JPH11297103A - 灯 具 - Google Patents
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- JPH11297103A JPH11297103A JP10099186A JP9918698A JPH11297103A JP H11297103 A JPH11297103 A JP H11297103A JP 10099186 A JP10099186 A JP 10099186A JP 9918698 A JP9918698 A JP 9918698A JP H11297103 A JPH11297103 A JP H11297103A
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- F21W2111/00—Use or application of lighting devices or systems for signalling, marking or indicating, not provided for in codes F21W2102/00 – F21W2107/00
Abstract
与え難くデザイン面での斬新なものが得られず訴求力な
どが不足し、また、性能的な一層の向上も困難であり、
これらの点の解決が課題とされるものとなっていた。 【解決手段】 本発明により、楕円系である複数の反射
面ユニット3aを組合わせて花弁状反射面3とし、各反
射面ユニット3aに対応しては非球面レンズ4が設けら
れている灯具1としたことで、デザイン面では複数の非
球面レンズ4により斬新な外観を与え、更には、レンズ
面などへの着色の有無などによりより一層に異なる外観
が得られるものとし、性能面では、中央反射面6を設け
ることで一層に光源2に対する光束利用率を向上させ明
るい灯具1の実現を可能とし、前記した従来の課題を解
決するものである。
Description
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。
のが図8〜図10であり、先ず、図8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。
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。
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。
た従来の構成において、図8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。
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。
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。
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.
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
記第一焦点を中心とし前記バルブ中心軸から適宜に傾く
線上に第二焦点を配置して回転楕円面を形成し、該回転
楕円面を灯具を正面から見る状態で反射面が表れる側を
前記バルブ中心軸を中心とする放射状に15°〜60°
の範囲で切取り1つの反射面ユニットとし、この反射面
ユニットを前記バルブ中心軸に対し放射状に4〜10個
組合わせることで花弁状反射面とし、該花弁状反射面の
それぞれの反射面ユニットの前記第二焦点に対応して
は、それぞれの反射面ユニットからの反射光を集束する
非球面レンズが配置されてい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。
態に基づいて詳細に説明する。図1〜図3に符号1で示
すものは本発明に係る灯具の第一実施形態であり、この
灯具1は、基本的には1個の光源2と、複数面の反射面
ユニット3a(この第一実施形態の場合には6面の反射
面ユニット3aとして実施した場合で示す)が組合わさ
れて形成される花弁状反射面3と、前記反射面ユニット
3aの数に見合う非球面レンズ4とから構成されてい
る。
ドランプとして採用されるときなど必要に応じては、各
反射面ユニット3aに対応する配光パターン形成用シェ
ード5が設けられるものとされ、更に、光源2に対する
光束利用率の一層の向上が図られるとき、或いは、デザ
イン的な必要に応じては中央反射面6、および、この中
央反射面6に対応する非球面レンズ4′、配光パターン
形成用シェード5′が設けられる(図1および図2を参
照)ものとされる。
ルフィラメントの白熱電球やハロゲン電球、或いは、メ
タルハライドランプなどバルブ2a中に1つの発光源2
bを有するものを採用している。また、花弁状反射面3
は、上記にも説明したように反射面ユニット3aの組合
せであり、この反射面ユニット3aは前記バルブ2aの
中心軸X(以下、バルブ中心軸X)を基準として設定が
行われる。
軸X上に存在するものであるので、この発光源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
楕円を想定し、この楕円を斜線Yを軸として回転させる
ことで回転楕円面RO1を設定する。よって、得られる
回転楕円面RO1は斜線Yと一致する長軸を有するもの
となる。
正面から見る状態で、前記バルブ中心軸Xとの交点を頂
点とし、前記斜線Y(長軸)に対して左右が対称と成る
ように15°〜60°の範囲で切取れば1つの反射面ユ
ニット3aが得られるものとなる。尚、上記の切取りを
行う際に、回転楕円面RO1からは光源2の前方に回込
む部分も生じるが、反射面としては前記回転楕円面RO
1の内面側が使用されるものであり、この第一実施形態
の場合には灯具1の正面から見る状態で反射面が表れる
位置が採用されている。
3aの複数面(本発明では4〜10面とする)組合わせ
て花弁状反射面3を形成させ、それぞれの反射面ユニッ
ト3aの第二焦点F2に対応しては、焦点距離fを10
〜60mmとした非球面レンズ4を光軸Zを前記バルブ中
心軸Xと略平行として配置するものである。このとき
に、第二焦点F2と非球面レンズ4との配置の相互関係
は、従来例の図10に示したものと同様の手段で良い。
的には略円形の配光特性を有するものである。ここで、
例えばこの灯具1を車両のヘッドランプのすれ違いビー
ム用として採用するときには、それに見合う配光特性を
与える必要を生じる。本発明ではこの目的を達成するた
めに前記非球面レンズ4の略焦点の位置に配光パターン
形成用シェード5を設けるものであり、このときに、配
光パターン形成用シェード5は、従来例の図10に示し
たものと同様の手段で形成したものであれば良い。
発明では図1および図2中に鎖線で示すようにバルブ中
心軸Xと長軸を一致させる回転楕円面の中央反射面6を
設けるものであり、この中央反射面6は前記反射面ユニ
ット3aのそれぞれと同様に前記発光源2bの位置を第
一焦点F1とすると共に、第二焦点F3もバルブ中心軸
X上に位置させられ回転楕円面RO2を設定し、この回
転楕円面RO2から不要部分を取除くことで形成されて
いる。
ユニット3aの場合と同様の手段で非球面レンズ4′が
配置されるものであり、また、必要に応じては前記反射
面ユニット3aの場合と同様の手段でと配光パターン形
成用シェード5′も配置されるものとなる。よって、図
3中に鎖線で示すように放射状に配置される各反射面ユ
ニット3aに対応する非球面レンズ4の中心に、中央反
射面6に対応する非球面レンズ4′が存在するものとな
る。
いて説明を行うと、前記反射面ユニット3aは全て同じ
条件で形成されているので、この反射面ユニット3aに
対応している前記非球面レンズ4は前記バルブ中心軸X
から等距離で且つバルブ中心軸Xと直交する同一面とし
て存在するものとなる。従って、前記バルブ中心軸Xに
直交する面をレンズホルダー部4aとして形成すれば、
前記反射面ユニット3aに対応する非球面レンズ4の全
ては一体化することが可能である。
非球面レンズ4′のみは、前記中央反射面6の形態など
によりバルブ中心軸X上で位置が前後する可能性がある
が、例えば、この中央反射面6を形成するときのF3の
位置を適宜とする、或いは、中央反射面6に対応する非
球面レンズ4′の焦点距離を調整するなどの手段で、同
一のレンズホルダー部4aの面上に位置させることが可
能であり、即ち、全ての非球面レンズ4、4′は一体化
することが可能となる。
ンズ4、4′は当然に透明部材で形成されるものとなる
が、前記レンズホルダー部4aにおいては配光特性の形
成などに対して直接に関与することはないので、前記非
球面レンズ4、4′と同一の部材により形成されても良
く、或いは、樹脂部材の二色成形などの手段により透明
であっても異なる色彩として形成されても良く、更に
は、同様な手段により不透明部材で形成されていても良
いものである。尚、上記の一体化は配光パターン形成用
シェード5、5′に対しても同様に実施(図1参照)で
きる。
ー部4aで一体化した場合、例えば、レンズホルダー部
4aを車体色としておくと共に、同様に一体化した配光
パターン形成用シェード5、5′の非球面レンズ4側の
面も車体色としておけば、昼間時にはレンズホルダー部
4aの色彩が認識されると共に、非球面レンズ4、4′
も配光パターン形成用シェード5、5′に着色された色
彩が透過して見えるものとなるので、この灯具1の全面
が車体色として観視できるなどの応用が可能となり、デ
ザイン面での自由度が増すものとなる。
ーであり、このフィルター7は光源2を覆うキャップ状
とされ、光源2から前記花弁状反射面3、中央反射面6
に達する光を拡散或いは着色するものとされている。一
般的に楕円系反射面と非球面レンズとによる灯具におい
ては照射光がスポットライト状となり、照明が行われて
いる場所と、行われていない場所との明暗差が著しくな
る傾向がある。
にフロスト加工などが行われ適宜の拡散性を有するもの
を採用すれば、上記の著しい明暗差は、光源2からの光
がフィルター7を透過するときに適宜の拡散が行われる
ことで緩和されるものとなる。また、前記フィルター7
に拡散性に換えてアンバー色など適宜な色彩を施し、灯
具1をフォグランプなどの用途に適するものとすること
も自在であり、赤、青、黄などとして交通信号灯などと
して使用するのも自在である。
すものであり、前の第一実施形態では花弁状反射面3を
構成する反射面ユニット3aは回転楕円面として形成さ
れていたが、回転楕円面とした反射面ではヘッドランプ
として使用する場合、水平方向への照射幅が不足気味と
なることが指摘されている。
たものであり、第二焦点F4が水平方向にライン状に拡
がるように反射面ユニット13aを楕円自由曲面(複合
楕円面)として形成する。尚、前記した楕円自由曲面で
反射面を形成する手段は従来例のプロジェクタ型灯具
(図10参照)でも広く行われていた手段であるので、
ここでの詳細な説明は省略する。
平方向にライン状とするように楕円自由曲面として形成
された反射面ユニット13aの複数が組合わされて花弁
状反射面13が構成されるのである。このように構成さ
れた第二実施形態の灯具1における基本的な配光特性は
水平方向に長軸を有する略楕円状となり水平方向への照
射幅の不足が補われるのである。
違いビーム用として採用するときには前の第一実施形態
と同様にそれぞれの反射面ユニット13aに対応して非
球面レンズ4との間に配光パターン形成用シェード15
が設けられるが、この場合には前記配光パターン形成用
シェード15は反射面ユニット13aが生成する水平方
向にライン状の第二焦点に対応して、非球面レンズ4の
略焦点位置から水平方向の両側が非球面レンズ4側に向
かい湾曲しているものとされる。尚、この配光パターン
形成用シェード15を湾曲させる手段も従来例のプロジ
ェクタ型灯具(図10参照)で行われていた手段であ
る。
効率の向上を図るときには、前の第一実施形態と同様に
バルブ中心軸Xと長軸を一致させる回転楕円面の中央反
射面(図示は省略する。図1および図2を参照)を設け
るものであり、この中央反射面は前記反射面ユニット1
3aのそれぞれと同様に前記発光源2bの位置を第一焦
点F1とし、第二焦点もバルブ中心軸X上に水平方向の
ライン状として位置させる楕円自由曲面として形成され
ている。
記反射面ユニット13aの場合と同様の手段で非球面レ
ンズ4′が配置されるものであり、また、必要に応じて
は前記反射面ユニット13aの場合と同様の手段で湾曲
させられた配光パターン形成用シェードが配置されるも
のとなる。従って、第二実施形態も非球面レンズ4に関
しては第一実施形態と同様であるので、この第二実施形
態の灯具においてもレンズホルダー部4aを設け、非球
面レンズ4、4′の全てを一体化することが可能であ
る。
実施形態を要部で示すものであり、前述の第一実施形
態。第二実施形態の何れにおいても、非球面レンズ4、
4′は凸レンズ状として形成されていたが、本発明はこ
れを限定するものでなく、図5に第三実施形態として示
すようにフレネルレンズ状とし非球面フレネルレンズ1
4(14′)として形成することも可能であり、或い
は、図6に第四実施形態として示すように中心部24a
を凸レンズ状とし周縁部24bをフレネルレンズ状とす
るなど、凸レンズ状とフレネルレンズ状とを組合わせた
変形非球面レンズ24(24′)とするなども自在であ
る。
く突出する形状となっている非球面レンズ4を、それ程
に突出しないものとしてデザイン面での変化が与えられ
る。また、フレネル化するときのピッチを適宜とすれば
クリスタルガラスのような外観を与えられる。更には、
フレネル化することにより肉厚も均一化するので、例え
ば樹脂成形で非球面レンズ部分を形成するときには、成
形時に引けなどの変形を生じないものとなり、光学的な
精度の向上が図れるものとなる。
ものであり、この第五実施形態では非球面レンズ34
(34′)がレンズ部34a、34bとシリンドリカル
部34cで構成されている。前記レンズ部34a、34
bは前記第一実施形態で説明した非球面レンズ4を中心
軸で二分割したそれぞれの半部の形状であり、シリンド
リカル部34cはいわゆるシリンドリカルレンズ状であ
る。
端に前記レンズ部34a、34bがそれぞれの分割面側
で接続されている。このように非球面レンズ34を形成
することで、第一実施形態で示したように回転楕円面の
反射面ユニット3aからの、ほヾ円形断面を有する光束
であっても、非球面レンズ34を透過するときにはシリ
ンドリカル部34cの軸W方向に拡げられる。よって、
灯具1をヘッドランプなどに使用する場合には、前記軸
Wが水平方向となるように配置すれば、水平方向に広い
配光特性が得られるものとなる。
としたことで、先ずデザイン面においては、点灯時、非
点灯時を問わず複数の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。
ズの全てを一体化させることで、例えばレンズホルダー
部が透明である場合には、灯具の内面がそのまま見える
レンズホルダー部からの像と、拡大して見える非球面レ
ンズとからの像とが混合し、従来にない斬新な外観が提
供できる効果も奏する。
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、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。
が外側に開く楕円系反射面で形成されているので、それ
らの組合わせである花弁状反射面も奥行が浅くなり、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複数の非球面レンズに
分配することで、個々の非球面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。
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、複数の非球
面レンズにより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。
解した状態で示す斜視図である。
す斜視図である。
部で示す断面図である。
部で示す断面図である。
部で示す断面図である
Claims (13)
- 【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線上に第二焦点を配置して回転楕
円面を形成し、該回転楕円面を灯具を正面から見る状態
で反射面が表れる側を前記バルブ中心軸を中心とする放
射状に15°〜60°の範囲で切取り1つの反射面ユニ
ットとし、この反射面ユニットを前記バルブ中心軸に対
し放射状に4〜10個組合わせることで花弁状反射面と
し、該花弁状反射面のそれぞれの反射面ユニットの前記
第二焦点に対応しては、それぞれの反射面ユニットから
の反射光を集束する非球面レンズが配置されていること
を特徴とする灯具。 - 【請求項2】 それぞれの前記非球面レンズの略焦点の
位置には配光パターン形成用シェードが配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の灯具。 - 【請求項3】 前記バルブ中心軸上には、このバルブ中
心軸と長軸を一致させ、第一焦点を前記光源近傍に位置
させる回転楕円とした中央反射面が別体で設けられると
共に、この中央反射面の第二焦点に対応しては非球面レ
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。 - 【請求項4】 前記中央反射面に設けられる非球面レン
ズに対しても、この非球面レンズの略焦点位置には配光
パターン形成用シェードが配置されていることを特徴と
する請求項3記載の灯具。 - 【請求項5】 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線上に取付状態の灯具に対し水平
方向のライン状となる第二焦点を配置して楕円自由曲面
を形成し、該楕円自由曲面をバルブ正面から見る状態で
反射面が表れる側を前記バルブ中心軸を中心とする放射
状に15°〜60°の範囲で切取り1つの反射面ユニッ
トとし、この反射面ユニットを前記バルブ中心軸に対し
放射状に4〜10個組合わせることで花弁状反射面と
し、該花弁状反射面のそれぞれの反射面ユニットの前記
第二焦点に対応しては、それぞれの反射面ユニットから
の反射光を集束する非球面レンズが配置されていること
を特徴とする灯具。 - 【請求項6】 それぞれの前記非球面レンズの略焦点の
位置には配光パターン形成用シェードが配置されると共
に、前記配光パターン形成用シェードの形状が水平方向
に変化する第二焦点位置に対応し、非球面レンズの略焦
点位置から水平方向の両側が非球面レンズ側に向かい湾
曲していることを特徴とする請求項5記載の灯具。 - 【請求項7】 前記バルブ中心軸上には、このバルブ中
心軸と長軸を一致させ、第一焦点を前記光源近傍に位置
させ、第二焦点が取付状態の灯具に対し水平方向のライ
ン状となる楕円自由曲面とした中央反射面が別体で設け
られると共に、この中央反射面の第二焦点に対応しては
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
5記載の灯具。 - 【請求項8】 前記中央反射面に設けられる非球面レン
ズに対しても、この非球面レンズの略焦点位置には配光
パターン形成用シェードが配置されていると共に、前記
配光パターン形成用シェードの形状が水平方向に変化す
る第二焦点位置に対応し、非球面レンズの略焦点位置か
ら水平方向の両側が非球面レンズ側に向かい湾曲してい
ることを特徴とする請求項7記載の灯具。 - 【請求項9】 全ての前記非球面レンズはレンズホルダ
ー部により一体化して形成され、前記レンズホルダー部
は透明若しくは不透明として形成されていることを特徴
とする請求項1から請求項8の何れかに記載の灯具。 - 【請求項10】 前記非球面レンズが、凸レンズ状、フ
レネルレンズ状若しくは凸レンズ状とフレネルレンズ状
との組合わせとして形成されていることを特徴とする請
求項1から請求項8の何れかに記載の灯具。 - 【請求項11】 それぞれの前記非球面レンズは、一部
にはシリンドリカルレンズが組合わされている形状とさ
れていることを特徴とする請求項1から請求項8の何れ
かに記載の灯具。 - 【請求項12】 前記配光パターン形成用シェードの前
記非球面レンズからの透視される面および前記レンズホ
ルダー部の少なくとも一方が非球面レンズの色以外の色
で着色されていることを特徴とする請求項1から請求項
11の何れかに記載の灯具。 - 【請求項13】 バルブにはキャップ状とした拡散フィ
ルター若しくは着色フィルターが設けられていることを
特徴とする請求項1から請求項11の何れかに記載の灯
具。
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