JP2508827B2 - 自動車用前照灯 - Google Patents
自動車用前照灯Info
- Publication number
- JP2508827B2 JP2508827B2 JP63300972A JP30097288A JP2508827B2 JP 2508827 B2 JP2508827 B2 JP 2508827B2 JP 63300972 A JP63300972 A JP 63300972A JP 30097288 A JP30097288 A JP 30097288A JP 2508827 B2 JP2508827 B2 JP 2508827B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- convex lens
- light source
- light
- point
- mirror
- Prior art date
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
- F21S41/32—Optical layout thereof
- F21S41/33—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature
- F21S41/338—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector having surface portions added to its general concavity
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、凹面鏡と凸レンズと光源とよりなる自動車
用前照灯に係り、特に、光源から出射した光束の有効利
用率を改善した自動車用前照灯に関するものである。
用前照灯に係り、特に、光源から出射した光束の有効利
用率を改善した自動車用前照灯に関するものである。
第７図及び第８図は、この種の前照灯の従来例を示す
模式的な断面図に光路を記入した図である。
模式的な断面図に光路を記入した図である。
第７図は回転楕円面鏡１と凸レンズ２と光源３とより
なる従来例であり、Ｚは光軸である。
なる従来例であり、Ｚは光軸である。
第８図は球面鏡４と凸レンズ２と光源３とよりなる従
来例であり、Ｚ光軸である。
来例であり、Ｚ光軸である。
第７図の従来例は、回転楕円面鏡１の第１焦点F1′に
光源３を位置せしめ、かつ、その第２焦点F2′と凸レン
ズ２の焦点位置とを一致させた構成である。
光源３を位置せしめ、かつ、その第２焦点F2′と凸レン
ズ２の焦点位置とを一致させた構成である。
第１焦点F1′から出射して回転楕円面鏡１で反射され
た光束は第２焦点F2′に集光する。
た光束は第２焦点F2′に集光する。
この集光点F2′は凸レンズ２の焦点と一致しているの
で、該集光点（第２焦点）F2′を通過して凸レンズ２に
入射した光束は、該凸レンズ２で屈折せしめられて略平
行な光束（矢印a,a′）となって前方を照射する。
で、該集光点（第２焦点）F2′を通過して凸レンズ２に
入射した光束は、該凸レンズ２で屈折せしめられて略平
行な光束（矢印a,a′）となって前方を照射する。
このように、単一の回転楕円面よりなる反射面を備え
た回転楕円面鏡１と、凸レンズと光源とで構成された前
照灯は、その全長寸法Ｌが大きい。即ち灯具を奥行寸法
が深くなる。このため、この種の前照灯は自動車への搭
載適応性が良くない。
た回転楕円面鏡１と、凸レンズと光源とで構成された前
照灯は、その全長寸法Ｌが大きい。即ち灯具を奥行寸法
が深くなる。このため、この種の前照灯は自動車への搭
載適応性が良くない。
第８図の従来例は、球面鏡４の中心点Ｏに光源３を位
置せしめ、かつ、凸レンズ２焦点位置を上記の点Ｏと略
一致せしめた構成である。
置せしめ、かつ、凸レンズ２焦点位置を上記の点Ｏと略
一致せしめた構成である。
光源３から出射して球面鏡４で反射して凸レンズ２に
入射して光束、及び、光源３から出射して直接凸レンズ
２に入射して光束は、該凸レンズ２で屈折せしめられ、
矢印b,b′の如く略平行な光束となって前方を照射す
る。
入射して光束、及び、光源３から出射して直接凸レンズ
２に入射して光束は、該凸レンズ２で屈折せしめられ、
矢印b,b′の如く略平行な光束となって前方を照射す
る。
この従来例においては、光源３から球面鏡４の周囲を
見込む立体角θ１′と、光源３から凸レンズ２の周囲を
見込む立体角θ２′とを等しく設定されている。
見込む立体角θ１′と、光源３から凸レンズ２の周囲を
見込む立体角θ２′とを等しく設定されている。
このように、球面鏡と凸レンズと光源とで構成された
前照灯は、 （イ）．立体角θ１′や同θ２′を大きく設定すること
が困難で、光束の有効利用率が低い。
前照灯は、 （イ）．立体角θ１′や同θ２′を大きく設定すること
が困難で、光束の有効利用率が低い。
（ロ）．ほぼ平行な出射光（矢印b,b′）を適宜に拡散
させるため、凸レンズ２の前方にアウタレンズ（図示せ
ず）を設けたり、凸レンズ２を特殊な変形凸レンズにす
るなどの構成を併用しなければならない。
させるため、凸レンズ２の前方にアウタレンズ（図示せ
ず）を設けたり、凸レンズ２を特殊な変形凸レンズにす
るなどの構成を併用しなければならない。
（ハ）．球面鏡４で反射されて凸レンズ２に向かう光が
光源３によって遮られることを無視できない。
光源３によって遮られることを無視できない。
といった不具合が有る 本発明は上述の事情を鑑みて為されたもので、凹面鏡
の光軸と凸レンズの光軸とを一致せしめて配設するとと
もに、上記凹面鏡の焦点近傍に光源を位置せしめた構造
の自動車用前照灯において、 （イ）．灯具の奥行き寸法が小さく、 （ロ）．光源から出射した光束の有効利用率が高く、 （ハ）．凸レンズから出射する光束が適宜の拡散性を有
し、 （ニ）．凹面鏡で反射して凸レンズに向かう光路が光源
によって遮られない、 自動車用前照灯を提供することを目的とする。
の光軸と凸レンズの光軸とを一致せしめて配設するとと
もに、上記凹面鏡の焦点近傍に光源を位置せしめた構造
の自動車用前照灯において、 （イ）．灯具の奥行き寸法が小さく、 （ロ）．光源から出射した光束の有効利用率が高く、 （ハ）．凸レンズから出射する光束が適宜の拡散性を有
し、 （ニ）．凹面鏡で反射して凸レンズに向かう光路が光源
によって遮られない、 自動車用前照灯を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために創作した本発明の自動車
用前照灯は、凹面鏡の反射面を、次に述べるような複合
回転楕円面で構成する。
用前照灯は、凹面鏡の反射面を、次に述べるような複合
回転楕円面で構成する。
第３図（Ａ）は、本発明の複合回転楕円面の原理的説
明図である。
明図である。
点Ｏを第１焦点とし、点F1を第２焦点とする楕円E1を
想定する。f1は第1,第２焦点間の距離である。
想定する。f1は第1,第２焦点間の距離である。
次に、点Ｏを第１焦点とし、点F6を第２焦点とする楕
円E6を想定する。f6は第1,第２焦点間距離である。
円E6を想定する。f6は第1,第２焦点間距離である。
さらに、第1,第２焦点間の距離を縮めて零とした極限
の状態では、点Ｏを中心とする円Ｓが得られる。
の状態では、点Ｏを中心とする円Ｓが得られる。
これらの２次曲線群E1,E6,Sの包絡線を求め、光軸Ｚ
を中心として該包絡線を回転させると複合された回転楕
円面が得られる。
を中心として該包絡線を回転させると複合された回転楕
円面が得られる。
このように設定された複合回転楕円面に沿って反射面
を構成して前記の点Ｏに光源を置くと、 点Ｏから矢印ｃの如く出射して円Ｓの回転面（球面）
で反射した光は、前記の矢印ｃを逆行して点線矢印ｃ′
の如く凸レンズ２に入射する。
を構成して前記の点Ｏに光源を置くと、 点Ｏから矢印ｃの如く出射して円Ｓの回転面（球面）
で反射した光は、前記の矢印ｃを逆行して点線矢印ｃ′
の如く凸レンズ２に入射する。
点Ｏから矢印ｄの如く出射して、楕円E1の回転面（回
転楕円面）で反射した光は矢印ｅの如く第２焦点F1を経
て、点線矢印ｅ′の如く凸レンズ２に入射する。
転楕円面）で反射した光は矢印ｅの如く第２焦点F1を経
て、点線矢印ｅ′の如く凸レンズ２に入射する。
点Ｏから矢印ｇの如く出射して楕円E6の回転面（回転
楕円面）で反射した光は矢印ｈの如く第２焦点F6を経て
点線矢印ｈ′の如く凸レンズ２に入射する。
楕円面）で反射した光は矢印ｈの如く第２焦点F6を経て
点線矢印ｈ′の如く凸レンズ２に入射する。
第３図（Ｂ）は本発明の１実施例に相当する複合回転
楕円面の説明図である。
楕円面の説明図である。
前述の第３図（Ａ）の点F1と点F6との間に、F2,F3,
F4,F5を設定し、 点Ｏを第１焦点とし、 点F1を第２焦点とする楕円E1と、 点F2を第２焦点とする楕円E2と、 点F3を第２焦点とする楕円E3と、 点F4を第２焦点とする楕円E4と、 点F5を第２焦点とする楕円E5と、 点F6を第２焦点とする楕円E6とを設定し、 上記の各楕円E1〜E6及び円Ｓとの包絡線を求める。こ
の包絡線を、光軸Ｚの回りに回転させて複合回転放物面
を得て、この複合回転放物面に沿って凹面鏡の反射面を
構成する。
F4,F5を設定し、 点Ｏを第１焦点とし、 点F1を第２焦点とする楕円E1と、 点F2を第２焦点とする楕円E2と、 点F3を第２焦点とする楕円E3と、 点F4を第２焦点とする楕円E4と、 点F5を第２焦点とする楕円E5と、 点F6を第２焦点とする楕円E6とを設定し、 上記の各楕円E1〜E6及び円Ｓとの包絡線を求める。こ
の包絡線を、光軸Ｚの回りに回転させて複合回転放物面
を得て、この複合回転放物面に沿って凹面鏡の反射面を
構成する。
上記の構成によれば、 （イ）．焦点間距離が例えばf6,f5の如く小さい回転楕
円面を含んでいるので、灯具の全長寸法Ｌ′を小さく構
成することが出来る。
円面を含んでいるので、灯具の全長寸法Ｌ′を小さく構
成することが出来る。
（ロ）．焦点間距離が例えばf1,f2の如く大きい回転楕
円面を含んでいるので、光源位置（点Ｏ）から複合回転
楕円面（反射面）の外周を見込む立体角が大きくて光束
の有効利用率が高い。
円面を含んでいるので、光源位置（点Ｏ）から複合回転
楕円面（反射面）の外周を見込む立体角が大きくて光束
の有効利用率が高い。
（ハ）．各種の回転楕円面が複合した形状の反射面を有
しているので、反射面を凸レンズで集光した投射光束は
拡散性を有しており、その拡散性の程度を任意に設定で
きる。
しているので、反射面を凸レンズで集光した投射光束は
拡散性を有しており、その拡散性の程度を任意に設定で
きる。
（ニ）．複合回転楕円面よりなる反射面は、その内の一
部分（中央部）である球面部を除き、反射光束の光路を
光源によって遮られる虞れが無い。
部分（中央部）である球面部を除き、反射光束の光路を
光源によって遮られる虞れが無い。
〔実施例〕 第１図は本発明に係る自動車用前照灯の１実施例を示
し、模式的に描いた断面平面図に光路を記入した図であ
る。
し、模式的に描いた断面平面図に光路を記入した図であ
る。
凸レンズ２の光軸Ｚ上に光源３を配置し、上記の光軸
Ｚと光軸を一致させて複合回転楕円面鏡５を配設する。
Ｚと光軸を一致させて複合回転楕円面鏡５を配設する。
上記の複合回転楕円面鏡５の反射面は、第３図（Ｂ）
について説明した複合回転楕円面に沿うように構成して
あり、その第１焦点と光源３との位置を一致させて配設
してある。
について説明した複合回転楕円面に沿うように構成して
あり、その第１焦点と光源３との位置を一致させて配設
してある。
本実施例の前照灯は、その正面形状を横広の長方形に
構成してある。このため、前記複合回転楕円面鏡５の斜
視図を第２図に示すごとく、光軸Ｚまわりの回転面の
上，下を水平面で切り取った形になっている。
構成してある。このため、前記複合回転楕円面鏡５の斜
視図を第２図に示すごとく、光軸Ｚまわりの回転面の
上，下を水平面で切り取った形になっている。
第２図（Ｂ）は、対比参照のために示した球面鏡４で
あって、従来例を示す第８図に描いた構成部材である。
あって、従来例を示す第８図に描いた構成部材である。
水平断面について見ると、光源３の位置（第１焦点
Ｏ）から複合回転楕円面鏡５の左右両端を見込む角度θ
２は約180度であり、第８図の従来例に比して著しく大
きい。
Ｏ）から複合回転楕円面鏡５の左右両端を見込む角度θ
２は約180度であり、第８図の従来例に比して著しく大
きい。
第２図（Ａ）に表わされているように、第１焦点の位
置Ｏ（光源位置でもある）から複合回転楕円面鏡の上下
両端を見込む角θ１は、第１図に示す角θ１（凸レンズ
２を見込むと角）と等しく設定してある。
置Ｏ（光源位置でもある）から複合回転楕円面鏡の上下
両端を見込む角θ１は、第１図に示す角θ１（凸レンズ
２を見込むと角）と等しく設定してある。
本例の凸レンズ２は、その焦点を光源３の位置に一致
させて配置してある。
させて配置してある。
第１図に示すごとく、光源３から出射して凸レンズ２
に入射した光は該凸レンズ２で屈折せしめられ、矢印j,
j′の如く平行光束となって前方に出射する。
に入射した光は該凸レンズ２で屈折せしめられ、矢印j,
j′の如く平行光束となって前方に出射する。
上記の平行光束は、第４図に示す配光パターンにおい
て、円形の直射光配光パターンＪを成形する。
て、円形の直射光配光パターンＪを成形する。
一方、第１図に示ごとく、光源３から出射して複合回
転楕円面鏡５に入射した光は、第３図（Ｂ）について説
明したように、その入射点ごとに異なる第２焦点を経に
向けて反射し、凸レンズ２に入射して、角θ３の範囲に
拡散されて前方に投射される。第４図に示した配光パタ
ーンＫは上記反射光によって形成された配光パターンで
あり、前述の直射光配光パターンＪは、この反射光配光
パターンＫの中央部に重畳され、中心部照度を上昇させ
る。
転楕円面鏡５に入射した光は、第３図（Ｂ）について説
明したように、その入射点ごとに異なる第２焦点を経に
向けて反射し、凸レンズ２に入射して、角θ３の範囲に
拡散されて前方に投射される。第４図に示した配光パタ
ーンＫは上記反射光によって形成された配光パターンで
あり、前述の直射光配光パターンＪは、この反射光配光
パターンＫの中央部に重畳され、中心部照度を上昇させ
る。
本例によれば、第４図に示すように、前照灯として好
適な配光パターンが得られる。即ち、左右方向に角θ３
の範囲に拡散され、かつ、中央部付近の照度が大であ
る。
適な配光パターンが得られる。即ち、左右方向に角θ３
の範囲に拡散され、かつ、中央部付近の照度が大であ
る。
第５図は前記実施例を改良した実施例を示す。本例
（第５図）が前例（第１図）に比して異なる点は、複合
回転楕円面鏡５の前方に、該複合回転楕円面鏡５の左右
両端に連設する補助球面鏡６を設けたことである。
（第５図）が前例（第１図）に比して異なる点は、複合
回転楕円面鏡５の前方に、該複合回転楕円面鏡５の左右
両端に連設する補助球面鏡６を設けたことである。
上記補助球面鏡６は、光源を配置する第１焦点Ｏから
凸レンズ２を見込む角θ１の範囲内に入らないよう、か
つ、上記の点Ｏを中心とする球面に沿って反射面を設け
てある。この斜視図を第６図に示す。
凸レンズ２を見込む角θ１の範囲内に入らないよう、か
つ、上記の点Ｏを中心とする球面に沿って反射面を設け
てある。この斜視図を第６図に示す。
この実施例（第５図）によれば、点Ｏに位置せしめた
光源（本第５図において図示省略）から補助球面鏡６に
入射した光は、該補助球面鏡に反射されて一旦点Ｏに戻
り、点Ｏからの出射光と等価な状態で複合回転楕円面鏡
５に入射する。
光源（本第５図において図示省略）から補助球面鏡６に
入射した光は、該補助球面鏡に反射されて一旦点Ｏに戻
り、点Ｏからの出射光と等価な状態で複合回転楕円面鏡
５に入射する。
本実施例（第５図）によれば、前記実施例（第１図）
に比して一層、光束の有効利用率が高くなる。
に比して一層、光束の有効利用率が高くなる。
本発明の自動車用前照灯によれば、 （イ）．焦点距離が例えばf6,f5の如く小さい回転楕円
面を含んでいるので、灯具の全長寸法Ｌ′を小さく構成
することが出来る。
面を含んでいるので、灯具の全長寸法Ｌ′を小さく構成
することが出来る。
（ロ）．焦点間距離が例えばf1,f2の如く大きい回転楕
円面を含んでいるので、光源位置（点Ｏ）から複合回転
楕円面（反射面）の外周を見込む立体角が大きくて光束
の有効利用率が高い。
円面を含んでいるので、光源位置（点Ｏ）から複合回転
楕円面（反射面）の外周を見込む立体角が大きくて光束
の有効利用率が高い。
（ハ）．各種の回転楕円面が複合した形状の反射面を有
しているので、反射面を凸レンズで集光した投射光束は
拡散性を有しており、その拡散性の程度は任意に設定で
きる。
しているので、反射面を凸レンズで集光した投射光束は
拡散性を有しており、その拡散性の程度は任意に設定で
きる。
（ニ）．複合回転楕円面よりなる反射面は、その内の一
部分（中央部）である球面部を除き、反射光束の光路を
光源によって遮られる虞れが無い。
部分（中央部）である球面部を除き、反射光束の光路を
光源によって遮られる虞れが無い。
といった優れた実用的効果を奏する。
第１図は本発明に係る自動車用前照灯の１実施例の模式
的な断面平面図に光路を記入した図である。 第２図は上記実施例における凹面鏡と従来例の凹面鏡と
を対比して示した斜視図である。 第３図は上記実施例における凹面鏡の説明図である。 第４図は上記実施例の作用効果を説明するための配光パ
ターン図表である。 第５図は前記と異なる実施例を示し、前記実施例におけ
る第１図に対応する模式的な断面平面図である。第６図
は、第５図の実施例における凹面鏡の斜視図である。 第７図及び第８図は、それぞれ従来例の説明図である。 １……回転楕円面鏡、２……凸レンズ、３……光源、４
……球面鏡、５……複合回転楕円面鏡、６……補助球面
鏡。
的な断面平面図に光路を記入した図である。 第２図は上記実施例における凹面鏡と従来例の凹面鏡と
を対比して示した斜視図である。 第３図は上記実施例における凹面鏡の説明図である。 第４図は上記実施例の作用効果を説明するための配光パ
ターン図表である。 第５図は前記と異なる実施例を示し、前記実施例におけ
る第１図に対応する模式的な断面平面図である。第６図
は、第５図の実施例における凹面鏡の斜視図である。 第７図及び第８図は、それぞれ従来例の説明図である。 １……回転楕円面鏡、２……凸レンズ、３……光源、４
……球面鏡、５……複合回転楕円面鏡、６……補助球面
鏡。
Claims (1)
- 【請求項１】凹面鏡の光軸と凸レンズの光軸とを一致せ
しめ、上記凹面鏡の焦点付近に光源を位置せしめてなる
自動車用前照灯において、 前記の凹面鏡の反射面は次記の構成よりなるものである
ことを特徴とする自動車用前照灯。 （イ）．光源の位置を第１焦点とし、 （ロ）．第２焦点を、光源の位置と凸レンズとの間で光
軸に沿って移動させながら多数の楕円を想定し、 （ハ）．上記多数の楕円の包絡線を求め、 （ニ）．光軸を回転軸として上記の包絡線を回転させた
軌跡の回転面によって前記凹面鏡の反射面を構成する。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63300972A JP2508827B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 自動車用前照灯 |
| EP89122137A EP0371511B1 (en) | 1988-11-30 | 1989-11-30 | Automotive projector-type headlamp |
| US07/443,400 US4945455A (en) | 1988-11-30 | 1989-11-30 | Automotive projector-type headlamp |
| DE68922969T DE68922969T2 (de) | 1988-11-30 | 1989-11-30 | Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63300972A JP2508827B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 自動車用前照灯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02148602A JPH02148602A (ja) | 1990-06-07 |
| JP2508827B2 true JP2508827B2 (ja) | 1996-06-19 |
Family
ID=17891294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63300972A Expired - Lifetime JP2508827B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 自動車用前照灯 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4945455A (ja) |
| EP (1) | EP0371511B1 (ja) |
| JP (1) | JP2508827B2 (ja) |
| DE (1) | DE68922969T2 (ja) |
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| US5160192A (en) * | 1988-03-16 | 1992-11-03 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Illuminating instrument |
| US5117312A (en) * | 1991-01-04 | 1992-05-26 | Fusion Systems Corporation | Apparatus including concave reflectors and a line of optical fibers |
| DE59107556D1 (de) * | 1991-06-21 | 1996-04-18 | Tetsuhiro Kano | Reflektor und Verfahren zum Erzeugen einer Reflektorform |
| FR2690999B1 (fr) * | 1992-05-05 | 1995-02-10 | Leclerco Didier | Optique de source pour projecteur à lampe à arc à haut rendement. |
| DE4228890B4 (de) * | 1992-08-29 | 2006-03-16 | Automotive Lighting Reutlingen Gmbh | Scheinwerfer für Fahrzeuge |
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| DE19704467B4 (de) * | 1997-02-06 | 2006-07-20 | Automotive Lighting Reutlingen Gmbh | Fahrzeug-Scheinwerfer |
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| JP4053019B2 (ja) | 2003-04-21 | 2008-02-27 | 花王株式会社 | マスカラ付与装置 |
| US8587768B2 (en) | 2010-04-05 | 2013-11-19 | Media Lario S.R.L. | EUV collector system with enhanced EUV radiation collection |
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Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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