專利名稱：投光器的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種投光器，例如車輛用的前燈。
在駕駛員很難用肉眼看見車輛前區(qū)域的情形下，車輛用的前燈就被打開點(diǎn)亮。前燈一般用在夜間、傾盆大雨、霧或其它類似情況下。實(shí)際上，當(dāng)前燈在傾盆大雨或霧的情況下被點(diǎn)亮?xí)r，所發(fā)射的光束就被雨點(diǎn)和水汽的細(xì)粒散射掉，并且駕駛員的視線好像被車前的光墻(light wall)遮擋。
一種利用偏振于車輛前燈的技術(shù)公開在JP61-253236A中。如在此出版物中所公開的此發(fā)明，涉及一種防止提供光束的前燈眩目駕駛員的技術(shù)。更具體的說，設(shè)置兩個(gè)偏振濾光片一個(gè)設(shè)置在用來發(fā)射遠(yuǎn)光束(a high beam)的前燈的光路中，另一個(gè)粘在擋風(fēng)玻璃上，使得后者的偏振軸垂直于前者的偏振軸。從而，使用該兩個(gè)偏振濾光片(一個(gè)在駕駛者車輛的擋風(fēng)玻璃上，另一個(gè)在迎面來車輛的前燈內(nèi))來切斷遠(yuǎn)光束，由此駕駛員就能夠避免被眩目。
然而，在JP61-253236A公開的發(fā)明中，不利的是，雨和霧都沒有被設(shè)想作為要涉及的問題，而且偏振濾光片的使用會(huì)減弱對(duì)由前燈所發(fā)射光的利用效率。并且，不利的是偏振濾光片一般具有低的耐熱性(僅相當(dāng)于50℃)，從而由于前燈燈泡或日光束產(chǎn)生的附加熱，其對(duì)前燈的粘附或在盛夏的使用就會(huì)大大減弱其偏振性能。
發(fā)明概要本發(fā)明例舉的一個(gè)總目標(biāo)是提供一種投光器，其中能夠消除上述的缺陷。本發(fā)明另一個(gè)例舉的和更加具體的目標(biāo)是提供一種投光器，該投光器具有對(duì)發(fā)自前燈的光的高效利用和對(duì)耐高溫性的高效利用，而且能夠保證在限制能見度的情況下顯著提高的前向能見度。
依照本發(fā)明的投光器包括一光源和一偏振分光器，該偏振分光器將發(fā)自光源的非偏振光束分光為p-偏振光和s-偏振光，且該p-偏振光和/或s-偏振光被作為具有電場(chǎng)振動(dòng)面大體垂直于水平面的垂直偏振光來發(fā)射，和/或作為具有電場(chǎng)振動(dòng)面大體平行于水平面的水平偏振光來發(fā)射。
對(duì)于如上依照本發(fā)明的投光器，發(fā)自光源的光束被分成p-偏振光和s-偏振光，然后該p-偏振光和/或s-偏振光被作為具有電場(chǎng)振動(dòng)面大體垂直于水平面的垂直偏振光和/或作為具有電場(chǎng)振動(dòng)面大體平行于水平面的水平偏振光來利用；因此，在限制能見度的情況下就能夠確保顯著提高的前向能見度，而同時(shí)保持對(duì)光和耐高溫性的高效利用。
于此，p-偏振光和s-偏振光被關(guān)于偏振分光器來限定；p-偏振光具有平行于偏振分光器入射面的電場(chǎng)振動(dòng)方向，而s-偏振光具有垂直于偏振分光器入射面的電場(chǎng)振動(dòng)方向。如

圖1所示，入射面是一個(gè)含有法線和入射光光軸的平面，且入射光在此法線處透過反射面。
相反，垂直偏振光和水平偏振光被關(guān)于偏振光的電場(chǎng)振動(dòng)方向相對(duì)于光被射向的地面來限定。因而應(yīng)當(dāng)理解，垂直偏振光和水平偏振光是不同于如上所述的p-偏振光和s-偏振光的概念。具有電場(chǎng)振動(dòng)方向大體垂直于地平面(反射面)的光在此處稱作垂直偏振光，而具有電場(chǎng)振動(dòng)方向大體平行于地平面(反射面)的光在此處被稱作水平偏振光。換句話說，垂直偏振光指的是電場(chǎng)振動(dòng)方向大體平行于穿透(strike)地面入射光的平面的偏振光，水平偏振光指的是電場(chǎng)振動(dòng)方向大體垂直于穿透地面入射光的平面的偏振光。
現(xiàn)在參看圖2A和2B，將詳細(xì)說明s或p-偏振光和垂直或水平偏振光間概念上的具體差別。圖2A表示被偏振分光器分出的p-偏振光和s-偏振光的振動(dòng)方向，其中的偏振分光器被設(shè)在相對(duì)地面的如圖所示的定向上。在圖2A中，已被分出的p-偏振光成為具有垂直振動(dòng)方向(即垂直于地面)的垂直偏振光，已被分出的s-偏振光成為具有水平振動(dòng)方向(即平行于地面)的水平偏振光。
圖2B表示被偏振分光器分出的p-偏振光和s-偏振光的振動(dòng)方向，其中的偏振分光器被設(shè)在相對(duì)地面傾斜的一個(gè)定向上。在這種情形下，與圖2A所述的設(shè)置相比，偏振分光器被相對(duì)地面傾斜，從而，s-偏振光就不等同于水平偏振光，而且p-偏振光也不等同于垂直偏振光。
在采用本發(fā)明一個(gè)例舉方面的投光器中，p-偏振光和s-偏振光之一作為垂直偏振光被遠(yuǎn)離光源發(fā)射，p-偏振光和s-偏振光中的另一個(gè)作為水平偏振光被發(fā)射到較鄰近光源的區(qū)域。
一般都知道，具有振動(dòng)方向平行于入射面的p-偏振光表現(xiàn)出比具有振動(dòng)方向垂直于入射面的s-偏振光更低的反射率(reflectance)。
垂直偏振光如果入射在作為反射面的雨點(diǎn)頂面或底面或地平面上，則它就具有平行于入射面的振動(dòng)方向；因而，透過路面上雨點(diǎn)或水霧并沿垂直方向反射的垂直偏振光的反射率，就低于如上述p-偏振光情況的水平偏振光的反射率。
能夠減小能見度的雨點(diǎn)或路面上的反射主要來源于沿垂直地面方向的反射光和散射光。
因此，朝遠(yuǎn)離光源區(qū)域的垂直偏振光的發(fā)射就可能限制垂直漫反射，而垂直漫反射可由在傾盆大雨或濃霧中產(chǎn)生的在路面上的雨點(diǎn)、水汽細(xì)粒、水霧引起，其將降低能見度。結(jié)果，與發(fā)射非偏振光的任何傳統(tǒng)投光器相比，依照本發(fā)明此方面的投光器就能夠保持較好的前向能見度。
此外，朝接近光源區(qū)域的水平偏振光的發(fā)射能夠確保光源周圍區(qū)域的能見度，并增強(qiáng)對(duì)發(fā)射自光源的光的利用效率。
在包含本發(fā)明另一個(gè)例舉方面的投光器中，p-偏振光和s-偏振光之一被作為第一垂直偏振光發(fā)射，而且p-偏振光和s-偏振光中的另一個(gè)利用相變器被轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙怪逼窆?，并作為第二垂直偏振光被發(fā)射。
對(duì)于依照本發(fā)明此方面的投光器來說，已被偏振分光器分出的p-偏振光和s-偏振光均被作為垂直偏振光向前發(fā)射，而且這種設(shè)置能夠限制垂直的漫反射，而該垂直的漫反射可由傾盆大雨或濃霧中產(chǎn)生在路面上的雨點(diǎn)、水汽細(xì)粒、水霧引起，其將降低能見度。因此，與發(fā)射非偏振光的任何傳統(tǒng)投光器相比，依照本發(fā)明此方面的投光器就能夠保持較好的前向能見度。
在依照本發(fā)明此方面的投光器中，相變器可以是一個(gè)1/2波長(zhǎng)延遲片。用作相變器的該1/2波長(zhǎng)延遲片的使用，允許投光器以幾乎無(wú)損失的光量來有效地將s-偏振光或p-偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪逼窆狻?br> 在如上所述依照本發(fā)明每一方面的投光器中，偏振分光器可由雙折射材料制成。用作偏振分光器的雙折射材料的使用，允許投光器有效地將非偏振光分成s-偏振光和p-偏振光。
依照本發(fā)明的上述投光器可用作車輛用前燈。與任何傳統(tǒng)的前燈相比，采用該投光器作為其前燈的車輛能夠可靠地給駕駛員提供困難情況下(例如濃霧中或傾盆大雨中)較好的前向能見度。
本發(fā)明的其它目的和進(jìn)一步的特點(diǎn)從下面參照附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的說明中將變得更加明顯。
附圖的簡(jiǎn)要說明圖1表示相對(duì)一反射面的入射平面；圖2A表示由垂直定向的偏振分光器產(chǎn)生的等同于垂直偏振光的p-偏振光和等同于水平偏振光的s-偏振光；圖2B表示由相對(duì)地面傾斜的偏振分光器產(chǎn)生的p-偏振光和s-偏振光；圖3表示一曲線圖，說明入射在玻璃材料表面上的均具有預(yù)定波長(zhǎng)的p-偏振光和s-偏振光的反射率；圖4表示從濃霧或傾盆大雨中空氣飛出的水滴的形狀；圖5A為示意圖，表示發(fā)射自前燈的光的分布；圖5B為示意圖，表示由于發(fā)射自前燈的光束的反射，產(chǎn)生在雨點(diǎn)表面上的光的散射；圖6為示意圖，表示依照本發(fā)明投光器的一個(gè)例舉實(shí)施例；圖7A為示意圖，表示當(dāng)依照本發(fā)明的投光器在濃霧或傾盆大雨中點(diǎn)亮?xí)r，發(fā)射自前燈的光的分布；圖7B為示意圖，表示由于發(fā)射自依照本發(fā)明投光器的光束的反射產(chǎn)生在雨點(diǎn)表面上的光的散射；圖8是一偏振光束分光器的示意圖；圖9為示意圖，表示依照本發(fā)明的投光器的另一個(gè)例舉實(shí)施例；優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述參看被視為適當(dāng)?shù)母綀D將說明本發(fā)明的例舉實(shí)施例。
現(xiàn)在說明依照本發(fā)明投光器的原理，以解釋與傳統(tǒng)投光器相比本發(fā)明可提供改進(jìn)的前向能見度的原因。
圖3是一曲線圖，說明入射在玻璃材料(折射率＝1.51673)表面上且均具有預(yù)定波長(zhǎng)的p-偏振光和s-偏振光的反射率?？v坐標(biāo)代表反射率，橫坐標(biāo)代表光束的入射角，其中沿玻璃材料表面(反射面)的法線構(gòu)成的角度是零度。
此處涉及的p-偏振光具有平行于入射平面的電場(chǎng)振動(dòng)方向，而且相當(dāng)于本發(fā)明所定義的垂直偏振光，其在平行于地面的表面反射時(shí)，具有垂直于地面的振動(dòng)方向(參看圖1)。另一方面，s-偏振光具有垂直于入射平面的電場(chǎng)振動(dòng)方向，而且相當(dāng)于本發(fā)明所定義的水平偏振光，其在平行于地面的表面反射時(shí)，具有相對(duì)地面水平的振動(dòng)方向(也參看圖1)。
參看圖3的曲線圖，明顯可見s-偏振光(水平偏振光)的反射率高于p-偏振光(垂直偏振光)的反射率，除了入射角是0度或90度的情形。特別是，當(dāng)入射角的范圍在20度至80度內(nèi)時(shí)，s-偏振光(水平偏振光)的反射率是p-偏振光(垂直偏振光)反射率的兩倍多。
盡管上面的描述是基于光照在玻璃表面上的圖3，但對(duì)于水(其頂面或底面)例如水滴的情形也是相同的；也即，p-偏振光(垂直偏振光)的反射率高于s-偏振光(水平偏振光)的反射光。
順便提及，當(dāng)車輛的前燈在濃霧或傾盆大雨中被點(diǎn)亮?xí)r，所發(fā)射的光有時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種看起來好像一光墻(light wall)出現(xiàn)在車輛前的現(xiàn)象，使得在一些情況下不能充分地給駕駛者提供良好的前向能見度。這是因?yàn)橛挈c(diǎn)或水汽細(xì)粒的反射使發(fā)自前燈的光散射，特別是因?yàn)楣庵饕鼗敬怪庇诘孛娣较虻穆瓷洹?br> 在圖4中表示從濃霧或傾盆大雨的空氣飛出水滴的形狀。每個(gè)水滴在形狀上都基本是球形，但其粒徑越大，下降過程中空氣阻力就使水滴越扁圓，相應(yīng)地其表面就增大。由此形成的水滴就使發(fā)自前燈的光和來自側(cè)面的入射光沿每個(gè)方向散射，特別沿基本垂直于地面的方向漫反射。而且，由于每單位體積的水滴數(shù)量密度或數(shù)量在濃霧或傾盆大雨中很大，因此一旦被水滴漫反射，光就反復(fù)地被存在于鄰域內(nèi)的大量水滴反射，而且前燈的光所照射的區(qū)域就照明，使得駕駛員感覺好像一光墻出現(xiàn)在車輛周圍。特別是，沿垂直于地面方向反射的光妨礙駕駛員的視力，導(dǎo)致駕駛員很難看到遠(yuǎn)處的位置。
在如上述情形下由前燈發(fā)出光的分布示意性地表示在圖5A中。發(fā)自前燈的光通過反射離開(reflect off)存在于光路上的雨點(diǎn)或水汽細(xì)粒的表面而隨機(jī)地散射，并且在靠近車輛的周圍形成光墻，這就使駕駛員很難獲得遠(yuǎn)離車輛區(qū)域的能見度。
圖5B示意性表示當(dāng)光從前燈發(fā)射時(shí)由反射離開雨點(diǎn)表面而產(chǎn)生的光的散射。如圖5B所示，光在雨點(diǎn)的表面沿各個(gè)方向反復(fù)地反射，產(chǎn)生一種好像一光墻出現(xiàn)在車輛前的視覺表象。在這種情況下，駕駛員就不可能看到在正常情況下能看到的目標(biāo)。
假定由發(fā)自前燈的光在雨點(diǎn)或水汽細(xì)粒表面的反射所引起的散射可被限制，特別是主要減弱能見度的垂直漫反射可被限制，則與使用傳統(tǒng)的前燈相比，就能夠更可靠地確保前向能見度，而且能夠更舒適地駕駛車輛。
為了實(shí)現(xiàn)上面的假定，可以想象到一種有效的方法，即發(fā)自前燈的光可被轉(zhuǎn)換成垂直偏振光。與其中非偏振光被發(fā)射的情形相比，它允許光的垂直漫反射被顯著地縮減，這是因?yàn)榇怪逼窆庋卮怪庇诘孛娣较虻姆瓷渎市∮谒狡窆獾姆瓷渎?。換句話說，上述方法用于限制反射光沿垂直方向的散射，從而用于防止光墻的形成。因此駕駛員的視線就不會(huì)被妨礙，從而能夠可靠的給駕駛員以良好的前向能見度。
圖6為示意圖，表示依照本發(fā)明投光器的一個(gè)例舉實(shí)施例。在此繪出的實(shí)施例中，發(fā)自光源的光被分成p-偏振光和s-偏振光，使得p-偏振光被作為第一垂直偏振光被發(fā)出，并且通過分光非偏振光而形成的s-偏振光被由一相變器轉(zhuǎn)變成第二垂直偏振光，且作為第二垂直偏振光被發(fā)出；因而，投光器在車輛前就發(fā)出第一和第二垂直偏振光。
應(yīng)當(dāng)理解，偏振光分束器3被以圖2A所示的方式設(shè)置作為偏振分光裝置，從而滿足下面的等式p-偏振光＝垂直偏振光；s-偏振光＝水平偏振光。
依照本發(fā)明的該投光器包括一光源1；一準(zhǔn)直透鏡2，用來通過使發(fā)射角彼此一致而使光源1發(fā)出的光(非偏振光)成為平行光束；一偏振光分束器3，用來將來自準(zhǔn)直透鏡2的光束分成p-偏振光(第一垂直偏振光)和s-偏振光(水平偏振光)；一反射器4，用來反射s-偏振光(水平偏振光)，該s-偏振光是利用偏振光分束器3通過分束被準(zhǔn)直的光束而產(chǎn)生的；和一1/2波長(zhǎng)延遲板(或片)6，用來將s-偏振光(水平偏振光)轉(zhuǎn)變成第二垂直偏振光，透鏡5a、5b用于將發(fā)射自投光器的光向前發(fā)射。
于此，用來描述本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)“偏振分光器”和“相變器”分別對(duì)應(yīng)于偏振光分束器3和1/2波長(zhǎng)延遲片6。在當(dāng)前的實(shí)施例中，準(zhǔn)直透鏡被用來使發(fā)自光源的光成為平行光束，但是凹面反射鏡如拋物面反射鏡可用于替代。
從HID(高強(qiáng)度放電)燈或其它光源(光源1)發(fā)出的光(非偏振光)被使用準(zhǔn)直透鏡2轉(zhuǎn)換為平行光束，并且射在偏振光分束器3上。在此形成的p-偏振光并不在偏振光分束器3內(nèi)反射，而是穿過偏振光分束器3到達(dá)透鏡5，并作為第一垂直偏振光被射向車輛前方。另一方面，s-偏振光在偏振光分束器3內(nèi)反射，并在其中改變行進(jìn)的方向到達(dá)反射器4，在該反射器4內(nèi)發(fā)射方向被調(diào)整；然后，一旦通過1/2波長(zhǎng)延遲片6，s-偏振光被改變偏振方向，并成為第二垂直偏振光，穿過透鏡5b射向車輛的前面。該1/2波長(zhǎng)延遲片6被設(shè)置在朝一方向傾斜45度的定向內(nèi)，該方向允許偏振方向相對(duì)于光軸變化，使得偏振方向改變90度的角度。
如上所述在依照本發(fā)明投光器的實(shí)施例中，從光源1發(fā)出的光被分成p-偏振光和s-偏振光；該p-偏振光被設(shè)定作為第一垂直偏振光，s-偏振光被轉(zhuǎn)換成第二垂直偏振光，從而僅僅有沿垂直于地面方向且具有較低反射率的垂直偏振光被射向車輛的前方。因此即使是在傾盆大雨或濃霧中，可被雨點(diǎn)或水汽細(xì)粒引起沿垂直方向光的漫反射就能夠被限制，借此就能夠確保與傳統(tǒng)投光器相比更好的前向能見度。
依照本發(fā)明投光器的有利效果示意性地表示在圖7A中。圖7A為示意圖，表示當(dāng)依照本發(fā)明的投光器在濃霧或傾盆大雨中被點(diǎn)亮?xí)r發(fā)自前燈的光的分布。從本發(fā)明前燈發(fā)出的垂直偏振光與傳統(tǒng)發(fā)出非偏振光的前燈相比更少可能沿垂直方向進(jìn)行漫反射，即使是光或類似的水汽微粒擊打在雨點(diǎn)上。從而，所謂的光墻就不會(huì)出現(xiàn)在車輛的前面，因此能夠確保給駕駛員以良好的前向能見度。圖7B為示意圖，表示由于依照本發(fā)明投光器光束的反射產(chǎn)生在雨點(diǎn)表面上的光的散射。如在本發(fā)明中，垂直偏振光的發(fā)射降低了可能發(fā)生在雨點(diǎn)表面上垂直漫反射的可能性，從而向駕駛員確保充分的前向能見度而沒有光墻的妨礙。
而且，當(dāng)車輛在雨天的夜間被開動(dòng)時(shí)，來自其他車輛反射離開道路上存在水層的光進(jìn)入駕駛員的視線，并且來自路表面的光眩眼，從而使駕駛員特別難于操縱。但是，如果依照本發(fā)明的投光器廣泛用在大量的車輛中，則其他車輛也限制路表面發(fā)射光的反射，從而駕駛員能夠更舒服地操縱車輛。
此外，依照本發(fā)明的投光器采用1/2波長(zhǎng)延遲片6來將s-偏振光轉(zhuǎn)變成第二垂直偏振光，從而從光源1發(fā)出的光就被有效地利用，其中的s-偏振光是利用偏振光分束器3通過分光非偏振光而產(chǎn)生的。
此處使用的偏振光分束器3可以通過在一對(duì)玻璃棱鏡的相對(duì)表面間交替層疊低折射率薄膜和高折射率薄膜來實(shí)現(xiàn)，如8中所示。該偏振光分束器3充分利用了一種現(xiàn)象，其中以偏振角(布儒斯特角)射打在介質(zhì)上的入射光使p-偏振光的反射率為零且僅允許s-偏振光反射。在該偏振光分束器3中，每個(gè)薄膜的反射率和厚度都被恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)以便入射光以偏振角射在多層薄膜的表面上。對(duì)具有上述結(jié)構(gòu)分束器3的使用就能夠分束入射光來分別得到p-偏振光和s-偏振光。
為了將光分成彼此成直角發(fā)射的s-偏振光和p-偏振光，就應(yīng)當(dāng)滿足等式(1)nG＝2nH2nL2/(nL2+nH2)(1)其中nH是高折射率薄膜的折射率，nL是低折射率薄膜的折射率，nG是玻璃的折射率。
例如當(dāng)ZrO2(nH＝2.04)和MgF2(nL＝1.385)被分別用作高折射率薄膜和低折射率薄膜時(shí)，就可以使用由具有1.62折射率(nG)玻璃制成的玻璃棱鏡。
盡管在圖8中強(qiáng)調(diào)和放大了高折射率和低折射率的多層結(jié)構(gòu)膜，但是其實(shí)際的厚度比圖示的厚度要薄得多。
作為選擇可以采用一種器件來作為偏振光分束器3，這種器件利用一種雙折射材料來將光束分離成p-偏振光和s-偏振光。當(dāng)一非偏振光束被引入雙折射材料內(nèi)時(shí)，該光束可被分成兩個(gè)成分；即，p-偏振光分量和s-偏振光分量，在每一分量被傳輸通過這種材料的晶體時(shí)其傳播速度彼此不同，從而能夠單獨(dú)地得到p-偏振光和s-偏振光。用作這種雙折射材料的材料例如是方解石(CaCO3)等。也即，由方解石晶體制成的偏振光分束器3能夠被用來單獨(dú)獲得p-偏振光和s-偏振光。
依照本發(fā)明的投光器將從光源發(fā)出的光分成p-偏振光和s-偏振光，并將s-偏振光轉(zhuǎn)變成垂直偏振光且向車輛的前方發(fā)出該垂直偏振光；因此，在每個(gè)步驟中(將光分成p-偏振光和s-偏振光，并將s-偏振光轉(zhuǎn)變成垂直偏振光)就不可避免地出現(xiàn)光量小的損失。但是依照本發(fā)明的投光器確保在不利的情況下對(duì)前向能見度的提高至如此的程度以足以補(bǔ)償不理想的損失。此處使用的光源1并不限于HID燈，而是可以采用通常使用燈絲的燈。
此外，在當(dāng)前的實(shí)施例中，由使用偏振光分束器3分束非偏振光得到的s-偏振光被1/2波長(zhǎng)延遲片6轉(zhuǎn)變成第二垂直偏振光，并和第一垂直偏振光一起射向車輛的前方，但在其中不使用1/2波長(zhǎng)延遲片6的投光器也能夠構(gòu)思。
更具體地說，如圖9所示依照本發(fā)明投光器的另一例舉實(shí)施例具有與圖6所示投光器相同的結(jié)構(gòu)，除了沒有設(shè)置1/2波長(zhǎng)延遲片6。在這種投光器中，通過使用偏振光分束器3分光非偏振光得到的s-偏振光并不被轉(zhuǎn)化成垂直偏振光，而是作為水平偏振光被射向靠近車輛的區(qū)域。由于射向車輛附近區(qū)域的光的漫反射沒有任何嚴(yán)重的問題，因此向靠近車輛區(qū)域的水平偏振光的發(fā)射足以具有車輛附近區(qū)域所確保的充足光量。另一方面基于p-偏振光的垂直偏振光被射向遠(yuǎn)離車輛的區(qū)域，從而即使是在不理想的情況下，也能夠確保對(duì)遠(yuǎn)區(qū)域提高的能見度。
此外，盡管依照本發(fā)明的投光器在上面的實(shí)施例中被例舉應(yīng)用在像霧燈的前燈，但本發(fā)明的實(shí)施例并不限于此；即任何其他的投光器諸如后霧燈、后燈、剎車燈、尾燈等都能夠依照本發(fā)明來實(shí)施。將依照本發(fā)明的投光器用作如上所述車輛中的燈能夠使跟隨的另一車輛的駕駛員很容易識(shí)別出他/她前面車輛的存在，即使是在將前向可見度限制至不足程度的惡劣情況下(例如在傾盆大雨中、在濃霧中等)，這是因?yàn)閺臒舭l(fā)出的光被限制反射遠(yuǎn)離雨點(diǎn)或水汽的細(xì)粒。
依照本發(fā)明的投光器能夠被用于燈塔內(nèi)的探照燈、閃光燈、照明器件等。與傳統(tǒng)的投光器相比，在濃霧中、雨中或者在各種不利情況下，應(yīng)用于各種生活消費(fèi)品、軍事設(shè)備所用、娛樂消遣所用、安全目的等的本發(fā)明投光器也能夠提供提高的前向能見度。
盡管上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于這些描述的實(shí)施例；也即，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改進(jìn)和改變，而不脫離其精神和范圍。
如上述所構(gòu)造的本發(fā)明產(chǎn)生如下顯著的有利效果。
如本發(fā)明一個(gè)方面的投光器被設(shè)計(jì)用來使用一個(gè)偏振分光器將從光源發(fā)出的光分離成p-偏振光和s-偏振光，并發(fā)出作為垂直偏振光和/或水平偏振光的p-偏振光和s-偏振光，其中垂直偏振光的振動(dòng)電場(chǎng)平面基本垂直于地面，水平偏振光的振動(dòng)電場(chǎng)平面基本平行于地面。這種設(shè)置在利用光和耐熱性方面具有高效率，而且能夠提供在限制能見度的情況中顯著提高的前向能見度。
如本發(fā)明另一投光器被設(shè)計(jì)用來將垂直偏振光射向遠(yuǎn)離光源的地方，其中的垂直偏振光沿垂直于地面的方向具有低的反射率。這種設(shè)置能夠降低在傾盆大雨和濃霧中發(fā)生在雨點(diǎn)或水汽細(xì)粒表面上垂直散射光的反射。例如，用在本發(fā)明所應(yīng)用車輛上的前燈能夠給駕駛員提供充分的前向能見度，即使是在這種不利的情況下。而且該投光器也被設(shè)計(jì)用來將水平偏振光射向接近光源的地方，從而能夠有效地利用從光源發(fā)出的光。同時(shí)確保車輛附近駕駛員的視線。
如本發(fā)明再一方面的投光器被設(shè)計(jì)用來將從光源發(fā)出的光分光成p-偏振光和s-偏振光，并將p-偏振光和s-偏振光中的一個(gè)作為第一垂直偏振光發(fā)射，而且利用一相變器如1/2波長(zhǎng)延遲片將p-偏振光和s-偏振光中的另一個(gè)轉(zhuǎn)變?yōu)榈诙怪逼窆獠l(fā)出該第二垂直偏振光。這種設(shè)置能夠提高垂直偏振光的光量，該垂直偏振光沿垂直于地面的方向具有低的光反射率，例如在本發(fā)明的此方面被應(yīng)用于車輛前燈的情形中，這就允許給駕駛員更可靠地提供前向能見度。
雙折射材料可用作上述的偏振分光器，如果這樣，從光源產(chǎn)生的非偏振光就能夠被有效的分光成p-偏振光和s-偏振光。
依照本發(fā)明的投光器可用于車輛的前燈，這與傳統(tǒng)的前燈相比，在濃霧或傾盆大雨中就可獲得駕駛員顯著提高的前向能見度。
權(quán)利要求
1.一種投光器，包括一光源；和一偏振分光器，將從所述光源發(fā)出的非偏振光束分成p-偏振光和s-偏振光，其中所述p-偏振光和/或s-偏振光是作為振動(dòng)電場(chǎng)平面基本垂直于地平面的垂直偏振光和/或作為振動(dòng)電場(chǎng)平面基本平行于地平面的水平偏振光來發(fā)射。
2.依照權(quán)利要求1的投光器，其中所述p-偏振光和s-偏振光中的一個(gè)被作為所述垂直偏振光射向較遠(yuǎn)離所述光源的區(qū)域，而且所述p-偏振光和s-偏振光中的另一個(gè)被作為所述水平偏振光被射向較靠近所述光源的區(qū)域。
3.依照權(quán)利要求1的投光器，還包括一相變器，其中所述p-偏振光和s-偏振光中的一個(gè)被作為第一垂直偏振光發(fā)射，而且所述P偏振光和s-偏振光中的另一個(gè)被利用該相變器轉(zhuǎn)變成第二垂直偏振光且作為該第二垂直偏振光被發(fā)射。
4.依照權(quán)利要求3的投光器，其中所述相變器是一1/2波長(zhǎng)延遲片。
5.依照權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求的投光器，其中所述偏振分光器由雙折射材料制成。
6.依照權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求的投光器，被用于車輛的前燈。
全文摘要
一種包括一偏振分光器3的投光器，其中該偏振分光器3將從光源1發(fā)出的非偏振光分成p－偏振光和s－偏振光，且該p－偏振光和/或s－偏振光被作為垂直偏振光和/或水平偏振光發(fā)射，該投光器與傳統(tǒng)的前燈相比，提供給駕駛員顯著提高的前向能見度。
文檔編號(hào)F21S8/10GK1449950SQ03109348
公開日2003年10月22日 申請(qǐng)日期2003年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月5日
發(fā)明者鹿野俊哉 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社