JP2006139964A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源バルブから斜め前方に出射された直接光を前方照射に活用して、光束利用
効率を高めることができ、消費電力を増やさずともより明るい配光パターンを得ることの
できる車両用前照灯を提供する。
【解決手段】 車両用前照灯１０のリフレクタ２５と投影レンズ２１との間におけるレン
ズ中心軸Ａｘの上方に、光源バルブ２３からの直接光ｂ２，ｂ３をレンズ中心軸Ａｘの下
方に反射させる付加リフレクタ２９を設けると共に、レンズ中心軸Ａｘを挟んで付加リフ
レクタ２９の反対側となる位置に付加リフレクタ２９からの反射光ｂ２１，ｂ３１を前方
へ反射する付加レンズ体３１を設けることで、光源バルブ２３から斜め前方に出射された
直接光ｂ２，ｂ３を前方照明に活用して、光束利用効率を向上させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プロジェクタ型の車両用前照灯に関するものであり、特に、光源バルブから
出射される光のより多くを前方照射に活用して、光束利用効率を向上させるための改良に
関する。

図７は、特許文献１に開示された従来のプロジェクタ型の車両用前照灯を示している。
この車両用前照灯は、車両前後方向に延びるレンズ中心軸Ａｘ上に投影レンズ１が配置
されると共に、その後側焦点Ｆよりも後方側に光源バルブ３が配置されており、この光源
バルブ３の出射する直接光をリフレクタ５によりレンズ中心軸Ａｘ寄りに反射させるよう
に構成されている。

また、投影レンズ１の後側焦点Ｆ近傍において、レンズ中心軸Ａｘ近傍に上端縁が位置
するように配置されたシェード７によってリフレクタ５からの反射光の一部を遮蔽して、
すれ違い配光パターンの上端部に所定のカットオフラインを形成するようになっている。
なお、投影レンズ１とリフレクタ５の前端開口縁との間には、略円筒状のホルダ９が介
在している。このホルダ９は、投影レンズ１とリフレクタ５とを所定の位置関係に連結す
る連結手段として機能するとともに、シェード７の取付け部を兼ねている。

特開２００１−７６５１０号公報

ところが、上述したような従来の車両用前照灯の構成では、光源バルブ３から斜め前方
に出射されてホルダ９の内周面に当たる直接光Ｃ１，Ｃ２は、前方照射の配光に利用され
ずに浪費されてしまうため、光束利用効率の低下を招く原因となり、消費電力の割に、明
るい配光パターンが得られ難いという問題があった。

従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、光源バルブから斜め前方に出
射された直接光を前方照射に活用して、光束利用効率を高めることができ、消費電力を増
やさずともより明るい配光パターンを得ることのできる車両用前照灯を提供することであ
る。

本発明の車両用前照灯は、ランプボディとカバーで形成された灯室内に、車両前後方向
に延びるレンズ中心軸上に配置された投影レンズと、前記投影レンズの後方側に配置され
た光源バルブと、この光源バルブの位置を第１焦点として光源バルブからの直接光を前方
に向けて前記レンズ中心軸寄りに反射するリフレクタと、前記投影レンズと光源バルブと
の間に配置されて前記リフレクタからの反射光の一部及び前記光源バルブからの直接光の
一部を遮蔽して配光パターンのカットオフラインを形成するシェードと、を備えた車両用
前照灯であって、
前記リフレクタと前記投影レンズとの間における前記レンズ中心軸の上方又は下方に設
置され、前記光源バルブからの直接光を前記レンズ中心軸の下方又は上方に反射させる付
加リフレクタと、
前記レンズ中心軸を挟んで前記付加リフレクタの反対側に設置され、前記付加リフレク
タからの反射光を前方へ反射する付加レンズ体とを備え、
前記付加レンズ体が、前記付加リフレクタからの反射光を受ける入射面と、入射面に入
射した光を前方側に反射する反射面と、この反射面によって反射された光を前方に所定角
度で照射する出射面と、
を備えることを特徴とする。

上記構成の車両用前照灯によれば、光源バルブから斜め前方に出射された直接光は、付
加リフレクタによって付加レンズ体の入射面に反射され、付加レンズ体の反射面及び出射
面を介して、前方照射に利用される。
従って、光源バルブから斜め前方に出射された直接光を前方照射に活用し、光束利用効
率を高めることができ、消費電力を増やさずともより明るい配光パターンを得ることがで
きる。

また、付加リフレクタと付加レンズ体とは、投影レンズのレンズ中心軸を挟んで互いに
逆側に配置されているため、付加レンズ体の配置は、例えば、投影レンズの直下、又は直
上など、前照灯の最前位置に近づけて配置できる。そこで、付加レンズ体からの光束の出
射位置が前照灯の最前位置に近づくため、付加レンズ体から出射された光が前照灯の周囲
のエクテンション等に蹴られ、付加レンズ体による配光が削られてしまうことがない。従
って、付加レンズ体の照射では、安定した配光を形成することができ、投影レンズによる
配光の補助に活かすことができる。

尚、上記構成の車両用前照灯において、前記付加リフレクタからの反射光が前記付加レ
ンズ体の反射面に入射する際、少なくとも一部の反射光は、全反射可能な角度で入射する
ように、前記入射面及び反射面が設定されていることが望ましい。
この構成によれば、全反射による反射は、アルミニウム等の蒸着によって形成した鏡面
反射の場合と比較して光の吸収によるロスが少ないため、入射した光の光度を落とさずに
出射でき、光束利用効率を高める上で、極めて有効である。
更に、全反射によって光の反射を行う場合には、アルミニウム等の蒸着による鏡面処理
が不要になり、その分、生産コストの低減を図ることができる。

更に、上記構成の車両用前照灯において、前記付加レンズ体は、鉛直断面において、前
記入射面が略円弧、前記反射面が略双曲線、前記出射面が略楕円曲線を含む曲面で構成さ
れており、前記出射面から前方に照射する光束を少なくとも鉛直方向に収束させることが
望ましい。
また、上記構成の車両用前照灯において、前記付加レンズ体は、鉛直断面において、前
記入射面が略双曲線、前記反射面が直線、前記出射面が直線を含む平面又は曲面で構成さ
れており、前記出射面から前方に照射する光束を少なくとも鉛直方向に収束させることが
望ましい。
また、上記構成の車両用前照灯において、前記付加レンズ体は、鉛直断面において、前
記入射面が略円弧、前記反射面が略放物線、前記出射面が直線を含む平面又は曲面で構成
されており、前記出射面から前方に照射する光束を少なくとも鉛直方向に収束させること
が望ましい。

この様に、付加レンズ体における入射面や反射面や出射面の形状を種々に組み合わせ、
前方に照射する光束を少なくとも鉛直方向に収束させることにより、投影レンズによる照
射光で形成する配光パターンのカットオフラインを付加レンズ体の照射光による配光が乱
さないようにできる。

更に、上記構成の車両用前照灯において、前記付加レンズ体が、前記付加リフレクタの
第２焦点付近を中心として水平回動可能に設けられることが望ましい。
この構成によれば、左右の照射範囲、光度分布を車両の走行状態に応じて調整すること
ができ、ＡＦＳ（Adaptive Front Lighting System）仕様が実現可能になる。

更に、上記構成の車両用前照灯において、前記付加リフレクタと前記付加レンズ体との
間に、前記付加リフレクタから前記付加レンズ体に入射する反射光の一部若しくは全部を
遮断する遮蔽板を設けることが望ましい。
この構成によれば、例えば反射光の一部を遮断する遮蔽板を用いることで、カットオフ
ラインを形成することが可能となる。また、反射光の全部を遮蔽する遮蔽板を可動とし、
前照灯の走行配光パターン／すれ違い配光パターンの切り換え操作にその動きを連動させ
ることで、２灯式のプロジェクタ型の車両用前照灯が可能になる。
更に、遮蔽板を移動自在とした可動遮蔽板を用いて遮蔽量を調整することで、ＡＦＳを
構成することもできる。

以上に説明した本発明の車両用前照灯によれば、光源バルブから斜め前方に出射された
直接光を、前方照射に活用して、光束利用効率を高めることができ、消費電力を増やさず
ともより明るい配光パターンを得ることができる。
また、付加レンズ体の配置は、前照灯の最前位置に近づけて配置でき、付加レンズ体か
らの光束の出射位置が前照灯の最前位置に近づくため、付加レンズ体から出射された光が
前照灯の周囲のエクテンションに蹴られて、付加レンズ体による配光が削られてしまうこ
とがない。従って、付加レンズ体の照射では、安定した配光を形成することができ、投影
レンズによる配光の補助に活かすことができる。

以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係る車両用前照灯を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用前照灯の概略縦断面図である。
本第１実施形態の車両用前照灯１０は、図１に示すように、ランプボディ１２とその前
方開口部に取り付けられた素通し状の透明カバー（カバー）１４で形成された灯室１６内
に、灯具ユニット１８が収容されている。

灯具ユニット１８は、図示せぬエイミング機構を介して、ランプボディ１２に支持され
ている。エイミング機構は、灯具ユニット１８の取付位置及び取付角度を微調整するため
の機構で、エイミング調整した段階では、灯具ユニット１８のレンズ中心軸Ａｘは、車両
前後方向に対して０．５〜０．６度程度下向きの方向に延びるようになっている。

灯具ユニット１８は、プロジェクタ型の灯具ユニットであり、車両前後方向に延びるレ
ンズ中心軸Ａｘ上に配置された投影レンズ２１と、投影レンズ２１の後方側焦点Ｆよりも
後方に配置された光源バルブ２３と、この光源バルブ２３の位置を第１焦点として光源バ
ルブ２３から放射された直接光Ｂ１を前方に向けてレンズ中心軸Ａｘ寄りに反射するリフ
レクタ２５と、投影レンズ２１と光源バルブ２３との間における後方側焦点Ｆ近傍におい
てレンズ中心軸Ａｘ近傍に上端縁が位置するように配置されてリフレクタ２５からの反射
光の一部及び光源バルブ２３からの直接光Ｂ１の一部を遮蔽してすれ違い配光パターンの
カットオフラインを形成するシェード２７と、リフレクタ２５と投影レンズ２１との間に
おけるレンズ中心軸Ａｘの上方に設置されて光源バルブ２３からの直接光ｂ２，ｂ３をレ
ンズ中心軸Ａｘの下方に反射させる付加リフレクタ２９と、投影レンズ２１の下方に配置
されて付加リフレクタ２９からの反射光ｂ２１，ｂ３１を前方へ反射する付加レンズ体３
１と、を備えている。

投影レンズ２１は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズからなり、その
後方側焦点Ｆを含む焦点面上の像を反転像として前方へ投影するようになっている。
光源バルブ２３は、放電発光部を光源２３ａとするメタルハライドバルブ等の放電バル
ブであって、光源２３ａがレンズ中心軸Ａｘよりも僅かに下方に位置するように、バルブ
軸をレンズ中心軸Ａｘに交差させた向きで、リフレクタ２５に挿入固定されている。尚、
放電バルブの代わりにハロゲンバルブ等を用いることもでき、リフレクタ２５の後方より
光源バルブ２３ａを挿入固定することもできる。

リフレクタ２５の反射面２５ａは、レンズ中心軸Ａｘを含む鉛直断面形状が、光源２３
ａの中心を第１焦点とし、投影レンズ２１の後方側焦点Ｆの近傍を第２焦点とする略楕円
曲面に形成されていて、光源２３ａから放射された光を第２焦点に向けて反射する。
付加リフレクタ２９は、光源２３ａの中心を第１焦点とし、投影レンズ２１の後縁の下
端位置の近傍を第２焦点Ｆ２とする略楕円曲面の反射面２９ａを備えたもので、光源２３
ａからの直接光ｂ２，ｂ３を第２焦点Ｆ２を通るように反射する。

付加レンズ体３１は、投影レンズ２１を支持する図示略のホルダ等に固定され、レンズ
中心軸Ａｘを挟んで付加リフレクタ２９の反対側に位置している。この付加レンズ体３１
は、第２焦点Ｆ２を通る付加リフレクタ２９からの反射光ｂ２１，ｂ３１を受ける入射面
３１ａと、この入射面３１ａに入射した光を前方側に反射する反射面３１ｂと、この反射
面３１ｂによって反射された光を前方に所定角度で照射する出射面３１ｃとを備えている
。

本実施形態の場合、付加レンズ体３１は、入射面３１ａが付加リフレクタ２９の第２焦
点Ｆ２を中心とする球面（鉛直断面が略円弧となる曲面）、反射面３１ｂが略回転双曲面
（鉛直断面が略双曲線となる曲面）、出射面３１ｃが略回転楕円面（鉛直断面が略楕円曲
線となる曲面）で、出射面３１ｃから前方に照射する光束を少なくとも鉛直方向に収束さ
せる。
また、本実施形態の場合、付加リフレクタ２９からの反射光ｂ２１，ｂ３１が付加レン
ズ体３１の反射面３１ｂに入射する際、これらの反射光ｂ２１，ｂ３１は、全反射可能な
角度で入射するように、入射面３１ａ及び反射面３１ｂの相対位置・向きが設定されてい
る。

上述した本発明の車両用前照灯１０によれば、光源バルブ２３から斜め前方上部に出射
された直接光ｂ２，ｂ３は、付加リフレクタ２９によって付加レンズ体３１の入射面３１
ａに反射され、付加レンズ体３１の反射面３１ｂ及び出射面３１ｃを介して、前方照射に
利用される。
従って、光源バルブ２３から斜め前方上部に出射された直接光ｂ２，ｂ３を、前方照射
に活用して、光束利用効率を高めることができ、消費電力を増やさずともより明るい配光
パターンを得ることができる。

また、付加リフレクタ２９と付加レンズ体３１とは、投影レンズ２１のレンズ中心軸Ａ
ｘを挟んで互いに逆側に配置されているため、付加レンズ体３１は前照灯のスラント形状
を利用して、例えば、投影レンズ２１の直下の空きスペースを設置場所に設定することで
、前照灯の最前位置に近づけて配置できる。
そこで、付加レンズ体３１からの光束の出射位置が、前照灯の最前位置に近づくため、
付加レンズ体３１から出射された光が前照灯の周囲の図示しないエクテンション等に蹴ら
れ、付加レンズ体３１による配光が削られてしまうことがない。
従って、付加レンズ体３１の照射では、安定した配光を形成することができ、投影レン
ズ２１による配光の補助に活かすことができる。

また、付加リフレクタ２９からの反射光ｂ２１，ｂ３１が付加レンズ体３１の反射面３
１ｂで全反射により付加レンズ体３１の出射面３１ｃに出射される場合、全反射による反
射は、アルミニウム等の蒸着によって形成した鏡面反射の場合と比較して光の吸収による
ロスが少ないため、入射した光の光度を落とさずに出射でき、光束利用効率を高める上で
、極めて有効である。更に、全反射によって光の反射を行う場合には、アルミニウム等の
蒸着による鏡面処理が不要になり、その分、生産コストの低減を図ることができる。
また、本実施形態の付加レンズ体３１は、前方照射する光束を鉛直方向に収束させる構
成のため、投影レンズ２１による照射光で形成する配光パターンのカットオフラインを乱
すこともない。

なお、上記第１実施形態に係る車両用前照灯１０の灯具ユニット１８においては、投影
レンズ２１を支持する図示略のホルダに付加レンズ体３１を固定装備したが、本発明はこ
れに限定されるものではない。
例えば、図２に示した本発明の第２実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニット１００
のように、付加レンズ体３１を付加リフレクタ２９の第２焦点Ｆ２付近を通る鉛直軸４１
に結合しておき、この鉛直軸４１を回転駆動する駆動手段４３を装備することによって、
焦点Ｆ２付近を中心として付加レンズ体３１を水平回動可能に設けても良い。
このようにすると、灯具ユニット１００は、左右の照射範囲、光度分布を車両の走行状
態に応じて調整することができ、ＡＦＳ仕様が実現可能になる。

また、図３に示した本発明の第３実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニット２００で
は、付加リフレクタ２９と付加レンズ体３１との間に、付加リフレクタ２９から付加レン
ズ体３１に入射する反射光ｂ２１，ｂ３１を遮断する可動遮蔽板４５を設けた。
可動遮蔽板４５は、図示略の駆動手段によって車両の前後方向（図の矢印（イ）方向）
に移動可能とされた遮蔽板であり、必要に応じて第２焦点Ｆ２を通る反射光ｂ２１，ｂ３
１の全部を遮断する。
このようにすると、前照灯の走行配光パターン／すれ違い配光パターン（ハイビーム／
ロービーム）の切り換え操作に可動遮蔽板４５の動きを連動させることで、２灯式のプロ
ジェクタ型の車両用前照灯が可能になる。

また、付加レンズ体３１において、前方照射する光束を少なくとも鉛直方向に収束させ
るための入射面３１ａ、反射面３１ｂ、出射面３１ｃの組合せは、上記実施形態の組み合
わせに限らない。
例えば、図４に示した本発明の第４実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニット３００
における付加レンズ体１３１は、入射面１３１ａを略回転双曲面、反射面１３１ｂを鉛直
断面で直線となる平面又はタブシル面、出射面１３１ｃを鉛直断面で直線となる平面又は
タブシル面とされている。

また、図５に示した本発明の第５実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニット４００に
おける付加レンズ体２３１は、入射面２３１ａを球面、反射面２３１ｂを略回転放物面、
出射面２３１ｃを鉛直断面で直線となる平面又はタブシル面とすることもできる。

また、図６に示す付加レンズ体３３１のように、入射面３３１ａが球面、反射面３３１
ｂが略回転双曲面、出射面３３１ｃが略楕円曲線をシリンドリカルにされたものは、両側
部３３１ｄ，３３１ｅを平坦面に切断した構造とすることもできる。この場合、付加レン
ズ体３３１が前方照射する光束は、車両幅方向に拡がる拡散光となる。
尚、本発明に係る付加レンズ体の入射面や反射面や出射面の形状は、それぞれ鉛直断面
において略円弧、略双曲線、略楕円曲線、略放物線、直線などを含む平面又は曲面で構成
されるが、水平断面は自由曲面として前方に照射する光束を左右拡散させる構成とするこ
ともできる。

また、上記各実施形態では、付加リフレクタ２９が投影レンズ２１とリフレクタ２５と
の間におけるレンズ中心軸Ａｘの上方に配置され、付加レンズ体３１（１３１，２３１，
３３１）が投影レンズ２１の下方に配置されており、光源バルブ２３から斜め前方に出射
される直接光ｂ２，ｂ３を前方照射に活用できるよう構成した場合について説明したが、
付加リフレクタ２９を投影レンズ２１とリフレクタ２５との間におけるレンズ中心軸Ａｘ
の下方に配置し、付加レンズ体３１（１３１，２３１，３３１）を投影レンズ２１の上方
に配置して、シェード２７の下を潜るように光源バルブ２３から斜め下方に出射される直
接光を前方照射に活用できるようにしても良い。

本発明の第１実施形態に係る車両用前照灯の概略縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニットを示す縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニットを示す縦断面図である。 本発明の第４実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニットを示す縦断面図である。 本発明の第５実施形態に係る車両用前照灯の灯具ユニットを示す縦断面図である。 図１に示した付加レンズ体の変形例を示す斜視図である。 従来の車両用前照灯の概略縦断面図である。

符号の説明

１０ 車両用前照灯
１２ ランプボディ
１４ 透明カバー（カバー）
１６ 灯室
１８ 灯具ユニット
２１ 投影レンズ
２３ 光源バルブ
２３ａ 光源
２５ リフレクタ
２７ シェード
２９ 付加リフレクタ
３１ 付加レンズ体
３１ａ 入射面
３１ｂ 反射面
３１ｃ 出射面

Claims (7)

1. ランプボディとカバーで形成された灯室内に、車両前後方向に延びるレンズ中心軸上に
   配置された投影レンズと、前記投影レンズの後方側に配置された光源バルブと、この光源
   バルブの位置を第１焦点として光源バルブからの直接光を前方に向けて前記レンズ中心軸
   寄りに反射するリフレクタと、前記投影レンズと光源バルブとの間に配置されて前記リフ
   レクタからの反射光の一部及び前記光源バルブからの直接光の一部を遮蔽して配光パター
   ンのカットオフラインを形成するシェードと、を備えた車両用前照灯であって、
   前記リフレクタと前記投影レンズとの間における前記レンズ中心軸の上方又は下方に設
   置され、前記光源バルブからの直接光を前記レンズ中心軸の下方又は上方に反射させる付
   加リフレクタと、
   前記レンズ中心軸を挟んで前記付加リフレクタの反対側に設置され、前記付加リフレク
   タからの反射光を前方へ反射する付加レンズ体とを備え、
   前記付加レンズ体が、前記付加リフレクタからの反射光を受ける入射面と、入射面に入
   射した光を前方側に反射する反射面と、この反射面によって反射された光を前方に所定角
   度で照射する出射面と、
   を備えることを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記付加リフレクタからの反射光が前記付加レンズ体の反射面に入射する際、少なくと
   も一部の反射光は、全反射可能な角度で入射するように、前記入射面及び反射面が設定さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記付加レンズ体は、鉛直断面において、前記入射面が略円弧、前記反射面が略双曲線
   、前記出射面が略楕円曲線を含む曲面で構成されており、前記出射面から前方に照射する
   光束を少なくとも鉛直方向に収束させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用
   前照灯。
4. 前記付加レンズ体は、鉛直断面において、前記入射面が略双曲線、前記反射面が直線、
   前記出射面が直線を含む平面又は曲面で構成されており、前記出射面から前方に照射する
   光束を少なくとも鉛直方向に収束させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用
   前照灯。
5. 前記付加レンズ体は、鉛直断面において、前記入射面が略円弧、前記反射面が略放物線
   、前記出射面が直線を含む平面又は曲面で構成されており、前記出射面から前方に照射す
   る光束を少なくとも鉛直方向に収束させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両
   用前照灯。
6. 前記付加レンズ体が、前記付加リフレクタの第２焦点付近を中心として水平回動可能に
   設けられることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車両用前照灯。
7. 前記付加リフレクタと前記付加レンズ体との間に、前記付加リフレクタから前記付加レ
   ンズ体に入射する反射光の一部若しくは全部を遮断する遮蔽板を設けることを特徴とする
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の車両用前照灯。
   

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