JPS61216201A - 放物面反射鏡と楕円面反射鏡とを組合わせた自動車用前照灯 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光源と、該光源の近傍に配された焦点と該光
源の前方に配された焦点との２つの焦点を備えた楕円反
射鏡と、該楕円反射鏡の該前方に配された焦点の近傍に
焦点を有する放物面反射鏡とを有し、該光源から送出さ
れて該楕円反射鏡により該放物面反射鏡の焦点に向って
送光された光線が、前照灯の光束を形成するほぼ平行な
光束に従って、該放物面反射鏡によって最終的に反射さ
れるようにした、自動車用前照灯に関する。

〔従来の技術〕

この構造を備えた前照灯は、それほど普及してはいない
。実際に、現用されている自動車用前照灯の場合、固有
の焦点を有するランプを備えた放物面反射鏡と、この放
物面反射鏡の前方に配された光分配用の放物面反射鏡と
が用いられる。しかし、光束回収装置を形成する楕円反
射鏡と光源が共働する前記の光学的構成には、光源から
の光束が最適に回収されるという利点がある。楕円反射
鏡は、放物面反射鏡よりも大きな立体角に亘って光源を
囲み、他方では、楕円反射鏡が占める容積は、同一の光
源及び光束については、放物面反射鏡が占める容積より
も一般に小さい。従来の技術の例としては、米国特許第
１９８１３２８号、フランス特許第２０６７９２５号（
出願番号、６９−４０１５１号）及びドイツ公告特許公
報第３３１７１４９号が挙げられる。

自動車の照明に有用な光束のいろいろの異なった分布を
得るために、楕円反射鏡と放物面反射鏡とを共働させる
ことは、従来から行なわれていた。

特に、楕円反射鏡によって送出された光線の光路上にお
いて、放物面反射鏡の焦点付近に配された遮光スクリー
ンを利用して、カットオフ光束を得ることは、従来から
知られていた。この形式の遮光スクリーンは、光線全受
光することによって送、Ｉｎ″’／）、ｔ７光束″′成
１寄与す６領域を・放物面反射鏡上に画定する。このよ
うにして得られた□　　　カット芽フ光束は、フランス
規格及びヨーロッパｉ　　規格に定められているような
すれ違い光束でもよ：１／′。

：　　　　しかし従来の楕円−放物面混合構造において
は、□ ：　　　光学系は、一般に、投光効率の面でも、自動車
への取付けの容易さ又は取付は場所の面でも、最良１　
。□□７８ゎｌ；ｉ、Ｂ　ｊ　５ケ１、□−１゜ヵやゎ
ヵ■　　　寸法上のパラメーターの組合せを規定するこ
とな： □ ｌ　　　しに構成されている。

□：　　　〔発明が解決しようとする問題点〕１　　　
　従って、本発明の主な目的は、光源と共働する■　　
　楕円反射鏡の偏心率と放物面反射鏡のパラメーターと
の間の最適の調和を実現することによって測光上の性能
を最適化した全高の小さな前照灯を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明による自動車用前照
灯は、 ａ）楕円反射鏡の光軸が、自動車の長手方向軸線を横切
る方向に、好ましくは該長手方向軸線と直交する方向に
延長している、水平軸線であり、ｂ）該楕円反射鏡は、
半楕円体に近似した形状をもち、その開口は、楕円体の
短軸にほぼ等しい半径の円に対応し、 ｃ）　　２つの水平截面とほぼ直交する前面との間に含
まれる自動車の長手方向軸線と平行な軸を有する半放物
面の区画によって、放物面反射鏡を形成し、 ｄ）　　３つのパラメーター、即ち、楕円反射ｆｌｌｆ
）偏心率ｅ１放物面反射鏡のパラメーターＰ及び水平截
面の間に含まれた放物面の区画の高さＨｆｆｉ、少くと
も近似的に、式 によシ相関させたことを特徴とする特 後に明らかとなるように、この相関は、楕円反射鏡の偏
心率に依存した楕円反射鏡による回収光束の最適利用に
対応しており、放物面反射鏡のパラメーターＸの選定は
、送出された光束の強さを条件付ける。

楕円反射鏡の開口は、有利には、高さＨに等しくする。

前記のように定めた条件の結合によって、光効率が最適
化されるだけでなく、自動車上の最適の配列が遅せられ
る。

本発明による前照灯は、高さＨよりも垂直高さの少し大
なスペースに配設しうる。このスペースハ、横向きの長
いコンパートメントと、光線全体を通過させるだめの長
手方向の光窓とを備えている。

横向キのコンパートメントは、非常に容易に自動車に取
付けることができる。高さＨが小さく、放物面反射鏡の
有用部分の幅に対応して幅も比較的小さな、長手方向の
光窓は、自動車の前面のわずかなスペースしか占有しな
い。

前記のような特徴を備えた本発明は、送出光束の性質と
拘りなく、全ての種類の前照灯に適用される〇 特に、カットオフ光束を得ようとする場合は、放物面反
射鏡の焦点付近の光路上に、遮光スクリーンを介在させ
る。

本発明の別の目的は、カットオフを特にはつきシさせる
だめの遮光スクリーンの最適配列を提案することにある
。

本発明のこの様相において、遮光スクリーンは、成る平
面に特別に接近させるべきであり、２つの反射鏡の光軸
の平面と直交するこの平面は、放物面反射鏡の光軸に対
して３８°−５０°、好ましくは４３°−４６°の配向
をもつべきである。これと等価の別の定義によれば、ス
クリーン面は、楕円反射鏡の光軸と放物面反射鏡との交
点において放　　　・物面反射鏡と接する接平面とほぼ
平行に延長している。

実験の結果（理論的な計算によっても裏付けされている
）によれば、このスクリーンによる遮光　　　′によっ
てカットオフが特にはっきりしたものとなる。

本発明のその他の特徴及び利点は、図面に示した実施例
についての以下の詳細な説明によって一層明らかとなろ
う。

〔実施例〕

第１図には、本発明による前照灯の幾何学的特性が規定
されている。この前照灯は、楕円面の、反射鏡１０（楕
円反射鏡）を有し、反射鏡１０は、底面付近にある第１
焦点１１及び半反射鏡１０から遠隔の第２焦点１２を備
えている。第１焦点１１と第２焦点１２とは、回転光軸
１３上に位置している。光源１６（図示した例では、軸
向きフィラメントによって形成される）は、第１焦点１
１の近傍に配されている。反射鏡１０の開口面は、焦点
１１．１２から等距離にある。この構成において、反射
鏡１０は、大きな立体角に亘シ光源１６を囲んでいる。

光源１６からの光線は、反射鏡１０によって反射され、
第２焦点１２の近傍に収れんする。第１図には、２つの
限界光線Ｒ１、Ｒ２が示され、これらの光線は、反射鏡
１（１０開口１７（縁端）によって方向Ｒ１’ｌ、Ｔｔ
’２に従って送光される。

明らかなように、反射器１０の第１の役割は、光源１６
からの光束の集光であり、光源１６からの光束と、反射
鏡１０により送出される光束との比（効率）は、第１に
、反射器１０の偏心率ｅに依存する。

本発明による前照灯の光学系は、自動車の長平方向軸線
と平行な光軸２２及び焦点２１を備えた半円弧形の放物
面反射器２０を更に備えている。

光軸１３．２２は、互に直交している。焦点２１．１２
は、全く重なっているか、少くとも互に非常に接近した
位置にある。

半円弧形の放物面反射器２０は、その光軸２２を通る垂
直面２２と、光軸２２と直交する前方輪郭面２３と、２
つの水平截面２４．２５（第１図には図示しない）とに
よって画定される。

２本の限界光線Ｒ１、Ｒ２（反射鏡１０により前記のよ
うに方向Ｒ１′：、Ｒ２′に従って送出される）は、楕
円反射鏡１０の焦点１２の近傍、即ち、放物面反射鏡２
０の焦点２１の近傍を通り、放物面反射鏡２０に入射し
、前照灯１０によって最終的に送出される限界光ｍ’を
形成する０放物面反射器２０の輪郭面２６は、前照灯１
０の送光部を形成する。

この光学系は、２回の反射の後に最終的に送出された光
線が、全ての適切な形式の照明光束を形成するように適
合させることができる。この光束がカットオフ光束であ
ることが望まれる場合には、それ自体としては既知のよ
うに、光路上にスクリーン３０を配設する。スクリーン
３０は、！！なった焦点２０．２１をほげ通過し、上部
縁６１がカットオフ縁を形成する。このように、放物面
反射器２０は、楕円反射鏡１０から送出された光束を集
光し、光束を曲げ、第１焦点２１を通るスクリーンの像
を無限遠に投光する。

このように、本発明の問題は、２つの反射器の寸法特性
及び光学的特性の最適の定義に、従ってカットオフ面（
スクリーン）を最適に位置決めすることに存する。

本発明の目的は、第１に、楕円反射鏡（半楕円体）の偏
心率と放物面反射鏡のパラメーターとの間の最適の調和
を図りながら、全高値の小さな自動車用前照灯即ち全高
値の小さな自動車のコンパートメントに取付は可能な自
動車用前照灯を得ることにある。

楕円反射鏡１０（半楕円体）の開口φ、前照灯の光学系
の最大高さＨにおいて、楕円反射鏡１０が適切な位置に
取付けられるための条件は、φ≦Ｈ である。

本発明によれば、開口φは、最大高さＨに等しいか又は
実質的に等しい値に選定される。

この選定がなされた後、水平截面２４．２５（第６図参
照）によって限定される放物面反射鏡２０も最大高さＨ
に制限せねばならない。

これらの２つの選択がなされた後、楕円反射鏡１０の偏
心率と放物面反射鏡２０のパラメーターとの間の最良の
調和を定める。

本発明によれば１．この最良の調和は、楕円反射鏡１０
により送出された光束全体が、２つの水平截面２４．２
５の間に含まれる放物面反射鏡２０の表面によって有効
に受けいれられる場合に達せられる。

後述するように、この条件が満たされるように、放物面
反射鏡２０のパラメーターに楕円反射鏡１０の偏心率ｅ
を関連付ける条件が存在する。楕円反射鏡１０によって
反射された光線全体は、はぼ焦点２Ｌ　２２（互に重な
っている）を頂点とする円錐を形成する。この円錐の頂
角αは、式によって与えられる（式中ｅは、楕円反射鏡
１０の偏心率であり、数学的には、楕円面の離心率であ
る）。光軸１３を有するこれらの光線の円錐は、放物面
反射鏡２０に入射する。円錐の頂点が放物面の焦点であ
る場合、円錐と放物面との交点は、１つの平面内にあり
、その輪郭は楕円であり、放物面の光軸２２と直交する
平面内への投影は円となる。この例では、開放角α及び
焦点２１．２２と合致する頂点を有する光線の円錐によ
って照明された領域の、放物面反射鏡２０の開放輪郭面
２３上の投影は、第１図に直径Ｃによって示した１つの
円となる。この円は、放物面反射鏡２０によって送出さ
れる光束の横断面も形成する。

前照灯によって送出される光束としての、この光束を最
適に利用するには、放物面反射鏡２０の軸線と平行々母
線を有し且つ前記円（直径Ｃ）ｆｒ準線とする円筒が、
選定された最小高さＨによって隔だてられた水平面２４
．２５の間に完全に含まれることがたいせつである。

光源１６から送出されて楕円反射鏡１０により回収され
た光束は、計算により、次の条件（式中ｅは、楕円反射
鏡の偏心率、Ｐは放物面反射鏡のパラメーター、Ｈは、
前照灯の光学系の高さを表わす） が満たされた場合に、放物面反射器２０によつて完全に
再送出されることが示された。

偏心率ｅの選定は、楕円反射鏡１０によシ集光される光
束の効率を定め、放物面反射鏡２０の直径Ｐの選定は、
光束の光線の最大強度を条件付ける。

前記の等式の条件を勘案して最適の高さＨｋ定める。

高さ［Ｉの選定は、楕円反射器１０によって送出される
光束の減少及び／又は放物面反射鏡２０の表面条件によ
シ光束が受ける損失によっても変調されることがある。

例えば、Ｐ−５０胴、Ｈ−８５脳の場合には、ｅ≧０．
７６となる。

この場合には、高さの減少２５％を得るために、測光規
準に対する１０％のオーダーの損失を試みることができ
る。

この場合に、前照灯の垂直高さは、８５Ｗｒｍではなく
、６５ｗＩｎに制限することができる。前記の条件は、
利用可能な投光器全確保して、近似的に満たすことがで
きる。

このようにして、前照灯の光学系に対する最小の高さＩ
−Ｉを得るための、楕円反射鏡１０の偏心率ｅと放物面
反射鏡２０のパラメーターＰとの最適の選択が規定され
、この高さＨは、楕円反射鏡１０の開放角及び放物面反
射鏡の有効高さとして現出される。

第２．６図には、前記の前照灯を取付けるための配列図
が、第１図と同一の符号により示されている。

この取付けは、互に直交する２つのコンパートメント、
即ち、横向きのコンパートメント５０及び長手方向のコ
ンパートメント６ＤＫよって行なわれ、これらのコンパ
ートメントは、第２図に示すように、はぼＬ字状に合体
されている。

これらのコンパートメントは、前照灯のケーシングによ
って形成されてもよい（これらのケーシングは、自動車
の車体に一体化されていても、いなくてもよい）。長手
方向のコンパートメント６０は、放物面反射鏡２０の作
用部分の前方に、光窓を形成し、この窓は前面ガラス７
０により閉ざされている。前面ガラス７０は、前照灯の
前方部分を形成している。

種々の光学要素、即ち、光源１６（ランプ）、反射鏡１
０．２０及びスクリーン６ｏは、第２．３図に総体的に
符号１６ａ、１［］ａ、２０ａ。

３０ａによって示された取付板を介してソケット１（１
０上に有利に組付けられる。

第６図に示すように、カットオフ光束を形成するために
用いられるスクリーン６０の上部縁６１は、２つの反射
１Ｍ１０．２０の光軸の中心面内に含まれる。

スクリーン・６０は、図示したように、大体扁平な形状
を有し、２つの光軸１３．２２の平面と直交する。

本発明の１つの特徴によれば、スクリーン６０には、第
６図に示すように、１つの好ましい配向が与えられる。

本発明によれば、スクリーン６０の一般的な平面は、好
ましくは６８°−５０°、特に好ましくは４２°−４７
°の角度βを、放物面反射器−２０の光軸２２との間に
形成する。

このことを別の形で表現すると、スクリーン３０の全体
的な平面は、楕円反射鏡１０の光軸１３が放物面反射鏡
２０と交わる点２８において放物面反射鏡の表面に形成
した接平面２９と平行である。

このような配向が最良のカットオフ特に切断面のはつき
りしたカットオフを与えるものであることが経験的に示
されている。

この最適の配向け、反射鏡１０．２０に共通の焦点１２
．２１を通る垂直軸線の回りの種々の異なった配向をス
クリーン６０に与えることによって経験的に確められた
ものである。

この最適点の存在は、偏心率ｅ、パラメーターＰ及び高
さＩ］の全ての範囲について本発明者により確められて
いる。

この最適点の存在は、従来の技術によっては確められて
いなかった。実際に、従来のスクリーンは、楕円反射鏡
１０によってその光軸と平行に送出された光束を単にカ
ットオフする意図の下に、楕円反射鏡１０の輪郭と平行
に配向されていた〇前記の角度値は、光軸２０と光軸１
６との間の角度が直角から偏向した場合に、大きくは変
化しない。この場合、放物面反射鏡２０が楕円反射鏡１
０の光軸と交わる点において放物面反射鏡２０の表面に
形成した接平面と平行な位置に前記最適配向が保たれる
ものと思われる。

スクリーン３０の上部縁６１の最高配向を探知するため
のコンピューター処理によって、スクリーン６０の総体
的な平面の最適配向が第１次的に確められており、スク
リーン６０はもちろん扁平な表面を全体として有するべ
きではあっても、このことは、第２次的に、カットオフ
効果を更に改善するための成る湾曲を該上部縁が有すべ
きではないことは意味しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、楕円反射鏡と放物面反射鏡との組合せから成
る前照灯の光学系の水平断面図、第２図は、自動車に合
体された棲式コンパートメント中の前照灯の配列を示す
略配列図、第３図は、自動車内の前照灯の配列を示すた
めの第２図に対応する正面図である。 符号の説明 １０・・・楕円反射鏡、１３・・・光軸、１７・・・開
口、２０・・・放物面反射鏡、２２・・・光軸（軸）、
２６・・・輪郭面（前面）、２４．２５・・・水平面（
水平截面）。 代理人　弁理士　　佐　藤　正　年 手続補正書印発） 特許庁長官殿　　　　　　　　　昭和６１年４　月１５
［１１、事件の表示 昭和６１年特許願第０５６７２８号 ２、発明の名称 放物面反射鏡と楕円面反射鏡とを組合わせた自動ｌｆ用
前照灯 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称　　シビエ・ブロジェクト−ル ４、代理人 住　所　東京都港区虎、）門−丁目２１番１９号秀和第
２虎ノ門ビル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光源と、該光源の近傍に配された焦点と該光源の前
   方に配された焦点との２つの焦点を備えた楕円反射鏡と
   、該楕円反射鏡の該前方に配された焦点の近傍に焦点を
   備えた放物面反射鏡とを有する、自動車用前照灯であつ
   て、 ａ）楕円反射鏡（１０）の光軸（１３）が、自動車の長
   手方向軸線を横切る方向に、好ましくは該長手方向軸線
   と直交する方向に延長している、水平軸線であり、 ｂ）楕円反射鏡（１０）は、半楕円体に近似した形状を
   もち、その開口（１７）は、楕円体の短軸にほぼ等しい
   半径の円に対応し、 ｃ）２つの水平截面（２４、２５）とほぼ直交する前面
   （２３）との間に含まれる自動車の長手方向軸線と平行
   な軸（２２）を有する半放物面の区画によつて、放物面
   反射鏡（２０）を形成し、 ｄ）３つのパラメーター、即ち、楕円反射鏡の偏心率ｅ
   、放物面反射鏡のパラメーターＰ及び水平截面（２４、
   ２５）の間に含まれた放物面の区画の高さＨを、少くと
   も近似的に、式 ｅ≧１／［√（Ｈ＾２／４Ｐ＾２＋１）］又はＰ≦Ｈ／
   ［２√（１／ｅ＾２−１）］によつて相関させたことを
   特徴とする自動車用前照灯。 ２）楕円反射鏡（１０）の開口を少くともＨに等しくし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動車
   用前照灯。 ３）反射鏡（１０、２０）のほぼ重なつた焦点（１２、
   ２１）をほぼ通つている遮光スクリーン（３０）が、反
   射鏡（１０、２０）の２つの光軸（１６、２２）の平面
   と直角に配向されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の自動車用前照灯。 ４）スクリーン（３０）の一般的な表面が放物面反射鏡
   （２０）の光軸（２２）との間に、３８°−５０°、好
   ましくは４２°−４７°の角度を含むことを特徴とする
   特許請求の範囲第３項記載の自動車用前照灯。 ５）スクリーン（３０）の一般的な平面を、楕円反射鏡
   （１０）の軸（１３）が放物面反射鏡（２０）と交わる
   点（２８）において放物面反射鏡（２０）に接する接平
   面（２９）とほぼ平行としたことを特徴とする特許請求
   の範囲第３項記載の前照灯。