JPS5887701A - 自動車用前照灯 - 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】 本発明はフィラメントで構成される光源と、一方が光源
の近くにあり、他方が験光源の前方にある２焦点を備え
る楕円ｆｆＪｉ鏡で構成された光束集中器を形成する集
光器と、焦点が集光器の前方焦点の近くにあって光源か
ら出た光が集光器によって反射″されて輻射光軸の方向
に送出される様になされた集光レンズとを有する形式の
自動車用前照灯に関する。

この種の前照灯構造は古いものではない。事実、従来の
自動車用前照灯においては、放物面反射鏡にその焦点に
位置するランプと該反射鏡の前に位置する配光用ガラス
板を付属させたものを使用している。然し、上述の構造
は、集光器を特徴とするものであるが、理論的には公知
であり、実用上にも興味がある様に見られる。と云うの
は、集光器がランプを相当の立体角で取り囲むためラン
プから出る光束を充分に利用することが可能であり、同
時に又、楕円状集光器は従来の放物面反射鏡の容積に比
較して占有容積が小さいからである。

前述の形式の楕円集光器形の前照灯に関して、当業者は
自動車服用に有用なビーム光の各種形状を得ることを一
般的には知っている。特に、集光器の前方焦点の近くに
位置する遮蔽器（マスク又はスクリーン）を使用して切
欠ビームを作ることは公知である。第１図は垂直断面と
して本発明の基礎をなす構造な略示するものである。こ
の図に内部および前方の２焦点（ＦＭ）および（Ｆ、）
を有する集光器（Ｃ）と、焦点（Ｆｌ）に位置するラン
プフィラメント（ｆ）と、焦点が（Ｆ鵞）　ＩｔＣ同様
位置するレンズ（Ｌ）が見られる。この光学系の光軸は
（ＡＡ）で表示されている。また、第１図上に光線の進
路も示されている。遮蔽器がレンズの出口（で上方に向
かう光線となる２重斜線で示す光線を遮断して除去して
いることがわかる。

出願人が行い、理論的考察によって強化された実験によ
ると、この場合、この形式の前照灯は自動車照明におい
て重大な不都合に悩まされることを示している。事実、
ビームの一部を切欠することとなる遮蔽器を外した回転
対称系からの光線に関しては、自動車照明員定（交通法
）で使用される形式の２５メートルの距勉のスクリーン
上に円形で同心状の等照度曲線を投射、する。実用上で
は、このことは不満足な照明であることを意味する。

その理由は、これは道路上に道路に沿った光帯の形を作
ゐが、求めるものは一般に水平に拡がった照明面だから
である。

本発明は当面している前照灯の形式に同号なこの欠点を
除去するこεを目的とするものである。

本発明は最適な照明という見地の下に、楕円集光器をこ
れに適合させる方法を提案するものである。

本発明は２５メー）ルの距離のスクリーン上に投射され
るランプフィラメントの像の形成を入念に調査すること
が基礎となっている。

この種のランプフィラメントを１１反射鏡光学系の光軸
の方向に向いた、或いはこの光軸に直交した（一般に直
交フィラメントは水平）細長い円筒状の形を通常は有す
る。

平面状の小鏡で近似される反射鏡の各点はスクリーン上
へのフィラメント像の形成に寄与するので、得られる全
体としての照度は反射鏡の全部の点の個々の像全体の重
ね合わせによって生じると考えることができる。細長い
形のアイラインＦは細長い像を作るが、これは考えてい
る反射鏡の各点毎にスクリーン上で各種の方向を向いて
いる。

成る像は水平となり得（その一番大きな寸法が水平方向
）、別のものは斜となりあるものは垂直となり得る。反
射鏡の各点は従って多少とも傾斜した像を作る。

今、第２図に示す様に、楕円集光器形前照灯に対応して
規準スクリーン上にできる全体的な照明の形成を考える
と、（Ｉｖ）の様な垂直像は、スクリーンの中心から右
および左へ行く２本の半直線（Ｌｄ　）および（Ｌｇ）
によって爾かれた切欠限界の下部の照明の形成に対して
（Ｉｎ）の様な水平像に比較して有効でないことがわか
る。なおスクリーン上には慣例によって左側下部（Ｂｇ
）、右側下部（Ｂｄ）、道路軸（ＡＲ）が表示し【ある
。垂直像（Ｉｖ　）の大部分はハツチングで示した部分
以外は、光ビームの有効照射距離に対応する有効照明に
寄与していない。

本発明の母体となるアイディアは垂直像ないし大傾斜像
を犠牲にして水平像ないし小傾斜像の優先利用を図ると
いうことである。

ここに到達するための一般的な方法は、垂直像ないし大
傾斜像、即ち重直に対して３０度以下、好ましくは２０
度以下の角を作る像を除去な−・し減衰ないし拡大ない
し変移させることである。

この目的のために、楕円集光器上に前記傾斜像の発生に
寄与する臨界領域を定め、また、この臨界領・域内の度
射面を修正する。集光器が遮蔽マスタの前に位置してい
るので、集光器のレベルでこれを行う、そのためマスタ
リレベルで定まる眩輝値は増加することがない。

光軸方向フィラメントの場合、臨界領域は集光器の光軸
を逓る龜直面に対して傾斜している２平面と集光器との
交わりによって限界される。

水平直交フィラメントの場合、臨写領域（Ｚ）は外画か
ら見て第３図に示す形状を、また光軸な迩る１直断面か
ら見【第４図に示す形状をそれぞれ示す、特定のそれぞ
れの場合、当業者はこの領域を実験と計算で走めること
を知っている。

この領域の修正にはその拡散能、反射能、およびその形
状を関与させ得る。

光軸方向フィラメント、またはこれに直交するフィラメ
ントが問題なので、まず臨界領域を、例えば反射被握を
除去するとか艶のないペンキを施こすとかして非反射性
にすることができる。同様に、どの場合でも、この領域
による照明を、例えばここを若干こまかい粒度の粗ｆＦ
Ｋ形成することによって拡散性にしてこの領域による照
明を減衰させることができるが、これは反射性被置物を
施こす前にサンドブラストまたははちの巣の形成（ｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎ　ｄｅ　ｍｍ１ｄｓｄ’ａｂｅｉｌｌ＊
　）によって実現できる。

また、ｖｉ弊領領域変形してその前方焦点を、レンズの
焦点と合致している集光器の前方焦点に対してずらすこ
ともできる。

また、臨界領域に、領域の楕円状母線に沿った散光用溝
列を設けてもよい。

最後にまた、臨界領域を光源フィラメントに対してデフ
ォーカスしてもよい。

添付図面を参照しこの以下の説明によって本発明の実施
方法が充分に了解できよさ。

第１図ないし第４図に関しては前述した通りである。第
１図は光源と、集光器を形成する楕円反射鏡と、集光レ
ンズを有する形式の前照灯の略図であることは前述の通
りである０ 以下、１Ｉ５ＷＪ以下を参照して、本発明の実施要領に
ついて詳細に説明する。

説明簡略化のために、全部の図面にお−・て、同一また
はａｌｌの部品を示すのに同一符号を使用することとす
る。

第５図は集光器（Ｃ）を形成する楕円反射鏡上に臨界領
域（Ｚ）を定める要領を示すものであるが、この集光器
は集光器の光軸（ＡＡ）上に軸方向に向って位置する円
筒状フィラメントと一緒に動作するものである。この場
合、撫直線（ＶＶ）に対する傾斜角が両方向それぞれで
最大限角度α（例えば２０度、好ましくは５０度に等し
〜・）に略しいフィラメント（ｆ）の単位像を形成する
のに対応する臨界領域は、　集光器（Ｃ）と光軸な含む
１１１１１（ＶＶＪに対して角度αを作る２光軸１ｉ（
Ｐ）および（Ｐ’）ｌの交わりで限界される中Ｉυ領域
であることは第５図が明確に示すところである。集光器
（Ｃ）の度射面上で領域（Ｚ）は曲線状交線で限界され
るが、この交線は楕円形である。

本発明によれば・、領域（Ｚ）から出る像は除去ないし
減衰ないし拡大ないし更に移動させなければならない。

その実施方法についてはのちに更に完全に説明する。

第６図は楕円反射鏡（Ｃ）に、光軸に直交する水平な円
筒状フィラメントが付属している場合を示す。この場合
、第３図および第４図に示す様に、臨界領域（Ｚ）は集
光器（Ｃ）の左右にそれぞれ光軸を含む垂直面（ＶＶ）
に対して対称に位′曽する２個の半領域（Ｚｄ　）およ
び（Ｚｇ　）に２分割される。半領域（Ｚｄ　）および
（Ｚｇ　）は楕円面上に、重直に対して多く共所定の角
度αに等しい傾斜を有する像を生じる点の軌跡として定
義される。　　、非常に良好な近似ではあるが近似的に
は、各半領域（Ｚｄ　）および（Ｚｇ）は楕円集光器（
Ｃ）と２円筒面との交わりによって境されるものと考え
てよい。これらの円筒面は以下の様にして定まる。

集光器（Ｃ）の内部焦点（Ｆｓ）（フィラメント（ｆ）
とはｙ重なる）を水平横方向に集光器上の２点（Ｐｄ）
および（Ｐｇ）がそれぞれ集光器の左右に位置する様に
射影する。これらの２点から光軸方向と平行で水平光軸
平面（ＨＨ）に対して角度α傾斜した２平面を画＜、［
Ｉち、点（Ｐｄ）から２平面（２０ｄ）および（２１ｄ
）を、点（Ｐｇ　）から２平面（２０ｇ）および（２１
ｇ）を画く。方向（ＡＡ）と平行な円筒面の中心軸はこ
れらの平面内にあり、円筒の半径は集光１１（Ｃ）の楕
円面のパラメータ（ｂ）に啼しく、この（ｂ）値は楕円
面の２焦点（Ｆ、）および（Ｆｍ）の間の中心から引い
た楕円面の垂直半径に相当する。領域（Ｚｄ　）は集光
器（Ｃ）と中心軸がそれぞれ（３０ｄ）および（３１ｄ
）の円筒！１ｔ（１０ｄ）および（１１ｄ　）との交わ
りで限界されることがわかる。同様に領域（Ｚｇ　）は
集光器と中心がそれぞれ軸（３０ｇ）および（３１ｇＨ
ｃある２円筒面（１０ｇ）および（１１ｇ）の交わりで
境界されている。

この様な半領域（Ｚｄ）および（Ｚｇ　）の近似解は、
最適な理論解から１０％以下に近似しそいるので、非常
に満足なものである。

更に１この様な解は、非常に簡単に集光！　（Ｃ）また
は更にこの集光器を製造するための金型上で領域の境界
を画くことを可能とし、事実、製品の回転円筒による交
わりに対応する描画を非常に容易に行い得ることは、周
知の処である。

第５図に関して上述した様に、臨界領域が一旦定まると
、従って、主として除去、減衰、拡大または移動によっ
て、対応する像を修正することが問題となる。

本発明による第１の解決法は、この様な領域を、特に艶
消しペンキの塗付によって！スキングして、或いはこれ
を艶消加工によって蔽うことであるが、同様に若干とま
がい粒子の粗面を作ることで拡散領域にすることもでき
る。どの場合においても、この領域に対応する有害な像
は除去ないし相当に減衰される。

第７ａ図および第７ｂｌｌは領域（Ｚ）に対応する像を
左右に移動させる様に領域（Ｚ）を変形するという解決
法を示している。図示の例においては、光軸（大人）内
の軸上フィラメントを伴う集光器を同層としている。従
って領域（Ｚ）は第５図に示す外形を有する。集光器（
Ｃ）はその構成内に、第１図に示す様に２個の焦点（Ｆ
ｌ）と（Ｆｌ）とを有するが、本発明によれば集光器の
全表面は反射性のままとしておくが、臨界領域（Ｚ）に
対応する集光器表面を変形する。詳細に言うと、領域（
Ｚ）の左右両半部（２厘）および（Ｚｄ　）に光軸（Ａ
Ａ）Ｋ対して発散する方向の傾斜を与え、その内部焦点
はｔｔｙ（Ｆｔ）に残る様ＫＬ、一方それらの前方焦点
は、半領域（Ｚｄ　）に対して（Ｆｅｄ　）に半領域（
Ｚｇ）Ｋ対し【は（Ｆａｇ）になる様に横方向に移動さ
せる。この様に前方焦点の位置をずらせることによって
、この前方焦点位置に共通内部焦点（ｒｌ）付近に位置
するフィラメントの像が形成されるが、重直に対して±
ａの角度内にある垂直像であった所の第２図のスクリー
ン上の最終像は横方向に移動することとなり、好ましい
結果となる。

第８図は集光器（Ｃ）が光軸直交フィラメント（ｆ）に
よって動作している時の集光器（Ｃ）上に描画した領域
（Ｚｄ　）および（Ｚｇ）の場合において、臨界領域に
対応する像を拡散させるための別の配列を示す。この場
合、臨界領域は図示の様な拡散用垂直溝群を備えている
。この溝群によって垂直像に対応する光は、これが受入
可能になる様に拡散される。

第９ａ図と第９ｂ図は、集光器（Ｃ）が光軸方向のフィ
ラメントと動作している場合の配列を示すが、この場合
、左右の牛臨界領域（Ｚｇ）と（Ｚｄ）は集光器（Ｃ）
の内部焦点（Ｆｌ）に対応するフィラメント（ｆ）に対
して対称的にデフォーカスされている。水平面上に略示
した図である第９ｂ図に示す様に、領域（Ｚｄ　）と（
Ｚｇ　）の光軸な、その２焦点（Ｆｓｇ）、（Ｆａｇ）
および（Ｆｔ　ｄ　）　、（Ｆｅｄ　）が水平に横方向
になれる様に、移動させる。この移動は先細方向フイラ
メンＦに対して例えば１．５ｎ程度である。この様な配
列によって、臨界領域に対応する垂直像は道路の下側の
照明に寄与する様に横方向に拡大されるが、これは受入
可能のもので有用のものでもある。

勿論、フィラメントの各様の配列（光軸方向又は直交方
向）ｋ関して上述した解決策はすべて２配列に区別なし
に応用可能である。一方、臨界領域に対する各種の対策
が当業者の能力内で利用することができるので、本発明
は上述した変形ないしデフォーカスの方途に限定される
ものではなく、本発明の一般的な方法は臨界領域内での
反射鏡の形状および／または機能の修正に常に存するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を応用する基本方式を光軸な通る垂直面
で切断した基本方式図、第２図は第１図の方式で生じる
単位像の２５メーシルの規定スクリーンへの投射図、第
６図および第４図は直交フィラメントを使用した装置に
対する集光器を形成する反射鏡の臨界領域をそれぞれ前
面からおよび軸撫直断面で示す臨界領域図、第５図は光
軸方向のフィラメントを使用する場合の反射鏡の臨界領
域の決定法を前面から見た前面図、第６図は光軸直交フ
ィラメントを使用する場合の尽射鏡の臨界領域の決定法
を前面から見た前面図、第７ａ図および第７ｂ図は臨界
領域に対応する前方焦点を移動させる様にした、先細方
向フィラメントを使用する楕円反射鏡の構成を前デから
および光軸を含む水平面で切断した図を略示する切断略
示図、第８図は臨界領域に溝列を設けた、光軸直交フィ
ラメント使用の楕円度射面を前面から見た楕円反射図、
第９ａ図および１１！９ｂ図は、臨界領域が光源フィラ
メントに関してデアオーカスされている、光軸方向フィ
ラメントを使用する楕円反射鏡の前面図および光軸な含
む水平面による断面図を略示する断面略示図である。 Ａ−Ａ・・・光学系の光軸、Ｃ・・・楕円反射鏡、Ｆｌ
・・・内部焦点、Ｆｌ・・・前方焦点、Ｆ１ｇ１Ｆ！ｄ
・・・臨界領域用移動前方焦点、ｆ・・・フイラメン）
、Ｈ−Ｈ・・・水平面、Ｌ・・・集光レンズ、Ｐ％Ｐ′
・・・領域２平面、−１Ｐｄ・・・焦点横方向射影点、
Ｓ・・・拡散性細溝、Ｖ−Ｖ・・・垂直面、２，２へＺ
ｇ・・・臨界領ψ、１０ｇｘ　１１ｇ；シ　　・ １Ｑｄ、ｊｌｄ　　・・・回転円筒面、２０ｇｓ　２１
ｇ　；２０ｄ、２１ｄ　　・・・斜平面。 代理人　弁理士　　木　村　三　朗

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）はｙ円筒状のフイラメン）（ｆ）を備える光源と
   、一方（Ｆｌ）が前記フィラメントの近くに他方（Ｆｓ
   　）が該フイラメンシの前方に位置する２個の焦点を有
   する楕５円反射鏡（Ｃ）と、焦点が反射鏡の前方焦点（
   Ｆ３）の近くにある焦光レンズ（Ｌ）とを有し、また、
   反射鏡の反射面は反射鏡の臨界領域（Ｚ）内において修
   正されており、前記臨界領域（Ｚ）は規準スクリーン上
   において垂直１１に対して最大１ｉ１３０度に等しい所
   定の角度（ｇ）をなすフィラメント像を投射する部分と
   して定められるものであることを待機とする自動車用前
   照灯・（２）前記フイラメン）、（ｆ　）は光軸にそっ
   たフィラメントであり、また、臨界領域（Ｚ）は反射鏡
   （Ｃ）と垂直面に対して角度（１）傾斜した２平面（Ｐ
   、Ｆ）との交わりによって矯められていることを特徴と
   する特許請求の範ｌｌｌ１１１項に記載の前照灯・ （３）前記フイラメン）（ｆ）は光軸゛に直交するフイ
   ラメンシであり一２個所に存在する臨界領域（Ｚ）は反
   射鏡面（Ｃ）と反射鏡（Ｃ）の左右にある２対の一転円
   曽一（１０ｇ〜１１ｇ、１０ｄ。 １１−）との交わりによってａｙ定められ、２対の円筒
   のそれぞれは反射鏡の内部焦点の反射鏡面への横方崗射
   響点（７１１％　Ｐｄ　）を通り、円筒の半径は前Ｉ！
   夏射−を會める楕円面のパラメータ（ｂ）に等しく、円
   筒の軸は水平１ｉ（Ｈ−Ｈ）に対して±Ｃ傾斜した傾斜
   平１１１（２０ｇｓ　２１ｇ；２０ｄ％２１ｄ）内にあ
   り、これらの平面は反射面の内部焦点（Ｆｌ）の該腰上
   への射影点を通っていることを特徴とする特許請求の範
   ｌ１１１１項に記載の前照灯０ （４）　　−界領域（Ｚ）の表面は非反射性または拡散
   性にされていることを特徴とする特許請求の範囲第１１
   ［、第２項または第６項に記載の前照灯。 （５）臨界領域（Ｚ）の表面が拡散性細溝（８）で覆わ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
   項または第５項ｋｌ！ＷＡの前照灯。 （６１ＩＩ界領領域Ｚ）が、その左部分およびその右部
   分において、反射鏡（ｄ）の定める楕円体の最良理論形
   状に対して、該領域の内部焦点（Ｆｌ）は変化せず、外
   部焦点（Ｆｌ）が左部分に対しては左方に、右部分に対
   しては右方Ｎ：（Ｆａｇ、Ｆｌｄ）移動する様に対称的
   に変形されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   ＸＪないし第３項に記載の前照灯。 （力　臨界領域（Ｚ）、が反射鏡（Ｃ）の幾何学的楕円
   面と一致する理論形状に対して、臨界領域（Ｚ）が左方
   および右方で、光軸が反射鏡の中心軸に対して左方およ
   び右方に平行移動している楕円面の２部分で構成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３
   項に記載の前照灯。