JP5722922B2 - コリメータ - Google Patents

Description

本発明は、コリメータ、コリメータの製造方法、かかるコリメータを含む照明アセンブリ及びかかる照明アセンブリを含む自動車用ヘッドランプ構成に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体光源を用いる照明ユニット又は照明アセンブリ
は、技術の進歩が経済性及び非常に明るい半導体光源をもたらすにつれてますます一般的なものとなってきている。

自動車用製品で使用される照明アセンブリでは、例えば具体的な要求として、前記照明アセンブリによる光出力の明／暗カットオフラインがある規制を満たすということである。さらに、この明／暗カットオフラインは、前記照明アセンブリによる光出力ビームを上げ下げして、ロービーム及びハイビームが生成され得るように適応可能でなければならない。前記光出力の適応性はまた、ある状況例えば屈曲路内を走行する場合で望ましく、前記屈曲路内の領域がよりよく照明され、その結果安全性がより高くなり得る。さらに、交通状況及び／又は地形、天候条件などに依存して、ビームパターンの前面、即ち自動車に最も近いビーム領域での光の量を調節することは好ましい。独国特許出願公開第１０２００８０１１１８０Ａ１には、開口部を増減するための調節可能な開口部アセンブリを持ちヘッドライトが記載され、これは前記開口部を狭くすると光がより強くでき、前記開口部を広くすると光がより弱くできる。

例えば上下方向に明／暗カットオフラインを変更するために前記光出力を方向付けるための可動ビームリミッタを実装する従来技術の照明アセンブリは知られており、例えば国際公開２００８／０３５２６７Ａ２は、カーブした表面に曲げられ得る側壁を持つ可動ビームリミッタを記載する。この実現には、得られる光ビームの形状を変更するためのビームリミッタを追加すると共にコリメート反射器が利用されている。しかし、これらの方法は、前記ビームリミッタが動かされる際に起こるギャップを通じて光が「逃げる」ことを防止するために余分の部品がまた一般的に必要となる。前記端部で光が逃げることは、光の端部を拡散させ、望ましくない。さらに、前記光源により発光される光の全てが前記ビームリミッタを通過するものではないことから、これらの従来技術は低効率とされる。また、光が逃げるという問題を解決するためのビームリミッタは、複雑であり製造コストが高価となる。

国際公開２００８／０３５２６７Ａ２号明細書 独国特許出願公開第１０２００８０１１１８０Ａ１号明細書

従って本発明の課題は、従来の技術に代えて、より効率的かつより経済的な照明アセンブリを提供することである。

本発明の課題は本発明のコリメータ、本発明のコリメータの製造方法、本発明の照明アセンブリ及び本発明の自動車用ヘッドランプにより達成される。

本発明によれば、コリメータはベース構造及び光源を囲むように設けられる複数の側壁を含む。本発明のコリメータでは、少なくとも１つの側壁が前記ベースとインテグラルヒンジにより接続され、動きのある範囲に傾けられるようにされている。さらに、前記コリメータのベース及び側壁は、前記光源の発光による光が前記コリメータに光入口開口部を通じて入り、前記ヒンジ側壁の動きの範囲にわたり全ての位置で本質的に光出口開口部からのみ出るようにされている。

本発明のコリメータによる明らかな利点は特に簡単な設計である。さらに、このコリメータは、容易に入手可能な安価な材料を用いて製造され得る。前記インテグラルヒンジは、以下説明されるが、コリメータと同じ材料であり、特に容易に製造され高価な製造装置は必要ではない。従って、非常に複雑な動きの部品を使用することなくコリメータは動的カットオフを実現することができ、一方同時にいかなる光も特に前記インテグラルヒンジの領域で失われることがないことを保証する。本発明によるコリメータは従って、例えば車両負荷、加速／減速、下り／上り位置などに依存して動的カットオフ適用性が要求される自動車用製品での使用に特に適したものである。

本発明によれば、コリメータを製造する方法は、前記コリメータの部品を射出成形プロセスで製造し、ベースと光源を囲むように構成される複数の側壁を持ち、コリメータの少なくとも１つの側壁が前記ベースとインテグラルヒンジで接続され、ある動きの範囲で傾けられるようにされ、かつ前記コリメータの前記ベースと側壁が、前記光源による発光の光がコリメータに光入口開口部から入り、前記ヒンジ側壁に動きの範囲にわたり全ての位置において光が光出口開口部からのみ出るようにされている、コリメータを製造するステップを含む。

射出成形は、迅速に大量生産するための確立された製造技術の一つであり、射出成形で使用される材料は安価であり、本発明のコリメータの製造も特に経済的となる。射出成形装置の金型は、前記金型のポリマーを注入した後、インテグラルヒンジを持つヒンジ側壁を持つコリメータ成形ブランクを与えるように準備され得る。前記コリメータ形成ブランクの１又はそれ以上の側壁及び／又はベースは続いて前記コリメータのボディを形成するために操作され得る。

本発明によれば、照明アセンブリは、基板上に設けられる半導体光源を含み；コリメータは前記半導体光源を囲むようにされ；かつ前記コリメータのヒンジ側壁を、前記コリメータの光出口開口部を調節するために少なくともその動きの範囲の一部分にわたり動かすための駆動装置を含む。

かかる照明アセンブリ全体は、ＬＥＤチップの配列及びコリメータを用いるアセンブルでさえ、サイズが小さいという点で有利である。前記コリメータのヒンジ側壁はインテグラルヒンジ回りに容易に動かされ得るので、マイクロモータなどの小さい電気機械的モータを含む駆動装置は、前記光出口開口部を調節し、それにより前記コリメータのカットオフを調節するために十分である。

本発明によれば、自動車用ヘッドランプ構成は照明アセンブリ及び第２の光学系を含む。

本発明にはさらに、以下開示されるように本発明の特に有利な実施態様及び構成が含まれる。実施態様の構成は適切に組み合わされ得る。

以下において、「コリメータの底部」とは、それが設けられる基板に最も近いコリメータの端部を意味し、「コリメータの上部」とは、光出口開口部に最も近いコリメータの端部を意味する。また、本発明をなんら限定することなく、コリメータ内に設けられる光源は半導体光源を含む、ということが想定されている。「光入口開口部」とは、光が効果的にコリメータに入るレベルであると理解されるべきである。例えば、光入口開口部は、前記ベースが前記側壁と隣接するレベルであり得る。同じく、前記光源が少なくとも部分的に前記コリメータボディ内に位置する場合、前記光入口開口部は、前記光が前記光源から前記コリメータへ発光されるレベル又は境界として考えられ得る。同様に、「光出口開口部」とは、前記コリメータ側壁の上部端部により本質的に定められる平面として考えられ、かつ前記光出口開口部は、前記ヒンジ側壁の動きにより、より大きく又はより小さくなり得る。

「インテグラルヒンジ」は、いくつかの方法で実現され得る。１つの方法では、傾けられ得る側壁とベースが別々に製造され得る。前記光入口開口部の１つの端部に沿って、前記ベースが材料の薄い「カール」を持つようにされ得る。側壁は次のように実現され得る。即ち、前記カールに適合される前記端部が、例えば前記側壁の端部に沿って丸められた突出部の方法で適切に丸められるように、実現され得る。寸法を適切に選択することで、前記カールは前記丸められた突出部にきっちりとはめ込まれ得る。

しかし特に簡単なかつ好ましい方法では、少なくとも前記側壁及びベースが１個体（ｏｎｅ ｐｉｅｃｅ）として作られ、かつヒンジ側壁のインテグラルヒンジが好ましくは、前記ヒンジ側壁及び前記コリメータのベースの間の材料の厚さが低減された領域を含む。前記低減された材料厚さの領域は、前記ヒンジ側壁と前記ベースとの接続を維持する薄い材料のストリップであり得る。この領域の薄さにより、前記側壁は容易に前後に動き、前記薄いストリップは弾性インテグラルヒンジのように作用する。かかる一体製造の利点は、前記ヒンジ側壁が前記ベースから意図せず離れることがないということである。射出成形プロセスで製造される際には、かかるヒンジはまた「インモールドヒンジ」又は「リビングヒンジ」として参照される。低減された材料の厚さの領域はまたもちろん、均一厚さのブランクからも得られる。即ち、前記ブランクの２つの領域の間の材料を除去してある深さの溝を与えて、前記ブランクの１つの領域と前記ブランクの他の領域を接続する材料の薄いストリップを残すようにである。

小さいサイズ及び非常に明るい光出力を持つ半導体光源は現行技術を用いて製造され得る。照明アセンブルで使用され得る半導体光源の実際にサイズは一般にまた、前記光源が使用される光学系の焦点距離などのファクタで決められる。従って、本発明の好ましい実施態様において、前記コリメータ（前記半導体光源が設けられている）の前記光入口開口部の領域は、好ましくは１２０ｍｍ^２未満（例えば、４ｍｍｘ３０ｍｍ）、より好ましくは１２ｍｍ^２未満（例えば２ｍｍｘ６ｍｍ）及び最も好ましくは６．７５ｍｍ^２未満（例えば１．５ｍｍｘ４．５ｍｍ）である。その小さいサイズのために、これらの寸法のコリメータは、「マイクロコリメータ」として参照され得る。照明アセンブリは、１つのかかるコリメータと光源を含み得るが又、製品及び必要な出力に依存してコリメータ及び光源の配列も含み得る。

半導体光源、例えばＬＥＤチップなどの発光表面の表面面積は、０．５ｍｍｘ０．５ｍｍから２．０ｍｍｘ２．０ｍｍの程度の範囲の寸法を持ち、配列にグループ化されていてもよい。１ｘ２チップの配列又は４ｘ３２チップの配列が示されている。１ｘ４チップ又は１ｘ５チップが自動車用製品には非常に多い。一般に、それぞれのチップ間の空間は非常に狭く、その配列が単一の長方形光源と考えられ得る。長方形面積を持つＬＥＤチップが使用され得る。これらは全体を個々のチップ間にほとんど又は全くギャップを持たせることなく長方形状に配列することが容易である。薄膜チップは、わずか数マイクロメートルの厚さを持ち得る。かかるチップの側部は、酸化チタンなどの高反射性材料で囲み、チップで生成された全ての光がその上部表面を通じてのみチップから出るようにされ得る。「白色」ＬＥＤは通常、前記チップから発光された青色光の少なくとも一部をより短い波長（通常は黄色）へ変換して青色光と組み合わせて白色光を与える、発光材料（蛍光体、フォスファ）を含む。かかる発光材料は、フォスファ顆粒としてシリコーンなどの適切な材料の透明マトリクス内に埋め込まれる。発光材料はまた、埋め込まれた発光材料を持つセラミック材料を含み得る。前記発光材料は、配列のそれぞれの個々のＬＥＤのチップに適用され得るが、多数のチップを覆う共通の要素として適用されることも可能である。前記発光材料は、チップに直接適用され得るが、またある距離を隔ててチップに適用され得る（これはいわゆる「リモートフォスファ」と呼ばれる）。チップに近い方が通常は好ましい。リモートフォスファを用いることは、チップ（操作の際に高温となり１８０℃の程度の温度になる）及びフォスファ間の熱カップリングを防止し、さもなくば高温度への曝露の結果として経時劣化することを防止するという利点を有する。これはまた、コリメータなどの他の部品を高温度に曝露することから保護するという利点を持つ。以下で用語「光源」とは、実際に光を生成するチップと共に個々のチップ又はチップの配列へ適用されたかかるコーティング又は発光層とを含む構成として解釈されるべきものである。

かかるチップ／発光材料構成などを囲むコリメータは、好ましくは、それをきっちり適合するように実現される。従って、本発明の好ましい実施態様では、前記コリメータは本質的に長方形の断面を持つ。コリメータの長方形状は、光入口開口部及び光出口開口部がまた長方形状であることを意味する。

本発明によるコリメータは好ましくは、最小の部品数を用いて実現される。１又はそれ以上の部品は、曲げて形状化されるブランクの形であり得る。例えば、上で説明した「スナップオン」ヒンジでは、前記コリメータは、２つのブランクのみを用いて製造され、これらは適切に折り曲げてお互いに適合させる。本発明の好ましい実施態様では、前記コリメータは単一のブランク、即ち１個体を用いて作られ、傾き可能な側壁はインモールド又はリビングモールドにより前記ベースへ接続される。コリメータはまた、その機能により選択される異なるタイプの材料を用いて実現され得る。例えば、炭素繊維強化材料又は薄金属箔などの好ましくフレキシブルで丈夫な材料が前記ヒンジ部分に使用され得る。なぜならこのヒンジ部分は前記ランプの寿命中で最も摩耗の対象となる部分だからである。硬質材料が、前記コリメータ側壁及び前記ベースなどの残りの「剛性」部分のために使用され得る。

すでに説明したように、本発明によるコリメータは、好ましくは、本質的に光が前記側部又はヒンジから逃げないように実現されるものである。遮光コリメータはいくつかの方法により達成され得る。本発明による１つの実施態様では、前記ヒンジ側壁はエプロンを含み、これは光入口開口部から光出口開口部へ伸び、前記ヒンジ側壁の動きの範囲にわたり隣接するコリメータ側壁を遮光するように重なるようにされている。前記エプロンは従って、前記傾けられた側壁と共に動くが、隣接側壁と接触状態を維持する。前記重なりは、光が前記コリメータの側部から逃げないことを有利に保証する。前記エプロン及び隣接する側壁間の遮光接触を保証するために、これらは前記エプロンの全体にわたり密接に接触するようにされ得る。または、これらの表面の１つ又はそれ以上の表面は、例えば少なくとも部分的に羽毛又はフェルト状表面などの適切な材料でコーティングされ、これにより全体として高いレベルの摩擦を与えることなく望ましい遮光性を与えることができる。好ましくは、本質的に長方形状コリメータにとって、前記ヒンジ側壁はかかるエプロンをその２つの側部に持つ。前記ヒンジ側壁が動く際にその端部から光が逃げないことを保証するように前記コリメータを実現することにより、前記ベースはまた１又はそれ以上の追加のエプロンを持ち得る。

本発明のコリメータの他の実現において、コリメータのヒンジ側壁は、一対の対抗する側壁に遮光接続され、対抗する側壁が前記ヒンジ側壁の動きの範囲に合わせるためいくつかのプリーツを含む。前記プリーツは、熱的波形形成ステップで形成されることができ、それによりコリメータとベース全体が有利に１個体で実現され得る。側壁などへの前記プリーツは、前記側壁の上部である深さを持ち、前記側壁のベースへ向かって平坦面へ傾きが付けられるように実現され得る。この方法で、隣接するヒンジ側壁は自由にその底部端部の回りに傾けられる。

他の可能な実現では、本発明によるコリメータは、一対の対抗する側壁の間に遮光の方法で設けられるヒンジ側壁を含み、対抗する側壁は前記ヒンジ側壁の動きの範囲に適応するように、前記ヒンジ側壁を超えて本質的に直角に伸びる。もちろんここで記載される全ての可能な実施態様において、前記コリメータは１又はそれ以上のヒンジ側壁を持ち得る。例えば、プリーツ化された横側壁又は伸長された横側壁を持つ実施態様においては、２つの対抗するヒンジ側壁は、これらの横側壁間に容易に実現され、望ましい場合には、前記光入口開口部が大きい範囲で制御され得ることとなる。

上で示したように、もちろん前記半導体光源の効率を可能な限り維持することが望ましい。従って、本発明のさらなる好ましい実施態様では、前記コリメータの少なくとも内側の表面が少なくとも部分的に高度に反射性である。さらに、好ましくは前記コリメータの少なくとも上部部分が高度な反射性を示し、前記光源から発光される光のコリメート効率を達成する。好ましくは前記コリメータの全ての反射性表面が高度に反射性であることである。例えば、前記コリメータ側壁が、高度の反射性材料で作られるか、又はその内部表面に、アルミニウム、銀又は二酸化チタン「充填」ラッカーコーティングなどの高度に反射性コーティングがなされ得る。

前記コリメータをその動き範囲にわたり動かすために使用される駆動装置のタイプは、実際に実現されるコリメータの形状及び寸法に大きく依存する。例えば、駆動装置は、前記コリメータの遠位又は「上部」端部で作用する「鼻」又はレバーであり得る。好ましくは、前記駆動装置は、回転軸の回りを前記コリメータのヒンジ側壁を傾け、前記ヒンジ側壁が前後に傾けられるように実現される。適切な例は、電気機械的レバー、スプリング要素などである。前記駆動装置は、前記コリメータに物理的に接続され得る。しかし材料の選択により、前記コリメータのインテグラルヒンジは弾性挙動を示すものであってよい。この場合には、駆動装置は、前記ヒンジ側壁をその「休止」位置から他の位置へ動かすだけでよい。駆動装置から離されると、前記ヒンジ側壁はその休止位置へ戻る。かかる駆動装置は特に容易に実現され得る。というのは、前記駆動装置とヒンジ側壁との間になんらの物理的接続が必要ないからである。

駆動装置は、照明アセンブリの単一のコリメータに関連付けることができるが、又隣接する照明アセンブリの複数のコリメータを制御するように実現され得る。例えば、コリメータの規則的な配置で、単一のロッド形状駆動装置が、一列のコリメータヒンジ側壁に沿って配置され得る。前記ロッドはいくつかの突出部又は「鼻」を持ち、それぞれが１つのヒンジ側壁に対応する。前記ヒンジ側壁を内側に押し、従ってその列のコリメータの光出口開口部を減少させるためには、前記駆動装置は前記ヒンジ側壁を内側に押すために前記「鼻」を十分回転させるだけが必要となる。前記ヒンジ側壁は、適当な量だけ前記駆動装置を簡単に回転させることでそれらの休止状態へ戻すことができる。

上で示されるように、いくつかのコリメータを同時に制御することが好ましい。これは、前記コリメータが規則的形状（例えば上で説明された長方形状）を持つように設計し、かつ前記ヒンジ側壁を前記コリメータの適切な側に沿って位置付けることにより実現され得る。従って、本発明による前記コリメータの好ましい実施態様では、前記コリメータのヒンジ側壁の回転軸が、前記光入口開口部の端部と本質的に平行である。

前記コリメータは、全ての適切な製造技術により製造され得る。例えば、前記側壁は、プラスチック、シート金属などの材料から個々にスタンプされるか切断され得るか、又はその他の方法で形成され得る。しかしこのタイプのアセンブリは、時間を要するものであり、比較的高価となる。

従って、本発明によるコリメータの１つの好ましい実施態様では、前記コリメータは、熱可塑性プラスチックなどの適切材料を用いる射出成形プロセスで製造される。かかるプロセスで、前記インテグラルヒンジは金型の適切な設計で容易に達成され得る。さらに、かかる製造技術を用いることで、側壁とベースとの遮光接続が容易に達成され得る。さらなる利点は、前記ヒンジ側壁の下端部をベースに非常に好ましい厳しい公差で揃えることができる、ということである。コリメータの設計により、上で説明したように、コリメータは１個体から作ることができ、又は２以上の部品を組み合わせて作ることもできる。例えば、前記ヒンジ側壁側にエプロンを持つコリメータの場合には、１個体射出成形プロセスが、金型の適切な設計により可能である。プリーツ側壁を持ちコリメータについても１個体実現がまた好ましい。前記プリーツは射出成形プロセスで形成され得るし、又はそれらの側壁を加熱しひだ付けを行う第２の段階で形成され得る（これはまた、これらの側壁をより薄くできるというさらなる利点を持つ）。伸ばされた側壁を持つコリメータの場合には、前記ヒンジ側壁は前記ベースの一部と共に形成され、一方他の側の側壁は前記ベースの残りの部分と共に形成される。これらの部品は接着、溶接又はその他の方法（例えばこの段階を接着又は他の前記コリメータと前記基板へ付けるステップと組み合わせて）で結合され得る。

上で示したように、ある程度弾性を持つ材料は特に好ましい特性をもつインテグラルヒンジを与え得る。従って、本発明のさらなる好ましい実施態様では、前記コリメータの材料は、ポリマー、好ましくは熱可塑性プラスチックを含む。このタイプの材料は、特に射出成形プロセスに適するものであり、かかる材料から作られたコリメータは容易に動かせるインテグラルヒンジを持つヒンジ側壁を持つことができる。適切な材料は好ましくは、好ましい熱特性、例えば光源により生成される温度よりも高い溶融温度を持つ。材料の選択はまた、光源がリモートフォスファを含むかどうかにある程度依存し得る。適切な材料は、Ｓｔａｎｙｌ（Ｒ）（ＤＳＭによる製造）などの高温度ポリイミドであり、これは自動車工業において広く使用されている。

ある程度のフレキシビリティが、前記インテグラルヒンジの領域で望ましい。これにより前記ヒンジ側壁がＬＥＤの寿命にわたり操作する間容易に動かされ得るからである。しかし好ましい熱特性をもつ材料が好ましくない弾性を伴うということもあり得る。そうだとしても、熱特質がそれほど好ましいものではない材料（例えば加熱の際にフレキシビリティが乏しい）は、リモートフォスファをふくむ光源を囲むコリメータのために使用され得る。というのはリモートフォスファは、前記加熱したＬＥＤと前記コリメータとの間での熱伝達を遮断するように効果的に作用し、それによりインテグラルヒンジを前記ＬＥＤから発生する熱から保護するからである。
前記コリメータのベースの設計は使用される半導体光源のタイプに依存する。例えば、エッジ発光チップが使用される場合、全ての側を高度に反射性の表面で囲むことが好ましい。かかる実施態様では、前記ベース又はコリメータの基板の高さは、できるだけ多くの光がコリメータから出るように方向付けられるように好ましくは少なくとも前記半導体と同じ程度の高さである。しかし半導体光源技術の進歩により、非常に効率的な表面発光ＬＥＤチップ、例えばセラミック表面発光ダイオードなどの開発がなされている。かかるチップはその側面からは発光せず、しかもその深さが１００μｍの程度であることから、前記チップを囲むコリメータのベースも好ましく薄くできる。これはまた、射出成形プロセスにも利点であり、均一な厚さを持つ対象物にとって最良の結果を与える。従って本発明の特に好ましい実施態様では、前記照明アセンブリは表面発光半導体光源を含む。好ましくは、コリメータ側壁及びベースの厚さは、０．１ｍｍと３ｍｍとの間、好ましくは０．５ｍｍと１ｍｍとの間である。

本発明の好ましい実施態様は前記ビームパターン（通常「カットオフライン」と参照される）の垂直方向における明／暗境界の動的適応性に対処するものであるが、このことは本発明を制限するものではない。特に本発明のさらなる可能な応用は、ロービームとハイビームとの間の切り替え、ビーム分布の水平方向幅の調節、及び前方（即ち自動車に近い）での光ビームの制御である。

図１は、本発明の第１の実施の実施によるコリメータを模式的に示す図である。 図２は、図１のコリメータの単純化された断面側面図である。 図３は、本発明による１つのコリメータでの１つのインテグラルヒンジの他の実施例である。 図４は、本発明の第２の実施態様によるコリメータを示す。 図５は、本発明の第３の実施態様によるコリメータを示す。 図６は、本発明の第４の実施態様によるコリメータを示す。 図７は、本発明による照明アセンブリの配列を含む自動車用ヘッドランプ構成の断面を示す。 図８は、図７の自動車用ヘッドランプ構成の照明アセンブリの配列の平面図である。 図面中で、類似する番号は類似する対象物を意味する。グラフ中の対象物は、必ずしも寸法通りに描かれていない。

図１は基板３上に設けられる、本発明の第１の実施態様によるコリメータ４の模式図である。コリメータ４は、ベース４０及び側壁４１、４２、４３を持ち、これらは本質的に長方形ボディを与えるように構成され、前記ボディは前記ベース４０内に空間領域３０を囲み、その中に半導体光源が設けられ得る（図示されていない）。前記側壁４１、４２、４３及びベース４０は光密閉式で形成される。この実施態様では、１つの側壁４１は、インテグラルヒンジ７を前記側壁４１の幅に沿って有する。前記ヒンジは、前記側壁４１を、矢印で示される動きＭ_４の範囲にわたり前後に傾けることを可能にする。側壁４１、４２、４３で光が逃げないことを保証するために、前記ヒンジ側壁４１は横配置「エプロン」４１０を含み、これは前記ヒンジ側壁４１が設けられる間の側壁４２の対に重なるように設けられる。この図では、前記エプロン４１０は前記コリメータ４の内側であるように示される。もちろん前記エプロン４１０は、同様に前記側壁４２が内側になるように前記コリメータ４の外側に設けられることもできる。前記ヒンジ側壁４１が駆動装置の作用により外側に傾けられると、エプロン４１０は、光が前記側部から逃げないことを保証し、従って前記コリメータ４で囲まれる光源から発光した全ての光は前記コリメータ４の光出口開口部３１を通じてのみ出ることができる。説明を簡単にするために、前記ヒンジ側壁４１を動かす駆動装置は図示されていない。前記コリメータ４で囲まれる光源は、全ての適切な光源、例えばエッジ発光半導体光源であり得る。そしてできる限り多くの光が前記光出口開口部３１を通って出ることができるように前記ベース及び側壁の内部表面は非常に反射性に処理され得る。この図及び以下の図で、前記ヒンジ側壁は説明を単純にするために平面上に示されている。明らかに、前記コリメータが意図される製品に依存して、前記ヒンジ側壁は全ての適切な形状を持ち得る。

図２は、単純化された、図１に記載されたコリメータ４のＡ−Ａ´に沿った断面側面図である。ここで、基板３は、前記コリメータ４のベース４０内に設けられるセラミックエッジ発光ＬＥＤなどの半導体光源２を持つ。前記半導体光源２により生成される光Ｌは前記コリメータ４に光入口開口部３０を通って入り、光出口開口部３１を通って出る。前記コリメータ４の側壁４１は前記ベース４０に領域７の手段で接続され、この領域は、前記光入口開口部３０（破線で示される）の１つの端部に沿って伸びる材料の厚さが低減されており、インテグラルヒンジ７として作用して、前記ヒンジ側壁４１が矢印で示される動きＭ_４の範囲にわたり傾けられることを可能とする。この実例では、前記開口部側壁４３は前記ベース４０に剛性的に固定され動くことができない。この図では、対抗する開口側壁４３は前記ヒンジ側壁４１よりも短く示されている。もちろん、側壁４１と４３の相対的な高さは、前記コリメータが使用される製品により選択され得るものである。光出口開口部３１は前記ヒンジ側壁４１で調節され制御される。前記ヒンジ側壁４１の初期位置又は待機位置は、前記光出口開口部３１が最小となる位置である。前記ヒンジ側壁４１は駆動装置（図示されない）により引き出され得る。前記ヒンジの弾性挙動により、前記ヒンジ側壁４１は前記駆動装置から開放されるとその初期位置に戻る。

図３で、他のインテグラルヒンジの実例が図２のように断面で示される。ここで、材料が低減された領域７は、前記光入口開口部３０の１つの端部に沿って伸びる前記コリメータの内側にある。この実例では、前記ヒンジ側壁４１の初期位置は、前記光出口開口部３１が最大となる位置である。駆動装置（図示されていない）が前記ヒンジ側壁４１を内側に引っ張り、前記光出口開口部３１のサイズを減少させる。

図４は本発明によるコリメータ５の他の実例を示す。ここで、ベース５０はいくつかの側壁５１、５２、５３と接続される。１つの側壁５１のベースで、材料厚さが低減された領域７がインテグラルヒンジ７として作用する。前記ヒンジ側壁５１が傾けられることを可能とするために、この側壁５１は、一対のプリーツ側壁５２の間に設けられ、光密閉式にこれらと接続される。前記プリーツ５２０は、ベローの方法で、かかる側壁５２の効果的な領域を増減させ得る。前記プリーツ５２０を前記ベース５０の方に狭めるようにすることで、前記ヒンジ側壁５１は動きＭ_５の範囲にわたり、前記ベース５０の前記光入口開口部３０のエッジ（前記エッジは本質的に前記インテグラルヒンジ７と一致する）に沿って伸びる回転Ｒの軸回りに傾けられ得る。

図５は本発明のコリメータ６の他の実例を示す。ここで、１対の対抗するヒンジ側壁６１が、上で説明したように、インテグラルヒンジ７の手段によりベース６０と接続される。この実例では、１対の伸びた側壁６２により光が、前記エッジから逃げることを防止する。これらの伸びた側壁６２は、これらの１つ又は両方が駆動装置（図示されない）で傾けられる際に前記ヒンジ側壁６１の動きＭ_６の範囲で動けるように設けられ寸法が決められる。

図６は、本発明によるコリメータ４の他の実例を示す。ここで、前記ベース４０は単純に、前記コリメータ４のボディと同じ厚さの狭い囲いを含む。かかる実例は特に有利である。というのは射出成形プロセスは均一な材料厚さで最適な結果を与えるからである。さらに、半導体光源技術における利点は、厚さがわずか数マイクロメートルで実現され得る表面発光薄膜レーザダイオード２の製造につながる。かかる薄ＬＥＤにとっては、前記光源の側部回りに反射性「凹所」は必要なく、前記コリメータのベースがここで示されるように非常に平面上又は薄くなるように実現され得る。前記コリメータ４の厚さは約０．５ｍｍの程度であり得る。光入口開口部３０及び光出口開口部３１は、これまでの図で示されたように示されている。

図７は、自動車用ヘッドランプ構成１０の１つの実例の断面図を示し、これは光源２、反射器１１及び第２の光学系１２を持つ本発明１による照明アセンブリ１を含む。図の左は、照明構成１が説明を明瞭にするために拡大されて示されている。ここでの構成は、３つの半導体光源２の列が基板３上に設けられ、それぞれが、すでに説明されたように傾けられ得る側壁を持つコリメータ４、５、６を持つ。他の実例、例えば、コリメータ配列と反射器の構成、又はコリメータ配列とレンズの構成などが同じく可能であり、これによりそれぞれの場合に前記反射器又はレンズは、前記コリメータから出る光を望ましい方向に放出するように形状化される。

図８は図７の自動車用ヘッドランプ構成１０の照明アセンブリ１の平面図であり、前記照明アセンブリでの前記光源２の構成の選択を示す。ここで、説明を明瞭にするために、単一の半導体光源２及びコリメータ４、５、６のみが参照番号で示されている。しかし理解されるべきことは、図中で示される前記配列は複数のかかる光源及びコリメータを含む、ということである。これらの図に示されるヘッドランプ構成では、光の出力ビームの形状、即ち光パターンは、前記配列内の前記照明アセンブリの構成により直接影響を受ける。グループＧでのコリメータの数の駆動装置８は、制御装置８０により電気機械的に制御され、前記グループＧでのコリメータのヒンジ壁が同期して傾けられる。明らかに、かかる自動車用ヘッドランプ構成１０は、１以上のかかる配列及び１以上の制御装置を含むことができ、それぞれのグループの駆動装置が他のグループの駆動装置から独立して制御される。

ここまで本発明は好ましい実施態様及びその変更実施態様の形で開示されてきたが、理解されるべきことは、多数のさらなる変更及び変法が本発明の範囲から離れることなく行うことができる、ということである。例えば、前記図面の１つの特定の場所にある前記ヒンジ側壁の位置は、本発明をこの実施態様に限定するものではない。前記コリメータ形状及び１又はそれ以上のヒンジ側壁の位置、及び前記駆動装置の実例は、前記光学システム及び望ましいビーム操作の効果に依存し、このためには種々の組合せが望ましい。さらに、考えられることは、前記コリメータの残りの部分が前記駆動装置により動かされる間、ヒンジ側壁は静止保持されるということである。かかるコリメータは前記基板及び前記半導体光源を駆動するための必要な全ての回路を囲むように実施され得る。前記駆動装置は、前記コリメータをヒンジ側壁に対して移動させるように作用し得る。さらに、コリメータ及び光入口／出口開口部の断面形状はここで記載された長方形状には限定されず、前記照明アセンブリの設計に適する全ての適切な形状をとり得る。

説明を明瞭にするために、理解されるべきことは、明細書を通じて「１つの」なる用語は複数を除外するものではなく、「含む」なる用語は他のステップや要素を除外するものではない。

Claims (15)

1. コリメータであり、前記コリメータはベース及び光源を囲むように設けられる複数の側壁を含み、
   前記コリメータの少なくとも１つの側壁が前記ベースとインテグラルヒンジにより接続され、動きのある範囲内に傾けられ得るようにされ、前記少なくとも一つの側壁、前記インテグラルヒンジ及びベースは１個体として作られており、
   前記コリメータの前記ベースと前記少なくとも一つの側壁が、前記光源により発光された光が、前記コリメータに光入口開口部から入り、前記少なくとも一つの側壁の前記動きの範囲にわたり全ての位置で光出口開口部から出るようにされている、コリメータ。
2. 請求項１に記載のコリメータであり、前記少なくとも一つの側壁のインテグラルヒンジが、前記少なくとも一つの側壁と前記コリメータの前記ベースの間の材料の厚さが低減された領域を含む、コリメータ。
3. 請求項１又は２のいずれか１項に記載のコリメータであり、前記コリメータの光入口開口部の領域が、１２０ｍｍ^２ 未満である、コリメータ。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコリメータであり、本質的に長方形の断面を持つ、コリメータ。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のコリメータであり、前記コリメータの少なくとも一つの側壁が、前記光入口開口部から前記光出口開口部へ伸びるエプロンを含み、かつ前記エプロンが前記少なくとも一つの側壁の動きの範囲にわたり遮光方法で隣接するコリメータ側壁を覆うようにされている、コリメータ。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のコリメータであり、前記コリメータの少なくとも一つの側壁が、一対の対抗する側壁と遮光的に接続され、対抗する側壁が前記少なくとも一つの側壁の動きの範囲を収容するいくつかのプリーツを含む、コリメータ。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のコリメータであり、前記コリメータが、一対の対抗する側壁の間に設けられ、対抗する側壁が、前記少なくとも一つの側壁の動きの範囲を収容するために前記少なくとも一つの側壁を超えて本質的に垂直に伸びる、コリメータ。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のコリメータであり、前記コリメータの少なくとも内部表面が、少なくとも反射性である、コリメータ。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のコリメータであり、前記コリメータの少なくとも一つの側壁の回転軸が、前記光入口開口部の端部に本質的に平行である、コリメータ。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載のコリメータであり、射出成形方法で製造される、コリメータ。
11. 請求項１０に記載のコリメータであり、前記コリメータの材料が、熱可塑性プラスチックである、コリメータ。
12. 請求項１１に記載のコリメータであり、前記コリメータの材料が、融点が少なくとも１６０℃である材料を含む、コリメータ。
13. コリメータの製造方法であり、
    前記コリメータはベース及び光源を囲むように設けられる複数の側壁を含み、
    前記コリメータの少なくとも１つの側壁が前記ベースとインテグラルヒンジにより接続され、動きのある範囲内に傾けられ得るようにされ、前記少なくとも一つの側壁、前記インテグラルヒンジ及びベースは１個体として作られており、
    前記コリメータの前記ベースと前記少なくとも一つの側壁が、前記光源により発光された光が、前記コリメータに光入口開口部から入り、前記少なくとも一つの側壁の前記動きの範囲にわたり全ての位置で光出口開口部から出るようにされており、
    前記方法が、射出成形プロセスで前記コリメータの部品を製造することを含む、製造方法。
14. 照明アセンブリであり、前記照明アセンブリが、
    基板上に設けられる半導体光源；
    前記半導体光源を囲むようにされる請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のコリメータ；及び
    前記コリメータの少なくとも一つの側壁を、前記コリメータの前記光出口開口部を調節するためにその動きの範囲の少なくとも一部にわたり動かすための駆動装置を含む、照明アセンブリ。
15. 請求項１４に記載の照明アセンブリ及び第２の光学系を含む自動車用ヘッドランプ構成。
    

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