JP2004146162A

JP2004146162A - 赤外照明光源及び車両用灯具

Info

Publication number: JP2004146162A
Application number: JP2002308833A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Kitawaki; 北脇　宏泰
Original assignee: Ichikoh Industries Ltd
Current assignee: Ichikoh Industries Ltd
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】７８０ｎｍ近傍の波長の赤外光を有効に利用しつつも、外部から見たときの赤みを抑制することができる赤外照明光源を提供する。
【解決手段】本発明に係る赤外照明光源５では、少なくとも可視領域から赤外領域に渡る波長の光を出射するハロゲンバルブ１６の前方にフィルター１８及び投光レンズ２３がこの順に設けられて構成され、フィルター１８が７８０ｎｍ近傍に設定されたカット値よりも短波長側の光を吸収し、かつ、長波長側の光を透過させるとともに、フィルター１８の透過光に混ざる白色光を出射する白熱バルブ２４が設けられている。
【選択図】　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用暗視装置等に用いられる赤外照明光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、夜間や悪天候時の視界を確保するため、車両前方の物体や人の発する遠赤外線を感知し、この遠赤外線を画像化して運転者に視認させる車両用暗視装置が知られている。この車両用暗視装置では、通常の前照灯の照明範囲を超えて存在する物体や人をも感知可能であり、対向車等を眩惑させるような遠方を照らす光を用いることなく運転者の視界の拡大を図ることができる（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
日本ゼネラルモーターズ、“ナイトビジョン”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１４年９月１７日］、インターネット＜ＵＲＬ：ｄｅｖｉｌｌｅ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ＞
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記暗視装置で用いられる遠赤外線カメラは非常に高価であるので、可視光をカットして赤外光を透過させるカットフィルターを白熱バルブの前方に置き、そのカットフィルターの透過光である赤外光により車両前方を照明し、（遠赤外線カメラではない）通常のカメラによる撮影を行うことができればコスト的に有利となる。
【０００５】
一方、一般的なカメラの撮影感度は図１１に示す通り７８０ｎｍ弱の波長の光に対して最も優れ、赤外光による撮影をできる限り有効に行うためには、肉眼で見える光の長波長側の限界値であるその７８０ｎｍ近傍にカット値（この波長値を基準として、フィルターは短波長側の光を吸収し、長波長側の光を透過させる。）を設定することが望ましい。しかしながら、そのようなフィルターの透過光は実際には波長７８０ｎｍ未満の光を若干含んでしまい（図１１に斜線で示す部分）、この光により白熱バルブ及びフィルターからなる赤外照明光源が赤みがかって見え、外観上、法規上好ましくない。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、７８０ｎｍ近傍の波長の赤外光を有効に利用しつつも、外部から見たときの赤みを抑制することができる赤外照明光源と、この赤外照明光源を有する車両用灯具を提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、少なくとも可視領域から赤外領域に渡る波長の光を出射する光源の前方にフィルター及びレンズがこの順に設けられて構成され、前記フィルターが７８０ｎｍ近傍に設定されたカット値よりも短波長側の光を吸収し、かつ、長波長側の光を透過させるとともに、前記フィルターの透過光に混ざる白色光を出射する白色光源が設けられている赤外照明光源を特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の赤外照明光源において、前記白色光源が前記フィルターと前記レンズとの間に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の赤外照明光源において、前記白色光源が前記レンズの前方に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の赤外照明光源において、前記白色光源の出射光を導く導光体が前記フィルターと前記レンズとの間に設けられ、前記白色光が前記導光体から前記レンズに向けて射出されることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１に記載の赤外照明光源において、前記白色光源の出射光を導く導光体が前記レンズの前方に設けられ、前記白色光が前記導光体から前記レンズに向けて射出されることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の赤外照明光源を有する車両用灯具を特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、少なくとも可視領域から赤外領域に渡る波長の光を出射する光源の前方にフィルター及びレンズがこの順に設けられ、そのフィルターが７８０ｎｍ近傍に設定されたカット値よりも短波長側の光を吸収し、かつ、長波長側の光を透過させるので、７８０ｎｍ近傍の波長の赤外光が照明に用いられて一般的なカメラによる撮影に有効利用される。
【００１４】
また、白色光源がそのフィルターの透過光に混ざる白色光を出射するので、赤色のフィルター透過光と白色光とが混色し、外部から照明光源を見たときの赤みが抑制される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１及び図２は、本発明に係る赤外照明光源が用いられた暗視装置を搭載する車両を示す。この車両１の前照灯装置２には、ロービーム用光源３及びハイビーム用光源４が設けられるとともに、これらの光源よりも車幅方向中央側に赤外照明光源５が設けられている。
【００１７】
車両１のフロントガラス６の後方でインサイドミラー７の前部には、車両前方を撮影するカメラ８が設けられている。このカメラ８は、図３に示すように、一般的な感度特性Ｑ_１を有し、可視領域から赤外領域に渡る波長の光を受光して撮影を行うが、相対的には７８０ｎｍ弱の波長の光に対して感度が最も優れている。
【００１８】
カメラ８から出力された画像信号は、車室内に設けられたコントローラー９の画像処理部１０（図４参照）において画像処理された後、運転席の前方に設置されたモニタ１１に入力される。上記暗視装置はこのモニタ１１、赤外照明光源５、カメラ８及びコントローラー９により概略構成され（図２参照）、モニタ１１には赤外光による撮影画像が表示される。
【００１９】
また、コントローラー９には、図４に示すように、車速センサ１２からの車速信号及び舵角センサ１３からの舵角信号が入力される。コントローラー９はその車速信号又は舵角信号に応じて図示を略す駆動機構によりカメラ８を可動させ、カメラ８の撮影方向を調整することができる。さらに、カメラ８の撮影により車両前方に障害物を検知したときは、スピーカー１４を通じて聴覚的に、あるいは、インジケーター１５を通じて視覚的に運転者に警告を発し、運転者の負担を軽減する。
【００２０】
赤外照明光源５は、図５及び図６に示すように、光源としてのハロゲンバルブ１６と、リフレクター１７と、フィルター１８と、ハウジング１９と、パッキン２０と、４つのクリップ２１と、クリップ２２と、投光レンズ２３と、白色光源としての白熱バルブ２４とにより構成されている。
【００２１】
ハロゲンバルブ１６は図３に示す照明特性Ｑ_２を有し、紫外領域から赤外領域までの広範な波長領域に渡る光を出射するが、その出射光には相対的に近赤外領域の光が多く含まれている。リフレクター１７はハロゲンバルブ１６の出射光を反射する反射壁部２５と、反射壁部２５の前縁により形成された円形開口２６と、円形開口２６の周囲に形成されたフランジ部２７とを有する。フランジ部２７の後面２８には、凹所２９が４箇所に形成されている。
【００２２】
フィルター１８は円形開口２６よりも大径の円板状を呈し、その円形開口２６を覆うようにフランジ部２７の前面３０に固着される。フィルター１８はシャープ・カットフィルターであってカット値λが７８０ｎｍ近傍に設定され、図３に示す透過特性Ｑ_３を有する。このフィルター１８はガラス基板に可視光を反射する多層膜を形成して製造してもよく、ガラス自体に可視光を吸収する物質（カドミウム、砒素、鉛等）を練り込んで製造してもよい。
【００２３】
ハウジング１９はリフレクター１７の円形開口２６よりも大径の円筒部３１と、円筒部３１の後端に形成されたフランジ部３２とを有する。フランジ部３２は上記フランジ部２７と略同一の外径を備え、フランジ部３２の前面３３にはフランジ部２７の凹所２９と対応する位置に凹所３４が形成されている。
【００２４】
パッキン２０は円環状を呈し、フランジ部２７，３２と略同一の外径と、フィルター１８よりも大径の内径とを有する。クリップ２１は金属等の弾性材料からなり、一対の対向面３５，３６と、これらを連結する連結面３７とを有してコ字状を呈している。対向面３５，３６には内側に向かって突出した凸部３８，３９が形成され、この凸部３８，３９がフランジ部２７，３２の凹所２９，３４に係合することによって、フランジ部２７，３２はパッキン２０を介した状態でクリップ２１により挟持されている。
【００２５】
一方、ハウジング１９の円筒部３１の前部には、金属等の弾性材料からなるクリップ２２により投光レンズ２３が結着されている。詳細には、投光レンズ２３には半球状のレンズ（実際には非球面レンズ）の外周に円筒部３１と略同一の外径を有する縁部４０が設けられ、クリップ２２には円筒部３１及び縁部４０の各外径と略同一の内径を有する円筒部４１が設けられ、この円筒部４１の前端には、円筒部４１の軸芯方向に向かって延在し、かつ、縁部４０と略同一の幅を有する押さえ部４２が設けられている。そして、その円筒部４１がハウジング１９の円筒部３１と投光レンズ２３の縁部４０とを外側から同軸に保持するとともに、押さえ部４２が縁部４０を前方から押さえることにより、投光レンズ２３がハウジング１９に着脱可能に取り付けられている。
【００２６】
また、ハウジング１９の円筒部３１の下部には、白熱バルブ２４の取付孔４３が設けられている。取付孔４３に取り付けられた白熱バルブ２４は、円筒部３１の内部に形成される灯室４４において白色光を出射し、この灯室４４においてフィルター１８の透過光と白色光とが混ざり合うようになっている。
【００２７】
この実施の形態に係る赤外照明光源５では、少なくとも可視領域から赤外領域に渡る波長の光を出射するハロゲンバルブ１６の前方にフィルター１８及び投光レンズ２３がこの順に設けられ、そのフィルター１８が７８０ｎｍ近傍に設定されたカット値よりも短波長側の光を吸収し、かつ、長波長側の光を透過させるので、７８０ｎｍ近傍の波長の赤外光が照明に用いられる。すなわち、ハロゲンランプ１６の出射光に含まれる赤外光が最大限に利用され、その赤外光のパワーの損失が最小限に抑えられることとなり、一般に普及している安価なカメラによっても視認性の高い撮影映像を得ることができる。
【００２８】
一方、このときフィルター１８の透過光には僅かながらも赤色の可視光が含まれ（図３の斜線部参照）、このままでは見映え上のみならず法規上も問題となり得るが（法規上は緊急車両を除く車両の前照灯に赤色光を用いることができない。）、本実施の形態では白熱バルブ２４がそのフィルター１８の透過光に混ざる白色光を出射し、灯室４４において赤色のフィルター透過光（図７において符号ｒで示す色）と白色光（図７において符号ｗで示す色）とが混色した上で外部を照明するので、外部から観察される光の色は全体としてはポジションランプのような白色となり（図７において色ｗに近い色）、上記のように問題となり得る赤色光の漏洩が防止される。
【００２９】
なお、フィルター１８のカット値を波長７８０ｎｍよりも大幅に高く設定することによって、フィルター１８の透過光への赤色の混在を阻止することはできるが、これでは撮影に用いられる赤外光のパワーが小さくなり、撮影映像が暗くて見づらいものとなる。
【００３０】
［変形例］
図８乃至図１０は、本発明に係る赤外照明光源の他の例を示し、これらの赤外照明光源については、上記赤外照明光源５と対応する箇所には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３１】
図８では白熱バルブ２４が投光レンズ２３の前方に設けられ、白熱バルブ２４からの白色光とフィルター１８からの赤色光とは投光レンズ２３の前方で混ざり合う。
【００３２】
図９では白熱バルブ２４がハウジング１９の下方に設けられるとともに、その白熱バルブ２４の出射光を導く光ファイバー４５がフィルター１８と投光レンズ２３との間に設けられている。白熱バルブ２４からの白色光は光ファイバー４５の端面４６に入射して端面４７から投光レンズ２３の中央部に向けて射出され、フィルター１８からの赤色光と灯室４４又は投光レンズ２３において混ざり合う。
【００３３】
図１０では白熱バルブ２４が投光レンズ２３の下方に設けられるとともに、その白熱バルブ２４の出射光を導く環状の導光レンズ４８が投光レンズ２３の前方にそれを囲むように設けられている。白熱バルブ２４からの白色光は導光レンズ４８の外周面４９に入射した後、投光レンズ２３の表面５０に近接する導光レンズ４８の内周面５１からその投光レンズ２３に向けて射出され、フィルター１８からの赤色光と投光レンズ２３において混ざり合う。
【００３４】
図９及び図１０のように白熱バルブ２４からの白色光を導光する構成では、端に白熱バルブ２４を配置しただけでは混色が難しいような場合でも、導光方法を調整することによって配光制御をも考慮した混色（混色のコントロール）を実現することが可能となる。
【００３５】
なお、本発明の実施の形態は上述したものに限られず、例えば上記の形態ではフィルターをレンズと別体として設けたが、図９、図１０に示すような白色光が灯室外から射出される構成であれば、レンズに多層膜を蒸着することによりレンズとフィルターとを一体とし、部品点数を削減してもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成したので、７８０ｎｍ近傍の波長の赤外光を有効に利用しつつも、外部から見たときの赤みを抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る赤外照明光源が用いられた暗視装置を搭載する車両を示す説明図である。
【図２】暗視装置の概略構成を示す説明図である。
【図３】感度及び光量についての特性曲線を示す説明図である。
【図４】図２の暗視装置の構成要素を示すブロック図である。
【図５】図１の赤外照明光源を示す断面図である。
【図６】図１の赤外照明光源を示す分解斜視図である。
【図７】フィルターの透過光、白熱バルブの出射光及びこれらの混合を示すｘｙ色度図である。
【図８】白熱バルブが投光レンズの前方に設けられた例を示す断面図である。
【図９】白熱バルブの出射光を導く光ファイバーがフィルターと投光レンズとの間に設けられた例を示す断面図である。
【図１０】白熱バルブの出射光を導く導光レンズが投光レンズの前方に設けられた例を示す断面図である。
【図１１】一般的な撮影カメラの感度特性及びカット値が７８０ｎｍに設定されたフィルターの透過特性を示す説明図である。
【符号の説明】
２　　前照灯装置（車両用灯具）
５　　赤外照明光源
１６　ハロゲンバルブ（光源）
１８　フィルター
２３　投光レンズ（レンズ）
２４　白熱バルブ（白色光源）
４５　光ファイバー（導光体）
４８　導光レンズ（導光体）

Claims

少なくとも可視領域から赤外領域に渡る波長の光を出射する光源の前方にフィルター及びレンズがこの順に設けられて構成され、前記フィルターが７８０ｎｍ近傍に設定されたカット値よりも短波長側の光を吸収し、かつ、長波長側の光を透過させるとともに、前記フィルターの透過光に混ざる白色光を出射する白色光源が設けられていることを特徴とする赤外照明光源。
前記白色光源が前記フィルターと前記レンズとの間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の赤外照明光源。
前記白色光源が前記レンズの前方に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の赤外照明光源。
前記白色光源の出射光を導く導光体が前記フィルターと前記レンズとの間に設けられ、前記白色光が前記導光体から前記レンズに向けて射出されることを特徴とする請求項１に記載の赤外照明光源。
前記白色光源の出射光を導く導光体が前記レンズの前方に設けられ、前記白色光が前記導光体から前記レンズに向けて射出されることを特徴とする請求項１に記載の赤外照明光源。
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の赤外照明光源を有することを特徴とする車両用灯具。