JP2013243130A - ロー及びハイの両ビームを出力し且つ可動パーツを有さないヘッドランプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 凹型のリフレクタ(3)が第1焦点(F1)のロービームLEDアレイ(7)を第2焦点(F2)上に画像化する。第2焦点(F2)位置で、画像化されたロービームLEDアレイ(7)上に光バッフル(4)が重畳してLEDビームに明/暗エッジを形成する。明/暗エッジはレンズ(2)の焦点位置から降下してロービームビームの角度間隔内で明/暗エッジとなる。
【選択図】 図1
Description
既知の構成のプロジェクター型ランプは、相当する固定型パーツと比較して故障し易い可動パーツを含む点が欠点の一つとなり得る。
従って、ロー及びハイの両ビームを出力するが可動パーツを持たない構成のプロジェクター型ヘッドランプを提供することが有益であり得る。
その他の既知のヘッドランプは米国特許第7,563,008号(Chinniah他)、同第7,134,774号(Iwasaki他)、同第7,178,957号(Schug他)に記載される。
図1には、ロー及びハイの両ビームを出力し得る、可動パーツを持たないヘッドライト1の断面が示される。ヘッドライト1はその内部の各コンポーネントを機械的に支持するハウジング10を含む。
レンズ2は、アライメントまたは取り付けを支援する特徴部を有し得る。例えば、レンズ2はその外側周囲部分に、ハウジング10の好適サイズ化した溝24あるいは切り欠き25内に伸延するフランジ23を有し得る。フランジ23の片面または両面は、レンズがフランジ23の平坦部と接触してハウジング10上の参照面と整合し得るよう平坦であり得る。
凹型のリフレクタ3は長手方向軸Zの全体に沿って伸延される必要はなく、楕円の“上”半分にして、相当する“下”半分におけるより地面から遠い“上”半分のみを含めば良い。リフレクタ3がロービームLEDアレイ7からの光を反射させること、及び、ロービームLEDアレイ7からの光はこのロービームLEDアレイ7に隣り合うハーフスペース(白熱灯によるフルスペース放射に対するものとしての)内においてのみ放射されることから、LEDアレイ7からの全ての光を収集するにはリフレクタ3を半楕円とするのみで良い。換言すれば、仮に“下”半分があってもこの“下”半分はロービームLEDアレイ7からの光を受けない。
凹型のリフレクタ3は第1焦点F1のロービームLEDアレイ7を第2焦点F2上に結像する。第2焦点F2位置で、結像されたロービームLEDアレイ7上に光バッフル4が重畳することでLED光に明/暗エッジが形成される。この明/暗エッジはレンズ2の焦点位置から降下してロービーム出力の角度間隔内で明/暗エッジとなる。換言すればロービームは、特定の閾値角度以下では照射量が多く、閾値角度より上方では照射量が殆どあるいは全く無いシャープなカットオフを持つ角度で出力される。このようなシャープな明/暗エッジは対向するドライバーへのグレア低減上有益である。
光バッフル4は基本的には単なる縁部であり、この縁部に当たるロービーム部分に明確な明/暗(シャドー)エッジを形成させる。光バッフル4は、図1に例示する如く交差してある角度の縁部を形成する2つの全体に平坦な表面を含み得る。あるいは光バッフル4はシャドー部を創出させるために使用し得る専用エレメントであり得る。
実際上、光バッフル4は凹型のリフレクタ3の第2焦点F2に非常に近いが、しかしこの第2焦点F2から若干ずらして配置される。ずらす方向は第1焦点F1方向で且つレンズ2から離れる方向であり得、あるいは第1焦点F1から離れ且つレンズ2方向であり得る。このようにずらした配置は、明/暗エッジの角度範囲における暗部以前の部分に、特に青色あるいは赤色等に見える有意のカラーアーチファクトが存在しないことが保証される上で有益である。それらアーチファクトはレンズの分散性、即ち、スペクトルの赤色及び青色部分間におけるレンズの屈折率の相違により生ずるものである。本明細書ではずらし量は1mm未満であり、代表的には1mmよりずっと小さい。
ヘッドライト1は随意的に遮光部材100を含み得る。遮光部材100(あるいは以下に議論する部材16)はロービームLEDアレイ7からの光が全反射ミラー5の下方縁部より下側に進ませないように位置決めされる。
例えば、図1の構成では遮光部材100は全体に水平であり、ロービームLEDアレイ7を含む平面内に略延在し、凹形のリフレクタ3の2つの焦点F1及びF2と交差する。
遮光部材100は、全反射ミラー5の下方縁部より下方へのロービームLEDアレイ7からの光の通過を阻止する限りにおいて、任意の好適な配向及び形状を有し得るものとする。例えば、遮光部材100を、全反射ミラー5の下方縁部より下方へのロービームLEDアレイ7からの光の通過を阻止する限りにおいて、水平以外に配向され得、及び又は、必要に応じて傾斜あるいは屈曲させ得る。
ある構成では遮光部材100は反射性表面を有し得、かくしてロービームリフレクタ6であり得る。ロービームリフレクタ6に当たるロービームは反射されて上方の凹形のリフレクタ3方向に戻され得る。加えて、ロービームリフレクタ6は固定式の全反射ミラー5よりも下方へのロービーム通過を防止する。
図2には図1のヘッドライト1の分解斜視図が示される。
図2にはビームは示されないが、便宜上、図2においてそれら光線が辿るであろう通路について説明する。図2ではロービームは図2の右上角部付近の、凹形のリフレクタ3の第1焦点位置に位置付けたロービームLEDアレイ7から発生する。ロービームは全体に上向きで且つ若干左方向で凹形のリフレクタ3上に照射され、リフレクタ3により、全反射ミラー5付近に位置付けた第2焦点方向に差し向けられる。
図3には図1及び図2のヘッドライト1の、ロービームLEDアレイ7からヘッドライト1を出る何本かの代表的なロービーム線のトレースを含む側面図が示される。光の大半は全反射ミラー5の上方を通過してレンズ2の下半分に入り、地面に向けて下方に屈折される。光の小部分が遮光部材100に当たるが、遮光部材100がロービームリフレクタ6として光を反射する場合は光は上方に反射されてレンズ2の方向に戻り、レンズ2により地面方向に全体に下方に屈折される。
一般に、代表的な設計開始点には凹型のリフレクタ3の如き回転対称性の楕円が使用され得る。次いでソフトウェアが、凹型のリフレクタ3及びその他コンポーネントの表面プロファイルを調節してその性能を向上させ、光出力を所望の仕様設定に類似化させる。凹型のリフレクタ3は最終的には楕円に類似化され得るが、特にレンズ2に最も近い部分では真の楕円から外され得る。凹型のリフレクタ3は最終的には回転非対称性ともされ、かくして、各コンポーネントが研削や研磨によってではなくむしろ代表的には成型される点で、製造プロセスを複雑化することなく性能が改善され得る。
ハイビームの出力は、代表的には左右方向に中心を置く有意の光量を水平位置よりも上方に追加する。ハイビームは、対向車のドライバーの視界悪化に関する考慮事項を減少させるよう、対向車両が存在しない場合のみスイッチオンされるものとした。ハイビームの出力性能は、設計プロセスのシミュレーション相で既知の光線トレースソフトウェアを用いることにより、ロービーム出力に関するそれと同一様式において改善または最適化され得る。
図7及び図8には、遮光部材16をやや上方及びやや下方からみて前方に伸延させた1例としてのヘッドライト11の分解斜視図が示される。遮光部材16の前縁部63がロービームに明/暗エッジを形成させる。
遮光部材16の水平の横方向縁部61、62は、全反射ミラー5に近いその中心位置からレンズ2方向に伸延される。ある実施例ではこの延長部は図7及び図8に示す如く左右対称とされる。他の実施例では延長部は左右非対称とされる。例えば、水平の横方向縁部61(あるいは62)が他方の水平な横方向縁部62(あるいは61)よりもレンズ2方向に長く伸延され得る。あるいは、遮光部材16の前縁部63の形状を、上述した非対称性化を助成するように左右非対称性化させ得る。
ある実施例では遮光部材16は凹型のリフレクタ3方向へと横断方向に伸延する。ある実施例では遮光部材16と凹型のリフレクタ3とが、レンズ2方向に開放する容積部を画定し、この容積部の前記開口部はレンズ2の上半分に全体に一致する。前記各実施例の幾つかにおいて、前記容積部の開口部はレンズ2の上半分より若干小さいまたは若干大きい。ある実施例では遮光部材16はヘッドライト11の長手方向軸位置あるいはその付近に位置付けられる。
“実質的”、“実質的に”とは、特に断りのない限り、当業者には理解される如く、正確な関係、状況、配置、方向、及び又はその他特性を、また、ここで開示する方法及びシステムに実質的に悪影響を及ぼさない程度におけるそれらの変形例を含むものとする。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
2 レンズ
3 凹型のリフレクタ
4 光バッフル
5 全反射ミラー
6 ロービームリフレクタ
7 ロービームLEDアレイ
8 ハイビームLEDアレイ
10 ハウジング
11 ヘッドライト
16 遮光部材
21 側部
22 凸面
23 フランジ
24 溝
25 切り欠き
41 横方向縁部
42 横方向縁部
61 横方向縁部
62 横方向縁部
63 前縁部
100 遮光部材
200 ヒートシンク
Claims (15)
- ロービーム及びハイビームを発生し、全体に水平な長手方向軸(Z)を有するヘッドライト(1、11)であって、
ヘッドライト1を出るビームが通過する透過性のレンズ(2)、
ロービーム源(7)からのロービームを受け、受けたロービームを反射させてレンズ(2)方向に差し向ける凹型のリフレクタ(3)、
レンズ(2)に隣り合って長手方向に配置され、反射された前記ロービームの一部を遮蔽し、反射するロービームに明/暗エッジを形成するカットオフ縁部(4、5、63)、
カットオフ縁部(4、5、63)の縁部に近位配置され、ハイビーム源(8)からのハイビームを受け、受けたハイビームを反射させてレンズ(2)方向に差し向ける固定式ミラー(5)、
を含み、前記反射されたハイビームが明/暗エッジを有さないヘッドライト。 - 前記カットオフ縁部(4、5、63)が固定式ミラー(5)の上縁部により画定される請求項1に記載のヘッドライト(1、11)。
- 前記カットオフ縁部(4、5、63)が光バッフル(4)の上縁部により画定され、光バッフル(4)が長手方向軸(Z)と全体に直交配置され且つ固定式ミラー(5)から水平に横方向に伸延する請求項1に記載のヘッドライト(1)。
- カットオフ縁部(4)が遮光部材(16)の前縁部(63)により画定され、遮光部材(16)が、ロービーム源(7)からのビームが固定式ミラー(5)の下縁部より下方に進まないように位置決めされる請求項1に記載のヘッドライト(11)。
- カットオフ縁部(4)が、ロービームLEDアレイ(7)及びハイビームLEDアレイ(8)の少なくとも一方と熱的に連通するヒートシンク(200)の横方向縁部により画定される請求項1に記載のヘッドライト(1、11)。
- カットオフ縁部(4)が、その水平の横方向縁部(41、42、61、62)位置で、凹型のリフレクタ(3)から離間し且つレンズ(2)側の方向に屈曲される請求項1に記載のヘッドライト(1、11)。
- 全体に水平で且つ長手方向軸(Z)に近位配置した遮光部材(100)を更に含み、
凹型のリフレクタ(3)が遮光部材(100)の上方へと上向きに伸延され、
ロービームが凹型のリフレクタ(3)と遮光部材(100)との間でレンズ(2)方向に反射される請求項1に記載のヘッドライト(1、11)。 - 遮光部材(100)と、凹型のリフレクタ(3)とが、レンズ(2)に向けて開放する容積部を画定し、
前記容積部の開口がレンズ(2)の上半分と全体に一致する請求項7に記載のヘッドライト(1、11)。 - 凹型のリフレクタ(3)が楕円の上半分を含み、
遮光部材(100)が平坦であり且つ前記楕円を二等分して前記楕円の上半分の境界部を画定する請求項7に記載のヘッドライト(1、11)。 - 遮光部材(100)が、反射性表面を含む第2リフレクタ(6)を画定する請求項7に記載のヘッドライト(1、11)。
- 遮光部材(100)がヒートシンク(200)の角部を含む請求項7に記載のヘッドライト(1、11)。
- 凹型のリフレクタ(3)が、長手方向軸(Z)に沿って第1焦点(F1)及び第2焦点(F2)を有し、
ロービームが第1焦点(F1)に近位して発生し、
固定式ミラー(5)が第2焦点(F2)に近位配置される請求項1に記載のヘッドライト(1、11)。 - ロービーム源(7)がロービームLEDアレイであり、
ハイビーム源(8)がハイビームLEDアレイであり、
ハイビーム源(8)がロービーム源(7)とレンズ(2)との間に配置される請求項1に記載のヘッドライト(1、11)。 - レンズ(2)が、凹型のリフレクタ(3)に面する全体に平坦な側面(21)と、凹型のリフレクタ(3)から遠い側に面する突状の面(22)とを有する請求項1に記載のヘッドライト(1、11)。
- レンズ(2)が、固定式ミラー(5)に近位配置した焦点を有する請求項1に記載のヘッドライト(1、11)。
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