JP5229471B2 - Projector type headlamp - Google Patents
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Description
本発明はプロジェクター型ヘッドランプに係り、特にすれ違いビーム用配光パターン及びオーバーヘッド用配光パターンを形成するプロジェクター型ヘッドランプに関する。 The present invention relates to a projector-type headlamp, and more particularly to a projector-type headlamp that forms a light distribution pattern for passing beams and a light distribution pattern for overhead.
図4は、特許文献1に開示されたプロジェクター型ヘッドランプ100の構成を示した縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the projector-
同図に示すプロジェクター型ヘッドランプ100は、投影レンズ110、光源120、投影レンズ110と光源120との間に配置されたシェード130、光源120を包囲するように配置されるとともに光源120からの光を反射する第1反射面140、シェード130の投影レンズ110側に配置されるとともに第1反射面140からの反射光を反射する第2反射面150等から構成されている。また、第2反射面150は、シェード130に連結板152を介して取り付けられている。
The projector-
このプロジェクター型ヘッドランプ100によれば、光源120からの光は、第1反射面140によって反射され、投影レンズ110の焦点付近に集光された後、投影レンズ110を透過する。これにより図5の如く、シェード130によって規格される明暗境界線(カットオフライン)CLを有する、すれ違いビーム用配光パターンP1が形成される。
According to the
また、図4の光源120からの光は、第1反射面140によって反射され、その反射光の一部が第2反射面150によって、すれ違いビーム用配光パターンP1の上方に向けて反射される。これにより図5の如く、オーバーヘッド用配光パターンP2を、すれ違いビーム用配光パターンP1の上方に形成することができる。なお、オーバーヘッド用配光パターンP2の明るさは、すれ違いビーム用配光パターンP1の明るさの約1%程度に規定されている(日本配光規格:道路運送車両の保安基準、米国配光規格:FMVSS108、欧州配光規格:ECE REG,98(キセノンランプ)、ECE REG,112(ハロゲンランプ)。
しかしながら、図4に示した従来のプロジェクター型ヘッドランプ100は、オーバーヘッド用配光パターンP2を形成するために第2反射面150を有しているので、この第2反射面150とシェード130との相互の取り付け交差及びばらつきにより安定したオーバーヘッド用配光パターンP2が得られないという欠点があった。
However, since the conventional projector-
要するに、第2反射面150は、シェード130に対して微妙な傾斜角度で取り付けなければならず、その傾斜角度が微少にずれた場合でも良好なオーバーヘッド用配光パターンP2を得ることができなかった。つまり、従来のプロジェクター型ヘッドランプ100は投影レンズ110、光源120、シェード130、第1反射面140、第2反射面150をそれぞれ組み立てることによって構成されるが、このように部品点数が多いと、その取り付け誤差も大きくなる。このような場合に、第2反射面150をシェード130に単に取り付けただけでは、その誤差により安定したオーバーヘッド用配光パターンP2を得ることができず、このような場合には、第2反射面150の傾斜角度調整に非常に手間がかかっていた。
In short, the second reflecting
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来の欠点を引き起こす原因となっていた第2反射面を無くすことにより、簡単な構成で安定したオーバーヘッド用配光パターンを得ることができるプロジェクター型ヘッドランプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and obtains a stable overhead light distribution pattern with a simple configuration by eliminating the second reflecting surface that has caused the conventional defects. An object of the present invention is to provide a projector-type headlamp that can be used.
本発明は、前記目的を達成するために、投影レンズ、光源、前記投影レンズと前記光源との間に配置されたシェード、及び前記光源を包囲するように配置されるとともに前記光源が発光した光を反射し、前記シェード上縁近傍に設定された焦点に集光させた後、前記投影レンズを介して前方に照射し、すれ違いビーム用配光パターンを形成する反射面を有するプロジェクター型ヘッドランプにおいて、前記シェードは、透明部材を含むとともに該透明部材の少なくとも一部分には光を透過させない不透過処理層が施され、前記透明部材の前記不透過処理層には、オーバーヘッド用配光パターンを形成するために必要な透過光量を得るための複数の微細な穴を設けてある透光部が形成され、前記透明部材は、前記シェードのオーバーヘッド用配光パターンを形成するための必要な部分に配置され、前記透光部を透過した光によってオーバーヘッド用配光パターンが形成され、前記不透過処理層に形成された前記透光部の複数の微細な穴は、該不透過処理層をレーザエッチングにより除去することにより形成され、前記透光部の複数の微細な穴は、前記透明部材が回折格子として機能するように径が1ミクロン以下であることを特徴とするプロジェクター型ヘッドランプを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a projection lens, a light source, a shade disposed between the projection lens and the light source, and a light that is disposed so as to surround the light source and emitted from the light source. In a projector-type headlamp having a reflecting surface that irradiates forward through the projection lens and forms a light distribution pattern for a low beam after being focused on a focal point set near the upper edge of the shade The shade includes a transparent member, and at least a part of the transparent member is provided with an opaque process layer that does not transmit light, and an overhead light distribution pattern is formed on the opaque process layer of the transparent member. A transparent portion having a plurality of fine holes for obtaining a necessary transmitted light amount is formed, and the transparent member is arranged for overhead of the shade. Arranged a necessary portion for forming a pattern, said by light passing through the transparent portion overhead light distribution pattern is formed, a plurality of minute holes of the said light transmitting portion formed on the opaque processing layer is formed by removing by laser etching the unmoving permeabilized layer, a plurality of minute holes of the translucent portion has a diameter 1 micron der less Rukoto as the transparent member functions as a diffraction grating A projector type headlamp characterized by the above is provided.
本発明によれば、シェードの透明部材の一方面(光源側面でも投影レンズ側面でもよい)の少なくとも一部分に光不透過処理層(金属反射皮膜を蒸着、又は塗料を塗装)を施す。そして、透明部材の不透過処理層に、オーバーヘッド用配光パターンを形成するために必要な透過光量を得るための複数の微細な穴を設けてある透光部を形成し、この透明部材を、シェードのオーバーヘッド用配光パターンを形成するための必要な部分に配置する。これにより、複数の微細な穴を設けてある透光部を透過した光によってオーバーヘッド用配光パターンを形成することができる。したがって、本発明によれば、従来の欠点を引き起こす原因となっていた第2反射面を無くすことができ、シェードだけの構成によってオーバーヘッド用配光パターンを形成できるので、簡単な構成となり安定したオーバーヘッド用配光パターンを得ることができる。 According to the present invention, a light-impermeable treatment layer (a metal reflective film is deposited or a paint is applied) is applied to at least a part of one surface (which may be the light source side surface or the projection lens side surface) of the transparent member of the shade. And, in the non-transparent processing layer of the transparent member, a transparent portion provided with a plurality of fine holes for obtaining a transmitted light amount necessary for forming the overhead light distribution pattern is formed, and this transparent member is The shade is disposed in a necessary portion for forming a light distribution pattern for overhead. Thereby, the overhead light distribution pattern can be formed by the light transmitted through the light transmitting portion provided with a plurality of fine holes. Therefore, according to the present invention, it is possible to eliminate the second reflecting surface that has caused the conventional drawbacks, and it is possible to form an overhead light distribution pattern only by the configuration of the shade. A light distribution pattern can be obtained.
また、本発明によれば、前記不透過処理層に形成された前記透光部の複数の微細な穴は、該不透過処理層をレーザエッチングにより除去することにより形成されるので、複数の微細な穴を容易に形成することができる。 Further, according to the present invention, the plurality of minute holes of the translucent portion formed on the opaque processing layer so formed is removed by laser etching said non permeabilized layer, the number of double Fine holes can be easily formed.
また、前記透光部の微細な穴は、径が1ミクロン以下である。前記穴が単なる大径穴や貫通孔であると、光がその穴(孔)をそのまま通過してしまうので、オーバーヘッド用配光パターンの光としては明るさが強過ぎてしまい、明るさの規格を満足しない。つまり、本発明は、不透過処理層に複数の微細な穴を形成することにより透明部材を回折格子として構成し、透明部材から発散される明るさの弱い干渉波光によって、明るさが規格内に収まるオーバーヘッド用配光パターンを得るものである。
Further, the fine holes of the translucent portion has a diameter Ru der than 1 micron. If the hole is just a large-diameter hole or a through-hole, the light passes through the hole (hole) as it is, so the brightness is too strong for the light of the overhead light distribution pattern. Not satisfied. That is, according to the present invention, the transparent member is configured as a diffraction grating by forming a plurality of fine holes in the non-transparent processing layer, and the brightness is within the specification by the weak interference wave light emitted from the transparent member. A light distribution pattern for overhead that fits is obtained.
なお、回折格子として構成される微細な穴からなる透光部とは、遮光部に微細な開口を複数設けたもので、光の回折現象を利用するものである。光の回折現象とは、本来、光は直進する性質を持っているが、光が障害物の裏側に回り込んで、光には本来到達不可能であるはずの領域に光が到達する現象である。回折格子とは、この光の回折現象を利用して例えば、微細な溝が平行に刻まれている板状の素子光が通過できる部分を設け、その部分を通過した光が回折して相互に干渉し、スクリーン上に明瞭な明線を生じさせるための装置である。このような回折格子の作用に基づき本願の構成では光源から出た光や光源から反射体で反射された光がシェードの不透過処理層に設けられた複数の微細な透光部に入射され、前記透光部に入射した光は周期的な干渉縞を生み出し配光が得られる効果があるものとなる。したがって、回折現象を利用するものであれば、円穴に限らず、微細な溝などでも良く、それらも含めて穴として説明する。 In addition, the translucent part which consists of a fine hole comprised as a diffraction grating is what provided the multiple fine opening in the light-shielding part, and utilizes the diffraction phenomenon of light. The light diffraction phenomenon is a phenomenon in which light originally travels straight, but the light travels to the back of the obstacle and the light reaches the area that should not be able to reach the light. is there. The diffraction grating uses this diffraction phenomenon of light, for example, to provide a part where plate-like element light in which fine grooves are engraved in parallel can pass, and the light passing through that part is diffracted and mutually A device for interfering and producing a clear bright line on the screen. Based on the action of such a diffraction grating, in the configuration of the present application, the light emitted from the light source and the light reflected by the reflector from the light source are incident on a plurality of fine light transmitting portions provided in the opaque processing layer of the shade, The light incident on the translucent part produces periodic interference fringes and has an effect of obtaining light distribution. Therefore, as long as the diffraction phenomenon is used, the hole is not limited to a circular hole but may be a minute groove or the like.
また、本発明によれば、前記透光部の複数の微細な穴は、前記必要な部分の中心から遠ざかるに従って穴径が小さく、又は穴の密度が小さくなるように形成されることが好ましい。 According to the present invention, it is preferable that the plurality of fine holes in the light transmitting portion are formed so that the hole diameter decreases or the hole density decreases as the distance from the center of the necessary portion increases.
これにより、本発明によれば、オーバーヘッド用配光パターンの中央部から周囲に向って明るさが暗くなるオーバーヘッド用配光パターンを形成できる。このため、オーバーヘッド用配光パターンの周囲がその外部(暗部)とつながりのある配光特性となるので、運転手に違和感を与えないオーバーヘッド用配光パターンとなる。 As a result, according to the present invention, it is possible to form an overhead light distribution pattern in which the brightness decreases from the center of the overhead light distribution pattern toward the periphery. For this reason, since the periphery of the overhead light distribution pattern has a light distribution characteristic connected to the outside (dark part), the overhead light distribution pattern does not give the driver a sense of incongruity.
また、本発明によれば、前記透明部材は耐熱ガラスであることが好ましい。 Further, according to the present invention, the transparent member is preferably heat-resistant glass.
プロジェクター型ヘッドランプの光源としてはキセノンランプ、又はハロゲンランプが一般的に使用されており、このような光源であると、シェード付近の温度は200〜300℃と高温になる。よって、透明部材としてはアクリル、塩化ビニル等の透明樹脂よりも600℃程度の高温に耐え得る耐熱ガラスであることが耐久性の観点から好ましい。 A xenon lamp or a halogen lamp is generally used as the light source of the projector-type head lamp. With such a light source, the temperature near the shade is as high as 200 to 300 ° C. Therefore, the transparent member is preferably a heat-resistant glass that can withstand a high temperature of about 600 ° C. as compared with transparent resins such as acrylic and vinyl chloride.
シェードの耐熱ガラス以外の部分を金属製とすることもできるが、この場合、耐熱ガラスと金属製部品とによる組み立て工程が増えるので、シェード全体を耐熱ガラスとすることが好ましい。この場合、シェードの透明部材以外の部分には、遮光処理を施すことが必要となる。 Although parts other than the heat-resistant glass of the shade can be made of metal, in this case, an assembly process using the heat-resistant glass and the metal parts is increased, so that the entire shade is preferably made of heat-resistant glass. In this case, it is necessary to perform a light shielding process on portions other than the transparent member of the shade.
本発明に係るプロジェクター型ヘッドランプによれば、従来の欠点を引き起こす原因となっていた第2反射面を無くすことができ、シェード単体によってオーバーヘッド用配光パターンを形成することができるので、簡単な構成となり安定したオーバーヘッド用配光パターンを得ることができる。 According to the projector-type headlamp according to the present invention, the second reflecting surface that causes the conventional defects can be eliminated, and the overhead light distribution pattern can be formed by the shade alone. As a result, a stable overhead light distribution pattern can be obtained.
以下添付図面に従って、本発明に係るプロジェクター型ヘッドランプの好ましい実施の形態について詳説する。 A preferred embodiment of a projector type headlamp according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、実施の形態のプロジェクター型ヘッドランプ10の構成を示した縦断面図である。同図に示すプロジェクター型ヘッドランプ10は、ランプ光軸Axの前方側から後方に向けて投影レンズ12、シェード14、キセノンランプ(光源)16、及び反射面18が配置されて構成される。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a
投影レンズ12は凸レンズで構成され、入射面12A及び出射面12Bを備えるとともに、キセノンランプ16側であって、シェード14の上縁部14Aの近傍に焦点Fを備えている。この投影レンズ12は、その光軸をランプ光軸Axに一致させた状態で配置されている。
The
投影レンズ12の入射面12Aは、反射面18からの反射光である、すれ違いビーム用配光パターンP1(図3参照)を形成するための光、及びオーバーヘッド用配光パターンP2(図3参照)を形成するための光が投影レンズ12の内部に入射する光入口としての面であり、平面として形成されている。なお、オーバーヘッド用配光パターンP2を形成するための光は、図2に示すようにシェード14のオーバーヘッド用配光パターンP2を形成するための必要な部分(図2の二点鎖線で示す範囲)Aを通過して投影レンズ12の入射面12Aから投影レンズ12の内部に入射する。
The
投影レンズ12の出射面12Bは、入射面12Aから投影レンズ12の内部に入射した、すれ違いビーム用配光パターンP1を形成するための光、及びオーバーヘッド用配光パターンP2を形成するための光を外部に向けて出射する面であり、凸面として形成されている。
The
なお、実施の形態では光源としてキセノンランプ16を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、ハロゲンランプ、白熱電球等の光源バルブ、放電管、あるいは、単色又はRGB三色の複数又は一つのLEDチップをパッケージ化したLEDパッケージ等のLED光源を例示できる。これらの光源がキセノンランプ16、前記光源バルブ、放電管である場合は、その長手方向をランプ光軸Axに沿わせた状態でランプ光軸Ax上に配置される。
In the embodiment, the
シェード14は、反射面18からの反射光の一部を遮光し、すれ違いビーム用配光パターンP1(図3参照)のカットオフラインCLを形成するための部材であり、図1の如く上縁部14Aを投影レンズ12の焦点Fの近傍に位置させた状態で投影レンズ12とキセノンランプ16との間に配置されている。また、このシェード14には、図2に示したようにオーバーヘッド用配光パターンP2を形成するための光が通過する部分Aが形成されている。このシェード14の詳細構造については後述する。
The
図1に示す反射面18は、キセノンランプ16を包囲するように配置されている。この反射面18は、例えば、その第1焦点がキセノンランプ16の付近(図1中F1で示す位置)に設定され、第2焦点が投影レンズ12の焦点F(図1中F2で示す位置)に設定された回転楕円系の反射面である。
The reflecting
また、反射面18は、回転楕円系の反射面とし、キセノンランプ16から放射された光の一部が詳細には図2に示す複数の微細な穴からなる透光部20に入射するような位置に設けられる。また、複数の微細な穴からなる透光部20に向けてキセノンランプ16の光を積極的に反射させるために、反射面18の一部を、放物柱反射面等を設けた複合反射面とすることもできる。
Further, the reflecting
次に、シェード14の構成について説明する。
Next, the configuration of the
実施の形態のシェード14は、透明部材で構成されている。透明部材としてはアクリル、塩化ビニル等の透明樹脂、又は耐熱ガラスを例示できるが、キセノンランプ16を使用する実施の形態のプロジェクター型ヘッドランプ10においては、シェード14付近の温度が200〜300℃の高温となるため、前記透明樹脂よりも600℃程度の高温に耐え得る前記耐熱ガラスであることが耐久性の観点から好ましい。
The
また、シェード14のキセノンランプ16側の全面には、光を透過させない不透過処理が施されている。この不透過処理は、その面に金属反射皮膜を蒸着したり、塗料を塗装したりすることにより行われる。なお、この不透過処理は、投影レンズ12側の面に施してもよいが両面に施すものではない。すなわち、不透過処理層は、シェード14の両面のうち、一方面(少なくとも一部分)に施せばよい。
Further, the entire surface of the
そして、シェード14は、その不透過処理が施された面上において、図3のオーバーヘッド用配光パターンP2を形成するための必要な部分A(図2参照)に、オーバーヘッド用配光パターンP2を形成するために必要な透過光量を得るための複数の微細な穴(透光部)20、20…が形成されている。すなわち、実施の形態のプロジェクター型ヘッドランプ10によれば、シェード14に形成された複数の微細な穴20、20…を透過した光によってオーバーヘッド用配光パターンP2を形成する。
Then, the
したがって、実施の形態のプロジェクター型ヘッドランプ10によれば、従来の欠点を引き起こす原因となっていた第2反射面(図4の符号150)を無くすことができ、シェード14だけの構成によってオーバーヘッド用配光パターンP2を形成できるので、簡単な構成となり安定したオーバーヘッド用配光パターンP2を得ることができる。
Therefore, according to the
なお、シェード14に形成される前記穴20が単なる大径穴や貫通孔であると、光がその穴(孔)20をそのまま通過してしまうので、オーバーヘッド用配光パターンP2の光としては明るさが強過ぎてしまい、明るさの規格を満足しない。オーバーヘッド用配光パターンP2の光は、道路標識を照射するものであり、路面を照射するすれ違いビーム用配光パターンP1の明るさに対して約1〜2.5%程度の明るさに規定されている。つまり、実施の形態のプロジェクター型ヘッドランプ10は、シェード14に複数の微細な穴20、20…を形成することによりシェード14自体を回折格子として構成し、シェード14の投影レンズ12側の面から発散される明るさの弱い干渉波光によって、明るさが規格内に収まるオーバーヘッド用配光パターンP2を得るものである。
If the
また、シェード14に形成された複数の微細な穴20、20…は、前記不透過処理による不透過処理層をレーザエッチングにより除去することにより形成されることが好ましい。これにより、干渉波光を発生させる微細な穴20、20…をシェード14に容易に形成することができる。
Further, the plurality of
更に、複数の微細な穴20、20…は、前記必要な部分Aの中心から遠ざかるに従って穴径が小さく、又は穴の密度が小さくなるように形成されることが好ましい。これにより、オーバーヘッド用配光パターンP2の中央部から周囲に向って明るさが暗くなるオーバーヘッド用配光パターンP2を形成でき、オーバーヘッド用配光パターンP2の周囲がその外部(暗部)とつながりのある配光特性となるので、運転手に違和感を与えないオーバーヘッド用配光パターンP2となる。
Further, the plurality of
図3に示したオーバーヘッド用配光パターンP2は、オーバーヘッド用配光パターンP2の中央部を含むその近傍エリアの穴20、20…の穴径を大きく、又は穴20、20…の密度を高くし、かつ前記近傍エリアの外側からオーバーヘッド用配光パターンP2の外周部に向けて穴径を小さく、又は穴の密度を小さくした場合の配光パターンが示されている。これにより図3の如く、前記近傍エリアに対応する配光パターンP3は明るく、配光パターンP3の外側の配光パターンP4は、配光パターンP3よりも暗くなり、外部(暗部)とつながりのある配光特性となる。このように、シェード14の必要な部分Aに形成される穴20の穴径、密度を必要な部分A内において適宜調整することにより、オーバーヘッド用配光パターンP2内において、様々な配光パターンを容易に形成することができる。
The overhead light distribution pattern P2 shown in FIG. 3 increases the hole diameter of the
キセノンランプ16から直接出た光、及び又はキセノンランプ16から出た光が反射面18で集光され反射した光は、シェード14のキセノンランプ16と向かい合う面の上縁近傍(図2に示すA)に位置する不透過処理層へ照射され、この不透過処理層の穴20、20…を通過した光は配光規格ポイント上に照射される。特に、上縁近傍の箇所に透光部を設けることで、反射面全体を回転楕円反射面とした場合であっても配光パターンP1を得る際に遮断している光を有効に活用することができるからである。
The light directly emitted from the
以上の如く、実施の形態のプロジェクター型ヘッドランプ10によれば、その構造上、シェード14上に配置されている規格ポイント(図2に示す範囲A)を通る光は、必ずスクリーン上の規格ポイント上に照射されるため、配光安定性に優れるという利点がある。この範囲Aの透過率を制御するため、ムラにならないオーバーヘッド用配光パターンP2を形成することができる。
As described above, according to the
10…プロジェクター型ヘッドランプ、12…投影レンズ、14…シェード、16…キセノンランプ、18…反射面、20…穴、P1…すれ違いビーム用配光パターン、P2…オーバーヘッド用配光パターン、P3…配光パターン、P4…配光パターン
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記シェードは、透明部材を含むとともに該透明部材の少なくとも一部分には光を透過させない不透過処理層が施され、
前記透明部材の前記不透過処理層には、オーバーヘッド用配光パターンを形成するために必要な透過光量を得るための複数の微細な穴を設けてある透光部が形成され、
前記透明部材は、前記シェードのオーバーヘッド用配光パターンを形成するための必要な部分に配置され、前記透光部を透過した光によってオーバーヘッド用配光パターンが形成され、
前記不透過処理層に形成された前記透光部の複数の微細な穴は、該不透過処理層をレーザエッチングにより除去することにより形成され、
前記透光部の複数の微細な穴は、前記透明部材が回折格子として機能するように径が1ミクロン以下であることを特徴とするプロジェクター型ヘッドランプ。 A projection lens, a light source, a shade disposed between the projection lens and the light source, and a light beam that is disposed so as to surround the light source and reflects the light emitted from the light source, and is set near the upper edge of the shade. In a projector-type headlamp having a reflecting surface that irradiates forward through the projection lens and then forms a light distribution pattern for passing beam,
The shade includes a transparent member and at least a part of the transparent member is provided with an impermeable treatment layer that does not transmit light,
A translucent part provided with a plurality of fine holes for obtaining a transmitted light amount necessary for forming an overhead light distribution pattern is formed in the non-transparent processing layer of the transparent member,
The transparent member is disposed in a necessary portion for forming the light distribution pattern for overhead of the shade, and the light distribution pattern for overhead is formed by the light transmitted through the light transmitting portion ,
A plurality of fine holes in the light transmitting portion formed in the opaque processing layer is formed by removing the opaque processing layer by laser etching,
Wherein the plurality of minute holes of the transparent portion is a projector-type headlamp in which the transparent member is size to function as a diffraction grating, characterized in der Rukoto than 1 micron.
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