JP2509194B2 - 自動車の減光用または霧灯時用の前照燈 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、反射鏡10およびこの反射鏡の中に配置され
た光源11と、射出方向に見て反射鏡10により反射される
光束の光路内に配置された絞り13および反射鏡10により
反射された光が端縁に接してのみ絞り13を通過すること
ができるような光学的作用を有する端縁14と、絞り13の
端縁14によって発生される光束の明暗境界を車道上に結
像させる、絞り13に対向して配置されたレンズ15,35,4
5,55とを有し、前記レンズ15,35,45,55は、少なくとも
片側に凸に湾曲した面を有し、この凸に湾曲した面は、
光の分布を調節するための素子である自動車の減光用ま
たは露灯用の前照灯に関する。

従来の技術； 光の分布が本質的に反射鏡の形によつて定められるよ
うな前照燈は、公知である。更に、光束の支障ある、許
容されない色フリンジを光学素子によつてできるだけ抑
制するかまたは全く排除することは、既に提案された。

このためには、強制的に増大された工業的費用を惹起
し、かつ極端な運転条件の場合に前照燈の機能の保証を
場合によつては損なう付加的な装置が前照燈に必要とさ
れる。

発明を解決するための手段； 前記の従来の技術において示した問題は、自動車の減
光用または露灯時用の本発明による前照灯により解決さ
れる。すなわち、凸に湾曲した面が種々の形または曲率
を有する多数の非球面状に構成された部分面16;17;17a
に分割されていることによって、増大された工業的費用
を惹起しかつ前照燈の機能を場合によつては損ないうる
装置は、全く不必要である。

本発明の好ましい他の実施態様は、特許請求の範囲第
２項から第16項までのいずれか１項に記載されており、
ならびに本発明によるもう１つの前照灯は、特許請求の
範囲第17項から第20項までのいずれか１項に記載されて
いる。

自動車の減光用または霧灯用の前照燈に所謂結像光学
素子を使用する場合には、明暗境界は、車道上に鮮鋭に
結像される。すなわち、明所と暗所との移行は突然であ
る。この種の鮮鋭な明暗境界は、実際にECE−制御に相
当するが、しかし明暗境界がある程度非鮮鋭であること
は望まれており、米国（USA）で許容されている前照燈
には、むしろ必要とされている。この要件は、特許請求
の範囲第４項により技術的に簡単な手段で達成される。

表面での散乱を所定の散乱領域内で得るためには、特
許請求の範囲第10項により１つの方法が認められる。フ
イルム投映技術においては、それによつて投映機の画像
アパーチユアー中で結像される照明体の構造を解明する
ために、マイクロ素子は、所謂銀面（Narbung）または
ユズ肌構造（Apfelsinenschalenstruktur）として照明
光学素子（コンデンサー）の少なくとも１つのレンズ表
面上に配置されている。しかし、結像光学素子のレンズ
上、すなわち投映対物レンズ上のマイクロ***部は、フ
イルム投映技術においては不利な欠点であろう。投映系
により作用する自動車の前照燈の場合には、コンデンサ
ーの代りに反射鏡が配置されており、フイルム投影技術
と比較して、マイクロ***部を投映光学素子内に意図的
に使用することは、本質的なことである。

明暗境界が非鮮鋭であることは、特許請求の範囲第11
項により簡単な素子で有利に重要な領域に限定されてい
る。圧縮工具のマイクロ***部を形成する構造を工業的
に簡単に確定するために、特許請求の範囲第12項により
１つの方法は呈示されている。

特許請求の範囲第13項および詳細には同第14項から第
16項のいずれか１項によれば、明暗境界の望ましい非鮮
鋭度は、レンズ表面の部分領域がマイクロ***部を有す
る場合にも得られる。

実施例； 本発明の多数の実施例は図面に示されており、本発明
を図面の記載に基づいて詳説する。図面は、それぞれ任
意の縮尺で簡単に略示されている； 自動車の減光用前照燈は、反射鏡10、光源11および軸
線12を有する。光源11から発した（図示された）光は、
反射鏡10での反射によつて光束を形成し、この光路内に
は、絞り13の光学活性の端縁14およびその前方に圧縮ガ
ラスから得られた対物レンズ15が配置され、この対物レ
ンズは、絞り13の端縁14によって発生された減光束の明
暗境界を車道上に結像させる。

対物レンズの反射面10と離れた側は、中央の非球面の
部分面16ならびに上部の同様に非球面の部分面17および
下部の同様に非球面の部分面17aを有し、この場合部分
面16の非球面は、２つの部分面17,17aの非球面とは異な
る。これらの部分面の隣接位置16/17および16/17aは、
１つの平面内にある線18に共通している。部分面16,17;
16,17aの隣接位置に共通する線18は、光軸12に平行であ
る縦方向の方面内で平らに走っている線18aであるか、
この平面内にはなく光軸12に体し湾曲して走っている線
18bであるか、または光軸12を中心に環状に走っている
線18cである。部分面16,17,17aは、光の分布を調節する
ためおよび光束の色フリンジを補正するための光学素子
である。このことは、非球面を変えることによつて得ら
れる。

第２図から明らかなように、部分面16,17（および同
様に17a）は、対物レンズ15の同じかまたは異なる非球
面を前照燈の軸線12の方向に戻し、２つの部分面16,17;
16,17aの変化によって生じる段19は、それぞれ接触する
部分面と一緒に丸みを形成している。すなわち、段19
は、部分面17と一緒に円形端縁20を形成し、かつ部分面
16と一緒に凹線21を形成する。

第３図中の第２の発明における対物レンズ25の場合、
片側26は非回転対称で形成され、この場合この片側26の
軸方向断面27は、属するレンズ関係式の少なくとも１つ
のパラメータで連続的に変化する。凸に湾曲した面の輪
郭を決めるレンズ関係式は、例えば 〔式中、ｘは光軸12からの垂直方向の距離ｙの１つの関
数として定義される非球面26の弧の高さを表わし、ｙは
光軸12からの距離を表わし、ｃは非球面26の曲率半径を
表わし、ｑは球面形とのレンズの形のずれを定める補正
係数を表わす〕で示される。

レンズ25の非球面26の輪郭線の形状は、角度０゜に位
置している断面の輪郭線から出発して角度90゜に位置し
ている断面の輪郭線へと変わり、この輪郭線の偏差は、
角度０゜の場合と比較して角度90゜で最大である。ま
た、レンズ25の非球面26の輪郭線の形状は、180゜まで
の偶数の角度の場合に相応し全ての中心角の値に関連し
て、０゜からの最大の偏差が存在するように変わる。

第２の実施態様の第４図中の対物レンズ35は、第１の
変法において凸側面37および反射鏡10（第１図）に対応
した平らな側面36を有し、この平らな側面は、光学素子
として光散乱異形成形部を有し、この散乱輪郭は、交互
に配置された凸レンズ38および凹レンズ39であり、かつ
軸線12に対して同心的に回転対称形で配置されている。
交互に配置された凸レンズおよび凹レンズの代りに、凸
レンズまたは凹レンズが配置されていてもよい。更に、
また対物レンズは、平らな側面の代りに光散乱異形成形
部を有する僅かに湾曲した側面を有し、好ましくはこの
側面は凹に形成されている。

第２の実施態様の対物レンズ45は、第５図による第２
の変法において片側46で綿状の垂直な光散乱異形成形部
47を有し、この光散乱異形成形部は特に円柱レンズであ
る。

第６図中の第３の実施態様は、非球面の部分面56を有
する圧縮ガラスまたはプラスチツクから完成された対物
レンズ55を示し、この部分面は、一体の素子58、所謂マ
イクロ素子、殊に商標“銀面（Narbung）”または“ユ
ズ肌−構造（Apfelsinenschalen−Struktur）”の名称
で知られたマイクロ***部によつて形成されている。と
ころで、絞りの端縁は、レンズを相応して設計した場合
に鮮鋭な鏡として車道上に結像され、したがって鮮鋭な
所謂境界が存在することになる。しかし、このことは、
不利なことである。それというのも、走行中に自動車の
動きによって車道上で明暗境界の位置が変化し、このこ
とは、運転者にとって障害と感じることになるからであ
る。この理由から、明暗境界は非鮮鋭になるようにさ
れ、したがって明暗境界の下方にある車道の照明された
領域と、明暗境界の上方にある車道の照明されていない
領域との移行部は、殆ど鮮鋭ではなく、次第に変化する
移行部として存在する。マイクロ***部58の点57,57aの
接線59,59aと、対物レンズ55の理想線54の属する点57,5
7bの接線61,61aとの角度60,60aは、一定の範囲（例えば
±５゜）を越えるべきではない。

第７図は、成形凹所63を有する圧縮工具62を示し、こ
の成形凹所は、押し込み、打ち込みのような削屑の出な
い加工によつてかまたは侵蝕、研磨、砂吹付、シヨツト
ピーニングのような切削成形によつて滑らかな構造体と
して形成されている。凹所63の全体は、対物レンズ55の
非球面側56のマイクロ***部58を形成する。

これとは異なり、第８図中の圧縮工具62aの凹所63a
は、全く不規則な粗面構造を有し、この粗面構造は、ガ
ラスまたはプラスチツクが部分的にのみ凹所63aの窪み
を充填し、これによつてマイクロ***部58が形成される
ようにして得られる。

第9a図ないし第9d図は、対物レンズ55の水平方向の中
心面64および垂直方向の中心面65を有する対物レンズ55
の非球面側56を示す。この非球面側は、それぞれ透過光
を散乱させない滑らかな表面を有する部分領域66〜69を
有する。この場合、部分領域66は、２つの水平方向の領
域70を有する中央地帯であるか、または水平方向の中央
地帯67は、２つの湾曲した領域71を有し、この場合、レ
ンズ55の垂直方向の中心面65内での基準線は最も小さい
相互間隔を有し、或いは円形面68は、対物レンズ55の軸
線12に対して同心的に配置されているか、または軸線12
に対して同心の矩形面69は、水平方向に狭い辺を有す
る。水平方向の中心面64と、垂直方向の中心面65は、軸
線12中で交叉している。

【図面の簡単な説明】

第1a図は、対物レンズの第１の実施態様において光路を
有する自動車の減光用前照燈を示す斜視図、第1b図は、
光軸に平行である縦方向の平面内で平らに走っている線
を示す略図、第1c図は、光軸に平行である縦方向の平面
内にはなく光軸に対し湾曲して走っている線を示す略
図、第1d図は、光軸を中心に環状に走っている線を示す
略図、第２図は、対物レンズの片側の２つの部分面の領
域を軸線方向に断片的に示す断面図、第3a図は、第２の
発明における対物レンズの前面を示す正面図、第3b図
は、第3a図による対物レンズの側面を反射鏡および絞り
とともに示す略図、第４図は、第１の変法において第２
の実施態様の光路を有する対物レンズの軸線方向を示す
断面図、第５図は、同様に第２の実施態様であるが第２
の変法において反射光束の方向に対物レンズを示す背面
図、第６図は、対物レンズの軸線方向の断面を示す拡大
断面図、第７図は、第３の実施態様において隣接した圧
縮工具を有する対物レンズを軸線方向に断片的に示す拡
大断面図、第８図は、第７図と同様のものであるが、第
４の実施態様を示す拡大断面図、第9a図、第9b図、第9c
図、第9d図は、それぞれ滑らかな表面を有する部分領域
の４つの異なる実施態様で対物レンズの前面を示す縮小
正面図であり、かつ第10図は、第9b図において光源から
出発する光路を示す斜視図である。 10……反射鏡、11……光源、12……軸線、13……絞り、
14……光学活性端縁、15,25,35,45,55,55a……対物レン
ズ、16,17,17a……非球面の部分面、20……円形端縁、2
1……凹線、26,46……対物レンズの片側、27……軸方向
断面、36……平面側、38,39,47……散乱輪郭、54……理
想線、56……非球面側、57,57b……理想線に属する点、
58……マイクロ***部、59,59a,61,61a……接線、60,60
a……角度、65……垂直な中心面、66,67,68,69……部分
領域、70……水平方向の領域、71……湾曲した領域。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペーター・ペルトウス ドイツ連邦共和国シユツツトガルト30・ アルトウスヴエーク 21 (56)参考文献 特開 昭60−62001（ＪＰ，Ａ) 米国特許3578966（ＵＳ，Ａ)

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反射鏡（10）およびこの反射鏡の中に配置
   された光源（11）と、射出方向に見て反射鏡（10）によ
   り反射される光束の光路内に配置された絞り（13）およ
   び反射鏡（10）により反射された光が絞りの端縁に接し
   てのみ絞り（13）を通過することができるような光学的
   作用を有する端縁（14）と、絞り（13）の端縁（14）に
   よって発生される光束の明暗境界を車道上に結像させ
   る、絞り（13）に対向して配置されたレンズ（15,35,4
   5,55）とを有し、前記レンズ（15,35,45,55）は、少な
   くとも片側に凸に湾曲した面を有し、この凸に湾曲した
   面は、光束の分布を調節するための素子である自動車の
   減光用または霧灯用の前照灯において、この凸に湾曲し
   た面が種々の形または曲率を有する多数の非球面状に構
   成された部分面（16;17;17a）に分割されていることを
   特徴とする、自動車の減光用または霧灯用の前照灯。
2. 【請求項２】部分面（16,17;16,17a）の境界線が直線の
   形、湾曲した線の形または円形である、特許請求の範囲
   第１項記載の前照燈。
3. 【請求項３】２つの部分面（16,17;16,17a）のずれによ
   って生じる段（19）がそれぞれ接触する部分面と一緒に
   丸みを形成し、この丸みが円形端縁（20）または凹線
   （21）である、特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の前照燈。
4. 【請求項４】レンズ（35;45）の片側（36;45）が少なく
   とも領域的に光散乱光学素子（38,39;47）を有する、特
   許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項に記
   載の前照灯。
5. 【請求項５】光散乱光学装置が光軸（12）に対して同心
   的に設けられているかまたは垂直方向に線状延在部とし
   て設けられている、特許請求の範囲第４項記載の前照
   灯。
6. 【請求項６】レンズ（35;45）の片側（36;46）が別の側
   （37）よりも小さく強く湾曲しているかまたは平らに構
   成されており、かつ光散乱光学素子（38,39;47）が別の
   側（37）よりも小さく強く湾曲している側（36）に配置
   されているかまたは平らな側（46）に配置されている、
   特許請求の範囲第５項記載の前照灯。
7. 【請求項７】光散乱光学素子が凸レンズ（38）または凹
   レンズ（39）である、特許請求の範囲第４項から第６項
   までのいずれか１項に記載の前照灯。
8. 【請求項８】光散乱光学素子が交互に配置された凸レン
   ズ（38）および凹レンズ（39）である、特許請求の範囲
   第４項から第７項までのいずれか１項に記載の前照灯。
9. 【請求項９】レンズ（15;35;45）が圧縮ガラスからな
   る、特許請求の範囲第１項から第８項までのいずれか１
   項記載の前照灯。
10. 【請求項１０】レンズ（55;55a）の片側にマイクロ散乱
    素子（58;58a）が配置されており、このマイクロ散乱素
    子の寸法がレンズ（55;55a）の寸法と比較して小さく、
    かつこのマイクロ散乱素子がレンズ（55;55a）の理想的
    に滑らかな銀面またはユズ肌構造（54）から突出してい
    る***部として形成されている、特許請求の範囲第１項
    から第９項までのいずれか１項に記載の前照灯。
11. 【請求項１１】マイクロ散乱素子（58）の点（57;57a）
    での接線（59;59a）と、レンズ（55;55a）の理想的な滑
    らかな表面（54）に属する点（57;57a）での接線（61;6
    1a）との角度が一定の範囲、±５゜を越えない、特許請
    求の範囲第10項記載の前照灯。
12. 【請求項１２】レンズ（55;55a）が圧縮材料からなりか
    つマイクロ散乱素子（58;58a）がレンズ（55;55a）の非
    球面（56;56a）上に配置されている、特許請求の範囲第
    10項または第11項に記載の前照灯。
13. 【請求項１３】マイクロ散乱素子（58）が非球面（56）
    の部分領域にのみ配置されている、特許請求の範囲第12
    項記載の前照灯。
14. 【請求項１４】レンズ（55）のマイクロ散乱素子（58）
    を有する非球面（56）が滑らかな表面を有する部分領域
    （66,67,68,69）を有する、特許請求の範囲第13項記載
    の前照灯。
15. 【請求項１５】光軸（12）に対して水平方向の平面内に
    滑らかな表面を有する部分領域（66,67）が隣接してい
    る領域での２つの水平方向に送る境界線または水平方向
    において２つの湾曲した境界線を有する水平方向の中央
    地帯（66,67）であり、前記レンズ（55）の光軸におけ
    る垂直方向の中心面（65）内での基準線は最も小さい相
    互間隔を有する、特許請求の範囲第14項記載の前照灯。
16. 【請求項１６】前照灯の光軸（12）に対して水平方向の
    平面内で滑らかな表面を有する部分領域（68,69）が同
    心または離心に配置された円形面（68）、矩形面（69）
    または他の形状面である、特許請求の範囲第15項記載の
    前照灯。
17. 【請求項１７】光軸（12）を有する反射鏡（10）と、こ
    の反射鏡の中に配置された光源（11）と、遮断光を作る
    ために光軸（12）の近くに端縁（14）を有する遮蔽スク
    リーン（13）と、この反射鏡と対向して配置され反射鏡
    の光軸と一致する光軸を有し少なくとも片側に凸面を有
    する対物レンズ（15,25,35,45,55）とを備えた自動車用
    の遮蔽光形の前照灯において、この凸面が非球面で非回
    転対称に形成され、この凸面の周縁上で連続して光軸を
    通る軸方向断面（27）内でこの凸面の輪郭を決めるレン
    ズ関係式： 〔式中、ｙは光軸（12）からの垂直方向の距離を表わ
    し、ｘは、光軸（12）からの垂直方向の距離ｙの１つの
    関数として定義される非球面（26）の弧の高さを表わ
    し、ｃは非球面（26）の曲率半径を表わし、ｑは球面形
    とのレンズの形のずれを定める補正係数を表わす〕の少
    なくとも１つのパラメーターがこの凸に湾曲した面内で
    連続的に変わることを特徴とする、自動車の減光用また
    は霧灯用の前照灯。
18. 【請求項１８】レンズ（25）の非球面（26）の輪郭線の
    形状は、角度０゜に位置している断面の輪郭線から出発
    して角度90゜に位置している断面の輪郭線へと変わり、
    この輪郭線の形状のずれは、角度０゜の場合と比較して
    角度90゜で最大である、特許請求の範囲第17項記載の前
    照灯。
19. 【請求項１９】レンズ（25）の非球面（26）の輪郭線の
    形状は、180゜までの偶数の角度の全ての中心角の値に
    おいて、０゜の位置に対して最大のずれを有する、特許
    請求の範囲第17項記載の前照灯。
20. 【請求項２０】レンズ（15,25,35,45）が圧縮ガラスか
    らなる、特許請求の範囲第17項から第19項までのいずれ
    か１項記載の前照灯。