JPH10334706A - 自動車用ヘッドライト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射器２０の前に設けられるカバーレンズ３
０における縞溝３１であって、ビームの光度測定法分布
を大きく変えることのないものを提供する。 【解決手段】 光源１０、反射器２０、及びカバーレン
ズ３０を備え、反射器は、予め決めたビームを作れるよ
うになっており、レンズは、反射器から中間の入射角を
有する発散性発光を受けるようになっており、レンズ
が、発散性発光によってカバーされるゾーンで、光の横
への屈折のための一連の縞溝３１を備えており、前記縞
溝３１は、前記発散性発光の方を向いており、かつ、各
縞溝３１は、前記反射器２０から、また縞溝３１の水平
分布特性によって受ける光の方向によって定まる角分布
法則を有し、かつ、縞溝３１の拡散特性は、その集合角
分布法則が、おおむね一定であるようにしてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広い光束（ビー
ム）を作る反射器と、縞溝を有するカバーレンズを備え
る自動車用ヘッドライトに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、自動車用ヘッドライトの反射器に
は、所要の光度測定法分布を有するビームを、自身で作
り出すように設計される傾向にある。

【０００３】この光度測定法分布は、ビームに所要の幅
と、満足すべき均等性を与えること、すなわち、できる
限り好ましくない輝点または暗点のないビームを発生さ
せ、かつビームに変えることができるタイプのカットオ
フを設けることにより、ビームの範囲を必要部分に限定
して、ビームの垂直分布を所要のものとすることからな
る。

【０００４】このようなカットオフは、特に、ヨーロッ
パおよびアメリカにおける下方へ向けるビーム、アメリ
カの下に向けるビーム、フォグライトビームなどに見ら
れる。

【０００５】乗用車やその他の車両に使い始められてい
る反射器で、完全にスムースな、またはほとんどスムー
スな、すなわち、ヘッドライトによるビームの構成に対
して重要な役割はなく、フィレットのような装飾的要素
のみを有するカバーレンズを用いるものがある。

【０００６】このような特性は、２つの主要な長所を有
する。その第１は、下方への光の屈折は避けられ、光
は、従来の光学的縞溝によって広く拡がり、縞溝は、そ
の垂直な軸方向部に急激に傾斜するカバーレンズ上に作
られる。第２は、美しくて好ましいヘッドライトが得ら
れることである。

【０００７】しかし最近、特にレンズの、ガラスまたは
プラスチックの材料における傷、または反射器の表面に
おける傷をできるだけ隠す目的で、縞溝を有するカバー
レンズを用いる傾向がある。

【０００８】このような傷は、被膜の傷、ダスト、僅か
なひっかき傷などがある。同時に、得られた光度測定法
分布によって、非常に満足しうるビームを作りだせるの
で、上記の構成の反射器は好ましいものである。

【発明が解決しようとする課題】

【０００９】従来技術のヘッドライトでは、このような
反射器の前に設けられるカバーレンズに、もし縞溝を設
けることは、ビームの光度測定の質が、必ず悪影響を受
けるという事実のために困難である。

【００１０】本発明の目的は、このような困難を除くこ
とにあり、作られるビームの光度測定法分布を大きく変
えることなく、前記タイプの反射器の前に設けられるカ
バーレンズに適用しうる縞溝の構造を提案することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、自動車
用ヘッドライトは、光源、反射器、及びカバーレンズを
備え、反射器は、レンズの光学的要素の介入が不必要で
あるように、予め決めたビームを作れるようになってお
り、レンズは、反射器の少なくとも主要部分から、レン
ズ上の水平移動で徐々に変わる水平面で、中間の入射角
を有する発散性発光を受けるようになっている自動車用
ヘッドライトにおいて、レンズは、発散性発光によって
カバーされる少なくとも１つのゾーンで、光の横への屈
折のための一連の縞溝を備えており、前記縞溝は、前記
発散性発光の方を向いており、かつ、各縞溝は、反射器
の前記部分から、また縞溝の水平分布特性によって受け
る光の方向によって定まる角分布法則を有し、かつ縞溝
の拡散特性は、各種縞溝のための集合角分布法則が、お
おむね一定であるように定められていることを特徴とす
る。

【００１２】本発明の好ましい特徴にによれば、各縞溝
のプロフィールは、水平面におけるその中央部より周縁
部で、より小さい曲率半径を有する。

【００１３】各縞溝の曲率半径は、縞溝の中央部から周
縁部にかけて、徐々に小さくなっているのがよい。

【００１４】本発明の好ましい特徴にによれば、各角分
布法則の曲線は、少なくとも２つの他の隣接する角分布
法則の曲線にオーバーラップしている。

【００１５】全ての縞溝は、同じプロフィールを有して
いるのがよい。

【００１６】レンズは、縞溝がないゾーンを有している
のがよい。縞溝は、凹状であるのがよい。

【００１７】本発明の他の好ましい特徴にによれば、縞
溝は、その幅より僅かに大きいピッチを有し、かつ丸い
接続部が、２つの隣接する縞溝の間に形成されている。

【００１８】丸い接続部の各々は、レンズを作るための
型を加工するのに用いられる円筒状のフライス盤の半径
と等しい一定の曲率半径を有しているのがよい。

【００１９】本発明の別の局面によれば、所定の幅の光
の横への拡散のための一連の縞溝を備え、縞溝は、実質
的に点である少なくとも１つの区域から発散するビーム
部分を作る反射器と関連づけられている自動車用ヘッド
ライトのカバーレンズを作るための方法であって、各ビ
ーム部分のために、各縞溝のための基本的プロフィール
を定め、各縞溝のため、前記基本的プロフィール及びそ
の縞溝の入射光の形から所定の個々の角分布法則を計算
し、前記ビーム部分の方を向く縞溝のグループのため、
集合角分布法則を計算し、かつおおむね一定な集合角分
布法則を得るため、各縞溝のプロフィールを反復調整す
る過程を有することを特徴としている。

【００２０】次に、本発明のより良き理解のため、添付
図面に基づき実施例を説明する。この実施例は、単なる
例示であって、本発明は、それに限定されるものではな
い。

【００２１】

【実施例】図１、図２に示すように、ヘッドライトは、
光源１０、反射器２０、及びカバーガラス、すなわちカ
バーレンズ３０を備えている。

【００２２】図２は、反射器２０の背面図である。それ
は、一連のゾーン２０ａ〜２０ｈを有し、各ゾーンは、
カバーレンズの介在なしに得られる光線が、上部が適当
に遮断され、横幅が広く、均質であり、かつ一部が欧州
規格に合致するように、下方を向くようになっている。

【００２３】最近の自動車に出現し始めたこの種の反射
器は、ヴァレオ・ビジョン社（Ｖａｌｅｏ Ｖｉｓｉｏ
ｎ）が所有する多くの特許明細書に記載されているよう
な、例えば、光を拡散するために、縞溝の表面に重ね合
わせる縞溝を有し、かつ自動的にカットオフするような
表面を有している。

【００２４】現在まで、カバーレンズによって生み出さ
れた光線に悪影響を及ぼさないため、カバーレンズは、
円滑であるか、あるいは光学的機能のないフィレットの
ようなスタイル的な目的のためにのみ変形がなされてき
た。

【００２５】図３に示すように、本発明によるカバーレ
ンズ３０には、一連の縞溝、この実施例では、レンズの
内面に凹溝が設けられている。プロジェクターの光学軸
と直交する面へ投射すると、縞溝３１は、垂直を向く
か、または垂直に対してやや傾いた方向を向く。

【００２６】本発明の最も重要な特徴によれば、各縞溝
は、中央の最大曲率半径ＲＣｃと、周縁部の最小曲率半
径ＲＣｂとの間で徐々に変わる曲率半径を有している。

【００２７】図４は、このような縞溝のプロフィールを
示し、水平方向の寸法、すなわち、横座標Ｘの函数とし
ての縞溝の高さｈの変化を示している。

【００２８】従来、ヘッドライトのカバーレンズに設け
られているような縞溝は、円形の断面を有し、従って一
定の曲率半径を有する円柱状である。この縞溝の光学的
機能は、前記曲率半径の函数として、また縞溝の幅の函
数として変わる両極限内で、光を均一に広げることであ
る。

【００２９】そのため、このような縞溝の横に拡がる拡
散特性は、光の屈折の角を形成する両極限区域で、鋭い
端部を有するおおむね平らな線となる。すなわち、この
特性は、おおむね線状で一定である。

【００３０】この明細書において「拡散特性」とは、縞
溝の平らな面（この実施例では出口面）と直交する平行
な入射光について、縞溝によって形成される光の屈折の
角度αの函数として、縞溝の出口における光の強さＩの
特性を示す曲線のことを言う。

【００３１】以上定義したような、本発明による縞溝を
有する拡散特性は、図５に示すような特性を有する。詳
しく言うと、曲率半径の数値は、縞溝の中央部で最低で
あり、屈折の小さい出力光をまず発生する。光の屈折
は、縞溝の周縁部に近づくほど大となる。

【００３２】しかし、このプロフィールのため、屈折の
ない、または少ししか屈折のない光の量は、より小さな
曲率半径を有するゾーンが、より大きな曲率半径を有す
るゾーンよりも比較的小さいという事実により、また従
って、より小さな曲率半径を有するゾーンは、より少な
い光を受けるという事実によって、大きく屈折する光の
量よりも大きい。

【００３３】その結果、図５に示すように、拡散特性Ｉ
は、ガウス曲線型のｆ（α）に等しい。図５に示す特性
は、図４に示すような縞溝のプロフィールに対応し、曲
率半径は、中央から周縁部へ徐々に変化する。

【００３４】曲率半径が段階的に変化する本発明によ
り、縞溝を提供することができる。縞溝の表面の連続
性、すなわち、グラディエント（勾配曲線）において、
急激な変化がないことは、勿論、この場合も保たれる。

【００３５】後で示すように、図４に示すタイプの変化
しうる曲率半径を有する縞溝３１の拡散特性により、単
一の反射器２０によって上流に形成された光線の光度に
おける、大きな変更をなくすことができる。

【００３６】まず、反射器２０の各ゾーン２０ａ〜２０
ｈは、光源１０からの光が比較的均一に拡がるようにな
っており、反射器のそのゾーンで反射する。従って、図
１に示すように、２つの特定の縞溝３１ｍ，３１ｎは、
反射器のゾーン２０ｂから特定の発散量を有する２本の
ビームを受ける。

【００３７】隣接する２つの縞溝は、あたかも光線が、
虚像の電源ＳＶから来るように、中間の入射角が、例え
ば−値から＋値へ徐々に変わるビームを受ける。その結
果、ある縞溝を介してレンズから出る光線の方向は、こ
の縞溝の光線の入射角と、縞溝の拡散特性との組み合わ
せによって定まる。

【００３８】角分布法則とは、縞溝の出力側の光線の拡
がり角αの函数として、縞溝から出力する光線の強度の
分布を意味する。この法則は、第１に、中間の入射角と
入射光線の有効口径、第２に、縞溝の拡散特性を考慮に
入れている。

【００３９】図６は、反射器の特定ゾーンによって生ず
るビームの方へ向かう一連の縞溝のための個々の分布法
則を示す曲線を示す。

【００４０】おおむねガウスの法則に則ったこの異なる
分布の法則は、互いに横にずれていることがわかる。こ
のずれは、２つの隣接する縞溝が、中間の入射角が互い
に少しずれているビームを、反射器の当該ゾーンから受
けるという事実によっている。

【００４１】各拡散特性の特定のプロフィールと、その
結果生じる各角分布法則により、もし一連の縞溝の累積
的分布法則が決まると、図７に示すような分布法則が得
られる。

【００４２】図７に示すように、この累積的分布法則
は、比較的鋭角のグラディエントの２つの部分が、おお
むね真っ直ぐな一定強度Ｉの中間部と結合されている曲
線となる。

【００４３】従って、縞溝の特定のプロフィールによ
り、光の屈折の集合は、縞溝のあるカバーレンズが、反
射器によって、特定の出力方向が、他のどれより強くな
いため、他の拡散効果を作り出す拡散効果に積み重ねら
れ、当該ビーム部分の均一性が保たれることとなる。

【００４４】縞溝３１の構成に影響を及ぼす各種パラメ
ータは、もちろん、後述のごとく変化する。まず第１
に、反射器によって作り出されるビームを弱めないた
め、従って、その輪郭や、水平分布に悪影響を及ぼさな
いため、分布法則曲線の水平の幅に対応する、縞溝３１
によって作り出される拡散効果は、過大であってはなら
ない。

【００４５】各種の個々の分布法則曲線間のオーバーラ
ップの程度を変えることができる。この点に関し、図６
は、各分布法則曲線が、左の５つの隣接する曲線と、右
の５つの隣接する曲線とがオーバーラップしている例を
示している。

【００４６】そのプロフィールによって定まる縞溝に適
当な拡散の函数として、また、縞溝の水平ピッチ、及び
虚像の電源ＳＶの函数として変わる分布法則曲線の頂部
間のピッチの函数として、カバーレンズのこの程度は変
わることとなる。

【００４７】図６により、オーバーラップの程度が大き
くなる程、レンズの出口のビームの均一性の低下がより
小さくなることが分かると思う。このオーバーラップ
は、各角分布法則曲線が、少なくとも２つの隣接する角
分布法則曲線にオーバーラップするようなものである。

【００４８】レンズの設計は、反射器によって課される
技術的制約を考慮し、有する所望のスタイルとするため
に必要とされる縞溝の幅を決めることから着手される。
従って、縞溝のピッチと、レンズと、レンズに達する各
種ビーム部分に対応する虚像の電源ＳＶとの間の距離
は、設計を着手するに当ってのデータである。

【００４９】各縞溝のプロフィールは、図７に示すよう
に、個々の分布法則曲線の集合が、おおむね平らな角ば
ったレスポンスを与えるように、各ビーム部分が分布法
則曲線を得るように、正確に調整される。

【００５０】次に、図８、図９に基づき、縞溝の特定の
構成について述べる。この構成によると、縞溝３１が凹
状であるカバーレンズ３０を作るのに用いられる型を、
機械で成形することができる。

【００５１】その目的は、単一の円筒状のフライス盤ま
たは研削盤を用いて、所与の直径、例えば直径４ｍｍの
機械加工を実行することである。

【００５２】この場合、図８に示すように、幅Ｌの縞溝
は側方に並んでおらず、Ｌの数値より大きいピッチＰで
配置されているので、２つの隣接する縞溝の間には、幅
Ｄ＝Ｐ−Ｌ の空隙が生じる。

【００５３】その結果、図９に示すように、２つの隣接
する縞溝ゾーン間の接続部に、丸い部分を形成すること
により、型Ｍを、上記フライス盤Ｆを用いて製作するこ
とができ、凹状の縞溝を作る際に、通常認められる困難
性を、完全に避けることができる。

【００５４】強い局部的な光の横の拡がりを生ずるこれ
らの丸い部分は、曲率半径が小さいため、十分に狭く
て、入射光のごく小さい部分のみに関与し、最終ビーム
において認知しうるような欠点を生じさせることはな
い。

【００５５】図４〜図７に示すものは、虚像の電源ＳＶ
が、カバーレンズ３０から１５０ｍｍ離れたところにあ
り、かつ縞溝が、９ｍｍの幅と、１０ｍｍのピッチを有
する場合のものである。このような縞溝を有するレンズ
用の型は、直径４ｍｍのフライス盤により機械加工する
ことができる。

【００５６】本発明によると、レンズを設計するプロセ
スは、まず、あたかも縞溝がヘッドライトの光学軸と直
交する面にあるかのように、縞溝を成形することからな
る。

【００５７】これら縞溝のモデルは、公知の方法で、適
当なコンピュータにより、湾曲部を有しないガラスに投
影され、このようにして得られる表面座標のデータによ
り、レンズの内面に対応する半型が加工される。

【００５８】上記のようにして、形成されるレンズを、
欧州型の下を向くビーム、すなわち、左運転車か右運転
車に対応して右か左に、水平より約１５゜高くしたハー
フカットを有するビームを生む反射器と共に用いると、
完全なハーフカットが守られ、ハーフカット以下の光が
水平に拡がらないようになる。

【００５９】この実施例では、この光は、反射器のゾー
ン２０ｈで作られる。この要求を満足させるため、レン
ズの縞溝は、反射器のゾーン２０ｈとおおむね並ぶゾー
ンで中断させるのがよい。

【００６０】またレンズのこの区域が、上記のような、
しかし傾斜したハーフカットラインに沿って光を広げる
ように、垂直に対して約１５゜傾けた縞溝を有するよう
にしてもよい。

【００６１】本発明はもちろん、前記し、図面に示した
実施例に限定されるものではない。通常の当業者なら、
本発明の精神に基づき、各種の変形例を想倒しうると思
う。

【００６２】特に、前記凹状の縞溝を、凸状の縞溝と置
き換えてもよい。また、凹状と凸状の縞溝を組み合わせ
てもよい。またそれらを、互いに交互に設けてもよい
し、そうしなくてもよい。

【００６３】縞溝３１の全てが、同じプロフィールを有
し、同じ拡散特性を有するのが好ましいが、ヘッドライ
トを消した際、すべての縞溝が同様に見える限り、互い
に隣接する縞溝のグループを、異なるプロフィールのも
のとしてもよい。

【００６４】

【発明の効果】反射器の前に設けられるカバーレンズに
おける縞溝であって、ビームの光度測定法分布を大きく
変えることのないものが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるヘッドライトの水平軸方向の概略
断面図である。

【図２】図１のヘッドライトの反射器の底面図である。

【図３】ヘッドライトのカバーレンズの拡大横断面図で
ある。

【図４】カバーレンズの縞溝の縦断面図である。

【図５】図４の縞溝の角分布法則を示す図である。

【図６】カバーレンズの一連の隣接する縞溝の個々の角
分布法則を示す図である。

【図７】同じ一連の縞溝の累積的角分布法則を示す図で
ある。

【図８】縞溝の個々の状態を示す図である。

【図９】縞溝が図８に示すような個々の状態を有するよ
うに、カバーレンズの縞溝の側面の型をいかに形作るか
を示す図である。

【符号の説明】

１０．．光源 ２０．．反射器 ３０．．カバーレンズ ３１．．縞溝 ＲＣｂ，ＲＣｃ．．曲率半径 Ｘ．．．横座標 ｈ．．．縞溝の高さ Ｌ．．．縞溝の幅 Ｐ．．．ピッチ α．．．光の屈折の角度 Ｉ．．．光の強さ ＳＶ．．虚像の電源 Ｍ．．．型 Ｆ．．．フライス盤

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源（１０）、反射器（２０）、及びカ
   バーレンズ（３０）を備え、反射器は、レンズの光学的
   要素の介入が不必要であるように、予め決めたビームを
   作れるようになっており、レンズは、反射器の少なくと
   も主要部分から、レンズ上の水平移動で徐々に変わる水
   平面で、中間の入射角を有する発散性発光を受けるよう
   になっている自動車用ヘッドライトにおいて、 レンズは、発散性発光によってカバーされる少なくとも
   １つのゾーンで、光の横への屈折のための一連の縞溝
   （３１）を備えており、前記縞溝（３１）は、前記発散
   性発光の方を向いており、かつ、各縞溝は、反射器の前
   記部分から、また縞溝の水平分布特性によって受ける光
   の方向によって定まる角分布法則を有し、かつ縞溝の拡
   散特性は、各種縞溝のための集合角分布法則が、おおむ
   ね一定であるように定められていることを特徴とする自
   動車用ヘッドライト。
2. 【請求項２】 各縞溝（３１）のプロフィールは、水平
   面における中央部よりも周縁部で、より小さい曲率半径
   （ＲＣｂ）（ＲＣｃ）を有することを特徴とする請求項
   １記載の自動車用ヘッドライト。
3. 【請求項３】 各縞溝（３１）の曲率半径（ＲＣｂ）
   （ＲＣｃ）は、縞溝の中央部から周縁部にかけて、徐々
   に小さくなっていることを特徴とする請求項２記載の自
   動車用ヘッドライト。
4. 【請求項４】 各角分布法則の曲線は、少なくとも２つ
   の他の隣接する角分布法則の曲線にオーバーラップして
   いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   自動車用ヘッドライト。
5. 【請求項５】 全ての縞溝（３１）は、同じプロフィー
   ルを有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
   かに記載の自動車用ヘッドライト。
6. 【請求項６】 レンズ（３０）は、縞溝がないゾーンを
   有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに
   記載の自動車用ヘッドライト。
7. 【請求項７】 縞溝（３１）は、凹状であることを特徴
   とする請求項１〜６のいずれかに記載の自動車用ヘッド
   ライト。
8. 【請求項８】 縞溝（３１）は、その幅（Ｌ）より僅か
   に大きいピッチ（Ｐ）を有し、かつ丸い接続部が、２つ
   の隣接する縞溝の間に形成されていることを特徴とする
   請求項７記載の自動車用ヘッドライト。
9. 【請求項９】 丸い接続部の各々は、レンズ（３０）を
   作るための型（Ｍ）を加工するのに用いられる円筒状の
   フライス盤（Ｆ）の半径と等しい一定の曲率半径を有し
   ていることを特徴とする請求項８記載の自動車用ヘッド
   ライト。
10. 【請求項１０】 所定の幅の光の横への拡散のための一
    連の縞溝を備え、縞溝は、実質的に点（ＳＶ）である少
    なくとも１つの区域から発散するビーム部分を作る反射
    器と関連づけられるようになっている自動車用ヘッドラ
    イトのカバーレンズを作る方法において、 各ビーム部分のために、各縞溝（３１）のための基本的
    プロフィールを定め、各縞溝（３１）のため、前記基本
    的プロフィール及びその縞溝の入射光の形から所定の個
    々の角分布法則を計算し、前記ビーム部分の方を向く縞
    溝のグループのため、集合角分布法則を計算し、かつお
    おむね一定な集合角分布法則を得るため、各縞溝のプロ
    フィールを反復調整する過程を備えてなることを特徴と
    する自動車用ヘッドライトのカバーレンズを作るための
    方法。