(57)【要約】  【課題】  従来のプロジェクタ型ヘッドライトにおいては、すれ違い配光が形状としては理想的なものが得られたが、例えば、中心部をより明るくしたいなど細かい点での調整が困難で、実用性としては充分とは言えないものであった。  【解決手段】  光源２と、楕円系反射面３と、シェード４と、投影レンズ５とから成るプロジェクタ型ヘッドライト１において、楕円系反射面３には１対の開口部３ａが設けられると共に、該開口部に対して臨むようにして第二の楕円系反射面６と、第三の楕円系反射面７との２種類の楕円系反射面が置換可能とされ、第二の楕円系反射面６と第三の楕円系反射面７とは第一焦点を光源２に位置させると共に、第二焦点の位置を第一の楕円系面の第二焦点の位置よりも遠近、何れかに設定されているプロジェクタ型ヘッドライト１としたことで配光形成に自由度を与え、課題を解決するものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一焦点の近傍に光源が配置された第一の楕円系反射面と、この第一の楕円系反射面の第二焦点の近傍に設けられたシェードと、前記シェードの近傍に焦点を有する投影レンズとから成るプロジェクタ型ヘッドライトにおいて、前記第一の楕円系反射面の車両への取付状態での上半部の少なくとも一箇所には開口部が設けられると共に、この開口部に対しては背面から臨むようにして第二の楕円系反射面と、第三の楕円系反射面との少なくとも２種類の楕円系反射面が置換可能として設けられ、前記第二の楕円系反射面と第三の楕円系反射面とはそれぞれが第一焦点を前記光源の近傍に位置させると共に、少なくとも一方の楕円系反射面が第二焦点の位置を第一の楕円系面の第二焦点の位置よりも遠近、何れかに設定されてることを特徴とするプロジェクタ型ヘッドライト。
【請求項２】
前記第二の楕円系反射面と、第三の楕円系反射面との前記第一の楕円系反射面の開口部に対する置換は、前記第二、第三、それぞれの楕円系反射面の長軸を、前記第一の楕円系反射面の長軸と一致する位置として設定しておき、この長軸を回転の中心として、それぞれの楕円系反射面を一方が前記開口部に臨み、他方が退去するように回転させることで行われることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ型ヘッドライト。
【請求項３】
前記開口部が１対であるときに、この１対の開口部のそれぞれに臨む楕円系反射面は、少なくとも一部において、それぞれが異なる特性を有していることを特徴とする請求項１または請求項２記載のプロジェクタ型ヘッドライト。
【請求項４】
前記シェードは、第二の楕円系反射面、第三の楕円系反射面、何れかの移動に伴い定位置から適宜方向への移動を行うか、あるいは、単独で定位置から適宜方向への移動を行わせられる構成とされていることを特徴とする請求項１〜請求項３何れかに記載のプロジェクタ型ヘッドライト。
【請求項５】
前記開口部若しくは開口部に対して背面から臨む可動反射面の少なくとも何れか一方には光源からの光に対して着色を行う着色層が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４何れかに記載のプロジェクタ型ヘッドライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用のヘッドライトに関するものであり、詳細には、回転楕円など楕円系反射面と、この楕円系反射面の第一焦点の近傍に配置される光源と、前記楕円系反射面の第二焦点の近傍に配置されるシェードと、前記シェードの近傍に焦点を有する投影レンズとを主な構成として形成されているプロジェクタ型のヘッドライトに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
車両が方向転換を行うときである旋回時に車体が傾く二輪車のヘッドライトにプロジェクタ型を採用したときには、車体の傾きが伴い配光特性の傾きも顕著なものとなり、視界が失われたり、あるいは、対向車に幻惑を生じさせたりするものとなるので、車体に傾斜が検出されたときには、モーターなどでシェードを回転させて配光特性の水平を保たせ、安全性が失われるなどの事態を生じるのを防止するものがある。
【０００３】
また、上記の二輪車などでは、旋回時にハンドルを切らず、車体を傾けるだけで旋回が行われるので、車体の向いている方向と車体が進行している方向との乖離も大きくなる傾向が強く、今後の進行方向が、必ずしも的確に照明されているものとは成らないので、上記したシェードなどの回転と共に反射鏡の一部も移動させて配光特性を変化させるように図るものもある。
【特許文献１】特開２００３−１４１９１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年におけるように、車両（自動車）が交通手段としての主体を成ってくると、通行車両も増えて道路の通行状態も錯綜するものとなってくるので、旋回時に車体が傾く車両など、特異な特性を有する車両の前照灯のみを対称として可変配光を設定していたのでは、対応しきれない状態と成りつつあり、例えば、一般の車両に対しても、その走行速度、走行時の天候状態などを考慮した、可変配光を設定した方が交通の円滑化に有効であるとの考えも生じてきている。
【０００５】
また、近年ではメタルハライド放電灯などフィラメントを発光源とするものよりも格段に光量の多い光源が採用されるものとなっているが、このような光源を従来通りの構成のヘッドライトに取付けた状態では、遠距離から近距離ま均等に明るく照射されるものとなり、このために瞳孔径が収縮し、視感度が低下するものとなって、光源の光量が増加した（２倍程度と称されている）ほどには、視界の広がりがそれ程に感じられないという問題点を生じている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記した従来の課題を解決するための具体的手段として、第一焦点の近傍に光源が配置された第一の楕円系反射面と、この第一の楕円系反射面の第二焦点の近傍に設けられたシェードと、前記シェードの近傍に焦点を有する投影レンズとから成るプロジェクタ型ヘッドライトにおいて、前記第一の楕円系反射面の車両への取付状態での上半部の少なくとも一箇所には開口部が設けられると共に、この開口部に対しては背面から臨むようにして第二の楕円系反射面と、第三の楕円系反射面との少なくとも２種類の楕円系反射面が置換可能として設けられ、前記第二の楕円系反射面と第三の楕円系反射面とはそれぞれが第一焦点を前記光源の近傍に位置させると共に、少なくとも一方の楕円系反射面が第二焦点の位置を第一の楕円系面の第二焦点の位置よりも遠近、何れかに設定されてることを特徴とするプロジェクタ型ヘッドライトを提供することで、課題を解決するものである。
【０００７】
また、前記シェードは、第二の楕円系反射面、第三の楕円系反射面、何れかの移動に伴い定位置から適宜方向へ待避するように移動を行うか、あるいは、単独で定位置から適宜方向へ待避するように移動を行わせられる構成とされていることを特徴とするプロジェクタ型ヘッドライトとすることで、従来では別体として用意することは必要であった、走行配光用のヘッドライトも不要とすることも可能とするものとする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、第一の楕円系反射面の車両への取付状態で上半部となる位置の一部に開口部を設けておき、この開口部に第一の楕円系反射面とは特性の異なる第二の楕円系反射面、あるいは、第三の楕円系反射面を必要に応じて選択し、臨ませられる構成としたことで、例えば、高速道路においては、より遠い所にある障害物も視認可能とする配光特性としたり、あるいは、市街地においては、道路脇から飛び出す歩行者、車両などの確認が素早く行えるように、広幅な配光特性とするなど、状況に応じた配光特性を得られるようにして、交通の安全性を一層に向上させるものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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〜図７は本発明に係るプロジェクタ型ヘッドライト１の実施形態を示すものであり、このプロジェクタ型ヘッドライト１は、基本構成としては、ハロゲン電球、メタルハライド放電灯などの光源２を第一焦点ｆ１に位置させる回転楕円面など楕円系反射面３（以下、第一の楕円系反射面３と称する。）と、前記第一の楕円系反射面３の第二焦点ｆ２の近傍に配置されるシェード４と、このシェード４の近傍に焦点を有する投影レンズ５とから構成されている。
【００１０】
ここで、前記プロジェクタ型ヘッドライト１によりすれ違い用の配光特性を形成するときの原理を簡単に説明すれば、まず、第一の楕円系反射面３の第一焦点ｆ１の位置にある光源２の像は、第一の楕円系反射面３で反射が行われた後に、第二焦点ｆ２の位置に結像する。
【００１１】
このときに、前記シェード４を、前記第二焦点ｆ２よりも適宜に第一焦点ｆ１寄りに設置しておくと、第二焦点ｆ２に収束する途上の光の内の、前記第一の楕円系反射面３の下半部に反射したもの、言い換えれば、反射後は上向きとなっている光は全てシェード４に遮蔽されるものとなる。
【００１２】
従って、前記シェード４により遮蔽が行われない光は、前記第一の楕円系反射面３の上半部に反射した光のみとなり、即ち、水平から下向きの方向性を有する光となる。また、前記シェード４により円形の下半分が遮蔽されるので、前記シェード４に遮蔽されずに通過する光の断面形状は略下弦の半円形状となる。
【００１３】
ここで、前記投影レンズ５は、前記シェード４の位置に焦点を有しているので、前記シェード４の位置に表れる上述した下弦の半円形状である光の断面形状を照射方向に拡大して投影するものとなるが、投影レンズ５は凸レンズであるので投影像は上下左右が反転され、投影された後には、大略的に上弦の半円形状の配光形状となる。
【００１４】
尚、現実には左側通行の場合、左側の路側帯にある道路標識などの読取りを容易とするために、前記シェード４は左右非対称の形状とされ、左方向には適量の上向き光を放射するものとされている。また、上記配光形状も車両が走行するときの視界を確保するために水平方向に照射幅の広い配光形状が得られるように、例えば、反射面には複合楕円面を採用するなど、前記第一の楕円系反射面３の形状なども工夫がされている。
【００１５】
本発明では、上記の基本構成に加えて、第一の楕円系反射面３に、適宜な開口面積、および、形状を有する開口部３ａを設けるものであり、この開口部３ａは、この実施形態においては、車両への取付状態において、前記第一の楕円系反射面３に設けられている光源２を通る水平線ＨＬ（図１、図２参照）に対して、この第一の楕円系反射面３の上半部となる位置に、水平方向の左右のほぼ対称位置として、例えば、右開口部３ａＲ、左開口部３ａＬとするように設けられている。
【００１６】
そして、本発明においては、前記開口部３ａ（Ｒ、Ｌ）の外側に、第二の楕円系反射面６と、第三の楕円系反射面７との二つ反射面が設けられ、これら、第二の楕円系反射面６と、第三の楕円系反射面７との少なくとも一方は、前記第一の楕円系反射面３とは反射特性の異なるものとされている。尚、この実施形態においては、作用、効果を明確とし、理解を容易とするために、第一の楕円系反射面３と、第二の楕円系反射面６と、第三の楕円系反射面７とは全て異なる特性を有しているものとして説明を行う。
【００１７】
ここで、前記第二の楕円系反射面６と、第三の楕円系反射面７とについては、上記の説明でも明らかなように、前記第一の楕円系反射面３の上半部の一部に設けられる開口部３ａに臨ませるものであるので、二面であっても補助鏡ユニット８として組合わせ、比較的に小型のものとして形成することが可能である。また、前記補助鏡ユニット８を回転可能とし、前記開口部３ａに対して、第二の楕円系反射面６と、第三の楕円系反射面７とを交換可能な構成としておけば、前記プロジェクタ型ヘッドライト１に対して可変配光の自由度が増すものとなる。
【００１８】
そこで、本発明では、第二の楕円系反射面６と、第三の楕円系反射面７とは、第一の楕円系反射面３と同軸で回転できるように、不要部分を取り除いた略カップ状などとして一体化して形成されて、補助鏡ユニット８とされており、この補助鏡ユニット８を第一の楕円系反射面３に対して、例えば、モーターなど適宜な手段により回転させることで、第二の楕円系反射面６の一対（図２に示す状態）、あるいは、第三の楕円系反射面７の一対（図５に示す状態）が開口部３ａに臨むものとなる。
【００１９】
ここで、前記第一の楕円系反射面３を基準として、前記第二の楕円系反射面６と、第三の楕円系反射面７とに与える特性の一例について説明を行うと、前記第二の楕円系反射面６も第三の楕円系反射面７も、その第一焦点ｆ１は、第一の楕円系反射面３と同様に光源２の位置、あるいは、その近傍に置かれている。
【００２０】
そして、本発明では、上記の第一焦点ｆ１が第一から第三の反射面までほぼ同一の位置に設定されているのに対して、第二焦点ｆ２の位置は、それぞれの反射面が異なった位置に設定されているものとされている。一例として、まず、前記第一の楕円系反射面３の第二焦点ｆ２の位置は、図１にも示すように、この種のプロジェクタ型ヘッドライト１としては標準的な位置であり、前記シェード４と投影レンズ５との間の適宜な位置に設置されている。
【００２１】
これに対して、前記第二の楕円系反射面６の第二焦点ｆ２２は、例えば、前記シェード４を僅かに超えた位置、言い換えれば、即ち、シェード４に極めて近接する位置に設定（図１参照）されている。従って、シェード４、あるいはその近傍に焦点を有する投影レンズ５に対しては、第二焦点ｆ２２に収束する寸前の極めて小さい断面積の光束が入射するものとなる。但し、断面積は小径ではあるが、収束度は高いので、その光度は高いものとなる。
【００２２】
図３は、第一の楕円系反射面３の開口部３ａ（Ｒ、Ｌ）に、第二の楕円系反射面６を臨ませたときの配光特性ＤＰの例を示すものであり、第一の楕円系反射面３で形成される汎用的なすれ違い用配光特性Ｄ１の正面中心部分に、前記第二の楕円系反射面６からのスポット的に狭い範囲を高照度で照射する配光Ｄ２が組合わされ、例えば、高速走行時には、現状では前方１００ｍ近傍の確認が限度とされている値を超えて、１２０〜１２５ｍ以上前方の障害物までも確認できるものとなることが確認された。
【００２３】
また、このときには、前記第二の楕円系反射面６からのスポット的に狭い範囲を高照度で照射するＤ２により、対向車線側にはほとんど光を照射することなく、対向車の運転者に対しても、現在使用されているこの種のプロジェクタ型ヘッドライト１を超えるような強い幻惑を生じさせることのないものである点も、確認された。
【００２４】
図４は、上記図３に示した配光特性ＤＰを、車両の側面から見る状態で示したものであり、従来通りに車両から所定距離を照射する第一の楕円系反射面３からの配光Ｄ１に対して、明るく小さいスポットを投影する第二の楕円系反射面６からの配光Ｄ２は車両から近くの路面を照射することがなく、それ故に、車両近傍の路面が明るく照射され視感度を低下させることがない、よって、第二の楕円系反射面６からの配光Ｄ２は確実に遠方視界を向上させるものとなる。
【００２５】
図５は、第三の楕円系反射面７を開口部３ａ（Ｒ、Ｌ）に臨ませたときの状態を示すものであり、前記第二の楕円系反射面６に対して、この前記第三の楕円系反射面７の第二焦点ｆ２３は、前記シェード４を超え、むしろ投影レンズ５に近い位置に設定（図１参照）されている。従って、シェード４、あるいはその近傍に焦点を有する投影レンズ５に対しては、第二焦点ｆ２３に収束する以前のかなり大きな断面積の光束が入射するものとなるが、この光束は、あまり収束が行われていないので光度はそれ程に高くはない。
【００２６】
図６は、第一の楕円系反射面３の開口部３ａ（Ｒ、Ｌ）に、第三の楕円系反射面７を臨ませたときの配光特性ＤＷの例を示すものであり、上記図４と同様に、第一の楕円系反射面３で形成される汎用的なすれ違い用配光特性Ｄ１の正面中心部分に、前記第三の楕円系反射面７からの、比較的に広い範囲に比較的に低照度で拡散している配光Ｄ３が組み合わされ、例えば雨天、霧発生時などにおいても幅広い範囲で障害物の確認が行えるものであることを確認した。
【００２７】
図７は、図６に示した配光特性ＤＷを、車両の側面から見る状態で示すものであり、従来通りに車両から所定距離を照射する第一の楕円系反射面３からの配光Ｄ１に対して、それに比較的に近い範囲から配光Ｄ３が照射するものとなり、上記にも説明したように、雨天時、霧発生時など近距離においても視認性が悪化する状況においての障害物の発見に優れるものとなる。
【００２８】
また、以上の説明からも容易に推測できるように、開口部３ａの一方と他方に特性の異なる楕円系反射面が配置できるようにし、例えば、車両が左旋回を行うときには、車両の左サイドを広く照射し、車両が右旋回を行うときには、車両の右サイドを広く照射させるなども自在である。
【００２９】
あるいは、上記の説明では、開口部３ａには第二の楕円系反射面６と第三の楕円系反射面７との二種類が設けられているものとして説明を行ったが、本発明は、これを限定するものではなく、例えば、前記補助鏡ユニット８を、第二の楕円系反射面６と、第三の楕円系反射面７と、第四の楕円系反射面（図示せず）との三種類の特性の異なるものを組合わせたものとしても良いのであり、更に四種類、五種類など寸法などに制約を受けない範囲で数を増すことも自在である。
【００３０】
更に言えば、上記のように、左右の開口部３ａ（Ｒ、Ｌ）に、例えば、第二の楕円系反射面６などと同じ番号が付された一対が臨んでいるときにおいても、両者は必ずしもまったく同様な特性とされている必要はなく、左右の第二焦点の位置が非対称とされていて、例えば、左側通行用に特性がより良く合致するような調整が行われていても良いものである。
【００３１】
このように、前記プロジェクタ型ヘッドライト１を以上の構成とすることで、従来は、規定の１つの配光パターンのみしか投射することができず、例えば、高速走行、低速走行、晴天、雨天、霧、直線路、屈曲路など、このヘッドライト１が取付けられた車両が遭遇する走行条件の全てには、対応することが困難となっていたが、本発明により、第一の楕円系反射面３によるプロジェクタ型ヘッドライト１により、まず、基本的な配光形状が得られる灯具を形成しておく。
【００３２】
そして、前記第一の楕円系反射面３の適宜位置に設けた開口部３ａから、第一の楕円系反射面３とは特性の異なる楕円系反射面、例えば、第二の楕円系反射面６、第三の楕円系反射面７などを状況に応じて臨ますことができるように交換自在としておくことで、様々な走行条件に適切に対応させることができるものとなり、視認性の向上、相手方に対する幻惑の防止、曲路に対する視野の広さなどを可能とし、より一層の性能の向上を可能とするものである。
【００３３】
図８は、本発明の更に別な実施形態であり、上記の説明のように第一の楕円系反射面３に開口部３ａを設け、その開口部３ａに第一の楕円系反射面３とは特性の異なる第二〜第四の楕円系反射面（例えば、６、７、８など）などを臨ませることで、走行条件に合致する様々な配光特性が得られるものとなった。
【００３４】
ここで、上記の配光特性の変更はあくまでも、すれ違い配光の範囲の中で最適化を行うものであったが、ヘッドライト用の配光としては、高速走行時などに使用される走行配光も要求されるものである。
【００３５】
本発明の構成によれば、基本となる第一の楕円系反射面３に開口部３ａを設け、その開口部３ａに目的に応じる特性を有する複数の楕円系反射面（例えば、反射面６〜７など）を臨ませるものとしたことで、従来の１種類の楕円系反射面を用いてすれ違い配光を形成している状態でシェード４を移動させ、上向き光のシェード４による遮光を中止させ、走行配光を得ようと図るときよりも、一層に走行配光に最適な配光が得られる可能性が高くなることが考えられる。
【００３６】
例えば、開口部３ａに、車両の正面方向にスポット状に高輝度な光を生じるように設定した第二の楕円系反射面６を臨ませると共に、例えば、前記シェード４を正面遠方にも光が達するように、適宜に下方に移動させれば、車両の正面方向が一層に高輝度になるので、一層に遠距離の視認が可能な、走行配光用のプロジェクタ型ヘッドライト１の実現が可能となるのである。
【００３７】
また、上述した実施形態において開口部３ａに対して背面から臨むようにした第二の反射面６または第三の反射面７の何れかの反射面の表面に黄色塗料などの着色層をコーティングしておけば、例えば、霧などが発生した場合における遠方視認性を向上させることもできる。前記コーティングに換えて前記開口部３ａに透光性着色部材から成る着色層を設けた場合も同様である。
【００３８】
特に、開口部若しくは開口部に対して背面から臨む可動反射面の何れかに着色層を設ける場合において、着色層を設けた領域からの反射光が、例えば図４で説明した配光Ｄ２のように車両から遠くを照射することで、遠方視界をより一層向上させると共に、遠方を照射する光を選択的に着色光に切換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るプロジェクタ型ヘッドライトの実施形態を一部を分解した状態で示す説明図である。
【図２】同じ実施例を開口部に第二の楕円系反射面を臨ませた状態で示す説明図である。
【図３】図２に示した状態における配光特性の例を示す説明図である。
【図４】同じく、図２に示した状態における配光特性の例を車両の側面から見る状態で示す説明図である。
【図５】開口部に第三の楕円系反射面を臨ませた状態で示す説明図である。
【図６】図３に示した状態における配光特性の例を示す説明図である。
【図７】同じく、図３に示した状態における配光特性の例を車両の側面から見る状態で示す説明図である。
【図８】本発明に係るプロジェクタ型ヘッドライトの別の実施形態を車両の側面から見る状態で示す示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…プロジェクタ型ヘッドライト
２…光源
３…第一の楕円系反射面
３ａ…開口部
４…シェード
５…投影レンズ
６…第二の楕円系反射面
７…第三の楕円系反射面
８…補助鏡ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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