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JP2004235127A - Floodlight device - Google Patents

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JP2004235127A
JP2004235127A JP2003025660A JP2003025660A JP2004235127A JP 2004235127 A JP2004235127 A JP 2004235127A JP 2003025660 A JP2003025660 A JP 2003025660A JP 2003025660 A JP2003025660 A JP 2003025660A JP 2004235127 A JP2004235127 A JP 2004235127A
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JP
Japan
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polarized light
light
polarized
polarization
reflected
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2003025660A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiya Kano
俊哉 鹿野
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact floodlight device which makes visual field good when it is cut off by rain or fog. <P>SOLUTION: A first and a second polarizing beam splitters 13 and 14, respectively, divide unpolarized light L into p-polarized light P and s-polarized light S1, transmit the p-polarized light P and the unpolarized light L in the same direction, and reflect the s-polarized light S1. A first and a second reflecting mirrors 7 and 8 reflect the s-polarized light in the same direction as the p-polarized light. The floodlight device 1 irradiates either one of the s-polarized or the p-polarized light divided by the first and the second polarizing beam splitter 13 and 14 as a first vertically polarized light having a plane of vibration of electric field approximately vertical to the ground, while also irradiating the other one of the p-polarized or the s-polarized light as a second vertically polarized light converted with a first and a second half-wave plates 5 and 6 into light having a plane of vibration of electric field approximately vertical to the ground. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に装備されている前照灯およびフォグランプ等の投光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両に装備されている前照灯およびフォグランプは、肉眼では前方の状況を確認することが難しくなった状況のときに点灯するものである。例えば、前照灯は、周囲が暗くなる夜間やトンネル内、前方の視界が悪くなる豪雨時や霧発生時等に用いられる。
【0003】
ところが、前方の視界が遮られた濃霧発生時または豪雨時に車両の前照灯を点灯した場合、照射された光が雨滴や霧の粒子により乱反射してしまい、あたかも、車両の前方に光の壁が出現し、前方の視界が遮られることがある。
【0004】
図14は、濃霧・豪雨時に前照灯から照射された光の状態を示す図で、(a)はそのときの前照灯の光の分布状況を示す模式図、(b)はそのときに雨滴の表面で生じる乱反射の状況を示す模式図である。
【0005】
図14(a)に示すように、前照灯から照射された光は、光路上に存在する水蒸気の微粒子や雨滴の表面で複雑に乱反射され、車両の近傍に光の壁を形成するために、運転者は遠方の視界を確保できなくなる。
【0006】
図14(b)に示すように、光は、雨滴の表面で様々な方向に何度も反射され、車両の前方に、前照灯に照らされた雨滴による光の壁が出現するように感じられる。このような状況では、通常時の視界の状況であるならば確認できる物体を確認できなくなってしまう。
【0007】
ここで、濃霧・豪雨時に空中から飛来する雨滴は、略球形であるが、粒形が大きくなるほど、落下時の空気抵抗を受けて扁平となり表面積が増加する。雨滴は、このような形状であるので、側方から入射する前照灯の光は様々な方向に乱反射され、特に地面に対して垂直方向に拡散して反射する。さらに、濃霧・豪雨時には、単位体積あたりの雨滴の数密度が多いために、一度雨滴で乱反射された光は、近傍に存在する多数の雨滴により再反射されることを繰り返すために、前照灯から照射された光によって照射された領域全体の雨滴が光り、車両の近傍にあたかも光の壁が出現したかのように感じられて視界が遮られ、遠方が見え難くなる。
【0008】
ところで、車両の前照灯に偏光子を組み込んだ前照灯の光を遮る発明がある(例えば、特許文献1参照)。この発明は、ハイビーム状態の前照灯による運転者の眩惑を防止するもので、前照灯のハイビーム灯に偏光子を組み込み、かつフロントガラスに検光子を組み込むことにより、運転者が対向車のハイビームで眩惑されることを防止するものである。
【0009】
【特許文献1】
特開昭61−253236号公報(第2頁、図1〜図3)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献1に記載された発明は、偏光子(偏光フィルタ)を利用していることにより、前照灯から照射される光をカットするため、光が50%以上失われるので光の利用率が悪く、暗くなるという問題点がある。
このため、濃霧・豪雨時にその前照灯を使用した場合、照射の前方がさらに暗くなる。
すなわち、特許文献1の前照灯は、前方を明るく照射することができず、濃霧・豪雨で視界が遮られたときに対応したものでないため、そのときの視界を良くするという効果を全く備えていない。
【0011】
また、偏光子(偏光フィルタ)は、一般的に耐熱温度が低いため、前照灯等に装着した場合は、前照灯のランプの熱で加熱され偏光性能が急激に悪化するという問題点がある。
【0012】
さらに、投光装置を車両用前照灯として使用する場合は、前照灯を設置する車両の設置部の形状や投光装置の構造により、設置するときに制約を受け、デザイン面でも制約を受けるものであった。
【0013】
本発明の課題は、雨や霧等で視界が遮られたときに視界を良好にできるように光の利用効率が高く、かつコンパクトで、デザイン面での制約を受けない投光装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項1に記載の投光装置は、無偏光を放射する光源と、この光源から放射された無偏光を平行光線にするための放物面鏡と、光源の周囲に分割して配置され、放物面鏡からの無偏光をp偏光とs偏光とに分離するとともに、p偏光を前記無偏光の入射方向と同方向に透過し、s偏光を反射する第1および第2の偏光分離手段と、第1および第2の偏光分離手段の外周部に設置されるとともに、第1および第2の偏光分離手段で反射されたs偏光をp偏光と同方向に反射させるための反射手段と、第1および第2の偏光分離手段に分離されたs偏光またはp偏光のどちらか一方を地面に対して略垂直な電場の振動面を有する第1の垂直偏光として照射し、p偏光またはs偏光のどちらか他方を電場の振動面を変換する変換手段によって地面に対して略垂直な電場の振動面を有する第2の垂直偏光として変換して照射することを特徴とする。
【0015】
請求項1に記載の発明によれば、偏光分離手段を光源の周囲に分割して配設し、各偏光分離手段を透過するp偏光に対し各偏光分離手段にて反射されるs偏光を反射によって照射方向を合わせ、p偏光とs偏光をともに垂直偏光として前方を照射することができる。これにより、光源から放射された全ての無偏光を垂直偏光に変換して、光の有効活用を図り、垂直方向の反射が抑制され、前方を鮮明に照射して、前方の視界を確保することができる。また、偏光分離手段を光源の周囲に分割して配置することによって投光装置をコンパクト化することができる。
【0016】
請求項2に記載の投光装置は、請求項1に記載の投光装置であって、偏光分離手段は、略水平方向に分割されて配置され、光源から放射された無偏光の入射面が水平に延びて形成される第1および第2の偏光分離手段を有し、第1および第2の偏光分離手段により分離されるp偏光は、無偏光と同方向に透過された後に変換手段によって第2の垂直偏光に変換され、第1および第2の偏光分離手段により分離されるs偏光は、略水平方向に反射された後に反射手段によってp偏光と同方向に照射される第1の垂直偏光として照射されることを特徴とする。
【0017】
請求項2に記載の発明によれば、第1および第2の偏光分離手段を略水平方向に分割して配置し、入射面が略水平に延びて形成されるように配置することによって、第1および第2の偏光分離手段にて分離して反射されるs偏光は地面に対して略垂直な電場の振動面を有しており、その状態で第1の垂直偏光として利用可能である。これにより、反射手段を介して照射されるs偏光に比べ、第1および第2の偏光分離手段から直接照射されるp偏光に対して変換手段による垂直方向への振動面の変換を行うことにより、変換手段を設ける構造が簡単になり、更なる投光装置のコンパクト化を図ることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る投光装置の実施の形態について詳細に説明する。本実施の形態の説明では、説明の便宜上、始めに、「p偏光、s偏光、および水平偏光、垂直偏光」について説明し、その後、「本発明に係る投光装置の第1の実施の形態」、「本発明に係る投光装置の第2の実施の形態」の順に説明する。
なお、本発明の実施の形態では、「前」は車両の前方側、「後」は車両の後方側、「上」は鉛直上方側、「下」は鉛直下方側とする。
【0019】
(p偏光、s偏光、および水平偏光、垂直偏光)
まず、p偏光、s偏光、および水平偏光、垂直偏光について、図1および図2を参照して説明する。
参照する図面において、図1は、p偏光およびs偏光について説明するための概略斜視図である。また、図2は、s偏光,p偏光と、水平偏光,垂直偏光との違いを説明するための図で、(a)は偏光分離手段が地面に対して平行に設置したときのp偏光とs偏光の振動方向を示す概略斜視図、(b)は偏光分離手段が地面に対して平行に設置したときのp偏光とs偏光の振動方向を示す概略側面図、(c)は偏光分離手段が地面に対して傾けて設置したときのp偏光とs偏光の振動方向を示す概略斜視図、(d)は偏光分離手段が地面に対して傾けて設置したときのp偏光とs偏光の振動方向を示す概略側面図である。
【0020】
図1に示すように、p偏光とは、電場の振動方向(電場ベクトル)が入射面に対して平行な直線偏光であり、s偏光とは、電場の振動方向が入射面に対して垂直な直線偏光である。なお、入射面とは、光が反射する反射面の法線と、入射光の光軸とを含む面のことである。つまり、p偏光およびs偏光とは、入射面に対して規定される概念である。
【0021】
一方、水平偏光および垂直偏光とは、地面に対して規定される概念であり、電場の振動方向が地面に対して平行な偏光を水平偏光といい、電場の振動方向が地面に対して垂直な偏光を垂直偏光という。したがって、図2(a)、(b)に示すように、偏光分離手段の入射面が地面に対して垂直に配置されている場合、すなわち、地面が反射面となる場合は、偏光分離手段によって分離されたp偏光は垂直偏光と一致し、s偏光は水平偏光と一致する。
また、図2(c)、(d)に示すように、偏光分離手段の入射面が地面に対して垂直に配置されていない場合、すなわち、地面が反射面とならない場合は、p偏光、s偏光は垂直偏光、水平偏光とそれぞれ一致しない。
【0022】
(第1の実施の形態)
次に、本発明の第1の実施の形態に係る投光装置について、図3〜図7を参照して説明する。
【0023】
図3は、本発明の第1の実施の形態に係る投光装置の構成を模式的に示す斜視図である。また、図4は、図3に示した投光装置の正面図である。また、図5は図4におけるA−A線断面図である。
【0024】
図3に示す投光装置1は、光源2から放射された無偏光Lを第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14によりp偏光Pとs偏光Sとに分離し、このうちのs偏光Sを第1の垂直偏光とするとともに、さらに分離された前記p偏光Pを第1および第2の1/2波長板5,6により第2の垂直偏光に変換し、前記第1および第2の垂直偏光を照射する装置である。
【0025】
投光装置1は、無偏光Lを放射する光源2と、この光源2から放射された無偏光Lを前方方向に揃えて平行光線にするための放物面鏡9と、前記光源2の周囲に分割して配置され、前記放物面鏡9からの無偏光Lをp偏光P(水平偏光)とs偏光Sとに分離するとともに、前記p偏光P(水平偏光)を前記無偏光Lと同方向に透過し、前記s偏光Sを反射する第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14と、この第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14の外周部に設置されるとともに、前記第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14に分離された前記s偏光Sまたは前記p偏光Pのどちらか一方を反射して、地面に対して略垂直な電場の振動面を有する第1の垂直偏光として照射させるための第1および第2の反射鏡7,8と、前記p偏光Pまたはs偏光Sのどちらか他方を地面に対して略垂直な電場の振動面を有する第2の垂直偏光として変換する第1および第2の1/2波長板5,6と、から構成されている。
【0026】
なお、「第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14」は、特許請求の範囲における「第1および第2の偏光分離手段」に相当する。また、「第1および第2の1/2波長板5,6」は、特許請求の範囲における「偏光変換手段」に相当し、「第1および第2の反射鏡7,8」は、特許請求の範囲における「第1および第2の反射手段」に相当する。
【0027】
以下、投光装置1の各部の詳細について、図3〜図5を参照して説明する。
投光装置1は、前照灯から照射される光の水蒸気微粒子や雨滴による乱反射であって主に視界を阻害する垂直方向に拡散する反射を抑えることにより、前方を明瞭に照射して視界を確保する装置である。
【0028】
図3および図5に示すように、光源2は、例えば、HID(High Intensity Discharge)ライト等の無偏光Lを放射するランプからなり、投光装置1の中央の光軸O上に設置される。光源2は、基端部2aをランプハウジング(図示せず)の後方部に設置された端子部11に接続し、先端部2bをシェード12の貫通穴12aを挿通して円筒部12b内に配置している。
【0029】
図5に示すように、光源2の発光点2cは、放物面鏡9と球面鏡10の間の中央部に配置される。光源2は、その発光点2cを中心として無偏光Lの自然光を放射するランプである。光源2から放射された大部分の無偏光Lは、球面鏡10および放物面鏡9を照射する。その光源2は、運転席の近傍に設置されたコンビネーションスイッチ(図示せず)のライティングスイッチ(図示せず)をONすることにより点灯する。
【0030】
なお、この光源2は、HIDライトに限定されるものではなく、ハロゲンヘッドランプやキセノンヘッドランプ等の他のランプであってもよく、その機種は特に限定しない。
【0031】
シェード12は、例えば、前記貫通穴12aと、前記円筒部12bと、球面鏡10とをガラス等により一体形成した略筒状の部材からなり、光軸O上に設置される。貫通穴12aは、光源2の先端部2bを挿通する穴である。その円筒部12bの前面部には、例えば、ガラス等の透明体からなるランプカバー12cまたはレンズ(図示せず)が設置される。
【0032】
球面鏡10は、光源2からの光の利用効率を高めるために設けられるものであり、例えば、光源2の発光点2cを略中心とする球面からなる凹面鏡であり、前記シェード12の放物面鏡9側に設置される。球面鏡10は、光源2から放射された無偏光Lを放物面鏡9に反射させるための鏡である。この球面鏡10を反射した無偏光Lは、さらに、放物面鏡9により反射して光軸Oに対して平行な平行光線となる。
【0033】
放物面鏡9は、光源2の発光点2cの周囲に、その発光点2cを覆うように設置された鏡である。放物面鏡9は、例えば、光源2の発光点2cから四方八方に放射された球面光を平面光に反射するアルミニウム等を蒸着して略御碗形状にした非球面鏡である。その放物面鏡9の前方には、円筒状に合致する半円筒状の第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14が分割して配設されている。放物面鏡9は、光源2の発光点2cから直接放射された無偏光Lと球面鏡10に反射された無偏光Lとを、左右の前方側に設置した第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14に向けて反射し、かつ光軸Oに対して平行な平行光線にする反射する鏡である。
【0034】
第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14は、合致すると円筒になる2つの半円筒状のハーフプリズムの斜面に、第1および第2の薄膜積層3,4をコーティング等により配設してなる。第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14は、入射した無偏光Lをプリズムの屈折率によって入射角がブリュースタ角になるように屈折し、その第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14中の第1および第2の薄膜積層3,4にブリュースタ角で光が入射されると、p偏光Pを透過し、s偏光Sを反射する。第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14は、放物面鏡9により前方側に反射された無偏光Lを電場の振動方向が入射面に対して平行なp偏光Pと、電場の入射面に対して垂直なs偏光Sとに分離する偏光分離素子である。
第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14は、シェード12の円筒部12bの外周部の左右に設置され、それぞれの前面部に、光軸Oに対して左右の水平方向に設置し、光軸Oに対して90度の第1および第2の1/2波長板5,6を設置している。
【0035】
その第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14に設置される第1および第2の薄膜積層3,4は、第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14の外周面と、シェード12の円筒部12bとの間の左右の水平方向に分割され、かつ無偏光Lを外側に反射するように光軸Oに対して傾斜させて設置される。
【0036】
図6は、本発明の第1の実施の形態に係る投光装置を示す図で、第1の偏光ビームスプリッタに設置された第1の薄膜積層3の構造を示す模式図である。
前記第2の薄膜積層4は、前記第1の薄膜積層3と同一のものを左右対称に設置したものであるので、図6を参照して一方の第1の薄膜積層3を詳しく説明する。
【0037】
第1の偏光ビームスプリッタ13の内部の第1の薄膜積層3は、例えば、複数の透明な樹脂またはガラスからなる高屈折率膜3aと、例えば、空気等の気体層からなる低屈折率膜3bとから構成される積層であり、無偏光Lがその第1の薄膜積層3に入射すると、p偏光Pとs偏光Sとに分離するとともに、p偏光Pを透過し、s偏光Sを第1および第2の反射鏡7,8がある左右方向に反射する。
【0038】
ここで、図5に示すように、p偏光Pは、第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14により反射されず、この第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14を透過して第1および第2の1/2波長板5,6に入射する。
そして、前記s偏光Sは、第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14により反射されて進行方向が変わり、第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14の外周部に設置した第1および第2の反射鏡7,8を照射する。
【0039】
第1の実施の形態において、第1の偏光分離手段である第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14を光軸Oに対して左右の水平方向に設置し、光源2から放射された無偏光Lの入射面が水平方向に形成されているので、p偏光P=水平偏光、s偏光S=垂直偏光の関係が成り立つ。
【0040】
図5に示すように、第1および第2の反射鏡7,8は、第1および第2の薄膜積層3,4の外周部に略平行に設置して、s偏光Sの方向がp偏光Pと同方向となり車両の前方を照射するように、光軸Oに対して前側に所定の角度傾けて設置した左右の2枚の平面鏡からなる。この第1および第2の反射鏡7,8は、半円筒状の第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14の周囲に設置され、略三日月形状をしている(図4参照)。この第1および第2の反射鏡7,8は、第1および第2の薄膜積層3,4によって外周方向に向けて反射されたs偏光Sをp偏光Pと同方向に反射して、第1および第2の1/2波長板5,6の外周部へと通過して、車両の前方を、第1の垂直偏光として照射する。
【0041】
第1および第2の1/2波長板5,6は、例えば、液晶用透明樹脂製の1/4λ波長板を2枚重ねてなる板状のもので形成される。第1および第2の1/2波長板5,6は、水平偏光と垂直偏光の屈折率の違いによる干渉直線効果を利用したものであり、垂直偏光の光学軸を位相シフトすることにより、p偏光P(入射光)の振動方向を90度変換する機能を備えている。第1および第2の1/2波長板5,6は、それぞれ前記第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14の前方に設置して、第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14を通過したp偏光Pを地面に対して垂直な電場の振動面を有するように変換する変換手段である。第1および第2の1/2波長板5,6から出た偏光は、第2の垂直偏光として車両の前方を照射する。
図4に示すように、その第1および第2の1/2波長板5,6は、シェード12の前端部の周囲に設置した左右対称な略半円板状からなる。
【0042】
なお、第1および第2の1/2波長板5,6は、円筒状に合致された第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14の前面に直接貼り付けるように設置されているが、第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14の前面から離して設置してもよい。
また、投光装置1の前面には、透明体からなるランプカバーやレンズを適宜に設置してもよい。
【0043】
このように構成された第1の実施の形態の投光装置によれば、次のように動作する。
ライティングスイッチ(図示せず)をONすると、光源2(図5参照)が点灯する。
図5に示すように、光源2から放射される無偏光Lの大部分は、球面鏡10に反射されて放物面鏡9を照射するか、または直接放物面鏡9を照射し、光源2の先端部2bから出た一部の無偏光Lがランプカバー12cへと透過して前方を照射する。放物面鏡9を照射した無偏光Lは、光軸Oに対して平行に前方方向に反射され、第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14を照射する。
【0044】
この無偏光Lは、第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14に入射することによってプリズムの屈折率で入射角がブリュースタ角になるように屈折される。そして、その第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14中の第1および第2の薄膜積層3,4にブリュースタ角で光が入射されると、p偏光Pとs偏光Sとに分離される。s偏光Sは、反射して第1および第2の反射鏡7,8を照射し、p偏光Pは、透過して第1および第2の1/2波長板5,6を照射する。このうちのs偏光Sは、第1および第2の反射鏡7,8によってp偏光Pと同方向に反射され、第1の垂直偏光として前方を照射する。
【0045】
さらに、第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14により分離された前記p偏光Pは、第1および第2の1/2波長板5,6により第2の垂直偏光に変換されて、地面の垂直方向に反射率の小さい垂直偏光を前方に照射する。
【0046】
投光装置1は、前方を前記第1および第2の垂直偏光で照射するため、第1および第2の垂直偏光の地面に垂直方向の反射率は、水平偏光のそれよりも小さいので、無偏光Lを照射する場合に比べて垂直方向に拡散する反射の程度を格段に小さくすることが可能となる。例えば、濃霧・豪雨時においても、水蒸気粒子や雨滴による垂直方向に拡散する反射を抑制することが可能となり、垂直方向に拡散する反射光を抑制して光の壁を抑えることができ、視界が遮られることなく、遠方の視界を良好に確保することができる。
【0047】
図7は、投光装置1を、車両の前照灯に適用した例を示す図であり、(a)は濃霧・豪雨時に投光装置から照射された光の分布状況を示した模式図で、(b)は投光装置から光が照射されたときに雨滴の表面に生じる乱反射の状況を示す模式図である。
【0048】
図7(a)に示すように、投光装置1は、例えば、車両の前照灯であり、車体の左右の前端部に設置される。投光装置1から照射された垂直偏光は、濃霧・豪雨等で視界が遮られているとき、水蒸気微粒子や雨滴に入射されたとしても、無偏光を照射する従来の前照灯に比較して垂直方向に拡散して反射される割合が格段に小さくなる。このため、車両の前方に光の壁が出現することなく、運転者は車両の前方の視界を確保して、遠方まで視認することが可能となる。
【0049】
また、図7(b)に示すように、投光装置1が垂直偏光を照射することにより、雨滴の表面で生じる垂直方向に拡散する反射が小さく抑制されるため、運転者は前記光の壁に邪魔されることなく前方の視界を確保することが可能となる。
【0050】
また、雨天の夜間時に車両を運転する場合において、道路表面に存在する水膜により反射された他の車両の照射が視界に入るため、路面がぎらついて見え、非常に走行し難いことがある。
【0051】
しかしながら、本発明の第1の実施の形態に係る投光装置は、雨天の夜間時においても、照射の道路表面における反射が抑制されることにより、対向車の運転者が、投光装置1から照射されて路面で反射された光の眩しさを低減することができる。このため、自車の運転者および対向車の運転者の前方の視認性を向上させて、より快適に車両の運転を行うようにすることが可能となる。
【0052】
さらに、本発明の第1の実施の形態に係る投光装置は、第1および第2の偏光スプリッタ13,14により分離されたp偏光Pを、第1および第2の1/2波長板5,6により第2の垂直偏光に変換して照射することにより、光源2から放射された光を遮断することなく、効率良く前方に向けて出射させることができる。このため、車両の前方の視界の遮りを解消して、明るく鮮明に照射することができる。また、投光装置1は、全体を略円形にしたことにより、前照灯に最適なデザインにすることが可能である。
【0053】
(第2の実施の形態)
次に本発明の第2の実施の形態に係る投光装置について、図8〜図13に基づき説明する。
なお、第2の実施の形態の説明において、第1の実施の形態と同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略するものとする。
図8は、本発明の第2の実施の形態に係る投光装置を示す概略正面図である。図9は、本発明の第2の実施の形態に係る投光装置を示す概略斜視図である。図10は、本発明の第2の実施の形態に係る投光装置を示す概略斜視図である。
図8〜図10に示すように、第2の実施の形態の投光装置15は、前記第1の実施の形態における略円形型の投光装置1を四角形型にしたものである。
【0054】
図11は、本発明の第2の実施の形態を示す概略断面図であり、図8のB−B線から見たときの断面図である。
図11に示すように、投光装置15は、光源2と、光源2から放射された無偏光Lの照射角度を前方方向に揃えて平行光線にするための放物面鏡9と、光源2から放射された無偏光Lを放物面鏡9に反射するための球面鏡10と、放物面鏡9からの無偏光Lをp偏光(水平偏光)Pおよびs偏光(第1の垂直偏光)Sに分離するための第1および第2の偏光ビームスプリッタ22,23と、この第1および第2の偏光ビームスプリッタ22,23により分離されたs偏光(第1の垂直偏光)Sを反射するための第1および第2の反射鏡18,19と、第1および第2の偏光ビームスプリッタ22,23を通過したp偏光(水平偏光)Pを第2の垂直偏光に変換する1/2波長板20と、ハウジング21(図8〜図10参照)とから構成される。
【0055】
前記第1および第2の偏光ビームスプリッタ21,22は、略水平方向に分割されて配置され、光源2から放射された無偏光Lの入射面が水平に延びて形成される。第1および第2の偏光ビームスプリッタ21,22に設けられた第1および第2の薄膜積層16,17により分離されるp偏光Pは、無偏光Lと同方向に透過された後に1/2波長板20によって第2の垂直偏光に変換される。第1および第2の偏光ビームスプリッタ21,22により分離されるs偏光Sは、略水平方向に反射された後に第1および第2の反射鏡18,19によってp偏光Pと同方向に照射される第1の垂直偏光として照射される。
【0056】
なお、「第1の偏光ビームスプリッタ21」は、特許請求の範囲における「第1の偏光分離手段」に相当する。また、「第2の偏光ビームスプリッタ22」は、「第2の偏光分離手段」に相当し、「1/2波長板20」は、「変換手段」に相当し、「第1および第2の反射鏡18,19」は、「反射手段」に相当する。
【0057】
以下、投光装置15の各部の詳細について、図8〜図13を参照して説明する。
図8〜図10に示す投光装置15は、例えば、車両のフォグランプであり、車体(図示せず)の左右の前端部に設置される。光源2は、運転席の近傍に設置されたコンビネーションスイッチ(図示せず)またはインストルメントパネルに設置されたフォグランプスイッチ(図示せず)をONすることにより点灯し、車両の前方を照射する。
【0058】
図11に示すように、光源2の無偏光Lを光軸Oに平行に反射する放物面鏡9の前面には、中央部にシェード12を設置し、そのシェード12の外周囲に左右の水平方向に第1および第2の偏光ビームスプリッタ22,23を配設している。
【0059】
第1および第2の偏光ビームスプリッタ22,23は、シェード12の円筒部12bの外周部の左右に設置された角筒状プリズムからなり、傾斜面にそれぞれ第1および第2の薄膜積層16,17をコーティング等により配設している。
【0060】
図12は、本発明の第2の実施の形態に係る投光装置を示す図で、第1の偏光ビームスプリッタの概略斜視図である。
図12に示すように、角筒状の第1の偏光ビームスプリッタ22は、シェード12を右側から支持するための半円筒状の切欠部22cを光軸Oに沿って形成されたガラス等の角筒体からなるとともに、第1の薄膜積層16を内設している。この第1の偏光ビームスプリッタ22は、本実施形態のように、例えば、上下に対称な筒体接合部22a,22bを重ねて設置してなる。
【0061】
図13は、本発明の第2の実施の形態に係る投光装置を示す図で、第2の偏光ビームスプリッタの概略斜視図である。
図13に示すように、第2の偏光ビームスプリッタ23は、第1の偏光ビームスプリッタ22に対して対称な形状をしたガラス等からなる角筒体である。第2の偏光ビームスプリッタ23は、シェード12を左側から支持するための半円筒状の切欠部23cを光軸Oに沿って形成するとともに、第2の薄膜積層17を内設している。この第2の偏光ビームスプリッタ23は、本実施形態のように、例えば、上下に対称な接合部23a,23bを重ねて設置してなる。
【0062】
この第2の偏光ビームスプリッタ23と前記第1の偏光ビームスプリッタ22(図12参照)は、合致させることにより、切欠部22c(図12参照)と切欠部23cが円筒状の穴を形成し、その穴にシェード12が設置される。
【0063】
なお、図12に示す2つの筒体接合部22aと筒体接合部22bを上下に重ねて設置した第1の偏光ビームスプリッタ22と、図13に示す筒体接合部23aと筒体接合部23bを重ねて設置した第2の偏光ビームスプリッタ23は、1つで形成して重ねないように設置してもよい。
【0064】
第2の実施の形態における第1および第2の偏光ビームスプリッタ22,23は、第1の実施の形態の第1および第2の偏光ビームスプリッタ13,14(図3参照)と同一の材料からなるものを四角形の角筒状に変えて左右に垂設したものである。
【0065】
図11に示すように、その第1および第2の偏光ビームスプリッタ22,23の第1および第2の薄膜積層16,17は、p偏光Pを透過して1/2波長板20に入射させ、s偏光Sを反射して進行方向を変えて、第1および第2の反射鏡18,19を照射させる。
【0066】
図8および図9に示すように、第2の実施の形態における第1および第2の反射鏡18,19は、第1の実施の形態の第1および第2の反射鏡7,8(図3参照)と同一の材料からなるものを四角形に変えたものである。この第1および第2の反射鏡18,19は、両者間に介在されたハウジング21により保持されている。
【0067】
図11に示すように、その第1および第2の反射鏡18,19は、s偏光Sがp偏光Pと同方向を照射するように、所定の角度傾けて設置した左右の2枚の四角形の平面鏡からなる。この第1および第2の反射鏡18,19は、第1および第2の偏光ビームスプリッタ22,23によって外周方向に向けて反射されたs偏光Sを反射して、1/2波長板20の外周部を通過して、車両の前方側を、第1の垂直偏光として照射する。
【0068】
第2の実施の形態において、第1の偏光分離手段である第1および第2の偏光ビームスプリッタ22,23を光源2から放射された無偏光Lの入射面が水平方向に形成して設置しているので、p偏光P=水平偏光、s偏光S=垂直偏光の関係が成り立つ。
【0069】
前記1/2波長板20に入射したp偏光Pは、地面に対して略垂直な電場の振動面を有する偏光に変換され、第2の垂直偏光として車両の前方を照射する。
【0070】
図9に示すように、第2の実施の形態における1/2波長板20は、第1の実施の形態の第1および第2の1/2波長板5,6(図4参照)と同一の材料からなるもの1枚に形成し、かつ四角形に変形したものである。1/2波長板20の中側には、例えば、シェード12の前端部の周囲に設置した円板状の透明樹脂またはガラスからなる透明板24が設置されている。
【0071】
図11に示すように、1/2波長板20は、前記第1および第2の偏光ビームスプリッタ22,23の前方に設置して、第1および第2の薄膜積層16,17を通過したp偏光Pの振動方向を90度変換して、地面に対して垂直に振動するように変換する変換手段である。
【0072】
なお、1/2波長板20は、第1および第2の偏光ビームスプリッタ22,23の前面に直接貼り付けるように設置されているが、第1および第2の偏光ビームスプリッタ22,23の前面から離して設置してもよい。
また、投光装置15の前面には、透明体からなるランプカバーやレンズを適宜に設置してもよい。
【0073】
このように構成された第2の実施の形態の投光装置によれば、次のように動作する。
フォグランプスイッチ(図示せず)をONすると光源(図11参照)が点灯する。
図11に示すように、光源2から放射される無偏光Lは、球面鏡10に反射されて放物面鏡9を照射するか、または直接放物面鏡9を照射し、光源2の先端部2bから出た一部の無偏光Lがランプカバー12cと透過して前方を照射する。放物面鏡9を照射した無偏光Lは、光軸Oに対して平行に前方方向に反射され、第1および第2の偏光ビームスプリッタ22,23を照射する。
【0074】
この無偏光Lは、第1および第2の偏光ビームスプリッタ22,23に入射することによってプリズムの屈折率で入射角がブリュースタ角になるように屈折し、その第1および第2の偏光ビームスプリッタ22,23中の第1および第2の薄膜積層16,17にブリュースタ角で光が入射されると、p偏光Pとs偏光Sとに分離される。s偏光Sは、反射して第1および第2の反射鏡18,19を照射し、p偏光Pは、直進して1/2波長板20を照射する。このうちのs偏光Sは、第1および第2の反射鏡18,19によって反射されて光軸Oに平行になり、第1の垂直偏光として前方を照射する。
【0075】
さらに、第1および第2の薄膜積層16,17により分離された前記p偏光Pは、1/2波長板20により第2の垂直偏光に変換されて、地面の垂直方向に反射率の小さい垂直偏光を前方に照射する。
【0076】
投光装置15は、前記第1および第2の垂直偏光で前方を照射するため、第1および第2の垂直偏光による地面に対して垂直方向に拡散する光の反射率が、水平偏光よりも小さい。このため、投光装置15は、無偏光Lを照射する従来の投光装置と比べて垂直方向に拡散する反射光の程度を格段に小さくすることが可能となる。
したがって、例えば、濃霧・豪雨時においても、水蒸気粒子や雨滴による垂直方向に拡散する反射光を抑制することが可能となり、従来以上に前方の視界を確保することができる。また、投光装置15は、全体を四角形にしたことにより、構造が簡単でかつ性能の高い構成とすることができ、フォグランプに好適に用いることが可能である。
【0077】
なお、本発明は、上述の第1および第2の実施の形態に限定されず、その技術思想の範囲内で種々の改造および変更が可能であり、本発明はこれら改造および変更された発明にも及ぶことは勿論である。
例えば、投光装置1,15は、この投光装置1,15全体を90度傾けて、偏光ビームスプリッタの前面に代えて反射手段の前方に変換手段を設ければ、同様に垂直偏光を照射する灯体として用いることができる。
【0078】
なお、投光装置1,15は、車両の前照灯およびフォグランプだけではなく、方向指示灯、リアフォグランプ、ストップランプまたは車幅灯等であってもよい。
【0079】
また、この投光装置1,15は、オートバイ等の二輪車の前照灯や、モータボート等の船舶の前照灯等であってもよい。
【0080】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1に記載の投光装置によれば、偏光分離手段を光源の周囲に分割して配設し、各偏光分離手段を透過するp偏光に対し各偏光分離手段にて反射されるs偏光を反射によって照射方向を合わせ、p偏光とs偏光をともに垂直偏光として前方を照射することができる。これにより、光源から放射された全ての無偏光を垂直偏光に変換して、光の有効活用を図り、垂直方向の反射が抑制され、前方を鮮明に照射して、前方の視界を確保することができる。また、偏光分離手段を光源の周囲に分割して配置することによって投光装置をコンパクト化することができる
【0081】
本発明の請求項2に記載の投光装置によれば、第1および第2の偏光分離手段を略水平方向に分割して配置し、入射面が略水平に延びて形成されるように配置することによって、第1および第2の偏光分離手段にて分離して反射されるs偏光は地面に対して略垂直な電場の振動面を有しており、その状態で第1の垂直偏光として利用可能である。これにより、反射手段を介して照射されるs偏光に比べ、第1および第2の偏光分離手段から直接照射されるp偏光に対して変換手段による垂直方向への振動面の変換を行うことにより、変換手段を設ける構造が簡単になり、更なる投光装置のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】p偏光およびs偏光について説明するための概略斜視図である。
【図2】s偏光,p偏光と、水平偏光,垂直偏光との違いを説明するための図で、(a)は偏光分離手段が地面に対して平行に設置したときのp偏光とs偏光の振動方向を示す概略斜視図、(b)は偏光分離手段が地面に対して平行に設置したときのp偏光とs偏光の振動方向を示す概略側面図、(c)は偏光分離手段が地面に対して傾けて設置したときのp偏光とs偏光の振動方向を示す概略斜視図、(d)は偏光分離手段が地面に対して傾けて設置したときのp偏光とs偏光の振動方向を示す概略側面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る投光装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図4】図3に示した投光装置の正面図である。
【図5】図4におけるA−A線断面図である。
【図6】本発明の第1の実施の形態に係る投光装置を示す図で、第1の偏光ビームスプリッタに設置された第1の薄膜積層3の構造を示す模式図である。
【図7】本発明の第1の実施の形態に係る投光装置を、車両の前照灯に適用した例を示す図で、(a)は濃霧・豪雨時に投光装置から照射された光の分布状況を示した模式図で、(b)は投光装置から光が照射されたときに雨滴の表面に生じる乱反射の状況を示す模式図である。
【図8】本発明の第2の実施の形態に係る投光装置を示す概略正面図である。
【図9】本発明の第2の実施の形態に係る投光装置を示す概略斜視図である。
【図10】本発明の第2の実施の形態に係る投光装置を示す概略斜視図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態を示す概略断面図であり、図8のB−B線から見たときの断面図である。
本発明の第2の実施の形態に係る投光装置を示す概略断面図である。
【図12】本発明の第2の実施の形態に係る投光装置を示す図で、第1の偏光ビームスプリッタの概略斜視図である。
【図13】本発明の第2の実施の形態に係る投光装置を示す図で、第2の偏光ビームスプリッタの概略斜視図である。
【図14】濃霧・豪雨時に前照灯から照射された光の状態を示す図で、(a)はそのときの前照灯の光の分布状況を示す模式図、(b)はそのときに雨滴の表面で生じる乱反射の状況を示す模式図である。
【符号の説明】
1,15 投光装置
2 光源
3,16 第1の薄膜積層
4,17 第2の薄膜積層
5 第1の1/2波長板(変換手段)
6 第2の1/2波長板(変換手段)
7,18 第1の反射鏡(反射手段)
8,19 第2の反射鏡(反射手段)
13,22 第1の偏光ビームスプリッタ(第1の偏光分離手段)
14,23 第2の偏光ビームスプリッタ(第2の偏光分離手段)
20 1/2波長板(変換手段)
L 無偏光
P p偏光
S s偏光
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a light emitting device such as a headlight and a fog lamp mounted on a vehicle.
[0002]
[Prior art]
The headlights and fog lamps mounted on the vehicle are turned on when it is difficult for the naked eye to see the situation in front. For example, the headlight is used at night when the surroundings are dark, in a tunnel, at the time of heavy rain or fog when visibility ahead is poor.
[0003]
However, if the vehicle's headlights are turned on when heavy fog is obstructed or heavy rainfall blocks the front of the vehicle, the emitted light is diffusely reflected by raindrops and fog particles, and it is as if a light wall is in front of the vehicle. May appear and obstruct the view ahead.
[0004]
FIGS. 14A and 14B are diagrams showing the state of light emitted from the headlight during heavy fog and heavy rain, where FIG. 14A is a schematic diagram showing the state of light distribution of the headlight at that time, and FIG. It is a schematic diagram which shows the situation of the irregular reflection produced on the surface of a raindrop.
[0005]
As shown in FIG. 14A, light emitted from a headlight is irregularly reflected on the surface of fine particles of water vapor and raindrops present on an optical path, and forms a light wall near a vehicle. However, the driver cannot secure a distant view.
[0006]
As shown in FIG. 14B, the light is reflected many times in various directions on the surface of the raindrop, and a light wall caused by the raindrop illuminated by the headlight appears in front of the vehicle. Can be In such a situation, it is not possible to confirm an object that can be confirmed in the case of normal visibility.
[0007]
Here, raindrops that fly from the air during heavy fog and heavy rain have a substantially spherical shape. However, as the grain size increases, the raindrops become flat due to the air resistance at the time of falling and the surface area increases. Since the raindrop has such a shape, the light of the headlight that enters from the side is irregularly reflected in various directions, and is particularly diffused and reflected in a direction perpendicular to the ground. Furthermore, during heavy fog and heavy rain, since the number density of raindrops per unit volume is high, the light once irregularly reflected by raindrops is repeatedly reflected by many nearby raindrops. Raindrops illuminate the entire area illuminated by the light illuminated from above, making it seem as if a light wall appeared near the vehicle, obstructing the field of view and making it difficult to see far away.
[0008]
Meanwhile, there is an invention that blocks light of a headlight in which a polarizer is incorporated in a headlight of a vehicle (for example, see Patent Document 1). The present invention prevents a driver from being dazzled by a headlight in a high beam state.By incorporating a polarizer in a high beam headlight and an analyzer in a windshield, the driver can control an oncoming vehicle. This is to prevent dazzling by the high beam.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-61-253236 (page 2, FIGS. 1 to 3)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the invention described in Patent Literature 1 uses a polarizer (polarizing filter) to cut off light emitted from a headlight, so that light is lost by 50% or more. There is a problem that the usage rate is poor and the image becomes dark.
For this reason, when the headlight is used during heavy fog or heavy rain, the front of the irradiation becomes even darker.
That is, since the headlight of Patent Document 1 cannot illuminate the front brightly and does not correspond to the case where the field of view is blocked by heavy fog or heavy rain, it has an effect of improving the field of view at that time. Not.
[0011]
In addition, since a polarizer (polarizing filter) generally has a low heat-resistant temperature, when it is mounted on a headlight or the like, there is a problem that the polarization performance is rapidly deteriorated due to the heat of the headlight lamp. is there.
[0012]
Furthermore, when the floodlight is used as a vehicle headlight, there are restrictions when installing it, due to the shape of the installation part of the vehicle where the headlight is installed and the structure of the floodlight, and also in terms of design. It was to receive.
[0013]
An object of the present invention is to provide a light projecting device that has high light use efficiency, is compact, and is not subject to design restrictions so that the view can be improved when the view is blocked by rain or fog. It is in.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the problem, the light projecting device according to claim 1 includes a light source that emits unpolarized light, a parabolic mirror that converts unpolarized light emitted from the light source into a parallel light beam, and a light source that emits unpolarized light. It is arranged in the periphery and separates unpolarized light from the parabolic mirror into p-polarized light and s-polarized light, transmits p-polarized light in the same direction as the direction of incidence of the unpolarized light, and reflects s-polarized light. The s-polarized light is reflected by the first and second polarization separation means in the same direction as the p-polarization light, while being installed on the outer periphery of the first and second polarization separation means. Reflecting means for reflecting, and either one of the s-polarized light or the p-polarized light separated by the first and second polarized light separating means as a first vertically polarized light having a vibration plane of an electric field substantially perpendicular to the ground. Irradiate and convert the other side of p-polarized light or s-polarized light to the vibration plane of the electric field And irradiating by converting the second vertical polarized light having a substantially vertical electric field oscillation plane relative to the ground by that converter.
[0015]
According to the first aspect of the present invention, the polarized light separating means is divided and disposed around the light source, and the s polarized light reflected by each polarized light separating means is reflected by the p polarized light transmitted through each polarized light separating means. Thus, the irradiation direction can be adjusted, and both the p-polarized light and the s-polarized light can be irradiated in the front as vertical polarized light. This converts all unpolarized light emitted from the light source into vertically polarized light, effectively utilizing light, suppressing vertical reflection, illuminating the front clearly, and securing the front view. Can be. Further, by arranging the polarization splitting means separately around the light source, the light projecting device can be made compact.
[0016]
The light projecting device according to claim 2 is the light projecting device according to claim 1, wherein the polarization splitting unit is disposed so as to be divided in a substantially horizontal direction, and a non-polarized light incident surface radiated from the light source is disposed. It has first and second polarized light separating means extending horizontally, and the p-polarized light separated by the first and second polarized light separating means is transmitted by the converting means after being transmitted in the same direction as non-polarized light. The s-polarized light converted into the second vertically polarized light and separated by the first and second polarized light separating means is reflected in a substantially horizontal direction and then irradiated by the reflecting means in the same direction as the p-polarized light. It is characterized by being irradiated as polarized light.
[0017]
According to the second aspect of the present invention, the first and second polarization splitting means are arranged so as to be divided in a substantially horizontal direction, and the incident surface is formed so as to extend substantially horizontally. The s-polarized light separated and reflected by the first and second polarized light separating means has a vibration plane of an electric field substantially perpendicular to the ground, and can be used as the first vertically polarized light in that state. Thereby, the oscillating plane in the vertical direction is converted by the conversion unit to the p-polarized light directly irradiated from the first and second polarization separation units, as compared with the s-polarized light irradiated through the reflection unit. The structure for providing the conversion means is simplified, and the size of the light projecting device can be further reduced.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a light projecting device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the present embodiment, “p-polarized light, s-polarized light, horizontal polarized light, and vertical polarized light” will be first described for convenience of description, and then “a first embodiment of a light projecting device according to the present invention”. ”And“ Second embodiment of the light projecting device according to the present invention ”.
In the embodiment of the present invention, “front” is the front side of the vehicle, “rear” is the rear side of the vehicle, “upper” is the vertical upper side, and “lower” is the vertical lower side.
[0019]
(P-polarized light, s-polarized light, horizontal polarized light, vertical polarized light)
First, p-polarized light, s-polarized light, horizontal polarized light, and vertical polarized light will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining p-polarized light and s-polarized light. FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining the difference between s-polarized light and p-polarized light and horizontal polarized light and vertical polarized light. FIG. 2A illustrates p-polarized light when the polarization separation means is installed parallel to the ground. FIG. 4B is a schematic perspective view showing the vibration direction of the s-polarized light, FIG. 4B is a schematic side view showing the vibration direction of the p-polarized light and the s-polarized light when the polarized light separating means is installed parallel to the ground, and FIG. Is a schematic perspective view showing vibration directions of p-polarized light and s-polarized light when the light is installed with respect to the ground, and FIG. It is a schematic side view which shows a direction.
[0020]
As shown in FIG. 1, p-polarized light is linearly polarized light whose electric field vibration direction (electric field vector) is parallel to the plane of incidence, and s-polarized light is that the vibration direction of the electric field is perpendicular to the plane of incidence. It is linearly polarized light. Note that the term “incident surface” refers to a surface that includes a normal to a reflecting surface from which light is reflected and an optical axis of the incident light. That is, the p-polarized light and the s-polarized light are concepts defined for the incident plane.
[0021]
On the other hand, horizontal polarization and vertical polarization are concepts defined with respect to the ground, and polarization in which the electric field oscillates parallel to the ground is called horizontal polarization, and the oscillating direction of the electric field is perpendicular to the ground. Polarized light is called vertical polarized light. Therefore, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), when the incident surface of the polarized light separating means is arranged perpendicular to the ground, that is, when the ground is a reflecting surface, the polarized light separating means is used. The separated p-polarized light matches the vertical polarization and the s-polarized light matches the horizontal polarization.
Further, as shown in FIGS. 2C and 2D, when the incident surface of the polarization splitting means is not arranged perpendicular to the ground, that is, when the ground is not a reflecting surface, p-polarized light, s The polarized light does not coincide with the vertically polarized light and the horizontally polarized light, respectively.
[0022]
(First Embodiment)
Next, a light projecting device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0023]
FIG. 3 is a perspective view schematically showing the configuration of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a front view of the light emitting device shown in FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along line AA in FIG.
[0024]
The light projecting device 1 shown in FIG. 3 separates non-polarized light L emitted from the light source 2 into p-polarized light P and s-polarized light S by first and second polarizing beam splitters 13 and 14, and s-polarized light among these. S is the first vertically polarized light, and the p-polarized light P further separated is converted into the second vertically polarized light by the first and second half-wave plates 5 and 6, and the first and second polarized lights are converted to the second vertically polarized light. This device irradiates vertically polarized light.
[0025]
The light projecting device 1 includes a light source 2 that emits unpolarized light L, a parabolic mirror 9 for aligning the unpolarized light L emitted from the light source 2 in a forward direction to be a parallel light beam, and a periphery of the light source 2. And splits the non-polarized light L from the parabolic mirror 9 into p-polarized light P (horizontal polarized light) and s-polarized light S, and converts the p-polarized light P (horizontal polarized light) to the unpolarized light L. The first and second polarization beam splitters 13 and 14 that transmit in the same direction and reflect the s-polarized light S are installed on the outer periphery of the first and second polarization beam splitters 13 and 14, and A first reflecting surface that reflects either the s-polarized light S or the p-polarized light P separated by the first and second polarizing beam splitters 13 and 14 and has a vibration plane of an electric field substantially perpendicular to the ground; First and second reflections for illumination as vertically polarized light A first and a second half-wave plate for converting the other one of the p-polarized light P and the s-polarized light S into a second vertically polarized light having a vibration plane of an electric field substantially perpendicular to the ground; 5 and 6.
[0026]
The "first and second polarization beam splitters 13 and 14" correspond to the "first and second polarization separation means" in the claims. The “first and second half-wave plates 5 and 6” correspond to “polarization conversion means” in the claims, and the “first and second reflecting mirrors 7 and 8” correspond to the patents. It corresponds to "first and second reflection means" in the claims.
[0027]
Hereinafter, details of each unit of the light emitting device 1 will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
The light projecting device 1 suppresses the diffuse reflection of light emitted from the headlight due to water vapor fine particles and raindrops, which is mainly diffused in the vertical direction and obstructs the field of view, thereby irradiating the front clearly and increasing the field of view. It is a device to secure.
[0028]
As shown in FIGS. 3 and 5, the light source 2 is composed of a lamp that emits unpolarized light L such as, for example, an HID (High Intensity Discharge) light, and is installed on the central optical axis O of the light projecting device 1. . The light source 2 has a proximal end 2a connected to a terminal portion 11 installed at a rear portion of a lamp housing (not shown), and a distal end portion 2b inserted through a through hole 12a of a shade 12 and arranged in a cylindrical portion 12b. are doing.
[0029]
As shown in FIG. 5, the light emitting point 2c of the light source 2 is disposed at the center between the parabolic mirror 9 and the spherical mirror 10. The light source 2 is a lamp that emits unpolarized natural light L around the light emitting point 2c. Most of the unpolarized light L emitted from the light source 2 irradiates the spherical mirror 10 and the parabolic mirror 9. The light source 2 is turned on by turning on a lighting switch (not shown) of a combination switch (not shown) installed near the driver's seat.
[0030]
The light source 2 is not limited to the HID light, but may be another lamp such as a halogen headlamp or a xenon headlamp, and the type thereof is not particularly limited.
[0031]
The shade 12 is formed of, for example, a substantially cylindrical member in which the through hole 12a, the cylindrical portion 12b, and the spherical mirror 10 are integrally formed of glass or the like, and is installed on the optical axis O. The through hole 12a is a hole through which the distal end portion 2b of the light source 2 is inserted. A lamp cover 12c or a lens (not shown) made of, for example, a transparent material such as glass is provided on the front surface of the cylindrical portion 12b.
[0032]
The spherical mirror 10 is provided to increase the efficiency of using light from the light source 2, and is, for example, a concave mirror having a spherical surface having a light emitting point 2 c of the light source 2 as a center and a parabolic mirror of the shade 12. It is installed on the 9 side. The spherical mirror 10 is a mirror for reflecting the non-polarized light L emitted from the light source 2 to the parabolic mirror 9. The unpolarized light L reflected by the spherical mirror 10 is further reflected by the parabolic mirror 9 to be a parallel light beam parallel to the optical axis O.
[0033]
The parabolic mirror 9 is a mirror installed around the light emitting point 2c of the light source 2 so as to cover the light emitting point 2c. The parabolic mirror 9 is, for example, an aspherical mirror formed by vapor-depositing aluminum or the like that reflects spherical light radiated in all directions from the light emitting point 2c of the light source 2 to plane light, and having a substantially bowl shape. In front of the parabolic mirror 9, semi-cylindrical first and second polarizing beam splitters 13 and 14 which are cylindrically matched are provided separately. The parabolic mirror 9 includes a first and a second polarizing beam splitter in which the unpolarized light L directly radiated from the light emitting point 2c of the light source 2 and the unpolarized light L reflected by the spherical mirror 10 are disposed on the left and right front sides. These mirrors reflect toward 13 and 14 and convert them into parallel rays parallel to the optical axis O.
[0034]
The first and second polarization beam splitters 13 and 14 are formed by coating first and second thin film laminates 3 and 4 on the slopes of two semi-cylindrical half prisms that become cylindrical when they match with each other by coating or the like. Become. The first and second polarization beam splitters 13 and 14 refract the incident non-polarized light L so that the incident angle becomes the Brewster angle by the refractive index of the prism, and the first and second polarization beam splitters 13 and 14 respectively. When light is incident on the first and second thin film stacks 3 and 4 in 14 at a Brewster angle, the light transmits p-polarized light P and reflects s-polarized light S. The first and second polarization beam splitters 13 and 14 convert the non-polarized light L reflected forward by the parabolic mirror 9 into p-polarized light P whose vibration direction of the electric field is parallel to the plane of incidence and the incidence of the electric field. This is a polarization splitting element that splits light into s-polarized light S perpendicular to the plane.
The first and second polarization beam splitters 13 and 14 are installed on the left and right sides of the outer periphery of the cylindrical portion 12b of the shade 12, and are installed on the front surfaces thereof in the horizontal direction on the left and right sides with respect to the optical axis O. First and second half-wave plates 5 and 6 at 90 degrees with respect to the axis O are provided.
[0035]
The first and second thin film stacks 3 and 4 installed on the first and second polarization beam splitters 13 and 14 are provided with the outer peripheral surfaces of the first and second polarization beam splitters 13 and 14 and the shade 12. It is divided in the horizontal direction on the left and right between the cylindrical portion 12b, and is installed obliquely with respect to the optical axis O so as to reflect the unpolarized light L outward.
[0036]
FIG. 6 is a diagram showing the light projecting device according to the first embodiment of the present invention, and is a schematic diagram showing the structure of the first thin film stack 3 installed on the first polarizing beam splitter.
Since the second thin film stack 4 is the same as the first thin film stack 3 symmetrically installed, one of the first thin film stacks 3 will be described in detail with reference to FIG.
[0037]
The first thin film stack 3 inside the first polarizing beam splitter 13 includes, for example, a high refractive index film 3a made of a plurality of transparent resins or glass and a low refractive index film 3b made of a gas layer such as air. When the non-polarized light L enters the first thin film laminate 3, the light is separated into p-polarized light P and s-polarized light S, transmits the p-polarized light P, and converts the s-polarized light S into the first light. And the second reflecting mirrors 7 and 8 are reflected in a certain horizontal direction.
[0038]
Here, as shown in FIG. 5, the p-polarized light P is not reflected by the first and second polarization beam splitters 13 and 14, but passes through the first and second polarization beam splitters 13 and 14, and The light enters the first and second half-wave plates 5 and 6.
The s-polarized light S is reflected by the first and second polarization beam splitters 13 and 14 and changes its traveling direction. The first and second polarization beam splitters 13 and 14 are disposed on the outer periphery of the first and second polarization beam splitters 13 and 14. The second reflecting mirrors 7 and 8 are irradiated.
[0039]
In the first embodiment, first and second polarization beam splitters 13 and 14, which are first polarization splitting means, are installed in the horizontal direction on the left and right sides with respect to the optical axis O, and the light emitted from the light source 2 is emitted. Since the plane of incidence of the polarized light L is formed in the horizontal direction, the relationship of p-polarized light P = horizontal polarized light and s-polarized light S = vertical polarized light holds.
[0040]
As shown in FIG. 5, the first and second reflecting mirrors 7 and 8 are installed substantially parallel to the outer peripheral portions of the first and second thin film stacks 3 and 4, and the direction of the s-polarized light S is p-polarized. It is composed of two left and right plane mirrors installed at a predetermined angle to the front with respect to the optical axis O so as to irradiate the front of the vehicle in the same direction as P. The first and second reflecting mirrors 7 and 8 are installed around semi-cylindrical first and second polarizing beam splitters 13 and 14, and have a substantially crescent shape (see FIG. 4). The first and second reflecting mirrors 7 and 8 reflect the s-polarized light S reflected in the outer peripheral direction by the first and second thin film stacks 3 and 4 in the same direction as the p-polarized light P, and The light passes through the outer peripheral portions of the first and second half-wave plates 5 and 6 and irradiates the front of the vehicle as first vertically polarized light.
[0041]
The first and second half-wave plates 5 and 6 are formed, for example, in a plate shape formed by stacking two quarter-wave plates made of transparent resin for liquid crystal. The first and second half-wave plates 5 and 6 make use of the interference linear effect due to the difference in the refractive index between the horizontally polarized light and the vertically polarized light. It has a function of converting the vibration direction of the polarized light P (incident light) by 90 degrees. The first and second half-wave plates 5, 6 are installed in front of the first and second polarization beam splitters 13, 14, respectively, and the first and second polarization beam splitters 13, 14 are provided. This is conversion means for converting the passed p-polarized light P so as to have a vibration plane of an electric field perpendicular to the ground. Polarized light emitted from the first and second half-wave plates 5, 6 illuminates the front of the vehicle as second vertically polarized light.
As shown in FIG. 4, the first and second half-wave plates 5 and 6 have a substantially symmetrical semi-circular shape disposed around the front end of the shade 12.
[0042]
The first and second half-wave plates 5 and 6 are installed so as to be directly attached to the front surfaces of the first and second polarizing beam splitters 13 and 14 which are cylindrically matched. The first and second polarization beam splitters 13 and 14 may be installed separately from the front surface.
In addition, a lamp cover or a lens made of a transparent body may be appropriately installed on the front surface of the light emitting device 1.
[0043]
According to the light projecting device of the first embodiment configured as described above, the operation is performed as follows.
When a lighting switch (not shown) is turned on, the light source 2 (see FIG. 5) is turned on.
As shown in FIG. 5, most of the unpolarized light L emitted from the light source 2 is reflected by the spherical mirror 10 and irradiates the parabolic mirror 9 or directly irradiates the parabolic mirror 9 and A part of the unpolarized light L coming out of the front end portion 2b is transmitted to the lamp cover 12c to irradiate the front. The non-polarized light L irradiated on the parabolic mirror 9 is reflected in a forward direction parallel to the optical axis O, and irradiates the first and second polarizing beam splitters 13 and 14.
[0044]
The non-polarized light L enters the first and second polarization beam splitters 13 and 14 and is refracted so that the incident angle becomes the Brewster angle by the refractive index of the prism. When light enters the first and second thin film stacks 3 and 4 in the first and second polarizing beam splitters 13 and 14 at a Brewster angle, the light is separated into p-polarized light P and s-polarized light S. Is done. The s-polarized light S is reflected and irradiates the first and second reflecting mirrors 7 and 8, and the p-polarized light P is transmitted and irradiates the first and second half-wave plates 5 and 6. The s-polarized light S is reflected by the first and second reflecting mirrors 7 and 8 in the same direction as the p-polarized light P, and illuminates the front as first vertically polarized light.
[0045]
Further, the p-polarized light P separated by the first and second polarizing beam splitters 13 and 14 is converted into a second vertical polarized light by first and second half-wave plates 5 and 6, and is grounded. In the vertical direction, a vertically polarized light having a small reflectance is irradiated forward.
[0046]
Since the light projecting device 1 irradiates the front with the first and second vertically polarized light, the reflectance of the first and second vertically polarized light in the direction perpendicular to the ground is smaller than that of the horizontally polarized light. The degree of reflection diffused in the vertical direction can be significantly reduced as compared with the case of irradiating the polarized light L. For example, even in heavy fog and heavy rain, it is possible to suppress the vertically diffuse reflection of water vapor particles and raindrops, suppress the vertically diffused reflected light, suppress the light wall, and reduce the visibility. A distant field of view can be ensured without being blocked.
[0047]
FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which the light projecting device 1 is applied to a headlight of a vehicle, and FIG. 7A is a schematic diagram illustrating a distribution state of light emitted from the light projecting device during heavy fog and heavy rain. And (b) is a schematic diagram showing a state of diffuse reflection occurring on the surface of a raindrop when light is emitted from a light projecting device.
[0048]
As shown in FIG. 7A, the light projecting device 1 is, for example, a headlight of a vehicle, and is installed at the left and right front ends of the vehicle body. The vertically polarized light emitted from the light projecting device 1 is compared with a conventional headlight that irradiates unpolarized light even when it is incident on water vapor fine particles or raindrops when the view is blocked by dense fog or heavy rain. The proportion of light that is diffused and reflected in the vertical direction is significantly reduced. For this reason, the driver can secure a field of view in front of the vehicle without seeing a light wall in front of the vehicle, and can visually recognize the driver from a distance.
[0049]
Further, as shown in FIG. 7 (b), when the light projecting device 1 irradiates the vertically polarized light, the vertically diffused reflection generated on the surface of the raindrop is suppressed to be small. It is possible to secure a forward view without being obstructed by the vehicle.
[0050]
In addition, when driving a vehicle during the nighttime of rainy weather, the irradiation of another vehicle reflected by a water film present on the road surface enters the field of view, so that the road surface appears to be glaring and it may be very difficult to travel.
[0051]
However, the light emitting device according to the first embodiment of the present invention allows the driver of the oncoming vehicle to receive light from the light emitting device 1 by suppressing the reflection of the irradiation on the road surface even during nighttime in rainy weather. It is possible to reduce glare of the light that has been irradiated and reflected on the road surface. For this reason, it becomes possible to improve the visibility ahead of the driver of the own vehicle and the driver of the oncoming vehicle, and to drive the vehicle more comfortably.
[0052]
Further, the light projecting device according to the first embodiment of the present invention converts the p-polarized light P separated by the first and second polarization splitters 13 and 14 into the first and second half-wave plates 5. , 6 convert the light into the second vertically polarized light and irradiate the light, so that the light emitted from the light source 2 can be efficiently emitted forward without blocking. For this reason, it is possible to eliminate obstruction of the field of view in front of the vehicle, and to irradiate brightly and clearly. In addition, the light projecting device 1 can be designed to be optimally designed for a headlight by making the whole thereof substantially circular.
[0053]
(Second embodiment)
Next, a light emitting device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the description of the second embodiment, the same components as those of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
FIG. 8 is a schematic front view showing a light projecting device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a schematic perspective view showing a light emitting device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a schematic perspective view showing a light emitting device according to the second embodiment of the present invention.
As shown in FIGS. 8 to 10, a light projecting device 15 of the second embodiment is obtained by changing the substantially circular light projecting device 1 of the first embodiment to a square shape.
[0054]
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing the second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view as viewed from line BB in FIG.
As shown in FIG. 11, the light projecting device 15 includes a light source 2, a parabolic mirror 9 for aligning an irradiation angle of the non-polarized light L emitted from the light source 2 in a forward direction to be a parallel light beam, and a light source 2. And a non-polarized light L from the parabolic mirror 9 is converted into p-polarized light (horizontal polarized light) and s-polarized light (first vertical polarized light). First and second polarization beam splitters 22 and 23 for splitting into S, and reflect the s-polarized light (first vertical polarization) S separated by the first and second polarization beam splitters 22 and 23. And second reflecting mirrors 18 and 19 for converting the p-polarized light (horizontal polarized light) P passing through the first and second polarizing beam splitters 22 and 23 into a second vertical polarized light. It is composed of a plate 20 and a housing 21 (see FIGS. 8 to 10).
[0055]
The first and second polarizing beam splitters 21 and 22 are divided and arranged in a substantially horizontal direction, and are formed such that an incident surface of the non-polarized light L emitted from the light source 2 extends horizontally. The p-polarized light P separated by the first and second thin film stacks 16 and 17 provided in the first and second polarizing beam splitters 21 and 22 is 1 / after being transmitted in the same direction as the unpolarized light L. The light is converted into the second vertically polarized light by the wave plate 20. The s-polarized light S separated by the first and second polarization beam splitters 21 and 22 is reflected in a substantially horizontal direction, and then irradiated by the first and second reflecting mirrors 18 and 19 in the same direction as the p-polarized light P. Irradiated as the first vertically polarized light.
[0056]
The “first polarization beam splitter 21” corresponds to “a first polarization splitting unit” in the claims. Further, the “second polarization beam splitter 22” corresponds to “second polarization splitting means”, the “1 / wavelength plate 20” corresponds to “conversion means”, and “first and second polarization beam splitters”. The “reflecting mirrors 18 and 19” correspond to “reflecting means”.
[0057]
Hereinafter, details of each unit of the light projecting device 15 will be described with reference to FIGS.
The light projecting device 15 shown in FIGS. 8 to 10 is, for example, a fog lamp of a vehicle, and is installed at the left and right front ends of a vehicle body (not shown). The light source 2 is turned on by turning on a combination switch (not shown) provided near the driver's seat or a fog lamp switch (not shown) provided on the instrument panel, and illuminates the front of the vehicle.
[0058]
As shown in FIG. 11, a shade 12 is provided at the center on the front surface of a parabolic mirror 9 that reflects the non-polarized light L of the light source 2 in parallel with the optical axis O. First and second polarization beam splitters 22 and 23 are disposed in the horizontal direction.
[0059]
The first and second polarizing beam splitters 22 and 23 are formed of prismatic prisms installed on the left and right of the outer peripheral portion of the cylindrical portion 12b of the shade 12, and the first and second thin film stacks 16 and 17 are provided by coating or the like.
[0060]
FIG. 12 is a diagram showing a light projecting device according to the second embodiment of the present invention, and is a schematic perspective view of a first polarizing beam splitter.
As shown in FIG. 12, the first prismatic beam splitter 22 having a rectangular tube shape has a semi-cylindrical cutout 22c for supporting the shade 12 from the right side, such as a glass or the like formed along the optical axis O. A first thin-film laminate 16 is provided inside the cylinder. The first polarizing beam splitter 22, as in the present embodiment, is formed by, for example, vertically stacking cylindrical joint portions 22a and 22b which are symmetrical with each other.
[0061]
FIG. 13 is a diagram showing a light projecting device according to the second embodiment of the present invention, and is a schematic perspective view of a second polarizing beam splitter.
As shown in FIG. 13, the second polarization beam splitter 23 is a rectangular cylinder made of glass or the like having a symmetric shape with respect to the first polarization beam splitter 22. The second polarizing beam splitter 23 has a semi-cylindrical cutout 23c for supporting the shade 12 from the left side along the optical axis O, and has a second thin film stack 17 provided therein. As in the present embodiment, the second polarization beam splitter 23 is formed by, for example, overlapping vertically symmetric joints 23a and 23b.
[0062]
The second polarization beam splitter 23 and the first polarization beam splitter 22 (see FIG. 12) are aligned so that the notch 22c (see FIG. 12) and the notch 23c form a cylindrical hole. The shade 12 is installed in the hole.
[0063]
A first polarizing beam splitter 22 in which two cylindrical joints 22a and 22b shown in FIG. 12 are vertically stacked, and a cylindrical joint 23a and a cylindrical joint 23b shown in FIG. The second polarizing beam splitter 23 in which are stacked may be formed as a single unit and installed so as not to overlap.
[0064]
The first and second polarization beam splitters 22 and 23 in the second embodiment are made of the same material as the first and second polarization beam splitters 13 and 14 (see FIG. 3) in the first embodiment. Is changed to a square prism and is vertically installed on the left and right.
[0065]
As shown in FIG. 11, the first and second thin film stacks 16 and 17 of the first and second polarization beam splitters 22 and 23 transmit the p-polarized light P and make the p-polarized light P enter the half-wave plate 20. , The s-polarized light S is reflected and the traveling direction is changed to irradiate the first and second reflecting mirrors 18 and 19.
[0066]
As shown in FIG. 8 and FIG. 9, the first and second reflecting mirrors 18 and 19 in the second embodiment are the same as the first and second reflecting mirrors 7 and 8 (FIG. 3) is made of the same material as that of Example 1, but is changed to a square. The first and second reflecting mirrors 18 and 19 are held by a housing 21 interposed therebetween.
[0067]
As shown in FIG. 11, the first and second reflecting mirrors 18 and 19 are provided with two right and left squares which are installed at a predetermined angle so that the s-polarized light S irradiates the same direction as the p-polarized light P. Consisting of a plane mirror. The first and second reflecting mirrors 18 and 19 reflect the s-polarized light S reflected in the outer peripheral direction by the first and second polarizing beam splitters 22 and 23, and After passing through the outer peripheral portion, the front side of the vehicle is irradiated as the first vertically polarized light.
[0068]
In the second embodiment, the first and second polarization beam splitters 22 and 23, which are the first polarization splitting means, are installed such that the plane of incidence of the non-polarized light L emitted from the light source 2 is horizontal. Therefore, the relationship of p-polarized light P = horizontal polarized light and s-polarized light S = vertical polarized light holds.
[0069]
The p-polarized light P incident on the half-wave plate 20 is converted into polarized light having a vibration plane of an electric field substantially perpendicular to the ground, and irradiates the front of the vehicle as second vertically polarized light.
[0070]
As shown in FIG. 9, the half-wave plate 20 in the second embodiment is the same as the first and second half-wave plates 5 and 6 (see FIG. 4) in the first embodiment. Is formed into a single sheet of the above-mentioned material, and is transformed into a square. A transparent plate 24 made of, for example, a disk-shaped transparent resin or glass and disposed around the front end of the shade 12 is provided on the inner side of the half-wave plate 20.
[0071]
As shown in FIG. 11, the half-wave plate 20 is installed in front of the first and second polarizing beam splitters 22 and 23, and passes through the first and second thin film stacks 16 and 17 to form a p-wave plate. This is conversion means for converting the vibration direction of the polarized light P by 90 degrees and converting the vibration so as to vibrate perpendicularly to the ground.
[0072]
The half-wave plate 20 is installed so as to be directly attached to the front surfaces of the first and second polarization beam splitters 22 and 23, but the front surface of the first and second polarization beam splitters 22 and 23 is provided. You may install it away from.
Further, a lamp cover or a lens made of a transparent body may be appropriately installed on the front surface of the light projecting device 15.
[0073]
According to the light projecting device of the second embodiment configured as described above, the operation is performed as follows.
When a fog lamp switch (not shown) is turned on, a light source (see FIG. 11) is turned on.
As shown in FIG. 11, the unpolarized light L emitted from the light source 2 is reflected by the spherical mirror 10 and irradiates the parabolic mirror 9 or irradiates the parabolic mirror 9 directly, Part of the unpolarized light L coming out of 2b is transmitted through the lamp cover 12c to illuminate the front. The non-polarized light L irradiated on the parabolic mirror 9 is reflected in a forward direction parallel to the optical axis O, and irradiates the first and second polarization beam splitters 22 and 23.
[0074]
The non-polarized light L enters the first and second polarization beam splitters 22 and 23 and is refracted so that the incident angle becomes the Brewster angle by the refractive index of the prism. When light enters the first and second thin film stacks 16 and 17 in the splitters 22 and 23 at a Brewster angle, the light is separated into p-polarized light P and s-polarized light S. The s-polarized light S is reflected and irradiates the first and second reflecting mirrors 18 and 19, and the p-polarized light P goes straight and irradiates the half-wave plate 20. The s-polarized light S is reflected by the first and second reflecting mirrors 18 and 19, becomes parallel to the optical axis O, and irradiates the front as first vertically polarized light.
[0075]
Further, the p-polarized light P separated by the first and second thin film stacks 16 and 17 is converted into a second vertically polarized light by the half-wave plate 20, and has a small reflectance in the vertical direction of the ground. The polarized light is irradiated forward.
[0076]
Since the light projecting device 15 illuminates the front with the first and second vertically polarized lights, the reflectance of the light that is diffused in the vertical direction with respect to the ground by the first and second vertically polarized lights is higher than that of the horizontally polarized lights. small. Therefore, the light projecting device 15 can significantly reduce the degree of the reflected light diffused in the vertical direction as compared with the conventional light projecting device that irradiates the non-polarized light L.
Therefore, for example, even in the case of heavy fog or heavy rain, it is possible to suppress reflected light that is diffused in the vertical direction due to water vapor particles and raindrops, and a forward visibility can be secured more than before. Further, since the light projecting device 15 has a square shape as a whole, the light projecting device 15 can have a simple structure and a high-performance configuration, and can be suitably used for a fog lamp.
[0077]
It should be noted that the present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea, and the present invention relates to these modified and changed inventions. Of course.
For example, the light emitting devices 1 and 15 can be similarly irradiated with vertically polarized light by tilting the entire light emitting devices 1 and 15 by 90 degrees and providing conversion means in front of the reflection means instead of the front surface of the polarization beam splitter. It can be used as a lighting body.
[0078]
The light projecting devices 1 and 15 may be not only a headlight and a fog lamp of a vehicle but also a direction indicator lamp, a rear fog lamp, a stop lamp or a vehicle width lamp.
[0079]
Further, the light emitting devices 1 and 15 may be headlights of a motorcycle such as a motorcycle, or headlights of a boat such as a motor boat.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, according to the light projecting device of the first aspect of the present invention, the polarization splitting means is divided and disposed around the light source, and each of the polarized light splitting means is polarized with respect to the p-polarized light transmitted therethrough. The direction of irradiation of the s-polarized light reflected by the separation means can be adjusted by reflection, and both the p-polarized light and the s-polarized light can be irradiated as forward polarized light in the forward direction. This converts all unpolarized light emitted from the light source into vertically polarized light, effectively utilizing light, suppressing vertical reflection, illuminating the front clearly, and securing the front view. Can be. In addition, by dividing and arranging the polarization separating means around the light source, the light projecting device can be made compact.
[0081]
According to the light projecting device of the second aspect of the present invention, the first and second polarization splitting means are arranged so as to be divided in a substantially horizontal direction, and the incident surface is formed so as to extend substantially horizontally. As a result, the s-polarized light separated and reflected by the first and second polarization separation means has a vibration plane of an electric field that is substantially perpendicular to the ground, and in that state, as the first vertical polarized light Available. Thereby, the oscillating plane in the vertical direction is converted by the conversion unit to the p-polarized light directly irradiated from the first and second polarization separation units, as compared with the s-polarized light irradiated through the reflection unit. The structure for providing the conversion means is simplified, and the size of the light projecting device can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining p-polarized light and s-polarized light.
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining a difference between s-polarized light and p-polarized light and horizontal polarized light and vertical polarized light. FIG. 2A illustrates p-polarized light and s-polarized light when a polarization splitting unit is installed in parallel with the ground. (B) is a schematic side view showing the vibration directions of p-polarized light and s-polarized light when the polarization separation means is installed parallel to the ground, and (c) is a schematic side view showing the polarization direction of the polarization separation means. FIG. 4D is a schematic perspective view showing the vibration directions of the p-polarized light and the s-polarized light when installed at an angle with respect to the plane. FIG. It is a schematic side view shown.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing a configuration of a light emitting device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a front view of the light projecting device shown in FIG.
FIG. 5 is a sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 6 is a view showing a light projecting device according to the first embodiment of the present invention, and is a schematic view showing a structure of a first thin film stack 3 installed in a first polarizing beam splitter.
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing an example in which the light projecting device according to the first embodiment of the present invention is applied to a headlight of a vehicle, and FIG. 7A illustrates light emitted from the light projecting device during heavy fog and heavy rain; (B) is a schematic diagram showing a state of diffuse reflection occurring on the surface of a raindrop when light is emitted from a light projecting device.
FIG. 8 is a schematic front view showing a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic perspective view showing a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view as seen from line BB of FIG.
FIG. 6 is a schematic sectional view illustrating a light projecting device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a view showing a light projecting device according to a second embodiment of the present invention, and is a schematic perspective view of a first polarizing beam splitter.
FIG. 13 is a view showing a light projecting device according to a second embodiment of the present invention, and is a schematic perspective view of a second polarizing beam splitter.
14A and 14B are diagrams illustrating a state of light emitted from a headlight during heavy fog and heavy rain, where FIG. 14A is a schematic diagram illustrating a light distribution state of the headlight at that time, and FIG. It is a schematic diagram which shows the situation of the irregular reflection which arises on the surface of a raindrop.
[Explanation of symbols]
1,15 Floodlight device
2 Light source
3,16 First thin film lamination
4,17 Second thin film lamination
5. First half-wave plate (conversion means)
6. Second half-wave plate (conversion means)
7, 18 First reflection mirror (reflection means)
8, 19 Second reflecting mirror (reflecting means)
13,22 First polarization beam splitter (first polarization separation means)
14, 23 Second polarization beam splitter (second polarization separation means)
20 1/2 wavelength plate (conversion means)
L non-polarized
P p polarized light
S s polarized light

Claims (2)

無偏光を放射する光源と、
この光源から放射された無偏光を平行光線にするための放物面鏡と、
前記光源の周囲に分割して配置され、前記放物面鏡からの無偏光をp偏光とs偏光とに分離するとともに、前記p偏光を前記無偏光の入射方向と同方向に透過し、前記s偏光を反射する第1および第2の偏光分離手段と、
前記第1および第2の偏光分離手段の外周部に設置されるとともに、前記第1および第2の偏光分離手段で反射された前記s偏光を前記p偏光と同方向に反射させるための反射手段と、
前記第1および第2の偏光分離手段に分離された前記s偏光または前記p偏光のどちらか一方を地面に対して略垂直な電場の振動面を有する第1の垂直偏光として照射し、
前記p偏光またはs偏光のどちらか他方を電場の振動面を変換する変換手段によって地面に対して略垂直な電場の振動面を有する第2の垂直偏光として変換して照射することを特徴とする投光装置。
A light source that emits unpolarized light,
A parabolic mirror for converting unpolarized light emitted from this light source into parallel rays,
It is arranged separately around the light source, separates non-polarized light from the parabolic mirror into p-polarized light and s-polarized light, and transmits the p-polarized light in the same direction as the incident direction of the non-polarized light, first and second polarization separation means for reflecting s-polarized light;
Reflecting means disposed on the outer periphery of the first and second polarized light separating means and reflecting the s-polarized light reflected by the first and second polarized light separating means in the same direction as the p-polarized light. When,
Irradiating one of the s-polarized light or the p-polarized light separated by the first and second polarization splitting means as a first vertically polarized light having a vibration plane of an electric field substantially perpendicular to the ground,
Either the p-polarized light or the s-polarized light is converted and irradiated as second perpendicular polarized light having a vibration plane of an electric field substantially perpendicular to the ground by a conversion means for converting a vibration plane of the electric field. Floodlight device.
前記偏光分離手段は、略水平方向に分割されて配置され、前記光源から放射された無偏光の入射面が水平に延びて形成される前記第1および第2の偏光分離手段を有し、
前記第1および第2の偏光分離手段により分離されるp偏光は、前記無偏光と同方向に透過された後に前記変換手段によって前記第2の垂直偏光に変換され、前記第1および第2の偏光分離手段により分離されるs偏光は、略水平方向に反射された後に前記反射手段によってp偏光と同方向に照射される第1の垂直偏光として照射されることを特徴とする請求項1記載の投光装置。
The polarized light separating unit has the first and second polarized light separating units that are arranged so as to be divided in a substantially horizontal direction, and that a non-polarized light incident surface emitted from the light source extends horizontally.
The p-polarized light separated by the first and second polarized light separating means is transmitted in the same direction as the non-polarized light, then converted by the converting means into the second vertical polarized light, and the first and second polarized lights are separated. 2. The s-polarized light separated by the polarization separation means is irradiated as a first vertical polarized light which is reflected in a substantially horizontal direction and then irradiated in the same direction as the p-polarized light by the reflection means. Floodlight device.
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