(57)【要約】  投影レンズの透過率の低下およびそれによる光量の低下を最小限に抑え、かつ光学特性を損なわずに、色割れを低減する車両用灯具を提供する。車両用灯具は、光源、リフレクタ、シェードおよび投影レンズを備え、前記光源の光を前記リフレクタによって反射させ、前記シェードによって光の一部を遮断し、遮断しない光を、前記投影レンズを透過させて前方に照射する車両用灯具である。本発明による車両用灯具は、前記投影レンズの、少なくとも一面の光通過領域の端部を含む領域に、色割れを低減するための回折格子を設け、fは前記端部を通過する周縁光線によって決定されるレンズの焦点距離であり、fDは前記端部を通過する周縁光線によって決定される回折面の焦点距離であるとして、前記光源の特性による色割れを低減するように、前記光源の相関色温度にしたがって、fD／fの大きさおよび前記シェードの光軸上の位置を定めている。
2009028686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源、リフレクタ、シェードおよび投影レンズを備え、前記光源の光を前記リフレクタによって反射させ、前記シェードによって光の一部を遮断し、遮断しない光を、前記投影レンズを透過させて前方に照射する車両用灯具であって、
前記投影レンズの、少なくとも一面の光通過領域の端部を含む領域に、色割れを低減するための回折格子を設け、
fは前記端部を通過する周縁光線によって決定されるレンズの焦点距離であり、fDは前記端部を通過する周縁光線によって決定される回折面の焦点距離であるとして、前記光源の特性による色割れを低減するように、前記光源の相関色温度にしたがって、fD／fの大きさおよび前記シェードの光軸上の位置を定めた車両用灯具。
【請求項２】
前記端部が上端部であり、前記光源の相関色温度が3200Kより低く、
fD／f ≦ 17 
であり、前記シェードの光軸上の位置を、前記上端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズに近い焦点位置より前記投影レンズに近づけた請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
前記端部が上端部であり、前記光源の相関色温度が3200K以上6500K以下であり、
15 ≦ fD／f ≦ 21 
であり、前記シェードの光軸上の位置を、前記上端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズに近い焦点位置より前記投影レンズに近づけた請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項４】
前記端部が上端部であり、前記光源の相関色温度が6500Kより高く、
19 ≦ fD／f
であり、前記シェードの光軸上の位置を、前記上端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズに近い焦点位置より前記投影レンズに近づけた請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記端部が下端部であり、前記光源の相関色温度が3200Kより低く、
19 ≦ fD／f
であり、前記シェードの光軸上の位置を、前記下端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズから遠い焦点位置より前記投影レンズから遠ざけた請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記端部が下端部であり、前記光源の相関色温度が3200K以上6500K以下であり、
15 ≦ fD／f ≦ 21 
であり、前記シェードの光軸上の位置を、前記下端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズから遠い焦点位置より前記投影レンズから遠ざけた請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項７】
前記端部が下端部であり、前記光源の相関色温度が6500Kより高く、
fD／f ≦ 17
であり、前記シェードの光軸上の位置を、前記下端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズから遠い焦点位置より前記投影レンズから遠ざけた請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項８】
略面状の光源および投影レンズを備え、前記光源の光を、前記投影レンズを透過させて前方に照射する車両用灯具であって、
前記投影レンズの、少なくとも一面の光通過領域の端部を含む領域に、色割れを低減するための回折格子を設け、
fは前記端部を通過する周縁光線によって決定されるレンズの焦点距離であり、fDは前記端部を通過する周縁光線によって決定される回折面の焦点距離であるとして、前記光源の特性による色割れを低減するように、前記光源の相関色温度にしたがって、fD／fの大きさおよび前記光源の面の光軸上の位置を定めた車両用灯具。
【請求項９】
前記端部が上端部であり、前記光源の相関色温度が3200Kより低く、
fD／f ≦ 17 
であり、前記光源の面の光軸上の位置を、前記上端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズに近い焦点位置より前記投影レンズに近づけた請求項８に記載の車両用灯具。
【請求項１０】
前記端部が上端部であり、前記光源の相関色温度が3200K以上6500K以下であり、
15 ≦ fD／f ≦ 21 
であり、前記光源の面の光軸上の位置を、前記上端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズに近い焦点位置より前記投影レンズに近づけた請求項８に記載の車両用灯具。
【請求項１１】
前記端部が上端部であり、前記光源の相関色温度が6500Kより高く、
19 ≦ fD／f
であり、前記光源の面の光軸上の位置を、前記上端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズに近い焦点位置より前記投影レンズに近づけた請求項８に記載の車両用灯具。
【請求項１２】
前記端部が下端部であり、前記光源の相関色温度が3200Kより低く、
19 ≦ fD／f
であり、前記光源の面の光軸上の位置を、前記下端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズから遠い焦点位置より前記投影レンズから遠ざけた請求項８に記載の車両用灯具。
【請求項１３】
前記端部が下端部であり、前記光源の相関色温度が3200K以上6500K以下であり、
15 ≦ fD／f ≦ 21 
であり、前記光源の面の光軸上の位置を、前記下端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズから遠い焦点位置より前記投影レンズから遠ざけた請求項８に記載の車両用灯具。
【請求項１４】
前記端部が下端部であり、前記光源の相関色温度が6500Kより高く、
fD／f ≦ 17
であり、前記光源の面の光軸上の位置を、前記下端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズから遠い焦点位置より前記投影レンズから遠ざけた請求項８に記載の車両用灯具。
【請求項１５】
前記投影レンズの光軸をＺ軸とし、水平方向および鉛直方向をＸ、Ｙ軸とする座標系において、Ｙ０を前記投影レンズの有効半径よりも小さい負でない定数として、前記投影レンズの回折格子を設ける面の
【数１】
2009028686.tif 000050
の領域に回折格子を設けた請求項２、３、４、９、１０、１１のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項１６】
前記投影レンズの光軸をＺ軸とし、水平方向および鉛直方向をＸ、Ｙ軸とする座標系において、Ｙ０を前記投影レンズの有効半径よりも小さい負でない定数として、前記投影レンズの回折格子を設ける面の
【数２】
2009028686.tif 000051
の領域に回折格子を設けた請求項５、６、７、１２、１３、１４のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項１７】
前記投影レンズがフレネルレンズであり、前記フレネルレンズ上に回折格子を設けた請求項１から１６のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項１８】
前記投影レンズがシリンドリカルレンズであり、前記シリンドリカルレンズに回折格子を設けた請求項１から１６のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項１９】
前記光源がＬＥＤである請求項１から１８のいずれかに記載の車両用灯具。
【請求項２０】
請求項１から１９のいずれかに記載の車両用灯具を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用灯具（ヘッドランプなど）の光源としては、HIDランプ（High Intensity Discharge Lamps）、ハロゲンランプ、LED(Light Emitting Diode)などが使用されている。投影型車両用灯具の光学系では、光源からの光は、リフレクタで反射され、カットオフラインを形成するようにシェードを経て、投影レンズによって前方に照射される。いずれの光源の場合にも投影レンズを透過した光は、配光スポットの縁付近で投影レンズの色収差に由来する色割れ（色ムラ）を生じる。これは光源の種類によらない共通の問題である。【０００３】
光源としての白色LEDは、青色と黄色に強いスペクトル分布を持つもの（青色LEDと黄色蛍光体を使用したもの）、青色と緑色と赤色に強いスペクトル分布を持つもの（紫外線LEDと青緑赤色蛍光体を使用したもの、または青色LEDと赤・緑蛍光体を使用したもの）などのように、特定の波長領域に強いスペクトルを持つ。したがって、車両用灯具の光源として白色LEDを使用した場合には色割れの度合が顕著に表れやすい。【０００４】
また、光源が特定の波長領域に強いスペクトル分布を有するか否かに関わらず、相関色温度が低い（赤みがかった）光源に対して、更に赤みが強くなる方向への色割れが生じたり、逆に相関色温度が高い（青みがかった）光源に対して、更に青みが強くなる方向への色割れが生じたりすることも問題となる。【０００５】
このような色割れの問題を改善するための従来技術として、レンズ表面にシボ加工を施すという方法がある（たとえば、特公平８−１７０４５号公報）。この方法では、レンズ面全体に施されたシボによる光の散乱効果を利用して配光パターンをぼかしているため、透過率の低下を避けられないことやシボ目の素性によってレンズの特性に揺らぎが生じやすいことが問題となる。
【発明の開示】
【０００６】
したがって、投影レンズの透過率の低下およびそれによる光量の低下を最小限に抑え、かつ光学特性を損なわずに、光源の特性を考慮しながら色割れを低減する車両用灯具に対するニーズがある。
【０００７】
本発明による車両用灯具は、光源、リフレクタ、シェードおよび投影レンズを備え、前記光源の光を前記リフレクタによって反射させ、前記シェードによって光の一部を遮断し、遮断しない光を、前記投影レンズを透過させて前方に照射する車両用灯具である。本発明による車両用灯具は、前記投影レンズの、少なくとも一面の光通過領域の端部を含む領域に、色割れを低減するための回折格子を設け、fは前記端部を通過する周縁光線によって決定されるレンズの焦点距離であり、fDは前記端部を通過する周縁光線によって決定される回折面の焦点距離であるとして、前記光源の特性による色割れを低減するように、前記光源の相関色温度にしたがって、fD／fの大きさおよび前記シェードの光軸上の位置を定めている。
【０００８】
本発明による車両用灯具においては、光源の特性を考慮しながら色割れを低減するように、光源の相関色温度にしたがって、fD／fの大きさおよび前記シェードの光軸上の位置を定めているので、光源の特性による色割れを確実に低減することができる。
【０００９】
本発明による車両用灯具は、略面状の光源および投影レンズを備え、前記光源の光を、前記投影レンズを透過させて前方に照射する車両用灯具である。本発明による車両用灯具は、前記投影レンズの、少なくとも一面の光通過領域の端部を含む領域に、色割れを低減するための回折格子を設け、fは前記端部を通過する周縁光線によって決定されるレンズの焦点距離であり、fDは前記端部を通過する周縁光線によって決定される回折面の焦点距離であるとして、前記光源の特性による色割れを低減するように、前記光源の相関色温度にしたがって、fD／fの大きさおよび前記光源の面の光軸上の位置を定めている。
【００１０】
本発明による車両用灯具においては、光源の特性を考慮しながら色割れを低減するように、光源の相関色温度にしたがって、fD／fの大きさおよび前記シェードの光軸上の位置を定めているので、光源の特性による色割れを確実に低減することができる。また、本発明による車両用灯具は、リフレクタおよびシェードを必要としないのでよりコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】投影型車両用灯具の構成の一例を示す図である。
【図２】配光面の座標系を示す図である。
【図３】配光面上における光の強度分布および光の色度座標における分布を示す図である。
【図４】シェードおよび投影レンズの側面図である。
【図５】シェードおよび投影レンズの上面図である。
【図６】投影レンズを含む光学系の設計手順を示す流れ図である。
【図７】本実施形態による投影レンズの格子を設けた面を示す図である。
【図８】図７に示した投影レンズを使用した場合の、配光面上における光の強度分布および光の色度座標における分布を示す図である。
【図９】比較例として全面に回折格子を設けた投影レンズの面を示す図である。
【図１０】図９に示した投影レンズを使用した場合の、配光面上における光の強度分布および光の色度座標における分布を示す図である。
【図１１】回折格子の形状の一例を示す図である。
【図１２】回折格子の波長に対する透過率の関係の一例を示す図である。
【図１３】投影型車両用灯具の構成の他の例を示す図である。
【図１４】ｆの決め方を説明するための図である。
【図１５】ｆＤの決め方を説明するための図である。
【図１６】実施形態Ａによる車両用灯具の構成を示す図である。
【図１７】実施形態Ｂによる車両用灯具の構成を示す図である。
【図１８】実施形態Ｃによる車両用灯具の構成を示す図である。
【図１９】実施形態Ｄによる車両用灯具の構成を示す図である。
【図２０】実施形態Ｅによる車両用灯具の構成を示す図である。
【図２１】実施形態Ｆによる車両用灯具の構成を示す図である。
【図２２】面光源を使用した車両用灯具の構成を示す図である。
【図２３】実施例１による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図２４】実施例２による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図２５】実施例３による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図２６】実施例４による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図２７】実施例５による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図２８】実施例６による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である
【図２９】実施例７による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図３０】実施例８による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図３１】実施例９による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図３２】実施例１０による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である
【図３３】実施例１１による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図３４】実施例１２による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図３５】実施例１３による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図３６】実施例１４による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図３７】比較例１による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図３８】比較例２による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図３９】比較例３による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図４０】比較例４による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図４１】比較例５による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【図４２】比較例６による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、投影型車両用灯具の構成の一例を示す図である。【００１３】
光源１０１からの光はリフレクタ１０３で反射され、シェード１０５で一部が遮蔽された後、投影レンズ１０７よってコリメートされ前方に照射される。シェード１０５は、カットオフラインを形成するために使用される。カットオフラインとは、配光面における明部と暗部との境界線である。【００１４】
ここで、投影レンズ１０７の光軸をＺ軸とし、Ｚ軸に対して垂直で且つ水平な方向をＸ軸、鉛直方向をＹ軸とする座標系を定める。原点Ｏは、投影レンズ１０７の出射面とＺ軸との交点とする。リフレクタ１０３、シェード１０５および投影レンズ１０７は、Ｚ軸に沿って配置される。シェード１０５は、Ｙ＝０の近傍に端部が位置するようにＹが所定の値以下の領域に配置される。【００１５】
シェード１０５の前面（リフレクタ側）形状は、Ｘ軸方向に曲率を持つ、非球面シリンダ形状である。これは、シェード位置でＹ＝０近傍を通過する軸外の光線を、投影レンズ通過後にＹ方向にコリメートすることで、水平で真っ直ぐなカットオフラインを作るためである。ここで示す例では、投影レンズ１０７の入射面は、全面球面であり、出射面は、全面非球面である。【００１６】
レンズのサグ量sagと回折格子の位相差関数Φを次式のように与える。
【数１】
2009028686.tif 000003
ここで、ｃは曲率でありc=1/R（Ｒは曲率半径）、ｋは楕円係数、α2iは非球面係数、β2iは位相差関数係数、ｒはレンズ中心からの動径方向距離である。【００１７】
レンズデータは以下のとおりである。レンズデータにおいて長さの単位は、ミリメータである。また、材料のＰＭＭＡは、メタクリル酸メチル樹脂を表す。
【表１】
2009028686.tif 000004
【００１８】
上記の車両用灯具による色割れを評価するために、Ｚ＝１０ｍの位置にＺ軸と垂直な配光面を設ける。【００１９】
図２は、配光面の座標系を示す図である。図２の座標系は、配光面とＺ軸との交点を原点とし、配光面上でＸ軸と平行な方向をｘｓ軸とし、配光面上でＹ軸と平行な方向をｙｓ軸とする座標系である。図２は、配光面上における配光スポットも示している。【００２０】
図３の（ａ）乃至（ｄ）は、幾何光線追跡を使用したシミュレーションによって求めた、配光面上における光の強度分布を示す図である。図３の（ａ）乃至（ｄ）における点は、ｙｓの範囲（−２０から０）、（１から５）、（６から１０）、（１１から１５）および（１６から２０）ごとに別のマーカによって示している。  図３の（ｅ）乃至（ｈ）は、それぞれ、図３の（ａ）乃至（ｄ）に対応し、シミュレーションによって求めた、図３の（ａ）乃至（ｄ）上の点の色度座標における分布を示す図である。色度座標とは、国際照明委員会（ＣＩＥ）が定めた表色方法の一つである。色度座標におけるばらつきが大きいほど、色割れの程度が大きい。また、図３の（ｅ）乃至（ｈ）の右側には、以下の式によって定義される色度分散度をあわせて示す。それぞれの色度分散度は、（ａ）および（ｅ）に示した値、（ｂ）および（ｆ）に示した値、（ｃ）および（ｇ）に示した値、（ｄ）および（ｈ）に示した値から以下の式にしたがって計算される。【００２１】
色度分散度は、光源の色と配光スポットの縁付近での色の違いを評価するためのものであり、
【数２】
2009028686.tif 000005
と定義される。ここで、
【数３】
2009028686.tif 000006
は配光スポットの最大強度に対する配光面座標(xS,yS)での強度の比で０と１の間の値である。【００２２】
【数４】
2009028686.tif 000007
は色度座標において、光源の色度座標と配光面座標(xS,yS)での色度座標の距離、ｎは評価する点の数である。σ2の値が小さいほど強度を考慮した色分散（色割れ）の度合が小さいことになる。【００２３】
図３を参照すると、
【数５】
2009028686.tif 000008
の領域で、光源の色度座標からのずれが大きくなっている。これは、
【数６】
2009028686.tif 000009
の領域で、色割れが生じていることを意味する。他方、
【数７】
2009028686.tif 000010
の領域では実用上問題となる色割れは生じていない。したがって、色割れに対応するには、
【数８】
2009028686.tif 000011
の領域のみを考慮すればよい。図１から、配光面上において
【数９】
2009028686.tif 000012
に対応する領域は、投影レンズ１０７の
【数１０】
2009028686.tif 000013
の領域である。【００２４】
図４は、シェード１０５および投影レンズ１０７の側面図である。【００２５】
図５は、シェード１０５および投影レンズ１０７の上面図である。【００２６】
図４に示すように、シェードのすぐ上部（シェード上部領域１）を通過する光線は、配光パターンの上部（配光パターン領域１）を照射し、シェード上部領域１より上方にあるシェード上部領域２を通過する光線は配光パターン領域１より下方の配光パターン領域２を照射し、さらにシェード上部領域２より上方にあるシェード上部領域３を通過する光線は配光パターン領域２より下方の配光パターン領域３を照射している。【００２７】
実際に、シェード上部領域１付近を通過する光線のうち投影レンズ１０７の
【数１１】
2009028686.tif 000014
の領域を通過する光線が色割れの主要な原因となっているため、色割れの主要な原因となっている該光線の通過する領域を色割れ原因領域と呼称する（図４）。色割れ原因領域は、投影レンズ１０７の光通過領域の端部を含む領域である。シェード上部領域２やシェード上部領域３を通過する光のレンズによる色割れは、それぞれの下部を通過する光によって均一に緩和されてほぼ光源に近い色となるため問題にならない。【００２８】
そこで、投影レンズ１０７の所定の面において、色割れ原因領域を含む
【数１２】
2009028686.tif 000015
の領域で色割れに対応すればよい。Ｙ０は所定の定数であり、Ｙ０の定め方は後で説明する。色割れに対応するために、投影レンズ１０７の所定の面の上記領域に色割れ低減用の回折格子を設ける。【００２９】
図６は、投影レンズを含む光学系の設計方法を示す流れ図である。【００３０】
図６のステップＳ０１０において、シェード１０５と投影レンズ１０７との間の距離を設定する。【００３１】
図６のステップＳ０２０において、回折格子を設けずに投影レンズ１０７の面形状を決定する。【００３２】
図６のステップＳ０３０において、投影レンズ１０７の面において、回折格子を設ける領域を決定する。ここでは、投影レンズ１０７の出射面（非球面）の
【数１３】
2009028686.tif 000016
の領域に回折格子を設ける。【００３３】
Ｙ０の定め方について以下に説明する。【００３４】
配光面で色割れが発生する領域（ｙｓ≧０）に到達する光は、レンズのＹ≧０の領域を通過した光のみであるので、Ｙ＜０に回折格子を設ける必要はない。したがって、Ｙ０の値は０以上である。また、Ｙ０の値は投影レンズ１０７の有効半径よりも小さい値である。【００３５】
Ｙ０の値を０から投影レンズ１０７の有効半径の値に近づけると、色割れ低減効果は減少し、Ｙ０の値を投影レンズ１０７の有効半径の値とすれば、回折格子を設ける領域はなくなるので色割れ低減効果もゼロとなる。他方、投影レンズ１０７の回折格子を設けた領域は、後で説明するように透過率が低下するので、車両用灯具の光量を低下させないためには、回折格子を設ける領域をできるだけ小さくするのが望ましい。そこで、０以上で投影レンズ１０７の有効半径よりも小さい値の範囲で、色割れ低減効果が十分であるようにＹ０の値を定める。図８および図１０を使用して後で説明するように、シミュレーションによって色割れ低減効果を評価してＹ０の値を定めてもよい。【００３６】
図６のステップＳ０４０において、投影レンズ１０７の回折格子を設ける領域の面形状と回折格子の位相差関数を決定する。回折格子の設計は以下のように行う。通常のレンズ材料の持つ分散特性により生じる色収差を回折格子の逆分散特性で打ち消すように、土台（非球面）形状と回折格子の位相差関数を同時に決める。光源色からどの色の方向に色目をもっていくかについては、土台（非球面）形状と回折格子の位相差関数で決定される。【００３７】
上記の方法によって設計した投影レンズは、金型を作成して、該金型を使用して射出成型によって製造してもよい。【００３８】
図７は、本実施形態による投影レンズの格子を設けた面を示す図である。図７において斜線は格子を設けた領域を示す。Ｙ０は、投影レンズの有効半径ｒ０の０．５倍である。具体的に投影レンズの有効半径ｒ０は、２０ミリメータ、Ｙ０は、１０ミリメータである。【００３９】
シェード１０５の前面形状は、Ｘ軸方向に曲率を持つ、非球面シリンダ形状である。投影レンズ１０７の入射面は、全面球面であり、出射面は、全面非球面である。レンズデータは以下のとおりである。
【表２】
2009028686.tif 000017
【００４０】
図８の（ａ）乃至（ｄ）は、幾何学光線追跡を使用したシミュレーションによって求めた、図７に示した投影レンズを使用した場合の配光面上における光の強度分布を示す図である。図８の（ａ）乃至（ｄ）における点は、ｙｓの範囲（−２０から０）、（１から５）、（６から１０）、（１１から１５）および（１６から２０）ごとに別のマーカによって示している。【００４１】
図８の（ｅ）乃至（ｈ）は、それぞれ、図８の（ａ）乃至（ｄ）に対応し、シミュレーションによって求めた、図８の（ａ）乃至（ｄ）上の点の色度座標における分布を示す図である。また、図８の（ｅ）乃至（ｈ）の右側には、以下の式によって定義される色度分散度をあわせて示す。【００４２】
図８を図３と比較すると、色度座標におけるばらつきは大幅に減少している。また、図８に示した色度分散度は、図３に示した色度分散度の数分の一に減少している。【００４３】
図９は、比較例として全面に回折格子を設けた投影レンズの面を示す図である。【００４４】
シェード１０５の前面形状は、Ｘ軸方向に曲率を持つ、非球面シリンダ形状である。投影レンズ１０７の入射面は、全面球面であり、出射面は、全面非球面である。レンズデータは以下のとおりである。
【表３】
2009028686.tif 000018
【００４５】
図１０の（ａ）乃至（ｄ）は、幾何学光線追跡を使用したシミュレーションによって求めた、図９に示した投影レンズを使用した場合の配光面上における光の強度分布を示す図である。図１０の（ａ）乃至（ｄ）における点は、ｙｓの範囲（−２０から０）、（１から５）、（６から１０）、（１１から１５）および（１６から２０）ごとに別のマーカによって示している。【００４６】
図１０の（ｅ）乃至（ｈ）は、それぞれ、図１０の（ａ）乃至（ｄ）に対応し、シミュレーションによって求めた、図１０の（ａ）乃至（ｄ）上の点の色度座標における分布を示す図である。また、図１０の（ｅ）乃至（ｈ）の右側には、以下の式によって定義される色度分散度をあわせて示す。【００４７】
図１０を図８と比較すると、色度座標におけるばらつきや色度分散度はほぼ同じである。すなわち、図９に示すように全面に回折格子を設けても、図７に示すように
【数１４】
2009028686.tif 000019
の領域に回折格子を設けても色割れ低減の効果は変わらない。その理由は、図７に示す投影レンズの回折格子による色収差補正が、色割れ低減に十分であるためである。【００４８】
車両用灯具の光量を減少させないためには、投影レンズ上において回折格子を設ける領域をできるだけ小さくするのが望ましい。そこで、Ｙ０の値を０から増加させながら、シミュレーションを行って色割れ低減効果を求め、所望の色割れ低減効果を達成する最大の値をＹ０の値としてもよい。【００４９】
図１１は、回折格子の形状の一例を示す図である。図１１に示すように、回折格子には、製造過程において設計形状から離れた領域であるデッドゾーンが生じる。【００５０】
図１２は、回折格子の波長に対する透過率の関係の一例を示す図である。最適化波長（５４０ｎｍ）に対する透過率は約０．９３であり、４００ｎｍにおける透過率は０．６である。【００５１】
図１３は、投影型車両用灯具の構成の他の例を示す図である。【００５２】
光源１０１からの光はリフレクタ１０３で反射され、シェード１０５で一部が遮蔽された後、投影レンズ１０７よって集光された後、前方に照射される。シェード１０５は、カットオフラインを形成するために使用される。【００５３】
本構成の場合には、図４を使用して説明した色割れ原因領域は、投影レンズ１０７の光通過領域のＹ＜０の端部を含む領域である。【００５４】
したがって、投影レンズ１０７の出射面（非球面）の
【数１５】
2009028686.tif 000020
の領域に回折格子を設ける。【００５５】
Ｙ０の値は、０から有効半径の値の範囲で、色割れ低減効果および透過率を考慮して定める。【００５６】
焦点距離の短い波長の光ほど投影レンズにより大きく曲げられる。したがって、図１に示すように、投影レンズをコリメート条件で使用すると、焦点距離の短い波長の光は光軸と平行に進み、焦点距離の長い波長の光は光軸から若干遠ざかる方向に進むため、配光面位置において、スポットの最外部付近には、焦点距離の長い波長の光が到達する。一方、図１３に示すように、投影レンズを集光条件（投影レンズと配光面との間で一度集光する条件）で使用すると、焦点距離の短い波長の光は、焦点距離の長い波長の光に比べて大きな角度で集光されて配光面に到達するため、配光面位置において、スポットの最外部付近には、焦点距離の短い波長の光が到達する。このように、コリメート条件または集光条件を選択することによって、配光面のスポット縁付近での色割れの色目を変えることができ、色目の制御の可能な領域が広がることとなる。この結果、コリメート条件または集光条件の選択と回折格子とを組み合わせることにより、色目の制御と色割れ低減を同時に実現することができる。【００５７】
上記の説明において、投影レンズは、通常のレンズとしたが、投影レンズとしてフレネルレンズを使用することもできる。【００５８】
車両用灯具において、光源由来の熱が問題になることがある。通常の樹脂を使用することができない場合には、耐熱アクリルなどの熱に強い樹脂を用いることもできる。耐熱樹脂はガラスと比べると耐熱性は劣るが、車両用灯具の熱に対しては十分に耐えることができ、回折格子の成形性という点においてはガラスよりも有利である。【００５９】
本発明の他の実施形態について以下に説明する。以下の実施形態による車両用灯具は、光源の相関色温度を考慮して構成されている。相関色温度とは、ＣＩＥ  １９７６  ＵＣＳ色度図（uv座標系）上で、対象の色の座標点に対し、最も近い黒体放射の色の座標点を示す黒体の温度である。【００６０】
ｆおよびｆＤ
投影レンズの焦点距離をｆ、投影レンズに備えた回折面の焦点距離をｆＤによって表す。ｆおよびｆＤの決め方を以下に説明する。【００６１】
図１４は、ｆの決め方を説明するための図である。投影レンズ１０７の焦点距離ｆは、周縁光線２０５の追跡によって決める主点２０３と、周縁光線２０５が光軸２０１と交差する点２０７との間の距離である。シェードの反対側から投影レンズ１０７の有効径いっぱいに平行光線を入射し、シェード側に集光する条件で計算する。光線追跡は、波長589.3ｎｍの光に対して行う。【００６２】
図１５は、ｆＤの決め方を説明するための図である。投影レンズに備えた回折面の焦点距離をｆＤは、周縁光線２０５が通過する回折面上での位置と、その位置での回折格子ピッチから決定される。周縁光線が通過する回折面上の点と光軸との距離をｒ、周辺光線が通過する回折面上の点における格子ピッチをｄ、回折次数をｍ、光の波長をλとして、
fD=r/tan(arcsin(mλ/d))
である。光線追跡は、波長589.3ｎｍの光に対して行う。【００６３】
実施形態Ａ
図１６は、実施形態Ａによる車両用灯具の構成を示す図である。本実施形態において、投影レンズ１０７Ａを通過した光は集光されない。【００６４】
本実施形態において、光源の相関色温度は、3200Kより低い。以下において、相関色温度が3200Kより低い光源を低温光源と呼称する。また、本実施形態において、
fD／f ≦ 17
である。すなわち、回折面のパワーを相対的に強くすることによって、投影レンズ１０７Ａの回折面を備えた部分の青い光に対する焦点位置Ｂを、赤い光に対する焦点位置Ｒよりも光源側とする。シェード１０５Ａの光軸上の位置は、390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も投影レンズ１０７Ａに近い焦点位置より投影レンズ１０７Ａに近い側とする。本実施形態において、投影レンズ１０７Ａを通して照射される光束の周縁部には、青色光線が生じる。低温光源は、赤色がかっているが、周縁部に青色光線を生じさせることで、より低温側への色割れを防止することができる。【００６５】
実施形態Ｂ
図１７は、実施形態Ｂによる車両用灯具の構成を示す図である。本実施形態において、投影レンズ１０７Ｂを通過した光は集光されない。【００６６】
本実施形態において、光源の相関色温度は、3200K以上6500K以下である。以下において、相関色温度が3200K以上6500K以下である光源を中温光源と呼称する。また、本実施形態において、
15 ≦ fD／f ≦ 21 
である。すなわち、回折面のパワーを調整することにより、投影レンズ１０７Ｂの回折面を備えた部分の青い光に対する焦点位置Ｂと、赤い光に対する焦点位置Ｒとをほぼ一致させる。シェード１０５Ｂの光軸上の位置は、390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も投影レンズ１０７Ｂに近い焦点位置より投影レンズ１０７Ｂに近い側とする。本実施形態において、中温光源はほぼ白色とみなせるので、投影レンズ１０７Ｂによる色収差をできるだけ抑えることにより、色割れを低減することができる。【００６７】
実施形態Ｃ
図１８は、実施形態Ｃによる車両用灯具の構成を示す図である。本実施形態において、投影レンズ１０７Ｃを通過した光は集光されない。【００６８】
本実施形態において、光源の相関色温度は、6500Kより高い。以下において、相関色温度が6500Kより高い光源を高温光源と呼称する。また、本実施形態において、
19 ≦ fD／f
である。すなわち、回折面のパワーを相対的に弱くすることによって、投影レンズ１０７Ｃの回折面を備えた部分の赤い光に対する焦点位置Ｒを、青い光に対する焦点位置Ｂよりも光源側とする。シェード１０５Ｃの光軸上の位置は、390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も投影レンズ１０７Ｃに近い焦点位置より投影レンズ１０７Ｃに近い側とする。本実施形態において、投影レンズ１０７Ｃを通して照射される光束の周縁部には、赤色光線が生じる。高温光源は、青色がかっているが、周縁部に赤色光線を生じさせることで、より高温側への色割れを防止することができる。【００６９】
実施形態Ｄ
図１９は、実施形態Ｄによる車両用灯具の構成を示す図である。本実施形態において、投影レンズ１０７Ｄを通過した光は集光さる。【００７０】
本実施形態において、光源は、低温光源である。また、本実施形態において、
19 ≦ fD／f
である。すなわち、回折面のパワーを相対的に弱くすることによって、投影レンズ１０７Ｄの回折面を備えた部分の赤い光に対する焦点位置Ｒを、青い光に対する焦点位置Ｂよりも光源側とする。シェード１０５Ｄの光軸上の位置は、390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も投影レンズ１０７Ｄから遠い焦点位置より投影レンズ１０７Ｄから遠い側とする。本実施形態において、投影レンズ１０７Ｄを通して照射される光束の周縁部には、青色光線が生じる。低温光源は、赤色がかっているが、周縁部に青色光線を生じさせることで、より低温側への色割れを防止することができる。【００７１】
実施形態Ｅ
図２０は、実施形態Ｅによる車両用灯具の構成を示す図である。本実施形態において、投影レンズ１０７Ｅを通過した光は集光される。【００７２】
本実施形態において、光源は中温光源である。また、本実施形態において、
15 ≦ fD／f ≦ 21 
である。すなわち、回折面のパワーを調整することにより、投影レンズ１０７Ｂの回折面を備えた部分の青い光に対する焦点位置Ｂと、赤い光に対する焦点位置Ｒとをほぼ一致させる。シェード１０５Ｄの光軸上の位置は、390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も投影レンズ１０７Ｅから遠い焦点位置より投影レンズ１０７Ｅから遠い側とする。本実施形態において、中温光源はほぼ白色とみなせるので、投影レンズ１０７Ｅによる色収差をできるだけ抑えることにより、色割れを低減することができる。【００７３】
実施形態Ｆ
図２１は、実施形態Ｅによる車両用灯具の構成を示す図である。本実施形態において、投影レンズ１０７Ｆを通過した光は集光される。【００７４】
本実施形態において、光源は高温光源である。また、本実施形態において、
fD／f ≦ 17
である。すなわち、回折面のパワーを相対的に強くすることによって、投影レンズ１０７Ｆの回折面を備えた部分の青い光に対する焦点位置Ｂを、赤い光に対する焦点位置Ｒよりも光源側とする。シェード１０５Ｆの光軸上の位置は、390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も投影レンズ１０７Ｆから遠い焦点位置より投影レンズ１０７Ｆから遠い側とする。本実施形態において、投影レンズ１０７Ｆを通して照射される光束の周縁部には、赤色光線が生じる。高温光源は、青色がかっているが、周縁部に赤色光線を生じさせることで、より高温側への色割れを防止することができる。【００７５】
面光源を備えた実施形態
実施形態Ａ乃至Ｆの光源、リフレクタおよびシェードを、シェードの位置に配置する面光源によって置き換えることができる。面光源は、ほぼ平面の基板上にＬＥＤなどの発光素子をアレイ状として配置したものである。【００７６】
図２２は、面光源を使用した車両用灯具の構成を示す図である。一例として、実施形態Ｂに対応するものを示している。図１７のシェード１０７Ｂの位置に面光源１０９を配置している。面光源１０９の正面図を１０９１、１０９２として示した。面光源の発光部分は、１０９１ａおよび１０９２ａで表す。また、シェードに相当する面光源の非発光部分は、１０９１ｂおよび１０９２ｂで表す。面光源１０９２における発光部分と非発光部分の境界の段差は、車両用灯具の左側部分と右側部分の照射距離を変えるために設けられている。その他の実施形態のシェードの位置に面光源を配置することにより、同様に、面光源を備えた実施形態が得られる。【００７７】
図１、図１３およびズ２２において投影レンズは、通常のレンズとして示した。投影レンズは、フレネルレンズまたはシリンドリカルレンズを使用してもよい。【００７８】
実施例についての説明
以下に、上記の実施形態に対応する実施例を記載する。最初に実施例の記載について説明する。レンズ形状の式および回折格子の形状を表す式は、上記の式（１）および式（２）である。色割れ評価関数は、平均化していない評価関数
【数１６】
2009028686.tif 000021
を使用する。ここで、ｘｓをｈで表し、ｙｓをｖで表す。【００７９】
Irelative(h,v)
は、ｈ＝０、ｖ＝−４０（ｃｍ）における照度を１として規格化した相対照度である。【００８０】
Drelative(h,v)
は、中温光源の色度座標と（ｈ，ｖ）における色の色度座標との距離である。【００８１】
たとえば、ｈ＝０についての式（６）の評価関数は、ｖ＝−４０（ｃｍ）からｖ＝＋４０（ｃｍ）まで１ｃｍごとの値を積算することによって求める。式（６）の評価関数の値が小さいほど色割れが小さい。【００８２】
実施例は、幾何光線追跡を使用したシミュレーションによって求めた。幾何光線追跡を使用したシミュレーションは、シェード位置に面状の光源を設定し、前記面光源の無作為な位置から無作為な方向に光線を発生させ、投影レンズ全面を略均一に照射する条件の下、レンズ前方１０メートルの位置に配置した観測面上での各波長の到達光線の分布から、照度分布と色度座標を求める方法である。したがって、以下の実施例は、シェードを使用する実施形態および面光源を使用する実施形態の両方の実施例と考えることができる。【００８３】
シミュレーションに使用した光源の波長分布を以下の表に示す。【００８４】
中温光源の色度座標は、
x=0.352,y=0.353
であり、温度は、約4850Kである。
【表４】
2009028686.tif 000022
【００８５】
低温光源の色度座標は、
x=0.439,y=0.417
であり、温度は、約3150Kである。
【表５】
2009028686.tif 000023
【００８６】
高温光源の色度座標は、
x=0.312,y=0.329
であり、温度は、約6600Kである。
【表６】
2009028686.tif 000024
【００８７】
以下に実施例１乃至１４および比較例１乃至６を記載する。実施例１乃至１４および比較例１乃至６は、シェードおよび投影レンズの仕様と評価関数の値とを含む。【００８８】
実施例１
実施例１は、中温光源を使用し、実施形態Ｂに対応する。【００８９】
表７は、実施例１のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【００９０】
図２３は、実施例１による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表７】
2009028686.tif 000025
【００９１】
実施例２
実施例２は、中温光源を使用し、実施形態Ｅに対応する。【００９２】
表８は、実施例２のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【００９３】
図２４は、実施例２による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表８】
2009028686.tif 000026
【００９４】
実施例３
実施例３は、中温光源を使用し、実施形態Ｂに対応する。【００９５】
表９は、実施例３のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【００９６】
図２５は、実施例３による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表９】
2009028686.tif 000027
【００９７】
実施例４
実施例４は、中温光源を使用し、実施形態Ｂに対応する。【００９８】
表１０は、実施例４のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【００９９】
図２６は、実施例４による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表１０】
2009028686.tif 000028
【０１００】
実施例５
実施例５は、中温光源を使用し、実施形態Ｅに対応する。【０１０１】
表１１は、実施例５のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【０１０２】
図２７は、実施例５による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表１１】
2009028686.tif 000029
【０１０３】
実施例６
実施例６は、中温光源を使用し、実施形態Ｂに対応する。【０１０４】
表１２は、実施例６のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【０１０５】
図２８は、実施例６による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表１２】
2009028686.tif 000030
【０１０６】
実施例７
実施例７は、低温光源を使用し、実施形態Ａに対応する。【０１０７】
表１３は、実施例７のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【０１０８】
図２９は、実施例７による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表１３】
2009028686.tif 000031
【０１０９】
実施例８
実施例８は、高温光源を使用し、実施形態Ｆに対応する。【０１１０】
表１４は、実施例８のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【０１１１】
図３０は、実施例８による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表１４】
2009028686.tif 000032
【０１１２】
実施例９
実施例９は、低温光源を使用し、実施形態Ａに対応する。【０１１３】
表１５は、実施例９のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【０１１４】
図３１は、実施例９による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表１５】
2009028686.tif 000033
【０１１５】
実施例１０
実施例１０は、高温光源を使用し、実施形態Ｆに対応する。【０１１６】
表１６は、実施例１０のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【０１１７】
図３２は、実施例１０による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表１６】
2009028686.tif 000034
【０１１８】
実施例１１
実施例１１は、高温光源を使用し、実施形態Ｃに対応する。【０１１９】
表１７は、実施例１１のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【０１２０】
図３３は、実施例１１による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表１７】
2009028686.tif 000035
【０１２１】
実施例１２
実施例１２は、中温光源を使用し、実施形態Ｄに対応する。【０１２２】
表１８は、実施例１２のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【０１２３】
図３４は、実施例１２による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表１８】
2009028686.tif 000036
【０１２４】
実施例１３
実施例１３は、高温光源を使用し、実施形態Ｃに対応する。【０１２５】
表１９は、実施例１３のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【０１２６】
図３５は、実施例１３による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表１９】
2009028686.tif 000037
【０１２７】
実施例１４
実施例１４は、中温光源を使用し、実施形態Ｄに対応する。【０１２８】
表２０は、実施例１４のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【０１２９】
図３６は、実施例１４による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表２０】
2009028686.tif 000038
【０１３０】
比較例１
比較例１は、中温光源を使用し、実施形態Ｂに対応する実施例と比較されるものである。【０１３１】
表２１は、比較例１のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【０１３２】
図３７は、比較例１による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表２１】
2009028686.tif 000039
【０１３３】
比較例２
比較例２は、中温光源を使用し、実施形態Ｅに対応する実施例と比較されるものである。【０１３４】
表２２は、比較例２のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【０１３５】
図３８は、比較例２による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表２２】
2009028686.tif 000040
【０１３６】
比較例３
比較例３は、低温光源を使用し、実施形態Ａに対応する実施例と比較されるものである。【０１３７】
表２３は、比較例３のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【０１３８】
図３９は、比較例３による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表２３】
2009028686.tif 000041
【０１３９】
比較例４
比較例４は、低温光源を使用し、実施形態Ｄに対応する実施例と比較されるものである。【０１４０】
表２４は、比較例４のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【０１４１】
図４０は、比較例４による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表２４】
2009028686.tif 000042
【０１４２】
比較例５
比較例５は、高温光源を使用し、実施形態Ｃに対応する実施例と比較されるものである。【０１４３】
表２５は、比較例５のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【０１４４】
図４１は、比較例５による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表２５】
2009028686.tif 000043
【０１４５】
比較例６
比較例６は、高温光源を使用し、実施形態Ｆに対応する実施例と比較されるものである。【０１４６】
表２６は、比較例６のシェードおよび投影レンズの仕様と評価関数を示す。【０１４７】
図４２は、比較例６による配光面上における光の強度分布および光の色座標における分布を示す図である。
【表２６】
2009028686.tif 000044
【０１４８】
実施例の評価
実施形態Ａの実施例７および９の評価関数（合計値）を比較例３の評価関数（合計値）と比較すると、３０％未満であり、十分小さくなっている。【０１４９】
実施形態Ｂの実施例１、３、４および６の評価関数（合計値）を比較例１の評価関数（合計値）と比較すると、２５％未満であり、十分小さくなっている。【０１５０】
実施形態Ｃの実施例１１および１３の評価関数（合計値）を比較例５の評価関数（合計値）と比較すると、４５％未満であり、十分小さくなっている。【０１５１】
実施形態Ｄの実施例１２および１４の評価関数（合計値）を比較例４の評価関数（合計値）と比較すると、２５％未満であり、十分小さくなっている。【０１５２】
実施形態Ｅの実施例２および５の評価関数（合計値）を比較例２の評価関数（合計値）と比較すると、３０％未満であり、十分小さくなっている。【０１５３】
実施形態Ｆの実施例８および１０の評価関数（合計値）を比較例６の評価関数（合計値）と比較すると、２５％未満であり、十分小さくなっている。【０１５４】
このように本発明の実施形態によれば、光源の特性を考慮しながら色割れを大幅に低減することができる。【０１５５】
回折格子領域
図７は、集光しない条件（実施形態Ａ乃至Ｃに対応）における回折格子領域を示す図である。【０１５６】
投影レンズの光軸をＺ軸とし、水平方向および鉛直方向をＸ、Ｙ軸とする座標系において、Ｙ０を前記投影レンズの有効半径よりも小さい負でない定数として、投影レンズの回折格子を設ける面の
【数１７】
2009028686.tif 000045
の領域に回折格子を設ける。【０１５７】
集光する条件（実施形態Ｄ乃至Ｆに対応）においては、投影レンズの回折格子を設ける面の
【数１８】
2009028686.tif 000046
の領域に回折格子を設ける。【０１５８】
シミュレーション結果から、色消しを十分に行うのは、Ｙ０は、回折格子領域を通過する光の光量が投影レンズを通過する光の光量の５％以上となるようにするのが好ましい。投影レンズの全面を均一に光が通過しているとすると、
【数１９】
2009028686.tif 000047
であれば、回折格子領域を通過する光の光量が投影レンズを通過する光の光量の５％以上となる。【０１５９】
本発明の実施形態の特徴
本発明の実施形態の特徴を以下に説明する。【０１６０】
本発明の実施形態による車両用灯具は、前記端部が上端部であり、前記光源の相関色温度が3200Kより低く、
fD／f ≦ 17 
であり、前記シェードの光軸上の位置を、前記上端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズに近い焦点位置より前記投影レンズに近づけたことを特徴とする。【０１６１】
本実施形態において、投影レンズを通して照射される光束の周縁部には、青色光線が生じる。低温光源は、赤色がかっているが、周縁部に青色光線を生じさせることで、赤側への色割れを防止することができる。【０１６２】
本発明の実施形態による車両用灯具は、前記端部が上端部であり、前記光源の相関色温度が3200K以上6500K以下であり、
15 ≦ fD／f ≦ 21 
であり、前記シェードの光軸上の位置を、前記上端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズに近い焦点位置より前記投影レンズに近づけたことを特徴とする。【０１６３】
本実施形態において、中温光源はほぼ白色とみなせるので、投影レンズによる色収差をできるだけ抑えることにより、色割れを低減することができる。【０１６４】
本発明の実施形態による車両用灯具は、前記端部が上端部であり、前記光源の相関色温度が6500Kより高く、
19 ≦ fD／f
であり、前記シェードの光軸上の位置を、前記上端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズに近い焦点位置より前記投影レンズに近づけたことを特徴とする。【０１６５】
本実施形態において、投影レンズを通して照射される光束の周縁部には、赤色光線が生じる。高温光源は、青色がかっているが、周縁部に赤色光線を生じさせることで、青側への色割れを防止することができる。【０１６６】
本発明の実施形態による車両用灯具は、前記端部が下端部であり、前記光源の相関色温度が3200Kより低く、
19 ≦ fD／f
であり、前記シェードの光軸上の位置を、前記下端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズから遠い焦点位置より前記投影レンズから遠ざけたことを特徴とする。【０１６７】
本実施形態において、投影レンズを通して照射される光束の周縁部には、青色光線が生じる。低温光源は、赤色がかっているが、周縁部に青色光線を生じさせることで、赤側への色割れを防止することができる。【０１６８】
本発明の実施形態による車両用灯具は、前記端部が下端部であり、前記光源の相関色温度が3200K以上6500K以下であり、
15 ≦ fD／f ≦ 21 
であり、前記シェードの光軸上の位置を、前記下端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズから遠い焦点位置より前記投影レンズから遠ざけたことを特徴とする。【０１６９】
本実施形態において、中温光源はほぼ白色とみなせるので、投影レンズによる色収差をできるだけ抑えることにより、色割れを低減することができる。【０１７０】
本発明の実施形態による車両用灯具は、前記端部が下端部であり、前記光源の相関色温度が6500Kより高く、
fD／f ≦ 17
であり、前記シェードの光軸上の位置を、前記下端部を通過する390nmから700nmの波長の光に対する焦点位置のうち、最も前記投影レンズから遠い焦点位置より前記投影レンズから遠ざけたことを特徴とする。【０１７１】
本実施形態において、投影レンズを通して照射される光束の周縁部には、赤色光線が生じる。高温光源は、青色がかっているが、周縁部に赤色光線を生じさせることで、青側への色割れを防止することができる。【０１７２】
本発明の実施形態による車両用灯具は、前記投影レンズの光軸をＺ軸とし、水平方向および鉛直方向をＸ、Ｙ軸とする座標系において、Ｙ０を前記投影レンズの有効半径よりも小さい負でない定数として、前記投影レンズの回折格子を設ける面の
【数２０】
2009028686.tif 000048
の領域に回折格子を設けたことを特徴とする。【０１７３】
本実施形態による車両用灯具は、低コストで簡単に製造することができる。【０１７４】
本発明の実施形態による車両用灯具は、前記投影レンズの光軸をＺ軸とし、水平方向および鉛直方向をＸ、Ｙ軸とする座標系において、Ｙ０を前記投影レンズの有効半径よりも小さい負でない定数として、前記投影レンズの回折格子を設ける面の
【数２１】
2009028686.tif 000049
の領域に回折格子を設けたことを特徴とする。【０１７５】
本実施形態による車両用灯具は、低コストで簡単に製造することができる。【０１７６】
本発明の実施形態による車両用灯具は、前記投影レンズがフレネルレンズであり、前記フレネルレンズ上に回折格子を設けたことを特徴とする。【０１７７】
本実施形態による車両用灯具は、低コストで簡単に製造することができる。【０１７８】
本発明の実施形態による車両用灯具は、前記投影レンズがシリンドリカルレンズであり、前記シリンドリカルレンズに回折格子を設けたことを特徴とする。【０１７９】
本実施形態による車両用灯具は、配光の水平方向の端付近での色割れを低減しやすいという利点がある。【０１８０】
本発明の実施形態による車両用灯具は、前記光源がＬＥＤであることを特徴とする。【０１８１】
本実施形態による車両用灯具は、光学系を小型化しやすいという利点がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【国際調査報告】
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