JP4811422B2 - 車両用ヘッドランプ - Google Patents

Description

本発明は、車両用ヘッドランプに関する。

従来、車両用ヘッドランプとして、光源からの光を反射するメインリフレクタと、メインリフレクタの前方に配置された投影レンズと、投影レンズの後方に配置され、メインリフレクタからの反射光を部分的に遮蔽するシェードと、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１では、略楕円球面形状の第１サブリフレクタを、光源を一方の焦点とし投影レンズとメインリフレクタとの間に他方の焦点を有するように、投影レンズの上端部とメインリフレクタの上端部との間に配置するとともに、略楕円面形状の第２サブリフレクタを、第１サブリフレクタの他方の焦点を一方の焦点とし光源近傍に他方の焦点を有するように、投影レンズの下端部とメインリフレクタの下端部との間に配置し、光源から第１サブリフレクタに入射した光を第２サブリフレクタ及びメインリフレクタを介して前方に照射することで、配光パターンにおける所定箇所の照度を選択的に高めている。
特開２００６−５９５５５号公報

しかしながら、かかる従来の技術では、配光パターンにおける所定箇所の照度を選択的に高めるために、第１および第２サブリフレクタをそれぞれの焦点が上記位置となるように配置する必要があるため、組み付け時に高い精度が要求されることになり、生産性が悪いという問題があった。

そこで、本発明は、より簡単な構造で、配光パターンにおける所定箇所の照度を選択的に高めることのできる車両用ヘッドランプを得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、光源と、前記光源からの光を反射させるメインリフレクタと、前記メインリフレクタからの反射光を前方に照射する投影レンズと、配光パターンにカットオフラインを形成するエッジ部を有し、前記メインリフレクタから前記投影レンズに向かう反射光の一部を遮断するシェードと、前記光源近傍に第１焦点を有するとともに、前記シェードよりも前記投影レンズ側に第２焦点を有し、前記メインリフレクタと前記投影レンズとの間に配置される略楕円球面形状の第１サブリフレクタと、前記第１サブリフレクタの第２焦点の近傍に配置され、前記第１サブリフレクタで反射した反射光を前記シェードに向けて反射させる第２サブリフレクタと、を備え、前記第２サブリフレクタは、前記シェードの投影レンズ側に一体的に設けられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用ヘッドランプにおいて、前記第２サブリフレクタは、前記第１サブリフレクタで反射した反射光を前記シェードのエッジ部に向けて反射させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の車両用ヘッドランプにおいて、前記第１サブリフレクタは、前記投影レンズを支持するフレームに一体に形成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、第１サブリフレクタの第２焦点の近傍に配置され、第１サブリフレクタで反射した反射光をシェードに向けて反射させる第２サブリフレクタを、当該シェードの投影レンズ側に設けたため、光源から第１サブリフレクタに向けて照射された光を、第１サブリフレクタから第２サブリフレクタに向けて反射させ、第２サブリフレクタからシェードに向けて反射させ、シェードから前方に位置する投影レンズに向けて反射させることができる。このように、光源から第１サブリフレクタに向けて照射された光を、第１サブリフレクタ、第２サブリフレクタおよびシェードを介して前方に向けて反射させ、投影レンズを介して前方に照射させることで、配光パターンの所定箇所の照度を選択的に高めることができるようになる。

また、第２サブリフレクタを、シェードの投影レンズ側に一体的に設けたため、車両用ヘッドランプの構造をより簡素化することができる上、第２サブリフレクタがシェードに対して位置ずれしてしまうのを抑制することができるため、第２サブリフレクタからの反射光を配光パターンの所定箇所に精度よく照射することができる。

請求項２に記載の発明によれば、第２サブリフレクタからの反射光をシェードのエッジ部に反射させるようにしたため、第２サブリフレクタからの反射光を配光パターンに形成されたカットオフラインの近傍に精度よく照射することができる。

請求項３に記載の発明によれば、第１サブリフレクタを、投影レンズを支持するフレームに一体に形成しているため、車両用ヘッドランプの構造をより一層簡素化することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る車両用ヘッドランプを図に基づいて詳細に説明する。以下では、プロジェクタタイプの車両用ヘッドランプを例示する。

図１は、本実施形態にかかる車両用ヘッドランプの側面図、図２は、図１のＡ部分の拡大図、図３は、車両用ヘッドランプの配光パターンを示す図、図４は、図３のＢ−Ｂ線における断面照度を示すグラフである。なお、図面において、符号「ＶＵ−ＶＤ」は、スクリーンの上下の垂直線を示し、符号「ＨＬ−ＨＲ」は、スクリーンの左右（ドライバー側から前方を見た場合の左右）の水平線を示している。

本実施形態にかかる車両用ヘッドランプ１０は、光源としての発光部１１ａを有するバルブ１１と、発光部１１ａから照射された光を反射させるメインリフレクタ１５と、当該メインリフレクタ１５からの反射光を前方に照射するプロジェクタレンズ（投影レンズ）１２と、当該プロジェクタレンズ１２を取り付けるフレーム１６と、メインリフレクタ１５からプロジェクタレンズ１２に向かう反射光のうちの一部（本実施形態では下側）を遮断するシェード１３とを備えている。

バルブ１１は、図１に示すように、発光部１１ａが光軸Ｏ上に位置するとともに、バルブ軸線が光軸Ｏと同軸となるように配置されている。

このバルブ１１としては、いわゆるメタルハライドランプなどの高圧金属蒸気放電灯、高輝度放電灯（ＨＩＤ）、ハロゲン電球、白熱電球等が用いられる。

メインリフレクタ１５には、光軸Ｏを中心軸とする略楕円球面形状の反射面１５ａが形成されており、この反射面１５ａには、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されている。また、メインリフレクタ１５の後側にはバルブ１１を取り付けるための取付孔１４が形成されている。

本実施形態では、略楕円球面形状の反射面１５ａは、その第１焦点Ｆ２が、取付孔１４にバルブ１１を取り付けた状態における発光部１１ａの略中心部に位置するとともに、第２焦点Ｆ３が、光軸Ｏ上のシェード１３よりも若干投影レンズ側に位置するように設定されている。

プロジェクタレンズ１２は、非球面レンズの凸レンズであり、プロジェクタレンズ１２の前側は凸非球面をなし、プロジェクタレンズ１２の後側は平非球面をなしている。本実施形態では、プロジェクタレンズ１２は、フレーム１６に取り付けられており、このフレーム１６がメインリフレクタ１５に固定されている。

このとき、プロジェクタレンズ１２は、プロジェクタレンズ１２の焦点Ｆ１が後述するシェード１３のエッジ部１３ｂの前後方向略中央部に位置するとともに、プロジェクタレンズ１２の光軸が、バルブ１１の光軸Ｏと略一致するように固定されている。

さらに、本実施形態では、フレーム１６の上端部後方に、第１サブリフレクタ１７がフレーム１６と一体に設けられている。すなわち、図１に示すように、第１サブリフレクタ１７は、メインリフレクタ１５の上端部の前方に形成されている。

この第１サブリフレクタ１７には、略楕円球面形状の反射面１７ａが形成されており、この反射面１７ａにもアルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されている。

そして、第１サブリフレクタ１７の反射面１７ａは、その第１焦点Ｆ４が発光部１１ａの近傍に位置するとともに、第２焦点Ｆ５が、光軸Ｏ上かつシェード１３よりもプロジェクタレンズ１２側に位置するように設定されている。

シェード１３は、フレーム１６、第１サブリフレクタ１７およびメインリフレクタ１５で囲まれる内部空間に配置されており、メインリフレクタ１５で反射してプロジェクタレンズ１２に向かう光のうち下側の光を遮断し、当該プロジェクタレンズ１２から前方に照射されないようにするものであり、メインリフレクタ１５に固定されている。具体的には、シェード１３は、図１に示すように、シェード１３の下部をメインリフレクタ１５の前側下端部に取り付けることで、メインリフレクタ１５に固定されている。

本実施形態では、シェード１３は、略板状の本体部１３ａを備えており、この本体部１３ａの上部には、配光パターンにカットオフラインＣＬを形成するエッジ部１３ｂが形成されている。このエッジ部１３ｂの天面部１３ｃにはアルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されており、メインリフレクタ１５の上部で反射して下方に向かう光を天面部１３ｃで反射させて上向きの光とし、天面部１３ｃで反射させた反射光を、プロジェクタレンズ１２を介して前方に向けて照射させるようにしている。

さらに、シェード１３のエッジ部１３ｂの近傍のプロジェクタレンズ１２側に、上方かつ前方に傾斜した略板状の傾斜部（第２サブリフレクタ）１８が一体に形成されている。

この傾斜部１８は、当該傾斜部１８の先端１８ａがシェード１３の天面部１３ｃよりも下方に位置するように形成されている。

本実施形態では、傾斜部１８は、天面部１３ｃが光軸Ｏよりも若干上方に位置するようにシェード１３をメインリフレクタ１５に固定した状態で、傾斜部１８の先端１８ａが光軸Ｏよりも若干下方に位置するように形成されている。

また、傾斜部１８は、上述した第１サブリフレクタ１７の第２焦点Ｆ５の近傍に形成されている。本実施形態では、第１サブリフレクタ１７の第２焦点Ｆ５が、光軸Ｏ方向において、エッジ部１３ｂの前面１３ｄと傾斜部１８の先端１８ａとの略中間位置に設けられている。

そして、エッジ部１３ｂの前面１３ｄおよび傾斜部１８の後側傾斜面１８ｂにもアルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されている。このように、本実施形態では、傾斜部１８の後側傾斜面１８ｂ、エッジ部１３ｂの天面部１３ｃおよび前面１３ｄを反射面として機能させている。なお、傾斜部１８の後側傾斜面１８ｂが第２サブリフレクタの反射面に相当している。

また、本実施形態では、第１サブリフレクタ１７の第２焦点Ｆ５の位置、第１サブリフレクタ１７から後側傾斜面１８ｂに入射する光の角度、傾斜部１８のシェード１３の本体部１３ａに対する角度等を適宜設定し、バルブ１１の発光部１１ａから照射し、第１サブリフレクタ１７、後側傾斜面１８ｂおよびシェード１３の前面１３ｄを介して反射させた光が、プロジェクタレンズ１２を介してカットオフラインＣＬに沿って照射されるようにしている。

なお、各反射面の表面の粗さや表面処理方法等を適宜設定し各反射面の反射率を変化させることで、第１サブリフレクタ１７、後側傾斜面１８ｂおよびシェード１３の前面１３ｄを介して反射させた光の照射量を調節することも可能である。

以上の構成の車両用ヘッドランプ１０によれば、まず、バルブ１１を点灯すると、バルブ１１の発光部１１ａが発光する。そして、発光部１１ａからメインリフレクタ１５および第１サブリフレクタ１７に向けて光が照射される。

このとき、メインリフレクタ１５に照射された光は、当該メインリフレクタ１５の第２焦点Ｆ３に向けて反射する。

ここで、メインリフレクタ１５の光軸Ｏを含む水平面よりも上方で反射された光は、一部が、シェード１３の上方を通過してシェード１３よりも前方に位置するメインリフレクタ１５の第２焦点Ｆ３に集光され、第２焦点Ｆ３を通ってプロジェクタレンズ１２の下部に向かって拡散され、プロジェクタレンズ１２を介して前方に照射される（図１のＬ１参照）。また、メインリフレクタ１５の光軸Ｏを含む水平面よりも上方で反射された光の一部は、シェード１３の天面部１３ｃにて反射し、上向きの光となって前方に位置するプロジェクタレンズ１２に集光されて当該プロジェクタレンズ１２を介して前方に照射される（図１のＬ２参照）。

なお、メインリフレクタ１５の光軸Ｏを含む水平面よりも下方で反射された光は、前方に位置するシェード１３によって遮られる。

この結果、図３に示すように、カットオフラインＣＬを有するメイン配光パターンＭＰが得られる。

一方、メインリフレクタ１５よりも前方に位置する第１サブリフレクタ１７に照射された光は、当該第１サブリフレクタ１７の第２焦点Ｆ５に向けて反射する。そして、第１サブリフレクタ１７によって反射された光は、第２焦点Ｆ５に集光され、第２焦点Ｆ５の近傍に設けられた傾斜部１８の後側傾斜面１８ｂに向かって拡散され、傾斜部１８の後側傾斜面１８ｂにてシェード１３のエッジ部１３ｂの前面１３ｄに向けて反射する。そして、傾斜部１８の後側傾斜面１８ｂにて反射された光は、エッジ部１３ｂの前面１３ｄにて前方かつ上方に向けて反射し、プロジェクタレンズ１２を介して前方に照射される（図１のＬ３参照）。

こうして、図３に示すように、カットオフラインＣＬに沿うように配光されるサブ配光パターンＳＰが得られる。

その結果、車両用ヘッドランプ１０の配光パターンとして、図３に示すようなカットオフラインＣＬに沿って照度が高められた車両用ヘッドランプ１０の配光パターンＬＰ（メイン配光パターンＭＰとサブ配光パターンＳＰとを合わせたもの）が得られる。

さらに、本実施形態では、第１サブリフレクタ１７、後側傾斜面１８ｂおよびシェード１３の前面１３ｄを介して反射させた光の照射位置および照射量を調節することで、カットオフラインＣＬ近傍の断面照度分布が、図４に示すように、破線（メイン配光パターンＭＰだけの場合）から実線（メイン配光パターンＭＰとサブ配光パターンＳＰとを合わせた場合）へと変化し、カットオフラインＣＬ近傍における照度勾配、すなわち、断面照度の低下量を上下方向の位置の変化量（上方を正とする）で除した値が緩やかになるようにしている。

以上の本実施形態によれば、第１サブリフレクタ１７の第２焦点Ｆ５の近傍に配置され、第１サブリフレクタ１７で反射した光をシェード１３のエッジ部１３ｂの前面１３ｄに向けて反射させる傾斜部（第２サブリフレクタ）１８を、当該シェード１３のプロジェクタレンズ（投影レンズ）１２側に設けることで、発光部（光源）１１ａから第１サブリフレクタ１７に向けて照射された光を、第１サブリフレクタ１７から傾斜部１８に向けて反射させ、傾斜部１８の後側傾斜面１８ｂからシェード１３の前面１３ｄに向けて反射させ、シェード１３の前面１３ｄからシェード１３よりも前方に位置するプロジェクタレンズ１２に向けて反射させることができるようになる。このように、発光部１１ａから第１サブリフレクタ１７に向けて照射された光を、第１サブリフレクタ１７、傾斜部１８およびシェードを介して前方に向けて反射させ、プロジェクタレンズ１２を介して前方に照射させることで、メイン配光パターンＭＰの所定箇所の照度を選択的に高めた配光パターンＬＰを得ることができ、車両用ヘッドランプ１０の視認性を高めることができる。

また、傾斜部１８を、シェード１３のプロジェクタレンズ１２側に一体に設けたため、車両用ヘッドランプ１０の構造をより簡素化することができる。

さらに、傾斜部１８を、シェード１３のプロジェクタレンズ１２側に一体に設けることで、傾斜部１８がシェード１３に対して位置ずれしてしまうのを抑制することができ、傾斜部１８からの反射光を配光パターンの所定箇所に精度よく照射することができる。

また、本実施形態によれば、傾斜部１８からの反射光を、メイン配光パターンＭＰにカットオフラインＣＬを形成するエッジ部１３ｂにて反射させるようにしたため、傾斜部１８からの反射光をメイン配光パターンＭＰに形成されたカットオフラインＣＬの近傍に精度よく照射することができる。

その結果、エッジ部１３ｂにて反射した光がメイン配光パターンＭＰのカットオフラインＣＬの外側に照射されてしまうのを抑制することができ、グレアが生じてしまうのを抑制することができる。

また、メイン配光パターンＭＰに形成されたカットオフラインＣＬに沿う領域（サブ配光パターンＳＰ）の照度を高めるようにすることで、カットオフラインＣＬ近傍における断面照度の照度勾配を緩やかにすることができるため、メイン配光パターンＭＰのみの場合に比べて、カットオフラインＣＬ近傍における配光パターンＬＰの輪郭内外の明暗差を緩和することができ、より違和感のない配光パターンとすることが可能となる。

さらに、本実施形態によれば、第１サブリフレクタ１７を、プロジェクタレンズ１２を支持するフレーム１６に一体に形成しているため、車両用ヘッドランプ１０の構造をより一層簡素化することができるという利点もある。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、第２サブリフレクタをシェードに一体に設けているが、別部材の第２サブリフレクタをシェードに設けるようにしてもよい。

本発明の一実施形態にかかる車両用ヘッドランプの側面図。 図１のＡ部分の拡大図。 配光パターンを示す図。 図３のＢ−Ｂ線における断面照度を示すグラフ。

符号の説明

１０ プロジェクタ型ヘッドランプ
１１ バルブ
１１ａ 発光部（光源）
１２ プロジェクタレンズ（投影レンズ）
１３ シェード
１３ｂ エッジ部
１５ メインリフレクタ
１６ フレーム
１７ 第１サブリフレクタ
１８ 傾斜部（第２サブリフレクタ）

Claims (3)

1. 光源と、
   前記光源からの光を反射させるメインリフレクタと、
   前記メインリフレクタからの反射光を前方に照射する投影レンズと、
   配光パターンにカットオフラインを形成するエッジ部を有し、前記メインリフレクタから前記投影レンズに向かう反射光の一部を遮断するシェードと、
   前記光源近傍に第１焦点を有するとともに、前記シェードよりも前記投影レンズ側に第２焦点を有し、前記メインリフレクタと前記投影レンズとの間に配置される略楕円球面形状の第１サブリフレクタと、
   前記第１サブリフレクタの第２焦点の近傍に配置され、前記第１サブリフレクタで反射した反射光を前記シェードに向けて反射させる第２サブリフレクタと、
   を備え、
   前記第２サブリフレクタは、前記シェードの投影レンズ側に一体的に設けられていることを特徴とする車両用ヘッドランプ。
2. 前記第２サブリフレクタは、前記第１サブリフレクタで反射した反射光を前記シェードのエッジ部に向けて反射させることを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドランプ。
3. 前記第１サブリフレクタは、前記投影レンズを支持するフレームに一体に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用ヘッドランプ。

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