WO2024043040A1 - 車両用灯具用レンズ、及び車両用灯具 - Google Patents

車両用灯具用レンズ、及び車両用灯具 Download PDF

Info

Publication number
WO2024043040A1
WO2024043040A1 PCT/JP2023/028511 JP2023028511W WO2024043040A1 WO 2024043040 A1 WO2024043040 A1 WO 2024043040A1 JP 2023028511 W JP2023028511 W JP 2023028511W WO 2024043040 A1 WO2024043040 A1 WO 2024043040A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lens
distance
irradiation area
bright
vehicle lamp
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/028511
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
紀勝 明神
Original Assignee
スタンレー電気株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by スタンレー電気株式会社 filed Critical スタンレー電気株式会社
Publication of WO2024043040A1 publication Critical patent/WO2024043040A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/141—Light emitting diodes [LED]
    • F21S41/151—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines
    • F21S41/153—Light emitting diodes [LED] arranged in one or more lines arranged in a matrix
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/36—Combinations of two or more separate reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/40—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/65—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources
    • F21S41/663—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources by switching light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/67—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
    • F21S41/675—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F21Y2105/12—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements characterised by the geometrical disposition of the light-generating elements, e.g. arranging light-generating elements in differing patterns or densities
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Definitions

  • the present disclosure relates to a lens for a vehicular lamp and a vehicular lamp, and in particular, the bright and dark boundary of a non-irradiation area that masks a masking object (for example, a preceding vehicle) that exists at a long distance near the intersection of a horizontal line and a vertical line.
  • the bright and dark boundaries of the non-irradiated area are used to mask objects to be masked (for example, oncoming cars) that are located at a short distance laterally from the intersection of the horizontal line and the vertical line.
  • the present invention relates to a lens for a vehicular lamp that can make the boundary line between bright and dark areas clear, and a vehicular lamp.
  • the position (e.g., right angle and left angle) of a mask target for example, a preceding vehicle, an oncoming vehicle
  • the mask target part is determined based on the detected position of the mask target.
  • a variable light distribution type vehicle lamp that can set a non-irradiation area in which the high beam area is not illuminated and form a light distribution pattern that includes the set non-irradiation area in the high beam area and an irradiation area that illuminates other areas.
  • the vehicle lamp described in Patent Document 1 has a non-irradiation method that masks objects to be masked (for example, a preceding vehicle) that are located at a long distance near the intersection of a horizontal line and a vertical line. While the bright and dark boundaries of the area (the bright and dark boundaries between the non-irradiated area and the irradiated area) become clear, the mask target that is located at a short distance laterally from the intersection of the horizontal line and the vertical line ( For example, we have found that the problem is that the bright/dark boundary line in the non-irradiated area that masks oncoming vehicles becomes unclear.
  • the present disclosure has been made in order to solve such problems, and is directed to a non-irradiation area that masks an object to be masked (for example, a preceding vehicle) that exists at a long distance near the intersection of a horizontal line and a vertical line.
  • the bright/dark boundary line of the non-irradiated area (the non-irradiated area and the irradiated area
  • An object of the present invention is to provide a lens for a vehicular lamp and a vehicular lamp that can make the bright/dark boundary line between areas clear.
  • a lens for a vehicle lamp according to the present disclosure is a lens for a vehicle lamp that projects a light distribution image including a non-irradiation area that does not irradiate a masked object and an irradiation area that irradiates other areas,
  • a first non-irradiation area for masking a masking object existing at a long distance at least near the intersection of a horizontal line and a vertical line in the optical image is at a first location a first distance away in the optical axis direction of the vehicle lamp lens.
  • a second non-irradiation area for the vehicle lamp that clearly projects onto the light distribution image and masks an object to be masked that is located at a short distance laterally away from at least the intersection of the horizontal line and the vertical line in the light distribution image. It is configured to clearly project onto a second location separated by a second distance shorter than the first distance in a direction inclined at a predetermined angle with respect to the optical axis of the lens.
  • the clarity of a bright/dark boundary line between the non-irradiated area and the irradiated area projected onto the first location and the non-irradiated area projected onto the second location are further provided.
  • the clarity of the bright and dark boundary line between the irradiation area and the irradiation area may be approximately equal.
  • the clarity may be a G value.
  • Another lens for a vehicle lamp according to the present disclosure is a lens for a vehicle lamp that projects a light distribution image including a non-irradiation area that does not irradiate the masked object and an irradiation area that irradiates the other area,
  • the G value of the bright/dark boundary line between the non-irradiated area and the irradiated area, which is projected at a long distance a first distance away from the vehicular lamp lens, is horizontal to the optical axis of the vehicular lamp lens.
  • G of a bright/dark boundary line between the non-irradiated area and the irradiated area which decreases as the angle increases, and is projected at a close distance a second distance shorter than the first distance from the vehicle lamp lens.
  • the value is configured such that it reaches a peak when the horizontal angle of the vehicle lamp lens with respect to the optical axis is a predetermined angle, and decreases as the horizontal angle of the vehicle lamp lens with respect to the optical axis becomes larger than the predetermined angle. ing.
  • the maximum G value of a bright/dark boundary line between the non-irradiated area and the irradiated area is projected at a long distance away from the lens for the vehicle lamp by the first distance. and a maximum value of a G value of a bright/dark boundary line between the non-irradiated area and the irradiated area, which is projected at a short distance away from the vehicle lamp lens by the second distance, may be approximately equal.
  • the vehicle lamp lens may be composed of one or more lenses.
  • a vehicle lamp according to the present disclosure includes any of the vehicle lamp lenses described above and a light distribution image forming means for forming the light distribution image on an image plane of the vehicle lamp lens.
  • the bright and dark boundary line of the non-irradiation area to mask a masking object for example, a preceding vehicle
  • a masking object for example, a preceding vehicle
  • the bright/dark boundary line between the non-irradiated area the bright/dark boundary line between the non-irradiated area and the irradiated area
  • a lens for a vehicle lamp and a vehicle lamp can be provided.
  • FIG. 3 is a horizontal cross-sectional view of the projection lens 10.
  • FIG. This is an example of a light distribution image projected by the projection lens 10. It is a graph (simulation result) showing the relationship between the G value (clarity) of the bright and dark boundary line projected by the projection lens 10 and the left and right angle. It is a graph (simulation result) showing the relationship between the G value (clarity) of the bright and dark boundary line projected by the projection lens of the comparative example and the left and right angle. It is a diagram showing how the range indicated by the symbol W where a pedestrian exists is unclear (blurred). It is a graph (simulation result) showing the relationship between the left-right angle (lateral angle) and the Y distance in the traveling direction of the own vehicle and the oncoming vehicle.
  • 6B is a schematic diagram representing the situation of FIG. 6A; FIG.
  • FIG. 1 is a horizontal cross-sectional view of the projection lens 10.
  • FIG. 2 is an example of a light distribution image projected by the projection lens 10.
  • the projection lens 10 has a non-irradiation area that does not irradiate the mask target (for example, see non-irradiation areas A1 and A2 in FIG. 2) and an irradiation area that irradiates other areas (for example, see irradiation area A3 in FIG. 2). ) is a lens for a vehicle lamp that projects a light distribution image including the following. Note that the light distribution image can also be called a light source.
  • the projection lens 10 creates a first non-irradiation area A1 (first non-irradiation area A1) that masks a mask target (for example, a preceding vehicle) that exists at a long distance near the intersection of the horizontal line H and the vertical line V at least in the light distribution image.
  • a first location that is a first distance (for example, 200 m forward or infinity) away from the light/dark boundary line E1, E2 between the area A1 and the irradiation area A3 (see FIG. 2) in the optical axis AX direction of the projection lens 10.
  • a second non-irradiation masking object for example, an oncoming vehicle
  • the area A2 (including bright and dark boundary lines E3 and E4 between the second non-irradiated area A2 and the irradiated area A3, see FIG. 2) is tilted at a predetermined angle (for example, 5 degrees) with respect to the optical axis AX of the projection lens 10. It is configured to clearly project the image to a second location that is a second distance shorter than the first distance (for example, 25 m) in the direction of the image.
  • the projection lens 10 is composed of three lenses L1, L2, and L3 in order to correct aberrations (field curvature, etc.).
  • the configuration of the three lenses L1, L2, and L3 will be described later.
  • the projection lens 10 is not limited to three lenses, but may be composed of one, two, or four or more lenses.
  • the projection lens 10 projects a light distribution image formed on an image plane 20 (plane) in which aberrations (field curvature, etc.) have been corrected.
  • the light distribution image includes a non-irradiation area (for example, see non-irradiation areas A1 and A2 in FIG. 2) that does not illuminate the mask target (for example, an oncoming vehicle, a preceding vehicle) and an irradiation area that illuminates other areas (for example, , see irradiation area A3 in FIG. 2).
  • the light distribution image may be formed on a wavelength conversion member (yellow phosphor plate) using excitation light (e.g. laser light) that is two-dimensionally scanned by MEMS (MEMS mirror), or may be formed on a wavelength conversion member (yellow phosphor plate), for example.
  • excitation light e.g. laser light
  • MEMS MEMS mirror
  • the light distribution image is composed of a plurality of pixels (for example, 640 pixels vertically by 360 pixels horizontally) arranged in a grid pattern in the vertical and horizontal directions.
  • the light distribution image includes a non-irradiation area (for example, see non-irradiation areas A1 and A2 in FIG. 2) that does not illuminate the mask target (for example, an oncoming vehicle, a preceding vehicle) and an irradiation area that illuminates other areas (for example, , see irradiation area A3 in FIG. 2).
  • the non-irradiation area is a non-irradiation area in which the mask target part is not irradiated, which is set based on the position (e.g., right angle and left angle) of the mask target object (for example, a preceding vehicle, an oncoming vehicle). (area where lights are turned off or dimmed).
  • the light emitted from each pixel of the light distribution image and transmitted through the projection lens 10 has an angle corresponding to the position of each pixel with respect to the optical axis AX of the projection lens 10 (extending in the longitudinal direction of the vehicle, see FIG. 1). Irradiates in the direction (angular range).
  • the light Ray1 (see FIG. 1) that exits from the reference position of the light distribution image (e.g., the center position of the light distribution image) and passes through the projection lens 10 is transmitted in a direction parallel to the optical axis AX (the horizontal angle is 0). direction) toward the intersection of the horizontal line H and the vertical line V.
  • light Ray2 (see FIG. 1) that is emitted from a pixel that is shifted 5 degrees to the left (to the left when facing the front of the vehicle) with respect to the reference position and transmitted through the projection lens 10 is 5 degrees to the right of the optical axis AX. It is irradiated in the angular direction.
  • light that comes out of a pixel that is shifted 5 degrees to the right (to the right when facing the front of the vehicle) with respect to the reference position and passes through the projection lens 10 is at an angle of 5 degrees to the left with respect to the optical axis AX. irradiated in the direction.
  • the symbols A1 and A2 in FIG. 2 represent non-irradiation areas. Hereinafter, they will be referred to as a first non-irradiation area A1 and a second non-irradiation area A2.
  • rectangles B (plurality) correspond to each pixel forming the light distribution image.
  • the first non-irradiation area A1 represents a non-irradiation area that masks an object to be masked (here, the preceding vehicle) that exists at a long distance near the intersection of the horizontal line H and the vertical line V.
  • the second non-irradiation area A2 represents a non-irradiation area that masks an object to be masked (for example, an oncoming vehicle) that is located at a short distance laterally away from the intersection of the horizontal line H and the vertical line V.
  • symbols E1 and E2 in FIG. 2 represent bright and dark boundaries that are boundaries between the first non-irradiation area A1 and the irradiation area A3.
  • the bright and dark boundary lines will be referred to as E1 and E2.
  • symbols E3 and E4 in FIG. 2 represent bright and dark boundary lines that are boundaries between the second non-irradiation area A2 and the irradiation area A3.
  • the bright and dark boundary lines will be referred to as E3 and E4.
  • the projection lens 10 is a first non-contact lens that masks at least an object to be masked (for example, a preceding vehicle) that exists at a long distance near the intersection of the horizontal line H and the vertical line V in the light distribution image.
  • the irradiation area A1 (including the bright and dark boundary lines E1 and E2 between the first non-irradiation area A1 and the irradiation area A3, see FIG. 2) is placed a first distance (for example, 200 m forward or the object to be masked (for example, an oncoming vehicle ) is predetermined with respect to the optical axis AX of the projection lens 10. It is configured to clearly project onto a second location spaced apart by a second distance (eg, 25 m) shorter than the first distance in a direction inclined at an angle (eg, 5 degrees).
  • a second distance eg, 25 m
  • the first non-irradiation area A1 including the bright and dark boundaries E1 and E2
  • the second non-irradiating area A2 including the bright and dark boundaries E3 and E4
  • FIG. 3 is a graph (simulation result) showing the relationship between the G value (clarity) of the bright/dark boundary line projected by the projection lens 10 and the left/right angle. Note that in FIG. 3, symbols P1 and P2 represent pedestrians.
  • the vertical axis represents the maximum G value
  • the horizontal axis represents the left and right angles with respect to the optical axis AX.
  • the solid line “10 m” represents the maximum G value of the bright/dark boundary line projected 10 m ahead in each left and right angular direction.
  • the small dotted line “25 m” represents the maximum G value of the bright/dark boundary line projected 25 m ahead in each left and right angular direction.
  • the large dotted line "200 m” represents the maximum G value of the bright/dark boundary line projected 200 m ahead in each left and right angular direction.
  • the G value is an index of the clarity of the bright/dark boundary line, and the larger the G value, the higher the clarity (that is, the clearer).
  • the G value is calculated using the following formula.
  • E ⁇ represents the luminous intensity (cd) at the angle ⁇ (see FIG. 2).
  • the maximum G value when the left-right angle is 0 degrees at "200 m” is the maximum or maximum (0.67), and the maximum G value when the left-right angle is 5 degrees at "25 m". It can be seen that is the maximum (0.65), that is, both the maximum G values are approximately equal.
  • the bright and dark boundaries E1 and E2) are clear, and the bright and dark boundaries E3 and E4 (i.e., from the intersection of the horizontal line H and the vertical line V This means that the bright and dark boundary lines E3 and E4) projected at a short distance away from each other become clear.
  • the projection lens 10 has a bright and dark boundary line E1 between the first non-irradiation area A1 and the irradiation area A3, which is projected at a long distance away from the projection lens 10 by a first distance (for example, 200 m).
  • the G value of E2 is configured to decrease as the left-right angle (an example of a horizontal angle in the present disclosure) of the projection lens 10 with respect to the optical axis AX increases (see FIG. 3).
  • the projection lens 10 also includes a bright and dark boundary between the second non-irradiation area A2 and the irradiation area A3, which is projected at a short distance away from the projection lens 10 at a second distance shorter than the first distance (for example, 25 m).
  • the G values of lines E3 and E4 reach a peak when the left-right angle (an example of a horizontal angle in the present disclosure) with respect to the optical axis AX of the projection lens 10 is a predetermined angle (for example, 5 degrees), and
  • the horizontal angle (an example of the horizontal angle according to the present disclosure) is configured to become smaller as it becomes larger than a predetermined angle (for example, 5 degrees) (see FIG. 3).
  • the lens L3 is a convergent lens (meniscus lens). The relationship between the thickness and width of the lens L3 is a ratio greater than 0.5.
  • the lens L3 is a rotating body centered on the optical axis AX. As shown in FIG. 1, the lens L3 includes an entrance surface 6 and an exit surface 5.
  • the entrance surface 6 is a concave spherical surface
  • the exit surface 5 is a convex spherical surface (a hemispherical light output/refraction surface).
  • the radius of curvature of the exit surface 5 is at least twice the thickness of the lens L3.
  • the lens L2 is a convergent lens (biconvex lens).
  • the relationship between the thickness and width of the lens L2 is a ratio greater than 0.5.
  • the lens L2 is a rotating body centered on the optical axis AX. As shown in FIG. 1, the lens L2 includes an entrance surface 4 and an exit surface 3.
  • the entrance surface 4 and the exit surface 3 are each a convex spherical surface (aspherical refractive surface).
  • the lens L1 is a diverging lens (meniscus lens). The relationship between the thickness and width of the lens L1 is a ratio greater than 0.5.
  • the lens L1 is a rotating body centered on the optical axis AX. As shown in FIG. 1, the lens L1 includes an entrance surface 2 and an exit surface 1.
  • the entrance surface 2 is a concave spherical surface (aspherical refractive surface), and the exit surface 1 is a convex spherical surface (aspherical refractive surface).
  • Table 1 below is an example of lens data of the projection lens 10 (three lenses L1, L2, L3).
  • the conditions for the projection lens 10 (three lenses L1, L2, L3) that can clearly project the non-irradiation areas A1 and A2 (bright and dark boundaries E1 to E4) as described above are as follows: It varies depending on the number of lenses that make up the lens, the shape of the lens surface (incidence surface, exit surface) of each lens, lens thickness, arrangement, etc. Therefore, it is difficult to express the conditions of the projection lens 10 (three lenses L1, L2, L3) using specific numerical values or the like.
  • the conditions of the projection lens 10 (three lenses L1, L2, L3) is changed (adjusted) using predetermined software (for example, OpticStudio), and each time the condition is changed, , G value, the conditions for the projection lens 10 (three lenses L1, L2, L3) can be found (optimization of the projection lens 10).
  • FIG. 4 is a graph (simulation result) showing the relationship between the G value (clarity) of the bright and dark boundary line projected by the projection lens of the comparative example and the left and right angle.
  • the vertical axis represents the maximum G value
  • the horizontal axis represents the left and right angles with respect to the optical axis AX.
  • the solid line “10 m” represents the maximum G value of the bright/dark boundary line projected 10 m ahead in each left and right angular direction.
  • the small dotted line “25 m” represents the maximum G value of the bright/dark boundary line projected 25 m ahead in each left and right angular direction.
  • the large dotted line "200 m” represents the maximum G value of the bright/dark boundary line projected 200 m ahead in each left and right angular direction.
  • the projection lens of the comparative example is a projection lens of the prior art, in which a first masking object (for example, a preceding vehicle) that is present at a long distance near the intersection of the horizontal line H and the vertical line V in the light distribution image is masked.
  • the non-irradiation area A1 (including the bright and dark boundary lines E1 and E2 between the first non-irradiation area A1 and the irradiation area A3, see FIG. 2) is moved a first distance (for example, 200 m forward) in the optical axis AX direction of the projection lens 10. or infinitely far away) to clearly project the image to a first location.
  • the projection lens of the comparative example is different from the projection lens 10 of the present embodiment in that the projection lens of the comparative example is different from the projection lens 10 of the present embodiment in that the mask target (for example, The second non-irradiation area A2 (including the bright and dark boundaries E3 and E4 between the second non-irradiation area A2 and the irradiation area A3, see FIG. 2) that masks the second non-irradiation area A2 and the irradiation area A3 (see FIG. 2) is aligned with the optical axis AX of the projection lens 10. It is not configured to clearly project onto a second location that is a second distance (for example, 25 m) shorter than the first distance in a direction inclined at a predetermined angle (for example, 5 degrees).
  • a second distance for example, 25 m
  • the maximum G value is maximum when the left-right angle is 0 degrees, and as the left-right angle becomes larger than 0 degrees, the maximum G value is maximum. It can be seen that the G value becomes smaller.
  • the bright and dark boundary line should be clear, and the bright and dark boundary lines E3 and E4 (i.e., the distance from the intersection of the horizontal line and the vertical line in the vicinity laterally away from the intersection of the horizontal line and the vertical line) should be clear. It means that the brightness/dark boundary line projected at a distance becomes unclear (visually perceived as unclear).
  • FIG. 5 is a diagram showing how the range indicated by the symbol W where a pedestrian exists is unclear (blurred). Note that in FIG. 5, symbols P1 and P2 represent pedestrians.
  • the bright and dark boundary lines E1 and E2 that is, the horizontal line H and the vertical line
  • the bright/dark boundary lines E3 and E4 i.e., the horizontal line and the vertical line
  • the non-irradiation area for example, the first non-irradiation area A1, the second non-irradiation area A2
  • the non-irradiation area for example, the first non-irradiation area A1, the second non-irradiation area A2
  • Another advantage is that the efficiency of light use when projecting images is improved.
  • pedestrians near the object to be masked e.g., preceding vehicle, oncoming vehicle
  • pedestrians near the object to be masked can be brightly illuminated, making it possible to quickly recognize pedestrians near the object to be masked (e.g., preceding vehicle, oncoming vehicle).
  • it has the advantage of contributing to reducing accidents.
  • FIG. 6A is a graph (simulation result) showing the relationship between the left-right angle (lateral angle) and the Y distance between the own vehicle and the oncoming vehicle in the traveling direction.
  • FIG. 6B is a schematic diagram representing the situation of FIG. 6A.
  • the vertical axis represents the left-right angle (lateral angle), while the horizontal axis represents the Y distance between the own vehicle and the oncoming vehicle in the traveling direction.
  • the symbol V0 represents the own vehicle
  • the symbol V1 represents the oncoming vehicle.
  • the vehicle will be referred to as the own vehicle V0 and the oncoming vehicle V1.
  • the symbol L1 represents a straight line that is irradiated from the vehicle lamp (projection lens 10) mounted on the left front part of the host vehicle V0 and passes through the right rear of the oncoming vehicle V1
  • the symbol L2 represents the right front of the host vehicle V0.
  • the solid line represents the relationship between L3 (distance Y in the traveling direction from own vehicle to oncoming vehicle) and ⁇ 1 (lateral angle) in FIG. 6B.
  • the dotted line in FIG. 6B represents the relationship between L3 (Y distance in the traveling direction of the host vehicle and the oncoming vehicle) and ⁇ 2 (lateral angle).
  • the elliptical area in FIG. 6A is The range C, that is, a direction with a left-right angle (lateral angle) of 5 degrees and "25 m" is adopted.
  • the range C that is, a direction with a left-right angle (lateral angle) of 5 degrees and "25 m" is adopted.
  • the non-irradiation area for example, the first From the intersection of the horizontal line H and the vertical line V as well as the bright and dark boundaries of the irradiated area A1 (for example, the bright and dark boundaries E1 and E2 between the first non-irradiated area A1 and the irradiated area A3, see FIG. 2)
  • the bright and dark boundary line for example, the line between the second non-irradiation area A2 and the irradiation
  • the bright and dark boundary lines E3 and E4 between the area A3 and the area A3 can also be made clear.
  • the maximum G value when the horizontal angle is 0 degrees at "200 m” is the maximum or maximum (0.67), and the maximum G value when the horizontal angle is 5 degrees at “25 m” is maximum. (0.65), but the projection lens 10 is not limited to this.
  • the left-right angle is not limited to 5 degrees, and may be any other angle.
  • the left and right angle is not limited to one of 5 degrees, but may be a plurality of angles, such as 5 degrees and 10 degrees, for example. At this time, the plurality of angles may be discrete or continuous.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

水平線と鉛直線との交点近傍の遠距離に存在するマスク対象物をマスクする非照射領域の明暗境界線だけでなく、水平線と鉛直線との交点から側方に離れた近距離に存在するマスク対象物をマスクする非照射領域の明暗境界線も明瞭にすることができる車両用灯具用レンズ等を提供する。　マスク対象物を照射しない非照射領域とそれ以外の領域を照射する照射領域とを含む配光画像を投影する車両用灯具用レンズであって、遠距離に存在するマスク対象物をマスクする第１非照射領域を前記車両用灯具用レンズの光軸方向に第１距離離れた第１箇所に明瞭に投影し、かつ、近距離に存在するマスク対象物をマスクする第２非照射領域を前記車両用灯具用レンズの光軸に対して所定角度傾斜した方向に前記第１距離より短い第２距離離れた第２箇所に明瞭に投影するように構成されている。

Description

車両用灯具用レンズ、及び車両用灯具
　本開示は、車両用灯具用レンズ、及び車両用灯具に関し、特に、水平線と鉛直線との交点近傍の遠距離に存在するマスク対象物（例えば、先行車）をマスクする非照射領域の明暗境界線だけでなく、水平線と鉛直線との交点から側方に離れた近距離に存在するマスク対象物（例えば、対向車）をマスクする非照射領域の明暗境界線（非照射領域と照射領域との間の明暗境界線）も明瞭にすることができる車両用灯具用レンズ、及び車両用灯具に関する。
　車両用灯具の分野においては、マスク対象物（例えば、先行車、対向車）の位置（例えば、右角度及び左角度）を検出し、その検出されたマスク対象物の位置に基づき当該マスク対象部を照射しない非照射領域を設定し、ハイビーム領域にその設定された非照射領域とそれ以外の領域を照射する照射領域とを含む配光パターンを形成可能な配光可変型の車両用灯具が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１５－５８８０２号公報
　本発明者は、鋭意検討した結果、特許文献１に記載の車両用灯具においては、水平線と鉛直線との交点近傍の遠距離に存在するマスク対象物（例えば、先行車）をマスクする非照射領域の明暗境界線（非照射領域と照射領域との間の明暗境界線）が明瞭になるのに対し、水平線と鉛直線との交点から側方に離れた近距離に存在するマスク対象物（例えば、対向車）をマスクする非照射領域の明暗境界線が不明瞭になるとの課題を見出した。
　本開示は、このような問題点を解決するためになされたものであり、水平線と鉛直線との交点近傍の遠距離に存在するマスク対象物（例えば、先行車）をマスクする非照射領域の明暗境界線だけでなく、水平線と鉛直線との交点から側方に離れた近距離に存在するマスク対象物（例えば、対向車）をマスクする非照射領域の明暗境界線（非照射領域と照射領域との間の明暗境界線）も明瞭にすることができる車両用灯具用レンズ、及び車両用灯具を提供することを目的とする。
　本開示にかかる車両用灯具用レンズは、マスク対象物を照射しない非照射領域とそれ以外の領域を照射する照射領域とを含む配光画像を投影する車両用灯具用レンズであって、前記配光画像のうち少なくとも水平線と鉛直線との交点近傍の遠距離に存在するマスク対象物をマスクする第１非照射領域を前記車両用灯具用レンズの光軸方向に第１距離離れた第１箇所に明瞭に投影し、かつ、前記配光画像のうち少なくとも水平線と鉛直線との交点から側方に離れた近距離に存在するマスク対象物をマスクする第２非照射領域を前記車両用灯具用レンズの光軸に対して所定角度傾斜した方向に前記第１距離より短い第２距離離れた第２箇所に明瞭に投影するように構成されている。
　このような構成により、水平線と鉛直線との交点近傍の遠距離に存在するマスク対象物（例えば、先行車）をマスクする非照射領域の明暗境界線だけでなく、水平線と鉛直線との交点から側方に離れた近距離に存在するマスク対象物（例えば、対向車）をマスクする非照射領域の明暗境界線（非照射領域と照射領域との間の明暗境界線）も明瞭にすることができる。
　また、上記車両用灯具用レンズにおいて、前記第１箇所に投影される前記非照射領域と前記照射領域との間の明暗境界線の明瞭度と前記第２箇所に投影される前記非照射領域と前記照射領域との間の明暗境界線の明瞭度は概ね等しくてもよい。
　また、上記車両用灯具用レンズにおいて、前記明瞭度はＧ値であってもよい。
　本開示にかかる別の車両用灯具用レンズは、マスク対象物を照射しない非照射領域とそれ以外の領域を照射する照射領域とを含む配光画像を投影する車両用灯具用レンズであって、前記車両用灯具用レンズから第１距離離れた遠距離に投影される、前記非照射領域と前記照射領域との間の明暗境界線のＧ値は、前記車両用灯具用レンズの光軸に対する水平角度が大きくなるに従って小さくなり、前記車両用灯具用レンズから前記第１距離より短い第２距離離れた近距離に投影される、前記非照射領域と前記照射領域との間の明暗境界線のＧ値は、前記車両用灯具用レンズの光軸に対する水平角度が所定角度のときにピークとなり、前記車両用灯具用レンズの光軸に対する水平角度が前記所定角度より大きくなるに従って小さくなるように構成されている。
　このような構成により、水平線と鉛直線との交点近傍の遠距離に存在するマスク対象物（例えば、先行車）をマスクする非照射領域の明暗境界線だけでなく、水平線と鉛直線との交点から側方に離れた近距離に存在するマスク対象物（例えば、対向車）をマスクする非照射領域の明暗境界線（非照射領域と照射領域との間の明暗境界線）も明瞭にすることができる。
　また、上記車両用灯具用レンズにおいて、前記車両用灯具用レンズから前記第１距離離れた遠距離に投影される、前記非照射領域と前記照射領域との間の明暗境界線のＧ値の最大値と前記車両用灯具用レンズから前記第２距離離れた近距離に投影される、前記非照射領域と前記照射領域との間の明暗境界線のＧ値の最大値は概ね等しくてもよい。
　また、上記車両用灯具用レンズにおいて、前記車両用灯具用レンズは、１枚以上のレンズにより構成されていてもよい。
　本開示にかかる車両用灯具は、上記いずれかの車両用灯具用レンズと、前記車両用灯具用レンズの像面に前記配光画像を形成する配光画像形成手段と、を備えている。
　このような構成により、水平線と鉛直線との交点近傍の遠距離に存在するマスク対象物（例えば、先行車）をマスクする非照射領域の明暗境界線だけでなく、水平線と鉛直線との交点から側方に離れた近距離に存在するマスク対象物（例えば、対向車）をマスクする非照射領域の明暗境界線（非照射領域と照射領域との間の明暗境界線）も明瞭にすることができる。
　本開示により、水平線と鉛直線との交点近傍の遠距離に存在するマスク対象物（例えば、先行車）をマスクする非照射領域の明暗境界線だけでなく、水平線と鉛直線との交点から側方に離れた近距離に存在するマスク対象物（例えば、対向車）をマスクする非照射領域の明暗境界線（非照射領域と照射領域との間の明暗境界線）も明瞭にすることができる車両用灯具用レンズ、及び車両用灯具を提供することができる。
投影レンズ１０の水平断面図である。 投影レンズ１０により投影された配光画像の一例である。 投影レンズ１０により投影される明暗境界線のＧ値（明瞭度）と左右角度との関係を表すグラフ（シミュレーション結果）である。 比較例の投影レンズにより投影される明暗境界線のＧ値（明瞭度）と左右角度との関係を表すグラフ（シミュレーション結果）である。 歩行者が存在する符号Ｗが示す範囲が不明瞭（ボケた状態）になっている様子を表す図である。 左右角度（側方角度）と自車－対向車進行方向Ｙ距離との関係を表すグラフ（シミュレーション結果）である。 図６Ａの状況を表す概略図である。
　以下、本開示の実施形態である投影レンズ１０について添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
　図１は、投影レンズ１０の水平断面図である。図２は、投影レンズ１０により投影された配光画像の一例である。
　投影レンズ１０は、マスク対象物を照射しない非照射領域（例えば、図２中の非照射領域Ａ１、Ａ２参照）とそれ以外の領域を照射する照射領域（例えば、図２中の照射領域Ａ３参照）とを含む配光画像を投影する車両用灯具用レンズである。なお、配光画像は光源と呼ぶこともできる。
　投影レンズ１０は、配光画像のうち少なくとも水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点近傍の遠距離に存在するマスク対象物（例えば、先行車）をマスクする第１非照射領域Ａ１（第１非照射領域Ａ１と照射領域Ａ３との間の明暗境界線Ｅ１、Ｅ２を含む。図２参照）を投影レンズ１０の光軸ＡＸ方向に第１距離（例えば、２００ｍ前方又は無限遠）離れた第１箇所に明瞭に投影し、かつ、配光画像のうち少なくとも水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点から側方に離れた近距離に存在するマスク対象物（例えば、対向車）をマスクする第２非照射領域Ａ２（第２非照射領域Ａ２と照射領域Ａ３との間の明暗境界線Ｅ３、Ｅ４を含む。図２参照）を投影レンズ１０の光軸ＡＸに対して所定角度（例えば、５度）傾斜した方向に第１距離より短い第２距離（例えば、２５ｍ）離れた第２箇所に明瞭に投影するように構成されている。
　以下、投影レンズ１０について詳細に説明する。
　図１に示すように、投影レンズ１０は、収差（像面湾曲等）を補正するため、３枚のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３により構成されている。３枚のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３の構成については後述する。なお、投影レンズ１０は、３枚に限らず、１枚、２枚又は４枚以上のレンズにより構成してもよい。
　投影レンズ１０は、収差（像面湾曲等）が補正された像面２０（平面）に形成される配光画像を投影する。配光画像は、マスク対象物（例えば、対向車、先行車）を照射しない非照射領域（例えば、図２中の非照射領域Ａ１、Ａ２参照）とそれ以外の領域を照射する照射領域（例えば、図２中の照射領域Ａ３参照）とを含む。
　配光画像は、例えば、ＭＥＭＳ（ＭＥＭＳミラー）により二次元走査される励起光（例えばレーザ光）により波長変換部材（黄色蛍光体プレート）に形成してもよいし（例えば、特開２０２１－１４０９３６号公報参照）、マトリックス状に配置された半導体発光素子群を含むマトリックス光源により形成してもよいし（例えば、特開２０２０－１９１２７０号公報参照）、ＬＣＤ（liquid crystal display）により形成してもよいし（例えば、特開平１－２４４９３４号公報、特開２００５－１８３３２７号公報参照）、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）により形成してもよい（例えば、特開２０１６－３４７８５号公報、特開２００４－２１０１２５号公報参照）。以上が本開示の配光画像形成手段の例である。
　図示しないが、配光画像は、縦横方向に格子状に配置された複数画素（例えば、縦６４０×横３６０画素）によって構成される。
　配光画像は、マスク対象物（例えば、対向車、先行車）を照射しない非照射領域（例えば、図２中の非照射領域Ａ１、Ａ２参照）とそれ以外の領域を照射する照射領域（例えば、図２中の照射領域Ａ３参照）とを含む。非照射領域は、上記特許文献１と同様、マスク対象物（例えば、先行車、対向車）の位置（例えば、右角度及び左角度）に基づき設定される当該マスク対象部を照射しない非照射領域（消灯又は減光された領域）である。
　配光画像の各々の画素から出て投影レンズ１０を透過した光は、投影レンズ１０の光軸ＡＸ（車両前後方向に延びている。図１参照）に対して各々の画素位置に応じた角度方向（角度範囲）に照射される。
　例えば、配光画像の基準位置（例えば、配光画像の中心位置）から出て投影レンズ１０を透過した光Ｒａｙ１（図１参照）は、光軸ＡＸに対して平行の方向（左右角度が０度の方向）に照射されて水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点に向かう。また例えば、基準位置に対して左（車両前方に向かって左）に５度ずれた画素から出て投影レンズ１０を透過した光Ｒａｙ２（図１参照）は、光軸ＡＸに対して右５度の角度方向に照射される。図示しないが、同様に、基準位置に対して右（車両前方に向かって右）に５度ずれた画素から出て投影レンズ１０を透過した光は、光軸ＡＸに対して左５度の角度方向に照射される。図示しないが、配光画像の他の画素から出て投影レンズ１０を透過した光についても同様で、各々の画素位置に応じた角度方向に照射される。
　図２中符号Ａ１、Ａ２は、非照射領域を表す。以下、第１非照射領域Ａ１、第２非照射領域Ａ２と記載する。図２中矩形Ｂ（複数）は配光画像を構成する各々の画素に対応する。
　図２中、第１非照射領域Ａ１は、水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点近傍の遠距離に存在するマスク対象物（ここでは、先行車）をマスクする非照射領域を表す。一方、第２非照射領域Ａ２は、水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点から側方に離れた近距離に存在するマスク対象物（例えば、対向車）をマスクする非照射領域を表す。また、図２中の符号Ｅ１、Ｅ２は、第１非照射領域Ａ１と照射領域Ａ３との間の境界線である明暗境界線を表す。以下、明暗境界線Ｅ１、Ｅ２と記載する。一方、図２中の符号Ｅ３、Ｅ４は、第２非照射領域Ａ２と照射領域Ａ３との間の境界線である明暗境界線を表す。以下、明暗境界線Ｅ３、Ｅ４と記載する。
　ここで、投影レンズ１０は、上記のように、配光画像のうち少なくとも水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点近傍の遠距離に存在するマスク対象物（例えば、先行車）をマスクする第１非照射領域Ａ１（第１非照射領域Ａ１と照射領域Ａ３との間の明暗境界線Ｅ１、Ｅ２を含む。図２参照）を投影レンズ１０の光軸ＡＸ方向に第１距離（例えば、２００ｍ前方又は無限遠）離れた第１箇所に明瞭に投影し、かつ、配光画像のうち少なくとも水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点から側方に離れた近距離に存在するマスク対象物（例えば、対向車）をマスクする第２非照射領域Ａ２（第２非照射領域Ａ２と照射領域Ａ３との間の明暗境界線Ｅ３、Ｅ４を含む。図２参照）を投影レンズ１０の光軸ＡＸに対して所定角度（例えば、５度）傾斜した方向に第１距離より短い第２距離（例えば、２５ｍ）離れた第２箇所に明瞭に投影するように構成されている。
　そのため、第１非照射領域Ａ１（明暗境界線Ｅ１、Ｅ２を含む）及び第２非照射領域Ａ２（明暗境界線Ｅ３、Ｅ４を含む）は、明瞭なものとなる。この点について、図３を参照しながら説明する。
　図３は、投影レンズ１０により投影される明暗境界線のＧ値（明瞭度）と左右角度との関係を表すグラフ（シミュレーション結果）である。なお、図３中、符号Ｐ１、Ｐ２は歩行者を表す。
　図３中、縦軸は最大Ｇ値を表し、一方、横軸は光軸ＡＸに対する左右角度を表す。図３中、実線「１０ｍ」は、各左右角度方向かつ１０ｍ先に投影した明暗境界線の最大Ｇ値を表す。同様に、図３中、小点線「２５ｍ」は、各左右角度方向かつ２５ｍ先に投影した明暗境界線の最大Ｇ値を表す。同様に、図３中、大点線「２００ｍ」は、各左右角度方向かつ２００ｍ先に投影した明暗境界線の最大Ｇ値を表す。
　Ｇ値は、明暗境界線の明瞭度の指標であり、Ｇ値が大きい程明瞭度が高いこと（すなわち、明瞭であること）を表す。Ｇ値は、次の式で算出される。但し、Ｅβは、角度β（図２参照）における光度(cd)を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　図３を参照すると、「２００ｍ」において左右角度が０度のときの最大Ｇ値が極大又は最大（０．６７）となること、及び「２５ｍ」において左右角度が５度のときの最大Ｇ値が極大（０．６５）となること、すなわち、両最大Ｇ値が概ね等しくなることが分かる。これは、図２においては、左右角度が０度の方向かつ「２００ｍ」前方に投影される明暗境界線Ｅ１、Ｅ２（すなわち、水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点近傍の遠距離に投影される明暗境界線Ｅ１、Ｅ２）が明瞭になること、及び左右角度が５度の方向かつ「２５ｍ」前方に投影される明暗境界線Ｅ３、Ｅ４（すなわち、水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点から側方に離れた近距離に投影される明暗境界線Ｅ３、Ｅ４）が明瞭になること、を表す。
　このように、投影レンズ１０は、当該投影レンズ１０から第１距離（例えば、２００ｍ）離れた遠距離に投影される、第１非照射領域Ａ１と照射領域Ａ３との間の明暗境界線Ｅ１、Ｅ２のＧ値は、投影レンズ１０の光軸ＡＸに対する左右角度（本開示の水平角度の一例）が大きくなるに従って小さくなる（図３参照）ように構成されている。また、投影レンズ１０は、当該投影レンズ１０から第１距離より短い第２距離（例えば、２５ｍ）離れた近距離に投影される、第２非照射領域Ａ２と照射領域Ａ３との間の明暗境界線Ｅ３、Ｅ４のＧ値は、投影レンズ１０の光軸ＡＸに対する左右角度（本開示の水平角度の一例）が所定角度（例えば、５度）のときにピークとなり、投影レンズの光軸ＡＸに対する左右角度（本開示の水平角度の一例）が所定角度（例えば、５度）より大きくなるに従って小さくなる（図３参照）ように構成されている。
　次に、上記のように非照射領域Ａ１、Ａ２（明暗境界線Ｅ１～Ｅ４）を明瞭に投影することができる投影レンズ１０（３枚のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３。図１参照）の構成例（シミュレーション結果）について説明する。
　レンズＬ３は、収束レンズ（メニスカスレンズ）である。レンズＬ３の厚さと幅の関係は0.5より大きい比率である。レンズＬ３は、光軸ＡＸを中心とする回転体である。図１に示すように、レンズＬ３は、入射面６及び出射面５を含む。入射面６は凹球面で、出射面５は凸球面（半球形状の出光屈折面）である。出射面５の曲率半径は、レンズＬ３の厚さの２倍以上である。
　レンズＬ２は、収束レンズ（両凸レンズ）である。レンズＬ２の厚さと幅の関係は0.5より大きい比率である。レンズＬ２は、光軸ＡＸを中心とする回転体である。図１に示すように、レンズＬ２は、入射面４及び出射面３を含む。入射面４及び出射面３はそれぞれ凸球面（非球面状屈折面）である。
　レンズＬ１は、発散レンズ（メニスカスレンズ）である。レンズＬ１の厚さと幅の関係は0.5より大きい比率である。レンズＬ１は、光軸ＡＸを中心とする回転体である。図１に示すように、レンズＬ１は、入射面２及び出射面１を含む。入射面２は凹球面（非球面状屈折面）で、出射面１は凸球面（非球面状屈折面）である。
　次の表１は、投影レンズ１０（３枚のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３）のレンズデータの一例である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 　次の式は、非球面係数の一例である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　次の表２は、上記非球面係数の各パラメータの一例である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 　なお、上記のように非照射領域Ａ１、Ａ２（明暗境界線Ｅ１～Ｅ４）を明瞭に投影することができる投影レンズ１０（３枚のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３）の条件は、当該投影レンズ１０を構成するレンズの枚数、各レンズのレンズ面（入射面、出射面）の形状、レンズ厚み、配置等により変動する。そのため、上記投影レンズ１０（３枚のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３）の条件を具体的な数値等で表すのは困難である。
　しかしながら、例えば、所定のソフトウエア（例えば、OpticStudio）を用いて、上記投影レンズ１０（３枚のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３）の条件のうち少なくとも１つを変更（調整）し、変更するごとに、Ｇ値を確認することにより、上記投影レンズ１０（３枚のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３）の条件を見出すことができる（投影レンズ１０の最適化）。
　次に、投影レンズ１０の効果について、比較例と対比しながら説明する。
　図４は、比較例の投影レンズにより投影される明暗境界線のＧ値（明瞭度）と左右角度との関係を表すグラフ（シミュレーション結果）である。
　図４中、縦軸は最大Ｇ値を表し、一方、横軸は光軸ＡＸに対する左右角度を表す。図４中、実線「１０ｍ」は、各左右角度方向かつ１０ｍ先に投影した明暗境界線の最大Ｇ値を表す。同様に、図４中、小点線「２５ｍ」は、各左右角度方向かつ２５ｍ先に投影した明暗境界線の最大Ｇ値を表す。同様に、図４中、大点線「２００ｍ」は、各左右角度方向かつ２００ｍ先に投影した明暗境界線の最大Ｇ値を表す。
　比較例の投影レンズは、従来技術の投影レンズで、配光画像のうち少なくとも水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点近傍の遠距離に存在するマスク対象物（例えば、先行車）をマスクする第１非照射領域Ａ１（第１非照射領域Ａ１と照射領域Ａ３との間の明暗境界線Ｅ１、Ｅ２を含む。図２参照）を投影レンズ１０の光軸ＡＸ方向に第１距離（例えば、２００ｍ前方又は無限遠）離れた第１箇所に明瞭に投影するように構成されている。すなわち、比較例の投影レンズは、本実施形態の投影レンズ１０と異なり、配光画像のうち少なくとも水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点から側方に離れた近距離に存在するマスク対象物（例えば、対向車）をマスクする第２非照射領域Ａ２（第２非照射領域Ａ２と照射領域Ａ３との間の明暗境界線Ｅ３、Ｅ４を含む。図２参照）を投影レンズ１０の光軸ＡＸに対して所定角度（例えば、５度）傾斜した方向に第１距離より短い第２距離（例えば、２５ｍ）離れた第２箇所に明瞭に投影するように構成されていない。
　図４を参照すると、「１０ｍ」、「２５ｍ」、「２００ｍ」のいずれにおいても、左右角度が０度のときの最大Ｇ値が最大となること、及び左右角度が０度より大きくなるに従って最大Ｇ値が小さくなること、が分かる。これは、図２においては、左右角度が０度の方向かつ「２００ｍ」前方に投影される明暗境界線Ｅ１、Ｅ２（すなわち、水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点近傍の遠距離に投影される明暗境界線）が明瞭になること、及び左右角度が５度の方向かつ「２５ｍ」前方に投影される明暗境界線Ｅ３、Ｅ４（すなわち、水平線と鉛直線との交点から側方に離れた近距離に投影される明暗境界線）が不明瞭になること（不明瞭であると視認されること）を表す。
　このように、明暗境界線Ｅ３、Ｅ４（すなわち、水平線と鉛直線との交点から側方に離れた近距離に投影される明暗境界線）が不明瞭（ボケた状態）になると、マスク対象物（例えば、先行車、対向車）にグレアを与えないよう非照射領域を大きくする必要があるため、マスク対象物（例えば、先行車、対向車）近傍が暗くなり視認性が低下してしまう。そのため、例えば、マスク対象物（例えば、先行車、対向車）近傍の歩行者に気付くことができず、事故の発生要因になるという課題がある。図５は、歩行者が存在する符号Ｗが示す範囲が不明瞭（ボケた状態）になっている様子を表す図である。なお、図５中、符号Ｐ１、Ｐ２は歩行者を表す。
　これに対して、本実施形態の投影レンズ１０によれば、上記のとおり、左右角度が０度の方向かつ「２００ｍ」前方に投影される明暗境界線Ｅ１、Ｅ２（すなわち、水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点近傍の遠距離に投影される明暗境界線）に加え、さらに、左右角度が５度の方向かつ「２５ｍ」前方に投影される明暗境界線Ｅ３、Ｅ４（すなわち、水平線と鉛直線との交点から側方に離れた近距離に投影される明暗境界線）が明瞭になるという利点がある。そのため、非照射領域（例えば、第１非照射領域Ａ１、第２非照射領域Ａ２）を小さくすることができるため、非照射領域（例えば、第１非照射領域Ａ１、第２非照射領域Ａ２）を投影する際の光利用効率が向上するという利点もある。また、マスク対象物（例えば、先行車、対向車）近傍の歩行者を明るく照射することができるため、マスク対象物（例えば、先行車、対向車）近傍の歩行者の早期認知が可能となり、その結果、事故低減に貢献できるという利点もある。
　図６Ａは、左右角度（側方角度）と自車－対向車進行方向Ｙ距離との関係を表すグラフ（シミュレーション結果）である。図６Ｂは、図６Ａの状況を表す概略図である。
　図６Ａ中、縦軸は左右角度（側方角度）を表し、一方、横軸は自車－対向車進行方向Ｙ距離を表す。図６Ｂ中、符号Ｖ０は自車を表し、符号Ｖ１は対向車を表す。以下、自車Ｖ０、対向車Ｖ１と記載する。図６Ｂ中、符号Ｌ１は自車Ｖ０の左前部に搭載された車両用灯具（投影レンズ１０）から照射され対向車Ｖ１の右後部を通る直線を表し、一方、符号Ｌ２は自車Ｖ０の右前部に搭載された車両用灯具（投影レンズ１０）から照射され対向車Ｖ１の右後部を通る直線を表す。
　図６Ａ中、実線は図６Ｂ中のＬ３（自車-対向車進行方向Ｙ距離）とθ１（側方角度）との関係を表す。一方、点線は図６Ｂ中のＬ３（自車-対向車進行方向Ｙ距離）とθ２（側方角度）との関係を表す。
　本実施形態では、左右両方の車両用灯具で対向車Ｖ１をマスクする際、明暗境界線（例えば、明暗境界線Ｅ３、Ｅ４。図２参照）が明瞭となるように、図６Ａ中の楕円領域Ｃの範囲、すなわち、左右角度（側方角度）が５度の方向かつ「２５ｍ」を採用している。この範囲を採用することにより、左右両方の車両用灯具（投影レンズ１０含む）の取り付け位置の差より影響が小さく、広範囲で比較した際に効果が出ることが期待できる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点近傍の遠距離に存在するマスク対象物（例えば、先行車）をマスクする非照射領域（例えば、第１非照射領域Ａ１）の明暗境界線（例えば、第１非照射領域Ａ１と照射領域Ａ３との間の明暗境界線Ｅ１、Ｅ２。図２参照）だけでなく、水平線Ｈと鉛直線Ｖとの交点から側方に離れた近距離に存在するマスク対象物（例えば、対向車）をマスクする非照射領域（例えば、第２非照射領域Ａ２）の明暗境界線（例えば、第２非照射領域Ａ２と照射領域Ａ３との間の明暗境界線Ｅ３、Ｅ４。図２参照）も明瞭にすることができる。
　次に、変形例について説明する。
　上記実施形態では、「２００ｍ」において左右角度が０度のときの最大Ｇ値が極大又は最大（０．６７）となり、かつ、「２５ｍ」において左右角度が５度のときの最大Ｇ値が極大（０．６５）となる投影レンズ１０について説明したが、これに限らない。
　すなわち、「２００ｍ」、「２５ｍ」は他の数値であってもよい。また、左右角度は５度に限らず他の角度であってもよい。また、左右角度は５度の１つに限らず、例えば、５度、１０度のように複数であってもよい。その際、複数の角度は離散的であってもよいし、連続的であってもよい。
　上記各実施形態で示した各数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができるのは無論である。
　上記各実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。上記各実施形態の記載によって本開示は限定的に解釈されるものではない。本開示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。
　この出願は、２０２２年８月２３日に出願された日本出願特願２０２２－１３２４２６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１…出射面
２…入射面
３…出射面
４…入射面
５…出射面
６…入射面
１０…投影レンズ
２０…像面
Ａ１、Ａ２……非照射領域
Ａ３…照射領域
ＡＸ…光軸
Ｂ…矩形
Ｃ…楕円領域
Ｅ１～Ｅ４…明暗境界線
Ｌ１～Ｌ３…レンズ
Ｖ０…自車
Ｖ１…対向車

Claims (8)

  1. 　マスク対象物を照射しない非照射領域とそれ以外の領域を照射する照射領域とを含む配光画像を投影する車両用灯具用レンズであって、
    　前記配光画像のうち少なくとも水平線と鉛直線との交点近傍の遠距離に存在するマスク対象物をマスクする第１非照射領域を前記車両用灯具用レンズの光軸方向に第１距離離れた第１箇所に明瞭に投影し、かつ、前記配光画像のうち少なくとも水平線と鉛直線との交点から側方に離れた近距離に存在するマスク対象物をマスクする第２非照射領域を前記車両用灯具用レンズの光軸に対して所定角度傾斜した方向に前記第１距離より短い第２距離離れた第２箇所に明瞭に投影するように構成された車両用灯具用レンズ。
  2. 　前記第１非照射領域と前記照射領域との間の明暗境界線の明瞭度と前記第２非照射領域と前記照射領域との間の明暗境界線の明瞭度は概ね等しい請求項１に記載の車両用灯具用レンズ。
  3. 　前記明瞭度はＧ値である請求項２に記載の車両用灯具用レンズ。
  4. 　マスク対象物を照射しない非照射領域とそれ以外の領域を照射する照射領域とを含む配光画像を投影する車両用灯具用レンズであって、
    　前記車両用灯具用レンズから第１距離離れた遠距離に投影される、前記非照射領域と前記照射領域との間の明暗境界線のＧ値は、前記車両用灯具用レンズの光軸に対する水平角度が大きくなるに従って小さくなり、
    　前記車両用灯具用レンズから前記第１距離より短い第２距離離れた近距離に投影される、前記非照射領域と前記照射領域との間の明暗境界線のＧ値は、前記車両用灯具用レンズの光軸に対する水平角度が所定角度のときにピークとなり、前記車両用灯具用レンズの光軸に対する水平角度が前記所定角度より大きくなるに従って小さくなるように構成された車両用灯具用レンズ。
  5. 　前記車両用灯具用レンズから前記第１距離離れた遠距離に投影される、前記非照射領域と前記照射領域との間の明暗境界線のＧ値の最大値と前記車両用灯具用レンズから前記第２距離離れた近距離に投影される、前記非照射領域と前記照射領域との間の明暗境界線のＧ値の最大値は概ね等しい請求項４に記載の車両用灯具用レンズ。
  6. 　前記車両用灯具用レンズは、１枚以上のレンズにより構成される請求項１に記載の車両用灯具用レンズ。
  7. 　前記車両用灯具用レンズは、１枚以上のレンズにより構成される請求項４に記載の車両用灯具用レンズ。
  8. 　請求項１から７のいずれか１項に記載の車両用灯具用レンズと、
    　前記車両用灯具用レンズの像面に前記配光画像を形成する配光画像形成手段と、を備える車両用灯具。
PCT/JP2023/028511 2022-08-23 2023-08-04 車両用灯具用レンズ、及び車両用灯具 WO2024043040A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022132426A JP2024029941A (ja) 2022-08-23 2022-08-23 車両用灯具用レンズ、及び車両用灯具
JP2022-132426 2022-08-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024043040A1 true WO2024043040A1 (ja) 2024-02-29

Family

ID=90013037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/028511 WO2024043040A1 (ja) 2022-08-23 2023-08-04 車両用灯具用レンズ、及び車両用灯具

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2024029941A (ja)
WO (1) WO2024043040A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011086580A (ja) * 2009-10-19 2011-04-28 Stanley Electric Co Ltd 車両用前照灯
JP2011228196A (ja) * 2010-04-22 2011-11-10 Stanley Electric Co Ltd 車両用灯具
JP2016207483A (ja) * 2015-04-23 2016-12-08 スタンレー電気株式会社 車両用灯具
JP2018198113A (ja) * 2017-05-23 2018-12-13 スタンレー電気株式会社 車両用前照灯

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011086580A (ja) * 2009-10-19 2011-04-28 Stanley Electric Co Ltd 車両用前照灯
JP2011228196A (ja) * 2010-04-22 2011-11-10 Stanley Electric Co Ltd 車両用灯具
JP2016207483A (ja) * 2015-04-23 2016-12-08 スタンレー電気株式会社 車両用灯具
JP2018198113A (ja) * 2017-05-23 2018-12-13 スタンレー電気株式会社 車両用前照灯

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024029941A (ja) 2024-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7002897B2 (ja) 車両用灯具
JP6709655B2 (ja) 車両用灯具、および当該車両用灯具を備えた車両
US10670214B2 (en) Vehicle lamp and vehicle having the same
CN107327777B (zh) 车辆用灯具控制系统以及具备车辆用灯具控制系统的车辆
JP6751307B2 (ja) 車両用灯具
CN211260667U (zh) 用于车辆的灯的光学单元
CN106969311B (zh) 车辆用灯具
JP7274626B2 (ja) ライトガイドを備えた自動車両用の照明装置
US20150241009A1 (en) Motor vehicle headlamp
US10731818B2 (en) Scanner with beam-delimiting device for vehicle lighting
US9995452B2 (en) Light device, especially a headlight for motor vehicles
JP6713869B2 (ja) 車両用灯具
CN109477621A (zh) 机动车辆照明装置
WO2019131055A1 (ja) 車両用灯具システム、車両用灯具の制御装置及び車両用灯具の制御方法
JP2017111977A (ja) 車両用灯具および車両用照射システム
WO2022121490A1 (zh) 一种近光光学元件、车灯模组、车辆照明装置及车辆
CN109488986B (zh) 用于机动车辆的光模块和设置有这种模块的照明和/或信号指示装置
JP7081917B2 (ja) 車両用灯具
WO2024043040A1 (ja) 車両用灯具用レンズ、及び車両用灯具
JP2022554315A (ja) 右ハンドル車と左ハンドル車との間でモジュール化可能な自動車用ヘッドライト
EP3789665B1 (en) Headlight
JP2019149369A (ja) 自動車両用の光学モジュール
CN107002969B (zh) 用于车辆的大灯
KR20220091243A (ko) 차량용 램프
KR20220014690A (ko) 차량용 램프

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23857154

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1