JP2009277368A - Projector type headlight unit, headlight, and projection lens for headlight - Google Patents
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Description
本発明は、プロジェクタ型前照灯ユニットに係り、特に明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能かつ新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットに関する。 The present invention relates to a projector-type headlamp unit, and more particularly to a projector-type headlamp unit that can form a predetermined light distribution pattern having a clear cut-off pattern and has a new appearance.
従来、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯が知られている(例えば、特許文献1、2)。 Conventionally, a projector type headlamp that forms a predetermined light distribution pattern having a clear cut-off pattern is known (for example, Patent Documents 1 and 2).
図15は、従来のプロジェクタ型前照灯を説明するための図である。 FIG. 15 is a diagram for explaining a conventional projector-type headlamp.
図15に示すように、従来のプロジェクタ型前照灯は、回転対称形状(円形)の投影レンズ10´、光源20´、投影レンズ10´と光源20´の間に配置されたシェード30´、第一焦点が光源20´近傍に設定され、第二焦点が投影レンズ10´の焦点近傍に設定された回転楕円面を基準とする自由曲面形状の反射面40´(回転楕円系の反射面)等を備えている。
As shown in FIG. 15, a conventional projector-type headlamp has a rotationally symmetric (circular)
この従来のプロジェクタ型前照灯においては、シェード30´形状をメリジオナル焦点群(図15中a−bで示す曲線)に沿うように湾曲させた形状とし、上端縁をメリジオナル焦点群に沿わせた状態で配置することで、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成するようになっている。 In this conventional projector type headlamp, the shape of the shade 30 'is curved so as to follow the meridional focus group (the curve indicated by ab in FIG. 15), and the upper edge is aligned with the meridional focus group. By arranging in a state, a predetermined light distribution pattern having a clear cut-off pattern is formed.
ところで、近年、車両デザインの自由度を高める等の観点より、新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットが要望されている。この新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットとして、例えば、回転対称形状(円形)の投影レンズに代えて非回転対称形状の投影レンズを用いたプロジェクタ型前照灯ユニットを構成することが考えられる。
しかしながら、非回転対称形状の投影レンズを用いた場合、図3に示すように、メリジオナル焦点群が形成されない。このため、非回転対称形状の投影レンズを用いたプロジェクタ型前照灯ユニットにおいては、従来のようにシェードを配置することができず、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することができないという問題がある。 However, when a non-rotationally symmetric projection lens is used, no meridional focal group is formed as shown in FIG. For this reason, in a projector type headlamp unit using a projection lens having a non-rotationally symmetric shape, a shade cannot be arranged as in the prior art, and a predetermined light distribution pattern having a clear cut-off pattern is formed. There is a problem that can not be.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能かつ新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a projector-type headlamp unit that can form a predetermined light distribution pattern having a clear cut-off pattern and has a new appearance. And
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、投影レンズ、光源、前記投影レンズと光源の間に配置されたシェード、及び、第一焦点が前記光源近傍に設定されかつ第二焦点が前記投影レンズの焦点近傍に設定された回転楕円系の反射面を備え、前記光源からの照射光を前記反射面で反射し、該反射光の一部を前記シェードで遮光した後、前記投影レンズを透過させ、カットオフラインを有する所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニットにおいて、前記投影レンズは、前記所定配光パターンから出射面に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、入射面から出射する前記複数の仮想水平光線が、前記レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成する非回転対称形状の投影レンズであり、前記シェードは、前記サジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁を前記サジタル焦点群に沿わせた状態で配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is characterized in that a projection lens, a light source, a shade arranged between the projection lens and the light source, and a first focal point are set in the vicinity of the light source and A spheroid reflecting surface whose focal point is set in the vicinity of the focal point of the projection lens; the irradiation light from the light source is reflected by the reflecting surface; and a part of the reflected light is shielded by the shade; In the projector-type headlamp unit that transmits the projection lens and forms a predetermined light distribution pattern having a cut-off line, the projection lens includes a plurality of virtual horizontal rays that reach the exit surface from the predetermined light distribution pattern. When a plurality of virtual horizontal rays included in each of a plurality of vertical surfaces having different inclination angles with respect to the lens optical axis are incident on the inside of the lens from the exit surface, the multiple light beams exiting from the entrance surface are emitted. Is a non-rotationally symmetric projection lens that forms a sagittal focus group on a horizontal plane including the lens optical axis, and the shade includes an upper end edge along the sagittal focus group, and the upper end edge Are arranged along the sagittal focus group.
請求項1に記載の発明によれば、シェードは、メリジオナル焦点群ではなくサジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁をサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されている。これにより、非回転対称形状の投影レンズを用いたプロジェクタ型前照灯ユニットにおいても、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能となる。すなわち、請求項1に記載の発明によれば、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能かつ新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットを提供することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the shade includes an upper end edge along the sagittal focus group, not the meridional focus group, and is arranged in a state where the upper end edge is along the sagittal focus group. As a result, a predetermined light distribution pattern having a clear cut-off pattern can be formed even in a projector-type headlamp unit that uses a non-rotationally symmetric projection lens. In other words, according to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a projector-type headlamp unit that can form a predetermined light distribution pattern having a clear cut-off pattern and has a new appearance.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記出射面は、前記レンズ光軸との交点における接線が該レンズ光軸に対して直交する凸レンズ面として形成されており、前記入射面は、前記レンズ光軸に対して平行な複数の仮想平行光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、前記入射面から出射する前記複数の仮想平行光線が、単一の焦点を形成する自由曲面として形成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the exit surface is formed as a convex lens surface in which a tangent at an intersection with the lens optical axis is orthogonal to the lens optical axis, When the plurality of virtual parallel rays parallel to the lens optical axis are incident on the inside of the lens from the exit surface, the entrance surface has a single virtual parallel ray exiting from the entrance surface. It is characterized by being formed as a free-form surface that forms a focal point.
請求項2は、投影レンズの例示である。請求項2に記載の発明によれば、シェードは、メリジオナル焦点群ではなくサジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁をサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されている。これにより、非回転対称形状の投影レンズを用いたプロジェクタ型前照灯ユニットにおいても、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能となる。すなわち、請求項2に記載の発明によれば、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能かつ新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットを提供することが可能となる。 Claim 2 is an example of a projection lens. According to the second aspect of the present invention, the shade has an upper end edge along the sagittal focus group, not the meridional focus group, and is arranged in a state where the upper end edge is along the sagittal focus group. As a result, a predetermined light distribution pattern having a clear cut-off pattern can be formed even in a projector-type headlamp unit that uses a non-rotationally symmetric projection lens. That is, according to the second aspect of the present invention, it is possible to provide a projector-type headlamp unit that can form a predetermined light distribution pattern having a clear cut-off pattern and has a new appearance.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記出射面は、シリンドリカルレンズの凸レンズ面であることを特徴とする。 The invention described in claim 3 is the invention described in claim 1 or 2, wherein the exit surface is a convex lens surface of a cylindrical lens.
請求項3は、投影レンズの例示である。請求項3に記載の発明によれば、シェードは、メリジオナル焦点群ではなくサジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁をサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されている。これにより、非回転対称形状の投影レンズを用いたプロジェクタ型前照灯ユニットにおいても、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能となる。すなわち、請求項3に記載の発明によれば、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能かつ新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットを提供することが可能となる。 Claim 3 is an example of a projection lens. According to the third aspect of the present invention, the shade includes an upper end edge along the sagittal focus group, not the meridional focus group, and is arranged in a state where the upper end edge is along the sagittal focus group. As a result, a predetermined light distribution pattern having a clear cut-off pattern can be formed even in a projector-type headlamp unit that uses a non-rotationally symmetric projection lens. That is, according to the third aspect of the invention, it is possible to provide a projector-type headlamp unit that can form a predetermined light distribution pattern having a clear cut-off pattern and has a new appearance.
請求項4に記載の発明は、光源と、投影レンズ、前記投影レンズと光源の間に配置されたシェード、及び、第一焦点が前記光源近傍に設定されかつ第二焦点が前記投影レンズの焦点近傍に設定された回転楕円系の反射面の組み合わせからなる複数の光学系と、を備え、それぞれの光学系ごとに、前記光源からの照射光を前記反射面で反射し、該反射光の一部を前記シェードで遮光した後、前記投影レンズを透過させ、カットオフラインを有し、相互に異なる所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニットにおいて、前記それぞれの投影レンズは、所定配光パターンから出射面に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、入射面から出射する前記複数の仮想水平光線が、前記レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成する非回転対称形状の投影レンズであり、前記それぞれのシェードは、所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁を前記所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, a light source, a projection lens, a shade disposed between the projection lens and the light source, a first focal point is set in the vicinity of the light source, and a second focal point is the focal point of the projection lens. A plurality of optical systems composed of a combination of spheroid reflecting surfaces set in the vicinity, and for each optical system, the reflected light from the light source is reflected by the reflecting surface, and one of the reflected lights. In a projector-type headlamp unit that transmits light through the projection lens and has a cut-off line and forms mutually different predetermined light distribution patterns after the light is blocked by the shade, each projection lens has a predetermined light distribution Among the plurality of virtual horizontal rays reaching the exit surface from the pattern, a plurality of virtual horizontal rays included in each of a plurality of vertical surfaces having different inclination angles with respect to the lens optical axis are transmitted from the exit surface. A plurality of virtual horizontal rays emitted from an incident surface when they are incident on a lens are non-rotationally symmetric projection lenses that form a sagittal focus group on a horizontal plane including the lens optical axis, The shade includes an upper edge along a sagittal focus group corresponding to a predetermined light distribution pattern, and the shade is arranged in a state where the upper edge is aligned with the sagittal focus group corresponding to the predetermined light distribution pattern. To do.
請求項4に記載の発明によれば、それぞれのシェードは、メリジオナル焦点群ではなくそれぞれの所定配光パターンに対応するサジタル焦点群(光学系ごとに異なる形状のサジタル焦点群)に沿った上端縁(光学系ごとに異なる形状の上端縁)を備え、該上端縁をサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されている。これにより、非回転対称形状の投影レンズを用いたプロジェクタ型前照灯ユニットにおいても、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能となる。すなわち、請求項4に記載の発明によれば、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能かつ新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットを提供することが可能となる。 According to invention of Claim 4, each shade is not a meridional focus group, but the upper edge along the sagittal focus group (sagittal focus group of a different shape for every optical system) corresponding to each predetermined light distribution pattern. (The upper end edge having a different shape for each optical system) and the upper end edge is arranged along the sagittal focus group. As a result, a predetermined light distribution pattern having a clear cut-off pattern can be formed even in a projector-type headlamp unit that uses a non-rotationally symmetric projection lens. That is, according to the fourth aspect of the present invention, it is possible to provide a projector-type headlamp unit that can form a predetermined light distribution pattern having a clear cut-off pattern and has a new appearance.
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載のプロジェクタ型前照灯ユニットを複数備え、それぞれのプロジェクタ型前照灯ユニットごとに、カットオフラインを有し、相互に異なる所定配光パターンを形成する前照灯において、前記それぞれのプロジェクタ型前照灯ユニットにおけるシェードは、所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁を前記所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されていることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is provided with a plurality of projector-type headlight units according to claim 1, each projector-type headlight unit has a cut-off line, and has different predetermined light distribution patterns. In the headlamp to be formed, the shade in each projector-type headlamp unit includes an upper end edge along a sagittal focus group corresponding to a predetermined light distribution pattern, and the upper end edge corresponds to the predetermined light distribution pattern. It is arranged along the sagittal focus group.
請求項5に記載の発明によれば、それぞれのシェードは、メリジオナル焦点群ではなくそれぞれの所定配光パターンに対応するサジタル焦点群(プロジェクタ型前照灯ユニットごとに異なる形状のサジタル焦点群)に沿った上端縁(プロジェクタ型前照灯ユニットごとに異なる形状の上端縁)を備え、該上端縁をサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されている。これにより、非回転対称形状の投影レンズを用いたプロジェクタ型前照灯ユニットを複数備えた前照灯においても、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能となる。すなわち、請求項5に記載の発明によれば、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能かつ新規見栄えの前照灯を提供することが可能となる。 According to the invention described in claim 5, each shade is not a meridional focus group but a sagittal focus group corresponding to each predetermined light distribution pattern (a sagittal focus group having a different shape for each projector type headlight unit). And an upper end edge (an upper end edge having a different shape for each projector-type headlight unit), and the upper end edge is arranged along the sagittal focus group. As a result, a predetermined light distribution pattern having a clear cut-off pattern can be formed even in a headlamp that includes a plurality of projector-type headlamp units that use a non-rotationally symmetric projection lens. That is, according to the fifth aspect of the present invention, it is possible to provide a headlamp that can form a predetermined light distribution pattern having a clear cut-off pattern and has a new appearance.
請求項6に記載の発明は、カットオフラインを有する所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニットに用いられる非回転対称形状の投影レンズにおいて、前記所定配光パターンから出射面に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、入射面から出射する前記複数の仮想水平光線が、前記レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成することを特徴とする。 The invention described in claim 6 is a non-rotationally symmetric projection lens used in a projector-type headlamp unit that forms a predetermined light distribution pattern having a cut-off line. Of the virtual horizontal rays, when a plurality of virtual horizontal rays included in each of a plurality of vertical surfaces with different inclination angles with respect to the lens optical axis are incident on the inside of the lens from the exit surface, the exit from the entrance surface A plurality of virtual horizontal rays form a sagittal focus group on a horizontal plane including the lens optical axis.
請求項6に記載の発明によれば、カットオフラインを有する所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニットに好適に用いられる非回転対称形状の投影レンズ(レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成する正面視四角形の投影レンズ)を提供することが可能となる。 According to the sixth aspect of the present invention, a non-rotationally symmetric projection lens (sagittal on the horizontal plane including the lens optical axis) suitably used in a projector-type headlamp unit that forms a predetermined light distribution pattern having a cut-off line. It is possible to provide a front-view quadrangle projection lens that forms a focal group.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の発明において、前記出射面は、前記レンズ光軸との交点における接線が該レンズ光軸に対して直交する凸レンズ面として形成されており、前記入射面は、前記レンズ光軸に対して平行な複数の仮想平行光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、前記入射面から出射する前記複数の仮想平行光線が、単一の焦点を形成する自由曲面として形成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the invention according to claim 6, wherein the exit surface is formed as a convex lens surface in which a tangent at an intersection with the lens optical axis is orthogonal to the lens optical axis, When the plurality of virtual parallel rays parallel to the lens optical axis are incident on the inside of the lens from the exit surface, the entrance surface has a single virtual parallel ray exiting from the entrance surface. It is characterized by being formed as a free-form surface that forms a focal point.
請求項7に記載の発明によれば、カットオフラインを有する所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニットに好適に用いられる非回転対称形状の投影レンズ(レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成する正面視四角形でコリメート機能を有する投影レンズ)を提供することが可能となる。 According to the seventh aspect of the present invention, a non-rotationally symmetric projection lens (sagittal on the horizontal plane including the lens optical axis) that is preferably used in a projector-type headlamp unit that forms a predetermined light distribution pattern having a cut-off line. It is possible to provide a projection lens having a collimating function in a frontal quadrangle forming a focal group.
請求項8に記載の発明は、請求項6又は7に記載の発明において、前記出射面は、シリンドリカルレンズの凸レンズ面であることを特徴とする。 The invention described in claim 8 is the invention described in claim 6 or 7, characterized in that the exit surface is a convex lens surface of a cylindrical lens.
請求項8は、出射面の例示である。請求項8に記載の発明によれば、カットオフラインを有する所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニットに好適に用いられる非回転対称形状の投影レンズ(レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成する正面視四角形でコリメート機能を有する投影レンズ)を提供することが可能となる。 Claim 8 is an illustration of the exit surface. According to the invention described in claim 8, a non-rotationally symmetric projection lens (sagittal on the horizontal plane including the lens optical axis) suitably used for a projector-type headlamp unit that forms a predetermined light distribution pattern having a cut-off line. It is possible to provide a projection lens having a collimating function in a frontal quadrangle forming a focal group.
本発明によれば、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能かつ新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットを提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a projector-type headlamp unit that can form a predetermined light distribution pattern having a clear cut-off pattern and has a new appearance.
以下、本発明の一実施形態であるプロジェクタ型前照灯ユニットについて図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a projector type headlamp unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態のプロジェクタ型前照灯ユニットの斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view of a projector type headlamp unit according to the present embodiment.
本実施形態のプロジェクタ型前照灯ユニット100は、自動車又は二輪車のヘッドランプ等の前照灯又はフォグランプ等の補助前照灯に適用されるものであり、図1に示すように、投影レンズ10、光源20、投影レンズ10と光源20の間に配置されるシェード30、反射面40等を備えている。
The projector-
図2(a)は、投影レンズ10の上面図、図2(b)は、投影レンズ10の正面図、図2(c)は、投影レンズ10の側面図である。
2A is a top view of the
投影レンズ10は、図2(a)〜図2(c)に示すように、非回転対称形状で、レンズ光軸AX1を含む水平面上にサジタル焦点群を形成する正面視四角形でコリメート機能を有する投影レンズであり、灯具光軸上に配置されている。投影レンズ10は、例えば、アクリルやポリカーボネイト等の透明又は半透明材料を射出成形することにより形成されている。
投影レンズ10の出射面11は、図2(c)に示すように、該出射面11とレンズ光軸AX1との交点における接線Lが該レンズ光軸AX1に対して直交する凸レンズ面(例えば、シリンドリカルレンズの凸レンズ面)として形成されている。これは、後述のサジタル焦点FS(サジタル焦点群FS)がレンズ光軸AX1を含む水平面上に形成されるための条件の一つである。
投影レンズ10の入射面12は、図2(c)に示すように、レンズ光軸AX1に対して平行な複数の仮想平行光線B・・・を、出射面11からレンズ内部に入射させた場合に、入射面12から出射する該複数の仮想平行光線Bが、単一の焦点Fを形成する自由曲面(凸曲面)として形成されている。この入射面12は、例えば、所定プログラムを用いて設計することが可能である。
On the
投影レンズ10の左右両側は、図2(b)に示すように、斜めにカットされ正面視菱形の形状に形成されている。なお、投影レンズ10は、左右両側のカットの仕方を変更することで、正面視他の四角形(長方形、正方形等)の形状に形成することが可能である。
As shown in FIG. 2B, the left and right sides of the
上記構成の投影レンズ10においては、メリジオナル焦点が形成されない。図3は、このことを説明するための図(横断面図)である。
In the
図3は、レンズ光軸AX1(及びシリンドリカルレンズ軸AX2)を含む水平面(又は該水平面に対して平行な水平面)に含まれる複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸AX1に対する傾斜角度が異なる複数の仮想水平光線(図3では、複数の仮想平行光線B1〜Bnを例示)を、投影レンズ10(レンズ光軸AX1及びシリンドリカルレンズ軸AX2を水平にした状態の投影レンズ10)の出射面11からレンズ内部に入射させた場合の光線追跡結果(所定プログラムによるシミュレーション結果)を表している。
FIG. 3 shows an inclination with respect to the lens optical axis AX 1 among a plurality of virtual horizontal rays included in a horizontal plane (or a horizontal plane parallel to the horizontal plane) including the lens optical axis AX 1 (and the cylindrical lens axis AX 2 ). Projection of a plurality of virtual horizontal rays having different angles (in FIG. 3, a plurality of virtual parallel rays B 1 to B n are illustrated) with the projection lens 10 (the lens optical axis AX 1 and the cylindrical lens axis AX 2 horizontal) 7 shows a ray tracing result (a simulation result by a predetermined program) when the light is made incident from the
図3を参照すると、入射面12から出射する複数の仮想水平光線(図3では、複数の仮想平行光線B1〜Bnを例示)は、メリジオナル焦点を形成しないことを確認できる。
Referring to FIG. 3, it can be confirmed that a plurality of virtual horizontal rays (illustrated as a plurality of virtual parallel rays B 1 to B n in FIG. 3) emitted from the
本実施形態においては、メリジオナル焦点とは、図14に示すように、レンズ光軸AX1を含む水平面(又は該水平面に対して平行な水平面)に含まれる複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸AX1に対する傾斜角度が異なる複数の仮想平行光線(図14では、複数の仮想水平光線B1〜Bnを例示)を、回転対称形状(円形)の投影レンズ10´(レンズ光軸AX1を水平にした状態の投影レンズ10´)の出射面11´からレンズ内部に入射させた場合に、入射面12´から出射する複数の仮想平行光線(図14では、複数の仮想水平光線B1〜Bnを例示)が、レンズ光軸AX1を含む水平面上に形成する焦点群FMを意味する。
In the present embodiment, the meridional focus, as shown in FIG. 14, of a plurality of virtual horizontal beam included in the horizontal plane (or horizontal plane parallel with respect to horizontal plane) including the lens optical axis AX 1, lens (in FIG. 14, a plurality of exemplary virtual horizontal beams B 1 .about.B n) the optical axis AX plurality of imaginary parallel rays different inclination angles with respect to 1, the projection lens of rotational symmetry shape (circular) 10 '(lens optical axis AX1 Are projected into the lens from the
上記構成の投影レンズ10においては、レンズ光軸AX1を含む水平面上にサジタル焦点が形成される。図4、図5は、このことを説明するための図である。
In the
図4、図5は、所定配光パターン(予め想定した所定配光パターン。例えば、図6(b)、図7(b)、図8(b)参照)から出射面11に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸AX1に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線(図4、図5では、レンズ光軸AX1に対して所定角度傾斜した特定の鉛直面に含まれる複数の仮想水平光線B11〜B1nを例示)を、投影レンズ10(レンズ光軸AX1及びシリンドリカルレンズ軸AX2を水平にした状態の投影レンズ10)の出射面11からレンズ内部に入射させた場合の光線追跡結果(所定プログラムによるシミュレーション結果)を表している。
4 and 5 show a plurality of light distribution patterns (a predetermined light distribution pattern assumed in advance; for example, see FIG. 6B, FIG. 7B, and FIG. 8B) that reach the
図4、図5を参照すると、入射面12から出射する複数の仮想水平光線(図4、図5では、レンズ光軸AX1に対して所定角度傾斜した特定の鉛直面(例えば図3に示した仮想水平光線B1を含む鉛直面)に含まれる複数の仮想水平光線B11〜B1nを例示)は、レンズ光軸AX1を含む水平面上にサジタル焦点FS(サジタル焦点群FS)を形成することを確認できる。 Referring to FIGS. 4, 5, a plurality of virtual horizontal rays of light outgoing from the incident surface 12 (FIG. 4, FIG. 5, the specific vertical plane inclined at a predetermined angle with respect to the lens optical axis AX 1 (e.g. shown in FIG. 3 A plurality of virtual horizontal rays B 11 to B 1n included in the vertical plane including the virtual horizontal ray B 1 ) is sagittal focus F S (sagittal focus group F S ) on the horizontal plane including the lens optical axis AX 1. Can be confirmed.
サジタル焦点群FSの形状は、同じ投影レンズ10を用いても、配光パターン(又は反射面との位置関係)に応じて変化する。図6、図7、図8は、このことを説明するための図である。
Even if the
例えば、図6(b)に示すように、小サイズの配光パターンPSを想定し、図6(a)に示すように、該小サイズの配光パターンPSから出射面11に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸AX1に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線(図6(a)では、四つの鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線B11〜B1n、B21〜B2n、B31〜B3n、Bn1〜Bnnを例示)を、投影レンズ10(レンズ光軸AX1及びシリンドリカルレンズ軸AX2を水平にした状態の投影レンズ10)の出射面11からレンズ内部に入射させた場合、図6(a)に示すように、円弧状(小曲率)のサジタル焦点群FSが形成される。
For example, as shown in FIG. 6 (b), assuming a light distribution pattern P S of small size, as shown in FIG. 6 (a), and reaches the
また、例えば、図7(b)に示すように、中サイズの配光パターンPMを想定し、図7(a)に示すように、該中サイズの配光パターンPMから出射面11に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸AX1に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線(図7(a)では、四つの鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線B11〜B1n、B21〜B2n、B31〜B3n、Bn1〜Bnnを例示)を、投影レンズ10(レンズ光軸AX1及びシリンドリカルレンズ軸AX2を水平にした状態の投影レンズ10)の出射面11からレンズ内部に入射させた場合、図7(a)に示すように、円弧状(中曲率)のサジタル焦点群FSが形成される。
Further, for example, as shown in FIG. 7B, a medium size light distribution pattern P M is assumed, and as shown in FIG. 7A, the medium size light distribution pattern P M is applied to the
また、例えば、図8(b)に示すように、大サイズの配光パターンPLを想定し、図8(a)に示すように、該大サイズの配光パターンPLから出射面11に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸AX1に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線(図8(a)では、四つの鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線B11〜B1n、B21〜B2n、B31〜B3n、Bn1〜Bnnを例示)を、投影レンズ10(レンズ光軸AX1及びシリンドリカルレンズ軸AX2を水平にした状態の投影レンズ10)の出射面11からレンズ内部に入射させた場合、図8(a)に示すように、円弧状(大曲率)のサジタル焦点群FSが形成される。
Further, for example, as shown in FIG. 8 (b), assuming a light distribution pattern P L of large size, as shown in FIG. 8 (a), the
また、予め想定する配光パターンの形状によっては、図9〜図11に例示する形状のサジタル焦点群FSが形成される。 Also, depending on the shape of the light distribution pattern to be assumed in advance, sagittal focal group F S shape illustrated in FIGS. 9 to 11 are formed.
以上のように、サジタル焦点群FSの形状は、同じ投影レンズ10を用いても、配光パターンの形状(又は反射面との位置関係)に応じて変化する。
As described above, the shape of the sagittal focus group F S changes according to the shape of the light distribution pattern (or the positional relationship with the reflecting surface) even when the
光源20は、例えば、白熱電球、ハロゲンランプ、HID、複数のLEDチップをパッケージ化したLEDパッケージであり、灯具光軸上に配置されている。
The
シェード30は、反射面40からの反射光の一部を遮光し、すれ違いビーム用配光パターンのカットオフラインを形成するための部材であり、図1、図3、図6〜図8等に示すように、サジタル焦点群FSに沿った上端縁31を備えており、該上端縁31をサジタル焦点群FSに沿わせた状態で、投影レンズ10と光源20の間に配置されている。
The
反射面40からの反射光が、レンズ光軸AX1に対して上方に向かうか、下方に向かうかは、サジタル焦点群FSに対してそれぞれ下側を通過するか、上側を通過するかによって決まる。従って、シェード30の上端縁31をサジタル焦点群FSに沿わせた状態で配置することで、明瞭なカットオフパターンを得ることが可能となる。
Reflected light from the reflecting
反射面40は、光源20からの照射光を反射する反射面であって、例えば、第一焦点が光源20近傍に設定され、第二焦点が投影レンズ10の焦点近傍に設定された回転楕円面を基準とする自由曲面形状の反射面(回転楕円系の反射面)として形成されている。
The
反射面40の形状は、配光パターンに応じた形状に形成されている。すなわち、反射面40は、図12に示すように、投影レンズ10の形状にかかわらず、サジタル焦点群FSを通過し投影レンズ10から照射された該反射面40からの反射光が所定配光パターンP(例えば、図6(b)、図7(b)、図8(b)参照)を形成する自由曲面として形成されている。
The shape of the
上記構成のプロジェクタ型前照灯ユニット100においては、光源20からの照射光は、反射面40で反射され、該反射光の一部がシェード30によって遮光された後、サジタル焦点群FSを通過し、投影レンズ10を透過し拡大、投影されることにより、明瞭なカットオフを有する所定配光パターン(例えば、図6(b)、図7(b)、図8(b)参照)を形成する。
In the projector
以上説明したように、本実施形態のプロジェクタ型前照灯ユニット100によれば、シェード30は、メリジオナル焦点群ではなくサジタル焦点群FSに沿った上端縁31を備え、該上端縁31をサジタル焦点群FSに沿わせた状態で配置されている。これにより、非回転対称形状の投影レンズ10を用いたプロジェクタ型前照灯ユニット100においても、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターン(例えば、図6(b)、図7(b)、図8(b)参照)を形成することが可能となる。すなわち、本実施形態のプロジェクタ型前照灯ユニット100によれば、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターン(例えば、図6(b)、図7(b)、図8(b)参照)を形成することが可能かつ新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニット100を提供することが可能となる。
As described above, according to the projector
また、本実施形態のプロジェクタ型前照灯ユニット100によれば、カットオフラインを有する所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニット100に好適に用いられる非回転対称形状の投影レンズ10(レンズ光軸AX1を含む水平面上にサジタル焦点群FSを形成する正面視四角形でコリメート機能を有する投影レンズ)を提供することが可能となる。
Further, according to the projector-
次に、変形例について説明する。 Next, a modified example will be described.
上記実施形態においては、投影レンズ10、光源20、シェード30、反射面40をそれぞれ一つ用いて、プロジェクタ型前照灯ユニットを構成した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。
In the above-described embodiment, an example in which a projector-type headlamp unit is configured using one
例えば、図13に示すように、単一の光源20と、相互に異なる所定配光パターンを形成する複数の光学系(投影レンズ10、シェード30及び反射面40の組み合わせからなる複数の光学系。図13では、上段の光学系、中段の光学系、下段の光学系の三つの光学系を例示)を用いて、プロジェクタ型前照灯ユニットを構成してもよい。
For example, as shown in FIG. 13, a single
本変形例においては、上段の光学系、中段の光学系、下段の光学系それぞれが形成する所定配光パターンは相互に異なる。このため、図13に示すように、上段の光学系、中段の光学系、下段の光学系それぞれにおけるシェード30は、それぞれの所定配光パターンに対応するサジタル焦点群(光学系ごとに異なる形状のサジタル焦点群)に沿った上端縁31(光学系ごとに異なる形状の上端縁31)を備え、該上端縁31をそれぞれの所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されることとなる。
In this modification, the predetermined light distribution patterns formed by the upper optical system, the middle optical system, and the lower optical system are different from each other. For this reason, as shown in FIG. 13, the
また、上記実施形態においては、単一のプロジェクタ型前照灯ユニットについて説明したが、本発明はこれに限定されない。 Moreover, in the said embodiment, although the single projector type headlamp unit was demonstrated, this invention is not limited to this.
例えば、相互に異なる所定配光パターンを形成する複数のプロジェクタ型前照灯ユニット100を組み合わせて前照灯を構成してもよい。
For example, a headlamp may be configured by combining a plurality of projector-
本変形例においては、それぞれのプロジェクタ型前照灯ユニット100が形成する所定配光パターンは相互に異なる。このため、それぞれのプロジェクタ型前照灯ユニット100におけるシェード30は、それぞれの所定配光パターンに対応するサジタル焦点群(プロジェクタ型前照灯ユニット100ごとに異なる形状のサジタル焦点群)に沿った上端縁31(プロジェクタ型前照灯ユニット100ごとに異なる形状の上端縁31)を備え、該上端縁31をそれぞれの所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されることとなる。
In this modification, the predetermined light distribution patterns formed by the projector
上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。 The above embodiment is merely an example in all respects. The present invention is not construed as being limited to these descriptions. The present invention can be implemented in various other forms without departing from the spirit or main features thereof.
100…プロジェクタ型前照灯ユニット、10…投影レンズ、11…出射面、12…入射面、20…光源、30…シェード、31…上端縁、40…反射面、AX1…レンズ光軸、AX2…シリンドリカルレンズ軸、FS…サジタル焦点(サジタル焦点群) 100 ... projector type headlight unit, 10 ... projection lens, 11 ... exit surface, 12 ... incident plane, 20 ... light source, 30 ... Shade, 31 ... upper edge, 40 ... reflecting surface, AX 1 ... lens optical axis, AX 2 ... cylindrical lens axis, F S ... sagittal focus (sagittal focus group)
Claims (8)
前記投影レンズは、前記所定配光パターンから出射面に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、入射面から出射する前記複数の仮想水平光線が、前記レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成する非回転対称形状の投影レンズであり、
前記シェードは、前記サジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁を前記サジタル焦点群に沿わせた状態で配置されていることを特徴とするプロジェクタ型前照灯ユニット。 A projection lens, a light source, a shade arranged between the projection lens and the light source, and a spheroidal reflection in which the first focal point is set near the light source and the second focal point is set near the focal point of the projection lens. A light-reflecting surface is reflected by the reflecting surface, and a part of the reflected light is shielded by the shade, and then transmitted through the projection lens to form a predetermined light distribution pattern having a cut-off line. In the projector type headlight unit,
The projection lens emits a plurality of virtual horizontal rays included in each of a plurality of vertical surfaces having different inclination angles with respect to a lens optical axis among a plurality of virtual horizontal rays reaching the exit surface from the predetermined light distribution pattern. A plurality of virtual horizontal rays emitted from the incident surface when entering the lens from the surface are non-rotationally symmetric projection lenses that form a sagittal focus group on a horizontal plane including the lens optical axis;
The projector-type headlamp unit according to claim 1, wherein the shade includes an upper end edge along the sagittal focus group, and the upper end edge is arranged along the sagittal focus group.
前記入射面は、前記レンズ光軸に対して平行な複数の仮想平行光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、前記入射面から出射する前記複数の仮想平行光線が、単一の焦点を形成する自由曲面として形成されていることを特徴とする請求項1に記載のプロジェクタ型前照灯ユニット。 The exit surface is formed as a convex lens surface whose tangent at the intersection with the lens optical axis is orthogonal to the lens optical axis,
When the plurality of virtual parallel rays parallel to the lens optical axis are incident on the inside of the lens from the exit surface, the entrance surface has a single virtual parallel ray exiting from the entrance surface. The projector-type headlamp unit according to claim 1, wherein the projector-type headlamp unit is formed as a free-form surface that forms a focal point.
投影レンズ、前記投影レンズと光源の間に配置されたシェード、及び、第一焦点が前記光源近傍に設定されかつ第二焦点が前記投影レンズの焦点近傍に設定された回転楕円系の反射面の組み合わせからなる複数の光学系と、を備え、
それぞれの光学系ごとに、前記光源からの照射光を前記反射面で反射し、該反射光の一部を前記シェードで遮光した後、前記投影レンズを透過させ、カットオフラインを有し、相互に異なる所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニットにおいて、
前記それぞれの投影レンズは、所定配光パターンから出射面に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、入射面から出射する前記複数の仮想水平光線が、前記レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成する非回転対称形状の投影レンズであり、
前記それぞれのシェードは、所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁を前記所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されていることを特徴とするプロジェクタ型前照灯ユニット。 A light source;
A projection lens, a shade disposed between the projection lens and a light source, and a spheroidal reflection surface in which a first focal point is set near the light source and a second focal point is set near the focal point of the projection lens. A plurality of optical systems comprising a combination,
For each optical system, the irradiation light from the light source is reflected by the reflecting surface, and after a part of the reflected light is shielded by the shade, the projection lens is transmitted, and has a cut-off line. In a projector-type headlamp unit that forms different predetermined light distribution patterns,
Each of the projection lenses includes a plurality of virtual horizontal rays included in each of a plurality of vertical surfaces having different inclination angles with respect to the lens optical axis, out of a plurality of virtual horizontal rays reaching the exit surface from a predetermined light distribution pattern, A plurality of virtual horizontal light beams emitted from the incident surface, when entering the lens from the exit surface, are non-rotationally symmetric projection lenses that form a sagittal focus group on a horizontal plane including the lens optical axis;
Each of the shades has an upper edge along a sagittal focus group corresponding to a predetermined light distribution pattern, and is arranged in a state where the upper edge is aligned with the sagittal focus group corresponding to the predetermined light distribution pattern. A projector-type headlamp unit characterized by
それぞれのプロジェクタ型前照灯ユニットごとに、カットオフラインを有し、相互に異なる所定配光パターンを形成する前照灯において、
前記それぞれのプロジェクタ型前照灯ユニットにおけるシェードは、所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁を前記所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されていることを特徴とする前照灯。 A plurality of projector-type headlight units according to claim 1,
Each headlamp unit has a cut-off line for each headlamp unit, and forms different predetermined light distribution patterns from each other.
The shade in each of the projector type headlight units has an upper edge along a sagittal focus group corresponding to a predetermined light distribution pattern, and the upper edge is aligned with the sagittal focus group corresponding to the predetermined light distribution pattern. A headlamp characterized by being arranged in a state.
前記所定配光パターンから出射面に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、入射面から出射する前記複数の仮想水平光線が、前記レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成することを特徴とする前照灯用投影レンズ。 In a non-rotationally symmetric projection lens used in a projector-type headlamp unit that forms a predetermined light distribution pattern having a cut-off line,
Among the plurality of virtual horizontal rays that reach the exit surface from the predetermined light distribution pattern, a plurality of virtual horizontal rays included in each of a plurality of vertical surfaces having different inclination angles with respect to the lens optical axis are transmitted from the exit surface to the inside of the lens. The projection lens for a headlamp, wherein the plurality of virtual horizontal light beams emitted from the incident surface form a sagittal focus group on a horizontal plane including the lens optical axis when incident.
前記入射面は、前記レンズ光軸に対して平行な複数の仮想平行光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、前記入射面から出射する前記複数の仮想平行光線が、単一の焦点を形成する自由曲面として形成されていることを特徴とする請求項6に記載の前照灯用投影レンズ。 The exit surface is formed as a convex lens surface whose tangent at the intersection with the lens optical axis is orthogonal to the lens optical axis,
When the plurality of virtual parallel rays parallel to the lens optical axis are incident on the inside of the lens from the exit surface, the entrance surface has a single virtual parallel ray exiting from the entrance surface. The projection lens for a headlamp according to claim 6, wherein the projection lens is formed as a free-form surface that forms a focal point.
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