(57)【要約】    【課題】照明のための改良されたレンズと、かかるレンズを製造するための改良された製造方法とを提供する。    【解決手段】照明のためのレンズ２８は、光源によって放射されて多楕円面形反射板によって反射された光を結像させて所定の照明パターンを形成することを目的とする多楕円面形反射型ヘッドランプ用のレンズとして特に適している。２つのレンズ表面３４、３６の少なくとも１つであるレンズ表面３４は、ホットプレス工程により金型から当該表面に転写される領域として構成される異なる光学的散乱効果を有する領域４０、４２を有する。【選択図】図４
2005302718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明のためのレンズ、特にヘッドランプ（２０）用のレンズ（２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）であって、
所定の照明パターン（１２）を形成する目的で光源（２２）によって放射されて反射器（２４）によって反射された光を結像させるものであり、互いに対向して配置された２つの表面（３４、３６）を有し、異なる光学的散乱効果を有する領域（４０、４２、４４）を少なくとも第一の前記表面（３４）上に備えたレンズ。
【請求項２】
前記異なる光学的散乱効果を有する領域（４０、４２、４４）が、ホットプレス加工により金型（６０）から前記第一の表面（３４）に転写された領域として構成されている、請求項１記載のレンズ。
【請求項３】
前記第一の表面（３４）が、第一の表面粗度を有する周辺領域（４０）と、前記第一の領域から中心方向に続く別の領域（４２）であって、前記第一の光学的散乱効果よりも大きな光学的散乱効果を有する別の領域とを有する、請求項１または２記載のレンズ。
【請求項４】
前記レンズ（２８、２８ｂ、２８ｃ）がその前記周辺領域（４０）において光学的に明るい、請求項３記載のレンズ。
【請求項５】
前記レンズ（２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）の光学的に有効な外径をＤとして、前記周辺領域（４０）が、Ｄ≧ｄ≧０．６５Ｄの領域、好適にはＤ≧ｄ≧０．７５Ｄの領域、最も好適には約Ｄ≧ｄ≧０．８Ｄの領域にわたって広がる直径ｄを有する、請求項３または４記載のレンズ。
【請求項６】
少なくとも前記第一の表面（３４）の一部領域において、縁部から前記中心に向かう方向に前記光学的散乱効果が低減する、請求項１ないし５のいずれかに記載のレンズ。
【請求項７】
前記第一の表面が、隣接する領域（４２）よりも低い光学的散乱効果を有する中心領域（４４）を有する、請求項１ないし６のいずれかに記載のレンズ。
【請求項８】
前記高い光学的散乱効果を有する領域（４２）が最大１０μｍの山−谷の平均高さｒmを有し、前記低い光学的散乱効果を有する領域（４０）が最大１μｍの山−谷の平均高さを有する、請求項１ないし７のいずれかに記載のレンズ。
【請求項９】
前記レンズ（２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）の前記第一の表面（３４）が凸形状であり、前記レンズ（２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）の前記第二の表面（３６）がほぼ平坦な形状を有する、請求項１ないし８のいずれかに記載のレンズ。
【請求項１０】
前記レンズ（２８、２８ａ、２８ｂ）が回転対称の形状を有する、請求項１ないし９のいずれかに記載のレンズ。
【請求項１１】
前記レンズを前記ヘッドランプ（２０）内の定められた位置に取り付けられるようにする取り付けリム（３８、４８）が備えられたレンズであって、前記第一の表面（３４）上の上部領域（４２）が、その上部領域の下方にある下部領域とは異なる光学的散乱効果または曲率を有する、請求項１ないし９のいずれかに記載のレンズ。
【請求項１２】
前記２つの表面（３４、３６）の少なくとも１つの上に回折構造（４６）を備えている、請求項１ないし１１のいずれかに記載のレンズ。
【請求項１３】
前記レンズ（２８ｂ、２８ｃ）の前記第二の表面（３６）上に前記回折構造（４６）を備えている、請求項１２記載のレンズ。
【請求項１４】
前記回折構造が、前記レンズ（２８ｂ、２８ｃ）の前記表面（３６）の１つと結合した、好適には膜などの形態を有する部材として設計されている、請求項１３記載のレンズ。
【請求項１５】
光源（２２）と、反射器（２４）と、請求項１ないし１４のいずれかに規定されるレンズ（２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）と、前記光源（２２）と前記反射板（２４）との間に備えられたマスク（２６）とを含む照明装置（２０）、具体的には自動車用ヘッドランプ。
【請求項１６】
方向性を有する光を放射する少なくとも１つのＬＥＤを有する光源と、請求項１ないし１４のいずれかに規定されるレンズと、前記光源と前記レンズとの間に配設されたマスクとを含む照明装置、特にヘッドランプ。
【請求項１７】
ガラスを溶融する工程と、
前記溶融ガラスからゴブ（５８）を取る工程と、
前記ゴブ（５８）にホットプレス加工に適した粘性を与えるように温度を調整する工程と、
第一の金型表面（６４）と、少なくとも１つの第二の金型表面（６８）とを有し、少なくとも前記第一の金型表面（６４）上に表面粗度の値が異なる複数の領域を有する金型（６０）を用意する工程と、
前記ゴブ（５８）を開放された前記金型（６０）内に注入する工程と、
前記ゴブ（５８）をホットプレス加工してレンズを形成する工程と、
前記レンズを室温まで冷却する工程とを含むレンズの製造方法。
【請求項１８】
明るいプレスに適した第一の表面粗度を有する周辺領域（４０）と、前記金型の中央に向かって前記周辺領域に続く表面粗度がより高い領域（４２）とを有する前記第一の表面（６４）を有する金型を使用する、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記第一の金型表面（６４）が少なくとも一部の領域にわたって前記中央に向かって増加する表面粗度を有するようになされた金型を使用する、請求項１７または１８記載の方法。
【請求項２０】
前記レンズ（２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）のホットプレス加工の間に、平均山−谷高さｒmが最大１０μｍである表面粗度の高い領域が、前記レンズの前記第一の表面上に、前記金型（６４）の前記第一の表面によって形成されるように、異なる表面粗度の値を示す前記第一の金型表面（６４）の複数の領域が形成されている金型（６０）が使用される、請求項１７ないし１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
表面粗度が前記低い領域（４０）が前記レンズの明るいプレスのために使用される、請求項１７ないし２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
前記第一の金型表面（６４）が凸型であり、前記第二の金型表面（６８）がほぼ平坦な形状である金型（６０）が使用される、請求項１７ないし２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
前記ホットプレス工程の間に前記金型（６０）内で前記レンズ（２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）が、少なくともその外側表面の１つにおいて、ガラス転移温度Ｔgよりも低い温度に冷却される、請求項１７ないし２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
レンズ（２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）をホットプレス加工するための金型であって、第一の金型表面（６４）と少なくとも１つの第二の金型表面（６８）とを有し、少なくとも前記第一の金型表面（６４）上に表面粗度の値が異なる複数の領域が備えられている金型。                                                      
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明のためのレンズに関し、さらに詳しくは、ヘッドランプ用レンズであって、光源によって放射されて反射板によって反射された光を結像させて所定の照明パターンを形成するものであり、互いに対向して配列された２つの表面を有するレンズに関する。
本発明は、更に、かかるレンズおよび照明装置を製造する方法に関し、詳しくは、かかるレンズを有する自動車用のヘッドランプに関する。
【０００２】
本発明は最後に、かかるレンズをホットプレス加工によって製造する１つの形態に関する。
【背景技術】
【０００３】
１９８０年代の半ば以来、高級車および中級クラス上位の自動車用に、三重楕円反射板、または、より最近では、自由形状表面の反射板に合わせた平面−非球面の表面を拡散板（ディフューザ）の代わりにレンズとして使用する、いわゆる「多楕円面ヘッドランプ」（ＰＥＳ）が販売されてきた。
かかる楕円ヘッドランプ（以後一般に「ＰＥＳヘッドランプ」と称する）は、例えば下記特許文献１で説明されている。この公報で説明されているＰＥＳヘッドランプは、楕円の一部を含んでおり、また反射板の第一の焦点の領域内に配設された単独の光源を有する反射板を備えている。このヘッドランプ内には、反射板から離れた位置に、反射板の第二の焦点の領域内に位置する焦点を有する平面−凸面レンズが備えられている。光源によって反射板の方向に放射された光線は反射され、反射板の第二の焦点の領域内に集光される反射光は、レンズを通過して平面−凸面レンズの軸とほぼ平行に延びる直線に沿ってヘッドランプから離れる。反射板と平面−凸面レンズとの間に挿入されたマスクが、反射板の第二の焦点の領域内に配置されている。ヘッドランプから出た光のビームが所定のロービーム遮断（ＨＤＧ）に適合することを保証するために、マスクはそれに対応して適合した形状を有している。
【０００４】
ＰＥＳヘッドランプは、対向車の眩惑を防ぐために、厳格な法的な仕様に従う。放射された光ビームが所定の方向および距離において満たさなければならないと指定された様々な所定の照度値が存在する。それに加えて、自然に発生する色分散を所定のレベルに抑制すべきとする要求が存在する。更に、ヘッドランプのロービーム遮断を正確に調整できることが求められるが、これは十分に規定されたものでなければならず、また相対色最大値によって損なわれてはならない。
【０００５】
該当する全国的な試験基準には、例えばヘッドランプの配光パターンを２５ｍの距離に配置された測定スクリーン上で異なるゾーンに分割し、複数の試験点を規定する条項が含まれる。これに関する１つの重要なパラメータは、光のビームの中心においてロービーム遮断点の２５ｃｍ上方にあるＨＶ点として知られる点における照度値である。この照度値は、この点で規定されたある値を超えてはならない。ＨＶ点は配光パターンの暗領域内に位置する。結像が余りに不鮮明な場合はロービーム遮断が広がり、ＨＶ点での照度値が許容限度を超える可能性がある。
【０００６】
他方、ある種のＰＥＳヘッドランプには、ロービーム遮断（ＨＤＧ）での明領域から暗領域への遷移が比較的滑らかであることが求められるが、この条件はある許容範囲内にあるべき、いわゆるＨＤＧ値によって表される。
個別の部品、特に反射板とレンズとがヘッドランプシステム全体の中で互いに最適に調整されなければならないという事実のために、該当する試験基準よりも厳しいレンズの仕様を定めるヘッドランプメーカーも存在する。例えばＨＶ値に関しては、法的な仕様はＨＶ＜１ルクスであるが、もっと低い値を指定するヘッドランプメーカーも存在する。
【０００７】
もしもロービーム遮断での滑らかな遷移が同時に求められるならば、これはＨＶ値にも影響を与える。ロービーム遮断が鋭い場合は、ある種の状況下ではヘッドランプの他の仕様に適合すると、滑らかなＨＤＧの遷移という要件が満たせなくなるという結果をもたらす可能性がある。
最初に述べた上記特許文献１によれば、ベゼル（周囲の縁）とレンズとの間に位置して、光源から放射された光線が直接ベゼルの前面で反射し、それからレンズに向かって散乱するように露出している追加の鏡が備えられる。これによりヘッドランプのロービーム遮断がより緩やかとなる。他方、これは言うまでもなく暗領域における照度値を増加させ、その結果、ＨＶ値の条件をおそらくは満足しない設計となる。
【０００８】
下記特許文献２は別のＰＥＳヘッドランプを説明しているが、これは、位置を示す光を与えるための追加の光源が反射板の周辺領域に配設されたものである。更には、少なくとも部分的に透光性の部材が、レンズの周囲の少なくとも一部を取り囲むように備えられ、それを、反射板では捕捉できない光源から放射された光と、追加の光源から放射された光とが透過する。この部材は側面が光源に面するように設けられており、フレネルレンズを形成するように、環状の光学的形状を有する。この構成の目的は、光源から放射された光および追加の光源から放射された光の両方を使用することで、効果的な照明を達成することである。
【０００９】
ヘッドランプのこのような構造は、比較的に複雑であり、またコストがかかる。しかも、ＨＶ値とＨＤＧ値とに関するヘッドランプの仕様を満足するという保証はない。
ヘッドランプの仕様を満たすために異なる複数の回折性光学的要素（ＤＯＥ）（下記特許文献３参照）を凸レンズと組み合わせて使用することもコストがかかり、また光のビームの強度分布および色分布に関する要求とヘッドランプの調節可能性との要件を満たすためには精密な調整を必要とする。
【００１０】
レンズの具体的な設計によりＨＶ値とＨＤＧ値とに関する仕様を満足するための１つの方法として、まず、例えば下記特許文献４に従ってホットプレスによりレンズを製作し、次にレンズの一方の側を表面研削して他方の面を研磨し、最後に凸面側の表面全体を例えばサンドブラスト加工によって粗面にすることがある。この工程を適切に行うならば、このようにして製作されたレンズにより、ＨＶ値とＨＤＧ値とに関する前に述べた要求を満足することが出来る。
【００１１】
他方、かかるレンズの製造工程は、研磨処理とサンドブラスト加工とを必要とするために、比較的複雑かつコストが高くなる。
【特許文献１】独国特許出願公開第１９８４４２３５号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１９８１４４８０号明細書
【特許文献３】国際公開第９９／００６２３号パンフレット
【特許文献４】独国特許出願公開第１００４３０６５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで本発明の目的は、照明のための改良されたレンズと、かかるレンズを製造するための改良された製造方法とを提供し、それによりレンズの簡易かつ低コストの製造を可能とし、また同時にＰＥＳヘッドランプにおけるかかるレンズの使用に対する所定の仕様に適合することである。本発明の別の目的は照明装置、特にその種のレンズを有する自動車用途に適したＰＥＳヘッドランプを提供することである。更に本発明は、かかるレンズをホットプレスにより製造するための適切な方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的は、照明用のレンズ、具体的にはヘッドランプ用のレンズであって、光源から放射されて反射器によって反射された光を結像させて所定の照明パターンを形成するものであり、レンズが互いに対向して配置された２つの表面を有し、また少なくとも第一の表面上に異なる光学的散乱効果を有する複数の領域を備えたレンズにより達成される。
本発明の目的は、このようにして完全に達成される。
【００１４】
レンズの全表面に、一様な光学的散乱効果を与えるのではなく、レンズのある特定の表面領域に、他の領域よりも大きな光学的散乱効果を持たせるということのみにより、レンズの散乱特性を改善できることが見いだされた。本発明により、より低いＨＶ値に適合し、同時にロービーム遮断での滑らかな移り変りを実現することが可能となる。レンズ、またはそのレンズを取り付けた照明装置のこれらの特性は、本発明によればレンズのいかなる後処理も必要とせずに実現できる。
【００１５】
なぜなら、本発明の別の有利な発展形態によれば、異なる光学的散乱効果または異なる表面粗度の値を有する複数の領域が、ホットプレス加工により金型から第一の表面に転写された領域として形成されるためである。
これにより、特に簡易かつ低コストで高い再現性を有する製造方法が提供される。そしてプレス工程の後でコストがかかるレンズの後処理工程は必要でなくなる。
【００１６】
本発明の別の好適な実施形態では、第一の表面は、第一の表面粗度を有する周辺領域と、第一の表面から中心方向に続いて第一の表面粗度よりも高い表面粗度を示す別の領域とを含んでいる。
本発明により、レンズがその周辺領域において平らで（すなわち光学的に明るく）、周辺領域に隣接する領域で大きな表面粗度を有するときに、散乱挙動および／または色挙動に関する特に有利な特性が実現されることが見いだされた。
【００１７】
その構成の別の有利な発展形態によれば、レンズの光学的に有効な外径をＤとすると、周辺領域はＤ≧ｄ≧０．６５Ｄの領域、好適にはＤ≧ｄ≧０．７５Ｄの領域、最も好適には約Ｄ≧ｄ≧０．８Ｄの領域にわたって広がる直径ｄを有する。
光学的散乱効果が低く、また好適には光学的に明るい周辺領域が、かかる範囲に広がっているときに、レンズの特に好ましい特性が実現できることが見いだされた。
【００１８】
本発明の別の実施形態によれば、少なくとも第一の表面の一部領域において、縁から中心に向かう方向に光学的散乱効果が低下する。
このこともまた、レンズの特に好ましい散乱効果の実現を可能にする。
本発明の別の実施形態によれば、第一の表面は、中心領域に隣接する領域よりも光学的散乱効果が低い中心領域を有している。
【００１９】
この実施形態は、暗領域における挙動にとって、またレンズが好適に使用される種類のヘッドランプにおけるロービーム遮断での挙動にとって、中心領域がいかなる実際的な重要性も有しないという発見を利用するものである。
本発明の別の有利な実施形態によれば、光学的散乱効果が大きい方の領域は、最大１０μｍ、大部分は約３μｍ〜５μｍの範囲内の山−谷の平均高さｒmを有する。それに対して光学的散乱効果が小さい領域の平均山−谷高さは最大で１μｍである。平ら、すなわち光学的に明るい表面に関する限り、平均山−谷高さは更に明確に低くなり、約４００ｎｍのオーダーである。
【００２０】
本発明の別の好適な発展形態によれば、レンズの第一の表面は凸面であり、レンズの第二の表面は平坦面である。
かかる設計はＰＥＳヘッドランプでの使用に特に適している。この場合、異なる光学的散乱効果を有する複数の領域がレンズの第一の表面、すなわちその凸面上に備えられている。
【００２１】
上記に加えて、またはその代わりに、レンズの平面の表面上に異なる光学的散乱効果を有する複数の領域を備えることも、一般に除外されないが、この場合にレンズの光散乱効果は散乱角を増加させる傾向があるので、厳しい許容範囲を有するＨＶ値に適合することがより困難になる可能性がある。
本発明のレンズは回転対称の形状とすることができ、これは適切なヘッドランプシステム内への取り付けおよび保守の目的の観点から特に有利である。
【００２２】
本発明の別の実施形態によれば、レンズをヘッドランプ内の定められた位置に取り付けられるようにする取り付けリムがレンズに備えられており、第一の表面上の上部領域が、その上部領域の下方にある下部領域とは異なる光学的散乱効果および／または表面曲率を有するようにされている。
これにより、所定の仕様に適合するという観点から、レンズの結像および／または散乱挙動を非常に選択的に適合させることができる。
【００２３】
本発明の別の実施形態によれば、レンズの２つの表面のうち少なくとも１方の上に回折構造を追加として備えられている。
これもまた同様に、例えば最高の品質を有するレンズを製作するという観点から、レンズの光学的特性に有利な仕方で影響を与えることができる。この場合、回折構造は、例えば、結果として生じる光の回折によるレンズの色挙動を改善するために利用できる。また例えば、レンズの上半分だけに回折構造を備えることも可能である。
【００２４】
この実施形態の別の好適な発展形態によれば、回折構造はレンズの第二の表面上に備えられ、例えば、膜などの形状とすることのできる、レンズの表面に結合された部材として設計することができる。
この場合、レンズはホットプレス加工で製作でき、また回折構造は別の製造方法で製造してから、例えば接着によりレンズと結合することができるので、製造工程が単純化される。
【００２５】
照明装置に関して、本発明の目的は、光源、反射器および上で述べたタイプのレンズを備えている照明装置、特に自動車用のヘッドランプであり、光源と反射器との間に追加的に配置されたマスクを有するものによって更に達成される。
方法に関しては、本発明の目的は、
ガラスを溶融する工程と、
溶融ガラスからゴブを取り、そのゴブにホットプレス加工に適した粘性を与えるように温度調節する工程と、
第一の金型表面と、少なくとも１つの第二の金型表面とを有し、少なくとも第一の金型表面上に表面粗度が異なる複数の領域を有する金型を用意する工程と、
ゴブを開放された金型内に注入する工程と、
ゴブをホットプレス加工してレンズを形成する工程と、
レンズを室温まで冷却する工程とを含むレンズの製造方法によって達成される。
【００２６】
本発明の製造方法によれば、ＰＥＳヘッドランプへの応用のための所定の光学的仕様に適合するレンズを、例えば研磨または研削のようなレンズの仕上げ処理を全く必要とせずに、ホットプレス加工のみにより製造することが可能となる。従って本発明の製造方法によれば、特に簡易で低コスト、かつ再現性のある製造が保証される。
ホットプレス工程が溶融状態で開始され、ガラスのゴブの一部が押し金型内に注入された時点ではガラスの粘性が高温のために比較的低いという事実のために、この方法で製造されるレンズには金型の表面構造を概略転写することが可能となる。この方法では、金型によって定められた表面粗度を約１：１．５またはそれよりも高い比率でレンズの外側表面に転写することが可能となる。
【００２７】
従来技術によるレンズ製造方法では、例えば上記特許文献４に示されているように、冷えたガラスのゴブはまずホットプレス工程に適した粘性になるまで加熱されるので、金型の表面構造を不十分に、すなわち約１：３の転写率でレンズに転写することしかできなかった。これは加熱されたゴブの中心部と表面との間に大きな温度差が存在するためである。
【００２８】
本発明による方法の別の有利な発展形態は、明るいプレスに適した第一の表面粗度を有する周辺領域と、それに続く、金型の中央に向かって表面粗度が高くなる領域とを備えている第一の表面を有する金型を使用する。
更にまた、少なくとも一部の領域にわたって縁から中央に向かって表面粗度が増加する、第一の金型表面を有する金型を使用することができる。
【００２９】
最後に、レンズのホットプレス加工の間に、平均山−谷高さｒmが最大１０μｍである表面粗度が高い領域が、金型の第一の表面によって成形されるレンズの第一の表面上に形成されるような仕方で、使用される金型は、異なる表面粗度の値を示す第一の表面の複数の領域が構成されるものとすることができる。
それに対して本発明による方法の別の有利な発展形態によれば、表面粗度が低い領域を、明るいプレス（ブライトプレス）をされた領域として形成することができる。
【００３０】
前に述べたごとく、レンズの好適な形状は、第一の金型表面が凸形状であり、第二の金型表面がほぼ平面形状である金型によって形成される平面−凸型形状である。
本発明による方法の別の有利な発展形態によれば、ホットプレス工程の間に、レンズは金型内で、外側表面の少なくとも一方がガラス転移温度Ｔg`よりも低い温度に冷却される。
【００３１】
これにより、ホットプレス工程の間における、安全かつ耐久性のある可塑的な成型が保証される。
本発明によるレンズのホットプレス加工に適した金型は、第一の金型表面と、少なくとも１つの第二の金型表面とを含んでおり、異なる表面粗度の値を示す複数の領域が、少なくとも第一の金型表面上に形成されたものである。
【００３２】
そのような金型は、例えば旋削工程に、表面粗度の高い領域にのための放電加工またはサンドブラスト加工を組み合わせることにより製造することができる。
上に述べた本発明の特徴および以下に述べる特徴は、説明したそれぞれの組み合わせだけでなく、本発明の範囲から逸脱することなく、その他の組み合わせまたは単独で使用できることが、理解される。
【００３３】
本発明の更なる特徴および利点が、添付図面を参照して好適な実施形態に関する以下の説明から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明によるＰＥＳヘッドランプを図１に示し、全体を参照符号２０で示す。ＰＥＳヘッドランプ２０は、多楕円面反射板（リフレクタ）２４、例えばハロゲンランプである光源２２、マスク２６およびレンズ２８を備えている。マスク２６は通常、光ビームの下半分を隠すために使用され、レンズ２８の背後で発生したヘッドランプの光が主に下向きに進むようにする。マスク２６の上側の縁に段（ステップ）を付けることにより、光のビームが特に右側および下の方に向けられ、対向車が眩惑されることを可能な限り少なくする。
【００３５】
ＰＥＳヘッドランプの光路を図２に示す。ランプ２２は反射板２４の第一の焦点３０に配設されている。反射板２４の楕円形状のために、光はマスク２６のすぐ背後に位置する第二の焦点３２に集光される。その後、個々の光線はレンズ２８を通過して、例えば約１０ｍの距離にマスク２６の像２６’を生成する。
かかるＰＥＳヘッドランプの配光は、多くの法的規制に適合しなければならない。更にヘッドランプの製造者は、法的規制または自動車製造者が定めた要件に適合することを目的として、それぞれ独自の仕様を有している。かかるヘッドランプによって鉛直のスクリーンが照らされた時に得られる異なるゾーンおよび基準照明点を、図３に示す。図３では、直線Ｖ−Ｖが鉛直の中心線を示し、直線Ｈ−Ｈは水平の中心線を示す。図中では異なる基準点を円で囲ってある。
【００３６】
特にＨＶ値はＰＥＳヘッドランプを評価する目的のために重要な値である。図３からわかるように、ＨＶ点１はレンズの後方２５ｍの距離で照射された領域の２５ｃｍ上方に位置する。水平方向では、ＨＶ点はマスク２６の縁における段によって生じたロービーム遮断の段の真上に位置する。ＨＶ点での照度は１ルクス以下でなければならず、好適にはもっと低い。
【００３７】
他の重要な基準は、ロービーム遮断における緩やかな移り変りである。図３の左側では、ＨＶ点の横にＨＤＧと示された長方形として測定範囲を示しているが、これが明領域から暗領域への遷移点におけるいわゆるＨＤＧ値を求めるための測定経路を示す。
全ての定められた仕様に適合するのに適した本発明によるレンズを図４に図示し、全体を参照符号２８で示す。
【００３８】
レンズ２８は、第一の表面３４が凸形状であり、対向する第二の表面３６がほぼ平面形状を有する平面−凸面レンズである。レンズ２８は、光学的に有効な表面の一部ではない周辺部の取り付けリム３８を有する。好適には、レンズ２８はホットプレス加工によりガラスから製造され、好適にはタイプＢ２７０（ショット社の仕様による）のガラスで作られる。
【００３９】
本発明によれば、レンズ２８は、その凸形状の側、すなわち第一の表面３４に、外周Ｄから内側に向かって環状に延設された周辺領域４０と、それに続く光学的散乱効果および／または表面粗度を高めた第二の領域４２とを有する。周辺領域４０は平ら、すなわち光学的に明るいが、領域４２は増加した表面粗度を示し、最大１０μｍ、好適には約３μｍ〜５μｍの範囲内の山−谷の平均高さｒmを有する。それに対して平らな周辺領域４０は、それよりも１桁以上小さな山−谷高さ、例えば約４００ｎｍのオーダーの値を有する。
【００４０】
周辺領域４０はレンズの光学的に有効な領域の直径をＤとして、Ｄ≧ｄ≧０．６５Ｄの領域、好適にはＤ≧ｄ≧０．７５Ｄの領域、最も好適には約Ｄ≧ｄ≧０．８Ｄの領域にわたって延びる直径ｄを有する。この種類のレンズは、直径が約３０ｍｍ〜７０ｍｍの通常のＰＥＳヘッドランプ用に製造される。したがって直径Ｄが７０ｍｍのレンズの場合、周辺領域４０は直径７０ｍｍから５６ｍｍにわたって広がっている可能性がある。レンズ２８をその周辺領域４０において平ら、すなわち光学的に明るくし、また中心領域４２内での表面粗度を大きくすることにより、それ以上の手段を講ずることなくＨＶ値とＨＤＧ値の両方に対する適合性が保証される。これにより本発明は、研削、研磨、サンド（アブレイシブ）ブラストなどの後処理作業を必要とせずに、１回のホットプレス加工でかかるレンズ２８の製造を可能とする。
【００４１】
その種の製造方法を以下、図９〜図１１を参照して簡単に説明する。
最初に、例えばタイプＢ２７０などの適切なガラスを溶融炉で溶融するが、これは粘性が約１０3から約１０4ポアズまでの範囲で行われる。上記のタイプのガラスの場合、例えば１１１０℃の温度でこの工程が行われる。ガラスが溶融すると、その後に続くレンズを製造するためのホットプレス加工に適した部分に分割される。ガラスのそのような部分は「ゴブ」と呼ばれる。ガラスをゴブに分割することは、好適には溶融パンの出口においてガラス剪断機を使用して行われる。次に、ゴブは、図９および１０に図示したガスベッドすなわち浮揚金型５２の上に移送され、そこでゴブ５８はガスノズル５４から放出される気体の上に浮上した状態で維持される。重力の作用と比較的低い粘性のために、ゴブは図１０に示すような概略レンズの形状をとる。ガスノズル５４から流れ出るガスは供給路５６を通過し、それによって浮揚金型５２内に下方から供給される。ガラスのタイプにより、そのように供給されるガスとしては、空気または保護気体、例えば窒素を使用できる。
【００４２】
その後、ゴブ５８は浮揚金型５２から、図１１で全体が参照符号６０で示される押し金型内に移される。
図１１に示される押し金型は一例にすぎず、エジェクタ（放出装置）、排気チャンネルなどの詳細は、本件と関係がないため図示してないことが理解される。押し金型６０は、プレスすべきレンズ２８の凸形状部分が第一の金型表面６４によって形成される金型の第一の半分６２を有する。金型の第二の半分６６はレンズ２８の平面側を形成するための第二の金型表面６８を有する。金型の第二の半分６６は更に、排気のための中央のチャンネル７０を備えている。
【００４３】
第一の金型表面６４は、ホットプレス加工により製造されるレンズ２８が、平らな周辺領域４０と、その凸側で光学的散乱効果を高めた中心領域４２とを有することを保証するように適切な設計がされている。金型表面６４は、適切な方法で表面処理されたものとすることができ、それに続く後処理を何ら必要とすることなく、完成したレンズの所望の幾何学的位置に所望の表面粗度および／または光学的散乱効果を発生させるように、所定の領域で表面を粗くすることができる。金型の２つの半分６２、６６は旋削、フライス加工、放電加工、レーザー加工などの適切な加工により作られる。レンズの表面が平らであるべき領域は、所望の表面粗度を得るために、必要であれば研磨または研削される。過剰に粗い表面は、ホットプレス工程の間に表面が金型に付着してしまう可能性があるので、避けなければならない。表面粗度を高めた領域は、例えばサンドブラスト（例えばガラスビーズの吹きつけ）、放電加工、レーザー加工または他の方法により作ることができる。
【００４４】
製造方法は以下のように作用する。溶融パン内でゴブ５８が材料から分離されると、その部分は、まず浮揚金型５２上で、後のホットプレス加工に適した粘度、すなわちＢ２７０タイプのガラスを使用する場合は約９５０℃〜１０００℃の温度に対応する約１０3.3ポアズの範囲の粘度に調整される。次に約１０8ポアズ〜１０12ポアズ、Ｂ２７０タイプのガラスの場合は好適には約１０9.6ポアズの粘度範囲でホットプレス加工が行われる。
【００４５】
本発明によるレンズの変形例を図５に図示し、全体を参照符号２８ａで示す。
図４に示す実施形態の場合は、光学的散乱効果および／または表面粗度を高めた中心領域４２に対して、周辺領域４０が明確に規定されている（ただし回折現象の発生を避けるために、その間の移り変りは可能な限り滑らかにする）が、図５に図示するレンズ２８ａは滑らかに変化する表面３４を有する。この場合、光学的散乱効果は、レンズ２８ａの外縁から中心に向かって連続的に増加する。
【００４６】
本発明によるレンズの別の変形例を図６に図示し、全体を参照符号２８ｂで示す。この場合も、凸側に明るい周辺領域４０が備えられ、それに続いて光学的散乱効果および／または表面粗度を高めた領域４２を備えている。領域４２では、表面粗度はやはり直径の大きな位置から中心に向かって増加する。しかし図５によるレンズ２８ａとは異なり、この場合はレンズ２８ｂの凸側にある小さな中心領域４４が明るくされている。
【００４７】
この場合、ＰＥＳヘッドランプのレンズの中心領域がＨＶ値およびＨＤＧ値に対して何ら実際的な影響を持たないという事実を利用している。
ここで図６のレンズ２８ｂに、回折部材４６を例えば平面側に追加することができる。この部材は例えば平面側に接着された膜で構成することができる。一般に知られているように、回折部材の助けにより、回折効果によってレンズ２８ｂのある種の特性に好ましい影響を与えることができる。回折部材の助けにより、例えばレンズの色分散によって生じる色縁を軽減することが可能となる。
【００４８】
図７は本発明によるレンズの別の変形例で、全体が参照符号２８ｃで示されるものを図示する。この場合、レンズ２８ｃの凸側にはやはり平らな周辺領域が備えられている。しかし光学的散乱効果および／または表面粗度を高めた中心領域４２はレンズの上半分のみに備えられている。それに対応して、レンズ２８ｃの平面側に備えられる回折部材４６も、同様にレンズ２８ｃの上半分のみに備えられている。これは、例えば同軸に配列された回折構造で構成できる。かかるレンズ２８ｃのヘッドランプ取り付け部の正しい位置への取り付けを可能にするために、取り付けリム３８の下端に位置決め突起４８が形成されている。
【００４９】
図８の前面図は更に、本発明のレンズには例えばその凸側にリング構造５０を追加できることを示す。これは、例えば深さが約１μｍ〜１０μｍ程度の同軸のリングであって１ｍｍ間隔で配列されたもので構成することができる。この場合、この配列が例えば正弦関数的な振動（振幅）として形成されるならば、滑らかな移り変りが保証される。この種のリング構造５０は、実際的に何らの光学的効果も持たず、自動車産業の一部によって設計面において要求されるだけである。
【００５０】
本発明のレンズは一般に、プレスまたはスタンプ加工（好適にはＵＶおよびホットスタンプ法）により、適切なプラスチック材料から製造することも可能であることが理解される。プラスチック材料に関しては、透明で長期間の安定性を有するプラスチック材料がこの目的のためには好ましい。適当なプラスチック材料は、例えば熱安定性の高いポリメチルメタクリルイミド（ＰＭＭＩ）か、水をほとんど吸収しないシクロオレフィン共重合体（ＣＯＣ）またはシクロオレフィン重合体（ＣＯＰ）などである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ＰＥＳヘッドランプの形態の本発明による照明装置の分解図である。
【図２】図１のヘッドランプの光路を示す。
【図３】図１の照明装置の前方において、ある距離を隔てて配置された測定スクリーンであって、それぞれの試験仕様によって定められた領域を示すものである。
【図４】本発明によるレンズの第一の実施形態の側面図である。
【図５】図４のレンズの第一の変形例を示す。
【図６】図４のレンズの第二の変形例を示す。
【図７】図４のレンズの第三の変形例を示す。
【図８】図４のレンズの模式的上面図であって、追加の環状構造を示す。
【図９】レンズの製造方法における浮揚金型であって、気体の膜の上にガラスのゴブを支持するものの上面図である。
【図１０】図９の浮揚金型を、気体流で金型の上方に浮上させられたガラスのゴブと共に示す側面図である。
【図１１】ホットプレス加工により本発明のレンズを製造するための金型の模式的断面図である。
【図１】
2005302718.tif 000003
【図２】
2005302718.tif 000004
【図３】
2005302718.tif 000005
【図４】
2005302718.tif 000006
【図５】
2005302718.tif 000007
【図６】
2005302718.tif 000008
【図７】
2005302718.tif 000009
【図８】
2005302718.tif 000010
【図９】
2005302718.tif 000011
【図１０】
2005302718.tif 000012
【図１１】
2005302718.tif 000013
【外国語明細書】
2005302718.tif 000014
2005302718.tif 000015
2005302718.tif 000016
2005302718.tif 000017
2005302718.tif 000018
2005302718.tif 000019
2005302718.tif 000020
2005302718.tif 000021
2005302718.tif 000022
2005302718.tif 000023
2005302718.tif 000024
2005302718.tif 000025
2005302718.tif 000026
2005302718.tif 000027
2005302718.tif 000028
2005302718.tif 000029
2005302718.tif 000030
2005302718.tif 000031
2005302718.tif 000032
2005302718.tif 000033
2005302718.tif 000034
2005302718.tif 000035
2005302718.tif 000036
2005302718.tif 000037
2005302718.tif 000038
2005302718.tif 000039
2005302718.tif 000040
2005302718.tif 000041
【図１】
2005302718.tif 000042
【図２】
2005302718.tif 000043
【図３】
2005302718.tif 000044
【図４】
2005302718.tif 000045
【図５】
2005302718.tif 000046
【図６】
2005302718.tif 000047
【図７】
2005302718.tif 000048
【図８】
2005302718.tif 000049
【図９】
2005302718.tif 000050
【図１０】
2005302718.tif 000051
【図１１】
2005302718.tif 000052