JP2006222038A - ヘッドランプ - Google Patents

Abstract

【課題】より確実に好適な配光パターンを得ることのできるヘッドランプを提供すること。
【解決手段】集光レンズ２０を第１レンズ２５と第２レンズ３０とにより形成する。第１レンズ２５は、第２レンズ３０よりも焦点距離が短くなっているので、第１レンズ２５からの照射光は拡散し、第２レンズ３０からの照射光はあまり拡散しないで照射される。また、第１レンズ２５を、集光レンズ２０の左右方向における中央で、上下方向の中央付近から下方にかけて位置させ、第２レンズ３０を、第１レンズ２５の周囲に配設する。これらにより、第１レンズ２５からの照射光は広い範囲に照射され、第２レンズ３０からの照射光は、車両前方の中心付近に集光して照射される。従って、配光パターン全体の光度を上げると共に、車両前方の中心付近の光度をさらに向上させることができる。この結果、より確実に好適な配光パターンを得ることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ヘッドランプに関するものである。特に、この発明は、好適な配光パターンを得ることのできるヘッドランプに関するものである。

従来のヘッドランプでは、配光パターンを最適化するために様々な工夫が施されている。例えば、特許文献１では、プロジェクタタイプのヘッドランプの配光特性を向上させるために、集光レンズを、水平基調の３つのシリンドリカルレンズにより形成し、３つのシリンドリカルレンズを垂直方向に重ねた形状で形成している。ヘッドランプの配光パターンは、垂直方向よりも水平方向の広がりの方が大きいため、ヘッドランプの照射光は、水平方向へは拡散させ、垂直方向にはあまり拡散させる必要がない。このため、集光レンズを上記のように水平基調のシリンドリカルレンズにより形成することにより、照射光を水平方向には拡散させ、垂直方向にはあまり拡散しないようにすることができる。また、１つシリンドリカルレンズにより集光レンズを形成した場合には、前後方向或いは照射方向の集光レンズの厚さが厚くなってしまうため、厚さの薄い３つのシリンドリカルレンズを垂直方向に重ねることにより、集光レンズ全体の厚さを抑え、重量の軽減を図っている。これらにより、ヘッドランプ全体の重量の増加を抑えつつ、配光特性の向上を図っていた。

特開２００３−１２３５０９号公報

しかしながら、上記のヘッドランプでは、集光レンズを３つのシリンドリカルレンズにより形成し、３つのシリンドリカルレンズを垂直方向に重ねているので、各シリンドリカルレンズの光軸は垂直方向に平行に並んで形成されることになる。プロジェクタタイプのヘッドランプでは、通常リフレクタの反射面の２つの焦点のうちの一方と集光レンズの焦点とがほぼ同一の位置になるように形成されているが、上記の集光レンズでは、３つのうち少なくとも２つのシリンドリカルレンズの焦点が、リフレクタの反射面の焦点から離れてしまう。このため、任意の配光特性を得ることが困難になる虞があり、所望の配光パターンを得ることが困難になる虞があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より確実に好適な配光パターンを得ることのできるヘッドランプを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係るヘッドランプは、リフレクタの反射面で反射した光源からの光を、所定の方向に照射する集光レンズを有するプロジェクタタイプのヘッドランプにおいて、前記集光レンズは、バックフォーカスが同一であると共に光軸が同一の位置になっており、且つ、焦点距離の異なる複数のレンズが組み合わされることにより形成されていることを特徴とする。

この発明では、焦点距離の異なる複数のレンズを組合せているので、この組合せを調整することにより任意の配光特性を得ることができる。また、それぞれのレンズの光軸が同一の位置になるようにしているので、これらのレンズの焦点を全てリフレクタの反射面の焦点とほぼ同一の位置に位置させることができ、これにより、容易に所望の配光パターンを得ることができる。この結果、より確実に好適な配光パターンを得ることができる。

また、この発明に係るヘッドランプは、前記集光レンズは、焦点距離が短い第１レンズと、前記第１レンズの焦点距離よりも焦点距離が長い第２レンズと、からなり、前記光軸寄りの方向を内側方向とし、前記光軸から離れる方向を外側方向とした場合に、前記第１レンズは前記第２レンズの内側方向に配置されていることを特徴とする。

この発明では、集光レンズからの照射光は、集光レンズにおける外側方向から外部に照射する光量よりも、集光レンズにおける内側部分、つまり、光軸付近から外部に照射する光量の方が多くなっている。また、集光レンズの焦点距離が短い場合には、集光レンズからの照射光は拡散し易くなり、集光レンズの焦点距離が長い場合には照射光は拡散し難く、照射光は照射方向の中心、即ち、光軸上に集中し易くなる。このため、光量が多い内側部分に焦点距離が短い第１レンズを配置することにより、多くの光量で照射範囲全体の光度を上げることができ、配光パターン全体の光度を上げることができる。また、比較的光量が少ない外側部分に焦点距離の長い第２レンズを配置することにより、集光レンズにおいて外側方向の部分から外部に照射される光を、照射方向の中心付近に集光させることができる。これにより、配光パターン全体の光度を上げつつ、中心光度をさらに向上させることができる。この結果、より確実に好適な配光パターンを得ることができる。

また、この発明に係るヘッドランプは、前記集光レンズは車両に搭載可能になっており、前記第２レンズは、当該第２レンズを前記光軸方向に見た場合に、前記集光レンズの前記車両への搭載時における下方側が開いた状態となるコの字型で形成されており、前記第１レンズは、前記第２レンズのコの字型の内側に配設されていることを特徴とする。

この発明では、第２レンズをコの字型で形成し、コの字の開いている部分が下方に位置する向きに設けている。また、第１レンズは、第２レンズのコの字の内側に配設されている。つまり、第２レンズはコの字の開いている部分が下方に位置する向きになっており、第１レンズは、このコの字の内側に配設されているので、第１レンズは集光レンズにおける下方には少なくとも配置されていることになる。車両用のヘッドランプは、前方と路面を照射するので、照射光は比較的下方を照射する。このため、集光レンズからの照射光は、集光レンズの下半から多く照射される。従って、第１レンズを集光レンズの下方に位置させることにより、より多くの光で照射範囲全体を照射することができる。

また、ヘッドランプから走行用ビームを照射する場合には、遠方の視認性を高めるために、前方の中心部分の光度が高い方がよい。このため、第２レンズをコの字型にして集光レンズにおける上方の部分に第２レンズを配置することにより、第２レンズで集光させる光を確保することができ、より確実に中心光度を上げることができる。これらの結果、走行用ビームやフォグランプなど、カットラインが不要な配光パターンで照射する場合に、より確実に好適な配光パターンを得ることができる。

本発明にかかるヘッドランプは、より確実に好適な配光パターンを得ることができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかるヘッドランプの実施例を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。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。また、以下の説明は、本発明のヘッドランプを搭載した車両の前方、後方、左側、右側、上側、下側を、ヘッドランプにおいても前方、後方、左側、右側、上側、下側として説明する。

図１は、本発明の実施例に係るヘッドランプの断面図である。同図に示すヘッドランプ１は、リフレクタ１０と、光源としての放電バルブ１３と、リフレクタ１０の前方に設けられ、リフレクタ１０からの反射光を所定の方向に照射する集光レンズ２０と、これらを一体に固定するフレーム１６とから形成されている。当該ヘッドランプ１は、この状態で集光レンズ２０側が前方になって車両（図示省略）に搭載される。

前記リフレクタ１０の内面には、アルミ蒸着等によって反射面１１が形成されている。また、当該リフレクタ１０の後端付近には前記放電バルブ１３用の挿通孔１２が形成されており、放電バルブ１３は挿通孔１２より挿通してリフレクタ１０に固定する。また、この放電バルブ１３には、電源（図示省略）と電気的に接続されているバルブソケット（図示省略）が接続される。また、反射面１１の形状は、中心線（光軸）５上に第１焦点（擬似焦点）Ｆ１及び第２焦点Ｆ２の２つの焦点を有し、前記中心線５を中心軸とする回転楕円を基調とする形状の一部となっている。この第１焦点Ｆ１及び第２焦点Ｆ２は、当該反射面１１の形状を決める基準である光学基準点となっている。前記放電バルブ１３の発光部１４は、第１焦点Ｆ１付近に位置している。

前記リフレクタ１０の前方にはフレーム１６が設けられており、その前端、つまり第２焦点Ｆ２の前方には集光レンズ２０が設けられている。この集光レンズ２０は、第１レンズ２５と第２レンズ３０とが組み合わされることにより一体に形成されており、第１レンズ２５と第２レンズ３０とは、共に非球面レンズであって透明の物質、例えばガラス等から形成されている。その形状は、共に凸レンズを基調とした形状となっており、凸レンズの凸側の面を前方に向けて設けられている。また、集光レンズ２０の後方側の部分は、前記中心線５に直交する平面となっている。

図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。前記集光レンズ２０は、当該ヘッドランプ１を前方から後方に向かって中心線５の方向に沿った方向に見た場合に、円形を基調とした形状となっており、円形の左右方向の両端が除去された形状になっている。このため、集光レンズ２０の左右方向の両端に位置する端部２１は、共に上下方向に沿った形状となっており、双方の端部２１は、略平行に形成されている。

第２レンズ３０は、前方から後方に向かって中心線５の方向に沿った方向で見た場合に、下方が開いた略コの字型の形状で形成されている。第１レンズ２５は、このコの字型に形成された第２レンズ３０の内側に配設されている。つまり、第２レンズ３０は下方が開いたコの字型で形成され、このコの字型の内側の部分は第１レンズ係合部３１として設けられており、第１レンズ２５は、第２レンズ３０の第１レンズ係合部３１に係合されるように設けられている。このため、第２レンズ３０は、第１レンズ２５の左右方向における外側方向、及び上方向に位置している。さらに、これらの詳細な形状は、左右方向における形状は、当該集光レンズ２０を前方から見たときの左右方向における中心となる上下方向中心線３５を中心として線対称になっている。また、第１レンズ２５の上端部分、及び第２レンズ３０の第１レンズ係合部３１の上端部分は、当該集光レンズ２０を前方から見たときの上下方向における中心となる左右方向中心線３６よりも、上方に位置している。

図３は、図２のＢ−Ｂ断面図である。また、第２レンズ３０は、上述したように凸側の面を前方に向けて設けられた凸レンズを基調とした形状になっており、さらに、当該第２レンズ３０の前側の部分、つまり、照射方向側の部分が、第１レンズ２５の形状に切欠かれている。この切り欠かれた部分が、前記第１レンズ係合部３１となっている。第１レンズ２５は、第２レンズ３０と同様、上述したように凸側の面を前方に向けて設けられた凸レンズを基調とした形状になっている。また、第１レンズ２５の、第２レンズ３０に対面する部分の形状、即ち、第１レンズ２５における後方側及び上方側の部分の形状は、第１レンズ係合部３１の形状に沿った形状で形成されている。

また、これらの第１レンズ２５と第２レンズ３０とは、双方の光軸３７が同一の位置になるように形成されている。第１レンズ２５の上端部分、及び第１レンズ係合部３１の上端部分は、この光軸３７よりも上方に位置している。また、集光レンズ２０は、ヘッドランプ１に組み込まれる際には、当該集光レンズ２０の光軸３７が、前記中心線５と同一の位置となるように設けられており、さらに、集光レンズ２０の前後方向の厚さは、第１レンズ２５、第２レンズ３０共に凸レンズを基調とした形状であるため、光軸３７が通る部分が最も厚くなっている。

なお、ここでいう光軸３７は、レンズの両面が曲面となっている場合には、各曲面の曲率中心を通る直線をいい、レンズの一方の面が曲面で他方の面が平面の場合には、曲面の曲率中心を通ると共に、平面に対しては垂線となる直線をいう。

図４は、第１レンズ及び第２レンズの基準形状の比較図である。第１レンズ２５と第２レンズ３０は、凸レンズを基調とした形状になっているので、共に焦点及び主点を有しており、第１レンズ２５の焦点は第１レンズ焦点２６、第１レンズ２５の主点は第１レンズ主点２７、第２レンズ３０の焦点は第２レンズ焦点３２、第２レンズ３０の主点は第２レンズ主点３３となっている。また、第１レンズ２５と第２レンズ３０とを、それぞれの基準形状となる凸レンズ同士で比較すると、第１レンズ２５の後端部分から第１レンズ焦点２６までの距離であるバックフォーカスＦｂは、第２レンズ３０の後端部分から第２レンズ焦点３２までの距離であるバックフォーカスＦｂと等しい長さになっている。つまり、第１レンズ２５と第２レンズ３０とは、バックフォーカスＦｂが同一になっている。

また、焦点距離同士を比較すると、第１レンズ主点２７から第１レンズ焦点２６までの距離である第１レンズ焦点距離Ｌ１は、第２レンズ主点３３から第２レンズ焦点３２までの距離である第２レンズ焦点距離Ｌ２よりも短くなっている。このため、焦点距離は第１レンズ２５と第２レンズ３０とで異なっており、第２レンズ焦点距離Ｌ２の方が、第１レンズ焦点距離Ｌ１よりも長くなっている。

図５は、集光レンズ形成時の第１レンズの形状を示す図である。図６は、図５に示す第１レンズの配光パターンを示す図である。なお、同図に示す配光パターンの内側の線は等光度曲線であり、内側に方向に向かうに従って光度が高くなっている。前記集光レンズ２０形成時における第１レンズ２５の形状での、当該第１レンズ２５から照射された照射光の配光パターンである第１レンズ配光パターン４１は、左右方向へは広範囲に渡って形成されており、上下方向には、上方よりも下方に、より多く照射されている。詳細には、第１レンズ２５は、光軸３７方向に当該第１レンズ２５を見た場合に、左右方向の幅が所定の幅で形成され、大部分が左右方向中心線３６よりも下方に位置しつつ上端部分は左右方向中心線３６よりも上方に位置しており、上下方向中心線３５を中心として線対称となった形状で形成されている。

この形状の第１レンズ２５から照射される照射光による第１レンズ配光パターン４１は、前記光軸３７と同じ高さの水平線であるＨ−Ｈ線の上方及び下方の双方に渡って形成されており、上方よりも下方の方が、照射範囲が広くなっている。また、第１レンズ配光パターン４１は、前記光軸３７と左右方向における位置が同じ位置となる垂直線であるＶ−Ｖ線の左右方向の双方に渡って、広い範囲に形成されている。また、光度は、Ｈ−Ｈ線とＶ−Ｖ線との交点付近の光度が最も高くなっており、外側に向かうに従って、即ち、Ｈ−Ｈ線或いはＶ−Ｖ線から離れるに従って光度は低下している。

図７は、集光レンズ形成時の第２レンズの形状を示す図である。図８は、図７に示す第２レンズの配光パターンを示す図である。なお、同図に示す配光パターンの内側の線は等光度曲線であり、内側に方向に向かうに従って光度が高くなっている。前記集光レンズ２０形成時における第２レンズ３０の形状での、当該第２レンズ３０から照射された照射光の配光パターンである第２レンズ配光パターン４２は、左右方向及び下方の範囲が第１レンズ配光パターン４１よりも狭くなっている。詳細には、第２レンズ３０は、光軸３７方向に当該第２レンズ３０を見た場合に、下方が開いた略コの字型の形状で形成されており、コの字型の内側部分は、左右方向の幅が所定の幅で形成され、その上端部分は左右方向中心線３６よりも上方に位置している。また、当該第２レンズ３０は、上下方向中心線３５を中心として線対称となった形状で形成されている。なお、当該第２レンズ３０は、集光レンズ２０の構成時の第２レンズ３０とは異なり、左右方向における両端は、当該第２レンズ３０の基調となる凸レンズの形状のままであり、この両端は円弧状になっている。

この形状の第２レンズ３０から照射される照射光による第２レンズ配光パターン４２は、Ｈ−Ｈ線よりも上方及び下方に渡って形成されており、上方及び下方とも第１レンズ配光パターン４１と比較して範囲が狭くなっている。また、第２レンズ配光パターン４２は、Ｖ−Ｖ線の左右方向に渡って形成されており、その範囲は、第１レンズ配光パターン４１の左右方向における範囲と比較して狭くなっている。つまり、第２レンズ配光パターン４２は、第１レンズ配光パターン４１と比較して、上下方向における範囲及び左右方向における範囲が、共に狭くなっている。また、光度は、第１レンズ配光パターン４１と同様にＨ−Ｈ線とＶ−Ｖ線との交点付近の光度が最も高くなっており、外側に向かうに従って、即ち、Ｈ−Ｈ線或いはＶ−Ｖ線から離れるに従って低下している。その際に、第２レンズ配光パターン４２は、第１レンズ配光パターン４１と比較して照射光が照射される面積が小さいので、照射光が集中して照射される。このため、第２レンズ配光パターン４２は、第１レンズ配光パターン４１と比較して全体的に光度が高くなっている。

この実施例にかかるヘッドランプ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。前記ヘッドランプ１を点灯すると、まず、前記放電バルブ１３内の発光部１４が点灯をする。発光部１４が点灯をすると、発光部１４からの光のうちの一部の光は前記リフレクタ１０の反射面１１方向に向かい、当該反射面１１によって反射される。反射面１１の形状は、第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２とを光学基準点とする回転楕円を基調とした形状の一部で形成されているため、第１焦点Ｆ１付近に位置している前記発光部１４からの光が反射面１１で反射した場合には、反射したこの光は第２焦点Ｆ２の方向に向かう。

また、反射面１１は上記のように回転楕円を基調として形成されているため、反射面１１で反射した光は、第２焦点Ｆ２で交差する。例えば、反射面１１の上半側の部分で反射した光は下部方向に向けて反射され、反射面１１の下半側の部分で反射した光は上部方向に向けて反射されるため、これらの光のうち反射後に第２焦点Ｆ２の方向に向かう光は、第２焦点Ｆ２を通過する際に交差する。これにより、第２焦点Ｆ２通過後は、反射面１１の上半側の部分で反射した光は下部の方向に進み、反射面１１の下半側の部分で反射した光は上部の方向に進む。

反射面１１で反射し、第２焦点Ｆ２を通過した光は、前記集光レンズ２０の方向に向かう。つまり、前記反射面１１で反射した光は、前記第２焦点Ｆ２までは集光しながら当該第２焦点Ｆ２まで進み、第２焦点Ｆ２を通過後は拡散しながら前記集光レンズ２０の方向に進む。そして、集光レンズ２０に到達し、集光レンズ２０を透過する際にこれらの光は向きを変えられ、略平行な光となって前方を照射する。

第２焦点Ｆ２を通過後の光は、集光レンズ２０を透過する際に向きを変えられるが、この集光レンズ２０は、第１レンズ２５と第２レンズ３０とが組み合わされることにより一体に形成されている。また、第２焦点Ｆ２を通過後に集光レンズ２０で向きを変えられ、集光レンズ２０から照射される光は、当該集光レンズ２０を前方から見た場合における中央部分、つまり、上下方向中心線３５と左右方向中心線３６との交点付近から照射される量が最も多くなっており、このため、光軸３７付近の光量が最も多く、光軸３７から離れるに従って光量は少なくなっている。また、ヘッドランプ１は、前方と路面を照射するため、路面方向を照射できるように、集光レンズ２０から照射される光は、集光レンズ２０における上半側から照射される光の量よりも下半側から照射される光の量の方が多くなっている。

集光レンズ２０から照射される光は、上記のように光軸３７付近から照射される光量が最も多く、次にその下方側部分が多くなっている。当該集光レンズ２０は、このように照射光の光量が多い部分に第１レンズ２５が配設されており、第２レンズ３０は、概ねその周囲に設けられている。このため、第２レンズ３０からの照射光よりも、第１レンズ２５からの照射光の方が光量は多くなっている。第１レンズ２５からの照射光の光量は、このように多くなっているが、当該第１レンズ２５からの照射光の配光パターンである第１レンズ配光パターン４１は、上記のように広い範囲に形成されているため、第１レンズ２５からの照射光は、広い範囲を多くの光量で照射する。

一方、第２レンズ３０からの照射光の光量は、第１レンズ２５からの照射光の光量と比較して少なくなっているが、当該第２レンズ３０からの照射光の配光パターンである第２レンズ配光パターン４２は、第１レンズ配光パターン４１と比較して面積が小さくなっており、Ｈ−Ｈ線とＶ−Ｖ線との交点付近、或いは光軸３７近傍に集中している。このため、第２レンズ３０からの照射光は、少ない光量で車両前方の中央付近、或いは光軸３７付近を照射する。

図９は、図１に示すヘッドランプの配光パターンを示す図である。これらの第１レンズ２５と第２レンズ３０とが組み合わされることにより集光レンズ２０は形成されているため、集光レンズ２０からの配光パターンである走行用配光パターン４５は、第１レンズ配光パターン４１と第２レンズ配光パターン４２とが重ねられた状態となる。つまり、走行用配光パターン４５は、Ｈ−Ｈ線の上方及び下方の双方に渡って形成され、上方よりも下方の方が、照射範囲が広くなっており、また、Ｖ−Ｖ線の左右方向の双方に渡って広い範囲に形成され、全体的に光度が高くなっている。さらに、Ｈ−Ｈ線とＶ−Ｖ線との交点付近の光度が、特に高くなっている。

なお、前記集光レンズ２０は、デザイン上、左右方向の両端に位置する端部２１が、上下方向に沿った形状で双方の端部２１が略平行に形成されているが、プロジェクタタイプのヘッドランプ１の特性上、集光レンズ２０から照射される光は、上記のように上下方向中心線３５と左右方向中心線３６との交点付近と、その下方から多く照射される。このため、左右方向の両端がこのような形状で形成されていても、走行用配光パターン４５にはほとんど影響がない。換言すると、集光レンズ２０の端部２１が上記の形状で形成されておらず、左右方向の両端も円形の凸レンズの一部の形状で形成されている場合においても、上記と同等の走行用配光パターン４５を得ることができる。

以上のヘッドランプ１は、集光レンズ２０を、焦点距離の異なる第１レンズ２５と第２レンズ３０とを組合せて一体に形成しているので、集光レンズ２０の位置によって、それぞれ配光特性を変えている。第１レンズ２５は第１レンズ配光パターン４１を形成し、第２レンズ３０は第２レンズ配光パターン４２を形成するので、これらを重ねることにより、走行用配光パターン４５を形成している。また、集光レンズ２０は、第１レンズ２５の光軸３７と第２レンズ３０との光軸３７とが同一の位置になるように第１レンズ２５と第２レンズ３０とを組み合わせて形成しているので、第１レンズ焦点２６と第２レンズ焦点３２とを共に第２焦点Ｆ２とほぼ同一の位置に位置させることができる。これにより、容易に所望の第１レンズ配光パターン４１と第２レンズ配光パターン４２を得ることができ、走行用配光パターン４５を容易に所望の配光パターンにすることができる。この結果、より確実に好適な配光パターンを得ることができる。

また、第１レンズ２５と第２レンズ３０との焦点距離は、第２レンズ焦点距離Ｌ２よりも第１レンズ焦点距離Ｌ１の方が短くなっている。さらに、第１レンズ２５を光軸３７寄りの位置に配置し、第２レンズ３０を第１レンズ２５の周囲に配置している。ここで、レンズの焦点距離が短い場合には、ヘッドランプ１点灯時の配光パターンが広がり易く、焦点距離が長い場合には、配光パターンは小さくなる傾向にある。また、集光レンズ２０から照射される照射光は、当該集光レンズ２０における光軸３７寄りの部分は、ヘッドランプ１点灯時の照射光の光量が多くなっており、光軸３７から離れるに従って、ヘッドランプ１点灯時の照射光の光量が少なくなっている。

これらのため、光軸３７寄りの部分に第１レンズ２５を配設することにより、多くの光量で広い範囲を照射でき、第１レンズ２５の周囲に第２レンズ３０を配設することにより、光量が少ない部分の光を集光させ、照射方向の中心付近、つまり、光軸３７付近に集光させるこができる。これにより、いわゆるホットゾーン４６を照射方向の中心付近に位置させることができる。従って、走行用配光パターン４５全体の光度を上げつつ、中心光度をさらに向上させてホットゾーン４６を照射方向の中心付近に位置させることができる。この結果、より確実に好適な配光パターンを得ることができる。

また、第２レンズ３０を、下方側が開いたコの字型で形成し、その内側に第１レンズ２５を配設している。ヘッドランプ１の点灯時に集光レンズ２０から照射される照射光は、集光レンズ２０の中心、つまり、上下方向中心線３５と左右方向中心線３６との交点付近の光量が最も多く、さらに、その下方からも多くの照射光が照射されている。このため、この部分に第１レンズ２５を配設することにより、より多くの光で広い照射範囲全体を照射することができ、第１レンズ配光パターン４１全体の光度を向上させることができる。

また、第２レンズ３０を下方側が開いたコの字型で形成し、集光レンズ２０における上方の部分には第２レンズ３０が配設されるようにすることにより、第２レンズ３０で集光する光を確保することができる。このため、より確実に中心光度を上げることができ、ホットゾーン４６の光度を上げることができる。走行用ビームでは、遠方の視認性の向上を図るために、車両前方の中心付近にホットゾーン４６が位置している方がよいが、集光レンズ２０に第２レンズ３０を設けて第２レンズ３０を上記の形状にすることにより、ホットゾーン４６を車両前方の中心付近に位置させ、さらに、ホットゾーン４６の光度の向上を図ることができる。従って、走行用配光パターン４５全体の光度を向上させつつ、ホットゾーン４６の光度をさらに向上させることができるので、これらの結果、より確実に好適な配光パターンを得ることができる。

また、第１レンズ２５が、集光レンズ２０の下半側のみでなく、左右方向中心線３６の上方側にも位置しているので、より確実に光量が多い部分の光を第１レンズ２５で照射することができる。これにより、より確実に走行用配光パターン４５全体の光度を向上させることができる。この結果、より確実に好適な配光パターンを得ることができる。

図１０は、変形例に係るヘッドランプに備えられる集光レンズの正面図である。なお、実施例に係るヘッドランプ１は、第２レンズ３０は下方が開いたコの字型の形状になっており、第１レンズ２５は、このコの字型の内側に配設されているが、第１レンズ２５と第２レンズ３０とは、この形状以外の形状で形成してもよい。例えば、図１０に示すように、第１レンズ２５と第２レンズ３０とは、上下方向中心線３５或いは左右方向中心線３６から、これらの交点を中心として約４５°傾けられた位置を境として、第１レンズ２５と第２レンズ３０とが互いに交互に位置するように設けられていてもよい。このように形成する場合には、集光レンズ２０の下半側で上下方向中心線３５上に位置する部分には第１レンズ２５が位置するようにするとよい。第１レンズ２５と第２レンズ３０とこのように配設した場合でも、集光レンズ２０の下半側の左右方向における中心には第１レンズ２５が位置しており、また、第１レンズ２５の両端には第２レンズ３０が設けられているので、配光パターン全体の光度を向上させつつ、ホットゾーン４６を車両前方の中心付近に位置させることができる。この結果、より確実に好適な配光パターンを得ることができる。

また、実施例に係るヘッドランプ１では、シェードが設けられておらず、走行用ビームを照射するヘッドランプ１で説明しているが、第２焦点Ｆ２付近に可動式のシェード（図示省略）を配置し、シェードを作動させることにより１つのヘッドランプ１で走行用ビームとすれ違い用ビームを切り替えて照射するプロジェクタタイプのヘッドランプ１に、本発明のヘッドランプ１を適用してもよい。この場合、シェードを作動させて走行用ビームを照射する際に、走行用配光パターン４５全体の光度が高く、さらに、車両前方の中心付近に光度が高いホットゾーン４６を位置させることができる。また、すれ違い用ビームの照射時においても、配光パターン全体の光度を高くすることができる。これらの結果、より確実に好適な配光パターンを得ることができる。

また、実施例に係るヘッドランプ１では、走行用ビームを照射するヘッドランプ１で説明しているが、バックフォーカスＦｂが同一で光軸３７が同一の位置になっており、焦点距離が異なる複数のレンズが組み合わされることにより形成される集光レンズ２０を有する灯具は、ヘッドランプ１以外の灯具でもよい。例えば、プロジェクタタイプのフォグランプなど、プロジェクタタイプの灯具に上記の構成の集光レンズ２０を備えることにより、より確実に好適な配光パターンを得ることができる。

また、実施例に係るヘッドランプ１は、光源として放電バルブ１３を使用しているが、光源はハロゲン電球、白熱電球など、放電バルブ１３以外のものを用いてもよい。放電バルブ１３以外の光源を用いた場合でも、光源の発光部を第１焦点Ｆ１付近に位置させることにより、光源からの光を集光レンズから外部に向けて照射させることができ、上記の効果を得ることができる。

以上のように、本発明に係るヘッドランプは、プロジェクタタイプのヘッドランプに有用であり、特に、配光特性を向上させる場合に適している。

本発明の実施例に係るヘッドランプの断面図である。 図１のＡ−Ａ矢視図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 第１レンズ及び第２レンズの基準形状の比較図である。 集光レンズ形成時の第１レンズの形状を示す図である。 図５に示す第１レンズの配光パターンを示す図である。 集光レンズ形成時の第２レンズの形状を示す図である。 図７に示す第２レンズの配光パターンを示す図である。 図１に示すヘッドランプの配光パターンを示す図である。 変形例に係るヘッドランプに備えられる集光レンズの正面図である。

符号の説明

１ ヘッドランプ
５ 中心線
１０ リフレクタ
１１ 反射面
１２ 挿通孔
１３ 放電バルブ
１４ 発光部
１６ フレーム
２０ 集光レンズ
２１ 端部
２５ 第１レンズ
２６ 第１レンズ焦点
２７ 第１レンズ主点
３０ 第２レンズ
３１ 第１レンズ係合部
３２ 第２レンズ焦点
３３ 第２レンズ主点
３５ 上下方向中心線
３６ 左右方向中心線
３７ 光軸
４１ 第１レンズ配光パターン
４２ 第２レンズ配光パターン
４５ 走行用配光パターン
４６ ホットゾーン
Ｆ１ 第１焦点
Ｆ２ 第２焦点
Ｆｂ バックフォーカス
Ｌ１ 第１レンズ焦点距離
Ｌ２ 第２レンズ焦点距離

Claims (3)

1. リフレクタの反射面で反射した光源からの光を、所定の方向に照射する集光レンズを有するプロジェクタタイプのヘッドランプにおいて、
   前記集光レンズは、バックフォーカスが同一であると共に光軸が同一の位置になっており、且つ、焦点距離の異なる複数のレンズが組み合わされることにより形成されていることを特徴とするヘッドランプ。
2. 前記集光レンズは、焦点距離が短い第１レンズと、
   前記第１レンズの焦点距離よりも焦点距離が長い第２レンズと、
   からなり、
   前記光軸寄りの方向を内側方向とし、前記光軸から離れる方向を外側方向とした場合に、前記第１レンズは前記第２レンズの内側方向に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のヘッドランプ。
3. 前記集光レンズは車両に搭載可能になっており、
   前記第２レンズは、当該第２レンズを前記光軸方向に見た場合に、前記集光レンズの前記車両への搭載時における下方側が開いた状態となるコの字型で形成されており、
   前記第１レンズは、前記第２レンズのコの字型の内側に配設されていることを特徴とする請求項２に記載のヘッドランプ。

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