CN111480032B - 车辆用灯具 - Google Patents
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Abstract
车辆用灯具(1)具备:以时间分割射出波长互不相同的激光(LR、LG、LB)的光源(30)、与各个波长的激光(LR、LG、LB)分别对应的多个衍射光栅(43R、43G、43B)。从光源(30)射出的各个波长的激光(LR、LG、LB)入射于与各个激光(LR、LG、LB)对应的衍射光栅(43R、43G、43B),且从各个衍射光栅(43R、43G、43B)射出的光(DLR、DLG、DLB)所照射的区域相互重合。
Description
技术领域
本发明涉及车辆用灯具,具体而言,涉及具备衍射光栅的车辆用灯具。
背景技术
作为车辆用灯具,已知有以汽车用头灯为代表的车辆用前照灯及向路面等描绘图像的描绘装置等。但是,为了使车辆用灯具的配光图案为规定的配光图案,正在研究各种各样的结构,例如,在下述专利文献1中记载了使用一种衍射光栅即全息元件来形成规定的配光图案。
另外,在下述专利文献2中公开有一种激光描绘装置,其安装于车辆,且具备照射激光的激光头、由调节激光头照射角度的齿轮及驱动马达等构成的驱动机构、以及控制部。在专利文献2的激光描绘装置中,控制部基于从车辆的ECU(电子控制装置)输入的控制信号来控制从激光头射出的激光的照射角度,从而在路面上描绘规定形状的标记。在专利文献2的激光描绘装置中,与描绘于路面的标记形状相关的信息存储于ECU,因此,通过变更与标记形状相关的信息,能够变更描绘于路面的标记的形状。
专利文献1:特开2012-146621号公报
专利文献2:特开2008-45870号公报
发明内容
本发明提供一种车辆用灯具,其特征在于,具备:光源,其以时间分割射出波长互不相同的多个激光;多个衍射光栅,其与各个波长的所述激光分别对应,从所述光源射出的各个波长的所述激光入射于与各个所述激光对应的所述衍射光栅,从各个所述衍射光栅射出的光所照射的区域相互重合。
在本发明的车辆用灯具中,从光源以时间分割射出的波长互不相同的多个激光被与各个波长的激光对应的衍射光栅分别衍射并从衍射光栅射出,从各个衍射光栅射出的光所照射的区域相互重合。因此,向光所照射的区域依次照射波长不同的光。但是,在以比人视觉的时间分辨率短的周期反复照射波长不同的光即颜色不同的光的情况下,通过残影现象能够被人识别为照射该颜色不同的光所合成的光。因此,在以比人视觉的时间分辨率短的周期反复射出波长不同的多个激光的情况下,通过残影现象能够照射从光源射出的多个激光所合成的光。这样,通过残影现象所合成的光的颜色均衡能够通过调节从光源射出的各个激光的强度或各个激光的射出时间的长度而调节。因此,本发明的车辆用灯具即使不采取光源的更换等对应,也能够调节颜色均衡。需要说明的是,颜色均衡的调整包含使用车辆用灯具时的调整,并且还包含制造车辆用灯具等时的调整。
但是,衍射光栅具有波长依赖性,因此,波长互不相同的光存在因衍射光栅不同而成为互不相同的配光图案的倾向。但是,在本发明的车辆用灯具中,如上所述,波长互不相同的多个激光被与各个波长的激光对应的衍射光栅分别衍射。因此,容易使从各个衍射光栅射出的光所照射的区域相互重合,容易通过残影现象形成期望的配光图案。
另外,优选从各个所述衍射光栅射出的光所照射的区域的外形的至少一部分一致。
通过设为这样的结构,能够抑制在通过残影现象所形成的配光图案的边缘附近产生颜色渗出。
另外,所述光源优选射出波长互不相同的至少三个所述激光。
在该情况下,能够使用三原色的激光。因此,通过调节从光源射出的各个激光的强度,而能够通过残影现象照射期望颜色的光。
另外,也可以还具备支承多个所述衍射光栅并进行旋转的支承部件,多个所述衍射光栅配置于以所述支承部件的旋转轴为中心的圆的圆周上,多个所述激光的以时间分割的射出与所述支承部件的旋转同步。
通过这样构成,即使不调节从光源射出的激光的照射角度,也能够使波长不同的多个激光入射于与各个波长的激光对应的衍射光栅。一般而言,调节激光的照射角度的驱动机构存在变得复杂的倾向。因此,与具备调节从光源射出的激光的照射角度的驱动机构的情况相比,能够设为简单的结构。
另外,也可以还具备支承多个所述衍射光栅并进行往返移动的支承部件,多个所述衍射光栅配置于与所述支承部件的往返方向平行的直线上,多个所述激光的以时间分割的射出与所述支承部件的往返移动同步。
通过这样构成,即使不调节从光源射出的激光的照射角度,也能够使波长不同的多个激光入射于与各个波长的激光对应的衍射光栅。因此,与具备调节从光源射出的激光的照射角度的驱动机构的情况相比,能够设为简单的结构。
另外,也可以还具备将从所述光源射出的各个波长的所述激光向与各个所述激光对应的所述衍射光栅导光的光路变更元件。
通过这样构成,与不具备光路变更元件的情况相比,提高光源与多个衍射光栅的位置关系的自由度且能够小型化。另外,即使不调节从光源射出的激光的照射角度,也能够使波长不同的多个激光入射于与各个波长的激光对应的衍射光栅。因此,与具备调节从光源射出的激光的照射角度的驱动机构的情况相比,能够设为简单的结构。
另外,本发明提供一种车辆用灯具,其特征在于,具备:光源;多个配光图案形成部;支承部件,其支承多个所述配光图案形成部并进行旋转;各个所述配光图案形成部由配置于以所述支承部件的旋转轴为中心的圆周上、且供从所述光源射出的激光入射并射出规定配光图案的光的至少一个衍射光栅构成,从至少两个所述配光图案形成部的所述衍射光栅射出的光的配光图案互不相同。
在该车辆用灯具中,从光源射出的激光入射于配光图案形成部的衍射光栅,且从该衍射光栅射出规定配光图案的光。因此,即使不调节从光源射出的激光的照射角度,也能够在路面等被照射体上描绘图像,与上述专利文献2那样调节从光源射出的光的照射角度而在路面等描绘图像的车辆用灯具相比,能够通过简单的结构在路面等描绘图像。此外,在各个配光图案形成部由供从光源射出的激光入射并射出规定配光图案的光的多个衍射光栅构成的情况下,例如通过使来自光源的光同时入射于这些衍射光栅等,能够使从这些衍射光栅射出的光以这些光相互重合的方式照射于路面等被照射体,能够描绘规定图像。需要说明的是,在配光图案形成部由一个衍射光栅构成的情况下,该衍射光栅为配光图案形成部。
另外,在该车辆用灯具中,各个配光图案形成部的衍射光栅配置于以支承部件的旋转轴为中心的圆周上。因此,通过将支承部件进行规定角度旋转,能够将供从光源射出的激光入射的衍射光栅变更为其它配光图案形成部的衍射光栅。另外,从至少两个配光图案形成部的、衍射光栅射出的光的配光图案互不相同。因此,通过将支承部件进行规定角度旋转,能够切换描绘于路面等的图像。另外,通过使支承部件连续地旋转并连续地进行该图像的切换,能够向路面等描绘动画。但是,一般而言,在使部件进行旋转运动的情况下,与使部件进行往返运动的情况相比,具有难以产生动作声音的倾向。因此,与通过使支承部件进行往返运动而切换描绘于路面等的图像的情况相比,能够抑制切换描绘于路面等的图像时的动作声音。
另外,优选在具备多个配光图案形成部的情况下,所述光源以时间分割射出波长互不相同的多个所述激光,多个所述激光的以时间分割的射出与所述支承部件的旋转同步,所述配光图案形成部包含至少一个由与各个波长的所述激光分别对应的多个所述衍射光栅构成的组,在各个所述配光图案形成部中,从所述光源射出的各个波长的所述激光入射于与各个所述激光对应的所述衍射光栅。
在该情况下,在各个配光图案形成部中,从光源以时间分割射出波长互不相同的多个激光被与各个波长的激光对应的衍射光栅分别衍射并从这些衍射光栅射出。因此,从各个配光图案形成部依次射出波长不同的光,这些光依次照射于路面等被照射体。如上所述,在以比人视觉的时间分辨率短的周期反复照射波长不同的光即颜色不同的光的情况下,通过残影现象能够被人识别为照射该颜色不同的光所合成的光。因此,在例如以比人视觉的时间分辨率短的周期反复射出波长不同的多个激光的情况下,各个配光图案形成部通过残影现象能够照射从光源射出的多个激光所合成的光,能够将图像描绘于路面等。这样,通过残影现象所描绘的图像的颜色均衡能够通过调节从光源射出的各个激光的强度或各个激光的射出时间的长度而调节。因此,在该车辆用灯具中,能够调节描绘的图像的颜色均衡。需要说明的是,颜色均衡的调整包含使用车辆用灯具时的调整,并且还包含制造车辆用灯具等时的调整。
如上所述,衍射光栅具有波长依赖性,因此,波长互不相同的光存在因衍射光栅不同成为互不相同的配光图案的倾向。但是,在该车辆用灯具中,如上所述,在各个配光图案形成部中,波长互不相同的多个激光被与各个波长的激光对应的衍射光栅分别衍射。因此,容易使从多个衍射光栅射出的光所照射的区域相互重合,容易通过残影现象描绘期望的图像。
另外,优选具备多个配光图案形成部,在光源以时间分割射出波长互不相同的多个所述激光的情况下,从多个所述衍射光栅射出的光所照射的区域的外形的至少一部分一致。
通过设为这样的结构,能够抑制在通过残影现象所描绘的图像的边缘附近产生颜色渗出。
另外,优选具备多个配光图案形成部,在光源以时间分割射出波长互不相同的多个所述激光的情况下,所述光源射出波长互不相同的至少三个所述激光。
在该情况下,能够使用三原色的激光。因此,通过调节从光源射出的各个激光的强度,能够通过残影现象照射期望颜色的光,能够向路面等描绘期望颜色的图像。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的车辆用灯具的一个例子的图。
图2是概略性地表示衍射光栅单元的主视图。
图3是表示配光图案的图。
图4是概略性地表示本发明的第二实施方式的车辆用灯具的衍射光栅单元的主视图。
图5是将本发明的第三实施方式的车辆用灯具以与图1相同的视点表示的图。
图6是表示本发明的第四实施方式的车辆用灯具的一个例子的图。
图7是概略性地表示图6的衍射光栅单元的主视图。
图8是概略性地表示所描绘的图像的一个例子的图。
图9是概略性地表示本发明的第五实施方式的车辆用灯具的衍射光栅单元的主视图。
图10是概略性地表示本发明的第六实施方式的车辆用灯具的衍射光栅单元的主视图。
具体实施方式
以下,与附图一起示例用于实施本发明的车辆用灯具的实施方式。以下示例的实施方式是用于容易理解本发明的,不用于限定解释本发明。就本发明而言,能够不脱离发明宗旨地对以下实施方式进行变更、改进。
(第一实施方式)
图1是表示本实施方式的车辆用灯具的一个例子的图,是概略性地表示车辆用灯具的铅垂方向的截面的图。在本实施方式中,车辆用灯具1为车辆用前照灯,如图1所示,本实施方式的车辆用灯具1的主要结构具备:框体10、和灯具单元20。
框体10的主要结构具备:灯壳体11、前罩12及后罩13。灯壳体11的前方开口,前罩12以堵塞该开口的方式固定于灯壳体11。另外,在灯壳体11的后方形成有比前方小的开口,后罩13以堵塞该开口的方式固定于灯壳体11。
由灯壳体11、堵塞该灯壳体11的前方的开口的前罩12、以及堵塞该灯壳体11的后方的开口的后罩13形成的空间为灯室R,在该灯室R内收纳有灯具单元20。
本实施方式的灯具单元20的主要结构具备:光源30、衍射光栅单元40、马达50、马达驱动器51、控制部60、输入部61。需要说明的是,灯具单元20通过未图示的结构固定于框体10。
本实施方式的光源30以时间分割射出波长互不相同的多个激光。本实施方式的光源30具有使透射的激光的快轴方向、慢轴方向准直化的未图示的准直透镜,从光源30射出透射了准直透镜的激光。另外,光源30具有:将功率的峰值波长为例如638nm的红色激光LR射出的未图示的发光元件、将功率的峰值波长为例如515nm的绿色激光LG射出的未图示的发光元件、将功率的峰值波长为例如445nm的蓝色激光LB射出的未图示的发光元件、未图示的驱动电路。经由驱动电路向这些发光元件供给电力。这种光源30通过调节向各个发光元件供给的电力,能够以时间分割射出红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB,从光源30射出的各个激光向大致相同的区域射出。即,本实施方式的光源30以如下方式构成,即,切换红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB,能够将任一颜色的激光LR、LG、LB在期望的时机射出期望的时间。另外,光源30通过调节向各个发光元件供给的电力,能够调节射出的各个激光LR、LG、LB的强度。在本实施方式中,作为初始状态,以由这些激光LR、LG、LB合成的光的颜色成为白色的方式,调节各个激光LR、LG、LB的强度。作为光源30,例如可以使用发光元件为射出激光的激光元件的半导体激光等。
本实施方式的马达50为具有探测输出轴52的旋转位置的编码器53的电动马达,在输出轴52固定有衍射光栅单元40的支承部件42。在马达50电连接有马达驱动器51,经由马达驱动器51向马达50供给电力,输出轴52根据从马达驱动器51供给的电力进行旋转。作为马达50,例如可以使用步进马达或AC(Alternating Current,交流电流)伺服马达等,作为编码器53,例如可以使用绝对式旋转编码器等。
图2是概略性地表示图1所示的衍射光栅单元40的主视图。本实施方式的衍射光栅单元40的主要结构具备三个衍射光栅43R、43G、43B和支承部件42,向衍射光栅单元40入射从光源30射出的激光。需要说明的是,在图2中,以虚线表示从光源30射出的激光LR、LG、LB所入射的区域31。
本实施方式的支承部件42的正面看的外形为大致圆形的板状部件,在支承部件42的中心部固定有马达50的输出轴52的一端部,支承部件42利用马达50能够以输出轴52的旋转轴52A为旋转轴进行旋转。需要说明的是,该旋转轴52A沿着图2中相对于纸面垂直的方向延伸。在本实施方式的支承部件42形成有沿该支承部件42的板厚方向贯通的三个贯通孔,向该贯通孔分别嵌入三个衍射光栅43R、43G、43B,三个衍射光栅43R、43G、43B固定于支承部件42。因此,通过支承部件42以输出轴52的旋转轴52A为旋转轴进行旋转,而衍射光栅43R、43G、43B以旋转轴52A为中心进行旋转。这样支承于支承部件42的三个衍射光栅43R、43G、43B从输出轴52的旋转轴52A的方向观察时,配置于以该旋转轴52A为中心的圆C的圆周上。该圆C的圆周横切从光源30射出的激光所入射的区域31。因此,通过相对于各个衍射光栅43R、43G、43B而支承部件42旋转至规定的旋转位置,衍射光栅43R、43G、43B与从光源30射出的激光所入射的区域31分别重合,能够向衍射光栅43R、43G、43B入射从光源30射出的激光LR、LG、LB。另外,在本实施方式中,衍射光栅43R、43G、43B在圆C的圆周的整周上大致等间隔地配置,并位于成为以旋转轴52A为基准的旋转对称的位置。
在本实施方式中,衍射光栅43R、43G、43B为透射型的衍射光栅,将从一面入射的光衍射,并将该衍射光从另一面射出。本实施方式的衍射光栅43R、43G、43B各自在沿着以旋转轴52A为中心的圆C的径向及周向划分而形成的未图示的光栅区域,分别具有未图示的衍射光栅图案。该光栅区域以如下方式形成,即,在衍射光栅43R、43G、43B与从光源30射出的激光所入射的区域31分别重合时,一个以上上述光栅区域位于在该区域31内。
在本实施方式中,衍射光栅43R与从光源30射出的红色激光LR对应,该红色激光LR入射于该衍射光栅43R并被衍射。另外,衍射光栅43G与从光源30射出的绿色激光LG对应,该绿色激光LG入射于该衍射光栅43G并被衍射。另外,衍射光栅43B与从光源30射出的蓝色激光LB对应,该蓝色激光LB入射于该衍射光栅43B并被衍射。
红色激光LR被衍射光栅43R衍射而从该衍射光栅43R射出的光DLR为红色,绿色激光LG被衍射光栅43G衍射而从该衍射光栅43G射出的光DLG为绿色,蓝色激光LB被衍射光栅43B衍射而从该衍射光栅43B射出的光DLB为蓝色。该光DLR、DLG、DLB以所照射的区域相互重合的方式分别从衍射光栅43R、43G、43B射出。换言之,衍射光栅43R、43G、43B以从衍射光栅43R射出的光DLR的配光图案、从衍射光栅43G射出的光DLG的配光图案、从衍射光栅43B射出的光DLB的配光图案相互重合的方式分别射出光DLR、DLG、DLB。需要说明的是,如上所述,衍射光栅43R、43G、43B在被划分的多个光栅区域各自具有衍射光栅图案,分别对入射的激光LR、LG、LB进行衍射以使各个衍射光栅图案成为这种配光图案。即,衍射光栅43R、43G、43B为相同的衍射光栅图案的多个衍射光栅的集合体。
具体而言,衍射光栅43R、43G、43B分别衍射从光源30射出的红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB,以使从该衍射光栅43R、43G、43B射出的各个光DLR、DLG、DLB所合成的光成为近光配光图案。这各个配光图案中也包含强度分布。因此,本实施方式的衍射光栅43R、43G、43B分别衍射从光源30射出并入射于衍射光栅43R、43G、43B的红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB,以使从各个衍射光栅43R、43G、43B射出的光DLR、DLG、DLB分别与近光配光图案重合并且成为基于近光配光图案的强度分布的强度分布。这样,从衍射光栅43R射出近光配光图案的红色成分的光DLR,从衍射光栅43G射出近光配光图案的绿色成分的光DLG,从衍射光栅43B射出近光配光图案的蓝色成分的光DLB。
需要说明的是,上述的基于近光配光图案的强度分布的强度分布是指,在近光配光图案中强度高的部位,从衍射光栅43R、43G、43B射出的各个强度也高。
本实施方式的输入部61将根据用户的操作而输入的命令及设定值等信息通过电信号输出。在本实施方式中,输入输入部61的信息为从光源30射出的激光LR、LG、LB各自的强度、和该激光LR、LG、LB各自的射出时间的长度。作为输入部61,例如可举出多个旋转开关安装于电路基板上的开关组。
本实施方式的控制部60与车辆的ECU(电子控制装置)等控制装置54、光源30、马达驱动器51、马达50的编码器53、输入部61电连接。控制部60对光源30的激光的射出的状态和马达50的输出轴52的旋转状态进行控制。控制部60基于从车辆的控制装置54向控制部60输入的信号、从马达50的编码器53向控制部60输入的信号、从输入部61向控制部60输入的信号进行其控制。
接着,对由车辆用灯具1进行的光的射出进行说明。
在例如探测到来自车辆的控制装置54的表示近光照射的信号,并且表示近光照射的信号输入到控制部60的输入状态的情况下,上述的控制部60对光源30的激光的射出的状态和马达50的输出轴52的旋转状态进行控制,并从车辆用灯具1射出光。
具体而言,本实施方式的控制部60使上述马达驱动器51驱动,调整施加于马达50的电压而使马达50的输出轴52旋转。如上所述,在输出轴52固定有支承部件42,因此,通过输出轴52旋转,支承部件42及衍射光栅43R、43G、43B(衍射光栅单元40)以输出轴52的旋转轴52A为旋转轴进行旋转。此时,控制部60基于从马达50的编码器53向控制部60输入的信号驱动马达驱动器51。需要说明的是,在本实施方式中,在图2中,使衍射光栅单元40向顺时针方向旋转。
如上所述,编码器53能够探测输出轴52的旋转位置,从光源30射出的激光所入射的上述区域31的位置即使衍射光栅单元40旋转也几乎不会变动。因此,控制部60基于从编码器53向控制部60输入的信号,能够探测衍射光栅单元40中的哪个位置与区域31重合。这样的控制部60驱动马达驱动器51,并使衍射光栅单元40旋转直到与红色激光LR对应的衍射光栅43R与区域31的整体重合的位置,例如直到衍射光栅单元40的旋转方向上的衍射光栅43R的中心与区域31的中心一致。
接着,控制部60在衍射光栅单元40的旋转方向上的衍射光栅43R的中心与区域31的中心一致时,驱动光源30的驱动电路并使红色激光LR从光源30射出规定时间。从光源30射出的红色激光LR入射于衍射光栅43R且如上所述被衍射光栅43R衍射,从衍射光栅43R射出规定时间的近光配光图案的红色成分的光DLR。该近光配光图案的红色成分的光DLR经由前罩12从车辆用灯具1射出规定时间。
接着,控制部60驱动马达驱动器51,并使衍射光栅单元40旋转直到与绿色激光LG对应的衍射光栅43G与区域31的整体重合的位置,例如直到衍射光栅单元40的旋转方向上的衍射光栅43G的中心与区域31的中心一致。接着,控制部60在衍射光栅单元40的旋转方向上的衍射光栅43G的中心与区域31的中心一致时,从光源30射出规定时间的绿色激光LG。在本实施方式中,绿色激光LG的射出时间的长度与上述红色激光LR的射出时间的长度大致相同。从光源30射出的绿色激光LG入射于衍射光栅43G且如上所述被衍射光栅43G衍射,从衍射光栅43G射出规定时间的近光配光图案的绿色成分的光DLG。该近光配光图案的绿色成分的光DLG经由前罩12从车辆用灯具1射出规定时间。
接着,控制部60驱动马达驱动器51,并使衍射光栅单元40旋转直到与蓝色激光LB对应的衍射光栅43B与区域31的整体重合的位置,例如直到衍射光栅单元40的旋转方向上的衍射光栅43B的中心与区域31的中心一致。接着,在衍射光栅单元40的旋转方向上的衍射光栅43B的中心与区域31的中心一致时,控制部60使蓝色激光LB从光源30射出规定时间。本实施方式中,蓝色激光LB的射出时间的长度与上述红色激光LR的射出时间的长度大致相同。从光源30射出的蓝色激光LB入射于衍射光栅43B且如上所述被衍射光栅43B衍射,从衍射光栅43B射出规定时间的近光配光图案的蓝色成分的光DLB。该近光配光图案的蓝色成分的光DLB经由前罩12从车辆用灯具1射出规定时间。
控制部60控制光源30的激光的射出的状态和马达50的输出轴52的旋转状态,以使依次反复进行上述衍射光栅单元40的旋转、来自光源30的红色激光LR的射出、衍射光栅单元40的旋转、来自光源30的绿色激光LG的射出、衍射光栅单元40的旋转、来自光源30的蓝色激光LB的射出。即,光源30的以时间分割的红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB的射出与衍射光栅单元40的旋转同步。而且,从车辆用灯具1依次反复射出近光配光图案的红色成分的光DLR、近光配光图案的绿色成分的光DLG、近光配光图案的蓝色成分的光DLB。在本实施方式中,激光LR、LG、LB各自的射出时间的长度大致相同,因此,光DLR、DLG、DLB各自的射出时间的长度也大致相同。
但是,在以比人的视觉的时间分辨率短的周期反复照射颜色不同的光的情况下,通过残影现象而能够被人识别为该颜色不同的光所合成的光被照射。在本实施方式中,在射出规定颜色的激光后直到再次射出该规定颜色的激光的时间比人的视觉的时间分辨率短的情况下,以比人的视觉的时间分辨率短的周期反复照射从衍射光栅43R、43G、43B射出的光DLR、DLG、DLB,通过残影现象而将红色的光DLR、绿色的光DLG、蓝色的光DLB合成。该光DLR、DLG、DLB各自的射出时间的长度大致相同。另外,如上所述,作为初始状态,对各个激光LR、LG、LB的强度进行调节,以使这些激光LR、LG、LB所合成的光的颜色成为白色。因此,通过残影现象所合成的光的颜色成为白色。此时,光DLR、DLG、DLB各自如上所述与近光配光图案重合,并且成为基于近光配光图案的强度分布的强度分布,因此,光DLR、DLG、DLB通过残影现象所合成的光的配光图案成为近光配光图案。需要说明的是,从抑制察觉通过残影现象所合成的光的闪烁的观点来看,反复射出上述激光LR、LG、LB的周期优选为1/15s以下。人的视觉的时间分辨率大致为1/30s。在为车辆用灯具的情况下,如果光的射出周期为2倍左右则能够抑制察觉光的闪烁。如果该周期为1/30s以下,则大致超过人的视觉的时间分辨率。因此,能够进一步抑制察觉光的闪烁。另外,进一步地。在该周期为1/60s以下时,从能够抑制察觉光的闪烁的观点来看优选。
需要说明的是,衍射光栅43R、43G、43B为了光DLR、DLG、DLB所照射区域的外形的至少一部分相互一致,即为了光DLR、DLG、DLB的配光图案的外形的至少一部分相互一致,优选分别衍射激光LR、LG、LB并射出光DLR、DLG、DLB。通过设为这样的结构,能够抑制上述那样在通过残影现象所形成的配光图案的边缘附近产生颜色渗出。另外,进一步地,从能够更加抑制在配光图案的边缘附近产生颜色渗出的观点来看,更优选这些外形的整体相互一致。
这样,车辆用灯具1通过残影现象能够照射具有近光配光图案的光。
图3是表示夜间照明用的配光图案的图,具体而言,图3(A)是表示近光配光图案的图,图3(B)是表示远光配光图案的图。图3中,S表示水平线,以粗线表示配光图案。在图3(A)所示的夜间照明用的配光图案即近光L配光图案中,区域LA1为强度最高的区域,按照区域LA2、区域LA3的顺序强度变低。即,各个衍射光栅43R、43G、43B以使通过残影现象所合成的光形成包含近光L的强度分布的配光图案的方式对光进行衍射。需要说明的是,图3中,如由虚线所示,也可以向比通过残影现象近光L被照射的位置更靠上方的位置,从车辆用灯具1照射强度比近光低的光。该光设为标志辨识用的光OHS。在该情况下,优选在从各个衍射光栅43R、43G、43B所射出的光DLR、DLG、DLB的配光图案中包含与该标志辨识用的光OHS所照射的区域重合、且包含标志辨识用的光OHS的强度分布的配光图案,更优选包含外形与标志辨识用的光OHS所照射的区域的外形的至少一部分一致、且包含标志辨识用的光OHS的强度分布的配光图案。进一步,更优选该外形与标志辨识用的光OHS所照射的区域的外形的整体一致。另外,在该情况下,能够理解为由近光L和标志辨识用的光OHS形成夜间照明用的配光图案。需要说明的是,夜间照明用的配光图案不是仅用于夜间,也使用于隧道等暗处。
接着,对车辆用灯具1的光的颜色均衡的调整进行说明。
如上所述,在控制部60电连接有输入部61,根据电信号从输入部61向控制部60输入从光源30射出的激光LR、LG、LB各自的强度、和该激光LR、LG、LB各自的射出时间的长度。
但是,在如上述那样通过残影现象所合成的光中,通过改变所合成的光的强度或所合成的光的射出时间的长度,而变更该光的颜色均衡。在本实施方式中,能够利用输入部61调节从光源30射出的激光LR、LG、LB各自的强度和该激光LR、LG、LB各自的射出时间的长度。因此,即使不进行更换光源30等对应,也能够调节照射的光的颜色均衡。
具体而言,在本实施方式中,例如,在使红色激光LG的强度比通过残影现象从车辆用灯具1照射具有近光L的配光图案的光的状态下的强度高的情况下,从车辆用灯具1所照射的具有近光L的配光图案的白色光的颜色变更为增强了红色的颜色。同样,在提高了绿色激光LG的强度的情况下,白色光的颜色变更为增强了绿色的颜色,在提高了蓝色激光LG的强度的情况下,白色光的颜色变更为增强了蓝色的颜色。另一方面,在降低了红色激光LR的强度的情况下,白色光的颜色变更为增强了青绿色的颜色,在降低了绿色激光LG的强度的情况下,白色光的颜色变更为增强了紫红色的颜色,在降低了蓝色激光LB的强度的情况下,白色光的颜色变更为增强了黄色的颜色。
另外,在本实施方式中,在使红色激光LG的射出时间的长度比通过残影现象从车辆用灯具1照射具有近光L的配光图案的光的状态下的射出时间的长度长的情况下,从车辆用灯具1所照射的具有近光L的配光图案的白色光的颜色变更为增强了红色的颜色。同样,在增长绿色激光LG的射出时间的情况下,白色光的颜色变更为增强了绿色的颜色,在增长蓝色激光LG的射出时间的情况下,白色光的颜色变更为增强了蓝色的颜色。另一方面,在缩短红色激光LR的射出时间的情况下,白色光的颜色变更为增强了青绿色的颜色,在缩短绿色激光LG的射出时间的情况下,白色光的颜色变更为增强了紫红色的颜色,在缩短蓝色激光LB的射出时间的情况下,白色光的颜色变更为增强了黄色的颜色。
但是,从光源向上述专利文献1的车辆用灯具的全息元件入射白色的参照光,并利用其衍射光形成近光或远光等规定的配光图案。在专利文献1的车辆用灯具中,所形成的规定配光图案的颜色为白色,其颜色均衡存在大幅依赖于从光源照射的参照光的颜色均衡的倾向。因此,为了调节所形成的规定配光图案的颜色均衡,考虑需要更换光源等对应。因此,在专利文献1的车辆用灯具中,难以调节照射光的颜色均衡。
因此,本实施方式的车辆用灯具1具备:以时间分割射出红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB的光源30;与红色激光LR对应的衍射光栅43R、与绿色激光LG对应的衍射光栅43G、与蓝色激光LB对应的衍射光栅43B。从光源30射出的激光LR、LG、LB入射于与各个激光LR、LG、LB对应的衍射光栅43R、43G、43B,从衍射光栅43R、43G、43B射出的光DLR、DLG、DLB所照射的区域相互重合。
如上所述,在以比人的视觉的时间分辨率短的周期反复照射颜色不同的光的情况下,通过残影现象能够被人识别为该颜色不同的光所合成的光被照射。因此,在以比人的视觉的时间分辨率短的周期反复射出红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB的情况下,通过残影现象能够照射从光源30射出的红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB所合成的白色光。另外,这样通过残影现象照射的光的颜色均衡能够通过调节从光源30射出的各个激光LR、LG、LB的强度或各个激光LR、LG、LB的射出时间的长度而调节。因此,本实施方式的车辆用灯具1即使不进行更换光源30等对应,也能够调节颜色均衡。
但是,衍射光栅43R、43G、43B具有波长依赖性,因此,波长互不相同的光存在因衍射光栅43R、43G、43B不同成为互不相同的配光图案的倾向。但是,在本实施方式的车辆用灯具1中,上述那样波长互不相同的多个激光LR、LG、LB被与各个波长的激光对应的衍射光栅43R、43G、43B分别衍射。因此,容易使从各个衍射光栅43R、43G、43B射出的光DLR、DLG、DLB所照射的区域相互重合,容易通过残影现象形成期望的配光图案。
另外,本实施方式的光源30射出波长互不相同的红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB。因此,通过调节从光源30射出的各个激光LR、LG、LB的强度,而能够通过残影现象照射期望颜色的光。
另外,本实施方式的车辆用灯具1具备支承三个衍射光栅43R、43G、43B并进行旋转的支承部件42,这些衍射光栅43R、43G、43B配置于以支承部件42的旋转轴即输出轴52的旋转轴52A为中心的圆C的圆周上,光源30的以时间分割的红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB的射出与衍射光栅单元40(支承部件42)的旋转同步。通过设为这样的结构,该车辆用灯具1即使不调节从光源30射出的激光LR、LG、LB的照射角度,也能够使这些激光LR、LG、LB入射于与各个激光LR、LG、LB对应的衍射光栅43R、43G、43B。一般而言,调节激光的照射角度的驱动机构存在变得复杂的倾向。因此,与具备调节从光源射出的激光的照射角度的驱动机构的情况相比,能够成为简单的结构。
另外,在本实施方式的车辆用灯具1中,衍射光栅43R、43G、43B在圆C的圆周的整周大致等间隔地配置,并位于成为将旋转轴52A设为基准的旋转对称的位置。通过这样构成,使支承部件42依次进行规定的角度旋转,由此,能够依次变更与从光源30射出的激光所入射的区域31重合的衍射光栅。因此,与多个衍射光栅不大致等间隔地配置于圆周的整周的情况相比,能够简化由控制部60进行的马达50的输出轴52的旋转状态的控制,能够容易使光源30的以时间分割的红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB的射出与衍射光栅单元40(支承部件42)的旋转的同步。
(第二实施方式)
接着,参照图4详细地说明本发明的第二实施方式。需要说明的是,对于与第一实施方式相同或等同的构成要素,除了特别说明的情况之外,标注相同的参照标记并省略重复的说明。
图4是概略性地表示作为本实施方式的车辆用灯具的车辆用灯具的衍射光栅单元的主视图。本实施方式的车辆用灯具的灯具单元在不具备马达50及马达驱动器51的点、具备未图示的驱动装置的点、及在图4所示衍射光栅单元40中衍射光栅43R、43G、43B在一个直线上排列且配置于支承部件42的点,与第一实施方式的灯具单元20不同。本实施方式的灯具单元20的主要结构具备:光源30、衍射光栅单元40、驱动装置、控制部60、输入部61。需要说明的是,灯具单元20通过未图示的结构固定于框体10。
本实施方式的衍射光栅单元40的支承部件42设为正面看的外形大致四边形的板状部件,该支承部件42以被沿着与板厚方向垂直的方向延伸的两个轨道45夹持的方式被支承。在本实施方式的支承部件42连结有未图示的驱动装置,支承部件42以能够沿着两个轨道45往返移动的方式构成。另外,在本实施方式的支承部件42安装有探测相对于轨道45的位置的未图示的编码器。作为驱动装置的结构,例如可举出:具备马达、利用该马达进行旋转的带轮、以及将该带轮与支承部件42连结的杆的结构;具备安装于轨道45的电磁铁和安装于支承部件42的永磁体的结构;具备马达、利用该马达进行旋转的小齿轮、以及安装于与该小齿轮啮合的支承部件42的齿条的结构等。作为编码器,例如能够使用绝对值式线性编码器等。
在本实施方式的支承部件42形成有沿该支承部件42的板厚方向贯通的三个贯通孔,向该贯通孔分别嵌入三个衍射光栅43R、43G、43B,三个衍射光栅43R、43G、43B固定于支承部件42。因此,通过支承部件42沿着轨道45往返移动,而衍射光栅43R、43G、43B沿着轨道45往返移动。这样,支承于支承部件42的三个衍射光栅43R、43G、43B配置于与支承部件42的往返方向平行的直线L1上。该直线L1横切从光源30射出的激光所入射的区域31。因此,通过针对衍射光栅43R、43G、43B各自而支承部件42沿着轨道45移动至规定的位置,衍射光栅43R、43G、43B与从光源30射出的激光所入射的区域31分别重合,能够向衍射光栅43R、43G、43B入射从光源30射出的激光。
本实施方式的衍射光栅43R、43G、43B分别在正面看按照支承部件42的往返方向及与该往返方向垂直的方向划分而形成的未图示的光栅区域各自,具有未图示的衍射光栅图案。该光栅区域以如下方式形成,即,衍射光栅43R、43G、43B与从光源30射出的激光所入射的区域31分别重合时,一个以上上述光栅区域位于该区域31内。而且,在本实施方式中,也与第一实施方式一样,衍射光栅43R、43G、43B对从光源30射出并入射于衍射光栅43R、43G、43B的红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB分别进行衍射,以使从各个衍射光栅43R、43G、43B射出的光分别与近光L的配光图案重合并且成为基于近光配光图案的强度分布的强度分布。
在本实施方式中,上述控制部60控制光源30的激光的射出的状态和未图示的驱动装置的驱动状态,并从车辆用灯具1射出光。具体而言,本实施方式的控制部60驱动驱动装置,使衍射光栅单元40沿着轨道45移动至与红色激光LR对应的衍射光栅43R与区域31的整体重合的位置,在衍射光栅43R与区域31的整体重合时,使红色激光LR从光源30射出规定时间。从光源30射出的红色激光LR入射于衍射光栅43R且如上所述被衍射光栅43R衍射,近光配光图案的红色成分的光DLR从衍射光栅43R射出规定时间。该近光L的配光图案的红色成分的光DLR经由前罩12从车辆用灯具1射出规定时间。
接着,控制部60使衍射光栅单元40沿着轨道45移动至与绿色激光LG对应的衍射光栅43G与区域31的整体重合的位置,在衍射光栅43G与区域31的整体重合时,使绿色激光LG从光源30射出规定时间。在本实施方式中,绿色激光LG的射出时间的长度与上述的红色激光LR的射出时间的长度大致相同。从光源30射出的绿色激光LG入射于衍射光栅43G且如上所述被衍射光栅43G衍射,近光L的配光图案的绿色成分的光DLG从衍射光栅43G射出规定时间。该近光L的配光图案的绿色成分的光DLG经由前罩12从车辆用灯具1射出规定时间。
接着,控制部60使衍射光栅43B沿着轨道45移动至与蓝色激光LB对应的衍射光栅43B与区域31的整体重合的位置,在衍射光栅43B与区域31的整体重合时,使蓝色激光LB从光源30射出规定时间。在本实施方式中,蓝色激光LB的射出时间的长度与上述的红色激光LR的射出时间的长度大致相同。从光源30射出的蓝色激光LB入射于衍射光栅43B且如上所述被衍射光栅43B衍射,近光L的配光图案的蓝色成分的光DLB从衍射光栅43B射出规定时间。该近光L的配光图案的蓝色成分的光DLB经由前罩12从车辆用灯具1射出规定时间。
控制部60控制光源30的激光的射出的状态和驱动装置的驱动状态,以使依次反复进行上述的衍射光栅单元40的移动、来自光源30的红色激光LR的射出、衍射光栅单元40的移动、来自光源30的绿色激光LG的射出、衍射光栅单元40的移动、来自光源30的蓝色激光LB的射出。即,光源30的以时间分割的红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB的射出与衍射光栅单元40的往返移动同步。而且,从车辆用灯具1依次反复射出近光L的配光图案的红色成分的光DLR、近光L的配光图案的绿色成分的光DLG、近光L的配光图案的蓝色成分的光DLB。即使是这样的结构,在以比人的视觉的时间分辨率短的周期反复射出红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB的情况下,车辆用灯具1也通过残影现象能够照射具有近光L的配光图案的光。另外,通过残影现象所照射的光的颜色均衡能够通过调节从光源30射出的各个激光LR、LG、LB的强度或各个激光LR、LG、LB的射出时间的长度而调节。因此,本实施方式的车辆用灯具1即使不进行更换光源30等对应,也能够调节颜色均衡。另外,如上所述,波长互不相同的多个激光LR、LG、LB被与各个波长的激光对应的衍射光栅43R、43G、43B分别衍射,因此,容易使从各个衍射光栅43R、43G、43B射出的光DLR、DLG、DLB所照射的区域相互重合,容易通过残影现象形成期望的配光图案。
另外,本实施方式的车辆用灯具1具备支承三个衍射光栅43R、43G、43B并进行往返移动的支承部件42,这些衍射光栅43R、43G、43B配置于与支承部件42的往返方向平行的直线L1上,光源30的以时间分割的红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB的射出与衍射光栅单元40(支承部件42)的往返移动同步。通过设为这样的结构,该车辆用灯具1即使不调节从光源30射出的激光LR、LG、LB的照射角度,也能够使这些激光LR、LG、LB入射于与各个激光LR、LG、LB对应的衍射光栅43R、43G、43B。因此,与上述第一实施方式一样,与具备调节从光源射出的激光的照射角度的驱动机构的情况相比,能够设为简单的结构。
需要说明的是,在本实施方式中,如图3中由虚线所示那样,也可以射出标志辨识用的光OHS。在该情况下,优选在从各个衍射光栅43R、43G、43B所射出的光DLR、DLG、DLB的配光图案中包含与该标志辨识用的光OHS所照射的区域重合、且包含标志辨识用的光OHS的强度分布的配光图案,更优选包含外形与标志辨识用的光OHS所照射的区域的外形的至少一部分一致且包含标志辨识用的光OHS的强度分布的配光图案。进一步,更优选该外形与标志辨识用的光OHS所照射的区域的外形的整体一致。
(第三实施方式)
接着,参照图5详细地说明本发明的第三实施方式。需要说明的是,对于与第一实施方式相同或等同的构成要素,除了特别说明的情况之外,标注相同的参照标记并省略重复的说明。
图5是将作为本实施方式的车辆用灯具的车辆用灯具以与图1相同的视点表示的图。如图5所示,本实施方式的车辆用灯具1的灯具单元20在具备光路变更元件55的点、及不具备马达50、马达驱动器51、支承部件42的点,与第一实施方式的灯具单元20不同。本实施方式的灯具单元20的主要结构具备:光源30、三个衍射光栅43R、43G、43B、光路变更元件55、控制部60、输入部61。需要说明的是,灯具单元20通过未图示的结构固定于框体10。
本实施方式的衍射光栅43R、43G、43B各自分别衍射从光源30射出且入射于衍射光栅43R、43G、43B的红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB,以使在从车辆离开规定距离的焦点位置,从各个衍射光栅43R、43G、43B射出的光分别与近光L的配光图案重合并且成为基于近光配光图案的强度分布的强度分布。即,在从车辆离开规定的距离的焦点位置,从衍射光栅43R、43G、43B射出的光所照射的区域相互重合。该焦点位置设为例如从车辆离开25m的位置。需要说明的是,与上述的第一实施方式及第二实施方式一样,衍射光栅43R、43G、43B在被划分的多个光栅区域各自具有衍射光栅图案,分别对入射的激光LR、LG、LB进行衍射以使各个衍射光栅图案成为这种配光图案。
本实施方式的光路变更元件55将从光源30射出的红色激光LG、绿色激光LG、蓝色激光LB分别导光至与各个激光LR、LG、LB对应的衍射光栅43R、43G、43B。作为光路变更元件55,例如能够使用MEMS(Micro ElectroMechanical Systems,微机电系统)反射镜、多面反射镜等。
在本实施方式中,控制部60控制光源30的激光的射出的状态和光路变更元件55的驱动状态,并从车辆用灯具1射出光。具体而言,本实施方式的控制部60以入射于光路变更元件55的红色激光LR入射于衍射光栅43R的方式驱动光路变更元件55,并使红色激光LR从光源30射出规定时间。从光源30射出的红色激光LR入射于衍射光栅43R且如上所述被衍射光栅43R衍射,近光L的配光图案的红色成分的光DLR从衍射光栅43R射出规定时间。该近光L的配光图案的红色成分的光DLR经由前罩12从车辆用灯具1射出规定时间。
接着,控制部60以入射于光路变更元件55的绿色激光LG入射于衍射光栅43G的方式驱动光路变更元件55,并使绿色激光LG从光源30射出规定时间。在本实施方式中,绿色激光LG的射出时间的长度与上述的红色激光LR的射出时间的长度大致相同。从光源30射出的绿色激光LG入射于衍射光栅43G且如上所述被衍射光栅43G衍射,近光L的配光图案的绿色成分的光DLG从衍射光栅43G射出规定时间。该近光L的配光图案的绿色成分的光DLG经由前罩12从车辆用灯具1射出规定时间。
接着,控制部60以入射于光路变更元件55的蓝色激光LB入射于衍射光栅43B的方式驱动光路变更元件55,并使蓝色激光LG从光源30射出规定时间。在本实施方式中,蓝色激光LB的射出时间的长度与上述的红色激光LR的射出时间的长度大致相同。从光源30射出的蓝色激光LB入射于衍射光栅43B且如上所述被衍射光栅43B衍射,近光L的配光图案的蓝色成分的光DLB从衍射光栅43B射出规定时间。该近光L的配光图案的蓝色成分的光DLB经由前罩12从车辆用灯具1射出规定时间。
控制部60控制光源30的激光的射出的状态和光路变更元件55的驱动状态,以使依次反复进行上述的光路变更元件55的驱动、来自光源30的红色激光LR的射出、光路变更元件55的驱动、来自光源30的绿色激光LG的射出、光路变更元件55的驱动、来自光源30的蓝色激光LB的射出。即,多个激光LR、LG、LB的以时间分割的射出与光路变更元件55的驱动同步。而且,从车辆用灯具1依次反复射出近光L的配光图案的红色成分的光DLR、近光L的配光图案的绿色成分的光DLG、近光L的配光图案的蓝色成分的光DLB。即使是这样的结构,在以比人的视觉的时间分辨率短的周期反复射出红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB的情况下,车辆用灯具1也通过残影现象能够照射具有近光L的配光图案的光。另外,通过残影现象所照射的光的颜色均衡能够通过调节从光源30射出的各个激光LR、LG、LB的强度或各个激光LR、LG、LB的射出时间的长度而调节。因此,本实施方式的车辆用灯具1即使不进行更换光源30等对应,也能够调节颜色均衡。另外,如上所述,波长互不相同的多个激光LR、LG、LB被与各个波长的激光对应的衍射光栅43R、43G、43B分别衍射,因此,容易使从各个衍射光栅43R、43G、43B射出的光DLR、DLG、DLB所照射的区域相互重合,容易通过残影现象形成期望的配光图案。
另外,本实施方式的车辆用灯具1具备将从光源30射出的红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB导光至与各个激光LR、LG、LB对应的衍射光栅43R、43G、43B的光路变更元件55。通过设为这样的结构,与不具备光路变更元件的情况相比,提高光源30与衍射光栅43R、43G、43B的位置关系的自由度且能够小型化。另外,该车辆用灯具1即使不调节从光源30射出的激光LR、LG、LB的照射角度,也能够将这些激光LR、LG、LB入射于与各个激光LR、LG、LB对应的衍射光栅43R、43G、43B。因此,与上述第一实施方式一样,与具备调节从光源射出的激光的照射角度的驱动机构的情况相比,能够设为简单的结构。
需要说明的是,在本实施方式中,如图3中由虚线所示,也可以射出标志辨识用的光OHS。在该情况下,优选在从各个衍射光栅43R、43G、43B所射出的光DLR、DLG、DLB的配光图案中包含与该标志辨识用的光OHS所照射的区域重合、且包含标志辨识用的光OHS的强度分布的配光图案,更优选包含外形与标志辨识用的光OHS所照射的区域的外形的至少一部分一致、且包含标志辨识用的光OHS的强度分布的配光图案。进一步,更优选该外形与标志辨识用的光OHS所照射的区域的外形的整体一致。
需要说明的是,在上述第一、第二、及第三实施方式中,车辆用灯具1为通过残影现象照射近光L的车辆用前照灯,但本发明没有特别限定。例如,车辆用灯具也可以设为通过残影现象照射远光H的灯具,也可以设为通过残影现象照射构成图像的光的灯具。在车辆用灯具为通过残影现象照射远光H的灯具的情况下,通过残影现象照射图3(B)所示的夜间照明用的配光图案即远光H的配光图案的光。需要说明的是,在图3(B)的远光H的配光图案中,区域HA1为强度最高的区域,区域HA2为强度比区域HA1低的区域。即,各个衍射光栅以通过残影现象所合成的光形成包含远光H的强度分布的配光图案的方式对光进行衍射。另外,在车辆用灯具为通过残影现象照射构成图像的光的灯具的情况下,车辆用灯具射出的光的方向及车辆用灯具安装于车辆的位置没有特别限定。
另外,在上述第一、第二、及第三实施方式中,以将红色激光LR、绿色激光LG、蓝色激光LB以时间分割射出的光源30为例进行了说明。但是,在上述第一、第二、及第三实施方式中,光源只要能够以时间分割射出波长互不相同的多个激光即可,例如,光源也可以是以时间分割射出波长互不相同的两个激光的光源,也可以是以时间分割射出波长互不相同的三个以上的激光的光源。
另外,在上述第一、第二、及第三实施方式中,以具备输入部61的车辆用灯具1为例进行了说明。但是,在上述第一、第二、及第三实施方式中,车辆用灯具也可以不具备输入部61。在这样的情况下,例如,控制部基于与从光源射出的激光的强度或激光的射出时间的长度等相关的预先设定的设定值等,控制光源的激光的射出的状态。通过在制造车辆用灯具时等调节该预先设定的设定值,而能够调节从光源射出的激光的强度或激光的射出时间的长度,能够调节通过残影现象所照射的光的颜色均衡。因此,这样的结构的车辆用灯具即使不进行更换光源等对应,也能够调节颜色均衡。
另外,在上述第一、第二、及第三实施方式中,以透射型的衍射光栅43R、43G、43B为例进行了说明,但衍射光栅也可以设为反射型的衍射光栅。另外,在上述第一、第二、及第三实施方式中,以分别一一具备与从光源30射出的激光LR、LG、LB对应的衍射光栅43R、43G、43B的灯具单元20为例进行了说明。但是,在上述第一、第二、及第三实施方式中,灯具单元20也可以具备多个与激光LR、LG、LB对应的衍射光栅43R、43G、43B。
另外,在上述第一实施方式中,以正面看的外形为圆形的支承部件42和正面看的外形为大致扇状的衍射光栅43R、43G、43B为例进行了说明,但它们的外形没有特别限定。另外,在上述第二实施方式中,以正面看的外形为四边形的支承部件4 2和正面看的外形为四边形的衍射光栅43R、43G、43B为例进行了说明,但它们的外形没有特别限定。
另外,在上述第一实施方式中,衍射光栅43R、43G、43B分别在沿着以旋转轴52A为中心的圆C的径向及周向划分而形成的未图示的光栅区域各自具有未图示的衍射光栅图案。另外,在上述第二实施方式中,衍射光栅43R、43G、43B分别沿着正面看时支承部件42的往返方向及与该往返方向垂直的方向划分而形成的未图示的光栅区域各自具有未图示的衍射光栅图案。但是,用于形成衍射光栅所具有的光栅区域的划分的方向没有特别限定。
另外,在上述第一实施方式及第二实施方式中,以具备衍射光栅43R、43G、43B和支承部件42的衍射光栅单元40为例进行了说明。但是,衍射光栅单元40只要至少具备衍射光栅43R、43G、43B即可。例如,衍射光栅单元40的衍射光栅43R、43G、43B和支承部件42也可以相互一体地形成,在这样的情况下,衍射光栅43R、43G、43B的一部分也可以兼作支承部件42。
另外,在上述第一实施方式中,以控制光源30的激光的射出的状态和马达50的输出轴52的旋转状态以使依次反复进行衍射光栅单元40的旋转、来自光源30的红色激光LR的射出、衍射光栅单元40的旋转、来自光源30的绿色激光LG的射出、衍射光栅单元40的旋转、来自光源30的蓝色激光LB的射出的控制部60为例进行了说明。但是,控制部60只要控制光源30的激光的射出的状态和马达50的输出轴52的旋转状态以使从光源30以时间分割射出的激光LR、LG、LB入射于与各个激光LR、LG、LB对应的衍射光栅43R、43G、43B即可。例如,控制部60也可以控制马达50的输出轴52的旋转状态,以使支承部件42以与光源30以时间分割射出激光的时机同步的恒定的转速持续旋转。在这样的情况下,向旋转的衍射光栅43R、43G、43B入射激光LR、LG、LB。
另外,在上述第二实施方式中,以控制光源30的激光的射出的状态和驱动装置的驱动状态以使依次反复进行衍射光栅单元40的移动、来自光源30的红色激光LR的射出、衍射光栅单元40的移动、来自光源30的绿色激光LG的射出、衍射光栅单元40的移动、来自光源30的蓝色激光LB的射出的控制部60为例进行了说明。但是,控制部60只要控制光源30的激光的射出的状态和驱动装置的驱动状态以使从光源30以时间分割射出的激光LR、LG、LB入射于与各个激光LR、LG、LB对应的衍射光栅43R、43G、43B即可。例如,控制部60也可以控制驱动装置的驱动状态,以使支承部件42以与光源30以时间分割射出激光的时机同步的恒定的时间间隔持续往返移动。在这样的情况下,向往返移动的衍射光栅43R、43G、43B入射激光LR、LG、LB。
另外,从光源射出的各个波长的激光只要入射于与各个激光对应的衍射光栅即可,例如车辆用灯具也可以具备调节从光源射出的激光的照射角度的驱动机构,通过该驱动机构调节激光的照射角度而使激光入射于对应的衍射光栅。
(第四实施方式)
接着,对本发明的第四实施方式进行说明。需要说明的是,对于与上述第一实施方式相同或等同的构成要素,除了特别说明的情况之外,标注相同的参照标记并省略重复的说明。图6是表示本实施方式的车辆用灯具的一个例子的图,是概略性地表示车辆用灯具的铅垂方向的截面的图。如图6所示,从本实施方式的光源30射出的光与从上述第一实施方式的光源30射出的光不同,从本实施方式的衍射光栅单元40射出的光与从上述第一实施方式的衍射光栅单元40射出的光不同。
本实施方式的光源30具有:射出功率的峰值波长为例如638nm的红色激光的未图示的发光元件、射出功率的峰值波长为例如515nm的绿色激光的未图示的发光元件、射出功率的峰值波长为例如445nm的蓝色激光的未图示的发光元件、未图示的驱动电路。经由驱动电路向这些发光元件供给电力。这样的光源30通过调节向各个发光元件供给的电力,能够调节从各个发光元件射出的激光的强度,能够使这些激光合成而射出期望颜色的激光。作为光源30,例如能够使用发光元件为射出激光的激光元件的半导体激光等。
在本实施方式中,准直透镜32与光源30分体地设置。准直透镜32是将从光源30射出的激光的快轴方向、慢轴方向准直化的透镜。准直透镜32也可以与光源30一体地设置,也可以代替准直透镜32而分别设置将激光的快轴方向准直化的准直透镜和将慢轴方向准直化的准直透镜。
图7是概略性地表示图6所示的衍射光栅单元的主视图。本实施方式的衍射光栅单元40的主要结构具备四个配光图案形成部41A、41B、41C、41D和支承部件42,向衍射光栅单元40入射从光源30射出的激光。需要说明的是,在图7中,以虚线表示从光源30射出的激光所入射的区域31。
在本实施方式中,四个配光图案形成部41A、41B、41C、41D分别由透射型的衍射光栅43A、43B、43C、43D构成,这些衍射光栅将从一面入射的光衍射,并将该衍射光从另一面射出。另外,这些衍射光栅分别嵌入形成于支承部件42的四个贯通孔而固定于该支承部件42。因此,通过支承部件42以输出轴52的旋转轴52A为旋转轴进行旋转,这些衍射光栅以旋转轴52A为中心旋转。这样,支承于支承部件42的这些衍射光栅从输出轴52的旋转轴52A的方向观察时,配置于以该旋转轴52A为中心的圆C的圆周上。需要说明的是,这些衍射光栅的向圆C的圆周方向排列的顺序没有特别限定。该圆周横切从准直透镜32射出的激光所入射的区域31。因此,通过支承部件42进行规定角度旋转,衍射光栅43A、43B、43C、43D能够与从准直透镜32射出的激光所入射的区域31分别重合,因此,能够向衍射光栅43A、43B、43C、43D入射从准直透镜32射出的激光。因此,四个配光图案形成部41A、41B、41C、41D分别由配置于以支承部件42的旋转轴即输出轴52的旋转轴52A为中心的圆C的圆周上的衍射光栅43A、43B、43C、43D构成,经由准直透镜32向这些衍射光栅能够分别入射从光源30射出的激光。
本实施方式的衍射光栅43A、43B、43C、43D分别在沿着以旋转轴52A为中心的圆C的径向及周向划分而形成的未图示的光栅区域各自,具有未图示的衍射光栅图案。该光栅区域以如下方式形成,即,在衍射光栅43A、43B、43C、43D与从准直透镜32射出的激光所入射的区域31分别重合时,1个以上上述光栅区域位于该区域31内。
本实施方式的衍射光栅43A、43B、43C、43D衍射从准直透镜32射出的激光,并射出互不相同的规定配光图案的光。即,本实施方式的配光图案形成部41A、41B、41C、41D射出互不相同的规定配光图案的光。具体而言,衍射光栅43A、43B、43C、43D分别衍射从准直透镜32射出的激光,以使从该衍射光栅43A、43B、43C、43D射出的光照射于路面等被照射体时,描绘互不相同的规定图像。这各个配光图案中也包含强度分布。另外,互不相同的规定图像中也包含大小不同的图像。需要说明的是,如上所述,衍射光栅43A、43B、43C、43D在被划分的多个光栅区域各自具有衍射光栅图案,分别对入射的光进行衍射以使各个衍射光栅图案成为这种配光图案。即,衍射光栅43A、43B、43C、43D各自为相同的衍射光栅图案的多个衍射光栅的集合体。
在本实施方式中,向输入部61输入的信息为描绘的规定图像的选择的信息。上述规定图像的选择是从以下图像中选择,即,从在从配光图案形成部41A的衍射光栅43A射出的光照射于路面等被照射体时所描绘的图像、在从配光图案形成部41B的衍射光栅43B射出的光照射于路面等被照射体时所描绘的图像、在从配光图案形成部41C的衍射光栅43C射出的光照射于路面等被照射体时所描绘的图像、以及在从配光图案形成部41D的衍射光栅43D射出的光照射于路面等被照射体时所描绘的图像中选择。作为本实施方式的输入部61,例如可举出安装于电路基板上的旋转开关。
接着,对由本实施方式的车辆用灯具1进行的图像的描绘进行说明。
上述控制部60在探测例如来自车辆的控制装置54的表示图像的描绘的信号,并且表示图像的描绘的信号输入到控制部60的输入状态的情况下,控制光源30的激光的射出的状态和马达50的输出轴52的旋转状态,并从车辆用灯具1射出光。
具体而言,本实施方式的控制部60基于从编码器53向控制部60输入的信号、和从输入部61向控制部60输入的信号驱动马达驱动器51,使衍射光栅单元40旋转至与用户在输入部61选择的图像对应的配光图案形成部的衍射光栅与区域31的整体重合的位置,并以衍射光栅单元40不从该位置移动的方式保持衍射光栅单元40。保持该衍射光栅单元40的位置为例如衍射光栅单元40的旋转方向上的衍射光栅的中心与区域31的中心一致的位置。需要说明的是,衍射光栅单元40的旋转方向没有特别限定,在本实施方式中,在图7中为顺时针方向,在图7中示例了衍射光栅43A的中心与区域31的中心一致的状态。
接着,在与用户在输入部61选择的图像对应的配光图案形成部的衍射光栅与区域31的整体重合的状态下,控制部60驱动驱动电路并从光源30射出激光。从光源30射出的激光入射于准直透镜32,并如上所述被准直透镜32准直化。该准直化后的激光入射于与用户在输入部61选择的图像对应的配光图案形成部的衍射光栅,并如上所述被该衍射光栅衍射,从该衍射光栅射出规定配光图案的光。该规定配光图案的光经由前罩12从车辆用灯具1射出。这样,车辆用灯具1从与用户在输入部61选择的图像对应的配光图案形成部的衍射光栅射出具有规定配光图案的光,基于该规定配光图案的图像被描绘于路面等被照射体。因此,在输入部61中选择与配光图案形成部41A对应的图像的情况下,从配光图案形成部41A的衍射光栅43A射出规定配光图案的光,基于该配光图案的图像被描绘于路面等被照射体。另外,在与配光图案形成部41B对应的图像被选择的情况下,从配光图案形成部41B的衍射光栅43B射出规定配光图案的光,基于该配光图案的图像被描绘于路面等被照射体。另外,在与配光图案形成部41C对应的图像被选择的情况下,从配光图案形成部41C的衍射光栅43C射出规定配光图案的光,基于该配光图案的图像被描绘于路面等被照射体。另外,在与配光图案形成部41D对应的图像被选择的情况下,从配光图案形成部41D的衍射光栅43D射出规定配光图案的光,基于该配光图案的图像被描绘于路面等被照射体。
描绘于路面等被照射体的图像的颜色为从光源30射出的光的颜色,从光源30射出的光的颜色没有特别限定。例如,从光源30射出的光的颜色也可以设为按每个描绘于路面等被照射体的图像,即按每个配光图案形成部41A、41B、41C、41D的衍射光栅43A、43B、43C、43D而不同的颜色,也可以设为相同的颜色。
但是,在用户在输入部61选择的图像描绘于路面等被照射体的状态下,当变更输入部61中的图像的选择、且表示新图像选择的信号从输入部61输入控制部60时,控制部60控制光源30的激光的射出的状态和马达50的输出轴52的旋转状态以使重新选择的规定图像描绘于路面等被照射体。具体而言,本实施方式的控制部60驱动驱动电路并停止由光源30进行的激光的射出。接着,控制部60基于从编码器53输入控制部60的信号和从输入部61输入控制部60的信号驱动马达驱动器51,并使衍射光栅单元40旋转至作为与用户在输入部61重新选择的图像对应的配光图案形成部的衍射光栅与区域31的整体重合的位置,以衍射光栅单元40不会从该位置移动的方式保持衍射光栅单元40。但是,这些衍射光栅相对于支承部件42的位置不会变化,因此,通过使支承部件42进行规定角度旋转,而能够使与用户在输入部61重新选择的图像对应的配光图案形成部的衍射光栅与区域31的整体重合。
接着,控制部60在与用户在输入部61重新选择的图像对应的配光图案形成部的衍射光栅与区域31的整体重合的状态下,驱动驱动电路并从光源30射出激光。如上所述,从光源30射出的激光入射于准直透镜32并在准直透镜32校准。该校准的激光入射于与用户在输入部61重新选择的图像对应的配光图案形成部的衍射光栅并在该衍射光栅衍射,并从该衍射光栅射出规定配光图案的光。该规定配光图案的光经由前罩12从车辆用灯具1射出。这样,车辆用灯具1从与用户在输入部61重新选择的图像对应的配光图案形成部的衍射光栅射出具有规定配光图案的光,且基于该规定配光图案的图像描绘于路面等被照射体。
这样,车辆用灯具1能够将图像描绘于路面等被照射体,并且能够切换描绘于路面等的图像。
图8是概略性地表示描绘于路面等被照射体的图像的一个例子的图。具体而言,图8(A)是表示由从本实施方式的配光图案形成部41A的衍射光栅43A射出的光所描绘的图像的图。图8(B)是表示由从本实施方式的配光图案形成部41B的衍射光栅43B射出的光所描绘的图像的图。图8(C)是表示由从本实施方式的配光图案形成部41C的衍射光栅43C射出的光所描绘的图像的图。图8(D)是表示由从本实施方式的配光图案形成部41D的衍射光栅43D射出的光所描绘的图像的图。在图8中,以粗线表示图像的轮廓。在这些图像描绘于车辆的前方的路面的情况下,图8(A)所示的图像为从驾驶员观察时向右拐弯的箭头,图8(B)所示的图像为从驾驶员观察时向左拐弯的箭头,图8(C)所示的图像为从驾驶员观察时向前方延伸的箭头。另外,图8(D)所示的图像为从驾驶员观察时类似于禁止停车标志的标记。例如,通过使图8(A)所示的图像描绘于车辆的前方的路面,能够向通行人及其它车辆的乘客这样的车外的人表示该车辆右拐。另外,通过使图8(B)所示的图像描绘于车辆的前方的路面,能够向车外的人表示该车辆左拐。另外,通过使图8(C)所示的图像描绘于车辆的前方的路面,能够向车外的人表示该车辆直线前进。另外,通过使图8(D)所示的图像描绘于车辆的前方的路面,能够向显示车外的人表示不想在描绘有图像的部位停车的用户意思。需要说明的是,车辆用灯具1描绘于路面等的图像及相对于描绘图像的车辆的位置及车辆用灯具1安装于车辆的位置没有特别限定。
但是,在如上述专利文献2的激光描绘装置那样控制从激光头射出的激光的照射角度而描绘规定的图像的情况下,由调节激光的照射角度的齿轮及驱动马达等构成的驱动机构存在变得复杂的倾向。
因此,本实施方式的车辆用灯具1具备:光源30;四个配光图案形成部41A、41B、41C、41D;支承四个配光图案形成部41A、41B、41C、41D并进行旋转的支承部件42。各个配光图案形成部41A、41B、41C、41D由配置于以支承部件42的旋转轴即输出轴52的旋转轴52A为中心的圆C的圆周上的衍射光栅43A、43B、43C、43D构成。从配光图案形成部41A的衍射光栅43A射出的光的配光图案、从配光图案形成部41B的衍射光栅43B射出的光的配光图案、从配光图案形成部41C的衍射光栅43C射出的光的配光图案、从配光图案形成部41D的衍射光栅43D射出的光的配光图案互不相同。
因此,本实施方式的车辆用灯具1即使不调节从光源30射出的激光的照射角度也能够向路面等描绘图像,与调节从光源射出的光的照射角度而向路面等描绘图像的车辆用灯具相比,能够通过简单的结构将图像描绘于路面等。
各个配光图案形成部41A、41B、41C、41D的衍射光栅43A、43B、43C、43D配置于以支承部件42的旋转轴即输出轴52的旋转轴52A为中心的圆C的圆周上。因此,通过将支承部件42进行规定角度旋转,能够将供从光源30射出的激光入射的衍射光栅变更为其它配光图案形成部的衍射光栅。另外,如上所述,从配光图案形成部41A的衍射光栅43A射出的光的配光图案、从配光图案形成部41B的衍射光栅43B射出的光的配光图案、从配光图案形成部41C的衍射光栅43C射出的光的配光图案、从配光图案形成部41D的衍射光栅43D射出的光的配光图案互不相同。因此,通过将支承部件42进行规定角度旋转,能够切换描绘于路面等的图像。另外,通过使支承部件42连续地旋转并连续地进行该图像的切换,能够向路面等描绘动画。如上所述,一般而言,在使部件进行旋转运动的情况下,与使部件进行往返运动的情况相比,存在难以产生动作声音的倾向。因此,与通过使支承部件进行往返运动而切换描绘于路面等的图像相比,车辆用灯具1能够抑制切换描绘于路面等的图像时的动作声音。
(第五实施方式)
接着,参照图9详细地说明本发明的第五实施方式。需要说明的是,对于与第四实施方式相同或等同的构成要素,除了特别说明的情况之外,标注相同的参照标记并省略重复的说明。
图9是概略性地表示本实施方式的车辆用灯具的衍射光栅单元的主视图。如图9所示,本实施方式的衍射光栅单元在支承部件42支承三个配光图案形成部的点、各个配光图案形成部由多个衍射光栅构成的点,与第四实施方式的衍射光栅单元40不同。另外,本实施方式的灯具单元在光源30以时间分割射出波长互不相同的多个激光的点、向输入部61输入的信息为与在上述第四实施方式中说明的描绘的规定图像的选择的信息一起还有从光源30射出波长互不相同的多个激光的强度和该激光各自的射出时间的长度的点,也与第四实施方式的灯具单元20不同。本实施方式的灯具单元20的主要结构具备:光源30、衍射光栅单元40、马达50、马达驱动器51、控制部60、输入部61。需要说明的是,灯具单元20通过未图示的结构固定于框体10。
本实施方式的光源30以时间分割射出波长互不相同的多个激光。本实施方式的光源30与上述第四实施方式的光源30一样,具有:射出红色激光的发光元件、射出绿色激光的发光元件、射出蓝色激光的发光元件、驱动电路。光源30通过调节向各个发光元件供给的电力,能够以时间分割射出红色激光、绿色激光、蓝色激光,从光源30射出的各个激光向大致相同的区域射出。即,本实施方式的光源30以如下方式构成,即,切换红色激光、绿色激光、蓝色激光,能够将任一颜色的激光在期望的时机射出期望的时间。另外,光源30通过调节向各个发光元件供给的电力,能够调节射出的各个激光的强度。在本实施方式中,作为初始状态,以这些激光所合成的光的颜色成为白色的方式,调节各个激光的强度。
本实施方式的衍射光栅单元40的主要结构具备三个配光图案形成部41A、41B、41C和支承部件42,从光源30射出的激光入射于衍射光栅单元40。需要说明的是,在图4中以虚线表示从光源30射出的激光所入射的区域31。
在本实施方式中,配光图案形成部41A由三个衍射光栅43AR、43AG、43AB构成,配光图案形成部41B由三个衍射光栅43BR、43BG、43BB构成,配光图案形成部41C由三个衍射光栅43CR、43CG、43CB构成。这些衍射光栅分别嵌入形成于支承部件42的9个贯通孔而固定于该支承部件42。因此,通过支承部件42以输出轴52的旋转轴52A为旋转轴进行旋转,这些衍射光栅以旋转轴52A为中心进行旋转。这样,支承于支承部件42的这些衍射光栅在从输出轴52的旋转轴52A的方向观察时配置于以该旋转轴52A为中心的圆C的圆周上。另外,这些衍射光栅在圆C的圆周方向上按配光图案形成部41A、41B、41C排列配置。具体而言,在配光图案形成部41A中,在圆C的圆周方向上,衍射光栅43AR位于衍射光栅43AG的一隔壁,衍射光栅43AB位于衍射光栅43AG的另一隔壁。另外,在配光图案形成部41B中,在圆C的圆周方向上,衍射光栅43BR位于衍射光栅43BG的一隔壁,衍射光栅43BB位于衍射光栅43BG的另一隔壁。另外,在配光图案形成部41C中,在圆C的圆周方向上,衍射光栅43CR位于衍射光栅43CG的一隔壁,衍射光栅43CB位于衍射光栅43CG的另一隔壁。该圆C的圆周横切从光源30射出的激光所入射的区域31。因此,通过支承部件42进行规定角度旋转,这些衍射光栅能够与从光源30射出的激光所入射的区域31分别重合,因此,能够向这些衍射光栅入射从光源30射出的激光。因此,能够向三个配光图案形成部41A、41B、41C入射从光源30射出的激光。
在本实施方式中,各个衍射光栅43AR、43AG、43AB、43BR、43BG、43BB、43CR、43CG、43CB与上述第四实施方式的衍射光栅一样,为透射型的衍射光栅,在沿着以旋转轴52A为中心的圆的径向及周向划分而形成的未图示的光栅区域各自,具有未图示的衍射光栅图案。该光栅区域以如下方式形成,即,在这些衍射光栅与从光源30射出的激光所入射的区域31分别重合时,一个以上上述光栅区域位于在该区域31内。
在本实施方式中,衍射光栅43AR、43BR、43CR与从光源30射出的红色激光对应,该红色激光分别入射于衍射光栅43AR、43BR、43CR并被衍射。另外,衍射光栅43AG、43BG、43CG与从光源30射出的绿色激光对应,该绿色激光分别入射于衍射光栅43AG、43BG、43CG并被衍射。另外,衍射光栅43AB、43BB、43CB与从光源30射出的蓝色激光对应,该蓝色激光分别入射于衍射光栅43AB、43BB、43CB并被衍射。因此,配光图案形成部41A、41B、41C分别包含一个与红色激光对应的衍射光栅43AR、43BR、43CR、与绿色激光对应的衍射光栅43AG、43BG、43CG、与蓝色激光对应的衍射光栅43AB、43BB、43CB的组。
红色激光被衍射光栅43AR、43BR、43CR衍射并从该衍射光栅43AR、43BR、43CR射出的光为红色。绿色激光被衍射光栅43AG、43BG、43CG衍射并从该衍射光栅43AG、43BG、43CG射出的光为绿色。蓝色激光被衍射光栅43AB、43BB、43CB衍射并从该衍射光栅43AB、43BB、43CB射出的光为蓝色。
入射于配光图案形成部41A的衍射光栅43AR、43AG、43AB的光以从衍射光栅43AR、43AG、43AB射出规定配光图案的光的方式,分别被衍射光栅43AR、43AG、43AB衍射。另外,入射于配光图案形成部41B的衍射光栅43BR、43BG、43BB的光以从衍射光栅43BR、43BG、43BB射出规定配光图案的光的方式,分别被衍射光栅43BR、43BG、43BB衍射。另外,入射于配光图案形成部41C的衍射光栅43CR、43CG、43CB的光以从衍射光栅43CR、43CG、43CB射出规定配光图案的光的方式,分别被衍射光栅43CR、43CG、43CB衍射。这些从衍射光栅43AR、43AG、43AB射出的光的配光图案、从衍射光栅43BR、43BG、43BB射出的光的配光图案、从衍射光栅43CR、43CG、43CB射出的光的配光图案互不相同。即,本实施方式的配光图案形成部41A、41B、41C射出互不相同的规定配光图案的光。需要说明的是,如上所述,这些衍射光栅在划分的多个光栅区域各自具有衍射光栅图案,并分别对入射的激光进行衍射以使各个衍射光栅图案成为这种配光图案。即,这些衍射光栅各自为相同的衍射光栅图案的多个衍射光栅的集合体。
具体而言,配光图案形成部41A的衍射光栅43AR、43AG、43AB以成为从该衍射光栅43AR、43AG、43AB射出的光所合成的光描绘图8(A)所示图像的配光图案的方式,分别对从光源30射出的红色激光、绿色激光、蓝色激光进行衍射。该配光图案中也包含强度分布。因此,本实施方式的衍射光栅43AR、43AG、43AB以与从各个衍射光栅43AR、43AG、43AB射出的光描绘该图像的配光图案重合并且成为基于描绘该图像的配光图案的强度分布的强度分布的方式,分别对从光源30射出并入射于衍射光栅43AR、43AG、43AB的红色激光、绿色激光、蓝色激光进行衍射。这样,从衍射光栅43AR射出描绘图8(A)所示图像的配光图案的红色成分的光,从衍射光栅43AG射出描绘该图像的配光图案的绿色成分的光,从衍射光栅43AB射出描绘该图像的配光图案的蓝色成分的光。需要说明的是,基于上述描绘图8(A)所示图像的配光图案的强度分布的强度分布是指,在该配光图案的强度高的部位,从衍射光栅43AR、43AG、43AB射出的各个强度也高。
配光图案形成部41B的衍射光栅43BR、43BG、43BB与配光图案形成部41A的衍射光栅43AR、43AG、43AB一样,以与从各个衍射光栅43AR、43AG、43AB射出的光描绘图8(B)所示的图像的配光图案重合并且成为基于描绘该图像的配光图案的强度分布的强度分布的方式,分别对从光源30射出并入射于衍射光栅43BR、43BG、43BB的红色激光、绿色激光、蓝色激光进行衍射。这样,从衍射光栅43BR射出描绘图8(B)所示的图像的配光图案的红色成分的光,从衍射光栅43BG射出描绘该图像的配光图案的绿色成分的光,从衍射光栅43BB射出描绘该图像的配光图案的蓝色成分的光。
配光图案形成部41C的衍射光栅43CR、43CG、43CB与配光图案形成部41A的衍射光栅43AR、43AG、43AB一样,以与从各个衍射光栅43CR、43CG、43CB射出的光描绘图8(C)所示的图像的配光图案重合并且成为基于描绘该图像的配光图案的强度分布的强度分布的方式,分别对从光源30射出并入射于衍射光栅43CR、43CG、43CB的红色激光、绿色激光、蓝色激光进行衍射。这样,从衍射光栅43CR射出描绘图8(C)所示的图像的配光图案的红色成分的光,从衍射光栅43CG射出描绘该图像的配光图案的绿色成分的光,从衍射光栅43CB射出描绘该图像的配光图案的蓝色成分的光
而且,从配光图案形成部41A的衍射光栅43AR、43AG、43AB射出的光的配光图案、从配光图案形成部41B的衍射光栅43BR、43BG、43BB射出的光的配光图案、从配光图案形成部41C的衍射光栅43CR、43CG、43CB射出的光的配光图案互不相同。
向本实施方式的输入部61输入的信息为在上述第四实施方式中说明的描绘的规定图像的选择的信息、从光源30射出的波长互不相同的激光各自的强度、该激光各自的射出时间的长度。作为本实施方式的输入部61,例如,可举出多个旋转开关安装于电路基板上的开关组。
接着,对由本实施方式的车辆用灯具1进行的光的射出进行说明。
上述的控制部60在例如探测到来自车辆的控制装置54的表示图像的描绘的信号,并且表示图像的描绘的信号输入到控制部60的输入状态的情况下,对光源30的激光的射出的状态和马达50的输出轴52的旋转状态进行控制,并从车辆用灯具1射出光。
具体而言,控制部60基于从编码器53输入控制部60的信号和从输入部61输入控制部60的信号驱动马达驱动器51,并使衍射光栅单元40旋转至与用户在输入部61选择的图像对应的配光图案形成部的衍射光栅的任一个与区域31的整体重合的位置,使对应于与区域31的整体重合的衍射光栅的颜色的激光从光源30射出规定时间。例如,在输入部61选择图8(A)所示的图像的情况下,控制部60使衍射光栅单元40旋转至对应于配光图案形成部41A的红色激光的衍射光栅43AR与区域31的整体重合的位置。接着,控制部60在衍射光栅43AR与区域31的整体重合的状态下,驱动光源30的驱动电路并使红色激光从光源30射出规定时间。从光源30射出的红色激光入射于衍射光栅43AR且如上所述被衍射光栅43AR衍射。描绘图8(A)所示图像的配光图案的红色成分的光从衍射光栅43AR射出规定时间。该配光图案的红色成分的光经由前罩12从车辆用灯具1射出规定时间。
接着,控制部60驱动马达驱动器51,旋转至配光图案形成部41A的与绿色激光对应的衍射光栅43AG与区域31的整体重合的位置,在衍射光栅43AG与区域31的整体重合的状态下,使绿色激光从从光源30射出规定时间。在本实施方式中,绿色激光的射出时间的长度与上述的红色激光的射出时间的长度大致相同。从光源30射出的绿色激光入射于衍射光栅43AG且如上所述被衍射光栅43AG衍射。描绘图8(A)所示图像的配光图案的绿色成分的光从衍射光栅43AG射出规定时间。该配光图案的绿色成分的光经由前罩12从车辆用灯具1射出规定时间。
接着,控制部60驱动马达驱动器51,旋转至配光图案形成部41A的与蓝色激光对应的衍射光栅43AB与区域31的整体重合的位置,在衍射光栅43AB与区域31的整体重合的状态下,使蓝色激光从光源30射出规定时间。在本实施方式中,蓝色激光的射出时间的长度与上述的红色激光的射出时间的长度大致相同。从光源30射出的蓝色激光入射于衍射光栅43AB且如上所述被衍射光栅43B衍射。描绘图8(A)所示图像的配光图案的蓝色成分的光从衍射光栅43AB射出规定时间。该配光图案的蓝色成分的光经由前罩12从车辆用灯具1射出规定时间。
控制部60控制光源30的激光的射出的状态和马达50的输出轴52的旋转状态,以使依次反复进行上述的衍射光栅单元40的旋转、来自光源30的红色激光的射出、衍射光栅单元40的旋转、来自光源30的绿色激光的射出、衍射光栅单元40的旋转、来自光源30的蓝色激光的射出。即,光源30的以时间分割的红色激光、绿色激光、蓝色激光的射出与衍射光栅单元40的旋转同步。而且,从车辆用灯具1依次反复射出描绘图8(A)所示图像的配光图案的红色成分的光、描绘该图像的配光图案的绿色成分的光、描绘该图像的配光图案的蓝色成分的光。在本实施方式中,红色激光、绿色激光、蓝色激光的射出时间的长度彼此大致相同,因此,描绘图8(A)所示图像的配光图案的红色成分的光、描绘该图像的配光图案的绿色成分的光、描绘该图像的配光图案的蓝色成分的光各自的射出时间的长度也彼此大致相同。
需要说明的是,衍射光栅单元40的旋转方向没有特别限定。另外,衍射光栅单元40的旋转方向也可以为一方向,也可以根据从光源30射出的激光的颜色变更。即,在旋转至对应于红色激光的衍射光栅43AR与区域31的整体重合的位置时的方向、旋转至对应于绿色激光的衍射光栅43AG与区域31的整体重合的位置时的方向、旋转至对应于蓝色激光的衍射光栅43AG与区域31的整体重合的位置时的方向中,一个方向也可以与其它两个方向不同。另外,控制部60也可以以激光入射于旋转的衍射光栅的方式控制光源30的激光的射出的状态和马达50的输出轴52的旋转状态。
如上所述,在以比人的视觉的时间分辨率短的周期反复照射颜色不同的光的情况下,能够通过残影现象被人识别为照射该颜色不同的光所合成的光。在本实施方式中,在射出规定颜色的激光后直到再次射出该规定颜色的激光的时间比人的视觉的时间分辨率短的情况下,以比人的视觉的时间分辨率短的周期反复照射从衍射光栅43AR、43AG、43AB射出的光,红色的光、绿色的光、蓝色的光通过残影现象而被合成。这些光各自的射出时间的长度大致相同。另外,如上所述,作为初始状态,各个激光的强度以这些激光所合成的光的颜色成为白色的方式而被调节。因此,通过残影现象所合成的光的颜色成为白色。此时,这些红色的光、绿色的光、蓝色的光的配光图案如上所述与描绘图8(A)所示图像的配光图案等同。这些红色的光、绿色的光、蓝色的光的配光图案的强度分布成为基于描绘该图像的配光图案的强度分布的强度分布。因此,这些红色的光、绿色的光、蓝色的光通过残影现象所合成的光的配光图案成为描绘图8(A)所示图像的配光图案。需要说明的是,反复照射上述的红色激光、绿色激光、蓝色激光的周期从抑制察觉通过残影现象所合成的光的闪烁的观点来看,如上所述优选设为1/15s以下,更优选为1/30s以下,更进一步优选为1/60s以下。
需要说明的是,衍射光栅43AR、43AG、43AB优选以从这些衍射光栅射出的光所照射的区域的外形的至少一部分相互一致的方式,分别对入射的激光进行衍射并射出光,更优选以它们的外形的整体相互一致的方式,分别对入射的激光进行衍射并射出光。通过设为这样的结构,能够抑制在上述那样通过残影现象所形成的配光图案的边缘附近产生颜色渗出。
这样,车辆用灯具1能够通过光的残影现象将图8(A)所示的图像以白色光描绘于路面等。需要说明的是,通过变更供从光源30射出的光入射的配光图案形成部,能够切换描绘于路面等的图像。为了切换描绘于路面等的图像,控制部60控制光源30的激光的射出的状态和马达50的输出轴52的旋转状态,与将上述的图8(A)所示的图像描绘于路面等的情况一样,只要向配光图案形成部41B的衍射光栅43BR、43BG、43BB或配光图案形成部41C的衍射光栅43CR、43CG、43CB入射来自光源30的激光即可,省略其说明。
另外,如上所述,在控制部60电连接有输入部61,与描绘的规定图像的选择的信息一起从光源30射出的激光各自的强度、该激光各自的射出时间的长度通过电信号从输入部61向控制部60输入。
在本实施方式中,能够利用输入部61调节从光源30射出的激光各自的强度和该激光各自的射出时间的长度。因此,与上述第一实施方式一样,能够调节描绘的图像的颜色均衡。
但是,衍射光栅43AR、43AG、43AB、43BR、43BG、43BB、43CR、43CG、43CB具有波长依赖性,因此,波长互不相同的光存在由于这些衍射光栅不同成为互不相同的配光图案的倾向。在本实施方式的车辆用灯具中,如上所述,配光图案形成部41A、41B、41C分别包含一个对应于红色激光的衍射光栅43AR、43BR、43CR、对应于绿色激光的衍射光栅43AG、43BG、43CG、对应于蓝色激光的衍射光栅43AB、43BB、43CB的组。而且,在各个配光图案形成部41A、41B、41C,红色激光被衍射光栅43AR、43BR、43CR衍射,绿色激光被衍射光栅43AG、43BG、43CG衍射,蓝色激光被衍射光栅43AB、43BB、43CB衍射。因此,在配光图案形成部41A中,容易使从衍射光栅43AR、43AG、43AB射出的光所照射的区域相互重合。另外,在配光图案形成部41B中,容易使从衍射光栅43BR、43BG、43BB射出的光所照射的区域相互重合。另外,配光图案形成部41C中,从衍射光栅43CR、43CG、43CB射出的光照射的区域容易相互重合。因此,通过残影现象容易描绘与这些配光图案形成部对应的图像。
另外,本实施方式的光源30射出波长互不相同的红色激光、绿色激光、蓝色激光。因此,通过调节从光源30射出的这些激光的强度,而能够通过残影现象照射期望颜色的光,能够将期望颜色的图像描绘于路面等。
另外,在本实施方式中,衍射光栅43AR、43AG、43AB、43BR、43BG、43BB、43CR、43CG、43CB配置于以支承部件42的旋转轴即输出轴52的旋转轴52A为中心的圆C的圆周上。因此,通过将支承部件42进行规定角度旋转,能够切换供从光源30射出的光入射的衍射光栅,因此,能够切换射出光的配光图案形成部从而切换描绘于路面等的图像。因此,与上述那样调节从光源射出的光的照射角度而在路面等描绘图像的车辆用灯具相比,能够通过简单的结构将图像描绘于路面等。另外,通过使支承部件42连续地旋转并连续地进行该图像的切换,能够将动画描绘于路面等。另外,与通过使支承部件进行往返运动而切换描绘于路面等的图像的情况相比,能够抑制切换将图像描绘于路面等时的动作声音。
(第六实施方式)
接着,参照图10详细地说明本发明的第六实施方式。需要说明的是,对于与第五实施方式相同或等同的构成要素,除了特别说明的情况之外,标注相同的参照标记并省略重复的说明。
图10是概略性地表示本实施方式的车辆用灯具的衍射光栅单元的主视图。如图10所示,本实施方式的衍射光栅单元在构成多个配光图案形成部的多个衍射光栅的配置不同的点,与第五实施方式的衍射光栅单元40不同。本实施方式的衍射光栅单元40的主要结构具备三个配光图案形成部41A、41B、41C和支承部件42,向衍射光栅单元40入射从光源30射出的激光。在本实施方式中,配光图案形成部41A由三个衍射光栅43AR、43AG、43AB构成,配光图案形成部41B利用三个衍射光栅43BR、43BG、43BB构成,配光图案形成部41C由三个衍射光栅43CR、43CG、43CB构成。需要说明的是,在图10中,为了便于理解,省略配光图案形成部的标记的记载。
在本实施方式中,衍射光栅43AR、43AG、43AB、43BR、43BG、43BB、43CR、43CG、43CB与第五实施方式的衍射光栅一样,在从马达的输出轴的旋转轴52A的方向观察时,配置于以该旋转轴52A为中心的圆C的圆周上,但圆C的圆周方向上的这些衍射光栅的排列顺序与第五实施方式不同。具体而言,这些衍射光栅在圆C的圆周方向上没有按配光图案形成部41A、41B、41C排列配置。在圆C的圆周方向上,配光图案形成部41B的衍射光栅43BR和配光图案形成部41C的衍射光栅43CR位于配光图案形成部41A的衍射光栅43AR与衍射光栅43AG之间。另外,配光图案形成部41B的衍射光栅43BG和配光图案形成部41C的衍射光栅43CG位于配光图案形成部41A的衍射光栅43AG与衍射光栅43AB之间。另外,配光图案形成部41B的衍射光栅43BB和配光图案形成部41C的衍射光栅43CB位于配光图案形成部41A的衍射光栅43AB与衍射光栅43AR之间。而且,配光图案形成部41A的三个衍射光栅43AR、43AG、43AB在圆C的圆周的整周上大致等间隔地配置,并以成为将旋转轴52A设为基准的旋转对称的方式配置。另外,配光图案形成部41B的三个衍射光栅43BR、43BG、43BB与配光图案形成部41A的三个衍射光栅43AR、43AG、43AB一样,在圆C的圆周的整周上大致等间隔地配置,并以成为将旋转轴52A设为基准的旋转对称的方式配置。另外,配光图案形成部41C的三个衍射光栅43CR、43CG、43CB与配光图案形成部41A的三个衍射光栅43AR、43AG、43AB一样,在圆C的圆周的整周上大致等间隔地配置,并以成为将旋转轴52A设为基准的旋转对称的方式配置。
通过这样构成,通过使支承部件42依次旋转规定角度,在各个配光图案形成部,能够依次变更与从光源射出的激光所入射的区域重合的衍射光栅。因此,即使在将旋转支承部件42的速度设为恒定的情况下,也能够将在上述第五实施方式中说明的红色的光、绿色的光、蓝色的光的照射间隔设为恒定。因此,能够抑制察觉通过残影现象所合成的光的闪烁。另外,与各个配光图案形成部中多个衍射光栅不以大致等间隔配置于圆周的整周的情况相比,能够简化由控制部60进行的马达50的输出轴52的旋转状态的控制,能够容易使多个激光的以时间分割的射出与支承部件42的旋转的同步。
需要说明的是,在上述第四、第五、及第六实施方式中,以描绘类似于箭头或禁止停车标志的标记的图像的车辆用灯具1为例进行了说明,但车辆用灯具描绘的图像及图像的数没有特别限定。
另外,在上述第四实施方式中,从配光图案形成部41A的衍射光栅43A射出的光的配光图案、从配光图案形成部41B的衍射光栅43B射出的光的配光图案、从配光图案形成部41C的衍射光栅43C射出的光的配光图案、从配光图案形成部41D的衍射光栅43D射出的光的配光图案互不相同。另外,在上述第五实施方式和第六实施方式中,从配光图案形成部41A的衍射光栅43AR、43AG、43AB射出的光的配光图案、从配光图案形成部41B的衍射光栅43BR、43BG、43BB射出的光的配光图案、从配光图案形成部41C的衍射光栅43CR、43CG、43CB射出的光的配光图案互不相同。但是,在第四、第五、及第六实施方式中,只要从至少两个配光图案形成部的衍射光栅射出的光的配光图案互不相同即可。例如,衍射光栅单元也可以具备多个相同的配光图案形成部。另外,配光图案形成部只要由射出规定配光图案的光的至少一个衍射光栅构成即可。例如,如上述的第四实施方式,即使是光源不以时间分割射出光的车辆用灯具,配光图案形成部也可以由射出规定配光图案的光的多个衍射光栅构成。即使这样构成,例如通过使来自光源的光同时入射于这些衍射光栅等,而能够使射出的光以该光相互重合的方式照射于路面等被照射体,能够描绘规定的图像。
另外,在上述第四实施方式中,以具有三个发光元件并能够射出期望颜色的激光的光源30为例进行了说明。但是,如上述的第四实施方式,在光源不以时间分割射出光的车辆用灯具中,光源只要能够射出激光即可。例如光源也可以具有一个发光元件。
另外,在上述第五实施方式中,以将波长互不相同的三个激光以时间分割射出的光源30为例进行了说明。但是,如上述的第五及第六实施方式,光源以时间分割射出波长互不相同的多个激光的车辆用灯具中,例如,光源也可以以时间分割射出波长互不相同的两个激光,也可以以时间分割射出波长互不相同的三个以上的激光。
另外,在上述第四实施方式中,以供描绘的规定图像的选择的信息从输入部61输入的控制部60为例进行了说明。另外,在上述第五实施方式中,以供与描绘的规定图像的选择的信息一起、从光源30射出的波长互不相同的多个激光的强度、该激光各自的射出时间的长度从输入部61输入的控制部60为例进行了说明。但是,在第四、第五、及第六实施方式中,只要向控制部60至少输入描绘的规定图像的选择的信息即可,车辆用灯具也可以不具备输入部61。在车辆用灯具不具备输入部61的情况下,例如,车辆的控制装置也可以基于左右转弯动作的信号或后退动作的信号等的与车辆状态相关的信号,输出表示图像的选择的信息的信号,从该车辆的控制装置向控制部输入表示图像的选择的信息的信号。进一步,如上述的第五实施方式及第六实施方式,在光源以时间分割射出波长互不相同的多个激光的车辆用灯具中,控制部也可以基于与从光源射出的激光的强度或激光的射出时间的长度等相关的预先设定的设定值等,控制光源的激光的射出的状态。在这种结构的车辆用灯具中,通过在制造时等调节该预先设定的设定值,能够调节从光源射出的激光的强度或激光的射出时间的长度,能够调节通过残影现象所照射的光的颜色均衡。因此,这种结构的车辆用灯具能够切换描绘的图像,并且能够调节颜色均衡。
另外,在上述第四、第五、及第六实施方式中,以透射型的衍射光栅43A、43B、43C、43D、43AR、43AG、43AB、43BR、43BG、43BB、43CR、43CG、43CB为例进行了说明。但是,衍射光栅也可以为反射型的衍射光栅。另外,在上述第四实施方式中,以正面看的外形为圆形的支承部件42和正面看的外形为大致扇状的衍射光栅43A、43B、43C、43D为例进行了说明,但它们的外形没有特别限定。另外,在上述第五及第六实施方式中,以正面看的外形为圆形的支承部件42和正面看的外形为四边形的衍射光栅43AR、43AG、43AB、43BR、43BG、43BB、43CR、43CG、43CB为例进行了说明,但它们的外形没有特别限定。
另外,在上述第四、第五、及第六实施方式中、衍射光栅43A、43B、43C、43D、43AR、43AG、43AB、43BR、43BG、43BB、43CR、43CG、43CB在沿着以支承部件42的旋转轴为中心的圆C的径向及周向划分而形成的未图示的光栅区域各自,具有未图示的相同的衍射光栅图案。但是,用于形成衍射光栅所具有的光栅区域的划分的方向没有特别限定。
另外,在上述第四、第五、及第六实施方式中,以具备支承部件和多个衍射光栅的衍射光栅单元40为例进行了说明。但是,衍射光栅单元也可以不具备支承部件,例如,衍射光栅单元40的多个衍射光栅和支承部件也可以为相互一体地形成。在这种情况下,这些衍射光栅的一部分也可以兼作支承部件。
另外,在上述第五实施方式和第六实施方式中,以分别包含一个与红色激光对应的衍射光栅43AR、43BR、43CR、与绿色激光对应的衍射光栅43AG、43BG、43CG、与蓝色激光对应的衍射光栅43AB、43BB、43CB的组的配光图案形成部41A、41B、41C为例进行了说明。但是,如上述的第五实施方式和第六实施方式,在光源以时间分割射出波长互不相同的多个激光的车辆用灯具中,配光图案形成部也可以具有多个由与从光源射出的各个波长的激光分别对应的多个衍射光栅构成的组。
如上,根据本发明,提供能够调节颜色均衡的车辆用灯具、通过简单的结构向路面等描绘图像并且能够切换描绘的图像的车辆用灯具,能够在汽车等的车辆用灯具等的领域中利用。
附图标记说明
1…车辆用灯具
10…框体
20…灯具单元
30…光源
40…衍射光栅单元
41A、41B、41C、41D…配光图案形成部
42…支承部件
43R、43G、43B、43A、43C、43D、43AR、43AG、43AB、43BR、43BG、43BB、43CR、43CG、43CB…衍射光栅
50…马达
52…输出轴
52A…旋转轴
53…编码器
55…光路变更元件
60…控制部
C…圆
L1…直线
Claims (6)
1.一种车辆用灯具,其特征在于,具备:
光源,其按顺序逐一重复射出波长互不相同的多个激光;
多个衍射光栅,其与各个波长的所述激光分别对应;
支承多个所述衍射光栅并进行旋转的支承部件;
从所述光源射出的各个波长的所述激光入射于与各个所述激光对应的所述衍射光栅,从各个所述衍射光栅射出的光所照射的区域相互重合,
多个所述衍射光栅配置于以所述支承部件的旋转轴为中心的圆的圆周上,且按与多个所述激光的从所述光源射出的顺序对应的顺序排列地配置,
按顺序逐一重复射出的多个所述激光的射出与所述支承部件的旋转同步。
2.如权利要求1所述的车辆用灯具,其特征在于,
从各个所述衍射光栅射出的光所照射的区域的外形的至少一部分一致。
3.如权利要求1或2所述的车辆用灯具,其特征在于,
所述光源射出波长互不相同的至少三个所述激光。
4.一种车辆用灯具,其特征在于,具备:
光源,其按顺序逐一重复射出波长互不相同的多个激光;
多个配光图案形成部;
支承部件,其支承多个所述配光图案形成部并进行旋转;
按顺序逐一重复射出的多个所述激光的射出与所述支承部件的旋转同步,
各个所述配光图案形成部由配置于以所述支承部件的旋转轴为中心的圆的圆周上、且供从所述光源射出的激光入射并射出规定配光图案的光的至少一个衍射光栅构成,
从至少两个所述配光图案形成部的所述衍射光栅射出的光的配光图案互不相同,
所述配光图案形成部包含至少一个由与各个波长的所述激光分别对应的多个所述衍射光栅构成的组,
所述组中的多个所述衍射光栅在所述圆的周向上按与多个所述激光从所述光源射出的顺序对应的顺序排列,
在各个所述配光图案形成部中,从所述光源射出的、各个波长的所述激光入射于与各个所述激光对应的所述衍射光栅。
5.如权利要求4所述的车辆用灯具,其特征在于,
从多个所述衍射光栅射出的光所照射的区域的外形的至少一部分一致。
6.如权利要求4或5所述的车辆用灯具,其特征在于,
所述光源射出波长互不相同的至少三个所述激光。
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