JP2003276501A - 光学装置 - Google Patents

光学装置

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JP2003276501A
JP2003276501A JP2002080491A JP2002080491A JP2003276501A JP 2003276501 A JP2003276501 A JP 2003276501A JP 2002080491 A JP2002080491 A JP 2002080491A JP 2002080491 A JP2002080491 A JP 2002080491A JP 2003276501 A JP2003276501 A JP 2003276501A
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Katsuro Sato
勝郎 佐藤
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Koito Manufacturing Co Ltd
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    • B60Q1/26—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to indicate the vehicle, or parts thereof, or to give signals, to other traffic
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な構成で灯具における配光特性や光ディ
スプレイ装置におけるディスプレイ効果を多彩に変化制
御することが可能な光学装置を提供する。 【解決手段】 光源Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３と、光源の前面に
配置され、透明導電膜１２５，１２６への通電状態によ
って光透過特性が透明状態と不透明状態とに変化される
液晶パネル１０４と、液晶パネルへの通電を制御する点
灯回路１３０とを備える。液晶パネル１０４への通電を
制御してその光透過特性を透明状態と不透明状態とに変
化制御すれば、光源から出射された光を液晶パネルによ
って選択的にあるいは全体的に遮断しあるいは透過させ
ることができ、この液晶パネルに対する制御によって多
彩な配光特性や光ディスプレイ効果を得ることが可能に
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ディスプレイ装
置、あるいは照明用ランプ等のように光源で発光した光
の照射状態を変化制御して所要の光学的な効果を得るよ
うにした光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】灯具、特に自動車等に用いられる車両用
灯具では、光源で発光した光の照射状態を制御して所要
の配光特性を得ている。このような配光特性を制御する
場合、従来では光源の発光状態を変化させることが行わ
れている。例えば自動車のヘッドランプではハイビーム
とロービームの各配光特性を得るためにハイビームとロ
ービームのそれぞれのランプで構成される４灯式ヘッド
ランプや、ハイビームとロービームの各フィラメントを
内蔵したダブルフィラメント構造のバルブを用いる２灯
式ヘッドランプがある。また、光源を用いた光ディスプ
レイ装置では、光源で発光した光を利用して所要の光デ
ィプレイ効果を得ているが、この場合でも光源の発光状
態を変化させることで光ディスプレイ効果を変化させる
ことが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の灯具
や光ディスプレイ装置（以下、本明細書ではこれらを含
めて光学装置と称する）では、光源の発光状態を制御す
ることにより配光特性や光ディスプレイ効果を変化制御
させている。そのため、特性の異なる複数の光源が必要
になるとともに、これらの光源を選択的、あるいは任意
的に発光させるための点灯回路も必要になり、光学装置
の構成が複雑なものになるという問題がある。特に、多
彩な配光特性や光ディプレイ効果を得ようとした場合に
は、さらに多数個の光源が要求されるとともに点灯回路
も一層複雑なものになることは避けられない。
【０００４】本発明の目的は、照明用ランプにおける配
光特性や光ディスプレイ装置におけるディスプレイ効果
を簡易な構成で多彩に変化制御することが可能な光学装
置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の光学装置は、光
源と、光源の前面に配置され、通電状態によって光透過
特性が透明状態と不透明状態とに変化される液晶パネル
と、液晶パネルへの通電を制御する通電制御手段とを備
えることを特徴とする。
【０００６】本発明を車両用ランプの配光特性を展示す
るための光ディスプレイ装置として構成する場合には、
車両用ランプと、車両用ランプの前面に配置されて通電
状態によって光透過特性が透明状態と不透明状態とに変
化される液晶パネルと、車両用ランプを点灯したときに
液晶パネルが不透明状態となるように通電制御する通電
制御手段とを備える構成とする。
【０００７】また、本発明を自動車のヘッドランプや複
合型ランプとして構成する場合には、灯具ボディと、灯
具ボディに内装されたバルブと、バルブの前面において
灯具ボディに支持されて通電状態によって光透過特性が
透明状態と不透明状態とに変化される液晶パネルからな
るレンズと、車両用ランプを点灯したときにレンズの少
なくとも一部が透明状態となるように通電制御する通電
制御手段とを備える構成とする。
【０００８】本発明によれば、液晶パネルへの通電を制
御してその光透過特性を透明状態と不透明状態とに変化
制御すれば、光源から出射された光を液晶パネルによっ
て選択的にあるいは全体的に遮断しあるいは透過させる
ことができ、この液晶パネルに対する制御によって多彩
な配光特性や光ディスプレイ効果を得ることが可能にな
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明を光ディスプレイ装置
に適用した第１の実施形態の外観図、図２は図１のＡＡ
線断面図である。この光ディスプレイ装置１００は、そ
れぞれ色温度や発光輝度が異なる電球を光源とする３つ
のランプを配列し、これらのランプの配光特性の違いを
表示するようにした装置である。ベース板１０１には横
長の箱型をしたケース１０２が組み立てられており、こ
のケース１０２内には３つのランプＬ１，Ｌ２，Ｌ３が
横一列に配置され、前記ケース１０２の前面の開口部に
沿って固定支持されている。各ランプＬ１，Ｌ２，Ｌ３
は回転放物面形状をしたリフレクタ１１１と、このリフ
レクタ１１１の焦点位置に支持された光源としてのバル
ブ１１２と、前記リフレクタ１１１の前面開口部に取着
された透明レンズ１１３とで構成されている。また、前
記ケース１０２の前面開口部には銀色をした表面パネル
１０３が取着されており、この表面パネル１０３には３
つの円形窓が横方向に並んで開口されており、これらの
円形窓に前記各ランプＬ１，Ｌ２，Ｌ３の各透明レンズ
１１３が臨まされ、表面パネルの前面側に露呈されてい
る。ここで、図３に後述する点灯回路１３０を示すよう
に、前記各ランプＬ１，Ｌ２，Ｌ２の光源としてのバル
ブ１１２はハイビーム用フィラメントＨＦとロービーム
用フィラメントＬＦを内蔵した２フィラメントバルブで
構成されており、また３つのランプＬ１，Ｌ２，Ｌ３の
各バルブ１１２はそれぞれ色温度と発光輝度が異なるバ
ルブとして構成されている。
【００１０】また、前記表面パネル１０３の前側には所
要の間隔をおいて液晶パネル１０４が立設状態に配置さ
れ前記ベース板１０１上に固定支持されている。この液
晶パネル１０４は少なくとも前記３つのランプＬ１，Ｌ
２，Ｌ３の前面領域を覆う寸法に形成されている。前記
液晶パネル１０４は通電によって光透過状態が変化可能
なパネルであり、例えば、日本板硝子株式会社製の瞬間
調光ガラス、商品名「ウム」を用いることが可能であ
る。図４は前記液晶パネル１０４の構造を模式的に示す
図であり、液晶フィルム１２１を２枚の透明ガラス１２
２，１２３で挟んだ積層構造になっている。液晶フィル
ム１２１は、ネマチック液晶の小滴が分散した透明なポ
リマーフィルム１２４を２枚の透明導電膜１２５，１２
６で挟んだ構造である。この液晶フィルム１２１は、透
明導電膜１２５，１２６間に電圧を印加しない場合に
は、液晶の配列が整列されていないため液晶フィルム１
２１に入射した光は液晶によって散乱されるため不透明
に近い曇りガラス状となる。一方、両透明導電膜１２
５，１２６間に電圧を印加してポリマーフィルム１２４
に電界を発生させると液晶が導電膜と垂直な方向に整列
されるため液晶フィルム１２１に入射した光は液晶間を
直進され、透明な状態となる。
【００１１】また、前記ベース板１０１の前側位置には
選択的にオン操作が可能なハイビーム用とロービーム用
の２つのボタンスイッチＳＷＨ，ＳＷＬが配置されてお
り、図３に示した点灯回路１３０に接続されている。同
図において、ハイビーム用ボタンスイッチＳＷＨ、ロー
ビーム用ボタンスイッチＳＷＬのいずれも押さない場合
にはＯＦＦとなる切替ススイッチとして図示している。
そして、ハイビーム用ボタンスイッチＳＷＨを押したと
きに前記３つのランプＬ１，Ｌ２，Ｌ３の各バルブ１１
２のハイビーム用フィラメントＨＦを点灯させ、ロービ
ーム用ボタンスイッチＳＷＬを押したときに前記３つの
ランプＬ１，Ｌ２，Ｌ３の各バルブ１１２のロービーム
用フィラメントＬＦを点灯させるように回路が構成され
ている。また、前記２つのボタンスイッチＳＷＨ，ＳＷ
Ｌのいずれも押されていない場合には前記液晶パネル１
０４の透明導電膜１２５，１２６間に所要の電圧を印加
して液晶パネル１０４を透明な状態に保持し、いずれか
のボタンスイッチＳＷＨ，ＳＷＬが押されたときには前
記透明導電膜１２５，１２６への電圧印加を停止して液
晶パネル１０４を曇りガラス状とするように回路が構成
されている。
【００１２】以上の光ディスプレイ装置によれば、いず
れのボタンスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを押していない状態
では液晶パネル１０４は透明であるため、図５（ａ）に
模式的に示すように、液晶パネル１０４を透して３つの
ランプＬ１，Ｌ２，Ｌ３を視認することが可能であり、
これらランプＬ１，Ｌ２，Ｌ３の外観、さらには透明レ
ンズ１１３を透してリフレクタ１１１の内面及びバルブ
１１２を観察することが可能である。一方、いずれかの
ボタンスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを押すと、図５（ｂ）に
示すように、各ランプＬ１，Ｌ２，Ｌ３のバルブ１１２
に給電され、各バルブはハイビーム状態又はロービーム
状態で点灯する。また、これと同時に液晶パネル１０４
への電圧印加が停止されるため液晶パネル１０４は曇り
ガラス状になり、各ランプＬ１，Ｌ２，Ｌ３から出射さ
れた光は液晶パネル１０４に投射されて拡散され、曇り
ガラス状の液晶パネル１０４を背面側から照明すること
になる。そのため、液晶パネル１０４を正面側から見る
と光が投射された領域が明るくなり、各ランプＬ１，Ｌ
２，Ｌ３の配光状況や色温度、明るさ等の各ランプの照
明効果の違いを確認することができるようになる。この
とき各ランプＬ１，Ｌ２，Ｌ３からの光の大部分は液晶
パネル１０４において吸収ないし反射されるので、液晶
パネル１０４の正面側にいる観察者を眩惑するようなこ
ともない。したがって、ハイビーム用ボタンスイッチＳ
ＷＨを押したときには各ランプのハイビーム状態での点
灯状態が確認でき、ロービーム用ボタンスイッチＳＷＬ
を押したときには各ランプのロービーム状態での点灯状
態が確認できる。これにより、ランプの配光特性の違い
を実感させることが可能なディスプレイが可能になる。
【００１３】図６は本発明を自動車のリアコンビネーシ
ョンランプ２００に適用した第２の実施形態の外観斜視
図、図７はその縦断面構造に点灯回路を重ねて示す図で
ある。これらの図において、偏平に形成された灯具ボデ
ィ２０１内はバックアップランプＢＵＬ、ターンシグナ
ルランプＴＳＬ、テール＆ストップランプＴ＆ＳＬの各
ランプ室２１１，２１２，２１３に区画されており、各
ランプ室２１１，２１２，２１３の内面はアルミニウム
等が塗布されて反射面として構成されている。また、各
ランプ室２１１，２１２，２１３の背面に開口されたバ
ルブ取付穴にはそれぞれバルブソケット２１４，２１
５，２１６によりバックアップバルブ２１７、ターンシ
グナルバルブ２１８、テール＆ストップバルブ２１９が
内装支持されている。ここで、バックアップバルブ２１
７は白色バルブで構成され、ターンシグナルバルブ２１
８はアンバー色バルブで構成され、テール＆ストップバ
ルブは２フィラメント型の赤色バルブ２１９で構成され
ている。また、前記灯具ボディ２０１の前面開口にはア
ウターレンズ２０２が取着されて前記各ランプ室内を封
止状態に保っている。
【００１４】前記アウターレンズ２０２は、前記各ラン
プ室２１２，２１３，２１４にそれぞれ対応して個別に
設けられたバックアップレンズ２０３、ターンシグナル
レンズ２０４、テール＆ストップレンズ２０５が一体化
された複合レンズとして構成されており、各レンズ２０
３，２０４，２０５はそれぞれ独立した第１の実施形態
と同様な液晶パネルで構成されている。そして、各レン
ズを構成する液晶パネルの透明導電膜２２１，２２２，
２２３，２２４，２２５，２２６は各ランプのバルブと
同時に電圧が印加されるように点灯回路２３０に接続さ
れている。点灯回路２３０には各ランプを点灯するため
のランプスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３が設けられて
おり、これらのランプスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３
をそれぞれオンすることにより、各ランプのバルブ２１
７，２１８，２１９が車載電源＋Ｖに接続されて点灯さ
れると同時に対応する各レンズ２０３，２０４，２０５
の各透明導電膜２２１，２２２，２２３，２２４，２２
５，２２６に電圧が印加される。
【００１５】このリアコンビネーションランプ２００に
よれば、各ランプＢＵＬ，ＴＳＬ，Ｔ＆ＳＬが非点灯の
ときには各ランプに対応するレンズ２０３，２０４，２
０５の各透明導電膜２２１，２２２，２２３，２２４，
２２５，２２６に電圧が印加されていないため、図８
（ａ）のように、各レンズ２０３，２０４，２０５は曇
りガラス状とされている。そのため、複合レンズ２０２
を透してランプ内、特に反射面やバルブが外部に露見さ
れることはなく、外観上の見栄えが低下することはな
い。一方、各ランプに対応するランプスイッチＳＷ１，
ＳＷ２，ＳＷ３がそれぞれオンされたときには、各ラン
プが点灯されるが、同時に当該ランプのレンズを構成し
ている液晶パネルにも電圧が印加され、当該レンズは透
明状態になる。例えば、バックアップバルブ２１７が点
灯されたときには、図８（ｂ）のように、バックアップ
レンズ２０３の透明導電膜２２１，２２２にも電圧が印
加されるためバックアップレンズ２０３は透明状態にな
る。そのため、バックアップバルブ２１７から出射され
る白色光は透明なバックアップレンズ２０３を透して外
部に照射されることになり、有効な照明が可能になる。
また、ターンシグナルバルブ２１８が点灯されたときに
は、図８（ｃ）のように、ターンシグナルレンズ２０４
の透明導電膜２２３，２２４にも電圧が印加されるため
ターンシグナルレンズ２０４は透明状態になる。さら
に、図示は省略するが、テール＆ストップランプについ
ても同様である。
【００１６】図９は本発明を自動車のヘッドランプに適
用した第３の実施形態の外観斜視図、図１０はその縦断
面構造に点灯回路を重ねて示す図である。この実施形態
では一つのランプでハイビームとロービームでの点灯が
可能な２灯式ヘッドランプ３００に適用した例であり、
図には左右一方のヘッドランプのみが図示されている。
灯具ボディ３０１内には回転放物面形状の反射面部を有
するリフレクタ３０２が内装されており、当該リフレク
タ３０２にはバルブソケット３０３によりバルブ３０４
が内装支持されている。前記バルフ３０４はシングルバ
ルブ（１フィラメントのバルブ）が用いられており、当
該バルブ内のフィラメントは前記リフレクタの焦点に配
置されている。また、前記灯具ボディ３０１の前面開口
にはレンズ３０５が取着されており、灯具ボディ３０１
内を封止している。前記レンズ３０５は、水平方向の一
部において若干外側に傾斜した全面のほぼ下半分を占め
るロービームレンズ３０６と、ほぼ上半分を占めるハイ
ビームレンズ３０７とが一体化された複合レンズとして
構成されている。前記ロービームレンズ３０６とハイビ
ームレンズ３０７はそれぞれ第１の実施形態と同様な液
晶パネルで構成されており、その透明導電膜３１１，３
１２，３１３，３１４は前記バルブ３０４と共に点灯回
路３３０の電源スイッチＳＷ１１及びハイビームとロー
ビームを切り替える連動スイッチＳＷ１２を介して車載
電源＋Ｖに接続され、それぞれ独立して電圧が印加可能
に構成されている。
【００１７】このヘッドランプ３００によれば、電源ス
イッチＳＷ１１がオフでバルブ３０４が非点灯のときに
はロービームとハイビームの各レンズ３０６，３０７に
電圧が印加されていないため、図１１（ａ）に示すよう
に、各レンズ３０６，３０７は曇りガラス状とされてい
る。そのため、レンズ３０５を透してヘッドランプ３０
０内のリフレクタ３０２やバルブ３０４が外部に露見さ
れることはなく、外観上の見栄えが低下することはな
い。
【００１８】一方、電源スイッチＳＷ１１がオンされ、
連動スイッチＳＷ１２がハイビームＨ側に接続さたとき
には、バルブ３０４が点灯されると同時にロービームレ
ンズ３０６とハイビームレンズ３０７の両方の透明導電
膜３１１，３１２，３１３，３１４に電圧が印加される
ため、図１１（ｂ）に示すように、ロービームレンズ３
０６とハイビームレンズ３０７、すなわちレンズ３０５
の全体が透明状態となる。そのためバルブ３０４から出
射された光はリフレクタ３０２で反射されてほぼ平行光
束となってレンズ３０５に投射され、その全ての光がレ
ンズ３０５を透過されて外部に照射される。したがっ
て、ヘッドランプの配光特性は全領域に向けられたハイ
ビーム配光となる。
【００１９】他方、電源スイッチＳＷ１１がオンされ、
連動スイッチＳＷ１２がロービームＬ側に接続されたと
きには、バルブ３０４が点灯されると同時にロービーム
レンズ３０６の透明導電膜３１１，３１２に電圧が印加
されるため、図１１（ｃ）に示すように、ロービームレ
ンズ３０６は透明状態となる。ハイビームレンズ３０７
は透明導電膜３１３，３１４に電圧が印加されないため
曇りガラス状の状態のままである。そのためバルブ３０
４から出射された光はリフレクタ３０２で反射されてほ
ぼ平行光束となってレンズ３０５に投射されるが、ハイ
ビームレンズ３０７においては光は透過されることな
く、ロービームレンズ３０６においてのみ光が透過さ
れ、外部に照射される。したがって、ヘッドランプ３０
０の配光特性は水平線よりも下方に向けられたロービー
ム配光となる。
【００２０】このように、このヘッドランプ３００では
レンズ３０５の光透過領域を制御してハイビームとロー
ビームを切り替えているため、バルブ３０４にダブルフ
ィラメントバルブを用いる必要がなく、またダブルフィ
ラメントバルブ内のフィラメントを切り替えるための点
灯回路が不要になり、構造の簡略化が可能になる。
【００２１】ここで、本発明の光学装置は前記第１ない
し第３の実施形態に示した光ディスプレイ装置や車両用
灯具に限られるものではなく、液晶パネルにおける透明
状態と不透明状態とを選択することによって光源からの
光の透過と不透過を制御して配光特性や光ディスプレイ
効果が変化されるものであれば本発明が適用可能である
ことは言うまでもない。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、通電状態
によって光透過特性が透明状態と不透明状態とに変化さ
れる液晶パネルを光源の前面に配置し、通電制御手段に
よって液晶パネルへの通電を制御してその光透過特性を
透明状態と不透明状態とに変化制御する構成としている
ので、光源から出射された光を液晶パネルによって選択
的にあるいは全体的に遮断しあるいは透過させることが
でき、この液晶パネルに対する制御によって配光特性や
光ディスプレイ効果を変化制御することが可能になる。
これにより、複数の光源あるいは複雑な回路は不要にな
り、簡易に構成できる一方で多彩な光学効果の得られる
光学装置を構築することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を光ディスプレイ装置に適用した第１の
実施形態の外観斜視図である。
【図２】図１のＡＡ線に沿う断面図である。
【図３】図１の光ディスプレイ装置の点灯回路の回路図
である。
【図４】液晶パネルの模式的な断面図である。
【図５】光ディスプレイ効果を説明する図である。
【図６】本発明を自動車のリアコンビネーションランプ
に適用した第２の実施形態の外観斜視図である。
【図７】図６の縦断面構造に点灯回路を重ねて示す図で
ある。
【図８】リアコンビネーションランプの点灯状態を示す
図である。
【図９】本発明を自動車のヘッドランプに適用した第３
の実施形態の外観斜視図である。
【図１０】図８の縦断面構造に点灯回路を重ねて示す図
である。
【図１１】ヘッドランプのハイビームとロービーム点灯
状態を示す図である。
【符号の説明】
１００ 光ディスプレイ装置 １０１ ベース板 １０２ ケース １０４ 液晶パネル １２２，１２３ ガラス板 １２４ 液晶フィルム １２５，１２６ 透明導電膜 １３０ 点灯回路 Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ ランプ ２００ リアコンビネーションランプ ２０１ 灯具ボディ ２０２ レンズ（複合レンズ） ２０３ バックアップレンズ ２０４ ターンシグナルレンズ ２０５ テール＆ストップレンズ ２２１〜２２６ 透明導電膜 ２３０ 点灯回路 ＳＷ１〜ＳＷ３ ランプスイッチ ３００ ヘッドランプ ３０１ 灯具ボディ ３０２ リフレクタ ３０４ バルブ ３０６ レンズ（複合レンズ） ３０６ ロービームレンズ ３０７ ハイビームレンズ ３３０ 点灯回路 ＳＷ１１ 電源スイッチ ＳＷ１２ 連動スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２１Ｙ 101:00 Ｆ２１Ｑ 1/00 Ｚ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源と、前記光源の前面に配置され、通
    電状態によって光透過特性が透明状態と不透明状態とに
    変化される液晶パネルと、前記液晶パネルへの通電を制
    御する通電制御手段とを備えることを特徴とする光学装
    置。
  2. 【請求項２】 車両用ランプと、前記車両用ランプの前
    面に配置されて通電状態によって光透過特性が透明状態
    と不透明状態とに変化される液晶パネルと、前記車両用
    ランプを点灯したときに前記液晶パネルが不透明状態と
    なるように通電制御する通電制御手段とを備え、前記車
    両用ランプの配光特性を表示するための光ディスプレイ
    として構成されていることを特徴とする光学装置。
  3. 【請求項３】 灯具ボディと、前記灯具ボディに内装さ
    れたバルブと、前記バルブの前面において前記灯具ボデ
    ィに支持されて通電状態によって光透過特性が透明状態
    と不透明状態とに変化される液晶パネルからなるレンズ
    と、前記車両用ランプを点灯したときに前記レンズの少
    なくとも一部が透明状態となるように通電制御する通電
    制御手段とを備えた車両用ランプとして構成されている
    ことを特徴とする光学装置。
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