JP4285276B2 - 車両用赤外光灯光器 - Google Patents

Description

この発明は、赤外光灯光器に関し、さらに詳しくは、赤色光を効果的に抑制できる赤外光灯光器に関する。

従来から車両用赤外光灯光器が知られている。車両用赤外光灯光器は、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近赤外光暗視カメラ装置に用いられ、赤外光（赤外線）を車両の前方に照射することにより装置の照明として機能する。かかる車両用赤外光灯光器では、可視光領域に近い赤外光も照射されるため、その灯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。

この点において、従来の赤外光灯光器には、特許文献１に記載される技術が知られている。従来の赤外光灯光器は、光源と、赤外光成分を透過させるフィルタとから成り、且つ、フィルタの外周に光源の光をそのまま透過する領域を有して構成される。かかる構成では、フィルタを透過した光が赤色光として照射され、フィルタ外周から透過した光が白色光として照射される。そして、これらの光が混色されることにより、赤色光が相対的に薄められる。

しかしながら、従来の赤外光灯光器では、遠方では赤色光が薄められるものの、近傍では赤色光が薄められずに視認できるという課題がある。具体的には、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。

特開２００３−１９９１９号公報

そこで、この発明は、上記に鑑みてされたものであって、赤色光を効果的に抑制できる車両用赤外光灯光器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明（請求項１にかかる発明）にかかる車両用赤外光灯光器は、レンズと、前記レンズの一部に設けられている赤外光透過特性を有するフィルタと、１個の光源と、前記１個の光源からの光を前記フィルタを透過して前記レンズに入射させるメインリフレクタと、から構成されている第１光入射手段と、前記１個の光源と、前記１個の光源からの光を前記フィルタを介することなく前記レンズに入射させるサブリフレクタと、から構成されている第２光入射手段と、を備え、前記レンズが、前記第１光入射手段により前記フィルタを透過して入射した光と、前記第２光入射手段により前記フィルタを介することなく入射しかつ前記フィルタで反射した光とを、混色させて外部に照射する、ことを特徴とする。

また、この発明（請求項２にかかる発明）にかかる車両用赤外光灯光器は、レンズと、前記レンズの一部に設けられている赤外光透過特性を有するフィルタと、第１光源と、前記第１光源からの光を前記フィルタを透過して前記レンズに入射させるリフレクタと、から構成されている第１光入射手段と、光を前記フィルタを介することなく前記レンズに入射させる第２光源から構成されている第２光入射手段と、を備え、前記レンズが、前記第１光入射手段により前記フィルタを透過して入射した光と、前記第２光入射手段により前記フィルタを介することなく入射しかつ前記フィルタで反射した光とを、混色させて外部に照射する、ことを特徴とする。

この発明（請求項１、２にかかる発明）にかかる車両用赤外光灯光器によれば、第１光入射手段によりフィルタを透過して入射した光（赤色光）と第２光入射手段によりフィルタを介することなく入射した光とをレンズ内にて混色させて外部に照射するので、遠方にて混色を行う従来の車両用赤外光灯光器と比較して、より近傍にて赤色光を低減できる利点がある。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。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。また、以下に示す実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。

図１〜図３は、この実施例１にかかる車両用赤外光灯光器を示す図である。以下、この実施例１にかかる車両用赤外光灯光器の構成について説明する。

図１は、この発明の実施例１にかかる車両用赤外光灯光器を示す図である。図２は、図１に記載した車両用赤外光灯光器の特性を示すグラフである。図３は、レンズの集光ポイントを示す説明図である。これらの図において、図１は、光源２からの光の経路を光線（矢印で図示）として示している。また、図２は、横軸が光Ｌ１〜Ｌ３の波長を示しており、縦軸が光Ｌ１〜Ｌ３の光度を示している。また、図２中の四角い枠（４００［ｎｍ］〜８００［ｎｍ］を囲む枠）は、光Ｌ１〜Ｌ３の可視領域をそれぞれ示しており、具体的には、８００［ｎｍ］近傍の光が赤色光となる。

この車両用赤外光灯光器１は、プロジェクタタイプのランプユニットから構成されている。この車両用赤外光灯光器１は、光源２と、レンズ３と、フィルタ４と、メインリフレクタ５と、第１サブリフレクタ６と、第２サブリフレクタ７と、ホルダ（フレーム）８とを備える。この車両用赤外光灯光器１は、フィルタ４を透過した赤色光に対して、フィルタ４を透過していない光（白色光、緑色光、シアン色光、その他着色光）をレンズ３内に導き、この光をレンズ３内にて赤色光の光路上に乗せて混色する点に特徴を有する。なお、この車両用赤外光灯光器１では、その光の照射方向を前方とし、これと逆方向を後方と呼ぶ。

前記光源２は、この例では、ハロゲンランプであり、前記第１リフレクタ５に着脱可能に取り付けられている。前記光源２の発光部（フィラメント）は、前記メインリフレクタ５の後記メイン第１焦点Ｆ１にもしくはその近傍に位置する。

前記レンズ３は、非球面レンズの投影レンズもしくは集光レンズである。前記レンズ３の前方側は、凸非球面をなし、一方、前記レンズ３の後方側は、平非球面をなす。前記レンズ３は、前記ホルダ８に支持されている。

前記フィルタ４は、赤外光透過膜から成り、前記レンズ３の後方側の平非球面に蒸着されている。前記フィルタ４は、前記光源２からの光の成分のうち可視光成分を反射して赤外光成分を透過させる特性（赤外光透過特性）を有する。なお、前記フィルタ４からは、可視光成分のうち波長が長い成分の光が反射されずに赤色光として透過する。

前記メインリフレクタ５は、前記フィルタ４および前記レンズ３に対して前記光源２側に位置するメイン第１焦点Ｆ１とメイン第２焦点Ｆ２とを有する楕円面を基準とする自由曲面の反射面から構成されている。前記メインリフレクタ５は、前記光源２からの光の一部を反射させて前記フィルタ４に透過させかつ前記レンズ３内に入射させるものである。また、前記第１リフレクタ５は、無着色の反射面からなり、前記光源２の光をそのままの色度で反射する。さらに、前記第１リフレクタ５は、前記ホルダ８に支持されている。

前記第１サブリフレクタ６は、前記メイン第１焦点Ｆ１にもしくはその近傍に位置するサブ第１焦点Ｆ１と、前記フィルタ４および前記レンズ３に対して前記光源２と反対側に位置するサブ第２焦点Ｆ３とを有する楕円面を基準とする自由曲面の反射面から構成されている。前記第１サブリフレクタ６は、前記光源２からの光（主に直射光であって、ホルダ８に設けた開口部１０を通過する光）を前記フィルタ４を介することなく前記サブ第２焦点Ｆ３側に反射させるものである。また、前記第１サブリフレクタ６は、塗装により緑色に着色されており、入射した光の色度を緑色に変更させる。これにより、前記第１サブリフレクタ６は、前記光源２から前記フィルタ４を透過せずに入射した光を、緑色の着色光Ｌ２にして前記第２サブリフレクタ７側に反射させる。さらに、前記第１サブリフレクタ６は、前記ホルダ８に支持されている。

前記第２サブリフレクタ７は、前記サブ第２焦点Ｆ３にもしくはその近傍に位置する焦点Ｆ３を有する凸半球面の反射面から構成されている。前記第２サブリフレクタ７は、前記第１サブリフレクタ６からの反射光（着色光）Ｌ２を反射して前記レンズ３の凸非球面側から前記レンズ３内に入射させる。また、前記第２サブリフレクタ７は、アームなど（図示せず）により、前記ホルダ８もしくは前記第１サブリフレクタ６に支持されている。

前記レンズ３の光軸と、前記第１リフレクタ５の光軸と、前記第１サブリフレクタ６の光軸と、前記第２サブリフレクタ７の光軸とは、ほぼ同一軸上にある。この結果、前記第１リフレクタ５および前記第１サブリフレクタ６および前記第２サブリフレクタ７の焦点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、前記光軸上に位置することとなる。

ここで、前記レンズ３の集光ポイントＰについて図３を参照して説明する。まず、２個の非球面レンズ３の平非球面を相互に密接させる。つぎに、２個の非球面レンズ３の光軸に対してほぼ平行な光Ｌ４を２個の非球面レンズ３の一方の凸非球面に入射させる。すると、２個の非球面レンズ３に入射した光は、出射光Ｌ５として、２個の非球面レンズ３の他方の凸非球面からある１点Ｐに集中するように出射する。前記１点Ｐが非球面レンズ３の集光ポイントである。前記第１サブリフレクタ６のサブ第２焦点Ｆ３および前記第２サブリフレクタ７の焦点Ｆ３は、前記集光ポイントＰにもしくはその近傍に位置する。

そして、前記第２サブリフレクタ７は、前記第１サブリフレクタ６からの反射光Ｌ２を、図３中の２個の非球面レンズ３の他方の凸非球面からある１点Ｐに集中するように出射する出射光Ｌ５の光路に沿って反射させるものである。この結果、前記メインリフレクタ５からの反射光であって、前記フィルタ４を透過して前記レンズ３内に入射した光Ｌ１の光路と、前記第２サブリフレクタ７からの反射光であって、前記レンズ３内に入射しかつ前記フィルタ４で反射した光Ｌ２の光路とは、ほぼ一致することとなる。

この実施例１にかかる車両用赤外光灯光器は、以上のごとき構成からなり、以下、この実施例１にかかる車両用赤外光灯光器の作用について説明する。

この車両用赤外光灯光器１では、まず、光源２からの光の一部が、第１リフレクタ５により反射されてフィルタ４を透過し、透過光Ｌ１としてレンズ３内に入射する（図１および図２（ａ）参照）。この透過光Ｌ１は、フィルタ４の機能により可視光成分が除去されて、主として赤外光成分により構成されている。ただし、この透過光Ｌ１には、波長が長い可視光成分（赤色光）が含まれている。一方、光源２からの光のうち、他の一部は、フィルタ４を透過することなくフィルタ４の外周、すなわち、ホルダ８の開口部１０を通過して第１サブリフレクタ６に入射する。そして、この光が第１サブリフレクタ６にて緑色に着色され、着色光Ｌ２として第２サブリフレクタ７側に反射される（図１および図２（ｂ）参照）。

つぎに、この着色光Ｌ２が、第２サブリフレクタ７で反射されてレンズ３内に前方（凸非球面側）から導かれてレンズ３内に入射する。このレンズ３内に入射した着色光Ｌ２は、フィルタ４で反射されて、レンズ３内にて透過光Ｌ１の光路上に乗せられる。これにより、透過光（赤色光）Ｌ１と着色光（緑色光）Ｌ２とがレンズ３内にて混色されて、ほぼ黄色の色度を有する合成光Ｌ３が形成される（図１および図２（ｃ）参照）。そして、この合成光Ｌ３が、赤色を有さない光として前方に照射されて、例えば、近赤外光暗視カメラ装置の照明として用いられる。

この実施例１にかかる車両用赤外光灯光器は、以上のごとき構成、作用からなり、以下、この実施例１にかかる車両用赤外光灯光器の効果について説明する。

この車両用赤外光灯光器１によれば、レンズ３内にて赤色光（透過光Ｌ１）と緑色光（着色光Ｌ２）とを混色させるので、遠方にて混色を行う従来の車両用赤外光灯光器と比較して、より近傍にて赤色光を低減できる利点がある。また、この車両用赤外光灯光器１によれば、緑色光（着色光Ｌ２）を用いて赤色光（透過光Ｌ１）の混色を行うので、白色光により混色を行う従来の車両用赤外光灯光器と比較して、より効果的に赤色光を低減できる利点がある。また、この車両用赤外光灯光器１によれば、透過光Ｌ１に含まれる赤外光の光量も低減されないので、その照明機能が維持される利点がある。

特に、この実施例１にかかる車両用赤外光灯光器１は、第２サブリフレクタ７をレンズ３の前方の光軸近傍に配置するので、レンズ３からの出射光Ｌ３を妨げることなく、投光器を小型化することができる。すなわち、プロジェクタタイプのこの実施例１にかかる車両用赤外光灯光器１において、メインリフレクタ５の光軸近傍は、光源２を配置するために光源２からの光を反射させる機能がないので、レンズ３からの出射光Ｌ３は、レンズ３の光軸近傍からほとんど出射されない。これにより、第２サブリフレクタ７をレンズ３の前方の光軸近傍に配置してもレンズ３からの出射光Ｌ３を妨げることがない。

［変形例］
なお、この車両用赤外光灯光器１では、第１サブリフレクタ６が緑色の着色光Ｌ２を発する。これは、緑色光（着色光Ｌ２）の混色により赤色光（透過光Ｌ１）がほぼ黄色となるので、赤色光を効果的に低減できる点で好ましい。しかし、これに限らず、着色光Ｌ２の色度はこれに限定されず、当業者自明の範囲内に任意に選択できる。例えば、第１サブリフレクタ６をシアン色に着色することにより着色光Ｌ２がシアン色となるようにすれば、透過光Ｌ１（赤色光）がこの着色光Ｌ２によって白色に混色される。また、着色光Ｌ２が、白色光であっても良い。このように、第１サブリフレクタ６の着色光Ｌ２の色度を選択することにより、合成光Ｌ３の色度を任意に調整できる利点がある。また、これにより、意匠的なバリエーションを多様化できる利点がある。

また、この車両用赤外光灯光器１では、第１サブリフレクタ６が緑色に着色されており、入射した光がこの第１サブリフレクタ６にて緑色の着色光Ｌ２となる。しかし、これに限らず、第１サブリフレクタ６が無着色であり、第２サブリフレクタ７が緑色に着色された構成としても良い。かかる構成では、光が第２サブリフレクタ７にて着色されて着色光Ｌ２となる。かかる構成によっても、同様に赤色光を低減できる利点がある。なお、第１サブリフレクタ６および第２サブリフレクタ７双方を緑色に着色しても良い。

図４は、この発明の実施例２にかかる車両用赤外光灯光器を示す図である。同図において、上記実施例１の車両用赤外光灯光器１と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

この車両用赤外光灯光器１００における第１サブリフレクタ６０は、メインリフレクタ５のメイン第１焦点Ｆ１にもしくはその近傍に位置するサブ第１焦点Ｆ１を有する放物面を基準とする自由曲面の反射面から構成されている。また、前記第１サブリフレクタ６０は、塗装により緑色に着色されており、入射した光の色度を緑色に変更させる。前記第１サブリフレクタ６０は、光源２からの光をフィルタ４を介することなく第２サブリフレクタ７側に着色光Ｌ２として反射させるものである。

この車両用赤外光投光器１００における第２サブリフレクタ７０は、フィルタ４およびレンズ３に対して光源２と反対側に位置するサブ第２焦点Ｆ４を有する放物面を基準とする自由曲面の反射面から構成されている。前記第２サブリフレクタ７０は、前記第１サブリフレクタ６０からの反射光Ｌ２を反射させて前記レンズ３内に入射させるものである。

前記第２サブリフレクタ７０のサブ第２焦点Ｆ４を図３の集光ポイントＰにもしくはその近傍に位置させる。この結果、前記メインリフレクタ５からの反射光であって、前記フィルタ４を透過して前記レンズ３内に入射した光Ｌ１の光路と、前記第２サブリフレクタ７０からの反射光であって、前記レンズ３内に入射しかつ前記フィルタ４で反射した光Ｌ２の光路とは、ほぼ一致することとなる。

この車両用赤外光灯光器１００では、まず、光源２からの光の一部が、フィルタ４を透過して主として赤外光成分から成る透過光Ｌ１となり、レンズ３内に入射する（図４および図２（ａ）参照）。一方、光源２からの光のうち他の一部が、フィルタ４を透過することなく第１サブリフレクタ６０に入射し、第１サブリフレクタ６０にて緑色に色度を変更されて反射される（図４および図２（ｂ）参照）。そして、この緑色の着色光Ｌ２が、第２サブリフレクタ７で反射されてレンズ３内に前方（凸非球面側）から導かれてレンズ３内に入射する。このレンズ３内に入射した着色光Ｌ２は、フィルタ４で反射されて、レンズ３内にて透過光Ｌ１の光路上に乗せられる。これにより、透過光（赤色光）Ｌ１と着色光（緑色光）Ｌ２とがレンズ３内にて混色されて、ほぼ黄色の色度を有する合成光Ｌ３が形成される（図４および図２（ｃ）参照）。そして、この合成光Ｌ３が、赤色を有さない光として前方に照射されて、例えば、近赤外光暗視カメラ装置の照明として用いられる。

この実施例２にかかる車両用赤外光灯光器１００は、前記の実施例１の車両用赤外光灯光器１と同様に、赤色光を効果的に低減できる利点がある。特に、この実施例２にかかる車両用赤外光灯光器１００は、第２サブリフレクタ７０をレンズ３の周囲に配置するので、レンズ３からの出射光Ｌ３を有効に利用することができる。なお、この実施例２に置ける車両用赤外光灯光器１００においても、前記の実施例１に記載した変形例を同様に適用できる。

図５は、この発明の実施例３にかかる車両用赤外光灯光器を示す図である。図６は、図５に記載した車両用赤外光灯光器の特性を示すグラフである。これらの図において、上記実施例１、２の車両用赤外光灯光器１、１００と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、図６は、光Ｌ１（ａ）、光Ｌ２（ｂ）および光Ｌ３（ｃ）の色度をそれぞれ示している。

この車両用赤外光灯光器１０１は、第１サブリフレクタ６および第２サブリフレクタ７が省略され、これらに代えてレンズ３の前方（フィルタ４およびレンズ３に対して第１光源２と反対側）に第２光源９が配置される。前記第２光源９は、緑色の光を発するＬＥＤ（light emitting diode）であり、その照射方向をレンズ３側に向けてアームなど（図示省略）により支持されている。前記第２光源９は、光Ｌ２０をフィルタ４を介することなくレンズ３内に光を入射させるものである。

前記第２光源９の発光部を図３の集光ポイントＰにもしくはその近傍に位置させる。この結果、前記メインリフレクタ５からの反射光であって、前記フィルタ４を透過して前記レンズ３内に入射した光Ｌ１の光路と、前記第２光源９からの光であって、前記レンズ３内に入射しかつ前記フィルタ４で反射した光Ｌ２０の光路とは、ほぼ一致することとなる。

この実施例３における車両用赤外光灯光器１０１では、まず、第１光源２からの光が、フィルタ４を透過して主として赤外光成分から成る透過光Ｌ１となり、レンズ３内に入射する（図５および図６（ａ）参照）。一方、第２光源９からの緑色の着色光Ｌ２０が、レンズ３の前方（凸非球面側）から照射されてレンズ３内に入射する（図５および図６（ｂ）参照）。このレンズ３内に入射した着色光Ｌ２０は、フィルタ４で反射されて、レンズ３内にて透過光Ｌ１の光路上に乗せられる。これにより、透過光（赤色光）Ｌ１と着色光（緑色光）Ｌ２０とがレンズ３内にて混色されて、ほぼ黄色の色度を有する合成光Ｌ３が形成される（図４および図６（ｃ）参照）。そして、この合成光Ｌ３が、赤色を有さない光として前方に照射されて、例えば、近赤外光暗視カメラ装置の照明として用いられる。

この実施例３における車両用赤外光灯光器１０１は、前記の実施例１、２の車両用赤外光灯光器１、１００と同様に、赤色光を効果的に低減できる利点がある。また、この実施例３における車両用赤外光灯光器１０１は、リフレクタ５、６が省略されている分だけ、前記の実施例１、２の車両用赤外光灯光器１、１００よりも小型化することができる。

なお、この実施例３における車両用赤外光灯光器１０１では、ＬＥＤの第２光源９が緑色の着色光Ｌ２０を発するが、これは、緑色光（着色光Ｌ２）の混色により赤色光（透過光Ｌ１）がほぼ黄色となるので、赤色光を効果的に低減できる点で好ましい。しかしながら、この発明おいては、これに限らず、第２光源としてＬＥＤでなく通常のランプを使用しても良い。また、着色光Ｌ２０の色度は、当業者自明の範囲内に任意に選択できる。例えば、第２光源９をシアン色に着色することにより着色光Ｌ２０がシアン色となるようにすれば、透過光Ｌ１（赤色光）がこの着色光Ｌ２０によって白色に混色される。また、着色光Ｌ２が、白色光であっても良い。このように、第２光源９の着色光Ｌ２の色度を選択することにより、合成光Ｌ３の色度を任意に調整できる利点がある。また、これにより、意匠的なバリエーションを多様化できる利点がある。

また、この実施例３の車両用赤外光灯光器１０１において、フィルタ４として赤外光と紫外線とを透過させるフィルタを使用する。すると、フィルタ４を透過してレンズ３内に入射した透過光Ｌ１は、図７（ａ）に示すように赤青系の光となる。この赤青系の透過光Ｌ１と、第２光源９からの緑色の着色光Ｌ２０（図７（ｂ）参照）と、が混色すると、白色系の光となる（図７（ｃ）参照）。

この発明の実施例１にかかる車両用赤外光灯光器を示す縦断面図である。 図１に記載した車両用赤外光灯光器の特性を示すグラフである。 非球面レンズの集光ポイントを示す説明図である。 この発明の実施例２にかかる車両用赤外光灯光器を示す縦断面図である。 この発明の実施例３にかかる車両用赤外光灯光器を示す縦断面図である。 図５に記載した車両用赤外光灯光器の特性を示すグラフである。 図５に記載した車両用赤外光灯光器の特性を示すグラフである。

符号の説明

１、１００、１０１ 車両用赤外光灯光器
２ 光源、第１光源
３ レンズ
４ フィルタ
５ メインリフレクタ
６ 第１サブリフレクタ
７ 第２サブリフレクタ
８ ホルダ
９ 第２光源
１０ 開口部
Ｆ１ メイン第１焦点、サブ第１焦点
Ｆ２ メイン第２焦点、
Ｆ３、Ｆ４ サブ第２焦点
Ｐ 非球面レンズの集光ポイント
Ｌ１ 透過光
Ｌ２、Ｌ２０ 着色光
Ｌ３ 合成光

Claims (2)

1. 車両に設置されて赤外光を照射する車両用赤外光灯光器において、
   レンズと、
   前記レンズの一部に設けられている赤外光透過特性を有するフィルタと、
   １個の光源と、前記１個の光源からの光を前記フィルタを透過して前記レンズに入射させるメインリフレクタと、から構成されている第１光入射手段と、
   前記１個の光源と、前記１個の光源からの光を前記フィルタを介することなく前記レンズに入射させるサブリフレクタと、から構成されている第２光入射手段と、
   を備え、
   前記レンズは、前記第１光入射手段により前記フィルタを透過して入射した光と、前記第２光入射手段により前記フィルタを介することなく入射しかつ前記フィルタで反射した光とを、混色させて外部に照射する、
   ことを特徴とする車両用赤外光灯光器。
2. 車両に設置されて赤外光を照射する車両用赤外光灯光器において、
   レンズと、
   前記レンズの一部に設けられている赤外光透過特性を有するフィルタと、
   第１光源と、前記第１光源からの光を前記フィルタを透過して前記レンズに入射させるリフレクタと、から構成されている第１光入射手段と、
   光を前記フィルタを介することなく前記レンズに入射させる第２光源から構成されている第２光入射手段と、
   を備え、
   前記レンズは、前記第１光入射手段により前記フィルタを透過して入射した光と、前記第２光入射手段により前記フィルタを介することなく入射しかつ前記フィルタで反射した光とを、混色させて外部に照射する、
   ことを特徴とする車両用赤外光灯光器。

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