JP3843698B2

JP3843698B2 - 自動車ヘッドランプ

Info

Publication number: JP3843698B2
Application number: JP2000139667A
Authority: JP
Inventors: 憲五山崎
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2000-05-12
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2020-05-12
Also published as: JP2001319627A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、自動車ヘッドランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図１に示すように、自動車用のヘッドランプは、楕円反射鏡６の焦点に光源として白熱電球１Ａが配置されたものが広く利用されている。そして、反射鏡６で集光された光（図１中矢印Ａで示す）によって、自動車前方の集光領域Ｘを照明するものである。この集光領域Ｘにおいては、視認性を良くする必要があり高い色温度の光が集光される必要がある。よって、白熱電球１Ａ自体から放射される光の色温度を高める必要があり、例えば、その色温度は、３０００Ｋ以上が望ましいとされている。
【０００３】
このように白熱電球１Ａから放射される光の色温度を高める方法として、白熱電球１Ａの発光管１の表面に赤色光吸収膜４を形成し、白熱電球１Ａから放射される光のうち波長約５５０〜７５０μｍの赤色光を吸収して、白熱電球１Ａから放射される光の色温度を高めるようにしていた。
【０００４】
また、自動車用のヘッドランプは、図１に示す集光領域Ｘ以外の拡散領域Ｙにも光が照射され、この拡散領域Ｙからヘッドランプを見た場合、反射鏡が光って見えるものである。
拡散領域Ｙに光りが照射される原理を説明すると、白熱電球１Ａから放射された光（図１中、矢印Ｂ）が、ヘッドランプの前面カバー７やケーシング８の内面で反射して再び反射鏡６の反射面６１に入射した場合、その入射角によっては反射鏡６の焦点を通らない光となり、この光が拡散光となって拡散領域Ｙに照射されるものである。
【０００５】
そして、ヘッドランプの前面カバー７やケーシング８の内面で反射して白熱電球１Ａに当たり、その後、反射鏡６によって反射された拡散光（図１中、矢印Ｂ）は、白熱電球１Ａの発光管１に形成された赤色光吸収膜４により赤色成分が吸収されているので、拡散領域Ｙからヘッドランプを見た場合、この光によって反射鏡の反射面が白色に光るものであった。
【０００６】
一方、最近、ヘッドランプの根本的な目的である自動車前方、図１においては集光領域Ｘを高色温度で照明することに加え、拡散領域Ｙからヘッドランプを見た場合、アクセサリーの観点からヘッドランプの反射面、すなわち白熱電球を取り囲むように配置された反射鏡の反射面を青色に光らせる要求もでてきている。
【０００７】
しかしながら、前述したように、白熱電球１Ａの発光管１の表面に形成された赤色光吸収膜４により、ヘッドランプの反射面、すなわち白熱電球を取り囲むように配置された反射鏡の反射面は、白色に光るものであり、青色に光らせることができなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その第１の目的は、拡散領域Ｙから自動車ヘッドランプを見た場合に、自動車ヘッドランプの反射面、すなわち自動車用白熱電球を取り囲むように配置された反射鏡の反射面を青色に光らせることができる自動車ヘッドランプを提供することにある。
第２の目的は、第１の目的を満足するとともに、放射される光が高い色温度である自動車ヘッドランプを提供することにある
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の自動車ヘッドランプは、ガラス製の発光管内にフィラメントが配置された自動車用白熱電球と、当該自動車用白熱電球を取り囲むように配置された反射鏡よりなる自動車ヘッドランプであって、前記自動車用白熱電球は、発光管の管軸方向と直交する方向にフィラメントが配置され、発光管の外面であって、フィラメントに対向する発光管の側面の位置に赤色光反射膜が形成され、この赤色光反射膜以外の発光管の外面に青色光反射膜が形成され、前記赤色光反射膜の領域が、前記青色光反射膜の領域に比べ小さく、前記赤色光反射膜および青色光反射膜の内側に赤色光を吸収する手段が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の自動車ヘッドランプは、請求項１に記載の自動車ヘッドランプであって、特に、前記赤色光を吸収する手段は、発光管の外面および／または内面に形成された赤色光吸収膜であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の自動車ヘッドランプは、請求項１に記載の自動車ヘッドランプであって、特に、前記赤色光を吸収する手段は、発光管が赤色光を吸収するガラスよりなることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の自動車ヘッドランプの説明図である。自動車用白熱電球１Ｂは、発光管１が透光性の硬質ガラスよりなり、その一端には封止部１１が形成され、他端には排気管残部１２が形成されている。この発光管１の内部には、その管軸方向と直交する方向に沿ってコイル状のフィラメント２が配置されている。このフィラメント２の両端には、発光管１の封止部１１を気密に貫通して伸びるリード棒３が接続されている。
【００１３】
そして、発光管１の外表面には、赤色光を吸収する手段である赤色光吸収膜４が形成されている。この赤色光吸収膜４は、鉄、コバルト、銅、等を含むＳｉＯ_２ガラス膜、或いは、ＣｏＯ−Ａｌ２Ｏ_３系結晶質膜であり、その厚みは約１〜２０μｍである。なお、赤色光吸収膜４は発光管１の内面に形成しても良い。このように赤色光吸収膜４を設けることにより、自動車用白熱電球１Ｂから放射される光のうち波長約５５０〜７００μｍの赤色成分の大部分をこの赤色光吸収膜４で吸収するので、自動車用白熱電球から放射された光は、高色温度となる。本実施例においては、発光管１の外表面に赤色光吸収膜４を設けているが、発光管１自体をコバルト、ネオジウム、２価の鉄等が含まれている赤色光を吸収するガラスを用いても良い。この場合、発光管自体を赤色光を吸収するガラスを用いることにより、赤色光吸収膜４と同様の作用効果を持ちながら、赤色光吸収膜を形成する工程が省け、製造が簡素化できる。
【００１４】
赤色光吸収膜４上であって、フィラメント２と対向する発光管１の側面の位置に赤色光反射膜５が形成されている。この赤色光反射膜５は、酸化チタン等の高屈折率層とシリカ等の低屈折率層を交互に積層した積層膜である。
そして、この赤色光反射膜５以外の発光管１の外面には青色光反射膜９が形成されている。
この青色光反射膜９は、酸化チタン等の高屈折率の単層膜、或いは、酸化チタン等の高屈折率層とシリカ等の低屈折率層を交互に積層した積層膜である。或いは、これらの膜に金属超微粒子を分散した膜を用いてもよい。例えば、酸化チタンにＡｕ超微粒子を分散した膜は、赤色光の一部を吸収するため、放射光の色温度を高めるためにはより効果的な膜である。
【００１５】
つまり、赤色光反射膜５と青色光反射膜９は、同一成分の膜であってもよく、この場合は、例えば、ディッピング法によって発光管１の表面に膜を形成する場合に、フィラメント２と対向する発光管１の側面に付着するディップ液の厚みを、ディップ液から発光管を引き上げる速度を変えるだけで容易に変えることができ、つまり、光学膜厚を変えることによって、反射成分の異なる赤色光反射膜５と青色光反射膜９となるものである。
【００１６】
このような自動車用白熱電球によれば、図３に示すように、フィラメント２から放射された光のうち、青色光反射膜９に入射する光は、その上部に形成された赤色光吸収膜４によって大部分の赤色成分は吸収され、それ以外の光が入射する。その光のうち、青色光反射膜９に入射する角度α１が小さな光は、青色成分の光のみが発光管１内に反射して戻され、青色成分以外の光（赤色光吸収膜４を透過した光のうち青色成分以外の光）は透過する。また、青色光反射膜９に入射する光の角度α２が大きなくなると、青色成分の光の反射率は低下し、青色成分の光を含め赤色光吸収膜４を透過した略全ての光を透過するものである。一方、発光管１内に反射されて戻された青色成分の光は、発光管１内で反射を繰り返すうちにフィラメント２に当たったりリード棒３に当たったりして、青色光反射膜９に入射する角度が大きくなり、最終的には発光管１を透過することになる。従って、青色光反射膜９は、赤色光吸収膜４を透過したほぼ全ての光を透過するものである。
【００１７】
また、図２、図３に示すように、フィラメント２と対向する発光管１の側面の位置には、青色光反射膜９を設けず、赤色光反射膜５が形成されている。この位置に赤色光反射膜５を設ける理由は、前述したように、赤色光吸収膜４によって波長５５０〜７００μｍの赤色成分の大部分の光は吸収されるが、完全にはこの波長域の光を吸収することができず、一部赤色光吸収膜４を透過する赤色成分の光が存在する。しかし、その透過した赤色成分の光は赤色光反射膜５で反射されて発光管１内に戻されるので、図２に示す集光領域Ｘに反射鏡６によって集光される光は、色温度を低くする要因である赤色成分の光が極めて少なく、集光領域Ｘの色温度を高くすることができる。
【００１８】
一方、自動車用白熱電球１Ｂから放射された光のうち、前面カバー７やケーシング８の内面で反射し、反射面６１に入射した場合、その入射角度によっては反射鏡６の焦点を通らない光となり、反射鏡６によって集光されず、図２中矢印Ｂで示すように拡散光となって拡散領域Ｙに照射される。
【００１９】
そして、この拡散光は、図２中矢印Ｂで示すように、自動車用白熱電球１Ｂの発光管１に当たり、その後反射鏡６によって拡散光として反射される。つまり、前述したように発光管１の表面に広範囲に渡って青色光反射膜９が形成されているので、図３に示すように、発光管１の外部から発光管１の外面の青色光反射膜９に入射した光は、青色成分の光のみ反射し、それ以外の成分の光は青色光反射膜９を透過するので、反射鏡６の反射面６１には青色成分の光のみ反射されることになり、図２中矢印Ｂで示す拡散光は、青色光となる。なお、発光管１の表面の赤色光反射膜５によって反射されて拡散領域Ｙにも赤色成分の光が照射されることになるが、赤色光反射膜５の領域が青色光反射膜９の領域に比べ極端に小さいので、拡散領域Ｙから自動車ヘッドランプを見た場合、赤色成分の光が強い青色成分の光によって相殺され、反射面６１が青色に光って見える。
【００２０】
次に、以下に示すような構成の自動車ヘッドランプを作成して、拡散領域から見た時の反射鏡の反射面の色合と、反射鏡によって集光される集光領域の色温度とを調べた。
＜実施例１＞
図２の構成に従い、自動車用白熱電球は定格電圧が１３．２Ｖ、消費電力６０Ｗで点灯され、反射鏡は、ＳＵＳ製であり反射面はアルミコートが施されている。拡散領域から見た時の反射鏡の反射面の色合と、集光領域に集光される光の色温度との結果は、図４に示す。
【００２１】
＜比較例１＞
図２の構成に類似した自動車用白熱電球であって、発光管外表面に赤色光吸収膜が形成され、この発光管の外面には赤色光反射膜が形成されておらず、青色光反射膜を発光管の全領域に形成し、定格電圧が１３．２Ｖ、消費電力６０Ｗで点灯され、反射鏡は、ＳＵＳ製であり反射面はアルミコートが施されている。拡散領域から見た時の反射鏡の反射面の色合と、集光領域に集光される光の色温度との結果は、図４に示す。
【００２２】
＜比較例２＞
青色光反射膜と赤色光反射膜を設けず、赤色光吸収膜のみを形成したこと以外は、図２の構成と同じであって、自動車用白熱電球は定格電圧が１３．２Ｖ、消費電力６０Ｗで点灯され、反射鏡は、ＳＵＳ製であり反射面はアルミコートが施されている。拡散領域から見た時の反射鏡の反射面の色合と、集光領域に集光される光の色温度との結果は、図４に示す。
【００２３】
図４の結果からわかるように、実施例１のように、フィラメントと対向する発光管の側面の位置に赤色光反射膜が形成され、この赤色光反射膜以外の発光管の外面に青色光反射膜が形成されていると、拡散領域から自動車ヘッドランプを見た場合、反射鏡の反射面を青色に光らせることができるとともに、集光領域の色温度を極めて高くすることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の自動車ヘッドランプによれば、フィラメントと対向する発光管の側面の位置に赤色光反射膜を形成し、それ以外の発光管の外面に青色光反射膜を形成し、これらの膜の内側に赤色光を吸収する手段が形成されているので、赤色光を吸収する手段によって赤色成分の光が略吸収され、一部赤色光吸収手段によって吸収されず赤色光吸収手段を透過した赤色成分の光も、赤色光反射膜によって発光管内に反射して戻されるので、発光管から放射され集光領域を照明する光は、色温度を低くする要因である赤色成分の光が極めて少なく、集光領域Ｘの色温度を高くすることができる。
【００２５】
また、発光管の外面に青色光反射膜が形成され、発光管の外面に形成された赤色光反射膜の領域は青色光反射膜の領域に比べ小さく、言い換えれば、発光管の青色光反射膜の領域が赤色光反射膜の領域に比べ大きいので、自動車ヘッドランプの前面カバーやケーシングの内面で反射した光のうち、自動車用白熱電球の発光管に当たり、その後反射面に入射した光のうち、入射角によっては反射鏡の焦点を通らない光が拡散光となり、この拡散光は発光管の表面に形成された青色光反射膜により、青色成分のみが反射された光となるので、その光は青色光となる。したがって、反射面からの拡散光は青色光となり、拡散領域から自動車ヘッドランプを見た場合、反射面が青色に光って見えることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の自動車ヘッドランプの説明図である。
【図２】本願発明の自動車ヘッドランプの説明図である。
【図３】青色反射膜に入射する光の説明図である。
【図４】集光光の色温度と、反射鏡の反射面の色合との実験結果の説明図である。
【符号の説明】
１Ｂ自動車用白熱電球
１発光管
１１封止部
１２排気管残部
２フィラメント
３リード棒
５赤色光吸収膜
６反射鏡
６１反射面
９青色反射膜

Claims

ガラス製の発光管内にフィラメントが配置された自動車用白熱電球と、当該自動車用白熱電球を取り囲むように配置された反射鏡よりなる自動車ヘッドランプであって、
前記自動車用白熱電球は、発光管の管軸方向と直交する方向にフィラメントが配置され、発光管の外面であって、フィラメントに対向する発光管の側面の位置に赤色光反射膜が形成され、この赤色光反射膜以外の発光管の外面に青色光反射膜が形成され、
前記赤色光反射膜の領域が、前記青色光反射膜の領域に比べ小さく、
前記赤色光反射膜および青色光反射膜の内側に赤色光を吸収する手段が形成されていることを特徴とする自動車ヘッドランプ。
前記赤色光を吸収する手段は、発光管の外面および／または内面に形成された赤色光吸収膜であることを特徴とする請求項１に記載の自動車ヘッドランプ。
前記赤色光を吸収する手段は、発光管が赤色光を吸収するガラスよりなることを特徴とする請求項１に記載の自動車ヘッドランプ。