JP2014222567A - 車両用灯具 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡素な構成を用いて、路面に形成された水溜まり反射が低い光を照射する機構を採用することによって、対向車の運転者に与えるグレアを著しく減少することができる車両用灯具を提供することを目的とする。
【解決手段】この目的を達成するため、光源2と、当該光源2から出射された光を照明対象に向けて反射させるリフレクタ3とを備える車両用灯具1であって、TM偏光(p偏光)成分の透過を許容し、TE偏光(s偏光)成分の透過を阻止する偏光子4を光源2の照明対象側に配置した。
【選択図】図1
【解決手段】この目的を達成するため、光源2と、当該光源2から出射された光を照明対象に向けて反射させるリフレクタ3とを備える車両用灯具1であって、TM偏光(p偏光)成分の透過を許容し、TE偏光(s偏光)成分の透過を阻止する偏光子4を光源2の照明対象側に配置した。
【選択図】図1
Description
本件発明は、車両用灯具に関し、特に、雨天時に効果を発揮する防眩機構を備えた車両用灯具に関する。
一般の自動車に装備されている前照灯は、ハイビームと称される走行用前照灯と、ロービームと称されるすれ違い前照灯とを切り替えて使用されている。走行用前照灯は、正面を遠く(例えば、前方100m)まで照らすため、夜間において対向車や前方に車両が存在しない場合に用いられる。一方、すれ違い前照灯は、運転者の目線よりやや下方(前方40m)を照らすため、対向車や前方車両への防惑を行う場合に用いられる。すなわち、すれ違い前照灯は、対向車への防惑を考慮してロービーム用配光パターンを備えており、所定のカットオフラインから上方空間に光が照射することを防止している。
しかし、走行環境が暗くなる夜間や悪天候時において、雨が降った場合、すれ違い前照灯の光は、路上にできた水溜まりの水面に反射して、ロービーム用配光パターンのカットオフラインから上方空間に向かい、反対側車線を走行する運転者の目に直接入りやすくなる。そのため、対向車がすれ違い前照灯を使用している場合であっても、水面に反射した光により、反対側車線を走行する運転者の視認性が著しく阻害され、安全上重大な問題が生じる。
特許文献1には、このような夜間の雨天時における配光制御をより精密に行うことを目的とした車両用前照灯が開示されている。特許文献1に記載の車両用前照灯は、車両前後方向に延びる光軸上に配置された投影レンズと、この投影レンズの後側焦点よりも後方側に配置された光源と、上記後側焦点よりも後方側に配置され、上記光源からの光を上記投影レンズへ向けて反射させるリフレクタと、上記投影レンズの後側焦点近傍に配置された液晶シャッタとを備えてなるものであって、上記液晶シャッタが、上記光軸方向に所定間隔をおいて配置された1対の透明基板と、これら1対の透明基板の間に配置された液晶部材と、上記1つの透明基板の外面に配置された1対の偏光板とを備えてなり、上記液晶部材が、上記1対の透明基板の間における一部領域にのみ配置されるとともに、上記1対の偏光板が、上記1対の透明基板の外面における上記液晶部材が配置された領域に対応する領域にのみ配置されており、上記液晶部材が配置された領域として、上記投影レンズからの出射光により形成される配光パターンが、上端縁にカットオフラインを有するロービーム用配光パターンとなるように、上記リフレクタからの反射光の一部を遮蔽するための第1領域と、上記投影レンズから出射した後、車両前方路面で反射して上記カットオフラインの上方空間へ向かう光を遮蔽するための第2領域とが設定されている。
しかしながら、上述の特許文献1に記載の車両用前照灯において、液晶シャッターを用いた雨天走行時における配光パターンは、一対の透明基板に部分的に液晶部材や偏光板を配置して形成されたものであるため、部品点数が多い上、位置調整に高い精度が要求され、作業工程が煩雑となる問題がある。すなわち、液晶部材の透光/遮光を切り替えるために、格別な制御回路等が必要となる。そして、運転者には、雨天走行時に、当該液晶部材を透光モードから遮光モードに切り替える操作を行うことが強いられることになる。
また、上述の特許文献1の車両用前照灯は、車両全体が水平な状態におかれたことを想定して、部分的な液晶部材の配置が設計されている。しかし、車両が走行する道路は、坂道の場合もあり、車両前方が下がった状態の下向きや、車両前方があがった状態の上向きでは、目的とした配光パターンを実現することができず、的確な防眩を行うことができなくなる。このような車両の傾き状態に追従して、液晶部材の位置を調整し、配光パターンの調整を行うことが考えられる。しかし、車両の傾き状態に追従した配光パターンの調整を行う場合うには、車両自体に姿勢センサを取り付ける必要があると共に、液晶部材自体を位置調整可能に設ける必要がある。そのため、機構が更なる複雑化し、生産コストの面から実現が困難となる。
そこで、本件発明の課題は、簡素な構成を用いて、路面に形成された水溜まり反射が低い光を照射する機構を採用することによって、対向車の運転者に与えるグレアを著しく減少することができる車両用灯具を提供することにある。
本件発明者等は、鋭意研究を行った結果、以下の構成を採用することにより、上述の課題を解決するに至った。
本件発明に係る車両用灯具は、光源と、当該光源から出射された光を照明対象に向けて反射させるリフレクタとを備えるものであって、当該光源の照明対象側に、TM偏光(p偏光)成分の透過を許容し、TE偏光(s偏光)成分の透過を阻止する偏光子を配置したことを特徴とする。
本件発明にかかる車両用灯具において、前記偏光子は、TE偏光(s偏光)成分を反射する反射型偏光子であることが好ましい。
本件発明にかかる車両用灯具において、前記光源から出射された光の光路上であって、前記偏光子の照明対象側に、投影レンズを配置したことがさらに好ましい。
本件発明にかかる車両用灯具において、前記投影レンズは、光源側の面に前記偏光子を一体に形成した偏光子付き投影レンズであることが好ましい。
本件発明にかかる車両用灯具において、前記光源と前記反射型偏光子との間に、当該反射型偏光子において反射したTE偏光(s偏光)成分に位相差を生じさせる複屈折素子を備えた位相板を配置することがさらに好ましい。
本件発明にかかる車両用灯具において、前記偏光子の光源側の面に前記位相板を一体に形成したことが好ましい。
本件発明にかかる車両用灯具において、前記投影レンズは、前記光源側の面に前記偏光子を一体に形成した偏光子付き投影レンズであって、当該偏光子付き投影レンズの光源側の面に前記位相板を当接して設けたことが好ましい。
本件発明にかかる車両用灯具によれば、光源の照明対象側に偏光子をTM偏光(p偏光)成分の透過を許容し、TE偏光(s偏光)成分の透過を阻止する向きとなるように配置したので、光源から出射された光は、偏光子において、TM偏光(p偏光)成分のみが透過し、TE偏光(s偏光)成分の透過が阻止されて、照明対象には、TM偏光(p偏光)成分の光のみが照射される。車両用灯具から出射された光は、道路上に形成された水溜まり表面に対して75°〜85°の角度で入射するが、当該入射角度における反射率がより高いTE偏光(s偏光)成分を偏光子において吸収又は光源側に反射させることにより、水溜まり表面における反射光を減少させることができる。よって、夜間における雨天時であっても、車両用灯具から出射された光の水溜まり表面における反射率を効果的に減少させることができ、対向車の運転者に与えるグレアを著しく低減することができる。結果として、対向車の運転者の視認性の大幅な改善を図ることができ、安全性を向上させることが可能となる。
特に、偏光子としてTE偏光(s偏光)成分を反射する反射型偏光子を採用することにより、偏光子に反射したTE偏光(s偏光)成分は、リフレクタや光源に反射し、その一部がTM偏光(p偏光)成分として偏光子を透過する。つまり、偏光子に反射したTE偏光(s偏光)成分は、リフレクタや光源の表面に形成された保護層などによって、楕円偏光に変換され、偏光子に戻った光のうち、偏光方向が変えられたTM偏光(p偏光)成分は、偏光子を透過して照明対象側に出射する。これにより、光源から出射された光のうちTE偏光(s偏光)成分は、反射型偏光子に反射して、リフレクタや光源に反射し、再度偏光子に到達することで、その一部がTM偏光(p偏光)成分に変換されて車両用灯具から照射される光として利用することができる。そのため、車両用灯具から照射される光束の減少を著しく抑制し、所定の明るさを確保することが可能となる。
また、光源と反射型偏光子の間に、反射型偏光子において反射したTE偏光(s偏光)成分に位相差を生じさせる複屈折素子を備えた位相板を配置することにより、反射型偏光子において反射したTE偏光(s偏光)成分を、より積極的に楕円偏光に変換することができ、偏光子を透過可能なTM偏光(p偏光)成分として効率的に照明用の光として利用することが可能となる。従って、車両用灯具から照射される光束の減少をさらに抑制でき、より一層明るい照明を実現することが可能となる。
本件発明にかかる車両用灯具は、車両の前部や後部に配設されて、夜間などの視界不良時に点灯して、視認性の確保や外部からの被視認性の確保に用いられるものである。以下に、本件発明にかかる車両用灯具の好ましい実施の形態について、車両の前部左右に配設される車両用前照灯を例に挙げて図面を参照して説明する。
(1)第1の実施の形態
まずはじめに、図1を参照して、第1の実施の形態としての車両用前照灯1について説明する。図1は本件発明を適用した第1の実施の形態の車両用前照灯1の概略構成図を示している。図1の車両用前照灯1は、光源2と、当該光源2から出射された光を照明対象に向けて反射させるリフレクタ3とを備えるものであって、TM偏光(p偏光)成分の透過を許容し、TE偏光(s偏光)成分の透過を阻止する偏光子4を光源2の照明対象側に配置したことを特徴とする。
まずはじめに、図1を参照して、第1の実施の形態としての車両用前照灯1について説明する。図1は本件発明を適用した第1の実施の形態の車両用前照灯1の概略構成図を示している。図1の車両用前照灯1は、光源2と、当該光源2から出射された光を照明対象に向けて反射させるリフレクタ3とを備えるものであって、TM偏光(p偏光)成分の透過を許容し、TE偏光(s偏光)成分の透過を阻止する偏光子4を光源2の照明対象側に配置したことを特徴とする。
図1の車両用前照灯1は、内部に灯室が形成された図示しない灯具ユニット内に光源2と、リフレクタ3と、偏光子4とを備えており、当該灯具ユニットの前部、即ち、照明対象となる車両前方側には、投影レンズ5を備えている。
図1の車両用前照灯1に設けられる光源2は、車両用前照灯として適した照度の光を出射することが可能なものであり、例えば、LEDや、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ(HIDランプ(High Intensity Discharge Lamp))等を採用することができる。図1の実施の形態では、車両用前照灯として一般的に用いられているHIDランプを光源として採用している。当該光源2は、前記灯室内に図示しない固定具によって取り付けられる。
リフレクタ3は、光源2から出射された光を照明対象となる車両前方に向けて反射させる反射板である。図1の車両用前照灯1では、当該リフレクタ3は、光源2を焦点の一つとして当該光源2から出射された光を照明対象となる車両前方に向けて反射させる。そのため、当該リフレクタ3は、光源2よりも照明対象とは反対側、即ち、車両後方側に配設されており、光源2側の面が、所定曲率にて湾曲して形成されている。
そして、図1の車両用前照灯1は、光源2から出射された光や、リフレクタ3で反射した光のうち、一部を遮蔽して所定の配光パターンのカットオフラインを形成するためのシェードを備えていても良い。図1の車両用前照灯1は、当該シェードを例としてあげたように、既存の車両用前照灯と同様に所定の配光パターンを形成する種々の構成を採用することができる。ここでは、当該配光パターンの形成に寄与する各種構成についての詳細は省略する。
図1の車両用前照灯1に設けられる偏光子4は、当該偏光子4に入射するTM偏光(p偏光)成分の透過を許容し、当該偏光子4に入射するTE偏光(s偏光)成分の透過を阻止する向きに配設されたものであり、光源2に対し、当該光源2の照明対象側となる車両前方側に配置されている。ここで、TE偏光(s偏光)成分とTM偏光(p偏光)成分とは、当該車両用前照灯1から出射される光のうち、当該車両の前方の路上に形成された水溜まり表面に入射する場合を基準として規定するTE偏光(s偏光)成分と、TM偏光(p偏光)成分をいう。本件発明の車両用灯具では、偏光子として、TE偏光(s偏光)成分の吸収する吸収型偏光子と、TE偏光(s偏光)成分を反射する反射型偏光子を採用することができる。より好ましくは、反射型偏光子を用いる。反射型偏光子を採用した場合、当該反射型偏光子において反射した偏光成分は、灯室内に戻り、リフレクタ3や光源2の表面に形成された保護層などに反射することによって、楕円偏光に変換され、TM偏光(p偏光)成分となった光を透過させて再利用することが可能となるからである。
本件発明において、反射型偏光子は、ワイヤグリッド型偏光子を採用することができる。ワイヤグリッド型偏光子は、ワイヤ状の複数の金属を、所定の深さ、且つ、所定周期で、等間隔で平行に配設された金属格子により構成されている。図1の車両用前照灯1に採用したワイヤグリッド型の偏光子4は、図2の模式図に示すように、アルミニウムにより、周期が150nm、リブ高さ(深さ)が150nmの金属格子により構成されている。ワイヤ4a同士の間隔に入射した光のうち、ワイヤ4aと直交する電場ベクトルを有する偏光成分、すなわち、TM偏光(p偏光)成分は透過し、ワイヤ4aと平行な電場ベクトルを有する偏光成分、すなわち、TE偏光(s偏光)成分は反射する。金属格子の周期やリブ高さ(深さ)は、図2に限定されるものではなく、金属格子のワイヤ4a同士の間隔やリブ高さ(深さ)が入射する光の波長に対し十分に短くなるものであればよい。また、ワイヤグリッド型偏光子を構成するアルミニウムは、表面に保護膜を形成しても良い。アルミニウムの表面に保護膜を形成することにより、車載用としての耐久性の向上を図ることが可能となる。
灯具ユニットの前部、即ち、照明対象となる車両前方側に配置された投影レンズ5は、光源2から出射され、又は、リフレクタ3において反射した光を集光して、所定の配光パターンの照明を実現するレンズであり、光源2から出射された光の光路上に配置されている。
以上の構成により、第1の実施の形態としての車両用前照灯1の光源2が点灯されると、光源2から出射した光のうち、照明対象となる車両前方に出射した光は、偏光子4に到達し、TM偏光(p偏光)成分のみが当該偏光子4を透過し、TE偏光(s偏光)成分は、偏光子4によって透過が阻止される。偏光子4を透過したTM偏光(p偏光)成分の光は、偏光子4の車両前方に配置された投影レンズ5によって集光され、所定の配光パターンを形成する光として車両前方に出射される。
偏光子4において透過が阻止されたTE偏光(s偏光)成分の光は、当該偏光子4を構成する各ワイヤ4a外面に反射して灯室内に戻る。偏光子4に反射した光や光源2から出射した光のうち、リフレクタ3側に出射した光は、リフレクタ3の表面に形成された保護層などに反射して、楕円偏光に変換される。偏光子4に反射した光のうち、光源2の表面に反射した光も、同様に楕円偏光に変換される。
楕円偏光に変換された光のうち、偏光子4に到達した光は、TM偏光(p偏光)成分のみが当該偏光子4を透過し、TE偏光(s偏光)成分は再度偏光子4に反射して灯室内に戻る。つまり、光源2から出射された光のうちTE偏光(s偏光)成分は、偏光子4に反射して、リフレクタ3や光源2に反射し、再度偏光子4に到達することで、その一部がTM偏光(p偏光)成分に変換されて車両用前照灯1から照射される光として利用することができる。そのため、車両用前照灯1から照射される光束は、偏光子4が光路上に配置されることによって、当該偏光子4を配置しない場合と比較して減少するが、リフレクタ3を備えることによって、当該光束の減少を著しく抑制し、所定の明るさを確保することが可能となる。
ここで、道路上に形成された水溜まり表面における光の反射率について述べる。図3は水溜まり表面に入射する光のTE偏光(s偏光)成分及びTM偏光(p偏光)成分の入射角度に対する反射率を示している。TE偏光(s偏光)成分とTM偏光(p偏光)成分は、いずれも入射角度が0°〜40°の範囲では、反射率は5%以下であり、大きな反射率の差はみられない。一方、入射角度が40°を超える辺りから65°の範囲では、TM偏光(p偏光)成分の反射率が5%以下であるのに対し、TE偏光(s偏光)成分の反射率は、角度が増大するに従い大きくなっていき65°では15%を超えている。入射角度が65°を超えてからは、TM偏光(p偏光)成分の反射率も角度の増大に伴って大きくなっているが、TM偏光(p偏光)成分とTE偏光(s偏光)成分との反射率の差は、20%以上である。光源から直接、水溜まり表面に入射した光の反射率は、TM偏光(p偏光)成分の反射率とTE偏光(s偏光)成分の反射率の平均値であるため、水溜まり表面に入射した光の反射率の増大には、TE偏光(s偏光)成分が大きく影響していることが分かる。
図4は水溜まりに反射した車両用前照灯からの光が対向車の運転者の目に入る状況を分析した模式図である。ここでは、車両用前照灯1が設置される高さは路面から0.7mの高さであり、対向車の運転者の目線は、路面から1.2mの高さである場合について分析した。図4の車両用前照灯1は、すれ違い前照灯に設定されている。
路面から0.7mの高さに設置された車両用前照灯1から照射された光が、路面に形成された水溜まりの表面において反射し、路面から1.2mの高さの対向車の運転者の目に入る状況は、車両用前照灯1から照射された光が、7m前方の水溜まりの表面に反射して12m先の対向車の運転者に到達することが想定される。このときに水溜まりの表面に反射する光は、入射角度が75°〜85°、出射角度が75°〜85°であることが想定される。
水溜まりの表面に反射する光は入射角度が75°〜85°の範囲では、図3に示すように、TE偏光(s偏光)成分の反射率が31%〜67%程度で、TM偏光(p偏光)成分の反射率が11%〜49%程度であり、反射光全体の反射率は、21%〜58%程度である。そのため、上述の第1の実施形態のように、光源2から出射された光を偏光子4によってTE偏光(s偏光)成分を減少させてTM偏光(p偏光)成分のみを積極的に透過させることにより、水溜まりの表面に75°〜85°の角度で入射する光のうち、TE偏光(s偏光)成分を減少させることができ、反射光全体の反射率は、11%〜49%程度まで低減することが可能となる。
よって、上述の第1の実施形態の車両用前照灯1は、出射した光の水溜まりの表面における反射率を効果的に減少させることで、対向車の運転者の目に直接入る反射光を減少させることができ、運転者のグレア感を大幅に低減することが可能となる。結果として、対向車の運転者の視認性の大幅な改善を図ることができ、安全性を向上させることが可能となる。
なお、上述した第1の実施の形態では、灯具ユニットの照明対象となる車両前方側には、投影レンズ5を設けた場合について説明しているが、これに限定されるものではない。すなわち、本件発明は、図5に示すように、車両用灯具1の基本的な構成として、光源2と、当該光源2から出射された光を照明対象に向けて反射させるリフレクタ3とを備えるものであって、TM偏光(p偏光)成分の透過を許容し、TE偏光(s偏光)成分の透過を阻止する偏光子4を光源2の照明対象側に配置したものであれば、上述した本件発明の効果を奏することができる。
また、上述した図1の第1の実施の形態としての車両用前照灯1では、リフレクタ3は、光源2を焦点の一つとして当該光源2から出射された光を照明対象となる車両前方に向けて反射させる反射板を採用しているが、これに限定されるものではない。例えば、図6に示す車両用前照灯10のように、異なる位置に複数のリフレクタ(図6ではリフレクタ11、12)を設けて、光源2から出射された光をリフレクタ11、12などによって、複数回反射させて、光源2から出射された光を照明対象となる車両前方に向けて反射させた後、偏光子4に反射光を導き、TM偏光(p偏光)成分のみを当該車両用前照灯10の光として照射対象に向けて照射する構成としても良い。
さらに、上述した図1の第1の実施の形態としての車両用前照灯1では、投影レンズ5と偏光子4とを別体にて構成し、光源2から照射される光の光路上に配設しているが、これに限定されるものではなく、投影レンズと偏光子とを一体に形成した反射型偏光子付き投影レンズ15を採用しても良い。具体的には、図7の反射型偏光子付き投影レンズ15の部分拡大図に示すように、配光制御を行う投影レンズ15Aの光源側の面にアルミニウム膜を形成して、当該アルミニウム膜に複数のワイヤ15Bを微細加工して偏光子を一体に形成する。反射型偏光子付き投影レンズ15を採用することにより、投影レンズ15Aと偏光子とが当接して配置されるため、光源2から照射された光の光路上に含まれる界面の数を最小限とすることが可能となる。これによって、光路上に含まれる界面の数の増加に伴う減光を抑制することができる。
(2)第2の実施の形態
次に、図8を参照して、第2の実施の形態としての車両用前照灯20について説明する。図8は本件発明を適用した第2の実施の形態の車両用前照灯20の概略構成図を示している。図8の車両用前照灯20は、上述の第1の実施の形態としての車両用前照灯1を基本構成とする。車両用前照灯20を構成する光源2と、リフレクタ3と、偏光子4の構成及び配置については、上述の第1の実施の形態としての車両用前照灯1と同様であるため、説明を省略する。
次に、図8を参照して、第2の実施の形態としての車両用前照灯20について説明する。図8は本件発明を適用した第2の実施の形態の車両用前照灯20の概略構成図を示している。図8の車両用前照灯20は、上述の第1の実施の形態としての車両用前照灯1を基本構成とする。車両用前照灯20を構成する光源2と、リフレクタ3と、偏光子4の構成及び配置については、上述の第1の実施の形態としての車両用前照灯1と同様であるため、説明を省略する。
第2の実施の形態としての車両用前照灯20は、上述の第1の実施の形態としての車両用前照灯1における光源2と反射型偏光子4との間に位相板6を配置したものである。位相板6は、反射型偏光子4において反射したTE偏光(s偏光)成分に位相差を生じさせる複屈折素子を備えたものである。位相板6は、直線偏光を楕円偏光に変換して位相差を生じさせることが可能なものであればよく、1/2波長板や1/4波長板、1/8波長板などを採用することができる。
以上の構成により、第2の実施の形態としての車両用前照灯20の光源2が点灯されると、光源2から出射した光のうち、照明対象となる車両前方に出射した光は、位相板6を透過して、偏光子4に到達する。TM偏光(p偏光)成分のみが当該偏光子4を透過し、TE偏光(s偏光)成分は、偏光子4によって透過が阻止される。偏光子4を透過したTM偏光(p偏光)成分の光は、偏光子4の車両前方に配置された投影レンズ5によって集光され、所定の配光パターンを形成する光として車両前方に出射される。
偏光子4において透過が阻止されたTE偏光(s偏光)成分の光は、当該偏光子4を構成する各ワイヤ4a外面に反射して、当該偏光子4と光源2との間に配置される位相板6に到達する。位相板6は、偏光子4で反射されたTE偏光(s偏光)を積極的に楕円偏光に変換する。位相板6において楕円偏光に変換された光は、灯室内に配設されたリフレクタ3や光源2の表面に反射した後、再度位相板6を透過して、偏光子4に到達する。
そして、偏光子4に到達した光は、TM偏光(p偏光)成分のみが当該偏光子4を透過し、TE偏光(s偏光)成分は再度偏光子4に反射して灯室内に戻る。つまり、光源2から出射された光のうちTE偏光(s偏光)成分は、位相板6を透過することで楕円偏光に変換されて、その一部がTM偏光(p偏光)成分に変換されて車両用前照灯20から照射される光として効率的に利用することができる。そのため、車両用前照灯20から照射される光束は、光路上に、偏光子4に加えて位相板6が配置されることによって、車両用前照灯から照射される光束の減少をさらに抑制でき、より一層明るい照明を実現することが可能となる。
なお、上述した第2の実施の形態では、灯具ユニットの照明対象となる車両前方側には、投影レンズ5を設けた場合について説明しているが、第1の実施の形態と同様に、これに限定されるものではない。本件発明は、図9に示すように、車両用灯具20の基本的な構成として、光源2と、当該光源2から出射された光を照明対象に向けて反射させるリフレクタ3と、TM偏光(p偏光)成分の透過を許容し、TE偏光(s偏光)成分の透過を阻止する偏光子4を光源2の照明対象側に配置したものであって、光源2と反射型偏光子4の間に、反射型偏光子4において反射したTE偏光(s偏光)成分に位相差を生じさせる複屈折素子を備えた位相板6を配置したものであれば、上述した本件発明の効果を奏することができる。
また、上述した図8の第2の実施の形態としての車両用前照灯20では、投影レンズ5と偏光子4とを別体にて構成し、光源2から照射される光の光路上に配設しているが、これに限定されるものではなく、上述の図7に示した反射型偏光子付き投影レンズ15を位相板6を備えた車両用前照灯20に採用することができる。
当該第2の実施の形態としての車両用前照灯20は、図10に示すように上述の反射型偏光板付き投影レンズ15の偏光子が設けられる側の表面に位相板6を貼り付けて、透光レンズと偏光子と位相板6とを一体に形成しても良い。反射型偏光子付き投影レンズ15の光源側に位相板6を貼り付けて一体とした構成を採用することにより、投影レンズ15Aと、偏光子15Bと位相板6とを、それぞれ当接して設けることができ、光源2から照射された光の光路上に含まれる界面の数を最小限とすることが可能となる。これによって、光路上に含まれる界面の数の増加に伴う減光を抑制することができる。
次に、本件発明に係る車両用灯具を用いた各実施例及び比較例について述べる。
実施例1としての車両用灯具は、上述の第1の実施形態にかかる車両用前照灯1を採用したものであり、偏光子として吸収型偏光子を用い、位相板は有していない。つまり、実施例1の車両用灯具は、光源2と、光源2から出射された光を照明対象に向けて反射させるリフレクタ3と、TM偏光(p偏光)成分の透過を許容し、TE偏光(s偏光)成分の吸収して透過を阻止する偏光子4と、投影レンズ5とを備えた車両用前照灯である。
実施例2としての車両用灯具は、上述の第1の実施形態にかかる車両用前照灯1を採用したものであり、偏光子としてワイヤグリッド型偏光子を用い、位相板は有していない。つまり、実施例2の車両用灯具は、光源2と、光源2から出射された光を照明対象に向けて反射させるリフレクタ3と、TM偏光(p偏光)成分の透過を許容し、TE偏光(s偏光)成分の反射して透過を阻止するワイヤグリッド型偏光子4と、投影レンズ5とを備えた車両用前照灯である。
実施例3としての車両用灯具は、上述の第2の実施形態にかかる車両用前照灯20を採用したものであり、偏光子としてワイヤグリッド型偏光子を用い、位相板としては1/8波長板を採用した。つまり、実施例3の車両用灯具は、光源2と、光源2から出射された光を照明対象に向けて反射させるリフレクタ3と、位相板6としての1/8波長板と、TM偏光(p偏光)成分の透過を許容し、TE偏光(s偏光)成分の反射して透過を阻止するワイヤグリッド型偏光子4と、投影レンズ5とを備えた車両用前照灯である。
実施例4としての車両用灯具は、上述の実施例3と同様に、第2の実施形態にかかる車両用前照灯20を採用したものであり、偏光子としてワイヤグリッド型偏光子を用い、位相板としては1/8波長板を採用した。そして、投影レンズは、反射型偏光子付き投影レンズを採用した。つまり、実施例4の車両用灯具は、光源2と、光源2から出射された光を照明対象に向けて反射させるリフレクタ3と、位相板6としての1/8波長板と、TM偏光(p偏光)成分の透過を許容し、TE偏光(s偏光)成分の反射して透過を阻止するワイヤグリッド型偏光子が光源2側の表面に形成された投影レンズ15とを備えた車両用前照灯である。
比較例としての車両用灯具は、従来採用されている光源2と、光源2から出射された光を照明対象に向けて反射させるリフレクタ3と、投影レンズとを備えた車両用前照灯である。
上述した実施例1〜実施例4の車両用前照灯と、比較例の車両用前照灯を点灯した際に得られる光束を測定し、比較を行った。光束の測定は、分光放射輝度計を採用した。以下、実験結果を表1に示す。表1では、比較を容易とするため、比較例で得られた光束を100%として示す。
表1に示すように、偏光子や位相板が設けられていない比較例の光束を100%とした場合、吸収型偏光子を採用した実施例1の光束は、40%であった。TE偏光(s偏光)成分を吸収させる偏光子を採用したものであるため、比較例と比べて大幅に光束が減少したが、水溜まり表面での反射によるグレア感は、効果的に減少させることができた。
反射型偏光子を採用した実施例2は、偏光子や位相板が設けられていない比較例の光束を100%とした場合、光束は55%であった。吸収型偏光子を採用した実施例1と比較して、大幅に光束の減少を抑制することが可能となった。この結果から、TE偏光(s偏光)成分を反射させる反射型偏光子を用いることにより、TE偏光(s偏光)成分を効果的に再利用することができたことが確認できる。
反射型偏光子を採用し、位相板を設けた実施例3は、実施例2は、偏光子や位相板が設けられていない比較例の光束を100%とした場合、光束は75%であった。位相板が設けられていない実施例2と比較して、さらに光束の減少を抑制することが可能となった。この結果から、位相板をさらに用いることにより、TE偏光(s偏光)成分の再利用効率の向上を図ることができ、所定の明るさを確保することができたことが分かる。
位相板を備え、反射型偏光子が投影レンズに一体化された実施例4は、偏光子や位相板が設けられていない比較例の光束を100%とした場合、光束は79%であった。反射型偏光子が投影レンズと一体化されていない実施例3と比較して、より一層光束の減少を抑制することが可能となった。この結果から、偏光子と投影レンズとを一体化させることにより、界面の数を減少させて、光束が低下する不都合を緩和することができ、所定の明るさを確保することができる照明を実現できたことが分かる。
上述の各実施の形態は、車両の前部左右に配設される車両用前照灯を例に挙げて説明したが、本件発明にかかる車両用灯具は、当該車両用前照灯に限定されるものではなく、例えば、車両の後部に配設されて、外部からの被視認性の確保を目的とした車両用灯具に用いた場合であっても、防眩効果を奏することができる。
本件発明にかかる車両用灯具は、簡素な構成を用いて、路面に形成された水溜まり反射が低い光を照射する機構を採用することによって、対向車の運転者に与えるグレアを著しく減少することができるので、車両の前部や後部に配設される車両用前照灯や車両用尾灯などにおいて特に有効である。
1、10 車両用前照灯(車両用灯具)
2 光源
3 リフレクタ
4 偏光子(反射型偏光子)
5、15 投影レンズ
6 位相板
2 光源
3 リフレクタ
4 偏光子(反射型偏光子)
5、15 投影レンズ
6 位相板
Claims (7)
- 光源と、当該光源から出射された光を照明対象に向けて反射させるリフレクタとを備える車両用灯具であって、
当該光源の照明対象側に、TM偏光成分の透過を許容し、TE偏光成分の透過を阻止する偏光子を配置したことを特徴とする車両用灯具。 - 前記偏光子は、TE偏光成分を反射する反射型偏光子である請求項1に記載の車両用灯具。
- 前記光源から出射された光の光路上であって、前記偏光子の照明対象側に、投影レンズを配置した請求項1又は請求項2に記載の車両用灯具。
- 前記投影レンズは、前記光源側の面に前記偏光子を一体に形成した偏光子付き投影レンズである請求項3に記載の車両用灯具。
- 前記光源と前記反射型偏光子との間に、当該反射型偏光子において反射したTE偏光成分に位相差を生じさせる複屈折素子を備えた位相板を配置した請求項2〜請求項4のいずれかに記載の車両用灯具。
- 前記偏光子の光源側の面に前記位相板を一体に形成した請求項5に記載の車両用灯具。
- 前記投影レンズは、前記光源側の面に前記偏光子を一体に形成した偏光子付き投影レンズであって、当該偏光子付き投影レンズの光源側の面に前記位相板を当接して設けたことを特徴とする請求項5に記載の車両用灯具。
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2013
- 2013-05-13 JP JP2013100886A patent/JP2014222567A/ja active Pending
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