JPH025301A - 自動車用前照灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車用の前照灯に係り、特に、光束の有効率
を向上し得るように改良した自動車用前照灯に関するも
のである。

〔従来の技術〕

第５図及び第６図はそれぞれ従来例の前照灯を示す水平
断面図である。

第５図に示した従来例の前照灯は、ランプハウジング１
の後壁部の内面に、回転放物面状の反射面１を設けると
ともに、その焦点近傍に光源バルブ２を配設し、かつ、
前面開口部を覆う形にプリズム形の前面レンズ３を設け
である。

光源バルブ２から矢印ａの如く出射した光は、反射面１
ａで反射され、光軸Ｚに平行な光束すとなり、前面レン
ズ３のプリズムで矢印ｃＩ、ｃ２の如く拡散されて所望
の配光パターンを形成する。

と記反射面１ａの、光軸２に平行な垂直面しこよる断面
は放物線状をなしており、垂直断面内においては、前記
反射面１８による反射光は略水平な平行光束として前方
に投射される。

上記従来例（第５図）の前照灯は、前面レンズ３をプリ
ズムレンズで構成しなければならないので高価であり、
かつ大重量となり易い。

上記従来例を簡略にした前照灯として、リフレクタ拡散
形と呼ばれる第６図の構成が公知である。

この従来例の前照灯のりフレフタ４は、光源バルブ２′
の出射光を、 （イ）垂直面内では平行光束として。

（ロ）水平面内では拡散光束として。

反射する。

このような機能を持たせるため、上記のりフレフタ４は
、 （イ）垂直断面が放物線をなし、 （ロ）水平断面が双曲線をなす。

ように構成しである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のりフレフタ拡散形削照灯（第６＠）の従来例は、
レンズ構成が簡単で、素通し形前面レンズ５を用いれば
よいのであるが。

（ｉ）前面レンズ５の横幅寸法Ｗ＋を大きくしないと光
束の有効利用率が低い。

（ｉｔ）リフレクタ直前の側方に障害物６があると、拡
散投光が遮られる。

（ｉｕ　）第６図に示されているように、光源バルブ２
′から出射してリフレクタ４で反射された光は有効に前
方（図の左方）に投射される。

しかし、矢印ｉ乃至矢印ｊ方向に、角φの間に出射した
光束は、拡散度が過大で配光パターンの形成に余り利用
されず、光束の有効利用率が低い。

といった不具合がある。

本発明は上述の事情に鑑みて創作されたものであって。

（ａ）光束の有効利用率が大きく、 （ｂ）前面レンズの横幅寸法を小さく構成することがで
き、 （ｃ）　リフレクタ直前の側方に障害物が有っても拡散
投光が遮られる虞れの無い、 自動車用前照灯を提供することを目的とするものである
。

〔１ｓ題を解決するための手段〕 上記の目的を達成するため１本発明の自動車用前照灯は
、 （イ）前記従来例のりフレフタ拡散形削照灯と同様に、
リフレクタの垂直断面（光軸に平行な垂直断面）が放物
線状をなすように構成するとともに。

（ロ）リフレクタを、その平面投影において中央部付近
と、左、右両端部付近とに区分する。

ただし、ここにいう区分とは、設計的考察の面において
区分して考える意であって、実体の部材を分割したり切
断したりする意ではない。

（ハ）区分した左、右両端部付近は１回転放物面状に構
成して、水平面内についても反射光を平行光束ならしめ
る。

（ニ）区分した中央付近は、反射光が、平行光束よりも
拡散傾向を有するように、かつ、中心寄りの位置はど強
い拡散傾向を示すように構成する。

（ホ）以上のりフレフタ構成により、リフレクタからの
反射光は、前面レンズの左、右両端部に集まるので、こ
のレンズ左、右両端部は素通しレンズ（又は索通しに近
いレンズ）とする。

（へ）前面レンズの中央部には反射光が到達せず、光源
バルブからの直射光のみが入射するので、前面レンズ中
央部には、この直射光を有効に利用できるように調光す
るためのレンズエレメントを配設する。

〔作用〕

前記の構成によれば、 ｉ８両端部の回転放物面で反射された平行光束が配光パ
ターンのホットゾーン（中央の高照度ゾーン）を形成す
る。

■、拡散反射光は前方に向かって拡散光束となって投射
され、所望の配光パターンを形成する。

■、上記の拡散投光は、リフレクタの中央部で反射され
た光束なので、リフレクタ直前の側方に障害物が有って
も妨げられない。

神、リフレクタの左右両端部は回転放物面状であるため
、前面レンズを比較的小さく構成しても、光束の有効利
用率が大きい。

■、従来有効に利用されなかった光源バルブからの直射
光を、前面レンズ中央部のレンズエレメントで調光でき
るので、この直射光が有効に利用され、例えばホットゾ
ーンの照度を一層上昇させること等が可能となる。

〔実施例〕

第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明を適用して構成
したりフレクタフの３面図で、 （Ａ）は模式的に描いた平面図、 （Ｂ）は同じく正面図、 （Ｃ）は同じく側面図。

である。

点Ｆに光源を位置せしめる。

上記ＣＢ）図に示す如く、縦割り形に中央部と。

左方部と、右方部とを想定する。

斑点を付して示した左右のゾーンは１回転放物面状に構
成する。

斑点を付していない中央部ゾーンも、その垂直断面（第
１図（Ｃ）参照）は、放物線をなすように構成する。

これにより、垂直断面（本図（Ｃ））においては反射光
は水平な平行光束となる。

本図（Ｂ）に示す如く、両端から中心に向けて。

点ａｏ＋　ａＱ　ｔ　ｂｏｅ　ｔｌｏ′〜ｆｏ、ｆＯ’
をとる。

上記の点ｂｇ、　ｔｏＧ’は、左右のゾーンと中央部ゾ
ーンとの境界上にある。

上記の点ａｏｓ　ａＱ’は回転放物面上に位置している
。従って、本図（Ａ）に示すように、点ａｏ＋ａｏ′に
おける反射光（矢印ａ、ａ’）は、光軸Ｚ−Ｚと平行に
なる。

本図（Ｂ）に示すごとく、リフレフタフの中心を通るＸ
軸、Ｙ軸を設定する。

平行斜線を付して示した区域は、Ｘ座標値がＸｏの部分
である。

Ｘ座標に関して、ｂｏｒ　ｂ６’に相当する点から、順
次に中心に向けて曲面を設定してゆく（詳細次記）。

その結果（第２図（Ａ）参照） 点す、における反射光すを初期値として、点ｃｏにおけ
る反射光Ｃが光軸Ｚとなす角ｏＣｏ。

点ｄｏ　　　　　　　ｄ　　　　　　　　θｄｏｙ点Ｑ
６　　　　　　　　　　　　　　θ８゜。

θ 点ｆｏ　　　　　　　　　ｆ　　　　　　　　　　θｆ
ｏ、を順次に大ならしめるように設定し、これによって
反射光に拡散性を与えて所望の配光パターンを形成せし
める。

その具体的手順を、第３図について次に説明する。

光源位ＩＮＦから、リフレクタエレメント上の点Ｐ（そ
の座標値はｘｎ）への光の単位ベクトルをにとし。

その反射光の単位ベクトルを官とし。

リフレクタエレメント上に立てた法線の単位ベクトルを
ｄとすると。

官＝ズ＋２にで　　　　　・・・・・・・・・（１）の
関係がある。

また、上記反射光官は、上下には広がらずに左右にのみ
θＸｎだけ広がるとすると、 となる。

上記（１）、　（２）式から点Ｐの座標を求めると、リ
フレクタエレメントの平面式が決まる。

従って、初期値（スタート点）Ｐ点を、ある所に決めて
、 その点から計算されたりフレフタエレメントの近くの点
を決め、 更にその点から計算されたりフレフタエレメントの近く
の点を決め・・ というように計算を繰り返しで曲面を形成し、出来上が
った曲面は曲率が連続的に変化するようにする。

即ち、リフレクタニレメン１への区分を細かくシ。

Ｘの値を密に計算する。

」二記の計算は、筆算では極めて回連であるが、電子計
算機によって比較的容易に行い得る。

上記のようにして算出した曲面は、光源からの光を反射
して、その反射光はＬ下に広がらずに左右にのみ広がる
（０□＝ｆ（ｘ、））作用を持つリフレクタとなる。

（第２図（Ａ）参照）。

θｃＯ＜　（３ｄｏ＜　１３　ｅｃ）　＜θｆ０となる
ように構成する。

拡散角θＸとＸＱとの関係は、第４図（Ａ）、（Ｂ）に
例示したような所望配光パターンから光度分布を求めて
、光源の光束発散値からりフレフタ上の点ＸＱに対する
拡散角Ｏｘを、Ｘのベキ最大で設定する。ただし、上記
の所望配光パターンとは、リフレクタによる反射光によ
って形成されることを期待する配光パターンである。

後述の如く、第２図（Ａ）に仮想線で示した凸レンズ８
′を通る破線矢印の直射光と、実線矢印で示した反射光
との合成が最終的な配光パターンを形成する。

このように構成することにより、従来例のりフレフタ拡
散形削照灯（第６図）の欠点とされていた、レンズ横幅
が大きいこと、ならびに、側方に立壁などが有ると拡散
光が遮られること、が解消される。

第１図（Ａ）に示すごとく、リフレフタフによる反射光
（実線矢印）は、該リフレクタ７の前面開口部の左、右
両端部に集中し、該開口部の中央付近には到達しない。

この中央部に、凸レンズ８′を配設し、光源Ｆから出射
した直射光（破線矢印）を集光し、光軸Ｚとほぼ平行に
前方（図において下方）に投射し、有効に利用する。

第１図は、前記のりフレフタ７を用いて構成した、本発
明の一実施例に係る前照灯の水平断面図である。

このリフレフタフの左、右両端部（回転放物面）による
反射光は光軸Ｚと平行となるため、該リフレフタフの直
前の側方に障害物（立壁９）が有っても、配光パターン
の形成を妨げられない。

１０は素通しのアウタレンズである。前記リフレフタフ
の左、右両端部による反射面が光軸２に平行となるため
、アウタレンズの左右方向の寸法Ｗを小さく構成しても
光束が遮られない。

本例の前面レンズ８は、リフレクタ′７の前面開口部を
覆って取り付けである。そして、その左。

右両端部の、リフレクタ反射光（実線矢印で示す）の到
達する区域は素通し部８ａ、　８ａ’に構成しである。

本発明を実施する際、この素通し部８ａ。

８ａ’を、素通しに近似するレンズ（すなわち入射光の
光路と出射光の光路とが略同−直線状をなすレンズ）と
することも出来る。

この前面レンズ８の中央部近傍の、反射光（実線矢印）
が到達しない区域にフレネル部８ｂを設け、光源バルブ
２から直接入射した光（直射光）を、破線矢印で示すよ
うに光軸２と平行に調光して前方に投射する。

本例においては、この直射光（破線矢印）によって配光
パターンのホットゾーンの照度を一層向上せしめる。

本発明を実施する際、調光された直射光を完全な平行光
束とせず、適宜の拡散性を与えるように構成することも
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る自動車用前照灯によ
れば。

（ａ）光源バルブから出射してリフレクタに入射せずに
前面レンズに入射する直射光を有効に利用できるので光
束の有効利用率が高く、 （ｂ）＠面しンズの横幅寸法を小さく構成することがで
き、 （Ｃ）リフレクタ直前の側方に障害物が有っても拡数段
光が遮られる虞れが無い、 という、優れた実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動車用前照灯の一実施例の水平
断面図である。 第２図は上記実施例のりフレフタの構成と作用とを説明
するための３面図である。 第３図は上記実施例におけるリフレクタエレメントの設
計手法の説明図である。 第４図は上記実施例のりフレフタによる所望の配光パタ
ーンを示す図表である。 第５図及び第６図は、それぞれ従来例の前照灯を示す断
面図である。 １・・・ランプハウジング、１ａ・・・上記ランプハウ
ジングの内面に設けられた反射面、２．２′・・・光源
バルブ、３・・・プリズムレンズによって構成された前
面レンズ、４・・・従来例の、リフレクタ拡散層前照灯
のりフレフタ、５・・・素通し形の前面レンズ、６・・
・側方に存在する障害物、７・・・本発明の実施例にお
けるリフレクタ、８・・・前面レンズ、　８ａ、８ａ’
・索通し部、８ｂ・フレネル部、９・・立壁、１０・・
・アウタレンズ、Ｆ・・・光源位［ｉｆｆ、　Ｚ・・・
光軸、Ｘ・・・水平座標軸、Ｙ・・・垂直座標軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、凹面鏡の焦点の近傍に光源バルブを設置し、上記凹
   面鏡の前面開口部を覆う形に前面レンズを設けた構造の
   自動車用前照灯において、 （ａ）上記凹面鏡を、中央部と、左右の両端部とに区分
   し、 （ｂ）上記の左右両端部は回転放物面状に構成し、 （ｃ）前記の中央部は、その垂直断面が放物線状をなす
   とともに、その水平断面を次記の如く構成し、 （ｉ）光源バルブから出射して凹面鏡中央部の各点で反
   射した光の光路が、光軸と為す角をθとし、 （ｉｉ）該中央部のうち、前記両端部の回転放物面に接
   する点を初期値とし、 （ｉｉｉ）上記の角θは、投光方向について光軸と離間
   する方向を正とし、 （ｉｖ）上記の角θは、反射点が凹面鏡の中心点に近づ
   くにつれて正方向に増加する。 （ｄ）前記の前面レンズを、 （ｉ）前記光源バルブから出射して前記凹面鏡で反射し
   た光が到達する左右両端部と、 （ｉｉ）上記反射した光が到達しない中央部とに区分し
   、 （ｅ）上記前面レンズの左右両端部は素通しレンズ乃至
   は素通しに近似するレンズで構成し、 （ｆ）上記前面レンズの中央部に、光源バルブから出射
   した直射光を調光して前方に投射するレンズエレメント
   を配設したこと、 を特徴とする、自動車用前照灯。