JP2018163879A - 自動車両の照明モジュール用のモノリシック光源 - Google Patents

Abstract

【課題】左側を運転されるように企図された車両か、右側を運転されるように企図された車両かのいずれに設置されるよう望まれるかにかかわらず、構成要素を標準化することを可能とする、光源および関連した照明モジュールを提供する。【解決手段】自動車両の照明モジュール用のモノリシック光源１は、サブミリメートル寸法の複数の発光素子８によって形成された発光区域３０を備え、その発光区域３０は、少なくとも３つの選択的に作動可能な部分内に各発光素子８が配置されるように構成されており、これら少なくとも３つの選択的に作動可能な部分が、対称面Ｐ１に関して互いに対称な、この対称面に沿って伸びる接触区間３５を有した第１部分３１および第２部分３２と、この接触区間３５の一端から広がると共に、対称面Ｐ１の両側に対称に広がる第３部分３３とを含んでいる。【選択図】図３

Description

本発明は、特に自動車両用の、照明および／または合図の分野に関する。

自動車両には、夜間や明るさの程度が低い場合に車両前方の道路を照らすように企図されたヘッドランプ（或いはヘッドライト）が装備されている。これらのヘッドランプは、一般的に２つの照明モード：第１の「ハイビーム」モードおよび第２の「ロービーム」モードで用いられ得る。「ハイビーム」モードは、車両前方の遠くで道路が明るく照らされることを可能とする。「ロービーム」モードは、より限定された道路の照明をもたらすが、それにもかかわらず、他の道路使用者が眩惑されてしまうのを防止しつつ良好な視認性を確保する。これら２つの照明モードは、車両の直面する交通条件に応じて交互に用いられる。そして、それらのモードは、車両の手動スイッチを介して、或いは寧ろ適切な制御装置を介して自動的に、逐次実行される。

さらに、ヘッドランプ内に存在するモジュールは、「ロービーム」モードと関連付けられたビームが、対向車両の運転者が過度に不快になるのを防止するために、段を形成するカットオフをその上部に有するように構成されている。道路の右側を運転するときに得られるビームが左側にカットオフを有することとなるのに対して、対称的に、道路の左側を運転し続けるときに得られるビームは右側にカットオフを有することとなる、ということを理解されたい。

特定光源の適切な制御、特に、ちょうど言及したような段形状のカットオフの形成を通じて、「ハイビーム」モードと関連付けられたビームと「ロービーム」モードと関連付けられたビームの両方を発生させることのできる照明モジュールを得ることが求められる。特許文献１（US2009180294）は、そのような光源の使用を開示しており、この光源は次のような点で注目すべき複数の発光域を有している。すなわち、それらの同時の、ないしは選択的な作動によって、「ハイビーム」ないしは「ロービーム」に特有の発光区域が作り出されることを可能とする点においてである。

「ハイビーム」を発生させるには発光区域の全てが作動され、「ロービーム」を発生させるには発光区域の一部だけが作動される、ということを理解されたい。

その結果、照明モジュール内において、一方では、光源、および、光源がそれに向けて光線を放出することができて、これらの光線を偏向させるように構成された集光器と、他方では、モジュールから出力される方向付けられたビームを発生させる目的で偏向光線を形成するための光学部品との間に、光線の一部を切り取ってしてビームに適切な形状を与える目的で光線の経路上に遮蔽物を存在させる必要がないのである。

そのような構成は、モジュール内に１つ少ない部品しか要しないという点で有利ではあるが、様々なモジュールに対して、特に道路の右側ないし左側を運転されるように企図された車両のために、第１ないし第２の型式の光源を用意する必要がある。この選択肢を考慮に入れる必要によって、設計や製造のコストが影響を受けるのである、ということを理解されたい。

米国特許出願公開第２００９１８０２９４号明細書

本発明は、左側を運転されるように企図された車両か、右側を運転されるように企図された車両かのいずれに設置されるよう望まれるかにかかわらず、構成要素を標準化することを可能とする解決策をもたらす、光源および関連した照明モジュールを提供することを目的とする。以下、「左側を運転されるべき車両」および「右側を運転されるべき車両」の表現は、道路の左側車線を運転される必要のある車両および右側車線を運転される必要のある車両をそれぞれ意味するものと理解されたい。

この目的のため、本発明は、自動車両の照明モジュール用のモノリシック光源であって、選択的に作動可能な複数の発光素子によって形成された発光区域を備え、その発光区域は、少なくとも３つの選択的に作動可能な部分内に各発光素子が配置されるように構成されており、これら少なくとも３つの選択的に作動可能な部分が、対称面に関して互いに対称な、この対称面に沿って伸びる接触区間を有した第１部分および第２部分と、この接触区間の一端から広がると共に、対称面の両側に対称に広がる第３部分とを含んでいる、モノリシック光源を提供することを意図している。

「モノリシック光源」の表現は、その光源における各発光素子が、共通の基板から成長させられていると共に、選択的に、個別に、或いは発光素子同士のサブセット（下位集団）にて作動可能であるよう電気的に接続されている発光素子であるところの光源を意味するものと理解されたい。そのようなモノリシック光源の構成によって、プリント回路基板にハンダ付けされるよう企図された従来の発光ダイオードに対して、選択的に作動可能なピクセル同士を互いに極めて接近させて配置することが可能となる。モノリシック光源は（本発明の文脈では）、自らの延長の主要寸法（即ち、高さ）が共通基板に対して略垂直で、この高さが少なくとも１ミクロンである各発光素子を含んでいる。

単独ないしは組合わせにて適用され得る本発明の種々の特徴によれば、
− 第３部分はストリップ形状を有し、そのストリップ形状における一方の内側の端部における厚さが、第１、第２、および第３の選択的に作動可能な部分同士の交点と頂点の一致した先端部を形成するために漸減しており、
− 第３部分の輪郭を描くのに関与する先端部が、発光区域内において、１５°から９０°の間に含まれ、特に１５°から４５°の間に含まれ、特に３５°±５°である、対称面との角度をなしており、
− 発光区域は矩形状であり、
− 発光区域は正方形であって、２から４ｍｍの間に含まれる、特に２．６２ｍｍの辺長を有しており、
− 発光部分のそれぞれが、矩形状の発光区域の一縁部まで広がっており、
− 第１および第２部分のそれぞれがサブセットを含んでおり、そのサブセットは、交点から、第３部分に沿って配置される共に、これら２つの部分同士の間の接触区間に少なくとも部分的に沿って配置されており、
− 各サブセットは、第１部分と第２部分との間の接触区間の全長に沿って伸びており、
− 各サブセットの幅が、当該光源における発光区域の一縁部から他縁部まで一定であり（「幅」によって意味するものは、接触区間に垂直な、および／または第３部分と第１部分との間の交差部に垂直なストリップの寸法である）、
− あるサブセット内に含まれる発光素子が、当該サブセットを含む第１部分または第２部分の残部に包含される発光素子によって放出される光線よりも高い光強度の光線を放出するように構成されており、
− サブセットにおける発光素子の密度および／または高さと、対応する部分の残部における発光素子の密度および／または高さとが異なっているか、或いは寧ろサブセット内に配置された各発光素子に対して、対応する部分の残りの各発光素子よりも高い電力が供給され、
− モノリシック光源は、第１、第２、および第３部分を取り囲むよう、対称面に関して対称に配置された２つの追加部分を含んでおり、
− モノリシック光源は、照明モジュール内への自らの設置のポカよけ（うっかりミスの防止）をするための手段を含んでいる（このポカよけ手段は、発光区域の周縁上に設置された、特定の色や形状の目印からなっていてもよく、この目印は、照明モジュール内にモノリシック光源を設置する間、検査装置によって識別可能なものである）。

本発明はまた、述べたばかりのようなモノリシック光源と、成形用光学部品とを含んだ照明モジュールにも関する。モノリシック光源と成形用光学部品とは、当該モノリシック光源によって放出された光線が、中間的な偏向を伴うことなく直接的に当該成形用光学部品へ達するように構成されていてよい。さらに、成形用光学部品は、少なくとも１つの軸線、特に発光区域内に包含されて対称面に垂直な軸線に沿って、像を変形させるように構成されていてよい。それは、第３部分の先端部によって画成される傾斜を修正するためである。

本発明による照明モジュールにおいて、モノリシック光源の発光区域は、辺長が略２．６２ｍｍの正方形であってよく、モノリシック光源が、成形用光学部品から３０ｍｍの所の当該成形用光学部品の焦点に置かれていてよい。

本発明はまた、上述したような照明モジュールを含んだ自動車両のヘッドランプにも関する。このヘッドランプは、当該照明モジュールから出力されるビームと相補的なビームを形成するように構成された相補的なモジュールを含んでいてよい。

本発明は更に、カットオフを備えたビームの投射による非眩惑性の第１照明機能、または第２のカットオフの無いビームの投射による長距離用の第２照明機能を生じさせるよう、上述したようなモノリシック光源の制御を実施する、自動車両用の照明方法に関する。この方法においては、モノリシック光源の向きが、直接的な計測を通じて、或いは寧ろ、この向きに関する情報を集めることを通じて検出されてよく、長距離用の第２照明機能を生じさせるためにモノリシック光源における３つの部分のそれぞれが作動されてよく、非眩惑性の第１照明機能を生じさせるために第１部分と第２部分のうち１つだけが作動されると共に、作動させるのが第１部分か第２部分かのいずれであるかについての選択が、モノリシック光源の検出された向きによって決められてよい。

一つの特徴によれば、３つの部分が、それらの寸法および構造によって許容される最大光強度を生じさせるように第２照明機能をもたらすよう作動されてもよい。

もう一つの特徴によれば、第１部分か第２部分かのいずれかが、その寸法および構造によって許容される最大光強度の３０から５０％の間に含まれる光強度を生じさせるように第１照明機能をもたらすよう作動されてもよい。

さらに、第１または第２部分のサブセットは、当該サブセットを構成する発光素子の寸法および構造によって許容される最大光強度の略５０％の光強度を生み出すように、第１照明機能を生じさせるよう作動される。これに対して、第１または第２部分の残部は、それを構成する発光素子の寸法および構造によって許容される最大光強度の略３０％の光強度を生み出すように、第１照明機能を生じさせるよう作動される。サブセットと、第１または第２部分の残部との発光素子同士は同一である。

本発明の上述した特徴や他の特徴は、添付図面を参照して以下の非限定的な諸例の詳細な説明を読み取ることで、よりはっきりと明らかになるであろう。

モノリシック光源と、放出された光線を成形するための光学部品とが内部に収容された配光可変式照明装置のケーシングの模式的表現であって、モノリシック光源によって放出されて成形用光学部品によって偏向させられた光線が示されている図。 図１のモノリシック光源の模式的な斜視表現であって、１列の発光ロッドが断面で示されている図。 図２に示す型式のモノリシック光源の各発光素子によって形成される発光区域の例示であって、それぞれが複数の発光素子を含む選択的に作動可能な３つの部分への発光区域の分割が示されている図。 モノリシック光源の作動例であって、道路の左側を運転されるよう企図された車両のための第１位置に設置されたモノリシック光源について、「ロービーム」を発生させるように望まれることに応じた、選択的に作動可能な発光素子の部分同士の制御を示す図。 モノリシック光源の作動例であって、道路の左側を運転されるよう企図された車両のための第１位置に設置されたモノリシック光源について、「ハイビーム」を発生させるように望まれることに応じた、選択的に作動可能な発光素子の部分同士の制御を示す図。 モノリシック光源の作動例であって、道路の右側を運転されるよう企図された車両のための第２位置に設置されたモノリシック光源について、「ロービーム」を発生させるように望まれることに応じた、選択的に作動可能な発光素子の部分同士の制御を示す図。 モノリシック光源の作動例であって、道路の右側を運転されるよう企図された車両のための第２位置に設置されたモノリシック光源について、「ハイビーム」を発生させるように望まれることに応じた、選択的に作動可能な発光素子の部分同士の制御を示す図。 ３つの部分のうちの２つが、それぞれ発光素子のサブセットを備えた第１変形実施形態による、図２に示す型式のモノリシック光源の、図３と同様の例示。 ３つの部分に対応した発光区域が、対称な２つの付加部分によって取り囲まれている第２変形実施形態による、図２に示す型式のモノリシック光源の、図３および図４と同様の例示。

本発明の一態様の主題であるような、自動車両のヘッドランプへと統合されるように構成された照明モジュールは、特にケーシング２内に収容されたモノリシック光源１を含んでいる。そのケーシング２は、外側レンズ４によって閉鎖されると共に、この照明モジュールを受け入れるための内部容積を画定している。モノリシック光源は、当該光源によって放出された光線の少なくとも一部を成形するための光学部品６と関連付けられている。成形用光学部品は、やはりケーシング内に収容され、少なくとも１つのレンズ（例えば、集束レンズ）を含んでいる。成形用光学部品は、光源によって放出された光線の少なくとも一部の方向を変える。それは、配光可変の光ビームが、モジュールの光軸Ｘ（図１に示す）と略平行にモジュールから放出されるのを可能とするためである。成形用光学部品はかくして、少なくとも１つの軸線に沿って像を変形させるように構成されている。

照明モジュールはこの場合、光源によって放出された光線が中間的な偏向を伴うことなく直接的に成形用光学部品へ達するようモノリシック光源および成形用光学部品が構成された状態で、直接結像モードにて作動する。

モノリシック光源１は、複数の発光素子８によって画成された発光区域３０を有している。それらの発光素子８は、光源と関連付けられた制御モジュールを介して選択的にアドレス指定可能な（より特定的には、作動可能な）３つの部分を形成するように分布している。当該モジュールは、１つの部分の各発光素子を、別の部分の各発光素子に代えて選択的に点灯させることによって、「ハイビーム」または「ロービーム」を発生させ得る。この制御が如何にして達成されるかは、後述することとなる。

モノリシック光源の構成、即ち特に、選択的に作動可能な各部分内への発光素子８の配置は、望まれる「ロービーム」の型式、特にビームのカットオフを形成する段の傾斜や高さ次第である。

本発明によれば光源は、複数の発光素子８が各々そこから成長させられた共通基板から、それらの素子が突き出ているという点において、モノリシックなものである。各発光素子における延長の主要寸法のうちの１つが、共通基板に対して略垂直であって、１つないし複数の発光素子同士の群によって形成されるピクセル同士を隔てる距離が、プリント回路基板へハンダ付けされた平坦な正方形チップの既知の配列同士を隔てる距離に比べて小さいとすれば、発光素子の種々の構成がこの定義を満たし得る。

特に、本発明の一態様によるモノリシック光源は（以下で、もっと詳細に述べることとなるように）、互いに分離されて基板から個々に成長させられた複数の発光素子を含み得る。これらの素子は、（適切な場合には、その中でロッド同士が同時に作動され得るサブセットにて）選択的に作動可能となるように電気的に接続されている。

変形例として光源は、単一基板上に重ね合わされた発光素子層によって形成される発光素子を含んでいてもよい。それらの発光素子層は、全てが同じ基板上に配置された複数のピクセルを形成するように切断されている。そのようなプロセスの結果は、全てが同じ基板上に配置されて、互いに選択的に作動可能とされるために全てが電気的に接続された、複数の発光ブロックということになる。

これらの本発明によるモノリシック光源を製造する手法のそれぞれにて、かくして、互いに分離された発光素子同士の電気的接続を通じてか、或いは寧ろ各発光ブロックを形成するのに用いられる切断パターンの適切な選択を通じてかのいずれかで、発光区域内に、形状または寸法のいずれかの点で特有の、選択的に作動可能な部分同士の配置を作り出すことが可能となる。

図２に示すように、かくして光源１は、サブミリメートル寸法の複数の発光素子８を備えている。各発光素子８は、ここでは六角形断面のロッドを形成するように基板１０から突き出て構成されている。各発光ロッド８は、光源１および成形用光学部品６がケーシング２内の所定位置にあるときには、照明モジュールの光軸Ｘと平行に置かれる。

これらの発光ロッド８は、（特に、各セットに特有な電気的接続を介して）選択的に作動可能な複数の部分へとグループ分けされる。これらの部分の配置における特定の設計（その配置については、後述することとなる）は、左側運転の車両と右側運転の車両の両者において、「ハイビーム」から「ロービーム」への、またその反対への遷移を簡単に達成することを可能とする目的で選択される。

各発光ロッド８の成長は、基板１０の第１面上で開始される。ここでは窒化ガリウム（ＧａＮ）から形成された各発光ロッドが、ここでは珪素で作られた基板から垂直に突き出る（本発明の範囲から逸脱することなく、炭化珪素などの他の材料が使用可能である）。例として、発光ロッドは、窒化アルミニウムと窒化ガリウムとの合金（ＡｌＧａＮ）や、アルミニウム、インジウム、および燐化ガリウムの合金（ＡｌＩｎＧａＰ）から作ることができるであろう。

基板１０は、第１電極１４が付加される下面１２と、各発光ロッド８がそこから突き出る上面１６とを有している。この上面１６は、基板の第１面（その面については上述した）の役を務めると共に、そこに第２電極１８が付加されている。上面１６上には、特に基板からの各発光ロッドの成長後に（この成長は、ここではボトムアップ式のアプローチを用いている）、種々の材料の層が重ね合わされる。これら種々の層には、各ロッドへ電力が供給されるのを可能とするために、少なくとも１つの電気伝導性材料の層が含まれる。この層は、それ、即ち、あるロッドを、それら、即ち、他の各ロッドへ接続するようにエッチングされる。これらの発光ロッドはそうして、制御モジュール（図示せず）によって同時に点灯されることができる。そして、或いは、少なくとも２つの発光ロッド、または少なくとも２群の発光ロッドが、それらの点灯を制御するシステムによって別々に点灯することができるよう構成されることへの備えがなされることとなる。

各発光ロッドは、基板から伸びており、図２で分かり得るように、それぞれ窒化ガリウム製のコア１９を有している。そのコア１９の周囲には、様々な材料（ここでは、窒化ガリウムや窒化インジウムガリウム）の層同士を半径方向に重ね合わせて形成された量子井戸２０と、それらの量子井戸を取り囲む、やはり窒化ガリウム製のシェル２１とが配置されている。

各発光ロッドは、その高さを画定する延長の軸線２２に沿って伸びており、各ロッドの基部が、基板１０の上面１６の平面２４内に位置している。

所与の光源における各発光ロッド８同士が同じ形状を有していることが有利である。それらのロッドは各々、端面２６によって、また当該ロッドの延長の軸線に沿って伸びる外周壁２８によって境界付けられている。各発光ロッドがドープされ、バイアスを掛けられたとき、その結果としての、半導体光源からの出力として発生する光は、本質的には外周壁２８から放出される（端面２６からも光線が出て行き得る、ということを理解されたい）。その結果、各発光ロッドが単一の発光ダイオードとして機能し、光源の輝度が、一方では発光ロッド８の密度によって、他方ではロッドの（外周壁によって画定され、従って全周長および全高に渡って広がる）照射面積の大きさによって向上するのである。

発光ロッド８の（窒化ガリウムのシェルに相当する）外周壁２８は、各ロッドのアノードを形成する透明導電性酸化物（ＴＣＯ）層２９で覆われている。このアノードは、基板によって形成されるカソードに相補的なものである。この外周壁２８は、延長の軸線２２に沿って基板１０から端面２６まで伸びている。端面２６から基板の上面１６（その上で各発光ロッド８の成長が開始される）までの距離が、各ロッドの高さを画定している。例として、発光ロッド８の高さが１から１０ミクロンの間に含まれることへの備えがなされ得るのに対して、当該ロッドの延長の軸線２２に垂直な端面の最大横方向寸法は２ミクロン未満であることへの備えがなされるであろう。この延長の軸線２２に垂直な断面内でのロッドの面積が、設定された値の範囲内、特に１．９６から４平方ミクロンの間に含まれることへの備えもまたなされるであろう。

各発光ロッド８の形成中には、それらの高さを１つの区域と別の区域とで異ならせることが選択され得る、ということを理解されたい。それは、対応する区域の構成要素たるロッドの平均高さを増大させたならば、その区域の輝度が増大するようにである。かくして、一群の発光ロッドが、もう一群の発光ロッドとは異なる１つないし複数の高さを有し、これらの２つの群同士が同じ半導体光源の構成要素となっていて、この光源がサブミリメートル寸法の複数の発光ロッドに基づいていてもよいのである。

各発光ロッド８の形状、特に各ロッドの断面、および端面２６の形状もまた、デバイス毎に変化し得る。各ロッドは、概して円柱の形状を有しているが、特に多角形の、より特定的には六角形の形状の断面を有していてもよい。外周壁が多角形の形状を有しているか、それとも円形の形状を有しているかにかかわらず、その外周壁を通じて光を放出することができるのが重要なのである、ということを理解されたい。

さらに、端面２６は、略平坦で、外周壁と直角をなし、従って基板１０の上面１６と略平行であるか、或いは寧ろ、この端面から出て行く光の放出方向を操作するために、湾曲したり、その中央に頂部を有したりしていてもよい。

一変形例（図示せず）において、半導体光源１は、各発光ロッドが少なくとも部分的に埋め込まれるポリマー層を更に含んでいてもよい。かくして、基板の全範囲が当該層で覆われているか、或いは所与の群の発光ロッドだけが当該層によって取り囲まれていてもよい。ポリマー（これは、特にシリコーンを主材料としたものであってよい）は、如何なるやり方にせよ光線の透過を妨げることなく各発光ロッドを保護することを可能とする保護層を作り出す。さらに、このポリマー層には、波長変換手段（例えば、発光団）を統合することが可能である。その波長変換手段は、ロッドのうちの１つによって放出された光線の少なくとも一部を吸収して、吸収された当該励起光の少なくとも一部を、励起光の波長とは異なる波長を有した放出光へと変換することのできるものである。その波長変換手段は、ポリマーの内部実質内へと埋め込まれていてもよく、或いは寧ろポリマー層の表面上に配置されていてもよい。

光源は、発光ロッド８同士の間に配置される光反射性材料の被覆を更に含んでいてもよい。それは、初めは基板の方へ向けられた光線を、各発光ロッド８の端面２６の方へと偏向させるためである。換言すれば、基板１０の上面１６が、初めはその上面１６の方へ向けられたそれらの光線を、光源の出光面の方へと方向転換させる反射手段を有していてもよい。かくして、さもなければ失われていたであろう光線が集められるのである。この被覆は、透明導電性酸化物層２９上で、発光ロッド８同士の間に配置される。

各発光ロッド８は、２次元のマトリックスアレイに配列されている。この配列は、ロッド同士が少しずつずらして配列されるようなものとすることができるであろう。一般的には、基板１０上にロッド同士が一定間隔で配置され、マトリックスアレイの各方向において直接隣り合う２つの発光ロッド同士を隔てる距離は、少なくとも２ミクロンでなくてはならない。それは、各ロッド８の外周壁２８によって放出された光線が、発光ロッドのマトリックスアレイから出て行けるようにするためである。さらに、これらの隔てる距離（隣り合うロッドにおける２本の延長の軸線２２同士の間で測ったもの）が、１００ミクロンを超えないようにすることへの備えがなされてもよい。

サブミリメートル寸法の発光ロッド８同士が、基板１０に略平行な平面内で所与の発光区域３０内を画定している。この発光区域の形状は、その構成要素たる発光素子の数や配置によって左右される。以下では、発光区域が略矩形の形状を有するように画成されているが、この区域は、本発明の範囲を逸脱することなく、異なった形状、或いは寧ろ如何なる形状をも有することが可能である、ということを理解されたい。

特に、発光区域３０は、各図に示すように正方形の形状になっていてよい。非限定的な例として発光区域は、２．６６ｍｍの辺長を有していてよい。

光源１は、成形用光学部品の焦点Ｆの所に置かれている。その結果、光源によって放出された光線は、光軸Ｘと略平行にヘッドランプから出て行く。非限定的な例として、或いは光源は、そこから３０ｍｍの所に置かれるであろう。

本発明によれば、発光区域３０の形状がどうあれ、その発光区域は、第１部分３１、第２部分３２、および第３部分３３を含む、選択的に作動可能な少なくとも３つの部分を包含している。これら３つの部分は、点灯／消灯し得る互いに別個の（有利には、相補的な）区域を形成するよう、互いに選択的に電気的に接続されている。光源１と関連付けられた制御モジュール３４（図１に示す）が、少なくとも１つの部分を、その他の部分とは無関係に作動させたり、或いは寧ろ全ての部分を同時に作動させたりするように構成されている。

上述したように、下記で説明することとなる発光ロッドに基づく半導体光源１は、成形用光学部品６を更に含んだ照明装置を用いる状況において採用される。その成形用光学部品６は、少なくとも２つの照明および／または合図機能（即ち、少なくとも、１つの「ハイビーム」型機能および１つの「ロービーム」型機能）を生じさせる目的で、光源の様々なロッド部分によって放出された光線の少なくとも一部を、無限遠にて結像させることができる。

ここで、発光区域３０が選択的に作動可能な３つの部分（それらの内部では全発光素子８が同様のものである）を含むように各発光素子が配置された、光源１の第１実施形態を説明することとする。

上記で言明したように、そのような実施形態は、如何なる型式のモノリシック光源でも、即ち同一の基板から突き出る発光ロッド（即ち、上述したようなロッド）だけでなく、同一の基板上に重ね合わされた発光層を切断することによって得られる発光ブロックでも実施し得るのである。

第１部分３１と第２部分３２とは、対称面Ｐ１に関して互いに対称に配置されている。そして、第３部分３３は、対称面に沿った発光区域の長さの一部のみに渡って、この対称面の両側にも広がりつつ対称面と重複している。第１および第２部分は、これらの部分同士の間の接触区間３５を画定する共通縁部を有している。接触区間３５は、対称面Ｐ１と、発光面の印される平面との交差部に形成される直線に一致している。第３部分３３は、光源の内部に配置される内側端部３３１と、光源の縁部へと開いた外側端部３３２とを有している。第３部分は、その内側端部３３１が先端部へと伸びた形態をとっており、その先端部は、対称面上に中心が置かれ、発光区域内で対称面に対して３５°の角度α（図４から図７示す）をなしている。例えば、約５°の変動が考えられる、ということを理解されたい。変形例として、先端部が異なる形状を有することへの備えがなされ得るであろう。例えば先端部は、１５から９０°の間、有利には１５から４５°の間に含まれる傾きを有することができるであろう。傾斜の違いが、「ロービーム」型の投射ビームにおいて、そのビームのカットオフに対して多少なりとも急な段を生じさせることを可能とする、ということを理解されたい。

この構成の結果として、第３部分３３の内側端部３３１の所に形成された先端部の頂点は、第１、第２、および第３の選択的に作動可能な部分３１，３２，および３３同士の交点３６と一致する。

第１部分３１は、他の２つの部分と順次共通となっている１つの内側縁部と、発光区域の周縁の外形輪郭を描く３つの外側縁部とを有している。これと対称に、第２部分が発光区域の輪郭を描くのに関与している。さらに、上記で言明したように、第３部分は光源の一縁部へと開いた外側端部３３２を有している。その結果として、光源の各辺が、選択的に作動可能な部分のうち少なくとも１つの縁部によって形成され、選択的に作動可能な部分のそれぞれが、光源の発光区域における少なくとも１つの縁部の所まで広がっている。このことは、光源における全ての発光素子の電気的な接続に関して特に有利である。具体的には、選択的に作動可能な各部分それぞれの、光源外部の電源（図示せず）への接続が、かくして光源１の一縁部からなされ得るのである。選択的に作動可能なある部分の全ての発光素子同士が、特に基板の下面上に作られた電極の構造を介して、一緒に接続される。従って、発光素子のうちの１つに電力が到達できる場合には、対応する部分の全体に電力が到達できるのである。

本発明によれば、光源は、選択的に作動可能な３つの部分を形成するように構成されている。そして、基板１０から突き出る小壁を物理的に作り出すことによって、隣り合う２つの部分同士が分離され得る。この分離は、単に発光素子８同士を一緒に配線するやり方によって達成されてもよい、ということを理解されたい。

選択的に作動可能な３つの部分は、それぞれ次のような形状を有している。即ち、第３部分は、光源の側縁部３８から広がっているが、その側縁部３８は、第１の適用（即ち、道路の左側を運転される車両）の場合には、照明モジュール内で光源が発光態勢にあるとき、光源の右側に配置され、第２の適用（即ち、道路の右側を運転される車両）の場合には、照明モジュール内で光源が発光態勢にあるとき、光源の左側に配置される。

側縁部３８の配置、および結果としての第３部分３３の配置は、この場合、顔をその方へ向けて見た光源に関して定義される。その結果、顔をその方へ向けて光源を見たときに、この光源の右側に側縁部３８がある図３から図５を例にとれば、この第３部分によって放出される光線に対応したビームの部分（この部分は、顔をその方へ向けて見た光源の右側に、従って運転者の視点から見て光軸の左側に位置する）は、ビームの右側部分となる。それらの光線は、直接結像モードにて、光源から成形用光学部品上へと直接的に投射される。

本発明によれば、同じ光源を、発光区域に垂直で発光区域の中央を貫通する軸線Ｏ１回りに回転させるだけで、両方の適用事例に用いることができる有利さがある。図３で分かり得るように、軸線Ｏ１は、光源の中央を貫通しており、発光区域の平面内において、選択的に作動可能な個々の部分同士の交点３６とは別個の点を形成し得るのである。

これらの適用事例のそれぞれについては後述することとなるが、それぞれの場合に光源を回転させるやり方についても同様である。この目的のために光源は、照明モジュール内への自らの設置のポカよけをするための手段３９を含み得る。

ポカよけ手段は、発光区域の周縁上に設置された、特定の色や形状の目印から成っていてよい。非限定的な例として、図３から図７は、光源のタブ４０に付けられた目印を示している。そのタブ４０は、光源の外形を画定する縁部上に配置されている。このタブは、或いは基板の延長部であろう。このタブ上に作られた目印は、照明モジュール内に光源を設置する間、検査装置によって識別可能なものである。例として、検査装置は或いは、目印が所望の場所にあるか否かを（形状の相互作用を介して）検出するのに適した機械的な割出し手段か、或いは寧ろ画像取込み手段から成っているであろう。或いは目印を、発光素子同士の間で発光区域内に作られた色彩ドットとすることへの備えがなされるであろう。その場合、検査装置は、所望の区域内における色彩ドットの存在を確認することのできる画像取込み手段から成っていてよい。この区域は、適用事例のそれぞれにおける光源の姿勢に特有のものであるために、発光区域の中心に対して中心を外されていなければならない、ということを理解されたい。

選択的に作動可能な部分のそれぞれは、サブミリメートル寸法の複数の発光ロッドを含んでいる。これら２つの部分の各自とそれぞれ関連付けられたロッドは、分離部の両側で各区域が選択的に作動可能となるよう、電気的に接続されている。図３は、第１部分３１のあるロッドと、第２部分３２ないし第３部分３３に属した直接的に隣り合うロッドとを隔てる距離ｄ３を示している。この（２つの縦方向の発光ロッド軸線同士の間で計測される）隔てる距離ｄ３は、少なくとも２ミクロンでなければならない。それは、各ロッド８の外周壁２８によって放出された光線が、発光ロッドのマトリックスアレイから出て行けるようにするためである。そして、光源の所与の部分における２つのロッド同士を隔てる距離ｄ１またはｄ２に略等しい、異なる２つの光源における２つのロッド同士の間を隔てる距離ｄ３を有することが求められる。

上述したようなモノリシック光源の変形例、即ち切断によって形成されて単一の基板から突き出た発光ブロック群であって、各ブロックが選択的に作動可能な部分を、かくしてピクセルを形成するものにおいても、やはり２つのピクセル同士の間を隔てる距離を考慮する必要あるであろう、ということを理解されたい。この距離は、特に５００ミクロン未満であろうし、２００ミクロン未満であることが好ましいであろう。

上記で言明したように、基板は、半導体光源の種々の部分を構成するロッド全てに共通となっている。かくして、電気的に接続するワイヤの数が最適化され、光源の各部分同士を互いに近づけるのが、より容易となっている。この構成の隣接性は、半導体光源の２つの部分が同時に作動されたときに均一な光束を得ることに関して特に有利である。

ここで、２つの照明機能、即ち（カットオフを含んだビームによる）非眩惑性の照明機能と、長距離用の照明機能とを生じさせる目的で上述したような光源を実施するための方法を説明することとする。

まず、左側を運転されるように企図された車両での本発明による光源を示している図４および図５を参照する。図４は、非眩惑性の照明機能を生じさせるのに用いられる光源構成を示し、図５は、長距離用の照明機能を生じさせるのに用いられる光源構成を示している。

この光源が組み込まれる照明モジュールは直接結像モードで機能し、即ち道路現場上へと投射される像が、光源の発光区域における各発光素子の配置に対して反転されたものとなる。かくして、光源が、成形用光学部品６の焦点Ｆの所である自らの発光位置にあるとき、光源の上部と下部とにそれぞれ対応したビームの部分は、車両から遠く離れた道路現場上と、車両に近接した道路現場上とにそれぞれ投射される。さらに、上述したように、顔をその方へ向けて見たときの光源の右部に対応したビームの部分（即ち、特に図３から図５の第３部分３２）は、運転者がステアリングホイールの背後から見て道路現場の右側の路上へと投射される。

既に言明したように、光源の発光区域３０における個々の部分は、互いに選択的に作動可能となっている。これらの部分のうちの１つが光線を放出したときに、関連した光学部品によって投射されるビームは、発光区域の別の部分が作動されたときに投射されるビームと相補的なものである。これらの相補的なビーム同士が重なり合って、調節された自動車両の光ビームとなる。

発光区域の全ての発光素子が、従って光源の３つの部分それぞれが作動されて、長距離用の照明機能を生じさせる。図５で分かり得るように、第１部分３１が作動されて光線を放出し（ハッチングによって表す）、第２部分３２および第３部分３３も全く同様である。この長距離用の照明機能を生じさせるために、３つの部分が同時に作動され、各部分の寸法および構造によって許容される最大光強度を生じさせるように、対応した電力供給の大きさが決められる。

非眩惑性の照明機能を生じさせることが望まれるときには、図４で分かり得るように、第１部分３１のみが作動される。第２部分３２および第３部分３３は、何ら光線を発しない（ハッチングの欠如によって表す）。成形用光学部品によって投射されたビームの上部が暗くなっていて、道路現場の他の使用者達を眩惑しないよう、第２部分は、この配置では底部付近に置かれている。第１部分３１を作動させて第３部分３３を作動させないことによって、放出されたビーム内に段を形成することが可能となり、即ち、投射ビームの上方境界は、結果として、もはや直線状であったり水平線と平行であったりはしないのである。

このカットオフを含む照明機能を生じさせるために、第１部分３１が、第２部分３２および第３部分３３とは無関係に作動される。また、この第１部分の寸法および構造によって許容される最大光強度の３０から５０％の間に含まれる光強度を生じさせるように、この第１部分を作動させるのに要する、対応した電力供給の大きさが決められる。

ここで、右側を運転されるように企図された車両の照明モジュールでの、図４および図５を参照して上述した光源を示す、図６および図７を参照することとする。この状況では、発光区域の平面に垂直な、第１部分と第２部分とを繋ぐ接合区間を貫通する回転の軸線回りに、光源が１８０°回転されている。先の説明に従えば、図６は非眩惑性の照明機能を生じさせるための光源の構成を示し、図７は長距離用の照明機能を生じさせるための光源の構成を示している。

当該方法は、非眩惑性の照明機能を生じさせるために（それらに関する限り不作動状態のままである第１部分３１および第３部分３３とは無関係に）作動されるのが第２部分３２である点で異なっている。光源の１８０°回転後には、光源の発光態勢にて第１部分３１の上に位置するのは今や第２部分３２であり、従って成形用光学部品から出力される投射ビームの下部に対応するのは第２部分３２によって放出された光線だからである。この場合、第３部分３３が今度は、顔をその方へ向けて見たときに光源の左側に位置し、従って（カットオフを含んだビーム内の段を形成する）対応した光線は、投射ビームの左側にある、ということに留意されたい。そのため、第２部分３２のみを（即ち、第３部分を除外して）点灯させた結果として生じるビームのカットオフは、道路の右側を運転されるように企図された車両に特有のものとなる。

さらに、上記と同様、長距離用の照明機能を生じさせることが望まれるときには、全ての部分が作動される。

以上の結果として、本発明によれば、カットオフを含んだビームが放出されねばならぬときには、制御モジュール３４が、第１部分か第２部分かのいずれかを点灯させる指令を生成する。作動させるのが第１部分と第２部分のいずれであるかについての選択は、光源の向きによって決められる。

本発明による方法は、かくして、例えば上述した画像取込みシステムによって、光源の向きに関する情報を集める段階を含んでいる。

ここで、図８に示す第１の変形実施形態を説明することとする。この実施形態は、発光区域３０の第１および第２部分３１，３２が、同じ部分内で互いに別々に制御されて照明用サブセット４１を形成する発光素子の各セットを含んでいる点において、上記で提示した場合と異なっている。

第１および第２部分のそれぞれがサブセット４１を含んでいるが、そのサブセット４１は、交点３６から始まって、第３部分３３の長さと、これら２つの部分同士の間の接触区間３５の長さとに沿って配置されている。図８において、各サブセットは、破線によって境界を示されている。図示の例において、各サブセット４１は、第１部分と第２部分との間の接触区間の全長を伸びている。但し、本発明の範囲を逸脱することなく、或いは各サブセットが、光源の一方の側縁部から他方の側縁部までは伸びていないことへの備えがなされるであろう。この場合、各サブセットは、第１部分と第２部分との間の接触区間における長さの一部を伸びている。

各サブセットの幅は、その全範囲（例えば、光源の発光区域の一縁部から他縁部まで）に渡って一定であるのが有利である。

長距離用の照明機能を生じさせるために、選択的に作動可能な部分の全てが作動されるときには、各発光素子が、自らの容量の１００％まで発光するように電力を供給される。その結果、第１および第２部分それぞれのサブセットに対応した発光素子によって生じる発光を識別することは不可能である。

対照的に、非眩惑性の照明機能を生じさせるために、第１または第２部分３１または３２のみが作動されるときには、この第１または第２部分のサブセットに対応した発光素子によって放出される光線は、カットオフに最も近いビームの部分を形成する光線である。このサブセット４１はそして、第１または第２部分によって放出された光線によって作り出されるビームの残部に対して、より明るい光を生じさせるように制御される。それは、ビームのカットオフの所に鮮明なコントラストを作り出して、他の道路使用者たちを眩惑するのを避けたいという要望と、これら他の使用者たちの車両直近における照明の有効性との間の妥協を改善するためである。

第１部分３１か第２部分３２のいずれかのサブセット４１は、当該サブセットを構成する発光素子の寸法および構造によって許容される最大光強度の略５０％の光強度を生み出すように、第１照明機能を生じさせるよう作動される。これに対して、対応する第１または第２部分の残部は、その残部を構成する発光素子の寸法および構造によって許容される最大光強度の略３０％の光強度を生み出すように、第１照明機能を生じさせるよう作動される。サブセットと、第１または第２部分の残部との発光素子同士は同一である。

この状況においては、所与の部分内で、サブセットにおけるロッド８の密度および／または高さと、その他のロッドの密度および／または高さとが異なっていてよい。かくして、発光区域内で発光する各部の程度は、外周壁２８の高さを大きくするか、或いは、各ロッドの、そしてこれらの外周壁の数を増やすことによって向上し、かくして当該部分の一部によって発光可能な光強度が残部に対して増大させられるのである。

それに代えて、ないしは、それと重複的に、或いはサブセット内に配置された発光素子に対して、対応する部分の残りの発光素子よりも大きな電力が供給されることへの備えがなされるであろう。

上述したような光源１が周辺部１０１を更に含んでいる第２の変形実施形態が、図９に示されている。その周辺部１０１は、２つの追加部分１０２，１０３から形成され、光源の第１、第２、および第３の選択的に作動可能な部分３１，３２，および３３を取り囲んでいる。これら２つの追加部分は、光源の対称面Ｐ１の両側へ対称に配置されている。左側を運転されるよう企図された車両用か、右側を運転するよう企図された車両用のいずれのヘッドランプ内に光源が設置されようとも、これらの追加部分は影響を受けず、光源の第１、第２、および第３部分が回転させられるのに対して、これらの追加部分は所定位置のままであり得る、ということを理解されたい。

「ロービーム」型の照明ビームを生じさせることが望まれる場合には、光源の上部（即ち、左側を運転する場合には第１部分、右側を運転する場合には第２部分）のみが作動され、従って、より特定的には光源の上部を取り囲む第１の追加部分１０１のみが作動される。

光源の全ての部分が作動されて「ハイビーム」型の照明ビームを生じさせることが望まれる場合には、第１の追加部分１０１と第２の追加部分１０２とが作動される、ということを理解されたい。

本発明は、より特定的には自動車両の前部ヘッドランプに適用される。そのようなヘッドランプは、図１に示して上述したような照明モジュールを含んでいてよい。或いはそのヘッドランプは、当該照明モジュールから出力されるビームと相補的なビームを形成するように構成された相補的な照明モジュールを含むこととなる。

以上の説明は、本発明が如何にして、設定された目的を達成することを可能とするか、特に、低コストで、測光的な品質を失うことなく二重機能照明（即ち、カットオフを含んだ非眩惑性の照明機能と長距離用の照明機能とを単一の成形用光学部品で生じさせることのできる照明）を許容する照明装置を提供することを可能とするか、ということを明確に説明している。本発明による、モノリシック光源（例えば、発光ロッドに基づく半導体光源）と、単純な成形用光学部品（即ち、例として集束レンズおよび／または放物面鏡）との組合せは、特に、これら２つの要素同士の間に中間的な光学面が存在する必要性を、この組合せが回避してくれるという有利性がある。

モノリシック光源の使用は、傾斜した分割線によって互いに分けられた複数の部分が発光区域内に形成されるのを可能とする点と、この状況において、各部分の全てから、特に傾斜した分割線同士によって形成される先端部から放出される光を均一にすることを可能とする点とにおいて、特に有利である。このことは、従来のＬＥＤ（即ち、プリント回路基板へハンダ付けされて発光団で覆われた正方形の青色チップ）では達成することができないのである、ということを理解されたい。

もちろん、非限定的な例として述べてきたばかりの照明装置の構造に対しては、当業者によって種々の修正がなされ得るが、それは当該構造が、選択的に作動可能な発光素子の各部分であって、光源が第１位置にあるときには第１型式の（即ち、左側を運転される車両用の）カットオフを含んだビームを、光源が第２位置にあるときには第２型式の（即ち、右側を運転される車両用の）カットオフを含んだビームを発生させるように制御される部分を備えた、少なくとも１つの光源を用い続けるならば、という条件においてである。いずれにしても、本発明は、この文書で具体的に説明された諸実施形態に限定されるものではなく、特に、如何なる等価な手段や、これらの手段同士の技術的に実行可能な如何なる組合せをも包含するものである。

Claims (19)

1. 自動車両の照明モジュール用のモノリシック光源（１）であって、サブミリメートル寸法の複数の発光ロッド（８）によって形成された発光区域（３０）を備え、その発光区域（３０）は、少なくとも３つの選択的に作動可能な部分内に各発光素子が配置されるように構成されており、これら少なくとも３つの選択的に作動可能な部分が、対称面（Ｐ１）に関して互いに対称であってかつこの対称面に沿って伸びる接触区間（３５）を有した第１部分（３１）および第２部分（３２）と、この接触区間の一端から広がると共に、前記対称面の両側に対称に広がる第３部分（３１）とを含んでいる、モノリシック光源。
2. 前記第３部分（３３）はストリップ形状を有し、そのストリップ形状における一方の内側の端部（３３１）における厚さが、前記第１、第２、および第３の選択的に作動可能な部分（３１，３２，３３）同士の交点（３６）と頂点の一致した先端部を形成するために漸減していることを特徴とする請求項１に記載のモノリシック光源。
3. 前記第３部分（３３）の輪郭を描くのに関与する前記先端部が、前記発光区域（３０）内において、１５°から９０°の間に含まれる前記対称面との角度をなしていることを特徴とする請求項２に記載のモノリシック光源。
4. 前記第３部分（３３）の輪郭を描くのに関与する前記先端部が、前記発光区域（３０）内において、３５°±５°の前記対称面との角度をなしていることを特徴とする請求項３に記載のモノリシック光源。
5. 前記発光区域（３０）は矩形状であることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか一項に記載のモノリシック光源。
6. 前記発光部分（３１，３２，３３）のそれぞれが、前記発光区域（３０）の一縁部まで広がっていることを特徴とする請求項５に記載のモノリシック光源。
7. 前記第１および第２部分（３１，３２）のそれぞれがサブセット（４１）を含んでおり、そのサブセット（４１）は、前記交点（３６）から、前記第３部分（３３）に沿って配置される共に、これら２つの部分同士の間の前記接触区間（３５）に少なくとも部分的に沿って配置されていることを特徴とする、請求項２に組み合わされた請求項１から６のうちのいずれか一項に記載のモノリシック光源。
8. 各サブセット（４１）は、前記第１部分（３１）と前記第２部分（３２）との間の前記接触区間（３５）の全長に沿って伸びていることを特徴とする請求項７に記載のモノリシック光源。
9. 各サブセット（４１）の幅が、当該光源（１）における前記発光区域の一縁部から他縁部まで一定であることを特徴とする請求項８に記載のモノリシック光源。
10. あるサブセット（４１）内に含まれる前記発光素子（８）が、当該サブセットを含む前記第１部分（３１）または第２部分（３２）の残部に包含される前記発光素子によって放出される光線よりも高い光強度の光線を放出するように構成されていることを特徴とする請求項１から９のうちのいずれか一項に記載のモノリシック光源。
11. 前記照明モジュール内への自らの設置のポカよけをするための手段（３９，４０）を含むことを特徴とする請求項１から１０のうちのいずれか一項に記載のモノリシック光源。
12. 請求項１から１１のうちのいずれか一項に記載のモノリシック光源（１）と、成形用光学部品（６）とを含んだ照明モジュール。
13. 前記モノリシック光源（１）と前記成形用光学部品（６）とは、当該モノリシック光源によって放出された光線が、中間的な偏向を伴うことなく直接的に当該成形用光学部品へ達するように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のモジュール。
14. 前記成形用光学部品（６）は、少なくとも１つの軸線に沿って像を変形させるように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載のモジュール。
15. 前記モノリシック光源（１）の前記発光区域（３０）は、辺長が略２．６２ｍｍの正方形であること、および、前記モノリシック光源（１）が、前記成形用光学部品（６）から３０ｍｍの所の当該成形用光学部品（６）の焦点に置かれていることを特徴とする請求項１２から１４のうちのいずれか一項に記載のモジュール。
16. 請求項１２から１５のうちのいずれか一項に記載の照明モジュールを含んだ自動車両のヘッドランプ。
17. カットオフを備えたビームの投射による非眩惑性の第１照明機能、または第２のカットオフの無いビームの投射による長距離用の第２照明機能を生じさせるよう、請求項１から１１のうちのいずれか一項に記載のモノリシック光源の制御を実施する、自動車両用の照明方法であって、前記モノリシック光源（１）の向きが検出され、前記長距離用の第２照明機能を生じさせるために前記光源における前記３つの部分（３１，３２，３３）のそれぞれが作動され、前記非眩惑性の第１照明機能を生じさせるために前記第１部分（３１）と前記第２部分（３２）のうち１つだけが作動されると共に、作動させるのが前記第１部分か前記第２部分かのいずれであるかについての選択が、前記光源の前記検出された向きによって決められる、照明方法。
18. 前記３つの部分（３１，３２，３３）が、それらの寸法および構造によって許容される最大光強度を生じさせるように前記第２照明機能をもたらすよう作動されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記第１部分（３１）か前記第２部分（３２）かのいずれかが、その寸法および構造によって許容される最大光強度の３０から５０％の間に含まれる光強度を生じさせるように前記第１照明機能をもたらすよう作動されることを特徴とする請求項１７または１８に記載の照明方法。