JP5798881B2 - Projector lens, manufacturing method thereof, and automotive headlamp using the projector lens - Google Patents
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Description
本発明は投影レンズ（以下、プロジェクタレンズとする）及びその製造方法並びにこのプロジェクタレンズを用いた自動車用ヘッドランプに関する。 The present invention relates to a projection lens (hereinafter referred to as a projector lens), a manufacturing method thereof, and an automotive headlamp using the projector lens.
図５は第１の従来の自動車用ヘッドランプを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）はシミュレーション画像である（参照：特許文献１の第３図、第４図）。このヘッドランプはロービーム配光パターン用である。 FIGS. 5A and 5B show a first conventional headlamp for an automobile, in which FIG. 5A is a cross-sectional view and FIG. 5B is a simulation image (refer to FIGS. 3 and 4 of Patent Document 1). This headlamp is for a low beam light distribution pattern.
図５においては、自動車前後方向に延びた光軸Ｘ上の二焦点式の楕円反射鏡１０１の第１の焦点位置Ｆ１に光源１０２を設け、楕円反射鏡１０１の第２の焦点位置Ｆ２近傍にカットオフライン（明暗境界線とも言う）形成用のシェード１０３を設け、楕円反射鏡１０１での反射光を平凸レンズよりなるプロジェクタレンズ１０４を介して前方にほぼ平行光Ｌを配光している。 In FIG. 5, a light source 102 is provided at the first focal position F1 of the bifocal elliptical reflecting mirror 101 on the optical axis X extending in the longitudinal direction of the automobile, and in the vicinity of the second focal position F2 of the elliptical reflecting mirror 101. A shade 103 for forming a cut-off line (also referred to as “bright / dark boundary line”) is provided, and the light reflected by the ellipsoidal reflecting mirror 101 is distributed to the front as a substantially parallel light L via a projector lens 104 made of a plano-convex lens.
しかしながら、図５のプロジェクタレンズ１０４の屈折率は波長に応じて異なる、つまり、分散する。一般に、波長が短い程、屈折率は大きくなる。この分散に起因して軸上色収差が発生する。たとえば、青色光Ｂ、緑色光Ｇ及び赤色光Ｒは、スクリーンSB、SG及びSR上に現われる。尚、図５の（Ａ）におけるプロジェクタレンズ１０４とスクリーンSB、SG、SRとの距離は大きくたとえば10mである。すなわち、図６に示すごとく、配光パターンのカットオフライン１０５に沿ったスペクトル色領域１０６にスペクトル色が現われる。たとえば、スペクトル色は、赤色、緑色あるいは青色等の単色もしくはこれらの複数の色よりなる。従って、対向車のドライバにとっては、視線が上述のスペクトル色の赤色領域にあるときは、ヘッドランプの光は赤色に見え、緑色領域にあるときには、ヘッドランプの光は緑色に見え、青色領域にあるときには、ヘッドランプの光は青色に見えるという不具合がある。 However, the refractive index of the projector lens 104 in FIG. 5 differs depending on the wavelength, that is, is dispersed. In general, the shorter the wavelength, the greater the refractive index. Due to this dispersion, axial chromatic aberration occurs. For example, blue light B, green light G and red light R appear on screens S B , S G and S R. In FIG. 5A, the distance between the projector lens 104 and the screens S B , S G , S R is large, for example, 10 m. That is, as shown in FIG. 6, a spectral color appears in the spectral color region 106 along the cut-off line 105 of the light distribution pattern. For example, the spectral color is composed of a single color such as red, green, or blue, or a plurality of these colors. Therefore, for the driver of an oncoming vehicle, when the line of sight is in the red region of the above-mentioned spectral color, the light of the headlamp looks red, and when it is in the green region, the light of the headlamp looks green and in the blue region. In some cases, the headlamp light appears blue.
図７は図５のプロジェクタレンズを示し、（Ａ）は拡大斜視図、（Ｂ）は拡大断面図、（Ｃ）はカットオフライン近傍の配光パターン光のシミュレーション画像である。 FIG. 7 shows the projector lens of FIG. 5, (A) is an enlarged perspective view, (B) is an enlarged cross-sectional view, and (C) is a simulation image of light distribution pattern light near the cutoff line.
図７の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、プロジェクタレンズ１０４はレンズホルダ１０７に嵌め込まれている。また、図７の（Ｃ）において、プロジェクタレンズ１０４からのカットオフライン１０５近傍のカットオフライン配光パターン光１０８の下方には、図７の（Ｃ）には図示していないが、図７の（Ｂ）の平行光Ｌが存在するので、図６の（Ｂ）のカットオフライン１０５近傍のスペクトル色領域１０６にスペクトル色が現われると考えられる。 As shown in FIGS. 7A and 7B, the projector lens 104 is fitted in the lens holder 107. Further, in FIG. 7C, below the cut-off line light distribution pattern light 108 in the vicinity of the cut-off line 105 from the projector lens 104, although not shown in FIG. 7C, FIG. Since the parallel light L of B) exists, it is considered that a spectral color appears in the spectral color region 106 near the cutoff line 105 of FIG.
第２の従来の自動車用ヘッドランプはプロジェクタレンズ１０４の光の出射側表面にプロジェクタレンズ１０４の出射光の一部を分散させるための微小凹凸面を研磨剤によって形成することにより、上述のカットオフライン１０５上に沿ったスペクトル色領域１０６のスペクトル色の発生を抑制している (参照：特許文献１の第２図)。あるいは、プロジェクタレンズ１０４の出射側表面をサンドブラスト加工によるシボ形状にすることによってもカットオフライン１０５近傍のスペクトル色領域１０６のスペクトル色の発生を抑制できる。 In the second conventional headlamp for an automobile, the cut-off line described above is formed by forming a minute uneven surface for dispersing a part of the emitted light of the projector lens 104 on the light emitting side surface of the projector lens 104 with an abrasive. The generation of spectral colors in the spectral color region 106 along 105 is suppressed (see FIG. 2 of Patent Document 1). Alternatively, the generation of spectral colors in the spectral color region 106 in the vicinity of the cut-off line 105 can also be suppressed by making the exit side surface of the projector lens 104 into a textured shape by sandblasting.
しかしながら、上述の第２の従来の自動車用ヘッドランプにおいては、研磨剤加工による微小凹凸面あるいはサンドブラスト加工によるシボ形状は高精度に制御することができず、この結果、スペクトル色領域のスペクトル色の発生を完全に抑制することはできないという課題があった。また、シミュレーションによる再現ができず、この結果、試作コストの上昇を招き、この結果、製造コストが高くなるという課題もあった。 However, in the above-described second conventional automotive headlamp, the fine uneven surface by abrasive processing or the embossed shape by sandblasting cannot be controlled with high accuracy, and as a result, the spectral color in the spectral color region can be controlled. There was a problem that the occurrence could not be completely suppressed. In addition, the simulation cannot be reproduced, resulting in an increase in trial production cost, resulting in an increase in manufacturing cost.
上述の課題を解決するために、本発明に係るプロジェクタレンズは、カットオフラインを有する配光パターンを形成するためのプロジェクタレンズにおいて、プロジェクタレンズの前方側表面のカットオフライン近傍に対応する所定範囲に複数の凸状部もしくは凹状部を規則的に設け、プロジェクタレンズの焦点に、プロジェクタレンズの光軸に直交しかつ互いに直交する第１の軸、第２の軸を設定し、所定範囲に、第１の軸を含み第１の軸に関して所定範囲の第１の範囲内で第１の角度毎に回転する第１の平面と、第２の軸を含み第２の軸に関して所定範囲の第２の範囲内で第２の角度毎に回転する第２の平面と、プロジェクタレンズの前方側表面との交点を設定し、各交点に凸状部もしくは凹状部を設けたものである。 In order to solve the above-described problems, a projector lens according to the present invention is a projector lens for forming a light distribution pattern having a cut-off line, and a plurality of projector lenses in a predetermined range corresponding to the vicinity of the cut-off line on the front surface of the projector lens. The first and second axes that are orthogonal to the optical axis of the projector lens and orthogonal to each other are set at the focal point of the projector lens, and the first and second axes are set within a predetermined range. A first plane that rotates at each first angle within a first range of a predetermined range with respect to the first axis, and a second range of the predetermined range with respect to the second axis that includes the second axis The intersection of the 2nd plane rotated for every 2nd angle and the front side surface of a projector lens is set up, and a convex part or a concave part is provided in each intersection .
また、本発明に係るプロジェクタレンズの製造方法は、カットオフラインを有する配光パターンを形成するためのプロジェクタレンズの製造方法において、プロジェクタレンズの前方側表面のカットオフライン近傍に対応する所定範囲に複数の凸状部もしくは凹状部を規則的に設定してカットオフライン近傍のスペクトル色領域のスペクトル色を観察するシミュレーション工程と、所定範囲と凸状部もしくは凹状部の設定位置及び形状とを変更してシミュレーション工程を繰返して所定範囲と凸状部もしくは凹状部の設定位置及び形状とを最適化するフィードバック工程とを具備し、プロジェクタレンズの焦点に、プロジェクタレンズの光軸に直交しかつ互いに直交する第１の軸、第２の軸を設定し、所定範囲に、第１の軸を含み第１の軸に関して所定範囲の第１の範囲内で第１の角度毎に回転する第１の平面と、第２の軸を含み第２の軸に関して所定範囲の第２の範囲内で第２の角度毎に回転する第２の平面と、プロジェクタレンズの前方側表面との交点を設定し、各交点に凸状部もしくは凹状部を設け、シミュレーション工程は、所定範囲の第１、第２の範囲の少なくとも１つを可変とする範囲可変工程と、第１、第２の角度を可変とする角度可変工程と、凸状部あるいは凹状部のサイズを可変とするサイズ可変工程とを具備するものである。 Further, the projector lens manufacturing method according to the present invention is a projector lens manufacturing method for forming a light distribution pattern having a cut-off line, wherein a plurality of predetermined ranges corresponding to the vicinity of the cut-off line on the front surface of the projector lens are provided. Simulation by observing the spectral colors in the spectral color region near the cutoff line by regularly setting the convex or concave parts, and changing the predetermined range and the setting position and shape of the convex or concave parts A feedback step of optimizing the predetermined range and the set position and shape of the convex portion or the concave portion by repeating the steps, and a first orthogonal to the optical axis of the projector lens and perpendicular to each other at the focal point of the projector lens The second axis is set, and the first axis is included in the predetermined range within the predetermined range. A first plane that rotates at each first angle within a first range within a predetermined range, and a second angle within a second range within the predetermined range with respect to the second axis, including the second axis. The intersection of the second plane that rotates to the front surface of the projector lens is set, and a convex portion or a concave portion is provided at each intersection, and the simulation step includes at least the first and second ranges of the predetermined range. This includes a range variable step for changing one, an angle variable step for changing the first and second angles, and a size variable step for changing the size of the convex portion or the concave portion .
さらに、本発明に係る自動車用ヘッドランプは、楕円反射鏡と、楕円反射鏡の第１の焦点位置に設けられた光源と、楕円反射鏡の第２の焦点位置近傍に設けられたカットオフライン形成用シェードと、楕円反射鏡の第２の焦点位置を焦点とする上述のプロジェクタレンズとを具備したものである。
Furthermore, the automotive headlamp according to the present invention includes an elliptical reflector, a light source provided at the first focal position of the elliptical reflector, and a cut-off line formed near the second focal position of the elliptical reflector. and use shade is a second focal point of the elliptical reflector that comprises a the above-described projector lens to focus.
本発明によれば、複数の凸状部もしくは凹状部が高精度に制御できるので、カットオフライン近傍のスペクトル色領域のスペクトル色の発生を完全に抑制できる。また、複数の凸状部もしくは凹状部がシミュレーションによって再現できるので、試作コストの抑制ができ、従って、製造コストを低減できる。 According to the present invention, since a plurality of convex portions or concave portions can be controlled with high accuracy, the generation of spectral colors in the spectral color region near the cutoff line can be completely suppressed. In addition, since a plurality of convex portions or concave portions can be reproduced by simulation, trial production costs can be suppressed, and thus manufacturing costs can be reduced.
図１は本発明に係るプロジェクタレンズの実施の形態を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は（Ａ）、（Ｂ）のプロジェクタレンズのカットオフライン近傍のカットオフライン配光パターン光のシミュレーション画像である。 1A and 1B show an embodiment of a projector lens according to the present invention, where FIG. 1A is a perspective view, FIG. 1B is a cross-sectional view, and FIG. 1C is a cut near the cut-off line of the projector lens of FIGS. It is a simulation image of off-line light distribution pattern light.
図１の（Ａ）、（Ｂ）に示すように、平凸レンズよりなるプロジェクタレンズ４はレンズホルダ７に嵌め込まれている。プロジェクタレンズ４の前方の凸側表面のカットオフライン付近のみに複数の凸状部４ａを規則的に施す。この結果、図１の（Ｃ）に示すごとく、カットオフライン近傍のカットオフライン配光パターン光６は分散されると共にその拡がりは10m前方においてたとえば5度以内とする。これにより、カットオフライン配光パターン光８の下方には、図１の（Ｃ）には図示していない図７の（Ｂ）の平行光Ｌが存在するが、この平行光Ｌの配光パターンの均一の乱れを最小とすることができる。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the projector lens 4 made of a plano-convex lens is fitted in a lens holder 7. A plurality of convex portions 4 a are regularly formed only in the vicinity of the cut-off line on the convex surface on the front side of the projector lens 4. As a result, as shown in FIG. 1C, the cut-off line light distribution pattern light 6 in the vicinity of the cut-off line is dispersed and its spread is within 5 degrees, for example, 10 m ahead. Accordingly, the parallel light L of FIG. 7B (not shown in FIG. 1C) exists below the cut-off line light distribution pattern light 8, but the light distribution pattern of the parallel light L is shown in FIG. Can be minimized.
図２は図１のプロジェクタレンズ４の凸状部４ａを説明するための図であって、（Ａ）は凸状部４ａが形成されるプロジェクタレンズの球面上の交点を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の交点の作成方法を示す斜視図、（Ｃ）は（Ａ）、（Ｂ）の凸状部４ａのサイズを説明するための図である。 2 is a diagram for explaining the convex portion 4a of the projector lens 4 of FIG. 1, and FIG. 2A is a perspective view showing an intersection point on the spherical surface of the projector lens on which the convex portion 4a is formed. (A) is a perspective view showing a method of creating the intersection point (A), (C) is a diagram for explaining the size of the convex portion 4a (A), (B).
図２の（Ａ）に示すように、凸状部４ａが形成されるプロジェクタレンズ４の球面表面には格子状に複数の交点Ｅが設定される。図２の（Ｂ）に示すように、この交点Ｅの設定範囲は、焦点Ｆ２に互い直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を設定する。この場合、Ｚ軸はプロジェクタレンズ４の光軸である。各交点Ｅは、Ｘ軸を含む所定範囲内で所定角θX毎に回転する平面Ａと、Ｙ軸を含み所定範囲内で所定角θYで回転する平面Ｂと、プロジェクタレンズ４の球面表面との交点によって設定される。この場合、交点Ｅの設定範囲は、平面Ａの上下最大回転角度及び平面Ｂの左右最大回転角度によって規定される。但し、この場合、後者の平面Ｂの左右最大回転角度はプロジェクタレンズの直径に依存して固定とする。 As shown in FIG. 2A, a plurality of intersection points E are set in a lattice pattern on the spherical surface of the projector lens 4 on which the convex portion 4a is formed. As shown in FIG. 2B, the setting range of the intersection point E sets the X axis, the Y axis, and the Z axis that are orthogonal to the focal point F2. In this case, the Z axis is the optical axis of the projector lens 4. Each intersection E includes a plane A that rotates at a predetermined angle θ X within a predetermined range including the X axis, a plane B that includes the Y axis and rotates at a predetermined angle θ Y within a predetermined range, and the spherical surface of the projector lens 4 Set by the intersection with In this case, the setting range of the intersection point E is defined by the maximum vertical rotation angle of the plane A and the maximum horizontal rotation angle of the plane B. However, in this case, the maximum left-right rotation angle of the latter plane B is fixed depending on the diameter of the projector lens.
また、図２の（Ｃ）に示すように、凸状部４ａはその高さＨ及び大きさＰによって規定される。この場合の凸状部４ａの球状面の半径Ｒは、
R = (P2+ 4H2)/8H
となる。
Further, as shown in FIG. 2C, the convex portion 4a is defined by its height H and size P. The radius R of the spherical surface of the convex portion 4a in this case is
R = (P 2 + 4H 2 ) / 8H
It becomes.
すなわち、図１の凸状部４ａは、次の４つのパラメータによって規定される。
１）凸状部４ａの設定範囲つまりＸ軸を回転する平面Ａの回転範囲。
２）交点Ｅのピッチ（密度）つまりＸ軸を回転する平面Ａ及びＹ軸を回転する平面Ｂの回転角度θX、θY。
３）凸状部４ａの球面の高さＨ。
４）凸状部４ａの球面の大きさＰ。
That is, the convex portion 4a in FIG. 1 is defined by the following four parameters.
1) The set range of the convex portion 4a, that is, the rotation range of the plane A that rotates the X axis.
2) The pitch (density) of the intersection E, that is, the rotation angles θ X and θ Y of the plane A that rotates the X axis and the plane B that rotates the Y axis.
3) The height H of the spherical surface of the convex portion 4a.
4) The size P of the spherical surface of the convex portion 4a.
図３は図１、図２のプロジェクタレンズの製造方法つまり凸状部の設計方法を説明するためのフローチャートである。尚、このフローチャートはCPU、ROM、RAM等によって構成されるコンピュータによって実行される。 FIG. 3 is a flowchart for explaining a method for manufacturing the projector lens of FIGS. 1 and 2, that is, a method for designing a convex portion. This flowchart is executed by a computer constituted by a CPU, a ROM, a RAM, and the like.
始めに、ステップ３０１において、上述の４つのパラメータの初期値を設定する。すなわち、
１）初期値としての交点設定範囲は平面Ａの上下角度を10度とする。尚、平面Ｂの左右角度はプロジェクタレンズ４の直径に合致させて一定値とする。
２）交点Ｅの初期値としてのピッチつまり回転角度θX、θYは交点Ｅのピッチ0.6mmに相当する値とする。
３）凸状部４ａの初期値としての高さＨは0.002mmとする。
４）凸状部４ａの初期値としての大きさＰは0.3mmとする。
First, in step 301, initial values of the above four parameters are set. That is,
1) In the intersection setting range as an initial value, the vertical angle of the plane A is 10 degrees. The left-right angle of the plane B is set to a constant value according to the diameter of the projector lens 4.
2) The pitch as the initial value of the intersection E, that is, the rotation angles θ X and θ Y are values corresponding to the pitch of 0.6 mm at the intersection E.
3) The height H as an initial value of the convex portion 4a is set to 0.002 mm.
4) The initial size P of the convex portion 4a is 0.3 mm.
ステップ３０２、３０３は、交点設定範囲を可変とするシミュレーション工程であり、ステップ３０４はステップ３０２、３０３を観察スペクトル色に基づいて繰返して交点設定範囲を最適化するフィードバック工程である。 Steps 302 and 303 are simulation steps in which the intersection setting range is variable, and step 304 is a feedback step in which steps 302 and 303 are repeated based on the observation spectral color to optimize the intersection setting range.
すなわち、ステップ３０２にて、交点設定範囲を平面Ａの上下角度の範囲8度〜15度内でたとえば1度毎に変更させ、ステップ３０３にて図５の（Ａ）の自動車用ヘッドランプの設計データをも用いてシミュレーションを行い、カットオフライン近傍のスペクトル色領域のスペクトル色のシミュレーション像を得て観察する。このステップ３０２、３０３をフィードバックステップ３０４によって繰り返し、この結果、スペクトル色がなくなった平面Ａの上下角度の最小値を最適化角度として固定してステップ３０５に進む。尚、平面Ａの可変範囲の最大値たとえば15度はカットオフライン規格によって規定されるものである。 That is, at step 302, the intersection setting range is changed, for example, by 1 degree within the vertical angle range of 8 degrees to 15 degrees of the plane A, and at step 303, the design of the automotive headlamp shown in FIG. A simulation is also performed using the data, and a spectral color simulation image in the spectral color region near the cutoff line is obtained and observed. These steps 302 and 303 are repeated by the feedback step 304. As a result, the minimum value of the vertical angle of the plane A where the spectral color disappears is fixed as the optimization angle, and the process proceeds to step 305. Note that the maximum value of the variable range of the plane A, for example 15 degrees, is defined by the cut-off line standard.
ステップ３０５、３０６は、交点設定角度（ピッチ）θX、θYを可変とするシミュレーション工程であり、ステップ３０７はステップ３０６、３０７を観察スペクトル色に基づいて繰返して交点設定角度θX、θYを最適化するフィードバック工程である。 Steps 305 and 306 are simulation steps in which the intersection setting angles (pitch) θ X and θ Y are variable. Step 307 repeats steps 306 and 307 based on the observation spectral color, and the intersection setting angles θ X and θ Y. This is a feedback process for optimizing.
すなわち、ステップ３０５にて、交点設定角度θX、θYを凸状部４ａの間隔の範囲（ピッチ）0.4mm〜1.0mm相当の角度範囲内でたとえば0.1mm毎に変更させ、ステップ３０６にて図５の（Ａ）の自動車用ヘッドランプの設計データをも用いてシミュレーションを行い、カットオフライン近傍のスペクトル色領域のスペクトル色のシミュレーション像を得て観察する。このステップ３０５、３０６をフィードバックステップ３０７によって繰り返し、この結果、スペクトル色がなくなった角度θX、θYの最大値を最適化角度として固定してステップ３０８に進む。尚、この場合、角度θX、θYは同一値でも異なる値でもよい。 That is, at step 305, the intersection setting angles θ X and θ Y are changed within the angular range corresponding to the interval (pitch) 0.4 mm to 1.0 mm of the convex portion 4a, for example, every 0.1 mm. A simulation is also performed using the design data of the automobile headlamp shown in FIG. 5A, and a simulation image of the spectral color in the spectral color region near the cutoff line is obtained and observed. These steps 305 and 306 are repeated by the feedback step 307. As a result, the maximum values of the angles θ X and θ Y at which the spectrum color disappears are fixed as the optimization angles, and the process proceeds to step 308. In this case, the angles θ X and θ Y may be the same value or different values.
ステップ３０８、３０９は凸状部４ａの高さＨを可変とするシミュレーション工程であり、ステップ３１０はステップ３０８、３０９を観察スペクトル色に基づいて繰返して凸状部４ａの高さＨを最適化するフィードバック工程である。 Steps 308 and 309 are simulation steps for changing the height H of the convex portion 4a, and step 310 repeats steps 308 and 309 based on the observation spectral color to optimize the height H of the convex portion 4a. This is a feedback process.
すなわち、ステップ３０８にて、凸状部４ａの高さＨを範囲0.002mm〜0.005mm内でたとえば0.001mm毎に変更させて球状面の半径Ｒを計算し、ステップ３０９にて図５の（Ａ）の自動車用ヘッドランプの設計データをも用いてシミュレーションを行い、カットオフライン近傍のスペクトル色領域のスペクトル色のシミュレーション像を得て観察する。このステップ３０８、３０９をフィードバックステップ３１０によって繰り返し、この結果、スペクトル色がなくなった凸状部４ａの高さＨの最小値を最適化高さとして固定してステップ３１１に進む。 That is, in step 308, the height R of the convex portion 4a is changed within the range of 0.002 mm to 0.005 mm, for example, every 0.001 mm, and the radius R of the spherical surface is calculated. In step 309, (A The simulation is also performed using the design data of the automotive headlamp in (2), and a simulation image of the spectral color in the spectral color region near the cutoff line is obtained and observed. These steps 308 and 309 are repeated by the feedback step 310, and as a result, the minimum value of the height H of the convex portion 4a in which the spectral color disappears is fixed as the optimized height, and the process proceeds to step 311.
ステップ３１１、３１２は凸状部４ａの大きさＰを可変とするシミュレーション工程であり、ステップ３１３はステップ３１１、３１２を観察スペクトル色に基づいて繰返して凸状部４ａの大きさＰを最適化するフィードバック工程である。 Steps 311 and 312 are simulation steps for changing the size P of the convex portion 4a, and step 313 repeats steps 311 and 312 based on the observation spectral color to optimize the size P of the convex portion 4a. This is a feedback process.
すなわち、ステップ３１１にて、凸状部４ａの大きさＰを範囲0.2mm〜0.5mm内でたとえば0.1mm毎に変更させて球状面の半径Ｒを計算し、ステップ３１２にて図５の（Ａ）の自動車用ヘッドランプの設計データをも用いてシミュレーションを行い、カットオフライン近傍のスペクトル色領域のスペクトル色のシミュレーション像を得て観察する。このステップ３１１、３１２をフィードバックステップ３１３によって繰り返し、この結果、スペクトル色がなくなった凸状部４ａの大きさＰの最小値を最適化大きさとして固定してステップ３１４に進む。 That is, in step 311, the size P of the convex portion 4 a is changed within the range of 0.2 mm to 0.5 mm, for example, every 0.1 mm to calculate the radius R of the spherical surface, and in step 312 (A The simulation is also performed using the design data of the automotive headlamp in (2), and a simulation image of the spectral color in the spectral color region near the cutoff line is obtained and observed. These steps 311 and 312 are repeated by the feedback step 313. As a result, the minimum value of the size P of the convex portion 4a in which the spectral color disappears is fixed as the optimized size, and the process proceeds to step 314.
このようにして、上述の４つのパラメータは最適化される。尚、ステップ３０２、３０３、３０４のフロー、ステップ３０５、３０６、３０７のフロー、ステップ３０８、３０９、３１０のフロー、及びステップ３１１、３１２、３１３のフローの順序は適宜変更できる。 In this way, the above four parameters are optimized. Note that the order of the flow of steps 302, 303, 304, the flow of steps 305, 306, 307, the flow of steps 308, 309, 310, and the flow of steps 311, 312, 313 can be changed as appropriate.
図４は図２の（Ｃ）の変更例を示し、図１、図２、図３の凸状部４ａの代りに凹状部（ディンプル）４ｂを用いている。すなわち、凹状部（ディンプル）４ｂの場合には高さＨが反転されて深さＤ（Ｄ＝Ｈ）となるが、凹状部４ｂは凸状部４ａと同様の設計条件の基で同一の作用をなす。 FIG. 4 shows a modified example of FIG. 2C, in which a concave portion (dimple) 4b is used instead of the convex portion 4a of FIGS. That is, in the case of the concave portion (dimple) 4b, the height H is inverted to the depth D (D = H), but the concave portion 4b has the same function under the same design conditions as the convex portion 4a. Make.
４：プロジェクタレンズ
４ａ：凸状部
４ｂ：凹状部（ディンプル）
７：レンズホルダ
８：カットオフライン配光パターン光
１０１：楕円反射鏡
１０２：光源
１０３：シェード
１０４：プロジェクタレンズ
１０５：カットオフライン
１０６：スペクトル色領域
１０７：レンズホルダ
１０８：カットオフライン配光パターン光
Ｅ：交点
4: Projector lens 4a: convex portion
4b: concave portion (dimple)
7: Lens holder
8: Cut-off line light distribution pattern light 101: Elliptic reflector 102: Light source 103: Shade 104: Projector lens 105: Cut-off line 106: Spectral color region 107: Lens holder
108: Cut-off line light distribution pattern light E: Intersection
Claims (5)
該プロジェクタレンズの前方側表面の前記カットオフライン近傍に対応する所定範囲に複数の凸状部もしくは凹状部を規則的に設け、
前記プロジェクタレンズの焦点に、該プロジェクタレンズの光軸に直交しかつ互いに直交する第１の軸、第２の軸を設定し、
前記所定範囲に、該第１の軸を含み該第１の軸に関して前記所定範囲の第１の範囲内で第１の角度毎に回転する第１の平面と、前記第２の軸を含み該第２の軸に関して前記所定範囲の第２の範囲内で第２の角度毎に回転する第２の平面と、前記プロジェクタレンズの前方側表面との交点を設定し、
該各交点に前記凸状部もしくは凹状部を設けたプロジェクタレンズ。 In a projector lens for forming a light distribution pattern having a cut-off line,
A plurality of convex portions or concave portions are regularly provided in a predetermined range corresponding to the vicinity of the cut-off line on the front surface of the projector lens,
A first axis and a second axis that are orthogonal to the optical axis of the projector lens and orthogonal to each other are set at the focal point of the projector lens,
The predetermined range includes the first axis including the first axis and rotating with respect to the first axis within the first range of the predetermined range by a first angle; and the second axis. Setting an intersection of a second plane rotating at every second angle within a second range of the predetermined range with respect to a second axis, and the front surface of the projector lens;
A projector lens provided with the convex portion or the concave portion at each intersection .
半径R = (P2 + 4H2)/8H
但し、Ｈは前記凸状部もしくは凹状部の高さもしくは深さ、
Ｐは前記凸状部もしくは凹状部の大きさ
によって規定される球面を有する請求項１に記載のプロジェクタレンズ。 The convex portion or the concave portion is
Radius R = (P 2 + 4H 2 ) / 8H
Where H is the height or depth of the convex portion or concave portion,
The projector lens according to claim 1, wherein P has a spherical surface defined by the size of the convex portion or the concave portion.
該プロジェクタレンズの前方側表面の前記カットオフライン近傍に対応する所定範囲に複数の凸状部もしくは凹状部を規則的に設定して前記カットオフライン近傍のスペクトル色領域のスペクトル色を観察するシミュレーション工程と、
前記所定範囲と前記凸状部もしくは凹状部の設定位置及び形状とを変更して前記シミュレーション工程を繰返して前記所定範囲と前記凸状部もしくは凹状部の設定位置及び形状とを最適化するフィードバック工程と
を具備し、
前記プロジェクタレンズの焦点に、該プロジェクタレンズの光軸に直交しかつ互いに直交する第１の軸、第２の軸を設定し、
前記所定範囲に、該第１の軸を含み該第１の軸に関して前記所定範囲の第１の範囲内で第１の角度毎に回転する第１の平面と、前記第２の軸を含み該第２の軸に関して前記所定範囲の第２の範囲内で第２の角度毎に回転する第２の平面と、前記プロジェクタレンズの前方側表面との交点を設定し、
該各交点に前記凸状部もしくは凹状部を設け、
前記シミュレーション工程は、
前記所定範囲の前記第１、第２の範囲の少なくとも１つを可変とする範囲可変工程と、
前記第１、第２の角度を可変とする角度可変工程と、
前記凸状部あるいは凹状部のサイズを可変とするサイズ可変工程と
を具備することを特徴とするプロジェクタレンズの製造方法。 In a method for manufacturing a projector lens for forming a light distribution pattern having a cut-off line,
A simulation step of regularly setting a plurality of convex portions or concave portions in a predetermined range corresponding to the vicinity of the cut-off line on the front surface of the projector lens and observing a spectral color in a spectral color region near the cut-off line; ,
A feedback step of optimizing the predetermined range and the setting position and shape of the convex portion or the concave portion by changing the predetermined range and the setting position and shape of the convex portion or the concave portion and repeating the simulation step provided with a door,
A first axis and a second axis that are orthogonal to the optical axis of the projector lens and orthogonal to each other are set at the focal point of the projector lens,
The predetermined range includes the first axis including the first axis and rotating with respect to the first axis within the first range of the predetermined range by a first angle; and the second axis. Setting an intersection of a second plane rotating at every second angle within a second range of the predetermined range with respect to a second axis, and the front surface of the projector lens;
Providing the convex portion or concave portion at each intersection,
The simulation process includes
A range variable step of changing at least one of the first and second ranges of the predetermined range;
An angle varying step of varying the first and second angles;
A variable size step for changing the size of the convex portion or the concave portion;
A method for manufacturing a projector lens , comprising :
半径R = (P2 + 4H2)/8H
但し、Ｈは前記凸状部もしくは凹状部の高さもしくは深さ、
Ｐは前記凸状部もしくは凹状部の大きさ
によって規定される球面を有し、
前記サイズ可変工程は、
前記凸状部もしくは凹状部の高さもしくは深さを可変とする工程と、
前記凸状部もしくは凹状部の大きさを可変とする工程と
を具備する請求項３に記載のプロジェクタレンズの製造方法。 The convex portion or the concave portion is
Radius R = (P 2 + 4H 2 ) / 8H
Where H is the height or depth of the convex portion or concave portion,
P has a spherical surface defined by the size of the convex or concave portion,
The size variable step includes
Making the height or depth of the convex or concave portion variable;
The method for manufacturing a projector lens according to claim 3 , further comprising a step of changing a size of the convex portion or the concave portion.
該楕円反射鏡の第１の焦点位置に設けられた光源と、
前記楕円反射鏡の第２の焦点位置近傍に設けられたカットオフライン形成用シェードと、
前記楕円反射鏡の前記第２の焦点位置を焦点とする請求項１または２に記載のプロジェクタレンズと
を具備する自動車用ヘッドランプ。 An elliptical reflector,
A light source provided at a first focal position of the elliptical reflector;
A shade for forming a cut-off line provided near the second focal position of the elliptical reflector;
An automotive headlamp comprising: the projector lens according to claim 1 , wherein the second focal position of the elliptical reflecting mirror is a focal point.
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