JP2005044809A - Elliptical lighting module without shielding emitting a lighting beam having a cut off and headlight provided with the module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、照明モジュールおよび自動車用ヘッドライトに関する。 The present invention relates to an illumination module and an automotive headlight.
より詳細には、本発明は、長手方向水平光軸にほぼ沿って、後方から前方を向く、光線のための反射空間の境界を定め、ほぼ楕円の反射表面を含む楕円タイプのレフレクタ(反射器)と、このレフレクタの第1焦点の近くに、少なくとも1つの光源と、焦点平面が前記レフレクタの第2焦点に近くに配置された収束レンズとを備える、カットオフを有するタイプの照明ビームを発生する自動車のヘッドライト用照明モジュールに関する。 More particularly, the present invention relates to an ellipsoidal reflector (reflector) that defines a reflective space for light rays, generally from the rear to the front, substantially along the longitudinal horizontal optical axis, and comprising a substantially elliptical reflective surface. ) And at least one light source near the first focal point of the reflector and a converging lens whose focal plane is located near the second focal point of the reflector The present invention relates to a lighting module for a headlight of an automobile.
カットオフを備えた照明ビームを発生するための楕円タイプのヘッドライト、または像再生光学系を備えるヘッドライトは、周知である。 An elliptical type headlight for generating an illumination beam with a cutoff or a headlight with an image reproducing optical system is well known.
カットオフを備える照明ビームとは、上方での光強度が弱くなっている指向性限界、すなわちカットオフを含むビームを意味する。 An illumination beam with a cut-off means a beam that includes a directivity limit, ie a cut-off, in which the light intensity at the top is weak.
ディップビーム、フォグライトおよびロービームの機能として、現在の欧州の規則に従ったカットオフを備える照明ビームの例が挙げられる。 Examples of dip beam, fog light and low beam functions include an illumination beam with a cutoff according to current European regulations.
一般的に、楕円ヘッドライトでは、カットオフは、適合したプロフィルを有する垂直プレートにより形成されたシールドにより発生される。このシールドは、楕円レフレクタと収束レンズとの間に挟持され、レフレクタの第2焦点の近くに配置されている。 In general, in an elliptical headlight, the cut-off is generated by a shield formed by a vertical plate with a matched profile. This shield is sandwiched between the elliptical reflector and the converging lens and is located near the second focal point of the reflector.
このシールドは、光源から発生され、レフレクタにより、収束レンズの焦点平面の底部に向けて反射された光線を暗くし、この光線は、シールドがない場合、ヘッドライトにより、カットオフよりも上方に放出されることになる。 This shield darkens the light generated by the light source and reflected by the reflector towards the bottom of the focal plane of the converging lens, and this light is emitted above the cutoff by the headlight if there is no shield. Will be.
このタイプのヘッドライトの1つの欠点は、光源から放出される光エネルギーの大部分が、シールドの背面で散逸することである。更にこのタイプのモジュールは、二重機能、すなわちメインビーム機能とディップビーム機能とを有していない。 One drawback of this type of headlight is that most of the light energy emitted from the light source is dissipated at the back of the shield. Furthermore, this type of module does not have a dual function, ie a main beam function and a dip beam function.
米国特許第4914747号には、この問題に対する解決案が示されている。
この明細書では、長手方向水平光軸にほぼ沿って、後方から前方に向いて、各々が光線のための反射空間の境界を定めるとともに、ほぼ楕円形の反射表面を備える楕円タイプの2つのレフレクタと、各レフレクタの第1焦点の近くにそれぞれ配置された2つの光源と、焦点平面が、前記第1レフレクタの第2焦点の近くに配置された収束レンズとを備え、前記第1レフレクタが、水平の平面状反射表面も備え、この反射表面の頂部面が反射性であり、この反射表面が、前記第1光源によって発生されるビームの反射空間の垂直方向かつ下方の境界を定め、前記第1レフレクタが、更にこのレフレクタの第2焦点の近くに配置された、カットオフエッジと称される前方端部エッジを備え、照明ビーム内にカットオフを形成するようになっている、カットオフを有するタイプの照明ビームを発生する自動車のヘッドライト用照明モジュールが記載されている。
U.S. Pat. No. 4,914,747 provides a solution to this problem.
In this specification, two reflectors of the elliptical type, each substantially delimiting a reflective space for light rays, substantially along the longitudinal horizontal optical axis, each defining a reflective space for light rays and having a substantially elliptical reflective surface And two light sources respectively disposed near the first focal point of each reflector, and a focal plane having a converging lens disposed near the second focal point of the first reflector, the first reflector comprising: A horizontal planar reflective surface, the top surface of the reflective surface being reflective, the reflective surface defining a vertical and lower boundary of a reflective space of a beam generated by the first light source; One reflector is further provided with a front end edge, called a cut-off edge, located near the second focal point of the reflector, so as to form a cut-off in the illumination beam. Automotive lighting module of the headlight for generating an illumination beam of the type with a cut-off is described.
この従来技術によれば、フィラメントによって形成される第1光源には、この光源から発生される単一の上向きビームを発生する底部キャップが設けられている。従って、この第1光源に関連する第1楕円レフレクタは、ディップビーム機能を満たすよう、この第1光源に従って好適に設計できる。 According to this prior art, the first light source formed by the filament is provided with a bottom cap that generates a single upward beam generated from this light source. Accordingly, the first elliptical reflector associated with the first light source can be suitably designed according to the first light source to satisfy the dip beam function.
他方、第2光源、例えばフィラメントも、上向きかつ下向きに発光できる。メインビーム機能を満たすよう、第2光源に関連する第2レフレクタを、メインビーム機能を満たすように、第2光源に従って最適に設計できれば、この第2光源の選択ににより構成される上方ビームおよび第1光源の選択によって、一部が構成され第1レフレクタでの反射が生じる。1回反射されたこのビームが、メインビーム機能に関与する場合、このビームの機能は、第1レフレクタに関し、ディップビームに関連する基準に依存するので、この機能を最適にすることはできない。 On the other hand, the second light source, such as a filament, can also emit light upward and downward. If the second reflector associated with the second light source can be optimally designed according to the second light source to satisfy the main beam function so as to satisfy the main beam function, the upper beam constituted by the selection of the second light source and the second beam By selecting one light source, a part of the light source is formed and reflection at the first reflector occurs. If this single reflected beam is involved in the main beam function, this function cannot be optimized as it depends on the criteria associated with the dip beam with respect to the first reflector.
この結果、偶然に得られる効果を制御しないまま組み合わせたり、または必要な機能を得るための試行を、何回も行なわなければならなくなる。 As a result, the effects obtained by chance must be combined without being controlled, or trials to obtain a required function must be performed many times.
本発明は、この問題を解決するものであり、そのために本発明では、長手方向水平光軸にほぼ沿って後方から前方に向かって、各々が光線のための反射空間の境界を定めると共に、ほぼ楕円形の反射表面を備えた楕円タイプの2つのレフレクタと、各レフレクタの第1焦点の近くにそれぞれ配置された2つの光源と、焦点平面が前記第1レフレクタの第2焦点の近くに配置された収束レンズとを備え、前記第1レフレクタが、水平の平面状反射表面も備え、この反射表面の頂部面が反射性であり、この反射表面が、前記第1光源によって発生されるビームの反射空間の垂直方向かつ下方の境界を定め、前記第1レフレクタが、更にこのレフレクタの第2焦点の近くに配置された、カットオフエッジと称される前方端部エッジを備え、前記第1レフレクタのこの平面状表面が、前記第1レフレクタの焦点をほぼ通過する水平平面に配置されている、カットオフを有するタイプの照明ビームを発生する自動車のヘッドライト用照明モジュールにおいて、前記第2光源が、第2レフレクタにしか光ビームを発生しないようになっており、かつ前記光源のうちの少なくとも1つが、発光ダイオードから成ることを特徴とする、自動車用照明モジュールを提案するものである。 The present invention solves this problem, and for this reason, in the present invention, each of which demarcates the reflective space for the light beam, substantially from the rear to the front substantially along the longitudinal horizontal optical axis, and substantially Two elliptical reflectors with an elliptical reflective surface, two light sources respectively located near the first focus of each reflector, and a focal plane located near the second focus of the first reflector The first reflector also includes a horizontal planar reflective surface, the top surface of the reflective surface is reflective, and the reflective surface reflects the beam generated by the first light source. Defining a vertical and lower boundary of the space, the first reflector further comprising a front end edge, referred to as a cut-off edge, disposed near the second focal point of the reflector; In an illumination module for a headlight of an automobile that generates an illumination beam of the type having a cutoff, the planar surface of the reflector being arranged in a horizontal plane substantially passing through the focal point of the first reflector, the second light source However, the present invention proposes a lighting module for an automobile, which generates a light beam only on the second reflector, and at least one of the light sources comprises a light emitting diode.
従って、各光源は、対応する楕円レフレクタによって境界が定められた半反射空間において、別々に光を放出する。これによって、その機能および光の放射を、簡単かつ正確に制御することが可能となる。 Thus, each light source emits light separately in a semi-reflective space delimited by a corresponding elliptical reflector. This makes it possible to easily and accurately control its function and light emission.
本発明に係わる照明モジュールにより、関連する交通規則上の照明の二重機能、好ましくはメインビーム機能、およびディップビーム機能を満たすために、各光源が放出する光束の大部分は、モジュールが発生する光ビーム内で使用される。 With the lighting module according to the invention, in order to fulfill the dual function of the lighting according to the relevant traffic rules, preferably the main beam function, and the dip beam function, most of the luminous flux emitted by each light source is generated by the module. Used in the light beam.
好ましい実施例によれば、この装置は、不透明なカウリングによって分離された2つの光源を備えている。 According to a preferred embodiment, the device comprises two light sources separated by an opaque cowling.
第1楕円レフレクタの第2焦点と、第2楕円レフレクタの第2焦点とは、実質的に統合されていることが好ましい。 Preferably, the second focal point of the first elliptical reflector and the second focal point of the second elliptical reflector are substantially integrated.
頂部面が反射性となっている水平の平面状反射表面は、反射性コーティングを支持する透明部品から成っていることが好ましい。 The horizontal planar reflective surface, the top surface of which is reflective, preferably consists of a transparent part that supports the reflective coating.
この特性によって、第1レフレクタにより反射される光ビームにより、この反射面に厚みの像に対応するホール、すなわち、デッド光ゾーンを、前記反射コーティングの厚みに限定することができる。この反射コーティングは、例えばアルミニウムを真空蒸着することによって製造でき、約500nmから数可視波長の大きさのほぼ数マイクロメータまでの厚さを有する。 Due to this property, the light beam reflected by the first reflector can limit the hole corresponding to the image of thickness on the reflecting surface, that is, the dead light zone, to the thickness of the reflective coating. This reflective coating can be produced, for example, by vacuum evaporation of aluminum and has a thickness of about 500 nm to about several micrometers with a size of several visible wavelengths.
更にこの透明部品は、第2レフレクタが反射する光ビームに関連する光学的機能も有する。その理由は、この透明部品は、この光学ビームを通過するからである。 The transparent component also has an optical function related to the light beam reflected by the second reflector. This is because the transparent part passes through the optical beam.
この通過の光学的損失を制限するために、前記透明部品は、第2楕円レフレクタの第2焦点を中心とする球状の底部面を有することが好ましい。 In order to limit the optical loss of this passage, the transparent part preferably has a spherical bottom surface centered on the second focal point of the second elliptical reflector.
従って、第2レフレクタでの反射によって放出される光線は、この底部面に対して直角である。 Therefore, the light beam emitted by the reflection at the second reflector is perpendicular to this bottom surface.
第1レフレクタのほぼ楕円の表面は、長手方向軸線を中心とするほぼ回転体の部品の回転角セクターによって形成される。この回転角セクターは、レフレクタの平面状表面よりも上で、垂直に延びていることが好ましい。 The substantially elliptical surface of the first reflector is formed by a rotation angle sector of a substantially rotating part centered on the longitudinal axis. This rotational angle sector preferably extends vertically above the planar surface of the reflector.
第2レフレクタのほぼ楕円状の表面は、いわゆる回転軸線を中心とするほぼ回転体の回転角セクターによって形成されていることが好ましい。 The substantially elliptical surface of the second reflector is preferably formed by a rotation angle sector of a substantially rotating body centered on a so-called rotation axis.
第1レフレクタの光軸と第2レフレクタの回転軸線とは、割線であることが好ましい。 The optical axis of the first reflector and the rotation axis of the second reflector are preferably secant lines.
本発明の別の特徴は、次のとおりである。
レフレクタの平面状表面は、そのカットオフエッジから、少なくとも前記レフレクタの1焦点の近くのポイントまで、長手方向後方に向かって延びている。
Another feature of the present invention is as follows.
The planar surface of the reflector extends longitudinally rearward from its cut-off edge to at least a point near one focal point of the reflector.
第1レフレクタに関連する光源の光拡散軸線は、このレフレクタの平面状表面とほぼ直角となるように、前記光源は、モジュール内に配置されている。 The light source is arranged in the module so that the light diffusion axis of the light source associated with the first reflector is substantially perpendicular to the planar surface of the reflector.
第1レフレクタの平面状表面のカットオフエッジは、レンズの焦点平面の曲率にほぼ従うよう、水平平面においてカーブしたプロフィルを有する。 The cut-off edge of the planar surface of the first reflector has a profile that is curved in the horizontal plane to approximately follow the curvature of the focal plane of the lens.
本発明は、二重照明機能用の、前に説明した少なくとも1つの照明モジュールを備える自動車用ヘッドライトにも関する。 The invention also relates to an automotive headlight comprising at least one illumination module as described above for a dual illumination function.
この二重機能は、ディップビームモードの照明機能と、メインビームモードの照明機能とを備えることが好ましい。 This dual function preferably includes a dip beam mode illumination function and a main beam mode illumination function.
添付図面を参照し、次の詳細な説明を読めば、本発明の上記以外の特徴および利点が明らかとなると思う。 Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description when read in conjunction with the accompanying drawings.
図1は、本発明に従って製造された照明モジュール10を略示している。
FIG. 1 schematically shows a
この照明モジュールは、従来通り、長手方向水平光軸A−Aに沿って、後方から前方に配置された楕円タイプの第1レフレクタ12と、この第1レフレクタ12の第1焦点F1の近くに配置された第1光源14と、第1レフレクタ12の第2焦点F2の近くに焦点平面が配置された収束レンズ16とを備えている。
This illumination module is arranged in the vicinity of the
第2レフレクタ12とレンズ16とは、照明モジュール10の光学系の一部を形成している。
The
光軸A−Aは、本例では発明を限定することなく、長手方向の水平方向と後方から前方への向きを定めている。後方から前方への向きは、図における左から右への配きに対応している。この光軸A−Aは、例えば照明モジュール10が装備された自動車(図示せず)の長手方向軸線とほぼ平行となっている。
In this example, the optical axis AA defines the horizontal direction in the longitudinal direction and the direction from the rear to the front without limiting the invention. The direction from the rear to the front corresponds to the left-to-right distribution in the figure. This optical axis AA is substantially parallel to the longitudinal axis of a vehicle (not shown) equipped with the
本明細書の残りの部分では、発明を限定することなく、図1における頂部から、底部への向きに、垂直の向きを対応させることにする。 In the remainder of this specification, without limiting the invention, the vertical orientation will correspond to the orientation from the top to the bottom in FIG.
集束レンズ16は、長手方向の光軸A−Aを中心とする回転体部分である。このレンズ16は、光線に対する横方向入口表面17を、第1レフレクタ12に対向して備えている。
The focusing
ここに示された実施例によれば、第1レフレクタ12は、実質的な回転体部分の回転角セクターとして製造された楕円表面18を備え、この楕円表面18は、長手方向の光軸A−Aを貫通する軸方向水平平面よりも上に位置する半空間内に延びている。
According to the embodiment shown here, the
楕円表面18の内側面20は、反射性となっている。
The
楕円表面18は、完全に楕円でなくてもよく、モジュール10が発生する「ディップビーム」照明機能に従い、モジュール10が発生する照明ビームの光分布を最適にするようになっているいくつかの特殊なプロフィルを有していてもよい。従って、このことは、レフレクタが完全な回転体ではないことを意味している。
The
本発明の要旨によれば、第1レフレクタ12は、頂部面24が反射性である平らな水平表面22を備えている。
In accordance with the subject matter of the present invention, the
第1レフレクタ12は、第1光源14が発する光線に対する反射空間の境界を定める。すなわち、光線が発せられ、光線が反射される空間の境界を定めている。この反射空間は、頂部部分の境界が楕円表面18の内側反射面20によって定められ、垂直下方部分の境界は、平面22の反射面24によって定められている。
The
平面22は、ここでは軸方向の水平平面に延びている。
The
図2〜図7は、この第1レフレクタ12、レンズ16および平面22のみしか示していない。
2 to 7 show only the
この平面22は、後方部分の境界が楕円表面18との交点において、楕円エッジ26によって定められ、前方までの境界は、前方長手方向端部エッジ28によって定められている。変形例では、軸線A−Aに直角であり、光源14の前方において、光源14の近くを通過する直線の線分によって、後方まで平面22の境界を定めることができる。
The
平面22の前方端部エッジ28は、レフレクタ12の第2焦点F2の近くに配置されており、照明モジュール10が発生する照明ビーム内に、十分に鋭いカットオフを形成している。
The
従って、本明細書の残りの部分では、この前方端部エッジ28を、「カットオフエッジ28」と呼ぶ。
Accordingly, in the remainder of this specification, this
レンズ16の焦点F2を通過する水平平面におけるレンズ16の焦点平面は、前方に向かって凹状となっているカーブしたプロフィルを形成している。この実施例では、このプロフィルのカーブした形状は多少複雑であり、第1近似として円弧に類似しており、従って、カットオフエッジ28は、レンズ16の焦点平面のプロフィルにほぼ従うよう、水平平面におけるカーブしたプロフィルを有することが好ましい。
The focal plane of the
本明細書に示す実施例においては、反射平面22は、準楕円後方部分30を備え、この後方部分の境界は、楕円エッジ26および楕円表面18の準円形正面エッジ34の直径32によって定められている。
In the embodiment shown herein, the
反射平面22は、ほぼ台形の二等辺前方部分36を備え、この前方部分36は、楕円表面18の直径32、2つの横方向エッジ38、40、およびカットオフエッジ28によって境界が定められている。
The
本明細書に示された実施例によれば、前方部分36の横方向の幅は、前方に向かって徐々に広がっているので、カットオフエッジ28の横方向の幅は、レンズ16の入力表面の直径とほぼ等しい。
According to the embodiment shown herein, the lateral width of the
図3に示す変形実施例によれば、平面22は、前方部分36しか含むことができない。この前方部分36は、カットオフエッジ28から、レフレクタ12の第1焦点F1と第2焦点F2との間に位置する光軸A−A上の所定ポイントまで、後方に向かって軸方向に延びている。
According to the variant shown in FIG. 3, the
光源14は、平面22より上に位置する少なくとも1つの半空間内に、光エネルギーを放出し、かつ楕円表面18の内側面22に向けて光エネルギーを放出するようになっている。
The
光源14は、封入型発光ダイオード44であることが好ましい。
The
発光ダイオード44とは、光エネルギーを発生する接合部だけでなく、接合部の頂部部分を囲む発光グローブまたはキャップも意味する。
The
この発光ダイオード44は、図4に示された電子支持プレート42に従来通り取り付けられており、この支持プレート42は、平面22より下に平行に配置されている。
The
発光ダイオード44は、平面22とほぼ直角な発光軸線B−Bを有する。
The
発光ダイオード44は、発光軸線B−Bをほぼ中心とし、180度未満の立体角に光エネルギーを放出する。
The
この構造によって、ダイオード44は、楕円表面18の内側面20へ向けて、大部分の光エネルギーを放出できる。
With this structure, the
本発明に係わる発光モジュール10の作動原理は、次のとおりである。
The operation principle of the
光源14は、楕円レフレクタ18の第1焦点F1と統合されるポイントのまわりに、わずかな幅を有すると仮定する。
Assume that the
光源14によって放出され、カットオフエッジ28の上を通過し、一次光線R1と表示する光線について、まず検討する。
Consider first the light beam emitted by the
光源15は、楕円レフレクタ18の第1焦点F1に配置されているので、光源14によって放出された一次光線R1の大部分は、楕円表面18の内側面20に反射された後に、レフレクタ18の第2焦点F2またはその近くへ向けて戻される。
Since the light source 15 is disposed at the first focal point F 1 of the
これら一次光線R1は、レンズ16の焦点F2にて集中光像を形成し、この光像は、レンズ16により照明モジュール10の前方にて長手方向軸線A−Aとほぼ平行、かつ下に向いた方向に投射される。
These primary rays R1 form a concentrated light image at the focal point F2 of the
第2に、平面22がなかったと仮定した場合に、カットオフエッジ28の下方を通過し、光源14が放出する光線R2(以下、二次光線R2と称す)について検討する。
Secondly, a light ray R2 (hereinafter referred to as a secondary light ray R2) emitted from the
この二次光線R2は、楕円表面18の内側面20によって、反射平面22へ向けて反射されるので、この二次光線R2は、前方に向かって2回反射される。
Since the secondary ray R2 is reflected toward the
この第2回目の反射時に、二次光線R2は、レンズ16の入力表面17の頂部部分に向けて反射される。従って、レンズ16の収束性質により、二次光線R2は、下方に向けて偏向される。従って、二次光線R2は、光線R1が放出されるゾーンと同じゾーンにおいて、照明ビーム内におけるカットオフよりも下方で放出される。
During the second reflection, the secondary ray R2 is reflected toward the top portion of the
二次光線R2の平面22における反射場所が、カットオフエッジ28に近づけば近づくほど、従って、レンズ16の焦点平面に近づけば近づくほど、レンズ16の出口における二次光線R2の方向は、長手方向軸線A−Aに平行な方向により近づく。
The closer the reflection location on the
本発明に係わる照明モジュール10の1つの利点は、シールドを含む従来の照明モジュールの場合と同じように、光源14が放出する光線のかなりの部分を、暗くしないということである。
One advantage of the
この反射平面22によって、レフレクタ12の第2焦点F2において、レフレクタ12の楕円表面18によって反射される光源14の像を曲げることが可能となる。
This
その理由は、平面22がない場合、これら像の一部はカットオフエッジ28が発生する垂直平面における、カットオフエッジ28が形成する限界点をまたがなければならないからである。各光像は、カットオフエッジ28よりも上に位置する頂部部分と、カットオフエッジ28よりも下方に位置する底部部分とを含むことになる。反射平面22により、各像の底部部分は、あたかも頂部部分に底部部分が折りたたまれたかのように、上向きに反射されるので、この光像部分は、カットオフエッジ28が発生する垂直平面において、カットオフエッジ28よりも上方にて重ねられる。
The reason is that in the absence of the
このような光像の折りたたみにより形成される折りたたみ部は、レンズ16が投射する照明ビームにおいて、シャープなカットオフ部を形成することに役立つ。
The folding part formed by folding the optical image is useful for forming a sharp cut-off part in the illumination beam projected by the
本発明にかかわる照明モジュール10は、照明モジュールにおける光源14として、発光ダイオード44を使用することに関連した特定の利点も有する。
The
その理由は、ダイオードに対応する仮想光源の像がほぼ丸く拡散するからである。 The reason is that the image of the virtual light source corresponding to the diode diffuses almost circularly.
光源およびフレンネルレンズを使用するか、または光源および複雑な表面タイプのレフレクタを使用する照明モジュールから照明ビーム内にカットオフを発生するには、交通規則を満たす照明ビームを有効にするように働く測定スクリーン上で、光源の像のエッジを整合させる必要がある。 To generate a cut-off in the illumination beam from an illumination module that uses a light source and a Fresnel lens, or that uses a light source and a complex surface type reflector, it works to enable the illumination beam to meet traffic rules It is necessary to align the edges of the image of the light source on the measurement screen.
光源がフィラメントであるとき、その虚像は、ほぼ長方形をしているので、長方形のエッジを製造することによって、比較的容易にシャープなカットオフを発生できる。 When the light source is a filament, the virtual image has a substantially rectangular shape, and a sharp cut-off can be generated relatively easily by manufacturing a rectangular edge.
光源がダイオードであるときは、形状の丸い、対応する像を整合することによって、シャープなカットオフを得ることはより困難である。 When the light source is a diode, it is more difficult to obtain a sharp cut-off by aligning the corresponding images with rounded shapes.
この問題は、ダイヤフラムとダイオードとを使用することによって解決できるが、ダイオードが発生するかなりの量の光像が失われることになる。 This problem can be solved by using a diaphragm and a diode, but a significant amount of the optical image generated by the diode is lost.
本発明の照明モジュール10により、ダイオード44により、シャープなカットオフを発生することが可能となる。その理由は、ダイオードは、光学系11のエッジの像、すなわちカットオフエッジ28の像を正面に投射するからである。
With the
従って、照明ビームにおけるカットオフの形状は、垂直かつ横方向平面における投影像におけるカットオフエッジ28のプロフィルによって決定される。
Accordingly, the shape of the cutoff in the illumination beam is determined by the profile of the
ダイオードから、照明モジュールを製造する際の別の問題は、ダイオードが放出する光ビームにおける光エネルギーの分布が一様でないということから生じる。従って、ダイオードの直接像から、一様な照明ビームを発生することは極めて困難である。 Another problem in manufacturing lighting modules from diodes arises from the non-uniform distribution of light energy in the light beam emitted by the diodes. It is therefore very difficult to generate a uniform illumination beam from a direct image of the diode.
本発明の照明モジュール10は、レフレクタ12の第2焦点F2における光源の像を「混合する」楕円照明モジュールの性質を利用することにより、この問題を解決しており、これによって、発生される照明ビームの一様性の問題が改善される。
The
本発明の照明モジュール10の1つの利点は、ほぼ半空間内に発光する封入型ダイオード44の性質を利用することである。これによって、ダイオード44が発する光束の80%よりも多くを捕捉できるとともに、従来のディップビーム楕円ヘッドライトにおいて、光束の50%未満を捕捉することが可能となる。
One advantage of the
図2〜図4に略示された第1実施例によれば、個別部品を組み立てることによって、照明モジュール10が製造される。
According to the first embodiment shown schematically in FIGS. 2 to 4, the
この照明モジュール10は、例えばレフレクタ12の楕円部分を形成する要素18と、レフレクタ12の平面を形成する要素22と、収束レンズを形成する要素16とを備えている。
The
楕円部分18の内側面、および平面22の頂部面には、例えば反射性材料がコーティングされている。
The inner surface of the
光源14が発光ダイオード44である場合では、ランプと比較して、このタイプの光源の熱散逸量が少ないことに鑑み、例えば嵌合によって組み立てられるポリマー部品として、個別部品を製造することができる。
In the case where the
レンズ16は、フレンネルレンズとすることができる。
The
図5に略示された本発明の別の実施例によれば、照明モジュール10の光学系11は、透明材料、例えばPMMA(ポチメチルメタクリレート)からなる中実の一体的光学部品として製造されている。
According to another embodiment of the invention schematically illustrated in FIG. 5, the
この中実光学部品は、例えばモールド成形または機械加工によって製造される。
レフレクタ12によって境界が定められる反射空間において、光源14が発する光線の反射を可能にするために、レフレクタ12の楕円部分18の外側表面および反射器12の平面22の外側表面、本例では底部に、反射材料をコーティングする。
This solid optical component is manufactured, for example, by molding or machining.
In the reflection space bounded by the
レフレクタ12の所定の部分に対し、反射性材料を使用することなく、レフレクタ12によって境界が定められる反射空間内へ光線の反射を生じさせるよう、空気よりも屈折率が大きい媒体内で、全反射特性を利用することができる。レフレクタ12のこれら部分は、純楕円形と若干異なる形状を有する。
Total reflection in a medium having a higher refractive index than air so as to cause reflection of light into a reflective space delimited by the
この第2実施例によれば、光源14が発する光線は、照明モジュール10の光学系11を構成する材料内を伝搬し、次に集束レンズ16の正面を通って、光学系11から出る。
According to the second embodiment, the light beam emitted from the
光線は、第1実施例では、空気内を伝搬するが、第2実施例では、ある材料内を光線が伝搬するということは、本発明に係わる照明モジュール10の作動原理にかなりの影響を与えるものではない。
In the first embodiment, the light beam propagates in the air. In the second embodiment, the light beam propagates in a certain material, which has a considerable influence on the operating principle of the
反射平面22は、発光ダイオード44のキャップに相補的な形状のキャビティを備えていることが好ましい。
The
例えば、ダイオード44のキャップが半球形状となっている場合、キャビティも実質的に半球状である。
For example, when the cap of the
この第2実施例の変形例では、レフレクタ12は、収束レンズ16を形成する部品と異なる透明材料から、一体的部品として製造される。
In the modification of the second embodiment, the
図6に示す本発明の変形実施例によれば、いくつかの発光ダイオード44により、光源14を製造できる。
According to the variant embodiment of the invention shown in FIG. 6, the
発光ダイオード44は、レフレクタ12の第1焦点F1に概ね配置されるよう、互いに極めて接近させなければならないことに留意すべきである。
例えば図6によれば、2つのダイオード44は、長手方向の光軸A−Aに直角な方向に整合することが好ましい。
It should be noted that the
For example, according to FIG. 6, the two
この結果得られる光源14は、発光ダイオード44が発する照明ビームが重なるので、長さが長い光源と等価的である。
The
従って、このようにダイオード44を配置することによって、照明モジュール10が発生する光ビームを広げることが可能となる。
Therefore, by arranging the
カットオフを有する、交通規則に適合した照明機能、例えば「ディップビーム」照明機能を満たすには、自動車のヘッドライトは、同時に機能するいくつかの同一の照明モジュールによって製造することが好ましい。 In order to fulfill a traffic regulation-compliant lighting function, such as a “dip beam” lighting function, with a cut-off, the vehicle headlight is preferably produced by several identical lighting modules that function simultaneously.
この照明モジュール10は、並列に配置される。すなわち、光軸A−Aは互いに実質的に平行である。
従って、照明モジュール10の各々によって生じる照明ビームは、カットオフを有する交通規則を満たす照明ビームを発生するように、自動車の前方で重ねられる。
The
Thus, the illumination beam produced by each of the
例えば図7は、ディップビーム機能を満たし、同一の4つの照明モジュール10を使用する自動車用ヘッドライト46を示す。
For example, FIG. 7 shows an
ディップ照明ビームは、所定角度、例えば15度だけ傾斜した部分を有するカットオフを含むので、ヘッドライト46の2つの照明モジュール48は、それらの長手方向の光軸A−Aを中心として15度だけ回転され、水平平面に対して、15度だけ傾斜したカットオフを備えた照明ビームを発生する。
The dip illumination beam includes a cut-off having a portion that is inclined at a predetermined angle, for example 15 degrees, so that the two
他の2つの照明モジュール50は、水平方向のカットオフを有する照明ビームを形成する。
The other two
4つの照明モジュール10によって発生される照明ビームの重ね合わせは、水平部分および15度だけ傾斜された部分を有する交通規則を満たす照明ビームを形成する。
The superposition of the illumination beams generated by the four
本発明の変形実施例(図示せず)によれば、光ファイバークラスターの自由端によって光源14を形成できる。
According to a modified embodiment (not shown) of the present invention, the
光ファイバーの1つの欠点は、ファイバーのコアを囲むシースにより、明るいコアと暗い環状体とを備える光ビームを形成することである。 One drawback of optical fibers is that the sheath surrounding the fiber core forms a light beam with a bright core and a dark annulus.
従って、例えば複雑な表面タイプのレフレクタを使用する自動車用ヘッドライトで使用されるときのこのタイプの光源は、シースにより、暗い領域によって囲まれたピクセル状の像を照明ビーム内に形成する。 Thus, this type of light source, for example when used in automotive headlights using complex surface type reflectors, forms a pixel-like image in the illumination beam surrounded by a dark area by means of a sheath.
本発明に係わる光モジュール10の1つの利点は、照明ビーム内に光ファイバーのピクセルが見いだされないよう、レフレクタ12の第2焦点F2で光源14のすべての像を混合できるということである。
One advantage of the
次に図8に関連する図1を参照する。更に、これまで既に詳細に説明したことのほかに、二重機能、すなわちディップ機能およびメインビーム機能を満たすには、自動車のヘッドライトに装備するようになっている本発明に係わるモジュールは、ほぼ長手方向水平光軸A−Aに沿って、背面から正面に配置された、光線のための反射空間の境界を定め、概ね楕円形の反射表面18’、20’を備える楕円タイプの第2レフレクタ12’と、第2レフレクタ12’の第1焦点F1’の近くに配置された第2光源14’も備えている。この第2光源14’は、単一光ビームを下方に放出するようになっている。
Reference is now made to FIG. 1 in conjunction with FIG. Furthermore, in addition to what has already been described in detail so far, in order to fulfill the dual function, i.e. the dip function and the main beam function, the module according to the invention, which is adapted to be mounted on the headlight of an automobile, A second reflector of the elliptical type comprising a reflective surface 18 ', 20' which is generally elliptical, defining a reflective space for the light beam, disposed along the longitudinal horizontal optical axis A-A from the back to the front. 12 ′ and a second
第2レフレクタ12’および第2光源14’は、第1光源18および第1光源14にそれぞれ類似のものにすることができる。従って、これらは、既に説明した対応するすべての特徴を有するので、これらについての説明を繰り返すことはしない。
The second reflector 12 'and the second light source 14' can be similar to the
これを行うため、2つの発光ダイオードまたは2組の発光ダイオードであることが好ましい、選択的制御装置を備える2つの光源14、14’は、不透明のカウリング60によって分離されており、このカウリングは、可能な場合には放熱器および制御回路を含むことができる。
To do this, the two
上記から既に判るように、このレフレクタ12のほぼ楕円の表面は、長手方向光軸A−Aを中心とするほぼ回転体の回転角セクターによって形成されており、この回転角セクターは、レフレクタの平面22よりも上に垂直方向に延びている。
As can already be seen from the above, the substantially elliptical surface of the
第2レフレクタのほぼ楕円の表面の一部は、いわゆる回転軸線A’−A’を中心とするほぼ回転体の回転角セクターによって形成されている。第1レフレクタの光軸A−Aと第2レフレクタの回転軸線A’−A’とは、割線であることが好ましい。 A part of the substantially elliptical surface of the second reflector is formed by a rotation angle sector of a substantially rotating body about a so-called rotation axis A′-A ′. The optical axis AA of the first reflector and the rotation axis A′-A ′ of the second reflector are preferably secant lines.
第2楕円レフレクタ12’は、第1レフレクタ12の第2焦点F2とほぼ統合された第2焦点を有するようになっている。従って、第1レフレクタの光軸A−Aと第2レフレクタの回転軸線A’−A’とは、ほぼこの第2焦点F2で互いに交差している。
The second
頂部面24が反射性となっている水平反射表面22は、その頂部面に反射コーティングを支持し、反射性頂部表面24を形成する透明部品22’から成っている。この透明部品22’は、ほぼ第2焦点F2を中心とする球状底部表面22Aを有する。この透明部品のレンズ16に向く側面22bの一部は、第1レフレクタ12の頂部エッジ34を第2焦点F2に接続する直線によって、垂直平面として構成された一定表面によって構成されることが好ましい。
The horizontal
この透明部品22’は、PMMA(ポリメチルメタクリレート)から製造することが好ましく、反射コーティングは、アルミを真空蒸着したものである。 The transparent part 22 'is preferably manufactured from PMMA (polymethyl methacrylate), and the reflective coating is formed by vacuum-depositing aluminum.
特に図4を参照し、関連する反射表面22を有する第1楕円レフレクタ12に関連して、モジュールの光学的機能については、既に説明した。
With particular reference to FIG. 4, the optical function of the module has already been described in relation to the first
この機能を、図1を参照して要約すると、第1光源14が機能する間、光源14から放出される一次光線の大部分は、楕円表面18の内側面20で反射された後に、レフレクタ18の第2焦点F2またはその近くに向けて戻される。二次光線は、楕円表面18の内側面20によって、反射表面22に向けて反射されるので、これら光線の前方に向かう2回目の反射がなされる。従って、この反射表面22は、折りたたみ機能を奏する。
To summarize this function with reference to FIG. 1, while the
図9には、レンズ16から出力される、モジュールが放出する光ビームの投影像I1が、略図で示されている。このモジュールの第1機能は、自動車のヘッドライトのディップモードに対応している。
FIG. 9 schematically shows a projected image I1 of the light beam emitted from the
第2光源14’の同時切り替え中、光源14’が放出する一次光線R1’の大部分は、楕円表面18の内側面20で反射された後、第2焦点F2またはその近くに向けて戻される。透明部品22’の底部表面22Aに直交するこれら光線は、表面22A上のガラスの反射による損失を除き、光学的な損失を受けることなく、透明部品を通過し、次に軸線A−Aの上方でレンズ16によって戻される。
During the simultaneous switching of the second
図10には、レンズ16から出力される、モジュールによって放出された光ビームの投影像が、略図で示されている。前の像I1に対して像I2が追加されている。モジュールのこの第2機能は、特に自動車のヘッドライトのメインビーム機能に対応している。
In FIG. 10, a projected image of the light beam emitted by the module output from the
部品22’の透明性、およびその反射コーティング24の薄く、かつ見ることのできない厚さに関し、当該2つの像I1およびI2は、目には連続しており、単一の光ビームを形成している。
With respect to the transparency of the part 22 'and the thin and invisible thickness of its
10 照明モジュール
12 第1レフレクタ
12’ 第2レフレクタ
14 第1光源
14’ 第2光源
16 収束レンズ
18 楕円表面
18’ 第2レフレクタ
20 内側面
22 反射表面
22’ 透明部品
22A 底部表面
24 頂部面
46 ヘッドライト
48 照明モジュール
50 照明モジュール
60 カウリング
A−A 光軸
F1 第1焦点
F2 第2焦点
DESCRIPTION OF
22 reflective surface 22 '
Claims (13)
前記第2光源が、第2レフレクタ(12)にしか光ビームを発生しないようになっており、かつ前記光源(14)(14’)のうちの少なくとも1つが、発光ダイオードから成ることを特徴とする自動車用照明モジュール(10)。 Along the longitudinal horizontal optical axis (A-A), from the rear to the front, each delimits a reflective space for light rays, and a substantially elliptical reflective surface (20) (20 '). Two reflectors (12) and (12 ') of the ellipse type provided, and two light sources (14) respectively arranged near the first focal points (F1) and (F1') of the reflectors (12) and (12 ') 14 ′) and a converging lens (16) whose focal plane is located near the second focal point (F2) of the first reflector (12), the first reflector comprising a horizontal planar reflective surface ( 22), the top surface (24) of the reflective surface is reflective, the reflective surface (22) delimiting the vertical and lower boundary of the reflective space of the beam generated by the first light source. The first reflector further includes a reflector With a front end edge (28), called a cut-off edge, located near the two focal points (F2), this planar surface (22) of the first reflector is the first reflector (12) In an automotive headlight illumination module (10) for generating an illumination beam of the type having a cutoff, which is arranged in a horizontal plane substantially passing through the focal points (F1) (F2) of
The second light source is configured to generate a light beam only on the second reflector (12), and at least one of the light sources (14) and (14 ′) includes a light emitting diode. The automotive lighting module (10).
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