JP6466440B2 - 特に自動車の照明部材のための、一体式ｌｅｄを備えた照明システム - Google Patents

Description

本発明は、特に自動車の照明部材のための、一体式ＬＥＤ、特に光モジュールに一体化されたＬＥＤを有する照明システムに関する。

いくつかの照明システムは、プリント基板に電気的に接続された、一般にＬＥＤと呼ばれる発光ダイオードを装備するプリント回路基板を備えている。しばしば頭字語によりＰＣＢと呼ばれるプリント回路基板は、複雑な電子回路を製造するために一組の電子コンポーネントを電気的に連結することを可能にする支持体、通常はプレートである。このプレートは、平面状であり、絶縁材料により隔てられた銅からなる一又は複数の薄層のアセンブリから構成される。このようなプレートは剛性又は柔軟性とすることができる。照明装置において、ＬＥＤを装備するプリント回路基板、又はプレートは、光ビームの大部分がダイオードによってプリント回路基板に直角の方向に放出される良好な光の提供のために、所望の照明方向に対し、通常直角に配置される。しかしながら、自動車の分野において、特にヘッドライトの用途において、照明方向に直角というこのような位置決めは、ヘッドライトに大きな容積を強いており、設計上の制約となっている。

光ガイド機能を保証するために、ＬＥＤに関連付けられた光モジュールを採用する照明システムも存在する。この場合、ＬＥＤは、光モジュールがＬＥＤによって放出された光を受けることができるように、光モジュールから短距離に配置される。光モジュールは、しばしば照明システムの別の要素、例えばマスク又はデフレクタに組み込まれる。このようなマスクは、ＬＥＤの照明方向に直角に、ＬＥＤから一定の距離を置いて延びることが多い。したがって、このような照明システムは、互いに相対配置される多数の要素から構成され、それらのアセンブリは複雑となりうる。更に、このような照明システムは、その配置及び形態を制限しうる大きな容積を有することがあり、これは特に自動車の分野において望ましくない。更に、この種の照明システムでは、各ＬＥＤは分化しており、眼に見える。美的理由から、照明システムの外観スタイルを、その照明機能を維持しながら改善することは賢明な作業である。

したがって、これらの欠点を少なくとも部分的に是正し、設計を変更することを可能にする照明システムが必要とされている。

このために、本発明の一の目的は、特に自動車のヘッドライトのための照明システムに関し、この照明システムは、光を生成するために適した発光ダイオードを装備するプリント回路基板と、前記光を伝播及び伝送するように形成された光モジュールとを備え、この光モジュールは、生成された前記光を受け取るように意図された受光面と、前記生成された光を再伝送するための放出面とを有しており、前記光モジュールが発光ダイオードを装備する前記プリント回路基板を受けるためのハウジングを有していることと、前記ハウジングが前記受光面を形成する内壁を有していることとを特徴とする。

光モジュールの容積内にこのようにプリント回路基板を位置決めすることにより、得られる照明システムは、特に単純で小型である。更に、このような配置は、照明の美観を向上させることができる。実際には、光モジュールは、目に見える支持要素又は保持要素なしで、ある意味照明システム内部に浮かんでいるように見えるため、「だまし絵」式の美的外観を有することができる。このように、マスク又はリフレクタといった照明システムの別の要素に組み込まれることなしにオフセットされうる発光要素（プリント回路基板と発光ダイオードから形成されるアセンブリ）を有する照明システムを生産することが可能である。

更に、光モジュールの容積内部にプリント回路基板を位置決めすることにより、光モジュールは、発光ダイオードによって放出される光放射の大部分、特に放出される光放射の９５から１００％を捉えることができる。

特に、プリント回路基板が光モジュールのハウジングを閉鎖する場合は、ＬＥＤによって放出される光放射のすべてが捉えられる。このように、本発明は、光の損失を低減することができる。

加えて、光の提供は、受光面からＬＥＤを隔てる距離の関数として、又は受光面の配置の関数として、向上させることができる。例として、この受光面は、ＬＥＤから０．５から５ｃｍのオーダーの距離に置くことができる。また、例として、受光面とＬＥＤは、受光面の照光が１２０°から２５０°の角度、好ましくは１５０°から２００°の角度、更には１７０°から１９０°、特に１８０°の値を取るように、配置することができる。

有利には、但し非限定的に、光モジュールは、ポリマー材料又はガラスから、好ましくは半透明（ｔｒａｎｓｌｕｃｅｎｔ）又は透明（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）に、その容積内で循環する少なくとも一の光ビーム、特に発光ダイオードによって放出される光ビームを伝播させて導くのに適するように形成することができる。使用される材料は、ガラス又はポリマータイプの、有色又は無色の材料など、光放射を導くのに適したいずれかの材料、例えばポリカーボネート又はポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）とすることができる。各光モジュールは、このように単純に生産することができ、その形態は照明システムを受けるように意図された部材に適合させることができる。

本発明の文脈において、「透明性」とは、材料が、光を散乱させずに通過させることを可能にする物理的特性を意味するものとする。考慮される光子の波長より研究される寸法がずっと大きな顕微鏡スケールにおいて、この種の材料では、光子はスネルの法則（Ｓｎｅｌｌ−Ｄｅｓｃａｒｔｅｓ ｌａｗｓ）に従うということができる。

有利には、但し非限定的に、前記受光面及び／又は前記放出面は、前記光の一部を拡散させるために適した少なくとも一の部分を有することができる、及び／又は受光面の一部と放出面の一部との間の容積を、前記光の一部を拡散させるために適したものにすることができる。

「拡散」は、材料が、又は本発明の場合はモジュールの内表面又は外表面の少なくとも一部が、光を通過させるが、光子は拡散され、したがってもはやスネルの法則には従わないという特性を意味するものと理解されたい。このような材料は、半透明材料とも呼ばれる。

したがって、受光面の一部及び／又は放出面の一部、及び／又は受光面の一部と放出面の一部との間の容積は、光線の一部を拡散させるように配置することができる。

このために、受光面の一部及び／又は放出面の一部及び／又は受光面の一部と放出面の一部との間の容積は、光を散乱又は拡散させるために、既知の方法により、少なくとも部分的に粒状化、テクスチャ加工、又はエッチングすることができるか、又は半透明材料を素材とすることができる。このような、粒状化、テクスチャ加工、又はエッチングされた部分は、光線を拡散させるために十分な厚みに、又は光モジュールの厚み全体に延ばすことができる。

したがって、光モジュールの一部は、例えばプリント回路基板とＬＥＤを隠すために半透明材料製と素材とし、別の部分は透明材料を素材とすることができる。このような光モジュールは、単一ピースに又はまとめてアセンブルされる複数のピースに生産することができる。

有利には、前記光の一部を拡散させるために適した受光面の一部及び／又は放出面の一部及び／又は受光面の一部と放出面の一部との間の容積は、プリント回路基板が光モジュールの外側の少なくとも一のゾーン、例えば側方ゾーンから見えないように位置させることができる。

光モジュールのハウジングの内壁は、少なくとも二の側壁及び少なくとも一の底壁、プリント回路基板がハウジングを閉鎖する場合は特に単一の底壁を含むことができる。この場合、前記少なくとも二の側壁は、前記光の一部を拡散させるために適した受光面の一部を形成することができる。

有利には、但し非限定的に、前記受光面は、前記光の別の一部を収束させるために適した少なくとも一の他の部分を有することができる。これにより、光の一部を、光モジュールの特定の方向に、例えば光モジュールの残りの部分より明るくする必要があるゾーンに向かって集中させることが可能になる。

有利には、光の別の一部を収束させるために適したこの受光面の一部は、放出面の特定のゾーンに向かってこの光の一部を収束させるように配置することができる。

有利には、受光面の少なくとも一の他の部分は、光をコリメートするための少なくとも一のデバイスを有する。

光線をコリメートするため、偏向させるため、又は収束するための光学素子は、フレネルレンズ、ジオプター、プリズム又はファセットタイプの一又は複数の従来式の光学要素を用いることができる。このような光学素子は、入射光線を、光モジュールの放出面に向かって、特に光モジュールの放出面の特定のゾーンに向かって収束させることを意図している。

光学コリメーション装置は、有利には、既知の方法により、内壁の他の部分の少なくとも一の表面ゾーンに固定することができるか、又は前記表面ゾーンにエッチングすることができる。

光モジュールのハウジングの内壁は、少なくとも二の側壁及び少なくとも一の底壁、特にプリント回路基板がハウジングを閉鎖する場合は単一の底壁を含むことができる。この場合、前記底壁は、前記光の一部を収束させるために適した受光面の他の部分を形成することができる。

有利には、ハウジングは、光線の一部を拡散させるために適した内壁の一部と、前記光の別の一部を収束させるために適した内壁の別の部分とを有することができる。このような構成により、一又は複数のＬＥＤ光源を隠すという美的利点が得られる。このようにして、光源を人間の視界から隠すことが可能である。光モジュールは、このとき光ビームの拡散及び伝送により照明機能を保証するので、ＬＥＤの組により全体が継続的に且つ均一に照らされうる。光を拡散させる壁の部分は、ＬＥＤを隠すことによりモジュールを特に側方から照らすことを可能にし、光線を収束させる内壁の部分はモジュールの照明機能に寄与することができる。この場合、このようなモジュールの外観は、スタイルの観点から向上する。

有利には、但し非限定的に、ハウジングの前記内壁は、少なくとも二の側壁と少なくとも一の底壁、特に単一の底壁を含むことができ、前記光モジュールの放出面は、前記底壁に実質的に平行な外表面と、前記少なくとも二の側壁にそれぞれ実質的に平行な少なくとも二の側方外表面を含むことができる。放出面は、このようにして、光モジュールの外壁、特に光モジュールの外壁のほぼすべてを形成することができる。したがって、底壁に実質的に平行な外表面は、例えば、光モジュールの後方に現れることができるハウジングの部分とは反対に、いわゆる「フロント」側の外表面となりうる。側方外表面は、光を拡散させるために適した放出面の一部を形成することができる。このために、この部分は、少なくとも部分的に粒状化、テクスチャ加工又はエッチングすることができる。

ハウジングは、フロント側外表面の反対の背面上に開口し、例えばそれと平行又は実質的に平行な、例えばモジュールの縁全体にわたる、溝又はスロットとすることができる。この溝又はスロットの断面は、多角形、例えば台形、又は楕円形、例えば円弧の形状、又は他の任意の適切な形状とすることができる。

光モジュールは、クラウン環形状又は類似の形状を有することができ、これは、円筒状、円錐状、又は円錐台形状、場合によっては楕円でもよい。しかしながら、本発明は、特定の形状の光モジュールに限定されず、光モジュールは考慮される照明システムに適したあらゆる形状をとる可能性がある。

本発明は、本発明による照明システムを装備する自動車の照明部材にも関する。

この照明部材は特に、車両のシグナリングのためのヘッドライト（又は光学ブロック）及び車両内部に位置することを意図されるアンビエントライトから選択されうる。好ましくは、部材はヘッドライトである。

照明部材は通常、光ビームが出てゆくために半透明又は透明な一面を有するケーシングを備える。この場合、本発明による照明システムは、ケーシング内部に配置され、少なくとも一の固定要素によりケーシングに固定され、照明システムは、ＬＥＤによって生成された光がケーシングの半透明又は透明な面から出てゆくような方向を有する。

一又は複数の固定要素は、異なる形状及び大きさ、例えば長方形のロッド又はストリップとすることができる。好ましくは、一又は複数の固定要素は、光モジュールの材料と同一材料から作製され、これにより、このような要素は光の伝播に殆ど又は全く混乱を生じさせないため、光モジュールの「浮かんでみえる」効果を増大させることができる。

保持機能を保証できる限り、固定要素の数は限定されない。通常、少なくとも二の固定要素が使用されるが、一のみも可能である。

一又は複数の固定要素は、前記要素の端部ゾーンにより光モジュールの外表面に固定することができ、反対の端部ゾーンはケーシングに固定することができる。

本発明の別の目的は、本発明による少なくとも一の照明システムを装備する自動車に関する。

特に、前記照明システムは、以下の部材のうちの少なくとも一を備えることができる：
−車両内部に位置するアンビエントライト、
−車両の信号灯。

フロント側又はリア側のこの信号灯は特に、日中走行用ライト（車両が発進すると自動的に点灯する、頭字語「ＤＲＬ」によっても知られるライト）、サイドライト、バックライト、フォグランプ、点滅灯、ストップライト、又は他のいずれかの信号灯から選択されうる。

ここで、本発明を、非限定的な添付図面を参照して説明する。
本発明による照明システムを装備する車両のヘッドライトの斜視図である。 図１の照明システムの断面の部分概略図である。 図１の照明システムの斜めから見た部分断面図である。

「実質的に平行」とは、特定の方向と、±２０°以下又は±１０°以下の角度を形成する方向を意味する。

図１は、光ビームが出てゆくために半透明又は透明である一面５を有するケーシング３を備えた、車両のシグナリングのためのヘッドライト１を示している。この面５は、提示する実施例のように、任意の平面形状又は更に複雑な形状をとることができる。

このヘッドライト１は、図２及び３に詳細に示す本発明による照明システム１０を装備する。

したがって、照明システム１０は：
−光（１４１、１４２）を生成するために適した発光ダイオード１４を有するプリント回路基板１２（更に明瞭に示すために、図２及び３には単一のダイオードが示されている）、及び
−生成された前記光（１４１、１４２）を受けるように意図された受光面１８と前記生成された光（１４３、１４４）を再伝送するための放出面１９を有する光モジュール１６
を備える。

本発明によれば、光モジュール１６は、発光ダイオードを装備するプリント回路基板１２を受けるためのハウジング２０を有し、このハウジング２０は光モジュール１６の受光面１８により画定される。換言すれば、ハウジング２０は、受光面１８を形成する内壁を有する。

示される実施例では、光モジュール１６は、フロント側外表面１６０、フロント側外表面１６０に平行なリア側外表面１６１を有する円錐台形のクラウン環の形状を有し、これら二のフロント側及びリア側外表面１６０及び１６１はそれぞれ平面状で、フロント側外表面１６０に向かって収束する円錐台の側壁を形成する、それぞれ外側及び内側の側方外表面１６２、１６３により連結されている。この光モジュール１６は、例えば透明なＰＭＭＡ製である。提示される実施例では、フロント側１６０と側方１６２及び１６３の外表面は光モジュール１６の放出面１９を形成する。

リア側外表面１６１は、フロント側外表面１６０とは反対の方向に、円錐台の軸方向に突出する突出内部部分１６５を含むことができることに注意されたい。このような突出内部部分１６５は、照明システムの別の要素、例えば後述の要素１００又はケーシングの一部との連結を可能にすることができる。

実施例では、ハウジング２０は、光モジュール１６の材料内に形成された溝であり、その開口部２１は光モジュール１６のリア側外表面１６１の側の、外表面１６１の面内に現れる。実施例では、ハウジング２０は、台形の断面を有し、その内壁１８は底壁２００と二の側壁２０２及び２０３をそれぞれ含む。底壁２００は光モジュールのフロント側外表面１６０に平行に延び、側壁２０２及び２０３は、それぞれ光モジュール１６の側方外表面１６２及び１６３のそれぞれに実質的に平行に延びるが、実施例では光モジュールの壁より収束が大きい。その開口部２１の側において、ハウジングの内壁１８はまた、互いに平行で、底壁２００に実質的に直角の端部側壁２０４、２０５を有する。

したがって、提示される実施例では、ハウジング２０はまた、円錐台形のクラウン環の形状を有し、光モジュール１６の縁全体にわたって延びる。

この実施例では、プリント回路基板１２は、ハウジング２０の底壁２００に実質的に平行にハウジング２０を閉鎖し、ＬＥＤ１４は、ハウジング２０の内部において、底壁２００から距離をおき、この底壁２００に対向して位置する。特に、プリント回路基板１２は、プリント回路基板１２の座部を形成する端部側壁２０４、２０５によって支持される。したがって、プリント基板１２は、提示される実施例では環状形状を有している。

いずれの照明システムについても、ハウジング及び／又は光モジュールの形状に関わらず、ＬＥＤは、図示のように、ハウジング２０の内壁１８から距離をおいて位置することが好ましい。

提示される実施例では、ハウジング２０の側壁２０２、２０３はそれぞれ、前記光１４１の一部を拡散させるために適した内壁１８の一部を形成する。光を拡散させることができるために、これら側壁２０２、２０３の表面は、粒状化、エッチング又はテクスチャ加工される（図示しない）。ハウジング２０の底壁２００の一部は、前記光１４２の別の一部を収束させるために適した内壁１８の別の部分を形成する。このために、この底壁２００はフレネルレンズを形成することができ、これにより光１４４を光モジュール１６のフロントゾーンに向かって、特にフロント側外表面１６０に向かって、コリメートすることが可能となる。

図３は、ＬＥＤ１４によって放出された光線がとる方向（黒矢印１４１及び白矢印１４２）を具体的に示している。光１４１の一部は内壁１８の側壁２０２、２０３を照らし、その表面は、受け取った光１４１を拡散する又は散乱させるために、粒状化、エッチング又はテクスチャ加工されている。光１４３は、側壁２０２、２０３を通過し、それぞれ光モジュール１６の側方外壁１６２、１６３に向かって伝播する。このような拡散により、側方の外壁１６２、１６３を通して人の目にふれることがないよう、ＬＥＤ１４を隠すことが可能となる。通常、このような遮蔽は、側壁２０２、２０３と側方外壁１６２、１６３との間に位置する光モジュール１６の一部が半透明であるとき増大しうる。この場合、光モジュールは、二の部分、即ちハウジングの側壁の周りに位置するいわゆるリア側の半透明な第１部分と、ハウジングの底壁からモジュールのフロント側外表面までのいわゆるフロント側の半透明な第２部分から作製することができる。一変形例として又は組合せで、側方外表面１６２及び１６３は、光を拡散又は散乱させるために、粒状化、エッチング又はテクスチャ加工することもできる。

光１４２の別の一部は、フレネルレンズを形成する底壁２００を照らす。底壁２００は、底壁２００とフロント側外表面１６０の間に位置する光モジュール１６の部分を通過することにより、フロント側外表面１６０に向かって光１４２を収束させることを可能にする。光モジュール１６のこの部分を通過した光１４４は、結果として、光モジュール１６の照明機能を保証することを可能にする。

ハウジング２０の側壁２０２、２０３の最先端を照射できる光１４１の一部を有することは除外されない。

照明システム１０、特にその光モジュール１６は、図１に示す、正反対に対置される二つの固定要素７により、ケーシング３に固定することができる。各固定要素７は、光モジュール１６と同じ材料（ここでは、ＰＭＭＡ）からなる長方形のストリップから形成され、その屈曲された後端７ａは光モジュール１６のフロント側端部と一致し、他方の端部７ｂは、ケーシング３の内部でケーシング３に固定される。

提示される照明システムは、例えば、サイドライト及びハイビーム機能を保証するために、別の光学素子、ここではリフレクタ（図示しない）を装備するハロゲン光源（図示しない）を用いるヘッドライト１００も備えることに注意されたい。

図を参照して記載した照明部材は、自動車のヘッドライトである。

しかしながら、本発明は、この照明部材の種類及び形状によっていかなる意味でも限定されるものではなく、車両又は建造物のための、内部又は外部照明部材とすることもできる。

本発明による照明システムは、実際に、容積及び重量の低減と、外観の改善とを特に目的とする多数の部材に使用できるという利点を提供する。

Claims (10)

1. 特に自動車のヘッドライト（１）のための照明システム（１０）であって、光（１４１、１４２）を生成するために適した発光ダイオード（１４）を装備するプリント回路基板（１２）と、前記光を伝播及び伝送するように形成された光モジュール（１６）とを備え、この光モジュール（１６）は、生成された前記光（１４１、１４２）を受けるように意図された受光面（１８）と、生成された前記光を再伝送するための放出面（１９）とを有し、前記光モジュール（１６）が発光ダイオードを装備する前記プリント回路基板（１２）を受けるためのハウジング（２０）を有することと、前記ハウジング（２０）が前記受光面を形成する内壁（１８）を有することと、前記光モジュール（１６）は、フロント側外表面（１６０）及び前記フロント側外表面（１６０）に平行なリア側外表面（１６１）を有する円錐台形のクラウン環の形状を有することとを特徴とする、照明システム（１０）。
2. 前記プリント回路基板（１２）が前記光モジュール（１６）の前記ハウジング（２０）を閉鎖することを特徴とする、請求項１に記載の照明システム（１０）。
3. 前記受光面及び／又は前記放出面が、前記光（１４１）の一部を拡散させるために適した少なくとも一の部分（２０２、２０３、１６２、１６３）、及び／又は前記光の一部を拡散させるために適した、前記受光面の一部と前記放出面の一部との間の容積を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の照明システム（１０）。
4. 前記光の一部を拡散させるために適した前記部分（２０２、２０３、１６２、１６３）が、少なくとも部分的に粒状化、テクスチャ加工又はエッチングされた表面を有することを特徴とする、請求項３に記載の照明システム（１０）。
5. 前記受光面が、前記光（１４２）の別の部分を収束させるために適した少なくとも一の他の部分（２００）を有す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照明システム（１０）。
6. 前記少なくとも一の他の部分（２００）が少なくとも一の光コリメーション装置を有する、請求項５に記載の照明システム（１０）。
7. 前記ハウジングの前記内壁（１８）が、少なくとも二の側壁（２０２、２０３）と少なくとも一の底壁（２００）を備えることと、前記少なくとも二の側壁（２０２、２０３）が、前記光（１４１）の一部を拡散させるために適した一の部分を形成する、及び／又は前記底壁（２００）が、前記光の別の一部を収束させるために適した別の部分（１８）を形成することとを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の照明システム（１０）。
8. 前記ハウジングの前記内壁（１８）が、少なくとも二の側壁（２０２、２０３）と少なくとも一の底壁（２００）を備えることと、前記光モジュール（１６）の前記放出面（１９）が、前記底壁に実質的に平行なフロント側外表面（１６０）と、前記少なくとも二の側壁（２０２、２０３）にそれぞれ実質的に平行な少なくとも二の側方外表面（１６２、１６３）を有することとを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の照明システム（１０）。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の照明システム（１０）を装備する自動車用照明部材。
10. 請求項１から８のいずれか一項に記載の少なくとも一の照明システム（１０）を装備する自動車であって、前記少なくとも一の照明システムが、特に以下の部材、即ち：
    −車両内部に位置するアンビエントライト、
    −車両の信号灯
    のうちの少なくとも一を装備する、自動車。

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