JP5339032B2

JP5339032B2 - プロジェクタ型前照灯ユニット、前照灯及び前照灯用投影レンズ

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Publication number: JP5339032B2
Application number: JP2008124729A
Authority: JP
Inventors: 達也関口
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2008-05-12
Filing date: 2008-05-12
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2028-05-12
Also published as: JP2009277368A

Description

本発明は、プロジェクタ型前照灯ユニットに係り、特に明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能かつ新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットに関する。

従来、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯が知られている（例えば、特許文献１、２）。

図１５は、従来のプロジェクタ型前照灯を説明するための図である。

図１５に示すように、従来のプロジェクタ型前照灯は、回転対称形状（円形）の投影レンズ１０´、光源２０´、投影レンズ１０´と光源２０´の間に配置されたシェード３０´、第一焦点が光源２０´近傍に設定され、第二焦点が投影レンズ１０´の焦点近傍に設定された回転楕円面を基準とする自由曲面形状の反射面４０´（回転楕円系の反射面）等を備えている。

この従来のプロジェクタ型前照灯においては、シェード３０´形状をメリジオナル焦点群（図１５中ａ−ｂで示す曲線）に沿うように湾曲させた形状とし、上端縁をメリジオナル焦点群に沿わせた状態で配置することで、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成するようになっている。

ところで、近年、車両デザインの自由度を高める等の観点より、新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットが要望されている。この新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットとして、例えば、回転対称形状（円形）の投影レンズに代えて非回転対称形状の投影レンズを用いたプロジェクタ型前照灯ユニットを構成することが考えられる。
特公平７−６０６０１号公報特公平７−８９４４２号公報

しかしながら、非回転対称形状の投影レンズを用いた場合、図３に示すように、メリジオナル焦点群が形成されない。このため、非回転対称形状の投影レンズを用いたプロジェクタ型前照灯ユニットにおいては、従来のようにシェードを配置することができず、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することができないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能かつ新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、投影レンズ、光源、前記投影レンズと光源の間に配置されたシェード、及び、第一焦点が前記光源近傍に設定されかつ第二焦点が前記投影レンズの焦点近傍に設定された回転楕円系の反射面を備え、前記光源からの照射光を前記反射面で反射し、該反射光の一部を前記シェードで遮光した後、前記投影レンズを透過させ、カットオフラインを有する所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニットにおいて、前記投影レンズは、前記所定配光パターンから出射面に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、入射面から出射する前記複数の仮想水平光線が、前記レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成する非回転対称形状の投影レンズであり、前記シェードは、前記サジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁を前記サジタル焦点群に沿わせた状態で配置されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、シェードは、メリジオナル焦点群ではなくサジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁をサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されている。これにより、非回転対称形状の投影レンズを用いたプロジェクタ型前照灯ユニットにおいても、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能となる。すなわち、請求項１に記載の発明によれば、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能かつ新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットを提供することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記出射面は、前記レンズ光軸との交点における接線が該レンズ光軸に対して直交する凸レンズ面として形成されており、前記入射面は、前記レンズ光軸に対して平行な複数の仮想平行光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、前記入射面から出射する前記複数の仮想平行光線が、単一の焦点を形成する自由曲面として形成されていることを特徴とする。

請求項２は、投影レンズの例示である。請求項２に記載の発明によれば、シェードは、メリジオナル焦点群ではなくサジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁をサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されている。これにより、非回転対称形状の投影レンズを用いたプロジェクタ型前照灯ユニットにおいても、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能となる。すなわち、請求項２に記載の発明によれば、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能かつ新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットを提供することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記出射面は、シリンドリカルレンズの凸レンズ面であることを特徴とする。

請求項３は、投影レンズの例示である。請求項３に記載の発明によれば、シェードは、メリジオナル焦点群ではなくサジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁をサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されている。これにより、非回転対称形状の投影レンズを用いたプロジェクタ型前照灯ユニットにおいても、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能となる。すなわち、請求項３に記載の発明によれば、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能かつ新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットを提供することが可能となる。

請求項４に記載の発明は、光源と、投影レンズ、前記投影レンズと光源の間に配置されたシェード、及び、第一焦点が前記光源近傍に設定されかつ第二焦点が前記投影レンズの焦点近傍に設定された回転楕円系の反射面の組み合わせからなる複数の光学系と、を備え、それぞれの光学系ごとに、前記光源からの照射光を前記反射面で反射し、該反射光の一部を前記シェードで遮光した後、前記投影レンズを透過させ、カットオフラインを有し、相互に異なる所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニットにおいて、前記それぞれの投影レンズは、所定配光パターンから出射面に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、入射面から出射する前記複数の仮想水平光線が、前記レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成する非回転対称形状の投影レンズであり、前記それぞれのシェードは、所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁を前記所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、それぞれのシェードは、メリジオナル焦点群ではなくそれぞれの所定配光パターンに対応するサジタル焦点群（光学系ごとに異なる形状のサジタル焦点群）に沿った上端縁（光学系ごとに異なる形状の上端縁）を備え、該上端縁をサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されている。これにより、非回転対称形状の投影レンズを用いたプロジェクタ型前照灯ユニットにおいても、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能となる。すなわち、請求項４に記載の発明によれば、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能かつ新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットを提供することが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のプロジェクタ型前照灯ユニットを複数備え、それぞれのプロジェクタ型前照灯ユニットごとに、カットオフラインを有し、相互に異なる所定配光パターンを形成する前照灯において、前記それぞれのプロジェクタ型前照灯ユニットにおけるシェードは、所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁を前記所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、それぞれのシェードは、メリジオナル焦点群ではなくそれぞれの所定配光パターンに対応するサジタル焦点群（プロジェクタ型前照灯ユニットごとに異なる形状のサジタル焦点群）に沿った上端縁（プロジェクタ型前照灯ユニットごとに異なる形状の上端縁）を備え、該上端縁をサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されている。これにより、非回転対称形状の投影レンズを用いたプロジェクタ型前照灯ユニットを複数備えた前照灯においても、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能となる。すなわち、請求項５に記載の発明によれば、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能かつ新規見栄えの前照灯を提供することが可能となる。

請求項６に記載の発明は、カットオフラインを有する所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニットに用いられる非回転対称形状の投影レンズにおいて、前記所定配光パターンから出射面に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、入射面から出射する前記複数の仮想水平光線が、前記レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成することを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、カットオフラインを有する所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニットに好適に用いられる非回転対称形状の投影レンズ（レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成する正面視四角形の投影レンズ）を提供することが可能となる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記出射面は、前記レンズ光軸との交点における接線が該レンズ光軸に対して直交する凸レンズ面として形成されており、前記入射面は、前記レンズ光軸に対して平行な複数の仮想平行光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、前記入射面から出射する前記複数の仮想平行光線が、単一の焦点を形成する自由曲面として形成されていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、カットオフラインを有する所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニットに好適に用いられる非回転対称形状の投影レンズ（レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成する正面視四角形でコリメート機能を有する投影レンズ）を提供することが可能となる。

請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の発明において、前記出射面は、シリンドリカルレンズの凸レンズ面であることを特徴とする。

請求項８は、出射面の例示である。請求項８に記載の発明によれば、カットオフラインを有する所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニットに好適に用いられる非回転対称形状の投影レンズ（レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成する正面視四角形でコリメート機能を有する投影レンズ）を提供することが可能となる。

本発明によれば、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターンを形成することが可能かつ新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニットを提供することが可能となる。

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

図１は、本実施形態のプロジェクタ型前照灯ユニットの斜視図である。

本実施形態のプロジェクタ型前照灯ユニット１００は、自動車又は二輪車のヘッドランプ等の前照灯又はフォグランプ等の補助前照灯に適用されるものであり、図１に示すように、投影レンズ１０、光源２０、投影レンズ１０と光源２０の間に配置されるシェード３０、反射面４０等を備えている。

図２（ａ）は、投影レンズ１０の上面図、図２（ｂ）は、投影レンズ１０の正面図、図２（ｃ）は、投影レンズ１０の側面図である。

投影レンズ１０は、図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、非回転対称形状で、レンズ光軸ＡＸ_１を含む水平面上にサジタル焦点群を形成する正面視四角形でコリメート機能を有する投影レンズであり、灯具光軸上に配置されている。投影レンズ１０は、例えば、アクリルやポリカーボネイト等の透明又は半透明材料を射出成形することにより形成されている。

投影レンズ１０の出射面１１は、図２（ｃ）に示すように、該出射面１１とレンズ光軸ＡＸ_１との交点における接線Ｌが該レンズ光軸ＡＸ_１に対して直交する凸レンズ面（例えば、シリンドリカルレンズの凸レンズ面）として形成されている。これは、後述のサジタル焦点Ｆ_Ｓ（サジタル焦点群Ｆ_Ｓ）がレンズ光軸ＡＸ_１を含む水平面上に形成されるための条件の一つである。

投影レンズ１０の入射面１２は、図２（ｃ）に示すように、レンズ光軸ＡＸ_１に対して平行な複数の仮想平行光線Ｂ・・・を、出射面１１からレンズ内部に入射させた場合に、入射面１２から出射する該複数の仮想平行光線Ｂが、単一の焦点Ｆを形成する自由曲面（凸曲面）として形成されている。この入射面１２は、例えば、所定プログラムを用いて設計することが可能である。

投影レンズ１０の左右両側は、図２（ｂ）に示すように、斜めにカットされ正面視菱形の形状に形成されている。なお、投影レンズ１０は、左右両側のカットの仕方を変更することで、正面視他の四角形（長方形、正方形等）の形状に形成することが可能である。

上記構成の投影レンズ１０においては、メリジオナル焦点が形成されない。図３は、このことを説明するための図（横断面図）である。

図３は、レンズ光軸ＡＸ_１（及びシリンドリカルレンズ軸ＡＸ_２）を含む水平面（又は該水平面に対して平行な水平面）に含まれる複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸ＡＸ_１に対する傾斜角度が異なる複数の仮想水平光線（図３では、複数の仮想平行光線Ｂ_１〜Ｂ_ｎを例示）を、投影レンズ１０（レンズ光軸ＡＸ_１及びシリンドリカルレンズ軸ＡＸ_２を水平にした状態の投影レンズ１０）の出射面１１からレンズ内部に入射させた場合の光線追跡結果（所定プログラムによるシミュレーション結果）を表している。

図３を参照すると、入射面１２から出射する複数の仮想水平光線（図３では、複数の仮想平行光線Ｂ_１〜Ｂ_ｎを例示）は、メリジオナル焦点を形成しないことを確認できる。

本実施形態においては、メリジオナル焦点とは、図１４に示すように、レンズ光軸ＡＸ_１を含む水平面（又は該水平面に対して平行な水平面）に含まれる複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸ＡＸ_１に対する傾斜角度が異なる複数の仮想平行光線（図１４では、複数の仮想水平光線Ｂ_１〜Ｂ_ｎを例示）を、回転対称形状（円形）の投影レンズ１０´（レンズ光軸ＡＸ１を水平にした状態の投影レンズ１０´）の出射面１１´からレンズ内部に入射させた場合に、入射面１２´から出射する複数の仮想平行光線（図１４では、複数の仮想水平光線Ｂ_１〜Ｂ_ｎを例示）が、レンズ光軸ＡＸ_１を含む水平面上に形成する焦点群Ｆ_Ｍを意味する。

上記構成の投影レンズ１０においては、レンズ光軸ＡＸ_１を含む水平面上にサジタル焦点が形成される。図４、図５は、このことを説明するための図である。

図４、図５は、所定配光パターン（予め想定した所定配光パターン。例えば、図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ｂ）参照）から出射面１１に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸ＡＸ_１に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線（図４、図５では、レンズ光軸ＡＸ_１に対して所定角度傾斜した特定の鉛直面に含まれる複数の仮想水平光線Ｂ_１１〜Ｂ_１ｎを例示）を、投影レンズ１０（レンズ光軸ＡＸ_１及びシリンドリカルレンズ軸ＡＸ_２を水平にした状態の投影レンズ１０）の出射面１１からレンズ内部に入射させた場合の光線追跡結果（所定プログラムによるシミュレーション結果）を表している。

図４、図５を参照すると、入射面１２から出射する複数の仮想水平光線（図４、図５では、レンズ光軸ＡＸ_１に対して所定角度傾斜した特定の鉛直面（例えば図３に示した仮想水平光線Ｂ_１を含む鉛直面）に含まれる複数の仮想水平光線Ｂ_１１〜Ｂ_１ｎを例示）は、レンズ光軸ＡＸ_１を含む水平面上にサジタル焦点Ｆ_Ｓ（サジタル焦点群Ｆ_Ｓ）を形成することを確認できる。

サジタル焦点群Ｆ_Ｓの形状は、同じ投影レンズ１０を用いても、配光パターン（又は反射面との位置関係）に応じて変化する。図６、図７、図８は、このことを説明するための図である。

例えば、図６（ｂ）に示すように、小サイズの配光パターンＰ_Ｓを想定し、図６（ａ）に示すように、該小サイズの配光パターンＰ_Ｓから出射面１１に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸ＡＸ_１に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線（図６（ａ）では、四つの鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線Ｂ_１１〜Ｂ_１ｎ、Ｂ_２１〜Ｂ_２ｎ、Ｂ_３１〜Ｂ_３ｎ、Ｂ_ｎ１〜Ｂ_ｎｎを例示）を、投影レンズ１０（レンズ光軸ＡＸ_１及びシリンドリカルレンズ軸ＡＸ_２を水平にした状態の投影レンズ１０）の出射面１１からレンズ内部に入射させた場合、図６（ａ）に示すように、円弧状（小曲率）のサジタル焦点群Ｆ_Ｓが形成される。

また、例えば、図７（ｂ）に示すように、中サイズの配光パターンＰ_Ｍを想定し、図７（ａ）に示すように、該中サイズの配光パターンＰ_Ｍから出射面１１に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸ＡＸ_１に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線（図７（ａ）では、四つの鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線Ｂ_１１〜Ｂ_１ｎ、Ｂ_２１〜Ｂ_２ｎ、Ｂ_３１〜Ｂ_３ｎ、Ｂ_ｎ１〜Ｂ_ｎｎを例示）を、投影レンズ１０（レンズ光軸ＡＸ_１及びシリンドリカルレンズ軸ＡＸ_２を水平にした状態の投影レンズ１０）の出射面１１からレンズ内部に入射させた場合、図７（ａ）に示すように、円弧状（中曲率）のサジタル焦点群Ｆ_Ｓが形成される。

また、例えば、図８（ｂ）に示すように、大サイズの配光パターンＰ_Ｌを想定し、図８（ａ）に示すように、該大サイズの配光パターンＰ_Ｌから出射面１１に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸ＡＸ_１に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線（図８（ａ）では、四つの鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線Ｂ_１１〜Ｂ_１ｎ、Ｂ_２１〜Ｂ_２ｎ、Ｂ_３１〜Ｂ_３ｎ、Ｂ_ｎ１〜Ｂ_ｎｎを例示）を、投影レンズ１０（レンズ光軸ＡＸ_１及びシリンドリカルレンズ軸ＡＸ_２を水平にした状態の投影レンズ１０）の出射面１１からレンズ内部に入射させた場合、図８（ａ）に示すように、円弧状（大曲率）のサジタル焦点群Ｆ_Ｓが形成される。

また、予め想定する配光パターンの形状によっては、図９〜図１１に例示する形状のサジタル焦点群Ｆ_Ｓが形成される。

以上のように、サジタル焦点群Ｆ_Ｓの形状は、同じ投影レンズ１０を用いても、配光パターンの形状（又は反射面との位置関係）に応じて変化する。

光源２０は、例えば、白熱電球、ハロゲンランプ、ＨＩＤ、複数のＬＥＤチップをパッケージ化したＬＥＤパッケージであり、灯具光軸上に配置されている。

シェード３０は、反射面４０からの反射光の一部を遮光し、すれ違いビーム用配光パターンのカットオフラインを形成するための部材であり、図１、図３、図６〜図８等に示すように、サジタル焦点群Ｆ_Ｓに沿った上端縁３１を備えており、該上端縁３１をサジタル焦点群Ｆ_Ｓに沿わせた状態で、投影レンズ１０と光源２０の間に配置されている。

反射面４０からの反射光が、レンズ光軸ＡＸ_１に対して上方に向かうか、下方に向かうかは、サジタル焦点群Ｆ_Ｓに対してそれぞれ下側を通過するか、上側を通過するかによって決まる。従って、シェード３０の上端縁３１をサジタル焦点群Ｆ_Ｓに沿わせた状態で配置することで、明瞭なカットオフパターンを得ることが可能となる。

反射面４０は、光源２０からの照射光を反射する反射面であって、例えば、第一焦点が光源２０近傍に設定され、第二焦点が投影レンズ１０の焦点近傍に設定された回転楕円面を基準とする自由曲面形状の反射面（回転楕円系の反射面）として形成されている。

反射面４０の形状は、配光パターンに応じた形状に形成されている。すなわち、反射面４０は、図１２に示すように、投影レンズ１０の形状にかかわらず、サジタル焦点群Ｆ_Ｓを通過し投影レンズ１０から照射された該反射面４０からの反射光が所定配光パターンＰ（例えば、図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ｂ）参照）を形成する自由曲面として形成されている。

上記構成のプロジェクタ型前照灯ユニット１００においては、光源２０からの照射光は、反射面４０で反射され、該反射光の一部がシェード３０によって遮光された後、サジタル焦点群Ｆ_Ｓを通過し、投影レンズ１０を透過し拡大、投影されることにより、明瞭なカットオフを有する所定配光パターン（例えば、図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ｂ）参照）を形成する。

以上説明したように、本実施形態のプロジェクタ型前照灯ユニット１００によれば、シェード３０は、メリジオナル焦点群ではなくサジタル焦点群Ｆ_Ｓに沿った上端縁３１を備え、該上端縁３１をサジタル焦点群Ｆ_Ｓに沿わせた状態で配置されている。これにより、非回転対称形状の投影レンズ１０を用いたプロジェクタ型前照灯ユニット１００においても、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターン（例えば、図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ｂ）参照）を形成することが可能となる。すなわち、本実施形態のプロジェクタ型前照灯ユニット１００によれば、明瞭なカットオフパターンを有する所定配光パターン（例えば、図６（ｂ）、図７（ｂ）、図８（ｂ）参照）を形成することが可能かつ新規見栄えのプロジェクタ型前照灯ユニット１００を提供することが可能となる。

また、本実施形態のプロジェクタ型前照灯ユニット１００によれば、カットオフラインを有する所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニット１００に好適に用いられる非回転対称形状の投影レンズ１０（レンズ光軸ＡＸ_１を含む水平面上にサジタル焦点群Ｆ_Ｓを形成する正面視四角形でコリメート機能を有する投影レンズ）を提供することが可能となる。

次に、変形例について説明する。

上記実施形態においては、投影レンズ１０、光源２０、シェード３０、反射面４０をそれぞれ一つ用いて、プロジェクタ型前照灯ユニットを構成した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、図１３に示すように、単一の光源２０と、相互に異なる所定配光パターンを形成する複数の光学系（投影レンズ１０、シェード３０及び反射面４０の組み合わせからなる複数の光学系。図１３では、上段の光学系、中段の光学系、下段の光学系の三つの光学系を例示）を用いて、プロジェクタ型前照灯ユニットを構成してもよい。

本変形例においては、上段の光学系、中段の光学系、下段の光学系それぞれが形成する所定配光パターンは相互に異なる。このため、図１３に示すように、上段の光学系、中段の光学系、下段の光学系それぞれにおけるシェード３０は、それぞれの所定配光パターンに対応するサジタル焦点群（光学系ごとに異なる形状のサジタル焦点群）に沿った上端縁３１（光学系ごとに異なる形状の上端縁３１）を備え、該上端縁３１をそれぞれの所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されることとなる。

また、上記実施形態においては、単一のプロジェクタ型前照灯ユニットについて説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、相互に異なる所定配光パターンを形成する複数のプロジェクタ型前照灯ユニット１００を組み合わせて前照灯を構成してもよい。

本変形例においては、それぞれのプロジェクタ型前照灯ユニット１００が形成する所定配光パターンは相互に異なる。このため、それぞれのプロジェクタ型前照灯ユニット１００におけるシェード３０は、それぞれの所定配光パターンに対応するサジタル焦点群（プロジェクタ型前照灯ユニット１００ごとに異なる形状のサジタル焦点群）に沿った上端縁３１（プロジェクタ型前照灯ユニット１００ごとに異なる形状の上端縁３１）を備え、該上端縁３１をそれぞれの所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されることとなる。

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

本実施形態のプロジェクタ型前照灯ユニットの斜視図である。投影レンズ１０の構成を説明するための図である。投影レンズ１０においては、メリジオナル焦点が形成されないことを説明するための図（横断面図）である。投影レンズ１０においては、サジタル焦点が形成されることを説明するための図（縦断面図）である。投影レンズ１０においては、サジタル焦点が形成されることを説明するための図（斜視図）である。サジタル焦点群Ｆ_Ｓの形状は、同じ投影レンズ１０を用いても、配光パターンに応じて変化することを説明するための図（横断面図）である。サジタル焦点群Ｆ_Ｓの形状は、同じ投影レンズ１０を用いても、配光パターンに応じて変化することを説明するための図（横断面図）である。サジタル焦点群Ｆ_Ｓの形状は、同じ投影レンズ１０を用いても、配光パターンに応じて変化することを説明するための図（横断面図）である。サジタル焦点群Ｆ_Ｓの形状は、同じ投影レンズ１０を用いても、配光パターンに応じて変化することを説明するための図（横断面図）である。サジタル焦点群Ｆ_Ｓの形状は、同じ投影レンズ１０を用いても、配光パターンに応じて変化することを説明するための図（横断面図）である。サジタル焦点群Ｆ_Ｓの形状は、同じ投影レンズ１０を用いても、配光パターンに応じて変化することを説明するための図（横断面図）である。反射面４０の形状は、配光パターンに応じた形状に形成されていることを説明するための斜視図である。本実施形態のプロジェクタ型前照灯ユニット１００の変形例を説明するための斜視図である。メリジオナル焦点を説明するための図（横断面図）である。従来のプロジェクタ型前照灯ユニット１００の構成を説明するための図（横断面図）である。

符号の説明

１００…プロジェクタ型前照灯ユニット、１０…投影レンズ、１１…出射面、１２…入射面、２０…光源、３０…シェード、３１…上端縁、４０…反射面、ＡＸ_１…レンズ光軸、ＡＸ_２…シリンドリカルレンズ軸、Ｆ_Ｓ…サジタル焦点（サジタル焦点群）

Claims

投影レンズ、光源、前記投影レンズと光源の間に配置されたシェード、及び、第一焦点が前記光源近傍に設定されかつ第二焦点が前記投影レンズの焦点近傍に設定された回転楕円系の反射面を備え、前記光源からの照射光を前記反射面で反射し、該反射光の一部を前記シェードで遮光した後、前記投影レンズを透過させ、カットオフラインを有する所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニットにおいて、
前記投影レンズは、前記所定配光パターンから出射面に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、入射面から出射する前記複数の仮想水平光線が、前記レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成する非回転対称形状の投影レンズであり、
前記シェードは、前記サジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁を前記サジタル焦点群に沿わせた状態で配置されていることを特徴とするプロジェクタ型前照灯ユニット。
前記出射面は、前記レンズ光軸との交点における接線が該レンズ光軸に対して直交する凸レンズ面として形成されており、
前記入射面は、前記レンズ光軸に対して平行な複数の仮想平行光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、前記入射面から出射する前記複数の仮想平行光線が、単一の焦点を形成する自由曲面として形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ型前照灯ユニット。
前記出射面は、シリンドリカルレンズの凸レンズ面であることを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクタ型前照灯ユニット。
光源と、
投影レンズ、前記投影レンズと光源の間に配置されたシェード、及び、第一焦点が前記光源近傍に設定されかつ第二焦点が前記投影レンズの焦点近傍に設定された回転楕円系の反射面の組み合わせからなる複数の光学系と、を備え、
それぞれの光学系ごとに、前記光源からの照射光を前記反射面で反射し、該反射光の一部を前記シェードで遮光した後、前記投影レンズを透過させ、カットオフラインを有し、相互に異なる所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニットにおいて、
前記それぞれの投影レンズは、所定配光パターンから出射面に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、入射面から出射する前記複数の仮想水平光線が、前記レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成する非回転対称形状の投影レンズであり、
前記それぞれのシェードは、所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁を前記所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されていることを特徴とするプロジェクタ型前照灯ユニット。
請求項１に記載のプロジェクタ型前照灯ユニットを複数備え、
それぞれのプロジェクタ型前照灯ユニットごとに、カットオフラインを有し、相互に異なる所定配光パターンを形成する前照灯において、
前記それぞれのプロジェクタ型前照灯ユニットにおけるシェードは、所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿った上端縁を備え、該上端縁を前記所定配光パターンに対応するサジタル焦点群に沿わせた状態で配置されていることを特徴とする前照灯。
カットオフラインを有する所定配光パターンを形成するプロジェクタ型前照灯ユニットに用いられる非回転対称形状の投影レンズにおいて、
前記所定配光パターンから出射面に到達する複数の仮想水平光線のうちの、レンズ光軸に対する傾斜角度が異なる複数の鉛直面それぞれに含まれる複数の仮想水平光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、入射面から出射する前記複数の仮想水平光線が、前記レンズ光軸を含む水平面上にサジタル焦点群を形成することを特徴とする前照灯用投影レンズ。
前記出射面は、前記レンズ光軸との交点における接線が該レンズ光軸に対して直交する凸レンズ面として形成されており、
前記入射面は、前記レンズ光軸に対して平行な複数の仮想平行光線を、前記出射面からレンズ内部に入射させた場合に、前記入射面から出射する前記複数の仮想平行光線が、単一の焦点を形成する自由曲面として形成されていることを特徴とする請求項６に記載の前照灯用投影レンズ。
前記出射面は、シリンドリカルレンズの凸レンズ面であることを特徴とする請求項６又は７に記載の前照灯用投影レンズ。