JPH0731921B2 - プロジェクタ型の前照灯 - Google Patents

プロジェクタ型の前照灯

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JPH0731921B2
JPH0731921B2 JP63008545A JP854588A JPH0731921B2 JP H0731921 B2 JPH0731921 B2 JP H0731921B2 JP 63008545 A JP63008545 A JP 63008545A JP 854588 A JP854588 A JP 854588A JP H0731921 B2 JPH0731921 B2 JP H0731921B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/40Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades
    • F21S41/43Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades characterised by the shape thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25Projection lenses
    • F21S41/255Lenses with a front view of circular or truncated circular outline

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プロジェクタ型の車輛用前照灯に関するもの
である。
〔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。
上記の要請に適合する配光特性を有し、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。このプロジ
ェクタ型前照灯に関する最新の技術としては、例えば特
開昭58−209801号が公知である。
第5図は上記公知のプロジェクタ型前照灯を示す。この
公知例の前照灯はシェル形反射器が設けられており、こ
の反射器の内側反射面の軸線方向断面が、それぞれ楕円
の一部をなしており、楕円の離心率が、軸線方向垂直長
手断面から軸線方向水平長手断面の方へ増大している車
輛用前照灯において、すべての軸線方向断面の楕円部分
101,102の焦点105が、またすべての軸線方向断面の楕円
部分101,102の対応する頂点104が一致するように構成さ
れている。
110は楕円102の外側焦点、111は遮光板状の調光器、112
は楕円101の外側焦点、113はレンズである。
第6図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、第7図は同じく側面図、第8図は同じ
く正面図である。
1は凹面鏡、Fはその焦点である。上記の焦点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。
第6図に描いた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
(第6図,第7図において右方)に投射される。
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第9図の如くになる。
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。
第6図〜第8図に示すように、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、第8図に
示した4aの如く、メリジオナル像面i−jから退くよう
にカットライン4aを形成してある。第9図は、前述の配
光パターンとシェード4との重なり具合も示している。
本第9図に表わされているように、光束の上半部は通過
する。下半部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第9図を反転した形状のパターン
を形成する。第10図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。
この従来例は左側通行用に構成されたものであり、右側
通行用の場合は第8図乃至第10図が左右勝手違いとなる
ように構成される。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記従来例のプロジェクタ型前照灯においては、配光パ
ターン(第10図)のカットライン(即ち、シェード4
(第9図)のカットライン4aによって生じる影の縁の部
分・第10図の右半においてはH−Hライン,左半におい
ては斜のラインに関して、(イ)明暗差の際立ちすぎ、
と、(ロ)分光による発色、という問題が有る。
上記(イ)の明暗差という問題は次の如くである。
即ち、第10図に示した配光パターンのカットラインは、
第9図に示したカットライン4aの影でありしかも、この
カットライン4aは凸レンズのメリジオナル像面に位置し
ているので、明暗の境界が非常にシャープである。この
ため、車輛がバウンドして前照灯の光軸が上下に振れた
とき、対向車に著しいチラツキを感じさせて危険であ
る。
また、前記(ロ)の分光という問題は次の如くである。
即ち、前記の凸レンズを単レンズで構成すると、第10図
に示した配光パターンのカットラインに沿って分光色が
現われる。
実際問題においては、視覚的に赤色と青色とが目立ち、
対向車に危険を及ぼす虞れが有る。
上記の分光色を消去乃至軽減するための公知技術として
は、 (i)フイルタを用いるものに、特開昭58−140901、並
びに米国特許US4222027,同3999056,同3737653,及び同41
01957があり、また、 (ii)二重レンズを用いるものに、特開昭62−502577,
特開昭61−49302、及び特開昭60−62001がある。
(iii)その他、段付レンズを用いたボッシュ社製のプ
ロジェクタ型前照灯、及び拡散レンズを併設(アウタレ
ンズとして)したものにヘラー社製のプロジェクタ型前
照灯があり、それぞれ日本で認可されて公知になってい
る。
しかし乍ら、これらの公知技術のプロジェクタ型前照灯
のうち、段付レンズを用いるものは該段付レンズの製造
が容易でなくコスト高になる。また、その他の公知技術
のプロジェクタ型前照灯は構成部品点数が多く、コスト
高になる。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、段付部を
有しない単レンズを用い、しかも分光色の発生を著しく
軽減せしめることが出来、その上、配光パターンのカッ
トラインにおける明暗の境界が際立たない、プロジェク
タ型前照灯を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、本発明のプロジェクタ型前
照灯は、その凸レンズの形状に特殊な工夫を加えた。
即ち、その前面は従来例と同様に、光軸を中心とする回
転面(非球面)によって構成するが、その背面を光軸に
対して直交しない平面とする。かつ、上記の背面の傾斜
は、前向きに0.5゜〜2゜傾けた形とする。前向きに傾
けるとは、該背面に立てた垂線が、投光方向前方におい
て光軸に比して下向きとなる意である。
〔作用〕
上記の構成によれば、凸レンズ周辺部で分光した光が、
配光パターンのカットライン近傍で、青,赤が混合し、
視覚的に発色を感じなくなる(少なくとも著しく軽減さ
れる)。
〔実施例〕
第2図は、本発明に係るプロジェクタ型前照灯の一実施
例における凸レンズ3′とシェード4との垂直面図であ
る。
仮想線で示した垂直面3-1は、光軸Zに垂直な仮想の面
であって、従来例における凸レンズはこの面に沿った平
面で構成されていた。
本例の凸レンズ3の背面3-2は、角θだけ前に倒した形
に構成してある。
本発明を実施するとき、この角θは0.5゜〜2゜に設定
することが望ましい。0.5゜未満では効果が不充分であ
り、2゜を越えると配光パターンの調整が却って困難に
なるからである。
第3図は上記凸レンズ3′の背面図である。今後の説明
の便宜上、上方部3a,下方部3b,左方部3c,右方部4cをそ
れぞれ図示の如く想定して名付ける。本発明における
左,右の称呼は、投光方向に向かっての左,右を言うも
のとする。
第1図は上に述べた凸レンズ3′付近の光路図である。
矢印イは、シェード4のカットラインに(図において上
端)に接して通過して、凸レンズ3′の上方部3aに入射
した光を表わしている。
矢印イの光は分光されるが、レンズ背面3-2の傾斜によ
り、赤色光Raがほぼ水平に、青色光Baが僅かに下向きに
出射する。
同様に、シェード4のカットラインに接してレンズ下方
部3bに入射した光も分光され、青色光Bがほぼ水平
に、赤色光Rが僅かに下向きに出射する。
第4図は本例における配光パターンを示す図表であっ
て、鎖線で示した閉曲線11は、レンズ周辺部以外の部分
を通過した光(投光光量の中の大部分を占める)による
主照明ゾーンであって、その上方にカットラインが形成
されている。
シェードのカットラインに接して通過した後レンズの
上,下方部を通過して分光した光の内、ほぼ水平に出射
した赤色光Raと青色光Bとは配光パターンのカットラ
インに沿った部分(平行斜線を付して示す)12を照明す
る。
第1図について先に説明したように、凸レンズの上方3
からほぼ水平に赤色光Rが出射され、僅かに下向き
に青色光Bが出射され、両者の平均は僅かに下向きで
ある。このように僅かに下向きになる理由は、本発明を
適用して凸レンズの背面3-2を前方へ傾けたからであ
る。
同様に本実施例において下方部3から出射する青色光
もほぼ水平となる。
次に、第1図に示した本実施例の光路矢印と、第4図に
示した本実施例の配光パターン図表との関係について考
察する。
いま仮に、第1図を幾何学図形として見たとき、矢印R
と矢印Bとが平行であれば、これらの矢印を図の右
方へ延長しても交わることが無い。
しかし乍ら、現実のプロジェクタ型前照灯においては、
光源が点光源でなく、若干の発光面積を有するフィラメ
ントであるため、上記の矢印で表されている光束は僅か
ながら幅を有していて、幾何学的な線ではない。
さらに、上記の矢印Rで表されて射る赤色光、および
矢印Bで表されている青色光は、それぞれ分光された
光の成分であるから、僅かであるが拡散性を有してい
る。
一方、第4図に示した配光パターン図表は、自動車の走
行方向前方の路上における光の広がり具合を表してお
り、第1図に比して格段に小さい縮尺の図である。
いま仮に、路上30m前方を照明している場合を考えてみ
る。凸レンズ3′の半径を仮に3cmとすると、第1図に
おける赤色光Rの出射点は光軸Zから約3cm離れて上
方に位置し、青色光Bの出射点は光軸Zから約3cm離
れて下方に位置している。これらの出射点の上下差を投
光距離に比較してみると、 3cm/30m=1/1000である。
このように、投光距離に比してレンズの寸法が著しく小
さいこと、および、赤色光Rと青色光Bとがそれぞ
れ光束の幅や拡散傾向を有していることの故に、これら
の光束は路上前方の配光パターン(第4図)において、
上下に分離した照明エリアを形成することなく重なり合
い、カットラインに沿った部分12を照明する。
この作用により、青色光,赤色光が混合し、完全な白色
光にならないまでも、視覚的に発色を感じなくなると共
に、カットラインの明暗境界が不鮮明になる。
また、レンズ上,下方部から僅かに下向きに出射した青
色光Baと赤色光Rとは、配光パターンのカットライン
近傍13を照明する。この部分においては赤,青成分が混
合する上に、白色の主照明ゾーンとも重なるので発色を
感じさせない。
第3図に示した左,右の部分3c,3dにおける分光は、主
として左右方向に分かれる。このため、左方部3cで分光
した赤色成分と、右方部3dで分光した青色成分とは、第
4図のカットラインに沿う部分12の内の左半部(V−V
線の左方)を照明するが、これらの光も青,赤の混合に
よって発色を感じさせない。
第1図においては、説明の便宜上、赤色光と、青色光と
のみについて光路を記入したが、これら双方の光の間に
(即ち、第1図の角φ,φ′の間に)発色を感じさせな
い強い光束が存在する。これらの強い近似白色光は、カ
ットラインに沿う部分(平行斜線部)12とカットライン
近傍部分(斑点部)13との境界付近を照明し、配光パタ
ーンにおけるカットラインの境界を一層不鮮明ならしめ
る。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明のプロジェクタ型前照灯を適
用すると、段付部を有しない単レンズを用い、しかも実
用上、分光作用を無害な程度に軽減させることが出来、
しかも配光パターンのカットラインにおける明暗の境界
を際立たなくして前方視界が見易くなる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図は本発明のプロジェクタ型前照灯の一
実施例を示し、第1図は構成部材の配置と作用効果とを
模式的に描いた光路図、第2図は凸レンズ形状の説明
図、第3図は凸レンズの背面図、第4図は作用,効果を
説明するための配光パターン図表である。 第5図は公知例のプロジェクタ型前照灯の説明図であ
る。 第6図乃至第8図は従来例のプロジェクタ型前照灯を示
し、第6図は平面図、第7図は側面図、第8図は正面図
である。 第9図及び第10図は上記従来例の光学的特性を示す図表
である。 1……凹面鏡、2……光源バルブ、3a……凸レンズ上方
部、3b……同下方部、3c……同左方部、3d……同右方
部、3-1……レンズ前面、3-2……レンズ背面。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】反射鏡の焦点近傍に光源バルブを設置し、
    上記の光源バルブから出射した光が反射鏡で反射されて
    カットラインを有するシェード近傍で焦点を結び、凸レ
    ンズによって前記反射光を前方に投射するプロジェクタ
    型の前照灯において、 (a)前記凸レンズの前面は、光軸を回転軸とする非球
    面の回転面によって構成し、 (b)該凸レンズ背面は平面とし、かつ、該平面上に立
    てた垂線が光軸に比して、投射方向前方が0.5゜乃至2
    ゜下方となるように構成したこと を特徴とするプロジェクタ型の前照灯。
JP63008545A 1988-01-20 1988-01-20 プロジェクタ型の前照灯 Expired - Lifetime JPH0731921B2 (ja)

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EP89100891A EP0325254B1 (en) 1988-01-20 1989-01-19 Projector-type head lamp for vehicles
DE68914474T DE68914474T2 (de) 1988-01-20 1989-01-19 Fahrzeugscheinwerfer.

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