JP6136065B2 - プロジェクタ型前照灯 - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクタ型前照灯及びプロジェクタ型前照灯用の投影レンズに係り、特に、カットオフラインを含む配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型前照灯及びこれに用いられる投影レンズに関する。

従来、車両用灯具の分野においては、カットオフラインを含む配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型前照灯が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図６（ａ）は特許文献１に記載されたプロジェクタ型前照灯２００の縦断面図、図６（ｂ）はプロジェクタ型前照灯２００から前方へ照射される光により、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン（車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上に形成される配光パターンＰの部分拡大図である。

図６（ａ）に示すように、プロジェクタ型前照灯２００は、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置された投影レンズ２１０と、この投影レンズ２１０の後側焦点Ｆよりも後方側に配置された光源２２０と、この光源２２０からの光を前方へ向けて光軸ＡＸ寄りに反射させるリフレクタ２３０と、投影レンズ２１０の後側焦点Ｆの位置に配置されたリフレクタ２３０からの反射光の一部を遮蔽するシェード２４０と、を備えている。

上記構成のプロジェクタ型前照灯２００においては、リフレクタ２３０で反射した光源２２０からの光が投影レンズ２１０を透過する際に生じる分光現象により、カットオフラインの上方近傍に現れる分光色を抑制する観点から、図６（ｂ）に示すように、カットオフラインＣＬの上方近傍においてカットオフラインＣＬに沿って略一定幅で延びる帯状の配光パターンＰａが形成されるように構成されている。

帯状の配光パターンＰａは、投影レンズ２１０の前方側表面２１２に形成された複数のレンズ素子２１２ｎ（凹レンズカット面及び凸レンズカット面）からの出射光により形成される。

各レンズ素子２１２ｎは、図７（ａ）に示すように、鉛直断面形状が、前方側表面２１２の基準面２１２Ｄに対して凹凸の波形形状で、かつ、略水平方向（図７（ａ）中紙面に略直交する方向）に延びる、基準面２１２Ｄに対して凸凹のレンズカット面として構成されている。

一組のレンズ素子２１２ｎ（例えば、図７（ａ）中の下側の凹レンズカット面２１２ｎ及び上側の凸レンズカット面２１２ｎの合計二つのレンズカット面）からの出射光は、一つの光度分布（例えば、図７（ｂ）中の光度分布Ｌａ）を形成する。これは、図７（ｂ）に示すように、図７（ａ）中の下側の凹レンズカット面２１２ｎからの出射光により形成される光度分布Ｌａ１と上側の凸レンズカット面２１２ｎからの出射光により形成される光度分布Ｌａ２とが略同一位置に略同一の形状で形成されて、これらが合成された一つの光度分布Ｌａとなることによるものである。

なお、図７（ａ）中の符号Ｐ１´、Ｐ２´、Ｐ３´はそれぞれ、下側の凹レンズカット面２１２ｎの鉛直断面形状である直線の下端近傍の位置（出射位置）、下側の凹レンズカット面２１２ｎの鉛直断面形状である直線の上端近傍の位置（出射位置）、下側の凹レンズカット面２１２ｎの鉛直断面形状である直線のＰ１´とＰ２´との中間の位置（出射位置）を表している。図７（ｂ）中の符号Ｐ１´、Ｐ２´、Ｐ３´はそれぞれ、図７（ａ）中の位置Ｐ１´、Ｐ２´、Ｐ３´から出射した光により形成される光度分布Ｌａ１上の位置を表している。

同様に、図７（ａ）中の符号Ｐ４´、Ｐ５´、Ｐ６´はそれぞれ、上側の凸レンズカット面２１２ｎの鉛直断面形状である直線の下端近傍の位置（出射位置）、上側の凸レンズカット面２１２ｎの鉛直断面形状である直線の上端近傍の位置（出射位置）、上側の凸レンズカット面２１２ｎの鉛直断面形状である直線のＰ４´とＰ５´との中間の位置（出射位置）を表している。図７（ｂ）中の符号Ｐ４´、Ｐ５´、Ｐ６´はそれぞれ、図７（ａ）中の位置Ｐ４´、Ｐ５´、Ｐ６´から出射した光により形成される光度分布Ｌａ２上の位置を表している。

以上のように、上記構成のプロジェクタ型前照灯２００においては、一組のレンズ素子２１２ｎ単位（すなわち、凹レンズカット面及び凸レンズカット面の合計二つのレンズカット面単位）で、一つの光度分布を調整するものとなっている。

特許第４５９７８９０号公報

しかしながら、上記構成のプロジェクタ型前照灯２００においては、帯状の配光パターンＰａ中の光度分布を鉛直方向にグラデーション状に変化させる場合、帯状の配光パターンＰａ中に光度ムラが発生するという問題がある。

これは、例えば、図８に示すように、帯状の配光パターンＰａ中の上下幅Ｗの領域において、ピーク及び上下幅が異なる２つの光度分布Ｌａ、Ｌｂを形成することで、帯状の配光パターンＰａ中の光度分布を鉛直方向にグラデーション状に変化させる場合、鉛直方向の光度分布が急峻に変化して（図８中の斜め直線Ｌ１（点線）参照）、光度分布Ｌａと光度分布Ｌｂとの間に光度差に起因する谷間Ｖが現れることによるものである。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、カットオフラインを含む配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型前照灯において、カットオフラインの上方近傍においてカットオフラインに沿って略一定幅で延びる帯状の配光パターンに現れる光度ムラを抑制することができるプロジェクタ型前照灯及びこれに用いられる投影レンズを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、前記投影レンズの後方に配置された反射面と、前記投影レンズの後側焦点より後方に配置され、前記反射面で前記光軸寄りに反射されて前記投影レンズを透過して前方に照射される光を放出する光源と、前記投影レンズと前記光源との間に配置され、前記投影レンズを透過して前方に照射される前記光源からの光のうち上方へ向かう光を遮る遮光部材と、を備えており、前記遮光部材によって規定されるカットオフラインを含む配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型前照灯において、前記投影レンズの前方側表面が、上部領域、下部領域、および前記上部領域と前記下部領域との間の中央領域を含み、前記中央領域は、前記前方側表面の出射基準面の表面形状で構成され、前記上部領域および前記下部領域は、前記出射基準面に対して凹の複数の凹レンズカット面を含み、前記複数の凹レンズカット面は、それぞれ、鉛直断面形状が、両端が前記投影レンズの表面の前記出射基準面に接する直線で、かつ前記出射基準面に沿って略水平方向に弧状に延びる凹レンズカット面からなり、前記複数の凹レンズカット面は、少なくとも第１の凹レンズカット面と第２の凹レンズカット面とを含み、前記第１の凹レンズカット面からの出射光により形成される第１の光度分布が鉛直方向の中間部分にピークを持ち、かつ、当該ピーク位置から上下に向かうに従って光度が低下する曲線状の光度分布をなす形状とされ、前記第２の凹レンズカット面からの出射光により形成される第２の光度分布が鉛直方向の中間部分にピークを持ち、かつ当該ピーク位置から上下に向かうに従って光度が低下する曲線状の光度分布をなす形状とされ、前記第２の光度分布が、前記第１の光度分布より大きなピークを持ち、かつ、前記第１の光度分布より上下幅が狭くなるように、前記第１の凹レンズカット面および前記第２の凹レンズカット面が形成され、前記カットオフラインの上方近傍において略一定幅で延びる帯状の配光パターンには、前記第１の凹レンズカット面および前記第２の凹レンズカット面により形成される配光パターンを含んでいることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、次の利点を生ずる。

第１に、カットオフラインを含む配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型前照灯において、カットオフラインの上方近傍においてカットオフラインに沿って略一定幅で延びる帯状の配光パターンに現れる光度ムラを抑制することができる。

これは、請求項１に記載の発明では、一つの凹レンズカット面単位で、一つの光度分布を調整することができるため、従来技術（特許第４５９７８９０号公報）と比べ、カットオフラインの上方近傍においてカットオフラインに沿って略一定幅で延びる帯状の配光パターン中の特定の上下幅の領域において、ピーク及び上下幅が異なるより多く（従来技術の２倍）の光度分布を形成することができ、かつ、帯状の配光パターンの鉛直方向の光度分布が緩やかに変化する光度分布となるようにそれぞれの光度分布を調整することができる結果、光度差に起因して現れる谷間の影響を抑制することができることによるものである。

第２に、カットオフラインを適度にぼけたものとし、かつ、鮮明度係数Ｇ値を目標範囲内とするのが容易になる。

これも、請求項１に記載の発明では、従来技術（特許第４５９７８９０号公報）と比べ、カットオフラインの上方近傍においてカットオフラインに沿って略一定幅で延びる帯状の配光パターン中の特定の上下幅の領域において、ピーク及び上下幅が異なるより多く（従来技術の２倍）の光度分布を形成することができ、かつ、帯状の配光パターンの鉛直方向の光度分布が緩やかに変化する光度分布となるようにそれぞれの光度分布を調整することができる結果、光度差に起因して現れる谷間の影響を抑制することができることによるものである。

第３に、カットオフラインの上方近傍に、反射面で反射した光源からの光が投影レンズを透過する際に生じる分光現象に起因して現れる分光色を目立たなくすることができる。

これは、投影レンズの前方側表面に形成された複数の凹レンズカット面から前方へ出射する光により、カットオフラインの上方近傍においてカットオフラインに沿って略一定幅で延びる帯状の配光パターンが形成されることによるものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係るプロジェクタ型前照灯において、次の式で求められる前記プロジェクタ型前照灯のカットオフライン上の光の鮮明度係数Ｇ値が、０．１３から０．４０の間であることを特徴とする。
G値=(logEβ-logE(β-0.1°))但し、Eは光度[単位、cd]、βは垂直角度位置[単位°]

本発明によれば、カットオフラインを含む配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型前照灯において、カットオフラインの上方近傍においてカットオフラインに沿って略一定幅で延びる帯状の配光パターンに現れる光度ムラを抑制することができるプロジェクタ型前照灯及びこれに用いられる投影レンズを提供することが可能となる。

本発明の一実施形態であるプロジェクタ型前照灯１０の縦断面図である。 （ａ）投影レンズ１４の斜視図、（ｂ）正面図、（ｃ）縦断面図である。 （ａ）図２（ｃ）中の円内に形成された凹レンズカット面２２ｎ及び当該凹レンズカット面２２ｎからの出射光の光路を表す図、（ｂ）図３（ａ）に示した各レンズカット面２２ｎからの出射光により形成される光度分布ＬＡ、ＬＢ（図４中のＡ−Ａ断面）の例である。 プロジェクタ型前照灯１０から前方へ照射される光により、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン（車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上に形成される配光パターンＰの部分拡大図である。 各レンズカット面２２ｎからの出射光により形成される光度分布ＬＡ、ＬＢ、ＬＣ、ＬＤ（図４中のＡ−Ａ断面）の例である。 （ａ）従来のプロジェクタ型前照灯２００の縦断面図、（ｂ）従来のプロジェクタ型前照灯２００により形成される配光パターンの例である。 （ａ）図６（ａ）中の円内に形成された一組のレンズ素子２１２ｎ（凹レンズカット面及び凸レンズカット面）及び当該一組のレンズ素子２１２ｎからの出射光の光路を表す図、（ｂ）図７（ａ）に示した各レンズカット面２１２ｎからの出射光により形成される光度分布Ｌａ１、Ｌａ２、Ｌａの例（図６（ｂ）中のＡ−Ａ断面）である。 各レンズカット面２１２ｎからの出射光により形成される光度分布Ｌａ、Ｌｂの例である。

以下、本発明の一実施形態であるプロジェクタ型前照灯１０について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態であるプロジェクタ型前照灯１０の縦断面図である。

プロジェクタ型前照灯１０は、ロービーム用配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型の灯具ユニットで、図１に示すように、車両前後方向に延びる光軸ＡＸ上に配置された投影レンズ１４と、投影レンズ１４の後方に配置された反射面１２ａを含むリフレクタ１２と、投影レンズ１４の後側焦点Ｆより後方に配置され、反射面１２ａで光軸ＡＸ寄りに反射されて投影レンズ１４を透過して前方に照射される光を放出する光源１６と、投影レンズ１４と光源１６との間に配置され、投影レンズ１４を透過して前方に照射される光源１６からの光のうち上方へ向かう光を遮る遮光部材１８と、これらを保持する保持部材２０等を備えている。

リフレクタ１２の反射面１２ａは、光源１６からの光を前方へ向けて、光軸ＡＸ寄りに反射させて投影レンズ１４の後側焦点Ｆ近傍に集光させる反射面である。具体的には、反射面１２ａは、光軸ＡＸを含む断面形状が第１焦点Ｆ１及び第２焦点Ｆ２を含む楕円形状で、その離心率が鉛直断面から水平断面へ向けて徐々に大きくなるように設定された回転楕円系反射面（回転楕円面又はこれに類する自由曲面等）である。リフレクタ１２は、その周縁下端部において保持部材２０に固定されている。

反射面１２ａ（鉛直断面）で反射された光源１６からの光は、第２焦点Ｆ２（投影レンズ１４の焦点Ｆ）に集光した後、投影レンズ１４を透過して、前方に照射される。一方、反射面１２ａ（水平断面）で反射された光源１６からの光は、第２焦点Ｆ２（投影レンズ１４の焦点Ｆ）に集光することなく、投影レンズ１４を透過して、第２焦点Ｆ２（投影レンズ１４の焦点Ｆ）の前方位置において交差し、水平方向に拡散する光として、前方に照射される。

光源１６は、反射面１２ａで前方へ向けて光軸ＡＸ寄りに反射され、投影レンズ１４（レンズ部１４ａ）の後方側表面２４から投影レンズ１４（レンズ部１４ａ）内部へ入射し、前方側表面２２から出射して前方に照射される光を放出する光源で、反射面１２ａの第１焦点Ｆ１（又はその近傍）に配置されている。

光源１６としては、例えば、セラミック製（又は金属製）基板（図示せず）、当該基板上に実装された半導体発光素子を含む光源モジュールを用いることができる。半導体発光素子（光源１６）は、例えば、ＬＥＤ（例えば、１ｍｍ角の発光面を含む発光ダイオード×４）等の半導体発光素子で、セラミック製（又は金属製）基板の表面に所定間隔をおいて一列に実装されて、横長矩形の発光面（発光部）を構成している。

半導体発光素子（光源１６）は、発光色が青系のＬＥＤ（又はレーザーダイオード）とこれを覆う黄色系の蛍光体（例えば、ＹＡＧ蛍光体）とを組み合わせた構造の半導体発光素子であってもよいし、ＲＧＢ三色のＬＥＤ（又はレーザーダイオード）を組み合わせた構造の半導体発光素子であってもよいし、その他構造の半導体発光素子であってもよい。なお、半導体発光素子（光源１６）は、１以上であればよい。

光源１６は、横長矩形の発光面が上向きで、横長矩形の発光面の長辺と光軸ＡＸとが直交（又は略直交）し、かつ、横長矩形の発光面と投影レンズ１４（レンズ部１４ａ）の後側焦点Ｆとが一致（又は略一致）した状態で半導体発光素子が実装された基板が保持部材２０に固定されて、光軸ＡＸ近傍に配置されている。

なお、光源１６として、半導体発光素子以外の、例えば、放電バルブやハロゲンバルブ等のバルブ型の光源を用いてもよい。

反射面１２ａは、上向き（半球方向）に放出される光源１６（横長矩形の発光面）からの光が入射するように、光源１６の側方から上方にかけての範囲（但し、反射面１２ａからの反射光が通過する車両前方側領域を除く）をドーム状に覆っている。

保持部材２０は、投影レンズ１４の後側焦点Ｆから光源１６に向かって延びるミラー面１８（遮光部材）を含んでいる。ミラー面１８の前端縁１８ａは、投影レンズ１４の球面収差による影響を抑制し、カットオフラインを明瞭なものとする観点から、直線ではなく、投影レンズ１４の球面収差に応じて湾曲した形状とされている。

ミラー面１８に入射した光源１６からの光は、上向きに反射されて、投影レンズ１４で屈折してカットオフライン以下に照射される。すなわち、上向きに反射される光源１６からの光が前端縁１８ａ（カットオフライン）を境に折り返される形となる。

図２（ａ）は投影レンズ１４の斜視図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は縦断面図である。

投影レンズ１４は、アクリル等の透明樹脂製で、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、レンズ部１４ａ、レンズ部１４ａの周囲に配置されたフランジ部１４ｂを含んでいる。

レンズ部１４ａは、前方側表面２２（凸面）、後方側表面２４（例えば、平面）及び後方側表面２４側の後側焦点Ｆを含む非球面レンズである。

投影レンズ１４（レンズ部１４ａ）は、例えば、後側焦点Ｆが反射面１２ａの第２焦点Ｆ２（又はその近傍）に位置した状態でフランジ部１４ｂが保持部材２０に保持されたレンズホルダ２６に固定されて、光軸ＡＸ上に配置されている。

図２（ｂ）に示すように、投影レンズ１４（レンズ部１４ａ）の前方側表面２２は、光軸ＡＸから鉛直方向に離れた上部領域２２Ａ、下部領域２２Ｂ、及び、上部領域２２Ａと下部領域２２Ｂとの間の中央領域２２Ｃを含んでいる。

上部領域２２Ａ及び下部領域２２Ｂはそれぞれ、複数の凹レンズカット面２２ｎを含んでいる。中央領域２２Ｃは、投影レンズ１４（レンズ部１４ａ）の前方側表面２２の基準面２２Ｄのままの表面形状で構成されている。

図３（ａ）は、図２（ｃ）中の円内に形成された凹レンズカット面２２ｎ及び当該凹レンズカット面２２ｎからの出射光の光路を表している。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した各レンズカット面２２ｎからの出射光により形成される光度分布ＬＡ、ＬＢ（図４中のＡ−Ａ断面）の例である。

図３（ａ）に示すように、複数の凹レンズカット面２２ｎはそれぞれ、鉛直断面形状が、両端が投影レンズ１４（レンズ部１４ａ）の表面２２の出射基準面２２Ｄに接する直線で、かつ、出射基準面２２Ｄに沿って略水平方向（図３（ａ）中紙面に略直交する方向）に弧状に延びる、出射基準面２２Ｄに対して凹の凹レンズカット面として構成されている。各凹レンズカット面２２ｎは、上部領域２２Ａ及び下部領域２２Ｂにおいて鉛直方向に隣接して配置されている。

各凹レンズカット面２２ｎの鉛直断面形状である直線の下端は、その凹レンズカット面２２ｎの下に隣接して配置された別の凹レンズカット面２２ｎの鉛直断面形状である直線の上端に連続している。同様に、各凹レンズカット面２２ｎの鉛直断面形状である直線の上端は、その凹レンズカット面２２ｎの上に隣接して配置された別の凹レンズカット面２２ｎの鉛直断面形状である直線の下端に連続している。その結果、鉛直方向に隣接して配置された凹レンズカット面２２ｎ間には、略水平方向（図３（ａ）中紙面に略直交する方向）に延びるエッジｅが形成されている。

各凹レンズカット面２２ｎは、一つの凹レンズカット面２２ｎ単位で、一つの光度分布を調整することができる。具体的には、一つの凹レンズカット面２２ｎの傾斜及び上下幅（凹レンズカット面２２ｎの面積）を調整することで、一つの光度分布（ピーク及び上下幅）を調整することができる。

例えば、凹レンズカット面２２ｎの傾斜及び上下幅を図３（ａ）中の下側のレンズカット面２２ｎのように調整することで、図３（ｂ）中の光度分布ＬＡを形成することができる。また例えば、凹レンズカット面２２ｎの傾斜及び上下幅を図３（ａ）中の上側のレンズカット面２２ｎのように調整することで、図３（ｂ）中の光度分布ＬＢを形成することができる。

なお、図３（ａ）中の符号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はそれぞれ、下側の凹レンズカット面２２ｎの鉛直断面形状である直線の下端近傍の位置（出射位置）、下側の凹レンズカット面２２ｎの鉛直断面形状である直線の上端近傍の位置（出射位置）、下側の凹レンズカット面２２ｎの鉛直断面形状である直線のＰ１とＰ２との中間の位置（出射位置）を表している。図３（ｂ）中の符号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はそれぞれ、図３（ａ）中の位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３から出射した光により形成される光度分布ＬＡ上の位置を表している。

同様に、図３（ａ）中の符号Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６はそれぞれ、上側の凹レンズカット面２２ｎの鉛直断面形状である直線の下端近傍の位置（出射位置）、上側の凹レンズカット面２２ｎの鉛直断面形状である直線の上端近傍の位置（出射位置）、上側の凹レンズカット面２２ｎの鉛直断面形状である直線のＰ４とＰ５との中間の位置（出射位置）を表している。図３（ｂ）中の符号Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６はそれぞれ、図３（ａ）中の位置Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６から出射した光により形成される光度分布ＬＢ上の位置を表している。

本実施形態のプロジェクタ型前照灯１０は投影レンズ１４（凸レンズ）を用いロービーム用配光パターンを形成するように構成されているため、各位置Ｐ１〜Ｐ６から出射する光は拡散する方向へ向かう。

図４は、プロジェクタ型前照灯１０から前方へ照射される光により、車両前面に正対した仮想鉛直スクリーン（車両前面から約２５ｍ前方に配置されている）上に形成される配光パターンＰの部分拡大図である。

図４に示すように、プロジェクタ型前照灯１０から前方へ照射される光により形成される配光パターンＰは、ミラー面１８（遮光部材）の前端縁１８ａによって規定されるカットオフラインＣＬを上端部に含むロービーム用配光パターンに適した配光パターンとなる。配光パターンＰは、カットオフラインＣＬの上方近傍においてカットオフラインＣＬに沿って略一定幅（例えば、０．５°程度の上下幅）で延びる帯状の配光パターンＰＡを含んでいる。

帯状の配光パターンＰＡは、投影レンズ１４（レンズ部１４ａ）の前方側表面２２に形成された上部領域２２Ａ及び下部領域２２Ｂ（すなわち、複数の凹レンズカット面２２ｎ）からの出射光により形成される。

例えば、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）中の下側の凹レンズカット面２２ｎからの出射光により形成される光度分布ＬＡは、鉛直方向の略中間にピークを持ち、かつ、当該ピーク位置から上下に向かうに従って光度が低下する曲線状の光度分布となる。同様に、図３（ａ）中の上側の凹レンズカット面２２ｎからの出射光により形成される光度分布ＬＢは、鉛直方向の略中間に光度分布ＬＡより大きなピークを持ち、かつ、当該ピーク位置から上下に向かうに従って光度が低下する、光度分布ＬＡより上下幅が狭い曲線状の光度分布となる。

光度分布ＬＢが、光度分布ＬＡより大きなピークを持ち、かつ、光度分布ＬＡより上下幅が狭くなるのは、そのような光度分布となるように、各凹レンズカット面２２ｎの傾斜及び上下幅（凹レンズカット面の面積）が調整されていることによるものである。

以上のように、本実施形態では、一つの凹レンズカット面２２ｎ単位で、一つの光度分布ＬＡ、ＬＢを調整することができる。

これにより、次の利点を生ずる。

例えば、帯状の配光パターン中の上下幅Ｗの領域において、ピーク及び上下幅が異なる複数の光度分布を形成することで、帯状の配光パターン中の光度分布を鉛直方向にグラデーション状に変化させる場合、従来技術（特許第４５９７８９０号公報）では、帯状の配光パターンＰａ中の上下幅Ｗの領域において、ピーク及び上下幅が異なるＮ個の光度分布（例えば、２つの光度分布Ｌａ、Ｌｂ。図８参照）しか形成できないのに対して、本実施形態では、帯状の配光パターンＰＡ中の上下幅Ｗの領域において、ピーク及び上下幅が異なるＮ個×２（すなわち、従来技術の２倍）の光度分布（例えば、４つの光度分布ＬＡ、ＬＢ、ＬＣ、ＬＤ。図５参照）を形成することができる。

従来技術（特許第４５９７８９０号公報）で、帯状の配光パターンＰａ中の上下幅Ｗの領域において、ピーク及び上下幅が異なるＮ個の光度分布（例えば、２つの光度分布Ｌａ、Ｌｂ。図８参照）しか形成できないのは、一組のレンズカット面単位（すなわち、凹レンズカット面及び凸レンズカット面の合計二つのレンズカット面単位）で、一つの光度分布を調整する構成となっているためである。

本実施形態で、帯状の配光パターンＰＡ中の上下幅Ｗの領域において、ピーク及び上下幅が異なるＮ個×２（すなわち、従来技術の２倍）の光度分布（例えば、４つの光度分布ＬＡ、ＬＢ、ＬＣ、ＬＤ。図５参照）を形成することできるのは、一つの凹レンズカット面２２ｎ単位で、一つの光度分布を調整する構成となっているためである。

その結果、本実施形態では、図５に示すように、鉛直方向の光度分布が緩やかに変化する光度分布（図５中の斜め直線（点線）参照）とし、光度差に起因して現れる谷間の影響を抑制することができる。

なお、図５において、光度分布ＬＡ〜ＬＤがグラデーション状に変化しているのは、そのようなグラデーション状の光度分布となるように、各凹レンズカット面２２ｎの傾斜及び上下幅（凹レンズカット面の面積）が調整されていることによるものである。

以上説明したように、本実施形態のプロジェクタ型前照灯１０によれば、次の利点を生ずる。

第１に、カットオフラインＣＬを含む配光パターンＰを形成するように構成されたプロジェクタ型前照灯１０において、カットオフラインＣＬの上方近傍においてカットオフラインＣＬに沿って略一定幅で延びる帯状の配光パターンＰＡに現れる光度ムラを抑制することができる。

これは、本実施形態では、一つの凹レンズカット面２２ｎ単位で、一つの光度分布ＬＡ等を調整することができるため、従来技術（特許第４５９７８９０号公報）と比べ、カットオフラインＣＬの上方近傍においてカットオフラインＣＬに沿って略一定幅で延びる帯状の配光パターンＰＡ中の特定の上下幅の領域Ｗ（図５参照）において、ピーク及び上下幅が異なるより多く（従来技術の２倍）の光度分布（例えば、図５中の光度分布ＬＡ〜ＬＤ参照）を形成することができ、かつ、帯状の配光パターンＰＡの鉛直方向の光度分布が緩やかに変化する光度分布となるようにそれぞれの光度分布ＬＡ等を調整することができる結果、光度差に起因して現れる谷間の影響を抑制することができることによるものである。

第２に、カットオフラインＣＬを適度にぼけたものとし、かつ、鮮明度係数Ｇ値を目標範囲内とするのが容易になる。

これも、本実施形態では、従来技術（特許第４５９７８９０号公報）と比べ、カットオフラインＣＬの上方近傍においてカットオフラインＣＬに沿って略一定幅で延びる帯状の配光パターンＰＡ中の特定の上下幅の領域Ｗ（図５参照）において、ピーク及び上下幅が異なるより多く（従来技術の２倍）の光度分布（例えば、図５中の光度分布ＬＡ〜ＬＤ参照）を形成することができ、かつ、帯状の配光パターンＰＡの鉛直方向の光度分布が緩やかに変化する光度分布となるようにそれぞれの光度分布ＬＡ等を調整することができる結果、光度差に起因して現れる谷間の影響を抑制することができることによるものである。

なお、鮮明度係数Ｇ値とは、カットオフライン上の光の鮮明度係数のことで、これが低いほどボケていることを表す（逆に高いほど鮮明であることを表す）。Ｇ値は、次の式で求められる。

G値=(logEβ-logE(β-0.1°))
但し、Eは光度[単位、cd]、βは垂直角度位置[単位、°]（A-A断面方向の角度）を表す。Ｇ値の目標範囲は、最小鮮明度（例えば0.13）≦G値≦最大鮮明度（例えば0.40）で表される。但し、最小鮮明度、最大鮮明度は、ヘッドランプに対する適合法規によって異なる。

従来技術（特許第４５９７８９０号公報）では、図８に示すように、光度分布Ｌａと光度分布Ｌｂとの間の光度差に起因する谷間Ｖの影響により明暗差が強くなる（＝明暗差が鮮明となる）と、Ｇ値が0.40以上となり、上記Ｇ値の目標範囲内とするのが困難である。

第３に、カットオフラインＣＬの上方近傍に、リフレクタ１２で反射した光源１６からの光が投影レンズ１４を透過する際に生じる分光現象に起因して現れる分光色を目立たなくすることができる。

これは、投影レンズ１４の前方側表面２２に形成された上部領域２２Ａ及び下部領域２２Ｂから前方へ出射する光により、カットオフラインＣＬの上方近傍においてカットオフラインＣＬに沿って略一定幅で延びる帯状の配光パターンＰＡが形成されることによるものである。

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

１０…プロジェクタ型前照灯、１２…リフレクタ、１２ａ…反射面、１４…投影レンズ、１６…光源、１８…遮光部材、２０…保持部材、２２…前方側表面、２４…後方側表面、２６…レンズホルダ

Claims (2)

1. 車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、前記投影レンズの後方に配置された反射面と、前記投影レンズの後側焦点より後方に配置され、前記反射面で前記光軸寄りに反射されて前記投影レンズを透過して前方に照射される光を放出する光源と、前記投影レンズと前記光源との間に配置され、前記投影レンズを透過して前方に照射される前記光源からの光のうち上方へ向かう光を遮る遮光部材と、を備えており、前記遮光部材によって規定されるカットオフラインを含む配光パターンを形成するように構成されたプロジェクタ型前照灯において、
   前記投影レンズの前方側表面が、上部領域、下部領域、および前記上部領域と前記下部領域との間の中央領域を含み、
   前記中央領域は、前記前方側表面の出射基準面の表面形状で構成され、
   前記上部領域および前記下部領域は、前記出射基準面に対して凹の複数の凹レンズカット面を含み、
   前記複数の凹レンズカット面は、それぞれ、鉛直断面形状が、両端が前記投影レンズの表面の前記出射基準面に接する直線で、かつ前記出射基準面に沿って略水平方向に弧状に延びる凹レンズカット面からなり、
   前記複数の凹レンズカット面は、少なくとも第１の凹レンズカット面と第２の凹レンズカット面とを含み、前記第１の凹レンズカット面からの出射光により形成される第１の光度分布が鉛直方向の中間部分にピークを持ち、かつ、当該ピーク位置から上下に向かうに従って光度が低下する曲線状の光度分布をなす形状とされ、
   前記第２の凹レンズカット面からの出射光により形成される第２の光度分布が鉛直方向の中間部分にピークを持ち、かつ当該ピーク位置から上下に向かうに従って光度が低下する曲線状の光度分布をなす形状とされ、
   前記第２の光度分布が、前記第１の光度分布より大きなピークを持ち、かつ、前記第１の光度分布より上下幅が狭くなるように、前記第１の凹レンズカット面および前記第２の凹レンズカット面が形成され、
   前記カットオフラインの上方近傍において略一定幅で延びる帯状の配光パターンには、前記第１の凹レンズカット面および前記第２の凹レンズカット面により形成される配光パターンを含んでいることを特徴とするプロジェクタ型前照灯。
2. 次の式で求められる前記プロジェクタ型前照灯のカットオフライン上の光の鮮明度係数Ｇ値が、０．１３から０．４０の間であることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ型前照灯。
   G値=(logEβ-logE(β-0.1°))
   但し、Eは光度[単位、cd]、βは垂直角度位置[単位°]