JP2917784B2 - 照明範囲の拡大・縮小調節可能なプロジェクタ型前照灯 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リフレクタと、該リフ
レクタの焦点付近に配置された光源バルブと、該光源バ
ルブから出射してリフレクタで反射した光束を集光して
灯具前方に投光する凸レンズとを備えたプロジェクタ型
の前照灯に係り、特に、走行条件に応じて配光パターン
を変化せしめ得るように改良されたプロジェクタ型前照
灯に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のプロジェクタ型前照灯は小形
で、しかも大きい光束密度が得られるので、最近急速に
普及しつつある。このプロジェクタ型前照灯に関する最
近の技術として、例えば実開平２−４７７０５号（実公
平５−１４４０４）公報が公知である。図９はプロジェ
クタ型前照灯に関する公知技術を説明するために示した
もので、（Ａ）は模式化して描いた側面図、（Ｂ）はス
クリーンを照射した場合の等照度曲線群を描いた図表で
ある。（Ａ）図に示すごとく、２つの焦点Ｆ₁，Ｆ₂を有
するリフレクタ（例えば回転楕円面鏡）１の第１焦点Ｆ
₁に光源バルブ２を配置してある。該光源バルブ２から
出射してリフレクタ１で反射した光束は、一旦第２焦点
Ｆ₂に集光した後、拡散光束として集光用の凸レンズ３
に入射し、ほぼ平行な光束となって灯具前方に向けて投
射される。上記第２焦点Ｆ₂付近に、配光パターンを形
成するためのシェード４が設けられている。該第２焦点
Ｆ₂付近を通過する光束の一部は上記シェード４によっ
て遮られる。配光パターンを示す（Ｂ）図において平行
斜線を付した部分は、上記シェード４で生じた影が上
下，左右反転されて投影されたものである。この（Ｂ）
図に示した配光パターンは原理的な説明のための図表で
あるが、このような傾向の特性を有していると、自己車
線（Ｖ−Ｖ線よりも左方）については路面前方を照射
し、対向車線（Ｖ−Ｖ線よりも右側）については、水平
線（Ｈ−Ｈ線）の上方を照射しないため対向車に眩惑を
与える虞れが無いので、自動車用前照灯として好適であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１０（Ａ）は従来例
に係るプロジェクタ型前照灯の配光パターンの特性を理
解し易いように２本の等照度カーブで表わした図表であ
り、実線で描いたカーブは５００カンデラの照明範囲を
示し、鎖線で描いたカーブは１００００カンデラの照明
範囲（いわゆるホットゾーン）である。本図から容易に
理解されるように、この従来例の配光パターンは左右に
各３０度の広がりを有する範囲を照明（５００カンデ
ラ）するとともに、その中央付近に、左方５度、右方１
度の範囲にホットゾーン（１００００カンデラ）を形成
している。このような配光パターンは、通常の走行条件
において非常に好適である。しかし、高速道を走行する
ときは、図１０（Ｂ）に示すように、照明範囲（実線で
描いた閉曲線）の左右方向を縮小するとともに、ホット
ゾーン（鎖線で描いた閉曲線）が左右方向に拡大される
ことが望ましい。説明の便宜上、本図（Ｂ）のような高
速道路走行用の縮小された配光パターンを形成する状態
をズームと呼ぶ さらに望ましくは、一般道路を走行する際は同図（Ｃ）
のごとく、従来例を示した（Ａ）図よりもいっそう照明
範囲が左右方向に拡大されると好適である。一般道路で
は高速道路に比して交差点が多く、自車の前方を横ぎる
車や人が有り、また歩道上の人にも注意しなければなら
ないからである。一般道路走行用の拡大された配光パタ
ーンを形成する状態をワイドと呼ぶ。

【０００４】本発明は上述の事情に鑑みて為されたもの
であって、例えば高速道路走行などの必要に応じて、照
明区域を左右方向に縮小するとともにホットゾーンを左
右方向に拡大（ズーム）したり、一般道路走行のために
照明範囲を左右方向に拡大するとともにホットゾーンを
左右方向に縮小（ワイド）したりすることのできる、プ
ロジェクタ型前照灯を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに創作した本発明の基本的原理について、その１実施
例に対応する図１を参照して略述すると、非球面凸レン
ズ６ａと補正用凸レンズ６ｂとは凸レンズ鏡胴７に取り
付けられ、フレーム８に案内されて光軸Ｚ方向に前後進
できるようになっている。さらに、拡散用凹レンズ９を
凹レンズ鏡胴１０に取り付け、フレーム８によって光軸
Ｚ方向に前後進できるように案内する。一方、駆動モー
タ１１は減速機１２を介して駆動筒１３を正，逆転せし
め得るようになっている。この駆動筒１３の回転は凹レ
ンズ鏡胴１０および凸レンズ鏡胴７に伝えられ、これら
鏡胴１０，７はそれぞれ光軸Ｚを中心として９０度回動
せしめられる。上記の凹レンズ鏡胴１０は、フレームに
対してネジ手段（螺旋状カム手段を含む意）を介して連
結されており、上記の９０度回動に伴ってネジ送り作用
（若しくは螺旋カムの作用）で前後進せしめられる。さ
らに、アウタレンズ１４が拡散用凹レンズ９と対向して
いる部分の周辺（左，右の両端部）に、拡散プリズム１
４ａを設ける。この拡散プリズム１４ａを配設する位置
は、イ．拡散用凹レンズ９を通って投射される光束がズ
ーム状態となって絞られているときは、このズーム光束
の入射を受けないよう、左，右両側に寄せ、口．拡散用
凹レンズ９を通って投射される光束がワイド状態となっ
て拡散されているときは、その拡散されているワイド光
束の左，右両端部の入射を受けるように設定する。上述
の原理に基づき、本考案の照明範囲の拡大・縮小調節可
能なプロジェクタ型前照灯の構成は、リフレクタと、上
記リフレクタの焦点付近に配置された光源バルブと、上
記光源バルブから出射してリフレクタで反射した光束を
集光する凸レンズとよりなるプロジェクタ型前照灯にお
いて、上記凸レンズと光軸を共有する拡散用の凹レンズ
および補正用の凸レンズが設けられており、前記凸レン
ズと補正用凸レンズとが相対的な位置を固定されて凸レ
ンズ群を形成しているとともに、 上記凸レンズ群と前記
拡散用凹レンズとを連動せしめて光軸方向に、かつ、互
いに反対向きに前後進せしめる駆動手段が設けられてお
り、かつ、前記光源バルブから出射してリフレクタで反
射され、凸レンズ群および拡散用凹レンズを通過して投
光される光束を通過させるアウタレンズが設けられてい
ることを特徴とする。本発明を実施する場合、拡散プリ
ズムを拡散用凹レンズに対向せしめて、詳しくは該拡散
用凹レンズを通過した光束の周辺部に位置せしめてアウ
タレンズに設けることもでき、また、該アウタレンズが
拡散用凹レンズに対向する部分から離間させてさらに外
周の部分に拡散プリズムを設けて光源バルブからの直射
光（拡散用凹レンズの側方を通過した光）がアウタレン
ズに入射する光束を拡散させることもできる。

【０００６】

【作用】上述の構成によると、プロジェクタ型前照灯の
基本的構成である集光用の凸レンズと光軸を共有して設
けられた拡散用凹レンズが前後進するに伴って配光パタ
ーンが変化し、左右方向に広がったワイド状態と、左右
方向に絞られたズーム状態との内の何れか一方を任意に
選択したり、何れか他方に変化させたりすることができ
る。また、補正用凸レンズは、前記拡散用凹レンズを付
加したことによって生じる不具合を補正する役目を果た
すとともに、ホットゾーン制御の役目を果たす。さら
に、前記の左右に拡大された配光パターン（ワイド状
態）において、左右両端付近の光束を拡散プリズムによ
って拡散させるといっそう広い範囲を照明するので、一
般道路の夜間走行に適した配光パターンになる。

【０００７】

【実施例】次に、図１ないし図７を参照しつつ、本発明
の実施について説明する。図１は本発明に係る配光パタ
ーンの調節可能なプロジェクタ型前照灯の１実施例を示
す模式的な断面図である。リフレクタ１の第１焦点に位
置せしめて光源バルブ２が設置され、該リフレクタ１の
第２焦点付近にシェード４が設置されている。このシェ
ードは図４（Ｂ）について説明したように、対向車両に
眩惑を与えないための構成部材である。従って、対向車
の無い道路の走行に専用する場合などは、このシェード
４を省略することができる。すなわち、シェードは、本
発明の目的を達成するために欠くことのできない構成部
材ではない。６ａは、プロジェクタ型前照灯本来の構成
部材として、リフレクタ１による反射光束を集光して投
光するための非球面凸レンズであって、該非球面凸レン
ズ６ａの光軸は前記リフレクタ１の光軸Ｚと一致してい
る。そして、上記光軸Ｚを共有せしめて拡散用凹レンズ
９（以下、実施例の欄において単に凹レンズと略称す
る）が配置されている。この凹レンズ９は凹レンズ鏡胴
１０に取り付けられており、該凹レンズ鏡胴１０はフレ
ーム８によって光軸Ｚ方向に前後進できるよう案内され
ている。上記のように、補助レンズとしての凹レンズ９
を付加すると、当該前照灯から投射される光束が拡散傾
向を与えられるので、上記凹レンズによる拡散を相殺す
るよう、補償用の凸レンズ６ｂが配置されている。この
補償用凸レンズ６ｂは、前記の非球面凸レンズ６ａと共
に凸レンズ鏡胴７に取り付けられて、凸レンズ群６を構
成している。上記の非球面凸レンズ６ａと補償用凸レン
ズ６ｂとは相対的な位置を固定されているので、上記２
つの凸レンズよりなる凸レンズ群６の光学的機能は、概
要的に１個の凸レンズに相当する。図示の１３は、フレ
ーム８に対して回動可能に嵌合された駆動筒であって、
リングギヤ１３ａが固定されている。この駆動筒１３
は、駆動モータ１１によって、減速機１２を介して正，
逆転せしめるられ、さらに該駆動筒１３は凹レンズ鏡胴
１０および凸レンズ鏡胴７を正，逆転せしめる。ただ
し、本発明において正転，逆転とは、作用を説明するた
めの便宜上の呼称であって、いずれか一方向の回転を正
転とすれば他方向の回転は逆転である。前記のフレーム
８と凹レンズ鏡胴１０とは右ネジ手段（本例においては
右ネジ状の螺旋カム溝）を介して結合されており、前記
のフレーム８と凸レンズ鏡胴７とは左ネジ手段（左ネジ
状の螺旋カム溝）を介して結合されている。本考案を実
施する際、右ネジと左ネジとを置換しても良く、要は凸
レンズ鏡胴７のネジ送り機構と凹レンズ鏡胴１０のネジ
送り機構とが逆ネジ関係になっていれば良い。以上の構
成により、駆動モータ１１を正転させると凹レンズ９が
後退するとともに凸レンズ群６が前進し、該駆動モータ
１１を逆転させると凹レンズ９が前進するとともに凸レ
ンズ群６が後退する。次に、光学的作用を説明する。図
２は上記実施例の作用を説明するための水平断面図表を
示し、（Ａ）は凹レンズを前進させるとともに凸レンズ
群を後退させて一般道路走行に適合せしめた状態におけ
る光路を描いてあり、（Ｂ）は凹レンズを後退させると
ともに凸レンズ群を前進させて高速道路走行に適合せし
めた状態の光路を描いてある。そして、図３は上記実施
例の作用を説明するための垂直断面図表を示し、（Ａ）
は凹レンズを前進させるとともに凸レンズ群を後退させ
て一般道路走行に適合せしめた状態における光路を描い
てあり、（Ｂ）は凹レンズを後退させるとともに凸レン
ズ群を前進させて高速道路走行に適合せしめた状態にお
ける光路を描いてある。図示の１はリフレクタ、ｆはそ
の焦点距離を示している。一般道路走行状態に示した図
２（Ａ）において形成される配光パターンは、図１０
（Ａ）に示した従来例における配光パターンと類似のも
のになる。しかし、本実施例においては、この配光パタ
ーンを形成する光束のうち、左，右の両端部付近を形成
する光束が、図１に示した拡散プリズム１４ａによって
さらに左右方向に拡散されて、図１０（Ｃ）に示すよう
に左右の広がり角が従来例の配光パターン（図１０
（Ａ）参照）に比して一層大きくなる。このようにして
一般道路の走行に好適なワイド状態の配光パターンが形
成される。

【０００８】前記図２（Ａ）の状態から、凸レンズ群６
を寸法αだけ前進させるとともに、凹レンズ９を寸法β
だけ後退させると同図（Ｂ）の状態になる。凹レンズ９
の後退によって、図１０（Ｂ）に示すごとく５００カン
デラの照明区域が絞られるとともに１００００カンデラ
のホットゾーンは左右の両方向に拡大され、高速道路走
行用として好適な配光パターン（ズーム状態）になる。
この場合、凹レンズ９を通過して出射する光束が絞られ
ているので、前述した拡散プリズム１４ａ（図１）を通
過しない。従って、該拡散プリズムの影響を受けない。
（図１参照）先に述べたごとく、駆動モータ１１によっ
て駆動筒１３が光軸Ｚを中心として回動せしめられる
と、凸レンズ鏡胴７と凹レンズ鏡胴１０とが前後進せし
められる。この作用は、本実施例においては、駆動筒１
３に設けられた螺旋状カム溝と、鏡胴に固着されて該カ
ム溝に嵌合された突起とによって行なわれる。図８は本
実施例におけるカム筒の展開図に突起の位置を付記する
とともにカム溝の寸法を記入した説明図である。本図に
おいて上下方向は光軸Ｚ方向であって、紙面の上方が灯
具前方であり、紙面の下方が灯具の後方である。また、
紙面の左右方向は駆動筒の円周方向（すなわち回転方
向）を表わしている。本図から容易に理解されるよう
に、この展開図において左半部と右半部とは同じ形状で
あって、凸レンズ鏡胴駆動用の２本の螺旋状カム溝１３
ａと、凹レンズ鏡胴駆動用の２本の螺旋状カム溝１３ａ
とが設けられている。そして、凹レンズ鏡胴７に固定さ
れてカムフォロワとして作用する突起７ａが螺旋状カム
溝１３ａに摺動自在に嵌合するとともに、凹レンズ鏡胴
に固定されてカムフォロワとして作用する突起１０ａが
螺旋状カム溝１３ｂに摺動自在に嵌合している。ただ
し、本図８は駆動筒の円周面を平面に広げた形に展開し
てあるので、螺旋溝は直線溝として表されている。い
ま、駆動筒が図の左方へ９０度回されたとする（展開図
においては左方へ平行移動する）。すると、螺旋状カム
溝１３ｂに嵌合していたカムフォロワ突起１０ａは駆動
筒１３に対して相対的に鎖線で示した位置１０ｂに移動
せしめられ、図の上方（すなわち灯具前方）へ寸法βだ
け前進せしめられる。この寸法βは、図２（Ｂ）に示し
た寸法βに対応する。上述の作動と同時に、螺旋状カム
溝１３ａに嵌合している凸レンズ鏡胴７のカムフォロワ
突起７ａは７ｂ位置に移動せしめられて寸法αだけ後退
せしめられる。このようにして図２（Ｂ）の状態から同
図（Ａ）の状態に操作される。

【０００９】次に、拡散プリズムの構成，並びにその配
置について、各種の実施例を説明する。図４に示した実
施例においては、ランプハウジング１５の前面開口部を
覆って装着したアウタレンズ１４に、該アウタレンズが
凹レンズ９に対向している区域１４ｅを想定し、該区域
１４ｅの左右の周辺部に拡散プリズム１４ａを設けた。
この実施例は、図１の構成に類似するものである。図５
の実施例では、アウタレンズ１４´が凹レンズ９に対向
している区域を想定して、その左右の周辺部に凸レンズ
形の拡散プリズム１４ｂを設けた。この実施例における
拡散プリズム１４ｂは、通過する光束を左右に拡散する
機能を有するものであっても良く、上下に拡散する機能
を有するものであっても良く、又は上下にも左右にも拡
散する機能を有するものであっても良い。この拡散プリ
ズム１４ｂによって、第１のレンズである凹レンズ９を
通過した光束の周辺部を左右に拡散すると、配光パター
ンの照明区域が左右方向に拡大されて、ワイド状態配光
性能をいっそう好適ならしめる。また、上記拡散プリズ
ム１４ｂによって、凹レンズ９を通過した光束の周辺部
を上下に拡散すると、拡散された光束の一部は図１０に
示した配光パターンの照明区域の上下に、弱い迷光を照
射するようになる。このように構成すると、照明区域の
境界線が際立たなくなり、特にカットラインが際立たな
くなって前方視認性が向上する。上記の弱い迷光とは、
対向車に眩惑を与える虞れが無い程度の弱い光であっ
て、制御されていない光の意である。

【００１０】図６の実施例では、光源バルブ２から出射
した直射光がアウタレンズ１４を通過する区域（この区
域は必然的にアウタレンズ１４の周辺部に相当する）
に、拡散プリズム１４ｃを設けた。また、図７の実施例
はアウタレンズ１４´が光源バルブ２からの直射光を受
ける区域に拡散プリズム１４ｄを設けた。これらの図４
ないし図７の各実施例によっても、ワイド時における照
明範囲を左右方向に拡大して、一般道路の走行用として
好適な配光パターン（図１０（Ｃ））が得られる。前掲
の図６，図７の実施例において、アウタレンズ１４，１
４´の周辺部に光源バルブ２からの直射光が入射するの
は、ワイド状態において凹レンズ鏡胴１０が図の左方に
前進しているからである。ズーム状態になって該凹レン
ズ鏡胴１０が図の右方へ後退すると、光源バルブ２から
拡散プリズム１４ｃ，１４ｄに至る直射光路が該凹レン
ズ鏡胴１０によって遮られる。

【００１１】

【発明の効果】本発明を適用すると、プロジェクタ型前
照灯の基本的構成である集光用の凸レンズと光軸を共有
して設けられた補助レンズである拡散用凹レンズが前後
進するに伴って配光パターンが変化し、左右方向に広が
ったワイド状態と、左右方向に絞られたズーム状態との
内の何れか一方を任意に選択したり、何れか他方に変化
させたりすることができる。また、補助レンズである補
償用凸レンズは、前記拡散用凹レンズを付加したことに
よって生じる不具合を補正する役目を果たすとともに、
ホットゾーン制御の役目も果たす。さらに、アウタレン
ズに拡散プリズムを設けると、前記の左右に拡大された
配光パターン（ワイド状態）において、左右両端付近の
光束が拡散プリズムによって拡散され、いっそう広い範
囲を照明するので、一般道路の夜間走行に適した配光パ
ターンになるという優れた実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る配光パターンの調節可能なプロジ
ェクタ型前照灯の１実施例を示す模式的な断面図であ
る。

【図２】上記実施例の作用を説明するための水平断面図
表を示し、（Ａ）は拡散用凹レンズを前進させるととも
に凸レンズ群を後退させて一般道路走行に適合せしめた
状態における光路を描いてあり、（Ｂ）は拡散用凹レン
ズを後退させるとともに凸レンズ群を前進させて高速道
路走行に適合せしめた状態の光路を描いてある。

【図３】上記実施例の作用を説明するための垂直断面図
表を示し、（Ａ）は拡散用凹レンズを前進させるととも
に凸レンズ群を後退させて一般道路走行に適合せしめた
状態における光路を描いてあり、（Ｂ）は拡散用凹レン
ズを後退させるとともに凸レンズ群を前進させて高速道
路走行に適合せしめた状態の光路を描いてある。

【図４】本発明に係る照明範囲の拡大・縮小調節可能な
プロジェクタ型前照灯の１実施例を示す水平断面図であ
る。

【図５】図４と異なる実施例の水平断面図である。

【図６】さらに異なる実施例の水平断面図に、光路を表
わす矢印を記入した作用説明図である。

【図７】さらに異なる実施例の水平断面図に、光路を表
わす矢印を記入した作用説明図である。

【図８】図１に示した実施例における駆動機構を説明す
るための、駆動筒の展開図である。

【図９】プロジェクタ型前照灯に関する公知技術を説明
するために示したもので、（Ａ）は模式化して描いた側
面図、（Ｂ）はスクリーンを照射した場合の等照度曲線
群を描いた図表である。

【図１０】（Ａ）は従来例に係るプロジェクタ型前照灯
の配光パターンの特性を理解し易いように２本の等照度
カーブで表わした図表であり、（Ｂ）は本発明に係るプ
ロジェクタ型前照灯の１実施例における配光パターンの
高速道路走行状態（ズーム）を示す図表であり、（ｃ）
は同じく一般道路走行状態（ワイド）を示す図表であ
る。

【符号の説明】

１…リフレクタ、２…光源バルブ、３…凸レンズ、４…
シェード、６…凸レンズ群、６ａ…非球面凸レンズ、６
ｂ…補償用凸レンズ、７…凸レンズ鏡胴、８…フレー
ム、９…拡散用凹レンズ、１０…凹レンズ鏡胴、１１…
駆動モータ、１２…減速機、１３…駆動筒、１４，１
４′…アウタレンズ、１４ａ〜１４ｃ…拡散プリズム。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リフレクタと、上記リフレクタの焦点付
   近に配置された光源バルブと、上記光源バルブから出射
   してリフレクタで反射した光束を集光する凸レンズ（６
   ａ）とよりなるプロジェクタ型前照灯において、 上記凸レンズ（６ａ）と光軸を共有する拡散用の凹レン
   ズ（９）および補正用の凸レンズ（６ｂ）が設けられて
   おり、前記凸レンズ（６ａ）と補償用の凸レンズ（６ｂ）とが
   相対的な位置を固定されて凸レンズ群（６）を形成して
   いるとともに、 上記凸レンズ群（６）と前記拡散用凹レンズ（９）とを
   連動せしめて 光軸方向に、かつ、互いに反対向きに前後
   進せしめる駆動手段が設けられており、 かつ、前記光源バルブから出射してリフレクタで反射さ
   れ、凸レンズ群（６）および拡散用凹レンズ（９）を通
   過して投光される光束を通過させるアウタレンズが設け
   られていることを特徴とする、照明範囲の拡大・縮小可
   能なプロジェクタ型前照灯。
2. 【請求項２】 光源バルブから出射し、リフレクタで反
   射され、凸レンズ群（６）で集光されるとともに前記拡
   散用凹レンズ（９）を通過した光束が、前記アウタレン
   ズを通過する区域の周辺部に位置せしめて、該アウタレ
   ンズに拡散プリズムが設けられていることを特徴とす
   る、請求項１に記載した照明範囲の拡大・縮小可能なプ
   ロジェクタ型前照灯。
3. 【請求項３】 光源バルブから出射した光束のうち、リ
   フレクタで反射されることなく、前記凸レンズ群（６）
   および拡散用凹レンズ（９）を通過することなく、これ
   らのレンズの側方を通った光束かアウタレンズを通過す
   る区域に位置せしめて、該アウタレンズに拡散プリズム
   が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載し
   た照明範囲の拡大・縮小可能なプロジェクタ型前照灯。