JP2007250327A - ドラム型可変遮光板及び該遮光板を使用したヘッドライト - Google Patents

Abstract

【課題】従来のプロジェクタ型ヘッドライトにおいては、楕円系反射面の一方の焦点に置かれた光源の光中に板状の遮光板を略直交して挿入し配光特性を形成するものであるので、略半分の光量が失われるものものとなり、低効率である問題点を生じていた。
【解決手段】本発明により、遮光板を垂直な回動軸で支持しておき、使用時には必要な配光が得られる位置まで回動軸で回動可能な遮光板としたことで、回動により遮蔽した光を遮光板の一部に設けた反射面で必要方向に反射させ、配光形成に再利用可能とするなどの手段で、光源に対する光束利用率を向上させ、課題を解決するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタ型ヘッドライトに関するものであり、詳細には、１体の灯具で、すれ違い配光と走行配光など、複数の配光特性を得ることを目的とするヘッドライトの構成に係る。

従来の、一体のプロジェクタ型ヘッドライトで、すれ違い配光と、走行配光とを切換え使用できるようにするときには、図１１に示すように、プロジェクタ型ヘッドライト９０の灯体９１の第二焦点Ｆ２の近傍に車幅方向に延びる水平軸９２を回動可能に形成しておき、この軸９２に遮光板９３Ｌと遮光板９３Ｒとを設置する。

このときに、前記遮光板９３Ｌは、例えば、左側に適宜の上向き光線を放射する左側通行用のすれ違い配光が得られる形状に形成されて、前記水平軸９２からは適宜量突出させられており、同様に前記遮光板９３Ｒは、左側に適宜の上向き光線を生じる右側通行用のすれ違い配光が得られる形状に形成されて、前記水平軸９２からは適宜量突出させられている。

そして、前記遮光板９３Ｌと前記遮光板９３Ｒとは、双方が同時に楕円反射面９５の上半部９５Ｕからの反射光に干渉することがない位置に設けられ、例えば遮光板９３Ｌが、主として前記上半部９５Ｕからの反射光中に挿入されて機能しているときには、他方の遮光板９３Ｒは機能しないようにされている。同時に、前記遮光板９３Ｌと遮光板９３Ｒとの間には、特に楕円反射面９５の下半部９５Ｄからの反射光を遮ることを少なくした凹部９４が設けられている。

このようにすることで、例えば、ステッピングモータなど適宜な手段で水平軸９２を回動させ、前記遮光板９３Ｌを所定位置となるように配置したときには、左側通行用のすれ違い配光が得られるものとなり、前記９３Ｒを所定位置となるように配置したときには、右側通行用のすれ違い配光が得られるものとなる。

また、近年に到っては、左側通行、右側通行にかかわらず、タウン走行配光と称されて上向き光を一切含まない配光が採用されることもあり、このタウン走行配光は、主として操舵装置の操作にヘッドライトが追従して向きを換える、いわゆるＡＦＳ装置付きの車両に多く採用されている。尚、図中に符号９６で示すものは投影レンズであり、この投影レンズ９６は、前記遮光板９３Ｌ（Ｒ）などで形成された配光形状を照射方向に投影する。
特開２００４−３４９１２０号公報

しかしながら、上記した水平軸９２を採用した構成のプロジェクタ型ヘッドライト９０においては、夫々の遮光板９３Ｒ、９３Ｌが所定の位置にセットされたときには、確かに規定通りの配光形状が得られるものとなるが、例えば、左側通行用のすれ違い配光から、走行配光に切換えるときなどに、上記に説明したように照射方向に対して、略水平する直交方向に回転軸が設けられている、例えば。遮光板９３Ｒと遮光板９３Ｌとが切り換わる過程において、瞬間的（約０．３秒）ではあるが、配光パターンに大きな変動を生じると云うことが判明した。

これは、例えば、左側通行用の遮光板９３Ｌから、右側通行用の遮光板９３Ｒに切り換える途上の回転中に、何れの遮光板でもない部分、例えば前記水平軸９２に反射した光が予想外の方向に反射し、その反射光が投影レンズ９６を介して外部に放射されることが原因であることが解ってきた。

この変動は、例え短い時間と云えども、規格から大きく外れる光を生じることは好ましくなく、また、当然に対向車線方向に放射されて対向車に対する眩惑の発生などを生じることも考えられるものであるので、この点の改善が望まれるものとなっている。尚、近年においては、操舵装置の操作に伴い前照灯の照射方向も進行方向に向かうＡＦＳ方式のものが増えているので、この問題の改善は一層に望まれるものとなっている。

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、楕円反射面の第二焦点の近傍で、かつ、投影レンズの略焦点の位置に可動可能な遮光板を設置しておき、該遮光板を可動することで配光形状を所望の走行状態のものに切換え可能とする遮光板において、前記遮光板は投影レンズと、この投影レンズとの間に軸を鉛直方向とする回動軸を有し、前記回動軸回りに円弧状に設けられた遮光板を前記第二焦点の近傍で水平方向に回動することにより配光形状を切換えることを特徴とするプロジェクター型ヘッドライト用のドラム型可動遮光板、及び、上記ドラム型可動遮光板を具備するプロジェクター型ヘッドライトを提供することで課題を解決するものである。

本発明により配光特性を切換えるときの可動遮光板の回転方向を、従来の水平から、本発明により垂直方向に変更したことにより、例えば、次第に、すれ違い配光から走行配光に移行するものとして、急激な変化を避け、予想外の配光が切換え途中に生じることをなくして、課題を解決するものである。

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に示すものは本発明に係るドラム型可動遮光板１が設けられたプロジェクタ型のヘッドライト１０の第一実施例であり、基本的には、光源１１が第一焦点の近傍に設置された楕円系反射面１２と、後に詳細に説明する本発明に係る可動遮光板１と、前記可動遮光板１付近に焦点を置かれた投影レンズ１３とから構成されている。

本発明においては、前記ドラム型可動遮光板１は、上下の１対として回動軸２が設けられると共に、上記した１対の回動軸２同士は、後に説明する遮光板５の機能を損なわない位置で枠部５ｄで接続され、双方が同時に回転するものとされている。そして、回動軸２は、例えば、プロジェクタ型のヘッドライト１０に投影レンズを１３を保持するために設けられているレンズホルダ１７に、垂直方向を回転の軸とするように取付けられている。尚、前記回動軸２の上下何れか一方には、ステッピングモータなど、適宜な駆動装置３により、前記回動軸２を自在の角度に設定可能とする機構が設けられている。

そして、前記回動軸２からは、前記プロジェクタ型のヘッドライト１０の投影レンズ１３の焦点ＦＰまで達する張出部４が設けられ、この張出部４に楕円系反射面１２からの反射光に対し、すれ違い配光など適宜な配光形状を与える配光形成用段差部５ｃが設けられた遮光板５が、前記回転軸２と平行方向として円周状に形成されている。尚、上記に説明したような作動を行うために前記回動軸２は、前記投影レンズ１３寄りに設けると、後に説明する遮光板５に対する移動量が大きく設定でき好ましい。

ここで、本発明においては、上記に説明したように、前記回動軸２が所定の範囲で水平方向に回動自在としているので、前記回動軸２の回動方向に沿い、例えば、左側通行用遮光板５ａと、遮蔽部分が大きくえぐられている走行配光用遮光板５ｂとを左右方向に連続させて形成しておき、前記駆動装置３で市街地走行時は、前記左側通行用遮光板５ａを投影レンズ１３の焦点の位置とすれば、選択された左側通行用のすれ違い配光特性が投影レンズ１３から投射されるものとなる。同様に、郊外を走行する際には、前記駆動装置３により走行配光用遮光板５ｂを投影レンズ１３の焦点の位置とすれば、車両正面には走行配光が投影されるものとなる。

ここで、本発明のドラム型可動遮光板１による配光特性の切換の状況を検討してみると、上記のように、左側通行用遮光板５ａから走行配光用遮光板５ｂに切換えるとき、或いは途上にも、夫々の遮光板５ａ、５ｂにより規制される光以外の光を生じることはなく、所望の配光が、右側、或いは、左側から移動してきて、今までの配光と切り換わるものとなり、変化が自然で運転者に違和感を生じさせないものとなる。

尚、上記の説明では前記ドラム型可動遮光板１には左側通行用遮光板５ａと走行配光用遮光板５ｂとが設けられているものとして説明したが、更に、上向き光を含まないＡＦＳタウン走行用遮光板（図示は省略する）を設けるなどは、自由であり、或いは、左側通行用遮光板５ａよりもやや上向き光を増やした走行用などを設けても良い。

図２に示すものは、本発明の第二実施例であり、前の第一実施例では楕円系反射面１２は、光源１１を第一焦点とするほぼ円形の楕円系反射面１２が、光源１１の背面側に設けられているものであり、前記楕円系反射面１２の下半部からの光は、すれ違い配光の場合、ほとんどがドラム型可動遮光板５により遮蔽され、利用することを考慮していなかった。

よって、この第二実施例では、光源１１から下方には、例えば、光源を焦点とする放物系反射面、或いは、自由曲面反射面とした第二反射面１４を設け、この第二反射面１４からの反射光を前記投影レンズ１３に入射させることなく下方を通過するようにし、前記投影レンズ１３の下方に設けた波形レンズカット１５ａが施された第二レンズ１５で左右に拡散し、前記投影レンズ１３により形成される配光形状を補助させる。

また、図からも明らかなように、光源１１から反射面１２、及び、第二反射面１４に達しない光も存在するので、その部分に補助反射面１６を設け、光源１１に対する光束捕捉率を更に一層に向上させたものが図３に第三実施例として示すプロジェクタ型のヘッドライト１０である。

図４は前記ドラム型可動遮光板１の形態の１例であり、上半部１ａと下半部１ｂとに二分割して形成したものを、ビスなどで一体化して前記ドラム型可動遮光板１とするものである。このようにドラム型可動遮光板１を形成することで、組立てが行われた前記遮光板１には、上半部１ａと下半部１ｂとを仕切る平坦面１ｃを形成することが容易となる。

ここで、図２も参照して、上記ドラム型可動遮光板１の作用、効果について説明を行えば、図２における楕円系反射面１２は、ドラム型可動遮光板１よりも上方に設けられており、よって、前記楕円系反射面１２からの反射光は、そのほとんどが、図４に示す前記平坦面１ｃの上方から、この平坦面１ｃの先端に設定された投影レンズ１３の焦点ＦＰに向かい入射してくるものとなる。

そして、前記平坦面１ｃの上面に達した光は、従来の垂直方向に板状の遮光板と異なり遮蔽されることなく前記平坦面１ｃで反射して前記投影レンズ１３に入射するものとなるので、前記平坦面１ｃの位置、長さなどを適宜なものとしておけば、配光特性を損なうことなく照射光量を増加させることができる。尚、このときに、前記平坦面１ｃの投影レンズ１３側の先端には配光形成用段差部５ｃが設けられ、前記ドラム型可動遮光板１を回動させることで所望の配向特性を得られるものとされている点は云うまでもない。

図５〜図９は、本発明に係るプロジェクタ型のヘッドライト１０の第四実施例であり、この第四実施例においても回転軸２で車両の左右方向に対し回動自在とされたドラム型可動遮光板１が採用され、すれ違い配光と走行配光との切換を可能としているものである点は前の第一〜第三実施例のものと同様であるが、この第四実施例においては、現在では車両の夜間走行時の９０％において使用されている、すれ違い配光を主体として設計したものである。

ここで、現状の、この種のすれ違い配光と走行配光との切換を可能とするプロジェクタ型ヘッドライトの配向特性を設計するときの手順について説明を行えば、例えば、回転楕円面などとした楕円系反射面の第一焦点に光源を設置しておき、第二焦点の近傍に投影レンズの焦点を配置しておく。

このようにすることで、上下左右方向に適宜な角度で照射する走行配光が得られるものとなるので、この走行配光をすれ違い配光に変換する際には、上記楕円系反射面の下半部からの光を、例えば板状の遮光板で遮蔽し、上向き光が投影レンズから外部に放射されないものとして、すれ違い配光を得ることができる。

以上の説明から明らかなように、現状のプロジェクタ型ヘッドライトにおいては、走行配光の光の一部を遮蔽してすれ違い配光を構成するものであるので、光量的には全てのものが（走行配光の光量）＞（すれ違い配光の光量）であり、これは、上記したようにすれ違い配光での走行が圧倒的に多いという現在の夜間走行環境に適しているとはいい難いものとなっている。

上記の点に注目して本実施例は行われたものであり、この第四実施例におけるドラム型可動遮光板１は、図６に示すすれ違い配光形成位置と、図７に示す走行配光形成位置との２位置に回動可能とするように、前記回動軸２により投影レンズ１３の近傍に取付けられている。そして、図６に示したすれ違い配光形成位置に設定されたときには、この第四実施例におけるドラム型可動遮光板１に設けられたすれ違い配光形成用の遮光板５１が所定位置に配置されるようにされている。

また、図６に示した状態においては、遮光板５１、光源１１、楕円系反射面１２、投影レンズ１３などは、すれ違い配光を形成するために最適化されていて、例えば、遮光板５１はすれ違い配光の形成に対しては、遮蔽する光量が可能な限り少なくなるように前記楕円系反射面１２などの形状が工夫されるなど、すれ違い配光を形成するときの光束利用率を可能な限りに高めるように工夫か凝らされ、可能な限りに明るいすれ違い配光が得られるようにされている。

また、図７に示すものは、この第五実施例における前記ドラム型可動遮光板１を走行配光形成位置に設定した状態を示すものであり、このときに、本発明では前記楕円系反射面１２の第二焦点の位置には走行配光形成用反射面６が配置されるものとされている。

このようにしたことで、図７に示すように、前記ドラム型可動遮光板１を走行配光形成位置に設定したときには、前記走行配光形成用反射面６には光源１１からの光が投射されるものとなり、前記走行配光形成用反射面６により、この投射された光源１１からの光は、前記遮光板５１の場合と異なり、前記反射面６に写り反射した光は上向きとして、投影レンズ１３から照射され、走行配光が得られるものとなる。

ここで、上記にも説明したように、この第四実施例においては、前記ドラム型可動遮光板１をすれ違い配光位置としたときの光源光の光束利用率を高めてあるものであるので、走行配光位置としたときと、実質的には極端な光量の差は生じないものとしてあり、前記走行配光形成用反射面６により図８に示すように照射面積を上下方向に拡げる走行配光ＨＢの方がむしろ暗くなり、よって、常用するすれ違い配光ＳＢが明るく走りやすいものとなる。

図９は、前記走行配光形成用反射面６を形成するときの形状の一例であり、前記走行配光形成用反射面６を、投影レンズ１３に対して、適宜に前下がり、或いは、適宜に前下がりの弧面として形成しておくことで、特に楕円系反射面１２から急角度で下向きに反射する光源１１からの光を、水平方向に近づけた状態で反射するものとなり、前記した角度、弧面の調整を行うことで、走行配光の形成も容易とする、

図１０に示すもは、本発明に係るドラム型可動遮光板１の応用例を示すもので、上記に説明した各実施例のものは全て、光源１１、楕円系反射面１２、投影レンズ１３などが固定されている状態で、前記ドラム型可動型遮光板１を可動させることで、配光特性の形状を変化させることを目的とするものであった。

これに対し、この第五実施例のものは、前記ドラム型可動遮光板１（以下、可動遮光板１と略称）の可動と共に、投影レンズ１３、及び、レンズホルダ１７を同時に回動させている。このときに、前記レンズホルダ１７を含む可動遮光板１は、前記楕円系反射面１２を含む本体１８側の光の出口である本体開口部１８ａに対して充分な寸法的な余裕を有し、最大限に前記レンズホルダ１７側を回動させたときにも、本体１８側からの直射光が外部に漏れることのないようにされている。

また、この第五実施例においては、上記のように投影レンズ１３、レンズホルダ１７が可動するものとなっているので、前記本体開口部１８ａに対しては、前記楕円系反射面１２を含む本体１８側の光学設計を適宜なものとしておき、投影レンズ１３の回動時に向ける方向により極端な明るさの差を生じないようにしておくことが好ましい。

そして、前記回転軸２は、図１０からも明らかなように、前記投影レンズ１３内に設けられているので、投影レンズ１３を回転の中心として、レンズホルダ１７の前記本体側に接している部分と、前記可動遮光板１とが円弧状に回動するものとなり、この部分の形状を正確に形成することで、上記した本体側からの直射光の外部への漏出を防げるものとなる。

次いで、上記説明の構成としたを第五実施例の作用、効果について説明を行う。まず、第一には、可動遮光板１を可動させたときには、同時に投影レンズ１３も向きを換えるものとなるので、配光特性の形状を投影レンズ１３の向く方向に対して、好ましい形状とした配光特性が得られるものとすることができる。

例えば、この灯具をコーナリングランプとして採用する場合、直進している場合には、水平線近傍を照射するものとしておき、操舵装置をの操作量が大きくなるほどに、下向き光となる度合いを強くしておけば、これから進行する路面の状態の確認が容易になると共に、交差路に存在する車両、或いは歩行者に眩惑を与えることはない。

また、第二には、上記の構成としたことで、光源１１、楕円系反射面１２を含む本体部分は車体に固定した状態で、主として投影レンズ１３を含むレンズホルダ１７の部分を作動させることで配光特性の変更と、照射方向の変更が可能となり、例えば、操舵装置に連動させられるコーナーランプ、ＡＦＳ灯具の簡素化の可能性を生じることであり、このとき同時に配光特性の可変も可能となることである。

更に、第三には、この第五実施例では、歩行者などが観視するときには、照射方向が変わるときには投影レンズ１３が照射方向に向くものとなるので、その動作は極めて擬人的、生物的であり、車両が以後に行うであろう動作への予測などが容易となり、車両、歩行者間のコミュニケーションもスムースとなる。

本発明に係る灯具の第一実施例を示す斜視図である。 同じく本発明に係る灯具の第二実施例を一部を分解した状態で示す説明図である。 同じく本発明に係る灯具の第三実施例を示す斜視図である。 本発明に係るドラム型可動遮光板の構成を分解した状態で示す説明図である。 同じく本発明に係る灯具の第四実施例を示す説明図である。 第四実施例におけるドラム型可動遮光板の走行配光時における配置状態を示す説明図である。 同じく第四実施例におけるドラム型可動遮光板のすれ違い配光時における配置状態を示す説明図である。 同じく第四実施例におけるドラム型可動遮光板のすれ違い配光形成時に形成される配光特性と、走行配光形成時に形成される配光特性とを模式的に示す説明図である。 第四実施例におけるドラム型可動遮光板の走行配光形成用反射面の作用を示す説明図である。 本発明に係るヘッドライトの第五実施例を示す断面図である。 従来例を示す断面図である。

符号の説明

１…ドラム型可動遮光板
１ａ…上半部
１ｂ…下半部
１ｃ…平坦面
２…回転軸
３…駆動装置
４…張出部
５、５１…遮光板
５ａ…左側通行用遮光板
５ｂ…走行配光用遮光板
５ｃ…配光形成用段差部
５ｄ…枠
６…走行配光形成用反射面
１０…プロジェクタ型ヘッドライト
１１…光源
１２…楕円系反射面
１３…投影レンズ
１３ａ…レンズ部
１３ｂ…ホルダ取付部
１３ｃ…取付穴
１４…第二反射面
１５…第二レンズ
１６…補助反射面
１７…レンズホルダ
１８…本体
１８ａ…本体開口部

Claims (5)

1. 楕円反射面の第二焦点の近傍で、かつ、投影レンズの略焦点の位置に可動可能な遮光板を設置しておき、該遮光板を可動することで配光形状を所望の走行状態のものに切換え可能とする遮光板において、前記遮光板は投影レンズと、この投影レンズとの間に軸を鉛直方向とする回動軸を有し、前記回動軸回りに円弧状に設けられた遮光板を前記第二焦点の近傍で水平方向に回動することにより配光形状を切換えることを特徴とするプロジェクター型ヘッドライト用のドラム型可動遮光板。
2. 上記請求項１記載のドラム型可動遮光板を具備することを特徴とするヘッドライト。
3. 請求項１に記載のドラム型可動遮光板を採用したプロジェクター型ヘッドライトを一部に含むヘッドライトであって、光源よりも後方で、かつ、上方にのみに反射光を前記投影レンズに向わせる楕円系反射面を有することを特徴とするヘッドライト。
4. 前記ドラム型可動遮光板は、すれ違い配光位置に設定されたときには前記可動遮光板が第二焦点の近傍に位置し、走行配光位置に設定されたときには、前記楕円系反射面からの前記第二焦点近傍に集束する反射光を適宜の上向きに反射する反射面が設けられていることを特徴とする請求項２、または、請求項３記載のヘッドライト。
5. 前記投影レンズの近傍、若しくは、投影レンズ内に前記回動軸が設けられ、この投影レンズの焦点側に前記回動軸により回動する遮光板がレンズホルダを介して設置されており、前記光源、及び、前記楕円系反射面を含む本体部とは前記遮光板とは円弧で接しており、前記投影レンズ側が水平方向に回動するように位置を換えることで、照射方向を変更することを特徴とする部分スイブル型としたヘッドライト。

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