專利名稱：前照燈的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種前照燈，更具體地是涉及一種維持高效率、小型化的前照燈。
背景技術：
以往的前照燈的結構為以下方式(a)從設置在拋物面焦點附近的鎢絲發出的光線向四方擴散，由拋物鏡反射，形成平行光線。此平行光線由前方透鏡形成所希望的光度分布模式。
(b)由鎢絲發出的光通過多表面鏡形成所希望的光度分布模式向前方投射。前方透鏡只起罩體的作用。這種多表面鏡各部分將從鎢絲發射的光向特定的方向反射，各部分的大小及角度的設定使得通過各部分的集合得到所希望的光度分布模式。
上述前照燈用最重要的問題是效率，特別在電源使用電池的情況下，為了延長可使用時間，高效率的要求就更為重要。在此，前照燈的效率為從燈泡放射的全光束中相對于達到目的地的光束的比率。即由于光度分布的散亂等光度分布至非目的場所的光線為與效率無關的光線。
在前照燈小型化中，成為很大障礙的是由于上述光度分布散亂的增大而引起的效率降低。前照燈的寬度與深度決定后，就決定了容納于其中的反射鏡。鎢絲設置于該反射鏡的焦點附近，在反射鏡小型化、其焦點距離短時，鎢絲的從上述焦點錯位的部分放射出的光是沒有意義的，降低了效率。即，在小型化情況下，盡管鎢絲的大小相同，鎢絲的從焦點錯位部分的錯位程度加大，加大了光度分布的散亂。
這種在小型化的同時使光度分布散亂加大的現象能夠通過使用多面鏡而得到減輕。但即使使用了多面鏡，還是不能得到效率很高的小型化前照燈。因此，希望能夠開發在保持高效率基礎上的小型化的前照燈。
發明內容
本發明的目的是提供一中能夠得到很高效率的小型化的前照燈。
本發明的前照燈為向前方投射光線的前照燈。該前照燈具有光源，圍繞前述光源的側周部、透過從此光源入射的光線的筒狀集光透鏡、從后方圍繞此光源與此筒狀集光透鏡、將透過此筒狀集光透鏡的光線向前方反射的反射鏡。
上述筒狀集光透鏡設置成使從光源發出的光線不致發散。因此，從光源向側周部方向發出的光線通過筒狀集光透鏡控制其發散程度而到達反射鏡。因此，即使從光源看向側周部發出相同量的光束，在設置筒狀集光透鏡時，能夠縮短反射鏡沿軸方向的高度。因此能夠減小反射鏡前方端的直徑。即如果沒有筒狀集光透鏡，在反射相同量的光束的場合、反射鏡必須具有這樣的尺寸，即到達連接光源與其筒狀集光透鏡前方端的直線的延長線上的小型化基準線為止的尺寸。但是，通過設置筒狀集光透鏡，反射鏡的尺寸可以是位于小型化基準線后方部分的尺寸，因此能夠將抑制發散后的光線向前方反射。
此結果，不會使效率降低，能夠大幅度地減小反射鏡的尺寸。此外，上述的光源只要發光即可，可為有鎢絲的燈泡，也可為發光二極管那樣的發光體。
在上述本發明的前照燈中，前述筒狀集光透鏡為圓筒狀凸透鏡。
由于設置了圓筒狀凸透鏡，可以獲得抑制了從光源放射的光線的發散程度的光線束。
在上述發明的前照燈中，前述圓筒狀透鏡將前述入射的光作為平行光線射出。
在抑制了上述的發散的光線為平行光線時，能夠容易地設計向前方反射光線的反射鏡面。然而，在小型化的基礎上，可以很容易地利用反射鏡來設計光度分布模式。此外，由于光源位于圓筒狀凸透鏡的焦點上，透過圓筒狀凸透鏡的光線為平行光線。
在上述的本發明的前照燈中，前述圓筒狀凸透鏡為圓筒狀非涅耳透鏡。
由于使用了非涅耳透鏡，減薄了透鏡的厚度，使光源周圍的該圓周狀凸透鏡及反射鏡的結構緊湊，能夠有助于實現小型化。
在上述本發明的前照燈中，反射鏡為多面鏡。
通過使用上述多面鏡，向前方的光度分布模式可在廣泛的范圍內變化，因此，可以在這些光度分布模式中選擇設定特定的光度分布模式。
在上述本發明的前照燈中，在光源前方具有前方透鏡，此前方透鏡具有相互不同的2個以上部分。
由于具有這些不同的光透性，通過前方透鏡可對光度分布模式的細小部分進行設計。此外，還可以通過前方透鏡這些部分的厚度、兩方表面的曲率、這些部分的彎曲率等進行調整。在上述的小型化的前照燈中，例如即使中央透鏡的尺寸小，也能加大從光源到該中央透鏡的預定立體角。因此能夠加大中央透鏡對光度分布模式的影響力。
圖1為本發明實施例的前照燈外觀立體圖。
圖2為圖1所示前照燈一部分的分解圖。
圖3為本發明實施例的前照燈光源周圍光線的光路說明圖。
圖4為在本發明的實施例中在反射鏡中使用圓錐狀反射鏡情況下光源周圍光線的光路說明圖。
圖5為圖4的前照燈的圓錐狀反射鏡與以往的前照燈的反射鏡的比較圖。
圖6為圖1的前照燈的中心透鏡的正視圖。
圖7為圖1的前照燈的中心透鏡的縱剖面圖。
圖8圖1的前照燈的前方透鏡的正視圖。
圖9為圖8中的Ⅸ-Ⅸ剖視圖。
圖10為圖8中的X-X剖視圖。
圖11為圖8中的Ⅺ-Ⅺ剖視圖。
具體實施例方式
以下使用附圖對本發明的實施例進行說明。圖1為本發明一實施例的前照燈外觀立體圖。此前照燈10安裝于自行車上，從包含有中央透鏡6的前方透鏡5向前方投射光線。
圖2為圖1的前照燈一部分的分解圖。前方透鏡5包含有中央透鏡6，與將前方透鏡安裝在框體(圖中未示出)上的安裝部12形成一體。中央透鏡6分為條狀透鏡6b與同心圓狀透鏡6a。
在上述前方透鏡的后方，設置有多面鏡3及由多面鏡圍繞的圓筒狀凸透鏡2。為使此圓筒狀凸透鏡具有厚度上十分薄的凸透鏡的作用，使用了非涅耳透鏡。在非涅耳透鏡2中，插入有由鎢絲(圖中未示出)發光的光源1。此光源中經過插座11供給電力。
圖3為說明前照燈工作時光源周圍的剖面圖。前照燈以與圓筒的中心軸線垂直相交的短范圍內發光狀態來設計，其短鎢絲以與非涅耳透鏡的焦點大致一致的狀態來設置。由于鎢絲的發光20a是從圓筒狀透鏡的焦點發出，透過作為此凸透鏡的非涅耳透鏡后，成為平行光線20b。此平行光線通過以向前方放射角度設置的多面鏡3作為反射出的反射光20c向前方投射。在圖3中，略散射開地向前方投射。由于使用這種圓筒狀的凸透鏡，無需設置很大范圍的反射鏡，可在保證高效率的基礎上實現小型化。
圖4為不使用多面鏡而使用通常的圓錐反射鏡情況下光源周圍的視圖。從光源1向四方放射的光線20a透過圓筒狀的非涅耳透鏡后，成為平行光線20b，通過圓錐狀反光鏡13反射，向前方投射平行光束20c。
圖5是比較使用了上述圓筒狀凸透鏡的本發明的反射鏡及不使用圓筒狀凸透鏡的以往的前照燈的反射鏡的大小的比較圖。但兩者均設計成用反射鏡反射同量的光束并向前方投射。在不使用圓筒狀凸透鏡反射同量光束的情況下，反射鏡必須要有達到連接光源1與圓筒狀凸透鏡前方端的小型化基準線18的尺寸。但由于使用了上述圓筒狀凸透鏡，射出抑制了發散的程度的平行光線，本發明的反射鏡的尺寸只需設定成位于上述小型化基準線后方的尺寸即可。如果加強對發散程度的抑制，可以相應于抑制的程度減小反射鏡。但由于過小的情況下必須要提高反射鏡的尺寸精度，希望作為抑制了發散的光成為平行光線射出。為了形成達到平行光線的光度分布模式的反射鏡面的設計是比較容易的。
由于使用了本發明，在相同效率下，反射鏡的深度為以往的3分之1，寬度為7分之4。然而，容納反射鏡的正方體的容積為以往的10分之9。達到預期的小型化的程度。
以下對設置有前方透鏡的中心透鏡6進行說明。圖6為中央透鏡的正視圖，圖7為其縱剖面圖。中心透鏡6分為上部的條狀凸透鏡6b與下部的同心圓狀的非涅耳透鏡6a。圖8為從設置了上述中心透鏡6的前方透鏡5的前方看到的正視圖。
圖9為此圖8的IX-Ⅸ剖視圖，在圖9中，光源設置于同心圓狀非涅耳透鏡6a的焦點上。根據圖9，通過中心透鏡6的上部的條狀透鏡的光線向前方投射的同時向上方擴散，另一方，通過中心透鏡6的下部的光線成為平行光向前方投射。
此外，圖10為圖8的X-X剖視圖，圖11為圖8的Ⅺ-XI剖視圖。可知通過條狀透鏡6b的光平面地向前方擴散地投射。此外，通過非涅耳透鏡的光線平面地、不擴散地作為平行光束向前方投射。
由于設置了具有上述不同透過特性的各部分的中央透鏡，能夠極大地擴大可以實現的光度分布自由度。例如在限定在自行車行駛的前方向遠方照明的同時使相鄰車道對面過往車輛的駕駛者受到的晃眼程度得到減輕。
上述的前方透鏡根據上述前照燈在自行車的上安裝位置以及根據所希望的光度分布模式，可將同心圓狀非涅耳透鏡和條狀透鏡上下相反地安裝。
以上對本發明的實施例進行了說明，但上述公開的本發明的實施例為徹底的例子，本發明的的范圍并不限于這些實施例，本發明的范圍包含了由權利要求的范圍所記載示出的，以及與權利要求的范圍所記載的意義和在范圍內的全部的變更。
權利要求
1.一種向前方投射光線的前照燈，具有光源(1)，圍繞前述光源的側周部、透過從前述光源入射的光的筒狀集光透鏡(2)，從后方圍繞前述光源與筒狀集光透鏡、將透過前述筒狀集光透鏡的光線向前方反射的反射鏡(3)。
2.按照權利要求1所述的前照燈，其特征為，前述筒狀集光透鏡為圓筒狀凸透鏡。
3.按照權利要求2所述的前照燈，其特征為，前述圓筒狀凸透鏡將前述入射的光作為平行光線射出。
4.按照權利要求2所述的前照燈，其特征為，前述圓筒狀凸透鏡為圓筒狀非涅耳透鏡。
5.按照權利要求1所述的前照燈，其特征為，前述反射鏡為多面鏡。
6.按照權利要求1所述的前照燈，其特征為，在前述光源的前方具有前方透鏡(5)，此前述前方透鏡具有光透過特性相互不同的2個以上部分(6，6a，6b)。
7.按照權利要求5所述的前照燈，其特征為，具有位于前述光源前方的前方透鏡(5)，此前述前方透鏡具有光透過特性相互不同的2個以上部分(6，6a，6b)。
全文摘要
獲得了一種能夠取得很高效率的小型化的前照燈。其具有光源1,圍繞光源側周部透過從光源入射的光線的筒狀集光透鏡2,從后方圍繞此光源與此筒狀集光透鏡、將透過此筒狀集光透鏡的光線向前方反射的反射鏡3。
文檔編號F21W101/10GK1337544SQ0114074
公開日2002年2月27日 申請日期2001年8月7日 優先權日2000年8月7日
發明者小路正央 申請人:株式會社貓眼