(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高輝度放電バルブを有する光源と、
前記光源から出た光線によって形成された像を車両前方に投影する投影レンズを有する投影光学系と、
車両前方側から見て前記投影レンズからオフセットされた位置に設けられ、前記光源から出た光線を反射させて車両前方に照射するパラボラ状のリフレクタを有する反射光学系と
を備え、
前記反射光学系はカットラインを含む領域を照射する配光パターンを有し、
前記投影光学系は、前記反射光学系に対して下方を照射する配光パターンを有し、
前記光源は、前記投影光学系の車両後方側に配置され、
前記リフレクタは、車両前方側から見て前記投影光学系の側方から上方にかけて延在する円弧状に形成されること
を特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
前記光源及び前記リフレクタの間と、前記リフレクタの前部との少なくとも一方に、前記カットラインを形成する遮光手段を設けたこと
を特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に備えられ、プロジェクタレンズ等の投影光学系を有する前照灯に関し、特に配光パターンの前端（上端）に眩惑防止のため設けられるカットライン近傍での照度変化を緩和したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両用の前照灯として、光源となるバルブからの光線を収束リフレクタで集光し、投影レンズを用いて前方に投影するプロジェクタ型のものが知られている。
このようなプロジェクタ型の前照灯においては、対向車への眩惑を防止したすれ違い用の配光パターン（ロービーム）において、対向車線側の光束をカットした所望のカットラインを形成するために、投影レンズの後方側に、光線の一部を遮るシェードを備えている。
【０００３】
また、プロジェクタ型の前照灯に、同じ光源から出た光線を反射させて車両前方を照射するパラボラ状のリフレクタを付加することが提案されている。
このような投影光学系とパラボラリフレクタを併用する前照灯に関する従来技術として、例えば特許文献１には、光源から出た光線の一部を、投影レンズの斜め後ろ上方に設けられた補助リフレクタに導き、ここからハイビーム用のスポット光として、投影レンズを通さずに車両前方側へ照射する車両用前照灯が記載されている。
特許文献１に記載された技術においては、ロービームにおけるカットラインは、投影レンズへの入射光の一部を、投影レンズの後方に配置されたシェードのエッジで遮ることによって形成している。
【０００４】
また、特許文献２には、光源から出た光線の一部を、投影レンズの斜め後ろ下方に設けられた付加リフレクタに導き、ここからカットオフラインの下方で左右に広がった配光パターンで照射する車両用前照灯が記載されている。
特許文献２に記載された技術においては、投影レンズの後側焦点近傍に設けられた可動シェードによってカットラインを形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１５３３３３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２３４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
投影光学系のみによって車両前方を照射するとともに、投影レンズの後方に配置したシェードによってカットラインを形成する一般的なプロジェクタ型前照灯においては、カットラインの近傍で照度が急激に変化し、明暗差が大きくなる。
上述した特許文献１、２においても、ロービームにおけるカットラインは投影光学系に設けたシェードによって形成しているため、このような特性は同様である。
このため、車両のピッチング挙動等によって光軸が変化すると、ドライバが視認可能な範囲が急変し、ドライバが戸惑うことが懸念される。
【０００７】
また、例えば右側通行の国等と左側通行の国等とを行き来する場合に、リフレクタ型の前照灯であれば、アウタレンズにシール状の遮光部材を貼付すれば簡易に対向車の眩惑を防止することができるが、プロジェクタ型前照灯ではこのような対応は不可能であり、予め左右どちらの通行であっても眩惑が生じないよう遠方への配光を抑えたり、あるいはカットラインを形成するシェードを切り換えるユニット等の付加が必要となる。
また、近年増加している高輝度放電（ＨＩＤ）バルブを光源として用いる場合、フィラメントのみが発光し比較的点光源に近いハロゲンバルブと異なり、発光部が比較的大きくかつその外縁が明瞭ではないことから、プロジェクタ型前照灯でカットラインを良好に形成するためには、バルブ表面にストライプ状等の遮光パターンを設ける必要があり、光束のロスによって効率が損なわれている。
【０００８】
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、投影光学系を有するとともにカットライン近傍の照度変化を緩和した車両用前照灯を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、高輝度放電バルブを有する光源と、前記光源から出た光線によって形成された像を車両前方に投影する投影レンズを有する投影光学系と、車両前方側から見て前記投影レンズからオフセットされた位置に設けられ、前記光源から出た光線を反射させて車両前方に照射するパラボラ状のリフレクタを有する反射光学系とを備え、前記反射光学系はカットラインを含む領域を照射する配光パターンを有し、前記投影光学系は、前記反射光学系に対して下方を照射する配光パターンを有し、前記光源は、前記投影光学系の車両後方側に配置され、前記リフレクタは、車両前方側から見て前記投影光学系の側方から上方にかけて延在する円弧状に形成されることを特徴とする車両用前照灯である。
これによれば、パラボラ状のリフレクタにおいては、焦点を反射面において拡大又は縮小することによって配光設計をするため、カットライン近傍における照度変化が穏やかとなる。このため、車両のピッチング等によって光軸が変化した場合であってもドライバが視認可能な範囲が急変することを防止できる。
また、高輝度放電バルブを用いる場合であっても、ストライプ等の遮光手段を設ける必要がないことから、光束が大きい大光量かつ高効率のバルブを用いることができる。
さらに、投影光学系がリフレクタに対して下方を照射することによって、配光設計の自由度を高め、自車両直前や路肩の視認性を向上することができる。
また、アウタレンズにシール等の着脱可能な遮光部材を取り付けることによって、容易に反対側通行国での眩惑防止要件に合致させることができる。
また、高輝度放電バルブにおいては、含まれる化合物が沈殿する影響で、バルブ下方から出る光が黄色くなる場合があり、これを前照灯の照射光として利用する場合には白色光に近づけるための補色レンズ等が必要となるが、これによれば、リフレクタは光源の上方及び側方から出る光線を前方へ照射することによって、このような補色処理が不要となり構造を簡素化することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、前記光源及び前記リフレクタの間と、前記リフレクタの前部との少なくとも一方に、前記カットラインを形成する遮光手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯である。
これによれば、リフレクタからの照射光に適切にカットラインを形成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、投影光学系を有するとともにカットライン近傍の照度変化を緩和した車両用前照灯を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した車両用前照灯の実施例を車両前方側から見た模式的外観図である。
【図２】実施例の車両用前照灯を、バルブ中心を通りかつ車両前後方向に沿った鉛直面で切って見た断面図（図１及び図３のII−II部矢視断面図）である。
【図３】実施例の車両用前照灯を、バルブ中心を通る水平面で切って見た断面図（図１及び図２のIII−III部矢視断面図）である。
【図４】実施例の車両用前照灯の配光パターンを示す図である。
【図５】本発明の比較例１である車両用前照灯を、バルブ中心を通りかつ車両前後方向に沿った鉛直面で切って見た断面図である。
【図６】比較例１の車両用前照灯の配光パターンを示す図である。
【図７】本発明の比較例２である車両用前照灯を、バルブ中心を通りかつ車両前後方向に沿った鉛直面で切って見た断面図である。
【図８】比較例２の車両用前照灯の配光パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、投影光学系を有するとともにカットライン近傍の照度変化を緩和した車両用前照灯を提供する課題を、光源となる高輝度放電バルブから出た光を前方へ照射するパラボラリフレクタを、プロジェクタレンズ等の投影光学系の上方及び側方等に設け、パラボラ型リフレクタからの光線でカットラインを形成するとともに、これよりも自車両側を投影光学系からの光線で照射する構成とすることによって解決した。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明を適用した車両用前照灯の実施例について説明する。
実施例の車両用前照灯は、例えば乗用車等の自動車の車体前部に設けられるものである。
図１乃至図３に示すように、車両用前照灯１は、バルブ１０、プロジェクタレンズ２０、収束リフレクタ３０、シェード４０、レンズホルダ５０、パラボラリフレクタ６０、アウタレンズ７０等を備えて構成されている。
また、アウタレンズ７０以外の上述した光源、光学系等は、車両用前照灯１のすれ違い用配光（ロービーム）に用いられるものであって、車両用前照灯１は他に図示しない走行用配光（ハイビーム）用の光源及び光学系を備えている。
【００１６】
バルブ１０は、車両用前照灯１のロービーム用光源となるものであって、例えば高輝度放電（ＨＩＤ）バルブが用いられる。
バルブ１０は、中心軸を車両の前後方向にほぼ沿わせて収束リフレクタ３０の後方側から挿入され、図示しないバルブホルダによって支持される。
【００１７】
プロジェクタレンズ２０は、例えば前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸レンズであって、バルブ１０の前方側に配置されている。
プロジェクタレンズ２０は、後方側焦点を含む焦点面上の像を、反転像として車両前方側へ投影するようになっている。
【００１８】
収束リフレクタ３０は、バルブ１０の発光部の中心付近に配置された第１焦点、及び、プロジェクタレンズ２０の後方側焦点とほぼ一致する第２焦点を有する楕円系反射面３１を備えている。
楕円系反射面３１は、バルブ１０から斜め後方側へ出た光線Ｌ１を反射させ、プロジェクタレンズ２０の後方側焦点付近へ収束させる。光線Ｌ１は、プロジェクタレンズ２０を通過後、ほぼ平行光である光線Ｌ２として前方へ照射される。
また、収束リフレクタ３０は有効反射面よりも車両前方側に延伸され、シェード４０及びレンズホルダ５０を支持する筒状部３２を備えている。
また、筒状部３２の上方から車幅方向外側の側方にかけて、バルブ１０の上部及び側部から出た光線Ｌ３を、パラボラリフレクタ６０へ導入する開口３３が形成されている。
【００１９】
シェード４０は、プロジェクタレンズ２０の後方側焦点面付近に設けられ、収束リフレクタ３０で反射した光線Ｌ１の一部を遮断して、プロジェクタレンズ２０から出る光線Ｌ２に所望の配光パターンを形成するものである。
【００２０】
レンズホルダ５０は、プロジェクタレンズ２０を保持する部材である。レンズホルダ５０は、プロジェクタレンズ２０の光軸とほぼ同心の筒状に形成され、プロジェクタレンズ２０は前端部に嵌め込まれている。レンズホルダ５０の後端部のフランジ部は、収束リフレクタ３０の筒状部３２の前端部に設けられたフランジ部と突き合わせて固定されている。
上述したシェード４０の外縁部は、レンズホルダ５０と収束リフレクタ３０との間に挟み込まれた状態で固定されている。
【００２１】
パラボラリフレクタ６０は、バルブ１０の上方及び車幅方向外側の側方から出る光線Ｌ３を、ほぼ平行光である光線Ｌ４として車両前方側へ反射させる凹曲面状のパラボラ系反射面６１を備えている。
図１に示すように、パラボラリフレクタ６０は、車両前方側から見て、プロジェクタレンズ２０の上方から、車幅方向外側の側方にかけて配置され、ほぼ円弧状に形成されている。
本実施例においては、パラボラリフレクタ６０は、例えば、その全体がプロジェクタレンズ２０の下端部よりも上方に配置されている。
【００２２】
パラボラリフレクタ６０の車両前方側の端縁部には、光路側（プロジェクタレンズ２０側）にフランジ状に張り出した遮光部６２が一体に形成されている。
遮光部６２は、収束リフレクタ３０の開口３３と協働して、車両用前照灯１におけるロービーム用配光のカットライン（カットオフライン）を形成する。
【００２３】
アウタレンズ７０は、プロジェクタレンズ２０及びパラボラリフレクタ６０の前方側に配置され、車両外装の一部を構成する透明樹脂製のカバー状の部材である。
アウタレンズ７０は、図２に示す側面視においては、上端部が下端部に対して後退し、図３に示す平面視においては、車幅方向外側が内側に対して後退するよう傾斜して配置されている。
【００２４】
車両用前照灯１が例えば左側通行用の配光パターンを有する場合、右側通行を行う際には、自車両から見て左側車線を走行する対向車の眩惑を防止するため、遮光シールＳがアウタレンズ７０の上部外面等の所定箇所に貼付される。
遮光シールＳは、反対車線側のカットライン近傍の光線Ｌ４の一部を遮断し、実質的にカットラインを下げる機能を有する。
遮光シールＳは、自車両が例えば再び左側通行を行う場合等には剥離される。
なお、車両用前照灯１が例えば右側通行用の配光パターンを有する場合には、左側通行時に遮光シールＳを貼付する。
【００２５】
図４は、実施例の車両用前照灯１における左側通行用のロービーム用配光を示す図である。
図４において、パラボラリフレクタ６０による配光パターンを実線で示し、プロジェクタレンズ２０による配光パターンを破線で示している。
実施例においては、自車両から遠方側（上方側）への配光をパラボラリフレクタ６０によって行い、自車両の近傍側（下方側）への配光をプロジェクタレンズ２０等の投影光学系によって行うようにしている。
左側通行時に対向車の眩惑を防止するため、前方（上方）右側の光束をカットするカットラインＣＬは、パラボラリフレクタ６０側で形成するようになっており、プロジェクタレンズ２０からの光線Ｌ２はカットラインＣＬまで到達しないよう、パラボラリフレクタ６０よりも下方を照射するようになっている。
【００２６】
次に、上述した実施例の効果を、以下説明する本発明の比較例１、比較例２と対比して説明する。
なお、比較例１，２の説明において、上述した実施例と実質的に共通する箇所については下２桁が同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
【００２７】
＜比較例１＞
比較例１の車両用前照灯１０１は、ロービーム用の配光パターンを投影光学系のみによって形成する一般的なプロジェクタ型ヘッドランプである。
図５に示すように、車両用前照灯１０１は、バルブ１１０、プロジェクタレンズ１２０、収束リフレクタ１３０、シェード１４０、レンズホルダ１５０等を備えて構成されている。
【００２８】
これらはそれぞれ実施例のバルブ１０、プロジェクタレンズ２０、収束リフレクタ３０、シェード４０、レンズホルダ５０と実質的に同様に構成されているが、収束リフレクタ１３０には、実施例の開口３３に相当する開口は設けられていない。また、バルブ１１０の表面には、カットラインを鮮明にするため、ストライプ等の遮光パターンが形成されている。
比較例１においては、ロービーム用の光束を全てプロジェクタレンズ１２０から投光する。
また、車両用前照灯１０１は、他に図示しないアウタレンズ、ハイビーム用の光源及び光学系等を備えている。
【００２９】
図６は、比較例１の車両用前照灯１０１におけるロービーム用配光を示す図である。
比較例１においては、プロジェクタレンズ１２０によって全ての配光を行っており、カットラインＣＬは、シェード１４０の端縁部の形状を前方へ投影することによって形成している。
【００３０】
＜比較例２＞
比較例２の車両用前照灯２０１は、実施例と同様にロービーム用の配光パターンを投影光学系及びパラボラリフレクタによって形成するが、カットライン近傍への配光は投影光学系によって行い、パラボラリフレクタは車両近傍の路肩部分への配光に用いるものである。
図７に示すように、車両用前照灯２０１は、バルブ２１０、プロジェクタレンズ２２０、収束リフレクタ２３０、シェード２４０、レンズホルダ２５０、パラボラリフレクタ２６０、インナレンズ２８０等を備えて構成されている。
また、車両用前照灯２０１は、他に図示しないアウタレンズ、ハイビーム用の光源及び光学系等を備えている。
【００３１】
バルブ２１０は、実施例のバルブ１０と同様の高輝度放電バルブであるが、バルブ２１０の表面には、カットラインを鮮明にするため、ストライプ等のパターンが形成されている。
プロジェクタレンズ２２０は、バルブ２１０に対して上方にオフセットして車両前方に配置されている。
収束リフレクタ２３０は、バルブ２１０の上方に配置され、バルブ２１０の上部から出た光線Ｌ１を反射させてプロジェクタレンズ２２０の後方側焦点近傍に収束させるものである。光線Ｌ１は、プロジェクタレンズ２２０を通過後、光線Ｌ２として車両前方へ投射される。
【００３２】
シェード２４０は、プロジェクタレンズ２２０の後方側焦点面近傍に配置され、ロービーム用配光におけるカットラインを形成するものである。
レンズホルダ２５０は、プロジェクタレンズ２２０の光軸とほぼ同心に配置された筒状の部材である。プロジェクタレンズ２２０は、レンズホルダ２５０の前端部に嵌め込まれている。レンズホルダ２５０の後端部は、収束リフレクタ２３０の前端部と協働してシェード２４０を保持している。
【００３３】
パラボラリフレクタ２６０は、バルブ２１０の下方に配置され、バルブ２１０の下部から出た光線Ｌ３を反射させて、ほぼ平行光である光線Ｌ４として車両前方へ投射するものである。
光線Ｌ４は、プロジェクタレンズ２２０の下方から照射される。
インナレンズ２８０は、パラボラリフレクタ２６０の前方に配置され、通過する光線Ｌ４を補色して白色光に近づけるものである。
通常、高輝度放電バルブは、含まれる化合物の沈殿の影響によって、下方から出る光は黄色に近づく場合があることから、インナレンズ２８０は、例えばピンク系に着色されている。
【００３４】
図８は、比較例２の車両用前照灯２０１におけるロービーム用配光を示す図である。
図８において、パラボラリフレクタ２６０による配光パターンを実線で示し、プロジェクタレンズ２２０による配光パターンを破線で示している。
実施例においては、自車両から遠方側（上方側）への配光をプロジェクタレンズ２２０によって行い、自車両の近傍側（下方側）の左右路肩部への配光をパラボラリフレクタ２６０によって行うようにしている。
左側通行時に対向車の眩惑を防止するため、前方（上方）右側の光束をカットするカットラインＣＬは、プロジェクタレンズ２２０側で形成するようになっており、パラボラリフレクタ２６０からの光線はカットラインまで到達しないよう、下方を照射するようになっている。
【００３５】
上述した比較例１、２においては、プロジェクタレンズ１２０，２２０の後側焦点面付近に配置されたシェード１４０，２４０の端縁形状を投影することによってカットラインＣＬを形成しているため、カットラインＣＬ近傍において照度が急激に変化し、照射範囲内外の明暗差が大きくなる。
このため、車両のピッチング挙動等によって光軸が変化すると、ドライバが視認可能な範囲が急変してドライバが戸惑うことが懸念される。
また、光源として高輝度放電バルブを用いる場合には、カットラインを良好に形成するために、バルブの表面にストライプ状等の遮光パターンを設ける必要があり、光束のロスによって効率が損なわれてしまう。
さらに、左側通行用の配光パターンを有する車両等前照灯を右側通行で用いる場合や、反対に右側通行用の配光パターンを有する車両用前照灯を左側通行で用いる場合には、実施例のような遮光シール等による対処が不可能であり、反対側通行時に眩惑が生じ得る範囲への配光を予め控えるか、あるいは可動式（切換式）のシェード等を用いることが必要となる。
【００３６】
また、比較例２のようにバルブ２１０の下方に設けたパラボラリフレクタ２６０を用いると、配光パターンの設計自由度を高めることはできるが、バルブ２１０の下部からの光線を用いているため、着色されたインナレンズ２８０による補色が必要となって車両用前照灯２０１の構成が複雑化してしまう。
【００３７】
これに対し、実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）パラボラリフレクタ６０においては、焦点を反射面において拡大又は縮小することによって配光設計をするため、カットラインＣＬ近傍における照度変化が穏やかとなる。このため、車両のピッチング等によって光軸が変化した場合であってもドライバが視認可能な範囲が急変することを防止できる。
（２）バルブ１０として高輝度放電バルブを用いる場合であっても、ストライプ等の遮光手段を設ける必要がないことから、光束が大きい大光量のバルブを用いることができる。
（３）プロジェクタレンズ２０、収束リフレクタ３０等の投影光学系がパラボラリフレクタ６０に対して下方を照射することによって、自車両直前や路肩の視認性を向上することができる。
（４）アウタレンズに着脱可能な遮光シールＳを取り付けることによって、容易に反対側通行国での要件に合致させることができる。
（５）パラボラリフレクタ６０はバルブ１０の上方及び側方から出る光線Ｌ３を反射させて前方へ照射することによって、比較例２のような着色インナレンズ等による補色処理が不要となり構造を簡素化することができる。
【００３８】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）車両用前照灯の構造や各部材の形状、材質、配置等は上述した実施例に限定されず、適宜変更することができる。
例えば、パラボラ状のリフレクタをプロジェクタレンズの上方のみに設けてもよい、また、プロジェクタレンズに対して車幅方向内側に配置してもよい。さらに、リフレクタの一部が高輝度放電バルブの下部に配置される場合には、光線の黄色化が問題となる箇所のみに補色手段を設けてもよい。
（２）実施例では光源として例えば高輝度放電バルブを用いているが、本発明はこれに限定されず、他種類の光源を用いてもよい。例えば、ハロゲンバルブやＬＥＤ等を用いてもよい。
（３）実施例ではカットオフラインをパラボラ系反射面の入射側及び反射側に設けた遮光手段によって形成しているが、本発明はこれに限定されず、他の手段によってカットラインを形成してもよい。例えば、パラボラ系反射面の形状自体によってカットラインを形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１    車両用前照灯（実施例）          １０    バルブ
２０    プロジェクタレンズ              ３０    収束リフレクタ
３１    楕円系反射面                    ３２    筒状部
３３    開口                            ４０    シェード
５０    レンズホルダ                    ６０    パラボラリフレクタ
６１    パラボラ系反射面                ６２    遮光部
７０    アウタレンズ                      Ｓ    遮光シール
Ｌ１〜Ｌ４    光線
１０１    車両用前照灯（比較例１）      １１０    バルブ
１２０    プロジェクタレンズ            １３０    収束リフレクタ
１４０    シェード                      １５０    レンズホルダ
２０１    車両用前照灯（比較例２）      ２１０    バルブ
２２０    プロジェクタレンズ            ２３０    収束リフレクタ
２４０    シェード                      ２５０    レンズホルダ
２６０    パラボラリフレクタ            ２８０    インナレンズ
【図１】
0005544248.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005544248.tif 000004
【図４】
0005544248.tif 000005
【図５】
0005544248.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005544248.tif 000008
【図８】
0005544248.tif 000009