JP6965047B2 - 自動車用の照明および／または信号装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に自動車用の、照明および／または信号の分野に関する。本発明は、特に、自動車における照明および／または信号用の、光源および照明装置に関し、この照明装置は、この種の光源と、この光源により放射される光線を成形する光学系と、を備える。

自動車は、夜間や明るさが減少した場合に、車両前方の路上を照明するヘッドライトすなわちヘッドランプを装備している。これらのヘッドランプは、通常、第１の“ハイビーム”モードと、第２の“ロービーム”モードとの、２つの光源モードで用いることが可能である。“ハイビーム”モードは、車両前方の遠くの道路を明るく照らすことを可能にする。“ロービーム”モードは、より制限された道路の照明を提供するが、それにもかかわらず、他の道路使用者を眩惑することなく、良好な可視性を提供する。

他の道路使用者を眩惑しないために、“ロービーム”モードに特有のロービームが提供され、このロービームは、主に水平線の下に位置する、実質的に水平な上端を形成する、右側のカットオフを有する。このカットオフは、理論上は他の道路使用者が位置する領域内の下部カットオフと、このロービームの状況で、この領域の外部の道路シーンをさらに少し明るく照らすことを可能にする上部領域とを有する、階段形状を有してもよい。照明領域と、道路シーンの他の部分との際立った対比を生成する、これらのカットオフは、特に、光源と成形光学系との間で、光線の経路に配置されたシールドを用いて生成され得る。

最新のヘッドライトを用いることにより、他の種類のカットオフビームが生成され、例えば、カットオフが水平である上記のロービームと対照的に、カットオフが垂直であるビームがある。例として、複数の発光ダイオードによりそれぞれ生成された垂直ストリップに、ビームが細分化されるマトリクスビームを参考にしてもよく、特定光源をオフにすることによる、ビーム内の暗い帯の生成を、道路シーンにおける車両の検出に応じて制御する。

これらのそれぞれの場合において、ロービームを規則的にするようになっていようと、マトリクスビーム内の暗い領域の外で、運転者が完全な可視性を有するようになっていようと、カットオフは、十分な対比を持たなければならず、すなわち、換言すれば、カットオフは非常にシャープでなければならない。

しかし、車両の照明ビームにより照明される道路シーンの特定領域において、非常に均質なビームを有するために、よりぼやけたカットオフを有することが好ましい場合がある。例として、ビーム内の、またはビームの端での非常にくっきりしたコントラスト線は、木、トンネルまたは標識などの障害物に投射されることで、運転者にとって視覚的に気をそらすものを生成し得る。よって、運転者にとって有効かつ快適な照明ビームを提供するために、カットオフのシャープさに関する要件は、同一ビームの領域ごとに異なり得る。

したがって、例えば車両の経路の軸、すなわち運転方向におけるシャープなカットオフと、側部でのよりぼやけたカットオフとを有する、カットオフ内の可変のシャープさを期待することが起こり得る。

仏国特許第ＦＲ２９８６６２１号は、互いに対して垂直であり、かつ、水平カットオフと垂直カットオフとの間で異なるシャープさを有することを可能とするパターンを持つようにレンズが修正された、技術的解決策を開示している。レンズにパターンを適用することは、実行が困難であり、よって高価であることが理解される。

本発明は、この状況に当てはまるものであり、それは、特に従来の光源と比べて、容積および自律性に関する利点を得るために、これらのヘッドライトに用いられる光源を、発光ダイオードで構成することが、ますます一般的になっているからである。照明および／または信号モジュールでの発光ダイオードの使用は、さらに、市場参加者（自動車製造業者ならびに照明および／または信号装置設計者）が、これらの装置を設計する際に、特に増加の一途をたどる数のこれら発光ダイオードを使用した光学的効果の生成を通して、クリエイティブなタッチを加えることを可能にした。これらのダイオードを用いる欠点のうちの１つは、その原価である。

この対の状況において、本発明は、照明装置を提供することを目的とし、この照明装置は、光源の原価を可能な限り低く維持するような経済性の範囲内で、前記照明装置が投射に関与する光ビーム内に形成される、様々なカットオフのシャープさを制御することを可能にし、その一方で、これら光源の照明容量を維持または増加させつつ、かつ特に、ビームカットオフにおける光度の管理を改善する。

本発明の１つの主題は、半導体光源、および、このような光源と、この光源により放射された光線を成形する光学系と、を備える照明装置である。特に、本発明の主題である光源は、特に基板であってもよいキャリアと、それぞれが基板から延びる複数の発光素子と、を備え、これらの発光素子は、特にミリメートル未満サイズの半導体発光ロッドとしてもよいものとすることが可能である。光源は、さらに、前記発光素子のグループを規定するように、これら素子の間に配置されてキャリアから延び、かつ、少なくとも２つの分離壁が異なる高さを有するような複数の分離壁を含む。

用語“高さ”は、これがこの場合の分離壁か、またはその後の発光素子かにかかわらず、これらの素子が、キャリアから、キャリアの上面すなわち分離壁および発光素子が突出する表面に対して実質的に垂直に延びる寸法を規定するために用いられる。

さらに、“成形光学系”という用語は、光源により放射される光線の少なくとも１つが、成形光学系により偏向されること、すなわち、この少なくとも１つの光線が成形光学系に入射する方向は、光線が成形光学系から出射する方向とは異なること、を意味すると理解される。成形光学系は、１つまたは複数のレンズ、１つまたは複数のリフレクタ、１つまたは複数の光ガイド、またはこれらの可能性の組み合わせなどの、少なくとも１つの光学素子を備える。

成形光学系は、半導体光源により放射された光を投射する光学素子を備えてもよい。この投射光学系は、装置の部品、例えば光源自体またはシールドの、実際の、かつ場合によってはアナモルフィックな画像、あるいは装置の（およそ少なくとも３０、好ましくは１００の比率の）寸法と比較して非常に大きな（有限または無限の）距離にある光源の中間画像を生成する。この投射光学系は、１つまたは複数のリフレクタ、または１つまたは複数のレンズ、または１つまたは複数の光ガイド、または実際にはこれらの可能性の組み合わせ、からなっていてもよい。

成形光学系は、光源が成形光学系の物体焦点面に位置しないようにして、配置してもよい。

これは、特に、投射される前の元画像を修正する必要がある投射システムを提供することなく、直接写像を用いて、連続して現れる画像を投射することを可能とする。これは、特に１つまたは複数の分離壁が、基板から突出するように配置され、投射された規則的なビームの光学的な画素化に関与する場合、提案された装置を簡素化するために特に有益である。

高さが異なる少なくとも２つの壁は、好適には、ロッドの同一グループを規定する。ロッドの同一グループを規定するこの壁の概念により、ここで検討されるのは、ロッドの第２のグループから独立した、ロッドの第１の同一グループの輪郭を描く壁をそれぞれが形成する、少なくとも２つの壁であることが理解される。これは、これら２つの壁が実質的に平行であるかどうか、または、隣接しているかどうか、および、この第１のグループのロッドの輪郭を描くことに関与する壁の数に関わらず真実である。

よって、基板に成長させた複数の発光ロッドを用いて発光領域を生成する技術を、自動車分野に適用して、３次元のトポロジが生成される。この３次元のトポロジは、自動車分野において、すなわち実質的に平坦なダイオードとしてこれまで知られている発光ダイオードに関して、発光面を増加させる利点を有することが理解される。よって、削減された原価で、非常に明るい白色光を供給可能である。

発光ロッドが、選択的にアクティブ化可能であること、および、光源の発光ロッドの少なくとも２つのグループが、選択的にオンされるように配置することを定めてもよく、これが意味するのは、光源の１つまたは複数のロッドを制御して、それらの光度を変化させてもよいことである、ということが理解される。これらのロッドを個別にオンに制御するためのシステムが提供され、これが意味するのは、ロッドを、互いに同時または個別に非同時に、オンまたはオフにしてもよいことである、ということが理解される。

光源を構成するロッドのいずれかをオフおよびオンにすることにより、交通状況に応じて変化してもよい画素化ライトを作製することが可能である。換言すれば、ミリメートル未満サイズの発光ロッドを有する半導体光源を、自動車ヘッドライトに適用することは、適応照明システムの簡素化された取り付けを可能にし、このシステムでは、マトリクスビームを形成することが望ましい場合があり、その一部は、例えば、他の道路使用者を幻惑させないようにして、オフにしてもよい。

発光ロッドの直接の近傍における、分離壁の存在は、これらのロッドにより放射される光線のいくつかを遮断することにより、ビーム内のカットオフを生成することを可能にすし、また、カットオフのシャープさは、対応する分離壁の高さと、投射光学系の焦点に対するこれら壁の上部の位置とに関係しており、キャリアからのその距離が壁の高さを規定する、分離壁の自由端面が、成形光学系の物体焦点面に近いほど、カットオフがシャープになることが理解される。

発光ロッドおよび分離壁は、同一基板から延びてもよく、特に、この基板に直接形成してもよい。基板は、シリコン系またはシリコンカーバイド系であることを定めてもよい。基板は、主として例えば少なくとも５０％、実際には約９９％までシリコンからなる限りは、シリコン系であると理解される。

分離壁の形成と、これらの分離壁の基板上の配置とに特有の第１の一連の特徴によれば、各特徴を、単独で、または他のものと組み合わせて取ることが可能な状態で、以下のことを定めてもよい。

− ロッドの同一グループを規定し、異なる高さを有する２つの分離壁は、互いに実質的に垂直に延びる。

− 実質的に互いに平行の、分離壁の第１の列群は、基板から第１の方向に延び、かつ、分離壁の第２の列群の平均高さよりも高い平均高さを有し、第２の分離壁は、実質的に互いに平行であり、かつ特に第１の方向に対して実質的に垂直な第２の方向に延びる。特に、２次元マトリクスに配置された発光ロッドを有する光源の用途の場合、分離壁のそれぞれが、第２の列群の分離壁に対して垂直である分離壁の第１の列群を設けることが可能である。

− 少なくとも、第１または第２の列群の分離壁は、光源の中心から、光源の少なくとも１つの端に向けて減少する、漸進的高さを有する。

− 少なくとも１つの分離壁は、台形の断面を有し、あるいは、少なくとも１つの分離壁は、放物線状の断面を有するロッドに対向する面を有し、放物線の焦点は、好適には、前記ロッドに中心に合わせされている。

発光ロッドの形成と、これらの発光ロッドの基板上の配置とに特有の第２の一連の特徴によれば、各特徴を、単独で、または他のものと組み合わせて取ることが可能な状態で、以下のことを定めてもよい。

− 各ロッドは、円筒形の一般的な形状を有し、特に多角的断面を有し、各ロッドは、同じ形状、特に六角形形状を有すると定めてもよい。

− ロッドは、それぞれ、端面と、その高さを規定するロッドの長手軸に沿って延びる周壁とによって輪郭が描かれており、光は、少なくとも周壁から放射され、この光は、端面を介して放射することもできる。

− 各ロッドは、周壁に実質的に垂直な端面を有してもよく、様々な変形例において、この端面は、実質的に平坦か、あるいはその中心が湾曲または尖っていると定めてもよい。

− ロッドは、２次元マトリクスに配置され、これは、所与の配列の２つの連続するロッド間の間隔が一定の状態で、このマトリクスが規則的であるか、またはロッドが五点形に配置されているか、によらない。

− ロッドの高さは、１〜１０マイクロメートルの間である。

− 端面の最大寸法は、２マイクロメートルよりも小さい。

− ２つの直接隣接するロッドを分離する距離は、少なくとも２マイクロメートルに等しく、最大で１００マイクロメートルに等しい。

他の特徴によれば、ミリメートル未満サイズの複数の発光ロッドを備える半導体光源は、さらに、ロッドと分離壁とが少なくとも部分的に埋め込まれる封止材を形成する、高分子材料の層をさらに含む、と定めてもよく、このような封止材は、基板に堆積され、ロッドと分離壁とを覆うものであり、封止材が、少なくとも、最も高いロッドを覆うまで延びると好ましい。この高分子材料は、シリコーン系のものでもよく、主として例えば少なくとも５０％、実際には約９９％までシリコーンからなる限り、高分子材料はシリコーン系である、ということが理解される。高分子材料の層は、複数のロッドのうちの少なくとも１つにより生成される光により励起される、蛍光体または複数の蛍光体を備えてもよい。蛍光体または光コンバータは、光源により放射された少なくとも１つの励起光の少なくとも一部を吸収して、吸収された前記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する光の放射に変換するように設計された、少なくとも１つの発光材料の存在を意味すると理解される。この蛍光体またはこの複数の蛍光体は、少なくとも一部が、高分子化合物に埋め込まれるか、または、高分子材料の層の表面に配置されてもよい。例として、ロッドにより放射された光線は、青色に対応する波長を有してもよく、光線のいくつかは、黄色に対応する波長を有する光線に変換されることが可能であり、これにより、非変換の青色と黄色との加算合成が、高分子材料の層の出力に白いビームを形成したりする。このために、単独または組み合わせで、次の発光材料、例えば、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋（ＹＡＧ），（Ｓｒ，Ｂａ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋，Ｃａ_ｘ（Ｓｉ，Ａｌ）_１２（Ｏ，Ｎ）_１６：Ｅｕ^２＋を用いることが可能である。

一方で上に概要を述べた光源と、他方で形成光学系と、を含む装置に特定の、本発明の様々な特定の特徴によれば、以下のことを定めてもよい。

− ロッドの同一グループを規定する、少なくとも２つの分離壁の異なる高さは、可変のシャープさのカットオフを有する光ビームを達成することを可能にする。

− 分離壁の第１の列群は、成形光学系に対向して実質的に垂直に延びるのに対し、分離壁の第２の列群は、成形光学系に対向して実質的に水平に延び、第１の列群は、前と同様に、第２の列群の平均高さよりも高い平均高さを有する。

− 封止材は、分離壁の全体を覆い、成形光学系の焦点面は、封止材の端面と一致する。

− 封止材は、１つまたは複数の分離壁を部分的に覆い、成形光学系の焦点面は、最も高い分離壁の端面に調整されている。

− 照明装置は、自動車用の少なくとも１つの規則的な光ビームを形成する光線を生成する光源を備える。用語“規則的なビーム”は、図面に示される測光チャートのうちの１つに従うビームを意味すると理解される。

装置は、自動車のフロントヘッドライトおよびテールライトの両方に用いてもよい。

本発明の他の特徴および利点は、明細書および図面を考察することで、より明らかとなるであろう。

本発明に係る半導体光源により成形光学系の方向に放射される光線を示す、本発明に係る照明および／または信号装置の断面図である。 発光ロッドの列を断面で示し、第１のグループのロッドを規定する、異なる高さの２つの分離壁の作製の例を示す、図１の半導体光源の模式的な斜視図である。 ２つの発光ロッドおよび１つの分離壁が基板から突出し、前記発光ロッドおよび壁は、保護層に封入されている、本発明に係る半導体光源の１つの特定の実施形態の詳細の断面図である。 本発明に係る半導体光源の基板から突出するロッドおよび分離壁の配置の模式的な斜視図である。 様々な発光ロッドにより放射されたビームの、多少はシャープなコントラストを達成するための、分離壁の可変の高さの概念の模式的な図である。 分離壁が台形を有し、複数のロッドが２つの分離壁の間に配置され、この集合体が、材料の層がロッドと壁とを全体的に覆う封止材を形成する、１つの特定の実施形態で示されている、図５に示される概念の模式的な図である。 図６と実質的に類似し、この場合、ロッドおよび分離壁用の封止材を形成する材料の層の高さの変化を示し、分離壁は、この場合、図６に示されたものとは対照的に部分的にのみ埋め込まれている図である。 実質的に長方形の断面を有する、分離壁の作製の例を示す図である。 実質的に台形の断面を有する、分離壁の作製の例を示す図である。 少なくとも１つの面が、放物線状の断面を有する、分離壁の作製の例を示す図である。 分離壁の高さが、光源の中央から端に向けて減少している、分離壁の配置の例を示す図である。 関連する照明装置の出力にて、第１の種類のビームを達成する状況において、分離壁の配置と、分離壁のそれぞれの高さとの模式的な描写を、光源の平面図で示す図である。 関連する照明装置の出力にて、第２の種類のビームを達成する状況において、分離壁の配置と、分離壁のそれぞれの高さとの模式的な描写を、光源の平面図で示す図である。

自動車用の照明および／または信号装置は、特にハウジング２に収容される光源１を含み、ハウジングは、外部レンズ４により閉じられ、この放射装置を収容する内部容積を規定する。光源は、半導体光源により放射される光線の一部、少なくとも一部を成形するための光学系６に関連付けられている。先に説明したように、成形光学系は、光源により放射された光線の少なくとも一部の方向を変化させる。

光源１は、特に図示され、例として以下に説明するような場合では、ミリメートル未満サイズの発光ロッドからなる発光素子を備えた半導体光源であり、すなわち、発光ロッド光源が最大で１マイクロメートルに等しい高さを有する一方、数ナノメートルのオーダーの厚さのために、実質的に平坦な光源と同等に扱うことができる、従来の２次元光源とは対照的な、以下に説明するような３次元半導体光源である。

光源１は、ミリメートル未満サイズの複数の発光ロッド８を備え、これらを以下、発光ロッドと称する。これらの発光ロッド８は、同一キャリア、特に発光ロッドの適用の場合、基板１０から生じている。この場合は窒化ガリウム（ＧａＮ）を用いて形成されている、それぞれの発光ロッドは、基板から突出して垂直または実質的に垂直に延び、基板は、この場合、シリコンカーバイドなどの他の材料と共にシリコンから製造されており、本発明の文脈から逸脱することなしに用いることが可能である。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）から、またはアルミニウムと、インジウムと、ガリウムと、の合金（ＡｌＩｎＧａＮ）から製造することができる。

図２において、基板１０は、第１の電極１４が加えられる下面１２と、発光ロッド８が突出し、かつ、第２の電極１８が加えられる上面１６とを有する。特に、この場合はボトムアップ・アプローチで達成される基板から、発光ロッドを成長させた後に、様々な層の材料が、上面１６に積層される。これらの様々な層の間で、ロッドに対して電力を供給可能にするために、電気的な導電性材料の少なくとも１つの層があってもよい。この層は、ロッドのいずれかを互いにリンクするようにしてエッチングされ、これらのロッドをオンにすることは、次いで、ここでは示されない制御モジュールによって同時に制御されることが可能である。半導体光源１の少なくとも２つの発光ロッドまたは少なくとも２つのグループの発光ロッドを、電源オン制御システムによって、個別に電源オンするように構成されるものと定めてもよい。

ミリメートル未満サイズの発光ロッドは、基板から延びており、かつ、図２に示すように、窒化ガリウム製のコア１９であって、この場合は窒化ガリウムおよび窒化ガリウムインジウムである異なる材料の層を、径方向に積層することにより形成された量子井戸２０が周りに配置されている、コア１９と、量子井戸を取り囲む窒化ガリウム製のシェル２１と、をそれぞれが含む。

各ロッドは、その高さを規定する長手方向軸２２に延び、各ロッドのベース２３は、基板１０の上面１６の平面２４に配置されている。

半導体光源の発光ロッド８は、好適には、同じ形状を有する。これらのロッドは、それぞれ、端面２６と、長手軸に沿って延びる周壁２８とによって輪郭が描かれている。発光ロッドが、ドープされ、分極に晒されると、半導体光源の出力にて結果として生じる光は、主に周壁２８から放射されるが、これは、少なくとも少量の光線が、端面２６からも出ると定めてもよいと理解される。その結果、各ロッドが、単一の発光ダイオードとして機能し、また、発光ダイオード８の密度が、この半導体光源の光出力を向上させる。

窒化ガリウムシェルに対応する、ロッド８の周壁２８は、基板により形成されるカソードと相補的である、各ロッドのアノードを形成する、透明の導電性酸化物（ＴＣＯ）２９の層に覆われている。この周壁２８は、基板１０から端面２６と同じ距離まで長手軸２２に沿って延び、端面２６から、発光ロッド８が生じる基板の上面１６までの距離が、各ロッドの高さを規定する。例として、発光ロッド８の高さは、１〜１０マイクロメートルの間にあると定められるのに対し、当該の発光ロッドの長手軸２２に対して垂直の、端面の最大の横断寸法は、２マイクロメートル未満であると定められる。この長手軸２２に垂直の断面において、ロッドの表面積は、規定された値の範囲内、特に、１．９６〜４平方マイクロメートルの間にあると規定することを定めてもよい。

ロッド８を形成する際、高さが高くなると、半導体光源の明るさを増加させるように、光源毎に高さを修正してもよいことが理解される。ロッドの高さは、ロッドのグループが、別のロッドのグループとは異なる高さを有してもよいように、単一光源内で修正してもよく、これら２つのグループは、ミリメートル未満サイズの発光ロッド備える半導体光源を形成する。

発光ロッド８の形状も、特にロッドの断面に関し、かつ、端面２６の形状に関して、装置ごとに変化させてもよい。図２は、円筒形の一般的形状を有し、かつ、特に多角形断面、この場合、より具体的には六角形を有する発光ロッドを示している。周壁を通して発光可能にするために、周壁は、例えば多角形または円形を有することが重要であると理解される。

さらに、端面２６は、図２に示すように、基板１０の上面１６に実質的に平行に延びるように、実質的に平坦かつ周壁に対して垂直の形状を有してもよく、あるいは、図３に示すように、その中心が湾曲または尖った形状を有して、この端面から出る光が放射される方向を増加させてもよい。

図２において、発光ロッド８は、２次元マトリクスに配置され、ロッドは、互いに垂直の行および列に整列される。この配置は、発光ロッドが、五点形に配置されるようなものとすることができる。本発明は、特に、光源ごとに変化してもよく、かつ、同一光源の異なる領域において異なってもよいロッド密度を有する、ロッドの他の分布もカバーするものである。図２は、第１の横断方向に、２つの直接隣接する発光ロッドを離間する距離ｄ１と、第２の横断方向に、２つの直接隣接する発光ロッドを離間する距離ｄ２と、を示す。離間距離ｄ１およびｄ２は、隣接する発光ロッドの、２つの長手方向軸２２の間で測定される。基板１０から投射される発光ロッド８の数は、特に光源の光束密度を増加させるように、装置毎に異なってもよいが、分離する距離ｄ１，ｄ２の一方または他方は、各発光ロッド８の周壁２８により放射される光が、ロッドのマトリクスを出ることが可能なように、少なくとも２マイクロメートルに等しくなければならないことが認識される。さらに、これらの離間距離は、１００マイクロメートルを超えないものと定められる。

基板１０は、分離壁３０も保持しており、分離壁は、ロッドのいくつかの、互いからの物理的離間を規定する、ロッドの間に配置された不透明の低い壁からなる。ロッドは、よって、グループで分配されてもよく、この分配は、一方で、ロッドのそれぞれに対する電力供給の選択的な制御によって、他方で、ロッド設置領域の物理的な輪郭を描き、かつ、ロッドの任意のグループにより放射される光線を少なくとも部分的には遮断する壁によって行われることが理解される。

基板１０から突出する複数の分離壁３０が設けられ、前記基板上の前記壁の配置は、この光源と関連付けられたこの照明および／または信号装置により行うことが望まれる照明機能に関連して、光源ごとに変化させてもよい。以下、特に図１２および図１３に関連して、壁の配置の複数の実例と、関連する装置により放射されたビームへの結果とを説明する。これらの分離壁３０は、これら分離壁に直接隣接する１つまたは複数のロッドの出力にて、光線により放射される光ビーム内のカットオフを形成する役割を有する。

特に、発光ロッド８が行および列のマトリクスに配置されている（図２では可視）光源１にて、分離壁３０は、ロッドの行の間に実質的に直線的に延びる低壁である。第１の壁３１は、この場合、第１の方向に延びてもよく、第２の壁３２は、第１の方向に対して実質的に垂直な第２の方向に延びてもよい。図２に示される例では、ロッドを可視のままとするために、第１の壁３１と、第２の壁３２とが示されており、光源は、好適には、基板１０から突出して、互いに第１の方向に実質的に平行な複数の第１の分離壁３１と、互いに第２の方向に実質的に平行な複数の第２の分離壁３２と、を含んでもよいことが理解される。

同一列群の連続する分離壁の間の間隔は、これら２つの連続する壁３０の間に配置されたロッド８の行の規定された数により、一定であってもよく、あるいは、形成することが望まれるロッドのグループのサイズと、対応する照明機能とに応じて、列群に沿って異なっていてもよいことが理解される。特に、２つの連続する分離壁３０の間に配置された３つのロッド８の行（例えば図６および図７、または図１１）、あるいは２つの連続する分離壁の間に配置された１つのロッド８の行（例えば図８〜図１０）を有する、複数の実例が示されている。

各分離壁３０は、１つまたは複数のロッド８に対向して延び、かつ、複数の異なる形状を採用してもよい側面３６と、基板の反対側の壁の自由端における上面３８と、を含む。ロッドの形状にある、図５に示される分離壁は、単に論理的な実施であること、および、これら分離壁は、実際には最少の厚さを持たなければならず、その最大の厚さは、さらに、このような壁により分離された２つのロッド間の間隔により規定されることが理解される。

分離壁は、基板から突出する低壁からなり、この低壁の側面３６の少なくとも１つは、少なくとも部分的には前記ロッドを囲むことにより、分離壁がその規定に関与するロッドのグループによって放射される光線の、吸収または反射を可能にしてもよい。吸収または反射の場合のいずれかに従って、分離壁は、樹脂または金属によって形成してもよく、かつ、側面３６に、反射または拡散あるいは吸収コーティングを有しても、有さなくてもよい。

異なる製造の変形例によれば、分離壁が、図８に示すように、実質的に長方形の断面を有した直線的な低壁の形状を有するような、基板に対して実質的に垂直の直線形状を、側面３６は有してもよく、あるいは、対応する分離壁が、図９に示すように、実質的に台形の断面を有した低壁の形状を有するような、基板に対する法線に対して傾斜した直線形状を、側面は有してもよく、あるいは再び、側面は、図１０に示すように放物線の形状の断面を有してもよい。これらのそれぞれの場合で、上面３８は、基板１０の上面１６に実質的に平行である。

以下、分離壁の高さが壁毎に不定であるような特徴を、この可変の高さが、照明および／または信号装置の出力にて放射されるビーム内のカットオフラインの規定に、どのように役割を果たすかと共に説明する。

光源１は、特に図３に示すように、発光ロッド８と分離壁３０とが少なくとも部分的に埋め込まれる封止材を形成する高分子材料の層４０を、さらに含んでもよい。層４０は、よって、基板の全範囲にわたって、あるいは、発光ロッド８の規定されたグループの周りのみで、延びてもよい。特にシリコーン系としてもよい高分子材料は、光線の拡散を損なうことなく、発光ロッド８を保護することを可能にする。さらに、この高分子材料の層４０に、波長変換手段、例えば、蛍光体４１を一体化することが可能であり、この蛍光体は、ロッドのうちの１つにより放射された光線の少なくとも一部を吸収し、前記吸収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する光の放射に変換することが可能である。波長変換手段は、高分子材料の容積に埋め込まれること、または、波長変換手段は、この高分子材料の層の表面に配置することを、無差別的に定めてもよい。

光源は、発光ロッド８の間に配置され、元々は基板に向けられている光線を発光ロッド８の端面２６に向けて偏向させる、光反射材料のコーティング４２を、さらに含んでもよい。換言すれば、基板１０の上面１６は、最初は上面１６に向けられた光線を、光源の外面に向けて返す反射手段を含んでもよい。それ以外の場合には失われる光線を、これにより回復することができる。このコーティング４２は、透明の導電性酸化物２９の層上の発光ロッド８の間に配置される。

この場合の光源１は、長方形の形状を有するが、本発明の文脈から逸脱せずに、他の一般的な形状、特に平行四辺形形状を有してもよいことが理解される。

成形光学系６は、特に、レンズの物体焦点に配置された光源により放射された光線を偏向させて、規則的なビーム、すなわち任意の照明ビームの測光チャートに従うビーム、例えばロービーム、ハイビームまたは日中走行用ライトを形成するレンズ４６を備えてもよい。

光源に関しては、ロッドのグループは、少なくとも２つの分離壁３０の間における設置により規定され、このグループの寸法は、さらに、光源を形成する基板の端から規定することが可能である。各グループは、光線を放射するように構成されており、成形光学系による光線の放射は、ビーム全体の一部分を生成する。このグループ内のロッドがオフにされると、投射ビーム内に暗領域が生成され、ビーム内のこの暗領域の位置に応じて、多少シャープなカットオフが求められる。

本発明によれば、ロッド８の同一グループを規定する、少なくとも２つの分離壁３０は、互いに異なる高さを有する。図２および図４に示す実施形態において、これら分離壁は、異なる高さを有する少なくとも１つの第１の分離壁３１と、１つの第２の分離壁３２とであり、すなわち、その第１および第２の延長方向が割線である分離壁である。図５〜図７、特に図１１に示される実施形態において、これら分離壁は、異なる高さを有する、同一列群の連続する分離壁である。ロッドの同一グループを規定する、これらの様々な分離壁の高さの技術的効果は、カットオフのシャープさの異なる度合いを可能にする。

特に、分離壁により囲まれる、ロッドのグループにより放射される光線により生成されるビーム部分のカットオフのシャープさは、これらの分離壁の高さと、この壁の端面の、成形光学系の物体焦点面までの近接度と、に依存する。分離壁がこの焦点面に近いほど、対応するカットオフはよりシャープになる。

このことを、図５の例示を参照して説明するが、分離壁は、線によって論理的に示されることに留意すべきである。

“高い”分離壁３０ｈは、照明および／または信号装置の成形光学系の焦点面Ｓｆと実質的に一致する、自由端３８を有するのに対し、“低い”分離壁３０ｂは、この焦点面Ｓｆからセットバックして配置、すなわち焦点面Ｓｆと基板の上面との間で延びる、自由端を有する。

第１のロッド８は、その周壁２８から、周壁の全高にわたって、第１の光線５０（１つの矢印の線により示す）を放射する。光線は、任意の方向に出てもよいこと、および、読者のために図面を明瞭にするために、基板の反対側へ離れる６つの第１の光線５０のみを示していることが理解される。

一方で、第１の光線は、“高い”分離壁によって遮断されており、他方で、光線は、“低い”分離壁によって遮断されている。高い分離壁を越えるように向けられた第１の光線５０は、事前に焦点面Ｓｆを交差し、よって、分離壁の間にてこの第１のロッドのために規定された発光セグメントに残ることが理解される。“高い”分離壁の反対側に配置された隣接するロッドにも、同じことが該当し、第１の光線５０と、第２の光線５２（２つの矢印の線により示す）との間のカットオフはシャープになっている。

他方で、第１の光線５０は、“低い”分離壁により遮断、すなわち、焦点面からセットバックされており、その結果、ロッドにより放射された光線は、ロッドのグループの周りで分離壁により規定された空間を越えて、焦点面と交差する。図示されるように、これは、第１のロッドにより放射され、隣接するロッドと関連する発光セグメントへと通過する第１の光線５０と、類似する方法で隣接するロッドにより放射され第１のロッドと関連付けられた（かつ点線により示される）発光セグメントへと通過する第２の光線５２と、を結果として生じる。セグメント間のカットオフは、よって、ぼやけている。

よって、分離壁の高さを変化させることにより、焦点ずれ、すなわち、分離壁の自由端面または上面と、成形光学系の焦点面との間の距離の変化が形成される。

この図５に示すように、成形光学系６の焦点面Ｓｆは、最も高く延びる分離壁３０の自由端面３８に対して、すなわち、基板１０からの最大距離に調整される。この分離壁は、次いで、この分離壁が分離するロッドのグループにより生成されるビーム間のシャープなカットオフの形成に関与する。異なる高さを有し、かつ、その自由端面が、従って、成形光学系の焦点面から離れて延びる分離壁は、ぼやけたカットオフの形成に関与する。

上述したように、高分子材料の層４０を、基板に好適に配置し、発光ロッド８と分離壁３０とが少なくとも部分的に埋め込まれる封止材を形成し、この高分子材料の層は、波長変換手段、例えば蛍光体４１を備え、蛍光体は、ロッドのうちの１つにより放射された光線の少なくとも一部分を吸収し、前記吸収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する光放射に変換することが可能である。この封止材は、高さの観点で、少なくともロッドの上で延びてこれらを保護しなければならず、かつ、いくつかの製造の変形例では、封止材は、分離壁を全体的には覆わず（図７）、または対照的に、十分に高く、すなわち基板から遠くに設けられて分離壁を全体的に覆い（図６）、その結果、成形光学系の焦点面を、封止材の上面すなわち基板の反対側の面に調整することが可能である、と定めてもよい。この後者の場合では、“低い”分離壁３０ｂを越えて通過する光線は、蛍光体４１を形成する蛍光体の粒子により、より高いか厚い領域にわたって拡散され、これにより光線をより大きな範囲にぼやけさせることに留意すべきである。

ここまで説明した様々な図面では、平行の分離壁３０だけを述べた。この文脈で、図１１に示すように、分離壁の高さが、光源の中心から、端へ向けて減少することに留意することは、関心が持たれるであろう。走行路にてシャープなカットオフ、視野の側部にてよりぼやけたカットオフが、これにより達成される。

しかし、先に説明できたように、ここで、同一ビーム内での垂直および水平カットオフの両方のシャープさを確保する必要がある。これは、本発明によれば、異なる高さを有する割線分離壁を作製することにより、可能となる。

基板１０から突出する分離壁３０の２つの特定の配置を、これより説明するが、ここで、本発明に係る少なくとも２つの壁が、異なる高さを有する。

図１２は、第１の分離壁３１の第１の列群が垂直に延び、第２の分離壁３２の第２の列群が水平に延びる簡素な配置を示している。垂直の壁を形成する第１の壁は、水平の壁を形成する第２の壁の高さよりも大きな高さを有し、これにより、シャープなカットオフが、垂直セグメント間で生成され、特に、暗いストリップの各側の光度を減少させることなしに、これら暗いストリップが生成され得るような、マトリクスビームの生成を可能にし、かつこれにより、水平ストリップの間に、よりシャープでないカットオフが生成される。よって、例えば、ＡＤＢ（adaptive driving beam）またはロービームの必要条件を満たすことが可能である。

図１３は、いかなる大きな製造の困難さも伴わずに本発明により可能となった、より複雑な装置を示しており、基板の分離壁の成長は、容易に実施可能であり、かつ、基板上のロッドの成長と技術的に同程度に簡潔である。この場合のビームは、下部５４と、上部５６とを有し、これらは特に、下部５４では分離壁は全て高く、すなわち、その端面が成形光学系の焦点面に実質的に配置されている点で区別される。このビームの下部５４は、よって、カットオフ内に比較的シャープな領域を有し、そこから結果として生じる画像は、高度に画素化され、これにより、この部分は、例えば、道路標識に関連付けてもよい。

ビームの上部５６は、異なる高さの分離壁を含み、これら分離壁は、その高さが光源の中央から端に向けて変わり、すなわち最も高い第１の垂直の壁３１が光源の中央にあるような、第１の垂直の壁３１の列群を有する。視野の外側に向けて次第にぼやけていくカットオフは、これにより可能となる。

対照的に、この上部において、第２の水平の壁３２は、下部５４の近傍において、下部の第１の壁の高さよりも低く、かつ、下部の第２の壁の高さよりも低い高さを有し、特に、それらの端面は、成形光学系の焦点面から、すなわちこの焦点面と、壁が延びるキャリアとの間でセットバックされるようになっている。よって、カットオフをよりぼやけさせることが、求められており、これは特に、運転手の視野の中央において、”ロービーム”機能用に有益である。さらに、ビームの上部の上端部にて、第２の水平の壁３２は、より高い高さまで戻ってもよい。

本発明は、自動車のフロントヘッドライトおよびテールライトの両方に当てはまる。上述の説明は、本発明が、それ自体により設定する目的を達成可能にする方法、特に、照明および／または信号装置を提供することを、明確に説明しており、この装置は、可変の高さの分離壁を、様々な発光体間の半導体光源に適用することにより、発光ビームの部分間のカットオフの改善された管理を、これらのカットオフのシャープさをビーム内のその位置に応じて変化させる可能性を有して達成することを可能にし、これにより、選択的な照明、すなわち例えばビームの一部を暗くして他のユーザを眩惑しないことを可能にする照明が望まれる、ビームの領域内での非常にシャープなカットオフと、他方で、特にビームの周辺でのぼやけたカットオフとを提供する。先に説明可能であったように、発光ロッドにより形成された発光素子と、キャリアから突出する他の種類の発光素子と、を有する基板上で、発光素子間に分離壁を両方とも配置することが可能であり、分離壁の高さは、本発明の原理に従い構成されている、すなわち、少なくとも２つの分離壁が、異なる高さを有する発光体の同一グループを規定するようになっている。

Claims (15)

1. 半導体光源（１）であって、
   キャリア（１０）の表面に配置された複数の発光体（８）と、複数の分離壁（３０，３１，３２）とを備え、
   前記分離壁は、発光体のグループを規定するように、前記発光体の間に配置されて前記キャリアから延び、発光体の同一グループを規定する少なくとも２つの分離壁は、異なる高さを有し、
   異なる高さの前記２つの分離壁（３０，３１，３２）は、互いに実質的に垂直に延び、
   少なくとも、第１の列群の第１の分離壁（３１）は、前記光源（１）の中心から前記光源の少なくとも１つの端に向けて減少する漸進的な高さを有する、半導体光源。
2. 基板（１０）と、前記基板からそれぞれ延びる複数の半導体ロッド（８）と、複数の分離壁（３０，３１，３２）と、を備え、
   前記分離壁は、ロッドのグループを規定するように、前記ロッド間に配置されて前記基板から延び、かつ、少なくとも２つの分離壁は、異なる高さを有する、請求項１に記載の光源（１）。
3. 実質的に互いに平行な第１の分離壁（３１）の第１の列群は、前記基板から第１の方向に延び、かつ、第２の分離壁（３２）の第２の列群の平均高さよりも高い平均高さを有し、前記第２の分離壁は、実質的に互いに平行であり、かつ前記第１の方向に対して実質的に垂直な第２の方向に延びる、ことを特徴とする請求項２に記載の光源。
4. 少なくとも１つの分離壁（３０，３１，３２）は、台形の断面を有する、ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源。
5. 少なくとも１つの分離壁（３０，３１，３２）は、規定の一部を担うグループのロッド（８）の１つに対向し、かつ、実質的に放物線状の断面を有する面を有する、ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光源。
6. 前記発光ロッド（８）の少なくともいくつかを、選択的にアクティブ可能である、ことを特徴とする請求項２または５に記載の光源。
7. 封止材を形成する材料（４０）の層が、前記基板（１０）に堆積され、前記ロッド（８）と前記分離壁（３０）とを少なくとも部分的に覆い、前記封止材は、少なくとも、最も高いロッドを覆うまで延びている、ことを特徴とする請求項２に記載の光源。
8. 前記封止材は蛍光体（４１）を含む、ことを特徴とする請求項７に記載の光源。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の光源（１）と、この光源により放射された光線を成形するための光学系（６）と、を備えることを特徴とする照明装置。
10. 少なくとも２つの分離壁（３０，３１，３２）の異なる高さは、可変のシャープさのカットオフを有する光ビームの実現を可能にする、ことを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
11. 前記光源（１）が、少なくとも請求項１に従属する場合に、
    第１の分離壁（３１）の第１の列群は、前記光源により放射された光線を偏向させる成形光学系に対向して実質的に垂直に延びるのに対し、第２の分離壁（３２）の第２の列群は、前記成形光学系に対向して実質的に水平に延びる、ことを特徴とする請求項９または１０に記載の照明装置。
12. 前記光源（１）が、請求項７に従属する場合に、
    前記封止材は、前記分離壁（３０，３１，３２）の全体を覆い、前記成形光学系（６）の焦点面（Ｓｆ）は、前記基板（１０）とは反対側の封止材の端面に実質的に調整されている、ことを特徴とする請求項１１に記載の照明装置。
13. 前記光源（１）が、請求項７に従属する場合に、
    前記封止材は、１つまたは複数の分離壁（３０，３１，３２）を部分的に覆い、前記成形光学系（６）の焦点面（Ｓｆ）は、最も高い前記分離壁（３０，３１，３２）の端面（３８）に調整されている、ことを特徴とする請求項１１に記載の照明装置。
14. 前記半導体光源（１）は、自動車用の規則的な光ビームの少なくとも一部を形成する光線を生成する、ことを特徴とする請求項９から１３のいずれかに記載の照明装置。
15. 前記成形光学系は、投射光学系を含む、ことを特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載の照明装置。

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