JP4565603B2 - Vehicle headlamp - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドランプ、フォグランプなど車両用前照灯の構成に関するものであり、詳細にはプロジェクタ型を基本構成とし、光源に対する光束利用率を向上させて、一層に明るい車両用前照灯の実現を可能とする構成の提供を目的とするものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の車両用前照灯90の構成をプロジェクタ式の例で示すものが図6であり、この車両用前照灯90は、光源91と、この光源91に第一焦点を一致させる楕円反射面92と、前記楕円反射面92の第二焦点f2の近傍に設置されるシャッタ93と、投影レンズ94とから構成されている。
【0003】
上記のように構成された車両用前照灯90においては、光源91からの光の内の楕円反射面92に反射した光は第二焦点f2に収束するものとなり、その収束途上で略下半部がシャッタ93により遮蔽され、投影レンズ94で照射方向に投射が行われるときに上向き光となる成分が取り除かれる。よって、この車両用前照灯90からの照射光には、基本的に上向き光を含むことのないすれ違い配光が得られるものとなる。
【0004】
尚、図示は省略するが上記楕円反射面92に換えて回転放物面など放物反射面を採用した構成の車両用前照灯も存在するが、光源91に対する光束捕捉率は、一般的には楕円反射面92を採用した車両用前照灯90の方が高く、より明るい車両用前照灯の実現が可能であると言われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の構成の車両用前照灯90においては、前記楕円反射面92の光源91に対する光束捕捉率は65%程度であり、また、前記シャッタ93ではほぼ半分の光量が遮蔽されものであるので、投影レンズ94には光源91からの光の内の約35%が達するに過ぎない。また、上記に加えて楕円反射面92の反射効率(約85%)、前記投影レンズ94の透過効率(約75%)なども影響するので、実際に照射光として使用されるのは、光源91からの光の内の僅かに23%程度に過ぎず、あまりに低効率に過ぎるという問題点を生じている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した従来の課題を解決するための具体的手段として、光源と、この光源に第一焦点を有する楕円反射面と、前記楕円反射面の第二焦点の近傍に配置されるシャッタと、前記シャッタの近傍に焦点を有する投影レンズとから成るプロジェクタユニットを有する車両用前照灯であり、前記楕円反射面の照射方向前方であり、前記楕円反射面およびこの楕円反射面からの反射光が第二焦点に収束する光路、前記シャッタ、前記投影レンズとに干渉を生じない位置には、前記楕円反射面に補足されない前記光源からの直射光を受光し略平行光線に変換して内部に取り込む受光レンズ部と、前記受光レンズ部からの光をこの車両用前照灯の照射方向に向けて内面反射する内面反射部と、前記内面反射部からの反射光をこの車両用前照灯の照射方向に向かう光として外部に射出する出射面部とが一体の透明部材で形成された補助レンズユニットが前記プロジェクタユニットを取り囲むようにして設けられ、前記受光レンズ部は前記プロジェクタユニットの光軸に対し少なくとも一つの傾き角を有する略コーン状の平行光線を前記内面反射部に向かわせる略リング状であることを特徴とする車両用前照灯を提供することで課題を解決するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図1及び図2に符号1で示すものは本発明に係る車両用前照灯であり、この車両用前照灯1は、光源2と、この光源2に第一焦点を一致させている楕円反射面3と、前記楕円反射面3の第二焦点f2の近傍に設けられるシャッタ4と、シャッタ4の近傍に焦点を有する投影レンズ5とからなるプロジェクタユニット6と、補助レンズユニット7とから構成されている。
【0008】
尚、前記プロジェクタユニット6については、従来例で説明したのとほぼ同様な構成であるので、本発明における特有な構成の部分を除いては、その詳細な説明を省略する。本発明では前記プロジェクタユニット6の前記楕円反射面3は中心軸X方向への深さを浅く設定され、従来例のものが光源2からの光量を65%程度捕捉するものとされていたのに対し、本発明では30〜50%程度捕捉するものとされている。
【0009】
ここで、前記楕円反射面3からの反射光が第二焦点f2に収束するときの状態を光源2の大きさを無視して考察すれば、その光束は第二焦点f2を頂点とし、楕円反射面3の外径を底面とする円錐状である。このときに楕円反射面3の深さを浅くしていくと、前記した円錐状の頂角は狭くなる。
【0010】
上記の円錐状の頂角が狭くなるということを、図2に示す状態で考察すれば、第二焦点f2に収束するときの上向き光の角度が減じるということであり、即ち、車両用前照灯1としての照射光中から上向き光の成分が減ることとなる。よって、楕円反射面3の深さを減らしたことで、シャッタ4により遮蔽を行わざるを得ない上向き光の割合が減じ、楕円反射面3からの反射光に対し、照射光として利用できる割合が増えるものとなる。
【0011】
ちなみに、従来のプロジェクタ型の楕円反射面では、上記にも説明したように光源からの光の65%を捕捉するものとし、その約半分をシャッタにより遮蔽していたので、約36%が照射光として利用されるものとなっていたが、本発明により楕円反射面3を浅く設定し捕捉率を50%、或いは、それ以下(例えば30%)と設定したことでシャッタ4による遮蔽率は約30%に低減し、捕捉率が50%の場合約35%が、捕捉率が30%の場合でも約22%が照射光として利用されるものとなった。但し、上記の数値は、何れも楕円反射面3の反射効率(約85%)、投影レンズ5の透過効率(約75%)は除いてある。
【0012】
即ち、本発明によれば楕円反射面3を浅く設定したにもかかわらず、プロジェクタユニット6の投影レンズ5から照射方向に投射される光量は従来のものからそれ程に低下していないものとなる。同時に前記楕円反射面3を浅く設定したことで、光源2からの光の楕円反射面3に捕捉されないものの割合が増えるので、本発明では、楕円反射面3に捕捉されない光を補助レンズユニット7で回収し照射光として使用するのである。
【0013】
前記補助レンズユニット7は、前記楕円反射面3の照射方向前方に設けられるものであり、このときには、楕円反射面3からの反射光が第二焦点f2に収束する光路と干渉することがなく、また、シャッタ4、投影レンズ5と位置的な干渉を生じないように設けられる。
【0014】
そして、補助レンズユニット7には、光源2からの直射光を受光し、この補助レンズユニット7が形成された部材の内部で所定の方向へ向かう平行光線に変換する受光レンズ部71と、前記受光レンズ部71からの光の進行方向側に設けられ、この光の進路を車両用前照灯1の照射方向に変換する内面反射部72と、前記内面反射部72を灯具外部に射出する出射面部73とが設けられている。
【0015】
即ち、この補助レンズユニット7は、受光レンズ部71から出射面部73までが一体の透明部材で形成され、上記した平行光線の内面反射部72での反射は補助レンズユニット7が形成された樹脂など高屈折部材(屈折率=略1.5)と大気(屈折率=1.0)との境界面で行われている。
【0016】
ここで、前記補助レンズユニット7の全体形状について説明を行えば、光源2は基本的には全方位に光を発しているものであるので、図2に断面で示した形状を車両用前照灯1の中心軸Xを軸として回転させた形状が、光源2に対しての光束捕捉率を高く設定できるものとなる。よって、本発明でも前記の形状として補助レンズユニット7を形成している。
【0017】
以上の説明のように本発明により、1つの光源2に対して楕円反射面3と補助レンズユニット7とを設けたことで、両者3、7に適宜な割合で光を配分する必要が生じる。ここで、発明者の検討の結果によると、プロジェクタユニット6と補助レンズユニット7とは、シャッタ4が設けられないこともあり補助レンズユニット7の方が光効率であることが確認された。
【0018】
よって、本発明では、当初の目的であるできるだけ明るい車両用前照灯1の実現に沿うべく、光源2からの光の配布割合を、プロジェクタユニット6=30%、補助レンズユニット7=65%と設定した。尚、本発明は上記の配布割合を限定するものではなく、例えば、配光の形状を重視するなど車両用前照灯1に期待する目的により自由に設定することが可能である。
【0019】
このようにしたことで、前記プロジェクタユニット6は光源2からの光の約14%を照射光として投射するものとなり、補助レンズユニット7は光源2からの光の約49%を照射光として投射するものとなり、合計では63%の光が照射光として利用されるものとなった。これを、従来例の車両用前照灯の効率23%と比較すれば、本願発明の車両用前照灯は2.5倍以上明るいものとなり、視認性の向上に顕著な効果を奏するものである。
【0020】
図3は本発明に係る車両用前照灯1における配光特性(すれ違い配光)Dの例を示すものであり、例えば左側通行における左側の路側を照射するための15゜左上がりの傾斜として形成されるエルボ部分などは、シャッタ4を有して自在に配光形状を設定できるプロジェクタユニット6の側からの配光D6で形成し、そして水平方向に広い範囲を照射する路面照射の部分は光量の多いよる補助レンズユニット7の側の配光D7で形成している。
【0021】
尚、補助レンズユニット7からの光で配光D7を形成するためには左右方向に拡散を行わなければならないものとなるので、前記補助レンズユニット7の出射面部73に拡散カット74(図1参照)が設けられている。また、実際の実施に当たり補助レンズユニット7からの光に上向き光を含まないものとするために、前記拡散カット74に加えて下向きに光を屈折させるプリズムカットを重複させるなどは自在である。
【0022】
図4は本発明に係る車両用前照灯1の別な実施形態であり、前の実施形態では前記補助レンズユニット7における受光レンズ部71は1つの方向へ向かう平行光線を発生させるための1つの曲面で形成されていたが、本発明はこれを限定するものではなく、受光レンズ部71aと受光レンズ部71bのように2つの方向に向かう平行光線を発生させる2つの曲面など、複数の曲面で構成しても良いものである。そして、この場合には、当然に車両用前照灯1の照射方向へ光を反射するものとなる内面反射部72も、受光レンズ部71a、71bに対応し、内面反射部72a、72bの複数となる。
【0023】
図5は本発明の更に別の実施形態であり、前記補助レンズユニット7の出射面部73は外部から観視される部位であり、即ち、この車両用前照灯1のデザインに関与する部位である。よって、この出射面部73にデザインを整えるための装飾用レンズカット75を設けることも自在であるが、このときには前記出射面部73から放射される光に無用な屈折を生じさせないことが、配光特性の形成の面から必要となる。
【0024】
よって、この実施形態においては、前記車両用前照灯1の中心軸Xに対して直交する面で装飾用レンズカット75が形成されている。尚、この装飾用レンズカット75は、図示のように水平方向への溝状として設けられても良く、垂直方向への溝状、斜め方向への溝状、或いは、同心円の溝状などとしても良いものである。また、前記拡散カット74との重複も自在である。
【0025】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明により、光源と、この光源に第一焦点を有する楕円反射面と、前記楕円反射面の第二焦点の近傍に配置されるシャッタと、前記シャッタの近傍に焦点を有する投影レンズとから成るプロジェクタユニットを有する車両用前照灯であり、前記楕円反射面の照射方向前方であり、前記楕円反射面およびこの反射面からの反射光、前記シャッタ、前記投影レンズとに干渉を生じない位置には、前記光源からの直射光を受光し略平行光線に変換して内部に取り込む受光レンズ部と、前記受光レンズ部からの光をこの車両用前照灯の照射方向に向けて内面反射する内面反射部と、前記内面反射部からの反射光をこの車両用前照灯の照射方向に向かう光として外部に射出する出射面部とが一体の透明部材で形成された補助レンズユニットが前記プロジェクタユニットを取り囲むようにして設けられている車両用前照灯としたことで、補助レンズユニットで光源からの直射光も回収できるものとして従来のこの種の車両用前照灯に対して光束利用率を2.5倍以上と格段に向上させ、視認性の向上など性能の向上に極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る車両用前照灯の実施形態を示す正面図である。
【図2】 図1のA−A線に沿う断面図である。
【図3】 本発明に係る車両用前照灯の配光特性を示す説明図である。
【図4】 同じく本発明に係る車両用前照灯の別の実施形態を要部で示す断面図である。
【図5】 同じく本発明に係る車両用前照灯の更に別の実施形態を要部で示す斜視図である。
【図6】 従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
1……車両用前照灯
2……光源
3……楕円反射面
4……シャッタ
5……投影レンズ
6……プロジェクタユニット
7……補助レンズユニット
71……受光レンズ部
72……内面反射部
73……出射面部
74……拡散カット
75……装飾用レンズカット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a configuration of a vehicle headlamp such as a headlamp and a fog lamp. Specifically, the projector has a basic configuration as a basic configuration, and improves a luminous flux utilization rate with respect to a light source. The object is to provide a configuration that can be realized.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 shows a configuration of a
[0003]
In the
[0004]
Although not shown in the drawings, there is a vehicle headlamp that employs a parabolic reflecting surface such as a rotating parabolic surface instead of the elliptical reflecting
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As specific means for solving the above-described conventional problems, the present invention provides a light source, an elliptical reflecting surface having a first focal point on the light source, and a shutter disposed in the vicinity of the second focal point of the elliptical reflecting surface. A vehicular headlamp having a projector unit including a projection lens having a focal point in the vicinity of the shutter, being in front of the elliptical reflecting surface in the irradiation direction, and the reflected light from the elliptical reflecting surface and the elliptical reflecting surface In a position where no interference occurs with the optical path that converges to the second focal point, the shutter, and the projection lens, direct light from the light source that is not captured by the elliptical reflecting surface is received and converted into a substantially parallel light beam. A light receiving lens portion to be taken in, an inner surface reflecting portion that internally reflects light from the light receiving lens portion in an irradiation direction of the vehicle headlamp, and reflected light from the inner surface reflecting portion of the vehicle headlamp. Light Auxiliary lens unit and emitting surface for emitting to the outside as light directed in direction is formed by a transparent member integrally provided so as to surround the projector unit, the light receiving lens unit at least with respect to the optical axis of the projector unit The problem is solved by providing a vehicular headlamp characterized by having a substantially ring shape that directs a substantially cone-shaped parallel light beam having one inclination angle to the inner surface reflection portion .
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Below, this invention is demonstrated in detail based on embodiment shown in a figure. 1 and 2 indicate a vehicle headlamp according to the present invention. The vehicle headlamp 1 includes a
[0008]
The
[0009]
Here, if the state when the reflected light from the elliptical reflecting surface 3 converges on the second focal point f2 is considered, ignoring the size of the
[0010]
Considering that the above-mentioned conical apex angle is narrowed in the state shown in FIG. 2, the angle of the upward light when converging to the second focal point f2 is reduced, that is, the vehicle headlight. The upward light component decreases from the irradiation light as the lamp 1. Therefore, by reducing the depth of the elliptical reflecting surface 3, the ratio of upward light that must be shielded by the shutter 4 is reduced, and the ratio that can be used as irradiation light with respect to the reflected light from the elliptical reflecting surface 3. It will increase.
[0011]
Incidentally, the conventional projector-type elliptical reflecting surface captures 65% of the light from the light source as described above, and about half of the light is shielded by the shutter, so about 36% is irradiated light. However, according to the present invention, the elliptical reflecting surface 3 is set shallow and the capture rate is set to 50% or less (for example, 30%), so that the shielding rate by the shutter 4 is about 30. When the capture rate is 50%, approximately 35% is used as irradiation light, and even when the capture rate is 30%, approximately 22% is used as irradiation light. However, the above numerical values exclude the reflection efficiency (about 85%) of the elliptical reflecting surface 3 and the transmission efficiency (about 75%) of the
[0012]
That is, according to the present invention, the amount of light projected in the irradiation direction from the
[0013]
The
[0014]
The
[0015]
That is, the
[0016]
Here, the overall shape of the
[0017]
As described above, by providing the elliptical reflecting surface 3 and the
[0018]
Therefore, in the present invention, the distribution ratio of the light from the
[0019]
By doing so, the
[0020]
FIG. 3 shows an example of a light distribution characteristic (passing light distribution) D in the vehicle headlamp 1 according to the present invention. For example, as a 15 ° upward slope for illuminating the left roadside in left-hand traffic The elbow portion to be formed is formed by the light distribution D6 from the side of the
[0021]
In addition, in order to form the light distribution D7 with the light from the
[0022]
FIG. 4 shows another embodiment of the vehicular headlamp 1 according to the present invention. In the previous embodiment, the light receiving
[0023]
FIG. 5 shows still another embodiment of the present invention. The
[0024]
Therefore, in this embodiment, the decorative lens cut 75 is formed on a surface orthogonal to the central axis X of the vehicle headlamp 1. The decorative lens cut 75 may be provided as a horizontal groove as shown in the figure, or may be provided as a vertical groove, a diagonal groove, or a concentric groove. It ’s good. Moreover, the overlap with the diffusion cut 74 is also free.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the light source, the elliptical reflecting surface having the first focal point on the light source, the shutter disposed in the vicinity of the second focal point of the elliptical reflecting surface, and the focal point in the vicinity of the shutter. A headlamp for a vehicle having a projector unit comprising a projection lens having a projection unit, the front of the elliptical reflection surface in the irradiation direction, the reflected light from the elliptical reflection surface and the reflection surface, the shutter, and the projection lens In a position where interference does not occur, a light receiving lens unit that receives direct light from the light source, converts it into a substantially parallel light beam, and takes it in, and light from the light receiving lens unit in the direction of irradiation of the vehicle headlamp An auxiliary lens in which an inner surface reflecting portion that reflects the inner surface toward the inner surface and an exit surface portion that emits the reflected light from the inner surface reflecting portion to the outside as light directed in the irradiation direction of the vehicular headlamp are formed of an integral transparent member. Since the vehicle headlamp is provided so that the unit surrounds the projector unit, the auxiliary lens unit can also collect direct light from the light source. Thus, the luminous flux utilization rate is remarkably improved to 2.5 times or more, and an extremely excellent effect for improving the performance such as visibility is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a vehicle headlamp according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing light distribution characteristics of the vehicle headlamp according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a main part of another embodiment of a vehicle headlamp according to the present invention.
FIG. 5 is a perspective view showing a main part of still another embodiment of the vehicle headlamp according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
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