JPS62154501A - プロジエクタ型の車輌用前照灯 - 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、プロジェクタ型の車輌用前照灯に関するもの
である。

〔従来技術〕

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にのプロジェ
クタ型前照灯に関する最新の技術としては２例えば特開
昭５８−２０９８０１号が公知である。

第１８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５
この反射器の内側反射面の軸線方向断面が、それぞれだ
円の一部をなしており、だ円の離心率が、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
車輌用前照灯において、すべての軸線方向断面のだ内部
分（１０１゜１０２）の焦点（１０５）が、またすべて
の軸線方向断面のだ内部分（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はだ円１０２の外側焦点、１１０は調光器、１１
２はだ円１０１の外側焦点、１１３はレンズである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述の公知技術により、リフレクタを構成した場合、前
記の調光器１１１設置面における光度分布は、第１９図
に示す如くになる。この光度分布カーブは、前述のだ円
の長、短径比のとり方などによって変化するが一定の傾
向を有していて自ずから定まり、設計的な自由度が無い
。

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので。

光度分布を任意に設定し得る、プロジェクタ型前照灯を
提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成する為、本発明のプロジェクタ型の前
照灯は、反射鏡の焦点近傍に光源バルブを設置し、上記
の光源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車輌用前
照灯において。

前記の反射鏡の反射面を構成している多数の面素を想定
すると共に、所望の配光パターンに対応するシェード上
の光度分布を設定し、前記多数の面素はそれぞれ入射光
を反射して前記光度分布を形成するように各面素の方向
を設定し、がっ、これら多数の面素を組み上げて形成し
た反射鏡したことを特徴とする。

〔作　用〕

上記の構成よりなる前照灯の凹面鏡は、従来技術におけ
る凹面鏡のごとく、例えば回転放物面とか、回転楕円面
などといったように、解析幾何学的に定まった形状に束
縛されることなく、所望のシェード上の配光特性を求め
て、この特性を形成するように凹面鏡の面素を組み上げ
てゆけば良いので、任意の配光特性に構成することがで
きる。

ただし、前述の「反射面を分割して面素を想定する」こ
と、及び「凹面鏡の面素を絹み上げる」ことは、設計思
考中における分割４組上げであって、現実の有体の部材
を分割したり組立てたりするものではない。

構成しようとする反射面を、例えば０．２ｍ”ｐ方の、
百数十万個の面素に区分して各面素ごとにその方向（法
線方向を以って表わす）を算定することは１人為的計算
では不可能に近いが電子計算機を利用すればさして困難
ではない。

〔実施例〕

次に、本発明に係るプロジェクタ型車輌用前照灯の実施
例について、第１図乃至第１１図を参照して詳細に説明
するに先立ち、第１２図乃至第１４図を参照しつつ本発
明の１実施例についてその構成部材配置の概要を述べる
。

第１２図は、光軸Ｚを含む断面を模式的に描いて光路を
付記した説明図である。第１３図は同じく光軸Ｚを含む
垂直断面に光路を付記した説明図、第１４図は同じくレ
ンズ側から見た正面を模式的に描いた説明図である。

本発明に係るプロジェクタ型の自動車用前照灯の基本構
造は、凹面鏡の光軸と凸レンズの光軸とを一致せしめて
配設すると共に、前記凹面鏡の焦点近傍に光源バルブを
設置し、上記の光源から出射した光が凹面鏡で反射され
て凸レンズのメリジオナル像面に入射するように構成し
、かつ、上記メリジオナル像面の付近にカットラインを
備えた遮光枚を設けてなる。

１は凹面鏡、Ｆはその焦点である。上記の焦点Ｆ付近に
フィ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が設
けられる。

第１２図は描いたａ−ｂは凸レンズ１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】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１によって調光されて前方（
第１２図、第１３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１５図の如くになる
。Ｈ−Ｈはスクリーン上の水平線、ｖ−■は同じく垂直
線である。ただし、本第１５図は概要的な説明図であっ
て、厳密に配光特性を表わしたものではない。

第１２図〜第１４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１
４図に示した４ａの如く、メリジオナル像面ａ−ｂから
退くようにカットラインを形成しである。第１６図は、
前述の配光パターンヒシェード４との重なり具合を示す
。本第１６図に夫わされているように、光束の上半部は
通過し、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。ただし、本第
１６図は、シェードの作用を説明する為の概要図であっ
て、配光特性を正確に表わすものではない。

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ａ　−ｂ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１６図を反転した形状のパタ
ーンを形成する。第１７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、ｂした説明図である。

第２図は本発明の１実施例におけるリフレクタ６の設計
的構成を説明する為の正面図で、そのＡ−Ａ断面を第１
図に示す。本第１図は前述の公知技術における第１８図
に対応する水平断面図である。

また、第２図のＢ−Ｂ断面を第３図に示す。

第１図に示したＦは、光源を位置せしめるべき。

リフレクタ６の焦点である０曲線ｓ、　−ｓ　−Ｓｚは
凸レンズ（第１２．第１３図における３）のメリジオナ
ル像面であって、この曲線に沿ってシェード４が配設さ
れる。

上記メリジオナル像面（即ちシェード４の上縁）に沿っ
た光度分布（目標とする分布）を予め設定しておく。

第４図は、リフレクタ６の反射面の１７４について、こ
れを多数の面素に分割した状態を模式化して描いた説明
図、第５図は面素Ｑ５の入射光と反射光との光路説明図
である。

シェードの中心Ｓ１から任意の距ＩＷ　ｘ　ｓの点Ｓに
対応するりフレフタ６上の点Ｑの関係を求める（第１図
参照）。即ち、リフレクタ６の中心Ｔからｘｌの距離に
ある微小面素の集合Ｑ＋　　Ｑ　　Ｑｚ（第２図）の関
係を、次のようにして求める。

まず、初期値としてｘ　１　’：”　Ｏのとき、微小面
素の集合Ｑ３　　Ｔ　　Ｑｔは、点Ｓ１に反射光が明達
するように面素の方向（法線方向で表わされる）を定め
る。

上記の如く初期値を設定した面素の集合Ｑａ−Ｔ−Ｑ、
の隣接部については、前記の点Ｓ１の隣接個所に反射光
が明達するようにその方向を定め、以下同様に繰り返し
て計算を進めてゆく。

前記のＸｓとＸｌとは関数関係をなし Ｘ５工ｆ　（ｘ＋） である。而して、この関数の定め方については。

シェード上における所望の配光分布に基づいて定めるが
、具体的には ｆ　（ｘ＋）＝　ａ　ｘｌ　＋　ｂ ｆ　（ｘ＋）＝　ａ　ｘ１２＋　ｂ　ｘｌ＋　ｃｆ　　
（ｘ＋）＝　　ａ　　ｘｌ　３　＋　　ｂ　　ｘ　Ｉ”
＋　　ｃ　　Ｘｌ　　＋　　ｄｆ　（ｘｌ）＝　ａｌ　
ｘＩｎ＋　ａｚＸｌｎ−””　ａｌＸｌ　＋　ａｎａｌ
ｆ　（ｘ＋）＝　ａ　ｅｂＸｌ といった各種の手法が考えられ、任意に選択し、若しく
は組み合わせて用いることができる。ａ。

ｂ、ｃ、ｄは定数である。

以下、数例を挙げて説明する。

ｆ　（ｘ＋）＝　ａ　Ｘｌ　＋　ｂの場合において。

ａ　：＝０．５、ｂ＝ｏと仮定すると ｆ（ｘ＋）＝０−５Ｘ＋となり ｘｌ　＝　２　、　ｘｓ＝　１がその解の一つである。

これを座標面上に表わすと第６図の如くになる。

上記の状態を、リフレクタ６の水平断面形状とメリジオ
ナル像面（シェードの上縁）との関係に置き換えると第
７図の如くになる。即ち、リフレクタ６側で２の範囲の
光はメリジオナル像面上の１の範囲に集められ、この場
合の配光パターンは第８図の如くになる。自動車用前照
灯の通常の使用条件においては上記の配光パターン（第
８図）よりも中央部の光度が集中的に高いことが望まれ
る。

そこで、次に ｆ　（ｘｌ）＝　ａ　ｘ、Ｚ＋ｂ　Ｘｌ　＋　ｃにおい
てａ　＝０．１２５、ｂ＝ｏ、Ｃ＝Ｏと仮定すると、ｆ
　（ｘｌ）＝０．１２５ｘｌ” となり、例えばｘ１＝４、ｘ５＝２が解の一つである。

これを座標上に表わすと第９図の如くであり、リフレク
タとシェードとの関係は第１０図の如くになる。この場
合の配光特性は第１１図の如くで、前述の第８図に比し
て中心光度が高くなる。

図示を省略するが、先に述べた高式の関数式、ｆ　（ｘ
Ｉ）＝　ａ　ｘｌ’＋　ｂ　ｘＩ”＋　ｃ　ｘｌ　＋　
ｄとなり、更に、 ｆ　（ｘＩ）＝　ａｌ　ｘｌｎ＋　ａ２Ｘ１”−””　
ａｌＸｌ　＋　ａｎａｌにおけるｎの値が４，５と増え
るに従って中心光度が高くなり、対数式、 ｆ　（ｘＩ）＝　ａ　ｅｂｘ” を用いると、いっそう中心光度が高くなる。

これらの式を適宜に選択すると共に、ａ、ｂ〜の定数を
任意に選択して所望の配光特性を求めれば良いｅ　Ｘｌ
の何次式を用いるかによって、更に定数の選択によって
、光度分布特性は著しく広汎に変化するので、実用上の
精度範囲において如何なる光度分布特性にすることも可
能である。

ただし、上記の「実用上、如何なる特性も」とは、「中
央部において最大光度を有し、左右に対称に、中央から
離れるに従って光度が低ドするというモード」の範囲内
において、如何なる光度分布特性にも対応し得るとの意
である。

第２０図及び第２１図は、第１２図及び第１３図に示し
た実施例と異なる実施例を示し、前例と異なるところは
次の如くである。前例（第１２図、第１３１１）のシェ
ード４はメリジオナル像面ａ−ｂに沿って円筒状構成し
たのに比し、本例（第２０図、第２１図）のシェード４
′は、メリジオナル像面ａ−ｂに接し。

かつ光軸２に直交する平板状に構成しである。

本例の如く構成しても、実用上必要とされる精度範囲内
において前例（第１２図、第１３図）と同様の効果が得
られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のプロジェクタ型前照灯は
、メリジオナル像面上の光度分布を任意に設定すること
ができ、その結果容易に所望の配光パターンを有するご
とく構成することができるという優れた実用的効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の特殊リフレクタを設計する
手法の説明図で、第２図はりフレフタの正面図を模式的
に描いた説明図６第１図はそのＡ−Ａ水平断面図、第３
図は同じ＜　Ｂ　−Ｂ垂直断面図である。 第４図は本発明の１実施例における特殊リフレクタを面
素に分割した状態の説明図、第Ｅ５図は上記の面素にお
ける反射の状態を示す光路図である。 第６図乃至第１１図は、本発明に係るリフレクタの設計
方法の説明図である。 第１２図乃至第１４図は本発明に係るプロジェクタ型前
照灯の概要的な構成の説明図であっＣ１第１２図は平面
図、第１３図は側面図、第１４図は市面図である。 第１５図乃至第１７図は上記プロジェクタ型前照灯の光
学的機能の説明図である。 第１８図は公知のプロジェクタ型前照灯の説明図。 第１９図は上記前照灯の配光特性図表である。 第２０図は前記と異なる実施例の平面図、第２１図は同
側面図である。 １・・・凹面反射鏡、２・・・光源バルブ、３・・・凸
レンズ、４．４’・・・シェード、４ａ・・・シェード
上端に設けたカットライン、５，６・・・リフレクタ。 特　許　出　願　人　　　市光工業株式会社代理人　　
　弁理士　　　秋　本　　正　実第２図 第３図 ４工 第５図 ↑ 第６図 第７図 第８図 ｔ。 度 第９図 χ５ 第１０図 第ｆ３図 第１４図 Ｙ 第１５図 第プロ図 第１８図 へ　　０　　　　　ミ 第２１図 ブ Ｙ　　　　　　　／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 反射鏡の焦点近傍に光源バルブを設置し、上記の光源か
   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車輌用前照灯にお
   いて、前記の反射鏡の反射面を構成している多数の面素
   を想定すると共に、所望の配光パターンに対応するシェ
   ード上の光度分布を設定し、前記多数の面素はそれぞれ
   入射光を反射して前記光度分布を形成するように各面素
   の方向を設定し、かつ、これら多数の面素を組み上げて
   形成した反射鏡としたことを特徴とする、プロジェクタ
   型の車輌用前照灯。