JP5902387B2 - ３次元光学効果を有する車両の信号伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に自動車のために設計された信号伝達装置に関する。本発明は、例えば、車両の前後に配置された信号灯、点滅灯、駐車灯、ブレーキ灯に関する。

本発明は、主として、特殊な光学装置による３次元奥行き効果を生じさせる信号伝達装置に関する。このような装置は、特許文献１に開示されている。特許文献１は、反射板と、反射板から離間して配置されるスクリーンとにより形成される空洞を備える側灯を開示している。スクリーンは、半反射する特殊な特性、すなわち、入射した光線の一部を反射し、残りを透過させるという特性を有する。空洞は、空洞を構成する反射板およびスクリーンの表面が凸状であるという特殊な特性を有する。

エレクトロルミネセントダイオード型の一連の光源は、反射板の周辺に配置され、光をほぼスクリーンの方向に出すように向けられている。半反射特性を有するため、光線の一部は直接透過し、一部は反射板の方向に反射する。次いで、反射板は、反射板の中央方向に向かって、ある間隙で、光線をスクリーンの方向に反射する。反射板によって反射された光線は、再びスクリーンに入射する。光源から直接出力された光線と同じく、光線の一部はスクリーンを透過し、一部は反射板の方向に反射される。以下、同様である。
これらの多重部分透過および部分反射により、３次元の奥行きのある光学効果が得られる。出力された光線の照明の強さは、空洞における反射により、徐々に減少する。この光学効果は、他のドライバの注意を引きつける側灯を、好みに合わせて変更できるので興味深い。また、この光学効果は、側灯を、バンパや自動車の泥よけのような車体要素の中に隠すことができる。また、奥行きの効果のため、全体の寸法が小さい小型の信号伝達装置を得ることができる。スクリーンの半反射特性は、実際には、車体要素の場合と同じく、金属の外観を付与することのできる金属被覆加工を施すことで得られる。しかしながら、特許文献１のものには、半反射とするスクリーンの処理に、１つの大きな欠点がある。

スクリーン上に施された金属層は、光源から発生した光線の一部を、（スクリーンの材料に固有の損失を考慮することなく）透過させる。反射率および透過率は、変えることができ、適用される金属層に直接依存する。処理手順の観点から、反射率および透過率を、狭い許容範囲内で保証することは、非常に困難である。そのため、高価なスクリーンの処理手順を経なければ、基準出力の光源を備える側灯は、信号伝達機能についての法律によって規定される測光条件を満たさないおそれがある。また、車両の左右の駐車灯が異なって見えるおそれもある。

欧州特許出願公開第１９１６４７１号明細書

本発明の目的は、簡単で安価に製造することができ、かつ法律の測光要件を満たす信号伝達装置を提供することにある。

本発明は、光源の主軸空間を照明する、自動車のために設計された光信号伝達装置に関し、次の要素を備えている。
− 照明される前記空間に向けられた反射面を有する反射板と、
− 前記反射板と照明される前記空間との間で、前記反射板に対向して配置され、半反射領域を有するスクリーンを備え、前記スクリーンは、前記反射板から離間して、前記反射板とで空洞を形成し、スクリーンまたは前記反射板により形成される少なくとも１つの面は凸状であり、
− 前記光源の支持体は、光源の光線が、照明される空間の主方向における前記空洞を通過するように構成され、前記光線の一部は、前記半反射領域に入射し、この光線の一部は、前記半反射領域を透過し、残りの部分は、前記半反射領域によって反射され、次いで、反復による奥行きの視覚効果を発生させるため、前記反射板により空洞に反射され、
− これらの光線は、前記光源から出力される光線の第１部分であり、前記スクリーンは、前記光源から出力される光線の第２部分が、前記半反射領域に入射しない前記スクリーンの位置において空洞から出るように、前記光源の出力方向に構成されている。

この構成により、信号伝達装置の測光機能を保証するのに適する、一部が反射し、一部が透過するスクリーンの部分（すなわち、半反射部分）に入射しない光線による光の像を生成することができる一方、主像と同じ繰り返しの像であって、徐々に小さくなる像を生成する、（損失のある）部分透過、および部分反射の間隙を通過する光線の他の部分（基本的には残りの部分）を許容する。このように、本発明によると、測光視点からの信号伝達の役目を果たす第１の光の像と、装置の好みに合わせた変更を保証する３次元効果を持つ対応する一連の像とを、極めて簡単に生成することができる。光源に要求される出力レベルは、妥当なものであり、半反射とするため、スクリーンの取り扱いに関連する許容範囲を広げることができる。

ある実際形態では、半反射領域に到達する光線の２０％〜６０％が反射される。

本発明の１つの有利な実施形態では、スクリーンは、前記光線の第２部分が通過する基本的に透過の領域を有している。

本発明の他の有利な実施形態では、基本的な透過領域の透明度は、前記光線の少なくとも８０％を透過させるようなものである。基本的な透過領域は、半反射領域よりも小さい範囲で光線を反射し、この領域に入射する光線の４％より少ない光線を反射するものであることが好ましい。

本発明のさらに他の有利な実施形態では、スクリーンの基本的な透過領域は、前記空洞を通過する少なくとも一部の光線である。これは、アプリオリに、本発明の最も単純な構成である。

本発明のさらに有利な他の実施形態では、前記スクリーンは、少なくとも１つの面が部分反射被膜を備え、前記スクリーンの基本的な透過領域は、前記被膜を有していないことである。この構成は、実際的な効果を得ることができ、かつ単純である。ある特別な実施形態は、金属被覆の前に、スクリーンの金属被覆されない部分をマスクすることである。金属被覆は、真空蒸着によって行うことが好ましい。

他の有利な実施形態は、スクリーンに被膜を施し、次いで、好ましくはレーザ光線を照射することにより、被膜の一部を剥離して透明とすることである。

本発明のさらに他の有利な実施形態では、スクリーンは、前記空洞を通過する光線の少なくとも一部の正面に広がらないように構成される。この場合、スクリーンの寸法は、より小さくなる。このような構成は、簡単でありかつ安価となる。

本発明のさらに他の有利な実施形態では、前記空洞を通過する光線は、前記空洞において、スクリーンにより一部が反射され、また、スクリーンを一部が透過し、さらに、前記反射板によって反射される光線の一部分が、表面の中央方向に反射されて、表面の周りに広がる。

本発明のさらに他の有利な実施形態では、前記空洞の少なくとも一部を介して、１つ以上の前記光源からの前記第２部分が透過するようになっており、半反射領域の外側の前記スクリーンの位置における前記空洞の外側を通過するように、少なくとも１つの光導波路を備えている。光導波路を使用することにより、装置の寸法に関する自由度および柔軟性が大となる。

本発明のさらに他の有利な実施形態では、光導波路は、反射板の周りに配置される一般的な回路、好ましくは閉回路の一部を備えている。

本発明のさらに他の有利な実施形態では、前記光源の支持体は、前記空洞から離間しており、前記信号伝達装置は、前記光源から出力される光線を前記空洞まで案内する手段を備えている。

本発明のさらに有利な他の実施形態では、前記信号伝達装置は、車両の信号伝達装置であり、前記光線の第２部分が、自動車の信号伝達機能を達成するために要求される測光条件を満足させることができるように、スクリーンおよび光源が構成されている。

本発明の他の特徴および利点は、以下の記載および図面から、一層良く理解することができると思う。

本発明の第１実施形態に係る信号伝達装置の概略断面図である。 図１のＡ−Ａ軸における断面図である。 照明されたときの光学的効果を伴う図１の信号伝達装置の外観を、動作時において示す立面図である。 本発明の第２実施形態に係る信号伝達装置の概略断面図である。 図４のＢ−Ｂ軸における断面図である。 照明されたときの光学的効果を発揮する図４の信号伝達装置の外観を、動作時において示す立面図である。 本発明の第３実施形態に係る信号伝達装置の概略断面図である。 照明されたときの光学的効果を発揮する図７の信号伝達装置の外観を、動作時において示す立面図である。 照明されたときに光学的効果を発揮するこの信号伝達装置の第２の変形例の外観を示す図である。 照明されたときに光学的効果を発揮するこの信号伝達装置の第３の変形例の外観を示す図である。

異なる実施形態が図に示されている。これらの図面は、概略図であり、本発明の説明を明確にするために、故意に単純化したものである。

図１は、本発明の第１実施形態に係る信号伝達装置２を示す。信号伝達装置２は、装置の上部の空間の方向であるＸ方向に光ビームを出力することを目的とする。この「上部」の表現は、図における信号伝達装置の方向に関連し、動作時における信号伝達装置の方向である。実際、信号伝達装置は、通常、車両の前または後ろにおける信号伝達装置の組立体として、車両の前または後ろに向かう、ほぼ水平方向の光ビームを出力するように固定されている。しかし、信号伝達装置の信号伝達機能に応じて、他の方向も考えられる。この点は、図示する他の実施形態においても同じである。

信号伝達装置２は、一連の局所光源１４の支持体１６を有する筐体４を備えている。局所光源１４は、エレクトロルミネセンスダイオード型、または他の公知の光源の型とすることができる。局所光源１４は、おおむね長方形を形成するように、支持体１６上に並べられている。これらは、照明の主軸が、図１の矢印で示す方向、すなわち、照明のほぼ主方向に向かうように配置されている。

信号伝達装置２は、支持体１６の上部、または、信号伝達装置２が光ビームを出力する空間方向と支持体１６との間に配置されている反射板１０を備えている。反射板１０は、照明の主軸に係る局所光源１４の正面に配置された一連の孔１２を備えている。反射板１０は、照明する空間の方向を向く反射面を有する。

また、信号伝達装置２は、反射板１０から所定距離だけ離れ、反射板１０の上部（図１の上部方向）、または、反射板１０と照明される空間との間に配置されるスクリーン７を備えている。スクリーン７および反射板１０は、基本的には、反射板１０の反射面と、スクリーン７の内側面とによって区切られた空洞５を備えている。この内側面は、本実施形態では、おおむね、平面である。スクリーン７は、中央半反射部６と周囲透過部８とを備えている。

局所光源１４から出た光線の一部は、スクリーン７の周囲透過部８から、照明される空間の方向に照射し、残余の部分である他の部分は、スクリーン７の周囲透過部８に近接して配置されているスクリーン７の中央半反射部６によって反射される。次いで、反射された部分は、反射板１０の反射面に入射し、殆ど全てが反射され、この反射光線の一部は透過し、他の部分は再びスクリーン７の中央半反射部６によって反射され、これらのことが繰り返される。この機構は、周囲透過部８を透過した光線が、殆ど損失を受けず、事実上損失のないことを意味する。一部が反射し、一部が透過する光線は、光学的な奥行きの効果を生じさせる。

図１は、この光学機構を、光源が右側にあるものとして示している。局所光源１４から直接出力された光線は、殆ど損失することなく、スクリーン７を通過する。光線は、符号１８を付した点線で示してある。局所光源１４から直接出力された光線のうち、一部はスクリーン７の中央半反射部６に入射する。スクリーン７は、中央半反射部６に入射する光線２０の一部、好ましくは、表面に入射する光線の例えば４％を超える部分を、反射板１０の方向に反射させる。次いで、反射板１０は、この反射された部分の全て、または殆ど全てを、スクリーン７の方向に反射する。これらの光線の一部は、先行する光線として、スクリーン７の中央半反射部６を透過し、他の光線は、再び反射板１０の方向に反射される。空洞５の中央に向かう反射の間隙および移動は、反射板１０の凸状の特質によって保証される。反射板１０の表面をおおむね平面とし、空洞５を区切るスクリーン７の内側面を凸状とする選択肢についても留意するべきである。また、スクリーン７および反射板１０の位置において、凸面の組み合わせを考えることもできる。

反射板１０は、図１のＡ−Ａ軸における断面図である図２に示されている。おおむね長方形の輪郭に従って配置されている一連の孔１２が示されている。局所光源１４は、このエレクトロルミネセントダイオードの例では、孔１２の正面に配置されている。

動作時における信号伝達装置２の立面図である図３は、信号伝達装置２から出力される光線の像を示している。スクリーン７の周囲透過部８から直接透過した光線は、外側の輪郭線（点線で示す）の外側に点２４を構成する。これらの光線は、測光視点からの信号伝達装置２の信号伝達機能の役目を果たす。実際には、それらは、局所光源１４から出力される光線の重要な部分、好ましくは、５０％を超える部分から直接発生し、殆ど損失することなく透過する。中央半反射部６を透過した光線は、類似しているが幾何学的により小さい点を形成し、信号伝達装置２の中央に向かって繰り返される。これらの光線は、視覚上の外観と、信号伝達装置２の固有の特徴を示す特別な機能を発揮する。この部分によって保証される照明のレベルは、光源が通過するスクリーン７の半反射特性のため、かなり低い。

信号伝達装置２の中央に近づくほど、光線は、スクリーン７を出る前に、スクリーン７と反射板１０との間で、多重反射を繰り返す。それらの量は、同様にして少ない。そのため、スクリーン７の周囲輪郭によって生成された外観、ここでは、環状に配置された１組の点２４は、中央に近づく間に、中央に向って、強度および寸法が小さくなりながら、複数回繰り返され、これにより、信号伝達装置２の奥行きの錯覚を生じさせる。光学機能を生成する領域の外観の像、この場合には、点２４は、それぞれ繰り返し２６がある。また、これにより、送信された信号を知覚する可能性を大とすることができる。従って、他のドライバは、送信された信号に、より早く反応することとなる。

スクリーン７は、例えば、プラスチックまたはガラスのような、一般的に使用される透明な材料により形成することができる。外側または内側の表面の１つは、典型的な部分反射被覆を施した半反射体からなっている。この被覆は、通常、真空蒸着技術によるアルミニウムやステンレス金属の金属被覆である。専門家に知られている異なる被覆の形成方法を採用することができる。被覆による反射率は、例えば２０％〜６０％である。スクリーン７の周囲透過部８は、被覆されない。

スクリーン７の周囲透過部８を形成するための１つの特別な実施形態は、スクリーン７上に予め形成された被覆の一部を、レーザ光線を照射することにより、除去することである。

本発明の第２実施形態を、図４〜図６に示す。第1実施形態との基本的な相違は、第１実施形態の一連の局所光源１４に代えて、光導波路１１５を使用していることである。光源１１４は、光線を光導波路１１５に導くように、光導波路１１５に接近して配置されている。簡単化のため、単一の光源１１４を示してある。信号伝達装置１０２の種々の寸法パラメータに対応して、複数の光源の使用が考えられることは明らかである。1つ以上の光源は、エレクトロルミネセントダイオード、従来からの白熱灯等、異なる型のものとすることができる。光導波路１１５は、反射板１１０に形成される開口リング１１２に対応して、対向配置されている拡散リングである。光導波路１１５は、光源１１４からの光線を、スクリーン１０７の方向の空洞１０５内に出力する。

反射板１１０の位置に形成されたリング状の開口部は、図４のＢ−Ｂ軸による断面図である図５に、よく示されている。

光学的現象は、生成される像は異なるが、第１実施形態におけるのと同様である。信号伝達装置１０２の照明の像は、動作時における図４に示す装置の立面図である図６に示されている。光導波路１１５から直接出力された光線が、信号伝達装置１０２の測光機能を保証するのに適した照明、または発光の出力レベルの連続する輪郭１２４を形成することを視認できる。この像１２４は、信号伝達装置１０２の中央に近づくにつれて徐々に小さくなる輪郭１２６として、複数回に渡って再生される。これらの像１２６は、信号伝達装置１０２の特徴および個別性の機能を保証する。

第３実施形態が、図７および図８に示されている。第２実施形態との基本的な相違は、光導波路１０１５が、反射板１０１０を越え、傾斜した端面を有するように構成されることである。光源１０１４からの光は、下側から光導波路１０１５に入射する。光導波路１０１５の上側には、下に向う円錐状のくぼみがあるため、光線は、光導波路１０１５の厚さ方向の側方に反射され、内面反射により傾斜した端面まで伝達される。光線は、傾斜面で反射されることにより、空洞１００５の方向に送られて光導波路１０１５から導出される。反射板１０１０には、いかなる孔や開口部もなく、単に光導波路１０１５上に配置されているだけである。反射板１０１０は、１つ以上の光源から発生する光が、空洞１００５の方向に伝達されることを保証する。光源は、光導波路１０１５が空洞１００５に向かう光線の伝達を確実に限りにおいて、空洞１００５から離間して配置されている。

光学的現象は、第２実施形態と同じである。照明の像は、第２実施形態におけるものと同様である。本発明に係る信号伝達装置によると、異なる形状の像を生成できることが分かると思う。

また、本発明の原理によれば、図９および図１０に示す像の形成が可能である。他の実施形態として、外側輪郭２４における照明の出力レベルを、内側輪郭２６における照明の出力レベルが大きくすることができる。このようにすることにより、中央の方向に繰り返される卵型の外観を生成（図９）するか、または、中央の方向に繰り返される三角形の外観を生成（図１０）するように、光源および／または光導波路とスクリーンとを配置することができる。

図示した異なる実施形態においては、信号２４、１２４、１０２４の形状は、中央に向かって数回変化し、かつその強度および寸法は、中央に近づくにつれて複数回に亘って徐々に小さくなり、これにより、信号伝達装置の奥行きに錯覚が生じるようになっている。繰り返し２６、１２６、１０２６は、信号２４、１２４、１０２４の形状を生成する領域の外観の像において行われ、これにより、送信された信号を知覚する可能性を補強することができる。

１つの変形例によれば、この信号伝達装置を、ブレーキ灯とすることができる。信号伝達装置は、光源の光の強さがブレーキの強さに比例するようにすることが好ましい。この場合、ブレーキの強さにより、多重反射量が増減する。ブレーキが強ければ、信号パターンは、中央に向ってより多く繰り返され、信号の繰り返しもより深くなる。従ってブレーキ情報は、他のドライバに対してよりよく伝達される。

また、この装置を、駐車灯または点滅灯とすることができる。

一般的に言って、損失を最小として伝達が確実に行われるようにするため、スクリーンの透過部分に物質がないものと、置き換えることができる。いずれにしても、本発明の原理により、空洞を貫通する光線の正面にあるスクリーンの物質を無くして、同様の機能を得ることができる。同様に、空洞を貫通する光線の正面に、スクリーンと異なる透明の物質を配置することも考えられる。

一般的に言って、１つ以上の光源から、光線を空洞の方向に導くため、異なる型の光導波路を設けることができる。第２および第３の実施形態は、純粋に一例であり、多くの変形例が可能である。

一般的に言って、空洞を通過する光線は、連続する輪郭を形成する必要はなく、従って閉塞される輪郭を形成する必要もない。実際、局在するビーム、または、輪郭の所定の点に集中するビームにより、本発明による効果の組み合わせを得ることができる。例として、輪郭を、Ｕ字形に開いたものとすることができる。また、照明の強さが弱い輪郭を繋げて、強い光度からなる点の連続体を構成することもできる。

２、１０２、１００２ 信号伝達装置
４ 筐体
５、１０５、１００５ 空洞
６ 中央半反射部
７、１０７、１００７ スクリーン
８、１０８、１００８ 周囲透過部
１０、１１０、１０１０ 反射板
１２ 孔
１４ 局所光源
１６、１１６、１０１６ 支持体
１８、２０ 光線
２４ 点、輪郭、信号
２６、１２６ 繰り返し、輪郭、像
１１２ 開口リング
１１４、１０１４ 光源
１１５、１０１５ 光導波路
１２４ 輪郭、像、信号
１０２４ 信号
１０２６ 繰り返し

Claims (10)

1. 空間を照明するのに適する、主として自動車のための光信号伝達装置（２、１０２、１００２）であって、
   照明される空間に向けられた反射面を有するリフレクタ（１０、１１０、１０１０）と、
   前記リフレクタと照明される前記空間との間で、前記リフレクタに対向して配置され、半反射領域を有するスクリーン（７、１０７、１００７）と、光源（１４、１１４、１０１４）の支持体（１６、１１６、１０１６）と、少なくとも１つの光導波路（１１５、１０１５）を備え、
   前記スクリーンは、前記リフレクタから離間し、前記リフレクタとの間で空洞（５、１０５、１００５）を形成し、前記スクリーンまたは前記リフレクタの少なくとも１つの面が凸状であり、
   前記光源（１４、１１４、１０１４）の前記支持体（１６、１１６、１０１６）は、前記光源の光線が、照明される前記空間の方向の主方向における前記空洞を通過するように構成され、前記光線の一部が、前記半反射領域に入射し、前記半反射領域に入射する光線の一部が前記半反射領域を透過し、残りの部分が前記半反射領域によって反射され、次いで、反復による奥行きの視覚効果を発生させるため、前記リフレクタにより前記空洞に反射され、
   前記半反射領域に入射する光線は、前記光源から出力される光線の第１部分の光線であり、前記スクリーン（７、１０７、１００７）は、前記光源から出力される光線の第２部分の光線が、前記半反射領域に入射しない前記スクリーンの位置において空洞から出るように、前記光源の出力方向に関連して構成配置され、
   前記光導波路は、前記リフレクタに形成される開口リングに対向するリング状の導波路であることを特徴とする光信号伝達装置。
2. 前記スクリーンは、前記光線の前記第２部分の光線が通過する透過領域を備えていることを特徴とする請求項１記載の信号伝達装置。
3. 前記透過領域の透過率は、この領域に入射する前記光線の４％より少ない光線が反射されることを特徴とする請求項２記載の信号伝達装置。
4. 前記スクリーン（７、１０７、１００７）の前記透過領域は、前記空洞（５、１０５、１００５）を通過する少なくとも一部の前記光線と直角であることを特徴とする請求項２又は３記載の信号伝達装置。
5. 前記スクリーン（７、１０７、１００７）の前記半反射領域が部分反射被膜を備え、前記スクリーン（７、１０７、１００７）の前記透過領域は、前記被膜を有しないことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の信号伝達装置。
6. 前記スクリーン（７、１０７、１００７）は、前記空洞（５、１０５、１００５）を通過する前記光線の少なくとも一部が正面に広がらないように構成されていることを特徴とする請求項１記載の信号伝達装置。
7. 前記空洞（５、１０５、１００５）を通過する前記光線は、前記光線の一部が表面の中央方向に反射されるようにして、前記スクリーン（７、１０７、１００７）の表面の周りに広がり、前記光線の一部は、前記スクリーン（７、１０７、１００７）により部分的に反射および透過し、前記空洞において、前記リフレクタ（１０、１１０、１０１０）によって反射された光線であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の信号伝達装置。
8. 前記信号伝達装置は、前記空洞の少なくとも一部を介して、１つ以上の前記光源からの光線の前記第２部分が透過するのに適しており、前記半反射領域の外側の前記スクリーン（７、１０７、１００７）の位置を前記光線が通過するように、少なくとも１つの光導波路（１１５、１０１５）を備えていることを特徴とする請求項７記載の信号伝達装置。
9. 前記光導波路（１０１５）は、前記リフレクタの周りに配置されている一般的な回路、好ましくは閉回路の一部として形成されていることを特徴とする請求項８記載の信号伝達装置。
10. 前記信号伝達装置は、車両の信号伝達装置であり、前記光線の第２部分が、自動車の信号伝達機能を達成するために要求される測光条件を満足させることができるように、前記スクリーンおよび前記光源が構成されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の信号伝達装置。

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