JP2008084862A - 最適な光分布を有する自動車前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】特定の照明機能に対し最適化された光分布を実現可能な自動車前照灯を提供する。
【解決手段】照明機能の光分布２におけるそれぞれ一部分８，１０を生じさせるため、第１の光源の光の向きが反射方式に従い変えられ、第２の光源の光の向きが投影方式に従い変えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも１つの光源を備えた自動車前照灯に関する。この場合、光機能の光分布を発生させるために光源から照射された光の向きが反射方式または投影方式に従い変えられる。

反射方式に基づく自動車前照灯に設けられた光源は光を反射器に向けて照射し、反射器はそこから出射する光ビームが反射器の光出射方向で実質的に平行になるよう光を反射する。

投影方式に基づく自動車前照灯の光源も同様に反射器に向けて光を照射するが、この反射器は、平行ではない光ビームの束としてレンズに向けて光の向きが変えられるよう光を反射する。そしてこのレンズは、光が自動車前照灯の光出射方向で実質的に平行となるよう屈折させる。

これら既述の方式に基づく自動車前照灯によって、所定のライト機能ないしは照明機能たとえばロービームまたはハイビームが形成される。たとえば２５ｍの距離に配置された測定スクリーンのところで、規定どおりの明暗境界が維持されているか否か、ならびに光分布の所定の個所で所定の光強度が維持されているのか否かを確認するために、特別な照明機能のために必要とされる光分布を測定することができる。

本発明の課題は、特定の照明機能に対し最適化された光分布を実現可能な自動車前照灯を提供することにある。

本発明によればこの課題は、自動車前照灯が少なくとも２つの光源を有しており、照明機能の光分布におけるそれぞれ一部分を生じさせるため、第１の光源の光の向きが反射方式に従い変えられ、第２の光源の光の向きが投影方式に従い変えられることにより解決される。

本発明による自動車前照灯によれば、特定の前照灯方式の利用によって生じる構造的必然性から解放されて、照明機能のために最適化された光分布を生じさせることができる。それぞれ１つの光源から発せられ互いに異なる方式によって向きの変えられた部分量から光分布が合成されることによって、光分布の各部分自体をそれぞれ最適化することができるので、全体として最適化された光分布を生じさせることができるようになる。

本発明の別の実施形態によれば、第１の光源に対応して放物面形状の反射器を設けることができ、第２の光源に対応して楕円面形状の反射器とレンズを設けることができる。

殊に有利であるのは、第１の光源および／または第２の光源を少なくとも１つの発光ダイオードによって形成することである。発光ダイオードの優れている点は、それらはきわめてコンパクトに構成されており、したがって少なくとも２つの光源を有する本発明による自動車前照灯のために著しく適していることにある。

また、第１の光源および／または第２の光源における少なくとも１つの発光ダイオードに対応させて、収集光学系を設けることができる。これによって考慮されるのは、発光ダイオードが光を放射する放射角度を比較的小さくすることができる点である。したがってたとえば、実質的に自動車前照灯の光出射方向で放射を行う発光ダイオードの光を、反射器のところで反射させずに、あるいは反射器のところで反射させるだけでなく、収集光学系において屈折させ、そのようにして偏向させることができる。この種の収集光学系を、たとえば透明なプラスチック材料によって形成することができる。

ライト機能ないしは照明機能を、上方の明暗境界をもつロービーム機能またはハイビーム機能とすることができる。これらの照明機能は殊に大きな面積の光分布を有している。光分布をその広がりに関しても光分布の個々の領域における光強度に関しても最適化する目的で、本発明による自動車前照灯は格別良好に適している。

本発明の１つの実施形態によれば、光源たとえば第１の光源に対応する光分布における第１の部分は水平方向で、照明機能に必要とされる広がりを有している。つまりこのことが意味するのは、光源の光はたとえば反射方式に従って光の束が生じるよう偏向され、この光の束によって水平方向で、特別な照明機能（たとえばロービーム）の光分布における幅全体が満たされる、ということである。

光分布の特定の領域でいっそう高い光強度値が得られるようにする目的で考えられるのは、光源たとえば第２の光源に対応する光分布の第２の部分に、水平方向で照明機能に必要とされる広がりよりも僅かな広がりをもたせることである。このために、投影方式に従い偏向される光を生じさせる光源の光を用いることができる。さらにたとえば考えられるのは、光分布の第２の部分全体をスポット状に構成することである。このようにすれば、光分布の限られた領域（たとえばほぼ中央の領域または周辺領域）を明るくすることができる。このようにして所期のよう局所的に光分布を明るくすることで、自動車のドライバの負担を軽減できるようになる。

有利なやり方で、自動車前照灯の前照灯サブユニットが光源に対応して設けられる。これらの前照灯サブユニットは、冒頭で述べた方式のうちの１つにそれぞれ基づくものである。これらの前照灯サブユニットをたとえば、自動車前照灯を形成するために並べてまたは上下に配置することができる。したがってオートバイ用自動車前照灯には少なくとも２つの前照灯サブユニットを設けることができる一方、それよりも多くの車輪を備えた車両にはたとえば、それぞれ少なくとも２つの前照灯サブユニットを備えた２つの自動車前照灯を設けることができる。

これらの前照灯サブユニットを互いに同心に配置することができる。これによって、スペースをとらず光学的に好ましい配置を達成することができる。

さらに考えられるのは、複数の前照灯サブユニットが正面から見て全体として円形の自動車前照灯を成すよう構成することである。これによって、場合によっては設計上の理由から望まれる自動車前照灯の慣用の外見イメージを達成することができる。これに関連してさらに考えられるのは、投影方式に基づく第１の前照灯サブユニットに、自動車前照灯の円の直径領域に配置されたレンズを含め、この第１の前照灯サブユニットに対し両側で隣り合うよう反射方式に基づく別の前照灯サブユニットを配置することである。このような配置構成は、発光ダイオードによって形成された光源を有する自動車前照灯に格別良好に適している。

以下の記載には本発明のその他の利点、特徴ならびに詳細な点が述べられており、図面を参照しながら殊に有利ないくつかの実施例について詳しく説明する。なお、図中に示されており特許請求の範囲ならびに明細書で言及する特徴は、それ自体個別のものとしてもあるいはそれらの任意の組み合わせとしても、本発明の本質を成している。

図１によれば、以下で説明する自動車前照灯の光分布に対し全体として参照符号２が付されている。一般に光分布２は、水平方向４と垂直方向６に対し相対的に描かれる。光分布２は、その第１部分８と第２部分１０とによって構成されている。第１部分８は水平方向の広がりを有しており、これは水平方向４に平行でありロービーム機能に必要とされる広がりに対応する。ロービーム光分布の側方領域と近傍領域の光強度に関しては、第１部分８は要求を満たしている。ただし、明暗境界のすぐ下における光分布２の中央領域において、光強度は要求を下回っている。

これに対し光分布２の第２部分１０の広がりは水平方向でも垂直方向でもいっそう小さくなっており、その結果、明暗境界のすぐ下における光分布２の中央領域でスポット状に明るくなった部分が得られる。光分布２の第２の部分１０により光強度はロービーム分布の中央領域で所期のように高められ、これによってロービーム分布２は全体的にみれば、広がりと光強度値に関して法的要求を満たすことになる。

図２には、反射方式に基づく前照灯サブユニットが概略的に示されている。このサブユニットによって光分布２の第１部分８が形成され、これによれば光源１２が光を放射し、この光は放物面形状の反射器１４のところで、平行な光ビーム１６の束が生じるよう反射または偏向される。当然ながら反射器１４を、回転放物面の形状に似ているだけの、あるいはそのような形状にはまったく対応していない任意の形状の反射器として構成することもできる。

図３には、投影方式に基づく前照灯サブユニットが概略的に示されている。このサブユニットは、楕円面形状の反射器２０に向けて光を照射する光源１８を用いて光分布２の第２部分１０を形成する。当然ながら反射器20を、回転楕円面形状に似ているだけの、あるいはそのような形状にはまったく対応していない任意の形状の反射器として構成することもできる。この反射器により光は収束する光ビーム２２の光束として偏向され、レンズ２４へと導かれる。レンズ２４は、実質的に平行な光ビーム２６の束として車両前方の走行路へ向けて光を投影する。

図４によれば、自動車前照灯全体に参照符号２８が付されている。この前照灯は互いに並べて配置された２つの前照灯サブユニット３０および３２を有しており、これらはそれぞれ反射方式に基づくものである。さらに前照灯サブユニット３２の隣りには、投影方式に基づく前照灯サブユニット３４も配置されている。図４の場合、この前照灯サブユニット３４のうちレンズ２４が描かれている（図３参照）。

図５に示されている自動車前照灯３６は前照灯サブユニット３０〜３４を有しており、これらは前方から見て全体として円形の自動車前照灯が形成されるように配置されている。この場合、投影方式に基づく前照灯サブユニット３４のレンズ２４は円の直径の領域に配置されていて、実質的に矩形である。サブユニット３４に対し両側で隣り合う前照灯サブユニット３０および３２は、反射方式に基づくものである。

図６には、この自動車前照灯３６の側面図が描かれている。前照灯サブユニット３０および３２の反射器１４は、１つの放物面における部分平面によって形成されている。この場合、すべての前照灯サブユニット３０〜３４の光源は、それぞれ発光ダイオード３８，４０，によって形成されている。これらの発光ダイオードは冷却体４４のところに配置されている。発光ダイオード３８および４０は光出射方向に対しほぼ垂直に、反射器１４へ向かう方向で光を放射し、反射器１４から光は図２に描いたパターンで放射される。前照灯サブユニット３４における発光ダイオード４２の光は実質的にそのまま光出射方向に放射されるが、収集光学系４６を用いることで扇状に広げられて、レンズ２４へ導かれる。 図７によれば、別の自動車前照灯に対し全体として参照符号48が付されている。この前照灯４８はここではごく概略的に描かれているケーシング５０を有しており、このケーシング５０内で２つの前照灯サブユニット３０がそれぞれ２つの前照灯サブユニット３２の上方で垂直方向に配置されている。前照灯サブユニット３０および３２は反射方式に基づくものである。

図７の右側には、投影方式に基づく前照灯サブユニット３４のレンズ２４が描かれている。

自動車前照灯４８は垂直方向で中央に位置する領域５２に複数のＬＥＤを有しており、これによって日中走行灯機能および明滅灯機能を実現することができる。さらに自動車前照灯４８には外側の領域５６にＬＥＤ５８が設けられており、これによって方向指示器灯機能を実現することができる。さらに自動車前照灯４８は前照灯サブユニット３４の上方で垂直方向に補助レンズ６０を有しており、これは図示されていない赤外線光源と共働する。赤外線光によって暗視システムを実現することができる。

ロービームを例に挙げて照明機能の光分布を示す図 反射方式に基づく前照灯サブユニットの側面図 投影方式に基づく前照灯サブユニットの側面図 第１の実施形態による自動車前照灯の正面図 第２の実施形態による自動車前照灯の正面図 図５に示した自動車前照灯の側面図 第３の実施形態による自動車前照灯の正面図

符号の説明

２ 光分布
４ 水平方向
６ 垂直方向
８ 第１部分
１０ 第２部分
１２，１８ 光源
１４，２０ 反射器
２４ レンズ
３０，３２ 反射方式に基づく前照灯サブユニット
３４ 投影方式に基づく前照灯サブユニット
２８，３６，４８ 自動車前照灯

Claims (16)

1. 照明機能の光分布（２）を生じさせるため、光源から放射される光の向きが反射方式または投影方式に従い変えられる、
   少なくとも１つの光源を備えた自動車前照灯（２８，３６，４８）において、
   少なくとも２つの光源（１２，１８）が設けられており、
   照明機能の光分布（２）のそれぞれ一部分（８，１０）を生じさせるため、第１の光源（１２）の光が反射方式に従い偏向され、第２の光源（１８）の光が投影方式に従い偏向されることを特徴とする、
   自動車前照灯。
2. 請求項１記載の自動車前照灯において、
   前記第１の光源（１２）に対応して放物面形状の反射器（１４）が設けられていることを特徴とする自動車前照灯。
3. 請求項１または２記載の自動車前照灯において、
   前記第２の光源（１８）に対応して楕円面形状の反射器（２０）とレンズ（２４）が設けられていることを特徴とする自動車前照灯。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載の自動車前照灯において、
   前記第１の光源（１２）は少なくとも１つの発光ダイオード（３８，４０）により形成されていることを特徴とする自動車前照灯。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載の自動車前照灯において、
   前記第２の光源（１８）は少なくとも１つの発光ダイオード（４２）により形成されていることを特徴とする自動車前照灯。
6. 請求項４または５記載の自動車前照灯において、
   前記少なくとも１つの発光ダイオード（３８，４０，４２）に対応して収集光学系（４６）が設けられていることを特徴とする自動車前照灯。
7. 請求項１から６のいずれか１項記載の自動車前照灯において、
   前記照明機能は上方に明暗境界をもつロービーム機能であることを特徴とする自動車前照灯。
8. 請求項１から７のいずれか１項記載の自動車前照灯において、
   前記照明機能はハイビーム機能であることを特徴とする自動車前照灯。
9. 請求項１から８のいずれか１項記載の自動車前照灯において、
   前記光源たとえば前記第１の光源（１２）に対応する光分布（２）の第１の部分（８）は水平方向で、前記照明機能に必要とされる広がりを有することを特徴とする自動車前照灯。
10. 請求項１から９のいずれか１項記載の自動車前照灯において、
    前記光源たとえば前記第２の光源（１８）に対応する光分布（２）の第２の部分（１０）は水平方向で、前記照明機能に必要とされる広がりよりも僅かな広がりを有することを特徴とする自動車前照灯。
11. 請求項１0記載の自動車前照灯において、
    前記光分布（２）の第２の部分（１０）はスポット状であることを特徴とする自動車前照灯。
12. 請求項１から１１のいずれか１項記載の自動車前照灯において、
    前記光源（１２，１８）に対応して、自動車前照灯（２８，３６，４８）の前照灯サブユニット（３０，３２，３４）が設けられていることを特徴とする自動車前照灯。
13. 請求項１２記載の自動車前照灯において、
    前記前照灯サブユニット（３０，３２，３４）は、自動車前照灯（２８，３６，４８）が自動車に配置されたときに互いに並んでまたは上下に配置されていることを特徴とする自動車前照灯。
14. 請求項１２または１３記載の自動車前照灯において、
    前記前照灯サブユニット（３０，３２，３４）は互いに同心に配置されていることを特徴とする自動車前照灯。
15. 請求項１２から１４のいずれか１項記載の自動車前照灯において、
    前記前照灯サブユニット（３０，３２，３４）は、正面から見て全体として円形の自動車前照灯（３６）を成していることを特徴とする自動車前照灯。
16. 請求項１５記載の自動車前照灯において、
    投影方式に基づく第１の前照灯サブユニット（３４）は、前記自動車前照灯（３６）の円の直径の領域に配置されたレンズ（２４）を有しており、該第１の前照灯サブユニット（３４）の両側に隣り合って、反射方式に基づく別の前照灯サブユニット（３０，３２）が配置されていることを特徴とする自動車前照灯。

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