JP2008041542A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の車両用前照灯では、光源からの光であってリフレクタの反射面からの反射光を有効利用していない。
【解決手段】配光パターンＬＰ３の手前側の部分Ｐ１を主に形成する第２反射面１２のエリア１４に、配光パターンＬＰ３の手前側の部分Ｐ１以外の部分Ｐ３、Ｐ４を形成する第１補助反射面１６、第２補助反射面１７を設ける。また、配光パターンＬＰ３の下水平カットオフラインＣＬ３付近の部分Ｐ２を主に形成する第１反射面１１のエリア１５に、配光パターンＬＰ３の下水平カットオフラインＣＬ３付近の部分Ｐ２以外の部分Ｐ４を形成する第３補助反射面１８を設ける。この結果、配光パターンＬＰ３の照射光量を減らしたい部分Ｐ１、Ｐ２の照射光量を減らすことができ、また、配光パターンＬＰ３の照射光量を増やしたい部分Ｐ３、Ｐ４の照射光量を増やすことができるので、最適な配光パターンＬＰ４が得られる。
【選択図】 図４

Description

この発明は、たとえば、ヘッドランプやフォグランプなどであって、カットオフラインを有する配光パターンが車両の前方に照射されるプロジェクタタイプの車両用前照灯に関するものである。特に、光源からの光であってリフレクタの反射面からの反射光を有効利用することができるプロジェクタタイプの車両用前照灯に関するものである。

この種のプロジェクタタイプの車両用前照灯は、従来からある（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。以下、従来の車両用前照灯について説明する。前者（特許文献１）の従来の車両用前照灯は、光源と、その光源からの光を反射させる反射面を有するリフレクタと、そのリフレクタの反射面からの反射光を前方に投影する投影レンズと、シェードと、を備え、上記リフレクタの反射面の一部が拡散面として構成されている。後者（特許文献２）の従来の車両用前照灯は、車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、この投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置された光源と、この光源からの光を前方へ向けて反射させるリフレクタと、このリフレクタからの反射光の一部を遮蔽するシェードと、を備え、上記リフレクタの反射面における、ロービーム用配光パターンの水平カットオフラインの形成に寄与する反射領域の一部が、集光用反射面として構成されている。

以下、従来の車両用前照灯の作用について説明する。前者の従来の車両用前照灯は、光源を点灯すると、光源からの光がリフレクタの反射面でシェードおよび投影レンズ側に反射し、その反射光の一部がシェードで遮蔽され、残りの反射光が投影レンズから車両の前方に所定の配光パターンで照射される。ここで、拡散面からの反射光により、所定の配光パターンのホットゾーンのスポット感を緩和することができる。後者の従来の車両用前照灯は、光源を点灯すると、この光源からの光がリフレクタの反射面で反射され、その反射光の一部がシェードで遮蔽され、残りの反射光が投影レンズから車両の前方に水平カットオフラインを有するロービーム用配光パターンとして照射される。ここで、集光用反射面からの反射光が光軸とほぼ平行に照射されるので、ロービーム用配光パターンの水平カットオフライン近傍部分の照射光量（照射光度や照射照度や照射光束など）を削減すると共に、中心光度を高める。

ところが、従来の車両用前照灯は、光源からの光であってリフレクタの反射面からの反射光を有効利用することについてなんら考慮されていない。

実開平５−７５９０３号公報 特開２００６−７９９８４号公報

この発明が解決しようとする問題点は、従来の車両用前照灯では、光源からの光であってリフレクタの反射面からの反射光を有効利用していないという点にある。

この発明（請求項１にかかる発明）は、リフレクタの反射面が配光パターンのほぼ外形の配光パターンを形成する第１反射面と配光パターンのほぼ中央の配光パターンを形成する第２反射面とに分割されており、第１反射面の第１焦点および第２反射面の第１焦点が光源の発光部もしくはその近傍に位置し、第１反射面の第２焦点がシェードもしくはその近傍に位置し、第２反射面のうち配光パターンの手前側の部分を主に形成するエリアが第２反射面の他のエリアと別個に区切られており、このエリアに配光パターンの手前側の部分以外の部分を形成する補助反射面が設けられている、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、第１反射面のうち配光パターンの任意の部分を主に形成するエリアが第１反射面の他のエリアと別個に区切られており、このエリアに配光パターンの任意の部分以外の部分を形成する補助反射面が設けられている、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、第２反射面のエリアの補助反射面が配光パターンの手前側の部分以外の部分であって配光パターンの自走行車線側の遠方の部分を形成する補助反射面、あるいは、配光パターンの自走行車線側の遠方の部分および配光パターンの対向車線側のほぼ中央の垂直部分を形成する補助反射面であり、第１反射面のエリアの補助反射面が配光パターンの対向車線側のカットオフライン付近の部分以外の部分であって配光パターンの対向車線側のほぼ中央の垂直部分を形成する補助反射面である、ことを特徴とする。

さらにまた、この発明（請求項４にかかる発明）は、第２反射面が光源からの光を拡散反射させる拡散反射面をなす、ことを特徴とする。

さらにまた、この発明（請求項５にかかる発明）は、第１反射面と第２反射面との境界が光源からの光の放射方向において光源の発光部を通りかつ第１反射面の光軸あるいは第２反射面の光軸とほぼ垂直な仮想面よりも後方に位置する、ことを特徴とする。

この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、リフレクタの反射面が配光パターンのほぼ外形の配光パターンを形成する第１反射面と配光パターンのほぼ中央の配光パターンを形成する第２反射面とに分割されているので、第２反射面を第１反射面と別個に設計することができ、これにより、光源からの光を有効利用することができる。たとえば、第２反射面の第２焦点がシェードもしくはその近傍に位置する第１反射面の第２焦点よりも上方に位置するように、第２反射面を設計することにより、第２反射面の第２焦点が第１反射面の第２焦点よりも上方に位置した分、第２反射面からの反射光がシェードに遮蔽されずに有効に利用することができる。すなわち、光源からの光であってリフレクタの反射面からの反射光を有効利用することができる。この結果、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、所定の配光パターンの光量（光度や照度や光束など）が上がるので、路面などを明るく照明することができ、交通安全に貢献することができ、または、路面などの照明の支障とならない程度に光源の光出力を下げることができ、省電力に貢献することができる。

特に、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、第２反射面の第２焦点が第１反射面の第２焦点よりも上方に位置した分、第２反射面からの反射光がシェードに遮蔽されずに有効に利用されることにより、照射光量を必要としない配光パターンの手前側の部分の照射光量を増やす結果となる。ところが、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、配光パターンの手前側の部分を主に形成する第２反射面のエリアを、配光パターンの手前側の部分以外の部分を形成する補助反射面とする。このために、この発明（請求項１にかかる発明）の車両用前照灯は、第２反射面のエリアの補助反射面により、照射光量を必要としない配光パターンの手前側の部分の照射光量を減らすことができ、カットオフラインを有する最適な配光パターンが得られる。

また、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、配光パターンの任意の部分を主に形成する第１反射面のエリアの補助反射面が配光パターンの任意の部分以外の部分を形成する。このために、この発明（請求項２にかかる発明）の車両用前照灯は、第１反射面のエリアの補助反射面により、照射光量を必要としない配光パターンの任意の部分の照射光量を減らすことができ、かつ、照射光量を必要とする配光パターンの任意の部分の照射光量を増やすことができ、カットオフラインを有するさらに最適な配光パターンが得られる。

さらに、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用前照灯は、第１反射面のエリアの補助反射面により、配光パターンの自走行車線側の遠方の部分の照射光量を増やすことができるので、自走行車線側の遠方の視認性が向上される。その上、この発明（請求項３にかかる発明）の車両用前照灯は、第１反射面のエリアの補助反射面および第２反射面のエリアの補助反射面により、配光パターンの対向車線側のほぼ中央の垂直部分の照射光量を増やすことができるので、対向車線側の路肩や対向車線側に曲がる曲路などの視認性が向上され、交通安全に貢献することができる。

さらにまた、この発明（請求項４にかかる発明）の車両用前照灯は、第１反射面が光源からの光を拡散反射させる拡散反射面をなすので、第１反射面により光量が上がる配光パターンのほぼ中央の光を周囲に拡散させることができる。これにより、この発明（請求項４にかかる発明）の車両用前照灯は、配光パターンの全体の光量を上げることができ、かつ、配光パターンの中央とその周囲との光量差を緩和させることができ、好ましい配光パターンが得られ、交通安全に貢献することができる。

さらにまた、この発明（請求項５にかかる発明）の車両用前照灯は、第１反射面が第２反射面のほぼ中央に位置しかつ光源の発光部の近くに位置するので、この第１反射面により配光パターンのほぼ中央の配光パターンを効率よく構成することができる。これにより、この発明（請求項５にかかる発明）の車両用前照灯は、配光パターン設計や配光パターン制御が容易となり、その分、製造コストを安価にすることができる。

以下、この発明にかかる車両用前照灯の実施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。符号「ＭＰ」は、スクリーン上の配光パターンの最高光量点を示す。

以下、この実施例にかかる車両用前照灯の構成について説明する。図１および図２において、符号１は、この実施例にかかる車両用前照灯である。前記車両用前照灯１は、自動車（車両）の前部の左右にそれぞれ装備される、たとえば、プロジェクタタイプのヘッドランプである。また、前記車両用前照灯１は、図１および図２に示すように、光源としての放電灯２と、リフレクタ３と、投影レンズ（集光レンズ、凸レンズ）４と、シェード５と、フレーム部材８と、ランプハウジング（図示せず）と、図示しないランプレンズ（たとえば、素通しのアウターレンズなど）と、を備えるものである。

前記放電灯２および前記リフレクタ３および前記投影レンズ４および前記シェード５および前記フレーム部材８は、ランプユニットを構成する。前記ランプユニットは、前記ランプハウジングおよび前記ランプレンズにより区画されている灯室（図示せず）内に、たとえば光軸調整機構（図示せず）を介して配置されている。

前記放電灯２は、いわゆる、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）などである。前記放電灯２は、前記リフレクタ３にソケット機構６を介して着脱可能に取り付けられている。前記放電灯２は、発光部７を有する。なお、光源としては、前記放電灯２以外に、ハロゲン電球、白熱電球でも良い。

前記リフレクタ３は、前記フレーム部材８に固定保持されている。前記リフレクタ３は、前側（前記車両用前照灯１の光の照射方向側）が開口し、かつ、後側が閉塞した中空の凹形状をなす。前記リフレクタ３の後側の閉塞部の中央には、前記放電灯２が挿入されるための円形の透孔９が設けられている。

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、反射面が形成されている。前記リフレクタ３の反射面は、楕円もしくは楕円を基準として、前記放電灯２の前記発光部７からの光を前記シェード５および前記投影レンズ４側に反射させるものである。

前記リフレクタ３の前記反射面は、第１反射面１１と第２反射面１２とに分割されている。前記第１反射面１１は、所定の配光パターン、たとえば、図３〜図５、図１２、図１４、図１６に示すすれ違い用の配光パターンＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３、ＬＰ４のほぼ外形の配光パターン（図８参照）を構成する。前記第２反射面１２は、前記すれ違い用の配光パターンＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３、ＬＰ４のほぼ中央の配光パターン（図９、図１０、図１５参照）を構成する。

前記すれ違い用の配光パターンＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３、ＬＰ４の上縁には、図３〜図５に示すように、斜めカットオフラインＣＬ１、上水平カットオフラインＣＬ２、下水平カットオフラインＣＬ３、エルボー点がそれぞれ形成されている。ここで、すれ違い用配光パターンＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３、ＬＰ４の上水平カットオフラインＣＬ２は、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲよりも若干上方に、もしくは、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲ上に位置する。また、すれ違い用配光パターンＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３、ＬＰ４の下水平カットオフラインＣＬ３は、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲ上に、もしくは、スクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲよりも若干下方に位置する。さらに、すれ違い用配光パターンＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３、ＬＰ４のエルボーは、斜めカットオフラインＣＬ１と下水平カットオフラインＣＬ３との交点に位置する。

前記リフレクタ３の前記第１反射面１１および前記第２反射面１２は、楕円もしくは楕円を基調とした反射面、たとえば、回転楕円面や楕円を基本とした自由曲面（ＮＵＲＢＳ曲面）などの反射面（図１の水平断面が放物面ないし変形放物面をなし、かつ、図２の垂直断面が楕円面をなす反射面）からなる。このために、前記リフレクタ３の前記第１反射面１１は、第１焦点Ｆ１１と、第２焦点（水平断面上の焦線）Ｆ１２と、光軸Ｚ１−Ｚ１と、をそれぞれ有する。また、前記リフレクタ３の前記第２反射面１２は、第１焦点Ｆ２１と、第２焦点（水平断面上の焦線）Ｆ２２と、光軸と、をそれぞれ有する。前記リフレクタ３の前記第１反射面１１および前記第２反射面１２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。

前記第１反射面１１の前記第１焦点Ｆ１１および前記第２反射面１２の前記第１焦点Ｆ２１は、前記放電灯２の前記発光部７もしくはその近傍に位置する。前記第１反射面１１の前記第２焦点Ｆ１２は、前記シェード５のエッジもしくはその近傍に位置する。前記第２反射面１２の前記第２焦点Ｆ２２は、前記第１反射面１１の前記第２焦点Ｆ１２よりも上方に位置する。

前記第２反射面１２は、前記放電灯２の前記発光部７からの光Ｌ１を拡散反射光Ｌ２としてほぼ水平方向に左右に拡散反射させる拡散反射面をなす。たとえば、図７に示すように、前記第２反射面１２は、ほぼ垂直なシリンドリカル円小凹面と円小凸面とが連続した拡散反射面をなす。なお、前記第２反射面１２は、図７に示す拡散反射面以外の拡散反射面をなしても良い。たとえば、ほぼ垂直なシリンドリカル円小凹面が連続した拡散反射面、または、ほぼ垂直なシリンドリカル円小凸面が連続した拡散反射面、または、球凸面と球凹面との組み合わせた拡散反射面、または、球凸面の拡散反射面、または、球凹面の拡散反射面などである。なお、図７に図示する前記第２反射面１２の凹凸は、実物の前記第２反射面１２の凹凸と比較して、凹凸の山谷（凹凸の曲率）を大きく誇張して図示するものである。実物の前記第２反射面１２の凹凸は、肉眼では容易に識別できない程度の凹凸である。

前記第１反射面１１と前記第２反射面１２との境界１２は、図１および図２中の実線に示すように、前記放電灯２の前記発光部７からの光の放射方向において、前記放電灯２の前記発光部７（前記第１反射面１１の前記第１焦点Ｆ１１および前記第２反射面１２の前記第１焦点Ｆ２１）を通りかつ前記第１反射面１１の光軸Ｚ１−Ｚ１もしくは前記第２反射面１２の光軸とほぼ垂直な仮想面１３（図１および図２中の一点鎖線を参照）よりも後方に位置する。この結果、図３、図４、図６に示すように、正面から見て、前記第２反射面は、内側に位置して前記放電灯２の前記発光部７に近く、これに対して、前記第１反射面１１は、外側に位置して前記放電灯２の前記発光部７から遠い。

前記投影レンズ４は、非球面レンズの凸レンズである。前記投影レンズ４の前方側は、凸非球面をなし、一方、前記投影レンズ４の後方側は、平非球面をなす。前記投影レンズ４は、前記フレーム部材８に固定保持されている。前記投影レンズ４は、レンズ焦点（物空間側の焦点面であるメリジオナル像面）Ｆ３と、光軸Ｚ２−Ｚ２と、を有する。前記投影レンズ４の焦点Ｆ３と前記第１反射面１１の第２焦点Ｆ１２とは、ほぼ一致し、もしくは、相互に近傍に位置する。前記投影レンズ４の光軸Ｚ２−Ｚ２と、前記第１反射面１１の光軸Ｚ１−Ｚ１とは、図１および図２に示すように、ほぼ一致している。なお、前記投影レンズ４の光軸Ｚ２−Ｚ２と、前記第１反射面１１の光軸Ｚ１−Ｚ１とは、左右にずれていても良い。

前記シェード５は、製造コストが安価である板構造（この例では、平板の薄鋼板構造）からなる。前記シェード５は、前記第１反射面１１および前記第２反射面１１から前記投影レンズ４に向かう反射光の一部を遮蔽して前記カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有する所定の配光パターン、たとえば、図３〜図５、図１２、図１４、図１６に示す前記すれ違い用の配光パターンＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３、ＬＰ４を形成するものである。

前記シェード５の上端のエッジは、前記すれ違い用配光パターンＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３、ＬＰ４の前記カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を形成するものであって、前記投影レンズ４のレンズ焦点Ｆ３もしくはその近傍、あるいは、前記第１反射面１１の第２焦点Ｆ１２もしくはその近傍に沿って位置する。前記シェード５は、前記フレーム部材８に固定保持されている。

図３に示すように、前記第２反射面１２のうち前記放電灯２に対してほぼ上側のエリア１４は、図１６に示す前記すれ違い用配光パターンＬＰ３の手前側の部分Ｐ１を主に形成するエリアである。また、前記第１反射面１１のうち前記放電灯２に対して左側のエリア１５は、図１６に示す前記すれ違い用配光パターンＬＰ３の対向車線側のカットオフラインすなわち下水平カットオフラインＣＬ３付近の部分Ｐ２を主に形成するエリアである。

前記第１反射面１１の前記エリア１５および前記第２反射面１２の前記エリア１４は、前記第１反射面１１および前記第２反射面１２の他のエリアと別個に区切られている。前記第２反射面１２の前記エリア１４は、図３および図４に示すように、図１６に示す前記すれ違い用配光パターンＬＰ３の手前側の部分Ｐ１以外の部分を形成する第１補助反射面１６および第２補助反射面１７とする。すなわち、前記第１補助反射面１６は、前記すれ違い用配光パターンＬＰ３、ＬＰ４の自走行車線側の遠方の部分Ｐ３を形成する。前記第２補助反射面１７は、前記すれ違い用配光パターンＰＬ３、ＰＬ４の対向車線側のほぼ中央の垂直部分Ｐ４を形成する。

一方、前記第１反射面１１の前記エリア１５は、図３および図４に示すように、図１６に示す前記すれ違い用配光パターンＬＰ３の下水平カットオフラインＣＬ３付近の部分Ｐ２以外の部分を形成する第３補助反射面１８とする。すなわち、前記第３補助反射面１８は、前記すれ違い用配光パターンＬＰ３、ＬＰ４の対向車線側のほぼ中央の垂直部分Ｐ４を形成する。

この実施例にかかる車両用前照灯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、放電灯２を点灯する。すると、この放電灯２の発光部７から光が放射される。この光は、リフレクタ３の第１反射面１１および第２反射面１２でシェード５および投影レンズ４側に反射される。この反射光の一部は、シェード５により遮蔽され、残りの反射光で図４および図５に示すすれ違い用配光パターンＬＰ４が形成される。この残りの反射光は、投影レンズ４側に進み、投影レンズ４を経て、すれ違い用配光パターンＬＰ４として、自動車の前方に投影（放射、照射）される。

このとき、第１反射面１１で反射された反射光により図８に示す配光パターンが形成される。この第１反射面１１で反射された反射光の一部は、シェード５により遮蔽され、残りの反射光で図３および図１６に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３のほぼ外形の配光パターン（図示せず）が形成される。一方、第２反射面１２で拡散反射された拡散反射光Ｌ２の一部は、シェード５により遮蔽され、残りの反射光で図３および図１６に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３のほぼ中央の配光パターン（図１５を参照）を形成する。この第１反射面１１で反射された反射光で形成される配光パターンと、第２反射面１２で拡散反射された拡散反射光Ｌ２で形成される配光パターン(図１５を参照)とが合成されることにより、図３および図１６に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３が形成される。

図３に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３は、図３および図５の二点鎖線に示すように、手前側の部分Ｐ１および下水平カットオフラインＣＬ３付近の部分Ｐ２の照射光量が多く、逆に、自走行車線側の遠方の部分Ｐ３および対向車線側のほぼ中央の垂直部分Ｐ４の照射光量が少ない。なお、図３（Ａ）は、第１反射面１１および第２反射面１２を示す正面図、図３（Ｂ）は、第１反射面１１および第２反射面１２により得られるすれ違い用配光パターンＬＰ３を示す説明図である。

これに対して、この実施例にかかる車両用前照灯１は、第２反射面１２のエリア１４の第１補助反射面１６により、放電灯２からの光が図３に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３の手前側の部分Ｐ１の代わりに図４に示すすれ違い用配光パターンＬＰ４の自走行車線側の遠方の部分Ｐ３に反射させられる。また、第２反射面１２のエリア１４の第２補助反射面１７により、放電灯２からの光が図３に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３の手前側の部分Ｐ１の代わりに図４に示すすれ違い用配光パターンＬＰ４の対向車線側のほぼ中央の垂直部分Ｐ４に反射させられる。さらに、第１反射面１１のエリア１５の第３補助反射面１８により、放電灯２からの光が図３に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３の下水平カットオフラインＣＬ３付近の部分Ｐ２の代わりに図４に示すすれ違い用配光パターンＬＰ４の対向車線側のほぼ中央の垂直部分Ｐ４に反射させられる。なお、図４（Ａ）は、この実施例にかかる車両用前照灯１の第１反射面１１および第２反射面１２と第１補助反射面１６および第２補助反射面１７および第３補助反射面１８とを示す正面図、図４（Ｂ）は、この実施例にかかる車両用前照灯１の第１反射面１１および第２反射面１２と第１補助反射面１６および第２補助反射面１７および第３補助反射面１８とにより得られるすれ違い用配光パターンＬＰ４を示す説明図である。

この結果、この実施例にかかる車両用前照灯１は、図４に示すすれ違い用配光パターンＬＰ４が得られる。この実施例にかかる車両用前照灯１により得られるすれ違い用配光パターンＬＰ４は、図４および図５の実線に示すように、手前側の部分Ｐ１および下水平カットオフラインＣＬ３付近の部分Ｐ２の照射光量（照射光度、照射照度）が少なく、逆に、自走行車線側の遠方の部分Ｐ３および対向車線側のほぼ中央の垂直部分Ｐ４の照射光量（照射光度、照射照度）が多い。

この実施例にかかる車両用前照灯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。

この実施例にかかる車両用前照灯１は、リフレクタ３の反射面が配光パターンのほぼ外形の配光パターンを形成する第１反射面１１と配光パターンのほぼ中央の配光パターンを形成する第２反射面１２とに分割されているので、第２反射面１２を第１反射面１１と別個に設計することができる。これにより、この実施例にかかる車両用前照灯１は、放電灯２からの光を有効利用することができる。たとえば、この実施例のように、第２反射面面１２の第２焦点Ｆ２２がシェード５のエッジもしくはその近傍に位置する第１反射面面１１の第２焦点Ｆ１２よりも上方に位置するように、第２反射面１２を設計することにより、第２反射面１２の第２焦点Ｆ２２が第１反射面１１の第２焦点１２よりも上方に位置した分、第２反射面１２からの反射光Ｌ２がシェード５に遮蔽されずに有効に利用することができる。すなわち、放電灯２からの光であってリフレクタ３の反射面１１、１２からの反射光を有効利用することができる。この結果、この実施例にかかる車両用前照灯１は、配光パターンの光量が上がるので、路面などを明るく照明することができ、交通安全に貢献することができ、または、路面などの照明の支障とならない程度に光源の光出力を下げることができ、省電力に貢献することができる。以下、この実施例にかかる車両用前照灯１と従来の車両用前照灯とを比較してさらに詳細に説明する。

ここで、この実施例にかかる車両用前照灯１と従来の車両用前照灯とにおいて、光源からの光であってリフレクタの反射面からの反射光を有効利用する度合いを比較して見る。まず、従来の車両用前照灯は、リフレクタの反射面が単一の反射面（すなわち、第１反射面の第１焦点および第２焦点と第２反射面の第１焦点および第２焦点とが同一の反射面であり、かつ、第２反射面が拡散反射面でない反射面）である。

この従来の車両用前照灯は、第１反射面に対応する反射面で反射された反射光により図８に示す配光パターンが形成され、一方、第２反射面に対応する反射面で反射された反射光により図９に示す配光パターンが形成される。このために、従来の車両用前照灯は、第１反射面に対応する反射面および第２反射面に対応する反射面でそれぞれ反射された反射光により図１１に示す配光パターン、すなわち、図８に示す配光パターンと図９に示す配光パターンとが合成された図１１に示す配光パターンが得られる。そして、従来の車両用前照灯は、第１反射面に対応する反射面および第２反射面に対応する反射面でそれぞれ反射された反射光の一部がシェードで遮蔽されて残りの反射光で図１２に示すすれ違い用配光パターンＬＰ１が得られる。

ところが、図９に示す配光パターンは、光量の高い（光束の多い）部分がスクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲより上側に広く存在するので、図１１に示す配光パターンも、光量の高い部分がスクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲより上側に広く存在することとなる。この図１１に示す配光パターン中の光量の高い部分の大半は、シェードにより遮蔽されてしまうので、図１２に示すすれ違い用配光パターンＬＰ１の光量は、減少する。

これに対して、この実施例にかかる車両用前照灯１は、リフレクタ３の反射面が第１反射面面１１と第２反射面面１２とに分割されており、かつ、第２反射面面１２の第２焦点Ｆ２２がシェード５のエッジもしくはその近傍に位置する第１反射面面１１の第２焦点Ｆ１２よりも上方に位置する。

この実施例にかかる車両用前照灯１は、第１反射面面１１で反射された反射光により図８に示す配光パターンが形成され、一方、第２反射面面１２（拡散反射面ではなく通常の反射面の第２反射面の場合）で反射された反射光により図１０に示す配光パターンが形成される。このために、この実施例にかかる車両用前照灯１は、第１反射面面１１および第２反射面面１２（拡散反射面ではなく通常の反射面の第２反射面の場合）でそれぞれ反射された反射光により図１３に示す配光パターン、すなわち、図８に示す配光パターンと図１０に示す配光パターンとが合成された図１３に示す配光パターンが得られる。そして、この実施例にかかる車両用前照灯１は、第１反射面１１および第２反射面面１２（拡散反射面ではなく通常の反射面の第２反射面の場合）でそれぞれ反射された反射光の一部がシェード５で遮蔽されて残りの反射光で図１４に示すすれ違い用配光パターンＬＰ２が得られる。

このように、この実施例にかかる車両用前照灯１は、第２反射面面１２の第２焦点Ｆ２２を第１反射面面１１の第２焦点Ｆ１２よりも上方に位置させることにより、図１０に示す配光パターンにおいて、光量の高い（光束の多い）部分をできる限りスクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲより下側に移動させることができる。このために、図１３に示す配光パターンにおいても、光量の高い部分をできる限りスクリーンの左右の水平線ＨＬ−ＨＲより下側に移動させることができる。この図１３に示す配光パターン中の光量の高い部分の大半は、シェード５により遮蔽されずに投影レンズ４側に進むので、図１４に示すすれ違い用配光パターンＬＰ２の光量は、増大する。すなわち、シェード５により遮蔽される光が少ないので、放電灯２の発光部７からの光Ｌ１であってリフレクタ３の第２反射面面１２からの反射光Ｌ２を多く有効利用することができる。

これにより、この実施例にかかる車両用前照灯１は、図１４に示すすれ違い用配光パターンＬＰ２の光量が上がるので、路面などを明るく照明することができ、交通安全に貢献することができ、または、路面などの照明の支障とならない程度に放電灯２の光出力を下げることができ、省電力に貢献することができる。

また、この実施例にかかる車両用前照灯１は、第２反射面面１２が放電灯２の発光部７からの光Ｌ１を拡散反射光Ｌ２としてほぼ水平方向に左右に拡散反射させる拡散反射面をなすので、図１０に示す配光パターンをほぼ水平方向に左右に拡散させて図１２に示す配光パターンを得ることができる。なお、図１５に示す配光パターンは、第２反射面面１２からの拡散反射光Ｌ２であって、この拡散反射光Ｌ２の一部がシェード５により遮蔽されて、残りの拡散反射光Ｌ２が投影レンズ４を経て自動車の前方に投影されるときの配光パターンである。この図１５に示す配光パターンから図１６に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３が得られる。

このように、この実施例にかかる車両用前照灯１は、拡散反射面をなす第２反射面面１２により、光量が上がるすれ違い用配光パターンＬＰ２(図１４を参照)のほぼ中央の光を周囲にほぼ水平に左右に拡散させて、図１６に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３が得られる。これにより、この実施例にかかる車両用前照灯１は、図１６に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３の全体の光量を上げることができ、かつ、図１６に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３の中央とその周囲（主に左右方向の周囲）との光量差を緩和させることができ、好ましいすれ違い用配光パターンＬＰ３が得られ、交通安全に貢献することができる。

さらに、この実施例にかかる車両用前照灯１は、第１反射面面１１と第２反射面面１２との境界１０が、図１および図２中の実線に示すように、放電灯２の発光部７からの光の放射方向において、放電灯２の発光部７を通りかつ第１反射面面１１の光軸Ｚ１−Ｚ１（もしくは、第２反射面１２の光軸）とほぼ垂直な仮想面１３よりも後方に位置する。このために、この実施例にかかる車両用前照灯１は、図１〜図４、図６に示すように、第２反射面面１２が第１反射面面１１のほぼ中央に位置しかつ放電灯２の発光部７の近くに位置するので、この第２反射面面１２によりすれ違い用配光パターンＬＰ２、ＬＰ３のほぼ中央の配光パターンを効率よく構成することができる。これにより、この実施例にかかる車両用前照灯１は、配光パターン設計や配光パターン制御が容易となり、その分、製造コストを安価にすることができる。

さらに、この実施例にかかる車両用前照灯１は、リフレクタ３の反射面を第１反射面面１１と第２反射面面１２とに分割したものであるから、第２反射面面１２を第１反射面面１１に対して自由に設計製造することができる。このために、この実施例にかかる車両用前照灯１は、放電灯２の発光部７からの光であって第２反射面面１２からの反射光Ｌ２を確実に有効利用することができる。また、この実施例にかかる車両用前照灯１は、すれ違い用配光パターンＬＰ２、ＬＰ３の最高光量点ＭＰを、図１４、図１６に示すように、任意の位置に位置させることができる。

ここで、特に、この実施例にかかる車両用前照灯１は、図３および図１６に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３の手前側の部分Ｐ１を主に形成する第２反射面１２のエリア１４の第１補助反射面１６および第２補助反射面１７が、図３および図４に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３、ＬＰ４の手前側の部分Ｐ１以外の部分を形成するものである。同じく、図３および図１６に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３の下水平カットオフラインＣＬ３付近の部分Ｐ２を主に形成する第１反射面１１のエリア１５の第３補助反射面１８が図３および図４に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３、ＬＰ４の下水平カットオフラインＣＬ３付近の部分Ｐ２以外の部分を形成するものである。

このために、この実施例にかかる車両用前照灯１は、第２反射面１２のエリア１４の第１補助反射面１６および第２補助反射面１７および第１反射面１１のエリア１５の第３補助反射面１８により、図３および図１６に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３の手前側の部分Ｐ１および下水平カットオフライン付近の部分Ｐ２の照射光量を減らすことができる。その上、この実施例にかかる車両用前照灯１は、第２反射面１２のエリア１４の第１補助反射面１６および第２補助反射面１７および第１反射面１１のエリア１５の第３補助反射面１８により、図３および図１６に示すすれ違い用配光パターンＬＰ３の手前側の部分Ｐ１および下水平カットオフライン付近の部分Ｐ２以外の部分、たとえば、図４および図５に示すすれ違い用配光パターンＬＰ４の自走行車線側の遠方の部分Ｐ３および対向車線側のほぼ中央の垂直部分Ｐ４を形成するので、図４および図５に示すすれ違い用配光パターンＬＰ４の自走行車線側の遠方の部分Ｐ３および対向車線側のほぼ中央の垂直部分Ｐ４の照射光量を増やすことができる。この結果、この実施例にかかる車両用前照灯１は、カットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するすれ違い用配光パターンＬＰ４に適した配光パターンを形成することができ、交通安全に貢献することができる。

また、この実施例にかかる車両用前照灯１は、第２反射面１２のエリア１４の第１補助反射面１６で図４および図５に示すすれ違い用配光パターンＬＰ４の自走行車線側の遠方の部分Ｐ３の照射光量を増やすことができるので、自走行車線側の遠方の視認性が向上される。その上、この実施例にかかる車両用前照灯１は、第２反射面１２のエリア１４の第２補助反射面１７および第１反射面１１のエリア１５および第３補助反射面１８で、図４および図５に示すすれ違い用配光パターンＬＰ４の対向車線側のほぼ中央の垂直部分Ｐ４の照射光量を増やすことができるので、対向車線側の路肩や対向車線側に曲がる曲路などの視認性が向上され、交通安全に貢献することができる。

以下、上記の実施例以外の例について説明する。前記の実施例においては、車両用前照灯としてヘッドランプ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、車両用前照灯としてヘッドランプ以外のランプ、たとえば、フォグランプなどであっても良い。

また、前記の実施例においては、所定の配光パターンとしてカットオフラインＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有するすれ違い用配光パターンＬＰ４が得られるプロジェクタタイプのヘッドランプ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、得られる所定の配光パターンとしては特に限定されない。たとえば、所定の配光パターンとしては、たとえば、カットオフラインを有する高速道路用配光パターンであっても良い。

さらに、前記の実施例においては、第２反射面１２を拡散反射面とするものである。ところが、この発明においては、第２反射面を拡散反射面とせずに通常の反射面（第１焦点Ｆ２１および第２焦点Ｆ２２を有する楕円もしくは楕円を基本とする反射面）であっても良い。この場合、第２反射面からの反射光により図１０に示す配光パターンが得られ、メイン反射面からの反射光により得られる図８に示す配光パターンと合成して、図１３に示す配光パターンが得られ、結果として、図１４に示すすれ違い用配光パターンＬＰ２が得られ、さらに、図４および図５に示すすれ違いよう配光パターンＬＰ４に近似するすれ違い用配光パターンが得られる。

さらにまた、この実施例においては、第１反射面１１と第２反射面１２とは、単一のリフレクタ３にそれぞれ設けられているものである。ところが、この発明においては、第１反射面と第２反射面とをそれぞれ別個のリフレクタにそれぞれ設けても良い。

この発明にかかる車両用前照灯の実施例を示すランプユニットの横断面図（水平断面図）である。 同じく、ランプユニットを示す縦断面図（垂直断面図）である。 同じく、第１反射面および第２反射面と得られる配光パターンとの相対関係を示す説明図である。 同じく、第２反射面のエリアの第１補助反射面および第２補助反射面および第１反射面のエリアの第３補助反射面と得られる配光パターンとの相対関係を示す説明図である。 同じく、図３の配光パターンと図４の配光パターンとの相違を示す説明図である。 同じく、リフレクタの第１反射面および第２反射面を示す正面図である。 同じく、図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 同じく、第１反射面からの反射光により形成される配光パターンを示す説明図である。 リフレクタの反射面が単一の反射面の場合のときの第２反射面からの反射光により形成される配光パターンを示す説明図である。 同じく、拡散反射面でない第２反射面からの反射光により形成される配光パターンを示す説明図である。 図８に示す配光パターンと図９に示す配光パターンとが合成された配光パターンを示す説明図である。 図１１に示す配光パターンに基づくすれ違い用配光パターンを示す説明図である。 同じく、図８に示す配光パターンと図１０に示す配光パターンとが合成された配光パターンを示す説明図である。 同じく、図１３に示す配光パターンに基づくすれ違い用配光パターンを示す説明図である。 同じく、拡散反射面である第２反射面からの反射光であってシェードにより遮蔽されなかった反射光により形成される配光パターンを示す説明図である。 同じく、第１反射面からの反射光により形成される配光パターンと拡散反射面である第２反射面からの反射光により形成される配光パターンとからなる配光パターンを示す説明図である。

符号の説明

１ 車両用前照灯
２ 放電灯（光源）
３ リフレクタ
４ 投影レンズ
５ シェード
６ ソケット機構
７ 発光部
８ フレーム部材
９ 透孔
１０ 境界
１１ 第１反射面
１２ 第２反射面
１３ 仮想面
１４ 第２反射面におけるエリア
１５ 第１反射面におけるエリア
１６ 第１補助反射面
１７ 第２補助反射面
１８ 第３補助反射面
ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３、ＬＰ４ すれ違い用配光パターン
ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３ カットオフライン
ＨＬ−ＨＲ 左右の水平線
ＶＵ−ＶＤ 上下の垂直線
Ｕ 上側
Ｄ 下側
Ｆ 前側
Ｂ 後側
Ｌ 左側
Ｒ 右側
Ｚ１−Ｚ１ 第１反射面の光軸
Ｚ２−Ｚ２ 投影レンズの光軸
Ｆ１１ 第１反射面の第１焦点
Ｆ１２ 第１反射面の第２焦点
Ｆ２１ 第２反射面の第１焦点
Ｆ２２ 第２反射面の第２焦点
Ｆ３ 投影レンズの焦点
Ｐ１ 手前側の部分
Ｐ２ 下水平カットオフライン付記の部分
Ｐ３ 自走行車線側の遠方の部分
Ｐ４ 対向車線側のほぼ中央の垂直部分
ＭＰ 最高光量点
Ｌ１ 放電灯の発光部から第２反射面への光
Ｌ２ 第２反射面からの拡散反射光

Claims (5)

1. カットオフラインを有する配光パターンが車両の前方に照射されるプロジェクタタイプの車両用前照灯において、
   光源と、
   楕円もしくは楕円を基準とする反射面を有し、かつ、前記光源からの光を反射させるリフレクタと、
   前記リフレクタの前記反射面からの反射光を前方に投影する投影レンズと、
   前記リフレクタの前記反射面から前記投影レンズに向かう反射光の一部を遮蔽してカットオフラインを有する前記配光パターンを形成するシェードと、
   を備え、
   前記反射面は、前記配光パターンのほぼ外形の配光パターンを形成する第１反射面と、前記配光パターンのほぼ中央の配光パターンを形成する第２反射面と、に分割されており、
   前記第１反射面の第１焦点および前記第２反射面の第１焦点は、前記光源の発光部もしくはその近傍に位置し、
   前記第１反射面の第２焦点は、前記シェードもしくはその近傍に位置し、
   前記第２反射面のうち、前記配光パターンの手前側の部分を主に形成するエリアは、前記第２反射面の他のエリアと別個に区切られており、
   前記第２反射面の前記エリアには、前記配光パターンの手前側の部分以外の部分を形成する補助反射面が設けられている、
   ことを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記第１反射面のうち、前記配光パターンの任意の部分を主に形成するエリアは、前記第１反射面の他のエリアと別個に区切られており、
   前記第１反射面の前記エリアには、前記配光パターンの任意の部分以外の部分を形成する補助反射面が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 前記第２反射面の前記エリアの前記補助反射面は、前記配光パターンの手前側の部分以外の部分であって、前記配光パターンの自走行車線側の遠方の部分を形成する補助反射面、あるいは、前記配光パターンの自走行車線側の遠方の部分および前記配光パターンの対向車線側のほぼ中央の垂直部分を形成する補助反射面であり、
   前記第１反射面の前記エリアの前記補助反射面は、前記配光パターンの対向車線側のカットオフライン付近の部分以外の部分であって、前記配光パターンの対向車線側のほぼ中央の垂直部分を形成する補助反射面である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用前照灯。
4. 前記第２反射面は、前記光源からの光を拡散反射させる拡散反射面をなす、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用前照灯。
5. 前記第１反射面と前記第２反射面との境界は、前記光源からの光の放射方向において、前記光源の前記発光部を通りかつ前記第１反射面の光軸あるいは前記第２反射面の光軸とほぼ垂直な仮想面よりも後方に位置する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用前照灯。

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