JP4393276B2 - 車両用前照灯 - Google Patents

Description

本発明は車両用前照灯に関し、特に車両の走行状況等に応じて前照灯の配光を変化させ
ることができる可変配光機能を備えた備えたプロジェクタ型の車両用前照灯に関する。

従来より、車両前後方向に延びる光軸上に配置された光源バルブからの光（光源光）を
リフレクタにより前方へ向けて光軸寄りに集光反射させ、この反射光をリフレクタの前方
に設けられた投影レンズを介して灯具前方へ照射するように構成されたプロジェクタ型の
灯具ユニットを備えた車両用前照灯が知られている。

この様なプロジェクタ型の灯具ユニットの場合、投影レンズとリフレクタとの間にリフ
レクタからの反射光の一部を遮蔽可能なシェードを設け、すれ違い配光パターン等の配光
特性に合わせて不要部分を遮蔽することで、所望の配光パターンの上端部にカットオフラ
インを形成するのが一般的である。この場合、シェードは固定されたものであるので、例
えばシェードをすれ違い配光パターンに設定したときには、この灯具ユニットはすれ違い
ビーム専用としてのみ使用可能なものとなり、走行ビームとの切換え使用が不可能であっ
た。

そこで、シェードをすれ違いビーム位置と走行ビーム位置とに移動可能とし、且つ、す
れ違いビーム位置としたときには投影レンズの焦点に位置させ、走行ビーム位置としたと
きには投影レンズの焦点から適宜に外れるものとすることで、すれ違いビーム用としても
走行ビーム用としても最適な配光特性が得られるものとした車両用前照灯が提案されてい
る（例えば、特許文献１参照）。

ところで、雨天走行時にヘッドランプの強い光で路面を照射すると、前方の路面部分か
らの路面の反射により、車両の運転者が前方の路面の状況をよく確認できなくなったり、
対向車にグレアを与えるという問題がある。
そこで、光源バルブからの光の一部を遮光又は反射方向を変える配光変更手段を設け、
該配光変更手段によって前方の路面部分の一部を暗くするヘッドランプも提案されている
（例えば、特許文献２参照）。

特開平４−２１５２０１号公報 特開２００２−１９０２０２号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載された構成のプロジェクタ型の車両用前照灯は
、すれ違いビーム用と走行ビーム用の２種類の配光パターンを形成することしかできない
。
そこで、雨天走行時における前方の路面部分の視認性を向上させる為に配光パターンに
暗部を形成したり、高速走行時の車両前方の視認性を向上させる為に配光パターンの中央
部にホットゾーンを形成したりして、３種類以上の配光パターンを形成することはできな
かった。

又、上述の特許文献２に記載された構成のヘッドランプは、プロジェクタ型の車両用前
照灯ではなく、また、すれ違いビーム用と雨天走行時用の２種類の配光パターンを形成す
ることしかできない。
そこで、この場合も走行ビーム用の配光パターンを形成したり、高速走行時の車両前方
の視認性を向上させる為に配光パターンの中央部にホットゾーンを形成したりして３種類
以上の配光パターンを形成することはできなかった。

従って、本発明の目的は上記課題を解消すること係り、車両の走行状況に応じて少なく
とも３種類の配光パターンを形成することができ、車両前方の視認性を必要に応じて高め
ることができるプロジェクタ型の車両用前照灯を提供することである。

本発明の車両用前照灯は、ランプボディとカバーで形成された灯室内に、車両前後方向
に延びる光軸上に配置された光源バルブと、前記光源バルブからの光を前記光軸に向けて
反射するリフレクタと、前記リフレクタの前方に配置された投影レンズと、前記投影レン
ズの後方で光を部分的に遮蔽することにより配光パターンの上端部にカットオフラインを
形成する遮蔽機構と、を備えた車両用前照灯であって、前記投影レンズの後方に配置され
て配光パターンの中央下方領域に暗部を形成可能な付加遮蔽機構が、前記リフレクタから
の反射光を部分的に遮蔽する遮蔽状態と、この遮蔽を解除する遮蔽解除状態と、前記リフ
レクタからの反射光の光量を部分的に減ずる減光状態と、を切換え可能に構成されている
ことを特徴とする。

望ましくは、雨天走行時には、前記付加遮蔽機構が前記減光状態に切換えられ、通常走
行時と比較して光の遮蔽量を大きくすることを特徴とする。

望ましくは、高速走行時には、前記付加遮蔽機構が前記遮蔽状態に切換えられ、雨天走
行時と比較して光の遮蔽量を大きくすることを特徴とする。

望ましくは、前記付加遮蔽機構が、少なくとも前記リフレクタと前記投影レンズの間に
おいて前記リフレクタからの反射光を部分的に遮蔽する遮蔽位置及びこの遮蔽を解除する
遮蔽解除位置と、前記リフレクタの内部において前記光源バルブからの光を前記リフレク
タよりも低い反射率で反射する減光位置と、を移動可能に構成された遮蔽板から成ること
を特徴とする。

又、望ましくは、前記付加遮蔽機構が、少なくとも前記リフレクタと前記投影レンズの
間において前記リフレクタからの反射光を部分的に遮蔽する遮蔽状態と、前記リフレクタ
からの反射光を透過する遮蔽解除状態と、前記リフレクタからの反射光を前記遮蔽解除状
態の透過率より低い透過率で透過する減光状態と、を切換え可能に構成された透過光調整
機構から成ることを特徴とする。
尚、透過光調整機構としては、例えば、２枚のスモーク偏光板や液晶素子等を用いるこ
とができる。

以上説明したように、本発明の車両用前照灯によれば、遮蔽機構が配光パターンの上端
部にカットオフラインを形成すると共に、配光パターンの中央下方領域に暗部を形成する
付加遮蔽機構が、前記リフレクタからの反射光を部分的に遮蔽する遮蔽状態と、この遮蔽
を解除する遮蔽解除状態と、前記リフレクタからの反射光の光量を部分的に減ずる減光状
態と、を切換え可能に構成されている。

そこで、付加遮蔽機構の切換えを車両走行状況に応じて行えば、車両の走行状況に応じ
た少なくとも３種類の配光パターンで光照射を行うことができ、夜間運転時の視認性を向
上させたプロジェクタ型の車両用前照灯を得ることができる。
ここで、「車両走行状況」とは、車両走行に関連する各種の状態量や外部情報を意味す
るものであって、例えば車速、舵角、車両姿勢、前走車との車間距離、天候、ナビゲーシ
ョン情報等が該当する。

例えば、配光パターンの中央下方領域に暗部を形成する付加遮蔽機構を減光状態に切換
えることで、中央下方領域に暗部を有する配光パターンを形成する際に、配光パターンの
暗部と明部の境が急激に変化することを防止できるので、雨天走行時に対向車にグレアを
与える原因となる路面反射光の発生を抑えるようにした上で、配光パターンの中央下方領
域を徐々に暗くしていくことで、自車ドライバーの車両前方視認性を十分に確保すること
ができる。

また、前記付加遮蔽機構を遮蔽状態に切換えることで、通常走行時におけるホットゾー
ンの光をカットすることなく中央下方領域に暗部を有する配光パターンを形成することが
できる。そこで、高速走行時に車両前方路面の近距離領域が明るくなりすぎるのを防止し
てスムーズな視線誘導を可能とし、遠方視認性を高めることができる。

以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係る車両用前照灯を詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る車両用前照灯１は、素通し状の透明カバ
ー（カバー）２とランプボディ４とで形成された灯室内に、灯具ユニット５が収容されて
いる。

灯具ユニット５は、図２乃至図４にも示すように、プロジェクタ型の灯具ユニットであ
り、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された放電バルブ（光源バルブ）２０と、前
記放電バルブ２０からの光を前記光軸Ａｘに向けて反射するリフレクタ１０と、前記リフ
レクタ１０の前方に配置された投影レンズ８と、前記投影レンズ８の後方で光を部分的に
遮蔽することにより配光パターンの上端部にカットオフラインを形成するシェード（遮蔽
機構）１２と、前記前記投影レンズ８の後方に配置されて配光パターンの中央下方領域に
暗部を形成する可動シェード（付加遮蔽機構）１４と、を備えている。

放電バルブ２０は、放電により発光する発光部２０ａを有するメタルハライドバルブで
あって、その発光部２０ａが、光軸Ａｘ上において該光軸Ａｘと同軸に配置されるように
して、後方からリフレクタ１０に対して挿入固定されている。
投影レンズ８は、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置されている。この投影レンズ
８は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズからなり、その後方側焦点Ｆｏ
を含む焦点面上の像を反転像として前方へ投影するようになっている。上記光軸Ａｘは、
正確には水平方向に対して前方へ向けて０．５〜０．６度程度下向きの方向に延びている
。

リフレクタ１０は、光軸Ａｘを中心軸とする略楕円球面状の反射面１０ａを有している
。この反射面１０ａは、光軸Ａｘを含む断面形状が発光部２０ａの中心位置を第１焦点（
Ｆ１）とすると共に投影レンズ８の後方側焦点Ｆｏ近傍を第２焦点とする略楕円形に設定
されており、発光部２０ａからの光を前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに集光反射させるように
なっている。また、この反射面１０ａの離心率は、鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に
大きくなるように設定されている。

ホルダ６は、リフレクタ１０の前端開口部から前方へ向けて延びる略筒状に形成されて
おり、その前端部にはリテーニングリング７を介して投影レンズ８が固定支持されている
。また、このホルダ６の上方開口部６ａには、可動シェード１４が移動可能に配置されて
いる。

本実施形態の遮蔽機構に係るシェード１２は、投影レンズ８とリフレクタ１０との間に
設けられており、ホルダ６の内部空間における略下半分に位置するようにして該ホルダ６
と一体的に形成されている。このシェード１２の上端縁１２ａは、投影レンズ８の後方側
焦点Ｆｏを通ると共に、すれ違い配光パターンのカットオフラインを形成する明暗境界形
成部を備えている。そこで、シェード１２は、リフレクタ１０の反射面１０ａからの反射
光の一部を遮蔽して投影レンズ８から前方へ出射する上向き光の大半を除去するようにな
っている。

本実施形態の付加遮蔽機構に係る可動シェード１４は、リフレクタ１０と投影レンズ８
の間におけるホルダ６の上方開口部６ａに配置され、図示しないアクチュエータ等により
駆動されることによって、リフレクタ１０と投影レンズ８の間において該リフレクタ１０
からの反射光を部分的に遮蔽する遮蔽位置（図３に図示した位置）及びこの遮蔽を解除す
る遮蔽解除位置（図１及び図２に図示した位置）と、リフレクタ１０の内部において放電
バルブ２０からの光を前記リフレクタ１０よりも低い反射率で反射する減光位置（図４に
図示した位置）と、を移動可能に構成された遮蔽板である。

更に、可動シェード１４は、図５に示すように、軸支部１４ｂがホルダ６に回動自在に
軸支されると共に、揺動端部１４ａが略台形状に形成されて配光パターンの中央下方領域
に暗部を形成する板状部材からなる。また、黒塗装されるなどしてリフレクタ１０からの
反射光の光量を部分的に減ずることができる可動シェード１４の表面は、減光位置におい
てリフレクタ１０の反射面１０ａに重合する略楕円球面状に形成されている。

そこで、可動シェード１４は、アクチュエータ等の駆動制御により、高車速（例えば６
０ｋｍ／ｈ以上）で走行する高速走行時にはリフレクタ１０からの反射光を部分的に遮蔽
する遮蔽位置、低中車速（例えば６０ｋｍ／ｈ未満）で走行する通常走行時にはこの遮蔽
を解除する遮蔽解除位置、雨天走行時にはリフレクタ１０の内部において放電バルブ２０
からの光を前記リフレクタ１０よりも低い反射率で反射して反射光の光量を部分的に減ず
る減光位置に移動されるようになっている。尚、雨天であることの検出は、雨滴センサや
ワイパースイッチ動作等によって行うことが可能である。

次に、本実施形態に係る車両用前照灯１の動作を説明する。
先ず、図２に示すように、可動シェード１４がリフレクタ１０からの反射光を遮蔽しな
い遮蔽解除位置に位置している状態では、放電バルブ２０の発光部２０ａからリフレクタ
１０の反射面１０ａに入射した直射光（図中、実線矢印）は、略楕円面状に形成された該
反射面１０ａで反射されるので、第２焦点である投影レンズ８の後方側焦点Ｆｏ近傍へ収
束し、前方へ向けて光軸Ａｘ寄りに集光反射される。

そして、シェード１２は、リフレクタ１０の反射面１０ａからの反射光の一部を遮蔽し
て投影レンズ８から前方へ出射する上向きの光の大半を除去するので、灯具ユニット５か
ら前方へ出射される光はすれ違い配光パターンの下向き光となる
図６（ａ）は、この時に灯具ユニット５から前方へ照射される光により灯具前方２５ｍ
の位置に設置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図で
ある。

同図において、実線で示す配光パターンＰｏは、通常走行モードでの配光パターンであ
り、その上端部に鮮明なカットオフラインＣＬｏを有する左配光のロービーム用配光パタ
ーンである。
そして、上述したように前記可動シェード１４が遮蔽解除位置に位置しており、リフレ
クタ１０からの反射光を遮蔽しない通常走行状態の場合には、前記リフレクタ１０により
車両前方に向けて照射された光は、配光パターンＰｏの中央上方領域に、図中にハッチン
グで示す高光度領域としてのホットゾーンＨＺｏを形成する。

次に、図３に示すように、図示しないアクチュエータ等により可動シェード１４を駆動
し、該可動シェード１４をリフレクタ１０からの反射光を部分的に遮蔽する遮蔽位置へ移
動させた時には、可動シェード１４の揺動端部１４ａが投影レンズ８の後方側焦点Ｆｏ近
傍に位置する状態となる。
この為、シェード１２の上端縁１２ａの上方空間を通過するリフレクタ１０からの反射
光のうち、左右方向の中心領域を通過する光（図中、一点鎖線矢印）の多くが、可動シェ
ード１４によって遮蔽されることとなる。

図６（ｂ）において、実線で示す配光パターンＰｈは、高速走行モードでの配光パター
ンであり、その上端部に鮮明なカットオフラインＣＬｈを有する左配光のロービーム用配
光パターンである。
そこで、前記可動シェード１４が遮蔽位置に位置しており、リフレクタ１０からの反射
光を部分的に遮蔽する場合には、前記リフレクタ１０により車両前方に向けて照射された
光は、図６（ｂ）に示すように、前記可動シェード１４が遮蔽解除位置に位置している通
常走行状態と比較して光の遮蔽量が大きくなるが、ホットゾーンＨＺｈの光をカットする
ことなく中央下方領域に暗部ＤＺｈを有する配光パターンＰｈを形成することができる。
この配光パターンＰｈは、その中央下方領域に暗部ＤＺｈが形成されているので、高速
走行時に車両前方路面の近距離領域が明るくなりすぎるのを防止してスムーズな視線誘導
を可能とし、遠方視認性を高めることができる。

次に、図４に示すように、可動シェード１４を駆動し、該可動シェード１４をリフレク
タ１０の内部において放電バルブ２０からの光を前記リフレクタ１０よりも低い反射率で
反射する減光位置へ移動させた時には、可動シェード１４がリフレクタ１０の反射面１０
ａの一部に重合する状態となる。
この為、放電バルブ２０から放射されてリフレクタ１０の反射面１０ａに入射する光の
うち、リフレクタ１０の前端開口部側上部に対応する反射面１０ａに入射される光（図中
、二点鎖線矢印）は、可動シェード１４によって反射光の光量が部分的に減ぜられること
となる。

図６（ｃ）において、実線で示す配光パターンＰｒは、雨天走行モードでの配光パター
ンであり、その上端部に鮮明なカットオフラインＣＬｒを有する左配光のロービーム用配
光パターンである。
そこで、前記可動シェード１４が減光位置に位置しており、リフレクタ１０の内部にお
いて放電バルブ２０からの光を前記リフレクタ１０よりも低い反射率で反射する場合には
、前記リフレクタ１０により車両前方に向けて照射された光は、図６（ｃ）に示すように
、前記可動シェード１４が遮蔽解除位置に位置している通常走行状態と比較して反射光の
光量が部分的に減ぜられるが、ホットゾーンＨＺｒの光をカットすることなく中央下方領
域に暗部ＤＺｒを有する配光パターンＰｒを形成することができる。

この配光パターンＰｒは、その中央下方領域に暗部ＤＺｒが形成されているので、車両
領域の近距離領域への照射光量を減らすことができ、これにより対向車ドライバ等にグレ
アを与える原因となる雨天走行時の路面反射光の発生を抑えることができる。
しかも、暗部ＤＺｒは、配光パターンＰｒを形成する際にリフレクタ１０の内部におい
て放電バルブ２０から放射された光を部分的に前記リフレクタ１０よりも低い反射率で反
射することで形成されており、上記暗部ＤＺｈよりも若干明るく、その輪郭もかなり不鮮
明なものとなっているので、配光パターンＰｒの暗部ＤＺｒと明部の境が急激に変化する
ことを防止できる。
そこで、雨天走行時に対向車にグレアを与える原因となる路面反射光の発生を抑えるよ
うにした上で、配光パターンＰｒの中央下方領域を徐々に暗くしていくことで、自車ドラ
イバーの安心感と車両前方視認性を十分に確保することができる。

従って、本実施形態の車両用前照灯１によれば、可動シェード１４の移動を車両走行状
況に応じて行えば、通常走行モード、高速走行モード、又は雨天走行モードの３種類の配
光パターンで光照射を行うことができ、車両走行状況に応じて夜間運転時の視認性を向上
させたプロジェクタ型の車両用前照灯を得ることができる。

尚、本発明の車両用前照灯に係るランプボディ、カバー、光源バルブ、リフレクタ、遮
蔽機構及び付加遮蔽機構等の構成は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本
発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは勿論である。
例えば、上記実施形態においては、可動シェード１４の揺動端部１４ａが略台形状に形
成されているものとして説明したが、略円弧状等の他の形状を採りうることは勿論であり
、これに暗部ＤＺｈ，ＤＺｒの形状を適宜変更することが可能となる。更に、可動シェー
ド１４の左右幅についても、その値を任意に設定することが可能であり、これにより暗部
ＤＺｈ，ＤＺｒの左右幅を変更することが可能となる。

また、上記実施形態においては、配光パターンの中央下方領域に暗部を形成する付加遮
蔽機構として遮蔽板を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばリフレ
クタと投影レンズの間において前記リフレクタからの反射光を部分的に遮蔽する遮蔽状態
と、前記リフレクタからの反射光を透過する遮蔽解除状態と、前記リフレクタからの反射
光を前記遮蔽解除状態の透過率より低い透過率で透過する減光状態と、を切換え可能に構
成された透過光調整機構を用いることもできる。

尚、上記透過光調整機構としては、例えば、重ねた２枚のスモーク偏光板の一方を回転
させて偏光方向を変えることにより透過率を切り換えたり、液晶素子を用いたりすること
ができる。

本発明の一実施形態に係る車両用前照灯の概略断面図である。 図１に示した灯具ユニットの遮蔽板を遮蔽解除位置に移動させた時の概略断面図である。 図１に示した灯具ユニットの遮蔽板を遮蔽位置に移動させた時の概略断面図である。 図１に示した灯具ユニットの遮蔽板を減光位置に移動させた時の概略断面図である。 （ａ）は図１に示した遮蔽板の正面図、（ｂ）は（ａ）に示した遮蔽板の側面図である。 図１に示した灯具ユニットから前方へ照射される光により灯具前方２５ｍの位置に設置された仮想鉛直スクリーン上に形成される配光パターンを透視的に示す図であり、（ａ）は通常走行状態、（ｂ）は高速走行状態、（ｃ）は雨天走行状態を示す。

符号の説明

１ 車両用前照灯
２ 透明カバー（カバー）
４ ランプボディ
５ 灯具ユニット
８ 投影レンズ
１０ リフレクタ
１０ａ 反射面
１２ シェード（遮蔽機構）
１４ 可動シェード（付加遮蔽機構）
２０ 放電バルブ（光源バルブ）
２０ａ 発光部
Ａｘ 光軸
ＣＬｏ，ＣＬｈ，ＣＬｒ カットオフライン
ＤＺｈ，ＤＺｒ 暗部
ＨＺｏ，ＨＺｈ，ＨＺｒ ホットゾーン
Ｐｏ，Ｐｈ，Ｐｒ 配光パターン

Claims (5)

1. ランプボディとカバーで形成された灯室内に、車両前後方向に延びる光軸上に配置され
   た光源バルブと、前記光源バルブからの光を前記光軸に向けて反射するリフレクタと、前
   記リフレクタの前方に配置された投影レンズと、前記投影レンズの後方で光を部分的に遮
   蔽することにより配光パターンの上端部にカットオフラインを形成する遮蔽機構と、を備
   えた車両用前照灯であって、
   前記投影レンズの後方に配置されて配光パターンの中央下方領域に暗部を形成可能な付
   加遮蔽機構が、前記リフレクタからの反射光を部分的に遮蔽する遮蔽状態と、この遮蔽を
   解除する遮蔽解除状態と、前記リフレクタからの反射光の光量を部分的に減ずる減光状態
   と、を切換え可能に構成されていることを特徴とする車両用前照灯。
2. 雨天走行時には、前記付加遮蔽機構が前記減光状態に切換えられ、通常走行時と比較し
   て光の遮蔽量を大きくすることを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
3. 高速走行時には、前記付加遮蔽機構が前記遮蔽状態に切換えられ、雨天走行時と比較し
   て光の遮蔽量を大きくすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用前照灯
   。
4. 前記付加遮蔽機構は、少なくとも前記リフレクタと前記投影レンズの間において前記リ
   フレクタからの反射光を部分的に遮蔽する遮蔽位置及びこの遮蔽を解除する遮蔽解除位置
   と、前記リフレクタの内部において前記光源バルブからの光を前記リフレクタよりも低い
   反射率で反射する減光位置と、を移動可能に構成された遮蔽板から成ることを特徴とする
   請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用前照灯。
5. 前記付加遮蔽機構は、少なくとも前記リフレクタと前記投影レンズの間において前記リ
   フレクタからの反射光を部分的に遮蔽する遮蔽状態と、前記リフレクタからの反射光を透
   過する遮蔽解除状態と、前記リフレクタからの反射光を前記遮蔽解除状態の透過率より低
   い透過率で透過する減光状態と、を切換え可能に構成された透過光調整機構から成ること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用前照灯。
   

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