(57)【要約】【課題】本発明の課題は、後置接続された光学系を基準にして付加的な構成部材によって光を位置決めまたは成形しなければならないという欠点を取り除くことである。【解決手段】車両投光器（２）用の発光モジュール（１）であって、該発光モジュール（１）は、レーザ光による照射よって可視光を放射するように励起可能な少なくとも１つの発光エレメント（３）と、少なくとも１つの透光性の支持エレメント（４）とを有し、前記支持エレメント（４）は、少なくとも１つの光入射面（４ａ）と、該光入射面（４ａ）に対向する少なくとも１つの光出射面（４ｂ）とを有し、前記少なくとも１つの発光エレメント（３）は、光を光入射面（４ａ）に照射するために支持エレメント（４）の少なくとも１つの光入射面（４ａ）に配置されており、ａ）支持エレメント（４）の少なくとも１つの光出射面（４ｂ）は、該光出射面（４ｂ）を縁取りする透光性のマスキング（５）によって画定されており、またはｂ）少なくとも１つの光出射面（４ｂ）は、支持エレメント（４）の側面（６ａ〜６ｄ）にまで達しており、少なくとも１つの側面（６ｂ）は、互いに隣接する２つの側面部分（６ｂ’，６ｂ”）を有し、該側面部分は明暗境界を形成するために互いに傾斜している。【選択図】図１
2018519641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両投光器（２）用の発光モジュール（１）であって、
該発光モジュール（１）は、レーザ光による照射よって可視光を放射するように励起可能な少なくとも１つの発光エレメント（３）と、少なくとも１つの透光性の支持エレメント（４）とを有し、
前記支持エレメント（４）は、少なくとも１つの光入射面（４ａ）と、該光入射面（４ａ）に対向する少なくとも１つの光出射面（４ｂ）とを有し、
前記少なくとも１つの発光エレメント（３）は、光を光入射面（４ａ）に照射するために支持エレメント（４）の少なくとも１つの光入射面（４ａ）に配置されており、
ａ）支持エレメント（４）の少なくとも１つの光出射面（４ｂ）は、該光出射面（４ｂ）を縁取りする透光性のマスキング（５）によって画定されており、または
ｂ）少なくとも１つの光出射面（４ｂ）は、支持エレメント（４）の側面（６ａ〜６ｄ）にまで達しており、少なくとも１つの側面（６ｂ）は、互いに隣接する２つの側面部分（６ｂ’，６ｂ”）を有し、該側面部分は明暗境界を形成するために互いに傾斜している、ことを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の発光モジュール（１）であって、
支持エレメント（４）はガラスから形成されている、ことを特徴とする発光モジュール。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発光モジュール（１）であって、
少なくとも１つの光入射面（４ａ）と少なくとも１つの光出射面（４ｂ）は互いに平行である、ことを特徴とする発光モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の発光モジュール（１）であって、
光入射面（４ａ）と光出射面（４ｂ）との比は１：１から１：１０の間であり、
ｍｍ２で測定した光出射面（４ｂ）の値とｍｍで測定した光入射面および光出射面（４ｂ）の間隔の値との比は２：１未満であり、
ｍｍ２で測定した光入射面（４ａ）の値とｍｍで測定した光入射面（４ａ）および光出射面の間隔の値との比は１：２未満である、ことを特徴とする発光モジュール。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の発光モジュール（１）であって、
支持エレメント（４）は、好ましくは少なくとも厚さが０．２ｍｍの面平行なプレートである、ことを特徴とする発光モジュール。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の発光モジュール（１）であって、
マスキング（５）は、塗料層、ポリマーまたは金属被覆部から形成されている、ことを特徴とする発光モジュール。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の発光モジュール（１）であって、
マスキング（５）は、光出射面（４ｂ）を実質的に六角形の幾何形状に画定し、該六角形の幾何形状は、１つの矩形面と該矩形面の半分に起立する１つの台形面とから形成され、前記台形面のサイドラインは矩形面のサイドラインを面一に延長する、ことを特徴とする発光モジュール。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項による発光モジュール（１）と発光エレメント（３）を励起するためのレーザ光源（７）とを含む車両投光器（２）、とりわけ自動車投光器。
【請求項９】
請求項８に記載の車両投光器（２）であって、
車両投光器（２）はさらに投影レンズ（８）、とりわけ非球面投影レンズを、発光モジュール（１）から放射された光を車両投光器（２）の前方にある領域に結像するために有する、車両投光器。
【請求項１０】
請求項９に記載の車両投光器（２）であって、
発光モジュール（１）の少なくとも１つの光出射面（４ｂ）は、投影レンズ（８）の画像野湾曲面（Ｅ）に適合する経過を有する、ことを特徴とする車両投光器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両投光器用の発光モジュールに関するものであり、該発光モジュールは、レーザ光の照射により可視光を放射するように励起可能な少なくとも１つの発光エレメントと、少なくとも１つの透光性の支持エレメントとを有しており、該支持エレメントは、少なくとも１つの光入射面と、この光入射面に対向する少なくとも１つの光出射面とを有する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術による発光モジュールは、レーザ光により可視光を放射するように励起可能な発光エレメントを有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この従来技術による発光モジュールは、発光エレメントにより放射された光が一般的には無指向性であり、後置接続された光学系を基準にして付加的な構成部材によって位置決めまたは成形しなければならないという欠点を有する。
【０００４】
したがって本発明の課題は、こ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】
【０００５】
この課題は、冒頭に述べた形式の発光モジュールによって解決される。この発光モジュールでは、本発明により、少なくとも１つの発光エレメントが、光を光入射面に照射するために支持エレメントの少なくとも１つの光入射面に配置されており、ａ）支持エレメントの少なくとも１つの光出射面は、該光出射面を縁取りする透光性のマスキングによって画定されており、またはｂ）少なくとも１つの光出射面は、支持エレメントの側面にまで達しており、少なくとも１つの側面は、互いに隣接する２つの側面部分を有し、該側面部分は明暗境界を形成するために互いに傾斜している。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
ポイントｂ）による一実施形態では、側面の傾斜は１５°から９０°の間とすることができる。この開示の枠内で表現「レーザ光」とは、５５０から２００ｎｍの波長を有するレーザ光源から放射される光であると理解される。好ましくは波長が約４５０ｎｍの青色光が使用される。発光エレメントは、例えば蛍光体とすることができる。
【０００７】
有利には支持エレメントはガラスから形成することができる。
【０００８】
とりわけ少なくとも１つの光入射面と少なくとも１つの光出射面は互いに平行である。
【０００９】
さらに光入射面と光出射面との比は１：１から１：１０の間とすることができ、ｍｍ２で測定された光出射面の値とｍｍで測定された光入射面および光出射面の間隔の値との比は２：１未満とすることができ、ｍｍ２で測定された光入射面の値とｍｍで測定された光入射面および光出射面の間隔の値との比は１：２未満とすることができる。ハイビーム適用の場合、典型的には±５゜の角度幅を備える光像で十分である。典型的な４０ｍｍのレンズ焦点距離の場合、これは１０ｍｍの画像面における広がりを意味する。焦点距離が減少するとこの値も小さくなるが、達成可能な強度も低減される。発光モジュールをハイビームとして使用するために可及的に大きな強度を達成するために、発光点、すなわちレーザ光により励起される発光エレメントの領域を非常に小さくし（０．１ｍｍ＜Ｄ＜１ｍｍ）、これにより集中的に構成し、角度領域の縁部において障害となる黄色化を遮蔽するために光入射面と光出射面との間の間隔を付加的に大きく選択することが有利である。この機能を有意義に実現するために、光入射面と光出射面との間には１０ｍｍの最小の間隔が生じる。この間隔が大きくなると、システムの光利用効率が低下するが、達成可能な最大強度は上昇する。大きな強度が必要とされない均質な照明のための適用では、比較的に大きな発光点（１ｍｍ＜Ｄ＜１０ｍｍ）を使用するのが有意義である。ここでも光入射面と光出射面との間の間隔は１０ｍｍ未満とすることができる。しかし大きな間隔が照明の均質化のために使用される適用もある。いわゆるインテグレータロッド（Integratorstaebe）（光入射面と光出射面が典型的には同じであり、間隔が非常に大きい）を、種々の光源の光束を可及的に均質な１つの単光束（Einzellichtbuendel）に結合するために使用することができる。
【００１０】
さらに支持エレメントは、面平行なプレートであり、好ましくは少なくとも０．２ｍｍの厚さを有する。
【００１１】
とりわけマスキングは、塗料層、ポリマーまたは金属被覆部から形成することができる。金属被覆部から作製されたマスキングは反射性の表面を形成し、この表面はとりわけ高エネルギー適用の場合に有利である。なぜならこのような被覆部は特に頑強だからである。
【００１２】
明暗境界を支持エレメントに直接的に形成するために、マスキングは光出射面を実質的に六角形の幾何形状に画定することができる。この六角形の幾何形状は、１つの矩形面とこの矩形面の半分に起立する１つの台形面から形成されるようにすることができる。ここで台形面のサイドラインは矩形面のサイドラインを面一に延長する。面一に延長するサイドラインに対向する台形面のサイドラインの傾斜は、例えば１５から９０°の間である。
【００１３】
本発明のさらなる視点は、本発明の発光モジュールと、発光モジュールないし発光エレメントを励起するレーザ光源とを含む車両投光器に関するものである。
【００１４】
とりわけ車両投光器はさらに投影レンズ、とりわけ非球面投影レンズを、発光モジュールから放射された光を車両投光器の前方にある領域に結像するために有する。
【００１５】
ここでは発光モジュールの少なくとも１つの光出射面が、投影レンズの画像野湾曲面に適合した経過を有すると有利であり得る。これにより、光出射面にある各ポイントが同じ幾何学的特性によりレンズよって結像されることが可能であり、これにより結像エラーを回避することができる。
【００１６】
本発明を以下、図面に示された例としての非制限的な実施形態に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による一発光モジュールの第１実施形態の正面図である。
【図２】図１の発光モジュールの裏面図である。
【図３】図１と２による発光モジュールの側面図である。
【図４】一発光モジュールの第２実施形態の斜視図である。
【図５】図４による発光モジュールの概略的平面図である。
【図６】本発明による一発光モジュールを備える一車両投光器の概略図である。
【実施例】
【００１８】
以下の実施例では、別段の記載がない限り同じ参照符号は同じ特徴を表す。
【００１９】
図１は、本発明による一発光モジュールの正面図を示す。そこには、図６に示された車両投光器２用の発光モジュール１が示されており、この発光モジュール１は、レーザ光の照射によって可視光を放射するように励起可能な少なくとも１つの発光エレメント３を有する。発光エレメント３は、透光性の支持エレメント４の図２に示した裏側に配置されており、この裏側には光入射面４ａが形成されている。ここで発光エレメント３は、光入射面４ａを介して光を支持エレメント４に照射する。図１に示した支持エレメント４の表側は、光入射面４ａに対向する光出射面４ｂを有する。この光出射面は、図示の実施例では透光性のマスキング５により縁取りされており、これにより画定されている。マスキング５は、例えば塗料層、ポリマーまたは金属層から形成することができる。マスキング５は、光出射面４ｂを実質的に六角形の幾何形状に画定する。この六角形の幾何形状は、１つの矩形面４ｂ’とこの矩形面の半分に起立する１つの台形面４ｂ”とから形成される。ここで台形面のサイドラインは矩形面４ｂ’のサイドラインを面一に延長する。これにより簡単に明暗境界を、発光モジュール１の出射面４ｂにおいてすでに直接的に形成することができる。
【００２０】
図３は、図１と２による発光モジュール１の側面図を示す。光入射面４ａと光出射面４ｂは、好ましくは互いに平行である。支持エレメント４の厚さｄは、好ましくは少なくとも０．２ｍｍである。
【００２１】
図４は、一発光モジュール１の第２実施形態の斜視図である。第１実施形態とは異なり、発光モジュール１はマスキング５を有していない。支持エレメント４は、光出射面４ｂが支持エレメント４の側面６ａ〜６ｄにまで達するように成形されている。ここで少なくとも１つの側面６ｂは、互いに隣接する側面部分６ｂ’と６ｂ”を有し、これらの側面部分は明暗境界を形成するために互いに傾斜している。したがって光出射面４ｂは側面６ａ〜６ｄにより直接的に画定される。
【００２２】
図５は、図４による発光モジュール１の概略的平面図である。図１から３による発光モジュール１と同じように、第２実施形態による発光モジュール１も発光エレメント３を有し、この発光エレメントは光を入射面４ａに照射する。さらにこの光は、反射性に構成された側面６ａ〜６ｄ介して光出射面４ｂの方向に反射することができる。これにより光入射面４ａは光出射面４ｂよりも小さく構成することができる。
【００２３】
図６は、本発明による一発光モジュール１を備える一車両投光器２の概略図である。車両投光器２は、本発明による発光モジュール１、発光モジュール１を励起するためのレーザ光源７および発光モジュール１から放射された光を車両投光器２の前方にある領域に結像するための投影レンズ８を含む。光出射面４ｂは、有利には投影レンズ８の画像野湾曲面Ｅに適合した形状を有する。したがって光出射面４ｂにある各ポイントは、同じ結像特性により投影レンズ８によって結像される。
【００２４】
この教示を考慮すれば当業者は、発明的行為なしで本発明の別の図示しない実施形態に到達することができる。したがって本発明は図示の実施形態に限定されるものではない。本発明ないし実施形態の個々の視点も採用することができ、互いに結び付けることができる。重要なのは本発明の基礎とする思想であり、この思想は当業者により、本明細書の知識において多種多様に実施することができ、それにもかかわらずそのまま維持される。
【符号の説明】
【００２５】
１  発光モジュール
２  車両投光器
３  発光エレメント
４  支持エレメント
４ａ  光入射面
４ｂ  光出射面
４ｂ’  矩形面
４ｂ”  台形面
５  マスキング
６ａ〜６ｄ  側面
６ｂ’、６ｂ”  側面部分
７  レーザ光源
８  投影レンズ
Ｅ  画像野湾曲面
【図１】
2018519641.tif 000003
【図２】
2018519641.tif 000004
【図３】
2018519641.tif 000005
【図４】
2018519641.tif 000006
【図５】
2018519641.tif 000007
【図６】
2018519641.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月27日(2018.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両投光器（２）用の発光モジュール（１）であって、
該発光モジュール（１）は、レーザ光による照射よって可視光を放射するように励起可能な少なくとも１つの発光エレメント（３）と、少なくとも１つの透光性の支持エレメント（４）とを有し、
前記支持エレメント（４）は、少なくとも１つの光入射面（４ａ）と、該光入射面（４ａ）に対向する少なくとも１つの光出射面（４ｂ）とを有し、
前記少なくとも１つの発光エレメント（３）は、光を光入射面（４ａ）に照射するために支持エレメント（４）の少なくとも１つの光入射面（４ａ）に配置されており、
ａ）支持エレメント（４）の少なくとも１つの光出射面（４ｂ）は、該光出射面（４ｂ）を縁取りする透光性のマスキング（５）によって画定されており、または
ｂ）少なくとも１つの光出射面（４ｂ）は、支持エレメント（４）の側面（６ａ〜６ｄ）にまで達しており、少なくとも１つの側面（６ｂ）は、互いに隣接する２つの側面部分（６ｂ’，６ｂ”）を有し、該側面部分は明暗境界を形成するために互いに傾斜している、ことを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の発光モジュール（１）であって、
支持エレメント（４）はガラスから形成されている、ことを特徴とする発光モジュール。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発光モジュール（１）であって、
少なくとも１つの光入射面（４ａ）と少なくとも１つの光出射面（４ｂ）は互いに平行である、ことを特徴とする発光モジュール。
【請求項４】
請求項３に記載の発光モジュール（１）であって、
光入射面（４ａ）と光出射面（４ｂ）との比は１：１から１：１０の間であり、
ｍｍ２で測定した光出射面（４ｂ）の値とｍｍで測定した光入射面および光出射面（４ｂ）の間隔の値との比は２：１未満であり、
ｍｍ２で測定した光入射面（４ａ）の値とｍｍで測定した光入射面（４ａ）および光出射面の間隔の値との比は１：２未満である、ことを特徴とする発光モジュール。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の発光モジュール（１）であって、
支持エレメント（４）は、面平行なプレートである、ことを特徴とする発光モジュール。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の発光モジュール（１）であって、
マスキング（５）は、塗料層、ポリマーまたは金属被覆部から形成されている、ことを特徴とする発光モジュール。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の発光モジュール（１）であって、
マスキング（５）は、光出射面（４ｂ）を実質的に六角形の幾何形状に画定し、該六角形の幾何形状は、１つの矩形面と該矩形面の半分に起立する１つの台形面とから形成され、前記台形面のサイドラインは矩形面のサイドラインを面一に延長する、ことを特徴とする発光モジュール。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項による発光モジュール（１）と発光エレメント（３）を励起するためのレーザ光源（７）とを含む車両投光器（２）。
【請求項９】
請求項８に記載の車両投光器（２）であって、
車両投光器（２）はさらに投影レンズ（８）を、発光モジュール（１）から放射された光を車両投光器（２）の前方にある領域に結像するために有する、車両投光器。
【請求項１０】
請求項９に記載の車両投光器（２）であって、
発光モジュール（１）の少なくとも１つの光出射面（４ｂ）は、投影レンズ（８）の画像野湾曲面（Ｅ）に適合する経過を有する、ことを特徴とする車両投光器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
ポイントｂ）による一実施形態では、側面の傾斜は１５°から９０°の間とすることができる。この開示の枠内で表現「レーザ光」とは、５５０から２００ｎｍの波長を有するレーザ光源から放射される光であると理解される。好ましくは波長が約４５０ｎｍの青色光が使用される。発光エレメントは、例えば蛍光体とすることができる。
本発明では以下の形態が可能である。
（形態１）車両投光器用の発光モジュールであって、該発光モジュールは、レーザ光による照射よって可視光を放射するように励起可能な少なくとも１つの発光エレメントと、少なくとも１つの透光性の支持エレメントとを有し、前記支持エレメントは、少なくとも１つの光入射面と、該光入射面に対向する少なくとも１つの光出射面とを有し、前記少なくとも１つの発光エレメントは、光を光入射面に照射するために支持エレメントの少なくとも１つの光入射面に配置されており、ａ）支持エレメントの少なくとも１つの光出射面は、該光出射面を縁取りする透光性のマスキングによって画定されており、またはｂ）少なくとも１つの光出射面は、支持エレメントの側面にまで達しており、少なくとも１つの側面は、互いに隣接する２つの側面部分を有し、該側面部分は明暗境界を形成するために互いに傾斜している発光モジュールが提供される。
（形態２）支持エレメントはガラスから形成されていることが好ましい。
（形態３）少なくとも１つの光入射面と少なくとも１つの光出射面は互いに平行であることが好ましい。
（形態４）光入射面と光出射面との比は１：１から１：１０の間であり、ｍｍ２で測定した光出射面の値とｍｍで測定した光入射面および光出射面の間隔の値との比は２：１未満であり、ｍｍ２で測定した光入射面の値とｍｍで測定した光入射面および光出射面の間隔の値との比は１：２未満であることが好ましい。
（形態５）支持エレメントは、好ましくは少なくとも厚さが０．２ｍｍの面平行なプレートであることが好ましい。
（形態６）マスキングは、塗料層、ポリマーまたは金属被覆部から形成されていることが好ましい。
（形態７）マスキングは、光出射面を実質的に六角形の幾何形状に画定し、該六角形の幾何形状は、１つの矩形面と該矩形面の半分に起立する１つの台形面とから形成され、前記台形面のサイドラインは矩形面のサイドラインを面一に延長することが好ましい。
（形態８）形態１から７のいずれか一による発光モジュールと発光エレメントを励起するためのレーザ光源とを含む車両投光器、とりわけ自動車投光器が提供される。
（形態９）車両投光器はさらに投影レンズ、とりわけ非球面投影レンズを、発光モジュールから放射された光を車両投光器の前方にある領域に結像するために有することが好ましい。
（形態１０）発光モジュールの少なくとも１つの光出射面は、投影レンズの画像野湾曲面に適合する経過を有することが好ましい。
なお、特許請求の範囲に付記した図面参照番号はもっぱら理解を助けるためであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。
【国際調査報告】
2018519641.tif 000009
2018519641.tif 000010
2018519641.tif 000011
2018519641.tif 000012
2018519641.tif 000013
2018519641.tif 000014