图像投影装置的制作方法

1.本发明涉及一种在路面上投影规定的图像的车辆用的图像投影装置。


背景技术：

2.以往，在车辆用灯具中，已知有在路面上投影图像来唤起周围的车辆、行人的注意或对驾驶员的驾驶进行辅助的技术。例如，在专利文献1中，提出有利用光在车辆行进方向的路面上描绘规定形状的起步通知显示来使行人等准确地把握该车辆进行起步的时机的起步通知显示装置的发明。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2020-55519号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的问题
7.不过，若使用图像投影装置在路面上投影图像，则由于朝向路面从斜上方投影光，因此存在离车身越远则宽度越伸长，描绘不出所期望的图像的问题。
8.因此，本发明的目的在于提供一种在所投影的图像中无论是距车身较近的部分还是离车身较远的部分都能够投影为均衡的形状的图像投影装置。
9.用于解决问题的手段
10.为了解决上述问题，本发明的图像投影装置是车辆用的图像投影装置，其特征在于，图像投影装置具备多个光源、与多个光源分别对置的多个透镜和夹设于光源与透镜之间的板状的遮光件，遮光件具备使多个光源的光分别朝向多个透镜通过的多个开口部，将开口部设置为梯形形状。
11.优选为，将开口部的形状设置为下底比上底短的梯形形状，且将开口部成列地配置。
12.也能够在遮光件上设置三个以上的开口部，且将开口部间的距离配置为互不相同。
13.也能够将多个开口部分别设置为不同的大小。
14.发明效果
15.根据本发明的图像投影装置，由于在光源与透镜之间夹设遮光件，在遮光件上设置供光源的光通过的开口部，将开口部设置为梯形形状，因此通过调整梯形形状的上底和下底的长度，以简单的构成起到无论是距车身较近的部分还是离车身较远的部分都能够投影为均衡的形状这样的效果。
附图说明
16.图1是表示本发明的一个实施方式的图像投影装置的概要图。
17.图2是图1的图像投影装置的示意性的分解立体图。
18.图3表示图1的图像投影装置的光轴、光束、投影图像，图3中的(a)是从侧方观察的示意图，图3中的(b)是从上方观察的示意图。
19.图4是在透镜内配置焦点的情况下的示意图，图4中的(a)是a
’‑
a’剖面示意图，图4中的(b)是从装置正面方向观察遮光件的示意图。
20.图5是在图4的情况下的示意图，图5中的(a)是表示利用矩形的开口部形成的投影图像的示意图，图5中的(b)是表示利用梯形的开口部形成的投影图像的示意图。
21.图6是不在透镜内配置焦点的情况下的示意图，图6中的(a)是a
’‑
a’剖面示意图，图6中的(b)是从装置正面方向观察遮光件的示意图。
22.图7是在图6的情况下的示意图，图7中的(a)是表示利用矩形的开口部形成的投影图像的示意图，图7中的(b)是表示利用梯形的开口部形成的投影图像的示意图。
23.图8是表示图1的图像投影装置以及投影图像的俯视示意图。
24.图9是表示将基于变形例的图像投影装置设置于前照灯的灯室内的情形的示意图。
25.图10表示图9的图像投影装置的透镜的配置以及透镜朝向，图10中的(a)是透镜部分的b-b剖面示意图，图10中的(b)是从侧方观察各透镜的倾斜状态的示意图。
26.图11是图9的图像投影装置的遮光件的图，图11中的(a)是从装置正面方向观察的示意图，图11中的(b)是开口部的放大图。
27.图12是表示图9的图像投影装置以及投影图像的俯视示意图。
28.附图标记说明
29.1图像投影装置
30.2光源
31.3遮光件
32.4透镜
33.5附件
34.6延伸件
35.7基板
36.31开口部
37.32上底(开口部)
38.33下底(开口部)
39.51车身
40.52倒车灯
41.54前照灯
42.g1～g3(统称的情况下也简记作“g”)图像
43.l光
44.r路面
具体实施方式
45.以下，基于附图对将本发明具体化为图像投影装置的一个实施方式进行说明。图
1、2所示的图像投影装置1安装于倒车灯52的附近，具备照射出投影图像g(g1～g3)的光l(l1～l3)的多个光源2(2a～2c)、与多个光源2分别对置的多个透镜4(4a～4c)和夹设于光源2与透镜4之间的遮光件3。
46.如图2所示，图像投影装置1由搭载有光源2的基板7、用于向基板7安装遮光件3的附件5、将来自光源2的光l截取为规定的形状的平板状的遮光件3、供来自光源2的光l透过的透镜4和将图像投影装置1的内部结构与车辆外部遮蔽开的延伸件6构成。
47.光源2a～2c是具有相同光束的led、即具有相同电流值的相同亮度的led，被设置为上下排列。通过将光源2上下排列，比起沿横向排列的情况，存在能够简化透镜的光学设计的优点。
48.多个透镜4(4a～4c)形成为一体，构成为使来自多个光源2a～2c的多个光l1～l3分别透过。另外，透镜4a～4c设置为分别具有不同的直径，且越往下侧则直径越小。此时，透镜4以直径越大则透镜4间的距离越大的方式配置以使彼此不重叠。另外，透镜4根据自身的焦距确定距光源2的位置。
49.此时，透镜4的倾斜度被调整为：比起直径较小的透镜4，通过直径较大的透镜4的光l将图像g投影得更远。透镜4的倾斜度被设置为：越是在车辆用投影装置1、车身51的近处投影的透镜4，则倾斜度越大。若如此调整，则通过直径较大的透镜4的光束比通过直径较小的透镜4的光束多，因此能够与距车身51的距离无关地将图像g投影为同等的照度。此外，透镜4也能够配置为越往下侧则直越变大。该情况下，也优选调整透镜4的倾斜度以使得越是大直径的透镜4则将图像g投影得距车身51越远。
50.如图3中的(a)所示，车辆用投影装置1被设置为，从光源2a～2c射出的光l朝向路面r边倾斜边下降。此时，如图3中的(b)所示，在路面r上投影沿车长方向延伸的图像g1～g3。另外，光源2与由来自光源2的光l描绘的图像g配置于同一直线a上。通过使光源2和图像g在同一直线a上形成一列，与光源2以及图像g沿左右偏离而进行投影的情况相比，容易知晓是归属于相同功能的图像。此时，进一步地，可以构成为将与光源2并列设置的车辆用灯具(例如，倒车灯52)也包含在内地与光源2以及图像g配置于同一直线上。
51.如图4所示，当在透镜内存在焦点f的情况下，通过遮光件3的开口部31的光在透镜4的焦点f处反转而进行投影。因此，通过开口部31的上底32附近的光l被投影至距车身51较近的边ga附近，通过下底33附近的光l被投影至距车身51较远的边gb附近(参照图5)。
52.另外，如图4中的(b)所示，开口部31沿着遮光件3的长边方向成列地配置。开口部31的尺寸被设置为与作为光源2的led芯片的大小匹配。另外，开口部31的高度h优选为0.9mm左右。另外，开口部31间的距离k1、k2被设置为根据各个透镜4的大小、倾斜度而彼此不同。
53.图5中的(a)表示当在透镜内存在焦点f时在设置有矩形形状的开口部31’的情况下投影的图像g’，图5中的(b)表示当在透镜内存在焦点f时在设置有下底33比上底32短的梯形形状的开口部31的情况下投影的图像g。在图5中的(b)中，与图5中的(a)相比，抑制距车身51较远的边gb的伸长(gb’＞gb)而投影出了沿车长方向延伸的带状的图像g。
54.如图6所示，也可以以使得通过遮光件3的开口部31的光直接在透镜4内部直行的方式构成图像投影装置1。此时，在透镜内不配置焦点f。在该情况下，通过开口部31的上底32附近的光l被投影至距车身51较远的边gb附近，通过下底33附近的光l被投影至距车身51
较近的边ga附近(参照图7)。
55.图7中的(a)表示当在透镜内不存在焦点f时在设置有矩形形状的开口部31’的情况下投影的图像g’，图7中的(b)表示当在透镜内不存在焦点f时在设置有下底33比上底32长的梯形形状的开口部31的情况下投影的图像g。在图7中的(b)中，与图7中的(a)相比，抑制距车身51较远的边gb的伸长(gb’＞gb)而投影出了沿车长方向延长的带状的图像g。
56.图8中示出点亮上述构成的图像投影装置1的情形。图像g1～g3被描绘于将从光源2射出的光l的光轴投影至路面r而成的直线a上。就图像g而言，比起投影至离车身51较近的位置的图像g3，投影至离车身51较远的位置的图像g1沿车长方向延伸得更长。另外，就图像g而言，比起投影至离车身51较近的位置的图像g3，投影至离车身51较远的位置的图像g1沿车宽方向变得更宽。
57.此处，图像g的车长方向上的优选的投影距离d因图像投影装置1的搭载位置而异。例如，在前照灯或倒车灯52的情况下优选为3m以内，在侧转向信号灯的情况下优选为5m以内。特别是，在倒车灯52的情况下，最优选将投影距离d设为2.5m。另外，优选以使得图像g的亮度在最明亮的位置p处为迈克尔逊对比度0.2以上的方式调整光学性能。进一步地，在该例子中，从g1至g3，图像g的车长方向的长度减小(d1＞d2＞d3)，车宽方向的宽度w也减小(w1＞w2＞w3)。
58.接下来，基于图9～12示出图像投影装置1的变形例。图像投影装置1也能够还与倒车灯52以外的车辆用灯具例如前照灯54、侧转向信号灯等并列设置、或者设置于车辆用灯具的灯室内。在该变形例中，示出设置于前照灯54的灯室内的情况的例子。
59.如图9、10所示，变形例的图像投影装置1的透镜4沿水平方向排列设置。透镜4a～4c设置为，分别具有不同的直径，且越往内侧(车轴侧)则直径越大。另外，透镜4以透镜4整体朝向车身侧方倾斜的姿态进行安装。通过适当调整透镜4整体的倾斜角度θ1，能够变更图像g向车身侧方的倾斜角度θ2(参照图12中的(a))。
60.如图10中的(a)所示，透镜4被设置为通过透镜4a～4c的光l1～l3的光轴在俯视下交叉。另外，如图10中的(b)所示，透镜4被调整铅垂方向的倾斜度，以使得越是直径较小的透镜4则越在车身51的近处投影图像g，且越是直径较大的透镜4则越在车身51的远处投影图像g。
61.如图11所示，变形例的遮光件3的开口部31被设置为上底32比下底33长的梯形形状。此处，将与透镜4a、4b、4c分别对置的开口部设为31a、31b、31c。各个开口部31以朝向车轴侧降低的方式倾斜，上底32朝向车身侧方的底角被设置为，若将开口部31a、31b、31c的底角的角度分别设为θa、θb、θc，则θa＞θb＞θc。另外，开口部31被设置为大小(面积)互不相同。通过如此构成，能够针对由在俯视下彼此交叉且铅垂方向的倾斜度互不相同的光l所投影的多个图像g抑制宽度w的伸长。
62.图12中示出点亮变形例的图像投影装置1的情形。图像g1～g3被描绘于将从光源2射出的光l的光轴投影至路面r而成的直线a上。就图像g而言，比起投影至离车身51较近的位置的图像g3，投影至离车身51较远的位置的图像g1沿车长方向延伸得更长。另外，就图像g而言，比起投影至离车身51较近的位置的图像g3，投影至离车身51较远的位置的图像g1沿车宽方向变得更宽。
63.根据如以上那样构成的图像投影装置1，由于构成为将开口部31设置为梯形形状，
并使上底32或下底33中的任一较长的一方与被描绘至距图像投影装置1、车身51更近处的边ga对应，因此起到抑制图像向宽度方向的伸长而能够投影沿车长方向伸长的带状的图像这样的效果。进一步地，由于在遮光件3上一起形成多个开口部31，因此能够以较少的部件数制造图像投影装置1，还能够削减工时和成本。
64.此外，本发明不受上述实施方式限定，例如，也能够如以下示例的那样在不脱离本发明的主旨的范围内适当地变更各部的形状、构成来进行实施。