JP4129784B2 - 赤外照明光源 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも赤色から赤外に渡る波長領域の光束を発生する赤外LED光源を用いた車両暗視装置用の赤外照明光源に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、夜間等の走行時に用いる車両用前照灯の配光は、対向車への眩惑を考慮して、いわゆるロービームで路面を照明し、遠方を見たい走行状況のときにはロービームからハイビームへの切り換えを行うようにしている。
【0003】
しかしながら、そのロービームとハイビームとの切り換えは面倒であり、また、ハイビームへ切り替えた場合には歩行者や対向車の乗員に眩惑を与えることがある。そこで、人や動物が発生する遠赤外線を遠赤外線カメラで捕捉して、これを画像化して表示する車両用暗視装置が提案されつつある。
【0004】
この種の遠赤外線を捕捉できる遠赤外線カメラは大変高価であり、また、その遠赤外線カメラで遠赤外線カメラを捕捉することにより得られる画像は必ずしも鮮明なものではない。
【0005】
そこで、車両前方に赤外光束を照射して、車両前方の物体により反射された反射光束をカメラで撮像して画像化する車両用暗視装置が提案されつつある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
この種の車両用暗視装置には、赤外照明光源を必要とするが、図1に示すように、車両前方の100m先を照明するのに要求される照射範囲QAとして、左右に±5°、上下に1.5°〜2°が要求されている。
【0007】
ところで、この種の赤外照明光源を図2に示すように複数個の赤外LED1とフレネルレンズ2とから構成することにすると、フレネルレンズ2と赤外LED1との光軸間距離Lによって集光範囲が定まり、フレネルレンズ2に焦点距離Fの短いものを用いると、フレネルレンズ2を見込む赤外LED1の立体角ωを大きくとることができるので、赤外LED1から出射された光束を有効に利用することができるが、反面、照射範囲QA’が大きく広がり、照射効率が低下する。
【0008】
一方、フレネルレンズ2に焦点距離Fの長いものを用いると、図3に示すように、照射範囲QA’を要求される照射範囲QAに近づけて照射効率を高めることができるが、反面、フレネルレンズ2を見込む赤外LED1の立体角ωが小さくなるので、赤外LED1から出射された光束の利用効率が低下する。
【0009】
また、複数個のLED1を用いて赤外照明光源を製作する構成であるので、フレネルレンズ1の光軸O1に対してLED1の光軸O2が図4に示すようにずれていると、あるLED1による照射範囲QA1と他のLED1による照射範囲QA2との間にずれが生じ、照射ムラが生じるという問題もある。
【0010】
また、赤外LED1を用いるとは言うものの、赤外LED1には図5に示すような発光特性Q1を有するものがあり、赤外LED1からわずかながら赤色光も出射され、肉眼で赤外照明光源を見ると赤みがかかって見える。その図5において、符号Q1’は赤色光波長領域を示している。
【0011】
もちろん、可視光を全く発しない発光特性を有する赤外LED1を用いることも考えられるが、市販の撮影カメラの感度特性Q2は、赤外波長領域で減衰が大きく、なるべく、近赤外光で照明して撮像するのが画像の鮮明化を図るうえで望ましいので、赤外LED1としてわずかながら赤色光を出射する発光特性Q1を有するものを用いるものである。
【0012】
このように赤色光の一部が漏れ出る赤外LED1を用いると、赤みがかって見えるため、外観上また法規上も好ましくなく、そこで、図6に示すように、白色光を発生するLED3を赤外LED1に混ぜて設けて、半球形状の集光レンズ4を用いて集光し、赤みがかった色を消すようにしているが、白色LED3と赤外LED1とを集光レンズ4の光軸O3上に同一に設けることができないため、赤みがかった色を完全に消すことができないという不都合がある。
【0013】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、赤外照明光の集光効率の向上を図りつつ照射効率の向上を図ることのできる赤外照明用光源を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載の赤外照明光源は、少なくとも赤色から赤外に渡る波長領域の光束を発生する複数個の赤外LEDと、白色光を発生する白色LEDと、前記各赤外LEDから出射された光束と前記白色LEDから出射された光束を集光して車両前方に向けて照射する集光レンズと、該集光レンズと前記各赤外LED及び白色LEDとの間に設けられて前記各赤外LEDから出射された光束と前記白色LEDから出射された光束とを前記集光レンズに向けて導く円錐台形状の導光体とからなり、該導光体はその各光束が入射する入射面の面積が大きくかつその各光束が出射する出射面の面積が小さく形成され、前記赤色光と前記白色光とは前記入射面から前記出射面への前記導光体の伝搬中に混合されることを特徴とする。
【0015】
本発明の請求項2に記載の赤外照明光源は、前記集光レンズがフレネルレンズであることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係わる車両暗視装置用赤外照明光源の実施例を図7、図8を参照しつつ説明する。
【0018】
その図7、図8において、9は赤外照明光源、10は回路基板、11は赤外LED、12は半球形状の集光レンズ、O4はその半球形状の集光レンズ12の光軸である。その赤外LED11は図5に示すように、少なくとも赤色から赤外に渡る波長領域の光束を発生する発光特性Q1を有する。ここでは、赤外LED11は15個設けられ、縦方向に3個、横方向に5個とされて、矩形状に配列されている。集光レンズ12はこの赤外LED11から出射された光束を集光して車両前方に向けて照射する。
【0019】
集光レンズ12と赤外LED11との間には円錐台形状の導光体13が設けられている。その導光体13はその面積が大きい側が入射面13aとされ、その面積が小さい側が出射面13bとされ、赤外LED11はその入射面13aに臨まされ、集光レンズ12はその入射面側が出射面13bに臨まされている。
【0020】
このものによれば、各赤外LED11から出射された光束は導光体13内を伝搬されつつ混合され、出射面13bに導かれる。その出射面13bから出射された光束は、集光レンズ13により集光され、要求される照射範囲QAに照射される。符号QA’はその集光レンズ13により照射された照射範囲である。
【0021】
その導光体13の入射面13aの面積は大きくかつその出射面13bの面積は小さくでき、従って、集光レンズ13の焦点距離Fを大きくとった場合でも、赤外照明光の照射効率を低下させることなく、赤外照明光の集光効率の向上化を図ることができる。
【0022】
図9は集光レンズ13として半球形状のレンズを用いる代わりに、フレネルレンズ14を用いた変形例を示すもので、このフレネルレンズ14を用いると、車両暗視装置用の赤外照明光源9の薄型化を図ることができる。
【0023】
図10は赤外LED11と白色光を発生する白色LED15とを設けたもので、赤外LED11から出射された光束のうち赤色光と白色LED15から出射された白色光とは、入射面13aから入射して出射面13bから出射される途中の導光体13内で伝搬中に混合されるので、集光レンズ13の赤みがかった色を消すことができる。
【0024】
この車両暗視装置用の赤外照明光源9は、図11に示すように車両16に搭載され、照射範囲QA’から反射された赤外光束は車両16に搭載の撮影カメラ17により撮影され、コントローラ18を用いて画像化され、車両前部に設置のディスプレイ19に表示される。
【0026】
【発明の効果】
請求項1、請求項2に記載の赤外照明光源によれば、赤外照明光の集光効率の向上を図りつつ照射効率の向上を図ることができる。特に、赤色光を一部出射する赤外LEDを用いた場合であっても、その赤色光による赤みがかった色を簡単に消す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】 車両暗視装置用の赤外照明光源に要求される照射範囲の説明図である。
【図2】 フレネルレンズに短焦点距離のものを用いた場合の照射特性の不具合を説明するための図である。
【図3】 フレネルレンズに長焦点距離のものを用いた場合の照射特性の不具合を説明するための図である。
【図4】 フレネルレンズに長焦点距離のものを用い、赤外LEDと組み合わせた場合の不具合を説明するための図である。
【図5】 赤外LEDの発光特性とカメラの感度特性との説明図である。
【図6】 少なくとも赤色光から赤外光に渡る赤外LEDを用いた場合の不具合を説明するための図である。
【図7】 本発明の発明の実施の形態に係わる赤外照明光源の一例を示す平面図である。
【図8】 図7に示す赤外照明光源の側面図である。
【図9】 図7、図8に示す赤外照明光源の変形例を示す側面図である。
【図10】 図7、図8に示す赤外照明光源の他の変形例を示す側面図である。
【図11】 本発明に係わる赤外照明光源を車両用暗視装置として用いた場合の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
9…赤外照明光源
11…赤外LED
12…集光レンズ
13…導光体
13a…入射面
13b…出射面
Claims (2)
- 少なくとも赤色から赤外に渡る波長領域の光束を発生する複数個の赤外LEDと、白色光を発生する白色LEDと、前記各赤外LEDから出射された光束と前記白色LEDから出射された光束を集光して車両前方に向けて照射する集光レンズと、該集光レンズと前記各赤外LED及び白色LEDとの間に設けられて前記各赤外LEDから出射された光束と前記白色LEDから出射された光束とを前記集光レンズに向けて導く円錐台形状の導光体とからなり、該導光体はその各光束が入射する入射面の面積が大きくかつその各光束が出射する出射面の面積が小さく形成され、前記赤色光と前記白色光とは前記入射面から前記出射面への前記導光体の伝搬中に混合されることを特徴とする赤外照明光源。
- 前記集光レンズがフレネルレンズであることを特徴とする請求項1に記載の赤外照明光源。
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