JPH0148601B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0148601B2 JPH0148601B2 JP59266725A JP26672584A JPH0148601B2 JP H0148601 B2 JPH0148601 B2 JP H0148601B2 JP 59266725 A JP59266725 A JP 59266725A JP 26672584 A JP26672584 A JP 26672584A JP H0148601 B2 JPH0148601 B2 JP H0148601B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- lens
- prism
- angle
- aspherical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
この発明は、車両用灯具のレンズに関するもの
である。 （従来の技術） 内面に球面プリズム素子が形成された車両用灯
具のレンズがあり、この種のレンズは、一般に格
子状プリズムレンズとか魚眼カツトレンズとか称
されている。前記球面プリズムは、出射光角度と
光度との関係が第５図に示すような特性曲線Ｃと
なるが、これは第６図に示すような球面プリズム
素子のレンズ屈折率をｎ、球面プリズムの曲率を
ｒ、プリズム中心（図におけるＹ軸）から入射点
Ｐまでの距離をｘとした場合に、Ｙ軸に平行な光
がＰ点に入射後、レンズ内を通過して外部に出射
する時の出射角θxは、 が成り立ち、ｘ＝x1，ｘ＝x2の二点間に入射した
光による照射幅Mxは、 Mx＝θx1−θx2 であるから、θx1，θx2は上式(1)にｘ＝x1，ｘ＝x2
をそれぞれ代入することにより求めることができ
る。
である。 （従来の技術） 内面に球面プリズム素子が形成された車両用灯
具のレンズがあり、この種のレンズは、一般に格
子状プリズムレンズとか魚眼カツトレンズとか称
されている。前記球面プリズムは、出射光角度と
光度との関係が第５図に示すような特性曲線Ｃと
なるが、これは第６図に示すような球面プリズム
素子のレンズ屈折率をｎ、球面プリズムの曲率を
ｒ、プリズム中心（図におけるＹ軸）から入射点
Ｐまでの距離をｘとした場合に、Ｙ軸に平行な光
がＰ点に入射後、レンズ内を通過して外部に出射
する時の出射角θxは、 が成り立ち、ｘ＝x1，ｘ＝x2の二点間に入射した
光による照射幅Mxは、 Mx＝θx1−θx2 であるから、θx1，θx2は上式(1)にｘ＝x1，ｘ＝x2
をそれぞれ代入することにより求めることができ
る。
【表】
第１表は、レンズの屈折率ｎ＝１・５、曲率ｒ
＝６とした場合の平均光度Ixを計算したものであ
り、Exは照射幅Mxの変化を比で示したもので、
表におけるゾーンNo.１の値を１としたときの各ゾ
ーン照射幅Mxの増加比をあらわしている。ま
た、光度Ixは各ゾーンに入射する光束量を均一と
し、ゾーンNo.１の値を１として示してあり、Ex
の増加に対して反比例する関係にある。 第４図は、上記特性曲線Ｃをもとに、中心光度
が225cdの場合の格子状球面プリズムの配光分布
Ｓと、ECE規格（ヨーロツパ規格）によるリヤ
フオグランプの配光の最大値（MAX）、最小値
（MIN）とを比較したものである。両者の光度差
（第４図における斜線部）は、ECE規格に対する
余裕度を示しており、この余裕度は光軸から左
（Ｌ）、右（Ｒ）に離れるに従つて小さくなつてい
る。この場合、周辺部の光度を確保するため、反
射性能のすぐれた高価な反射鏡を用い、或は反射
鏡を大きくして立体角を増大しているが、第４図
に仮想線S′で示すように光軸付近に必要以上の光
量を配光することとなり、その分だけ配光効率が
悪くなつている。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記のような従来の問題点を解決す
るためになされ、ECE規格に最適な配光効率を
備え、かつ中心部の光度が強すぎない配光分布の
車両用灯具のレンズを提供しようとするものであ
る。 （問題点を解決するための手段） この問題点を解決するにあたつて、本発明はリ
フレクタ等によつて形成された略平行光線が入射
する内面に、この光線を拡散させる非球面プリズ
ム素子が形成された車両用灯具のレンズにおい
て、灯具の縦方向の光軸に平行な軸をＹ軸とし、
これに直交する軸をＸ軸とし、前記非球面プリズ
ム素子の中心からのＸ軸方向の距離がｘである入
射点における非球面プリズムの法線と前記Ｙ軸と
のなす角をβxとしたとき、下記の式、 θx＝α・ｘ／Ｌ 但し、 α：レンズの拡散角（レンズの拡散角とは、プ
リズム中心から入射点までの距離ｘがプリ
ズム素子の1/2ピツチ長Ｌの場合の、出射
光がＹ軸となす角度をいう。） Ｌ：非球面プリズム素子の1/2ピツチ長 ｎ：レンズの屈折率 を満足する曲面からなる非球面プリズム素子を、
同一曲面のカマボコ状レンズをその底面を同一面
として縦横に組み合わせて合成したような形状に
設けた手段を要旨とするものである。ここで、
θx＝αx／Ｌに付いて説明する。この式は、プリ
ズムに入射した光線の出射角θxはプリズム中心
から入射点までの距離ｘに比例することを示して
いる（第２図実線Ｔ）。このため、プリズムの各
等分割ゾーンに入射した光の照射幅は全て同じと
なり（第２図のＴでは、照射幅は全て2.94度と一
定値である）、照射域での即ち拡散角αでの範囲
では全て同一光度となることを示している。この
配光分布を示したのが第３図の実線S″である。 （実施例） 以下、図示の実施例により本発明を具体的に説
明すると、第１図に示すようにＹ軸に平行な光が
Ｐ点に入射後、レンズ１内を通過して外部に出射
するときの出射角θxが下記式(2)で示される値と
なるように、プリズム２が形成されている。 θx＝α・ｘ／Ｌ ……(2) ここで、 ｘ：プリズム中心から入射点までの距離 α：プリズムの拡散角（エーミング角） Ｌ：プリズム素子幅の半分（ピツチの1/2） ｎ：レンズの屈折率 このとき、入射点Ｐのプリズム法線とＹ軸との
なす角をβxとすれば、βxとθxとの間には次式(3)
の関係が成り立つている。 このような式(3)であらわされるプリズム法線を
有する曲面からなるプリズム素子が縦横に等ピツ
チで配設され、車両用灯具のレンズが形成され
る。 前記(3)式は、第７図を参照して算出することが
できる。まず、屈折の法則により、
sinθx＝ｎ・sinθ1 sinβx＝ｎ・sinθ2 ……(イ) ……(ロ) ここで、βx，θ1，θ2との関係は、 βx＝θ1＋θ2 ……(ハ) (ロ)式と(ハ)式により、 sinβx＝ｎ・sin（βx−θ1） ∴sinβx＝ｎ（sinβx・cosθ1− cosβx・sinθ1） ……(ニ) 両辺をsinβxで割ると、 １＝ｎ（cosθ1−１／tanβx・sinθ1） ∴tanβx＝ｎ・sinθ1／ｎ・cosθ−１ ……(ホ) 求めたいのは、βxとθxとの関係であるから、
(イ)式よりの θ1＝sin-1（sinθx／ｎ） を(ホ)式に代入すると、 tanβx＝ｎ・sin｛sin-1（sinθx／ｎ）｝／ｎ・cos｛s
in-1（sinθx／ｎ）｝−１ ＝sinθx／ｎ・cosA−１ ……(ヘ) ただし、Ａ＝sin-1（sinθx／ｎ） ところで、cos2A＝１−sin2Aであるから、 cosA＝√１−2 ここで、 sin2A＝sin｛sin-1（sinθx／ｎ）｝ ・sin｛sin-1（sinθx／ｎ）｝＝sin2θx／n2 (ヘ)式と(ト)式により、 本発明による曲線プリズム２の場合は、第２図
に実線Ｔで示すように出射角がプリズム中心から
の距離に正比例することとなる。出射角とプリズ
ム中心からの距離との関係は、前記(2)式で示され
る。 このため、各ゾーンに入射した光の出射光の照
射幅はすべて同じとなり、照射域はすべて同一光
度となる。破線T′は従来の球面プリズムの場合
を示し、プリズム中心から離れたゾーンに移行す
るに従つて照射幅が増加していることがわかる。
光度は照射幅の増加に反比例するので、従来のも
のは外周部ほど光度が低くなる。第３図は、本発
明による配光分布S″を示したものである。この
レンズの形状例を第８図、第９図に示す。第８図
では縦横等ピツチに中心点を置いた同一曲面を有
する凸状レンズの連続のものであり、第９図は同
一曲面のカマボコ状レンズの底面を同一平面とし
て縦横直角方向にて合成した形状をなすものであ
る。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、配光分
布が等光度となり、ECE規格によるリヤフオグ
ランプの配光規格と同じ配光パターンが得られ、
配光効率がきわめて良好となる。 また、従来の球面プリズムカツトの場合は、周
辺部の光度を大きくすると中心部が光度過多とな
るおそれがあつたが、本発明の場合は、等光度の
配光パターンを得られるので、周辺部の光度増加
が図れ、かつ中心部の光度過多が生じることはな
く、視認性が良好になる等のすぐれた効果を奏す
る。
＝６とした場合の平均光度Ixを計算したものであ
り、Exは照射幅Mxの変化を比で示したもので、
表におけるゾーンNo.１の値を１としたときの各ゾ
ーン照射幅Mxの増加比をあらわしている。ま
た、光度Ixは各ゾーンに入射する光束量を均一と
し、ゾーンNo.１の値を１として示してあり、Ex
の増加に対して反比例する関係にある。 第４図は、上記特性曲線Ｃをもとに、中心光度
が225cdの場合の格子状球面プリズムの配光分布
Ｓと、ECE規格（ヨーロツパ規格）によるリヤ
フオグランプの配光の最大値（MAX）、最小値
（MIN）とを比較したものである。両者の光度差
（第４図における斜線部）は、ECE規格に対する
余裕度を示しており、この余裕度は光軸から左
（Ｌ）、右（Ｒ）に離れるに従つて小さくなつてい
る。この場合、周辺部の光度を確保するため、反
射性能のすぐれた高価な反射鏡を用い、或は反射
鏡を大きくして立体角を増大しているが、第４図
に仮想線S′で示すように光軸付近に必要以上の光
量を配光することとなり、その分だけ配光効率が
悪くなつている。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記のような従来の問題点を解決す
るためになされ、ECE規格に最適な配光効率を
備え、かつ中心部の光度が強すぎない配光分布の
車両用灯具のレンズを提供しようとするものであ
る。 （問題点を解決するための手段） この問題点を解決するにあたつて、本発明はリ
フレクタ等によつて形成された略平行光線が入射
する内面に、この光線を拡散させる非球面プリズ
ム素子が形成された車両用灯具のレンズにおい
て、灯具の縦方向の光軸に平行な軸をＹ軸とし、
これに直交する軸をＸ軸とし、前記非球面プリズ
ム素子の中心からのＸ軸方向の距離がｘである入
射点における非球面プリズムの法線と前記Ｙ軸と
のなす角をβxとしたとき、下記の式、 θx＝α・ｘ／Ｌ 但し、 α：レンズの拡散角（レンズの拡散角とは、プ
リズム中心から入射点までの距離ｘがプリ
ズム素子の1/2ピツチ長Ｌの場合の、出射
光がＹ軸となす角度をいう。） Ｌ：非球面プリズム素子の1/2ピツチ長 ｎ：レンズの屈折率 を満足する曲面からなる非球面プリズム素子を、
同一曲面のカマボコ状レンズをその底面を同一面
として縦横に組み合わせて合成したような形状に
設けた手段を要旨とするものである。ここで、
θx＝αx／Ｌに付いて説明する。この式は、プリ
ズムに入射した光線の出射角θxはプリズム中心
から入射点までの距離ｘに比例することを示して
いる（第２図実線Ｔ）。このため、プリズムの各
等分割ゾーンに入射した光の照射幅は全て同じと
なり（第２図のＴでは、照射幅は全て2.94度と一
定値である）、照射域での即ち拡散角αでの範囲
では全て同一光度となることを示している。この
配光分布を示したのが第３図の実線S″である。 （実施例） 以下、図示の実施例により本発明を具体的に説
明すると、第１図に示すようにＹ軸に平行な光が
Ｐ点に入射後、レンズ１内を通過して外部に出射
するときの出射角θxが下記式(2)で示される値と
なるように、プリズム２が形成されている。 θx＝α・ｘ／Ｌ ……(2) ここで、 ｘ：プリズム中心から入射点までの距離 α：プリズムの拡散角（エーミング角） Ｌ：プリズム素子幅の半分（ピツチの1/2） ｎ：レンズの屈折率 このとき、入射点Ｐのプリズム法線とＹ軸との
なす角をβxとすれば、βxとθxとの間には次式(3)
の関係が成り立つている。 このような式(3)であらわされるプリズム法線を
有する曲面からなるプリズム素子が縦横に等ピツ
チで配設され、車両用灯具のレンズが形成され
る。 前記(3)式は、第７図を参照して算出することが
できる。まず、屈折の法則により、
sinθx＝ｎ・sinθ1 sinβx＝ｎ・sinθ2 ……(イ) ……(ロ) ここで、βx，θ1，θ2との関係は、 βx＝θ1＋θ2 ……(ハ) (ロ)式と(ハ)式により、 sinβx＝ｎ・sin（βx−θ1） ∴sinβx＝ｎ（sinβx・cosθ1− cosβx・sinθ1） ……(ニ) 両辺をsinβxで割ると、 １＝ｎ（cosθ1−１／tanβx・sinθ1） ∴tanβx＝ｎ・sinθ1／ｎ・cosθ−１ ……(ホ) 求めたいのは、βxとθxとの関係であるから、
(イ)式よりの θ1＝sin-1（sinθx／ｎ） を(ホ)式に代入すると、 tanβx＝ｎ・sin｛sin-1（sinθx／ｎ）｝／ｎ・cos｛s
in-1（sinθx／ｎ）｝−１ ＝sinθx／ｎ・cosA−１ ……(ヘ) ただし、Ａ＝sin-1（sinθx／ｎ） ところで、cos2A＝１−sin2Aであるから、 cosA＝√１−2 ここで、 sin2A＝sin｛sin-1（sinθx／ｎ）｝ ・sin｛sin-1（sinθx／ｎ）｝＝sin2θx／n2 (ヘ)式と(ト)式により、 本発明による曲線プリズム２の場合は、第２図
に実線Ｔで示すように出射角がプリズム中心から
の距離に正比例することとなる。出射角とプリズ
ム中心からの距離との関係は、前記(2)式で示され
る。 このため、各ゾーンに入射した光の出射光の照
射幅はすべて同じとなり、照射域はすべて同一光
度となる。破線T′は従来の球面プリズムの場合
を示し、プリズム中心から離れたゾーンに移行す
るに従つて照射幅が増加していることがわかる。
光度は照射幅の増加に反比例するので、従来のも
のは外周部ほど光度が低くなる。第３図は、本発
明による配光分布S″を示したものである。この
レンズの形状例を第８図、第９図に示す。第８図
では縦横等ピツチに中心点を置いた同一曲面を有
する凸状レンズの連続のものであり、第９図は同
一曲面のカマボコ状レンズの底面を同一平面とし
て縦横直角方向にて合成した形状をなすものであ
る。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、配光分
布が等光度となり、ECE規格によるリヤフオグ
ランプの配光規格と同じ配光パターンが得られ、
配光効率がきわめて良好となる。 また、従来の球面プリズムカツトの場合は、周
辺部の光度を大きくすると中心部が光度過多とな
るおそれがあつたが、本発明の場合は、等光度の
配光パターンを得られるので、周辺部の光度増加
が図れ、かつ中心部の光度過多が生じることはな
く、視認性が良好になる等のすぐれた効果を奏す
る。
第１図は、本発明の一実施例を示す説明図、第
２図は、プリズム中心からの入射点の距離と出射
角の関係を示すグラフ図、第３図は、本発明によ
る配光分布と規格値との比較を示すグラフ図、第
４図は、従来の球面プリズムによる配光分布と規
格値との比較を示すグラフ図、第５図は、出射角
度と光度との関係を示す特性曲線図、第６図は従
来例の説明図、第７図は計算式導出のための参考
図、第８図及び第９図は本発明のレンズの形状を
それぞれ示す斜視図である。 １……レンズ、２……プリズム。
２図は、プリズム中心からの入射点の距離と出射
角の関係を示すグラフ図、第３図は、本発明によ
る配光分布と規格値との比較を示すグラフ図、第
４図は、従来の球面プリズムによる配光分布と規
格値との比較を示すグラフ図、第５図は、出射角
度と光度との関係を示す特性曲線図、第６図は従
来例の説明図、第７図は計算式導出のための参考
図、第８図及び第９図は本発明のレンズの形状を
それぞれ示す斜視図である。 １……レンズ、２……プリズム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ リフレクタ等によつて形成された略平行光線
が入射する内面に、この光線を拡散させる非球面
プリズム素子が形成された車両用灯具のレンズに
おいて、灯具の縦方向の光軸に平行な軸をＹ軸と
し、これに直交する軸をＸ軸とし、前記非球面プ
リズム素子の中心からのＸ軸方向の距離がｘであ
る入射点における非球面プリズムの法線と前記Ｙ
軸とのなす角をβxとしたとき、下記の式、 θx＝α・ｘ／Ｌ 但し、 α：レンズの拡散角（レンズの拡散角とは、プ
リズム中心から入射点までの距離ｘがプリ
ズム素子の1/2ピツチ長Ｌの場合の、出射
光がＹ軸となす角度をいう。） Ｌ：非球面プリズム素子の1/2ピツチ長 ｎ：レンズの屈折率 を満足する曲面からなる非球面プリズム素子を、
同一曲面のカマボコ状レンズをその底面を同一面
として縦横に組み合わせて合成したような形状に
設けたことを特徴とする車両用灯具のレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59266725A JPS61147401A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 車両用灯具のレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59266725A JPS61147401A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 車両用灯具のレンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61147401A JPS61147401A (ja) | 1986-07-05 |
| JPH0148601B2 true JPH0148601B2 (ja) | 1989-10-19 |
Family
ID=17434811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59266725A Granted JPS61147401A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 車両用灯具のレンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61147401A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01204303A (ja) * | 1988-02-09 | 1989-08-16 | Koito Mfg Co Ltd | 車輌用灯具 |
-
1984
- 1984-12-18 JP JP59266725A patent/JPS61147401A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61147401A (ja) | 1986-07-05 |
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