JP2012015044A - 車両用前照灯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置が大型化することを防止できる上に、光散乱状態を効果的に利用することによってきめ細かな配光を実現することができる車両用前照灯装置を提供する。
【解決手段】液晶素子４は、領域４Ａ、領域４Ｂ、遮光部材３の直上の領域４Ｃ、およびその他の領域４Ｄに区分されている。それぞれの領域には、異なる透明電極のパターンが形成されている。ハイビーム状態において、領域４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの透明電極のパターンを電圧無印加状態にして、領域４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄを透明状態にする。また、ロービーム状態において、領域４Ａ，４Ｂ，４Ｄの透明電極のパターンを電圧無印加状態にして、領域４Ａ，４Ｂ，４Ｄを透明にする。また、領域４Ｃの透明電極のパターンに例えば６０Ｖの電圧を印加して領域４Ｃを遮光状態にする。
【選択図】図５

Description

本発明は、機械駆動部品を用いずに配光を制御することができる車両用前照灯装置に関する。

車両の前照灯には、基本的に、走行用配光（以下、ハイビームという。）とすれ違い用配光（以下、ロービームという。）とが要求される（例えば、特許文献１，２参照）。一般的な前照灯において光源としてＨＩＤランプ（High Intensity Discharge）が用いられているが、光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられた前照灯もある（例えば、特許文献２参照）。

さらに、走行用配光またはすれ違い用配光において、ホットゾーン（光照射範囲における中央付近に位置する照度の高い部分）や扁平ゾーン（光照射範囲における横方向に広がる照度の低い部分）を良好に形成するために、異なる位置に複数の光源ユニットが設けられたりすることがある（例えば、特許文献３参照）。また、同様の目的で、複数の反射部材が設けられたりすることもある。

また、ＡＦＳ（Adaptive Front-Lighting System）機能を備えた前照灯が搭載された車両が市場に投入されている。ＡＦＳ機能は、運転者の視認性向上を図るために、車両の走行中のコーナリング時においてステアリング操舵方向に光軸を向けて進行方向に光を照射する機能である。

特開平６−１９１３４６号公報 特開２００５−１８３３２７号公報 特開２００８−１３０１４号公報

図８は、一般的な車両用前照灯装置の例を示すブロック図である。図８に示す車両用前照灯装置は、光源１１としての例えばＨＩＤランプまたはＬＥＤと、光源１１から出射された光を反射する反射部材２と、反射部材２で反射された光の一部を遮光する遮光部材３とを備え、さらに、遮光部材３を移動させるアクチュエータ（具体的には、ソレノイド）１２と、アクチュエータ１２を駆動する駆動部１３とを備えている。また、遮光部材３で遮光されない光は、集光レンズ５を介して、車両の前方に照射される。

車両用前照灯装置は、遮光部材３を移動させることによって、ハイビームとロービームとを切り替える。すなわち、ハイビームにするときには、図８における下側に遮光部材３を移動させ、ロービームにするときには、図８における上側に遮光部材３を移動させる。

図８において、実線の矢印Ｂはハイビームの状態およびロービームの状態において照射される光を示し、破線の矢印Ａはハイビームの状態においてのみ照射される光を示す。

図９は、車両用前照灯装置による光の照射範囲を説明するための説明図である。図９に示すように、ハイビーム時には、車両用前照灯装置の前方の領域１０１および領域１０３に光が照射される。

ロービーム時には、図９に示す位置から遮光部材３が上昇し、領域１０１にのみ光が照射される。

図１０は、一般的なＡＦＳ機能を備えた車両用前照灯装置の例を示すブロック図である。図１０に示す車両用前照灯装置には、光源１１、反射部材２、遮光部材３および集光レンズ５を内蔵する前照灯筐体２０を回転させるステッピングモータ２１が設けられている。ステッピングモータ２１は、車両としての自動車の前方に対して左右方向に前照灯筐体２０を回転させるスイブル制御を行うためのモータである。

ＡＦＳ機能を有効に働かせるためには、自動車のステアリングホイールの操舵角と前照灯筐体２０の向き（スイブル角）とが正しく対応している必要がある。そこで、角度センサ２２が設けられ、自動車のイグニッションスイッチがオンされたときに、前照灯筐体２０の向きを例えば自動車の直進方向に向ける初期化が行われる。初期化を実行するために、前照灯筐体２０の向きを検出する必要があるが、角度センサ２２によって前照灯筐体２０の向きが検出される。

図８および図１０に示された車両用前照灯装置では、機械的に駆動される遮光部材３が設けられているので、装置が大型化（体積増および重量増）するという課題や、機械駆動により信頼性を高めるのが難しくなったりする課題がある。また、複数の光源ユニットや複数の反射部材を設ける場合には、装置がさらに大型化する。

特許文献１，２には、機械的に駆動される遮光部材３に代えて、電気的に遮光位置を変えることができる車両用前照灯装置が記載されている。特許文献１に記載された車両用前照灯装置では、反射部材の開口全面を覆うように光シャッタが設置され、光シャッタの透過率を制御することによって、ハイビームとロービームとを実現する。

特許文献２に記載された車両用前照灯装置では、光源としてのＬＥＤアレイの出射側の直後に電気光学素子が設置され、電気光学素子における遮光部位にしたい領域を遮光状態に電気的に制御し、光源からの光を外部に出射させたい領域を光透過状態に電気的に制御することによって、ハイビームとロービームとを実現する。

また、特許文献２には、ＡＦＳ機能を備えた車両用前照灯装置も記載されているが、ＡＦＳ機能を備える場合には、ＬＥＤアレイの出射側の直後に設けられている電気光学素子における遮光領域が移動するように駆動制御することによってＡＦＳ機能が実現される。

特許文献１に記載された車両用前照灯装置では、反射部材の開口全面を覆うように光シャッタが設置され、特許文献２に記載された車両用前照灯装置では、ＬＥＤアレイの出射側の直後に電気光学素子が設置されているが、いずれも、基本的に、光シャッタおよび電気光学素子を、遮光状態にする領域と光透過状態にする領域としか存在しないように駆動制御している。

本発明は、光透過状態と光散乱状態をとることができる液晶層を光源の前方（光照射側）に設置することによって、装置が大型化することを防止できる上に、単に遮光状態と光透過状態とを使用するだけでなく、光散乱状態を効果的に利用することによってきめ細かな配光を実現することができる車両用前照灯装置を提供することを目的とする。

本発明による車両用前照灯装置は、ＬＥＤを用いた光源と、光源からの光を選択的に通過させる液晶素子と、液晶素子に駆動電圧を印加する駆動回路とを備え、液晶素子は、駆動回路によって印加される電圧に応じて、光透過状態と、光散乱状態と、光透過状態と光散乱状態との中間的な状態をとることができる素子であることを特徴とする。

液晶素子における走行用配光時およびすれ違い用配光時に光を通過させる領域に第１の電極パターン（例えば、液晶素子４において、領域１０１に至る光を通過させる領域４Ａ，４Ｂ，４Ｄに形成された透明電極のパターン）が形成され、液晶素子における走行用配光時に光を通過させる領域に第２の電極パターン（例えば、液晶素子４において、領域１０３に至る光を通過させる領域４Ｃに形成された透明電極のパターン）が形成され、駆動回路は、走行用配光時およびすれ違い用配光時に、第１の電極パターンに液晶素子を光透過状態にするための電圧（一例として０Ｖ、すなわち電圧無印加状態も含む。）を印加し、走行用配光時に、第２の電極パターンに液晶素子を光透過状態にするための電圧を印加するように構成されていてもよい。

駆動回路は、領域面積を広げることが要求される光照射領域に対応する液晶素子における領域に形成された電極パターン（例えば、液晶素子４において、領域１０２，１０４に至る光を通過させる領域４Ａ，４Ｂに形成された透明電極のパターン）に、光透過状態と光散乱状態との中間的な状態にするための電圧を印加するように構成されていてもよい。

領域面積を広げることが要求される光照射領域は、例えば、走行用配光時またはすれ違い用配光時に光が照射される領域の一部である。

液晶素子は、光源からの光のうち光走行用配光時およびすれ違い用配光時に光照射に使用されない光を受光可能な領域（例えば、図７における領域４１，４２）を含み、駆動回路は、走行用配光時およびすれ違い用配光時に、当該領域に形成された電極パターンに、光散乱状態にするための電圧を印加し、ＡＦＳ時に、当該領域に形成された電極パターンに、液晶素子を光透過状態にするための電圧（一例として、０Ｖ）を印加するように構成されていてもよい。

液晶素子とともに、走行用配光時の光照射範囲の最前部を規定するための遮光部材が固定的に設置されていることが好ましい。

本発明によれば、装置が大型化することを防止できる上に、単に遮光状態と光透過状態とを使用するだけでなく、光散乱状態を効果的に利用することによってきめ細かな配光を実現することができる。

本発明による車両用前照灯装置の実施の形態を示すブロック図。 液晶素子の一構成例を示す模式的断面図。 硬化性化合物の例を示す説明図。 液晶素子の印加電圧（実効値）に対する透過率を示す説明図。 車両用前照灯装置における液晶素子の領域と照射パターンとの関係の一例を説明するための説明図。 駆動回路が領域４Ｂの透明電極のパターンに中間的な電圧を印加した場合の例を示す説明図。 ＡＦＳ機能を説明するための説明図。 一般的な車両用前照灯装置の例を示すブロック図。 車両用前照灯装置による光の照射範囲を説明するための説明図。 一般的なＡＦＳ機能を備えた車両用前照灯装置の例を示すブロック図。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明による車両用前照灯装置の実施の形態を示すブロック図である。図１に示す車両用前照灯装置は、光源としてのＬＥＤ１と、ＬＥＤ１から出射された光を反射する略ドーム状の反射部材２と、反射部材２で反射された光の一部を遮光する遮光部材３とを備え、さらに、反射部材２の開口部６の前面の上部に光透過状態と光散乱状態をとることができる液晶素子４が設けられている。遮光部材３で遮光されず、かつ、液晶素子４を通過した光は、集光レンズ５を介して、車両の前方に照射される。

なお、ＬＥＤ１は、白色ＬＥＤである。また、ＬＥＤ１は、１個のＬＥＤで構成されていてもよいし、複数個のＬＥＤで構成されていてもよい。

また、図１に示すように、本実施の形態では、特許文献１，２に記載された車両用前照灯装置とは異なり、液晶素子４と遮光部材３とを併用する。よって、反射部材の開口全面を覆うように光シャッタが設置されている構成や、光源の出射側の直後に電気光学素子が設置されている構成に比べて、液晶素子４による調整の範囲を狭めることができ、その結果、駆動電流を抑えることができる等の利点も生ずる。

また、以下の説明において、車両用前照灯装置が四輪自動車に搭載される場合を想定するが、本実施の形態の車両用前照灯装置は、四輪自動車に限られず二輪車その他の車両に搭載することもできる。

液晶素子４において、光散乱状態に制御される可能性がある領域には透明電極のパターンが形成されている。透明電極は、駆動回路８によって駆動される。すなわち、透明電極には、駆動回路８から所定の電圧が印加される。

図１に示す例では、液晶素子４において、上側の領域４０１は、ハイビームの状態およびロービームの状態において光透過状態（透明状態）に制御される。下側の領域４０２は、ロービームの状態において光散乱状態（遮光状態）に制御され、ハイビームの状態において光透過状態に制御される。

なお、本実施の形態では、特に断らない限り、光散乱状態は光透過率が極めて小さい（例えば、２％以下）状態である遮光状態を意味する。

図１において、実線の矢印Ｂはハイビームの状態およびロービームの状態において照射される光を示し、破線の矢印Ａはハイビームの状態においてのみ照射される光を示す。

図２は、液晶素子４の一構成例を示す模式的断面図である。図２において、一対の基板２０１，２０８の相対する面には、透明電極２０２，２０７が設けられる。さらに内側には配向膜２０３，２０６が設けられる。そして、配向膜２０３，２０６の間に、液晶を含み、スペーサ（図示せず）によって厚みが制御された液晶層２０４が挟持される。そして、シール層２０５によって液晶層２０４が封止される。

基板２０１，２０８の材質は、透明性が確保できれば特に限定されない。基板２０１，２０８として、ガラス基板やプラスチック基板を使用することができる。

また、基板２０１，２０８上に設けられる透明電極２０２，２０７として、ＩＴＯ（酸化インジウム−酸化錫）のような金属酸化物などの透明な電極材料を使用することができる。以下、透明電極２０２，２０７が設けられた基板２０１，２０８を電極付き基板という。

光透過状態と光散乱状態をとることができる液晶層２０４は、透明な一対の電極付き基板間に、液晶とその液晶に溶解可能な硬化性化合物とを含有する組成物（以下、未硬化組成物ともいう）を挟持させ、熱や紫外線、電子線などの手段を用いて硬化性化合物を硬化させて液晶／高分子複合体として形成される液晶層が好ましい。このような液晶と高分子の複合体からなる液晶を、以下、液晶／高分子複合体ともいう。

液晶／高分子複合体に用いる液晶としては、誘電異方性が正でも負でもよいが、光透過状態と光散乱状態の切り替えに要する応答時間を短くするためには、液晶の粘度が低く、さらに誘電異方性が負の液晶を用いることが好ましい。なお、液晶としては硬化性ではない化合物が使用される。また、硬化性化合物は液晶性を有していてもよい。

誘電率異方性が負の液晶を使用する場合には、電極付き基板において、液晶層２０４と接触する側に液晶分子のプレチルト角が基板表面に対して６０度以上であるようにする処理が施されていると、配向欠陥を少なくすることができ、透明性が向上するため好ましい。この場合、ラビング処理を施さなくてもよい。プレチルト角は７０度以上であることがより好ましい。なお、プレチルト角を、基板表面に垂直の方向を９０度として規定する。

液晶層２０４を形成する液晶／高分子複合体を構成する液晶として、公知の液晶から適宜選択できる。配向膜２０３，２０６により未硬化組成物のプレチルト角を制御することができる電極付き基板を用いることによって、誘電率異方性が正の液晶も誘電率異方性が負の液晶も使用可能であるが、より高い透明性や応答速度の面では誘電率異方性が負の液晶が好ましい。配向膜にラビング処理を施すこともできる。また、駆動電圧を低下させるためには誘電率異方性の絶対値が大きい方が好ましい。

また、液晶／高分子複合体を構成する硬化性化合物も透明性を有することが好ましい。さらに、硬化後に、電圧を印加したときに液晶のみが応答するように液晶と硬化性化合物とが分離していると、駆動電圧を下げることができるので好ましい。

本発明では、液晶に溶解可能な硬化性化合物のうち、未硬化時の液晶と硬化性化合物との混合物の配向状態を制御可能であって、硬化する際に高い透明性を保持することができる硬化性化合物が使用される。

硬化性化合物として、式（１）の化合物や式（２）の化合物を例示できる。
Ａ^１−Ｏ−（Ｒ^１）_ｍ―Ｏ―Ｚ―Ｏ―（Ｒ^２）_ｎＯ―Ａ^２ ・・・式（１）
Ａ^３−（ＯＲ^３）_ｏ―Ｏ―Ｚ’―Ｏ―（Ｒ^４Ｏ）_ｐ―Ａ^４ ・・・式（２）

ここで、Ａ^１，Ａ^２，Ａ^３，Ａ^４のそれぞれは、独立的に、硬化部位となるアクリロイル基、メタクリロイル基、グリシジル基またはアリル基であり、Ｒ^１，Ｒ^２，Ｒ^３，Ｒ^４のそれぞれは、独立的に、炭素数２〜６のアルキレン基であり、Ｚ，Ｚ’のそれぞれは、独立的に、２価のメソゲン構造部であり、ｍ，ｎ，ｏ，ｐのそれぞれは、独立的に、１〜１０の整数である。ここで、「独立的に」とは、組み合わせが任意であって、どのような組み合わせも可能であることを意味する。

式（１）および式（２）におけるメソゲン構造Ｚ，Ｚ’と硬化部位Ａ^１，Ａ^２，Ａ^３，Ａ^４との間に、Ｒ^１，Ｒ^２，Ｒ^３，Ｒ^４を含む分子運動性の高いオキシアルキレン構造を導入することによって、硬化時に、硬化過程において硬化部位の分子運動性を向上でき、短時間で十分に硬化させることが可能になる。

式（１）および式（２）における硬化部位Ａ^１，Ａ^２，Ａ^３，Ａ^４は、光硬化や熱硬化が可能な上記の官能基であればいずれでもよいが、なかでも、硬化時の温度を制御できることから光硬化に適するアクリロイル基、メタクリロイル基であることが好ましい。

式（１）および式（２）におけるＲ^１，Ｒ^２，Ｒ^３およびＲ^４の炭素数については、その分子運動性の観点から１〜６が好ましく、炭素数２のエチレン基および炭素数３のプロピレン基がさらに好ましい。

式（１）および式（２）におけるメソゲン構造部Ｚ，Ｚ’として、１，４−フェニレン基の連結したポリフェニレン基を例示できる。１，４−フェニレン基の一部または全部を１，４−シクロへキシレン基で置換したものであってもよい。また、１，４−フェニレン基や置換した１，４−シクロへキシレン基の水素原子の一部または全部が、炭素数１〜２のアルキル基、ハロゲン原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基などの置換基で置換されていてもよい。

好ましいメソゲン構造部Ｚ，Ｚ’として、１，４−フェニレン基が２個連結したビフェニレン基（以下、１，４−フェニレン基が２個連結したビフェニレン基を４，４−ビフェニレン基ともいう。）、３個連結したターフェニレン基、およびこれらの水素原子の１〜４個が、炭素数１〜２のアルキル基、フッ素原子、塩素原子またはカルボキシル基に置換されたものを挙げることができる。最も好ましいものは、置換基を有しない４，４−ビフェニレン基である。メソゲン構造部を構成する１，４−フェニレン基または１，４−シクロへキシレン基同士の結合は全て単結合でもよいし、以下に示すいずれかの結合でもよい。

式（１）および式（２）におけるｍ，ｎ，ｏ，ｐは、それぞれ独立的に、１〜１０であることが好ましく、１〜４がさらに好ましい。あまり大きいと液晶との相溶性が低下し、硬化後の電気光学素子の透明性を低下させるからである。

図３に、本発明において使用できる硬化性化合物の例を示す。液晶と硬化性化合物とを含有する組成物は、式（１），（２）で表される硬化性化合物を含め、複数の硬化性化合物を含有していてもよい。例えば、組成物に、式（１）および式（２）においてｍ，ｎ，ｏ，ｐの異なる複数の硬化性化合物を含有させると、液晶との相溶性を向上させることができる場合がある。

液晶と硬化性化合物とを含有する組成物は硬化触媒を含有していてもよい。光硬化の場合、ベンゾインエーテル系、アセトフェノン系、フォスフィンオキサイド系などの一般に光硬化性樹脂に用いられる光重合開始剤を使用できる。熱硬化の場合は、硬化部位の種類に応じて、パーオキサイド系、チオール系、アミン系、酸無水物系などの硬化触媒を使用でき、また、必要に応じてアミン類などの硬化助剤を使用することもできる。

硬化触媒の含有量は、含有する硬化性化合物の２０質量％以下が好ましく、硬化後に硬化樹脂の高い分子量や高い比抵抗が要求される場合は０．１〜５質量％とすることがさらに好ましい。

未硬化組成物において、硬化性化合物の総量は、液晶組成物に対して０．１〜２０質量％であることが好ましい。０．１質量％未満では、液晶相を硬化物により効果的な形状のドメイン構造に分割することができず、所望の透過−散乱特性を得ることができない。一方、２０質量％を越えると、従来の液晶／硬化物複合体素子と同様に透過状態でのヘイズ値が増大しやすくなる。また、さらに好ましくは、液晶組成物中の硬化物の含有率が０．５〜１５質量％であり、光散乱状態での散乱強度を高く、透過−散乱が切り替わる電圧値を低くすることができる。

液晶分子を、基板表面に対してプレチルト角が６０度以上になるように配向させる処理方法として、垂直配向剤を使用する方法がある。垂直配向剤を使用する方法として、例えば、界面活性剤を用いる方法や、アルキル基やフルオロアルキル基を含むシランカップリング剤などで基板界面を処理する方法、または日産化学工業社製のＳＥ１２１１やＪＳＲ社製のＪＡＬＳ−６８２−Ｒ３等の市販の垂直配向剤を用いる方法がある。垂直配向状態から任意の方向に液晶分子が倒れた状態を作るためには、公知のどのような方法を採用してもよい。垂直配向剤をラビングしてもよい。また、電圧が基板２０１，２０８に対して斜めに印加されるように、透明電極２０１，２０７にスリットを設けたり、電極２０１，２０７上に三角柱を配置する方法を採用してもよい。また、特定方向に液晶分子を倒すような手段を用いなくてもよい。

二つの基板２０１，２０８間にある液晶層２０４の厚さを、スペーサ等で規定することができる。その厚さは１〜５０μｍが好ましく、３〜３０μｍがさらに好ましい。液晶層２０４の厚さが薄すぎるとコントラストが低下し、厚すぎると駆動電圧が上昇する傾向が増大するため好ましくない場合が多い。

シール層２０５として、透明性の高い樹脂であれば公知のどのようなものを使用することも可能である。

以上のように作製された液晶素子４は、少なくとも常温付近において光透過状態と光散乱状態との間の応答時間が５ｍｓよりも短く非常に速い応答速度を実現することができる。

液晶素子４を複数枚用いてもよい。また、液晶素子４に対する耐衝撃性を増すために、上下の基板２０１，２０８を固定させてもよい。

液晶素子４の表裏の表面には、反射防止膜または紫外線遮断膜を設けることが好ましい。例えば、液晶素子４の表裏に、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２などの誘電体多層膜よりなるＡＲコート（低反射コート）処理を施すことにより、基板表面での外光の反射を減らすことができる。

図４は、上記のように作製された液晶素子４の印加電圧（実効値）に対する透過率を示す説明図である。図４に示すように、液晶素子４は、光透過状態と光散乱状態をとることができる液晶層としての液晶層２０４に所定の電圧（例えば６０Ｖ）が印加されているときに光散乱状態となり、液晶層２０４に対して電圧無印加のときに光透過状態となる。また、印加電圧（実効値）が０Ｖと６０Ｖとの中間的な値（例えば、１８〜３５Ｖ程度）であるときに、液晶素子４は、光透過状態と光散乱状態との中間的な状態（中間状態）をとる。

なお、本発明において、光透過率が８０％以上である状態を「透明」とする。また、以下、光散乱状態（例えば、光透過率が２％以下の状態）を遮光状態ともいう。

図５は、車両用前照灯装置における液晶素子４の領域と照射される光の状態（すなわち、照射パターン）との関係の一例を説明するための説明図である。図５において、下側の楕円は開口部６を示し、上側の楕円は集光レンズ５を示す。実線の略矩形は液晶素子４を示す。

図５に示す例では、液晶素子４は、領域４Ａ（右側の破線の略矩形の領域）、領域４Ｂ（左側の破線の略矩形の領域）、遮光部材３の直上の領域４Ｃ、およびその他の領域４Ｄに区分されている。それぞれの領域には、異なる透明電極のパターンが形成されている。なお、領域４Ｃは、図１に示された領域４０２に相当する。

また、領域４Ｃは、ハイビーム用配光パターンに対応する形状の領域である。すなわち、領域４Ｃの上側境界は、照射パターンにおいていわゆるロービーム時のカットオフラインが形成される形状になっている。具体的には、領域４Ｃにおける右側部分が左側部分よりも狭くなるように形成されている。

従って、本実施の形態では、遮光部材３の形状をカットオフラインを形成するための形状にする必要はない。図５に示すように、遮光部材３の上側境界（領域１０３の最前部のラインに相当）はフラットである。また、液晶素子４の下側境界が遮光部材３の上側境界に接するように液晶素子４が設置される。また、ハイビーム用配光パターンもロービーム用配光パターンも液晶素子４によって形成されるので、遮光部材３を移動させる必要はなく、遮光部材３は固定的に設置される。

一般には、ハイビーム状態において、駆動回路８は、領域４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄの透明電極のパターンを電圧無印加状態にして、領域４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄを透明状態にする。

ロービーム状態において、駆動回路８は、領域４Ａ，４Ｂ，４Ｄの透明電極のパターンを電圧無印加状態にして、領域４Ａ，４Ｂ，４Ｄを透明状態にする。また、領域４Ｃの透明電極のパターンに例えば６０Ｖの電圧を印加して領域４Ｃを遮光状態にする。

図５には、ロービーム状態であり、駆動回路８が領域４Ｃの透明電極のパターンに例えば６０Ｖの電圧を印加して遮光状態にした例が示されている。その場合、図５に示すように、車両用前照灯装置の前方において、斜線が施された領域１０１（領域１０２，１０４を含む）に光が照射されるが、領域４Ｃの前方の領域である領域１０３には光は照射されない。

図６には、図５に示された状態に対して、駆動回路８が領域４Ｂの透明電極のパターンに０Ｖと６０Ｖとの中間的な値（一例として、１８〜３５Ｖ程度）を印加した場合の例が示されている。図５に示された例と比較すると、領域１０２において光量が減るという違いがある。

なお、本実施の形態では、光透過率が８０％以上である状態を光透過状態（透明状態）とし、光透過率が２％以下である状態を光散乱状態（遮光状態）と規定しているが、液晶／高分子複合体は、厳密には中間状態でも散乱状態を呈している。

よって、図６に示されている光が照射されている領域１０２は、光強度が低下しているが、図５に示された当該領域の大きさに比べて大きくなる。例えば、光照射範囲は、領域１０２ａにまで広がる。中間的な状態に設定されている領域４Ｂを通過した光はある程度散乱しているからである。すなわち、本実施の形態では、液晶／高分子複合体を中間状態にすることによって、光照射範囲を広げることもできる。具体的には、駆動回路８は、領域面積を広げることが要求される光照射領域に対応する液晶素子４における領域に形成された透明電極のパターンに、光透過状態と光散乱状態との中間的な状態にするための電圧を印加する。

なお、図６には、領域１０２に至る光を通過させる領域４Ｂの透明電極のパターンに中間的な電圧を印加して光照射範囲を広げる場合の例が示されているが、領域４Ａの透明電極のパターンに中間的な電圧を印加することによって、領域１０４についての光照射範囲を広げることができる。

以上のように、本実施の形態では、光透過状態（透明状態）と光散乱状態（遮光状態）をとることができ、しかも、透明状態での光透過率が８０％以上であり、遮光状態での光透過率が２％以下であり、かつ、印加電圧を制御することによって光透過状態と光散乱状態との中間的な状態である中間状態をとることができる液晶／高分子複合体を用いた液晶素子４を使用する。よって、ハイビームとロービームを実現できるだけでなく、光透過状態（透明状態）での光強度と光散乱状態（遮光状態）との中間的な光強度の光を照射することが可能である。

さらに、液晶素子４における領域４Ａ，４Ｂ以外の領域であって、ハイビーム時またはロービーム時に光が照射される全領域のうち光照射範囲（領域面積）を広げることが求められる光照射領域に対応する領域に透明電極のパターンを形成し、駆動回路８が当該電極パターンに、光透過状態と光散乱状態との中間的な状態にするための電圧を印加することによって、領域４Ａ，４Ｂ以外の領域に対応する光照射領域においても光照射範囲を広げることができる。

また、例えば、ホットゾーン（光照射範囲における中央付近に位置する照度の高い部分）に対応する液晶素子４における領域に形成された透明電極のパターンを電圧無印加状態（光透過状態）し、その周辺の領域に対応する液晶素子４における領域に形成された透明電極のパターンに駆動回路８が中間的な電圧を印加することによって、ホットゾーンや扁平ゾーン（光照射範囲における横方向に広がる照度の低い部分）を良好に形成することができる。

次に、ＡＦＳ機能を備えた車両用前照灯装置を説明する。図７は、ＡＦＳ機能を説明するための説明図である。図７に示す例では、図５に示された車両用前照灯装置に比べて、開口部６の面積が大きくなっている。また、図７に示す構成では、液晶素子４は、領域４Ａ，４Ｂと、楕円形として示されている部分の左右を覆う領域４１，４２とを含む。

図５に示された車両用前照灯装置と比較すると、図７に示す車両用前照灯装置では、図５に示された車両用前照灯装置では使用されていなかった光（領域４１，４２を通過可能な光に相当）が液晶素子４に到達するように、車両用前照灯装置は形成されている。

そして、液晶素子４における領域４１を通過した光によって領域１０５に光照射される。また、液晶素子４における領域４２を通過した光によって領域１０６に光照射される。なお、図７において、領域１０５，１０６は、領域１０１に含まれていない。

ハイビーム状態では、駆動回路（図７において図示せず）は、領域４Ａ，４Ｂを電圧無印加状態にし、領域４１，４２に形成されている透明電極のパターンに例えば６０Ｖの電圧を印加して遮光状態にする。ロービーム状態では、駆動回路は、領域４Ａを電圧無印加状態にし、領域４１，４２に形成されている透明電極のパターンに例えば６０Ｖの電圧を印加して遮光状態にする。

車両が右回りカーブ路を走行しているときに、ステアリング操舵方向の情報を得た駆動回路は、左側の領域４１を電圧無印加状態にして、その部分を透明状態にする。その結果、図７に示すように、光源からの光は、通常のハイビーム状態またはロービーム状態における光照射範囲を越えて照射される（図７に示す領域１０５参照）。具体的には、通常の光照射範囲の外側（具体的には、右側）の領域１０５にも光が照射される。なお、液晶素子４を通過した光は、集光レンズ（図７において図示せず）によって進行方向が左右逆転しているとする。

また、車両が左回りカーブ路を走行しているときに、ステアリング操舵方向の情報を得た駆動回路は、右側の領域４２を電圧無印加状態にして、その部分を透明状態にする。その結果、光源からの光は、通常のハイビーム状態またはロービーム状態における光照射範囲を越えて照射される。具体的には、通常の光照射範囲の外側（具体的には、左側）の領域１０６にも光が照射される。

このように、液晶／高分子複合体を用いた液晶素子４を用い、液晶素子４が、光源からの光のうち光走行用配光時およびすれ違い用配光時に光照射に使用されない光を受光可能な領域（領域４１，４２）を含み、駆動回路８が、走行用配光時およびすれ違い用配光時には当該領域に形成された電極パターンに光散乱状態にするための電圧を印加し、ＡＦＳ時には、当該領域に形成された電極パターンに、液晶素子４を光透過状態にするための電圧を印加するように構成することによって、ハイビーム状態またはロービーム状態では使用されない光源からの光を有効活用してＡＦＳ機能を実現することができる。

また、車両が左回りカーブ路を走行しているときに、図６に示すように、領域４Ｂの透明電極のパターンに中間的な電圧を印加することによって光照射範囲を広げるようにしてＡＦＳ機能を実現することもできる。その場合、車両が右回りカーブ路を走行しているときには、領域４Ａの透明電極のパターンに中間的な電圧を印加することによって光照射範囲を広げる。

１ ＬＥＤ
２ 反射部材
３ 遮光部材
４ 液晶素子
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ 領域
４１，４２ 領域
５ 集光レンズ
６ 開口部
８ 駆動回路
１０１，１０２，１０２ａ，１０３，１０４ 領域
１０５，１０６ 通常の光照射範囲の外側の領域
２０１，２０８ ガラス基板
２０２，２０７ 透明電極
２０３，２０６ 配向膜
２０４ 液晶層
２０５ シール層

Claims (6)

1. ＬＥＤを用いた光源と、
   前記光源からの光を選択的に通過させる液晶素子と、
   前記液晶素子に駆動電圧を印加する駆動回路とを備え、
   前記液晶素子は、前記駆動回路によって印加される電圧に応じて、光透過状態と、光散乱状態と、光透過状態と光散乱状態との中間的な状態をとることができる素子である
   ことを特徴とする車両用前照灯装置。
2. 前記液晶素子における走行用配光時およびすれ違い用配光時に光を通過させる領域に第１の電極パターンが形成され、前記液晶素子における走行用配光時に光を通過させる領域に第２の電極パターンが形成され、
   前記駆動回路は、走行用配光時およびすれ違い用配光時に、前記第１の電極パターンに前記液晶素子を光透過状態にするための電圧を印加し、走行用配光時に、前記第２の電極パターンに前記液晶素子を光透過状態にするための電圧を印加する
   請求項１に記載の車両用前照灯装置。
3. 前記駆動回路は、領域面積を広げることが要求される光照射領域に対応する前記液晶素子における領域に形成された電極パターンに、光透過状態と光散乱状態との中間的な状態にするための電圧を印加する
   請求項１または請求項２に記載の車両用前照灯装置。
4. 領域面積を広げることが要求される光照射領域は、走行用配光時またはすれ違い用配光時に光が照射される領域の一部である
   請求項３に記載の車両用前照灯装置。
5. 前記液晶素子は、前記光源からの光のうち光走行用配光時およびすれ違い用配光時に光照射に使用されない光を受光可能な領域を含み、
   前記駆動回路は、走行用配光時およびすれ違い用配光時に、当該領域に形成された電極パターンに、光散乱状態にするための電圧を印加し、ＡＦＳ制御時に、当該領域に形成された電極パターンに、前記液晶素子を光透過状態にするための電圧を印加する
   請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の車両用前照灯装置。
6. 前記液晶素子とともに、走行用配光時の光照射範囲の最前部を規定するための遮光部材が固定的に設置されている
   請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の車両用前照灯装置。

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