(57)【要約】【課題】反射材のコーティングを必要としない、カットオフビームを与える照明モジュールを提供する。【解決手段】カットオフビームを射出しうる自動車のヘッドライト用照明モジュールにおいて、光源、リフレクタ、光ビームを射出するレンズ、および再反射部を設ける。光源Ｅは、コリメータ１の射出面と概ね直交するほぼ平行な光ビームを与えるために、コリメータ１と組み合わされる。リフレクタ２は、コリメータから射出される光ビームを受けて、この光ビームを、再反射部の端部に位置する焦点に向かって収束させる。レンズは、カットオフビームを形成するために、リフレクタまたは再反射部から入射する光線を垂直方向に偏向させる。リフレクタ２およびレンズ4aは、透明材料から形成される単一の部材に組み合わされる。リフレクタの表面および再反射部3aの表面（リフレクタ２およびレンズ4aを形成している透明材料と空気との界面）は、全反射を生じさせる。【選択図】図３
2006302902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源、リフレクタ、光ビームを射出する屈折部材またはレンズ、および再反射部を有する、カットオフビームを射出しうる自動車のヘッドライト用照明モジュールであって、前記光源(Ｅ)は、コリメータ(１)(1a)(1b)の射出面(Π)と概ね直交するほぼ平行な光ビームを与えるために、コリメータ(１)(1a)(1b)と組み合わされ、前記リフレクタ(２)(2a)(2b)は、前記コリメータから射出される光ビームを受けて、この光ビームを、前記再反射部の端部に位置する焦点部位に向かって収束させ、前記屈折部材またはレンズは、カットオフビームを形成するために、リフレクタまたは再反射部から入射する光線を垂直方向に偏向させ、前記リフレクタ(２)(2a)(2b)および前記屈折部材またはレンズ(4a)(4b)は、透明材料から形成される単一の部材となるように組み合わされ、リフレクタの表面および再反射部(3a)(3b)の表面は、空気と前記透明材料との界面で全反射を生じさせることを特徴とする照明モジュール。
【請求項２】
前記焦点部位は、前記再反射部の直線的もしくは曲線的な端部に位置するか、または再反射部上の点であることを特徴とする請求項１記載の照明モジュール。
【請求項３】
前記コリメータ(１)(1b)は、前記リフレクタ(２)(2b)、および前記屈折部材またはレンズ(4a)(4b)とともに、透明な材料から形成される単一の部材を構成していることを特徴とする請求項１または２記載の照明モジュール。
【請求項４】
前記透明な材料は、数１の値よりも大きい屈折率を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の照明モジュール。
【数１】
2006302902.tif 000030
【請求項５】
前記透明な材料は、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）であることを特徴とする請求項３または４記載の照明モジュール。
【請求項６】
前記再反射部(3a)(3b)は、前記透明な材料と空気との界面を構成する水平面の一部によって形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の照明モジュール。
【請求項７】
前記光源(Ｅ)は、前記再反射部(3a)よりも低い位置にあり、光源(Ｅ)から発せられる光線は、上方へ向かい、前記リフレクタ(２)で反射されることにより、下方の再反射部へ向かうようになっていることを特徴とする請求項６記載の照明モジュール。
【請求項８】
前記光源(Ｅ)は、前記再反射部(3b)よりも高い位置にあり、光源(Ｅ)から発せられる光線は、下方へ向かい、前記リフレクタ(２)で反射されることにより、下方の再反射部(3b)へ向かうようになっていることを特徴とする請求項６記載の照明モジュール。
【請求項９】
前記リフレクタ(２)は、放物形の筒状の表面を有し、このリフレクタ(２)の焦点は、前記筒の母線と平行な直線のセグメントによって形成され、前記再反射部(3a)(3b)の端部は、概ね直線的で、前記リフレクタ(２)の母線と平行であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の照明モジュール。
【請求項１０】
前記屈折材またはレンズ(4a)(4b)は、外側に凸の曲線を外形線とする円筒形の表面を有し、前記リフレクタの母線と概ね平行な母線を有することを特徴とする請求項９記載の照明モジュール。
【請求項１１】
前記リフレクタは、前記再反射部の端部に位置する点状の焦点の回りで放物線を回転させて得られる形状を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の照明モジュール。
【請求項１２】
前記再反射部は、湾曲した端部(Ｇ)を有し、前記リフレクタ(2c)の表面形状は、この端部(Ｇ)の形状に従って定められるようになっていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の照明モジュール。
【請求項１３】
前記屈折部材の母線の方向に並置された複数のサブモジュールからなることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の照明モジュール。
【請求項１４】
前記再反射部は、この照明モジュールから射出される光ビームが、水平線と傾斜線の間で延びていくようなカットオフビームとなるように、互いに一定の角度をなす２つの面を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の照明モジュール。
【請求項１５】
前記光源(Ｅ)は、単一または複数の発光ダイオードからなることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の照明モジュール。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載の照明モジュールを少なくとも１つ備えることを特徴とする自動車用ヘッドライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カットオフビーム（一部を遮られた光ビーム）を与える自動車用照明モジュールであって、光源、リフレクタ（反射器）、レンズ、および再反射部を有する自動車用照明モジュールに関する。再反射部の一端は、レンズの焦点の近傍に位置し、この照明モジュールから射出されるカットオフビームの境界線を定めるようになっている。
【背景技術】
【０００２】
カットオフビームを与える照明モジュールは、例えば特許文献１に記載されている。この特許文献の図４に記載されている照明モジュールは、透明な材料を成形して得られる中実の部材である。この場合、光源から発せられる光線を、リフレクタによって反射させるため、リフレクタの表面は、反射材でコーティングされている。
【０００３】
しかし、反射材のコーティング、例えばアルミニウムメッキは、技術的に難しく、しかも高価である。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１３５７３３４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、反射材のコーティング、特にアルミニウムメッキを必要とせず、臨界光線の操作や許容誤差の問題を回避し、わずか数工程の組立てによって完成しうる、カットオフビームを与える照明モジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
反射材のコーティングを行わないのは、鏡面反射による反射光線の損失を避けるためである。また、組立ての工程数を抑えるのは、工程数が多いと、種々の部材の相対的な位置合わせにずれが生じるおそれがあるからである。
【０００６】
本発明によれば、上述の光源、リフレクタ、光ビームを射出する屈折部材またはレンズ、および再反射部を有するタイプに属する、カットオフビームを射出しうる自動車のヘッドライト用照明モジュールが提供される。
本発明に係る照明モジュールの各構成要素は、次のような特徴を有する。
−前記光源は、コリメータの射出面と概ね直交するほぼ平行な光ビームを与えるために、コリメータと組み合わされる。
−前記リフレクタは、例えば放物面を有し、前記コリメータから射出される光ビームを受けて、この光ビームを、前記再反射部の端部に位置する焦点部位に向かって収束させる。
−前記屈折部材またはレンズは、カットオフビームを形成するために、リフレクタまたは再反射部から入射する光線を垂直方向に偏向させる。
−前記リフレクタ、および前記屈折部材またはレンズは、透明材料から形成される単一の部材となるように組み合わされ、リフレクタの表面および再反射部の表面は、空気と前記透明材料との界面で全反射を生じさせる。
【０００７】
前記再反射部の端部に位置する焦点部位は、レンズの点状の焦点、またはレンズの直線状の焦点と一体になっているか、またはこの近傍に位置するのが好ましい。
【０００８】
「屈折部材またはレンズ」とは、レンズの働きをする屈折部材、または用語の厳格な意味においてレンズそのものを意味する。なお、この屈折部材またはレンズは、複数の屈折部材を関連づけたものからなる場合もある。
【０００９】
「ほぼ平行な光ビーム」とは、平行な光ビームと概ね平行な光ビームを含む概念であり、当業者ならば、理論的な点光源（実際には点光源でもわずかに拡散する）の場合にのみ平行となるような光ビームであることは知っているはずである。
【００１０】
リフレクタは、必ずしも放物面を有する必要はない。後述のケース３の場合には、放物面よりも複雑な形状を有する。
【００１１】
再反射部の「焦点部位」とは、リフレクタによって反射され、ほぼ平行な光ビームを構成するすべての光線が通過する空間の一部として定義される。この焦点部位は、次のような態様をとることができる。
−再反射部の直線的な端部
−再反射部の湾曲した端部
−再反射部の１つまたは複数の直線的な部分と、１つまたは複数の湾曲した部分とを組み合わせた端部
−再反射部上の１点
【００１２】
リフレクタと、屈折部材またはレンズには、反射コーティングを施さないのが好ましい。反射コーティングの欠点は、すでに説明したとおりである。しかし、外観上の理由で施される、光学的に不活性な領域における反射コーティングや、光学特性をごく精密に調整するために狭い領域で施される反射コーティングは、本発明の技術的範囲から排除されるものではない。本発明に係る照明モジュールの重要な特性は、反射的なものであれ、非反射的なものであれ、コーティングが光学的な特性を発揮し、従来のような照明モジュールを用いなくてもよいことにある。
【００１３】
前記コリメータは、前記リフレクタ、および前記屈折材またはレンズとともに、透明な材料から形成される単一の部材を構成するのが好ましい。
【００１４】
前記透明な材料の屈折率は、数１の値よりも大きいのが好ましい。また、前記透明な材料は、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）であるのが好ましい。
【数１】
2006302902.tif 000003
【００１５】
前記再反射部は、前記透明材料と空気との界面をなす概ね水平な表面によって形成されるのが好ましい。
【００１６】
本発明の一態様においては、前記光源は、前記再反射部よりも低い位置にあり、光源から発せられる光線は、上方へ向かい、前記リフレクタで反射されることにより、下方の再反射部へ向かうようになっている。
【００１７】
本明細書において、「上方」、「下方」、「水平」、および「垂直」の語は、照明モジュールが、自動車の照明装置において、通常の使用位置におかれた場合の方向を意味する。
【００１８】
前記光源は、前記再反射部よりも高い位置に設け、光源から発せられる光線が、下方へ向かうようにすることもできる。
【００１９】
前記リフレクタは、放物形の筒状の表面を有し、このリフレクタの焦点は、前記筒の母線と平行な直線のセグメントによって形成され、前記再反射部の端部は、概ね直線的で、リフレクタの母線と平行であるのが好ましい。
【００２０】
前記屈折材またはレンズは、外側に凸の曲線を外形線とする円筒形の表面を有し、前記リフレクタの母線と概ね平行な母線を有するのが好ましい。
【００２１】
本発明の一態様においては、前記リフレクタは、前記再反射部の端部に位置する点状の焦点部位の回りで放物線を回転させて得られる形状を有する。
【００２２】
前記再反射部は、湾曲した端部を有し、前記リフレクタの表面形状は、この湾曲した端部の形状に従って定められるようになっているのが好ましい。
【００２３】
本発明に係る照明モジュールは、前記レンズの母線の方向に並置された複数のサブモジュールから構成することもできる。
【００２４】
前記光源は、単一または複数の発光ダイオードからなるのが好ましい。
【００２５】
複数のサブモジュールを並置すると、水平セグメントと傾斜セグメントからなる境界線を有するカットオフビームを形成することができる。
【００２６】
前記リフレクタが、再反射部の点状の焦点部位の回りで放物線を回転させて得られる形状の場合、再反射部は、この照明モジュールから射出される光ビームが、概ね水平線と傾斜線の間で延びていくようなカットオフビームとなるように、互いに一定の角度をなす２つの面を有する。
【００２７】
本発明は、上記いずれかの照明モジュールの少なくとも１つを備える自動車用ヘッドライトも提供する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、反射材のコーティング、特にアルミニウムメッキを必要としない、カットオフビームを与える照明モジュールが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明に係る照明モジュールは、上述の構成要素の外にも、種々の構成要素を有するが、これらについては、以下に添付図面を参照して行う実施形態の説明の中で明らかにする。
【００３０】
繰り返すと、本発明は、反射材のコーティングを行わず、内部反射を利用する再反射部を設けることにより、カットオフビームを与える、好ましくは発光ダイオードを備えた照明モジュールを提供とすることを目的とする。
【００３１】
カットオフビームは、フォグビーム、ロービームの一部、またはＡＦＳ（先進前方照明システム）用のビームとすることができる。カットオフビームの境界線は、以下に説明するように、ロービームのような角度を形成して延びる２つの直線によって形成される。
【００３２】
図１と図２に示すように（補足のため、図３と図９も参照）、本発明に係る照明モジュールは、コリメータ１、内部反射を行う放物面形の表面を有するリフレクタ２、同じく内部反射を行う再反射部3a,3b（それぞれ図３および図９参照）、およびレンズ4a,4b（それぞれ図３および図９参照）からなる。
【００３３】
コリメータ１（図１参照）は、光源Ｅ（好ましくは発光ダイオード）を配置するための焦点Ｆ１を有している。また、コリメータ１は、図１においては垂直方向を向く光軸ρを有し、かつコリメータ１の下方における光軸ρの近傍には、焦点Ｆ１に向かって凸の表面６によって、空隙３が区画されている。
【００３４】
表面６は、この焦点Ｆ１を有するコリメータレンズを区画している。表面６は、光軸ρの回りに位置し、焦点Ｆ１に向かって凹の表面Ａによって囲まれている。表面Ａは、焦点Ｆ１を中心とする球面の一部であるのが好ましい。
【００３５】
コリメータ１の表面は、上記コリメータレンズの焦点Ｆ１を焦点とする放物面形状をしている。コリメータ１は、屈折率が数１に示す値と等しいかまたはこれよりも大きい透明な材料から形成される。空隙５は、空気中に位置する。
【数１】
2006302902.tif 000004
【００３６】
焦点Ｆ１から発せられた光線は、偏向することなく、表面Ａを通過する。この光線は、ついで、コリメータ１の透明な材料と空気とを区画する表面Ｂによって内部反射を受け、光軸ρと直交する平面Π上に位置するコリメータの射出面７と直交するように、光軸ρと平行に進む。
【００３７】
焦点Ｆ１から発せられて、コリメータレンズの表面６に到達した光線は、屈折して、光軸ρと平行に進む。
【００３８】
コリメータから射出された光線は、光軸ρと平行である。
【００３９】
光源として、コリメータと一体にした数個の発光ダイオードを設けることもできる。この場合、これらの発光ダイオードは、光線と垂直で、かつ平面Πと平行な平らな入射面とともに用いられる。
【００４０】
仮に表面Ａが焦点Ｆ１を中心とする球面の一部でない場合、表面Ｂは、正確な放物面とはならない。また、仮に表面Ａが、この箇所においては最も製造が容易な截頭円錐形である場合、表面Ｂの形状は、各光線が全反射によって平行となるようなものとされる。
【００４１】
リフレクタ２は、外側に向かって凸の放物面形の表面８を有しており、この表面８は、リフレクタと空気との界面となっている。リフレクタ２の材料は、コリメータ１のそれ（屈折率が数１に示す値と等しいかまたはこれよりも大きい）と同一であるのが好ましく、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）が好適である。
【００４２】
リフレクタ２は、コリメータ１とは異なる材料で形成し、コリメータ１の射出面７を構成する平面Πに沿って、接着剤を用いて、コリメータ１と接合することもできる。コリメータ１とリフレクタ２は、一体とするのが好ましい。
【００４３】
図１と図２においてリフレクタ２の断面の外形線をなす曲線Ｃは、コリメータの光軸ρと平行な直線Ｒを軸とし、かつ軸Ｒ上の点Ｆ２を焦点とする放物線である。コリメータから射出された軸Ｒに平行な光線は、リフレクタ２において、焦点Ｆ２に収束するように反射する。
【００４４】
焦点Ｆ２に収束する臨界光線ｒ１とｒ２は、コリメータの射出面７の端部ε１とε２にそれぞれ到達する臨界入射光線ｉ１とｉ２に対応する。
【００４５】
射出面７の端部ε２を通り光軸ρに平行な直線と、焦点Ｆ２との間に位置する臨界光線ｒ１のセグメントｕは、再反射部の第１の表面3aを区画する（図３参照）。他方、臨界光線ｒ２のセグメントｖは、再反射部の第２の表面3bを区画する（図９参照）。
【００４６】
コリメータ１と放物面をもつリフレクタ２とを合わせると、Ｆ１，Ｆ２を焦点とする楕円と均等な幾何形状が得られる。したがって、焦点Ｆ１に位置する光源Ｅの中心から発せられた光線については、内部反射は、すべて全反射となる。
【００４７】
リフレクタ２の形状は、次のようなものとすることができる。
〔ケース１〕
リフレクタ２は、図１の面と垂直な軸および母線を有し、曲線Ｃを準線とする放物面をもつシリンダとすることができる。この場合、反射光線の収束点は、図２の平面と垂直な直線のセグメントを構成し、焦点Ｆ２を通過する。
〔ケース２〕
リフレクタ２は、曲線Ｃの軸Ｒの回りの回転体とすることができる。この場合、焦点Ｆ２は、ただ１点に存在する。
〔ケース３〕
リフレクタ２は、放物面よりも複雑な形状の表面をもつようにすることができる。この場合、曲線Ｃは、この複雑な形状の図２の面に沿う断面の外形線を表す。
【００４８】
一般に、コリメータ１は、焦点Ｆ１に位置する光源Ｅから放出される光線と同様に、光軸ρの回りの回転体である。
【００４９】
図２は、リフレクタ２の軸Ｒと平行な面に沿うレンズ（焦点距離ｆ）4aの断面図であり、レンズ4aの外形線を曲線Ｓで示す。レンズ4aの焦点は、リフレクタ２の焦点Ｆ２、および以下に説明する点ｇと一体になっている。
【００５０】
図３は、レンズ4a、リフレクタ２、およびコリメータ１を一体にした、本発明の一実施形態に係る照明モジュールＭａの垂直断面図である。リフレクタ２が、図３の面と垂直な母線を有する放物面をもつシリンダ形状の場合、照明モジュールＭａは、前述のケース１に相当する。リフレクタ２の壁体（空気との界面をなす）は、点９から点10にかけて、全反射を生じさせる。
【００５１】
再反射部3aを構成する方形のセグメントｕにおいても、全反射が生じる。再反射部3aは、点11と点12の間に位置する。コリメータ１から再反射部3aにかけての表面13は、光学的機能を有しないため、純粋に実用的観点から形状を定める。これは、リフレクタ２の端部からレンズ4aにかけての表面14、および再反射部3aの前端からレンズ4aにかけての表面15についても当てはまる。
【００５２】
焦点Ｆ１に位置する光源から発せられ、コリメータの表面上の点Ｊに至る臨界入射光線ｉ４（図６参照）は、点Ｊで反射された後、コリメータの光軸ρと平行な臨界光線ｒ４となる。この臨界光線ｒ４は、リフレクタ２上の点ｋ（図３参照）に到達し、点ｋで内部反射されて光線ｑ４となり、焦点Ｆ２が位置する再反射部3aの前端に至る。光線ｑ４は、この前端で内部反射されて光線ｖ４となった後、再反射部3a（すなわち水平面）と平行な光線ｗ４として、レンズ4aから射出される。
【００５３】
光源Ｅは、点光源ではないため、焦点Ｆ１からずれた複数の点から発せられる光線も、図６に示す点Ｊに至る。焦点Ｆ１よりも点Ｊに近い点から発せられた光線ｉ５は、光線ｉ４よりも大きい入射角で、コリメータ１の表面に到達する。光線ｉ５は、反射後、光線ｒ４よりも上方に位置する光線ｒ５となり、リフレクタ２上の点ｋ５に至る。光線ｒ５は、点ｋ５で反射された後、光線ｑ５となり、焦点Ｆ２が位置する再反射部前端の後方部分に到達する。光線ｑ５は、この部分で反射されて光線ｖ５となった後、水平線よりも下方へ傾斜している光線ｗ５として、レンズ4aから射出される。再反射部3aにおいて焦点Ｆ２よりも後方において反射される光線ｖ５は、焦点Ｆ２よりも上方において、レンズ4aの射出面から射出される。
【００５４】
したがって、光源Ｅから発せられ、レンズ4aから射出される光線は、再反射部3a前端のレンズ4aによる結像に係る水平な光線よりも下方に位置する。
【００５５】
最も基本的な照明モジュールは、ただ１つの光源Ｅを備えるものである。数個（例えば３個）のサブモジュールを並置することにより、円筒形レンズ4aの母線およびリフレクタ２の放物面形の表面８の母線とそれぞれ平行に進む各光線を発する３つの光源を含む単一の照明モジュールを形成することもできる。
【００５６】
図３〜図５に示す照明モジュールＭａは、図１における臨界光線ｒ１のセグメントｕによって区画される再反射部3aに相当するものを有している。
【００５７】
図９と図１０に示す照明モジュールＭｂは、図１における臨界光線ｒ２のセグメントｖによって区画される再反射部3bに相当するものを有している。光源Ｅは、再反射部3bよりも上方に位置し、下方に向かって光線を発する。コリメータ１ｂは、照明モジュールの頂部に位置し、下方に向かって延びている。
【００５８】
コリメータ１ｂから射出される光線は、垂直に進む。コリメータ１ｂの焦点から発せられる光線ｉ７は、コリメータによって反射され、下方へ垂直に進む光線ｒ７となって、リフレクタ２ｂの空気との界面に到達する。その後、光線ｒ７は、内部反射されて光線ｑ７となり、再反射部3bの前端に到達し、反射されて光線ｖ７となる。最後に、光線ｖ７は、レンズ4bから射出されて、水平方向に進む光線ｗ７となる。
【００５９】
図９におけるレンズ4bの表面は、図面と垂直に延びる水平な母線を有する円筒形をなしている。
【００６０】
図１０に示す実施形態においては、照明モジュールＭｂは、３つの光源Ｅを備えている。
【００６１】
図３と図９に示す照明モジュールは、それぞれ再反射部3a,3bを備えている。これらの再反射部の前端部分は、放物面を有するリフレクタ２の母線と平行な方形のセグメントであるため、１つのモジュールに数個の光源Ｅを備えることも可能である。
【００６２】
前述のケース２の場合、リフレクタは、軸Ｒの回りに放物線を回転させて得られる形状を有する。この場合、１つのモジュールにただ１つの光源を設けることができる。この外、制御により、例えば水平線から１５°傾斜した境界線と、水平な境界線とをもつカットオフビーム、または境界線が直線的ではないカットオフビームを形成することもできる。レンズ4aは、後述する光学系の光軸ｙの回りに射出面を有するのが好ましい。
【００６３】
前述のケース３の場合、リフレクタ２は、放物面よりも複雑な表面を有する。図２における曲線Ｃは、リフレクタの断面の外形線を表す。
【００６４】
再反射部の前端部分は、図１の面と直交する平面内にあって、点Ｆ２を通るように導出される滑らかな曲線Ｇ（図８参照）によって区画される。
【００６５】
図８に示すように、曲線Ｇ上に点ｇをとり、点ｇを通って曲線Ｇと直交する平面Ｐ１において、リフレクタ２ａと平面Ｐ１との交線となる弧χを決定する。
【００６６】
弧χは、コリメータ１ａから射出される平行な光線ｒ８，ｒ９が弧χ上で反射されて得られる反射光線ｑ８，ｑ９が、点ｇで収束するようなものとしなければならない。
【００６７】
弧χは、コリメータ１ａから射出され、弧χ上（点ｇまで）で反射される光線の光路が一定となるように定める。
【００６８】
以下に、弧χの決定方法を詳細に説明する。
【００６９】
点Ｆ２を通る曲線Ｇは、前述のように、図１の面に垂直な平面内にある。曲線Ｇ上の点ｇにおいて曲線Ｇと直交し、かつ数２が成立するベクトル（数３）を考える。数２におけるベクトル（数４）は、以下に説明する光学系の光軸ベクトルである。
【数２】
2006302902.tif 000005
【数３】
2006302902.tif 000006
【数４】
2006302902.tif 000007
【００７０】
数５〜数８、または数９〜数１２を満たす実数ｄ（数１３）を考える
【数５】
2006302902.tif 000008
【数６】
2006302902.tif 000009
【数７】
2006302902.tif 000010
【数８】
2006302902.tif 000011
【数９】
2006302902.tif 000012
【数１０】
2006302902.tif 000013
【数１１】
2006302902.tif 000014
【数１２】
2006302902.tif 000015
【数１３】
2006302902.tif 000016
【００７１】
上述の式において、数１４の表記は、始点をｐとする半直線と数１５のベクトルの集合を示し、ｄ(ｐ1,ｐ2)は、点ｐ1から点ｐ2までの距離を示す。
【数１４】
2006302902.tif 000017
【数１５】
2006302902.tif 000018
【００７２】
上記の条件の下で、曲線Ｇ上の点ｇについて、数１６のベクトルを、点ｇにおける曲線Ｇの接線ベクトルとし、π(ｇ)を、点ｇを含む数１６の接線ベクトルと垂直な平面とする。すると、弧χは、数１７で示すように定義される。
【数１６】
2006302902.tif 000019
【数１７】
2006302902.tif 000020
ここで、Πは、光軸ρと垂直な任意の平面であり、Ｋは定数である。
【００７３】
リフレクタの表面上の弧χは、平面Πおよび定数Ｋと適当な関係を維持しなければならない。さらに、弧χは、コリメータから射出されるあらゆる光線が通過しうるものでなければならない。
【００７４】
実数ｄが十分に大きく、かつ平面Πがコリメータの頂面であると仮定すると、Ｋ＝ｄ(ε,Ｆ２)（εは、点Ｆ２、曲線Ｇと平面との交点、コリメータの光軸ρを含む平面、およびこの光学系の光軸から最も離れた、平面Π上の点である）となるようなＫを選択することができる。このようにして、点Ｆ２と曲線Ｇを適宜選択することにより、すべての光線を１点に収束させることができる。
【００７５】
曲線Ｇは、この光学系の特性曲線であり、結局のところ、ケース１における直線のセグメント、およびケース２における点Ｆ２に相当する。曲線Ｇ（上述のリフレクタの存在条件に従う）は、光ビームの水平方向の分布を制御することができる。
【００７６】
曲線Ｇは、点Ｆ２を選択し、ついで、法線の方向をｘ軸の関数として定めることによって得られる（直観的には、反射により水平方向に広がる光ビームとなる）。したがって、Ｇは、微分方程式の解となる。
【００７７】
光学系の他の構成は、図２に示すように、平面π(ｇ)において、曲線Ｇ上のすべての点について、簡単に２次元の中で実現される。図中、ｆは正の任意の定数である（仮に数１８となるような数１９で表せるｇ，ｇ'が存在する場合、ｆ＜ｄでなければならない。）
【数１８】
2006302902.tif 000021
【数１９】
2006302902.tif 000022
【００７８】
レンズ4aの表面Ｓと平面π(ｇ)との交点は、点ｇから無限大の間で、無収差となる。
【００７９】
〔光学系の光軸と曲線Ｇからなる面〕
２つの可能性がある。
α：光学系の光軸について数２０、および曲線Ｇからなる面について数２１で表されるもの。
【数２０】
2006302902.tif 000023
【数２１】
2006302902.tif 000024
β：光学系の光軸について数２２、および曲線Ｇからなる面について数２３（数２４で表される特別な場合）で表されるもの。
【数２２】
2006302902.tif 000025
【数２３】
2006302902.tif 000026
【数２４】
2006302902.tif 000027
【００８０】
しかし、光源の大きさの限界から、このような光学系は、カットオフビームをつくり出すことはできない。一方、曲線Ｇの前端部分に相当して上記の面Γの一部をなし、かつ光学系の光軸ｙに沿って、コリメータから射出される光線の包絡線まで延びる面は、到達する光線を全反射し、通過させることはない。このような表面は、擬似鏡面として働き、カットオフビームをつくり出す。これは、レンズ4aの外形線Ｓを通る、曲線Ｇからなる再反射部の前端部分の像である。
【００８１】
本発明に係る照明モジュールは、種々のものが可能である。例えば、特性曲線Ｇ1,……,Ｇnが同一面上にあり、数２５の和集合が滑らかな曲線で、かつ「焦点距離」ｆ1,……,ｆnが同一の場合、数２６で表される表面が滑らかな照明モジュールを組み立てることができる（例えば、上記ケース１の場合、リフレクタ、再反射部、およびレンズの射出面を、押出し部材によって形成することができる。しかし、照明モジュール全体を押出し部材によって形成することはできない、これはコリメータが、光軸ρの回りの回転体の一部として形成されるからである。）。
【数２５】
2006302902.tif 000028
【数２６】
2006302902.tif 000029
【００８２】
図７は、本発明の一実施形態に係る照明モジュールＭｃの底面図である。再反射部３ｃの前端部分は、曲線Ｇによって区画されている。レンズ４ｃは、直線ではない母線をもつ非円筒形の射出面を有している。しかし、水平面による断面の外形線は、外側に向かって凸の曲線である。
【００８３】
再反射部の前端部分が外側に凸の曲線Ｇによって形成された照明モジュールによって得られる光ビームは、拡散する。
【００８４】
図１１は、ケース１に相当するリフレクタ２（水平な母線を有する放物面をもつシリンダ形状をなす）を有する照明モジュールによって得られる等照度曲線を示すグラフである。この図におけるカットオフビームの遮光線は、水平である。
【００８５】
図１２は、ケース２に相当するリフレクタ２（Ｆ２を焦点とする回転放物面ををもつ）を有する照明モジュールによって得られる等照度曲線を示すグラフである。この等照度曲線は、図１１のそれと類似している。
【００８６】
図１３は、再反射部の前端部分が、外側に凸の曲線Ｇによって区画された照明モジュールによって得られる等照度曲線を示すグラフである。この図におけるカットオフビームの遮光線は、水平であるが、光ビームは、再反射部の曲率半径の違いにより、図１１のそれよりも大きく拡散する。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】コリメータの光軸を通る面に沿う、本発明の一実施形態に係る照明モジュールのコリメータとリフレクタの模式的な断面図である。
【図２】コリメータの光軸を通る垂直面に沿う、図１よりも縮小した、照明モジュールの模式的な断面図である（レンズは模式的に描いており、コリメータとリフレクタは一部のみを描いている）。
【図３】水平な再反射部と、この下方に位置する光源とを備える、本発明に係る照明モジュールの垂直断面図である。
【図４】図３に示す照明モジュールの右側面図である。
【図５】リフレクタの母線と平行な端部をもつ方形の再反射部を備える、図３に示す照明モジュールの平面図である。
【図６】リフレクタで反射する種々の入射光線とともに、図３の細部を示す拡大断面図である。
【図７】外側に凸の外形線をもつ端部を有する再反射部を備えた照明モジュールの底面図である。
【図８】再反射部の端部が図７に示す外形線を有するときのリフレクタ表面の形状を示す模式的な断面図である。
【図９】光源（光線は下方に向かう）の下方に再反射部を備える、本発明の他の実施形態に係る照明モジュールの垂直断面図である。
【図１０】図９に示す照明モジュールの左側面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る照明モジュールの等照度曲線を示すグラフである。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る照明モジュールの等照度曲線を示すグラフである。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態に係る照明モジュールの等照度曲線を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８８】
１  コリメータ
２  リフレクタ
３  空隙
3a,3b  再反射部
4a,4b  レンズ
５  空隙
６  コリメータレンズの表面
７  コリメータの射出面
８  リフレクタの表面
Ｅ  光源
Ｆ１，Ｆ２  リフレクタの焦点
Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ  照明モジュール
ρ  コリメータの光軸
【図１】
2006302902.tif 000031
【図２】
2006302902.tif 000032
【図３】
2006302902.tif 000033
【図４】
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【図５】
2006302902.tif 000035
【図６】
2006302902.tif 000036
【図７】
2006302902.tif 000037
【図８】
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【図９】
2006302902.tif 000039
【図１０】
2006302902.tif 000040
【図１１】
2006302902.tif 000041
【図１２】
2006302902.tif 000042
【図１３】
2006302902.tif 000043
【外国語明細書】
2006302902000001.pdf