JP2001515649A - ヘッドライト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明によるヘッドライトは、所定の形態の光線を発生し、光源（１０）と、光源（１０）の近くに第１のフォーカス点を有する楕円形のリフレクタ（２０）と、リフレクタ（２０）の前方にあるレンズ（４０）とを備えている。本発明によれば、リフレクタ（２０）は、互いに隣接し、かつ、レンズ（４０）のフォーカス領域に、幅が予め設定され、水平方向に互いに重なる光線を形成する、少なくとも２つのゾーンを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 ヘッドライト 本発明は、自動車用の楕円形をしたヘッドライトに関する。 一般に、この種のヘッドライトはリフレクタを備え、リフレクタは、光源の近 くに位置する第１のフォーカスゾーンと、光源からの光線を反射させて集光する 第２のフォーカスゾーンとを有している。レンズは、通常は平面状レンズまたは 凸形球面レンズであり、第２のフォーカスゾーンにフォーカスを合わせ、集光し た光線を道路に照射する。 従来のヘッドライトでは、第２のフォーカスゾーン内に、光線の一部をカット オフ（cut-off）、すなわち切除する上端部を有するスクリーンが設けられ、こ れにより、照射する光線を、カットオフビーム、つまりロービームとすることが できるようになっている。 従来のヘッドライトは、第１のフォーカス点、及び第２のフォーカス点を有す る回転楕円面のリフレクタを備えているが、本出願人は、最近、レンズのフォー カス面に照射する光線の幅を必要な値とするべく、予め幅を広くして集光した光 線を照射するように、上述のリフレクタを改良したヘッドライトを提案している 。 光学的要素（例えば光回折器やプリズム等）を用いて、側方にライトを拡散す ることは、限界がある。また、光学像を投影する楕円形のヘッドライトに、光学 要素を組み入れると、扱いにくいものとなってしまう。 フランス国特許公開第2 704 044号公報には、このような改良型のリフレクタ が記載されている。 しかし、同第2 704 044号公報に記載されているリフレクタには、他の面で、 ある種の限界がある。従って、リフレクタの特性を改良して、リフレクタにより 照射される光線を、光度分析上改善する余地がある。 満足しうるロービーム、つまり規制に適合し、運転者に視覚的に最良の快適感 を与えることができるロービームは、進行方向の軸に対し、側方にやや傾いてい る（運転している方向の右側）軸に沿って、照射される光線を含んでいる。また 、集中光及び拡散光の間に、かなり規則的な境界線をもって、集中光の両側にお いて、一定の幅で、かつ概ね均一な光線を照射する。 上述のリフレクタによると、かなり大きな幅の集中ゾーンを有する光線を照射 することができるようになるが、そのために、光度がかなり弱くなってしまう。 従来のヘッドライトのもう１つの欠点は、光線の強度が十分ではなく、カット オフビームの直下では高い集中光線を有するが、自動車近辺の道路を照射するに は十分ではないことである。 さらに、上述した型式のヘッドライトから発生した光線は、かなり強度が低く 、全ての場合において、制御することが困難である。また、少なくともロービー ム、つまり側方に十分拡がり、自動車の軸方向とその近辺とに、過度に光線を照 射しないように、ヘッドライトを制御することが望まれている。 本発明の目的は、従来の欠点を克服し、照射のための光線を改善するようにし た、上述の種類のヘッドライトを提供することにある。 本発明の第２の目的は、設計者が、集光した光線の幅、強度、及び光線の側縁 における強度変化等の種々の特性を、容易に変更しうるヘッドライトを提供する ことにある。 本発明の第３の目的は、設計時に、照射する光線の強度を容易に制御及び変更 することができるヘッドライトを提供することにある。 つまり、本発明は、所定の形態の光線を発生しうる自動車用のヘッドライトを 提供するものであり、このヘッドライトは、光源と、光源の周辺に第１のフォー カス点を有する楕円形のリフレクタと、リフレクタの前方にあるレンズとを備え 、このリフレクタは、互いに隣接し、レンズのフォーカス領域において、幅が予 め定められた光線を形成する、少なくとも２つのゾーンを有し、光線は、水平方 向で互いに重なっていることを特徴とする。 さらに、本発明によるヘッドライトは、次のような好ましい特徴を有すること ができる。 ・リフレクタの各ゾーンは、水平母線を有する表面を備え、光源からの光線を 反射し、反射した光線は、垂直面の２点において仮想線と交差し、光線の曲線座 標は、所定の規則に従って、前記仮想線に沿っている。 ・個々のゾーンにある前記仮想線は、連続している。 ・個々のゾーンにある前記仮想線は、曲線である。 ・各曲線は、リフレクタの軸と平行な方向で、レンズのフォーカス領域から離 れ、その距離は、前記曲線が前記軸から側方に離れている距離よりも大である。 ・リフレクタの各ゾーンにおいて、水平母線で反射した光線を含む垂直面にあ る前記リフレクタの垂直部は、前記仮想線の関連する点に光線を集光する。なお 、前記仮想線は、第２のフォーカス線であり、前記点は、第２のフォーカス点で ある。 ・ゾーンの少なくとも一部において、垂直面の前部は、前記関連する第２のフ ォーカス点とレンズとの間にあるもう１つの点で反射する光線を集光する。 ・隣接する２つのゾーンの間にある境界線の一側方において、前記ゾーンの垂 直部は、重なることのない第２のフォーカス線を有している。 ・前記境界線は、前記ゾーンの面が交差することにより設けられ、前記境界線 は、前記ゾーンの一定水平偏差の各線とは異なっている。 ・リフレクタは、ほぼ中央において、水平に延びる境界線により分割された２ つのゾーンを備えている。 ・リフレクタは、その軸の両側にある２本の境界線により分割された３つのゾ ーンを備えている。 ・リフレクタの中央部は、２つの側部に比べて、水平方向にかなり細くなって いる。 ・またこのヘッドライトは、カットオフビームを発生するために、前記レンズ のフォーカス領域にマスクを備えている。 ・前記第２のフォーカス線は、マスクとレンズとの間で、軸方向に延びている 。 本発明の上記以外の特徴、目的、及び利点は、以下に説明する好ましい実施例 の詳細な記載及び図面から明らかになると思う。 図１は、本発明によるヘッドライトの水平断面図で、リフレクタを構成するゾ ーンを示している。 図２は、本発明によるヘッドライトの垂直断面図で、リフレクタの垂直部の第 １の形態を示している。 図３は、本発明によるヘッドライトの垂直断面図で、リフレクタの垂直部の第 ２の形態を示している。 図４は、本発明によるヘッドライトの第１の実施例を示す水平断面図である。 図５ａ及び図５ｂは、図４に示すヘッドライトのリフレクタの各領域で反射し た光線の分布を示す等照度曲線図である。 図６は、実際に得られた光線の分布を示す等照度曲線図である。 図７は、本発明によるヘッドライトの第２の実施例を示す水平断面図である。 図８ａ〜図８ｃは、図７に示すヘッドライトのリフレクタを構成する３つの領 域で反射される光線の等照度曲線図である。 図９は、実際に得られた光線の分布を示す等照度曲線図である。 図１には、本発明によるヘッドライトの構成要素である光源（１０）、リフレ クタ（２０）、スクリーン、すなわち遮蔽マスク（３０）、及びレンズ（４０） が示されている。 光源（１０）は、通常、白熱ランプのフィラメント、または放電ランプのアー クである。 遮蔽マスク（３０）の上縁は、例えば、逆Ｖ型を形成する２つの直線状部材に より定められ、ヨーロッパの関連規則に適合するロービームを発生するようにな っている。 レンズ（４０）は、例えば、１点フォーカスを有する平面レンズまたは凸状の 球面レンズ、あるいは環状レンズである。 リフレクタ（２０）は、フランス国特許公開第2 704 044号公報に記載されて いるような原理で構成されているが、本願発明との相異については後述する。 リフレクタ（２０）は、概ね下方に延び、かつ、やや湾曲している境界線に沿 って結合された、別々に形成された少なくとも２つのゾーンを備えている。 各ゾーンは、次のようにして形成されている。 まず、フランス国特許公開第2 704 044号公報に記載されている方法と同様に して、水平母線GHを描く。光源（１０）から発生した光線FIGは、形成するべき ゾーンの反射面に向かって、水平母線で反射して、光線GF2となり、仮想線であ る第２のフォーカス線LFSにおけるフォーカス点F2で交差する。交差する位置、 つまりフォーカス線LFSにおける光線の曲線座標は、光軸X-Xと半径F1Gとがなす 角度αの函数として変化する。この変化は、上述したフランス国特許公開2 704 044号公報の 第８頁最下行に記載されている水平母線の等式を用いて、容易に求めることがで きる。 フランス国特許公開第2 704 044号公報の構成と異なる点は、フォーカス線LFS により、反射された光線GF2を含む垂直面のリフレクタ部のフォーカス点を制御 できることである。 フォーカス線LFSは、いかなる曲線でも良く、また、形成される面が不連続と ならないように、とぎれていないのが良い。 図２に示す基本的な実施例において、リフレクタ（２０）は、光線を反射して 、フォーカス点F2にフォーカスを合わせるようになっており、光軸X-Xに沿った 遮蔽マスク（３０）からの距離は、フォーカス線LFSに沿って変化しうるように なっている。 リフレクタ（２０）を構成する各部分は、フォーカス点F1及びF2を有する回転 楕円面の基本部分であり、この回転楕円面のパラメータは、フォーカス点F2がフ ォーカス線LFSに沿って位置するように変化する。 上述のフォーカス線LFSの特徴によれば、遮蔽マスク（３０）の面に照射され る光線の照射幅、及び強度を制御することができる。光線の強度が増すと、フォ ーカス点F2は、遮蔽マスク（３０）から前方に離れて位置するようになっている ことを特徴としている。 図３は、リフレクタ（２０）のもう１つの縦断面図である。リフレクタ（２０ ）の後部（２０'）は、図２に示したものと同じように作用する。つまり、この 後部（２０'）は、光線を反射してフォーカス点F2に集光する。一方、リフレク タ（２０）の前部（２０"）は、フォーカス点F2から前方に離れた位置にあるフ ォーカス点F2'、つまり、レンズ（４０）に近い位置に光線を反射して集光する 。また、遮蔽マスク（３０）の面に対する光線の照射強度、つまり、反射光の強 度を自由に増すことができる。 図２及び図３に示した光学的動作を行う反射面は、フランス国特許公開第2 70 4 044号公報の第９頁に記載されている、面に関する等式を用いて容易に形成す ることができる。 上述のように設計した面を、２つまたはそれ以上のうちの１つの部分に用いる ことができる場合、リフレクタ（２０）は、第１ゾーンと、少なくとも１つの第 ２ゾーンにより構成される。第１ゾーンは、フォーカス線LFSと、光源が照射し た光線がなす角度αの写像として、フォーカス線LFS上にあるフォーカス点F2の 位置を移動させる規則とにより構成される。第２ゾーンは、フォーカス点F2の位 置を移動させるもう１つの規則により、また必要ならば、第１ゾーンに対応する 軌跡とは異なるフォーカス線LFSの軌跡により構成される。 また、本発明の主要な特徴によると、リフレクタの第１ゾーンと第１ゾーンに 隣接するゾーンとの間で、フォーカス点F2を移動させる規則は、第１ゾーンによ り遮蔽マスク（３０）の面に照射された光線と、隣接するゾーンにより同じ面に 照射された光線とを、横方向で重なるようにするものである。 このことは、２つのゾーンの間の境界線を挟んで隣接する第１ゾーン、及び第 ２ゾーンの所定の各部分に対して、各フォーカス線LFS上のフォーカス点F2を移 動させる規則を、ゾーンのこれらの部分が反射する光線によりカバーする水平角 の範囲を重ねるように設定することにより実現できる。これら２つのゾーンの間 にある境界線は、隣接する反射面に数理的な差異がないように、僅かに湾曲して いる。 さらに、各フォーカス線LFSの軌道により、及びこれらフォーカス線上での移 動の規則Ｆ２＝ｆ（α）により構成される２つのゾーンの反射面のパラメータは 、隣接する２つのゾーンの間で、境界線が概ね垂直に形成されるように選ばれる 。 これを実現するためには、遮蔽マスク（３０）の面に対する各フォーカス線LF Sの軸方向の位置を、水平偏差によって重なる領域となるゾーンの部分に対して 、互いに近接させなければならない。 図４は、本発明によるヘッドライトのリフレクタの実施例を図解的に示してい る。 このヘッドライトのリフレクタ（２０）は、ほぼ中央を通る境界線（２１）に より分割され、上述のように設計されたゾーン、つまり側部（２０ａ）及び側部 （２０ｂ）を有している。 図５ａ及び図５ｂには、これら２つのゾーンにより反射された光線を、それぞ れ遮蔽マスク（３０）を通過させて、レンズ（４０）で投影した場合の光線分布 が示されている。 側部（２０ａ）で反射され、遮蔽マスク（３０）とレンズ（４０）を通過した 光線は、投影スクリーンの垂直軸に対して、概ね右側に偏っており（図５ａ）、 側部（２０ｂ）で反射され、遮蔽マスク（３０）とレンズ（４０）を通過した光 線は、投影スクリーンの垂直軸に対して、概ね左側に偏っている（図５ｂ）。 偏った各光線の縁は、鋭く角ばってはいないが、等照度曲線の間隔をもって示 されているように、光線量がかなり減少している。２つの側部（２０ａ）（２０ ｂ）間の境界の縁が、光線の一定水平偏差ラインとずれた場合、つまり、水平偏 差ラインが、反射光線に同等の水平偏差を与える各ゾーンのフォーカス線に重畳 されない場合には、縁は角ばらない。通常、これは、境界線（２１）に隣接する 側部（２０ａ）（２０ｂ）で反射した光線が照射する部分において、２つのゾー ンの異なる軸方向位置にフォーカス線LFSを設定することにより、また、境界線 （２１）を、上述のようにして構成された２つの面の間にある交差線とすること により、実現することができる。 このようにして、２つの光線は、軸上に集光し、光線の多くが漸進的に混和さ れるとともに、均一性に優れた、概ね１本の光線となる（図６）。 図７は、本発明によるヘッドライトのリフレクタの第２の実施例を示している 。この実施例において、リフレクタ（２０）は、側部（２０ａ）、側部（２０ｂ ）、及び側部（２０ａ）（２０ｂ）を分割する細長い中央部（２０ｃ）の３つの ゾーンを備えている。また、各面を設計する際に用いるパラメータにより、隣接 するゾーンの間にある境界線（２１）及び境界線（２２）が、一定水平偏差ライ ンに一致しないようになっており、これにより、図８ａ、図８ｂ、及び図８ｃに 示す、対応する３つの各光線は、漸進的にフェーディングする縁を有している。 これにより、光線は混和し、概ね均一な光線が形成されて、図６の場合と同等の 光量で、中央によりよく集光するようになる。 中央部（２０ｃ）の幅及び横方向の長さ（必要ならば厚さ）を変えることによ り、照射するための光線を、高い順応性をもって変化させることができる。 もちろん、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の範 囲内において、この技術分野の当業者が考えうるあらゆる変形、及び修正した構 成を含むものである。 特に、本発明によるヘッドライトのリフレクタは、必要に応じて、多くのゾー ンに再分割可能とされ、光線は、規制及び視覚的快適性の両方の光度要件を満た すように機能するようになっている。 また、本発明は、カットオフ（遮蔽マスク（３０）が遮蔽しない部分）に限定 されずに、あらゆるタイプの光線を発生させることができる。 さらに、本発明においては、１つのリフレクタ、例えば楕円形リフレクタの異 なる２つのゾーンにより照射される２つの光線が、点光源でないために重なる場 合とは、基本的に異なっているという点が重要である。つまり、従来、光線の重 なりが制御できない程度になってしまった時でも、本発明を適用することができ る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．所定の形態の光線を発生し、光源（１０）と、光源（１０）の近くに第１ のフォーカス点を有する楕円形のリフレクタ（２０）と、リフレクタ（２０）の 前方に位置するレンズ（４０）とを備える自動車用のヘッドライトであって、リ フレクタ（２０）は、互いに隣接し、かつ、前記レンズ（４０）のフォーカス領 域に、幅が予め設定され、水平方向に互いに重なる光線を形成する少なくとも２ つのゾーン（（２０ａ）（２０ｂ）または（２０ａ）（２０ｂ）（２０ｃ））を 備えていることを特徴とするヘッドライト。 ２．前記リフレクタ（２０）の各ゾーン（（２０ａ）（２０ｂ）または（２０ ａ）（２０ｂ）（２０ｃ））は、水平母線（GH）を有する面を備え、光源（１０ ）が発生した光線（F1G）の反射光である光線（GF2）が垂直面にあり、この垂直 面は、フォーカス点（F2）で仮想線（LFS）と交差し、その曲線座標は、所定の 規則に従って、前記仮想線（LFS）上を移動することを特徴とする請求項１記載 のヘッドライト。 ３．各ゾーンにある前記仮想線（LFS）は、連続していることを特徴とする請 求項２記載のヘッドライト。 ４．各ゾーンにある前記仮想線（LFS）は、曲線であることを特徴とする請求 項２または請求項３記載のヘッドライト。 ５．各仮想線（LFS）は、レンズ（４０）のフォーカス領域から、前記リフレ クタ（２０）の光軸（X-X）と平行な方向に離れており、その距離は、前記仮想 線が前記光軸（X-X）から横方向に離れている距離よりも、大であることを特徴 とする請求項４記載のヘッドライト。 ６．リフレクタ（２０）の各ゾーンにおいて、水平母線（GH）で反射した光線 （GF2）を含む垂直面にある前記リフレクタ（２０）の垂直部は、仮想線（LFS） の前記関連するフォーカス点（F2）に、前記光線を集光し、前記仮想線（LFS） は、第２のフォーカス線（LFS）であり、前記フォーカス点（F2）は、第２のフ ォーカス点であることを特徴とする、請求項２〜５のいずれかに記載のヘッドラ イト。 ７．ゾーンの少なくとも一部において、垂直部の前部（２０"）は、前記関連 するフォーカス点（F2）とレンズ（４０）との間にあるもう一方のフォーカス点 （F2'）に反射する光線を集光するようになっている、請求項６記載のヘッドラ イト。 ８．２つの隣接するゾーンにある境界線（（２１）または（２１）（２２）） の一側方において、前記ゾーンの垂直部は、離れている第２のフォーカス線（LF S）を有することを特徴とする請求項６または請求項７記載のヘッドライト。 ９．前記境界線（（２１）または（２１、２２））は、前記ゾーンの面と交差 して形成され、かつ、前記ゾーンの各一定水平偏差線から離れていることを特徴 とする請求項８記載のヘッドライト。 １０．リフレクタ（２０）は、リフレクタ（２０）のほぼ中央で水平に延びる 境界線（２１）により分割された２つのゾーン（２０ａ）（２０ｂ）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。 １１．リフレクタ（２０）は、リフレクタ（２０）の光軸（X-X）の両側にあ る２つの境界線（２１）（２２）により分割された３つのゾーン（側部（２０ａ ）（２０ｂ）及び中央部（２０ｃ））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。 １２．リフレクタ（２０）の中央部（２０ｃ）は、２つの側部（２０ａ）（２ ０ｂ）よりも、水平方向に細くなっていることを特徴とする請求項１１記載のヘ ッドライト。 １３．リフレクタ（２０）は、カットオフビームを発生するために、前記レン ズ（４０）のフォーカス領域に設けられた遮蔽マスク（３０）を含むことを特徴 とする請求項１〜１２のいずれかに記載のヘッドライト。 １４．前記第２のフォーカス線（LFS）は、遮蔽マスク（３０）とレンズ（４ ０）との間で、軸方向に形成されていることを特徴とする、請求項６〜９のいず れかと組み合わせた請求項１３記載のヘッドライト。