JP4838444B2 - プロジェクタ原理に基づく車両の前照灯ならびに少なくとも１つのこのような前照灯を備えた照明装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタ原理に基づく車両の前照灯であって、光源が設けられており、リフレクタが設けられており、該リフレクタによって、前記光源から放射された光が光束として反射され、リフレクタから反射された光束の放射経路に配置された遮蔽装置が設けられており、該遮蔽装置は、可視波長範囲にある光に対しては不透過性であって、前記遮蔽装置によって、前照灯から放射される可視波長範囲にある光の明暗境界線が生ぜしめられ、光出射方向で遮蔽装置の後方に配置されたレンズが設けられており、該レンズを、リフレクタから反射される光が貫通する形式のものに関する。
【０００２】
さらに本発明は、請求項１から９までのいずれか１項記載の、少なくとも１つの前照灯を備えた照明装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
冒頭で述べた形式の前照灯は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６２１２５４号明細書により公知である。この前照灯は、光源とリフレクタとを有しており、このリフレクタによって、光源から放射された光が反射される。リフレクタから反射された光束の放射経路には、シェードとしての遮蔽装置が配置されている。この遮蔽装置によって、リフレクタから反射された光束の一部が遮断される。この遮蔽装置は、可視波長範囲における光に対して不透過性である。遮蔽装置により、前照灯から出射される可視光の明暗境界線が生ぜしめられる。光出射方向で見て遮蔽装置の後方にはレンズが配置されており、リフレクタから反射され、遮蔽装置の傍らを通過する光はこのレンズを貫通する。明暗境界線を生ぜしめるための遮蔽装置は、可視光による対向車の眩惑を回避するために必要である。しかしながらこれにより車両運転者のための視界自体は制限され、車両運転者は、比較的遠くに存在する対象物は照明されないため、知覚できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の前照灯および照明装置を改良して、対向車を眩惑させることなしに車両運転者の視界条件を改善することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、遮蔽装置が少なくとも所定の領域で、赤外線の波長範囲における光に対して少なくとも部分的に透過性であって、遮蔽装置を貫通する、赤外線の波長範囲における光が、遮蔽装置の傍らを通過して達する、可視波長範囲における光よりも大きな有効レンジを有しているようにした。
【０００６】
さらに上記課題を解決するために本発明の構成では、センサ装置が設けられており、該センサ装置が、遮蔽装置を貫通する、赤外線の波長範囲における光に対して敏感であって、この光によって照射される領域を検出し、車両運転者の視界には表示装置が配置されており、該表示装置に、センサ装置によって検出された領域が示されるようにした。
【０００７】
【発明の効果】
請求項１の特徴を備えた本発明による前照灯の有する利点は、可視波長範囲における光による、車両の前方の領域の照明に加えて付加的に、比較的遠くに位置する領域が、赤外線の波長範囲における光によって照射され、対向車を眩惑させることなしに車両運転者の視界条件を改良することができることにある。この場合、前照灯においては、公知の構成に対して付加的な構成部分は不要である。請求項１０の照明装置の有する利点は、センサ装置によって、赤外線の波長範囲における光によって照射される領域が検出され、車両運転者のために表示装置に示されるので、運転者は、比較的遠くに存在する対象物も検知できることにある。
【０００８】
従属請求項には、本発明による前照灯の有利な構成及び別の構成が記載されている。請求項３記載の別の構成により付加的に、可視波長範囲における光によるハイビーム機能が可能となる。請求項４記載の構成により、遮蔽装置によって遮蔽された、可視波長範囲における光を利用することができる。請求項６記載の構成により、赤外線の波長範囲における光により照射される領域を所望のように規定することができる。請求項８記載の構成により、別の光源から発せられる、赤外線の波長範囲における光による影響を回避することができる。請求項９の構成によっても、別の光源から発せられる、赤外線の波長範囲における光による影響も回避することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に図面につき本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００１０】
図１には車両、特に照明装置を備えた自動車が示されている。この照明装置は、自動車の車体の前端部に配置された少なくとも１つの前照灯１０を有している。この前照灯１０について以下で詳しく説明する。通常は、車両の車体の側縁部の近傍に配置されている２つの前照灯１０が設けられている。これらの前照灯により可視波長範囲における光および不可視の赤外線波長範囲における光が放射される。可視光により、車両運転者にとって直接的に知覚可能な照明が車両の前方に生ぜしめられ、一方、赤外線光により生ぜしめられる照明は車両運転者には直接には知覚不能である。このために照明装置はセンサ装置１２を有しており、このセンサ装置１２によって、車両の前方の赤外線光により照明される領域が検出される。センサ装置１２は例えばビデオカメラ、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサであってよい。センサ装置１２は表示装置１４に接続されていて、この表示装置１４は車両運転者の視界に配置されていて、この表示装置１４に、赤外線光によって照明されセンサ装置１２によって検出された領域が運転者のために示される。表示装置１４は例えばディスプレイまたはプロジェクタ装置であってよい。このプロジェクタ装置によって、センサ装置１２により検出された領域が車両のフロントガラス上に結像される。
【００１１】
以下に前照灯１０の構成を詳しく説明する。前照灯１０は、プロジェクタ原理に基づき構成されていて、光源２０を有している。この光源２０は、可視波長範囲における光と、不可視波長範囲、少なくとも赤外線波長範囲における光とを放射する。光源２０はグローランプ、または有利にはガス放電ランプであってよい。光源２０は、凹状に湾曲されたリフレクタ２２に装着されている。このリフレクタ２２によって、光源２０から放射された光が光束として反射される。リフレクタ２２は例えば楕円体状の形状または楕円体に類似の形状を有していてよく、このリフレクタ２２により収束光線束が反射される。光源２０の発光体、即ちグロー巻線または発光アークはこの場合、リフレクタ２２の内側のほぼ焦点の領域に配置されている。
【００１２】
リフレクタ２２から反射される光束の放射経路には、シェードとしての遮断装置２４が配置されている。この遮断装置２４は可視波長範囲の光を透過させない。遮断装置２４はリフレクタ２２の光学的な軸線２３のほぼ下側に配置されていて、上縁部２６を有している。従って遮断装置２４によって、リフレクタ２２から反射される光束の可視光の一部が遮断されるので、この部分は前照灯から出射されない。遮断装置２４の傍らを通過して達せられる、可視波長範囲にある光が、遮断装置２４の上縁部２６の位置及び形状に相応する明暗境界線を維持している。遮断装置２４は、リフレクタ２２の光出射方向２８に向けられたほぼ前縁部の平面に配置されているか、またはこの平面に対して光出射方向２８でずらされて配置されていてよい。
【００１３】
光出射方向２８で遮断装置２４の後方にはレンズ３０が配置されている。リフレクタ２２によって反射され、遮断装置２４の傍らを通り過ぎて達する光束が、このレンズを貫通する。光束は貫通する際にレンズ３０によって屈折される。これによりこのレンズ３０は、車両前方の領域を照明するために所定の照度分配を行う。このレンズ３０は、リフレクタ２２に面したほぼ扁平な面と、この面とは反対側の凸状に湾曲された面とを有しており、この湾曲された面は有利には非球形の曲率を有している。この場合、遮断装置２４の上縁部２６は上方の明暗境界線として投光されていて、前照灯から出射する光束によって照明される領域を制限している。明暗境界線により対向車の眩惑が回避される。可視波長範囲における、前照灯から出射する光束は、減光された光束であって、有利にはロービームである。前照灯１０の光出射開口は透光性のプレート３２によって遮蔽されていてよい。このプレートは平滑に形成することができるので、このプレートを通って光はほぼ影響を与えられず出射する。または、このプレートは少なくとも所定の領域で光学的なプロフィールを有していてよく、このプロフィールを通る光は屈折及び／又は散乱される。
【００１４】
図３には、前照灯の前方に間隔を置いて配置された、前照灯から出射された光によって照明される測定スクリーン８０が示されている。この測定スクリーン８０は水平方向の中央平面ＨＨと鉛直方向の中央平面ＶＶとを有していて、これらの中央平面は点ＨＶで交差している。測定スクリーン８０は、前照灯の前に位置し、相応に照明される路面の投影図を表している。測定スクリーン８０は、前照灯から出射された可視波長範囲の光によっては領域８２で照射されている。領域８２は上方に対して、遮蔽装置の上縁部２６によって規定されている明暗境界線によって制限されている。明暗境界線は対向車線側に、即ち、右側通行のための前照灯の図示の実施例では、測定スクリーン８０の左側に水平の区分８３を有している。この区分は測定スクリーン８０の水平中央平面ＨＨの幾分下側に延びている。自車の走行側、即ち右側通行では測定スクリーン８０の右側では、明暗境界線は、水平区分８３から右側に向かって上昇する区分８４を有している。従って前照灯から可視波長範囲で放射される光束は、自車の走行側で対向車側よりも大きな有効レンジを有している。
【００１５】
本発明によれば遮蔽装置２４は、少なくとも所定の範囲で、赤外線の波長範囲における光を少なくとも部分的に透過可能である。有利には遮蔽装置は、約７８０ｎｍ〜約７μｍの赤外線の波長範囲の隣接帯における光を少なくとも部分的に透過可能である。リフレクタ２２は、光源２０から放射された光を反射する、遮蔽装置２４に向かって延びる領域では、この領域によって光が反射されるように形成されており、この反射光のうち、赤外線の波長範囲における部分は、遮蔽装置２４及びレンズ３０の貫通部後方に、遮蔽装置２４の傍らを通り過ぎる、可視波長範囲にある光よりも大きな有効レンジを有しているように形成されている。従って赤外線の波長範囲にある、遮蔽装置２４を貫通する光により測定スクリーン８０の領域８８が照射される。この領域８８は可視光により照射される領域８２よりも上方に配置されていて、路面上では相応に領域８２よりも遠くに配置されている。有利にはこの遠方領域８８は、明暗境界線８３，８４のすぐ上方で領域８２に続いている。センサ装置１２によって遠方領域８８が検出され、運転者のために表示装置１４に表示される。これにより運転者は、遠方領域８８に位置する対象物を検知することもできる。遠方領域８８は例えば、走行ビーム（ハイビーム）がスイッチオンされている場合に可視光によって照射される走行ビーム領域にほぼ相当する。
【００１６】
遮蔽装置２４は、リフレクタ２２に面した側の、赤外線の波長範囲における光を透過させる領域で少なくとも部分的に、可視波長範囲における光を少なくとも部分的に反射するように形成することができる。これにより遮蔽装置２４によって可視光がリフレクタ２２に戻し反射され、このリフレクタ２２によりこの光が少なくとも部分的に反射され、遮蔽装置２４の傍らを通り過ぎて前照灯から出射される。遮蔽装置２４は少なくとも所定の領域で、反射する干渉フィルタとして形成されていてよい。遮蔽装置２４は、赤外線の波長範囲における光に対して、面全体にわたってまたは一部の部分領域または複数の部分領域において透過性であってよい。この場合、遮蔽装置２４はその他の部分領域において、赤外線の波長範囲における光を吸収するまたは反射する。これにより赤外線の波長範囲における光によって測定スクリーン８０上に照射される遠方領域８８の位置及び大きさ並びに遠方領域８８の照度を所望のように規定することができる。
【００１７】
光源２０は一定に運転される、又はパルス変調されるもしくは変調される。変調周波数はこの場合、有利には、少なくともほぼ１００Ｈｚであって、人間の目にはこのような変調は不快とは感じられない。センサ装置１２は光源２０と同期しており、すなわち同じ変調周波数で運転されているので、遠方領域８８の照明は、この領域が光源２０によって照射されている場合にだけセンサ装置１２によって検知される。この場合、センサ装置１２は絞り３４を有しており、この絞り３４によってセンサ装置１２への光の入射が制御される。光源２０及びセンサ装置１２の変調運転により、別の光源、例えば対向車の前照灯の光源からの、センサ装置１２に直接に入射する光によるセンサ装置１２の眩惑は回避される、または少なくとも減じられる。
【００１８】
光源２０の前述の変調運転に対して選択的に、または付加的に、赤外線の波長範囲における、遮蔽装置２４を貫通する光の放射経路に偏光装置３６を配置することが提案される。この偏光装置３６によって、前照灯から出射する赤外線光が直線状に偏光される。偏光装置３６は例えば遮蔽装置２４上にまたはカバープレート３２上に取り付けることができ、又は別個の構成部材として、遮蔽装置２４を貫通する光の放射経路に配置することができる。センサ装置１２に入射する光の放射経路には検光子とも記載される第２の偏光装置３８を配置することができる。この偏光装置３８の偏光方向は、偏光装置３６の偏光方向に対して９０°回転されている。偏光装置３６，３８により、別の光源、例えば対向車の前照灯の光源からの、センサ装置１２に直接に入射する光によるセンサ装置１２の眩惑は回避される。何故ならば、このような光は偏光方向が異なることにより、センサ装置１２には全くもしくはごく弱くしか入射できないからである。
【００１９】
遮蔽装置２４は前照灯１０に不動に配置されていてもよいし、または、遮蔽装置２４が前述したようにリフレクタ２２によって反射される光束の放射経路に配置されていて、上縁部２６で可視光束の明暗境界線８３，８４を生ぜしめる位置と、遮蔽装置２４が、リフレクタ２２によって反射される光束の放射経路に少なくとも僅かに突入するかまたは放射経路の外側に配置される別の位置との間で可動であってもよい。遮蔽装置２４の移動のために、遮蔽装置２４には調節部材４０が係合されている。遮蔽装置２４は例えばほぼ鉛直方向に摺動可能であるか、または例えば水平方向に延びる軸線４２を中心として旋回可能であってよい。実線では図２の遮蔽装置２４が、放射経路内に突入する位置で示されていて、点線では、放射経路から外れた位置が示されている。遮蔽装置２４が放射経路に突入する位置に位置している場合は、遮蔽装置２４により、可視光束の明暗境界線８３，８４が生ぜしめられ、前照灯１０によって、可視光によって領域８２を照射するロービームと、赤外線光によって遠方領域８８を照射するハイビームとが放射される。このハイビームによっては対向車の眩惑は起こらない。車両のロービームに切り換えられている場合に、遮蔽装置２４はこのような位置に存在している。リフレクタ２２から反射された光束の放射経路から遮蔽装置２４が離されると、前照灯１０からは引き続き領域８２を照射する可視光束が放射される。車両のハイビームに切り換えられていて、対向車が存在しない場合に遮蔽装置２４はこのような位置に位置する。付加的に、ロービームに切り換えられている場合には遮蔽装置２４によって遮蔽される可視光も出射される。これにより可視光によって遠方領域８８も照射され、従って従来の可視波長範囲にあるハイビームが実現されている。
【００２０】
遠方領域８８の照明のために付加的な前照灯および付加的な光源は不要である。さらに前照灯１０では、付加的な構成部分が必要なく、遮蔽装置２４を、完全の光不透過性の公知の構成に対して、赤外線の波長範囲の光を少なくとも部分的に透過させることができるように改良すればよいだけである。
【図面の簡単な説明】
【図１】前照灯を備えた照明装置を有した車両を概略的に示した図である。
【図２】前照灯を拡大して示した図である。
【図３】前照灯の前方に配置される測定スクリーンを示した図である。
【符号の説明】
１０ 前照灯、 １２ センサ装置、 １４ 表示装置、 ２０ 光源、 ２２ リフレクタ、 ２４ 遮蔽装置、 ２６ 上縁部、 ２８ 光出射方向、 ３０ レンズ、 ３２ プレート、 ３４ 絞り、 ３６，３８ 偏光装置、 ４０ 調節部材、 ４２ 軸線、 ８０ 測定スクリーン、 ８２ 領域、 ８３，８４ 明暗境界線、 ８８ 遠方領域

Claims (12)

1. プロジェクタ原理に基づく車両の前照灯であって、光源（２０）が設けられており、リフレクタ（２２）が設けられており、該リフレクタ（２２）によって、前記光源（２０）から放射された光が光束として反射され、リフレクタ（２２）から反射された光束の放射経路に配置された遮蔽装置（２４）が設けられており、該遮蔽装置（２４）は、可視波長範囲にある光に対しては不透過性であって、前記遮蔽装置（２４）によって、前照灯（１０）から放射される可視波長範囲にある光の明暗境界線（８３，８４）が生ぜしめられ、光出射方向（２８）で遮蔽装置（２４）の後方に配置されたレンズ（３０）が設けられており、該レンズ（３０）を、リフレクタ（２２）から反射される光が貫通する形式のものにおいて、
   遮蔽装置（２４）が少なくとも所定の領域で、赤外線の波長範囲における光に対して少なくとも部分的に透過性であって、遮蔽装置（２４）を貫通する、赤外線の波長範囲における光が、遮蔽装置（２４）の傍らを通過して達する、可視波長範囲における光よりも大きな有効レンジを有していて、これにより可視波長範囲における光による車両の前方の領域の照明に加えて付加的に、比較的遠くに位置する領域が、赤外線の波長範囲における光によって照射され、遮蔽装置（２４）の、リフレクタ（２２）に面した側が少なくとも所定の領域で、可視波長範囲における光を少なくとも部分的に反射するように形成されていることを特徴とする、プロジェクタ原理に基づく車両の前照灯。
2. 遮蔽装置（２４）が、赤外線の波長範囲隣接帯における光に対して少なくとも部分的に透過性である、請求項１記載の前照灯。
3. 遮蔽装置（２４）が、リフレクタ（２２）から反射された光束の放射経路内に突入する位置と、前記放射経路に少なくとも僅かに突入する少なくとも１つの別の位置との間で可動である、請求項１または２記載の前照灯。
4. 遮蔽装置（２４）が、少なくとも所定の領域で、反射する干渉フィルタとして形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の前照灯。
5. 遮蔽装置（２４）が所定の領域で、赤外線の波長範囲における光に対して少なくとも部分的に透過性であって、所定の領域で、赤外線の波長範囲における光に対して不透過性である、請求項１から４までのいずれか１項記載の前照灯。
6. 光源（２０）がガス放電ランプである、請求項１から５までのいずれか１項記載の前照灯。
7. 光源（２０）が変調されるように運転されていて、変調周波数は有利には少なくともほぼ１００Ｈｚである、請求項１から６までのいずれか１項記載の前照灯。
8. 遮蔽装置（２４）を貫通する、赤外線の波長範囲における光の放射経路に、偏光装置（３６）が配置されていて、該偏光装置（３６）によって、貫通する光が直線的に偏光される、請求項１から７までのいずれか１項記載の前照灯。
9. プロジェクタ原理に基づく少なくとも１つの車両の前照灯を備えた照明装置であって、光源（２０）が設けられており、リフレクタ（２２）が設けられており、該リフレクタ（２２）によって、前記光源（２０）から放射された光が光束として反射され、リフレクタ（２２）から反射された光束の放射経路に配置された遮蔽装置（２４）が設けられており、該遮蔽装置（２４）は、可視波長範囲にある光に対しては不透過性であって、前記遮蔽装置（２４）によって、前照灯（１０）から放射される可視波長範囲にある光の明暗境界線（８３，８４）が生ぜしめられ、光出射方向（２８）で遮蔽装置（２４）の後方に配置されたレンズ（３０）が設けられており、該レンズ（３０）を、リフレクタ（２２）から反射される光が貫通する形式のものにおいて、
   遮蔽装置（２４）が少なくとも所定の領域で、赤外線の波長範囲における光に対して少なくとも部分的に透過性であって、遮蔽装置（２４）を貫通する、赤外線の波長範囲における光が、遮蔽装置（２４）の傍らを通過して達する、可視波長範囲における光よりも大きな有効レンジを有していて、これにより可視波長範囲における光による車両の前方の領域の照明に加えて付加的に、比較的遠くに位置する領域が、赤外線の波長範囲における光によって照射され、センサ装置（１２）が設けられており、該センサ装置（１２）が、遮蔽装置（２４）を貫通する、赤外線の波長範囲における光に対して敏感であって、この光によって照射される領域（８８）を検出し、車両運転者の視界には表示装置（１４）が配置されており、該表示装置（１４）に、センサ装置（１２）によって検出された領域（８８）が示されることを特徴とする、前照灯を備えた照明装置。
10. 前照灯の光源（２０）が変調されるように運転されていて、変調周波数は有利には少なくともほぼ１００Ｈｚであって、センサ装置（１２）が、センサ装置（１２）への光の入射を制御するための絞り（３４）を有しており、該絞り（３４）が、光源（２０）の変調周波数に同調して開閉される、請求項９記載の照明装置。
11. 前照灯の、遮蔽装置（２４）を貫通する、赤外線の波長範囲における光の放射経路に、偏光装置（３６）が配置されていて、該偏光装置（３６）によって、貫通する光が直線的に偏光され、センサ装置（１２）に入射する光の放射経路に、別の偏光装置（３８）が配置されていて、該偏光装置（３８）によって、貫通する光が直線的に偏光され、前照灯（１０）の前記偏光装置（３６）の偏光方向が、この別の偏光装置（３８）の偏光方向に対して少なくともほぼ垂直である、請求項９記載の照明装置。
12. 前照灯の遮蔽装置（２４）の、リフレクタ（２２）に面した側が少なくとも所定の領域で、可視波長範囲における光を少なくとも部分的に反射するように形成されている、請求項９記載の照明装置。

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