JPH0324721B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、垂直な子午線断面が楕円でありかつ
水平方向の子午線断面が別の曲線であるリフレク
ターと、リフレクター頂点に近い楕円の焦点内に
配置された白熱コイルと、但し、リフレクターの
軸線に直角に交叉する平面を反射面と交叉させる
ことによつて生じる曲線は楕円であり、この楕円
の主軸が軸線に対して垂直に立ち、かつ１つの主
軸が子午線面にあるものとし、リフレクターに対
向させる焦線がリフレクター頂点から遠い楕円の
焦点と一致している収束レンズと、リフレクター
に対向せる収束レンズの焦点面内でリフレクター
の軸線の下方に配置された絞りとを有する自動車
用ヘツドライトに関する。この種のヘツドライト
は、公知であり、この場合このヘツドライトのリ
フレクターは、回転楕円体面の一部であり、した
がつてリフレクターの水平方向の子午線断面も楕
円である。従つて、収束レンズから出る、発散板
によつて影響されない原光束は、大体において収
束する光線によつて形成され、したがつて測定ス
クリーン上に円面形状の光点がHV点を中心に現
われる。

調光−ヘツドライト又はフオグランプに対して
この種の原光束を使用するために、光学的に有効
な手段は、水平方向に発散した光束が道路を照明
するようにリフレクターを覆う発散板に対して必
要である。更に、なお光学的手段は、道路前方を
照明する原光束の一部をもち上げるために必要で
ある。

本発明によるヘツドライトを用いると、原光束
は、既に発散板に対する光学的手段なしに水平方
向の光帯域として扇形に拡大されている。本発明
は、楕円体面形のリフレクター部分からリフレク
ター軸線に対して平行に射出された光束が光束の
射出方向たある、収束レンズの第２の焦点を介し
て水平方向に発散するという思想に基づく。

本発明による自動車用ヘツドライトは、収束レ
ンズの焦点距離がその半径方向の距離に対して異
なる大きさであり、収束レンズの全部の部分的範
囲が共通の焦点を有し、この焦点がリフレクター
頂点から遠い楕円の焦点と一致していることを特
徴とする。

本発明の好ましい他の構成は、特許請求の範囲
の従属項に記載されている、特許請求の範囲第１
項の記載は、特許請求の範囲第２項記載の他の構
成によりなお拡大することができる。特許請求の
範囲第６項によれば、補助レンズの有利な形が示
されており、これによつて光分布は、設定された
要件に良好に適合することができる。

なかんずく、現代の車体に有利に適合させるた
めには、大きい幅−高さ比率を有するヘツドライ
トが要求され、この場合この幅は、多くの場合に
高さの２倍を越える。しかし、楕円体面状ヘツド
ライト又は放物線−楕円体面状ヘツドライトの場
合、リフレクターの形状は、要求される明るさに
よつて十分に確定される。この要件は、特許請求
の範囲第５項によれば充たされる、すなわち大き
い幅及び少ない高さを有するヘツドライトが得ら
れる。ヘツドライトの高さ、ひいては光束の高さ
は、特許請求の範囲第８項の記載によりさらに減
少させることができる。

調光に対するヘツドライトの場合、リフレクタ
ーの下半分から射出した光束部分は、絞りによつ
て遮蔽され、したがつて調光束の形成に使用でき
ない。特許請求の範囲第１０項によれば、遮蔽し
た光束部分の一部は、なかんずく明暗限界よりも
低い良好な照明に関係する。その際、ヘツドライ
トは、白熱燈の大きい許容差に対して敏感でな
く、さらにリフレクターの利用しうる光束は拡大
される。

次に、本発明の多数の実施例を図面につき詳説
する。

第１図の自動車用ヘツドライトは、反射面１１
及び頂点１２を有するリフレクター１０を有し、
この頂点には、座標系の原点がｘ軸、ｙ軸及びｚ
軸により書き込んである。垂直の子午線断面１３
は、頂点１２を有する楕円のほぼ半分に近い焦点
１３′及び外の焦点１３″を有し、これら２つの焦
点はｘ軸上にある。焦点１３′には、ｘ軸に対し
て直角の縦方向を有する横の白熱コイル１４が配
置されている。水平方向の子午線断面１５は、ほ
ぼ放物線であり、この放物線の図示してない焦点
は、ｘ軸上にあり、焦点１３′と一致することが
できる。

両凸の収束レンズ１６は、そのリフレクター１
０に対向せる焦点面がリフレクター頂点から遠い
焦点１３″を含み、この焦点が焦点面にある収束
レンズ１６の１つの焦点１６′に一致するように
配置されている。収束レンズ１６の第２の焦点１
６″は、射出方向のｘ軸上にある。

絞り１７は、リフレクター１０に対向せる、収
束レンズ１６の焦点面内及びリフレクター１０の
ｘ軸よりも下に配置されている。絞り１７の有効
な端縁１８は、収束レンズ１６の焦点よりも僅か
に下にある。リフレクター１０及び収束レンズ１
６からなる全結像系の光軸１９は、座標系のｘ軸
に対して座標の原点を中心にほぼ2゜下向きに傾斜
している。

リフレクター１０の反射面１１は、次の方程
式： y²／4f_Pｘ＋z²／（2af_E−f_E ²）（2x／ａ−x²／a²）＝１ によつて記載される。この方程式において、f_Pは
水平方向の子午線断面内に生じる放物線の焦点距
離を意味し、f_Eは垂直方向の子午線断面内に生じ
る楕円の焦点距離を意味し、かつａは楕円の長軸
の長さを意味します。更に、ｘ，ｙ及びｚは、第
１図に記入した座標系に関連する座標を表わす。

平面をリフレクター１０の軸線に対して垂直に
反射面１１と交叉することによつて生じる曲線
は、楕円であり、この楕円の主軸は、リフレクタ
ーの軸線に対して垂直に立ち、この場合この楕円
の１つの主軸は、水平方向の子午線面２０にあ
る。

白熱コイル１４から射出した４つの限界光線
は、生じた原光束を象徴化しなければならない。

２つの光線２３，２３′は、リフレクター１０
の反射面１１の楕円範囲から焦点１３″で反射さ
れ、収束１６の主平面内でｘ軸と平行に走る。こ
れに対して、２つの光線２５，２５′は、リフレ
クター１０の反射面１１の放物体部分からｘ軸と
平行に反射され、収束レンズ１６の主平面内でそ
の焦点１６″で収束され、その後に水平方向に発
散される。この場合、絞り１７は、対向者の眩感
を惹起するような反射面１１の反射光線を遮断す
る。

第２図中のリフレクター１０の前面図は、この
リフレクターの頂点開口１２′、光軸１９内にあ
る、楕円又は放物線の焦点１３′及び１５′、なら
びに５列の表面要素３３，３３′；３４，３４′及
び３５を有する反射面１１を示し、この場合全部
の列は、専らそれぞれ２つ宛外に基準数が設けら
れた、点として図示された10個の表面要素を有す
る。

第３図は、HV点で交叉する垂直のVV線及び
水平のHH線を有する測定スクリーンを示す。略
示したにすぎない絞り１７の線部１８は、HH線
よりも上方にあり、HV点は、水平方向と垂直方
向との交叉点である。第２図中の表面要素３３，
３３′；３４，３４′及び３５は、種々の大きさの
矩形としての螺旋結像を生じる。表面要素３３及
び３３′の螺旋結像は、HV点で集中している。
螺旋結像３５は、HV点から最も離れて存在し、
この場合リフレクター１０の縁部９に隣接した表
面要素３５は、HV点から最も離れた螺旋結像を
形成する。表面要素３４，３４′は、傾斜せる螺
旋結像を生じる。螺旋結像は、水平方向にほぼ4゜
高い光帯域を形成する。

リフレクター１０及び収束レンズ１６からなる
全結像系の光軸１９は、座標系のｘ軸に対して座
標原点を中心にしてほぼ2゜下向きに傾斜してい
る。第３図から認めることができるように、絞り
１７は、傾斜せる螺旋結像のそれぞれ１つの外角
を遮蔽するにすぎない。

第４図は、調光用のヘツドライトによつてリフ
レクター１０、反射面１１及び頂点１２を有する
水平方向の子午線断面を示す。水平方向の子午線
断面１５は、放物線であり、その焦点１５′は、
座標系のｘ軸上にあり、この焦点は、楕円を形成
する垂直の子午線断面の、頂点に近い焦点１３′
とほぼ一致している。白熱コイル４４は、軸線方
向のコイルとして構成され、かつ共通の焦点１
３′／１５′を有する。

収束レンズは、湾曲したフレネルレンズ４６と
して、２つの部分範囲４７及び４８が図示されて
いる。ｘ軸に対して集中した多数の円環面状の部
分範囲と一緒に構成されている。全部の部分範囲
４７，４８は、リフレクター側で共通の焦点４
６′を有し、この焦点は、楕円１３の、頂点から
遠い第２の焦点１３″と一致している。しかし、
焦点距離４７″，４８″は、フレネルレンズ４６の
半径方向の距離に対して種々の大きさであり、す
なわち縁部４９に向つて減少する。リフレクター
１０と反対側の、レンズ４６の焦点４７′，４
８′は、ｘ軸上の異なる位置にある。絞り１７の
光学的に有効な縁部は、共通の焦点１３′／４
６′よりも僅かに下方にある。焦点光線７及び８
は、ｘ軸と平行に部分範囲４７又は４８に当り、
共属せる焦点４７′，４８′方向に転向する。全部
の部分範囲の、リフレクター１０と反対側の焦点
は、中心範囲５０の図示してない焦点よりもレン
ズ４６に近いので、射出した光束は、調光に対し
て比較的に大きい水平方向の発散を有する。

第４図のヘツドライトとほぼ同じ効果は、環状
の補助収束レンズ５６として構成されたフレネル
レンズが両凸の収束レンズ１６とは逆方向の光線
方向に設けられているという点で異なる第５図の
変異を示す。補助収束レンズ５６は、大体におい
て光束の周辺光線を包括し、収束レンズ１６と一
緒になつて共通の焦点１６′／５６′を有する１つ
の系を形成し、この焦点は、レンズ１６の焦点１
６′と一致している。この焦点は、楕円１３の頂
点から遠い焦点１３″（第４図）と一致すること
ができる。この共通の系は、焦点面５５及び焦点
距離１６／５６″を有し；レンズ１６の焦点距離
は、１６″で図示されている。

２つの軸線に平行の光線７及び８は、部分範囲
５７，５８を通じてｘ軸方向に向い、その後にレ
ンズ１６を通じて焦点５７′方向に転向する。レ
ンズ１６は、補助収束レンズ５６によつて影響さ
れない光線６を屈折してリフレクターから遠い焦
点１６′に致らしめ、この焦点は、焦点５７′より
もレンズ１６から離れた距離を有する。

更に、補助収束レンズは、２つの横方向の扇形
又は２つの横方向の円面部分からなることがで
き、この場合２つの扇形又は円面部分は、垂直の
中心面に対して面対称に配置されている。更に、
収束レンズは、フレネルレンズとして構成するこ
とができる。

第６図は、ヘツドライトの垂直断面図を示し、
第７図は、ヘツドライトの水平断面図を示し、こ
の場合発散レンズ６１と補助収束レンズ６２とか
らなる１つの系は、リフレクター１０と収束レン
ズ１６との間に配置されている。この場合、補助
収束レンズ６２の、リフレクターに近い焦点６
２′と、発散レンズ６１の焦点６１′は、一致し；
補助収束レンズ６２の、リフレクターから遠い焦
点６２′と、収束レンズ１６の１つの焦点は、同
様に一致し（又は近接し）；さらになおリフレク
ター１０の楕円の、リフレクターから遠い焦点１
３′と、発散レンズ６１の相当する焦点６１′は、
一致している。更に、収束レンズ１６の焦点距離
１６″は、補助収束レンズ６１の焦点距離６１″よ
りも小さい。

垂直の中心面内にある２つの周辺光線１及び２
は、射出した光束がその高さの点でリフレクター
射出面の高さに比して小さいことを明らかにし、
水平方向の中心面内にある２つの周辺光線３及び
４は、射出した光束の幅がリフレクター開口の幅
に比して大きいことを明らかにする。この場合、
発散レンズ６１とリフレクター１０との距離６３
は、射出した光束の高さを定め、補助収束レンズ
６２と発散レンズ６１との距離６０は、射出した
光束の幅を定める。

第８図の調光ヘツドライトによる垂直断面図
は、光線方向に楕円１３の焦点１３′の前方にず
れている白熱コイル７４を示す。レンズ７６は、
焦点７７′及び焦点距離７７″を有する上半分７７
と、焦点７８′及び焦点距離７８′を有する下半分
７８とからなる。焦点距離７８″は、焦点距離７
７′に対して差７５だけ大きく、白熱コイル７４
の端部から出る２つの限界光線７２，７３は、こ
の差だけｘ軸に対して互いに離れている。レンズ
の上半分７７の焦点７７′と、楕円１３の、リフ
レクターから遠い焦点１３′は、一致している。
第９図は、第８図のヘツドライトの変異を示し、
この場合白熱コイル７４は、光線方向とは逆方向
にずれており、すなわち焦点１３′は、白熱コイ
ル７４の前方にある。この場合、楕円１３の、リ
フレクターから遠い焦点１３′と、レンズの下半
分７８の焦点７８′は、一致している。白熱コイ
ル７４の２種類の焦点からのずれは、下向きの、
対向者を眩惑しない光束を生じる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明による自動車用ヘツドライトの
多数の実施例を示し、第１図は、絞り及び収束レ
ンズを有するリフレクターからの光路図、第２図
は、反射面上に４列の点として図示された表面要
素を前面から見た、第１図のリフレクターを示す
略図、第３図は、第２図の表面要素の螺旋結像を
有する測定スクリーンを部分的に示す略図、第４
図は、光束を水平方向に大きく発散するためのヘ
ツドライトからの光路図、第５図は、第４図のヘ
ツドライトの別法からの光路図、第６図は、大き
い幅−高さ比率を有する光束に対してヘツドライ
トを示す垂直断面図、第７図は、大きい幅−高さ
比率を有する光束に対してヘツドライトを示す水
平断面図、第８図及び第９図は、それぞれ普通に
遮蔽した光束が明明限界よりも低く照明すること
に関連する調光ヘツドライトを示す略図である。 ７，８……周辺光線、１０……リフレクター、
１１……反射面、１２……頂点、１３……楕円、
１３′，１３″……楕円の焦点、１５……子午線断
面、１６，４６，７６……収束レンズ、１６′，
４６′……収束レンズの焦点、１６″……収束レン
ズの焦点距離、１７……絞り、１８，４９……縁
部、１９……軸線、２０……子午線面、４７，４
８……部分範囲、５６，６２……補助収束レン
ズ、５６′，６２′……補助収束レンズの焦点、６
１……発散レンズ、６２″……補助収束レンズの
焦点距離、６３……距離、７２，７３……限界光
線、７４……白熱コイル、７５……差、７７……
収束レンズの上半分、７７″……収束レンズの上
半分の焦点距離、７８……収束レンズの下半分、
７８″……収束レンズの下半分の焦点距離。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 垂直な子午線断面が楕円でありかつ水平方向
   の子午線断面が別の曲線であるリフレクターと、
   リフレクター頂点に近い楕円の焦点内に配置され
   た白熱コイルと、但し、リフレクターの軸線に直
   角に交叉する平面を反射面と交叉させることによ
   つて生じる曲線は楕円であり、この楕円の主軸が
   軸線に対して垂直に立ち、かつ１つの主軸が子午
   線面にあるものとし、リフレクターに対向せる焦
   点がリフレクター頂点から遠い楕円の焦点と一致
   している収束レンズと、リフレクターに対向せる
   収束レンズの焦点面内でリフレクターの軸線の下
   方に配置された絞りとを有する自動車用ヘツドラ
   イトにおいて、収束レンズ４６の焦点距離がその
   半径方向の距離に対して異なる大きさであり、収
   束レンズ４６の全部の部分的範囲４７，４８が共
   通の焦点４６を有し、この焦点がリフレクター頂
   点から遠い楕円１３の焦点１３′と一致している
   ことを特徴とする、自動車用ヘツドライト。 ２ 収束レンズ４６の焦点距離がその縁部４９に
   向かうにつれて減少する、特許請求の範囲第１項
   記載のヘツドライト。 ３ 収束レンズ４６が湾曲したフレネルレンズと
   して構成されている、特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載のヘツドライト。 ４ 外の周辺光線７，８の少くとも一部を捉える
   補助収束レンズ５６が収束レンズ１６の範囲内に
   配置されており、収束レンズ１６の焦点１６′と、
   収束レンズ１６及び補助収束レンズ５６から形成
   された系の共通の焦点１６′／５６′が一致してい
   る特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれ
   か１項記載のヘツドライト。 ５ 補助収束レンズ５６がフレネルレンズとして
   構成されている、特許請求の範囲第４項記載のヘ
   ツドライト。 ６ 補助収束レンズ５６がリング面形を有するか
   又は２つの横の扇形もしくは２つの横の円面部分
   からなり、この場合２つの扇形又は２つの部分が
   垂直の中心面に対して面対象に配置されている、
   特許請求の範囲第５項記載のヘツドライト。 ７ 発散レンズ６１及び補助収束レンズ６２から
   なる光学系がリフレクター１０と収束レンズ１６
   との間に配置されており、リフレクターに近い補
   助収束レンズ６２の焦点６２′とリフレクターに
   近い発散レンズ６１の焦点６１′が一致しており、
   リフレクターから遠い補助収束レンズ６２′の焦
   点と収束レンズ１６の焦点１６′が近接し、殊に
   一致しており、リフレクターから遠い楕円１３の
   焦点１３′とリフレクターから遠い発散レンズ６
   １の焦点６１′が一致している、特許請求の範囲
   第１項記載のヘツドライト。 ８ 収束レンズ１６の焦点距離１６″が補助収束
   レンズ６２の焦点距離６２″よりも短い、特許請
   求の範囲第７項記載のヘツドライト。 ９ 発散レンズ６１とリフレクター１０との距離
   が射出した光束の高さを定め、補助収束レンズ６
   ２と発散レンズ６１との距離が射出した光束の幅
   を定める、特許請求の範囲第７項又は第８項記載
   のヘツドライト。 １０ 収束レンズ７６がレンズの上半分７７とレ
   ンズの下半分７８とからなり、レンズの下半分７
   ８の焦点距離７８″がレンズの上半分７７の焦点
   距離に対して差７５だけレンズの上半分７７の焦
   点距離７７″よりも大きく、白熱コイル７４の端
   部から出る２つの限界光線７２，７３がこの差だ
   けｘ−軸（系の光学）上で互いに離れている、特
   許請求の範囲第１項記載のヘツドライト。