路面描绘装置的制作方法

1.本发明涉及路面描绘装置。


背景技术：

2.以往，已知一种描绘装置，其通过将多个灯单元的各自不同的颜色的图像以在前方的相同场所重合的方式进行投射来描绘着色图像(例如，参照专利文献1)。
3.[在先技术文献]
[0004]
[专利文献]
[0005]
专利文献1：日本特开2019-85076号公报


技术实现要素：

[0006]
[发明要解决的课题]
[0007]
上述的描绘装置仅能够显示单一种类的着色图像。因此，为了描绘多种着色图像或对图像进行动画显示，必须准备多个描绘装置。如果组合多个描绘装置，则作为装置整体容易变得大型。还已知使用数字微镜器件(dmd)的描绘装置，但这样的器件价格高，为了进行描绘而需要复杂的控制。
[0008]
本公开鉴于以上状况而完成，其一个方案的例示性的目的之一在于提供一种在路面上描绘多种图像的紧凑且廉价的路面描绘装置。
[0009]
[用于解决技术课题的技术方案]
[0010]
为了解决上述课题，本发明的一个方案的路面描绘装置包括：能够单独点亮的多个光源；掩模，其具有分别被多个光源中的对应的光源照明的多个透射窗；分隔件，其将多个光源与掩模之间的空间划分为各自具有相互对应的光源和透射窗的多个分区；以及共通的投影透镜，其将分别从多个光源透过对应的透射窗的光投影到路面。
[0011]
根据本方案，路面描绘装置通过使光源单独点亮来切换掩模上的多个透射窗各自表示的图形并投影到路面，由此能够在路面上描绘多种图像。因此分别具有光源和透射窗的多个分区被分隔件分割而彼此相邻，因此作为整体能够密集地配置。通过对这样的多个分区使用共通的投影透镜，能够设计紧凑的路面描绘装置。另外，路面描绘装置能够不使用dmd而实现，能够廉价地提供。
[0012]
掩模的多个透射窗也可以被配置于共通的投影透镜的焦点面。像这样，通过用对应的光源照射各透射窗，能够将该透射窗表示的图形的形状通过投影透镜投影到投影面。
[0013]
掩模的多个透射窗也可以被配置于相对于共通的投影透镜的主面倾斜的倾斜面。像这样，由于多个透射窗与投影透镜相互倾斜地配置，因此能够按照沙姆普弗鲁克(scheimpflug)的原理配置透射窗和投影透镜以及路面。能够减轻因透射窗与路面非平行地配置(典型地为正交配置)而引起的路面上的投影像的变形。
[0014]
掩模也可以以各透射窗被从对应的光源直射的方式与多个光源相邻地配置。在光源与掩模之间未配置反射器、透镜等光学元件。该构成有助于路面描绘装置的小型化。
[0015]
从光源到掩模的距离也可以在3mm至8mm的范围内。除此之外或取代于此地，从光源分别连结分区的两端的两条直线所成的角度也可以在35度至65度的范围内。像这样，在光源提供典型的配光(例如朗伯配光)的情况下，容易使得来自光源的入射光无欠缺地满足对应的透射窗所表示的图形整体。
[0016]
多个透射窗也可以与投影透镜的入射面的中心部相对地配置。像这样，和透射窗与外周部相对的情况相比，易于抑制由投影透镜的像差导致的变形。另外，由于多个透射窗集中配置于中心部，因此能够使路面描绘装置小型化。
[0017]
多个光源中的至少2个光源也可以能将以点亮熄灭的定时相互关联的方式进行动作。像这样，利用至少2个光源的相关联的点亮熄灭以及与这些光源分别对应的至少2个透射窗，能够在路面上进行动画显示。
[0018]
多个透射窗中的至少2个透射窗也可以具有相互不同的形状及/或颜色。像这样，能够在路面上描绘各种图像。
[0019]
[发明效果]
[0020]
根据本发明，能够提供一种在路面上描绘多种图像的紧凑且廉价的路面描绘装置。
附图说明
[0021]
图1是实施方式的路面描绘装置的分解立体图。
[0022]
图2是实施方式的路面描绘装置的概略立体图。
[0023]
图3是将实施方式的路面描绘装置内部的光源和遮光构件放大表示的概略立体图。
[0024]
图4是图3所示的遮光构件的概略主视图。
[0025]
图5是表示实施方式的路面描绘装置的光学系统的示意图。
[0026]
图6是将图3的一部分进一步放大表示的概略立体图。
[0027]
图7的(a)表示在图5所示的投影面上通过路面描绘装置投影的图形，图7的(b)表示通过路面描绘装置在路面上投影的图形。
[0028]
图8的(a)是将实施方式的路面描绘装置内部的光源和遮光构件的其他示例放大表示的概略立体图，图8的(b)是图8的(a)所示的遮光构件的概略主视图。
[0029]
图9的(a)至图9的(c)是示意性地表示实施方式的路面描绘装置的应用例的图。
[0030]
图10是表示变形例1的路面描绘装置的光学系统的示意图。
具体实施方式
[0031]
以下，基于优选的实施方式并参照附图来说明本发明。实施方式并非限定发明而仅是例示，实施方式中记载的所有特征及其组合未必是发明的本质性内容。对各附图中所示的相同或同等的构成要素、构件、处理标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。另外，为了容易说明，各附图中所示的各部的比例尺及形状被方便地设定，只要没有特别提及则不被限定性地解释。另外，在本说明书或权利要求中使用的“第1”、“第2”等用语，并非表示任何顺序、重要度，而是为了区分某一构成和其他构成。另外，在各附图中，省略在说明实施方式时不重要的构件的一部分而显示。
[0032]
图1是实施方式的路面描绘装置的分解立体图。图2是实施方式的路面描绘装置的概略立体图。图3是将实施方式的路面描绘装置内部的光源和遮光构件放大表示的概略立体图。图4是图3所示的遮光构件的概略主视图。图5是表示实施方式的路面描绘装置的光学系统的示意图。图6是将图3的一部分进一步放大表示的概略立体图。图7的(a)表示在图5所示的投影面上通过路面描绘装置投影的图形，图7的(b)表示通过路面描绘装置在路面上投影的图形。
[0033]
如图1所示，路面描绘装置10包括多个光源12、遮光构件14以及投影透镜16。详细情况后述说明，遮光构件14包括具有多个透射窗20的掩模18以及分隔件22。另外，路面描绘装置10包括保持投影透镜16的透镜支架24以及支承光源12、遮光构件14和透镜支架24的支承构件26。
[0034]
在本实施方式中，各光源12是发光二极管(led)，但没有特别限定，也可以是其他半导体发光元件或其他任意发光元件。光源12被安装于朝向投影透镜16的光源搭载基板13的前表面，在光源搭载基板13上相互接近而比较密集地排列。各光源12的发光面与光源搭载基板13的前表面平行，朝向投影透镜16。光源12向其发光面提供朝向正面最强地发光的典型配光(例如朗伯配光)。
[0035]
在本实施方式中，作为一个示例，与4个透射窗20对应地设有4个光源12。4个光源12在光源搭载基板13上在投影透镜16的光轴o的附近呈正方形状排列。光源12的数量根据掩模18上的透射窗20的数量而确定。透射窗20可以在掩模18上设置期望的数量，光源12也可以设置与透射窗20的数量相应的任意数量。
[0036]
多个光源12能够单独点亮。如图3所示，光源搭载基板13例如也可以通过连接器连接等任意的适当电连接而与控制基板28连接。多个光源12通过控制基板28的控制，能够单独点亮熄灭。此外，控制基板28也可以与外部电源(未图示)连接。光源12能够从外部电源通过控制基板28和光源搭载基板13而被供电。
[0037]
各光源12以期望的颜色发光，例如白色光或其他颜色的光等。多个光源12中的全部或一部分光源也可以以相同的颜色发光，或者多个光源12中的全部或一部分光源也可以以相互不同的颜色发光。
[0038]
掩模18以背面朝向光源12侧，前表面朝向投影透镜16的方式被配置于光源12与投影透镜16之间。如图3和图4所示，掩模18具有多个透射窗20。在本实施方式中，掩模18是镂空掩模，各透射窗20是从掩模18的前表面向背面贯通的开口部。透射窗20例如从板状的掩模基材冲裁而形成。掩模基材例如由金属材料形成，但也可以由树脂材料或其他适当的材料形成。
[0039]
多个透射窗20中的至少2个透射窗20也可以具有相互不同的形状，例如，所有透射窗20也可以具有相互不同的形状。或者，多个透射窗20中的全部或一部分透射窗20也可以具有相同形状。
[0040]
各透射窗20的形状表示应该投影到路面的图形，例如，可以是箭头、直线等标记、或表示任意的文字或数字的图形。作为一个示例，如图4中清楚地示出，也可以是上侧的2个透射窗20的一者为右箭头的形状，另一者为左箭头的形状。也可以是下侧的2个透射窗20的一者为箭羽形状，另一者为横线。
[0041]
掩模18上的多个透射窗20分别被多个光源12中的对应的光源12照明。即，透射窗
20与光源12一对一地对应，对于各透射窗20，为了对该透射窗20进行照明而设有一个光源12。如上所述，在掩模18中作为一个示例设有4个透射窗20，这些透射窗20在掩模18上被配置于投影透镜光轴o的附近。
[0042]
掩模18以各透射窗10被从对应的光源12直射的方式与多个光源12相邻地配置。因此，在光源12与掩模18之间未配置反射器、透镜等光学元件。根据该构成，能够使光源12与掩模18接近地配置，有助于路面描绘装置10的小型化。
[0043]
从图3和图5所示的光源12到掩模18的距离d例如也可以在3mm至8mm的范围内。假设在距离d小于3mm的情况下，由于光源12过度接近掩模18的透射窗20，因此来自光源12的光难以到达从光源12的发光面的中心向外侧远离的透射窗20的外周部，难以对透射窗20的形状进行精确地投影。另一方面，在距离d超过8mm的情况下，由于光源12向光轴o的方向从掩模18远离，因此导致光轴方向的装置大型化。因此，通过将距离d设为例如3mm至8mm的范围，能够用来自光源12的光照射对应的透射窗20的整体而将透射窗20的形状精确地投影到路面，并且能够抑制路面描绘装置10的大型化。
[0044]
另外，如图6所示，从光源12分别连结分区的两端的两条直线所成的角度α例如也可以在35度至65度的范围内。在该角度α大于65度的情况下，认为光源12与掩模18的透射窗20过近。另外，在该角度α小于35的情况下，认为光源12距掩模18的透射窗20过远。因此，通过将角度α例如设为35度至65度的范围，能够将透射窗20的形状精确地投影到路面，并且能够抑制路面描绘装置10的大型化。
[0045]
如图5所示，掩模18的多个透射窗20被配置于共通的投影透镜16的焦点面30(在焦点位置与投影透镜16的光轴o正交的面)。像这样，通过用对应的光源12照射各透射窗20，能够将该透射窗20表示的图形的形状通过投影透镜16而投影到投影面32。如图7的(a)所示，在投影面32上，各透射窗20表示的图形与在掩模18上的位置上下左右反转地被投影。
[0046]
再次参照图3和图4，分隔件22将多个光源12与掩模18之间的空间划分为多个分区。分隔件22被固定于掩模18的背面，也可以被配置于光源12与掩模18之间。在被分隔件22分隔的多个分区中，分别配置有相互对应的光源12和透射窗20。即，一个分区包含一个光源12和与该光源12对应的透射窗20。
[0047]
在本实施方式中，分隔件22具有在各自的中间部彼此正交的一片纵板22a和一片横板22b。光源12与掩模18之间的空间被纵板22a划分为左右且被横板22b划分为上下，被分隔为分别具有光源12和透射窗20的4个分区。
[0048]
分隔件22是阻碍光从一个分区向其他分区(例如相邻的分区)进入的隔壁。即，分隔件22遮挡来自各光源12的光入射到与该光源12对应的透射窗20不同的透射窗20(例如相邻的分区的透射窗20)。为了抑制光的反射，分隔件22的表面优选为低反射性面或无反射面，例如为黑色、粗面化等。
[0049]
分隔件22例如由金属材料形成，但也可以由树脂材料或其他适当的材料形成。分隔件22可以由与掩模18相同的材料形成，或者也可以由不同的材料形成。
[0050]
投影透镜16将从多个光源12透过各自对应的透射窗20的光投影到路面。投影透镜16作为多个光源12和多个透射窗20共通的透镜而设置。投影透镜16也可以是复合透镜，例如，图1所示，也可以由在光轴o上排列的三片透镜构成。通过将投影透镜16设为复合透镜，例如能够校正色像差等像差，对透射窗20的形状进行精确地投影。在更重视低成本的情况
下，投影透镜16也可以是单透镜。
[0051]
多个透射窗20(以及多个光源12)也可以与投影透镜16的入射面的中心部相对地配置。投影透镜16的入射面的中心部例如以光轴o为中心，可以是投影透镜半径的2/3以下、或1/2以下、或1/3以下的区域。像这样，和透射窗20与投影透镜16的外周部相对的情况相比，易于抑制由投影透镜16的像差导致的投影像的变形。另外，由于多个透射窗20集中配置于中心部，因此也有助于使路面描绘装置10小型化。
[0052]
投影透镜16例如由透明树脂、玻璃等具有透光性的材料形成。投影透镜16在本实施方式中为无色透明，但也可以根据所期望的描绘而被设为有色。
[0053]
透镜支架24具有筒状的形状，在其内部保持投影透镜16。通过透镜支架24被支承构件26支承，能够对投影透镜16与掩模18进行定位。在本示例中，透镜支架24被直接安装于支承构件26，但并不限于此，也可以采用各种安装方式。例如，也可以设置安装有透镜支架24的托架，将该托架安装于支承构件26。
[0054]
支承构件26不仅支承光源12、遮光构件14以及透镜支架24，也可以作为用于光源12的散热构件(也被称为散热器)而设置。光源搭载基板13以光源搭载基板13的背面与支承构件26的前表面面接触的方式被固定于支承构件26，支承构件26与光源12和光源搭载基板13热接触。在支承构件26的背面也可以设置向后方延伸的多个散热翅片(未图示)。支承构件26例如由铝或铝合金等金属材料、或其他的高导热材料形成。由光源12的发光产生的热能够通过支承构件26而向周围发散，防止光源12及其周围的构成要素被过度加热。
[0055]
说明实施方式的路面描绘装置10的动作。光源12发出的光在通过与该光源12对应的透射窗20时按照透射窗20的形状被整形。被透射窗20整形后的光束通过投影透镜16而被投影到路面描绘装置10的前方的路面。这样，如图7的(b)所示，各透射窗20表示的图形被描绘于路面上的不同区域。通过使多个光源12中的某一特定的光源12点亮、其他光源12熄灭，由此将与点亮的光源12对应的透射窗20表示的图形投影到路面。
[0056]
如以上说明，根据实施方式的路面描绘装置10，能够使多个光源12单独点亮，将与点亮的光源12对应的透射窗20表示的图形选择性地投影到路面。通过使该光源12熄灭、使其他光源12点亮，能够切换为与该其他光源12对应的透射窗20表示的其他图形并投影到路面。像这样，路面描绘装置10能够将多种图像描绘于路面。
[0057]
根据实施方式的路面描绘装置10，分别具有光源12和透射窗20的多个分区被分隔件22分隔而彼此相邻，这些作为整体能够密集地配置。通过相对于这样的多个分区配置共通的投影透镜16，能够紧凑地设计路面描绘装置10。
[0058]
路面描绘装置10能够不使用dmd而实现，能够廉价地提供。
[0059]
另外，在使用dmd的描绘装置中，设有将来自光源的光向dmd反射的反射器。此外，由于工作中的dmd会成为相当热的热源，因此需要散热器、冷却风扇等相应的冷却结构。与此不同，路面描绘装置10由于不具有dmd，因此不需要那样的反射器。并且，冷却结构也能够简化。这些因素也有助于紧凑地设计并廉价地提供路面描绘装置10。
[0060]
在dmd中，多个反射镜元件被机械地驱动，各反射镜元件的反射面的倾斜角度被控制，由此描绘的图形被变更，相对于此，在路面描绘装置10中，通过选择点亮的光源12，能够切换描绘的图形。路面描绘装置10由于在描绘的图形的切换中不需要机械的驱动，因此与使用dmd的描绘装置相比，故障风险降低。
[0061]
图8的(a)是将实施方式的路面描绘装置内部的光源和遮光构件的其他示例放大表示的概略立体图，图8的(b)是图8的(a)所示的遮光构件的概略主视图。
[0062]
如图8的(a)和图8的(b)所示，掩模18具有多个透射窗20。掩模18上的多个透射窗20分别被多个光源12中的对应的光源12照明。在本示例中，多个光源12与掩模18之间的空间也被分隔件22分隔为多个分区。分隔件22具有纵板22a和横板22b，光源12与掩模18之间的空间被纵板22a划分为左右且被横板22b划分为上下。分隔件22还具有追加的纵板22c，4个分区中的右下的分区被划分为左右2个分区。在这5个分区分别设有光源12和透射窗20。
[0063]
作为一个示例，上侧的2个透射窗20的一者为两根横线，另一者为三角形。下侧的3个透射窗20分别为向左的三角形、纵线、纵线。下侧的3个透射窗20作为整体而形成一个向左的箭头。此外，如左上的两根线的透射窗20那样，根据应该描绘的图形，也可以在一个分区形成多个透射窗20。
[0064]
在这种情况下，也能够使多个光源12单独点亮，将与点亮的光源12对应的透射窗20表示的图形选择性地投影到路面。
[0065]
此外，多个光源12中的至少2个光源12也可以能够以点亮熄灭的定时相互关联的方式进行动作。像这样，利用至少2个光源12的相关联的点亮熄灭以及与这些光源12分别对应的至少2个透射窗20，能够在路面上进行动画显示。
[0066]
例如，通过将排列于掩模18上的多个透射窗20按照其排列的顺序用对应的光源12照射，能够将这些透射窗20表示的图形顺序地显示于路面。例如，对于图8的(a)和图8的(b)所示的下侧的3个透射窗20，通过使对应的光源12依次点亮熄灭，能够使这3个透射窗20表示的箭头在路面上顺序点亮。
[0067]
图9的(a)至图9的(c)是示意性地表示实施方式的路面描绘装置的应用例的图。路面描绘装置10例如被搭载于汽车等车辆，可以在车辆周围的路面或车辆周围的其他场所进行描绘。或者，路面描绘装置10也可以被搭载于车辆之外的移动体。
[0068]
例如，如图9的(a)所示，路面描绘装置10也可以被组装于车辆100的前照灯101，在车辆前方或其附近的路面进行描绘。或者，路面描绘装置10也可以被组装于雾灯等设置于车辆前部的其他车辆用灯具。
[0069]
作为其他示例，如图9的(b)所示，路面描绘装置10也可以被组装于后组合灯102或设置于车辆后部的其他车辆用灯具，在车辆后方或其附近的路面进行描绘。或者，如图9的(c)所示，路面描绘装置10也可以被组装于侧镜103，在车辆周围的路面进行描绘。路面描绘装置10也可以被组装于迎宾灯等车辆侧部或被组装于车辆的其他部位，在车辆周围的路面或车辆周围的其他场所进行描绘。
[0070]
路面描绘装置10例如也可以被搭载于街灯、信号灯、标识、建筑物、其他室外的固定结构物或设备，在这样的固定结构物或设备的周围的路面或其他场所进行描绘。
[0071]
本发明并不被限定于上述的实施方式及变形例，也能够将实施方式及变形例组合、或基于本领域技术人员的知识施加各种设计变更等进一步的变形，那样的组合以及施加了进一步的变形的实施方式和变形例也包含在本发明的范围内。通过上述的实施方式和变形例、以及上述的实施方式和变形例与以下的变形的组合而产生的新的实施方式，兼具被组合的实施方式、变形例以及进一步的变形各自的效果。
[0072]
(变形例1)
[0073]
图10是表示变形例1的路面描绘装置的光学系统的示意图。掩模18上的透射窗20也可以被配置于相对于共通的投影透镜16的主面34倾斜的倾斜面36。像这样，由于透射窗20与投影透镜16相互倾斜地配置，因此能够按照沙姆普弗鲁克(scheimpflug)的原理配置透射窗20和投影透镜16以及路面38。能够减轻因透射窗20与路面38非平行地配置(典型地为正交配置)而引起的路面38上的投影像40的变形。
[0074]
(变形例2)
[0075]
由于将每个投影的图形着色为不同的颜色，因此与某一透射窗20对应的光源12的发光色可以和与其他透射窗20对应的光源的发光色不同。或者，某一透射窗20也可以具有与其他透射窗20不同的颜色。在这种情况下，透射窗20也可以被滤色器覆盖。或者，掩模18的透射窗20之外的区域例如也可以是被遮光膜遮光的透光性的板，透射窗20也可以是该板上的无色透明的区域或具有透光性的有色的区域。
[0076]
(变形例3)
[0077]
另外，也可以相对于1个透射窗20设置能够以不同的多种颜色发光的光源12。像这样，能够以不同的多种颜色切换而描绘该透射窗20表示的图形。
[0078]
(变形例4)
[0079]
在上述实施方式中，与1个透射窗20对应地设置1个光源12。但是，例如为了增加对1个透射窗20照射的光量，也可以与1个透射窗20对应地设置多个光源12。
[0080]
(变形例5)
[0081]
分隔件22的配置和形状依赖于掩模18上的透射窗20的配置和形状。例如，在掩模18上设有纵横各3个、总计9个透射窗20的情况下，分隔件22也可以具有两片纵板22a和两片横板22b。
[0082]
基于实施方式，使用具体的语句说明了本发明，但实施方式仅表示本发明的原理、应用的一个侧面，在实施方式中，在不脱离权利要求书中规定的本发明的思想的范围内，确认到多种变形例或配置的变更。
[0083]
[工业可利用性]
[0084]
本发明能够用于路面描绘装置。
[0085]
[附图标记说明]
[0086]
10路面描绘装置，12光源，14遮光构件，16投影透镜，18掩模，20透射窗，22分隔件。

技术特征：
1.一种路面描绘装置，其特征在于，包括：能够单独点亮的多个光源，掩模，其具有分别被所述多个光源中的对应的光源照明的多个透射窗，分隔件，其将所述多个光源与所述掩模之间的空间划分为各自具有相互对应的光源和透射窗的多个分区，以及共通的投影透镜，其将从所述多个光源分别透过对应的透射窗的光投影到路面。2.如权利要求1所述的路面描绘装置，其特征在于，所述掩模的所述多个透射窗被配置于所述共通的投影透镜的焦点面。3.如权利要求1所述的路面描绘装置，其特征在于，所述掩模的所述多个透射窗被配置于相对于所述共通的投影透镜的主面倾斜的倾斜面。4.如权利要求1至3的任意一项所述的路面描绘装置，其特征在于，所述掩模以各透射窗被从对应的光源直射的方式与所述多个光源相邻地配置。5.如权利要求4所述的路面描绘装置，其特征在于，从所述光源到所述掩模的距离在3mm至8mm的范围内。6.如权利要求4或5所述的路面描绘装置，其特征在于，从所述光源分别连结所述分区的两端的两条直线所成的角度在35度至65度的范围内。7.如权利要求1至6的任意一项所述的路面描绘装置，其特征在于，所述多个透射窗与所述投影透镜的入射面的中心部相对地配置。8.如权利要求1至7的任意一项所述的路面描绘装置，其特征在于，所述多个光源中的至少2个光源能够以将点亮熄灭的定时相互关联的方式进行动作。9.如权利要求1至8的任意一项所述的路面描绘装置，其特征在于，所述多个透射窗中的至少2个透射窗具有相互不同的形状及/或颜色。

技术总结
路面描绘装置(10)包括：能够单独点亮的多个光源(12)；掩模(18)，其具有分别被多个光源(12)中的对应的光源(12)照明的多个透射窗(20)；分隔件(22)，其将多个光源(12)与掩模(18)之间的空间划分为各自具有相互对应的光源(12)和透射窗(20)的多个分区；以及共通的投影透镜(16)，其将分别从多个光源(12)透过对应的透射窗(20)的光投影到路面。的透射窗(20)的光投影到路面。的透射窗(20)的光投影到路面。


技术研发人员：伊东树生
受保护的技术使用者：株式会社小糸制作所
技术研发日：2021.11.15
技术公布日：2023/8/9