JP3605836B2 - 光源装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アーク放電をなす放電ランプを用いて自動車のヘッドランプ等に適するように構成された光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のヘッドランプに用いられている光源装置には種々のものがあるが、反射鏡型と投射型とに大別できる。前者は図６に例示するように、放電ランプ１から放射された光を反射鏡２で前方へ反射させる構成であり、後者は図７に例示するように、放電ランプ１から放射された光をレンズ３で集束させる構成である。
【０００３】
いずれの場合も、放電ランプ１は水平点灯となる。その理由は、小型メタルハライドランプ等の放電ランプ１のアーク発光部１ａは楕円球状であるので、垂直点灯させるよりも水平点灯させた方が、自動車のヘッドランプに対して要求される配光特性すなわち、水平方向に広くかつ上方でシャープにカットされた配光特性を得やすいからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、放電ランプ１を水平点灯させると、アーク発光部１ａ内に封入されているガスの濃度が上方で高くなる結果として、アーク１ｂに曲がりを生じる。つまり、アーク１ｂはアーク発光部１ａ内の上側に片寄って発生するので、アーク発光部１ａの上部の温度が異常に高くなり、アーク発光部１ａの管壁のとくに上部における組成が変化し、該部の光透過率に低下をきたす。また、アーク発光部１ａ内に封入されている数種の金属のうちの一部が、アーク発光部１ａの高温となった管壁と反応して変質または消失することが起こるので、放電ランプ１の出力光量が減退したり、発光色が変化したり、短寿命となるなどの好ましくない結果を招く。
【０００５】
したがって本発明の目的は、放電ランプのアーク曲がりをなくし、自動車のヘッドランプ等に適した配光特性を容易に得ることのできる光源装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によると上述した目的を達成するために、垂直点灯される放電ランプを備えた自動車のヘッドランプ用光源装置であって、透光性材料からなる導光板の板面を貫く穴に前記放電ランプのアーク発光部が挿通され、前記アーク発光部はその管軸を前記板面に直交させて前記導光板と光的に結合し、前記導光板はその周縁部の一端面に光放射面を有するとともに、前記光放射面は水平方向に長くなっており、少なくとも前記光放射面を避けた表面部分が光反射面となされ、前記光放射面を二次光源として放射された光を集束する光学レンズが前記光放射面の前方に配設されていることを特徴とする光源装置が提供される。
【０００７】
【作用】
本発明は上述のように構成されるので、放電ランプのアーク発光部から放射された光の大部分が導光板内に入り、導光板の上下面やその周囲の光反射面で反射して光放射面に至り、この光放射面が二次光源となる。この二次光源は水平方向に長い長方形であり、ここから放射された光は光学レンズで集束されるので、水平方向に広い配光特性が得やすくなる。そして、放電ランプは垂直点灯となるのでアーク曲がりが発生せず、アーク曲がりに起因した出力光量の減退、発光色の変化および短寿命等の課題が解消される。
【０００８】
【実施例】
つぎに、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
【０００９】
図１および図２に示すように、導光板４は半楕円板状に形成された石英ガラスからなり、その板面を貫く穴５に小型メタルハライドランプからなる放電ランプ６の楕円球状のアーク発光部６ａが挿通されている。アーク発光部６ａはその管軸を導光板４の板面に直交させて、導光板４と光的に結合している。
【００１０】
導光板４の上面４ａおよび下面４ｂはともに平滑に仕上げられており、導光板４の周縁部の一端面４ｃに、水平方向に長い長方形の光放射面７が設定されている。また、導光板４の周縁部における端面のうち、少なくとも光放射面７を避けた部分がアルミニウム箔からなる光反射膜８によって覆われている。
【００１１】
そして、光放射面７の前方に光学レンズ９が配設されている。光学レンズ９は焦点距離約５０ｍｍの凸レンズで、その焦点位置９ａは光放射面７のほぼ中央に位置している。
【００１２】
このように構成された光源装置では、放電ランプ６のアーク発光部６ａから放射された光の大部分が導光板４に入射し、導光板４の上面４ａおよび下面４ｂならびに光反射膜８で反射して光放射面７に至る。そして、光放射面７を二次光源として放射された光が、光学レンズ９で集束されて外部に放射される。
【００１３】
ここで、二次光源としての役割を果たす光放射面７は水平方向に長い長方形であるから、光学レンズ９で集束された光は垂直方向に比べて水平方向で広い偏平なビーム配光を持ち、自動車のヘッドランプに対して要求される配光特性に近いものとなる。
【００１４】
一方、放電ランプ６は図３にも示すように垂直点灯となるので、点灯時の管内ガスに上下で濃度差を生じても、発生するアーク６ｂに曲がりを生じることがなく、アーク６ｂはほぼ直線状に発生する。このため、アーク６ｂがランプ管壁に近接してランプ管壁の一部分を異常に高い温度にすることがなく、ランプ管壁の組成が変化したり、封入金属（Ｎａ等）が変質または消失することによる光透過率の低下や、出力光量の減退や、発光色の変化などが軽減され、長寿命の光源装置を得ることができる。
【００１５】
上述した実施例では、導光板４に単純な平板形状のものを用いたが、図４に例示するように導光板４の上面４ａにわずかな凸または凹の湾曲を与えて、二次光源たる光放射面７の輝度分布を上下で非対称にすると、ヘッドライトに対して要求される配光特性により一層近づけることができる。
【００１６】
また、光放射面７を図５に示すように傾斜させ、その上端部付近が光学レンズ９の焦点位置９ａから外れるように構成すると、ピントのぼやけ効果を利用した配光特性の制御が可能となる。さらに、光放射面７を局部的に粗面に加工することによっても上述と同様に配光特性制御ができる。
【００１７】
上述した実施例では、導光板４内を進行する光が上面４ａおよび下面４ｂで全反射をくり返して光放射面７に至るように構成したが、上面４ａおよび下面４ｂの少なくとも一部分を光反射膜で覆ってもよい。また、光反射膜８を含む光反射膜はアルミニウム箔以外のもので形成してもよく、例えば、アルミニウムその他の光反射物質を蒸着等の方法でコートしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、アーク放電をなす放電ランプを垂直点灯させるので、アーク曲がりが発生せず、アーク曲がりに伴う出力光量の減退、発光色の変化および短寿命等の課題を解決することができる。また、導光板の周縁部の一端面に設けた光放出面が二次光源となる構成であるので、自動車のヘッドライト等に対して要求される水平方向に長い配光特性を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の光源装置の平面図
【図２】本発明の一実施例の光源装置の一部破断側面図
【図３】本発明の一実施例の光源装置の要部の側断面図
【図４】本発明の他の実施例の光源装置の一部破断側面図
【図５】本発明の他の実施例の光源装置の一部破断側面図
【図６】従来の反射鏡型光源装置の側断面図
【図７】従来の投射型光源装置の側断面図
【符号の説明】
４ 導光板
６ 放電ランプ
６ａ アーク発光部
７ 光放射面
９ 光学レンズ
【産業上の利用分野】
本発明は、アーク放電をなす放電ランプを用いて自動車のヘッドランプ等に適するように構成された光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のヘッドランプに用いられている光源装置には種々のものがあるが、反射鏡型と投射型とに大別できる。前者は図６に例示するように、放電ランプ１から放射された光を反射鏡２で前方へ反射させる構成であり、後者は図７に例示するように、放電ランプ１から放射された光をレンズ３で集束させる構成である。
【０００３】
いずれの場合も、放電ランプ１は水平点灯となる。その理由は、小型メタルハライドランプ等の放電ランプ１のアーク発光部１ａは楕円球状であるので、垂直点灯させるよりも水平点灯させた方が、自動車のヘッドランプに対して要求される配光特性すなわち、水平方向に広くかつ上方でシャープにカットされた配光特性を得やすいからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、放電ランプ１を水平点灯させると、アーク発光部１ａ内に封入されているガスの濃度が上方で高くなる結果として、アーク１ｂに曲がりを生じる。つまり、アーク１ｂはアーク発光部１ａ内の上側に片寄って発生するので、アーク発光部１ａの上部の温度が異常に高くなり、アーク発光部１ａの管壁のとくに上部における組成が変化し、該部の光透過率に低下をきたす。また、アーク発光部１ａ内に封入されている数種の金属のうちの一部が、アーク発光部１ａの高温となった管壁と反応して変質または消失することが起こるので、放電ランプ１の出力光量が減退したり、発光色が変化したり、短寿命となるなどの好ましくない結果を招く。
【０００５】
したがって本発明の目的は、放電ランプのアーク曲がりをなくし、自動車のヘッドランプ等に適した配光特性を容易に得ることのできる光源装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によると上述した目的を達成するために、垂直点灯される放電ランプを備えた自動車のヘッドランプ用光源装置であって、透光性材料からなる導光板の板面を貫く穴に前記放電ランプのアーク発光部が挿通され、前記アーク発光部はその管軸を前記板面に直交させて前記導光板と光的に結合し、前記導光板はその周縁部の一端面に光放射面を有するとともに、前記光放射面は水平方向に長くなっており、少なくとも前記光放射面を避けた表面部分が光反射面となされ、前記光放射面を二次光源として放射された光を集束する光学レンズが前記光放射面の前方に配設されていることを特徴とする光源装置が提供される。
【０００７】
【作用】
本発明は上述のように構成されるので、放電ランプのアーク発光部から放射された光の大部分が導光板内に入り、導光板の上下面やその周囲の光反射面で反射して光放射面に至り、この光放射面が二次光源となる。この二次光源は水平方向に長い長方形であり、ここから放射された光は光学レンズで集束されるので、水平方向に広い配光特性が得やすくなる。そして、放電ランプは垂直点灯となるのでアーク曲がりが発生せず、アーク曲がりに起因した出力光量の減退、発光色の変化および短寿命等の課題が解消される。
【０００８】
【実施例】
つぎに、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
【０００９】
図１および図２に示すように、導光板４は半楕円板状に形成された石英ガラスからなり、その板面を貫く穴５に小型メタルハライドランプからなる放電ランプ６の楕円球状のアーク発光部６ａが挿通されている。アーク発光部６ａはその管軸を導光板４の板面に直交させて、導光板４と光的に結合している。
【００１０】
導光板４の上面４ａおよび下面４ｂはともに平滑に仕上げられており、導光板４の周縁部の一端面４ｃに、水平方向に長い長方形の光放射面７が設定されている。また、導光板４の周縁部における端面のうち、少なくとも光放射面７を避けた部分がアルミニウム箔からなる光反射膜８によって覆われている。
【００１１】
そして、光放射面７の前方に光学レンズ９が配設されている。光学レンズ９は焦点距離約５０ｍｍの凸レンズで、その焦点位置９ａは光放射面７のほぼ中央に位置している。
【００１２】
このように構成された光源装置では、放電ランプ６のアーク発光部６ａから放射された光の大部分が導光板４に入射し、導光板４の上面４ａおよび下面４ｂならびに光反射膜８で反射して光放射面７に至る。そして、光放射面７を二次光源として放射された光が、光学レンズ９で集束されて外部に放射される。
【００１３】
ここで、二次光源としての役割を果たす光放射面７は水平方向に長い長方形であるから、光学レンズ９で集束された光は垂直方向に比べて水平方向で広い偏平なビーム配光を持ち、自動車のヘッドランプに対して要求される配光特性に近いものとなる。
【００１４】
一方、放電ランプ６は図３にも示すように垂直点灯となるので、点灯時の管内ガスに上下で濃度差を生じても、発生するアーク６ｂに曲がりを生じることがなく、アーク６ｂはほぼ直線状に発生する。このため、アーク６ｂがランプ管壁に近接してランプ管壁の一部分を異常に高い温度にすることがなく、ランプ管壁の組成が変化したり、封入金属（Ｎａ等）が変質または消失することによる光透過率の低下や、出力光量の減退や、発光色の変化などが軽減され、長寿命の光源装置を得ることができる。
【００１５】
上述した実施例では、導光板４に単純な平板形状のものを用いたが、図４に例示するように導光板４の上面４ａにわずかな凸または凹の湾曲を与えて、二次光源たる光放射面７の輝度分布を上下で非対称にすると、ヘッドライトに対して要求される配光特性により一層近づけることができる。
【００１６】
また、光放射面７を図５に示すように傾斜させ、その上端部付近が光学レンズ９の焦点位置９ａから外れるように構成すると、ピントのぼやけ効果を利用した配光特性の制御が可能となる。さらに、光放射面７を局部的に粗面に加工することによっても上述と同様に配光特性制御ができる。
【００１７】
上述した実施例では、導光板４内を進行する光が上面４ａおよび下面４ｂで全反射をくり返して光放射面７に至るように構成したが、上面４ａおよび下面４ｂの少なくとも一部分を光反射膜で覆ってもよい。また、光反射膜８を含む光反射膜はアルミニウム箔以外のもので形成してもよく、例えば、アルミニウムその他の光反射物質を蒸着等の方法でコートしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、アーク放電をなす放電ランプを垂直点灯させるので、アーク曲がりが発生せず、アーク曲がりに伴う出力光量の減退、発光色の変化および短寿命等の課題を解決することができる。また、導光板の周縁部の一端面に設けた光放出面が二次光源となる構成であるので、自動車のヘッドライト等に対して要求される水平方向に長い配光特性を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の光源装置の平面図
【図２】本発明の一実施例の光源装置の一部破断側面図
【図３】本発明の一実施例の光源装置の要部の側断面図
【図４】本発明の他の実施例の光源装置の一部破断側面図
【図５】本発明の他の実施例の光源装置の一部破断側面図
【図６】従来の反射鏡型光源装置の側断面図
【図７】従来の投射型光源装置の側断面図
【符号の説明】
４ 導光板
６ 放電ランプ
６ａ アーク発光部
７ 光放射面
９ 光学レンズ
Claims (1)
- 垂直点灯される放電ランプを備えた自動車のヘッドランプ用光源装置であって、透光性材料からなる導光板の板面を貫く穴に前記放電ランプのアーク発光部が挿通され、前記アーク発光部はその管軸を前記板面に直交させて前記導光板と光的に結合し、前記導光板はその周縁部の一端面に光放射面を有するとともに、前記光放射面は水平方向に長くなっており、少なくとも前記光放射面を避けた表面部分が光反射面となされ、前記光放射面を二次光源として放射された光を集束する光学レンズが前記光放射面の前方に配設されていることを特徴とする光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28544093A JP3605836B2 (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | 光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28544093A JP3605836B2 (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | 光源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07141901A JPH07141901A (ja) | 1995-06-02 |
| JP3605836B2 true JP3605836B2 (ja) | 2004-12-22 |
Family
ID=17691553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28544093A Expired - Fee Related JP3605836B2 (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | 光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3605836B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5152571B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2013-02-27 | スタンレー電気株式会社 | 車両前照灯 |
| JP5152572B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2013-02-27 | スタンレー電気株式会社 | 車両前照灯 |
-
1993
- 1993-11-16 JP JP28544093A patent/JP3605836B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07141901A (ja) | 1995-06-02 |
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Legal Events
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