JP2008226558A

JP2008226558A - Vehicle lighting

Info

Publication number: JP2008226558A
Application number: JP2007060760A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Okubo; 泰宏大久保
Original assignee: Ichikoh Industries Ltd
Current assignee: Ichikoh Industries Ltd
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2007-03-09
Publication date: 2008-09-25

Abstract

【課題】拡散配光制御を精度良く行い得る車両用灯具を提供すること。
【解決手段】この車両用灯具１は、半導体発光素子から成る光源２と、この光源２からの光を拡散あるいは拡幅して灯具前方に照射するレンズ３とを有する。この車両用灯具では、レンズ３からの射出光とレンズ３の光軸Ｚとのなす角を射出角θと呼ぶときに、レンズ３の射出面３２の少なくとも一部が所定の自由曲面から成り、且つ、この自由曲面では、射出光の射出角θがレンズ３の中心部から端部に向かうに連れてｎ次連続的に変化する。
【選択図】図４To provide a vehicular lamp capable of accurately performing diffusion light distribution control.
A vehicular lamp 1 includes a light source 2 made of a semiconductor light emitting element and a lens 3 that diffuses or widens light from the light source 2 and irradiates the front of the lamp. In this vehicular lamp, when the angle formed between the light emitted from the lens 3 and the optical axis Z of the lens 3 is referred to as an emission angle θ, at least a part of the emission surface 32 of the lens 3 is formed of a predetermined free-form surface, In addition, in this free-form surface, the exit angle θ of the exit light changes continuously in the nth order as it goes from the center to the end of the lens 3.
[Selection] Figure 4

Description

この発明は、車両用灯具に関し、さらに詳しくは、拡散配光制御を精度良く行い得る車両用灯具に関する。 The present invention relates to a vehicular lamp, and more particularly to a vehicular lamp that can perform diffusion light distribution control with high accuracy.

例えば、ヘッドランプ、フォグランプ、コーナリングランプなどの車両用灯具では、水平方向あるいは鉛直方向に対して滑らかに光度を減衰させる拡散配光制御が採用されている。また、かかる拡散配光制御は、コンパクトかつ簡易な構成にて、精度良く行われることが好ましい。 For example, in a vehicular lamp such as a headlamp, a fog lamp, and a cornering lamp, diffusion light distribution control that smoothly attenuates the light intensity in the horizontal direction or the vertical direction is employed. Moreover, it is preferable that such diffused light distribution control is performed with high accuracy with a compact and simple configuration.

かかる課題に関する従来の車両用灯具には、特許文献１に記載される技術が知られている。従来の車両用灯具（灯具ユニット）では、上端部に所定のカットオフラインを有する配光パターンを形成するように構成された車両用前照灯において、上記カットオフラインを形成するために用いられる灯具ユニットであって、車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、下端縁が直線状に形成された発光チップを有するとともに、上記投影レンズの後方において該発光チップの下端縁を上記光軸上に位置させるようにして前向きに配置された半導体発光素子とを備え、上記発光チップの下端縁の反転投影像として上記カットオフラインの少なくとも一部を形成するように構成されてなり、上記投影レンズが、上記発光チップの下端縁と直交する断面内においては該発光チップの下端縁における上記光軸上の点からの光を平行光として出射させる一方、上記発光チップの下端縁と平行な断面内においては該発光チップの下端縁における上記光軸上の点からの光を拡散光として出射させるように構成されている、ことを特徴とする。 The technique described in patent document 1 is known for the conventional vehicle lamp regarding this subject. In a conventional vehicle lamp (lamp unit), a lamp unit used to form the cut-off line in a vehicle headlamp configured to form a light distribution pattern having a predetermined cut-off line at an upper end portion. A projection lens disposed on an optical axis extending in the vehicle front-rear direction and a light emitting chip having a lower end edge formed in a straight line, and the lower end edge of the light emitting chip behind the projection lens And a semiconductor light emitting element disposed forwardly so as to be positioned on the axis, and configured to form at least a part of the cut-off line as an inverted projection image of a lower end edge of the light emitting chip. In a cross section orthogonal to the lower edge of the light emitting chip, the lens collimates light from a point on the optical axis at the lower edge of the light emitting chip. And emitting light from a point on the optical axis at the lower edge of the light emitting chip as diffused light in a cross section parallel to the lower edge of the light emitting chip. Features.

特開２００５−１０８５５５号公報JP 2005-108555 A

この発明は、拡散配光制御を精度良く行い得る車両用灯具を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a vehicular lamp that can perform diffusion light distribution control with high accuracy.

上記目的を達成するため、この発明にかかる車両用灯具では、半導体発光素子から成る光源と、前記光源からの光を拡散あるいは拡幅して灯具前方に照射するレンズとを有する車両用灯具であって、前記レンズからの射出光と前記レンズの光軸とのなす角を射出角θと呼ぶときに、前記レンズの射出面の少なくとも一部が所定の自由曲面から成り、且つ、前記自由曲面では、射出光の射出角θが前記レンズの中心部から端部に向かうに連れてｎ次連続的に変化することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a vehicular lamp according to the present invention is a vehicular lamp having a light source composed of a semiconductor light emitting element and a lens that diffuses or widens light from the light source and irradiates the front of the lamp. , When an angle formed between the light emitted from the lens and the optical axis of the lens is referred to as an emission angle θ, at least a part of the exit surface of the lens is a predetermined free-form surface, and the free-form surface is The exit angle θ of the emitted light changes continuously in the nth order from the center to the end of the lens.

この車両用灯具では、射出光の射出角θがレンズの中心部から端部に向かうに連れてｎ次連続的に変化するので、照射範囲の略中央部（Ｈ−Ｖ点付近）から端部に向かうに連れて照射光の光度が滑らかに変化する（拡散配光パターン）。また、射出面が自由曲面から成るので、射出角θをｎ次連続的に変化させる設定が容易である。すなわち、自由曲面にて射出角θを詳細に設定できるので、照射光の光度分布の精度が向上する。これにより、灯具の拡散配光制御を精度良く行い得る利点がある。 In this vehicular lamp, since the exit angle θ of the emitted light changes continuously n-order as it goes from the center to the end of the lens, the end of the irradiation range from the substantially central portion (near the HV point). The light intensity of the irradiation light changes smoothly as it goes to (diffuse light distribution pattern). Further, since the exit surface is a free-form surface, it is easy to set the exit angle θ to change n-th order continuously. That is, since the exit angle θ can be set in detail on a free-form surface, the accuracy of the luminous intensity distribution of the irradiated light is improved. Thereby, there exists an advantage which can perform the diffused light distribution control of a lamp accurately.

また、この発明にかかる車両用灯具では、前記自由曲面では、射出光の射出角θが前記レンズの中心部から水平方向の端部に向かうに連れてｎ次連続的に増加する。 In the vehicular lamp according to the present invention, on the free-form surface, the emission angle θ of the emitted light continuously increases n-th as it goes from the center portion of the lens toward the horizontal end portion.

この車両用灯具では、照射範囲の略中央部（Ｈ−Ｖ点付近）から水平方向外側（Ｈ軸方向）に向かうに連れて照射光の光度が滑らかに減衰する。また、射出面の自由曲面にて射出光の射出角θをｎ次連続的に変化させることにより、照射光の光度分布を高精度に設定できる。これにより、水平方向への拡散配光制御を精度良く行い得る利点がある。 In this vehicular lamp, the luminous intensity of the irradiation light attenuates smoothly from the substantially central portion of the irradiation range (near the HV point) toward the outside in the horizontal direction (H-axis direction). Moreover, the luminous intensity distribution of the irradiated light can be set with high accuracy by continuously changing the exit angle θ of the emitted light on the free-form surface of the exit surface by n-th order. Thereby, there exists an advantage which can perform the spreading | diffusion light distribution control to a horizontal direction accurately.

また、この発明にかかる車両用灯具では、前記自由曲面では、射出光の射出角θが前記レンズの中心部から鉛直方向の端部に向かうに連れてｎ次連続的に増加する。 In the vehicular lamp according to the present invention, on the free-form surface, the exit angle θ of the emitted light continuously increases n-th as it goes from the center of the lens to the end in the vertical direction.

この車両用灯具では、照射範囲の略中央部（Ｈ−Ｖ点付近）から鉛直方向（Ｖ軸方向）に向かうに連れて照射光の光度が滑らかに減衰する。また、射出面の自由曲面にて射出光の射出角θをｎ次連続的に変化させることにより、照射光の光度分布を高精度に設定できる。これにより、鉛直方向への拡散配光制御を精度良く行い得る利点がある。 In this vehicular lamp, the luminous intensity of the irradiated light smoothly attenuates from the substantially central portion of the irradiation range (near the point HV) in the vertical direction (V-axis direction). Moreover, the luminous intensity distribution of the irradiated light can be set with high accuracy by continuously changing the exit angle θ of the emitted light on the free-form surface of the exit surface by n-th order. Thereby, there exists an advantage which can perform the diffused light distribution control to a perpendicular direction accurately.

また、この発明にかかる車両用灯具では、ヘッドランプのハイビーム用配光パターンにて、鉛直方向への光度減衰の拡散配光角が水平方向への光度減衰の拡散配光角よりも小さい。 In the vehicular lamp according to the present invention, in the high beam light distribution pattern of the headlamp, the diffused light distribution angle for light intensity attenuation in the vertical direction is smaller than the diffused light distribution angle for light intensity attenuation in the horizontal direction.

この車両用灯具では、鉛直方向上側への拡散配光範囲が水平方向への拡散配光範囲よりも幅狭に設定されており、照射光の光度減衰が急になっている。かかる構成では、照射範囲の略中央部（Ｈ−Ｖ点付近）に最大光度域が形成され、且つ、ロービーム用配光パターンとの合成に適したハイビーム用配光パターンが得られる利点がある。 In this vehicular lamp, the diffusion light distribution range upward in the vertical direction is set narrower than the diffusion light distribution range in the horizontal direction, and the light intensity attenuation of the irradiation light is steep. With such a configuration, there is an advantage that a maximum light intensity region is formed in a substantially central portion (near the HV point) of the irradiation range, and a high beam light distribution pattern suitable for synthesis with the low beam light distribution pattern is obtained.

また、この発明にかかる車両用灯具では、前記自由曲面が、前記レンズの中心部を原点として回転方向および放射方向にパラメトリックに変化する曲面により構成される。 In the vehicular lamp according to the present invention, the free curved surface is configured by a curved surface that changes parametrically in the rotational direction and the radial direction with the central portion of the lens as the origin.

この車両用灯具では、車両用灯具に適した配光パターンの設計が容易となり、また、その設計自由度が拡大される利点がある。 In this vehicular lamp, it is easy to design a light distribution pattern suitable for the vehicular lamp, and there is an advantage that the degree of freedom in design is expanded.

また、この発明にかかる車両用灯具では、前記レンズの入射面が平面または単一径の球面から成る凸面あるいは凹面により構成される。 In the vehicular lamp according to the present invention, the entrance surface of the lens is formed by a convex surface or a concave surface that is a flat surface or a spherical surface having a single diameter.

この車両用灯具では、単純形状を有する入射面を基準として射出面（自由曲面）が設計されるので、射出面の設計が容易となる利点がある。 In this vehicular lamp, since the exit surface (free curved surface) is designed with reference to the entrance surface having a simple shape, there is an advantage that the design of the exit surface becomes easy.

この発明にかかる車両用灯具では、射出光の射出角θがレンズの中心部から端部に向かうに連れてｎ次連続的に変化するので、照射範囲の略中央部（Ｈ−Ｖ点付近）から端部に向かうに連れて照射光の光度が滑らかに変化する（拡散配光パターン）。また、射出面が自由曲面から成るので、射出角θをｎ次連続的に変化させる設定が容易である。すなわち、自由曲面にて射出角θを詳細に設定できるので、照射光の光度分布の精度が向上する。これにより、灯具の拡散配光制御を精度良く行い得る利点がある。 In the vehicular lamp according to the present invention, since the emission angle θ of the emitted light changes continuously n-order from the center to the end of the lens, it is approximately the center of the irradiation range (near the HV point). The intensity of the irradiation light changes smoothly from the edge toward the edge (diffuse light distribution pattern). Further, since the exit surface is a free-form surface, it is easy to set the exit angle θ to change n-th order continuously. That is, since the exit angle θ can be set in detail on a free-form surface, the accuracy of the luminous intensity distribution of the irradiated light is improved. Thereby, there exists an advantage which can perform the diffused light distribution control of a lamp accurately.

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. The constituent elements of this embodiment include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same. In addition, a plurality of modifications described in this embodiment can be arbitrarily combined within a range obvious to those skilled in the art.

図１〜図３は、この発明の実施例にかかる車両用灯具を示す斜視図（図１）、平面図（図２）および側面図（図３）である。図４〜図６は、図１に記載した車両用灯具の作用を示す説明図である。図７〜図１８は、図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。 1 to 3 are a perspective view (FIG. 1), a plan view (FIG. 2), and a side view (FIG. 3) showing a vehicular lamp according to an embodiment of the present invention. 4-6 is explanatory drawing which shows the effect | action of the vehicle lamp described in FIG. 7-18 is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG.

［車両用灯具］
この車両用灯具１は、例えば、ヘッドランプ、フォグランプ、コーナリングランプなどに適用され、光源２と、レンズ３とを含んで構成される（図１〜図３参照）。光源２は、半導体発光素子から成る。この光源２は、例えば、配列された複数のＬＥＤ（light emitting diode）により構成され、略半球状に光を放射する。また、光源２は、レンズ３の擬似バックフォーカス点Ｆに配置される。レンズ３は、光源２からの光を拡散あるいは拡幅して灯具前方に照射する。このレンズ３は、入射面３１および射出面３２を有する。なお、レンズ３は、例えば、ＰＭＭＡ（Polymethylmethacrylate）などの樹脂製あるいはガラス製の凸レンズをベースとして構成される。 [Vehicle lamp]
The vehicle lamp 1 is applied to, for example, a headlamp, a fog lamp, a cornering lamp, and the like, and includes a light source 2 and a lens 3 (see FIGS. 1 to 3). The light source 2 is composed of a semiconductor light emitting element. The light source 2 includes, for example, a plurality of arranged LEDs (light emitting diodes), and emits light in a substantially hemispherical shape. The light source 2 is disposed at the pseudo back focus point F of the lens 3. The lens 3 diffuses or widens the light from the light source 2 and irradiates the front of the lamp. This lens 3 has an entrance surface 31 and an exit surface 32. The lens 3 is configured based on a convex lens made of resin or glass such as PMMA (Polymethylmethacrylate), for example.

この車両用灯具１では、光源２が発光すると、その放射光がレンズ３の入射面３１から入射してレンズ３の射出面３２から灯具前方に照射される。そして、この照射光により所定の配光パターンが形成される（図６参照）。 In the vehicular lamp 1, when the light source 2 emits light, the radiated light enters from the incident surface 31 of the lens 3 and is irradiated from the exit surface 32 of the lens 3 to the front of the lamp. A predetermined light distribution pattern is formed by this irradiation light (see FIG. 6).

［灯具の拡散配光制御］
ここで、レンズ３の擬似バックフォーカス点Ｆと入射面３１の基準点Ｏとを通る直線を光軸とし、この光軸をＺ軸としてＸ−Ｙ−Ｚ直交座標系をとる（図１〜図３参照）。また、灯具の設置状態にて鉛直方向上側をＹ軸とし、水平方向をＸ軸とする。また、レンズ３からの射出光と光軸Ｚとのなす角を射出角θと呼ぶ（図４および図５参照）。 [Diffusion light distribution control of lamps]
Here, a straight line passing through the pseudo back focus point F of the lens 3 and the reference point O of the incident surface 31 is taken as an optical axis, and this optical axis is taken as a Z axis to take an XYZ orthogonal coordinate system (FIGS. 3). Further, in the installation state of the lamp, the upper side in the vertical direction is the Y axis, and the horizontal direction is the X axis. Further, an angle formed between the light emitted from the lens 3 and the optical axis Z is referred to as an emission angle θ (see FIGS. 4 and 5).

このとき、レンズ３の射出面３２の少なくとも一部が自由曲面から成り、且つ、この自由曲面にて、射出光の射出角θがレンズ３の中心部（光軸Ｚ）から端部に向かうに連れてｎ次連続的に変化（増加）するように、レンズ３が構成される（図４および図５参照）。すなわち、射出光がレンズ３の中心部から端部に向かうに連れてレンズ３の径方向外側に滑らかに（ｎ次連続的に）傾斜するように、射出面３２の自由曲面が形成される。なお、かかる自由曲面は、所定の制御光を形成するための数式（例えば、ＮＵＲＢＳ曲面）により規定される。 At this time, at least a part of the exit surface 32 of the lens 3 is formed of a free-form surface, and the exit angle θ of the exit light is directed from the center portion (optical axis Z) of the lens 3 to the end portion. Accordingly, the lens 3 is configured to change (increase) continuously in the nth order (see FIGS. 4 and 5). That is, the free-form surface of the exit surface 32 is formed so that the exit light is smoothly (nth-order continuously) inclined radially outward of the lens 3 as it goes from the center to the end of the lens 3. Such a free-form surface is defined by a mathematical formula (for example, a NURBS curved surface) for forming predetermined control light.

この車両用灯具１では、射出光の射出角θがレンズ３の中心部から端部に向かうに連れてｎ次連続的に変化（増加）するので、照射範囲の略中央部（Ｈ−Ｖ点付近）から端部に向かうに連れて照射光の光度が滑らかに変化（減衰）する（拡散配光パターン）（図６参照）。また、射出面３２が自由曲面から成るので、射出角θをｎ次連続的に変化させる設定が容易である。すなわち、自由曲面にて射出角θを詳細に設定できるので、照射光の光度分布の精度が向上する。これにより、灯具の拡散配光制御を精度良く行い得る利点がある。 In this vehicular lamp 1, the emission angle θ of the emitted light changes (increases) continuously n-order as it goes from the center portion to the end portion of the lens 3, so that it is approximately the center portion (HV point) of the irradiation range. The intensity of the irradiated light smoothly changes (attenuates) from the vicinity to the end (diffuse light distribution pattern) (see FIG. 6). In addition, since the exit surface 32 is a free-form surface, it is easy to set the exit angle θ to change n-th continuously. That is, since the exit angle θ can be set in detail on a free-form surface, the accuracy of the luminous intensity distribution of the irradiated light is improved. Thereby, there exists an advantage which can perform the diffused light distribution control of a lamp accurately.

例えば、レンズが凸レンズ（非球面レンズ）から成る構成では、射出光が光軸に対して平行となるため、上記のような拡散配光パターンの形成が困難である。また、レンズがシリンドリカルレンズから成る構成では、水平方向にて射出光が拡散するものの、鉛直方向では射出光が光軸に対して平行となる。このため、照射範囲全域に渡る拡散配光制御が困難である。 For example, in a configuration in which the lens is a convex lens (aspheric lens), since the emitted light is parallel to the optical axis, it is difficult to form the above-described diffused light distribution pattern. In addition, in the configuration in which the lens is a cylindrical lens, the emitted light is diffused in the horizontal direction, but the emitted light is parallel to the optical axis in the vertical direction. For this reason, it is difficult to control diffusion light distribution over the entire irradiation range.

また、上記の構成では、レンズ３単体にて照射光の光度分布を任意に形成できるので、灯具の構成をコンパクト化あるいは簡素化できる利点がある。また、光源２からの光がレンズ３を介して無駄なく活用される利点がある。 Moreover, in said structure, since the luminous intensity distribution of irradiated light can be arbitrarily formed with the lens 3 single-piece | unit, there exists an advantage which can make the structure of a lamp compact or simplified. Further, there is an advantage that the light from the light source 2 is utilized without waste through the lens 3.

［ヘッドランプのハイビーム用配光パターン］
なお、この車両用灯具１では、レンズ３の射出面３２（自由曲面）にて、射出光の射出角θがレンズ３の中心部から水平方向の端部に向かうに連れてｎ次連続的に増加することが好ましい（図４参照）。すなわち、射出光がレンズ３の中心部から水平方向の端部に向かうに連れてレンズ３の径方向外側に滑らかに（ｎ次連続的に）傾斜するように、射出面３２の自由曲面が形成される。 [Light distribution pattern for high beam of headlamp]
In the vehicular lamp 1, the exit surface 32 (free-form surface) of the lens 3 is continuously n-th order as the exit angle θ of the exit light moves from the center of the lens 3 toward the horizontal end. It is preferable to increase (see FIG. 4). That is, the free-form surface of the exit surface 32 is formed so that the exit light is smoothly (nth-order continuously) inclined outward in the radial direction of the lens 3 as it goes from the center of the lens 3 toward the end in the horizontal direction. Is done.

かかる構成では、照射範囲の略中央部（Ｈ−Ｖ点付近）から水平方向外側（Ｈ軸方向）に向かうに連れて照射光の光度が滑らかに減衰する（図６参照）。また、射出面３２の自由曲面にて射出光の射出角θをｎ次連続的に変化させることにより、照射光の光度分布を高精度に設定できる。これにより、水平方向への拡散配光制御を精度良く行い得る利点がある。 In such a configuration, the luminous intensity of the irradiation light smoothly attenuates from the substantially central portion of the irradiation range (near the HV point) toward the outside in the horizontal direction (H-axis direction) (see FIG. 6). In addition, the luminous intensity distribution of the irradiated light can be set with high accuracy by continuously changing the exit angle θ of the emitted light on the free curved surface of the exit surface 32 by n-th order. Thereby, there exists an advantage which can perform the spreading | diffusion light distribution control to a horizontal direction accurately.

例えば、ヘッドランプのハイビーム用配光パターンでは、照射光の光度分布が照射範囲の中央部を最大光度域として水平方向に幅広に拡散するように設定され、且つ、この照射光の光度減衰が射出面３２の自由曲面によって滑らかに設定される（図６参照）。これにより、ハイビーム時にて、歩道や対向車線が適正に照らされ、また、滑らかな光度減衰により水平方向に対する照射範囲の視認性が向上する。 For example, in the high-beam light distribution pattern of the headlamp, the luminous intensity distribution of the irradiation light is set so as to spread widely in the horizontal direction with the central portion of the irradiation range as the maximum luminous intensity region, and the luminous intensity attenuation of the irradiation light is emitted. It is set smoothly by the free-form surface of the surface 32 (see FIG. 6). Thereby, at the time of a high beam, a sidewalk and an opposite lane are illuminated appropriately, and the visibility of the irradiation range with respect to the horizontal direction is improved by smooth light intensity attenuation.

また、この車両用灯具１では、レンズ３の射出面３２（自由曲面）にて、射出光の射出角θがレンズ３の中心部から鉛直方向の端部に向かうに連れてｎ次連続的に増加することが好ましい（図５参照）。すなわち、射出光がレンズ３の中心部から鉛直方向の端部に向かうに連れてレンズ３の径方向外側に滑らかに（ｎ次連続的に）傾斜するように、射出面３２の自由曲面が形成される。 Further, in the vehicular lamp 1, the exit surface 32 (free-form surface) of the lens 3 is continuously n-th order as the exit angle θ of the exit light is directed from the center of the lens 3 toward the end in the vertical direction. It is preferable to increase (see FIG. 5). That is, the free-form surface of the exit surface 32 is formed so that the exit light is smoothly (n-order continuously) inclined radially outward of the lens 3 as it goes from the center of the lens 3 toward the end in the vertical direction. Is done.

かかる構成では、照射範囲の略中央部（Ｈ−Ｖ点付近）から鉛直方向（Ｖ軸方向）に向かうに連れて照射光の光度が滑らかに減衰する（図６参照）。また、射出面３２の自由曲面にて射出光の射出角θをｎ次連続的に変化させることにより、照射光の光度分布を高精度に設定できる。これにより、鉛直方向への拡散配光制御を精度良く行い得る利点がある。 In such a configuration, the luminous intensity of the irradiation light smoothly attenuates from the substantially central portion (near the HV point) of the irradiation range toward the vertical direction (V-axis direction) (see FIG. 6). In addition, the luminous intensity distribution of the irradiated light can be set with high accuracy by continuously changing the exit angle θ of the emitted light on the free curved surface of the exit surface 32 by n-th order. Thereby, there exists an advantage which can perform the diffused light distribution control to a perpendicular direction accurately.

例えば、ヘッドランプのハイビーム用配光パターンでは、照射光の光度分布が照射範囲の中央部を最大光度域として鉛直方向上方（Ｖ軸方向上側）に幅広に拡散するように設定され、且つ、この照射光の光度減衰が射出面３２の自由曲面によって滑らかに設定される（図６参照）。これにより、ハイビーム時にて、上方の道路標示や樹木が適正に照らされ、また、滑らかな光度減衰により鉛直方向上方に対する照射範囲の視認性が向上する。 For example, in the high-beam light distribution pattern of the headlamp, the luminous intensity distribution of the irradiation light is set so as to spread widely upward in the vertical direction (upward in the V-axis direction) with the central portion of the irradiation range being the maximum luminous intensity region. The light intensity attenuation of the irradiation light is set smoothly by the free curved surface of the exit surface 32 (see FIG. 6). Thereby, at the time of a high beam, an upper road sign and a tree are appropriately illuminated, and the visibility of the irradiation range with respect to the upper vertical direction is improved by smooth light intensity attenuation.

また、この車両用灯具１では、レンズ３の射出面３２は、射出光の射出角θがレンズ３の光軸Ｚに略平行（θ＝０）に設定される部分（自由曲面を含む）を有しても良い（図５参照）。したがって、レンズ３の射出面３２（自由曲面）の全域が上記のような構成（射出光の射出角θが前記レンズの中心部から端部に向かうに連れてｎ次連続的に増加する構成）である必要はない。このような部分では、射出光がレンズ３の光軸Ｚに略平行に照射される。 Further, in the vehicular lamp 1, the exit surface 32 of the lens 3 has a portion (including a free-form surface) where the exit angle θ of the emitted light is set substantially parallel (θ = 0) to the optical axis Z of the lens 3. You may have (refer FIG. 5). Therefore, the entire area of the exit surface 32 (free curved surface) of the lens 3 is configured as described above (configuration in which the exit angle θ of the emitted light continuously increases n-order as it goes from the center to the end of the lens). Need not be. In such a portion, the emitted light is irradiated substantially parallel to the optical axis Z of the lens 3.

例えば、ヘッドランプのハイビーム用配光パターンでは、射出光の射出角θがレンズ３の中心部から鉛直方向下側の範囲にてレンズ３の光軸Ｚに略平行（θ＝０）に設定される（図５参照）。かかる構成では、照射範囲の略中央部（Ｈ−Ｖ点付近）から鉛直方向下側（Ｖ軸方向下側）の範囲にて照射光がさほど拡散されずに照射される（図６参照）。これにより、車両走行時にて走行車線の路面が適正に照らされて、その視認性が向上する利点がある。 For example, in the high-beam light distribution pattern of the headlamp, the emission angle θ of the emitted light is set to be substantially parallel (θ = 0) to the optical axis Z of the lens 3 in the range below the center of the lens 3 in the vertical direction. (See FIG. 5). In such a configuration, the irradiation light is irradiated without being diffused so much in a range from the substantially central portion (near the HV point) of the irradiation range to the vertical direction lower side (V axis direction lower side) (see FIG. 6). Accordingly, there is an advantage that the road surface of the traveling lane is appropriately illuminated when the vehicle is traveling, and the visibility is improved.

また、この車両用灯具１では、ヘッドランプのハイビーム用配光パターンにて、鉛直方向への光度減衰の拡散配光角が水平方向への光度減衰の拡散配光角よりも小さいことが好ましい（図６参照）。すなわち、鉛直方向上側への拡散配光範囲が水平方向への拡散配光範囲よりも幅狭に設定されており、照射光の光度減衰が急になっている。かかる構成では、照射範囲の略中央部（Ｈ−Ｖ点付近）に最大光度域が形成され、且つ、ロービーム用配光パターンとの合成に適したハイビーム用配光パターンが得られる利点がある。 Further, in the vehicular lamp 1, in the high beam distribution pattern of the headlamp, it is preferable that the diffuse light distribution angle of the light intensity attenuation in the vertical direction is smaller than the diffuse light distribution angle of the light intensity attenuation in the horizontal direction ( (See FIG. 6). That is, the diffusion light distribution range upward in the vertical direction is set to be narrower than the diffusion light distribution range in the horizontal direction, and the light intensity attenuation of the irradiation light is steep. With such a configuration, there is an advantage that a maximum light intensity region is formed in a substantially central portion (near the HV point) of the irradiation range, and a high beam light distribution pattern suitable for synthesis with the low beam light distribution pattern is obtained.

［付加的事項］
また、この車両用灯具１では、レンズ３の射出面３２（自由曲面）が、レンズ３の中心部（光軸Ｚとの交点）を原点として回転方向および放射方向にパラメトリックに変化する曲面により構成されることが好ましい（図１０参照）。かかる構成では、車両用灯具に適した配光パターンの設計が容易となり、また、その設計自由度が拡大される利点がある。また、射出光の射出角θをｎ次連続的に変化させる自由曲面の設計が容易となる利点がある。例えば、円錐曲面あるいは円錐曲面に高次の非球面項を加えた数式で表されるレンズ（例えば、シリンドリカルレンズや非球面レンズ）では、上記のような射出角θの設定が困難である。 [Additional matters]
Further, in this vehicular lamp 1, the exit surface 32 (free curved surface) of the lens 3 is configured by a curved surface that changes parametrically in the rotational direction and the radial direction with the central portion (intersection with the optical axis Z) of the lens 3 as the origin. Preferably, see FIG. With such a configuration, it is easy to design a light distribution pattern suitable for a vehicular lamp, and there is an advantage that the degree of design freedom is expanded. Further, there is an advantage that it is easy to design a free-form surface that continuously changes the emission angle θ of the emitted light by n-th order. For example, in the case of a lens (for example, a cylindrical lens or an aspheric lens) represented by a conic curved surface or a mathematical expression obtained by adding a high-order aspheric term to a conical curved surface, it is difficult to set the exit angle θ as described above.

また、この車両用灯具１では、レンズ３の入射面３１が平面、単一径（球面）から成る凸面あるいは凹面、その他の単純形状により構成されることが好ましい。かかる構成では、単純形状を有する入射面３１を基準として射出面３２（自由曲面）が設計されるので、射出面３２の設計が容易となる利点がある。例えば、この実施例では、レンズ３の入射面３１が平面により構成されている（図１〜図３参照）。 In the vehicular lamp 1, it is preferable that the incident surface 31 of the lens 3 is a flat surface, a convex surface or a concave surface having a single diameter (spherical surface), or other simple shapes. In such a configuration, since the exit surface 32 (free curved surface) is designed based on the entrance surface 31 having a simple shape, there is an advantage that the design of the exit surface 32 becomes easy. For example, in this embodiment, the incident surface 31 of the lens 3 is a flat surface (see FIGS. 1 to 3).

しかし、これに限らず、レンズ３の入射面３１が自由曲面により構成されても良い。すなわち、レンズ３の入射面３１および射出面３２の双方が自由曲面により構成される。これにより、精度の高い拡散配光制御が可能となる利点がある。 However, the present invention is not limited to this, and the incident surface 31 of the lens 3 may be a free-form surface. That is, both the entrance surface 31 and the exit surface 32 of the lens 3 are configured by free-form surfaces. Thereby, there is an advantage that diffusion light distribution control with high accuracy is possible.

［レンズの設計例］
例えば、灯具の拡散配光制御では、以下のようにレンズ３が設計される（図１〜図１８参照）。ここでは、ヘッドランプのハイビーム用配光パターン（図６参照）を一例として説明する。 [Lens design example]
For example, in the diffusion light distribution control of the lamp, the lens 3 is designed as follows (see FIGS. 1 to 18). Here, a high beam light distribution pattern (see FIG. 6) of the headlamp will be described as an example.

まず、光源２として矩形状のＬＥＤチップが採用される（図１〜図３参照）。この光源２では、放射光の放射強度分布がランバーシアンカーブに略一致する。また、ＬＥＤチップの中心点がレンズ３の擬似バックフォーカス点Ｆに一致し、且つ、ＬＥＤチップの法線方向が光軸Ｚに平行となるように、光源２が配置される。また、レンズ３の入射面３１が平面で構成され、この入射面３１には、基準点Ｏを中心として回転方向（ｕ方向）および放射方向（ｗ方向）の二方向にパラメータを持つパッチが設定される（図７参照）。なお、レンズ３の入射面３１が単一径の球面から成る凸面あるいは凹面により構成される場合にも、同様の設定が行われる。また、パッチの間隔は、任意に設定され得る。 First, a rectangular LED chip is employed as the light source 2 (see FIGS. 1 to 3). In the light source 2, the radiation intensity distribution of the emitted light substantially matches the Lambertian curve. The light source 2 is arranged so that the center point of the LED chip coincides with the pseudo back focus point F of the lens 3 and the normal direction of the LED chip is parallel to the optical axis Z. In addition, the entrance surface 31 of the lens 3 is a flat surface, and patches having parameters in two directions of the rotation direction (u direction) and the radiation direction (w direction) are set on the entrance surface 31 around the reference point O. (See FIG. 7). Note that the same setting is performed when the incident surface 31 of the lens 3 is formed of a convex surface or a concave surface made of a spherical surface having a single diameter. Further, the interval between patches can be set arbitrarily.

次に、レンズ３の水平断面視（ＸＺ断面視）にて、擬似バックフォーカス点Ｆから入射面３１のパッチの各ノード点Ｐ（ｕ，ｗ）に任意の波長（例えば、６５６［ｎｍ］）の単色光を入射させて、光路追跡が行われる（図８参照）。次に、拡散配光制御を施す範囲が設定され、この範囲の境界に対応するノード点Ｐ（拡散開始点Ｐ₀（基準点０）および拡散終了点Ｐ₁）が選択される（図９参照）。そして、このノード点Ｐ₀、Ｐ₁の入射光が光軸Ｚを中心として所定の拡散配光角にてレンズ３の径方向外側に広がるように、射出面３２での射出角θが設定される。具体的には、光軸Ｚ上にあるノード点Ｐ₀の入射光が光軸Ｚに対して平行な射出角θ＝０にて射出し、また、拡散配光制御の範囲の外側端部にあるノード点Ｐ₁の入射光がレンズ３の径方向外側に所定の射出角θ＝θ₁にて射出するように、レンズ３の射出面３２が設定される。 Next, an arbitrary wavelength (for example, 656 [nm]) from the pseudo back focus point F to each node point P (u, w) of the patch on the incident surface 31 in the horizontal sectional view of the lens 3 (XZ sectional view). The monochromatic light is incident to perform optical path tracking (see FIG. 8). Next, a range to be subjected to diffusion light distribution control is set, and node points P (diffusion start point P ₀ (reference point 0) and diffusion end point P ₁ ) corresponding to the boundary of this range are selected (see FIG. 9). ). The exit angle θ at the exit surface 32 is set so that the incident light at the node points P ₀ and P ₁ spreads outward in the radial direction of the lens 3 at a predetermined diffusion light distribution angle with the optical axis Z as the center. The Specifically, the incident light at the node point P _{0 on} the optical axis Z is emitted at an emission angle θ = 0 parallel to the optical axis Z, and at the outer end of the range of diffusion light distribution control. The exit surface 32 of the lens 3 is set so that incident light at a certain node point P ₁ exits radially outward of the lens 3 at a predetermined exit angle θ = θ ₁ .

次に、拡散配光制御を施す範囲内（拡散開始点Ｐ₀から拡散終了点Ｐ₁の間）にある各ノード点Ｐの入射光について、その射出光の射出角θが設定される（図４参照）。このとき、拡散開始点Ｐ₀の入射光に対する射出角θ＝０と拡散終了点Ｐ₁の入射光に対する射出角θ＝θ₁とを基準として、各射出光の射出角θが設定される。具体的には、基準点Ｏを中心とする放射方向（拡散開始点Ｐ₀から拡散終了点Ｐ₁に向かう方向。ｗ方向。）に向かうに連れて射出角θが増加するように、ｎ次関数による補間が行われて各射出光の射出角θが設定される。そして、設定された各射出角θに従って、入射面３１のノード点群に対する射出面３２のノード点群が設定される。 Next, for the incident light at each node point P within the range where diffusion light distribution control is performed (between the diffusion start point P ₀ and the diffusion end point P ₁ ), the emission angle θ of the emission light is set (see FIG. 4). At this time, the emission angle θ of each emission light is set with reference to the emission angle θ = 0 with respect to the incident light at the diffusion start point P _{0 and} the emission angle θ = θ ₁ with respect to the incident light at the diffusion end point P ₁ . Specifically, the n-th order is such that the emission angle θ increases in the radiation direction centered on the reference point O (the direction from the diffusion start point P ₀ toward the diffusion end point P ₁ , the w direction). Interpolation using a function is performed to set the exit angle θ of each exit light. Then, the node point group of the exit surface 32 with respect to the node point group of the entrance surface 31 is set according to each set exit angle θ.

なお、この実施例では、レンズ３の水平断面視にて、拡散終了点Ｐ₁の入射光に対する射出光の射出角θ₁がθ₁＝１０［ｄｅｇ］に設定される。そして、拡散開始点Ｐ₀から拡散終了点Ｐ₁に至る各射出光の射出角θが１．１次関数により補間される。また、レンズ３の水平断面視にて、右側方向（第１、２象限）のノード点群と左側方向（第３、４象限）のノード点群とが光軸Ｚを中心として対称となるように、射出面３２の各ノード点が設定される。 In this embodiment, the emission angle θ ₁ of the emitted light with respect to the incident light at the diffusion end point P ₁ is set to θ ₁ = 10 [deg] in the horizontal sectional view of the lens 3. Then, the exit angle θ of each exit light from the diffusion start point P ₀ to the diffusion end point P ₁ is interpolated by a 1.1 order function. Further, the node point group in the right direction (first and second quadrants) and the node point group in the left direction (third and fourth quadrants) are symmetric about the optical axis Z in the horizontal sectional view of the lens 3. In addition, each node point of the exit surface 32 is set.

次に、レンズ３の鉛直断面視（ＸＺ断面視）にて、水平断面視（ＸＺ断面視）のときと同様の処理が行われて、入射面３１のノード点群に対する射出面３２のノード点群が決定される（図５参照）。例えば、拡散配光制御を施す範囲のうち鉛直方向上側の範囲（第１、２象限）の境界点を拡散終了点Ｐ₂とし、鉛直方向下側の範囲（第３、４象限）の境界点を拡散終了点Ｐ₃とする。このとき、鉛直方向上側の範囲では、拡散終了点Ｐ₂の入射光に対する射出光の射出角θ₂がθ₂＝４［ｄｅｇ］に設定され、拡散開始点Ｐ₀から拡散終了点Ｐ₂に至る各射出光の射出角θが１．４次関数により補間される。一方、鉛直方向下側の範囲では、拡散終了点Ｐ₃の入射光に対する射出光の射出角θ₃がθ₃＝０［ｄｅｇ］に設定され、射出光の射出角θがθ＝０のまま一定（光軸Ｚに平行）に維持される（１．０次関数による補間）。 Next, in the vertical cross-sectional view (XZ cross-sectional view) of the lens 3, the same processing as that in the horizontal cross-sectional view (XZ cross-sectional view) is performed, and the node point of the exit surface 32 with respect to the node point group of the entrance surface 31 Groups are determined (see FIG. 5). For example, the boundary of a range of vertical ways improve side of the range subjected to the diffused light distribution controlling boundary point (first and second quadrant) and diffuse end point P _2, the vertically lower range (third and fourth quadrant) Is the diffusion end point P ₃ . At this time, in the upper range in the vertical direction, the emission angle θ ₂ of the emitted light with respect to the incident light at the diffusion end point P ₂ is set to θ ₂ = 4 [deg], and from the diffusion start point P ₀ to the diffusion end point P ₂ . The exit angle θ of each exiting light is interpolated by a 1.4th order function. On the other hand, in the lower range in the vertical direction, the emission angle θ ₃ of the emitted light with respect to the incident light at the diffusion end point P ₃ is set to θ ₃ = 0 [deg], and the emission angle θ of the emitted light remains θ = 0. It is kept constant (parallel to the optical axis Z) (interpolation by 1.0 order function).

次に、レンズ３の正面視（ＸＹ平面視）にて、レンズ３の水平断面（ＸＺ断面）と鉛直断面（ＸＺ断面）との間の範囲における射出面３２のノード点群が決定される（図１０参照）。このとき、水平断面のノード点群の射出角θと鉛直断面のノード点群の射出角θとに基づき、基準点Ｏを中心とする回転方向（ｕ方向）にｎ次関数による補間が行われて、射出面３２全域の射出角θが設定される（図１１参照）。そして、この射出角θにて射出光が射出するように、射出面３２のノード点群が設定される（図１０および図１参照）。 Next, in the front view (XY plane view) of the lens 3, the node point group of the emission surface 32 in the range between the horizontal cross section (XZ cross section) and the vertical cross section (XZ cross section) of the lens 3 is determined ( (See FIG. 10). At this time, based on the exit angle θ of the node point group in the horizontal section and the exit angle θ of the node point group in the vertical section, interpolation by an n-order function is performed in the rotation direction (u direction) around the reference point O. Thus, the exit angle θ of the entire exit surface 32 is set (see FIG. 11). Then, a node point group on the emission surface 32 is set so that the emitted light is emitted at the emission angle θ (see FIGS. 10 and 1).

次に、設定された全てのノード点を通るように射出面３２の自由曲面が形成される。このとき、任意に設定された階数および制御点数によりＮＵＲＢＳ曲面化が行われる（図１２参照）。これにより、射出光の射出角θが光軸Ｚを中心として回転方向（ｕ方向）および放射方向（ｗ方向）にパラメトリックに変化するような、自由曲面が形成される。 Next, the free-form surface of the exit surface 32 is formed so as to pass through all the set node points. At this time, a NURBS curved surface is formed with an arbitrarily set rank and control points (see FIG. 12). As a result, a free-form surface is formed such that the emission angle θ of the emitted light changes parametrically around the optical axis Z in the rotation direction (u direction) and the radiation direction (w direction).

図１３〜図１８には、上記のレンズ３を介してスクリーンに映し出された光源２の像（射出チップ像）が示されている。これらの図では、鉛直方向上側かつ水平方向左側の範囲（第２象限）における光源２の像が図１３〜図１５に示され、鉛直方向下側かつ水平方向左側の範囲（第３象限）における光源２の像が図１６〜図１８に示されている。また、Ｖ軸が鉛直方向を示し、Ｈ軸が水平方向を示している。 13 to 18 show images of the light source 2 (emitted chip images) projected on the screen through the lens 3 described above. In these figures, images of the light source 2 in the vertical upper side and the horizontal left range (second quadrant) are shown in FIGS. 13 to 15, and in the vertical lower side and horizontal left range (third quadrant). Images of the light source 2 are shown in FIGS. The V axis indicates the vertical direction, and the H axis indicates the horizontal direction.

なお、鉛直方向上側かつ水平方向右側の範囲（第１象限）における光源２の像は、鉛直方向上側かつ水平方向左側の範囲（第２象限）における光源２の像に対してＶ軸対称であり（図１３〜図１５参照）、また、鉛直方向下側かつ水平方向右側の範囲（第４象限）における光源２の像は、鉛直方向下側かつ水平方向左側の範囲（第３象限）における光源２の像に対してＶ軸対称である（図１６〜図１８参照）。 Note that the image of the light source 2 in the range on the upper side in the vertical direction and on the right side in the horizontal direction (first quadrant) is V-axis symmetric with respect to the image of the light source 2 in the range on the upper side in the vertical direction and on the left side in the horizontal direction (second quadrant). The image of the light source 2 in the range on the lower side in the vertical direction and on the right side in the horizontal direction (fourth quadrant) is the light source in the range on the lower side in the vertical direction and on the left side in the horizontal direction (third quadrant). It is V-axis symmetric with respect to two images (see FIGS. 16 to 18).

図１３〜図１５に示すように、鉛直方向上側の範囲では、射出面３２の射出角θがレンズ３の中心から水平方向の端部に向かうに連れて増加するため（図４参照）、スクリーンに映し出された光源２の像が水平方向に向かうに連れて拡散されることが分かる。また、射出面３２の射出角θがレンズ３の中心から鉛直方向上側の端部に向かうに連れて増加するため（図５参照）、スクリーンに映し出された光源２の像が鉛直方向上側に向かうに連れて拡散されることが分かる。 As shown in FIGS. 13 to 15, in the upper range in the vertical direction, the exit angle θ of the exit surface 32 increases from the center of the lens 3 toward the end in the horizontal direction (see FIG. 4). It can be seen that the image of the light source 2 projected on is diffused in the horizontal direction. Further, since the emission angle θ of the emission surface 32 increases from the center of the lens 3 toward the upper end in the vertical direction (see FIG. 5), the image of the light source 2 projected on the screen is directed upward in the vertical direction. It can be seen that it spreads along with.

また、図１６〜図１８に示すように、鉛直方向下側の範囲では、鉛直方向上側の範囲と同様に、スクリーンに映し出された光源２の像が水平方向に向かうに連れて拡散されることが分かる。また、鉛直方向については、射出面３２の射出角θが光軸Ｚに対して平行に設定されるため、光源２の像が鉛直方向に拡散されることなくスクリーンに映し出されている。 As shown in FIGS. 16 to 18, in the range on the lower side in the vertical direction, similarly to the range on the upper side in the vertical direction, the image of the light source 2 projected on the screen is diffused as it goes in the horizontal direction. I understand. In the vertical direction, the exit angle θ of the exit surface 32 is set parallel to the optical axis Z, so that the image of the light source 2 is projected on the screen without being diffused in the vertical direction.

かかるレンズ３による配光パターンでは、中央部（ＨＶ点付近）にて最大高度帯をもつ高光度帯が維持される（図６参照）。また、照射光が光軸Ｚを中心として水平方向に滑らかに光度を減衰させつつ拡散され、また、鉛直方向上方にも（水平方向ほどではない角度で）滑らかに光度を減衰させつつ拡散される。一方、鉛直方向下方では、ロービームとの合成との関係から、拡散配光が抑制される。これにより、水平方向に幅広な照射範囲を有し、且つ、滑らかに光度を減衰させる配光パターンが形成されている。 In the light distribution pattern by the lens 3, a high luminous intensity zone having a maximum altitude zone is maintained in the central portion (near the HV point) (see FIG. 6). Further, the irradiation light is diffused while smoothly attenuating the light intensity in the horizontal direction around the optical axis Z, and is also diffused while smoothly attenuating the light intensity in the vertical direction (at an angle not as high as the horizontal direction). . On the other hand, in the lower part in the vertical direction, diffusion light distribution is suppressed due to the relationship with the synthesis with the low beam. Thereby, a light distribution pattern having a wide irradiation range in the horizontal direction and smoothly attenuating the light intensity is formed.

以上のように、本発明にかかる車両用灯具は、拡散配光制御を精度良く行い得る点で有用である。 As described above, the vehicular lamp according to the present invention is useful in that diffusion light distribution control can be performed with high accuracy.

この発明の実施例にかかる車両用灯具を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the vehicle lamp concerning the Example of this invention. この発明の実施例にかかる車両用灯具を示す平面図である。It is a top view which shows the vehicle lamp concerning the Example of this invention. この発明の実施例にかかる車両用灯具を示す側面図である。It is a side view which shows the vehicle lamp concerning the Example of this invention. 図１に記載した車両用灯具の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the effect | action of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG. 図１に記載した車両用灯具のレンズの設計方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the design method of the lens of the vehicle lamp described in FIG.

Explanation of symbols

１車両用灯具
２光源
３レンズ
３１入射面
３２射出面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle lamp 2 Light source 3 Lens 31 Incident surface 32 Ejection surface

Claims

A vehicular lamp having a light source composed of a semiconductor light emitting element and a lens that diffuses or widens light from the light source and irradiates the front of the lamp,
When the angle formed between the light emitted from the lens and the optical axis of the lens is called the emission angle θ,
At least a part of the exit surface of the lens is formed of a predetermined free-form surface, and in the free-form surface, the exit angle θ of the exit light changes continuously in the order of n from the center to the end of the lens. A vehicular lamp characterized by comprising:

2. The vehicular lamp according to claim 1, wherein, on the free-form surface, the exit angle θ of the emitted light continuously increases n-order from the center of the lens toward the end in the horizontal direction.

3. The vehicular lamp according to claim 1, wherein, on the free-form surface, the exit angle θ of the emitted light continuously increases n-order from the center of the lens toward the end in the vertical direction.

4. The light distribution pattern for high-beam headlamp light distribution patterns according to claim 1, wherein the diffused light distribution angle for light intensity attenuation in the vertical direction is smaller than the diffused light distribution angle for light intensity attenuation in the horizontal direction. Vehicle lamp.

The vehicular lamp according to any one of claims 1 to 4, wherein the free curved surface is configured by a curved surface that changes parametrically in a rotational direction and a radial direction with a central portion of the lens as an origin.

The vehicular lamp according to any one of claims 1 to 5, wherein an incident surface of the lens is constituted by a convex surface or a concave surface made of a flat surface or a spherical surface having a single diameter.