JP7266425B2 - Mobile lighting - Google Patents
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Description
本発明は、移動体用照灯に関する。 The present invention relates to a lighting for mobile bodies.
近年、自動車の前照灯として対向車や前走車等の状況に応じて配光のパターンを制御することが可能な配光可変灯(ADB:Adoptive Driving Beam)が採用されている。特に、迅速に光束を透過又は遮断することができる液晶素子を使用した配光可変灯が知られている。 2. Description of the Related Art In recent years, adaptive driving beams (ADBs) have been used as headlights of automobiles, which are capable of controlling the pattern of light distribution according to the conditions of oncoming vehicles, preceding vehicles, and the like. In particular, a variable light distribution lamp using a liquid crystal element capable of rapidly transmitting or blocking a luminous flux is known.
例えば、光源から出射された光を偏光された2つの部分光路に分離し、第1部分光路上に第1液晶マスク、第1偏光フィルタ及び第1レンズを配置し、第2部分光路上に第2液晶マスク、第2偏光フィルタ及び第2レンズを配置し、第1レンズと第2レンズとを異なる焦点距離とした自動車前照灯が開示されている(特許文献1)。 For example, the light emitted from the light source is separated into two polarized partial optical paths, a first liquid crystal mask, a first polarizing filter and a first lens are arranged on the first partial optical path, and a second liquid crystal mask is arranged on the second partial optical path. An automobile headlamp is disclosed in which two liquid crystal masks, a second polarizing filter, and a second lens are arranged, and the first lens and the second lens have different focal lengths (Patent Document 1).
ところで、光路上に液晶素子を配置することによって光束を制御する移動体用照灯では、装置内部における迷光等の影響によって、照射部と非照射部の高いコントラストが得られないという課題があった。 By the way, in the case of mobile body lighting that controls the luminous flux by arranging a liquid crystal element on the optical path, there is a problem that a high contrast between the illuminated part and the non-illuminated part cannot be obtained due to the influence of stray light inside the device. .
本発明は、移動体用照灯においてコントラストを向上することで、対向車の眩しさ、自車の視認性等を改善することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the glare of oncoming vehicles, the visibility of own vehicle, etc. by improving the contrast in a lighting for a mobile object.
本発明の1つの態様は、入射光を2つの偏光に分離し、前記偏光の両方を利用する移動体用照灯であって、吸収層を有する吸収型ワイヤーグリッド偏光子が少なくとも1つ配置されていることを特徴とする移動体用照灯である。 One aspect of the present invention is a mobile lighting that separates incident light into two polarizations and utilizes both of the polarizations, wherein at least one absorptive wire grid polarizer having an absorptive layer is disposed. It is a lighting for a moving object, characterized in that
ここで、前記入射光を前記偏光に分離するビームスプリッタと、前記偏光の光路上に配置された液晶素子と、前記液晶素子の入射面側に配置された第1ワイヤーグリッド偏光子と、前記液晶素子の出射面側に配置された第2ワイヤーグリッド偏光子と、を備え、前記第1ワイヤーグリッド偏光子及び前記第2ワイヤーグリッド偏光子の少なくとも1つが前記吸収型ワイヤーグリッド偏光子であることが好適である。 Here, a beam splitter for separating the incident light into the polarized light, a liquid crystal element arranged on the optical path of the polarized light, a first wire grid polarizer arranged on the incident surface side of the liquid crystal element, and the liquid crystal and a second wire grid polarizer arranged on the output surface side of the device, wherein at least one of the first wire grid polarizer and the second wire grid polarizer is the absorption wire grid polarizer. preferred.
また、前記吸収型ワイヤーグリッド偏光子は、前記液晶素子に対向する面に前記吸収層が配置されていることが好適である。 Moreover, it is preferable that the absorption layer is disposed on the surface of the absorption wire grid polarizer facing the liquid crystal element.
また、前記ビームスプリッタは、第3ワイヤーグリッド偏光子を含み、前記第3ワイヤーグリッド偏光子は、前記吸収型ワイヤーグリッド偏光子であって、光の出射面側に前記吸収層が配置されていることが好適である。 Further, the beam splitter includes a third wire grid polarizer, and the third wire grid polarizer is the absorptive wire grid polarizer, and the absorption layer is arranged on the light exit surface side. is preferred.
また、前記吸収型ワイヤーグリッド偏光子は、金属からなるワイヤーグリッドを備え、前記吸収層は、前記ワイヤーグリッドの上面又は下面において前記ワイヤーグリッドの形状に合わせて形成されていることが好適である。 Further, it is preferable that the absorbing wire grid polarizer includes a wire grid made of metal, and the absorbing layer is formed on the upper surface or the lower surface of the wire grid so as to match the shape of the wire grid.
また、前記吸収層は、二色性染料によって染色されたポリビニルアルコールフィルムを延伸させた染料系偏光層であることが好適である。 Also, the absorption layer is preferably a dye-based polarizing layer obtained by stretching a polyvinyl alcohol film dyed with a dichroic dye.
また、前記吸収層は、前記ワイヤーグリッドの上面に形成されており、前記ワイヤーグリッドの延設方向と偏光の透過軸が平行であることが好適である。 Moreover, it is preferable that the absorption layer is formed on the upper surface of the wire grid, and the extending direction of the wire grid and the transmission axis of polarized light are parallel.
また、前記液晶素子は、低温ポリシリコン層からなる駆動素子によって液晶が駆動されることが好適である。 Further, it is preferable that the liquid crystal element is driven by a driving element made of a low-temperature polysilicon layer.
また、前記偏光のいずれか一方の光路上に1/2波長板が配置されていることが好適である。 Further, it is preferable that a half-wave plate is arranged on the optical path of either one of the polarized light.
また、前記第1ワイヤーグリッド偏光子の入射面側に前記1/2波長板が配置されていることが好適である。 Further, it is preferable that the half-wave plate is arranged on the incident surface side of the first wire grid polarizer.
また、前記液晶素子は、前記偏光の一方の光路上に配置された第1液晶素子と、前記偏光の他方の光路上に配置された第2液晶素子と、からなることが好適である。 The liquid crystal element preferably comprises a first liquid crystal element arranged on one optical path of the polarized light and a second liquid crystal element arranged on the other optical path of the polarized light.
また、前記吸収型ワイヤーグリッド偏光子は、前記入射光に対して透明なグリッド状の構造体と、前記構造体の隙間に埋め込まれて前記入射光に対して不透明な微粒子と、からなることが好適である。 Further, the absorptive wire grid polarizer may include a grid-like structure transparent to the incident light, and fine particles embedded in gaps between the structures and opaque to the incident light. preferred.
また、前記吸収型ワイヤーグリッド偏光子は、消衰係数k及び層厚dとしたときに消衰係数kと層厚dの積kdが200μm以上の非導電性材料を含むことが好適である。 The absorption wire grid polarizer preferably contains a non-conductive material having a product kd of 200 μm or more of an extinction coefficient k and a layer thickness d, where k is an extinction coefficient k and a layer thickness d.
また、前記液晶素子は、反射型液晶素子であることが好適である。 Further, it is preferable that the liquid crystal element is a reflective liquid crystal element.
また、前記ワイヤーグリッド偏光子を透過した光の光路上に、夜間にその前方40mの距離にある交通上の障害物を確認することに最適な照射が可能なレンズを備えることが好適である。 Further, it is preferable to provide a lens on the optical path of the light transmitted through the wire grid polarizer, which is capable of irradiating optimally for confirming traffic obstacles at a distance of 40 m in front of the wire grid polarizer at night.
本発明によれば、光路上に液晶素子を配置することによって光束を制御する移動体用照灯において高いコントラストを得ることができる。 According to the present invention, a high contrast can be obtained in a mobile lighting device that controls a luminous flux by arranging a liquid crystal element on an optical path.
本発明の実施の形態における移動体用照灯100は、図1に示すように、光源10、ビームスプリッタ12、反射鏡14、第1偏光子16(16a,16b)、液晶素子18、第2偏光子20(20a,20b)、レンズ22(22a,22b)を含んで構成される。
As shown in FIG. 1, the
移動体用照灯100は、自動車等の移動体に搭載され、移動体の移動方向を照らす前照灯等に利用される。特に、車両に取り付けられたカメラやその他のセンシングにより対向車や前走車等の状況に応じて配光のパターンを制御することが可能な配光可変灯(ADB)として機能する。これにより対向車等へ照射を遮光し、眩しさを防ぎつつ、道路や通行人など照射部は良好な視界を得ることができる。
The
光源10は、移動体用照灯100から照射される光を出力する部材である。光源10は、例えば、発光ダイオード(LED)、レーザダイオード(LD)、ハロゲンランプ、高圧水銀ランプ(HID)等とすることができる。光源10としてLEDやLDを適用した場合、多数の個々のLED素子を二次元マトリックス状に配置した構成とすることが好適である。光源10は、偏光されていない光からなる略平行で拡散しない光束を出力する。
The
ビームスプリッタ12は、光源10からの光束を2つに分離する光学素子である。すなわち、ビームスプリッタ12に入射した光の一部は反射され、残りの一部は透過する。本実施の形態において、ビームスプリッタ12は、光源10から入射された光を互いに直交する偏光成分に分離できる偏光ビームスプリッタとする。ビームスプリッタ12は、ワイヤーグリッド偏光子を含んで構成することができる。
The
図1の例では、ビームスプリッタ12は、光源10から出射される光の光路に対して45°傾斜して配置される。ビームスプリッタ12は、光源10から入射された光を紙面に垂直な偏光成分(図中、ドット印で示す)に分離して45°に反射させて第1光路S1に出射すると共に、光源10から入射された光を紙面に平行な偏光成分(図中、ライン印で示す)に分離して光の入射方向に沿った第2光路S2に透過させる。ただし、このような構成に限定されるものではなく、ビームスプリッタ12は光源10から入射された光の偏光成分を異なる方向に分離するものであればよい。
In the example of FIG. 1 , the
反射鏡14は、光を反射させて光路方向を変更する鏡である。反射鏡14は、第2光路S2に沿って入射した光を45°に反射させるように配置される。これによって、第1光路S1と第2光路S2とが略平行な光路となる。反射鏡14は、ガラス等の基板上に銀(Ag)を蒸着した構成とすることができる。
The reflecting
第1偏光子16は、入射した光に対して特定の1つの方向の偏光成分の光のみを透過し、それ以外の方向の偏光成分の光を遮断する光学素子である。図1の移動体用照灯100では、第1光路S1上に第1偏光子16aが配置され、第2光路S2上に第1偏光子16bが配置される。第1偏光子16aは、ビームスプリッタ12によって第1光路S1に沿って分離された偏光と同じ方向に透過軸が一致するように配置される。すなわち、第1偏光子16aは、紙面に垂直な方向の偏光成分の光を透過し、他の方向の偏光成分を遮断するように透過軸が配置される。第1偏光子16bは、ビームスプリッタ12によって第2光路S2に沿って分離された偏光と同じ方向に透過軸が一致するように配置される。すなわち、第1偏光子16bは、紙面に平行な方向の偏光成分の光を透過し、他の方向の偏光成分を遮断するように透過軸が配置される。
The
このように、液晶素子18の入射面側に第1偏光子16(16a,16b)を設けることによって、従来技術のように液晶素子の入射面側に偏光子が設けられていない構成に比べて移動体用照灯100から照射される光のコントラストを向上させることができる。
By providing the first polarizer 16 (16a, 16b) on the incident surface side of the
液晶素子18は、入射する光を透過する状態又は遮断する状態に切り替えることができる液晶層を備える光学素子である。液晶素子18は、特に限定されるものではないが、TN方式、VA方式、IPS方式等の駆動タイプとすることができる。また、液晶素子18は、低温ポリシリコン層によって液晶の駆動素子を構成することが好適である。液晶素子18は、多数の液晶セル(画素)を二次元マトリックス状に配置し、それぞれの液晶セル(画素)を入射する光を透過する状態と遮断する状態との間で遷移させることができる構成とすることが好適である。液晶素子18は、第1光路S1及び第2光路S2に跨がって配置される。したがって、液晶素子18によって第1光路S1の光の透過率及び第2光路S2の光の透過率を制御して自由な形状及び強度の光を出射させることができる。
The
第2偏光子20は、入射した光に対して特定の1つの方向の偏光成分の光のみを透過し、それ以外の方向の偏光成分の光を遮断する光学素子である。図1の移動体用照灯100では、第1光路S1上に第2偏光子20aが配置され、第2光路S2上に第2偏光子20bが配置される。第2偏光子20aは、液晶素子18によって透過された第1光路S1に沿った偏光と同じ方向に透過軸が一致するように配置される。すなわち、第2偏光子20aは、液晶素子18によって紙面に垂直な方向の偏光成分から紙面に平行な方向の偏光成分に変換された第1光路S1上の光を透過し、他の方向の偏光成分を遮断するように透過軸が配置される。第2偏光子20bは、液晶素子18によって透過された第2光路S2に沿った偏光と同じ方向に透過軸が一致するように配置される。すなわち、第2偏光子20bは、液晶素子18によって紙面に平行な方向の偏光成分から紙面に垂直な方向の偏光成分に変換された第2光路S2上の光を透過し、他の方向の偏光成分を遮断するように透過軸が配置される。
The
レンズ22は、透過する光を焦点距離において収束させる光学素子である。図1の移動体用照灯100では、第1光路S1上にレンズ22aが配置され、第2光路S2上にレンズ22bが配置される。例えば、第1光路S1のレンズ22aの焦点距離f1と第2光路S2のレンズ22bの焦点距離f2を異ならせてもよい。これによって、第1光路S1に沿ってレンズ22aに入射した光を焦点距離f1において収束させるように照射し、第2光路S2に沿ってレンズ22bに入射した光を焦点距離f2において収束させるように照射することができる。すなわち、移動体用照灯100によって異なる位置を重点的に照射することができる。
The
移動体用照灯100では、光源10と液晶素子18とを制御することによって光の照射位置、照射範囲及び照射強度を適切に変更することができる。例えば、移動体用照灯100を自動車の前照灯として搭載した場合、対向車、前走車等や歩行者等の状況に応じて配光のパターンを制御することが可能な配光可変灯(ADB)として利用することができる。
By controlling the
ここで、第1偏光子16は、吸収層を有する吸収型ワイヤーグリッド偏光子とすることが好適である。また、第2偏光子20も、吸収層を有する吸収型ワイヤーグリッド偏光子とすることが好適である。
Here, the
ワイヤーグリッド偏光子(WGP)は、図2に示すように、ガラスや樹脂等の透明な基板30の表面に平行に配設されたグリッド32の配列を含む構成を有する。すなわち、基板30上におけるワイヤー状のグリッド32の単一の周期的な配列を含む。ワイヤー状のグリッド32の周期が光の波長の概ね半分より大きいときには、ワイヤーグリッド偏光子は回折格子として振る舞う。ワイヤー状のグリッド32の周期が光の波長の概ね半分より小さいときには、ワイヤーグリッド偏光子は偏光子として振る舞う。
A wire grid polarizer (WGP), as shown in FIG. 2, has a configuration including an array of
基板30は、構造体34及びグリッド32を構造的に支持する部材である。基板30は、偏光の対象となる光の波長領域に対して透光性を有する材料から構成される。偏光の対象となる光が可視光の場合、基板30は、例えば、ガラス基板とすることができる。また、基板30は、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィン(COP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、トリアセテートセルロース(TAC)等としてもよい。なお、基板30は、平面方向の位相差が無いか又は小さい方が好ましい。
The
構造体34は、基板30の表面上において繰り返し凹凸構造を設けるための部材である。すなわち、構造体34は、Y方向に沿って延びる線状の構造をX方向に沿って周期的に繰り返し配置した構成を有する。構造体34は、偏光の対象とする光の波長に対して透光性を有する材料から構成される。具体的には、構造体34は、偏光の対象とする光の波長に対して85%以上の透過率を有することが好適である。偏光の対象となる光が可視光の場合、構造体34は、可視光の波長領域に対して透光性を有するエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂とすることが好適である。構造体34は、例えば、ダイセル製のNIACシリーズから選択されたUV硬化型樹脂とすることが好適である。また、構造体34は複数の異なる種類の樹脂を積層させた多層構造としてもよい。構造体34を多層構造とすることによって、それぞれの樹脂層の特徴を兼ね備えた構造体34を構成することができる。
The
グリッド32は、光を反射又は吸収することによって光を偏光させるための部材である。グリッド32は、基板30の表面上において繰り返し配置される線状構造を有する。すなわち、グリッド32は、Y方向に沿って延びる線状の構造をX方向に沿って周期的に繰り返し配置した構成を有する。
The
グリッド32は、繰り返し凹凸構造を有する構造体34の凹部に埋め込まれるように設けられる。ただし、構造体34を設けず、グリッド32のみを設けた構成としてもよい。
The
本実施の形態では、グリッド32は、図3の断面図に示すように、反射偏光子32aと吸収層32bとを重ね合わせた構成を有する。反射偏光子32aは、偏光の対象となる光の波長に対して不透明な材料により構成される。偏光の対象となる光が可視光の場合、反射偏光子32aは、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、亜鉛、タングステン、ニッケル、白金等の金属、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛等の金属酸化物等により構成することができる。反射偏光子32aは、例えば、数10~数100μmの高さとすることが好適である。反射偏光子32aは、グリッド32の長手方向と直交する方向に振動する光は透過し、グリッド32の長手方向と平行な方向に振動する光は反射する。
In this embodiment, the
吸収層32bは、入射する光の少なくとも一部を吸収する特性を有する。吸収層32bは、例えば、シリコン、ゲルマニウム、アモルファスシリコンとすることができる。図3では、吸収層32bを反射偏光子32a上に設けた構成としたが、反射偏光子32aと吸収層32bとを入れ替えた構成としてもよい。さらに、反射偏光子32aの両側に吸収層32bを設けた構成としてもよい。また、図3では、基板30の上面側に吸収層32bを設けた構成としたが、基板30の下面側に吸収層32bを設けた構成としてもよい。基板30を挟んで反射偏光子32aと反対側に吸収層32bを設けた構成としてもよい。
The
グリッド32は、例えば、TAC等の基板30上に200μmの厚さのアルミニウム層を反射偏光子32aとして形成し、その上に厚さ20nmのアモルファスシリコン層を吸収層32bとして形成し、フォトリソグラフィ技術等を用いてそれらをグリッド状に加工することで形成することができる。また、グリッド32は、ナノインプリントリソグラフィー技術(NIL)を適用して形成することもできる。具体的には、基板30にナノインプリントでネガ形状のレジストパターンを形成し、アッシングにより不要な個所のレジストを除去、その後、CVDによってアルミニウム層を反射偏光子32aとして形成し、アモルファスシリコン層を吸収層32bとして連続成膜する。そして、リフトオフと呼ばれる方法を適用してレジストを除去することによりグリッド32を作成することができる。さらに、反射偏光子32aは、金属の自己組織化技術を用いて形成することもできる(Macromolecular Chemistry and Physics, Vol.217, No. 6 (2016)参照)。
The
また、例えば、繰り返し凹凸構造を有する構造体34の隙間にグリッド32を構成する材料の微粒子を分散させた分散液を塗布することによってグリッド32を形成してもよい。分散液の塗布方法は、例えば、スピンコート法を適用することができる。また、毛細管現象を利用して構造体34の隙間に分散液を充填させる方法等を適用してもよい。
Alternatively, for example, the
ここで、微粒子は、構造体34の隙間(おおよそグリッド32の幅W1)以下の粒径が20%以上含まれていることが好適である。このような粒径とすることによって、繰り返し凹凸構造を有する構造体34の凹部に微粒子を適切に充填させることができる。また、微粒子を分散させる分散媒は、例えば、水、有機溶媒(アルコール等)等とすればよい。分散液における微粒子の濃度は10%以上90%以下とすることが好適である。このように塗布された分散液に含まれる分散媒を除去することによってグリッド32を形成することができる。例えば、分散液が塗布された状態において加熱することによって分散媒を蒸発させることで分散媒を取り除くことができる。なお、必要に応じて分散液の塗布と分散媒の除去とを繰り返してもよい。
Here, it is preferable that 20% or more of the fine particles have a particle diameter equal to or smaller than the gap of the structure 34 (approximately the width W1 of the grid 32). With such a particle diameter, the concave portions of the
このとき、複数の異なる材料を積層させてグリッド32を形成するようにしてもよい。例えば、反射偏光子32aを構成するための銀(Ag)等の材料からなる微粒子を塗布し、吸収層32bを構成するためのカーボンブラック等の材料からなる微粒子を塗布するようにしてもよい。この場合、銀(Ag)等の材料からなる微粒子を分散させた分散液を塗布し、乾燥させることで反射偏光子32aを形成する。その後、カーボンブラック等の材料からなる微粒子を分散させた分散液を塗布し、乾燥させることで吸収層32bを形成する。
At this time, the
グリッド32の周期構造は、偏光の対象となる光の波長に応じて設定される。グリッド32が配置されるピッチPは、偏光の対象となる光の波長の1/5倍~1/2倍に設定することが好適である。例えば、偏光の対象となる光が可視光の場合、グリッド32のピッチPは400nm以下とすることが好適であり、150nm以下とすることがより好適である。また、グリッド32の幅W1は200nm以下とすることが好適であり、30nm以上100nm以下とすることがより好適である。したがって、構造体34のピッチPも400nm以下とし、構造体34の幅W2はピッチPからグリッド32の幅W1を引いた値であり、例えば、50nm以上120nm以下とすることが好適である。
The periodic structure of the
また、グリッド32の層厚dは、200nm以上とすることが好適である。また、グリッド32のアスペクト比(層厚d/幅W1)は、2以上とすることが好適である。また、グリッド32は消衰係数kであると共に層厚dである場合、消衰係数kと層厚dの積kdが100nm以上であることが好適であり、200nm以上であることがより好適である。ここで、消衰係数kは、物質内における光の吸収による強度変化をI=I0exp(-ax)(ただし、物質へ入射する光の初期強度I0、吸収係数a、物質の厚さxとする)で表したときに、吸収係数a=4πk/λ(ただし、光の波長λ)の関係で表される係数である。また、グリッド32が多層構造の場合、n層目の材料の消衰係数をk(n)、層厚d(n)としたとき、各々の層の消衰係数k(n)と層厚d(n)の積の和、Σk(n)・d(n)が200nm以上であることが好適である。例えば、2層構造のグリッド32において第1のグリッド層が消衰係数k1、層厚d1であり、第2のグリッド層が消衰係数k2、層厚d2である場合、k1・d1+k2・d2が200nm以上であることが好適である。消衰係数kと層厚dの積kdの条件を満たすことによって、グリッド32のピッチPが400nm以下であっても透過及び反射の両方において優れた偏光特性を得ることができる。
Also, the layer thickness d of the
なお、このようなワイヤーグリッド偏光子は、例えば、製品名Proflux PPL05C又はProflux PFU01C(いずれも株式会社ポラテクノ製)等として市場より入手することができる。 Such a wire grid polarizer is commercially available under the product name of Proflux PPL05C or Proflux PFU01C (both manufactured by Polatechno Co., Ltd.).
また、グリッド32及び構造体34の表面には平坦化層を設けてもよい。平坦化層は、厚さが1μm程度の樹脂層とすることが好適である。また、平坦化層の屈折率は1.5以下であることが好適であり、1.4以下であることがより好適である。
Also, a planarization layer may be provided on the surfaces of the
また、吸収層32bをPVA系樹脂(例えば、ポリビニルアルコールフィルム)に二色性色素によって染色がなされたものを延伸した偏光素子を含むものとしてもよい。吸収層32bの厚さは、例えば、5μm程度とすることが好適である。吸収層32bは延伸方向に吸収軸をもつが、吸収軸はグリッド32の延設方向と平行になるように配置する。
Alternatively, the absorbing
二色性色素は、染料系材料によって構成することが好適である。二色性染料として、例えば、アゾ系化合物、アントラキノン系化合物、テトラジン系化合物又はその塩等を用いることができる。その中でも、アゾ系化合物又はその塩等を用いた場合には、光学特性に優れるだけでなく、ヨウ素を用いた場合に比べ、高温条件下や、高温高湿条件下における光学特性の耐久性が優れるため、車両等の厳しい環境での使用において長期間の信頼性を得ることができる。また、種々の染料配合により移動体用照灯100のために光学波形及び色相を最適に調整した偏光子を得ることができる。
The dichroic dye is preferably composed of a dye-based material. As the dichroic dye, for example, an azo compound, an anthraquinone compound, a tetrazine compound or a salt thereof can be used. Among them, when an azo compound or a salt thereof is used, not only the optical properties are excellent, but also the durability of the optical properties under high-temperature conditions or high-temperature and high-humidity conditions is better than when iodine is used. Because of its superiority, long-term reliability can be obtained in use in harsh environments such as vehicles. In addition, it is possible to obtain a polarizer with optimally adjusted optical waveform and hue for the
アゾ系化合物染料としては下記の染料を例示することができる。 The following dyes can be exemplified as azo compound dyes.
(1)再公表特許WO2009/057676(A1)に開示されている化学式(1)で表されるアゾ化合物又はその塩。
(2)再公表特許WO2007/145210(A1)に開示されている化学式(2)で表されるアゾ化合物又はその塩。
(3)再公表特許WO2006/057214(A1)に開示されている化学式(3)で表されるトリスアゾ染料。
(4)特開2004-251963号公報に開示されている化学式(4)で表される含金属ジスアゾ化合物又はその塩。
(5)化学式(5)で表されるトリスアゾ化合物。
(6)特開平3-12606号公報に開示された化学式(6)で表される水溶性化合物又はこの銅錯塩化合物。
(7)特開昭59-145255号公報に開示された化学式(7)で表される水溶性ジスアゾ化合物又はこの銅錯塩化合物。
(8)その他、例えば、C.I.Direct Yellow 12、C.I.Direct Yellow 28、C.I.Direct Yellow 44、C.I.Direct Yellow 142、C.I.Direct Orange 26、C.I.Direct Orange 39、C.I.Direct Orange 71、C.I.Direct Orange 107、C.I.Direct Red 2、C.I.Direct Red 31、C.I.Direct Red 79、C.I.Direct Red 81、C.I.Direct Red 117、C.I.Direct Red 247、C.I.Direct Green 80、C.I.Direct Green 59、C.I.Direct Blue 71、C.I.Direct Blue 78、C.I.Direct Blue 168、C.I.Direct Blue 202、C.I.Direct Violet 9、C.I.Direct Violet 51、C.I.Direct Brown 106、C.I.Direct Brown 223等が挙げられる。なお、可視域の各波長における偏光特性を補うようにこれらの染料を2種又は3種以上配合しPVAに染着することによって、ニュートラルグレーを呈する色相とすることが好ましい。さらに、可視光域における各波長の透過率が均等となるように設計された染料系偏光板であるポラテクノ社製の無彩色偏光板シリーズを用いてもよい。
(8) Others, such as C.I. I.
また、市販染料ではKayafect Violet P Liquid(日本化薬社製)、Kayafect Yellow Y及びKayafect Orange G、Kayafect Blue KW及びKayafect Blue Liquid 400等を挙げることができる。 Examples of commercially available dyes include Kayafect Violet P Liquid (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), Kayafect Yellow Y and Kayafect Orange G, Kayafect Blue KW and Kayafect Blue Liquid 400.
なお、第1偏光子16a及び第1偏光子16b並びに第2偏光子20a及び第2偏光子20bの少なくとも1つを吸収型ワイヤーグリッド偏光子とすることが好適である。これによって、移動体用照灯100内において発生した迷光を吸収型ワイヤーグリッド偏光子に含まれる吸収層32bによって吸収することができ、移動体用照灯100による照明においてコントラストを向上させることができる。
At least one of the
このとき、吸収層32bを液晶素子18に対向させるように吸収型ワイヤーグリッド偏光子を配置することが好適である。すなわち、第1偏光子16aに吸収型ワイヤーグリッド偏光子を適用した場合、液晶素子18の入射面側に吸収層32bが対向するように第1偏光子16aを配置する。同様に、第1偏光子16bに吸収型ワイヤーグリッド偏光子を適用した場合、液晶素子18の入射面側に吸収層32bが対向するように第1偏光子16bを配置する。また、第2偏光子20aに吸収型ワイヤーグリッド偏光子を適用した場合、液晶素子18の出射面側に吸収層32bが対向するように第2偏光子20aを配置する。同様に、第2偏光子20bに吸収型ワイヤーグリッド偏光子を適用した場合、液晶素子18の出射面側に吸収層32bが対向するように第2偏光子20bを配置する。
At this time, it is preferable to dispose the absorptive wire grid polarizer so that the
また、第1偏光子16a、16b、第2偏光子20a、20bの入射面、出射面の両面に吸収層を設けても移動体用照灯100におけるコントラストを向上させることができる。
Also, the contrast in the
移動体用照灯100では、液晶素子18に光が入射する際又は液晶素子18から光が出射する際に迷光が発生し、この迷光によって照射される光のコントラストが低下することがある。そこで、吸収層32bを液晶素子18に対向させるように吸収型ワイヤーグリッド偏光子を配置することによって、液晶素子18によって発生する迷光を効果的に吸収することができ、移動体用照灯100からの照射光のコントラストを向上させることができる。
In the moving
なお、移動体用照灯100のコントラストの測定は、ウシオ電機製分光放射輝度計USR-45シリーズを用いて、液晶素子18の制御により光源10からの光を透過、遮光した際に移動体用照灯100から照射される輝度を測定して求めた。
The contrast of the
また、ビームスプリッタ12を吸収型ワイヤーグリッド偏光子としてもよい。これによって、ビームスプリッタ12によっても移動体用照灯100における迷光を吸収させることで移動体用照灯100からの照射光のコントラストを向上させることができる。
Also, the
例えば、光の出射面側に吸収層32bが位置するようにビームスプリッタ12を配置することが好適である。これによって、反射鏡14や第1偏光子16において生じて第1偏光子16に戻ってきた迷光を吸収層32bによって効果的に吸収させることができる。これによって、移動体用照灯100からの照射光のコントラストを向上させることができる。
For example, it is preferable to dispose the
なお、自動車の運転者らが偏光サングラスを装着した場合、サングラスの吸収軸と移動体用照灯100から照射される光の偏光軸とが一致し視認できなくなるおそれがある。図1に示した移動体用照灯100ではレンズ22aから照射される光とレンズ22bから照射される光は互いに直交する偏光成分を有するので、少なくとも一方の光の偏光軸はサングラスの吸収軸と一致しないので偏光サングラスを装着した運転者に対する視認性を確保することができる。
When a driver of an automobile wears polarized sunglasses, the absorption axis of the sunglasses may coincide with the polarization axis of the light emitted from the
[変形例1]
図5は、上記実施の形態の変形例1における移動体用照灯102の構成を示す。移動体用照灯102では、ビームスプリッタ12によって第1光路S1及び第2光路S2に分離された偏光のいずれか一方の光路上に1/2波長板24が配置される。
[Modification 1]
FIG. 5 shows the configuration of the
図5の例では、反射鏡14と第1偏光子16との間の第2光路S2上に1/2波長板24を配置した構成としている。これによって、第1光路S1及び第2光路S2において第1偏光子16に入射する光の偏光方向(紙面に対して垂直方向)を揃えることができる。ただし、ビームスプリッタ12と第1偏光子16との間の第1光路S1に1/2波長板24を配置した構成としてもよい。この場合、第1光路S1及び第2光路S2において第1偏光子16に入射する光の偏光方向(紙面に対して平行方向)を揃えることができる。
In the example of FIG. 5, a half-
このような構成とすることによって、第1偏光子16に入射する前に第1光路S1又は第2光路S2の偏光成分を90度回転させ、第1偏光子16に入射する前に第1光路S1及び第2光路S2の光の偏光成分を一致させることができる。したがって、第1偏光子16及び第2偏光子20をそれぞれ1つに纏めることができ、移動体用照灯102の構成を簡素化することができる。
With such a configuration, the polarization component of the first optical path S1 or the second optical path S2 is rotated by 90 degrees before entering the
また、液晶素子18に対して移動体用照灯100のように2つの直交する偏光を考慮した制御を行う必要がなくなる。したがって、液晶素子18の制御回路等の構成を簡素化することができる。
Further, it is not necessary to control the
なお、移動体用照灯102のように第1光路S1及び第2光路S2の光の偏光方向が一致している場合、自動車の運転者らが偏光サングラスを装着したときにサングラスの吸収軸と移動体用照灯102から照射される光の偏光軸とが一致すると視認し難くなるおそれがある。そこで、例えば、第1光路S1又は第2光路S2のいずれかに位相差板を設けて、移動体用照灯102から照射される光の光軸をずらすことによって視認性の問題を解消することができる。
Note that when the polarization directions of the light in the first optical path S1 and the second optical path S2 are the same as in the
移動体用照灯102においても、第1偏光子16及び第2偏光子20の少なくとも1つを吸収型ワイヤーグリッド偏光子とすることが好適である。これによって、移動体用照灯102内において発生した迷光を吸収型ワイヤーグリッド偏光子に含まれる吸収層32bによって吸収することができ、移動体用照灯102による照明においてコントラストを向上させることができる。
At least one of the
また、移動体用照灯102においても、ビームスプリッタ12を吸収型ワイヤーグリッド偏光子としてもよい。これによって、ビームスプリッタ12によっても移動体用照灯102における迷光を吸収させることで移動体用照灯102からの照射光のコントラストを向上させることができる。
Also in the
[変形例2]
図6は、上記実施の形態の変形例2における移動体用照灯104の構成を示す。移動体用照灯104では、移動体用照灯102と同様に、ビームスプリッタ12によって第1光路S1及び第2光路S2に分離された偏光のいずれか一方の光路上に1/2波長板24が配置される。
[Modification 2]
FIG. 6 shows the configuration of the
移動体用照灯104では、ビームスプリッタ12と反射鏡14と間の第2光路S2上に1/2波長板24を配置した構成としている。これによって、第1光路S1及び第2光路S2において第1偏光子16に入射する光の偏光方向(紙面に対して垂直方向)を揃えることができる。
The
このような構成とすることによって、変形例1と同様に、第1偏光子16に入射する前に第2光路S2の偏光成分を90度回転させ、第1偏光子16に入射する前に第1光路S1及び第2光路S2の光の偏光成分を一致させることができる。したがって、第1偏光子16及び第2偏光子20をそれぞれ1つに纏めることができ、移動体用照灯104の構成を簡素化することができる。また、液晶素子18に対して移動体用照灯100のように2つの直交する偏光を考慮した制御を行う必要がなくなる。したがって、液晶素子18の制御回路等の構成を簡素化することができる。
With such a configuration, the polarization component of the second optical path S2 is rotated by 90 degrees before being incident on the
移動体用照灯104においても、第1偏光子16及び第2偏光子20の少なくとも1つを吸収型ワイヤーグリッド偏光子とすることが好適である。これによって、移動体用照灯104内において発生した迷光を吸収型ワイヤーグリッド偏光子に含まれる吸収層32bによって吸収することができ、移動体用照灯104による照明においてコントラストを向上させることができる。
Also in the
また、移動体用照灯104においても、ビームスプリッタ12を吸収型ワイヤーグリッド偏光子としてもよい。これによって、ビームスプリッタ12によっても移動体用照灯104における迷光を吸収させることで移動体用照灯104からの照射光のコントラストを向上させることができる。
Also in the
[変形例3]
図7は、上記実施の形態の変形例3における移動体用照灯106の構成を示す。移動体用照灯106では、液晶素子18として2つの液晶素子18aと液晶素子18bとを設ける。すなわち、第1光路S1上に液晶素子18aを配置し、第2光路S2上に液晶素子18bを配置する
[Modification 3]
FIG. 7 shows the configuration of the
ここで、液晶素子18a及び液晶素子18bをそれぞれ排他的にOモード及びEモードのいずれかとすることが好適である。Oモードの液晶素子18とは、液晶素子18の入射面側に配置される第1偏光子16の吸収軸方向と液晶素子18の配向方向が平行であるモードである。Eモードの液晶素子18とは、液晶素子18の入射面側に配置される第1偏光子16の吸収軸方向と液晶素子18の配向方向が直交するモードである。
Here, it is preferable to set the
このような構成とすることによって、移動体用照灯106の構成を簡素化することができ、製造コストを削減することができる。
With such a configuration, the configuration of the
移動体用照灯106においても、第1偏光子16a及び第1偏光子16b並びに第2偏光子20a及び第2偏光子20bの少なくとも1つを吸収型ワイヤーグリッド偏光子とすることが好適である。これによって、移動体用照灯106内において発生した迷光を吸収型ワイヤーグリッド偏光子に含まれる吸収層32bによって吸収することができ、移動体用照灯106による照明においてコントラストを向上させることができる。
Also in the
また、移動体用照灯106においても、ビームスプリッタ12を吸収型ワイヤーグリッド偏光子としてもよい。これによって、ビームスプリッタ12によっても移動体用照灯106における迷光を吸収させることで移動体用照灯106からの照射光のコントラストを向上させることができる。
Also in the
[変形例4]
図8は、上記実施の形態の変形例4における移動体用照灯108の構成を示す。移動体用照灯108では、ビームスプリッタ12として第1光路S1上に配置されるビームスプリッタ12a及び第2光路S2上に配置されるビームスプリッタ12bを設ける。ビームスプリッタ12aは、光源10から入射される光を第1光路S1及び第2光路S2の2つに分離する。移動体用照灯108では、例えば、ビームスプリッタ12aは、光源10から入射された光を紙面に垂直な偏光成分に分離して液晶素子18cに向かう第1光路S1に反射させると共に、紙面に平行な偏光成分に分離してビームスプリッタ12bに向かう第2光路S2に透過させる。ビームスプリッタ12bは、ビームスプリッタ12aから入射された光を液晶素子18dに向かう第2光路S2に反射させる。
[Modification 4]
FIG. 8 shows the configuration of the
移動体用照灯108では、液晶素子18(18c,18d)は、液晶の配向状態を制御することで入射する偏光の状態を変化させることができる反射型液晶素子である。液晶素子18cは第1光路S1上に配置され、液晶素子18dは第2光路S2上に配置される。液晶素子18(18c,18d)は、多数の液晶セル(画素)を二次元マトリックス状に配置し、それぞれの液晶セル(画素)の配向状態を制御することで入射する偏光の方向を維持もしくは90度回転した偏光として出射することができる。したがって、液晶素子18(18c,18d)によって第1光路S1の光の偏光状態及び第2光路S2の光の偏光状態を制御して自由な形状及び方向の偏光を出射させることができる。
In the
液晶素子18(18c,18d)の配向を制御することにより液晶素子18cで出射された紙面に対して平行な偏光は、ビームスプリッタ12aを透過して第2偏光子20aに入射する。第2偏光子20aは、第1光路S1に沿った偏光と同じ方向に透過軸が一致するように配置される。すなわち、第2偏光子20aは、紙面に平行な方向の偏光成分の光を透過し、他の方向の偏光成分を遮断するように透過軸が配置される。第2偏光子20bは、第2光路S2に沿った偏光と同じ方向に透過軸が一致するように配置される。すなわち、第2偏光子20bは、紙面に垂直な方向の偏光成分の光を透過し、他の方向の偏光成分を遮断するように透過軸が配置される。レンズ22(22a,22b)は、移動体用照灯100と同様に配置される。
By controlling the orientation of the liquid crystal element 18 (18c, 18d), the polarized light parallel to the plane of the paper emitted from the
このように、反射型の液晶素子18を用いた移動体用照灯108を構成することができる。液晶素子18を反射型とすることによって、移動体用照灯108の内部における熱発生を抑えることができ、装置全体の効率を向上させることができる。
In this manner, the
なお、移動体用照灯108では、液晶素子18自体を反射型としたが、液晶素子18を透過型としてその背面に反射鏡等を設けて全体として反射型の光学素子として機能する構成としてもよい。
In the moving
移動体用照灯108においても、第2偏光子20a及び第2偏光子20bの少なくとも1つを吸収型ワイヤーグリッド偏光子とすることが好適である。これによって、移動体用照灯108内において発生した迷光を吸収型ワイヤーグリッド偏光子に含まれる吸収層32bによって吸収することができ、移動体用照灯108による照明においてコントラストを向上させることができる。
Also in the
また、移動体用照灯108においても、ビームスプリッタ12a及びビームスプリッタ12bの少なくとも1つを吸収型ワイヤーグリッド偏光子としてもよい。これによって、ビームスプリッタ12a及びビームスプリッタ12bによっても移動体用照灯108における迷光を吸収させることで移動体用照灯108からの照射光のコントラストを向上させることができる。
Also in the
[変形例5]
図9は、上記実施の形態の変形例5における移動体用照灯110の構成を示す。移動体用照灯110では、ビームスプリッタ12を透過する第2光路S2に反射鏡14、レンズ22bを順に備える。
[Modification 5]
FIG. 9 shows a configuration of a
移動体用照灯110では、移動体用照灯108と同様に、液晶素子18cは、液晶層の配向を制御することで入射する偏光の状態を変化させることができる反射型液晶素子である。これによって、光路S1の光は高いコントラストを有する照射光とすることができ、安全性の高いADBシステムが可能となる。
In the moving
移動体用照灯110においても、ビームスプリッタ12を吸収型ワイヤーグリッド偏光子とすることが好適である。これによって、移動体用照灯110内において発生した迷光を吸収層で吸収し、光路S1におけるコントラストを向上させることができる。
Also in the
また、光路S2には偏光素子、液晶素子を設けないことにより、ビームスプリッタ12を透過する光をロスすることなく利用することができる。また、光路S2の出射側に設けるレンズ22bは、夜間に前方40mの距離にある障害物を認識するのに適したものとすることが好適である。これによって、移動体用照灯110による光照射に対して対向車の眩しさを低減しかつ視認性を向上させることができる。
Also, by not providing a polarizing element and a liquid crystal element in the optical path S2, the light passing through the
10 光源、12(12a,12b) ビームスプリッタ、14 反射鏡、16(16a,16b) 第1偏光子、18(18a,18b,18c,18d) 液晶素子、20(20a,20b) 第2偏光子、22(22a,22b) レンズ、24 1/2波長板、30 基板、32 グリッド、32a 反射偏光子、32b 吸収層、34 構造体、100,102,104,106,108,110 移動体用照灯。
10 light source 12 (12a, 12b)
Claims (14)
吸収層を有する吸収型ワイヤーグリッド偏光子が少なくとも1つ配置され、
前記入射光を前記偏光に分離するビームスプリッタと、
前記偏光の光路上に配置された液晶素子と、
前記液晶素子の入射面側に配置された第1ワイヤーグリッド偏光子と、前記液晶素子の出射面側に配置された第2ワイヤーグリッド偏光子と、
を備え、
前記第1ワイヤーグリッド偏光子が吸収層を有する吸収型ワイヤーグリッド偏光子であることを特徴とする移動体用照灯。 A lighting for a moving object that splits incident light into two polarized light and utilizes both of the polarized lights,
At least one absorptive wire grid polarizer having an absorptive layer is disposed ;
a beam splitter for separating the incident light into the polarized light;
a liquid crystal element arranged on the optical path of the polarized light;
a first wire grid polarizer arranged on the incident surface side of the liquid crystal element; a second wire grid polarizer arranged on the exit surface side of the liquid crystal element;
with
A lighting for a vehicle , wherein the first wire grid polarizer is an absorption wire grid polarizer having an absorption layer .
前記吸収型ワイヤーグリッド偏光子は、前記液晶素子に対向する面に前記吸収層が配置されていることを特徴とする移動体用照灯。 The mobile lighting device according to claim 1 ,
A lighting for a moving object, wherein the absorbing wire grid polarizer has the absorbing layer disposed on a surface facing the liquid crystal element.
前記ビームスプリッタは、第3ワイヤーグリッド偏光子を含み、
前記第3ワイヤーグリッド偏光子は、前記吸収型ワイヤーグリッド偏光子であって、光の出射面側に前記吸収層が配置されていることを特徴とする移動体用照灯。 3. The mobile body lighting according to claim 1 ,
the beam splitter includes a third wire grid polarizer;
A lighting for a moving object, wherein the third wire grid polarizer is the absorption type wire grid polarizer, and the absorption layer is arranged on a light emitting surface side.
前記吸収型ワイヤーグリッド偏光子は、金属からなるワイヤーグリッドを備え、
前記吸収層は、前記ワイヤーグリッドの上面又は下面において前記ワイヤーグリッドの形状に合わせて形成されていることを特徴とする移動体用照灯。 A lighting for a mobile object according to any one of claims 1 to 3 ,
The absorbing wire grid polarizer comprises a wire grid made of metal,
A lighting for a moving body, wherein the absorption layer is formed on an upper surface or a lower surface of the wire grid so as to match the shape of the wire grid.
前記吸収層は、二色性染料によって染色されたポリビニルアルコールフィルムを延伸させた染料系偏光層であることを特徴とする移動体用照灯。 The mobile lighting device according to claim 4 ,
A lamp for a moving body, wherein the absorption layer is a dye-based polarizing layer obtained by stretching a polyvinyl alcohol film dyed with a dichroic dye.
前記吸収層は、前記ワイヤーグリッドの上面に形成されており、前記ワイヤーグリッドの延設方向と偏光の透過軸が平行であることを特徴とする移動体用照灯。 A lighting for a mobile object according to claim 5 ,
A lighting for a moving object, wherein the absorption layer is formed on the upper surface of the wire grid, and the extending direction of the wire grid and the transmission axis of polarized light are parallel to each other.
前記液晶素子は、低温ポリシリコン層からなる駆動素子によって液晶が駆動されることを特徴とする移動体用照灯。 The mobile lighting device according to claim 1 ,
A lamp for a moving body, wherein the liquid crystal element is driven by a driving element made of a low-temperature polysilicon layer.
前記偏光のいずれか一方の光路上に1/2波長板が配置されていることを特徴とする移動体用照灯。 The mobile lighting device according to claim 1 ,
A lighting for a moving body, wherein a half-wave plate is arranged on an optical path of either one of the polarized lights.
前記第1ワイヤーグリッド偏光子の入射面側に前記1/2波長板が配置されていることを特徴とする移動体用照灯。 The mobile lighting device according to claim 8 ,
A lighting for a moving body, wherein the half-wave plate is arranged on the incident surface side of the first wire grid polarizer.
前記液晶素子は、前記偏光の一方の光路上に配置された第1液晶素子と、前記偏光の他方の光路上に配置された第2液晶素子と、からなることを特徴とする移動体用照灯。 The mobile lighting device according to claim 1 ,
wherein the liquid crystal element comprises a first liquid crystal element arranged on one optical path of the polarized light and a second liquid crystal element arranged on the other optical path of the polarized light; light.
前記吸収型ワイヤーグリッド偏光子は、前記入射光に対して透明なグリッド状の構造体と、前記構造体の隙間に埋め込まれて前記入射光に対して不透明な微粒子と、からなることを特徴とする移動体用照灯。 A lighting for a mobile object according to any one of claims 1 to 10 ,
The absorptive wire grid polarizer comprises a grid-like structure transparent to the incident light, and fine particles embedded in gaps between the structures and opaque to the incident light. mobile lighting.
前記吸収型ワイヤーグリッド偏光子は、消衰係数k及び層厚dとしたときに消衰係数kと層厚dの積kdが200nm以上の非導電性材料を含むことを特徴とする移動体用照灯。 A lighting for a mobile object according to any one of claims 1 to 11 ,
The absorptive wire grid polarizer includes a non-conductive material in which the product kd of the extinction coefficient k and the layer thickness d is 200 nm or more when the extinction coefficient k and the layer thickness d are assumed to be 200 nm or more. body light.
前記液晶素子は、反射型液晶素子であることを特徴とする移動体用照灯。 The mobile lighting device according to claim 1 ,
A lamp for a moving body, wherein the liquid crystal element is a reflective liquid crystal element.
前記ワイヤーグリッド偏光子を透過した光の光路上に、夜間にその前方40mの距離にある交通上の障害物を確認することに最適な照射が可能なレンズを備えることを特徴とする移動体用照灯。
The mobile lighting device according to claim 1,
For a moving object, comprising a lens on the optical path of the light transmitted through the wire grid polarizer, capable of irradiating optimally for confirming traffic obstacles at a distance of 40 m in front of the wire grid polarizer at night. lighting.
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