JP5848920B2

JP5848920B2 - 車両用前照灯

Info

Publication number: JP5848920B2
Application number: JP2011186678A
Authority: JP
Inventors: 真司山形; 貴志芥川
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2016-01-27
Anticipated expiration: 2031-08-30
Also published as: US20130051054A1; JP2013051031A; US8746941B2

Description

本発明は、車両用前照灯に関する。

従来、自動車用ヘッドライトなどの車両用前照灯として、図７に示すように、光源６１から出射された光をリフレクタ６２で反射させて投影レンズ６３で車両前方へ投影する、いわゆるプロジェクタ型のものが知られている。このプロジェクタ型の車両用前照灯では、リフレクタ６２と投影レンズ６３との間に配設されたシェード６４によって、投影レンズ６３に入射する光の一部を遮光することで、図８に示すように、略水平線上に位置するカットオフラインＣＬよりも下方のみに光が照射されたロービームＬＢが形成される。

ところで、車両用前照灯においては、対向車両に対するグレア（眩惑）防止の観点から、ロービームＬＢにおける対向車線側のカットオフラインＣＬ下部の特定ポイント（例えば、ECE Regulationにおける仮想スクリーン上の５０Ｒ（０．８６Ｄ−３．４３Ｒ））Ｐでの照度を、所定の上限値以下に抑えることが求められる。

このような要請に対し、シェード６４の形状に変更を加えたプロジェクタ型の車両用前照灯が提案されている。
例えば、特許文献１に記載の車両用前照灯では、図９（ａ）に示すように、上面に凹部６４ａが形成されたシェード６４Ａを用いている。シェード６４Ａの上面は、リフレクタ６２からの光を投影レンズ６３へ反射させる反射面となっており、凹部６４ａは、この上面のうち、本来であれば（当該凹部６４ａが無ければ）投影レンズ６３を通じて特定ポイントＰを含む領域Ｐａへ光を照射させる筈の部分に形成されている。そのため、リフレクタ６２から凹部６４ａに入射した光が当該凹部６４ａにより投影レンズ６３以外へ向けて反射される結果、図１０（ａ）に示すように、特定ポイントＰを含む領域Ｐａへの照射光量が減り、当該領域Ｐａの照度が抑制される。

また、特許文献２〜４に記載の車両用前照灯では、図９（ｂ）に示すように、上面に凸部６４ｂが形成されたシェード６４Ｂを用いている。シェード６４Ｂの上面は、上記シェード６４Ａの上面と同様の反射面となっており、凸部６４ｂは、上記シェード６４Ａにおける凹部６４ａを含む部分に形成されている（図９（ｂ）では、カットオフラインＣＬを形成する上端エッジＥと連なった状態を図示）。そのため、リフレクタ６２から凸部６４ｂに入射した光が遮光又は拡散されて投影レンズ６３へ入射しなくなる結果、図１０（ｂ）に示すように、特定ポイントＰを含む領域Ｐｂへの照射光量が減り、当該領域Ｐｂの照度が抑制される。

また、図９（ｃ）に示すように、上端エッジＥ上に突出部６４ｃが形成されたシェード６４Ｃを用いることも考えられる。突出部６４ｃは、カットオフラインＣＬの一部が特定ポイントＰの下方まで凹状に窪むように、上端エッジＥの一部を上方へ突出させた部分である。このようなシェード６４Ｃによれば、図１０（ｃ）に示すように、突出部６４ｃにより、カットオフラインＣＬの一部が凹状に窪むように特定ポイントＰへの照射光が遮光されるため、当該特定ポイントＰの照度が抑制される。

特開２０１０−１２９３２１号公報特開２００８−７７８９０号公報特開２０１０−１１８２０３号公報特開２０１０−１６５４７４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の車両用前照灯では、シェード６４Ａの上面のうち凹部６４ａへの入射光だけが車両前方へ照射されなくなるため、当該入射光が照射されなくなった領域Ｐａが極端なダーク部になり、周囲との照度ムラが目立ってしまう。
同様に、上記特許文献２〜４に記載の車両用前照灯でも、凸部６４ｂへの入射光だけが車両前方へ照射されなくなるため、領域Ｐｂが極端なダーク部になり、やはり周囲との照度ムラが目立ってしまう。
また、シェード６４Ｃを用いた場合にも、カットオフラインＣＬの窪み部の内側領域が完全なダーク部となるため、やはり周囲との照度ムラが目立ってしまう。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、ロービームにおける特定ポイント周辺の照度勾配を緩やかにしつつ、当該特定ポイントの照度を抑制することができる車両用前照灯の提供を課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
車両前方にロービームを形成する車両用前照灯において、
光源と、
前記光源から出射された光を前方へ反射させるリフレクタと、
前記リフレクタの前方に配置され、当該リフレクタで反射された光を車両前方へ投影する投影レンズと、
前記リフレクタ及び前記投影レンズの間に配置され、前記投影レンズへ入射する光の一部を遮光するとともに、前記投影レンズの焦点近傍に配置されて前記ロービームの上端線であるカットオフラインを形成する上端縁部を有するシェードと、
を備え、
前記シェードは、略水平板状に形成されるとともに上面が反射面とされた天板部と、当該天板部の前端に連なる前板部とを有し、
前記前板部は、前記投影レンズの光軸から左右両側方へ離れるに連れて前方に位置するように湾曲しており、
前記上端縁部は、
前記前板部のうち前記天板部の前端と連なる上端部分であるとともに、
前記投影レンズの焦点を含む焦点面に沿って、前記光軸から左右両側方へ離れるに連れて前方に位置するように湾曲しており、
前記上端縁部には、前記カットオフラインの一部を前記ロービームにおける特定ポイント（例えば、５０Ｒ）の下方まで凹状に窪ませた窪み部を形成するための上方への突出部が形成され、
前記突出部には、前記投影レンズの焦点を含む焦点面から離間するように当該突出部の上端近傍から段付き状に前方へ隆起するとともに、当該突出部の上側を通過した光を反射させて前記窪み部の内側領域に照射させる隆起部が形成され、
前記隆起部は、前記突出部の下方に位置する前記前板部の前面部分に亘って形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、カットオフラインを形成するシェードの上端縁部には、カットオフラインの一部を特定ポイントの下方まで凹状に窪ませた窪み部を形成するための上方への突出部が形成されているので、ロービームにおいて、特定ポイントを含む窪み部の内側領域の照度を抑制することができる。
このとき、突出部には、投影レンズの焦点を含む焦点面から離間するように当該突出部の上端近傍から前方へ隆起する隆起部が形成されており、この隆起部が突出部の上側を通過した光を反射させて窪み部の内側領域に照射させるので、カットオフラインのうち、窪み部近傍での照度勾配を緩やかにしつつ、当該窪み部の内側領域に好適に光を照射することができる。
したがって、ロービームにおける特定ポイント周辺の照度勾配を緩やかにしつつ、当該特定ポイントの照度を抑制することができる。

実施形態における車両用前照灯の側断面図である。実施形態における車両用前照灯の要部の斜視図である。実施形態におけるシェードの正面図である。図３のII−II線での断面図である。実施形態における車両用前照灯によって車両前方の仮想スクリーン上に形成されるロービームを示す図である。（ａ）実施形態における車両用前照灯によって形成されるロービームを上方から見たときの等照度線図であり、（ｂ）隆起部を有していないシェードを用いて形成されるロービームを上方から見たときの等照度線図である。従来の車両用前照灯の側断面図である。従来の車両用前照灯によって形成されるロービームを示す図である。従来の車両用前照灯における各シェードの斜視図である。図９の各シェードを用いて形成されるロービームを示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態における車両用前照灯１の側断面図である。
なお、以下の説明では、「前」「後」「左」「右」「上」「下」との記載を、車両用前照灯１から見た方向を指すもの、ひいては当該車両用前照灯１が搭載された車両から見た方向を指すものとして、図面の記載と対応させて用いることとする。

図１に示すように、車両用前照灯１は、図示しない車両に搭載されて車両前方に所定の配光パターン（ロービーム）を形成するプロジェクタ型のものであり、光源２と、リフレクタ３と、シェード４と、投影レンズ５とを備えている。
このうち、光源２は、出射面を上方へ向けた状態で配置されたＬＥＤ（発光ダイオード）である。但し、当該光源２は、バルブやＬＤ（レーザーダイオード）などの他種の光源であってもよい。

リフレクタ３は、下方斜め前方に開口する湾曲凹板状に形成され、光源２の上方を覆うように配置されている。このリフレクタ３の前面（下面）は、光源２から出射された光を反射させる反射面３１となっている。この反射面３１は、光源２の位置を第１焦点（後側焦点）とする回転楕円面が基調とされた自由曲面であり、光源２から出射された光を前方へ反射させて第２焦点（前側焦点）に集光させる。

投影レンズ５は、前面が凸面とされた平凸レンズであり、前後方向に沿った光軸Ａｘを有している。この投影レンズ５は、光軸Ａｘ上の焦点（後側焦点）Ｆが反射面３１の第２焦点近傍に位置するようにリフレクタ３の前方に配置されており、当該反射面３１や後述するシェード４の上面４１ａで反射された光を車両前方へ投影する。より詳しくは、投影レンズ５は、反射面３１やシェード４の上面４１ａで反射された光によって、焦点Ｆを含む焦点面Ｓ上に形成された像を、車両前方へ反転投影する。

図２は、車両用前照灯１の要部の斜視図であり、図３は、シェード４の正面図であり、図４は、図３のII−II線での断面図であり、図５は、車両用前照灯１によって車両前方の仮想スクリーン上に形成されるロービームＬＢを示す図である。
図１〜図５に示すように、シェード４は、リフレクタ３と投影レンズ５との間に配置されており、リフレクタ３から投影レンズ５へ入射する光の一部を遮光して、上端にカットオフラインＣＬを有するロービームＬＢを形成するためのものである。具体的には、シェード４は、略水平板状に形成された天板部４１と、当該天板部４１の前端に連なる前板部４２とを有している。このうち、天板部４１の上面４１ａは、アルミ蒸着等が施された反射面となっており、リフレクタ３の反射面３１で反射されて当該上面４１ａに入射した光を前方の投影レンズ５に向けて反射させるようになっている。また、前板部４２は、光軸Ａｘから左右両側方へ離れるに連れて前方に位置するように湾曲しており、その上端縁部４３で天板部４１と連なっている。

上端縁部４３は、投影レンズ５の焦点Ｆ近傍に配置されるとともに、この投影レンズ５の焦点Ｆを含む焦点面Ｓに沿って、光軸Ａｘから左右両側方へ離れるに連れて前方に位置するように湾曲している。この上端縁部４３は、ロービームＬＢの上端線（明暗境界線）であるカットオフラインＣＬを形成するものであり、当該上端縁部４３上の点を通過した光がカットオフラインＣＬ上に照射されるように配設されている。具体的には、上端縁部４３は、略水平に形成された右半部４３ａと、右半部４３ａよりもやや上方位置に形成された左半部４３ｂと、これら右半部４３ａ及び左半部４３ｂを斜めに連結する中央部４３ｃとから構成されている。そして、上端縁部４３の右半部４３ａが、カットオフラインＣＬのうち左側の自車線側水平カットオフラインＣＬ１を形成し、上端縁部４３の左半部４３ｂが、自車線側水平カットオフラインＣＬ１よりもやや低い右側の対向車線側水平カットオフラインＣＬ２を形成し、上端縁部４３の中央部４３ｃが、自車線側水平カットオフラインＣＬ１と対向車線側水平カットオフラインＣＬ２とを結ぶ斜めカットオフラインＣＬ３を形成するようになっている。

上端縁部４３のうち、対向車線側水平カットオフラインＣＬ２を形成する左半部４３ｂには、上方へ突出する突出部４４が形成されている。この突出部４４は、上端縁部４３の左半部４３ｂのうち光軸Ａｘ寄りの位置に形成されており、他の左半部４３ｂよりも遮光高さが高くなることにより、対向車線側水平カットオフラインＣＬ２の一部をロービームＬＢにおける特定ポイントＰの下方まで凹状に窪ませる。ここで、特定ポイントＰとは、ロービームＬＢにおいて、その照度を所定の上限値以下に抑えることが必要とされる対向車線側水平カットオフラインＣＬ２下部のポイント（例えば、ECE Regulationにおける仮想スクリーン上の５０Ｒ（０．８６Ｄ−３．４３Ｒ））である。このような突出部４４を設けることにより、対向車線側水平カットオフラインＣＬ２には、当該対向車線側水平カットオフラインＣＬ２の一部が特定ポイントＰの下方まで凹状に窪んだ窪み部ＣＬ２ａが形成される。但し、この窪み部ＣＬ２ａは、厳密には、突出部４４と、後述する隆起部４５とによって形成される。

突出部４４には、当該突出部４４の上端近傍から段付き状に前方へ隆起する隆起部４５が、突出部４４の下方に位置する前板部４２の前面部分に亘って形成されている（図２及び図３に破線で図示）。隆起部４５の上端面４５ａは、突出部４４の上端近傍との連結部から前方に向かって投影レンズ５の焦点Ｆを含む焦点面Ｓから離間するように、所定の曲率半径を有する円弧状に形成されている。また、この隆起部４５の上端面４５ａは、突出部４４の上側を通過した光を反射させ、投影レンズ５を通じて、ロービームＬＢのうち窪み部ＣＬ２ａの内側領域Ｒ₀を含む照射領域Ｒに照射させる。

以上の構成を具備する車両用前照灯１では、光源２から出射された光が、リフレクタ３の反射面３１で反射された後に、投影レンズ５から車両前方へ反転投影される。その際、リフレクタ３の反射面３１から投影レンズ５へ入射する光の一部がシェード４によって遮光されることにより、シェード４の上端縁部４３の反転像であるカットオフラインＣＬを有するロービームＬＢが形成される。

このとき、上端縁部４３の左半部４３ｂに形成された上方への突出部４４により、当該左半部４３ｂに対応して形成される対向車線側水平カットオフラインＣＬ２には、ロービームＬＢ内の特定ポイントＰの下方まで凹状に窪んだ窪み部ＣＬ２ａが形成される。これにより、ロービームＬＢにおいて、特定ポイントＰを含む窪み部ＣＬ２ａの内側領域Ｒ₀の照度が抑制される。

この対向車線側水平カットオフラインＣＬ２の窪み部ＣＬ２ａは、厳密には、突出部４４と、当該突出部４４の上端近傍から前方へ隆起するように形成された隆起部４５とによって形成される。つまり、突出部４４が遮光する光に加えて、当該突出部４４の上側を通過した光の一部が、隆起部４５の上端面４５ａによって遮光されることによって、窪み部ＣＬ２ａが形成される。このとき、突出部４４の上端から隆起部４５の上端面４５ａに掛けて、前方に向かって段階的に投影レンズ５の焦点面Ｓから離間する点を通過した光が窪み部ＣＬ２ａを形成するので、当該窪み部ＣＬ２ａ近傍での鉛直方向の照度勾配が緩やかになる（窪み部ＣＬ２ａ近傍が暈ける）。

またこのとき、隆起部４５の上端面４５ａで遮光された光は、当該上端面４５ａで反射されて、投影レンズ５を通じて窪み部ＣＬ２ａの内側領域Ｒ₀を含む照射領域Ｒに照射される。そのため、ロービームＬＢのうち、窪み部ＣＬ２ａの内側領域Ｒ₀には、当該内側領域Ｒ₀を過度に明るくすることのない好適な量の光が照射される。

ここで、隆起部４５を設けたことによる照度勾配の変化を、図６（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図６（ａ）は、車両用前照灯１によって形成されるロービームＬＢを上方から見たときの等照度線図であり、図６（ｂ）は、隆起部４５を有していない（突出部４４は有している）シェードを用いて形成されるロービームを上方から見たときの等照度線図である。
これらの図に示すように、隆起部４５を有するシェード４を用いた場合には、当該隆起部４５を有していないシェードを用いた場合に比べ、ロービームＬＢの対向車線側の部分（図中の右側半部）のうち、特定ポイントＰを含む所定範囲Ａにおいて、等照度線の間隔が広くなっている、つまり、照度勾配が緩やかになっていることが分かる。

以上のように、車両用前照灯１によれば、カットオフラインＣＬを形成するシェード４の上端縁部４３には、対向車線側水平カットオフラインＣＬ２の一部を特定ポイントＰの下方まで凹状に窪ませた窪み部ＣＬ２ａを形成するための上方への突出部４４が形成されているので、ロービームＬＢにおいて、特定ポイントＰを含む窪み部ＣＬ２ａの内側領域Ｒ₀の照度を抑制することができる。
このとき、突出部４４には、投影レンズ５の焦点Ｆを含む焦点面Ｓから離間するように当該突出部４４の上端近傍から前方へ隆起する隆起部４５が形成されており、この隆起部４５が突出部４４の上側を通過した光を反射させて窪み部ＣＬ２ａの内側領域Ｒ₀に照射させるので、対向車線側水平カットオフラインＣＬ２のうち、窪み部ＣＬ２ａ近傍での照度勾配を緩やかにしつつ、当該窪み部ＣＬ２ａの内側領域Ｒ₀に好適に光を照射することができる。
したがって、ロービームＬＢにおける特定ポイントＰ周辺の照度勾配を緩やかにしつつ、当該特定ポイントＰの照度を抑制することができる。

なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では特に触れていないが、隆起部４５の前方への隆起高さや上端面４５ａの形状は、所望とする窪み部ＣＬ２ａ近傍の照度勾配や、窪み部ＣＬ２ａの内側領域Ｒ₀への照射光量等に応じて適宜調整することができる。

また、一般的なロービームの照射態様を踏まえ、説明の分かり易さのために、カットオフラインＣＬをロービームＬＢの上端線（明暗境界線）として説明したが、窪み部ＣＬ２ａの内側領域Ｒ₀のみにおいては、隆起部４５での反射光によって形成される照射領域Ｒの上端線がロービームＬＢの上端線（明暗境界線）となっている。

また、シェード４の上端縁部４３が投影レンズ５の焦点Ｆ近傍に位置することとしたが、ここで「焦点Ｆ近傍」とは、当該焦点Ｆの位置を含むその近傍のことである。

１車両用前照灯
２光源
３リフレクタ
３１反射面
４シェード
４１天板部
４１ａ上面
４２前板部
４３上端縁部
４４突出部
４５隆起部
４５ａ上端面
５投影レンズ
Ａｘ光軸
Ｆ焦点
Ｓ焦点面
ＬＢロービーム
ＣＬカットオフライン
ＣＬ１自車線側水平カットオフライン
ＣＬ２対向車線側水平カットオフライン
ＣＬ２ａ窪み部
ＣＬ３斜めカットオフライン
Ｐ特定ポイント
Ｒ₀ 内側領域（窪み部の内側領域）
Ｒ照射領域

Claims

車両前方にロービームを形成する車両用前照灯において、
光源と、
前記光源から出射された光を前方へ反射させるリフレクタと、
前記リフレクタの前方に配置され、当該リフレクタで反射された光を車両前方へ投影する投影レンズと、
前記リフレクタ及び前記投影レンズの間に配置され、前記投影レンズへ入射する光の一部を遮光するとともに、前記投影レンズの焦点近傍に配置されて前記ロービームの上端線であるカットオフラインを形成する上端縁部を有するシェードと、
を備え、
前記シェードは、略水平板状に形成されるとともに上面が反射面とされた天板部と、当該天板部の前端に連なる前板部とを有し、
前記前板部は、前記投影レンズの光軸から左右両側方へ離れるに連れて前方に位置するように湾曲しており、
前記上端縁部は、
前記前板部のうち前記天板部の前端と連なる上端部分であるとともに、
前記投影レンズの焦点を含む焦点面に沿って、前記光軸から左右両側方へ離れるに連れて前方に位置するように湾曲しており、
前記上端縁部には、前記カットオフラインの一部を前記ロービームにおける特定ポイントの下方まで凹状に窪ませた窪み部を形成するための上方への突出部が形成され、
前記突出部には、前記投影レンズの焦点を含む焦点面から離間するように当該突出部の上端近傍から段付き状に前方へ隆起するとともに、当該突出部の上側を通過した光を反射させて前記窪み部の内側領域に照射させる隆起部が形成され、
前記隆起部は、前記突出部の下方に位置する前記前板部の前面部分に亘って形成されていることを特徴とする車両用前照灯。