JP4960747B2 - 車両前照灯 - Google Patents

Description

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として使用されるプロジェクタタイプの車両前照灯に関する。

従来、このような車両前照灯は、例えば特許文献１から知られており、図５に示すように、構成されている。
即ち、図５において、車両前照灯１は、光源としてのバルブ２と、反射面３と、投影レンズ４と、遮光部材５と、から構成されている。

上記バルブ２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バルブであって、例えば電球または放電バルブ等が使用されている。
上記バルブ２は、その光軸Ｏが前方に向かってほぼ水平に配置され、ソケットにより固定保持され、給電されるようになっている。
ここで、上記バルブ２は、その発光部２ａが光軸Ｏに沿って延びるように配置されることになる。

上記反射面３は、第一の焦点Ｆ１がバルブ２の発光部２ａ付近に位置するように、そして長軸が前方に向かってほぼ水平に延びるように配置された楕円系反射面から構成されており、その内面が反射面として形成されている。
ここで、楕円系反射面は、回転楕円面，楕円柱だけでなく、楕円面を基本とした自由曲面を含むものである。

上記投影レンズ４は、凸レンズから構成されており、その光源側（後側）の焦点が、上記反射面３の第二の焦点位置Ｆ２付近に配置されており、バルブ２または反射面３から前方に向かって進む光を集光し、前方に向かって照射するようになっている。

上記遮光部材５は、前方に向かって照射される光に対して所定のすれ違いビーム用の配光パターンを付与するためのものであり、上記反射面３の第二の焦点位置Ｆ２付近に配置されている。また、上記配光パターンにカットオフラインを形成するために、その上縁５ａが所定形状に形成されている。

このような構成の車両前照灯１によれば、バルブ２が給電され、発光することにより、バルブ２から出射した光は、直接に、または上記反射面３で反射されて、この反射面３の第二焦点付近に向かって前方に進み、投影レンズ４により集束されながら、前方に向かって照射される。
その際、前方に向かって照射される光は、その一部が遮光部材５により遮断される。また、この遮光部材５の上縁５ａによりカットオフラインを形成されて、すれ違いビームとして前方に向かって照射されることになる。

これにより、図６に示すように、上記カットオフラインが投影レンズ５により投影されることになる。このため、配光パターンに関して、中心から右側で水平線よりやや下方にて水平に、そして中心から左側にてほぼ水平線に沿って水平に延びるカットオフラインＣが形成され、このカットオフラインＣの下側のみに対して、すれ違いビームに適した光が照射されるようになっている。

このようにして、このような車両前照灯１においては、すれ違いビームの際には、上記遮光部材５によりカットオフラインＣが形成される。これにより、図６に示すように、すれ違いビーム用の配光パターンＡ１が形成されるようになっている。
上記遮光部材５の上縁５ａを光照射方向前方に向かって照射することにより、カットオフラインＣの上側にはまったく光が照射されない。このため、対向車に眩惑光を与えるようなことがない。

ところで、最近の車両前照灯に関する規格では、道路上に設置された道路標識等の確認のために、図６に示すように、主配光部としてのすれ違いビーム用の配光パターンＡ１の上側にて、中央付近に所謂オーバーヘッドサイン用配光パターンＡ２が採用されるようになってきている。
このオーバーヘッドサイン用配光パターンＡ２は、配光規格によって、その範囲及び照度が定められている。
このようなオーバーヘッドサイン用配光を含む配光規格は、以前は推奨規格であったが、新たな規格では必須となり、このような配光規格を満たさない車両前照灯が規格外として使用できなくなってしまう。

前述した車両前照灯１においては、このようなオーバーヘッドサイン用配光に対応するために、遮光部材５に、投影レンズ４の焦点位置（Ｆ２）から外れた位置に、オーバーヘッドサイン用配光のための窓部５ｂが設けられる。

これにより、バルブ２から出射した光の一部が、反射面３の下側領域３ａで反射して、遮光部材５の窓部５ｂを通過する。これにより、投影レンズ４を介して、前方の水平線よりやや上側に向かって照射され、オーバーヘッドサイン用配光を形成するようになっている。
この場合、窓部５ｂが投影レンズ４の焦点から外れているので、オーバーヘッドサイン用配光がややぼけた状態で投影されることになる。これにより、この配光の周囲の明暗境界線が気になるようになことはない。
また、すれ違いビーム用配光パターンを形成しない反射面３の下側領域３ａで反射した光を利用している。このため、すれ違いビーム用配光パターンが暗くなってしまうようなことはない。

これに対して、特許文献２には、リフレクタの前側焦点位置付近に配置された二枚の薄板構造の可動シェードの相互に対向する面に反射面を設けて、リフレクタからの反射光の一部をこれらの可動シェードの間の隙間に導いて、この隙間内で上記反射面により反射した光を集光レンズの下部に入射させ、集光レンズにより上側のオーバーヘッドサイン領域に照射するようにした、ヘッドランプが開示されている。

また、特許文献３には、リフレクタの上下に光源からの光を集光レンズを介さずに前方に反射させる補助リフレクタを設けて、この補助リフレクタの縦長矩形の輪郭形状を光らせるようにした車両用前照灯が開示されている。
実開平０５−０６６８０７号 特開２００４−１７２１０４号 特開２００１−０９５９１０号

しかしながら、特許文献１による車両前照灯１においては、オーバーヘッドサイン用配光を形成するための窓部５ｂが、遮光部材５の上縁５ａの下側に形成されている。このことから、この窓部５ｂと上縁５ａとの間には、構造上の点から、一定の寸法が必要である。
従って、すれ違いビーム用配光パターンの上端に接するように、オーバーへっとサイン用配光パターンを設定することは不可能であった。

また、すれ違いビーム用の配光を形成するための反射面３で反射した光を、窓部５ｂを通過させ、この窓部５ｂの形状を投影レンズ４によりオーバーヘッドサイン領域に投影するようになっている。
従って、投影レンズ４により集光される光によりオーバーヘッドサイン用配光が形成される。このため、必ずしもオーバーヘッドサイン用配光として最適な配光特性にはならなかった。

これに対して、特許文献２によるヘッドランプにおいては、二つの可動シェードが備えられていることにより、構造が複雑である。また、この場合も、同様にカットオフラインとオーバーヘッドサイン用配光を近接させることは不可能である。また、オーバーヘッドサイン用配光が投影レンズを通過することから、最適な配光特性を得ることは困難であった。

また、特許文献３による車両用前照灯においては、補助リフレクタによる反射光を投影レンズを介さずに外部に導くようになっている。しかしながら、この補助リフレクタによる反射光は、オーバーヘッドサイン用配光を形成するようにはなっていない。このため、本発明とは目的及び効果が異なる。

本発明は、以上の点から、簡単な構成により、最適な配光特性のオーバーヘッドサイン用配光が形成され得るようにした車両前照灯を提供することを目的としている。

上記目的は、本発明によれば、光源と、光源からの光を光照射方向前方に向かって反射するように、第一の焦点位置が光源付近に位置し、且つ第二の焦点位置が光照射方向前方にほぼ水平に延びる光源の光軸上に位置するように配置された光照射方向前方に向かって凹状の楕円系反射面と、上記反射面の前方にて、光源の光軸上にて、その光源側の焦点位置が上記反射面の第二の焦点位置付近に位置するように配置された凸状の投影レンズと、上記反射面の第二の焦点位置付近に配置され、上縁がカットオフラインを画成するように形成された遮光部材と、上記投影レンズを支持し且つ投影レンズ及び反射面の間の領域を包囲するカバーと、を含んでいる、車両前照灯において、上記反射面が、その面内の周縁付近に、光源からの光を上記投影レンズの外側から光照射方向前方に向かって反射するオーバーヘッドサイン用配光のための補助反射面を形成するカット部を有しており、上記カバーが、前方に向けて開口するとともに上記反射面のカット部で反射した光を透過させ得る孔を備えている、ことを特徴とする、車両前照灯により、達成される。

本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記カット部が、上記反射面の光軸から下方の領域に設けられている。

本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記カット部が、光源からの光を集束させて、上記カバーの孔の中央付近で最小ビーム径となるように、反射する。

本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記カット部が、Ｆ８からＦ１２程度のフォーカス値を有している。

本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記カット部が、水平線から上方４度付近にて横方向に長いオーバーヘッドサイン用配光パターンを形成する。

上記構成によれば、光源から反射面に入射した光が、この反射面で反射して、その第二の焦点位置に向かって集束し、さらに投影レンズにより集束されて、光照射方向前方に向かって照射される。
その際、この光が上記遮光部材によりカットオフが形成される。これにより、すれ違いビーム用の配光パターンが形成されることになる。

また、光源から反射面の周縁に設けられたカット部に入射した光は、このカット部で反射して、集束する。この光は、投影レンズを通過することなく、カバーの孔を通過した後、やや拡散して、光照射方向前方の水平線より僅かに上方のオーバーヘッドサイン用配光領域に照射される。
これにより、オーバーヘッドサイン用配光が形成されるので、例えば自動車の進行方向に関して水平線よりやや上側に位置する道路標識等に照射される。これにより、これらの道路標識等が明るく照明され、これらの道路標識等が確実に視認され得ることになる。

その際、オーバーヘッドサイン用配光を形成する上記カット部は、従来すれ違いビーム時に反射面の周縁で反射して投影レンズには入射せず、すれ違いビーム用配光パターンを形成しない光が入射する。このため、すれ違いビーム用配光パターンを形成する光束が低減することがない。

さらに、オーバーヘッドサイン用配光は、投影レンズを介さずにオーバーヘッドサイン用配光領域に向かって照射される。このため、すれ違いビームとは異なる配光特性が付与されることになり、すれ違いビームの配光パターンの上縁に近接して、最適なオーバーヘッドサイン用配光が得られ、オーバーヘッドサインの視認性が向上する。

また、オーバーヘッドサイン用配光は、反射面のカット部及びカバーの孔により形成される。このため、従来の車両前照灯と比較して、追加の部品が不要であることから、簡単な構成により、低コストで構成され得ることになる。
さらに、反射面で反射してすれ違いビームの配光パターンを形成する光の一部がカバーの孔を通過したとしても、投影レンズに入射することがない。このため、このような光が幻惑光となるようなことはない。

上記カット部が、上記反射面の光軸から下方の領域に設けられている場合には、従来すれ違いビーム時に遮光部材により遮断されて、すれ違いビーム用配光パターンを形成しない光が入射する。このため、すれ違いビーム用配光パターンを形成する光束が低減することがない。

上記カット部が、光源からの光を集束させて、上記カバーの孔の中央付近で最小ビーム径となるように、反射する場合には、カバーに設けられた孔が最小径で済むことになる。

上記カット部が、Ｆ８からＦ１２程度のフォーカス値を有している場合には、このカット部からの反射光が、カバーの孔を通過した後、適宜に拡散して、最適なオーバーヘッドサイン用配光を形成することになる。

上記カット部が、水平線から上方４度付近にて横方向に長いオーバーヘッドサイン用配光パターンを形成する場合には、道路の上方の左右広い範囲に設置された道路標識等が確実に視認され得ることになる。

このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、最適な配光特性のオーバーヘッドサイン用配光が形成され得るようにした車両前照灯が提供され得ることになる。

以下、この発明の好適な実施形態を図１から図４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。

図１は、本発明による車両前照灯の一実施形態の構成を示している。
図１において、車両前照灯１０は、自動車のヘッドランプとして構成されており、光源としてのバルブ１１と、上記バルブ１１からの光を光照射方向前方に向かって反射する反射面１２と、バルブ１１または反射面１２から前方に向かって進む光を集束する投影レンズ１３と、上記バルブ１１から投影レンズ１３への光路中に配置された遮光部材１４と、投影レンズ１３を保持すると共に投影レンズ１３と反射面１２の間の領域を包囲するカバー１５と、から構成されている。

上記バルブ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バルブであって、例えば白熱電球，ハロゲン電球や、ＨＩＤ（Ｈｉｇｈ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）等の放電灯等が使用されていてもよく、その光軸Ｏが前方に向かってほぼ水平に配置され、ソケットにより固定保持され、給電されるようになっている。
ここで、上記バルブ１１は、その発光部１１ａが光軸Ｏに沿って延びるように配置されている。

上記反射面１２は、上記バルブ１１からの光を前方に向かって反射するように前方に向かって凹状に形成されており、その第一の焦点位置Ｆ１がバルブ１１の発光部１１ａ付近に位置するように構成されている。また、長軸がバルブ１１から光照射方向前方に向かって延びる光軸Ｏと一致するように配置された楕円系の反射面として構成されている。
ここで、楕円系反射面は、回転楕円面，楕円柱だけでなく、楕円面を基本とした自由曲面を含むものである。
上記反射面１２は、後述するカット部１２ａの領域を除いて、ほぼ全体がすれ違いビーム用配光パターンを与えるように形成されている。

上記投影レンズ１３は、例えば非球面の凸レンズから成り、その光源側の焦点位置が上記反射面１２の第二の焦点位置Ｆ２付近に位置するように、上記バルブ１１の光軸Ｏ上に配置されている。

上記遮光部材１４は、遮光性材料から構成されており、上記反射面１２の第二の焦点位置Ｆ２付近即ち投影レンズ１３の光源側の焦点位置付近に配置されている。
これにより、遮光部材１４の上縁１４ａが投影レンズ１３により光照射方向前方に投影される。これにより、すれ違いビーム用の配光パターンにおけるカットオフラインが形成されるようになっている。

上記カバー１５は、上記投影レンズ１３を所定位置に保持する。また、投影レンズ１３と反射面１２との間の領域を包囲するように、反射面１２の周縁に連結されている。これにより、反射面１２から投影レンズ１３への光路を埃等から保護するようになっている。

以上の構成は、図５に示した従来の車両前照灯１とほぼ同じ構成であるが、本発明実施形態による車両前照灯１０は、以下の点で異なる構成になっている。
即ち、上記反射面１２は、図２に示すように、その光照射方向前方に向かって右側の周縁領域に、そして好ましくは図１に示すように、光軸Ｏより下方の領域に、オーバーヘッドサイン用配光のための補助反射面を形成するカット部１２ａを備えている。

また、上記カバー１５は、バルブ１１から出射して上記オーバーヘッドサイン用配光のためのカット部１２ａで反射した光を通過させる孔１５ａを備えている。

ここで、上記カット部１２ａは、反射面１２の他の部分と異なる曲率に、例えばＦ８からＦ１２程度のフォーカス値を基本とする補助反射面として、上記反射面１２と一体的に形成されている。
上記カット部１２ａは、反射した光をオーバーヘッドサイン用配光領域に、即ち水平方向やや上向き（例えば４度上向き）に、そして左右方向に関して広く（例えば１０から２０度の角度範囲で）集束させるようになっている。
その際、上記カット部１２ａは、反射光を上記カバー１５の孔１５ａの中央付近で最小ビーム径とした後、拡散して光照射方向前方に向かって照射するようになっている。

さらに、上記カット部１２ａは、その反射光が、所定の大きさ及び形状のオーバーヘッドサイン用配光を形成するように、その大きさ及び形状が選定されている。

本発明実施形態による車両前照灯１０は、以上のように構成されており、バルブ１１が外部から給電されて発光することにより、バルブ１１の発光部１１ａから光が出射する。
バルブ１１から出射した光の一部Ｌ１は、上記反射面１２により反射し、その第二の焦点位置Ｆ２付近に向かって集束し、さらに投影レンズ１３を介して集束しながら、光照射方向前方に向かって照射される。
その際、上記遮光部材１４の上縁１４ａによりカットオフを形成されることにより、図４に示すように、すれ違いビーム用の配光パターンＢ１が形成されることになる。

また、バルブ１１から右方下側に向かって出射した光Ｌ２は、上記反射面１２の右方下側の周縁領域に設けられたカット部１２ａに入射し、このカット部１２ａにより反射して、集束しながら、光軸Ｏにほぼ平行に光照射方向前方に向かって進み、上記カバー１５の孔１５ａを通過した後、やや拡散して、光照射方向前方の水平線より僅かに上方のオーバーヘッドサイン用配光領域に照射され、図４に示すように、オーバーヘッドサイン用配光パターンＢ２を形成する。

これにより、オーバーヘッドサイン用配光が、例えば自動車の進行方向に関して水平線よりやや上側に位置する道路標識等に照射される。これにより、これらの道路標識等が明るく照明され、これらの道路標識等が確実に視認され得ることになる。
この場合、上記反射面１２のオーバーヘッドサイン用配光のためのカット部１２ａは、従来すれ違いビーム用配光パターンの形成には寄与しない光束を反射する。これにより、すれ違いビームの配光パターンＢ１を形成する光束が、このカット部１２ａの設置によって低減することがない。

また、上記カット部１２ａの輪郭が、オーバーヘッドサイン用配光パターンＢ２の周縁の形状を決定することになる。このため、このカット部１２ａの大きさ及び形状を適宜に選定することによって、投影レンズの光学特性に依存することなく、オーバーヘッドサイン用配光パターンＢ２の大きさ及び形状が調整され得ることになる。
従って、オーバーヘッドサイン用配光が所定の配光規格を満たすように形成され得ることになる。

さらに、上記カット部１２ａからの反射光が、上記カバー１５の孔１５ａを通過した後、やや拡散する。これにより、オーバーヘッドサイン用配光パターンの周縁の輪郭がぼやけることになる。
従って、オーバーヘッドサイン用配光パターンの周縁の輝度変化が滑らかになり、明るい部分と暗い部分の境界が際だって、見にくくなるようなことがない。

また、反射面１２で反射した光またはバルブ１１からの直接光が、直接にカバー１５の孔１５ａに入射したとしても、投影レンズ１３に入射しない。このため、外部に出射して幻惑光となるようなことはない。

このようにして、本発明実施形態によれば、反射面１２の一部をカット部１２ａとして一体に形成する。また、カバー１５に孔１５ａを設けることにより、追加部品を必要とせずに、オーバーヘッド用配光パターンＢ２を形成することができる。

上述した実施形態においては、オーバーヘッドサイン用配光のために、反射面１２の右方下側領域にカット部１２ａが備えられ、これに対応してカバー１５に孔１５ａが設けられているが、これに限らず、反射光が投影レンズ１３に入射せず、あるいは投影レンズ１３に入射してもすれ違いビームを形成しないような反射面１２の領域、例えば反射面１２の右方上側，左方，上方または下方あるいはこれらの間の光軸Ｏから斜めの領域に、カット部１２ａが設けられ、またこれらのうち複数箇所にそれぞれカット部１２ａが設けられ、これらに対応してカバー１５にそれぞれ孔１５ａが設けられていてもよいことは明らかである。

さらに、上述した実施形態においては、車両前照灯１０がヘッドランプである場合について説明したが、これに限らず、他の種類の車両前照灯、例えばフォグランプ等の補助前照灯として構成することも可能である。

このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、最適な配光特性のオーバーヘッドサイン用配光が形成され得るようにした、極めて優れた車両前照灯が提供され得ることになる。

本発明による車両前照灯の一実施形態の構成を示す概略側面図である。 図１の車両前照灯におけるカバーを省略した概略斜視図である。 図１の車両前照灯におけるカバーの孔を示す概略斜視図である。 図１の車両前照灯によるすれ違いビーム及びオーバーヘッドサイン用の配光パターンを示すグラフである。 従来の車両前照灯の一例の構成を示す概略側面図である。 図５の車両前照灯によるすれ違いビーム及びオーバーヘッドサイン用の配光パターンを示すグラフである。

符号の説明

１０ 車両前照灯
１１ バルブ（光源）
１２ 反射面
１２ａ カット部
１３ 投影レンズ
１４ 遮光部材
１５ カバー
１５ａ 孔

Claims (5)

1. 光源と、
   光源からの光を光照射方向前方に向かって反射するように、第一の焦点位置が光源付近に位置し、且つ第二の焦点位置が光照射方向前方にほぼ水平に延びる光源の光軸上に位置するように配置された光照射方向前方に向かって凹状の楕円系反射面と、
   上記反射面の前方にて、光源の光軸上にて、その光源側の焦点位置が上記反射面の第二の焦点位置付近に位置するように配置された凸状の投影レンズと、
   上記反射面の第二の焦点位置付近に配置され、上縁がカットオフラインを画成するように形成された遮光部材と、
   上記投影レンズを支持し且つ投影レンズ及び反射面の間の領域を包囲するカバーと、
   を含んでいる、車両前照灯において、
   上記反射面が、その面内の周縁付近に、光源からの光を上記投影レンズの外側から光照射方向前方に向かって反射するオーバーヘッドサイン用配光のための補助反射面を形成するカット部を有しており、
   上記カバーが、前方に向けて開口するとともに上記反射面のカット部で反射した光を透過させ得る孔を備えている、
   ことを特徴とする、車両前照灯。
2. 上記カット部が、上記反射面の光軸から下方の領域に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の車両前照灯。
3. 上記カット部が、光源からの光を集束させて、上記カバーの孔の中央付近で最小ビーム径となるように、反射することを特徴とする、請求項１または２に記載の車両前照灯。
4. 上記カット部が、Ｆ８からＦ１２程度のフォーカス値を有していることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の車両前照灯。
5. 上記カット部が、水平線から上方４度付近にて横方向に長いオーバーヘッドサイン用配光パターンを形成することを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載の車両前照灯。

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