JP2005071731A - Light control device - Google Patents
Light control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005071731A JP2005071731A JP2003298241A JP2003298241A JP2005071731A JP 2005071731 A JP2005071731 A JP 2005071731A JP 2003298241 A JP2003298241 A JP 2003298241A JP 2003298241 A JP2003298241 A JP 2003298241A JP 2005071731 A JP2005071731 A JP 2005071731A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- color
- wavelength
- dichroic mirror
- liquid crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 41
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 13
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 13
- 239000003086 colorant Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 8
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
- F21S41/67—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
- F21S41/675—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
- F21S41/12—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of emitted light
- F21S41/125—Coloured light
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
- F21S41/285—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
- F21S41/63—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates
- F21S41/64—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates by changing their light transmissivity, e.g. by liquid crystal or electrochromic devices
- F21S41/645—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on refractors, filters or transparent cover plates by changing their light transmissivity, e.g. by liquid crystal or electrochromic devices by electro-optic means, e.g. liquid crystal or electrochromic devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
- F21W2103/00—Exterior vehicle lighting devices for signalling purposes
- F21W2103/60—Projection of signs from lighting devices, e.g. symbols or information being projected onto the road
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光源から照射された光の光色及び光学像を制御する光制御装置に関し、特に、車両用前照灯の光色及び光学像を制御する光制御装置に関する。 The present invention relates to a light control device that controls the light color and optical image of light emitted from a light source, and more particularly to a light control device that controls the light color and optical image of a vehicle headlamp.
従来、車両の運転状況や外部環境に関する情報に応じて、前照灯を最適な向き、配光、光色に制御する技術が提案されている。この種の技術には、例えば、路面状況や霧濃度に応じて、ヘッドランプの光色、明るさ、照射方向の少なくとも1つを変更させるもの(例えば、特許文献1参照)や、車両の運転状況に関する情報により、光源の光透過率を液晶素子等の光シャッターで制御し、任意の光学像を形成するものがある(例えば、特許文献2参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for controlling a headlamp to an optimal direction, light distribution, and light color according to information on a driving state of a vehicle and an external environment has been proposed. In this type of technology, for example, at least one of the light color, the brightness, and the irradiation direction of the headlamp is changed according to the road surface condition and fog density (for example, refer to Patent Document 1), and driving of the vehicle There is one that forms an arbitrary optical image by controlling the light transmittance of a light source with an optical shutter such as a liquid crystal element according to information on the situation (see, for example, Patent Document 2).
また、車両以外の用途では、液晶プロジェクタ装置の光学構造に関するものがあり、これは、光源からの光をダイクロイックミラーにより青色光、緑色光、赤色光に色分解し、それぞれの光を3枚の液晶素子により輝度変調した後、ダイクロイックプリズムを用いて色合成を行うものである(例えば、特許文献3参照)。 In addition to the vehicle, there is an optical structure of the liquid crystal projector device. The light from the light source is separated into blue light, green light, and red light by a dichroic mirror, and each light is divided into three pieces. After luminance modulation by a liquid crystal element, color synthesis is performed using a dichroic prism (see, for example, Patent Document 3).
ところが、上記した最初の従来例においては、ヘッドランプの光色や明るさの変更は、イエローフィルタをアクチュエータにより、ヘッドランプを覆う位置と覆わない位置の間で移動させることにより行っていた。そのため、2種類の光色と明るさにしか変更できず、路面状況や霧濃度の変化に追従した最適な光色や明るさへの変更が困難であった。また、ヘッドランプの照射方向の変更は、さらに別のアクチュエータによりヘッドランプの角度を可変させることにより行っていたため、アクチュエーターが複数必要となり、構造が複雑化していた。さらにまた、上記した2番目の従来例は、光源からの照射光を最適な光色に変化させる構成を有しておらず、車両の運転状況や外部環境の状態に応じて光色を制御することができなかった。 However, in the first conventional example described above, the light color and brightness of the headlamp are changed by moving the yellow filter between a position where the headlamp is covered and a position where the headlamp is not covered by an actuator. Therefore, only two types of light color and brightness can be changed, and it has been difficult to change to an optimal light color and brightness following changes in road surface conditions and fog density. In addition, since the irradiation direction of the headlamp is changed by changing the angle of the headlamp with another actuator, a plurality of actuators are required, and the structure is complicated. Furthermore, the second conventional example described above does not have a configuration for changing the light emitted from the light source to an optimal light color, and controls the light color according to the driving situation of the vehicle and the state of the external environment. I couldn't.
さらに、上記した3番目の従来例では、青色光、緑色光、赤色光のそれぞれに対応させて3枚の液晶素子が必要となるため、製造コストが増大するといった問題があった。 Further, in the third conventional example, three liquid crystal elements are required for each of blue light, green light, and red light, resulting in an increase in manufacturing cost.
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、構造が簡単で、安価であり、各種状況に応じて、光源の光色、明るさ、配光を最適に制御することのできる光制御装置を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above problems, has a simple structure, is inexpensive, and can optimally control the light color, brightness, and light distribution of a light source according to various situations. A light control device is provided.
本発明に係る光制御装置は、光源と、該光源からの光を光色に基づいて2種類の光に分離する色分離手段と、該色分離手段により分離された2種類の光の透過パターンを制御する光制御手段とを備えていることを特徴とする。 The light control device according to the present invention includes a light source, color separation means for separating light from the light source into two types of light based on the light color, and a transmission pattern of two types of light separated by the color separation means. And a light control means for controlling the light.
好ましくは、前記光制御手段が1枚の液晶素子により構成されている。 Preferably, the light control means is constituted by a single liquid crystal element.
また、前記色分離手段により分離された2種類の光を合成する色合成手段をさらに備え、前記色分離手段と前記色合成手段とが、それぞれ同一タイプのダイクロイックミラーより構成されていてもよい。 Further, a color synthesizing unit that synthesizes two kinds of light separated by the color separating unit may be further provided, and the color separating unit and the color synthesizing unit may be configured by the same type of dichroic mirror.
また、本発明に係る光制御装置は、光源と、該光源からの光を、波長450nmを含む青色光と、波長550nmを含む緑色光と、波長650nmを含む赤色光の3種類の光に分離する色分離手段と、該色分離手段により分離された3種類の光の透過パターンを制御する光制御手段とを備え、該光制御手段が1枚の液晶素子により構成されていることを特徴とする。 The light control device according to the present invention separates light from the light source into three types of light: blue light having a wavelength of 450 nm, green light having a wavelength of 550 nm, and red light having a wavelength of 650 nm. And a light control means for controlling a transmission pattern of three kinds of light separated by the color separation means, and the light control means is constituted by a single liquid crystal element. To do.
さらに、本発明に係る光制御装置は、光源と、該光源からの光を光色に基づいて透過させる2種類の領域を有するカラーホイールと、該カラーホイールを透過した光の反射パターンを制御するマイクロミラーとを備えていることを特徴とする。 Furthermore, the light control device according to the present invention controls a light source, a color wheel having two types of regions that transmit light from the light source based on the light color, and a reflection pattern of light transmitted through the color wheel. And a micromirror.
本発明によれば、構造が簡単で、安価であり、各種状況に応じて、光源の光色、明るさ、配光を最適に制御することができる等種々の優れた効果を得ることができる。 According to the present invention, the structure is simple and inexpensive, and various excellent effects such as optimal control of the light color, brightness, and light distribution of the light source can be obtained according to various situations. .
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明においては、本発明を車両用前照灯に適用した場合を例にとって説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, a case where the present invention is applied to a vehicle headlamp will be described as an example.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る光制御装置1を示す概略構成図である。この光制御装置1には光源2が設けられ、光源2は、メタルハライドランプ、高圧水銀灯等のショートアーク放電灯若しくは白熱灯でも良く、ショートアーク放電灯を用いる場合は、周囲にアウター管(図示せず)を配置しても良い。光源2の周囲には、放物面状のリフレクター3が設けられ、リフレクター3は、ガラスと、その内面に形成された多層膜により構成され、赤外線、紫外線等の不要な光を外部に透過させると共に光源2から照射された光を前方に平行光として反射可能なように形成されている。光源2の前方には、リフレクター3からの前記平行光に対して約45度の角度を成すように、色分離用のダイクロイックミラー4が傾斜姿勢で配置されている。ダイクロイックミラー4はガラス表面に多層膜を蒸着することにより構成され、該多層膜は、任意の波長の光のみを反射することにより色分離可能に形成され、本実施の形態の場合、波長450nmを含む青色光(B)を反射し、波長550nmを含む緑色光(G)と波長650nmを含む赤色光(R)を透過する特性を有するように形成されている。また、ダイクロイックミラー4の前方には、ダイクロイックミラー4と同様に傾斜した全反射ミラー5が配置されている。ダイクロイックミラー4及び全反射ミラー5の下方には、リフレクター3からの前記平行光に対して平行を成すように(図中では水平姿勢で)1枚の液晶素子6が配置されている。そして、液晶素子6を挟んでダイクロイックミラー4及び全反射ミラー5と平行を成すように、全反射ミラー7、色合成用のダイクロイックミラー8がそれぞれ配置され、本実施の形態の場合、色合成用のダイクロイックミラー8は波長450nmを含む青色光を透過し、波長550nmを含む緑色光と波長650nmを含む赤色光を反射する特性を有するように形成されている。さらにまた、ダイクロイックミラー8の前方には投射レンズ9が配置されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a light control device 1 according to a first embodiment of the present invention. The light control device 1 is provided with a
次に、光制御装置1の作用について説明する。 Next, the operation of the light control device 1 will be described.
光源2から照射された光は、リフレクター3により前方に反射され、平行光となり、ダイクロイックミラー4に入射する。この時、赤外線、紫外線等の不要な光はリフレクター3を介して外部に透過され、前方に反射されることがないので、液晶素子7等の光学疲労を軽減させることができる。そして、ダイクロイックミラー4に入射した光のうち、波長450nmを含む青色光はダイクロイックミラー4により下方に反射され、波長550nmを含む緑色光と波長650nmを含む赤色光はダイクロイックミラー4を透過し、前方に進み、全反射ミラー5により下方に反射される。ダイクロイックミラー4により反射された波長450nmを含む青色光と、全反射ミラー5により反射された波長550nmを含む緑色光及び波長650nmを含む赤色光は、それぞれ液晶素子6を透過し、光の透過量、透過位置等、光の透過パターンを適切に制御される。そして、前記青色光は全反射ミラー7により前方に反射され、前記緑色光及び赤色光はダイクロイックミラー8により前方に反射され、前記青色光はダイクロイックミラー8を透過することにより前記緑色光及び赤色光と色合成され、色合成された光は、投射レンズ9を介して外部に照射される。
The light emitted from the
この時、液晶素子6による光の透過パターンの制御は、車両の運転状況や外部環境の情報に応じて、光色、明るさ、配光を制御することにより行われる。すなわち、光色に関しては、乾燥路の場合、絶対的な明るさが必要なため、光源から照射される全ての光をなるべく有効に使用する方が良く、また、色再現性の観点からも波長450nmを含む青色光、波長550nmを含む緑色光、波長650nmを含む赤色光をそれぞれバランス良く透過させる方が良い。したがって、波長450nmを含む青色の光に対して波長550nmを含む緑色光と波長650nmを含む赤色光の透過率を下げ、路面照射光の色温度を上昇させ、色温度が4000K〜7000K程度の白色から青白色光となるように制御する。また、雨で濡れた路面の場合、水表面での反射率が高く、光が乱反射するため、絶対的な明るさよりも、むしろ、色温度が2300K〜4000K未満の黄色光の方が、路面や障害物の視認性が良く、さらに、積雪路の場合も、色温度が2300K〜4000K未満の黄色光の方が、路面や障害物の視認性が良い。したがって、これらの場合には、波長450nmを含む青色光に対して波長550nmを含む緑色光と波長650nmを含む赤色光の透過率を相対的に高めるように制御し、色温度を設定値まで低下させる。
At this time, the control of the light transmission pattern by the
また、明るさに関しては、車速や、周囲状況、走行環境の状態に応じて適切に調整する。すなわち、高速時には、遠方まで明るく照明する必要があるため、照射範囲内における透過率を最大とし、低速及び停車時には、周囲への幻惑を防止する観点からも、透過率を下げるように制御する。また、前方を走行する車や対向車に対する幻惑を防止する観点から、適切に透過率を下げるように制御し、さらに、街路照明の状況やトンネル・朝・夕等の周囲の明るさ状況及びその変化に応じて透過率を適切に制御する。 In addition, the brightness is appropriately adjusted according to the vehicle speed, ambient conditions, and driving environment. That is, since it is necessary to illuminate far away at high speeds, the transmittance in the irradiation range is maximized, and at low speeds and when the vehicle is stopped, control is performed to reduce the transmittance from the viewpoint of preventing dazzling to the surroundings. In addition, from the viewpoint of preventing the dazzling of vehicles traveling in front and oncoming vehicles, control is performed to appropriately reduce the transmittance, and the lighting conditions of street lighting, surroundings such as tunnels, mornings and evenings, and Appropriately control the transmittance according to the change.
さらに、配光に関しては、車速、その他の走行状況、周囲状況、道路状況に応じて適切に調整する。すなわち、高速になる程、遠方までを狭い照射角度で照明し、低速になる程、照射角度が広くなるように制御する。また、加速時や荷物積載時には車体が前上がり傾斜となるため、照射角度を下げ、その反対に、減速時には車体が前下がり傾斜となるため、照射角度を上げるように制御する。さらに、前方を走行する車両が存在する場合は、配光を下げるように制御し、対向車を感知した場合には、幻惑を防止する観点から、図2(a)の対向車のいない状態から、同図(b)のように、右方向への照射を完全にカットするように制御する。さらにまた、ハンドルの操作やウインカーに連動させたり、ナビゲーションデーターを併用若しくは単独で用いることにより、道路の曲がり方向等の道路状況に応じて配光を適切に制御する。 Furthermore, the light distribution is appropriately adjusted according to the vehicle speed, other traveling conditions, surrounding conditions, and road conditions. That is, the higher the speed, the farther the light is illuminated with a narrow irradiation angle, and the lower the speed is, the wider the irradiation angle is controlled. Further, since the vehicle body tilts forward and leans when accelerating or loading a load, the irradiation angle is lowered. On the other hand, the vehicle body leans forward and leaning when decelerating, so that the irradiation angle is increased. Furthermore, when there is a vehicle traveling ahead, control is performed to lower the light distribution, and when an oncoming vehicle is detected, from the viewpoint of preventing dazzling, from the state where there is no oncoming vehicle in FIG. As shown in FIG. 5B, control is performed so that irradiation in the right direction is completely cut. Furthermore, the light distribution is appropriately controlled according to the road conditions such as the direction of the road turn by using the steering wheel operation or the blinker, or using the navigation data together or independently.
このように、液晶素子7に対する光の透過パターンを車両の運転状況や外部環境に関する情報に応じて最適な状態に制御することにより、車両前方に照射される光を運転状況及び外部環境に応じた最適な光学像にすることができる。
Thus, by controlling the light transmission pattern with respect to the
なお、ダイクロイックミラー4、全反射ミラー5、液晶素子6、全反射ミラー7、ダイクロイックミラー8、及び投射レンズ9の配置は、上記した場合に限定されるものではなく、例えば、図3に示すように、液晶素子6をリフレクター3からの前記平行光に対して直角を成すよう(図中では鉛直姿勢)に配置し、ダイクロイックミラー4,8同士、全反射ミラー5,7同士がそれぞれ略直角を成すように配置したり、或いは、図4に示すように、液晶素子6を前記平行光に対して直角を成すよう(図中では鉛直姿勢)に配置し、ダイクロイックミラー4,8、全反射ミラー5,7がそれぞれ互いに平行を成すように配置したり、或いは、図5に示すように、液晶素子6を前記平行光に対して平行を成すよう(水平姿勢)に配置し、ダイクロイックミラー4,8同士、全反射ミラー5,7同士がそれぞれ略直角を成すように配置したりしてもよい。そして、これらの場合、液晶素子6は、光の透過パターンをそれぞれ異なるように制御し、光の合成時にそれぞれの光学像が重なるようにする。
The arrangement of the
また、上記した図5に示された変更例のさらなる変更例として、図6に示されているように、光源2とダイクロイックミラー4との間に光源2側から第1レンズアレイ10、第2レンズアレイ11、偏光変換素子12、重畳レンズ13を設け、ダイクロイックミラー4と全反射ミラー5及び液晶素子6との間にそれぞれフィールドレンズ14,15を設けてもよい。
Further, as a further modification of the modification shown in FIG. 5, as shown in FIG. 6, the
次に、図7により、本発明の第2の実施の形態に係る光制御装置21について説明する。なお、図7中、上記した第1の実施の形態と同様の構成については図1と同一符号を付し、その構成についての詳細な説明は省略する。
Next, a
この光制御装置21では、色分離用のダイクロイックミラー4と色合成用のダイクロイックミラー8がいずれも波長450nmを含む青色光を反射し、波長550nmを含む緑色光と波長650nmを含む赤色光を透過する同一の特性を有するように形成されている。
In this
したがって、液晶素子6を透過した波長450nmを含む青色光は全反射ミラー7により前方に反射された後、ダイクロイックミラー8により下方に反射され、また、液晶素子6を透過した波長550nmを含む緑色光及び波長650nmを含む赤色光はダイクロイックミラー8を透過し、前記青色光と色合成され、色合成された光は、投射レンズ9を介して外部に照射される。
Therefore, the blue light having a wavelength of 450 nm transmitted through the
このように、上記した第2の実施の形態では、色分離用のダイクロイックミラー4と色合成用のダイクロイックミラー8とが同一タイプの部品で構成されているため、部品点数を削減が可能となり、製造コストの低減化が図れる。
As described above, in the above-described second embodiment, the
なお、ダイクロイックミラー4、全反射ミラー5、液晶素子6、全反射ミラー7、ダイクロイックミラー8、及び投射レンズ9の配置は、上記した場合に限定されるものではなく、例えば、図8に示すように、液晶素子6をリフレクター3からの前記平行光に対して平行を成すよう(図中では水平姿勢)に配置し、ダイクロイックミラー4,8同士、全反射ミラー5,7同士がそれぞれ略直角を成すように配置したり、或いは、図9に示すように、液晶素子6を前記平行光に対して直角を成すよう(図中では鉛直姿勢)に配置し、ダイクロイックミラー4,8同士、全反射ミラー5,7同士がそれぞれ略直角となるように配置したり、或いは、図10に示すように、液晶素子6を前記平行光に対して直角を成すよう(図中では鉛直姿勢)に配置し、ダイクロイックミラー4,8、全反射ミラー5,7がそれぞれ互いに平行を成すように配置したりしてもよい。そして、これらの場合、液晶素子6は、光の透過パターンをそれぞれ異なるように制御し、光の合成時にそれぞれの光学像が重なるようにする。
The arrangement of the
次に、図11により、本発明の第3の実施の形態に係る光制御装置31について説明する。なお、図11中、上記した第1の実施の形態と同様の構成については図1と同一符号を付し、その構成についての詳細な説明は省略する。
Next, referring to FIG. 11, a
この光制御装置31では、液晶素子6の後に、2個の投影レンズ9が並列に配置され、全反射ミラー7と色合成用のダイクロイックミラー8は設けられていない。
In this
したがって、液晶素子6を透過した波長450nmを含む青色光は一方の投影レンズ9を介して外部に照射され、また、液晶素子6を透過した波長550nmを含む緑色光及び波長650nmを含む赤色光は他方の投射レンズ9を介して外部に照射される。そして、各投影レンズ9を介して外部に照射された光は、互いに合成された光色及び又は配光によって車両前方に照射される。
Therefore, the blue light having a wavelength of 450 nm transmitted through the
このように、上記した第3の実施の形態では、全反射ミラー7と色合成用のダイクロイックミラー8が不要なため、部品点数を削減が可能となり、製造コストの低減化が図れる。
As described above, in the third embodiment described above, the
なお、ダイクロイックミラー4、全反射ミラー5、液晶素子6、及び各投射レンズ9の配置は、上記した場合に限定されるものではなく、例えば、図12に示すように、液晶素子6及び各投影レンズ9をリフレクター3からの前記平行光に対して略直角を成すよう(図中では鉛直姿勢)に配置してもよい。この場合、液晶素子6は、光の透過パターンをそれぞれ異なるように制御し、光の合成時にそれぞれの光学像が重なるようにする。
The arrangement of the
なお、上記した各実施の形態において、リフレクター3は、金属、樹脂で構成させ、その表面を全反射鏡としてもよく、この場合、図13及び図14に示されているように、液晶素子6の手前の、例えば、全反射ミラー5の後方に光吸収体16を設け、この光吸収体16により赤外線、紫外線等の不要な光を除去する。
In each of the above embodiments, the
また、リフレクター3は楕円面で形成されていてもよく、さらに、リフレクター3の前面には保護ガラスを設置してもよく、保護ガラスを設置すると、光源2が破裂した場合でも光学系の損傷を防止することができる。さらにまた、保護ガラスには、赤外線、紫外線等の不要な光の除去又は反射可能な部材を用いることもできる。また、アウター管を設けた場合には、そのアウター管により赤外線、紫外線等の不要な光を吸収させるように構成してもよい。
In addition, the
さらに、色分離用のダイクロイックミラー4及び色合成用のダイクロイックミラー8は上記した以外の特性を有するように形成させてもよく、例えば、色分離用のダイクロイックミラー4が、波長650nmを含む赤色光を反射して、450nmを含む青色光と波長550nmを含む緑色光を透過する特性を有し、色合成用のダイクロイックミラー8が、450nmを含む青色光と波長550nmを含む緑色光を反射して、波長650nmを含む赤色光を透過する特性を有するように形成させてもよい。
Furthermore, the
次に、図15により、本発明の第4の実施の形態に係る光制御装置41について説明する。なお、図15中、上記した第1の実施の形態と同様の構成については図1と同一符号を付し、その構成についての詳細な説明は省略する。
Next, a
この光制御装置41では、光源2の前方にリフレクター3からの前記平行光に対して約45度の角度を成すように、色分離用の第1ダイクロイックミラー42、第2ダイクロイックミラー43がそれぞれ傾斜姿勢で配置されている。第1ダイクロイックミラー42は、波長450nmを含む青色光を反射し、波長550nmを含む緑色光と波長650nmを含む赤色光を透過する特性を有し、第2ダイクロイックミラー43は、波長550nmを含む緑色光を反射し、波長650nmを含む赤色光を透過する特性を有するように形成されている。また、第2ダイクロイックミラー43の前方には、第2ダイクロイックミラー43と同様に傾斜した全反射ミラー5が配置されている。第1及び第2ダイクロイックミラー42,43及び全反射ミラー5の下方には、リフレクター2からの平行光に対して平行を成すよう(図中では水平姿勢)に、1枚の液晶素子44が配置されている。そして、液晶素子44を挟んで第1及び第2ダイクロイックミラー42,43及び全反射ミラー5と平行を成すように、全反射ミラー7、色合成用の第3ダイクロイックミラー45、第4ダイクロイックミラー46がそれぞれ配置されている。第3ダイクロイックミラー45は、波長450nmを含む青色光を透過し、波長550nmを含む緑色光を反射する特性を有し、第4ダイクロイックミラー46は、波長450nmを含む青色光及び波長550nmを含む緑色光を反射し、波長650nmを含む赤色光を透過する特性を有するように形成されている。さらに、第4ダイクロイックミラー46の下方には水平姿勢で投射レンズ9が配置されている。
In this
次に、光制御装置41の作用について説明する。
Next, the operation of the
光源2から照射され、リフレクター3により前方に反射された平行光は、第1ダイクロイックミラー42に入射する。第1ダイクロイックミラー42に入射した光のうち、波長450nmを含む青色光は第1ダイクロイックミラー42により下方に反射され、波長550nmを含む緑色光と波長650nmを含む赤色光は第1ダイクロイックミラー42を透過し、第2ダイクロイックミラー43に入射する。第2ダイクロイックミラー43に入射した光のうち、波長550nmを含む緑色光は第2ダイクロイックミラー43により下方に反射され、波長650nmを含む赤色光は第2ダイクロイックミラー43を透過し、全反射ミラー5により下方に反射される。第1ダイクロイックミラー42により反射された波長450nmを含む青色光と、第2ダイクロイックミラー43により反射された波長550nmを含む緑色光と、全反射ミラー5により反射された波長650nmを含む赤色光は、それぞれ液晶素子6を透過し、光の透過量、透過位置等、光の透過パターンを適切に制御される。その後、前記青色光は全反射ミラー7により前方に反射後、第3ダイクロイックミラー45を透過し、前記緑色光は第3ダイクロイックミラー45により前方に反射され、前記赤色光は第4ダイクロイックミラー46を透過する。そして、前記青色光は第3ダイクロイックミラー45を透過することにより前記緑色光と色合成され、色合成された光は第4ダイクロイックミラー46により下方に反射され、前記赤色光は第4ダイクロイックミラー46を透過することにより前記色合成された光とさらに色合成され、投射レンズ9を介して外部に照射される。
Parallel light emitted from the
このように、液晶素子6により、波長450nmを含む青色光と、波長550nmを含む緑色光と、波長650nmを含む赤色光のそれぞれの光のパターンを任意に制御することにより、外部に照射する光をフルカラーで変化させることができる。
As described above, the
なお、図16に示されているように、液晶素子6の後に、3個の投影レンズ9を並列に配置し、全反射ミラー7と色合成用の第3及び第4ダイクロイックミラー45,46を省略してもよい。
As shown in FIG. 16, after the
次に、図17及び図18により、本発明の第5の実施の形態に係る光制御装置51について説明する。なお、図17中、上記した第1の実施の形態と同様の構成については図1と同一符号を付し、その構成についての詳細な説明は省略する。
Next, a
この光制御装置51では、光源2の前方にカラーホイール52が設けられ、カラーホイール52は、円盤形状を成し、モータ53により軸54を中心に回転可能となっている。図18に良く示されているように、カラーホイール52は、光色に基づいて光を透過させる2種類の領域55,56を有し、本実施の形態の場合には、波長450nmを含む青色光、波長550nmを含む緑色光、波長650nmを含む赤色光を全て透過する50%以上の白色領域55と、波長650nmを含む赤色光を透過する50%以下の赤色領域56とが設けられている。また、カラーホイール52の前方には、45度傾斜した姿勢でディジタルマイクロミラーデバイス(Digital Micromirror Device;以下、DMDと称す)57が設けられ、DMD57に対向する位置に光吸収体58が設けられている。さらに、DMD57の下方には投射レンズ59が設けられている。
In the
次に、光制御装置51の作用について説明する。
Next, the operation of the
光源2から照射され、リフレクター3により前方に反射された平行光は、モータ53により軸54を中心に回転しているカラーホイール52の白色領域55又は赤色領域56を透過する。白色領域55を透過した光と赤色領域56を透過した光は、それぞれDMD57において、外部に照射する光の反射位置及び反射率等、光の反射パターンが制御され、投影レンズ59を介して外部に照射される。また、外部に照射しない光は光吸収体58に向けて照射され、除去される。DMD57により、白色領域55を透過した光に対して赤色領域56を透過した光の反射率を上げるように制御すると、外部に照射される光の色温度は下降し、次第に黄色になっていく。また、反対に、DMD57により、白色領域55を透過した光に対して赤色領域56を透過した光の反射率を下げるように制御すると、外部に照射される光の色温度は上昇し、次第に白色になっていく。
The parallel light emitted from the
このように、DMD57の反射パターンを車両の運転状況や外部環境の情報に応じて、最適な状態に制御することにより、車両前方に照射される光は運転状況や外部環境に応じた最適な光学像となる。
In this way, by controlling the reflection pattern of the
なお、カラーホイール52は、上記した赤色領域56の代わりに、450nmを含む青色光を透過する50%以下の青色領域としてもよく、その場合、外部に照射される光は白色から青白色の範囲で変化する。
The
また、上記した白色領域55と赤色領域56の組合せの代わりに、波長450nmを含む青色光、波長550nmを含む緑色光、波長650nmを含む赤色光のいずれか1つ又は2つの光を透過する50%以上の第1のカラーフィルター領域と、波長450nmを含む青色光、波長550nmを含む緑色光、波長650nmを含む赤色光のいずれか1つ又は2つの光を透過する50%以下の第2のカラーフィルター領域を設けてもよく、この場合には、幅広い色の調整が可能となる。
Further, instead of the combination of the
以上説明したように、上記した第1〜第5の実施の形態によれば、各光制御装置1,21,31,41,51により、車両の運転状況及び外部環境の情報に応じた前照灯の最適な光色、明るさ、配光の制御を行うことができる。また、各光制御装置1,21,31,41,51は、極めて簡単な構造で、可動部品を使用していないか、或いは可動部品が少ないため、応答速度も速く、故障も少ない。さらに、光の制御が無段階であるため、制御時に運転者に違和感を与えるおそれがなく、また、走行時のみでなく、車の組立てや整備時における配光調整も容易であり、利用価値を高めることができる。
As described above, according to the first to fifth embodiments described above, the
なお、上記した第1〜第5の実施の形態において、図19に示されているように、道路状況の検知手段にナビゲーションデーターを併用若しくは単独で用いることにより、路面照射光に、道路状況の変化を伝えるメッセージ(例えば、図19中の矢印)を表示させることもできる。さらに、このメッセージは、車間距離不足、速度超過、凍結等の路面状況不良、霧、工事情報、事故情報等を路面照射光上に、同色若しくは異なる色(例えば、危険度に応じた色)で表示させることもでき、これにより、安全性を飛躍的に高めることができる。 In the first to fifth embodiments described above, as shown in FIG. 19, by using navigation data in combination with the road condition detection means or using alone, the road surface irradiation light is subjected to the road condition. A message that conveys the change (for example, an arrow in FIG. 19) can also be displayed. In addition, this message indicates road surface defects such as insufficient distance between vehicles, overspeed, freezing, fog, construction information, accident information, etc., on the road surface illumination light in the same color or different colors (for example, colors according to the degree of danger). It can also be displayed, and this can dramatically improve safety.
また、上記した第1〜第5の実施の形態においては、本発明を車両用前照灯に適用した場合について説明したが、これらは単なる例示であり、本発明は、車両用フォグランプ等の補助前照灯や、車両以外の光学機器、製造装置、照明装置等にも適用可能である。 In the first to fifth embodiments described above, the case where the present invention is applied to a vehicle headlamp has been described. However, these are merely examples, and the present invention is an auxiliary to a vehicle fog lamp or the like. The present invention is also applicable to headlamps, optical devices other than vehicles, manufacturing devices, lighting devices, and the like.
1 光制御装置
2 光源
4 ダイクロイックミラー
6 液晶素子
8 ダイクロイックミラー
21 光制御装置
31 光制御装置
41 光制御装置
42 第1ダイクロイックミラー
43 第2ダイクロイックミラー
44 液晶素子
45 第3ダイクロイックミラー
46 第4ダイクロイックミラー
51 光制御素子
52 カラーホイール
55 白色領域
56 赤色領域
57 DMD
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
該光源からの光を光色に基づいて2種類の光に分離する色分離手段と、
該色分離手段により分離された2種類の光の透過パターンを制御する光制御手段と、
を備えていることを特徴とする光制御装置。 A light source;
Color separation means for separating light from the light source into two types of light based on the light color;
A light control means for controlling a transmission pattern of two kinds of light separated by the color separation means;
A light control device comprising:
該光源からの光を、波長450nmを含む青色光と、波長550nmを含む緑色光と、波長650nmを含む赤色光の3種類の光に分離する色分離手段と、
該色分離手段により分離された3種類の光の透過パターンを制御する光制御手段と、
を備え、該光制御手段が1枚の液晶素子により構成されていることを特徴とする光制御装置。 A light source;
Color separation means for separating light from the light source into three types of light: blue light including a wavelength of 450 nm, green light including a wavelength of 550 nm, and red light including a wavelength of 650 nm;
Light control means for controlling the transmission patterns of the three types of light separated by the color separation means;
And the light control means comprises a single liquid crystal element.
該光源からの光を光色に基づいて透過させる2種類の領域を有するカラーホイールと、
該カラーホイールを透過した光の反射パターンを制御するマイクロミラーと、
を備えていることを特徴とする光制御装置。 A light source;
A color wheel having two types of regions that transmit light from the light source based on the light color;
A micromirror for controlling a reflection pattern of light transmitted through the color wheel;
A light control device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003298241A JP2005071731A (en) | 2003-08-22 | 2003-08-22 | Light control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003298241A JP2005071731A (en) | 2003-08-22 | 2003-08-22 | Light control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005071731A true JP2005071731A (en) | 2005-03-17 |
Family
ID=34403793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003298241A Pending JP2005071731A (en) | 2003-08-22 | 2003-08-22 | Light control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005071731A (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006170675A (en) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Nikon Corp | Light irradiation device, and light-receiving element inspection device equipped therewith |
JP2007322348A (en) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Olympus Corp | Lighting system and microscope system |
US8600625B2 (en) | 2008-01-18 | 2013-12-03 | Denso Corporation | Display control device |
EP3178696A1 (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicular headlamp system and control method of vehicular headlamp |
WO2018139325A1 (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | マクセル株式会社 | Headlight device |
EP3401591A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-14 | Stanley Electric Co., Ltd. | Lamp unit, vehicular lamp system |
EP3457025A1 (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-20 | Stanley Electric Co., Ltd. | Automotive headlight |
EP4354019A1 (en) * | 2022-10-12 | 2024-04-17 | ZKW Group GmbH | Lighting device for a motor vehicle headlight |
-
2003
- 2003-08-22 JP JP2003298241A patent/JP2005071731A/en active Pending
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006170675A (en) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Nikon Corp | Light irradiation device, and light-receiving element inspection device equipped therewith |
JP2007322348A (en) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Olympus Corp | Lighting system and microscope system |
JP4677367B2 (en) * | 2006-06-05 | 2011-04-27 | オリンパス株式会社 | Illumination device and microscope system |
US8600625B2 (en) | 2008-01-18 | 2013-12-03 | Denso Corporation | Display control device |
US10442342B2 (en) | 2015-12-08 | 2019-10-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicular headlamp system and control method of vehicular headlamp for forming a pattern on a road surface |
EP3178696A1 (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicular headlamp system and control method of vehicular headlamp |
CN106945598A (en) * | 2015-12-08 | 2017-07-14 | 丰田自动车株式会社 | The control method of vehicle headlamp system and vehicle head lamp |
US20200011501A1 (en) * | 2017-01-25 | 2020-01-09 | Maxell, Ltd. | Headlight apparatus |
JPWO2018139325A1 (en) * | 2017-01-25 | 2019-11-07 | マクセル株式会社 | Headlight device |
WO2018139325A1 (en) * | 2017-01-25 | 2018-08-02 | マクセル株式会社 | Headlight device |
US10823361B2 (en) | 2017-01-25 | 2020-11-03 | Maxell, Ltd. | Headlight apparatus |
US10408409B2 (en) | 2017-05-11 | 2019-09-10 | Stanley Electric Co., Ltd. | Lamp unit, vehicular lamp system |
EP3401591A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-14 | Stanley Electric Co., Ltd. | Lamp unit, vehicular lamp system |
EP3457025A1 (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-20 | Stanley Electric Co., Ltd. | Automotive headlight |
US10571090B2 (en) | 2017-09-11 | 2020-02-25 | Stanley Electric Co., Ltd. | Automotive headlight |
EP4354019A1 (en) * | 2022-10-12 | 2024-04-17 | ZKW Group GmbH | Lighting device for a motor vehicle headlight |
US12013095B2 (en) | 2022-10-12 | 2024-06-18 | Zkw Group Gmbh | Lighting device for vehicle headlamp |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7522892B2 (en) | vehicle | |
JP5287121B2 (en) | Vehicle lighting device | |
CN108613114B (en) | Pixel light headlamp for vehicle | |
JP6971974B2 (en) | Automotive lighting system | |
CN109708070B (en) | Vehicle headlamp apparatus | |
US20180099605A1 (en) | Lighting apparatus for a vehicle | |
JP2004231178A (en) | Method of modulation illuminating road and vehicular headlight for executing the same | |
US11209144B2 (en) | Low cost projection system | |
JP7265306B2 (en) | vehicle headlight | |
WO2018123429A1 (en) | Illumination apparatus | |
FR3043168A1 (en) | DEVICE FOR PROJECTING THE LIGHT BEAM OF A MOTOR VEHICLE CONFIGURED TO PROJECT A PIXELIZED IMAGE | |
JP2023080230A (en) | vehicle headlight | |
JP2005071731A (en) | Light control device | |
JPH02260301A (en) | Projector type headlamp | |
KR20170080240A (en) | The Lamp For Vehicle | |
KR102409825B1 (en) | Lamp for vehicle | |
JP2020142615A (en) | Control device of vehicle lighting fixture, control method of vehicle lighting fixture and vehicle lighting fixture system | |
WO2018164269A1 (en) | Lighting device | |
CN115899609A (en) | Adaptive light source with spatial light modulator | |
JP2019160437A (en) | Vehicular lighting fixture | |
JP2010064718A (en) | Imaging device and vehicle headlamp device | |
CN113048444A (en) | Vehicle lamp | |
JP7403482B2 (en) | Vehicle headlights and vehicle lights | |
JP2005059662A (en) | Headlight device for vehicle | |
JP2004119381A (en) | Head light for automobile combining reflection mirror not flatly blocking light beam and deflection component |