(57)【要約】【課題】自動車の前面にあるヘッドライトの見掛けの表面積を増加させることなく、照明機能の数を増加する。【解決手段】後方から前方へほぼ光軸Ａ−Ａに沿って、楕円形の反射鏡１４、主光源１６、シールド２２、主たる収斂レンズ１８、および前記シールド２２と前記主たる収斂レンズ１８の間に配置されている二次光源４２を備える、ロービームＦｃをつくり出す遮蔽装置の付いた自動車のヘッドライト１０において、二次光源４２から射出される光線Ｒｉｒを、二次光ビームＦｉｒをつくり出す目的で前記収斂レンズ１８の入射面１９へ配分するため、シールド２２の正面に光配分要素４４を配置し、二次光源４２は、主光源１６から射出されて、主たる収斂レンズ１８の入射面１９に向かう前記光線の光路の外側に設ける。【選択図】　　　図１
2004047461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
後方から前方へほぼ光軸（Ａ−Ａ）に沿って、楕円形の反射鏡（１４）、この反射鏡の第１の焦点（Ｆ１）近傍に配置される主光源（１６）、前記ヘッドライトによってつくり出される主たる光ビームの遮蔽装置（３４）を前記反射鏡（１４）の第２の焦点（Ｆ２）近傍に配置したシールド（２２）、前記反射鏡（１４）の第２の焦点近傍を通る焦点面を有する主たる収斂レンズ（１８）、および前記シールド（２２）と前記主たる収斂レンズ（１８）の間に配置された二次光源（４２）を備える、少なくとも１本の法定の主要な光ビーム、特にロービーム（Ｆｃ）をつくり出す遮蔽装置が付いている自動車のヘッドライト（１０）であって、
前記二次光源（４２）から射出される光線（Ｒｉｒ）を、二次光ビーム（Ｆｉｒ）をつくり出す目的で前記収斂レンズ（１８）の入射面（１９）へ配分するため、前記シールド（２２）の正面に配置された光配分要素（４４）を具備し、前記二次光源（４２）は、前記主光源（１６）から射出されて、前記主たる収斂レンズ（１８）の入射面（１９）に向かう前記光線の光路の外側に設けられていることを特徴とするヘッドライト（１０）。
【請求項２】
前記光配分要素（４４）は、前記主たる収斂レンズ（１８）の第２の焦点の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１記載のヘッドライト（１０）。
【請求項３】
前記光配分要素（４４）は、前記二次光源（４２）から受け取った光エネルギーを、前記主たる収斂レンズ（１８）の入射面に向けて、制御された方法で拡散する異方性コーティング（５４）が施された支持体を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドライト（１０）。
【請求項４】
前記異方性コーティング（５４）は、異方性の材料によって作り出された基本的な網状の拡散パターンを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のヘッドライト（１０）。
【請求項５】
前記光配分要素（４４）は、鏡を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のヘッドライト（１０）。
【請求項６】
前記光配分要素（４４）は、鏡を形成するホログラムを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドライト（１０）。
【請求項７】
前記光配分要素（４４）は、前記シールド（２２）の前面（５６）によって支持されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のヘッドライト（１０）。
【請求項８】
前記光配分要素（４４）を支持するシールド（２２）の一部（６０）は、前記二次光源（４２）から射出される光線（Ｒｉｒ）を前記主たる収斂レンズ（１８）の入射面（１９）に配分するため、軸方向に延びる垂直面において、曲面状の輪郭を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のヘッドライト（１０）。
【請求項９】
前記二次光源（４２）は、この二次光源（４２）から前記光配分要素（４４）に向けて射出される前記光線（Ｒｉｒ）を集中させるための集光要素（５０）を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のヘッドライト（１０）。
【請求項１０】
前記集光要素（５０）は、第２の収斂レンズを備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のヘッドライト（１０）。
【請求項１１】
前記集光要素（５０）は、回折用光学要素を備えていることを特徴とする請求項９に記載のヘッドライト（１０）。
【請求項１２】
前記集光要素（５０）は、ホログラムを備えていることを特徴とする請求項９に記載のヘッドライト（１０）。
【請求項１３】
前記二次光源（４２）は、赤外線ビーム（Ｆｉｒ）をつくり出すレーザダイオードであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のヘッドライト（１０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のヘッドライトに関する。本発明は、より詳しくは、少なくとも１本の、法定の主要な光ビーム、特にロービームをつくり出す遮蔽装置が付いた自動車のヘッドライトであって、後方から前方へ、ほぼ光軸に沿って、楕円形の反射鏡、この反射鏡の第１の焦点近傍に配置される主光源、前記ヘッドライトによってつくり出される主たる光ビームを遮蔽する装置を反射鏡の第２の焦点近傍に配置したシールド、反射鏡の第２の焦点近傍を通る焦点面を有する主たる収斂レンズ、および前記シールドと前記主たる収斂レンズの間に配置されている二次光源を備える自動車のヘッドライトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車は、それぞれ、特定の交通条件に対応しうるように、多くの照明機能を充足する照明システムを備えていなければならない。
【０００３】
自動車におけるこのような照明機能をすべて統合する上で特に困難なのは、上述のすべての機能を充足する必要があるヘッドライトの大きさに関わる問題である。とりわけ、自動車の前面にあるヘッドライトの見掛けの表面積を増加させることなく、照明機能の数を増加することが必要とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、簡単で、経済的かつ効果的にこの欠点を改善することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、後方から前方へ、ほぼ光軸に沿って、楕円形の反射鏡、この反射鏡の第１の焦点近傍に配置される主光源、前記ヘッドライトによってつくり出される主たる光ビームの遮蔽装置を前記反射鏡の第２の焦点近傍に配置したシールド、前記反射鏡の第２の焦点近傍を通る焦点面を有する主たる収斂レンズ、および前記シールドと前記主たる収斂レンズの間に配置されている二次光源を備える、少なくとも１本の法定の主要な光ビーム、特にロービームをつくり出す遮蔽装置の付いた自動車のヘッドライトであって、前記二次光源から射出される光線を、二次光ビームをつくり出す目的で、前記収斂レンズの入射面へ配分するため、前記シールドの正面に配置される光配分要素を具備し、前記二次光源は、前記主光源から射出されて、前記主たる収斂レンズの入射面に向かう前記光線の光路の外側に設けられていることを特徴とするヘッドライトを提供するものである。
【０００６】
本発明の他の特徴によれば、
−前記光配分要素は、前記主たる収斂レンズの第２の焦点の近傍に配置される。
−前記光配分要素は、前記二次光源から受け取った光エネルギーを、前記主たる収斂レンズの入射面に向けて制御された方法で拡散する異方性コーティングを施された支持体を備えている。
−前記異方性コーティングは、異方性の材料によって作り出された基本的な網状の拡散パターンを備えている。
−前記光配分要素は、鏡を備えている。
−前記光配分要素は、鏡を形成するホログラムを備えている。
−前記光配分要素は、前記シールドの前面によって支持されている。
−前記光配分要素を支持するシールドの一部は、前記二次光源から射出される光線を前記主たる収斂レンズの入射面に配分するため、軸方向に延びる垂直面において、曲面状の輪郭を有する。
−前記二次光源は、この二次光源から前記光配分要素に向けて射出される前記光線（Ｒｉｒ）を集中させるための集光要素を備えている。
−前記集光要素は、第２の収斂レンズを備えている。
−前記集光要素は、ホログラムを備えている。
−前記二次光源は、赤外線ビームをつくり出すレーザダイオードである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の他の特徴と効果は、添付の図面を参照して行う、本発明理解のための以下の詳細な説明から、明らかになると思う。
【０００８】
以下の説明において、同一または類似の要素には、可能な限り、同じ符号を付してある。
【０００９】
図１は、本発明の教示によって製造された自動車用のヘッドライト１０を示す。
【００１０】
ヘッドライト１０は、従来の技術に則って、ランプ１２のフィラメント１６または放電ランプのアークが、主反射鏡１４の第１の焦点Ｆ１の近傍に位置するように、楕円型主反射鏡１４の底部に設けられる主光源（ここでは、フィラメント１６を備えるランプ１２の形態をとっている）を具備する。
【００１１】
以下の説明において、後方から前方へ向かう方位は、ヘッドライト１０の主光軸Ａ−Ａに沿って、図１の左方から右方へ向かう方位を指しているが、これに限定されるものではない。主光軸Ａ−Ａは、ヘッドライト１０を備える自動車の長手軸とほぼ平行である。
【００１２】
主光軸Ａ−Ａは、実質的に水平であり、例えば楕円型反射鏡１４の２つの焦点Ｆ１，Ｆ２によって定められる。
【００１３】
頂部から底部へ垂直に向かう方位も、図１に示すものに限定されるわけではない。
【００１４】
ヘッドライト１０は、正面に、すなわち反射鏡１４の前面に固定されるヘッドライト１０のフレーム要素２０に取り付けられる収斂レンズ１８を備えている。
【００１５】
ここで説明する形態においては、ヘッドライト１０は、ロービーム機能Ｆｃを充足する主たる光ビームをつくり出すように設計されている。ヘッドライト１０は、この目的のため、主反射鏡１４の前方横断面２４と、フレーム要素２０の後方横断面２６の間に軸方向に挿入される、遮蔽装置またはシールド２２を備えている。シールド２２は、実質的には、主たるレンズ１８の焦点面に配置されている。
【００１６】
シールド２２は、ここでは、ほぼ主光軸Ａ−Ａを横断する方向に向けられた、金属プレートの形態をとり、反射鏡１４の出口穴２８の下半分に遮蔽３０を、そして反射鏡１４の出口穴２８の上半分に光線を通過させる窓３２を備えている。
【００１７】
シールド２２の遮蔽３０は、反射鏡１４の第２の焦点Ｆ２の近傍に配置される頂部横断端３４（「遮蔽端」と呼ぶ）を備えている。
【００１８】
遮蔽端３４は、主たる光ビームにおいて、これを越えて放出される光の強度が弱まるように、方向に制限を加えるか、または一部を遮蔽することを目的とする。
【００１９】
シールド２２の遮蔽３０は、図２に模式的に描いてある。
【００２０】
ここで説明する形態においては、シールド２２は、通常のロービーム機能を満足するように設計されている。したがって、遮蔽端３４は、ヘッドライト１０が法定のロービームＦｃをつくり出すように、垂直方向に食違う２つの水平部３６，３８を備え、これら２つの水平部３６，３８は、所定の角度をもつ傾斜部４０によって連絡されている。
【００２１】
図３は、ヘッドライト１０によって、スクリーンに法定のロービームＦｃが形成される模様を模式的に示す。
【００２２】
本発明の主旨に従って、ヘッドライト１０は、シールド２２とレンズ１８の間に軸方向に配置される二次光源４２を具備している。
【００２３】
ヘッドライト１０はまた、二次光源からレンズ１８の入射面１９に向けて射出された光線を配分して二次光ビームをつくり出すため、シールド２２の前面に配置される光配分要素４４を備えている。
【００２４】
光配分要素４４は、レンズ１８の焦点Ｆ２の近傍に配置するのが好ましい。
【００２５】
赤外線ビームＦｉｒをつくり出すヘッドライトを備える自動車もある。
【００２６】
赤外線ビームＦｉｒは、一般的には軸方向に照明を行うために使用され、また自動車の車内に設置されているモニタスクリーン（図示せず）に、検知すべき対象物のイメージを形成するため、赤外線センサ（図示せず）と組み合わされる。
【００２７】
目に見えない赤外線は、人間の目で赤外線の照射を観察するのが危険であるため、自動車において照明機能に統合するのは、特に困難である。
【００２８】
本発明によれば、ヘッドライト１０は、赤外線光ビームＦｉｒをつくり出すのに特に有利である。赤外線光ビームは、ヘッドライト１０から発せられ、可視光線の主たる光ビームと同じ出口表面を通過する。
【００２９】
このため、二次光源は、赤外線の二次光ビームＦｉｒをつくり出すように設計されたレーザダイオード４２であるのが好ましい。
【００３０】
レーザダイオード４２は、ここでは、フレーム要素２０の底部４８に設けられるハウジング４６に配置されている。
【００３１】
好ましくは、レーザダイオード４２は、その発する赤外線がレンズ１８の入射面１９に到達するよう、ランプ１２を起点として、シールド２２を通過する光路の外側に設けられる。
【００３２】
レーザダイオード４２は、このレーザダイオード４２から光配分要素４４に向けて射出された赤外線の方向を定める光学要素５０を備えている。
【００３３】
光学要素５０は、例えば収斂レンズ、またはホログラムのような回折用光学要素であって、レーザダイオード４２に連結されている。
【００３４】
赤外線Ｒｉｒは、したがって、光学要素５０の出口から、主光軸Ａ−Ａに対して傾斜した光の拡散方向Ｂ−Ｂにほぼ沿って射出され、ダイオード４２から光配分要素４４に向かう。すなわち、ここでは前方から後方へ向かうこととなる。
【００３５】
光配分要素４４は、異方性拡散器であるのが好ましい。
【００３６】
異方性拡散器は、一般には、異方性の物質（例えば酸化マグネシウム）が塗布された支持体を備えている。この支持体には、ミクロ電子工学で用いられる技術と類似するエッチング技術によって、基本的な網状の光の拡散パターンがエッチングされる。
【００３７】
異方性拡散器は、立体拡散角という制御された方式で、受け取った光を戻すように設計されている。
【００３８】
本発明においては、レンズ１８の焦点Ｆ２の近傍に配置される異方性拡散器４４は、立体拡散角がレンズ１８の立体角、すなわちレンズ１８の焦点Ｆ２によって定義される立体角、およびレンズ１８の入射面１９に実質的に対応するようなものが選択される。
【００３９】
この実施形態によれば、拡散器４４は、異方性コーティングの正面５４に設けられ、主光軸Ａ−Ａを実質的に横断する支持プレート５２を備えている。
【００４０】
拡散器４４は、主光軸Ａ−Ａに近接して、ここではシールド２２の遮蔽３０の前面５６に固定され、シールド２２の遮蔽端３４にほぼ隣合う。
【００４１】
本発明に係るヘッドライト１０の機能は、次のようである。
【００４２】
ランプ１２が反射鏡１４にあるときは、フィラメント１６により射出された光線から法定のロービームＦｃをつくり出すため、シールド２２とレンズ１８が、従来通り共働する。
【００４３】
ロービームＦｃをつくり出す光線は、ヘッドライト１０を出て、レンズ１８の出口面５８または正面を通過する。
【００４４】
車両が道路の右側を走行する場合に、ヘッドライト１０の正面約２５ｍの位置にあるスクリーンに対して行われるロービームＦｃの照射を、図３に示す。
【００４５】
この図は、例として、水平軸ｈ’ｈと垂直軸ｖ’ｖとの交点を表す点ＨＶから、水平軸ｈ’ｈの一方の側へ向かって徐々に平均的な光強度が増加していく領域Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３およびＺ４を示している。
【００４６】
全体的に見ると、ロービームＦｃは、遮蔽端によって、垂直方向上方に向けて制限されている。このロービームは、水平軸ｈ’ｈに沿って左から右へ点ＨＶまで続き、ついで水平軸ｈ’ｈに対して約１５°上方に傾斜する。
【００４７】
しかし、ロービームＦｃの中で最も強度の弱い領域Ｚ４は、遮蔽端の上方にまぶしい部分Ｚｅを有する。
【００４８】
この光の強度が低くてまぶしい部分Ｚｅは、ロービームＦｃに照射されない領域と光強度が最大値より低くなっている遮蔽領域の間で、段階的に光の強度を移行させる目的で、および道路、例えば高速道路上にある道路標識を識別できるようにする目的で、法律によって設けることが義務づけられている。
【００４９】
レーザダイオード４２が投入されると、これは、レンズ５０によって方向を定められ、拡散器４４の正面５４に向けて赤外線Ｒｉｒを放出する。
【００５０】
拡散器４４は、赤外線Ｒｉｒをレンズ１８の正面１９に向けて拡散する。
【００５１】
全体としてみると、レンズ１８に対しては、赤外線Ｒｉｒは、レンズの焦点Ｆ２の近傍に位置する仮想の光源から入ってくる。これは、赤外線Ｒｉｒが、遮蔽端の上方にある主光軸Ａ−Ａとほぼ平行な方向に向けて出口面５８を通って外部へ出るよう、レンズ１８によって向きを変えられるようにするためである。
【００５２】
レーザダイオード４２は、ランプ１２と同時にスイッチを投入されるのが望ましい。また、図３に模式的に示されているおよび赤外線ビームＦｉｒは、ロービームＦｃのまぶしい領域Ｚｅに射出される。赤外線ビームＦｉｒがこの位置をとることで、対向車線を走行する自動車の運転者に対して、赤外線ビームＦｉｒが直接目に入るのが防止される。ランプ１２のまぶしい領域Ｚｅに射出される可視光線によって瞳孔で反射されるためである。
【００５３】
したがって、本発明に係るヘッドライトは、赤外線源４２がレンズ１８およびレンズ５０によって外部から隔離されているため、赤外線ビームを防具なしに直接に観察するという人体への危険を低減する。
【００５４】
さらに、赤外線ビームＦｉｒは、ヘッドライト１０から射出され、出口面を小さい面積で覆う赤外線ヘッドライトと比べて照度が低い二次光源４２の寸法に比して、大きな表面積をもつ出口面５８を通過する。
【００５５】
ヘッドライト１０の出口面５８は、ロービームＦｃによって可視光線で照明を行うため、本発明に係るヘッドライト１０は、赤外線ビームＦｉｒの軸Ａ−Ａに沿って、その光源４２を見つめることによる人体への危険を低減することができる。
【００５６】
本発明のもう一つの利点は、ヘッドライトの全体的な大きさを広げることなく、ヘッドライト１０の追加的な照明機能を統合できるため、自動車のヘッドライト１０を統合するのが容易になることである。特に、ヘッドライト１０の追加的な照明機能の統合は、ヘッドライト１０の見かけの表面積を増やすことなく行われる。
【００５７】
さらに、ヘッドライト１０が、ロービームＦｃについて照明範囲の修正システム（図示せず）を備えている場合は、赤外線ビームＦｉｒは、このシステムからも有利な効果が得られる。
【００５８】
照明範囲修正システムによれば、赤外線ビームＦｉｒの垂直方向の安定した位置合わせが可能になるため、赤外線ビームＦｉｒの赤外線エネルギーを垂直方向に広げる必要はなく、赤外線で照明を行う際のエネルギー効率を改善することにつながる。
【００５９】
図４と図５は、シールド２２の遮蔽３０の頂部６０が、正面に向けて軸方向に凸状となり、垂直面に突出部を有して、曲線を描く輪郭を有する、本発明の変形例を示すものである。
【００６０】
頂部６０の正面６２に設けられる光配分要素４４は、例えば、鏡を形成するような反射コーティングを備えている。頂部６０の円形部における弧の輪郭は、二次光源４２から受け取る光線Ｒｉｒが、入射面１９の少なくとも一部の全体に配分されるようなものにする。
【００６１】
垂直横断面の軸方向に突出した部分における頂部６０の輪郭は、遮蔽端３４が常にロービームＦｃの適切な遮蔽を実現するため、前述の実施形態におけるシールド２２の対応する輪郭に類似したものになっていることに留意すべきである。特に、遮蔽３０の底部は、ここでも、第２の焦点Ｆ２の後部に軸方向に配置するとともに、遮蔽端３４は、楕円型反射鏡１４の第２の焦点Ｆ２の近傍に軸方向に配置しなければならない。
【００６２】
以上、本発明を、ロービームＦｃと赤外線ビームＦｉｒをつくり出すヘッドライト１０に関連して説明してきた。当然のことながら、本発明の範囲を逸脱することなく、ヘッドライト１０を、例えばフォッグビームなど一部が遮られるタイプの型の主たる光ビームや、側灯ビームなど他のタイプの二次照明源をつくり出すように設計することができる。
【００６３】
同様に、本発明は、ここで説明したようなロービームと、ビームを一部遮蔽するシールドを傾けることによって得られる主ビームの２つの型のビームを照射するヘッドライトに適用することもできる。この際、赤外線ビームは、シールドがロービームの位置にあるときにのみ照射される。
【００６４】
本発明はまた、例えばフランス国特許公開第２８１５３１０号公報に記載されているように、少なくとも１つの遮蔽用スクリーンを使用して、２つ以上のビームを照射するヘッドライトに適用することもできる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、自動車の前面にあるヘッドライトの見掛けの表面積を増加させることなく、照明機能の数を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるヘッドライトの軸方向断面図である。
【図２】二次光源および図１のヘッドライトにおけるレンズに対する光配分要素の配置を模式的に示す斜視図である。
【図３】図１のヘッドライトとこのヘッドライトによってつくり出される赤外線ビームを示す説明図である。
【図４】図１のヘッドライトに設けられるシールドの変形例を模式的に示す斜視図である。
【図５】図４の変形例を模式的に示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
（１０）　ヘッドライト
（１４）　反射鏡
（１６）　主光源
（１８）　主たる収斂レンズ
（１９）　収斂レンズの入射面
（２２）　シールド
（３４）　光ビームの遮蔽装置
（４２）　（二次光源）レーザダイオード
（４４）　光配分要素
（Ａ−Ａ）　光軸
（Ｆ１）　反射鏡の第１の焦点
（Ｆ２）　反射鏡の第２の焦点
（Ｆｃ）　ロービーム
（Ｆｉｒ）　二次光ビーム
（Ｒｉｒ）　光線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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