JP4189807B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の前部に設けられた前照灯または補助前照灯等として使用される車両用灯具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような自動車の前照灯は、例えば図６に示すように、構成されている。
即ち、図６において、前照灯１は、自動車の前照灯であって、光源２と、光源２からの光を前方に向かって反射させる反射面３と、光源２の前方にて光源２または反射面３からの光を集束させる投影レンズ４と、光源２から投影レンズ４への光路中に配置された所定の配光特性を形成する遮光板５と、から構成されている。
【０００３】
ここで、上記反射面３は、例えば光源２付近に第一焦点ｆ１を有し、その長軸が光源２の前方に向かって真っ直延びる光軸と一致するように配置された回転楕円面から構成されている。
また、上記遮光板５は、反射面３の第二焦点ｆ２及び投影レンズ４の光源２側の焦点が重なった位置付近に配置されており、反射面３からの光のうち、下側から上側に抜けようとする光を遮断するようになっている。
【０００４】
このような構成の前照灯１によれば、光源（図示の場合、放電灯）２から出射した光Ｌが、直接にまたは反射面３で反射されて投影レンズ４に入射し、投影レンズ４によって集束されることにより、前方に向かって照射され、図７にて符号Ｌ１で示す所謂すれ違いビームの範囲を照明するようになっている。
その際、投影レンズ４に入射する光の一部が、図８にて符号Ｌ０で示すように、遮光板５によって遮断されることにより、対向車に幻惑光を与えないような所望の配光特性が得られるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような構成の前照灯１においては、図８において、反射面３の下半部で反射された光の一部、即ち投影レンズ４から出射して上向き光となるような反射面３で反射された光Ｌ２は、遮光板５によって遮断されることにより、投影レンズ４に達せず、前方への照明に寄与しないことになる。
さらに、反射面３の上半部で反射された光の一部Ｌ２も、同様にしてこの遮光板５によって遮断されることになってしまう。
このため、光源２からの出射光のうち、約６０％の光しか前方に向かって照射されないことになり、照射効率が低くなってしまう。
【０００６】
本発明は、以上の点から、簡単な構成により、光源からの光の前方への照射効率を高めるようにした、車両用灯具を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明の構成によれば、光源と、光源からの光を前方に向かって反射させるように、後側の第一の焦点位置に光源が位置する回転楕円面から成る反射面と、光源及び反射面からの光を前方に向かって集束させるように、その後側の焦点位置が上記反射面の前側の第二の焦点位置に位置するように配置された凸レンズから成る投影レンズと、光源から投影レンズへの光路中にて上記反射面の第二の焦点位置付近に配置され光路の一部を遮断して所定の配光特性を形成する遮光板と、を含んでいる、車両用灯具において、上記反射面の長軸が、その第二の焦点位置を回転中心として、投影レンズの光軸から後方に向かって所定角度だけ上方に回転することにより、その第一の焦点位置が投影レンズの光軸の上方に配置されていることを特徴とする、車両用灯具により、達成される。
【０００８】
本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記反射面の長軸の傾斜角度が５度乃至１５度である。
【０００９】
本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記投影レンズの光軸が、前方に向かって水平に延びている。
【００１０】
本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記遮光板が、上記反射面の第二の焦点位置から前方及び後方に向かって延びるように肉厚に形成されている。
【００１１】
本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記遮光板の上記反射面の第二の焦点位置から前端までの距離が、第二の焦点位置から後端までの距離より小さい。
【００１２】
本発明による車両用灯具は、好ましくは、上記光源の光学が、投影レンズの光軸に対して平行に配置されている。
【００１３】
上記構成によれば、光源から出射した光が、直接にまたは反射面で反射されて投影レンズに入射し、投影レンズによって集束されることにより、前方に向かって照射され、その際遮光板により所定の配光特性を形成して、対向車に幻惑光を与えないような所謂すれ違いビームの配向特性が得られる。
【００１４】
ここで、反射面を構成する回転楕円面の長軸が、その投影レンズの光軸上に位置する第二の焦点を回転中心として、投影レンズの光軸から後方に向かって所定角度、好ましくは５度乃至１５度だけ上方に回転して、その第二の焦点位置が投影レンズの光軸の上方に配置されていることから、反射面の下半部及び上半部で反射される光の一部が、光源の光軸より上方にて遮光板を介して投影レンズに入射して、前方に向かって照射されることになる。
従って、反射面が長軸の回転した分だけ投影レンズの光軸より上方に位置することになるため、反射面の有効反射範囲が増大することになって、光源からの光の照射効率が向上することになり、より明るい照射光が得られることになる。
尚、上記反射面の長軸の傾斜角度が所定角度より小さい場合には、照射効率があまり向上せず、また所定角度より大きい場合には、所望の配光形成が困難になってしまう。
【００１５】
上記投影レンズの光軸が、前方に向かって水平に延びている場合には、投影レンズへの入射光が投影レンズの屈折効果により屈折された後、前方に向かって導かれることになる。
【００１６】
上記遮光板が、上記反射面の第二の焦点位置から前方及び後方に向かって延びるように肉厚に形成されている場合には、反射面の上半部で反射される光の一部が、遮光板の肉厚部分の上端面により反射されて投影レンズに導かれて、投影レンズを介して前方に向かって照射されることにより、遮光板によるカットオフライン近傍に重ね合わせて照射されることになり、所謂高照度帯を形成することができる。これにより、カットオフライン付近、即ち遠方の視認性が向上することになる。
【００１７】
上記遮光板の上記反射面の第二の焦点位置から前端までの距離が、第二の焦点位置から後端までの距離より小さい場合には、これらの距離に基づいて、遮光板によるカットオフライン付近における色収差を抑制することができるので、カットオフライン付近にて、照射光が赤色や青色に着色されることを防止することができる。
【００１８】
上記光源の光学が、投影レンズの光軸に対して平行に配置されている場合には、従来の構成の車両用灯具において、投影レンズに対して反射面の長軸を回転させると共に、それに伴って光源を上方に平行移動させればよいので、光源の取付のために従来の取付構造を利用することが可能である。
【００１９】
このようにして、本発明によれば、反射面を構成する回転楕円面の長軸を、反射面の第二の焦点を回転中心として、後方に向かって所定角度だけ上方に回転することにより、反射面の第一の焦点を投影レンズの光軸より上方に持ち上げたことにより、反射面で反射された光をやや下方に向かって集束させながら投影レンズに導くと共に、反射面の下半部から投影レンズに向かって進む光の一部を、遮光板で遮断せずに投影レンズに導くようにしたから、光源からの光のうち、投影レンズを介して前方に向かって照射される光量が増大することになり、光の照射効率が向上することになる。従って、より明るい照射光が得られると共に、同じ明るさであればより光量の少ない光源を使用することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図５を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２１】
図１は、本発明による車両用灯具の一実施形態の構成を示している。
図１において、車両用灯具１０は、自動車の前照灯であって、光源としての放電灯１１と、放電灯１１からの光を前方に向かって反射させる反射面１２と、放電灯１１の前方にて放電灯１１または反射面１２からの光を集束させる投影レンズ１３と、放電灯１１から投影レンズ１３への光路中に配置された所定の配光特性を形成する遮光板１４と、から構成されている。
【００２２】
上記放電灯１１は、一般に自動車の前照灯または補助前照灯に使用される放電灯であって、例えば白熱電球，ハロゲン電球，赤外線反射膜付きのハロゲン電球やメタルハライドランプ等の放電灯等の放電灯が使用され、ソケット１１ａにより固定保持されると共に、給電されるようになっている。
ここで、放電灯１１の光軸は、前方に向かって水平に延びている。
【００２３】
上記反射面１２は、放電灯１１からの光を反射して、前方に向かって反射させて、投影レンズ１３に導くように、例えば前方に向かって凹状の楕円反射面として形成されている。
ここで、楕円反射面は、回転楕円面や、楕円面を基本とした自由曲面を含むものである。
【００２４】
そして、反射面１２は、その後方の第一の焦点位置ｆ１が放電灯１１の発光位置付近に位置すると共に、その長軸１２ａが、図１に示すように、反射面の第二の焦点位置ｆ２を回転中心として、水平な投影レンズ１３の光軸から後方に向かって傾斜角度θだけ上方に回転することにより、その第一の焦点位置ｆ１が投影レンズ１３の光軸の上方に位置するように、配置されている。
尚、上記傾斜角度θは、例えば５度乃至１５度の範囲、好ましくは約１０度に選定されている。ここで、上記傾斜角度θが５度より小さい場合には、照射効率があまり向上せず、また１５度より大きい場合には、遮光板による配光特性の形成が困難になってしまう。
【００２５】
上記投影レンズ１３は、放電灯１１の光軸１１ｂに対して平行な光軸１３ａ上に配置された凸レンズであって、放電灯１１から直接にまたは反射面１２で反射された光を集束させて、前方に向かって照射する。
ここで、投影レンズ１３は、その放電灯１１側の焦点が反射面１２の前方の第二の焦点位置ｆ２付近に位置するように配置されている。
尚、投影レンズ１３は、その光軸が前方に向かって水平に延びるように、即ち前記放電灯１１の光軸と平行に延びるように、配置されている。
【００２６】
上記遮光板１４は、遮光材料から構成されていて、放電灯１１と投影レンズ１３との間の光路上にて、反射面１２の第二の焦点位置ｆ２付近に配置されており、放電灯１１から直接にまたは反射面１２で反射された光の一部を遮断することにより、所謂カットオフを形成して、投影レンズ１３により投影される光の配光特性を、所謂すれ違いビームの配光特性となるように調整する。
【００２７】
ここで、上記遮光板１４は、上記反射面１２の前方の第二の焦点位置ｆ２付近にて、反射面１２から投影レンズ１３の光軸１３ａの下側から上方に抜ける光を遮断するように配置されている。
さらに、上記遮光板１４は、図２に詳細に示すように、長手方向（図１及び図２にて左右方向）に関して、上端面１４ａが肉厚に形成されている。
具体的には、遮光板１４は、その上端面１４ａが、反射面１２の第二の焦点位置ｆ２に対して、前方に距離ａだけ、また後方に距離ｂだけ厚さを有するように、形成されている。尚、上記距離ａ，ｂは、（ａ＜ｂ）の関係を満たすように選定されている。
【００２８】
本発明実施形態による車両用灯具１０は、以上のように構成されており、放電灯１１がソケット１１ａから給電されて発光することにより、放電灯１１の発光位置から出射した光Ｌは、直接にまたは反射面１２で反射されて、反射面１２の第二の焦点位置ｆ２に向かって進んだ後、投影レンズ１３に入射し、投影レンズ１３によって集束されることにより、前方に向かって照射され、その際遮光板１４によりカットオフを形成されることにより、対向車に幻惑光を与えないような所望の配光特性Ｌ１（後述）が得られるようになっている。
【００２９】
ここで、図３に示すように、反射面１２を構成する回転楕円面の長軸１２ａが、その第二の焦点位置ｆ２を回転中心として、後方に向かって上方に所定角度θだけ回転して配置されていることから、反射面１２の上半部で反射される光のうち、その一部Ｌ３は、遮光板１４の上面１４ａに入射して、この上面１４ａで反射された後、投影レンズ１３に入射することになる。
【００３０】
また、図４に示すように、反射面１２の下半部で反射される光Ｌ２は、放電灯１１の光軸１１ｂより下方では、遮光板１４により遮断されることになる。
従って、図５（Ａ）に示すように、反射面１２で前方に向かって反射される光Ｌのうち、図６に示した従来の車両用灯具１における配光特性と同様の配光特性Ｌ１に加えて、上述した光Ｌ３が、遮光板１４の平坦部で反射されて前方に向かって照射されることになる。
【００３１】
これにより、上述した光Ｌ３は、図５（Ｂ）に示すように、上記配光パターンＬ１の上縁付近にて斜線部分が加えられることになり、カットオフライン近傍により一層明るい高照度帯Ｌ４を備えた配光パターンが得られることになる。これにより、カットオフライン近傍にてより明るい照射を行なうことができるので、遠方の視認性が向上することになる。
その際、遮光板１４の上端面１４ａが肉厚に形成されていることによって、カットオフライン近傍における色収差による青色または赤色の光の発生が防止され得ることになり、見易い照射光が得られることになる。
【００３２】
このようにして、本発明による車両用灯具１０によれば、従来は光源の光軸より下方にて遮光板により遮断されていた光を利用することにより、光源からの光の照射効率を高めることができる。
従って、より明るい配光パターンを得ることができると共に、同じ明るさの配光パターンを得るためには、光源の発光光度を低くすることができるので、コストを低減することが可能になる。
さらに、カットオフ近傍に高照度帯を形成することができるので、遠方視認性が向上することになる。
【００３３】
上述した実施形態においては、光源として、放電灯１１が使用されているが、これに限らず、他の種類の光源を使用することも可能であることは明らかである。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、反射面を構成する回転楕円面の長軸が、第二の焦点を回転中心として、投影レンズの光軸から後方に向かって所定角度、好ましくは５度乃至１５度だけ上方に回転していることから、反射面の下半部及び上半部で反射される光の一部が、光源の光軸より下方にて遮光板を介して投影レンズに入射して、前方に向かって照射されることになる。従って、光源からの光の照射効率が向上することになり、より明るい照射光が得られることになる。
【００３５】
上記投影レンズの光軸が、前方に向かって水平に延びている場合には、投影レンズへの入射光が投影レンズの屈折効果により屈折された後、前方に向かって導かれることになる。
【００３６】
上記遮光板が、上記反射面の第二の焦点位置から前方及び後方に向かって延びるように肉厚に形成されている場合には、反射面の上半部で反射される光の一部が、遮光板の肉厚部分の上端面により反射されて投影レンズに導かれて、投影レンズを介して前方に向かって照射されることにより、遮光板によるカットオフライン近傍に重ね合わせて照射されることになり、所謂高照度帯を形成することができる。これにより、カットオフライン付近、即ち遠方の視認性が向上することになる。
【００３７】
上記遮光板の上記反射面の第二の焦点位置から前端までの距離が、第二の焦点位置から後端までの距離より大きくない場合には、これらの距離に基づいて、遮光板によるカットオフライン付近における色収差を抑制することができるので、カットオフライン付近にて、照射光が赤色や青色に着色されることを防止することができる。
【００３８】
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、光源からの光の前方への照射効率を高めるようにした、極めて優れた車両用灯具が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用灯具の一実施形態の構成を示す概略側面図である。
【図２】図１の車両用灯具における遮光板の詳細な構造を示す部分拡大側面図である。
【図３】図１の車両用灯具における遮光板の上端面で反射される光を示す概略側面図である。
【図４】図１の車両用灯具における利用可能となった光を示す概略斜視図である。
【図５】図１の車両用灯具における（Ａ）遮光板の遮光による配光パターン及び（Ｂ）遮光板の上端面による反射光を加えた配光パターンをそれぞれ示すグラフである。
【図６】従来の車両用灯具の一例の構成を示す概略側面図である。
【図７】図６の車両用灯具による配光パターンを示すグラフである。
【図８】図６の車両用灯具における遮光板により遮断される光を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１０ 車両用灯具
１１ 放電灯（光源）
１１ａ ソケット
１１ｂ 光軸
１２ 反射面
１２ａ 長軸
１３ 投影レンズ
１３ａ 光軸
１４ 遮光板
１４ａ 上端面

Claims (6)

1. 光源と、光源からの光を前方に向かって反射させるように、後側の第一の焦点位置に光源が位置する回転楕円面から成る反射面と、光源及び反射面からの光を前方に向かって集束させるように、その後側の焦点位置が上記反射面の前側の第二の焦点位置に位置するように配置された凸レンズから成る投影レンズと、光源から投影レンズへの光路中にて上記反射面の第二の焦点位置付近に配置され光路の一部を遮断して所定の配光特性を形成する遮光板と、を含んでいる、車両用灯具において、
   上記反射面の長軸が、その第二の焦点位置を回転中心として、投影レンズの光軸から後方に向かって所定角度だけ上方に回転することにより、その第一の焦点位置が投影レンズの光軸の上方に配置されていることを特徴とする、車両用灯具。
2. 上記反射面の長軸の傾斜角度が５度乃至１５度であることを特徴とする、請求項１に記載の車両用灯具。
3. 上記投影レンズの光軸が、前方に向かって水平に延びていることを特徴とする、請求項１または２に記載の車両用灯具。
4. 上記遮光板が、上記反射面の第二の焦点位置から前方及び後方に向かって延びるように肉厚に形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の車両用灯具。
5. 上記遮光板の上記反射面の第二の焦点位置から前端までの距離が、第二の焦点位置から後端までの距離より小さいことを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載の車両用灯具。
6. 上記光源の光学が、投影レンズの光軸に対して平行に配置されていることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の車両用灯具。

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