JPH0320902A - ビーム発散用フルートを含む傾斜したレンズを持つヘッドライト - 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】 本発明は自動車のヘッドライトに関し、更に詳しくは、
各々がレンズの後面上の１つ以上の***部および溝部で
構成された、ヘッドライトのビームを広げる複数の分散
用フルート（ｆ’ｌｕｔｃ）を含む、レンズを有するヘ
ッドライトに関する。

発明の背景 従来のヘッドライトのレンズは多数の小さな規定領域、
即ちフルートに分けられている。これらのフルートのい
くつかは、分散用フルートと称され、ヘッドライトのビ
ームを広げるために使用されている。このような分散用
フルートは光の前方到達範囲を車両の縦軸に対して側方
に２５度まで広げるために使用される。これらの分散用
フルートは典型的にはその後面上に交互に形成された隆
起部および溝部を有し、その各々は垂直に延在し、かつ
円筒のセグメント（弓形）の形を有していて、それ自身
の中心縦軸に沿った全ての点において均一な横断面を有
している。この均一な横断面は***部または溝部からの
所望の光分布に応じて円形状、楕円形状、正弦曲線状、
または他の形状のものであってよい。均一な横断面のこ
のような***部および溝部を有するフルートをここにお
いては「標準の分散用フルート」と称する。

このようなヘッドライトはレンズの前部がほぼ垂直であ
る用途に対しては満足すべき光のパターンを発生するが
、レンズの前部が後方に傾斜している用途においては問
題が発生する。更に詳しくは、標準の分散用フルートを
有するレンズが後方に傾斜している場合には、このよう
なフルートから出ていく広がった光ビームの縁部が垂下
（ｄｒｏｏｐ）し、光ビームの中心部は影響されない。

簡単に説明すると、標準の分散用フルートは、レンズが
後方に傾斜している場合、同じように光を店げ、一部の
或分が乗下、すなわち目標より低い所で終了する。（こ
こに使用されている「後方に傾斜」という用語は、車両
の通常の前進方向に対して、レンズの下部領域が上部領
域よりも前方に位置していることを意味しているもので
ある。）上述した問題は自動車の設計者が自動車の前端
部上の空気の流れを改良するために自動車の前端部の湾
曲に合わせてヘッドライトのレンズを後方に傾斜させる
ように指定した場合にますます重要なものになっている
。傾斜が大きくなればなるほど、ビームはその縁部にお
いて更に多く垂下する傾向にある。ビームを適切に広げ
ることを妨げる他の要因としてはヘッドライトのレンズ
の配置方向において実質的にレーキ（ｒａｋｅ）角があ
る場合である。

発明の目的 本発明の目的は、上述した流線効果を？７るためにレン
ズを後方に傾斜した場合においても、光出力を車両の前
方路の側方の所望の領域まで広げることができるように
フルート付きヘッドライト・レンズの分散用フルートを
ｔＭ成することにある。

他の目的は、フルートから出るビームの縁部がレンズの
後方への傾斜の桔果として好ましくない垂下を生じない
ようにして、ヘッドライトのビームの所望の広がりを達
成することができる分散用フルートを構成することにあ
る。

他の目的は、（イ）実質的なレーキ角が存在するような
レンズの配置方向、（口）ビーム中心部の位置における
バイアス、または（ハ）***部または溝部の幅方向にお
いて所望の光分布を形成するように***部または講部用
に選ばれた水平面内の任意の所望の断面形状という条件
の１つ以上が存在するにも関わらず、上述した目的に従
ったフルートが達成されるように分散用フルートの***
部および溝部を構成することにある。

史に他の目的は、レンズの前面に湾曲があるにも関わら
ず、上述した最初の２つの目的に従ったフルートが達成
されるように分散用フルートの***部および溝部を構成
することにある。

更に他の目的は、フルートを通るビームの縁部における
好ましくない垂下を防止することができるとともに、ま
たフルートを通る水平面における前記ビームの幅に沿っ
て同じ光分布を作ることができる、標準でない構成のビ
ーム分散用フルートを有する後方に傾斜したレンズを提
供することにある。

発明の要約 本発明を実施する一形態においては、光源を囲み、かつ
レンズおよび前記光源からの光線を前記レンズを通して
反射する反射器を有するエンベロープを備えた自動車用
ヘッドライトが提供される。

前記レンズは、車両の通常の前進方向に対して、最下部
領域が最」二部領域よりも前方に位置するように後方に
傾斜した前面を有している。レンズの後面はレンズの局
部帯域内に複数の横に並んだ***部を含み、水平方向に
見たときの各***部の頂は、***部基準線に沿って該隆
起部の長手方向に延在し、該***部基準線は前記前面に
大体平行にかつ前記最上部領域および再下部領域の間の
方向に延在している。各***部はそれぞれ全体的に底面
が上側になった逆さの円錐のセグメント（弓形部分）の
形を有することを特徴としている。また、レンズの後面
の前記局部帯域内には前記***部と交互に凹面状溝部が
設けられている。各溝部は水平方向に見たときの最深底
を有し、この最深底は溝基準線に沿って溝部の長手方向
に延在している。

個々の溝部は通常の底面が下側になった上向きの円錐の
セグメントの形を有するとともに、溝基準線がそれに並
置された***部の***基準線にほぼ平行に延在すること
を特徴としている。

本発明を更によく理解するために、添付図面を参照して
以下に詳しく説明する。

実施例の説明 まず、第１図および第２図を参照すると、従来のヘッド
ライト１０が示されており、このヘッドライト１０は光
源１２およびこの光源を包むエンベロープ１４を有する
。エンベロープ１４はほぼ放物面構造の反射器１６、お
よびこの反射器の前端部において反射器に適切に固定さ
れている透明材料からなるレンズ１８を有する。図示の
従来のヘッドライトにおいては、レンズ１８は車両の縦
軸にほぼ直角な垂直平面１９内に配設されている。

ヘッドライト用の典型的な光源１２はハロゲンータング
ステン白熱電球であり、この発熱電球のフィラメントは
ほぼ放物面状の反射器の焦点に、または焦点近く位置付
けられている。他の典型的な光源はむき出しのフィラメ
ントやアーク放電ランプである。これらの光源のいずれ
も本発明のヘッドライトに使用することができる。

ヘッドライトが点灯されたとき、白熱フィラメントから
発生される光線の大部分はフィラメントから反射器１５
に向い、反射器からレンズの平面１９に直角なほぼ平行
な光線として反射されるか、または所望によりいくらか
意図的なバイアスをかけて反射される。第２図において
、フィラメントから発生される典型的な光線が２１で示
され、反射蒸１６から反射される典型的な光線が２２で
示されている。反射器のほぼ放物面状の構造と光源の配
置方向とにより、光線２２はグレアまたはドラフト縁部
減少に関連するような意図的なバイアスを除いてほぼ平
行でほぼ水平な経路を通る。

光腺２２は前面３１を有する透明なレンズ１８を通過し
て、ビーム２５を形或する。第１図に示すように、レン
ズはレンズの後面上のレンズ材料に格子を形成するドラ
フト縁部２７に沿って接合する多数の規定領域２６に分
けられている。（典型的な規定領域は約１／４インチ×
５／８インチである。）これらの規定領域２６（ここに
おいてはフルートと称する）の各々は所定の仕様の要求
条件に従って規定領域を通過する光の照準を合わせるた
めに必要なものである。このような要求条件に従ってビ
ームを広げるために、分散用フルートと称される幾つか
の規定領域２６は各々レンズの後面に交互に配設された
***部２８および溝部２９を有し、これらの各々は垂直
に延在している。

第３図の拡大断面図においては、典型的な形を有する２
つの分散用フルート２６が示されている。

図示の各分散用フルート２６はその後面上に２つの***
部２８および２つの溝部２９を有する。第３図に示すよ
うな従来のヘッドライトにおいては、各***部２８およ
び各溝部２９は垂直軸を有する円筒のセグメントの形の
表面形状を有する。

約Ｏ度の入射角で***部２８に当たる光線（５０のよう
な光線）は実質的に方向が変わることなくレンズを通過
する。これは***部の頂３３すなわちピーク部で発生す
る。しかしながら、***部の傾斜側面に近づくに従って
、この人射角度は増大し、入射光線５１および５３を示
す第３図の矢印によって示すように方向変更の程度が増
大し、屈折光線がこの結果発生する。同様に、溝部の最
深底、すなわち中心部においてまたはその近くにおいて
溝部２９に当たる光線（５５のような光線）は実質的に
方向変更することなくレンズを通過するが、満の傾斜側
面に近づくに従って入射角が増大し、光線１５５および
２５５で示すように方向変更の程度が増大する。

第１図ないし第３図の従来のレンズにおいては、***部
２８の各々は典型的には円筒のセグメントの形状を有し
ている。各***部は円筒の縦軸と一致する垂直に延在す
る縦軸を有し、各***部はこの軸の長手方向に沿ったど
の水平面においても同じ断面積を有している。同様に、
各溝部２９は円筒のセグメントの形状を有し、各溝部の
縦軸は円筒の中心縦軸と一致し、各溝部はその縦軸の長
手方向に沿ったどの水平面においても同じ断面積を有し
ている。

***部および溝部のこの円筒セグメント形状から見て、
規定領域のこれらの構成要素は入射光線を、該規定領域
を通るどの水平断面の位置においてもほぼ同じように分
布させる。これは入射光線がほぼ平行ム水平な経路で隆
起部および溝部にあたると仮定しており、これは典型的
な小さな規定領域およびほぼ放物面状の反射器を有する
場合には妥当な仮定である。また、レンズは垂直平面（
１９）内に配設されていると想定している。

従来のヘッドライトの上述した説明においては、レンズ
の前面は平らなものとして扱っている。場合によっては
、レンズの前面は例えば５０インチの曲率半径を有する
ように僅かに湾曲している。

このようなレンズに使用される円筒状の***部および溝
部は典型的にはまっすぐな軸を有しているが、場合によ
ってはレンズの前面の僅かな湾曲に合わせて僅かな湾曲
を有している。これらの軸の僅かな湾曲およびこの僅か
な湾曲の影響は小さく、標準の分散用フルートの説明に
おいては重要でない。

「背景部分」の所で前述したように、レンズを垂直平面
内に配設する代わりに後方に傾斜させること、すなわち
自動車の通常の前進方向に対して、レンズの最下部領域
が最上部領域よりも前方に位置するように傾斜させるこ
とが時々要求される。

第４図はこのように後方に傾斜したレンズの一部の垂直
断面図である。このような後方に傾斜したレンズを使用
した場合、***部および溝部の縦軸がレンズ自身とほぼ
同じ角度で後方に傾斜していることを除いて、第１図な
いし第３図に関連して説明したように同じ均一な横断面
の***部および溝部を使用することが通常のことであっ
た。

上述した後方に傾斜したレンズが使用される場合、重要
な問題が発生する。更に詳しくは、上記のような形状の
***部および溝部を有する場合、フルートを通って広が
った光ビームの遠端部すなわち縁部が垂下し、中心部は
何ら影響を受けない。

従って、後方に傾斜したレンズにおいては、***部およ
び溝部は前述した従来技術の垂直に配置したものほどに
は光を広げず、垂下する成分が目標より低い所で終了し
て、無駄になる。

本発明はレンズが後方に傾斜している場合に、上述した
標準の分散用フルートの形状と全く異なる形状の分散用
フルートを使用することによってビームの広がり全体に
わたって上記のような垂下を低減したり、または所望に
より全く防止したり、または過修正することもできる。

更に詳しくは、本発明では、第８図に示すような典型的
なフルートすなわち規定領域において、各***部（２８
）が任意の中心縦軸６９をもつものと示した底が上側に
なった逆さの円錐セグメントの形を有するように形成さ
れ、各溝部（２９）が任意の中心縦軸７９をもつものと
して示した通常の底面が下側になっている上向きの円錐
のセグメントの形を有するように形或されている。各隆
起部（２８）の縦軸６９に沿って、規定領域の上側端部
から下側端部に進むに従って、各***部の断面は徐々に
小さくなっている。各溝部（２９）の縦軸７９に沿って
、規定領域の上端面から下端面に進むに従って、各溝部
の断面は徐々に大きくなっている。これらの関係につい
ては第８図ないし第１５図を特に参照して以下に詳細に
説明する。

種々のヘッドライトのレンズを通る光路についての次の
説明からは、（１）長手方向に沿って均一な横断面を有
する***部が後方に傾斜したレンズに使用された場合に
ビームがその外側縁部において垂下する理由、および（
２）本発明の円錐状の***部が縁部垂下特性を低減する
ことができる理由が明確になろう。まず第５図を参照す
ると、垂直に配設されたレンズの後面に位置する標準の
円筒セグメント形の***部が斜視図で示され、水平内の
平行な光線５０．５１および５２が***部に当たる様子
が示されている。中心の光線５０は実質的に方向を変え
ることなくレンズを通過し、屈折光線５０ａとしてレン
ズを通過し、出現光線５０ｂとしてレンズから出て行く
。***部の両側面の２つの光線５１および５２は屈折光
線５１ａおよび５２ｂとして***部内に入り、それから
レンズの前面のガラスー空気界面３１を通り、それぞれ
出現光線５ｌｂおよび５２ｂとして出て行く。

この後者の光線は中央の出現光線５０ｂと同じ水平面内
に存在し、従って全ての出現光線は入射光線５０．５１
および５２と同じ水平面内に存在している。

次に第４図を参照すると、レンズ１８が後方に傾斜して
いる場合が断面で示され、中心の光線５０が紙面内に示
されて、***部の後面に対してその項で当たっている。

レンズの前面および***部の頂における後面が平行であ
るので、出現光線５ｏｂは入射光線５０に平行であるが
、ガラスレンズの厚さに直接関係する値だけ垂直方向に
変位している。各界面における光線５０の屈折は紙面内
にあり、全ての光線５０，５０ａおよび５０ｂはこのよ
うな平面内にある。

次に第６図を参照すると、第４図の後方に傾斜した***
部がレンズの後側から示されている。中心光線５０は屈
折光線５０ａとしてガラス中を通過し、傾斜成分Ｙ１だ
け垂直方向に変位する。***部２８の側面の光線５１は
空気−ガラス界面を通って、屈折光線５１ａとして進む
。この先線５１ａは入射光線５１によって定められる屈
折平面内にあり、これは光線５１の入射点における***
部の表面に直角である。光線５１ａは水平成分および垂
直成分Ｙ２を有する。屈折は２つの成分間に分割される
ので、垂直成分Ｙ２は或分Ｙ１と同じ大きさでなく、従
って光線５１ａは中心光線５０ａよりも低いレベルおよ
び低い垂直角度でガラスー空気界面（３１）に当たる。

第７図を参照すると、中心光線５０ａに対するものと比
較して、光線５１ａの前側のガラスー空気界面における
異なる入射角および異なる向きの屈折平面により、出現
光線５ｌｂの通路が下向きの角度で現れ、これに対して
中心の出現光線５０ｂは水平にとどまっている。従って
、レンズの前方の所与の水平距離においては、光線５ｌ
ｂは中心光線５０ｂよりもかなり低い点に向けられてい
る。これはビームの縁部において垂下効果を生じさせる
。本発明はこの垂下効果を是正しようとするものである
。

標準の後方に傾斜した円筒状フルートにおいては、各隆
起部２８は第６図に示すように側縁部５６および５７を
有し、これらの側縁部は垂直にフルートの最上部から最
下部まで延在している。***部の表面を縁部５６および
５７に平行な５８のような仮想の狭い条片に分けた場合
には、各条片は***部を形成する円筒の縦軸に平行に延
在することは明らかであり、条片の端から端までの傾斜
は縦軸の傾斜と異なってはいない。***部の外側表面を
形成するこれらの条片（５８）に対して***部を形成す
る円筒の縦軸の傾斜と異なる傾斜を与えることによって
、５１のような光線の有効な入射角、屈折光線５１ａが
存在する屈折平面の向き、したがって屈折光線５１ａの
垂直成分Ｙ２を変更することができる。***部の表面の
この端から端までの傾斜を適当に変更することによって
、出現光線５１ｂを水平方向にまたは他の所望の垂直角
度に配置することができる。（この同じ水平面において
）***部の面を横切るいくつかの位置において端から端
までの傾斜を同様に変更すれば、中心光線５０と平行で
同じレベルにある入射光線が***部の面を横切る任意の
点に当たることにより生じる出現光線は所望により水平
にすることができる。この結果、これらの出現光線はほ
ぼ同一平面上に水平に位置することになる。

単一の水平面においてこれらの端から端までの傾斜を定
めている表面の接線を延在して併合すると、底面が上側
になった逆さの円錐のセグメントの面が形成されること
がわかった。更に、（ほぼ平坦なレンズの前面３１を有
するフルートに沿った妥当な範囲内において）任意の水
平面におけるこの円錐の表面積および角度のこの結果生
じた分布は、傾斜を設定した元の平面において与えられ
るものと同じ空間的および角度的光線分布を与えること
がわかった。条片５ｇの数が増大するに従って、滑らか
な円錐のセグメントを得ることができる。このような円
錐は第８図において６０で示され、上記の接線が収束す
る直線６２として示されており、これらの直線６２は円
錐状の***部の表面を画成し、頂点６４で交差する。表
面を画成する収束する直線６２のいずれの１本に沿った
***部の表面に対する全ての法線は平行である。円錐セ
グメント（すなわち***部２８）は第８図ないし第１０
図において６５で示されている）。

第１０図を参照すると、円錐セグメント６５（すなわち
***部２８）を記述する別のやり方が示されており、こ
れは、円錐セグメントを通るどの水平面においても円錐
セグメントは同じ断面形状を有しているが、これらの水
平面における断面（６８ａ−６８ｅで示す）が円錐セグ
メント（すなわち***部）の縦軸６９に沿って下側に進
むに従って単に縮小しているというものである。

この円錐状の***部の他の重要な特性はレンズの前面３
１と同じフルート内の隣接する***部とに対する配置方
向である。この配置方向は各***部に対する***部基鵡
線Ｒを基準とすることにより最もよく記述することがで
きる。この基準線Ｒ（第８図および第１０図で一点鎖線
で示されている）は***部の頂すなわち任意の水平面内
で見たときの***部の頂点を連ねることによって定めら
れる。これらの頂点（例えば、第１０図のＲ１、Ｒ２，
Ｒ３　）を***部の長手方向に沿って接続することによ
り、***部基準線Ｒが設定される。***部の表面を定め
る円錐はこの***部基準線Ｒがレンズの前面３１にほぼ
平行に延在するように配向されるとともに、フルート内
の横に並んだ***部の***部基準線は互いに平行に延在
している。

理想的には、ビームの中心が車両の縦軸に正確に平行で
かつ水平に向けられている場合には、***部基準線はレ
ンズの前面に正確に平行に配向される。しかしながら、
上述した条件からビームの方向を僅かに偏らせることが
通常意図的に行われているので、この僅かな偏りを補償
するために、***部基準線Ｒをレンズの前面に対して平
行な配置から僅かに（例えば、数度）外すように通常配
向する。

上述した説明は主に***部２８について行なったが、並
置された溝部２９は各規定領域（フルート）から所望の
光出力パターンを発生するのに同様に重要な役割を果す
。これらの溝部２９の表面は入射光線を***部２８の表
面と本質的に同じようにレンズ中に差し向ける。各溝部
は、逆さの円錐の代わりにそれと鏡像関係にある通常の
上向きの円錐のセグメントの形にされることを除いて、
***部と同じ円錐形に形成されることによって、***部
について前述したのと同じ様に同一平面内にあって水平
になった出現光線を作ることができる。このような通常
の上向きの円錐が第８図に７０として示されている。こ
の円錐の端から端の傾斜を定める表面の接線が直線７２
として示され、これらの直線７２は頂点７４において交
差している。第１１図に示すように、円錐の軸７９に沿
って相次いでとった典型的な溝部２９の水平断面は下方
にいくに従って大きさが大きくなるが、形状は同じであ
る。

円錐形の各溝部２９は***部について前述したように他
の溝部とレンズの前面とに対して配向されている。更に
詳しくは、各溝部はそれを通る任意の水平面内で見たと
きの溝部の最深底の点によって定められる溝基準線Ｓ（
第８図および第１１図）を有するものと考えられる。こ
れらの最深底の点（例えば、第１１図のＳ＋　、Ｓ２お
よびＳａ）を溝部の長手方向に沿って接続すると、溝基
準線Ｓが設定される。溝部の表面を定める円錐はその溝
基準線Ｓが第９図に示すようにレンズの前面にほぼ平行
に延在するように配向され、フルート内の横に並んだ溝
部の溝基準線Ｓは第８図によく示されているように互い
に平行に伸びている。更に、溝基準線Ｓは第８図によく
示されているようにフルート内に並置された***部の隆
起部基準線Ｒに平行に延在している。

第８図に示す***部および溝部はフルートの中心を通る
水平基準平面内において全体的に正弦曲線を形成してい
るが、本発明はビームを横切る光の分布を調節する必要
に応じて他の多くの形状、例えば（水平面内において）
放物線、円弧、段形または第１２図（ａ）および第１２
図（ｂ）に示す曲線８３のような曲線を形成する***部
および溝部にも適用することができる。このような曲線
形状に関わらず、本発明では第１０図に例示したように
、***部（２８）には、その水平断面の大きさが下方に
行くに従って小さくなるが、断面形状は同じであるよう
な逆さの錐形（例えば円錐形）が使用される。同様に、
***部に隣接する各溝部（２９）は、第１１図に例示し
たように、その水平断面の大きさが下方向に行くに従っ
て大きくなるが、断面形状では同じであるような通常の
上向きの錐形（例えば円錐形）のセグメントの形にする
。通常は、しかしながら必ずしもそうする必要はないが
、溝部の水平断面は同じフルート内の並置された***部
の水平断面の鏡像にする。

第８図ないし第１２図において、各***部はその頂の両
側面において同じ鏡像の形および大きさを有するものと
して示されているが、この対象関係は単なる例示であっ
て、常に適切なものではない。例えば、第１３図は水平
断面が非対称な２つの***部９０を示しており、これら
の***部は水平断面が非対称な形状の溝部９１の両側に
設けられている。これらの***部９０は前述したものと
同様に逆さの円錐形である。左側の***部９０を定める
逆さの円錐形は、その底面の一部が点９４および９５の
間にある曲線９３の部分９３ａによって定められている
とともに、頂点が点９６によって定められている。この
***部９０の外表面は曲線部分９３ｇと頂点９６とを接
続する直線（Ｒ，９７および９８など）によって定めら
れる。同様に、溝部９１は円錐のセグメントの形であり
，この円錐形はその底面の一部がフルートの最下部にお
ける点９９および１００の間の直線１０３の部分によっ
て定められ、かつ頂点がフルートの最上部の点１０２で
定められている。このような形状の***部および溝部は
第１４図および第１５図に関連して説明するように、傾
斜角を有するレンズまたは不均一な分布を必要とする用
途において必要とされている。

ある用途においては、後方に傾斜したレンズを通るビー
ムの両側の縁部における乗下を部分的にのみ補正するこ
とが望ましかったり、またはそれで充分であったりする
。このような場合には、***部および溝部は垂下を完全
に補正するのに必要なテーパよりも小さいテーパを典型
的に有している。

レンズの前面において垂直平面に対して測定したレンズ
の後方への傾斜角度が大きくなればなるほど、ビームの
縁部の垂下を完全に補正するための***部および溝部の
必要なテーパはより一層大きくなることに注意されたい
。

本発明はレーキ角がゼロである後方に傾斜したレンズの
みならず、第４図の水平断面図において１０４で示すよ
うに実質的なレーキ角を有するレンズにも適用できるも
のであることを理解されたい。第１４図において、レン
ズは１８で示され、車両の前進方向が矢印１０６で示さ
れ、車両の中心縦軸に直角な平面が１０８で示されてい
る。この実質的なレーキ角（１　０　４）が存在するこ
とによって、レンズの前面におけるガラスー空気界面３
１を通る光線の屈折する仕方が影響されるが、これは各
***部の***部基準線Ｒおよび各溝部の溝基準線Ｓをレ
ンズの側方に傾斜させることによって補償される。この
側方傾斜が第１３図に例示されており、第１３図におい
て傾斜した***部基準線Ｒおよび傾斜した溝基準線Ｓが
破線で示されている。基準線ＲおよびＳは互いに平行で
あるとともに、レンズの前而３１に対してほぼ平行であ
る。このような側方傾斜の量は典型的には非常に小さい
が（例えば、典型的には２〜３度の角度）、これはレー
キ角が存在する場合に生じるビームの傾斜および付加的
な垂下を補償するのに充分である。このような側方傾斜
の量はレー牛角の大きさに比例して変えられる。***部
または溝部の長手方向に沿って下方に進む側方傾斜の方
向は，車両の中心縦軸を含む垂直平面の方に向かう方向
である。

第１５図はレンズを通してレンズの前側から見た場合の
レンズの後面の一部のコンピュータで描いた斜視図であ
る。この図は側方傾斜した基準線ＲおよびＳを備えてい
る***部および溝部を画成する円錐を示し、３０度の後
方傾斜および１５度のレーキ角１０４が存在する場合の
補償を行うものである。傾斜の方向は，各***部の基準
線が下方に進んで、車両の縦方向の中心線を含む垂直平
面の方に向かって延在するようになっている。車両の前
進方向は第１５図の下側の左隅に示されているＸ１ＹＳ
Ｚ座標の矢印Ｚによって示されている。

また、後方に傾斜したヘッドライトのレンズは湾曲した
前面を有し、流線形を構成する。また、この湾曲はレン
ズの前面におけるガラスー空気界面を通る光線が屈折す
る仕方に影響を与えるが、これはまた分散用フルートの
***部基準線Ｒおよび溝基準線Ｓを適当に湾曲させるこ
とによって補償することができる。レンズの前面３１が
ヘッドライトを通る水平断面から見た場合に車両の側部
に向かって湾曲している場合には、レンズの湾曲した領
域の***部および溝部は、下方に進むに従って車両の中
心縦軸を含む垂直平面に向かって伸びる湾曲した！’％
線ＲおよびＳをそれぞれ有するようにする。更に流線形
化するためには、レンズの前面をヘッドライトの垂直平
面から見た場合に最上部から最下部にまで湾曲させるこ
とができる。

この最上部から最下部への湾曲が比較的大きな場合には
、越準線ＲおよびＳが、前面の湾曲を補償し、かつこれ
らの基準線の各々を基準線の長手方向に沿ってレンズの
前面からほぼ均一に隔たる対応する浦曲を有するように
する。レンズの最上部から最下部までの湾ｕｂがほんの
僅かである場合には、前面にほぼ平行な基早線Ｒおよび
Ｓは本質的に直線である。これは、フルートの短い高さ
の範囲においては僅かに湾曲した前面とこのような基準
線との間の間隔がほんの僅かしか変化しないがらである
。

レンズの前面が上述した両方向に比較的大きく湾曲して
いる場合には、フルート面および基準線ＲおよびＳは上
述した両方向に湾曲する。一般に、フルート面をヘッド
ライトの横方向に湾曲する必要性は少ないが、これは各
***部または溝部の横方向の寸法が縦方向の寸法に比較
して小さいからであり、横方向の前面の湾曲は上下方向
の前面の湾曲の長さの単位当りの対応する量よりも補償
の必要性が少ない。

***部および溝部の形状および配向を正確に定めようと
するときには、本発明を使用するヘッドライトの設計者
はまずビーム全体にわたる所望の光分布を生じるに必要
な***部の水平断面形状を決定する。レンズの前面３１
　（例えばレーキ角、後方傾斜など）およびガラスレン
ズの屈折率が特定されている場合には、広げるビームの
一方の側の特定の目標に対するレンズのガラスを通る光
線の経路を決定する。それから、ガラス内の光線および
反射器のビームバイアスを使用して、その結果生ずる反
射器からの光線を正確にガラス内の光線の経路を通るよ
うに屈折させるのに必要なレンズの後面における表面配
向を見つける。更に、その表面配向を***部形状のそれ
ぞれの縁部に適用して、前記光線経路に沿って光をガラ
スを通るように差し向ける（水平面を横切って延在する
）平面を決定する。上述した一連の作業を、ビームの反
対側対して***部の反対側の縁部の点および典型的には
ビームの中心の点を含む同じ水平面内の他のいくつかの
点に対して繰り返し行なう。このようにして、円錐の収
束点すなわち頂点を定めるように交差する（水平面を横
切って延在する）一連の平面を限定する。最も簡単な形
態においては、円錐は（***部を通る水平断面を表わす
）空間における１つの湾曲線と１つの円錐の収束点すな
わち頂点とによって特定できる。同様な方法を使用して
各溝部の円錐形の表面を画成することができる。あるい
は、***部の表面の単なる鏡像となるように形成するこ
とによって溝部の表面を設定することができる。

本発明を後方に傾斜するレンズに関連して説明したが、
本発明は広義においては前方に傾斜するレンズ、すなわ
ち車両の通常の前進方向に対してレンズの最上部領域が
最下部領域の前方にあるようにレンズが傾斜しているも
のにも適用できるものである。このような前方傾斜は飛
行機の前方照明用に有益である。このような前方傾斜が
存在する場合、分散用フルートの後面上の***部および
溝部は図面に示したものと形状が逆になる。すなわち、
個々の***部は通常の底面が下側にある上向きの円錐セ
グメントの形をしており、個々の溝部は底面が上になっ
ている逆さの円錐のセグメントの形をしている。従って
、本発明は広い態様においては任意傾斜から生じるビー
ムの縁部の方向のずれを補償することができるものであ
る。

本発明はレーキ角、または所望の方向のずれ、またはバ
イアス、またはフルートの幅方向にわたる光の分布を考
慮し補償することができるものであることを理解された
い。

本発明の特定の実施例について例示し説明したが、本技
術分野に専門知識を有するものにとっては広い態様にお
いて本発明から逸脱することなく種々の変更および変形
を行なうことができることは明らかであろう。従って、
本発明は本発明の精神および範囲内に入るこのような全
ての変更および変形を含むものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はレンズの正面の側から見た従来のヘッドライト
の正面図である。 第２図は第１図の線２−２に沿った第１図の従来のヘッ
ドライトの断面図である。 第３図は第２図の従来のヘッドライトのレンズの一部の
拡大断面図である。 第４図は標準のフルートを有する従来の後方に傾斜した
ヘッドライトのレンズの一部の垂直平面における断面図
であり、この断面はフルートの一部を形成する***部の
１つの頂点を通ってとったものである 第５図は第３図に示す従来のフルートの１つの一部を形
成する単一の***部の斜視図である。 第６図はレンズの後側から見た第４図の***部の斜視図
であり、この***部は上部が観察者に近くなるように傾
斜している。 第７図は***部の側部縁部において取ったことを除いて
第４図に類似した断面図である。 第８図は本発明の一形態を具体化したヘッドライトのレ
ンズの局部的部分の部分断面斜視図であり、レンズの後
面に形成されている複数の***部および溝部を有するフ
ルートを示している。 第９図は第８図の線９−９を含む横断垂直平面で切った
第８図のレンズの断面図である。 第１０図は第８図に示すフルートの１つに存在する単一
の***部の斜視図である。 第１１図は第８図のフルートの１つに存在するＬ１ｔ一
の溝部の斜視図である。 第１２図（ａ）および第１２（ｂ）図は、それぞれ***
部および溝部が第８図に示すものと異なる別の形状を有
している本発明の変更された形態を示す水平断面図であ
る。 第１３図は第８図に類似し、本発明の別の形態を示す部
分断面斜視図であり、この図は、レンズの後側から見た
もので、レンズの配置のレー牛角に対して補償するよう
に傾斜させた***部および溝部を有するフルートを示し
ている。 第１４図は実質的なレーキ角を有するレンズの水平面で
の断面図である。 第１５図はレンズの前側からレンズを通して見たときの
本発明の変更例を具体化したレンズの後面の一部の斜視
図である。 ２８・・・***部、２９・・・溝部、３１・・・レンズ
の前面、６４・・・頂点、６０．７０・・・円錐。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源を包囲し、レンズと前記光源からの光線を前記
   レンズを通して反射する反射器とよりなるエンベロープ
   を有する自動車用ヘッドライトであって、前記レンズが
   、 （ａ）前記レンズの最上部および最下部近くにそれぞれ
   設けられている２つの領域と、 （ｂ）自動車の通常の前進方向に対して、前記最下部領
   域が前記最上部領域よりも前方に位置するように後方に
   傾斜した前面と、 （ｃ）前記レンズの局部的帯域内に横に並んだ複数の隆
   起部を含み、各***部は水平方向に見た場合の頂を有し
   、各頂は***部基準線に沿って関連する***部の長手方
   向に延在し、前記***部基準線は（イ）前記前面にほぼ
   平行に延在するとともに、（ロ）前記最上部領域および
   最下部領域の間の方向に延在し、前記***部の各々が全
   体的に底面が上側になった逆さの円錐のセグメントの形
   を有している後面と、 （ｄ）前記後面に形成されて、前記***部相互間に位置
   する凹面形溝部であって、当該溝部は水平方向に見た場
   合の最深底を有し、該最深底は溝基準線に沿って当該溝
   部の長手方向に延在し、当該溝部は通常の底面が下側に
   なった上向きの円錐のセグメントの形を有し、前記溝基
   準線がそれに並置された前記***部の前記***部基準線
   にほぼ平行に延在している当該凹面形溝部と、 を含んでいることを特徴とするヘッドライト。 ２、前記局部的帯域内の前記レンズの後面に別の凹面形
   溝部が設けられ、前記溝部および前記***部が交互に横
   に並んで配置されており、 前記別の溝部は水平方向に見た場合の最深底を有し、該
   最深底は別の溝部基準線に沿って該別の溝部の長手方向
   に延在し、 前記別の溝部は全体的に底面が下側になった上向きの円
   錐の形を有しており、前記別の溝基準線がそれに並置さ
   れた前記***部の***部基準線にほぼ平行に延在してい
   る請求項１記載のヘッドライト。 ３、個々の前記***部は、該***部の円錐の頂点と円錐
   の底面との間に延在する直線の各々に沿った該***部の
   表面の実質的に全ての法線がほぼ平行であるような形状
   を有している請求項１記載のヘッドライト。 ４、個々の前記***部は、該***部の円錐の頂点と円錐
   形の底面との間に延在する直線の各々に沿った該***部
   の表面の実質的に全ての法線がほぼ平行であるような形
   状を有し、 前記溝部は、該溝部の円錐の頂点と円錐の底面との間に
   延在する直線の各々に沿った該***部の表面の実質的に
   全ての法線がほぼ平行であるような形状を有している請
   求項１記載のヘッドライト。 ５、前記レンズの前記局部的帯域を通った光出力の分布
   が前記局部的帯域を通る水平断面に沿って実質的に同じ
   である請求項１記載のヘッドライト。 ６、前記レンズの前記局部的帯域を通った光出力の分布
   が前記局部的帯域を通る水平断面に沿って実質的に同じ
   である請求項２記載のヘッドライト。 ７、前記レンズの個々の前記***部を通った光出力の分
   布が該***部を通る水平断面に沿って実質的に同じであ
   る請求項１記載のヘッドライト。 ８、前記レンズの前記溝部を通った光出力の分布が該溝
   部を通る水平断面に沿って実質的に同じである請求項１
   記載のヘッドライト。 ９、前記レンズの個々の前記溝部を通った光出力の分布
   が該溝部水平断面に沿って実質的に同じである請求項２
   記載のヘッドライト。 １０、個々の前記***部の水平断面は該***部に沿って
   下方に進むにつれて寸法が小さくなるが断面の形状は同
   じである請求項１記載のヘッドライト。 １１、前記溝部が、下方に進むにつれて寸法は大きくな
   るが形状は同じである水平断面を有している請求項１記
   載のヘッドライト。 １２、前記溝部が、下方に進むにつれて寸法は大きくな
   るが形状は同じである水平断面を有している請求項１０
   記載のヘッドライト。 １３、個々の前記***部が、下方に進むにつれて寸法は
   小さくなるが形状は同じである水平断面を有し、 個々の前記溝部が、下方に進むにつれて寸法は大きくな
   るが形状は同じである水平断面を有している請求項２記
   載のヘッドライト。 １４、個々の前記円錐形の***部は、それに入射する単
   一の水平面内の前記反射器からの光線がほぼ単一の水平
   面内において前記レンズの前面を通って該レンズから出
   る光線となるようにテーパが付けられた外表面を有して
   いる請求項１記載のヘッドライト。 １５、個々の前記円錐形の溝部は、それに入射する単一
   の水平面内の前記反射器からの光線がほぼ単一の水平面
   内において前記レンズの前面を通って該レンズから出る
   光線となるようにテーパが付けられた表面を有している
   請求項２記載のヘッドライト。 １６、前記レンズは通常の車両の中心縦軸に直角な垂直
   平面に対して実質的にレーキ角で配向されており、 前記***部の***部基準線は、下方に進むにつれて車両
   の前記中心縦軸を含む垂直平面に向かって伸びるように
   傾斜している請求項１記載のヘッドライト。 １７、前記レンズは通常の車両の中心縦軸に直角な垂直
   平面に対して実質的なレーキ角で配向されており、 前記溝部の溝基準線は、下方に進むにつれて車両の前記
   中心縦軸を含む垂直平面に向かって伸びるように傾斜し
   ている請求項２記載のヘッドライト。 １８、光源を包囲し、レンズと前記光源からの光線を前
   記レンズを通して反射する反射器とよりなるエンベロー
   プを有する自動車用のヘッドライトであって、前記レン
   ズが、 （ａ）前記レンズの最上部および最下部近くにそれぞれ
   設けられている２つの領域と、 （ｂ）車両の通常の前進方向に対して、前記最下部領域
   が前記最上部領域よりも前方に位置するように後方に傾
   斜した前面と、 （ｃ）前記レンズと局部的帯域内に２つの横に並んだ隆
   起部を含み、各***部は水平方向に見た場合の頂を有し
   、各頂は***部基準線に沿って関連する***部の長手方
   向に延在し、前記***部基準線は（イ）前記前面に対し
   てほぼ一様に隔たるように延在するとともに、（ロ）前
   記最上部領域および最下部領域の間の方向に延在し、前
   記***部の各々が全体的に底面が上側になった逆さの円
   錐のセグメントの形を有している後面と、（ｄ）前記後
   面に形成されて、前記***部相互間に位置している凹面
   形溝部であって、当該溝部は水平方向に見た場合の最深
   底を有し、該最深底は溝基準線に沿って当該溝部の長手
   方向に延在し、当該溝部は通常の底面が下側になった上
   向きの円錐のセグメントの形をし、前記溝基準線が前記
   局部的帯域を通る水平面から見た場合に並置された前記
   ***部の前記***部基準線から一様に隔たっている当該
   凹面形溝部と、 を含んでいることを特徴とするヘッドライト。 １９、前記レンズはヘッドライトを通る垂直断面から見
   た場合に前記レンズの最上部から最下部まで湾曲した前
   面を有し、前記局部的帯域は前記湾曲した前面の帯域内
   にあり、 前記***部および溝部は前記前面の湾曲を補償するよう
   に湾曲したそれぞれの基準線を有している請求項１８記
   載のヘッドライト。 ２０、前記レンズはヘッドライトを通る水平断面から見
   た場合に車両の側部に向かって湾曲する前面を有し、前
   記局部的帯域は前記湾曲した前面の帯域内にあり、 前記***部および溝部は下方に進むにつれて車両の中心
   縦軸を含む垂直平面の方に向かって伸びる湾曲した基準
   線を有する請求項１８記載のヘッドライト。 ２１、前記レンズはヘッドライトを通る垂直断面から見
   た場合に前記レンズの最上部から最下部まで湾曲してい
   るとともに、ヘッドライトを通る水平断面から見た場合
   に車両の側部に向かって湾曲している前面を有し、前記
   局部的帯域は前記前面が両方向に湾曲した前記レンズの
   帯域内にあり、前記***部および溝部は前記前面の湾曲
   を補償するように湾曲したそれぞれの基準線を有する請
   求項１８記載のヘッドライト。 ２２、（ａ）車両の通常の前進方向に対して、最下部が
   最上部よりも前方に位置するように後方に傾斜した前面
   と、 （ｂ）***部を含み、該***部は水平方 向に見た場合の頂を有し、該頂は***部基準線に沿って
   該***部の長手方向に延在し、該***部基準線は前記前
   面にほぼ平行に延在するとともに、レンズの前記最上部
   および最下部の間の方向に延在し、前記***部が底面が
   上側になった逆さの円錐のセグメントの形を有している
   後面と、 を備えているレンズを有する車両用ヘッドライト。 ２３、前記後面は更に前記***部に直ぐ隣接した凹面形
   溝部を有し、該溝部は水平方向に見た場合の最深底を有
   し、該最深底は、前記前面にほぼ平行に延在し且つ前記
   レンズの最上部および最下部の間の方向に延在する溝基
   準線に沿って該溝部の長手方向に延在し、前記溝部は通
   常の底面が下側になった上向きの円錐形のセグメントの
   形を有し、前記溝基準線が前記***部基準線から一様に
   隔たっている請求項２２記載のヘッドライト。 ２４、前面を有するレンズを備え、該前面は前記レンズ
   の最上部および最下部の間に延在して傾斜しており、前
   記レンズは光源から前記レンズの前方に位置する目標に
   向かって前記レンズを通過する光を広げる分散用フルー
   トを有し、該分散用フルートは前記レンズの後面上に１
   つ以上の***部および溝部を有し、該***部および溝部
   は（イ）前記レンズの最上部および最下部の間の方向に
   その長手方向に沿って延在するとともに、（ロ）前記目
   標に向かって前記レンズを通過するビームの縁部を垂直
   方向に変位させることによって該縁部の方向ずれを補償
   するのに有効な円錐形の形状を有している光学装置。 ２５、前記前面はレンズの最下部から最上部に進むにつ
   れて後方に傾斜しており、前記***部の各々は前記ビー
   ムの縁部を持ち上げるように底面が上側になった逆さの
   円錐のセグメントの形を有している請求項２４記載の光
   学装置。 ２６、前記***部の各々が、下方に進むにつれて寸法は
   小さくなるが形状は同じである水平断面を有する請求項
   ２５記載の光学系。 ２７、前記溝部の各々は前記***部の１つを形成する逆
   さの円錐に直ぐ隣接して設けられた、通常の底面が下側
   になった上向きの円錐のセグメントの形を有している請
   求項２５記載の光学装置。 ２８、前記溝部の各々が、下方に進むにつれて寸法は大
   きくなるが形状は同じである水平断面を有する請求項２
   ７記載の光学装置。