JP2018185366A - 調光装置、調光システム及び移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】周期的な発光を行う発光体からの光が交流駆動可能な液晶セルによって阻害されることを防ぎ、また撮影装置による周期的な画像の記録が液晶セルによって阻害されることを防ぐことができる調光装置、調光システム及び移動体を提供する。【解決手段】印加電圧調整部４４は、周波数制御部４６の制御下で、電極部３０、３１に付与される電圧を少なくとも交流電圧に調整可能である。印加電圧調整部４４は、液晶セル２５に接近する発光体の検出に関する情報及び／又は液晶セル２５を通過した光を撮影する撮影装置１７の撮影動作の検出に関する情報が周波数制御部４６に入力された場合、電極部３０、３１に付与される電圧の周波数が発光体の発光周期及び／又は撮影装置１７の撮影周期の正の整数分の１倍の周波数以外の周波数となるように、電極部３０、３１に付与される電圧を調整する。【選択図】図３

Description

本発明は、液晶セルを備える調光装置、そのような調光装置を備える調光システム、及びそのような調光装置又は調光システムを備える移動体に関する。

光透過率を適応的に変えられる調光装置として、印加電圧に応じて光透過率を自在に制御できる液晶セルを備える調光装置が注目されている。液晶の光配向性を利用した調光装置は、応答性能に優れるだけではなく、設置に関する自由度も高く、所望スペースにおいて平面或いは曲面を成すように設置可能である。また液晶セルは色味を変えることなく光を透過することが可能であるため、周囲に設置される他の部材との間における色調和性にも優れている。

このような汎用性に優れる液晶セルを利用した調光装置は、様々な分野での活用が期待されており、例えば特許文献１が開示する調光フィルムのように車両等の移動体に対しても適用することが可能である。

特許第６０２４８４４号公報

液晶セルは、交流及び直流のいずれが印加されても駆動可能であるが、長時間にわたって連続的に電圧を液晶セルに印加する場合には、印加電圧は交流電圧の方が好ましい。印加電圧が直流電圧の場合、液晶に電界を付与する一対の電極がそれぞれ陽極及び陰極に固定されるため、時間が経過するに従って徐々に液晶内のイオン成分に偏りが生じ、最終的には液晶の配向不良や液晶中における気泡の発生を招く懸念がある。したがって比較的長時間にわたって連続的に駆動されることが予想される調光装置（例えば車両等の移動体に搭載される調光装置）では、液晶セルの光透過性能に関する信頼性を確保するため、液晶セルに印加する電圧を交流電圧とすることが好ましい。

交流電圧によって液晶セルを駆動する場合、印加電圧の方向の変化時に液晶の光透過率が低下する。このような光透過率の低下は、とりわけ応答性能に優れた駆動方式の液晶セルにおいて顕著にあらわれる傾向があり、印加電圧の周波数に応じて液晶セルの光透過率は周期的に低下しうる。

液晶セルの光透過率が周期的に低下する場合、周期的に明滅を繰り返す発光体からの光を液晶セルを介して適切に視認できなかったり、液晶セルを介して入射する光（すなわち像）を撮影する撮影装置において適切に画像を記録できなかったりすることがある。

例えば、道路に設置されている信号機は、通常５０Ｈｚ（ヘルツ）又は６０Ｈｚの交流電源からの電流が整流されて流されており、１秒間に１００回又は１２０回の割合で周期的に明滅を繰り返している。このような信号機の光の明滅の周期と液晶セルにおける光透過率の低下の周期とが互いに干渉する場合、液晶セルは信号機からの光を適切に透過させることができず、車両搭乗者が信号機からの光を適切に視認できないことがある。また市販のドライブレコーダは、例えば３０ｆｐｓや２０ｆｐｓのフレームレートで周期的に画像を記録している。このようなドライブレコーダの撮影周期と液晶セルにおける光透過率の低下の周期とが互いに干渉する場合、撮像装置は液晶セルを透過した光（すなわち像）を適切に記録することができないことがある。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、交流駆動可能な液晶セルに対して周期的な発光を行う発光体からの光が入射する場合に、そのような発光体からの光が液晶セルによって阻害されることを防ぐ技術を提供することを目的とする。また本発明は、交流駆動可能な液晶セルを介して入射する光を撮影装置が周期的に記録する場合に、撮影装置による記録が液晶セルによって阻害されることを防ぐ技術を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、電極部と、当該電極部に印加される電圧に応じて光の透過率が変化する液晶部と、を有する液晶セルと、周波数制御部の制御下で電極部に付与される電圧を調整する印加電圧調整部であって、電極部に付与される電圧を少なくとも交流電圧に調整可能な印加電圧調整部と、を備え、印加電圧調整部は、液晶セルに接近する発光体の検出に関する情報及び／又は液晶セルを通過した光を撮影する撮影装置の撮影動作の検出に関する情報が周波数制御部に入力された場合、電極部に付与される電圧の周波数が発光体の発光周期及び／又は撮影装置の撮影周期の正の整数分の１倍の周波数以外の周波数となるように、電極部に付与される電圧を調整する調光装置に関する。

印加電圧調整部は、発光体の検出に関する情報及び／又は撮影装置の撮影動作の検出に関する情報が周波数制御部に入力されない場合、交流電圧を電極部に付与し、発光体の検出に関する情報及び／又は撮影装置の撮影動作の検出に関する情報が周波数制御部に入力された場合、直流電圧を電極部に付与してもよい。

印加電圧調整部は、発光体の検出に関する情報及び／又は撮影装置の撮影動作の検出に関する情報が周波数制御部に入力されない場合、第１の周波数を持つ交流電圧を電極部に付与し、発光体の検出に関する情報及び／又は撮影装置の撮影動作の検出に関する情報が周波数制御部に入力された場合、第１の周波数とは異なる第２の周波数であって発光周期及び／又は撮影周期の正の整数分の１倍の周波数以外の周波数である第２の周波数を持つ交流電圧を電極部に付与してもよい。

印加電圧調整部は、発光体の検出に関する情報及び／又は撮影装置の撮影動作の検出に関する情報が周波数制御部に入力された場合、電極部に付与される電圧の周波数が発光周期及び／又は撮影周期の正の整数分の１倍の周波数以外、且つ、発光周期及び／又は撮影周期の正の整数倍の周波数以外の周波数となるように、電極部に付与される電圧の周波数を調整してもよい。

本発明の他の態様は、電極部と当該電極部に印加される電圧に応じて光の透過率が変化する液晶部と有する液晶セルと、電極部に付与される電圧を調整する印加電圧調整部と、を含む調光装置と、液晶セルに対する発光体の接近を検出する発光体検出部と、発光体検出部の検出結果に基づいて印加電圧調整部を制御する周波数制御部と、を備え、周波数制御部は、液晶セルに基づいて定められる接近範囲内に発光体が存在することを発光体検出部の検出結果が示す場合、電極部に付与される電圧の周波数が発光体の発光周期の正の整数分の１倍の周波数以外の周波数となるように、印加電圧調整部を制御して電極部に付与される電圧の調整を行う調光システムに関する。

発光体検出部は、グローバルポジショニングシステムによって取得される位置情報と、発光体の位置情報を含む地図情報とに基づいて、液晶セルに対する発光体の接近を検出してもよい。

発光体検出部は、液晶セルに接近する対象物の画像を取得する撮像素子と、撮像素子によって取得される画像の解析を行って液晶セルに対する発光体の接近を検出する画像解析部と、を有してもよい。

本発明の他の態様は、電極部と当該電極部に印加される電圧に応じて光の透過率が変化する液晶部と有する液晶セルと、電極部に付与される電圧を調整する印加電圧調整部と、を含む調光装置と、液晶セルを通過した光を撮影する撮影装置と、撮影装置の作動を検出する撮影検出部と、撮影検出部の検出結果に基づいて印加電圧調整部を制御する周波数制御部と、を備え、周波数制御部は、撮影装置が撮影動作を行うことを撮影検出部の検出結果が示す場合、電極部に付与される電圧の周波数が撮影装置の撮影周期の正の整数分の１倍の周波数以外の周波数となるように、印加電圧調整部を制御して電極部に付与される電圧の調整を行う調光システムに関する。

本発明の他の態様は、上記の調光装置を備える移動体に関する。

本発明の他の態様は、上記の調光システムを備える移動体に関する。

本発明によれば、交流駆動可能な液晶セルに対して周期的な発光を行う発光体からの光が入射する場合に、そのような発光体からの光が液晶セルによって阻害されることを防ぐことができる。また本発明によれば、交流駆動可能な液晶セルを介して入射する光を撮影装置が周期的に記録する場合に、撮影装置による記録が液晶セルによって阻害されることを防ぐことができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両を示す図である。 図２は、液晶セルの典型例を概略的に示す断面図である。 図３は、調光装置及び調光システムの構成例を示すブロック図である。 図４は、第１の駆動制御方法の制御フローを示すフローチャートであり、特に発光体の検出に関する情報に基づいて行われる制御フローが示されている。 図５は、第２の駆動制御方法の制御フローを示すフローチャートであり、特に発光体の検出に関する情報に基づいて行われる制御フローが示されている。 図６は、発光体検出部の一変形例を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。なお、図示及び理解を容易にするため、図面に示される各要素のサイズや要素間のサイズ比率等は必ずしも図面間で一致していないが、当業者であれば各図面に示された要素のサイズやサイズ比率等を容易に理解することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両１０を示す図である。

以下の説明では、本発明の一実施形態に係る調光装置２１及び調光システム２２が搭載される移動体として車両１０を例示するが、他の移動体や静止体に対しても、以下に説明する車両１０と同様に、調光装置２１及び調光システム２２を搭載することが可能である。また図１には、調光装置２１及び調光システム２２が車両１０のフロント部分において集合的に示されているが、後述のように調光装置２１及び調光システム２２を構成する各要素は、互いに分離して設けられており、各要素の実際の設置位置は特に限定されない。

図１に示す車両１０に搭載される液晶セル２５は、フロントガラス１１を構成する合わせガラスの間に埋め込まれており、フロントガラス１１の一部（特に上方部分）においてサンバイザーとして設けられている。したがって車両１０の走行環境に応じて、液晶セル２５に印加される電圧が調整され、液晶セル２５の光透過率は最適化される。例えば通常運転時には、液晶セル２５が透明状態となるように液晶セル２５の光透過率を上げることにより、車両搭乗者のクリアな視界を確保できる。一方、車両１０内への日差しが強い場合には、液晶セル２５の光透過率を下げることにより、車両搭乗者の目が太陽の直射から守られて視界が確保される。このような液晶セル２５の光透過率の調整は、搭乗者からの指示に応じて手動的に行われてもよいし、車両１０内に差し込む日差しの強さを直接的又は間接的に検出する機器の検出結果に応じて自動的に行われてもよい。

なお、液晶セル２５の光透過率を調整する具体的な方法は特に限定されない。例えば、液晶セル２５の電極部に印加する電圧の大きさを変えることによって、液晶セル２５の光透過率を調整することが可能である。また液晶セル２５の電極部に印加する電圧の大きさを固定しつつ、電極部に対する電圧の印加及び非印加を周期的に行い、１周期当たりの「電極部に電圧を印加する時間と電極部に電圧を印加しない時間との比（すなわちデューティー比）」を変えることによって、液晶セル２５の光透過率を調整することも可能である。また液晶に電界を付与する一対の電極部（すなわち２つの電極部）に印加する電圧の位相を相互間でずらすことによって、液晶セル２５の光透過率を調整することも可能である。これらの光透過率調整方法はそれぞれ特有の利点を有しているため、液晶セル２５は、要求性能等に応じ、交流駆動可能な任意の光透過率調整方法を採用することができる。

図１に示すように液晶セル２５がフロントガラス１１に設置される場合、車両１０のドライバーは、信号機１５の発光体１６（例えば、青赤黄の信号や矢印信号を発光するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ））を、液晶セル２５を介して視認する必要がある。また、液晶セル２５に近接する位置（例えば車両１０内の天井部分）にドライブレコーダ等の撮影装置１７を設置する場合、撮影装置１７は液晶セル２５を通過した光（すなわち像）を撮影することになる。

本実施形態の調光装置２１及び調光システム２２は、液晶セル２５の電極部に付与する電圧を調整することで、発光体１６からの光が液晶セル２５によって阻害されることを抑制し、また撮影装置１７による画像記録が液晶セル２５によって阻害されることを防ぐ。

以下、調光装置２１及び調光システム２２の具体的な構成例について説明する。

図２は、液晶セル２５の典型例を概略的に示す断面図である。なお図２には液晶セル２５の中央付近の一部のみが示されている。

図２に示す液晶セル２５は、順次積み重ねられた層状の第１偏光素子２６、第１樹脂基材２８、第１電極部３０、第１配向膜３２、液晶部３４、第２配向膜３３、第２電極部３１、第２樹脂基材２９及び第２偏光素子２７を備える。

第１偏光素子２６及び第２偏光素子２７は、所望の偏光機能を果たす部材によって構成され、典型的にはヨウ素化合物がドープされたＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を延伸することによって作られる。第１偏光素子２６及び第２偏光素子２７の配置形態は特に限定されず、例えばパラレルニコル或いはクロスニコルの形態で第１偏光素子２６及び第２偏光素子２７を配置することが可能である。

第１電極部３０及び第２電極部３１は、それぞれ透明の第１樹脂基材２８及び第２樹脂基材２９によって支持され、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の材料によって透明電極として構成される。第１電極部３０及び第２電極部３１の配置態様は特に限定されず、パターニング形成によって所定箇所にのみ電極が配置されてもよいし、ベタ状に電極が配置されてもよい。第１電極部３０及び第２電極部３１には、後述のＦＰＣ（図３参照）によって構成される導電部が接続されて電流が流され、第１電極部３０及び第２電極部３１に印加される電圧に応じて液晶部３４に作用する電界が変わり、液晶部３４の液晶分子の配向が調整される。

第１配向膜３２及び第２配向膜３３は、駆動方式に応じた配向性を液晶部３４の液晶に付与する。典型的には、ポリイミド等の樹脂層に対してラビング処理を施すことで第１配向膜３２及び第２配向膜３３が作られ、或いは高分子膜に直線偏光紫外線を照射して偏光方向の高分子鎖を選択的に反応させる光配向法に基づいて第１配向膜３２及び第２配向膜３３が作られる。

液晶部３４は、液晶で満たされており、第１電極部３０及び第２電極部３１に印加される電圧に応じて光の透過率が変化する。なお液晶部３４の駆動方式は特に限定されず、例えばＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）型、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｃｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型、或いはゲストホスト型の液晶部３４を液晶セル２５で用いることができる。したがって液晶セル２５は、必ずしも図２に示す構成には限定されず、液晶部３４の駆動方式に応じた任意の構成を有する。例えばＩＰＳ型の液晶部３４を採用する液晶セル２５では、液晶部３４を挟む位置に電極部（図２に示す第１電極部３０及び第２電極部３１参照）を配置せずに、液晶部３４の片側にのみ電極部が配置されてもよい。また二色性色素（ゲスト）及び液晶（ホスト）を含むゲストホスト型の液晶部３４を採用する液晶セル２５では、配向膜（すなわち第１配向膜３２及び第２配向膜３３）によって液晶に付与される配向性に応じて、偏光素子が液晶部３４の片側にのみ設けられていてもよいし、偏光素子が設けられていなくてもよい。

なお一般に、交流駆動時における液晶セルの光透過率の周期的低下は、応答速度の速い駆動方式の液晶セルで顕著にあらわれる傾向がある。そのため、光透過率の周期的低下に起因する不具合を解消することができる本実施形態の調光装置２１及び調光システム２２がもたらす後述のメリットは、例えばＶＡ型やＴＮ型（特にＶＡ型）のような応答速度が速い駆動方式を液晶セル２５が採用する場合に、より効果的に享受される。

また液晶セル２５は、上述の要素以外の要素を含んでいてもよく、例えば、液晶層の間隔を保持するためのスペーサー、シール部、インデックスマッチング層、ハードコート層、及びその他の機能体及び機能層が設けられていてもよい。

次に、液晶セル２５を駆動制御する装置構成の具体例について説明する。

図３は、調光装置２１及び調光システム２２の構成例を示すブロック図である。なお図３では、液晶セル２５を構成する要素として第１電極部３０、第２電極部３１及び液晶部３４のみが示されており、他の要素の図示は省略されている。

調光装置２１は、上述の液晶セル２５と、液晶セル２５に対してＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）４５を介して電気的に接続される印加電圧調整部４４と、を備える。調光システム２２は、そのような調光装置２１に加え、印加電圧調整部４４を制御する周波数制御部４６、周波数制御部４６にそれぞれ接続される撮影検出部４７及び発光体検出部４８、撮影検出部４７に接続される撮影装置１７、及び発光体検出部４８に接続されるＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）１８を備える。

印加電圧調整部４４は、交流／直流変換器４２を介してオルタネータ４１に電気的に接続されており、ＦＰＣ４５を介して液晶セル２５の第１電極部３０及び第２電極部３１に付与される電圧を周波数制御部４６の制御下で調整する。印加電圧調整部４４は、第１電極部３０及び第２電極部３１に付与される電圧を少なくとも交流電圧に調整可能であり、後述のように、第１電極部３０及び第２電極部３１に付与される交流電圧の周波数を変えたり、第１電極部３０及び第２電極部３１に付与される電圧を直流電圧と交流電圧との間で切り換えたりすることができる。このような印加電圧調整部４４は、任意の電気回路によって構成可能であり、いわゆるＡＣ／ＡＣコンバータ、ＤＣ／ＡＣコンバータ、ＡＣ／ＤＣコンバータ或いはＤＣ／ＤＣコンバータを必要に応じて有しうる。

オルタネータ４１は、車両１０のエンジン（図示省略）の回転を動力源として利用し、交流の電気を生成して交流／直流変換器４２に対して出力する。交流／直流変換器４２は、典型的には整流器（すなわちレクチファイア）及びレギュレータによって構成され、オルタネータ４１から供給される交流を直流へと整流する。交流／直流変換器４２から出力される直流は、印加電圧調整部４４に出力されたり、バッテリー４３に出力されて蓄電されたりする。

なお、印加電圧調整部４４に対する電力の供給形態（すなわち印加電圧調整部４４に対する電流及び電圧の印加形態）は特に限定されない。図３に示すように交流／直流変換器４２から印加電圧調整部４４に直流が付与されてもよいし、バッテリー４３から印加電圧調整部４４に直流が付与されてもよい。また図３において一点鎖線で示すように、オルタネータ４１から印加電圧調整部４４に交流が直接的に付与されてもよい。またオルタネータ４１以外の装置を、印加電圧調整部４４に供給される電流の電源として用いてもよい。例えば、既存のバッテリー４３とは別体に設けられるリチウムイオン電池やキャパシタから印加電圧調整部４４に電流が供給されてもよい。またハイブリッドモータによって発電された電気を蓄電する高電圧大容量の駆動バッテリーから印加電圧調整部４４に電流が供給されてもよい。また、そのような駆動バッテリーからの電力がＤＣ／ＤＣコンバータを介してバッテリー４３に送られて蓄電され、そのバッテリー４３から印加電圧調整部４４に電流が供給されてもよい。

周波数制御部４６は、発光体検出部４８の検出結果及び／又は撮影検出部４７の検出結果に基づいて、印加電圧調整部４４を制御する。したがって印加電圧調整部４４は、周波数制御部４６の制御下で、発光体検出部４８の検出結果及び／又は撮影検出部４７の検出結果に応じて、第１電極部３０及び第２電極部３１に付与される電圧を調整する。周波数制御部４６及び印加電圧調整部４４による具体的な電圧調整方法については後述する。

発光体検出部４８は、液晶セル２５に対する発光体１６の接近の有無を検出する。図３に示す発光体検出部４８は、車両１０に設置されたＧＰＳ１８によって取得される位置情報と、発光体１６（本実施形態では信号機１５）の位置情報を含む地図情報ＭＩとに基づいて、液晶セル２５に対する発光体１６の接近の有無を検出する。すなわち発光体検出部４８は、ＧＰＳ１８を介して連続的に取得される位置情報と地図情報ＭＩとを照らし合わせ、車両１０の位置（すなわち液晶セル２５の位置）に基づいて定められる所定の接近範囲内に信号機１５（すなわち発光体１６）が存在するか否かを検出する。ここで言う所定の接近範囲は、検出対象の発光体１６の種類に応じて適宜定められ、本実施形態のように信号機１５の発光体１６を検出対象とする場合、通常は、車両１０の前方且つ上方の範囲が所定の接近範囲に定められる。この発光体検出部４８の検出結果は、周波数制御部４６に送られ、周波数制御部４６によって印加電圧調整部４４を制御する際の基礎情報として用いられうる。なお図３に示す発光体検出部４８は、発光体検出部４８とは別体として設けられた記憶部４９に記憶されている地図情報ＭＩを読み込んで利用しているが、発光体検出部４８が具備する図示しない記憶部に地図情報ＭＩが記憶されていてもよい。

撮影検出部４７は、液晶セル２５を通過した光を撮影する撮影装置１７の作動を検出する。すなわち撮影検出部４７は、撮影装置１７の作動情報を取得し、この作動情報に基づいて撮影装置１７のモードが撮影モードか否かを検出する。ここで言う撮影モードには、撮影装置１７が実際に撮影を行っている状態にある場合だけではなく、撮影装置１７が撮影の実施に先立つ予備的な動作を行っている状態にある場合も含まれうる。この撮影検出部４７の検出結果は、周波数制御部４６に送られ、周波数制御部４６によって印加電圧調整部４４を制御する際の基礎情報として用いられうる。なお撮影検出部４７は、撮影装置１７と一体的に設けられてもよいし別体として設けられてもよく、例えば撮影装置１７の撮像素子を制御するコントローラによって撮影検出部４７が構成されてもよい。

次に、上述の装置構成によって液晶セル２５を駆動制御する方法について説明する。

印加電圧調整部４４は、液晶セル２５に接近する発光体１６の検出に関する情報が発光体検出部４８から周波数制御部４６に入力された場合、第１電極部３０及び第２電極部３１に付与される電圧の周波数Ｐｃが発光体１６の発光周期Ｐｉの「正の整数分の１倍」の周波数以外の周波数となるように（すなわち「Ｐｃ≠（Ｐｉ／Ｎ）」（ただし「Ｎ」は正の整数）が満たされるように）、より好ましくは第１電極部３０及び第２電極部３１に付与される電圧の周波数Ｐｃが発光体１６の発光周期Ｐｉの「正の整数分の１倍」の周波数以外且つ「正の整数倍」の周波数以外の周波数となるように（すなわち「Ｐｃ≠（Ｐｉ／Ｎ）」且つ「Ｐｃ≠（Ｐｉ×Ｎ）」が満たされるように）、第１電極部３０及び第２電極部３１に付与される電圧を調整する。

同様に、印加電圧調整部４４は、液晶セル２５を通過した光を撮影する撮影装置１７の撮影動作の検出に関する情報が撮影検出部４７から周波数制御部４６に入力された場合、第１電極部３０及び第２電極部３１に付与される電圧の周波数Ｐｃが撮影装置１７の撮影周期Ｐｐの「正の整数分の１倍」の周波数以外の周波数となるように（すなわち「Ｐｃ≠（Ｐｐ／Ｎ）」が満たされるように）、より好ましくは第１電極部３０及び第２電極部３１に付与される電圧の周波数Ｐｃが撮影装置１７の撮影周期Ｐｐの「正の整数分の１倍」の周波数以外且つ「正の整数倍」の周波数以外の周波数となるように（すなわち「Ｐｃ≠（Ｐｐ／Ｎ）」且つ「Ｐｃ≠（Ｐｐ×Ｎ）」が満たされるように）、第１電極部３０及び第２電極部３１に付与される電圧を調整する。

なお、「液晶セル２５に接近する発光体１６の検出に関する情報」が周波数制御部４６に入力される場合とは、液晶セル２５に基づいて定められる所定の接近範囲内に発光体１６が存在することを示す発光体検出部４８の検出結果が周波数制御部４６に送られる場合を指す。したがって、所定の接近範囲内に発光体１６が存在しないことを示す発光体検出部４８の検出結果が周波数制御部４６に送られる場合は、「液晶セル２５に接近する発光体１６の検出に関する情報」が周波数制御部４６に入力される場合には該当しない。同様に、「液晶セル２５を通過した光を撮影する撮影装置１７の撮影動作の検出に関する情報」が周波数制御部４６に入力される場合とは、撮影装置１７が撮影動作を行うこと（すなわち撮影装置１７のモードが撮影モードであること）を示す撮影検出部４７の検出結果が周波数制御部４６に送られる場合を指す。したがって、撮影装置１７が撮影動作を行っていないを示す撮影検出部４７の検出結果が周波数制御部４６に送られる場合は、「液晶セル２５を通過した光を撮影する撮影装置１７の撮影動作の検出に関する情報」が周波数制御部４６に入力される場合には該当しない。

これらの「発光体１６の検出に関する情報」及び「撮影装置１７の撮影動作の検出に関する情報」に基づく駆動制御方法として、典型的には、印加電圧調整部４４が第１電極部３０及び第２電極部３１に付与する電圧を交流電圧と直流電圧との間で切り換える第１の駆動制御方法と、印加電圧調整部４４が第１電極部３０及び第２電極部３１に付与する交流電圧の周波数を切り換える第２の駆動制御方法とが挙げられる。

以下、これらの第１の駆動制御方法及び第２の駆動制御方法について説明する。なお以下の説明では、主として上述の「発光体１６の検出に関する情報」に基づく駆動制御が例示されるが、上述の「撮影装置１７の撮影動作の検出に関する情報」に基づく駆動制御も基本的に同様の処理ステップによって実施可能である。

＜第１の駆動制御方法＞
第１の駆動制御方法において印加電圧調整部４４は、発光体１６の検出に関する情報及び／又は撮影装置１７の撮影動作の検出に関する情報が周波数制御部４６に入力されない場合、交流電圧を第１電極部３０及び第２電極部３１に付与する。一方、発光体１６の検出に関する情報及び／又は撮影装置１７の撮影動作の検出に関する情報が周波数制御部４６に入力された場合、印加電圧調整部４４は直流電圧を第１電極部３０及び第２電極部３１に付与する。したがって本駆動制御方法において用いられる印加電圧調整部４４は、交流及び直流の双方を作り出して第１電極部３０及び第２電極部３１に送ることができる電気回路を含む。

図４は、第１の駆動制御方法の制御フローを示すフローチャートであり、特に発光体１６の検出に関する情報に基づいて行われる制御フローが示されている。

第１の駆動制御方法に従って液晶セル２５を駆動制御する場合、まず印加電圧調整部４４によって第１電極部３０及び第２電極部３１に交流電圧が付与される（図４のＳ１１参照）。この交流電圧の周波数は特に限定されないが、液晶セル２５の使用条件を総合的に勘案すると３０〜１２０Ｈｚ程度（特に３０〜７０Ｈｚ程度）の周波数を持つ交流電圧を、第１電極部３０及び第２電極部３１に付与する交流電圧として好ましく使用可能であると想定されるが、そのような周波数帯域には、信号機１５の発光体１６の発光周期や撮影装置１７の撮影周期と干渉しうる周波数が含まれうる。したがって、例えば車両１０（すなわち液晶セル２５）が信号機１５（すなわち発光体１６）に近い場合には、そのような交流電圧を第１電極部３０及び第２電極部３１に付与し続けるのは好ましくない場合がある。

そのため周波数制御部４６は、発光体検出部４８の検出結果に基づいて、液晶セル２５に基づいて定められる所定の接近範囲内に発光体１６が存在するか否かを継続的に監視する（Ｓ１２）。接近範囲内に発光体１６が存在しないと判定される場合（Ｓ１２のＮ）、周波数制御部４６は印加電圧調整部４４を制御し、第１電極部３０及び第２電極部３１には交流電圧が付与し続けられる（Ｓ１１）。

一方、接近範囲内に発光体１６が存在することが検出された場合（Ｓ１２のＹ）、周波数制御部４６は印加電圧調整部４４を制御し、印加電圧調整部４４は直流電圧を作り出して第１電極部３０及び第２電極部３１に付与する（Ｓ１３）。これにより、液晶セル２５の液晶分子には一定方向に電界が作用し続け、液晶セル２５の光透過率の周期的な低下は生じず、液晶セル２５は発光体１６の周期的な明滅と干渉することなく発光体１６からの光を適切に透過することができる。したがって車両１０のドライバーは、発光体１６から発せられる光（すなわち信号）を液晶セル２５を介して適切に視認することができる。

周波数制御部４６は、第１電極部３０及び第２電極部３１に直流電圧が付与されている間も、発光体検出部４８の検出結果に基づいて、所定の接近範囲内に発光体１６が存在するか否かを継続的に監視し続ける（Ｓ１４）。接近範囲内において発光体１６の存在が検出され続けている間は（Ｓ１４のＮ）、周波数制御部４６は印加電圧調整部４４を制御し、第１電極部３０及び第２電極部３１には直流電圧が付与し続けられる（Ｓ１３）。

一方、接近範囲内に発光体１６が存在しないと判定された場合には（Ｓ１４のＹ）、周波数制御部４６は印加電圧調整部４４を制御し、印加電圧調整部４４は交流電圧を作り出して第１電極部３０及び第２電極部３１に付与する（Ｓ１５）。これにより、液晶セル２５の液晶内のイオン成分に偏りが生じることを回避し、液晶の配向不良や液晶中における気泡の発生を防ぐことができる。

上述の一連のステップＳ１１〜Ｓ１５を継続的に繰り返し行う制御フローに従って液晶セル２５の駆動制御を行うことにより、液晶セル２５の光透過率の低下の周期と発光体１６の発光周期との干渉を防ぎつつ、液晶セル２５の液晶内においてイオン成分に偏りが生じることを有効に回避できる。特に、接近範囲内において発光体１６が検出される場合には直流電圧が第１電極部３０及び第２電極部３１に印加されるため、発光体１６の発光周期の具体的な値によらず、確実に、液晶セル２５の光透過率の低下の周期と発光体１６の発光周期との干渉を防ぐことができる。したがって、液晶セル２５の光透過性能に関して高い信頼性を確保することができ、車両１０のドライバーは信号機１５の発光体１６からの光信号を適切に視認できる。

なお上述の図４に示す第１の駆動制御方法は、「撮影装置１７の撮影動作の検出に関する情報」に基づく駆動制御に対しても同様に応用できる。すなわち周波数制御部４６は、撮影検出部４７の検出結果に基づいて、撮影装置１７が撮影動作を行うか否かを継続的に監視する。撮影装置１７が撮影動作を行わないと判定される間は、周波数制御部４６は印加電圧調整部４４を制御し、第１電極部３０及び第２電極部３１に交流電圧を付与し続ける（Ｓ１１及びＳ１５参照）。一方、撮影装置１７が撮影動作を行うと判定される間は、周波数制御部４６は印加電圧調整部４４を制御し、第１電極部３０及び第２電極部３１に直流電圧を付与し続ける（Ｓ１３参照）。

このように上述の第１の駆動制御方法は、「発光体１６の検出に関する情報」に基づく駆動制御及び「撮影装置１７の撮影動作の検出に関する情報」に基づく駆動制御のいずれに対しても適用することができる。また、これらの両駆動制御を同時に行う場合にも、上述の第１の駆動制御方法の制御フローに従って第１電極部３０及び第２電極部３１に付与する電圧を調整することで、液晶セル２５の光透過率の低下の周期が発光体１６の発光周期及び撮影装置１７の撮影周期の双方と干渉することを防ぎつつ、液晶セル２５の液晶内においてイオン成分に偏りが生じることを有効に回避できる。

＜第２の駆動制御方法＞
第２の駆動制御方法において印加電圧調整部４４は、発光体１６の検出に関する情報及び／又は撮影装置１７の撮影動作の検出に関する情報が周波数制御部４６に入力されない場合、第１の周波数Ｐ１を持つ交流電圧を第１電極部３０及び第２電極部３１に付与する。一方、発光体１６の検出に関する情報及び／又は撮影装置１７の撮影動作の検出に関する情報が周波数制御部４６に入力された場合、印加電圧調整部４４は第２の周波数Ｐ２を持つ交流電圧を第１電極部３０及び第２電極部３１に付与する。したがって本駆動制御方法において用いられる印加電圧調整部４４は、周波数の異なる交流電圧を作り出して第１電極部３０及び第２電極部３１に送ることができる電気回路を含む。

図５は、第２の駆動制御方法の制御フローを示すフローチャートであり、特に発光体１６の検出に関する情報に基づいて行われる制御フローが示されている。

第２の駆動制御方法に従って液晶セル２５を駆動制御する場合、まず印加電圧調整部４４によって第１電極部３０及び第２電極部３１に第１の周波数Ｐ１の交流電圧が付与される（図５のＳ２１参照）。第１の周波数Ｐ１は特に限定されないが、液晶セル２５の使用条件を総合的に勘案すると３０〜１２０Ｈｚ程度（特に３０〜７０Ｈｚ程度）の周波数を第１の周波数Ｐ１として好ましく使用可能であると想定され、車両１０が信号機１５に近い場合には第１の周波数Ｐ１の交流電圧を第１電極部３０及び第２電極部３１に付与し続けるのは好ましくない場合がある。

そのため周波数制御部４６は、発光体検出部４８の検出結果に基づいて、液晶セル２５に基づいて定められる所定の接近範囲内に発光体１６が存在するか否かを継続的に監視する（Ｓ２２）。接近範囲内に発光体１６が存在しないと判定される場合（Ｓ２２のＮ）、周波数制御部４６は印加電圧調整部４４を制御し、第１電極部３０及び第２電極部３１には第１の周波数Ｐ１の交流電圧が付与し続けられる（Ｓ２１）。

一方、接近範囲内に発光体１６が存在することが検出された場合（Ｓ２２のＹ）、周波数制御部４６は印加電圧調整部４４を制御し、第２の周波数Ｐ２の交流電圧を第１電極部３０及び第２電極部３１に付与する（Ｓ２３）。この第２の周波数Ｐ２は、第１の周波数Ｐ１とは異なる周波数であり、発光体１６の発光周期及び／又は撮影装置１７の撮影周期の正の整数分の１倍の周波数以外の周波数、より好ましくは発光体１６の発光周期及び／又は撮影装置１７の撮影周期の正の整数分の１倍の周波数以外且つ正の整数倍の周波数以外の周波数である。これにより、液晶セル２５の光透過率の周期的な低下が発光体１６の周期的な明滅と干渉することを抑制することができ、液晶セル２５は発光体１６からの光を適切に透過する。したがって車両１０のドライバーは、発光体１６から発せられる光（すなわち信号）を、液晶セル２５を介して適切に視認することができる。

なお第２の周波数Ｐ２は、予め定められた周波数であってもよいし、検出された発光体１６の種類に応じて適宜定められた周波数であってもよい。上述のように検出対象が信号機１５の発光体１６であれば、発光周期は予め定められているのが通常であるため、そのような信号機１５の発光体１６の発光周期と干渉しない予め定められた周波数を、第２の周波数Ｐ２として用いることが可能である。また周波数制御部４６は、発光体１６の発光周期に関する情報を受信し、その受信情報に応じて、発光体１６の発光周期と干渉しない周波数を第２の周波数Ｐ２として決定してもよい。これは「撮影装置１７の撮影動作の検出に関する情報」に基づく駆動制御においても同様であり、第２の周波数Ｐ２は、予め定められた周波数であってもよいし、検出された撮影装置１７の撮影周期に応じて適宜定められた周波数であってもよい。

周波数制御部４６は、第１電極部３０及び第２電極部３１に第２の周波数Ｐ２の交流電圧が付与されている間も、発光体検出部４８の検出結果に基づいて、所定の接近範囲内に発光体１６が存在するか否かを継続的に監視し続ける（Ｓ２４）。接近範囲内において発光体１６の存在が検出され続ける間は（Ｓ２４のＮ）、周波数制御部４６は印加電圧調整部４４を制御し、第１電極部３０及び第２電極部３１に第２の周波数Ｐ２の交流電圧が付与し続けられる（Ｓ２３）。

一方、接近範囲内に発光体１６が存在しないと判定された場合には（Ｓ２４のＹ）、周波数制御部４６は印加電圧調整部４４を制御し、印加電圧調整部４４は第１の周波数Ｐ１の交流電圧を作り出して第１電極部３０及び第２電極部３１に付与する（Ｓ２５）。

上述の一連のステップＳ２１〜Ｓ２５を継続的に繰り返し行う制御フローに従って液晶セル２５の駆動制御を行うことにより、液晶セル２５の光透過率の低下の周期と発光体１６の発光周期との干渉を防ぐことができる。したがって、光透過性能に関して高い信頼性を確保することができ、車両１０のドライバーは信号機１５の発光体１６からの光信号を適切に視認できる。

なお上述の図５に示す第２の駆動制御方法は、「撮影装置１７の撮影動作の検出に関する情報」に基づく駆動制御に対しても同様に応用できる。すなわち周波数制御部４６は、撮影検出部４７の検出結果に基づいて、撮影装置１７が撮影動作を行うか否かを継続的に監視する。撮影装置１７が撮影動作を行わないと判定される間は、周波数制御部４６は印加電圧調整部４４を制御し、第１電極部３０及び第２電極部３１に第１の周波数Ｐ１の交流電圧を付与し続ける（Ｓ２１及びＳ２５参照）。一方、撮影装置１７が撮影動作を行うと判定される間は、周波数制御部４６は印加電圧調整部４４を制御し、第１電極部３０及び第２電極部３１に第２の周波数Ｐ２の交流電圧を付与し続ける（Ｓ２３参照）。また「発光体１６の検出に関する情報」に基づく駆動制御及び「撮影装置１７の撮影動作の検出に関する情報」に基づく駆動制御を同時に行う場合にも、上述の第２の駆動制御方法の制御フローに従って第１電極部３０及び第２電極部３１に付与する電圧を調整することで、液晶セル２５の光透過率の低下の周期が発光体１６の発光周期及び撮影装置１７の撮影周期の双方と干渉することを防ぐことができる。

以上説明したように上述の調光装置２１及び調光システム２２によれば、液晶セル２５に接近する発光体１６の有無或いは液晶セル２５を通過した光の撮影の有無に応じて液晶セル２５の電極部３０、３１に付与される電圧が調整され、液晶セル２５の光透過率の低下の周期が、発光体１６の発光周期及び撮影装置１７の撮影周期と干渉することを防いでいる。これにより、液晶セル２５の光透過性能に関して高い信頼性が確保され、車両１０のドライバーは信号機１５の発光体１６からの光信号を適切に視認でき、またドライブレコーダ等の撮影装置１７は画像を適切に記録することができる。

［変形例］
本発明は、上述の実施形態には限定されず、各要素に様々な変形が加えられてもよい。

例えば、図３に示す発光体検出部４８は、ＧＰＳ１８を介して取得される位置情報と地図情報ＭＩとを照らし合わせることで信号機１５の発光体１６を検出しているが、図６に示すように、撮像素子５１によって取得される画像データを画像解析部５２で解析することによって発光体１６を検出してもよい。すなわち、発光体１６を撮影可能な位置に撮像素子５１を設置し、液晶セル２５に接近する対象物の画像データをこの撮像素子５１によって継続的に取得して画像解析部５２に順次送る。画像解析部５２は、撮像素子５１によって取得される画像データの解析を行って、対象の発光体１６が画像データに含まれているか否かを判定し、液晶セル２５に対する発光体１６の接近を検出する。この画像解析部５２の検出結果は周波数制御部４６に送られる。周波数制御部４６は、画像解析部５２の検出結果に基づいて印加電圧調整部４４を制御し、第１電極部３０及び第２電極部３１に印加する電圧を調整することで、液晶セル２５の光透過率の低下の周期と発光体１６の発光周期との干渉を防ぐことができる。

また上述の実施形態では、液晶セル２５との干渉が防がれる発光体として、信号機１５の発光体１６が例示されているが、発光体の具体的な対象は特に限定されない。上述の実施形態及び変形例に係る調光装置２１及び調光システム２２は、周期的な明滅を行って光を液晶セル２５に入射させうる発光体全般（例えば他の車両のテールランプやヘッドランプ等）との干渉を有効に防ぐことも可能である。また撮影装置１７もドライブレコーダには限定されない。発光体１６及び撮影装置１７は、調光装置２１及び調光システム２２が搭載される移動体の種類や、調光装置２１及び調光システム２２が設置される場所に応じて、適宜定められうる。したがって液晶セル２５は、車両１０のフロントガラス１１以外の箇所に設けられていてもよい。

また上述の駆動制御方法には、他の処理ステップが必要に応じて組み込まれてもよい。例えば、上述の第１の駆動制御方法（図４参照）において、第１電極部３０及び第２電極部３１に対して直流電圧が印加されている時間が長くなった場合には、液晶セル２５の液晶中のイオン成分の偏りを防ぐためのリフレッシュ処理が行われてもよい。このリフレッシュ処理は、液晶セル２５の液晶中のイオン成分の偏りを防ぐのに有効な処理であれば具体的な内容は特に限定されず、第１電極部３０及び第２電極部３１に付与する電圧の向きを変える処理をリフレッシュ処理とすることができる。したがって例えば、第１電極部３０及び第２電極部３１に付与する直流電圧の向きを単発的に変える処理や、所定時間（例えば数秒〜１分程度）だけ第１電極部３０及び第２電極部３１に交流電圧を付与する処理を、リフレッシュ処理とすることができる。また、このようなリフレッシュ処理の実行タイミングも特に限定されず、例えば周波数制御部４６が第１電極部３０及び第２電極部３１に対して直流電圧が印加されている時間をカウントし、この時間が所定時間（例えば１分〜数十分或いは１時間〜数十時間）に達した場合に、周波数制御部４６の制御下で印加電圧調整部４４がリフレッシュ処理を定期的に行ってもよい。

本発明のある実施形態に含まれる一部の構成要素及び／又は方法と、本発明の他の実施形態に含まれる一部の構成要素及び／又は方法とを含む形態も、本発明の実施形態に含まれる。したがって、上述の実施形態及び変形例、及び上述以外の本発明の実施形態の各々に含まれる構成要素及び／又は方法同士が組み合わされてもよく、そのような組み合わせに係る形態も本発明の実施形態に含まれる。また、本発明によって奏される効果も上述の効果に限定されず、各実施形態の具体的な構成に応じた特有の効果も発揮されうる。

１０ 車両
１１ フロントガラス
１５ 信号機
１６ 発光体
１７ 撮影装置
２１ 調光装置
２２ 調光システム
２５ 液晶セル
２６ 第１偏光素子
２７ 第２偏光素子
２８ 第１樹脂基材
２９ 第２樹脂基材
３０ 第１電極部
３１ 第２電極部
３２ 第１配向膜
３３ 第２配向膜
３４ 液晶部
４１ オルタネータ
４２ 交流／直流変換器
４３ バッテリー
４４ 印加電圧調整部
４６ 周波数制御部
４７ 撮影検出部
４８ 発光体検出部
４９ 記憶部
５１ 撮像素子
５２ 画像解析部

Claims (10)

1. 電極部と、当該電極部に印加される電圧に応じて光の透過率が変化する液晶部と、を有する液晶セルと、
   周波数制御部の制御下で前記電極部に付与される電圧を調整する印加電圧調整部であって、前記電極部に付与される電圧を少なくとも交流電圧に調整可能な印加電圧調整部と、を備え、
   前記印加電圧調整部は、前記液晶セルに接近する発光体の検出に関する情報及び／又は前記液晶セルを通過した光を撮影する撮影装置の撮影動作の検出に関する情報が前記周波数制御部に入力された場合、前記電極部に付与される電圧の周波数が前記発光体の発光周期及び／又は前記撮影装置の撮影周期の正の整数分の１倍の周波数以外の周波数となるように、前記電極部に付与される電圧を調整する調光装置。
2. 前記印加電圧調整部は、
   前記発光体の検出に関する情報及び／又は前記撮影装置の撮影動作の検出に関する情報が前記周波数制御部に入力されない場合、交流電圧を前記電極部に付与し、
   前記発光体の検出に関する情報及び／又は前記撮影装置の撮影動作の検出に関する情報が前記周波数制御部に入力された場合、直流電圧を前記電極部に付与する請求項１に記載の調光装置。
3. 前記印加電圧調整部は、
   前記発光体の検出に関する情報及び／又は前記撮影装置の撮影動作の検出に関する情報が前記周波数制御部に入力されない場合、第１の周波数を持つ交流電圧を前記電極部に付与し、
   前記発光体の検出に関する情報及び／又は前記撮影装置の撮影動作の検出に関する情報が前記周波数制御部に入力された場合、前記第１の周波数とは異なる第２の周波数であって前記発光周期及び／又は前記撮影周期の正の整数分の１倍の周波数以外の周波数である第２の周波数を持つ交流電圧を前記電極部に付与する請求項１に記載の調光装置。
4. 前記印加電圧調整部は、前記発光体の検出に関する情報及び／又は前記撮影装置の撮影動作の検出に関する情報が前記周波数制御部に入力された場合、前記電極部に付与される電圧の周波数が前記発光周期及び／又は前記撮影周期の正の整数分の１倍の周波数以外、且つ、前記発光周期及び／又は前記撮影周期の正の整数倍の周波数以外の周波数となるように、前記電極部に付与される電圧の周波数を調整する請求項１〜３のいずれか一項に記載の調光装置。
5. 電極部と当該電極部に印加される電圧に応じて光の透過率が変化する液晶部と有する液晶セルと、前記電極部に付与される電圧を調整する印加電圧調整部と、を含む調光装置と、
   前記液晶セルに対する発光体の接近を検出する発光体検出部と、
   前記発光体検出部の検出結果に基づいて前記印加電圧調整部を制御する周波数制御部と、を備え、
   前記周波数制御部は、前記液晶セルに基づいて定められる接近範囲内に前記発光体が存在することを前記発光体検出部の検出結果が示す場合、前記電極部に付与される電圧の周波数が前記発光体の発光周期の正の整数分の１倍の周波数以外の周波数となるように、前記印加電圧調整部を制御して前記電極部に付与される電圧の調整を行う調光システム。
6. 前記発光体検出部は、グローバルポジショニングシステムによって取得される位置情報と、前記発光体の位置情報を含む地図情報とに基づいて、前記液晶セルに対する前記発光体の接近を検出する請求項５に記載の調光システム。
7. 前記発光体検出部は、前記液晶セルに接近する対象物の画像を取得する撮像素子と、前記撮像素子によって取得される画像の解析を行って前記液晶セルに対する前記発光体の接近を検出する画像解析部と、を有する請求項５に記載の調光システム。
8. 電極部と当該電極部に印加される電圧に応じて光の透過率が変化する液晶部と有する液晶セルと、前記電極部に付与される電圧を調整する印加電圧調整部と、を含む調光装置と、
   前記液晶セルを通過した光を撮影する撮影装置と、
   前記撮影装置の作動を検出する撮影検出部と、
   前記撮影検出部の検出結果に基づいて前記印加電圧調整部を制御する周波数制御部と、を備え、
   前記周波数制御部は、前記撮影装置が撮影動作を行うことを前記撮影検出部の検出結果が示す場合、前記電極部に付与される電圧の周波数が前記撮影装置の撮影周期の正の整数分の１倍の周波数以外の周波数となるように、前記印加電圧調整部を制御して前記電極部に付与される電圧の調整を行う調光システム。
9. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の調光装置を備える移動体。
10. 請求項５〜８のいずれか一項に記載の調光システムを備える移動体。

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