(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
楕円系の反射面の第二焦点に収束する光束を投影レンズで照射光として投射して成るプロジェクタ型ヘッドランプにおいて、前記投影レンズは軸を略平行、且つ水平方向としたシリンドリカルレンズのの複数が、隣り合う同士で側面が重なり合う形状とされると共に、複数が重ね合わされた前記シリンドリカルレンズには、前記軸の長さが異なるものの少なくとも１つが含まれていることを特徴とするプロジェクタ型ヘッドランプ。
【請求項２】
前記シリンドリカルレンズの前記軸は湾曲してい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ンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用灯具に関するものであり、詳細にはヘッドランプ、フォグランプなど照明を目的として設けられる車両用灯具であり、プロジェクタ型と称されて楕円系の反射面と凸レンズ系の投影レンズを用いて配光特性を形成する車両用灯具の構成に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のプロジェクタ型ヘッドランプ９０の構成の例を示すものが図８であり、回転楕円面、複合楕円面など楕円系の反射面９１の第一焦点の側にハロゲンランプのフィラメント、メタルハライド放電灯のアークなど光源９２を配置して、反射光を第二焦点ｆ２に収束させる。
【０００３】
このときに、このプロジェクタ型ヘッドランプ９０がすれ違い配光を形成するものである場合には、前記第二焦点ｆ２の近傍にシャッタ９３を設けておき、すれ違い配光としては不要である上向き光となる部分を遮蔽する。そして、前記シャッタ９３の近傍に焦点を有する投影レンズ９４で照射光として前方に投射し所望の配光特性を得るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の構成のプロジェクタ型ヘッドランプ９０においては、投影レンズ９４に、生産性の向上の面などから凸レンズ状としたものが採用されてきた。しかしながら、車両用灯具においては、水平方向には広い照射幅（例えば左右３０゜）が要求されるのに対し、垂直方向にはそれ程に広い照射幅（例えば上０゜、下５゜）は要求されない。
【０００５】
よって、凸レンズ状とされ、全周囲方向に対して均一な光学特性を有する従来の投影レンズ９４では、上記のように水平方向と垂直方向とに異なる特性の要求される配光特性を形成するにはやや不適となり、この修正のために反射面９１の設計が煩雑化するなどの問題点を生じていた。また、投影レンズ９４は凸レンズ状以外の形状がとり難くデザイン的に陳腐化している問題点も生じている。
【０００６】
加えて、前記プロジェクタ型ヘッドランプ９０としては、反射面９１を深いものと光源９２に対する光束捕捉率を高くするほど明るいヘッドランプとなり好ましいものとなるが、前記反射面９１を深くすると、前記投影レンズ９４も大型化しないと反射光を捕捉できないものとなり、過大な重量となると共に厚肉化することでヒケなどを生じやすくなり生産自体が困難となるので、現状では反射面９１を深く設定することが困難であり、光源９２に対する光束捕捉率が低いものと成らざるを得ない問題点を生じている。
【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、楕円系の反射面の第二焦点に収束する光束を投影レンズで照射光として投射して成るプロジェクタ型ヘッドランプにおいて、前記投影レンズは軸を略平行、且つ水平方向としたシリンドリカルレンズのの複数が、隣り合う同士で側面が重なり合う形状とされると共に、複数が重ね合わされた前記シリンドリカルレンズには、前記軸の長さが異なるものの少なくとも１つが含まれていることを特徴とするプロジェクタ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〜図３に示すものは本発明に係るプロジェクタ型ヘッドランプ１の第一実施形態であり、このプロジェクタ型ヘッドランプ１は、光源２と、この光源２を第一焦点とする回転楕円面など楕円系とされた反射面３と、投影レンズ４と、すれ違い配光形成時など必要に応じて設けられるシャッタ５とから構成されるものである点は従来例のものと同様である。
【０００９】
ここで、本発明では前記投影レンズ４の構成に工夫を凝らすことで、この投影レンズ４に対して、光源２に対する光束捕捉率の向上による一層の配光特性の適正化と、重量低減とを可能とするものであり、併せてデザイン面での斬新性も与えることを可能とするものである。
【００１０】
まず、ヘッドランプにおいて、基本的に要求される配光形状は、従来例でも説明したように水平方向（左右照射角）には広い照射角が要求され、垂直方向（上下照射角）には、対向車への幻惑防止、或いは、車両直前の路面を明るく照射することにより運転者の瞳孔が収縮し視感度が低下することの防止などのために狭い照射角が要求されるものとなっている。
【００１１】
即ち、前記投影レンズ４としては、垂直（上下）方向には相応の収束作用が要求されるものとなるが、水平（左右）方向にはそれ程に収束左右は要求されないものとなっている。この状況に対応して成されたものが本発明の投影レンズ４の構成であって、垂直（上下）方向には収束作用を有し、水平（左右）方向には全く収束作用を有することがないシリンドリカルレンズを基本形状とする投影レンズ４として採用するものとしている。
【００１２】
ここで、前記したシリンドリカルレンズ状とした投影レンズ４について考察してみると、この投影レンズ４は従来例の凸レンズ状とした投影レンズの垂直断面を左右方向に引き延ばしたような形状であり、確かに配光特性の形成の面からは要求に近づくものとはなったが、重量面では従来以上に重くなることが明らかである。
【００１３】
そこで、発明者は図１〜図３に示すように前記投影レンズ４を、軸が平行なシリンドリカルレンズの組合せ形状とし、更に、光学的性能も上記投影レンズ４として適正化した形状とすることで、前記投影レンズ４としての全体の厚みを減らし軽量化を可能とするものである。
【００１４】
以下に前記投影レンズ４の形状について更に詳細に説明を行えば、この実施形態では、前記投影レンズ４を中心部レンズ４ａ、上部レンズ４ｂ、下部レンズ４ｃで形成している。このときに、上部レンズ４ｂは前記反射面３からの反射光の一旦、第二焦点ｆ２に収束した後の光に対応するものであるので、専らに前記反射面３の下半部に反射した光、即ち、上向きの光が達するものとなり、下向きの屈折作用が要求されるものとなる。
【００１５】
よって、図１に示す断面において、上部レンズ４ｂには、上向きに光を屈折するものとなる中心から下半部の曲面（円弧）は不要であるので、隣り合う中心部レンズ４ａとでお互いの側面が重なり合うようにして設置され、上部レンズ４ｂにおける下半部の曲面（円弧）は中心部レンズ４ａ中に埋没されている。同様に下部レンズ４ｃにおいては、中心から上半部の曲面（円弧）は不要であるので中心部レンズ４ａ中に埋没され（図３も参照）ている。
【００１６】
そして、上記中心部レンズ４ａと上部レンズ４ｂと下部レンズ４ｃとが共有している部分については、屈折、拡散など光学的作用は実質的に行わない部分であるので、この部分に適宜な肉抜きを行えば、前記投影レンズ４は一層の薄肉化が可能となる。尚、前記上部レンズ４ｂと下部レンズ４ｃとに中心部レンズ４ａに比べてより大きな角度の屈折作用が要求される場合は、垂直断面における円弧の曲率を強くするなどは自在である。
【００１７】
尚、ここで、前記投影レンズ４を形成するときの水平方向へ延長された幅Ｈについて説明を行えば、この幅Ｈは第二焦点ｆ２に一旦収束した後に拡散する光の内の前記プロジェクタ型ヘッドランプ１として要求される水平方向への照射角（例えば左右各３０゜など）までの光が入射される幅Ｈとして設定されればよいものであり、逆に、予めにプロジェクタ型ヘッドランプ１として要求される照射角までの光が入射可能に幅Ｈを設定しておき、それに対して充分な拡がりの反射光が得られるように反射面３の深さを設定しても良いものであり、このようにすることで光源２に対する光束捕捉率は一層に向上し明るいプロジェクタ型ヘッドランプ１の実現が可能となる。
【００１８】
図４、および、図５は本発明に係るプロジェクタ型ヘッドランプ１の第二実施形態を要部である投影レンズ１４の部分で示すものであり、上記の説明では理解を容易とするために、中心部レンズ４ａの１つに対して上部レンズ４ｂの１つ、および、下部レンズ４ｃの１つを組合わせたものであり、且つ、中心部レンズ４ａと上部レンズ４ｂと下部レンズ４ｃとは全てが同じ左右幅Ｈのものであるとして説明した。
【００１９】
しかしながら、本発明はこれを限定するものではなく、このプロジェクタ型ヘッドランプ１が、例えばすれ違い配光用であり、前記反射面３からの反射光の内の上向き光となる部分を遮蔽するためのシャッタ５が設けられている場合には、前記上部レンズ４ｂは省略しても良いものとなり、また、プロジェクタ型ヘッドランプ１が左側通行用とされて、投影レンズ１４の左側面方向に道路標識などを確認するための適宜な上向き光を投射するものとされている場合には図示のように上部レンズ１４ｂを左半部（運転席側から見た状態）のみに設けるものとしても良い。
【００２０】
また、例えばデザイン面などに更なる斬新度を高めるためには、図６に第三実施形態として示すように、例えば第二実施形態の投影レンズ１４に対し、下部レンズ１４ｃに加えて、更に１つの下部レンズ１４ｄを追加するなどは自在であり、このときに追加が行われた下部レンズ１４ｄの左右幅Ｈなども自在なものである。更に言えば、図示は省略するが上部レンズの数、下部レンズの数、或いは、それらの左右幅Ｈを任意な数、長さとして設定することも自在である。
【００２１】
更には、前記第一〜第三実施形態の何れもが投影レンズ４（１４）は背面が平面状に形成されているものとして説明したが、図７に第四実施形態として示した投影レンズ２４のように、背面が凸曲面成すものとして形成することも自在であり、同様に車体の形状に沿う曲面として形成することも自在である。また、シリンドリカルレンズ状を成すそれぞれのレンズの端面は図示のように切断された形状でも良く、或いは、半球状、半円錐状などとしても良く、それらの形状の選択は自在である。
【００２２】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明により、投影レンズは軸を略平行としたシリンドリカルレンズの複数が、隣り合う同士で側面が重なり合う形状とされているプロジェクタ型ヘッドランプとしたことで、第一には、投影レンズをシリンドリカルレンズ状としたことで、投影レンズを垂直方向にのみ収束作用を生じるものとして、例えば反射面の深さの調整など簡便な手段で水平方向への照射角を設定できるものとして反射面の設計、生産を単純化しコストダウンに極めて優れた効果を奏するものとなる。
【００２３】
また、上記の構成としたことで、投影レンズを薄い状態、即ち、重量が過剰と成らない状態で面積を拡げることが可能となり、これにより反射面の深さも従来以上に深くしたときに投影レンズに入射させることを可能とし、光源に対する光束捕捉率を向上させてより明るいプロジェクタ型ヘッドランプの実現を可能とし、この種のプロジェクタ型ヘッドランプの性能向上にも極めて優れた効果を奏するものである。更には、上記の構成としたことで、投影レンズに従来にない斬新な形状を与えることを可能とし、この種のプロジェクタ型ヘッドランプの美観の向上にも極めて優れた効果を奏するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るプロジェクタ型ヘッドランプの第一実施形態を示す断面図である。
【図２】  同じ第一実施形態の正面図である。
【図３】  同じく第一実施形態の要部である投影レンズを示す斜視図である。
【図４】  同じく本発明に係るプロジェクタ型ヘッドランプの第二実施形態を示す正面図である。
【図５】  第二実施形態の要部である投影レンズを示す斜視図である。
【図６】  同じく本発明に係るプロジェクタ型ヘッドランプの第三実施形態を要部で示す斜視図である。
【図７】  同じく本発明に係るプロジェクタ型ヘッドランプの第三実施形態を要部で示す斜視図である。
【図８】  従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１……プロジェクタ型ヘッドランプ
２……光源
３……反射面
４、１４、２４……投影レンズ
４ａ、１４ａ……中心部レンズ
４ｂ、１４ｂ……上部レンズ
４ｃ、１４ｃ、１４ｄ……下部レンズ
５……シャッタ
【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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