JPS58103701A - 自動車用ヘツドライト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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るリフレクタ−
と、リフレクタ−頂点に近い楕円の焦点内の横の白熱コ
イルと、リフレクタ−に対向せる焦点がリフレクタ−頂
点から遠い楕円の焦点と一致する収束レンズとを有する
自動車用ヘッドライトに関する。この釉のへツマライト
は、公知であり、この場合このヘッドライトのりフレフ
タ−は、回転楕円体面の一部であり、したがってり７レ
クターの水平方向の子午線断面も楕円である。従って、
収束レンズから出る、発散板によっ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って形成され、し
たがっ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。

Ｔｈ光−ヘッダライト又はフオゲランデに対してこの棟
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−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（７） ために必要である。

本発明によるヘッ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、楕円体面形のりフレクメ一部分からりフレク
クー軸線に対して平行に射出された光束が光束の射出方
向にある、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。

本発明の好ましい他の構成は、特許請求の範囲の従属請
求項に記載されている。特許請求の範囲第４項によれば
、リフレクタ−の光束は、完全に利用され、鮮明な明暗
限界が形成される。

特許請求の範囲第５項によれば、生じる光帯域が完全な
幅で利用されることが得られる。

特許請求の範囲第６珀によれば、光分布は、水平方向に
発散され、これによって光束の水平方向の発散は拡大さ
れる。これは、特許請求の範囲第７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１１
項によれ（８） ば、補助レンズの有利な形が示されており、これによっ
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、現代の連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ッ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、楕円体面状へツマライト又は放物線−楕円体面
状ヘッドライトの場合、リフレクタ−の形状は、要求さ
れる明るさによって十分に確定される。この要件は、特
許請求の範囲第１０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ッダライトが得られる
。ヘッドライトの高さ、ひいては光束の高さをｔ、特許
請求の範囲第１３項の記載によりさらに減少させること
ができる。

調光に対するヘッダライトの場合、リフレクタ−の下半
分から射出した光束部分は、絞りによって遮蔽され、し
たがって調光束の形成に使用できない。特許請求の範囲
第１５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
、ヘッダライトは、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−の利用しつる光束は拡大さ
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図の自動車ヘッドライトは、反射面１１及び頂点１
２を有するリフレクタ−１０を有し、この頂点には、座
標系の原点がＸ軸、ｙ軸及び２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１平方向の子午線断面１５ば、はぼ放
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−１０に対向
せる焦点面がリフレクタ−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１６“は、射出方向のＸ軸上にある。

絞り１７は、リフレクタ−１０に対向せる、収束レンズ
１６の焦点面内及びリフレクタ−１０のＸ軸よりも下に
配置されてｈ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−１
０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−１０の反射面１１ば、次の方程式： によって記載される。

平面をリフレクタ−１０の軸線に対して垂直に反射面１
１と交叉することによって生じる曲線は、楕円であり、
この楕円の主軸は、リフレクタ−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１ｌｉＩ２３．２３’は、リフレクタ−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
−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、対向者の眩惑を惹起するような反射面１１の
反射光線を遮断する。

第２図中のりフレフタ−１０の前面図は、このリフレク
タ−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１
１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Ｈ
Ｈ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の縁部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’；３４，３
４’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−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°高い元帯域
を形成する。

リフレクタ−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、ａ光用のヘッダライトによってリフレクタ−
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１３
’／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Ａ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−
（Ｉｌｌｌで共辿の焦点４６′ヲ有し、この焦点は、楕
円１３の、頂点から遠い第２の焦点１３″と一致１〜て
いる。

しかし、焦点距離４７“、４８“ば、フレネルレンズ４
６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に向って減少する。

リフレクタ−１０と反対側の、レンズ４６の焦点４７’
、４８’は、Ｘ細土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’／
４６’よりも僅かに下方にある。焦点光線７及び８ば、
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−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図のヘッ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と一緒になって共通の焦点１６’１５６’を有
する１つの系を形成し、この焦点は、レンズ１６の焦点
１６′と一致してｈ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１６１５６“
を有し；レンズ１６の焦点距離は、１６“で図示されて
ｂる。

２つの軸線に平行の光線７及び８は、部分範囲５７．５
８を通じてＸ軸方向に向い、その後にレンズ１６を逆じ
て焦点５７′方向に転向する。

レンズ１６は、補助収束レンズ５６によって影響されな
い光線６を屈折してリフレクタ−から遠い焦点１６′に
到らしめ、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つの横方向のい形又は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ｈる。

更ニ、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、ヘッドライトの垂直断面図を示し、第７図は
、ヘッ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−１０と収束レンズ１６との１■に配置されて
Ａる。この場合、補助収束レンズ６２の、リフレクタ−
に近い焦点６２′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−から遠い
焦点６２′と、収束レンズ１６の１つの焦点は、同様に
一致しく父は近接し）；さらになおリフレクタ−１０の
楕円の、リフレクタ−から遠い焦点１３′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６
１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−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９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り
フレフタ−開口の幅に比して大きＡ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−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６
２と発散レンズ６１との距離６０は、射出した光速の幅
を定める。

第８図の調光ヘッドライトによる垂Ｍ断面図は、光線方
向に楕円１３の焦点１３′の前方にずれてｂる白献コイ
ル７４を示す。レンズ７日は、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７７′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ｘ１４１Ｒ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−から−Ａｉ’−ｈ焦点１３′は、一致している
。第９図は、第８図のヘッドライトの変異を示し、この
場合白熱コイル７４は、光研方向とはｊｆ方回にずれて
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−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種類の焦点からのすれは、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へツタライトの多殻の実
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−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（シ
１のリフレクタ−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
のヘッドライトからの光路図、第５図は、第４図のヘッ
ドライトの別法からの光路図、編６図は、大きい幅−高
さ比率を有する光束に対してヘッ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
してヘッ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朗限界よりも低く
照明することに関連する調光−、ラドライトを示す略図
である。 ７．８・・・周辺光線、１０・・・リフレクタ−１１１
・・・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、４７．４８・・・部分
範囲、５６゜６２・・・補助収束レンズ、５６’、８２
’・・・補助収束レンズの焦点、６１・・・発散レンズ
、６２〃・・・補助収束レンガの焦点距離、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、７
７″・・・収束レンズの上半分の焦点距離、γ８・・・
収束レンズの下半分、７８“・・・収束レンズの下半分
の焦点距離第１頁の続き 優先権主張　■）１９８２年７月１６日［相］西ドイツ
（ＤＥ）■Ｐ　３２２６５８０．８ （７■発　明　者　フリードリツヒ・プリンツハウゼン ドイツ連邦共和国シュツットガ ルト７５フリデインガー・シュド ラーセ３ ９−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　垂直な子午線断面が楕円であるリフレクタ−と、
   リフレクタ−頂点に近い楕円の焦点内の横の白熱コイル
   と、リフレクタ−に対向せる焦点がりフレフタ−頂点か
   ら遠い楕円の焦点と一致する収束レンズとを有する自動
   車用ヘッドライトにおいて、リフレクタ−（１０）の水
   平方向の子午線断面（１５）が放物線もしくは楕円又は
   最適な放物線に類似した楕円もしくは双曲線の１つであ
   り、リフレクタ−（１０）の軸線（１９）に直角に交叉
   する平面を反射面（１１）と交叉することによって生じ
   る曲線が楕円であり、この楕円の主軸が軸線（１９）に
   対して垂直に立ち、１つの主軸が子午線面（２０）にあ
   ることを特徴とする、自動車用ヘッドライト。 ２、　リフレクタ−（１０）の反射面（１１）が（１） 次の方程式 によって記載される、特許請求の範囲第１項記載のヘッ
   ドライト。 ６、　絞り（１７）がリフレクタ−（１０）に対向せる
   収束レンズ（１６）の焦点内及びリフレクタ−（１１）
   の軸線（１９）の下に配置されている、特許請求の範囲
   第１項又は第２項に記載のヘラげライト。 ４、絞り（１７）の光学的に有効な縁部（１８）が収束
   レンズ（１６）の１つの焦点（１６’）の僅かに下にあ
   る、特許請求の範囲第３項記載のへツーライト。 ５、　リフレクタ−（１’０　）及び収束レンズ（１６
   ）からなる全結像系の光軸（１９）がＸ−軸に対して頂
   点（１２）を中心にほぼ２°下向きに傾斜している、特
   許請求の範囲第３項又は第４項に記載・のヘッドライト
   。 （２） ６、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−頂点から遠い楕円
   （１３）の焦点（１３“）と一致している、特許請求の
   範囲第１項〜第５項のいずれか１項に記載のヘッダライ
   ト。 ｌ　収束レンで（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６項記載
   のへツーライト。 ８、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６項父は第７珀に
   記載のヘッドライト。 ９　外の周辺光線（７，８）の少な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（１６’１５６’）と（
   ３） が一致している、特許請求の範囲第６項〜第８項のいず
   れか１項に記載のヘッダライト。 １０、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９項記載のヘッドラ
   イト。 １１、補助収束レンズ（５６）がリンゲ面形を有するか
   又は２つの横の扇形もしくは２つの槓の円面部分からな
   り、この場合２つの扇形又は２つの部分が垂直の中心面
   に対して面対称に配置されている、特許請求の範囲第１
   ０項記載のへツーライト。 １２、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メー（１０）と収束レンズ（
   １６）との間に配置されており、リフレクタ−に近い補
   助収束レンズ（６２）の焦点（６２’　）とりフレフタ
   −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−から遠り補助収束レンズ（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−（４） から遠い楕円（１３）の焦点（１３’）とりフレフタ−
   から遠い発散レンズ（６１）の焦点（６１’）が一致し
   ている、特許請求の範囲第６項記載のヘッダライト。 １３、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１２項記載のへッｒライト。 １４、発散レンズ（６１）とりフレフタ−（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１２項又は第１３項に記載
   のヘッドライト。 １５、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（
   ７８）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（７
   ７）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（系の光軸）上で互いに離れている、
   特許請求の範囲第３項、第４項又は第６項のいずれか１
   項に記載のヘッドライト。 １６、リフレクタ−が２つの異なる放物線−楕円状糸の
   ２つの扇形宛からなる、特許請求の範囲第４項記載のヘ
   ッダライト。 １７、　１１フレクターが放物線−楕円形状系及び楕円
   体面系の２つの扇形宛から構成されている、特許請求の
   範囲第４項記載のヘッダライト。 １８、収束レンズの水平断面の範囲内で光学的に有効な
   手段が設けられており、この手段が水平方向の光発散に
   よって自動車の前方の道端を照明するために大きい光発
   散が行なわれるように水平方向の光発散を特徴する特許
   請求の範囲第５項記載のヘッダライト。 １９　光学的に有効な手段が円柱レンズである、特許請
   求の範囲第１８項記載のヘッドライト。