JP2005539362A - ロービーム機能を有する車両ヘッドライト用のランプ - Google Patents

Abstract

本発明は、ロービーム機能を有する車両ヘッドライト用のランプであって、外側エンベロープ（４）を有し、その外側エンベロープ（４）の複数の領域から互いに相違する色のうちの少なくとも可視光を出射するランプにおいて、前記外側エンベロープ上に少なくとも部分コーティング（２）を設けて、前記ロービーム機能を実現するときに、明暗カットオフより上にある少なくとも交通スペースの領域を、前記部分コーティング（２）で散乱された可視有色光で少なくとも部分的に照明できるようにするのと同時に、前記明暗カットオフより下にある交通スペースの領域を、規定された領域の互いに相違する色の可視光で照明できるようにしたことを特徴とするランプに関する。

Description

本発明は、ロービーム機能を有する車両ヘッドライト用のランプであって、外側エンベロープを有し、その外側エンベロープの複数の領域から互いに相違する色のうちの少なくとも可視光を出射するランプに関する。

本発明の文脈において、用語「外側エンベロープ」は、複数のエンベロープを有するランプの場合には最も外側のエンベロープに関連し、単一のエンベロープを有するランプの場合にはこの単一のエンベロープに関連する。

本発明の文脈におけるロービーム機能を有する車両ヘッドライトは、明暗カットオフを行う全てのヘッドライトであり、例えば、純粋なロービームヘッドライト、ハイビームヘッドライト及びロービームヘッドライトの組合せ、純粋なフォグヘッドライト、ロービーム及びフォグヘッドライトの組合せ並びに湾曲した照明ヘッドライトである。

このアプリケーションの分野で用いられるランプは、白熱ランプ、特に、１又は２個の白熱フィラメントを有するハロゲンランプ、又は高圧ガス放電ランプである。車両ヘッドライトに使用すべきランプは、特に欧州又は米国市場に関連する主要パラメータに関する国際基準、例えば、ＳＡＥ基準又はＥＣＥ基準が課される。例えば、達成すべき色特性は、全ての場合において正確に規定される。

通常、ロービーム機能を有するヘッドライトは、全ての空間的な方向にほぼ同一色の可視光を放出するランプに適合され、その結果、均一色で照明された交通スペースが得られる。

所望の及び／又は要求される色の光を、特にランプの外側エンベロープの外側表面上に既知の方法で設けられる通常のコーティングによって達成することができる。

既知のように、青色光が、交通スペースの障害物、例えば交通信号に対して良好に反射され、したがって、各交通スペースを照明する車両のドライバによって良好にすなわち迅速に観察され、その結果、交通安全が向上される。それに対して、黄色光は、接近する車両のドライバの側では感度が低くなる。さらに、人間の目は、標準化された感度曲線Ｖ（λ）によって説明することができる色消し感度(achromatic sensitivity)だけでなく、周辺光及びグレア(glare)の持続時間のパラメータに著しく依存する色感度(chromatic sensitivity)も有する。青色スペクトル範囲の色感度は、グレアが発生する照明の持続時間に著しく依存する。例えば、グレアが５ｍｓ〜１ｓの間発生する場合、目の空間的な感度が５倍まで上昇する。このことは、メソプテックビジョン状態の下の目の周辺視界領域に対して特に当てはまる。メソプティクビジョン状態は、色を感じる（デイライトビジョン）視細胞及び色を感じない（ナイトビジョン）視細胞が同程度に注意が向けられたときに得られる。色を感じる視覚細胞は、デイライトビジョンに注意が向けられ、色を感じない視覚細胞は、ナイトビジョンに注意が向けられる。

いわゆるキセノンランプのような高圧ガス放電ランプの積分スペクトル強度分布は、短い波長の（青色）スペクトル範囲においてハロゲンランプの２〜３倍になる。実験によれば、グレアの影響を同一にするためにハロゲンランプの輝度をキセノンランプの輝度よりも２５〜５０％高くする必要がある。短い波長（青色）スペクトル範囲におけるキセノンランプの輝度の減少及びそれに伴う近接したドライバのグレアの減少を、ランプエンベロープ上の黄色コーティングによって調整することができる。そのような黄色コーティングを有するキセノン又はハロゲンランプエンベロープが知られている。

米国特許第５，５７８，８９３号は、二つの白熱ワイヤを有するとともにロービーム機能とハイビーム機能の両方を実現することができる車両ヘッドライト用のハロゲンランプを開示している。第１の白熱ワイヤ、すなわち、ロービーム白熱ワイヤは、ガラスバルブの先端に近接して配置され、第２の白熱ワイヤ、すなわち、ハイビーム白熱ワイヤは、ガラスバルブのつまみに近接して配置されている。外側エンベロープの先端で光が通らない領域は、ガラスバルブの先端に近接して配置されるとともに専らロービーム機能を果たすビーム白熱ワイヤに連結したコーティング領域に結合する。サイズ及び形状に関して均一なコーティングが行われて、ロービーム白熱ワイヤから発生した光がこのコーティング領域を十分に通過してランプから出射できるようにする。したがって、ロービーム機能が実現されると、この白熱ワイヤから発生した光のほとんどが、外側バルブのコーティング領域を通過する。青色スペクトル範囲で吸収を行うこのコーティングは、外側に向かって発する可視光が特に黄色を有するように選択される。ロービーム機能が実現されると、車両によって照明される交通スペース全体が、黄色光で均一に照明される。しかしながら、ロービーム機能が実現される際に青色光の利点を利用することができない。道路の右側に存在する、すなわち、右側通行の場合に車両の運転方向に見える障害物すなわち交通信号は、車両のドライバが観察するのが困難である。

従来、二つの異なるタイプの車両ヘッドライト、すなわち、投影ヘッドライト及び反射ヘッドライトの区別がつけられている。今日まで、投影ヘッドライトのみが、色に関して不均一に交通スペースを照明するおそれがある。このように方向に依存する色での交通スペースの照明は、ランプそれ自体ではなく投影レンズによって生じる。そのようなヘッドライトによって、明暗カットオフより上の領域の白色又は青色迷光に起因するグレアの影響が生じ、それは、接近するドライバによって不快に感じられる。投影ヘッドライトは時々、明るさが増大する光学系を有し、それによって白色又は青色迷光が生じる。

本発明の目的は、工業的な大量生産工程で有効に製造できるとともに、グレアの感度を増大することなくロービーム機能が実現される際に更に良好に交通安全が行われるそのようなコーティングを有するランプ及びそのようなランプを有する照明装置を提供することである。

本発明の目的は、前記外側エンベロープ上に少なくとも部分コーティングを設けて、前記ロービーム機能を実現するときに、明暗カットオフより上にある少なくとも交通スペースの領域を、前記部分コーティングで散乱された可視有色光で少なくとも部分的に照明できるようにするのと同時に、前記明暗カットオフより下にある交通スペースの領域を、規定された領域の互いに相違する色の可視光で照明できるようにしたことを特徴とするランプによって達成される。

本発明の文脈におけるロービーム機能の実現中にランプの外側エンベロープから光を発する全領域をカバーしない部分コーティングを、コーティング又はその一部の所望の機能に応じて層構造、厚さ及び組成に関して均一又は不均一にすることができる。そのようなコーティングは、本発明による互いに相違する複数の部分からなることができ、その部分は、各機能に応じて規定されながら外側エンベロープ上に配置される。

ドイツのような右側通行の国において、本発明による部分コーティングは、車両の運転方向から見て右側の道路特にその最も外側を青色光で照明するとともに左側の道路を黄色光で照明し、かつ、明暗カットオフより上の領域が黄色の散乱光で照明されるように選択され及び配置される。したがって、本発明によるランプは、ロービーム機能が実現される際の光の色の影響に関連して全体的なコーティングを有する既知のランプの利点を組み合わせる。近づいてくる交通のグレアの感度が減少し、同時に、右側及び左側の道路に対する周辺視界範囲のオブジェクトの可視性が向上する。本発明は、適切な変形によって左側通行にも十分に適用することができる。

前記部分コーティング又はこのコーティングの少なくとも一部を、特に黄色光を少なくとも部分的に散乱する吸収コーティングとするの特に好ましい。ランプエンベロープ全体に亘って延在するダイクロイックコーティングはしばしば、近接する交通に対するグレアが吸収コーティングに比べて強くなる方向依存性色分布が生じ、それは、通常不所望なものである。

それに対して、部分ダイクロイックコーティングによって、制御されていない反射光から生じるグレアがほとんど生じなくなる。したがって、所定の場合において、部分コーティング又はこのコーティングの一部を干渉コーティング又は吸収コーティングと干渉コーティングとを組み合わせたものとするのが有用である。これは、例えば、使用される顔料の色点をＳＡＥ又はＥＣＥガイドラインによって規格化された色領域の範囲外にある場合に当てはまる。適切な干渉コーティングは、色分布を所望の色範囲にシフトすることができる。

更に好適には、外側エンベロープ上の部分コーティングの少なくとも一部を、光源の軸線にほぼ平行又はピンストライプに沿って延在するストライプパターンで配置する。接近する交通を惑わす光を遮断する役割を果たすいわゆるピンストライプを有するランプを用いる場合、ピンストライプに沿った部分コーティングのストライプ配置によって、明暗カットオフより下の交通スペースが青色光によって照明される。青色光によって、特に明暗カットオフに沿った周辺視界範囲における交通スペースの交通信号又は任意の障害物を、非常に迅速に認識することができる。

更に好適には、部分コーティング、特に、黄色吸収層を、特にランプエンベロープの最も前の領域に規定して配置する。この領域は、好適にはランプの先端から戻りリード線まで延在する。このコーティングの顔料に対して散乱した黄色光は、交通スペースの規定された領域にイメージされず、交通スペース全体に亘って、すなわち、ハイビーム距離で散乱される。ハイビームスペースのグレア領域の黄色散乱光は、他の散乱光に重ね合わされて、接近するドライバは、黄色スペクトル範囲における目の感度の低下のためにグレアの印象が減少したことを経験する。

更に好適には、前記部分コーティングが、少なくとも、黄色光を発するとともにランプエンベロープの最前方及び／又は最後方に配置された吸収コーティングの部分と、ピンストライプに沿ってストライプパターンで配置されるとともに特に青色光を発する部分とを具える。

本発明は、請求項１〜７に係る少なくとも１個のランプを具える照明装置でも達成される。

図１は、反射ヘッドライト用の本発明によるキセノンランプ１の第１の実施の形態の側面図である。発光放電アーク１２を、ランプ口金１１に接続されたランプエンベロープ３の内側の実際の光源として図１で線形的に示す。発光放電アーク１２は、既知の方法で２個の電極間に形成され、ランプ口金１１から離間した電極を、戻りリード線(return lead)６で示す。部分コーティング２は、部分２１，２２を具え、全体が外側エンベロープ４の外側表面の部分のみに配置されている。図１では一つのピンストライプ５のみが見える二つのピンストライプ５が、外側エンベロープ４の上に配置され、その中間位置に部分コーティング２の二つのストリップ部分２１が存在し、図１において、一つのストリップ部分のみが見える。外側エンベロープ４は、コーティングを有しない領域１４も有し、その結果、通過しない光が、主にこの領域から発生する。部分コーティング２の部分２２は、吸収コーティングによって形成される。

コーティング２を、有機又は無機顔料を二酸化珪素網目(silicon dioxide network)に埋め込んだいわゆるゾル−ゲルコーティングとする。コーティング２の所望の色の印象及び所望の温度安定性に応じて、互いに相違する顔料の混合を用いることもできる。堆積(deposition)に必要なジアセチルアルコール(diacetyl alcohol)のような溶媒に加えて、顔料にアルキコシラン化合物(alkoxysilane compound)を混合したもののような最適な橋かけを維持する方法を用いるのが有用である。

部分コーティング２の温度安定性に課される要求は、特に、高圧放電ランプの外側エンベロープ４が規則的にさらされる９００〜９５０℃の温度によって決定される。かかる要求を満足するとともに二つのストリップ部２を通じて青色の印象を生じる顔料は、例えば、Ｃｏ−Ａｌを含む顔料である。良好な透明性及び少ない迷光成分は、特に、顔料の粒子サイズが好適には１００ｎｍより下のときに達成される。

コーティング２を、既知のスプレー工程で設ける。コーティングプロセス後、コーティング２を約２５０℃で５〜１０分間硬化するのが好ましい。

部分２１の代わりに、青色多層干渉フィルタを、スパッタコーティング工程で外側エンベロープ４の表面上のピンストライプ５に沿って設けることができる。好適には、ストライプの幅を３ｍｍ以下にする。

図２は、ロービーム機能が図１によって達成されたときの車両の前方、例えば、１０ｍの垂直スクリーン上における本発明によるランプ１の照明分布を線形的に示す。図２は、近づいてくる交通のドライバの両目が移動するラインであるラインＡと、左側のドライビングレーンエッジのラインであるラインＢと、ドライビングレーンの中央ラインであるラインＣと、右側ドライビングレーンの中央を表すラインＤと、右側のドライビングレーンエッジのラインであるラインＥと、明暗カットオフのラインであるラインＦと、明暗カットオフのラインＦによって上側が区切られた青色迷光の領域である領域Ｇと、黄色迷光の領域である領域Ｈとを有する。部分コーティング２の部分２２を通過する光は、交通スペースの明暗カットオフに隣接してイメージされる。Ｋは水平線を表し、Ｌは、通されなかった光によって照明される領域を示す。明暗カットオフは、ヘッドライトによって照明されなかった交通スペースから、ヘッドライトによって照明された交通スペースを分離する交通スペースの領域である。部分２２に入射された放出光の一部は、明暗カットオフＦより上にあるグレア領域で散乱され、ここに存在するランプ１の通らなかった迷光に重ね合わされる。

図３は、投影ヘッドライト用の本発明によるキセノンランプ１の他の実施の形態の側面図である。本実施の形態の部分コーティング２を、戻りリード線６と外側エンベロープ４の端部との間の領域における外側エンベロープ４の表面上で、均質で密閉された黄色ＢｉＶＯ４吸収層の形態で設ける。ピンストライプ５も外側エンベロープ４の上に設ける。外側エンベロープ４の表面の残りの領域は、コーティングのない領域１４によってほぼ形成される。

図４は、投影ヘッドライトに配置された部分コーティング２を有するキセノンランプを線形的に示す。ランプ１は、凹面鏡７に配置される。照明装置は、絞り８と、レンズ９と、通常のコントラスト減少光学系(contrast-reducing optical system)１０とを具える。図４は、領域１４を通過する出射光の一部の（破線で示す）放出経路１５と、部分コーティング２から発する（点線で示す）放出経路１３とを示す。

図５は、ロービーム機能が実現されるときの第２の実施の形態の交通スペースにおける図２と同様な照明分布を線形的に示す。

コーティング２に対して散乱した黄色光の一部は、散乱されずに通らなかった光とは対照的に、接近するドライバのグレア領域Ｈにも入射する。人間の目は、青色スペクトル領域に比べて黄色スペクトル領域の感度が鈍いので、グレアの影響は、明らかに青色スペクトル領域に比べて黄色スペクトル領域の方が弱い。散乱なく黄色吸収層２を通過する光と、コーティング２に対して散乱した黄色光の部分は、通らない光と同様に、照明すべき交通スペースすなわち領域Ｌに入射する。

反射ヘッドライト用のキセノンランプの側面図である。 図１のランプの交通スペースの照明分布を線形的に示す。 投影ヘッドライト用のキセノンランプの側面図である。 投影ヘッドライトのキセノンランプの図を線形的に示す。 図３のランプの交通スペースの照明分布を線形的に示す。

Claims (9)

1. ロービーム機能を有する車両ヘッドライト用のランプであって、外側エンベロープを有し、その外側エンベロープの複数の領域から互いに相違する色のうちの少なくとも可視光を出射するランプにおいて、前記外側エンベロープ上に少なくとも部分コーティングを設けて、前記ロービーム機能を実現するときに、明暗カットオフより上にある少なくとも交通スペースの領域を、前記部分コーティングで散乱された可視有色光で少なくとも部分的に照明できるようにするのと同時に、前記明暗カットオフより下にある交通スペースの領域を、規定された領域の互いに相違する色の可視光で照明できるようにしたことを特徴とするランプ。
2. 前記ランプの光源を、高圧放電ランプ又は白熱電球特にハロゲンランプとしたことを特徴とする請求項１記載のランプ。
3. 前記部分コーティング又はこのコーティングの少なくとも一部を、特に黄色光を少なくとも部分的に散乱する吸収コーティングとしたことを特徴とする請求項１記載のランプ。
4. 前記部分コーティング又はこのコーティングの少なくとも一部を、特に青色光を通過する干渉コーティング又は吸収及び干渉コーティングとしたことを特徴とする請求項１記載のランプ。
5. 前記部分コーティング、特に、黄色吸収層を、特にランプの外側エンベロープの前方又は後方領域に規定して配置したことを特徴とする請求項１記載のランプ。
6. 前記部分コーティングが、少なくとも、特に黄色光を少なくとも部分的に散乱する吸収コーティングである部分と、ピンストライプに沿ってストライプパターンで配置した部分とを具えることを特徴とする請求項１記載のランプ。
7. 前記ランプのエンベロープ軸に沿ってストライプパターンで延在する少なくとも一つの部分コーティングが、青色光を通過することを特徴とする請求項６記載のランプ。
8. 前記ロービーム機能を実現するに際し、前記交通スペースを、規定された方法で明暗カットオフに近接しながら、前記部分コーティングを通過する光によって照明できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のランプ。
9. 少なくとも請求項１〜８に係るランプを具える照明装置。

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