JP7267392B2 - vehicle lamp - Google Patents

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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。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lighting fixture used in a vehicle such as an automobile, and more particularly to a vehicle lighting fixture suitable for application 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 an automobile headlamp, while enhancing the lighting effect in the front area of the own vehicle, it is effective against vehicles (hereinafter referred to as front vehicles) in the front area of the own vehicle such as preceding vehicles and oncoming vehicles existing in the front area. ADB light distribution control has been proposed as one method for obtaining light distribution that prevents glare. In this ADB light distribution control, the vehicle position detection device detects a forward vehicle, reduces or turns off the amount of light in the area where the detected forward vehicle exists, and brightly illuminates the other wide area.

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 headlamps that use light-emitting elements such as LEDs as light sources. It forms a light distribution for illuminating the area in front of the vehicle. Then, when a forward vehicle is detected, the LED in the illumination area corresponding to the detected forward vehicle is dimmed or extinguished.

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、投影レンズによる球面収差、例えば色収差により、各照明領域の周縁部に光の分散が発現し、照明領域における視認性の低下が生じることがある。 In such ADB light distribution control, white light emitted from a plurality of LEDs is projected onto a front area of the host vehicle by a projection lens to form a plurality of illumination areas, and these illumination areas are appropriately combined and synthesized. Thus, a required illumination area is formed. However, due to spherical aberration, such as chromatic aberration, caused by the projection lens, light dispersion occurs at the periphery of each illumination area, and visibility in the illumination area may be reduced.

特許文献1には、投影レンズの球面収差、特に色収差を改善するために、凸レンズと凹レンズからなるダブレットレンズを採用し、これら凸レンズと凹レンズとの間に間隙を設けた投影レンズが提案されている。また、凸レンズと凹レンズの各面を非球面で構成した投影レンズも提案されている。 Patent Document 1 proposes a projection lens that employs a doublet lens consisting of a convex lens and a concave lens and provides a gap between the convex lens and the concave lens in order to improve spherical aberration, particularly chromatic aberration, of the projection lens. . A projection lens has also been proposed in which each surface of a convex lens and a concave lens is aspherical.

特開2015-222687号公報JP 2015-222687 A

特許文献1の投影レンズは、色収差の改善には有効であるが、非点収差やコマ収差には必ずしも十分ではなく、これらの収差によって複数の照明領域のそれぞれの周縁部、ないしは合成された照明領域の周縁部の鮮鋭度が低下され、照明領域の境界があいまいになる。そのため、ADB制御を実行した場合に、減光あるいは消光した領域に隣接する照明領域の境界の光が前方車両に向けて照射されることがあり、前方車両を眩惑するおそれが生じる。 Although the projection lens of Patent Document 1 is effective in improving chromatic aberration, it is not necessarily sufficient in terms of astigmatism and coma. The sharpness of the peripheral edge of the area is reduced, blurring the boundary of the illuminated area. Therefore, when the ADB control is executed, the light at the boundary of the illumination area adjacent to the dimmed or extinguished area may be radiated toward the forward vehicle, which may dazzle the forward vehicle.

本発明の目的は、照明領域の境界を明確にすることが可能な鮮鋭度の高い投影レンズを備えた車両用灯具を提供するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vehicular lamp having a projection lens with high sharpness capable of clarifying the boundary of an illumination area.

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、前記投影レンズは正の屈折力を有する両凸レンズからなる第1レンズと、負の屈折力を有する両凹レンズからなる第2レンズと、正の屈折力を有する両凸レンズからなる第3レンズとを含むトリプレットレンズで構成され、第1レンズ及び第3レンズは第2レンズよりも低分散の透光材料で構成され、第1レンズと第2レンズの第1レンズ間距離t1と、第2レンズと第3レンズの第2レンズ間距離t2と、投影レンズのレンズ総厚Tとが、0.03<t1/T<0.1、及び0.03<t2/T<0.1の関係にある。 A vehicle lamp according to the present invention includes a light source and a projection lens for projecting light emitted from the light source, wherein the projection lens is a first lens made of a biconvex lens having a positive refractive power; and a triplet lens including a second lens made of a biconcave lens having a refractive power of , and a third lens made of a biconvex lens having a positive refractive power. The first lens and the third lens are lower than the second lens. The distance t1 between the first lens and the second lens, the distance t2 between the second lens and the third lens, and the total lens thickness T of the projection lens are: , 0.03<t1/T<0.1, and 0.03<t2/T<0.1.

本発明の車両用灯具の好ましい形態として、前記光源は複数の発光素子で構成され、各発光素子から出射される光を前記投影レンズで投影してそれぞれ対応する複数の照明領域を形成する。また、前記複数の発光素子を個別に発光制御してADB配光制御を行う構成とする。 As a preferred embodiment of the vehicle lamp of the present invention, the light source is composed of a plurality of light emitting elements, and the light emitted from each light emitting element is projected by the projection lens to form a plurality of corresponding illumination areas. In addition, ADB light distribution control is performed by individually controlling light emission of the plurality of light emitting elements.

本発明によれば、トリプレットレンズで構成される投影レンズの、第1レンズと第2レンズの第1レンズ間距離t1と、第2レンズと第3レンズの第2レンズ間距離t2と、投影レンズのレンズ光軸上のレンズ総厚Tとを所定の関係式を満たすように設計することにより、投影レンズの球面収差を抑制し、鮮鋭度を高めることができる。 According to the present invention, the distance t1 between the first lens and the second lens, the distance t2 between the second lens and the third lens, and the projection lens of the projection lens composed of triplet lenses By designing the total lens thickness T on the optical axis of the lens so as to satisfy a predetermined relational expression, the spherical aberration of the projection lens can be suppressed and the sharpness can be enhanced.

本発明を適用したヘッドランプの概略縦断面図。1 is a schematic longitudinal sectional view of a headlamp to which the present invention is applied; FIG. 投影レンズの前方から見た透視的な概略図。Fig. 3 is a schematic perspective view of the projection lens as seen from the front; 投影レンズの断面図。Sectional drawing of a projection lens. 凸レンズと凹レンズの各面の設計式と設計値。Design formulas and design values for each surface of convex and concave lenses. LEDチップから出射される光を合成した配光パターン図。The light distribution pattern figure which combined the light radiate|emitted from the LED chip. 投影レンズの各部の寸法を説明する概念図と、実施形態のレンズのスポット半径の測定値を示すグラフ。4A and 4B are conceptual diagrams for explaining the dimensions of each part of the projection lens, and graphs showing measured values of the spot radius of the lens of the embodiment.

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, embodiments 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 an automobile headlamp HL to which ADB light distribution control is applied. In the following description, regarding the front or rear, the light source side of the headlamp HL is called the rear, and the front side of the headlamp HL is called 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。 The headlamp HL includes a lamp unit 2 inside a lamp housing 1 formed of a lamp body 11 and a front cover 12 made of a translucent material. This lamp unit 2 has a light source 3 and a projection lens 4 which are mounted inside and supported by a unit casing 21 whose inner surface is formed as a light reflecting surface. It is configured to illuminate an area to obtain a desired light distribution.

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 schematic perspective view of the projection lens 4 as viewed from the front. As shown in FIG. 30, in which nine LED (light emitting diode) chips 301 to 309 that emit white light are mounted. These LED chips 301 to 309 are mounted in two stages, that is, four LED chips 301 to 304 are arranged in the upper stage and five LED chips 305 to 309 are arranged in the lower stage in a horizontal direction. It is When these LED chips 301 to 309 emit light, the light emitted from each of them is directed to the projection lens 4 either directly or after being reflected on the inner surface of the unit casing 21 .

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 LED chips 301 to 309 are connected to the light emitting circuit 5 through the substrate 31, and are individually controlled by the light emitting circuit 5 so as to emit light, extinguish, and change the light emission intensity. . A lighting switch 51 operated by the driver is connected to the light emitting circuit 5. The lighting switch 51 is configured to switch between low beam light distribution, high beam light distribution, and ADB light distribution. The light emitting circuit 5 is connected to an in-vehicle camera 52 for executing ADB control, detects the forward vehicle from the front image of the automobile captured by the in-vehicle camera 52, and controls the light distribution so as not to dazzle the forward vehicle. is configured to run

図3に示すように、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両凸レンズからなる第1レンズ41と、負の屈折力を有する両凹レンズからなる第2レンズ42と、正の屈折力を有する両凸レンズからなる第3レンズ43とで構成されている。その上で、これら第1レンズ41~第3レンズ43は同軸配置されるとともに、前記第1レンズ41と第2レンズ42との間、及び第2レンズ42と第3レンズ43との間にはレンズ光軸Lxに沿った方向の間隙が確保されている。そして、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, the projection lens 4 is composed of a triplet lens. In order from the front side of the lamp, a first lens 41 made of a biconvex lens having positive refractive power and a double concave lens having negative refractive power. and a third lens 43 which is a biconvex lens having positive refractive power. In addition, the first lens 41 to the third lens 43 are coaxially arranged, and between the first lens 41 and the second lens 42 and between the second lens 42 and the third lens 43, A gap is secured in the direction along the lens optical axis Lx. The light source 3, that is, the LED chips 301 to 309 are arranged in the vicinity of the focal point Fo of the projection lens 4 on the rear side of the lamp.

ここで、図6を参照して後述するが、第1レンズ41と第2レンズ42のレンズ光軸上でのレンズ間距離を第1レンズ間距離t1とし、第2レンズ42と第3レンズ43のレンズ光軸Lx上でのレンズ間距離を第2レンズ間距離t2とする。また、レンズ光軸Lx上における第1レンズ41の第1面S1から第3レンズ43の第6面S6までの距離(寸法)を投影レンズ4のレンズ総厚Tとする。 Here, as will be described later with reference to FIG. 6, the inter-lens distance t1 between the first lens 41 and the second lens 42 on the lens optical axis is defined as the first inter-lens distance t1, and the second lens 42 and the third lens 43 A second inter-lens distance t2 is defined as the inter-lens distance on the lens optical axis Lx. The total lens thickness T of the projection lens 4 is defined as the distance (dimension) from the first surface S1 of the first lens 41 to the sixth surface S6 of the third lens 43 on the lens optical axis Lx.

前記投影レンズ4を構成している第1レンズ41ないし第3レンズ43は樹脂あるいはガラス等の透光材料で構成されているが、第1レンズ41と第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)の透光材料で形成されている。例えば、第1レンズ41と第3レンズ43はクラウンガラスで形成され、第2レンズ42はフリントガラスで形成される。あるいは、第1レンズと第3レンズはPMMA(アクリル樹脂)で形成され、第2レンズ42はポリカーボネート樹脂で形成される。 The first lens 41 to the third lens 43 constituting the projection lens 4 are made of a translucent material such as resin or glass. It is made of a translucent material with a low refractive index and low dispersion (high Abbe number). For example, the first lens 41 and the third lens 43 are made of crown glass, and the second lens 42 is made of flint glass. Alternatively, the first lens and the third lens are made of PMMA (acrylic resin), and the second lens 42 is made of polycarbonate resin.

前記投影レンズ4は、色収差、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)S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4に示す非球面定義式(1)に基づいて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、Rは曲率半径、kはコーニック定数、α~αは非球面係数である。 In order to reduce chromatic aberration, astigmatism, and coma aberration, the projection lens 4 includes a front surface (first surface) S1 and a rear surface (second surface) S2 of the first lens 41, and a front surface (third surface) of the second lens 42 (third surface). At least the first surface S1 to the fifth surface S5 are designed to be aspheric It is In this embodiment, all of the first to sixth surfaces S1 to S6 are designed as aspherical surfaces based on the aspherical surface definition formula (1) shown in FIG. Here, z is the amount of sag, r is the radial dimension from the optical axis, R is the radius of curvature, k is the conic constant, and α 1 to α 2 are aspheric coefficients.

以上の構成の投影レンズ4を備える実施形態のヘッドランプ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5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 embodiment having the projection lens 4 configured as described above is set to low beam light distribution control or high beam light distribution control by switching the lamp switch 51 by the driver or the like. During low beam light distribution control, the light emitting circuit 5 controls the four LED chips 301 to 304 in the upper stage to emit light. The white light emitted from these LED chips 301 to 304 is projected onto the front area of the automobile by the projection lens 4. In FIG. A low beam light distribution is formed that illuminates the area below the cutoff line approximately along H.

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 lower five LED chips 305 to 309 emit light under the control of the light emitting circuit 5 . The white light from these LED chips 305 to 309 is projected onto the front area of the automobile by the projection lens 4, and the illumination areas P5 to P9 are combined to form a light distribution. This light distribution is combined with the low beam light distributions P1 to P4 to form a high beam light distribution that illuminates a wide area.

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 light emitting circuit 5 basically controls the high beam light distribution, and based on the image picked up by the vehicle-mounted camera 52, the forward vehicle existing in the front area of the vehicle is detected. To detect. Then, control is performed so as to dim or extinguish the LED chips corresponding to the illumination areas overlapping the detected front vehicle, especially the areas overlapping the illumination areas P5 to P9. As a result, the illumination region to which the forward vehicle belongs is selectively shaded to prevent the forward vehicle from being dazzled, while the ADB light distribution is performed with improved visibility in other illumination regions.

ここで、各LEDチップ301~309から出射された光で自動車の前方の広い領域をより明るく照明するためには、投影レンズ4の焦点距離をなるべく短くし、かつFナンバー(=f/D)を小さくすることが好ましい。そのため、この実施形態では、図6(a)に示すように、焦点距離fを57mm、レンズ径Dを67mmに設計している。これにより、Fナンバーはほぼ0.84となり、照明領域の照度を高めることができる。 Here, in order to brightly illuminate a wide area in front of the automobile with the light emitted from each of the LED chips 301 to 309, the focal length of the projection lens 4 should be as short as possible and the F number (=f/D) is preferred to be small. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 6A, the focal length f is designed to be 57 mm, and the lens diameter D is designed to be 67 mm. As a result, the F-number is approximately 0.84, and the illuminance of the illumination area can be increased.

一方、この投影レンズ4において焦点距離fをなるべく短くするためには、第1レンズ41と第3レンズ43の正の屈折力をより大きくし、また第1レンズ間距離t1と第2レンズ間距離t2を大きくする必要がある。しかし、このように第1レンズ間距離t1と第2レンズ間距離t2を大きくすると、第2レンズ42の負の屈折力を大きくする必要が生じ、この屈折力を大きくすることにより非点収差、あるいは高次のコマ収差が顕著になり易く、投影レンズ4の鮮鋭度が劣化する。 On the other hand, in order to shorten the focal length f of the projection lens 4 as much as possible, the positive refractive powers of the first lens 41 and the third lens 43 should be increased, and the first inter-lens distance t1 and the second inter-lens distance It is necessary to increase t2. However, if the first lens-to-lens distance t1 and the second lens-to-lens distance t2 are increased in this way, it becomes necessary to increase the negative refractive power of the second lens 42. Alternatively, high-order coma tends to become conspicuous, and the sharpness of the projection lens 4 deteriorates.

投影レンズにおける色収差、あるいは非点収差やコマ収差が顕著になると、光源から出射されて自動車の前方に投影される光源像にいわゆる「ぼけ」が生じ、集光される光のスポット径が大きくなる。そのため、本発明のようなランプユニット2の場合には、図5に示した各照明領域P1~P9の斜線を付した周辺部、特にレンズ光軸Lxから離れた辺部において鮮鋭度が低下し、各照明領域の境界があいまいになり、視認性の低下や配光品質の低下が目立ち、かつ前方車両を眩惑するおそれが生じる。 When chromatic aberration, astigmatism, or coma aberration in the projection lens becomes noticeable, the image of the light source emitted from the light source and projected in front of the vehicle becomes so-called "bokeh," and the spot diameter of the condensed light becomes large. . Therefore, in the case of the lamp unit 2 of the present invention, the sharpness is lowered in the shaded peripheral portions of the illumination regions P1 to P9 shown in FIG. 5, particularly in the side portions away from the lens optical axis Lx. , the boundaries between the illumination areas become ambiguous, resulting in conspicuous deterioration in visibility and light distribution quality, and there is a risk of dazzling vehicles ahead.

そこで、投影レンズ4の第1面S1~第6面S6を前記のように設計した上で、前記した第1レンズ間距離t1と第2レンズ間距離t2を変化させながら鮮鋭度の変化を測定した。ここでは、投影レンズ4の前側、すなわち図6(a)の左側から所定の光束径の光を入射し、右側の焦点位置Foに集光する光のスポット半径を測定した。すなわち、スポット半径が小さくなるほど鮮鋭度が高くなるからである。なお、ここでは第1レンズ間距離t1と第2レンズ間距離t2を等しくし、両者共通のレンズ間距離tとして測定している。 Therefore, after designing the first surface S1 to the sixth surface S6 of the projection lens 4 as described above, changes in sharpness are measured while changing the first inter-lens distance t1 and the second inter-lens distance t2. bottom. Here, light with a predetermined luminous flux diameter was incident from the front side of the projection lens 4, that is, from the left side of FIG. This is because the smaller the spot radius, the higher the sharpness. Here, the first lens-to-lens distance t1 and the second lens-to-lens distance t2 are made equal, and both are measured as the lens-to-lens distance t.

測定によると、図6(b)に示すように、レンズ総厚Tに対するレンズ間距離tの比、すなわちt/Tが0.03<t/T<0.1の範囲ではスポット半径をほぼ25μm以下にできることが判る。すなわち、鮮鋭度の高い投影レンズが得られる。 According to the measurement, as shown in FIG. 6(b), the ratio of the inter-lens distance t to the total lens thickness T, that is, t/T is in the range of 0.03<t/T<0.1, the spot radius is approximately 25 μm. It turns out that you can do the following. That is, a projection lens with high sharpness can be obtained.

t/Tをこれよりも大きくするとスポット半径が増大し、投影レンズ4の鮮鋭度が低下する。一方、t/Tが0.03よりも小さくなると、隣接するレンズが接近して互いに干渉し、レンズ光軸外や瞳端の光が通らなくなり、スポットに集光しなくなる。したがって、この理由によっても投影レンズ4の鮮鋭度が低下する。 If t/T is made larger than this, the spot radius increases and the sharpness of the projection lens 4 decreases. On the other hand, when t/T becomes smaller than 0.03, the adjacent lenses approach each other and interfere with each other, so that light outside the optical axis of the lens and at the pupil edge does not pass through and is not condensed into a spot. Therefore, the sharpness of the projection lens 4 is lowered for this reason as well.

なお、図示は省略するが、t1とt2を相違させた場合においても、t1/Tとt2/Tを前記と同様に、0.03<t1/T<0.1及び0.03<t2/T<0.1を満たすように設定することにより、スポット半径を抑制し、鮮鋭度の高い投影レンズが得られる。 Although not shown, even when t1 and t2 are different, t1/T and t2/T are set to 0.03<t1/T<0.1 and 0.03<t2/ By setting T<0.1, it is possible to suppress the spot radius and obtain a projection lens with high sharpness.

このように第1レンズ間距離t1と、第2レンズ間距離t2について前記した関係を満たすように投影レンズ4を設計したことにより、図5に示した各照明領域P1~P9の斜線を付した周辺部の鮮鋭度が向上し、各照明領域の境界が明確なものになる。これにより、照明領域での視認性が向上するとともに、照明領域の境界領域に存在する前方車両に対する眩惑を確実に防止することができる。 By designing the projection lens 4 so as to satisfy the above-described relationship between the first inter-lens distance t1 and the second inter-lens distance t2, the illumination regions P1 to P9 shown in FIG. The sharpness of the periphery is improved, and the boundaries of each illumination area become clear. As a result, the visibility in the illuminated area is improved, and dazzling of the preceding vehicle existing in the boundary area of the illuminated area can be reliably prevented.

以上説明した実施形態では、投影レンズのFナンバーが0.84の例を説明したが、前記したt/Tにかかわる条件式を満たすのであれば、Fナンバーが1.0よりも小さい投影レンズに適用することにより、投影レンズを大型化することなく、すなわちレンズ総厚やレンズ径を極端に大きくすることなく、鮮鋭度を改善することができる。 In the above-described embodiment, an example in which the projection lens has an F-number of 0.84 has been described. By applying it, the sharpness can be improved without increasing the size of the projection lens, that is, without extremely increasing the total lens thickness and the lens diameter.

本実施形態においては、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、本発明では、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 present embodiment, an example in which all of the first to sixth surfaces are designed to be aspheric has been described. The surface may be spherical. The present invention can also be applied to a meniscus lens in which the convex lenses of the first lens and the third lens and the concave lens of the second lens are both curved in the same direction.

本実施形態は光源を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、この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ヘッドランプに適用することもできる。 Although this embodiment shows an example in which the light source is composed of nine LED chips to form an ADB light distribution, the present invention is not limited to this ADB light distribution. The pattern shape of each illumination area can be set arbitrarily. It can also be applied to a headlamp using a MEMS (micro electromechanical systems) mirror array as a light source.

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 投影レンズ
5 発光回路
41 凸レンズ(第1レンズ)
42 凹レンズ(第2レンズ)
43 凸レンズ(第3レンズ)
301~309 LEDチップ(発光素子)
S1~S6 第1面~第6面
t1,t2 レンズ間距離
T レンズ総厚
HL headlamp 1 lamp housing 2 lamp unit 3 light source 4 projection lens 5 light emitting circuit 41 convex lens (first lens)
42 concave lens (second lens)
43 convex lens (third lens)
301-309 LED chips (light-emitting elements)
S1 to S6 1st to 6th surfaces t1, t2 Inter-lens distance T Total lens thickness

Claims (5)

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、前記投影レンズは正の屈折力を有する両凸レンズからなる第1レンズと、負の屈折力を有する両凹レンズからなる第2レンズと、正の屈折力を有する両凸レンズからなる第3レンズとを含むトリプレットレンズで構成され、前記第1レンズ及び第3レンズは前記第2レンズよりも低分散の透光材料で構成され、前記第1レンズと前記第2レンズの第1レンズ間距離t1と、前記第2レンズと前記第3レンズの第2レンズ間距離t2と、前記投影レンズのレンズ総厚Tとが、0.03<t1/T<0.1、及び0.03<t2/T<0.1の関係にあることを特徴とする車両用灯具。 A vehicle lamp including a light source and a projection lens for projecting light emitted from the light source, wherein the projection lens comprises a first lens comprising a biconvex lens having positive refractive power and a biconcave lens having negative refractive power. and a third lens made of a biconvex lens having positive refractive power, wherein the first lens and the third lens are made of a translucent material with a lower dispersion than the second lens. A first inter-lens distance t1 between the first lens and the second lens, a second inter-lens distance t2 between the second lens and the third lens, and a total lens thickness T of the projection lens are A vehicular lamp characterized by having relationships of 0.03<t1/T<0.1 and 0.03<t2/T<0.1. 前記第1レンズ間距離t1と、前記第2レンズ間距離t2は相違する請求項に記載の車両用灯具。 The vehicle lamp according to claim 1 , wherein the first inter-lens distance t1 and the second inter-lens distance t2 are different. 前記投影レンズのFナンバーは1.0よりも小さい請求項1または2に記載の車両用灯具。 3. The vehicle lamp according to claim 1, wherein the projection lens has an F-number smaller than 1.0. 前記光源は複数の発光素子で構成され、各発光素子から出射される光を前記投影レンズで投影してそれぞれ対応する複数の照明領域を形成する請求項1ないしのいずれかに記載の車両用灯具。 4. The vehicle according to any one of claims 1 to 3 , wherein the light source comprises a plurality of light emitting elements, and the light emitted from each light emitting element is projected by the projection lens to form a plurality of corresponding illumination areas. lamp. 前記複数の発光素子を個別に発光制御してADB配光制御を行う請求項に記載の車両用灯具。 5. The vehicle lamp according to claim 4 , wherein ADB light distribution control is performed by individually controlling light emission of the plurality of light emitting elements.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017009778A (en) 2015-06-22 2017-01-12 コニカミノルタ株式会社 Illumination optical unit and illumination device
JP2017146600A (en) 2016-02-16 2017-08-24 ヴァレオ ビジョンValeo Vision System of lenses for projecting at least one light source

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