JP2002505759A - 前ロスを防止する内キャビティを備えたビーム成形レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 長手方向前方に光を導く装置は、前方に面する前面（１０）、後方領域、並びにこの後方領域と前記前面との間に延び、湾曲した側壁（１３）を有するレンズ本体（１０）と、この本体内に形成され、コーナ（１７）を規定した側壁（１５）並びに前壁（１６）を有する後方キャビティ（１４）と、このキャビティ内の光源（２０）とを具備し、この光源により前記湾曲した側壁並びにコーナに向かう光線は、前方にコリメートされる。

Description

【発明の詳細な説明】 前ロスを防止する内キャビティを備えたビーム成形レンズ 発明の背景 金属製リフレクターや金属コーティングリフレクターは、これの共役焦点に配 置された光源からの照明ビームを成形するために、広く使用されている。しかし 、これらリフレクターの集光効率は、リフレクターの前面から直接射出される光 の不可欠のロスにより制限されている。このロスは、リフレクターを非実用的な 選択である、非常に深くすることのみにより防止され得る。 本発明の概要 本発明の目的は、上述したようなリフレクターの欠点を克服した、改良された ビーム成形レンズを提供することである。基本的には、本発明は、 ａ）前方に面する前面、後方領域、並びにこの後方領域と前記前面との間に延 び、湾曲した側壁を有するレンズ本体と、 ｂ）この本体内に形成され、コーナを規定した側壁並びに前壁を有する後方キ ャビティと、 ｃ）このキャビティ内の光源とを具備し、この光源により前記湾曲した側壁並 びにコーナに向かう光線は、前方にコリメートされる組合せでの、長手方向前方 に光を導く装置を具体化する。 本発明の他の目的は、キャビティに向かってオフセットされ、このキャビティ と前方でアラインメントされている部分を有するレンズ前面を提供する。良く見 られるように、前記前面のオフセット部分は、代表的には、前方に突出し、また 、前記キャビティは、鯛標的には円筒状である。 他の目的は、前方に対して窪んだキャビティの前壁をまた、前方にテーパ付け られた側壁を提供する。 本発明の他の目的は、好ましい形態で、一般のリフレクターと同じようにほぼ 円錐形を有するがガラスもしくはプラスチックのような透明材料で形成された支 持形成（ｂｅａｒｆｏｒｍｉｎｇ）レンズを提供する。このレンズは、出力ビー ムの光軸となる回転軸を中心とした対称の円筒形である。この主要な構成は、中 に光源が配置され、ほぼ円筒形の内キャビティである。 前記円筒キャビティの側壁は、光軸から離れる方向に光を屈折し、一方、円筒 キャビティの端壁は、光軸方向に光を屈折する。かくして、光源からの光は、側 方に進む成分と、前方に進む成分とに分けられ、これら成分間に使用されない方 向の扇形の部分が存在する。円筒キャビティを適切な形状にした場合には、この 使用されない方向の扇形の部分は、従来のリフレクターでは存在していない部分 であろう。 側方に進む光は、レンズの彎曲した外壁に当たり、外壁への光の入射角に応じ て全反射か金属コーティングかによって、射出面へと前方に屈折される。前方に 向かう光は、レンズの上面の膨らみ部か、両者の組合せによりコリメートされる 。 説明する実施の形態の詳細と同様に本発明の前記並びに他の目的や効果は、以 下の説明並びに図面から充分に理解されるであろう。 以下の３つの図は、各々が通常の白熱灯を備えた本発明の幾つかの変形例を示 す。実質的に全ての方向に放射するいかなる光源も適用可能である。 図１は、光学的基準に厳格に定められた、本発明に含まれるレンズを示す図で ある。 図２は、モールド方法による製造を容易にするために平坦なレンズ前面を有す る本発明に含まれる他のレンズを示す図である。 図３は、比較的大きな形状が、（透明プラスチックによるような）射出成型の ときに、冷却しながら収縮するのに従って平坦な前面のスランピングが生じない ように、僅かに突出した前面を有する、本発明に含まれる他のレンズを示す図で ある。 詳細な説明 図１は、前面１１と、窪んだ凸面レンズ１２と、前方に発散するように湾曲さ れた側壁１３と、コーナ１７で互いに交わった側壁１５並びに前壁１６を備えた 後側円筒キャビティ１４と、ポスト２２に支持されたフィラメント２１並びにガ ラス覆いを備えた白熱灯２０とを有するレンズ本体１０を示す。前記キャビティ は、前方に延びた軸１４ａを有する。 前記キャビティ１４の円形のコーナ１７は、フイラメント２１からの光が前面 １１に直接達するのを防止する主要な要素である。後方に進む光線３０は、湾曲 した側壁１３により反射されてコリメートされた光線となる。上方に向かう（即 ち、前方に向かう）光線３２は、コーナ１７に向かうか、向けられるが、理想的 には、前壁１６か側壁１５に当らなければならない。前壁１６に当る場合には、 ほとんど垂直な光線（前に進む）３３へと反射され、この光線は凸レンズ１２に より屈折されてコリメートされた光線３４となる。また、側壁１５に当る場合に は、ほとんど垂直でない光線３５へと屈折され、この光線は、湾曲した側壁１３ の最上部に当たり、コリメートされた光線３６へと反射される。 理想的にシーヤプである程度に応じて、コーナ１７はフィラメント２１からの 光が前面１１からでるときに損失するのを防ぐ。これは、通常のリフレクターを 有する場合には生じる。このことは、誘電体レンズの内方キャビティ１４が、通 常のリフレクターの代表的の前面のロスを防ぐシャプなコーナ１７を有するとい う、本発明の主要な教えである。 図２は、図１の本体１０と動作において類似しているが、モールド成形を容易 にするように全体的に平坦な前面４１を有する。内方キャビティ４４は、図１の 凸レンズ１２と同じコリメート機能を果たす湾曲した前面４６を有する。キャビ ティ４４の屈折側壁４５は、モールドからのレンズ本体４０の取り外しを容易に するように僅かに円錐形をしている。前面１１と側壁１３とは、前のものと同じ であるが、窪んだ凸レンズ１２は形成されていない。 図３は、本発明の比較的大きい実施の態様、例えば、自動車のヘッドライトに 対してモールドを容易にするように変更されたレンズ本体５０を示す。前面５１ は、平坦な前面の場合の代表的なスランピングを防ぐように僅かに前方に突出し ている。従って、レンズの側壁５３は、図１に示すレンズ１０の側壁１３とは、 形状が僅かに異なる。さらに、キャビティ５４は、光学デザインの他の自由度を 加えるように、僅かな曲率を有する側壁５５を有する。 従って、基本的なレンズ装置は、 ａ）前方に面する前面、後方領域、並びにこの後方領域と前記前面との間に延 び、湾曲した側壁を有するレンズ本体と、 ｂ）この本体内に形成され、コーナを規定した側壁並びに前壁を有する後方キ ャビティと、 ｃ）このキャビティ内の光源とを具備し、この光源により前記湾曲した側壁並 びにコーナに向かう光線は、前方にコリメートされることを特徴とする。 図１において、前記前面は、前記キャビティ方向にオフセットしかつ前記キャ ビティと前方でアラインメントした部分を有し、この前面のオフセット部分は、 前方に突出している。 図２において、キャビティの前壁は前方に対して窪んでおり、またキャビティ の側壁は、前方にテーパ付けされている。 図３において、レンズ本体の前面は、前方に向かって突出している。また、後 方のキャビティの側壁は、カップ形状を有し、後方に広がっている。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年４月５日（１９９９．４．５） 【補正内容】 請求の範囲 １．長手方向前方に光を導く装置において、ａ）前方に面する前面、後方領域 、並びにこの後方領域と前記前面との間に延び、湾曲した側壁を有するレンズ本 体と、 ｂ）この本体内に形成され、本体により規定された固形材を有さず、ガラスの 囲みから開口して離間した前壁と側壁とを有し、これら側壁と前壁とがシーヤプ なコーナの所で交じわっている後方キャビティと、 ｃ）このキャビティ内に配設された前記囲みに囲まれた光源とを具備し、この 光源により前記湾曲した側壁並びにコーナに向かう光線は、前方にコリメートさ れる組合せ。 ２．前記前面は、キャビティに向かってオフセットされ、このキャビティと前 方でアラインメントされている部分を有する請求項１の組合せ。 ３．前記前面のオフセット部分は、前方に突出している請求項２の組合せ。 ４．前記前面のオフセット部分は、前記キャビティの最前部の横方向のディメ ンションよりも大きい横方向のディメンションを有する請求項１の組合せ。 前記キャビティの側壁は、円筒形状をしている請求項１の組合せ。 ５．前記キャビティの前壁は、円筒形である請求項１の組合せ。 ６．前記キャビティの前壁は、前方に対して窪んでいる請求項１の組合せ。 ７．前記キャビティの側壁は、前方に向かってテーパが付けられている請求項 ５の組合せ。 ８．前記光源は、前記本体の最後部から前方にオフセットされている請求項１ の組合せ。 ９．前記レンズ本体の前面は、実質的に平坦である請求項１の組合せ。 １０．前記レンズ本体の前面は、前方に突出している請求項１の組合せ。 １１．前記レンズ本体の側壁は、カップ形状を有し、前方に広がっている請求 項１の組合せ。 １２．前記後方キャビティの側壁は、カップ形状を有し、後方に広がっている 請求項１の組合せ。 １３．前記本体の前面は、前記キャビティと前方でアラインメントし、かつこ れと離間した凹所を規定している請求項１の組合せ。 １４．前記シーヤプなコーナは、円形である請求項１の組合せ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．長手方向前方に光を導く装置において、ａ）前方に面する前面、後方領域 、並びにこの後方領域と前記前面との間に延び、湾曲した側壁を有するレンズ本 体と、 ｂ）この本体内に形成され、コーナを規定した側壁並びに前壁を有する後方キ ャビティと、 ｃ）このキャビティ内の光源とを具備し、この光源により前記湾曲した側壁並 びにコーナに向かう光線は、前方にコリメートされる組合せ。 ２．前記前面は、キャビティに向かってオフセットされ、このキャビティと前 方でアラインメントされている部分を有する請求項１の組合せ。 ３．前記前面のオフセット部分は、前方に突出している請求項２の組合せ。 ４．前記キャビティの側壁は、円筒形状をしている請求項１の組合せ。 ５．前記キャビティの前壁は、前方に対して窪んでいる請求項１の組合せ。 ６．前記キャビティの側壁は、前方に向かってテーパが付けられている請求項 ５の組合せ。 ７．前記光源は、前記本体の最後部から前方にオフセットされている請求項１ の組合せ。 ８．前記前面のオフセット部分は、前記キャビティの最前部の横方向のディメ ンションよりも大きい横方向のディメンションを有する請求項２の組合せ。 ９．前記レンズ本体の前面は、実質的に平坦である請求項１の組合せ。 １０．前記レンズ本体の前面は、前方に突出している請求項１の組合せ。 １１．前記レンズ本体の側壁は、カップ形状を有し、前方に広がっている請求 項１の組合せ。 １２．前記後方キャビティの側壁は、カップ形状を有し、後方に広がっている 請求項１の組合せ。