JP2006066096A - Infrared ray projection device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、赤外光(赤外線)を車両の前方に照射するプロジェクタタイプの車両用赤外光投光装置に関するものである。 The present invention relates to a projector-type infrared light projector for a vehicle that irradiates infrared light (infrared light) in front of the vehicle.
従来からプロジェクタタイプの車両用赤外光投光装置が知られている。この車両用赤外光投光装置は、たとえば、車両の前部に搭載されて、夜間の走行を支援する車両用暗視装置(近赤外光暗視カメラ装置)に用いられ、赤外光を車両の前方に照射することにより車両用暗視装置の照明として機能する。かかる車両用赤外光投光装置では、可視光領域に近い赤外光も照射されるため、その投光時にて外部から赤色光(赤色の発光)が視認される。かかる赤色光は、ストップランプやテールランプの点灯と誤認されるおそれがあり、安全上好ましくない。 Conventionally, a projector-type infrared light projector for a vehicle is known. This infrared light projector for a vehicle is used, for example, in a vehicle night vision device (near infrared light night vision camera device) that is mounted on the front of a vehicle and supports night driving. Is irradiated to the front of the vehicle to function as illumination for the night vision device for the vehicle. In such an infrared light projector for a vehicle, infrared light close to the visible light region is also irradiated, so that red light (red light emission) is visually recognized from the outside during the light projection. Such red light may be mistaken for lighting of a stop lamp or tail lamp, and is not preferable for safety.
そこで、赤色光が相対的に薄められる車両用赤外光投光装置(たとえば、特許文献1)が出願されている。以下、この車両用赤外光投光装置について説明する。なお、括弧つきの符号は、特許文献1にそれぞれ対応する。この車両用赤外光投光装置は、楕円体形状のリフレクター(16B)と、前記リフレクター(16B)の第1焦点(f1)近傍に配置されたハロゲンバルブ(18)と、投射レンズ(40)と、前記投射レンズ(40)の裏面側に直接形成された赤外光透過膜(22)と、前記投射レンズ(40)の裏面の周縁部に設けられた赤外光透過膜非形成領域(24F、24G)とを備えるものである。この車両用赤外光投光装置においては、赤外光透過膜(22)を透過した赤外光に含まれる赤色光と、赤外光透過膜非形成領域(24F、24G)を透過した白色光とが混色されて、赤色光が相対的に薄められる。
Therefore, an application for an infrared light projector for a vehicle (for example, Patent Document 1) in which red light is relatively thin has been filed. The vehicle infrared light projector will be described below. In addition, the code | symbol with a parenthesis respond | corresponds to
しかしながら、前記の車両用赤外光投光装置は、投射レンズ(40)の周縁部を除いた赤外光透過膜(22)を赤外光に含まれる赤色光が透過し、かつ、投射レンズ(40)の周縁部の赤外光透過膜非形成領域(24F、24G)を白色光が透過するので、照射光の中心が赤色に見え、その周囲が白色に見えるため、十分な効果が得られていなかった。すなわち、前記の車両用赤外光投光装置は、赤色光を確実に薄めることが難しい。 However, in the above-described vehicle infrared light projector, the red light contained in the infrared light is transmitted through the infrared light transmission film (22) excluding the peripheral portion of the projection lens (40), and the projection lens Since white light is transmitted through the infrared light transmission film non-formation region (24F, 24G) in the peripheral portion of (40), the center of the irradiation light looks red and the surroundings appear white, so that a sufficient effect is obtained. It was not done. That is, it is difficult for the above-described vehicle infrared light projector to reliably dilute red light.
この発明が解決しようとする問題点は、従来の車両用赤外光投光装置では、赤色光を確実に薄めることが難しいという点である。 The problem to be solved by the present invention is that it is difficult to reliably dilute red light in a conventional vehicle infrared light projector.
この発明は、投影レンズの光出射面に赤外光透過特性を有するフィルタを配置し、また、光源からの光をフィルタ側に反射させるサブ反射面を有するサブリフレクタを設ける、ことを特徴とする。 The present invention is characterized in that a filter having infrared light transmission characteristics is disposed on the light exit surface of the projection lens, and a sub-reflector having a sub-reflection surface that reflects light from the light source to the filter side is provided. .
この発明の車両用赤外光投光装置は、投影レンズの光出射面のフィルタを透過した赤外光に含まれる赤色光と、サブ反射面でフィルタ側に反射されてかつこのフィルタで反射された白色光とが混色されて、赤色光が相対的に薄められる。このように、この発明の車両用赤外光投光装置は、フィルタを透過した赤外光中の赤色光と、サブ反射面でフィルタ側に反射されかつこのフィルタで反射された白色光とが、フィルタにおいてほぼ全体に亘って混色されるので、赤色光を確実に薄めることができる。 In the infrared light projector for a vehicle according to the present invention, the red light contained in the infrared light transmitted through the filter on the light exit surface of the projection lens and the sub-reflecting surface are reflected to the filter side and reflected by the filter. The white light is mixed and red light is relatively diluted. As described above, the vehicle infrared light projector according to the present invention includes the red light in the infrared light transmitted through the filter and the white light reflected on the filter side by the sub-reflection surface and reflected by the filter. In the filter, since the color is mixed almost entirely, the red light can be surely diluted.
以下に、この発明にかかる車両用赤外光投光装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of an infrared light projector for a vehicle according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
以下、この実施例における車両用赤外光投光装置の構成について説明する。図1、2において、符号1は、この実施例における車両用赤外光投光装置(以下、単に、投光装置と称する)である。前記投光装置1は、プロジェクタタイプのユニットから構成されている。前記投光装置1は、図1に示すように、メインリフレクタ2と、光源3と、投影レンズ4(集光レンズ、凸レンズ)と、フィルタ5と、サブリフレクタ6と、フレーム7(ホルダ)と、インナーパネル8(インナーハウジング、エクステンション)とを備えるものである。
Hereinafter, the configuration of the vehicle infrared light projector in this embodiment will be described. 1 and 2,
前記投光装置1は、ランプハウジングおよびランプレンズ(図示せず)に区画された灯室(図示せず)内に配置されている。また、前記投光装置1は、たとえば、図2に示すように、自動車Cの前部の左右両側にそれぞれ搭載されている。この左右の少なくともいずれか一方の前記投光装置1には、車両用暗視装置の撮像手段としてのCCDカメラ(図示せず)が配置されている。
The
前記メインリフレクタ2は、一方(前方)側が開口されて、かつ、他方(後方)側が閉塞された形状をなす。前記メインリフレクタ2の閉塞部中央には、前記光源3を挿通する透孔9が設けられている。前記メインリフレクタ2の閉塞部の内凹面には、アルミ蒸着もしくは銀塗装などが施されていて、回転楕円面を基調とした自由曲面のメイン反射面10が設けられている。前記メイン反射面10は、第1焦点F1と第2焦点F2とを有する。前記メインリフレクタ2の開口部の縁部には、たとえばリング形状のフランジ部11が一体に設けられている。前記メイン反射面10は、図1に示すように、前記光源3から放射される光のうち一部の光を前記投影レンズ4の平非球面(光入射面)側に反射光Lとして反射させるものである。また、前記メイン反射面10は、無着色の反射面からなり、前記光源3の光をそのままの色度で反射させる。
The
前記光源3は、この例では、ハロゲンバルブを使用する。前記ハロゲンバルブ3から放射される光は、波長が約780nmよりも若干長い値において、電磁波の量が一番多いピークを有する。また、前記の光は、波長がこのピークに対応する値よりも短くなる、あるいは、長くなるにしたがって、電磁波の量が減少していく。このように、前記ハロゲンバルブ3は、発光した際には、大量の赤外光を照射するものである。前記ハロゲンバルブ3は、前記メインリフレクタ2の透孔9の縁部に着脱可能に装着されている。また、前記ハロゲンバルブ3のフィラメント12は、前記メイン反射面10の第1焦点F1近傍に位置する。なお、この発明においては、光源として前記ハロゲンバルブ3以外の光源でも良い。たとえば、赤外領域の光を放射する放電灯(いわゆるメタルハライドランプなどの高圧金属蒸気放電灯、高輝度放電灯(HID)など)や白熱バルブであっても良い。
In this example, the light source 3 uses a halogen bulb. The light emitted from the halogen bulb 3 has a peak with the largest amount of electromagnetic waves at a wavelength slightly longer than about 780 nm. Further, the amount of electromagnetic waves of the light decreases as the wavelength becomes shorter or longer than the value corresponding to this peak. Thus, the halogen bulb 3 emits a large amount of infrared light when it emits light. The halogen bulb 3 is detachably attached to the edge of the through hole 9 of the
前記投影レンズ4は、非球面レンズの投影レンズである。前記レンズ4の前方側の光出射面(光が出射する側の面)は、凸非球面をなし、一方、前記レンズ4の後方側の光入射面(光が入射する側の面)は、平非球面をなす。 The projection lens 4 is an aspherical lens. The light emitting surface on the front side of the lens 4 (surface on which light is emitted) has a convex aspheric surface, while the light incident surface on the rear side of the lens 4 (surface on which light is incident) is A flat aspheric surface.
前記フィルタ5は、赤外光透過膜からなり、前記投影レンズ4の光出射面の凸非球面側にほぼ全面に亘って配置されている。すなわち、前記フィルタ5は、たとえば、誘電体多層膜から構成されていて、前記投影レンズ4の凸非球面に直接蒸着されている。前記フィルタ5は、図3中の点線の曲線に示す光特性を有する。すなわち、前記フィルタ5は、前記ハロゲンバルブ3から放射される光の成分のうち、波長が約780nm以下の可視領域の光(可視光)を反射(吸収、カット)して、波長が約780nm以上の赤外領域の光(赤外光)を透過させる特性(赤外光透過特性)を有する。なお、前記フィルタ5は、図3中の符号50に示すように、若干の赤色の可視光(赤色光)が漏れる。
The
前記サブリフレクタ6は、前記投影レンズ4の外側に配置されている。前記サブリフレクタ6は、この例では、前記投影レンズ4の外側に配置されている前記インナーパネル8に設けられている。すなわち、前記インナーパネル8のうち前記投影レンズ4が位置する個所には、窓部13が設けられている。前記窓部13の縁部は、前記投影レンズ4に対向するように折り曲げられていて、前記サブリフレクタ6を構成する。また、折り曲げられた前記縁部、すなわち、前記サブリフレクタ6の前記投影レンズ4に対向する面には、サブ反射面14が設けられている。前記サブ反射面14は、前記ハロゲンバルブ3からの直射光を前記フィルタ5側に反射させるものである。なお、前記サブ反射面14は、無着色の反射面からなり、前記ハロゲンバルブ3からの直射光をそのままの色度で反射させる。または、前記サブ反射面14を緑色やその他の任意の色に着色することにより、前記サブ反射面14で反射されて前記フィルタ5側に反射させる光の色度を緑色やその他の任意の色に変更させることができる。
The sub reflector 6 is disposed outside the projection lens 4. In this example, the sub-reflector 6 is provided on the
前記フレーム7は、たとえば円筒形状の筒部15と、フランジ部16とからなる。前記フレーム7のフランジ部16と前記メインリフレクタ2のフランジ部11とは、パッキン17を挟んだ状態で、複数個のクリップ18により固定されている。また、前記フレーム7の筒部15と前記投影レンズ4とは、たとえば円筒形状のクリップ19により固定されている。これにより、前記メインリフレクタ2および前記ハロゲンバルブ3と、前記投影レンズ4および前記フィルタ5とは、前記フレーム7を介してユニット構造をなす。また、メイン反射面10の光軸と投影レンズ4の光軸とが同一の光軸Z−Z上に位置する。前記フレーム7の筒部15には、前記ハロゲンバルブ3からの直射光を前記サブ反射面14に通す開口部20が適宜に設けられている。
The
前記インナーパネル8は、前記ランプハウジングに固定されていて、ユニット構造の前記投光装置1と前記ランプハウジングや前記アウターレンズとの間の空間を覆い隠すものである。すなわち、前記インナーパネル8は、素通しもしくはほぼ素通しのアウターレンズから内部構造物、たとえば、灯室内のユニット構造の前記投光装置1の後部に配置されている光軸調整機構、呼吸機構、配線機構などを見えないように隠蔽するものである。また、光が所定の方向以外に漏れるのを防止するものである。なお、前記インナーパネル8の少なくとも表側(前記アウターレンズと対向する側)にアルミ蒸着や銀色塗装などの意匠面を設けても良い。
The
前記CCDカメラの感度特性は、波長が約780nmよりも若干短い値(図3中において、可視領域52のうち赤外領域53側の境付近の波長)において、一番感度が高いピークを有し、波長がこのピークに対応する値よりも短くなる、あるいは、長くなるにしたがって、感度が概ね低くなる。このように、前記CCDカメラは、波長が約780nmよりも長くなるにしたがって、感度が低くなりつつ、赤外領域53の感度を有している。前記CCDカメラは、自動車Cに搭載のコンピュータ(図示せず)を介して、運転席に設けられた液晶ディスプレーなどの表示装置(図示せず)に接続されている。これにより、人間の肉眼では視認できない赤外領域53においてCCDカメラで撮像された情報は、前記表示装置において人間の肉眼で視認できる画像情報として表示される。
The sensitivity characteristic of the CCD camera has a peak with the highest sensitivity at a wavelength slightly shorter than about 780 nm (in FIG. 3, the wavelength near the boundary of the
図3は、前記フィルタ5の特性を示す説明図である。図3の横方向は電磁波の波長を表し、右に行くにしたがって波長が長くなっている。また、縦方向は、横方向の波長に対する電磁波の相対的な量を表しており、上に行くに従って、相対的な量が多くなっている。図3に示すように、電磁波のうち波長が約380nm〜約780nmの範囲の電磁波が、人間の肉眼で視認できる領域、可視領域52である。この可視領域52の電磁波を肉眼で感応することにより、この領域の電磁波を視認できる。この可視領域52の波長の電磁波が、いわゆる可視光と呼ばれている。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the characteristics of the
電磁波のうち、可視領域52よりも波長が短い領域で、約200nm〜約380nmまでの範囲は、紫外領域51であり、この領域の電磁波が、いわゆる紫外線と呼ばれる。また、電磁波のうち、可視領域52よりも波長が長い領域で、約780nm〜約100,000nmまでの範囲は、赤外領域53であり、この領域の電磁波が、いわゆる赤外線と呼ばれる。これらの紫外線および赤外線は、可視領域52の範囲外の電磁波なので、直接肉眼で視認することはできない。
Among the electromagnetic waves, a region having a wavelength shorter than the
以下、この実施例における車両用赤外光投光装置の作用について説明する。ハロゲンバルブ3のフィラメント12を点灯する。すると、図1に示すように、ハロゲンバルブ3のフィラメント12からの光Lの一部は、メインリフレクタ2のメイン反射面10で反射される。このメイン反射面10で反射された反射光Lは、メイン反射面10の第2焦点F2を通って投影レンズ4の平非球面側から投影レンズ4中に入射する。この投影レンズ4中に入射した反射光Lは、投影レンズ4の凸非球面側のフィルタ5において、波長が約780nm以下の可視領域の光(可視光)が反射(吸収、カット)され、波長が約780nm以上の赤外領域の光(赤外光)LIR(図1、図2中の点線矢印)が透過して投影レンズ4の凸非球面側から外部に出射される。この赤外光LIR中には、若干の赤色の可視光(赤色光)LR(図1中の二点鎖線矢印)が含まれている。すなわち、若干の赤色光LRも投影レンズ4の凸非球面側から外部に出射される。
Hereinafter, the operation of the vehicle infrared light projector in this embodiment will be described. The
一方、ハロゲンバルブ3のフィラメント12からの直射光は、フレーム7の開口部20を通ってサブリフレクタ6のサブ反射面14に達し、このサブ反射面14で投影レンズ4の凸非球面のフィルタ5側に反射される。このサブ反射面14で反射された反射光は、投影レンズ4の凸非球面のフィルタ5において、波長が約780nm以上の赤外領域の光(赤外光)が透過し、かつ、波長が約780nm以下の可視領域の光(可視光)LW(図1中の実線矢印)が反射(吸収、カット)されて投影レンズ4の凸非球面側から外部に出射される。
On the other hand, the direct light from the
このように、投影レンズ4の凸非球面側からフィルタ5を透過して外部に赤外光LIRとともに出射した少量の赤色光LRと、投影レンズ4の凸非球面側からフィルタ5で反射して外部に出射した多量の可視光(すなわち、白色光)LWとは、混色される。この混色により、少量の赤色光LRは、多量の可視光(白色光)LWによりぼかされて消える。この混色された光は、赤色光LRを有さない赤外光LIRと可視光(白色光)LWとして自動車Cの前方に所定の配光パターンで照射され、車両用暗視装置の照明用に使用される。
In this way, a small amount of red light LR transmitted through the
以下、この実施例における車両用赤外光投光装置の効果について説明する。この実施例における車両用赤外光投光装置は、フィルタ5を透過した赤外光LIR中の赤色光LRと、サブ反射面14でフィルタ5側に反射されかつこのフィルタ5で反射された白色光LWとが、フィルタ5においてほぼ全体に亘って混色されるので、赤色光LRを確実に薄めることができる。
Hereinafter, the effect of the vehicle infrared light projector in this embodiment will be described. The vehicle infrared light projector in this embodiment includes the red light LR in the infrared light LIR that has passed through the
特に、この実施例における車両用赤外光投光装置は、サブリフレクタ6をユニット構造の投光装置1の外側に配置しかつ投影レンズ4に対向させたものであるから、ハロゲンバルブ3からの光をサブリフレクタ6のサブ反射面14において投影レンズ4のフィルタ5側に確実に反射させることができる。このために、この実施例における車両用赤外光投光装置は、投影レンズ4のフィルタ5を透過して外部に赤外光LIRとともに出射する少量の赤色光LRを、投影レンズ4のフィルタ5において反射された多量の可視光(白色光)LWにより、混色して確実に消すことができる。
In particular, the vehicle infrared light projector in this embodiment is such that the sub-reflector 6 is disposed outside the
また、この実施例における車両用赤外光投光装置は、サブリフレクタ6を投影レンズ4、すなわち、ユニット構造の投光装置1の外側に配置したので、ハロゲンバルブ3の光をフレーム7の開口部20からユニット構造の投光装置1の外側に通すこととなる。この結果、この実施例における車両用赤外光投光装置は、ユニット構造の投光装置1内の熱を外側に放出することができ、熱影響を抑えることができる。
Further, in the vehicle infrared light projector in this embodiment, the sub-reflector 6 is arranged outside the projection lens 4, that is, the unit-
さらに、この実施例における車両用赤外光投光装置は、投影レンズ4の光出射面にフィルタ5を配置したので、フィルタ5がハロゲンバルブ3から離れておりしかもメインリフレクタ2および投影レンズ4およびフレーム7で区画されている空間の外側に位置している。この結果、この実施例における車両用赤外光投光装置は、フィルタ5をハロゲンバルブ3の熱衝撃から確実に保護することができる。
Further, in the vehicle infrared light projector according to this embodiment, the
さらにまた、この実施例における車両用赤外光投光装置は、ハロゲンバルブ3からの光をサブ反射面14で投影レンズ4のフィルタ5側に反射させてかつこのフィルタ5で外部に反射させるものであるから、投影レンズ4の凸非球面にフィルタ5をただ単に設けるだけで精度良く設ける必要がない。このために、この実施例における車両用赤外光投光装置は、投影レンズ(40)に赤外光透過膜(22)と赤外光透過膜非形成領域(24F、24G)とを精度良く形成しかつ設ける必要がある従来の車両用赤外光投光装置と比較して、製造コストを安価にすることができる。
Furthermore, the vehicle infrared light projector in this embodiment reflects light from the halogen bulb 3 to the
以下、実施例以外の例について説明する。この実施例にかかる車両用赤外光投光装置においては、投光装置1を自動車Cの前部の左右両側に搭載した例について説明したが、この発明においては、投光装置1の自動車Cへの搭載箇所や搭載個数を特に限定しない。赤外光LIRを自動車Cの前方に照射するものであれば良い。
Hereinafter, examples other than the embodiment will be described. In the vehicle infrared light projector according to this embodiment, the example in which the
1 投光装置(車両用赤外光投光装置)
2 メインリフレクタ
3 ハロゲンバルブ(光源)
4 投影レンズ
5 フィルタ
6 サブリフレクタ
7 フレーム
8 インナーパネル
9 透孔
10 メイン反射面
11 フランジ部
12 フィラメント
13 窓部
14 サブ反射面
15 筒部
16 フランジ部
17 パッキン
18 クリップ
19 クリップ
20 開口部
C 自動車
F1 第1焦点
F2 第2焦点
LR 赤色光
LW 可視光(白色光)
LIR 赤外光
L 反射光
Z−Z 光軸
1 Projector (Infrared projector for vehicle)
2 Main reflector 3 Halogen bulb (light source)
4
LIR Infrared light L Reflected light ZZ Optical axis
Claims (3)
回転楕円面を基調とするメイン反射面を有するメインリフレクタと、
前記メイン反射面の第1焦点近傍に配置された光源と、
投影レンズと、
前記投影レンズの光出射面に配置され、前記光源からの光であって前記投影レンズを透過した光のうち赤外光を透過させて外部に照射させる赤外光透過特性を有するフィルタと、
前記光源からの光を前記フィルタ側に反射させるサブ反射面を有するサブリフレクタと、
を備える、ことを特徴とする車両用赤外光投光装置。 In the projector-type infrared light projector for a vehicle that is installed in a vehicle and emits infrared light,
A main reflector having a main reflecting surface based on a spheroid;
A light source disposed near the first focal point of the main reflecting surface;
A projection lens;
A filter having an infrared light transmission characteristic that is disposed on a light exit surface of the projection lens and transmits infrared light among the light from the light source and transmitted through the projection lens to irradiate the outside.
A sub-reflector having a sub-reflecting surface that reflects light from the light source toward the filter;
An infrared light projector for a vehicle, comprising:
前記サブリフレクタは、前記ユニット構造の外側に配置されている部材に設けられており、かつ、前記投影レンズに対向して配置されており、
前記フレームには、前記光源からの光を前記サブ反射面に通す開口部が設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用赤外光投光装置。 The main reflector and the light source, the projection lens and the filter form a unit structure via a frame,
The sub reflector is provided on a member disposed outside the unit structure, and is disposed to face the projection lens,
The frame is provided with an opening that allows light from the light source to pass through the sub-reflection surface.
The infrared light projector for vehicles according to claim 1 characterized by things.
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101232305B1 (en) * | 2010-12-30 | 2013-02-13 | 에스엘 주식회사 | Head lamp structure for vehicle |
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2004
- 2004-08-24 JP JP2004244110A patent/JP2006066096A/en active Pending
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KR101232305B1 (en) * | 2010-12-30 | 2013-02-13 | 에스엘 주식회사 | Head lamp structure for vehicle |
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