JPH10199307A - プロジェクター型ヘッドランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のプロジェクター型ヘッドランプでは、
配光内の照度分布の設定や、水平方向左右の照射幅の設
定に自由度が少なく、これにより左右の視界を拡げた
り、遠方に対する視認性を向上させることが困難であっ
た。 【解決手段】 本発明により、主反射鏡３と投影レンズ
５との間で且つ光学的中心線Ｚを通る水平線から上方に
光源２を第一焦点とし、投影レンズ５寄りに第二焦点を
有する楕円系反射面とした拡張反射鏡６を設け、ほヾ同
じ範囲の投影レンズ５の外側に光源２を焦点とする放物
系反射面とした補助反射鏡７が設けられているプロジェ
クター型ヘッドランプ１としたことで、拡張反射鏡６に
より配光の左右幅を拡げ、補助反射鏡７により配光中に
スポット状の高照度部分を生成し、視界の拡大を可能と
して課題を解決するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用のヘッドラン
プ或いは補助ヘッドランプに関するものであり、詳細に
はプロジェクター型と称されて、複合楕円面など楕円面
系の反射面が採用されてなるヘッドランプに係るもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来のプロジェクター型ヘッドランプ９
０の構成の例を示すものが図７であり、このプロジェク
ター型ヘッドランプ９０においては、例えばハロゲン電
球などの光源９１を第一焦点として複合楕円面とした反
射鏡９２が設けられ、該反射鏡９２の第二焦点の近傍に
はシェード９３が設けられている。また、前記シェード
９３の前方には、該シェード９３の位置の近傍を焦点と
する投影レンズ９４が設けられている。

【０００３】尚、このときに前記光源９１、反射鏡９
２、投影レンズ９４はそれぞれの中心をプロジェクター
型ヘッドランプ９０としての光学的中心線（光軸）Ｚに
一致させて配置されるものとされ、前記シェード９３は
上端を前記光学的中心線Ｚに略一致させて配置されてい
る。

【０００４】このように形成したプロジェクター型ヘッ
ドランプ９０では、反射鏡９２により第二焦点の位置
に、断面が例えば水平方向に幅が広い楕円形状の光束と
して収束するものとなるので、前記シェード９３により
配光特性上で不要となる部分を遮蔽して形状を整え、こ
れを投影レンズ９４で照射方向に投影する。

【０００５】図８は上記の構成としたプロジェクター型
ヘッドランプ９０により得られる配光特性ＱＤＰの例を
示すものであり、シェード９３により下半部が遮蔽され
た光束の断面形状は前記投影レンズ９４により反転して
投影される。尚、このときに路肩側の確認を容易とする
ために、このヘッドランプ９０が左側通行用である場合
には、配光特性の中心から左側に１５°の角度で切上が
る路肩照射部ＤＰＬが前記シェード９３の形状により与
えられている。

【０００６】尚、前記配光特性ＱＤＰは現在使用されて
いる光源９１を５５Ｗのハロゲン電球としたプロジェク
ター型ヘッドランプ９０の実測値を示すものであり、こ
のときの配光特性ＱＤＰを生成するための総光量値は略
４８５ルーメンであり、最高光度は２１８００カンデラ
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来のプロジェクター型ヘッドランプ９０において
は、第一には、光束の断面方向における光量分布は反射
鏡９２の特性により定まるものと成り、前記した複合楕
円面など楕円系反射面では比較的に均一な輝度分布であ
るので、配光特性上で自車の正面方向の照度もそれ程高
いものとはならず、これにより遠方に対する視認性が低
下する問題点を生じている。

【０００８】また、第二には、この種のプロジェクター
型ヘッドランプ９０においては、点灯時に外部から見え
る発光部は投影レンズ９４の部分のみであり、非常に面
積が狭いことと、前記投影レンズ９４から射出される光
が指向性が強いことから、外部に対する夜間時の視認性
が悪くなる問題点も生じ、更に第三には、開口部が投影
レンズ９４のみと小面積で内部に外光が入り難く、昼間
の非点灯時には前記投影レンズ９４の部分が黒く穴が明
いてるように見え美観を損なう問題点も生じ、これらの
点の解決が課題とされるものとなっている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来の
課題を解決するための具体的な手段として、光源と楕円
面系の主反射鏡とシェードと投影レンズとから成るプロ
ジェクター型ヘッドランプにおいて、前記主反射鏡と前
記投影レンズとの間で且つ光学的中心線を通る水平線か
ら上方に５〜４５°の範囲には、前記光源に第一焦点を
有し、前記主反射鏡の第二焦点よりも投影レンズ寄りに
第二焦点を有する楕円系反射面とした拡張反射鏡が設け
られていることを特徴とするプロジェクター型ヘッドラ
ンプを提供し、加えて、前記主反射鏡と前記投影レンズ
の先端近傍の間であり、前記拡張反射鏡が設けられず且
つ前記投影レンズの外径よりも外側となる部分には、前
記光源を焦点とし、照射方向を正面路側寄りで水平近傍
とする放物系反射面とした補助反射鏡が設けられている
ことを特徴とする上記プロジェクター型ヘッドランプを
提供することで課題を解決するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明を図に示す実施形
態に基づいて詳細に説明する。図１に符号１で示すもの
は本発明に係るプロジェクター型ヘッドランプ（以下、
ヘッドランプ１と略称する）であり、このヘッドランプ
１には、ハロゲンランプなどとした光源２と、例えば複
合楕円面とした主反射鏡３と、シェード４と投影レンズ
５とが設けられているものである点は従来例のものと同
様である。

【００１１】また、前記光源２、主反射鏡３、シェード
４、投影レンズ５の相互の位置関係なども従来例と同様
であり、よって、上記構成からは従来例と同様な配光特
性が得られるものとなるので、このれらの各部に対する
詳細な説明は、ここでは省略する。

【００１２】ここで、本発明においては、図２および図
３に示すように、前記主反射鏡３から投影レンズ５に至
る間に左右対象とした一対の拡張反射鏡６を設けるもの
であり、このときに、前記拡張反射鏡６は光学的中心線
Ｚを通る水平線よりも上方となる位置であり、そのとき
の範囲は前記水平線から、光学的中心線Ｚを中心として
上方へ５°〜４５°に至るまでの範囲である。

【００１３】前記拡張反射鏡６は例えば回転楕円面など
楕円系反射面として形成されるものであり、このとき
に、第一焦点は光源２の位置とされ、第二焦点は前記主
反射鏡３の第二焦点よりも投影レンズ５寄り、好ましく
は投影レンズ５の光源２側の面付近に設けられるものと
されている。

【００１４】上記の焦点の配置としたことで、前記拡張
反射鏡６の一対は投影レンズ５の側で相互間の間隔が狭
く、主反射鏡３の側で相互間の間隔が広いもの、即ち、
照射光を放射する側が狭いものと成り、通常の反射鏡の
形成方法では、所謂、逆テーパーのものと成る。

【００１５】また、同時に拡張反射鏡６は、上記にも説
明したように投影レンズ５の光源２側の面の近傍まで達
しているものであるので、光の放射側の端部に投影レン
ズ５を取付けるためのレンズホルダー部６ａを形成する
ことで一対を一体化する状態とし、そして、光源２側を
抜き方向として形成し、主反射鏡３および後に説明する
補助反射鏡７とはネジ止めなどで取付けるものとすれば
良い。

【００１６】本発明では、上記拡張反射鏡６に加えて補
助反射鏡７も設けるものであり、この補助反射鏡７は、
前記主反射鏡３から前記投影レンズ５の照射側の先端の
近傍に至り設けられるものとされる。但し、前記拡張反
射鏡６が設けられている位置、および、拡張反射鏡６を
設けるための支柱部６ｂなどは除外され、また、投影レ
ンズ５が覆う部分も除外される。

【００１７】前記補助反射鏡７は、例えば回転放物面な
ど放物系反射面として形成されるものであり、このとき
の焦点は前記光源２に設定される。そして、上記したよ
うに投影レンズ５により覆われる部分は除外されるもの
となるので、この補助反射鏡７の最小径は前記投影レン
ズ５の外径と同じかそれ以上とされている。

【００１８】尚、このときに前記補助反射鏡７の照射方
向は正面方向としておいても良いものであるが、このヘ
ッドランプ１が左側通行用である場合には０．５〜１°
程度左向とさせ、同様に０．５〜１°程度下向きとさせ
ておけば。対向車に対する眩惑の防止の面で好ましいも
のとなる。

【００１９】ここで、前記補助反射鏡７は光源２を焦点
とする回転放物面などの放物系反射面として形成される
ものであるので、照射方向側に進むに従い内径が拡がっ
て行く形状となり、よって、抜き方向が主反射鏡３と同
一方向となるので両者は一体として形成されている。

【００２０】そして、上記にも説明したように、別体と
して形成され投影レンズ５が取付けられた拡張反射鏡６
がネジ止めなどにより取付けられて一体化され、本発明
のヘッドランプ１が形成されるものである。尚、通常に
はこの種のヘッドランプ１にはレンズカットなど施され
ることがなく、光学的には何等の作用も有することのな
いカバーレンズ（図示は省略する）が設けられるもので
ある。

【００２１】次いで、上記の構成とした本発明のヘッド
ランプ１の作用及び効果について説明する。図４は本発
明のヘッドランプ１により得られる配光特性ＤＰを模式
的に示すものであり、この配光特性ＤＰ内において、前
記主反射鏡３からの光は従来例と同様な配光３ＤＰの部
分を生成するものと成る。

【００２２】これに対して、拡張反射鏡６の部分は中心
部がなく、且つ、第二焦点が投影レンズ５寄りとされて
いることで、図２に光路を示すようにそれぞれの反射面
が設けられたのとは反対側のサイドに分離して投射され
るものとなり、同時に上下の反転も行われるので、図４
に示すように前記主反射鏡３からの配光３ＤＰの外側で
あり、水平線Ｈから下方の扇状の形状となる配光６ＤＰ
となる。

【００２３】このときに、前記拡張反射鏡６の第二焦点
の位置を光学的中心線Ｚ上で移動させれば、前記配光６
ＤＰは配光特性ＤＰ上で水平方向に移動するものとな
り、従って、拡張反射鏡６の第二焦点の位置を適宜なも
のとすることで主反射鏡３からの配光３ＤＰと、拡張反
射鏡６からの配光６ＤＰは接続されるものとなる。

【００２４】また、前記補助反射鏡７からの光は、この
補助反射鏡７が放物系反射面として形成されていること
で、光源２からの光を平行光線として照射方向に放射す
る。ここで、前記補助反射鏡７は最小径を投影レンズ５
よりも大きいものとしているので投影レンズ５に当接す
ることなく、図２に光路を示すように平行光線のままの
状態で外部に放射される。

【００２５】よって、前記補助反射鏡７からの光は、配
光特性ＤＰ（図４参照）上では補助反射鏡７に設定され
た照射方向にスポット状の配光７ＤＰを生成するものと
成る。尚、前記反射鏡７に設定する照射方向は、例えば
ヘッドランプ１が左側通行用である場合には、配光特性
ＤＰの垂直線Ｖの左側に接すると共に、水平線Ｈの下側
に接する位置とすることが、遠方照射と対向車に対する
眩惑防止との面とで好ましい。

【００２６】図５は本発明によるヘッドランプ１の実際
の配光特性ＮＤＰを示すものであり、従来と同様な構成
の主反射鏡３に加えて、この主反射鏡３が使用していな
い部分の光源２からの光を利用する拡張反射鏡６、補助
反射鏡７を形成したものであるので、ヘッドランプ１全
体としての光源２に対する光束利用率は４８５ルーメン
から６５０ルーメンへと略３５％向上し、より明るいヘ
ッドランプ１の形成が可能となった。

【００２７】また、配光３ＤＰは、楕円系の主反射鏡３
からの光束を投影レンズ５で投影して生成される投影像
であるので、水平方向左右の幅に限界を生じるものとな
る。本発明では拡張反射鏡６を設け水平方向左右の幅の
不足を補うものであり、これにより視界が左右各２５°
から左右各３５°へと、略１．４倍の拡大が可能となっ
た。

【００２８】更に、放物系反射面とした補助反射鏡７を
設け、スポット状の配光を正面方向に投射させること
で、輝度分布が比較的に均一化され、遠方への視認性が
不足するものとなっていた最高光度を２１８００カンデ
ラから４７６００カンデラへと略２倍に高め遠方視認性
の向上を可能としている。

【００２９】また、補助反射鏡７を設けたことにより、
点灯時の発光面積も拡大し、夜間の視認性が向上すると
共に、昼間時においては補助反射鏡７の部分から入り込
む外光が、主反射鏡３、拡張反射鏡６、補助反射鏡７に
反射し投影レンズ５を透過して再度外部に放射されるも
のとなり、投影レンズ５が洞窟状に暗く見えることも防
止する。

【００３０】図６に示すものは本発明の別の実施形態で
あり、上記の説明でも明らかなように補助反射鏡７を設
けたことで、発光面積の増大による対向車からの視認性
が向上する効果、最高光度を略２倍に高め遠方視認性の
向上を可能とする効果、昼間時には投影レンズ５が洞窟
状に暗く見えることも防止する効果も得られるものであ
り、ヘッドランプとして相当の機能向上が認められるも
のとなる。

【００３１】よって、この実施形態では拡張反射鏡６を
省略し、補助反射鏡７を設けたヘッドランプ１０の構成
を提供するものであり、例えば、補助前照灯（フォグラ
ンプ）など水平方向左右に幅広い照明が行える灯具が既
に車両に設置されている場合など、ヘッドランプ１０と
して特に水平方向左右の照射幅が要求されないときに
は、この実施形態のように拡張反射鏡６を省略しても実
用上に充分の効果が得られるものとなるからである。

【００３２】尚、この実施形態を実施するに際しては、
前の実施形態でも説明したように主反射鏡３と補助反射
鏡７とは一体とした状態での成形が可能であるので、従
来のヘッドランプに較べて部品点数、組立工数などの増
加を実質的に生じることがなく、従って、殆どコストア
ップをすることなく遠方視認性の向上などの機能向上が
行えるものとなる。

【００３３】

【発明の効果】以上に説明したように本発明により、主
反射鏡と投影レンズとの間で且つ光学的中心線を通る水
平線から上方に５〜４５°の範囲には、光源に第一焦点
を有し、主反射鏡の第二焦点よりも投影レンズ寄りに第
二焦点を有する楕円系反射面とした拡張反射鏡が設けら
れているプロジェクター型ヘッドランプとし、主反射鏡
と投影レンズの先端近傍の間であり、投影レンズの外径
よりも外側となる部分には、光源を焦点とする放物系反
射面とした補助反射鏡が設けられているプロジェクター
型ヘッドランプとしたことで、第一には、従来は光源光
が利用されていない部分に拡張反射鏡および補助反射鏡
を形成することで、光源に対する光束利用率を向上さ
せ、同じ光源でより明るいヘッドランプの形成を可能と
する極めて優れた効果を奏するものである。

【００３４】また、第二には、特に水平方向左右に配光
を広げることの困難なプロジェクター型ヘッドランプに
対し、上記構成の拡張反射鏡を設けることで主反射鏡に
よる配光の左右端に拡張反射鏡からの配光を接続して配
光の幅を拡げ、運転視界を向上させる優れた効果を奏す
るものである。

【００３５】また、第三には、配光特性中に高照度部分
を生成し難く、それにより遠方視界を得ることが困難な
プロジェクター型ヘッドランプに対し、上記構成の補助
反射鏡を設けることで主反射鏡による配光中にスポット
状の高照度部分を生成し、遠方視界を向上させる優れた
効果を奏するものである。

【００３６】更には、点灯時の発光面積を補助反射鏡に
より拡大し、夜間時における対向車などからの視認性を
向上させる効果を奏すると共に、昼間時には補助反射鏡
により投影レンズの背面に光を回込ませ明るく見えるも
のとして、暗く洞窟状に見えることを防止して違和感を
生じさせず、美観を向上させる効果も奏する。

【００３７】加えて、本発明によれば、補助反射鏡のみ
を設けるものとしたときにも、発光面積の拡大による夜
間時における対向車などからの視認性の向上の効果、最
高光度を略２倍に高め遠方視認性の向上を可能とする効
果、昼間時には投影レンズが洞窟状に暗く見えることも
防止する効果が得られ、相当の効果を奏するものとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るプロジェクター型ヘッドランプ
の実施形態を一部を分解した状態で示す斜視図である。

【図２】 同じく本発明に係るプロジェクター型ヘッド
ランプの反射鏡の配置状態を示す説明図である。

【図３】 同じく反射鏡の配置状態を灯具正面から見た
状態で示す説明図である。

【図４】 同じく本発明に係るプロジェクター型ヘッド
ランプの配光特性形成の手法を示す説明図である。

【図５】 同じく本発明に係るプロジェクター型ヘッド
ランプの配光特性を示すグラフである。

【図６】 同じく本発明に係るプロジェクター型ヘッド
ランプの別の実施形態を一部を分解した状態で示す斜視
図である。

【図７】 従来例を示す断面図である。

【図８】 従来例の配光特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１、１０……プロジェクター型ヘッドランプ ２……光源 ３……主反射鏡 ４……シェード ５……投影レンズ ６……拡張反射鏡 ６ａ……レンズホルダー部 ７……補助反射鏡 Ｚ……光学的中心線 ＮＤＰ、ＤＰ……配光特性 ３ＤＰ……主反射鏡による配光 ６ＤＰ……拡張反射鏡による配光 ７ＤＰ……補助反射鏡による配光

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と楕円面系の主反射鏡とシェードと
   投影レンズとから成るプロジェクター型ヘッドランプに
   おいて、前記主反射鏡と前記投影レンズとの間で且つ光
   学的中心線を通る水平線から上方に５〜４５°の範囲に
   は、前記光源に第一焦点を有し、前記主反射鏡の第二焦
   点よりも投影レンズ寄りに第二焦点を有する楕円系反射
   面とした拡張反射鏡が設けられていることを特徴とする
   プロジェクター型ヘッドランプ。
2. 【請求項２】 前記主反射鏡と前記投影レンズの先端近
   傍の間であり、前記拡張反射鏡が設けられず且つ前記投
   影レンズの外径よりも外側となる部分には、前記光源を
   焦点とし、照射方向を正面路側寄りで水平近傍とする放
   物系反射面とした補助反射鏡が設けられていることを特
   徴とする請求項１記載のプロジェクター型ヘッドラン
   プ。
3. 【請求項３】 前記主反射鏡と前記補助反射鏡とが一体
   に形成され、前記拡張反射鏡と前記投影レンズのホルダ
   ー部とが一体として形成され、両者を係合し組立が行わ
   れていることを特徴とする請求項２記載のプロジェクタ
   ー型ヘッドランプ。
4. 【請求項４】 光源と楕円面系の主反射鏡とシェードと
   投影レンズとから成るプロジェクター型ヘッドランプに
   おいて、前記主反射鏡と前記投影レンズの先端近傍の間
   であり、前記投影レンズの外径よりも外側となる部分に
   は、前記光源を焦点とし、照射方向を正面路側寄りで水
   平近傍とする放物系反射面とした補助反射鏡が設けられ
   ていることを特徴とするプロジェクター型ヘッドラン
   プ。