JP2014072040A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入射光の直交偏向成分の両方を直進方向に対して変更して出射光として出射することができる照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置１は、ＬＥＤ１３から一端側に入射した光を他端側へ導く導光路４と、導光路４内に配設され、印加電圧に応じて入射光を直進させる直進用配光状態と、入射光のＰ偏向成分を屈折させて導光路４の一方の周側面部へ向けて全反射する屈折用配向状態とに切替えられるＰ偏向器７と、導光路４内にＰ偏向器７とは異なる位置に配設され、印加電圧に応じて入射光を直進させる直進用配光状態と、入射光のＳ偏向成分を屈折させて導光路４の一方の周側面部へ向けて全反射する屈折用配向状態とに切替えられるＳ偏向器８と、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８の印加電圧を制御する制御部１５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶を使って照射を制御する照明装置に関する。

液晶を使って、出射光の方向を切替える照明装置の例として、特許文献１に記載された車両用灯具が知られている。

この車両用灯具は、液晶部に印加する印加電圧により液晶部の液晶分子の配向状態を切替えることにより、入射光の全量を直進させて１方向のみの出射光をロービームとして出射する。あるいは、入射光の一部を屈折させて、屈折された入射光より生成した出射光と、屈折せずに直進した出射光との２方向の出射光をハイビームとして出射するようにしている（特許文献１／図７、図１２及び図１３）。

特許第４４５１２８９号公報

この灯具のように液晶を用いた照明装置において、液晶部の液晶分子の配向状態の切替により屈折できる屈折角は、特許文献１に記載されているように、直進方向に対して７．１°〜１１．４°の範囲と制限されている。このため、特許文献１の車両用灯具では出射範囲をこの角度範囲以上に拡大することは難しい。また、液晶部は入射光の内の一部の光しか屈折させず、残りは直進させるので、屈折方向の光量は入射光の光量より減少してしまう。

本発明の目的は、液晶部を使用して出射方向を切替える照明装置において、液晶部の屈折角の制限及び屈折方向の光量減少を解消して、出射範囲及び出射光量の増大を実現することである。

本発明の照明装置は、
光源と、
前記光源からの入射光を一端側から他端側へ導く導光路と、
印加電圧に応じて液晶分子の長軸が、入射面に対して直角方向に揃う直進配光状態と、入射面に対して平行方向でかつＰ偏向面に対して直角方向に揃う屈折用配光状態とを切り替えられ、屈折用配光状態では入射光のＰ偏向成分が前記導光路の一方の周側面部へ向けて全反射されるように、前記入射光の進行方向に対して傾斜して、前記導光路に配設される第１液晶部と、
印加電圧に応じて液晶分子の長軸が、入射面に対して直角方向に揃う直進配光状態と、入射面に対して平行方向でかつＳ偏向面に対して直角方向に揃う屈折用配光状態とを切り替えられ、屈折用配光状態では入射光のＳ偏向成分が前記導光路の一方の周側面部へ向けて全反射されるように、前記入射光の進行方向に対して傾斜して、前記導光路に導光方向へ前記第１液晶部とは異なる位置に配設される第２液晶部と、
前記第１及び第２液晶部の印加電圧を制御する液晶制御部とを備える。

本発明によれば、光が相互に直交するＰ偏向成分とＳ偏向成分を有することに着目し、液晶分子の屈折用配向状態において入射光のＰ偏向成分を屈折させる第１液晶部と、液晶分子の屈折用配向状態において入射光のＳ偏向成分を屈折させる第２液晶部とが、導光路の導光方向に別々の位置に配設され、導光路を進行してくる入射光のＰ偏向成分及びＳ偏向成分をそれぞれ導光路の一方の周側面部へ向けて全反射する。この結果、導光路の一方の周側面部において出射範囲及び出射光量の増大を実現することができる。

照明装置は、
前記導光路の一方の周側面部に配設され前記第１液晶部からの全反射光を第１出射方向へ方向転換して出射する第１プリズムと、
前記導光路の一方の周側面部に配設され前記第２液晶部からの全反射光を第２出射方向へ方向転換して出射する第２プリズムとを備えてもよい。

これによれば、プリズムを利用して、第１及び第２液晶部からの反射光を大きく曲げることができるので、照明装置からの出射光の出射方向の設定の自由度を増大することができる。

照明装置は、
前記第１及び第２出射方向は同一に設定され、
前記液晶制御部は、前記第１及び第２プリズムから出射光を同時出射又は同時停止するように、前記第１及び第２液晶部の印加電圧を制御してもよい。

これによれば、第１及び第２プリズムからの出射光は、出射方向を揃えて同時に出射されるので、出射光を出射するときは、入射光の全部を同一出射方向の出射光にして、照射先を明るくすることができる。

照明装置は、
前記第１液晶部と、前記第２液晶部と、前記第１プリズムと、前記第２プリズムとを１つの照明装置単位部分として、複数の照明装置単位部分が前記導光路に導光方向へそれぞれ異なる位置に配設され、
出射方向は照明装置単位部分ごとに異なるものに設定され、
前記液晶制御部は、各時点で出射光を出射する照明装置単位部分が１つだけになるように、全照明装置単位部分の第１及び第２液晶部の印加電圧を制御してもよい。

これによれば、複数の出射先を設定することができる。

前記液晶制御部は、全照明装置単位部分の中から選択した複数の照明装置単位部分について、出射光を最初の照明装置単位部分から最後の照明装置単位部分まで順番に出射させるサイクルを所定の周波数で繰り返してもよい。

これによれば、人の目の残像を利用して、人が、複数の出射先があたかも同時に照射されていると感じるように、することができる。

照明装置は、前記光源からの入射光が前記導光路内を平行に進行するように、前記光源からの入射光の進行方向を転換させるコリメータレンズを備えてもよい。

これによれば、導光路内において入射光の進行方向が揃い、出射光の出射方向も揃えることができる。

照明装置は、
前記導光路の他端側に配設された別の光源と、
前記別の光源からの入射光が前記導光路内を平行に進行するように、前記光源からの入射光の進行方向を転換させる別のコリメータレンズとを備えてもよい。

これによれば、光源を２つにして、導光路の表側及び裏側の両方から出射光を適宜、出射することができる。

照明装置の構成図。 照明装置のＰ偏向器及びＳ偏向器の部分拡大図。 Ｐ偏向器及びＳ偏向器における液晶分子の配向状態を示す図。 ２光源式の照明装置の構成図。 出射方向切替機能を装備する多方向出射型照明装置についての説明図。 多方向出射型照明装置の各種適用例を示す図。

図１を参照して、照明装置１の構成を説明する。照明装置１は、主要構成要素として導光器３、ＬＥＤ１３及び制御装置１５を備える。導光器３と、図において導光器３の上面に取付けられるプリズム９，１０とは、透明材料から成り、後述のＰ偏向器７（本発明の第１液晶部に相当）及びＳ偏向器８（本発明の第２液晶部に相当）を除いて、ｎ（屈折率）が例えば１．５４に揃えられている。なお、空気の屈折率ｎを１とする。

Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８は、オン・オフを切替えられるが、オフ時の屈折率ｎとしてのｎoは、他の材料と同一の１．５４に設定され、オン時の屈折率ｎとしてのｎeは、後述の全反射を実施するために、１．５４より大きい１．７４に設定されている。

構成の説明の便宜上、図１の上下方向を導光器３の厚さ方向、図１の左右方向を導光器３の縦方向、図１の紙面に対して直角方向を導光器３の横方向と呼ぶ。

図１では、導光器３は縦断面（縦方向に切った断面）により示されている。導光器３の横断面（横方向に切った断面。図示せず）は、矩形となっており、導光器３の周部は平面の４つの側面から成る。導光器３は、導光路４と、導光路４の厚さ方向両側の側面にそれぞれ当てられる表側基板５及び裏側基板６とを有している。

導光路４は透明樹脂から成り、表側基板５及び裏側基板６は透明ガラスから成る。導光器３の表側及び裏側の側面は、それぞれ本発明の導光路の一方及び他方の周側面部に相当する。

Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８は、導光器３の縦方向の異なる位置において、導光路４の横断面に対して同一の傾斜角度で、導光路４内に挿入（配設）されている。その傾斜角度は、後述の全反射を実現するために設定された角度となっている。

コリメータレンズ部１１は、導光器３の縦方向一端（図１の左端）側において導光路４の部分として形成され、表側基板５及び裏側基板６から縦方向へ突出している。Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８は、制御装置１５（本発明の液晶制御部に相当）によりオン・オフを切り替えられる。

プリズム９，１０は、それぞれＰ偏向器７及びＳ偏向器８からの全反射の反射光が表側基板５側から入射する縦方向位置において、表側基板５の外面側に固定される。プリズム９，１０は、この実施形態では、同一のプリズム角に規定され、導光器３からのＰ偏向及びＳ偏向の光を同一方向へ出射する。プリズム９，１０は、本発明の第１及び第２プリズムに相当し、プリズム９，１０からの出射光の出射角は本発明の第１及び第２出射方向の出射角に相当する。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１３は、基板１２に固定され、導光器３の縦方向一端側の外において、コリメータレンズ部１１の正対している。ＬＥＤ１３は、点灯時では、コリメータレンズ部１１へ向かって光を出射する。制御装置１５は、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８の印加電圧を制御するとともに、ＬＥＤ１３の点灯・消灯を制御する。

図１において、ＬＥＤ１３から放射された光線１４は、コリメータレンズ部１１において進行方向を相互に平行に揃えられ、導光路４内を導光路４の縦の中心線（本発明の導光方向に相当する）に平行に進行する。光線１４は、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８のオン時には、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８において、それぞれＰ偏向成分及びＳ偏向成分が全反射し、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８のオフ時では、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８を直進する。

図２を参照して、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８の構造について説明する。Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８は、オン時の液晶分子２７（図３）の配向状態以外は同一の構造となっているので、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８の同一要素について、同一の符号で指示する。Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８は、透明電極板１８、透明配光板１９、液晶部２０、透明配光板２１及び透明電極板２２がその順番に配列された積層構造になっており、導光路４の横断面に対して所定の傾斜角度で傾斜しつつ、透明電極板１８側及び透明電極板２２側をそれぞれ導光器３の一端側及び他端側へ向けている。

制御装置１５（図１）からの透明電極板１８，２２への印加電圧は、導光器３の横方向一方の側の側面の端子（図示せず）を介して印加される。透明配光板１９，２１は、垂直配向膜であり、液晶部２０は、この実施形態では、誘電率異方性Δε＜０とされている。なお、液晶部２０は、誘電率異方性Δε＞０としてもよく、その場合は、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８のオン時及びオフ時の液晶分子２７の配向状態が、Δε＜０の場合とは逆、すなわちΔε＜０の場合のオフ時及びオン時の配光状態になる。透明配光板１９，２１のいずれか一方（通常は透明配光板２１）は省略することができる。

液晶部２０における液晶分子２７（図３）の説明の便宜上、相互に直交関係にあるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定義する。Ｘ軸方向は、導光器３の横方向に一致する。Ｙ軸方向は、透明電極板１８の面に対して直角方向とする。Ｚ軸方向は、透明電極板１８の面に対して平行方向とする。光線１４のＰ偏向面はＺ軸に平行である。光線１４のＳ偏向面はＸ軸に平行である。

図３を参照して、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８における液晶分子２７の配向状態を説明する。図３におけるＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸は、図２で定義したＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に一致する。なお、図３（ａ）は本発明の直進配光状態の一例を示したものであり、図３（ｂ）及び（ｃ）は本発明の屈折用配光状態の一例を示したものである。Ｘ軸−Ｚ軸に規定される平面は、液晶部２０の入射面（透明配光板１９側の面）及び出射面（透明配光板２１側の面）に対して平行になる。

図３（ａ）は、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８が、オフにあるとき、すなわち透明電極板１８，２２（図２）の間に電圧が印加されていないとき（両端間の印加電圧＝０）の液晶分子２７の配向状態を示している。このときの液晶分子２７の長軸はＹ軸方向に揃う。すなわちＹ軸に平行になる。Ｙ軸方向は、導光路４内を進行して来る光線１４のＰ偏向面に対して平行で、Ｓ偏向面に対してほぼ平行になるので、光線１４のＰ偏向成分及びＳ偏向成分は、共にＰ偏向器７及びＳ偏向器８を通過する（素通りする）。

図３（ｂ）は、Ｐ偏向器７が、オンにあるとき、すなわちＰ偏向器７の透明電極板１８，２２（図２）間に所定電圧（≠０）が印加されたときの液晶分子２７の配向状態を示している。このときの液晶分子２７の長軸はＸ軸方向に揃う。すなわち、Ｘ軸に平行になる。このとき、Ｘ軸方向は、光線１４のＰ偏向面に対して直角方向となり、Ｐ偏向器７の液晶部２０は、光線１４のＰ偏向成分に対してｎe＝１.７４で作用する。この結果、光線１４のＰ偏向成分は、液晶部２０の出射側のｎ＝１．５４との境界面において全反射して、Ｐ偏向器７の透明電極板１８側から抜け出る。なお、光線１４のＳ偏向成分は、液晶部２０において屈折されることなく、Ｐ偏向器７を直進する（素通りする）。

図３（ｃ）は、Ｓ偏向器８が、オンにあるとき、すなわちＳ偏向器８の透明電極板１８，２２（図２）間に所定電圧（≠０）が印加されたときの液晶分子２７の配向状態を示している。このときの液晶分子２７の長軸はＺ軸方向に揃う。すなわちＺ軸方向に平行になる。このとき、Ｚ軸方向は、光線１４のＳ偏向面に対して直角方向となり、Ｓ偏向器８の液晶部２０は、光線１４のＳ偏向面に対してｎe＝１.７４で作用する。この結果、光線１４のＳ偏向成分は、液晶部２０の出射側のｎ＝１．５４との境界面において全反射して、Ｓ偏向器８の透明電極板１８側から抜け出る。

図１〜図３を参照して、照明装置１の作用について説明する。

Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８が共にオフであるとき、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８の液晶部２０の液晶分子２７の配向状態は、図３（ａ）で示すように、液晶分子２７の長軸がＹ軸方向となるので、光線１４は、そのＰ偏向成分及びＳ偏向成分共にＰ偏向器７及びＳ偏向器８を直進で通過する。なお、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８は、導光器３の横断面に対して傾斜している結果、Ｙ軸は、Ｓ偏向面に対してわずかながら直交成分を有するので、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８のオフ時にＰ偏向器７及びＳ偏向器８における光線１４は、１００％の通過にならず、わずかながら損失が生じる。

Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８が共にオンであるとき、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８の液晶部２０の液晶分子２７の配向状態は、それぞれ図３（ｂ）及び（ｃ）で示すように、液晶分子２７の長軸がそれぞれＸ軸，Ｚ軸となる。この結果、導光路４における光線１４の進行方向手前側のＰ偏向器７では、光線１４のＰ偏向成分が全反射し、全反射光となって、プリズム９に向かう。プリズム９に入射した光線１４は、プリズム９から出射する時、プリズム９の出射面において方向転換され、該出射面の傾斜角に応じた出射角でプリズム９から出射する。

一方、光線１４のＳ偏向成分は、Ｐ偏向器７を直進で通過し、次のＳ偏向器８において、全反射し、全反射光となって、プリズム１０に向かう。プリズム１０に入射した光線１４は、プリズム１０から出射する時、プリズム１０の出射面において方向転換され、該出射面の傾斜角に応じた出射角でプリズム１０から出射する。

こうして、光線１４のＰ偏向成分及びＳ偏向成分がそれぞれプリズム９，１０より同一の出射角（出射方向）で同時出射されるので、一方のみを出射するときに比して、出射光量を増大することができる。

なお、照明装置１からの出射光量を半分にする場合には、ＬＥＤ１３の出力を半減してもよいし、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８の一方のみをオンにする。また、プリズム９，１０のプリズム角を相違させて、Ｐ偏向成分及びＳ偏向成分の出射方向を別々に設定することもできる。

図４を参照して、２光源型の照明装置１ｂについて説明する。照明装置１ｂにおいて、前述の照明装置１と共通する構成要素については、同一の符号で指示し、説明は省略する。照明装置１ｂにおいて、照明装置１に対して追加された構成要素は、末尾を“ｂ”した符号で指示する。照明装置１との相違点についてのみ説明する。

コリメータレンズ部１１ｂ、基板１２ｂ及びＬＥＤ１３ｂは、導光器３の縦方向の他端側に配備されて以外は、コリメータレンズ部１１、基板１２及びＬＥＤ１３と同一の構造を有している。制御装置１５は、ＬＥＤ１３と共にＬＥＤ１３ｂの点灯・消灯を制御する。

プリズム９ｂ，１０ｂは、裏側基板６の外面に固定されて配備されている以外は、プリズム９，１０と同一の構造を有している。プリズム９ｂ，１０ｂは、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８からの全反射して来る光を裏側へ出射する。

ＬＥＤ１３ｂの点灯期間において、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８のオン時では、ＬＥＤ１３ｂから出射され、導光路４を導光器３の他端側から一端側へ平行に進行して来る入射光に対し、そのＳ偏向成分及びＰ偏向成分が、それぞれＳ偏向器８及びＰ偏向器７において順番に全反射し、プリズム１０ｂ，９ｂから照明装置１の裏側へ向けて出射する。

照明装置１ｂでは、ＬＥＤ１３，１３ｂは、同時に点灯されても、片方ずつ点灯されてもよい。同時点灯のときは、照明装置１の表側及び裏側の両方から光が同時出射する。また、Ｐ偏向器７及びＳ偏向器８は、ＬＥＤ１３，１３ｂの同時点灯時に、共にオンとされることなく、一方のみをオンにしてもよい。そのときは、Ｐ偏向成分又はＳ偏向成分のみが照明装置１の表側及び裏側の両方から同時出射する。

図５を参照して、出射方向切替機能を装備する多方向出射型照明装置３５について説明する。多方向出射型照明装置３５は、導光器４３の一端側から他端側へ順番に３つの照明装置単位部分４１ａ〜４１ｃを有する。多方向出射型照明装置３５の導光器４３、導光路４４、表側基板４５及び裏側基板４６は照明装置１の導光器３、導光路４、表側基板５及び裏側基板６とは、縦寸法が異なること以外は同一の構成である。多方向出射型照明装置３５のコリメータレンズ部５１、基板５２、ＬＥＤ５３及び制御装置５５は、照明装置１のコリメータレンズ部１１、基板１２、ＬＥＤ１３及び制御装置１５と同一の構成である。

照明装置単位部分４１ａ〜４１ｃは、プリズム４９ａ〜４９ｃとプリズム５０ａ〜５０ｃとの寸法及び形状が照明装置単位部分４１ａ〜４１ｃ間において相違する以外は、同一の構成要素を有しているので、同一の構成要素は、同一の数値に、それぞれａ〜ｃを付けた符号により指示して、説明は省略する。

照明装置単位部分４１ａ〜４１ｃは、共通の構成を有しているので、照明装置単位部分４１ａの構成についてのみ説明する。照明装置単位部分４１ａのＰ偏向器４７ａ〜プリズム５０ａは、その符号の数値部から３０を引いた符号となっている、照明装置１のＰ偏向器７〜プリズム１０とは、プリズム９，１０の形状及び寸法が異なる以外は、同一の構造になっている。

多方向出射型照明装置３５の作用について説明する。なお、照明装置単位部分４１ａ〜４１ｃについて、及びそれらの各構成要素について総称するときは、末尾のアルファベットを省略する。

制御装置５５は、各時点では、各照明装置単位部分４１では、Ｐ偏向器４７及びＳ偏向器４８を同時にオンにするか、同時にオフにする。制御装置５５は、また、照明装置単位部分４１ａ〜４１ｃのいずれか１つの照明装置単位部分４１のみをオンにして、残りの照明装置単位部分４１はオフにする。各照明装置単位部分４１は、オン時は、第１及び第２プリズムとしてのプリズム４９，５０から出射光を同時出射し、オフ時は、プリズム４９，５０からの出射光の出射を同時停止する。

図５（ａ）では、制御装置５５は、照明装置単位部分４１ａのみをオンにしている。ＬＥＤ５３からの光線５４の内、Ｐ偏向成分及びＳ偏向成分は、それぞれＰ偏向器４７ａ及びＳ偏向器４８ａにおいて全反射して、それぞれプリズム４９ａ，５０ａから第１出射角度で出射する。図５（ａ）では、第１出射角度は、前方正面に対して導光器４３の一端側へ所定角度折れた角度になっており、プリズム４９ａ，５０ａのプリズム角により決定される。

図５（ｂ）では、制御装置５５は、照明装置単位部分４１ｂのみをオンにしている。ＬＥＤ５３からの光線５４は、照明装置単位部分４１ａを直進で通過してから、Ｐ偏向成分及びＳ偏向成分が、それぞれＰ偏向器４７ｂ及びＳ偏向器４８ｂにおいて全反射して、それぞれプリズム４９ｂ，５０ｂから第２出射角度で出射する。図５（ｂ）では、第２出射角度は、前方正面向きの角度になっており、プリズム４９ｂ，５０ｂのプリズム角により決定される。

図５（ｃ）では、制御装置５５は、照明装置単位部分４１ｃのみをオンにしている。ＬＥＤ５３からの光線５４は、照明装置単位部分４１ａ，４１ｂを直進で通過してから、Ｐ偏向成分及びＳ偏向成分が、それぞれＰ偏向器４７ｃ及びＳ偏向器４８ｃにおいて全反射して、それぞれプリズム４９ｃ，５０ｃから第３出射角度で出射する。図５（ｃ）では、第３出射角度は、前方正面に対して導光器４３の他端側へ所定角度折れた角度になっており、プリズム４９ｃ，５０ｃのプリズム角により決定される。

こうして、多方向出射型照明装置３５では、光線５４の出射方向を３方向に切替えることができる。なお、制御装置５５が、ＬＥＤ５３をオンにしつつ、照明装置単位部分４１ａ〜４１ｃの全部をオフにしたときは、光線５４が導光路４４の他端から出射する。光線５４が導光路４４の他端から出射することが不要である場合は、照明装置単位部分４１ａ〜４１ｃの全部をオフにしたときは、ＬＥＤ５３をオフにする。

制御装置５５は、各時点では、照明装置単位部分４１ａ〜４１ｃの内、いずれか１つのみしかオンにしないが、３つの照明装置単位部分４１から２以上の照明装置単位部分４１を選択し、選択した照明装置単位部分４１について、出射光を最初の照明装置単位部分４１から最後の照明装置単位部分４１まで順番に出射させるサイクルを、人の目に残像が生じる周波数以上（例：１００Ｈｚ）で繰り返せば、人には、多方向出射型照明装置３５から複数の方向に光線５４が同時に出射されているように見せかけることができる。

図６を参照して、多方向出射型照明装置３５の各種適用形態について説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は、多方向出射型照明装置３５をそれぞれスクリーン用照明装置３５ａ及びヘッドライト３５ｂ，３５ｃに適用したものである。

図６（ａ）では、スクリーン用照明装置３５ａは、ブラケット６２を介して天井６１から吊り下げられている。スクリーン６３は、スクリーン用照明装置３５ａより低い高さで室内の垂直壁（図示せず）等に取付けられている。スクリーン用照明装置３５ａからの出射光によるスクリーン６３上の照射を制御するために、スクリーン６３は、上下方向へ上側から順番に上側領域６３ｕ、中央領域６３ｖ及び下側領域６３ｗの３つに区分される。スクリーン用照明装置３５ａは、出射光の出射方向をＡ１〜Ｃ１の３方向に切替え自在になっている。

Ａ１〜Ｃ１は、それぞれスクリーン６３の上側領域６３ｕ、中央領域６３ｖ及び下側領域６３ｗにスクリーン用照明装置３５ａからの出射光を照射する出射方向になっている。Ａ１〜Ｃ１の出射方向を実現するために、図５で説明した第１〜第３出射角度がＡ１〜Ｃ１に一致するように、プリズム４９ａ〜４９ｃ及びプリズム５０ａ〜５０ｃのプリズム角が設定される。

スクリーン用照明装置３５ａは、スクリーン６３の内、それぞれ上側領域６３ｕ、中央領域６３ｖ又は下側領域６３ｗに出射光を照射するときは、出射光の方向がそれぞれＡ１〜Ｃ１となるように、制御装置５５が、多方向出射型照明装置３５の照明装置単位部分４１ａ〜４１ｃのオン、オフを制御する。

制御装置５５は、上側領域６３ｕ〜下側領域６３ｗの１つのみを照射状態にするときは、該１つに対応する照明装置単位部分４１を、継続的に、オンに維持する。

制御装置５５は、人の目の残像効果を利用して、人に、上側領域６３ｕ〜下側領域６３ｗの２以上があたかも同時に照射状態になっていると見せるように、出射光を出射することができる。具体的には、上側領域６３ｕ〜下側領域６３ｗから同時照射状態に見せようとする２以上の領域を選択し、選択した複数の領域に対応する照明装置単位部分４１に対し、出射光を最初の照明装置単位部分から最後の照明装置単位部分まで順番に出射させるサイクルを所定の周波数、例えば１００Ｈｚで繰り返す。

なお、同時照射状態に見せようとする領域の個数が増大するほど、照度が低下するので、これを回避するためには、見せようとする領域の個数の増大に応じて、ＬＥＤ１３の出力を増大する。

図６（ｂ）では、ヘッドライト３５ｂは、車両の前部の左右に装備され、前方を照射する。ヘッドライト３５ｂは、出射光の出射方向をＡ２，Ｂ２の上下の２方向に切替え自在になっている。Ａ２は、ハイビーム時の照射方向としてほぼ水平方向とされ、Ｂ２は、ロービーム時の照射方向として水平より下向きにされる。

Ａ２，Ｂ２の出射方向を実現するために、図５の多方向出射型照明装置３５で説明した第１及び第２出射角度がＡ２，Ｂ２に一致するように、プリズム４９ａ，４９ｂ及びプリズム５０ａ，５０ｂのプリズム角が設定される。ヘッドライト３５ｂは、Ａ２，Ｂ２の２方向の出射で済むので、多方向出射型照明装置３５の照明装置単位部分４１ｃは省略される。

ヘッドライト３５ｂでは、出射光をハイビームで出射するときは、制御装置５５は、多方向出射型照明装置３５の照明装置単位部分４１ａをオンにして、出射光をＡ２方向に出射する。出射光をロービームで出射するときは、制御装置５５は、多方向出射型照明装置３５の照明装置単位部分４１ａ，４１ｂをそれぞれオフ、オンにして、出射光をＢ２方向に出射する。

図６（ｃ）では、ヘッドライト３５ｃは、車両の前部の左右に１つずつ装備され、前方を照射する。ヘッドライト３５ｃは、出射光の出射方向をＡ３〜Ｃ３の左右方向の３方向に切替え自在になっている。Ａ３〜Ｃ３は、それぞれ車両の左斜め前方、まっすぐ前方、及び右斜め前方の水平方向角度になっている。

Ａ３〜Ｃ３の出射方向を実現するために、図５の多方向出射型照明装置３５は、縦方向を水平方向に揃えて配備されるとともに、第１〜第３出射角度がＡ３〜Ｃ３に一致するように、プリズム４９ａ〜４９ｃ及びプリズム５０ａ〜５０ｃのプリズム角が設定される。

ヘッドライト３５ｃでは、制御装置５５は、車両の左旋回時には、照明装置単位部分４１ａのみをオンにし、車両の直進時には、照明装置単位部分４１ｂのみをオンにし、車両の右旋回時には、照明装置単位部分４１ｃのみをオンにする。これにより、旋回時にも車両進行方向を照射することができる。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、これら実施形態に限定されることなく、要旨の範囲内で変形して実施することができる。

例えば、図１の照明装置１では、ＬＥＤ１３に近い方からＰ偏向器７及びＳ偏向器８の順番に配置されているが、ＬＥＤ１３に近い方からＳ偏向器８及びＰ偏向器７の順番に配置することもできる。

図４の照明装置１ｂでは、ＬＥＤ１３，１３ｂは、同一色の光源になっているが、色を相違させて、表側の出射する出射光と裏側に出射する出射光の色とを異ならせることができる。

図５の多方向出射型照明装置３５では、照明装置単位部分４１ａ〜４１ｃからの出射光の色は、同一となっているが、ＬＥＤ５３を三色（ＲＧＢ）光源として、それらの組合せ及び配合比を調整して、状況に応じた色を各方向へ出射することができる。

図５の多方向出射型照明装置３５では、ＬＥＤ５３は、導光器４３の縦方向の一方の側しか配備されていないが、該多方向出射型照明装置３５においても、図４の照明装置１ｂのように、ＬＥＤ１３ｂを導光器４３の縦方向の他方の側にも配備するとともに、照明装置１ｂのプリズム９ｂ，１０ｂの対応要素を追加して、導光器４３の裏側からも出射光を出射するようにしてもよい。

図１の照明装置１及び図５の多方向出射型照明装置３５では、裏側基板６，４６も、表側基板５，４５と同様に、透明材料から成っているが、照明装置１及び多方向出射型照明装置３５では、裏側からの出射光の出射はないので、裏側基板６，４６は不透明材料にすることもできる。

１・・・照明装置、４，４４・・・導光路、７，４７・・・Ｐ偏向器、８，４８・・・Ｓ偏向器、９，１０，４９，５０・・・プリズム、１１，５１・・・コリメータレンズ部、１３，１３ｂ，５３・・・ＬＥＤ（光源）、１５，５５・・・制御装置(液晶制御部)、２０・・・液晶部、２７・・・液晶分子、３５・・・多方向出射型照明装置、４１・・・照明装置単位部分。

Claims (7)

1. 光源と、
   前記光源からの入射光を一端側から他端側へ導く導光路と、
   印加電圧に応じて液晶分子の長軸が、入射面に対して直角方向に揃う直進配光状態と、入射面に対して平行方向でかつＰ偏向面に対して直角方向に揃う屈折用配光状態とを切り替えられ、屈折用配光状態では入射光のＰ偏向成分が前記導光路の一方の周側面部へ向けて全反射されるように、前記入射光の進行方向に対して傾斜して、前記導光路に配設される第１液晶部と、
   印加電圧に応じて液晶分子の長軸が、入射面に対して直角方向に揃う直進配光状態と、入射面に対して平行方向でかつＳ偏向面に対して直角方向に揃う屈折用配光状態とを切り替えられ、屈折用配光状態では入射光のＳ偏向成分が前記導光路の一方の周側面部へ向けて全反射されるように、前記入射光の進行方向に対して傾斜して、前記導光路に導光方向へ前記第１液晶部とは異なる位置に配設される第２液晶部と、
   前記第１及び第２液晶部の印加電圧を制御する液晶制御部とを備えることを特徴とする照明装置。
2. 請求項１記載の照明装置において、
   前記導光路の一方の周側面部に配設され前記第１液晶部からの全反射光を第１出射方向へ方向転換して出射する第１プリズムと、
   前記導光路の一方の周側面部に配設され前記第２液晶部からの全反射光を第２出射方向へ方向転換して出射する第２プリズムとを備えることを特徴とする照明装置。
3. 請求項２記載の照明装置において、
   前記第１及び第２出射方向は同一に設定され、
   前記液晶制御部は、前記第１及び第２プリズムから出射光を同時出射又は同時停止するように、前記第１及び第２液晶部の印加電圧を制御することを特徴とする照明装置。
4. 請求項３記載の照明装置において、
   前記第１液晶部と、前記第２液晶部と、前記第１プリズムと、前記第２プリズムとを１つの照明装置単位部分として、複数の照明装置単位部分が前記導光路に導光方向へそれぞれ異なる位置に配設され、
   出射方向は照明装置単位部分ごとに異なるものに設定され、
   前記液晶制御部は、各時点で出射光を出射する照明装置単位部分が１つだけになるように、全照明装置単位部分の第１及び第２液晶部の印加電圧を制御することを特徴とする照明装置。
5. 請求項４記載の照明装置において、
   前記液晶制御部は、全照明装置単位部分の中から選択した複数の照明装置単位部分について、出射光を最初の照明装置単位部分から最後の照明装置単位部分まで順番に出射させるサイクルを所定の周波数で繰り返すことを特徴とする照明装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の照明装置において、
   前記光源からの入射光が前記導光路内を平行に進行するように、前記光源からの入射光の進行方向を転換させるコリメータレンズを備えることを特徴とする照明装置。
7. 請求項６記載の照明装置において、
   前記導光路の他端側に配設された別の光源と、
   前記別の光源からの入射光が前記導光路内を平行に進行するように、前記光源からの入射光の進行方向を転換させる別のコリメータレンズとを備えることを特徴とする照明装置。