特許 7067955 車両用灯具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-06

(45)【発行日】2022-05-16

(54)【発明の名称】車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/25 20180101AFI20220509BHJP

   F21S 41/663 20180101ALI20220509BHJP

   F21V 29/504 20150101ALI20220509BHJP

   F21V 29/87 20150101ALI20220509BHJP

【ＦＩ】

F21S41/25

F21S41/663

F21V29/504

F21V29/87

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018029344

(22)【出願日】2018-02-22

(65)【公開番号】P2019145372

(43)【公開日】2019-08-29

【審査請求日】2021-01-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100081433

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 章夫

(72)【発明者】

【氏名】本橋 和也

【審査官】當間 庸裕

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０９７９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１２４９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１６５３３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０７－１６８０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／０６９４６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１４６６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－３０００９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－６８９３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｓ ４１／００

Ｆ２１Ｖ ２９／５０４

Ｆ２１Ｖ ２９／８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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、２枚以上の樹脂レンズと、１枚以上のガラスレンズを含んでおり、前記樹脂レンズの合計の屈折力Ｐｒと、前記投影レンズ全体の屈折力Ｐｔの屈折力比Ｒ（＝Ｐｒ／Ｐｔ）が０＜Ｒ＜１／３の関係にあることを特徴とする車両用灯具。

【請求項2】

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、２枚以上の樹脂レンズと、１枚以上のガラスレンズを含んでおり、前記樹脂レンズの合計の屈折力Ｐｒと、前記投影レンズ全体の屈折力Ｐｔの屈折力比Ｒ（＝Ｐｒ／Ｐｔ）が０＜Ｒ≦１／６の関係にあることを特徴とする車両用灯具。

【請求項3】

前記投影レンズは、前記光源と反対側から順に、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ており、前記第１レンズと前記第２レンズは樹脂で構成され、前記第３レンズはガラスで構成されている請求項１又は２に記載の車両用灯具。

【請求項4】

前記投影レンズは、前記光源と反対側から順に、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、正の屈折力を有する第４レンズを含んで構成されており、前記第１レンズと前記第２レンズは樹脂で構成され、前記第３レンズと前記第４レンズはガラスで構成されている請求項１又は２に記載の車両用灯具。

【請求項5】

前記光源からの光を投影してＡＤＢ配光制御を行う請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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。

【0004】

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に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、投影レンズによる収差により、投影されるＬＥＤの光のパターン形状が変化され、高精度なＡＤＢ配光制御が困難になる。

【0005】

特許文献１では、投影レンズの後側主面を所定の曲率となるように設計することによりコマ収差の方向を特定し、投影される光パターンの均一性を高めている。しかし、この特許文献１の技術は収差を改善するものではないので、収差が要因となる光のパターン形状の変化に対処することは難しい。

【0006】

収差を改善するために投影レンズを複数枚のレンズ、例えばトリプレットレンズとして構成することが考えられる。この場合において、投影レンズの軽量化、低価格化を図るために、複数枚のレンズの一部を樹脂レンズで構成することも考えられる。例えば、特許文献２では、トリプレットレンズを備えるカメラにおいて、第１レンズと第２レンズを樹脂で構成し、第３レンズをガラスで構成した技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１７－１６９２８号公報

【文献】特開平８－６８９３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献２のレンズはいわゆる常温で使用されることが多いカメラに適用されているため環境温度の変化が要因となる問題が生じることは少ないが、この種のレンズを自動車用ランプの投影レンズに適用したときには問題が生じることがある。すなわち、このような投影レンズに適用した場合には、ランプの非点灯時と点灯時とで、その環境温度が０℃から８０℃程度の範囲で変化されるため、樹脂で構成されたレンズの熱膨張変化によってトリプレットレンズの光学特性、特に球面収差によるスポット形状の変化が顕著になる。投影レンズにより結像されるスポット形状が温度変化に伴って変化されると、投影される照明領域のパターン形状も変化されることになり、そのため、温度変化に伴ってＡＤＢ配光制御の信頼性が低下されるという問題が生じる。

【0009】

本発明の目的は、温度変化に対する配光パターンの形状変化、すなわち投影レンズの結像性能を示すスポット形状の温度依存性を改善した投影レンズを備えた車両用灯具を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

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、投影レンズは、２枚以上の樹脂レンズと、１枚以上のガラスレンズを含んでおり、樹脂レンズの合計の屈折力Ｐｒと、投影レンズ全体の屈折力Ｐｔの屈折力比Ｒ（＝Ｐｒ／Ｐｔ）が０＜Ｒ＜１／３の関係にある。

【0011】

本発明における投影レンズは、好ましくは、光源と反対側から順に、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、第１と第２のレンズは樹脂で構成され、第３レンズはガラスで構成される。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、投影レンズを構成する複数のレンズのうち、２枚以上のレンズを樹脂で構成することにより投影レンズを軽量化でき、かつ樹脂レンズと投影レンズ全体のそれぞれの屈折力の比の値を１／３よりも小さくすることにより、投影レンズの結像性能を示すスポット形状の温度依存性を改善し、好適なＡＤＢ配光制御を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の配光制御装置を備えるヘッドランプの概略縦断面図。

【図2】ランプユニットを前方から見た透視的な概略図。

【図3】実施形態１の投影レンズを構成する第１ないし第３レンズの面構成を示す図と、その設計式及び設計値。

【図4】ＬＥＤチップから出射される光を合成した配光パターン図。

【図5】屈折力比と焦点距離変化率の温度依存性を示す図。

【図6A】実施形態１の投影レンズの温度変化によるスポット形状の変化を示すシミュレーション図。

【図6B】比較例の投影レンズの温度変化によるスポット形状の変化を示すシミュレーション図。

【図7】実施形態２の投影レンズの構成図。

【図8】実施形態２の投影レンズを構成する第１ないし第４レンズの面構成を示す図と、その設計式及び設計値。

【図9】実施形態２の投影レンズの温度変化によるスポット形状の変化を示すシミュレーション図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

図３に示すように、実施形態１では、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。これら第１レンズ４１～第３レンズ４３はそれぞれの光軸を一致させて同軸配置されており、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。

【0019】

前記投影レンズ４を構成している３枚のレンズのうち、第１レンズ４１と第２レンズ４２は透光性のある樹脂で構成されており、例えば、第１レンズはＰＭＭＡ（アクリル樹脂)で構成され、第２レンズ４２はＰＣ（ポリカーボネート樹脂）で構成される。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）の透光性のあるガラスで構成されており、例えば、Ｎ－ＢＫ７（ホウケイ酸クラウンガラス）で構成されている。

【0020】

また、投影レンズ４における収差、すなわち色収差、球面収差、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）Ｓ６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３に示す非球面定義式（１）に基づく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、ｃは曲率半径、ｋはコーニック定数、α_１，α_２は非球面係数である。

【0021】

以上の構成の投影レンズ４を備える実施形態１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４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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

また、実施形態１の投影レンズ４では、第１レンズ４１と第２レンズ４２を構成している樹脂の比重、ここではＰＭＭＡとＰＣの比重はそれぞれほぼ１．２（ｇ／ｃｍ^-3）であり、第３レンズのガラスの比重２．０（ｇ／ｃｍ^-3）に比較するとほぼ１／２であるので、第１レンズ４１と第２レンズ４２をガラスで構成した投影レンズよりも投影レンズ４の軽量化が実現できる。また、低価格化も実現できる。なお、第３レンズ４３をガラスで構成している理由は、後述するように投影レンズ４の結像性能を改善するためである。

【0025】

ここで、投影レンズ４の環境温度について考察すると、ヘッドランプＨＬを消灯しているときには、投影レンズ４の温度は外気温度にほぼ等しく、概ね０℃～４０℃である。一方、ヘッドランプＨＬが点灯しているときにはＬＥＤチップ３０１～３０９で発生する熱により８０℃程度まで上昇される。

【0026】

実施形態の投影レンズ４は、第１レンズ４１のＰＭＭＡの熱膨張係数は４．７～７（×１０^-5／℃）程度、第２レンズ４２のＰＣの熱膨張係数は５．６（×１０^-5／℃）程度である。第３レンズ４３のＮ－ＢＫ７の熱膨張係数は３０（×１０^-７／℃）程度である。そのため、第１レンズ４１と第２レンズ４２が熱膨張により変形すると、第１レンズ４１と第２レンズ４２のレンズ屈折力が変化し、投影レンズ４における収差が問題になる。一方、第３レンズ４３はガラスで構成されており、樹脂に比較して２桁程度熱膨張係数が小さいので、投影レンズ４の温度変化によっても屈折力に及ぼす影響は無視できる。

【0027】

そこで、本発明者は樹脂で構成された第１レンズ４１と第２レンズ４２の屈折力の変化が投影レンズ４の結像性能に及ぼす影響について考察した。特に、第１レンズ４１と第２レンズ４２の合計の屈折力に着目し、この合計の屈折力が投影レンズ４の全体の屈折力に占める割合と、投影レンズ４の結像性能との相関を考察した。すなわち、第１レンズ４１と第２レンズ４２の合計屈折力Ｐ_1,2と、投影レンズ４の全体の屈折力Ｐｔとの屈折力比Ｒを求め、この屈折力比Ｒ（＝Ｐ_1,2／Ｐｔ）と、投影レンズ４における結像性能の温度依存性を調べた。

【0028】

第１レンズ４１の正の屈折力を（＋Ｐ１）とし、第２レンズ４２の負の屈折力を(－Ｐ２)としたとき、第１レンズ４１と第２レンズ４２の合計屈折力Ｐ_1,2は、
Ｐ_1,2＝Ｐ１－Ｐ２
である。なお、第１レンズ４１の焦点距離を（＋ｆ１）とし、第２レンズ４２の焦点距離を（－ｆ２）とすると、第１レンズ４１の屈折力Ｐ１は（＋１／ｆ１）であり、第２レンズ４２の屈折力Ｐ２は（－１／ｆ２）であるので、合計屈折力Ｐ_1,2は
Ｐ_1,2＝（１／ｆ１）－（１／ｆ２）
として求められる。

【0029】

また、第３レンズ４３の正の屈折力を（＋Ｐ３）とすると、投影レンズ４の全体の屈折力Ｐｔは、
Ｐｔ＝Ｐ１－Ｐ２＋Ｐ３
である。すなわち、第３レンズ４３の焦点距離を（＋ｆ３）とすると、
Ｐｔ＝（１／ｆ１）－（１／ｆ２）＋（１／ｆ３）
として求められる。

【0030】

そして、前記した屈折力比Ｒを変化させたときの投影レンズ４の結像性能の温度依存性を評価するために、収差と密接な関係のある焦点距離の変化率を測定したところ、図５に示す結果が得られた。横軸は屈折力比Ｒであり、縦軸は焦点距離の変化率（％）である。屈折力比Ｒが、１／６，１／３，１／２となるように設計した投影レンズについて、その温度を４０℃変化させたときの焦点距離の変化率を測定した。この結果、屈折力比Ｒが大きくなると変化率が増加するが、結像性能としてのスポット形状の影響が顕著になる焦点距離変化率を0.1（％）以下にするためには、屈折力比ＲをＲ＜１／３にすることが好ましいことが判明した。

【0031】

そこで、実施形態１では、第１レンズ４１と第２レンズ４２の合計屈折力Ｐ_1,2と、投影レンズ４の全体の屈折力Ｐｔとの屈折力比Ｒが、Ｒ＜１／３となるように設計している。すなわち、
Ｒ＝（Ｐ_1,2／Ｐｔ）＜１／３
である。

【0032】

これを実現するために、実施形態１の投影レンズ４では、樹脂で構成されている第１レンズ４１と第２レンズ４２の形状、すなわち、前記第１面Ｓ１から第４面Ｓ４を図３に示したように非球面に設計し、第１レンズ４１の焦点距離と第２レンズ４２の焦点距離をほぼ等しく構成している。このように、第１レンズ４１の焦点距離ｆ１と第２レンズ４２の焦点距離ｆ２をほぼ等しくすることにより、合計屈折力Ｐ_1,2は「０」に近い、小さな値となる。したがって、投影レンズ４の全体の屈折力Ｐｔに対して、第１レンズ４１と第２レンズ４２の合計屈折力Ｐ_1,2を相対的に極めて小さくでき、屈折力比Ｒを１／３よりも格段に小さく設計することが容易になる。

【0033】

また、実施形態１の投影レンズ４では、第１レンズ４１と第２レンズ４２を構成している樹脂のそれぞれの熱膨張係数がほぼ等しくされている。そのため、温度変化に対する第１レンズと第２レンズの屈折力は互いに相反する方向に変化し、合計の屈折力Ｐ_1,2は温度変化によってもそれほど変化されない。これにより、屈折力比Ｒを１／３よりも小さ値に保持することが容易になる。

【0034】

なお、第１レンズ４１と第２レンズ４２を構成する樹脂の種類が相違して、それぞれの熱膨張係数にある程度の違いが生じていても、樹脂の熱膨張係数はガラスの熱膨張係数に比較すれば元々極めて大きいため、当該熱膨張係数の違いは無視できる。したがって、この場合においても、前記したような温度依存性の改善効果が得られる。また、第１レンズ４１と第２レンズ４２を熱膨張係数が等しい樹脂で構成すれば、温度依存性をさらに改善することができる。

【0035】

本発明者がシミュレーションした実施形態１の投影レンズ４の結像性能としてのスポット形状を図６Ａに示す。図３に示した実施形態１の投影レンズ４は、第１レンズ４１と第２レンズ４２を樹脂で構成し、第３レンズ４３をガラスで構成している。また、第１レンズ４１と第２レンズ４２の合計屈折力を「０」に近い小さい値にしており、その屈折力比ＲをＲ＜１／３に設計している。

【0036】

図６Ｂは実施形態１の投影レンズ４と同様なレンズ構成であるが、第１レンズ４１から第３レンズ４３を全て樹脂で構成した比較例としての投影レンズのシミュレーションである。したがって、第１レンズから第３レンズは全て熱膨張による変形が顕著になり、屈折力比ＲがＲ＜１／３の条件を満たしたものとはなっていない。

【0037】

これら実施形態の投影レンズ４と、比較例の投影レンズに対して、第１レンズ４１側から所要の径寸法の光束を入射してスポットを結像する。そして、いずれも投影レンズの温度が０℃、２０℃、４０℃、８０℃に変化したときの焦点距離、ＲＭＳ（二乗平均平方根：Root Mean Square）半径、スポット形状の変化を得ている。なお、ＲＭＳについては光軸に対する角度が０°と１０°について求めている。これから、各温度における焦点距離変化、スポット形状の変化、ＲＭＳ半径の値を比較すれば、図６Ａの実施形態の投影レンズは、図６Ｂの比較例の投影レンズに比較してスポット形状の温度依存性が少ないことが判る。

【0038】

因みに、図６Ａに示した実施形態１の投影レンズ４では、全体の屈折力Ｐｔは0.175であり、第１レンズ４１と第２レンズ４２の合計屈折力Ｐ_1,2は0.002である。したがって、屈折力比Ｒはほぼ１／８０であり、前記したＲ＜１／３の条件を満たしている。この屈折力比Ｒが１／８０の場合には、図５からも判るように、焦点距離の変化率は0.08（％）以下に改善できる。

【0039】

なお、この屈折力比Ｒの値の範囲は、前記したように焦点距離変化率を0.1（％）以下にする場合であり、焦点距離変化率をより厳しくする場合には屈折力比Ｒの値はより小さい範囲に設定し、反対に焦点距離変化率を緩和してもよい場合には屈折力比Ｒの値をこれより大きい範囲に設定してもよいことは言うまでもない。例えば、より厳しくする場合には、図５からも判るように、屈折力比ＲをＲ＜１／６にすれば、焦点距離の変化率を0.08（％）近くまで改善できる。

【0040】

実施形態１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。

【0041】

図７は実施形態２の投影レンズ４Ａのレンズ構成図である。実施形態２では投影レンズは４枚のレンズで構成されている。すなわち、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、それぞれ正の屈折力を有する凸レンズからなる第３レンズ４３及び第４レンズ４４とで構成されている。なお、面Ｓ１～Ｓ６は実施形態１と同様であり、面Ｓ７，Ｓ８は第４レンズ４４の前面と後面を表している。

【0042】

図８は実施形態２の投影レンズ４Ａの面構成図と設計式及び設計値を示す図である。この投影レンズ４Ａは、前記第１と第２のレンズ４１，４２は樹脂で構成されており、前記第３と第４のレンズ４３，４４はガラスで構成されている。そして、実施形態２においては、第１レンズ４１と第２レンズ４２の合計屈折力Ｐ_1,2と、第１レンズ４１から第４レンズ４４を含む投影レンズ４の全体の屈折力Ｐｔとの屈折力比ＲがＲ＝１／６となるように設計している。すなわち、Ｒ（＝１／６）＜１／３であり、実施形態１で説明した条件、
Ｒ＝（Ｐ_1,2／Ｐｔ）＜１／３
を満たしている。

【0043】

実施形態２の投影レンズ４Ａにおいて、屈折力比Ｒを変化させたときの結像性能の温度依存性を評価したところ、図５に示した実施形態１と同じ結果が得られた。これから、実施形態２の投影レンズ４Ａにおいても焦点距離変化率を0.1（％）以下にするためには、屈折力比ＲをＲ＜１／３にすることが好ましいことが判明した。

【0044】

図９は実施形態２の投影レンズ４Ａの温度変化によるスポット形状の変化を示すシミュレーション図である。この投影レンズにおいても、図６Ａに示した実施形態１の投影レンズと同様に、スポット形状の温度依存性が少ないことが判る。

【0045】

本発明者の検討によれば、本発明にかかる投影レンズは、２枚以上の樹脂レンズと、１枚以上のガラスレンズを備える構成であれば、樹脂レンズの合計屈折力Ｐｒと、樹脂レンズとガラスレンズを含む投影レンズ４の全体の屈折力Ｐｔとの屈折力比Ｒ（＝Ｐｒ／Ｐｔ）が、Ｒ＜１／３の条件を満たせば、実施形態１，２と同様の作用効果を奏することができる。

【0046】

ここで、実施形態のヘッドランプにおいては光源を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、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ランプに適用することもできる。あるいは、光源光を直接投影する光学系に限らず、回転ミラー及び揺動ミラーの反射光による光走査（スキャン）光学系を用いたランプに適用できる。

【符号の説明】

【0047】

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
４，４Ａ 投影レンズ
５ 発光回路
４１ 凸レンズ（第１レンズ：樹脂レンズ）
４２ 凹レンズ（第２レンズ：樹脂レンズ）
４３ 凸レンズ（第３レンズ：ガラスレンズ）
４４ 凸レンズ（第４レンズ：ガラスレンズ）
３０１～３０９ ＬＥＤチップ（発光素子）
Ｓ１～Ｓ８ 第１面～第８面
Ｒ 屈折力比
Ｐｒ 樹脂レンズの合計屈折力
Ｐｔ 投影レンズ全体の屈折力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】