JPH0797443B2 - 自動車用照明灯 - Google Patents

自動車用照明灯

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JPH0797443B2
JPH0797443B2 JP2185310A JP18531090A JPH0797443B2 JP H0797443 B2 JPH0797443 B2 JP H0797443B2 JP 2185310 A JP2185310 A JP 2185310A JP 18531090 A JP18531090 A JP 18531090A JP H0797443 B2 JPH0797443 B2 JP H0797443B2
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light
optical fiber
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light emitting
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裕之 石田
啓之 芹澤
啓 金子
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Koito Manufacturing Co Ltd
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Koito Manufacturing Co Ltd
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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
    • F21S41/20Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/24Light guides

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (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、光ファイバー集束体に入射させた光源光を、
途中から分岐した複数の光ファイバー束の光出射端面か
ら出射させることにより、所定の配光パターンを形成す
る自動車用照明灯に関する。
〔従来技術及び発明の解決しようとする課題〕
この種の従来技術としては、特開昭56−120425号があ
る。この従来技術である車輌用照明灯は、第11図にその
水平断面が示されるように、多数の光ファイバー3を束
ねた光ファイバー集束体2の光入射端面2aに光源4の光
を導くとともに、途中から分岐させて配置した各光ファ
イバー束3の光出射端面3aから光を出射させて、所定の
配光パターンを形成する構造となっている。なお符号5
は、光源光を反射集光させて光ファイバー集束体2の端
面2aに導くリフレクター、符号6は光ファイバー集束体
2への熱の伝達を阻止する防熱フィルター、符号7は光
出射端面3aからの出射光を平行光とするコリメータレン
ズ、符号8はコリメータレンズ7によって平行にされた
光を拡散して配光する拡散レンズである。
しかし前記した従来技術では、分岐した光ファイバー束
3,3…はすべて均一な円形断面で、光出射端面はいずれ
も円形状で、しかも同一の断面積である。このため形成
できる配光パターンは限られ、種々の形状の異なる配光
パターンを任意に形成することは困難であった。
本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、
その目的は形状を異にする種々の配光パターンを容易に
形成することのできる自動車用照明灯を提供することに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するために、請求項(1)に係る自動車
用照明灯においては、光出射端面の形状を異にする複数
本の光ファイバー束が光入射端面側で束ねられて一体化
された光ファイバー集束体と、この光ファイバー集束体
の光入射部に光源光を入射させる入射光学系と、各光フ
ァイバー束の光出射端面の前方に配置され、各光出射端
面からの出射光が形成する分割配光パターンを合成して
所定の配光パターンを形成する出射光学系と、を備える
ようにしたものである。
そして請求項(2)では、各光ファイバー束の光出射端
面からの出射光が形成する分割配光パターンを重ね合わ
せることによって配光パターンを合成するようにしたも
のである。
また請求項(3)では、複数の光ファイバー束のうちの
少なくとも1本の光ファイバー束の光出射端面を、クリ
アカット形成のための直線状側縁部を有した形状とする
ようにしたものである。
〔作用〕
入射光学系を介して光ファイバー集束体の光入射部に入
射した光は、形状の異なる各光ファイバー束の光出射端
面からそれぞれ出射し、出射光学系によって拡散され合
成されて所定の配光パターンとなる。光ファイバー束の
光出射端面を台形や楕円形や扇形等の種々の適切な形状
とすることにより、これらの出射光が形成する分割配光
パターンを合成して種々の任意の配光パターンを形成で
きる。特に光ファイバー束の各光出射端面から出射し、
出射光学系によって拡散して形成される各分割配光パタ
ーンを互いに重ね合わせると、重合度が高い部分ほど大
きな照度となる。また光ファイバーの光出射端面が直線
部分を有する形状であれば、この光出射端面からの出射
光によってクリアカット部を形成できる。
〔実施例〕 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明を自動車用ヘッドランプに適用した実施
例の全体構成を示す斜視図である。
この図において、符号10は光源であるメタルハライドバ
ルブ12を内蔵する楕円体形状のリフレクターで、バルブ
12の放電部はリフレクターの放物面形状の光反射面11の
第1の焦点位置f1に位置している。符号20は多数の光伝
達部材である光ファイバーが端部において集束一体化さ
れるとともに、途中から6本の光ファイバー束21〜26に
分岐された光ファイバー集束体で、光入射側の集束体の
端部及び各光ファイバー束21〜26の端部はそれぞれ口金
27,28によって一体化されている。即ちN本の光ファイ
バーが、n1本〜n6本の光ファイバー束21〜26に分岐され
ている(N=n1+n2+…+n6)。口金27により一体化さ
れている光ファイバー集束体の光入射端面20aは多数の
光ファイバーが集束されて円形状とされ、リフレクター
10の光反射面11の第2焦点位置f2に配置されており、光
反射面11により反射集光された光がこの円形状の光入射
端面20aに入射するようになっている。符号14は、リフ
レクター10と光ファイバー集束体20の光入射端面20a間
に配置された熱線吸収(又は熱線反射)フィルターで、
焦点f2に向かう光から熱を吸収(又は反射)することに
より、集光による熱エネルギーから光ファイバーを保護
するようになっている。
途中から分岐された各光ファイバー束21〜26の光出射端
面21a〜26aは種々の形状に形成されており、光出射端面
21a〜23aはそれぞれ寸法の異なる台形状に、光出射端面
24a〜26aはそれぞれ寸法の異なる横長長円形状に形成さ
れ各光出射端面21a〜26aの面積A1〜A6の総和は光入射端
面20aの面積Aに等しくなっており、光ファイバー集束
体20に入射した光がそのまま光出射端面から分配されて
出射されるようになっている。符号29は合成樹脂製リテ
ーナで、光ファイバーの端部がこのリテーナ29によって
それぞれの形状に成形されて口金27,28に一体化されて
いる。また各光ファイバー21〜26の光出射端面21a〜26a
は各光出射端面における光軸l1〜l6が互いに平行となる
ように配置されるとともに、各光出射端面21a〜26aの前
方にはコリメータレンズ32が、さらに前方には拡散ステ
ップの形成されている拡散レンズ34がそれぞれ配置され
ている。なお図では出射光学系の構成をわかり易くする
ために、光出射端面22a,23aの前方に配置されるコリメ
ータレンズ32及び拡散レンズ34を省略している。そして
光出射端面から出射した光はコリメータレンズ32によっ
て平行光とされ、拡散レンズ34により拡散配光されて前
方所定位置に所定の配光パターンP(第2図参照)が形
成されるようになっている。即ち、光出射端面21a〜26a
からそれぞれ出射した光は、コリメータレンズ32及び拡
散レンズ34からなるそれぞれの出射光学系によって、前
方所定位置に対設したスクリーン上に第3図(a)〜
(f)に示すそれぞれの分割配光パターンP1〜P6を形成
するが、これらの分割配光パターンP1〜P6が重ねられて
合成され、第2図に示されるような配光パターンPが得
られる。第2図は第1図に示す構造のヘッドランプの前
方所定距離離れた位置に対設したスクリーンに形成され
るランプの配光パターンを示している。第2図,第3図
において、光出射端面21aは主にランプの照射軸近傍の
メインスポットの配光を形成し(第3図(a)参照)、
光出射端面22aはメインスポットを含む左方向に少し拡
がった配光を形成し(第3図(b)参照)、光出射端面
23aはさらに左方向に拡がった配光を形成し(第3図
(c)参照)、光出射端面21a〜23aによって斜めクリア
カット部の配光パターンを形成する。また光出射端面24
aは垂直位置から左右略均等に拡がる多少小さめの中央
部小拡散エリアの配光を形成し(第3図(d)参照)、
光出射端面25aは大きく左右に拡がる中拡散エリアの配
光を形成し(第3図(e)参照)、光出射端面26aはさ
らに左右に大きく拡がる大拡散エリアの配光を形成する
(第3図(f)参照)。そしてすべての分割配光パター
ンP1〜P6が合成されて配光パターンPとなっている。
なお前記した実施例では、コリメータレンズ32の前方に
それぞれ拡散レンズ34を配置した構造となっているが、
1枚のレンズにそれぞれの出射光学系に対応させた拡散
ステップを形成した拡散レンズ構造としてもよい。
また前記した実施例では光出射端面21a〜26aは均一な平
面となっているが、第4図(a)〜(c)に示されるよ
うに、下側の光ファイバーF程前方に突出させて、先端
部にθなる傾斜をもたせた形状に配置して、各光ファイ
バーFの光出射端面から出射する光のうち、下方に向か
う光を下方の光ファイバー突出部によってカットするよ
うにして、配光パターンのクリアカット部を鮮明とする
ようにしてもよい。
また前記実施例では、鮮明な斜めカットライン部S1や水
平カットライン部S2(第2図参照)を形成するために、
光ファイバー束の光出射端面を台形又は横長長円形状と
しているが、斜めカットライン部S1の形成には第5図
(a)に示されるような扇形状、水平カットライン部S2
の形成には第5図(b),(c)に示すような半円形状
や直角非対称扇形状であってもよい。また第5図(d)
に示されるように、半円形状の光出射端面において、光
ファイバーの数を直線部において密とし、上方に行く程
粗としてカットライン部程鮮明となるようにしてもよ
い。第6図(a)は、光出射端面の形状が第5図(a)
に示す場合に適用される拡散レンズの一実施例を示すも
ので、光出射光学形の水平断面図を示しており、符号12
1は光ファイバー束、符号132はコリメータレンズ、符号
134は光を左方向にのみ拡散する拡散レンズである。そ
してこの場合の配光パターンは第6図(b)に示される
ように、斜線で示されるパターン左方向に拡散されて二
点鎖線で示されるパターンとなり、カットラインが鮮明
となるとともに、グレア光が生じないという効果があ
る。
第7図は光ファイバー束121の先端面121aがコリメータ
レンズ32の曲面32aに整合した曲面形状とされている。
このように構成することにより、各光ファイバーから出
射した光の光路長の差がなく、光ファイバー束の先端面
が平面の場合ではカットライン近傍が不鮮明であること
に比べて、鮮明なカットラインが得られるという効果が
ある。
第8図(a)はプロジェクター方式で投射する場合のこ
とであるが、光ファイバー束121の光出射端面121aをコ
リメータレンズ32の焦点位置fから光軸方向にわずかに
ずらして配置されている。コリメータレンズ32の焦点位
置fに光出射端面121aが位置した場合には、第8図
(b)に示されるように光出射端面がスクリーン上に映
り、各光ファイバーの端面領域(明)と光ファイバー端
面以外の部分(暗)の明暗模様が光むらとして表われ、
視認性が悪いという問題がある。しかし本実施例では、
各光ファイバーの光出射端面121aがレンズ32の焦点位置
からわずかにずれているので、スクリーン上で光が互い
に一部重なった状態となるため、光むらが軽減された明
暗差のない配光パターンが得られる。また光ファイバー
の出射端面とコリメータレンズ32の間に弱拡散フィルタ
ー33を設けることにより、さらに明暗差の少ない配光パ
ターンが得られる。
第9図(a)は前記第1の実施例の入射光学系の縦断面
図であり、リフレクター10の光反射面11での反射光を光
ファイバー集束体20の光入射端面20aに直接入射させる
構造となっているが、第9図(b)に示されるように、
コリメータレンズ32を介して平行光とした後、光ファイ
バー20に入射させるようにしてもよい。第1の実施例で
は光ファイバーへの光の入射角がθ(≠0)であるた
め、光が光入射端面に直角に入射する場合に比べて光フ
ァイバー内における光路長さが長く、それだけ光の伝送
率が悪い。しかし本実施例のように光を光ファイバーの
光入射端面20aに直角に入射させることにより、光の入
射角θは0となり、光ファイバー内の光路長さが短くな
って、それだけ光の伝送率がよくなり十分な照度が得ら
れることになる。またコリメータレンズ32に熱線反射
(熱線吸収)膜コーティングを施せば、前記第1の実施
例で示す熱線反射(熱線吸収)フィルター14が不要とな
る。またフィルター14の代わりにファン等により空冷す
ることも考えられる。
第10図は本発明の他の実施例の要部である入射光学系を
示すもので、符号110は左右方向に長い楕円柱状のリフ
レクターで、リフレクター110の内周面には縦断面が楕
円形状の光反射面111が形成され、リフレクター内には
光反射面延在方向に沿って柱状のバルブ112が設けら
れ、光反射面111の第2の焦点位置には、口金に一体化
された光ファイバー集束体120の光入射端面120aが配置
されている。光入射端面120aはリフレクター110の横方
向の長さに略等しい横長矩形状とされており、前記第1
の実施例における円形の光入射端面20a(第1図参照)
に比べて上下方向高さが低く、光ファイバー配設上の自
由度がある。また光ファイバーの光入射端面120aへの入
射光は光反射面111によって上下方向にのみ集光するの
で、前記第1の実施例の楕円体形状の光反射面11による
反射光に比べて光入射端面側に伝達される熱エネルギー
は小さく、従って熱線反射(吸収)フィルター14が不要
となるとか、あるいはフィルター14を使用するとしても
熱線反射(吸収)率の低いフィルターで良く、それだけ
照明に利用する光の損失を少なくすることができる。
なお前記実施例では自動車用のヘッドランプを例にとっ
て本発明を説明したが、本発明はヘッドランプに限定さ
れるものではなく、サイドランプその他の自動車用灯具
にも広く適用できるものである。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明に係る自動車用
照明灯よれば、入射光学系を介して光ファイバー集束体
の光入射部に入射した光は、形状の異なる各光ファイバ
ー束の光出射端面からそれぞれ出射し、出射光学系によ
って拡散され合成されて所定の配光パターンとなるの
で、光ファイバー束の光出射端面を台形や楕円形や扇形
等の種々の適切な形状とすることにより、これらの出射
光の形成する分割配光パターンを合成して種々の任意の
配光パターンを形成することができる。
特に光ファイバーの各光出射端面から出射し、出射光学
系によって拡散して形成される各分割配光パターンを互
いに重ね合わせると、重合度が高い部分ほど大きな照度
となり、ヘッドランプに最適な配光パターンとなる。そ
して光ファイバー束の光出射端面が直線部分を有する形
状であれば、この光出射端面からの出射光によってクリ
アカット部を形成し、ヘッドランプ走行用ビームの配光
パターンとして最適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例である自動車用ヘッドランプ
の全体概略図、第2図は同ヘッドランプのつくる配光パ
ターンを示す図、第3図(a)〜(f)は各光出射端面
からの出射光のつくる分割配光パターンを示す図、第4
図(a)は本発明の他の実施例の要部である光出射端面
の正面図、第4図(b)は第4図(a)に示す線IV−IV
に沿う断面図、第4図(c)は光出射部の拡大図、第5
図(a)〜(d)は他の実施例の要部である光ファイバ
ー束の光出射端面の正面図、第6図(a)は第5図
(a)に示す光出射端面からの出射光学系の水平断面
図、第6図(b)は同出射光学系の形成する配光パター
ンを示す図、第7図は他の実施例の要部である光ファイ
バーの光出射端面の形状を示す斜視図、第8図(a)は
他の実施例の要部である出射光学系を示す図、第8図
(b)はコリメータレンズの焦点に出射端面を一致させ
た場合の光むらを説明する説明図、第9図(a)は第1
の実施例の入射光学系の縦断面図、第9図(b)は他の
実施例の要部である入射光学系の縦断面図、第10図は本
発明の他の実施例の要部である入射光学系の斜視図、第
11図は従来例の水平断面図である。 10……入射光学系であるリフレクター、 11……光反射面、 12……光源であるバルブ、 20……光ファイバー集束体、 20a……光入射部である光入射端面、 21〜26……光ファイバー束、 21a〜21f……光ファイバーの光出射端面、 32,132……出射光学系であるコリメータレンズ、 34,134……出射光学系である拡散レンズ、 P……合成された配光パターン、 P1〜P6……各光ファイバーの光出射端面からの出射光に
よって形成される分割配光パターン。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光出射端面の形状を異にする複数本の光フ
    ァイバーが光入射端面側で束ねられて一体化された光フ
    ァイバー集束体と、この光ファイバー集束体の光入射部
    に光源光を入射させる入射光学系と、各光ファイバー束
    の光出射端面の前方に配置され、各光出射端面からの出
    射光が形成する分割配光パターンを合成して所定の配光
    パターンを形成する出射光学系と、を備えたことを特徴
    とする自動車用照明灯。
  2. 【請求項2】各光出射端面からの出射光が形成する分割
    配光パターンが重ね合わされて前記配光パターンが合成
    されることを特徴とする請求項(1)記載の自動車用照
    明灯。
  3. 【請求項3】前記複数の光ファイバー束のうちの少なく
    とも1本の光ファイバー束の光出射端面がクリアカット
    部を形成する直線状の側縁部を有する形状とされたこと
    を特徴とする請求項(1)又は(2)記載の自動車用照
    明灯。
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