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【発明の名称】 プロジェクタ―式車両用ヘッドライト
【発明者】 【氏名】クルト シュースター

【氏名】ゲルハルト ヴァイヒング
【要約】 【課題】光源から放射された光を良好な効率で収束して、明暗境界の上側が十分に照射されるようにすること。

【解決手段】ヘッドライトのレンズを、光源によって放射されてリフレクタによって反射された光が透過し、少なくとも部分的に光を透過する要素を、光源によって放射されて、リフレクタによって反射されなかった光が透過し、光照射方向とは反対側を向いた面にリング状のフレネルレンズの形成用の光学プロフィールによって、光が収束され、光照射方向を向いた面の別の光学プロフィールによって、透過光が上の方に屈折され、レンズを透過した光の明暗境界の上側の領域が照射される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 プロジェクター式車両用ヘッドライトであって、リフレクタ（１０）、光源（１２）、レンズ（１６）、少なくとも１つの透光要素（４０；５０；６０）を有しており、前記レンズ（１６）を通って、前記リフレクタ（１０）によって反射された光が照射され、前記透光要素（４０；５０；６０）は、前記レンズ（１６）を当該レンズ（１６）の周囲の少なくとも一部分で取り囲んでいて、少なくとも部分的に透光するように形成されており、前記透光要素（４０；５０；６０）により、前記光源（１２）から放射されて、前記リフレクタ（１０）によって反射できなかった光が照射されて収束され、前記リフレクタ（１０）によって反射されて、前記レンズ（１６）を通って照射された光は、上側の明暗境界（８４，８６）を有しているヘッドライトにおいて、透光要素（４０；５０；６０）は、少なくとも領域を限って、環状の光学プロフィール（４２；５２；６２）を有するフレネルレンズとして形成されており、前記透光要素（４０；５０；６０）を透過した光のビーム路の少なくとも一部分内に、別の光学プロフィール（４４；５４；６４）が設けられており、該別の光学プロフィール（４４；５４；６４）によって、前記光が屈折されて、当該光により、車両前方の、リフレクタ（１０）によって反射されてレンズ（１６）を透過した光の明暗境界（８４，８６）の上側の領域（８８）が照射されるようにように構成されていることを特徴とするヘッドライト。
【請求項２】 光学プロフィール（４２）は、フレネルレンズを形成するように、透光要素（４０）の、光照射方向（１４）とは反対方向を向いた面に設けられており、別の光学プロフィール（４４）は、前記透光要素（４０）の、前記光照射方向（１４）を向いた面に設けられている請求項１記載のヘッドライト。
【請求項３】 別の光学プロフィール（５４；６４）は、光放射方向（１４）で、透光要素（５０；６０）の後ろに配設された透光性のディスク（５３；１７）に設けられている請求項１記載のヘッドライト。
【請求項４】 ディスク（１７）は、ヘッドライトのシェードとして使用される請求項３記載のヘッドライト。
【請求項５】 ディスク（５３）は、透光要素（５０）とヘッドライトのシェード（１７）との間に設けられている請求項３記載のヘッドライト。
【請求項６】 透光要素（４０；５０；６０）を透過した光のビーム路内に、光照射方向（１４）を向いた、少なくとも部分的に光を反射する膜（４６；５６；６６）が設けられている請求項１〜５までのいずれか１記載のヘッドライト。
【請求項７】 膜は、コーティング（４６；６６）として、透光要素（４０；６０）の、光照射方向（１４）を向いた面に被着されている請求項６記載のヘッドライト。
【請求項８】 膜は、コーティング（５６）として、ディスク（５３）の、光照射方向（１４）を向いた面に被着されている請求項６記載のヘッドライト。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プロジェクター式車両用ヘッドライトであって、リフレクタ、光源、レンズ、少なくとも１つの透光要素を有しており、前記レンズを通って、前記リフレクタによって反射された光が照射され、前記透光要素は、前記レンズを当該レンズの周囲の少なくとも一部分で取り囲んでいて、少なくとも部分的に透光するように形成されており、前記透光要素により、前記光源から放射されて、前記リフレクタによって反射できなかった光が照射されて収束され、前記リフレクタによって反射されて、前記レンズを通って照射された光は、上側の明暗境界を有しているヘッドライトに関する。
【０００２】
【従来の技術】その種のヘッドライトは、ドイツ連邦共和国特許公開第３２１８７０３号公報から公知である。このヘッドライトは、リフレクタ、光源及びレンズを有しており、このレンズを通って、リフレクタによって反射された光が放射される。更に、ヘッドライトは、レンズを少なくとも、その周囲の一部分で囲む透光要素を有しており、この透光要素によって、光源から放射された、リフレクタによって反射されなかった光が透過して、収束することができる。透光要素は、このためにプリズムを有しており、このプリズムによって、透過光が屈折される。透光要素を、このように構成することによって、光源がスイッチオンされた場合に、ヘッドライトの照射面がレンズの面に比して拡大され、その結果、ヘッドライトによって全く眩惑が生じないか、又は、僅かしか主観的眩惑が生じない。リフレクタによって反射されてレンズによって散乱された光束は、シャープな明暗境界を有しており、その結果、一方では、対面通行の眩惑を回避できる利点があるが、他方では、例えば、交通標識又は指示プレートのような高い位置の対象は、照射されないか、少なくとも不十分にしか照射されず、従って、車両運転手にとっては識別が極めて困難である。透光要素を透過した光の一部分しか、透光要素のプリズムを通らない。公知のヘッドライトは、更に、光源がスイッチオフされた場合に、透光要素が暗くしか見えず、ヘッドライトは、不所望にも一体的でなくまとまりのない外観となってしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、光源から放射された光を良好な効率で収束して、明暗境界の上側が十分に照射されるようにすることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によると、透光要素は、少なくとも領域を限って、環状の光学プロフィールを有するフレネルレンズとして形成されており、前記透光要素を透過した光のビーム路の少なくとも一部分内に、別の光学プロフィールが設けられており、該別の光学プロフィールによって、前記光が屈折されて、当該光により、車両前方の、リフレクタによって反射されてレンズを透過した光の明暗境界の上側の領域が照射されるようにように構成されていることによって解決される。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明のヘッドライトの有利で合目的的な構成は、従属請求項に記載されている。ディスクは、ヘッドライトのシェードとして使用されるように構成することによって、所定の少なくとも部分的に反射する層が達成されて、ヘッドライトが、スイッチオフされた状態で美しい外観となり、その際、フレネルレンズの光収束作用によって、透光要素を透過した光が膜によって部分的に遮蔽されるにも拘わらず、レンズの周囲の領域を十分に照射することができるようになる。
【０００６】
【実施例】以下、図示の実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
【０００７】図１〜４に示されている車両、特に、自動車用のヘッドライトは、プロジェクタ式に構成されており、少なくとも減光ライトの形成用に使用される。ヘッドライトは、プラスチック又は金属製のリフレクタ１０を有しており、リフレクタの頂点領域内に光源１２が設置されている。光源１２は、グローランプ、ガス放電ランプ、又は、他の適切なランプである。光照射方向１４で見て、リフレクタ１０の後ろ側に、ガラス又はプラスチック製のレンズ１６が設けられており、このレンズは、例えば、リフレクタ１０側は平面１８であり、反対側は、凸面状湾曲面２０である。レンズ１６は、支持部材２２内に保持されており、この支持部材は、リフレクタ１０の、光照射方向１４を向いた前縁２４と結合されている。リフレクタ１０及びレンズ１６は、ケーシング１５内に設けられており、ケーシングは、光照射開口を有しており、光照射開口は、ガラス又はプラスチック製の透光シェード１７でカバーされている。カバーシェード１７は、滑らかに形成されており、その結果、このカバースクリーンを透過する光が何の影響も受けずに透光するか、又は、択一選択的に、少なくとも所定領域に光学要素を有していて、この光学要素を透過する光が屈折、例えば、散乱される。
【０００８】リフレクタ１０によって、光源１２から放射された光が収束光束として反射され、この光束は、レンズ１６を透過し、その際、屈折される。レンズ１６は、その際、収束レンズとして作用し、この収束レンズによって、透過光がリフレクタ１０の光軸１１の方に屈折される。リフレクタ１０は、例えば、少なくともほぼ楕円面形状、楕円面状の形状、又は、リフレクタ１０によって反射すべき光束の特性から導出された、数量的に特定された形状を有している。リフレクタ１０とレンズ１６との間に、透光遮蔽板２６を設けることができ、この遮蔽板は、光軸１１の実質的に下側に設けられており、この遮蔽板は、リフレクタ１０によって反射された光束の一部分しか通過できない。遮蔽板２６を通過した光束には、遮蔽板２６の上縁によって特定される明暗境界が形成され、この明暗境界は、レンズ１６によって、ヘッドライトから照射される減光光束の明暗境界として形成される。択一選択的に、リフレクタ１０の形状を、このリフレクタによって反射された光束が、既に、レンズ１６によって形成される所要の明暗境界を有しているように特定した場合には、遮蔽板２６を設けなくてもよい。
【０００９】リフレクタ１０は、その前縁２４に、横断面Ｑ１を有しており、レンズ１６は、この横断面Ｑ１に較べて小さな横断面Ｑ２を有している。支持部材２２は、１つ以上のウェブ２８を有しており、このウェブは、リフレクタ１０の前縁２４から出て、レンズ１６の近く迄延在しており、レンズ１６の近くで、このウェブは、例えば、環状部３０によって相互に結合することができ、この環状部内で、レンズ１６は、その縁で保持されている。ウェブ２８間に、開口３２が設けられており、この開口を通って、光源１２から放射されて、リフレクタ１０によって反射されなかった光が透過する。ウェブ２８は、有利には、できる限り狭幅に形成されて、ウェブ間に大きな開口３２が得られるようにされており、その結果、光源１２から照射される光の相応の大部分が、この大きな開口を通って照射される。択一選択的に、支持部材２２を、少なくとも部分的に透光材、例えば、プラスチック又はガラスから形成してもよい。この場合には、支持部材２２には、開口を設ける必要はない。
【００１０】更に、レンズ１６を、その周囲の少なくとも一部分を囲む、少なくとも１つの要素４０が設けられており、この要素４０は、図１及び図２に第１の実施例により示されている。要素４０は、レンズ１６を、その全周に亘って囲んでおり、例えば、ガラス又はプラスチックの透光材製である。レンズ１６及び透光要素４０は、一体的に構成するとよい。透光要素４０は、少なくとも領域を限って、有利には、その延在範囲全体に亘って、フレネルレンズとして構成し、その際、光学的に作用する環状の同心状複数プロフィール４２を有している。この光学プロフィール４２は、透光要素４０の、光照射方向１４とは反対側を向いた、リフレクタ１０側の面上に設けられている。光学プロフィル４２は、例えば、楔状に構成されており、この光学プロフィルによって、透光要素４０を透過した光が光軸１１の方に偏向され、従って、収束される。この透光要素４０は、例えば、楔型に形成されており、この透光要素４０を透過した光は、光軸１１の方に屈折されて、従って、収束される。光学プロフィル４２は、例えば、光源１２から放射された光が、この光学プロフィルを透過した後に、光軸１１に対してほぼ平行であるように構成されている。透光要素４０は、図１に示されているように、光軸１１の方向に、レンズ１６と同様にリフレクタ１０からほぼ同じ間隔であるように設けられている。択一選択的に、透光要素４０が、光軸１１の方向にレンズ１６とは別の、リフレクタ１０からの間隔であり、従って、レンズ１６に対してずらされて配設されているようにしてもよい。
【００１１】透光要素４０は、光がレンズ１６を透過するための開口４１を有している。図１に示されている第１の実施例では、透光要素４０は、実質的に平面に構成されている。択一選択的に、透光要素４０を例えば、凹面又は凸面状に任意に湾曲して形成してもよい。透光要素４０は、例えば、図２に示されているように、円形であり、その際、透光要素４０の形状は、ヘッドライトをどのような外観にすべきかに応じて、任意に他の形状に選定してもよく、例えば、楕円又は矩形にしてもよい。透光要素４０が、レンズ１６を、その周の一部分でだけ囲んで、例えば、レンズ１６の側方又はレンズ１６の上側及び／又は下側に設けてもよい。
【００１２】透光要素４０の、光照射方向１４を向いた面上には、少なくとも領域を限って別の光学プロフィール４４を有しており、この別の光学プロフィール４４によって、透過光が屈折される。透光要素４０の別の光学プロフィール４４は、この別の光学プロフィール４４によって、透過光が上の方に屈折され、リフレクタ１０によって反射されて遮蔽板２６のところを通過してレンズ１６を透過した光束の明暗境界の上側の光束が形成されるように形成されている。別の光学プロフィール４４は、例えば、図２に示されているように、ほぼ水平な、一方の面が光を上の方に拡散するレンズとして形成してもよい。
【００１３】図５には、ヘッドライトから所定の間隔で設けられる測定スクリーン８０が図示されており、この測定スクリーンは、ヘッドライトから放射された光によって照射される。測定スクリーン８０の水平中心面は、ＨＨで示されており、垂直中心面は、ＶＶで示されている。水平中心面ＨＨ及び垂直中心面ＶＶは、点ＨＶで交差している。光源１２から放射されて、リフレクタ１０によって反射され、遮蔽板２６を通ってレンズ１６を透過した光によって、測定スクリーン８０の領域８２内が照射される。領域８２は、遮蔽板２６によって形成された明暗境界によって上の方に限定される。図示の実施例では、ヘッドライトは、右側通行用に特定されており、明暗境界は、対面通行側、つまり、測定スクリーン８０の左側に、水平中心面ＨＨの下側にほぼ水平な部分８４がある。自己の通行側、つまり、測定スクリーン８０の右側では、明暗境界は、水平部分８４から始まって、測定スクリーン８０の右縁に至る迄水平中心面ＨＨに亘って上昇する部分８６を有している。択一選択的に、明暗境界は、自己の通行側で、部分８４に対して高い位置にあって、同様に、ほぼ水平部分を有しているようにしてもよい。領域８２内での照射強度の分布は、法規制によって設定されており、その際、点ＨＶの下側のゾーン内に、最も高い照射強度がある。明暗境界８４，８６の上側では、測定スクリーン８０は、リフレクタ１０によって反射されて、遮蔽板２６のところを通ってレンズ１６を透過した光束は、全く照射されないか、又は、非常に弱くしか照射されない。
【００１４】透光要素４０を透過して、別の光学プロフィール５６によって上の方に屈折された光によって、測定スクリーン８０は、明暗境界８４，８６の上側の領域８８内が照射される。透光要素４０によって散乱された光は、所要最小照射強度値及び最大許容の最高照射強度値についての法規制が遵守されるような照射領域８８内で作用する。例えば、ヨーロッパで有効なＥＣＥ−Ｒｅｇｅｌｕｎｇ（規定）では、測定点Ｂ５０Ｌが定義されており、この測定点では、照射強度は、対面通行の眩惑を回避するために、最大０．４Ｌｕｘである必要がある。法規制を遵守する限りで、領域８８内での照射強度分布は自由に選定することができる。この照射強度分布は、例えば、明暗境界８４，８６の直ぐ上側の、測定スクリーン８０の領域９０（例えば、水平中心面ＨＨの上側にほぼ２°以下、垂直中心面ＶＶの両側にほぼ４°以下）が、透光要素４０を透過した光によって極めて弱くしか照射されないように選定されている。領域９０に続く領域８８の上方及び側方は、例えば、垂直上方向に水平中心面ＨＨの上にほぼ４°以下、及び、垂直中心面ＶＶの両側のほぼ８°以下の範囲内であって、領域９０よりも強く照射される。
【００１５】本発明のヘッドライトの別の実施例では、透光要素４０の、光照射方向１４を向いた面上に、少なくとも領域を限って、少なくとも部分的に光を反射するコーティング４６が被着されている。このコーティング４６は、透光性であるように形成されており、その際、このコーティング４６は、光源１２から放射された光を部分的に透過することができるように、透光要素４０上に単に領域を限って設けられている。その際、コーティング４６は、ライン又はリング形状に構成することができる。外部からコーティング４６上に入射した光は、このコーティング４６によって反射される。択一選択的に、コーティング４６を、部分的に透光性、部分的に反射性であるように構成してもよい。この場合に、コーティング４６の透光要素４０の面全体を被覆するか、又は、この面の一部分だけが被覆される。光源１２から放射された光は、その際、部分的にコーティング４６を透過し、その結果、この光は、測定スクリーン８０の領域８８を照射し、外部からコーティング４６上に入射した光は、部分的に反射される。コーティング４６は、有利には、金属、例えば、アルミニウム製であり、公知の方法を用いて、透光要素４０上に被着され、例えば、蒸着、スパッタリング、ワニス塗布、印刷又は型押し加工を用いて被着される。コーティング４６の透光度は、その厚みによって変えることができ、その際、この透光度は、厚みの増大と共に小さくなる。従って、コーティング４６の部分的な透光度を達成するためには、コーティング４６の厚みを薄く形成し、高い反射度を達成するためには、相応の大きな厚みに形成される。コーティング４６は、例えば、透光要素４０の別の光学プロフィール４４の、光照射方向１４を向いた面上に被着される。
【００１６】図３には、第２の実施例のヘッドライトの断面図が示されている。リフレクタ１０、光源１２、レンズ１６及び遮蔽板２６を有するヘッドライトの基本構造は、第１の実施例と変わらない。第２の実施例のヘッドライトの場合でも、レンズ１６を、少なくとも、その周の一部分を囲む透光要素５０が設けられており、この透光要素は、フレネルレンズとして構成されていて、同心的な環状の光学プロフィール５２を有しており、この光学プロフィールは、透光要素５０の、光照射方向１４とは反対方向又は光照射方向１４を向いた面に設けられている。この透光要素５０は、フレネルレンズの形成用の光学プロフィール５２だけを有しており、その際、透光要素５０の他方の面は、平坦に形成されている。光照射方向１４で、透光要素５０の後ろ側には、透光ディスク５３が設けられており、透光ディスクは、少なくとも、透光要素５０を透過した光のビーム路の一部分に亘って延在している。このディスク５３は、少なくとも領域を限って光学プロフィール５４を有しており、この光学プロフィールの作用は、第１の実施例の透光要素４０の別の光学プロフィール４４に相応し、透光要素５０を透過した光は、上の方に屈折され、その結果、この光は、前述のように測定スクリーン８０の領域８８を照射する。この光学プロフィール５４は、ディスク５３の、光照射方向１４とは反対方向又は光照射方向１４を向いた面上に設けられている。ディスク５３は、ほぼ平面に、又は、凹面又は凸面に任意に形成することができる。ディスク５３の、光照射方向１４を向いた面上に、コーティング５６を被着することができ、このコーティングは、前述の、透光要素４０のコーティング４６と同様に構成して設けることができる。ディスク５３は、その中間領域に開口５７を有しており、この開口によって、レンズ１６を通過した光が妨げられずに通過することができる。択一選択的に、ディスク５３は、レンズ１６を通過した光のビーム路に亘って延在しているようにすることもでき、その際、ディスク５３は、光が妨げられずに透過することができるようにするために、レンズ１６を透過した光のビーム路の領域内に光学プロフィール５４を有していない。
【００１７】図４には、第３の実施例のヘッドライトの断面図が示されており、この実施例では、リフレクタ１０、光源１２、レンズ１６及び遮蔽板２６を有するヘッドライトの基本構造は、第１の実施例の場合と同様である。レンズ１６を、その周の少なくとも一部分で囲む透光要素６０が設けられており、この透光要素は、フレネルレンズとして構成されており、同心状の環状光学プロフィール６２を有しており、この光学プロフィールは、透光要素６０の、光照射方向１４と反対側又は光照射方向１４を向いた面に設けることができる。この透光要素６０は、フレネルレンズの形成用の光学プロフィール６２だけを有しており、その際、透光要素６０の他の面は、平滑に形成することができる。少なくとも、透光要素６０を透過した光のビーム路の一部分内に、光学プロフィール６４が設けられており、この光学プロフィールによって、光が上の方に屈折されて、図５の測定スクリーン８０の領域８８が照射される。光学プロフィール６４は、第３の実施例のヘッドライトの場合、シェード１７に設けられており、有利には、その、光照射方向１４と反対側を向いた内部面に設けられている。シェード１７は、リフレクタ１０によって反射されずに遮蔽板２６のところを通ってレンズ１６を通過した光が透過する領域にだけ光学プロフィール６４有している。リフレクタ１０によって反射されて、遮蔽板２６のところを通ってレンズ１６を透過した光が通過するシェード１７の領域内では、シェード１７が平滑に形成されており、又は、光学プロフィール６４とは別の作用をする光学プロフィールを有しているようにしてもよい。透光要素６０は、その、光照射方向１４を向いた面に少なくとも部分的に光を反射するコーティング６６を有しているようにすることができ、その実施例及び装置構成に関しては、第１の実施例に記載されたコーティング４６の場合と同様である。このコーティング６６は、透光要素６０とシェード１７との間に設けられたディスクの、光照射方向１４を向いた面上に被着してもよい。
【００１８】要するに、ヘッドライトは、レンズ１６を有しており、このレンズ１６を、光源１２によって放射されてリフレクタ１０によって反射された光が透過する。レンズ１６を透過した光は、上側の明暗境界を有している。更に、レンズ１６を、その周の少なくとも一部分を囲む少なくとも部分的に光を透過する透光要素４０が設けられており、この透光要素４０を、光源１２によって放射されて、リフレクタ１０によって反射されなかった光が透過する。透光要素４０は、その光照射方向１４とは反対側を向いた面にリング状の光学プロフィール４２をフレネルレンズの形成用に有しており、このフレネルレンズによって、光源１２から放射された光が収束される。その、光照射方向１４を向いた面では、透光要素４０は、別の光学プロフィール４４を有しており、この光学プロフィールによって、透過光が上の方に屈折され、その結果、この光によって、レンズ１６を透過した光の明暗境界の上側の領域が照射される。
【００１９】
【発明の効果】本発明によると、透光要素をフレネルレンズとして構成することによって、光源から放射された光が透光要素を通過する際に、この光を良好な効率で収束することができるという利点が得られる。ディスクの光学プロフィールによって、透光要素を透過した光が更に屈折されて、明暗境界の上側が十分に照射されるようになる。
【出願人】 【識別番号】３９００２３７１１
【氏名又は名称】ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ
【出願日】 平成１１年（１９９９）４月１日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】矢野 敏雄 （外３名）
【公開番号】 特開平１１−３２９００７
【公開日】 平成１１年（１９９９）１１月３０日
【出願番号】 特願平１１−９４９５４