CN111836992A - 车辆用灯具 - Google Patents

Abstract

一种车辆用灯具，其具备射出规定波长区域的光的光源(51)、将从光源(51)射出的光衍射成规定的配光图案的衍射光学元件(53)、以及对形成规定的配光图案的光中形成规定的配光图案的外周部的光的至少一部分进行遮挡的遮光罩(55)，遮光罩(55)遍及规定的配光图案的整周地对形成配光图案的外周部的光进行遮挡。

Description

车辆用灯具

技术领域

本发明涉及车辆用灯具，具体涉及能够抑制照射的光的颜色渗出的车辆用灯具。

背景技术

作为车辆用灯具的例子，可举出以汽车用前灯为代表的车辆用前照灯。车辆用前照灯构成为在夜间至少照射用于照亮前方的近光。为了形成该近光的配光图案，使用对从光源射出的光的一部分进行遮蔽的遮光罩。

下述专利文献1中记载了一种车辆用前照灯，其具备全息照相元件和向该全息照相元件照射参照光的光源。全息照相元件计算通过照射参照光而再生的衍射光以形成近光的配光图案。该车辆用前照灯这样通过全息照相元件形成近光的配光图案，因此无需遮光罩，可实现小型化。

专利文献1：(日本)特开2012－146621号公报

发明内容

白色的参照光从光源入射到上述专利文献1的车辆用前照灯的全息照相元件，通过该衍射光形成近光的配光图案。白光是多个波长的光合成的光。然而，衍射光栅的一种即全息照相元件具有波长依赖性。因此，白光中包含的互不相同的波长的光存在通过全息照相元件成为互不相同的配光图案的趋势。因此，在通过上述专利文献1所述的车辆用前照灯照射近光的情况下，在近光的配光图案的边缘附近，存在发生不同颜色的光显现的光渗出的趋势。

因此，本发明的目的在于提供车辆用灯具，其能够抑制照射的光的颜色渗出。

为了实现上述目的，本发明提供一种车辆用灯具，其特征在于，具备：光源，其射出规定波长区域的光；衍射光学元件，其将从所述光源射出的光衍射成规定的配光图案；遮光罩，其对形成所述规定的配光图案的光中形成所述规定的配光图案的外周部的光的至少一部分进行遮挡。

如上所述，因为衍射光栅一般在衍射方向上具有波长依赖性，所以在通过衍射光学元件将光衍射成规定的配光图案的情况下，多个波长区域的光容易在该配光图案的中心附近合成，光的波长区域容易变宽。另一方面，在该配光图案的外周部存在光的波长区域容易变窄的趋势，如上所述，存在光的颜色容易渗出的趋势。在本发明的车辆用灯具中，遮光罩对形成由从衍射光学元件射出的衍射光形成的规定的配光图案的外周部的光的至少一部分进行遮挡。由此，上述光的颜色渗出的光的至少一部分被遮光罩遮挡，本发明的车辆用灯具能够抑制照射的光的颜色渗出。

另外，优选的是，所述遮光罩遍及所述规定的配光图案的整周地对形成所述配光图案的外周部的光进行遮挡。

通过遮光罩遍及配光图案的整周遮挡光，能够遍及配光图案的整周地抑制光的颜色渗出。

另外，优选的是，所述衍射光学元件能够变更所述规定的配光图案。

衍射光学元件能够变更由衍射光形成的配光图案，由此通过一个车辆用灯具能够形成多个配光图案。

另外，优选的是，所述遮光罩具有根据所述规定的配光图案的变化而对从所述衍射光学元件射出的光进行遮挡的位置变化的结构。

若由从衍射光学元件射出的衍射光形成的配光图案变化，则产生从衍射光学元件射出的光中波长区域窄的光的位置可以改变。如上所述，从衍射光学元件射出的光中被遮光罩遮挡的光根据配光图案的变化而改变，由此，即使在产生波长区域窄的光的位置改变的情况下，也能够通过遮光罩遮挡该波长区域窄的光。因此，在配光图案变化前后，能够抑制从车辆用灯具照射的光的颜色渗出。

另外，优选的是，所述遮光罩设置于从所述衍射光学元件射出的光成像的位置。

遮光罩设置于从衍射光学元件射出的光成像的位置，由此容易设计遮挡从衍射光学元件射出的光中波长区域窄的光的遮光罩。

另外，优选的是，傅立叶转换透镜设置于所述衍射光学元件和所述遮光罩之间。

与未设置傅立叶转换透镜的情况相比，通过设置傅立叶转换透镜，能够使从衍射光学元件射出的光的成像位置靠近衍射光学元件侧。因此，能够使衍射光学元件和遮光罩的间隔减小，能够实现车辆用灯具的小型化。

发明效果

如上所述，根据本发明，能够实现一种车辆用灯具，其能够抑制照射的光的颜色渗出。

附图说明

图1是表示具备本发明的实施方式的车辆用灯具的车辆的概略情况的剖视图。

图2是从衍射光学元件侧观察图1所示的遮光罩时的概略图。

图3是表示配光图案的图。

具体实施方式

以下，与附图一同示例了本发明的用于实施车辆用灯具的方式。以下示例的实施方式用于使本发明容易理解，并非用于限制性解释本发明。在不脱离其主旨的范围内，本发明可以对以下实施方式进行变更、改良。

首先，对本实施方式的车辆用灯具的结构进行说明。

图1是表示具备本实施方式的车辆用灯具的车辆的概略情况的剖视图。本实施方式的车辆用灯具是车辆用前照灯1，具备壳体10及灯具单元20。

壳体10具备灯外壳11、前罩12及后罩13作为主要结构。灯外壳11的前方开口，前罩12以堵塞该开口的方式固定于灯外壳11。另外，在灯外壳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外壳11。

由灯外壳11、堵塞该灯外壳11的前方开口的前罩12、堵塞该灯外壳11的后方开口的后罩13形成的空间是灯室R，在该灯室R内收纳有灯具单元20。

灯具单元20具备散热器30、冷却片40、光学系统单元50作为主要构成要素。此外，灯具单元20通过未图示的结构固定于壳体10。

散热器30具有大致沿水平方向延伸的金属制基板31，多个散热片32在该基板31的下表面侧与基板31一体设置。冷却片40与散热片32隔开间隙配置，固定于散热器30。通过该冷却片40的旋转形成的气流将散热器30冷却。

在散热器30的基板31的上表面配置有光学系统单元50。光学系统单元50具备光源51、准直透镜52、衍射光学元件53、傅立叶转换透镜54、遮光罩55、投影透镜56及罩59。

光源51射出规定波长区域的光。即，光源51射出多个波长的光。将从光源51射出的光照射到衍射光学元件53。对可以作为这种光源51使用的光源的种类不进行特别限定，可以使用例如射出白光的激光发送装置作为光源51。此外，光源51也可以具有将从多个光源射出的光合成的结构。例如，光源51也可以将从多个激光光源射出的单色光合成而射出白光。

另外，光学系统单元50具有未图示的电路基板，光源51安装于该电路基板，经由该电路基板向光源51供给电力。

准直透镜52是将从光源51射出的光的快轴方向、慢轴方向准直的透镜。将光的快轴方向准直的准直透镜和将慢轴方向准直的准直透镜也可以个别地设置。

衍射光学元件53将从准直透镜52射出的光衍射成规定的配光图案。本实施方式的衍射光学元件53对从准直透镜52入射的光衍射以使从光源51射出的光成为近光的配光图案。该配光图案中也包含光度分布。因此，本实施方式的衍射光学元件53对从准直透镜52入射的光衍射以使从衍射光学元件53射出的激光成为与近光L的配光图案的外形大致相似的形状，并且成为基于近光L的配光图案的光度分布的光度分布。这样，形成近光L的配光图案的光从衍射光学元件53射出。其中，在本实施方式的车辆用前照灯1中，如后述，经由投影透镜56照射近光L，因此，由衍射光学元件53形成的配光图案相对于从车辆用前照灯1照射的近光L的配光图案上下反转。

傅立叶转换透镜54是设置于衍射光学元件53和遮光罩55之间的凸透镜。这样，与未设置傅立叶转换透镜54的情况相比，通过设置傅立叶转换透镜54，能够使从衍射光学元件53射出的光的成像位置靠近衍射光学元件53侧。因此，能够使衍射光学元件53和遮光罩55的间隔减小，可实现车辆用前照灯1的小型化。

遮光罩55配置于衍射光学元件53和投影透镜56之间。另外，遮光罩55遮挡由从衍射光学元件53射出的衍射光形成的规定的配光图案中形成外周部的光的至少一部分。本实施方式的遮光罩55遍及由从衍射光学元件53射出的衍射光形成的规定的配光图案的整周地遮挡形成该配光图案的外周部的光。

另外，本实施方式的遮光罩55在配光图案的外周部对仅照射光源51射出的构成规定波长区域的光的光中一部分的波长区域的光的区域进行遮挡。例如，在希望从车辆用前照灯1照射的光为白光的情况下，光源51射出的光为白光，遮光罩55遮挡仅照射构成白光的光中一部分的波长区域即红色、蓝色、绿色等一部分波长的光的区域。

图2是从衍射光学元件53侧观察图1所示的遮光罩55时的概略图。遮光罩55是在中心部具有开口55H的板状体。本实施方式的开口55H形成为相对于近光L的配光图案上下反转的形状。通过这样形成遮光罩55，如以下说明的那样，遮光罩55遮挡从衍射光学元件53射出的光的一部分，并且另一部分光穿过开口55H入射到投影透镜56。

存在由衍射光学元件53衍射的光中波长长的光容易扩散的趋势。因此，在光源51射出白光的情况下，例如，如图2所示，将红光照射到双点划线所示的区域55R，将绿光照射到点划线所示的区域55G，将蓝光照射到虚线所示的区域55B。由此，红光、绿光及蓝光被遮光罩55遮挡。另一方面，白光的一部分被遮光罩55遮挡，另一部分透过开口55H。即，本实施方式的遮光罩55也遮挡照射与光源51射出的光的波长区域相同的波长区域的光的区域的一部分。

另外，本实施方式的遮光罩55设置于从衍射光学元件53射出的光成像的位置。即，在本实施方式中，因为设置有傅立叶转换透镜54，所以遮光罩55设置于傅立叶转换透镜54的焦点位置。

投影透镜56是非球面平凸透镜，从衍射光学元件53射出的光入射的一侧的面即入射面56i为平面状，射出该光的一侧的面即射出面56o为向该光的射出方向侧突出的凸面状。这种投影透镜56将形成于包含后侧焦点的焦点面即后侧焦点面上的光源像作为反转像进行投影。因此，来自衍射光学元件53的衍射光的成像位置或该成像位置附近和投影透镜56的后侧焦点面重叠，由此，将形成于该成像位置的配光图案的光反转而从投影透镜56投影。在本实施方式中，如上所述，因为遮光罩55设置于来自衍射光学元件53的光的成像位置，所以本实施方式的遮光罩55设置于投影透镜56的后侧焦点面上或该后侧焦点面附近。

罩59固定于散热器30的基板31上。罩59为大致矩形形状，由例如铝等金属构成。在罩59的内侧空间配置有光源51、准直透镜52、衍射光学元件53、傅立叶转换透镜54、遮光罩55、投影透镜56。其中，在罩59的前方形成有开口59H，投影透镜56的射出面56o在开口59H处露出。此外，优选的是，罩59的内壁具有消光加工等形成的光吸收性。罩59的内壁具有光吸收性，从而能够抑制通过意外反射或折射等照射到罩59的内壁的光反射而从开口59H向意外的方向射出。

接下来，对车辆用前照灯1进行的光的射出进行说明。

首先，从未图示的电源供给电力，从而从光源51射出光。该光被准直透镜52准直，之后入射到衍射光学元件53。然后，入射到衍射光学元件53的光被衍射成规定的配光图案，经由傅立叶转换透镜54向遮光罩55侧射出。遮光罩55遮挡从衍射光学元件53射出的光中形成上述规定的配光图案的外周部的光的至少一部分。未被遮光罩55遮挡的光的至少一部分入射到投影透镜56，透过投影透镜56及前罩12朝向车辆用前照灯1的外侧照射。此外，由衍射光学元件53形成的配光图案成为将外形与近光L的外形大致相似的形状上下反转的形状，从投影透镜56射出的光成为近光L的配光图案。

图3是表示夜间照明用配光图案的图，具体而言，图3(A)是表示近光的配光图案的图，图3(B)是表示远光的配光图案的图。在图3中，S表示水平线，配光图案由粗线表示。图3(A)所示的夜间照明用配光图案即近光L的配光图案中，区域LA1是光度最高的区域，区域LA2、区域LA3的光度依次降低。即，衍射光学元件53将从光源51射出的光衍射成包含近光L的光度分布的配光图案。此外，在图3中，如虚线所示，可以将光度比近光L低的光从车辆用前照灯1照射到比照射近光L的位置靠上方。该光为标志识别用光OHS。在该情况下，优选的是，从衍射光学元件53射出的衍射光中包含该标志识别用光OHS。另外，在该情况下，可以理解成由近光L和标志识别用光OHS形成夜间照明用配光图案。此外，夜间照明用配光图案不仅用于夜间，也可以用于隧道等暗处。

如以上说明的那样，本实施方式的车辆用前照灯1具备射出规定波长区域的光的光源51、将从光源51射出的光衍射成规定的配光图案的衍射光学元件53、以及对形成该配光图案的光中形成该配光图案的外周部的光的至少一部分遮挡的遮光罩55。

如上述，因为衍射光栅一般在衍射方向上具有波长依赖性，所以在通过衍射光学元件53将光衍射成规定的配光图案的情况下，多个波长区域的光容易在该配光图案的中心附近合成，光的波长区域容易变宽。另一方面，存在光的波长区域在该配光图案的外周部容易变窄的趋势，如上所述，存在光的颜色容易渗出的趋势。在本实施方式的车辆用前照灯1中，遮光罩55对形成由从衍射光学元件53射出的衍射光形成的规定的配光图案的外周部的光的至少一部分遮挡。因此，上述光的颜色渗出的光的至少一部分被遮光罩55遮挡，本实施方式的车辆用前照灯1能够抑制照射的光的颜色渗出。

另外，本实施方式的遮光罩55遍及由从衍射光学元件53射出的衍射光形成的规定的配光图案的整周地遮挡形成该配光图案的外周部的光。因此，能够遍及该配光图案的整周地抑制光的颜色渗出。

另外，本实施方式的遮光罩55设置于从衍射光学元件53射出的光成像的位置。通过将遮光罩55设置于从衍射光学元件53射出的光成像的位置，容易设计遮挡从衍射光学元件53射出的光中波长区域窄的光的遮光罩55。

另外，在本实施方式的车辆用前照灯1中，光源51、衍射光学元件53及投影透镜56配置于直线上。因此，抑制形成规定的配光图案的光产生光路差，容易形成希望的配光图案。

如上所述，关于本发明，以实施方式为例进行了说明，但本发明不限于此。

例如，在上述实施方式中，以射出近光L的车辆用前照灯1为例进行了说明，但本发明的车辆用灯具也可以射出远光H。在该情况下，照射图3(B)所示的夜间照明用配光图案即远光H的配光图案的光。此外，在图3(B)的远光H的配光图案中，区域HA1是光度最高的区域，区域HA2是光度比区域HA1低的区域。即，衍射光学元件53将光衍射成从光源51射出的光包含远光H的光度分布的配光图案。

另外，在上述实施方式中，以从衍射光学元件53射出的衍射光成像而成的配光图案是规定的一个配光图案为例进行了说明。但是，衍射光学元件53也可以自如地变更由衍射光形成的配光图案。即，衍射光学元件53也可以变更配光图案。这种衍射光学元件53具备例如在表面具有分别独立控制电位的多个像素电极的Si基板、透明电极、以及被像素电极和透明电极夹持的液晶层。在该情况下，通过分别独立控制多个像素电极的电位，可以自如地变更从衍射光学元件53射出的衍射光成像而成的配光图案。这样，衍射光学元件53可以变更由衍射光形成的配光图案，由此，通过一个车辆用前照灯1可以形成多个配光图案。例如，通过一个车辆用前照灯1可以形成近光L的配光图案和远光H的配光图案。

另外，上述实施方式的遮光罩55遮挡仅照射从衍射光学元件53射出的光中比光源51射出的光的波长区域窄的波长区域的光的区域整体。但是，遮光罩55遮挡由从衍射光学元件53射出的衍射光形成的规定的配光图案中形成外周部的光的至少一部分即可。因此，例如，遮光罩55遮挡从衍射光学元件53射出的光中比光源51射出的光的规定波长区域窄的波长区域的光的至少一部分即可。即，遮光罩55遮挡仅照射从衍射光学元件53射出的光中比光源51射出的光的波长区域窄的波长区域的光的区域的至少一部分即可。在该情况下，仅照射比光源51射出的光的波长区域窄的波长区域的光的区域的另一部分也可以不被遮光罩55遮挡。例如，在光源51射出白光的情况下，仅照射由从衍射光学元件53射出的光形成的配光图案的最外侧的红光的区域被遮光罩55遮挡，仅照射比该区域靠配光图案的内侧的蓝光的区域也可以不被遮光罩55遮挡。

另外，如上所述，在衍射光学元件53可以变更配光图案的情况下，优选的是，遮光罩55具有根据配光图案的变化而遮挡从衍射光学元件53射出的光的位置变化的结构。这种遮光罩55由例如液晶快门构成。如果由从衍射光学元件53射出的光形成的配光图案变化，则产生从衍射光学元件53射出的光中波长区域窄的光的位置可以改变。如上所述，从衍射光学元件53射出的光中被遮光罩55遮挡的光根据配光图案的变化而改变，由此，即使在产生波长区域窄的光的位置改变的情况下，也可以通过遮光罩55遮挡该波长区域窄的光。因此，在配光图案变化前后，能够抑制从车辆用前照灯1照射的光的颜色渗出。

另外，在上述实施方式中，以光源51、衍射光学元件53及投影透镜56配置于直线上为例进行了说明，但光源51、衍射光学元件53及投影透镜56也可以配置于非直线上。例如，衍射光学元件53也可以构成为光源51、衍射光学元件53及投影透镜56配置于非直线上，通过折射或反射来自光源51的光而使其向投影透镜56侧射出。

另外，本发明的车辆用灯具不限于车辆用前照灯，也可以为例如在车辆的外部显示文字或图形等的绘图灯。

另外，在上述实施方式中，以从光源51射出白光为例进行了说明，但对从光源51射出的光的颜色不进行特别限定。如上所述，本发明的车辆用灯具不限于车辆用前照灯，也可以为绘图灯等，在本发明的车辆用灯具为绘图灯等的情况下，从本发明的车辆用灯具射出的光也可以不为白光。从光源51射出的光的颜色可以根据从本发明的车辆用灯具射出的光的颜色进行选择。其中，在从光源51射出如白光那样波长区域宽的光的情况下，抑制光的颜色渗出的效果更为显著。

根据本发明，提供了一种车辆用灯具，其能够抑制照射的光的颜色渗出，可以用于汽车等车辆用前照灯的领域等。

附图标记说明

1 车辆用前照灯

10 壳体

20 灯具单元

30 散热器

40 冷却片

51 光源

53 衍射光学元件

54 傅立叶转换透镜

55 遮光罩

56 投影透镜

Claims (6)

1.一种车辆用灯具，其特征在于，具备：

光源，其射出规定波长区域的光；

衍射光学元件，其将从所述光源射出的光衍射成规定的配光图案；

遮光罩，其对形成所述规定的配光图案的光中形成所述规定的配光图案的外周部的光的至少一部分进行遮挡。

2.根据权利要求1所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述遮光罩遍及所述规定的配光图案的整周地对形成所述配光图案的外周部的光进行遮挡。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述衍射光学元件能够变更所述规定的配光图案。

4.根据权利要求3所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述遮光罩具有根据所述规定的配光图案的变化而对从所述衍射光学元件射出的光进行遮挡的位置变化的结构。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，

所述遮光罩设置于从所述衍射光学元件射出的光成像的位置。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的车辆用灯具，其特征在于，

傅立叶转换透镜设置于所述衍射光学元件和所述遮光罩之间。

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