡散ラッカーを堆積することによって得られる表面であってもよい。

本発明の好適な実施形態によれば、発光面の拡散特性は、面のすべてにわたって本質的に一定である。

本発明の好適な実施形態によれば、発光デバイスまたは発光デバイスの少なくとも１つは、出光面と反対の背面を備え、背面は、光線を発光面の方へ反射する反射面を備え、発光面より幅が広い。

本発明の好適な実施形態によれば、発光デバイス、または発光デバイスの少なくとも１つの断面は、発光デバイスの長さの大部分にわたって台形であり、発光面は、台形の２つの底のうち短い方の辺に相当する。

本発明の好適な実施形態によれば、１つまたは複数の発光デバイスの台形の断面は、リフレクタとスクリーンの半反射領域との間の空間に応じて、前記１つまたは複数の光導波路に沿って変動する。

ルーフライトや側面灯具などの、車両、特に、車両乗員室の室内点灯モジュールは、本発明に適合することを特徴とする。

本発明の別の課題は、本発明によるモジュールを備える点灯デバイス、特に自動車の室内点灯デバイスである。

本発明の別の課題は、本発明によるモジュールを備える自動車のシグナリングデバイスである。

本発明の特徴は、輝度およびスタイルの観点から特に効率性の良い、奥行き効果を有する点灯モジュールを製造可能であるという点で好適である。

本発明の他の特徴および利点は、以下の記載および図面からより深く理解されるであろう。

本発明による点灯モジュールの斜視図である。 奥行き効果を有する像生成の一般原理を示す、図１のモジュールの軸ＩＩ−ＩＩに沿って切り取った断面図である。 光像の構成の第１の態様を示す、図２の左側部分の拡大図である。 図３と同様に、光像の構成の第２の態様を示す、図２の左側部分の拡大図である。

図面に示す本発明の例示的な実施形態は、本発明の説明を明確にするために、意図的に簡略化および略図化されたものである。実際、本発明のさまざまな構成要素は、特に、寸法に関連するさまざまな制約により、実質的により複雑な形態をとりうる。

図１に示す点灯モジュール２は、本質的に、反射面５を有するリフレクタ４と、反射面５と対面して延びるスクリーン６とを備える。スクリーンは、マスク１０によって囲まれた半反射領域８を備える。スクリーンは、概ね平坦であり、反射面５は、概ね凸状である。スクリーン６およびリフレクタ４は、２つの対向する縁にそれぞれ発光デバイス１２が設けられた四辺形を形成する。発光デバイス１２は、半透明領域８および反射面５の対応する縁または対面する縁に沿って長手方向に延びる。また、発光デバイスは、反射面５の縁から半透明領域８の縁へ、本質的にこれらの２つの縁の間の空間をすべて覆うように横方向に延びる。

一般に、本発明全体において、スクリーン６は、例えば、ある特定のプラスチックまたはガラスなど、よく使用されている透明材料で作られうる。スクリーン表面の１つ、すなわち、外面または内面は、典型的に部分的に反射性のコーティングを適用することによって半透明性のものにされる。コーティングは、通常、真空蒸着法によって適用されたアルミニウムなどの金属コーティングである。当業者に知られているさまざまなコーティングの適用方法が用いられうる。反射率が上がると、パターンの繰り返し回数が多くなりうる。コーティングの反射率は、選択的に、１５％より高く、選択的に、５０％より高い。反射率が低下すると、より高い輝度を得ることができる。選択的に、反射率は９５％未満である。反射率が８０％未満の場合、例えば、シグナリング機能に対してより良好な輝度が得られる。本発明により使用される機能、特に室内点灯またはシグナリングの機能の場合、反射率は、１５〜８０％、選択的に、５０％〜８０％でありうる。シグナリング機能では、反射率は、選択的に、７０％〜８０％であり、選択的に、およそ７５％である。

発光デバイス１２は、光導波路でありうる。２つの光導波路１２の各々の端部の一方に光源１４が配設される。光源は、例えば、１つ以上の白熱灯または１つ以上の発光ダイオードでありうる。光源１４によって放射される光線の大部分は、光源１４と対面させて配設された光導波路１２の入光面１８を通過する。次に、光線は、ほぼ光導波路の長手軸に沿った向きの方向に光導波路の壁に内反射することによって、光導波路の透明材料内を伝播しうる。光導波路の外面および周囲外気によって形成される屈折系（ｄｉｏｐｔｒｅ）に当たる光源は、全反射原理により、屈折臨界角より大きな角度に従って入射するため反射される。実際、光導波路の表面は、所与の屈折率（ポリカーボネートの場合、典型的に、およそ１．６）を有する光導波路の材料と、異なる屈折率（１に等しい）を有する周囲空気との間に屈折系を形成する。２つの隣接する媒質間の屈折率にこのような差があると、入射限界角が存在し、この角度を超えると屈折が起こりえず、全反射が起こる。空気に囲まれたポリカーボネートの媒質の場合、この限界角は、（スネル−デカルトの法則によれば）およそ３８°である。このように、光線は、光導波路の対向する面に連続反射することで本質的に長手方向に進行しうる。光導波路１２は、光線の出光面２０とは反対の背面に反射ファセット１６を備える。これらの反射ファセットは、光導波路に沿って進行する光線の一部が出光面２０の方へ反射し、光導波路から出光するように構成される。反射ファセットには反射コーティングが被覆されうる。このタイプのファセットは、当業者に本質的に周知のものであるため、より詳細な記載は不要である。このように、２つの光導波路１２の各々は、それぞれ１つまたは複数の光源によって放射される光線が、光導波路を長手方向に伝播し、出光面を通って横方向に徐々に出るように構成される。

図２は、奥行き効果を有するか、三次元を有する像生成の一般原理を示す、図１のモジュールの軸ＩＩ−ＩＩに沿って切り取った断面図である。実際、光導波路に沿って伝播し、反射ファセット１６の１つによって反射された光線２２が表されている。光線２２は、スクリーン６の半反射領域８に当たるように出光面２０から出る。その後、光線は、一部がスクリーンを通過し、一部が反射面５の方へ反射される。その後、反射面は、このように反射された光をスクリーンの方へ（本質的にすべて）反射する。順当に反射された光線２４は、初期の光線２２と同様に、一部がスクリーンを通過し、一部が反射面５の方へ反射される。光線２４の反射された部分は、反射面５によって反射されて光線２６を形成し、光線２６は、一部がスクリーンを通過し、一部が反射された後、光線２８となり、その後、同様のことが続く。次に、スクリーン６の外面を見た観察者は、反射ファセット１６の一連の像、すなわち、横方向に筋が複数入った本質的に縦方向の複数の線を目にし、縦方向の線の幅および強度は、特に光線２２によって形成される直接像から、特に光線２４、２６および２８によって形成され、凸状の反射面５によって反射されて変形の可能性がある像へ段階的に低減する。図２は、出光面から出る単一の光線を示しているが、前記出光面からは出る光線は複数あり、異なる方向に出るため、カットに位置する反射ファセット１６の本質的に完全な像を形成し、これらの像を異なる観察角度から見ることができることを理解されたい。光導波路の出光面２０が反射面５の縁から半反射領域８の対応する縁まで延びることで、図３に関連して詳述するように、反射ファセット１６の連続する像間の非点灯領域を最小限抑え、場合によっては、非点灯領域をなくすことができる。図２の右側部分は、本質的に、左側部分と対称的であるため、右側部分でも同じ現象が見られうる。

図３は、光像の構成の第１の態様を示す、図２の左側部分の拡大図である。半透明領域８に隣接した出光面２０の端部から出る第１の光線３０が表されている。光線３０は、視点によって概略的に表されている観察者の方に向かっている。また、反射面５に隣接した出光面２０の他端部から出て、観察者の方へ向かう第２の光線３２も表されている。これらの光線は、光導波路のこの高さで１つまたは複数のファセット１６によって反射される光線の一部にすぎないことは明らかである。このように、観察者は、変形がほとんどないか、またはまったくない１つまたは複数のファセット１６の像を感知する。第１の光線３０は、半反射領域８に当たると、一部が反射されて光線３４になり反射面５の方へ向けられる。その後、光線３４は反射面５で再び反射され、一部が半反射領域８を通過して観察者の目に届く。同じことが第２の光線３２にも当てはまり、第２の光線３２は、一部が半透明領域８によって反射されて光線３６になり、この光線３６も観察者の目に届く。このように、観察者は２つの像、すなわち、特に光線３０および３２に沿った透過による反射ファセット１６の第１の像と、半透明領域および反射面での二重反射により反転され、特に光線３４および３６によって形成された前記ファセットの第２の像とを感知する。これらの２つの像間の距離が短縮されることで、スタイルおよび測光を向上させることができる。モジュールの幾何学的形状および観察者の位置に応じて、これらの２つの像間の距離はゼロまたはほぼゼロであってもよい。これらの像は重なり合うこともある。また、直前に説明した原理と同様に、さらなる像が形成されてもよい。

図４は、図３と同様に、図２の左側部分の図であり、光像の構成の第２の態様を示す。実際、光導波路の出光面２０は拡散性であり、面光源を形成するものであってもよい。図４は、反射ファセット１６によって反射された光線２２を示す。この光線は、出光面２０を通る通過点で、多数の方向に透過および屈折されるため、入射光のエネルギーは多数の屈折光線に再分布される。一例として、光線３８は、偏向されることなく透過した光線２２とは異なる点で半反射領域８に当たる。次に、光線３８は、一部が透過し、一部が反射される。このように反射面の方へ反射された光線は、ファセットの第２の像を形成するように再び反射され、この第２の像は、光線２２によって形成された第１の像の観察者によって見られうる。再度、一例として、光線４２は、光線２２の出光点から出光面２０によって拡散された別の光線であり、この光線は、反射面５に直接当たるとともに、ファセット１６のさらなる像を形成可能である。出光面は、図示された光線４４などの他の光線を拡散する。

光導波路の出光面２０の拡散性質により、反射ファセットの連続した像の間にある非点灯領域または弱点灯領域をふさぐことができる。

このようにして生成された像は、１本ずつ横並びに配設され、階段状に相互連結された縦棒に類似している。このように、この像は、奥行き効果を維持しながら光の持続性を与える。

光導波路の出光面の拡散性質は、当業者に本質的に周知の異なる方法、特に、サンドブラスト加工、酸エッチングまたはコーティングの堆積によって得られうる。表面の拡散能力は、本質的に、表面の粗さによって特徴付けられる。

直前に記述した例示的な実施形態において、モジュールの形状は矩形である。しかしながら、モジュールの形はさまざまな形態のものでありえ、特により複雑で、特に丸い輪郭をもったものでありうることを理解されたい。また、反射面の形状は、例示的な実施形態に示すものより複雑なものでありうる。本発明の分野に精通した当業者であれば、寸法設計、特に、モジュールを製造するために実施される表面の算出による寸法設計に容易に進むことができる。

直前に記述した例示的な実施形態において、モジュールは、モジュールの表面の対向する縁に配設された２つの光導波路を備える。しかしながら、モジュールは、単一の縁に沿って延び、または複数の縁に沿って継続的に延びる光導波路を１つのみ備えてもよい。また、モジュールは、３つ以上の光導波路を備えてもよい。

また、光導波路の代わりに、発光要素の表面が発光デバイスの発光面に相当する面光源を使用することもできる。この面光源は、例えば、図示していない一例において、図２、図３および図４の図と比較すると、リフレクタ４とスクリーン６との間に光導波路１２の代わりに延びるＯＬＥＤであってもよい。

Claims (15)

1. 特に自動車の点灯モジュールであって、
   反射面（５）を有するリフレクタ（４）と、
   前記リフレクタと対面させて配設され、半反射領域（８）を含むスクリーン（６）と、
   前記リフレクタ（４）と前記スクリーン（６）との間に光線を送ることができる放射手段（１２，１４）であって、前記光線のうち、前記半反射領域（８）を通って直接透過する光線もあれば、前記半反射領域（４）によって前記リフレクタ（４）の方へ反射される光線もあり、前記反射光がリフレクタによって前記半反射領域（８）に再び戻されることで、反復性の視覚的奥行き効果を発生する、放射手段（１２，１４）とを備え、
   前記放射手段が、前記スクリーン（６）の前記半反射領域（８）から前記リフレクタ（４）へ延びる発光面（２０）を含む少なくとも１つの発光デバイス（１２）を備えることを特徴とする、点灯モジュール。
2. 前記発光デバイスが、前記発光面に対応する出光面（２０）を含む光導波路を備え、
   前記光導波路が、光線を通過させて前記出光面（２０）を通して光線を伝送できることを特徴とする、請求項１に記載の点灯モジュール（２）。
3. 前記発光デバイスが、前記発光面に対応する表面、特に有機発光ダイオードの場合の発光面を備える面光源、特に有機発光ダイオードを備えることを特徴とする、請求項１に記載の点灯モジュール（２）。
4. 前記発光デバイスから前記発光面を通って出る光線が、前記リフレクタ（４）と前記スクリーン（６）の前記半反射領域（８）との間に位置する前記発光面の表面全体にわたって本質的に分布されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の点灯モジュール（２）。
5. 前記発光デバイスが、前記スクリーン（６）および前記リフレクタ（４）に沿って長手方向に延びることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の点灯モジュール（２）。
6. 前記発光デバイスが、前記スクリーン（６）の前記半反射領域（８）から前記リフレクタ（４）へ横方向に延びることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の点灯モジュール（２）。
7. 前記発光デバイス（１２）の前記発光面（２０）または前記発光デバイス（１２）の少なくとも１つの前記発光面（２０）が、前記リフレクタ（４）の縁および／または前記スクリーン（６）の前記半反射領域（８）の縁に沿って配設されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の点灯モジュール（２）。
8. 前記縁に沿って配設された１つまたは複数の前記発光デバイス（１２）の前記発光面（２０）が、前記半反射領域（８）の方へ傾斜されるように、前記リフレクタ（４）の前記縁が、前記スクリーン（６）の前記半反射領域（８）の前記対応する縁に対して後退されることを特徴とする、請求項７に記載の点灯モジュール（２）。
9. 前記発光面（２０）が、前記スクリーン（６）の前記半反射領域（８）に対して、３０°〜６０°の平均角度をなすことを特徴とする、請求項８に記載の点灯モジュール（２）。
10. 前記反射面（５）が、概ね凸状または凹状であることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の点灯モジュール（２）。
11. 前記発光デバイス（１２）の前記発光面（２０）または前記発光デバイス（１２）の少なくとも１つの前記発光面（２０）が、拡散表面を形成することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の点灯モジュール（２）。
12. 前記発光デバイス（１２）または前記発光デバイス（１２）の少なくとも１つが、前記出光面と対向する背面を備え、前記背面が、前記発光面（２０）に光線を反射させ、前記発光面（２０）より幅が広い反射面（１６）を備えることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の点灯モジュール（２）。
13. 前記発光デバイス（１２）または前記発光デバイス（１２）の少なくとも１つの断面が、前記発光デバイスの長さの大部分にわたって台形であることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の点灯モジュール（２）。
14. ルーフライトや側面灯具などの、車両、特に、車両乗員室の室内点灯モジュールであって、請求項１から１３のいずれか一項に適合することを特徴とする、室内点灯モジュール。
15. 請求項１から１３のいずれか一項に記載の点灯モジュール（２）を備える自動車のシグナリングデバイス。

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