JP2013178979A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

【課題】好適な配光パターンを形成するとともにデザイン性に優れるプロジェクタ型の車両用前照灯を提供する。
【解決手段】車両用前照灯１は、発光部２１を有するバルブ２と、前方への開口内に発光部２１を位置させたリフレクタ３と、リフレクタ３の前方に配置された投影レンズ５とを備える。リフレクタ３の開口内面には、上下方向に並設された５つの反射面３１が形成され、５つの反射面３１は、発光部２１の近傍に位置する第一焦点Ｆ１と、それぞれの前方に位置する第二焦点Ｆ２とを有する楕円面状にそれぞれ形成されている。投影レンズ５は、５つの反射面３１と対応して上下方向に並設された５つのレンズ部分５１を一体的に連ねた形状に形成されるとともに、前後方向と略直交する後面を有し、各レンズ部分５１は、当該レンズ部分５１と対応する反射面３１の前方に位置しており、当該反射面３１の第二焦点Ｆ２の近傍に位置する後側焦点Ｆ３を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用前照灯に関する。

従来、自動車用ヘッドランプなどの車両用前照灯として、いわゆるプロジェクタ型のものが知られている。このプロジェクタ型の車両用前照灯は、光源から出射された光をリフレクタで反射させた後に凸レンズ状の投影レンズで前方に反転投影させつつ、当該投影レンズに入射する光のうちの一部をシェードで遮光させることによって、車両前方に所定の配光パターン（例えばすれ違いビーム）を形成するように構成されている。

ところで、従来のプロジェクタ型の車両用前照灯においては、単純に上述の通りに構成してしまうと、画一的な見栄えのものとなってデザイン面での差別化が困難であった。そこで、例えば特許文献１に記載のように、主にデザイン性を向上させる目的で複数の投影レンズを並設させた多眼式の車両用前照灯が提案されている。

この特許文献１に記載の車両用前照灯では、図４に示すように、バルブ（光源）７１を後方から覆うリフレクタ７２の開口内面に、左右両側の２つと中央部下側の１つとの、合わせて３つの反射面７２ａ，…が形成されている。この３つの反射面７２ａ，…は、バルブ７１からの光を個別に反射させて、各前側焦点Ｆに集光させる。

リフレクタ７２の前方には、左右方向に並設された３つの透光窓７３ａ，…を有するシェード７３が設けられている。３つの透光窓７３ａ，…の下端には３つの反射面７２ａ，…の前側焦点Ｆが位置しており、これにより、３つの反射面７２ａ，…で反射された光が一部を遮光されつつ３つの透光窓７３ａ，…を個別に通過する。

シェード７３の前方には、左右方向に並設された３つの投影レンズ７４ａ，…を有するレンズユニット７４が設けられている。３つの投影レンズ７４ａ，…は、その後側焦点が３つの反射面７２ａ，…の前側焦点Ｆの近傍に位置しており、３つの透光窓７３ａ，…を通過した光を前方へ個別に投影させて、車両前方に所定の配光パターンを形成する。

このように構成された多眼式の車両用前照灯によれば、３つの投影レンズ７４ａ，…が左右方向に並設された見栄えのものとなるため、単一の投影レンズだけを備えたものに比べ、斬新なデザインを実現することができる。

特開平１１−３３９５０５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の車両用前照灯では、左右方向と直交する断面で考えた場合に、バルブ７１から上下方向へ広く出射された光が何れか１つの反射面７２ａによって当該反射面７２ａの前側焦点Ｆに集光されるため、当該反射面７２ａの上部及び下部で反射された光は、上下方向に急峻な（大きな）入射角で投影レンズ７４ａの後面に入射してしまう。投影レンズ７４ａへの上下方向の入射角が急峻であると、その入射光（白色光）は、波長が長いものほど屈折しにくいという光の性質に起因して、短波長光（青みがかった光）と長波長光（赤みがかった光）とが互いに異なる屈折角で屈折して分離する、いわゆる色分離を生じてしまう。

その結果、色分離を生じた光の色バランスが配光パターンに反映されることとなり、例えばすれ違いビーム上縁のカットオフライン近傍が赤みを有するなどというように、色ムラのある好ましくない配光パターンが形成されてしまう。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、好適な配光パターンを形成するとともに、デザイン性に優れるプロジェクタ型の車両用前照灯の提供を課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、
発光部を有する光源と、
前方へ開口する形状に形成されて当該開口内に前記発光部が位置するように配置され、当該発光部から出射された光を前方へ反射させるリフレクタと、
前記リフレクタの前方に配置され、当該リフレクタで反射された光を車両前方へ投影する投影レンズと、
を備えるプロジェクタ型の車両用前照灯において、
前記リフレクタの開口内面には、上下方向に略沿って並設された複数の反射面が形成され、
前記複数の反射面は、前記発光部の近傍に位置する第一焦点と、それぞれの前方に位置する第二焦点と、を有する楕円面状にそれぞれ形成され、
前記投影レンズは、前記複数の反射面と対応して上下方向に略沿って並設された複数のレンズ部分を一体的に連ねた形状に形成されるとともに、前後方向と略直交する後面を有し、
前記複数のレンズ部分は、それぞれが、前記複数の反射面のうち当該レンズ部分と対応する反射面の前方に位置しており、当該対応する反射面の第二焦点の近傍に位置する後側焦点を有することを特徴とする。

本発明によれば、光を車両前方へ投影する投影レンズが、上下方向に略沿って並設された複数のレンズ部分を一体的に連ねた形状に形成されているので、投影レンズが単一の単純な凸レンズ状であった従来に比べ、見栄えが斬新なものとなり、当該車両用前照灯をデザイン性に優れたものとすることができる。

また、リフレクタの開口内面には、上下方向に略沿って並設された複数の反射面が形成され、この複数の反射面が、発光部の近傍に位置する第一焦点と、それぞれの前方に位置する第二焦点と、を有する楕円面状にそれぞれ形成されており、投影レンズが、複数の反射面と対応して上下方向に略沿って並設された複数のレンズ部分を連ねた形状に形成されるとともに、前後方向と略直交する後面を有し、各レンズ部分が、当該レンズ部分と対応する反射面の前方に位置し、当該対応する反射面の第二焦点の近傍に位置する後側焦点を有するので、光源から出射された光は、上下方向に略沿って並ぶ複数の反射面によってそれぞれの前方に位置する第二焦点に個別に集光された後に、複数の反射面と対応して上下方向に略沿って並ぶ複数のレンズ部分によって個別に前方（車両前方）へ投影される。

これにより、光源からリフレクタに向けて上下方向へ広く出射された光を、上下方向に並ぶ複数経路に分割して前方へ投影することができるので、上下方向へ広く出射された光が単一の反射面の第二焦点（前側焦点）に集光されていた従来に比べ、上下方向に小さな入射角で投影レンズの後面に光を入射させることができる。したがって、投影レンズへの光の上下方向の入射角が急峻であることに起因する色分離の発生を抑えることができ、ひいては、色ムラが抑制された好適な配光パターンを形成することができる。

実施形態における車両用前照灯の要部を示す斜視図である。 実施形態における車両用前照灯の要部を示す側断面図である。 実施形態における車両用前照灯での光路を説明するための図である。 従来の車両用前照灯の分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態における車両用前照灯１の要部を示す斜視図であり、図２は、車両用前照灯１の要部を示す側断面図である。
なお、以下の説明では、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載は、特に断りのない限り、車両用前照灯１から見た方向，すなわち車両用前照灯１が搭載される図示しない車両から見た方向を意味するものとする。

図１及び図２に示すように、車両用前照灯１は、図示しない車両の前部に搭載されて車両前方にすれ違いビームを形成するプロジェクタ型の灯具であり、バルブ２と、リフレクタ３と、シェード４と、投影レンズ５とを備えている。
このうち、バルブ２は、本発明に係る光源であり、バルブ中心軸Ａｘ上に位置する発光部２１を有している。また、バルブ２は、バルブ中心軸Ａｘが前後方向に沿って延在するように配置されている。

リフレクタ３は、バルブ２から出射された光を前方へ反射させるものである。このリフレクタ３は、前方へ開口する形状に形成されて、バルブ２の発光部２１が開口内の正面視中央に位置するように配置されており、より詳しくは、発光部２１を含むバルブ２のガラス球部分が後方から開口内に挿入された状態で当該バルブ２を支持している。

リフレクタ３の開口内面（前面）には、バルブ２から出射された光を個別に反射させる５つの反射面３１，…が形成されている。この５つの反射面３１，…は、互いに略同一の上下方向の幅を有しており、上下方向に略沿って並設されて、上下方向と直交する平面内の境界線を介して連なっている。言い換えれば、５つの反射面３１，…は、互いに略同一の上下方向の幅を有するように、上下方向と直交する平面でリフレクタ３の開口内面を５分割してなるものである。

各反射面３１は、発光部２１の近傍（発光部２１の位置を含むその近傍）に位置する第一焦点Ｆ１と、当該反射面３１の前方に位置する第二焦点Ｆ２と、を有する回転楕円面状に形成されている。より詳しくは、各反射面３１は、巨視的には上述の回転楕円面状に形成されているものの、微視的には、多数の微小曲面３１０，…を上下方向及び左右方向に連ねた面となっている（図２では、一部の反射面３１内の微小曲面３１０のみ図示）。この多数の微小曲面３１０，…は、各辺の長さが１〜２ｍｍ程度の正面視正方形状の面であって、縦断面が楕円状の面にそれぞれ形成されており、各第二焦点Ｆ２の位置が互いに僅かに異なるものを含んでいる（第二焦点Ｆ２の位置が互いに同一のものも存在する）。また、第二焦点Ｆ２は、５つの反射面３１，…のもの全てが、上下方向に略沿った同一の直線上に位置している。

シェード４は、リフレクタ３の前方に配置されており、当該リフレクタ３で前方へ反射された光のうちの一部を遮光するものである。このシェード４は、前後方向と略直交する略平板状に形成されており、左右方向に長尺な５つの貫通孔４１，…を有している。５つの貫通孔４１，…は、リフレクタ３の５つの反射面３１，…と対応して上下方向に略沿って並設されており、各貫通孔４１の正面視中央の下端に、当該貫通孔４１と対応する反射面３１の第二焦点Ｆ２が位置するように設けられている。そのため、シェード４は、反射面３１で前方へ反射された光のうち、第二焦点Ｆ２から上側を通るものを、当該反射面３１と対応する貫通孔４１に通過させる一方で、第二焦点Ｆ２よりも下側を通るものを、当該貫通孔４１の下部の遮光部４２によって遮光する。

投影レンズ５は、リフレクタ３及びシェード４の前方に配置されており、リフレクタ３で前方へ反射された光のうちシェード４の貫通孔４１，…を通過したものを、上下方向及び左右方向に反転させつつ前方（車両前方）へ投影する。この投影レンズ５は、それぞれが非球面の平凸レンズの一部とされた５つのレンズ部分５１，…を一体的に連ねてなる形状に形成されており、その後面が、前後方向と略直交する平面状に形成されている。５つのレンズ部分５１，…は、リフレクタ３の５つの反射面３１，…及びシェード４の５つの貫通孔４１と対応して上下方向に沿って並設されており、各レンズ部分５１が当該レンズ部分５１と対応する反射面３１の前方に位置するように設けられている。各レンズ部分５１は、当該レンズ部分５１と対応する反射面３１の第二焦点Ｆ２の近傍（第二焦点Ｆ２の位置を含むその近傍）に位置する後側焦点Ｆ３を有している。

以上の構成を具備する車両用前照灯１では、図３に示すように、バルブ２の発光部２１から出射された光が、リフレクタ３の５つの反射面３１，…によって個別に前方へ反射されて各第二焦点Ｆ２に集光される。各反射面３１で反射された光のうち、当該反射面３１の第二焦点Ｆ２から上側を通るものは、当該反射面３１と対応するシェード４の貫通孔４１を前方へ通過し、当該反射面３１の第二焦点Ｆ２よりも下側を通るものは、当該貫通孔４１の下部の遮光部４２によって遮光される。そして、各貫通孔４１を通過した光は、当該貫通孔４１と対応する投影レンズ５のレンズ部分５１によって反転投影されて、車両前方にすれ違いビーム（図示せず）を形成する。このとき、リフレクタ３で反射された光のうちの一部がシェード４の各遮光部４２によって遮光されることにより、水平線よりも上側へ照射される光が遮られて、すれ違いビームの上縁にカットオフラインが形成される。

以上の車両用前照灯１によれば、光を車両前方へ投影する投影レンズ５が、上下方向に略沿って並設された５つのレンズ部分５１，…を一体的に連ねた形状に形成されているので、投影レンズが単一の単純な凸レンズ状であった従来に比べ、見栄えが斬新なものとなり、当該車両用前照灯１をデザイン性に優れたものとすることができる。

また、バルブ２から出射された光は、上下方向に略沿って並ぶ５つの反射面３１，…によってそれぞれの前方に位置する第二焦点Ｆ２に個別に集光された後に、５つの反射面３１，…と対応して上下方向に略沿って並ぶ５つのレンズ部分５１，…によって個別に前方（車両前方）へ投影される。これにより、バルブ２からリフレクタ３に向けて上下方向へ広く出射された光を、上下方向に並ぶ５つの経路に分割して前方へ投影することができるので、上下方向へ広く出射された光が単一の反射面の第二焦点（前側焦点）に集光されていた従来に比べ、上下方向に小さな入射角で投影レンズ５の後面に光を入射させることができる。したがって、投影レンズへの光の上下方向の入射角が急峻であることに起因する色分離の発生を抑えることができ、ひいては、色ムラが抑制された好適な配光パターン（すれ違いビーム）を形成することができる。

また、各反射面３１は、多数の微小曲面３１０，…を上下方向及び左右方向に連ねた面状に形成されており、この微小曲面３１０，…は、各第二焦点Ｆ２の位置が互いに僅かに異なるものを含んでいるので、各反射面３１から集光される第二焦点Ｆ２の位置を僅かに散らした光が前方に投影されることとなる。これにより、車両前方に形成される配光パターン（すれ違いビーム）が微妙に暈される結果、当該配光パターンの色ムラを目立たなくすることができる。

なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、リフレクタ３の開口内面に５つの反射面３１，…が形成され、当該５つの反射面３１，…と対応してシェード４の貫通孔４１及び投影レンズ５のレンズ部分５１も５つずつ設けられることとしたが、これら反射面３１，貫通孔４１及びレンズ部分５１は、これらの間で互いに対応する複数のものがそれぞれ上下方向に略沿って並設されていれば、その数量は特に限定されない。

１ 車両用前照灯
２ バルブ（光源）
２１ 発光部
３ リフレクタ
３１ 反射面
３１０ 微小曲面
Ｆ１ 第一焦点
Ｆ２ 第二焦点
４ シェード
４１ 貫通孔
４２ 遮光部
５ 投影レンズ
５１ レンズ部分
Ｆ３ 後側焦点

Claims (3)

1. 発光部を有する光源と、
   前方へ開口する形状に形成されて当該開口内に前記発光部が位置するように配置され、当該発光部から出射された光を前方へ反射させるリフレクタと、
   前記リフレクタの前方に配置され、当該リフレクタで反射された光を車両前方へ投影する投影レンズと、
   を備えるプロジェクタ型の車両用前照灯において、
   前記リフレクタの開口内面には、上下方向に略沿って並設された複数の反射面が形成され、
   前記複数の反射面は、前記発光部の近傍に位置する第一焦点と、それぞれの前方に位置する第二焦点と、を有する楕円面状にそれぞれ形成され、
   前記投影レンズは、前記複数の反射面と対応して上下方向に略沿って並設された複数のレンズ部分を一体的に連ねた形状に形成されるとともに、前後方向と略直交する後面を有し、
   前記複数のレンズ部分は、それぞれが、前記複数の反射面のうち当該レンズ部分と対応する反射面の前方に位置しており、当該対応する反射面の第二焦点の近傍に位置する後側焦点を有することを特徴とする車両用前照灯。
2. 前記複数の反射面は、複数の微小曲面を上下方向及び左右方向に連ねた面状にそれぞれ形成され、
   前記複数の微小曲面は、それぞれの第二焦点の位置が互いに僅かに異なるものを含んで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. 前記リフレクタの前方且つ前記投影レンズの後方に配置され、前記リフレクタで反射された光のうちの一部を遮光するシェードを備え、
   前記複数の反射面の第二焦点は、上下方向に略沿った同一の直線上に位置しており、
   前記シェードは、前後方向と略直交する板状に形成されるとともに、前記複数の反射面と対応して上下方向に略沿って並設された複数の貫通孔を有し、
   前記複数の貫通孔は、それぞれの下端に、前記複数の反射面のうち当該貫通孔と対応する反射面の第二焦点が位置するように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用前照灯。

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