JP3207031B2 - 車輌用灯具の反射鏡 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズステップの配光
制御機能に依存することなく水平方向に拡散された配光
パターンを得るとともに、配光パターンの中心部から周
辺部へとなだらかに変化する光度分布を実現することが
できる新規な車輌用灯具の反射鏡を提供しようとするも
のである。

【０００２】

【従来の技術】自動車のスタイリングに関する空力学的
特性やデザイン上の要請等を受けて車体の流線形化が求
められるようになるに伴って、車体の前部を窄まった形
状とする、所謂スラントノーズ化に対応した前照灯の設
計が必要となり、反射鏡の前方に配置される前面レンズ
にレンズステップをなるべく形成しない素通しのレンズ
かほとんど素通しに近いレンズを用いることができるよ
うな反射鏡が望まれている。

【０００３】そのような反射鏡の一例としては、米国特
許第１８９８１６７号公報に示されるように、反射鏡の
光軸を含む水平面と鉛直面とに焦点距離を異にする放物
線を設定するとともに、焦点距離の短い鉛直面内の放物
線を焦点距離の長い水平面内の放物線に沿って水平方向
にそのまま動かしていくことによって反射面を形成する
ものが知られている。

【０００４】また、本願出願人は、特公平５９−５３６
４１号公報において水平方向への広拡散を得やすい形状
をもった反射鏡を開示しており、その反射面は、基準軸
を含む水平断面での基準曲線が放物線の式に高次項を加
えた式（ｙ^２＝４・ｆ・ｘ＋ａ・ｘ^ｎ、但し、ｆはａ＝
ｎ＝０時の基準放物線の焦点距離、ａ、ｎは定数であ
り、ａ＞０、ｎ＞１である。）で表され、該基準曲線上
の点でこれに接するとともに基準放物線と焦点を共有す
る回転放物面群の包絡面として形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような反射鏡では、配光パターンにおける光度分布に関
して以下の問題がある。

【０００６】即ち、自動車用灯具の配光パターンにおい
ては、鉛直方向に比して水平方向に大きく拡散されたパ
ターンを得ることが基本となっており、コーナーリング
ランプ、フロントターンシグナルランプ、ストップラン
プ等では、横長の長方形状をなすとともにその光度分布
は中心部から周辺部にいくに従って光度がなだらかに減
衰する配光パターンが要求されるが、上記前者（米国特
許第１８９８１６７号）の反射鏡では放物線を基本曲線
として採用しているため、これらによって得られる配光
パターンの光度分布は、中心部と周辺部との間の相対的
な光度差が大きくなり、拡散不足を補うために前面レン
ズに形成されるレンズステップの配光制御への依存度が
高くなってしまう。

【０００７】また、後者（特公平５９−５３６４１号）
の反射鏡では、その焦点に点光源を置いた場合に得られ
る配光パターンの形状が略菱型状となり、水平方向の周
辺部に向かう部分が先細りとなるため、配光パターンの
中心部と水平方向における周辺部との間に生じる相対的
な光度差が目立つことになる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明車輌用灯
具の反射鏡は、上記した課題を解決するために、水平方
向に拡散された配光パターンを形成することができる車
輌用灯具の反射鏡において、基準軸を含む水平面に設定
される基準曲線及び基準軸を含む鉛直面に設定される基
準曲線を下式のように規定する。

【０００９】ｘ＝（ｈ^２／ｒ）／（１＋√（１−（１＋
Ｋ）・（ｈ／ｒ）^２））＋ΔＭ（ｈ^ｎ） 但し、「ｘ」
は基準軸に設定された座標、「ｈ」はｘ軸を含む水平面
又は鉛直面においてｘ軸に直交する軸に設定された座
標、「ｒ」、「Ｋ」は定数、「ΔＭ（ｈ^ｎ）」は補正項
であり、ｈに係る正係数のｎ次（ｎは４以上の偶数）の
多項式である。

【００１０】そして、一方の基準曲線をその基準軸が他
の基準曲線の基準軸を含む水平又は鉛直面内に位置する
ように他の基準曲線に沿って平行移動させることによっ
て反射面を形成する。

【００１１】

【作用】本発明によれば、水平面及び鉛直面における基
準曲線に関して２次曲線の式に付加する補正項の次数等
の設定によって２次曲線に変形を加えるとともに、基準
軸が互いに平行となるように基準曲線の一方を他方の曲
線に沿って移動させた曲線群として反射面を形成するこ
とによって、配光パターンの中心部と周辺部との間に極
端な光度差が生じないように、水平方向や鉛直方向に沿
う光度分布を独立に制御することができる。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明車輌用灯具の反射鏡を図示し
た実施例に従って説明する。

【００１３】図１乃至図３は本発明に係る反射鏡の反射
面の形成について示すものである。

【００１４】図１は基準軸を含む水平断面に設定される
基準曲線１を示すものであり、基準軸をｘ軸とし、これ
に直交する水平面内の軸をｙ軸とする直交座標系が設定
されている。

【００１５】基準曲線１は２次曲線の式に多項式の補正
項を付加することによって得られる下式によって表され
る。

【００１６】

【数１】

【００１７】尚、上式において、「ｒ」は近軸曲率半
径、「Ｋ」は円錐定数、Ａ_ｎ（ｎは４以上の偶数）はｎ
次項にかかる正の係数である。

【００１８】［数１］は、ｙの４次以上の項を無視する
と、２次曲線の表現式に帰着し、例えば、Ｋ＝−１とお
くと、焦点距離ｒ／２の放物線を表し、Ｋ＞−１とする
と、楕円を表す。

【００１９】図１には基準曲線１と対比する意味で破線
の放物線２を併せて示しており、補正項の係数Ａｎが正
値であることから明らかなように基準曲線１の方が放物
線２よりｘ軸側に近づいた形状となっている。

【００２０】また、図１に示す曲線３、４は２次曲線に
対する補正項の効果を示しており、曲線３は２次曲線の
式に４次の補正項のみを加えたものを示し、曲線４は２
次曲線の式に６次の補正項のみを加えたものを示してい
る。

【００２１】補正項のうち次数ｎの小さい補正項は基準
曲線１のうちｘ軸に近い近軸部分の形状に影響を及ぼ
し、補正項のうち次数ｎの大きな補正項は基準曲線１の
うちｘ軸から離れた部分の形状に影響を及ぼす。

【００２２】基準軸を含む鉛直断面に設定される基準曲
線も同様に２次曲線の式に多項式の補正項を付加した式
によって表される。

【００２３】つまり、基準軸をｘ軸とし、これに直交す
る鉛直面内の軸をｚ軸とする直交座標系を設定した場合
に基準曲線は下式によって表される。

【００２４】

【数２】

【００２５】尚、上式において、「ｒ」は近軸曲率半
径、「Ｋ」は円錐定数、Ｂ_ｎ（ｎは４以上の偶数）はｎ
次項にかかる正の係数である。

【００２６】反射面は、図２に示すように、基準軸を含
む鉛直断面に設定される基準曲線５を、上記基準曲線１
に沿って水平方向に平行移動させることによって形成さ
れる。

【００２７】即ち、基準曲線５の頂点Ｐが常に基準曲線
１上に位置するとともに、基準曲線５の基準軸が基準曲
線１の基準軸に対して平行になるように基準曲線５を基
準曲線１に沿って水平方向に移動させる操作によって形
成される曲面として反射面６が形成される。

【００２８】尚、基準曲線１と基準曲線５のどちらを他
に対して移動させるかについては相対的な事項であり、
図３に示すように、基準曲線１の頂点Ｑが常に基準曲線
５上に位置するとともに、該基準曲線１の基準軸が基準
曲線５の基準軸に対して平行になるように基準曲線１を
基準曲線５に沿って鉛直方向に移動させるようにしても
良い。

【００２９】図４における左上の図は、基準曲線１の２
次曲線項に係る焦点位置に点光源を置いた場合に、反射
面６よって前方のスクリーン上に投影されるパターン７
を示すものであり、図中の「Ｈ−Ｈ」は水平線を示し、
「Ｖ−Ｖ」は鉛直線を示している。

【００３０】投影パターン７は横長の略長方形状をして
おり、その光度分布については中心部が明るく周辺部に
いくにつれて徐々に明るさが減少する傾向をもっている
が、基準曲線１と基準曲線５との間で補正項の次数に相
違を設けることによって、水平方向の光度分布と鉛直方
向における光度分布との間で、光度の減少の度合に変化
をつけることができる。

【００３１】即ち、基準曲線１や５における補正項は、
高次の項ほど基準曲線の周辺部の形状を２次曲線より基
準軸側に変形させる形状効果をもっており、従って、光
学的には基準曲線のうち周辺部での反射光を基準軸と交
差させて、この光を投影パターンにおける中心光度部の
形成に寄与する光として利用することができる。

【００３２】例えば、基準曲線１を示す［数１］式にお
いて補正項をＡ_４・ｙ^４＋Ａ_８・ｙ^８とし、また、基準
曲線５を示す［数２］式において補正項をＢ_４・ｚ^４＋
Ｂ_６・ｚ^６とすると、投影パターンの中心部から周辺部
にかけての光度の減少率は水平方向の方が鉛直方向に比
べて相対的に大きくなる。

【００３３】その様子を概略的に示すものが、図４にお
いて投影パターン７の右及び下に位置する光度分布図で
ある。投影パターン７の下方に示す図が水平方向の光度
分布図であり、投影パターン７の右方に示す図が鉛直方
向の光度分布図であり、両図において「Ｌ」軸は光度を
示す。

【００３４】このように、光度を中心部から周辺部にか
けて比較的緩やかに減少させるためには補正項として低
次の項を利用し、また、中心部と周辺部との間で比較的
コントラストのついた分布を実現するためには補正項と
して高次の項を利用すれば良い。尚、高次、低次の区別
についてはあくまで光度分布に照らした上で決められる
ものであって、特定の次数を基準にして画一的に定義さ
れるものではない。

【００３５】図５乃至図７は本発明に係る反射鏡を使っ
た車輌用灯具の一例を示すものであり、本発明をフロン
トターンシグナルランプの反射部に適用した例を示すも
のである。

【００３６】車輌用灯具８は前面が開口したランプボデ
ィ９と、該ランプボディ９の前面開口を覆うように配置
された前面レンズ１０と、ランプボディ９内の所定の位
置に発光部が配置された電球１１とから成る。

【００３７】ランプボディ９には、その後端寄りの部分
の内面に反射処理が施されることによって反射面が形成
されており、この部分が反射部１２として用いられる。
尚、このようにランプボディ９の内面に反射面を形成す
る代わりに、ランプボディ９内にこれとは別体の反射鏡
を設ける構成を採用しても良い。

【００３８】１３はランプボディ９の後端面から後方に
向かって突設された後端壁であり、該後端壁に電球１１
の取付部材１４が固着されている。

【００３９】電球１１はそのガラス球部１５が反射部１
２に形成された円孔１２ａを通してランプボディ９内の
所定位置に配置され、その口金部１６に設けられたフラ
ンジ部１６ａと該フランジ部１６ａの前側に設けられた
係合部１６ｂ、１６ｂ、・・・とにより取付部材１４に
着脱自在に支持される。

【００４０】１７はコイル状のフィラメントであり、そ
の中心軸が水平方向に延びるように配置される。

【００４１】１８、１９はランプボディ９の側壁であ
り、左側壁１８は反射部１２の前端から前方に延設され
ており、また、右側壁１９は反射部１２の前端から右後
方に向かって延び更に後方へ折り返されるように形成さ
れている。そして、これら側壁１８、１９の外端部に
は、前面レンズ１０を取り付けるためのレンズ据付部２
０が形成されている。

【００４２】前面レンズ１０のレンズ部２１は車体のフ
ロントノーズ（図５、図６に２点鎖線で示す。）の湾曲
した形状に沿うように湾曲されており、レンズ部２１は
レンズステップが形成されていない素通しか又はほとん
ど素通しに近いレンズとされている。そして、レンズ部
２１の外周縁には後方に向かって突設された周壁２２が
レンズ部２１と一体に形成され、該周壁２２の反レンズ
部２１側の端縁に取付突条２３が後方へ向けて突設され
ている。この取付突条２３がランプボディ９のレンズ据
付部２０の溝２０ａ内に受け入れられた状態で前面レン
ズ１０がランプボディ９にビス止め等により取着され
る。

【００４３】２４は電球１１のガラス球部１５を覆うイ
ンナーキャップであり、電球１１とともに着色光源を構
成するために設けられている。

【００４４】図７は反射部１２の正面形状を示すもので
ある。

【００４５】反射部１２の反射面はその配光制御に関し
て４つの反射領域２５、２６、２７、２８に区分されて
いる。

【００４６】反射領域２５、２６は反射面の大半を占め
ており、いずれも上記した反射面６と同様の方法によっ
て設計される。

【００４７】反射領域２５は正面から見た場合に反射部
１２の主光軸（図７では円孔１２ａの中心を通って紙面
に垂直に延びる軸）を含む鉛直面の左側に位置し、ま
た、反射領域２６は反射部１２の主光軸を含む鉛直面の
右側に位置している。

【００４８】反射領域２５、２６は、図８に示すよう
に、これらの基準軸が反射部１２の主光軸に対して傾斜
されている。

【００４９】図中、「Ｌ−Ｌ」は反射部１２の主光軸を
示し、「Ｌ２５−Ｌ２５」に示す反射領域２５の基準軸
は、Ｌ−Ｌ軸を含む水平面において該軸Ｌ−Ｌに対して
所定の角度をもって傾斜されている。

【００５０】反射領域２６についても同様に「Ｌ２６−
Ｌ２６」に示す基準軸が、Ｌ−Ｌ軸を含む水平面におい
て該軸Ｌ−Ｌに対して所定の角度をもって傾斜されてい
る。

【００５１】このように反射領域２５、２６の基準軸を
Ｌ−Ｌ軸に対して傾けることによって、配光パターンに
おける中心光度部が必要以上に明るくなり過ぎないよう
に抑制することができる。

【００５２】残る反射領域２７、２８は、図７に示すよ
うに、反射領域２５の左上隅と左下隅にそれぞれ位置し
ており、これらの形状はいづれも回転楕円面状をなして
いる。

【００５３】図９は車輌用灯具８によって得られる略十
字状の配光パターン２９を示すものであり、等カンデラ
線によって光度分布を概略的に表したものである。

【００５４】反射領域２５、２６は配光パターン２９の
基本パターンである横長の長方形状の部分の形成に主と
して寄与し、その上下における光量の不足分を反射領域
２７、２８が補っている。

【００５５】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明によれば、基準軸を含む水平面に設定される
基準曲線及び基準軸を含む鉛直面に設定される基準曲線
を２次曲線に補正項（偶数次の多項式）を付加した式と
し、一方の基準曲線をその基準軸が他の基準曲線の基準
軸を含む水平又は鉛直面内に位置するように他の基準曲
線に沿って平行移動させることによって反射面を形成し
ており、補正項の次数等の設定によって２次曲線に変形
を加えることによって、水平方向や鉛直方向に沿った光
度分布を独立に制御することができ、前面レンズのレン
ズステップの助けを借りることなく配光パターンの中心
部と周辺部との間に極端な光度差が生じないように配光
制御を行うことができる。

【００５６】尚、上記実施例において示した具体的な形
状乃至構造は何れも本発明の具体化に当たってのほんの
一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技
術的範囲が限定的に解釈されるものではない。例えば、
前記した実施例では電球のフィラメントの中心軸が反射
部の主光軸に対して直交する水平方向に配置されるよう
にしたが、フィラメントの中心軸が反射部の主光軸に沿
うようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る反射鏡の反射面についてその水平
面での基準曲線の一例を示すものであり、（ａ）は曲線
形状の概要を示す図、（ｂ）は（ａ）の円内を拡大して
示す図である。

【図２】鉛直面内の基準曲線を水平面内の基準曲線に沿
って平行移動させることによって形成される反射面につ
いて説明するための斜視図である。

【図３】水平面内の基準曲線を鉛直面内の基準曲線に沿
って平行移動させることによって形成される反射面につ
いて説明するための斜視図である。

【図４】本発明に係る反射鏡による投影パターン及び水
平、鉛直方向における光度分布を概略的に示す図であ
る。

【図５】図６乃至図９とともに本発明に係る反射鏡を用
いた車輌用灯具の一例を示すもので、本図は水平断面図
である。

【図６】縦断面図である。

【図７】反射鏡の正面図である。

【図８】反射面を構成する反射領域の基準軸と反射面の
主光軸との関係を示す概略図である。

【図９】反射鏡による配光パターンを概略的に示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 水平面に設定される基準曲線 ５ 鉛直面に設定される基準曲線 ６ 反射面 ｘ 基準軸 ２５、２６ 反射領域 Ｌ２５−Ｌ２５、Ｌ２６−Ｌ２６ 基準軸 Ｌ−Ｌ 反射鏡の主光軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F21S 8/10 F21W 101:14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向に拡散された配光パターンを形
   成することができる車輌用灯具の反射鏡において、 （１）基準軸を含む水平面に設定される基準曲線及び基
   準軸を含む鉛直面に設定される基準曲線が下式によって
   表されること、 ｘ＝（ｈ^２／ｒ）／（１＋√（１−（１＋Ｋ）・（ｈ／
   ｒ）^２））＋ΔＭ（ｈ^ｎ） （但し、「ｘ」は基準軸に
   設定された座標、「ｈ」はｘ軸を含む水平面又は鉛直面
   においてｘ軸に直交する軸に設定された座標、「ｒ」、
   「Ｋ」は定数、「ΔＭ（ｈ^ｎ）」は補正項であり、ｈに
   係る正係数のｎ次（ｎは４以上の偶数）の多項式であ
   る。） （２）一方の基準曲線をその基準軸が他の基準曲線の基
   準軸を含む水平又は鉛直面内に位置するように他の基準
   曲線に沿って平行移動させることによって反射面が形成
   されること、を特徴とする車輌用灯具の反射鏡。
2. 【請求項２】 反射鏡の主光軸を含む鉛直面によって反
   射面が２つの反射領域に区分され、これらの反射領域に
   請求項１に記載した反射鏡の反射面を用いた車輌用灯具
   の反射鏡であって、各反射領域の基準軸が反射鏡の主光
   軸に対してそれぞれ傾斜されたことを特徴とする車輌用
   灯具の反射鏡。