JP7002897B2 - 車両用灯具 - Google Patents

車両用灯具 Download PDF

Info

Publication number
JP7002897B2
JP7002897B2 JP2017179694A JP2017179694A JP7002897B2 JP 7002897 B2 JP7002897 B2 JP 7002897B2 JP 2017179694 A JP2017179694 A JP 2017179694A JP 2017179694 A JP2017179694 A JP 2017179694A JP 7002897 B2 JP7002897 B2 JP 7002897B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
light
vehicle
projection lens
projection
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2017179694A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019057368A (ja
Inventor
和也 本橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koito Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Koito Manufacturing Co Ltd
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 Koito Manufacturing Co Ltd filed Critical Koito Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2017179694A priority Critical patent/JP7002897B2/ja
Priority to KR1020180105792A priority patent/KR102134329B1/ko
Priority to US16/124,677 priority patent/US10655812B2/en
Priority to CN201821530537.9U priority patent/CN208635005U/zh
Priority to CN201811089620.1A priority patent/CN109539164B/zh
Publication of JP2019057368A publication Critical patent/JP2019057368A/ja
Priority to JP2021214117A priority patent/JP7267392B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7002897B2 publication Critical patent/JP7002897B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F21S41/27—Thick lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/14—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means
    • B60Q1/1415—Dimming circuits
    • B60Q1/1423—Automatic dimming circuits, i.e. switching between high beam and low beam due to change of ambient light or light level in road traffic
    • B60Q1/143—Automatic dimming circuits, i.e. switching between high beam and low beam due to change of ambient light or light level in road traffic combined with another condition, e.g. using vehicle recognition from camera images or activation of wipers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/14—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means
    • B60Q1/1415—Dimming circuits
    • B60Q1/1423—Automatic dimming circuits, i.e. switching between high beam and low beam due to change of ambient light or light level in road traffic
    • 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]
    • 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]
    • F21S41/143—Light emitting diodes [LED] the main emission direction of the LED being parallel to the optical axis of the illuminating device
    • 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
    • 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
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F21S41/255—Lenses with a front view of circular or truncated circular outline
    • 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
    • F21S41/265—Composite lenses; Lenses with a patch-like shape
    • 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
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • 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
    • F21V33/00—Structural combinations of lighting devices with other articles, not otherwise provided for
    • F21V33/0004—Personal or domestic articles
    • F21V33/0052—Audio or video equipment, e.g. televisions, telephones, cameras or computers; Remote control devices therefor
    • 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
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/007—Array of lenses or refractors for a cluster of light sources, e.g. for arrangement of multiple light sources in one plane
    • 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
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q2300/00—Indexing codes for automatically adjustable headlamps or automatically dimmable headlamps
    • B60Q2300/05—Special features for controlling or switching of the light beam
    • B60Q2300/056—Special anti-blinding beams, e.g. a standard beam is chopped or moved in order not to blind
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q2300/00—Indexing codes for automatically adjustable headlamps or automatically dimmable headlamps
    • B60Q2300/40—Indexing codes relating to other road users or special conditions
    • B60Q2300/41—Indexing codes relating to other road users or special conditions preceding vehicle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00—Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes
    • F21W2102/10—Arrangement or contour of the emitted light
    • F21W2102/13—Arrangement or contour of the emitted light for high-beam region or low-beam region
    • 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
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Description

本発明は自動車等の車両に用いられる灯具に関し、特にＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）配光制御が可能な前照灯（ヘッドランプ）に適用して好適な車両用灯具に関するものである。
自動車のヘッドランプとして、自車両の前方領域の照明効果を高める一方で、当該前方領域に存在する先行車や対向車等の自車両の前方領域に存在する車両（以下、前方車両と称する）に対する眩惑を防止する配光を得るための手法の一つとして、ＡＤＢ配光制御が提案されている。このＡＤＢ配光制御では、車両位置検出装置によって前方車両を検出し、検出した前方車両が存在する領域の光量を低減あるいは消灯し、それ以外の広い領域を明るく照明する制御が行われる。
近年ではこのＡＤＢ配光制御はＬＥＤ等の発光素子を光源とするヘッドランプにも適用されており、光源としての複数個のＬＥＤからの光、すなわち各ＬＥＤのそれぞれの照明領域を合成して自車両の前方領域を照明するための配光を形成している。そして、前方車両を検出したときには、検出した前方車両に対応する照明領域のＬＥＤを減光あるいは消灯する構成がとられている。
このようなＡＤＢ配光制御では、複数個のＬＥＤから出射された白色光を投影レンズで自車両の前方領域に投影して複数の照明領域を形成し、これらの照明領域を適宜組み合わせて合成することで所要の照明領域を形成している。しかし、投影レンズによる球面収差、例えば色収差により、各照明領域の周縁部に光の分散が発現し、照明領域における視認性の低下が生じることがある。
特許文献１には、投影レンズの球面収差、特に色収差を改善するために、凸レンズと凹レンズからなるダブレットレンズを採用し、これら凸レンズと凹レンズとの間に間隙を設けた投影レンズが提案されている。また、凸レンズと凹レンズの各面を非球面で構成した投影レンズも提案されている。
特開２０１５－２２２６８７号公報
特許文献１の投影レンズは、色収差の改善には有効であるが、非点収差やコマ収差には必ずしも十分ではなく、これらの収差によって複数の照明領域のそれぞれの周縁部、ないしは合成された照明領域の周縁部の鮮鋭度が低下され、照明領域の境界があいまいになる。そのため、ＡＤＢ制御を実行した場合に、減光あるいは消光した領域に隣接する照明領域の境界の光が前方車両に向けて照射されることがあり、前方車両を眩惑するおそれが生じる。
本発明の目的は、照明領域の境界を明確にすることが可能な鮮鋭度の高い投影レンズを備えた車両用灯具を提供するものである。
本発明の車両用灯具は、光源と、光源から出射した光を投影する投影レンズを含む車両用灯具であって、前記投影レンズは正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとを含むトリプレットレンズで構成され、前記第１レンズと前記第２レンズの第１レンズ間距離ｔ１と、前記第２レンズと前記第３レンズの第２レンズ間距離ｔ２と、前記投影レンズのレンズ総厚Ｔとが、０．０３＜（ｔ１＝ｔ２）／Ｔ＜０．１の関係にある。
本発明の車両用灯具の好ましい形態として、前記光源は複数の発光素子で構成され、各発光素子から出射される光を前記投影レンズで投影してそれぞれ対応する複数の照明領域を形成する。また、前記複数の発光素子を個別に発光制御してＡＤＢ配光制御を行う構成とする。
本発明によれば、トリプレットレンズで構成される投影レンズの、第１レンズと第２レンズの第１レンズ間距離ｔ１と、第２レンズと第３レンズの第２レンズ間距離ｔ２と、投影レンズのレンズ光軸上のレンズ総厚Ｔとを所定の関係式を満たすように設計することにより、投影レンズの球面収差を抑制し、鮮鋭度を高めることができる。
本発明を適用したヘッドランプの概略縦断面図。 投影レンズの前方から見た透視的な概略図。 投影レンズの断面図。 凸レンズと凹レンズの各面の設計式と設計値。 ＬＥＤチップから出射される光を合成した配光パターン図。 投影レンズの各部の寸法を説明する概念図と、実施形態のレンズのスポット半径の測定値を示すグラフ。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明をＡＤＢ配光制御を適用した自動車のヘッドランプＨＬに適用した概念構成の縦断面図である。なお、以後の説明において、前又は後についてはヘッドランプＨＬにおける光源側を後、ヘッドランプＨＬの前方側を前と称する。
前記ヘッドランプＨＬは、ランプボディ１１と、透光性材料からなる前面カバー１２とで形成されているランプハウジング１内にランプユニット２が内装されている。このランプユニット２は、内面が光反射面として形成されたユニットケーシング２１に内装かつ支持された光源３と投影レンズ４を有しており、光源３から出射した光を投影レンズ４により自動車の前方領域に照射して所望の配光を得るように構成されている。
図２は前記投影レンズ４を前方から見たときの透視的な概略図であり、図１にも示したように、前記光源３はヒートシンク３２に支持されている基板３１に複数個の発光素子３０、ここでは９個の白色光を発光するＬＥＤ（発光ダイオード）チップ３０１～３０９が搭載されている。これらのＬＥＤチップ３０１～３０９は、上下二段に、すなわち上段には４個のＬＥＤチップ３０１～３０４が、下段には５個のＬＥＤチップ３０５～３０９がそれぞれ水平方向に配列された状態で搭載されている。これらのＬＥＤチップ３０１～３０９が発光したときに、それぞれから出射される光は直接、あるいは前記ユニットケーシング２１の内面で反射されて投影レンズ４に向けられる。
図１に示したように、前記ＬＥＤチップ３０１～３０９は基板３１を通して発光回路５に接続されており、この発光回路５によって個別に発光、消光、さらには発光光度が変化できるように制御される。前記発光回路５には運転者が操作する照明スイッチ５１が接続されており、この照明スイッチ５１により、ロービーム配光、ハイビーム配光、ＡＤＢ配光が切り替え設定できるように構成されている。また、この発光回路５はＡＤＢ制御を実行するための車載カメラ５２が接続されており、当該車載カメラ５２で撮像した自動車の前方画像から前方車両を検出し、当該前方車両を眩惑しない配光制御を実行するように構成されている。
図３に示すように、前記投影レンズ４はトリプレットレンズで構成されており、ランプ前側から順に、正の屈折力を有する凸レンズからなる第１レンズ４１と、負の屈折力を有する凹レンズからなる第２レンズ４２と、正の屈折力を有する凸レンズからなる第３レンズ４３とで構成されている。その上で、これら第１レンズ４１～第３レンズ４３は同軸配置されるとともに、前記第１レンズ４１と第２レンズ４２との間、及び第２レンズ４２と第３レンズ４３との間にはレンズ光軸Ｌｘに沿った方向の間隙が確保されている。そして、この投影レンズ４のランプ後側の焦点Ｆｏの近傍に前記光源３、すなわち前記各ＬＥＤチップ３０１～３０９が配設されている。
ここで、図６を参照して後述するが、第１レンズ４１と第２レンズ４２のレンズ光軸上でのレンズ間距離を第１レンズ間距離ｔ１とし、第２レンズ４２と第３レンズ４３のレンズ光軸Ｌｘ上でのレンズ間距離を第２レンズ間距離ｔ２とする。また、レンズ光軸Ｌｘ上における第１レンズ４１の第１面Ｓ１から第３レンズ４３の第６面Ｓ６までの距離（寸法）を投影レンズ４のレンズ総厚Ｔとする。
前記投影レンズ４を構成している第１レンズ４１ないし第３レンズ４３は樹脂あるいはガラス等の透光材料で構成されているが、第１レンズ４１と第３レンズ４３は第２レンズ４２よりも低屈折率で低分散（高アッベ数）の透光材料で形成されている。例えば、第１レンズ４１と第３レンズ４３はクラウンガラスで形成され、第２レンズ４２はフリントガラスで形成される。あるいは、第１レンズと第３レンズはＰＭＭＡ（アクリル樹脂)で形成され、第２レンズ４２はポリカーボネート樹脂で形成される。
前記投影レンズ４は、色収差、非点収差、コマ収差を低減するために、第１レンズ４１の前面（第１面）Ｓ１と後面（第２面）Ｓ２、第２レンズ４２の前面（第３面）Ｓ３と後面（第４面）Ｓ４、第３レンズ４３の前面（第５面）Ｓ５と後面（第６面）Ｓのうち、少なくとも第１面Ｓ１から第５面Ｓ５は非球面に設計されている。なお、この実施形態では第１面Ｓ１から第６面Ｓ６の全てを図４に示す非球面定義式（１）に基づいて非球面に設計されている。ここで、ｚはサグ量、ｒは光軸からの径方向寸法、Ｒは曲率半径、ｋはコーニック定数、α１～α２は非球面係数である。
以上の構成の投影レンズ４を備える実施形態のヘッドランプＨＬでは、運転者によるランプスイッチ５１の切替え等によってロービーム配光制御あるいはハイビーム配光制御に設定される。ロービーム配光制御のときには、発光回路５での制御により上段の４つのＬＥＤチップ３０１～３０４が発光される。これらのＬＥＤチップ３０１～３０４から出射された白色光は投影レンズ４により自動車の前方領域に照射され、図５において、照明領域Ｐ１～Ｐ４が合成された配光、すなわちレンズ光軸Ｌｘを通る水平線Ｈにほぼ沿ったカットオフラインよりも下側領域を照明するロービーム配光が形成される。
ハイビーム配光制御のときには、発光回路５での制御によりさらに下段の５つのＬＥＤチップ３０５～３０９が発光される。これらＬＥＤチップ３０５～３０９の白色光は投影レンズ４により自動車の前方領域に照射され、照明領域Ｐ５～Ｐ９が合成された配光となる。この配光は前記したロービーム配光Ｐ１～Ｐ４と合成され、広い領域を照明するハイビーム配光が形成される。
一方、運転者によってＡＤＢ配光制御に設定されたときには、発光回路５は原則としてハイビーム配光の制御を行うとともに、車載カメラ５２で撮像した画像に基づいて自動車の前方領域に存在する前方車両を検出する。そして、検出した前方車両と重なる照明領域、特に照明領域Ｐ５～Ｐ９と重なる領域に対応したＬＥＤチップを減光あるいは消光するように制御する。これにより、前方車両が属する照明領域が選択的に遮光されて前方車両に対する眩惑を防止する一方で、他の照明領域での視認性を高めたＡＤＢ配光が実行される。
ここで、各ＬＥＤチップ３０１～３０９から出射された光で自動車の前方の広い領域をより明るく照明するためには、投影レンズ４の焦点距離をなるべく短くし、かつＦナンバー（＝ｆ／Ｄ）を小さくすることが好ましい。そのため、この実施形態では、図６（ａ）に示すように、焦点距離ｆを５７ｍｍ、レンズ径Ｄを６７ｍｍに設計している。これにより、Ｆナンバーはほぼ０．８４となり、照明領域の照度を高めることができる。
一方、この投影レンズ４において焦点距離ｆをなるべく短くするためには、第１レンズ４１と第３レンズ４３の正の屈折力をより大きくし、また第１レンズ間距離ｔ１と第２レンズ間距離ｔ２を大きくする必要がある。しかし、このように第１レンズ間距離ｔ１と第２レンズ間距離ｔ２を大きくすると、第２レンズ４２の負の屈折力を大きくする必要が生じ、この屈折力を大きくすることにより非点収差、あるいは高次のコマ収差が顕著になり易く、投影レンズ４の鮮鋭度が劣化する。
投影レンズにおける色収差、あるいは非点収差やコマ収差が顕著になると、光源から出射されて自動車の前方に投影される光源像にいわゆる「ぼけ」が生じ、集光される光のスポット径が大きくなる。そのため、本発明のようなランプユニット２の場合には、図５に示した各照明領域Ｐ１～Ｐ９の斜線を付した周辺部、特にレンズ光軸Ｌｘから離れた辺部において鮮鋭度が低下し、各照明領域の境界があいまいになり、視認性の低下や配光品質の低下が目立ち、かつ前方車両を眩惑するおそれが生じる。
そこで、投影レンズ４の第１面Ｓ１～第６面Ｓ６を前記のように設計した上で、前記した第１レンズ間距離ｔ１と第２レンズ間距離ｔ２を変化させながら鮮鋭度の変化を測定した。ここでは、投影レンズ４の前側、すなわち図６（ａ）の左側から所定の光束径の光を入射し、右側の焦点位置Ｆｏに集光する光のスポット半径を測定した。すなわち、スポット半径が小さくなるほど鮮鋭度が高くなるからである。なお、ここでは第１レンズ間距離ｔ１と第２レンズ間距離ｔ２を等しくし、両者共通のレンズ間距離ｔとして測定している。
測定によると、図６（ｂ）に示すように、レンズ総厚Ｔに対するレンズ間距離ｔの比、すなわちｔ／Ｔが０．０３＜ｔ／Ｔ＜０．１の範囲ではスポット半径をほぼ２５μｍ以下にできることが判る。すなわち、鮮鋭度の高い投影レンズが得られる。
ｔ／Ｔをこれよりも大きくするとスポット半径が増大し、投影レンズ４の鮮鋭度が低下する。一方、ｔ／Ｔが０．０３よりも小さくなると、隣接するレンズが接近して互いに干渉し、レンズ光軸外や瞳端の光が通らなくなり、スポットに集光しなくなる。したがって、この理由によっても投影レンズ４の鮮鋭度が低下する。
なお、図示は省略するが、ｔ１とｔ２を相違させた場合においても、ｔ１／Ｔとｔ２／Ｔを前記と同様に、０．０３＜ｔ１／Ｔ＜０．１及び０．０３＜ｔ２／Ｔ＜０．１を満たすように設定することにより、スポット半径を抑制し、鮮鋭度の高い投影レンズが得られる。
このように第１レンズ間距離ｔ１と、第２レンズ間距離ｔ２について前記した関係を満たすように投影レンズ４を設計したことにより、図５に示した各照明領域Ｐ１～Ｐ９の斜線を付した周辺部の鮮鋭度が向上し、各照明領域の境界が明確なものになる。これにより、照明領域での視認性が向上するとともに、照明領域の境界領域に存在する前方車両に対する眩惑を確実に防止することができる。
以上説明した実施形態では、投影レンズのＦナンバーが０．８４の例を説明したが、前記したｔ／Ｔにかかわる条件式を満たすのであれば、Ｆナンバーが１．０よりも小さい投影レンズに適用することにより、投影レンズを大型化することなく、すなわちレンズ総厚やレンズ径を極端に大きくすることなく、鮮鋭度を改善することができる。
本実施形態においては、第１面から第６面の全てを非球面に設計した例を説明したが、本発明では、少なくとも第１面から第５面が非球面であればよく、したがって第６面は球面であっても良い。また、第１レンズと第３レンズの凸レンズ、及び第２レンズの凹レンズは両面が同じ方向に湾曲しているメニスカスレンズの場合でも本発明を適用することができる。
本実施形態は光源を９個のＬＥＤチップで構成してＡＤＢ配光を形成した例を示したが、このＡＤＢ配光に限られるものではなく、ＬＥＤチップの個数や照明領域の個数、さらには個々の照明領域のパターン形状は任意に設定することができる。また、光源として、ＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）ミラーアレイを用いたヘッドランプに適用することもできる。
ＨＬ ヘッドランプ
１ ランプハウジング
２ ランプユニット
３ 光源
４ 投影レンズ
５ 発光回路
４１ 凸レンズ（第１レンズ）
４２ 凹レンズ（第２レンズ）
４３ 凸レンズ（第３レンズ）
３０１～３０９ ＬＥＤチップ（発光素子）
Ｓ１～Ｓ６ 第１面～第６面
ｔ１，ｔ２ レンズ間距離
Ｔ レンズ総厚

Claims (5)

  1. 光源と、光源から出射した光を投影する投影レンズを含む車両用灯具であって、前記投影レンズは正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズとを含むトリプレットレンズで構成され、前記第１レンズと前記第２レンズの第１レンズ間距離ｔ１と、前記第２レンズと前記第３レンズの第２レンズ間距離ｔ２と、前記投影レンズのレンズ総厚Ｔとが、０．０３＜（ｔ１＝ｔ２）／Ｔ＜０．１の関係にあることを特徴とする車両用灯具。
  2. 前記第１レンズ及び第３レンズは前記第２レンズよりも低分散の透光材料で構成される請求項１に記載の車両用灯具。
  3. 前記投影レンズのＦナンバーは１．０よりも小さい請求項１または２に記載の車両用灯具。
  4. 前記光源は複数の発光素子で構成され、各発光素子から出射される光を前記投影レンズで投影してそれぞれ対応する複数の照明領域を形成する請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用灯具。
  5. 前記複数の発光素子を個別に発光制御してＡＤＢ配光制御を行う請求項４に記載の車両用灯具。
JP2017179694A 2017-09-20 2017-09-20 車両用灯具 Active JP7002897B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017179694A JP7002897B2 (ja) 2017-09-20 2017-09-20 車両用灯具
KR1020180105792A KR102134329B1 (ko) 2017-09-20 2018-09-05 차량용 등기구
US16/124,677 US10655812B2 (en) 2017-09-20 2018-09-07 Vehicle lamp
CN201821530537.9U CN208635005U (zh) 2017-09-20 2018-09-18 车辆用灯具
CN201811089620.1A CN109539164B (zh) 2017-09-20 2018-09-18 车辆用灯具
JP2021214117A JP7267392B2 (ja) 2017-09-20 2021-12-28 車両用灯具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017179694A JP7002897B2 (ja) 2017-09-20 2017-09-20 車両用灯具

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021214117A Division JP7267392B2 (ja) 2017-09-20 2021-12-28 車両用灯具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019057368A JP2019057368A (ja) 2019-04-11
JP7002897B2 true JP7002897B2 (ja) 2022-02-04

Family

ID=65721380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017179694A Active JP7002897B2 (ja) 2017-09-20 2017-09-20 車両用灯具

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10655812B2 (ja)
JP (1) JP7002897B2 (ja)
KR (1) KR102134329B1 (ja)
CN (2) CN208635005U (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7001345B2 (ja) * 2017-01-17 2022-02-03 マクセルフロンティア株式会社 回折レンズおよびそれを用いた車載用灯具
JP7002897B2 (ja) * 2017-09-20 2022-02-04 株式会社小糸製作所 車両用灯具
KR20200068247A (ko) 2018-12-05 2020-06-15 에스엘 주식회사 차량용 램프
US11230224B2 (en) * 2018-12-05 2022-01-25 Sl Corporation Lamp for vehicle
WO2020218616A1 (ja) * 2019-04-25 2020-10-29 市光工業株式会社 車両用灯具
JP7302521B2 (ja) * 2019-04-25 2023-07-04 市光工業株式会社 車両用灯具
CN112628682B (zh) * 2019-10-08 2022-09-27 曼德电子电器有限公司 用于led光源的投影镜头、***及车辆
CN110748849B (zh) * 2019-11-06 2022-06-17 济南三星灯饰有限公司 一种双透镜汽车前照灯模组
CN112824754A (zh) * 2019-11-20 2021-05-21 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 一种前照灯
FR3103876B1 (fr) * 2019-12-03 2022-02-18 Valeo Vision Dispositif optique de projection de faisceaux lumineux
DE102020100762A1 (de) * 2020-01-15 2021-07-15 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere hochauflösender Scheinwerfer
DE102020102568B4 (de) 2020-02-03 2022-12-08 HELLA GmbH & Co. KGaA Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Scheinwerfer, mit einer Aufhellvorrichtung zur Vergrößerung der ausgeleuchteten Fläche der Austrittsfläche einer Projektionsoptik
CN111853699B (zh) * 2020-08-28 2021-02-12 广东烨嘉光电科技股份有限公司 一种大孔径的三片式透镜光学镜头
CN116888400A (zh) * 2021-08-12 2023-10-13 华域视觉科技(上海)有限公司 一种车辆像素化照明装置、车灯及车辆
CN118202187A (zh) * 2021-09-06 2024-06-14 亮锐有限责任公司 用于车辆前灯的led模块和具有这种led模块的车辆前灯
KR102597013B1 (ko) 2021-09-17 2023-11-02 현대모비스 주식회사 차량용 램프
KR102451117B1 (ko) * 2021-12-21 2022-10-07 주식회사 세코닉스 색수차가 개선되는 자동차용 퍼들 램프의 렌즈 광학계 및 이를 포함하는 자동차용 퍼들 램프
DE102022110529A1 (de) 2022-04-29 2023-11-02 Marelli Automotive Lighting Reutlingen (Germany) GmbH Projektionsmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer
JP7456700B1 (ja) 2023-06-27 2024-03-27 ナルックス株式会社 照明光学系

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010032636A (ja) 2008-07-25 2010-02-12 Suwa Optronics:Kk 投射レンズおよび携帯電話
JP2017009778A (ja) 2015-06-22 2017-01-12 コニカミノルタ株式会社 照明用光学ユニット及び照明装置
JP2017076552A (ja) 2015-10-15 2017-04-20 株式会社小糸製作所 車両用灯具
US20170234497A1 (en) 2016-02-16 2017-08-17 Valeo Vision System of lenses for projecting at least one light source

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3838910A (en) * 1973-04-24 1974-10-01 Eastman Kodak Co Three element projection lens
JPH10260349A (ja) * 1997-03-18 1998-09-29 Nikon Corp 紫外線レーザ用結像光学系
AU748312B2 (en) * 1998-06-05 2002-05-30 Concord Camera Corp. Inverse triplet lens assemblies
GB2343526A (en) * 1998-11-04 2000-05-10 Int Optics Limited Objective arrangements for projectors
US7271965B1 (en) * 2007-01-04 2007-09-18 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Wideband apochromatic lens system
US8696174B2 (en) * 2008-08-04 2014-04-15 Matvey B. Shpizel Flashlight with improved optical density
JP2010243619A (ja) * 2009-04-02 2010-10-28 Tamron Co Ltd 光学装置、撮像装置および光学装置の製造方法
JP5909419B2 (ja) * 2012-07-24 2016-04-26 スタンレー電気株式会社 プロジェクタ型前照灯
KR101425967B1 (ko) * 2012-10-25 2014-08-05 은종호 색수차가 보정되는 차량용 헤드라이트
JP2014109741A (ja) * 2012-12-04 2014-06-12 Canon Inc 集光光学系、照明光学系および画像投射装置
CN103345049B (zh) * 2013-07-08 2015-11-11 山东神戎电子股份有限公司 一种可控发光面大小的变焦激光照明器
CN203688911U (zh) * 2013-12-30 2014-07-02 广州励时电子有限公司 一种摇头灯光学***
JP6270033B2 (ja) * 2014-02-17 2018-01-31 スタンレー電気株式会社 車両用灯具
JP6383569B2 (ja) 2014-05-23 2018-08-29 株式会社小糸製作所 車両用灯具
JP6427851B2 (ja) * 2014-10-21 2018-11-28 スタンレー電気株式会社 車両用灯具
KR20160077726A (ko) * 2014-12-24 2016-07-04 에스엘 주식회사 차량용 램프 장치
JP6455710B2 (ja) * 2015-01-22 2019-01-23 スタンレー電気株式会社 車両用灯具
JP6746896B2 (ja) * 2015-11-10 2020-08-26 市光工業株式会社 車両用灯具
JP2017097968A (ja) * 2015-11-18 2017-06-01 スタンレー電気株式会社 車両用灯具
FR3044393B1 (fr) * 2015-11-27 2019-04-26 Valeo Vision Module d'eclairage de projecteur de vehicule automobile et projecteur associe
KR101864867B1 (ko) * 2015-12-30 2018-06-05 현대아이에이치엘 주식회사 프레넬 면을 포함한 광학계
KR101704616B1 (ko) * 2016-07-08 2017-02-08 은현수 헤드라이트용 플라스틱 복합렌즈
US10520720B2 (en) * 2017-06-05 2019-12-31 United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Army Large format biocular lens
JP7002897B2 (ja) * 2017-09-20 2022-02-04 株式会社小糸製作所 車両用灯具

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010032636A (ja) 2008-07-25 2010-02-12 Suwa Optronics:Kk 投射レンズおよび携帯電話
JP2017009778A (ja) 2015-06-22 2017-01-12 コニカミノルタ株式会社 照明用光学ユニット及び照明装置
JP2017076552A (ja) 2015-10-15 2017-04-20 株式会社小糸製作所 車両用灯具
US20170234497A1 (en) 2016-02-16 2017-08-17 Valeo Vision System of lenses for projecting at least one light source

Also Published As

Publication number Publication date
CN109539164B (zh) 2020-11-27
KR102134329B1 (ko) 2020-07-16
CN109539164A (zh) 2019-03-29
KR20190033006A (ko) 2019-03-28
US10655812B2 (en) 2020-05-19
JP2019057368A (ja) 2019-04-11
CN208635005U (zh) 2019-03-22
US20190086051A1 (en) 2019-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7002897B2 (ja) 車両用灯具
CN110186004B (zh) 车辆用灯具
JP5361289B2 (ja) 車両用ヘッドライトの投光モジュール
US20170276309A1 (en) Vehicle lamp and vehicle having the same
JP6516495B2 (ja) 車両用灯具
JP7023655B2 (ja) ライトガイドを備えた自動車両用の照明装置
JP2017174737A (ja) 車両用灯具、および当該車両用灯具を備えた車両
JP6556530B2 (ja) 車両用灯具
JP7341634B2 (ja) 車両用灯具
JP2017212112A (ja) 車両用前照灯およびそれを用いた車両
CN105318281B (zh) 用于前照灯的激光光学***
JP2011517031A (ja) ヘッドライトための投射モジュール
JP6207465B2 (ja) 車載用前照灯
WO2022025031A1 (ja) 車両用灯具
JP7304459B2 (ja) 車両用灯具
KR101461550B1 (ko) 차량용 램프
KR20160026420A (ko) 차량용 헤드램프
JP5325501B2 (ja) 車両用灯具
JP7267392B2 (ja) 車両用灯具
JP7151152B2 (ja) 車両用灯具
KR102246508B1 (ko) Tir 렌즈를 이용한 수평 배열식 다중분할-다중점등 차량 조명 장치
US11022264B1 (en) Headlight optical system and lamp using the same
KR20190081639A (ko) 차량용 광학계 및 이를 이용한 차량용 램프
TWI753446B (zh) 頭燈光學系統及其應用之燈具
JP7028617B2 (ja) 車両用灯具

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200817

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210604

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210622

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210712

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211130

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211228

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7002897

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150