JP2018060720A - Headlight module and headlight device - Google Patents
Headlight module and headlight device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018060720A JP2018060720A JP2016198266A JP2016198266A JP2018060720A JP 2018060720 A JP2018060720 A JP 2018060720A JP 2016198266 A JP2016198266 A JP 2016198266A JP 2016198266 A JP2016198266 A JP 2016198266A JP 2018060720 A JP2018060720 A JP 2018060720A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical axis
- region
- distribution pattern
- axis direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Description
本発明は、車両等の前方等を照射する前照灯モジュール及び前照灯装置に関する。 The present invention relates to a headlamp module and a headlamp device for irradiating the front of a vehicle or the like.
車両用の前照灯装置は、道路交通規則等によって定められている所定の配光パターンの条件を満たさなければならない。 A vehicle headlamp device must satisfy the conditions of a predetermined light distribution pattern determined by road traffic rules and the like.
道路交通規則の1つとして、例えば、自動車用ロービームに関する所定の配光パターンは、上下方向が狭い横長の形状をしている。 As one of the road traffic rules, for example, a predetermined light distribution pattern related to an automobile low beam has a horizontally long shape with a narrow vertical direction.
そして、カットオフラインの下側(配光パターンの内側)の領域が最大照度となるように要求される。この最大照度の領域を「高照度領域」とよぶ。ここで、「カットオフラインの下側の領域」とは、配光パターンの領域内の上部を意味し、前照灯装置では遠方を照射する部分に相当する。 The area below the cut-off line (inside the light distribution pattern) is required to have the maximum illuminance. This region with the maximum illuminance is referred to as a “high illuminance region”. Here, the “region below the cut-off line” means an upper portion in the region of the light distribution pattern, and corresponds to a portion that irradiates far away in the headlamp device.
また、他の道路交通規則の例として、歩行者の識別及び標識の識別のために、歩道側の照射を立ち上げる「立ち上がりライン」を有さなければならない。これは、対向車を幻惑させず、歩道側の人や標識等を視認するためである。ここで、「立ち上がりライン」とは、ロービームの対向車側が水平であり、歩道側は対向車側に対して斜めに立ち上がった配光パターンの形状を示している。 In addition, as another example of road traffic rules, it must have a “rise line” that raises sidewalk illumination for pedestrian identification and sign identification. This is because the oncoming vehicle is not dazzled, and people on the sidewalk, signs, and the like are visible. Here, the “rise line” indicates a shape of a light distribution pattern in which the oncoming vehicle side of the low beam is horizontal and the sidewalk side rises obliquely with respect to the oncoming vehicle side.
また、配光パターンでは配光ムラを抑える必要がある。配光ムラは、前照灯装置が路面を照明した際に、暗い線又は明るい線として現れる。そして、配光ムラは、ドライバーに距離感を見誤らせてしまう恐れがある。このため、前照灯装置では、配光ムラを抑えた配光である必要がある。 Moreover, in the light distribution pattern, it is necessary to suppress uneven light distribution. The light distribution unevenness appears as a dark line or a bright line when the headlamp device illuminates the road surface. The uneven light distribution may cause the driver to misunderstand the sense of distance. For this reason, in a headlamp apparatus, it is necessary to be the light distribution which suppressed light distribution nonuniformity.
このような複雑な配光パターンを実現するためには、リフレクタ、シェード及び投影レンズの組み合わせを用いた光学系の構成が一般的である(例えば、特許文献1)。 In order to realize such a complicated light distribution pattern, a configuration of an optical system using a combination of a reflector, a shade, and a projection lens is generally used (for example, Patent Document 1).
特許文献1においては、リフレクタは、回転楕円系の反射面から構成されており、第1の焦点と第2の焦点、長軸を有している。半導体光源は、第1の焦点の近傍に位置するように配置されている。シェードは、リフレクタからの光を一部遮光し、例えば、すれ違い配光に適した配光パターンとなるカットオフラインを形成するため、シェードの上端縁が第2の焦点近傍に位置するように配置されている。投影レンズは、その焦点がリフレクタの第2の焦点近傍に位置するようにハウジングで保持される。
In
しかしながら、特許文献1の構成では、シェード(遮光板)の上部にできる配光パターンの像は、投影レンズによって投影されている。また、カットオフラインの形状は、シェードによる遮光で形成されている。
However, in the configuration of
つまり、特許文献1の構成では、遮光によって光利用効率は低下する。特に立ち上がりラインの形状を有するカットオフラインでは、水平形状のカットオフラインに比べて、遮られる光量は多くなる。
That is, in the configuration of
また、幅の広い配光パターンを形成する場合には、投影レンズの周辺部では、光源からの光線の入射角度に応じて、光線が全反射する。このため、投影レンズから出射されない光が増加する。つまり、幅の広い配光パターンを形成すると、配光ムラが生じ、光利用効率の低下が顕著になる。 When a wide light distribution pattern is formed, the light beam is totally reflected at the peripheral portion of the projection lens according to the incident angle of the light beam from the light source. For this reason, the light which is not radiate | emitted from a projection lens increases. That is, when a wide light distribution pattern is formed, uneven light distribution occurs, and the light utilization efficiency is significantly reduced.
本発明は、従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、光利用効率の低下を抑えて異なる高さのカットオフラインを形成することができる前照灯装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object thereof is to provide a headlamp device that can form cut-off lines having different heights while suppressing a decrease in light utilization efficiency.
前照灯モジュールは、光を出射する発光面を含む光源と、前記光を入射して、前記光が形成する配光パターンを変更して投影する投射光学素子とを備える前照灯モジュール。 The headlamp module includes a light source including a light emitting surface that emits light, and a projection optical element that receives the light and changes and projects a light distribution pattern formed by the light.
本発明によれば、光利用効率の低下を抑えて、異なる高さのカットオフラインを形成する前照灯モジュール又は前照灯装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the headlamp module or headlamp apparatus which suppresses the fall of light utilization efficiency and forms the cut-off line of different height can be provided.
「前照灯装置」とは、輸送機械などに搭載されて、操縦者の視認性及び外部からの被視認性を向上させるために使われる照明装置である。車両用の前照灯装置は、ヘッドランプ又はヘッドライトとも呼ばれる。 The “headlight device” is an illuminating device that is mounted on a transport machine or the like and used to improve the visibility of the operator and the visibility from the outside. A vehicle headlamp device is also called a headlamp or a headlight.
また、投射レンズは、投影レンズと同じ意味で用いている。ここで、「投射」とは、光線を投げかけること。なお、「投影」とは、像を映しだすことである。ここでは、投射レンズ8が、光源像又は配光パターンを照射面9上に映しだしている。
Further, the projection lens is used in the same meaning as the projection lens. Here, “projection” means throwing light rays. “Projection” refers to projecting an image. Here, the
近年において、二酸化炭素(CO2)の排出と燃料の消費とを抑えるといった環境への負荷を軽減する観点から、例えば、車両の省エネルギー化が望まれている。これに伴い、車両用の前照灯装置においても小型化、軽量化及び省電力化が求められている。そこで、車両用の前照灯装置の光源として、半導体光源の採用が望まれている。半導体光源は、従来のハロゲンバルブ(ランプ光源)に比べて発光効率の高い。 In recent years, for example, from the viewpoint of reducing environmental burdens such as suppressing carbon dioxide (CO 2 ) emissions and fuel consumption, it is desired to save energy in vehicles. Along with this, miniaturization, weight reduction, and power saving are also demanded in vehicle headlamp devices. Therefore, it is desired to employ a semiconductor light source as a light source of a vehicle headlamp device. The semiconductor light source has higher luminous efficiency than the conventional halogen bulb (lamp light source).
「半導体光源」とは、例えば、発光ダイオード(LED(Light Emitting Diode))又はレーザーダイオード(LD(Laser Diode))などである。 The “semiconductor light source” is, for example, a light emitting diode (LED (Light Emitting Diode)) or a laser diode (LD (Laser Diode)).
従来のランプ光源(管球光源)は、半導体光源に比べて指向性の低い光源である。ランプ光源としては、白熱電球、ハロゲンランプ又は蛍光ランプ等が挙げられる。このため、ランプ光源はリフレクタ(例えば、反射鏡など)を用いて、放射した光に指向性を持たせている。一方、半導体光源は、少なくとも一つの発光面を備えており、光は発光面側に放射される。 A conventional lamp light source (tube light source) is a light source having lower directivity than a semiconductor light source. Examples of lamp light sources include incandescent light bulbs, halogen lamps, and fluorescent lamps. For this reason, the lamp light source uses a reflector (for example, a reflecting mirror) to give directivity to the emitted light. On the other hand, the semiconductor light source includes at least one light emitting surface, and light is emitted to the light emitting surface side.
このように、半導体光源はランプ光源と発光特性が異なる。このため、半導体光源は、リフレクタ(例えば、反射鏡など)を用いた従来の光学系ではなく、半導体光源に適した光学系を用いることが望ましい。 As described above, the semiconductor light source has a light emission characteristic different from that of the lamp light source. For this reason, it is desirable to use an optical system suitable for the semiconductor light source instead of a conventional optical system using a reflector (for example, a reflector).
例えば、リフレクタは、点光源のランプに適している。このため、LEDなどの光源にリフレクタを用いた場合には、光源が一点ではなく多数になり、無駄な光が多くなる。そして、リフレクタで正しく反射される光が少なくなり、無駄な光がグレア光となる。これは、配光パターンの領域内での光量が減少する原因となる。 For example, the reflector is suitable for a point light source lamp. For this reason, when a reflector is used for a light source such as an LED, the number of light sources is not a single point but a large number, and unnecessary light increases. Then, the light that is correctly reflected by the reflector is reduced, and wasted light becomes glare light. This causes a reduction in the amount of light in the area of the light distribution pattern.
なお、上述の半導体光源は、固体光源の一種である。固体光源としては、例えば、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)又は平面上に塗布された蛍光体に励起光を照射して、発光させる光源等が挙げられる。これらの固体光源にも、半導体光源と同様の光学系を用いることが望ましい。 The above-described semiconductor light source is a kind of solid light source. Examples of the solid light source include a light source that emits light by irradiating organic electroluminescence (organic EL) or a phosphor applied on a flat surface with excitation light. It is desirable to use the same optical system as the semiconductor light source for these solid light sources.
このように、管球光源は含まず、指向性を持つ光源を「固体光源」とよぶ。 In this way, a light source having a directivity without including a tube light source is referred to as a “solid light source”.
「指向性」とは、光などが空間中に出力されるとき、その強度が方向によって異なる性質である。ここで「指向性を有する」とは、上述のように、発光面の表面側に光が進行して、発光面の裏面側には光が進行しないことをいう。つまり、光源から出射される光の発散角は180度以下となる。 “Directivity” is a property in which, when light or the like is output into space, its intensity varies depending on the direction. Here, “having directivity” means that light travels to the front surface side of the light emitting surface and light does not travel to the back surface side of the light emitting surface, as described above. That is, the divergence angle of the light emitted from the light source is 180 degrees or less.
特許文献1の車両用前照灯は、上述のように、回転楕円面系のリフレクタの第1の焦点に半導体光源を配置している。そして、半導体光源から出射された光は、第2の焦点に集光される。シェード(遮光板)は、光の一部を遮光する。遮光されなかった光は、投影レンズによって前方に出射される。
In the vehicle headlamp of
また、以下の実施の形態で示す光源は、指向性を持つ光源(固体光源)として説明している。上述のように、主な例としては、発光ダイオード又はレーザーダイオード等の半導体光源である。また、光源は、有機エレクトロルミネッセンス光源又は平面上に塗布された蛍光体に励起光を照射して発光させる光源等も含む。 Moreover, the light source shown by the following embodiment is demonstrated as a light source (solid light source) with directivity. As described above, a main example is a semiconductor light source such as a light emitting diode or a laser diode. The light source also includes an organic electroluminescence light source or a light source that emits light by irradiating excitation light onto a phosphor applied on a flat surface.
実施の形態で固体光源を例として採用しているのは、管球光源を用いた場合には、省エネルギー化の要望又は装置の小型化の要望に応え難いからである。しかし、省エネルギー化の要望よりも光利用効率を向上させるという要望を重視する場合には、光源は管球光源であってもよい。つまり、省エネルギー化の要望又は装置の小型化の要望が無い場合には、光源は管球光源であってもよい。 The reason why the solid light source is used as an example in the embodiment is that, when a tube light source is used, it is difficult to meet the demand for energy saving or the miniaturization of the apparatus. However, when the demand for improving the light utilization efficiency is more important than the demand for energy saving, the light source may be a tube light source. In other words, the light source may be a tube light source when there is no demand for energy saving or a miniaturization of the apparatus.
本発明は、車両用の前照灯装置のロービーム及びハイビームなどに適用される。また、本発明は、自動二輪車用の前照灯装置のロービーム及びハイビームなどに適用される。また、本発明は、三輪又は四輪等のその他の車両用の前照灯装置についても適用される。 The present invention is applied to a low beam and a high beam of a vehicle headlamp device. Further, the present invention is applied to a low beam and a high beam of a headlight device for a motorcycle. Further, the present invention is also applied to a headlamp device for other vehicles such as three wheels or four wheels.
しかし、以下の説明では、自動四輪車用の前照灯装置のロービームの配光パターンを形成する場合を例として説明する。自動四輪車用の前照灯装置のロービームの配光パターンは、立ち上がりラインの形状を有するカットオフラインである。つまり、歩行者側(自車側)と対向車側とでカットオフラインの高さが異なる。 However, in the following description, a case where a low beam light distribution pattern of a headlight device for an automobile is formed will be described as an example. The light distribution pattern of the low beam of the headlight device for an automobile is a cut-off line having a rising line shape. That is, the height of the cut-off line differs between the pedestrian side (own vehicle side) and the oncoming vehicle side.
カットオフラインは、前照灯の光を壁又はスクリーンに照射した場合にできる光の明暗の区切り線のことで、配光パターンの上側の区切り線のことである。つまり、「カットオフライン」は、配光パターンの輪郭部にできる明部と暗部との境界線の部分である。「カットオフライン」は、配光パターンの上側の光の明部と暗部との境界線のことである。つまり、カットオフラインの上側(配光パターンの外側)が暗く、カットオフラインの下側(配光パターンの内側)が明るい。 The cut-off line is a light-dark dividing line formed when the light of the headlamp is irradiated on the wall or the screen, and is a dividing line on the upper side of the light distribution pattern. That is, the “cut-off line” is a boundary line portion between a bright portion and a dark portion that can be formed in the contour portion of the light distribution pattern. The “cut-off line” is a boundary line between the bright part and the dark part of the light on the upper side of the light distribution pattern. That is, the upper side of the cutoff line (outside of the light distribution pattern) is dark, and the lower side of the cutoff line (inside of the light distribution pattern) is bright.
「カットオフライン」は、明瞭であることを要求される。ここで「明瞭」とは、カットオフラインに大きな色収差又はぼやけ等が生じてはならないことを意味している。このような明瞭なカットオフラインを実現するためには、カットオフラインに大きな色収差又はぼやけ等が生じてはならない。「カットオフラインにぼやけが生じる」とは、カットオフラインが不鮮明になることである。 The “cut-off line” is required to be clear. Here, “clear” means that no significant chromatic aberration or blurring should occur in the cut-off line. In order to realize such a clear cut-off line, a large chromatic aberration or blurring should not occur in the cut-off line. “The blur occurs in the cut-off line” means that the cut-off line becomes unclear.
そして、道路交通規則では、対向車を眩惑させないために、配光パターンの上側の光の境界線(カットオフライン)は明瞭であることが要求される。つまり、カットオフラインの上側(配光パターンの外側)が暗く、カットオフラインの下側(配光パターンの内側)が明るい明瞭なカットオフラインが要求される。 The road traffic rules require that the upper boundary of the light distribution pattern (cut-off line) be clear so as not to dazzle oncoming vehicles. That is, a clear cut-off line is required in which the upper side of the cut-off line (outside the light distribution pattern) is dark and the lower side of the cut-off line (inside the light distribution pattern) is bright.
カットオフラインは、すれ違い用の前照灯装置の照射方向を調節する際に用いられる用語である。すれ違い用の前照灯装置は、ロービームとも呼ばれる。 The cut-off line is a term used when adjusting the irradiation direction of the headlight device for passing. The headlight device for passing is also called a low beam.
また、「ロービーム」とは、下向きのビームで、対向車とのすれ違いの際などに使用される。通常、ロービームでは、前方40m程度を照らす。また、「上下方向」とは、地面(路面)に対して垂直の方向である。 The “low beam” is a downward beam, and is used when passing the oncoming vehicle. Usually, the low beam illuminates about 40m ahead. The “vertical direction” is a direction perpendicular to the ground (road surface).
なお、上記の壁またはスクリーン上の配光パターンを照度分布として説明している。このため、最も明るい領域を「高照度領域」と呼んでいる。一方、配光パターンを光度分布と捉えると、配光パターンの最も明るい領域は「高光度領域」となる。例えば、後述の共役面PC上の配光パターンの高光度領域は、照射面9上の配光パターンの高照度領域に対応している。
The light distribution pattern on the wall or screen is described as the illuminance distribution. For this reason, the brightest region is called a “high illuminance region”. On the other hand, when the light distribution pattern is regarded as a light intensity distribution, the brightest region of the light distribution pattern is a “high light intensity region”. For example, a high luminous intensity region of a light distribution pattern on a conjugate plane PC described later corresponds to a high illuminance region of the light distribution pattern on the
また、上述のように、他の道路交通規則の例として、歩行者の識別及び標識の識別のために、前照灯装置は、歩道側の照射を立ち上げる「立ち上がりライン」を有さなければならない。これは、対向車を幻惑させずに、ドライバーが歩道側の人または標識等を視認するためである。ここで、「立ち上がりライン」とは、ロービームの対向車側が水平であり、歩道側は対向車側に対して斜めに立ち上がった配光パターンの形状を示している。 In addition, as described above, as an example of other road traffic rules, for the identification of pedestrians and signs, the headlamp device must have a “rise line” that raises the sidewalk side illumination. Don't be. This is because the driver can visually recognize a person or a sign on the sidewalk side without making the oncoming vehicle dazzled. Here, the “rise line” indicates a shape of a light distribution pattern in which the oncoming vehicle side of the low beam is horizontal and the sidewalk side rises obliquely with respect to the oncoming vehicle side.
上記の壁またはスクリーンを以下の実施の形態では照射面9として説明している。照射面9は、車両の前方の所定の位置に設定される仮想の面である。照射面9は、X−Y平面に平行な面である。つまり、照射面9は、前照灯装置が光を照射する方向(+Z軸方向)に対して垂直な面である。
The above-described wall or screen is described as the
車両の前方の所定の位置は、前照灯装置の光度又は照度を計測する位置である。車両の前方の所定の位置は、道路交通規則等で規定されている。例えば、欧州では、UNECE(United Nations Economic Commission for Europe)が定める自動車用の前照灯装置の光度の計測位置は、光源から25mの位置である。日本では、日本工業標準調査会(JIS)が定める光度の計測位置は、光源から10mの位置である。 The predetermined position in front of the vehicle is a position where the light intensity or illuminance of the headlamp device is measured. The predetermined position in front of the vehicle is defined by road traffic rules and the like. For example, in Europe, the measurement position of the luminous intensity of the automotive headlamp device defined by UNECE (United States Economic Commission for Europe) is a position 25 m from the light source. In Japan, the measurement position of luminous intensity determined by the Japanese Industrial Standards Committee (JIS) is a position 10 m from the light source.
シェードのカットオフラインは、立ち上がりラインの形状を有している。立ち上がりラインは、対向車側と歩行者側とでカットオフラインの高さを変えるものである。歩行者側は、対向車側との対比で考えると、自分の車両側(自車側)と言える。対向車側のカットオフラインは、前照灯の光による幻惑を防止するために、歩行者側(自車側)のカットオフラインに比べて高さが低い。つまり、配光パターンを見ると、歩行者側のシェード(自車側)に比べて、対向車側のシェードは、多くの光を遮光する。つまり、立ち上がりラインのように、カットオフラインの位置によって、高さが異なる複雑なカットオフラインを形成する場合には、遮光される光量が増えるため、光利用効率が低下する。 The shade cutoff line has the shape of a rising line. The rising line changes the height of the cut-off line between the oncoming vehicle side and the pedestrian side. The pedestrian side can be said to be the own vehicle side (own vehicle side) in comparison with the oncoming vehicle side. The cut-off line on the oncoming vehicle side is lower in height than the cut-off line on the pedestrian side (own vehicle side) in order to prevent dazzling due to the light from the headlamp. In other words, when looking at the light distribution pattern, the shade on the oncoming vehicle side blocks more light than the shade on the pedestrian side (own vehicle side). That is, when a complicated cut-off line having a different height depending on the position of the cut-off line, such as a rising line, the amount of light to be shielded is increased, so that the light use efficiency is lowered.
また、投影レンズの焦点は、シェード上に位置している。そして、投影レンズは、シェードの位置に形成された配光パターンの像を、反転して前方に投影する。つまり、配光パターンの像は、左右方向と上下方向とにおいて、反転される。幅の広い配光パターンを得るために、投影レンズは光線を大きく屈折させる。つまり、投影レンズは、大きな正のパワーを有する。 The focal point of the projection lens is located on the shade. The projection lens inverts and projects the image of the light distribution pattern formed at the position of the shade forward. That is, the image of the light distribution pattern is reversed in the left-right direction and the up-down direction. In order to obtain a wide light distribution pattern, the projection lens refracts light rays greatly. That is, the projection lens has a large positive power.
このため、投影レンズの出射面の周辺部では、光軸に対する面の傾斜が大きくなる。そして、投影レンズに入射する光線の一部は、周辺部の出射面で全反射する。全反射された光線は、前方に出射されない。つまり、配光パターンの幅を広げるほど、投影レンズから出射されない光が増える。このため、光利用効率は低下する。 For this reason, the inclination of the surface with respect to the optical axis increases at the periphery of the exit surface of the projection lens. Then, a part of the light beam incident on the projection lens is totally reflected at the peripheral exit surface. The totally reflected light beam is not emitted forward. That is, the wider the width of the light distribution pattern, the more light that is not emitted from the projection lens. For this reason, light use efficiency falls.
以下に示す実施の形態では、異なる高さのカットオフラインを形成するために、光軸が高さ方向に異なる複数の面を備える光学面を用いている。この光学面を用いることによって、光利用効率の低下を抑えている。また、光源として、固体光源を採用した例を示している。 In the embodiment described below, an optical surface having a plurality of surfaces with different optical axes in the height direction is used to form cut-off lines having different heights. By using this optical surface, a decrease in light utilization efficiency is suppressed. Moreover, the example which employ | adopted the solid light source as a light source is shown.
「配光」とは、光源の空間に対する光度分布をいう。つまり、光源から出る光の空間的分布である。また、「光度」とは、発光体の放つ光の強さの程度を示すもので、ある方向の微小な立体角内を通る光束を、その微小立体角で割ったものである。つまり、「光度」とは、光源からどのくらい強い光が出ているかを表す物理量である。また、「照度」とは、平面状の物体に照射された光の明るさを表す物理量のことである。単位面積あたりに照射された光束に等しい。 “Light distribution” refers to a light intensity distribution with respect to a space of a light source. That is, the spatial distribution of light emitted from the light source. “Luminance” indicates the intensity of light emitted from a light emitter, and is obtained by dividing a light beam passing through a minute solid angle in a certain direction by the minute solid angle. In other words, “luminosity” is a physical quantity that represents how much light is emitted from the light source. “Illuminance” is a physical quantity representing the brightness of light irradiated on a planar object. It is equal to the light beam irradiated per unit area.
また、「配光パターン」とは、光源から放射される光の方向に起因する光束の形状及び光の強度分布(光度分布)を示している。「配光パターン」を以下に示す照射面9上での照度パターンの意味としても使用する。つまり、照射面9上での光の照射される形状及び照度分布を示している。また、「配光分布」とは、光源から放射される光の方向に対する光の強度分布(光度分布)である。「配光分布」を以下に示す照射面9上での照度分布の意味としても使用する。
The “light distribution pattern” indicates the shape of the light flux and the light intensity distribution (luminous intensity distribution) caused by the direction of the light emitted from the light source. The “light distribution pattern” is also used as the meaning of the illuminance pattern on the
このため、以下の実施の形態において、例えば、共役面PC上に形成される像(配光パターン)に関しても光度分布として説明している。 For this reason, in the following embodiments, for example, an image (light distribution pattern) formed on the conjugate plane PC is also described as a light intensity distribution.
また、四輪の車両は、例えば、通常の四輪の自動車等である。また、三輪の車両は、例えば、ジャイロと呼ばれる自動三輪車である。「ジャイロと呼ばれる自動三輪車」とは、前輪が一輪で、後輪が一軸二輪の三輪でできたスクーターである。日本では原動機付自転車に該当する。車体の中央付近に回転軸を持ち、前輪及び運転席を含む車体のほとんどを左右方向に傾けることができる。この機構によって、自動二輪車と同様に旋回の際に内側へ重心を移動することができる。 The four-wheel vehicle is, for example, a normal four-wheel vehicle. The three-wheeled vehicle is, for example, an automatic tricycle called a gyro. "Automobile tricycle called gyro" is a scooter made of three wheels with one front wheel and one rear wheel. In Japan, it corresponds to a motorbike. A rotating shaft is provided near the center of the vehicle body, and most of the vehicle body including the front wheels and the driver's seat can be tilted in the left-right direction. With this mechanism, the center of gravity can be moved inward during turning as with a motorcycle.
以下、車両用の前照灯装置を例として、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態の例を説明する。なお、以下の実施の形態の説明においては、説明を容易にするためにXYZ座標を用いて説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings, taking a vehicle headlamp device as an example. In the following description of the embodiments, description will be made using XYZ coordinates for ease of explanation.
車両の左右方向をX軸方向とする。車両前方に対して左側を+X軸方向とし、車両前方に対して右側を−X軸方向とする。ここで、「前方」とは、車両の進行方向をいう。つまり、「前方」とは、前照灯装置が光を照射する方向である。 The left-right direction of the vehicle is the X-axis direction. The left side with respect to the front of the vehicle is the + X axis direction, and the right side with respect to the front of the vehicle is the −X axis direction. Here, “front” refers to the traveling direction of the vehicle. That is, “front” is a direction in which the headlamp device irradiates light.
車両の上下方向をY軸方向とする。上側を+Y軸方向とし、下側を−Y軸方向とする。「上側」とは空の方向であり、「下側」とは地面(路面等)の方向である。高さ方向は、Y軸方向である。 The vertical direction of the vehicle is the Y-axis direction. The upper side is the + Y axis direction, and the lower side is the -Y axis direction. The “upper side” is the sky direction, and the “lower side” is the direction of the ground (road surface, etc.). The height direction is the Y-axis direction.
車両の進行方向をZ軸方向とする。進行方向を+Z軸方向とし、反対の方向を−Z軸方向とする。+Z軸方向を「前方」とよび、−Z軸方向を「後方」とよぶ。つまり、+Z軸方向は前照灯装置が光を照射する方向である。 The traveling direction of the vehicle is the Z-axis direction. The traveling direction is the + Z-axis direction, and the opposite direction is the -Z-axis direction. The + Z-axis direction is called “front”, and the −Z-axis direction is called “rear”. That is, the + Z-axis direction is a direction in which the headlamp device emits light.
上述のように、以下の実施の形態では、Z−X平面は、路面に平行な面とした。これは、通常考える場合には、路面は「水平面」であるからである。このため、Z−X平面は、「水平面」として考えている。「水平面」とは、重力の方向に直角な平面である。 As described above, in the following embodiments, the ZX plane is a plane parallel to the road surface. This is because the road surface is a “horizontal plane” in normal thinking. For this reason, the ZX plane is considered as a “horizontal plane”. A “horizontal plane” is a plane perpendicular to the direction of gravity.
しかし、路面は、車両の走行方向に対しては傾くことがある。つまり、登り坂又は下り坂などである。これらの場合には、「水平面」は、路面に平行な面として考える。つまり、「水平面」は、重力の方向に対して垂直な平面ではない。 However, the road surface may be inclined with respect to the traveling direction of the vehicle. That is, uphill or downhill. In these cases, the “horizontal plane” is considered as a plane parallel to the road surface. That is, the “horizontal plane” is not a plane perpendicular to the direction of gravity.
一方、一般的な路面が車両の走行方向に対して左右方向に傾いていることは稀である。「左右方向」とは、走路の幅方向である。これらの場合には、「水平面」は、重力方向に対して直角な面として考える。例えば、路面が左右方向に傾き、車両が路面の左右方向に対して垂直であったとしても、車両が「水平面」に対して左右方向に傾いた状態と同等として考える。 On the other hand, it is rare that a general road surface is inclined in the left-right direction with respect to the traveling direction of the vehicle. The “left-right direction” is the width direction of the runway. In these cases, the “horizontal plane” is considered as a plane perpendicular to the direction of gravity. For example, even if the road surface is inclined in the left-right direction and the vehicle is perpendicular to the left-right direction of the road surface, it is considered to be equivalent to a state in which the vehicle is inclined in the left-right direction with respect to the “horizontal plane”.
なお、以下の説明を簡単にするために、「水平面」は、重力方向に垂直な平面として説明する。つまり、Z−X平面は、重力方向に垂直な平面として説明する。 In order to simplify the following description, the “horizontal plane” is described as a plane perpendicular to the direction of gravity. That is, the ZX plane will be described as a plane perpendicular to the direction of gravity.
実施の形態1.
図1(A)及び図1(B)は、実施の形態1に係る前照灯モジュール100の構成を示す構成図である。図1(A)は、車両の前方に対して右側(−X軸方向)から見た図である。図1(B)は、上側(+Y軸方向)から見た図である。
FIG. 1A and FIG. 1B are configuration diagrams showing the configuration of the
図2は、投射レンズ8の斜視図である。図3は、光源1の形状を示す模式図である。図3では、光源1を発光面11側(+Z軸側)から見ている。
FIG. 2 is a perspective view of the
図4(A)及び図4(B)は、実施の形態1に係る前照灯モジュール100a,100bの構成を示す構成図である。図4(A)および図4(B)は、上側(+Y軸方向)から見た図である。
FIGS. 4A and 4B are configuration diagrams showing configurations of the
図1に示すように、実施の形態1に係る前照灯モジュール100は、光源1、及び投射レンズ8を備える。
As shown in FIG. 1, the
<光源1>
光源1は、発光面11を備える。光源1は、発光面11から光を出射する。光源1は、例えば、発光面11から車両の前方を照明するための光を出射する。車両の前方を照明するための光を投射光ともよぶ。
<
The
光源1は、投射光学素子8の−Z軸方向側に位置している。
The
図1では、光源1は、+Z軸方向に光を出射している。「出射」とは、ある方向に向けて光を発することである。
In FIG. 1, the
光源1の発光面11の端部111は、直線部を含む形状をしている。端部111は、発光面11の−Y軸方向側に位置している。また直線部は、例えば、X軸方向に平行である。
The
本実施の形態1では、例えば、図3に示すように発光面が矩形の形状の場合を示す。図3の例では、発光面11の端部111は、−Y軸方向に位置している。端部111は、発光面11の−Y軸方向側の縁である。また、端部111は、発光面11の−Y軸方向側の辺である。また、端部111は、例えば、X軸に平行である。
In the first embodiment, for example, a case where the light emitting surface is rectangular as shown in FIG. 3 is shown. In the example of FIG. 3, the
光源1は、その種類を特に限定していない。しかし、上述の説明の通り以下の説明では、光源1がLED(発光ダイオード)であるとして説明する。以下において、発光ダイオードをLEDとよぶ。
The type of the
光源1の発光面11の中心から、発光面11に垂直に伸びる軸を光源1の光軸Csとする。図3では、例えば、光源1の光軸Csは、Z軸に平行である。
<投射レンズ8>
An axis extending perpendicularly to the
<
投射レンズ8は、正のパワーを有するレンズである。投射レンズ8は、光源1の発光面11の像を変形する。そして、投射レンズ8は、変形された発光面11の像を車両の前方の照射面9に投影する。変形された発光面11の像は、配光パターンである。
The
投射レンズ8は、光源1の発光面11の像に変更を加える。像の変更には、形状の変更が含まれている。また、像の変更には、明るさの分布の変更が含まれることができる。変更を加えられた像は、配光パターンである。投射レンズ8は、配光パターンを拡大して投射する。
The
投射レンズ8は、「投射光学素子」の一例である。実施の形態では、一例として、この投射光学素子を投射レンズ8として説明する。
The
投射レンズ8は、1枚のレンズで構成されてもよい。また、投射レンズ8は、複数のレンズを用いて構成されてもよい。ただし、レンズの枚数が増加すると、光利用効率は低下する。このため、投射レンズ8は、1枚又は2枚で構成されることが望ましい。
The
投射レンズ8は、透明樹脂等で製作されている。また、投射レンズ8の材質は、透明樹脂に限らず、透光性を有する屈折材であれば構わない。「透光性」とは、光を透過する性質である。
The
また、投射レンズ8は、少なくとも2つ以上の光軸を有する。つまり、投射レンズ8は、複数の光軸を有する。例えば、図1に示す投射レンズ8の出射面82は、第1光軸領域821、第2光軸領域822および光軸変化領域823を備えている。
The
第1光軸領域821、光軸変化領域823および第2光軸領域822は、左右方向(X軸方向)に並べて配置されている。第1光軸領域821は、出射面82の+X軸側に配置されている。光軸変化領域823は、第1光軸領域821の−X軸側に配置されている。第2光軸領域822は、光軸変化領域823の−X軸側に配置されている。光軸変化領域823は、第1光軸領域821と第2光軸領域822との間に配置されている。
The first
第1光軸領域821の光軸は、光軸Cp1である。第2光軸領域822の光軸は、光軸Cp2である。
The optical axis of the first
光軸Cp1と光軸Cp2とは、光源1の光軸Csと一致していない。例えば、光軸Cp1と光軸Cp2とは、光源1の光軸Csよりも下側(−Y軸方向)に位置する。また、光軸Cp2は、光軸Cp1よりも下側(−Y軸方向)に位置する。実施の形態1では、例えば、光軸Cs、光軸Cp1および光軸Cp2は、互いに平行である。
The optical axis Cp 1 and the optical axis Cp 2 do not coincide with the optical axis Cs of the
光軸変化領域823の光軸の高さ方向の位置は、光軸Cp1と光軸Cp2の間で変化する。高さ方向は、Y軸方向である。図1の場合には、光軸変化領域823の領域内において、+X軸側の光軸の位置は、−X軸側の光軸の位置よりも高い。
The position of the optical
投射レンズ8は、例えば、X軸方向とY軸方向で異なるパワーを有する。投射レンズ8は、例えば、トロイダルレンズである。図1では説明を簡単のために、投射レンズ8は、X軸方向にパワーを有さない。投射レンズ8は、例えば、シリンドリカルレンズである。
For example, the
トロイダルレンズ面は、樽の表面またはドーナツの表面のように、直交する2つの軸方向の曲率が異なる面のことである。また、トロイダルレンズ面を持つレンズをトロイダルレンズという。 The toroidal lens surface is a surface having different curvatures in two orthogonal directions, such as a barrel surface or a donut surface. A lens having a toroidal lens surface is called a toroidal lens.
シリンドリカルレンズ面は、一つの方向(第1の方向)に曲率を有し、その方向(第1の方向)に垂直な方向(第2の方向)に曲率を有さない面のことである。また、シリンドリカルレンズ面を持つレンズをシリンドリカルレンズという。シリンドリカルレンズに光を入射させると、一方向だけの集光または発散が行われる。凸形状のシリンドリカルレンズに平行光を入射させると線状に集光する。この集光された線を、焦線という。 The cylindrical lens surface is a surface having a curvature in one direction (first direction) and having no curvature in a direction (second direction) perpendicular to the direction (first direction). A lens having a cylindrical lens surface is called a cylindrical lens. When light is incident on the cylindrical lens, light is condensed or diverged in only one direction. When parallel light is incident on a convex cylindrical lens, the light is collected in a linear shape. This condensed line is called a focal line.
投射レンズ8の焦点のY軸方向の位置について説明する。第1光軸領域821、第2光軸領域822および光軸変化領域823の各々の焦点のY軸方向の位置について説明する。
The position of the focal point of the
第1光軸領域821の焦点のY軸方向の位置は、例えば、発光面11の端部111のY軸方向の位置に一致している。つまり、第1光軸領域821の焦点のY軸方向の位置は、例えば、Y軸方向において、発光面11の端部111と同じ位置である。
The position of the focal point of the first
図1では、第1光軸領域821の焦点は、発光面11上に位置している。第1光軸領域821の焦点は、発光面11の端部111上に位置している。つまり、第1光軸領域821の焦点は、光軸Cp1と発光面11の端部111の交点にある。したがって、第1光軸領域821を介して、発光面11を含むX−Y平面に平行な面は、Y軸方向において、照射面9と光学的に共役の位置となる。発光面11は、共役面PC上に位置している。つまり、共役面PCは、発光面11を含んでいる。
In FIG. 1, the focal point of the first
つまり、第1光軸領域821の領域においては、Y軸方向において、発光面11は、照射面9と光学的に共役の位置となる。なお、第1光軸領域821の領域においては、X軸方向において、発光面11は、必ずしも照射面9と光学的に共役の位置とはならない。
That is, in the region of the first
なお、第1光軸領域821がシリンドリカルレンズ面である場合には、上述のように、第1光軸領域821の焦点は、直線状の焦線になる。図3に示すように、発光面11が矩形の場合には、第1光軸領域821の焦線は端部111に一致する。
When the first
第2光軸領域822の焦点のY軸方向の位置は、例えば、Y軸方向において、発光面11の範囲内に位置している。
The position of the focal point of the second
図1では、第2光軸領域822の焦点は、発光面11の下側に位置している。つまり、第2光軸領域822の焦点は、光軸Cp2と発光面11を含む平面との交点にある。したがって、第2光軸領域822を介して、発光面11を含むX−Y平面に平行な面は、照射面9と光学的に共役の位置となる。
In FIG. 1, the focal point of the second
つまり、第2光軸領域822の領域においては、Y軸方向において、発光面11は、照射面9と光学的に共役の位置となる。なお、第2光軸領域822の領域においては、X軸方向において、発光面11は、必ずしも照射面9と光学的に共役の位置とはならない。
That is, in the region of the second
なお、第2光軸領域822がシリンドリカルレンズ面である場合には、上述のように、第2光軸領域822の焦点は、直線状の焦線になる。
When the second
光軸変化領域823の焦点のY軸方向の位置は、例えば、Y軸方向において、光軸Cp1と光軸Cp2の間にある。
The position of the focal point of the optical
実施の形態1では、光軸変化領域823の焦点は、発光面11を含む面上に位置している。したがって、光軸変化領域823を介して、発光面11を含むX−Y平面に平行な面は、Y軸方向において、照射面9と光学的に共役の位置となる。
In the first embodiment, the focal point of the optical
つまり、光軸変化領域823の領域においては、Y軸方向において、発光面11は、照射面9と光学的に共役の位置となる。なお、光軸変化領域823の領域においては、X軸方向において、発光面11は、必ずしも照射面9と光学的に共役の位置とはならない。
That is, in the region of the optical
「光学的に共役」とは、1つの点から発した光が他の1つの点に結像する関係のことをいう。従って、投射レンズ8の場合には、Y軸方向において、発光面11の発光パターンは、照射面9に反転して投影される。なお、X軸方向において、発光面11の発光パターンは、必ずしも照射面9に投影されない。
“Optically conjugate” refers to a relationship in which light emitted from one point forms an image at another point. Therefore, in the case of the
このように配置することで、立ち上がりラインを有するカットオフラインを照射面9上に形成することができる。カットオフラインは、光源1の端部111を利用して形成される。照射面9上のカットオフラインは、光源1の端部111の像を変形して形成される。
By arranging in this way, a cut-off line having a rising line can be formed on the
図3に示すように、X−Y平面上で見ると、光源1の発光面11において、端部111は発光面11の境界線である。つまり、端部111よりも上側(+Y軸側)は発光領域である。また、端部111よりも下側(−Y軸側)は非発光領域である。
As shown in FIG. 3, when viewed on the XY plane, in the
投射レンズ8は、端部111を境界にして発光領域と非発光領域とに分けられた関係を、照射面9上に反転して投影する。この反転された投影よって、照射面9上にカットオフラインが形成される。投射レンズ8は、このカットオフラインに立ち上がりラインを形成している。
The
<光線の挙動>
図1に示すように、光源1から出射された光は、投射レンズ8の入射面81に到達する。入射面81に到達した光は、入射面81から投射レンズ8に入射する。投射レンズ8に入射した光は、第1光軸領域821、第2光軸領域822または光軸変化領域823のいずれかから出射される。第1光軸領域821、第2光軸領域822および光軸変化領域823は、出射面82の領域である。
<Behavior of light>
As shown in FIG. 1, the light emitted from the
投射レンズ8の出射面82は、例えば、Y軸方向にのみ曲率を有する凸面形状の屈折面である。つまり、投射レンズ8は、シリンドリカルレンズである。
The
ここで、投射レンズ8のY軸方向の曲率は、路面に対して垂直方向の「配光の高さ」に寄与する。投射レンズ8のX軸方向の曲率は、路面に対して水平方向の「配光の幅」に寄与する。
Here, the curvature of the
「配光の幅」とは、照射面9上に投影された配光パターンのX軸方向の長さである。「配光の高さ」とは、照射面9上に投影された配光パターンのY軸方向の長さである。
The “light distribution width” is the length of the light distribution pattern projected on the
なお、上述では、投射レンズ8の出射面82はY軸方向にのみ曲率を持つシリンドリカルレンズとして説明した。しかし、「配光の幅」を調整する場合には、出射面82のX軸のパワーを調整することで実現することができる。つまり、X軸方向とY軸方向とで異なる曲率を有する。
In the above description, the
X軸方向とY軸方向とで異なる曲率を有するレンズ面としては、例えば、トロイダルレンズ面が挙げられる。 Examples of the lens surface having different curvatures in the X-axis direction and the Y-axis direction include a toroidal lens surface.
<Z−X平面上の光線の挙動>
まず、第1光軸領域821または第2光軸領域822を透過する光について説明する。
<Behavior of rays on the ZX plane>
First, light that passes through the first
例えば、図1(B)に示すように、Z−X平面で見ると、第1光軸領域821及び第2光軸領域822は、平面形状をしている。つまり、第1光軸領域821及び第2光軸領域822は、水平方向(X軸方向)にパワーを有していない。
For example, as shown in FIG. 1B, when viewed in the ZX plane, the first
ここで、例えば、「Z−X平面で見る」とは、Y軸方向から見るという意味である。つまり、Z−X平面に投影して見るということである。 Here, for example, “view in the ZX plane” means to view from the Y-axis direction. That is, it is projected on the ZX plane and viewed.
図1(B)の場合には、Z−X平面で見ると、光軸Cp1の位置と光軸Cp2の位置とは、光軸Csの位置と同じである。 In the case of FIG. 1B, when viewed in the ZX plane, the position of the optical axis Cp 1 and the position of the optical axis Cp 2 are the same as the position of the optical axis Cs.
図1(B)では、第1光軸領域821を透過する代表光線として光線R11,R12を示す。光線R11,R12は、実線で描かれている。
In FIG. 1B, rays R11 and R12 are shown as representative rays that pass through the first
Z−X平面上において、第1光軸領域821から出射される際の光軸Cp1に対する光線R11,R12の角度a3は、投射レンズ8の入射面81に入射する際の光軸Cp1に対する光線R11,R12の角度a1と同じである。
On Z-X plane, the angle a 3 of rays R11, R12 with respect to the optical axis Cp 1 when emitted from the first
図1(B)では、Z−X平面上において、入射面81に入射する際の光線R11の入射角は、光線R12の入射角と同じである。また、Z−X平面上において、第1光軸領域821から出射される際の光線R11の出射角は、光線R12の出射角と同じである。また、Z−X平面上において、入射面81に入射する際の光線R11,R12の入射角は、第1光軸領域821から出射される際の光線R11,R12の出射角と同じである。
In FIG. 1B, on the ZX plane, the incident angle of the light beam R11 when entering the
また、第1光軸領域821を透過した光線R11,R12は、照射面9上で光軸Cp1よりも+X軸方向の位置に到達する。つまり、第1光軸領域821を透過する光は、+X軸方向の「配光の幅」に寄与する。
Also, light rays R11 transmitted through the first
一方、図1(B)では、第2光軸領域822を透過する代表光線として光線R21,R22を示す。光線R21,R22は、破線で描かれている。
On the other hand, in FIG. 1B, light rays R21 and R22 are shown as representative light rays that pass through the second
Z−X平面上において、第2光軸領域822から出射される際の光軸Cp2に対する光線R21,R22の角度a4は、投射レンズ8の入射面81に入射する際の光軸Cp2に対する光線R21,R22の角度a2と同じである。
On Z-X plane, the angle a 4 of the ray R21, R22 with respect to the optical axis Cp 2 when emitted from the second
図1(B)では、Z−X平面上において、入射面81に入射する際の光線R21の入射角は、光線R22の入射角と同じである。また、Z−X平面上において、第2光軸領域822から出射される際の光線R21の出射角は、光線R22の出射角と同じである。また、Z−X平面上において、入射面81に入射する際の光線R21,R22の入射角は、第2光軸領域822から出射される際の光線R21,R22の出射角と同じである。
In FIG. 1B, on the ZX plane, the incident angle of the light ray R21 when entering the
また、第2光軸領域822を透過した光線R21,R22は、照射面9上で光軸Cp2よりも−X軸方向の位置に到達する。つまり、第2光軸領域822を透過する光は−X軸方向の「配光の幅」に寄与する。
Also, light rays R21, R22 transmitted through the second
つまり、図1(B)の場合には、第1光軸領域821または第2光軸領域822を透過する光が形成する配光パターン幅は、投射レンズ8に入射する際の光線の入射角で決まる。
That is, in the case of FIG. 1B, the width of the light distribution pattern formed by the light transmitted through the first
次に、図4(A)および図4(B)を用いて説明する。図4(A)および図4(B)は、両方とも、上側(+Y軸方向)から見た図である。 Next, description will be made with reference to FIGS. 4 (A) and 4 (B). 4A and 4B are views as seen from the upper side (+ Y-axis direction).
例えば、図4(A)に示すように、Z−X平面上において、第1光軸領域821及び第2光軸領域822を凸面形状とすることができる。第1光軸領域821の光軸は、光軸Cp1である。第2光軸領域822の光軸は、光軸Cp2である。つまり、第1光軸領域821及び第2光軸領域822は、それぞれ正のパワーを有する。
For example, as shown in FIG. 4A, the first
この場合には、第1光軸領域821または第2光軸領域822から出射された光は、集光されて照射面9に照射される。つまり、Z−X平面において、投射レンズ8aに入射する際の光軸Cp1,Cp2に対する光線の角度a1,a2に比べて、第1光軸領域821または第2光軸領域822を透過した際の光軸Cp1,Cp2に対する光線の角度a5,a6は小さくなる。したがって、第1光軸領域821及び第2光軸領域822がパワーを有さない場合に比べて、第1光軸領域821または第2光軸領域822を透過した光が照射面9に形成する配光の幅は狭くなる。
In this case, the light emitted from the first
また、例えば、図4(B)に示すように、Z−X平面上において、第1光軸領域821及び第2光軸領域822を凹面形状とすることができる。第1光軸領域821の光軸は、光軸Cp1である。第2光軸領域822の光軸は、光軸Cp2である。つまり、第1光軸領域821及び第2光軸領域822は、それぞれ負のパワーを有する。
For example, as shown in FIG. 4B, the first
この場合には、第1光軸領域821または第2光軸領域822から出射された光は、発散されて照射面9に照射される。つまり、Z−X平面上において、投射レンズ8bに入射する際の光軸Cp1,Cp2に対する光線の角度a1,a2に比べて、第1光軸領域821または第2光軸領域822を透過する際の光軸Cp1,Cp2に対する光線の角度a7,a8は大きくなる。したがって、第1光軸領域821及び第2光軸領域822がパワーを有さない場合に比べて、第1光軸領域821または第2光軸領域822を透過した光が照射面9に生成する配光の幅は広くなる。
In this case, the light emitted from the first
第1光軸領域821を透過した光が形成する配光パターンの幅は、第1光軸領域821の曲率によって変化する。また、第2光軸領域822を透過した光が形成する配光パターンの幅は、第2光軸領域822の曲率によって変化する。
The width of the light distribution pattern formed by the light transmitted through the first
図4で説明したように、実施の形態1では、Z−X平面上のX軸方向において、光軸Cp1と光軸Cp2とを、光軸Csに一致させている。しかし、これに限るものではない。それぞれの光軸Cs,Cp1,Cp2を、X軸方向にずらしても良い。つまり、光軸Cs,Cp1,Cp2のX軸方向の位置は、そえぞれ異なっていてもよい。 As described in FIG. 4, in the first embodiment, in the X-axis direction on Z-X plane, and the optical axis Cp 1 and the optical axis Cp 2, it is made to coincide with the optical axis Cs. However, it is not limited to this. Each optical axis Cs, Cp 1 , Cp 2 may be shifted in the X-axis direction. That is, the positions of the optical axes Cs, Cp 1 and Cp 2 in the X-axis direction may be different from each other.
次に、光軸変化領域823を通る光について説明する。
Next, light passing through the optical
例えば、図1(B)に示すように、Z−X平面上で平面的に見ると、光軸変化領域823は、光軸変化領域823の面頂点の位置において直線形状をしている。つまり、光軸変化領域823は、面頂点の位置において、水平方向にパワーを有していない。
For example, as shown in FIG. 1B, when viewed in plan on the ZX plane, the optical
しかし、図1(A)および図2に示すように、Y軸方向の同じ位置において、第1光軸領域821のZ軸方向の位置は、第2光軸領域822のZ軸方向の位置と異なる位置となっている。
However, as shown in FIGS. 1A and 2, at the same position in the Y-axis direction, the position of the first
光軸変化領域823は、第1光軸領域821と第2光軸領域822とを繋ぐ領域である。このため、X軸方向において、光軸変化領域823は、第1光軸領域821と接続する部分に向けて傾斜している。また、X軸方向において、光軸変化領域823は、第2光軸領域822と接続する部分に向けて傾斜している。
The optical
図1(B)では、光軸変化領域823を透過する代表光線として光線R31,R32,R33を示す。光線R31,R32,R33は、二点鎖線で描かれている。
In FIG. 1B, light rays R31, R32, and R33 are shown as representative light rays that pass through the optical
光線R31は、光軸変化領域823のY軸方向の面頂点の位置を透過する光線を示している。この面頂点の位置では、光軸変化領域823に、X軸方向の傾斜はない。
A light ray R <b> 31 indicates a light ray that passes through the position of the surface vertex in the Y-axis direction of the optical
このため、Z−X平面上において、光軸変化領域823から出射される際の光軸Cp3に対する光線R31の角度は、投射レンズ8の入射面81に入射する際の光軸Cp3に対する光線R31の角度と同じである。
Therefore, on the Z-X plane, the angle of the light beam R31 with respect to the optical axis Cp 3 when emitted from the optical
図1(B)では、光線R31は、入射面82に入射する際の入射角と同じ出射角で、光軸変化領域823から出射される。
In FIG. 1B, the light ray R31 is emitted from the optical
なお、光線R31,R32,R33に関しては、光線R11,R12,R21,R22のように、角度a1,a2,a3,a4,a5,a6を図面上で示していない。しかし、光線R31と角度との関係は、光線R11,R12,R21,R22の場合と同様である。 Regarding the light rays R31, R32, and R33, the angles a 1 , a 2 , a 3 , a 4 , a 5 , and a 6 are not shown in the drawing as the light rays R11, R12, R21, and R22. However, the relationship between the ray R31 and the angle is the same as in the case of the rays R11, R12, R21, and R22.
光線R32は、光軸変化領域823の+Y軸方向の端部を透過する光線を示している。この+Y軸方向の端部では、第1光軸領域821が第2光軸領域822よりも+Z軸方向に突出している。光軸変化領域823は、第1光軸領域821と第2光軸領域822とをつなぐように、傾斜した面で形成されている。
A light ray R <b> 32 indicates a light ray that passes through the end portion in the + Y-axis direction of the optical
したがって、光線R32は、Z−X平面上において、投射レンズ8の入射面81に入射する際の光軸Cp3に対する角度に対して、光軸変化領域823から出射される際の光軸Cp3に対する角度は、+X軸方向に大きくなっている。
Therefore, light rays R32 is on the Z-X plane, with respect to the angle with respect to the optical axis Cp 3 when incident on the
光線R33は、光軸変化領域823の−Y軸方向の端部を透過する光線を示している。この−Y軸方向の端部では、第2光軸領域822が第1光軸領域821よりも+Z軸方向に突出している。光軸変化領域823は、第1光軸領域821と第2光軸領域822とをつなぐように、傾斜した面で形成されている。
A light ray R33 indicates a light ray that passes through the end of the optical
したがって、光線R33は、Z−X平面上において、投射レンズ8の入射面81に入射する際の光軸Cp3に対する角度に対して、光軸変化領域823から出射される際の光軸Cp3に対する角度は、−X軸方向に大きくなっている。
Therefore, light rays R33 is on the Z-X plane, with respect to the angle with respect to the optical axis Cp 3 when incident on the
<Z−Y平面上の光線の挙動>
図1(A)に示すように、投射レンズ8の出射面82は正のパワーを有している。また、投射レンズ8の出射面82の焦点のZ軸方向の位置は、発光面11のZ軸方向の位置に一致している。つまり、投射レンズ8の出射面82の焦点は、発光面11を含む面上に位置している。
<Behavior of rays on the ZY plane>
As shown in FIG. 1A, the
図1では、投射レンズ8の出射面82の焦点は、発光面11上に位置している。つまり、Y軸方向において、発光面11は、照射面9と光学的に共役の位置となる。
In FIG. 1, the focal point of the
まず、第1光軸領域821、及び第2光軸領域822を透過する光について説明する。
First, light transmitted through the first
Z−Y平面上において、投射レンズ8の入射面81から入射して、第1光軸領域821または第2光軸領域822から出射された光は、発光面11の像を照射面9上に結像する。
On the ZY plane, the light incident from the
発光面11の端部111は、X軸に平行な直線形状を含んでいる。図3では、発光面11の端部111は、X軸に平行な直線形状である。このため、発光面11の端部111から出射された光のうち、第1光軸領域821または第2光軸領域822を透過した光によって、配光パターンのX軸に平行な直線形状は、照射面9上に投影される。
The
図1(A)の例では、Y軸方向において、第1光軸領域821の光軸Cp1は、発光面11の端部111と同じ高さにある。例えば、第1光軸領域821の光軸Cp1は、発光面11の端部111を通っている。第1光軸領域821の光軸Cp1は、発光面11の端部111と交差している。
In the example of FIG. 1A, the optical axis Cp 1 of the first
光線R11,R12は、端部111から出射されて、第1光軸領域821を透過する。図1では、光線R11,R12は、実線で描かれている。
The light rays R11 and R12 are emitted from the
光線R11,R12は、照射面9上において、光軸Cp1上に到達する。従がって、図1(A)に示すように、光線R11,R12は、照射面9上で端部111と同じ高さの位置に到達する。
Rays R11, R12 are, on the
一方、Y軸方向において、第2光軸領域822の光軸Cp2は、第1光軸領域821の光軸Cp1よりも低い位置にある。例えば、第2光軸領域822の光軸Cp2は、発光面11の端部111よりも低い位置を通っている。実施の形態1では、「低い位置」とは、−Y軸方向である。
On the other hand, in the Y-axis direction, the optical axis Cp 2 of the second
光線R21,R22は、端部111から出射されて、第2光軸領域822を透過する。図1では、光線R21,R22は、破線で描かれている。このため、第2光軸領域822において、光線R21,R22は、光線R11,R12よりも下方向(−Y軸方向)に屈折される。
The light rays R21 and R22 are emitted from the
光線R21,R22は、照射面9上において、光軸Cp2上に到達する。従がって、図1(A)に示すように、光線R21,R22は、照射面9上で端部111よりも低い位置に到達する。照射面9上において、光軸Cp2は光軸Cp1よりも−Y軸方向に位置している。
Rays R21, R22 are, on the
つまり、第2光軸領域822を透過した光によって形成される照射面9上の像は、第1光軸領域821を透過した光によって形成される照射面9上の像よりも低い位置に投影される。
That is, the image on the
つまり、投射レンズ8の第1光軸領域821と第2光軸領域822との各々は、照射面9上に、高さの異なる配光パターンを投影する。
That is, each of the first
<光軸変化領域823を透過する光線の挙動>
次に、光軸変化領域823を透過する光について説明する。
<Behavior of light passing through optical
Next, light that passes through the optical
図5は、光軸変化領域823を透過する光線の挙動を説明した図である。図5(A)は、Y−Z平面上の光線の挙動を説明した図である。図5(B)は、Z−X平面上の光線の挙動を説明した図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the behavior of light rays that pass through the optical
図5(B)は、Z−X平面における光線R311,R312の挙動を示している。図5(B)において、光線R311,R312は、X−Z平面上で見て、光源11のX軸方向の同じ位置から発せられている。そして、光線R311,R312は、光軸変化領域823を透過する。
FIG. 5B shows the behavior of the light rays R311 and R312 in the ZX plane. In FIG. 5B, light rays R311 and R312 are emitted from the same position in the X-axis direction of the
R311は、光軸変化領域823の第1光軸領域821に近い位置を透過している。また、R312は、光軸変化領域823の第2光軸領域822に近い位置を透過している。光軸変化領域823において、光線R311は、光線R312よりも+X軸方向を透過している。
R311 transmits the position close to the first
つまり、Z−X平面上において、光軸Csに対する光線R311の傾きは、光軸Csに対する光線R312の傾きと異なる。 That is, on the ZX plane, the inclination of the light ray R311 with respect to the optical axis Cs is different from the inclination of the light ray R312 with respect to the optical axis Cs.
なお、光線R311,R312に関しても、光線R31,R32,R33と同様に、図面上で角度の記載を省いている。しかし、光線RR311,R312と角度との関係は、光線R11,R12,R21,R22の場合と同様である。 Regarding the light rays R311, R312 as well as the light rays R31, R32, R33, the angle is omitted from the drawing. However, the relationship between the light rays RR311, R312 and the angle is the same as that of the light rays R11, R12, R21, R22.
図5(A)は、Y−Z平面における光線R311とR312の挙動を示している。図5(A)において、光線R311、R312は、発光面11の端部111から出射されている。つまり、光線R311と光線R312とは、発光面11の端部111の同一の位置から出射されている。
FIG. 5A shows the behavior of light rays R311 and R312 in the YZ plane. In FIG. 5A, light rays R 311 and R 312 are emitted from the
図5(A)に示すように、Y−Z平面上において、光線R311と光線R322とは、投射レンズ8に同じ角度で入射する。しかし、光軸変化領域823を透過する際には、光線R312は、光線R311よりも−Y軸方向に大きく屈折されて出射される。これは、光軸変化領域823において、光線R312は、光線R312よりも第2光軸領域822側を透過するためである。
As shown in FIG. 5A, the light ray R311 and the light ray R322 are incident on the
光線R312は、光線R311よりも−X軸側を透過する。そして、光線R312は、光線R311よりも−Y軸方向に屈折される。つまり、光軸変化領域823では、−X軸側を透過する光線は、+X軸側を透過する光線よりも、−Y軸方向に屈折される。
The light ray R312 transmits on the −X axis side from the light ray R311. The light ray R312 is refracted in the −Y-axis direction with respect to the light ray R311. That is, in the optical
つまり、光軸変化領域823では、光軸の高さが光軸Cp1と光軸Cp2の間で変化する。従がって、光軸変化領域823では、照射面9上での配光パターンのY軸方向の位置は、光軸変化領域823を透過するX軸方向の位置に対応して変化する。光軸変化領域823を透過する光線が照射面9上に形成する像の高さは、−X軸側よりも+X軸方向の方が高い。
That is, the optical
つまり、光軸変化領域823を透過する光によって、発光面11の端部111の像は、照射面9上では、傾斜した直線形状となる。照射面9上では、Y軸方向において、この直線形状の+X軸側の位置は、−X軸側の位置よりも高い。
That is, the image of the
<配光パターン>
自動四輪車用の前照灯装置のロービームの配光パターンについて説明する。
<Light distribution pattern>
A low beam light distribution pattern of a headlight device for an automobile will be described.
図6は、照射面9上に投影された自動四輪車用の前照灯装置10のロービームの配光パターン95の例である。前述のように、自動四輪車用(自動車用)の前照灯装置10のロービームの配光パターン95は、立ち上がりライン93の形状を含むカットオフライン94を有している。
FIG. 6 is an example of a low beam
図6の例では、配光パターン95の上端の形状は、水平ライン91,92と立ち上がりライン93とを含んでいる。水平ライン91,92は、高さの異なる2つの水平なラインである。立ち上がりライン93は、斜めに傾斜したラインである。
In the example of FIG. 6, the shape of the upper end of the
つまり、図6の配光パターン95のカットオフライン94は、水平ライン91,92および立ち上がりライン93を含んでいる。左側(+X軸方向側)の水平ライン91は、右側(−X軸方向)の水平ライン92よりも高い位置にある。このため、立ち上がりライン93の+X軸側の端部は、立ち上がりライン93の−X軸側の端部よりも高い位置にある。
That is, the cut-
図6の例では、水平ライン91側が歩行者側(自車側)であり、水平ライン92側が対向車側である。なお、車両が左側の車線を走行する場合について説明している。車両が右側の車線を走行する場合には、図6に示す配光パターン95の左右方向は逆になる。
In the example of FIG. 6, the
実施の形態1に係る前照灯モジュー100は、投射レンズ8によって、光源1の発光面11の発光面11の形状を変形した配光パターン95を形成している。そして、前照灯モジュー100は、配光パターン95を照射面9上に投影している。つまり、前照灯モジュー100は、1つのモジュールで、前照灯装置10のロービームの配光パターン95を実現している。また、前照灯モジュー100は、光源1と投射レンズ8とで前照灯装置10のロービームの配光パターン95を実現している。
The
図7、図8及び図9は、実施の形態1に係る前照灯モジュール100の照射面9上での照度分布をコンター表示で示した図である。
7, 8 and 9 are diagrams showing the illuminance distribution on the
「コンター表示」とは、等高線図で表示することである。「等高線図」とは、同じ値の点を線で結んで表した図である。 “Contour display” is to display a contour map. A “contour map” is a diagram in which dots having the same value are connected by a line.
図7は、図1に示す投射レンズ8を用いた場合の照度分布を示した図である。つまり、Y軸方向において、投射レンズ8の出射面82の第1光軸領域821の面頂点の位置は、発光面11の端部111上に有る。そして、投射レンズ8の出射面82は、X軸方向に曲率を持たない。つまり、出射面82は、シリンドリカルレンズである。
FIG. 7 is a diagram showing an illuminance distribution when the
図8は、図4(A)に示す投射レンズ8aを用いた場合の照度分布である。つまり、Y軸方向において、投射レンズ8aの出射面82の第1光軸領域821の面頂点の位置は、発光面11の端部111上に有る。そして、投射レンズ8aの出射面82は、X軸方向に正のパワーを有する。
FIG. 8 shows an illuminance distribution when the
図9は、図4(B)に示す投射レンズ8bを用いた場合の照度分布である。つまり、Y軸方向において、投射レンズ8bの出射面82の第1光軸領域821の面頂点の位置は、発光面11の端部111上に有る。そして、投射レンズ8bの出射面82は、X軸方向に負のパワーを有する。
FIG. 9 shows an illuminance distribution when the
これらの照度分布は、車両から25m前方(+Z軸方向)の照射面9に投影された照度分布である。また、これら照度分布は、シミュレーションによって求められたものである。
These illuminance distributions are illuminance distributions projected on the
図7から分かるように、配光パターン95のカットオフライン94は、水平ライン91,92と立ち上がりライン93とを含んでいる。水平ライン91,92は、高さの異なる2つの水平なラインである。立ち上がりライン93は、斜めに傾斜したラインである。
As can be seen from FIG. 7, the cut-
図8から分かるように、配光パターン95aのカットオフライン94は、水平ライン91,92と立ち上がりライン93とを含んでいる。水平ライン91,92は、高さの異なる2つの水平なラインである。立ち上がりライン93は、斜めに傾斜したラインである。また、図8に示す配光パターン95aの配光の幅は、図7に示す配光パターン95の配光の幅よりも狭い。
As can be seen from FIG. 8, the cut-
図9から分かるように、配光パターン95bのカットオフライン94は、水平ライン91,92と立ち上がりライン93とを含んでいる。水平ライン91,92は、高さの異なる2つの水平なラインである。立ち上がりライン93は、斜めに傾斜したラインである。また、図9に示す配光パターン95bの配光の幅は、図7に示す配光パターン95の配光の幅よりも広い。
As can be seen from FIG. 9, the cut-
つまり、実施の形態1に係る前照灯モジュール100,100a,100bは、自動4輪車に求められる配光パターンを形成することができる。また、投射レンズ8のX軸方向の曲率を変更することで、配光パターンの幅を変更することができる。
That is, the
つまり、前照灯モジュール100,100a,100bは、配光パターン95,95a,95bを形成するために、遮光板を必要としない。また、前照灯モジュール100,100a,100bは、配光パターン95,95a,95bを形成するために、複雑な光学系の構成を必要としない。つまり、前照灯モジュール100,100a,100bは、小型で簡易な構成で、光利用効率を向上した前照灯装置を実現することができる。
<比較例>
以下において、実施の形態1に係る前照灯モジュール100の効果を検証するための比較例について説明する。本比較例は、実施の形態1に係る前照灯モジュール100に遮光板5を構成要素に加えたものである。
That is, the
<Comparative example>
Below, the comparative example for verifying the effect of the
図10は、比較例に係る前照灯モジュール101を示す構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram showing a
前照灯モジュール100では、投射レンズ8の焦点は、発光面11を含む面上に位置している。また、投射レンズ8において、X軸方向のパワーは、Y軸方向のパワーと異なっている。また、投射レンズ8は、第1光軸領域821、第2光軸領域822および光軸変化領域823を備えている。
In the
一方、前照灯モジュール101では、投射レンズ8cの焦点は遮光板5を含む面上に位置している。つまり、Z軸方向において、投射レンズ8cの焦点位置は、遮光板5の位置に一致している。また、投射レンズ8cは、第1光軸領域821、第2光軸領域822および第3光軸領域824を備えていない。そして、投射レンズ8cは、X軸方向のパワーとY軸方向のパワーとが同じである。
On the other hand, in the
つまり、遮光板5は、照射面9と光学的に共役の位置にある。照射面9は、前照灯モジュー101に対して無限遠の位置に配置されていると考える。このため、共役点は、投射レンズ8cの前側の焦点となる。
That is, the
遮光板5は、投射レンズ8cの前側の焦点位置に配置されている。つまり、共役面PCは、投射レンズ8cの光軸Cpに垂直な面である。そして、共役面PCは、投射レンズ8cの前側の焦点位置にある。
The
前側の焦点は、光が入射する側の焦点である。実施の形態1では、光は−Z軸方向側から投射レンズ8,8a,8b,8cに入射している。つまり、前側の焦点は、投射レンズ8,8a,8b,8cの−Z軸側の焦点である。
The front focal point is the focal point on the side where light enters. In the first embodiment, light is incident on the
図11は、比較例に係る前照灯モジュール101の遮光板5の形状の例を示した図である。遮光板5は、辺51,52,53を備えている。遮光板5は、辺51,52,53によって、カットオフラインの形状54に光を遮光する。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the shape of the
辺51,52,53は、遮光板5の+Y軸側の辺である。辺51は、遮光板5の−X軸側に位置している。辺52は、遮光板5の+X軸側に位置している。辺53は、辺51と辺52との間に位置している。
辺51は、辺52よりも低い位置にある。つまり、辺51は、辺52よりも−Y軸方向に位置している。そして、辺53は、辺51の+X軸側の端部と辺52の−X軸側の端部とを繋いでいる。そのため、辺53は、X軸に対して、時計まわりに傾斜している。
The
遮光板5は、照射面9と光学的に共役の位置にある。このため、遮光板5(共役面PC)の位置での配光パターンは、照射面9上での配光パターンと相似形になる。
The
なお、遮光板5の位置での配光パターンは、上下方向および左右方向が反転して、照射面9上に投影される。このため、図6に示す水平ライン91は、辺51に対応している。水平ライン92は、辺52に対応している。立ち上がりライン93は、辺53に対応している。配光パターンは、カットオフラインの形状54よりも+Y軸側を透過する光によって形成されている。
The light distribution pattern at the position of the
図12は、比較例に係る前照灯モジュール101の照射面9上での照度分布をコンター表示で示した図である。シミュレーションの条件は、図7、図8および図9の場合と同様である。
FIG. 12 is a diagram showing the illuminance distribution on the
図12では、遮光板5の+Y軸側に形成された配光パターン95cが、照射面9上に投影されている。遮光板5の辺51は、照射面9上の配光パターン95cの水平ライン91に対応している。遮光板5の辺52は、照射面9上の配光パターン95cの水平ライン92に対応している。遮光板5の辺53は、照射面9上の配光パターン95cの立ち上がりライン93に対応している。
In FIG. 12, the
図12に示された配光パターン95cの水平方向(X軸方向)の広がりは小さい。これは、図3に示すように、光源1の発光面11が正方形であることに起因する。
The spread in the horizontal direction (X-axis direction) of the
投射レンズ8cは、共役面PC上の配光パターンを投影する。共役面PC上の配光パターンは、光源1の光を、遮光板5で遮光して形成される。つまり、投射レンズ8cは、共役面PC上の配光パターンと相似な配光パターンを照射面9上に投影する。
The
したがって、光源1の発光面11のアスペクト比が照射面9上の配光パターンに反映される。アスペクト比は、矩形形状の長辺と短辺の比である。ここでは、発光面11のX軸方向の辺の長さとY軸方向の辺の長さとの比である。
Therefore, the aspect ratio of the
図13は、光源1の形状を示す模式図である。図13では、光源1を発光面11側(+Z軸側)から見ている。
FIG. 13 is a schematic diagram showing the shape of the
例えば、比較例の光源1に図13に示すLEDを採用した場合についてシミュレーションを行う。図13に示す発光面11のアスペクト比は、例えば、1対3(1:3)である。Y軸方向の辺の長さが1で、X軸方向の辺の長さが3である。
For example, a simulation is performed for the case where the LED shown in FIG. 13 is adopted as the
図14は、図13に示す光源1を採用した場合のシミュレーション結果を、コンター表示で示した図である。図14は、比較例に係る前照灯モジュール101の照射面9上での照度分布をコンター表示で示した図である。
FIG. 14 is a diagram showing a simulation result in a contour display when the
図12に示す配光パターン95cの幅に比べて、図14に示す配光パターン95dの幅は広がっている。しかし、図7、図8または図9に示す配光パターン95,95a,95bの様に、幅の広い配光パターンは実現されていない。つまり、比較例では、配光パターンの幅を変更するためには、光源1の発光面11のアスペクト比を変更する必要がある。
The width of the
光源1の発光面11のアスペクト比を変更して、光源1を大きくすれば、光学系が大きくなる。また、遮光板5によって光を遮光して配光パターンを形成するため、光利用効率は低下する。
If the aspect ratio of the
また、実施の形態1に係る前照灯モジュール100では、例えば、図1(B)に示すように、Z−X平面上で見ると、投射レンズ8に入射した光の入射する際の角度a1,a2と出射する際の角度a3,a4とは同じである。入射する際の角度a1,a2は、光軸Cp1,Cp2に対する入射する際の光線の角度である。出射する際の角度a3,a4は、光軸Cp1,Cp2に対する出射する際の光線の角度である。なお、図1では、光軸Cp1,Cp2は、光軸Cpと一致している。
Further, in the
つまり、配光パターン95の幅は、投射レンズ8に入射する際の光線の角度a1,a2によって決まる。従がって、容易に配光パターン95の幅を広げることができる。
In other words, the width of the
また、入射する際の角度a1,a2と出射する際の角度a3,a4が変わらない。このため、出射面82において全反射が生じるという問題は生じない。出射面82において全反射が生じると光が前方に出射されない。つまり、光利用効率が低下する。
Further, the angles a 1 and a 2 at the time of incidence and the angles a 3 and a 4 at the time of emission do not change. For this reason, the problem that total reflection occurs on the
一方、比較例では図10(B)に示すように、Z−X平面上で見ると、投射レンズ8cに入射した光の進行方向は、屈折によって変更される。つまり、出射する際の光軸Cpに対する角度は、入射する際の光軸Cpに対する角度に対して変化している。
On the other hand, in the comparative example, as shown in FIG. 10B, when viewed on the ZX plane, the traveling direction of the light incident on the
ここで、遮光板5と照射面9とは光学的に共役である。遮光板5上(共役面PC上)に形成された配光パターンは反転されて照射面9に投影される。
Here, the
従がって、図10(B)の遮光板5上の点Pを通る光は照射面9上の点Qに結像される。点Pは、発光面11の+X軸方向の端部から出射されて、共役面PCに垂直に到達した光線の共役面PC上の到達点である。点Pを通る光線R41,R42は、投射レンズ8で屈折されて照射面9上の点Qに結像する。
Accordingly, the light passing through the point P on the
しかし、光線R43は、投射レンズ8の出射面で全反射されて前方(+Z軸方向)へ出射されない。つまり、光線R43は点Qに到達しない。したがって、光線R43は損失光となる。つまり、光利用効率は低下する。光線R43は、点Pを通る光線である。そして、光線R43は、光線R41,R42よりも投射レンズ8cに入射する際の角度が大きい光線である。
However, the light ray R43 is totally reflected by the exit surface of the
実施の形態1に係る前照灯モジュール100では、投射レンズ8に入射する角度a1,a2の大きな光線は、投射レンズ8内で全反射されることなく前方(+Z軸方向)へ出射される。このため、射レンズ8に入射する角度a1,a2の大きな光線は、配光パターン95の形成に寄与する。
In the
一方、比較例1では、投射レンズ8内で全反射されるために、投射レンズ8の前方(+Z軸方向)に出射されない光が生じる。そして、光利用効率の低下を招く。これは、X軸方向において、遮光板5と照射面9とが光学的に共役の関係にあることに起因する。
On the other hand, in Comparative Example 1, since the light is totally reflected in the
したがって、実施の形態1に係る前照灯モジュール100は、比較例の様な従来の方式に比べて、簡易な構成で、光利用効率の低下を抑えた前照灯装置を実現することができる。
Therefore, the
また、車両の中には、複数の前照灯モジュールを備える車両がある。そして、各モジュールの配光パターンが足し合わされて、1つの配光パターンが形成される。この様な場合でも、実施の形態1に係る前照灯モジュール100は、容易に適用できる。
Some vehicles include a plurality of headlamp modules. Then, the light distribution patterns of the modules are added together to form one light distribution pattern. Even in such a case, the
投射レンズ8の出射面82の第1光軸領域821と第2光軸領域822とを変更することで、前照灯モジュール100,100a,100bは、高さの異なるカットオフライン(水平ライン91,92)を形成することができる。また、光軸変化領域823を備えることで、前照灯モジュール100,100a,100bは、立ち上がりライン93を形成することができる。
By changing the first
また、投射レンズ8のX軸方向の曲面形状とY軸方向の曲面形状とを変更することで、前照灯モジュール100,100a,100bは、配光パターン95の幅と高さとを変化させることができる。そして、前照灯モジュール100,100a,100bは、配光パターン95の配光分布を変化させることができる。
Further, the
また、前照灯モジュール100,100a,100bは、遮光板5を必要としない。したがって、部品点数が削減できる。そして、組立性が改善される。また、製造コストが低減される。
The
また、配光パターン95の形状を変更する機能と、配光分布を変更する機能とは、前照灯モジュール100,100a,100bの全体で発揮できれば良い。前照灯モジュール100は、光学部品として、投射レンズ8備えている。つまり、これらの機能を、前照灯モジュール100を構成する投射レンズ8の入射面81と出射面82とのいずれかの光学面に分散することも可能である。これらの機能を、投射レンズ8の1つの面または全ての面に持たせることができる。
<変形例1>
前照灯モジュール100では、光軸変化領域823が1つの場合について説明した。しかし、光軸変化領域823を複数設けることができる。
Further, the function of changing the shape of the
<
In the
図15(A)及び図15(B)は、実施の形態1の変形例1に係る前照灯モジュール110の構成を示す構成図である。
FIGS. 15A and 15B are configuration diagrams showing the configuration of the
例えば、図15では、投射レンズ8dは、第1光軸領域821、第2光軸領域822、第3光軸領域824、光軸変化領域823、及び光軸変化領域825を備える。そして、図1と同様に、発光面11は、共役面PC上に位置している。つまり、共役面PCは、発光面11を含んでいる。
For example, in FIG. 15, the
第1光軸領域821は、出射面82の+X軸側に形成されている。光軸変化領域823は、第1光軸領域821の−X軸側に形成されている。第2光軸領域822は、光軸変化領域823の−X軸側に形成されている。光軸変化領域825は、第2光軸領域822の−X軸側に形成されている。第3光軸領域824は、光軸変化領域825の−X軸側に形成されている。
The first
X軸方向において、光軸変化領域823は、第1光軸領域821と第2光軸領域822との間に形成されている。光軸変化領域823は、第1光軸領域821と第2光軸領域822とを繋ぐ領域である。X軸方向において、光軸変化領域825は、第2光軸領域822と第3光軸領域824との間に形成されている。光軸変化領域825は、第2光軸領域822と第3光軸領域824とを繋ぐ領域である。
In the X-axis direction, the optical
第1光軸領域821の光軸は、光軸Cp1である。第2光軸領域822の光軸は、光軸Cp2である。第3光軸領域824の光軸は、光軸Cp3である。
The optical axis of the first
図15の例では、光軸Cp1,Cp2,Cp3の高さHCp1,HCp2,HCp3は、式1の関係にある。なお、高さHCp1,HCp2,HCp3の大きい方が、+Y軸側に位置していることを示している。
HCp1>HCp2 ・・・・(1a)
HCp3>HCp2 ・・・・(1b)
HCp1>HCp3 ・・・・(1c)
In the example of FIG. 15, the optical axis Cp 1, Cp 2, the height of the Cp 3 HCp 1, HCp 2,
HCp 1 > HCp 2 (1a)
HCp 3 > HCp 2 (1b)
HCp 1 > HCp 3 (1c)
図16は、照射面9上に投影された図15に示す前照灯モジュール110の配光パターンの例である。
FIG. 16 is an example of a light distribution pattern of the
図16から分かるように、配光パターン95eのカットオフライン94は、水平ライン91,92,96および立ち上がりライン93,97を含んでいる。
As can be seen from FIG. 16, the cut-
水平ライン91,92、96は,各々高さの異なる3つの水平なラインである。
The
立ち上がりライン93は、左上がりに斜めに傾斜したラインである。つまり、立ち上がりライン93の左側(+X軸側)の端部の高さは、立ち上がりライン93の右側(−X軸側)の端部の高さよりも高い。ここで、「高さが高い」とは、+Y軸側にあるという意味である。
The rising
立ち上がりライン97は、右上がりに斜めに傾斜したラインである。つまり、立ち上がりライン97の左側(+X軸側)の端部の高さは、立ち上がりライン97の右側(−X軸側)の端部の高さよりも低い。
The rising
また、図9に示す水平ラインの高さの関係は、式2の関係にある。
水平ライン91の高さ>水平ライン92の高さ ・・・・(2a)
水平ライン96の高さ>水平ライン92の高さ ・・・・(2b)
水平ライン91の高さ>水平ライン96の高さ ・・・・(2c)
Further, the relationship between the heights of the horizontal lines shown in FIG.
カットオフライン94は、高い位置にある程、遠方の視認性を向上することができる。つまり、図16の配光パターン95eでは、例えば、図7の配光パターン95に比べて、道路の右側(−X軸側)の遠方の視認性を高めることができる。したがって、ドライバーは、道路の右側の路肩の歩行者または障害物を検知しやすくなる。そして、配光パターン95eは、夜間走行の安全性に寄与することができる。
The higher the position of the cut-
つまり、実施の形態1に係る変形例1の前照灯モジュール110は、複数の光軸変化領域823,825を備えている。この様にすることで、配光パターン96eのカットオフライン94に高さの異なる複数の水平ライン91,92,96を含めることができる。
That is, the
つまり、前照灯モジュール110は、光を照射する位置に応じて、遠方の視認性を高めることができる。また、前照灯モジュール110は、光を照射する位置に応じて、幻惑を抑えることができる。
That is, the
なお、光軸変化領域823,825と光軸領域821,822,824との境界面は、滑らかな面の方が望ましい。なぜなら、境界面に急激な段差があると、加工が難しく、また、不要な光が発生する原因になり得るからである。
It should be noted that the boundary surface between the optical
<変形例2>
前照灯モジュール100の構成では、光源1と投射レンズ8を備える場合について説明した。しかし、前照灯モジュールは、集光素子2および遮光板50のいずれかを備え、または両方を備えることができる。
<
In the configuration of the
図17(A)及び図17(B)は、実施の形態1の変形例2に係る前照灯モジュール120の構成を示す構成図である。また、図18(A)及び図18(B)は、実施の形態1の変形例2に係る前照灯モジュール130の構成を示す構成図である。
FIGS. 17A and 17B are configuration diagrams showing the configuration of the
例えば、図17に示す前照灯モジュール120は、実施の形態1に係る前照灯モジュール100に加えて、集光光学素子2と遮光板50とを備える。
For example, the
集光光学素子2は、光源1から出射された光を集光光に変換する。集光光は、集光された光である。集光光学素子2は、光源1から出射された光を集光する。
The condensing
集光光学素子2は、光源1の+Z軸側(前方)に位置している。また、集光光学素子2は、遮光板50の−Z軸側(後方)に位置している。
The condensing
集光光学素子2は、光源1から発せられた光を入射する。
The condensing
集光光学素子2は、前方(+Z軸方向)に入射した光を集光する。集光光学素子2は、集光機能を有する光学素子である。つまり、集光光学素子2は、正のパワーを有する光学素子である。変形例2では、例えば、集光光学素子2は、遮光板50の位置に光源1から出射された光を集光する。つまり、集光光学素子2は、遮光板50を含む面上に光源1から出射された光を集光する。集光光学素子2は、遮光板50を含む面上に集光点を有する。
The condensing
図17では、集光光学素子2は、正のパワーを有する凸レンズとして示している。
In FIG. 17, the condensing
また、実施の形態1で示す集光光学素子2は、例えば、内部が屈折材で満たされている。
Moreover, the condensing
図17では、集光光学素子2は、1つの光学素子で構成されているが、複数の光学素子を用いることもできる。しかし、複数の光学素子を用いる場合には、各光学素子の位置決め精度を確保するなど、製造性を低下させることになる。
In FIG. 17, the condensing
光源1及び集光光学素子2は、遮光板50の後方(−Z軸方向側)に配置されている。光源1は、遮光板50の後方(−Z軸方向側)に配置されている。集光光学素子2は、遮光板50の後方(−Z軸方向側)に配置されている。
The
集光光学素子2は、例えば、透明樹脂、硝子又はシリコーン材で製作されている。集光光学素子2の材料は、光を通す性質を有すれば材質は問わず、透明な樹脂等でも構わない。つまり、光学素子2の材料は、光を通す機能を有すればよい。
The condensing
しかし、光利用効率の観点から、集光光学素子2の材料は、光を通す機能の高い材料が適している。つまり、集光光学素子2の材料は、透明であることが望ましい。また、集光光学素子2が、光源1の直後に配置されることから、集光光学素子2の材料は、耐熱性に優れた材料が好ましい。
However, from the viewpoint of light utilization efficiency, a material having a high function of transmitting light is suitable as the material of the condensing
また、例えば、図18に示すように、集光光学素子2に、光の屈折及び光の反射を利用した光学素子を利用することもできる。
For example, as shown in FIG. 18, an optical element using light refraction and light reflection can be used for the condensing
集光光学素子2は、例えば、入射面211,212、反射面22、出射面231,232を備える。
The condensing
入射面211は、集光光学素子2の中心部分に形成された入射面である。つまり、集光光学素子2の光軸Cfは、入射面211上に交点を有している。
The
入射面211は、正のパワーを有する凸面形状である。入射面211の凸面形状は、−Z軸方向に凸の形状をしている。レンズのパワーは、「屈折力」ともよばれる。入射面211は、例えば、集光光学素子2の光軸Cfを回転軸とする回転対称の形状をしている。
The
入射面212は、例えば、楕円の長軸又は短軸を回転軸として回転させた回転体の表面形状の一部をしている。楕円の長軸又は短軸を回転軸として回転させた回転体を「回転楕円体」という。この回転楕円体の回転軸は、集光光学素子2の光軸Cfと一致している。入射面212は、回転楕円体の回転軸方向の両端を切断した表面形状をしている。つまり、入射面212は、筒形状をしている。
The
入射面212の筒形状の一端(+z軸方向側の端)は、入射面211の外周に接続されている。入射面212の筒形状は、入射面211に対して−Z軸方向側に形成されている。つまり、入射面212の筒形状は、入射面211に対して光源1側に形成されている。
One end (+ z-axis direction side end) of the cylindrical surface of the
反射面22は、X−Y平面上の断面形状が、例えば、集光光学素子2の光軸Cfを中心とした円形状をした筒形状をしている。反射面22の筒形状は、−Z軸方向側の端のX−Y平面上の円形状の直径が、+Z軸方向側の端のX−Y平面上の円形状の直径よりも小さい。つまり、反射面22は、−Z軸方向から+Z軸方向に向けて直径が大きくなっている。例えば、反射面22は、円錐台の側面の形状をしている。しかし、集光光学素子2の光軸を含む面上での反射面22の形状は曲線形状であっても構わない。「光軸を含む面」とは、面上に光軸の線を描けることである。
The reflecting
反射面22の筒形状の一端(−Z軸方向側の端)は、入射面212の筒形状の他端(−Z軸方向側の端)に接続している。つまり、反射面22は、入射面212の外周側に位置している。
One end of the reflecting
出射面231は、入射面211の+Z軸方向側に位置している。つまり、集光光学素子の光軸Cfは、出射面231上に交点を有している。
The
出射面231は、正のパワーを有する凸面形状である。出射面231の凸面形状は、+Z軸方向に凸の形状をしている。出射面213は、例えば、集光光学素子2の光軸Cfを回転軸とする回転対称の形状をしている。
The
出射面232は、出射面231の外周側に位置している。出射面232は、例えば、X−Y平面に平行な平面形状をしている。出射面232の内周及び外周は、円形状をしている。
The
出射面232の内周は、出射面231の外周に接続している。出射面232の外周は、反射面22の筒形状の他端(+Z軸方向側の端)に接続している。
The inner circumference of the
また、集光光学素子2は光源1の光を集光できれば良く楕円鏡等のミラーを集光光学素子2として利用しても良い。
The condensing
投射レンズ8は、例えば、実施の形態1に係る前照灯モジュール100と同様の形状をしている。つまり、投射レンズ8の出射面82は、第1光軸領域821、第2光軸領域822および光軸変化領域823を備えている。
For example, the
遮光板50は、光源1から出射された光の一部を遮光する。そして、遮光板50は、配光パターン95のカットオフライン94を形成する。配光パターン95は、遮光板50の+Y軸側を透過する光によって形成される。
The
遮光板50は、光源1から出射された光の一部を遮光する機能を有する。このため、遮光板50は、例えば、前照灯モジュール120の筐体の一部に形成された遮光面であってもよい。遮光板50は、遮光面の一例である。
The
変形例2に係る前照灯モジュール120,130では、投射レンズ8の焦点は遮光板50を含む面上に位置している。つまり、Z軸方向において、投射レンズ8のY軸方向の焦点は、遮光板50の位置に位置している。投射レンズ8の焦点は、例えば、第1光軸領域821の焦点と第2光軸領域822の焦点とである。なお、上述のように、投射レンズ8のX軸方向の焦点は、必ずしも遮光板50の位置に位置していない。
In the
つまり、遮光板50は、Y軸方向について照射面9と光学的に共役の位置にある。このため、共役点は、投射レンズ8の前側の焦点となる。
That is, the
図19は、変形例2に係る前照灯モジュール130の遮光板50の形状の例を示した図である。遮光板50は、辺51を備えている。辺51は、図11に示すカットオフラインの形状54に対応している。遮光板50は、辺51によって、光を水平な形状で遮光する。
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of the shape of the
辺51は、遮光板50の+Y軸側の辺である。光は、辺51の+Y軸側と透過する。
The
遮光板50は、Y軸方向において、照射面9と光学的に共役の位置にある。このため、遮光板50(共役面PC)の位置でのY軸方向の配光パターンは、照射面9上での配光パターンと相似形になる。
The
遮光板50の辺51は、実施の形態1に係る前照灯モジュール100の光源1の端部111と同じ機能を有する。つまり、変形例2では、投射レンズ8によって、遮光板50の辺51を通る光の形状を変形している。
The
遮光板50の位置での配光パターンのカットオフラインの形状は、辺51の形状である。つまり、遮光板50の位置での配光パターンのカットオフラインの形状は、直線形状である。
The cut-off line shape of the light distribution pattern at the position of the
投射レンズ8は、この直線形状のカットオフラインの形状を変形する。そして、投射レンズ8は、変形されたカットオフラインの配光パターンを照射面9に投影する。これによって、前照灯モジュール120,130は、カットオフライン94の形状を生成することができる。
The
この様に、前照灯モジュール120,130は、集光光学素子2によって、光源1から出射された光を集光している。前照灯モジュール120,130は、遮光板50によって光を遮光する。変形例2では、遮光板50は、直線形状に光を遮光している。変形例2では、遮光板50は、水平に光を遮光している。これによって、光源1の形状が矩形以外の形状であっても、投射レンズ8を用いて、前照灯モジュール120,130は、カットオフラインの形状を形成することができる。
In this way, the
また、比較例1では、図11に示す遮光板5のように段違い形状で遮光する必要があった。しかし、変形例2では、水平に遮光しているため、比較例1よりも遮光する光量が少ない。従って、光利用効率は向上する。
Further, in Comparative Example 1, it was necessary to shield light in a stepped shape like the
また、集光光学素子2を用いることで、光源1から出射された光を、より多く取り込むことができる。集光光学素子2は、配光パターン95の明るさを向上できる。これによって、小型で光利用効率を向上した前照灯モジュールを実現することができる。なお、配光パターン95の明るさが十分であれば、集光光学素子2を省くことができる。
Moreover, by using the condensing
<変形例3>
変形例3は、投射レンズ8が導光投射光学素子3に変形したものである。また、変形例3は集光光学素子2を有することもできる。
<
In the third modification, the
図20(A)及び図20(B)は、実施の形態1の変形例3に係る前照灯モジュール140の構成を示す構成図である。
FIGS. 20A and 20B are configuration diagrams showing the configuration of the
図20に示すように、実施の形態1の変形例3に係る前照灯モジュール140は、光源1および導光投射光学素子3を備える。また、前照灯モジュール140は、集光光学素子2を備えることができる。
As illustrated in FIG. 20, the
また、導光投射光学素子3は、少なくとも2つ以上の光軸を有する。つまり導光投射光学素子3は、複数の光軸を有する。
The light guide projection
例えば、図20では、導光投射光学素子3の出射面33は、第1光軸領域331、第2光軸領域332、及び光軸変化領域333を備える。
For example, in FIG. 20, the
光源1及び集光光学素子2について説明を容易にするために、新たな座標系としてX1Y1Z1座標を用いる。X1Y1Z1座標は、XYZ座標を+X軸方向から見て、X軸を回転軸として時計回りに角度aだけ回転した座標である。
In order to facilitate the description of the
なお、変形例3では、集光光学素子2の光軸Cf2は、Z1軸に平行である。また、集光光学素子2の光軸Cf2は、光源1の光軸Csと一致している。
In
<導光投射光学素子3>
導光投射光学素子3は、集光光学素子2の+Z1軸方向に位置している。導光投射光学素子3は、集光光学素子2の+Z軸側に位置している。そして、導光投射光学素子3は、集光光学素子2の−Y軸側に位置している。
<Light guide projection
The light guide projection
導光投射光学素子3は、集光光学素子2から出射された光を入射する。導光投射光学素子3は、前方(+Z軸方向)に光を出射する。
The light guide projection
なお、導光投射光学素子3は、反射面32によって光を導光する機能を有する。また、導光投射光学素子3は、出射面33によって光を投射する機能を有する。このため、光学素子3を説明する際には、理解を容易にするために、導光投射光学素子3として説明する。
The light guide projection
導光投射光学素子3は、反射面32及び出射面33を備える。導光投射光学素子3は、入射面31を備えることができる。導光投射光学素子3は、入射面34を備えることができる。
The light guide projection
導光投射光学素子3は、例えば、透明樹脂、硝子又はシリコーン材等で製作されている。
The light guide projection
また、変形例3で示す導光投射光学素子3は、例えば、内部が屈折材で満たされている。
Moreover, the light guide projection
入射面31は、導光投射光学素子3の−Z軸方向側の端部に設けられている。入射面31は、導光投射光学素子3の+Y軸方向側の部分に設けられている。
The
図20(A)、図20(B)では、導光投射光学素子3の入射面31は曲面形状をしている。入射面31の曲面形状は、例えば、水平方向(X軸方向)及び垂直方向(Y軸方向)がともに正のパワーを有する凸面形状である。
20A and 20B, the
なお、入射面31は、平面形状であってもよい。また、入射面31は、水平方向(X軸方向)または垂直方向(Y軸方向)の一方にパワーを有してもよい。つまり、入射面31は、シリンドリカルレンズ面であってもよい。また、入射面31は、水平方向(X軸方向)に負のパワーを有してもよい。
The
曲面形状をした入射面31に入射した光は、その発散角が変化する。入射面31は、光の発散角を変化させることで、配光パターンを成形することができる。つまり、入射面31は、配光パターンの形状を成形する機能を有する。つまり、入射面31は、配光パターン形状成形部として機能する。
The divergence angle of the light incident on the
また、例えば、入射面31に集光機能を持たせることで、集光光学素子2を省くことも考えられる。つまり、入射面31は、集光部として機能する。
Further, for example, it may be possible to omit the condensing
入射面31は、配光パターン形状成形部の一例として考えられる。また、入射面31は、集光部の一例として考えられる。
The
反射面32は、入射面31の−Y軸方向側の端部に設けられている。つまり、反射面32は、入射面31の−Y軸方向側に配置されている。そして、反射面32は、入射面31の+Z軸方向側に配置されている。変形例3では、反射面32の−Z軸方向側の端部は、入射面31の−Y軸方向側の端部に接続している。
The reflecting surface 32 is provided at the end of the
反射面32は、反射面32に到達した光を反射する。つまり、反射面32は、光を反射する機能を有する。つまり、反射面32は、光反射部として機能する。反射面32は、光反射部の一例として考えられる。 The reflection surface 32 reflects light that has reached the reflection surface 32. That is, the reflecting surface 32 has a function of reflecting light. That is, the reflecting surface 32 functions as a light reflecting portion. The reflecting surface 32 is considered as an example of a light reflecting portion.
反射面32は、+Y軸方向に面した面である。つまり、反射面32の表面は、+Y軸方向に面した面である。反射面32の表面は、光を反射する面である。反射面32の裏面は、−Y軸方向に面した面である。 The reflection surface 32 is a surface facing in the + Y axis direction. That is, the surface of the reflecting surface 32 is a surface facing in the + Y axis direction. The surface of the reflecting surface 32 is a surface that reflects light. The back surface of the reflecting surface 32 is a surface facing in the −Y axis direction.
反射面32は、Z−X平面に対して、X軸に平行な軸を中心として、+X軸方向から見て時計回りに回転した面である。図20では、反射面32は、Z−X平面に対して、角度bだけ回転した面となっている。 The reflecting surface 32 is a surface that rotates clockwise with respect to the Z-X plane with the axis parallel to the X axis as the center when viewed from the + X axis direction. In FIG. 20, the reflecting surface 32 is a surface rotated by an angle b with respect to the Z-X plane.
図20では、反射面32は平面で示されている。しかし、反射面32は、平面である必要はない。反射面32は、曲面形状でも構わない。 In FIG. 20, the reflecting surface 32 is shown as a plane. However, the reflecting surface 32 does not have to be a flat surface. The reflection surface 32 may have a curved surface shape.
反射面32は、例えば、全反射面である。しかし、反射面32は、ミラー蒸着をすることでミラー面としても良い。しかし、反射面32は、ミラー蒸着をせずに全反射面として機能させることが望ましい。なぜなら、全反射面はミラー面よりも反射率が高く、光利用効率の向上に寄与するからである。 The reflection surface 32 is, for example, a total reflection surface. However, the reflecting surface 32 may be a mirror surface by mirror deposition. However, it is desirable that the reflection surface 32 function as a total reflection surface without mirror deposition. This is because the total reflection surface has a higher reflectance than the mirror surface and contributes to an improvement in light utilization efficiency.
稜線部321は反射面32の−Y軸方向側の辺である。稜線部321は反射面32の+Z軸方向側の辺である。そして、稜線部321は、Y軸方向において照射面9と光学的に共役の位置にある。
The
稜線部321は、変形例2の図19に示す遮光板50の辺51に相当する。しかし、変形例3では、光を遮光せずに、反射面32で反射しているため、遮光板50よりも光利用効率を高くすることができる。
The
「稜線」とは、一般的には、面と面との境界線のことである。しかし、ここでは、「稜線」は面の端部を含む。変形例3では、稜線部321は、反射面32と入射面34とを接続する部分である。つまり、反射面32と入射面34との接続する部分が稜線部321である。
The “ridge line” is generally a boundary line between surfaces. However, here, the “ridgeline” includes the edge of the surface. In the third modification, the
しかし、例えば、導光投射光学素子3の内部が空洞となっていて、入射面34が開口部となっている場合には、稜線部321は反射面32の端部となる。つまり、稜線部321は、面と面との境界線を含む。また、稜線部321は、面の端部を含む。なお、上述のように実施の形態1では、導光投射光学素子3は、内部が屈折材で満たされている。
However, for example, when the inside of the light guide projection
また、「稜線」は直線に限らず曲線等も含まれる。変形例3では、稜線部321は、直線形状である。変形例3では、稜線部321は、X軸に平行な直線形状をしている。
Further, the “ridge line” is not limited to a straight line but also includes a curved line. In the third modification, the
また、変形例3では、稜線部321は入射面34の+Y軸方向側の辺である。稜線部321も入射面34上にあるため、Y軸方向において照射面9と光学的に共役の位置にある。
In the third modification, the
変形例3に係る前照灯モジュール140では、導光投射光学素子3の出射面33の焦点は稜線部321を含む面上に位置している。つまり、Z軸方向において、導光投射レンズ3の出射面33のY軸方向の焦点は、稜線部321の位置に位置している。出射面33の焦点は、例えば、第1光軸領域331の焦点と第2光軸領域332の焦点とである。
In the
つまり、稜線部321は、Y軸方向について照射面9と光学的に共役の位置にある。このため、共役点は、出射面33の前側の焦点となる。
That is, the
稜線部321は、Y軸方向において、照射面9と光学的に共役の位置にある。このため、稜線部321(共役面PC)の位置でのY軸方向の配光パターンは、照射面9上での配光パターンと相似形になる。
The
稜線部321は、実施の形態1に係る前照灯モジュール100の光源1の端部111と同じ機能を有する。つまり、変形例3では、導光投射光学素子3の出射面33によって、稜線部321を通る光の形状を変形している。稜線部321の位置での配光パターンのカットオフラインの形状は、直線形状である。導光投射光学素子3は、この直線形状のカットオフラインの形状を変形する。そして、導光投射光学素子3は、変形されたカットオフラインの配光パターンを照射面9に投影する。これによって、前照灯モジュール140は、カットオフライン94の形状を生成することができる。
The
変形例3では、稜線部321は、導光投射光学素子3の出射面33の光軸Cp1と直角に交差している。光軸Cp2は、共役面PCに対して垂直である。共役面PCは、稜線部321を含む面である。
In the third modification, the
光軸Cp1は、出射面33の第4光軸領域331の光軸である。光軸Cp2は、出射面33の第5光軸領域332の光軸である。
The optical axis Cp 1 is the optical axis of the fourth
出射面33は、導光投射光学素子3の+Z軸方向側の端部に設けられている。出射面33は、正のパワーを有する曲面形状をしている。出射面33は、+Z軸方向に突出した凸面形状をしている。
The
出射面33の形状は実施の形態1に係る前照灯モジュール100の投射レンズ8の出射面82と同じ機能を有する。
The shape of the
つまり図20の例では、第4光軸領域331、第5光軸領域332、及び光軸変化領域333は、実施の形態1に係る前照灯モジュール100の投射レンズ8の第1光軸領域821、第2光軸領域822、及び光軸変化領域823にそれぞれ相当する。
That is, in the example of FIG. 20, the fourth
<光線の挙動>
図20に示すように、集光光学素子2によって集光された光は、入射面31から導光投射光学素子3内に入射される。
<Behavior of light>
As shown in FIG. 20, the light condensed by the condensing
入射面31は、屈折面である。入射面31は、光を屈折する。入射面31に入射された光は、入射面31で屈折される。入射面31は、−Z軸方向に突出した凸面形状である。
The
ここで、入射面31のX軸方向の曲率は、路面に対して水平方向の「配光の幅」に寄与する。また、入射面31のY軸方向の曲率は、路面に対して垂直方向の「配光の高さ」に寄与する。
Here, the curvature of the
≪Z−X平面上の光線の挙動≫
Z−X平面で見ると、入射面31は、凸面形状である。つまり、入射面31は、水平方向(X軸方向)について正のパワーを有している。ここで、「Z−X平面で見る」とは、Y軸方向から見るという意味である。つまり、Z−X平面に投影して見るということである。このため、入射面31に入射された光は、導光投射光学素子3の入射面31で更に集光されて伝播する。ここで「伝播」とは、導光投射光学素子3の中を光が進行するという意味である。
<< Behavior of rays on the Z-X plane >>
When viewed in the ZX plane, the
Z−X平面で見ると、導光部品3内を伝播する光は、図20(B)に示すように、集光光学素子2及び導光投射光学素子3の入射面31によって、導光部品3の内部にある集光位置PHに集光される。図20(B)において、集光位置PHは、破線で示されている。また、図20(B)において、稜線部321の位置が共役面PCの位置である。図20(B)では、集光位置PHを共役面PCと一致させている。
When viewed in the Z-X plane, the light propagating through the
Z−X平面上において、集光位置PHを共役面PCよりも−Z軸側に配置することもできる。また、集光位置PHを共役面PCよりも+Z軸側に配置することもできる。また、集光位置PHを持たないようにすることもできる。これらによって、共役面PC上のX軸方向の光束の幅を制御することができる。そして、前照灯モジュール140が出射する配光パターンの幅を変化させることができる。
On the ZX plane, the condensing position PH can also be arranged on the −Z axis side with respect to the conjugate plane PC. Further, the condensing position PH can also be arranged on the + Z axis side from the conjugate plane PC. It is also possible not to have the condensing position PH. By these, the width of the light beam in the X-axis direction on the conjugate plane PC can be controlled. And the width | variety of the light distribution pattern which the
共役面PC上での光の発散角の広がりは、照射面9における「配光の幅」に相当する。つまり、入射面31の曲面形状の曲率を変化させることでも、共役面PC上での光の発散角の広がりを制御することができる。これにより、前照灯モジュール140が出射する配光パターンの幅を変化させることができる。
The spread of the light divergence angle on the conjugate plane PC corresponds to the “light distribution width” on the
≪Z−Y平面上の光線の挙動≫
一方、入射面31から入射した光をY−Z平面で見れば、入射面31で屈折された光は導光投射光学素子3内を伝播して、反射面32に導かれる。
<< Behavior of rays on the ZY plane >>
On the other hand, when the light incident from the
導光投射光学素子3に入射して反射面32に到達する光は、導光投射光学素子3に入射して、反射面32に直接到達している。「直接到達する」とは、他の面等で反射されることなく、到達するという意味である。
The light that enters the light guide projection
導光投射光学素子3に入射して反射面32に到達する光は、他の面等で反射されることなく、反射面32に到達する。つまり、反射面32に到達する光は、導光投射光学素子3内で最初の反射をする。
The light that enters the light guide projection
また、反射面32で反射された光は、直接、出射面33から出射されている。つまり、反射面32で反射された光は、他の面等で反射されることなく、出射面33に到達する。Z−Y平面上において、つまり、反射面32で最初の反射をした光は、この一度の反射で出射面33に到達する。
The light reflected by the reflecting surface 32 is directly emitted from the emitting
図20では、集光光学素子2の出射面231,232の内、集光光学素子2の光軸Cp2よりも+Y1軸方向側から出射された光は、反射面32に導かれている。また、集光光学素子2の出射面231,232の内、集光光学素子2の光軸Cp2よりも−Y1軸方向側から出射された光は、反射面32で反射されることなく出射面33から出射される。
In FIG. 20, the light emitted from the + Y 1 axis direction side from the optical axis Cp 2 of the condensing
つまり、導光投射光学素子3に入射した光のうち、一部の光が反射面32に到達する。反射面32に到達した光は、反射面32で反射されて、出射面33から出射される。
That is, part of the light incident on the light guide projection
なお、光源1及び集光光学素子2の傾斜角度aの設定によって、集光光学素子2から出射された全ての光を反射面32で反射させることができる。また、反射面32の傾斜角度bの設定によって、集光光学素子2から出射された全ての光を反射面32で反射させることができる。
Note that, by setting the inclination angle a of the
また、光源1及び集光光学素子2の傾斜角度aの設定によって、導光投射光学素子3の光軸Cp方向(Z軸方向)の長さを短くすることができる。そして、光学系の奥行き(Z軸方向の長さ)を短くできる。ここで「光学系」とは、変形例3では、集光光学素子2及び導光投射光学素子3を構成要素に持つ光学系である。
Moreover, the length of the light guide projection
また、光源1及び集光光学素子2の傾斜角度aの設定によって、集光光学素子2から出射された光を、反射面32に導くことが容易になる。このため、効率的に共役面PC上で稜線部321の内側(+Y軸方向側)の領域に光を集めやすくなる。
Further, by setting the inclination angle a of the
つまり、集光光学素子2から出射された光を、反射面32の共役面PC側に集めることで、稜線部321の+Y軸方向の領域から出射する光の出射量を多くすることができる。この場合には、集光光学素子2から出射される中心光線と反射面32と交点は、反射面32の共役面PC側に位置している。
That is, by collecting the light emitted from the condensing
従って、照射面9に投影される配光パターンのカットオフライン94の下側の領域を明るくすることが容易になる。また、導光投射光学素子3の光軸Cp方向(Z軸方向)の長さが短くなることで、導光投射光学素子3の光の内部吸収が少なくなり光利用効率が向上する。「内部吸収」とは、導光部品(変形例3では導光投射光学素子3)を光が透過する際の、表面反射の損失を除く、材料内部での光損失のことである。内部吸収は導光部品の長さが長いほど増加する。
Therefore, it becomes easy to brighten the area below the cut-
一般的な導光素子では、光は導光素子の側面で反射を繰り返して導光素子の内部を進行する。これにより、光の強度分布は均一化される。変形例3では、導光投射光学素子3に入射した光は、反射面32で1回反射されて、出射面33から出射されている。この点で、本願の導光投射光学素子3の使用方法は、従来の導光素子の使用方法と相違する。
In a general light guide element, light repeatedly reflects on the side surface of the light guide element and travels inside the light guide element. Thereby, the light intensity distribution is made uniform. In the third modification, the light incident on the light guide projection
カットオフライン94の下側(−Y軸方向側)の領域が最大照度となるような配光パターンを生成するには、図20(A)に示すように、Y−Z平面上で見て、導光投射光学素子3の入射面31から入射した光の一部を反射面32によって反射させることが有効である。
In order to generate a light distribution pattern in which the area below the cut-off line 94 (−Y-axis direction side) has the maximum illuminance, as shown in FIG. It is effective to reflect a part of light incident from the
なぜなら、入射面31から入射した光のうち、反射面32で反射せずに稜線部321の+Y軸方向側に到達した光と、反射面32上で反射された光とが、共役面PC上で重畳されるからである。
This is because, among the light incident from the
つまり、照射面9上の高照度領域に対応する共役面PC上の領域で、反射面32で反射せずに共役面PCに到達した光と、反射面32上で反射されて共役面PCに到達した光とを重畳する。このような構成により、稜線部321の上側(+Y軸方向側)の領域の光度を、共役面PC上の光度の中で最も高くすることができる。
That is, in the area on the conjugate plane PC corresponding to the high illuminance area on the
反射面32で反射せずに共役面PCに到達した光と、反射面32で反射されて共役面PCに到達した光とを、共役面PC上で重畳することで、光度の高い領域を形成している。共役面PC上での光度の高い領域の位置の変更は、反射面32上での光の反射位置を変更することで可能である。 A region having a high luminous intensity is formed by superimposing the light that has reached the conjugate plane PC without being reflected by the reflecting plane 32 and the light that has been reflected by the reflecting plane 32 and has reached the conjugate plane PC on the conjugate plane PC. doing. The position of the region with high luminous intensity on the conjugate plane PC can be changed by changing the reflection position of the light on the reflecting surface 32.
反射面32上での光の反射位置を共役面PCに近づけることで、共役面PC上の稜線部321の近くを光度の高い領域とすることができる。つまり、照射面9上でのカットオフライン94の下側を照度の高い領域とすることができる。
By bringing the light reflection position on the reflection surface 32 closer to the conjugate plane PC, the vicinity of the
また、この重畳された光の量は、水平方向の配光の幅を調整する場合と同様に、入射面31の垂直方向(Y軸方向)の曲率を任意に変化させることで調整することができる。「重畳された光の量」とは、反射面32で反射せずに稜線部321の+Y軸方向側に到達した光(共役面PC上)と、反射面32上で反射された光との重畳された光の量である。
Further, the amount of the superimposed light can be adjusted by arbitrarily changing the curvature of the
上述では、高照度領域は、カットオフライン94の下側(−Y軸方向側)の領域と説明している。これは、照射面9上の配光パターンの高照度領域の位置である。
In the above description, the high illuminance area is described as the area on the lower side (−Y axis direction side) of the
Y軸方向において、共役面PC上に形成された配光パターンの像は、導光投射光学素子3によって車両の前方の照射面9に拡大して投影される。
In the Y-axis direction, the image of the light distribution pattern formed on the conjugate plane PC is enlarged and projected onto the
出射面33のY軸方向の焦点は、稜線部321を含むX−Y平面に平行な面上に位置している。第4光軸領域331の焦点は、光軸Cp1上にある。第5光軸領域332の焦点は、光軸Cp2上にある。
The focal point of the
つまり、出射面33の第4光軸領域331のY軸方向の焦点は、稜線部321を含むX−Y平面に平行な面と光軸Cp1との交点にある。また、出射面33の第5光軸領域332のY軸方向の焦点は、稜線部321を含むX−Y平面に平行な面と光軸Cp2との交点にある。
That is, the focal point in the Y-axis direction of the fourth
従来の前照灯では、遮光板と投射レンズとを用いるために、部品間の位置ばらつきによるカットオフラインの変形又は配光のばらつき等の変化が発生した。しかし、導光投射光学素子3は、1つの部品の形状精度で、出射面33の焦点位置を光軸Cp1、及び光軸Cp2方向で稜線部321の位置に一致させることができる。
In the conventional headlamp, since the light shielding plate and the projection lens are used, a change such as a cut-off line deformation or a light distribution variation due to a position variation between components occurs. However, the light guide projection
これによって、前照灯モジュール100は、カットオフラインの変形又は配光のばらつき等の変化を抑えることができる。なぜならば、一般に2つの部品間の位置精度よりも1つの部品の形状精度の方が容易に向上できるからである。
Accordingly, the
また、反射面32を、光の進行方向(+Z軸方向)に向けて、導光投射光学素子3内の光路が広がるように傾斜させることで、出射面33の口径を小さくすることができる。
In addition, the diameter of the
反射面32は、出射面33の光軸Cpの方向において、出射面33側を向くように傾斜させることで、出射面33の口径を小さくすることができる。
The reflecting surface 32 is inclined so as to face the
反射面32は、出射面33の光軸の方向において、出射面33側を向くような曲面で形成されている。
The reflection surface 32 is formed in a curved surface that faces the
反射面32の傾斜によって、出射面33の口径を小さくすることができる。そして、前照灯モジュール140を小型化できる。特に、前照灯モジュール140の高さ方向(Y軸方向)の薄型化に貢献する。
By the inclination of the reflection surface 32, the aperture of the
前照灯モジュール140は、導光投射光学素子3の入射面31の曲面形状を調整することで、配光パターンの幅及び高さを変化させることができる。そして、配光分布も変化させることができる。
The
また、前照灯モジュール140は、集光光学素子2と導光投射光学素子3との光学的な位置関係又は導光投射光学素子3の入射面31の形状を調整することで、配光パターンの幅及び高さを変化させることができる。そして、配光分布も変化させることができる。
Further, the
また、反射面32を用いることで、配光分布の変化も容易にできる。例えば、反射面32の傾斜角度bを変化させることで、高照度領域の位置を変化させることができる。 In addition, by using the reflecting surface 32, it is possible to easily change the light distribution. For example, the position of the high illuminance region can be changed by changing the inclination angle b of the reflection surface 32.
このため、複数の前照灯モジュール間で、特に、集光光学素子2の形状等を変更する必要がない。つまり、集光光学素子2を共通部品とできる。このため、部品の種類を削減でき、組立性を改善して、製造コストを低減することができる。
For this reason, it is not particularly necessary to change the shape of the condensing
また、この様な配光パターンの幅及び高さを任意に調整する機能と、配光分布を任意に調整する機能とは、前照灯モジュール140の全体で発揮できれば良い。前照灯モジュール140の光学部品は、集光光学素子2及び導光投射光学素子3を備える。つまり、これらの機能を、前照灯モジュール140を構成する集光光学素子2又は導光投射光学素子3のいずれかの光学面に分散することも可能である。
In addition, the function of arbitrarily adjusting the width and height of such a light distribution pattern and the function of arbitrarily adjusting the light distribution need only be exhibited by the
例えば、導光投射光学素子3の反射面32を曲面形状にしてパワーを持たせ、配光を形成することも可能である。
For example, it is possible to form a light distribution by providing the reflecting surface 32 of the light guide projection
しかし、反射面32については、必ずしも全ての光が反射面32に到達する必要は無い。このため、反射面32に形状を持たせた場合には、配光パターンの成形に寄与できる光の量は限られる。つまり、反射面32で反射することで、配光パターンに反射面32の形状の作用を与えられる光の量は限られる。したがって、全ての光に対して光学的に作用を与えて、容易に配光パターンを変化させるためには、入射面31にパワーを持たせて配光を形成させることが好ましい。
However, with respect to the reflecting surface 32, it is not always necessary that all light reaches the reflecting surface 32. For this reason, when the reflecting surface 32 is shaped, the amount of light that can contribute to the shaping of the light distribution pattern is limited. That is, the amount of light that can be applied to the light distribution pattern by the shape of the reflecting surface 32 by being reflected by the reflecting surface 32 is limited. Therefore, in order to optically act on all the light and easily change the light distribution pattern, it is preferable to form the light distribution by giving power to the
前照灯モジュール140は、光源1、集光光学素子2及び導光投射光学素子3を備える。光源1は、光を出射する。集光光学素子2は、光源1から出射された光を集光する。導光投射光学素子3は、集光光学素子2から出射された光を入射面31から入射して、入射されたこの光を反射面32で反射して出射面33から出射する。入射面31は、入射した光の発散角を変化させる曲面で形成される。
The
前照灯モジュール140は、光源1及び光学素子3を備える。光源1は、光を発する。光学素子3は、光源1から発せられた光を反射する反射面32及び反射面32で反射された反射光を出射する出射面33を含む。出射面33は、正の屈折力を有する。出射面33の光軸Cp方向において、反射面32の出射面33側の端部321は、出射面33の焦点位置に位置する点Tを含む。
The
変形例3では、光学素子3は、一例として、導光投射光学素子3として示されている。また、端部321は、一例として、稜線部321として示されている。
In the
反射面32の反射光の進行方向の端部321は、出射面33の光軸Cpの方向において、出射面33の焦点位置に位置する点Tを含む。
The
実施の形態2.
図21は、前照灯モジュール100,110,120,130、140を実装した前照灯装置10の構成を示した構成図である。上述の実施の形態では、前照灯モジュール100,110,120,130、140の実施の形態を説明した。図21では、一例として、前照灯モジュール100を搭載した例を示している。
FIG. 21 is a configuration diagram showing a configuration of the
例えば、図21に示された3つの前照灯モジュール100の全部又は一部を、前照灯モジュール110,120,130、140に置きかえることができる。
For example, all or part of the three
前照灯装置10は、筐体97を備える。また、前照灯装置10は、アウターレンズ96を備えることができる。
The
筐体97は、前照灯モジュール100を保持している。
The
筐体97は、例えば、車体の内部に配置されている。
The
筐体97の内部には、前照灯モジュール100が収められている。図21では、例として、3個の前照灯モジュール100が収められている。なお、前照灯モジュール100の個数は、3個に限定されない。前照灯モジュール100の個数は、1個または2個でも良く、4個以上でも良い。
A
前照灯モジュール100は、例えば、筐体97の内部に、X軸方向に並べて配置されている。なお、前照灯モジュール100の並べ方は、X軸方向に並べる方法に限らない。デザイン又は機能等を考慮して、前照灯モジュール100をY軸方向又はZ軸方向にずらして配置しても良い。
For example, the
また、図21では、筐体97の内部に前照灯モジュール100を収めている。しかし、筐体97は、箱形状である必要はない。筐体97は、フレーム等で構成されており、そのフレームに前照灯モジュール100が固定される構成を採用しても良い。なぜなら、四輪の自動車等の場合には、筐体97は車体の内部に配置されているからである。このフレーム等は、車体を構成する部品であってもよい。この場合には、筐体97は車体を構成する一部となる。つまり、筐体97は筐体部となる。
In FIG. 21, the
自動二輪車の場合には、筐体97は、ハンドルの近くに配置されている。四輪の自動車の場合には、筐体97は、車体の内部に配置されている。
In the case of a motorcycle, the
アウターレンズ96は、前照灯モジュール100から出射された光を透過する。そして、アウターレンズ96を透過した光は、車両の前方に出射される。アウターレンズ96は透明な材料で作製されている。
The
アウターレンズ96は、車体の表面部分に配置されて、車体の外部に表れている。
The
アウターレンズ96は、筐体97の+Z軸方向に配置されている。
The
前照灯モジュール100から出射された光は、アウターレンズ96を透過して、車両の前方(+Z軸方向)に出射される。図17では、アウターレンズ96から出射された光は、隣り合う前照灯モジュール100から出射された光と重なり合って、1つの配光パターンを形成している。
The light emitted from the
アウターレンズ96は、前照灯モジュール100を風雨又は塵埃等から守るために設けられている。しかし、投射レンズ8が前照灯モジュール100の内部の部品を風雨又は塵埃等から守る構造の場合には、特にアウターレンズ96を設ける必要はない。
The
以上で説明したように、複数の前照灯モジュール100を備える場合には、前照灯装置10は、前照灯モジュール100の集合体である。また、1個の前照灯モジュール100を備える場合には、前照灯装置10は、前照灯モジュール100と等しくなる。つまり、前照灯モジュール100が前照灯装置10である。または、前照灯装置10は、1個の前照灯モジュール100にアウターレンズ96または筐体97などを取り付けた構成となる。
As described above, when a plurality of
なお、上述の各実施の形態においては、「平行」または「垂直」などの部品間の位置関係又は部品の形状を示す用語を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含む。このため、請求の範囲に部品間の位置関係または部品の形状を示す記載した場合には、これらの記載は、製造上の公差又は組立て上のばらつき等を考慮した範囲を含む。 In each of the above-described embodiments, there are cases where terms indicating the positional relationship between components or the shape of the components, such as “parallel” or “vertical”, are used. These include ranges that take into account manufacturing tolerances and assembly variations. For this reason, when the claims indicate the positional relationship between the parts or the shape of the parts, these descriptions include a range that takes into account manufacturing tolerances, assembly variations, and the like.
また、以上のように本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。 Moreover, although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments.
10 前照灯装置、 100,100a,100b,101,110,120,130,140 前照灯モジュール、 1 光源、 11 発光面、 111 端部、 2 集光光学素子、 211,212 入射面、 22 反射面、 231,232 出射面、 3 導光投射光学素子3、 31,34 入射面、 32 反射面、 33 出射面、 331 第4光軸領域、 332 第5光軸領域、 333 光軸変化領域、 5,50 遮光板、 51,52,53 辺、 54 カットオフラインの形状、 8,8a,8b,8c,8d 投射レンズ、 81 入射面、 82 出射面、 821 第1光軸領域、 822 第2光軸領域、 824 第3光軸領域、 823,825 光軸変化領域、 9 照射面、 91,92,96 水平ライン、 93,97 立ち上がりライン、 94 カットオフライン、 95,95a,95b,95c,95d,95e 配光パターン、 96 アウターレンズ、 97 筐体、 Cs,Cp,Cp1,Cp2,Cp3,Cf,Cf2 光軸、 a1,a2,a3,a4,a5,a6 角度、 PC 共役面、 P,Q,T 点、 R11,R12,R21,R22,R31,R32,R33 光線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Headlamp apparatus, 100,100a, 100b, 101,110,120,130,140 Headlamp module, 1 Light source, 11 Light-emitting surface, 111 End, 2 Condensing optical element, 211,212 Incident surface, 22 Reflective surface, 231, 232 exit surface, 3 light guide projection optical element 3, 31, 34 entrance surface, 32 reflective surface, 33 exit surface, 331 fourth optical axis region, 332 fifth optical axis region, 333 optical axis change region 5, 50 light-shielding plate, 51, 52, 53 sides, 54 cut-off line shape, 8, 8a, 8b, 8c, 8d projection lens, 81 entrance surface, 82 exit surface, 821 first optical axis region, 822 second Optical axis region, 824 Third optical axis region, 823,825 Optical axis change region, 9 Irradiation surface, 91, 92, 96 Horizontal line, 93, 97 Rising line, 94 Cut-off line , 95,95a, 95b, 95c, 95d , 95e light distribution pattern, 96 the outer lens, 97 a housing, Cs, Cp, Cp 1, Cp 2, Cp 3, Cf, Cf 2 optical axis, a1, a2, a3, a4, a5, a6 angles, PC conjugate plane, P, Q, T point, R11, R12, R21, R22, R31, R32, R33 rays.
Claims (9)
前記光を入射して、前記光が形成する配光パターンを変更して投影する投射光学素子とを備える前照灯モジュール。 A light source including a light emitting surface for emitting light;
A headlamp module comprising: a projection optical element that receives the light and changes and projects a light distribution pattern formed by the light.
前記第1光軸領域の焦点および前記第2光軸領域の焦点は、前記配光パターンを含む面上の異なる位置に位置する請求項1に記載の前照灯モジュール。 The projection optical element includes a first optical axis region and a second optical axis region,
2. The headlamp module according to claim 1, wherein a focal point of the first optical axis region and a focal point of the second optical axis region are located at different positions on a surface including the light distribution pattern.
前記第1光軸領域の焦点の位置と前記第2光軸領域の焦点の位置との異なる方向は、前記前照灯モジュールによって投影された配光パターンの垂直方向に対応した方向である請求項2に記載の前照灯モジュール。 A headlamp module mounted on a vehicle,
The direction different from the focal position of the first optical axis region and the focal position of the second optical axis region is a direction corresponding to a vertical direction of a light distribution pattern projected by the headlamp module. 2. The headlamp module according to 2.
前記配光パターンは、前記遮光面を含む面上に形成される光束の形状である請求項1から3のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。 A light shielding surface that shields a part of the light emitted from the light emitting surface;
The headlamp module according to any one of claims 1 to 3, wherein the light distribution pattern is a shape of a light beam formed on a surface including the light shielding surface.
前記集光光学素子は、前記配光パターンの形成される面上の少なくとも1方向において集光機能を有する請求項5に記載の前照灯モジュール。 A condensing optical element that condenses the light emitted from the light emitting surface;
The headlamp module according to claim 5, wherein the condensing optical element has a condensing function in at least one direction on a surface where the light distribution pattern is formed.
前記配光パターンは、前記投射光学素子の出射面で変更され、
前記反射面の前記出射面側の端部に、前記配光パターンが形成される請求項1から3のいずれか1項に記載の前照灯モジュール。 The projection optical element includes a reflecting surface that reflects light emitted from the light emitting surface,
The light distribution pattern is changed on the exit surface of the projection optical element,
The headlamp module according to any one of claims 1 to 3, wherein the light distribution pattern is formed at an end of the reflecting surface on the emission surface side.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016198266A JP2018060720A (en) | 2016-10-06 | 2016-10-06 | Headlight module and headlight device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016198266A JP2018060720A (en) | 2016-10-06 | 2016-10-06 | Headlight module and headlight device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018060720A true JP2018060720A (en) | 2018-04-12 |
Family
ID=61907781
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016198266A Pending JP2018060720A (en) | 2016-10-06 | 2016-10-06 | Headlight module and headlight device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018060720A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019189183A1 (en) | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社 | Header-equipped air diffusion device, and membrane separation activated sludge device |
JPWO2021038855A1 (en) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | ||
WO2022018891A1 (en) * | 2020-07-21 | 2022-01-27 | 三菱電機株式会社 | Light source device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009289537A (en) * | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Koito Mfg Co Ltd | Vehicular lighting lamp tool |
JP2012054150A (en) * | 2010-09-02 | 2012-03-15 | Stanley Electric Co Ltd | Vehicular headlight |
WO2016006138A1 (en) * | 2014-07-08 | 2016-01-14 | 三菱電機株式会社 | Headlight module and headlight device |
JP2016085847A (en) * | 2014-10-24 | 2016-05-19 | 株式会社小糸製作所 | Vehicle lighting appliance |
-
2016
- 2016-10-06 JP JP2016198266A patent/JP2018060720A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009289537A (en) * | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Koito Mfg Co Ltd | Vehicular lighting lamp tool |
JP2012054150A (en) * | 2010-09-02 | 2012-03-15 | Stanley Electric Co Ltd | Vehicular headlight |
WO2016006138A1 (en) * | 2014-07-08 | 2016-01-14 | 三菱電機株式会社 | Headlight module and headlight device |
JP2016085847A (en) * | 2014-10-24 | 2016-05-19 | 株式会社小糸製作所 | Vehicle lighting appliance |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019189183A1 (en) | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社 | Header-equipped air diffusion device, and membrane separation activated sludge device |
JPWO2021038855A1 (en) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | ||
WO2021038855A1 (en) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | 三菱電機株式会社 | Headlight module and headlight device |
WO2022018891A1 (en) * | 2020-07-21 | 2022-01-27 | 三菱電機株式会社 | Light source device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6542446B2 (en) | Headlight module | |
JP6305660B2 (en) | Headlight module and headlight device | |
JP6289700B2 (en) | Headlight module | |
JP6188879B2 (en) | Headlight module and headlight device | |
JP6324635B2 (en) | Headlight module and headlight device | |
JP6045719B2 (en) | Headlight module and headlight device | |
JP7109681B2 (en) | headlight module and headlight device | |
JP2018060720A (en) | Headlight module and headlight device | |
WO2022044078A1 (en) | Headlight module and headlight device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190528 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200218 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20200219 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200901 |