JPH07192504A

JPH07192504A - 照明範囲の拡大・縮小調節可能なプロジェクタ型前照灯

Info

Publication number: JPH07192504A
Application number: JP5332557A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kume; 謙二粂
Original assignee: Ichikoh Industries Ltd
Current assignee: Ichikoh Industries Ltd
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-28
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: JP2917784B2

Abstract

(57)【要約】【目的】プロジェクタ型前照灯を改良して、一般道路
の走行に適した配光パターンの状態と、高速道路の走行
に適した配光パターンの状態とに切り替えて使用するこ
とができるようにする。【構成】凹レンズ９は凹レンズ鏡胴１０に取り付けら
れ、凸レンズ群６は凸レンズ鏡胴７に取り付けられてい
る。駆動モータ１１により減速機１２を介して駆動筒１
３を正，逆転させる。凹レンズ９と凸レンズ群６とは相
互に反対方向に前，後進せしめられる。光源バルブ２か
ら出射して灯具前方（図の左方）に投射される光束のう
ち、光軸Ｚに対する拡散角が大きい光束は、拡散プリズ
ム１４ａで拡散され、配光パターンの左右方向の広がり
角はいっそう拡大される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リフレクタと、該リフ
レクタの焦点付近に配置された光源バルブと、該光源バ
ルブから出射してリフレクタで反射した光束を集光して
灯具前方に投光する凸レンズとを備えたプロジェクタ型
の前照灯に係り、特に、走行条件に応じて配光パターン
を変化せしめ得るように改良され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】この種のプロジェクタ型前照灯は小形
で、しかも大きい光束密度が得られるので、最近急速に
普及しつつある。このプロジェクタ型前照灯に関する最
近の技術として、例えば実開平２−４７７０５号（実公
平５−１４４０４）公報が公知である。図９はプロジェ
クタ型前照灯に関する公知技術を説明するために示した
もので、（Ａ）は模式化して描いた側面図、（Ｂ）はス
クリーンを照射した場合の等照度曲線群を描いた図表で
ある。（Ａ）図に示すごとく、２つの焦点Ｆ₁，Ｆ₂を有
するリフレクタ（例えば回転楕円面鏡）１の第１焦点Ｆ
₁に光源バルブ２を配置してある。該光源バルブ２から
出射してリフレクタ１で反射した光束は、一旦第２焦点
Ｆ₂に集光した後、拡散光束として集光用の凸レンズ３
に入射し、ほぼ平行な光束となって灯具前方に向けて投
射される。上記第２焦点Ｆ₂付近に、配光パターンを形
成するためのシェード４が設けられている。該第２焦点
Ｆ₂付近を通過する光束の一部は上記シェード４によっ
て遮られる。配光パターンを示す（Ｂ）図において平行
斜線を付した部分は、上記シェード４で生じた影が上
下，左右反転されて投影されたものである。この（Ｂ）
図に示した配光パターンは原理的な説明のための図表で
あるが、このような傾向の特性を有していると、自己車
線（Ｖ−Ｖ線よりも左方）については路面前方を照射
し、対向車線（Ｖ−Ｖ線よりも右側）については、水平
線（Ｈ−Ｈ線）の上方を照射しないため対向車に眩惑を
与える虞れが無いので、自動車用前照灯として好適であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１０（Ａ）は従来例
に係るプロジェクタ型前照灯の配光パターンの特性を理
解し易いように２本の等照度カーブで表わした図表であ
り、実線で描いたカーブは５００カンデラの照明範囲を
示し、鎖線で描いたカーブは１００００カンデラの照明
範囲（いわゆるホットゾーン）である。本図から容易に
理解されるように、この従来例の配光パターンは左右に
各３０度の広がりを有する範囲を照明（５００カンデ
ラ）するとともに、その中央付近に、左方５度、右方１
度の範囲にホットゾーン（１００００カンデラ）を形成
している。このような配光パターンは、通常の走行条件
において非常に好適である。しかし、高速道を走行する
ときは、図１０（Ｂ）に示すように、照明範囲（実線で
描いた閉曲線）の左右方向を縮小するとともに、ホット
ゾーン（鎖線で描いた閉曲線）が左右方向に拡大される
ことが望ましい。説明の便宜上、本図（Ｂ）のような高
速道路走行用の縮小された配光パターンを形成する状態
をズームと呼ぶさらに望ましくは、一般道路を走行する際は同図（Ｃ）
のごとく、従来例を示した（Ａ）図よりもいっそう照明
範囲が左右方向に拡大されると好適である。一般道路で
は高速道路に比して交差点が多く、自車の前方を横ぎる
車や人が有り、また歩道上の人にも注意しなければなら
ないからである。一般道路走行用の拡大された配光パタ
ーンを形成する状態をワイドと呼ぶ。

【０００４】本発明は上述の事情に鑑みて為されたもの
であって、例えば高速道路走行などの必要に応じて、照
明区域を左右方向に縮小するとともにホットゾーンを左
右方向に拡大（ズーム）したり、一般道路走行のために
照明範囲を左右方向に拡大するとともにホットゾーンを
左右方向に縮小（ワイド）したりすることのできる、プ
ロジェクタ型前照灯を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに創作した本発明の基本的原理について、その１実施
例に対応する図１を参照して略述すると、非球面凸レン
ズ６ａと、第２のレンズとしての凸レンズ６ｂとは凸レ
ンズ鏡胴７に取り付けられ、フレーム８に案内されて光
軸Ｚ方向に前後進できるようになっている。さらに補助
レンズである第１のレンズとして凹レンズ９を凹レンズ
鏡胴１０に取り付け、フレーム８によって光軸Ｚ方向に
前後進できるように案内する。一方、駆動モータ１１は
減速機１２を介して駆動筒１３を正，逆転せしめ得るよ
うになっている。この駆動筒１３の回転は凹レンズ鏡胴
１０および凸レンズ鏡胴７に伝えられ、これら鏡胴１
０，７はそれぞれ光軸Ｚを中心として９０度回動せしめ
られる。上記の凹レンズ鏡胴１０は、フレームに対して
ネジ手段（螺旋状カム手段を含む意）を介して連結され
ており、上記の９０度回動に伴ってネジ送り作用（若し
くは螺旋カムの作用）で前後進せしめられる。さらに、
アウタレンズ１４が凹レンズ９と対向している部分の周
辺（左，右の両端部）に、拡散プリズム１４ａを設け
る。この拡散プリズム１４ａを配設する位置は、イ．凹
レンズ９を通って投射される光束がズーム状態となって
絞られているときは、このズーム光束の入射を受けない
よう、左，右両側に寄せ、ロ．凹レンズ９を通って投射
される光束がワイド状態となって拡散されているとき
は、その拡散されているワイド光束の左，右両端部の入
射を受けるように設定する。上述の原理に基づき、本考
案の照明範囲の拡大・縮小調節可能なプロジェクタ型前
照灯の構成は、リフレクタと、上記リフレクタの焦点付
近に配置された光源バルブと、上記光源バルブから出射
してリフレクタで反射した光束を集光する凸レンズとよ
りなるプロジェクタ型前照灯において、上記凸レンズと
光軸を共有する第１のレンズおよび第２のレンズが設け
られており、上記第１のレンズを光軸方向に前後進せし
めるカム機構よりなる駆動手段が設けられており、か
つ、前記光源バルブから出射してリフレクタで反射さ
れ、凸レンズおよび第１のレンズを通過して投光される
光束を通過させるアウタレンズが設けられていることを
特徴とする。本発明を実施する場合、拡散プリズムを第
１のレンズに対向せしめて、すなわち第１のレンズを通
過した光束の周辺部に位置せしめてアウタレンズに設け
ることもでき、また、該アウタレンズが第１のレンズに
対向する部分から離間させてさらに外周の部分に拡散プ
リズムを設けて光源バルブからの直射光（第１のレンズ
の側方を通過した光）がアウタレンズに入射する光束を
拡散させることもできる。

【０００６】

【作用】上述の構成によると、プロジェクタ型前照灯の
基本的構成である集光用の凸レンズが光軸を共有して設
けられた補助レンズである第１のレンズが前後進するに
伴って配光パターンが変化し、左右方向に広がったワイ
ド状態と、左右方向に絞られたズーム状態との内の何れ
か一方を任意に選択したり、何れか他方に変化させたり
することができる。また、補助レンズである第２のレン
ズは、前記第１のレンズを付加したことによって生じる
不具合を補正する役目を果たすとともに、ホットゾーン
制御の役目も果たす。さらに、前記の左右に拡大された
配光パターン（ズーム状態）において、左右両端付近の
光束は拡散プリズムによって拡散させるといっそう広い
範囲を照明するので、一般道路の夜間走行に適した配光
パターンになる。

【０００７】

【実施例】次に、図１ないし図７を参照しつつ、本発明
の実施について説明する。図１は本考案に係る配光パタ
ーンの調節可能なプロジェクタ型前照灯の１実施例を示
す模式的な断面図である。この実施例は、第１のレンズ
として凹レンズ、第２のレンズとして凸レンズを用い
た。リフレクタ１の第１焦点に位置せしめて光源バルブ
２が設置され、該リフレクタ１の第２焦点付近にシェー
ド４が設置されている。このシェードは図４（Ｂ）につ
いて説明したように、対向車両に眩惑を与えないための
構成部材である。従って、対向車の無い道路の走行に専
用する場合などは、このシェード４を省略することがで
きる。すなわち、シェードは、本発明の目的を達成する
ために欠くことのできない構成部材ではない。６ａは、
プロジェクタ型前照灯本来の構成部材として、リフレク
タ１による反射光束を集光して投光するための非球面凸
レンズであって、該非球面凸レンズ６ａの光軸は前記リ
フレクタ１の光軸Ｚと一致している。そして、上記光軸
Ｚを共有せしめて凹レンズ９が配置されている。この凹
レンズ９は凹レンズ鏡胴１０に取り付けられており、該
凹レンズ鏡胴１０はフレーム８によって光軸Ｚ方向の前
後進できるよう案内されている。上記のように、補助レ
ンズとしての凹レンズ９を付加すると、当該前照灯から
投射される光束が拡散傾向を与えられるので、上記凹レ
ンズによる拡散を相殺するよう、補償用の凸レンズ６ｂ
が配置されている。この凸レンズ６ｂは、前記の非球面
凸レンズ６ａと共に凸レンズ鏡胴７に取り付けられて、
凸レンズ群６を構成している。上記の非球面凸レンズ６
ａと凸レンズ６ｂとは相対的な位置を固定されているの
で、上記２つの凸レンズよりなる凸レンズ群６の光学的
機能は、概要的に１個の凸レンズに相当する。図示の１
３は、フレーム８に対して回動可能に嵌合された駆動筒
であって、リングギヤ１３ａが固定されている。この駆
動筒１３は、駆動モータ１１によって、減速機１２を介
して正，逆転せしめられ、さらに該駆動筒１３は凹レン
ズ鏡胴１０および凸レンズ鏡胴７を正，逆転せしめる。
ただし、本発明において正転，逆転とは、作用を説明す
るための便宜上の呼称であって、いずれか一方向の回転
を正転とすれば他方の回転は逆転である。前記のフレー
ム８と凹レンズ鏡胴１０とは右ネジ手段（本例において
は右ネジ状の螺旋カム溝）を介して結合されており、前
記のフレーム８と凸レンズ鏡胴７とは左ネジ手段（左ネ
ジ状の螺旋カム溝）を介して結合されている。本考案を
実施する際、右ネジと左ネジとを置換しても良く、要は
凸レンズ鏡胴７のネジ送り機構と凹レンズ鏡胴１０のネ
ジ送り機構とが逆ネジ関係になっていれば良い。以上の
構成により、駆動モータ１１を正転させると凹レンズ９
が後退するとともに凸レンズ群６が前進し、該駆動モー
タ１１を逆転させると凹レンズ９が前進するとともに凸
レンズ群６が後退する。次に、光学的作用を説明する。
図２は上記実施例の作用を説明するための水平断面図表
を示し、（Ａ）は凹レンズを前進させるとともに凸レン
ズ群を後退させて一般道路走行に適合せしめた状態にお
ける光路を描いてあり、（Ｂ）は凹レンズを後退させる
とともに凸レンズ群を前進させて高速道路走行に適合せ
しめた状態の光路を描いてある。そして、図３は上記実
施例の作用を説明するための垂直断面図表を示し、
（Ａ）は凹レンズを前進させるとともに凸レンズ群を後
退させて一般道路走行に適合せしめた状態における光路
を描いてあり、（Ｂ）は凹レンズを後退させるとともに
凸レンズ群を前進させて高速道路走行に適合せしめた状
態の光路を描いてある。図示の１はリフレクタ、ｆはそ
の焦点距離を示している。一般道路走行状態を示した図
２（Ａ）において形成される配光パターンは、図１０
（Ａ）に示した従来例における配光パターンと類似のも
のになる。しかし、本実施例においては、この配光パタ
ーンを形成する光束のうち、左，右の両端部付近を形成
する光束が、図１に示した拡散プリズム１４ａによって
さらに左右方向に拡散されて、図１０（Ｃ）に示すよう
に左右の広がり角が従来例の配光パターン（図１０
（Ａ）参照）に比して一層大きくなる。このようにして
一般道路の走行に好適なワイド状態の配光パターンが形
成される。

【０００８】前記図２（Ａ）の状態から、凸レンズ群６
を寸法のαだけ前進させるとともに、凹レンズ９を寸法
βだけ後退させると同図（Ｂ）の状態になる。凹レンズ
９の後退によって、図１０（Ｂ）に示すごとく５００カ
ンデラの照明区域が絞られるとともに１００００カンデ
ラのホットゾーンは左，右それぞれ拡大され、高速道路
走行用として好適な配光パターン（ズーム状態）にな
る。この場合、凹レンズ９を通過して出射する光束が絞
られているので、前述した拡散プリズム１４ａ（図１）
を通過しない。従って、該拡散プリズムの影響を受けな
い。（図１参照）先に述べたごとく、駆動モータ１１に
よって駆動筒１３が光軸Ｚを中心として回動せしめられ
ると、凸レンズ鏡胴７と凹レンズ鏡胴１０とが前後進せ
しめられる。この作用は、本実施例においては、駆動筒
１３に設けられた螺旋状カム溝と、鏡胴に固着されて該
カム溝に嵌合された突起とによって行なわれる。図８は
本実施例におけるカム筒の展開図に突起の位置を付記す
るとともにカム溝の寸法を記入した説明図である。本図
において上下方向は光軸Ｚ方向であって、紙面の上方が
灯具前方であり、紙面の下方が灯具の後方である。ま
た、紙面の左右方向は駆動筒の円周方向（すなわち回転
方向）を表わしている。本図から容易に理解されるよう
に、この展開図において左半部と右半部とはほぼ同形で
あって、凸レンズ鏡胴駆動用の２本の螺旋状カム溝１３
ａと、凹レンズ鏡胴駆動用の２本の螺旋状カム溝１３ａ
とが設けられている。そして、凹レンズ鏡胴７に固定さ
れてカムフォロワとして作用する突起７ａが螺旋状カム
溝１３ａに摺動自在に嵌合するとともに、凹レンズ鏡胴
に固定されてカムフォロワとして作用する突起１０ａが
螺旋状カム溝１３ｂに摺動自在に嵌合している。ただ
し、本図８は駆動筒の円周面を平面に広げた形に展開し
てあるので、螺旋溝は直線溝として描かれている。い
ま、駆動筒が図の左方へ９０度回されたとする（展開図
においては左方へ平行移動する）。すると、螺旋状カム
溝１３ｂに嵌合していたカムフォロワ突起１０ａは駆動
筒１３に対して相対的に鎖線で示した位置１０ｂに移動
せしめられ、図の上方（すなわち灯具前方）へ寸法βだ
け前進せしめられる。この寸法βは、図２（Ｂ）に示し
た寸法βに対応する。上述の作動と同時に、螺旋状カム
溝１３ａに嵌合している凸レンズ鏡胴７のカムフォロワ
突起７ａは７ｂ位置に移動せしめられて寸法αだけ後退
せしめられる。このようにして図２（Ｂ）の状態から同
図（Ａ）の状態に操作される。

【０００９】次に、拡散プリズムの構成，並びにその配
置について、各種の実施例を説明する。図４に示した実
施例においては、ランプハウジング１５の前面開口部を
覆って装着したアウタレンズ１４に、該アウタレンズが
凹レンズ９に対向している区域１４ｅを想定し、該区域
１４ｅの左右の周辺部に拡散プリズム１４ａを設けた。
この実施例は、図１の構成に類似するものである。図５
の実施例では、アウタレンズ１４´が凹レンズ９に対向
している区域を想定して、その左右の周辺部に凸レンズ
形の拡散プリズム１４ｂを設けた。この実施例における
拡散プリズム１４ｂは、通過する光束を左右に拡散する
機能を有するものであっても良く、上下に拡散する機能
を有するものであっても良く、又は上下にも左右にも拡
散する機能を有するものであっても良い。この拡散プリ
ズム１４ｂによって、第１のレンズである凹レンズ９を
通過した光束の周辺部を左右に拡散すると、配光パター
ンの照明区域が左右方向に拡大されて、ワイド状態配光
性能をいっそう好適ならしめる。また、上記拡散プリズ
ム１４ｂによって、凹レンズ９を通過した光束の周辺部
を上下に拡散すると、拡散された光束の一部は図１０に
示した配光パターンの照明区域の上下に、弱い迷光を照
射するようになる。このように構成すると、照明区域の
境界線が際立たなくなり、特にカットラインが際立たな
くなって前方視認性が向上する。上記の弱い迷光とは、
対向車に眩惑を与える虞れが無い程度の弱い光であっ
て、制御されていない光の意である。

【００１０】図６の実施例では、光源バルブ２から出射
した直射光がアウタレンズ１４を通過する区域（この区
域は必然的にアウタレンズ１４の周辺部に相当する）
に、拡散プリズム１４ｃを設けた。また、図７の実施例
はアウタレンズ１４´が光源バルブ２からの直射光を受
ける区域に拡散プリズム１４ｄを設けた。これらの図４
ないし図７の各実施例によっても、ワイド時における照
明範囲を左右方向に拡大して、一般道路の走行用として
好適な配光パターン（図１０（Ｃ））が得られる。前掲
の図６，図７の実施例において、アウタレンズ１４，１
４´の周辺部に光源バルブ２からの直射光が入射するの
は、ワイド状態において凹レンズ鏡胴１０が図の左方に
前進しているからである。ズーム状態になって該凹レン
ズ鏡胴１０が図の右方へ後退すると、光源バルブ２から
拡散プリズム１４ｃ，１４ｄに至る直射光路が該凹レン
ズ鏡胴１０によって遮られる。

【００１１】

【発明の効果】本発明を適用すると、プロジェクタ型前
照灯の基本的構成である集光用の凸レンズと光軸を共有
して設けられた補助レンズである第１のレンズが前後進
するに伴って配光パターンが変化し、左右方向に広がっ
たワイド状態と、左右方向に絞られたズーム状態との内
の何れか一方を任意に選択したり、何れか他方に変化さ
せたりすることができる。また、補助レンズである第２
のレンズは、前記第１のレンズを付加したことによって
生じる不具合を補正する役目を果たすとともに、ホット
ゾーン制御の役目も果たす。さらに、前記の左右に拡大
された配光パターン（ズーム状態）において、左右両端
付近の光束は拡散プリズムによって拡散され、いっそう
広い範囲を照明するので、一般道路の夜間走行に適した
配光パターンになるという優れた実用的効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る配光パターンの調節可能なプロジ
ェクタ型前照灯の１実施例を示す模式的な断面図であ
る。

【図２】上記実施例の作用を説明するための水平断面図
表を示し、（Ａ）は凹レンズを前進させるとともに凸レ
ンズ群を後退させて一般道路走行に適合せしめた状態に
おける光路を描いてあり、（Ｂ）は凹レンズを後退させ
るとともに凸レンズ群を前進させて高速道路走行に適合
せしめた状態の光路を描いてある。

【図３】上記実施例の作用を説明するための垂直断面図
表を示し、（Ａ）は凹レンズを前進させるとともに凸レ
ンズ群を後退させて一般道路走行に適合せしめた状態に
おける光路を描いてあり、（Ｂ）は凹レンズを後退させ
るとともに凸レンズ群を前進させて高速道路走行に適合
せしめた状態の光路を描いてある。

【図４】本発明に係る照明範囲の拡大・縮小調節可能な
プロジェクタ型前照灯の１実施例を示す水平断面図であ
る。

【図５】図４と異なる実施例の水平断面図である。

【図６】さらに異なる実施例の水平断面図に、光路を表
わす矢印を記入した作用説明図である。

【図７】さらに異なる実施例の水平断面図に、光路を表
わす矢印を記入した作用説明図である。

【図８】図１に示した実施例における駆動機構を説明す
るための、駆動筒の展開図である。

【図９】プロジェクタ型前照灯に関する公知技術を説明
するために示したもので、（Ａ）は模式化して描いた側
面図、（Ｂ）はスクリーンを照射した場合の等照度曲線
群を描いた図表である。

【図１０】（Ａ）は従来例に係るプロジェクタ型前照灯
の配光パターンの特性を理解し易いように２本の等照度
カーブで表わした図表であり、（Ｂ）は本発明に係るプ
ロジェクタ型前照灯の１実施例における配光パターンの
高速道路走行状態（ズーム）を示す図表であり、（ｃ）
は同じく一般道路走行状態（ワイド）を示す図表であ
る。

【符号の説明】

１…リフレクタ、２…光源バルブ、３…凸レンズ、４…
シェード、６…凸レンズ群、６ａ…非球面凸レンズ、６
ｂ…凸レンズ、７…凸レンズ鏡胴、８…フレーム、９…
凹レンズ、１０…凹レンズ鏡胴、１１…駆動モータ、１
２…減速機、１３…駆動筒、１４，１４´…アウタレン
ズ、１４ａ〜１４ｃ…拡散プリズム。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リフレクタと、上記リフレクタの焦点付
近に配置された光源バルブと、上記光源バルブから出射
してリフレクタで反射した光束を集光する凸レンズとよ
りなるプロジェクタ型前照灯において、上記凸レンズと光軸を共有する第１のレンズおよび第２
のレンズが設けられており、上記第１のレンズを光軸方
向に前後進せしめるカム機構よりなる駆動手段が設けら
れており、かつ、前記光源バルブから出射してリフレク
タで反射され、凸レンズおよび第１のレンズを通過して
投光される光束を通過させるアウタレンズが設けられて
いることを特徴とする、照明範囲の拡大・縮小可能なプ
ロジェクタ型前照灯。
【請求項２】光源バルブから出射し、リフレクタで反
射され、凸レンズで集光されるとともに前記第１のレン
ズを通過した光束が、前記アウタレンズを通過する区域
の周辺部に位置せしめて、該アウタレンズに拡散プリズ
ムが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載
した照明範囲の拡大・縮小可能なプロジェクタ型前照
灯。
【請求項３】光源バルブから出射した光束のうち、リ
フレクタで反射されることなく、前記凸レンズ並びに第
１のレンズおよび第２のレンズを通過することなく、こ
れらのレンズの側方を通った光束がアウタレンズを通過
する区域に位置せしめて、該アウタレンズに拡散プリズ
ムが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載
した照明範囲の拡大・縮小可能なプロジェクタ型前照
灯。