JP2016527686A - 照明システム、具体的には、照明方向に対して傾斜したプリント基板を備える自動車両用の照明部材 - Google Patents

Abstract

本発明は、１つの面に発光ダイオードを装備した剛性のプリント基板（９）を備える、とりわけ自動車両用ヘッドライト（１）のための照明システム（７）であって、剛性の基板（９）が、所定の照明システムの照明方向（Ｌ）に対して５０度から７０度の角度で傾斜していること、及び照明システム（７）が、それぞれの発光ダイオードと関連付けられ、関連付けられた発光ダイオードから発せられた光ビームを伝播し誘導するように形成された基本的光学モジュール（１１）を備えることであって、個別光学モジュールから出射する光ビームが照明方向（Ｌ）に対して実質的に平行になるようにする、備えること、を特徴とする照明システム（７）。【選択図】図１及び図２

Description

本発明は、照明システム、とりわけ、照明方向に対して傾斜したプリント基板を伴う自動車両用照明部材に関する。

幾つかの照明システムは、プリント回路に電気的に接続された発光ダイオード（一般的にはＬＥＤと呼ばれる）を装備したプリント基板を備える。プリント基板（しばしば頭文字でＰＣＢと呼ばれる）は、支持体、一般的にはプレートであって、複雑な電子回路を製造するため、一式の電子的構成要素をひとまとめに電気的に結合することを可能にする。このプレートは平面であり、絶縁材で分離された、銅の１以上の薄い層による組立品からなる。この種のプレートは、剛性または柔軟性を有し得る。照明装置においては、ＬＥＤを備えたプリント基板またはプレートは、良好な光を提供するため、一般的には望ましい照明の方向に対して直角に配置され、光ビームのほとんどは、ダイオードによってプリント基板に対して直角の方向に発せられる。しかし、自動車の分野、とりわけヘッドライトへの応用においては、このように照明方向に対して直角に配置することは、ヘッドライトに多大な大きさを強要し、デザインを制約する。

したがって、大きさを低減しデザインを多様化することを可能にするような照明装置が必要である。

この目的のため、本発明の目標は照明システム、とりわけ、１つの面に発光ダイオードを装備した剛性のプリント基板を備える自動車両用ヘッドライトに関する。この照明システムは、剛性の基板が所定の照明システムの照明方向に対して５０度から７０度の角度αで傾斜しており、照明システムが、それぞれの発光ダイオードと関連付けられ、関連付けられた発光ダイオードから発せられた光ビームを伝播し誘導するように形成された個別光学モジュールを備えており、これにより、前記個別光学モジュールから出射する前記光ビームが照明方向に対して平行または実質的に平行になることを特徴とする。

このように、各個別光学モジュールは、関連付けられたダイオードから発せられた光ビームを集めて、照明方向と実質的に平行な方向に光ビームの方向を整えるように形成される。これらの個別光学モジュールは特に、相互に別個であり、照明方向を横断する方向に互いに接していない。

こうして、１つの発光ダイオードからの光線全てからなる各光ビームは、望ましい方向に伝播され誘導される。発光ダイオードは、一般的には複数の光線を複数の方向に発する。したがってこれらの光線が形成する光ビームは、一般的には円錐形を示す。本実施例においては、光ビームの方向は、光ビームが画定する円錐形の対称軸の方向であると考えられている。したがって、光ビームを画定する円錐の対称軸が照明方向に対して平行（または実質的に平行）であるとき、光ビームは照明方向に対して平行（または実質的に平行）である。

本発明による装置によって、望ましい照明方向に対して剛性のプリント基板が直角に方向づけられている照明システムと比べて、照明システムの大きさを低減することが可能になる。このように大きさを省けることによって、この種の照明システムを装備する部材の重量を低減し、複雑なスタイルの形状でこの種の部材を設計することが可能になる。更に、この照明システムによって、高い照明品質、具体的には均一な照明を得ることが可能になる。

さらに具体的には、剛性の基板は、前記照明方向に対して５５度から６５度、例えば６０度の角度αで傾斜していることができる。

言い換えると、剛性の基板に対して垂直な直線は、本発明による照明システムの照明方向に対して、β＝９０度−αである角度βを形成する。

限定しないが有利には、照明方向が水平であるとき、剛性の基板は鉛直に配置され得る。

限定しないが有利には、照明システムは単一のプリント基板を備え得る。

各個別光学モジュールは、発光ダイオードから発せられた光ビームを集めて方向を整えるように形成される。これは、本個別光学モジュールの製造に適した形状及び／または材料を選択することによって達成される。例として、個別光学モジュールの一部は、方向を整える機能を有し得る。その方向を整える機能は例えば、入射光が、照明方向に対して平行もしくは実質的に平行な方向に、または照明方向により近い新しい方向を向くように別の反射壁に向けて、反射することを可能にするように個別光学モジュールの壁を適切に方向づけることによって達成される。この種の壁は、ダイオードから発せられた光ビームの特性の、及び剛性の基板の傾斜の関数として、光学の法則によって画定され得る。

限定しないが有利には、各個別光学モジュールは、関連付けられた発光ダイオードに面して配置された光ビーム入力部及び光ビーム出力部を備え得る。各個別光学モジュールは、入力部の側に、照明方向と実質的に平行な方向に前記光ビームの方向を整えるように形成された、光ビームの方向を整える部分を備え得る。

個別光学モジュールの入力部は、受光面、例えば関連付けられたＬＥＤから発せられた光ビームに対して実質的に直角をなす平面であり得る。

関連付けられた発光ダイオードに対する個別光学モジュールの配置は、光学モジュールがダイオードによって発せられた光の放射のほとんどを集めることを可能にするように、選択され得る。好ましくは、個別光学モジュールは、発せられた光の放射の７０から１００％、好ましくは放射の８０から１００％、更には放射の９０から１００％を集めることができるように、配置され得る。こうして、個別光学モジュールは、例えば関連付けられた発光ダイオードから０．５ｃｍから５ｃｍ程度の距離に配置され得る。

限定しないが有利には、本発明による照明システムは、複数の個別光学モジュールに接続された、少なくとも１つの集合光学モジュールを更に備える。前記集合光学モジュールは、個別光学モジュールから生じた光ビームを伝播し誘導するように形成されている。これによって、照明システムから出射される光束の均一性を改善することが可能になり得る。この設備によって、照明システムから出射する光束の造形（集合モジュールの出力部と同じ形状を有する）を作り出すことも、また可能になる。個別光学モジュールから生じた光ビームは、このように集合光学モジュールの入力部から出力部へと誘導される。入力部は、複数の個別光学モジュールから出射された光ビームを受光する。その光は次いで、集合光学モジュールの（概してその自由端で形成される）出力部を経由して出射される。具体的には、各個別光学モジュールは同一であり得、複数の個別光学モジュールの出力部は、１つの集合光学モジュールの入力部に接続され得る。言い換えれば、例えば平面である集合光学モジュールの入力部は、発光ダイオードを支持している剛性の基板と平行または実質的に平行である。この設備によって、照明システムから出射される光束の均一性を増強することもまた可能になる。

発光ダイオードは、剛性の基板上に列状に配置され得る。次いで、集合光学モジュールは、列をなしている発光ダイオードに関連づけられた、個別光学モジュールに接続されることができる。その結果、集合光学モジュールの製造をより簡便にすることができる。

剛性の基板上の発光ダイオードの配置に関わらず、２個の集合光学モジュールを一体として製造することができ、これによって照明システムから出射される光束の発光面を増大することが可能になる。

しかし、本発明は集合光学モジュールの形状及び配置によって限定されず、剛性の基板上の発光ダイオードの配列によっても限定されない。

限定しないが有利には、個別光学モジュールとそれに接続されている集合光学モジュールとの間の光線の損失を避けるため、各集合光学モジュールは、それが接続される個別光学モジュールと一体として製造され得る。

限定しないが有利には、各個別光学モジュール及び可能であれば各集合光学モジュールは、ポリマー素材またはガラスで形成され得る。ポリマー素材またはガラスは好ましくは半透明（ｔｒａｎｓｌｕｃｅｎｔ）または透明（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）で、その容積内で伝わる少なくとも１つの光ビーム、とりわけ発光ダイオードから発せられた光ビームを伝播及び誘導するのに好適である。使用される素材は、ガラスまたはポリマータイプで有色または無色の素材、例えばポリカーボネートまたはポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）といった、光の放射を誘導するのに好適な任意の素材であり得る。こうして各光学モジュールは簡便に製造でき、その形状は照明システムを受容するよう企図された部材に適合させ得る。具体的には、個別光学モジュールの造形は、モジュールを形成する素材をスパークエロージョン（ｓｐａｒｋ ｅｒｏｓｉｏｎ）加工する工程によって達成され得る。

発光ダイオードの配置に関わらず、個別光学システム及び／または集合光学システムを分離するスペース、具体的には、照明システム側（光ビームが経由して出射する側）の集合光学モジュールを分離するスペースを部分的または完全に埋めるように、１以上のマスクが配置され得る。これによって、照明システムから出射される光束の形状を、より明確に画定することができる。マスクによって、マスクの背後に位置し、照明システムの外部から見えることが好ましくない技術部品を隠すこともまた可能になる。

複数の集合光学モジュールが提供される場合、それらは好ましくは互いに接触しないように形成される。それによって、光ビームの誘導を改善することができる。

本発明はまた、本発明による照明システムを装備した自動車両の照明部材にも関する。

この照明部材は、とりわけ車両の信号伝達のためのヘッドライト及び、車室内に配置することを企図されるアンビエントライトから選択可能である。好ましくは、この部材はヘッドライトである。

照明部材は、通常、ケーシングを備える。ケーシングの一面は、光ビームが出射するように半透明または透明である。次いで、剛性のプリント基板は、照明システムの方向が、光ビームがケーシングの半透明または透明な面から出射する向きで、ケーシング内に配置されケーシングに固定される。

本発明の別の目的は、少なくとも１つの本発明による照明システムを装備した自動車両に関する。

具体的には、前記照明システムは以下の部材
車室内に配置されたアンビエントライト
車両の信号伝達用ライト
のうちの少なくとも１つを装備し得る。

信号用ライトは、前部と後部とを問わず、とりわけ昼間走行灯（自動車が走行を開始すると自動的に点灯するライトで、頭文字ＤＲＬとしても知られる）、サイドライト、バックライト、フォグライト、点滅ライト、ストップライトまたは他の任意の信号用ライトから選択することができる。

本発明は、ここで以下に添付される非限定的な図面を参照して説明される。

本発明による照明システムを装備した、車両のヘッドライトの断面斜視図である。 本発明による照明システムの、１列の発光ダイオードに沿った、照明方向による断面の部分的概略図であり、集合光学モジュールに接続された個別光学モジュールを示している。 図２の個別光学モジュールの拡大図である。

「実質的に平行な」とは、ある方向に対して最大±２０度または最大±１０度の角度をなす方向を意味すると理解されるべきである。

図１は、車両の信号伝達のためのヘッドライト１を示す。ヘッドライト１はケーシング３を備え、ケーシング３の１つの面５は、光ビームが照明方向Ｌから出射するように半透明または透明である。この面５は、平面または、示される例のようにより複雑な、任意の形状を採用し得る。

ヘッドライト１は、発光ダイオード１２が１つの面に装備されている剛性のプリント基板９を備える、照明システム７を装備する。発光ダイオードは、示される例では列１０の形態に配置される。剛性の基板９は、ケーシング３内に配置され、任意の適切な手段によってケーシングに固定されている。

本発明によると、剛性の基板９は、照明システムの所定の照明方向に対して５０度から７０度の角度αで傾斜している。示される例では、照明システム７の照明方向は、ヘッドライト１の照明方向Ｌと一致する。例では、角度αは６０度である。言い換えれば、照明方向に垂直な面と傾斜した基板との間の角度βは、３０度である。

示される例では、照明方向Ｌは実質的に水平で、ヘッドライト１を装備した車両の長手方向と平行であり、剛性の基板９は垂直である。したがって、剛性の基板９の傾斜度は、垂直軸を照明方向Ｌに垂直な位置から回転させた後に達成される。しかし、本発明は示される傾斜度に限定されない。例えば、車両の長手方向軸または横断方向軸を中心に（引き続き照明方向と垂直な位置から）回転させた結果生じる剛性の基板９の別の傾斜度によっても、また本発明による照明システムの大きさの低減は可能になる。

本発明によると、照明システム７は、各発光ダイオード１２と関連付けられ、関連付けられた発光ダイオード１２から発せられた光ビームを伝播し誘導するように形成される個別光学モジュール１１を更に備え、前記個別光学モジュール１１から出射する前記光ビームが、照明方向に対して実質的に平行になるようにする。とりわけ、図３は発光ダイオード１２から発せられた光線及び個別光学モジュール１１の容積内におけるその光線の経路を概略的に示す。

図２で部分的に示すように、剛性の基板９は、このように複数の個別光学モジュール１１を装備する。図２では、発光ダイオード１２の列１０に沿った剛性の基板９の断面が示される。

図３を参照すると、個別光学モジュール１１は、関連付けられた発光ダイオード１２に面して配置される光ビーム入力部１１Ａ及び、光ビーム出力部１１Ｂを備える。例えば、光ビーム入力部１１Ａは、ＬＥＤ１２が発した光ビームと実質的に直角をなす平面である。

個別光学モジュール１１は、その入力部１１Ａ側に、照明方向Ｌと実質的に平行な方向に前記光ビームの方向を整える（ｓｔｒａｉｇｈｔｅｎ）ように形成された、光ビームの方向を整える部分１１Ｃを更に備える。方向を整える部分１１Ｃは、示される例では、入射光を個別モジュールの出力部１１Ｂに向けて、照明方向Ｌと実質的に平行な方向に向けて反射するように傾斜した壁１１Ｄを備える。この壁１１Ｄの傾斜は、発光ダイオード１２の特質の、及び個別光学モジュールの位置の関数として、光学の法則によって画定されることができる。

本発明による照明システム７は、それぞれが複数の個別光学モジュール１１に接続された、複数の集合光学モジュール１３を更に備える。各集合光学モジュール１３は、個別光学モジュール１１から生じた光ビームを伝播し誘導するように形成される。こうして、複数の個別光学モジュール１１の出力部１１Ｂは、集合光学モジュール１３の入力部１３Ａに接続される。

製造を簡便にするため、各個別光学モジュール１１は同一であることが好ましい。この場合、図２で示すように、集合光学モジュール１３の入力部１３Ａは、剛性の基板９と実質的に平行な一般的形状を有する。図２で、集合光学モジュール１３が部分的に図示されていることに注意すべきである。集合光学モジュール１３は、図１でより完全に図示される。図１では、各集合光学モジュール１３の出力部１３Ｂを別個にすることもまた可能である。発光ダイオード１２から発せられた光ビームの全てによって形成される光束は、個別光学モジュール１１によって方向を整えられ、次いで集合光学モジュール１３によって集められ、集合光学モジュール１３の出力部１３Ｂを通過して出射する。この出力部１３Ｂは、実質的に平面の放射面である、例の光ビームの放射面を形成する。

示される例では、４つの集合光学モジュール１３が図示され、そのそれぞれが発光ダイオード１２の列１０に接続されている。更に、これらの集合光学モジュール１３は、部分１３Ｃを介して対になって連結されている。言い換えると、部分１３で連結された２つの集合光学モジュール１３は、一体として製造される。

光線の損失を避けるため、示される例の場合のように、各集合光学モジュール１３は、接続される個別光学モジュール１１と一体として製造される。

示される例では、個別光学モジュール１１及び集合光学モジュール１３は、光学モジュールの容積内で伝わる光ビームを伝播し誘導するのに好適な、ポリマー素材で製造される。

最後に、図１には、集合光学モジュール１３の出力部１３Ｂを分離するスペースを埋めるように配置された、マスク１５が示される。このように、集められた光ビームは集合光学モジュール１３の自由端からのみ出射される。

図１に関連して説明される照明部材は、自動車両のヘッドライトである。

しかし本発明は、照明部材の型及び形状に限定されるものではまったくなく、車両または建物の、内部または外部の照明部材でもあり得る。

本発明による照明システムは、実際、特に大きさと重さを減らすことが目的である複数の部材で使用されることができるという有利性を提供する。

Claims (10)

1. １つの面に発光ダイオードを装備した剛性のプリント基板（９）を備える、とりわけ自動車両用ヘッドライト（１）のための照明システム（７）であって、前記剛性の基板（９）が、前記照明システムの所定の照明方向（Ｌ）に対して５０度から７０度の角度αで傾斜しており、前記照明システム（７）が、それぞれの発光ダイオードと関連付けられ、且つ前記関連付けられた発光ダイオードから発せられた前記光ビームを伝播し誘導するように形成された、個別光学モジュール（１１）を備え、前記個別光学モジュール（１１）から出射する前記光ビームが前記照明方向（Ｌ）に対して実質的に平行になることを特徴とする、照明システム（７）。
2. 前記剛性の基板（９）が、前記照明方向（Ｌ）に対して５５度から６５度の角度αで傾斜していることを特徴とする、請求項１に記載の照明システム（７）。
3. 各個別光学モジュール（１１）が、前記関連付けられた発光ダイオードに面して配置された光ビーム入力部（１１Ａ）及び光ビーム出力部（１１Ｂ）を備え、並びに、各個別光学モジュール（１１）が、入力部（１１Ａ）の側に、前記照明方向（Ｌ）と実質的に平行な方向に前記光ビームの方向を整えるように形成された、前記光ビームの方向を整える部分（１１Ｃ）を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の照明システム（７）。
4. 複数の個別光学モジュール（１１）に接続された、少なくとも１つの集合光学モジュール（１３）を備え、前記集合光学モジュール（１３）が、前記個別光学モジュール（１１）から生じる前記光ビームを伝播し誘導するように形成されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の照明システム（７）。
5. 各個別光学モジュール（１１）が同一であること、及び複数の個別光学モジュール（１１）の前記出力部（１１Ｂ）が１つの集合光学モジュール（１３）の入力部（１３Ａ）に接続されていることを特徴とする、請求項４に記載の照明システム（７）。
6. 前記発光ダイオード（１２）が、前記剛性の基板（９）上に列（１０）状に配置されており、集合光学モジュール（１３）が同じ列（１０）の前記発光ダイオード（１２）に関連付けられた前記個別光学モジュール（１１）に接続されていることを特徴とする、請求項４または５に記載の照明システム（７）。
7. 各集合光学モジュール（１３）が、接続される前記個別光学モジュール（１１）と一体となって製造されていることを特徴とする、請求項４から６のいずれか一項に記載の照明システム（７）。
8. 各個別光学モジュール（１１）及び可能であれば各集合光学モジュール（１３）が、好ましくは半透明または透明で、容積内で伝わる少なくとも１つの光ビームを伝播及び誘導するのに好適なポリマー素材で形成されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の照明システム（７）。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の照明システム（７）を装備する、自動車両の照明部材。
10. 請求項１から８のいずれか一項に記載の少なくとも１つの照明システム（７）を装備した、自動車両であって、前記少なくとも１つの照明システムが、とりわけ、
    車室内部に配置されたアンビエントライト、
    車両の信号用ライト
    のうちの少なくとも１つの部材を装備する、自動車両。

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