(57)【要約】本発明は、光源と中央光軸の周りに配置した多数の反射セグメントによって形成した反射面とを備えている、交通用途における低ビーム形成用の道路照明システムに関する。本発明によれば、光源が、中央光軸と反射面との交点から見て外方に向く方向に高々１８０°の角度にわたって光を放射し、且つ反射セグメントがパラボラ状に形成されると共に、中央光軸に対して平行なセグメント光軸を有し、また、反射セグメントは、セグメント光軸が光源の縁部とほぼ交差するように位置付けられるようにする。好ましくは、照明システムを交通レーンに隣接するポール（５，５’，．．．）か、又はガードレールに設ける。照明システムは車両のヘッドランプとすることもできる。好ましくは、光源（１３）を（白色）発光ダイオードとする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、中央光軸の周りに配置した多数の反射セグメントによって形成される反射面とを備えている、交通用途における低ビーム形成用の照明システムにおいて、
前記光源は動作時に、前記中央光軸と反射面との交点から見て外方に向く方向に高々１８０°の角度にわたって光を放射し、且つ
前記反射セグメントの各々はパラボラ状に形成されると共に、前記中央光軸に対して平行なセグメント光軸を有し、また各反射セグメントは、セグメント光軸が前記光源の縁部とほぼ交差するように位置付けられることを特徴とする照明システム。
【請求項２】
前記光源は実質上、前記中央光軸を含む水平方向の平面より低い所に位置付けられることを特徴とする請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記光源の１つの縁部は前記中央光軸と一致することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明システム。
【請求項４】
互いに反対側の反射セグメントは、これら反射セグメントの光軸が互いに一致するように位置付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明システム。
【請求項５】
前記反射セグメントの個数は、４で割り切れることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明システム
【請求項６】
前記反射セグメントの個数は、４、８又は１２個であることを特徴とする請求項５に記載の照明システム。
【請求項７】
前記反射セグメントは光を全反射により反射することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明システム。
【請求項８】
前記光源は光発光ダイオードであることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明システム。
【請求項９】
前記発光ダイオードは動作時に白色光を放射することを特徴とする請求項８に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記光源は光ファイバ又は光ファイバ束の射出窓であることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明システム。
【請求項１１】
前記光ファイバ又は光ファイバ束は光エンジンによって附勢されることを特徴とする請求項１０に記載の照明システム。
【請求項１２】
請求項１又は２に記載の照明システムを備えている、交通道路脇に位置付けられる道路照明システム。
【請求項１３】
前記道路照明システムは交通道路の傍らにおけるポール上又はガードレール上に設けられることを特徴とする請求項１２に記載の道路照明システム。
【請求項１４】
請求項１又は２に記載の照明システムを備えている車両ヘッドランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源と中央光軸の周りに配置した多数の反射セグメントによって形成される反射面とを備えている、交通用途における低ビーム形成用の照明システムに関する。
【０００２】
さらに、本発明はこのような照明システムを備えている、交通道路脇に位置付けられる道路照明システムにも関する。
【０００３】
本発明はさらに、このような照明システムを備えている車両のヘッドランプにも関する。
【背景技術】
【０００４】
照明装置の技術では、様々な形態の（パラボラ状）反射面と組み合わせる様々なタイプの光源を利用する様々な方法にて反射エネルギーの制御を行っている。自動車の設計に当たり、高速要件を有効燃費と相俟って満足させるために、車両の形状を流線型にする傾向にある。このような傾向からして、自動車の前面を水平面に向けて傾けて、ヘッドライトの形状及び高さをそれ相当に適合させる必要がある。他の傾向としては、小形のメタルハライドランプがこのようなヘッドライト用の光源として注目されている。
【０００５】
車両のヘッドランプにランプを適用するには、自動車のパッシングビームパターンに対する諸要件が規定されている（例えば、当業者にはＥ/ＥＣＥ/３２４及びＥ/ＥＣＥ/ＴＲＡＮＳ５０５として知られている）。これらの法的必要条件は、数ある中で、車両から所定距離の所にて測定される車両のヘッドランプによって放射される光ビームの照射領域と、グレア（まぶしい輝きの）領域との間の所謂カット‐オフを比較的シャープにすることを規定している。実際上、前記必要条件は前記カット‐オフの直ぐ上と下の地点/領域を規定している。グレアを有効に低減させるには、光源と反射器の組み合わせを適切に設定しなければならない。
【０００６】
冒頭にて述べた種類の照明システムは当業者に既知である。このような照明システムを備えている車両ヘッドランプは米国特許第５，３６１，１９３号から既知である。この既知の車両ヘッドランプは、光軸に沿って配置されてアークを発生する放電ランプを光源として備え、且つ光軸の周りに配置された３つの反射セクタから成る反射面を備えている。反射セクタは、２つのパラボラ状の回転セクタと、仮想回転放物面を切ることによって得られる交線の集まりとして形成される特殊形状の１つの追加セクタとから構成される。
【０００７】
既知の照明システムの欠点は、光ビーム束の照射領域とグレア領域との間のカット‐オフが所望されるほどにはシャープにならないと云うことにある。
【０００８】
本発明の目的は、上述した欠点を完全になくすか、又は部分的になくすことにある。
【発明の開示】
【０００９】
上記目的のために、本発明は冒頭にて述べた種類の照明システムにおいて、
前記光源は動作時に、前記中央光軸と反射面との交点から見て外方に向く方向に高々１８０°の角度にわたって光を放射し、且つ
前記反射セグメントの各々はパラボラ状に形成されると共に、中央光軸に対して平行なセグメント光軸を有し、また各反射セグメントは、セグメント光軸が前記光源の縁部とほぼ交差するように位置付けられることを特徴とする。
【００１０】
高々１８０°の角度にわたって光を放射する光源を適用することによって、この光源からの光は前方向にだけ放射される。光が光源によって放射されるように視覚化するために、仮想平面を照明システムの中央光軸に垂直に投影する。この仮想平面は、反射セグメントの光軸が中央光軸と一致する状況にてパラボラ状反射セグメントによって形成される仮想反射器の焦点の位置にて中央光軸と交差する。上述した状況では、光源の放出窓が仮想平面内に位置付けられ、光は仮想平面の片側だけで放出窓から放射される。光源による光は仮想平面の裏側には放射されない。本発明によれば、光源からの光を前方向にだけ放射させ、且つパラボラ状の反射セグメントによって反射させ、反射セグメントはそのセグメント光軸が光源の縁部とほぼ交差するように位置付ける。光は逆方向には向けられず、パラボラ状反射セグメントの中央部分で反射される。本発明者等は、セグメント光軸が光源の縁部とほぼ交差するように各反射セグメントを位置付けることと相俟って、光源が放射する光を半球の半分に適用することによって、照明システムによって放射される光の照射領域とグレア領域との間にシャープなカット‐オフが得られると云う見識を持った。
【００１１】
本明細書及び請求の範囲にて云う「パラボラ状」反射セグメントとは、ファセット反射セグメントも含むものとする。
【００１２】
本発明による照明システムの好適例は、光源を実質上、前記中央光軸を含む水平平面より低い所に位置付けることを特徴とする。本発明のこの例による光源によって放射される光は、反射セグメントでの反射後に中央光軸に対して平行な光ビームを生じさせるか（これは光源の一部が、中央光軸と一致する場合である）、又は最終的に水平平面と交差するも（光は道路の表面に対して下方へ向けられる）、カット‐オフ上方のグレア領域に光を生じさせることのできない光ビームを生じさせることができる。
【００１３】
本発明による照明システムの他の好適例は、光源の１つの縁部を中央光軸とほぼ一致させることを特徴とする。この例では、光源を、中央光軸を含む水平平面より低い所に位置付けるも、光源の１つの縁部は水平平面内に位置させる。本発明のこの例による光源によって放射される光は、反射セグメントでの反射後に、中央光軸に対して平行な光ビームを生じさせるか、又は最終的に水平平面と交差するも（この場合の光は下方へ向けられる）、カット‐オフ上方のグレア領域に光を生じさせない光ビームを生じさせることができる。
【００１４】
本発明による照明システムの好適例は、互いに反対側の反射セグメントが、これら反射セグメントの光軸が互いに一致するように位置付けられることを特徴とする。
【００１５】
本発明による照明システムの他の好適例は、反射セグメントの個数を、４で割り切れる数とすることを特徴とする。好ましくは、反射セグメントの個数を、４、８又は１２個とする。
【００１６】
本発明による照明システムの好適例は、反射セグメントが光を全反射により反射することを特徴とする。全反射（ＴＩＲ）の原理に従って動作する反射器の反射率は、基板上の反射金属又は反射金属のような層に対する反射によって反射を回りに広げる反射器に比べて、反射時に光が失われることがないために能率的である。
【００１７】
好ましくは、光源を発光ダイオードとするか、又は光ファイバか、光ファイバ束の射出窓とする。このような光源からの光は一般に高々１８０°の角度にわたって放射され、その強度分布は、例えば反射面の中央軸を中心とするランバーティアン（Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ）とすることができる。ＬＥＤ及び光ファイバは半球の半分だけで光を放射するも、コイル又はアークを伴う他の光源の光分布は一般にドーナツ状になる。
【００１８】
本発明を多数の実施例と図面を参照してさらに詳細に説明する。
【００１９】
図面は全く図式的に示したものであって、実寸図示したものではない。明瞭化のために幾つかの部分の寸法は特に強力に誇張してある。図面中、同等のコンポーネントにはできるだけ同じ参照番号を付してある。
【００２０】
図１は本発明による照明システムの実施例を備えた交通道路の一部を概略的に示す斜視図である。図１の例では、道路が２つのレーン１，１’に分割され、これらの各レーンが隣接する（草地の）縁部３，３’を有すると共に、水平線２の方に集束している状況を示している。一方のレーン１における車両の走行方向を大きな矢印にて示してある。図１の状況を右−レーンシステムと称し、左-レーンシステムでは、状況は似ているも、鏡対称になる。照明システムは交通路線の両側、本例では交通レーン１，１’に隣接する縁部３，３’におけるポール５，５’，．．．上に設けられる。ポール５，５’，．．．を一方の縁部のみに示してある。照明システムの他の例では、反対側のレ−ンを照明するためのポールを設ける。さらに他の例では照明システムをガードレールに設ける。
【００２１】
ポール５，５’，．．．は適度な高さ（一般的には車両のヘッドライトと同じ高さ）とする。動作中、光は照明システムによって運転方向に放射される。一般に、ポール５，５’，．．．は光を車両のヘッドライトと同じ方向に向ける（この光の方向を各ポール５，５’，．．．から出ている小さな矢印にて示してある）。本発明による照明システムの目的は、道路上の小さな物体の視感度を高めることにある。この照明システムは、反対レーンの投射光を大幅に回避するように構成される。その理由は、レーン上の小さな物体を見ることができるコントラストを下げるからである。原則として、照明システムからの光は対向レーンにおけるドライバの目に入らないようにする。これには道路レーン１，１’の中央ライン付近でビームをシャープにカット‐オフし、光の不必要な損失又は過剰照明公害をなくし、また水平線２付近のカット‐オフをシャープにする必要がある。
【００２２】
図２Ａはパラボラ状の反射面１１内に位置させた光源のｘｚ-平面での断面図である。図２Ｂは対応するｙｚ-平面での断面図である。ｘｙ-平面は水平方向の平面を成し；ｚ-方向は垂直方向であり；ｘ-方向は、照明システムによって光が放射される方向と一致する照明システムの中央光軸１８を成す。ｙｚ-平面に対して、光源１３は反射面１１の焦点（又はフォーカス）Ｆに位置付けられる。図２Ａ及び図２Ｂの状況では、光源１３の上側縁部が中央光軸１８を含む水平方向のｘｙ-平面に接している。光源から出て、反射面によって反射される光線を図２Ａに矢印にて示してある。好適な状況では、光源１３によって放射された光が反射面１１での反射後に中央光軸１８に対して平行な光ビームを生じさせるか、又は最終的に中央光軸１８及び/又は水平方向のｘｙ-平面と交差する光ビームを生じさせることができるようにする。このような状況では、光源１３によって放射されて、反射面１１によって反射される光がカット‐オフ上方のグレア領域の一因にならなくなる。
【００２３】
反射面は連続するパラボラ状の反射面を形成するのではなく、多数の反射セグメントに分割される。図３Ａは、反射面が２個のパラボラ状反射セグメント２１Ｎと２１Ｓとを備えている本発明による照明システムを極めて概略的に示した正面図である。明瞭化のために反射セグメントの部分だけを示してある。参照番号２１Ｎの反射セグメントは正のｚ-軸の前に置かれ、この反射セグメントを「ノース（北）」反射セグメント２１Ｎとも称する。参照番号２１Ｓの反射セグメントは負のｚ-軸の前に置かれ、この反射セグメントを「サウス（南）」反射セグメント２１Ｓとも称する。ノース及びサウスのパラボラ状の反射セグメント２１Ｎ，２１Ｓは、そのセグメント光軸が光源１３の上側縁部と交差するように位置付けた。光源１３の前記上側縁部はｙ−軸上にあるため、ノース及びサウス反射セグメントに対するセグメント光軸は反射面の中央光軸と一致する。ノース及びサウス反射セグメント２１Ｎ，２１Ｓを光源の上側縁部に沿って配置することにより、光ビームの照射領域とグレア領域との間のカット‐オフが所望なシャープなものとなる。
【００２４】
図３Ｂは、反射面が２個の別のパラボラ状反射セグメント２１Ｅと２１Ｗとを備えている本発明による照明システムの正面図を示す。明瞭化のために反射セグメントの部分だけを示してある。参照番号２１Ｅの反射セグメントは正ｙ-軸の前に置かれ、このセグメントを「イースト（東）」反射セグメント２１Ｅとも称する。参照番号２１Ｗの反射セグメントは負ｙ-軸の前に置かれ、このセグメントを「ウエスト（西）」反射セグメント２１Ｗとも称する。イースト及びウエストのパラボラ状反射セグメント２１Ｅ，２１Ｗは、そのセグメント光軸が光源１３の下側縁部と交差するように配置した。イースト及びウエストの反射セグメント２１Ｅ，２１Ｗを光源１３の下側縁部に沿って配置することにより、光ビームの照射領域とグレア領域との間に所望されるシャープなカット‐オフが実現される。
【００２５】
図３Ｃは、反射面が４個のパラボラ状反射セグメント２１Ｎ，２１Ｅ，２１Ｓ及び２１Ｗを備えている本発明による照明システムの正面図を示す。明瞭化のために、反射セグメントの部分だけを示してある。図３Ｃは、図３Ａと図３Ｂの状況を重畳させた例である。ノース及びサウスのパラボラ状反射セグメント２１Ｎ，２１Ｓは、そのセグメント光軸が光源１３の上側縁部と交差するように位置付けた。イースト及びウエストのパラボラ状反射セグメント２１Ｅ，２１Ｗは、そのセグメント光軸が光源１３の下側縁部と交差するように位置付けた。ノース及びサウスの反射セグメント２１Ｎ，２１Ｓを光源１３の上側縁部に沿って位置させ、且つイースト及びウエストの反射セグメント２１Ｅ，２１Ｗを光源１３の下側縁部に沿って配置することにより、光ビームの照射領域とグレア領域との間のカット‐オフが所望なシャープなものとなる。図３Ｃに注目するに、この場合には反射セグメント同士が部分的にオーバラップしており、また反射セグメント間にホールも存在している。
【００２６】
図４は、反射面が８個のパラボラ状の反射セグメント31N,31S,31E,31W,31NE,31SW,31NW,31SEを備えている本発明による照明システムの他の実施例の正面図を示す。光源１３及び反射面の焦点（図２Ａ参照）も示してある。明瞭化のために、反射セグメントの部分だけを示してある。概して、ノース及びサウス反射セグメントは光源１３の上側縁部の中央に位置させるのが好適であり、イースト及びウエスト反射セグメントは光源１３の下側縁部の中央に位置させるのが好適である。残りの反射セグメントは光源１３の垂直縁部に沿って、好ましくは規則的な間隔で位置させる。上述したような配置方法によれば、照射領域とグレア領域との間にシャープなカット‐オフが得られる。反射セグメントの別の配置方法を用いる場合には、照射部分と照射されない部分との間の急峻な遷移を多少犠牲にしてカット‐オフ上方の（グレア領域における）光のカット‐オフが少なくなる。
【００２７】
照明システムの他の変形例では、照明システムが車両のヘッドライトを構成するようにする。
【００２８】
好ましくは、反射セグメントが光を全反射により反射し得るようにする。全反射（ＴＩＲ）の原理に従って動作する反射器の反射率は、基板上の反射金属又は反射金属のような層に対して反射することにより反射を周囲に広げる反射器に比べて反射時に光の損失がないために極めて能率的である。
【００２９】
照明システムの光源は発光ダイオード（ＬＥＤ）とするのが好適である。好ましくは、ＬＥＤが動作時に白色光を放射するようにする。他の例では、照明システムの光源は光ファイバ又は光ファイバ束の射出窓とする。好ましくは、ファイバ又は複数のファイバを所謂光エンジンによって附勢する。
【００３０】
本発明の範囲は実施例に限定されるものではない。本発明は各新規の特徴及びこれらの各特徴の組み合わせにて具体化される。如何なる参照符号も請求の範囲を限定するものではない。「具える」とは、請求の範囲に挙げたもの以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。各要素の単数での表現はこのような要素の複数の存在を除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による照明システムの一実施例を設けた交通道路の一部を示す斜視図である。
【図２Ａ】パラボラ状の反射面内に位置付けた光源のｘｚ‐平面における断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａのパラボラ状反射面内に位置付けた光源のｙｚ‐平面における断面図である。
【図３Ａ】反射面が２個のパラボラ状反射セグメントを備えている本発明による照明システムの正面図である。
【図３Ｂ】反射面が２個の別のパラボラ状反射セグメントを備えている本発明による照明システムの正面図である。
【図３Ｃ】反射面が４個のパラボラ状反射セグメントを備えている本発明による照明システムの正面図である。
【図４】反射面が８個のパラボラ状反射セグメントを備えている本発明による照明システムの他の実施例の正面図である。
【図１】
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2005534159.tif 000004
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【図４】
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【国際調査報告】
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