| 【発明の名称】 |
縦型ヘッドランプ |
| 【発明者】 |
【氏名】小山 広雄
【氏名】川口 嘉史
【氏名】芥川 貴志
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| 【要約】 |
【課題】従来の構成のヘッドランプにおいては、反射鏡の幅を狭いものとすると水平方向への光量が不足し、水平方向に幅広い配光が必要とされるヘッドランプの実現は困難であり、デザイン面など制約を受ける問題点を生じていた。
【解決手段】本発明により、１つの光源２に第一焦点を共有させた２つの楕円系反射面である第１反射面３と第３反射面５とを第１反射面３の第二焦点は第一焦点の上方に、第３反射面５の第二焦点は下方に位置させると共に、第１反射面３の第二焦点に焦点を有する放物面系の第２反射面４を第１反射面３の上方に設け、第３反射面５の第二焦点に放物面系の第４反射面６を第３反射面の下方に設けた縦型ヘッドランプ１としたことで、第１反射面および第３反射面で収束した状態で光源からの光を放物面系の第２反射面および第４反射面に供給するものとなり、明るい縦型ヘッドランプの実現を可能として課題を解決する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第一焦点に光源が配置され楕円系とされた第１反射面の第二焦点近傍に放物面系とした第２反射面の焦点を配置した２回反射の光学系を有するヘッドランプであって、前記第１反射面の第二焦点を第一焦点よりも上方に配置すると共に、前記第２反射面の有効部が前記第１反射面の有効部よりも上方に配置されていることを特徴とする縦型ヘッドランプ。
【請求項２】 前記第１反射面の第二焦点の近傍には、前記第２反射面で得られる投影パターンに所望の形状を与えるエッジを有する遮蔽板を設けたことを特徴とする請求項１記載の縦型ヘッドランプ。
【請求項３】 第一焦点に光源が配置され楕円系とされた第３反射面の第二焦点近傍に放物面系とした第４反射面の焦点を配置した２回反射の光学系を有するヘッドランプであって、前記第３反射面の第二焦点を第一焦点よりも下方に配置すると共に、前記第４反射面の有効部が前記第３反射面の有効部よりも下方に配置されていることを特徴とする縦型ヘッドランプ。
【請求項４】 前記第３反射面の第二焦点の近傍近傍には、前記第４反射面で得られる投影パターンに所望の形状を与えるエッジを有する遮蔽板を設けたことを特徴とする請求項３記載の縦型ヘッドランプ。
【請求項５】 第一焦点に光源が配置され楕円系とされた第１反射面と、放物面系とされ前記第１反射面の第二焦点近傍に焦点を配置した第２反射面と、第一焦点に光源が配置され楕円系とされた第３反射面と、放物面系とされ前記第３反射面の第二焦点近傍に焦点を配置した第４反射面とから成り、前記第１反射面の前記第一焦点は面とから成り、前記第１反射面の第二焦点を第一焦点よりも上方に配置すると共に前記第２反射面の有効部を前記第１反射面の有効部よりも上方に配置し、前記第３反射面の第二焦点を第一焦点よりも下方に配置すると共に前記第４反射面の有効部を前記第３反射面の有効部よりも下方に配置し、前記第１反射面と第３反射面とが光源を共有していることを特徴とする縦型ヘッドランプ。
【請求項６】 前記第１反射面および／または第３反射面の一部に切欠部を設け、前記光源の前記切欠部からの直射光を照射方向に投射する放物面系とした第５反射面を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の縦型ヘッドランプ。
【請求項７】 前記第５反射面が放物柱面であり、該第５反射面の少なくとも一方の側方には側面反射板が設けられていることを特徴とする請求項６記載の縦型ヘッドランプ。
【請求項８】 前記第３反射面と第４反射面とのそれぞれを前部第３反射面と後部第３反射面、前部第４反射面と後部第４反射面とに分割形成し、前記前部第３反射面と前部第４反射面とには前記光源からの光の下前方への光を主として受持たせ、前記後部第３反射面と後部第４反射面とには前記光源からの光の下後方への光を主として受持たせる構成としたことを特徴とする請求項５〜請求項７の何れかに記載の縦型ヘッドランプ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はヘッドランプなど照明用の車両用灯具に関するものであり、詳細には楕円系反射面と放物面系反射面との２回反射で配光特性を形成する構成とした車両用灯具に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のヘッドランプなど照明用の車両用灯具９０の構成の例を示すものが図８であり、回転放物面、放物柱面、自由曲面など放物面系とした反射面９１の略焦点の位置には、例えばＣ−６型、或は、Ｃ−８型（図示はＣ−６型の例で示す）としたフィラメントが設置され光源９２とされている。尚、現状の前記反射面９１の寸法は水平方向への幅ｗが１５０〜３００mm、垂直方向への高さｈが８０〜１５０mmである。
【０００３】このときに、Ｃ−６型の光源９２の光源では、対向車線側に生じる上向き光をないものとすることが困難であるので、近年では反射面９１の略下半部に達する光を遮蔽するフードが電球の内部に設けられているＣ−８型のフィラメントが光源９２として採用されることが多いが、この場合には前記したフードにより光源９２に対する光束利用率の低下がやむを得ないものとされていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記車両用灯具９０の反射面９１の縦横比などデザイン面は、この車両用灯具９０が取付けられる車両のデザインとの整合性が重要視されるものであり、例えば幅ｗを高さｈよりも小さくした、いわゆる縦長のデザインが要求されることもある。
【０００５】しかしながら、この種の車両用灯具には水平方向に幅が広い配光特性が要求されるものであるので、水平方向への光量を確保するのに必要な幅ｗ方向への寸法を狭く設定すると、著しく光量が低下するものとなり、例えば幅ｗを５０mm程度まで狭めると従来の半分程度の光量しか得られず、到底実用に耐えないものとなる問題点を生じる。
【０００６】また、特にＣ−８型のフィラメントが光源９２として採用されているときには、上向き光の発生を防止するために光量損失が有るにもかかわらず設けられたフードが機能しなくなり、配光特性が崩れると共にて光量低下も一層に著しいものとなる問題点を生じ、何れにしても縦長のデザインとする要望は実現できず、よって、車両側のデザインも制約を受けるという問題点を生じていた。
【０００７】
【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手段として、第一焦点に光源が配置され楕円系とされた第１反射面と、放物面系とされ前記第１反射面の第二焦点近傍に焦点を配置した第２反射面と、第一焦点に光源が配置され楕円系とされた第３反射面と、放物面系とされ前記第３反射面の第二焦点近傍に焦点を配置した第４反射面とから成り、前記第１反射面の前記第一焦点は面とから成り、前記第１反射面の第二焦点を第一焦点よりも上方に配置すると共に前記第２反射面の有効部を前記第１反射面の有効部よりも上方に配置し、前記第３反射面の第二焦点を第一焦点よりも下方に配置すると共に前記第４反射面の有効部を前記第３反射面の有効部よりも下方に配置し、前記第１反射面と第３反射面とが光源を共有していることを特徴とする縦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。
【０００８】
【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および図２に示すものは本発明に係る縦型ヘッドランプ１の第一実施形態であり、この第一実施形態の縦型ヘッドランプ１は本発明の基本的な構成をほぼ含むものである。ここで、前記縦型ヘッドランプ１は光源２と第１反射面３と第２反射面４と第３反射面５と第４反射面６と第５反射面７とから構成されている。尚、上記以外にレンズなども当然に設けられるものであるが、この部分は従来技術でもあり説明の煩雑化を避けるために図示と説明の一部を省略する。
【０００９】先ず、前記第１反射面３は前記光源２を第一焦点とする回転楕円面など２つの焦点を有する楕円系反射面とされ、前記第２反射面４は回転放物面など１つの焦点を有する放物面系反射面とされている。そして、前記第２反射面４は焦点を前記第１反射面３の第二焦点の近傍に配置され、加えて、前記第１反射面３は第二焦点を第一焦点よりも上方として配置すると共に、第２反射面の有効部は前記第１反射面の有効部よりも上方に配置されている。
【００１０】また、前記第３反射面５は前記光源２を第一焦点とする楕円系反射面とされ、前記第４反射面６は放物面系反射面とされ、そして、前記第４反射面６は焦点を前記第３反射面５の第二焦点の近傍に配置され、加えて、前記第３反射面５は第二焦点を第一焦点よりも下方として配置すると共に、第４反射面の有効部は前記第３反射面の有効部よりも下方に配置されている。
【００１１】また、本発明においては、前記第１反射面３は照射方向を基準として光源２の後方に設けられ、前記第３反射面５は同じく照射方向を基準として光源２の前方に設けられるものとされ、前記第１反射面３と第３反射面５との第二焦点の近傍には遮蔽板３ａ、５ａが設けられ、加えて、前記第３反射面５の一部に切欠部５ｂが設けられ、この切欠部５ｂを通過して光源２の光が達する範囲には光源２を略焦点とする放物面系とした第５反射面７が設けられている。
【００１２】次いで、上記の構成とした本発明の縦型ヘッドランプ１の作用および効果を図３〜図５に基づき説明する。図３は本発明に係る縦型ヘッドランプ１の構成を模式的に示す説明図であり、ここでは、前記第１反射面３と第２反射面４との組合せの例で説明する。
【００１３】楕円系とされた前記第１反射面３の第一焦点の位置に配置された、Ｃ−６型フィラメントなど光源２の像は、この第１反射面３の第二焦点ｆ２の位置に結像するものと成る。そして、前記第２反射面４は、前記第１反射面３の第二焦点ｆ２の近傍に焦点ｆ３を有する放物面系の反射面として形成されているものであるので、第二焦点ｆ２に結像された光源２の像を照射方向に向けて投射する。
【００１４】図４は前記第１反射面３の第二焦点ｆ２と、前記第２反射面４の焦点ｆ３とが設定されるときの相互の位置関係、および、前記第１反射面３の第二焦点ｆ２の近傍に設けられる遮蔽板３ａの形状について図３中に矢印Ｒ方向に見る状態で示すものであり、先ず、第２反射面４の焦点ｆ３は、第１反射面３の第二焦点ｆ２に対して図示の状態で下方にオフセット量ｓ１を設けて設定されている。
【００１５】また、遮蔽板３ａのエッジ３ｂも第二焦点ｆ２に対して焦点ｆ３と同方向へオフセット量ｓ２が設けられるものとされるが、このときには（オフセット量ｓ１）＞（オフセット量ｓ２）の関係となるようにされ、同時に前記エッジ３ｂは図示の状態で適宜な角度α右上がりとなるように設定されている。
【００１６】図５は、第二焦点ｆ２、焦点ｆ３、エッジ３ｂを上記の関係としたときの第２反射面４から照射方向に投影される光線の形状を示すものであり、前記遮蔽板３ａで第１反射面３からの光線の下半部の一部を遮蔽したことで、略半円形状の断面を有する光線が第２反射面４に達するものとなり、上下左右が反転されて前方に投影されるものとなる。
【００１７】このときに、放物面系の第２反射面４においては、Ｃ−６型フィラメント形状の光源に対しては、投影光を浅いＶ字状とする性質を有するので、前記エッジ３ｂの部分の投影像も浅いＶ字状となる。ここで、前記エッジ３ｂは上記のように角度αだけ右上がりに設定されているものであるので、照射方向に投影される光の投影像Ｆは左上がりとなる。
【００１８】よって、図５にも示したように、投影像Ｆの上端が垂直方向の中心線Ｖから右側で略水平となるようにエッジ３ｂの角度αを調整すれば、中心線Ｖから左側では適宜に切り上がる上向き光を生じるものとなり、左側通行用のヘッドランプとしては最適な配光形状が得られるものとなる。
【００１９】また、逆に前記エッジ３ｂを左上がりとして設定すれば右側通行用として最適な配光形状が得られるものとなるのである。更には、この実施形態では前記エッジ３ｂは直線状として形成していたが、折れ線状などとして形成し積極的に配光形状を形成することも自在である。
【００２０】尚、上記の説明は第１反射面３と第２反射面４との組合せの例で行ったが、第３反射面５と第４反射面６との組合わせも得られる作用、効果はほぼ同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。但し、第３反射面５においては上記したように一部に切欠部５ｂが設けられ、この切欠部５ｂを通過して光源２の光が直接に達する範囲には光源２を略焦点とする放物面系とした第５反射面７が設けられ（図２参照）略平行光線を照射方向に向け投影するものとされている。
【００２１】また、前記第５反射面７を、垂直方向の断面には放物線が表れ、水平方向への断面には直線が現れる放物柱面を採用るときには、この放物柱面の水平方向の断面に表れる直線に直交する平面鏡を側面反射板７ａ、７ｂ（図２参照）として設ければ、一層に水平方向への拡散を拡げることが可能となる。また、側面反射板７ａ、７ｂは何れか一方の側のみでも良い。
【００２２】以上に説明したように、本発明によれば、光源２からの光は一旦、楕円系とされた第１反射面３および第３反射面５でビーム状に収束され、その収束された光を放物面系とした第２反射面４および第４反射面６で照射方向に向かわせるものであるので、ヘッドランプとしての形状を縦長のものとしても従来の構成に較べ光量の損失を格段に少ないものとすることが可能となるのである。
【００２３】図６は本発明に係る縦型ヘッドランプ１０の第二実施形態であり、この第二実施形態においても、前記第１反射面３と第２反射面４および第５反射面７の構成は前の第一実施形態と基本的に同一で有るので、ここでの説明は省略し、異なる点について説明を行う。
【００２４】この第二実施形態においては、第一実施形態では１つの曲面として形成されていた第３反射面５および第４反射面６が、それぞれ２つの曲面、即ち、第３反射面においては前部第３反射面５１と後部第３反射面５２とに、第４反射面６においては前部第４反射面６１と後部第４反射面６２とに分割形成される。
【００２５】このときに、前記前部第３反射面５１は前記光源２に対して照射方向前方寄りに設けられ、光源２から下前方に向かい放射される光を主として捕捉し、反射光を第一実施形態で説明したのと略同様な構成により前部第４反射面６１に供給し、前部第４反射面６１は第一実施形態と同様に照射方向に反射する。
【００２６】また、前記後部第３反射面５２は前記光源２に対して照射方向後方寄りに設けられ、光源２から下後方に向かい放射される光を主として捕捉し、反射光を後部第４反射面６２に供給し、後部第４反射面６２はこれを照射方向に反射する。従って、この第二実施形態によれば光源２から下方に向かい放射される光は非常に効率良く捕捉できるものとなり、即ち、より一層に明るいヘッドランプ１０が得られるものと成るのである。
【００２７】図７は本発明の第三実施形態を示すものであり、図３〜図５およびそれに伴う説明からも明らかなように、本発明の構成によれば縦長ヘッドランプ１１は図２に示した構成の上半部のみ、即ち、第１反射面３１および第２反射面４でも成立するものである。但し、この第三実施形態の場合には光源２は下方に光を供給する必要がなくなるので、図示のように第１反射面３１は光源２の周囲をほぼ覆うものとして設けることが可能となる。
【００２８】よって、第１反射面３１は光源２からの光のより多くを第２反射面４に与えるものとなり、第１反射面３１および第２反射面４のみで構成したことによる光量減少などは顕著には生じない。また、遮蔽板３１ａにおける配光形成手段も第一実施形態で説明したのと全く同様な手段で行えるものと成る。また、このときに、前記第１反射面３１の下方に切欠部３１ｂを設け、この切欠部３１ｂからの光源２の直射光を反射させる第５反射面７を設けるなども自在である。
【００２９】また、図示は省略するが、本発明は第３反射面と第４反射面のみ、即ち、第三実施形態が第一実施形態の上半部のみで形成されていたのに対し、第一実施形態の下半部のみで構成することも当然に可能であり、この場合には第３反射面を第三実施形態の第１反射面３１と同様に変更すれば良いものとなる。
【００３０】以上に説明したように本発明により、１つの光源に第一焦点を共有させた２つの楕円系反射面である第１反射面と第３反射面とを第１反射面の第二焦点は第一焦点の上方に、第３反射面の第二焦点は下方に位置させると共に、第１反射面の第二焦点に焦点を有する放物面系の第２反射面を第１反射面の更に上方に設け、第３反射面の第二焦点に放物面系の第４反射面を第３反射面の更に下方に設けた縦型ヘッドランプとしたことで、第１反射面および第３反射面で収束した状態で光源からの光を放物面系の第２反射面および第４反射面に供給するものとなり、例えば水平幅が５０mm程度と極端に狭い縦型ヘッドランプとしたときにも、顕著な光量の低下のなく、また、所望の配光特性を有するヘッドランプの実現を可能として、ヘッドランプおよび車両のデザインの可能性の拡大に極めて優れた効果を奏するものである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２３０３
【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月２５日（１９９９．３．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２２２５
【弁理士】
【氏名又は名称】秋元 輝雄
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２７６９１６（Ｐ２０００−２７６９１６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月６日（２０００．１０．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−８２０５６ |
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