JPH0793042B2 - マスクを使用しないで輝点をずらしたディップ形前照灯 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、光ビームが相互間で僅かに相違する高さの２
水平半平面で定められるカットオフ限界よりも下に位置
する、自動車用デイップ形前照灯に関する。

［背景技術］ 例えばフランス特許第2 087 317号に記載のこのタイプ
のカットオフは例えば米国で必要とされ、標準SAEJ 57
9Cに定められているタイプのデイップビームに特に適合
している。

この標準を満足する為に、カットオフ輪郭は標準スクリ
ーン上で前照灯の光軸の両側に位置する２本の水平半直
線によってほぼ定義され、その時右手半直線は水平線レ
ベルにあり、左手半直線は水平線よりも約1.5％下にず
れている。更に、最大照度の規定領域は前照灯の軸から
右にずれている。

この規格に合致しているビームは横向きのフィラメント
を有する電球を、ビームの高さを減少し屈折プリズムを
成す前面ガラスに必要な厚みを減少する様に比較的焦点
距離の長いパラボラミラー乃至反射鏡と共用する事によ
って得られる。

又、前面ガラスのプリズムの必要とする偏向量を低下さ
せ、それでガラスの厚みを減少する為に下向きに傾いた
パラボラ反射鏡でフォーカスされる軸方向フィラメント
を有する電球を有する前照灯も提案されている。前記特
許第2 087 317号明細書は両タイプの前照灯を記載して
いる。

しかし、前記特許明細書に記載の両実施例においては、
約29mm乃至32mmの長い焦点距離のパラボラ反射鏡を使用
する事が必要であるが、これは従って比較的少ない光束
しか集光しない。

この低光利用率を改善する為に、出願人はその出願に係
わる「自動車用デイップ形前照灯」と題する1985年６月
７日付出願番号第85 06655号フランス特許出願で、形
状が複雑で、ほぼ水平に伸びるカットオフ線の下にフィ
ラメントの像を生じる事が出来、短焦点距離を使用する
事が出来、又、そのため相当多い量の光束を集光する反
射鏡を有する前照灯を提案している。更に詳しくは、こ
の種の前照灯は、フィラメントの周囲に全方向に自由に
光を放射する軸フィラメント電球と、フィラメントの軸
よりも下にこれと平行な軸があり、不連続性のない表面
を有する反射鏡と、反射鏡の前面に位置し前記ビームを
水平方向に広げる前面ガラスとを有するものである。し
かし、前記前照灯の実際上の実施例にも拘らず、必要と
される輝点の右方向へのずらしを得る為にミラーは右へ
回転させねばならない。

残念ながら、ミラーをこの様に回転する事は一般的に好
ましくなく、又、特にこの様な回転は、単一部品として
インジェクトされた２ミラーから成る前照灯の製造に当
たって大きな障害を形成する。この種の前照灯の水平断
面を第１図に略示する。これは、右に向けて角度δずれ
ている（図で下方に）軸12aを有するデイップビーム用
の第１ミラー10aと、第１ミラーと一体を成しその軸12b
が前方に真直ぐ伸びているハイビーム用の第２ミラー10
bとを有する一体形反射鏡10から成る。

この様な２部分ミラーの離型は、デイップビーム用と主
ビーム用電球14a及び14bとが支持カラー13aと13bに受入
れられるが、これらは必然的に前述の軸12a及び12bに沿
って伸びているものであり、この事はこれらが同一離型
軸にそって離型する事が出来ない事を意味する事から妨
害を受ける事となる。従って、この種の２ミラー前照灯
を作るには特殊設計のモールドを使用する事が必要で、
特にモールドはスライドを必要とするが、これは高価で
製造困難なものである。

前述の特許出願明細書記載のものを実現する場合の別の
欠点は、デイップビーム反射鏡に与えられる傾斜は使用
したミラーの焦点距離と前面ガラスの光学的特性との関
数である事である。更に詳説すると、反射鏡は輝点に寄
与する像の角度幅の半分に相当する角度横向きに回転せ
ねばならない。残念ながら、これ等の像の幅は集光目的
に使用される前面ガラスの領域のサイズと、反射鏡の焦
点距離とに依存するが、これ等のパラメータはデイップ
形前照灯を格納するのに自動車で得られる空間の関数で
あり、更に一般的には自動車の設計要求の問題である。

［発明の開示］ 本発明は、オフセット集光スポットを得る為にその軸を
右に回転する必要性の無いデイップ形前照灯を提供する
のに離型問題を除去する事を特に狙いとするものであ
る。従って、フィラメント即ち電球は道路軸に平行のま
まであり、この種のデイップ形前照灯を含む２ミラー形
前照灯は、両ミラーが同一軸に沿って離型されて妥当な
価格で容易に製造し得る。

本発明は、ほぼ水平なカットオフの下に位置するデイッ
プビームを発生可能のデイップ形前照灯を提供するが、
該前照灯は、周囲に全方向に自由に光を放射する軸フィ
ラメントを有する電球と、フィラメント軸の下にこれと
平行に走る軸（Ox）を有する反射鏡とを有し、前記反射
鏡は不連続無しの表面を有するが、又前記前照灯は更に
反射鏡の前に設置され前記ビームを水平方向に広げ得る
前面ガラスを有するが、前記前照灯は、反射鏡が直径方
向に対向位置する２つの第１の象限（201、202）を有す
るが、その表面は、前照灯軸に対して横方向にずれると
共にカットオフの下に位置する集光を作るフィラメント
像を作る為にフィラメントの各軸端の近くに位置する焦
点を夫々有するパラボロイドの少なくともほぼ２部分
と、その他の２つの象限（203、204）が前記２つの第１
の象限の間の滑らかな連続的な遷移を作り、大部分がカ
ットオフの下に位置するフィラメント像を作る表面によ
って形成される、という部分とを有する、と言う改良点
を有するものである。

［発明を実施するための最良の形態］ 第２図から第４図までに略示する様な本発明の前照灯は
長さｌで半径ｒの軸方向円筒形のフィラメント100を有
する電球と、反射鏡即ちミラー200と、前照灯を閉止す
る配光ガラス300とを有する。

フィラメント100の軸は反射鏡の軸Ox上にはなく、その
半径ｒに等しい距離上の方にずれている。この様にし
て、フィラメントの光放射面の底部が前記軸Oxに接して
いる。

反射鏡の表面は不連続性のない面でフィラメントの像を
その大部分を水平面よりも下に形成し、又、後に説明す
る通り、その最上部が前記水平面上又はその近くにある
様に設計されている。反射鏡の表面は又、反射鏡から得
られた輝点が道路軸に関して右側に（あるいは、道路の
左側を通行する車に対しては左側に）ずれる様に設計さ
れている。

用語「不連続性のない」とは２次の連続性が存在すると
いう事を意味するのに使用する、換言すれば、表面上に
引かれた任意の線に沿った任意の点において、線の両側
の切平面が等しいという事である。従ってこの様な表面
は切れ目が無い。実際には、この配列は実際の表面が理
論的に設計された表面と非常によくマッチするものが製
造され得ると言う事を意味し、そのため、オフセットパ
ラボロイドを含む相当の先行技術のミラーに特有な欠陥
を除去する。特に、この種の連続性は反射鏡がプレスで
製造し得る事を意味する。

第４図に見られる様に、反射鏡は４領域即ち扇形201乃
至204に分割されるが、これ等は次に数学的に定義され
る所だが、上述の連続性に関しては、特に前記扇形の間
で確立されている。これ等の４扇面はその相互間が水平
面xOy及び垂直面xOzによって区分されてそのため各扇形
は一つの象限を占拠している。第４図に示す象限は正確
なものではあるが、用語「象限」は請求範囲を含めた本
明細書において、一方がほぼ垂直で他方がほぼ水平な２
平面で限界された任意の扇形を定義するものとして使用
する。

象限201と202の表面は、軸Oxに関して右に、下の方にず
れた集光スポットを形成するフィラメント像を生じる様
に設計されている。

象限203と204の表面は象限201と202の間に前述した連続
性の下に遷移させる様に、かつ前照灯の軸の近くではあ
るがその大部分が前記軸を通過する水平面の下にあるフ
ィラメント像を作り出す様に設計されている。特に、こ
れらの全ての像の中心は前記平面の下に位置している。

理論的計算によると、上述の特性を有する表面は特に、
直角座標系［O,x,y,z］に対して下記の方程式を満足す
る表面を含んでいる： 象限201に対して： ｘ＝y²/4f₁＋z²/4f₁ 即ち、焦点距離f₁で、フィラメント100の軸後端部にほ
ぼ位置する焦点F₁を有するパラボロイドである（第２図
に見られる様に、フィラメントの「後端」とは座標原点
Ｏに最も近いフィラメント端である）。

象限202に対して： ｘ＝y²/4f₂＋z²/4f₂ 即ち、焦点距離f₂で、フィラメント100のほぼ軸前端に
位置する焦点F₂を有するパラボロイドである（即ち原点
から最も遠い端部に焦点が位置する）。

象限203に対して： ｘ＝y²/4f₂＋z²/4（f₂−Ｐ） ここにＰ＝Δf/（１＋y²/4f₂ ²） 又、象限204に対しては： ｘ＝y²/4f₁＋z²/4（f₁−Ｑ） ここにＱ＝Δf/（１＋y²/4f₁ ²） この最後の２式でΔｆはf₂−f₁の差に等しく、フィラメ
ントの長さｌにほぼ等しい。

ここに再現するのは余計な事と考えられる複雑な数学計
算によって、それらの端において象限203と204の表面は
表面201と202のF₁とF₂に焦点を持つパラボラ曲線上に存
在し、又これらがそれ等の間で平滑な遷移、即ち前述の
第２次連続性の遷移、を行う事が示される。

第５図乃至第８図は、全面ガラス無しで、第２図乃至第
４図に示す反射鏡200の象限201乃至204の夫々で作られ
た照明に対応する等カンデラ曲線C₁乃至C₄のスクリーン
上でのプロットである。前述の通り、象限201は、象限2
02が成すと同様に、スクリーンの中心Ｈ（即ち前記スク
リーンと前照灯の軸Oxとの交点）に対して右下にずれた
集光スポットを作る。これ等のプロットから見られる様
に、ずれた集光スポットはディップビームの右手半カッ
トオフから始まる。

又第７図と第８図から、象限203と204が作り出した照明
は、領域201と202によって始められたと同様に前記半カ
ットオフにそって右側に伸び、鋭いエッジを成してい
る。

第５図乃至第８図の各々の照明を重ね合せる事によって
得られた総合配光を第９図に示すが、これは投射スクリ
ーン上での等カンデラ曲線C_Tのプロットである。

第10図は前述のミラー200に特に良く適合する前面ガラ
スの可能な１実施例である。これは図示の様に配列され
た13の領域301乃至313を有する。領域301と313とはミラ
ーの象限203と204の大部分に対応する。これ等の領域は
非偏向的ないし事実上非偏向的で、ビームの右手カット
オフ及び輝点の形成を損なわない様になっている。

中央領域306、307、及び308は、特に、ビームに必要と
される大きな幅を与える様に相当な水平偏向を生じるよ
うになっている。

ガラス300の残り部分は、特に左側の照明を増加して領
域301と313を通過するビームの一部で始まった右側カッ
トオフを延長する為に中間的な水平偏向を行う。

上述した通り、前記デイップ形前照灯のフィラメント従
って電球の軸は道路軸に正確に平行である。従ってこの
デイップ形前照灯を主ビーム前照灯に協同させて２ミラ
ー反射鏡を含む単一ブロックの形にする事は容易であ
る。主ビーム前照灯の電球の軸は好ましくは道路軸に平
行なので両方のミラーのカラーは平行であり、その為、
離型に関して困難性が無く、特に簡単なモールド操作で
２ミラー反射鏡を作る事が可能となる。

しかし、変形実施例（第12図参照）においては、ミラー
を下向き（O₄X₄軸）に傾斜させ、次に前面ガラスにおけ
る偏向プリズムＰ′により適当に引き上げる（O₅A₅、A₅
G₅、G₅X₅間）こともできる。

この種のビーム引き上げの偏向プリズムＰ′は、従来の
ビームを引き下げる（第11、O₂A₂、A₂G₂、G₂X₂間）偏向
プリズムＰの不連続部分Ｔがビームの上向きの強い偏向
（O₃A₃、A₃G₃、G₃X₃）をもたらすのと異なり、その不連
続部分Ｔ′による偏向は強い下向き（O₆A₆、A₆G₆、G
₆X₆）のものとなる。換言すれば、従来の不連続部分Ｔ
による偏光が上向きのために対向車ドライバーに幻惑を
与えものとなっているのに比べ、このビーム引き上げ偏
向プリズムＰ′における不連続部分Ｔ′からの偏光は路
面に向かうものとなり、対向車ドライバーに何等の害も
与えない。

この種の傾斜軸前照灯が複合形主ビーム、デイップビー
ム２ミラー形前照灯の一方である場合に於いては、２平
行軸に沿っての離型の長所を維持する為に、主ビームミ
ラーの軸も又同一角度下向きに傾斜させねばならない。
通常主ビームの最大光度領域の対応ずれを生じるこの角
度ずれを補償する為、主ビーム電球のフィラメントは、
前記最大光度の領域が道路軸に対して適当に位置する様
にこれを引上げる様に、ミラー軸に垂直に下向きにずら
せる。この垂直補償シフト中、軸方向での焦点／フィラ
メント関係は変化しない、と言うのはフィラメントの中
心は焦点から垂直下方にあるからである。

例示すると、この種の垂直シフトは焦点距離22.5mmのパ
ラボラミラーに対して約0.5mmでよい。

本発明の別の実施例に於いてはミラー200はやはりほぼ
等しい寸法の４つの象限から成るが、これらは次式で定
義される： 象限201に対して： ｘ＝y²/4f₁₄＋z²/4（f₁₄−Ｒ） ここに、 Ｒ＝（f₁₄−f₁₃）／（１＋y²/4▲ｆ ² ₁₄▼） 象限202に対して： ｘ＝y²/4f₂₃＋z²/4（f₂₃−Ｓ） ここに Ｓ＝（f₂₃−f₂₄）／（１＋y²/4▲ｆ ² ₂₃▼） 象限203に対して： ｘ＝y²/4f₂₃＋z²/4（f₂₃−Ｔ） ここに、 Ｔ＝（f₂₃−f₁₃）／（１＋y²/4▲ｆ ² ₂₃▼） 象限204に対して： ｘ＝y²/4f₁₄＋z²/4（f₁₄−Ｕ） ここに、 Ｕ＝（f₁₄−f₂₄）／（１＋y²/4▲ｆ ² ₁₄▼） これ等の式でf₁₄とf₁₃とは、座標原点に最も近いフィラ
メント端部の近くに位置する別々の２焦点に対応する焦
点距離であり、又、f₂₃とf₂₄とは座標原点から最も離れ
たフィラメント端の近くに位置する別々の２焦点の焦点
距離である。

上述の各表面は隣接面間で連続的な遷移をなし、表面が
対を成す接続部で連続も確保される。

上述した様な表面は、４つの象限間のパラボラ状境界曲
線の４種の相違する焦点距離を使用する事によって相互
間および基準軸に対してフィラメント増を精細に分配す
る事を得、従って全面ガラスの製造に大きな融通性をも
たらす。

本発明の概念は、特に得られた高い光能率の為にそんな
に高くない反射鏡を使用している事によって実現されて
いる。特に本発明は最大高さが70mmを越さない前照灯を
夫々20mmと25mmの焦点距離f₁とf₂（例えば第１実施例）
を使用して提供する事が出来る。

勿論、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。特に道路の右側通行に対して、当業者は上述の説明
に対して必要とされる対称的な変化を行う事は完全に可
能な所である。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来技術の２ミラー前照灯の水平断面略図であ
り、第２図は本発明によるデイップ形前照灯の長手垂直
断面略図であり、第３図は第２図の前照灯の水平断面略
図であり、第４図は第２図及び第３図に示す前照灯の背
面略図であり、第５図から第９図までは第２図乃至第４
図に示す前照灯の反射鏡を使用して得られた、スクリー
ン上の等カンデラ曲線であり、第10図は前記前照灯用の
好ましい全面ガラスの前面の略図である。 第11図は従来のビーム引き下げ偏向プリズムＰの場合の
説明断面図、第12図は本発明のビーム引き上げ偏向プリ
ズムＰ′の場合の説明断面図である。 図において、100はフィラメント、200は反射鏡、201−2
04は反射鏡の各象限、301−313は前面ガラスの各領域で
ある。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ほぼ水平なカットオフの下に位置するディ
   ップビームを発生可能であり、光を全方向に自由に放射
   する軸方向フィラメントを有する電球と、フィラメント
   軸の下にこれと平行な軸（Ox）を有し不連続性のない表
   面を有する反射鏡と、反射鏡の前に位置し前記ビームを
   水平方向に広げる前面ガラスとを有する形式の自動車用
   ディップ形前照灯において、 前記前照灯は、その表面が前照灯軸に対して側方にずれ
   た、且つ、カットオフ以下に位置する集光部をもつフィ
   ラメント像を作り出す為に円筒状フィラメントの各軸方
   向端の近くに位置する焦点を有するほぼパラボロイドの
   ２部分である直径方向に対向する２つの第１の象限と、
   その他の２つの第２の象限とを有し、前記各象限間は滑
   らかな連続した面で遷移しており、殆どの部分がカット
   オフ以下に位置するフィラメント像を作り出す表面によ
   って構成されていることを特徴とする自動車用ディップ
   形前照灯。
2. 【請求項２】前記円筒状フィラメントは反射鏡の軸（O
   x）から上方にその半径に等しい距離ずれていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の自動車用ディ
   ップ形前照灯。
3. 【請求項３】前記２つの第１の象限はパラボロイドで、
   その焦点はフィラメントの各軸端に位置していることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の自動車用ディ
   ップ形前照灯。
4. 【請求項４】前記２つの第１の象限は以下に示す式
   （１）により定義された表面で構成されており、２つの
   第２の象限は式（２）により定義された表面で構成され
   ている特許請求の範囲第３項に記載の自動車用ディップ
   形前照灯。 式（１） ｘ＝y²/4f₁＋z²/4f₁ 及び ｘ＝y²/4f₂＋z²/4f₂ 式（２） ｘ＝y²/4f₂＋z²/4（f₂−Ｐ） ここに、Ｐ＝△f/（１＋y²/4f₂ ²） 及び ｘ＝y²/4f₁＋z²/4（f₁−Ｑ） ここに、Ｑ＝△f/（１＋y²/4f₁ ²） ここで f₁、f₂は前記パラボロイドの焦点距離であり、△ｆはフ
   ィラメントの長さにほぼ等しい値である。
5. 【請求項５】前記２つの第１の象限は以下に示す式
   （３）により定義された表面で構成されており、２つの
   第２の象限は式（４）により定義された表面で構成され
   ている特許請求の範囲第１項に記載の自動車用ディップ
   形前照灯。 式（３） ｘ＝y²/4f₁₄＋z²/4（f₁₄−Ｒ） ここに Ｒ＝（f₁₄−f₁₃）／（１＋y²/4f₁₄ ²） 及び ｘ＝y²/4f₂₃＋z²/4（f₂₃−Ｓ） ここに Ｓ＝（f₂₃−f₂₄）／（１＋y²/4f₂₃ ²） 式（４） ｘ＝y²/4f₂₃＋z²/4（f₂₃−Ｔ） ここに Ｔ＝（f₂₃−f₁₃）／（１＋y²/4f₂₃ ²） 及び ｘ＝y²/4f₁₄＋z²/4（f₁₄−Ｕ） ここに Ｕ＝（f₁₄−f₂₄）／（１＋y²/4f₁₄ ²） ここで f₁₄、f₂₃は反射鏡の頂点と前記フィラメントの第１端に
   近い第１焦点との距離であり、f₁₃、f₂₄は反射鏡の頂点
   と前記フィラメントの他端に近い第２焦点との距離であ
   る。
6. 【請求項６】前面ガラスは２領域を有し、これ等は第２
   の象限の大部分に夫々対応し、非偏向領域またはほぼ非
   偏向領域である特許請求の範囲第１項に記載の自動車用
   ディップ形前照灯。