KR970002170B1 - 광섬유 제어 기능을 갖는 분배된 조명 시스템 - Google Patents

광섬유 제어 기능을 갖는 분배된 조명 시스템 Download PDF

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유안 슈 쩡
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휴우즈 에어크라프트 캄파니
완다 케이. 덴슨-로우
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Abstract

내용없음.

Description

광섬유 제어 기능을 갖는 분배된 조명 시스템
제1도는 본 발명에 따라 중앙 광원으로부터 분배된 자동차 조명 시스템의 블럭도.
제2도는 본 발명의 일부분을 형성하는 헤드라이트 제어 시스템의 부분 블럭도.
제3도는 다른 헤드라이트 제어 시스템의 정면도.
제4도 및 제5도는 각각 본 발명에 따른 광 스위치의 한 실시예의 정면도 및 단면도.
제6도는 제4도 및 제5도의 스위치와 접속되어 사용될 수 있는 광원 조명 시스템의 블럭도.
제7도는 다른 광 스위치 실시예의 단면도.
제8도는 제3광 스위치 실시예의 정면도.
제9도는 제8도의 스위치로 사용될 수 있는 셔터의 정면도.
제10도는 양호한 메카니즘 구조를 갖는 제8도의 스위치의 개념을 사용한 광 스위치의 단면도.
제11도는 제10도의 다른 구조의 스위치용 셔터의 투시도.
제12도는 다른 광 스위치 실시예의 단면도.
제13도는 본 발명에 따른 광 발진기의 부분적인 블럭도.
제14도는 다른 광 발진기의 부분적인 정면 블럭도.
제15도는 분배된 조성 시스템용 안전 장치 중앙 광원의 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2a, 2b : HID램프(광원) 4R, 4L : 헤드라이트
6R, 6L : 테일라이트
8R, 8L : 전방 지시(회전) 신호 라이트
10R, 10L : 후방 지시(회전) 신호 라이트 12 : 기계 패널 라이트
14 : 오버헤드 돔 라이트
16, 20, 28, 24, 28, 30, 38, 48, 52, 126, 134 : 광섬유
18R, 18L : 발진기
22, 32R, 32L, 34R, 34L : 광 스위치 36a-36d : 헤드라이트 렌즈
40 : 공통 장착 부재 42, 50 : 스텝퍼 모터
44a, 44b, 114 : 광 검출기 54, 120 : 슬리브
62 : 반사기 68a, 68b : 강체 슬리브
74 : 플런저 76a, 76b : 푸쉬 로드
82 : 불투명 셔터 86 : 광 투과 영역
88a, 88b : 구배 굴절률 로드 렌즈 90, 100 : 하우징
92a, 92b : 셔터 보어 94a, 94b : 광섬유 피스톤
96a, 96b : 셔터 피스톤 98a, 98b : 전자석
106 : 저장소 108 : 내부 캐비티
110 : 투과성 액체 114 : 태양 전지
본 발명은 분배된 조명 시스템 특히, 광섬유가 스위칭, 발진 및 헤드라이트 비임 제어와 같은 다양한 제어 기능을 수행함으로써 광섬유가 중앙 광원으로부터 다수의 다른 광 로드(loads)에 광을 분배하는 실내조명 및 차량에 관한 것이다.
종래의 자동차 조명 시스템은 1백개 이상의 상이한 광 전구를 사용하는 경우에, 각각의 조명 기능을 위해 분리된 광 전구를 사용한다. 이것은 에너지 효율과 신뢰성을 위해서는 바람직하지 않다. 더 나아가 소정의 전구는 전형적으로 불편한 위치에 배치되어 사용하기가 어렵고 유지 비용이 많이 들게 되는데 특히 기계 패널 조명일 경우에 그렇다. 전구는 전기 와이어 네트워크에 의해 가동되고, 종종 찾기 어려운 전기 단락 회로가 생길 가능성이 있다. 광 전구 시스템은 또한 충격으로 파손되기 쉽고 천체 차량의 무게, 부피 및 비용이 부가된다.
광이 광 버스(light busses)에 의해 중앙 광원으로부터 차량 내의 다양한 광 로드에 분배되는 다른 시스템은 다벤포트 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,930,049호에 기술되어 있다. 광 버스 네트워크는 스위치, 회전 신호 발전기 및 조광기(dimmer)와 같은 많은 광 제어 기능을 포함한다. 그러나, 모든 이런 장치는 개선되어야 한다. 예를 들어(미합중국 특허 제4,930,049호의 제9도), 광 스위치에서 수신 광섬유는 압전, 전자기, 압축 바이메탈 또는 기억 금속 메카니즘에 의해 광 버스와 정력하여 안밖으로 이동된다. 이 모든 것은 스위치를 턴 오프시키기 위해 광 버스로부터 벗어난 수신 광섬유의 간단한 벤딩(bending)을 포함한다. 이것은 광이 전형적으로 광섬유의 단부로부터 방출될때, 확산된다는 사실을 고려하지 못하며, 오프 위치에서 광 버스로부터 수신 광섬유에 투과된 광을 확실히 차단하기 위한 메카니즘은 제공되지 못한다. 더 나아가, 시스템은 광섬유가 적절히 배치되는 것을 확인하기 위해 메카니즘이 없다는 의미에서 개방 루프(open loop)로 동작한다.
미합중국 특허 제4,930,049호의 [제10도]의 회전 신호 발진기에서, 광 버스는 수신 광 운송 부재와의 정렬의 안밖에 외부적으로 제어된 기계 회전 암에 의해 이동된다. 그러나, 광 버스가 수신 광 운송 부재와의 정렬의 안밖에서 계속 움직인다는 것을 보증하기 위한 메카니즘은 제공되지 못한다.
상기 미합중국 특허 제4,930,049호의 제11도에서, 광 경로 내의 수단(78)이 실제 투명한 부분과 흐린부분 사이의 투명도를 변화시킨 광 조광 메카니즘이 개시된다. 그러나, 이런 기능이 달성되는 방법은 설명되지 않았다.
광이 중앙 광원으로부터 일련의 광섬유에 의해 헤드라이트 렌즈의 어레이를 운송되는 분배된 조명 시스템이 다벤포트 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,868,718호에 기술된다. 이 특허에서 광 웨지 또는 회전 플래트 부재가 높은 비임과 낮은 비임 사이에 시프트되기 위해 광섬유와 그들의 각각의 렌즈사이에 삽입되는 동안 광섬유의 단부는 각각의 렌즈와 정렬되어 고정된다. 핀치 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,949,227호에 기술된 시스템과 관련하여, 이동가능 마스크가 마스크의 위치에 따라 높고 또는 낮은 비임 중 하나를 형성하기 위해 광섬유와 헤드라이트 렌즈사이에 배치된다. 이러한 접근 방법은 모두 광섬유와 헤드라이트 렌즈 사이에 부가적인 메카니즘을 필요로 하므로 비용이 높아지고 시스템이 복잡해진다.
다른 헤드라이트 시스템이 다벤포트 등에게 허여된 미합중국 특허 제4,811,172호에 기술되는데, 이 특허의 각각의 헤드라이트는 광원으로부터 헤드라이트의 여러 렌즈에 광을 투과하는 분리된 광섬유를 갖는 전용-광원을 갖는다. 한쌍의 광섬유는 각각의 렌즈용으로 제공되어, 렌즈 축상의 하나의 광섬유 및 축외의 다른 하나의 광섬유로 서로에 대해 비스듬히 정렬된다. 광섬유의 하나는 높은 비임 출력을 생성하기 위해 조광되고, 다른 하나는 낮은 비임 출력을 생성하기 위해 조광된다. 이러한 시스템은 각각의 헤드라이트 렌즈를 위해 광 섬유에 여유(redundency)를 요구하고, 또한 각각의 헤드라이트를 위한 별도의 램프를 필요로한다.
분배된 차량 조명 시스템을 위한 광원은 다벤포트 등에서 허여된 미합중국 특허 제4,958,263호에 기술된다. 이 광원은 차량 내부의 다양한 광 로드를 조광하기 위해 램프의 외부 표면의 일부로 합체된 수정 광유도 장치를 갖는 가압된 램프를 구성된다. 광 유도 장치와 합체되지 않은 램프의 일부는 램프에 의해 발생된 모든 광이 광 유도 장치로 향함으로써 실제로 코팅을 통해 광이 투과하는 것이 막는 확산 반사 코팅으로 입혀진다. 그러나, 이 특허는 광 스위치 또는 발진기와 같은 어떤 제어 메카니즘도 기술하지 않는다. 헤드라이트 시스템은 도시되지만, 높은 비임과 낮은 비임 사이를 변화시키기 위한 메카니즘은 제시되지 않는다.
상기 특허에 기술된 중앙 광원 시스템은 종래의 불연속 광 시스템에 대해 장점을 제공하지만, 상당한 잠재적인 신뢰성 문제가 있다. 중앙 광원이 소실되면 조명 시스템의 전부 또는 큰 부분이 손실될 것이다. 분리 조명-시스템에서는 단일 연결된 구성에만 영향을 미치는 광 전구의 손실이 더 문제이다. 기술된 시스템은 광원이 소실될 때 광 시스템의 파괴를 방지하기 위한 안전 장치(failsafe) 메카니즘을 제공하지 않는다.
본 발명은 분배된 광 로드가 중앙 광원에 의해 공급되는 자동차, 실내 조명 시스템 및 다른 응용을 위해 적합한 광섬유 분배 네트워크를 갖는 중앙 광원을 제공한다. 광은 광섬유 네트워크를 통해 중앙 광원으로부터 다수의 상이한 광 로드에 제공된다. 그것은 분리 조명 시스템과 비교할때 광원으로의 더 편리한 접근, 절감된 유지 비용, 높은 에너지 효율과 신뢰성, 전기 리드 와이어 내의 단락 회로 가능성의 감소, 경량, 소형화 및 높은 충격 저항성을 제공한다. 그것은 또한 상술한 특허의 분배된 광 시스템을 능가하는 광 스위치, 변조기와 헤드라이트 제어 및 중앙 조명 시스템용 안전 장치 시스템과 같은 향상된 메카니즘을 제공한다.
분배된 광 시스템은 중앙 광원, 다수의 헤드라이트 렌즈를 포함하는 다수의 상기한 광 로드 및 헤드라이트 렌즈와 다른 로드를 조광하기 위해 중앙 광원으로부터 연장된 광섬유 네트워크를 포함한다. 하나 또는 그 이상의 광 스위치는 광원으로부터의 입력 섬유와 광 로드로의 출력 광섬유를 갖는 각각의 스위치를 가지는 네트워크 내에 포함한다. 스위치는 그들의 각각의 입력과 출력 광섬유 사이의 광학적인 접속을 선택적으로 엔에이블링 또는 디스에이블링함으로써 동작한다. 하나 또는 그 이상의 광 발진기도 포함되는데, 각각의 광원으로부터의 입력 광섬유 및 광로드로의 출력 광섬유를 갖는다. 발진기는 그들의 입력과 출력 광 섬유 사이의 광학적인 접속을 교대로 엔에이블 및 디세이블하는 상태 사이에서 발진함으로써 동작한다.
헤드라이트 어셈블리에서, 각각의 헤드라이트 렌즈는 각각의 광섬유에 의해 조광된다. 광섬유의 위치는 헤드라이트 비임의 성질을 제어하기 위해 렌즈에 관련하여 조정된다. 광섬유는 높은 비임과 낮은 비임 사이를 스위치하기 위해 상하로 이동될 수 있고, 비임 조준을 조정하기 위해 렌즈로 향하거나 또는 렌즈로부터 멀리 이동될 수도 있다. 광섬유는 양호하게 공통 장착 부재내에 유지되고, 모터가 그 부재의 위치를 조정하기 위해 제공될 수 있다. 스마트(smart)란 버젼에서, 자동차 정면에서 뒤로 헤드라이트의 반사는 텅스텐 램프와는 상당히 다른 헤드라이트의 파장에 응답하는 광 검출기에 의해 감지되고, 감지된 반사는 헤드라이트 비임을 분산시키기 위해 광섬유를 렌즈에 더 가까이 이동시키는데 사용된다. 한 쌍의 이격된 광검출기는 정면으로부터 뒤로 반사된 광과 인접로에서 다가오는 차량으로부터의 광 사이를 구별하기 위해, 그리고 첫번째 경우만을 위해 헤드라이트를 분산시키기 위해 사용될 수 있다.
향상된 광 스위치의 다양한 실시예가 더 신뢰성있는 스위칭 동작을 제공한다. 각각의 실시예에서 입력 광섬유는 중앙 광원으로부터 광을 제공하는 동안, 출력 광섬유는 광 로드로 광을 전달한다. 제1실시예에서, 광섬유의 제1광섬유는 광섬유에 대한 2개의 안정 위치를 포함하는 형상 슬리브 내에 하우징된다. 2개의 안정위치를 결합하는 탄력적으로 변형가능한 영역은 그들 사이의 제1광섬유의 이동을 허용하고, 현재의 안정 위치에서 제1광섬유를 해제가능하게 유지한다. 제1광섬유는 안정 위치의 한 위치에서는 제2광섬유와 정렬되지만, 다른 한 위치에서는 그렇지 않으며, 메카니즘은 슬리브의 쌍안정(bistsble) 위치 사이에 변형가능한 슬리브 영역을 통해 제1광섬유를 이동하기 위해 제공된다. 결합영역을 포함하는 슬리브는 형상 슬리브 내에 제1광섬유 주변의 강체 내부 슬리브를 갖는 단일 탄성 물질로 양호하게 형성한다.
다른 스위치 실시예에서, 입력 및 출력 광섬유는 입력 광섬유로부터 출력 광섬유 내로 광을 결합함으로써 정렬되어 서로 인접하는 온 위치와 광섬유의 단부가 분리되는 오프 위치 사이의 회전용 힌지(hinge)에 의해 고정된다. 불투명 셔터는 오프 위치에서 광섬유 단부 사이에 삽입되고, 온 위치에서 후퇴된다. 셔터는 플런저가 그들 사이에 셔터를 삽입하기 위해 눌러질 때 떨어지게 광섬유 단부를 회전하는 푸쉬 로드에 의해 입력 및 출력 광섬유에 선회적으로 결합된 스프링 바이어스 플런저상에 양호하게 장착된다. 스위치가 온일때 광섬유 단부사이의 틈에서 생기는 반사 손실을 방지하기 위해, 굴절률이 광섬유의 굴절률과 실제로 일치하는 액체가 광섬유 단부 사이에 실드될 수 있다.
다른 스위치 실시예는 일반적으로 입력 및 출력 광섬유의 단부 사이에 투과영역을 갖는 투명 셔터를 사용한다. 셔터는 2개의 광섬유 사이에 광 투과를 차단하거나 허용하도록 이동된다. 각각의 구배 굴절률 로드 렌즈는 입력 광섬유로부터 광 비임을 확산하고, 투과 셔터 영역을 통해 투과된 후 출력 광섬유 내로 비임을 다시 축소하기 위해 셔터와 각각의 광섬유 사이에 위치된다. 렌즈는 입력 광섬유로부터 방출된 광 비임의 패닝(fanning)으로부터 발생될 수 있는 광 손실을 감소시킨다. 투과 영역을 색 필터로 실현될 수 있고, 셔터는 조광 능력을 제공하기 위해 스위치 오프 위치와 스위치 온 위치 사이의 중간 위치로 이동될 수 있다. 스위치는 교차 광섬유와 셔터 보어(bores)를 갖는 하우징으로 양호하게 실현된다. 셔터는 셔터 보어내의 한 쌍의 피스톤 사이에 유지되고, 광섬유는 광섬유 보어 내의 한 쌍의 피스톤에 의해 유지된다. 셔터 피스톤의 위치와 부착된 셔터는 메카니즘에 의하거나 자기(magnetic) 셔터 피스톤에 작용하는 셔터 보어내부의 전자석에 의해 제어될 수 있다.
상기 스위치가 오프되어 광 로드가 사용되지 않을 때 에너지를 보존하기 위해 피드백 메카니즘이 광원의 세기를 감소시키기 위해 제공될 수 있다. 이것은 양호하게는 오프 위치에서 입력 광섬유에 의해 조광되는 반사기로 이루어지고, 방출된 광을 입력 광섬유를 통해 광원 부근으로 다시 반사한다. 여기서 광원의 활성화를 낮추기 위해 도출되어 사용된다.
다른 스위치 실시예는 선정된 굴절률을 갖는 광 투과 하우징과 내부 캐비티를 사용한다. 광은 입력 광섬유와 출력 광섬유 사이의 캐비티를 통해 투과된다. 저장소로부터의 액체는 캐비티를 통해서 광 경로의 안밖으로 이동될 수 있다. 캐비티는 선정된 각에서 입력 광섬유에 면한 벽을 갖는데, 이 선정된 각과 액체의 굴절률은 광이 캐비티 광 경로 내에 있을 때 입력 광섬유와 출력 광섬유 사이의 캐비티를 통해 투과되나, 캐비티에서 내부 전반사에 의해 반사되어 액체가 캐비티로부터 제거될 때 출력에 도달하는 것을 방지하도록 선택된다.
또한 회전 신호들을 위한 간혈적인 조광을 제공하기 위한 새로운 광 발진기가 기술된다. 중앙 광원으로부터의 입력 광섬유는 온 위치에서 광 로드에 출력 광섬유를 조광하고, 오프 위치에서 광 검출기를 조광한다. 입력 광섬유는 오프위치로 조광하고, 오프 위치에서 광 검출기를 조광한다. 입력 광섬유는 오프위치로 향하도록 스프링 또는 바이메탈 스트립에 의해 양호하게 자극된다. 광검출기의 조광은 온 위치로 입력 광섬유를 이동시키기 위해 바이메탄 스트립의 전자석 또는 열과 메카니즘을 활성화하는데, 이 광 검출기는 양호하게는 이러한 기능을 위해 전기적 에너지를 직접 제공하는 태양 전지이다. 온 위치에서 광은 광 검출기로부터 유도되어, 비활성화시켜서 오프 위치로 복귀하도록 입력 광섬유를 허용한다. 따라서 입력 광섬유는 온 또는 오프 위치 사이에서 발진한다.
안전 장치 시스템은 또한 광 로드의 각각의 세트에 광섬유의 각각의 세트에 의해 접속된 2개의 광원의 형태로 중앙 광원을 위해 제공된다. 작동 광 경로로부터의 정상적으로 유지되는 비임 분할기는 다른 광원이 소실될때 또 다른 광원을 위한 로드에 한 광원으로부터의 광의 일부를 전용하기 위해 활성화된다. 양호한 실시예에서 분리된 광 분할기는 각각의 광원을 위해 제공된다. 비임 분할기는 제1비활성 위치, 다른 광원을 위한 광 로드에 각각의 광원으로부터의 광을 일부를 전용하는 제2위치 및 다른 광원으로부터의 자신의 광 경로로 전용된 광을 저항하는 제3위치를 갖는다. 하나의 비임 분할기가 제2위치에 있을때 다른 비임분할기는 제3위치에 있게 되고, 이의 역도 마찬가지이다. 광원의 출력 세기는 양호하게 조정되고, 잔존 광원의 세기는 다른 광원의 소실에 응답하여 증가된다.
본 발명의 상기 및 다른 특징과 장점이 본 분야의 숙련된 기술자들에게는 첨부한 도면과 함께 후술하는 상세한 설명으로부터 명확하게 될 것이다.
제1도는 자동차용의 분배된 조명 시스템의 블럭도이다. 자동차가 중요한 응용 대상이 되지만, 본 발명은 자동차에만 제한되는 것이 아니라 실내 조명, 다중 광 로드가 중앙 광원으로부터 수용될 수 있는 차량 및 다른 환경의 다른 형태에도 적용가능하다.
본 시스템은 자동차를 위한 모든 광학적인 요구를 수용하기 위해 소수의 광원, 양호하게 긴 수명을 갖는 금속 할로겐화물 고강도 방전(HID) 램프(2a 및 2b)를 사용한다. 2개의 분리된 광원이 조광되는 동안, 더 많은 또는 하나의 광원이 또 사용될 수 있다. 그러나, 램프의 하나가 소실되는 경우 제15도와 관련하여 후술되는 안정 장치 메카니즘을 제공하기 위해 최소한 2개의 광원을 사용하는 것이 적절하다.
제1도의 시스템은 좌우 헤드라이트(4L 및 4R), 좌우 테일라이트(6L 및 6R), 좌우 전방 지시(회전) 신호 라이트(8L 및 8R), 좌우 후방 지시(회전) 신호 라이트(10L 및 10R), 기계 패널 라이트(12) 및 오버헤드 돔 라이트(14)를 포함하는 다종 광 로드를 갖는 것으로 도시된다. 브레이트 및 트렁크 라이트와 같은 부가적인 광 로드가 또한 도시되지만, 그것들은 제1도에 도시된 기능과 유사한 방식으로 수용될 수 있음으로 간소화를 위해 생략될 수 있다.
HID 램프(2a)는 지시 라이트, 기계 패널 및 오버헤드 라이트를 위해 조광을 공급하는 다수의 상이한 광섬유를 조광하는 것이 도시되고, 반면 램프(2b)는 헤드라이트와 테일라이트를 공급하는 광섬유를 조광하는 것이 도시된다. 특히, 제1램프(2a)는 광 발전기(18R 및 18L)을 통해 전방 및 후방 회전 신호 라이트 좌우 셋트에 각각 접속된 광섬유 다발(16R 및 16L)의 입력 단부를 조광한다. 램프(2a)는 또한 오버헤드 돔 라이트(14)용 온-오프 광 스위치(22)를 통해 접속되는 광섬유(20)의 입력 단부 및 기계 패널(12)용 조광 스위치(26)를 통해 접속된 다른 광섬유(24)의 입력 단부를 조광한다. 제2램프(2b)는 온-오프 광 스위치(32R,32L34R 및 34L)을 통해 좌우 헤드라이트 및 좌우 테일라이트에 각각 접속된 광섬유(28R,28L,30R 및 30L)의 입력 단부를 조광한다.
광 스위치, 발진기와 조광기 및 헤드라이트 어셈블리를 위한 새롭고 개선된 설계가 본 발명에 의해 제공된다. 먼저 헤드라이트 어셈블리(4R 및 4L)을 참조하면, 각각의 어셈블리를 위한 양호한 설계가 제2도에 도시된다. 각각의 헤드라이트 프레스널(Fresnel) 렌즈(6)의 선형 어레이로 구성된다. 입력 광섬유 다발(38)은 각각의 렌즈용으로 분리된 4개의 광섬유(38a,38b,38c 및 38d)를 포함하고, 각각의 광섬유의 단부는 양호하게는 공통 장착 블럭(40) 내에 유지되고, 장착 블럭의 위치를 조정하기 위해 접속된 스텝퍼모터(42)에 의해 공통으로 이동된다. 모터(42)는 3개의 축으로 장착 블럭의 위치를 양호하게 조정가능한데, 이 3개의 축은 높은 헤드라이트 비임 출력과 낮은 헤드라이트 비임 출력 사이를 스위하는 수직축, 출력 비임의 조준을 조정하기 위해 렌즈에 향하거나 가까이 또는 렌즈로부터 멀리 이동가능한 축 및 측면 비임 기능이 요구되는 경우 측면 축이다.
각각의 광섬유(38a 내지 38d)는 대응 렌즈(36a 내지 36d)와 정렬되어 조광된다. 광섬유는 약간 수평 아래로 향하는 낮은 비임 출력을 생성하기 위해 렌즈 촛점 축의 약간 위 및 렌즈 뒤의 촛점 길이 근처에 정상적으로 위치된다. 높은 비임으로 스위치하기 위해, 모터(42)는 광섬유가 렌즈 촛점 축상에 접근할 때까지 장착 블럭을 수직 아래로 이동시킨다. 이것은 출력 헤드라이트-비임을 거의 수평으로 되도록 출력 상승시킨다. 직경과 촛점 길이가 모두 약 2.5cm인 종래의 헤드라이트 렌즈로써, 낮은 비임 광섬유 위치와 높은 비임 광섬유 위치 사이를 0.25cm 정도로 수직 이동하는 것이 적절할 것이다.
헤드라이트 어셈블리의 스마트 버젼에서 극심한 교통체중에서 차량이 자동차 전방의 테일로부터의 헤드라이트 비임의 반사가 검출되어 각각의 렌즈를 향해 입력 광섬유를 이동시키기 위해 사용되어, 높은 출력에서 낮은 출력으로 스위치하기 위해 헤드라이트 비임을 분산한다. 이것은 또한 다가오는 차량이 차를 추월할 수 있는 위치에 왔을 때가지 대향로에서 다가오는 차량에 바람직한 것이다.
반면, 차가 개방로에 있을때 라이트 비임은 더 나은 운전 시계(visibility)를 위해 더 세고 직접적인 광을 제공하기 위해 조정될 수 있다. 가까이서 또는 먼 거리에서 다가오는 차량으로부터 반사된 광과 추월하기 위한 위치와 더이상 분산 및/또는 낮은 비임이 필요없는 위치에 있는 다가오는 차량의 헤드라이트로부터의 광을 구별하기 위해, 2개의 광 검출기가 가로로 서로 이격된 한 쌍의 광 검출기(44a 및 44b)가 사용될 수 있다. 광 검출기의 하나가 다른 하나보다 차의 측 및 추월하기 위한 위치에 있는 다가오는 차량에 가까이 있기 때문에, 다른 광 검출기보다 다가오는 차량의 헤드라이트로부터 더 강한 광 세기를 수용할 수 있을 것이다.
2개의 광 검출기에 도달한 I1과 I2의 광 세기의 차이는 비율이 프리세트값 R을 초과할때 각각의 렌즈를 향해 광섬유를 이동시키는 것 및/또는 비임을 낮추는 것으로부터 모터(42)를 방지함으로써 응답하는 자동검출기(46)에 의해 감지된다. 그러나, 전방에서 직접 또는 좀 더 거리가 먼 곳에서 다가오는 차량으로부터 반사된 헤드라이트 비임은 동일한 세기 레벨로 2개의 광 검출기에 의해 수용될 것이다. 이 경우에, 모터(42)는 각각의 렌즈를 향해 광섬유를 이동시켜 헤드라이트 비임을 확산시키거나 또는 비임을 낮추도록 광섬유를 위로 이동하도록 작동될 것이다.
전방 차량으로부터의 브레이크 라이트 또는 몇몇 다른 비헤드라이트 광원에 응답하여 헤드라이트의 분산을 방지하기 위해, 광 검출기(44a 및 44b)는 헤드라이트 비임에 포함된 특성 광 파장에 민감해질 수 있지만, 적색 또는 다른 비헤드라이트 색에서는 나타나지 않는다. 전형적으로 헤드라이트용으로 사용된 금속 할로겐화물 램프는 청색 영역 내에서 약 4,000Å라인을 포함하는 뚜렷한 단파장 방출 스펙트럼을 갖는다. 광 검출기를 이것에 또는 몇몇 다른 요구된 헤드라이트 파장에만 민감하도록 만들때, 다른 색에 응답하여 모터를 활성화하는 것을 방지한다. 2.5cm의 촛점 길이 헤드라이트 렌즈에 대해, 1.2cm 정도의 수평 광섬유 이동은 보통 적절한 분산의 양을 정상적으로 제공할 것이다. 역으로, 소정의 헤드라이트 반사의 부족에 의해 표시된 것처럼 차량의 전방에 교통량이 없을 경우, 광섬유는 헤드라이트 비임의 조준을 증가함으로써 각각의 렌즈로부터 뒤쪽으로 이동될 수 있다.
기술된 헤드라이트 어셈블리의 변형은 제3도에 도시된다. 이 실시예에서 주어진 헤드라이트 렌즈(36a)용 입력 광섬유(38a)는 2개의 출력 광섬유(48a 및 48b)의 하나 또는 다른 것을 조광시킨다. 추력 광섬유(48a)는 높은 비임이 발생되도록 렌즈를 조광하기 위해 배치되고, 반면 출력 광섬유(48b)는 광섬유(48a) 위에 위치되어 낮은 비임을 발생하기 위해 렌즈를 조광한다. 전기기계적 스위치(50)은 2개의 출력 광섬유와의 정렬 사이에서 입력 광섬유(38a)를 이동하기 위해 사용되고, 따라서, 높은 비임과 낮은 비임 세팅 사이를 스위치 한다. 입력 광섬유(38a)를 위한 높은 비임 세팅은 실선으로 표시되고, 반면 낮은 비임 세팅은 점선으로 표시된다. 다시 한번, 각각의 헤드라이트 렌즈용 입력 광섬유는 공통 장착블럭 내에 양호하게 장착되는 유니트로서 함께 이동한다.
제4도 및 제5도를 참조하면, 제1도에서 도시된 것과 같은 분배된 조명 시스템에 사용될 수 있는 향상된 온-오프 광 스위치가 도시된다. 스위치는 중앙 광원으로부터 광을 수용하는 입력 광섬유(52a)와 차량의 광로드의 하나에 공급하는 출력 광섬유(52b)를 포함한다. 입력 광섬유는 형상 스리브(54)에 의해 2개의 쌍안정 위치의 하나 또는 다른 하나 내에 유지된다. 온-오프 동작은 광섬유의 하나를 고정되게 유지하고, 광섬유의 다른 하나를 제1광섬유의 정렬의 안밖으로 이동함에 의해 달성된다. 이러한 목적을 위해, 슬리브(54)는 각각의 단부 또는 80자형의 챔버에서 이동가능한 광섬유를 수용하는 8자형을 갖는다. 변형가능한 영역(56)은 슬리브의 2개의 단부 사이에 제공되는데, 이것은 이동가능 광섬유가 변형가능한 영역 외부의 벽을 밀어냄에 의해 8자형의 한 챔버에서 다른 챔버로 시프트될 수 있도록 충분히 탄성적이다. 그후 이 영역은 새로운 위치에서 광섬유를 해제가능하게 보유하기 위해 원래의 형태로 탄력적으로 복귀한다. 슬리브(54)는 단일한 탄성 물질로 형성된 전체 8자형으로 가장 편리하게 제공된다.
제4도 및 제5도의 도시에서, 출력 광섬유(52b)가 하부 챔버 내에 고정되게 남아 있을 동안, 입력 광섬유(52a)는 2개의 슬리브 챔버 사이에서 이동가능하다. 강제 슬리브(60)을 통해서 이동 광섬유에 결합된 스프링 로드 플런저(58)과 같은 상부와 하부 챔버 사이의 입력 광섬유의 스위칭을 적절한 스위치 제어는 2개의 광섬유가 정렬된 온 상태 또는 입력 광섬유가 상부 챔버(제4도에서 점선으로 표시됨)에 시프트된 오프 상태 중의 하나로 세트되는 스위치를 허용한다. 입력 광섬유가 하나의 챔버 내에 있게되면, 입력 광섬유는 그 위치에 남게되어, 상안정을 나타낸다.
상술한 스위치는 스위치가 오프 위치에 있을때 광원 램프의 출력을 감소시키는 에너지 절약 메카니즘과 결합될 수 있다. 이 기술은 출력 광섬유(52b)에 의해 점유되지 않는 슬리브 챔버 내부에 입력 광섬유(52a)를 면하게 하는 반사표면(62)(제4도에 도시)을 사용한다. 반사 비임이 광원 램프의 세기를 감소시키기 위해 사용되는 이 방법은 제6도에 도시된다. 스위치에서의 반사후, 입력 광섬유(52a)를 통해 광 전달은 광원 램프(2b)의 근거로 입력 광섬유를 통해 다시 복귀한다. 여기서 램프(2b)로부터 광섬유로 광을 투과하지만, 광섬유로 다시 복귀된 광을 편향시키는 일방향 미러(64)와 같은 메카니즘에 의해 돌출된다. 편향된 광은 요구된 양만큼 램프(2b)의 세기를 감소하는 감쇄기(66)에 의해 감지된다. 따라서 조명 시스템은 최대 전력 효율을 위해 능동적으로 관리될 수 있다.
다른 스위치 설계가 제7도에 도시된다. 이 실시예에서, 입력 및 출력 광섬유(52a 및 52b)는 선회(pivot)점에서 2개의 슬리브를 함께 접속하는 힌지(70)을 갖는 각각의 강체 슬리브(68a 및 68b)로 둘러쌓인다. 불투명 셔터(72)는 각각의 푸쉬 로드(76a 및 76b)에 의해 슬리브(68a 및 68b)의 대향츠에 차례로 접속된 스프링 바이어스 플런저(72)에 의해 운반된다. 푸쉬 로드는 광섬유 사이로부터 셔터를 후퇴하여 서로 광섬유를 정렬하기 위해 근접된 2개의 슬리브를 회전하는 플런치를 리프팅하는 동안, 슬리브(64a 및 64b)가 힌지(70)주위에 서로 떨어져 선회되고 셔터(72)가 광섬유(52a 및 52b) 사이에 삽입되도록 플런저를 내리누르도록 대향 단부에서 플런저와 각각의 광섬유 슬리브에 선회적으로 접속된다. 따라서 스위치는 플런치가 상승할때 입력 광섬유(52a)가 정렬된 온으로 되어 출력 광섬유(52b)에 광을 투과하고, 플런저가 내리눌릴 때 출력 광섬유(52b)로부터의 광을 셔터(72)가 편향시키는 오프로 된다. 제4도 및 제5도의 스위치로써, 플런저는 기계적 또는 전기기계적으로 활성될 수 있다.
입력 광섬유(52a)와 출력 광섬유(52b)의 인벅 단부 사이에 작은 틈이 나타날 경우 광 반사 손실을 줄이기 위해, 제7도에 도시된 스위치가 액체 저장소(78) 내에 양호하게 실드된다. 저장소는 광섬유의 굴절률과 실제적으로 일치하는 굴절률을 갖는 액체(80)으로 가득차게 되는데, 플라스틱 광섬유용으로 적절한 액체는 굴절률이 1.457인 카길레 라보레토리, 인크(Cargille Laboratoties, Inc.)의 광 겔(gel) 번호 0607 또는 0608이다. 액체는 스위치가 온일 때 광섬유의 정렬된 단부 사이에 있을 수 있는 소정의 틈에 가득차고, 따라서 입력 광섬유와 출력 광섬유 사이에 실제로 연속적인 광 경로를 제공한다.
다른 광 스위치 실시예는 제8도와 제9도에 도시된다. 이러한 스위치를 제어하는 부분은 입력 광섬유(52a)와 출력 광섬유(52b) 사이에 광 투과를 가능하게 하기 위해 또는 차단하기 위해 수동 또는 전기기계적으로 이동될 수 있는 이동가능한 셔터(82)이다. 셔터는 약 200㎛ 두께의 금속 조각과같은 얇은 불투명 물질로 형성된다. 수동 조작을 위해, 셔터는 양호하게 눌러질 때 셔터를 제위치에 고정하고, 두번째 눌러질때 해제되는 스프링 로드 메카니즘(84)를 갖는다.
셔터는 양호하게 거의 광섬유의 직경과 같은 투과 영역(86)을 포함한다. 셔터는 스위치를 턴 온시키기 위해 입력 광섬유와 출력 광섬유와 정렬하여 투과영역(86)을 배치하도록 이동된다. 투과 영역(86)은 착색이 출력 광섬유(52b)에 투과된 광을 위해 요구될 때 색 필터를 포함할 수 있다.
입력 광섬유(52a)의 단부로부터 방출된 광이 정상적으로 팬아웃(fan out)함으로 이 광의 일부는 스위치가 온일 때에도 출력 광섬유로부터 손실될 것이다. 이러한 손실을 줄이기 2개의 광섬유가 높은 정렬도 뿐만 아니라 서로 매우 근접하게 위치될 필요를 완화하기 위해 한 쌍의 구배 굴절율(GRIN) 로드 렌즈(88a 및 88b)가 각각 입력 광섬유(52a)의 단부와 셔터 사이 및 셔터와 출력 광섬유(52b)의 단부 사이에 배치될 수 있다. 대향 방향으로 스위치에서 어셈블될 때, 이러한 2개의 렌즈의 동적은 입력 광섬유로부터 방출된 광 비임을 확산하고, 그후 출력 광섬유 내로 확산된 비임을 다시 수축하는 것이다. 이러한 목적을 위해, 투과 셔터 영역(86)은 확산 비임을 수용하기 위해 확대되어야 한다.
슬라이딩 셔터의 이용은 스위치에 조광기 기능을 부가하는데 쉽게 사용할 수 있다. 기계적인 또는 전기기계적인 셔터 제어는 조광 스위치로 기능하기 위해 완전 온 및 완전 오프 사이의 중간 위치로 셔터를 이동할 필요가 있다. 이것은 예를 들어, 긱 패널 조광과의 접속에 유용한다.
제8도 및 제9도의 스위칭 개념을 위해 양호한 실시예가 제10도 및 제11도에 도시된다. 하우징은 매우 편리한 어셈블리 및 조작적인 스위치 소자의 조정을 허용하도록 제공된다. 고체 하우징(90)은 한 쌍의 교차보어를 갖는데 그것은 광섬유를 위한 하나의 보어(92a) 및 셔터를 위한 다른 보어(92b)이다. 입력 광섬유(52a) 및 출력 광섬유(52b)는 셔터 보어(92b)와 교차하는 대향 측상의 광섬유 보어(92a) 내부에 미끄러지게 걸려있는 각각의 피스톤(94a 및 94b)에 의해 운반된다. 2개의 광섬유는 스위치가 온 일때 입력 광섬유로부터 방출된 광이 출력 광섬유를 조광하도록 서로 정렬되어 유지된다.
셔터 보어(92b) 내에서 셔터(82)는 보어 교차점의 대향 측상의 피스톤(96a 및 96b) 사이에 유지된다. 셔터 보어의 대향 단부에서 전자석(98a 및 98b)의 사용과 같은 전기기계 셔터 제어를 위해, 셔터 피스톤은 자기 물질로 형성된다. 선택적으로, 기계적인 제어는 셔터 위치의 조정을 위해 제공될 수 있다. 이 경우에, 셔터 피스톤은 하나의 피스톤의 단부를 하나의 보어의 한 단부의 외부로 연장하는 동안 다른 피스톤의 단부는 보어의 다른 단부와 동일 평면에 있도록 제11도에 도시된 바와 같이 피스톤(96a' 및 96b')의 길이로 연장할 수 있다. 제10도에 도시되지는 않았지만, GRIN 렌즈도 또한 이러한 구성에서 사용될 수 있다.
부가적인 스위치 실시예가 제12도에 도시된다. 이 스위치는 내부 전반사의 광학적인 현상에 기초한 것이다. 입력 광섬유(52a) 및 출력 광섬유(52b)는 하우징에 인접하여 광섬유의 단부를 배치하거나 하우징 내부의 인세트(도시되지 않음)로 광섬유의 단부를 삽입함으로써 투명 하우징(100)과 광학적으로 결합된다. 광섬유는 입력 광섬유(52a)로부터 방출된 비임이 스위치에 의해 중단되지 않으면 출력 광섬유(52b)에 도달할 수 있도록 서로 정렬된다. 하우징의 주요 본체는 동일 물질로 형성된 한 쌍의 프리즘(102a 및 102b)를 양호하게 포함하고, 캐비티를 형성하기 위해 하우징 내부로부터 이격된 기울어진 표면(104a 및 104b)를 갖는다. 하우징 내부에 도시된 저장소(106)은 외부적으로 제공될 수 있고, 적절한 배관을 통해서 하우징 내부에 결합될 수 있지만, 캐비티(108)에 개방되어 투과성 액체(110)을 저장한다. 스프링 바이어스 피스톤(112)와 같은 메카니즘은 저장소로부터 캐비티(110)의 안밖으로 액체를 이동시키기 위해 제공된다. 광섬유(52a 및 52b)사이의 광 투과 경로에 대한 프리즘 벽(104a)의 각과 액체의 굴절률은 액체가 캐비티 내의 광 경로에 있을때 입력 광섬유(52a)에 의해 방출된 광이 캐비티를 통해 출력 광섬유(52b)에 투과되지만, 캐비티 벽(104a)에서 내부 전반사에 의해 반사되어 액체가 캐비티로부터 후퇴될때 출력 광섬유에 도달하는 것을 방지하도록 선택된다. 이러한 목적을 위해 액체는 양호하게 하우징 물질과 거의 동일한 굴절률을 갖는다. 하우징용으로 사용될 수 있는 플라스틱은 전형적으로 약 1.4 내지 1.6의 굴절률을 갖고, 유리는 1.47의 굴절률을 갖는다. 적절한 액체의 예는 굴절률이 1.4587인 카킬레 라보레이토리, 인크의 용융 실리카 매칭 플루이드(Fused Silica Matching Fluid)이다.
피스톤(112)와 저장소(106)의 개방 부분은 입력 광섬유와 출력 광섬유 사이의 광 경로로부터 페이지의 안 또는 밖으로 오프셋되고, 따라서 스위치가 온일때 광 투과에 간섭하지 않는다. 상술된 다른 스위치와 같이, 제12도의 스위치는 기계적으로 또는 전기기계적으로 작동될 수 있다. 한 쌍의 GRIN 렌즈(도시되지 않음)는 또한 손실을 줄이기 위해 입력 및 출력 광섬유로써 양호하게 사용된다.
본 발명은 또한 지시 신호 등의 작동을 위해 향상된 광 발진기를 포함한다. 제13도에 도시된 발진기와 같이, 입력 광섬유(52a)는 정렬되어 도시되고 온 위치에서 출력 광섬유(52b)를 조광하며, 오프 위치(52a')에서 광 검출기(114)를 조광한다. 입력 광섬유는 일반적으로 코일 스프링(116)과 같은 메카니즘에 의해 오프 위치로 향하도록 자극된다. 조광된 광 검출기(114)는 전자석(118)과 같은 장치가 입력 광섬유를 온 위치로 이동시키게 하는데, 이것은 입력 광섬유 주위에 전자석 슬리브(120)을 제공함으로써 달성된다. 광 검출기는 접속 리드 와이어(122)를 통해 전자석(118)의 직접적인 전기적 활동을 제공하는 태양 전지로써 양호하게 실현되지만, 광 검출기는 또한 전자석을 위해 분리된 드라이브를 작동시키는 보다 수동적인 광 검출기로 형성될 수 있다.
동작시, 입력 광섬유는 정상적으로 오프 위치(52a')에 있다. 발진기가 동작될 때까지, 태양 전지(114)가 태양 전지와 입력 광섬유 사이의 셔터와 같은 적절한 메카니즘 또는 태양 전지 전자석 회로 내의 전자 스위치에 의해 전자석(118)이 동작하는 것을 방지한다. 이런 금지는 발진기 동작이 요구될때 제거되고, 태양 전지는 출력 광섬유(52b)와 정렬된 내부의 입력 광섬유(52a)를 시프트하기 위해 전저석 활성화시킨다. 따라서 입력 광섬유를 통해 투과된 광은 출력 광섬유를 통해 플래시 온을 일으키는 방향 신호 또는 다른 광 로드에 온으로 계속된다. 그러나 입력 광섬유로부터의 광이 태양 전지로부터 제거될 때, 스프링(116)은 태양 전지가 조광되고 출력 광섬유가 아닌 원래 위치로 입력 광섬유를 회복시킨다. 따라서 입력 광섬유는 플래시 온 및 플래시 오프로 방향 신호를 발생하는 온 위치와 오프 위치 사이에서 앞뒤에 발진한다.
이러한 발진기의 변화는 제14도에 도시된다. 스프링(116) 및 전자석(118) 대신 바이메탈 스트립(124)가 입력 광섬유와 결합된다. 입력 광섬유의 정상적인 오프 위치는 태양 전지(114)를 조광시키는 점선(52a')로 표시된다. 태양 전지는 바이메탈 스트립에 직접 접속되어, 발진기가 동작될때 스트립을 통해 열 전류를 통과한다. 스트립의 가열은 스트립을 유연하게 만들고, 따라서 입력 광섬유(52a)는 출력 광섬유(52b)와의 정렬 내에 휘어진다. 이것은 바이메탈 스트립을 냉각하여 태양 전지와 정렬 내에 입력 광섬유를 다시 저장하도록 태양 전지로부터 차례로 조광을 제거한다. 온 위치와 오프 위치 사이의 발진은 태양 전지 회로가 엔에이블되는 한 다시 계속된다. 바이메탈 스트립을 위한 적절한 구조는 양호하게 0.025 인치의 두께, 0.25 인치의 폭 및 1.5인치의 길이를 갖는 공업 표준 ASTM형 TM2이다. 이런 스트립은 입력 광섬유의 충분한 유연성(약 1/4인치)을 생성하기 위해 약 250℉로 가열된다.
본 발명은 또한 하나가 소실될 때 각각의 램프가 다른 램프를 보완하는 다중 램프가 사용된 안정 장치시스템을 포함한다. 이러한 시스템은 광 로드(128a)(차량 헤드라이트 및 테일라이트)의 제1세트용 광 및 광로드(128b)(차량의 나머지 광 장치)의 제2세트용 광을 각각 제공하는 광섬유 다발(126a 및 126b)를 조광하는 각각의 램프(2a 및 2b)로써 제15도에 도시된다. 램프(2a)와 램프(2b) 사이의 광 경로 및 그들의 각각의 광섬유 다발(126a 및 126b)는 각까 백터(130a 및 130b)로 표시된다.
각각의 부분적인 반사 비임 분할기(132al 및 132bl)은 램프(2a 및 2b)용으로 제공되고, 램프와 광섬유다발 사이의 광 경로 외부에서 정상적으로 유지된다. 비임 분할기는 램프 중의 하나가 소실된 것이 감지될때 활성화된다. 많은 감지 메카니즘이 각각 램프(2a 및 2b)에 의해 조광되는 광섬유(134a 및 134b)와 같이 고안될 수 있다. 광섬유(134a 및 134b)의 다른 단부는 램프가 소실될때 감지하는 광 검출기(1336)에 결합되고, 전기 라인(138a 및 138b)을 거쳐 비임 분할기에 대응 전기 제어 신호를 전송한다.
비임 분할기(132a1 및 132b1)은 각각의 제2 및 제3위치(132a2,132b3 및 132b2,132b3)에 각각 선회될 수 있다. 제3위치에서 각각의 광섬유 다발 내로 다른 비임 분할기로부터의 광을 반사하는 동안, 제2위치에서는 각각의 비임 분할기가 각각의 광섬유 다발에 각각의 램프로부터의 광 부분을 투과하고, 다른 램프용 비임 분할기가 잔여 광을 반사한다.
안전 장치 시스템의 동적을 이해하기 위해 먼저 램프(2b)가 소실되었다고 가정하자. 이것은 제1 및 제2비임 분할기가 제2 및 제3위치(132a2 및 132b3)에 각각 선회되도록 하는 제어기(136)에 의해 감지된다. 이 위치에서 부분적인 반사 제1비임 분할기는 광섬유 다발(126a)에 램프(2a)로부터의 광의 일부를 투과하고, 다른 비임 분할기에 잔여 광을 반사하여 광학적으로 정렬된다. 위치(132b3)에서 제2비임 분할기는 제1비임 분할기로부터 수용된 광의 일부를 제2비임 분할기용 광섬유 다발(126b)로 반사한다. 제1비임 분할기는 2개의 광 로드 세트(128a 및 128b)가 거의 동일한 조광을 수용하도록 수용된 광의 약 62%를 제2비임 분할기에 양호하게 반사한다.
제1램프(2a)가 소실된다면, 제1비임 분할기는 제3위치(132a3)에 선회되고, 제2비임 분할기는 제2위치(132b2)에 선회된다. 이들 위치에서 램프(2b)로부터의 광의 부분은 제1비임 분할기에 반사되고 그로부터 관련 광섬유 다발(126a)로 반사되고, 램프(2b)로부터의 광의 나머지는 제2비임 분할기를 통해 자신의 광섬유 다발(126a)로 투과된다. 다시 한번, 2개의 광 로드 사이에 동일한 광의 분배가 양호하게 이루어진다.
상술된 안전 장치 시스템의 효율은 잔존 전구로부터 반사된 모든 광이 소실된 전구용 광섬유에 도달되지 않고, 일부분은 소실된 전구에 대해 부분적인 반사 비임 분할기를 통해 누출되기 때문에 최적치보다는 적다. 광 효율은 광경로 외부의 초기 위치로부터 위치(132a2,132a3,132b2 및 132b3)에 각각 회전가능한 2쌍의 비임 분할기를 제공함으로써 향상될 수 있다. 위치(132a2 및 132b2)에 50% 반사로 회전가능한 비임 분할기 및 위치(132a3 및 132b3)에 완전한 반사(예를 들어, 미러)로 회전가능한 비임 분할기의 제작에 의해, 후자의 2개의 비임 분할기를 통한 광의 손실을 실질적으로 제거할 수 있다.
따라서 각각의 램프는 소실될 경우 다른 램프를 보완할 수 있음을 알 수 있다. 2개의 광 로드의 세트 사이의 하나의 램프로부터 광 분할에 의해 정상적으로 생길 수 있는 결과인 조광의 감소를 제거하기 위해 제거기(136)이 또한 잔존램프로부터의 출력을 증폭하기 위해 설치될 수 있다. 제어기로부터 램프(2a 및 2b)로 연결되는 제어 라인(140a 및 140b)는 이러한 목적을 위해 조광된다.
따라서 본 발명의 상당히 향상된 분배된 조명 시스템을 제공하는 것을 알 수 있다. 본 발명의 예시적인 몇몇 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예가 고려되어 첨부된 청구 범위에서 한정한 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 행해질 수 있다.

Claims (95)

  1. 광원(2a,2b), 다수의 광 로드(4R,4L,6R,6L,8R,8L-10R,10L,12,14), 상기 광 로드를 조광시키기 위해 상기 광원으로부터 연장된 광섬유 네트워크(16R,16L,20,24,28R,28L,30R 및 30L) 및 상기 광섬유 네트워크 내에 있는 하나 이상의 광 스위치(22,32R,32L,34R 및 34L)를 포함하고, 상기 각각의 스위치는 상기 광원으로부터의 각각의 입력 광섬유(52a) 및 각각의 광 로드로의 각각의 출력 광섬유(52b)를 포함하고, 상기 스위치는 각각의 입력 광섬유와 출력 광섬유 사이의 광 접속을 선택적으로 엔에이블링 또는 디세이블링함으로써 동작하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 다수의 헤드라이트 어셈블리(4R 및 4L)을 포함하는 차량용이고, 각각의 상기 헤드라이트 어셈블리가 헤드라이트 비임을 투과하기 위한 하나 이상의 헤드라이트 렌즈(36a-36d), 헤드라이트 비임을 투과하기 위한 렌즈를 조광시키기 위해 각각의 렌즈와 정렬된 상기 광섬유 네트워크(38a-39d)의 각각의 광섬유 및 헤드라이트 비임의 성질을 조성하기 위해 각각의 렌즈에 관련하여 상기 광섬유의 위치를 조정하기 위한 수단(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 각각의 헤드라이트 어셈블리용 상기 광섬유 조정 수단(42,50)은 높은 비임 위치와 낮은 비임 위치 사이를 스위치하기 위해 수직 방향으로 광섬유를 이동시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 각각의 헤드라이트 어셈블리용 상기 광섬유 조정 수단은 비임 조준을 조정하기 위해 각각의 렌즈를 향해 그리고 렌즈로부터 멀리 광섬유를 이동시키기 위한 수단(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 각각의 헤드라이트 어셈블리는 다수의 렌즈(36a-36d), 정렬된 광섬유(38a-38d) 및 장착 부재의 위치를 조정하기 위한 모터(42)를 포함하고, 상기 정렬된 광섬유는 상기 공통 장착 부재(40)내에 유지되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  6. 제2항에 있어서, 상기 광섬유로부터 렌즈의 대향 측면으로부터 선정된 파장내의 광을 검출하기 위한 수단(44a,44b)를 더 포함하고, 상기 조정 수단은 이러한 검출된 광에 응답하여 상기 헤드라이트 광섬유의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 광 검출 수단은 상기 헤드라이트 광섬유의 위치를 조정하기 위해 헤드라이트 비임의 파장에서 광에 응답하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 헤드라이트 광섬유 위치 조정 수단은 상기 헤드라이트 비임 파장에서 광을 검출하는 상기 광 검출 수단에 응답하여 헤드라이트 비임 분산을 증가시키거나 헤드라이트 비임을 낮추기 위해 각각의 렌즈에 관련하여 광섬유를 이동시키는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  9. 제6항에 있어서, 상기 광 검출 수단은 서로 가로로 이격된 2개 이상의 광 검출기(44a 및 44b) 및 동일한 교통로 정면의 차량 및 인접한 교통로에서 멀리서 다가오는 차량으로부터의 상기 헤드라이트 비임의 반사에 대응하지만, 인점한 교통로에서 가까이서 다가오는 챠량으로부터의 헤드라이트 비임의 검출에서 대응하지 않는 상기 검출기에 의해 검출된 광의 세기 비율에 응답하여서만 상기 헤드라이트 광섬유 위치 조정을 엔에이블링하기 위한 수단(46)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 조명 시스템.
  10. 제2항에 있어서, 각각의 렌즈용 광섬유는 입력 광섬유(38a)와 각각의 렌즈를 위한 다수의 출력 광섬유(48a 및 48b)를 더 포함하고, 상기 출력 광섬유는 렌즈가 각각의 출력 광섬유 중의 상이한 광섬유들에 의해 조광될 때 상이한 방향들로 헤드라이트 비임을 투과하도록 각각의 렌즈에 대해 상이한 위치에 배치되고, 상기 입력 광섬유의 위치를 조정하기 위한 상기 수단은 각각의 출력 광섬유와의 광 정렬 사이에서 상기 입력 광섬유를 이동시킴으로써 동작되는 것을 특징으로 하는 차량 조명 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 하나 이상의 상기 광 스위치가 입력 광섬유(52a) 및 출력 광섬유(52b), 반사기(62) 및 제1안정 위치에서 출력 광섬유와 정렬되고, 입력 광섬유를 통해 투과된 광이 입력 광섬유를 통해 다시 반사되도록 제2안정 위치에서 반사기와 정렬된 입력 광섬유를 제1안정 위치와 제2안정 위치 사이에서 이동 시키기 위한 수단(58)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 광원이 상기 출력 광섬유로부터 상기 입력 광섬유의 대향 단부를 조광시키고, 상기 입력 광섬유를 통해 다시 반사된 광을 도출하기 위한 수단(64) 및 상기 광원의 세기를 조정하기 위해 상기 도출된 광에 응답하는 수단(66)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 하나 이상의 상기 광 스위치가 입력 광섬유(52a) 및 출력 광섬유(52b), 상기 입력 및 출력 광섬유의 제1광섬유를 하우징하고 상기 제1광섬유를 위한 2개의 안정 위치를 갖는 형상 슬리브(54) 및 상기 2개의 안정 위치를 결합하고 그들 사이에 제1광섬유의 이동을 허용하는 탄력적인 변형가능영역(56) 슬리브의 쌍안정 위치 사이에 상기 변형가능 영역을 통해서 상기 제1광섬유를 이동시키기 위한 수단(58)을 포함하고, 상기 변형가능 영역은 현재의 안정 위치에서 상기 제2광섬유를 해제가능하게 보유하고, 제1광섬유는 상기 안정 위치의 한 위치에서 상기 제2입력 및 출력 광섬유와 정렬되고, 상기 안정 위치의 다른 위치에서는 정렬되지 않는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 2개의 안정 광섬유 위치 및 상기 결합 영역을 포함하는 상기 슬리브가 단일한 탄성 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  15. 제13항에 있이서, 상기 형상 슬리브 내부의 상기 제1광섬유 주위에 강체 내부 슬리브(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 입력 및 출력 광섬유가 각각 상기 제1광섬유 및 제2광섬유이고, 입력 광섬유를 통해 투과된 광을 입력 광섬유 내로 다시 반사하기 위해 상기 다른 안정 위치에서 상기 입력 광섬유와 정렬된 상기 슬리브 내부의 반사기(62)을 더 포함하고, 상기 반사된 광은 스위치가 오프 위치에 있다는 표시를 제공하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 광원은 상기 출력 광섬유로부터 상기 입력 광섬유의 대향 단부를 조광시키고, 상기 입력 광섬유를 통해 다시 반사된 광을 도출하기 위한 수단(64) 및 상기 광원의 세기를 조정하기 위해 상기 도출된 광에 응답하는 수단(66)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  18. 제1항에 있어서, 하나 이상의 상기 광 스위치가 입력 광섬유(52a) 및 출력 광섬유(52b), 상기 광섬유의 단부가 입력 광섬유를 통해 투과된 과이 출력 광섬유와 결합하도록 정렬되어 서로 인접한 온 위치와 상기 광섬유의 단부가 분리된 오프 위치 사이에서 회전하기 위해 상기 광섬유를 고정하는 힌지 수단(70), 불투명 셔터(72) 및 오프 위치에서 상기 광섬유 단부 사이에 상기 셔터를 삽입하고, 온 위치에서 광섬유 단부사이로부터 상기 셔터를 후퇴하기 위한 수단(74,76a 및 76b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 셔터 삽입 및 후퇴 수단은 상기 셔터를 장착하는 스프링 바이어스 플런저(74)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  20. 제19항에 있어서, 상기 플런저는 셔터가 상기 광섬유 단부 사이에 삽입될 때 상기 개방 위치로 그들을 회전시키기 위해 상기 입력 및 출력 광섬유에 결합되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  21. 제20항에 있어서, 상기 플런저는 한 단부에서 각각 상기 입력 광섬유와 출력 광섬유에 그리고 다른 단부에서 상기 플런저에 선회적으로 접속되는 푸쉬 로드(76a 및 76b)에 의해 상기 입력 및 출력 광섬유에 결합되고, 상기 푸쉬 로드는 상기 플런저가 상기 광섬유 단부 사이에 셔터를 삽입하기 위해 내리눌러질 때 상기 광섬유 단부를 떨어져 회전시키는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  22. 제18항에 있어서, 상기 광섬유는 인접 단부에서 강체 슬리브(68a 및 68b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 셔터 삽입 및 후퇴 수단은 상기 셔터를 장착하고, 각각의 푸쉬 로드(76a 및 76b)에 의해 상기 입력 광섬유 및 출력 광섬유에 결합된 스프링 바이어스 플런저(74)를 포함하고, 상기 푸쉬 로드는 상기 플런저가 상기 광섬유 단부 사이에 셔터를 삽입하기 위해 내리눌러질 때에 상기 광섬유 단부를 떨어져 회전시키기 위해 한 단부에서는 상기 플런저에 그리고 다른 단부에서는 각각의 광섬유 슬리브에 회전가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  24. 제18항에 있어서, 상기 광섬유의 단부 사이에 광섬유의 굴절률과 일치하는 굴절률을 갖는 액체(80) 및 상기 스위치 내부에 상기 액체를 실드하기 위한 수단(78)을 포함하고, 상기 액체는 스위치가 온 위치일때 광섬유 단부 사이의 틈으로부터 생길 수 있는 반사 손실을 감소시키는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  25. 제1항에 있어서, 하나 이상의 상기 광 스위치가 사로 이격되어 정렬된 단부를 갖는 입력 광섬유(52a) 및 출력 광섬유(52b), 상기 광섬유 단부 사이의 투과 영역(86)을 포함하는 불투명 셔터(82), 셔터가 상기 광섬유 사이의 광의 투과를 차단하는 스위치 오프 위치와 셔터의 투과 영역이 상기 광섬유와 정렬되고 그 사이에 광의 투과를 엔에이블링하는 스위치 온 위치 사이에서 상기 셔터를 이동시키기 위한 수단(84) 및 각각 상기 입력 광섬유와 셔터 사이 및 상기 셔터와 상기 출력 광섬유 사이의 제1 및 제2구배 굴절률 로드 렌즈(88a 및 88b)를 포함하고, 상기 렌즈는 상기 입력 광섬유로부터의 광 비임을 확산하고, 상기 투과 셔터 영역을 통해 투과된 후 온 위치에 있는 상기 스위치로써 상기 출력 광섬유 내로 다시 비임을 축소하고, 상기 입력 광섬유로부터 방출된 광 비임의 패닝으로부터 생길 수 있는 광 손실을 감소시키는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  26. 제25항에 있어서, 상기 투과 영역은 색 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  27. 제25항에 있어서, 상기 셔터 이동 수단은 상기 셔터를 상기 오프와 온 스위치 위치 사이의 중간 위치로 이동하여 조광 능력을 제공하기 위한 수단(84)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  28. 제1항에 있어서, 하나 이상의 상기 광 스위치가 한 쌍의 교차 광섬유 및 하우징을 통해 연장되는 셔터 보어(92a 및 92b)를 갖는 하우징(90), 상기 교차 광섬유의 대향 측상에 상기 광섬유 보어 내에 위치될 수 있는 한쌍의 광섬유 피스톤(94a 및 94b), 스위치 오프 위치에서 상기 입력 광섬유와 출력 광섬유 사이의 광의 투과를 차단하기 위한 상기 셔터 보어 내에 위치할 수 있는 불투명 셔터(82) 및 상기 셔터를 사이에 장착하고, 상기 스위치 오프 위치와 스위치 온 위치 사이에 상기 셔터와 일체로 상기 셔터 보어를 통해 이동가능한 한 쌍의 셔터 피스톤(96a 및 96b)을 포함하고, 상기 광섬유 피스톤을 서로 광 정렬되게 각각의 입력 광섬유(52a) 및 출력 광섬유(52b)를 유지하기 위한 수단을 포함하고, 상기 셔터는 투과 영역이 스위치 온 위치에서 상기 광섬유 사이에 위치될 때 상기 입력 광섬유와 상기 출력 광섬유 사이에 광의 투과를 엔에이블하는 투과 영역(86)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 상기 셔터 보어 내부에서 상기 셔터 피스톤 위치를 제어하기 위한 기계적인 제어 수단(96a' 및 96b')를 더 포함한는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  30. 제28항에 있어서, 상기 셔터 피스톤은 자기 물질로 형성하고, 상기 셔터 보어 내부의 상기 셔터 피스톤의 대향 측상의 한쌍의 전자석(98a 및 98b) 및 상기 셔터와 상기 셔터 보어 내부의 셔터 피스톤의 위치를 제어하기 위해 상기 전자석을 선택적으로 활성화시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  31. 제28항에 있어서, 상기 광섬유 보어 내부의 상기 입력 광섬유와 보어 교차점사이와 상기 보어 교차점과 상기 출력 광섬유 사이에 각각 제1 및 제2구배 구절률 로드 렌즈(88a 및 88b)를 더 포함하고, 상기 렌즈는 입력 렌즈로부터의 광 비임을 확산하고, 온 위치에 있는 상기 스위치로써 상기 투과 셔터 영역을 통해 투과된 후 상기 출력 광섬유로 비임을 다시 축소시키며, 상기 입력 광섬유로부터 방출된 광 비임의 형성에 의해 생길 수 있는 광 손실을 감소시키는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  32. 제28항에 있어서, 상기 투과 셔터 영역을 색 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  33. 제1항에 있어서, 하나 이상의 상기 광 스위치가 선정된 굴절률을 갖는 광 투과 하우징(100) 및 내부 캐비티(108), 입력 광섬유(52a) 및 출력 광섬유(52b), 상기 하우징과 캐비티를 통해서 상기 입력 광섬유로부터 상기 출력 광섬유에 광을 투과하도록 상기 광섬유를 위치시키기 위한 수단, 상기 캐비티와 교통하는 액체 저장소(106), 상긴 저장소 내부의 선정된 굴절률을 갖는 투과성 액체(110) 및 상기 저장소로부터 상기 캐비티의 안밖으로 액체를 이동시키기 위한 수단을 포함하고, 상기 캐비티는 선정된 각으로 상기 입력 광섬유에 면한 벽(104a)를 갖고, 상기 각과 상기 액체의 굴절률은 상기 액체가 상기 광의 경로에서 상기 캐비티 내에 있을 때 광이 캐비티를 통해서 입력 광섬유에서 출력 광섬유로 투과되고, 상기 입력 섬유로부터의 광이 상기 캐비티 벽에서 내부 전반사에 의해 반사되어 상기 액체가 상기 캐비티 내에 있지 않을 때 상기 출력 광섬유에 도달하는 것을 방지하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  34. 제33항에 있어서, 상기 액체는 상기 하우징과 동일한 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  35. 제33항에 있어서, 상기 하우징은 상기 캐비티를 형성하기 위해 인접해 있으나 서로 이격된 한 쌍의 프리즘으로 형성하고, 상기 프리즘은 유사한 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  36. 제33항에 있어서, 상기 저장소는 상기 하우징 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  37. 제1항에 있어서, 상기 광섬유 네트워크 내에 하나 이상의 광 발진기(18R 및 18L)을 더 포함하고, 각각의 상기 발진기는 상기 광원으로부터의 각각의 입력 광섬유(52a) 및 각각의 광 로드로의 각각의 출력 광섬유(52b)를 포함하고, 상기 발진기는 각각의 입력 광섬유와 출력 광섬유 사이의 광 접속 엔에이블 상태와 광 접속 디세이블 생태 사이를 발진함으로써 동작하고, 하나 이상의 상기 광 발진기는 입력 광섬유(52a) 및 출력 광섬유(52b), 광 검출기(114), 상기 출력 광섬유를 조광하는 온 위치 및 상기 광 검출기를 조광하는 오프 위치를 갖는 상기 입력 광섬유, 상기 입력 광섬유가 상기 오프 위치를 향하도록 자극하는 수단(116 및 124) 및 온위치로 상기 입력 광섬유를 이동시키기 위해 상기 광 검출기를 조광함으로써 작동되는 수단(118 및 124)를 포함하고, 상기 자극 수단은 상기 입력 광섬유의 온 위치와 오프 위치 사이의 발진과 상기 출력 광섬유의 조광시 대응하는 발진을 일으키기 위해, 폐쇄 위치로 이동된 후 오프 위치에 상기 입력 광섬유를 다시 회복시키는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  38. 제37항에 있어서, 상기 자극 수단은 스프링(116)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  39. 제37항에 있어서, 상기 입력 광섬유 주변에 자기 물질로 형성된 슬리브(120)을 더 포함하고, 입력 광섬유를 온 위치로 이동시키기 위한 상기 수단이 상기 광 검출기의 조광에 응답하여 상기 슬리브에 작용하도록 활성화되는 전자석(118)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  40. 제39항에 있어서, 상기 광 검출기가 상기 입력 광섬유에 의한 조광에 응답하여 전기 출력을 발생시키고, 상기 전자석을 활성화시키기 위해 상기 전기 출력에 접속되는 태양 전지(114)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  41. 제37항에 있어서, 상기 입력 광섬유가 오프 위치로 되도록 자극하는 상기 수단은 상기 입력 광섬유에 기계적으로 결합된 바이메탈 스트립(124)을 포함하고, 상기 입력 광섬유를 온 위치로 이동시키는 상기 수단은 상기 입력 광섬유에 의한 상기 광 검출기의 조광에 응답하여 상기 입력 광섬유를 온 위치로 휘도록 하기 위해 상기 바이메탈 스트립을 가열하는 수단(114)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  42. 제41항에 있어서, 상기 광 검출기는 상기 입력 광섬유에 의해 조광에 응답하는 바이메탈 스티립을 가열하기 위한 전류를 전송하기 위해 접속된 태양 전지(114)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  43. 제1항에 있어서, 상기 광원이 안전 장치 광원을 포함하고, 상기 광 로드(128a 및 128b)의 각각의 세트에 상기 광섬유(126a 및 126b)의 각각의 세트에 의해 접속된 2개 이상의 광원(2a 및 2b), 로드의 2개의 세트가 동일 광원에 의해 공급되도록 각각의 광원으로부터 광의 일부를 광 로드의 자신의 세트에 지속적으로 공급하면서 다른 광원을 위한 광로드의 세트에 각각의 광원으로부터의 광의 일부를 전용하기 위한 각각의 상기 광원에 연결된 각각의 광 비임 분할기(132a 및 132b) 및 하나의 광원의 소실에 응답하여 다른 광원을 위한 비임 분할기를 활성화시키기 위한 활성화 수단(136)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  44. 제43항에 있어서, 각각의 광원을 위한 비임 분할기가 비활성 위치(132a1 및 132b1), 각각의 광원으로부터의 광의 일부를 다른 광원을 위한 광 로드에 전용하는 제2위치(132a2 및 132a2) 및 광 로드의 자신의 세트에 다른 광원으로부터 전용된 광을 지향되는 제3위치(132a3 및 132b3)를 갖고, 상기 활성화 수단은 다른 광원을 위한 비임 분할기가 제2위치에 있을 때 각각의 상기 광원을 위한 비임 분할기를 제3위치에 배치하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  45. 제44항에 있어서, 상기 비임 분할기가 상기 제1위치, 제2위치와 제3위치 사이에서 회전가능하고, 각각의 비임 분할기에 대한 제2위치가 다른 비임 분할기의 광원이 소실될 때 광을 전용하는 다른 비임 분할기에 대한 제3위치와 광학적으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  46. 제43항에 있어서, 각각의 광원을 위한 비임 분할기가 광원과 광로드 사이의 광 경로 외부의 제1위치와 각각의 광원으로부터의 광의 일부를 전용하는 제2위치 사이에서 이동가능하고, 광원과 광 로드 사이의 광 경로 외부의 제1위치와 다른 광원의 비임 분할기에 대한 제2위치와 광학적으로 정렬된 제2위치 사이에서 이동가능한 각각의 상기 광원을 위한 각각의 반사기를 더 포함하고, 제2위치 내의 상기 반사기가 다른 광원을 위한 비임 분할기로부터의 광을 자신의 광원을 위한 광 로드로 반사하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  47. 제43항에 있어서, 차량 조명 시스템용이고, 하나의 광원(2b)은 차량의 헤드라이트와 테일라이트(4R,4L,6R 및 6L)를 정상적으로 과광시키고, 다른 광원(2a)는 차량의 다른 조명 시스템(8R,8L,10R,10L,12 및 14)를 정상적으로 조광시키는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  48. 제43항에 있어서, 상기 광원으로부터의 출력 세기가 조정가능하고, 광 출력의 일부가 다른 광원을 위한 광 로드의 세트로 전용될 때 상기 광원의 출력 세기를 증가하기 위한 수단(136)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  49. 차량 헤드라이트 어셈블리(4R 및 4L)에 있어서, 헤드라이트 비임을 투과하기 위한 하나 이상의 광렌즈(36a-36d), 헤드라이트 비임 투광용 렌즈를 조광시키기 위해 각각의 렌즈와 정렬된 각각의 광섬유(38a-38d) 및 헤드라이트 비임의 성질을 조정하기 위해 각각의 렌즈에 대해 상기 광섬유의 일부를 조정하기 위한 수단(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드라이트 어셈블리.
  50. 제49항에 있어서, 상기 광섬유 조정 수단(42 및 50)은 높은 비임 위치와 낮은 비임 위치 사이에서 스위치하기 위해 수직 방향으로 광섬유를 이동시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드라이트 어셈블리.
  51. 제49항에 있어서, 상기 광섬유 조정 수단은 비임 조준을 조정하기 위해 광섬유를 각각의 렌즈를 향해 그리고 멀리 이동시키기 위한 수단(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드라이트 어셈블리.
  52. 제49항에 있어서, 다수의 렌즈(36a-36d) 및 정렬된 광섬유(38a-38d)을 포함하고, 상기 광섬유는 공통 장착 부재(40)내에 유지되고, 모터(42)는 상기 장착부재의 위치를 조정하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 헤드라이트 어셈블리.
  53. 제49항에 있어서, 상기 광섬유로부터 렌즈의 대향측으로부터 선정된 파장 내에 있는 광을 검출하기 위한 수단(44a 및 44b)을 더 포함하고, 상기 조정 수단은 이러한 검출된 광에 응답하여 상기 광섬유의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 헤드라이트 어셈블리.
  54. 제53항에 있어서, 상기 광 검출 수단은 상기 광섬유의 위치를 조정하기 위해 헤드라이트 비임의 파장에 있는 광에 응답하는 것을 특징으로 하는 헤드라이트 어셈블리.
  55. 제54항에 있어서, 상기 광섬유 위치 조정 수단은 상기 헤드라이트 비임 파장에 있는 광을 검출하는 상기 광 검출 수단에 응답하여 헤드라이트 비임의 분산을 증가시키기 위해 광섬유를 각각의 렌즈로 가까이 이동시키는 것을 특징으로 하는 헤드라이트 어셈블리.
  56. 제53항에 있어서, 상기 광 검출 수단은 서로 가로로 이격된 2개 이상의 광 검출기(44a 및 44b) 및 동일한 교통로 정면에서의 차량 및 인접 교통로에서 떨어져 다가오는 차량으로부터의 상기 헤드라이트 비임의 반사에 대응하지만 인접 교통로에서 가까이 다가오는 차량으로부터의 헤드라이트 비임의 검출에는 대응하지 않는 상기 검출기에 의해 검출된 광 세기의 비율에 응답해서만 상기 광섬유 위치 조정을 엔에이블링 하기 위한 수단(46)을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드라이트 어셈블리.
  57. 제49항에 있어서, 상기 광섬유는 입력 광섬유(38a) 및 각각의 렌즈를 위한 다수의 출력 광섬유(48a 및 48b)를 더 포함하고, 상기 출력 광섬유는 렌즈가 각각의 출력 광섬유 중의 다른 광섬유에 의해 조광될 때 다른 방향으로 헤드라이트 비임을 투과하도록 각각의 렌즈에 대하여 다른 위치에 배치되고, 상기 입력 광섬유의 위치를 조정하기 위한 상기 수단은 각각의 출력 광섬유와의 광학적인 정렬 사이에서 상기 입력 광섬유를 이동시킴으로써 동작하는 것을 특징으로 하는 헤드라이트 어셈블리.
  58. 광 스위치에 있어서, 입력 광섬유(52a) 및 출력 광섬유(52b), 반사기(62) 및 입력 광섬유를 통해 투과된 광이 입력 광섬유를 통해 다시 반사되도록 제1안정 위치에서 출력 광섬유가 정렬되고, 제2위치에서 반사기와 정렬된 입력 광섬유를 제1안정 위치와 제2안정 위치 사이에서 이동시키기 위한 수단(58)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  59. 제58항에 있어서, 상기 출력 광섬유로부터 상기 입력 광섬유의 대향 단부를 조광시키기 위한 광원, 상기 입력 광섬유를 통해 다시 반사된 광을 도출하기 위한 수단(64) 및 상기 광원의 세기를 조정하기 위해 상기 도출된 광에 응답하는 수단(66)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  60. 광 스위치에 있어서, 입력 광섬유(52a) 및 출력 광섬유(52b), 상기 입력 및 출력 광섬유의 제1광섬유를 하우징하고, 상기 제1광섬유를 위한 2개의 안정 위치를 갖는 형상 슬리브(54) 및 상기 2개의 안정 위치를 결합하고, 2개의 안정 위치 사이에 제1광섬유의 이동을 허용하는 단력적인 변형가능 영역(56) 및 상기 변형가능 영역을 통해 슬리브의 쌍안정 위치 사이에서 상기 제1광섬유를 이동시키기 위한 사단(58)를 포함하고, 상기 변형가능 영역을 현재의 안정 위치에 상기 제1광섬유를 해제가능하게 보유하고, 상기 제1광섬유는 상기 안정 위치의 한 위치에서는 상기 입력 및 출력 광섬유의 제2광섬유와 정렬되지만 다른 한 위치에서는 그렇지 않은 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  61. 제60항에 있어서, 상기 2개의 안정 광섬유 위치를 포함하고 상기 결합 영역을 포함하는 상기 슬리브가 단일 탄성 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  62. 제60항에 있어서, 상기 형상 슬리브 내부의 상기 제1광섬유 주위에 강체 내부 슬리브(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  63. 제60항에 있어서, 상기 입력 및 출력 광섬유가 각각 상기 제1광섬유 및 제2광섬유이고, 입력 광섬유를 통해 반사된 광을 입력 광섬유 내로 다시 반사하기 위해 상기 다른 안정 위치에서 상기 입력 광섬유와 정렬되는 상기 슬리브 내부에 반사기(62)을 더 포함하고, 상기 반사된 광은 스위치가 오프 위치에 있다는 표시를 제공하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  64. 제63항에 있어서, 상기 출력 광섬유로부터 상기 입력 광섬유의 대향 단부를 조광하기 위한 광원, 상기 입력 광섬유를 통해 다시 반사된 광을 도출하기 위한 수단(64) 및 상기 광원의 세기를 조정하기 위해 상기 도출된 광에 응답하는 수단(66)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  65. 광 스위치에 있어서, 입력 광섬유(52a) 및 출력 광섬유(52b), 입력 광섬유를 통해 투과된 광이 출력 광섬유와 결합되도록 상기 광섬유의 단부가 정렬되어 서로 인접한 온 위치와 상기 광섬유의 단부가 분리된 오프 위치 사이에서 회전하기 위해 상기 광섬유를 고정하는 힌지(70), 불투명 셔터(72) 및 오프 위치에서 상기 광섬유 단부 사이에 상기 셔터를 삽입하고, 온 위치에서 광섬유 단부 사이로부터 상기 셔터를 후퇴하기 위한 수단(74,76a 및 76b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  66. 제65항에 있어서, 상기 셔터 삽입 및 후퇴 수단은 상기 셔터를 장착하는 스프링 바이어스 플런저(74)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  67. 제66항에 있어서, 상기 플런저는 셔터가 상기 광섬유 단부 사이에 삽입될 때, 상기 개방 위치로 광섬유를 회전시키기 위해 상기 입력 광섬유와 상기 출력 광섬유에 결합되는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  68. 제67항에 있어서, 상기 플런저 한 단부에서 상기 입력 광섬유와 출력 광섬유에 각각 선회전으로 접속되고, 다른 단부에서 상기 플런저에 선회전으로 접속된 푸쉬 로드(76a 및 76b)에 의해 상기 입력 광섬유와 출력 광섬유에 결합되고, 상기 푸쉬 로드는 상기 플런저가 상기 광섬유 단부 사이에 셔터를 삽입하도록 내리눌러질 때 상기 광섬유 단부를 떨어져 회전시키는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  69. 제65항에 있어서, 상기 광섬유가 인접 단부에서 강체 슬리브(68a 및 68b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  70. 제69항에 있어서, 상기 셔터 삽입 및 후퇴 수단이 상기 셔터를 장착하고 각각의 푸쉬 로드(76a 및 76b)에 의해 상기 입력 및 출력 광섬유 슬리브에 결합되는 스프링 바이어스 플런저(74)를 포함하고, 상기 푸쉬 로드는 상기 플런저가 상기 광섬유 단부 사이에 셔터를 삽입하기 위해 내리눌러질 때에 상기 광섬유 단부를 떨어져 회전시키기 위해 한 단부에서는 상기 플런저에 회전가능하게 결합되고, 다른 단부에서는 각각의 광섬유 슬리브에 회전가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  71. 제65항에 있어서, 상기 광섬유의 단부 사이에 굴절률이 광섬유의 굴절률과 일치하는 액체(80) 및 상기 스위치 내에 상기 액체를 실드하기 위한 수단(78)을 포함하고, 상기 액체는 스위치가 온 위치에 있을 때 광섬유 단부 사이의 틈으로부터 생길 수 있는 손실을 감소시키는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  72. 광 스위치에 있어서, 정렬되어 서로 이격된 단부를 갖는 입력 광섬유(52a) 및 출력 광섬유(52b), 상기 광섬유 단부 사이에 투과 영역(86)을 포함하는 불투명 셔터(82), 셔터가 상기 광섬유 사이의 광의 투과를 차단하는 스위치 오프 위치와 셔터의 투과 영역이 상기 광섬유와 정렬되고 그 사이에 광의 투과를 엔에이블하는 스위치 온 위치 사이에서 상기 셔터를 이동시키기 위한 수단(84) 및 각각 상기 입력 광섬유와 셔터 사이 및 상기 셔터와 상기 출력 광섬유 사이의 제1 및 제2구배 굴절률 로드 렌즈(88a 및 88b)를 포함하고, 상기 렌즈는 상기 입력 광섬유로부터의 광 비임을 확산하고, 상기 투과 셔터 영역을 통해 투과된 후 온 위치에 있는 상기 스위치로써 상기 출력량 광섬유 내로 비임을 다시 축소하고, 상기 입력 광섬유로부터 방출된 광 비임의 패닝으로부터 생길 수 있는 광 손실을 감소시키는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  73. 제72항에 있어서, 상기 투과 영역은 색 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  74. 제73항에 있어서, 상기 셔터 이동 수단은 상기 셔터를 상기 오프와 온 스위치 위치 사이의 중간 위치로 이동시켜 조광 능력을 제공하기 위한 수단(84)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  75. 광 스위치에 있어서, 한 쌍의 광섬유 및 하우징을 통해 연장되는 셔터 보어(92a 및 92b)를 갖는 하우징(90), 상기 교차 광섬유의 대향 측상에 상기 광섬유 보어 내에 위치될 수 있는 한쌍의 광섬유 피스톤(94a 및 94b), 스위치 오프 위치에서 상기 입력 광섬유와 출력 광섬유 사이의 광의 투과를 차단하기 위해 상기 셔터 보어 내에 위치할 수 있는 불투명 셔터(82) 및 상기 셔터를 사이에 장착하고, 상기 스위치 오프 위치와 스위치 온 위치 사이에 상기 셔터와 일체로 상기 셔터 보어를 통해 이동가능한 한 쌍의 셔터 피스톤(96a 및 96b)을 포함하고, 상기 광섬유 피스톤을 서로 광 정렬되게 각각 입력 광섬유(52a) 및 출력 광섬유(52b)를 유지하기 위한 수단을 포함하고, 상기 셔터는 투과 영역이 스위치 온 위치에서 상기 광섬유 사이에 위치될 때 상기 입력 광섬유와 상기 출력 광섬유 사이에 광의 투과를 엔에이블하는 투과 영역(86)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  76. 제75항에 있어서, 상기 셔터 보어 내부에서 상기 셔터 피스톤의 위치를 제어하기 위한 기계적인 제어 수단(96a' 및 96b')를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  77. 제75항에 있어서, 상기 셔터 피스톤은 자기 물질로 형성되고, 상기 셔터 보어 내부의 상기 셔터 피스톤의 대향 측상의 한쌍의 전자석(98a 및 98b) 및 상기 셔터와 상기 보어 내부의 셔터 피스톤의 위치를 제어하기 위해 상기 전자석을 선택적으로 활성화시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  78. 제75항에 있어서, 상기 광섬유 보어 내부의 상기 입력 광섬유와 보어 교차점 사이와 상기 보어 교차점과 상기 출력 광섬유 사이에 각각 제1 및 제2구배 굴절률 로드 렌즈(88a 및 88b)를 더 포함하고, 상기 렌즈는 입력 렌즈로부터의 광 비임을 확산하고, 상기 투과 셔터 영역을 통해 투과된 후 온 위치에 있는 상기 스위치로써 상기 출력 광섬유로 비임을 다시 축소시키며, 상기 입력 광섬유로부터 방출된 광 비임의 형성에 의해 생길 수 있는 광 손실을 감소시키는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  79. 제75항에 있어서, 상기 투과 셔터 영역은 색 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  80. 광 스위치에 있어서, 선정된 굴절률을 갖는 광 투과 하우징(10) 및 내부 캐비티(108), 입력 광섬유(52a) 및 출력 광섬유(52b), 상기 하우징과 캐비티를 통해서 상기 입력 광섬유로부터 상기 출력 광섬유에 광을 투과하도록 상기 광섬유를 위치시키기 위한 수단, 상기 캐비티와 교통하는 액체 저장소(106), 상기 저장소 내부의 선정된 굴절률을 갖는 투과성 액체(110) 및 상기 저장소로부터 상기 캐비티의 안팎으로 액체를 이동시키기 위한 수단을 포함하고, 상기 캐비티는 선전된 각으로 상기 입력 광섬유에 면한 벽(104a)를 갖고, 상기 각과 상기 액체의 굴절률은 상기 액체가 상기 광의 경로에서 상기 캐비티 내에 있을 때 광이 캐비티를 통해서 입력 광섬유에서 출력 광섬유로 투과되고, 상기 입력 광섬유로부터의 광의 상기 캐비티벽에서 내부 전반사에 의해 반사되어 상기 액체가 상기 캐비티 내에 있지 않을 때 상기 출력 광섬유에 도달하는 것을 방지하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  81. 제80항에 있어서, 상기 액체는 상기 하우징과 동일한 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  82. 제80항에 있어서, 상기 하우징은 캐비티를 형성하기 위해 인접해 있으나 서로 이격된 한 쌍의 프리즘(102a 및 102b)으로 형성하고, 상기 프리즘은 유사한 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  83. 제80항에 있어서, 상기 저장소는 상기 하우징 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 광 스위치.
  84. 광 반진기에 있어서, 입력 광섬유(52a) 및 출력 광섬유(52b), 광 검출기(114), 상기 출력 광섬유를 조광하는 온 위치 및 상기 광 검출기를 조광하는 오프 위치를 갖는 상기 입력 광섬유, 상기 입력 광섬유가 상기 오프 위치를 향하도록 자극하는 수단(116 및 124) 및 온 위치로 상기 입력 광섬유를 이동시키기 위해 상기 광 검출기를 조광함으로써 자동되는 수단(118 및 124)를 포함하고, 상기 자극 수단은 입력 광섬유의 온 위치와 오프 위치 사이의 발진과 상기 출력 광섬유의 조광시 대응하는 발진을 일으키기 위해 온 위치로 이동된 후 오프위치에 상기 입력 광섬유를 다시 회복하는 것을 특징으로 하는 광 발진기.
  85. 제84항에 있어서, 상기 자극 수단은 스프링(116)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발진기.
  86. 제84항에 있어서, 상기 입력 광섬유 주변에 자기 물질로 형성된 슬리브(120)을 더 포함하고, 입력 광섬유를 온 위치로 이동시키기 위한 상기 수단이 상기 광 검출기의 조광에 응답하여 상기 슬리브에 작용하도록 활성화되는 전자석(118)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발진기.
  87. 제86항에 있어서, 상기 광 검출기가 상기 입력 광섬유에 의한 조광에 응답하여 전기 출력을 발생시키고, 상기 전자석을 활성화시키기 위해 상기 전기 출력에 접속되는 태양 전지(114)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발진기.
  88. 제84항에 있어서, 상기 입력 광섬유가 오프 위치로 되도록 자극하는 상기 수단은 상기 입력 광섬유에 기계적으로 결합된 바이메탈 스트립(124)를 포함하고, 상기 입력 광섬유를 온 위치로 이동시키는 상기 수단은 상기 입력 광섬유에 의한 상기 광 검출기의 조광에 응답하여 상기 입력 광섬유를 온 위치로 휘도록하기 위해 상기 바이메탈 스트립을 가열하는 수단(114)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발진기.
  89. 제88항에 있어서, 상기 광 검출기는 상기 입력 광섬유에 의한 조광에 응답하는 바이메탈 스트립을 가열하기 위한 전류를 전송하기 위해 접속된 태양 전지(114)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발진기.
  90. 다중 광 로드를 위한 안전 장치 조명 시스템에 있어서, 광섬유(126a 및 126b)에 의해 각각의 광 로드(128a 및 128b)에 접속된 2개 이상의 광원(2a 및 2b), 로드의 2개의 세트가 동일 광원에 의해 공급되도록 각각의 광원으로부터의 광의 일부를 자신의 광 로드에 지속적으로 공급하면서 다른 광원을 위한 광 로드에 각각의 광원으로부터의 광의 일부를 전용하기 위한 각각의 상기 광원에 연결된 각각의 광 비임 분할기(132a 및 132b) 및 하나의 광원의 소실에 응답하여 다른 광원을 위한 비임 분할기를 활성화시키기 위한 활성화 수단(136)을 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 장치 조명 시스템.
  91. 제90항에 있어서, 각각의 광원을 위한 비임 분할기가 비활성 위치(132a1 및 132b1), 각각의 광원으로부터의 광의 일부를 다른 광원을 위한 광 로드에 전용하는 제2위치(132a2 및 132b2) 및 광 로드 자신에 다른 광원으로부터 전용된 전용된 광을 지향되는 제3위치(132a2 및 132b3)를 갖고, 상기 활성화 수단은 다른 광원을 위한 비임 분할기가 제2위치에 있을 때 제3위치에 각각의 상기 광원을 위한 비임 분할기를 배치하는 것을 특징으로 하는 안전 장치 조명 시스템.
  92. 제91항에 있어서, 상기 비임 분할기가 상기 제1위치, 제2위치와 제3위치 사이에서 회전가능하고, 각각의 비임 분할기에 대한 제2위치가 다른 비임 분할기의 광원이 소실될 때 광을 전용하는 다른 비임 분할기에 대한 제3위치와 광학적으로 정렬되는 것을 특징으로 하는 안전 장치 조명 시스템.
  93. 제90항에 있어서, 각각의 광원을 위한 비임 분할기가 광원과 광 로드 사이의 광 경로 외부의 제1위치와 각각의 광원으로부터 광의 일부를 전용하는 제2위치 사이에서 이동가능하고, 광원과 광 로드 사이의 광 경로 외부의 제1위치와 다른 광원의 비임 분할기에 대한 제2위치와 광학적으로 정렬된 제2위치 사이에서 이동가능한 각각의 상기 광원을 위한 각각의 반사기를 더 포함하고, 제2위치 내의 상기 반사기가 다른 광원을 위한 비임 분할기로부터 광을 자신의 광원을 위한 광 로드로 반사하는 것을 특징으로 하는 안전 장치 조명 시스템.
  94. 제90항에 있어서, 차량 조명 시스템용이고, 하나의 광원(2b)은 차량의 헤드라이트와 테일라이트(4R,4L,6R 및 6L)를 정상적으로 조광시키고, 다른 광원(2a)는 차량의 다른 조명 시스템(8R,8L,10R,10L, 12 및 14)를 정상적으로 조광시키는 것을 특징으로 하는 안전 장치 조명 시스템.
  95. 제90항에 있어서, 상기 광원으로부터의 출력 세기가 조정가능하고, 광 출력의 일부가 다른 광원을 위한 광 로드로 전용될 때 상기 광원의 출력 세기를 증가하기 위한 수단(136)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 장치 조명 시스템.
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