JP5443905B2

JP5443905B2 - Irradiation direction variable headlamp and projection lens

Info

Publication number: JP5443905B2
Application number: JP2009203821A
Authority: JP
Inventors: 健一石塚; 靖高橋
Original assignee: Ricoh Optical Industries Co Ltd
Current assignee: Ricoh Optical Industries Co Ltd
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2029-09-03
Also published as: JP2011054484A

Description

この発明は、照射方向が左右に可変である照射方向可変前照灯、およびこの照射方向可変前照灯に用いる投射レンズに関する。 The present invention relates to an irradiation direction variable headlamp whose irradiation direction is variable to the left and right, and a projection lens used for the irradiation direction variable headlamp.

自動車等の車両に用いられる前照灯、即ち、ヘッドランプや補助ヘッドランプで「照射方向を左右方向に変化させることができるもの」が知られている（特許文献１等）。 There is known a headlamp used for a vehicle such as an automobile, that is, a headlamp or an auxiliary headlamp that can change the irradiation direction in the horizontal direction (Patent Document 1, etc.).

照射方向を左右方向に変化させることにより、曲線道路を走行する際に、車両が曲がろうとする方向に照射光を向けることができ、走行方向の正面のみを照射する場合よりも道路側方の状況を的確に判断できるようになり、運転の安全性を高めることができる。 By changing the irradiation direction to the left and right direction, when traveling on a curved road, it is possible to direct the irradiation light in the direction in which the vehicle is about to turn, and it is more on the side of the road than if only the front of the traveling direction is irradiated. The situation can be accurately judged, and driving safety can be improved.

従来、照射方向を左右方向に変化させるのは「前照灯全体を鉛直軸の周りに回転」させることにより行なっている。 Conventionally, the irradiation direction is changed in the left-right direction by “rotating the entire headlamp around the vertical axis”.

近来、前照灯用の光源として高輝度ＬＥＤの使用が提案されている（特許文献２等）。高輝度ＬＥＤは、長寿命で光源としての信頼度が高い。
しかしながら反面、高輝度ＬＥＤは発光に伴い多量の熱が発生し、安定した発光を実現するには放熱フィン等の冷却手段が必要となるが、有効な冷却を行なうためには冷却手段が「かなり大型」にならざるを得ない。
このため、高輝度ＬＥＤを光源として用いた前照灯で、前照灯全体を回転させて照射方向を変化させようとすると、前照灯の回転に大きなエネルギを必要とすることになる。 Recently, the use of high-intensity LEDs has been proposed as a light source for headlamps (Patent Document 2, etc.). High-brightness LEDs have a long lifetime and high reliability as a light source.
On the other hand, a high-intensity LED generates a large amount of heat as it emits light, and cooling means such as heat radiation fins are necessary to achieve stable light emission. It must be large.
For this reason, if it is going to change the irradiation direction by rotating the whole headlamp with the headlamp which used high-intensity LED as a light source, big energy will be needed for rotation of a headlamp.

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、高輝度ＬＥＤを光源として用いながら、照射方向を少ないエネルギで変化させるようにすることを課題とする。 This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, Comprising: Let it be a subject to change an irradiation direction with little energy, using high-intensity LED as a light source.

この発明の照射方向可変前照灯は「高輝度ＬＥＤを光源とし、照射方向が左右に可変である照射方向可変前照灯」であって、以下の如き特徴を有する。
即ち、照射方向可変前照灯は、高輝度ＬＥＤと、電源手段と、投射レンズと、カットオフライン形成部材と、リフレクタと、冷却手段と、照射方向可変手段とを有する。 The irradiation direction variable headlamp of the present invention is a “irradiation direction variable headlamp in which a high luminance LED is used as a light source and the irradiation direction is variable left and right”, and has the following characteristics.
That is, the irradiation direction variable headlamp includes a high-intensity LED, a power supply unit, a projection lens, a cut-off line forming member, a reflector, a cooling unit, and an irradiation direction variable unit.

「高輝度ＬＥＤ」は光源として用いられる。高輝度ＬＥＤは、前照灯外部の電源手段により点滅させられる。
「投射レンズ」は、高輝度ＬＥＤからの光束を前方へ向かって投射するレンズであり、正のパワーを有する。 The “high brightness LED” is used as a light source. The high-intensity LED is blinked by power supply means outside the headlamp.
The “projection lens” is a lens that projects a light beam from the high-brightness LED forward and has a positive power.

「カットオフライン形成部材」は、カットオフラインを形成するための部材であって、所定形状の開口を有する。
「リフレクタ」は、高輝度ＬＥＤからの光を反射して集光させる。
「冷却手段」は、光源である高輝度ＬＥＤを冷却する手段である。
「照射方向可変手段」は、照射方向を左右に変化させる手段である。 The “cut-off line forming member” is a member for forming a cut-off line, and has an opening having a predetermined shape.
The “reflector” reflects and collects light from the high-brightness LED.
“Cooling means” is means for cooling the high-intensity LED that is the light source.
“Irradiation direction varying means” is means for changing the irradiation direction to the left and right.

リフレクタ、高輝度ＬＥＤ、カットオフライン形成部材は、投射レンズの光軸方向に設けられるが、照射の向きに、即ち、投射レンズに向かって、リフレクタ、高輝度ＬＥＤ、カットオフライン形成部材、投射レンズの順に設けられる。 The reflector, the high-intensity LED, and the cut-off line forming member are provided in the optical axis direction of the projection lens, but in the direction of irradiation, that is, toward the projection lens, the reflector, the high-intensity LED, the cut-off line forming member, and the projection lens It is provided in order.

「カットオフライン形成部材」は、上記の如く「所定形状の開口」を有するが、所定形状の開口における下方の部分が「左右方向の中央部にエルボを有するカットオフライン」を形成する。 The “cut-off line forming member” has the “predetermined opening” as described above, but the lower part of the pre-set opening forms the “cut-off line having an elbow at the center in the left-right direction”.

リフレクタは凹楕円反射鏡であって「一方の焦点近傍に高輝度ＬＥＤの発光部が配置されるとともに、他方の焦点近傍に上記カットオフライン形成部材の開口が配置され、且つ、上記他方の焦点位置がカットオフライン形成部材のエルボの位置と略合致する」ように、高輝度ＬＥＤ、カットオフライン形成部材に対する位置関係を設定される。 The reflector is a concave ellipsoidal reflector, and “a light emitting portion of a high-intensity LED is arranged near one focal point, an opening of the cut-off line forming member is arranged near the other focal point, and the other focal point position. Is substantially coincident with the position of the elbow of the cut-off line forming member ”.

投射レンズは、カットオフラインを投射する。即ち、カットオフライン形成部材の開口部における「カットオフラインのエルボの位置」は、投射レンズの物体側の「投射レンズの物体側焦点面位置」に設定される。
投射レンズは、２枚または３枚のレンズにより構成される。 The projection lens projects a cut-off line. That is, “the position of the elbow of the cut-off line” in the opening of the cut-off line forming member is set to “the object side focal plane position of the projection lens” on the object side of the projection lens.
The projection lens is composed of two or three lenses.

照射方向可変手段は、投射レンズのみをその光軸に直交する左右方向へ平行移動させるものであり、投射レンズは「光軸に直交する左右方向への平行移動に伴って発生する収差を有効に補正する」ように形成されている。
即ち、上記平行移動に伴って発生するコマ収差を「投射レンズを左右方向へ平行移動させて、照射方向を側方へ向けたときに、照射ビームが投射するカットオフラインの像が乱れない」ように補正するように形成されている。 The irradiation direction variable means translates only the projection lens in the left-right direction orthogonal to the optical axis, and the projection lens “effectively generates aberrations caused by parallel movement in the left-right direction orthogonal to the optical axis. It is formed to “correct”.
In other words, the coma generated by the above-mentioned parallel movement is "the cut-off line image projected by the irradiation beam is not disturbed when the projection lens is translated in the left-right direction and the irradiation direction is directed to the side". It is formed to correct.

このように、請求項１にかかる照射方向可変前照灯は、前照灯全体を偏向させるのではなく、投射レンズのみを「その光軸に直交する左右方向へ平行移動させる」ことにより所謂「スイブル」を行なう。
このとき、「エルボの位置」は上述の如く、投射レンズの物体側焦点面位置の近傍（好ましくは焦点面上）に配置されるが、投射レンズが基準位置（照射光束を正面に向けて照射する位置）にあるときには、エルボは「物体側焦点位置」に位置し、スイブル時には投射レンズ側から見ると、光軸に対して相対的に「物体側焦点面上を変位」する。 Thus, the irradiation direction variable headlamp according to claim 1 does not deflect the entire headlamp, but only “projects the projection lens in the left-right direction orthogonal to the optical axis” so-called “ Perform "Swivel".
At this time, as described above, the “elbow position” is arranged in the vicinity of the object-side focal plane position of the projection lens (preferably on the focal plane), but the projection lens irradiates the reference beam (irradiated light beam toward the front). The elbow is positioned at the “object-side focal position”, and when swiveled, it is “displaced on the object-side focal plane” relative to the optical axis when viewed from the projection lens side.

請求項１記載の照射方向可変前照灯において用いられる「冷却手段」は、ペルチエ素子を有することができる（請求項２）。
請求項１または２または３記載の照射方向可変前照灯において用いられる冷却手段はまた「放熱フィン等の放熱手段」を有することができる（請求項３）。 The “cooling means” used in the irradiation direction variable headlamp according to claim 1 may include a Peltier element (claim 2).
The cooling means used in the irradiation direction variable headlamp according to claim 1, 2, or 3 can also have “heat radiation means such as heat radiation fins” (claim 3).

即ち、冷却手段は、ペルチエ素子単独あるいは放熱手段単独で構成することができるが、ペルチエ素子と放熱手段とを有するように構成することもできる。
ペルチエ素子と放熱手段とにより冷却手段を構成すると、放熱手段を小型にしても「放熱手段による冷却効果の不十分なところ」をペルチエ素子による冷却で補填できる。また、ペルチエ素子単独で冷却する場合よりも「冷却に要するエネルギ」を軽減できる。 That is, the cooling means can be constituted by a Peltier element alone or a heat radiating means alone, but it can also be constituted so as to have a Peltier element and a heat radiating means.
When the cooling means is constituted by the Peltier element and the heat radiating means, the “insufficient cooling effect by the heat radiating means” can be compensated by the cooling by the Peltier element even if the heat radiating means is downsized. Further, “energy required for cooling” can be reduced as compared with the case where the Peltier element is cooled alone.

この発明の投射レンズは、上記請求項１〜３の任意の１に記載の照射方向可変前照灯に用いられる投射レンズである（請求項４）。
即ち、投射レンズは、上記の如く、２枚または３枚のレンズにより構成され、カットオフライン形成部材やリフレクタ、高輝度ＬＥＤに対して上記の如き位置関係に設置され、照射方向可変手段により、光軸方向に直交する左右方向へ変位される。 The projection lens of this invention is a projection lens used for the irradiation direction variable headlamp according to any one of claims 1 to 3 (claim 4).
That is, the projection lens is composed of two or three lenses as described above, and is installed in the positional relationship as described above with respect to the cut-off line forming member, the reflector, and the high-intensity LED. It is displaced in the left-right direction orthogonal to the axial direction.

そして、光学機能としては「カットオフラインを投射」するものであり、レンズ構成としては複数枚のレンズで構成される。そして、光学性能としては、「光軸に直交する左右方向への平行移動に伴って発生する収差」を有効に補正するように形成されている。 The optical function is to “project a cut-off line”, and the lens configuration is composed of a plurality of lenses. The optical performance is formed so as to effectively correct “aberration caused by parallel movement in the left-right direction orthogonal to the optical axis”.

この発明の照射方向可変前照灯では、照射方向可変手段により「投射レンズのみ」が平行移動されて、照射方向を左右方向に変化させる。なお、照射方向の変化範囲は、真正面に対し、左右方向に「±２０度程度」である。 In the irradiation direction variable headlamp according to the present invention, the “projection lens only” is translated by the irradiation direction variable means to change the irradiation direction in the left-right direction. The change range of the irradiation direction is “about ± 20 degrees” in the left-right direction with respect to the front.

照射方向を可変するのに「重量のある冷却手段を含む前照灯全体」を回転させる必要は無く、比較的軽量の投射レンズのみを平行移動させるのみでよいので、照射方向を可変するためのエネルギが少なくてすむ。 To change the irradiation direction, it is not necessary to rotate the “whole headlight including the heavy cooling means”, and only the relatively light projection lens needs to be moved in parallel. Less energy is required.

投射レンズの変位は平行移動であるので、照射方向可変手段は、従来から知られている種々の直線変位機構、例えば「案内バーと偏心カムの組み合わせ」などにより簡素に構成できる。 Since the displacement of the projection lens is a parallel movement, the irradiation direction variable means can be simply configured by various conventionally known linear displacement mechanisms such as “a combination of a guide bar and an eccentric cam”.

投射レンズは、上記の如く、カットオフライン形成部材やリフレクタ、高輝度ＬＥＤに対して上記の如き位置関係に設置され、照射方向可変手段により、光軸方向に直交する左右方向へ変位される。 As described above, the projection lens is installed in the positional relationship as described above with respect to the cut-off line forming member, the reflector, and the high-intensity LED, and is displaced in the left-right direction orthogonal to the optical axis direction by the irradiation direction variable means.

投射レンズは、上記のごとく「光軸に直交する左右方向への平行移動に伴って発生する収差」を有効に補正するように形成されるのであるが、これら補正すべき収差のうちで最も重要なものは「コマ収差」である。 As described above, the projection lens is formed so as to effectively correct “aberration caused by parallel movement in the left-right direction orthogonal to the optical axis”, but the most important of these aberrations to be corrected What is “coma aberration”.

従って、この発明の投射レンズは、その平行移動に伴って発生するコマ収差を補正する機能を有する。
即ち、スイブルの際に、投射レンズの光軸が「平行移動により投射すべき光束の方向」からずれるため、照射方向を変化させた照射光束（「斜め照射光束」と呼ぶ。）にはコマ収差の影響が生じ、コマ収差を良好に補正しないと、斜め照射光束の「光束の質」が劣化する。 Therefore, the projection lens of the present invention has a function of correcting coma aberration that occurs with the parallel movement.
That is, during swiveling, the optical axis of the projection lens deviates from “the direction of the light beam to be projected by parallel movement”, so that the coma aberration is applied to the irradiation light beam whose irradiation direction is changed (referred to as “oblique irradiation light beam”). If the coma aberration is not corrected well, the “light beam quality” of the obliquely irradiated light beam deteriorates.

コマ収差の影響を受けて光束の質が劣化した「斜め照射光束」では、投射するカットオフラインの像が乱れ、カットオフラインよりも上方に進行する光が生じ、所謂「すれ違い用ビーム」としての機能が損なわれてしまう。 The function of the so-called “passing beam” is that the image of the projected off-line is disturbed and the light that travels above the cut-off line is generated in the “obliquely irradiated beam” whose beam quality has deteriorated due to coma. Will be damaged.

「投射レンズ」は、撮像レンズのような高度の収差補正を必要としないので「光軸に直交する左右方向への平行移動に伴うコマ収差を補正する」程度は、投射レンズを左右方向へ平行移動させて、照射方向を側方へ向けたときに、照射ビームが投射するカットオフラインの像が乱れないという条件が満たされる程度である。 The “projection lens” does not require advanced aberration correction like an imaging lens, so the degree of “correcting coma due to translation in the horizontal direction orthogonal to the optical axis” is parallel to the projection lens in the horizontal direction. so moved, when directing the irradiation direction laterally, is the degree to which the condition is satisfied that the image of the cutoff line is not disturbed to irradiation beam projection.

この発明の照射方向可変前照灯では、投射レンズを複数枚のレンズで構成するので、上記コマ収差のみならず「投射レンズの光軸に直交する左右方向への平行移動に伴って発生する他の収差」を有効に補正するのに必要な設計パラメータを十分にとることができる。 In the irradiation direction variable headlamp according to the present invention, since the projection lens is composed of a plurality of lenses, not only the above coma aberration but also “other than the occurrence of parallel movement in the left-right direction perpendicular to the optical axis of the projection lens” It is possible to take sufficient design parameters necessary for effectively correcting the “aberration” of the image.

コマ収差の有効な補正の面からすると、投射レンズを構成するレンズの枚数は大きいほど補正が容易になるが、投射レンズを構成するレンズ枚数が多くなると、照射方向を可変するために、投射レンズのみを平行移動させる場合でも、投射レンズの重量が大きくなって、照射方向を可変するためのエネルギが大きくなる。 From the viewpoint of effective correction of coma aberration, the larger the number of lenses constituting the projection lens, the easier the correction. However, when the number of lenses constituting the projection lens increases, the projection lens changes in the irradiation direction. Even when only the lens is translated, the weight of the projection lens is increased, and the energy for changing the irradiation direction is increased.

コマ収差の補正と「照射方向可変に要するエネルギ」のバランスを考えると、投射レンズを構成するレンズ枚数は２〜３枚が良い。
２〜３枚と言う少ない枚数のレンズでコマ収差を有効に補正するために、１以上のレンズ面に非球面を採用するのが好ましい。 Considering the balance between correction of coma aberration and “energy required for changing the irradiation direction”, the number of lenses constituting the projection lens is preferably two to three .
In order to effectively correct coma with a small number of lenses, such as two to three , it is preferable to employ an aspherical surface for one or more lens surfaces.

また、構成レンズ枚数の増大に伴い、投射レンズの全長が増大し、結果的に照射方向可変前照灯が大型化する。これを有効に回避するには、投射レンズを構成する複数のレンズの少なくとも１枚（例えば、投射レンズ系内で最大の肉厚を有するもの）を、フレネルレンズ、ゾーンプレート、プリズムアレイ、ＤＯＥ等の「非連続面で屈折力を有する光学面を有する光学レンズ」とすることが有効である（請求項５）。 Further, as the number of constituent lenses increases, the total length of the projection lens increases, and as a result, the irradiation direction variable headlamp becomes larger. In order to effectively avoid this, at least one of a plurality of lenses constituting the projection lens (for example, a lens having the maximum thickness in the projection lens system), a Fresnel lens, a zone plate, a prism array, a DOE, etc. It is effective to use “an optical lens having an optical surface having a refractive power on a discontinuous surface” .

また、投射レンズの平行移動の省エネルギ化には、投射レンズが軽量であることが好ましいことは勿論であり、フレネルレンズ等、請求項５記載の光学レンズの使用はこの面からも好ましい。レンズ自体を軽量化するには、少なくとも１枚のレンズを樹脂レンズとするのが良い（請求項６）。 Further, in order to save energy of the parallel movement of the projection lens, it is a matter of course that the projection lens is preferably lightweight, and the use of the optical lens according to claim 5 such as a Fresnel lens is also preferable from this aspect. To reduce the weight of the lens itself, it is good to at least one lens and the resin lens (Claim 6).

以上に説明したように、この発明によれば新規な照射方向可変前照灯およびこれに用いる投射レンズを提供できる。
この発明の照射方向可変前照灯は、高輝度ＬＥＤを光源として用いることにより発生する熱を冷却手段により処理し、冷却手段を設けることによる前照灯全体の重量が増大しても、照射方向可変手段により投射レンズのみを平行移動させることにより照射方向を可変するので、照射方向を変化させるのに必要なエネルギの増大を抑えることができる。 As described above, according to the present invention, a novel irradiation direction variable headlamp and a projection lens used therefor can be provided.
The irradiation direction variable headlamp according to the present invention treats heat generated by using a high-intensity LED as a light source by the cooling means, and the irradiation direction is increased even if the total weight of the headlamp is increased by providing the cooling means. Since the irradiation direction is varied by moving only the projection lens in parallel by the variable means, an increase in energy required to change the irradiation direction can be suppressed.

また、投射レンズのみを平行移動させることにより生じるコマ収差を、投射レンズの構成レンズ枚数を２〜３枚として設計自由度を増大させることにより有効に補正し、斜め照射光束の「光束の質の劣化」を有効に防止できる。 In addition, coma aberration caused by moving only the projection lens in parallel is effectively corrected by increasing the degree of design freedom by setting the number of constituent lenses of the projection lens to two or three . It can effectively prevent “deterioration”.

従って、真正面を照射するときのみならず、斜め方向を照射するときにも、質のよい照射光束を省エネルギで実現できる。 Therefore, not only when irradiating directly in front but also when irradiating in an oblique direction, it is possible to realize a high-quality irradiation light beam with energy saving.

照射方向可変前照灯の実施の１形態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating one Embodiment of the irradiation direction variable headlamp. 図１の実施の形態の特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic of embodiment of FIG. 投射レンズに関する実施例１の正面照明状態を示す図である。It is a figure which shows the front illumination state of Example 1 regarding a projection lens. 実施例１の正面照明状態における鉛直方向の照度分布を示す図である。It is a figure which shows the illumination intensity distribution of the perpendicular direction in the front illumination state of Example 1. FIG. 実施例１の光軸に対して２０度傾いた斜め方向照明状態を示す図である。It is a figure which shows the diagonal direction illumination state inclined 20 degree | times with respect to the optical axis of Example 1. FIG. 実施例１の斜め方向照明状態における鉛直方向の照度分布を示す図である。It is a figure which shows the illumination intensity distribution of the perpendicular direction in the diagonal direction illumination state of Example 1. FIG. 投射レンズに関する実施例２の正面照明状態を示す図である。It is a figure which shows the front illumination state of Example 2 regarding a projection lens. 実施例２の正面照明状態における鉛直方向の照度分布を示す図である。It is a figure which shows the illumination intensity distribution of the perpendicular direction in the front illumination state of Example 2. FIG. 実施例２の光軸に対して２０度傾いた斜め方向照明状態を示す図である。It is a figure which shows the diagonal direction illumination state inclined 20 degree | times with respect to the optical axis of Example 2. FIG. 実施例２の斜め方向照明状態における鉛直方向の照度分布を示す図である。It is a figure which shows the illumination intensity distribution of the perpendicular direction in the diagonal direction illumination state of Example 2. FIG. 投射レンズに関する実施例３の正面照明状態を示す図である。It is a figure which shows the front illumination state of Example 3 regarding a projection lens. 実施例３の正面照明状態における鉛直方向の照度分布を示す図である。It is a figure which shows the illumination intensity distribution of the perpendicular direction in the front illumination state of Example 3. FIG. 実施例３の光軸に対して２０度傾いた斜め方向照明状態を示す図である。It is a figure which shows the diagonal direction illumination state inclined 20 degree | times with respect to the optical axis of Example 3. FIG. 実施例３の斜め方向照明状態における鉛直方向の照度分布を示す図である。It is a figure which shows the illumination intensity distribution of the perpendicular direction in the diagonal direction illumination state of Example 3. FIG. 投射レンズに関する実施例４の正面照明状態を示す図である。It is a figure which shows the front illumination state of Example 4 regarding a projection lens. 実施例４の正面照明状態における鉛直方向の照度分布を示す図である。It is a figure which shows the illumination intensity distribution of the perpendicular direction in the front illumination state of Example 4. FIG. 実施例４の光軸に対して２０度傾いた斜め方向照明状態を示す図である。It is a figure which shows the diagonal direction illumination state inclined 20 degree | times with respect to the optical axis of Example 4. FIG. 実施例４の斜め方向照明状態における鉛直方向の照度分布を示す図である。It is a figure which shows the illumination intensity distribution of the perpendicular direction in the diagonal direction illumination state of Example 4. FIG.

以下、実施の形態を説明する。
図１（ａ）は、照射方向可変前照灯の実施の１形態としての「補助ヘッドランプ」を説明図的に示している。
図１（ａ）において、符号１０は高輝度ＬＥＤ、符号１２は投射レンズ、符号１４はカットオフライン形成部材、符号１６はリフレクタ、符号１８は冷却手段、符号２０は照射方向可変手段、符号１７は補助遮光板、符号２２は制御手段を示している。 Hereinafter, embodiments will be described.
FIG. 1A schematically illustrates an “auxiliary headlamp” as an embodiment of the irradiation direction variable headlamp.
In FIG. 1A, reference numeral 10 is a high-intensity LED, reference numeral 12 is a projection lens, reference numeral 14 is a cut-off line forming member, reference numeral 16 is a reflector, reference numeral 18 is cooling means, reference numeral 20 is irradiation direction variable means, reference numeral 17 is The auxiliary light-shielding plate, symbol 22 indicates a control means.

高輝度ＬＥＤ１０は光源として用いられ、冷却手段１８に保持されている。
投射レンズ１２は、正のパワーを有し、高輝度ＬＥＤ１０からの光束を投射する投射レンズである。 The high-intensity LED 10 is used as a light source and is held by the cooling means 18.
The projection lens 12 has a positive power and is a projection lens that projects a light beam from the high-intensity LED 10.

図１（ａ）においては、投射レンズ１２を単一のレンズとして示しているが、これは図示の簡単のためであり、この実施の形態において、投射レンズ１２は、図１（ｃ）に示すように３枚のレンズにより構成されている。
カットオフライン形成部材１４は、遮光性の耐熱性材料による板状であって、所定形状の開口を有するものである。
リフレクタ１６は、高輝度ＬＥＤ１０からの光を反射して集光させるものである。
冷却手段１８は、高輝度ＬＥＤ１０を冷却する手段である。
照射方向可変手段２０は、照射方向を左右（図１（ａ）における上下方向）に変化させるための手段である。 In FIG. 1A, the projection lens 12 is shown as a single lens, but this is for simplicity of illustration. In this embodiment, the projection lens 12 is shown in FIG. Thus, it is configured by three lenses.
The cut-off line forming member 14 has a plate shape made of a light-shielding heat-resistant material and has an opening with a predetermined shape.
The reflector 16 reflects and collects light from the high brightness LED 10.
The cooling means 18 is a means for cooling the high brightness LED 10.
The irradiation direction variable means 20 is a means for changing the irradiation direction left and right (up and down direction in FIG. 1A).

リフレクタ１６、高輝度ＬＥＤ１０、カットオフライン形成部材１４、投射レンズ１２は、投射レンズ１２の光軸（照射方向可変手段２０により変位されない基準状態における光軸）ＡＸ上に、照射光を照射する向き（図の左向き）に、リフレクタ１６の側から、高輝度ＬＥＤ１０（の発光部）、カットオフライン形成部材１４、投射レンズ１２の順に配置される。
カットオフライン形成部材１４は、図１（ｂ）に示すように、所定形状の開口１４ＡＰを有する。開口１４ＡＰは、図の如く左右方向に細長く、下方の部分が、左右方向の中央部にエルボＥＬを有するカットオフラインＣＯＬを形成している。開口１４ＡＰの長手方向は、図１（ａ）における上下方向であり、車載状態では水平方向である。 The reflector 16, the high-brightness LED 10, the cut-off line forming member 14, and the projection lens 12 are directed to irradiate irradiation light on the optical axis (optical axis in a reference state that is not displaced by the irradiation direction variable means 20) AX of the projection lens 12 ( From the reflector 16 side, the high-brightness LED 10 (light emitting portion thereof), the cut-off line forming member 14, and the projection lens 12 are arranged in this order.
As shown in FIG. 1B, the cut-off line forming member 14 has an opening 14AP having a predetermined shape. As shown in the figure, the opening 14AP is elongated in the left-right direction, and the lower part forms a cut-off line COL having an elbow EL at the center in the left-right direction. The longitudinal direction of the opening 14AP is the vertical direction in FIG. 1A, and is the horizontal direction in the in-vehicle state.

即ち、カットオフラインＣＯＬは、左右方向の中央部に「大きくない段差」が形成され、図で右側の直線部分が左側の直線部分よりも「一段低く」なっており、これら両側の直線部は「段差部をなす傾斜」により滑らかに繋がっている。
そして上記「段差部」がエルボＥＬを形成している。 That is, in the cut-off line COL, a “not-large step” is formed in the central portion in the left-right direction, and the straight line portion on the right side is “one step lower” than the straight line portion on the left side in the figure. It is connected smoothly by the “gradient that forms the step”.
The “stepped portion” forms an elbow EL.

リフレクタ１６は凹楕円反射鏡であって、光軸ＡＸの方向を長軸とする回転楕円面を凹反射面とするものである。そして、図１（ｄ）に示すように、回転楕円面の一方の焦点Ｆ１の近傍には高輝度ＬＥＤ１０の発光部が配置され、他方の焦点Ｆ２の近傍には、カットオフライン形成部材１４の開口１４ＡＰが配置され、且つ、他方の焦点Ｆ２位置はエルボＥＬの位置と略合致する。なお、上下方向においてはカットオフラインＣＯＬの下側の直線部分（図１（ｂ）で右側の直線部分）が光軸ＡＸの位置と合致するようになっている。 The reflector 16 is a concave elliptical reflecting mirror, and a spheroid having a major axis in the direction of the optical axis AX is a concave reflecting surface. As shown in FIG. 1D, the light emitting portion of the high-brightness LED 10 is disposed in the vicinity of one focal point F1 of the spheroid, and the opening of the cut-off line forming member 14 is disposed in the vicinity of the other focal point F2. 14AP is disposed, and the position of the other focal point F2 substantially coincides with the position of the elbow EL. In the vertical direction, the lower straight line portion of the cut-off line COL (the straight straight line portion on the right side in FIG. 1B) matches the position of the optical axis AX.

補助遮光板１７は円錐面状であって、リフレクタ１６のカットオフライン形成部材１４側の端部とカットオフライン形成部材１４の外周縁部とを繋ぐように設けられ、リフレクタ１６とカットオフライン形成部材１４との間で「光が漏れない」ようにしている。補助遮光板１７は、原理上は不要であり省略することもできる。 The auxiliary light shielding plate 17 has a conical surface shape and is provided so as to connect the end of the reflector 16 on the cut-off line forming member 14 side and the outer peripheral edge of the cut-off line forming member 14, and the reflector 16 and the cut-off line forming member 14. "Light does not leak" between. The auxiliary light shielding plate 17 is unnecessary in principle and can be omitted.

高輝度ＬＥＤ１０から放射された光は、リフレクタ１６の回転楕円反射面により反射される。高輝度ＬＥＤ１０の発光部は、リフレクタ１６の回転楕円面の第１焦点Ｆ１の近傍にあるので、回転楕円面に反射されると第２焦点Ｆ２に向かって集光し、エルボＥＬの近傍を強く照明する。従って、エルボＥＬの近傍が、投射レンズ１２による投射の物体のハイライト部分となる。 The light emitted from the high-intensity LED 10 is reflected by the spheroid reflecting surface of the reflector 16. Since the light emitting part of the high-intensity LED 10 is in the vicinity of the first focal point F1 of the spheroid of the reflector 16, when it is reflected by the spheroid, it condenses toward the second focal point F2 and strongly near the elbow EL. Illuminate. Accordingly, the vicinity of the elbow EL becomes a highlight portion of the object projected by the projection lens 12.

そして、投射レンズ１２は、開口１４ＡＰの像を照射方向へ向けて投射する。これにより投射光束が形成される。
投射レンズ１２とカットオフライン形成部材１４との位置関係は、開口１４ＡＰにおけるエルボの位置が、上記基準状態において、投射レンズ１２の物体側焦点位置に位置するように定められている。従って、開口１４ＡＰの像は無限遠に投射される。 The projection lens 12 projects the image of the opening 14AP in the irradiation direction. Thereby, a projection light beam is formed.
The positional relationship between the projection lens 12 and the cut-off line forming member 14 is determined so that the position of the elbow in the opening 14AP is positioned at the object-side focal position of the projection lens 12 in the reference state. Therefore, the image of the aperture 14AP is projected at infinity.

投射レンズ１２は正のパワーを有し、開口１４ＡＰを前方へ向かって投射するので、投射の倍率は負であり、無限遠に投射される開口像は倒立像となる。 Since the projection lens 12 has positive power and projects the aperture 14AP forward, the projection magnification is negative, and the aperture image projected at infinity is an inverted image.

従って、開口１４ＡＰの投射像においては、カットオフラインＣＯＬの像は、像の上端をなし、照射光束はこの状態より上方へは伝搬しない。このようにして、照射光束は「すれ違い用ビーム」をなす。 Therefore, in the projected image of the aperture 14AP, the cut-off line COL image forms the upper end of the image, and the irradiation light beam does not propagate upward from this state. In this way, the irradiation light beam forms a “passing beam”.

照射方向可変手段２０としては、公知の適宜の平行移動手段を用いることができる。
照射方向可変手段２０が投射レンズ１２を図１（ａ）の上下方向へ平行移動させると、投射レンズ１２から射出する照射光束は、水平方向の左右へ偏向する。 As the irradiation direction variable means 20, a known appropriate parallel movement means can be used.
When the irradiation direction variable means 20 translates the projection lens 12 in the vertical direction in FIG. 1A, the irradiation light beam emitted from the projection lens 12 is deflected in the horizontal direction.

冷却手段１８は、この実施の形態においては、放熱手段である放熱フィンとペルチエ素子とを組み合わせたものである。ペルチエ素子による冷却、高輝度ＬＥＤ１０の点滅、照射方向可変手段２０による投射レンズ１２の左右方向への平行移動は、制御手段２２により制御される。 In this embodiment, the cooling means 18 is a combination of heat dissipation fins, which are heat dissipation means, and Peltier elements. Cooling by the Peltier element, blinking of the high-intensity LED 10, and parallel movement of the projection lens 12 in the left-right direction by the irradiation direction changing unit 20 are controlled by the control unit 22.

投射レンズ１２は、図１（ｃ）に示すように、３枚のレンズ１２１、１２２、１２３により構成されている。光源側に配置されるレンズ１２１は「両凸レンズ」、その像側に配置されるレンズ１２２はメニスカスレンズであって、凸面を光源側に向けて配置される。 As shown in FIG. 1C, the projection lens 12 is composed of three lenses 121, 122, and 123. The lens 121 arranged on the light source side is a “biconvex lens”, and the lens 122 arranged on the image side is a meniscus lens, and is arranged with the convex surface facing the light source side.

最も像側（照射側）に配されるレンズ１２３は、光軸近傍が像側に凸面を向けたメニスカス形状であり、外周縁部は光源側に凸のメニスカス形状となっており、両面とも非球面である。 The lens 123 arranged closest to the image side (irradiation side) has a meniscus shape in which the vicinity of the optical axis is convex toward the image side, and the outer peripheral edge has a meniscus shape that is convex toward the light source side. It is a spherical surface.

図２は、照射方向可変前照灯の手前１０ｍの位置における照明光束断面の形状と、鉛直方向の照度分布とを説明するための図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining the shape of the illumination light beam cross section at a position 10 m before the irradiation direction variable headlamp and the illuminance distribution in the vertical direction.

図２（ａ）において、符号ＢＰ０で示すのは投射レンズ１２が変位していないとき（エルボ位置が投射レンズ１２の光軸上にある状態）の「前方１０ｍの位置」における照明光束断面形態を示す図であり、上記位置における「鉛直方向の照度分布」を図２（ｂ）に示す。 In FIG. 2A, reference numeral BP0 indicates a cross section of the illumination light beam at the “position 10 m forward” when the projection lens 12 is not displaced (the elbow position is on the optical axis of the projection lens 12). FIG. 2B shows the “vertical illuminance distribution” at the above position.

これらの図から明らかなように、投射レンズ１２が「変位していない」とき、照射光束の光束断面ではカットオフラインより上に光が照射されず、良好な照射光束を実現できていることが判る。 As is apparent from these drawings, when the projection lens 12 is not “displaced”, it can be seen that light is not irradiated above the cut-off line in the light beam cross section of the irradiated light beam, and a good irradiated light beam can be realized. .

図２（ｃ）において、符号ＢＰ１で示すのは投射レンズ１２が変位して、照射方向が−２０度になったときの照射光束の「前方１０ｍの位置」における光束断面形態を示す図であり、上記位置における鉛直方向の照度分布を図２（ｄ）に示す。
照射方向は−２０度であり、前方１０ｍの位置であるので、この位置は、光軸位置に対しては、１０ｔａｎ（−２０）＝−３．６ｍとなる。 In FIG. 2C, reference numeral BP <b> 1 is a diagram showing a cross-sectional form of the light beam at the “position 10 m ahead” of the irradiated light beam when the projection lens 12 is displaced and the irradiation direction becomes −20 degrees. The illuminance distribution in the vertical direction at the above position is shown in FIG.
Since the irradiation direction is −20 degrees and the position is 10 m ahead, this position is 10 tan (−20) = − 3.6 m with respect to the optical axis position.

これらの図から明らかなように、投射レンズ１２が変位して、照射方向が２０度変化した状態においても、照射光束の光束断面ではカットオフラインより上に光が照射されず、良好な照射光束を実現できていることが判る。 As is clear from these figures, even when the projection lens 12 is displaced and the irradiation direction is changed by 20 degrees, no light is irradiated above the cutoff line in the light beam cross section of the irradiated light beam, and a good irradiated light beam is obtained. It can be seen that it has been realized.

以下、投射レンズに関する具体的な実施例を４例示す。
各レンズ面を光源側からの順次数えるものとし、各面の曲率半をＲ（非球面では近軸曲率半径）、面間隔をＤ、屈折率をＮとする。
光源である高輝度ＬＥＤは白色ＬＥＤである。 Hereinafter, four specific examples regarding the projection lens will be described.
Assume that each lens surface is sequentially counted from the light source side, the curvature half of each surface is R (paraxial radius of curvature for an aspheric surface), the surface interval is D, and the refractive index is N.
A high-intensity LED that is a light source is a white LED.

非球面は、周知の式：
Ｘ＝ＣＨ^２／［１＋√｛１−（１＋Ｋ）Ｃ^２Ｈ^２｝］＋
＋Ａ・Ｈ^４＋Ｂ・Ｈ^６＋Ｃ・Ｈ^８＋Ｄ・Ｈ^１０
で表し、円錐乗数：Ｋ、非球面係数：Ａ〜Ｄを与えて形状を特定する。 An aspherical surface is a well-known formula:
^{X = CH 2 / [1 +} √ {1- (1 + K) C 2 H 2}] +
+ A · H ⁴ + B · H ⁶ + C · H ⁸ + D · H ¹⁰
The shape is specified by giving a cone multiplier: K and aspherical coefficients: A to D.

また、各実施例とも、カットオフライン形成部材における開口のサイズは、水平方向：７８．５ｍｍ、上下方向：１５ｍｍ、エルボＥＬにおける段差：０．７ｍｍである。
「ＣＯＬ形成部材」は、カットオフライン形成部材である。 In each example, the size of the opening in the cut-off line forming member is 78.5 mm in the horizontal direction, 15 mm in the vertical direction, and 0.7 mm in the elbow EL.
The “COL forming member” is a cut-off line forming member.

「実施例１」
実施例１の投射レンズは図３に示す如く３枚構成であり、データは以下の通りである。 "Example 1"
The projection lens of Example 1 has a three-lens configuration as shown in FIG. 3, and the data is as follows.

面ＲＤＮ
０（物体：ＣＯＬ形成部材）３０．３１
１９２．６８２５１．５１６８
２ −１７９．９９２．７５
３６３．６９２４．３１１．８４６７
４３３１．６３８．０３
５ −８３．９９９．６１．４９１８
６ −１１１．０６９６。 Surface R DN
0 (object: COL forming member) 30.31
1 92.68 25 1.5168
2 -179.99 2.75
3 63.69 24.31 1.8467
4 331.63 8.03
5-83.99 9.6 1.4918
6-111.0696.

「非球面」
第５面
Ｋ＝−６００００
Ａ＝３．４８７０Ｅ−０７Ｂ＝１．０６４４Ｅ-０９Ｃ＝−９．２５２０Ｅ−１４
Ｄ＝−１．９０２７Ｅ−１６。 "Aspherical surface"
5th page
K = -60000
A = 3.4870E-07 B = 1.0644E-09 C = −9.2520E-14
D = -1.9027E-16.

第６面
Ｋ＝４．６６１８
Ａ＝６．５７５Ｅ−０６Ｂ＝−２．３６９７Ｅ−０９Ｃ＝４．４６６８Ｅ−１２
Ｄ＝−１．１８４０Ｅ−１５
上記表記において、例えば「４．４６６８Ｅ−１２」は、「４．４６６８×１０^−１２」を意味する。以下においても同様である。 6th page
K = 4.6618
A = 6.575E-06 B = −2.3697E-09 C = 4.4668E-12
D = -1.1840E-15
In the above notation, for example, “4.4668E-12” means “4.4668 × 10 ⁻¹² ”. The same applies to the following.

実施例１の投射レンズは、図１（ｃ）に示したものと類似のものである。
投射レンズのレンズ系は、最大のものが９８．２６ｍｍであり、レンズ１２１の入射側面からレンズ１２３の射出側面までの長さは７４．７９ｍｍである。 The projection lens of Example 1 is similar to that shown in FIG.
The maximum lens system of the projection lens is 98.26 mm, and the length from the incident side surface of the lens 121 to the exit side surface of the lens 123 is 74.79 mm.

投射レンズ１２の左右方向における水平方向の変位量は±１７．４ｍｍであり、この変位により照射方向の向きは±２０度の範囲で変化する。 The amount of horizontal displacement of the projection lens 12 in the left-right direction is ± 17.4 mm, and the direction of the irradiation direction changes within a range of ± 20 degrees due to this displacement.

図３は、投射レンズとして実施例１のものを用いた場合における正面方向を照明する状態を示している。図４は、このときの前方１０ｍにおける鉛直方向（図中「垂直方向」）における垂直方向（図２における鉛直方向）の照度分布を示す。なお、図４における縦軸の単位は「ｍｍ」である。以下においても同様である。 FIG. 3 shows a state in which the front direction is illuminated when the projection lens of Example 1 is used. FIG. 4 shows the illuminance distribution in the vertical direction (vertical direction in FIG. 2) in the vertical direction (“vertical direction” in the figure) at the front 10 m at this time. The unit of the vertical axis in FIG. 4 is “mm”. The same applies to the following.

図５は、実施例１において照射方向２０度での照明状態、図６は、このときの前方１０ｍにおける鉛直方向（図中「垂直方向」）における照度分布を示す。 FIG. 5 shows an illumination state at an irradiation direction of 20 degrees in Example 1, and FIG. 6 shows an illuminance distribution in the vertical direction (“vertical direction” in the figure) at the front 10 m at this time.

「実施例２」
実施例２の投射レンズは図７に示す如く２枚構成であり、データは以下の通りである。 "Example 2"
The projection lens of Example 2 has a two-lens configuration as shown in FIG. 7, and the data is as follows.

面ＲＤＮ
０（物体：ＣＯＬ形成部材）２１．１
１３８．１９０７１９．３１．４９１８
２ −８３．４１０３４２．１（フレネル面）
３１７４．２４５３１７１．４９１８
４ −７５．３３１４。 Surface R DN
0 (object: COL forming member) 21.1
1 38.1907 19.3 1.4918
2-83.4103 42.1 (Fresnel surface)
3 174.2453 17 1.4918
4-75.3314.

「非球面」
第１面
Ｋ＝−２．６６５０
Ａ＝７．９６９４Ｅ−０８Ｂ＝１．５３６５Ｅ-０９
Ｃ＝−６．７０４７Ｅ−１３Ｄ＝−２．１５２２Ｅ−１６。 "Aspherical surface"
First side
K = -2.6650
A = 7.9694E-08 B = 1.5365E-09
C = -6.07047E-13 D = -2.1522E-16.

第２面
Ｋ＝−３７.０６００
Ａ＝−１．７６９１Ｅ−０６Ｂ＝４．９３２５Ｅ−０９
Ｃ＝−３．０２８７Ｅ−１２Ｄ＝２．９６１２Ｅ−１６
第３面
Ｋ＝１７．３０９０
Ａ＝−１．０６５８Ｅ−０６Ｂ＝１．１３７８Ｅ-０９
Ｃ＝−４．７６２０Ｅ−１３Ｄ＝−１．８２４０Ｅ−１６。 Second side
K = -37.0600
A = -1.7691E-06 B = 4.9325E-09
C = -3.0287E-12 D = 2.9612E-16
Third side
K = 17.3090
A = -1.0658E-06 B = 1.1378E-09
C = -4.7620E-13 D = -1.8240E-16.

第４面
Ｋ＝−２．２２８５
Ａ＝−３．８２２４Ｅ−０７Ｂ＝１．２１６２Ｅ−０９
Ｃ＝−３．７６３６Ｅ−１３Ｄ＝−３．１５８１Ｅ−１７
実施例２では、投射レンズ全長を９９．５ｍｍ、最大レンズ径を９０ｍｍにできた。 4th page
K = −2.2285
A = -3.8224E-07 B = 1.2162E-09
C = -3.7636E-13 D = -3.1581E-17
In Example 2, the projection lens total length was 99.5 mm, and the maximum lens diameter was 90 mm.

投射レンズ１２の左右方向における水平方向の変位量は±２２．３ｍｍであり、この変位により照射方向の向きは±２０度の範囲で変化する。 The amount of horizontal displacement of the projection lens 12 in the left-right direction is ± 22.3 mm, and this displacement changes the direction of the irradiation direction within a range of ± 20 degrees.

図７は、投射レンズとして実施例２のものを用いた場合における正面方向を照明する状態を示している。図８は、このときの前方１０ｍにおける鉛直方向（図中「垂直方向」）における照度分布を示す。 FIG. 7 shows a state in which the front direction is illuminated when the projection lens of Example 2 is used. FIG. 8 shows the illuminance distribution in the vertical direction (“vertical direction” in the figure) at the front 10 m at this time.

図９は、実施例２において照射方向２０度での照明状態、図１０は、このときの前方１０ｍにおける鉛直方向おける照度分布を示す。 FIG. 9 shows an illumination state at an irradiation direction of 20 degrees in Example 2, and FIG. 10 shows an illuminance distribution in the vertical direction 10 m ahead.

「実施例３」
実施例３の投射レンズは、図１１に示す如く２枚構成であり、データは以下の通りである。 "Example 3"
The projection lens of Example 3 has a two-lens configuration as shown in FIG. 11, and the data is as follows.

面ＲＤＮ
０（物体：ＣＯＬ形成部材）１９
１４１．７２０２１８．３１．４９１８
２ −６９．９７１９４２．１（フレネル面）
３１９９．９１５６１８１．４９１８（フレネル面）
４ −６９．９５４８。 Surface R DN
0 (object: COL forming member) 19
1 41.7202 18.3 1.4918
2-69.9719 42.1 (Fresnel surface)
3 199.9156 18 1.4918 (Fresnel surface)
4-699.9548.

「非球面」
第１面
Ｋ＝−１．０１６８
Ａ＝−２．０１２２Ｅ−０６Ｂ＝２．５１９６Ｅ-１０
Ｃ＝−２．１９９０Ｅ−１３Ｄ＝６．２４８３Ｅ−１７。 "Aspherical surface"
First side
K = −1.0168
A = -2.0122E-06 B = 2.5196E-10
C = -2.1990E-13 D = 6.248E-17.

第２面
Ｋ＝−１９．４２９４
Ａ＝−８．６９７３Ｅ−０７Ｂ＝３．２９０５Ｅ−０９
Ｃ＝−３．０９９４Ｅ−１２Ｄ＝８．４８７６Ｅ−１６
第３面
Ｋ＝３．７８９４
Ａ＝−１．８１０６Ｅ−０６Ｂ＝３．１４６２Ｅ-０９
Ｃ＝−３．１４２８Ｅ−１２Ｄ＝１．００６３Ｅ−１５。 Second side
K = -19.4294
A = −8.6973E-07 B = 3.2905E−09
C = -3.0994E-12 D = 8.4876E-16
Third side
K = 3.7894
A = -1.8106E-06 B = 3.1462E-09
C = -3.1428E-12 D = 1.0063E-15.

第４面
Ｋ＝−０．３４６１
Ａ＝−５．８６７６Ｅ−０７Ｂ＝２．２１９０Ｅ−０９
Ｃ＝−２．１９９７Ｅ−１２Ｄ＝６．９９０５Ｅ−１６
投射レンズ全長を９７．４ｍｍ、最大レンズ径を８５ｍｍにできた。 4th page
K = −0.3461
A = −5.8676E-07 B = 2.2190E-09
C = −2.1997E-12 D = 6.9905E-16
The projection lens has a total length of 97.4 mm and a maximum lens diameter of 85 mm.

投射レンズ１２の左右方向における水平方向の変位量は±２２．２ｍｍであり、この変位により照射方向の向きは±２０度の範囲で変化する。 The amount of horizontal displacement of the projection lens 12 in the left-right direction is ± 22.2 mm, and the direction of the irradiation direction changes within a range of ± 20 degrees due to this displacement.

図１１は、投射レンズとして実施例３のものを用いた場合における正面方向を照明する状態を示している。図１２は、このときの前方１０ｍにおける鉛直方向（図中「垂直方向」）における照度分布を示す。 FIG. 11 shows a state in which the front direction is illuminated when the projection lens of Example 3 is used. FIG. 12 shows the illuminance distribution in the vertical direction (“vertical direction” in the figure) at the front 10 m at this time.

図１３は、実施例３において照射方向２０度での照明状態、図１４は、このときの前方１０ｍにおける鉛直方向おける照度分布を示す。 FIG. 13 shows an illumination state at an irradiation direction of 20 degrees in Example 3, and FIG. 14 shows an illuminance distribution in the vertical direction 10 m ahead.

「実施例４」
実施例４の投射レンズは、図１５に示す如く２枚構成であり、データは以下の通りである。 Example 4
The projection lens of Example 4 has a two-lens configuration as shown in FIG. 15, and the data is as follows.

面ＲＤＮ
０（物体：ＣＯＬ形成部材）２１．４
１５１．８４９６８１．４９１８（フレネル面）
２ −５０．９６７９５４．４（フレネル面）
３５８１．３９００８１．４９１８（フレネル面）
４ −５８．５４１２（フレネル面）。 Surface R DN
0 (object: COL forming member) 21.4
1 51.8496 8 1.4918 (Fresnel surface)
2-50.9679 54.4 (Fresnel surface)
3 581.3900 8 1.4918 (Fresnel surface)
4-58.5412 (Fresnel surface).

「非球面」
第１面
Ｋ＝−０．７６９８
Ａ＝−１．５７２８Ｅ−０６Ｂ＝４．３５７９Ｅ-０９
Ｃ＝−３．７３６８Ｅ−１２Ｄ＝７．９３７６Ｅ−１６。 "Aspherical surface"
First side
K = −0.7698
A = -1.5728E-06 B = 4.3579E-09
C = -3.7368E-12 D = 7.9376E-16.

第２面
Ｋ＝−０．８９９４
Ａ＝１．３５９８Ｅ−０６Ｂ＝５．０２３９Ｅ−０９
Ｃ＝−４．４７４９Ｅ−１２Ｄ＝７．９３７６Ｅ−１６
第３面
Ｋ＝９７．０６３９
Ａ＝４．５９０７Ｅ−０７Ｂ＝−２．５５６４Ｅ-１０
Ｃ＝３．６２０７Ｅ−１３Ｄ＝−２．４７６９Ｅ−１６。 Second side
K = -0.8994
A = 1.3598E-06 B = 5.0239E-09
C = −4.4749E−12 D = 7.9376E−16
Third side
K = 97.0639
A = 4.5907E-07 B = -2.5564E-10
C = 3.6207E-13 D = -2.4769E-16.

第４面
Ｋ＝−２．２７３７
Ａ＝−３．７６５９Ｅ−０８Ｂ＝１．７０８０Ｅ−１１
Ｃ＝３．４０３８Ｅ−１３Ｄ＝−２．０２７６Ｅ−１６
投射レンズ全長を９１．８ｍｍ、最大レンズ径を８０ｍｍにできた。 4th page
K = −2.2737
A = -3.7659E-08 B = 1.080E-11
C = 3.4038E-13 D = −2.0276E-16
The projection lens has a total length of 91.8 mm and a maximum lens diameter of 80 mm.

投射レンズ１２の左右方向における水平方向の変位量は±２１．８ｍｍであり、この変位により照射方向の向きは±２０度の範囲で変化する。 The amount of horizontal displacement of the projection lens 12 in the left-right direction is ± 21.8 mm, and this displacement changes the direction of the irradiation direction within a range of ± 20 degrees.

図１５は、投射レンズとして実施例３のものを用いた場合における正面方向を照明する状態を示している。図１６は、このときの前方１０ｍにおける鉛直方向（図中「垂直方向」）における照度分布を示す。 FIG. 15 shows a state in which the front direction is illuminated when the projection lens of Example 3 is used. FIG. 16 shows the illuminance distribution in the vertical direction (“vertical direction” in the figure) at the front 10 m at this time.

図１７は、実施例４において照射方向２０度での照明状態、図１８は、このときの前方１０ｍにおける鉛直方向おける照度分布を示す。 FIG. 17 shows an illumination state at an irradiation direction of 20 degrees in Example 4, and FIG. 18 shows an illuminance distribution in the vertical direction 10 m ahead.

各実施例とも、前方および２０度斜め方向に対して良好な照射特性を実現できている。 In each example, good irradiation characteristics can be realized with respect to the forward direction and the oblique direction of 20 degrees.

１０高輝度ＬＥＤ
１２投射レンズ
１４カットオフライン形成部材
１６リフレクタ
１８冷却手段
２２制御手段 10 High brightness LED
12 Projection lens
14 Cut-off line forming member
16 Reflector
18 Cooling means
22 Control means

特開２００８−２０７５９５JP2008-207595 特開２００７− ８７９４６JP2007-87946

Claims

高輝度ＬＥＤを光源とし、照射方向が左右に可変である照射方向可変前照灯において、
光源としての高輝度ＬＥＤと、
正のパワーを有し、上記高輝度ＬＥＤからの光束を投射する投射レンズと、
所定形状の開口を有するカットオフライン形成部材と、
上記高輝度ＬＥＤからの光を反射して集光させるリフレクタと、
上記高輝度ＬＥＤを冷却する冷却手段と、
照射方向を左右に変化させるための照射方向可変手段と、を有し、
上記投射レンズの光軸方向の照射の向きに、上記リフレクタ、高輝度ＬＥＤ、カットオフライン形成部材、投射レンズの順に配置され、
上記カットオフライン形成部材の開口における下方の部分が、左右方向の中央部にエルボを有するカットオフラインを形成し、
上記リフレクタは凹楕円反射鏡であって、一方の焦点近傍に上記高輝度ＬＥＤの発光部が配置されるとともに、他方の焦点近傍に上記カットオフライン形成部材の開口が配置され、且つ、上記他方の焦点位置が上記カットオフライン形成部材のエルボの位置と略合致し、且つ、上記投射レンズが、上記カットオフラインを投射するものであって、上記エルボの位置は、上記投射レンズの物体側焦点面位置と略合致され、
上記照射方向可変手段は、投射レンズのみをその光軸に直交する左右方向へ平行移動させるものであり、
上記投射レンズは２枚または３枚のレンズにより構成され、上記平行移動に伴って発生するコマ収差を、上記投射レンズを左右方向へ平行移動させて、照射方向を側方へ向けたときに、照射ビームが投射するカットオフラインの像が乱れないように補正するものであることを特徴とする照射方向可変前照灯。 In an irradiation direction variable headlamp that uses a high-intensity LED as a light source and the irradiation direction is variable to the left and right,
A high-intensity LED as a light source;
A projection lens having a positive power and projecting the luminous flux from the high-intensity LED;
A cut-off line forming member having an opening of a predetermined shape;
A reflector that reflects and collects light from the high-intensity LED;
A cooling means for cooling the high brightness LED;
Irradiation direction variable means for changing the irradiation direction to the left and right,
In the direction of irradiation in the optical axis direction of the projection lens, the reflector, the high-intensity LED, the cut-off line forming member, and the projection lens are arranged in this order.
The lower part of the opening of the cut-off line forming member forms a cut-off line having an elbow at the center in the left-right direction,
The reflector is a concave elliptical reflecting mirror, the light emitting portion of the high-intensity LED is disposed in the vicinity of one focal point, the opening of the cut-off line forming member is disposed in the vicinity of the other focal point, and the other The focal position substantially coincides with the elbow position of the cut-off line forming member, and the projection lens projects the cut-off line, and the elbow position is the object-side focal plane position of the projection lens. Is roughly matched with
The irradiation direction variable means translates only the projection lens in the left-right direction orthogonal to the optical axis,
The projection lens is composed of two or three lenses , and when coma aberration generated with the parallel movement is translated in the left-right direction and the irradiation direction is directed to the side, An irradiation direction variable headlamp characterized by correcting so that a cut-off line image projected by an irradiation beam is not disturbed .

請求項１記載の照射方向可変前照灯において、
冷却手段がペルチエ素子を有することを特徴とする照射方向可変前照灯。 In the irradiation direction variable headlamp according to claim 1,
An irradiation direction variable headlamp, wherein the cooling means includes a Peltier element.

請求項１または２記載の照射方向可変前照灯において、
冷却手段が放熱部材を有することを特徴とする照射方向可変前照灯。 In the irradiation direction variable headlamp according to claim 1 or 2,
An irradiation direction variable headlamp, wherein the cooling means includes a heat radiating member.

請求項１〜３の任意の１に記載の照射方向可変前照灯に用いられ、２枚または３枚のレンズで構成されることを特徴とする投射レンズ。 Et al used the irradiation direction variable headlamp according to any one of claims 1 to 3 is, projection lens, characterized in that it is composed of two or three lenses.

請求項４記載の投射レンズにおいて、 The projection lens according to claim 4, wherein
少なくとも１枚のレンズが、フレネルレンズ、ゾーンプレート、プリズムアレイ、ＤＯＥ等の、非連続面で屈折力を有する光学面を有する光学レンズであることを特徴とする投射レンズ。A projection lens, wherein the at least one lens is an optical lens having a non-continuous optical surface having refractive power, such as a Fresnel lens, a zone plate, a prism array, or a DOE.

請求項５記載の投射レンズにおいて、The projection lens according to claim 5, wherein
投射レンズを構成するレンズの少なくとも１枚が樹脂レンズであることを特徴とする投射レンズ。A projection lens, wherein at least one lens constituting the projection lens is a resin lens.