JPS59211902A - 車輌用灯具の反射面の形成方法 - 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】 本発明は自動車等の車輛用灯具に関する。さらに詳細に
は、ハウジングと前面レンズとによ）画成された灯室内
に光源を配置した灯具において、前面レンズ面の輝度を
均一ならしめることができる車輛用灯具に関するもので
ある。

従来上記のような車輛用灯具においては、前面レンズに
複数個のセグメントから成るフレネルプ３頁 リズムを設け、そのうち光軸中心に近い部分は屈折系フ
レネルプリズム、その周辺部分は反射系フレネルプリズ
ムとして、光源からレンズに入射する光が略平行光線と
して前方に照射される如く構成されるのが一般的である
。第１図はこのような前面レンズの断面を示しているが
、図に見られる如く、レンズｂのフレネルプリズムに対
して光源Ｃから入射する光の密度が、レンズｂの端部に
なる程低下している。従って光軸２に近い部分とレンズ
端部とでは、レンズ面の輝度に大きな差異を生じ、灯具
の配光性能が好ましくないものとなる。

そこでこのような欠点を改善するため、前記前面レンズ
の光の密度の低下する端部に対向させて反射面を設け、
この反射面からの反射光をレンズに入射させる方策がと
られる。第２図はこのような灯具の構成を略示した断面
図である。すなわち光源Ｃから前面レンズｂに入射する
光の密度低下の著しいレンズ部分に対向せしめて略回転
放物面状の反射面ａを設け、光源Ｃからの光を該反射面
ａで反射させて前面レンズｂの光束密度が低い部分に入
射させている。しかしながらこの方法では図から明らか
な如く、反射面ａによる反射光の密度分布もまた光軸２
から遠くなる程低下するから、レンろ°端部近傍におけ
る輝度低下は免れず、改善の効果は充分でない。すなわ
ち、前記放物面状反射面によって反射光をレンズに入射
させてもレンズ各部に入射する光の量は一様とならず、
光軸２に近い部分は光の量が多く、光軸２から遠い部分
程少くなるという状態は依然として残っているのである
。

このように従来の車輛用灯具においては、光軸に近い部
分の輝度に比して周辺部の輝度が低下し、レンズ面輝度
に不均一を生ずるという問題点があった。この欠点はテ
ールランプ等の発光面積の比較的に大きな灯具程甚だし
く、車輛用灯具における一つの重大問題となっていた。

本発明は、上記のような従来技術における問題点に着目
し、これを解決することを意図してなされたものである
。すなわち本発明は、前記の如くハウジングと前面レン
ズとによシ画成された灯室５頁 内に光源を配置し九車輛用灯具において、前面レンズに
対向してハウジング側に反射面を設け、かつφ前面レン
ズに複数個のセグメントから成るフレネルプリズムを具
備すると□ともｒ：、該フレネルプリズムの各セグ、メ
ントの平面積に応じて光軸と交差して反射面から入射す
る反射光束量ｆ：変化させ、前記各セグメントに入射す
る光束量と各セグメントの平面積との比がすべて略一定
となるように反射面の形状を設定することを要旨とする
ものである。以下、図面に示した実泊例に基き、本発明
の構成の詳細を説明する。

第３図は本発明による車輛用灯具の１９８施例を示した
部分断面図で、図中１は合成樹脂等によ多形成されたハ
ウジングであシ、□このハウジング側とその前面に配設
された前面レンズ２とによ）画成された灯室内に光源３
が□配置されている。この光源３を通る中心１１Ｚが灯
具あ光軸である。−面レンズ２はハウジング側内面に複
数個の□セグメントから成るフレネルプリズム２ａを具
備している。

またハウジング１のレンズ側内面は、反射属塗装ＴＴ 又扛別体の反射板によ多形成された反射面１ａとなって
おり、光源３から放射される光をこの反射面ｌａで反射
して光軸Ｚに交差して前面レンズ２のフレネルプリズム
２ａに入射せしめる如く構成されで囚る。

そして本発明に□おいては、前記フレネルプリズム加の
各セグメントに反射面１ａからの反射光を一逝の□光束
密ｋをもっ°Ｃ元軸２に交差して入射せし、６６如く、
反！ｉｔ　ｉｊｉ　ｌａ　（２）曲面形状番構成す、も
。ア必る。ＩＩＬ　４−はフレネルプリ女ムへの反射面
１ｍからの入射光６′萩況を図示した説明図である。こ
こで□、任意のプリズムセグメントＰｎの受光面に光源
３から放射された光路ｔ、とＡｓｈの間の光が反射面１
ａの部分Ｒｎで反射されて光軸２と交差して入射するも
のとし、プリズムが同心円フレネルであるものとし、か
つプリズムセグメントＰｎＯ光路ｔユが入射する最内縁
の半径（光Ｈｚからの垂直距離）をｒｌ、光□″路ｔ、
が丈射する最外縁の半径をらとすると・プリズムセグメ
ント＆の受光面の千曲積Ｓｎは、Ｓｎ　＝　ｙｒｃ　ｒ
ｇ　−ｒ、”　）　・・・明＝’　（１）ｙ、−ＩＴ また前記反射面部分りが光源３に対して張る光路Ａｔ　
ｌ　１８間の立体角ωは、光路ｔ１０光軸Ｚに対する角
度をθ８、光路ｔ、の光軸Ｚに対する角度をθ、とすれ
ば、 ω＝２π（μｓθ□−房θ、）・・・・・・・・・・・
・（２）となる。プリズムセグメントＰｎの受光面に入
射する光束量は上記立体角ωに正比例することは明らか
であるから、各プリズムセグメントに入射する反射光の
光束密度（受光面の単位平面積ａｂ光束量）を一定なら
しめるためには、前記受光面の平面積ａｎに対して前記
立対角ωが一定となる如（すればよい。すなわち前記（
１）　、　（２）式から導かれる下記Ｓｎ　／ωにおい
て、 ａｎ／ω＝　（ｒｉ　−ｒ７）／２（（２）θ、−回０
１）・・・・・・・・・（３）が各プリズムセグメント
について一定値になるように、前記反射面１ｍの曲面形
状を設定するものである。

この反射面の曲面形状の設定は下記の如くすればよい。

すなわち第５図において、灯具の光軸中心をＺ軸とし、
反射面１ａの最内端の点Ｐ、全通シｚ軸に垂直な軸をＸ
軸にとる。上記点Ｐ、の光軸（２軸）からの垂直距離（
Ｘ座標）をＬ、点Ｐ、で反射して光軸（Ｚ軸）と交差し
て入射するレンズ２上の点Ｐ、′の光軸（２軸）からの
垂直距離をＬ′、光源３から原点０（反射面１ａの中心
点）までの距離（焦点距離）をｆとする。これらのり、
Ｌ／、ｆの値は一定の灯具についてはそれぞれ既定値と
して与えられることは当然である。また、レンズ２上の
任意の点Ｐ１′の２軸からの垂直距離（Ｘ座標）をＸ′
、前記２１点に入射する光の反射面ｌａ上の反射点Ｐ、
の２軸からの垂直距離（Ｘ座標）をＸ、同Ｐ１点のＸ軸
からの垂直距離（２座標）ｋｇとした場合、但し、Ｌ（
０，Ｌ’）０ なる条件を満足する如（レンズ２上の入射点Ｐ、′の位
置Ｘ′が得られるよう反射＠Ｉａの曲面を設定すればよ
いのである。なお、前記の入射点Ｐｌと反射点ＰＫとは
光軸２に関し対向させた位置とする。この９頁 （４）式は、前記（３）式のＳｎ／ωを一定値とする条
件が第５図の点Ｐ：、Ｐ１′間の距離をＰ、　、　Ｐ、
点が光源３に対して張る角θに対して常に一定となるよ
うにすることを意味することから導出されるもの′Ｃあ
る。

（なお、途中の導出過程は省略する。）上記反射面１ａ
の曲面は、接線法によって反射面上の各点の座標を求め
ることによって設定することができる。第６図はこの計
算手順の説明用図である。計算を進めるにあたシ、先ず
計算開始の点（反射面の最内端の点）Ｐ、（Ｌ、、Ｏ）
と、′ＭＰ０点に光源３（０，ｆ）から光路Ａ、を経て
入射し反射された反射光が光軸２を交差して前面レンズ
２に入射する点ｐ：（１／、　、／　）を設定する。こ
れによって光源３から２０点に入射し光軸Ｚ？交差した
反射光がＰ：点に入射する光の光路４　、　ｔ、が決〕
従って２０点における反射角が決るから、Ｐ、（Ｌ、、
０）点における反射面の接線（中立線Ｎ、に対する垂線
）（ｚ　＝　ａ、ｘ＋ｂ、）　ｔｌ−求めることができ
る。

次に、前記２０点からＸ軸上の距離ｐをおいた次の反射
面上の点Ｐ１（ＸＨｚｌ）は、前記の如く求め１０　　
□ た２０点における接線（ｚ　ｅ＝　ａ、ｘ＋ｂ、　）か
ら近似的にｘ、＝Ｌ、＋ｐ　％ｚ、＝ａ、　（Ｌ、＋ｐ
）＋ｂ＊となり、かつ該２１点に入射した光が反射され
て光軸２と交差して前面レンズ２に入射する点Ｐ１′（
ｘ１′、　！１′）は前記（４）式から求められるから
光路１１．１．が決シ、従って前記と同様にしてＰ、（
ｘｔ＋ｚｔ）点における反射面の接線（中立ｌ！Ｎｌに
対する垂線）　（ｚ＝ａ、ｘ＋ｂ、　）は容易に求める
ことができる。以下同様にして反射面上の点ＰｍｃＸ；
ｅ　！ｔ　）　＊　Ｐ＠ＣＸＨＩ　Ｚ＠　）　・・”　
の座標と接融を計算して行き、得られた座標値に従って
反射面の曲面を設定すればよいのである。ここで計算精
度をあげるためには計算点のピッチｐはできるだけ小さ
く（例えばｉ／ｉｏｏ　１ｍｌ以下の値）することが好
ましく、従って和尚膨大な計算量となるのでコンピュー
ターを用いて計算するのがよいことはいうまでもない。

このような計算に基いて反射面１ａ′Ｊｔ設定すること
によシ、前面レンズ２の各フレネルプリズムセグメント
に反射面からの反射光を一定の光束密度をもって入射さ
せることができるのでおる。

１１頁 以上詳述した如く、本発明の車輛用灯具は従来技術にお
ける略回点放物面状の反射面（第２図ａ）の代シに独自
の計算によル設定した曲面を有する反射面１ａを用い、
光軸を交差して前面レンズに入射する反射光の光束密度
がレンズの各プリズムセグメントに対して略一定となる
如く構成したものである。従って、本発明によれば従来
の灯具における如く光軸から遠ざかる程レンズの輝度が
著しく低下するという問題点が解消し、レンズ全面にわ
たって輝度の均一なすぐれた配光性能の灯具が得られる
。また、第３図に示すように光源からの直射光と反射面
からの反射光とのレンズ入射角はかなシ接近するため、
直射光も有効に制御しやす（灯具全体の有効な光量も増
加する等のすぐれた性能の灯具を提供することができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

請１図および菌２図は従来の車輛用灯具の２例會略示し
た各々部分断面図、第３図は本発明による車輛用灯具の
１夾施例を略示した部分断面図、第４図は本発明の車輛
用灯具におけるレンズプリズムへの入射光の状況を示し
た説明図、第５図は本発明における反射面の説明図、第
６図は本発明における反射面設定の計算過程の説明図で
ある。 １・・・ハウジング、１ａ・・・反射面、２・・・前面
レンズ、々・・・）ｌノネルプリズム、３・・・光源。 特許出願人　市光工業株式会社 代理人　弁理士　秋　本　　正　実

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ハウジングと前面レンズとによシ画成された灯室内に光
   源を配置した車輛用灯具において、前面レンズに対向し
   てハウジング側に反射面を設け、かつ前面レンズに複数
   個のセグメントから成るフレネルプリズムを具備せしめ
   るとともに、前記反射面を下記式を満足する如く設定す
   ることによシ、光軸と交差して前記各セグメントに入射
   する反射光束量と各セグメントの平面積との比がすべて
   略一定となるように構成したことを特徴とする車輛用灯
   具。 但し、Ｌ＋Ｏ，Ｌ／＋Ｏ Ｘ′−レンズ上の任意の点Ｐ１の光軸中心（２軸）から
   の垂直（Ｘ軸上の）距離 Ｌ′＝反射面の最内端の点Ｐ、で反射した光が光２百 軸中心（２軸）と交差してレンズ上に入射する点Ｐ：の
   光軸中心（２軸）からの垂直（Ｘ軸上の）距離 Ｌ＝上ｉ己点Ｐ、の光軸中心（２軸）からの垂直（Ｘ軸
   上の）距離 ｆ＝焦点距離（光源から上記２０点までの２軸上の距離
   ） Ｘ＝前記Ｐ１′点に入射する光の反射面上の反射点Ｐ１
   の光軸中心（２軸）からの垂直（Ｘ軸上の）距離 ２＝前記Ｐ１点の２座標（光軸中心Ｚ軸に沿った距離）