CN110531567B - 照明装置、光投影系统 - Google Patents

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Abstract

提供照明装置和光投影系统，能够获得各种配光图案且光利用效率也优异。该照明装置具有：光源；光转换部，其使来自光源的射出光成为大致平行光；光调制部，其具有配置成使得大致平行光能够入射的多个像素区域，能够在该像素区域中的各个区域中单独地切换透光状态与光散射状态；以及投影透镜，其配置于大致平行光的光路上且位于光调制部的光射出侧，将使用大致平行光由光调制部形成的像投影。

Description

照明装置、光投影系统
技术领域
本发明涉及例如用作车辆用灯具的优选的照明装置以及具有该照明装置的光投影系统。
背景技术
在日本特许第5238124号公报(专利文献1)中记载了如下车辆用灯具：将具有彼此相邻的光栅部和非光栅部的液晶光学元件配置于光源与透镜之间来可变地设定配光图案。该车辆用灯具的液晶光学元件在不施加电压时利用光栅部和非光栅部的分子排列以及折射率的均匀性来表示透明状态，在施加电压时根据光栅部与非光栅部7之间的折射率差，将在液晶层内被引导的光向规定方向折射而表现出散射状态。而且，在未对液晶光学元件施加有电压的情况下，能够获得由光源和透镜确定的基本配光图案，在施加电压时，能够获得在水平方向比基本配光图案更扩大的配光图案。
但是，在上述现有的车辆用灯具中，通过对施加给液晶光学元件的电压进行增减，能够可变地设定配光图案的水平方向的宽度，但无法获得除此以外的配光图案，在这方面存在改良的余地。例如，在如想获得与存在于本车辆的前方的其他车辆、行人等的状况对应的各种配光图案的情况下，在上述的车辆用灯具中难以实现。对此还考虑有置换为例如上述的车辆用灯具中的液晶光学元件并使用具有公知的偏光片的液晶元件，但在该情况下，存在光利用效率下降的不良情况。另外，这样的问题不限于作为车辆用灯具的用途，而是在期望设定各种配光图案的全部照明装置中也同样可能发生的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第5238124号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的具体方式的目的之一在于提供能够获得各种配光图案且光利用效率也优异的照明装置等。
用于解决问题的手段
[1]本发明的一个方式的照明装置包含：(a)光源；(b)光转换部，其使来自所述光源的射出光成为大致平行光；(c)光调制部，其具有配置成使得所述大致平行光能够入射的多个像素区域，能够在该像素区域中的各个区域中单独地切换透光状态与光散射状态；以及(d)投影透镜，其配置于所述大致平行光的光路上且位于所述光调制部的光射出侧，将使用所述大致平行光由所述光调制部形成的像投影。
[2]本发明的一个方式的光投影系统包含：上述的照明装置；以及控制装置，其控制该照明装置的所述光调制部中的所述多个像素区域各自的动作。
根据上述结构，可获得一种能够获得各种配光图案且光利用效率也优异的照明装置等。
附图说明
图1是用于说明第1实施方式的光投影系统的光学系统的示意性立体图。
图2是用于说明第1实施方式的光投影系统的结构的图。
图3是示出扩散型液晶元件的结构的示意性的剖视图。
图4是用于说明扩散型液晶元件中的液晶层的结构例的图。
图5是用于说明扩散型液晶元件中的液晶层的结构例的图。
图6是用于说明扩散型液晶元件中的液晶层的结构例的图。
图7是概略地示出扩散型液晶元件的变形例的结构的图。
图8是用于说明第2实施方式的光投影系统的结构的图。
图9是用于说明第3实施方式的光投影系统的结构的图。
图10是用于说明第4实施方式的光投影系统的结构的图。
图11是用于说明第5实施方式的光投影系统的结构的图。
图12是用于说明第6实施方式的光投影系统的结构的图。
图13是用于说明第7实施方式的光投影系统的结构的图。
标号说明
1：光源；2：准直光学系统(准直部)；3：扩散型液晶元件；4：投影透镜；4a：入光口；5：假想屏幕；6：荧光体；7a、7b：光学光圈部件；8a、8b：百叶板；9：反射板；10：投影透镜；15：照相机；16：控制装置；17：液晶驱动装置；21：上基板(第1基板)；22：下基板(第2基板)；23：对置电极(公共电极)；24：像素电极(单独电极)；25：液晶层；26：像素区域；100：光投影系统；L：大致平行光。
具体实施方式
(第1实施方式)
图1是用于说明第1实施方式的光投影系统的光学系统的示意性立体图。此外，图2是用于说明第1实施方式的光投影系统的结构的图。各图所示的本实施方式的光投影系统100用作设置于车辆并用于向车辆前方进行光照射的车辆用灯具系统。本实施方式的光投影系统100根据存在于车辆前方的其他车辆、行人等对象体的状况，例如在照射远光(行驶光)时不对其他车辆存在的区域照射光等、在远光的照射范围内进行选择性光照射。图示的光投影系统100构成为包含光源1、准直光学系统(准直部)2、扩散型液晶元件3、投影透镜4、照相机15、控制装置16和液晶驱动装置17。
光源1构成为包含例如发光二极管(LED)或激光二极管(LD)等半导体发光元件及其驱动电路，例如放出白色光。关于该白色光，也可以利用荧光体对从例如激光二极管放出的光进行光转换而获得。此外，也可以在光源1构成为包含放出蓝色光的激光二极管的情况下，如图中用虚线所示的那样，将荧光体6配置于光路上的液晶元件3的光射出侧，利用该荧光体6将蓝色光转换为白色光。
准直光学系统(光转换部)2将从光源1入射的光转换为大致平行光(点光)L并射出。本实施方式的准直光学系统2例如将从光源1扩展并射出的光转换为以±3°左右或以下的扩展角度行进的大致平行光并入射到液晶元件3。作为这样的准直光学系统2，例如，可以使用组合了公知的各种透镜、反射板的光学系统。作为透镜，可以使用准直透镜、非球面透镜、圆柱形透镜、DOE(Diffractive Optical Element)衍射光学元件等。此外，也可以使用例如日本特开2016-115412号公报等公知文献所记载的准直透镜。
扩散型液晶元件(光调制部)3配置于从准直光学系统2射出的大致平行光L的光路上，使用该大致平行光形成像。本实施方式的扩散型液晶元件3具有多个像素区域，按照各个像素区域单独地控制是成为透明状态(透光状态)、还是成为使入射光散射的状态(散射状态)。大致平行光通过扩散型液晶元件3，由此，形成具有期望的明暗图案的像。在本实施方式中，优选扩散型液晶元件3在光路上配置于投影透镜4的焦点附近。
投影透镜4投影(反转投影)由通过扩散型液晶元件3后的光形成的像。由此，例如在车辆的前方几十米的位置处假想的虚拟屏幕5上，能够获得具有期望的明暗的配光图案。如图2的(B)的放大图所示，投影透镜4具有与由准直光学系统2形成并透过液晶元件3的大致平行光L的光点直径
Figure BDA0002069890520000041
相同程度或稍微比其小的直径的入光口4a。在图示的例子中，通过用壳体等适当覆盖投影透镜4的平坦面的外侧，来设定入光口4a的直径，但也可以调整投影透镜4自身的尺寸而使平坦面直接成为适合于作为入光口4a的直径。由此，能够提高使通过了扩散型液晶元件3中被控制为透光状态的像素区域后直行的光入射到投影透镜4、并且使入射到被控制为散射状态的像素区域并扩散的光难以入射到投影透镜4的效果，能够提高配光图案的对比度。
照相机15配置于车辆的规定位置(例如，车室内的挡风玻璃上侧)，通过对拍摄车辆的前方空间而获得的图像进行规定的图像处理，来检测存在于车辆前方的其他车辆、行人等对象体。另外，当在本车辆上预先具备用于其它用途(例如，自动制动系统等)的照相机的情况下，也可以共用该照相机。
控制装置16根据照相机15对其他车辆等的检测结果，设定将例如其他车辆等存在的区域作为非照射范围并将除此以外的区域作为光照射范围的配光图案，生成用于由扩散型液晶元件3形成与该配光图案对应的像的控制信号并供给液晶驱动装置17。此外，控制装置16生成用于控制光源1的点亮和熄灭动作的控制信号，向光源1提供该控制信号。该控制装置16例如通过使具有CPU、ROM、RAM等的计算机系统执行规定的动作程序来实现。
液晶驱动装置17通过根据从控制装置16供给的控制信号，向扩散型液晶元件3供给驱动信号(驱动电压)，单独地控制扩散型液晶元件3的各个像素区域中的液晶层的取向状态。
图3是示出扩散型液晶元件的结构的示意性的剖视图。扩散型液晶元件3构成为包含相对配置的上基板(第1基板)21和下基板(第2基板)22、设置于上基板21的对置电极(公共电极)23、设置于下基板22的多个像素电极(单独电极)24、配置于上基板21与下基板22之间的液晶层25。另外，为了方便说明，省略了图示，但在上基板21、下基板22上分别适当地设置有取向膜，该取向膜用于规制液晶层25的取向状态。
上基板21和下基板22分别是在俯视观察时为矩形的基板，并相互对置地配置。作为各基板，可以使用例如玻璃基板、塑料基板等透明基板。在上基板21与下基板22之间均匀地分散配置有例如许多隔件，利用这些隔件将基板间隙保持为期望的大小(例如，几μm左右)。作为隔件，可以使用能够由干式散布机散布的塑料球，也可以使用利用树脂材料等预先设置在基板上的柱状体。
对置电极(公共电极)23设置于上基板21的一面侧。该对置电极23以与下基板22的各像素电极24相对的方式一体地设置。对置电极23通过对例如氧化铟锡(ITO)等透明导电膜进行适当图案化来构成。
多个像素电极(单独电极)24设置于下基板22的一面侧。这些像素电极24通过对例如氧化铟锡(ITO)等透明导电膜进行适当图案化来构成。各像素电极24例如具有在俯视观察时为矩形的外缘形状，沿着x方向和y方向呈矩阵状地排列。在各像素电极24之间设置有间隙。上述的对置电极23与各像素电极24重叠的区域分别构成上述的像素区域(光控制区域)26。
液晶层25设置在上基板21与下基板22之间。在本实施方式中，将液晶层25构成为能够按照各个像素区域26单独地自如切换是使入射光透过、还是散射。之后叙述该液晶层25的具体结构。
本实施方式的扩散型液晶元件3具有几十～几百个像素区域26，所述像素区域26是被划定为对置电极23与各像素电极24在俯视观察时重叠的各个区域的区域，这些像素区域26在俯视观察时呈矩阵状地排列。在本实施方式中，各像素区域26的形状例如构成为正方形状，但可以使长方形状与正方形状混合等任意地设定各像素区域26的形状。此外，像素区域26呈矩阵状地排列，但也可以不呈矩阵状地排列。对置电极23、各像素电极24经由未图示的布线部与液晶驱动装置17连接，例如被静态驱动。这时的施加电压例如可以使用100Hz～1kHz左右的方形波电压，电压范围为0～250V左右。
图4是用于说明扩散型液晶元件中的液晶层的结构例的图。图4的(A)和图4的(B)所示的液晶层25是所谓通常模式下的聚合物网络型液晶元件中的液晶层，该液晶层25中包含液晶材料和聚合物网络。在图中，棒状地表示液晶材料的液晶分子，曲线状地表示聚合物网络(以下，也同样如此)。聚合物网络(高分子网络)可以使用与液晶层25的液晶材料中的常光折射率(Ordinary light refractive index)no相同程度的材料，例如，如图所示，形成为网眼状。此外，液晶材料是使用介电常数各向异性Δε为正的材料形成的。在该情况下，使用水平取向膜作为上述的取向膜来规定液晶层25的初始取向状态，但液晶分子不完全为水平取向，取向方向根据部位的不同而不同。
在具有这样的液晶层25的扩散型液晶元件3中，在未对液晶层25施加电压的情况下，在液晶分子与聚合物网络之间的界面处产生折射率差，所以入射光散射(参照图4的(A))。因此，向正面方向透过的光变得极少，被视觉辨认为暗状态。此外，在对液晶层25施加了电压的情况下，液晶分子的取向方向在该电场E的方向上重新排列，因此，成为聚合物网络与液晶材料之间的界面处的折射率差实质上不存在的状态(或极少的状态)，入射光直接透过(参照图4的(B))。因此，向正面方向透过的光增多，被视觉辨认为亮状态。能够按照每个像素区域26进行这样的明暗状态的切换。
图4的(C)和图4的(D)所示的液晶层25是所谓反向模式的聚合物网络型液晶元件中的液晶层，该液晶层25中包含液晶材料和聚合物网络。聚合物网络(高分子网络)使用与液晶层25的液晶材料中的常光折射率no相同程度的材料，例如，如图所示，形成为网眼状。此外，液晶材料使用介电常数各向异性Δε为负的材料来形成。在该情况下，使用垂直取向膜作为上述的取向膜来规定液晶层25的初始取向状态，液晶分子在与基板面大致垂直的方向上取向。
在具有这样的液晶层25的扩散型液晶元件3中，能够获得与上述的通常模式的情况相反的动作。即，在未对液晶层25施加电压的情况下，成为聚合物网络与液晶材料之间的界面处的折射率差实质上不存在的状态(或极少的状态)，入射光直接透过(参照图4的(C))。因此，向正面方向透过的光增多，被视觉辨认为亮状态。此外，在对液晶层25施加了电压的情况下，液晶分子的取向方向朝向与该电场E的方向垂直的方向重新排列，因此，在液晶分子与聚合物网络之间的界面处产生折射率差，所以入射光散射(参照图4的(D))。因此，向正面方向透过的光变得极少，被视觉辨认为暗状态。能够按照每个像素区域26进行这样的明暗状态的切换。
图5是用于说明扩散型液晶元件中的液晶层的结构例的图。图5的(A)和图5的(B)所示的液晶层25是聚合物分散型液晶元件中的液晶层，该液晶层25包含含有液晶材料的液滴(droplet)25a和聚合物部分25b。聚合物部分25b使用与液晶层25的液晶材料的常光折射率no相同程度的材料。在例如图示的例子中，液晶材料是使用介电常数各向异性Δε为正的材料形成的，但也可以使用介电常数各向异性Δε为负的材料。
在具有这样的液晶层25的扩散型液晶元件3中，在未对液晶层25施加电压的情况下，液滴25a内的液晶分子随机地取向，因此，在液滴25a与聚合物部分25b之间的界面处产生折射率差，其结果，入射光散射。因此，向正面方向透过的光变得极少，被视觉辨认为暗状态。此外，在对液晶层25施加了电压的情况下，液晶分子的取向方向在该电场E的方向上重新排列，因此，成为聚合物网络与液晶材料之间的界面处的折射率差实质上不存在的状态(或极少的状态)，入射光直接透过(参照图5的(B))。因此，向正面方向透过的光增多，被视觉辨认为亮状态。能够按照每个像素区域26进行这样的明暗状态的切换。
图5的(C)所示的液晶层25是液晶/高分子相分离相结构的液晶元件中的液晶层，该液晶层25中包含聚合物网络层25c和液晶材料部分25d。聚合物网络层25c是由形成在一个基板(例如第1基板21)与液晶层25之间的界面附近的聚合物网络构成的层。例如，已知有通过使单体浓度为5重量％以下混合到液晶材料中并使其重合而在界面附近优先地被聚合物化的现象，能够以这样的方式在界面附近形成聚合物网络层25c。聚合物网络层25c可以使用与液晶层25的液晶材料的常光折射率no相同程度的材料。
在具有这样的液晶层25的扩散型液晶元件3中，在聚合物网络层25c的表面产生微小的凹凸，因此，当使液晶材料部分25d的初始取向成为随机的水平取向时，在不施加电压时，由于液晶材料的异常光折射率ne与聚合物网络层25c的折射率差而使得通过微小的凹凸的光散射。因此，向正面方向透过的光变得极少，被视觉辨认为暗状态。另一方面，在施加电压时，液晶材料部分25d的液晶分子向电场方向对齐，因此，不存在液晶材料的常光折射率no与聚合物网络层25c的折射率差，所以光不散射而是透过。因此，向正面方向透过的光增多，被视觉辨认为亮状态。能够按照每个像素区域26进行这样的明暗状态的切换。
图5的(D)所示的液晶层25是在基板面设置微细的凹凸而形成的液晶元件中的液晶层。该液晶层25配置成与设置于与液晶层25接触的上下各界面上的微细的凹凸部23a、24a接触。在本实施方式中，凹凸部23a设置于对置电极23的表面，凹凸部24a设置于各像素电极24的表面。这样的凹凸部23a、24a例如能够通过对各电极表面进行喷砂等处理来获得。
在具有这样的液晶层25的扩散型液晶元件3中，在与液晶层25之间的各界面处存在微小的凹凸，因此，当使液晶层25的初始取向成为随机的水平取向时，在不施加电压时，由于液晶材料的异常光折射率ne与各凹凸部23a、24a的折射率差而使得通过微小的凹凸的光散射。因此，向正面方向透过的光变得极少，被视觉辨认为暗状态。另一方面，在施加电压时，液晶层25的液晶分子向电场方向对齐，因此，不存在液晶材料的常光折射率no与各凹凸部23a、24a的折射率差，所以光不散射而是透过。因此，向正面方向透过的光增多，被视觉辨认为亮状态。能够按照每个像素区域26进行这样的明暗状态的切换。
图6的(A)所示的液晶层25具有在与基板面平行的一个方向(图中的左右方向)上逐个地交替配置的多个光栅部25f和非光栅部25g。光栅部25f例如形成为在与图中的纸面垂直的方向上延伸的条状，各自的线宽(图中的左右方向的宽度)为10～100μm左右。关于非光栅部25g也同样如此，形成为条状，其宽度为10～100μm左右。光栅部25f分别通过使液晶材料包含液晶性单体并使其重合而进行聚合物化来形成。另外，具有这样的液晶层25的液晶元件例如在日本特许第5238124号公报中被详细地公开。
图6的(B)是用于说明具有图6的(A)所示的液晶层的扩散型液晶元件的动作原理的图。首先，在未对液晶层25施加有电压的情况下，在光栅部25f与非光栅部25g之间不存在折射率差别大的界面。这是因为，被聚合物化的光栅部25f为液晶的初始取向被固定的结构，并且重合前的液晶性单体与液晶的折射率分布大致一致，在重合之后也维持该折射率分布。因此，光不散射而是透过，因此，向正面方向透过的光增多，被视觉辨认为亮状态。
另一方面，在对液晶层25沿其层厚方向施加了电压的情况下，由于在光栅部25f中结构被固定，所以不存在变化，但在非光栅部25g中，根据施加电压，液晶分子的取向方向发生变化。因此，在非光栅部25g与光栅部25f之间产生折射率不同的界面。进入光栅部25f与非光栅部25g之间的界面的光向与该折射率差对应的方向折射。这时，界面处的折射率差根据光的进入角度而成为不同的值。除此以外，在通过紫外线照射进行聚合物化后的光栅部25f的表面上存在微小的凸凹，因此，入射到界面的光在其射出方向上产生偏差。因此，在通过该液晶层25的光中产生散射，因此，向正面方向透过的光变得极少，被视觉辨认为暗状态。能够按照每个像素区域26进行这样的明暗状态的切换。
图7是概略地示出扩散型液晶元件的变形例的结构的图。这里，为了详细地说明电极结构的不同点，示出省略了除此以外的要素的概略图。图7的(A)所示的扩散型液晶元件3按照各个像素区域26，在第2基板22的一面侧设置有一对电极34a、34b。另外，各电极也可以设置于第1基板21侧。虽然省略图示，但在第1基板21与第2基板22之间设置有液晶层。各电极34a、34b的宽度例如优选比较窄地设定为2μm左右。此外，电极34a与电极34b的相互间距离也优选设定为2μm左右。此外，液晶层的层厚优选设定为例如20μm左右。
图7的(B)是用于说明图7的(A)所示的扩散型液晶元件3的动作的概略图。这里，示出俯视观察液晶层的情况下的液晶分子的取向状态。图中的x、y各方向是与第1基板21或第2基板22的基板面平行的方向，z方向是液晶层的层厚方向。当对各电极34a、34b之间施加电压时，如图所示，液晶分子沿着在电极间产生的电场方向向x方向取向。在各电极34a、34b的正上方，液晶分子的取向不发生变化。因此，在施加电压时，通过该液晶层的光发生散射，向正面方向透过的光变得极少，被视觉辨认为暗状态。另一方面，由于在不施加电压时，液晶分子的取向一致，所以通过液晶层的光不产生散射，因此，向正面方向透过的光增多，被视觉辨认为亮状态。能够按照每个像素区域26进行这样的明暗状态的切换。
图7的(C)所示的扩散型液晶元件3按照各个像素区域26，在第2基板22的一面侧设置有一对电极34a、34b，并且在第1基板21的一面侧设置有一对电极33a、33b。各电极33a、33b的延伸方向与各电极34a、34b的延伸方向相互交叉(作为一例，垂直)。虽然省略图示，但在第1基板21与第2基板22之间设置有液晶层。各电极33a、33b、34a、34b的宽度、相互间距离的优选值与上述相同。此外，液晶层的层厚优选设定为例如20μm左右。
图7的(D)是用于说明图7的(C)所示的扩散型液晶元件3的动作的概略图。这里，示出俯视观察液晶层的情况下的液晶分子的取向状态。图中的x、y各方向是与第1基板21或第2基板22的基板面平行的方向，z方向是液晶层的层厚方向。当对各电极33a、33b、34a、34b之间施加电压时，如图所示，液晶分子沿着在电极之间产生的电场方向，根据部位的不同向x方向、y方向、斜向取向。此外，在各电极33a、33b、34a、34b的正上方，液晶分子的取向也发生变化。因此，在施加电压时，通过该液晶层的光发生散射，向正面方向透过的光变得极少，被视觉辨认为暗状态。能够获得比图7的(A)所示的扩散型液晶元件3更强的散射。此外，由于在不施加电压时液晶分子的取向一致，所以通过液晶层的光不产生散射，因此，向正面方向透过的光增多，被视觉辨认为亮状态。能够按照每个像素区域26进行这样的明暗状态的切换。
根据如上所述的第1实施方式，可获得能够获得各种配光图案且光利用效率也优异的车辆用灯具(照明装置)和车辆用灯具系统(光投影系统)。具体而言，通过在各像素区域中控制透光状态和光散射状态，形成具有与各像素电极对应的明暗的像，通过投影该像，能够获得各种配光图案。此外，由于能够通过使用无需使用偏光片的扩散型液晶元件来提高透射率，所以能够提高光利用效率。并且，由于结构要素少，所以光学系统变得简单，光学设计变得容易，并且还能够实现基于部件个数减少的低成本化。
(第2实施方式)
图8是用于说明第2实施方式的光投影系统的结构的图。另外，第2实施方式的光投影系统100a的光学系统的结构与第1实施方式的光投影系统100相同(参照图1)，并且电气结构也与第1实施方式的光投影系统100相同(参照图2)，仅在具有2个扩散型液晶元件上不同。因此，省略相同的事项和通过这些事项获得的效果的说明，以下，说明不同的事项及其效果。
扩散型液晶元件3a、3b配置于从准直光学系统2射出的大致平行光L的光路上，使用该大致平行光L形成像。扩散型液晶元件3a配置于接近准直光学系统2的一侧，扩散型液晶元件3b配置于接近投影透镜4的一侧。与第1实施方式的情况相同，扩散型液晶元件3a、3b具有多个像素区域，按照各个像素区域单独地控制是成为透明状态、还是成为使入射光散射的状态。大致平行光L通过扩散型液晶元件3a、3b，由此，形成具有期望的明暗图案的像。通过使用2个扩散型液晶元件3a、3b，能够更加提高投影像的对比度。另外，优选将投影透镜4的焦点配置于各扩散型液晶元件3a、3b的中间或射出光侧的扩散型液晶元件3b的位置P1附近。
(第3实施方式)
图9的(A)是用于说明第3实施方式的光投影系统的结构的图。另外，第3实施方式的光投影系统100b的光学系统的结构与第1实施方式的光投影系统100相同(参照图1)，并且电气结构也与第1实施方式的光投影系统100相同(参照图2)，仅在扩散型液晶元件3的前后具有2个光学光圈部件7a、7b上不同。因此，省略相同的事项和通过这些事项获得的效果的说明，以下，说明不同的事项及其效果。
光学光圈部件7a、7b分别是平板状的部件，如图9的(B)的立体图所示，在中央具有贯通孔。这些光学光圈部件7a、7b设置成使各贯通孔位于由准直光学系统2形成的大致平行光L的光路上。在本实施方式中，各光学光圈部件7a、7b配置成各自的光入射面及光射出面与平行光的行进方向大致垂直。
通过在扩散型液晶元件3与投影透镜4之间设置光学光圈部件7b，能够提高投影透镜4的投影像的对比度。因此，也可以构成为仅设置光学光圈部件7b。此外，通过在准直光学系统2与扩散型液晶元件3之间设置光学光圈部件7a，能够更加提高投影像的对比度。在该第3实施方式中，还可以构成为不使用准直光学系统2，但基于光使用效率的观点，更优选由准直光学系统2形成大致平行光。
(第4实施方式)
图10的(A)是用于说明第4实施方式的光投影系统的结构的图。另外，第4实施方式的光投影系统100c的光学系统的结构与第1实施方式的光投影系统100相同(参照图1)，并且电气结构也与第1实施方式的光投影系统100相同(参照图2)，仅在扩散型液晶元件3与投影透镜4之间的光路上具有百叶板(louver)8a、8b的方面不同。因此，省略相同的事项和通过这些事项获得的效果的说明，以下，说明不同的事项及其效果。
如图10的(B)所示，各百叶板8a、8b分别在平板状的部件的一面侧具有朝与该一面垂直的方向突起的多个遮光壁。这些遮光壁在与纸面垂直的方向上延伸。而且，如图10的(C)中的示意图所示，各百叶板8a、8b以使百叶板8a的各遮光壁的延伸方向与百叶板8b的各遮光壁的延伸方向相互交叉(垂直)的方式重叠地配置。
通过将以这样的方式重叠地配置的百叶板8a、8b配置于扩散型液晶元件3的光射出面侧，能够遮挡在两个方向上扩展的光。即，通过扩散型液晶元件3的被控制为透明状态的像素区域26后的光透过各百叶板8a、8b，而通过被控制为散射状态的像素区域26后的光被各百叶板8a、8b的遮光壁吸收。因此，能够提高投影像的对比度。另外，优选还在准直光学系统2与扩散型液晶元件3之间配置相同的百叶板。
(第5实施方式)
图11的(A)是用于说明第5实施方式的光投影系统的结构的图。另外，第5实施方式的光投影系统100d的光学系统的结构与第1实施方式的光投影系统100相同(参照图1)，并且电气结构也与第1实施方式的光投影系统100相同(参照图2)，仅在还具有反射型的光学光圈部件7c、曲面反射板(反射部件)9和投影透镜10的方面不同。因此，省略相同的事项和通过这些事项获得的效果的说明，以下，说明不同的事项及其效果。
光学光圈部件7c是平板状的部件，构成为至少与扩散型液晶元件3相对的面的反射率提高，该光学光圈部件7c配置于大致平行光L的光路上且位于扩散型液晶元件3与投影透镜4之间。此外，光学光圈部件7c的光入射面配置成与光路斜交。图示的例子的光学光圈部件7c与作为图中的左右方向的大致平行光L的光路形成大致45°的角而斜交。光学光圈部件7c具有与上述的光学光圈部件7a、7b相同的贯通孔(参照图9的(B))，设置成使该贯通孔位于大致平行光L的光路上。此外，在作为与扩散型液晶元件3相对的面的光入射面上设置有由例如铝、银等构成的反射率高的膜。
曲面反射板9配置于由光学光圈部件7c产生的反射光能够入射的位置上，使所入射的光朝向投影透镜10反射。
投影透镜10配置于由曲面反射板9产生的反射光能够入射的位置上，将所入射的光投影。
在这样的光投影系统100d中，也与第3实施方式的光投影系统100b同样，能够提高投影像的对比度。此外，如图11的(B)所示，在扩散型液晶元件3的各像素区域26中散射的光被光学光圈部件7c朝向与大致平行光L的光路不同的方向反射，进一步被曲面反射板9反射并入射到投影透镜10，被投影透镜10投影。因此，能够实现因散射产生的光的重新利用。
(第6实施方式)
图12是用于说明第6实施方式的光投影系统的结构的图。另外，第6实施方式的光投影系统100e的光学系统的结构与第1实施方式的光投影系统100相同(参照图1)，并且电气结构也与第1实施方式的光投影系统100相同(参照图2)，在还具有反射型的光学光圈部件7d、光学光圈部件7e、曲面反射板9和投影透镜10的方面以及将准直光学系统2置换为伪准直光学系统2a的方面不同。因此，省略相同的事项和通过这些事项获得的效果的说明，以下，说明不同的事项及其效果。
光学光圈部件7d是平板状的部件，构成为提高至少与伪准直光学系统2a相对的面的反射率，该光学光圈部件7d配置于大致平行光L的光路上且位于伪准直光学系统2a与扩散型液晶元件3之间。此外，光学光圈部件7d的光入射面配置成与大致平行光L的光路斜交。图示的例子的光学光圈部件7d与作为图中的左右方向的大致平行光L的光路形成大致45°的角而斜交。光学光圈部件7c与上述同样具有贯通孔(参照图9的(B))，设置成使该贯通孔位于大致平行光的光路上。此外，在作为与伪准直光学系统2a相对的面的光入射面上设置有由例如铝、银等构成的反射率高的膜。
光学光圈部件7e是平板状的部件，配置于扩散型液晶元件3与投影透镜4之间。该光学光圈部件7e具有与上述的光学光圈部件7a、7b相同的贯通孔(参照图9的(B))，设置成使贯通孔位于大致平行光L的光路上。光学光圈部件7e配置成其光入射面及光射出面与大致平行光L的行进方向大致垂直。该光学光圈部件7e用于使从伪准直光学系统2a射出的光中的、扩展地前进的成分反射。
曲面反射板9配置于由光学光圈部件7d产生的反射光能够入射的位置上，使所入射的光朝向投影透镜10反射。
投影透镜10配置于由曲面反射板9产生的反射光能够入射的位置上，将所入射的光投影。
在这样的光投影系统100e中，也与第3实施方式的光投影系统100b同样，能够提高投影像的对比度。此外，与第5实施方式的光投影系统100d同样，能够实现因散射产生的光的重新利用。此外，可以使用能够以比较低的成本实现的伪准直光学系统。另外，也可以使用准直光学系统，而不使用伪准直光学系统。
(第7实施方式)
图13是用于说明第7实施方式的光投影系统的结构的图。另外，第7实施方式的光投影系统100f的光学系统的结构与第1实施方式的光投影系统100相同(参照图1)，并且电气结构也与第1实施方式的光投影系统100相同(参照图2)。此外，具有与上述的第6实施方式相同的伪准直光学系统2a、反射型的光学光圈部件7d、曲面反射板9和投影透镜10，还具有倾斜配置的光学光圈部件7f。因此，省略相同的事项和通过这些事项获得的效果的说明，以下，说明不同的事项及其效果。
光学光圈部件7f是平板状的部件，构成为提高至少与扩散型液晶元件3相对的面的反射率，该光学光圈部件7f配置于大致平行光L的光路上且位于扩散型液晶元件3与投影透镜4之间。此外，光学光圈部件7f的光入射面配置成与大致平行光L的光路斜交。图示的例子的光学光圈部件7f与作为图中的左右方向的大致平行光L的光路形成大致45°的角而斜交。光学光圈部件7f具有与上述的光学光圈部件7a、7b相同的贯通孔(参照图9的(B))，设置成使该贯通孔位于大致平行光L的光路上。
曲面反射板9配置于由光学光圈部件7d和光学光圈部件7f分别产生的反射光能够入射的位置上，使所入射的光朝向投影透镜10反射。
在这样的光投影系统100f中，也与第3实施方式的光投影系统100b同样，能够提高投影像的对比度。此外，与第5实施方式的光投影系统100d同样，能够实现因散射产生的光的重新利用。此外，与第6实施方式的光投影系统100e同样，可以使用能够以比较低的成本实现的伪准直光学系统。另外，也可以使用准直光学系统，而不使用伪准直光学系统。
另外，本发明不限于上述实施方式的内容，能够在本发明的主旨范围内进行各种变形并实施。例如，在上述的说明中例示了将本发明应用于车辆用灯具以及具有该车辆用灯具的车辆用灯具系统的情况，但本发明的应用范围不限定于此。本发明能够广泛应用于照明装置和具有该照明装置的所有光投影系统。

Claims (6)

1.一种照明装置，其具有：
光源；
光转换部，其使来自所述光源的射出光成为大致平行光；
光调制部，其具有配置成使得所述大致平行光能够入射的多个像素区域，能够在该像素区域中的各个区域中单独地切换透光状态与光散射状态；
投影透镜，其配置于所述大致平行光的光路上且位于所述光调制部的光射出侧，所述投影透镜的入光口的大小与所述大致平行光的大小大致相等，对由所述光调制部使用所述大致平行光形成的像进行投影；
反射型光学光圈部件，其具有贯通孔，配置成使该贯通孔位于所述大致平行光的光路上，所述反射型光学光圈部件配置在所述光调制部与所述投影透镜之间，并且被配置成光入射面与该光路斜交；以及
反射部件，其进一步反射由所述反射型光学光圈部件产生的反射光。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，
所述照明装置还包括第2反射型光圈部件，所述第2反射型光圈部件具有贯通孔，配置成使该贯通孔位于所述大致平行光的光路上，所述第2反射型光圈部件配置在所述光转换部与所述光调制部之间。
3.根据权利要求2所述的照明装置，其中，
所述第2反射型光圈部件被配置成光入射面与所述光路斜交。
4.根据权利要求1或2所述的照明装置，其中
由所述光调制部形成并由所述投影透镜投影的像是如下的像：与所述多个像素区域中的被设为所述透光状态的像素区域对应的部分相对明亮、与被设为所述光散射状态的像素区域对应的部分相对较暗。
5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的照明装置，其中
所述光调制部由配置在所述大致平行光的光路上的1个液晶元件构成，
所述投影透镜的焦点与所述液晶元件的位置对应地配置。
6.一种光投影系统，其具有：
权利要求1～5中的任意一项所述的照明装置；以及
控制装置，其控制所述照明装置的所述光调制部中的所述多个像素区域各自的动作。
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