(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両レーザーヘッドライト（２）のための光学要素（１）であって、前記車両レーザーヘッドライト（２）が少なくとも１つのレーザー光源（３）及び少なくとも１つの、前記レーザー光源（３）を介して照射可能な及びそれによって可視光を放射するために励起可能な発光素子（４）を含む、光学要素において、前記光学要素（１）が前記発光素子（４）のために少なくとも１つのホルダーを有しており、及び前記光学要素（１）に、少なくとも組み立てた状態で、前記発光素子（４）の、前記レーザー光源（３）とは異なった側に少なくとも１つの、光を前記レーザー光源（３）の方向へ反射する反射層（９）が割り当てられており、
前記発光素子（４）は、前記ホルダーである、前記光学要素（１）の空洞（８）内に、取り囲まれるように配置されていることを特徴とする、光学要素。
【請求項２】
請求項１に記載の光学要素（１）であって、前記光学要素（１）が透明な、光伝導性の材料からなる中実体として仕上げられ、及び、前記光学要素（１）において前記レーザー光源（３）と対向する面とは反対側にある、前記光学要素（１）の第一の側（５）に、前記反射層（９）が配置されていることを特徴とする、光学要素。
【請求項３】
請求項１に記載の光学要素（１）であって、前記光学要素（１）が透明な、光伝導性の材料からなる中空体として仕上げられ、
前記光学要素（１）において前記レーザー光源（３）と対向する壁とは反対側にある、前記光学要素（１）の第一の側（５）に位置する後壁（２２）の外側面または内側面に、前記反射層（９）が配置されていることを特徴とする、光学要素。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の光学要素（１）であって、前記光学要素（１）において前記レーザー光源（３）と対向する面とは反対側にある第一の側（５）がフリーフォーム面として、少なくとも１つの焦点を備えて仕上げられており、その際前記発光素子（４）が１つの焦点内に配置可能であることを特徴とする、光学要素。
【請求項５】
請求項１に記載の光学要素（１）であって、前記光学要素が透明な、光伝導性の材料から仕上げられ、前記光学要素（１）において前記レーザー光源（３）と対向する面とは反対側にある第一の側（５）に形状接合で配設されたリフレクター要素（１０）を有し、
前記リフレクター要素（１０）が光を通さない材料からなる場合、前記反射層（９）は、前記光学要素（１）と前記リフレクター要素（１０）との間に配置され、
前記リフレクター要素（１０）が光を通す材料からなる場合、前記反射層（９）は、前記リフレクター要素（１０）の、前記レーザー光源（３）と対向する面とは反対側の面に配置されていることを特徴とする、光学要素。
【請求項６】
請求項５に記載の光学要素（１）であって、前記光学要素（１）の、前記レーザー光源（３）とは反対を向いた第一の側（５）及び／又は前記リフレクター要素（１０）の、前記発光素子（４）の方を向いた側及び／又は前記リフレクター要素（１０）の、前記発光素子（４）とは反対を向いた側が、少なくとも１つの焦点を備えたフリーフォーム面として仕上げられており、その際前記発光素子（４）が１つの焦点内に配置可能であることを特徴とする、光学要素。
【請求項７】
請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の光学要素（１）であって、前記光学要素（１）において、前記レーザー光源（３）と対向する面とは反対側にある第一の側（５）に存在する反射層（９）に、少なくとも１つの光を通さない吸収層（６）が配設されていることを特徴とする、光学要素。
【請求項８】
請求項２から７のうちのいずれか一項に記載の光学要素（１）であって、前記光学要素（１）の、前記レーザー光源（３）の方を向いた第二の側（１１）が、平らな、前記レーザー光源（３）の放射方向（２００）に対して直角に伸びる境界面（２１）として形成されていることを特徴とする、光学要素。
【請求項９】
請求項８に記載の光学要素（１）であって、前記境界面（２１）に続いて接続エリア（１３）が備えられ、該接続エリアが前記光学要素（１）の前記第二の側（１１）を、前記光学要素（１）の前記第一の側（５）と接続していることを特徴とする、光学要素。
【請求項１０】
請求項９に記載の光学要素（１）であって、前記接続エリア（１３）が前記光学要素（１）の前記第二の側（１１）から前記光学要素（１）の前記第一の側（５）の方向へ合流するように仕上げられていることを特徴とする、光学要素。
【請求項１１】
請求項８から１０のうちのいずれか一項に記載の光学要素（１）であって、前記境界面（２１）が円形に仕上げられており、及び前記光学要素（１）の前記第一の側（５）も同じく円形の断面を有しており、その際前記第一の側（５）の第一の直径（１４）が前記境界面（２１）の第二の直径（１５）よりも大きいことを特徴とする、光学要素。
【請求項１２】
請求項１から１１のうちのいずれか一項に記載の光学要素（１）であって、前記光学要素（１）の、前記レーザー光源（３）の方を向いた第二の側（１１）が少なくとも部分的に、しかし前記発光素子（４）を通って伸びる水平面（１００）の下側の範囲が、光を通さないシールド装置（１２）によって覆われていることを特徴とする、光学要素。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光学要素（１）であって、前記シールド装置（１２）が光を通さないコーティングとして仕上げられていることを特徴とする、光学要素。
【請求項１４】
車両レーザーヘッドライト（２）のための光源モジュール（１）であって、前記車両レーザーヘッドライト（２）が少なくとも１つのレーザー光源（３）及び少なくとも１つの、前記レーザー光源（３）によって照射可能な及びそれによって可視光の放射のために励起可能な発光素子（４）を含み、その際前記発光素子（４）が請求項１〜１３のうちのいずれか一項に記載の光学要素（１）内に配置されている、光源モジュール。
【請求項１５】
少なくとも１つのレーザー光源（３）及び少なくとも１つの、レーザー光源（３）によって照射可能な及びそれによって可視光の放射のために励起可能な発光素子（４）を含む車両ヘッドライト（２）であって、前記発光素子（４）が請求項１〜１３のうちのいずれか一項に記載の光学要素（１）内に配置されている、車両ヘッドライト。
【請求項１６】
請求項１５に記載の車両ヘッドライト（２）であって、前記車両ヘッドライト（２）が少なくとも１つの、請求項１５に記載の光源モジュール（１６）を有していることを特徴とする、車両ヘッドライト。
【請求項１７】
請求項１５又は１６に記載の車両ヘッドライト（２）であって、前記車両ヘッドライト（２）が少なくとも１つのリフレクター（２０）を有し、その際前記光学要素（１）が、前記発光素子（４）が１つの焦点内又は前記リフレクター（２０）の焦点の近傍に位置決めされるように前記車両ヘッドライト（２）内に配置されていることを特徴とする、車両ヘッドライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つのレーザー光源及び少なくとも１つの、レーザー光源によって照射可能な、及びそれによって可視光の放射のために励起可能な発光素子を含んでいる、車両レーザーヘッドライトのための光学要素に関する。本発明はさらに、少なくとも１つのそのような光学要素を備えた光源モジュール、及び冒頭に述べられたような、少なくとも１つのそのような光学要素を備えた又は少なくとも１つの光源モジュールを備えた車両ヘッドライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術ではさまざまな種類の車両ヘッドライトが公知であるが、近年は主として放電ランプ及びハロゲン光源を備えたヘッドライトが使用されてきた。エネルギー節約のために、及び車両ヘッドライトの取付けに要するスペースをさらに縮小するために、それらの点で有利である、半導体レーザーのようなレーザー光源の使用が増大している。車両ヘッドライトでレーザー光を使用可能にするため、ここではレーザー光源を使用して発光素子、いわゆる燐コンバータを照射し、この燐コンバータが可視光を放射するために励起される。
【０００３】
例えば特許文献１はそのような光源を示している。ここではレーザーダイオードが光伝導要素を通して後ろから、蛍光を発する物質からなる発光素子を照射し、この物質から可視光が放出され、この可視光はリフレクターシールドにより走行方向へと向きが変えられる。
【０００４】
ここでは蛍光を発する物質が、生じた可視光を直接走行方向にも放射し、その際その光をあらかじめ光学的に成形しておくことが不可能であるため、特に法で定められた光像に関して不利になり得る。
【０００５】
さらに、現在使用されているレーザー光源の出力はヘッドライトの主要放射方向で最大３Ｗが放出され（放射された出力が将来増大しないとは限らない）、ヘッドライトが機能不良になったり破損したりした場合に、目を傷つける恐れのある高輝度のレーザー光線放射によって他の道路使用者が負傷するか少なくとも危険が及ぶ可能性がある。
【０００６】
従来技術ではこの問題はさまざまな方法で対処される。特許文献２では、発光素子の、レーザー光源とは反対を向いた側に反射鏡が配置され、この反射鏡が発光素子の横を通り過ぎて放射されるレーザー光を発光素子内へ反射させて戻す。これにより、レーザービームが漏れることで他の道路使用者へ危険が及ぶことが防止される。
【０００７】
特許文献３には照明装置が記述されている。この照明装置では、蛍光を発する物質を備えた発光素子の前に凹面のミラーが配置され、このミラーが前方方向へ放射される光を発光素子の方向又は照明装置のメインリフレクターの方向へと向きを変える。
【０００８】
この解決方法の不利な点は、構成部品を別々に製造し、非常に正確に位置決めしなければならないことである。このことによりコストが高まるだけでなく組み立ての手間が増大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０１９４３０２（Ａ１）号明細書
【特許文献２】特開２００３−２９５３１９号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１１／０１５７８６５（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
よって、本発明の課題は、従来技術の上述の欠点を取り除くことである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、冒頭に挙げた本発明による光学要素により、すなわち、光学要素が発光素子のためのホルダーを少なくとも１つ備え、光学要素において、少なくとも組み立てた状態で、発光素子の、レーザー光源とは反対を向いた側に少なくとも１つの、光をレーザー光源の方向に反射する反射層が配置されることにより解決される。
【００１２】
本発明は、その光が割り当てられた反射層によって前もって光学的に成形されることが可能な発光素子を備えたコンパクトな光学要素を実現可能にする。反射層は可視光だけでなく照射されたレーザー光も反射する。発光素子及び光学的事前成形が組み合わせられて１つの構成部品になっているため、光源モジュール及び／又は車両ヘッドライトにすばやく簡単に取り付けることが可能である。光学要素はマウントを使った公知の方法で車両ヘッドライト又は車両ヘッドライトの光源モジュールに取り付けられ得る。
【００１３】
したがって用語「組み立てた状態」は、光学要素が役割に従い光源モジュール内及び／又は車両ヘッドライト内に取り付けられており、相応してレーザー光源から照射可能であると理解するものとする。さらに、以下では、用語「組み立てた状態」は、「上」及び「下」などと同様に、特に断りがなければ車両ヘッドライトの取付け状態に関して使用される。
【００１４】
光学要素が中に取り付けられている車両ヘッドライトの主要放射方向では、さらに光放射が効果的にシールドされている。所望の光像の実現の他に、反射層によって発光素子の横を通り過ぎ得る、又は発光素子によって吸収されないレーザー光源からの光がシールドされ、そのことによって無関係な道路使用者への危険が防止される。反射層は可視光もスペクトル内の不可視光も通さない。この場合、この層は発光素子から放射された光も、発光素子に吸収されない又はその横を通り過ぎる、レーザー光源から放射された光も反射する。
【００１５】
この発光素子は燐コンバータであり、これはレーザー光を照射することで励起され、可視の、好ましくは白光を発する。そのためにさまざまな材料が公知であり、使用されている。
【００１６】
本発明の一変形例では、光学要素は実質的に透明な、光伝導性の材料からなる中実体として作られ、及び反射層は組み立てた状態で発光素子の、レーザー光源とは反対を向いた側に配置されている。中実体の材料として、例えばガラス、プラスチック又は他の適切な材料が使用できる。組み立てた状態で発光素子の、レーザー光源とは反対を向いた第一の側（すなわち中実体の外表面）に配置された反射層は、レーザー光源の方向に反射するように仕上げられる。
【００１７】
反射層は、発光素子の光が完全に反射され、好ましくは反射層が外表面を完全に覆うようにするため、外表面上の第一の側に少なくとも部分的に設けられる。この層はさまざまな方法で、例えば蒸着又は塗装で仕上げられてよい。その際に層の厚さ及び／又は反射率は、レーザー光だけでなく発光素子から放射される可視光の不透過性も確保されるように選択される。
【００１８】
別の一変形例では、光学要素は実質的に透明な、光伝導性の材料からなる中空体として作られ、及び組み立てた状態で後壁の、レーザー光源とは反対を向いた側が形成され、その際に反射層は内側の、発光素子の方を向いた、又は後壁の、外側の、発光素子とは反対を向いた側に配置されている。光学要素は、ここでは（同じく上述の透明な、光伝導性の材料からなる）シェルから構成され、このシェルには空気又は他の任意のガスが充填されており、その際屈折特性の影響を考慮しなければならない。シェルは簡単に製造できるよう複数の部分に分かれていてよい。後壁への層形成は、やはり蒸着、塗装又は他の適切な方法で行われる。
【００１９】
有利にはレーザー光源とは反対を向いた第一の側が少なくとも１つの焦点を備えたフリーフォーム面として仕上げられ、その際に発光素子が好ましくは１つの焦点内に配置可能である。このことは中実体の変形例にも中空体の変形例にも適用される。したがって発光素子用ホルダーは、発光素子が組み立てた状態で反射層の１つの焦点内にあるように仕上げられる。これにより発光素子から放射される光が最適に、反射層によって照明技術的に利用され得る。当然ながら、特に反射層がフリーフォーム面として仕上げられている場合、反射層が複数の焦点を有していてよい。第一の、レーザー光源とは反対を向いた側がフリーフォーム面として仕上げられた実施形態では、反射層でコーティングすることで所望の反射特性が得られる。それによってシステム全体の効率を高めることができる。なぜなら車両ヘッドライトの主要放射方向に放射された発光素子の光が失われることなく利用可能にされるからである。
【００２０】
本発明の一変形例では、反射エリアは反射光が発光素子の周囲のリング状の隣接エリアに反射するように仕上げられる。それによって光源が仮想拡大され得、このことは、本発明による光学要素を備えた車両ヘッドライト又は光源モジュールの放射特性のために計画された使用範囲に応じて、有利であり得る。
【００２１】
第三の変形例では、光学要素は実質的に透明な、光伝導性の材料から作られ、さらに組み立てた状態で発光素子の、レーザー光源とは反対を向いた第一の側に好ましくは形状接合で配設された、好ましくは光を通さない材料から作られたリフレクター要素を備え、その際に反射層がリフレクター要素の発光素子の方を向いた側に又はリフレクター要素の発光素子とは反対を向いた側に配置されている。光学要素は、その際に中実体として又は中空体として、上述に従って仕上げられている。材料としてプラスチック又は金属が使用されてよい。用語「形状接合」は、ここでは、リフレクター要素が隙間なく第一の側に当接するよう、光学要素の方を向いた側のリフレクター要素の形状が光学要素の第一の側の形状と一致していると理解するものとする。しかしこの形状接合による当接は、決められた機能に必要というわけではない。リフレクター要素と第一の側との間にエアギャップ又は隙間があってもよい。
【００２２】
好都合には、光学要素の、レーザー光源とは反対を向いた第一の側及び／又はリフレクター要素の、発光素子の方を向いた側及び／又はリフレクター要素の、発光素子とは反対を向いた側が、少なくとも１つの焦点を備えたフリーフォーム面として仕上げられ、その際に発光素子が好ましくは１つの焦点内に配置可能である。
【００２３】
有利には、組み立てた状態で発光素子の、レーザー光源とは反対を向いた側に、例えばそこに存在する反射層の上に、少なくとも１つの光を通さない吸収層が配設されている。第一の側に反射層が配設されているかどうかに応じて（例えばリフレクター要素又は中空体を備えた変形例である必要はない）、吸収層が反射層上に又は直接光学要素の上に配設される。追加的に光を通さない吸収層を備えていると、反射層の透過を確実に阻止する利点がある。吸収層は例えば塗膜として仕上げられてよい。
【００２４】
発光素子用ホルダーは、めくら穴として又は全方向を光学要素に取り囲まれた空洞として仕上げられている。めくら穴として仕上げられた実施形態では、例えば必要に応じて単純に新しい発光素子を使用するか又は発光素子を交換してよい。完全に取り囲まれた空洞として仕上げられた実施形態では、発光素子は環境影響から十分に保護される。発光素子が消耗した又は発光素子の交換が必要な場合、光学要素全体が交換される。
【００２５】
本発明の変形例により、組み立てた状態で光学要素の、レーザー光源の方を向いた側が平らな、好ましくは実質的にレーザー光源の放射方向に対して直角に伸びる境界面として形成され、及びレーザー光源とは反対を向いた第一の側が少なくとも１つの焦点を備えたフリーフォーム面として仕上げられ、その際に発光素子が好ましくは１つの焦点内に配置されている。境界面は追加的に、光を集める及び／又は光を散乱させる特性を持っている任意の表面構造を備えていてよい。それによって境界面を通って放射される光の特性に影響が与えられ得る。
【００２６】
別の一変形例では、引き続き境界面に接続エリアが備えられ、この接続エリアは光学要素の第二の側と光学要素の第一の側を接続する。有利にはこの接続エリアは光学要素の第二の側から光学要素の第一の側の方向へ合流するよう仕上げられている。好都合には、境界面が実質的に円形に仕上げられ、及び光学要素の第一の側も同様に実質的に円形の断面を有し、その際に第一の側の第一の直径が境界面の第二の直径よりも大きい。したがって接続エリアは組み立てた状態でレーザー光源の方向に合流するように伸びている。「断面」とは、ここではレーザー光源の放射方向に対して直角に伸びる１つの面に沿った切断箇所と理解するもとする。接続エリアの個々のエリアは、例えば鏡面仕上げの、透明な、又は光を通さないコーティングを備える、照射された光に影響を及ぼすための表面形状を備える、など、残りの部分とは異なって仕上げられてよく、正確な形状は光学要素の使用によって異なる。
【００２７】
本発明による光学要素は、さまざまな照明機能の実現を可能にする。明暗限界を備えたロービーム光形状のための特別な一変形例では、組み立てた状態で光学要素の、レーザー光源の方を向いた第二の側が少なくとも部分的に、しかしながら特に発光素子を通って伸びる水平面の下の１つのエリアで、光を通さないシールド装置によって覆われている。好都合には、シールド装置は光を通さないコーティングとして仕上げられている。
【００２８】
ロービームの場合、例えば発光素子が幾何学的及び照明技術的に明確に区切られることが必要である。この目的のために、例えば塗装、蒸着又は別の構成部品として仕上げられた上述のシールド装置が役に立つ。シールド装置は、相応して形成された反射エリアと共に、光学要素内で反射した光放射が発光素子の上方に放出され及びそれによって車両ヘッドライトのために使用可能であるようにする。
【００２９】
本発明の課題は、冒頭に挙げられた、少なくとも１つのレーザー光源及び少なくとも１つの、レーザー光源によって照射され得る、及びそれによって可視光を放射するために励起可能な発光素子を含む車両レーザーヘッドライトのための光源モジュールによって、本発明に従い、発光素子が光学要素内で、上述の変形例に従って配置されることでも解決される。
【００３０】
本発明は、冒頭に挙げられた、少なくとも１つのレーザー光源及び少なくとも１つの、レーザー光源によって照射され得る、及びそれによって可視光を放射するために励起可能な発光素子を含む車両ヘッドライトによって、本発明に従い、発光素子が光学要素内で、上述のように配置されることで解決される。本発明の一変形例では、車両ヘッドライトは上述のように少なくとも１つの光源モジュールを備えている。
【００３１】
本発明の別の一変形例では、車両ヘッドライトは少なくとも１つのリフレクターを備え、好ましくは光学要素が、発光素子が１つの焦点内に又はリフレクター焦点の近傍に位置決めされるように車両ヘッドライト内に配置されている。
【００３２】
本発明により、使用に応じてさまざまな配光パターンが実施され得る。本発明は上述の実施形態により、例えばＥＣＥ、ＳＡＥ、ＣＣＣ等の法的規定を満たすことのできる車両ヘッドライトの実現を可能にする。
【００３３】
以下では本発明を、図示された、発明を限定するものではない実施例を使用して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による光学要素の第一の変形例の図である。
【図２】本発明による光学要素の第二の変形例の図である。
【図３】本発明による光学要素の第三の変形例の図である。
【図４】本発明による光学要素の第四の変形例の図である。
【図５】本発明による光学要素を備えた光源モジュールの図である。
【図６】図５の光源モジュールを備えた車両ヘッドライトの図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
概観性を優先して、図中では同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付している。
【００３６】
図１は光源モジュール１６（図５参照）又は車両レーザーヘッドライト２（図６参照）に使用するための、本発明による光学要素１の第一の変形例の横断面図である。光学要素１は、この第一の変形例に従い、透明で光伝導性の材料、例えばガラス又はプラスチックからなる中実体として仕上げられている。
【００３７】
光学要素１は、めくら穴７として仕上げられた、発光素子４のためのホルダーを備えている。ここでは発光素子４が公知の種類の燐コンバータであり、単色のレーザー光を照射することで多色の、好ましくは白色の光を放射するために、励起される。発光素子４は、図示された実施例では球形に仕上げられているが、光学要素１の使用領域に応じて他の形（例えば楕円形）であってもよい。図１にはさらに、発光素子４をレーザー光で照射するレーザー光源３が示されている。放射方向２００も同様に示されている。
【００３８】
レーザー光源３とは反対を向いた、光学要素の第一の側５には、反射層９が配置されている。ここでは反射層９が、レーザー光も発光素子４から放射される光も透過しないように仕上げられ、照射された光をレーザー光源３の方向に反射する。反射層９は例えば蒸着、塗装又は別の反射要素の配設によって仕上げられていてよい。反射層９の厚さ及び／又は反射率は、使用されている材料に応じて、レーザー光だけでなく発光素子４から放射される光が適切に反射され、及び反射層９の透過が防止されるように選択される。発光素子４によって放射される光が当たる角度によっては、全反射が小さすぎる場合があるため、反射層９が必要となる。
【００３９】
反射層９によって発光素子４からレーザー光源３の放射方向２００に沿って放射された可視光は、例えば車両ヘッドライト２（図６参照）のリフレクター２０の方向に向きを変えられることによって、照明技術的に利用可能にされる。これに応じて図１には、発光素子４から出て反射層９によって発光素子４の周囲へ反射される放射コースが示され、それによって光源である発光素子４が「仮想」拡大される。
【００４０】
加えて反射層９上に安全上の理由から別の、光を通さない吸収層６が配設され、これは可視光も非可視のレーザー光も吸収する。この種類の層は光が反射層９によって外へ漏れることを防止する。このことは例えば反射層９が蒸着によって生成されている場合に有利であり得る。この場合、層の厚さはわずか数ミクロンであり、部分的に（又はもしかすると全体が）薄すぎるか又は不完全であり得る。そのために、追加の吸収層６が例えば塗膜又はシールドとして配設される。
【００４１】
光学要素１の第一の側５の実施形態に応じて、反射層９と組み合わせてさまざまな照明機能を実現することができる。例えば光学要素１の第一の側５（すなわち外表面）が少なくとも１つの焦点を有するように、及びめくら穴７として仕上げられたホルダーが、ホルダー内に取り付ける際にこれら焦点の１つに発光素子４が来るように、仕上げられてよい。加えて、第一の側５が（及びそれゆえに反射層９も）好ましくはフリーフォーム面として仕上げられている。フリーフォーム面の仕上げは当業者には公知である。
【００４２】
一変形例では、第一の側５ひいてはその上に取り付けられた反射層９は、光が上方、下方及び側方に、発光素子４の周囲に反射され、及びいわば光源又は発光素子４の拡大に寄与し、発光素子４がこの変形例ではいわば１つの方向から反射する光で取り囲まれるように仕上げられている。反射層は、反射層から反射した光を主に発光素子の横を通り過ぎるよう導く。この変形例は図１に示されている。
【００４３】
図１では、光学要素１はその形状がおよそ球セグメントに相当する。組み立てた状態でレーザー光源３の方を向いた、光学要素１の第二の側１１は、平らな、好ましくはレーザー光源３の放射方向２００に対して実質的に直角に伸びている境界面２１として形成されている。レーザー光源３とは反対を向いた、光学要素の第一の側５は、すでに言及したように、少なくとも１つの焦点を備えたフリーフォーム面として仕上げられ、その際に発光素子４が好ましくは１つの焦点内に配置可能である。上述のフリーフォーム面はおよそ球状キャップ又は球状カバーに相当するが、これは反射特性によるものであり、そのような形状によるものではないことが確認できる。基本的に、境界面２１がレーザー光源３とは反対を向いて配置される、逆の実施形態又は配置も当然ながら可能である。境界面２１は平らな面に仕上げられる必要はなく、放射コースにさらなる影響を与える、例えば凹面、凸面又は波状の表面を備えた別の形状であってもよい。
【００４４】
図２は、本発明による光学要素１の変形例を示しており、境界面２１と光学要素の第一の側５との間に接続エリア１３が備えられている。接続エリア１３は、ここでは組み立てた状態でレーザー光源３とは反対を向いた第一の側５を、レーザー光源３の方を向いた第二の側１１が上にある境界面２１と接続する。接続エリア１３には例えば光を通さない、吸収性のある層又は同じく反射層のようなコーティングが備えられていてもよく、その際にこの層は光学要素の内側又は外側の方向に反射するよう作用してよい。接続エリア１３は及び境界面２１も追加的に、光を集める及び／又は光を散乱させる特性を持っている任意の表面構造を備えていてよい。基本的に、光学要素１の個々の表面範囲は、例えば光を通さない及び／又は反射するコーティング、漏れ出る光を屈折させる又は漏れ出る光に作用する表面構造のように、異なって仕上げられてよい。これらの変形例は、図には示されていない。
【００４５】
接続エリア１３は、示された実施例ではレーザー光源３の方向に合流するように仕上げられている。加えて、例えば境界面２１は実質的に円形に仕上げられ及び光学要素１の第一の側５は同様に実質的に円形の断面を備えている。ここでは断面はレーザー光源３の放射方向２００に対して直角の１つの面に伸び、示されている図では紙面及び放射方向２００に対して直角である。第一の側５の第一の直径１４は、ここでは境界面２１の第二の直径１５よりも大きく、そのために合流する形状がもたらされる。当然ながらここでも逆の実施形態が可能である。
【００４６】
図２に点線で示された本発明の第二の変形例では、反射層９がリフレクター要素１０の上に設けられ、このリフレクター要素は光学要素１の第一の側５に配設されている。反射層９は、ここではリフレクター要素１０の、光学要素１の方を向いた側に配設されてよい。好ましくはリフレクター要素１０が光を通さない又は光を吸収する材料か、例えばプラスチック又は金属（例えば薄鋼板）からできている。当然ながらリフレクター要素１０は光を通す材料で作られてもよく、及び反射層９は光学要素１とは反対を向いた側に設けられてよい。この場合はしかし、反射層の透過及び光像の変形又は無関係な道路使用者への危険を防止するために、さらに１つの光を通さない層が反射層９上に設けられるならば好都合であろう。
【００４７】
好ましくは、リフレクター要素１０が形状接合で光学要素１０の第一の側５に接続されるように仕上げられる。最初に記述された変形例と同様、反射層９はリフレクター要素１０の形状により少なくとも１つの焦点を備え、その際に発光素子４は組み立てた状態で好ましくは反射層９の１つの焦点内に配置されている。光学要素１及び／又はリフレクター要素１０は、これに応じて公知の種類のフリーフォーム面として仕上げられてよい。
【００４８】
図３は、本発明の一変形例を示している。ここでは光学要素１がその第二の側１１（つまり組み立てた状態でレーザー光源３の方を向いた側）に光を通さないシールド装置１２を備えている。このシールド装置１２は、第二の側１１を少なくとも部分的にカバーしており、示された実施例ではこのシールド装置が発光素子４を通って伸びる水平面１００の下側に配置されている。水平面１００は各図では図面に対して直角に伸びているため、一点鎖線としてのみ認識できる。当然ながら所望の照明機能次第で、他の実施形態も可能である。
【００４９】
シールド装置１２は、例えば光を通さないコーティングとして、又は接着されるか又は他の方法で光学要素１上に配設された、又は光学要素に機械的に保持された、独立したシールドとして、任意に仕上げられてよい。シールド装置１２によって明暗移行部の生成が可能になり、それによってロービーム、フォグライトなどのさまざまな照明機能が実現され得る。
【００５０】
図３の変形例ではさらに、レーザー光源３とは反対を向いた第一の側５の形状は、図１及び図２の実施形態とは異なっている。ここでは形状はもはや球形キャップとは似ておらず、描かれた放射コースで確認できるように別の形状で実施される。
【００５１】
このことは、光学要素１が、ここに示された一体的な実施形態（コーティング又はシールド要素等は別として）の他に、例えば互いに接着又は溶接され、異なった光学的特性（屈折率等）を備えた複数の部分から構成されて仕上げられた変形例でもよいことを示している。そのようなマルチピース構造の光学要素１では、例えば中実体がマルチピースで仕上げられることが考えられ、その場合異なった光学的特性を備えた個々の構成部材が製造可能である。これに応じて反射層９（又は吸収層６）も、個々の構成部材として取り付けられ得る。
【００５２】
好都合にはこのように複数の要素から仕上げられた変形例は、図４に示されている。その中には光学要素１が中空体として仕上げられている。これは好ましくは主に透明で光伝導性の材料からなるシェルを備えている。反射層９は第一の側５に配置された後壁２２の上に形成されている。反射層９は示された実施例では後壁２２の、内側の、発光素子４の方を向いた側に形成されている。後壁２２の、外側の、発光素子４とは反対を向いた側には、レーザー光又は発光素子４から放射された光が後壁２２を透過することを防止するために、吸収層６が配設されている。当然ながらこれは複数の実施形態のうちのただ一つであり、例えば反射層９は後壁２２の外側に設けられ及び同様に吸収層６で覆われていてよい。
【００５３】
さらに上述のシールド装置１２は、中空体による変形例において、記述された実施形態の他に、中空体が熱可塑性プラスチックから作られることによっても実現され得る。この場合、境界面２１の、シールド装置１２が図示された範囲（好ましくは発光素子４を通って伸びる水平面１００の下側）は、マルチコンポーネント射出成形法により光を通さない材料で成形される。この場合シールド装置１２を用意するためにさらなる処置は不要である。
【００５４】
図４の変形例では、光学要素は、例えば後壁２２と光学要素１の残り部分が別々に仕上げられることで、マルチピースで仕上げられてよい。このような場合、後壁は例えば光を通さない材料から作られてよく、反射層９が後壁２２の内側に配置される場合はそれによって吸収層６を省略することができる。後壁２２がリフレクターを形成している一方で、光学要素１の残り部分は実質的に発光素子４用マウントを備えたリフレクター用カバーを形成している。しかし当然ながら後壁２２及び光学要素１の残り部分は共通のコンポーネントユニットを形成してよい。
【００５５】
必ずしも気密に仕上げる必要はない中空体の内部には、通常の外気が入っている。当然ながら中空体は気密に仕上げられてもよく、その場合内部には他のガス、例えば反射特性に影響するガスが充填されてよい。
【００５６】
図１〜図３に記述された変形例も、中実体又は中空体で実現されてよい。
【００５７】
図５は本発明の一変形例を示しており、ここでは光学要素１が車両ヘッドライト２用の光源モジュール１６内に取り付けられている。本実施形態による光学要素１は、発光素子４用のホルダーを空洞８の形で備えている。これは、発光素子４が完全に光学要素１によって取り囲まれることを意味している。境界面２１（又は第一の側１１）は、図５の変形例では軽く凹面に仕上げられている。
【００５８】
光源モジュール１６は割り当てられた冷却装置１７（例えばクーリングフィン、水冷装置等）を含むレーザー光源３を備えており、レーザー光源３と光学要素１が共に１つの支持要素１８に配置されている。支持要素１８は熱伝導性の材料から作られていてよく、及び／又はクーリングフィン１９のような追加の冷却要素を備えていてよい。
【００５９】
光源モジュール１６は、全体として１つの車両ヘッドライト２内に取り付けられてよい。このような変形例は図６に示されている。ここでは、光学要素１の反射層９により、発光素子４から車両レーザーヘッドライト２の主要放射方向３００に放射された光の有効利用が可能になることが確認できる。なぜならこの光は反射層９から車両ヘッドライト２のリフレクター２０の方向へ向きを変えられるからである。さらに、反射要素１０を介して車両ヘッドライト２のリフレクター２０に届く光（図６の図形Ｂ）と比べて、発光素子４から直接放射された光が異なって形成されること（図６の図形Ａ）が確認できる。
【００６０】
好都合には、光学要素１は、発光素子４がリフレクター２０の焦点内に位置決めされるように車両ヘッドライト２に配置されている。リフレクター２０と光学要素１の造形を組み合わせることでさまざまな配光パターンが実現可能である。理論的に、発光素子４から直接放射される光の光パターンも反射要素１０を介して放射される光の光パターンと一致させることが可能である。
【図１】
0005888536.tif 000002
【図２】
0005888536.tif 000003
【図３】
0005888536.tif 000004
【図４】
0005888536.tif 000005
【図５】
0005888536.tif 000006
【図６】
0005888536.tif 000007