JP2007087843A - 車両用灯具 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、簡単な構成により、配光パターンにおける中心付近の最大光度を高めると共に、照射光の全光束を増大させるようにしたバルブ横置き型の車両前照灯を提供することを目的とする。
【解決手段】 車両前後方向に水平に延びる光軸上に横向きに配置された光源と、光源の前方にて光軸の上及び下に配置された第一及び第三の投影レンズと、光源の前方にて光源の先端側に配置された第二の投影レンズと、光源から後方の上側及び下側に出射する光を反射させて上記第一及び第二の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束させる第一及び第四の反射面と、光源から前方に出射する光を側方にて上記光源の先端側領域に反射させる第二の反射面と、上記光源の先端側領域にて第二の反射面からの反射光を上記第二の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束させる第三の反射面と、を含むように、車両前照灯１０を構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば自動車の前部に設けられた前照灯または補助前照灯として使用される車両前照灯に関する。

従来、所謂プロジェクタタイプの自動車用の車両前照灯は、例えば図７に示すように構成されている。
即ち、図７において、前照灯１は、単眼式の車両前照灯として構成されており、光源としてバルブ２と、上記バルブ２の発光中心が第一の焦点位置Ｆ１付近に位置し且つ長軸がバルブ２の光軸と一致するように配置されていて、バルブ２からの光を前方に向かって反射させる楕円系の反射面３と、その光源側の焦点位置が上記反射面３の第二の焦点位置Ｆ２付近に位置するように配置され、バルブ２または反射面３からの光を集束させる投影レンズ４と、バルブ２から投影レンズ４への光路中にて上記反射面３の第二の焦点位置Ｆ２付近に配置されたカットオフを形成するための遮光シャッタ５と、から構成されている。

ここで、上記バルブ２は、所謂Ｃ−８光源と呼ばれ、その中心軸が前方に向かってほぼ水平に延びる投影レンズの光軸と一致するように、前向きに配置されている。
このＣ−８光源は、その発光強度分布が長手方向である前後端側では比較的弱く、またその垂直方向である上下左右方向では比較的強くなっている。
従って、上記バルブ２は、反射面３の後方から取り付けられ、その垂直方向に出射する光を反射面３で前方に向かって反射させることにより、照射光の光強度を高めるようにしている。

このような構成の車両前照灯１によれば、バルブ２から出射した光が、直接にまたは上記反射面３で反射されて、この反射面３の第二の焦点位置に向かって集束した後、投影レンズ４に入射し、投影レンズ４によって集束されることにより、前方に向かって照射される。
その際、投影レンズ４に入射する光の一部が遮光シャッタ５によって遮断されることにより、対向車に幻惑光を与えないように対向車線側で照射距離が短くなるような所望の配光特性が得られ、所謂すれ違いビームが形成されるようになっている。
尚、走行ビーム用の車両前照灯の場合には、上述した遮光シャッタ５が省略されており、バルブ２からの光が反射面３により反射・集束され、さらに投影レンズ４により前方に向かって照射されることにより、走行用ビームが形成されるようになっている。

しかしながら、このような構成の前照灯においては、上述したように、バルブがＣ−８光源として前向きに配置されていることから、灯具全体の前後方向の全長Ｌが比較的長くなってしまい、自動車の車体に対する取付スペースが大きくなると共に、取付の自由度が小さく、自動車の車体デザイン上の制約となってしまう。
特に、バルブ２としてＨＩＤ（Ｈｉｇｈ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）光源を使用する場合には、ＨＩＤ光源を発光させるための点灯装置の一部が組み込まれた比較的大型の給電用ソケット２ａが必要となることから、ＨＩＤ光源自体の光軸方向の奥行きが約１００ｍｍ程度になるので、前照灯１全体の長さＬが約１８０ｍｍ程度になってしまう。

ところで、最近の自動車においては、車体前部のオーバーハングが短く、空力性能を高めるために車体四隅を丸めて絞り込んだ形状となり、また扁平率が大きい幅広のタイヤそして大径のホイールを採用する傾向がある。
このため、自動車の車体前部にて、内部に前照灯を設置するための前後のスペースが極めて小さくなってきている。従って、車両前照灯の光軸方向の奥行きの短縮化が強く求められてきている。

他方、安全性等の観点から、光強度を高めるために、ＨＩＤ光源の採用が多くなってきていると共に、曲線道路用配光可変型前照灯｛所謂ＡＦＳ（Ａｃｔｉｖｅ Ｆｒｏｎｔ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）｝の使用が認められるようになったことを受けて、発光面の小型化の要請から、プロジェクタタイプの車両前照灯が多く使用されている。

これに対して、特許文献１及び特許文献２には、バルブを横向きにして、Ｃ−６光源とし、さらに投影レンズの光軸より下方に配置するようにした、車両前照灯が開示されている。
このような構成によれば、バルブが横向きに配置されていることにより、灯具の全長が短縮され得る。

また、このようなプロジェクタタイプの車両前照灯においては、反射面の光軸側方領域が、バルブからの光を反射して投影レンズに導くことにより、配光パターンにおける拡散領域を形成するようになっているが、バルブが光軸より下方に配置されることにより、バルブを側方から灯具内に挿入するために、上述した反射面の光軸側方領域に切欠を設ける必要がない。このため、配光パターンにおける拡散領域の光量が低下せず、十分な光量の拡散領域が形成され得るようになっている。

さらに、特許文献３においては、可変配光のための専用の反射面，投影レンズそして可動反射面を追加し、可動反射面を開閉して、配光を可変することにより、配光形状の急激な変化を回避するようにした、配光可変型の車両前照灯が開示されている。
特開２００４−１２７８３０号 特開２００５−１００７６６号 特開２００５−１６６２８２号

ところで、上述したプロジェクタタイプの車両前照灯においては、バルブの発光中心が光軸の直下に位置するように配置されていると共に、バルブから中心軸方向に出射して反射面の光軸側方領域で反射された光は、投影レンズを透過した後、配光パターンにおける側方領域、所謂拡散領域に出射されることになる。
このため、バルブの光軸に沿って出射する光が、前方の中心付近に向かって照射されないため、バルブからの光利用効率が低下してしまい、配光パターンにおける中心付近の最大光度が低くなる。

また、バルブから前方に向かって照射される光のうち、投影レンズに入射しない光は、前方に向かって照射されず、配光パターンの形成に寄与しないことから、全光束が不足することになってしまう。
さらに、ＨＩＤ光源の場合には、横向きにすることによって、光軸方向の短縮は、約５０ｍｍ程度しかなく、大幅な奥行きの短縮を実現することはできなかった。

さらに、特許文献３による車両前照灯においては、同様に光源が光軸に沿って配置されていることから、奥行きが長くなってしまう。

本発明は、以上の点から、簡単な構成により、明るさを低下させることなく、灯具全体の奥行きを短縮するようにした、バルブ横置き型のプロジェクタタイプの車両前照灯を提供することを目的としている。

上記目的は、本発明の構成によれば、車両前後方向に水平に延びる光軸上に横向きに配置された光源と、この光源の前方にて、光軸の上方または下方に配置された第一の投影レンズと、この光源の前方にて、光軸の先端側に配置された第二の投影レンズと、第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、第二の焦点位置が上記第一の投影レンズの後側の焦点位置付近に配置されていて、この光源から後方の上側または下側に出射する光を反射させて上記第一の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束させる楕円系の第一の反射面と、この光源の前方にて、光源から前方に出射する光を側方にて上記光源の先端側領域に反射させる第二の反射面と、上記光源の先端側領域にて、上記第二の反射面からの反射光を上記第二の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束させる第三の反射面と、を含んでおり、上記第二の反射面が、その第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、その第二の焦点位置が上記第二の投影レンズの後側の焦点位置の上記第三の反射面による共役位置付近に配置されていることを特徴とする車両前照灯により、達成される。

本発明による車両前照灯は、好ましくは、さらに、上記光源の前方にて、光軸の下方または上方に配置された第三の投影レンズと、第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、第二の焦点位置が上記第三の投影レンズの後側の焦点位置付近に配置されていて、この光源から後方の下側または上側に出射する光を反射させて上記第三の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束させる楕円系の第四の反射面と、を備えている。

本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記第一，第二または第三の投影レンズのうち、少なくとも一つの投影レンズに対して、その後側焦点位置付近に配置され、所定の配光パターンを画成するカットオフラインを形成する遮光シャッタを備えている。

本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記遮光シャッタが、光軸に対して垂直な平面、または光軸から前側に向かって湾曲した円弧状または楕円体状に形成されている。

本発明による車両前照灯は、好ましくは、少なくとも一つの遮光シャッタが、オーバーヘッドサインに対応する位置にスリット孔を備えており、このスリット孔が、対応する投影レンズの後側の焦点位置より前側にずれて配置されている。

本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記第一，第二または第三の投影レンズのうち、少なくとも一つの投影レンズがフレネルレンズとして構成されている。

上記構成によれば、光源から後方の上側または下側に出射した光が、第一の反射面によって反射され、その第二の焦点位置即ち第一の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束され、さらに第一の投影レンズを介して前方に向かって照射される。
また、光源から前側に出射して第二の反射面に入射した光は、第二の反射面でにより反射されて第三の反射面に向かって進み、この第三の反射面で反射された後、第二の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束され、第二の投影レンズを介して前方に向かって照射される。

従って、光源から前側に向かって出射する光が第二の反射面により第二の投影レンズを介して前方に出射されることから、光源からの光の利用効率が向上し、配光パターンを形成する全光束が増大すると共に、第三の反射面で反射された光が、比較的小さな入射角で第二の投影レンズに入射することから、前方に向かって比較的中心付近に集光して照射されるので、前方に向かって照射される光の配光パターンの中心付近における最大光度が十分に高められ得ることになる。

ここで、光源が光軸に対して横向きに配置されていることによって、車両前照灯の灯具全体が比較的短く構成され得ると共に、第一及び第二の反射面で反射された光が、それぞれ第一及び第二の投影レンズを介して前方に向かって照射されるので、各投影レンズの直径及び焦点距離が、従来の単眼式車両前照灯と比較して小さく選定され得ることになる。
従って、各投影レンズの焦点距離を小さくすることによって、車両前照灯全体の光軸方向の長さをより低減することができると共に、各投影レンズの直径を小さくすることによって、車両前照灯全体の高さを低減することができる。

また、光源からの光が複数の投影レンズに分散して入射することによって、各投影レンズに対する熱の集中が回避されるので、各投影レンズの温度上昇が抑制され得ることになる。すなわち、各投影レンズと光源との間の距離をより短く設定することが可能となる。従って、車両前照灯全体の長さをより一層短縮することが可能になる。

さらに、複数の投影レンズが並んで配置されることによって、斬新な外観上見栄えを呈することが可能になる。

さらに、上記光源の前方にて、光軸の下方または上方に配置された第四の投影レンズと、第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、第二の焦点位置が上記第四の投影レンズの後側の焦点位置付近に配置されていて、この光源から後方の下側または上側に出射する光を反射させて上記第三の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束させる楕円系の第四の反射面と、を備えている場合には、光源から後方の下側または上側に出射した光が、第四の反射面によって反射され、その第二の焦点位置即ち第三の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束され、さらに第三の投影レンズを介して前方に向かって照射される。
これにより、光源からの光の利用効率がさらに向上することから、配光パターンをを形成する全光束がさらに増大すると共に、前方に向かって照射される光の配光パターンの中心付近における最大光度がより一層高められ得ることになる。

上記第一，第二または第三の投影レンズのうち、少なくとも一つの投影レンズに対して、その後側焦点位置付近に配置され、所定の配光パターンを画成するカットオフラインを形成する遮光シャッタを備えている場合には、当該投影レンズの後側焦点位置付近に集光された光により、遮光シャッタの影が前方に向かって投影されることになり、配光パターンに対して例えばすれ違いビームのカットオフラインが形成されることになる。

上記遮光シャッタが、光軸に対して垂直な平面、または光軸から前側に向かって湾曲した円弧状または楕円体状に形成されている場合には、遮光シャッタの形状に基づいて、配光パターンにカットオフラインが形成されることになる。

少なくとも一つの遮光シャッタが、オーバーヘッドサインに対応する位置にスリット孔を備えており、このスリット孔が、対応する投影レンズの後側の焦点位置より前側にずれて配置されている場合には、このスリット孔を介して光が前方に出射することにより、前方上側に位置する標識等に対して光を照射し、この標識等が容易に視認され得ることになる。
その際、スリット孔が対応する投影レンズの後側の焦点位置より前側にずれて配置されていることにより、前方に向かって投影されるスリット孔の像の輪郭がぼけることにより、スリット孔によって形成される配光の見栄えを良好にすることができる。

上記第一，第二または第三の投影レンズのうち、少なくとも一つの投影レンズがフレネルレンズとして構成されている場合には、当該投影レンズの奥行きが短縮され得るので、車両前照灯全体の光軸方向の長さがさらに短縮され得ることになる。

このようにして、本発明によれば、光源を横向きに配置すると共に、光源から後方上側，下側及び前方に出射する光を、それぞれ第一，第三及び第二の反射面により反射させて、それぞれ第一，第三及び第二の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束させることにより、光源からの光の利用効率が向上し、配光パターンにおける中心付近の最大光度が高められ得ると共に、全光束が増大することになる。
さらに、光源からの光が分散して第一，第三及び第二の投影レンズに入射することから、各投影レンズの直径を小さく、またその焦点距離を短くすることができるので、各投影レンズが小型化され得ることになり、車両前照灯全体も小型化され得ることになる。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図６を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

［実施例１］
図１〜図４は、本発明による車両前照灯の一実施形態の構成を示している。
図１〜図４において、車両前照灯１０は、自動車の進行方向からみて左側の前照灯であって、光源としてのバルブ１１と、上記バルブ１１からの光を前方に向かって反射させる第一の主反射面１２，第二の主反射面１３と、上記バルブ１１の前方にて後方を向いて配置された副反射面１４と、上記副反射面１４からの反射光を前方に向かって反射させる平面鏡１５と、第一の主投影レンズ１６，第二の主投影レンズ１７及び副投影レンズ１８と、第一の主遮光シャッタ１９，第二の主遮光シャッタ２０及び副遮光シャッタ２１と、から構成されている。 以下、車両前後方向について、前方向を＋Ｚ方向とし、車両鉛直方向について、上方向を＋Ｙ方向とし、さらに車両横方向に関して、車両中心から側方に向かって外側を＋Ｘ方向とする。

上記バルブ１１は、一般に自動車の前照灯または補助前照灯に使用されるバルブであって、例えば白熱電球，ハロゲン電球やメタルハライドランプ等の放電灯等のバルブが使用され、ソケットにより固定保持されると共に、給電されるようになっている。
図示の場合、上記バルブ１１は、例えば長さ約１００ｍｍのＨＩＤ光源が使用されている。

そして、上記バルブ１１は、図２及び図３に示すように、車両前後方向に水平に延びる光軸Ｏに対して、ほぼ横向きに且つ車体側方の外側に向かって、即ち＋Ｘ方向に向かって先端が延びるように、且つその発光中心１１ａが光軸Ｏ上に位置するように、配置されている。
さらに、上記バルブ１１は、取付の際に、車両中心の内側即ち−Ｘ側から、例えばエンジンルーム内にて、所定の手段によって挿入され、固定保持されるようになっている。

上記第一の主反射面１２は、上記バルブ１１の後方（−Ｚ領域）の上側（＋Ｙ領域）に配置されている。
そして、上記第一の主反射面１２は、図４に示すように、上記バルブ１１から後方の上側に出射する光を前方に向かって反射させるように前方に向かって凹状に形成され、その第一の焦点位置Ｆ１がバルブ１１の発光中心１１ａ付近に位置すると共に、その第二の焦点位置Ｆ２ａが前側にて上記光軸Ｏの上方に位置するように、楕円系反射面から構成されている。
ここで、楕円系反射面とは、回転楕円面，楕円柱だけでなく、楕円面を基本とした自由曲面を含むものである。
これにより、バルブ１１からほぼ−Ｚ方向上側に出射した光は、上記第一の主反射面１２で反射され、後述するように第一の主投影レンズ１６の後側の焦点位置に向かって進み、さらに第一の主遮光シャッタ１９を介して第一の主投影レンズ１６を透過して前方に向かって出射されるようになっている。

これに対して、上記第二の主反射面１３は、上記バルブ１１の後方（−Ｚ領域）の下側（−Ｙ領域）に配置されている。
そして、上記第二の主反射面１３は、図４に示すように、上記バルブ１１から後方の下側に出射する光を前方に向かって反射させるように前方に向かって凹状に形成され、その第一の焦点位置Ｆ１がバルブ１１の発光中心１１ａ付近に位置すると共に、その第二の焦点位置Ｆ２ｂが前側にて上記光軸Ｏの下方に位置するように、上記第一の主反射面１２と同様の楕円系反射面から構成されている。
これにより、バルブ１１からほぼ−Ｚ方向下側に出射した光は、上記第二の主反射面１３で反射され、後述するように、第二の主投影レンズ１７の後側の焦点位置に向かって進み、さらに第二の主遮光シャッタ２０を介して第二の主投影レンズ１７を透過して前方に向かって出射されるようになっている。

ここで、上記第一の主反射面１２及び第二の主反射面１３は、実際には、短冊状の回転楕円面等の集成体または楕円を基本とする自由曲面から構成されており、さらに配光設計自由度向上のため、対応する第一及び第二の主投影レンズ１６，１７の光軸の上下にて、分割され、部分的に異なる曲率等の反射面が組合せられてもよい。
また、上記第一の主反射面１２及び第二の主反射面１３は、それぞれ路面照射配光パターンを考慮して、光軸Ｏ方向だけでなく、水平方向左右両側への拡散光も生成するように、構成されている。
さらに、図示の場合、第一の主反射面１２は、そのバルブ１１の上方に位置する領域に、所謂ホットゾーン形成用の反射面を備えている。

上記副反射面１４は、上記バルブ１１の前方（＋Ｚ領域）にて、上記バルブ１１または上記主反射面１２，１３からそれぞれ上記第一及び第二の主投影レンズ１６，１７への入射光を妨げないように、光軸Ｏ上に配置されている。
そして、上記副反射面１４は、上記バルブ１１から前側に出射する光を後方に向かって＋Ｘ方向に斜めに反射させるように後方に向かって凹状に形成され、その第一の焦点位置Ｆ１がバルブ１１の発光中心１１ａ付近に位置すると共に、その第二の焦点位置Ｆ２ｃが上記平面鏡１５による副投影レンズ１８の後側の焦点位置と共役な位置（あるいは近傍の位置）に位置するように、楕円系反射面から構成されている。
これにより、バルブ１１からほぼ＋Ｚ方向に出射した光は、上記副反射面１４で反射され、さらに平面鏡１５で反射されて、副投影レンズ１８の後側の焦点位置に向かって進み、さらに副遮光シャッタ２１を介して副投影レンズ１８を透過して前方に向かって出射されるようになっている。
また、上記副反射面１４は、同様に路面照射配光パターンを考慮して、光軸Ｏ方向だけでなく、水平方向左右両側への拡散光も生成するように、構成されている。

上記平面鏡１５は、図２に示すように、上記バルブ１１の先端側の延長領域（＋Ｘ方向）に配置されており、上記副反射面１４からの反射光を反射させて、副投影レンズ１８の後側の焦点位置に向かって集束させるように、その傾斜角度が設定されており、図示の場合、ほぼ４５度に配置されている。
ここで、バルブ１１は、一般に先端側及び根元側における光放射強度が比較的弱く、発光中心１１ａを通る垂直面に対して前後それぞれ例えば約５５度の範囲の光を受けるように、第一の主反射面１２及び第二の主反射面１３が配置されている。従って、バルブ１１の先端側には、第一の主反射面１２及び第二の主反射面１３が配置されていないので、上記平面鏡１５は、これらの第一の主反射面１２及び第二の主反射面１３と干渉することはない。

上記第一の主投影レンズ１６は、凸レンズ、好ましくは非球面レンズから構成されており、上記光軸Ｏの上方にて、光軸Ｏに平行な光軸Ｏ１上にて、その光源側の焦点が、上記第一の主反射面１２の第二の焦点位置Ｆ２ａ付近に位置するように、配置されている。

また、上記第二の主投影レンズ１７は、同様に凸レンズ、好ましくは非球面レンズから構成されており、上記光軸Ｏの下方にて、光軸Ｏに平行な光軸Ｏ２上にて、その光源側の焦点が、上記第二の主反射面１３の第二の焦点位置Ｆ２ｂ付近に位置するように、配置されている。

さらに、上記副投影レンズ１８は、同様に凸レンズ、好ましくは非球面レンズから構成されており、上記光軸Ｏの側方（＋Ｘ方向）にて、光軸Ｏに平行な光軸Ｏ３上にて、その光源側の焦点が、上記副反射面１４の第二の焦点位置Ｆ２ｃと平面鏡１５による共役な（焦点近傍の）位置に位置するように、配置されている。

上記第一の主遮光シャッタ１９は、不透光性材料から形成されていると共に、その上縁１９ａが、上記第一の主投影レンズ１６の光源側の焦点位置付近に配置されている。
そして、上記第一の主遮光シャッタ１９は、その上縁１９ａが、例えばすれ違いビームの配光パターンにおけるカットオフラインを形成するようになっている。
尚、図示の場合、上記第一の主遮光シャッタ１９は、その両側が対応する第一の投影レンズ１６側に向かって円弧状または楕円形状に湾曲して形成されている。
ここで、上記第一の主遮光シャッタ１９の湾曲形状は、第一の主投影レンズ１６により前方に向かって照射される光の水平方向左右における拡散状態を勘案して選定されるようになっている。
また、上記第一の主遮光シャッタ１９は、平板状に形成されていてもよい。

また、第二の主遮光シャッタ２０は、不透光性材料から形成されていると共に、その上縁２０ａが、上記第二の主投影レンズ１７の光源側の焦点位置付近に配置されている。
そして、上記第二の主遮光シャッタ２０は、その上縁２０ａが、例えばすれ違いビームの配光パターンにおけるカットオフラインを形成するようになっている。
尚、図示の場合、上記第二の主遮光シャッタ２０は、その両側が対応する第二の投影レンズ１７側に向かって円弧状または楕円形状に湾曲して形成されている。

さらに、副遮光シャッタ２１は、不透光性材料から形成されていると共に、その上縁２１ａが、上記副投影レンズ１８の光源側の焦点位置付近に配置されている。
そして、上記副遮光シャッタ２１は、その上縁２１ａが、例えばすれ違いビームの配光パターンにおけるカットオフラインを形成するようになっている。
尚、図示の場合、上記副遮光シャッタ２１は、その両側が対応する副投影レンズ１８側に向かって円弧状または楕円形状に湾曲して形成されている。

ここで、上記第二の主遮光シャッタ２０及び副遮光シャッタ２１は、それぞれスリット孔２０ｂ，２１ｂを備えている。
これらのスリット孔２０ｂ，２１ｂは、それぞれ配光パターンにおける水平から４度上までの最低照度を満たすための所謂オーバーヘッドサインを画成するようになっている。
尚、上記スリット孔２０ｂ，２０ｃは、オーバーヘッドサインの輪郭をぼかすために、その開口位置が前方（＋Ｚ方向）にずれて配置されている。

本発明実施形態による車両前照灯１０は、以上のように構成されており、バルブ１１が給電されて発光することにより、バルブ１１から後方の上側に出射する光Ｌ１は、上記第一の主反射面１２で反射されて、第二の焦点Ｆ２ａ即ち第一の主投影レンズ１６の後側の焦点位置付近に向かって進み、さらに第一の主遮光シャッタ１９を介して第一の主投影レンズ１６により集束されながら、前方に向かって照射される。

また、バルブ１１から後方の下側に出射する光Ｌ２は、上記第二の主反射面１３で反射されて、第二の焦点Ｆ２ｂ即ち第二の主投影レンズ１７の後側の焦点位置付近に向かって進み、さらに第二の主遮光シャッタ２０を介して第二の主投影レンズ１７により集束されながら、前方に向かって照射される。

さらに、バルブ１１から前方に向かって出射する光Ｌ３は、副反射面１４で反射されて、対応する平面鏡１５で反射された後、副投影レンズ１８の後側の焦点位置付近に向かって進み、さらに副遮光シャッタ２１を介して副投影レンズ１８により集束されながら、前方に向かって照射される。

その際、上記光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、それぞれ第一の主遮光シャッタ１９，第二の主遮光シャッタ２０及び副遮光シャッタ２１の上縁１９ａ，２０ａ，２１ａが、それぞれ投影レンズ１６，１７，１８によって前方に向かって拡大して投影されることにより、配光パターンにおけるカットオフラインが形成され、すれ違いビームの配光パターンが得られることになる。

さらに、上記光Ｌ２，Ｌ３は、遮光シャッタ２０，２１のスリット孔２０ｂ，２１ｂを透過することにより、配光パターンにおけるオーバーヘッドサインを画成することになり、例えば車両前方の上側に位置する標識等を照射して、これら標識等の視認性を高めるようになっている。
その際、バルブ１１からの光は、光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に三分割されていると共に、上記光Ｌ２，Ｌ３は、光Ｌ１と比較して明るさが弱いことが確認されている。このため、上記光Ｌ２，Ｌ３に関して、スリット孔２０ｂ，２０ｃによりオーバーヘッドサインを画成したとしても、その照度が規定値から外れてしまうようなことはない。

また、バルブ１１が横向きに配置されていることにより、灯具全体の長さが短く構成され得ると共に、バルブ１１からの光が三分割され、三つの投影レンズ１６，１７，１８により前方に向かって照射されていることから、集光性を三倍にすることができるので、各投影レンズ１６，１７，１８の焦点距離そして直径を小さくすることができる。
これにより、各投影レンズ１６，１７，１８が小型に構成されるので、車両前照灯１０が全体として光軸方向の長さを短く、また上下方向の厚さを小さくすることができ、車両前照灯１０全体が小型化され得ることになる。

例えば、各投影レンズ１６，１７，１８の焦点距離は、従来の単眼式の車両前照灯における投影レンズの焦点距離より短い１５〜４０ｍｍ程度、またその直径は、同様により小さい２０〜５０ｍｍ程度に選定され得る。
従って、楕円系の反射面１２，１３，１４の焦点距離を短くすることと相まって、車両前照灯１０は、その全長が１００ｍｍ以下に短縮され得ることになる。

さらに、このような構成の車両前照灯１０においては、各投影レンズ１６，１７，１８に入射する光量は、分散されることにより、従来の単眼式の車両前照灯と比較して、それぞれ約三分の一程度になる。
従って、各投影レンズ１６，１７，１８における発熱も同様に約三分の一程度になるので、各投影レンズ１６，１７，１８をそれぞれ樹脂化することも可能となる。
その際、各投影レンズ１６，１７，１８をフレネルレンズとして構成することにより、各投影レンズ１６，１７，１８の光軸方向の厚さが１０ｍｍ以上低減され得るので、車両前照灯１０全体の光軸方向の長さがより一層短縮され得る。

図５は、上述した車両前照灯１０による配光パターンのシミュレーション結果を示している。
ここで、図５（Ａ）は、バルブ１１から第一の主反射面１２により反射されて第一の主投影レンズ１６を介して前方に出射される光Ｌ１による配光パターンを示している。
また、図５（Ｂ）は、バルブ１１から第二の主反射面１３により反射されて第二の主投影レンズ１７を介して前方に出射される光Ｌ２による配光パターンを示している。
この場合、第二の主遮光シャッタ２０のスリット孔２０ｂによるオーバーヘッドラインが形成されていることが分かる。

これに対して、図５（Ｃ）は、バルブ１１から前方に向かって出射され、副反射面１４により反射され、さらに平面鏡１５で反射されて、副投影レンズ１８を介して前方に出射される光Ｌ３による配光パターンを示している。
この場合、配光パターンが中心付近に集中されていると共に、副遮光シャッタ２１のスリット孔２１ｂによるオーバーヘッドラインが形成されていることが分かる。

従って、上述した光Ｌ１，Ｌ２及びＬ３による車両前照灯１０全体の配光パターンは、図６（Ａ）に示すようになり、全光束が増大すると共に、配光パターンの中心付近の最大光度が十分に高められていることが分かる。
その際、上記配光パターンは、図６（Ｂ）に示す従来の単眼式の車両前照灯による全体の配光パターンと比較して、同等以上の約１０００ｌｍの明るさを得ることができると共に、左右の拡散性も良好であり、オーバーヘッドサインを確保することが可能となる。

上述した実施形態においては、車両前照灯１０は、所謂三眼式として構成されているが、これに限らず、第一の主反射面１２，第一の主投影レンズ１６及び第一の主遮光シャッタ１９を省略し、あるいは第二の主反射面１３，第二の主投影レンズ１７及び第二の主遮光シャッタ２０を省略することも可能である。
この場合、残りの第二の主反射面１３または第一の主反射面１２そして副反射面１４を拡大することにより、バルブ１１からの光の利用効率の低減を補償することが可能である。
このようにして、二眼式の車両前照灯が構成されることとなり、斬新な外観の車両前照灯を提供することができる。

また、上述した実施形態においては、車両前照灯１０は、自動車用の左側の前照灯として構成されているが、これに限らず、左右対称の構成の右側の前照灯としても構成され得、また光軸Ｏに対して左右対称に構成することにより、右側通行の地域における車両前照灯とすることもできる。

さらに、上述した実施形態においては、車両前照灯１０は、所謂ヘッドランプとして構成されているが、これに限らず、例えばフォグランプ等の補助前照灯として構成することも可能である。

また、上述した実施形態においては、第二の主遮光シャッタ２０及び副遮光シャッタ２１に対して、それぞれスリット孔２０ｂ，２１ｂが設けられているが、これに限らず、各遮光シャッタ１９，２０，２１のうち、少なくとも一つのスリット孔が設けられていてもよく、また何れの遮光シャッタ１９，２０，２１にもスリット孔が設けられていなくてもよい。

さらに、上述した実施形態においては、副反射面１４からの反射光を副投影レンズ（第二の投影レンズ）１８の焦点位置近傍に集束するために平面鏡１５を用いたが、これに限らず、例えば平面以外の反射面（放物系の反射面など）を用いてもよい。その場合、反射面の焦点位置を副投影レンズ１８の焦点位置近傍となるようにすることによって、平面以外の反射面であっても、上述の実施形態における平面鏡１５を用いた場合と同様の作用を奏することができる。

本発明による車両前照灯１０は、自動車用の左側の前照灯として構成されているが、これに限らず、補助前照灯等を含む他の種類の車両前照灯に本発明を適用することが可能である。

このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、明るさを低下させることなく、灯具全体の奥行きを短縮するようにした、極めて優れたバルブ横置き型のプロジェクタタイプの車両前照灯が提供され得る。

本発明による車両前照灯の一実施形態の構成を示す概略斜視図である。 図１の車両前照灯を示す＋Ｙ方向から見た概略平面図である。 図１の車両前照灯を示す＋Ｚ方向から見た概略正面図である。 図１の車両前照灯を示す＋Ｘ方向から見た光軸に沿った概略断面図である。 図１の車両前照灯における（Ａ）第一の投影系による配光パターン，（Ｂ）第二の投影系による配光パターン及び（Ｃ）第三の投影系による配光パターンをそれぞれを示すグラフである。 （Ａ）図１の車両前照灯における全体の配光パターン及び（Ｂ）従来の車両前照灯における全体の配光パターンをそれぞれ示すグラフである。 従来の車両前照灯の一例の構成を示す光軸に沿った概略断面図である。

符号の説明

１０ 車両前照灯
１１ バルブ（光源）
１２ 第一の主反射面（第一の反射面または第四の反射面）
１３ 第二の主反射面（第四の反射面または第一の反射面）
１４ 副反射面（第二の反射面）
１５ 平面鏡（第三の反射面）
１６ 第一の主投影レンズ（第一の投影レンズまたは第三の投影レンズ）
１７ 第二の主投影レンズ（第三の投影レンズまたは第一の投影レンズ）
１８ 副投影レンズ（第二の投影レンズ）
１９ 第一の主遮光シャッタ
２０ 第二の主遮光シャッタ
２０ｂ スリット孔
２１ 副遮光シャッタ
２１ｂ スリット孔

Claims (6)

1. 車両前後方向に水平に延びる光軸上に横向きに配置された光源と、
   この光源の前方にて、光軸の上方または下方に配置された第一の投影レンズと、
   この光源の前方にて、光源の先端側に配置された第二の投影レンズと、 第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、第二の焦点位置が上記第一の投影レンズの後側の焦点位置付近に配置されていて、この光源から後方の上側または下側に出射する光を反射させて上記第一の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束させる楕円系の第一の反射面と、
   この光源の前方にて、光源から前方に出射する光を側方にて上記光源の先端側領域に反射させる第二の反射面と、
   上記光源の先端側領域にて、上記第二の反射面からの反射光を上記第二の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束させる第三の反射面と、
   を含んでおり、
   上記第二の反射面が、その第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、その第二の焦点位置が上記第二の投影レンズの後側の焦点位置の上記第三の反射面による共役位置付近に配置されている、
   ことを特徴とする、車両前照灯。
2. さらに、上記光源の前方にて、光軸の下方または上方に配置された第三の投影レンズと、
   第一の焦点位置が光源の発光点付近に配置されると共に、第二の焦点位置が上記第三の投影レンズの後側の焦点位置付近に配置されていて、この光源から後方の下側または上側に出射する光を反射させて上記第三の投影レンズの後側の焦点位置に向かって集束させる楕円系の第四の反射面と、
   を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の車両前照灯。
3. 上記第一，第二または第三の投影レンズのうち、少なくとも一つの投影レンズに対して、その後側焦点位置付近に配置され、所定の配光パターンを画成するカットオフラインを形成する遮光シャッタを備えていることを特徴とする、請求項１または２に記載の車両前照灯。
4. 上記遮光シャッタが、光軸に対して垂直な平面、または光軸から前側に向かって湾曲した円弧状または楕円体状に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の車両前照灯。
5. 少なくとも一つの遮光シャッタが、オーバーヘッドサインに対応する位置にスリット孔を備えており、このスリット孔が、対応する投影レンズの後側の焦点位置より前側にずれて配置されていることを特徴とする、請求項３または４に記載の車両前照灯。
6. 上記第一，第二または第三の投影レンズのうち、少なくとも一つの投影レンズがフレネルレンズとして構成されていることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の車両前照灯。

Images