(57)【要約】      （修正有）【課題】製造するのが容易で、均質な照明を得るように、隣接し合うセグメントを伴った光ビームを投射することのできる自動車両用の光モジュールを提供する。【解決手段】光源１４同士の横向きの第１列１２と、第１成形層２０を有した一体型の第１一次光学素子１８と、各光源１４の像を投射するように設計された二焦点結像装置と、を備えた自動車両用の光モジュールは、光源１４同士の横向きの第２列３６を備え、第１一次光学素子１８が、第２列３６と関連付けられた一体型の第２成形層３８を具備している。【選択図】図３
2019153577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  少なくとも１つの、光源（１４）同士の横向きの第１列（１２，１２Ａ，１２Ｂ）と、
−  少なくとも１つの第１成形層（２０，２０Ａ，２０Ｂ）を有し、その第１成形層（２０，２０Ａ，２０Ｂ）が、前記第１列（１２，１２Ａ，１２Ｂ）の全ての前記光源（１４）に共通な横向きの後部入光面（２６，２６Ａ，２６Ｂ）と、横向きの前部出光面（２８）に向かって全内部反射によって光を案内するための上面（２２）および／または下面（２４）とを備えている、少なくとも１つの一体型の第１一次光学素子（１８，１８Ａ）と、
−  各光源（１４）の像を投射するように設計された少なくとも１つの二焦点結像装置（３０，３０Ａ，３０Ｂ）であって、前記光源（１４）と略一致して配置される第１の横方向焦点面（３２）と、前記第１成形層（２０，２０Ａ，２０Ｂ）の前記出光面（２８）と略一致して配置される第２の垂直方向焦点面（３４）とを有した結像装置（３０，３０Ａ，３０Ｂ）と、
を備えた自動車両用の光モジュール（１０）において、
当該光モジュール（１０）が、前記第１列（１２，１２Ａ，１２Ｂ）に対して垂直方向に偏位された少なくとも１つの、光源（１４）同士の横向きの第２列（３６，３６Ａ，３６Ｂ）を備え、前記第１一次光学素子（１８，１８Ａ，１８Ｂ）が、前記第２列（３６，３６Ａ，３６Ｂ）と関連付けられた少なくとも１つの一体型の第２成形層（３８，３８Ａ，３８Ｂ）を具備し、その第２成形層（３８，３８Ａ，３８Ｂ）は、前記第２列（３６，３６Ａ，３６Ｂ）の全ての前記光源（１４）に共通な、前記第１の横方向焦点面（３２）内に配置された横向きの後部入光面（４０）と、前記第２の垂直方向焦点面（３４）内に配置された横向きの前部出光面（４６）に向かって全内部反射によって光を案内するための上面（４２）および／または下面（４４）とを備えていることを特徴とする光モジュール（１０）。
【請求項２】
前記第１成形層（２０，２０Ａ，２０Ｂ）の前記出光面（２８）と、前記第２成形層（３８）の前記出光面（４６）とが、それらの面における横向きの縁部の一方によって隣接していることを特徴とする、請求項１に記載の光モジュール（１０）。
【請求項３】
光源（１４）同士の列を少なくとも３つ具備しており、前記一次光学素子（１８）が、光源同士の列とそれぞれ関連付けられる横向きの成形層を少なくとも３つ備えていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の光モジュール（１０）。
【請求項４】
光源（１４）同士の各列（１２，１２Ａ，１２Ｂ，３６，３６Ａ，３６Ｂ）が、光源（１４）の群を少なくとも１つ備え、その群においては、隣り合う２つの光源（１４）同士が決められた距離（Ｄ１）だけ隔てられており、当該距離（Ｄ１）は、前記光源（１４）のうちの１つにおける発光面の横方向の幅の１０％未満であることを特徴とする、請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の光モジュール（１０）。
【請求項５】
光源（１４）同士の各列（１２，１２Ａ，１２Ｂ，３６，３６Ａ，３６Ｂ）が、光源（１４）の群を少なくとも１つ備え、その群においては、隣り合う２つの光源（１４）同士が決められた距離（Ｄ１）だけ隔てられており、当該距離（Ｄ１）は、前記光源（１４）のうちの１つにおける発光面の横方向の幅の１０％よりも大きく、特に前記光源（１４）のうちの１つにおける発光面の横方向の幅よりも大きいことを特徴とする、請求項１から請求項４のうちのいずれか一項に記載の光モジュール（１０）。
【請求項６】
前記結像装置（３０，３０Ａ，３０Ｂ）は、同一の列の同一の群における隣り合う２つの光源（１４）の像同士が隣接するように各光源（１４）の寸法を横方向へ広げるための手段を備えていることを特徴とする、請求項５に記載の光モジュール。
【請求項７】
前記結像装置（３０，３０Ａ，３０Ｂ）は、光通過面を備えた二次光学素子（５４，５４Ａ，５４Ｂ）を具備し、その光通過面が、各光源（１４）の像の寸法を横方向および／または垂直方向へ広げるように光線を偏向させるパターンを備えていることを特徴とする、請求項５および請求項６のいずれか一項に記載の光モジュール（１０）。
【請求項８】
隔てられた光源（１４）同士の前記列（１２，１２Ａ，１２Ｂ，３６，３６Ａ，３６Ｂ）と関連付けられる前記成形層（２０，２０Ａ，２０Ｂ，３８，３８Ａ，３８Ｂ）の前記入光面（２６，４０）が、同一の列（１２，１２Ａ，１２Ｂ，３６，３６Ａ，３６Ｂ）の同一の群における隣り合う２つの光源（１４）の像同士が隣接するように各光源（１４）の像の寸法を横方向へ広げるための起伏パターンを備えていることを特徴とする、請求項５に記載の光モジュール（１０）。
【請求項９】
各光源（１４）と、関連した前記成形層（２０，２０Ａ，２０Ｂ，３８，３８Ａ，３８Ｂ）の前記入光面（２６，４０）との間に、集束レンズ（６４）が配置されていることを特徴とする、請求項８に記載の光モジュール（１０）。
【請求項１０】
前記第１光学素子（１８Ａ）と関連付けられた光源（１４）同士の各列（１２Ａ，３６Ａ）が、少なくとも光源（１４）の２つの群（６６，６８）へと分割され、各群（６６，６８）は隣り合う群から決められた距離（Ｄ３）だけ横方向へ隔てられており、その距離（Ｄ３）は、光源（１４）の隣り合う２つの群（６６，６８）の、第１結像層装置（３０Ａ）によって作り出される像の群（７０，７２）同士が、決められた暗闇の間隙（７４）によって間隔を置かれるように、前記光源（１４）のうちの１つにおける発光面の横方向の幅よりも大きくなっていることを特徴とする、請求項１から請求項９のうちのいずれか一項に記載の光モジュール。
【請求項１１】
前記第１一次光学素子（１８Ａ）と同じ特性を有した第２一次光学素子（１８Ｂ）を備えており、当該第２一次光学素子（１８Ｂ）は少なくとも２つの、光源（１４）同士の列（１２Ｂ，３６Ｂ）と関連付けられ、それらの列（１２Ｂ，３６Ｂ）においては前記光源（１４）同士が少なくとも１つの群に整列させられており、前記第１結像装置（３０Ａ）によって投射される像の２つの群（７０，７２）同士の間に残された前記暗闇の間隙（７４）内に、関連した前記光源（１４）の像の群（７６）を投射するよう、前記第２一次光学素子（１８Ｂ）に第２二焦点結像装置（３０Ｂ）が関連付けられていることを特徴とする、請求項１０に記載の光モジュール（１０）。
【請求項１２】
前記第１一次光学素子（１８Ａ）と前記第２一次光学素子（１８Ｂ）とが単一体をなして製造されていることを特徴とする、請求項１１に記載の光モジュール（１０）。
【請求項１３】
各結像装置（３０Ａ，３０Ｂ）が少なくとも１つの二次光学素子（５４Ａ，５４Ｂ）を備え、前記結像装置（３０Ａ，３０Ｂ）それぞれの前記二次光学素子（５４Ａ，５４Ｂ）同士が共通の単一体をなして製造されていることを特徴とする、請求項１０から請求項１２のうちのいずれか一項に記載の光モジュール（１０）。
【請求項１４】
各結像装置（３０，３０Ａ，３０Ｂ）が、前記第１一次光学素子（１８，１８Ａ，１８Ｂ）の出光面（５２，５２Ａ，５２Ｂ）の形状と、関連した投射用レンズ（５４，５４Ａ，５４Ｂ）との組み合わせによって形成されていることを特徴とする、請求項１から請求項１３のうちのいずれか一項に記載の光モジュール（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣接し合うセグメントを伴った光ビームを投射することのできる、自動車両用の光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車両には、特に夜間や明るさの落ちた場合に車両前方の道路を照らす光ビームを作り出すように企図されたヘッドライトが装備されている。
【０００３】
これらのヘッドライトは一般的に、２つの照明モード：第１の「ハイビーム」モードおよび第２の「ロービーム」モードによって用いることができる。
【０００４】
「ハイビーム」モードは、車両前方の遠くの道路を強く照らす長距離用光ビームを作り出すことを可能とする。
【０００５】
「ロービーム」モードは、もっと限られた範囲の道路の照明をもたらすが、にもかかわらず良好な視認性を提供する。もっと限られた範囲は、他の道路使用者を幻惑しないことを可能とするのである。
【０００６】
これら２つの照明モードは、相補的なものである。車両の運転者は状況に応じて手動でモードを切り替えねばならないが、それには別の道路使用者をうっかり幻惑してしまう恐れがある。実際、照明モードを手動で切り替える行為は、確実性を欠き、時には危険となる可能性もある。
【０００７】
さらに、ロービーム・モードのもたらす視認性は、時には車両の運転者にとって不十分なものである。
【０００８】
かかる状況を改善するために、ＡＤＢ（アダプティブ・ドライビング・ビーム）配光可変照明機能の付与されたヘッドライトが提案されてきている。そのようなＡＤＢ機能は、ヘッドライトによりハイビーム・モードで放出された照明ビームによって幻惑されそうな道路使用者を自動的に検出し、この照明ビームの輪郭を、検出された使用者の位置する箇所に暗闇の区域を生じさせるよう修正するように企図されている。
【０００９】
ＡＤＢ機能の利点は、使用の容易性、ロービーム・モードに比べて優れた視認性、モードの切り替えに対する信頼性の向上、大幅に減少した幻惑の恐れ、より安全な運転と多岐にわたっている。
【００１０】
ＡＤＢ機能の付与された自動車両ヘッドライト用の既知の一照明システムは、一次光学モジュールを備えている。一次光学モジュールは、それぞれが３つのライトガイドと関連付けられた複数の光源（例えば、発光ダイオード）を備えている。一次光学モジュールには、投射用の二次光学素子（例えば、レンズ）が関連付けられている。
【００１１】
各発光ダイオードによって発せられた光は、関連したライトガイド内へと入り込み、ライトガイドの矩形の形状の出光端部によって放出される。関連した二次光学素子は、各ライトガイドの出光面の像を投射して、車両の前方に直立した光セグメントを形成する。作り出された光セグメント同士は、横方向で部分的に重ね合わされている。所望の照明を得るように、発光ダイオード同士を互いに独立して選択的に点灯させることができる。
【００１２】
そのような照明システムはしかしながら、一定の欠点を呈するものである。
【００１３】
そのような一次光学モジュールの１つは、それぞれが光源と関連付けられる独立したライトガイドを複数備えており、非常に複雑で、製造にコストのかかるものである。
【００１４】
さらに、そのような照明システムの光学素子類を製造するための材料の選択は、とりわけ限定されている。かくして、ガラスを使用することは不可能なのである。光学素子類はポリカーボネイトの射出成形によって製造することができるが、射出条件を精確に監視せねばならず、それが製造の困難性につながってしまう。
【００１５】
さらに、セグメント化された光ビームは、当該セグメント化された光ビームの全高にわたって伸びるセグメント同士の単一の列しか備えていない。このため、１つのセグメントが消灯されたときには、道路使用者を幻惑するのを避ける必要以上に垂直方向へ伸びた区域にわたって道路が暗くなってしまう。
【００１６】
その上、視覚的な快適性の理由や規制上の理由からは、道路を均一に照らすように、全体的な光ビームについて隣り合う２つのセグメント同士が隣接していることが好ましい。目下のところ、既知の解決策では、特に光源同士が互いに間隔を離されすぎているときには、隣接し合った光セグメントを簡単に得ることが不可能である。均質な照明を得るためには、例えば複雑な一次光学部品類を採用する必要がある。
【発明の概要】
【００１７】
本発明は、
−  少なくとも１つの、光源同士の横向きの第１列と、
−  少なくとも１つの第１成形層を有し、その第１成形層が、第１列の全ての光源に共通な横向きの後部入光面と、横向きの前部出光面に向かって全内部反射によって光を案内するための上面および下面とを備えている、少なくとも１つの一体型の第１一次光学素子と、
−  各光源の像を投射するように設計された少なくとも１つの二焦点結像装置であって、光源に略近接して配置される第１の横方向焦点面と、第１成形層の出光面と略一致して配置される第２の垂直方向焦点面とを有した結像装置と、
を備えた自動車両用の光モジュールにおいて、
当該光モジュールが、第１列に対して垂直方向に偏位された少なくとも１つの、光源同士の横向きの第２列を備え、第１一次光学素子が、当該第２列と関連付けられた少なくとも１つの一体型の第２成形層を具備し、その第２成形層は、第２列の全ての光源に共通な、第１の横方向焦点面内に配置された横向きの後部入光面と、第２の垂直方向焦点面内に配置された横向きの前部出光面に向かって全内部反射によって光を案内するための上面および下面とを備えている点で注目すべき光モジュールを提案するものである。
【００１８】
本発明の教示により製造される光モジュールは、かくして光セグメント同士の２つの独立した列を有する光ビームを作り出すことを可能とする。そのような一次光学素子は、製造するのがより容易で、その射出成形型は製造するのに、よりコストのかからないものである。
【００１９】
本発明のもう一つの特徴によれば、第１成形層の出光面と第２成形層の出光面とは、射出成形型内で２つの成形層同士を隔てるプレートの厚さを除けば、それらの面における横向きの縁部の一方によって隣接している。
【００２０】
これにより特に、２つの列の光源同士が、光源のうちの１つにおける発光面の高さの１０％よりも大きい距離だけ垂直方向に隔てられている場合であっても、垂直方向に隣接した２つの、光セグメント同士の列を得ることが可能となる。
【００２１】
本発明による光モジュールが、光源同士の列を少なくとも３つ具備していて、一次光学素子が、光源同士の列とそれぞれ関連付けられる横向きの成形層を少なくとも３つ備えていることができる。
【００２２】
各列が少なくとも３つの光源を備えていることが有利である。
【００２３】
本発明の第１実施形態によれば、光源同士の各列が、光源の群を少なくとも１つ備え、その群においては、隣り合う２つの光源同士が決められた距離だけ隔てられており、当該距離は、光源のうちの１つにおける発光面の横方向の幅の１０％未満である。この場合、作り出される光セグメント同士は、同一の列上では自ずから横方向に隣接し合うこととなる。
【００２４】
本発明の第２実施形態によれば、光源同士の各列が、光源の群を少なくとも１つ備え、その群においては、隣り合う２つの光源同士が決められた距離だけ隔てられており、当該距離は、光源のうちの１つにおける発光面の横方向の幅の１０％よりも大きく、特に光源のうちの１つにおける発光面の横方向の幅よりも大きい。
【００２５】
その場合、結像装置は、同一の列の同一の群における隣り合う２つの光源の像同士が隣接するように各光源の像の寸法を横方向へ広げるための手段を備えている。
【００２６】
例えば、結像装置は、光通過面を備えた二次光学素子を具備し、その光通過面が、各光源の像の寸法を横方向へ広げるように光線を偏向させるパターンを備えている。
【００２７】
変形例として、隔てられた光源同士の当該列と関連付けられる成形層の入光面が、同一の列の同一の群における隣り合う２つの光源の像同士が隣接するように各光源の像の寸法を横方向へ広げるための起伏パターンを備えている。
【００２８】
各光源と、関連した成形層の入光面との間に、集束レンズを配置することが有利であろう。これにより、パターンの平面内で照明を均質にすることが可能となる。かくして、光ビームによって得られる照明も、光セグメント同士の良好な区別を維持しつつ、より均質なものとなる。実際、近接した光源から生じる光線が、当該近接した光源とは関連付けられていない隣りのパターンを照らしてしまうのを回避することが、集束レンズによって可能となるのである。
【００２９】
本発明の第３実施形態によれば、第１光学素子と関連付けられた光源同士の各列が、少なくとも光源の２つの群へと分割され、各群は隣り合う群から決められた距離だけ横方向へ隔てられており、その距離は、光源の隣り合う２つの群の、第１結像層装置によって作り出される像の群同士が、決められた暗闇の間隙によって間隔を置かれるように、光源のうちの１つにおける発光面の横方向の幅よりも大きくなっている。
【００３０】
当該光モジュールが第１一次光学素子と同じ特性を有した第２一次光学素子を備えており、当該第２一次光学素子は少なくとも２つの、光源同士の列と関連付けられ、それらの列においては光源同士が少なくとも１つの群に整列させられており、第１結像装置によって投射される像の２つの群同士の間に残された暗闇の間隙内に、関連した光源の像の群を投射するよう、第２一次光学素子に第２二焦点結像装置が関連付けられているのが有利である。これにより、２つの結像装置によって投射されるセグメント同士の重ね合わせによって繋げられた隣接し合うセグメントを伴う光ビームを得ることが可能となる。
【００３１】
第１一次光学素子と第２一次光学素子とが単一体をなして製造されていることが有利である。これにより、取り付けられるべき部品の数を制限することが可能となる。これによりまた、一方の一次光学素子の他方に対する位置決めを調整せねばならぬことを回避することが可能となる。
【００３２】
各結像装置が少なくとも１つの二次光学素子を備え、結像装置それぞれの二次光学素子同士が共通の単一体をなして製造されていることが有利である。これにより、取り付けられるべき部品の数を制限することが可能となる。これによりまた、一方の二次光学素子の他方に対する位置決めを調整せねばならぬことを回避することが可能となる。さらに、これにより、全ての光源を共通のプリント回路基板上に配置することが可能となる。
【００３３】
一般的には、各結像装置を、第１一次光学素子の出光面の形状と、関連した投射用レンズとの組み合わせによって形成することができる。
【００３４】
本発明のその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明を読み取ったときに明らかとなるであろう。その理解のためには、添付図面が参照されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態によって製造される第１の光モジュールの一次光学素子と二次光学素子とを示す斜視図。
【図２】図１の光モジュールを示す平面図。
【図３】図１の光モジュールを示す側面図。
【図４】図１の光モジュールと関連付けられる各光源を示した正面図。
【図５】図１の光モジュールにより作り出されるセグメント化された光ビームによって照らされるスクリーンを示した正面図。
【図６】本発明の第２実施形態によって製造される光モジュールと関連付けられる各光源を示す、図４と同様の図。
【図７】本発明の第１実施形態によって製造される光モジュールで図６の各光源を用いたとすればスクリーンを照らすであろう各光セグメントを示す、図５と同様の図。
【図８】本発明の第２実施形態によって製造される光モジュールの一次光学素子を示す斜視図。
【図９】本発明の第２実施形態によって製造される光モジュールの変形実施形態を示す平面図。
【図１０】本発明の第２実施形態に従って製造される光モジュールにより放出されるセグメント化された光ビームによって照らされるスクリーンを示す、図５と同様の図。
【図１１】本発明の第３実施形態によって製造される、２つの一次光学素子を備えた光モジュールの平面図。
【図１２】図１１の光モジュールの第１一次光学素子と関連付けられる各光源を示した正面図。
【図１３】図１１の光モジュールの第１一次光学素子によってのみ照らされたスクリーンを示す、図５と同様の正面図。
【図１４】図１１の光モジュールの第２一次光学素子と関連付けられる各光源を示した正面図。
【図１５】図１１の光モジュールの第２一次光学素子によってのみ照らされたスクリーンを示す、図５と同様の正面図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本明細書においては以降、後ろから前の方を向いた縦、下から上の方を向いた垂直、および左から右の方を向いた横の各向きが、非限定的な形で、各図の「Ｌ，Ｖ，Ｔ」三面体によって示されるように適用されることとなる。
【００３７】
垂直の向き「Ｖ」は、重力の方向と関係することなく、幾何学的な基準として用いられる。
【００３８】
本明細書においては以降、同一の構造ないしは同様の機能を有した要素同士が同じ参照符号によって示されることとなる。
【００３９】
図１は、自動車両用の照明ないし合図装置を授けるように企図された光モジュール１０を示している。光モジュール１０は、最終的な光ビームを車両前方へ向かって縦方向に放出するように企図されている。この場合、そのビームは、隣接し合った複数の基本ビームで構成されるアダプティブ光ビームである。そのような光モジュール１０は特に、「アダプティブ・ドライビング・ビーム」を表す「ＡＤＢ」としても知られるアダプティブ（配光可変）ハイビーム機能を実現することができ、あるいは「ダイナミック・ベンディング・ライト」を表す「ＤＢＬ」としても知られる方向性照明ビーム機能を実現することもできる。それぞれの基本光ビームは、以降で「光セグメント」と呼ばれる部分を照らすものである。
【００４０】
図示しない本発明の変形例において、照明装置は、カットオフを伴う単一のロービームを放出することのできる第２のロービーム・モジュールをも備えている。
【００４１】
光モジュール１０は、特に図２，図３、および図４に見られる、光源１４同士の横向きの第１列１２を少なくとも１つ備えている。
【００４２】
所望の照明を得るように、光源１４同士を互いに独立して選択的に点灯させることができる。
【００４３】
各光源１４は、ここでは発光ダイオードによって形成されている。その発光ダイオードは、四辺形の形状（ここでは、正方形の形状）の発光面を有している。発光面は略横垂直平面内に広がっている。各発光ダイオード１４は、大きく開いた光円錐内で光線を放出する。各発光ダイオード１４は、ここでは略縦向きの発光軸に沿って光を放出する。
【００４４】
各光源１４は、プリント回路基板１６によって支持されている。列１２において隣り合う数個の光源１４同士が、共通のプリント回路基板１６によって支持されて、光源１４のストリップを形成しているのが有利である。
【００４５】
光モジュール１０は、少なくとも１つの一体型第１一次光学素子１８をも備えている。用語「一体型」はこの場合、一次光学素子１８の残部から分離できる一次光学素子１８の部分がないことを意味する。
【００４６】
この場合、一次光学素子１８は、透明材料（例えば、ポリメチルメタクリレート）で単一体をなして製造される。
【００４７】
第１一次光学素子１８は、少なくとも１つの第１光成形層２０を備えている。その第１光成形層２０を通じて、第１列１２の各発光ダイオード１４によって発せられた光が、第１一次光学素子１８内へと進入する。
【００４８】
成形層２０は、光の全内部反射によって（例えば、入光面から出光面まで）この光を案内することのできる光学的部分として定義される。成形層２０は、その横幅（横方向の幅）に比べて小さな垂直方向の厚さを有している。
【００４９】
かくして成形層２０は、周辺部によって隔てられる広大な上方案内面２２と下方案内面２４とを有している。この周辺部は成形層２０の厚さを画定しているが、その厚さは変化し得る（例えば、一端から他端へと減少する）ものである。周辺部は、第１列１２の全光源１４に共通な横垂直後部入光面２６を備えている。後部入光面２６は、関連した各光源１４に近接して（例えば、０．１から１ミリメートルの間の距離で）配置されている。
【００５０】
各光源１４によって発せられて後部面２６を通じて進入する光は、上方および／または下方面２２，２４からの全内部反射によって、第１成形層の前部出光面２８に向かって成形層２０の内部を伝播していく。前部面２８は、成形層２０の周辺部の一部分を形成している。
【００５１】
前部出光面２８は、全体的には横垂直平面内に広がっている。この前部面２８は、平坦であったり湾曲していたりすることができる。
【００５２】
図示の実施形態において、第１成形層２０の出光面２８は、その成形層２０の入光面２６の高さよりも大きい高さを有している。このため、第１成形層２０は横縦断面において、その入光面２６からその出光面２８まで末広がりになったプロファイルを有している。
【００５３】
入光面２６は、関連した各光源１４の発光面の高さと同じか、それより僅かに大きい（例えば、発光面の高さの１倍から３倍の間の）高さを有している。
【００５４】
光モジュール１０は、各光源１４の像を投射するように設計された少なくとも１つの二焦点結像装置３０を備えている。結像装置３０は、第１の横方向焦点面３２と、第２の垂直方向焦点面３４とを有している。その横方向焦点面３２は、各光源１４と略一致して、第１成形層２０の入光面２６に近接して配置されている。また垂直方向焦点面３４は、第１成形層２０の出光面と略一致して配置されている。
【００５５】
かくして、第１の横方向焦点面３２に略近接して配置された各光源１４について、当該光源１４の発光面によって放出された光線は、その発光面の垂直な両縁部の鮮明な像であるところの垂直縁部同士によって横方向に画定された光セグメントを形成するように、道路上へと投射される。
【００５６】
同様に、各光源１４は、成形層２０の出光面２８上に二次光源を生じさせる。各二次光源はかくして、出光面２８で上方および下方面２２，２４により形成される稜線と一致した２つの横向きの縁部によって、垂直方向に画定される。
【００５７】
出光面２８は実質的に第２の垂直方向焦点面３４内に配置されているため、各二次光源によって放出された光線は、その二次光源における横向きの両縁部の鮮明な像であるところの垂直な縁部同士によって垂直方向に画定された光セグメントを形成するように投射される。
【００５８】
本発明の教示によれば、光モジュール１０は、第１列１２に対して垂直方向に偏位された少なくとも１つの、光源１４同士の横向きの第２列３６を備えている。第２列３６は、ここでは第１列１２の上方に配置されている。
【００５９】
第２列３６の各光源１４は、ここでは第１列３６の各光源１４と類似したのものである。この場合、それらの光源は発光ダイオードである。第２列３６の各光源１４はこの場合、より特定的には第１列１２の各光源１４と同一である。
【００６０】
図４に示すように、第２列３６の各光源１４もまた、互いに対して、第１列１２の各光源１４と同じに配置されてもいる。第２列３６の各光源１４は、第１列１２の対応する光源１４と垂直方向に整列させられている。
【００６１】
第１一次光学素子１８は、当該第２列３６と関連付けられた少なくとも１つの一体型第２成形層３８を備えている。この目的のため、第２成形層３８は、ここでは垂直方向で第１成形層２０の上に配置されている。
【００６２】
第２成形層３８もまた、第２列３６の全光源１４に共通な横垂直後部入光面４０と、第１成形層の横垂直前部出光面４６に向かって全内部反射によって光を案内するための上面４２および下面４４とを備えている。
【００６３】
第２成形層３８の出光面４６は、その第２成形層３８の入光面４０の高さよりも僅かに大きい高さを有している。このため、第２成形層３８は、横縦断面において、その入光面４０からその出光面４８まで末広がりになったプロファイルを有している。
【００６４】
第２成形層３８の出光面４６は、ここでは第１成形層２０の出光面の高さより小さい高さを有している。
【００６５】
入光面４０は、関連した光源１４の発光面の高さと略等しい高さを有している。
【００６６】
第２成形層３８の入光面４０は、第１成形層２０の入光面２６と同じ横垂直平面内に配置されている。このため、第２成形層３８の入光面４０は、結像装置３０の第１の横方向焦点面３２に略近接して配置されている。
【００６７】
同様に第２成形層３８の出光面４６は、第１成形層２０の出光面２８と同じ平面内に配置されている。このため、第２成形層３８の出光面４６は、結像装置３０の第２の垂直方向焦点面３４と略一致して配置されている。
【００６８】
第２成形層３８の出光面４６は、射出成形型内で各成形層２０，３８を隔てることを可能とするプレートの厚さを除けば、第１成形層２０の出光面２８と略隣接している。より特定的には、第２成形層３８の出光面４６における下側の横向き縁部が、第１成形層２０の出光面２８における上側の横向き縁部と略一致している。このことは、成形層２０，３８の少なくとも一方における垂直縦断面内での末広がりのプロファイルによって可能となっている。ここでは、両方の成形層２０，３８が末広がりのプロファイルを有している。
【００６９】
かくして、第２列３６の各光源１４によって生じる光セグメントは、結像装置３０によって、第１列１２の各光源１４によって生じる光セグメントと同様にして投射される。
【００７０】
図示しない本発明の変形例において、光モジュールは、他の各列に対して垂直方向に偏位された少なくとも１つの、光源同士の横向きの第３列を備えている。その場合、一次光学素子は、光源同士の第３列と関連付けられた少なくとも１つの横向きの第３成形層を備えている。第３成形層の入光面は、それぞれ第１成形層の入光面および出光面と同じ横垂直平面内にある。このため、第３成形層の入光面は、結像装置の第１の横方向焦点面３２に略近接して配置され、第３成形層の出光面は、結像装置の第２の垂直方向焦点面３４と略一致して配置される。
【００７１】
図示の実施形態において、一次光学素子１８は、各成形層２０，３８が直接その出光面２８，４６を介して出てくるところの前方補正部４８を備えている。補正部４８は、より特定的には後面５０を有し、その後面５０を通じて、成形層２０，３８を通り過ぎた光線が進入する。後面５０はこの場合、横垂直平面状の面である。
【００７２】
補正部４８は、成形層２０，３８と同じ屈折率を有した透明材料で製造される。より特定的には、補正部４８はこの場合、成形層２０，３８と同じ材料で製造される。補正部４８と成形層２０，３８とは、ここでは単一部品をなして同質に製造される。成形層２０，３８の出光面２８，４６は、補正部４８の後面５０と一致している。
【００７３】
補正部４８は前部出光面５２も有している。その出光面５２を通じて、各光源１４によって放出された光線が一次光学素子１８を出て行く。
【００７４】
結像装置３０はこの場合、第１一次光学素子１８の出光面５２の形状と、二次光学素子５４との組み合わせによって形成されている。その二次光学素子５４は、一次光学素子１８の出光面５２の縦方向前方に距離を置いて配置されている。二次光学素子５４はこの場合、単一の投射レンズによって形成されている。
【００７５】
図示しない本発明の変形例においては、数個のレンズを有した対物鏡によって二次光学素子が形成される。
【００７６】
図示しない本発明のもう一つの変形例においては、反射鏡によって二次光学素子が形成される。
【００７７】
図示しない本発明の更にもう一つの変形例においては、一次光学素子の出光面が、結像装置の像面湾曲を一方では水平方向で他方では垂直方向で独立して補正するように（双球面状ないし疑似双球面状の）先細形状を有している。
【００７８】
図１および図５に示す本発明の第１実施形態によれば、光源１４同士の各列１２，３６が光源の群を少なくとも１つ備え、その群においては（図４に示すように）隣り合う２つの光源１４同士が第１の決められた距離「Ｄ１」だけ横方向に隔てられている。第１の決められた距離「Ｄ１」は、各光源１４の発光面の横幅の１０％以下である。
【００７９】
非限定的な形で、これは発光ダイオード１４同士が同一の基板上に形成されているときに特定的なものである。このタイプの実装は、「モノリシック発光ダイオード・マトリックス」と呼ばれる。
【００８０】
この実施形態において、結像装置の第１の横方向焦点面３２は実質的に、２列２０，３６の光源１４における発光面の平面上に配置されている。
【００８１】
図５は、光モジュール１０を装備した車両から約２５ｍ前方に配置されたスクリーンであって、全光源１４が同時に点灯されたときに光モジュール１０により放出されるセグメント化された光ビームによって照らされたものを示している。第１列１２の各光源１４の投射によって上方の光セグメント５６同士の列が生じ、第２列３６の各光源１４の投射によって下方の光セグメント５８同士の列が生じる。これに関しては、結像装置３０が第１および第２列１２，３６の像を垂直方向で反転させてしまう、ということに留意されたい。第１および第２列１２，３６の像はかくして、中央垂直縦平面に対して反転させられるのである。
【００８２】
一方ないし他方の列１２，３６における、ある１つの光源１４が選択的に消灯されたときには、対応した光セグメントが暗闇の区域に取って代わられる。
【００８３】
この実施形態においては、各発光面の発光面における垂直な両縁部の直接的な像であるところの２つの鮮明で垂直縁部によって、各光セグメント５６，５８が横方向に画定される。同様に、各成形層２０，３８の出光面２８，４６における横向きの両縁部の像であるところの２つの横向き縁部によって、各光セグメントが垂直方向に画定される。これは、結像装置３０における２つの焦点面３２，３４の特定の配置によるものである。
【００８４】
図５に見ることができるように、各列１２，６における２つの光源同士の間の決められた距離「Ｄ１」が非常に小さいとすれば、各列の隣り合う２つの光セグメント５６，５８同士は、実質的に隣接しているか、あるいは少なくとも、車両の運転者を妨げぬに足るほど小さな横方向隙間によって隔てられている。
【００８５】
さらに、図４を参照すると、第１列１２の各光源１４の発光面は、第２列３６の各光源１４の発光面から決められた垂直方向距離「Ｄ２」のところに配置されている、ということを見ることができる。この垂直方向距離「Ｄ２」は、第１の距離「Ｄ１」よりも大幅に大きく、例えば発光面の高さの５０％よりも大きい。各発光面における上下の横向きの縁部が結像装置３０によって直接的に結像されていたならば、第１列の光セグメント５６が第２列の光セグメント５８から、道路の快適な照明を可能とするには大きすぎる距離だけ垂直方向に隔てられてしまうであろう。
【００８６】
しかしながら、第２の垂直方向焦点面３４が２つの成形層２０，３８の出光面２８，４６と一致して配置され、当該出光面２８，４６同士が略隣接しているので、第１列の光セグメント５６は、第２列の光セグメント５８と、実質的に隣接しているか、あるいは少なくとも、車両の運転者を妨げぬに足るほど小さな垂直方向隙間によって隔てられているのである。
【００８７】
さらに、各光源１４の発光面が正方形の形状を有しているとすれば、本発明による構成は自ずから、各光セグメントに垂直方向へ引き延ばされた矩形の形状を与える。
【００８８】
図６から図１０に示す本発明の第２実施形態によれば、光源同士の各列１２，３６が光源１４の群を少なくとも１つ備え、その群においては、隣り合う２つの光源１４同士が第１の決められた横方向距離「Ｄ１」だけ隔てられている。決められた距離「Ｄ１」は、各光源１４の発光面の横幅の１０％よりも大きい。距離「Ｄ１」は例えば、各光源１４の発光面の横幅よりも大きい。
【００８９】
これは特に、各光源１４が個別の基板によって支持された発光ダイオードである場合にそうである。
【００９０】
結像装置が（第１実施形態のように）各光源１４の発光面を直接的に結像すべきものであったならば、（例えば、図７に示すように）運転者にとって快適な照明をもたらすには広すぎる非照明帯６０によって互いに横方向に隔てられた光セグメント５６，５８が得られてしまうであろう。
【００９１】
この問題を克服するために、本発明の第２実施形態は、同一の列１２，３６の隣り合う２つの光源１４の像を形成する光セグメント５６，５８同士が、より一層均質な照明を得るよう隣接するどころか重複さえするように、各光源１４の像の寸法を広げるための手段を備えている。
【００９２】
図８に示すように、当該の隔てられた光源１４同士の列１２，３６と関連付けられる成形層２０，３８の入光面２６，４０が、同一の列１２，３６の隣り合う２つの光源１４の像同士が隣接するように各光源１４の像の寸法を横方向へ広げるための手段を備えている。入光面２６，４０はこの場合、起伏パターン６２、すなわち垂直な軸線の円柱形状で突き出たりくり抜かれたりした、パッド群を形成するパターンを有している。各光源１４が、ある１つのパターン６２と関連付けられている。各パターン６２は、ここでは光線を垂直方向へは逸らすことなく横方向へ拡散させるように設計されている。
【００９３】
第１の横方向焦点面３２は、ここでは各光源１４と一致して配置されている。
【００９４】
変形例としては、第１の横方向焦点面３２がこの場合、各成形層２０，３８の入光面２６，４０と一致して配置される。
【００９５】
これらのパターン６２を配置することによって、図１０に示すように光セグメント５６，５８同士が隣接するよう、それらのセグメントを横方向へ広げることが可能となる。
【００９６】
この第２実施形態の図示しない変形実施形態によれば、二次光学素子５４の出光面上にパターン６２が配置される。得られる効果は、図１０に示すものと略同様である。
【００９７】
この第２実施形態の図９に示す別の変形実施形態によれば、各光源１４と、当該光源１４と関連付けられた成形層２０，３８の入光面２６，４０との間に、集束レンズが配置されている。図９に示す例においては、全ての集束レンズがミニレンズ（小レンズ）同士の単一のマトリックス６４をなして製造されている。このミニレンズ同士のマトリックス６４は、横垂直平面内に広がっており、各光源１４によって放出された光線を、成形層２０，３８の入光面２６，４０上の関連付けられたパターン６２に向かって、精確に方向付けることを可能とする。これにより、パターン同士の平面内で照明を均質にし、従って光セグメント同士の良好な区別を維持しつつ、より均質な照明をもたらすビームを作り出すことが可能となる。実際、それらのミニレンズによって次のことが可能となる。すなわち、ある１つの決められた光源が自らと関連付けられていない隣のパターンを照らすのを回避することによって、当該光源によって放出された光線が、その光源と関連付けられたパターンのみを照らすのを保証することである。各ミニレンズは、光源１４における発光面の寸法の１倍から５倍に相当した寸法を有していることが有利である。特に、各ミニレンズの寸法は、ミリメートル台とすることができる。
【００９８】
初めの２つの実施形態によって、光セグメント同士が隣接した光ビームを得ることは可能となる。しかしながら、光源の納入業者はしばしば、限られた数の光源しか備えていないストリップの形態にある構成部品を提示してくる。もっと多数の光源１４を有した列が製造されるべき場合には、光源同士のストリップを幾つか同じ列上に整列させる必要がある。ところが、隣り合う２つのストリップの端部にある光源同士は、同じストリップにおける２つの光源同士の間の横方向距離よりも大きい横方向距離だけ隔てられている。その結果は、異なる２つのストリップによって生じる光セグメント５６，５８が、中央の暗黒帯によって隔てられた２つの群へと、横方向に一緒にまとめられてしまうことになる。この暗黒帯は、道路の快適な照明を可能とするものではないのである。
【００９９】
本発明は、この問題を、図１１から図１５に示す第３実施形態によって解決することを提案している。この第３実施形態において、光モジュール１０は、第１および第２実施形態のいずれか一方によってそれぞれ製造された２つの一次光学素子１８Ａ，１８Ｂを備えている。
【０１００】
２つの一次光学素子１８Ａ，１８Ｂはこの場合、横方向に並んで配置されている。それらの素子は、ここでは単一の共通部品をなして同質に製造される。
【０１０１】
かくして各一次光学素子１８Ａ，１８Ｂは、光源１４同士の第１列１２Ａ，１２Ｂと関連付けられた第１成形層２０Ａ，２０Ｂを備えている。同様に、各一次光学素子１８Ａ，１８Ｂは、光源１４同士の第２列３６Ａ，３６Ｂと関連付けられた第２成形層２０Ａ，２０Ｂを備えている。第２一次光学素子１８Ｂは、第１一次光学素子１８Ａと同じ諸特性を有している。
【０１０２】
各一次光学素子１８Ａ，１８Ｂは、第１および第２実施形態で説明した結像装置３０に相当する結像装置３０Ａ，３０Ｂと関連付けられている。より特定的には、図１１に示す例において、各結像装置３０Ａ，３０Ｂは、関連した第１一次光学素子１８Ａ，１８Ｂの出光面５２Ａ，５２Ｂと、二次光学素子５４Ａ，５４Ｂとの組み合わせによって形成されている。
【０１０３】
二次光学素子５４Ａ，５４Ｂはこの場合、横方向に並んで配置された２つのレンズによって形成されている。それらのレンズは、ここでは単一の共通部品をなして同質に製造されている。
【０１０４】
図１２を参照すると、第１一次光学素子１８Ａと関連付けられる光源１４同士の第１列１２Ａおよび第２列３６Ａが示されている。各列１２Ａ，３６Ａは、次の事実を除いて、初めの２つの実施形態における光源１４同士の列１２，３６と同じ諸特性を有している。すなわち、各列１２Ａ，３６Ａが、少なくとも光源１４の２つの群６６，６８へと分割され、各群６６は隣り合う群６８から決められた横方向距離「Ｄ３」だけ横方向へ隔てられており、その距離「Ｄ３」は、光源１４のうちの１つにおける発光面の横幅よりも大きい、という事実である。
【０１０５】
同一の列１２Ａ，３６Ａの同じ群６６，６８に属する光源１４同士はこの場合、同一のプリント回路基板によって支持されて独立したストリップを形成している。図１２に示す例においては、かくして第１一次光学素子１８Ａが、２つの列に割り当てられる４つのストリップと関連付けられている。
【０１０６】
かくして各群６６，６８は、関連した光セグメントの群７０，７２を生じさせる。光源１４の隣り合う２つの群６６，６８の結像層装置３０Ａによる像を形成している、光セグメントの群７０，７２同士が、かくして、決められた横幅の暗闇の間隙７４によって間隔を置かれる。
【０１０７】
暗闇の間隙７４の幅は、光源の２つの群６６，６８同士の間の隔たりによって決まる。図１２に示す例においては、同一の列における２つのストリップ同士が、所望の幅を得るよう横方向に隔てられている。
【０１０８】
第２一次光学素子１８Ｂは、少なくとも２つの（ここでは、第１一次光学素子１８Ａの列と同じ数の）光源１４同士の列１２Ｂ，３６Ｂと関連付けられている。当該列１２Ｂ，３６Ｂのそれぞれにおいて、光源同士が、ここでは単一の群をなして整列させられている。第２一次光学素子１８Ｂと関連付けられた第２二焦点結像装置３０Ｂによって、（図１５に示すように）光セグメント５６Ｂ，５８Ｂの群７６を形成するよう、関連した各光源１４の像を投射することが可能となる。
【０１０９】
第１結像装置３０Ａによって投射される光セグメント５６Ａ，５８Ａの２つの群７０，７２同士の間に残された暗闇の間隙７４内に、第２結像装置３０Ｂによって光セグメントの群７６が投射される。かくして、第２結像装置３０Ｂによって投射される群７６は、暗闇の間隙７４と略同じ横幅を有している。２つの一次光学素子１８Ａ，１８Ｂの全光源１４が同時に点灯されたときには、かくして、図５に示すのと同様の、全ての光セグメント５６Ａ，５６Ｂおよび５８Ａ，５８Ｂ同士が略隣接している照明が得られるのである。
【０１１０】
かくして、本発明の実施形態のいずれか１つにより製造された光モジュールによって、より均質な照明を得るように（重複することなく、さもなければ部分的に重複して）隣接し合うセグメントを伴った光ビームを手に入れることが可能となる。これにより、道路を快適に照らしながら暗闇の区域を生じさせるよう各セグメントを選択的に消灯させることが可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【外国語明細書】
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