JP5596282B2 - 自動車用照明または信号装置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの光源、および前記光源と出口面との間に設けられた光線のための少なくとも１つのガイドを備える、自動車用照明または信号装置に関する。

このタイプの照明または信号装置は、特に国際特許出願第ＷＯ２００６／０９６４６７号の明細書により知られている。この明細書は、製造上複雑で高価な一体的部品の形態をした光線ガイドを含む照明装置を開示している。

しかし、適度に満足できるコリメーションしか得られないので、距離に関する性能が低い。また全体の寸法は、比較的大きくなっている。

本発明の目的は、幅に関してコンパクトであり、性能が高くなっている、上記タイプの照明または信号装置を提供することにある。また、装置の部品の成形をするための装置の工業的実現性が保証されることも目的としている。更に、使用できる光源に関するフレキシビリティが高いことも目的としている。

本発明による、自動車用照明または信号装置は、次のように構成されている。
すなわち、この装置は、光軸を有し、少なくとも１つの光源と、この光源と出口面との間に光線のための少なくとも１つのガイドとを備え、前記ガイドは、光源に関連した入口エッジを有し、
− 前記光線のための前記ガイドは、互いに平行な広い２つの面を有するシートによって形成されており、
− 前記シートは、出口面に向かって光線を反射できる、後方を向く凸状となっているカーブした後方エッジを備え、
− 前記少なくとも１つのガイドは、装置を車両内に取り付けた状態において、垂直方向、水平方向、又は垂直方向もしくは水平方向に対して斜め方向に配置された平面状のシートからなるガイドを含み、
− 前記出口面は、光軸に平行な前記入口エッジに対して、横方向又は斜め方向に延びており、
− 前記少なくとも１つのガイドは、前記後方エッジのカーブした形状と、前記出口面の輪郭とを連携させることにより、光線が前記装置の光軸を含む実質的に水平な平面に含まれる方向に出射するようになっているガイドを含み、
− 前記出口面は、光軸と実質的に直交する平面内にあり、前記少なくとも１つのガイドは、光源に位置する焦点を有する放物面形状を有する後方エッジを具備するガイドを含み、
− 前記出口面の延長上において前記入口エッジと平行な水平断面が凸状収束レンズ形状となっている端部部品であって、前記入口エッジと実質的に平行な平面において、光を少なくとも部分的にコリメート化できる端部部品を備えており、
− 前記端部部品の厚さは、前記シートの厚さより大きい
ことを特徴とする。

本明細書において、「水平」、「垂直」、「斜め」、「頂部」、「底部」、および位置表示に関する他の用語は、装置または装置の部品のうちの１つに関して使用するものであり、この場合、装置は、車両内に取り付けられた状態にある。この装置は、車両内に直接設置されるようになっている独立した照明または信号モジュールでもよいし、またヘッドライトまたはライト内に組み込んでもよいし、車両内に設置してもよい。これら位置の表示は、本発明における異なる部品の相対的な位置を明瞭にするためであるが、本発明は、これら用語に厳密に限定されるものではない。

同様に、本明細書において、「前方」および「後方」なる用語は、照明装置から前方に向けて放出される光の伝搬に関して使用するものとする。

更に、「光源に関連する入口エッジ（Ｎｅ）」は、光源を入口エッジに直接取り付けるか、またはそのすぐ近くに取り付けできることも意味する。しかし、この表現は、エッジに直接接触しない構造、特に光の漏れを更に制限することにより、このエッジを通ってシートに入射する光の質を、改善／強化し、および／またはサイズまたは他の理由から、光源をオフセットできる可能性を維持するよう、光源とエッジとの間に、集光器または簡単な光導管タイプの少なくとも１つの光学的部品を介在させるようにした構造も意味する。

この集光器は、入口エッジと一体的に製造できるものである。

シートが、互いに平行な２つの広い面の間にあることにより、実質的に一定の厚さを有するものとなる。シートの面は、平面状でもよいし、カーブしていてもよい。

入口エッジは、平面状でもよいし、平面状でなくてもよく、特にカーブしていてもよい。

前記光源は、入口エッジの長手方向に対して実質的に直角に配置された大きい寸法を有し、前記シートの厚さは、前記光源を完全にカバーするように、光源の大きい寸法と少なくとも等しくなっている。

これは、光源の発光面が四角形となっている場合である。

光源は，特に入口エッジの長手方向に対して、実質的に直角に整合したＬＥＤタイプの数個のチップをもって形成することができる。

本装置は、互いに隣接する数個のシートを備え、これらシートは、光源の上方に隣接して、徐々に離間し、出口端部部品を並置できるようになっている。互いに隣接する３つのシートを備えることができる。すなわち、平面視において球面状に湾曲した２つの側方シートの間に、平面状の中心シートが存在することが好ましい。シートの入口エッジが、水平平面内にあり、出口面が垂直となっているとき、前記放物後方エッジの焦点は、光源の後方端部に位置し、よって、発生する光線は、水平となるか、またはカットオフラインよりも下方に向く。

前記出口面の輪郭の垂直断面の前方を向く凸状と、後方エッジの輪郭とは、光軸と平行な光線が射出されるように連携していることが好ましい。特に、前記出口面の輪郭の水平方向断面は、楕円形であり、前方を向く凸状となっており、他方、後方エッジは、双曲面の円弧状で、後方を向く凸状となっており、双曲面の第２焦点は、楕円輪郭の焦点に一致し、双曲面の第２焦点は、後方エッジが示す第１焦点の虚像の位置に一致させることができる。

前記シートは、放物エッジにより、底部部分の境界が定められた閉じた輪郭を有する貫通開口部を有し、前記放物エッジの焦点は、光源が位置するポイントに位置し、放物エッジの幾何学的軸線は、光軸と一致し、前記開口部の頂部輪郭は、後方に向いて発生された光線を開口部のまわりに通過させることができるように選択されており、後方を向く光線の２回の内部反射を生じさせるよう、前記シートの後方エッジは、第１回目の全反射部分と、光線を入口エッジ（Ｎｅ）と平行に戻す第２回目の全反射部分を有することができる。

前記シートの後方エッジの第１部分は、第２放物面によって形成されており、この放物面の焦点は、放物エッジの焦点に一致しているが、放物エッジの軸線は、上を向いており、他方、後方エッジの第２部分は、直線状の頂部面によって形成されていることが好ましい。

光源からシートの後方エッジを見たときの角度は、光源に対する垂線の各側において、少なくとも３０°、特に３５°または４０°に等しいか、それ以上の角度（シートの寸法を増加しないよう５０°〜６０°より大でないことが好ましい）で広がっていることが好ましい。変形例として、光源（Ｓ）とシートの入口エッジ（Ｎｅ）との間に、光学的導管または集光タイプの少なくとも１つの光学的要素（Ｃｏ）を配置することがある。本発明は、上に開示した事項とは別に、他の事項も含む。これらの別の事項については、添付図面を参照し、実施例に基づいて、以下により詳細に説明する。しかし、以下に説明する実施例は、本発明を限定するものではない。

図１には、自動車用の照明または信号装置Ｅが示されている。この装置は、少なくとも１つの光源Ｓと、この光源Ｓと出口面Ｂとの間に設けられた光線のための少なくとも１つのガイドＮとを備えている。透明材料からなるガイドＮは、光源Ｓに隣接する出口エッジＮｅを有する。

本発明によれば、ガイドＮは、シート１またはプレートから形成されており、このシート１は、３つの辺を有する輪郭、すなわち、入口エッジＮｅの長手方向エッジに沿って延びる辺２と、出口面Ｂに沿って延びる辺３と、凸状にカーブした後方エッジ４とを有する輪郭によって境界が定められた２つの広い平行な面の間に位置している。出口面Ｂは、入口エッジＮｅに対して横方向に延び、後方エッジ４は、入口端部Ｎｅの遠方端と出口面Ｂの遠方端との間で延びている。

この例では、入口エッジＮｅは直線状であり、水平平面内に位置し、シート１は垂直であり、出口面Ｂは、入口エッジＮｅに対して直角となっている。本発明は、この例だけに限定されるものではなく、出口面Ｂは、特に図１３を参照して後述するように、前方に向かう凸状となっていてもよい。変形例として、シート１は、出口面Ｂのように水平でもよいし、または水平平面に対して傾斜していてもよい。この構造では、このとき、最大の寸法部分が実質的に垂直ではなく、入口エッジＮｅに対して、実質的に平行に配置されるよう光源を配置できるという利点がある。このとき、エッジは、光源の最小寸法部分に対応するので、厚さを薄くすることができる。

シート１は、入口エッジＮｅおよび出口面Ｂの幅に対応する一定の厚さＬ（図２となっている。

後方エッジ４のカーブした形状と、出口面（Ｂ）の輪郭とを連携させることにより、射出光線の方向が、入口エッジＮｅに基本的には平行となるようになっており、その目的は、光線の方向が光軸（Ｏｘ）を含む水平平面πに含まれるようにすることにある。

図１の例では、出口面Ｂは、入口エッジＮｅに直角に平面状となっている。後方エッジ４は、放物面の円弧によって形成され、放物面の幾何学的軸線は、平面πと平行であり、本例では、Ｎｅの大きい寸法部分に平行となっている。後方エッジ４の放物面の焦点Ｆｐは、後方を向くエッジＮｅの上にある。光源Ｓの中心または別のポイントは、焦点Ｆｐに位置している。この光源Ｓは、ＬＥＤと略称される少なくとも１つの発光ダイオードから構成することが好ましい。

この光源には、平面状の保護プレートを設けることが好ましい（この光源は、それ自身が平面となっているＮｅに対して設置する必要があるときには、実際には、ＬＥＤが最も適すタイプである）。しかし、発光表面が、例えばドームによって保護されているようなＬＥＤを使用することも可能である。

光源Ｓ（その発光表面）は、本例では細長い四角形となっており、その大きい辺は、図２から分かるように、シート１の中心平面に対して直角に配置されている。図２における例では、光源Ｓは、１ｍｍの辺を有する５つの整合した四角形のチップｓ１によって形成されている。このプレート１の厚さＬは、光源の最大寸法よりも若干大きくなっている。すなわち、この場合、５ｍｍよりも若干大きくなっている。光源Ｓは、ＬＥＤを接続するためのプリント回路を含む支持プレートｋ上に配置されている。

まず、接触し得る可能性を残しながら、ＬＥＤの保護層とガイドＮの入口エッジＮｅを、できるだけ接近させ、次に、シートが実質的に垂直に向いている場合、光源の大きい寸法部分を、シート１の厚さに沿って配向させることによって最適な構造が得られる。

出口面Ｂは、より広い端部部品６によって補足することが好ましく、この端部部品６は、ガイドシート１と一体的に製造してもよいし、また出口面Ｂに接触するように取り付けてもよい。この端部部品６は、シート１の厚さＬよりも厚い厚さＧ（図４）を有する。

図１、図３および図４に示す実施例では、端部部品６は、円筒形をした前方部分と、柱状の後方部分を有する中実体によって形成されており、これらの部分の直線状の母線は、入口エッジＮｅに対して直交し、従ってこの例では、垂直となっている。図４から分かる入口エッジの平面と平行な平面が通過する端部部品６の横方向断面は、出口面Ｂの中心に焦点Ｆが位置しているレンズを構成する楕円凸状部分７を前方に有している。この楕円部分７の後方ゾーンは、２つの斜めの垂直平面壁８、９として延びており、これらの壁は、出口面Ｂの垂直エッジ３に接続されるように、後方に向かって収束している。

光源であるＬＥＤは、ほぼハーフ平面に沿ってビームを放出する。このビームがシートに入射するときのビームの発散角度は、発光表面に対する垂線の各側で±β、すなわち概ね±４０°となっている。このβの値は、シートを構成する材料の屈折率に応じて決まり、シートがポリカーボネートＰＣから製造されているとき、約３８°となる。シート１の後方エッジ４の幅は、光源Ｓから、この後方エッジを見たときの角度γ（図１）が、少なくとも全体に約４０°の角度βで、光源Ｓに対する垂線の各側で延び、光源から発生される光束の最大量を回収するように定められている。

図３は、この基本概念の光学的原理を示している。すなわち、シート１の間で光源により発生されるすべての光線が、図３の平面に対して直角な横方向にガイドされ、次に、図３の垂直面において、光軸の方向にコリメート化されるようになっている。

光源Ｓによって発生され、図３の面内に位置し、全体に光源に対する垂線に対して前方に傾斜している光線ｉ１は、全反射角よりも大きい、後方エッジ４に対する入射角を有する。この光線は、光軸と平行な光線ｒ１として反射される。

光源Ｓにより発生され、概ね後方に向かう光線ｉ２は、全反射角よりも小さい入射角を有している。反射を生じさせるために、後方エッジの底部領域Ｑは、反射膜によって被覆されており、この領域には、アルミ被膜が設けられている。次に光線ｉ２は、光軸および光線ｒ１と平行な光線ｒ２として反射される。

従って、垂直平面において、光軸方向にコリメート化が生じる（すなわち、平行光線のビームが生じる）。

図４は、水平平面を通過する断面での出口輪郭を示す。出口面Ｂからのこの輪郭は、両側面での反射を防止できるように、まず、平面状の面８、９の間でプリズム状に広がり、次に、出口に対して楕円形状７となっている。水平面に位置し、楕円７の円弧の後方焦点Ｆを通過するｒ３のような光線は、光線ｕ３として、光軸と平行な状態で離間している。シート１の出口面Ｂを焦点Ｆに配置することにより、出力部で細いビームを保証できるよう、水平面におけるｕ３のような発生光線の部分コリメート化が可能となっている。

焦点Ｆの側横側を通過するｒ’３またはｒ”３のような光線は、光軸に対して傾斜した光線ｕ’３またはｕ”３として射出される。

従って本発明は、メインビームタイプの照明機能、すなわち、かなり高強度の照明機能を満たすことができる基本原理に基づいてなされたものである。

かかるシステムを用いることにより、次のようになることが理解できると思う。
ビームは極めて細く、このビームは、インビーム、フォグライトまたは高速道路用ライト、付加的カーブライト、または同様のタイプに良好に適する。
このビームの幅は、焦点距離によって決まり、従って、楕円７の円弧の寸法、およびシート１の厚さ、従って光源Ｓの長さに応じて決まる。

出口端部部品６の寸法Ｇが大きいことによって、製造に問題が生じることが多い。その理由は、この部品は、透明なプラスチック材料から成形されるからである。一般に、プラスチック材料から部品を製造する際に、この寸法Ｇは、約１３ｍｍに限定されるが、他方、この部品をガラスから製造する場合、より厚い厚さＧにすることができる。

図５は、厚さが５ｍｍと等しいガイドシート１を使用し、端部部品の厚さＧが１２.４ｍｍと等しい場合に得られる等照度曲線のネットワークを示す。この等照度曲線は、光軸と直角な照明装置から、２５ｍの距離に配置されたスクリーンで得られるものであり、光軸とスクリーンとの交点は、Ｘ軸上の目盛り０°に対応する。０°を通過する垂直軸線は、スクリーンと光軸を通過する垂直平面との交点に対応する。

このＸ軸には、垂直軸線および光軸の各側での角度を単位とする目盛りがつけられており、Ｙ軸には、Ｘ軸線を通過する水平平面の上下の角度を単位とする目盛りがつけられている。

ポイントＭは、水平軸と垂直軸との交点の近くに位置し、照度が最大となるビーム上のポイントに対応している。このポイントは、次第に大きくなる閉じた曲線に囲まれており、Ｍに最も近い四角形から外側に位置する四角形の外観は、次第に減少する照度に対応している。各曲線は、ポイントＭから外側に向かって減少するルックスを単位とする一定の値に対応している。図５の場合、ポイントＭは、２０.８ルックスに対応し、Ｍを囲む閉じた第１の曲線ｃ１は、１９.２ルックスに対応している。

図５に示すビームは、極めてワイドなメインビームタイプの機能に適し、完全な機能を提供するには、同一の装置またはモジュールが、４つから５つ必要である。（集められる光エネルギーと、光源が発するエネルギーとの比によって定められる）効率は良好であり、約５０.５％である。（ポイントＭのルックスを単位とする値に応じて決まる）距離は短くて済み、完全なメインビーム照明機能を提供するには、互いに並置された４つから５つの同一のモジュールが必要である。

図６は、図５と類似する等照度曲線のネットワークであり、これらの曲線は、１８ｍｍに等しい、より厚い厚さＧを有する端部部品を用いた場合に得られる曲線であり、他方、シート１の厚さは５ｍｍに等しいままになっている。

図６の場合、ポイントＭは、２８ルックスに対応し、Ｍを囲む閉じた第１の曲線Ｃ１は、２２ルックスに対応している。

効率は、５２.５％となっている。

図６に示すビームは、図５に示すビームよりも、メインビーム機能に対して、より適している。最大強度は改善されており、効率は安定している。極めて良好な質のビームを発生するには、並置された同一のモジュールが、３つまたは４つあれば、十分であると思われる。

図７は、厚さＬが２ｍｍに等しいガイドシート７を用い、一方、端部部品の厚さＧは、１２ｍｍとなっている場合に得られる等照度曲線のネットワークである。

図７に示すケースでは、ポイントＭは、２４ルックスに対応し、Ｍを囲む閉じた第１の曲線Ｃ１は、２２ルックスに対応している。

効率は、６１.２％である。

図７のビームもメインビームタイプの機能に適している。効率は改善されており、最大強度は高いままになっている。メインビーム機能を満たすには、同一のモジュールが４つ必要である。しかしながら、各モジュールの各光源が、図５および図６における構造の場合のように、光束の実質的に半分しか発生しないので（シートの厚さは、図７の場合よりも薄い）、必要とされる全光束は半分であり、従って各ＬＥＤの冷却のコストが低減し、冷却がより容易となっている。

端部部品６の形状に関し、楕円形状のジオプターにおいて、全反射が生じた。疑似楕円輪郭に従って、この輪郭７を一致させることが有利である。このようにすると、水平平面において光をコリメート化し、全反射が生じる危険性に達するとすぐに、発生している光線を若干発散させることが可能となる。

図８は、図７と同じ条件で得られた等照度曲線のネットワークを示しているが、厳密に楕円の輪郭７を有する代わりに、疑似楕円輪郭に対応する複雑な出力形状を端部部品６が有している点が異なっている。効率は、６７.２％まで改善されており、最大照度は２５ルックスとなっている。

図８の場合には、ポイントＭは、２５ルックスに対応し、Ｍを囲む閉じた第１の曲線Ｃ１は、２２ルックスに対応している。

発光器（光源）のサイズが小さいときには、この基本構造は利点を有する。発光器が２×１ｍｍの寸法を有し、２００〜２５０ルーメンを発生する場合、最適点となる。

かかる光源を用いない場合、ＬＥＤを、１０．１６ｃｍ（４インチ）または１２．７０ｃｍ（５インチ）に維持し、これらＬＥＤの上に、数個の隣接するガイド層を設けることが可能である。

図９は、光源Ｓを形成するＬＥＤ（単数または複数）において、接線方向にある３つの隣接するガイドシート１、１ｃ、１ｄを有する構造を平面図で示す。この構造によって、発生される光束のすべてを取り込むことができる。ＬＥＤ（単数または複数）の上方にある３つの層の厚さの合計は、シートの入口エッジに直角に配置された発光器の長さと少なくとも等しい。

端部部品６、６ｃ、６ｄにおいて、シートが隣接するシートと干渉するのを防止するために、垂直平面に位置する中心シート１が設けられており、各側において、中心シート１に対して逆方向に離間する平行な球面ゾーンにより、１つのシート１ｃ、１ｄが構成されている。

図１０は、図９の装置またはモジュールを正面図で示している。端部部品６ｃ、６ｄは、底部部品において、中心端部部品６に対して接線方向にあり、かつ中心端部部品６から、上方向に徐々に離間している。

端部部品６、６ｃ、６ｄの底部部品は、シート１、１ｃ、１ｄの入口エッジＮｅ、Ｎｅｃ、Ｎｅｄ、および光源Ｓよりも上に位置している。これは、出口面の底部部品において、光源からの光線が存在しないので、この部分で、端部部品の存在が有効とならないからである。

中心端部部品６は、図１または図３の実施例で使用されている部品と同じ性質のものである。側方端部部品６ｃ、６ｄは、軸方向に光を送るには有利であるが、全反射により、ルックスが失われる危険性を防止するように計算されている。

図１０は、許容できる幅を有し、許容できる高さを有する端部部品６、６ｃ、６ｄに対応するロッド状に得られる、極めてオリジナルのスタイルを示している。

図１１は、図９および図１０に示された照明装置で得られる等照度曲線のネットワークを示し、このネットワークは、メインビームに必要な特性を有している。

図１１のケースでは、ポイントＭは、４５ルックスに対応し、Ｍを囲む閉じた第１の曲線Ｃ１は、２２ルックスに対応している。

効率は、７０％であり、ほぼ５００ルーメンの光束を発生するＬＥＤを使用することが可能な場合、良好な結果をもたらす機能を果たすために、２つの同一のモジュールだけでよい。

上に説明した照明装置で得られる光ビームは、カットオフ、すなわち対向車からの光に、ドライバーまたは人が眩惑されるのを防止するための明るいゾーンと暗いゾーンの境界を有していなかった。かかるカットオフは、例えばディップビーム、フォグビーム、付加的高速道路ビーム、付加的カーブビーム、付加的ディップビームなどの機能を満たすというようになっている光ビームで不可欠なものである。

後方エッジ４を構成する放物面の焦点Ｆｐが、この光源Ｓの中心に位置する代わりに、光源Ｓの後方エッジに位置するよう、光源Ｓを配置することによって、カットオフを得ることができる。

図１２に示すような構造とした場合、光源の後方エッジからの、従って、焦点Ｆｐからの光線ｉ４は、放物面の軸線に平行な光線ｒ４として、入口エッジＮｅまで反射される。この例では、光線ｒ４は水平であり、装置から出口において水平平面に留まる。

光源から発せられる他の光線のすべて、例えば、光線ｉ５は、光源の後方エッジの前方に位置するポイントから生じる。この光線ｉ５は、降下する光線ｒ５として反射される。

後方エッジからの別の光線ｉ６は、水平光線ｒ６として反射され、他方、後方エッジの前方に位置するポイントからの別の光線ｉ７は、下方に向いた光線ｒ７として反射される。従って、得られるビームは、水平カットオフラインを有し、このカットオフラインの下方に照明ゾーンが位置し、上方に暗いゾーンが位置する。

上記の実施例では、シートの前方出口面Ｂは、平面状で、かつ垂直のままであり、端部部品６は、直線状の母線を有する。

コンパクト性および／またはスタイルを理由とし、照明装置の正面が、シートの平面、一般に垂直平面において正面に向かって凸状となるような別の例を提供することが望ましい。

図１３には、この構造の簡単な一例を示している。ここでは、パラメータがシートの光学的屈折率によって決定される楕円輪郭３ａにおいて、垂直平面にてシート１ａの出口面は、前方に向かって凸状となっている。この楕円輪郭３ａは、後方焦点Ｆ’を有する。

シート１ａの面４ａの後方エッジは、凸部を後方に向けるような双曲輪郭を有する。この輪郭は、光源Ｓ、例えばその中心に位置する第１焦点Ｆと、輪郭３ａの焦点Ｆ’に一致する第２焦点とを有する。焦点Ｆから生じ、後方エッジ４ａに入射する光線ｉ８、ｉ９は、光線ｒ８、ｒ９として反射され、これらの光線は、後方エッジ４ａによって生じるＦのイメージである仮想焦点Ｆ’から生じるように見える。楕円輪郭３ａの焦点であるＦ’から生じるように見える光線ｒ８、ｒ９は、光軸に平行な水平光線ｕ８、ｕ９としてシート１ａから生じる。

必要な分布の照明に適した出口表面を形成するように、垂直楕円輪郭３ａと更に楕円であるが異なるパラメータを有する水平輪郭とを組み合わせることが可能である。

この実施例では、双曲後方面４ａでの反射角は、放物後方面の反射角よりもかなり大きい値となっており、これによって、全反射をより容易に維持し、従って、後方部品のアルミ被覆されたゾーンを制限または不要にすることが可能となる。このことから、２つの利点が得られる。第１の利点は、高価なアルミ被覆プロセスが不要となること、第２の利点は、反射に関する損失が無視できるものとなることである。

図１４には、この図には、凸状出口輪郭に依存することなく、後方を向く光線の一部に対して、２回の内部反射を行うよう、アルミ被覆全体を省略した一実施例が示されている。

図１４に示された照明装置は、図３および図４の母線と類似する垂直の直線状母線を有する出口端部部品６を有する。ガイドシート１ｂは、閉じた輪郭を有する貫通開口部１０を有し、この開口部は、端部部品６の後方制限部と透明材料１２の領域により、後方エッジ４ｃから離間した端部１１の間に延びている。

開口部１０の底部は、光源Ｓが配置されたポイントＦｐに焦点が位置する放物エッジ４ｂと、母線軸とによって構成されており、この母線軸は、光軸を構成するとともに、入口エッジ２ｂの長手方向の軸線と一致している。この開口部１０の頂部輪郭は、光源により後方に向かって放出された光線が容易に回り込むことができるように定められている。

光源によって発生され、エッジ４ｂによって形成されるジオプターに入射するｉ１０、ｉ１１のような光線は、入口エッジＮｅと平行な光線ｒ１０およびｒ１１として反射される。

後方に向かって放出されるｉ１２、ｉ１３のような光線は、後方エッジ４ｃによって形成されるジオプターに入射する。図１４に示す実施例においては、エッジ４ｃの輪郭は、焦点としてポイントＦｐを有する放物面の円弧となっており、その軸線は、前方に向かって上昇する（Ｆｐを通過する）直線ラインＹ１を有する。

光線ｉ１２およびｉ１３は、後方エッジ４ｃにおいて、内部反射を受け、軸線Ｙ１と平行に、光線ｒ１２およびｒ１３として戻る。軸線Ｙ１の上昇する方向は、エッジ４ｂのメイン放物面の下方を、ｒ１２、ｒ１３のような反射された光線が通過しないように選択されている。

シート１ｂの後方エッジは、その頂部に、後方から前方に向かって上昇する直線状部分１３を有する。１４は、後方エッジ４ｃと後方エッジ１３のこの部分との交点を示す。部分１３の頂端部は、シート１ｂの水平頂部エッジとの交点１５によって形成されており、部分１３の傾きは、光線ｒ１２、ｒ１３が入口エッジＮｅ、すなわち図１４における水平線と平行な光線ｕ１２およびｕ１３として反射されるように選択されている。直線状部分１３は、軸線Ｙ１と入口エッジＮｅの方向との間に形成される角度δの二等分線に平行となっている。

後方を向く光線に対する２回の内部全反射に関与する、図１４に示す構造によって、シート１ｂの後方エッジのアルミ被覆部分を解消することが可能となり、これによって、製造コストは低減され、光の発生を改善できる。

図１５は、図７の等照度と比較するために、図１４に示された照明装置により得られる照度測定結果を示す。図１５の結果によれば、図１７と同じタイプの光源では、発生するビームの光束は、１６８ルーメンであり、効率は、図７の場合の６１％に対して、６８％となる。また、図７の場合の２４.６ルックスに対して、最大３０.５ルックスの照明では、得られる最大強度は、１９０００キャンデラとなる。

図１５では、ポイントＭは、３０.５ルックスに対応し、Ｍを囲む閉じた第１曲線Ｃ１は、２９ルックスに対応する。

図１４の装置を用いた場合の性能上の顕著な改善は、主に光線の一部に対して、約２０％の損失を生じさせる主にアルミ被覆が存在しないことによる。

図１４の装置に対し、種々の実施例が可能である。
放物面４での第１回の反射と、曲線面１３での第２回目の反射をする２回の内部反射を生じさせる代わりに、
直線面を使用し、更に第２の放物面を使用すること、
または楕円面を使用し、次に放物面を使用すること、
または双曲面を使用し、次に放物面を使用することも可能である。

図１３の場合のように、凸状の出口面を設けることも可能である。２回の内部反射を関連させるには、この凸状出口面を考慮しなければならない。

図１４のタイプの装置により、２回の内部反射を行うケースでは、カットオフビームの形成は依然可能である。

エッジ４ｂの主放物面で１回の内部反射を受ける光線に対しては、この主要放物面は、図１２のように、光源Ｓの後方エッジに位置する焦点Ｆｐを有していなければならない。

他方、２回の内部反射をし、エッジ４ｃの二次放物面に入射し、次に直線状部分１３に入射する光線に対しては、二次放物面は、光源Ｓの前方エッジに位置する焦点Ｆｓを有していなければならない。図１６は、かかる構造を示している。

光源の後方エッジ上の焦点Ｆｐから発生される光線ｉ１４は、主要放物面４ｂにより水平光線ｒ４として反射される。焦点Ｆｐの前方に位置する光源の前方エッジによって発生される光線ｉ１５は、降下する光線ｒ１５として反射される。

二次放物面４ｃの焦点Ｆｓから生じる光線ｉ１６は、光線ｒ１６として反射され、この反射された光線ｒ１６自身は、直線頂部面１３により水平光線ｕ１６として反射される。他方、光源の後方エッジから生じる光線ｉ１７は、光線ｒ１７として反射され、出口にて降下する光線ｕ１７として反射される。いずれのケースにおいても、光線は水平方向または降下する方向に離間するので、カットオフが得られる。

図１７および図１８は、図３に示された例の変形例を示す。この変形例では、光源Ｓは、エッジＮｅに最早隣接しておらず、光源は、若干オフセットしており、光学的導管Ｃｏは、放物面の焦点にあるエッジＮｅと光学との間に設けられている。光源が過剰に大きいサイズとなっていると、円錐性を有するこの部品Ｃｏにおいて、図示のような利点が生じる。これにより、主光源Ｓと実質的に同じ光束を含むが、より小さくなっている二次光源が形成される。この円錐性は、決して、シート内の光線の発散開口角において所定の歪度化を生じさせるものではない。この場合、図７では、軸方向に円錐性が得られ、これによって、シート内の光線の発散角βが増加される。このことは、二次光源から後方反射器を見たときの角度γを増加させることによって、補償／管理できる。

図１８は、図１７に示したものの変形例である。この変形例は、シートと横方向に光学的導管Ｃｏの円錐性が生じる第２の変形例にも対応している。光線の横方向の発散角度は増加するが、全体の反射限度に達しない限り、このことは許容できる。

軸方向かつ横方向の円錐性を組み合わせた導管Ｃｏを設け、かつ図１７および図１８における双方の構造を関連させることは、困難なく可能である。

本発明の装置は、次のような多く利点を有する。
− 幅の点でコンパクトであること。
− 光効率の観点から、性能が改善されていること。
− フレキシビリティが高いこと。
− １つ、２つ、３つ、４つまたは５つのチップと共に、種々のタイプの光源を使用できること（装置を単一部品内に成形できるか、または変形例では端部部品６、６ｃ、６ｄを、シート１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの端部に取り付けできること）。

上記した例では、ガイドシートの出口端部に、端部部品６、６ａ、６ｂが設けられている。場合によっては、この端部部品を省略することができる。この場合、光は直接、面Ｂを通って発生される。

本発明に係わる照明および信号装置の前方右側の４分割部分を示す斜視略図である。 シートの上方に配置されたガイドシート、および光源を上から見た部分図である。 図１の装置を、より小さいスケールで示す側面図である。 図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った、より大きいスケールの部分水平断面図である。 図１に示された照明装置の第１出口端部部品で得られる等照度曲線のネットワーク図である。 図５のケースよりも薄い出口端部部品で得られる等照度曲線のネットワーク図である。 シートの厚さが、図５および図６におけるよりも薄くなっている照明装置で得られる等照度曲線のネットワーク図である。 出口面が異なる複雑な形状となっている、図７と同じシート厚さを有する照明装置で得られる等照度曲線のネットワーク図である。 ３つのシートを有する照明装置の平面図である。 図９における装置の端面図である。 図９および図１０に示した装置で得られる等照度曲線のネットワーク図である。 カットオフを有するビームの形成を示す、図３よりも大きいスケールの側面図である。 出口面が外側に向かって凸状となっている装置の側面略図である。 後方に向かって発生される光線に対して、２回の内部反射を行う、本発明に係わる装置の変形実施例の側面図である。 図１４の装置で得られる等照度曲線のネットワーク図である。 ビームの一部が装置内で、２回の内部反射を受ける、カットオフを有するビームを得ることができる、図１４に示す照明装置の側面図である。 図３に示す装置の変形例の側面図である。 図１７に示す装置の変形例の垂直面に沿う図である。

符号の説明

Ｅ 照明または信号装置
Ｓ 光源
Ｎ ガイド
Ｂ 出口面
Ｎｅ 出口エッジ
Ｏｘ 光軸
Ｆｐ 焦点
ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ３’、ｒ３” 光線
ｉ１〜ｉ１７ 光線
Ｍ ポイント
Ｃ１ 曲線

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ シート
２ 側面
３ 側面
４、４ａ、４ｂ 後方エッジ
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ 端部部品
７ 楕円部分

Claims (12)

1. 光軸（Ｏｘ）を有し、少なくとも１つの光源（Ｓ）と、この光源と出口面（Ｂ）との間に光線のための少なくとも１つのガイド（Ｎ）とを備え、前記ガイドは、光源に関連した入口エッジ（Ｎｅ）を有する自動車用照明または信号装置であって、
   − 前記光線のためのガイド（Ｎ）は、互いに平行な広い２つの面を有するシート（１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）によって形成されており、
   − 前記シートは、前記出口面（Ｂ）に向かって光線を反射できる、後方を向く凸状となっているカーブした後方エッジ（４、４ａ、４ｂ、４ｃ）を備え、
   − 前記少なくとも１つのガイド（Ｎ）は、装置を車両内に取り付けた状態において、垂直方向、水平方向、又は垂直方向もしくは水平方向に対して斜め方向に配置された平面状のシート（１、１ａ、１ｂ）からなるガイド（Ｎ）を含み、
   − 前記出口面（Ｂ）は、光軸（Ｏｘ）に平行な前記入口エッジ（Ｎｅ）に対して、横方向又は斜め方向に延びており、
   − 前記少なくとも１つのガイド（Ｎ）は、前記後方エッジ（４、４ａ、４ｂ）のカーブした形状と、前記出口面（Ｂ）の輪郭とを連携させることにより、光線が前記装置の光軸（Ｏｘ）を含む実質的に水平な平面（π）に含まれる方向に出射するようになっているガイド（Ｎ）を含み、
   − 前記出口面（Ｂ）は、光軸（Ｏｘ）と実質的に直交する平面内にあり、前記少なくとも１つのガイド（Ｎ）は、光源（Ｓ）に位置する焦点（Ｆｐ）を有する放物面形状を有する後方エッジ（４、４ｂ）を具備するガイド（Ｎ）を含み、
   − 前記出口面（Ｂ）の延長上において前記入口エッジ（Ｎｅ）と平行な水平断面が凸状収束レンズ形状（７）となっている端部部品（６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）であって、前記入口エッジ（Ｎｅ）と実質的に平行な平面において、光を少なくとも部分的にコリメート化できる端部部品（６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）を備えており、
   − 前記端部部品（６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）の厚さ（Ｇ）は、前記シート（１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）の厚さ（Ｌ）より大きい
   ことを特徴とする、照明または信号装置。
2. 光源（Ｓ）は、入口エッジの長手方向に実質的に直角に配置された大きい寸法を有し、前記シートの厚さ（Ｌ）は、光源を完全にカバーするように、少なくとも、光源の大きい寸法と等しくなっていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 光源は，前記入口エッジ（Ｎｅ）の長手方向と実質的に直角に整合した数個の発光ダイオード（ＬＥＤ）によって形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
4. 互いに隣接する数個のシート（１、１ｃ、１ｄ）を備え、このシートは、光源（Ｓ）の上方に隣接して、徐々に離間し、出口端部部品（６、６ｃ、６ｄ）を並置できるようになっていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 互いに隣接する３つのシート（１、１ｃ、１ｄ）を備えており、従って、平面視において球面状に湾曲した２つの側方シート（１ｃ、１ｄ）の間に、平面状の中心シート（１）が存在していることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 入口エッジ（Ｎｅ）は、水平平面内にあり、出口面（Ｂ）は、垂直となっている、請求項１記載の装置において、
   前記後方エッジ（４）の焦点（Ｆｐ）は、光源（Ｓ）の後端部に位置し、よって、発生する光線は、水平（ｒ４、ｒ６）となるか、またはカットオフラインよりも下方に向く（ｒ５、ｒ７）ようになっていることを特徴とする請求項１記載の装置。
7. 出口面の輪郭（３ａ）の垂直断面の前方を向く凸状と、後方エッジ（４ａ）の輪郭とは、光軸（Ｏｘ）と平行な光線が射出されるように連携していることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
8. 出口面の輪郭（３ａ）の垂直断面は、楕円形であって、前方を向く凸状となっており、他方、後方エッジ（４ａ）は、双曲面の円弧の形状で、後方を向く凸状となっており、双曲面の第２焦点は、楕円輪郭（３ａ）の焦点（Ｆ’）に一致し、双曲面の第２焦点（Ｆ’）は、後方エッジ（４ａ）が示す第１焦点（Ｆ）の虚像の位置に一致していることを特徴とする、請求項７に記載の照明装置。
9. 前記シート（１ｂ）は、放物エッジ（４ｂ）により底部の境界が定められた閉じた輪郭を有する貫通開口部（１０）を有し、前記放物エッジの焦点（Ｆｐ）は、光源が位置するポイントに位置し、放物エッジの幾何学的軸線は、光軸（Ｏｘ）と一致し、前記開口部（１０）の頂部輪郭は、後方に向けて発生された光線を、開口部のまわりに通過させることができるように選択されており、
   後方を向く光線（ｉ１２、ｉ１３）の内部反射を２回生じさせるよう、前記シート（１ｂ）の後方エッジは、第１回目の全反射部分（４ｃ）と、光線を入口エッジ（Ｎｅ）に平行に戻す第２回目の全反射部分（１３）を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記シートの後方エッジの第１部分（４ｃ）は、第２放物面によって形成されており、この放物面の焦点は、放物エッジ（４ｂ）の焦点（Ｆｐ）に一致しているが、前記放物エッジの軸線（Ｙ１）は、上を向いており、他方、後方エッジの第２部分は、直線状の頂部面（１３）によって形成されていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 光源（Ｓ）からシートの後方エッジ（４）を見たときの角度（γ）は、光源に対する垂線の各側において、少なくとも３０°、特に３５°または４０°と等しいか、またはそれ以上の角度（β）で広がっていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 前記光源（Ｓ）とシートの入口エッジ（Ｎｅ）との間に、光学的導管または集光タイプの少なくとも１つの光学的要素（Ｃｏ）が配置されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。

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