JPH0650109U - プロジェクタ型灯具用コンデンサーフレネルレンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外周部の分光現象を抑制し、周辺部のフレネ
ルステップによる配光ムラを解消したコンデンサーフレ
ネルレンズを構成する。 【構成】 コンデンサーフレネルレンズ１は、楕円反射
鏡面の第一焦点に点灯バルブを設けたリフレクタの前方
光軸上に、第二焦点とその焦点が略一致するように設け
たフレネル型のレンズである。フレネルレンズ１のフレ
ネルステップＳ１，Ｓ２…Ｓｎのステップ幅Ｐ１，Ｐ２
…Ｐｎは、単位面積におけるフレネルステップの体積が
略同一になるように構成してあり、中央から周辺に向か
ってステップ幅が徐減する構成にした。また周辺部フレ
ネルステップのレンズ面４は、内側部フレネルステップ
のレンズ面２によって構成する焦点と焦点位置を異にす
る拡散曲面とした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、プロジェクタ型の灯具に使用するコンデンサーレンズの改良に係り 、特に外周部の分光現象を改善したプロジェクタ型灯具用コンデンサーフレネル レンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より自動車のプロジェクタ型のヘッドランプとして、図９に示すように、 コンデンサーレンズ５０の後方光軸上に楕円反射鏡面５３を有するリフレクタ５ ２を配置し、該リフレクタ５２の第一焦点位置に点灯用のバルブ５４を設けると 共に、第二焦点位置とコンデンサーレンズ５０の焦点が略一致するような光学系 を構成し、光軸に向かってシェード５５を突設した構造のものが使用されている 。そして、図１１に示すように、シェード５５によって照射光束の一部をカット して、自動車の前照灯として適合した配光パターンＰを形成している。

【０００３】 しかし、この種のプロジェクタ型灯具は、コンデンサーレンズ５０が曲率が大 きい厚肉のレンズによって形成されているため、該レンズの外周部で分光現象が 生じるようになり、配光パターンＰにおいてカットラインＣＬ近傍（図１１に矢 印Ａで示す部分）で色ムラが発生する。また、レンズ厚によって灯具全体の重量 が増大するといった欠点があった。

【０００４】 このため、従来より上記プロジェクタ型灯具のコンデンサーレンズ５０を薄く するために、図１０に示すようなコンデンサーフレネルレンズ５１を構成したも のもある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、該コンデンサーフレネルレンズ５１は、図９のコンデンサーレンズ５ ０を破線で示すように径方向に等間隔同芯円状に分割した部分を平面上に並べ替 えたものであるから、レンズの重量が軽減する利点はあるものの、外周部での分 光現象が解消されない。更に、フレネル型にしたことにより、肉厚の変化の大き い周辺部（矢印Ｂ）において該周辺部のフレネルステップが、レンズをガラスで 成形した場合は成形固化時にダレを生じ、また樹脂によって成形した場合は固化 時の収縮によるヒケを生じるため、そのフレネルステップの形状が全面で均一に ならず、該部で屈折した光束が図１１に矢印Ｃで示すような不規則な配光ムラと なって現れ、眩光になるという問題を有していた。

【０００６】 本考案は、上記問題に鑑みてなされたものであり、レンズを軽量化するために フレネル型に成形したコンデンサーレンズにおいて、外周部の分光現象を抑制す ると共に、周辺部のフレネルステップが均一になり、配光ムラを解消したプロジ ェクタ型灯具用コンデンサーフレネルレンズを提供することを目的とするもので ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案に係るプロジェクタ型灯具用コンデンサー フレネルレンズは、略楕円反射鏡面を有するリフレクタの前方光軸上に配置し、 該リフレクタの第一焦点位置に点灯用のバルブを設けると共に、第二焦点位置と コンデンサーレンズの焦点が略一致するような光学系を構成してなるプロジェク タ型灯具に使用するフレネル型のコンデンサーレンズであり、上記フレネルレン ズのフレネルステップ幅を、単位面積における該フレネルステップの体積が略同 一になるように、中央から周辺に向かって徐減するように構成したことを要旨と するものである。

【０００８】 また、上記周辺部のフレネルステップのレンズ面を、理論的非球状曲面によっ て構成した内側部フレネルステップのレンズ面の焦点と焦点位置を異にする拡散 曲面とした構成にしたことを要旨とするものである。

【０００９】

【作用】 上記構成によれば、フレネルレンズのレンズステップの幅を、中央から周辺部 に向かって徐変減少する構造にしたことにより、外周部のフレネルステップの高 さが異常に高くなることがなくなる。これによって、肉厚の変化を小さくするこ とができるため、レンズの製造に際して、ガラスで成形する場合のダレや、樹脂 で成形する場合のヒケを解消し、全面に亙って均一なフレネルステップを構成す ることが可能となり、不規則な配光ムラを除去することができる。

【００１０】 また、周辺部のコンデンサーフレネルレンズステップ部を、拡散ステップ又は 内側部のレンズステップより焦点距離の長いレンズステップに変更したことによ り、該部透光の分光現象が抑制され、該部を透過する光束を拡散する。これによ って、プロジェクタランプのシェードによって形成されるカットライン上の色ム ラを少なくすると同時に、該カットライン上に照射する光束を完全に制御された ものとすることができる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案に係るプロジェクタ型灯具用コンデンサーフレネルレンズの実施 例を図面に従って説明する。 図１乃至図３は、本考案の第一の実施例を示すものであり、正面形状が略真円 のコンデンサーフレネルレンズ１であり、光軸を回転軸とした回転対称体を形成 したものである。このレンズのフレネルステップＳ１，Ｓ２，…Ｓｎのステップ 幅Ｐ１，Ｐ２，…Ｐｎは、単位面積におけるフレネルステップＳ１，Ｓ２，…Ｓ ｎの体積が略同一になるように形成されており、従って、ステップ幅Ｐ１，Ｐ２ ，…Ｐｎは、中央から周辺に向かって徐減する（Ｐ１＞Ｐ２＞…＞Ｐｎ）構造に なっている。

【００１２】 また、最外周のフレネルステップＳｎ、又は該最外周のフレネルステップを含 む外周部は拡散ステップ３となっており、該拡散ステップのレンズ面は、内側の フレネルステップの理論的非球状曲面のレンズ面２によって構成する該コンデン サーフレネルレンズ１の焦点Ｆ１と焦点位置Ｆ２を異にする、該レンズ面２より 曲率半径が大きいか、又は逆向きの曲率半径を持った凹曲面状からなる拡散曲面 ４を構成してある。

【００１３】 上記のように構成したコンデンサーフレネルレンズ１は、従来のプロジェクタ 型灯具と同様にリフレクタの前方光軸上に配置して使用するものである。そして 、上記コンデンサーフレネルレンズ１の構成によれば、外周部のフレネルステッ プの高さが異常に高くなることがなくなり、肉厚の変化を小さくすることができ ると共に、内側のフレネルステップと略一様な肉厚変化にすることができる。

【００１４】 上記構成のように、拡散ステップ３が分光現象が大きくなるコンデンサーフレ ネルレンズ１の外周部に構成してあり、該部を透過する光束を拡散するため、図 ４の配光パターンＰに示すように、カットラインＣＬ上の色ムラが非常に少なく なり、またカットラインＣＬ上にも制御された光束を出すことができるため、自 動車のヘッドランプとして使用した場合、道路標識等の視認距離を増大すること ができる。そして、外周部のフレネルステップを小さくして肉厚の変化が小さく なるため、レンズの製造に際して、ガラスで成形する場合のダレや、樹脂で成形 する場合のヒケを解消し、全面に亙って均一なフレネルステップを構成して不規 則な配光ムラを除去することができる。

【００１５】 また、内周部と外周部のフレネルステップが、単位面積当りの体積が略一定と なるようなステップ幅によって構成されているため、従来のフレネルレンズと比 較して薄くなり、重量が軽減すると共に、製造に際しての成形サイクルも短縮し て製造コストを引き下げることができる。

【００１６】 次に図５及び図６は、本考案に係るプロジェクタ型灯具用コンデンサーフレネ ルレンズの第二の実施例を示すものであり、前記第一の実施例と異なる構造部分 について説明する。 レンズの中央部を含む範囲Ｄの部分は、光軸を回転対称軸としたフレネルステ ップの理論的非球状曲面のレンズ面２によって構成する焦点Ｆ１を構成する。ま た、周辺部Ｅ，Ｇのレンズステップは、上半部最外周のレンズステップが焦点Ｆ ２，下半部外周のレンズステップが焦点位置Ｆ３となるように、それぞれ数ステ ップで段階的に徐変すると共に、上半部と下半部の部分Ｅ，Ｇは各フレネルステ ップ毎に円周方向に焦点を徐変した構造になり、Ｖ−Ｖ線断面における各終点距 離の長さには、Ｆ１＜Ｆ２＜Ｆ３の関係を持たせてある。

【００１７】 図７は、本考案に係るプロジェクタ型灯具用コンデンサーフレネルレンズの第 三の実施例を示すものであり、レンズの正面形状を楕円形に構成したものである 。このレンズのフレネルステップＳ１，Ｓ２，…Ｓｎは、それぞれ同楕円率によ って形成したステップライン５によって区画され、各ステップ幅Ｐ１，Ｐ２，… Ｐｎは、一方向（例えばＶ−Ｖ方向）を基準に採ったとき、その基準ライン上の 単位面積におけるフレネルステップＳ１，Ｓ２，…Ｓｎの体積が略同一になるよ うに設計されている。従って、ステップ幅Ｐ１，Ｐ２，…Ｐｎは、中央から周辺 に向かって徐減する（Ｐ１＞Ｐ２＞…＞Ｐｎ）ようになる。

【００１８】 また、中央部のフレネルステップに対する周辺部のレンズステップは、前記第 一実施例のように拡散ステップを構成しても、或は焦点距離を長くしたレンズス テップにすることもできる。そして、該構成のコンデンサーフレネルレンズ１を 光学系に配置したプロジェクタ型灯具では、図８に示すようにレンズの長軸方向 に拡散した前照光束の配光パターンＰを形成することができ、この配光は破線で 示す前記第一及び第二の実施例のレンズの配光パターンと比較すると明確である 。

【００１９】

【考案の効果】

本考案に係るプロジェクタ型灯具用コンデンサーフレネルレンズは、上記の如 くフレネルレンズのレンズステップの幅を、中央から周辺部に向かって徐変減少 する構造にしたことにより、外周部のフレネルステップの高さが異常に高くなる ことがなくなり、肉厚の変化を小さくすることができるため、レンズの製造に際 して、ガラスで成形する場合のダレや、樹脂で成形する場合のヒケを解消し、全 面に亙って均一なフレネルステップを構成することが可能となり、不規則な配光 ムラを除去することができる。

【００２０】 また、周辺部のコンデンサーフレネルレンズステップ部を、拡散ステップ又は 内側のレンズステップより焦点距離の長いレンズステップに変更したことにより 、分光現象が抑制されると共に該部を透過する光束を拡散するため、例えば自動 車用ヘッドランプとして使用した場合、プロジェクタランプのシェードによって 形成されるカットライン上の色ムラを少なくすると同時に、該カットライン上に 照射する制御された光束により、路面の上方に設置された道路標識等の視認距離 を増大することができる。

【００２１】 更に、本考案の構成によれば、従来のフレネルレンズと比較してレンズの肉厚 が薄くなり、重量が軽減すると共に、製造に際しての成形サイクルも短縮して製 造コストを引き下げることができる等の特徴を有するものであり、本考案の実施 により得られる効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るプロジェクタ型灯具用コンデンサ
ーフレネルレンズの第一の実施例を示す正面図である。

【図２】同レンズの径方向断面図である。

【図３】図２におけるＩＩＩ部の拡大図である。

【図４】同レンズを備えたプロジェクタ型灯具の配光パ
ターンを示す説明図である。

【図５】本考案に係るプロジェクタ型灯具用コンデンサ
ーフレネルレンズの第二の実施例を示す正面図である。

【図６】図５におけるＶ−Ｖ線断面図である。

【図７】本考案に係るプロジェクタ型灯具用コンデンサ
ーフレネルレンズの第３の実施例を示す正面図である。

【図８】同レンズを備えたプロジェクタ型灯具の配光パ
ターンを示す説明図である。

【図９】コンデンサーレンズを備えたプロジェクタ型灯
具の正断面図である。

【図１０】従来のプロジェクタ型灯具用コンデンサーフ
レネルレンズを示す正面図（ａ）と径方向断面図（ｂ）
である。

【図１１】同従来のレンズを備えたプロジェクタ型灯具
の配光パターンを示す説明図である。

【符号の説明】

１ コンデンサーフレネルレンズ ２ 内側フレネルステップのレンズ面 ３ 周辺部フレネルステップ ４ 周辺部フレネルステップのレンズ面 Ｓ１，Ｓ２…Ｓｎ フレネルステップ Ｐ１，Ｐ２…Ｐｎ ステップ幅

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 略楕円反射鏡面を有するリフレクタの前
   方光軸上に配置し、該リフレクタの第一焦点位置に点灯
   用のバルブを設けると共に、第二焦点位置とコンデンサ
   ーレンズの焦点が略一致するような光学系を構成してな
   るプロジェクタ型灯具に使用するフレネル型のコンデン
   サーレンズであり、 前記フレネルレンズのフレネルステップ幅を、単位面積
   における該フレネルステップの体積が略同一になるよう
   に、中央から周辺に向かって徐減するように構成したこ
   とを特徴とするプロジェクタ型灯具用コンデンサーフレ
   ネルレンズ。
2. 【請求項２】 前記周辺部のフレネルステップのレンズ
   面が、理論的非球状曲面によって構成した内側部フレネ
   ルステップのレンズ面の焦点と焦点位置を異にする拡散
   曲面を構成したことを特徴とする請求項１のプロジェク
   タ型灯具用コンデンサーフレネルレンズ。