JPH0651111A - フレンネルレンズ及びそのフレンネルレンズを用いた自動車用死角可視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 乱反射のないフレンネルレンズを用いた屈折
光で見ることより、自動車の助手席側の前方下側の死角
を解消する。 【構成】 平板３の一方の面に高さの異なる環状プリズ
ム体Ｓを高さの順番に並べて配設するとともに、この平
板３の他方の面に環状プリズム体Ｓのピッチ幅に対して
はるかに細かい突条１０を全面に設けたフレンネルレン
ズ６を形成する。このフレンネルレンズ６を、自動車の
内部に着脱可能に取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所望の領域の像をボケ
無く見れるようにしたフレンネルレンズ及び、そのフレ
ンネルレンズを自動車の車内に取り付けて、運転席の死
角である助手席外側の前方下側を見れるようにした自動
車用死角可視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】乗用車のサイドミラーは、以前は車体の
前方先端の両側に取り付けられていたが、現在の乗用車
のほとんどは前席ドアの近くに設けられている。そのた
め、運転席からは助手席側外部の前方下側が死角になっ
て見えないものであった。一方、ワゴン車やトラックに
は、助手席側外部の前方下側を見るために車体の前方に
凸面鏡を取り付けたものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】現在の乗用車では、助
手席側外部の前方下側が死角になっているので、運転者
にとっては、車の陰に居る小さな子供に気付かないで発
進する場合があるかも知れないという不安があった。現
在の乗用車に、ワゴン車やトラックのような助手席側の
車体の前面に凸面鏡を取付けることも考えられるが、車
体側の加工が必要となりコストが高くなるという欠点が
あった。その上、車の外方に凸面鏡が突出するので乗用
車としての外観美が損なわれたり、またなにかと邪魔に
なるという欠点があった。この発明は、このような従来
の不具合いに鑑みなされたもので、安価でしかも車内に
簡単に取り付けることができ、運転席から死角であった
助手席側外部の前方下側を見れるようにした自動車用死
角可視装置を提供することを目的としている。本発明の
他の目的は、屈折率の大きい位置のみの像をボケを無く
して見れるようにしたフレンネルレンズを提供すること
にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明におけるフレン
ネルレンズは、透明な平板の一方の面に中心部の高さが
低く外側に向かうにつれて高さが順に高くなる環状プリ
ズム体を順番に並べて配設したフレンネルレンズにおい
て、前記平板の他方の面に中心部から外側に向けて前記
環状プリズム体の幅より小さいピッチ幅の同一中心円の
円形状の突条を形成したものである。また、この発明に
おける自動車用死角可視装置は、透明な平板の一方の面
に中心部の高さが低く外側に向かうにつれて高さが順に
高くなる環状プリズム体を高さの順番に並べて配設する
とともに、前記平板の他方の面に中心部から外側に向け
て前記環状プリズム体の幅より小さいピッチ幅の同一中
心円の円形状の突条を形成したフレンネルレンズと、車
に着脱自在に取付ける取付け具と、前記取付け具に対す
る前記フレンネルレンズの位置や角度を変位可能にする
ための連結部材とから成るようにしたものである。

【０００５】

【作用】フレンネルレンズの環状プリズム体との反対側
に設けた突条は、環状プリズム体の一方の面によって反
射することの無い一定の角度領域のみの光を通過させ、
環状プリズム体の一方の面によって反射する角度領域の
光を通過させない。これによって、像のボケが無くな
る。 環状プリズム体とその反対側に突条を設けたフレ
ンネルレンズを回転かつ摺動可能に取付け具に装着し、
その取付け具をサンバイザー等に取付ける。フレンネル
レンズの角度や位置を適当に設定することによって、屈
折率の大きい車の陰の光景のみが目に入射し、しかもそ
れ以外の不要な反射光が目に入らなくなる。これにより
車の陰にある物体の鮮明な画像をみることができる。

【０００６】

【実施例】以下、この発明を図面に従って説明する。ま
ず最初に、図９乃至図１２においてこの発明の原理を説
明する。凹レンズでは、そこを透過する光はレンズの中
心の光軸ａから離れる方向に屈折する。図９において、
凹レンズ１を透過する光のうち、壁Ｗの陰から来た光は
屈折して目ｅに至る。即ち、凹レンズ１を用いることに
よって、壁Ｗの向う側に隠れた物体Ｚでも見ることがで
きる。図１０に示すように凹レンズ１の曲率を大きくす
ると、度数が大きくなり、光の屈折が大きくなるので、
壁Ｗの更に奥に隠れた物体Ｚも見えるようになる。しか
し、一般には度数が大きくなると、更に奥に隠れた物体
Ｚも見えるようにはなるが、色収差によるボケが生じて
対象物Ｚの輪郭が失うわれてしまうという欠点が生じ
る。

【０００７】次に、図１１の（イ）、（ロ）において、
凹レンズ１からフレンネルレンズ２を作成する原理を示
す。厚さＨの透明は凹レンズ１を光軸ａを中心に等差ｄ
で、半径ｄ、２ｄ、３ｄ、・・・ｎｄの同心の環状プリ
ズム体部材Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・Ｒｎに分割する。図
ではｎ＝４の場合を示す。図１１の（イ）に示した断面
（便宜上ハッチングを省略する）において、各環状プリ
ズム体Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３・・・Ｒｎはそれぞれ、断面矩
形の部分と断面略三角形の部分から成る。即ち、Ｒ１＝
Ｓ１＋Ｋ１、Ｒ２＝Ｓ２＋Ｋ２・・・Ｒｎ＝Ｓｎ＋Ｋｎ
である。ここで、断面矩形の各部分矩形Ｋ１、Ｋ２、Ｋ
３、・・・Ｋｎを除去して、断面略三角形の部分からな
る環状プリズム体Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・Ｓｎを残す。
これら環状プリズム体Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・Ｓｎを、
図１１の（ロ）に示すように、透明の平板３の同一平面
上に同心に並べて接着して、厚さｈ（＜Ｈ）の薄いフレ
ンネルレンズ２を作る。この平板３の厚さは、環状プリ
ズム体Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・Ｓｎの等差ｄよりも小さ
いものとする。

【０００８】図１２は薄いフレンネルレンズ２の環状プ
リズム体Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・Ｓｎを例えばｎ＝３の
３個の環状プリズム体からなるものとした拡大図を示
し、その任意の一部を環の放射方向に切り込みを入れて
取り出したものをブロックＥとして示す。このブロック
Ｅは上面が凹面（曲面）となっているが、近似的には断
面が略三角形とみなしても良く、一般のプリズムと略同
一構造と考えられる。

【０００９】図１３はフレンネルレンズ２の一部を拡大
して示し、フレンネルレンズ２の中を光が進む状態を、
代表的な２つの光路ｍ、ｎについて説明する。光路ｍ，
ｎの光ともフレンネルレンズ２の平板３の側面ｐ上の点
Ｏに入射する。光路ｎの光はフレンネルレンズ２の側面
ｐに対して小さい角ｊで下方より環状プリズム体Ｓｉに
入射し、一方、光路ｍの光は大きい角ｉ（ｉ＞ｊ）で左
方のやや上方より環状プリズム体Ｓｉに入射するものと
する。光路ｎの光は環状プリズム体Ｓｉでその屈折率に
より大きく屈折させられ、環状プリズム体Ｓｉのみを透
過した後、目ｅに入る。一方光路ｍの光は入射角がｉが
大きいため充分な屈折をうけることなく、環状プリズム
体Ｓｉを通過した後、隣接する上方の環状プリズム体Ｓ
ｉー１の下面ｑで反射されて、目ｅに入射する。従っ
て、従来既知のフレンネルレンズ２においては、発光元
が異なる光が光路ｍ、ｎを通って同一の目ｅに入り、重
なったボケ像を見ることになる。

【００１０】これはフレンネルレンズ２の厚みｈｎが大
きく、環状プリズム体Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・Ｓｎ間の
ピッチが狭い（等差ｄが小）ほど、即ち度数の大きいレ
ンズほど屈折像のボケがひどくなる。また入射角ｊが小
さくなるほど、即ち図１３中で左下方より来る光ほど像
がボケて見えることを発明者は解明した。重なったボケ
像にしないためには、発光元が異なる両光路ｍ、ｎの光
が同時に目ｅに入るのを禁止すれば良いことを発明者は
解明した。例えば、図１３における左方のやや上方より
入射する入射角ｉの光路ｍの光を遮断すればよい。ある
光路の光を遮断するために、発明者はフレンネルレンズ
２の平板３の平らな側に細かい突条を形成すればいいこ
とを発見した。

【００１１】さて、図１及び図２はこの発明に係るフレ
ンネルレンズ６の部分拡大断面図（便宜上ハッチングを
省略する）である。フレンネルレンズ６は、平板３を中
心にして、環状プリズム体Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、・・・Ｓ
ｉ・・・Ｓｎの反対側に、環状プリズム体Ｓ１の中心位
置を中心に、円周状に細かいピッチ幅ｂで半径ｂ、２
ｂ、３ｂ、・・・となる同心の環状プリズム体状の多数
の突条１０を形成したものである。この突条１０は平板
３からほぼ同一の高ｆで突出している。この突条１０は
通常のＬＰレコードの溝の様に細かいもの（例えばｆ＝
１０μ）で、そのピッチ幅ｆは部分環状プリズム体部Ｓ
ｉの幅（ｄ）に比べてはるかに小さい（ｆ＜＜ｄ）。図
２及び図３において、突条１０の各一本一本を拡大して
詳細に説明すると、連続した突条１０は断面が鋸歯形の
三角形であり、その三角形は斜辺（斜面）４と、平板３
に垂直な底辺（底面）５、および斜辺（斜面）４と平板
３とに挟まれた頂角θとを有する。図２において、突条
１０の底辺（底面）５は環状プリズム体Ｓｉの下面ｑと
並行となるように形成する。

【００１２】図３はこの発明のフレンネルレンズ６の全
体を表わす平面図であって、同心の点線で現わしたもの
は環状プリズム体Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、・・・Ｓｉ・・・
Ｓｎを示し、実線で現わした細かい円周状のもの（図で
は一部のみ表示）は突条１０を示す。図では裏側が環状
プリズム体Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、・・・Ｓｉ・・・Ｓｎを
形成したプリズム面で、表側が突条１０を形成した面で
ある。円周状の突条１０の中心は環状プリズム体Ｓ１、
Ｓ２、Ｓ３、・・・Ｓｉ・・・Ｓｎの中心と同心（中心
点Ｔ）となっている。この発明では、図５に示したフレ
ンネルレンズ６を中心点Ｔから２等分割した半分を使用
する。

【００１３】この改良フレンネルレンズ６の実験上の厚
み等のデータは、図１、図２において最外端の環状プリ
ズム体Ｓｎの高さ（最大レンズ厚み）をｈｎ＝４ｍｍに
形成した場合、突条１０の幅ｆ（ピッチ）と高さｂ（ピ
ッチ）はＬＰレコードの円周溝の程度であり、ほぼ１０
〜５０ミクロンの規模の細かさである。

【００１４】図４及び図５において、改良フレンネルレ
ンズ６の突条１０の面に入射する代表的な３つの光路
Ｍ、Ｎ、Ｌ上の光の屈折と反射にについて考察する。突
条１０側の平板３に対して頂角θより小さい角ｊの光路
Ｌの光（他の突条１０によって遮られる限界手前の光）
は、底面５から入射するので、突条１０の中に入ること
ができる。この光路Ｌの光は突条１０と平板３とを透過
して例えば環状プリズム体Ｓｉに入射し、その環状プリ
ズム体Ｓｉ内で大きく屈折して、環状プリズム体Ｓｉを
出て目ｅに入る。

【００１５】一方、突条１０側の平板３に対して頂角θ
より大きい角ｉで下方から入射する光路Ｎの光は、突条
１０の斜辺（斜面）４に入射するが、入射角ｉは斜辺
（斜面）４に対して全反射範囲の入射角になっているの
で、ほとんどの光は反射光路Ｎとなってフレンネルレン
ズ６の外方に反射される。光路Ｍの光は入射角θで全反
射範囲の限界を示している。従って、平板３に対して頂
角θより小さい角で入射した光路Ｍから光路Ｌまでの範
囲にある屈折光が目ｅに入射する。また、入射角θより
大きな入射角の光りは突条１０にはいらなくなるので、
従来のような突条を突き抜けて、環状プリズム体Ｓｉの
すぐ隣上方の環状プリズム体Ｓｉ−１の下面ｑに当たっ
て反射する反射光は、本発明では発生しなくなる。この
結果、環状プリズム体の下面ｑで反射する光が目ｅに入
ることがほとんど無くなり、光路Ｍから光路Ｌまでの範
囲の屈折光による結像が極めて鮮明な画像となって目ｅ
に入る。

【００１６】さて、本願発明者はこのような改良フレン
ネルレンズ６を使用して車の死角を見ることができる死
角可視装置を開発した。以下この発明に係る死角可視装
置を図６及び図７に従って説明する。図７において、例
えば乗用車の運転席と助手席の両方の上方には、ボデー
７に水平方向に延在する支持軸８が取付けられ、その支
持軸８にはサンバイザー９がそれぞれ回動自在に支持さ
れている。サンバイザー９は平板の形状で、全体として
外表は柔らかいビニールか布で形成されている。このサ
ンバイザー９に、フレンネルレンズ６を保持するための
取付け具１９が着脱自在に取付けられる。この取付け具
１９は、保持板２１と、その保持板２１の一端に取付け
られた板ばね２２と、一端に板ばね２２が取付けられ前
記保持板２１に対して揺動自在な押え板２３から構成さ
れる。保持板２１の一面の長手方向には図６に示すよう
に溝２４が形成されている。図７に示したように、保持
板２１と押え板２３とが並行な状態から、押え板２３を
板ばね２２に逆らって引っ張って保持板２１から引き離
し、保持板２１と押え板２３との間にサンバイザー９を
挟み込む。板ばね２２の戻りばね力により柔らかいサン
バイザー９は、保持板２１と押え板２３との間に確実に
挟み込まれる。かくして改良フレンネルレンズ６はサン
バイザー９に簡単にワンタッチで固定される。

【００１７】図６に示すフレンネルレンズ６は、表面側
（図で見える側）はプリズム面の環状プリズム体Ｓ１、
Ｓ２、Ｓ３、・・・Ｓｉ・・・Ｓｎを示し、裏面は突条
１０側となっている。フレンネルレンズ６の上方中央は
同一材料でモールドされ肉厚となっており、このモール
ド部には球状の穴２５が形成される。この穴２５には吊
具２６の下端の球状関節２７が回動可能に嵌合される。
また吊具２６の上端の球状関節２８は、保持板２１の一
端面の開口した箇所から溝２４に挿入される。これによ
って、フレンネルレンズ６は取付け具１９に対し、摺動
自在かつ回転自在に支持される。従ってフレンネルレン
ズ６は、サンバイザー９に取付け具１９および吊具２６
を介して支持された状態において、サンバイザー９に対
し移動可能かつ回転可能に支持される。

【００１８】次に、フレンネルレンズ６の側面には、先
端に球状関節３０を有するロッド２９が固定されてい
る。一方、一面の長手方向に溝３３を形成した不透明な
厚板３２が、前記球状関節３０に着脱自在に取付けられ
る。この球状関節３０に厚板３２を取付けた状態におい
ては、厚板３２はフレンネルレンズ６に対し摺動自在か
つ回動自在に支持され、厚板３２はフレンネルレンズ６
に対し自由に位置や角度を変えることができ、フレンネ
ルレンズ６の横方向（ロッド２９の取付け方向）から視
界を妨げる光が入射するのを防止する。

【００１９】図８は車全体と改良フレンネルレンズ６の
取り付け関係を示し、改良フレンネルレンズ６を透過す
る光路Ｌの光は大きく屈折するので、ドアや車体の陰の
方向から来た光でも、座席に座った運転者ははっきりと
見ることができる。改良フレンネルレンズ６を厚くする
と、度が大きくなり光の屈折が大きくなり、車体の陰の
更に奥に隠れたものも見えるようになる。図４で示した
ように改良フレンネルレンズ６の各環状プリズム体Ｓｉ
を透過した光路Ｍから光路Ｌまでの屈折光のみが目ｅに
入射するので、反射光の２重像が目ｅに入ることがな
く、所望の位置の鮮明な画像を見ることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明に係
るフレンネルレンズによれば、環状プリズム体の反対側
にその環状プリズム体より幅の狭い円周状の突条を設け
ることにより、屈折率の大きい領域のみの光を通過さ
せ、かつ像のボケの原因となる反射光を最小限に押える
ことが出来る。このような屈折率の大きい領域のみの光
を通過させると共に像のボケの原因となる反射光を通さ
ないフレンネルレンズを用いた死角可視装置は、乗用車
の日覆いのサンバイザー等に着脱可能に取り付けるよう
にすれば、乗用車の運転手にとって死角である助手席側
の前方下側を鮮明に見ることが出来る。また、車内に簡
単に着脱できるので、美観を損なうことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の改良フレンネルレンズの構造を拡大
して示す図である。

【図２】この発明の改良フレンネルレンズの構成を詳し
く示す図である。

【図３】この発明の改良フレンネルレンズの全体を示す
図である。

【図４】この発明の改良フレンネルレンズの突条を拡大
して示す図である。

【図５】この発明の改良フレンネルレンズの動作を説明
する図である。

【図６】この発明の死角可視装置の全体構成を示す図で
ある。

【図７】この発明の部分構成を示す図である。

【図８】この発明の死角可視装置を車に装着した様子を
示す図である。

【図９】凹レンズの屈折を説明する図である。

【図１０】凹レンズの屈折を説明する図である。

【図１１】一般的なフレンネルレンズの形成方法を示す
図である。

【図１２】一般的なフレンネルレンズの構成を説明する
図である。

【図１３】一般的なフレンネルレンズにおける屈折と反
射を説明する図である。

【符号の説明】

２ フレンネルレンズ ３ 平板 ４ 斜面 ５ 底面 ６ フレンネルレンズ １０ 突条 １９ 取付け具 ２１ 保持板 ２２ 板ばね ２３ 押え板 ２４ 溝 ２５ 穴 ２６ 吊り具 ２７ 球状関節 ２８ 球状関節 ２９ ロッド ３０ 球状関節 ３２ 厚板 ３３ 溝 ｍ 光路 ｎ 光路 ｌ 光路 Ｍ 光路 Ｎ 光路 Ｌ 光路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明な平板の一方の面に中心部の高さが低
   く外側に向かうにつれて高さが順に高くなる環状プリズ
   ム体を順番に並べて配設したフレンネルレンズにおい
   て、前記平板の他方の面に中心部から外側に向けて前記
   環状プリズム体の幅より小さいピッチ幅の同一中心円の
   円形状の突条を形成したことを特徴とするフレンネルレ
   ンズ。
2. 【請求項２】透明な平板の一方の面に中心部の高さが低
   く外側に向かうにつれて高さが順に高くなる環状プリズ
   ム体を高さの順番に並べて配設するとともに、前記平板
   の他方の面に中心部から外側に向けて前記環状プリズム
   体の幅より小さいピッチ幅の同一中心円の円形状の突条
   を形成したフレンネルレンズと、車に着脱自在に取付け
   る取付け具と、前記取付け具に対する前記フレンネルレ
   ンズの位置や角度を変位可能にするための連結部材とか
   ら成ることを特徴とする自動車用死角可視装置。