JP4654928B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

この発明は、光を車両の前方や側方に照射して車両の前方や側方の路面などを照明するヘッドランプやフォグランプやスイブルランプなどのプロジェクタタイプの車両用灯具に関するものである。特に、この発明は、通常無効光となる光を有効に利用することができる車両用灯具に関するものである。

プロジェクタタイプの車両用灯具であって、通常無効光となる光を有効に利用することができる車両用灯具は、従来からある（たとえば、特許文献１参照）。以下、従来の車両用灯具について説明する。従来の車両用灯具は、反射面と、光源と、シェードと、投影レンズと、を備え、前記シェードに開口部を設け、かつ、前記開口部の縁に第１反射面と第２反射面とをそれぞれ設けたものである。

以下、従来の車両用灯具の作用について説明する。光源を点灯すると、この光源からの光が反射面で反射され、この反射光の一部がシェードでカットオフされ、残りの反射光が投影レンズから所定のメイン配光パターンで投影される。一方、シェードでカットオフされる反射光の一部がシェードの開口部から透過して第１反射面および第２反射面で反射されて投影レンズから所定のサブ配光パターンで投影される。このように、従来の車両用灯具は、シェードでカットオフされる反射光であって、通常無効光となる光の一部を有効に利用することができる。

ところが、従来の車両用灯具は、シェードでカットオフされる反射光の一部を第１反射面および第２反射面と投影レンズとにより、所定のサブ配光パターンが得られるように配光制御するものである。このために、従来の車両用灯具は、所定のサブ配光パターンが得られるためには、シェードの開口部から透過した反射光を所定の方向に反射させるための第１反射面および第２反射面を、高精度に製造する必要があり、また、所定のメイン配光パターンと所定のサブ配光パターンとの双方を投影するための投影レンズをも高精度に製造する必要がある。このように、従来の車両用灯具は、簡便な構造の第１反射面および第２反射面と投影レンズとにより、所定のサブ配光パターンを配光制御することが難しい。

実用新案登録第２５８８６５８号公報

この発明が解決しようとする問題点は、従来の車両用灯具では、簡便な構造の第１反射面および第２反射面と投影レンズとにより、所定のサブ配光パターンを配光制御することが難しいという点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、光源からの直射光および反射面からの反射光の一部を遮蔽するシェードには、遮蔽されなかった反射面からの反射光を通過させてメイン配光パターンを形成するメイン開口部が設けられていて、光源からの直射光の一部を投影レンズの周辺を通して外部に透過させる光透過部がシェードおよびフレーム部材にそれぞれ設けられており、その光透過部から透過した光源からの直射光の一部を外部に所定のサブ配光パターンで出射させるサブレンズが投影レンズの周辺に配置されている、ことを特徴とする。

また、この発明（請求項２にかかる発明）は、サブレンズが断面ほぼＬ字形状をなしていてサブ配光パターンをメイン配光パターンのほぼ端部に出射させるレンズである、ことを特徴とする。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）は、ブレンズがサブ配光パターンをメイン配光パターンのほぼ中央部に出射させるレンズである、ことを特徴とする。

この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、光源からの直射光の一部をサブレンズにより、所定のサブ配光パターンが得られるように配光制御するものである。このために、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、所定のサブ配光パターンが得られるためには、光源からの直射光の一部を外部に所定のサブ配光パターンで出射させるためのサブレンズが必要である。このように、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用灯具は、従来の車両用灯具の第１反射面および第２反射面および投影レンズと比較して、簡便な構造のサブレンズにより、所定のサブ配光パターンを配光制御することができる。

また、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、簡便な構造のサブレンズにより、サブ配光パターンをメイン配光パターンのほぼ端部に出射させることができる。さらに、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用灯具は、サブレンズが断面ほぼＬ字形状をなしていてかつ投影レンズの周辺に配置されているものであるから、投影レンズと別個のサブレンズを設けたとしても、プロジェクタタイプのランプの特有の効果であるコンパクト化に対して大きな影響を与えるようなことはない。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用灯具は、簡便な構造のサブレンズにより、サブ配光パターンをメイン配光パターンのほぼ中央部に出射させることができる。

以下に、この発明にかかる車両用灯具の実施例のうちの２例を添付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。

図１〜図３は、この発明にかかる車両用灯具の実施例１を示す。以下、この実施例１にかかる車両用灯具の構成について説明する。図面において、符号「Ｆ」は、車両の前側（車両の前進方向側）を示す。符号「Ｂ」は、車両の後側を示す。符号「Ｕ」は、ドライバー側から前側を見た上側を示す。符号「Ｄ」は、ドライバー側から前側を見た下側を示す。符号「Ｌ」は、ドライバー側から前側を見た場合の左側を示す。符号「Ｒ」は、ドライバー側から前側を見た場合の右側を示す。符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示す。符号「ＨＬ−ＨＲ」は、左右の水平線、および、スクリーンの左右の水平線を示す。

図において、符号１は、この実施例１にかかる車両用灯具である。前記車両用灯具１は、たとえば、プロジェクタタイプの４灯式のすれ違い用（ロービーム用）のヘッドランプである。前記車両用灯具１は、反射面２およびリフレクタ３と、光源４と、投影レンズ（集光レンズ、凸レンズ）５と、フレーム部材６と、シェード７と、サブレンズ８と、を備えるものである。前記車両用灯具１は、自動車（図示せず）の前部の右側に装備される灯具であって、自動車の前部の左側に装備される車両用灯具は、前記車両用灯具１とほぼ左右対称である。

前記リフレクタ３は、前側が開口され、かつ、後側と上側と下側と左側と右側とが閉塞された形状をなす。前記リフレクタ３の後部中央には、前記光源４を挿通する透孔９が設けられている。前記リフレクタ３は、前記フレーム部材６に固定保持されている。前記リフレクタ３の内凹面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて、楕円面を基調とした自由曲面の前記反射面２が設けられている。前記反射面２は、第１焦点Ｆ１と第２焦点（図示せず）とを有する。なお、前記反射面２の自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）は、「Mathematical Elemennts for Computer Graphics」（Devid F. Rogers、J Alan Adams）に記載されているＮＵＲＢＳの自由曲面（Non-Uniform Rational B-Spline Surface）である。

前記光源４は、たとえば、ハロゲン電球、放電灯（メタルハライドランプなどの高圧金属蒸気放電灯、高輝度放電灯（ＨＩＤ）など）、白熱電球である。前記光源４は、前記リフレクタ３にソケット機構１０を介して着脱可能に取り付けられている。前記光源４の発光部１１（ハロゲン電球や白熱電球の場合はフィラメント、放電灯の場合は放電アーク）は、前記リフレクタ３の反射面２の第１焦点Ｆ１もしくはその近傍に位置する。この結果、前記光源４の発光部１１から放射される光は、前記反射面２で第２焦点側に反射される。

前記シェード７は、前記光源４からの直射光を遮蔽するものである。前記シェード７のほぼ中央部には、図２（Ａ）および（Ｂ）に示すように、メイン開口部１２が設けられている。前記メイン開口部１２の下縁は、前記反射面２の第２焦点もしくはその近傍に位置する。前記メイン開口部１２の下縁には、エッジ（下水平エッジ、斜めエッジ、上水平エッジ）１３が設けられている。前記シェード７は、前記光源４の発光部１１から放射された光であって前記反射面２で反射された反射光の一部をカットオフするものである。一方、前記メイン開口部１２は、前記シェード７でカットオフされた反射光の残りの反射光を通過させてメイン配光パターン、たとえば、図３に示すすれ違い用の配光パターンＬＰを形成するものである。前記すれ違い用の配光パターンＬＰの上縁には、前記メイン開口部１２のエッジ１３によりカットオフライン（上水平カットオフライン、斜めカットオフライン、下水平カットオフライン）ＣＬが形成されている（図３参照）。前記シェード７は、前記フレーム部材６に固定保持されている。

前記投影レンズ５は、非球面レンズであって、前面側が凸非球面をなし、後面側が平非球面をなす。前記投影レンズ５は、図示されていないが、前記反射面２の第２焦点近傍に物空間側の焦点面（メリジオナル像面）を有する。また、前記投影レンズ５の光軸は、前記反射面２の光軸とほぼ一致する。さらに、前記投影レンズ５は、前記反射面２の第２焦点および前記シェード７よりも前側において前記フレーム部材６に固定保持されている。前記投影レンズ５は、前記反射面２からの反射光であって、前記シェード７によりカットオフされた反射光以外の反射光であって、前記メイン開口部１２を通過した反射光を、前記すれ違い用の配光パターンＬＰとして外部前方に投影するものである。

前記シェード７の右側であって、前記メイン開口部１２の下側には、光透過部としてのサブ開口部１４が設けられている。前記サブ開口部１４は、図２（Ａ）に示すように、長方形形状であっても良いし、または、図２（Ｂ）に示すように、円形形状であっても良いし、または、三角形や正方形や長円形や楕円形や五角形以上の多角形の形状であっても良い。また、前記フレーム部材６の右側には、光透過部としてのサブ切欠部１５が設けられている。前記サブ開口部１４および前記サブ切欠部１５は、図１に示すように、前記シェード７により遮蔽される前記光源４からの直射光の一部ＳＬを前記投影レンズ５の周辺（右側）を通して外部に透過させるものである。

前記サブレンズ８は、図１に示すように、横断面（水平断面）ほぼＬ字形状をなす。前記サブレンズ８は、前記投影レンズ５の周辺（右側）に配置されている。前記サブレンズ８は、図１および図３に示すように、前記サブ開口部１４および前記サブ切欠部１５から透過した前記光源４からの直射光の一部ＳＬを外部に所定のサブ配光パターンＳＰＲを前記メイン配光パターンＬＰのほぼ右側端部に出射させるサブレンズ（光学レンズ）である。前記サブレンズ８には、前記光源４からの直射光の一部ＳＬを左右に拡散させる光拡散部、たとえば、光拡散系のプリズム素子群（図示せず）が設けられている。なお、自動車の前部の左側に装備される車両用灯具におけるサブレンズは、図３に示すように、所定のサブ配光パターンＳＰＬを前記メイン配光パターンＬＰのほぼ左側端部に出射させる。

上記のように構成される前記車両用灯具１（プロジェクタタイプのランプユニット）は、ランプハウジング（図示せず）および素通しのアウターレンズなどのランプレンズ（図示せず）により区画される灯室（図示せず）内に光軸調整装置（図示せず）を介して光軸調整可能に配置されている。

この実施例１にかかる車両用灯具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。

まず、光源４を点灯する。すると、光源４の発光部１１から放射される光は、反射面２で反射される。その反射光は、反射面２の第２焦点に集光される。この集光される反射光の一部は、シェード７によりカットオフされる。カットオフされなかった残りの反射光は、シェード７のメイン開口部１２を通過し、かつ、拡散されて、投影レンズ５を経て外部前方に照射される。この結果、図３に示すすれ違い用の配光パターンＬＰが得られる。このすれ違い用の配光パターンＬＰの上縁には、シェード７のメイン開口部１２のエッジ１３により、カットオフラインＣＬが形成されている。

これと同時に、通常無効光となる光源４からの直射光は、シェード７により遮蔽されるが、その直射光の一部ＳＬは、シェード７のサブ開口部１４を通過し、かつ、フレーム部材６のサブ切欠部１５を通過して投影レンズ５の周辺の右側のサブレンズ８に達する。このサブレンズ８は、図３に示すように、サブ開口部１４およびサブ切欠部１５から透過した光源４からの直射光の一部ＳＬを外部に所定のサブ配光パターンＳＰＲとしてメイン配光パターンＬＰのほぼ右側端部に出射させる。なお、自動車の前部の左側に装備される車両用灯具におけるサブレンズは、同じく図３に示すように、サブ開口部およびサブ切欠部から透過した光源からの直射光の一部を外部に所定のサブ配光パターンＳＰＬとしてメイン配光パターンＬＰのほぼ左側端部に出射させる。

この実施例１にかかる車両用灯具１は、以上のごとき構成および作用からなり、以下、その効果について説明する。

この実施例１にかかる車両用灯具１は、通常無効となる光源４からの直射光の一部ＳＬを有効に利用することができる。また、この実施例１にかかる車両用灯具１は、光源４からの直射光の一部ＳＬをサブレンズ８により、所定のサブ配光パターンＳＰＲ、ＳＰＬが得られるように配光制御するものである。このために、この実施例１にかかる車両用灯具１は、所定のサブ配光パターンＳＰＲ、ＳＰＬが得られるためには、光源４からの直射光の一部ＳＬを外部に所定のサブ配光パターンＳＰＲ、ＳＰＬで出射させるためのサブレンズ８が必要である。このように、この実施例１にかかる車両用灯具１は、従来の車両用灯具の第１反射面および第２反射面および投影レンズと比較して、簡便な構造のサブレンズ８により、所定のサブ配光パターンＳＰＲ、ＳＰＬを配光制御することができる。

さらに、この実施例１にかかる車両用灯具１は、簡便な構造のサブレンズ８により、サブ配光パターンＳＰＲ、ＳＰＬをメイン配光パターンＬＰのほぼ右側端部、ほぼ左側端部にそれぞれ出射させることができる。このために、この実施例１にかかる車両用灯具１は、メイン配光パターンＬＰのほぼ右側端部、ほぼ左側端部にそれぞれ出射されるサブ配光パターンＳＰＲ、ＳＰＬにより、右側の路肩、左側の路肩の視認性が向上され、交通安全に貢献することができる。

さらに、この実施例１にかかる車両用灯具１は、サブレンズ８が断面ほぼＬ字形状をなしていてかつ投影レンズ５の周辺（右側）に配置されているものである。このために、この実施例１にかかる車両用灯具１は、投影レンズ５と別個のサブレンズ８を設けたとしても、プロジェクタタイプのランプの特有の効果であるコンパクト化に対して大きな影響を与えるようなことはない。

図４および図５は、この発明にかかる車両用灯具の実施例２を示す。図中、図１〜図３と同符号は、同一のものを示す。以下、この実施例２にかかる車両用灯具１００について説明する。

この実施例２にかかる車両用灯具１００は、前記の実施例１にかかる車両用灯具１のサブレンズ８と異なるサブレンズ８０を使用する。前記サブレンズ８０は、図４および図５に示すように、サブ開口部１４およびサブ切欠部１５から透過した光源４からの直射光の一部ＳＬを外部に所定のサブ配光パターンＳＰＣを前記メイン配光パターンＬＰのほぼ中央部に出射させるサブレンズ（光学レンズ）である。前記サブレンズ８０には、前記光源４からの直射光の一部ＳＬを左右に拡散させる光拡散部、たとえば、光拡散系のプリズム素子群（図示せず）が設けられている。なお、自動車の前部の左側に装備される車両用灯具におけるサブレンズは、図５に示すように、所定のサブ配光パターンＳＰＣを前記メイン配光パターンＬＰのほぼ中央部に出射させる。

この実施例２にかかる車両用灯具１００は、以上のごとき構成からなるので、前記の実施例１にかかる車両用灯具１とほぼ同様の作用効果を達成することができる。特に、この実施例２にかかる車両用灯具１００は、簡便な構造のサブレンズ８０により、サブ配光パターンＳＰＣをメイン配光パターンＬＰのほぼ中央部に出射させることができる。このために、この実施例２にかかる車両用灯具１００は、メイン配光パターンＬＰのほぼ中央部に出射されるサブ配光パターンＳＰＣにより、自動車の進行方向の手前側もしくは遠方側の視認性が向上され、交通安全に貢献することができる。

なお、前記の実施例１、２においては、すれ違い用の配光パターンＬＰが得られるヘッドランプなどの車両用灯具について説明するものである。ところが、この発明においては、所定のメイン配光パターンとして高速道路用の配光パターンや素行用の配光パターンまたは霧用の配光パターンまたは曲路用の配光パターンなどが得られるヘッドランプまたはフォグランプまたはスイブルランプなどの車両用灯具にも適用することができる。

また、前記の実施例１、２においては、シェード７に光透過部としてのサブ開口部１４を設けたものである。ところが、この発明においては、シェードの光透過部として、前記の実施例１、２の開口部以外のもの、たとえば、切欠や透明部を設けても良い。

さらに、前記の実施例１、２においては、フレーム部材６に光透過部としてのサブ切欠部１５を設けたものである。ところが、この発明においては、フレーム部材の光透過部として、前記の実施例１、２の切欠部以外のもの、たとえば、開口や透明部を設けても良い。

さらにまた、この発明においては、前記の実施例１、２の車両用灯具１、１００をほぼ垂直軸回りに左右に回転可能なスイブルランプとすることができる。

さらにまた、この発明においては、図３に示すサブ配光パターンＳＰＲ、ＳＰＬから図５に示すサブ配光パターンＳＰＣまで連続して得られるように、前記の実施例１、２の車両用灯具１、１００のサブレンズ８、８０を移動可能に構成しても良い。

さらにまた、この実施例１、２においては、サブレンズ８、８０を投影レンズ５の周辺の右側と左側に設けて、図３に示すサブ配光パターンＳＰＲ、ＳＰＬと図５に示すサブ配光パターンＳＰＣを得るものである。ところが、この発明においては、サブレンズを投影レンズ５の周辺の任意の位置に設けて、任意のサブ配光パターン（たとえば、オーバーヘッドサイン（頭上道路標識）を照明するサブ配光パターンなど）が得られるようにしても良い。この場合、シェードの光透過部（サブ開口部）とフレーム部材の光透過部（サブ切欠部）の設ける位置を適宜に設定する。

この発明にかかる車両用灯具の実施例１を示す横断面図（水平断面図）である。 同じく、シェードのサブ開口部を示すシェードの正面図である。 同じく、メイン配光パターンのすれ違い用の配光パターンと左側サブ配光パターンおよび右側サブ配光パターンとを示す説明図である。 この発明にかかる車両用灯具の実施例２を示す横断面図（水平断面図）である。 同じく、メイン配光パターンのすれ違い用の配光パターンと左側サブ配光パターンおよび右側サブ配光パターンとを示す説明図である。

符号の説明

１、１００ 車両用灯具
２ 反射面
３ リフレクタ
４ 光源
５ 投影レンズ
６ フレーム部材
７ シェード
８、８０ サブレンズ
９ 透孔
１０ ソケット機構
１１ 発光部
１２ メイン開口部
１３ エッジ
１４ サブ開口部
１５ サブ切欠部
ＬＰ すれ違い用の配光パターン（所定のメイン配光パターン）
ＣＬ カットオフライン
ＳＰＬ 左側サブ配光パターン
ＳＰＲ 右側サブ配光パターン
ＳＰＣ 中央サブ配光パターン
Ｆ１ 反射面の第１焦点
ＳＬ 光源からの直射光の一部
Ｆ 前側
Ｂ 後側
Ｕ 上側
Ｄ 下側
Ｌ 左側
Ｒ 右側
ＶＵ−ＶＤ スクリーンの上下の垂直線
ＨＬ−ＨＲ スクリーンの左右の水平線

Claims (3)

1. プロジェクタタイプの車両用灯具おいて、
   楕円面を基調とする反射面と、
   発光部が前記反射面の第１焦点もしくはその近傍に配置されている光源と、
   前記反射面からの反射光を外部に所定のメイン配光パターンで投影する投影レンズと、
   前記投影レンズを保持固定するフレーム部材と、
   前記光源からの直射光および前記反射面からの反射光の一部を遮蔽するものであって、遮蔽されなかった前記反射面からの反射光を通過させて前記メイン配光パターンを形成するメイン開口部が設けられているシェードと、
   前記シェードおよび前記フレーム部材にそれぞれ設けられており、前記光源からの直射光の一部を前記投影レンズの周辺を通して外部に透過させる光透過部と、
   前記投影レンズの周辺に配置されており、前記光透過部から透過した前記光源からの直射光の一部を外部に所定のサブ配光パターンで出射させるサブレンズと、
   を備える、ことを特徴とする車両用灯具。
2. 前記サブレンズは、断面ほぼＬ字形状をなしていて、前記サブ配光パターンを前記メイン配光パターンのほぼ端部に出射させるレンズである、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
3. 前記サブレンズは、前記サブ配光パターンを前記メイン配光パターンのほぼ中央部に出射させるレンズである、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。

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