JPH0575903U

JPH0575903U - プロジェクタ型前照灯

Info

Publication number: JPH0575903U
Application number: JP014647U
Authority: JP
Inventors: 郁臣八波
Original assignee: Ichikoh Industries Ltd
Current assignee: Ichikoh Industries Ltd
Priority date: 1992-03-18
Filing date: 1992-03-18
Publication date: 1993-10-15
Anticipated expiration: 2007-03-18
Also published as: JP2553128Y2; EP0561410B1; US5408390A; DE69303075D1; EP0561410A1; DE69303075T2

Abstract

(57)【要約】【目的】プロジェクタ型前照灯を改良して、その配光
パターンに悪影響を及ぼすことなく、ホットゾーンのス
ポット感を緩和する。【構成】リフレクタ６の反射面を、間隔寸法（ピッチ
寸法）ｐの多数の仮想の平行な垂直面で区分して拡散素
子を配列する。そして、ｃ部のように面沿いピッチ寸法
ｐ₂が大きい個所（（Ｃ）図）も、ｄ部のように面沿い
ピッチ寸法ｐ₁が小さい個所（（Ｄ）図）も、凹円弧状
拡散面１２ｃ，１２ｄの深さ寸法ｇを一定にする。（若
しくは、凸円弧状拡散面１３ｃ，１３ｄの高さ寸法ｈを
一定にする。これにより、ｄ部は強い拡散性を与えら
れ、ｃ部は弱い拡散性を与えられる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、凹面鏡の第１焦点の近傍に設けられた光源バルブと、上記の光源バルブから出射して凹面鏡で反射された光束をほぼ平行な光束に調光して灯具前方に出射せしめる凸レンズとを備えたプロジェクタ型前照灯に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

自動車用前照灯は、自己車線の前方を明るく照射し、しかも対向車に眩惑を与えないような配光パターンを有していなければならない。対向車に眩惑を与えない配光特性を有し、レンズ構成が簡単で、全体形状を小形化し得る前照灯として、プロジェクタ型の自動車用前照灯が提案されている。図３はこの種のプロジェクタ型前照灯の一例を模式的に描いた平面図、図４は同じく側面図、図５は同じく正面図である。１は凹面鏡、Ｆはその第１焦点である。上記の第１焦点Ｆ付近にフイラメントが位置するように、光源バルブ２が設けられる。前記の凹面鏡１と、光軸Ｚを共有せしめて凸レンズ３が設けられる。図３に描いたｉ−ｊは凸レンズ３のメリジオナル像面を示しており、光源から発して凹面鏡１で反射された光はこのメリジオナル像面に入射する。上記の入射光は、凸レンズ３によって調光されて前方（図３，図４において右方）に投射される。

【０００３】前記メリジオナル像面の付近にスクリーンを設けて、配光パターンを等照度曲線で示すと図６の如くになる。Ｈ−Ｈはスクリーン上の水平線、Ｖ−Ｖは同じく垂直線である。図３〜図５に示すように、メリジオナル像面に沿った縁を有するシェード４を設ける。詳しくは、図５に示した４ａの如く、メリジオナル像面の水平断面ｉ− ｊから下方に退くようにカットライン４ａを形成してある。図６は、前述の配光パターンとシェード４との重なり具合を示している。本図６に表わされているように、光束の上半分は通過する。下半分の大半は遮られるが、カットライン４ａに対応する部分は光の通過が許容される。上記のように部分的に覆われた光束が、メリジオナル像面ｉ−ｊに集光されて互いに交差するので、前照灯の前方に投光される光束は図６を反転した形状のパターンを形成する。図７は前照灯の前方に設けたスクリーン上の等照度曲線によって投光のパターンの概要的な形状を表わした説明図である。

【０００４】上掲の図７に示した配光パターンは、すれ違い用のビームとしては好適である。しかし、対向車の無い状態の走行ビームにおいては、カットライン４ａ′によって投光をカットされる必要が無い。そこで、前掲の図３〜図５に示したプロジェクタ型前照灯からシェード４を省略すると、図６において平行斜線を付して示したシェードの影の部分の光束がカットされなくなり、図８のような配光パターンが得られる。１個の前照灯で図７の配光パターンと図８の配光パターンとを切り替え使用するには、シェード４を可動の構造とし、光路中に進出させたり退避させたりすれば良い。このような考え方に基づく可動式のシェードを有するプロジェクタ型の前照灯も提案されている（例えば実開昭６３−１６５７０３号公報）。

【０００５】上記のように構成された従来例のプロジェクタ型前照灯は、凸レンズによってほぼ平行な光束が形成されるので、配光パターンの中央部付近に形成されるホットゾーン（最大照度区域）のスポット感が強すぎて却って運転しにくいという問題を生じる。このような場合、凹面鏡の反射面の一部に拡散部を設けて投光光束を拡散させる技術も公知（例えば実開平１−１７４８０７号公報・車両用灯具）である。この公知技術の概要は、回転放物面を基準面とし、この基準面に曲円錐面状の溝を彫り込んだ構造である。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

プロジェクタ型前照灯におけるホットゾーンのスポット感を解消するため、従来技術を適用してリフレクタに拡散部を設けると図９に示す問題を生じる。同図（Ａ）はプロジェクタ型前照灯のリフレクタ５の正面図、（Ｂ）は同じく切断して描いた平面図である。リフレクタ内面の凹曲面が反射面であり、この反射面は原理的には回転楕円面であるが、実際には回転楕円面の対称軸を水平にして上下に押し歪めた形状に構成され、その反射面形状は回転楕円面のような３次曲面に比して捩れている。この凹曲面は設計的に作図することもでき、また、コンピュータで描かせることもできる滑らかな曲面であって、拡散部を設ける場合は上記滑らかな曲面を基準として、さらにこの面に凹凸を形成することになる。この滑らかな凹曲面は図３において光源バルブ２から出射した光束をメリジオナル像面ｉ−ｊに向けて反射するように設定される。このように設計的に定められた滑らかな凹曲面を基準面と名付ける。拡散部を形成する反射面である反射素子は、この仮想凹曲面である基準面に対する凹凸として形成される。上記の基準面に拡散用の反射素子を配列するため、図９（Ａ），（Ｂ）に示すごとく間隔寸法（配列ピッチ）ｐなる多数の垂直な仮想の平行面で切断した状態を考える。そして、これらの拡散反射面の配列を巣９（Ａ）のＡ−Ａ面で切ると図９（Ｂ）の曲線ａ，ａ′，ａ″のごとくになり、また図９（Ａ）のＢ−Ｂ面で切ると図９（Ｂ）の曲線ｂ，ｂ′，ｂ″のごとくになる。上記の曲線ｂ，ｂ′，ｂ″のｃ部近傍を拡大すると図９（Ｃ）のごとくであり、上記の曲線ａ，ａ′，ａ″のｄ部近傍を拡大すると図９（Ｄ）のごとくである。図９（Ｃ）に示したｃ部断面と、図９（Ｄ）に示したｄ部断面とを比較すると、拡散反射素子の配列ピッチ寸法（投影面上の間隔寸法）ｐは同じであるが、図９（Ｂ）に示した曲線ｂ，ｂ′，ｂ″のｃ部の勾配が曲線ａ，ａ′，ａ″のｄ部の勾配よりも大きいので、図９（Ｃ）の面沿いピッチ寸法ｐ₂は図９（Ｄ）のピッチ寸法ｐ₁に比して大きくなる。そして、従来例の拡散反射素子の断面形状は上記ピッチ寸法の間に半径Ｒの円弧が形成されるような凹面（２点鎖線で示す）、若しくは凸面（点線で示す）に形成される。ところが、図９（Ｂ）に示したｄ部は光源バルブに近い位置にあり、ｃ部は光源バルブから離れた位置にある。而して、光源バルブに近い反射面は入射光の光束密度が高いので、その反射光はホットゾーンを形成し、光源バルブから遠い反射面は入射光の光速密度が低いのでホットゾーン以外の照射ゾーンを形成する。従って、前述の目的（ホットゾーンのスポット感の緩和）に着目すると、図９（Ｂ）のｄ部に強い拡散を与えることが必要である。しかるに、図９（Ｃ），（Ｄ）を比較して明らかなように、ｃ部断面である（Ｃ）図の拡散曲面の半径Ｒと、ｄ部断面である（Ｄ）図の拡散曲面の半径Ｒとは同一であり、かつ、（Ｃ）図の面沿いピッチ寸法ｐ₂は（Ｄ）図の面沿いピッチ寸法ｐ₁９よりも大きいので、（Ｃ）図で表わされているｃ部の方が、（Ｄ）図で表わされているｄ部よりも強い拡散を受ける。こうした拡散率の配分は、ホットゾーンのスポット感を緩和するという目的に照らして整合しない。プロジェクタ型前照灯におけるホットゾーンのスポット感緩和の為には、図９（Ｂ）に例示したｄ部のように光源バルブに近い反射面（すなわち凹曲面の中央部）の拡散率を大きくしなければならない。これに従って光源バルブから遠い反射面（すなわち凹曲面の周辺部）は、相対的に拡散率の小さいことが望ましい。

【０００７】本考案は上述の事情に鑑みて為されたものであって、リフレクタの凹形反射曲面の中央部近傍の拡散率が大きく周辺部の拡散率が小さいプロジェクタ型前照灯を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

従来例を示した図９においては、面沿いピッチ寸法ｐ₂の大きい（Ｃ）図も、面沿いピッチ寸法ｐ₁の小さい（Ｄ）図も、凹曲面または凸曲面の半径寸法Ｒが一定であったが、本考案においては半径寸法Ｒを変数とし、凹曲面の深さ寸法、又は凸曲面の高さ寸法を一定ならしめる。ここに凹曲面の深さとは拡散用の凹曲面の基準面に対する深さ寸法をいい、高さとは拡散用の凸曲面の基準面に対する膨出寸法をいう。上述の原理に基づいて前記の目的を達成するための具体的な構成として本考案に係るプロジェクタ型前照灯は、その凹面鏡（リフレクタの凹曲面）が次のように構成されていることを特徴とする。

【０００９】ａ．光源バルブから出射して凹面鏡に入射した光束を凸レンズのメリジオナル像面に向けて反射するように設定された面を基準面とし、この基準面の少なくとも一部に拡散部が設けられていて、ｂ．上記拡散部には、前記基準面をその光軸に平行な複数の等間隔垂直面で切断した場合の切口の線で囲まれた区域ごとに、該基準面に比して凹もしくは凸状の、ほぼ上下方向の曲円柱面が形成されており、かつ、ｃ．上記曲円柱面および基準面を任意の水平面で切断したとき、該曲円柱面の切口は、基準面の切口である曲線との距離ｈが一定である円弧をなすとともに、上記基準面の切口が前記等間隔垂直面で切り取られている両端の点を通っている。

【００１０】

【作用】

基準面に対して形成された曲円錐面状の溝（もしくは膨出部）について、その断面を考えてみると、面沿いピッチ寸法が可変であって溝深さ寸法（もしくは膨出部高さ寸法）が一定であると、面沿いピッチ寸法が大きければ曲率半径が大きくなって拡散率が小さくなり、面沿いピッチ寸法が小さければ曲率半径が小さくなって拡散率が大きくなる。これをプロジェクタ型前照灯の凹面鏡（リフレクタの凹曲面）について言えば、主としてホットゾーンを形成する中央部は拡散率が大きく、ホットゾーンの形成にあまり関与しない周辺部は拡散率が低くなり、合理的な拡散率分布が得られる。その結果、プロジェクタ型前照灯におけるホットゾーンのスポット感か有効に緩和され、しかもホットゾーン以外の区域の配光に悪影響を及ぼすおそれが無い。

【００１１】

【実施例】

図１は本考案に係るプロジェクタ型前照灯の１実施例におけるリフレクタ６を示す。この実施例は図９に示した従来例に本考案を適用して改良したものである。本図１（Ａ）に表わされている正面外観図および（Ｂ）に表わされている断面平面図については、従来例を描いた図９（Ａ），（Ｂ）と同様である。上記図１（Ｂ）のＣ部拡大を同図（Ｃ）に、ｄ部拡大を同図（Ｄ）に、それぞれ示した。（Ｃ）図に示した実線ｔ−ｕ、および（Ｄ）図に示した実線ｒ−ｓは、それぞれ基準面の断面である。本考案を実施する際、（Ｃ），（Ｄ）図に２点鎖線で示した凹形の拡散面１２ｃ，１２ｄのような凹円弧状の拡散面を構成しても良く、または点線で示した凸形の拡散面１３ｃ，１３ｄのような凸円弧状の拡散面を構成しても良い。ただし、図１（Ｃ），（Ｄ）は反射面の水平断面を考えており、上記の凹円弧状，凸円弧状という語は水平断面形状を呼んでいるものである。従って、これを立体的に見れば凹円錐面状（膨出部），凸円錐面状（溝）を意味している。本考案においては、これらの凹円弧１２ｃ，１２ｄの深さ寸法ｇを一定値に揃える。本図１にはｃ部とｄ部の２個所を例示したが、拡散素子の全部について上記の深さ寸法ｇを一定値にする。これにより、例えば（Ｃ）図に示したｃ部のように面沿いピッチ寸法ｐ₂が比較的大きい個所では拡散面１２ｃの曲率半径が比較的大きくなって弱い拡散性を示し、（Ｄ）図に示したｄ部のように面沿いピッチ寸法ｐ₁が比較的小さい個所では拡散面１２ｄの曲率半径が比較的小さくなって強い拡散性を示す。このように、光源バルブに近くてホットゾーンを形成する反射部（例えばｄ部）は強く拡散されてホットゾーンのスポット感が解消される。また光源バルブから遠くてホットゾーン形成に関与しない反射部（例えばｃ部）は大きい拡散性を示さず、配光パターンの全体的な特性に影響を及ぼさない。以上は基準面（実線ｔ−ｕ，実線ｒ−ｓ）に対して凹円弧状の拡散面（凹円柱面状の拡散面）１２ｃ，１２ｄを構成した場合の説明であるが、上記の基準面に対して凸円弧状の拡散面（凸円柱面状の拡散面）１３ｃ，１３ｄを構成した場合も同様の作用，効果が得られる。

【００１２】次に、前記凹円弧状の拡散面１２ｃ，１２ｄおよび凸円弧状の拡散面１３ｄの設定方法について、図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を順次に参照しつつ説明する。図２（Ａ）は、図１（Ｃ）に示した拡散面の凹円弧１２ｃの求め方の説明図である。図２（Ａ）に記入した点ｔ，点ｕおよびピッチ寸法ｐは、それぞれ図１（Ｃ）の点ｔ，ｕおよび寸法ｐに対応している。凹曲面の深さ寸法ｇも相互に対応しているが、読図の便宜上、図２の寸法ｇは若干拡大して描いてある。実線ｔ−ｕは基準面の断面である。この線は、図外の光源バルブを出射して入射した光束を、図外の凸レンズのメリジオナル像面に向けて反射させるよう、設計的手法で求める。本例においてはコンピュータで計算されてダイアグラムで作図した。拡散素子の配列ピッチ寸法ｐを小さく取ると、この断面曲線（実線）ｔ −ｕは、本図２の縮尺，図面精度ではほとんど直線と見做される。この実線ｔ− ｕの中点を点ｍとする。上記の実線ｔ−ｕを、基準面の法線方向に、かつ凹曲面である基準面の外側に向けて矢印Ｎ方向に一定の寸法ｇだけ平行移動する。上記の平行移動により、点ｔは点ｔ′に、点ｕは点ｕ′に、点ｍは点ｍ′に、それぞれ移動する。この移動は作図手法としての移動であってリフレクタの拡散部の実体を移動させるものではない。上記のように移動させた後、移動前の点ｔと、移動後の点ｍ′と、移動前の点ｕとを通る円弧（２点鎖線曲線）ｔ−ｕを求める。図２（Ａ）について以上に説明した手法は作図原理に従った方法であるが、これを効率よく行うには、実線ｔ−ｕの平行移動を行うに及ばず、中点ｍだけを矢印Ｎ方向に距離ｇだけ移動させて点ｍ′を求め、３点ｔ，ｍ′，ｕを通る円弧を求めれば足りる。このようにして求めた円弧（２点鎖線）ｔ−ｕを断面形状とする円錐面状の溝を構成すると凹形の拡散素子１２ｃが得られる。図２（Ｂ）は、図１（Ｄ）に示した凹形拡散素子１２ｄを求める手順の説明図である。前記の図２（Ａ）におけると同様にして設計的手法により基準面の断面ｒ−ｓを求め、法線方向（矢印Ｎ′）に寸法ｇだけ平行移動させてｒ′−ｓ′を得る。この操作により中点Ｍは点Ｍ′に移動する。そして点ｒ，点Ｍ′，点ｓを通る円弧（２点鎖線）ｒ−ｓを求める。図２（Ｃ）は前記と異なる実施例の説明図であって、図１（Ｄ）に点線で示した凸円弧状の拡散面ｒ−ｓを求める手法を表わしている。図２（Ｂ）に示した基準面ｒ−ｓと同様の基準面ｒ−ｓを用い。これを矢印Ｎ″のごとく基準面の内側に向けて寸法ｈだけ平行移動し、基準面ｒ−ｓの中点Ｍの移動後の点Ｍ″を求め３点ｒ，Ｍ″，ｓを通る点線円弧よりなる凸円弧状の拡散面１３ｄを得る。これは図１（Ｄ）に示した凸円弧状の拡散面１３ｄの求め方であるが、図１（Ｃ）に示した凸円弧状拡散面１３ｃの求め方も概ね同様である。

【００１３】

【考案の効果】

以上説明したように、プロジェクタ型前照灯に本考案を適用して、ａ．光源バルブから出射して凹面鏡に入射した光束を凸レンズのメリジオナル像面に向けて反射するように設定された面を基準面とし、この基準面の少なくとも一部に拡散部を設け、ｂ．上記拡散部には、前記基準面をその光軸に平行な複数の等間隔垂直面で切断した場合の切口の線で囲まれた区域ごとに、該基準面に比して凹もしくは凸状の、ほぼ上下方向の曲円柱面を形成し、かつ、ｃ．上記曲円柱面および基準面を任意の水平面で切断したとき、該曲円柱面の切口が、基準面の切口である曲線との距離ｈが一定である円弧をなすとともに、上記基準面の切口が前記等間隔垂直面で切り取られている両端の点を通っている構造とすることにより、当該プロジェクタ型前照灯の全体的な配光パターンに悪影響を及ぼすことなく、ホットゾーンのスポット感を緩和することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るプロジェクタ型前照灯の１実施例
におけるリフレクタの説明図である。

【図２】上記実施例に係るプロジェクタ型前照灯におけ
るリフレクタの設計手順の説明図である。

【図３】プロジェクタ型前照灯を説明するための模式的
な平面図である。

【図４】同じく側面図である。

【図５】同じく正面図である。

【図６】同じくシェード近傍の配光パターン図表であ
る。

【図７】同じくスクリーン上の配光パターン図表であ
る。

【図８】同じくシェードを省略した場合の配光パターン
図表である。

【図９】プロジェクタ型前照灯におけるホットゾーンの
スポット感の解消方法の説明図である。

【符号の説明】

１…凹面鏡、２…光源バルブ、３…凸レンズ、４…シェ
ード、４ａ…シェードのカットライン、４ａ′…配光パ
ターンのカットライン、５，６…リフレクタ、１１…基
準面、１２ｃ，１２ｄ…凹円弧状の拡散面、１３ｃ，１
３ｄ…凸円弧状の拡散面。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】凹面鏡の第１焦点の近傍に設けられた光
源バルブと、上記の光源バルブから出射して凹面鏡で反
射された光束をほぼ平行な光束に調光して灯具前方に出
射せしめる凸レンズとを備えたプロジェクタ型前照灯に
おいて、上記の凹面鏡が次のように構成されていることを特徴と
するプロジェクタ型前照灯。ａ．光源バルブから出射して凹面鏡に入射した光束を凸
レンズのメリジオナル像面に向けて反射するように設定
された面を基準面とし、この基準面の少なくとも一部に
拡散部が設けられていて、ｂ．上記拡散部には、前記基準面をその光軸に平行な複
数の等間隔垂直面で切断した場合の切口の線で囲まれた
区域ごとに、該基準面に比して凹もしくは凸状の、ほぼ
上下方向の曲円柱面が形成されており、かつ、ｃ．上記曲円柱面および基準面を任意の水平面で切断し
たとき、該曲円柱面の切口は、基準面の切口である曲線
との距離ｈが一定である円弧をなすとともに、上記基準
面の切口が前記等間隔垂直面で切り取られている両端の
点を通っている。