JPH0719588B2 - 自動車用前照灯 - Google Patents

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、前面レンズを
素通しレンズにしても、リフレクタの作用によって所望
の配光パターンが得られ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1a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
てある。

光源バルブ２から矢印ａの如く出射した光は、反射面1a
で反射され、光軸Ｚに平行な光束ｂとなり、前面レンズ
３のプリズムで矢印c₁,c₂の如く拡散されて所望の配光
パターンを形成する。

上記反射面1aの、光軸Ｚに平行な垂直面による断面は放
物線状をなしており、垂直断面内においては、前記反射
面1a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
前照灯のリフレクタ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、上記のリフレクタ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、 ように構成してある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のリフレクタ拡散形前照灯（第６図）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に比してリフレクタの
深さ寸法Ｄを大きくしないと光束の有効利用率が低いこ
と、 及び、 （ii）前記の幅寸法Ｗを大きくするについて限界がある
こと、 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）レンズ構成が簡単で、軽量・安価に構成すること
ができ、 （ｂ）前面レンズの横幅寸法を大きく構成することがで
き、 （ｃ）リフレクタの深さ寸法を小さく（浅く）構成し得
る、 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。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明の自動車用前照灯
は、 （イ）前記従来例のリフレクタ拡散形前照灯と同様に、
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）区分した中央部付近は、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）区分した左右両端部付近は、反射光が、平行光束
よりも拡散傾向を有するように、かつ、中央部から遠ざ
かった位置ほど強い拡散傾向を示すように構成する。

〔作用〕

前記の構成によれば、 i.中央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。

ii.拡散反射光は、前方に投射され、所望の配光パター
ンを形成する。

iii.上記の拡散投光の作用により、リフレクタの深さ寸
法に比して、前面レンズの幅寸法を大きくできる。

〔実施例〕

第１図は本発明を適用して構成したリフレクタ７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（Ｂ）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中央のゾーンは、回転放物面状に構
成する。

斑点を付していない左，右端部ゾーンも、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a₀,a
₀′,b₀,b₀′〜d₀,d₀′をとる。

上記の点d₀,d₀′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２点d₀,d₀′に挟まれた区域は回転放物面をなし
ている。従って、本図（Ａ）に示すように、点d₀,d₀′
における反射光（矢印d,d′）は、光軸Z-Zと平行にな
る。

本図（Ｂ）に示すごとく、リフレクタ７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x_nの部分で
ある。

Ｙ座標に関して、d₀,d₀′に相当する点から、順次に外
側に向けて曲面を設定してゆく（詳細次記）。

その結果（第１図（Ａ）参照） 点d₀における反射光ｄを初期値として、 点c₀における反射光ｃが光軸Ｚとなす角θc₀， 点b₀ 〃 ｂ 〃 θb₀， 点a₀ 〃 ａ 〃 θa₀、 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。

光源位置Ｆから、リフレクタエレメント上の点Ｐ（その
座標値はx_n）への光の単位ベクトルをとし、 その反射光を単位ベクトルをとし、 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
とすると、 ＝＋2K ………（１） の関係がある。

また、上記反射光は、上下に広がらずに左右のみθx_n
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リフレク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リフレク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て曲面を形成し、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、リフレクタエレメントの区分を細かくし、ｘの値
を密に計算する。

上記の計算は、筆算では極めて困難であるが、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、その反射光は上下に広がらずに左右にのみ広がる
（θ_n＝ｆ（x_n））作用を持つリフレクタとなる。

（第１図（Ａ）参照）。

θc₀＜θb₀＜θa₀ となるように構成する。

拡散角θ_xとx₀との関係は、第２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リフレクタ上の点x₀に対する拡散
角θ_xを、ｘのベキ乗式で設定する。

この時の所望配光パターンは、自動車用前照灯の要求に
応じて求めればよい。

このように構成することにより、従来例のリフレクタ拡
散形前照灯（第６図）の欠点とされていた、レンズ横幅
が大きくでき難いこと、ならびに、リフレクタの深さ寸
法を小さく（浅く）し難いこと、が解消される。

第４図は、前記の実施例（第１図）に係るリフレクタ７
を用いて構成した前照灯の水平断面図である。

本例の如く、前面レンズ８は素通し形で足り、（リフレ
クタ７によって所望の配光が得られる。

〔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）レンズ構成が簡単で、軽量・安価に構成すること
ができ、 （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）リフレクタの深さ寸法を小さく（浅く）構成し得
る、 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におけ
るリフレクタの構成・作用の説明図である。 第２図は上記実施例における所望の配光パターンを示す
図表である。 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、第１図に示したリフレクタを用いた前照灯の
３面図である。 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、リフレクタ拡散形前照灯のリフレクタ、
５……素通し形の前面レンズ、７……本発明の実施例に
おけるリフレクタ、８……素通し形の前面レンズ、Ｆ…
…光源位置、Ｚ……光軸、Ｘ……水平座標軸、Ｙ……垂
直座標軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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）上記の中央部は回転放物面状に構成し、 （ｃ）前記の両端部は、左，右それぞれ、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
   構成したことを特徴とする、自動車用前照灯。 （ｉ）光源バルブから出射して凹面鏡両端部の各点で反
   射した光の光路が、光軸と為す角をθとし、 （ii）該両端部のうち、前記中央部の回転放物面に接す
   る２点をそれぞれ初期値とし、 （iii）上記の角θは、投光方向について光軸から遠ざ
   かる方向を正とし、 （iv）上記の角θは、反射点が凹面鏡の中央部から遠ざ
   かるにつれて正方向に増加する。