JP2008078001A - 自動車用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】リフレクタの第２の反射制御面に対応する拡散制御ステップを前面レンズに設けて、ステップの見切り線の影響を受けない任意の配光設計ができる前照灯を提供する。
【解決手段】灯室内に、光源20と、配光制御用リフレクタ14を備え、放物面を基本形状とするリフレクタ14に、左右拡散光を反射形成する、基本放物面とは異なる第２の反射制御面14a31〜a34を設けた前照灯で、前面レンズ12に反射制御面と対応させて出射光の左右の拡散を制御する左右拡散制御ステップ13a1〜a3を設け、制御ステップ13a1〜a3の見切り線内側だけに制御光を導くようにした。第２の反射制御面14a31〜a34と左右拡散制御ステップ13a1〜a3を適正に配置することで、制御ステップ13a1〜a3の見切り線の影響を受けない、リフレクタ14のつくる基本配光パターンの所定領域に左右拡散角の制御された所望の配光が導かれるので、前照灯の配光設計の自由度が大幅に緩和される。
【選択図】図１

Description

本発明は、灯室内に、放物面を基本形状とする配光制御用のリフレクターと、前記リフレクターの焦点に設けた光源とを備え、前記リフレクターの少なくとも一部の領域に、リフレクターの前方に配置された前面レンズを透過して所定の方向に向かう左右拡散光または左右略平行光を反射形成する、前記基本放物面とは異なる面形状の第２の反射制御面が設けられた自動車用前照灯に関する。

下記特許文献１には、ランプボディと前面レンズ（透明カバー）によって画成された灯室内に、光源と光源光を反射する配光制御用のリフレクターとが設けられ、前面レンズには、車体のデザインと意匠的に連続するラインが設けられた前照灯であって、リフレクターには、その反射光が前面レンズに設けた前記ラインを通過しないように複数の拡散反射面を設けて、ラインの影響を受けない所望の配光が得られる前照灯が開示されている。

即ち、前照灯の前面レンズに設けたラインによって車体のデザインとの一体感が出るとともに、拡散反射面で反射されて前面レンズを透過する拡散配光が前面レンズに設けたラインを通過しない（拡散配光がラインを跨ぐ光路とならない）ため、光がラインに遮光されて暗い影が前照灯の配光に現れる等の配光上の不具合がない。

特開２００３−８６０１０号

しかし、前記特許文献１に示すものは、リフレクターによって形成される所定の基本配光に、拡散反射面によって形成される所望の拡散配光が付加されることで、前照灯全体の配光が形成される構造ではあるが、拡散反射面だけで付加できる（制御できる）拡散配光には限界があり、例えば、左右に一層拡散した拡散光を基本配光パターンに付加して左右方向広範囲に拡がる配光パターンを形成したくてもできない等、基本配光パターンの任意の領域に所望の拡散光を形成するという配光設計の自由度が制限されるという問題があった。

本発明は前記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、リフレクターに設けた第２の反射制御面に対応させて前面レンズに左右拡散制御ステップを設けることで、制御ステップの見切り線の影響を受けることなく種々の所望の配光を形成する上で有効な自動車用前照灯を提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係る自動車用前照灯においては、灯室内に、放物面を基本形状とする配光制御用のリフレクターと、前記リフレクターの焦点に設けた光源とを備え、前記リフレクターの少なくとも一部の領域に、前記リフレクターの前方に配置された前面レンズを透過して所定の方向に向かう左右拡散光または左右略平行光を反射形成する、前記基本放物面とは異なる面形状の第２の反射制御面が設けられた自動車用前照灯であって、
前記前面レンズにおける前記第２の反射制御面と光学的に対応する領域に、該前面レンズから出射する光の左右方向への拡散角を制御する左右拡散制御ステップを設けるとともに、該制御ステップを画成する見切り線の内側だけに前記第２の反射制御面の反射制御光を導くように構成した。

（作用）リフレクターの基本放物面によって前照灯の基本配光パターンが形成されるが、リフレクターの第２の反射制御面で反射された光（左右拡散光または左右略平行光）が、前面レンズの対応する左右拡散制御ステップを透過することで、左右方向の拡散角が制御された光となって基本配光パターンの所定領域に導かれて、前照灯の所望の配光となる。特に、光源が、放電バルブ，ハロゲンバルブ，白熱バルブのように、発光部が前後に所定長さをもつ線光源で構成されている場合は、光源の前端部および後端部からそれぞれ出射し第２の反射制御面で反射した光が左右拡散制御ステップの見切り線で囲まれた領域を通過するように配光設計されている。即ち、前面レンズの左右拡散制御ステップとリフレクターの第２の反射制御面とを対応させて設けることで、基本配光パターンの所定領域に所望の光が導かれた所望の配光が形成される。そして、リフレクターの第２の反射制御面によって、例えば左右拡散光が反射形成され、さらに前面レンズの左右拡散制御ステップによって、さらに拡散角を増した左右拡散出射光が形成される場合は、前面レンズの左右拡散制御ステップ形成領域からの出射光は左右方向に大きな拡散角をもつ左右拡散光として基本配光パターンの所定領域に導かれる。

また、リフレクターの第２の反射制御面での反射光は、前面レンズの左右拡散制御ステップの見切り線で囲まれた領域の内側にのみ導かれるように構成されているので、光が左右拡散制御ステップの見切り線を跨ぐ形態で導かれず、前面レンズ透過光が左右拡散制御ステップの見切り線を透過するため明るい筋や暗い影が配光に現れるという不具合、即ち、配光に左右拡散制御ステップの見切り線の影響が現れない。

請求項２においては、請求項１に記載の自動車用前照灯において、前記第２の反射制御面を、前記光源を通る縦断面が該光源を焦点とする放物線で、前記光源を通る水平断面が、該光源を焦点とする楕円線からなる、左右クロス拡散光を反射形成する拡散反射面（パラエリプソイド形状と称される放物的楕円面）で構成し、前記前面レンズの左右拡散制御ステップ形成領域を、出射光の左右方向の拡散角を制御する制御レンズで構成するようにした。

（作用）第２の反射制御面（拡散反射面）で反射された光は、左右拡散光として前面レンズの左右拡散制御ステップ形成領域（その水平断面が凹レンズまたは凸レンズで構成された制御レンズ）に導かれ、左右拡散制御ステップ形成領域（制御レンズ）を透過する際に、さらに左右に拡散された左右拡散光として基本配光パターンの所定領域に導かれる。

そして、第２の反射制御面の水平断面が、請求項３のように直線，光源を焦点とする略双曲線または光源を焦点とする略放物線の場合（第２の反射制御面が放物的平面，放物的双曲面，放物面の場合）は、平行光としてあるいは反射制御面の後方に仮想光源がある左右オープン拡散光として前面レンズの制御ステップ形成領域（制御レンズ）に導かれるのに対し、第２の反射制御面の水平断面が請求項２のように光源を焦点とする楕円線の場合（第２の反射制御面が放物的楕面の場合）は、反射制御面の前方に仮想光源がある左右クロス拡散光として前面レンズの制御ステップ形成領域（制御レンズ）に導かれるので、前者（請求項３）に比べて後者（請求項２）の方が、制御ステップ形成領域（制御レンズ）に入射する光の左右幅を狭めて導くことができるので、配光設計しやすく、制御ステップ形成領域（制御レンズ）から出射する左右拡散光の左右拡散角（出射光の左右方向への拡散の度合い）も大きくできる。

請求項３においては、請求項１に記載の自動車用前照灯において、前記第２の反射制御面を、前記光源を通る縦断面が該光源を焦点とする放物線で、前記光源を通る水平断面が、直線，前記光源を焦点とする略双曲線または前記光源を焦点とする略放物線のいずれかからなる、左右オープン拡散光または略平行光を反射形成する拡散反射面で構成し、
前記前面レンズの左右拡散制御ステップ形成領域を、出射光の左右方向の拡散角を制御する制御レンズで構成するようにした。

（作用）第２の反射制御面（拡散反射面）で反射された光は、左右オープン拡散光または略平行光として前面レンズの左右拡散制御ステップ形成領域（その水平断面が凹レンズまたは凸レンズで構成された制御レンズ）に導かれ、左右拡散制御ステップ形成領域（制御レンズ）を透過する際に、さらに左右拡散角を制御された左右拡散光として基本配光パターンの所定領域に導かれる。

そして、第２の反射制御面の水平断面が直線または光源を焦点とする放物線の場合は、反射制御面の後方に仮想光源がある、拡散角が比較的に小さい左右拡散光として前面レンズの制御ステップ形成領域（制御レンズ）に導かれるのに対し、第２の反射制御面の水平断面が光源を焦点とする双曲線の場合は、反射制御面の後方に仮想光源がある、拡散角が比較的に大きい左右拡散光として前面レンズの制御ステップ形成領域（制御レンズ）に導かれるので、特に前者（直線または放物線）は後者（双曲線）に比べて、前面レンズの制御ステップ形成領域から出射する光の左右拡散角（出射光の左右方向への拡散の度合い）が小さく、リフレクターによって形成される基本配光パターンの所定領域の光量を上げる上で有効である。

請求項４においては、請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用前照灯において、前記拡散反射面を、前記光源の上下方向近傍に設けるように構成した。

（作用）リフレクターの有効反射面は、例えば、前後に延びる光軸を中心軸とする回転放物面を基準面とする複数の曲率の異なる有効分割反射面で構成されており、リフレクター前方の配光スクリーン上に各分割反射面による光源像がクリアカットライン・エルボー部を中心に放射状に並ぶように投影し（貼り付け）、前照灯としての所定の配光パターンで所定の配光量が得られるようにリフレクターの有効反射面（各分割反射面）が設計されている。光源近傍に設けた拡散反射面である分割反射面で形成される光源像は、光源から遠方に設けた分割反射面で形成される光源像に比べて大きい分、光ムラが目立つおそれがあるが、光源像が拡散される分、光ムラが目立たない。

請求項５においては、請求項１〜４のいずれかに記載の自動車用前照灯において、前記灯室を、ランプボディと前記前面レンズによって画成し、光源を挿着した前記リフレクターを、前記ランプボディと該リフレクター間に介装したエイミング機構によって傾動可能に構成し、前記リフレクターの最大傾動量を考慮して、前記第２の反射制御面と前記左右拡散制御ステップを配置した。

（作用）エイミング機構により、光源を挿着したリフレクターをランプボディに対し傾動（前照灯の光軸を傾動調整）できるが、リフレクターが傾動すると、第２の反射制御面と左右拡散制御ステップの相対位置が変化し、第２の反射制御面での反射光が左右拡散制御ステップ形成領域外にも導かれ（反射光が左右拡散制御ステップの見切り線を跨ぐ状態で透過し）て、配光に悪影響がでるおそれがある。然るに、請求項５では、エイミングによるリフレクターの最大傾動量を考慮して第２の反射制御面と左右拡散制御ステップの相対位置が配置（第２の反射制御面と左右拡散制御ステップが光学設計）されているで、リフレクターが傾動したとしても、第２の反射制御面での反射光は常に左右拡散制御ステップ形成領域内にのみ導かれ、配光に制御ステップの見切り線による悪影響がでることはない。

請求項６においては、請求項１〜４のいずれかに記載の自動車用前照灯において、前記灯室を、ランプボディとアウターレンズによって画成し、光源を挿着した前記リフレクターを、前記ランプボディと該リフレクター間に介装したエイミング機構によって傾動可能に構成し、前記前面レンズを、前記リフレクターに一体化されて前記アウターレンズの内側に配置されたインナーレンズで構成した。

（作用）エイミング機構により、光源を挿着したリフレクターをランプボディに対し傾動（前照灯の光軸を傾動調整する）できるが、リフレクターが傾動すると、第２の反射制御面と左右拡散制御ステップの相対位置が変化し、第２の反射制御面での反射光が左右拡散制御ステップ形成領域外にも導かれ（反射光が左右拡散制御ステップの見切り線を跨ぐ状態で透過し）て、配光に悪影響がでるおそれがある。然るに、請求項６では、リフレクターに一体化されたインナーレンズに、リフレクターの第２の反射制御面に対応する左右拡散制御ステップが設けられているので、エイミングの際には、光源，リフレクターおよびインナーレンズが一体に傾動し、これらの相対位置が変化しないので、第２の反射制御面での反射光は常に左右拡散制御ステップ形成領域内にのみ導かれ、配光に制御ステップの見切り線による悪影響がでることはない。

また、請求項６の構造の場合、光源としては発光ダイオードが望ましい。即ち、光源が白熱バルブ，ハロゲンバルブ，放電バルブでは、光源の発熱により、リフレクターに一体化されて光源に接近した位置にあるインナーレンズの熱変形が懸念されるが、光源が発光ダイオードの場合には、発熱量が少ないためインナーレンズが熱変形しない。

請求項１に係る自動車用前照灯によれば、リフレクターの第２の反射制御面とこれに対応する前面レンズの左右拡散制御ステップを所定形状に設定することで、制御ステップの見切り線の影響を受けない、基本配光パターンの所定領域に左右拡散角の制御された所望の光が導かれた所望の配光が得られるので、前照灯の配光設計の自由度が大幅に緩和される。

請求項２によれば、基本配光パターンの所定領域に大きな拡散角をもつ左右拡散光が導かれた所望の配光をもつ前照灯の配光設計の自由度が大幅に緩和される。

請求項３によれば、基本配光パターンの所定領域に比較的小さな拡散角をもつ左右拡散光が導かれた所望の配光が得られる前照灯の配光設計の自由度が大幅に拡大される。

請求項４によれば、光ムラが目立たない所望の配光が得られる。

請求項５によれば、光軸がずれたとしても、またエイミングを行ったとしても配光に制御ステップの悪影響が出ないので、ドライバーにとって前方視認性に優れた前照灯を提供できる。

請求項６によれば、光軸がずれたとしても、またエイミングを行ったとしても配光に制御ステップの悪影響が出ないので、ドライバーにとって前方視認性に優れた前照灯を提供できる。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。

図１〜図５は本発明の第１の実施例を示すもので、図１は本発明の第１の実施例である自動車用前照灯の正面図、図２は同前照灯の縦断面図（図１に示す線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図）、図３は同前照灯の配光パターンを示す斜視図、図４はリフレクターの第２の反射制御面とレンズカバーの左右拡散制御ステップの配置を示す拡大水平断面図、図５は光源像を配光スクリーンに投影し（貼り付け）てリフレクターの有効反射面を設計する様子を説明する斜視図である。

これらの図において、自動車用前照灯１０は、前方に開口する容器状のランプボディ１１の前面側に前面レンズである透明レンズカバー１２が組み付けられて画成された灯室空間に、光源である放電バルブ２０と放電バルブ２０の発光の一部を遮光する遮光シェード１５とをリフレクター１４に一体化した光源ユニットＵが収容された構造で、リフレクター１４の有効反射面１４ａ，１４ｂ（放電バルブ２０の水平位置よりも略上側に設けられた有効反射面を１４ａ、下側に設けられた有効反射面を１４ｂとする）で反射された光Ｌ１，Ｌ２がレンズカバー１２を透過して前方に配光されることで、図３に示すすれ違いビーム形成用の配光パターンＰＡ（ＰＡ１，ＰＡ２）が形成されるように構成されている。

また、図１,２に示すように、ランプボディ１１と光源ユニットＵ（リフレクター１４）間には、ランプボディ１１を貫通して前方に延出するエイミングスクリュー３１と該スクリュー３１に螺合するリフレクター１４側のナット部材３２でそれぞれ構成した一対の前後移動支点Ｅ１，Ｅ２と、ピボット構造の固定傾動支点Ｅ０で構成された公知のエイミング機Ｅが介装されて、光源ユニットＵ（リフレクター１４）を水平傾動軸Ｌｘ，垂直傾動軸Ｌｙ回りに傾動させることで、光源ユニットＵの光軸（前照灯の光軸）Ｌが上下左右方向に傾動（図３に示す配光パターンＰＡが上下左右方向に移動）するように構成されている。

放電バルブ２０は、アークチューブ２２にＵＶカット作用のある円筒形状シュラウドガラス管２３を溶着一体化したアークチューブ本体２１が、合成樹脂製絶縁性ベース２５に組み付け一体化されて、前方に延出する形態に固定保持されている。そして、放電バルブ２０は、リフレクター１４の後頂部に設けられたバルブ挿着孔Ｈに挿着されて、光源ユニットＵとして一体化されている。符号１９は、ランプボディ１１の底面に取着されたバラスト回路（図示せず）から灯室空間内に延びる給電ケーブル１８接続用のコネクタである。円筒形状のシュラウドガラス管２３の外側面には、リフレクター１４の有効反射面１４ａ，１４ｂに向かう光の一部を遮って鮮明なクリアカットラインＣＬ（１５度カットラインＣＬ１および水平カットラインＣＬ２）を形成するためのピンストライプと称される遮光膜（図示せず）が設けられている。

金属製の遮光シェード１５は、その脚部がリフレクター１４に固定一体化されることでアークチューブ本体２１の前方に配置され、前方への直射光やリフレクター１４の有効反射面１４ａ，１４ｂの所定領域以外に向かう光を遮光するためのもので、リフレクター１４の有効反射面１４ａ，１４ｂと放電バルブ２０の放電中心Ｃおよび放電バルブ２０の（ピンストライプ）に対して位置決めされた形態となっている。なお、遮光シェード１５の脚部には、リフレクター１４の下側有効反射面１４ｂに向かう光を通過させる開口部１５ａ（図２参照）が設けられている。

リフレクター１４の有効反射面１４ａ，１４ｂは、図１，２に示すように、前後に延びる光軸を中心軸とする回転放物面を基準面とし、この基準面を正面視短冊形状の複数のセグメントに区分けして、これら各セグメントに前記基準面とは曲率の異なる有効反射面素子群１４ａ１〜１４ａ３、１４ｂ１を割り付けることにより構成されている。具体的には、例えば、図３に示すように、リフレクター１４前方の配光スクリーン上に各反射面素子群１４ａ１〜１４ａ３、１４ｂ１での左右拡散反射光による配光が合成されて、前照灯としての所定の配光パターンで所定の配光量が得られるようにリフレクター１４の有効反射面１４ａ，１４ｂ（各反射面素子群１４ａ１〜１４ａ３、１４ｂ１）が設計されている。

なお、反射面素子群１４ａ１〜１４ａ３は、ホットゾーン周辺領域からカットオフラインＣＬ１,ＣＬ２に沿った領域の配光パターンＰＡ１を形成し、反射面素子群１４ｂ１は、その上下縁部が配光パターンＰＡ１の上下縁部より幾分低い左右に大きく拡散した配光パターンＰＡ２を形成する。

また、上側有効反射面１４ａの一部を構成する反射面素子群１４ａ３のうち、バルブ挿着孔Ｈの上部近傍には、パラエリプソイド形状と称される放物的楕円面で構成された４個の第２の反射制御面である左右拡散反射面素子１４ａ３１〜１４ａ３４が左右に隣接して設けられるとともに、レンズカバー１２のこれらの反射面素子１４ａ３１〜１４ａ３４に対応する位置には、その水平断面を凹レンズ（その縦断面の厚さは均一）で構成した左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３が設けられて、反射面素子１４ａ３１〜１４ａ３４で反射し光源光（左右クロス拡散反射光）が左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３のいずれかを透過するようになっている。

具体的には、放物的楕円面である反射面素子１４ａ３１〜１４ａ３４の縦断面は、図２に示すように、放電中心Ｃを焦点とする放物線で構成されて、上下方向には反射光を略平行な光Ｌ３としてレンズカバー１２の左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３に導くとともに、その水平断面は、図４に示すように、放電中心Ｃを第１焦点ｆ１とし、レンズカバー１２（左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３）との間に第２焦点ｆ２をもつ楕円線で構成されて、左右方向には反射光を左右クロス拡散光Ｌ３としてレンズカバー１２の左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３のいずれかに導く。

このため、リフレクター１４の有効反射面１４ａ，１４ｂ全体によってすれ違いビーム形成用の基本配光パターンＰＡ（ＰＡ１，ＰＡ２）が形成されるが、第２の反射制御面（左右拡散反射面素子）１４ａ３１〜１４ａ３４で反射された光源光は、左右拡散光としてレンズカバー１２の対応する左右拡散制御ステップ（水平断面凹レンズ領域）１３ａ１〜１３ａ３のいずれかに確実に導かれ、左右拡散制御ステップ（水平断面凹レンズ領域）１３ａ１〜１３ａ３を透過する際に、さらに左右に拡散された左右拡散光として基本配光パターンＰＡ（ＰＡ１，ＰＡ２）の所定領域に導かれる。この結果、従来の前照灯で得られる配光に比べて、左右方向に大きく広がる所望の配光が得られ、それだけドライバーの視認性が改善されることになる。

特に、放電バルブ２０は、アークチューブ本体２１（アークチューブ２２）の発光部が前後に所定長さをもつ線光源であることから、アークチューブ２２の発光部の前端および後端からそれぞれ出射し第２の反射制御面（左右拡散反射面素子）１４ａ３１〜１４ａ３４で反射した光が対応する凹レンズ領域（左右拡散制御ステップの見切り線で囲まれた領域）１３ａ１〜１３ａ３を通過するように配光設計されている。即ち、リフレクター１４の第２の反射制御面１４ａ３１〜１４ａ３４での反射光は、レンズカバー１２の左右拡散制御ステップの見切り線で囲まれた領域１３ａ１〜１３ａ３にのみ導かれるように構成されている。

このため、第２の反射制御面１４ａ３１〜１４ａ３４での反射光が左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３の見切り線を跨ぐ形態で導かれず、「レンズカバー１２透過光が左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３の見切り線を透過するため明るい筋や暗い影が配光に現れる」という不具合、即ち、配光に左右拡散制御ステップの見切り線の影響が現れるという不具合もない。

また、本実施例では、第２の反射制御面１４ａ３１〜１４ａ３４を光源近くに設けることで、配光に光ムラが現れないように考慮されている。即ち、リフレクター１４の配光設計は、図５に示すように、リフレクター１４前方の配光スクリーン上に各反射面素子群１４ａ１〜１４ａ３、１４ｂ１による光源像がクリアカットライン・エルボー部を中心に放射状に並ぶように投影し（貼り付け）、前照灯としての所定の配光パターンで所定の配光量が得られるように各反射面素子を設計するが、光源近傍に設けた反射制御面（反射面素子）１４ａ３１〜１４ａ３４で形成される光源像は、光源から遠方に設けた反射制御面（反射面素子）で形成される光源像に比べて大きくい分、光ムラが目立つおそれがあるが、光源像が拡散される分、光ムラが目立たないという利点がある。

また、前照灯（光源ユニットＵ）の光軸Ｌが狂った場合には、前記したように、エイミング機構Ｅによって光軸Ｌを適正な位置に調整できるように構成されているが、第２の反射制御面１４ａ３１〜１４ａ３４と左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３（の見切り線）とは、エイミング機Ｅの最大エイミング量（光源ユニットＵの光軸の最大傾動量）を考慮した配置に構成されているため、配光が変化したりエイミング操作によって前照灯の配光に制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３の見切り線の悪影響がでないようになっている。

即ち、エイミング機構Ｅの最大エイミング量を考慮しない場合には、 エイミング機構Ｅにより光源ユニットＵを上下左右に傾動すると、第２の反射制御面１４ａ３１〜１４ａ３４と左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３の相対位置が変化し、第２の反射制御面１４ａ３１〜１４ａ３４での反射光が左右拡散制御ステップ形成領域外にも導かれ（反射光が左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３の見切り線を跨ぐ状態で透過し）て、配光に制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３の見切り線の悪影響がでる（配光に制御ステップの見切り線に対応した明るい筋や暗い影が出現する）おそれがある。然るに、本実施例では、光源ユニットＵの光軸Ｌの上下左右の最大傾動量を考慮して、第２の反射制御面１４ａ３１〜１４ａ３４と左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３の相対位置が配置（第２の反射制御面１４ａ３１〜１４ａ３４と左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３の配光が設計）されているので、光源ユニットＵが傾動したとしても、第２の反射制御面１４ａ３１〜１４ａ３４での反射光は常に左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３それぞれの見切り線の内側にのみ導かれ、配光に悪影響がでることはない。

また、振動などが原因で、前後移動支点Ｅ１，Ｅ２を構成するナット部材３２とエイミングスクリュー３１が勝手に相対回動して、光軸Ｌがずれたような場合であっても、第２の反射制御面１４ａ３１〜１４ａ３４での反射光が左右拡散制御ステップ形成領域内に導かれる（第２の反射制御面１４ａ３１〜１４ａ３４での反射光が制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３それぞれの見切り線を跨ぐ状態で透過しない）形態に保持されるので、配光に悪影響がでることはない。

なお、左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３は、レンズカバー１２の表側に設けてもよいが、汚れにくいという点で、レンズカバー１２の裏側に設けることが望ましい。

図６は本発明の第２の実施例の要部であるリフレクターの第２の反射制御面とレンズカバーの左右拡散制御ステップの配置を示す拡大水平断面図である。

前記した第１の実施例では、リフレクター１４に設ける第２の反射制御面である反射面素子１４ａ３１〜１４ａ３４が、いずれも縦断面が光源を焦点とする放物線で、水平断面が光源を焦点とする楕円線で構成された、パラエリプソイド形状と称される放物的楕円面で構成されて、反射光を左右クロス拡散させるように構成されていたが、この第２の実施例では、リフレクター１４に設ける第２の反射制御面が、それぞれの水平断面形状を異にする左右に隣接する４つの反射面素子１４ａ３５〜１４ａ３８で構成されている。

即ち、反射面素子１４ａ３５〜１４ａ３８の縦断面は、いずれも放電中心Ｃを焦点とする放物線であるが、反射面素子１４ａ３５は、その水平断面が直線である放物面で構成されて、その反射光は僅かに左右に拡散して、左右拡散制御ステップ１３ａ３１に導かれ、ステップ１３ａ３１を透過することで拡散角が比較的小さい左右オープン拡散光Ｌ５として配光される。反射面素子１４ａ３６は、その水平断面が放電中心Ｃを焦点とする楕円である、前記第１の実施例と同じ放物的楕円面（パラエリプソイド形状）に構成されて、その反射光は左右にクロス拡散して、左右拡散制御ステップ１３ａ３２に導かれ、ステップ１３ａ３２を透過することで拡散角が非常に大きい左右オープン拡散光Ｌ６として配光される。反射面素子１４ａ３７は、その水平断面が発光中心Ｃを焦点とする回転放物面で構成されて、その反射光は平行光となって、左右拡散制御ステップ１３ａ３３に導かれ、ステップ１３ａ３３を透過することで拡散角が非常に小さい左右オープン拡散光Ｌ７として配光される。反射面素子１４ａ３８は、その水平断面が発光中心Ｃを焦点とする前方に凸の双曲線で、その反射光は左右にオープン拡散して、左右拡散制御ステップ１３ａ３３に導かれ、ステップ１３ａ３３を透過することで拡散角が比較的大きい左右オープン拡散光Ｌ８として配光される。

また、リフレクター１４の反射面素子１４ａ３５〜１４ａ３８とレンズカバー１２の制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３とが光源ユニットＵの光軸の最大傾動量を考慮して配置（光学設計）されていることは、前記第１の実施例と同様である。

その他は前記した第１の実施例と同様であり、同一の符号を付すことで、重複した説明は省略する。

なお、前記した第１の実施例における制御ステップ１３ａ３２を、図７に示す第３の実施例のように、水平断面凸レンズで構成することで、リフレクター１４の左右拡散反射素子１４ａ３６で反射形成された左右クロス拡散反射光が、レンズカバー１２の左右拡散制御ステップ１３ａ３２を透過する際に、その左右方向の拡散角を小さくした左右オープン拡散光に制御して、配光パターンＰＡの所定領域に導くようにしてもよい。

図８〜１１は本発明の第４の実施例を示すもので、図８は本発明の第４の実施例である自動車用前照灯の正面図、図９は同前照灯の配光パターンを示す正面図、図１０は最上段の光源ユニットの縦断面図、図１１は最上段の光源ユニットの水平断面図、図１２は最上段の光源ユニットと同ユニットが形成する配光パターンを示す斜視図である。

これらの図において、自動車用前照灯１０Ａは、ランプボディ１１と透明レンズカバー１２により画成された灯室空間に、１１個の光源ユニットが上下３段に収容された構造で、これら全ての光源ユニットの照射光が形成する配光パターンが合成されることで、図９に示すすれ違い様ビームの配光パターンＰＢが形成される。

最上段の３個の光源ユニットＵ１１〜Ｕ１３は、上方に向けて配置された光源であるＬＥＤ４２と、その焦点位置に設けたＬＥＤ４２の発光を前方に反射制御する略放物面形状のリフレクター４４と、リフレクター４４に固着されたインナーレンズ４６と、リフレクター４４の前方に配置された透光プレート４８（図８参照）が一体化された反射型の光源ユニットとしてそれぞれ構成されており、これらの光源ユニットＵ１１〜Ｕ１３によって、図９，図１２符号ＰＢ２で示す拡散領域形成用配光パターンが形成される。なお、光源ユニットＵ１１〜Ｕ１３を構成する上で、透光プレート４８は必ずしも必要ではない。

ＬＥＤ４２は、１ｍｍ四方程度の大きさの単一の発光チップを有する白色発光ダイオードで、基板に支持された状態で支持部材４５に固定されている。光源ユニットＵ１１〜Ｕ１３を構成するリフレクター４４は、図１０，１１に示すように、支持部材４５に固定されて、ＬＥＤ４２を覆うように配置されている。

中段の３個の光源ユニットＵ２１〜Ｕ２３は、上方に向けて配置された光源であるＬＥＤ５２と、ＬＥＤ５２の発光を前方に反射する略楕円対形状のリフレクター５４と、カットオフライン形成用シェード５６と、シェード５６の前方に配置された投射レンズ５８とが一体化された投射型の光源ユニットとしてそれぞれ構成されており、これらの光源ユニットＵ２１〜Ｕ２３によって、図９の符号ＰＢ１で示すカットオフライン形成用配光パターンが形成される。

下段の３個の光源ユニットＵ３１〜Ｕ３５は、前方に向けて配置された光源であるＬＥＤ６２と、ＬＥＤ６２の前方に配置された遮光シェード６６と、シェード６６の前方に配置された集光レンズ６８とが一体化された直射型の光源ユニットとしてそれぞれ構成されており、これらの光源ユニットＵ３１〜Ｕ３５によって、図９の符号ＰＢ３で示すホットゾーン形成用配光パターンが形成される。

前記した最上段の３個の光源ユニットＵ１１〜Ｕ１３を構成するリフレクター４４の有効反射面は、図８，１０，１１に示すように、上下二段の正面視短冊形状の有効反射面素子１４ａ１１〜１４ａ２６で構成されている。

有効反射面素子１４ａ１１〜１４ａ２６は、いずれもパラエリプソイド形状と称される放物的楕円面（その縦断面が光源を焦点とする放物線で、その水平断面が光源を焦点とする楕円線で構成した曲面）で構成されており、上下方向には、図１０に示すように、略平行な光として前方に配光される。一方、左右方向には、図１１に示すように、有効反射面素子１４ａ１１〜１４ａ２６で反射された光は、左右クロス拡散光としてインナーレンズ４６およびレンズカバー１２を透過して前方所定方向に配光される。また、有効反射面素子１４ａ１１〜１４ａ２６の左右方向中央部寄りの有効反射面素子１４ａ１３〜１４ａ１６、１４ａ２１〜１４ａ２４は、第２の反射制御面として機能するとともに、リフレクター４４に一体化されたインナーレンズ４６の左右方向中央部には、第２の反射制御面１４ａ１３〜１４ａ１６、１４ａ２１〜１４ａ２４に対応する左右拡散制御ステップ１３ａ１１，１３ａ１２が設けられている。なお、インナーレンズ４６における制御ステップ１３ａ１１，１３ａ１２の左右両側にはステップが設けられていない。

インナーレンズ４６の左右拡散制御ステップ１３ａ１１，１３ａ１２は、水平断面凹レンズ（縦方向には均一の厚さ）で構成されるとともに、有効反射面素子１４ａ１３〜１４ａ１６、１４ａ２１〜１４ａ２４で反射した左右クロス拡散光がインナーレンズ４６の左右拡散制御ステップ１３ａ１１，１３ａ１２のいずれかに導かれるように配光設計されており、ステップ１３ａ１１，１３ａ１２を透過した光は、左右の拡散角が調整された左右クロス拡散光または左右オープン拡散光として配光パターンＰＢ２の所定の領域に配光される。

光源ユニットＵ１２，光源ユニットＵ１３では、有効反射面素子１４ａ１３〜１４ａ１６で反射した左右クロス拡散光が、インナーレンズ４６の水平断面凹レンズで構成された左右拡散制御ステップ１３ａ１１，１３ａ１２のいずれかに導かれるように配光設計されて、制御ステップ１３ａ１１，１３ａ１２を透過する光源はその左右拡散角が調整されて配光パターンＰＢ２の所定の領域に配光される。

また、上段，中段，下段の全ての光源ユニットＵ１１〜Ｕ１３，Ｕ２１〜Ｕ２３，Ｕ３１〜Ｕ３５は、ユニットフレーム（図示せず）に一体化されており、ランプボディ１１とユニットフレーム間には、ランプボディ１１を貫通して前方に延出するエイミングスクリュー３１と該スクリュー３１に螺合するユニットフレーム側のナット部材３２でそれぞれ構成した一対の前後移動支点Ｅ１，Ｅ２と、ピボット構造の固定傾動支点Ｅ０で構成された公知のエイミング機構Ｅ（図８参照）が介装されて、ユニットフレームに一体化されている光源ユニットＵ１１〜Ｕ１３，Ｕ２１〜Ｕ２３，Ｕ３１〜Ｕ３５を水平傾動軸Ｌｘ，垂直傾動軸Ｌｙ回りに一体に傾動させることで、各光源ユニットの光軸が上下左右方向に一体に傾動（図９に示す配光パターンＰＢが上下左右方向に移動）するように構成されている。

また、前記した第１の実施例では、エイミング機構Ｅによる光軸調整を行うと、第２の反射制御面１４ａ３１〜１４ａ３４と左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３の相対位置が変化し、第２の反射制御面１４ａ３１〜１４ａ３４での反射光が左右拡散制御ステップ形成領域外にも導かれ（反射光が左右拡散制御ステップの見切り線を透過し）て、配光に悪影響がでるおそれがあるため、光源ユニットＵの光軸Ｌの上下左右の最大傾動量を考慮して、第２の反射制御面１４ａ３１〜１４ａ３４と左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３の相対位置を配置（第２の反射制御面１４ａ３１〜１４ａ３４と左右拡散制御ステップ１３ａ１〜１３ａ３の配光を設計）する必要があったが、この第４の実施例では、リフレクター４４（第２の反射制御面）とインナーレンズ４６（左右拡散制御ステップ）がユニットフレームに一体化されているので、エイミング機構Ｅによる光軸調整を行ったとしても、第２の反射制御面と左右拡散制御ステップの相対位置は変化せず、したがって、配光設計に際しエイミングによる光軸の最大傾動量を考慮する必要がない。

また、本実施例では、光源であるＬＥＤ４２の前方近くにインナーレンズ４６配置されているが、ＬＥＤ４２は白熱バルブ，ハロゲンバルブ，放電バルブのように高温とならないので、即ちＬＥＤ４２の発熱量が少ないため合成樹脂製インナーレンズ４６が熱変形することもない。

また、前記した第４の実施例では、インナーレンズ４６に左右拡散制御ステップ１３ａ１１，１３ａ１２が設けられているが、前記した第１の実施例と同様に、レンズカバー１２に左右拡散制御ステップ１３ａ１１，１３ａ１２を設けるように構成してもよい。なお、この場合は、前記した第１の実施例の場合と同様に、配光に悪影響がでないようにするため、前照灯の光軸Ｌの上下左右の最大傾動量を考慮して、インナーレンズ４６に設ける第２の反射制御面とレンズカバー１２に設ける左右拡散制御ステップの相対位置を配置（第２の反射制御面と左右拡散制御ステップの配光を設計）することが必要である。

本発明の第１の実施例である自動車用前照灯の正面図である。 同前照灯の縦断面図（図１に示す線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図）である。 同前照灯の配光パターンを示す斜視図である。 リフレクターの第２の反射制御面とレンズカバーの左右拡散制御ステップの配置を示す拡大水平断面図である。 光源像を配光スクリーンに投影し（貼り付け）てリフレクターの有効反射面を設計する様子を説明する斜視図である。 本発明の第２の実施例の要部であるリフレクターの第２の反射制御面とレンズカバーの左右拡散制御ステップの配置を示す拡大水平断面図である。 本発明の第３の実施例の要部であるリフレクターの第２の反射制御面とレンズカバーの左右拡散制御ステップの配置を示す拡大水平断面図である。 本発明の第４の実施例である自動車用前照灯の正面図である。 同前照灯の配光パターンを示す正面図である。 最上段の光源ユニットの縦断面図である。 最上段の光源ユニットの水平断面図である。 最上段の光源ユニットと同ユニットが形成する配光パターンを示す斜視図である。

符号の説明

１０、１０Ａ 自動車用前照灯
Ｅ（Ｅ０，Ｅ１，Ｅ２） エイミング機構
Ｌｘ 水平傾動軸
Ｌｙ 垂直傾動軸
１２ 前面レンズである透明レンズカバー
１３ａ１〜１３ａ３、１３ａ１１，１３ａ１２ 左右拡散制御ステップ
１４ 配光制御用のリフレクター
１４ａ，１４ｂ リフレクターの有効反射面
１４ａ１，１４ａ２，１４ａ３，１４ｂ１ 有効反射面素子
１４ａ３１〜１４ａ３４、１４ａ３５〜１４ａ３８ 第２の反射制御面である左右拡散反射面
１５ 遮光シェード
２０ 光源である放電バルブ
２１ アークチューブ本体
２２ アークチューブ
Ｃ 放電中心
ｆ１ 第１焦点
ｆ２ 第２焦点
Ｕ１１〜Ｕ１３ 光源ユニット
４２ 光源であるＬＥＤ
４４ リフレクター
１４ａ１３〜１４ａ１６、１４ａ２１〜１４ａ２４ 第２の反射制御面である左右拡散反射面
４６ インナーレンズ

Claims (6)

1. 灯室内に、放物面を基本形状とする配光制御用のリフレクターと、前記リフレクターの焦点に設けた光源とを備え、前記リフレクターの少なくとも一部の領域に、前記リフレクターの前方に配置された前面レンズを透過して所定の方向に向かう左右拡散光または左右略平行光を反射形成する、前記基本放物面とは異なる面形状の第２の反射制御面が設けられた自動車用前照灯であって、
   前記前面レンズにおける前記第２の反射制御面と光学的に対応する領域には、該前面レンズから出射する光の左右方向への拡散角を制御する左右拡散制御ステップが設けられるとともに、該制御ステップを画成する見切り線の内側だけに前記第２の反射制御面の反射制御光が導かれるように構成されたことを特徴とする自動車用前照灯。
2. 前記第２の反射制御面は、前記光源を通る縦断面が該光源を焦点とする放物線で、前記光源を通る水平断面が、該光源を焦点とする楕円線からなる、左右クロス拡散光を反射形成する拡散反射面（パラエリプソイド形状と称される放物的楕円面）で構成され、
   前記前面レンズの左右拡散制御ステップ形成領域は、出射光を左右に拡散制御する制御レンズで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の自動車用前照灯。
3. 前記第２の反射制御面は、前記光源を通る縦断面が該光源を焦点とする放物線で、前記光源を通る水平断面が、直線，前記光源を焦点とする略双曲線または前記光源を焦点とする略放物線のいずれかからなる、左右オープン拡散光または略平行光を反射形成する拡散反射面で構成され、
   前記前面レンズの左右拡散制御ステップ形成領域は、出射光を左右に拡散制御する制御レンズで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の自動車用前照灯。
4. 前記拡散反射面は、前記光源の上下方向近傍に設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用前照灯。
5. 前記灯室は、ランプボディと前記前面レンズによって画成され、光源を挿着した前記リフレクターは、前記ランプボディと該リフレクター間に介装されたエイミング機構によって傾動可能に構成されており、
   前記第２の反射制御面と前記左右拡散制御ステップとは、前記リフレクターの最大傾動量を考慮して配置されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自動車用前照灯。
6. 前記灯室は、ランプボディとアウターレンズによって画成され、光源を挿着した前記リフレクターは、前記ランプボディと該リフレクター間に介装されたエイミング機構によって傾動可能に構成されており、
   前記前面レンズは、前記リフレクターに一体化されて前記アウターレンズの内側に配置されたインナーレンズであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の自動車用前照灯。

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