JPH03187104A - 不透明マスクを使用した線状ライト用上下ビーム光学スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は全体的に空力学的スタイルの車両の前方照明を
行うために光ファイバの光導体に接続されたアークラン
プのような高光度光源を利用した車両用照明システムに
関する。更に詳しくは、本発明は可動マスクを使用して
、単一の光源に接続された一組の光ファイバを介して多
重ビームパターンを発生する照明システムの改良に関す
る。

従来技術の説明 従来のヘッドライトシステムはアーク放電またはフィラ
メントのようむ２つ以上の光源を使用して上側および下
側ヘッドランプビームパターンを発生するという要求に
応じてきた。単一ヘッドライトシステム（車両の各側に
１つずつのヘッドライトを用いるシステム）は性能上妥
協を必要とする。この性能上の妥協は単一の光学システ
ムで高ビームパターンおよび低ビームパターンの両方を
発生するために必要なことである。２つのパターンの異
なる機能および光分布は、単一のビームの照準を調整す
るだけでなく、上側ビームおよび下側ビームを発生する
問題を更に複雑にしている。

２ヘツドライトシステム（車両の各側に２つずつヘッド
ライトを設けるシステム）は２つの光学システムを有し
、発生する高ビームパターンおよびａＬビームパターン
の点においては性能を改良しているが、ヘッドライトを
余分に用いるという問題点がある。

米国特許第４．８１１，１７２号は従来のヘッドライト
の光学系で達成されるものに比較してビームパターンを
発生する方法を改良した「線状ライト（ｌｉｎｅ−ｏｒ
−１１ｇｈｔ　）　Ｊ型照明システムを開示している。

この特許に開示されている「線状ライト」型ヘッドライ
トの一実施例においては、照明システムは２つの高光度
光源を有し、これらの光源はそれぞれ第１および第２の
複数の光ファイバ束に接続されている。この両方の複数
の光ファイバ束は、車両本体の形状に合ったパターンで
車両の幅にわたって取り付けられているレンズ部材に対
して位置決めされている。第１の高光度光源からの光は
車両の低ビーム前方照明を行い、第２の高光度光源から
の光は車両の高ビーム前方照明を行っている。

米国特許第４，８６８，７１８号は米国特許第４．８１
１，１７２号に開示されているシステムの改良を開示し
ており、この特許においては単一の高光度光源を使用し
て、車両の低ビームおよび高ビーム前方照明の両方を行
っている。可動光学部材が車両の幅にわたって設けられ
ている一組のレンズ要素と光ファイバ束との間に設けら
れている。この可動光学部材は横方向にまたは上下方向
に動くことができる一体的なバー構造とした複数のプリ
ズムを有している。この「プリズムバー」の移動により
、高ビームパターンおよび低ビームパターンを含む車両
の前方照明に必要な全てを単一の光源から供給するよう
にレンズ要素に対する光ファイバ束の見かけ上の光学的
位置を変更している。この「プリズムバー」は単一の光
源しか必要としないという点において有意義である。し
かしながら、これは精密な製造および位置合わせを必要
とし、装置の価格および壊れやすさを増大している。

発明の要約 従って、本発明の目的は、単一の高光度光源から２つ以
上のオーバーラツプするビームパターンを投射すること
ができる改良された「線状ライト」形車両用照明システ
ムを提供することにある。

本発明の他の目的は、室側であり、低コストで製造でき
る単一高光度光源の車両用照明システムを提供すること
にある。

要約すると、本発明は単一の高光度光源に接続された複
数の光ファイバ束によって形成されるビームパターンを
可動マスクの開口部により制御する「線状ライトｊ型車
両用照明システムを提供するものである。更に詳しくは
、この照明システムは光学的光伝導装置を介して前方照
明装置に接続された１１ｔ−の高光度光源を有している
。前方照明装置はコネクタ装置、マスク部材およびレン
ズ要素を有している。コネクタは光学的光伝導装置から
分岐した先ファイバ束を収納し、それぞれのコネクタの
開口部から光を放出する。マスクは、レンズ要素と組み
合わせてビームパターンを形成するようにコネクタ開口
部を選択的に露出する複数の開口部（マスク開口部）を
有している。マスクは第１および第２のマスク開口部を
対応するコネクタ開口部に整合させるように２つの位置
の間で直線的に移動可能であり、これにより前方照明シ
ステムの高ビームパターンおよび低ビームパターンが形
式される。この構成は容易かつ経済的に製造することが
でき、この結果、軽量かつ室側な照明システムが得られ
る。

上記および他の目的、ならびに本発明の種々の態様およ
び利点は添付図面を参照した本発明の好適実施例につい
ての以下の詳細な説明からよく理解されるであろう。

図面において同じ構成要素には同じ符号が付されている
。次に、図面、特に第１図を参照すると、本発明の照明
システム１０は車両の前方照明および後方および内部照
明（図示せず）に必要な全ての光を供給する単一の高光
度光源１２を有している。この光源１２は例えば１９８
８年１１月２日出願の米国特許出願第２６６．１２９号
に記載されている形式のものである。本発明は主に車両
の前方照明を行うものに関連しており、従って前方照明
に関連する光源１２の構成についてのみ説明する。

低ビームおよび高ビーム前方照明は光学的光伝導装２１
６Ａおよび１６Ｂを介して光源１２にそれぞれ接続され
ている照明装置１４Ａおよび１４Ｂによって行われる。

照明装置１４Ａおよび１４Ｂは各々第２図で説明する電
動装置に電力を供給するコネクタ１８を有している。光
学的光伝導装置Ｗ１６Ａおよび１６Ｂは前述した米国特
許出願第２６６．１２９号に記載されている種々の態様
を有する。

照明装置１４Ａおよび１４Ｂの各々は、照明装置１４Ａ
について第２図に詳細に示されているような同じ構成を
有している。第２図に部分的に示す照明装置１４Ａはコ
ネクタ２２、マスク２６およびレンズ要素２８を有して
いる。コネクタ２２は図示のように複数のコネクタ２２
＋　、２２２、・・・・・・２２ｎを有し、これらのコ
ネクタは光学的光伝導装置ｆ　６Ａから分岐した光ファ
イバ束を収納している。コネクタの光ファイバ束の端部
はそれぞれコネクタ開口部２４を介して光を照射する。

更に、第２図に部分的に示す照明装置１４Ａは複数のマ
スク開口部２７Ａおよび２７Ｂを有するマスク２６を備
えている。更に、このマスクはソレノイドのような直線
的に変位させる電動装置１ｆ２０によって第１および第
２の水平位置の間で移動可能になっている。レンズ要素
２ｇ＋、２８２・・・２８ｏは前述した米国特許出願第
２６６．１２９号に記載されている形式のものである。

所謂「線状ライト」型照明システムにおいては、コネク
タ２２１，２２２・・・２２．とその関連するレンズ要
素２８１．２８２・・・２ｇｏとを組み合わせて所望の
ビームパターンを形成する。各コネクタ２２の開口部２
４の平面はその関連するレンズ要素２８の焦点面内また
はその近くにある。開口部を有する移動可能なマスク２
６はコネクタ２２およびレンズ２８の選択された組合せ
の強度およびビームパターンを変更し、残りの図面につ
いて詳細に説明するように高ビームパターンおよび低ビ
ームパターンの間のような全ビームパターンを変更する
。典型的な自動車用ヘッドライトシステムは車両の各側
に１０ないし２０個のコネクタ２２およびレンズ２８の
組合せを使用している。

第３Ａ図および第３Ｂ図はそれぞれ１７個のコネクタ２
２およびレンズ２８の組合せがある場合の高ビームパタ
ーンおよび低ビームパターンの典型的なビームパターン
を示す図である。図示の各ブロックは単一のコネクタ２
２およびレンズ２８の組合せが分担する光束を示してい
る。プロ・ツクはビームの袖であるＸ軸方向に並べられ
ている。

換言すると、コネクタ２２およびレンズ２８・の各組合
せからのビームはＸ軸に沿ってオーバラップしている。

ｙ−ｚ而における各ブロックの面積は特定のコネクタ２
２およびレンズ２８の組合せに対する相対的ビーム強度
をルーメンで表している。

本分野に専門知識を有する者に明らかなように、ビーム
の「可視距離」は光源の強度の関数であり、コネクタ２
２およびレンズ２８の各組合せを一列にしたものでは、
ビームの強度は個々のビームがオーバーラツプするよう
にこれらの組合せを整列させることによって増大する。

ｙ軸方向におけるブロックの大きさはビームの水平方向
の相対的広がりを示し、Ｚ軸方向のブロックの大きさは
ビームの垂直方向の広がりを示している。

第３Ａ図および第３Ｂ図に示すように、−膜内に、高ビ
ームから低ビームへの切り替えは、水平線より上の光を
制限することによってビームの垂直方向の広がりを制限
し、中心領域の光の強度を減らすことを必要とする。こ
れは、以下において更に詳細に説明するように第２図に
示すマスク２６を移動することによって達成される。し
かしながら、この点において説明かられかるように、第
３Ａ図および第３Ｂ図のブロックで示されるビームパタ
ーンを発生する４組のコネクタ２２とレンズ２８との組
合せがある。第１組は６個のブロック３０で表されるビ
ームパターンを発生するものであり、第２の組は４個の
ブロック３２および３２′で表されるビームパターンを
発生するものであり、第３の組は４個のブロック３４お
よび３４′で表されるビームパターンを発生するもので
あり、最後の組は３個のブロック３６および３６′で表
されるビームパターンを発生するものである。ブロック
３０は第３Ａ図および第３Ｂ図の両方において同じであ
り、この組のビームパターンは高ビームパターンおよび
低ビームパターンでも嚢わらムいことがわかる。ブロッ
ク３２および３２′の間、ブロック３４および３４′の
間およびブロック３６および３６′の間における変化は
マスク２６によって達成される。いくつかの組のブロッ
クの間における相対的な強度の変化は米国特許第４．８
６８．７１８号に詳細に説明されているようにコネクタ
開口部２４の大きさの変化によって達成される。コネク
タ開口部の大きさを変える代わりに、マスク２６の開口
部の大きさを変えてもよい。この方法はコネクタ２２の
製造を標準化するという利点があるが、マスクによって
光を遮るので光ファイバ束を通過する全ての光が使用さ
れず、効率が悪くなる。

本発明の技術による車両用ヘッドライトシステムの一実
施例においては、はぼ矩形の開口部２４を有する一連の
コネクタ２２がそれぞれのレンズ２８と整列し、マスク
されない状態においてはコネクタ２２とレンズ２８の組
合せによるビームはオーバーラツプするパターンおよび
部分的にオーバーラツプするパターンで組み合わさって
、第３Ａ図に示すような所望の高ビームパターンを形成
゛する。第４Ａ図および第４Ｂ図は小−のコネクタ２２
とレンズ２８の組合せおよびその間に設けられるマスク
２６の部分を示す拡大側面図である。

第４Ａ図および第４Ｂ図を特に参照すると、コネクタ２
２の照明用の開口部２４は矩形であり、この開口部２４
の垂直中心線とレンズ２８の垂直中心線は所望の方向に
ビームパターンを発生するように互いに対して配置され
ている。これらの中心線は第４Ｂ図において符号４０で
示されている。

コネクタ２２の長手方向の軸４２は所望のビームパター
ンを発生するようにレンズ２８の中心に対して同様に配
置されている。コネクタ２２の開口部２４はレンズ２８
の焦点面内に位置している。

また、移動可能ｆｉマスク２６もレンズ２８の黒点市内
または黒点面近くに配置されている。レンズ２８はマス
ク２６によって露出されているコネクタ開口部２４の像
を形成または投射する。像の形状およびレンズ軸に対す
る像の位置は、レンズに対する黒点市内の露出されたコ
ネクタ開口部の形状および位置に依Ｈする。レンズ２８
に対する露出されたコネクタ開口部２４の形状および／
または位置を変更することによって、この特定のコネク
タ２２とレンズ２８の組合せからのビームパターンを変
更することができる。第４Ｂ図のマスク位置においては
、マスク開口部２７Ａはコネクタ開口部２４に整列して
いる。レンズ２８に対するコネクタ開口部２４の配向に
よって、投射されるビームは水平線より上の成分および
水平線より下の成分を有する。

第５Ａ図および第５Ｂ図に示すマスク２６の第２の位置
においては、マスク２６は、第２のマスク開口部２７Ｂ
がコネクタ開口部２４を部分的にマスクする位置になる
ように動かされている。マスク開口部２７Ｂはマスクが
レンズ軸４２より下側のコネクタ開口部２４からの光を
阻止するようになっており、レンズ２８によってコネク
タ開口部の像を反転することによってビームは水平線よ
り下側に向けられる。

マスク２６に種々の開口部を設けて、個々のコネクタ２
２の開口部２４の露出される部分を成形することにより
、各々のコネクタ２２とレンズ２８の組合せによって形
成される各ビームパターンの強度および方向を制御し、
この結果、全体のビームパターンを制御し得ることがわ
かるであろう。

各ビームパターン用の像は１つの像が他の像の中に完全
に含まれるようにしてもよい。しかしながら、少なくと
もいくつかのコネクタ開口部２４については、高ビーム
および低ビームパターンを構成するのに使用される像は
どれも他の像の中に完全に含まれないようにオーバーラ
ツプさせるのが有利である。第６Ａ図を参照すると、矩
形ボックス５０は高ビームを形成するのに好ましい像の
外形を示している。この像はレンズの水平軸４４および
垂直軸４０に対して中心合わせされている。

小さなボックス５２は低ビームを形成するのに好ましい
像の外形を示している。この像は垂直軸４０１に中心が
配置されているが、レンズの水平軸４４に対して下側に
存在している。従って、単レンズシステムでは、２つの
像は図示のように一方が完全に他方を含むことなく部分
的にオーバーラツプしている。

第６Ｂ図に示す矩形でないコネクタ開口部２４′は第６
Ａ図に外形を示した両方のパターンに対する光を発生す
るのに充分な面積に拡大されている。この実施例におい
ては、コネクタ開口部２４′は第６Ａ図に示す２つの像
を台底したものを反転したものである。これは、第６Ｃ
図に示すマスク２６の高ビームおよび低ビーム用の開口
部２７Ａ′および２７Ｂ′によって全てのファイバの端
部が露出されるので、光ファイバ束のファイバが有効に
使用されることになる。更に詳しくは、第６Ｃ図は、第
６Ｂ図に示すように構成されたコネクタ開口部２４′に
対して位置付けられたとき、第６Ａ図に示す像５０およ
び５２をそれぞれ発生するように形成され且つ位置付け
られた２つの開口部２７Ａ′および２７Ｂ′を有するマ
スク２６を示している。高ビームおよび低ビーム用の対
称物および像は水平軸および垂直軸に対してレンズによ
ってそれぞれ反転されることに注意されたい。

投射された像の位置はレンズの対物面内の開口部２４′
の位置に依存する。低ビーム用の最大輝度要求条件は高
ビーム用のほぼ半分である。従って、高ビームから低ビ
ームへ切り換えられる場合には、第１図に示す光学的光
伝導装！１６Ａに接続されている光源１２の光出力はマ
スクの移動と同時に低減される。

マスク２６は光を通さない金属またはプラスチックから
なる薄片で構成される。軽い単一片のマスクの場合、電
気機城ソレノイドまたはりニアモータのような小−の小
さな直線変位する電動装置２０が第２図に示すような照
明装置１４Ａまたは１４Ｂ用に使用される。ここに説明
した本発明の好適実施例ではマスク２６が水平方向に移
動するものとして考えているが、マスクを垂直方向に移
動するようにしても同じ効果を得ることができることを
理解されたい。このような構造の場合、横に並べて設け
られた開口部２７Ａおよび２７Ｂの代わりに、上下方向
に設けられる。

光を通さむいマスク２６は単一のコネクタ開口部２４か
らの多数のオーバーラツプする像の１つを投射し得るよ
うにする。各々のコネクタ２２とレンズ２８の組合せに
対する画像の寸法および位置を個々に調整し、異なる大
きさおよび／または構成のマスク開口部およびコネクタ
開口部を設けることによって異なる形状の光分布を形成
することができる。３組以上のマスク開口部をマスクに
形成し、それに応じた必要な数の個々の位置を有する移
動システムが使用される場合には、３つ以上の異なるビ
ームパターンも可能である。マスク開口部に薄膜フィル
タをかぶせて、各々のコネクタ２２とレンズ２８の組合
せからの光の色および強度を個々に制御することができ
る。これは霧用ランプ、緊急信号または他の用途に使用
することができる。

以上のことから、本発明の目的が達成されたことが理解
されよう。光を通さないマスク２６はオ、＜−ラップし
得る少なくとも２つの像の１つを選択的に投柴１するこ
とができる。マスクはヘッドライトシステム内の別の光
学系からの表面反射損失を加えない。更に、光を通さな
いマスクは室側であり、性能を低下することなく自動車
のヘッドライトシステムの極端な動作条件に耐えること
ができる。

前方照明システムが使用されるとき、全ての光学ファイ
バ束が照明されるので、光源において光ファイバ束をス
イッチする必要がなく、システムの価格を低減すること
ができる。また、単一組の投射光学系から２つのビーム
を発生するようにするための兼ね合いの結果として生じ
るようなヘッドライトの性能低下は生じない。

本発明は好適実施例およびその変形について説明したが
、本技術分野に専門知識を有する者には特許請求の範囲
の精神および範囲内で種々の変更を行い得ることが理解
されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が関係する車両の「線状ライトｊ型前方
照明システムの概略斜視図である。 第２図は本発明の教示によって構成された照明装置の構
成を示す概略分解斜視図である。 第３Ａ図および第３Ｂ図はそれぞれ「線状ライトｊ型前
方照明装置用の典型的な高および低ヘッドライトビーム
パターンを表す立体図である。 第４Ａ図および第４Ｂ図はそれぞれ高ビームを形成する
ために第１の位置にマスクを配置した光導体およびマス
ク装置の概略側面図および部分前面図である。 第５Ａ図および第５Ｂ図は低ビームを形成するために第
２の位置にマスクを配置した場合の第４Ａ図および第４
Ｂ図と同様な概略側面図および部分前面図である。 第６Ａ図、第６Ｂ図および第６Ｃ図はそれぞれビーム徴
用の有利な形状、ビーム像を形成するためのコネクタ開
口部、および像を形成するためにコネクタ開口部と協働
して使用されるマスクを示す平面図である。 １２・・・光源、１４Ａ、１４Ｂ・・・照明装置、１６
Ａ、１６Ｂ・・・光伝導装置、２０・・・電動装置、２
２・・・コネクタ、２４・・・コネクタ開口部、２６・
・・マスク、２７Ａ、２７Ｂ・・・マスク開口部、２８
・・・レンズ要素。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のビームパターンを選択的に投射する車両用前
   方照明装置であって、 高光度光源と、 一端が前記光源に光学的に連結され、他端が光放出領域
   を形成するコネクタ開口部を有するコネクタに終端され
   ている複数の光学的光導体と、各々が対応するコネクタ
   開口部の前方に配置されて、このコネクタ開口部の像を
   投射し、このような複数の像の投射によってビームパタ
   ーンを形成する複数のレンズ要素と、 前記コネクタ開口部の各々に対して少なくとも第１およ
   び第２のマスク開口部が形成されている光を通さないマ
   スクであって、前記第１または第２のマスク開口部を対
   応するコネクタ開口部に整合させるように少なくとも第
   １および第２の位置の間で移動可能であるマスクとを含
   み、 前記マスクが第１の位置にあるとき第１のビームパター
   ンを投射し、前記マスクが第２の位置にあるとき第２の
   ビームパターンを投射する車両用前方照明装置。 ２、前記第１のマスク開口部は前記コネクタ開口部と整
   合したときに、その対応するコネクタ開口部と同じ面積
   を有していて、対応するレンズ要素と共に高ビームパタ
   ーンを形成する請求項１記載の車両用前方照明装置。 ３、前記第２のマスク開口部は前記第１のマスク開口部
   よりも小さく、前記コネクタ開口部と整合したときに、
   該コネクタ開口部を上側半部および下側半分に二分する
   水平中心線より上側の該コネクタ開口部の部分のみを露
   出させて、対応するレンズ要素とともに低ビームパター
   ンを形成する請求項２記載の車両用前方照明装置。 ４、前記第１のマスク開口部は前記第２のマスク開口部
   よりも大きく、前記コネクタ開口部と整合したときに、
   該コネクタ開口部の下側領域を部分的に露出させて、対
   応するレンズ要素とともに高ビームパターンを形成する
   請求項１記載の車両用前方照明装置。 ５、前記第２のマスク開口部は、前記コネクタ開口部と
   整合したときに、該コネクタ開口部の上側領域を部分的
   に露出させて、対応するレンズ要素とともに低ビームパ
   ターンを形成する請求項４記載の車両用前方照明装置。 ６、前記光を通さないマスクに連結され、前記マスクを
   前記第１および第２の位置の間で動かす直線変位手段を
   更に有する請求項１記載の車両用前方照明装置。 ７、前記コネクタの前記光放出領域が矩形である請求項
   １記載の車両用前方照明装置。 ８、前記各光放出領域が相異なる大きさであり、各々の
   光導体とレンズ要素の組合せによって光の強度が制御さ
   れている請求項７記載の車両用前方照明装置。 ９、前記第１および第２のマスク開口部は各々異なる大
   きさであり、各々の光導体とレンズ要素の組合せによっ
   て光の強度が制御されている請求項７記載の車両用前方
   照明装置。 １０、前記コネクタの前記光放出領域が矩形でない請求
   項１記載の車両用前方照明装置。