JPS5952483B2 - 自動車用前照灯 - Google Patents

自動車用前照灯

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JPS5952483B2
JPS5952483B2 JP52027870A JP2787077A JPS5952483B2 JP S5952483 B2 JPS5952483 B2 JP S5952483B2 JP 52027870 A JP52027870 A JP 52027870A JP 2787077 A JP2787077 A JP 2787077A JP S5952483 B2 JPS5952483 B2 JP S5952483B2
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horizontal axis
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重信 大塚
勝敏 小野
正夫 成毛
匠 秋枝
康 川上
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車の前照灯に係り、特にすれ違いビームの
配光特性を改善した前照灯に関するものである。
一般の自動車用前照灯は、2灯式或いは4灯式とその形
式に違いこそあれ、対向車とすれ違うときに対向車の運
転者を眩惑しないように走行用ビ−ムとはその配光特性
を異にするすれ違いビームを発生するよう構成されてい
る。
即ち、自動車の前照灯は第1図及び第2図に示す如く、
通常反射鏡1と光源2と、この光源2からの光の一部を
遮蔽するシェード3と、レンズ4とからなり立っている
ものであり、2対式前照灯の場合には第1図の様に1対
の各ランプユニット5内の夫々異なる位置に光源となる
走行用フィラメント2b及びすれ違いフィラメント2a
を内装しすれ違いフイラメンl−2aのみが点灯された
ときにすれ違い用の配光特性にて光が照射されるように
なっている。
また、4対式前照灯の場合には、第2図に示すように、
すれ違いビームを主体的に発するよう構成された1対の
ランプユニット6を走行用ランプユニツl−7とは別個
に設けているのである。
(「新編自動車工学ハンドブック」10−54〜56
頁、図書出版社発行) いずれの形式にせよ、従来のこの種すれ違いビームの配
光特性は第3図に示す通りである。
この特性図は第4図から判るように、その先軸■が水平
となるように配置された前照灯りの前方25mに光軸l
と垂直にスクリーンSを立設し、このスクリーンS上に
該前照灯りを照射したときの等光度曲線であり、光軸■
との交点をO1交点Oを通る水平軸をH1同じく垂直軸
を■とし、更に光軸■に対してなす角を水平軸H及び垂
直軸Vに目盛ったものである。
但し、この特性図では、特性の説明を判り易くするため
に、水平軸Hに対する角度と垂直軸Vに対する角度とは
その目盛巾を相違させてあり、水平軸Hの目盛巾は垂直
軸Vの目盛巾に対して約1/4に狭めである。
従って、実際の配光特性はこの特性図を水平軸H方向(
左右方向)に約4倍に拡大した図となる。
この特性図から明らかなように、従来のすれ違いビーム
は最高光度部を光軸lより自動車の走行方向左上方に向
けて自動車の走行前方をできるだけ明るく照明する一方
、対向車の運転者に眩惑を与えないように配慮されてい
る。
ところが、同特性図から判るように実際の前照灯では、
同図の部分Xで示すように比較的高光度の光が水平軸H
より上方に照射されてしまうものであり、これによって
対向車の運転者に少なからず眩惑を与えるおそれがあっ
た。
つまり、従来の前照灯は、特にそのレンズの一例を第5
図に拡大して示すようにレンズ4の断面を鋸歯状にして
光を所定方向に屈折するよう構成されているが、垂直断
面が鋸歯状に形成されている場合、この鋸歯部4Aの背
面(ライザ一部という)4aに入射して透過した光は、
鋸歯部4Aの主面4bで屈折された光とその屈折方向が
異なるため、前記水平軸Hより上方の領域に拡散的に照
射してしまうのである。
また、逆に最高光度部を左下方に向けることにより、自
己の自動車(以下、自軍という)の側近右側の領域、即
ち丁度すれ違う時の対向車が位置する領域には殆んど光
照射が行なわれなくなり、対向車線側の路上障害物や横
断中の歩行者を確認することが困難となる等の問題があ
った。
本発明は上記に鑑みなされたものでその目的とするとこ
ろは、対向者の運転者を眩惑する領域へは光を照射しな
いようにする一方で、対向車線側の路上障害物等を確認
する必要のある領域へは略均等で且つ坂道や悪路等で光
軸が上向きになった場合でも対向車に眩惑を与えない照
度にて光を照射することにより、交通安全を確保するこ
とができる前照灯を提案することにある。
この目的を達成するために本発明者は次に述べるように
前照灯に要求され得る配光特性について考察した。
即ち、第6図は第3図に示した配光特性の座標と同じ座
標に透視図的に前照灯位置がらみた道路の前方状態を模
式的に表わしたものであり、この図では左側通行におけ
る片側3車線(往復6車線)の道路の最も右側の車線を
自軍が走行している場合を例にとって示しである。
尚、右側通行の場合はこれと左右逆になることは言うま
でもない。
図において、Oは光軸との交点、つまり走行方向前轍の
無限遠点、Hは水平軸、■は垂直軸であり、11及び1
2は透視図的にみたセンターライン、自車線側道路の路
肩(ライン)を示している。
センターライン11 は水平軸Hより下方に約26°の
角度で表わされる。
従って、このライン11.12で囲まれる角度部分は自
車線道路の領域となる。
ライン14は対向車の運転者のアイポイント最下限角ラ
インで次の理由により決定される。
即ち、自動車の前照灯位置からみて最も仰角が小さくな
る対向車の運転者のアイポイントは自軍が最も左側の車
線を走行するときに対向車は対向車線の最も左側(対向
車線の路肩(l□。
側)を走行する乗用車の運転者の場合である。
これを現在実用化されている車種及び1本国内の道路巾
等に基すいて、前記ライン14の位置を同図平面上にお
ける光軸点Oでの角度で表わすと、ライン14は水平軸
Hに対して3.2° となる。
つまり、現在の大形車から乗用車まで含めて運転者のア
イポイント高さは路面より1.0〜2.4mの範囲にあ
り、道路巾は2.0〜3.5mの範囲にあるから、前記
した条件の下でこれらを幾何学的に作図してその角度を
求めると、前記の角度が求められる。
従って、ライン14 より上方の対向車線側領域■2に
はあらゆる対向車の運転者のアイポイントが存在するこ
とになり、逆にライン14 より下方域には存在しない
ことになる。
このため、領域A2には対向車の運転者を眩惑しないよ
うに2ルクス以上の光が照射されないようにする必要が
ある。
また、ライン14より下方でかつセンターライン11
より上方の角度領域A3には路上障害物等を確認するこ
とができる明るさでかつ坂道や悪路走行時に光軸が上向
きになっても対向車に眩惑を与えないように自車線道路
領域A1とは区別できる明るさ、換言すれば領域A2よ
り明るく且つ通常は10ルクス以上で照射されるセンタ
ーラインI0の自車線側水平軸Hとで囲まれる自車線側
領域A1よりは暗くなるように望ましくは2〜5ルクス
で照らすことになる。
又、自車線側水平軸Vとで囲まれる領域A4は、歩行者
に眩惑を与えないように且つ路上設置標識が確認できる
ように1.5〜5ルクスで照射するのがよい。
ここで、前述までの各領域における照度について説明す
ると、一般に照度は光源(前照灯)の明るさと距離の2
剰との関数で定まるため前照灯の配光特性を照度で表わ
すことは困難であるが、本発明の場合のように光軸方向
が略一定の前照灯では、前照灯からの距離が小さいとい
うことはそれだけ前照灯に対する光軸とのなす角度が大
きくなるということであるから、前照灯の配光にあって
は光軸近傍に最高光度を、周辺になるに従って光度を低
下させる特性としておけば、自軍の前方の極めて広い範
囲に亘って略等しい照度領域を形成することができるの
である。
前述した各領域の照度はこのような趣旨に基づく照度で
ある。
尚、上記説明の各ラインは、同じ角度の場合中心部の間
隔に比べ周辺に向うに従い間隔が広くなるような座標に
おいて直線となり、本発明に使用している座標では正確
には水平線H1垂直線V以外は曲線として表わされるが
、座標を統一するため各ラインを直線で近似する。
以上の考察に基すいて本発明の前照灯を次のように構成
する。
即ち、領域A2及びA4に光が照射されることを防止す
るために、その原因であるライザ一部にて屈折される光
の照射を無くすようにする。
このためには、レンズにライザ一部を設けないようにす
るか、或いはライザ一部を光が透過しないようにする。
また、領域A3を所定の明るさで照らすために、灯光の
一部が領域A3を照射するようにレンズを所定の形状に
形成(レンズカッl−)するのである。
次に本発明の詳細な説明する。
第7図は本発明の前照灯10の破断側面図であり、本発
明では4灯式前照灯におけるすれ違い用ビーム専用の前
照灯として例示しである。
図において、11は回転放物面鏡から成る反射鏡、12
はそのフィラメントが反射鏡11の焦点位置に配置され
た電球、即ち光源、13は該光源12の前方でかつ少な
くとも上方に射出する直接光を遮断するシェード、そし
て14はレンズで゛ある。
尚、以下の説明は全ての形式の前照灯にて行なうが、例
えばシールドビーム形式の前照灯の場合でも同様である
第8図はかかる前照灯10のレンズ14の正面図である
このレンズ14を用いる場合には、前記シェード13は
第9図に示すように円形13Aとされ、光源12からの
直射光は全て遮断されるようになっており、反射鏡11
にて反射された平行光のみがレンズ14を通って照射さ
れるようになっている。
第8図において、レンズ14の正面形状は垂直方向の縦
縞とされ、その反面の大部分を占める部位15の水平方
向の断面形状は同図イに示すように左右逆向きの鋸歯状
に形成されている。
この鋸歯はレンズ14左半分の各襞の外側縁の面角度を
比較すると右側の面角度θ、が左側の面角度θ1よりも
小さくされ、又、各襞はその内側縁の面角度がOとなる
ような弧状に形成される。
一方、垂直方向の断面形状は同図口に示すようにレンズ
14の下側の肉厚t1が上側の肉厚t2よりも大きく且
つ、左半分上縁の面角度は左側程大きくされ、透過光を
下方(左側程より下方)に屈折するようになっている。
一方、該レンズ14の右側部には扇形状に画成された部
位16が設けられる。
この部位16は、同図ハにその水平方向断面形状を示す
ように、前記鋸歯とはその主面の傾きが逆方向になるよ
う形成され、更に右側の主面角θ3が左側の主面角θ4
よりも大きくなるように形成される。
また垂直方向の断面形状は同図二に示すように上側、下
側の各肉厚t3.t4が中央の肉厚t5よりも幾分大き
くt4〉t3〉t5となる様に凹レンズ状に且つ中心部
より周縁に向うに従いt3.t4の角度が大きく上下方
向の屈折等が大きくなるように形成されているのである
かかる構成によると、部位15を通る大部分の光は左前
方下方に屈折され前記領域A1を明るく照射する。
一方、部位16を通った光は鋸歯形状によって右方に屈
折されると共に凹レンズ形状によって水平軸Hより下方
と水平軸Hより僅か上方の領域、即ち前記領域A3を略
均等な照度にて光照射することになる。
この場合、部位15及び16には垂直方向の断面にライ
ザ一部がないから、透過光は垂直上方向に異常な屈折を
することはなく、光が領域A2゜A4を照射することは
ない。
従って領域A2への光照射をなくして対向車の運転者を
眩惑しないと共に、一方では領域A3を光照射して対向
車線側の路上障害物の確認が可能となるのである。
この配光特性を第10図に示す。
ここで、領域A3への照射光量は部位16の面積によっ
て定められるから、領域A1等との照度比較の上から最
適な面積に定めればよい。
尚、部位16の正面形状は円形、角形等にすることも可
能であり、またその形成位置にも自由性があるが、この
場合の照射光量は立体角により定められる。
第11図は第8図と同様に全直射光を遮断するシェード
を用いた場合の他の実施例のレンズカットを示すもので
ある。
このレンズ14Aは全体を横縞に形成すると共に、部位
15Aの垂直断面形状を同図イに示すように光を下方に
屈折する鋸歯状に形成する一方、その水平断面形状を同
図口に示すように右側を左側よりも大なる肉厚に形成す
る。
尚、この場合レンズの左側縁でライン1□ を画成する
ため、レンズの下半分においては中央部に比べ下方へ向
うに従い左側の肉厚を間装中央部より増し右側への屈折
角大きくし、上半分においては上部より中央部へ向うに
従い同じく左側の肉厚を中央部より増すことにより右側
への屈折角を大きくする。
また、部位16Aは、その水平方向断面形状を同図ハに
示すように右側を左側よりも小なる肉厚に形成すると共
に、垂直方向断面形状が同図二に示すように凹レンズ状
に形成し反射光を上下に拡散する。
そして1つの襞を考えるとその曲率は上部より下部の方
が大きく、よって下方への屈折角の方が大きい。
更に、この場合は部位16Aの右側縁及び上記上向きの
屈折角でライン11 を画成するため、右側縁部の面角
度は下方へ向うに従い小さくなる。
そして前記部位15A。16Aに形成されるライザ一部
15aには光を透過しない物質を塗布し或いはメッキ、
蒸着して光が異常な方向に屈折しないようにする。
この実施例によれば、前例と同様に部位15Aを透過す
る光は左下方に屈折されて領域A1を照射する一方、部
位16Aを透過する光は上下かつ右方に拡散屈折されて
領域A3を照射する。
また、ライザ一部15aでは光が透過しないので、光が
異常方向に屈折することはなく、領域A2へ光が照射さ
れることはない。
以上の実施例は反射光(平行光)を利用して領域A3を
照射するようにしたものであるが、第12図に示す様に
上向き直射光線を遮ぎるシェード13Bを用いて自車線
道路を水平軸Hより下方に照射する直射光にて照明する
前照灯の場合には前例の如き構成に加えて次の如き例が
掲げられる。
即ち、これらの例は領域A3を照射する光線に直射光を
利用したもので、レンズの上半分から照射される反射光
で領域A1を照明することにより直射光だけで照明され
る領域A3と直射光の両方で照明される領域A1との照
度差を設定するようにしたものである。
第13図はレンズ14B正面の左側部に領域A3を照明
する部位16Bを画成すると共に、レンズ14B面全体
を縦縞に形成したものである。
領域A1を照明する上半分の部位15Bの垂直断面は同
図イに示す如く下へ向うに従い肉厚の増すレンズカット
となっており、その上縁の面角度は同図において右から
左へ向うに従い大きくなる。
一方同じく領域A1を照明するレンズ下半分の部位17
Bの垂直断面も前記イに示される如く下方程肉厚が増し
、又上縁の面角度は右半分では同じ、左半分ではでは左
側へ向うに従い大きく即ち下向きの屈折率が大きくなる
ようにレンズカットを施す。
そしてこれらの部位15B、17Bの水平断面は部位1
5Bは同図口に示す様に左右逆の鋸歯状でそれぞれの外
側縁の面角度は中心部に比べ側方程大きく又、それぞれ
の内側縁は面角度が0になるように各襞は弧状に形成す
る。
又部位17Bでは同図ホに示す様に右側の方が肉厚の大
きい鋸歯状で、特に左半分にあっては中心より左側へ向
う程面角度が小さくなる。
次に領域A3を照明する部位16Bは、垂直断面を同図
へに示す如く凹レンズ状で且つ上縁の付近及び部位16
B。
17Bの境界線付近面角度は中心より左側へ向うに従い
大きくなる。
一方水平断面は同図二に示す如く左側へ向うに従い肉厚
の増す鋸歯状で、その面角度は左側程大きくなる。
従って上記構成のレンズ14Bによれば部位14Bの透
過光で領域A1全体を、部位17Bの右半面透過光で領
域A1の内水子軸Hと垂直軸■とで囲まれた領域を、同
じく左半分透過光で領域A1の内垂直軸Vとライン11
とで囲まれた領域を一様に照明し、部位16Bの透
過光を右方且つ水平軸Hより上下方向に屈折させ領域A
3を照明することにより領域A2゜A3を暗く、且つ領
域A3をA工より暗くなるように照明できる。
尚、領域A3への光量は部位16Bの面積を適宜変更す
ることにより調整する。
又、ライザ一部15bは部位15Bと17Bの接続部に
あるが、ここには前記実施例と同様に塗装、メッキ、蒸
着により上向き光線の発生を防止する。
尚、この場合レンズの上半分はそのままにして、下半分
のみを部位16B、17Bの区別なく同図への如く光が
横方向全体へ均一に拡散されるように凹状レンズを並列
させたものにすると全体のレンズカットはより容易にな
る。
第14図は、同様に上向き直射光線を遮ぎると共に、下
向きには直射光線を通過させるようなシェード13Bを
用い、領域A3を照明する部位16Cをレンズ正面の左
側に設けたものであり、レンズ14C全体としては横縞
に形成しである。
部位15Cの垂直断面形状、水平断面形状は同図49口
に示す如くであり、特にレンズ上半面において、水平断
面では左側縁の面角度が下方程太きく、垂直断面の面角
度も下方程大きくなる。
また部位16Cの水平断面形状、垂直断面形状は同図ハ
、二に示す如く第11図ハ、二と概略同じである。
これにより、部位15Cを通る光はライン11より左前
方下方に屈折され、部位16Cを通る光は右前方の水平
軸Hより幾分上方及び下方の方向に屈折される。
各ライザ一部には光が透過しないようにメッキ等が施さ
れているから、異常屈折はない。
従って、領域A2に光を照射することなく領域A3への
光照射が可能となる。
尚、部位16Cのレンズカット形状としては、第15図
に示すように同心円状の縞とすることも可能であり、そ
の断面形状は前記各実施例と同じ技術思想に基すいて形
成される。
ここで同図Aは直射光を利用する場合のもので第13図
実施例と、同図Bは反射光を利用する場合のもので第8
図実施例と基本的なレンズカットは同じである。
更に同様の思想に基づいて部位16Cのレンズカット形
状を斜めの直線とすることもできる。
直射光を利用する他の実施例としては、第13図実施
Bに示すように領域A3に対応する部位を斜に切欠い1
3C′だシェード13Cを用いるものがある。
このシェード13Cを用いると光源からの直射光は水平
線Hより下方の領域に照射されると共に切欠き130′
を通って領域A3にも照射されるから、レンズ14の構
成としては前記各種実施例程複雑な形状にする必要はな
くなる。
即ち第17図にそのレンズ14Dを示すように、レンズ
14Dの正面形状を全体として縦縞とし、切欠き130
′に対応する部位16Dを除く部分を考えれば、これら
の部位15Dに照射される光は上半分は反射光、下半分
は直射光と反射光となりそれぞれの光線の向きも第13
図と同じとなるので、それぞれの断面形状は同図イ99
ロ、ホ示される如く第13図実施口、ホと同じとなる。
そして部位16Dの垂直、水平断面は同図ハ、二に示さ
れる如く、均一の厚み及び鋸歯状となる。
ただし、この場合の面角度は変える必要はない。
この構成によると、レンズ14Dの部位15Dの下半分
を透過する直射光及び反射光、上半分を透過する反射光
で領域A1を、部位16Dを透過する直射光及び反射光
で領域A3を照射しそれぞれの領域の明暗差を設ける。
尚、塗装、メッキ、蒸着等の手段によりライザーを防止
するのは前記実施例と同様である。
又、第16図に示すシェード13Cを用いたレンズ正面
形状の例としては前記各実施例の場合と同様に横縞状或
いは円形状のものが考えられるが説明は省略する。
横縞状の場合に、ライザ一部に塗装、メッキ、蒸着等の
光不透過処理を施す必要があることは勿論である。
また、各断面形状としても前例の如き種々の組合せがで
きることは言うまでもなく、更に、光量調節の為に、部
位16Dを通過する光の一部が他の方向に向くように適
宜のレンズカットを施すことも可能である。
以上、種々の実施例から明らかなように本発明の前照灯
は、前照灯光軸に垂直な平面において、自動車の進行方
向対向車線側では、垂直軸と水平軸より上方に3.2°
の線とで囲まれる対向車の運転者を眩惑する領域への光
照射を防止する一方、水平軸より上方に3.2°の線と
水平軸より下方に26°の線とで囲まれる路上障害物の
確認領域で、は、自車線側領域より暗くなるように略均
等照度にて光照射を行なうようにしたので、対向車の運
転者を眩惑することは全くなく、しかもすれ違い瞬時ま
で対向車、路上障害物、あるいは横断中の歩行者等を確
認することができ、安全交通上極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は自動車用前照灯の概略断面図、第3
図は従来の前照灯の配光特性を示す等光度曲線図、第4
図は配光特性の測定状態を示す斜視図、第5図は従来の
欠点を説明するための部分断面図、第6図は本発明の基
礎となる配光特性の座標を説明する図、第7図は本発明
が適用される前照灯の一部破断側面図、第8図は本発明
の前照灯のレンズ正面図及び:部分断面図、第9図はそ
のシェードの正面図、第1゛0図はその配光特性図、第
11図は他の実施例の第8図と同様の図、第12図は他
のシェードの正面図、第13図及び第14図は第12図
に示すシェードを用いたそれぞれ異なる実施例の第8図
と同様の図、第15図A。 Bは夫々第12図、第9図のシェードを用いた場合の第
8図と同様の図、第16図A、 Bは夫々他のシェード
の斜面図及び正面図、第17図は第16図に示すシェー
ドを用いた場合の第8図と同様の図である。 L・・・前照灯、■・・・光軸、Hは水平軸、■は垂直
軸、11〜1□0・・・ライン、A1〜A7・・・領域
(A2・・・眩惑領域、A3・・・確認領域、A□・・
山車線側領域)、10・・・前照灯、11・・・反射鏡
、12・・・光源、13・・・シェード、14・・・レ
ンズ、15.16・・・部位。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 反射鏡とレンズとすれ違い用ビームの光源を備えた
    前照灯において、前記反射鏡を回転放物面とし、前記光
    源を前記反射鏡の焦点近傍に配置すると共に、前記光源
    を覆うシェードと前記レンズに施された透過光制御手段
    を用いて、すれ違い用ビームは前照灯光軸に垂直な平面
    において、自動車の進行方向対向車線側では、垂直軸と
    水平軸より上方に32°の線とで囲まれる眩惑領域への
    光照射を防止する一方、水平軸より上方に32°の線と
    水平軸より下方に26°の線とで囲まれる路上障害物の
    確認領域では、自車線側領域より暗くなるように略均等
    照度にて光照射を行うようにしてなる自動車用前照灯。 2 眩惑領域は前方25mの前照灯光軸に垂直な平面に
    おいて、2ルクス以下の照度にて光照射されてなる特許
    請求の範囲第1項記載の自動車用前照灯。 3 確認領域は前方25mの前照灯光軸に垂直な平面に
    おいて、2〜5ルクスの照度にて光照射されてなる特許
    請求の範囲第1項記載の自動車用前照灯。 4 すれ違い用ビームの光軸を覆うシェードは、少なく
    とも前記確認領域の光源からの直射光が照射しないよう
    にし、前記レンズに施された透過制御手段は、透過光の
    水平軸より上方向への異常屈折防止手段、及び透過光が
    透過する部位に該透過光が前記確認領域に屈折照射する
    ようなカットからなる特許請求の範囲第1項乃至第3項
    のいずれかに記載の自動車用前照灯。 5 すれ違い用ビームの光源を覆うシェードは、少なく
    とも水平軸より上方に直射光が照射しないようにし、前
    記レンズに施された透過光制御手段は、透過光の水平軸
    より上方向への異常屈折防止手段、及び前記透過光が透
    過する部位に該透過光が前記確認領域に屈折照射するよ
    うなカットからなる特許請求の範囲第1項乃至第3項の
    いずれかに記載の自動車用前照灯。 6 すれ違い用ビームの光源を覆うシェードは、自車線
    側領域と確認領域以外の領域への直射光の照射を遮ぎる
    ようにし、前記レンズに施された透過光制御手段は、透
    過光の垂直上方向への異常屈折防止手段である特許請求
    の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記載の自動車用前
    照灯。
JP52027870A 1977-03-14 1977-03-14 自動車用前照灯 Expired JPS5952483B2 (ja)

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