JP2005327545A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】光源からの光を効率よく照射方向に照射できる車両用灯具を提供すること。
【解決手段】リフレクタ２０の前方に、第１サブリフレクタ３１と第２サブリフレクタ４１とからなるサブリフレクタ３０を設ける。第１サブリフレクタ３１の反射面３２は、リフレクタ２０の反射面２１の焦点の１つである第２焦点Ｆ２と第３焦点Ｆ３とを焦点とし、第２サブリフレクタ４１の反射面４２は、第３焦点Ｆ３を焦点とする。これにより、ハロゲンバルブ１０で発光した光の一部は、リフレクタ２０の反射面２１で反射した後集光レンズ１５を透過して前方を照射し、ハロゲンバルブ１０で発光した光の残りは、リフレクタ２０の反射面２１で反射した後第１サブリフレクタ３１の反射面３２で反射し、さらに、第２サブリフレクタ４１の反射面４２で反射して前方を照射する。この結果、光源からの光を効率よく照射方向に照射できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用灯具に関するものである。特に、この発明は、高効率のリフレクタを有する車両用灯具に関するものである。

従来の車両用灯具では、車両用灯具全体を小型化することによってデザインの自由度が向上するなど、小型化には多くの利点があるが、車両用灯具を小型化する際には、小型化と照射性能とを両立できるプロジェクタタイプの車両用灯具が多く採用されている。例えば、車両用灯具の一例である特許文献１の赤外線照明装置では、リフレクタを２つの焦点を有する回転楕円を基調として形成し、光源を一方の焦点付近に位置させている。この部分に位置する光源を点灯させることにより、光源からの光はリフレクタで反射して他方の焦点に集中する。また、この光が集中する部分の付近には可視光遮断手段であるフィルタが設けられており、リフレクタで反射した光は、このフィルタを透過する際に可視光の大部分が遮断されるので、赤外線のみが透過する。フィルタを透過した赤外線は、その前方に設けられる集光レンズを透過することにより向きが変えられ、所定の方向を照射する。

特開２００２−８４１６号公報

しかしながら、上記のような構造の車両用灯具では、リフレクタで反射した光源からの光のうち、集光レンズに入射されない光は集光レンズによって所定の方向に照射することができないため、光源から照射される光を有効利用することが困難であった。このため、車両用灯具が所定の方向を照射する照射光は、光源が発光する光に対して効率の悪いものとなっていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光源からの光を効率よく照射方向に照射できる車両用灯具を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る車両用灯具は、光源と、前記光源からの光を反射するリフレクタと、前記リフレクタで反射した光を所定の方向に照射する集光レンズと、を具備するプロジェクタタイプの車両用灯具において、前記リフレクタで反射した光のうち、基本配光パターンで使用されない光を反射する部分であるリフレクタの延長部で反射した光を反射するサブリフレクタが形成されていることを特徴とする。

この発明では、リフレクタで反射した光は従来のプロジェクタタイプの車両用灯具と同様に集光レンズで所定の方向に照射する。このため、リフレクタで反射した光のうち、基本配光パターンで使用されない光、即ち、リフレクタの延長部で反射した光はすれ違い用配光パターン等の基本配光パターンで使用されないが、この光の進行方向にサブリフレクタを設けることにより、基本配光パターンで使用されない光も有効利用できる。例えば、サブリフレクタを複数設け、これらを組合せて照射方向に照射することにより、光源で発光した光を従来のプロジェクタタイプの車両用灯具と比較して有効利用することができる。この結果、光源からの光を効率よく照射方向に照射することができる。

また、この発明に係る車両用灯具は、前記サブリフレクタは、前記延長部で反射した光を前記集光レンズでの照射の方向と同方向に反射することを特徴とする。

この発明では、リフレクタで反射した光のうち、基本配光パターンで使用されない光、即ち、リフレクタの延長部で反射した光を、サブリフレクタで、集光レンズでの照射方向と同方向に反射することができる。また、サブリフレクタを、放物線を基調とした形状で形成し、リフレクタからの光を直接照射方向に反射する場合には、リフレクタからの光を１回反射するだけで所定方向を照射できるので、サブリフレクタで効率よく照射できる。また、サブリフレクタを、回転楕円を基調とした形状と放物線を基調とした形状とを組合せて形成する場合には、リフレクタからの光をサブリフレクタで所定方向に反射する場合、容易に任意の方向に反射させることができる。また、回転楕円を基調とした形状と放物線を基調とした形状とを組合せて形成することにより、任意の配光パターンで反射することも容易になる。これらの結果、光源からの光を、さらに効率よく照射方向に照射することができる。

また、この発明に係る車両用灯具は、前記光源と前記集光レンズとの間には、可視光遮断手段が設けられていることを特徴とする。

この発明では、光源と集光レンズとの間に可視光遮断手段を設けることにより、光源が赤外線を含んでいる場合には、当該車両用灯具から赤外線を照射することができる。赤外線を照射する車両用灯具は、主に車両用車外監視装置の一部として使用され、赤外線を感知する撮像カメラの撮像範囲を照射する際に使われる。この撮像カメラの撮像範囲は、一般的に視野角が狭く、遠方まで撮像可能なため、赤外線を照射する車両用灯具も、遠方まで照射できる方が好ましい。そこで、上記のようにサブリフレクタを備えて光源からの光を有効利用して遠方まで照射可能とし、光源と集光レンズとの間に可視光遮断手段を設けることにより、赤外線を効率よく遠方まで照射できる。この結果、光源からの光を効率よく照射できる車両用灯具を、赤外線を照射する灯具として使用することにより、より実用的な灯具として有効的に使用することができる。

また、この発明に係る車両用灯具は、前記可視光遮断手段の前記集光レンズでの照射方向側には、前記サブリフレクタの反射方向に位置し、且つ、前記サブリフレクタとの間に空隙を有する照射光調整手段が形成されており、前記サブリフレクタで反射した光は、前記照射光調整手段、前記可視光遮断手段での反射、及び前記集光レンズでのレンズ内反射により、前記集光レンズから照射されることを特徴とする。

この発明では、照射光調整手段を設け、サブリフレクタで反射した光を、照射光調整手段、可視光遮断手段での反射、及び集光レンズでのレンズ内反射を繰り返すことにより、サブリフレクタで反射した光を集光レンズから外部に照射している。これにより、可視光遮断手段を透過した光とサブリフレクタで反射した光とを合わせて集光レンズから外部に照射することができる。可視光遮断手段では、可視光を全て遮断できない場合があり、その場合、リフレクタで反射した光が可視光遮断手段を透過する際に、赤外線と共に赤色等の着色光が透過する場合がある。この着色光とサブリフレクタで反射した光とを合わせることにより、着色光は視認できなくなる。この結果、光源からの光を効率よく照射できる車両用灯具を、赤外線を照射する灯具として使用した場合でも、外部からは着色光が視認されない、良好な車両用灯具とすることができる。

本発明にかかる車両用灯具は、光源からの光を効率よく照射方向に照射することができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる車両用灯具の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。また、本発明にかかる車両用灯具は様々な灯具が考えられるが、実施例として車両に搭載され、車両の前方を照射するプロジェクタタイプの赤外線投光器について説明する。また、以下の説明は、本発明の赤外線投光器を備えた車両の前方、後方、左側、右側、上側、下側を、赤外線投光器においても前方、後方、左側、右側、上側、下側として説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る赤外線投光器の断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。同図に示す赤外線投光器１は、光源として設けられるハロゲンバルブ１０と、リフレクタ２０と、リフレクタ２０の前方に設けられ、リフレクタ２０からの反射光を所定の方向に照射する集光レンズ１５と、リフレクタ２０の前方に位置するサブリフレクタ３０と、可視光遮断手段としてハロゲンバルブ１０と集光レンズ１５との間に設けられる赤外線透過フィルタ５０とから形成されている。さらに、前記サブリフレクタ３０は、第１サブリフレクタ３１と第２サブリフレクタ４１とから形成されている。

前記リフレクタ２０の内面には、アルミ蒸着等によって反射面２１が形成されている。また、当該リフレクタ２０の後端付近には、前記ハロゲンバルブ１０用の挿通孔２２が形成されており、ハロゲンバルブ１０は挿通孔２２より挿通してリフレクタ２０に固定する。また、このハロゲンバルブ１０には、電源（図示省略）と電気的に接続されているバルブソケット（図示省略）が接続される。

前記リフレクタ２０の反射面２１の形状は、中心線５５（光軸）上に第１焦点Ｆ１及び第２焦点Ｆ２の２つの焦点を有し、前記中心線５５が中心軸となる回転楕円を基調とする自由曲面の一部となっている。この第１焦点Ｆ１及び第２焦点Ｆ２は、当該反射面２１の形状を決める基準である光学基準点となっている。前記ハロゲンバルブ１０は、発光部１１が前記第１焦点Ｆ１付近に位置するように配置される。また、このリフレクタ２０は、前端部２３の前後方向における位置が、前記第２焦点Ｆ２の前後方向における位置とほぼ同一の位置となっており、前端部２３から後方に向かった所定の範囲は、延長部２４として形成されている。また、前記赤外線透過フィルタ５０は、この第２焦点Ｆ２近傍に設けられている。つまり、赤外線透過フィルタ５０は、リフレクタ２０の前端部２３付近に設けられており、当該リフレクタ２０の前端部２３の内側に、前記中心線５５にほぼ直交するように設けられている。

前記サブリフレクタ３０は、上述したように第１サブリフレクタ３１と第２サブリフレクタ４１とから形成されており、第１サブリフレクタ３１は、前記集光レンズ１５を保持する部分である集光レンズ保持部３８を有して集光レンズ１５の近傍の後方に位置している。第２サブリフレクタ４１は、前記リフレクタ２０の前端部２３に接続されて一体に形成されており、リフレクタ２０の前方に設けられている。

第１サブリフレクタ３１には、前記リフレクタ２０と同様に反射面３２が形成されている。この反射面３２は、前記第２焦点Ｆ２の前方で前記中心線５５の上下に１箇所ずつ、計２箇所に位置する第３焦点Ｆ３のうちの一方の第３焦点Ｆ３と前記第２焦点Ｆ２との２つの焦点を有し、この第３焦点Ｆ３と第２焦点Ｆ２とを通る中心線３５が中心軸となる回転楕円を基調とする自由曲面の一部となっている。また、第１サブリフレクタ３１は、当該第１サブリフレクタ３１の反射面３２と同様に、反射面３２の基調となる形状である回転楕円に沿って回転楕円の一部の形状で形成されており、反射面３２が回転楕円の内側の面に位置するように形成されている。さらに、この第１サブリフレクタ３１は、前方から後方に向かうに従って、回転楕円を基調とする自由曲面が外側に広がるよう形成されており、その自由曲面は、前方或いは外側に凸となって形成されている。

また、第１サブリフレクタ３１は、上部第１サブリフレクタ３３と下部第１サブリフレクタ３４とが設けられている。このうち、上部第１サブリフレクタ３３は、上記のように中心線５５の上下に１箇所ずつ位置している第３焦点Ｆ３のうちの下側の第３焦点Ｆ３と前記第２焦点Ｆ２とを焦点としており、下部第１サブリフレクタ３４は、上記の第３焦点Ｆ３のうちの上側の第３焦点Ｆ３と前記第２焦点Ｆ２とを焦点としている。

また、この第１サブリフレクタ３１には、前端部３６に集光レンズ保持部３８が形成されており、この集光レンズ保持部３８によって前記集光レンズ１５は第１サブリフレクタ３１に保持されている。集光レンズ１５は、非球面レンズであって透明の物質、例えばガラス等から形成されている。その形状は、ほぼ円形の凸レンズ状の形状となっており、凸側の面を前方に向けて設けられている。前記集光レンズ保持部３８は、この集光レンズ１５の凸側の面の一部と、後方側の面の一部の形状とほぼ同一の形状で形成される保持部３９を有しており、集光レンズ１５は、この保持部３９に嵌合することにより第１サブリフレクタ３１に保持されている。

第２サブリフレクタ４１には、前記リフレクタ２０及び前記第１サブリフレクタ３１と同様に反射面４２が形成されている。この反射面４２は、前記第３焦点Ｆ３を擬似焦点とする自由曲面の形状で形成されている。この自由曲面は、第３焦点Ｆ３を通り、前記中心線５５と平行な線である中心線（図示省略）が中心軸となる放物面を基調として形成されており、この放物面の一部の形状が基調となっている。また、第２サブリフレクタ４１は当該第２サブリフレクタ４１の反射面４２と同様に、反射面４２の基調となる形状である放物面に沿って放物面の一部の形状で形成されており、反射面４２が放物面の内側の面に位置するように形成されている。さらに、この第２サブリフレクタ４１は、後端部４５から前方に向かうに従って、放物面を基調とする自由曲面が外側に広がるように形成されており、その自由曲面は、後方或いは外側に凸となって形成されている。

また、この第２サブリフレクタ４１は、第１サブリフレクタ３１と同様に、上部第２サブリフレクタ４３と下部第２サブリフレクタ４４とが設けられている。このうち、上部第２サブリフレクタ４３は、上記のように中心線５５の上下に１箇所ずつ位置している第３焦点Ｆ３のうちの上側の第３焦点Ｆ３を擬似焦点として形成されており、下部第２サブリフレクタ４４は、上記の第３焦点Ｆ３のうちの下側の第３焦点Ｆ３を擬似焦点として形成されている。このように形成される第２サブリフレクタ４１は、後端部４５が前記リフレクタ２０の前端部２３と接続されてリフレクタ２０と一体に形成されている。

この実施例１にかかる赤外線投光器１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。この赤外線投光器１を点灯すると、まず、前記ハロゲンバルブ１０内の発光部１１が点灯する。発光部１１が点灯すると、発光部１１からの光はリフレクタ２０の反射面２１で反射する。リフレクタ２０の反射面２１は、第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２とを焦点とする自由曲面の形状で形成されているため、第１焦点Ｆ１付近に位置している前記発光部１１からの光がリフレクタ２０の反射面２１で反射した場合には、反射したこの光は第２焦点Ｆ２の方向に向かう。この第２焦点Ｆ２付近には、前記赤外線透過フィルタ５０が形成されており、また、リフレクタ２０の反射面２１で反射した光は第２焦点Ｆ２付近では収束するため、前記反射面２１で反射した光はほぼ全てこの赤外線透過フィルタ５０を透過する。ここで、ハロゲンバルブ１０で発光した光には、可視光と共に赤外線も含まれているが、赤外線透過フィルタ５０は可視光のほぼ全てを遮断するため、前記反射面２１で反射した光が赤外線透過フィルタ５０を透過する際には、赤外線のみが透過する。

第２焦点Ｆ２を通過した赤外線は、拡散しながら進行する。このように拡散しつつ進行する赤外線のうち、比較的内側部分の赤外線、即ち、リフレクタ２０の、前記延長部２４よりも後方の部分の反射面２０で反射した光による赤外線は、前記集光レンズ１５の方向に向かう。集光レンズ１５の方向に向かい、集光レンズ１５に到達した赤外線は、集光レンズ１５内に入射する。その際に進行方向が変えられ、その向きでさらに進行し、外部に出射する。その際にも赤外線の進行方向は変えられる。つまり、赤外線が集光レンズ１５を透過する際には進行方向が変えられ、具体的には、拡散しつつ進行する赤外線が、集光レンズ１５から出射する際には前記中心線５５と平行な方向に進行方向が変えられる。この赤外線は、当該赤外線投光器１の基本配光パターンで前方を照射する。

第２焦点Ｆ２を通過し、拡散しつつ進行する赤外線のうち、前記集光レンズ１５を透過する赤外線の外側を進行する赤外線、即ち、リフレクタ２０の、前記延長部２４の部分の反射面２１で反射した光による赤外線は、前記第１サブリフレクタ３１の方向に向かう。つまり、基本配光パターンで使用されない赤外線は、前記延長部２４の反射面２１で前記第１サブリフレクタ３１の方向に反射させる。この第１サブリフレクタ３１には反射面３２が形成されているので、第１サブリフレクタ３１に到達した赤外線は、反射面３２によって反射される。この反射面３２は、第２焦点Ｆ２と第３焦点Ｆ３とを焦点とする自由曲面の形状で形成されているため、第２焦点Ｆ２の方向からの赤外線が当該反射面３２で反射した場合には、赤外線は第３焦点Ｆ３の方向に反射する。これにより、第１サブリフレクタ３１の反射面３２で反射した赤外線は、収束しながら第３焦点Ｆ３に向かう。収束しつつ第３焦点Ｆ３に向かい、第３焦点Ｆ３を通過した赤外線は、拡散しながら進行する。その進行の方向は、この赤外線が通過した第３焦点Ｆ３を擬似焦点とする第２サブリフレクタ４１の方向に進行する。

第２サブリフレクタ４１には反射面４２が形成されているので、第２サブリフレクタ４１に到達した赤外線は、反射面４２によって反射される。この反射面４２は、第３焦点Ｆ３を擬似焦点とする自由曲面の形状で形成されているため、第３焦点Ｆ３の方向からの赤外線が当該反射面４２で反射した場合には、赤外線は前方に反射する。即ち、第２サブリフレクタ４１の反射面４２は、第３焦点Ｆ３を擬似焦点とし、この第３焦点Ｆ３を通過する前記中心線５５と平行な中心線（図示省略）を中心軸とする放物面を基調として形成されているため、第３焦点Ｆ３の方向からの赤外線が当該反射面４２で反射した場合には、前記中心線５５と平行な方向である前方に反射する。

前記第１サブリフレクタ３１は、上部第１サブリフレクタ３３及び下部第１サブリフレクタ３４が設けられており、前記第２サブリフレクタ４１は、上部第２サブリフレクタ４３及び第２サブリフレクタ４４が設けられているので、上記の第１サブリフレクタ３１と第２サブリフレクタ４１との反射を詳細に説明する。上部第１サブリフレクタ３３の反射面３２は、前記中心線５５の上下に１箇所ずつ位置している第３焦点Ｆ３のうちの下側の第３焦点Ｆ３と前記第２焦点Ｆ２とを焦点としているため、第２焦点Ｆ２の方向からの赤外線は、当該上部第１サブリフレクタ３３の反射面３２で下側の第３焦点Ｆ３の方向に反射する。この下側の第３焦点Ｆ３は、前記第２サブリフレクタ４１のうち下部第２サブリフレクタ４４の反射面４２の擬似焦点となっているため、下側の第３焦点Ｆ３を通過した赤外線は、下部第２サブリフレクタ４４の反射面４２で前方に反射される。つまり、上部第１サブリフレクタ３３の反射面３２で反射した赤外線は下部第２サブリフレクタ４４の方向に向かい、下部第２サブリフレクタ４４の反射面４２で前方に反射される。

また、下部第１サブリフレクタ３４の反射面３２は、前記２箇所の第３焦点Ｆ３のうちの上側の第３焦点Ｆ３と前記第２焦点Ｆ２とを焦点としているため、第２焦点Ｆ２の方向からの赤外線は、当該下部第１サブリフレクタ３４の反射面３２で上側の第３焦点Ｆ３の方向に反射する。この上側の第３焦点Ｆ３は、前記第２サブリフレクタ４１のうち上部第２サブリフレクタ４３の反射面４２の擬似焦点となっているため、上側の第３焦点Ｆ３を通過した赤外線は、上部第２サブリフレクタ４３の反射面４２で前方に反射される。つまり、下部第１サブリフレクタ３４の反射面３２で反射した赤外線は上部第２サブリフレクタ４３の方向に向かい、上部第２サブリフレクタ４３の反射面４２で前方に反射される。

図３は、従来の赤外線投光器と本発明の赤外線投光器の照射範囲の比較図であり、（ａ）は、従来の赤外線投光器の照射範囲を示す図、（ｂ）は、本発明の赤外線投光器の照射範囲を示す図である。当該赤外線投光器１は、主に車両用車外監視装置（図示省略）の一部として使用され、赤外線を感知する撮像カメラ（図示省略）と共に車両に搭載される。この撮像カメラは車両の前方を撮像し、赤外線投光器１はカメラの撮像範囲を赤外線で照射して、外部の状況を撮像カメラによって撮像可能としている。従来の赤外線投光器の照射範囲６１は、基本配光パターンのみで照射方向を照射し、比較的車両６０に近い部分の広い範囲となっているため、当該車両６０に搭載される撮像カメラによる撮像範囲６３の、遠方部分を照射することができない。

これに対し、前記赤外線投光器１では、集光レンズ１５からの基本配光パターンのみでなく、第２サブリフレクタ４１によっても照射方向を照射するため、車両７０の遠方までが照射範囲７１となっている。これにより、当該車両７０に搭載される撮像カメラによる撮像範囲７２の遠方まで照射範囲７１となっており、さらに、撮像範囲７２よりも遠方も照射範囲７１に含まれている。これらにより、従来の赤外線投光器では、撮像範囲６３の遠方端６４から照射範囲６１の遠方端６２までの範囲αは、夜間等には撮像が困難な範囲となるが、本発明の赤外線投光器１では、撮像範囲７２よりも遠方まで照射範囲７１となっているので、このような部分は存在しない。また、本発明の赤外線投光器１による照射範囲７１が撮像範囲７２の全てを照射している部分と、従来の赤外線投光器による照射範囲６１が撮像範囲６３の全てを照射している部分とを比較すると、本発明の赤外線投光器１の方が所定の差βを有して遠方まで撮像範囲７２の全てを照射している。

図４は、赤外線投光器を有する車両用車外監視装置の表示装置での表示状態を示す図であり、（ａ）は、従来の赤外線投光器を有する車両用車外監視装置の表示装置での表示状態を示す図、（ｂ）は、本発明の赤外線投光器を有する車両用車外監視装置の表示装置での表示状態を示す図である。従来の赤外線投光器で撮像範囲６３を照射し、車両６０の室内に設けられる表示装置８０で撮像した情報を表示した場合には、赤外線投光器の照射範囲６１が車両６０前方の遠方まで含まれていないので、表示装置８０に表示される明確な範囲８１が狭く、遠方に該当部分が明確に表示され難い。これに対して、本発明の赤外線投光器１で撮像範囲７２を照射し、車両７０の室内に設けられる表示装置９０で撮像した情報を表示した場合には、赤外線投光器１の照射範囲７１が車両７０前方の遠方にまで及んでいるので、表示装置９０に表示される明確な範囲９１が広く、従来の赤外線投光器で撮像範囲６３を照射した場合と比較して、特に遠方に該当部分が明確に表示される。

以上の赤外線投光器１は、ハロゲンバルブ１０からの光がリフレクタ２０の反射面２１で反射し、反射後の光が赤外線透過フィルタ５０を透過することによって生じた赤外線のうち、照射時に基本配光パターンで使用されない赤外線、即ち、延長部２４の部分の反射面２１で反射した光による赤外線を第１サブリフレクタ３１及び第２サブリフレクタ４１によって前方に向けて照射している。この結果、ハロゲンバルブ１０からの光を効率よく照射方向に照射することができる。

また、車両用車外監視装置で使用する赤外線投光器は、当該車両用車外監視装置が有する撮像カメラの撮像範囲を照射するが、この撮像カメラは視野角が約１０°〜２０°程度であるため、視野角が狭く、遠方まで撮像可能なので、赤外線投光器も遠方まで照射できるものが望ましい。そこで、上記のようにリフレクタ２０、第１サブリフレクタ３１、第２サブリフレクタ４１を設けた車両用灯具に赤外線透過フィルタ５０を設けることにより、遠方まで赤外線での照射範囲７１にすることができる。この結果、ハロゲンバルブ１０からの光を効率よく照射方向に照射できる車両用灯具を、赤外線投光器１として使用することにより、より実用的な灯具として有効的に使用することができる。

また、集光レンズ１５から照射される赤外線と第２サブリフレクタ４１から照射される赤外線とによって遠方まで赤外線で照射することができるので、撮像カメラによる撮像範囲７２の遠方まで明確に視認することができる。この結果、夜間等車外が暗い状況での車外の視認性が向上し、車両走行時の安全性の向上を図ることができる。

また、サブリフレクタ３０を、第１サブリフレクタ３１と第２サブリフレクタ４１とを組合せることによって設けているので、これらの位置や角度等を調整することにより、配光パターンを任意の形態に容易に設定することができる。この結果、赤外線投光器１の設計が容易になり、また、配光パターンを任意の形態に容易に設定できるので、最適な配光パターンを有する実用的な赤外線投光器１を容易に製造することができる。

なお、このように第１サブリフレクタ３１と第２サブリフレクタ４１とを組合せて配光パターンを形成する際には、第１サブリフレクタ３１は第２サブリフレクタ４１の前方、即ち、第２サブリフレクタ４１の反射面４２での反射方向に位置しているため、第１サブリフレクタ３１は第２サブリフレクタ４１のシェードとして利用することができる。このように、第１サブリフレクタ３１を第２サブリフレクタ４１のシェードとして利用することにより、より容易に任意の配光パターンを形成することができる。また、上記の第１サブリフレクタ３１及び第２サブリフレクタ４１は、上部第１サブリフレクタ３３と下部第１サブリフレクタ３４、及び上部第２サブリフレクタ４３と下部第２サブリフレクタ４４の、それぞれ２つずつのリフレクタによって形成され、また、上下方向に形成されているが、第１サブリフレクタ３１及び第２サブリフレクタ４１は、それ以外の数で形成してもよく、また、上下方向以外の方向、例えば、左右方向に設けてもよい。第１サブリフレクタ３１と第２サブリフレクタ４１の数や位置を、目的の配光パターンの形態に応じて設定することにより、より最適な配光パターンを得ることができる。

この赤外線投光器は、実施例１に係る赤外線投光器１と略同様の構成であるが、サブリフレクタを１つのサブリフレクタで形成している点に特徴がある。他の構成は実施例１と同様なので、その説明を省略するとともに、同一の符号を付す。図５は、本発明の実施例２に係る赤外線投光器の断面図である。図６は、図５のＢ−Ｂ矢視図である。実施例２の赤外線投光器１００は、実施例１の赤外線投光器１のサブリフレクタ３０が第１サブリフレクタ３１と第２サブリフレクタ４１とから形成されているのに対し、サブリフレクタは１つのサブリフレクタ１１０によって形成されている。このサブリフレクタ１１０には、実施例１のサブリフレクタ３０と同様に反射面１１１が形成されている。この反射面１１１は、前記第２焦点Ｆ２を擬似焦点とし、前記中心線５５が中心軸となる放物面を基調とした自由曲面の形状で形成されている。この反射面１１１の詳細な形状は、後方から前方に向かうに従って外側方向に広がるように形成されており、当該反射面１１１の形状である自由曲面は、後方或いは外側に凸となって形成されている。また、サブリフレクタ１１０は、前記反射面１１１の基調となる放物面に沿って放物面の形状で形成されており、反射面１１１が放物面の内側の面に位置するように形成されている。このサブリフレクタ１１０は、後端部１１２がリフレクタ２０の前端部２３と接続されており、リフレクタ２０と一体に形成されている。

前記サブリフレクタ１１０には、前後方向における所定の位置に、集光レンズ保持部１１５が形成されている。この集光レンズ保持部１１５は、実施例１の集光レンズ保持部３８と同様に保持部１１６が形成されている。また、当該集光レンズ保持部１１５は、当該赤外線投光器１００を集光レンズ１５の方向から中心線５５の形成方向に見た場合、所定の幅で形成されており、この方向から見た場合のサブリフレクタ１１０或いは集光レンズ１５の形状である円形の周方向に、等間隔で４箇所に形成されている。この集光レンズ保持部１１５によって、集光レンズ１５は保持されている。

この実施例２にかかる赤外線投光器１００は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。この赤外線投光器１００を点灯すると、ハロゲンバルブ１０内の発光部１１で発光した光がリフレクタ２０の反射面２１で反射し、その後第２焦点Ｆ２を通過、及び赤外線透過フィルタ５０を透過することにより、赤外線が第２焦点Ｆ２方向から拡散しながら進行する。このように拡散しつつ進行する赤外線のうち、比較的内側部分の赤外線、即ち、リフレクタ２０の、前記延長部２４よりも後方の部分の反射面２０で反射した光による赤外線は、実施例１の赤外線投光器１と同様に、前記集光レンズ１５の方向に向かい、集光レンズ１５を透過する際に向きを変えられて前記中心線５５と平行な方向となって前方に照射される。この赤外線は、当該赤外線投光器１００の基本配光パターンで前方を照射する。

第２焦点Ｆ２を通過し、拡散しつつ進行する赤外線のうち、前記集光レンズ１５を透過する赤外線の外側を進行する赤外線、即ち、リフレクタ２０の、前記延長部２４の部分の反射面２１で反射した光による赤外線は、前記サブリフレクタ１１０の方向に向かう。つまり、基本配光パターンで使用されない赤外線は、前記延長部２４の反射面２１で前記サブリフレクタ１１０の方向に反射させる。このサブリフレクタ１１０には反射面１１１が形成されているので、サブリフレクタ１１０に到達した赤外線は、反射面１１１によって反射される。この反射面１１１は、第２焦点Ｆ２を擬似焦点とする自由曲面の形状で形成されているため、第２焦点Ｆ２の方向から赤外線が当該反射面１１１で反射した場合には、赤外線は前方に反射する。即ち、サブリフレクタ１１０の反射面１１１は、第２焦点Ｆ２を擬似焦点とし、前記中心線５５を中心軸とする放物面を基調として形成されているため、第２焦点Ｆ２の方向からの赤外線が当該反射面１１１で反射した場合には、前記中心線５５と平行な方向である前方に反射する。

以上の赤外線投光器１００は、サブリフレクタ１１０の反射面１１１で、リフレクタ２０の反射面２１で反射した光のうち、集光レンズ１５を透過し、基本配光パターンで使用する赤外線以外の赤外線を前方、即ち、集光レンズ１５での照射方向と同方向に反射している。つまり、リフレクタ２０の、延長部２４の部分の反射面２１で反射した光による赤外線を、サブリフレクタ１１０の反射面１１１で直接前方に反射している。これにより、リフレクタ２０の反射面２１で反射した赤外線を最低限の反射の回数で集光レンズ１５での照射方向と同方向に反射している。この結果、ハロゲンバルブ１０からの光を、さらに効率よく照射方向に照射することができる。

この赤外線投光器は、実施例２に係る赤外線投光器１００と略同様の構成であるが、サブリフレクタの前方に照射光調整リフレクタを設け、さらに、サブリフレクタとリフレクタとの間に放熱孔を設けた点に特徴がある。他の構成は実施例２と同様なので、その説明を省略するとともに、同一の符号を付す。図７は、本発明の実施例３に係る赤外線投光器の断面図である。図８は、図７のＣ−Ｃ矢視図である。実施例３の赤外線投光器１３０は、実施例２の赤外線投光器１００のサブリフレクタ１１０と同様な形状で形成されるサブリフレクタ１４０の前方に、照射光調整手段となる照射光調整リフレクタ１５０が形成されている。この照射光調整リフレクタ１５０は、前記サブリフレクタ１４０の前端部１４２に一体に形成されている。また、照射光調整リフレクタ１５０は、前記中心線５５と略直交する向きで形成される板状の形状で形成されており、外端部１５２がサブリフレクタ１４０の前端部１４２に接続され、内端部１５３には実施例１、２の集光レンズ保持部３８、１１５と同様に、保持部１５７を有する集光レンズ保持部１５６が形成されている。集光レンズ１５は、この集光レンズ保持部１５６によって照射光調整リフレクタ１５０に保持されている。また、照射光調整リフレクタ１５０には、前記リフレクタ２０やサブリフレクタ１１０と同様に反射面１５１が形成されており、この反射面１５１は、照射光調整リフレクタ１５０の後方側の面に形成されている。詳細には、この反射面１５１の向きは、当該照射光調整リフレクタ１５０の前記外端部１５２側よりも、前記内端部１５３側の方が若干前方に位置するように、中心線５５と直交する方向に対して若干傾いて形成されている。

この照射光調整リフレクタ１５０は、当該赤外線投光器１３０を集光レンズ１５の方向から中心線５５の形成方向に見た場合、実施例２の集光レンズ保持部１１５（図６参照）の幅よりも広い幅で形成されている。このような形状の照射光調整リフレクタ１５０が、同方向から見た場合のサブリフレクタ１４０或いは集光レンズ１５の形状である円形の周方向に、等間隔で４箇所に形成されている。

実施例３の赤外線投光器１３０では、赤外線透過フィルタ１６０は、照射光調整リフレクタ１５０或いは集光レンズ１５の近傍の後方に設けられている。この赤外線透過フィルタ１６０は、照射光調整リフレクタ１５０の内端部１５３の径よりも大きい径で形成されており、外端部１５２の径よりも小さい径で形成されている。このため、上記の位置に設けられる赤外線透過フィルタ１６０は、前記中心線５５と直交する方向において、サブリフレクタ１４０との間に空隙を有して形成されている。

前記サブリフレクタ１４０とリフレクタ２０との接続部１７０には、複数の放熱孔１７５が設けられている。この放熱孔１７５は、サブリフレクタ１４０の、リフレクタ２０との接続部１７０付近、即ち、サブリフレクタ１４０の後端部１４３付近が外側方向に折り曲げられてリフレクタ２０との接続部１７０が開口され、リフレクタ２０との間に孔状の隙間が形成されることにより形成されている。また、サブリフレクタ１４０とリフレクタ２０との接続部１７０は、前後方向における位置が第２焦点Ｆ２の前後方向における位置と近い位置に形成されているので、前記放熱孔１７５も、前後方向における位置が第２焦点Ｆ２の前後方向における位置と近い位置に設けられている。この放熱孔１７５は、サブリフレクタ１４０の、前記中心線５５を中心軸とする前記後端部１４３の周方向に複数形成されている。

この実施例３にかかる赤外線投光器１３０は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。この赤外線投光器１３０を点灯すると、ハロゲンバルブ１０内の発光部１１で発光した光がリフレクタ２０の反射面２１で反射し、その後第２焦点Ｆ２を通過する。第２焦点Ｆ２を通過後の光は上記のように拡散しながら進行するが、拡散しながら進行する光のうち、比較的内側部分の光は、前記集光レンズ１５の後方に位置する赤外線透過フィルタ１６０を透過する。この赤外線透過フィルタ１６０を透過する光は、可視光の大部分が赤外線透過フィルタ１６０で遮断されて赤外線のみが透過する。しかし、可視光の一部、具体的には、可視光のうち赤外線の波長に近い波長である赤色光は、赤外線透過フィルタ１６０で遮断されない場合がある。この場合には、上記のようにハロゲンバルブ１０で発光し、第２焦点Ｆ２を通過して赤外線透過フィルタ１６０に到達した光のうち、赤外線と赤色光のみが赤外線透過フィルタ１６０を透過する。このように赤外線透過フィルタ１６０を透過した赤外線と赤色光は、当該赤外線透過フィルタ１６０の前方に位置する集光レンズ１５に入射し、集光レンズ１５を透過する際に向きを変えられて前記中心線５５と平行な方向となって前方に照射される。この赤外線は、当該赤外線投光器１３０の基本配光パターンで前方を照射する。

第２焦点Ｆ２を通過し、拡散しつつ進行する光のうち、前記赤外線透過フィルタ１６０の方向に向かう光の外側を進行する光は、前記サブリフレクタ１４０の方向に向かう。つまり、基本配光パターンで使用されない光は、前記延長部２４の反射面２１で前記サブリフレクタ１４０の方向に反射させる。このサブリフレクタ１４０には、実施例２のサブリフレクタ１１０の反射面１１１と同様な形状の反射面１４１が形成されているので、サブリフレクタ１４０に到達した光は、当該反射面１４１によって反射される。第２焦点Ｆ２を通過後の光がサブリフレクタ１４０の反射面１４１で反射する場合には、この反射面１４１は、実施例２のサブリフレクタ１１０の反射面１１１と同様に第２焦点Ｆ２を擬似焦点とする自由曲面の形状で形成されているため、前記中心線５５と平行な方向である前方に反射する。

サブリフレクタ１４０の前方には、前記赤外線透過フィルタ１６０が設けられているが、赤外線透過フィルタ１６０とサブリフレクタ１４０との間には、上記のように空隙を有しているので、サブリフレクタ１４０の反射面１４１で前方に反射した光のうちの一部は、この空隙を通って前方に進行する。また、赤外線透過フィルタ１６０のさらに前方には、周方向に等間隔で照射光調整リフレクタ１５０が設けられている。前記サブリフレクタ１４０の反射面１４１で反射し、当該サブリフレクタ１４０と前記赤外線透過フィルタ１６０との間の空隙を通過した光のうち、進行方向に照射光調整リフレクタ１５０が位置していない光は、そのままサブリフレクタ１４０から外部に出射して前方を照射する。

一方、サブリフレクタ１４０の反射面１４１で反射し、前記空隙を通過後の進行方向に照射光調整リフレクタ１５０が位置している光は、当該照射光調整リフレクタ１５０によって前方への進行を遮られる。この照射光調整リフレクタ１５０には、後方に面して反射面１５１が形成されている。即ち、サブリフレクタ１４０の反射面１４１で反射した光が進行してくる方向に面して反射面１５１が形成されているため、照射光調整リフレクタ１５０によって前方への進行を遮られた光は、この反射面１５１で反射する。この照射光調整リフレクタ１５０の反射面１５１は、詳細には、照射光調整リフレクタ１５０の外端部１５２側よりも、内端部１５３側の方が若干前方に位置するように、若干傾いて形成されているため、サブリフレクタ１４０の反射面１４１で反射した光が照射光調整リフレクタ１５０の反射面１５１で反射した場合には、後方で、且つ、内側方向の斜め方向に反射する。即ち、中心線５５の形成方向に対して斜め方向に反射する。

また、照射光調整リフレクタ１５０の後方には、前記赤外線透過フィルタ１６０が設けられているため、このように反射した光は赤外線透過フィルタ１６０の前面１６１に到達する。この赤外線透過フィルタ１６０は、赤外線は透過し、可視光は遮断するものであるため、赤外線透過フィルタ１６０の前面１６１に斜め方向から到達した光のうち、赤外線はそのまま当該赤外線透過フィルタ１６０を透過し、可視光は透過せずに赤外線透過フィルタ１６０で遮られて、当該赤外線透過フィルタ１６０の前面１６１で反射をする。前記照射光調整リフレクタ１５０の反射面１５１で反射した光は斜め方向に反射するため、赤外線透過フィルタ１６０の前面１６１に対して斜め方向に到達するので、この前面１６１によって反射する可視光は、前方で、且つ、内側方向の斜め方向に反射する。

赤外線透過フィルタ１６０の前方には前記集光レンズ１５が設けられているため、赤外線透過フィルタ１６０の前面１６１で反射した可視光は、集光レンズ１５内に入射する。集光レンズ１５に入射した可視光は、中心線５５の方向に対して斜め方向で後方から前方に集光レンズ１５内を進行し、集光レンズ１５の前部内面１８０に到達する。可視光は、この前部内面１８０に対しても斜め方向から到達するが、前部内面１８０に対するその斜めの角度は、前部内面１８０に到達する光が外部に出射できる角度以上の角度で可視光は前部内面１８０に到達するので、当該可視光は外部には出射せず、前部内面１８０で反射する。即ち、斜め方向に入射した可視光は前部内面１８０でレンズ内反射をする。これにより可視光は後方の斜め方向に進行し、集光レンズ１５の後方から出て、再び前記赤外線透過フィルタ１６０に到達する。この可視光は、再び赤外線透過フィルタ１６０の前面１６１で反射をして集光レンズ１５に入射する。可視光は、このように集光レンズ１５への入射や出射を繰り返すことにより進行方向が変化し、最終的には集光レンズ１５の前方に出射し、前方を照射する。ここで、集光レンズ１５からは、上記のように赤外線と共に赤色光も前方に出射しているが、可視光が前方から出射する際には、この赤色光と混色して、白色光に近い可視光で前方に出射し、前方を照射する。

前記サブリフレクタ１４０の反射面１４１で反射した光のうち、赤外線透過フィルタ１６０とサブリフレクタ１４０との間の空隙を通過せずに、赤外線透過フィルタ１６０を透過した光は、赤外線のみが透過する。赤外線透過フィルタ１６０の前方には、周方向に等間隔で照射光調整リフレクタ１５０が設けられているため、上記の赤外線透過フィルタ１６０とサブリフレクタ１４０との間の空隙を通過した光と同様に、赤外線透過フィルタ１６０を透過した赤外線のうちの一部の赤外線は、直接前方を照射する。また、進行方向に照射光調整リフレクタ１５０が位置している赤外線は、照射光調整リフレクタ１５０の反射面１５１で赤外線透過フィルタ１６０の方向に反射し、赤外線透過フィルタ１６０を透過してサブリフレクタ１４０或いはリフレクタ２０の内部方向に戻される。

また、前記ハロゲンバルブ１０の発光部１１が発光する際には、光を照射すると同時に、熱も発生する。この熱は、サブリフレクタ１４０とリフレクタ２０との接続部１７０に複数形成された前記放熱孔１７５より外部に放出される。

以上の赤外線投光器１３０は、照射光調整リフレクタ１５０の反射面１５１でサブリフレクタ１４０からの光を反射し、その光を赤外線透過フィルタ１６０の前面１６１で反射させ、さらに、集光レンズ１５でのレンズ内反射させることにより、サブリフレクタ１４０の反射面１４１で反射した光のうち、可視光を集光レンズ１５から照射している。この集光レンズ１５からは、赤外線透過フィルタ１６０の性質によってはハロゲンバルブ１０で発光した光のうち、赤外線透過フィルタ１６０を透過した赤外線と共に、赤外線透過フィルタ１６０を透過した赤色光が照射される場合がある。そのような場合でも、上記のように集光レンズ１５から可視光を照射することにより、可視光と赤色光とを混色させて外部に照射できるので、外部からは赤色光が視認されることはない。また、この混色した照射光は、集光レンズ１５から外部に出射される際には混色されて出射するので、当該赤外線投光器１３０の近傍においても、混色された照射光が照射される。これらの結果、赤外線透過フィルタ１６０を使用して集光レンズ１５から赤外線を照射する場合でも、外部からは着色光が視認されない、良好な赤外線投光器１３０とすることができる。

また、サブリフレクタ１４０とリフレクタ２０との接続部１７０に放熱孔１７５を設けているので、ハロゲンバルブ１０の点灯時に発生する熱は当該放熱孔１７５から外部に放出され、リフレクタ２０及びサブリフレクタ１４０内の温度の上昇を抑制することができる。また、この前記接続部１７０付近は、サブリフレクタ１４０、リフレクタ２０共に、ハロゲンバルブ１０で照射した光の反射にはあまり使用されない部分なので、この部分に放熱孔１７５を設けても前記の光の反射にはほとんど影響が無い。このため、ハロゲンバルブ１０からの光の反射の効率を低減することなく、放熱孔１７５を設けることができる。これらの結果、ハロゲンバルブ１０で発光した光を、照射方向へ照射する効率を低減することなく、赤外線投光器１３０の温度上昇を抑制することができる。

なお、実施例１〜３の赤外線投光器は、光源としてハロゲンバルブ１０を用いているが、光源は白熱電球など、照射光に赤外線が含まれているものであれば、どのようなものを用いてもよい。光源からの照射光に赤外線が含まれていれば、その照射光を、赤外線透過フィルタ５０、１６０を透過させることにより、可視光を遮断して赤外線を照射方向に照射することができる。

また、実施例１〜３では、車両の前方を照射する赤外線投光器について説明しているが、赤外線投光器は、車両の後方など前方以外の方向に照射するものであってもよい。前方以外の方向に照射する場合でも、赤外線を感知する撮像カメラと組み合わせ、撮像カメラの撮像範囲を赤外線投光器で照射することにより、夜間等の車外の状況を視認することができる。この結果、車両運転時の安全性の向上を図ることができる。

また、上記の説明では、ハロゲンバルブ１０と集光レンズ１５との間に赤外線透過フィルタを設けて車両用灯具を赤外線投光器として使用しているが、本発明の車両用灯具は、赤外線投光器以外に車両のヘッドランプやドライビングランプ等として使用してもよい。これらの場合には、赤外線透過フィルタを設けずに、光源からの光を直接集光レンズ１５やサブリフレクタによって外部に向けて照射する。例えば、本発明の車両用灯具をすれ違いビーム用のヘッドランプとして使用した場合、上記の基本配光パターンはすれ違い用配光パターンとなり、このすれ違い用配光パターンで使用されない光を、サブリフレクタで反射してすれ違い用配光パターンの左右を照射する光として使用してもよい。これにより、光源からの光を効率よく広い範囲に照射することができる。この結果、車両のヘッドランプやドライビングランプ等に本発明の車両用灯具を使用した場合でも、光源からの光を効率よく照射方向に照射することができる。

以上のように、本発明にかかる車両用灯具は、光源からの光を効率よく照射光として使用する場合に有用であり、特に、車両に装備される灯具に適している。

本発明の実施例１に係る赤外線投光器の断面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 従来の赤外線投光器と本発明の赤外線投光器の照射範囲の比較図である。 赤外線投光器を有する車両用車外監視装置の表示装置での表示状態を示す図である。 本発明の実施例２に係る赤外線投光器の断面図である。 図５のＢ−Ｂ矢視図である。 本発明の実施例３に係る赤外線投光器の断面図である。 図７のＣ−Ｃ矢視図である。

符号の説明

１ 赤外線投光器
１０ ハロゲンバルブ
１１ 発光部
１５ 集光レンズ
２０ リフレクタ
２１ 反射面
２２ 挿通孔
２３ 前端部
２４ 延長部
３０ サブリフレクタ
３１ 第１サブリフレクタ
３２ 反射面
３３ 上部第１サブリフレクタ
３４ 下部第１サブリフレクタ
３５ 中心線
３６ 前端部
３８ 集光レンズ保持部
３９ 保持部
４１ 第２サブリフレクタ
４２ 反射面
４３ 上部第２サブリフレクタ
４４ 下部第２サブリフレクタ
４５ 後端部
５０ 赤外線透過フィルタ
５５ 中心線
６０ 車両
６１ 照射範囲
６２ 遠方端
６３ 撮像範囲
６４ 遠方端
７０ 車両
７１ 照射範囲
７２ 撮像範囲
８０ 表示装置
８１ 明瞭な範囲
９０ 表示装置
９１ 明瞭な範囲
１００ 赤外線投光器
１１０ サブリフレクタ
１１１ 反射面
１１２ 後端部
１１５ 集光レンズ保持部
１１６ 保持部
１３０ 赤外線投光器
１４０ サブリフレクタ
１４１ 反射面
１４２ 前端部
１４３ 後端部
１５０ 照射光調整リフレクタ
１５１ 反射面
１５２ 外端部
１５３ 内端部
１５６ 集光レンズ保持部
１５７ 保持部
１６０ 赤外線透過フィルタ
１６１ 前面
１７０ 接続部
１７５ 放熱孔
１８０ 前部内面

Claims (4)

1. 光源と、前記光源からの光を反射するリフレクタと、前記リフレクタで反射した光を所定の方向に照射する集光レンズと、を具備するプロジェクタタイプの車両用灯具において、
   前記リフレクタで反射した光のうち、基本配光パターンで使用されない光を反射する部分であるリフレクタの延長部で反射した光を反射するサブリフレクタが形成されていることを特徴とする車両用灯具。
2. 前記サブリフレクタは、前記延長部で反射した光を前記集光レンズでの照射の方向と同方向に反射することを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記光源と前記集光レンズとの間には、可視光遮断手段が設けら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。
4. 前記可視光遮断手段の前記集光レンズでの照射方向側には、前記サブリフレクタの反射方向に位置し、且つ、前記サブリフレクタとの間に空隙を有する照射光調整手段が形成されており、
   前記サブリフレクタで反射した光は、前記照射光調整手段、前記可視光遮断手段での反射、及び前記集光レンズでのレンズ内反射により、前記集光レンズから照射されることを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。

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