JPS60167201A - ランプ構成体に対する光学装置の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はランプ構成体に対する光学装置であってレンズ
要素とバッフルとから構成される上記光学装置を製造す
る方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、外部からの照明が存在する状態でも点灯状態と消
灯状態との良好な差異を維持するようなランプ構成体の
設計に非常な注意が払われてきている。このような設計
は外部からの入射光がランプ構成体内部で反射されて再
び放射されて行くために、このランプ構成体が実際は点
灯していないのに点灯しているかのような印象を与える
（いわゆる「ファントム」　〔ぼやけた〕信号）ので上
記外部入射光の使用をむつかしくする。

１つの典型的設計において、ランプ構成体の光源からの
光線がリフレクタあるいはフレネルレンズによって平行
光線化され、複数レンズ個体を有してなるレンズ要素へ
指向させられる。次いでこれら゛レンズ個体は光線の光
束をそれ以外は不透明なバッフルにおける各々の透光隙
間を通過するように指向させる。この配置構成は光源か
ら放射される光のほとんどをランプ構成体から放射され
るようにできるが、バッフルはランプ構成体に外部入射
光が到達するのを効果的に防止しかつ再放射をも防止す
るものである。このような構造のランプ構成体の１例が
本出願人の英国特許第１５９１０１３号に記載されてい
る。

このバッフルを設けることはランプ構成体の内部構成部
材を視界から覆う効果もまた有している。

これによってランプ構成体が点灯されていない場合にラ
ンプ構成体内にある色つきフィルターを実際に見えなく
することが可能となるので、ランプ構成体のスタイル形
成に対し種々の利点をもたらす。このことで今度は非点
灯時にランプ構成体を周囲と調和するように設計できる
ようになし得る。

そしてそのランプ構成体はいわゆる「不可視」型となる
。

バ．ソフルから出て行く光線の角度を有する発散は、レ
ンズとバッフル間の距離、個々のレンズ間側方の隙間、
及びバッフルにある透光隙間の大きさとを含む数種の因
子によって支配される。材料使用の経済的理由のため、
レンズ要素はできる限り薄くしなければならない。この
ことはレンズやバッフルを小形にし、接近させ、隙間を
小さくすることが、放射される光線の不適当な発散を防
ぐのに必要であることを意味する。その結果、バッフル
の隙間の大きさとそのレンズに対する位置決、めが重要
になる。

もし隙間が過度に小さいか、あるいはレンズ軸棒からず
れておかれた場合、バッフルを通過しようとする光が著
し《阻害されランプ構成体の出力の強さが減少する。他
方、パフフルの隙間が過度に大きく作られでに１る場合
、外部入射光がバッフルを透過し、ランプ構成体内部で
反射されて再放射される度合がより大きくなる。その上
、ランプ構成体の内部構成部材はかなり見えるようにな
るから先に述べたスタイル形成上の利点を台無しにする
こととなる。

レンズ要素を１ラスチツク材で成形する場合、バッフル
の隙間のレンズに対する正確な位置決めがレンズ要素の
予測できない縮みによって乱される。この問題はレンズ
が設けられた面に対してレンズ要素の反対側の面上に成
形される形成物を配置することによって避は得る。この
形成物はレンズに対して正確に整合され、バッフルに対
して位置決め用案内として使用される。この形成物とレ
ンズとの間のそのような整合は、レンズ要素が成形され
る間に縮んだ場合でも、保持される。たとえば上記形成
物は小さな凹部あるいは突起で良い。

その場合、レンズ要素の表面を前記凹部あるいは突起を
設ける場所以外のところで不透明な材料で覆うことによ
ってバッフルを作る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、具合の悪いことに、これら形成物の存在はレン
ズ要素の光学特性を低下させる。更に具体的に言えば、
形成物の側面が光の通路を制限してしまうということで
ある。この制限は形成物の幅を増加することで克服でき
るが、その必要な増加はまたパンフルの隙間の寸法を増
加させることになりそれによって先に述べたように別の
問題をもたらすことになる。

〔発明の目的〕

゛本発明の目的は上述の種々の問題及び欠陥を取り除く
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

以上の目的を達成するため、本発明は （ａｌ　その１面上に複数のレンズを有するレンズ、　
要素を用意する工程と； （ｂｌ　該レンズ要素の他方の面上にあるいはその面に
近接して少くとも部分的に光を遮断するような材料の層
を組上げられた装置内において設ける工程と； （Ｃ）　焦点を有して光が集束される光源からの輻射光
線を前記レンズ要素の該面上に照射し、前記複数のレン
ズが該光線を前記材料の局所的領域上に向けられそれに
よって該材料がその前記局所的領域内にて前記光線によ
り除去されるようにし、これにより該局所領域が組上げ
られた装置内にて光−透過状態に処理する工程と からなることを特徴とする前記光学装置の製造方法。

を提供しようとするものである。

好適には、その輻射は本質的に光学装置が前記ランプ構
成体にて受ける光の波長と相違しない波長のものであり
、その場合該ランプ構成体内にて受ける光の波長と同様
のパターンで該光線がレンズ要素上に放射される。たと
えば、ランプ構成体は放物線状あるいは放物面状にリフ
レクタの焦点上に光源を含んでいる場合、輻射光線は平
行状態におかれたレンズ要素上に放射される。

本発明の方法の特定の例において、前記材料はまず第一
に、光遮断性のものであること。該材料はレンズ要素の
該反対の面上にコーテイング材として添付され得る。そ
の場合、コーテイング材は実質的に不透明となる程度に
十分厚くするが過度の熱量が生じないような厚みにする
べきであり、。

さもなければレンズ要素を損傷することになろう。

輻射光線はわずかでも横方向の揺動を受けるので、前述
の１ｆｆｉり除去しあるいは光学的に影響を与えた材料
の局所的領域の寸法を大きくすることになろ゛う。

〔実施例〕

本発明の実施例に過ぎない第１図乃至第４図を参照して
本発明を以下に詳述する。第１図に示されるランプ構成
体はコリメータ１０によって構成されており、このコリ
メータＩＯは白熱電球１１によって放射される光をレン
ズ１２の方へ向かわせる。図示のコリメータは放物線状
或は放物面状のりフレフタの形状を有しており、そのコ
リメータの焦点において、該電球１１は位置決めされて
いるがフレネルレンズも同様に十分に使用できる。

複数のレンズ１３はリフレクタ１０に面するレンズ要素
１２の面上に形成されており、パンフル１４はレンズ要
素の対向面上に設けられている。バッフル１４は複数の
光透過隙間１５を有しており、その各々の隙間はレンズ
１３のそれぞれの光学軸上に配置されている。残余のバ
ッフルは不透明か或は透過防止可能になっているからで
ある。レンズ１３の各々はりフレフタｌＯからの平行光
線束を受け、同光線束を１６で示されるようにそれぞ、
　れの隙間１５を介して１６にて集光する。光源のそれ
ぞれの電球全体の光を実質的に透過させるためそれぞれ
の隙間１５の大きさは制限されている。

バッフル１４から出た後に、光線は外側の光−透過カバ
ー１７上に照射される。このカバーにはレンズ機能体１
８が光線をランプ構成体の出力ビームに対する所望のパ
ターンで再び指向させ再分配させるよう設けられている
。

先に示したように、ランプ構成体のこの構成は以下のよ
うな利点を有する。すなわち、隙間１５はパンフル１４
の全面積のほんのわずかな部分を占めるのみであり、パ
ンフルを通過する外束入射光が入って来る機会はほとん
どないこと、従ってランプ構成体によって横方向へ反射
されバッフルを介して再度放射されるか、さもなければ
“ファントム”　（不鮮明な）信号を生じるようになる
。

更に、パンフル１４はレンズ要素１２及びその背後にあ
る部材が外から見えないようにするのに著しい効果があ
る。それは、レンズ要素１２が色つき（車輌に対する信
号灯のように）の場合でさえランプ構成体の外観を電球
１１が点灯されない場合でもその周囲に調和するよう設
計できるようにするためである。

パンフル１４を製造する方法を第２図、第３図を参照し
て説明する。はじめに、光学的に不透明な材料からなる
連続マスク１９をレンズ１３が設けられているレンズ要
素１２の面とは反対の面に配置するかあるいは取付けで
ある。焦点を有して光を集束された光源２０からの輻射
がレンズ要素１２上へその側面から向けられる。図示さ
れた配置では、輻射光源２０はレーザの形態を取うてお
り、その出力ビームはビーム拡張器２１によって拡張さ
れている。その拡張ビームはレンズ要素を横にスキャン
している。そのようなスキャンは簡便な偏向用鏡あるい
はプリズムの任意の組合せあるいはまたレーザビームに
対するレンズ要素の運動によって達成される。単一の傾
斜し得る鏡２２が第２図に例示されている。第３図にて
その利点がわかるように、レンズ１３が組立てられたラ
ンプ構成体内での白熱電球１１からの光線を集束すると
同様にしてレーザビームの個々の光束を集束する。それ
により各々の光束がマスクの極めて局所化された領域２
３上へと向けられる。従ってこのレーザビームのエネル
ギーはマスク１９の材料を消失させるか、さもなくばこ
の領域で除去されることになる。これによって光透過窓
がその後に形成されることになる。マスク１９のもとの
状態を保っている部分はパンフル１４の光の遮断部分を
形成することになり、形成された窓の部分は隙間１５と
なる。

上記の説明から以下の事が明らかとなる。すなわち、レ
ーザビームはレンズ要素１２が組み立てられたランプ構
成体内部で受ける光パターンすなわち平行光線をシミュ
レートすることになる。従フて、もしリフレクタ１０の
軸線に対して最終的に採るのと同一の方向においてレン
ズ要素１２がレーザビームに対して配置される場合、レ
ンズ１３は白熱電球１１　（当然に、レーザ光の波長が
実質的に電球によって放射される光のスペクトル成分の
それと相違しないものとする）からの光を集束するのと
全く同様の方法によってマスク１９ｊ：にレーザ光を向
けさせる。従って、マスク内でレーザ光が形成する窓は
適正な位置で自動的に作られ、組立てられたランプ構成
体内での電球１１からの光線を最適に伝達するための適
正な大きさのものとなる。

入射レーザ輻射の大部分を吸収し得るものである限り、
いかなるコーテイング材あるいはラミネート材でもマス
ク１９に採用できる。しかし、マスク内部での過度の熱
発生は避けねばならない。

それはこの熱発生がレンズ要素１２の損傷を引き起こす
からである。（特に、もしレンズ要素がプラスチック材
料からなる場合）この理由により、マスクは電球１１か
ら放射される光に対して不透明のままでき得る限り薄く
すべきである。

上述のように、レーザ２０はレンズ要素１２が電球１１
からの光と実質的に同様な方法でレーザ光を伝達し、屈
折させるように選択すべきである。

レンズ要素がパースペックス製の場合には、６０ＷのＮ
ｄ−ＹＡＧレーザを使用して非常に良好な結果が得られ
る。このレーザ出力輻射は１．０６μｍの波長を持って
おり、この波長での３　ｍｍの厚みを有するパースペッ
クス板の透過率は可視領域の中間での波長における透過
率のほぼ９０％であるが、この２つの波長に対しては屈
折率はわずか０゜７％だけ異なる。勿論、これは使用し
得る適宜なレーザの１例にすぎずレーザの他の型（たと
えば、アルゴンガスレーザ）も等しく十分に採用し得る
。

マスク中に形成された窓の大きさはレーザ出力を変化さ
せることで変更できるし、レーザビームがレンズ要素を
スキャンする速さ、あるいは（窓の大きさを大きくした
い場合）レーザビームを揺動させることによって、すな
わち、レンズ要素上へのビームの入射角を周期的に変動
させる（たとえば鏡２２を振動させる）ことによっても
変更できる。

上述の方法の改変例が第４図に示されている。

そこには、ビーム拡張器が省略されておりレーザビーム
（参照番号２４）が１対の偏向鏡２５，２６によってレ
ンズ要素１２上へと向けられている。

レンズ要素１２は搬送体２７によって支持されてイル。

この搬送体２７はレンズ要素上をレーザビーム２４がス
キャンするのを達成するために矢印２８の方向に移動す
るようになっている。

空隙２９はレンズ要素と搬送体とにあってレーザビーム
によって消失されるマスク１９の材料の消散を許すよう
になっている。

第４図の装置を使用する方法の特定の実施例においては
、１．０６μｍの波長の光を先住するＹＡＧ型レーザ２
ｏが採用されてＱ−スイッチモードで運転された。レン
ズ要素上のレーザビーム入射が特性上、直径８ｆｉから
１０ｕ＋へとゎずがばがり発散し、その断面を通過する
強度において、むしろ一様でないことが見出された。使
用されたレンズ要素１２はパースペックスで成形されそ
の厚みは４ｍｍであった。またレンズ１３は半径１．９
鰭の部分的に球形の形状をしており、その光学軸は２゜
２５１−だけ中間からずれている。マスク１９はレンズ
要素の平板な（すなわち非レンズ状の）表面を黒色のア
クリル系塗料の０．０５　鰭の厚みの層でコーティング
することにより作られている。ＩＩｌ送体２７の上にコ
ーティングされたレンズ要素を置いた後、レーザ２０を
４０Ｗの出力まで調節し、該搬送体が３（ｌｎ／秒の速
度でレーザビームを横切る。レーザビームがレンズ要素
に何ら損傷を与えずに塗料を除去し、レンズ１３の焦点
位置に０゜５鶴の幅のスリットを生じることがわかった
。塗料の除去がＱ−スイッチング装置の周波数に特別に
感度良く影響を受けることはなく、連続モードにてレー
ザ２０を運転することで真に満足すべき結果が得られる
こともまた明らかとなった。

第２の実施例においては、レーザビーム２４がそのレン
ズ要素に対して垂直の方向から１０°の角度傾斜したよ
うな方向にレンズ要素１２は搬送体２７の上に載置され
ている。上述の方法は従って反復される。また０、　５
　Ｍの幅のスリットが塗料によるコーティング層内に再
度形成されることが見出された。しかしこの実施例にお
いては、スリットはレンズ１３の対称軸線から１０°だ
けずれていた。レンズ要素及びパンフルからなる一体と
なった装置は従ってレンズ要素自体の垂直方向から角度
的にずれた光学軸を有している。

第３の実施例においては、マスク１９は黒色の塗料でコ
ーティングする代わりに真空蒸着によってレンズ要素１
２の平板状面をアルミニウムで被覆することにより作ら
れる。上記第１の例で与えられた方法が従って繰り返さ
れるがレーザ２０の出力をＩＯＷまで下げ、搬送体２７
の速度を５゜１７秒まで増加させることが相違している
。アルミニウムマスク１９中のスリットは今度は０．２
５鶴の幅であることがわかった。

上述のパンフル１４の製造方法は自動的に隙間１５がレ
ンズ１３に対して正確に位置決めされ、それにより先に
述べた問題を克服することを確実なものとする。更に、
例えば第２図に示すようないわゆる「ランプアラウンド
」型のレンズ要素に良くあるようにレンズ要素が曲面状
あるいは複雑な形状をしている場合でさえ、その所望の
最終的な方向付けと無関係に、隙間を正確に位置決めす
ることが容易に達せられる。輻射光によるレンズ要素の
処理方法は大量生産技術へ直ちに適用でき、それにより
バッフルを経済的な方法によって製造することを可能に
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はレンズ要素と電球とを含んで成るランプ構成体
の概略を示す断面図である。 第２図及び第３図は本発明の方法によるパンフルの製造
を示した図である。 第４図はバッフルの製造方法の改変例を示す図である。 １０・・・・・・リフレクタ、１１・・・・・・電球（
パルプ）、１２・・・・・・レンズ要素、１３・・・・
・・レンズ、１４・・・・・・バッフル、１５・・・・
・・隙間、１７・・・・・・光透過性カバー、１９・・
・・・・マスク、２０・・・・・・レーザ、２３・・・
・・・局所的領域。 特許出願人　ルーカス　インダストリーズパブリック　
リミテッド カンパニイ 代　理　人　瀧　野　秀　雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１ランプ構成体において使用する光学装置を製造す
   る方法において、 （ａｌ　その１面上に複数のレンズを有するレンズ要素
   を用意する工程と； （ｂ）　該レンズ要素の他方の面上にあるいはその面に
   近接して少くとも部分的に光を遮断するような材料の層
   を組上げられた装置内において設ける工程と； （ｅ）　焦点を有して光が集束される光源からの輻射光
   線を前記レンズ要素の該面上に照射し、前記複数のレン
   ズが該光線を前記材料の局所的領域上に向けられそれに
   よって該材料がその前記局所的領域内にて前記光線によ
   り除去されるようにし、これにより該局所領域が組上げ
   られた装置内にて光−透過状態に処理する工程と からなることを特徴とする前記光学装置の製造方法。 （２）前記輻射は、前記組上げられた装置が該ランプ構
   成体内にて受ける光の波長と実質的に異ならない波長で
   あることを特徴とする特許の範囲第１項記載の製造方法
   。 （３）該光線が該ランプ、構成体内にて受容されること
   になっている光線のパターンと類似のパターンで前記レ
   ンズ要素上に放射されるようになっている前記特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の製造方法。 （４）前記輻射光線が平行状態にて前記レンズ要素上に
   放射される前記特許請求の範囲第３項記載の製造方法。 （５）前記材料がはじめは光遮断性のものである前記特
   許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか記載の製造方
   法。 （６）　前記材料が実質的に不透明なコーテイング材と
   して前記レンズ要素のレンズとは反対側の面上に施され
   たことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項乃至第５
   項のいずれか記載の製造方法。 （７）　前記輻射光線は横方向の揺動により除去される
   べき材料の局所的領域の大きさを増加させることを特徴
   とする特許 しい第６項のいずれか記載の製造方法。