JP2007287459A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成により、明るい配光パターンが得られると共に、前面が傾斜しても適正な配光パターンが得られる縦長デザインの小型車両前照灯を提供する。
【解決手段】 光軸上に側方横向きに配置された光源１１の光を、２個の反射面１２，１３と３個の補助反射面１４，１５と３個の平面鏡１７，１８と３個の遮光シャッタ２３，２４，２５とを適正な配光パターンが得られるように配置することにより、反射・遮光して、光軸の上下に配置した３個の投影レンズ２０，２１，２２により集束して３分割されて前方に照射する車両前照灯１０を形成する。
【選択図】図１

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車両前照灯に関する。

従来、所謂縦長タイプの自動車用の車両前照灯は、例えば図１０に示すように構成されている。
即ち、図１０において、前照灯１は、単眼式の車両前照灯として構成されており、光源としてバルブ２と、上記バルブ２の発光中心が焦点位置Ｆ付近に位置し且つ長軸が光照射方向前方に向かってほぼ水平に延びるように配置されていて、バルブ２からの光を光照射方向前方に向かって反射させる放物面系の反射面３と、バルブ２の前方にて光軸に対してほぼ垂直に配置された前面レンズ４と、から構成されている。

上記バルブ２は、所謂Ｃ−８光源と呼ばれるハロゲン電球であって、その中心軸が前方に向かってほぼ水平に延びる投影レンズの光軸と垂直になるように、側方から横向きに配置されている。
このＣ−８光源は、その強度分布が長手方向である前後端側では比較的弱く、またその垂直方向である上下左右方向では比較的強くなっている。

上記反射面３は、車両前照灯１の全体の縦長形状に合わせて、比較的狭い縦長形状に形成されている。
従って、上記反射面３は、水平方向左右に広がる配光特性を得るためには、あまり適しているとはいえない。

上記前面レンズ４は、上述した反射面３の特性を考慮して、反射面３で反射した光そしてバルブ２からの直接光を水平方向左右に拡散するように、レンズカット４ａを備えている。

このような構成の車両前照灯１によれば、バルブ２から出射した光が、上記反射面３で反射し、ほぼ平行光となって、前面レンズ４に入射し、この前面レンズ４によって水平方向左右に拡散して、前方に向かって照射される。

しかしながら、このような構成の車両前照灯１においては、反射面３が縦長形状であることから、幅が狭くなっている。このため、バルブ２から出射して反射面３に入射する入射光束が少なくなってしまい、バルブ２の光利用効率が低下してしまう。
従って、例えば図１１（Ａ）に示すように、バルブ２としてハロゲン電球を使用した場合、配光パターンにおける最高輝度が約２６０ｌｍと、比較的暗くなってしまう。

また、このような構成の車両前照灯１においては、縦長の反射面３による反射光を前面レンズ４により水平方向左右に拡散するようにしている。
このため、前面レンズ４には、水平方向左右に拡散するレンズカット４ａが不可欠であり、レンズデザイン上の自由度が小さくなってしまう。
さらに、前面レンズ４がほぼ垂直に配置されている場合には、図１１（Ａ）に示すような適正な配光パターンが得られるが、前面レンズ４が傾斜して配置されるデザインの場合には、図１１（Ｂ）に示すように、配光パターンにおける両端の領域にて、配光領域が下方に下がってしまったり、あるいは上方に上がってしまうことになり、車両前照灯の配光パターンとしては成立しなくなってしまう。

これに対して、発光部の長手方向が光軸と直角方向である例えば所謂Ｃ−６光源を使用すると、反射面３への入射効率が悪化して、光利用効率が低下してしまうことになり、幅の狭い反射面３による低い入射効率と相まって、明るい配光パターンを得ることが困難である。

本発明は、以上の点から、簡単な構成により、適正な配光パターンが得られると共に、例えば前面が傾斜した形状などの設計上の自由度を持たせるようにした、縦長デザインの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、本発明の構成によれば、車両前後方向に水平に延びる光軸上に、この光軸と交差するように側方から配置された光源と、この光源の光照射方向前方にて、光軸の上側及び下側にそれぞれ配置された凸形の第一及び第二の投影レンズと、さらに、上記第二の投影レンズの下側に配置された凸形の第三の投影レンズと、第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、第二の焦点位置が上記第一の投影レンズの後側の焦点位置付近に配置されていて、この光源から後方の上側に出射する光を反射させて上記第一の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束させ、光軸の上側に配置された光照射方向前方に向かって凹状の楕円系の第一の反射面と、第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、第二の焦点位置が上記第二の投影レンズの後側の焦点位置付近に配置されていて、この光源から後方の下側に出射する光を反射させて上記第二の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束させ、光軸の下側に配置された光照射方向前方に向かって凹状の楕円系の第二の反射面と、この光源の前方にて、上記第一及び第二の反射面で反射してそれぞれ第一及び第二の投影レンズに入射する光を遮らないように配置され、光源から前方に出射する光を後方下側に向かって反射する第一の補助反射面と、さらにこの第一の補助反射面の下側にて、上記第二の反射面で反射して第二の投影レンズに入射する光及び上記第一の補助反射面からの反射光を遮らないように配置され、光源から前方下側に出射する光を後方に向かって反射する第二の補助反射面と、上記第二の反射面の下側に配置され、上記第一及び第二の補助反射面からの反射光をそれぞれ上記第三の投影レンズに向かって集束する第一及び第二の平面鏡と、を含んでおり、上記第一の補助反射面が、その第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、その第二の焦点位置が上記第三の投影レンズの後側の焦点位置の上記第一の平面鏡による共役位置付近に配置されていて、凹状の楕円系の反射面として形成されており、上記第二の補助反射面が、その第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、その第二の焦点位置が上記第三の投影レンズの後側の焦点位置の上記第二の平面鏡による共役位置付近に配置されていて、凹状の楕円系の反射面として形成されている、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、さらに、上記第一の反射面の上側且つ前側に配置された第三の補助反射面と、この光源の前方で且つ上記第一の補助反射面の上側にて、上記第一の反射面で反射して第一の投影レンズに入射する光を遮らないように配置され、第三の補助反射面からの反射光を第一の投影レンズに向かって集束する第三の平面鏡と、を備えており、上記第三の補助反射面が、その第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、その第二の焦点位置が上記第一の投影レンズの後側の焦点位置の上記第三の平面鏡による共役位置付近に配置されていて、凹状の楕円系の反射面として形成されている。

本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記第一，第二または第三の投影レンズのうち、少なくとも一つの投影レンズに対して、その後側焦点位置付近に配置され、すれ違いビーム用のカットオフパターンを形成する遮光シャッタを備えている。

本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記遮光シャッタが、光軸に対して垂直な平面、または光軸から前側に向かって湾曲した円弧状または楕円体状に形成されている。

本発明による車両前照灯は、好ましくは、少なくとも一つの上記遮光シャッタが、オーバーヘッドサインに対応する位置にスリット孔を備えており、このスリット孔が、対応する投影レンズの後側の焦点位置より光照射方向前側にずれて配置されている。

本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記第一の反射面の上側且つ前側にて、第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、第二の焦点位置が上記第一の投影レンズの後側の焦点位置付近の遮光シャッタより僅かに前側に配置されていて、この光源から上側に出射する光を反射させて上記第一の投影レンズの後側の焦点位置より僅かに前側に向かって集束させる凹状の楕円系のオーバーヘッドサイン配光用反射面と、上記遮光シャッタの前側にてオーバーヘッドサインに対応する位置に配置され、上記オーバーヘッドサイン配光用反射面で反射した光を、オーバーヘッドサイン配光領域に向かって反射する反射板と、を備えている。

本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記第一，第二または第三の投影レンズのうち、少なくとも一つの投影レンズがフレネルレンズとして構成されている。

上記構成によれば、灯具としての照射方向からみて後方（以下、単に「後方」「後側」とも称する）の上側または下側に出射した光源光が、それぞれ第一の反射面及び第二の反射面によって反射し、その第二の焦点位置即ち第一及び第二の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束され、さらに第一及び第二の投影レンズを介して光照射方向前方に向かって照射される。これにより、第一及び第二の反射面により反射して第一及び第二の投影レンズから照射される光により、例えば路面照射用配光パターンが形成されることになる。

また、灯具としての照射方向からみて前側（以下、単に「前側」「前方」とも称する）に出射して第一の補助反射面に入射した光源光は、この第一の補助反射面で反射して第一の平面鏡に向かって進み、この第一の平面鏡で反射した後、第三の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束され、第三の投影レンズを介して光照射方向前方に向かって照射される。
さらに、光源から前方下側に出射して第二の補助反射面に入射した光は、この第二の補助反射面で反射して第二の平面鏡に向かって進み、この第二の平面鏡で反射した後、第三の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束され、第三の投影レンズを介して前方に向かって照射される。
これにより、第一及び第二の補助反射面そして第一及び第二の平面鏡で反射して第三の投影レンズから照射される光により、同様に例えば路面照射用配光パターンが形成されることになる。

従って、光源から後方に出射する光が、それぞれ第一の反射面及び第二の反射面により反射して第一の投影レンズ及び第二の投影レンズを介して光照射方向前方に照射されると共に、光源から前方に出射する光が、それぞれ第一の補助反射面及び第二の補助反射面により反射し、さらに第一の平面鏡及び第二の平面鏡で反射して、第三の投影レンズを介して光照射方向前方に照射される。これにより、光源からの光の利用効率が向上し、配光パターンを形成する全光束が増大する。

ここで、第一，第二及び第三の投影レンズは互いに上下に並んで配置されている。このため、横幅が狭く縦長の複眼式車両前照灯が構成されることになる。また、第一及び第二の反射面そして第一及び第二の補助反射面は、それぞれ水平方向左右に広がる配光特性を与えるように形成される。これにより、所定の配光規格を満たす配光パターンが得られることになる。

また、各投影レンズの焦点距離を適宜に設定することによって、縦方向に関して各投影レンズを前後にずらして配置することも可能であり、斜めに傾斜した車両前照灯を構成することができる。これにより、前面レンズに照射光を水平方向左右に広げるためのレンズカットを設けることなく、縦長で斬新な外観の車両前照灯が構成され得ることになる。

さらに、上記第一の反射面の上側且つ前側に配置された第三の補助反射面と、この光源の前方で且つ上記第一の補助反射面の上側にて、上記第一の反射面で反射して第一の投影レンズに入射する光を遮らないように配置され、第三の補助反射面からの反射光を第一の投影レンズに向かって集束する第三の平面鏡と、を備えており、上記第三の補助反射面が、その第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置される。また、その第二の焦点位置が上記第一の投影レンズの後側の焦点位置の上記第三の平面鏡による共役位置付近に配置されていて、その反射光が第三の投影レンズにより水平方向左右に拡散されるように、凹状の楕円系の反射面として形成されている場合には、光源から前方上側に出射して第三の補助反射面に入射した光は、この第三の補助反射面で反射して第三の平面鏡に向かって進み、この第三の平面鏡で反射した後、第一の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束され、第一の投影レンズを介して光照射方向前方に向かって照射される。
これにより、第三の補助反射面そして第三の平面鏡で反射して第一の投影レンズから照射される光が、比較的小さな入射角で第一の投影レンズに入射することから、光照射方向前方に向かって比較的中心付近に集光して照射される。これにより、前方に向かって照射される光の配光パターンの中心付近における最大光度が十分に高められ得ることになる。

上記第一，第二または第三の投影レンズのうち、少なくとも一つの投影レンズに対して、その後側焦点位置付近に配置され、すれ違いビーム用のカットオフパターンを形成する遮光シャッタを備えている場合には、当該投影レンズの後側焦点位置付近に集光された光により、遮光シャッタの影が前方に向かって投影されることになり、配光パターンに対してすれ違いビームのカットオフラインが形成されることになる。

上記遮光シャッタが、光軸に対して垂直な平面、または光軸から前側に向かって湾曲した円弧状または楕円体状に形成されている場合には、遮光シャッタの形状に基づいて、配光パターンにカットオフラインが形成されることになる。

少なくとも一つの遮光シャッタが、オーバーヘッドサインに対応する位置にスリット孔を備えており、このスリット孔が、対応する投影レンズの後側の焦点位置より光照射方向前側にずれて配置されている場合には、このスリット孔を介して光が前方やや上側に出射することにより、前方上側に位置する標識等に対して光を照射し、この標識等が容易に且つ確実に視認され得ることになる。
その際、スリット孔が対応する投影レンズの後側の焦点位置より前側にずれて配置されていることにより、前方に向かって投影されるスリット孔の像の輪郭がぼやけることにより、前方上側に位置する標識等の見栄えを良好にすることができる。

上記第一の反射面の上側且つ前側にて、第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、第二の焦点位置が上記第一の投影レンズの後側の焦点位置付近の遮光シャッタより僅かに前側に配置されていて、この光源から上側に出射する光を反射させて上記第一の投影レンズの後側の焦点位置より僅かに前側に向かって集束させる凹状の楕円系のオーバーヘッドサイン配光用反射面と、上記遮光シャッタの前側にてオーバーヘッドサインに対応する位置に配置され、上記オーバーヘッドサイン配光用反射面で反射した光を、オーバーヘッドサイン配光領域に向かって反射する反射板と、を備えている場合には、光源から前方上側に出射してオーバーヘッドサイン配光用反射面に入射した光は、この反射面で反射して反射板に向かって進み、この反射板で反射した後、第一の投影レンズの後側の焦点位置より僅かに前側に向かって集束され、第一の投影レンズを介して光照射方向前方のやや上側のオーバーヘッドサイン配光の領域に向かって照射される。これにより、前方上側に位置する標識等に対して光を照射し、この標識等が容易に且つ確実に視認され得ることになる。
その際、反射板で反射した光が、第一の投影レンズの後側の焦点位置から前側で集束することにより、前方に向かって投影されるオーバーヘッドサイン配光の輪郭がぼやけることにより、前方上側に位置する標識等の見栄えを良好にすることができる。

上記第一，第二または第三の投影レンズのうち、少なくとも一つの投影レンズがフレネルレンズとして構成されている場合には、当該投影レンズの奥行きが短縮され得るので、車両前照灯全体の光軸方向の長さがさらに短縮され得ることになる。

このようにして、本発明によれば、光源を側方から横向きに配置すると共に、光源から後方に出射する光を、それぞれ第一及び第二の反射面により反射させて、それぞれ第一及び第二の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束させ、光照射方向前方に向かって照射する。また、光源から前方に出射する光を、それぞれ第一及び第二の補助反射面そして第一及び第二の平面鏡により反射し、第三の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束させ、光照射方向前方に向かって照射することにより、縦に並んだ複数の投影レンズにより縦長デザインが得られる。また、光源からの光の利用効率が向上し、配光パターンにおける中心付近の最大光度が高められ得ると共に、全光束が増大することになる。
さらに、光源からの光が第一，第二の反射面そして第一及び第二の補助反射面で水平方向左右に拡散して反射するので、水平方向左右に広がった配光規格を満たす配光パターンが得られることになる。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図９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及び図２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及び図２において、車両前照灯１０は、自動車のすれ違いビーム用ヘッドランプであって、光源としてのバルブ１１と、上記バルブ１１からの光を前方に向かって反射させる第一の反射面１２，第二の反射面１３と、上記バルブ１１の前方にて後方を向いて配置された第一の補助反射面１４，第二の補助反射面１５と、上記バルブ１１の上方に配置された第三の補助反射面１６と、上記第一の補助反射面１４，第二の補助反射面１５，第三の補助反射面１６からの反射光をそれぞれ光照射方向前方に向かって反射する第一の平面鏡１７，第二の平面鏡１８及び第三の平面鏡１９と、第一の投影レンズ２０，第二の投影レンズ２１及び第三の投影レンズ２２と、第一の遮光シャッタ２３，第二の遮光シャッタ２４及び第三の遮光シャッタ２５と、第一の反射面１２の上縁付近に設けられたオーバーヘッドサイン配光用反射面２６と、この反射面２６からの反射光を光照射方向前方に向かって反射する反射板２７と、から構成されている。
以下、車両前後方向について、前方向を＋Ｚ方向とし、車両鉛直方向について、上方向を＋Ｙ方向とし、さらに車両横方向に関して、車両中心から側方に向かって外側を＋Ｘ方向とする。

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，ハロゲン電球やメタルハライドランプ等の放電灯等のバルブが使用され、ソケット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。
図示の場合、上記バルブ１１は、所謂Ｃ−８タイプのハロゲン電球が使用されている。

そして、上記バルブ１１は、図１及び図２に示すように、車両前後方向に水平に延びる光軸Ｏに対して、ほぼ横向きに且つ車体側方の外側に向かって、即ち＋Ｘ方向に向かって先端が延びるように、且つその発光中心１１ａが光軸Ｏ上に位置するように、配置されている。
さらに、上記バルブ１１は、取付の際に、車両中心の内側即ち−Ｘ側から、例えばエンジンルーム内にて、横方向に挿入され、固定保持されるようになっている。

上記第一の反射面１２は、上記バルブ１１の後方（−Ｚ領域）の上側（＋Ｙ領域）に配置されている。
そして、上記第一の反射面１２は、図３に示すように、上記バルブ１１から後方の上側に出射する光を前方に向かって反射させるように前方に向かって凹状に形成され、その第一の焦点位置Ｆ１がバルブ１１の発光中心１１ａ付近に位置する。また、その第二の焦点位置Ｆ２ａが前側にて上記光軸Ｏの上方にて第一の投影レンズ２０の光軸Ｏ１上に位置するように、楕円系反射面から構成されている。
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。
これにより、バルブ１１からほぼ−Ｚ方向上側に出射した光は、上記第一の反射面１２で反射し、後述するように第一の投影レンズ２０の後側の焦点位置に向かって進み、さらに第一の遮光シャッタ２３を介して第一の投影レンズ２０を透過して光照射方向前方（＋Ｚ方向）に向かって出射するようになっている。

これに対して、上記第二の反射面１３は、上記バルブ１１の後方（−Ｚ領域）の下側（−Ｙ領域）に配置されている。
そして、上記第二の反射面１３は、図４に示すように、上記バルブ１１から後方の下側に出射する光を光照射方向前方に向かって反射させるように前方に向かって凹状に形成され、その第一の焦点位置Ｆ１がバルブ１１の発光中心１１ａ付近に位置すると共に、その第二の焦点位置Ｆ２ｂが前側にて上記光軸Ｏの下方にて第二の投影レンズ２１の光軸Ｏ２上に位置するように、上記第一の反射面１２と同様の楕円系反射面から構成されている。
これにより、バルブ１１からほぼ−Ｚ方向下側に出射した光は、上記第二の反射面１３で反射し、後述するように、第二の投影レンズ２１の後側の焦点位置に向かって進み、さらに第二の遮光シャッタ２４を介して第二の投影レンズ２１を透過して光照射方向前方に向かって出射されるようになっている。

ここで、上記第一の主反射面１２及び第二の主反射面１３（さらに後述する第一，第二及び第三の補助反射面１４，１５，１６）は、実際には、いわゆる短冊状の回転楕円面等の集成体または楕円を基本とする自由曲面から構成されており、さらに配光設計自由度向上のため、それぞれ対応する第一の投影レンズ２０，第二の投影レンズ２１（そして第三の投影レンズ２２）に対して上下に分割されたり、部分的に異なる曲率等の反射面が組合せられてもよい。
また、上記第一の反射面１２及び第二の反射面１３は、それぞれ路面照射配光パターンを考慮して、水平方向左右両側への拡散光も生成するように、構成されている。

上記第一の補助反射面１４は、上記バルブ１１の前方（＋Ｚ領域）にて、上記バルブ１１または上記第一及び第二の反射面１２，１３からそれぞれ対応する上記第一及び第二の投影レンズ１６，１７への入射光を妨げないように、光軸Ｏ付近に配置されている。
そして、上記第一の補助反射面１４は、図５に示すように、上記バルブ１１から前側に出射する光を後方に向かって−Ｙ方向に斜めに反射するように後方に向かって凹状に形成され、その第一の焦点位置Ｆ１がバルブ１１の発光中心１１ａ付近に位置すると共に、その第二の焦点位置が上記第一の平面鏡１７による第三の投影レンズ２２の後側の焦点位置Ｆ２ｃと共役な位置に位置するように、楕円系反射面から構成されている。

これにより、バルブ１１から前方即ち＋Ｚ方向に出射した光は、上記第一の補助反射面１４で反射し、さらに第一の平面鏡１７で反射して、第三の投影レンズ２２の後側の焦点位置Ｆ２ｃに向かって進み、さらに第三の遮光シャッタ２５を介して第三の投影レンズ２２を透過して光照射方向前方に向かって出射するようになっている。
ここで、上記第一の補助反射面１４は、水平方向左右両側への拡散光も生成するように、構成されている。

上記第二の補助反射面１５は、上記バルブ１１の前方（＋Ｚ領域）の下方（−Ｙ領域）にて、上記バルブ１１または上記第二の反射面１２及び第一の反射面１７からそれぞれ対応する上記第二及び第三の投影レンズ２１，２２への入射光を妨げないように、前記光軸Ｏ２と第三の投影レンズ２２の光軸Ｏ３の間に配置されている。
上記第二の補助反射面１５は、図６に示すように、上記バルブ１１から前方下側に出射する光を後方に向かって−Ｚ方向に斜めに反射するように後方に向かって凹状に形成され、その第一の焦点位置Ｆ１がバルブ１１の発光中心１１ａ付近に位置する。また、その第二の焦点位置が上記第二の平面鏡１８による第三の投影レンズ２２の後側の焦点位置Ｆ２ｃと共役な位置に位置するように、楕円系反射面から構成されている。

これにより、バルブ１１から前方下側に出射した光は、上記第二の補助反射面１５で反射し、さらに第二の平面鏡１８で反射して、第三の投影レンズ２２の後側の焦点位置に向かって進み、さらに第三の遮光シャッタ２５を介して第三の投影レンズ２２を透過して光照射方向前方に向かって出射するようになっている。 ここで、上記第一の補助反射面１４は、水平方向左右両側への拡散光も生成するように、構成されている。

上記第三の補助反射面１６は、図２に示すように、上記第一の反射面１２の上側で且つ前側（本実施形態では上記第一反射面１２の前端）に配置されている。 上記第三の補助反射面１６は、図７に示すように、上記バルブ１１からほぼ上側に出射する光を前方下側に向かって−Ｙ方向に斜めに反射するように下方に向かって凹状に形成され、その第一の焦点位置Ｆ１がバルブ１１の発光中心１１ａ付近に位置する。また、その第二の焦点位置が上記第三の平面鏡１９による第一の投影レンズ２０の後側の焦点位置Ｆ２ａと共役な位置に位置するように、楕円系反射面から構成されている。

これにより、バルブ１１からほぼ上側に出射した光は、上記第三の補助反射面１６で反射し、さらに第三の平面鏡１９で反射して、第一の投影レンズ２０の後側の焦点位置Ｆ２ａに向かって進み、さらに第一の遮光シャッタ２３を介して第一の投影レンズ２０を透過して光照射方向前方に向かって出射するようになっている。 ここで、上記第三の補助反射面１６は、水平方向左右両側への拡散光も生成するように、構成されている。

上記第一の平面鏡１７は、図５に示すように、上記第三の投影レンズ２２の光軸Ｏ３の下側付近に配置されており、上記第一の補助反射面１４からの反射光を反射して、第三の投影レンズ２２の後側の焦点位置Ｆ２ｃに向かって集束させるように、その傾斜角度が設定されている。

上記第二の平面鏡１８は、図６に示すように、上記第三の投影レンズ２２の光軸Ｏ３の上側付近に配置されており、上記第二の補助反射面１５からの反射光を反射して、第三の投影レンズ２２の後側の焦点位置Ｆ２ｃに向かって集束させるように、その傾斜角度が設定されている。

上記第三の平面鏡１９は、図７に示すように、上記バルブ１１または上記第一及び第二の反射面１２，１３からそれぞれ対応する上記第一及び第二の投影レンズ１６，１７への入射光を妨げないように、光軸Ｏ１付近に配置されており、上記第三の補助反射面１６からの反射光を反射して、第一の投影レンズ２０の後側の焦点位置Ｆ２ａに向かって集束させるように、その傾斜角度が設定されている。
尚、図示の場合、上記第三の平面鏡１９は、第一の補助反射面１４の裏側（＋Ｙ側，＋Ｚ側）に設けられている。

上記第一の投影レンズ２０は、凸レンズ、好ましくは非球面レンズから構成されており、上記光軸Ｏの上方の光軸Ｏに平行な光軸Ｏ１上にて、その後側の焦点が、上記第一の反射面１２の第二の焦点位置Ｆ２ａ付近に位置するように、配置されている。

また、上記第二の投影レンズ２１は、同様に凸レンズ、好ましくは非球面レンズから構成されており、上記光軸Ｏの下方の光軸Ｏに平行な光軸Ｏ２上にて、その後側の焦点が、上記第二の反射面１３の第二の焦点位置Ｆ２ｂ付近に位置するように、配置されている。

さらに、上記第三の投影レンズ２２は、同様に凸レンズ、好ましくは非球面レンズから構成されており、上記光軸Ｏの下方、さらに上記第二の投影レンズ２１より下方の光軸Ｏに平行な光軸Ｏ３上にて、その後側の焦点が、上記第一及び第二の補助反射面の第二の焦点位置と第一の平面鏡１７及び第二の平面鏡１８による共役な位置に位置するように、配置されている。

上記第一の遮光シャッタ２３は、不透光性材料から形成されていると共に、その上縁２３ａが、上記第一の投影レンズ２０の後側の焦点位置Ｆ２ａ付近に配置されている。
上記第一の遮光シャッタ２３は、その上縁２３ａが、例えばすれ違いビーム用配光パターンにおけるカットオフラインを形成するようになっている。

また、第二の遮光シャッタ２４は、不透光性材料から形成されていると共に、その上縁２４ａが、上記第二の投影レンズ２１の後側の焦点位置Ｆ２ｂ付近に配置されている。
上記第二の遮光シャッタ２４は、その上縁２４ａが、例えばすれ違いビーム用配光パターンにおけるカットオフラインを形成するようになっている。

さらに、第三の遮光シャッタ２５は、不透光性材料から形成されていると共に、その上縁２５ａが、上記第三の投影レンズ２２の後側の焦点位置Ｆ２ｃ付近に配置されている。
上記第三の遮光シャッタ２５は、その上縁２５ａが、例えばすれ違いビーム用配光パターンにおけるカットオフラインを形成するようになっている。

尚、図示の場合、上記第一及び第三の遮光シャッタ２３，２５は、その両側が対応する第一の投影レンズ２０，第三の投影レンズ２２側に向かって円弧状に湾曲して形成されている。
また、上記第三の遮光シャッタ２４は、その両側が対応する第二の投影レンズ２１側に向かって楕円形状に湾曲して形成されている。

ここで、上記第一，第二及び第三の遮光シャッタ２３，２４，２５の湾曲形状は、第一の投影レンズ２０，第二の投影レンズ２１または第三の投影レンズ２２により前方に向かって照射される光の水平方向左右における拡散状態を勘案して選定されるようになっている。
これに対して、上記第一，第二及び第三の遮光シャッタ２３，２４，２５は、平板状に形成されていてもよい。

上記オーバーヘッドサイン配光用反射面２６は、図２に示すように、上記第一の反射面１２の上縁付近に一体的に設けられている。尚、この反射面２６は、上記反射面１２と別体に構成されていてもよい。
上記オーバーヘッドサイン配光用反射面２６は、図８に示すように、上記バルブ１１からほぼ上側に出射する光を前方下側に向かって−Ｙ方向に斜めに反射するように下方に向かって凹状に形成され、その第一の焦点位置Ｆ１がバルブ１１の発光中心１１ａ付近に位置する。また、その第二の焦点位置Ｆ２ｆが第一の投影レンズ２０の後側の焦点位置より僅かに前側に位置するように、楕円系反射面から構成されている。

これにより、バルブ１１からほぼ上側に出射した光は、上記オーバーヘッドサイン配光用反射面２６で反射し、さらに反射面２７で反射して、第一の投影レンズ２０を透過して光照射方向前方のやや上側のオーバーヘッドサイン配光領域に向かって出射するようになっている。

上記反射板２７は、図８に示すように、上記第一の投影レンズ２０の後側焦点位置付近に配置された第一の遮光シャッタ２３の前側にてオーバーヘッドサインの位置に対応する位置に設けられており、上記オーバーヘッドサイン配光用反射面２６からの反射光を反射して、第一の投影レンズ２０を介して、オーバーヘッドサイン配光領域に向かって集束させるように、その傾斜角度が設定されている。

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が給電されて発光することにより、バルブ１１から後方の上側に出射する光Ｌ１は、図３に示すように、上記第一の反射面１２で反射して、第二の焦点Ｆ２ａ即ち第一の投影レンズ２０の後側の焦点位置付近に向かって進み、さらに第一の遮光シャッタ２５を介して第一の投影レンズ２０により集束しながら、光照射方向前方に向かって照射される。

また、バルブ１１から後方の下側に出射する光Ｌ２は、上記第二の反射面１３で反射して、第二の焦点Ｆ２ｂ即ち第二の投影レンズ２１の後側の焦点位置付近に向かって進み、さらに第二の遮光シャッタ２４を介して第二の投影レンズ２１により集束しながら、光照射方向前方に向かって照射される。

さらに、バルブ１１から前方に向かって出射する光Ｌ３は、第一の補助反射面１４で反射して、対応する第一の平面鏡１７で反射した後、第三の投影レンズ２２の後側の焦点位置付近に向かって進み、さらに第三の遮光シャッタ２５を介して第三の投影レンズ２２により集束しながら、光照射方向前方に向かって照射される。

また、バルブ１１から前方下側に向かって出射する光Ｌ４は、第二の補助反射面１５で反射して、対応する第二の平面鏡１８で反射した後、第三の投影レンズ２２の後側の焦点位置付近に向かって進み、さらに第三の遮光シャッタ２５を介して第三の投影レンズ２２により集束しながら、光照射方向前方に向かって照射される。

その際、上記光Ｌ１〜Ｌ４は、それぞれ第一の遮光シャッタ２３，第二の遮光シャッタ２４及び第三の遮光シャッタ２５の上縁２３ａ，２４ａ，２５ａが、それぞれ投影レンズ２０，２１，２２によって前方に向かって拡大して投影されることにより、配光パターンにおけるカットオフラインが形成され、すれ違いビームの配光パターンが得られることになる。
さらに、上記各反射面１２，１３，１４，１５は、水平方向左右に光を拡散させるように形成されているので、水平方向左右に広がった配光パターンが得られることになる。

これに対して、バルブ１１から上側に出射する光Ｌ５は、第三の補助反射面１６で反射して、対応する第三の平面鏡１９で反射した後、第一の投影レンズ２０の後側の焦点位置付近に向かって進み、さらに第一の遮光シャッタ２３を介して第一の投影レンズ２０により集束しながら、光照射方向前方に向かって照射される。

この場合、第三の補助反射面１６そして第三の平面鏡１９で反射して第一の投影レンズ２０に入射する光Ｌ５は、比較的小さな入射角で第一の投影レンズ２０に入射する。従って、第一の投影レンズ２０から出射した光Ｌ５は、光照射方向前方に向かって比較的中心付近に集光して照射されるので、前方に向かって照射される光の配光パターンの中心付近における最大光度が十分に高められ得ることになる。

さらに、バルブ１１から上側に出射する光Ｌ６は、オーバーヘッドサイン配光用反射面２６で反射して、対応する反射板２７で反射した後、第一の投影レンズ２０により集束しながら、光照射方向前方の僅かに上側のオーバーヘッドサイン配光領域に向かって照射される。

これにより、配光規格における水平線から４度上までのオーバーヘッドサイン配光領域における最低照度が満たされることになる。
この場合、光Ｌ６は、第一の投影レンズ２０の後側焦点位置より僅かに前側に向かって集束するので、第一の投影レンズ２０により投影されるオーバーヘッドサイン配光領域は、所謂ピントずれにより輪郭がぼやけて投影されることになるので、前方上側に位置する標識等の視認性が向上することになる。

また、上記車両前照灯１０は、図示しない前面レンズが、縦方向に関して傾斜している場合、各投影レンズ２０，２１，２２が前後にずれて配置されることにより、この傾斜に対応させることが可能である。その際、各投影レンズ２０，２１，２２の焦点距離を適宜に調整することによって、灯具形状の傾斜に対する対応が容易に行なわれ得る。
さらに、前面レンズが正面から見て横方向に関して斜めに傾斜している場合であっても、同様に各投影レンズ２０，２１，２２が横方向にずれて配置されることにより、このような傾斜に対しても対応させることが可能である。

また、バルブ１１が横向きに配置されていることにより、灯具全体の長さが短く構成され得る。また、バルブ１１からの光が三分割され、三つの投影レンズ２０，２１，２２により前方に向かって照射されていることから、集光性を三倍にすることができる。従って、各投影レンズ２０，２１，２２の焦点距離そして直径を小さくすることができる。

これにより、各投影レンズ２０，２１，２２が小型に構成されるので、車両前照灯１０が全体として光軸方向の長さを短く、また上下方向の厚さを小さくすることができ、車両前照灯１０全体が小型化され得ることになる。
さらに、楕円系の各反射面１２，１３，１４，１５，１６の第一焦点及び第二焦点の距離も短くすることができる。これにより、車両前照灯１０全体がより一層小型化され得ることになる。
従って、例えば従来約１２０ｍｍ程度の奥行きであったものが、本発明による車両前照灯１０においては、１００ｍｍ以下の奥行きにすることが可能である。

さらに、このような構成の車両前照灯１０においては、各投影レンズ２０，２１，２２に入射する光量は、分散されることにより、従来の単眼式の車両前照灯と比較して、それぞれ約三分の一程度になる。
従って、各投影レンズ２０，２１，２２における発熱も同様に約三分の一程度になる。このため、各投影レンズ２０，２１，２２をそれぞれ樹脂化することも可能となる。
その際、各投影レンズ２０，２１，２２をフレネルレンズとして構成することにより、各投影レンズ２０，２１，２２の光軸方向の厚さが１０ｍｍ以上低減され得る。このため、車両前照灯１０全体の光軸方向の長さがより一層短縮され得る。

図９は、上述した車両前照灯１０による配光パターンのシミュレーション結果を示している。
ここで、バルブ１１としてハロゲン電球を使用した場合のシミュレーションにより、配光パターンの中心付近における最大照度が約４７５ｌｍとなり、従来の縦長の車両前照灯１と比較して、最大照度が大幅に向上していることが分かる。 これは、前述した光Ｌ１〜Ｌ４による配光パターンにおける全光束が増大することを示す。また、光Ｌ５によって配光パターンの中心付近の最大光度が十分に高められていることが分かる。
その際、上記配光パターンは、図１１（Ａ）に示した従来の単眼式の車両前照灯による全体の配光パターンと比較して、十分に明るく、左右の拡散性も良好であり、オーバーヘッドサイン配光を確保することが可能となる。

尚、上述した車両前照灯１０においては、オーバーヘッドサイン配光は、専用の反射面２６及び反射板２７により形成されるようになっているが、これに限らず、例えば遮光シャッタ２３，２４，２５の少なくとも一つに関して、オーバーヘッドサイン配光に対応する位置に、スリット孔を備えるようにしてもよい。

この場合、これらのスリット孔を通過した光が、対応する投影レンズを介して光照射方向前方の僅かに上側に照射されることにより、配光パターンにおける水平から４度上までの最低照度を満たすための所謂オーバーヘッドサインを画成することになり、例えば車両前方の上側に位置する標識等を照射して、これら標識等の視認性を高めるようになっている。
尚、上記スリット孔は、オーバーヘッドサイン配光の輪郭をぼかすために、その開口位置が対応する投影レンズ２０，２１，２２の後側焦点位置より僅かに前方（＋Ｚ方向）にずれて配置されている。

上述した実施形態においては、車両前照灯１０は、各投影レンズ２０，２１，２２がそれぞれ遮光シャッタ２３，２４，２５を備えているが、走行ビーム用の車両前照灯として使用される場合には、これらの遮光シャッタは省略されてもよい。

さらに、上述した実施形態においては、車両前照灯１０は、所謂ヘッドランプとして構成されているが、これに限らず、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。

本発明による車両前照灯１０は、自動車用のすれ違いビーム用ヘッドランプとして構成されているが、これに限らず、走行ビーム用ヘッドランプやフォグランプ等の補助前照灯を含む他の種類の車両前照灯に本発明を適用することが可能である。

このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、明るい配光パターンが得られる。また、前面が傾斜しても適正な配光パターンが得られるようにした、極めて優れた縦長デザインの車両前照灯が提供され得る。

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斜視図である。 図１の車両前照灯を示す＋Ｘ方向から見た光軸に沿った概略断面図である。 図１の車両前照灯における第一の反射面，第一の投影レンズによる光路を示す概略断面図である。 図１の車両前照灯における第一の反射面，第一の投影レンズによる光路を示す概略断面図である。 図１の車両前照灯における第一の反射面，第一の投影レンズによる光路を示す概略断面図である。 図１の車両前照灯における第一の反射面，第一の投影レンズによる光路を示す概略断面図である。 図１の車両前照灯における第一の反射面，第一の投影レンズによる光路を示す概略断面図である。 図１の車両前照灯における第一の反射面，第一の投影レンズによる光路を示す概略断面図である。 図１の車両前照灯における配光パターンのシミュレーション結果を示すグラフである。 従来の縦長の車両前照灯の一例の構成を示す概略斜視図である。 図１の車両前照灯における（Ａ）前面が垂直の場合及び（Ｂ）前面が傾斜した場合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 第一の反射面
１３ 第二の反射面
１４ 第一の補助反射面
１５ 第二の補助反射面
１６ 第三の補助反射面
１７ 第一の平面鏡
１８ 第二の平面鏡
１９ 第三の平面鏡
２０ 第一の投影レンズ
２１ 第二の投影レンズ
２２ 第三の投影レンズ
２３ 第一の遮光シャッタ
２４ 第二の遮光シャッタ
２５ 第三の遮光シャッタ
２６ オーバーヘッドサイン配光用反射面
２７ 反射板

Claims (7)

1. 車両前後方向に水平に延びる光軸上に、この光軸と交差するように側方から配置された光源と、
   この光源の光照射方向前方にて、光軸の上側及び下側にそれぞれ配置された凸形の第一及び第二の投影レンズと、
   さらに、上記第二の投影レンズの下側に配置された凸形の第三の投影レンズと、
   第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、第二の焦点位置が上記第一の投影レンズの後側の焦点位置付近に配置されていて、この光源から後方の上側に出射する光を反射させて上記第一の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束させ、光軸の上側に配置された光照射方向前方に向かって凹状の楕円系の第一の反射面と、
   第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、第二の焦点位置が上記第二の投影レンズの後側の焦点位置付近に配置されていて、この光源から後方の下側に出射する光を反射させて上記第二の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束させ、光軸の下側に配置された光照射方向前方に向かって凹状の楕円系の第二の反射面と、
   この光源の前方にて、上記第一及び第二の反射面で反射してそれぞれ第一及び第二の投影レンズに入射する光を遮らないように配置され、光源から前方に出射する光を後方下側に向かって反射する第一の補助反射面と、
   さらにこの第一の補助反射面の下側にて、上記第二の反射面で反射して第二の投影レンズに入射する光及び上記第一の補助反射面からの反射光を遮らないように配置され、光源から前方下側に出射する光を後方に向かって反射する第二の補助反射面と、
   上記第二の反射面の下側に配置され、上記第一及び第二の補助反射面からの反射光をそれぞれ上記第三の投影レンズに向かって集束する第一及び第二の平面鏡と、
   を含んでおり、
   上記第一の補助反射面が、その第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、その第二の焦点位置が上記第三の投影レンズの後側の焦点位置の上記第一の平面鏡による共役位置付近に配置されていて、凹状の楕円系の反射面として形成されており、
   上記第二の補助反射面が、その第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、その第二の焦点位置が上記第三の投影レンズの後側の焦点位置の上記第二の平面鏡による共役位置付近に配置されていて、凹状の楕円系の反射面として形成されている、ことを特徴とする、車両前照灯。
2. さらに、上記第一の反射面の上側且つ前側に配置された第三の補助反射面と、 この光源の前方で且つ上記第一の補助反射面の上側にて、上記第一の反射面で反射して第一の投影レンズに入射する光を遮らないように配置され、第三の補助反射面からの反射光を第一の投影レンズに向かって集束する第三の平面鏡と、
   を備えており、
   上記第三の補助反射面が、その第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、その第二の焦点位置が上記第一の投影レンズの後側の焦点位置の上記第三の平面鏡による共役位置付近に配置されていて、
   凹状の楕円系の反射面として形成されている、ことを特徴とする、請求項１に記載の車両前照灯。
3. 上記第一，第二または第三の投影レンズのうち、少なくとも一つの投影レンズに対して、その後側焦点位置付近に配置され、すれ違いビーム用のカットオフパターンを形成する遮光シャッタを備えていることを特徴とする、請求項１または２に記載の車両前照灯。
4. 上記遮光シャッタが、光軸に対して垂直な平面、または光軸から前側に向かって湾曲した円弧状または楕円体状に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の車両前照灯。
5. 少なくとも一つの上記遮光シャッタが、オーバーヘッドサインに対応する位置にスリット孔を備えており、このスリット孔が、対応する投影レンズの後側の焦点位置より光照射方向前側にずれて配置されていることを特徴とする、請求項３または４に記載の車両前照灯。
6. 上記第一の反射面の上側且つ前側にて、第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、第二の焦点位置が上記第一の投影レンズの後側の焦点位置付近の遮光シャッタより僅かに前側に配置されていて、この光源から上側に出射する光を反射させて上記第一の投影レンズの後側の焦点位置より僅かに前側に向かって集束させる凹状の楕円系のオーバーヘッドサイン配光用反射面と、
   上記遮光シャッタの前側にてオーバーヘッドサインに対応する位置に配置され、上記オーバーヘッドサイン配光用反射面で反射した光を、オーバーヘッドサイン配光領域に向かって反射する反射板と、を備えていることを特徴とする、請求項３または４に記載の車両前照灯。
7. 上記第一，第二または第三の投影レンズのうち、少なくとも一つの投影レンズがフレネルレンズとして構成されていることを特徴とする、請求項１から６の何れかに記載の車両前照灯。

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