JP4444792B2 - Lighting fixtures for vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、ヘッドライト、フォグライトなど照明用に使用され、プロジェクタ型と称されて楕円系のリフレクタが採用されている車両用灯具に関するものであり、詳細には、大略25%以下と云われている、この種の車両用灯具の光束利用率を向上させられる構成の開発に係るものである。 The present invention relates to a vehicular lamp that is used for lighting such as a headlight and a fog light and is called a projector type and adopts an elliptical reflector, and more specifically, it is said to be approximately 25% or less. The present invention relates to the development of a configuration that can improve the luminous flux utilization factor of this type of vehicle lamp.
従来のプロジェクタ型灯具(10)の構成の例を示すものが図9であり、このプロジェクタ型灯具(10)は光源(12)を第一焦点F1とする回転楕円面などとしたリフレクタ(14a)が用いられ、前記光源(12)からの光は第二焦点F2に集束するものとなる。 FIG. 9 shows an example of the configuration of a conventional projector-type lamp (10). The projector-type lamp (10) is a reflector (14a) having a spheroid having a light source (12) as a first focal point F1. And the light from the light source (12) is focused on the second focal point F2.
そして、前記第二焦点F2の近傍には、例えば、下半部を覆う遮光板(22)が設けられているので、第二焦点F2に収束する光は、ほぼ下弦の半円状となる。そして、前記遮光板(22)の前方には、この遮光板(22)に焦点を有する投影レンズ(18)が設けられているので、下弦の半円状であった第二焦点F2に収束していた光は、上下左右が反転し上弦の半円状として車両前方に投射されるものとなる。 In the vicinity of the second focal point F2, for example, a light-shielding plate (22) covering the lower half is provided, so that the light converged on the second focal point F2 is substantially a semicircular shape of the lower chord. Since the projection lens (18) having a focal point on the light shielding plate (22) is provided in front of the light shielding plate (22), it converges to the second focal point F2 which is a semicircular shape of the lower chord. The light that has been turned upside down and left and right is projected in front of the vehicle as a semicircular shape of the upper string.
よって、プロジェクタ型灯具(10)からの照射光は、上向きの光を一切含まないものとなり、対向車の運転者には幻惑を与えることのない、理想的とも云える配光特性が得られるものとなる。しかしながら、実際には水平よりも上方に一切光を放射しないと、道路標識の確認などが不可能であるので、交通法が左側通行の場合には、左側に向けて15°左上がりの光を放射(図8参照)し、歩行者の確認、道路標識の読み取りを行えるようにされている。
しかしながら、上記にも説明したように車両用灯具においては、遠方を照射するために光源から光をビーム状に収束せざるを得ず、そのために放物面系、楕円面系などのリフレクタを使用して光をビーム状に収束させる構成となり、これにより、対向車の運転者に幻惑を生じさせるなどの問題点を生じるものとなるので、上向き光線を生じさせないなど配光特性の形状が規制されている。 However, as described above, in the vehicular lamp, in order to irradiate far away, the light from the light source must be converged in the form of a beam. For this purpose, a reflector such as a paraboloidal system or an elliptical system is used. As a result, the light is converged in the form of a beam, which causes problems such as illusion to the driver of the oncoming vehicle, and the shape of the light distribution characteristic is regulated such as not generating upward light rays. ing.
この規制により、放物面系、楕円面系、何れのリフレクタを採用する車両用照明灯具においても、フィラメント、放電アークの下半部からの光はフード、遮光板などによりほぼ完全に遮蔽が行われるものとなり、この時点で光源に対する光束利用率は50%に低下する。更に、リフレクタで光源の全周を包囲することは不可能であり、当然に光束捕捉率も低下し、実質、光束利用率は、略1/4程度となり、一層の利用効率の向上が望まれていた。 Due to this regulation, light from the lower half of filaments and discharge arcs is almost completely shielded by hoods, light-shielding plates, etc., even in vehicle lighting fixtures that employ either parabolic or elliptical reflectors. At this point, the luminous flux utilization factor for the light source is reduced to 50%. Furthermore, it is impossible to surround the entire circumference of the light source with the reflector, and naturally the light beam capture rate is reduced, and the light beam utilization rate is substantially about ¼, and further improvement in utilization efficiency is desired. It was.
本発明は前記した従来の課題を解決するための具体的手段として、1つの光源と、前記光源と第一の楕円系リフレクタと第一の遮光板と第一の投影レンズとで第一のプロジェクタ灯具が構成されると共に、前記光源を第一焦点とし該光源の適宜の上方、且つ前方に第二焦点を有する光回収用楕円面を想定しておき、前記第一のプロジェクタ灯具が前記光源からの光を照射光として充分にに利用できない範囲である前記光源の下方、及び、光源の前方で且つ斜め上方となる位置で前記第一の楕円系リフレクタからの反射光と干渉を生じない位置には前記光回収用楕円面に沿い回収用リフレクタを配置して前記第二焦点に光を収束させ、この第二焦点に対応して前記第一のプロジェクタ灯具と照射方向を同一とする第二の楕円系リフレクタと第二の遮光板と第二の投影レンズとが設けられ、第二のプロジェクタ灯具が設けられていることを特徴とする車両用照明灯具を提供することで、光源に対する光束利用効率を向上させ、課題を解決するものである。 As a specific means for solving the above-described conventional problems, the present invention includes a first light source, a light source, a first elliptical reflector, a first light shielding plate, and a first projection lens. A light fixture is configured, and an ellipsoid for light recovery having the light source as a first focal point and a second focal point at an appropriate upper position and in front of the light source is assumed, and the first projector lamp is separated from the light source. The position below the light source that is not sufficiently used as the irradiation light and the position that is in front of the light source and obliquely above the position that does not interfere with the reflected light from the first elliptical reflector Arranges a reflector for light collection along the ellipsoid for light collection and converges the light to the second focal point, and the second projector has the same irradiation direction as the first projector lamp corresponding to the second focal point. Elliptic reflector and second Providing a vehicular illumination lamp characterized by being provided with a light-shielding plate and a second projection lens, and provided with a second projector lamp, thereby improving luminous flux utilization efficiency for the light source and solving the problem To do.
本発明により、車両用灯具用として実際に使用している楕円系リフレクタとは別に、光源を第一焦点とし、斜め上前方に第二焦点を有する光回収用楕円面を想定しておき、そして、前記実際に使用している楕円系反射面の例えば、光源の下方など、車両用灯具用の照明光として使用が困難な方向へ発せられる部分の前記光回収用楕円面を実体化し、回収用リフレクタを形成する。 According to the present invention, apart from the elliptical reflector that is actually used for a vehicle lamp, a light source is the first focal point, and an elliptical surface for light recovery having a second focal point obliquely upward and forward is assumed, and The elliptical reflecting surface actually used, for example, below the light source, for example, below the light source, the light collecting elliptical surface is materialized and collected in a direction that is difficult to use as illumination light for vehicle lamps. Form a reflector.
このようにすることで、前記光回収用楕円面の第二焦点に、光が収束するものとなるので、この第二焦点に対して、第二の楕円系リフレクタ、第二の投影レンズなどを設けることで、従来使用されることのなかった光源光も回収可能とし、同一の明るさの光源においてもより明るい車両用灯具の実現を可能として、夜間走行時の視認性の向上など、この種の車両用灯具の性能の向上に極めて優れた効果を奏するものである。 By doing so, the light converges on the second focal point of the light-collecting ellipsoid, so the second elliptical reflector, the second projection lens, etc. This makes it possible to collect light source light that has not been used in the past, to realize a brighter vehicle lamp with a light source of the same brightness, and to improve visibility during night driving. This has an extremely excellent effect on improving the performance of the vehicle lamp.
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図1に符合1で示すものは、本発明に係る車両用灯具であり、この車両用灯具1は、ハロゲン電球、メタルハライド放電灯などである1つの光源2と、この光源2を第一焦点F1とし、長軸Zを略水平として設けられる回転楕円面など反射面3aを有する楕円系リフレクタ3と、前記楕円系リフレクタ3の反射面3aの第二焦点F2の近傍に設けられる第一の遮光板4と、前記第一の遮光板4の近傍に焦点を有する第一の投影レンズ5とからで第一のプロジェクタ灯具1Aが構成されている。
Below, this invention is demonstrated in detail based on embodiment shown in a figure. What is indicated by reference numeral 1 in FIG. 1 is a vehicular lamp according to the present invention. The vehicular lamp 1 includes one
ここで、前記第一のプロジェクタ灯具1Aによる光源2からの光の利用状況を検討してみると、上記「背景技術」の項でも説明したように、第一の楕円系リフレクタ3の光源2より上方側に設けた反射面3aに向かい放射される光は、前記反射面3aに反射した後に収束するために下向き光となる。一方、第一の楕円系リフレクタ3の光源2より下方側においても前記反射面3aと同一の焦点F1、F2を有する反射面3bを設けたと仮定すると、下方に向かい放射される光は、前記反射面3aに反射した後には第二焦点に収束するために上向き光となる。上向き光となる光は眩惑発生の要因となるので第一の遮光板4で遮光され、殆どが第一の投影レンズ5に達しないものとされる。従って、反射面3bを設けた場合には、この部分の光の利用率は非常に低い。
Here, when the utilization state of the light from the
また、第一の楕円系リフレクタ3の反射面3aに反射し、第一の投影レンズ5に入射可能な角度で第二焦点F2に収束させられる第一の楕円系リフレクタ3の光束捕捉率もそれ程に高くなく、第一の楕円系リフレクタ3と第一の投影レンズ5との間を通過する光源2からの直射光、及び、第一の投影レンズ5に直接に入射する光源2からの直射光は、第一の投影レンズ5を透過した後には放散する光となり、照明用の光としては使用できない。
Further, the luminous flux capture rate of the first
よって、第一のプロジェクタ灯具1Aが照明用の光として使用可能な光源2からの光は、僅かに第一の楕円系リフレクタ3の略上半部に反射する範囲の光の量に過ぎない。この点を鑑みて、本発明では、光源2を第一焦点F1とし、この第一焦点F1の適宜の前方であり且つ上方に第二焦点F21を有する、即ち、長軸Z2が車両の進行方向に対して先上がりとされ、例えば回転楕円面とされた光回収用楕円面6が想定されている。
Therefore, the light from the
尚、上記の説明でも明確なように前記光回収用楕円面6は、あくまでも仮想的に設定されているたものであり、よって、この光回収用楕円面6は、全体の存在が見えることはないものであるが、後に説明するように、一部が回収用リフレクタ7として実体化されたときには、その実体化された回収用リフレクタ7(a、b)の部分が一部として見えるものとなる。
As is clear from the above description, the
ここで、前記回収用リフレクタ7(a、b)が設けられる場所について説明を行えば、端的には、光源2からの光を前記第一の楕円系リフレクタが車両用照明灯具1の照射光として効率的に反射ができない場所であり、具体的には、第一の楕円系リフレクタ3に反射しても第一の遮光板4により、ほとんどが遮られ第一の投影レンズ5に達することのない光源2から下方へ向かう方向、及び、光源2から前方で且つ上方に向かう方向が代表的である。
Here, if the place where the said reflector 7 (a, b) for collection | recovery is demonstrated, the light from the
よって、前記光回収用楕円面6に沿い、上記の2箇所に回収用リフレクタ7a、7bを実体のあるものとして設ければ、一方の回収用リフレクタ7aにより光源から下方に無効光として放射されていた光が回収されるものとなり、他方の回収用リフレクタ7bにより、従来は第一の投影レンズ5に直接に達して放散する光となり配光特性を形成する上で無効となっていた光源2の光は光回収用楕円面6の第二焦点F21に収束するものとなる。
Therefore, if the
尚、上記に説明した、回収用リフレクタ7a、7bを設けた2箇所は代表的な位置の例であり、上記光回収用楕円面6に沿う位置であれば、上記の2箇所に限定するものではない。そして前記回収用リフレクタ7a、7bに加えて、前記第二焦点F21を第一焦点とする第二の楕円系リフレクタ8を設け、この第二の楕円系リフレクタ8の第二焦点F22の近傍に第二の遮光板4Aを設け、そして、第二の遮光板4Aの近傍に焦点を有する第二の投影レンズ5Aを配置し第一プロジェクタ灯具1Aと同様に長軸Z3を略水平とした第二のプロジェクタ灯具1Bを構成する。
The two locations provided with the
このようにすることで、前記回収用リフレクタ7a、7bからの反射光は光回収用楕円面6の第二焦点F21を光源とする第二の楕円系リフレクタ8の反射光は、第二の遮光板4Aにより配光特性上で不要となる光を遮蔽された状態で第二の投影レンズ5Aから車両用照明灯具1の照射光として投射されるものとなり、よって、回収用リフレクタ7a、7bにより捕捉が行われた分だけ光量が増加するものとなる。
By doing so, the reflected light from the
このときに、回収用リフレクタ7a、7bを設置するに当たり、特に、第一の楕円系リフレクタ3と位置的な干渉を生じないようにすると共に、回収用リフレクタ7bは、第一の投影レンズ5へ達する第一の楕円系リフレクタ3からの反射光の光路を遮ることのないように留意する。また、前記第一楕円系リフレクタ3、回収用リフレクタ7a、第二楕円リフレクタ8を一体化すると良い。
At this time, in installing the
ここで、本願発明における光源2の形状、および、設置方向について考察を行う。車両用灯具の主照射方向(図8におけるH−Vの交点方向)に対して光源2の発光部長手方向、例えば白熱電球の場合はフィラメント2a、(放電灯の場合はアーク)が主照射方向に対して平行方向になるように設ける配置を縦置き配置、主照射方向に対して直交方向になるように設ける配置を横置き配置と定義する。図2、および、図3は縦置き配置の場合の反射鏡と光源の情況を示す概略図であり、図2は灯具を車両に取付けた状態での垂直方向断面を示し、向かって図面左方向が主照射方向となる。図3は反射鏡を正面から看視したときのフィラメントの投影されている状態を概念的に示したものである。
Here, the shape of the
また、図4、および、図5は同じくフィラメント2aの横置き配置の場合の反射鏡と光源の情況を示す概略図であり、図4は上記と同様に灯具を車両に取付けた状態での垂直方向断面を示し、向かって図面左方向が主照射方向となる。図5は、上記縦置き配置の場合と同様に反射鏡を正面から看視したときのフィラメントの投影されている状態を概念的に示したものである。尚、図2、図4に符合41で示すものは遮光板であり、符合51で示すものは投影レンズである。尚、縦置き配置が容易に行える電球としては、JIS規格C7711号にC−8型として示されている形状で継線が行われた電球を採用すれば良く、横置き配置を行う際には、同規格にC−6型として示されている形状で継線が行われた電球を採用すれば良い。
4 and 5 are schematic views showing the situation of the reflecting mirror and the light source when the
図6は、前記フィラメントを縦置き配置とした反射鏡から直接に投影される光の状態を模式的に示したものであり、即ち、遮光板41、投影レンズ51で配光形状を整える以前の状態である。図3の正面図からも明らかなように、縦置き配置の場合フィラメント像は、反射鏡には放射状に反射するものとなるので、投影レンズ51により投影される写像は、長手方向が各方向に傾くフィラメント像G1が重なり合うものとなり、この結果、上下方向に幅広いビーム状となる傾向を生じる。
FIG. 6 schematically shows a state of light directly projected from a reflector having the filament arranged vertically, that is, before the light distribution shape is adjusted by the
従って、遮光板41でカットする上方向に向かう光も多めとなると共に、下方に向かう光、言い換えれば車両の直前を照射する光も多くなり、この結果、直前の路面が必要以上に明るくなって、運転者の瞳孔が絞られ視感度が低下して遠方確認が困難となる問題を生じるものとなるので、上向き光のみ成らず近距離側に対しても光量をカットする必要を生じるものとなり、一層に光量の損失が増える。
Therefore, there is a lot of upward light that is cut by the
但し、図2でも明らかなように、フィラメントから放射された光の大部分が反射鏡で反射され、第二焦点に一旦収束した後にレンズ51に向かうものとなるので、光源に対する光束捕捉率は優れていると云える。
However, as is apparent from FIG. 2, most of the light emitted from the filament is reflected by the reflecting mirror and once converges on the second focal point and then travels toward the
図7は、前記フィラメントを横置き配置とした反射鏡から投影される光の状態を模式的に示したものであり、図5の正面図からも明らかなように、横置き配置の場合フィラメント像は、反射鏡には水平方向の線状、乃至は、円弧状(図は線状であるとして示す)として反射鏡に反射するものとなるので、光源の像G2の形状も水平方向の略線状のものとなり、上下に狭いビーム状となる。 FIG. 7 schematically shows the state of the light projected from the reflecting mirror in which the filament is placed horizontally. As is apparent from the front view of FIG. Is reflected on the reflecting mirror as a horizontal line or a circular arc (shown as being linear) in the reflecting mirror, so that the shape of the image G2 of the light source is also a substantially horizontal line. It becomes a shape, and it becomes a narrow beam shape up and down.
従って、遮光板41でカットする上向き光の量も少なめで良く、また、車両の直前を照射する明るい光も生じないので、そのための特別な対応を講じる必要もなく、カットする光量は少なくて済むものとなる。但し、図4でも明らかなようにフィラメントから反射鏡を介さないでレンズに達する直射光を生じるので、光源に対する光束捕捉率に関しては、縦置き配置のフィラメントのものに対して劣るものとなる。
Accordingly, the amount of upward light to be cut by the
この点を改善するものが本発明の構成であり、上記の説明のように光源から放射されてリフレクタ3の反射面3aに反射することなく投影レンズ5に入射するものとなっていた光は、本発明により設けられた回収用リフレクタ7bにより回収され、第二の楕円系リフレクタ8を介して第二の投影レンズ5Aから照明光として放射されるものとなる。よって、本発明の構成によれば、フィラメントを横置き配置としたときにも、それに起因する光量損失は生じないものとすることができる。
What improves this point is the configuration of the present invention. As described above, the light emitted from the light source and incident on the projection lens 5 without being reflected by the reflecting
図8は、本発明の構成による車両用照明灯具1によるすれ違い配光特性の形成の状態を示すものであり、例えば左側通行用のすれ違い配光には、路側にある道路標識などを確認するため、エルボなどと称されている左上がりの配光部分が必要とされるが、本発明においては、前記エルボの部分を含む配光形状D1は、ほぼ全方向に光を発している光源2を第一焦点の位置としている第一の楕円系リフレクタ3、第一の遮光板4、第一の投影レンズ5の側で形成している。
FIG. 8 shows a state of formation of a passing light distribution characteristic by the vehicular illumination lamp 1 according to the configuration of the present invention. For example, in a passing light distribution for left-hand traffic, a road sign on the road side is confirmed. However, in the present invention, the light distribution shape D1 including the elbow portion includes the
そして、光回収用楕円面6の第二焦点を第一焦点の位置としている第二の楕円系リフレクタ8、第二の遮光板4A、第二の投影レンズ5Aの側は、例えば、水平線以下の左右方向へ拡がる配光形状D2など、上記したエルボ部分などのように形状的に厳密な規定のない部分を形成するものとされている。
The second
本発明により、車両用照明灯具1を上記の構成としたことで、光源から発せられる光の内の従来は利用されていなかった光を回収用リフレクタ7a、7bにより捕捉し、この捕捉した光を第二の楕円系リフレクタ8、第二の遮光板4A、第二の投影レンズ5Aにより照射方向に投射するものとして、照射光として使用可能とするものとする。
According to the present invention, since the vehicular illumination lamp 1 has the above-described configuration, light that has not been conventionally used among light emitted from the light source is captured by the collecting
よって、光源2に対する光束利用率は向上し、同一の光源を使用したときにも、より明るい車両用照明灯具1の実現を可能として、例えば、より消費電力の少ない光源への代替を可能とするなど、省エネルギー性の向上も実現可能とするものとなる。
Therefore, the luminous flux utilization factor with respect to the
1…車両用照明灯具
1A…第一のプロジェクタ灯具
1B…第二のプロジェクタ灯具
2…光源
2a…フィラメント
3…第一の楕円系リフレクタ
4…第一の遮光板
4A…第二の遮光板
5…第一の投影レンズ
5A…第二の投影レンズ
6…光回収用楕円面
7a、7b…回収用リフレクタ
8…第二の楕円系リフレクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
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