JP2015160534A - 車両用調光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者が眩しいと感じる光の照射領域の光のみを制限することのできる車両用調光装置を提供する。【解決手段】フロントガラス１０には、電子制御式の調光フィルムが備えられており、フロントガラス１０によって区画される領域を複数に分割した領域のそれぞれについて、独立に透過率を調整可能となっている。運転者のアイポイントＰと眩しいと感じられる光源（太陽４０）とを結ぶ線とフロントガラス１０との交点を包含する極力小さい領域を特定領域ＳＡとし、特定領域ＳＡの透過率を低下させるべく、電子制御がなされる。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用調光装置に関する。

この種の調光装置としては、たとえば特許文献１に見られるように、遮光板であるサンバイザー本体を車両の天井側に取り付ける支持部材によって、サンバイザー本体の面を車両の前面に平行な位置から側面に平行な位置まで回転変位させることのできるものが提案されている。

特開２０１１−８９８号公報

上記サンバイザーの場合、光を遮断することが望まれる箇所について光を遮断できない場合や、光を遮断する必要がない箇所について光を遮断する事態が生じうる。以下、これについて図４を用いて説明する。

図４に示すように、ルーフ１２０およびインストゥルメントパネル１４０間に、フロントガラス１１０が配置されている。そして、フロントガラス１１０よりも車室内側には、サンバイザ１３０が配置されている。サンバイザ１３０は、直射日光や対向車のヘッドライト等、遮断することが望まれる光が運転者の前方視界ａから運転者の目の位置（アイポイントＰ）に照射する場合、これを遮断するためのものである。

ただし、サンバイザ１３０は、上記前方視界ａのうち、信号機や道路標識等、運転者が特に注視すべきものが存在する領域ｂの一部の領域である領域ｃをも覆ってしまう。また、サンバイザ１３０は、フロントガラス１１０の下方の領域において光を遮断することができない領域ｄが存在する。このため、この領域に強い光が入射する場合、サンバイザ１３０を利用している場合であっても、運転者が眩しく感じるおそれがある。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、視界の確保と防眩とを両立させることのできる車両用調光装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
技術的思想１：フロントガラスによって区画される領域であってかつ、運転者の目の位置から仰角２０°および俯角３０°の範囲内の領域に限って、光の透過率を制限する機能を有する制限部と、防眩対象を特定する防眩対象特定部と、前記目の位置を特定する位置特定部と、を備え、前記制限部は、前記範囲内の領域のうちの一部且つ前記目の位置と前記防眩対象とを結ぶ直線が交わる点を含む特定領域に入射した光の透過率を選択的に制限する機能を有る車両用調光装置。

上記範囲内の領域は、信号機や標識等、運転者が特に注視すべきものが存在する範囲内の領域であるものの、この領域に外部から入射した光は、運転者にとって眩しく感じられる可能性がある。このため、この領域のうちの一部且つ任意の領域に入射する光の透過率を制限することができるなら、運転者が眩しいと感じる光が入射する領域について、その入射する光の量のみを制限することができる。したがって、上記制限部を備えることで、運転者が眩しいと感じる光の透過率のみを制限して、運転者の視界を良好に確保することができることから、視界の確保と防眩とを両立させることができる。

第１の実施形態にかかるフロントガラス１０の構成を示す斜視図。 （ａ）および（ｂ）は、同実施形態にかかる調光フィルムの動作を示す図。 同実施形態の作用を説明するための図。 サンバイザの問題点を説明するための図。

以下、車両用調光装置の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、本実施形態においては、フロントガラス１０は、車室内側から順に、室内側ガラス１０ａ、保護フィルム１２ａ、調光フィルム２０、保護フィルム１２ｂ、および室外側ガラス１０ｂが積層形成されて構成されている。ここで、室内側ガラス１０ａおよび室外側ガラス１０ｂは、いずれも透明なガラスである。また、保護フィルム１２ａ，１２ｂは、いずれも透明なポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）フィルムである。また、調光フィルム２０は、電圧の印加の有無に応じて光の透過率を変化させるフィルムである。

図２（ａ）に示すように、調光フィルム２０は、一対の透明導電膜２２ａ，２２ｂに透明な特殊ポリマー２４が挟まれて構成されており、特殊ポリマー２４には、液晶分子が封入されたマイクロカプセル２６が充填されている。

上記一対の透明導電膜２２ａ，２２ｂには、電圧印加装置（バッテリ３０）によって電圧が印加され、透明導電膜２２ａと透明導電膜２２ｂとの間に電位差を生じさせることができるようになっている。詳しくは、一対の透明導電膜２２ａ，２２ｂは、バッテリ３０およびスイッチ３２を介して接続されている。

図２（ａ）には、スイッチ３２が開状態とされ、一対の透明導電膜２２ａ，２２ｂ間に電位差が生じていない場合を示している。この場合、マイクロカプセル２６内の液晶が配向していないランダムな状態であることから、調光フィルム２０は光の透過を十分に妨げる。詳しくは、本実施形態では、このときの透過率はゼロではないものの、運転者にとって眩しく感じる光量の光が入射した場合に調光フィルム２０を透過する光の量は、運転者が眩しいと感じない光の量となる。

一方、図２（ｂ）には、スイッチ３２が閉状態とされ、一対の透明導電膜２２ａ，２２ｂ間に電位差が生じている場合を示している。この場合、マイクロカプセル２６内の液晶が一対の透明導電膜２２ａ，２２ｂを結ぶ方向に配向する。これにより、調光フィルム２０は、光の透過量を増加させる。

本実施形態では、フロントガラス１０のうち、上記一対の透明導電膜２２ａ，２２ｂによって電位差を生成可能な領域を、フロントガラス１０のうち、図４に示した領域ｂに対応する部分、すなわち、アイポイントＰから仰角２０°および俯角３０°の範囲とする。詳しくは、運転者のアイポイントＰを、図示しないシートの高さを様々に変更した場合において、座高が様々な運転者の目のとり得る位置とした場合に、アイポイントＰから仰角２０°および俯角３０°の範囲とする。これにより、任意の運転者がシートに座った状態において、アイポイントＰから仰角２０°および俯角３０°の範囲内の領域については、電位差を生成可能であることとなる。これに対し、フロントガラス１０のうち、上記範囲内の領域から外れる領域については、電位差を生成することができない部分が存在することとなる。なお、図４に示した例では、俯角３０°の領域内の一部の領域については、インストゥルメントパネル１４０が設けられ、フロントガラス１１０が存在しない。このため、図４に示した形状を有した車両においては、フロントガラス１１０の下端まで電位差を生成可能な領域となる。しかし、車両の形状によっては、俯角３０°の領域の下端の下方にフロントガラス１０の下端が存在することもある。この場合、フロントガラス１０のうち俯角３０°の領域の下端よりも下方の領域については、電位差を生成することができない構成となる。

特に本実施形態では、上記範囲内の領域について、その任意且つ一部の領域に選択的に電位差を生成することが可能に構成されている。これは、上記範囲内の領域を複数に分割した領域のそれぞれの透明導電膜２２ａ，２２ｂ毎に、電位差を各別に生成可能とすることで実現することができる。具体的には、図２に示したスイッチ３２を、複数に分割した領域毎に備え、これら各スイッチ３２を互いに独立に開閉操作可能とすることで実現することができる。

そして、いずれの領域に電位差を生成し、光の透過率を制限するかは、図示しないセンサの検出値を図示しない演算装置の入力とし、演算装置により、フロントガラス１０に入射する光の量がしきい値以上となる入射光の方向と、運転者の目の位置とを特定することで実行される。ここで、しきい値は、運転者が眩しく感じる光の量の下限値に設定される。演算装置は、これらを特定すると、運転者にとって眩しく感じられる光源と運転者の目とを結ぶ線とフロントガラス１０との交点を包含する領域であって且つ極力小さい領域における透明導電膜２２ａ，２２ｂを除いた全領域について、電位差を生成することで入射した光の透過率を低下させる。

図３に、運転者が眩しく感じる光源が太陽である場合について、その光がフロントガラス１０を透過する透過率を制限する例を示す。図示されるように、太陽と運転者のアイポイントＰとを結ぶ線とフロントガラス１０との交点を包含する特定領域ＳＡを、透明導電膜２２ａ，２２ｂに電位差を生成させない領域とすることで、入射した光の透過率を低下させる。これにより、フロントガラス１０を介して運転者の目の方向に入射しようとする光のうち最も強度が大きい光が入射する領域について、入射する光がフロントガラス１０を透過する量が制限されることとなる。

ちなみに、フロントガラス１０に入射する光の量がしきい値以上となる入射光の方向は、運転席側からフロントガラス１０側の画像を撮影するカメラによって撮影された画像を入力として特定される。

また、運転者の目の位置は、フロントガラス１０側から運転者側の画像を撮影するカメラによって撮影された画像を入力として特定される。ただし、これに代えて、たとえば、運転席のシートの前後のスライド方向における位置や、シートの高さ等を入力として、運転者の目の位置を推定するようにしてもよい。

これにより、演算装置は、運転者が眩しいと感じると想定される光源からフロントガラス１０への光の入射方向と、運転者のアイポイントＰとを特定し、これらを結ぶ線とフロントガラス１０との交点を包含する領域を特定領域ＳＡとし、特定領域ＳＡに限って透明導電膜２２ａ，２２ｂ間に電位差を生成させないようにする。

以上説明した本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）フロントガラス１０に電子制御式の調光フィルム２０を備え、フロントガラス１０によって区画される領域を分割した複数の領域のそれぞれ毎に、調光フィルム２０を互いに独立に電子制御可能とした。これにより、運転者が眩しいと思う光が入射する領域の透過率を選択的に制限しつつも、それ以外の領域については、制限を行わないため、視界を極力確保することができる。

（２）調光フィルム２０のうち電子制御可能な領域を、アイポイントＰから仰角２０°および俯角３０°の範囲内の領域に制限した。これにより、フロントガラス１０全面において電子制御可能とする場合のように、光の透過率を特に低下させることが望まれない領域についてまで透過率を低下可能とすることがないことから、ハードウェア構成を極力簡素なものとすることができる。

（３）図３に示した特定領域ＳＡにおいて、光の透過率をゼロよりも大きい値で低下させた。これにより、透過率の低下度合いの調整によっては、外部の像を認識することが可能となり、特定領域ＳＡについても視界とすることが可能となる。

（４）液晶分子が封入されたマイクロカプセル２６が充填された調光フィルム２０を採用した。これにより、液晶を利用しつつも、配向膜等を備えることなく調光を行うことができる。また、エレクトロミックガラス等と比較して、応答性を高くすることが容易である。

＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施形態では、アイポイントＰから仰角２０°および俯角３０°の範囲外では、透明導電膜２２ａ，２２ｂ間に電位差を生成する装置を備えないようにしたがこれに限らない。たとえば、上記範囲外の領域については、調光フィルム２０自体を備えないようにしてもよい。

・上記実施形態では、特定領域ＳＡの透過率をゼロよりも大きい値で制限したが、これに限らず、ゼロとしてもよい。
・上記実施形態では、調光フィルムとして、ノーマリークローズ式のものを用いたがこれに限らず、ノーマリーオープン式の調光フィルムを用いてもよい。これは、たとえば、液晶と、液晶を配向させる配向膜と、偏光フィルムとを備えて調光フィルムを構成することで実現可能である。

・制限部としては、液晶を用いるものに限らない。たとえば、エレクトロミックガラス等の調光ミラーであってもよい。この場合、フロントガラス１０の領域を細分化し、細分化された領域毎に独立に電圧を印加可能とすることで、細分化された領域毎に、その領域において光を透過させる状態とするか、鏡となる状態とするかを切り替えることができる。

・特定領域ＳＡを特定するための防眩対象特定部および位置特定部としては、上記実施形態で例示したものに限らない。たとえば、防眩対象を太陽光に限り、車両の位置および向きに基づき、太陽光の照射方向を推定する装置を備えて構成されてもよい。この場合、推定される照射方向に基づき、特定領域を特定すればよい。

・図３の特定領域ＳＡについては、フロントガラス１０のうちの車室内側の面に特定領域ＳＡを通して見えるはずの映像を移すようにしてもよい。これは、たとえば制限部を微細な画素領域毎に複数の液晶を駆動することができる液晶パネルとし、特定領域ＳＡについては、見えるはずの映像を映すように液晶を駆動すればよい。この際、輝度を制限するように液晶を駆動することで、運転者が眩しいと感じない白黒画像を移すことができる。もっとも、上記各画素領域を、複数の原色に対応した複数のドット領域としてカラーフィルタを配置し、ドット領域毎に液晶を駆動可能とするなら、カラー画像を移すことも可能である。

・なお、上記調光フィルム２０は、フロントガラス１０以外にも、車両のドアに設けられるウィンドガラス等にも適用することができる。

ＳＡ…特定領域、１０…フロントガラス、１０ａ…室内側ガラス、１０ｂ…室外側ガラス、１２ａ…保護フィルム、１２ｂ…保護フィルム、２０…調光フィルム、２２ａ…透明導電膜、２２ｂ…透明導電膜、２４…特殊ポリマー、２６…マイクロカプセル、３０…バッテリ、３２…スイッチ、１１０…フロントガラス、１２０…ルーフ、１３０…サンバイザ、１４０…インストゥルメントパネル。

Claims (1)

1. フロントガラスによって区画される領域であってかつ、運転者の目の位置から仰角２０°および俯角３０°の範囲内の領域に限って、光の透過率を制限する機能を有する制限部と、
   防眩対象を特定する防眩対象特定部と、
   前記目の位置を特定する位置特定部と、を備え、
   前記制限部は、前記範囲内の領域のうちの一部且つ前記目の位置と前記防眩対象とを結ぶ直線が交わる点を含む特定領域に入射した光の透過率を選択的に制限する機能を有る車両用調光装置。