CN109899764A - 车辆用灯具系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用灯具系统。减少液晶元件的温度不均，并且形成具有作为车辆用灯具所期望得到的光的照度分布的配光图案。车辆用灯具系统能够将向本车辆的周围照射的光的照射图案设定为可变，其具备：光源；第1光学系统，其使来自光源的光的强度分布均匀化；液晶元件，其对从第1光学系统射出的光进行调制而形成像；驱动部，其对液晶元件进行驱动；以及第2光学系统，其投射由液晶元件形成的像，第2光学系统具有中心轴，越远离该中心轴，则越以相对大的放大率投射入射到包含该中心轴的面上的像。

Description

车辆用灯具系统
技术领域
本发明涉及用于进行由车辆用灯具向本车辆周边选择性地照射光的技术。
背景技术
已知一种车辆用前照灯系统，根据存在于本车辆的前方的相向车辆、先行车辆(以下，将它们称为前方车辆)的位置来设定本车辆的前照灯单元所发出的光的照射范围和非照射范围，从而选择性地进行光照射。关于这样的车辆用前照灯系统的在先示例例如已在日本特开平7-108873号公报中公开。在这种车辆用前照灯系统中，在本车辆的前方的规定位置(例如前窗中央上部)设置照相机，通过图像处理检测出由该照相机拍摄到的前方车辆的车身或者尾灯、前照灯的位置。并且，以使得来自本车辆的前照灯单元的光不照射在被检测出的前方车辆的部分上的方式来进行配光控制。另外，还已知为了控制光的照射范围和非照射范围而使用液晶元件的技术(例如，参照日本特开平6－191346号公报)。
另外，一般地，作为朝向车辆前方的照射光，优选中央(车辆的正面方向)的照度相对而言更高的照度分布。这是为了进一步提高关于车辆的前方中央的可视性。因此，一直以来，在入射到液晶元件的时刻使光的强度分布如上述那样形成为越靠近中央则越高，在通过液晶元件形成与所需要的配光图案对应的像之后，将该像向车辆前方均匀地放大投影。
然而，在该情况下，入射的光的强度根据液晶元件的位置不同而有较大差异。由于是用作车辆用灯具，因此光源的光强度较高，因此在由该光产生的热导致液晶元件的温度上升时，会产生与光强度分布对应的温度分布。若产生这样的温度分布，则液晶元件的透光率变化会产生不均，因此有时无法得到良好的配光图案。
专利文献1：日本特开平7-108873号公报
专利文献2：日本特开平6-191346号公报
发明内容
本发明的具体方式的目的之一在于，减少液晶元件的温度不均，并且形成具有作为车辆用灯具所期望得到的光的照度分布的配光图案。
本发明的一个方式的车辆用灯具系统(a)能够将向本车辆的周围照射的光的照射图案设定为可变，该车辆用灯具系统具备：(b)光源；(c)第1光学系统，其使来自所述光源的光的强度分布变得均匀；(d)液晶元件，其对从所述第1光学系统出射的光进行调制并形成像；(e)驱动部，其对所述液晶元件进行驱动；以及(f)第2光学系统，其投射由所述液晶元件形成的所述像，(g)所述第2光学系统具有中心轴，在投射入射到包含该中心轴的面上的所述像时，使用越远离该中心轴则越相对较大的放大率。
其中，本说明书中的关于光的强度分布的“均匀化”是指，使入射到第1光学系统前的光的强度分布(作为一例是照度分布)变得平坦，或者即使不平坦也尽量减少了光的强度分布中的强度差。
根据上述各结构，能够形成减少了液晶元件的温度不均，并且具有作为车辆用灯具所期望得到的光的照度分布的配光图案。
附图说明
图1是表示一个实施方式的车辆用前照灯系统的结构的图。
图2是示意性地表示液晶元件的结构例的剖视图。
图3是表示车辆用前照灯系统中的液晶元件及光学系统的结构的俯视图。
图4是示意性地表示投射光学系统的投射图案的图。
图5是表示变形例的车辆用前照灯系统的结构的图。
图6是表示变形例的车辆用前照灯系统的结构的图。
图7是表示变形例的车辆用前照灯系统的结构的图。
图8是示意性地表示其他实施方式的投射光学系统的投射图案的图。
图9是示意性地表示投射光学系统的投射图案的变形例的图。
标号说明
1：光源，2：入射光学系统，3：液晶元件，4：驱动电路，5：控制部，6：投射光学系统，7：壳体，8：照相机，9：虚拟屏幕，40：像，41：投射图案(配光图案)，400：像素区域组，400a：组。
具体实施方式
图1是表示一个实施方式的车辆用前照灯系统的结构的图。图1所示的车辆用灯具系统构成为包含：光源1、入射光学系统2、液晶元件3、驱动电路4、控制部5、投射光学系统6及照相机8。照相机8以外的各结构要素例如被收纳于壳体7中。该车辆用前照灯系统用于与存在于本车辆的周围的前方车辆、步行者等的位置对应地将包含前方车辆等的位置的一定范围设定为非照射范围，将除此以外的范围设定为光照射范围来选择性地进行光照射。
光源1构成为包含例如将放出蓝色光的发光元件(LED)与黄色荧光体组合而构成的白色光LED(发光二极管)。另外，作为光源1，除了LED之外，还可以使用激光器以及灯泡、放电灯等在车辆用灯单元中通常使用的光源。光源1的点灯灭灯状态由控制部5控制。
入射光学系统2用于使从光源1放出的光成为大致平行光，例如可使用凸透镜。在该情况下，能够通过在凸透镜的焦点附近配置光源1而生成平行光。另外，作为入射光学系统2，可使用透镜、反射镜以及将它们组合而成的结构。
液晶元件3具有例如能够分别独立控制的多个像素区域(光调制区域)，根据由驱动电路4施加给液晶层的施加电压的大小而将各像素区域的透光率设定成可变。来自光源1的光透过该液晶元件3，从而形成具有与上述光照射范围和非照射范围对应的明暗的像。本实施方式的液晶元件3具备垂直取向型的液晶层，并且具备被正交尼科尔配置的一对偏光板，在不向液晶层施加电压(或者施加阈值以下的电压)的情况下，成为光透过率极低的状态(遮光状态)，在向液晶层施加电压的情况下，成为光透过率相对高的状态(透光状态)。即，本实施方式的液晶元件3是所谓常闭型(常黑型)的液晶元件。
驱动电路(驱动部)4基于从控制部5供给的控制信号向液晶元件3供给驱动电压，从而分别控制液晶元件3的各像素区域中的液晶层的取向状态。
控制部(配光控制部)5基于由对本车辆的前方进行拍摄的照相机8得到的图像进行图像处理，从而检测前方车辆等的位置，设定将检测出的前方车辆等的位置作为非照射范围，并将其以外的区域作为光照射范围的配光图案，生成用于形成与该配光图案对应的像的控制信号并提供给驱动电路4。该控制部5例如通过在具有CPU、ROM、RAM等的计算机系统中执行规定动作程序来实现。
投射光学系统6将由透过液晶元件3的光形成的像(具有与光照射范围和非照射范围对应的明暗的像)放大成前照灯用配光，并向本车辆的前方投射，投射光学系统6使用适当设计的透镜。另外，作为投射光学系统6，可使用透镜、反射镜以及它们的组合。
照相机8对本车辆的前方进行拍摄并输出该图像(信息)，并且被配置于本车辆内的规定位置处(例如，前窗内侧上部)。另外，当在本车辆具备用于其他用途(例如，自动制动系统等)的照相机时，也可以共用该照相机。另外，在不进行这样的共用的情况下，也可以将照相机8设于壳体7内。
图2是示意性地表示液晶元件的结构例的剖视图。图2所示的结构例的液晶元件3构成为包含：对置配置的上基板11和下基板12；设于上基板11上的多个第1电极13；设于下基板12上的多个第2电极14；设于上基板11上的第1取向膜15；设于下基板12上的第2取向膜16；配置于上基板11与下基板12之间的液晶层17；以及一对偏光板18、19。
上基板11及下基板12是分别在俯视时为矩形状的基板，相互对置地配置。作为各基板，例如可使用玻璃基板、塑料基板等透明基板。在上基板11与下基板12之间均匀地分散配置例如多个分隔件，通过这些分隔件将基板间隙保持为所希望的大小(例如几μm的程度)。
各第1电极13例如由设于上基板11的一面侧，在与纸面垂直的方向上延伸并且排列在纸面的左右方向上的多个导电膜构成。各第2电极14例如由设于下基板12的一面侧，在纸面的左右方向上延伸并且在与纸面垂直的方向上排列的多个导电膜构成。各第1电极13与各第2电极14的重叠区域分别构成上述像素区域(光调制区域)。各电极分别例如通过对氧化铟锡(ITO)等透明导电膜进行适当构图而构成。另外，这里省略了图示，在各电极的上表面上还可以设置绝缘膜。
第1取向膜15设置为在上基板11的一面侧覆盖第1电极13。第2取向膜16设置为在下基板12的一面侧覆盖各第2电极14。作为各取向膜，使用将液晶层17的取向状态限制为垂直取向的垂直取向膜。对各取向膜实施了摩擦处理等单轴取向处理，从而具有向一个方向的取向限制力。将对于各取向膜进行取向处理的方向例如设定为彼此不同(反平行)。
液晶层17设于上基板11与下基板12之间。在本实施方式中，介电常数异向性Δε为负且不包含手性材料，使用具有流动性的向列型液晶材料构成液晶层17。本实施方式的液晶层17成为在不施加电压时的液晶分子的取向方向朝一个方向倾斜的状态，设定为相对于各基板面大致具有88°以上且小于90°的范围内的预倾角的大致垂直取向。
一对偏光板18、19例如使各自的吸收轴大致垂直，并且隔着上基板11和下基板12而对置配置。在本实施方式中，所针对的是在不对液晶层17施加电压时光被遮蔽(透光率极低)的动作模式、即常闭模式。
该液晶元件3例如具备：沿俯视基板面时的上下方向延伸且在左右方向上排列的多个第1电极；以及沿左右方向延伸且在上下方向上排列的多个第2电极。作为各第1电极与各第2电极在俯视时重叠的各区域的像素区域共有336个，这些像素区域排列成矩阵状。在本实施方式中，各像素区域的形状全都相同，例如构成为正方形。各第1电极13与各第2电极14连接于驱动电路4，例如以1/7占空比被单纯矩阵驱动。另外，液晶元件3不限定于这样的单纯矩阵型，可以是静态型，也可以是按照每个像素具有薄膜晶体管等开关元件的有源矩阵型。
图3是表示车辆用前照灯系统中的液晶元件及光学系统的结构的俯视图。其中，示出了从上方观察车辆水平方向的俯视图。图中，右侧对应于车辆前方。另外，在图中，上侧对应于照射方向左侧，下侧对应于照射方向右侧。
在图3所示的光学系统中，作为入射光学系统2而使用了单面平凸透镜(平凸透镜)。该单面平凸透镜配置为使平坦面与光源1对置。光源1配置为其光射出位置与单面平凸透镜的焦点附近大致一致。通过这样的配置，能够将从光源1扩散并出射的光转换为平行光并使其变得均匀。从光源1入射，并从作为入射光学系统2的单面平凸透镜出射的平行光向液晶元件3入射。作为入射到该液晶元件3的光的照度，如在图中示意性地示出其分布那样，成为中心附近(与车辆前方的中心对应的部分)的照度相对稍高且左右对称的照度分布，但相比从光源1出射而入射到入射光学系统2之前的光的照度分布而言，照度的高低差较小，即成为变得均匀的缓和的照度分布。这反映出例如像上述那样使用白色LED作为光源1的情况下的光源1自身的发光特性。
作为投射光学系统6，例如使用单面平凹透镜(平凹透镜)。该单平凹透镜配置为使平坦面与液晶元件3对置。本实施方式的单面平凹透镜具有如下透镜形状：在单面平凹透镜的中心轴(光轴)的附近，曲面(折射面)的曲率相对较小，越离开中心而朝向周边部则曲面的曲率越相对变大。由此，越是入射到曲面的周边部的光，则越以从中心轴离开的方式折射前进。在图中，作为用于容易了解单面平凹透镜的曲面的曲率的变化而进行的比较，用虚线示出了圆。通过这样的透镜形状，以相同面积向单面平凹透镜入射的光在越靠单面平凹透镜的周边部则面积越扩大的状态下，以相对较大的面积照射在被设计在车辆前方的虚拟屏幕9上。相反地，由于越靠单面平凹透镜的中心轴附近的部分则折射越小，因此虚拟屏幕9上被照射光的面积相对变小。
根据这样的关系，虚拟屏幕9上的光的照度的分布如图中示意性地所示那样，与入射到液晶元件3的光的照度分布相比，高低差的程度(高度比)变大。这样的越靠近中心则越变得相对明亮的照度分布优选作为向车辆前方照射的光的照度分布。另外，图3中示出的是从上侧观察车辆前后方向的俯视图，而在从横向观察车辆上下方向时也可以成为同样的情况。
图4是示意性地示出投射光学系统的投射图案的图。另外，在本实施方式中，形成了336个能够分别控制光的照射状态的光控制区域，但为了方便说明，在图4中以矩形示出它们之中的位于中心附近的35个光控制区域。在各光控制区域中，以如下方式投射像：按照投射光学系统6的焦距的分布、即放大率的分布，使得随着越靠近中心部，则图中的x方向、y方向上的投射图案的放大率均越变小，而随着越离开中心部而趋向周边，则图中的x方向、y方向上的投射图案的放大率均越变大。
例如，如图中左上侧所示，如果由液晶元件3形成的像40(参照图3)中的与各光控制区域对应的各区域全部是相同大小的正方形，则在由于该像40入射到投射光学系统6而形成的投射图案41(参照图3)的各光控制区域中，在x方向、y方向上均为越靠中央而宽度越变窄，越靠周边则宽度越变大。由此，越靠近投射图案41的中央部的区域，则越能够实现精细的光控制。这样的投射图案在向车辆的前方照射的情况下是优选的。另外，图示仅为一例，x方向、y方向上的放大率不限定于此，另外，各光控制区域的形状也不限定于矩形。
从光的照度分布来看，由投射光学系统6形成的投射图案41的光的照度分布与由入射光学系统2形成的向液晶元件3入射的入射光的照度分布(相对缓和的照度分布)相比，照度的高低差的程度进一步变大。在此所述的“照度的高低差的程度”能够例如由最大照度与最小照度之比来表示。即，通过按照透镜曲率的分布(放大率的分布)来调整照度分布，从而能够得到中心部与周边部的照度差增大的投射图案41。优选将这样的投射图案作为向车辆的前方照射的光的照度分布。
根据以上这样的实施方式，通过使入射光均匀化而能够形成减少了液晶元件的温度不均，并且具有作为车辆用灯具所期望得到的光的照度分布的配光图案。
另外，本发明不限定于上述实施方式的内容，可以在本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。例如，向液晶元件3入射的入射光的照度分布优选尽可能均匀，因此作为入射光学系统2，也可以使用将杆透镜与远心光学系统(远心透镜)组合起来的结构。由此，能够使向液晶元件入射的入射光的照度分布更均匀。
另外，在上述实施方式中，对于为了进行与存在于本车辆的前方的车辆等的位置对应的选择性的光照射而使用液晶元件的车辆用灯具系统进行了说明，但本发明的应用范围不限定于此。例如，也可以将本发明用于对应于本车辆的行进方向而向该方向照射光的自适应前照灯系统(Adaptive Front-Lighting System：AFS)所使用的车辆用灯具系统中。另外，例如，还可以将本发明用于为了通知存在本车辆前方的步行者等而向该步行者等的存在方向照射标记光束这样的车辆用灯具系统中。
另外，在上述实施方式中，作为投射光学系统6的一例而举出了单面平凹透镜(平凹透镜)，但用作投射光学系统6的透镜不限定于单面平凹透镜，还可以使用单面平凸透镜、双凸透镜、双凹透镜、凹面镜、凸面镜等各种光学系统。
图5是用于对使用凸透镜(单面平凸透镜)作为投射光学系统的变形例的结构进行说明的图。作为该投射光学系统6的凸透镜被配置为使平坦面与液晶元件3对置。本实施方式的凸透镜具有如下透镜形状：与平坦面相对的曲面(折射面)的曲率在中心轴(光轴)的附近相对较小，越离开中心而朝向周边部则越相对变大。在使用该凸透镜构成投射光学系统6的情况下，如图所示，从液晶元件3出射的像透过投射光学系统6后，一时汇聚焦点(聚光点)，此后以扩散方式投射。在投射光学系统6中，越靠近中心轴则折射面的焦距越长，越远离中心轴则该焦距越短，因此虚拟屏幕9上的光的照度分布与上述实施方式的情况相同。
图6是用于对使用凹面镜作为投射光学系统的变形例的结构进行说明的图。作为该投射光学系统6的凹面镜被配置为使反射面与液晶元件3对置。在该情况下，如图6(A)中虚线所示，例如将光源1、投射光学系统2、液晶元件3配置于投射光学系统6的下方，配置为使得从液晶元件3出射的像入射到凹面镜的反射面上。图6(B)是示意性地表示该配置状态的图。为了简化说明，仅示出了光源1和投射光学系统6。作为投射光学系统6的凹面镜配置为，其反射面相对于车辆上下方向(图中，与上下方向对应)倾斜，从而反射光向车辆前方行进。凹面镜具有如下形状：反射面的曲率在中心轴(光轴)的附近相对较小，越离开中心而朝向周边部则越相对变大。在使用该凹面镜构成投射光学系统6的情况下，如图所示，从液晶元件3出射的像由投射光学系统6反射后，一时汇聚焦点(聚光点)，之后以扩散方式投射。在投射光学系统6中，越靠近中心轴则反射面的焦距越长，越远离中心轴则该焦距越短，因此虚拟屏幕9上的光的照度分布与上述实施方式的情况相同。
图7是用于对使用凸面镜作为投射光学系统的变形例的结构进行说明的图。作为该投射光学系统6的凸面镜被配置为使反射面与液晶元件3对置。在该情况下，如图7虚线所示，例如将光源1、入射光学系统2、液晶元件3配置于投射光学系统6的下方，配置为使得从液晶元件3出射的像入射到凸面镜的反射面上。与图6(B)所示的配置相同，作为投射光学系统6的凸面镜配置为，其反射面相对于车辆上下方向(图中，与上下方向对应)倾斜，由此反射光向车辆前方行进。凸面镜具有如下形状：反射面的曲率在中心轴(光轴)的附近相对较小，越离开中心而朝向周边部则越相对变大。在使用该凸面镜构成投射光学系统6的情况下，如图所示，从液晶元件3出射的像在由投射光学系统6反射后扩散并投射。在投射光学系统6中，越靠近中心轴则反射面的焦距越长，越远离中心轴则该焦距越短，因此虚拟屏幕9上的光的照度分布与上述实施方式的情况相同。
并且，图8是示意性地示出其他实施方式的投射光学系统的投射图案的图。另外，在本实施方式中，形成了336个能够分别控制光的照射状态的光控制区域，但为了方便说明，在图8中以矩形分别示出了它们之中的中心附近的35个光控制区域。在各光控制区域以如下方式投射：按照投射光学系统6的焦距的分布即按照放大率的分布，使得越靠近中心部则图中的x方向、y方向上的投射图案的放大率均越变小，越离开中心部而朝向周边则图中的x方向、y方向上的投射图案的放大率均越变大。
在此，液晶元件3中的像素区域组400分别在x方向、y方向上以越靠近中心部(将中心轴延长得到的轴的位置)则其宽度(长度)越大，越靠周边则宽度越小的方式形成各像素区域。因此，由液晶元件3形成的像40(参照图3)也分别在x方向、y方向上以越靠近中心则其宽度(长度)越大，越靠周边则宽度越小的方式形成。这样的基于像40入射到投射光学系统6而形成的投射图案41(参照图3)的各光控制区域在x方向、y方向上都形成为越靠周边部则其宽度越变大从而面积越大，因此如图所示那样，能够成为全部相同的形状(或者相似的形状)。由此，能够使投射图案41的各光控制区域为相同宽度(xy各方向)，并且能够实现越靠中央部则越明亮的状态的光控制。另外，图示仅为一例，x方向、y方向的放大率不限定于此，另外，各光控制区域的形状不限定于矩形，也可以并非全部均是严格意义上的相同形状。
根据以上这样的实施方式，通过使入射光均匀化而能够形成降低了液晶元件的温度不均，并且具有作为车辆用灯具所期望得到的光的照度分布的配光图案。
另外，在上述实施方式中，示出了各光控制区域与各像素区域一对一对应的情况，但如图9中举例示出的那样，也可以使液晶元件3的各像素区域进一步高精细化，使多个像素区域分别对应每一个光控制区域来进行驱动。
具体而言，作为液晶元件3的各像素区域，也可以例如设置在上下方向(铅直方向)上分割400个部分，并在左右方向(水平方向)上分割1000个部分而得到的400000个像素区域，并单独地对各像素区域进行驱动。在该情况下，作为驱动方式，例如优选使薄膜晶体管与各像素区域相对应地来进行驱动的有源矩阵方式，但不限于此。该情况下的像素区域组400如图所示，对与每一个光控制区域相对应的多个像素区域进行分组，以使属于各个组400a的多个像素区域为大致相同透过率的方式同步地对各个组400a的像素区域进行驱动。即，像40中的与各光控制区域对应的各区域分别对应着多个像素区域。由此，针对各光控制区域而分别实现了单独的点亮控制。在该情况下的各光控制区域所对应的各像素区域可以是相同形状(例如正方形状)，也可以包含不同形状。在这样的实施方式中，如图所示，与投射光学系统6的放大率的分布对应地，越是靠近投射图案41的各光控制区域的中心部(将中心轴延长而得到的轴的位置)的光控制区域所对应的组400a，则对应相对而言越多的像素区域，越是远离周边部的光控制区域所对应的组400a，则对应相对而言越少的像素区域。

Claims (9)

1.一种车辆用灯具系统，其能够可变地设定向本车辆的周围照射的光的照射图案，其特征在于，该车辆用灯具系统具备：
光源；
第1光学系统，其使来自所述光源的光的强度分布变得均匀；
液晶元件，其对从所述第1光学系统出射的光进行调制而形成像；
驱动部，其对所述液晶元件进行驱动；以及
第2光学系统，其投射由所述液晶元件形成的所述像，
所述第2光学系统具有中心轴，按照越远离该中心轴则相对地越大的放大率，投射入射到包含该中心轴的面上的所述像。
2.根据权利要求1所述的车辆用灯具系统，其特征在于，
所述液晶元件具有多个像素区域，
越靠近所述中心轴的延长轴则所述多个像素区域相对地越大，越远离该延长轴则所述多个像素区域越小。
3.根据权利要求1所述的车辆用灯具系统，其特征在于，
所述液晶元件具有多个像素区域，
所述多个像素区域被分为多个组，针对每一个该组同步地对像素区域进行驱动，
越是靠近所述中心轴的延长轴的组，属于各个所述组的所述像素电极的数量相对地越多，越是远离该延长轴的组，属于各个所述组的所述像素电极的数量越少。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的车辆用灯具系统，其特征在于，
所述第1光学系统使来自所述光源的光成为大致平行光。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的车辆用灯具系统，其特征在于，
所述第1光学系统包含单面平凸透镜。
6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的车辆用灯具系统，其特征在于，
所述第1光学系统包含杆透镜和远心光学系统。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的车辆用灯具系统，其特征在于，
所述第2光学系统具有折射面或者反射面，越靠近所述中心轴则所述折射面或者反射面的焦距越长，越远离所述中心轴则该焦距越短。
8.根据权利要求1至6中的任意一项所述的车辆用灯具系统，其特征在于，
所述第2光学系统具有折射面或者反射面，越靠近所述中心轴则所述折射面或者反射面的曲率越小，越远离所述中心轴则该曲率越大。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的车辆用灯具系统，其特征在于，
该车辆用灯具系统还包含配光控制部，该配光控制部与存在于所述本车辆的周边的对象物对应地设定配光图案，并控制所述驱动部以形成与该配光图案对应的所述像。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111396826A (zh) * 2020-05-08 2020-07-10 东风汽车有限公司 一种光学系统、汽车大灯及汽车
CN114423991A (zh) * 2019-09-19 2022-04-29 株式会社小糸制作所 车辆用红外线灯具系统、车辆用红外线传感器系统、车辆用红外线传感器内置灯具及光学传感器内置灯具
WO2023035137A1 (zh) * 2021-09-08 2023-03-16 浙江智马达智能科技有限公司 一种车用液晶投影灯及车辆

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2973750B2 (ja) 1992-03-31 1999-11-08 松下電器産業株式会社 照明光学装置とそれを用いた投写型表示装置
JPH06191346A (ja) 1992-12-28 1994-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 自動車前照灯システム
JP2861754B2 (ja) 1993-10-14 1999-02-24 トヨタ自動車株式会社 ヘッドランプの配光制御装置
JP3506284B2 (ja) 1995-04-12 2004-03-15 ソニー株式会社 プロジエクタ装置
KR100228680B1 (ko) 1997-05-26 1999-11-01 윤종용 프레넬 스크램블러를 구비한 프로젝션디스플레이장치
JP2005258469A (ja) * 2005-05-23 2005-09-22 Sony Corp 照明装置
JP2007066811A (ja) * 2005-09-01 2007-03-15 Koito Mfg Co Ltd 車両用灯具
JP5287121B2 (ja) 2008-10-14 2013-09-11 株式会社豊田中央研究所 車両用照明装置
JP5957937B2 (ja) * 2012-02-16 2016-07-27 セイコーエプソン株式会社 照明装置およびプロジェクター
JP2014144725A (ja) 2013-01-30 2014-08-14 Koito Mfg Co Ltd 車両情報表示装置
DE102013108811A1 (de) 2013-08-14 2015-02-19 Cobra Electronic Gmbh & Co. Kg Leuchte, insbesondere Scheinwerfer
US10214141B2 (en) * 2014-06-18 2019-02-26 Maxell, Ltd. Headlight device and vehicle device using same
DE102015109837A1 (de) * 2015-06-19 2016-12-22 Hella Kgaa Hueck & Co. Vorrichtung zum Erzeugen von Lichtverteilungen für Scheinwerfer für ein Fahrzeug sowie Scheinwerfer für ein Fahrzeug

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114423991A (zh) * 2019-09-19 2022-04-29 株式会社小糸制作所 车辆用红外线灯具系统、车辆用红外线传感器系统、车辆用红外线传感器内置灯具及光学传感器内置灯具
CN111396826A (zh) * 2020-05-08 2020-07-10 东风汽车有限公司 一种光学系统、汽车大灯及汽车
WO2023035137A1 (zh) * 2021-09-08 2023-03-16 浙江智马达智能科技有限公司 一种车用液晶投影灯及车辆

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