(57)【要約】【課題】スイッチが切られているときに、発光ダイオードを用いたヘッドライトの外観が連続的にみえるようにする。【解決手段】本発明は、レンズと、空気によって分離され、レンズの後方に配置されており、少なくとも１つの発光ダイオードによって形成された光源とを備えた、自動車用の、カットオフを有するビームを発生するヘッドライトモジュールを製造する方法であって、レンズ（Ｌａ）の出口表面（Ａｓ１）を、スムーズな連続表面に沿って隣接する同様なモジュールの出口表面に接続できるように、レンズの出口表面を選択すると共に、隠蔽シールドを使用することなく、光ビームのカットオフを得るように、レンズの入口表面（Ａｅ１）を決定したことを特徴としている。【選択図】図４
2007080817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、空気によって分離され、レンズの後方に配置されており、少なくとも１つの発光ダイオードによって形成された光源とを備える、自動車用の、カットオフを有するビームを発生するヘッドライトモジュールを製造する方法において、
レンズ（Ｌａ〜Ｌｄ）の出口表面（Ａｓ１〜Ａｓ５）を、スムーズな連続表面に沿って隣接する同様のモジュールの出口表面に接続できるように、レンズの出口表面を選択すると共に、隠蔽シールドを使用することなく、光ビームのカットオフを得るように、レンズの入口表面（Ａｅ１〜Ａｅ５）を決定することを特徴とする、ヘッドライトモジュールを製造する方法。
【請求項２】
レンズと、空気によって分離され、レンズの後方に配置されており、少なくとも１つの発光ダイオードによって形成された光源とを備える、自動車用の、カットオフを有するビームを発生するヘッドライトモジュールを構成する方法において、
レンズＬａ〜Ｌｄの出口表面（Ａｅ１〜Ａｅ５）を選択し、隠蔽シールドを使用することなく、モジュールが発光する光ビームのカットオフを得るように、前記光ビームを水平方向に分布させながら、水平方向の母線を使って、レンズの入口表面（Ａｅ１〜Ａｅ５）を決定することを特徴とする、ヘッドライトモジュールを製造する方法。
【請求項３】
実質的に円筒形またはトーリック形となるように、レンズの出口表面（Ａｓ１〜Ａｓ５）を選択し、光軸と平行な垂直平面に沿ったレンズの出口表面の断面が、正面に向かって凸状となっていることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記モジュールを囲む壁（Ｗ）の曲率と実質的に等しくなるように、前記レンズの前記出口表面（Ａｓ１〜Ａｓ５）の曲率を選択することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
前記出口表面（Ａｓ１、Ａｓ２）は、回転円筒体の実質的な出口表面として選択されており、この円筒体の光軸を通過する垂直平面に沿った断面は、正面に向かって突出する円弧であり、入口表面（Ａｅ１、Ａｅ２）は、楕円レフレクタの第２焦点（Ｂｅ）と無限との間で、スティグマティックとなるように構成されていることを特徴とする、楕円レフレクタとベンダーとを備えるモジュールを製造するための、請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
回転体の垂直軸線を有するトーリック形となるように、出口表面（Ａｓ３、Ａｓ４、Ａｓ５）が選択されており、水平カットオフを形成するように、入口表面（Ａｅ３、Ａｅ４、Ａｅ５）が製造されていることを特徴とする、レンズの直視内にダイオード（Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ）を有するモジュールを製造するための、請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
レンズと、空気によって分離され、レンズの後方に配置されており、少なくとも１つの発光ダイオードによって形成された光源とを備える、自動車用のカットオフを有するビームを発生するヘッドライトモジュールにおいて、
レンズの出口表面（Ａｓ１〜Ａｓ５）は、正面に向かって全体が凸状となっており、更に連続するスムーズな表面に沿って、隣接する同様なモジュールのうちのレンズの出口表面と接続できるように定められており、垂直の隠蔽シールドを介在させることなく、モジュールがカットオフを有する光ビームを発生するように、レンズの入口表面（Ａｅ１〜Ａｅ５）が定められていることを特徴とする、カットオフを有するビームを発生するヘッドライトモジュール。
【請求項８】
レンズと、空気によって分離され、レンズの後方に配置されており、少なくとも１つの発光ダイオードによって形成された光源とを備える、自動車用の、カットオフを有するビームを発生するヘッドライトモジュールにおいて、
レンズの出口表面（Ａｓ１〜Ａｓ５）は、正面に向かって全体が凸状となっており、モジュールが、垂直な隠蔽シールドを介在することなく、カットオフを有すると共に、水平の分布となっている光ビームを発生するように、水平母線に従って、レンズの入口表面（Ａｅ１〜Ａｅ５）を定めてあることを特徴とするヘッドライトモジュール。
【請求項９】
光源の発光器から生じる、制限光線と称す光線の群がレンズから発生し、よって、光線が遭遇するポイントにおいて、出口波表面と称される所定の表面に、すべて垂直となるように、レンズの入口表面（Ａｅ６）を計算することを特徴とする、請求項７または８に記載のモジュール。
【請求項１０】
出口波表面は、垂直母線を有し、任意の断面を有する円筒形であることを特徴とする、請求項９に記載のモジュール。
【請求項１１】
前記光源（Ｄｅ）は、レンズの直視内に発光ダイオードを備えることを特徴とする、請求項７または８記載のモジュール。
【請求項１２】
前記モジュールの光軸に対して斜めの平面に、前記ダイオードが配置されていることを特徴とする、請求項１１に記載のモジュール。
【請求項１３】
光源（Ｄｅ）は、発光器（２２）よりも上に位置する透明な保護ドーム（２１）を有する発光ダイオードを備えていることを特徴とする、請求項１〜１２のうちの１つに記載のモジュール。
【請求項１４】
レンズ上のほとんどのポイントから、ダイオードの発光器を見る角度が、モジュールの光軸に対して、直角な平面にレンズが配置されている状態で見る角度よりも小さくなるように、ダイオードが十分に傾斜していることを特徴とする、請求項９または１０記載のモジュール。
【請求項１５】
レンズに到達するダイオードの発光器の軸線に対する、傾斜したほとんどの光線の角度が、ダイオードが放出する光ビームの分布の制限角度よりも小さくなるように、前記ダイオードが十分に傾斜していることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１つに記載のモジュール。
【請求項１６】
前記ダイオードは、前記モジュールの光軸に対して、±３５°〜±５５°、特に±４０°〜±５０°傾斜していることを特徴とする、請求項９〜１３のいずれか１つに記載のモジュール。
【請求項１７】
５％未満、特に３％未満のビーム厚さ、特に２５メートルで少なくとも４０ルックスの高い強度、および水平線よりも上方にカットオフを有する自動車路タイプのビーム、またはビームの一部を発生できるようになっていることを特徴とする、請求項９〜１３のいずれか１つに記載のモジュール。
【請求項１８】
光源（Ｄｅ）は、レンズの直視内に発光ダイオードを備え、取り付け位置において、ダイオードの発光器およびレンズは、斜めのカットオフを有するビームまたは光ビームの一部を得るように、垂直面において横方向に傾斜していることを特徴とする、請求項１〜１７のうちのいずれか１つに記載の光モジュール。
【請求項１９】
レンズの出口表面（Ａｓ１〜Ａｓ５）は、円筒形またはトーリック形であり、光軸に平行な垂直な平面に沿うレンズの出口表面の断面が、正面に向かって凸状となっていることを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか１つに記載の光モジュール。
【請求項２０】
出口表面（Ａｓ１、Ａｓ２）は、回転円筒体の表面として選択されており、光軸を通る垂直平面に沿った円筒形の断面は、正面に向いて凸状となっている円弧であり、入口表面（Ａｅ１、Ａｅ２）は、楕円レフレクタの第２焦点（Ｂｅ）と無限との間で、スティグマティックとなるように構成されていることを特徴とする楕円レフレクタとベッダーとを備える、請求項７または８に記載のモジュール。
【請求項２１】
ベンダーのエッジ（１０）の形状は、光ビームがＶ字形のカットオフを有するように定められていることを特徴とする、請求項に２０記載のモジュール。
【請求項２２】
ベンダーのエッジは、レンズの収差を部分的に補償するよう突起状の変形部（１１）を有することを特徴とする、請求項１７または１８記載のモジュール。
【請求項２３】
ベンダーのエッジ（１０ａ）は、光軸を通る垂直平面の各側に２つの突起（１３、１４）を有し、これらの突起は、自動車路用ディップビームのための追加モジュールを構成するよう、ボウル（１５）内の部分により接続され、水平線よりも下方の軸内の光を補強するようになっていることを特徴とする、請求項２０または２１記載のモジュール。
【請求項２４】
入口表面（Ａｅ１）は、光路がレフレクタの外側焦点（Ｂｅ）から、モジュールの光軸との交点（ｈ１）において、出口表面（Ａｓ１）に接触する平面（Π１）まで一定となるように定められていることを特徴とする、請求項２０記載のモジュール。
【請求項２５】
レンズ（Ｌｂ）の焦点は、光軸に対して横方向にオフセットすると共に、モジュールは光軸に対して自然方向に照明し、レンズ（Ｌｂ）の入口表面（Ａｅ２）は、レンズの焦点（１８）と垂直平面との間で光路が一定となるように定められており、光軸の水平平面上の垂直平面のトレース（１９）は、この光軸に対して傾斜していることを特徴とする、請求項２０記載のモジュール。
【請求項２６】
光源（Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ）は、レンズの直視内にあり、レンズの出口表面（Ａｓ３、Ａｓ４、Ａｓ５）は、回転垂直軸線を有するトーリック形であり、入口表面（Ａｅ３、Ａｅ４、Ａｅ５）は、水平カットオフを有するビームを生じるように定められていることを特徴とする、請求項７〜１９のいずれか１つに記載のモジュール。
【請求項２７】
光源（Ｄｃ，Ｄｄ）は、光軸と直交する垂直平面内に設置された四角形のランバーティアン発光器から成ることを特徴とする、請求項７〜２６のいずれか１つに記載のモジュール。
【請求項２８】
光源（Ｄｅ）は、空中に設置された発光器よりも上方に位置する透明な保護ドームを備えた発光ダイオードから成ることを特徴とする、請求項７〜２６のいずれか１つに記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズと、このレンズの後方に配置され、レンズから空気を介して分離されており、少なくとも１つの発光ダイオードを有する光源とを備えるタイプの、自動車用の、カットオフを有する少なくとも１本のビームを発生するヘッドライトモジュールを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、略語として、ＬＥＤまたはダイオードと呼ぶ発光ダイオードは、約１００ルーメンの比較的限られた光束しか発生しない。従って、自動車用発光機能を満たし、必要な光束を得るには、多数のダイオードを使用しなければならない。
【０００３】
例えば、ディップタイプのヘッドライトに対しては、１０個以上のダイオードが設けられることが多く、多数のモジュールが、単一のダイオードのように見える。その結果、ヘッドライトは、ピクセル状またはドット状の外観となるが、このことは望ましくないことである。
【０００４】
ヘッドライトの外側表面は、並置されたモジュールの接合ゾーンで、不連続部が生じることがあるが、このことも望ましくないことである。この外側表面の曲率半径は、一般に隣接する車体部品の曲率半径に適合せず、このことは、スタイリングに適しない。種々のモジュールの光ビームの融合も、改良する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、スイッチが切られている状態における外観が連続するように、隣接するモジュールと組み立てることができ、ヘッドライトを形成する部品全体の出口表面での曲率半径を制約することなく、制御された光ビームを形成できるようにするレンズを有するヘッドライトモジュールを提供することにある。レンズを有するモジュールは、複雑なビームカットオフ形状を有していなければならない。
【０００６】
本発明の別の目的は、種々のタイプのビーム、特にフラットな、または斜めのカットオフを有するビーム、またはビームの一部、例えばディップビーム、またはいわゆる自動車路ビームの一部を発生するために適用できるレンズ、およびＬＥＤを備えるモジュールを得ることにある。
【０００７】
本発明の第１実施例としての、上記タイプの自動車用ヘッドライトモジュールを製造する方法は、レンズの出口表面がスムーズな連続する表面に沿って、同様な隣接モジュールの出口表面と接続できるよう、レンズの出口表面が選択されるようにし、かつ隠蔽シールドを使用することなく、光ビームのカットオフを得るよう、レンズの入口表面を決定するようになっている。
【０００８】
本発明の説明において、「隠蔽シールド」なる用語は、（特に光を反射する要素とは異なり）基本的には吸収により、到達する光を遮るカバーを意味する。
【０００９】
また本発明の説明において、「同様なモジュール」なる用語は、外観が類似しており、更に少なくとも１つの発光ダイオード内にレンズを備えているが、（メインビームタイプの）カットオフを有するビーム、またはカットオフを有しないビームのいずれかを発生できるモジュールを意味する。
【００１０】
これら同様のモジュールは、上記のようなモジュールであるが、可視レンジではなく、赤外線レンジ内で発光できる少なくとも１つの発光ダイオードを備え、特に、夜間の運転をアシストするためのメインビームタイプのカットオフを有しない赤外線分散ビームを発光できるようなモジュールでもよい。
【００１１】
既に述べた本発明の第１実施例に追加できる本発明の第２の目的は、レンズと、空気によって分離され、レンズの後方に配置されており、少なくとも１つの発光ダイオードによって形成された光源とを備えた、自動車用の、カットオフを有するビームを発生するヘッドライトモジュールを構成する方法にある。
【００１２】
この方法は、レンズの出口表面を選択し、隠蔽シールドを使用することなく、モジュールが発光する光ビームのカットオフを得るように、前記光ビームを水平方向に分布させながら、水平方向の母線に依存して、レンズの入口表面を決定する。
【００１３】
本明細書における、底部、頂部、水平および垂直なる用語は、自動車における取り付け位置に、モジュールまたはヘッドライトを位置決めすることに関係する用語である。
【００１４】
レンズの出口表面は、実質的に円筒形またはトーリック状となるように選択することが好ましく、光軸に対して平行な垂直平面を通過するレンズの出口表面の断面は、正面に向かって凸状となっている。
【００１５】
レンズの出口表面の曲率は、モジュールを囲む壁の曲率と実質的に等しくなるように選択される。
【００１６】
楕円レフレクタまたはベンダーを備えるモジュールを製造するために、出口表面は、光軸を通過する垂直平面で切った断面が、正面に向かって凸状の円弧となり、入口表面が、楕円レフレクタの第２焦点と無限円との間でスティグマティックとなるように製造された、回転円筒体の表面として選択することが好ましい。
【００１７】
レンズの直視内にダイオードを有するモジュールを製造するために、出口表面は、垂直回転軸線を有するトーリック状に製造され、入口表面は、水平カットオフを形成するように製造される。
【００１８】
モジュールの第１実施例は、レンズと、空気によって分離され、レンズの後方に配置されており、少なくとも１つの発光ダイオードによって形成された光源とを備えた、自動車用のカットオフを有するビームを発生するヘッドライトモジュールに関し、このモジュールは、レンズの出口表面が、正面に向かって全体が凸状となっており、更に、連続するスムーズな表面に沿って、隣接する同様なモジュールのうちのレンズの出口表面と接続できるように定められており、特に垂直の隠蔽シールドを介在することなく、モジュールがカットオフを有する光ビームを発生するように、レンズの入口表面が定められている。
【００１９】
（第１実施例例に追加できる）モジュールの第２実施例によれば、本発明は、レンズと、空気によって分離され、レンズの後方に配置されており、少なくとも１つの発光ダイオードによって形成された光源とを備えた、自動車用の、カットオフを有するビームを発生するヘッドライトモジュールにも関し、レンズの出口表面は、正面に向かって全体が凸状となっており、モジュールが、垂直な隠蔽シールドを介在することなく、カットオフを有すると共に、水平の分布となっている光ビームを発生するように、水平母線に従って、レンズの入口表面（Ａｅ１〜Ａｅ５）が定められている。
【００２０】
この第２実施例の変形例によれば、光源の発光器から生じる光線の群（制限光線９と称す）が、レンズから発生し、これらの光線が遭遇するポイントにおいて、すべて出口波表面と称される、垂直母線および任意の断面（断面またはより一般的には、出口波表面の方向の選択によって、ビーム内のエネルギーの水平方向の分布を制御することが可能となり、ここでは、前の変形例の発生カーブの選択の代わりとなる）を有する円筒形表面に垂直となるように、レンズの入口表面（Ａｅ６）を計算する。
【００２１】
制限光線は、光源から生じた他のすべての光線が、負または０の垂直成分の方向ベクトルで出口表面（Ａｓ６）から生じたときと同じポイントで、レンズの入口面に到達するように選択される。このように、発生されるビームは、水平カットオフラインを有し、無限において、この制限ラインに遭遇する発光器の像のすべては１つのポイントに存在する。
【００２２】
（以下、ＩＩβと称す）この第２変形例では、レンズの入口表面は、一般に不連続であり、制限光線を発生する発光器のポイント（焦点と称す）は、光源の表面における制限光線の発生ポイントが、（垂直軸線Ｚに沿った）レンズの上方または下方に位置するポイントにあるレンズの入口面に達するかどうかに応じて異なる。
【００２３】
言うまでもなく、物理的部分は、上記頂部表面、および底部表面から成る連続表面と、理想的に調節された接続表面とを備え、接続表面の母線は、光軸と平行、実際には、この光軸に対して傾斜した母線と平行であり、レンズをモールドから取り出すことを可能にしている。
【００２４】
変形例ＩＩβの利点は、場所ごとではなく、直接（隣接するポイントとは独立して、各ポイントとに対して１つの方程式を用いて）出口表面（２つの部分から成る）を計算できることにある。場所ごとの計算は、計算誤差を伝搬させ、数値の振動を生じさせ得る。
【００２５】
更に、出口波表面の選択は、レンズの出口表面における発生ポイントに従った各像の最も急に立ち上がる半径の向きを正確に課すが、前の変形例の発生曲線は、部分微分方程式の系に対する限界にある条件のうちの１つしか構成せず、実際に、エネルギーの水平方向の分布の制御を可能にするが、出口表面における所定ポイントから生じる像の水平方向の位置に、発生曲線を直接接続することはできない。
【００２６】
レンズの出口表面は、円筒形またはトーリック形でよく、光軸と平行な垂直な平面に沿ったレンズの出口表面の断面は、正面に向かって凸状となっている。
【００２７】
レンズの出口表面の曲率は、自動車に取り付けられたモジュールを囲む壁の曲率と実質的の等しくするのがよい。
【００２８】
ヘッドライトモジュールは、楕円レフレクタとベッダーとを備えることができ、この場合、出口表面は、回転円筒体の表面として選択されており、光軸を通る垂直平面に沿った円筒形の断面は、正面に向いて凸状となっている円弧であり、入口表面は、楕円レフレクタの第２焦点と無限との間で、スティグマティックとなるように構成されている。
【００２９】
ベンダーのエッジの形状は、光ビームがＶ字形のカットオフを有するように定められている。
【００３０】
ベンダーのエッジは、レンズの収差を部分的に補償するよう突起状の変形部を有することができる。
【００３１】
ベンダーのエッジは、光軸を通る垂直面の各側に、２つの突起を有し、これらの突起は、自動車路用ディップビームのための追加モジュールを構成するよう、ボウル内の部分により接続され、水平線よりも下方の軸内の光を補強するようになっている。
【００３２】
好ましくは、入口表面は、光路がレフレクタの外側焦点から、モジュールの光軸との交点において、出口表面に接触する平面まで一定となるように定められている。
【００３３】
別の可能性によれば、レンズの焦点は、光軸に対して横方向にオフセットすると共に、モジュールは、光軸に対して自然方向に照明し、レンズの入口表面は、レンズの焦点と垂直平面との間で、光路が一定となるように定められており、光軸の水平平面上の垂直平面のトレースは、この光軸に対して傾斜している。
【００３４】
光源が、レンズの直視内にある場合、レンズの出口表面は、回転垂直軸線を有するトーリック形であり、入口表面は、水平カットオフを有するビームを生じるように定められている。光源は、光軸に直交する垂直平面に設置された四角形のランバーティアン発光器、または空中に設置された発光器よりも上方に位置する透明な保護ドームを備えた発光ダイオードから構成できる。
【００３５】
本発明の変形例によれば、モジュールは、レンズの直視内にある発光ダイオードを備え、このダイオードは、前記モジュールの光軸に対して斜めになっている平面に配置されている。この場合、発光器よりも上方に透明保護ドームが位置する発光ダイオードを選択することが好ましい。
【００３６】
このように、ダイオードを傾斜させることにより、モジュールから発生されるディップビームに相補的なビームの形状、および分布を変えることができる。交通規則に従った、いわゆる自動車路用ビームを得たいときには、強度が高く、厚さが薄いビーム部分が必要となる。
【００３７】
レンズに直角に発光するように、ダイオードが配置されている場合、実際には形状がほぼ四角形であり、かなり厚く、あまり強くないビームが得られる傾向がある。
【００３８】
ビームをより薄くすると、レンズの焦点距離を長くすることが可能であるが、そうするには、ダイオードとレンズの距離を長くし、従って、モジュールの寸法を大きくしなければならない。このことは、常に可能であるとは言えず、ヘッドライトへのモジュールの組み込みを複雑にしてしまう。
【００３９】
従って、ビームの厚さを制御して薄くするための別の極めて有効な解決案は、レンズに対して、ダイオードを傾斜させることである。すなわち、レンズとダイオードは、完全に向き合うように位置しなくなる。光軸に対して、正または負の角度で、このような傾斜を選択することが可能であり、２つのタイプの傾斜によって、ビームの厚さを比較できるような態様で、調節することが可能であることに留意すべきである。
【００４０】
レンズ上の（例えば入口表面の少なくとも７５％に対応する）ほとんどのポイントから、ダイオードの発光器を見る角度が、モジュールの光軸に直角な平面にレンズが配置されている場合に見た角度よりも小さくなるように、ダイオードを十分傾斜させことが好ましい。
【００４１】
別の好ましい条件は、レンズに到達する、ダイオードの発光器の軸に対して、最も傾斜している光線が、ダイオードから発生される光ビームの分布の制限角よりも小さくなるようなダイオードの傾斜を選択することである。これによって、発光器からの光を、レンズの面が受けることを防止できる。
【００４２】
適当な傾斜角は、前記モジュールの光軸に対して、±３５°〜±５５°の角度差、特に±４０°〜±５０°、例えば＋４５°または−４５°の角度差である。
【００４３】
上記のように、ダイオードを傾斜させることにより、（２.８５２°に対応する）５％未満、（１.７１８°に対応する）３％未満のビーム厚さ、２５ｍで、少なくとも４０ルクスの高強度、およびディップビームのカットオフの水平部分よりも上方のカットオフを有する、自動車路タイプのビームまたはビーム部分を、このモジュールによって容易に得ることが可能である。このカットオフはシャープであり、自然に、交通規則に定められた眩惑限度よりも下方に位置することになる。
【００４４】
別の変形例によれば、モジュールは、レンズの直視内に発光ダイオードを備えた光源を含むことができる。モジュールは、取り付け位置において、ダイオードの発光器およびレンズが、斜めのカットオフを有するビーム、または光ビームの一部を得るように、垂直面において横方向に傾斜するようになっている。
【００４５】
従って、本発明は、関連するレンズの直視内に、発光ダイオードを有するモジュールを提案するものであり、この場合、レフレクタもベンダーも存在せず、レンズのほかに、レフレクタおよびベンダーに関連する発光ダイオードを備えたモジュールが存在することが理解できると思う。
【００４６】
本発明は、ヘッドライトのレンズの出口表面が、スムーズかつ連続となるように並置された上記いくつかのモジュールのアセンブリによって形成される、自動車用カットオフを備えたビームを発生するヘッドライトにも関する。
【００４７】
このヘッドライトは、組み立てられたモジュールの数個の重ねられた列から成ることが好ましく、モジュールの一部は、１５°でカットオフを発生し、他のモジュールは、横方向に照明することができ、スイッチが切られた状態の列の各々は、単一の円筒形の線、すなわち連続するトーリック状のセグメントの外観を有する。
【００４８】
本発明は、複数のモジュールを組み立てたモジュールのアセンブリにも関する。このモジュールの少なくとも一部は、上記のように、斜めのカットオフを発生し、他の同様なモジュールは、カットオフを有しないビームを発生でき、可能な場合には、同様なモジュールが横方向に照明できる。
【００４９】
従って、可視光レンジ内の専用メインビームモジュールまたは赤外線レンジ内のメインビームモジュールと専用ディップビームモジュールとを関連させ、ヘッドライト全体のスタイルにとって極めて好ましい外観の一体性を維持する１つ以上の列を、ヘッドライト内に挿入することが可能である。
【００５０】
本発明は、水平または斜めのカットオフを有するビーム、またはビームの一部を発生するための一体的モジュールにも関する。このモジュールが、ビームの一部を発生するようになっている場合、例えばハロゲンまたはキセノンタイプの公知の光源を使って、すでに公知の別のモジュールが発生する別の相補的ビームのこのビーム部分を補うことができる。
【００５１】
本発明は、上記装置とは別に、添付図面を参照し、実施例と共に、より明瞭に記載する所定の数のその他の装置をも含み、これらの図面は、発明を限定するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
図面、特に図１、図２、図９、図１２、および図１４、図１８を参照する。これらの図では、略で示された自動車用ヘッドライトモジュールを見ることができる。このモジュールは、レンズＬａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ、Ｌｅと、このレンズの後方に配置された少なくとも１つの発光ダイオードＤａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅによって形成された光源を備え、これらレンズとダイオードとは、空気のスペースによって分離されている。
【００５３】
詳細な説明および特許請求の範囲で使用する、「前方」および「後方」なる用語は、光源からレンズに向かう、光束の伝搬方向に関連するものであり、モジュールは、水平方向にある光軸と共に、自動車上でモジュールが占めている位置で考慮すべきである。
【００５４】
本発明によれば、ヘッドライトモジュールを製造するために、次の手順を採用する。
【００５５】
レンズＬａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ、Ｌｅの出口表面Ａｓ１、Ａｓ２、Ａｓ３、Ａｓ４、Ａｓ５は、スムーズな連続する表面上で、同様の隣接するモジュールの出口表面と接続できるように選択されている。この出口表面は、これを囲む壁Ｗ（図１）、特に車体の壁の曲率と実質的に等しい曲率を有するように選択され、出口表面全体を、前方に向かって凸状とすることが好ましい。
【００５６】
レンズの入口表面Ａｅ１、Ａｅ２、Ａｅ３、Ａｅ４、Ａｅ５は、垂直カバーを用いなくても、光を拡散するカットオフを備える光ビームを得るように決定される。
【００５７】
レンズの出口表面Ａｓ１〜Ａｓ５は、次のように選択することが好ましい。
−母線が、モジュールの光軸に対して水平かつ直交する、回転体の円筒形表面の一部として、
−または回転体の垂直軸線を有するトーリック表面の一部として、選択することが好ましい。
【００５８】
円筒形表面のケースは、回転軸線が無限までとなっているトーリック表面の特殊なケースであると見なすことができる。
【００５９】
レンズの出口表面は、モジュールの光軸が、水平対称平面が通過することを認める。すなわち、光軸を通過する垂直平面を通る、円筒形またはトーリック状の出口表面の断面は、前方に向かって、凸状の円弧となっている。
【００６０】
レンズの出口表面の水平平面および垂直平面における曲率半径は、モジュールを囲む壁Ｗの曲率と一致するように自由に選択される。
【００６１】
本発明により、モジュールを製造する２つの方法が提供される。
【００６２】
図１〜図１０に示す第１の方法によれば、モジュールは、２つの焦点を有する楕円レフレクタＭａ、Ｍｂを備えている。すなわち、２つの焦点とは、近くに光源が設置される内側焦点と、レンズの焦点にマージするか、またはレンズの焦点に隣接する外側焦点のことである。
【００６３】
光源は、直接レンズの入口面を照明せず、モジュールの光軸に対して、実質的に直角にレフレクタを照明する。モジュールの光軸を通過するか、または隣接する水平平面内に、ベンダーＮａ、Ｎｂが位置し、ベンダーの前方エッジは、レンズの焦点を通過する。
【００６４】
図１１〜図１９に示す別の実施例によれば、光源は、レフレクタまたはベンダーが介在することなく、レンズの入口面の直視内にある。
【００６５】
これら実施例について、逐次説明する。
【００６６】
Ｉ．楕円レフレクタおよびベンダーを有するモジュール
図１および図２を参照する。ここには、少なくとも１つのＬＥＤ  Ｄａから成る光源を備えたヘッドライトＥａが示されており、ＬＥＤの最大発光ポイントは、楕円レフレクタＭａの内側焦点Ｂｉに位置することが好ましい。Ｂｉの正面には、外側焦点Ｂｅが位置している。レフレクタＭａは、実質的に楕円回転体の後方頂部の４分の１と実質的に対応し、回転楕円体の幾何学的軸線は、モジュールおよび外側焦点Ｂｅの正面に位置するレンズＬａの光軸Ｏｙとマージしている。
【００６７】
空間内に、これらのポイントを位置決めするために、基準三直交三面体を使用する。この三面体の軸線Ｏｙは、モジュールの光軸に対応し、軸線Ｏｘは、水平平面内のＯｙと直交し、軸線Ｏｚは、垂直である。
【００６８】
ダイオードＤａは、レフレクタＭａの方向に、光軸Ｏｙに対して、実質的に直角に、基本的に上方向を照明するように配向されている。Ｂｉから放出される光線は、レンズＬａの焦点とマージする焦点Ｂｅに向かって収束するように反射される。
【００６９】
モジュールは、光軸Ｏｙを通過する水平平面に位置するベンダーＮａ、すなわち、頂部表面が光を反射するプレートも備え、このベンダーの前方エッジ１０は、焦点Ｂｅを通過し、光ビームのカットオフラインを決定する。ラインＬａによって定められるこのエッジの像の下方に、照明光が位置する。
【００７０】
出口表面Ａｓ１は、周辺壁Ｗに適合する曲率を有するが、スムーズな連続表面に沿って、同様な隣接するモジュールの出口表面に接続できるように選択される。
【００７１】
レンズの入口表面Ａｅ１は、光を拡散する、カットオフを備えた光ビームが得られるように決定されている。表面Ａｅ１は、レフレクタＭａの第２焦点Ｂｅと無限との間で、スティグマティックとなるように製造されている。
【００７２】
換言すれば、図４に示すように、Ａｅ１は、焦点Ｂｅから進入し、レンズＬａに進入し、ｒ２に沿って屈折した後、空気中を伝搬する光線Ｒ１が、光軸Ｏｙと平行な光線ｒ３に沿って、表面Ａｓ１を離間するように定められている。光路は、焦点Ｂｅとモジュールの光軸との交点ｈ１において、出口表面Ａｓ１に対して接線方向にある平面Π１との間で、一定となっている。
【００７３】
図１、図２および図４の場合、出口表面Ａｓ１は、光軸と直交する水平幾何学的軸線を有する回転円筒体の表面として選択されている。（この表面は、実質的にトーリック形状でもよい。）
【００７４】
図４内の垂直平面を通る表面Ａｓ１の断面は、外側焦点Ｂｅの前方にある光軸Ｏｙに位置するポイントωに中心がある円弧であり、この円弧の母線は、図４の平面に直角となっている。光軸Ｏｙｚと平行に、すべての垂直平面において、三次元の構造が生じる。
【００７５】
Ｐは、入口表面Ａｅ１の走行ポイントを示し、Ｑは、半径ｒ２の出口ポイントを示し、Ｕは光軸に沿った光線の入力ポイントを示し、Ｋは、ポイントＱを通過する光軸と平行な平面Π１との交点を示す。
【００７６】
ｎが、レンズの材料の屈折率を示す場合、外側の焦点Ｂｅから平面Π１までの光路の一定性は、次の式で示される。
【００７７】
ＢｅＰ＋（ｎ．ＰＱ）＋ＱＫ＝定数＝ＢｅＵ＋（ｎ，Ｕｈ１）
【００７８】
他の平面に沿った三次元の構造では、ωＰＱ、ｒ２およびｒ３は、図１に示されたものと同じのままである。他方、Ｏおよびｒ１は、図４に示された切断平面に属しない空間内のポイントとなる。
【００７９】
出口表面Ａｓ１の母線の方向に、モジュールを並置することによって、外側表面が円筒形で、スムーズで、かつ連続的なバーが得られる。
【００８０】
出口表面の母線と平行に、いくつかのＬＥＤを配置できる。種々のモジュールのベンダーの連続する前方エッジ１０は、円筒形表面Ａｓ１の母線に対して、平行に整合する。
【００８１】
特に左に対する水平分岐、および右に対し１５度の角度で立ち上がる分岐を有するＶ字形のカットオフ（欧州のディップビーム）を反射し、ベンダーに対する適当なエッジを設けることができる。種々のモジュールのカットオフラインが整合し、このような整合は、スクリーン上の像に関して再び見ることができる。
【００８２】
図５は、これまで定義したモジュールを用いた場合に得られる等照度曲線を示す。
【００８３】
円筒形出口表面Ａｓ１を有するレンズは、好ましくは、垂直面において突起状の変形部１１（図３）を設けることにより、ベンダー１０のエッジの形状を変形することによって、部分的に補償できる収差を有する。図３は、右に向かって実質的に直線状に立ち上がる分岐、および左側で傾きの破断点を有する分岐を備えた、ある種のベンダーを示す。
【００８４】
収差を考慮しながら、ベンダーおよび焦点Ｂｅを通過するベンダーのエッジの形状を変えることにより、他のタイプの光ビームを形成することができる。
【００８５】
例えば図６によれば、ベンダーのエッジ１０ａは、光軸を通過する垂直平面１２の各側において２つの突起１３、１４を有し、これらの突起は、ボウル形状をした部品１５によって接続されている。これらの突起１３、１４は、各側において、リセスの設けられたゾーン１６、１７だけ延長しており、これらのゾーンは、光軸を通過する水平平面内に位置するエッジを接合するように、立ち上がっている。
【００８６】
かかるモジュールは、水平線よりも下の軸線内の光を強化できるようにする別のモジュール、すなわち、自動車路ディップビーム（自動車路照明）を構成できる。
【００８７】
図７は、軸線内に最大の強度を有する図６のモジュールで得られる等照度のネットワークを示し、この等照度曲線は、光軸と交差する水平線よりも下方に位置すると共に、光軸を通過する垂直平面に対して、実質的に対称的となっている。
【００８８】
ヘッドライトの各モジュールによって発生する光ビームから得られる完全な光ビームを得るためには、１５度（図５）でカットオフを発生し、例えば右側走行の国では、車両に対して左側にカットオフ下の光でビームを補足するように、横方向に照明する、モジュールの出口面と同じ出口面を有する１つ以上のモジュールを設けることが好ましい。
【００８９】
この目的のために、横軸ＸＦの焦点１８と光軸に対して傾斜し、水平面でのトレース１９が示されている垂直面並との間に、スティグマティックレンズＬｂを有するモジュールを、図８に従って製造する。平面波の傾斜は、カットオフ下の照明を、左側に促進するように設計されている。
【００９０】
レンズＬｂの焦点１８は、出口面Ａｓ２の中心を通過する直線Ｏｙに対して、右にオフセットしている。レンズの出口表面Ａｓ２は、回転円筒体となるように選択されており、図８および図９におけるその水平断面は直線状の母線となっている。レンズの入口表面Ａｅ２は、焦点１８とトレース垂直平面１９との間の光路が一定となるように製造されている。
【００９１】
図９に水平断面が示されているレンズＬｂは、入口表面Ａｅ２において非対称となっている。レフレクタＭｂの光軸Ｏｙの右に位置する最大の厚さに対応するポイントＧから、離間するにつれ、レンズＬｂの厚さは、右側に向かうよりも、左側に向かってゆっくりと薄くなっている。
【００９２】
図１０には、図９の図に示されたヘッドライトで得られる等照度ネットワークが示されている。等照度曲線は、光軸を通過する水平線よりも下方に位置し、基本的には、光軸を通過する垂直平面の左側に位置している。
【００９３】
出口面が１５度のカットオフを生じさせるモジュールの出口面に類似するモジュールを用いると、この結果が得られる。したがって、種々の用いるの出口面は、正面から見て、全体にスムーズな表面となるように連続的に接続できる。
【００９４】
ＩＩ．レンズの直接ビュー内にダイオードを有するモジュール
ＩＩ．ａ．垂直平面における四角形の発光器
モジュールを構成するために、光源Ｄｃ（図１１）は、発光ダイオードのメーカーが要求する、公知の主要レンズの後方において、光軸に直交する垂直平面に位置する四角形のランバーティアン発光器から成ると見なす。
【００９５】
平面図において、所定の偏差に対する水平カットを発生するように、レンズの出口表面Ａｓ３（図１２）、またはＡｓ４（図１４）が選択されており、入口表面Ａｅ３またはＡｅ４が製造されている。出口表面Ａｓ３またはＡｓ４に対して、回転体の垂直軸線を有するトーリック表面が選択されているが、一方、光源Ｄｃの主要レンズは、平面上出口面の後方において、樹脂内に浸漬されたランバーティアン発光器のケースに対応する単一平面から成っている。
【００９６】
図１１に示すように、入口面Ａｅ３を構成するために、求める表面の座標ｘ、ｙ、ｚの道のポイントＭを検討する。（背面図において、デカルト座標のメッシュ内にある）ｘおよびｚを既知とし、ｙは未知であると仮定する。
【００９７】
空気中に位置する平面状の四角形をした光源Ｄｃに対し、主要レンズを用いることなく、光源Ｄｃから発生し、ポイントＭを通過する光線が、レンズＬｃからの出口において、降下するか、せいぜい水平となるように、ポイントＭに入口表面を製造できる。
【００９８】
このために、光源Ｄｃからくる制限光線、およびポイントＭに到達し、最大の立ち上がり傾斜を有するのは、どの光線であるかを検討する。Ｍにおける入力表面要素は、レンズを離間し、この制限光線から生じる光線が、水平方向に真っすぐとなるように製造する。このような条件下では、より小さい立ち上がり傾斜にて、Ｍに到達する光源ＤＣから発生する他のすべての光線は、レンズを離間する際に降下することになる。
【００９９】
Ｍ（ここでＭは０より大）がゾーン内に位置する場合、Ｍを通過する平面（Ｏｙｚに平行な平面に最も近く、更にＭ（ここでＭは０未満）がゾーン内に位置する場合、この平面からもっとも低い点に位置する、図１１における発光器のポイントＦは、Ｍに到達する最大の傾斜立ち上がり光線、すなわち、制限光線となる。
【０１００】
ｚが負となっているゾーン内にＦが位置す場合、構造を簡略化するために、上記平面に最も近い点に対して、対称的なポイント（Ｏｙｚ）を選択することから成る適当な構造を使用することが可能である。実際には、すべてのケースに対応する、出口レンズが光源に作用するケースでは、発光器上の出口ポイントを考慮し、検討しながら、このレンズ上にある出口ポイントＦｓを考慮し、検討しなければならない。
【０１０１】
出口レンズは、発光器から短い距離にある単一平面から成る場合、前に示したポイントＦの選択は、許容可能なままである。出口平面上の出口ポイントＦｓは、これより、Ｍにおける制限光線の方向を誘導するように決定する。設計パラメータのうちの１つの未知のパラメータ（ｙ）、および既知の極めて接近した２つのポイントＭ１およびＭ２に従い、入口表面上の所定のポイントＭに対する最終条件（光線がトーリック状出口表面から生じるときは、Ｍにおける制限光の水平性）を分析的に設定する。
【０１０２】
２つの公知のポイントに隣接するポイントのサーチは、効果的かつ正確に行うことができる。これによって、１つの未知数で非線形の方程式を解くことができる。
【０１０３】
構造は、平面ｚ＝０およびｘ＝０を通過するように構成すべき表面の断面によって定められる限界での２つの条件に基づく。平面ｚ＝０を通過する表面の第１断面は、任意であり、光の水平方向の分布に対する制御パラメータを構成する。平面ｚ＝０内に含まれる基準フレームの原点から生じる光線の水平方向の偏差を、レンズの入口表面との交点のＸ座標にリンクすることができる。
【０１０４】
図１２には、偏差がＸ座標ｘおよび０と独立している場合の第１のケースが示されており、図１４には、リニアな偏差が部分ごとに、一定でない場合の第２のケースが示されている。
【０１０５】
限界における第２条件は、平面ｘ＝０を通過する断面、すなわち、光軸を通過する垂直平面を通過する断面に対応する。この断面に対応する曲線は、発生するすべての光線が降下するか、またはほとんど水平となるように、前に開示した方法にしたがって構成される。
【０１０６】
この場合、曲線の新しいポイントを構成するには、１つの隣接ポイントだけを知るだけでよい。その理由は、求めるビームおよび発光器の左右対称性は、ｘ＝０を通過する断面に沿った表面への垂線がこの同じ平面に含まれることを意味するからである。
【０１０７】
ｘ＝０を通るこの断面は、表面とＹ軸との交点によって形成することが好ましい、初期ポイントのデータにより、ポイントごとに構成できる。このポイントは、平面ｚ＝０を通過する断面に対する初期条件も定め、このポイントは、レンズの中心における厚さによって決定される。
【０１０８】
図１２および図１４は、本発明に係わるモジュールのうちの２つのレンズの光軸を通過する垂直面に沿った断面を略示し、レンズに対する出口表面Ａｓ３およびＡｓ４は、回転半径Ｒ＝３００ｍｍであり、断面の曲率半径ｒ＝５０ｍｍとなったトーリック表面である。
【０１０９】
図１２において、説明をモジュールに集中する。入口面Ａｓ３は、光軸に対して対称的であり、光軸から離間するにつれ、比較的大きい曲率が小さくなるように、光源に向いた凸状の頂部２０を有する。
【０１１０】
図１３は、図１２で示されたモジュールで得られる等照度曲線のネットワークを示す。光ビームは光軸の平面内に、水平のカットオフラインを有し、この光軸を通過する垂直平面に対して、実質的に対称的である。このビームは、合焦に対応する中央ゾーンに最大の照度を有する。
【０１１１】
図１４は、ｘ軸線に沿って数個の発光チップが整合している、光軸に直角な垂直プレートに対応する光源Ｄｄを有するモジュールの、図１２と類似した垂直略断面図である。
【０１１２】
図１２および図１４は、同じ光源を使用しているが、図１３および図１５は、ｚ＝０において、異なる限定条件を選択しているので、図１３と図１５とは異なる。
【０１１３】
レンズＬｄの出口面Ａｓ４は、図１２における出口面Ａｓ３と同一のトーリック状である。他方、入口面Ａｅ４は光源の方向に、より小さくカーブしており、光軸に沿ったレンズの厚さのほうが薄くなっている。
【０１１４】
図１５は、図１４内のモジュールで得られる等照度曲線のネットワークを示す。カットオフラインは、光軸において常に水平であり、等照度曲線は、光軸を通過する垂直面に対して、実質的に対称的である。図１３の曲線の場合よりも、光線はより大きく広がる。
【０１１５】
ＩＩ．ｂ．保護ドームを有するダイオードの場合
図１６および図１７を参照する。ここには、空気中に設置されている発光器２２の下方に位置する透明保護ドーム２１を備えたＬＥＤから成る光源Ｄｅが示されている。ドーム２１、すなわち、保護ベルの内側面２１ａ、および外側面２１ｂは、空気とドーム２１の透明材料との間の２つの球状ジオプターを構成している。
【０１１６】
これら２つの球状ジオプターに起因する光線のこれら過剰な偏差を考慮すべきである。その理由は、一方で、発光器の大きい寸法と同じオーダーおよび大きさとなっている球形体の直径が小さく、他方で、ドーム２１の厚さが比較的厚いことによるものである。例えば０.５ｍｍであり、この値は、光源２２の小さい寸法と同じ大きさであるからである。
【０１１７】
この方法は、次のとおりである。Ｍに到達し、Ｆｓを通過する光線を発生する発光器の底部エッジにポイントＦが存在するよう、すなわち、簡略された構造に関連すると、Ｆｓ内の対応する発生光線は、Ｍに対する限界光線となるよう、与えられたＭに対し、Ｍに最も近いＦｓをＯｘ上の射影として求める（簡略化された構造に関連して、負のｚに対して最も離間するか、または正のｚに対して引用したポイントの対称点）。
【０１１８】
球体２１ａ、２１ｂは、焦点Ｆをとらなければならない底部エッジではなく、発光器２２の中心に、中心が位置することに留意べきである。この結果、表面Ａｅ５の構造において、光源２２の高さを考慮しなければならない。
【０１１９】
図１８は、これまで開示したように構成されたドーム２１によって保護されたダイオードを有するモジュールの垂直略断面図である。レンズＬｅの出口表面Ａｓ５は、例えばＲ＝３００ｍｍの回転半径、およびｒ＝５０ｍｍの曲率半径を有する、自由に選択されたトーリック表面によって形成される。入口表面Ａｅ５は、光源Ｄｅに向いた凸部を有し、光軸を通過する垂直面に対して対称的である。
【０１２０】
図１９は、図１８のモジュールで得られる等照度曲線のネットワークを示す。これらの曲線は、光軸を通過する水平平面の下方に位置し、各曲線は、実質的に四角形の輪郭の曲線図形を有し、四角形の長辺は、実質的に水平であり、下を向く小さい凹部を有する。
【０１２１】
図２０は、３つのモジュールの組立体によって形成されたヘッドライトの水平略断面図で、モジュールの出口表面は、同じ曲率半径を有する回転円筒形表面によって形成されている。ヘッドライトの内部に位置する入口表面は、連続する波形部２３を形成するが、一方、出口表面はスムーズで、かつ連続的であり、母線２４は、図２０に示されている円筒形表面によって形成されている。
【０１２２】
図２１は、組み立てられたモジュールの数個の重ねられた列を有するヘッドライトの正面略図である。頂部の列２５は、１５°でカットオフを提供する２つのモジュールに対応し、中間の列２５は、３つのモジュールに対応し、そのうちの２つは、１５°でカットオフを発生し、第３のモジュールは、左に向かって照明する。底部の列２６は、右に向かって照明する３つのモジュールに対応する。スイッチが切られた各列は、単一の円筒形バーまたは連続するトーリックセグメントと同じ外観を有する。
【０１２３】
ＩＩ．ｃ．保護ドームを備えたダイオードのケース：変形例
図２２ａおよび図２２ｂに示されているような、特に保護ドームを有するダイオード（これらだけに限定されない）と共に機能するモジュールの場合の変形例も提供されている。まず、レンズに対向して配置され、光軸に直角な上記保護ドームを有するダイオードを備えた、図２２ａに示されたモジュールのケースについて検討する。
【０１２４】
レンズの入口面を構成する方法は、上記方法とは若干異なる。すなわち、レンズの入口表面上のポイントＭ1およびＭ1におけるこの表面への垂線
【数１】
2007080817.tif 000003
は、既知であるとみなす。隣接するポイントＭ0も、既知であると見なし、歩湯面上の新しいポイントＭ（例えば
【数２】
2007080817.tif 000004
）を求める。ここで、ΔｘおよびΔｚは、デカルト座標における表面の背面図でのメッシュのステップである。
【０１２５】
【数３】
2007080817.tif 000005
により、ｙは容易に決定される。従って、
【数４】
2007080817.tif 000006
となる。
【０１２６】
ポイントからポイントへの全表面を計算できるようにするには、Ｍにおける垂線
【数５】
2007080817.tif 000007
を決定するだけでよい。
この目的のために、まず
【数６】
2007080817.tif 000008
のように記載する。
【数７】
2007080817.tif 000009
【０１２７】
【数８】
2007080817.tif 000010
をＭにて、表面に到達する制限光線（すなわち、光源からＭにて、レンズに到達する他のすべての光線が下に向けられるようレンズから平面
【数９】
2007080817.tif 000011
に平行に発生するように、レンズによってそらさなければならない光源から発生し、Ｍに到達する光線）の向きベクトルとすると、対応する光線の向き
【数１０】
2007080817.tif 000012
を容易に計算し、求める表面により
【数１１】
2007080817.tif 000013
の関数として、すなわち
【数１２】
2007080817.tif 000014
の関数として、屈折する。次に、
【数１３】
2007080817.tif 000015
の関数として、レンズのこの半径の発生ポイントＰを容易に計算する。
【数１４】
2007080817.tif 000016
が出口表面のトーリック形に属すようにλを求める。Ｐにおける垂線は、既知（トーリック形）であるので、発生光線の向き
【数１５】
2007080817.tif 000017
を最終的に計算し、（ｎz）の関数として、Ｐで屈折する。
【０１２８】
ｅz＝０と記載する。この式は（
【数１６】
2007080817.tif 000018
が既知であるので）単一未知数（ｎz）を有する分析方程式であり、この式は、確実に数値的に解くことができる。
【０１２９】
【数１７】
2007080817.tif 000019
の決定：
【数１８】
2007080817.tif 000020
ここで、Ｆsは、球状保護ドームからの制限光の発生ポイントである。
【０１３０】
Ｆsを、既知であると仮定する。光線
【数１９】
2007080817.tif 000021
は、屈折のデカルトの法則（Ｆsにおけるドームへの垂線は、
【数２０】
2007080817.tif 000022
である）を適用すると、（既知の屈折率を有し、基準フレームの原点を中心とする球形であると仮定する）ドームを通過するように伝搬する。
【数２１】
2007080817.tif 000023
を発見される屈折した光線の方向であるとし、
【数２２】
2007080817.tif 000024
がドーム（半径ｒ1の球体）の内側表面に属すように、μを求める。明らかな分析解を有するのは、二次の多項式の場合である。次に、
【数２３】
2007080817.tif 000025
で発生する光線の向き
【数２４】
2007080817.tif 000026
を計算することができる（
【数２５】
2007080817.tif 000027
におけるドームへの垂線は
【数２６】
2007080817.tif 000028
である）。次に直線
【数２７】
2007080817.tif 000029
と発光器の傾斜した平面との交点Ｆを計算する。
【０１３１】
Ｆが、発光器の底部エッジ（第１方程式）に属し、（第２方程式）
【数２８】
2007080817.tif 000030
が、レンズの頂部部分に対して最小値となるとき、
レンズの底部部分に対して最大値（これによって平面
【数２９】
2007080817.tif 000031
に関し、Ｍに対して、横方向の反対の側面での発光器の底部コーナーをＦと見なすことになる）であるとき、Ｆsは良好に選択される。
【０１３２】
ｚ＞０のレンズの部分の場合、Ｆが急激に一定となるように、発光器のエッジ（ｘが、発光器の幅の半分に近いが、それより大のとき、平面
【数３０】
2007080817.tif 000032
に関して、Ｍと同じ側の発光器の底部コーナー）に沿って移動する。
【０１３３】
Ｆsは、所定の半径の中心となる球体に属すので、その決定をするには、２つの未知数を求めることになる。このことは、上記２つの条件の分析式から、数値的に容易に達成できる。
【０１３４】
発明者による新しい方法では、Ｆの決定は前のケースのようにＭとは結合していないので、これによって、計算の安定性を改善できる。
【０１３５】
図２３ａは、こうして構成されたダイオード、およびレンズによって得られる等照度曲線を示し、ビームの分布の中心が良好に定められ、ビームの分布は、水平となる。このタイプのビームは、ディップタイプのビームを好ましいことに補足できる。
【０１３６】
図２２ｂに従う２つのモジュールは、図２２ａのモジュールの変形例に対応し、各モジュールは、光軸に対して、ほぼ４５°上方向に傾斜したドームを備えたダイオードを使用している。
【０１３７】
レンズを構成する方法は、基本的には、図２２ａを参照して説明した方法と同一である。
【０１３８】
図２３ｂは、得られる等照度曲線を示し、図２３ａと比較すると、ビームはより薄くて、３％薄くなっている。ビームは強く（２５ｍで４０ルクスより強い）、眩惑スレッショルドよりも低い、水平線より上方で、シャープな水平方向のカットオフを有する。このタイプのビームは、交通規則で定めるタイプのビームに求められる条件を完全に満たす。
【０１３９】
変形例ＩＩβに対する構成方法
この方法は、（保護ドームを有するか、または保護材料内に浸漬され、公知の出口面、特に平面状の面を有する発光器を備えた）すべてのタイプの光源に対して適用できることが理解できると思う。
【０１４０】
光源の表面上の任意のポイントＦｓを選択する。
【０１４１】
発光器（四角形であり、システムの光軸ｙの向き、ベクトルに直角な長辺を有すると仮定する）の底部エッジ上に位置するポイントｆを検討する。デカルトの屈折法則を適用することにより、ｆから発生し、Ｆsを通過する、光源を離間するときの光線の向き
【数３１】
2007080817.tif 000033
を容易に計算する。
【０１４２】
【数３２】
2007080817.tif 000034
のｘ（光軸に直角な水平軸）に沿った成分が０であり、ｚに沿った成分が正であるようなＦが存在する場合、Ｆは焦点であり、
【数３３】
2007080817.tif 000035
は制限光線である。逆のケースにおいて、Ｆｃ＋がｘに沿った最大座標を有する発光器の底部コーナーを示し、
【数３４】
2007080817.tif 000036
が正である場合、Ｆｃ＋は焦点であり、
【数３５】
2007080817.tif 000037
は制限半径となる。逆のケースにおいて、Ｆｃ−がｘに沿って最小の座標を有する発光器の底部コーナーを示し、
【数３６】
2007080817.tif 000038
のｘおよびｚに沿った成分がそれぞれ負および正である場合、Ｆｃ−は焦点であり、
【数３７】
2007080817.tif 000039
は制限光線である。上記以外の場合において、ｘに沿ったＦｓの座標が、発光器の中止のの座標よりも大である場合、Ｆｃ−は焦点となり、
【数３８】
2007080817.tif 000040
は制限光線となる。上記以外の場合、Ｆｃ＋は焦点となり、
【数３９】
2007080817.tif 000041
は制限光線となる。
【０１４３】
前の章に記載した規則は、焦点と、光源から出る光線の発生ポイントＦｓに対応する制限光線をリンクする関数を、完全に記述するものである。
【０１４４】
ある材料に浸漬された発光器（出口表面が平面状の光源であって、垂直線に対して角度ωだけ傾斜しており、出口面よりも下方に距離Δの場所に位置する出口面と平行な発光器を備える）場合に、
【数４０】
2007080817.tif 000042
を挿入し、
ｚ0が、発光器の底部の長辺の測定値よりも
【数４１】
2007080817.tif 000043
上に位置する測定値（ｚに沿った座標）を示す場合において、
・Ｆsのｚに沿った座標がｚ0よりも大である場合において、
〇Ｆsのｘに沿った座標ｘFsが、Ｆｃ−とＦｃ＋のｘに沿った座標の間にある場合、Ｆは、座標ｘF＝ｘFsの発光器の底部エッジのポイントとなり、
〇ｘFsが、Ｆｃ＋の座標ｘより大であれば、焦点はＦｃ＋となり、
〇ｘFsが、Ｆｃ−の座標ｘより小であれば、焦点はＦｃ−となり、
・Ｆｓのｚに沿った座標が、ｚ0未満である場合、
〇ｘFsが、発光器の中心のｘに沿った座標より大であれば、Ｆｃ−が焦点となり、
〇ｘFsが発光器の中心のｘに沿った座標未満であれば、Ｆｃ＋が焦点となる。
【０１４５】
Ａｅ６を決定するために、光線に沿った出口波の表面における焦点の光路の定常度を記載する。
【０１４６】
実際には、光の伝搬に対して逆の方向に従う。Ｐ’を出口波表面のポイントとし、
【数４２】
2007080817.tif 000044
を、Ｐ’におけるこの表面への垂線とする。トーリック形の出口表面Ａｓ６と、制限光線をサポートする直線
【数４３】
2007080817.tif 000045
との交点Ｐ（四次多項式）を分析的に決定する。次に、Ｐにおけるトーリック形への垂線を計算し、材料の屈折率（など）を知ることにより、上記式から、レンズの内部の屈折光線の向き
【数４４】
2007080817.tif 000046
（デカルトの法則）が誘導される。次に、
【数４５】
2007080817.tif 000047
（ｅｑＯ）（ここで、
【数４６】
2007080817.tif 000048
であり、Ｃsは、対応する焦点までＦｓの光源内で進行する光路であり、Ｋは、レンズの厚みを決定する定数である）となり、直線（Ｆｓ、Ｍ）が、Ｆｓを通過する制限光線を搬送するように、μおよびＦｓを求める。
【０１４７】
より一般的なケースでは、３つの未知数（μおよび光源の公知の表面に位置するＦｓに対する２つのパラメータ）で、３つの式を有する系（上記光学式およびＦｓで制限光線を搬送する直線にＭが属す）が得られる。
【０１４８】
ある材料内に浸漬された発光器（光源に平行な四角形の発光器を有する平面状の出口表面の光源）の場合、ｚに沿ったＭの座標、すなわち、ｚMがｚ0より大であり、ｘに沿ったＭの座標、すなわち、ｘMがｘに沿ったＦｃ−の座標とＦｃ＋の座標との間にある場合、ｘF＝ｘFs＝ｘMとなり、そうでない場合、Ｆは、発光器に対して（ｘに沿って）Ｍと同じ側に位置する発光器の底部コーナーに位置し、そうでない場合（ｚM＜ｚ0の場合）、Ｆは、発光器の中心に対して（ｘに沿って）Ｍと反対側に位置する発光器の底部コーナーに位置する。
【０１４９】
上記特殊なケースでは、Ｆを、Ｍ（すなわち未知のμ）に直接リンクする法則を確立したばかりである。第１のデカルトの法則（光線および通過するジオプターの垂線の同一平面性）により、
【数４７】
2007080817.tif 000049
（Ｆｓの座標をＦおよびＭの座標、従ってμにリンクする二次多項式）であることが判る。ここで、
【数４８】
2007080817.tif 000050
はダイオードの出口面に対する垂線である。更にＦｓはダイオードの出口平面に属し、このことは、Ｆｓの座標の間のリニアな式を構成する。最後に、
【数４９】
2007080817.tif 000051
であり、ここで、
【数５０】
2007080817.tif 000052
（屈折の第２のデカルトの法則の結果）であり、この式は、他の式（上記２つの方程式から誘導される式）の関数として、（例えばｚに沿った）Ｆｓの座標のうちの１つの式を置換することにより、μの関数として、ｚFs（これから他の座標が誘導される）を与える分析解の四次多項式を構成する。
【０１５０】
検討する特殊なケースでは、Ｃs＝ｎs・ＦＦsであり、従って、１つの未知数μを有する方程式として、光学式ｅｑＯを表記することが可能である。かかる方程式は、当業者に公知のいくつかの方法により、数値的に容易に解くことができる。μは、Ｍを決定し、Ｐ’を変えることにより、Ａｅ６の全体が決定される。
【０１５１】
図２４ａは、図２４ｂに示された照度の表示に従ったフォグビームを発生するようになっている構成の変形例ＩＩβに係わるレンズ、およびダイオードを示す。
【０１５２】
図２５ａは、図２５ｂの照度で示されるような相補的自動車路ビームを発生するようになっている構成の変形例ＩＩβに係わるレンズ、およびそのダイオードを示す。
【０１５３】
図２６は、特殊なｚ０およびδおよびω角での上記構成方法の説明で使用されたポイントおよび角度を示す。
【０１５４】
結論として、本発明は、ライトの水平分布を制御でき、かつ数個のモジュールの集合体がスムーズな外側面を有する単一のグローバルレンズを形成できるようにするための出口表面を有する、複雑になる可能性のあるカットオフを得ることを可能にする。
【０１５５】
更に本発明は、種々のレンズの入口面の構成方法、種々のタイプのダイオード、種々のタイプのこれらダイオードの位置決めにより、光学的モジュールを得て、光ビームのパラメータ、特にその厚さ、カットオフの位置決めも、最良にすることが可能であり、これらのモジュールは、驚くほど、極めてオリジナルなスタイルを有すると共に、特に深さに関して、極めてコンパクトとなっている。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】本発明に係わる第２レフレクタを備えたモジュールの第１実施例の垂直断面略図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った水平断面略図である。
【図３】モジュールの楕円レフレクタおよびベンダーの、図１の左側の略図である。
【図４】図１に示されたモジュールのレンズの入口表面の構造を示す垂直断面図である。
【図５】図１のモジュールで得られる光ビームの等照度曲線の図である。
【図６】自動車路照明タイプのビーム（自動車路用ディップビームを発生するモジュールの楕円レフレクタおよびベンダーの、図３に類似した正面略図である。
【図７】図６に示されたモジュールで得られるビームの等照度曲線のネットワークの図である。
【図８】横方向に照明するモジュールの構造を示す平面図である。
【図９】図８に係わるモジュールの水平断面略図である。
【図１０】図９におけるモジュールで得られる等照度曲線のネットワークを示す。
【図１１】光源が直接レンズの入口面を証明する、本発明に係わるモジュールの第２実施例を製造する方法を示す斜視図である。
【図１２】図１１に従って製造されるレンズの第１例の垂直断面略図である。
【図１３】図１２に示されたレンズを含むモジュールの等照度曲線のネットワークを示す。
【図１４】図１１に従って製造されたレンズの別の例の垂直断面略図である。
【図１５】図１４に示されたレンズを含むモジュールの等照度曲線のネットワークを示す。
【図１６】ドームによって発光器が保護されている発光ダイオードの垂直平面に沿った断面略図である。
【図１７】図１６のダイオードの水平平面に沿った断面略図である。
【図１８】レンズの入口面を直接証明するダイオードを有する第２実施例に係わるモジュールの垂直断面略図である。
【図１９】図１８のモジュールで得られる等照度曲線のネットワークを示す。
【図２０】本発明に係わるいくつかのモジュールの組立体の水平断面略図である。
【図２１】モジュールの重ねられた組立体を有するヘッドライトの正面略図である。
【図２２ａ】ダイオードがモジュールの光軸に直角に配置されている、本発明に係わる２つの隣接するモジュールの斜視略図である。
【図２２ｂ】ダイオードがモジュールの光軸に対して傾斜している、本発明に係わる２つの隣接するモジュールの斜視略図である。
【図２３ａ】図２２ａに示されたモジュールで得られる等照度曲線のネットワークである。
【図２３ｂ】図２２ｂに示されたモジュールで得られる等照度曲線のネットワークである。
【図２４ａ】変形実施例におけるダイオードおよびレンズの図と共に、フォグタイプのビームを得るための対応する等照度曲線を示す図である。
【図２４ｂ】変形実施例におけるダイオードおよびレンズの図と共に、フォグタイプのビームを得るための対応する等照度曲線を示す図である。
【図２５ａ】変形実施例におけるダイオードおよびレンズの図と共に、自動車路タイプのビームを得るための対応する等照度曲線を示す図である。
【図２５ｂ】変形実施例におけるダイオードおよびレンズの図と共に、自動車路タイプのビームを得るための対応する等照度曲線を示す図である。
【図２６】以下説明する表面を製造する方法を示すダイオードの図である。
【符号の説明】
【０１５７】
Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ、Ｌｅ    レンズ
Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ    発光ダイオード
Ａｓ１、Ａｓ２、Ａｓ３、Ａｓ４、Ａｓ５    出口表面
Ａｅ１、Ａｅ２、Ａｅ３、Ａｅ４、Ａｅ５    入口表面
Ｍａ、Ｍｂ    楕円レフレクタ
Ｎａ、Ｎｂ    ベンダー
１０    表面エッジ
１１    変形部
１２    垂直平面
１３、１４    突起
１５    ボウル状部分
１６、１７    リセス状ゾーン
１８    焦点
１９    トレース
【図１】
2007080817.tif 000053
【図２】
2007080817.tif 000054
【図３】
2007080817.tif 000055
【図４】
2007080817.tif 000056
【図５】
2007080817.tif 000057
【図６】
2007080817.tif 000058
【図７】
2007080817.tif 000059
【図８】
2007080817.tif 000060
【図９】
2007080817.tif 000061
【図１０】
2007080817.tif 000062
【図１１】
2007080817.tif 000063
【図１２】
2007080817.tif 000064
【図１３】
2007080817.tif 000065
【図１４】
2007080817.tif 000066
【図１５】
2007080817.tif 000067
【図１６】
2007080817.tif 000068
【図１７】
2007080817.tif 000069
【図１８】
2007080817.tif 000070
【図１９】
2007080817.tif 000071
【図２０】
2007080817.tif 000072
【図２１】
2007080817.tif 000073
【図２２ａ】
2007080817.tif 000074
【図２２ｂ】
2007080817.tif 000075
【図２３ａ】
2007080817.tif 000076
【図２３ｂ】
2007080817.tif 000077
【図２４ａ】
2007080817.tif 000078
【図２４ｂ】
2007080817.tif 000079
【図２５ａ】
2007080817.tif 000080
【図２５ｂ】
2007080817.tif 000081
【図２６】
2007080817.tif 000082
【外国語明細書】
2007080817000001.pdf