JPH0471101A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車などに装着される前照灯に係り、特に、
リフレクタの形状に特徴を有する光学系に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第４図は広く用いられている従来例の前照灯を示し、同
図（Ｂ）は水平断面図である。

回転放物面鏡１の焦点Ｆ付近に光源バルブ（図示省略）
が設置されている。

上記光源バルブから出射した光は回転放物面鏡１で反射
されて、光軸Ｚ方向の平行光束となってプリズムレンズ
２に入射する。

プリズムレンズ２に入射した平行光束は、該プリズムレ
ンズ２によって左右に角θ、ずつ拡散される。

この型式の従来例の前照灯の配光パターンは、第４図（
Ａ）に示すごとく左右に角θ、の範囲にわたり、比較的
−様な配光となる。

しかし、望むらくはプリズムレンズ２を用いないで、素
通しのレンズ、若しくは素通しに近い簡単なプリズムレ
ンズを用いても所望の配光パターンが得られるような光
学系の開発が期待されている。

第５図は上記と異なる公知例を示す。

同図（Ｂ）に見られるごとく、この公知例の拡散形リフ
レクタ３は、点Ｆから出射した光を受けて、該リフレク
タの中央部では光軸Ｚと略平行に光を反射し、周辺部に
移るにつれて光軸Ｚに対して開く（前方で拡開する）方
向に光を反射し、左右両端部においては角θ、で開く方
向に反射する。

この形式の前照灯の配光パターンは、同図（Ａ）に示さ
れるごとく、左右の両端部において照射光量が過小とな
る。

その上、破線で示した位置に補助球面ｔａ４を設けるこ
とができない。

上記第５図の公知例の欠点を解消し、前記補助球面鏡の
設置が可能で、かつ、左右両端部の光量が大きいように
改良した例として第６図の構成が公知である。

この公知例の特殊リフレクタ５は、点Ｆから出射した光
を、中央部において角θ、たけ外側へ開く方向に反射し
、左右両端部においては光軸と平行な光束となるように
反射する。

しかし、この公知例（第６図）の前照灯においては、同
図（Ａ）に配光パターンを示すごとく、中央部付近の光
量が不足する。

上記の事情に鑑みて、左右方向に角θ、の範囲で均一に
照明され、かつ、補助球面鏡（例えば第５図（Ｂ）に示
した４）を併用し得る、自動車用前照灯の光学系として
、凹面鏡の反射面に対向せしめて光源を設置すると共に
、該凹面鏡の前面開口を覆うレンズを設けてなる前照灯
における反射面の形状および光源の位置を１次のように
構成することが考えられる。

（ａ）前記凹面鏡の反射面は、焦点を共有する多数の回
転放物面を繋ぎ合わせた形状をなし、（ｂ）上記多数の
回転放物面のそれぞれの中心軸は灯具の光軸に対し、水
平面内で交わり、（ｃ）上記光軸と中心軸との交角は、
当該凹面鏡の中心部付近においては、左、右両側へ角θ
、ずつ傾斜し、該交角は、凹面鏡の左右両端部において
は内側へ角θ、ずつ収束方向に傾斜し、この間で漸次に
変化している。

上記の構成は、本発明者が創作して別途出願中（特願昭
６３−３００９７３）のものである（以下、先願という
）。

上記先願の構成によれば、 焦点から出て回転放物面で反射され表光は光軸と平行に
なるので５反射光の方向は水平面内において、角θから
角−θまでの間にほぼ一様に分布される。

その上、反射面の中央部は左右に各角θ、の拡散方向に
反射するので、この左、右それぞれの角θ１の範囲（角
２θの範囲）に補助球面鏡を設けることが出来る。

第７図は、前記先願の発明に係る光学系における特殊リ
フレクタ６を示し、第７図（Ａ）は模式的な水平断面図
、第７図ＣＢ）はその説明図である。

第７図（Ｂ）においてＺは灯具の光軸、Ｘは光軸と直交
する水平軸である。

点Ｆを焦点とし、光軸Ｚに対して右回りに傾斜した中心
軸Ｚｂを有する回転放物面Ｐｂを想定する。

さらに１点Ｆを焦点とし、光軸Ｚに対して左回りに傾斜
した中心軸Ｚｈを有する回転放物面ｐｈを想定する。

そして、これらの回転放物面Ｐ　ｂ＋　Ｐ　ｄ　ｗ　Ｐ
　ｈを相互に繋ぎ合わせた複数回転放物面を設定し、こ
の複合回転放物面に沿って反射面を構成する。

上述の第７図（Ｂ）においては、説明の便宜上、３個の
回転放物面を設定して述べたが、第７図においては左、
有害８個の回転放物面を設定してこれらを繋ぎ合わせた
。

第７図（Ａ）においてＺａ−Ｚｈはそれぞれ８個の回転
放物面の中心軸である。これら８本の中心軸の交点Ｆを
焦点として、それぞれ回転放物面（図示省略）を想定す
る。

本第１図（Ａ）において、 Ｐａは、Ｆを焦点としｚａを中心軸とした放物面の一部
分である。

Ｐｂは、Ｆを焦点としＺｂを中心軸とした放物面の一部
分である。

ＰＣは、Ｆを焦点としＺｃを中心軸とした放物面の一部
分である。

Ｐｄは、Ｆを焦点としＺｄを中心軸とした放物面の一部
分である。

Ｐｅは、Ｆを焦点としＺｅを中心軸とした放物面の一部
分である。

Ｐｆは、Ｆを焦点としＺｆを中心軸とした放物面の一部
分である。

Ｐｇは、Ｆを焦点とじＺｇを中心軸とした放物面の一部
分である。

ｐｈは、Ｆを焦点としＺｈを中心軸とした放物面の一部
分である。

焦点Ｆに位置せしめた光源（図示せず）から出射して、
回転放物面ｐ、−ｐｈでそれぞれ反射した光は、矢印ａ
〜矢印りの如く、中心軸Ｚａ−Ｚｈと平行に反射される
。

このようにして、焦点Ｆに位置せしめた光源（図示せず
）から各方向に出射した光は、矢印ａ〜同りの如く左、
右方向に角±θ、の範囲内に拡散される。

回転放物面Ｐ、−ｐｈで反射された矢印ａｙｈの光は、
矢印ａの如く右向きの光はど光束密度が大きく、矢印り
の如く左向きの光はど光束密度が小さいので、第８図（
Ａ）に示すような配光パターンとなる。

第７図（Ａ）において、図の左半部には光路の記入を省
略したが、光軸２に関して左右対象な光路が形成される
。

従って、左半部によって生じる配光パターンは第８図（
Ｂ）の如く、前述した同図（Ａ）と左右勝手違いとなる
。

従って、本例の前照灯全体としての配光パターンは、第
８図（Ａ）と第８図（Ｂ）とを加え合わせた第８図（Ｃ
）のごとくになり、好適な配光特性が得られる。

すなわち、左右に角θ、の範囲内で均一な照度分布が得
られる。

さらに、第７図（Ａ）から容易に理解されるように、反
射光の光路（矢印ａ　＝　ｈ　）は１本例の特殊リフレ
クタの中央正面の部分を通らないので、第９図の如く補
助球面鏡４を設置するに好適である。

本例（第９図）のように補助球面鏡４を併設すると、光
源（焦点Ｆに位置している）から前方の角２θ、の範囲
の光束も有効に利用できる。この先願の発明を適用する
と、第８図について説明した配光パターンが得られるの
で、前面レンズとして素通しレンズ８を用い得る。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上に説明したように、先願の発明に係る光学系によれ
ば、はとんど素通しのレンズを用いて、前照灯の正面を
中心として、光軸Ｚに対して角θ。をなす範囲を均一に
照明することができる。

しかしながら、前記先願の発明においては、配光パター
ンにおける左右の照度分布の均一性を主眼としており、
対向車に眩惑を与えないことについては格別の考慮が払
われていなかった。

対向車が有る場合、これに眩惑を与えないような配光パ
ターンの標準的な例を第１０図に示す。

本図は、左側走行用に構成された前照灯によって走行方
向前方に設けたスクリーンを照射した場合の等照度曲線
を描いたものであって、 対向車線側（本例では右側）はＨ−Ｈラインの上方を照
射せず、 自己走行車線側（本例では左側）は、Ｈ−Ｈうインに対
して角φをなすカットライン９が形成されることが望ま
しい。

上記のようなカットライン９を形成するための公知技術
として、第１１図に示されるＨ４バルブ１０が広く用い
られている。

６は前述した特殊リフレクタであるが、その垂直断面は
単純な放物面状をなし、２はその光軸、Ｆは焦点である
。

光軸２に沿って、焦点Ｆの後方にメインフィラメント（
ハイビームフィラメントとも言う）１０ａが、前方にサ
ブフィラメント（ロービームフィラメントとも言う）１
０ｂが、それぞれ配置されている。

焦点Ｆから出射して反射した光は矢印ｉのごとく光軸Ｚ
と平行になる。

焦点Ｆよりも後方のメインフィラメント１０ａの後端か
ら出射して反射した光は矢印ｊのごとく上向きになり。

焦点Ｆよりも前方のサブフィラメント１０ｂの前端から
出射して反射した光は矢印にのごとく下向きになる。

前記サブフィラメント１０ｂの下方を覆ってシェード１
０ｃが設けられている。このシェード１０ｃはサブフィ
ラメント１０ｂの下側全部を完全には覆わず、光軸Ｚを
含み傾斜角φの面で切り欠かれた形をしている。これに
より、第１０図に示したカットライン９が形成される。

ところが、第７図、第９図に示した先願の発明に係る特
殊リフレクタ６にＨ４バルブを装着すると、サブフィラ
メント１０ｂを点灯させたとき、第１０図のような配光
パターンは得られず、第１２図に示した配光パターンと
なる。

すなわち、シェード１０ｃで覆われていない上半部に向
けて出射し、リフレクタ左半部で反射された光は配光パ
ターン１１Ｑを形成し、右半部で反射された光は配光パ
ターンｌｌｒを形成する。

そして、シェード１０ｃの切欠部を通過してリフレクタ
で反射された光は１例えば光像１２ａ。

１２ｂ〜１２ｅのごとくフィラメント像を結ぶ。

これら５個の光像は代表的なものを描いて示したもので
あって、実際には無数のフィラメント像が、制御されず
に散乱し、カットラインは形成されない。

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、前記先願
の発明に係る前照灯のリフレクタに適用した場合はもち
ろん、その他各種のリフレクタに適用しても、確実に有
効なカットラインを形成し得る車両用前照灯を提供する
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、本発明の前照灯は、前照灯
を車両に装着した状態における該車両の進行方向の水平
線をＺ軸とし 上記Ｚ軸と直交する水平線をＸ軸、垂直線をＹ軸とし。

Ｈ４バルブのフィラメントを２軸に沿わせ光源を構成し
、 上記光源から出射した光束を反射させて、垂直面内では
ほぼ平行で水平面内では拡散する投光光束を得るように
構成されたリフレクタを有する車両用前照灯において、 上記リフレクタが、Ｚ軸を含み水平面に対する傾斜角＋
φ゜の平面と一φ゜の平面とによって囲まれた区域の少
なくとも一部分に、次のように構成されたサブ反射面が
形成されていることを特徴とする。

８、上記サブ反射面は、基準曲線をＺ軸の回りに回動さ
せた軌跡である回転面によって構成される。

ｂ、光源から８射して、上記サブ反射面の周辺部で反射
した光はＺ軸と平行に反射される。

Ｃ８光源から出射して、上記サブ反射面中のＺ軸に最も
近い部分で反射した光は、反射点とＺ軸とを含む平面内
を進行し、Ｚ軸に対して拡散角θ゜で拡散する方向に反
射する。

ｄ、上記の拡散角θ゜で反射する点と、Ｚ軸と平行に反
射する点との中間の各点における反射光は、それぞれ該
各点とＺ軸とを含む平面内を進行し、かつ、各点におけ
る反射光の拡散角はその点のＸ座標値に伴って一率に変
化する。

本発明において一率に変化するとは、例えば等比級数的
にでも良く、等蓋縁数的にでも良く、または指数関数的
にでも良く、増加若しくは減少することをいう。すなわ
ち、不規則に増減しない意である。

〔作用〕

上記の構成によれば、Ｈ４バルブのロービームフィラメ
ントを点灯したとき、サブリフレクタによってカット角
φのカットラインが形成される。

また、このサブリフレクタはハイビームフィラメントに
よるハイビーム配光パターン形成に関して別設の不具合
を生じない。

〔実施例〕

第１図（Ａ）は本発明に係る車両用前照灯の一実施例に
おけるリフレクタ１１の正面図であり、そのＢ−Ｂ断面
を第１図（Ｂ）に示す。

水平軸Ｘの上下に、正面図において上方に角φの区域に
、後に詳述するサブリフレクタｌｌａを構成するととも
に、下方に角φの区域にサブリフレクタｌｌｂを構成す
る。

その他の区域は、前記先願の発明に係る特殊リフレクタ
６（第７図、第１１図参照）と同様なメインリフレクタ
ｌｌｃである。

光源から出射してリフレクタ１１で反射された光の光路
を垂直断面図（第１図（Ｂ））についてみれば、メイン
リフレクタｌｌｃによる反射光はほぼＺ軸と平行である
。そして、サブリフレクタ１１ａの反射光は上方に、サ
ブリフレクタｌｌｂの反射光は下方に、それぞれ拡散し
ている。

第１図（Ｃ）は、前記サブリフレクタの説明図である。

曲線Ｘ５−Ｘｅは基準曲線である。

縦軸はＺ軸、横軸はＸ軸である。

点Ｘｓはメインリフレクタの焦点Ｆから最も近い点であ
り、ｘｅは最も遠い点である。

焦点Ｆから出射した光の点ｘｅにおける反射光は、Ｚ軸
に対する拡散角がＯである。

点Ｘｓにおける反射光は、拡散角が最大値０１′となる
。

反射点のＸ座標が図示χ１の範囲で変化すると拡散角は
Ｘ座標値に伴って一率に変化する。

その角度の変化量をΔθとすると、 Δθ＝θｍ’／Ｘｍ　　　・・・・・・・・・・・・（
１）Ｘ座標値がＸ。である点で゛反射した光の拡散角を
θ。とすると、 θ。＝　　（ＸＩｌ−Ｘ）ＸΔθ　　　・・・・・・・
・・（２）となる。

上記の基準曲線Ｘ５−Ｘｅを、Ｚ軸を中心として回動せ
しめた軌跡曲面に沿って、前記のサブリフレクタｌｌａ
、ｌｌｂを構成する。

以上のように構成したリフレクタにおいて、ロービーム
フィラメントｌｌｂを点灯させたときの実際の光路を第
１図（Ｄ）に示す。

ロービームフィラメントｌｌｂは、焦点Ｆの前方に、あ
る大きさを持っていて、純粋の点光源ではない。

このため、例えば点Ｘｓで反射された光は、前記の拡散
角θ−′の他に、フィラメントの大きさに因る拡散角θ
ｆを有している。

また、点ｘ１１における反射光はフィラメントの大きさ
に因る拡散角θｆ′を有している。

第２図（Ａ）は、ロービームフィラメントを点灯させて
前記リフレクタ１１による反射光で、レンズを通さずに
スクリーンを照射した場合の配光パターンを示している
。

第１１図について示したシェード１０ｃによってロービ
ームフィラメント１０ｂの下方か覆われているので、第
１図（Ａ）に平行車線を付して示した区域には光が届か
ない。

すなわち、光が届くのはＸ−Ｘラインよりも上方の部分
と、サブリフレクタｌｌｂとである。

このため、第２図（Ａ）において、リフレクタ１１のメ
インリフレクタｌｌｃ左半部で反射された光は配光ゾー
ン１２を形成し、右半部で反射された光は配光ゾーン１
３を形成する。

サブリフレクタｌｌａで反射された光は配光ゾーン１４
を形成する。これによりカットラインＣｕｔが、カット
角φで形成される。

サブリフレクタｌｌｂで反射された光は配光ゾーン１５
を形成する。

第２図ＣＢ）は、ハイビームフィラメントを点灯させた
ときの配光パターンを概要的に描いた図表である。

概要的にという意味は、ロービームフィラメントの位置
とハイビームフィラメントの位置との差をネグレクトし
たものである。

第１１図に示したように、ハイビームフィラメント１０
ａの下方はシェード１０ｃで覆われていないので、配光
ゾーン１２と対称に上方へ配光ゾーン１２′が形成され
るとともに、配光ゾーン１３と対称に上方へ配光ゾーン
１３′が形成される。

このように、本例のリフレクタ１１によってハイビーム
を形成することに関し、別設の支承は無い。

第３図（Ａ）は前記と異なる実施例におけるリフレクタ
１１′を示す正面図である。

前記実施例（第１図（Ａ））におけるリフレクタ１１に
比して、サブリフレクタｌｌｂを省略し、サブリフレク
タｌｌａ以外の区域にメインリフレクタ１１０′を形成
した構造である。

第３図ＣＢ）は、上記リフレクタ１１′においてロービ
ームフィラメントを点灯した場合の配光パターンを示す
図表である。

第２図（Ａ）（前記実施例）に比して配光ゾーン１５が
形成されていないことの他は類似のパターンである。

以上に説明したように、本発明の各実施例においては、
レンズを通す以前のロービームパターンが、はぼ所望の
特性を有しており、特にカット角φのカットラインが形
成されている。

従って、簡単な構成の前面レンズで調光して所望の配光
パターンを得ることが容易である。

さらに、前場の（１）、　（２）式における指数Ｖの値
を変えることにより中央部の集光度を任意に変化させる
ことができる。

［発明の効果〕 以上説明したように本発明の車両用前照灯によれば、リ
フレクタによる反射光束がほぼ所望のカットラインを形
成しており、かつ、中央部の集光度を任意に設定するこ
とができる。このため、簡単な構成のレンズを用いて所
望の配光パターンが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の一実施例におけるリフレクタの
正面図である。 第１図ＣＢ）は上記リフレクタのＢ−Ｂ断面図で１・・
・リフレクタ、ｌｌａ・・・サブリフレクタ、１１ｂ・
・・サブリフレクタ、１１ｃ・・・メインリフレクタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、前照灯を車両に装着した状態における該車両の進行
   方向の水平線をＺ軸とし 上記Ｚ軸と直交する水平線をＸ軸、垂直線をＹ軸とし、 Ｈ４バルブのフィラメントをＺ軸に沿わせ光源を構成し
   、 上記光源から出射した光束を反射させて、垂直面内では
   ほぼ平行で水平面内では拡散する投光光束を得るように
   構成されたリフレクタを有する車両用前照灯において、 上記リフレクタが、Ｚ軸を含み水平面に対する傾斜角＋
   φ゜の平面と−φ゜の平面とによって囲まれた区域の少
   なくとも一部分に、次のように構成されたサブ反射面が
   形成されていることを特徴とする車両用前照灯。 ａ、上記サブ反射面は、基準曲線をＺ軸の回りに回動さ
   せた軌跡である回転面によって構成される。 ｂ、光源から出射して、上記サブ反射面の周辺部で反射
   した光はＺ軸と平行に反射される。 ｃ、光源から出射して、上記サブ反射面中のＺ軸に最も
   近い部分で反射した光は、反射点とＺ軸とを含む平面内
   を進行し、Ｚ軸に対して拡散角θ゜で拡散する方向に反
   射する。 ｄ、上記の拡散角θ゜で反射する点と、Ｚ軸と平行に反
   射する点との中間の各点における反射光は、それぞれ該
   各点とＺ軸とを含む平面内を進行し、かつ、各点におけ
   る反射光の拡散角はその点のＸ座標値に伴って一率に変
   化する。