JPH0720801Y2 - 拡散角度可変型ランプ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、照射光の拡散角度を可変し得る拡散角度可変
型ランプ装着の改良に係り、特にスポット照射時及び拡
散照射時における光束割れを改善し、自動車用前照灯等
の車両用灯具として視認性に優れた拡散角度可変型ラン
プ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から自動車用前照等等の車両用灯具において、第８
図及び第９図に示すように、プロジェクタランプ或はリ
フレクタ等、光源からの光束を光軸Ｌと平行にする手段
の前方光軸上に、複数のシリンドリカルなレンズステッ
プを一定の等しいピッチで設けた２枚の移動レンズ51と
固定レンズ52を設け、該両レンズ51,52の間隔を連続的
或は段階的に変化させることにより、両レンズ51,52の
レンズステップの焦点F1,F2を相対移動（矢印Ａ方向）
して水平方向の光束の拡散を変化させる拡散角度可変型
のランプ装置が知られている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、この種の拡散角度可変型ランプ装置では、光束
平行化手段からの光束が、光源が点光源でないために全
光束L1が平行になることはなく、傾斜した光束L2をも出
射する。而るに、従来のこの種のランプ装置では、第８
図（ａ）に示すように、両レンズ51,52のレンズステッ
プが等ピッチで構成され、而もその焦点F1,F2の距離が
等しく（H1＝F2）成るように形成してあり、両レンズ5
1,52の焦点F1,F2を一致させることによってスポット照
射を行おうとするものであるが、移動レンズ51を透過し
た上記傾斜した光束L2が、固定レンズ52の隣のレンズス
テップに入射し、第８図（ｂ）に示すように、主照射パ
ターンS1の両側に離れた副照射パターンS2,S2が現れ、
所謂ビーム割れを生ずる。

また、第９図（ａ）に示すように両レンズ51,52を離間
し、焦点F1,F2位置をずらして拡散照射する場合におい
ても、移動レンズ51を透過した外側の光束L2が、固定レ
ンズ52の隣のレンズステップに入射し、第９図（ｂ）に
示すように、主照射パターンS1の両側に離れた副照射パ
ターンS3,S3が現れ、この場合もビーム割れを生ずる。

このため、例えば自動車用前照灯として使用する場合、
副照射パターンとして生ずる側方に拡散した光束によ
り、路面、路肩又はガードレール等を部分的に明るく照
らし出すように成り、夜間走行を困難にするという問題
を有していた。

本考案は、上記問題に鑑みて創案されたものであり、ビ
ーム割れを生ずることがなく、照射光の拡散角度を可変
し得る拡散角度可変型ランプ装置を提供することを目的
とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案に係る拡散角度可変
型ランプ装置は、光束平行化手段の前方光軸上に、それ
ぞれ多数のシリンドリカルなレンズステップを等ピッチ
で並設した２枚のレンズを設け、両レンズの距離を変更
して照射光束の照射分布を変更する配光可変型のランプ
装置において、前記２枚のレンズのレンズステップの焦
点距離を、光束平行化手段側のレンズの焦点距離が、他
のレンズの焦点距離より大きく成るように構成すると共
に、両レンズの距離が光束平行化手段側のレンズの焦点
距離の２倍より大きくならない範囲で移動調節する構成
にしたことを要旨とするものである。

尚、上記２枚のレンズに構成したシリンドリカルなレン
ズステップが凸レンズステップと凸レンズステップであ
っても、また凸レンズステップと凹レンズステップの組
合せであってもよいことは勿論である。

〔作用〕

即ち、平行光束の前方に位置した２枚のレンズによって
集光照射を行う場合には、両レンズの焦点を一致させる
ことによってその目的を達成するものであるが、両レン
ズのレンズステップが等ピッチであるため、焦点距離を
異にする両レンズステップの焦点を一致させたときの光
束入射幅は焦点距離の短い方が狭くなる。したがって、
光束平行化手段側のレンズの焦点距離が、他のレンズの
焦点距離より大きくなるように構成してある本考案の構
成によれば、前方に位置したレンズのレンズステップに
対して、光束がその一部の範囲を透過して照射が行われ
るように成り、光束平行化手段側のレンズのレンズステ
ップから入射した全光側を対応するレンズステップによ
って透過させることができ、隣接するレンズステップに
進入することがない。

したがって、対応外レンズステップに光束が進入して生
じる従来のビーム割れ現象を解消することが可能に成
る。

〔実施例〕

以下、本考案に係る拡散角度可変型ランプ装置の実施例
を図面に従って説明する。

第１図乃至第４図は、光束平行化手段としてプロジェク
タランプを使用した第一の実施例を示すもので、第１図
は前照灯の一部切欠した平断面図、第２図は第１図にお
けるII-II線断面図である。

両図において、ケーシング５の前面に設けたフード６と
該ケーシング５の後端に設けたプロジェクタランプ３に
より灯室４を構成してある。

この灯室４内には移動レンズ１と固定レンズ２をそれぞ
れ光軸Ｌと直交するように固設して成り、フード６側に
位置する固定レンズ２は、多数のシリンドリカルな凸レ
ンズステップ9,9…を横方向に並列すると共に、該各凸
レンズステップ９をピッチP2によって構成した焦点距離
f2を有する構造とする。また移動レンズ１は、該固定レ
ンズ２とコリメータレンズ17間の光軸Ｌ上に位置し、レ
ンズ移動手段８を介して多数のシリンドリカルな凸レン
ズステップ7,7…を横方向に並列して成るもので、その
移動レンズ１は、前記固定レンズ２の凸レンズステップ
9,9…と等ピッチP1（P1＝P2）の凸レンズステップ７に
よって構成すると共に、該各凸レンズステップ７は、前
記固定レンズ２の焦点距離f2より長い焦点距離f1（f1＞
f2）を持つ構造に成っている。

上記移動レンズ１のレンズ移動手段８は、移動レンズ１
を支持して成るレンズフレーム10に突設したラック11を
ケーシング５の側壁から貫通突出すると共に、該ラック
11をステップモータ12の駆動軸に軸着したウォーム13と
噛合し、ステップモータ12の制御駆動により移動レンズ
１を軸方向（矢印Ａ）に変位する構成に成っている。

前記プロジェクタランプ３は、バルブ等点灯用光源14を
リフレクタ15の楕円鏡面の第一焦点F3位置に設けると共
に、第二焦点F4位置に該焦点F4位置に小孔を穿設した遮
蔽板16を設け、前面に上記第二焦点F4位置を共有するコ
リメータレンズ17を設けた構造に成る公知構成のもので
あり、該プロジェクタランプ３からの照射光束は、光軸
Ｌと平行に成っている。

上記構成の拡散角度可変型ランプ装置は、コントローラ
（図示せず）を介してステップモータ12を正逆転させて
移動レンズ１を所定の変更位置に移動（矢印Ａ）するも
のである。

ステップモータ12が回転駆動するとウォーム13,ラック1
1を介して、該ラック11と一体に成ったレンズフレーム1
0がケーシング５内壁に沿って矢印Ａ方向に移動する。
この移動によって固定レンズ２に対する移動レンズ１の
相対位置を変位し、両レンズ1,2の凸レンズステップ7,9
の焦点位置F1,F2との関係によって照射光をスポット照
射光又は拡散照射光に変更することができる。

次に、第３図及び第４図に従って上記構成のランプ装置
の作動について説明する。

第３図は、集光照射時の両レンズ1,2の位置と光束の関
係を示すものであり、このときには両レンズ1,2の焦点F
1,F2位置が重なり、両レンズ間距離がＤ（Ｄ＝f1＋f2）
となるように移動レンズ１と調節移動する。即ち、移動
レンズ１に進入したプロジェクタランプ３からの平行光
束は、移動レンズ１のレンズステップ７によって重なっ
た焦点F1,F2に集光するため、固定レンズ２のレンズス
テップ９によって屈折した前方照射光束L1は光軸Ｌと平
行な集光した照射パターンを形成する。この時両レンズ
1,2のレンズステップ7,9において、その焦点距離f1,f2
がf1＞f2になるように構成してあるため、移動レンズ１
のレンズステップ７の全幅W1に入射した光束は、固定レ
ンズ２のレンズステップ９に対しては、W1の幅で入射す
るように成り、該光束の幅W1は、該レンズステップ９の
全幅がW2（P1＝P2）であるから、該レンズステップ９の
幅W2より小さい範囲W3（W2＞W3）でで全光束を屈折する
構造に成る。したがって、第３図に破線で示すように、
移動レンズ１からの外向きの光束をレンズステップ９の
一つのピッチP2に収容する許容域を形成し、光束平行化
手段のプロジェクタランプ３から照射される光束に一部
光軸Ｌに対して傾きを持ったものL3が含まれている場合
でもビーム割れを生じることがない。

第４図は、拡散照射時の両レンズ1,2の位置と光束の関
係を示すものであり、この時には両レンズ1,2の焦点F1,
F2位置が重ならず、かつ両レンズ間距離Ｄが移動レンズ
１の焦点距離f1の２倍より小さく成る（Ｄ＜２×f2）よ
うに移動レンズ１を調節移動する。即ち、移動レンズ１
に進入したプロジェクタランプ３からの平行光束は、移
動レンズ１のレンズステップ７によって焦点F1に集光す
るが、固定レンズ２の焦点F2がずれているためレンズス
テップ９を透過した光束L2は、両方向に拡散し、拡散し
た照射パターンを形成する。この場合でも両レンズ1,2
のレンズステップ7,9が等しいため、移動レンズ１のレ
ンズステップ７の全幅W1に入射した光束は、固定レンズ
２のレンズステップ９に対しては、W3の幅で入射するよ
うに成り、該光束の幅W3は該レンズステップ９の全幅が
W2（P1＝P2）であるから、該レンズステップ９の幅W2よ
り小さい範囲で全光束を屈折する構造に成る。したがっ
て、第４図に破線で示すように、移動レンズ１からの外
向きの光束をレンズステップ９の一つのピッチP2に収容
する許容域を形成し、光束平行化手段のプロジェクタラ
ンプ３から照射される光束に一部光軸Ｌに対して傾きを
持ったものL3が含まれている場合でもビーム割れを生じ
ることがない。

以上述べたように、本考案に係る拡散角度可変型ランプ
装置は、移動レンズ１と固定レンズ２の凸レンズステッ
プ7,9の焦点距離f1,f2の関係によって目的を達成するこ
とができるものであるが、光学的に同原理を利用して凸
レンズステップと凹レンズステップを構成した２枚のレ
ンズの組合せによっても実施することができることは言
うまでもなく、次に、第５図及び第６図についてその原
理を説明する。

第５図は、集光照射時の移動レンズ21と固定レンズ22の
位置と光束の関係を示すものであり、この時には両レン
ズ21,22の焦点F1,F2位置が重なり、両レンズ間距離がＤ
（f1＞f2）となるように移動レンズ21を調節移動する。
即ち、移動レンズ21に進入したプロジェクタランプ３か
らの平行光束は、移動レンズ21のレンズステップ27によ
って重なった焦点F1,F2に集光するため、固定レンズ22
のレンズステップ29によって屈折した前方照射光束L1
は、光軸Ｌと平行な集光した照射パターンを形成する。
この時両レンズ21,22のレンズステップ27,29において、
その焦点距離f1,f2がf1＞f2に成るように構成してある
ため、移動レンズ21のレンズステップ27の全幅W1に入射
した光束は、固定レンズ22のレンズステップ29に対して
は、W3の幅で入射するようになり、該光束の幅W3は該レ
ンズステップ29の全幅がW2（P1＝P2）であるから、該レ
ンズステップ29の幅W2より小さい範囲で全光束を屈折す
る構造に成る。

第６図は、拡散照射時の移動レンズ21と固定レンズ22の
位置と光束の関係を示すものであり、この時には両レン
ズ21,22の焦点F1,F2位置が重ならず、かつ両レンズ間距
離Ｄが移動レンズ21の焦点距離f1の２倍より小さく成る
（Ｄ＜２×f2）ように移動レンズ21を調節移動する。即
ち、移動レンズ21に進入した平行光束は、移動レンズ21
のレンズステップ27によって焦点F1に集光するが、固定
レンズ22の焦点F2がずれているためレンズステップ29を
透過した光束L2は両方向に拡散し、拡散した照射パター
ンを形成する。この場合でも両レンズ21,22のレンズス
テップ27,29が等しく、焦点距離がf1＞f2の関係を有す
るため、移動レンズ21のレンズステップ27の全幅W1に入
射した光束は、固定レンズ22のレンズステップ29に対し
ては、W3の幅で入射するようになり、該レンズステップ
29の幅W2より小さい範囲で全光束を屈折する構造に成
る。

更に第７図は、他の光束平行化手段を有する本考案の実
施例を示すものであり、リフレクタ30として放物面鏡を
構成し、その焦点位置F3に点灯用の光源31を備えると共
に、光軸Ｌ上に前記実施例と同様の凸レンズステップ7,
9を有する移動レンズ１と固定レンズ２を設けた構成に
成るものであり、作用については前記実施例と同一であ
るため省略する。

なお、前記実施例において、レンズ移動手段８を移動レ
ンズ１側に構成したものについて説明したが、固定レン
ズ２側に設けても差し支えないものである。また、レン
ズ移動手段８は公知の種々技術によって実施することが
できることはいうまでもない。

〔考案の効果〕

本考案に係る拡散角度可変型ランプ装置は、以上のよう
に構成したから、光軸方向に相対位置を可変とした２枚
のレンズに構成したシリンドリカルレンズステップの焦
点位置を、第一のレンズの透過光束が第二のレンズステ
ップより小範囲で進入するように構成してあるため、ビ
ーム割れを生ずることがなく、自動車用前照灯として使
用する場合にも、側方に拡散した光束が解消され、照明
が安定して安全走行を可能にする等の特徴を有するもの
であり、本考案実施後の実用的効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る拡散角度可変型ランプ装置の第一
の実施例を示す平断面図、 第２図は第１図におけるII-II線断面図、 第３図は同集光照射時のレンズの位置を示す説明図、 第４図は同拡散照射時のレンズの位置を示す説明図、 第５図は他のレンズの組合せを示す集光照射時のレンズ
の位置を示す説明図、 第６図は同拡散照射時のレンズの位置を示す説明図、 第７図は本考案の他の実施例を示す平断面図、 第８図は及び第９図は従来のレンズの組合せ（ａ）とそ
の照射パターン（ｂ）を示す説明図である。 1,21……移動レンズ 2,22……固定レンズ ３……プロジェクタランプ 7,9……凸レンズステップ ８……レンズ移動手段 30……リフレクタ 31……光源

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】光束平行化手段の前方光軸上に、それぞれ
   多数のシリンドリカルなレンズステップを等ピッチで並
   設した２枚のレンズを設け、両レンズの光軸方向への相
   対距離を変更して照射光束の照射分布を変更する配光可
   変型のランプ装置において、 前記２枚のレンズのレンズステップの焦点距離を、光束
   平行化手段側のレンズの焦点距離が、他のレンズの焦点
   距離より大きくなるように構成すると共に、 両レンズの距離が光束平行化手段側のレンズの焦点距離
   の２倍より大きくならない範囲で移動調節することがで
   きるように構成したことを特徴とする拡散角度可変型ラ
   ンプ装置。
2. 【請求項２】前記２枚のレンズに構成したシリンドリカ
   ルなレンズステップが凸レンズステップと凸レンズステ
   ップ、又は凸レンズステップと凹レンズステップの組み
   合せであることを特徴とする請求項１記載の拡散角度可
   変型ランプ装置。