JP2022103219A - Vehicle lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は自動車等の車両に用いられる灯具に関し、特にADB(Adaptive Driving Beam)配光制御が可能な前照灯(ヘッドランプ)に適用して好適な車両用灯具に関するものである。 The present invention relates to a lamp used for a vehicle such as an automobile, and particularly to a vehicle lamp suitable for being applied to a headlamp capable of ADB (Adaptive Driving Beam) light distribution control.
自動車のヘッドランプとして、自車両の前方領域の照明効果を高める一方で、当該前方領域に存在する先行車や対向車等の自車両の前方領域に存在する車両(以下、前方車両と称する)に対する眩惑を防止する配光を得るための手法の一つとして、ADB配光制御が提案されている。このADB配光制御では、車両位置検出装置によって前方車両を検出し、検出した前方車両が存在する領域の光量を低減あるいは消灯し、それ以外の広い領域を明るく照明する制御が行われる。 As a headlamp of an automobile, while enhancing the lighting effect in the front area of the own vehicle, the vehicle (hereinafter referred to as a front vehicle) existing in the front area of the own vehicle such as a preceding vehicle or an oncoming vehicle existing in the front area is referred to. ADB light distribution control has been proposed as one of the methods for obtaining light distribution to prevent dazzling. In this ADB light distribution control, the vehicle position detecting device detects the vehicle in front, the amount of light in the area where the detected vehicle in front exists is reduced or turned off, and the other wide area is brightly illuminated.
近年ではこのADB配光制御はLED等の発光素子を光源とするヘッドランプにも適用されており、光源としての複数個のLEDからの光、すなわち各LEDのそれぞれの照明領域を合成して自車両の前方領域を照明するための配光を形成している。そして、前方車両を検出したときには、検出した前方車両に対応する照明領域のLEDを減光あるいは消灯する構成がとられている。 In recent years, this ADB light distribution control has also been applied to head lamps that use a light emitting element such as an LED as a light source, and the light from a plurality of LEDs as a light source, that is, the lighting area of each LED is synthesized and self-generated. It forms a light distribution to illuminate the area in front of the vehicle. When the vehicle in front is detected, the LED in the lighting area corresponding to the detected vehicle in front is dimmed or turned off.
このようなADB配光制御では、複数個のLEDから出射された白色光を投影レンズで自車両の前方領域に投影して複数の照明領域を形成し、これらの照明領域を適宜に組み合わせて合成することで所要の照明領域を形成している。しかし、投影レンズによる収差により、投影されるLEDの光のパターン形状が変化され、高精度なADB配光制御が困難になる。 In such ADB light distribution control, white light emitted from a plurality of LEDs is projected onto the front region of the own vehicle by a projection lens to form a plurality of illumination regions, and these illumination regions are appropriately combined and combined. By doing so, the required illumination area is formed. However, due to the aberration caused by the projection lens, the pattern shape of the projected LED light is changed, which makes it difficult to control the ADB light distribution with high accuracy.
特許文献1では、投影レンズの後側主面を所定の曲率となるように設計することによりコマ収差の方向を特定し、投影される光パターンの均一性を高めている。しかし、この特許文献1の技術は収差を改善するものではないので、収差が要因となる光のパターン形状の変化に対処することは難しい。
In
収差を改善するために投影レンズを複数枚のレンズ、例えばトリプレットレンズとして構成することが考えられる。この場合において、投影レンズの軽量化、低価格化を図るために、複数枚のレンズの一部を樹脂レンズで構成することも考えられる。例えば、特許文献2では、トリプレットレンズを備えるカメラにおいて、第1レンズと第2レンズを樹脂で構成し、第3レンズをガラスで構成した技術が提案されている。
In order to improve the aberration, it is conceivable to configure the projection lens as a plurality of lenses, for example, a triplet lens. In this case, in order to reduce the weight and price of the projection lens, it is conceivable that a part of the plurality of lenses is made of a resin lens. For example,
特許文献2のレンズはいわゆる常温で使用されることが多いカメラに適用されているため環境温度の変化が要因となる問題が生じることは少ないが、この種のレンズを自動車用ランプの投影レンズに適用したときには問題が生じることがある。すなわち、このような投影レンズに適用した場合には、ランプの非点灯時と点灯時とで、その環境温度が0℃から80℃程度の範囲で変化されるため、樹脂で構成されたレンズの熱膨張変化によってトリプレットレンズの光学特性、特に球面収差によるスポット形状の変化が顕著になる。投影レンズにより結像されるスポット形状が温度変化に伴って変化されると、投影される照明領域のパターン形状も変化されることになり、そのため、温度変化に伴ってADB配光制御の信頼性が低下されるという問題が生じる。
Since the lens of
本発明の目的は、温度変化に対する配光パターンの形状変化、すなわち投影レンズの結像性能を示すスポット形状の温度依存性を改善した投影レンズを備えた車両用灯具を提供するものである。 An object of the present invention is to provide a lighting fixture for a vehicle provided with a projection lens having an improved temperature dependence of a spot shape indicating a shape change of a light distribution pattern with respect to a temperature change, that is, an imaging performance of the projection lens.
本発明の車両用灯具は、光源と、光源から出射した光を投影する投影レンズを含む車両用灯具であって、投影レンズは、2枚以上の樹脂レンズと、1枚以上のガラスレンズを含んでおり、樹脂レンズの合計の屈折力Prと、投影レンズ全体の屈折力Ptの屈折力比R(=Pr/Pt)がR=-0.182の関係、-0.182≦R≦0の関係、又は-1/6<R≦0の関係のいずれかの関係にある。 The vehicle lighting equipment of the present invention is a vehicle lighting equipment including a light source and a projection lens that projects light emitted from the light source, and the projection lens includes two or more resin lenses and one or more glass lenses. The relationship between the total refractive power Pr of the resin lens and the refractive power ratio R (= Pr / Pt) of the refractive power Pt of the entire projection lens is R = -0.182, the relationship of -0.182≤R≤0, or- It has one of the relationships of 1/6 <R ≦ 0.
本発明における投影レンズは、好ましくは、光源と反対側から順に、正の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有する第3レンズと、正の屈折力を有する第4レンズを含んで構成されており、第1レンズと第2レンズは樹脂で構成され、第3レンズと第4レンズはガラスで構成される。 The projection lens in the present invention preferably includes a first lens having a positive refractive power, a second lens having a negative refractive power, and a third lens having a positive refractive power in order from the side opposite to the light source. It is configured to include a fourth lens having a positive refractive power, the first lens and the second lens are made of resin, and the third lens and the fourth lens are made of glass.
本発明によれば、投影レンズを構成する複数のレンズのうち、2枚以上のレンズを樹脂で構成することにより投影レンズを軽量化でき、かつ樹脂レンズと投影レンズ全体のそれぞれの屈折力の比の値をR=-0.182の関係、-0.182≦R≦0の関係、又は-1/6<R≦0の関係のいずれかの関係にすることにより、投影レンズの結像性能を示すスポット形状の温度依存性を改善し、好適なADB配光制御を実現することができる。 According to the present invention, the projection lens can be made lighter by forming two or more lenses out of a plurality of lenses constituting the projection lens with a resin, and the ratio of the refractive powers of the resin lens and the entire projection lens to each other can be reduced. The spot shape showing the imaging performance of the projection lens by setting the value of R = -0.182, -0.182≤R≤0, or -1/6 <R≤0. It is possible to improve the temperature dependence of the lens and realize suitable ADB light distribution control.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明をADB配光制御を適用した自動車のヘッドランプHLに適用した概念構成の縦断面図である。なお、以後の説明において、前又は後についてはヘッドランプHLにおける光源側を後、ヘッドランプHLの前方側を前と称する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a conceptual configuration in which the present invention is applied to a headlamp HL of an automobile to which ADB light distribution control is applied. In the following description, the light source side of the headlamp HL is referred to as the rear, and the front side of the headlamp HL is referred to as the front.
前記ヘッドランプHLは、ランプボディ11と、透光性材料からなる前面カバー12とで形成されているランプハウジング1内にランプユニット2が内装されている。このランプユニット2は、内面が光反射面として形成されたユニットケーシング21に内装かつ支持された光源3と投影レンズ4を有しており、光源3から出射した光を投影レンズ4により自動車の前方領域に照射して所望の配光を得るように構成されている。
In the headlamp HL, the
図2は前記投影レンズ4を前方から見たときの透視的な概略図であり、図1にも示したように、前記光源3はヒートシンク32に支持されている基板31に複数個の発光素子30、ここでは9個の白色光を発光するLED(発光ダイオード)チップ301~309が搭載されている。これらのLEDチップ301~309は、上下二段に、すなわち上段には4個のLEDチップ301~304が、下段には5個のLEDチップ305~309がそれぞれ水平方向に配列された状態で搭載されている。これらのLEDチップ301~309が発光したときに、それぞれから出射される光は直接、あるいは前記ユニットケーシング21の内面で反射されて投影レンズ4に向けられる。
FIG. 2 is a perspective schematic view of the
図1に示したように、前記LEDチップ301~309は基板31を通して発光回路5に接続されており、この発光回路5によって個別に発光、消光、さらには発光光度が変化できるように制御される。前記発光回路5には運転者が操作する照明スイッチ51が接続されており、この照明スイッチ51により、ロービーム配光、ハイビーム配光、ADB配光が切り替え設定できるように構成されている。また、この発光回路5はADB制御を実行するための車載カメラ52が接続されており、当該車載カメラ52で撮像した自動車の前方画像から前方車両を検出し、当該前方車両を眩惑しない配光制御を実行するように構成されている。
As shown in FIG. 1, the
図3に示すように、実施形態1では、前記投影レンズ4はトリプレットレンズで構成されており、ランプ前側から順に、正の屈折力を有する凸レンズからなる第1レンズ41と、負の屈折力を有する凹レンズからなる第2レンズ42と、正の屈折力を有する凸レンズからなる第3レンズ43とで構成されている。これら第1レンズ41~第3レンズ43はそれぞれの光軸を一致させて同軸配置されており、この投影レンズ4のランプ後側の焦点Foの近傍に前記光源3、すなわち前記各LEDチップ301~309が配設されている。
As shown in FIG. 3, in the first embodiment, the
前記投影レンズ4を構成している3枚のレンズのうち、第1レンズ41と第2レンズ42は透光性のある樹脂で構成されており、例えば、第1レンズはPMMA(アクリル樹脂)で構成され、第2レンズ42はPC(ポリカーボネート樹脂)で構成される。第3レンズ43は第2レンズ42よりも低屈折率で低分散(高アッベ数)の透光性のあるガラスで構成されており、例えば、N-BK7(ホウケイ酸クラウンガラス)で構成されている。
Of the three lenses constituting the
また、投影レンズ4における収差、すなわち色収差、球面収差、非点収差、コマ収差を低減するために、第1レンズ41の前面(第1面)S1と後面(第2面)S2、第2レンズ42の前面(第3面)S3と後面(第4面)S4、第3レンズ43の前面(第5面)S5と後面(第6面)S6のうち、少なくとも第1面S1から第5面S5は非球面に設計されている。なお、この実施形態では第1面S1から第6面S6の全てを図3に示す非球面定義式(1)に基づく非球面に設計されている。ここで、zはサグ量、rは光軸からの径方向寸法、cは曲率半径、kはコーニック定数、α1,α2は非球面係数である。
Further, in order to reduce aberrations in the
以上の構成の投影レンズ4を備える実施形態1のヘッドランプHLでは、運転者によるランプスイッチ51の切替え等によってロービーム配光制御あるいはハイビーム配光制御に設定される。ロービーム配光制御のときには、発光回路5での制御により上段の4つのLEDチップ301~304が発光される。これらのLEDチップ301~304から出射された白色光は投影レンズ4により自動車の前方領域に照射され、図4において、照明領域P1~P4が合成された配光、すなわちレンズ光軸Lxを通る水平線Hにほぼ沿ったカットオフラインよりも下側領域を照明するロービーム配光が形成される。
The headlamp HL of the first embodiment including the
ハイビーム配光制御のときには、発光回路5での制御によりさらに下段の5つのLEDチップ305~309が発光される。これらLEDチップ305~309の白色光は投影レンズ4により自動車の前方領域に照射され、照明領域P5~P9が合成された配光となる。この配光は前記したロービーム配光P1~P4と合成され、広い領域を照明するハイビーム配光が形成される。
At the time of high beam light distribution control, the five
一方、運転者によってADB配光制御に設定されたときには、発光回路5は原則としてハイビーム配光の制御を行うとともに、車載カメラ52で撮像した画像に基づいて自動車の前方領域に存在する前方車両を検出する。そして、検出した前方車両と重なる照明領域、特に照明領域P5~P9と重なる領域に対応したLEDチップを減光あるいは消光するように制御する。これにより、前方車両が属する照明領域が選択的に遮光されて前方車両に対する眩惑を防止する一方で、他の照明領域での視認性を高めたADB配光が実行される。
On the other hand, when the ADB light distribution control is set by the driver, the
また、実施形態1の投影レンズ4では、第1レンズ41と第2レンズ42を構成している樹脂の比重、ここではPMMAとPCの比重はそれぞれほぼ1.2(g/cm-3)であり、第3レンズのガラスの比重2.0(g/cm-3)に比較するとほぼ1/2であるので、第1レンズ41と第2レンズ42をガラスで構成した投影レンズよりも投影レンズ4の軽量化が実現できる。また、低価格化も実現できる。なお、第3レンズ43をガラスで構成している理由は、後述するように投影レンズ4の結像性能を改善するためである。
Further, in the
ここで、投影レンズ4の環境温度について考察すると、ヘッドランプHLを消灯しているときには、投影レンズ4の温度は外気温度にほぼ等しく、概ね0℃~40℃である。一方、ヘッドランプHLが点灯しているときにはLEDチップ301~309で発生する熱により80℃程度まで上昇される。
Here, considering the environmental temperature of the
実施形態の投影レンズ4は、第1レンズ41のPMMAの熱膨張係数は4.7~7(×10-5/℃)程度、第2レンズ42のPCの熱膨張係数は5.6(×10-5/℃)程度である。第3レンズ43のN-BK7の熱膨張係数は30(×10-7/℃)程度である。そのため、第1レンズ41と第2レンズ42が熱膨張により変形すると、第1レンズ41と第2レンズ42のレンズ屈折力が変化し、投影レンズ4における収差が問題になる。一方、第3レンズ43はガラスで構成されており、樹脂に比較して2桁程度熱膨張係数が小さいので、投影レンズ4の温度変化によっても屈折力に及ぼす影響は無視できる。
In the
そこで、本発明者は樹脂で構成された第1レンズ41と第2レンズ42の屈折力の変化が投影レンズ4の結像性能に及ぼす影響について考察した。特に、第1レンズ41と第2レンズ42の合計の屈折力に着目し、この合計の屈折力が投影レンズ4の全体の屈折力に占める割合と、投影レンズ4の結像性能との相関を考察した。すなわち、第1レンズ41と第2レンズ42の合計屈折力P1,2と、投影レンズ4の全体の屈折力Ptとの屈折力比Rを求め、この屈折力比R(=P1,2/Pt)と、投影レンズ4における結像性能の温度依存性を調べた。
Therefore, the present inventor has considered the influence of changes in the refractive powers of the
第1レンズ41の正の屈折力を(+P1)とし、第2レンズ42の負の屈折力を(-P2)としたとき、第1レンズ41と第2レンズ42の合計屈折力P1,2は、
P1,2=P1-P2
である。なお、第1レンズ41の焦点距離を(+f1)とし、第2レンズ42の焦点距離を(-f2)とすると、第1レンズ41の屈折力P1は(+1/f1)であり、第2レンズ42の屈折力P2は(-1/f2)であるので、合計屈折力P1,2は
P1,2=(1/f1)-(1/f2)
として求められる。
When the positive refractive power of the
P 1,2 = P1-P2
Is. When the focal length of the
Is required as.
また、第3レンズ43の正の屈折力を(+P3)とすると、投影レンズ4の全体の屈折力Ptは、
Pt=P1-P2+P3
である。すなわち、第3レンズ43の焦点距離を(+f3)とすると、
Pt=(1/f1)-(1/f2)+(1/f3)
として求められる。
Further, assuming that the positive refractive power of the
Pt = P1-P2 + P3
Is. That is, assuming that the focal length of the
Pt = (1 / f1)-(1 / f2) + (1 / f3)
Is required as.
そして、前記した屈折力比Rを変化させたときの投影レンズ4の結像性能の温度依存性を評価するために、収差と密接な関係のある焦点距離の変化率を測定したところ、図5に示す結果が得られた。横軸は屈折力比Rであり、縦軸は焦点距離の変化率(%)である。屈折力比Rが、1/6,1/3,1/2となるように設計した投影レンズについて、その温度を40℃変化させたときの焦点距離の変化率を測定した。この結果、屈折力比Rが大きくなると変化率が増加するが、結像性能としてのスポット形状の影響が顕著になる焦点距離変化率を0.1(%)以下にするためには、屈折力比RをR<1/3にすることが好ましいことが判明した。
Then, in order to evaluate the temperature dependence of the imaging performance of the
そこで、実施形態1では、第1レンズ41と第2レンズ42の合計屈折力P1,2と、投影レンズ4の全体の屈折力Ptとの屈折力比Rが、R<1/3となるように設計している。すなわち、
R=(P1,2/Pt)<1/3
である。
Therefore, in the first embodiment, the refractive power ratio R of the total refractive powers P1 and 2 of the
R = (P 1,2 / Pt) <1/3
Is.
これを実現するために、実施形態1の投影レンズ4では、樹脂で構成されている第1レンズ41と第2レンズ42の形状、すなわち、前記第1面S1から第4面S4を図3に示したように非球面に設計し、第1レンズ41の焦点距離と第2レンズ42の焦点距離をほぼ等しく構成している。このように、第1レンズ41の焦点距離f1と第2レンズ42の焦点距離f2をほぼ等しくすることにより、合計屈折力P1,2は「0」に近い、小さな値となる。したがって、投影レンズ4の全体の屈折力Ptに対して、第1レンズ41と第2レンズ42の合計屈折力P1,2を相対的に極めて小さくでき、屈折力比Rを1/3よりも格段に小さく設計することが容易になる。
In order to realize this, in the
また、実施形態1の投影レンズ4では、第1レンズ41と第2レンズ42を構成している樹脂のそれぞれの熱膨張係数がほぼ等しくされている。そのため、温度変化に対する第1レンズと第2レンズの屈折力は互いに相反する方向に変化し、合計の屈折力P1,2は温度変化によってもそれほど変化されない。これにより、屈折力比Rを1/3よりも小さ値に保持することが容易になる。
Further, in the
なお、第1レンズ41と第2レンズ42を構成する樹脂の種類が相違して、それぞれの熱膨張係数にある程度の違いが生じていても、樹脂の熱膨張係数はガラスの熱膨張係数に比較すれば元々極めて大きいため、当該熱膨張係数の違いは無視できる。したがって、この場合においても、前記したような温度依存性の改善効果が得られる。また、第1レンズ41と第2レンズ42を熱膨張係数が等しい樹脂で構成すれば、温度依存性をさらに改善することができる。
Even if the types of resins constituting the
本発明者がシミュレーションした実施形態1の投影レンズ4の結像性能としてのスポット形状を図6Aに示す。図3に示した実施形態1の投影レンズ4は、第1レンズ41と第2レンズ42を樹脂で構成し、第3レンズ43をガラスで構成している。また、第1レンズ41と第2レンズ42の合計屈折力を「0」に近い小さい値にしており、その屈折力比RをR<1/3に設計している。
FIG. 6A shows the spot shape as the imaging performance of the
図6Bは実施形態1の投影レンズ4と同様なレンズ構成であるが、第1レンズ41から第3レンズ43を全て樹脂で構成した比較例としての投影レンズのシミュレーションである。したがって、第1レンズから第3レンズは全て熱膨張による変形が顕著になり、屈折力比RがR<1/3の条件を満たしたものとはなっていない。
FIG. 6B has a lens configuration similar to that of the
これら実施形態の投影レンズ4と、比較例の投影レンズに対して、第1レンズ41側から所要の径寸法の光束を入射してスポットを結像する。そして、いずれも投影レンズの温度が0℃、20℃、40℃、80℃に変化したときの焦点距離、RMS(二乗平均平方根:Root Mean Square)半径、スポット形状の変化を得ている。なお、RMSについては光軸に対する角度が0°と10°について求めている。これから、各温度における焦点距離変化、スポット形状の変化、RMS半径の値を比較すれば、図6Aの実施形態の投影レンズは、図6Bの比較例の投影レンズに比較してスポット形状の温度依存性が少ないことが判る。
A light beam having a required diameter is incident on the
因みに、図6Aに示した実施形態1の投影レンズ4では、全体の屈折力Ptは0.175であり、第1レンズ41と第2レンズ42の合計屈折力P1,2は0.002である。したがって、屈折力比Rはほぼ1/80であり、前記したR<1/3の条件を満たしている。この屈折力比Rが1/80の場合には、図5からも判るように、焦点距離の変化率は0.08(%)以下に改善できる。
Incidentally, in the
なお、この屈折力比Rの値の範囲は、前記したように焦点距離変化率を0.1(%)以下にする場合であり、焦点距離変化率をより厳しくする場合には屈折力比Rの値はより小さい範囲に設定し、反対に焦点距離変化率を緩和してもよい場合には屈折力比Rの値をこれより大きい範囲に設定してもよいことは言うまでもない。例えば、より厳しくする場合には、図5からも判るように、屈折力比RをR<1/6にすれば、焦点距離の変化率を0.08(%)近くまで改善できる。 The range of the value of the refractive power ratio R is the case where the focal length change rate is 0.1 (%) or less as described above, and the value of the refractive power ratio R is when the focal length change rate is made stricter. Needless to say, may be set in a smaller range, and conversely, the value of the refractive power ratio R may be set in a larger range when the focal length change rate may be relaxed. For example, in the case of making it more severe, as can be seen from FIG. 5, if the refractive power ratio R is set to R <1/6, the rate of change in the focal length can be improved to nearly 0.08 (%).
実施形態1においては、第1面から第6面の全てを非球面に設計した例を説明したが、本発明は、少なくとも第1面から第5面が非球面であればよく、したがって第6面は球面であっても良い。また、第1レンズと第3レンズの凸レンズ、及び第2レンズの凹レンズは両面が同じ方向に湾曲しているメニスカスレンズの場合でも本発明を適用することができる。 In the first embodiment, an example in which all the first to sixth surfaces are designed to be aspherical has been described, but in the present invention, at least the first to fifth surfaces may be aspherical, and therefore the sixth surface is sufficient. The surface may be spherical. Further, the present invention can be applied even when the convex lens of the first lens and the third lens and the concave lens of the second lens are meniscus lenses whose both sides are curved in the same direction.
図7は実施形態2の投影レンズ4Aのレンズ構成図である。実施形態2では投影レンズは4枚のレンズで構成されている。すなわち、ランプ前側から順に、正の屈折力を有する凸レンズからなる第1レンズ41と、負の屈折力を有する凹レンズからなる第2レンズ42と、それぞれ正の屈折力を有する凸レンズからなる第3レンズ43及び第4レンズ44とで構成されている。なお、面S1~S6は実施形態1と同様であり、面S7,S8は第4レンズ44の前面と後面を表している。
FIG. 7 is a lens configuration diagram of the
図8は実施形態2の投影レンズ4Aの面構成図と設計式及び設計値を示す図である。この投影レンズ4Aは、前記第1と第2のレンズ41,42は樹脂で構成されており、前記第3と第4のレンズ43,44はガラスで構成されている。そして、実施形態2においては、第1レンズ41と第2レンズ42の合計屈折力P1,2と、第1レンズ41から第4レンズ44を含む投影レンズ4の全体の屈折力Ptとの屈折力比RがR=1/6となるように設計している。すなわち、R(=1/6)<1/3であり、実施形態1で説明した条件、
R=(P1,2/Pt)<1/3
を満たしている。
FIG. 8 is a diagram showing a surface configuration diagram, a design formula, and design values of the
R = (P 1,2 / Pt) <1/3
Meet.
実施形態2の投影レンズ4Aにおいて、屈折力比Rを変化させたときの結像性能の温度依存性を評価したところ、図5に示した実施形態1と同じ結果が得られた。これから、実施形態2の投影レンズ4Aにおいても焦点距離変化率を0.1(%)以下にするためには、屈折力比RをR<1/3にすることが好ましいことが判明した。
When the temperature dependence of the imaging performance when the refractive power ratio R was changed in the
図9は実施形態2の投影レンズ4Aの温度変化によるスポット形状の変化を示すシミュレーション図である。この投影レンズにおいても、図6Aに示した実施形態1の投影レンズと同様に、スポット形状の温度依存性が少ないことが判る。
FIG. 9 is a simulation diagram showing a change in the spot shape due to a temperature change of the
本発明者の検討によれば、本発明にかかる投影レンズは、2枚以上の樹脂レンズと、1枚以上のガラスレンズを備える構成であれば、樹脂レンズの合計屈折力Prと、樹脂レンズとガラスレンズを含む投影レンズ4の全体の屈折力Ptとの屈折力比R(=Pr/Pt)が、R<1/3の条件を満たせば、実施形態1,2と同様の作用効果を奏することができる。
According to the study of the present inventor, the projection lens according to the present invention includes the total refractive power Pr of the resin lens and the resin lens if the configuration includes two or more resin lenses and one or more glass lenses. If the refractive power ratio R (= Pr / Pt) of the
さらに、図8に示したデータに基づいてRを計算すると、R=-0.182の値が得られた。すなわち、本発明においては、R=-0.182の関係を含んでいることから、R<1/3の条件を満たしていれば、Rが負の値においても成立することがわかる。したがって、本発明においては、-0.182≦R≦0の範囲、多少のマージンをとっても、-1/6<R≦0の範囲でも本発明が成立することが確認できた。 Further, when R was calculated based on the data shown in FIG. 8, a value of R = −0.182 was obtained. That is, since the present invention includes the relationship of R = −0.182, it can be seen that if the condition of R <1/3 is satisfied, R holds even if the value is negative. Therefore, in the present invention, it was confirmed that the present invention is established even in the range of −0.182 ≦ R ≦ 0, even if some margin is taken, and in the range of -1/6 <R ≦ 0.
ここで、実施形態のヘッドランプにおいては光源を9個のLEDチップで構成してADB配光を形成した例を示したが、ADB配光に限られるものではなく、LEDチップの個数や照明領域の個数、さらには個々の照明領域のパターン形状は任意に設定することができる。また、光源としてMEMS(micro electro mechanical systems)ミラーアレイを用いたランプに適用することもできる。あるいは、光源光を直接投影する光学系に限らず、回転ミラー及び揺動ミラーの反射光による光走査(スキャン)光学系を用いたランプに適用できる。 Here, in the headlamp of the embodiment, an example in which the light source is composed of nine LED chips to form the ADB light distribution is shown, but the light source is not limited to the ADB light distribution, and the number of LED chips and the illumination area are not limited. The number of LEDs and the pattern shape of each lighting area can be set arbitrarily. It can also be applied to a lamp using a MEMS (micro electro mechanical systems) mirror array as a light source. Alternatively, the present invention is not limited to an optical system that directly projects light from a light source, and can be applied to a lamp that uses an optical scanning optical system that uses reflected light from a rotating mirror and a swing mirror.
HL ヘッドランプ
1 ランプハウジング
2 ランプユニット
3 光源
4,4A 投影レンズ
5 発光回路
41 凸レンズ(第1レンズ:樹脂レンズ)
42 凹レンズ(第2レンズ:樹脂レンズ)
43 凸レンズ(第3レンズ:ガラスレンズ)
44 凸レンズ(第4レンズ:ガラスレンズ)
301~309 LEDチップ(発光素子)
S1~S8 第1面~第8面
R 屈折力比
Pr 樹脂レンズの合計屈折力
Pt 投影レンズ全体の屈折力
42 Concave lens (second lens: resin lens)
43 Convex lens (3rd lens: glass lens)
44 Convex lens (4th lens: glass lens)
301-309 LED chip (light emitting element)
S1 to S8 1st to 8th planes R Refractive power ratio Pr Total refractive power of resin lens Pt Refractive power of the entire projection lens
Claims (5)
The vehicle lamp according to any one of claims 1 to 4, wherein the light from the light source is projected to control the ADB light distribution.
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-
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- 2022-04-28 JP JP2022073973A patent/JP7304459B2/en active Active
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