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【発明の名称】 自動的に表示機能を果たす光学部品を備える表示灯
【発明者】 【氏名】ジャン・クロード ガスケ

【氏名】マニュエル パネー
【要約】 【課題】特に、特定の表示機能を実現するために必要な光学部品の数を減少させ、表示灯のサイズを縮小する。

【解決手段】本発明は、中心光軸（Ａ−Ａ）と、光源（１４）と、少なくとも部分的に囲む立体光学部品（１２）とを含むタイプの自動車用の表示灯（１０）であって、少なくとも、− 母線が前記光軸（Ａ−Ａ）に実質的に平行な方向に存在する１つの入射面（５０）と、− 母線が、前部に向かって実質的に傾斜する方向に存在する後部反射面（６２）（６４）（６６）（６８）（７０）と、− 前部出射面（８２）（８４）（８６）（８８）（９０）（９２）（９４）（９６）とを含む表示灯（１０）において、前記出射面（８２）（８４）（８６）（８８）（９０）（９２）（９４）（９６）が、一連の基本的な分散光屈折素子（１００）から形成され、各光屈折素子（１００）が、前記表示灯（１０）の前面に配置されたスクリーン上の画像が、実現すべき表示機能に対応する基本的な光ビームを形成するように設計されていることを特徴とする表示灯（１０）に関する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 後部から前部に方向付けられた中心光軸（Ａ−Ａ）と、前記光軸（Ａ−Ａ）上に配置されたほぼ１点上にある光源（１４）と、前記光軸（Ａ−Ａ）の周囲を少なくとも部分的に囲む立体光学部品（１２）とを含むタイプの自動車用の表示灯（１０）であって、前記光学部品（１２）が、屈折率が空気の屈折率よりも大きい透明材料から製造されて、前記光源の前面に配置され、かつ少なくとも、− 母線が、前記光軸（Ａ−Ａ）と実質的に平行な方向に存在する入射面（５０）（１２６）と、− 母線が、前部に向かって実質的に傾斜する方向に存在する後部反射面（６２）（６４）（６６）（６８）（７０）（１２８）と、− 前部出射面（８２）（８４）（８６）（８８）（９０）（９２）（９４）（９６）（１３２）とを含み、それにより、前記光源（１４）から放射されて、前記入射面（５０）（１２６）から前記光学部品（１２）に入射する光束が、全反射の原理により、前記後部反射面（６２）（６４）（６６）（６８）（７０）（１２８）に反射し、かつ前記前部出射面（８２）（８４）（８６）（８８）（９０）（９２）（９４）（９６）（１３２）に向かって、前記光軸（Ａ−Ａ）とほぼ平行な方向に戻って、特定の表示機能を実現するようになっている表示灯（１０）において、前記出射面（８２）（８４）（８６）（８８）（９０）（９２）（９４）（９６）（１３２）が、一連の基本的な分散光屈折素子（１００）から形成され、各光屈折素子（１００）が、前記表示灯（１０）の前部に配置されたスクリーン上の画像が、実現される表示機能に対応する基本的な光ビームを形成するように設計されていることを特徴とする表示灯（１０）。
【請求項２】 各々の基本的な光屈折素子（１００）が、ほぼ半径方向平面に延在し、かつこの光屈折素子（１００）が、メッシュを形成していることを特徴とする、請求項１に記載の表示灯（１０）。
【請求項３】 前記光屈折素子（１００）が、前記光軸（Ａ−Ａ）の周囲にリング状に配置され、各光屈折素子（１００）が、角度を形成するリング部分上に延在していることを特徴とする、請求項１に記載の表示灯（１０）。
【請求項４】 前記光学部品（１２）が、軸方向および半径方向に段を付けた数個の後部反射面（６２）（６４）（６６）（６８）（７０）（１２８）を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の表示灯（１０）。
【請求項５】 前記光学部品（１２）が、軸方向に後部に向かって、および半径方向に前記光軸（Ａ−Ａ）から外側に向かって段を付けた数個の入射面（１２６）を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の表示灯（１０）。
【請求項６】 前記光学部品（１２）が、前記光軸（Ａ−Ａ）の周囲を少なくとも部分的に囲む中心部分（５４）（１１８）を備え、前記中心部分（５４）（１１８）が、軸方向に前記光源（１４）の前面に配置され、入射する光束を屈折の原理により転換させるように設計された少なくとも１個の後部入射面（５４）（１２０）を備え、光束を前記光軸（Ａ−Ａ）に実質的に平行な方向に、前記光学部品（１２）に対応する中心の前部出射面（８０）に戻し、実現される表示機能に対応する光ビームを形成するように設計されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の表示灯（１０）。
【請求項７】 前記中心部分（５４）の少なくとも一部が、レンズであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の表示灯（１０）。
【請求項８】 前記光学部品（１２）が、前記光軸（Ａ−Ａ）と同軸の実質的に円筒状の後部筺体（４８）であって、前記光源（１４）が内部に配置されている筺体（４８）を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の表示灯（１０）。
【請求項９】 前記光学部品（１２）が、軸方向に前部に向かって、および半径方向に前記光軸から外側に向かって段を付けた数個の環状後部反射面（６２）（６４）（６６）（６８）（７０）を含み、隣接する２個の反射面（６２）（６４）（６６）（６８）（７０）が、前記後部反射面（６２）（６４）（６６）（６８）（７０）上に反射した光束の経路の外側に配置された光学的に中立の環状後面（７２）（７４）（７６）（７８）により分離されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の表示灯（１０）。
【請求項１０】 前記光学部品（１２）が、軸方向に前部に向かって、および半径方向に前記光軸（Ａ−Ａ）から外側に向かって、段を付けた数個の環状前部出射面（８０）（８２）（８４）（８６）（８８）（９０）（９２）（９４）（９６）を含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の表示灯（１０）。
【請求項１１】 前記光学部品（１２）の後面（１１６）が、前記光軸（Ａ−Ａ）上にセンタリングされたほぼ球状キャップの形状を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の表示灯（１０）。
【請求項１２】 前記光源が発光ダイオード（１４）であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の表示灯（１０）。
【請求項１３】 前記光学部品（１２）が、プラスチック成形により１個の部品として製造されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の表示灯（１０）。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用の表示灯に関する。
【０００２】本発明は、詳細には、後部から前部に方向付けられた中心光軸と、この光軸上に配置されたほぼ１点にある光源と、この光軸の周囲を少なくとも部分的に囲む立体の光学部品とを含むタイプの自動車用の表示灯であって、前記光学部品が、屈折率が空気の屈折率より大きい透明な材料から製造されて、前記光源の前面に配置され、かつ少なくとも、− 母線が前記光軸に実質的に平行な方向に存在する入射面と、− 母線が、前部に向かって実質的に傾斜する方向に存在する後部反射面と、− 前部出射面とを含み、それにより、光源から放射されて、入射面から前記光学部品に入射する光束が、全反射の原理により後部反射面に反射し、かつ前部出射面に向かって、光軸とほぼ平行な方向に戻って、特定の表示機能を実現するようになっている表示灯を提案するものである。
【０００３】
【従来の技術】この種の表示灯は、既に公知であり（特許文献１参照）、現在の規制により定められている表示機能を発揮しうる。
【０００４】車両灯の表示機能は、実行される各々の表示機能に対する特定の測光条件を定めている規制に準拠しなければならない。
【０００５】たとえば、欧州で現在実施されている規制によると、フォグライト機能を発揮する表示灯は、１０ｍのところに配置した測定スクリーン上に、ほぼ菱形の画像を形成しなければならない。
【０００６】この菱形は、測定スクリーン上に配列された特徴的な点であって、各々が、光度を受信する必要がある点により画定され、光度の値は、特定の範囲内でなければならない。
【０００７】同様に、後退灯の機能を実現する表示灯は、測定スクリーン上に、長さが水平面に平行な特定の寸法の矩形を形成しなければならない。
【０００８】特許文献１に記載されているタイプの表示灯は、一般に、所定の表示機能を実現するために数個の光学部品を必要とする。たとえば、第１の光学部品、つまり光束回収器は、光源が放射する光束を回収し、光束を第２の光学部品、つまり、光束回収器の前面に軸方向に配置された光束拡散器の後面上に収束させるために設けられる。
【０００９】光束拡散器は、光束を前方に空間的に分散させて、１０ｍのところに配置された測定スクリーン上の画像が、実現される機能の画像、たとえば欧州規制によるフォグライト機能の場合は菱形、または後退灯機能の場合は、水平に延びた矩形に一致する光ビームを形成するように設計される。
【００１０】
【特許文献１】フランス国特許公開第２５０７７４１号公報【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、特定の表示機能を実現するために、必要な部品の数を減少させ、かつ表示灯のサイズを縮小させることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、この目的のため、上記タイプの表示灯であって、出射面が、一連の基本的な分散光屈折素子により形成され、各々の素子が、表示灯の前面に配置されたスクリーン上の画像が、実現すべき表示機能に対応する基本的な光ビームを形成するように設計されていることを特徴とする表示灯を提案するものである。
【００１３】本発明のその他の特徴によると、− 各基本的な光屈折素子は、ほぼ半径方向平面に延在し、かつこの基本的な光屈折素子はメッシュを形成している。
− 光屈折素子は、光軸の周囲にリング状に配置され、各光屈折素子は、角度を形成するリング部分上に延在している。
− 光学部品は、軸方向および半径方向に段を付けた数個の後部反射面を備えている。
− 光学部品は、軸方向に後部に向かって、および半径方向に光軸から外部に向かって、段を付けた数個の入射面を備えている。
− 光学部品は、光軸の周囲を少なくとも部分的に囲む中心部分を備え、この中心部分は、軸方向に光源の前面に配置され、入射する光束を屈折の原理により転換させるように設計された少なくとも１個の後部入射面を備え、光束を光軸に実質的に平行な方向に、光学部品に対応する中心の前部出射面に戻し、実行すべき表示機能に対応する光ビームを形成している。
− この中心部分の少なくとも一部はレンズである。
− 光学部品は、光軸と同軸である実質的に円筒状の後部筺体であって、光源が内部に配置される筺体を備えている。
− 光学部品は、軸方向に前部に向かって、および半径方向に光軸から外部に向かって段を付けた数個の環状後部反射面を備え、２個の隣接する後部反射面は、前記の後部反射面上に反射した光束の経路の外側に配置された光学的に中立の環状後面により分離されている。
− 光学部品は、軸方向に前部に向かって、および半径方向に光軸から外部に向かって段を付けた数個の環状出射面を備えている。
− 光学部品の後面は、光軸上の中心に配置されたほぼ球状キャップの形態を有する。
− 光源は、発光ダイオードである。
− 光学部品は、プラスチック成形により１個の部品として製造されている。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むと明白となると思う。説明を理解するために、添付の図面を参照する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下の説明では、実質的に同じであるか、または類似する要素には、同じ符号を付してある。
【００１５】図１〜図７は、本発明の第１実施態様により製造されている表示灯１０を示す。
【００１６】この表示灯１０は、発光ダイオード１４から成る光源の光束回収器および光束拡散器の両方として機能する立体光学部品１０を備えている。
【００１７】ダイオード１４は、ダイオード１４を特に電源系統および制御ユニット（何れも図示しない）に接続することを可能にする支持プレート１６上に取り付けた状態で示されている。
【００１８】有利には、いわゆる高出力ダイオード１４、つまり、光力が数１０ルーメン、たとえば３０ルーメンを超える、いわゆる低出力ダイオードの１０ルーメン未満の出力とは対照的なダイオードを使用する。
【００１９】この高出力ダイオード１４は、数種類の色で入手可能である。すなわち、ダイオード１４が放射する光束の色を選択することが可能である。ダイオード１４の色は、たとえばフォグライト機能には赤色、後退灯機能には白色など、発揮するべき表示機能に応じて選択することが好ましい。
【００２０】光学部品１２およびダイオード１４は、図６に示すように、左から右にほぼ水平に延在する中心光軸Ａ−Ａ上に、同軸に配置されている。
【００２１】本明細書の他の部分では、図６に示す光軸Ａ−Ａに沿って、左から右の向きに対応する後部から前部の軸方向の向きを、非制限的に使用する。
【００２２】非制限的に、素子は、光軸Ａ−Ａに向かって半径方向に配置されるか、または光軸に対向して配置されるかに応じて、外側または内側と記載する。
【００２３】図１を参照すると、ダイオード１４は、後部に実質的に円筒状の接続ボックス１８と、前部に、光軸Ａ−Ａ上にセンタリングされている実質的に半球体２０とを備えている。
【００２４】接続ボックス１８は、ダイオード１４をプレート１６上に取り付けるための固定手段および電気接続手段（図示しない）を備えている。
【００２５】光学部品１２は、屈折率が、この場合は、部品１２を囲む周囲環境を構成する空気の屈折率より大きい透明材料から製造されている。
【００２６】光学部品１２は、たとえばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの透明プラスチック材料を成形して、１個の部品として製造するのが好ましい。
【００２７】特に図２および図４の破断図で分かるように、光学部品１２は、ほぼ円錐台形の主本体２２であって、前部が部分的に中空であり、基部が軸方向前端２４を形成し、終端部分が軸方向後端２６を形成する主本体２２を備えている。
【００２８】光学部品１２は、主本体２２の軸方向前端２４から軸方向に後部に向かって延在する、この場合は３個の固定耳状突起２８、３０、３２を備えている。
【００２９】これら３個の耳状突起２８、３０、３２は、角度的に規則正しく分布し、実質的に半径方向平面内で外側に向かって延在するとともに、軸方向の孔３６を備える支持部分３４を軸方向後端に備えている。孔３６は、公知のタイプの固定システムにより、たとえばねじで固定することにより、光学部品１２をライト１０の支持体（図示しない）に固定しうるようになっている。
【００３０】固定耳状突起２８、３０、３２は、光学部品１２をライト１０の支持体上に保持する機能を果たす。光学部品１２を、光源、この場合はダイオード１４に対して、軸方向および半径方向に保持しなければならない。
【００３１】光学部品１２を支持体に固定するには、必ずしも耳状突起２８、３０、３２が孔３６を備えている必要はない。なぜなら、耳状突起２８、３０、３２は、捲縮または超音波溶接により、支持体に直接固定することができるからである。
【００３２】光学部品１２の主本体２２は、この場合、光軸Ａ−Ａの周囲を囲む形状である。
【００３３】特に図６を参照すると、主本体２２は、軸方向後端２６に管状部分３８を備えている。この管状部分３８は、支柱を形成し、この支柱は、特に、光学部品１２をプレート１６の前面４０に対して軸方向に接触させて取り付ける場合、主本体２２がダイオード１４に軸方向に接触しないことを保証する。さもなければ、ダイオード１４を破損する場合がある。
【００３４】管状部分３８は、半径方向平面において、光学部品１２に対して、ダイオード１４をセンタリングする機能も果たす。そのため、管状部分３８は、ダイオード１４の接続ボックス１８の円筒状壁部４６と協働する、たとえば３個の軸方向センタリングリブ４２またはローレットを内面４４に備えている。
【００３５】変形実施態様（図示しない）によると、管状部分３８は、支持体内に対向して設けられた相補的な孔内に収容される軸方向スパイクを備えている。
【００３６】主本体２２は、軸方向後端２６に、ダイオード１４の球体２０を軸方向に収容するように設計された筺体４８を備えている。詳細には、ダイオード１４は、その球体２０が筺体４８の内部に完全に延在するように構成されている。
【００３７】図６では、筺体４８は、軸方向の断面で示されており、ほぼ円筒形であることが分かる。筺体４８の円筒状の壁部５０は、軸方向の後端において、管状部分３８の内側円筒状壁部４４により、肩状部表面５２の境界を定めている。内側円筒状壁部４４の内径は、筺体４８の内径よりわずかに大きい。
【００３８】筺体４８の軸方向前端は、光軸Ａ−Ａ上でセンタリングされる収束レンズを形成する凸状（後部に向かって）の壁部５４により閉鎖されている。
【００３９】次に、光学部品１２の主本体２２の円錐台形後面５６および円錐台形前面５８の特定の形状について、特に図６を参照して説明する。
【００４０】円錐台形後面５６には、半径方向に外側に向かって、およびこの場合、管状部分３８の軸方向前端６０から軸方向に前部に向かって、段を付けてある。
【００４１】したがって、円錐台形後面５６は、軸方向に重畳するとともに、実質的に半径方向および環状表面７２、７４、７６、７８により互いに接続された一連の同軸円錐台形表面６２、６４、６６、６８、７０により形成されている。
【００４２】各円錐台形表面６２、６４、６６、６８、７０の母線は、実質的に前部に向かって傾斜する方向に、すなわち後部から前部および光軸Ａ−Ａから外側に向かって延在している。
【００４３】各円錐台形表面６２、６４、６６、６８、７０の平均直径は、後部から前部に向かって増加している。
【００４４】本明細書の他の部分では、円錐台形後面６２、６４、６６、６８、７０を反射面と記載する。
【００４５】主本体２２の円錐台形前面５８は、レンズ５４に軸方向に対向して配置された実質的に半径方向および円形中心表面８０により、後部に対して軸方向に境界を定められている。中心表面８０の直径は、この場合は、レンズ５４の直径に実質的に等しい。
【００４６】中心表面８０から光学部品１２の軸方向前端２４まで、円錐台形前面５８には、半径方向に外側に向かって、および軸方向に前部に向かって、段が付いている。したがって、円錐台形前面５８は、符号８２〜９６で示される一連の半径方向環状前面により形成されている。
【００４７】本明細書の他の部分では、環状前面８２〜９６を、出射面と記載する。
【００４８】各出射面８２〜９６の内縁は、実質的に円筒状表面９８により、半径方向に内縁に隣接する半径方向表面８０または出射面８２〜９６の外縁に接続されている。
【００４９】したがって、図５に示すように前部から見ると、出射面８２〜９６は、隣接する一連の同心リングを形成している。
【００５０】出射面８２〜９６は平坦ではない。これらの出射面は、各々、隣接する一連の基本的な光屈折素子１００または光屈折パターンから形成されている。
【００５１】この図に示す実施態様では、各光屈折素子１００は、対応する出射面８２〜９６により形成されるリングを考慮すると、環状リング部分の形状を有する。したがって、特定の出射面８２〜９６の光屈折素子１００は、周方向に分布して周方向に対状に隣接している。
【００５２】図３に詳細に示すように、各光屈折素子１００は、この場合は、後部に向かってほぼ凹状の輪郭を有する湾曲したファセットを形成している。
【００５３】各光屈折素子１００は、ジオプタまたはプリズムに同化させることができる。この実施態様では、各光屈折素子１００は、その凹状輪郭により発散ジオプタを構成している。
【００５４】図７に示す変形実施態様は、本発明の示唆による光学部品１２の軸方向断面における部分図である。この変形実施態様により、各光屈折素子１００は、収束ジオプタを形成するように、凸状（前部に向かって）で良いことが分かる。
【００５５】本発明によると、各光屈折素子１００を形成する表面の凹状または湾曲状の形状は、前部に向かって方向付けられて、光軸Ａ−Ａに実質的に平行な方向に光屈折素子１００の後面１０２に達する光線が、光屈折素子１００の前面１０４を通って出現し、選択された表示機能を実現する光ビームを前部に形成するように決定されている。
【００５６】たとえば、表示灯１０が、フォグライト機能を発揮するように設計されている場合、各光屈折素子１００は、受光する光線を転換および分散させて、ほぼ菱形状の画像を前部において、測定スクリーン上に生成するように設計される。
【００５７】この菱形は、規則的ではなく、垂直軸Ｖ−Ｖに沿った高さが水平軸Ｈ−Ｈに沿った幅より短くなければならない。したがって、半径方向平面における各光屈折素子１００の角度方向により、光屈折素子１００の凹形は、この場合に求められるほぼ菱形の形状を、測定スクリーン上に生成することができるように最適化しなければならない。
【００５８】数学的アルゴリズムは、連続的な「モーフィング」により、光軸Ａ−Ａ周囲における光屈折素子１００の角度位置に応じて、各々の光屈折素子１００の適切な形状を計算することを可能にする。
【００５９】様々な出射面８２〜９６に属し、光軸Ａ−Ａに対する角度位置が実質的にほぼ同じである光屈折素子１００は、ほぼ同じ凹状の形状を有することに注目すべきである。
【００６０】中心表面８０も、この場合は、ほぼ同じ半径方向平面に配置された一連の光屈折素子１００によって形成されている。
【００６１】出射面８２〜９６と違って、中心表面８０を形成する光屈折素子１００は、この場合は、垂直軸Ｖ−Ｖに平行な矩形のメッシュ状に構成されている。
【００６２】円の縁部８１に隣接する中心表面８０の光屈折素子１００は、円の円弧の形態である縁部を有する矩形の部分であることに注目すべきである。
【００６３】次に、本発明による表示灯１０の機能について、ダイオード１４が放射する光線の経路を大まかに示す特に図６に関して説明する。
【００６４】ダイオード１４、および光軸Ａ−Ａの全周囲をほぼ囲む光学部品１２から成る光学系全体について、光学的機能を図６に示す軸方向の半平面に関してのみ説明する。
【００６５】本発明を分かりやすくするために、ダイオード１４が放射する光線のいくつかのみを、図６に示してある。
【００６６】ダイオード１４は、光軸Ａ−Ａ上に配置された１点における光源であることを考慮すると、光線は、半径方向にほぼ前部に向かって、球体２０を形成する半球体の中心１０６から放射されると仮定される。
【００６７】ダイオード１４が高出力タイプであり、１８０°に近い開口部を有し、立体角１８０°で光線を放射することに注目するべきである。
【００６８】ダイオード１４が放射する光線の大部分は、筺体４８の円筒状壁部５０上に衝突することが分かる。
【００６９】円筒状壁部５０上に対するこれら光線の入射角を考えると、これら光線により形成される光束の大部分は、光学部品１２の本体２２の内側に入射し、従来の光学的法則に従って反射すると考えられる。
【００７０】当然、放射される光線のより多くが、図６に示すように垂直方向に近い場合、屈折する光線は、それだけ少なくなる。
【００７１】たとえば、ダイオード１４が光線Ｒ１をダイオード１４の中心１０６から垂直に上方に、その結果円筒状壁部５０に垂直に放射するとすると、この光線Ｒ１は、逸脱せずに本体２２に入射する。
【００７２】光学部品１２は、ダイオード１４が放射する光束の大部分を使用するため、光軸Ａ−Ａに最も近い反射面６２は、ダイオード１４の中心１０６の後に軸方向に延在する。その結果、後部に最も遠い光線である光線Ｒ１は、反射面６２により前部に向かって反射することに注目するべきである。対照的な例では、光線Ｒ１および隣接する光線は、たとえば管状部分３８の外側壁部に向かって屈折することにより、本体２２の内側で「失われる」。
【００７３】光線は、筺体の円筒状壁部５０を通過した後、光学部品２２の本体２２の反射面６２〜７０に「衝突」するように屈折する。これらの光線は、反射面６２〜７０に達すると、空気の屈折率より大きい屈折率を有する媒体中における光の全反射の光学的原理に従って、前部に向かって完全に反射する。したがって、光線は、直行方向から十分に遠く離れた入射角度で、本体２２の反射面６２〜７０上に「衝突」する場合、前記反射面６２〜７０により完全に反射し、たとえば前記面６２〜７０上に反射材料を配置する必要はない。
【００７４】各反射面６２〜７０の母線の傾斜は、反射面６２〜７０が受光する光線が、光軸A−Aにほぼ平行な方向に前部に向かって反射するように設計されている。
【００７５】そのため、光軸Ａ−Ａに対する反射面６２〜７０の母線の傾斜角度は、図６で見て時計方向において、光軸Ａ−Ａから半径方向に外側に向かって離れると減少する傾向がある。
【００７６】各反射面６２〜７０の母線は、屈折光線の入射角度に徐々に適合するようにわずかに凹状の曲線であると有利であり、屈折光線の入射角度は、円筒状壁部５０上における屈折光線の入射点の軸方向位置に応じて変化する。
【００７７】したがって、反射面６２〜７０上に反射する光線は、出射面８２〜９６を形成する光屈折素子１００の後面１０２上において、光軸Ａ−Ａとほぼ平行な方向に前部に向かって方向付けられる。
【００７８】光屈折素子１００は、各光屈折素子１００から前部に向かって放射される光ビームが、フォグライトの場合は、ほぼ菱形を形成するように光線を生じる。
【００７９】図６では、上記の光線の経路は、ビームＦ１およびビームＦ２により示されている。
【００８０】半径方向環状表面７２、７４、７６、７８は、光学部品１２の内部における光線の透過に関して、光学的に中立な表面であることに注目するべきである。これは、本体２の内部において、円筒状壁部５０を通って屈折する光線が、光線が傾斜しているために、これら半径方向環状表面７２、７４、７６、７８に達することができないためである。
【００８１】半径方向環状表面７２、７４、７６、７８は、円錐台形後面５６には段がなく、したがって、１つの後部反射面のみを形成するため、重要ではない。
【００８２】しかし、反射面６２〜７０の段は、光学部品１２の外径を増加させ、したがって、表示機能を実現する可視光表面を増加させることを可能にする。
【００８３】これは、表示機能を実行する場合、前部照明機能と違って、本発明による表示灯１０を装備された車両の後に続く車両内にいる人は、光源の方向を注視しなければならないためである。したがって、前記の人を眩惑させることを防止するために、単位面積当たりのライト１０の輝度を最小限にすることが重要である。
【００８４】筺体４８の円筒状壁部５０を、筺体４８の軸方向前端１０８に近接して通過し、後部から、円筒状壁部５０を通過するほぼ「最後の」光線を構成する光線Ｒ２は、好ましくは光学部品１２の本体２２の最小軸方向厚さ、および本体２２の外径を決定する。
【００８５】これは、この光線Ｒ２が、本体２２の内部で屈折する場合、前部に対して最も遠く位置するためである。したがって、出射面８２〜９６を、この光線Ｒ２の軸方向前部に配置して、これら出射面が光線Ｒ２と、光線Ｒ２を反射させる備えを面上に有する反射面７０との間に挿置されないようにすることが好ましい。出射面８２〜９６の軸方向の位置は、本体２２の軸方向の厚さを部分的に決定する。
【００８６】さらに、光線Ｒ２は、半径方向に最も外側にあり、前部に対して軸方向に最も遠い反射面７０上に反射する。したがって、光線Ｒ２は、半径方向外側にある反射面７０の軸方向前端２４の軸方向位置および半径方向位置を決定し、したがって、光学部品１２の本体２２の外径および軸方向の奥行きを決定する。
【００８７】本明細書に記載する実施態様では、軸方向の余裕は、光線Ｒ２と出射面８２〜９６との間に残されている。
【００８８】ダイオード１４が放射する光線の一部であって、光軸Ａ−Ａに対して最小の傾斜を有する部分は、レンズ５４に衝突する。
【００８９】このレンズ５４は、この場合、入射光線をレンズ５４の後面上に転換させる収束レンズを形成し、その結果、入射光線は、光学部品１２の本体２２内部において、光軸Ａ−Ａにほぼ平行な方向に屈折する。
【００９０】したがって、これらの光線は、光軸Ａ−Ａと平行に、中心表面８０の光屈折素子１００の後面１０２上に達し、光屈折素子１００は、光屈折素子１００により形成される画像に類似する画像を出射面８２〜９６上に形成するように、光線を空間的に分布させる。
【００９１】図６では、レンズ５４を通って光学部品１２の本体２２に入射する光線の経路は、ビームＦ３により示されている。
【００９２】ビームＦ１およびＦ２が光学部品１２の出口に生成する光束は、この光束の光線が光学部品１２の反射面６２〜７０上に反射されるため、反射束と呼ばれる場合がある。
【００９３】ビームＦ３が光学部品１２の出口に生成する光束は、この光束の光線が光学部品１２の内部で反射しないため、直接光束と呼ばれる場合がある。
【００９４】筺体５０の円筒状壁部４８、後部反射面６２〜７０、およびレンズ５４は、光束回収器を形成する。
【００９５】前部出射面８０〜８６は、光束分散器を形成する。
【００９６】本発明による表示灯１０は、新規な高出力ダイオードの使用を最適化する。これは、本発明による光学部品１２は、ダイオード１４が放射した光束の大部分を回収することを可能にし、その結果、ダイオード１４および光学部品１２は、規制上の表示機能を実現するための測光要件を十分に満たすからである。従来、表示灯の出口において十分な光エネルギーを取得するためには、数個のダイオードが必要であった。
【００９７】したがって、本発明による表示灯１０は、比較的小型のライトを使って、規制上の表示機能を実現することを可能にし、特に、車内におけるライトの配置を容易にする。
【００９８】しかし、本発明の変形実施態様（図示しない）によると、数個の光学部品１２および対応する数個の低出力ダイオードにより、特定の表示機能を実現することができる。
【００９９】本発明のもう１つの変形実施態様（図示しない）によると、ダイオード１４は、白熱電球に置き換えられる。しかし、この変形実施例では、特に、フィラメントが生成する熱の放出を可能にするために、光学部品１２のサイズを著しく増加させる必要がある。さらに、白熱灯が放射する光束の大部分は、追加の回収装置を追加しなければ、光学部品によって回収することはできない。
【０１００】本発明のさらにもう１つの変形実施態様（図示しない）によると、前部出射面８２〜９６には段がなく、光学部品１２の本体２２は、光学部品１２の軸方向前端２４に配置された円形の半径方向表面を形成する出射面を１つだけ有する。
【０１０１】次に、光屈折素子１００は、すべて、ほぼ同じ半径方向平面に配置される。この光屈折素子１００は、上記の実施態様のように、同じ配置を維持することができるため、前面図における光学部品１２の外観は図４と同じであるか、またはすべての光屈折素子１００を矩形のメッシュ状に配置することができる。
【０１０２】しかし、図１〜図７に関して記載した実施態様による前部出射面８２〜８６の段は、光学部品１２の平均軸方向厚さを最小限にすることを可能にする。この特徴は、特に、光学部品１２を製造するために必要な材料の量を減少させるために、射出成形材料を使って光学部品１２を製造することを容易にする。
【０１０３】図８〜図１１は、本発明により製造される表示灯１０の第２実施態様を示す。表示灯１０は、第１実施態様と同様に、支持プレート１６上に取り付けられた高出力発光ダイオード１４と、表示灯１０の支持体（図示しない）上に、ダイオード１４の前面に取り付けられた光学部品１２とを含む。
【０１０４】特に図９から分かるように、光学部品１２は、全体的に、ダイオード１４が配置される光軸Ａ−Ａの周囲を囲む形状を有する。
【０１０５】光学部品１２は、ほぼ球状キャップの形態を有し、このキャップは、後部が中空であり、光学部品１２の軸方向後端１１４から半径方向平面内に延在する正反対の２個の耳状突起１１０、１１２を有する。
【０１０６】支持耳状突起１１０、１１２は、たとえば、第１実施態様の光学部品１２の耳状突起２８、３０、３２の支持部分３４に類似している。
【０１０７】光学部品１２の凹状（前部に向かって）後面１１６は、従来技術で十分に周知されているフレネルレンズタイプの光束回収器の形態を有する。詳細については、このタイプの光束回収器を記載している参考文献１を参照するのがよい。
【０１０８】したがって、後面１１６は、フレネルレンズまたは段付きレンズの形態を有する。
【０１０９】特に図１０から分かるように、後面１１６は、一連の収束環状ジオプタ１２０から成る中心部分１１８を備えている。
【０１１０】中心部分１１８の収束ジオプタ１２０は、半径方向に外側に向かって、および軸方向に後部に向かって段がある。
【０１１１】これらジオプタは、ダイオード１４がある立体角で放射する光線を収集し、ダイオード１４は光軸Ａ−Ａ上にセンタリングされ、たとえば約６０°の小さい開口部を有する。
【０１１２】中心部分１１８は、単純な屈折で機能するように設計され、中心部分１１８が受光する光線は、光学部品１２内部で屈折し、光軸Ａ−Ａに実質的に平行な方向に転換される。
【０１１３】中心部分１１８は、ダイオード１４の接続ボックス１８の直径に実質的に等しい直径を有する。
【０１１４】後面１１６は、一連の環状ジオプタまたはプリズム１２４から成る環状外周部分１１２を備えている。
【０１１５】これら環状ジオプタ１２４は、後面１１６上に鋸歯状の輪郭を形成している。
【０１１６】特に図１１から分かるように、各環状ジオプタ１２４は、母線が光軸Ａ−Ａと実質的に平行な方向に延在する内部入射面１２６と、母線が前部に向かって入射面１２６の軸方向後端１３０から、実質的に傾斜する方向に延在する外部反射面１２８とを備えている。
【０１１７】光軸Ａ−Ａに対する反射面１２８の傾斜角度は、光軸Ａ−Ａに近い環状ジオプタ１２４から、光軸Ａ−Ａから離れた環状ジオプタ１２４に向かって増加し、その結果、反射面１２８の傾斜は、反射面１２８が受光する、ダイオード１４から入射する光線の傾斜角度に適合している。
【０１１８】外周部分１２２は、外周部分１２２の環状ジオプタ１２４の入射面１２６上で屈折する光線を収集することにより屈折し、また光線が、外周部分１２２の環状ジオプタ１２４の反射面１２８上に反射した後、光軸Ａ−Ａに実質的に平行な方向に光線を転換することにより反射するという、両面で機能するように設計されている。
【０１１９】本発明により、光学部品１２の前部出射面１３２は、一連の基本的な分散光屈折素子１００により形成されている。これら光屈折素子１００は、第１実施態様に関して説明した光屈折素子に類似している。
【０１２０】各光屈折素子１００は、図７に示す変形実施態様と同様、収束ジオプタを形成するように凹状前面１０４を有する。
【０１２１】光屈折素子１００は、この場合、実質的に方形の形状（前面図で）を有する。
【０１２２】図８から分かるように、光屈折素子１００は、この場合、矩形のメッシュを形成している。
【０１２３】本発明の一変形実施態様によると、光屈折素子１００を、第１実施態様と同様に、リング状に構成することができる。
【０１２４】光屈折素子１００は、この場合、半径方向に外側に向かって、また軸方向に後部に向かって段があり、したがって、光軸Ａ−Ａから外側および後部に向かって減少する段を形成している。
【０１２５】したがって、各光屈折素子１００は、光軸Ａ−Ａに実質的に平行な表面１３４を介して、半径方向に隣接する光屈折素子１００に接続されている。
【０１２６】本発明のもう１つの変形実施態様（図示しない）によると、光学部品１２の前面１３２は、すべての光屈折素子１００がほぼ同じ半径方向平面に含まれるように、ほぼ平坦で良い。この変形実施例によると、光学部品１２は、半径方向前部出射面１３２と、球状キャップの形態の凹状後面１３６とを有するほぼ円筒状の形状を有する。
【０１２７】本明細書に記載する実施態様では、中心部分１１８に軸方向に対向して配置された光屈折素子１００は、ほぼ同じ半径方向平面内に含まれ、その結果、中心の前部出射面８０を形成していることに注目されたい。
【０１２８】光学部品１２の球状キャップの形状により、球状キャップは、ダイオード１４の球体２０全体を囲み、実質的に被覆するため、ダイオード１４が放射するすべての光線は、光学部品１２の後面１１６により回収される。
【０１２９】本発明の第２実施態様による表示灯１２の機能は、第１実施態様に関して説明した機能と類似する。
【０１３０】ダイオード１４が中心部分１１８の後面上に放射する光線、たとえば光線Ｒ３およびＲ４は、光学部品１２の内部において、光軸Ａ−Ａと実質的に平行な方向に屈折する。次に、この光線は、光屈折素子１００に面する後面１０２に達し、この後面１０２は、光線を表示灯１０の前部に向かって分散させて、所定の表示機能を発揮する。
【０１３１】ダイオード１４が外周部分１２２の後面上に放射する光線Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、たとえば、図１１に詳細を示す光線Ｒ８は、先ず光学部品１２の内部で屈折し、環状ジオプタ１２４の入射面１２６を通過して、次に環状ジオプタ１２４の対応する反射面１２８上に反射し、光学部品１２の内部に残存し、前部に向かって光軸Ａ−Ａに実質的に平行な方向に転換する。次に、光線Ｒ８は、対面する光屈折素子１００の後面１０２に達し、この後面１０２は、光線Ｒ８を表示灯１０の前部に向かって分散させて、所定の表示機能を発揮する。
【０１３２】本発明の変形実施態様（図示しない）によると、この第２実施態様は、ダイオード１４の代わりに、白熱灯を使って機能させることができるが、光学部品１２の寸法を増加させる必要がある。この変形例による光学部品１２の寸法は、好ましくは、特に白熱灯を冷却するために、比率が光源の物理的な差に関連する相似変換により求められる。
【０１３３】たとえば、相似変換は、光源の中心に関して、すなわち白熱灯の場合は、フィラメントに関して、ダイオード１４の場合は、球体２０の中心１０６に関して行われる。採用される変換マトリックスの係数は、ダイオード１４から白熱灯に変更する場合は３である。
【０１３４】上記の２つの実施態様の場合、光学部品１２を囲む円形形状は、ダイオード１４が放射する光束の大部分を回収することを可能にする最適な形状であることに注目するべきである。
【０１３５】しかし、光学部品１２に、その他の形状、たとえば、前面視または後面視で楕円形または矩形を採用することができる。
【０１３６】本発明による表示灯１０では、光学部品１２は、光学レベルで「自立」しており、光学部品１２は、光学部品１２自体で表示機能を実現し、反射器または拡散ガラスを追加する必要がない。本発明による光学部品１２は、光源１４が放射する光線の回収、および選択された表示機能を発揮させるために、前部に対する光線の分散という両方を実行する。
【０１３７】当然、本発明による表示灯１０は、外側の保護ガラスを含むケーシング内、たとえば、様々な規制上の機能に対応するすべての表示灯を集めるケーシング内に配置することができる。
【出願人】 【識別番号】３９１０１１６０７
【氏名又は名称】ヴァレオ ビジョン
【氏名又は名称原語表記】ＶＡＬＥＯ ＶＩＳＩＯＮ
【出願日】 平成１５年２月２０日（２００３．２．２０）
【代理人】 【識別番号】１０００６０７５９
【弁理士】
【氏名又は名称】竹沢 荘一 （外２名）
【公開番号】 特開２００３−２８１９０７（Ｐ２００３−２８１９０７Ａ）
【公開日】 平成１５年１０月３日（２００３．１０．３）
【出願番号】 特願２００３−４２３６２（Ｐ２００３−４２３６２）