JP3005955B2 - 灯 具 - Google Patents

灯 具

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JP3005955B2
JP3005955B2 JP10107880A JP10788098A JP3005955B2 JP 3005955 B2 JP3005955 B2 JP 3005955B2 JP 10107880 A JP10107880 A JP 10107880A JP 10788098 A JP10788098 A JP 10788098A JP 3005955 B2 JP3005955 B2 JP 3005955B2
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    • F21—LIGHTING
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    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/40—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the combination of reflectors and refractors
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    • F21—LIGHTING
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  • Securing Globes, Refractors, Reflectors Or The Like (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、灯具に関するもの
であり、詳細には車両用のヘッドランプ、フォグランプ
などの照明用灯具、同じく車両用のテールランプ、ター
ンシグナルランプなどの信号用灯具、或いは、道路交通
用信号灯、鉄道用信号灯などに適する灯具の構成の提供
を目的とするものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の灯具の構成の例を示すも
のが図６〜図８であり、先ず、図６に示す灯具９０にお
いては、基本構成としては焦点の位置に光源９１を配置
した回転放物面反射鏡９２と、レンズカット９３ａが施
されたレンズ９３とから構成され、前記回転放物面反射
鏡９２で平行光線の反射光を得て、その反射光をレンズ
９３のレンズカット９３ａで適宜に拡散し配光特性を得
るものである。
【０００３】また、図７に示す灯具８０においては、灯
具８０の取付状態での垂直方向断面には光源８１を焦点
とする放物線が表れ、水平方向の断面（図示の状態）に
は直線が表れる放物柱反射面の複数が複合された複合反
射面８２と、レンズカットが施されず素通し状とされた
レンズ８３とから構成されるものであり、前記複合反射
面８２自体で配光特性を得るものである。
【０００４】更に、図８に示す灯具７０においては、光
源７１を第一焦点とする回転楕円反射面若しくは複合楕
円面、楕円自由曲面とした楕円系反射面７２と、非球面
レンズ７３と、必要に応じて設けられるシェード７４と
から構成され、第二焦点に集束して生じる光源像を非球
面レンズ７３で拡大投影することで照射光を得るもので
あり、このときにシェード７４で不要部分を覆うこと
で、要求される配光特性の形状を得るものである。尚、
この楕円系反射面７２を採用する方式の灯具７０はプロ
ジェクタ型と称されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の構成において、図６に示した灯具９０の構成で
は、レンズカット９３ａに光学的に度の強いものが要求
され、これによりレンズ９３は肉厚変化が大きいものと
なり、結果として透視性が低下して、現在市場で好まれ
ている透明感、奥行感に優れる外観が得られない問題点
を生じている。
【０００６】また、図７に示した灯具８０においては、
レンズ８３にレンズカットが施されることなく素通し状
であるので、確かに透明感に優れる外観が得られるもの
とはなるが、例えば、奥まった位置にある複合反射面８
２で配光特性を形成するので配光特性の左右幅が確保し
難いなど、配光特性の形成に制約を受ける問題点を生じ
ている。
【０００７】更に、図８に示した灯具７０においては、
奥行が深くなり設置などに困難を生じる問題点を生じる
と共に、非球面レンズ７３の外径は小さいものとなり、
この灯具７０を前照灯として採用するときには、発光面
積が小さいものであるので対向車からの視認性に劣るも
のとなる問題点を生じる。
【０００８】加えて、上記従来の構成の灯具７０〜９０
は何れも広く使用されているものであるので他との差別
化が難しく、デザイン面で斬新性を得るのが困難であ
り、また、上記従来の構成の灯具７０〜９０において
は、光源に対する光束利用率が奥行により左右されるの
で、市場の要求などにより薄型化したときには効率が低
下する問題点も生じている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来の
課題を解決するための具体的手段として、バルブ中心軸
上で且つ光源の近傍に第一焦点を配置すると共に、前記
第一焦点を通り前記バルブ中心軸から適宜に傾く斜線上
に第二焦点を配置して前記バルブ中心軸と前記斜線とを
含む面上に楕円を想定し、該楕円を前記バルブ中心軸を
軸とし回転したときに、この灯具を正面から見る状態で
反射面が表れる側で形成した傾斜楕円回転面反射鏡と、
前記楕円の前記第二焦点近傍に焦点を有し光軸を前記バ
ルブ中心軸と略平行とする非球面レンズの断面形状を前
記バルブ中心軸を軸として回転して得られるリング状シ
リンドリカルレンズとから成ることを特徴とする灯具を
提供することで課題を解決するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明を図に示す実施形
態に基づいて詳細に説明する。図１および図２は本発明
の第一実施形態を示すものであり、図中に符号１で示す
ものは本発明に係る灯具である。そして、この灯具１は
基本的に白熱電球、放電灯などによる光源２と、傾斜楕
円回転面反射鏡３と、リング状シリンドリカルレンズ４
とから構成されている。
【００１１】前記光源２は、ガラス管球などによるバル
ブ２ａと、このバルブ２ａの中心であるバルブ中心軸Ｘ
上に位置する発光源２ｂとから構成されている。尚、光
源２として白熱電球を選択するときにはダブルフィラメ
ントのものを採用しても良いが、この第一実施形態では
前記バルブ中心軸Ｘ上に位置する発光源２ｂを基準とし
て以下の説明を行う。
【００１２】本発明では、前記傾斜楕円回転面反射鏡３
を形成するにあたり、バルブ中心軸Ｘ上の発光源２ｂの
位置を第一焦点Ｆ１として設定する。そして、前記第一
焦点Ｆ１を通り、前記バルブ中心軸Ｘから適宜に傾く斜
線Ｙを想定し、この斜線Ｙ上に第二焦点Ｆ２を設定す
る。
【００１３】そして、前記第一焦点Ｆ１と第二焦点Ｆ２
とを焦点とする適宜な楕円ＲＯを想定し、この楕円ＲＯ
をバルブ中心軸Ｘを軸として回転させると、傾斜した楕
円が回転することによる軌跡が得られるものとなり、こ
の軌跡中から灯具１を正面から見る状態で反射面が表れ
る位置を採用することで傾斜楕円回転面反射鏡３が得ら
れるものとなる。
【００１４】また、上記傾斜楕円回転面反射鏡３を形成
する過程で、前記楕円ＲＯの第二焦点Ｆ２の位置に焦点
を有し、光軸Ｚをバルブ中心軸Ｘと略平行とする焦点距
離ｆ＝１０〜６０mmの非球面レンズを設計し、その非球
面レンズの光軸Ｚを通る断面形状を想定し、この断面形
状もバルブ中心軸Ｘを軸として回転させれば、同時にリ
ング状シリンドリカルレンズ４の形状が得られるものと
なる。
【００１５】尚、灯具１として完成した状態での前記リ
ング状シリンドリカルレンズ４が設定される位置は、例
えば照射光の放射角度など、この灯具１に要求される配
光特性により前記光軸Ｚ上で適宜に移動が行われるもの
となり、その移動の範囲は、前記第二焦点Ｆ２を、前記
リング状シリンドリカルレンズ４の焦点から前端までと
する範囲である。以上が本発明における灯具１の基本的
な構成である。
【００１６】このように灯具１を構成したことで、傾斜
楕円回転面反射鏡３に反射する発光源２ｂの像は、回転
が行われてリング状となる第二焦点Ｆ２の位置に集束す
るものとなり、同様にリング状となる。そして、上記リ
ング状の発光源２ｂの像をリング状の焦点を有するリン
グ状シリンドリカルレンズ４で照射方向に投影するもの
であるので、この灯具１の生成する配光特性も基本的に
は中心に光が配布されないリング状となる。
【００１７】但し、配光特性としては発光源２ｂの像を
拡大投影するのが通常であるので、光が配布されていな
い中心部分も、灯具１から適宜距離を離れることで、周
囲からの光が配布され解消されるものとなり、結果とし
ては円形の配光特性が得られる。また、このときに、リ
ング状の第二焦点Ｆ２に沿う形状とし、且つ、配光特性
上の不要部分を遮蔽するリング状シェード５を設けれ
ば、配光特性の形状の変更は自在となる。
【００１８】この第一実施形態では、上記の一基本的な
構成に加えて、光源２からの光の利用効率を一層に向上
させるために、中央非球面レンズ６を設けるものであ
り、この中央非球面レンズ６は光軸を前記バルブ中心軸
Ｘに一致させ、且つ、光源２の発光源２ｂの位置に焦点
を略位置させるものである。
【００１９】このようにすることで、前記中央非球面レ
ンズ６は、発光源２ｂからの前記傾斜楕円回転面反射鏡
３に捕捉されない光を照射光として利用できるものとな
り、同時にリング状シリンドリカルレンズ４の中央部に
生じている穴部４ａに設けられるものであるので、灯具
１の前面の全てが発光するものとなる。このときに、上
記に記載したように配光特性に形状の変更が必要である
ならば、前記発光源２ｂに対しても中央部シェード７を
設けることも自在である。
【００２０】また、前記リング状シェード５、或いは、
リング状シェード５と中央部シェード７とが設けられて
いる場合、これらシェード５、７のレンズ４、６側の面
に例えば当該の灯具１が取付けられた自動車の車体色と
同色を着色しておけば、昼間など非点灯時には、これら
着色されたシェード５、７がレンズ４、６により拡大さ
れて見え、車体色の灯具１として観視させられるものと
なる。このときに、前記リング状シリンドリカルレンズ
４のレンズホルダ部４ｂも同色に着色を行えば一層に効
果が高められるものとなる。
【００２１】また、同様に黒色に着色しておけば、光源
２の非点灯時にはレンズ４、６は黒色として観視される
ものとなるので、例えば太陽光がレンズ４、６面から入
射して生じる、いわゆる疑似点灯の発生も、少ないもの
とし、例えば交通信号灯として使用したときの誤認を防
止できるものとなる。また、このときに、下記に説明す
るようにキャップ状フィルタ１０により灯具１の発光色
が設定されるものとし、レンズ４、６を無色のものとし
ておけば、一層に効果的である。
【００２２】図３、図４は本発明の第二実施形態、第三
実施形態を要部で示すものであり、灯具１にリング状シ
リンドリカルレンズ４のみが設けられている場合には、
図３に第二実施形態として示すように、このリング状シ
リンドリカルレンズ４をフレネルレンズ化してリング状
フレネルレンズ４′としても良い。
【００２３】また、中央非球面レンズ６が併設されてい
る場合には、図４に第三実施形態として示すように、前
記リング状シリンドリカルレンズ４と中央非球面レンズ
６の双方をフレネルレンズ化してリング状フレネルレン
ズ４′、非球面フレネルレンズ６′としても良く、更に
は、図示は省略するが、何れか一方のみをフレネル化し
ても良いものである。
【００２４】尚、このフレネル化を行う際に、通常のフ
レネル化の手法として行われているようにピッチを微細
化して行い、リング状シリンドリカルレンズ４および／
あるいは中央非球面レンズ６を、あたかも板状として見
えるようにしても良いが。例えばフレネル化のピッチを
３mm程度と比較的に大きくし、あたかもクリスタルガラ
スのような透明感と輝き感のあるものとしても良い。
【００２５】図５は、本発明の第四実施形態を示すもの
であり、この第四実施形態では前記リング状シリンドリ
カルレンズ４（または、リング状フレネルレンズ４′で
あっても良い）の穴部４ａに対応して、前記発光源２ｂ
を焦点とする回転放物面反射鏡８を設けるものである。
従って、穴部４ａから放射される光は平行光線となるの
で、穴部４ａには前記した平行光線を適宜に拡散する、
例えば従来例の回転放物面反射鏡を採用した灯具（図６
参照）と同様なプリズムレンズ９が設けられている。
【００２６】ここで、図５中に符号１０で示すものはキ
ャップ状フィルタであり、このキャップ状フィルタ１０
はキャップ状に形成されて前記光源２を覆い、フロスト
加工などが行われていて前記光源２から放射される光に
適宜な拡散を与え、配光特性に生じる照度ムラを緩和し
たり、或いは、着色が行われていて灯具１として照射さ
れる光に着色を行うものである。尚、このキャップ状フ
ィルタ１０は第一実施形態の灯具１に設けられていても
良いものである。
【００２７】
【発明の効果】本発明により灯具を以上に説明した構成
としたことで、先ずデザイン面においては、点灯時、非
点灯時を問わずリング状シリンドリカルレンズと中央部
非球面レンズが存在することで、従来にない斬新なデザ
インを提供できるものとなり、従来方式の灯具との相違
が主張でき、注目度が増すなどして商品性が高まる優れ
た効果を奏するものとなる。
【００２８】また、リング状シリンドリカルレンズが灯
具前面に大きな面積をもって存在することで、放射方向
にのみ曲率を有するリング状シリンドリカルレンズによ
り反射鏡は放射方向へのみの拡大が行われ、この点にお
いても従来にない斬新な見栄えの灯具が提供できるもの
となる効果も奏する。
【００２９】更に、レンズホルダー部を不透明化し、シ
ェードにも着色を行うなどすれば車体色灯具など、点灯
時と非点灯時とに異なる色彩の灯具の実現できるものと
なり、加えて、リング状シリンドリカルレンズおよび中
央非球面レンズをフレネルレンズ化すればあたかもクリ
スタルガラスのような外観も与えられるものとなり、即
ち、本発明によれば灯具に与えられるデザインのバリエ
ーションを数多いものとして商品性の向上に極めて優れ
た効果を奏するものとなる。
【００３０】また、性能面においては、反射鏡がニット
が傾斜楕円回転面とされたことで、奥行が浅くなり、灯
具全体が薄型化し設置性が向上するものとなる効果を奏
し、また、一つの光源からの光をリング状の第二焦点に
結像させることで、リング状シリンドリカルレンズの温
度を下げ、樹脂化も可能としコストダウンにも優れた効
果を奏するものとなる。
【００３１】更には、穴部に中央非球面レンズを設け
る、あるいは、回転放物面反射鏡を設けることで、光源
からの光の殆どを照射光として利用可能とし、光源に対
する光束利用率を向上させて、明るい灯具とし性能向上
にも優れた効果を奏するものであり、また、発光面積を
大きくし、対向車からの視認性も向上させる優れた効果
を奏するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る灯具の第一実施例を要部で示す
斜視図である。
【図２】 図１のＡ―Ａ線に沿う断面図である。
【図３】 本発明に係る灯具の第二実施例を要部で示す
断面図である。
【図４】 本発明に係る灯具の第三実施例を要部で示す
断面図である。
【図５】 本発明に係る灯具の第四実施例を示す断面図
である。
【図６】 従来例を示す断面図である。
【図７】 別の従来例を示す断面図である。
【図８】 更に別の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１……灯具 ２……光源 ２ａ……バルブ ２ｂ……発光源 ３……傾斜楕円回転面反射鏡 ４……リング状シリンドリカルレンズ ４ａ……穴部 ４ｂ……レンズホルダ部 ４′……リング状フレネルレンズ ５……リング状シェード ６……中央非球面レンズ ６′……非球面フレネルレンズ ７……中央部シェード ８……回転放物面反射鏡 ９……プリズムレンズ １０……キャップ状フィルタ Ｘ……バルブ中心軸 Ｙ……斜線 Ｚ……リング状フレネルレンズの光軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−260701（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−90401（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−85005（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−113903（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F21M 1/00 - 3/30 F21Q 1/00 - 3/02

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バルブ中心軸上で且つ光源の近傍に第一
    焦点を配置すると共に、前記第一焦点を通り前記バルブ
    中心軸から適宜に傾く斜線上に第二焦点を配置して前記
    バルブ中心軸と前記斜線とを含む面上に楕円を想定し、
    該楕円を前記バルブ中心軸を軸とし回転したときに、こ
    の灯具を正面から見る状態で反射面が表れる側で形成し
    た傾斜楕円回転面反射鏡と、前記楕円の前記第二焦点近
    傍に焦点を有し光軸を前記バルブ中心軸と略平行とする
    非球面レンズの断面形状を前記バルブ中心軸を軸として
    回転して得られるリング状シリンドリカルレンズとから
    成ることを特徴とする灯具。
  2. 【請求項２】 前記楕円の第二焦点が前記非球面レンズ
    の焦点から前端までのの範囲と成るようにして前記リン
    グ状シリンドリカルレンズの位置が設定されていること
    を特徴とする請求項１記載の灯具。
  3. 【請求項３】 前記リング状シリンドリカルレンズの中
    央に生じる穴部に、光源近傍を焦点位置とする非球面レ
    ンズが配置されていることを特徴とする請求項１記載の
    灯具。
  4. 【請求項４】 前記リング状シリンドリカルレンズのみ
    が設けられているときにはこのシリンドリカルレンズ、
    リング状シリンドリカルレンズと非球面レンズの双方が
    設けられているときには少なくとも一方がフレネルレン
    ズ化されていることを特徴とする請求項１〜請求項３何
    れかに記載の灯具。
  5. 【請求項５】 前記傾斜楕円回転面反射鏡のリング状と
    なる第二焦点近傍と、および、前記非球面レンズと光源
    との間とには、反射光、直射光の少なくとも一部を通過
    させるリング状シェードが設けられていることを特徴と
    する請求項３記載の灯具。
  6. 【請求項６】 前記リング状シリンドリカルレンズの中
    央に生じる穴部に対応して前記光源を焦点とする回転放
    物面反射鏡が前記バルブ中心軸と同軸として設けられて
    いることを特徴とする請求項３記載の灯具。
  7. 【請求項７】 前記傾斜楕円回転面反射鏡のリング状と
    なる第二焦点近傍には反射光の少なくとも一部を通過さ
    せるリング状シェードが設けられていることを特徴とす
    る請求項１記載の灯具。
  8. 【請求項８】 前記リング状シェードおよびレンズホル
    ダ部にはリング状シリンドリカルレンズの色以外の色で
    着色が成されていることを特徴とする請求項７記載の灯
    具。
  9. 【請求項９】 前記リング状シリンドリカルレンズの中
    央に生じる穴部に対応して、前記光源を焦点とし前記バ
    ルブ中心軸と同軸とする回転放物面反射鏡と、該回転放
    物面反射鏡からの光に対応するプリズムレンズとが設け
    られていることを特徴とする請求項１記載の灯具。
  10. 【請求項１０】 前記光源に、該光源からの光に対し拡
    散若しくは着色を行うキャップ状フィルタが設けられて
    いることを特徴とする請求項１〜請求項９何れかに記載
    の灯具。
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