WO2018225655A1 - 車両用前照灯システム - Google Patents

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WO2018225655A1
WO2018225655A1 PCT/JP2018/021231 JP2018021231W WO2018225655A1 WO 2018225655 A1 WO2018225655 A1 WO 2018225655A1 JP 2018021231 W JP2018021231 W JP 2018021231W WO 2018225655 A1 WO2018225655 A1 WO 2018225655A1
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liquid crystal
flow path
gas flow
light source
crystal element
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PCT/JP2018/021231
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Inventor
杉山　貴
Original Assignee
スタンレー電気株式会社
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    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/40—Cooling of lighting devices
    • F21S45/42—Forced cooling
    • F21S45/43—Forced cooling using gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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    • F21S45/60—Heating of lighting devices, e.g. for demisting
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    • F21V29/83—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks the elements having apertures, ducts or channels, e.g. heat radiation holes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity

Definitions

  • the present invention relates to a control technology for a vehicle headlamp for performing selective light irradiation corresponding to the position of a forward vehicle or the like.
  • the irradiation range and non-irradiation range of light from the headlight unit of the own vehicle are set according to the position of the oncoming vehicle and the preceding vehicle (hereinafter referred to as the “front vehicle”) existing in front of the own vehicle.
  • a vehicle headlamp system that performs selective light irradiation is known.
  • a prior example regarding such a vehicle headlamp system is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-108873.
  • a camera is installed at a predetermined position in front of the host vehicle (for example, at the upper center of the front window), and the position of the vehicle body of the front vehicle, the taillight, or the headlight captured by the camera. Are detected by image processing.
  • the response speed of the liquid crystal element is not so high, and when the ambient temperature is lowered, the response speed is significantly reduced. For this reason, for example, when the ambient temperature becomes a negative temperature, the time required for each pixel of the liquid crystal element to transition to the transmissive state becomes long. For this reason, in the vehicle headlamp system as described above, for example, a relatively long time is required for the response of the liquid crystal element when an image is formed with the liquid crystal element while the light source is turned on in order to perform selective light irradiation. Therefore, there is an inconvenience that the luminance of the irradiation light in the light irradiation range during that period is lowered.
  • One specific object of the present invention is to provide a technique for preventing a decrease in luminance of irradiated light due to ambient temperature in a vehicle lamp system using a liquid crystal element.
  • a vehicular lamp system is a vehicular lamp system for selectively irradiating light ahead of the host vehicle, and includes: (a) a light source; A liquid crystal element that forms an image using light from a light source; (c) a temperature sensor that detects a temperature of a space in which the liquid crystal element is disposed; and (d) each of the light source and the liquid crystal element thermally.
  • control unit thermally connects with the light source of the gas flow path. From one region to a second region thermally connected to the liquid crystal element in the gas flow path Only gas in the gas flow path and controls the fan to move a vehicle headlamp system.
  • a vehicular lamp system is a vehicular lamp system for selectively irradiating light ahead of the host vehicle, and includes (a) a light source and (b) A liquid crystal element that forms an image using light from the light source, (c) a temperature sensor that detects a temperature of a space in which the liquid crystal element is disposed, and (d) a thermal condition with each of the light source and the liquid crystal element. (E) an openable / closable damper disposed on one end side and / or the other end side of the gas flow path, and (f) depending on the temperature of the space detected by the temperature sensor. And (g) the control unit controls the damper to be closed when the temperature of the space detected by the temperature sensor is lower than a reference value. This is a vehicle headlamp system.
  • any one of the above-described configurations it is possible to cause the movement of gas from the region thermally connected to the light source in the gas flow path to the region thermally connected to the liquid crystal element when the temperature is lowered, Thereby, the liquid crystal element can be heated using heat generated by the light source. Therefore, it is possible to prevent a decrease in luminance of the irradiation light due to the ambient temperature in the vehicle lamp system using the liquid crystal element.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a vehicle headlamp system according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration example of a liquid crystal element.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a vehicle headlamp system according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a vehicle headlamp system according to a first embodiment.
  • a vehicle lamp system shown in FIG. 1 includes a light source 1, a parallel optical system 2, a polarizing beam splitter 3, liquid crystal elements 4a and 4b, a drive circuit 5, a control unit 6, a projection optical system 7, a gas flow path 9, and a heat transfer member. 10, 11, dampers 12 and 13, fan 14, and temperature sensor 15.
  • Each component is accommodated in the housing 8, for example.
  • This vehicular lamp system sets a certain range including the position of the forward vehicle or the like as a non-irradiation range corresponding to the position of the forward vehicle or pedestrian existing around the host vehicle, and the other range is illuminated.
  • the irradiation range is set to perform selective light irradiation.
  • the light source 1 is configured to include, for example, a white light LED configured by combining a yellow phosphor with a light emitting element (LED) that emits blue light.
  • the light source 1 may be a laser or a light source generally used in a vehicle lamp unit such as a light bulb or a discharge lamp.
  • the light source 1 of the present embodiment is provided with a heat sink for releasing heat generated from itself, and at least a part of the heat sink is disposed inside the gas flow path 9. Thereby, the heat generated from the light source 1 is transmitted to the air in the gas flow path 9 through the heat sink.
  • the parallel optical system 2 converts the light emitted from the light source 1 into parallel light, and for example, a convex lens can be used. In this case, parallel light can be created by arranging the light source 1 near the focal point of the convex lens.
  • a lens, a reflecting mirror, or a combination of them can be used as the parallel optical system 2 .
  • the polarization beam splitter 3 separates the outgoing light from the parallel optical system 2 into a P wave and an S wave.
  • Examples of the polarizing beam splitter 3 include a wire grid cube type polarizing beam splitter manufactured by Edmund Optics.
  • Each of the liquid crystal elements 4a and 4b has, for example, a plurality of pixel areas (light modulation areas) that can be individually controlled. The transmittance of the pixel area is set to be variable.
  • Each liquid crystal element 4a, 4b in the present embodiment is a reflective liquid crystal element.
  • Each of the liquid crystal elements 4a and 4b reflects one polarized light emitted from the polarization beam splitter 3 without rotating its polarization direction or rotates its polarization direction according to the magnitude of the voltage applied to the liquid crystal layer. Reflect. For this reason, each of the liquid crystal elements 4a and 4b is provided with, for example, heat transfer members 10 and 11 that are also used as reflectors made of aluminum or the like outside the lower substrate.
  • One liquid crystal element 4a is for controlling the S wave separated by the polarization beam splitter 3, and is disposed on the lower surface of the polarization beam splitter 3 in the figure.
  • the other liquid crystal element 4b is for controlling the P wave separated by the polarization beam splitter 3, and is disposed on the right side surface of the polarization beam splitter 3 in the figure.
  • the retardation when no voltage is applied to the liquid crystal layer is zero. Since the light is reflected and emitted (without rotating the direction), there is an advantage that the dark state of the illumination light can be made the darkest. Further, when a voltage is applied to the liquid crystal layer, the incident polarized light is rotated by 90 degrees and reflected and emitted, so that a bright state of illumination light can be created. These two states can be switched based on the drive voltage received from the drive circuit 5. The polarization can be rotated 90 degrees by adjusting the retardation of each of the liquid crystal elements 4a and 4b which are of the vertical alignment type to a quarter wavelength.
  • the drive circuit 5 supplies the drive voltage to each of the liquid crystal elements 4a and 4b based on the control signal supplied from the control unit 6, thereby individually setting the alignment state of the liquid crystal layer in each pixel region of each of the liquid crystal elements 4a and 4b. To control.
  • the control unit 6 detects the position of the forward vehicle or the like by performing image processing based on an image obtained by a camera (not shown) that captures the front of the host vehicle, and responds to the detected position of the forward vehicle or the like.
  • a light irradiation range and a non-irradiation range are set, and a control signal for forming an image corresponding to the light irradiation region and the non-irradiation region is generated and supplied to the drive circuit 5.
  • the control unit 6 is realized by executing a predetermined operation program in a computer system having a CPU, a ROM, a RAM, and the like, for example.
  • the projection optical system 7 spreads an image formed by light emitted from the polarization beam splitter 3 (an image having light and darkness corresponding to the light irradiation region and the non-irradiation region) so as to be a light distribution for the headlight, and Project forward.
  • the gas flow path 9 is made of, for example, a duct having high heat insulation properties, and is provided in the housing 8 of the vehicle lamp system.
  • the gas flow path 9 has an opening at one end disposed on a side surface of the housing 8 and an opening at the other end disposed on another side surface of the housing 8. It touches.
  • the gas flow path 9 is arrange
  • the heat transfer member 10 is a member for applying heat to the liquid crystal element 4a or absorbing heat from the liquid crystal element 4a, and is provided on the back surface of the liquid crystal element 4a.
  • the heat transfer member 11 is a member for applying heat to the liquid crystal element 4b or absorbing heat from the liquid crystal element 4b, and is provided on the back surface of the liquid crystal element 4b.
  • the heat transfer members 10 and 11 are plate-like bodies made of a material having high heat conductivity (for example, metal), and one end of each is disposed inside the gas flow path 9.
  • the heat transfer members 10 and 11 also function as reflectors of the liquid crystal elements 4a and 4b. For this reason, the heat transfer members 10 and 11 have high reflectivity at least on the surfaces facing the liquid crystal elements 4a and 4b.
  • the dampers 12 and 13 are for adjusting the flow rate of air between the gas flow path 9 and the outside world, and are respectively provided inside the gas flow path 9.
  • the operation state (open / close state) of each damper 12, 13 is controlled by the control unit 6.
  • the damper 12 is disposed between the opening at one end of the gas flow path 9 and the heat sink of the light source 1.
  • the damper 13 is disposed between the opening at the other end of the gas flow path 9 and the heat transfer members 10 and 11.
  • the fan 14 is for generating a flow in the air in the gas flow path 9, and is disposed inside the gas flow path 9 between the damper 12 and the heat sink of the light source 1.
  • the operation state of the fan 14 is controlled by the control unit 6.
  • the temperature sensor 15 is for detecting the temperature inside the housing 8, and is disposed in the vicinity of one liquid crystal element 4, for example.
  • a detection signal (a signal indicating temperature) from the temperature sensor 15 is input to the control unit 6. It is sufficient that the temperature sensor 15 is installed inside the housing 8, but the temperature of the liquid crystal elements 4 a and 4 b themselves can be captured more accurately by being particularly around the liquid crystal elements 4 a and 4 b. Therefore, it is preferable.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a liquid crystal element.
  • 2 includes an upper substrate 21 and a lower substrate 22, which are arranged to face each other, a plurality of first electrodes 23 provided on the upper substrate 21, and a plurality of second electrodes provided on the lower substrate 22. 24, a first alignment film 25 provided on the upper substrate 21, a second alignment film 26 provided on the lower substrate 22, and a liquid crystal layer 27 disposed between the upper substrate 21 and the lower substrate 22.
  • the liquid crystal element 4b has the same configuration.
  • the upper substrate 21 and the lower substrate 22 are each a rectangular substrate in plan view, and are disposed to face each other.
  • a transparent substrate such as a glass substrate or a plastic substrate can be used.
  • spacers are uniformly distributed between the upper substrate 21 and the lower substrate 22, and the substrate gap is maintained at a desired size (for example, about several ⁇ m) by these spacers.
  • Each first electrode 23 is formed of, for example, a plurality of conductive films provided on one surface side of the upper substrate 21, extending in a direction perpendicular to the paper surface, and arranged in the left-right direction of the paper surface.
  • Each second electrode 24 is formed of, for example, a plurality of conductive films that are provided on one surface side of the lower substrate 22, extend in the left-right direction on the paper surface, and are arranged in a direction orthogonal to the paper surface.
  • Each of the overlapping regions of the first electrodes 23 and the second electrodes 24 constitutes the above-described pixel region (light modulation region).
  • Each electrode is configured by appropriately patterning a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO), for example. Although illustration is omitted, an insulating film may be further provided on the upper surface of each electrode.
  • ITO indium tin oxide
  • the first alignment film 25 is provided on one surface side of the upper substrate 21 so as to cover the first electrode 23.
  • the second alignment film 26 is provided on one surface side of the lower substrate 22 so as to cover the second electrodes 24.
  • a vertical alignment film that restricts the alignment state of the liquid crystal layer 27 to the vertical alignment is used.
  • Each alignment film is subjected to a uniaxial alignment process such as a rubbing process and has an alignment regulating force in one direction.
  • the direction of the alignment treatment to each alignment film is set to be, for example, staggered (anti-parallel).
  • the liquid crystal layer 27 is provided between the upper substrate 21 and the lower substrate 22.
  • the liquid crystal layer 27 is configured using a nematic liquid crystal material that has a negative dielectric anisotropy ⁇ , does not include a chiral material, and has fluidity.
  • the liquid crystal layer 27 of the present embodiment is in a state where the alignment direction of liquid crystal molecules is inclined in one direction when no voltage is applied, and has a pretilt angle in a range of approximately 88 ° to less than 90 ° with respect to each substrate surface. It is set to be substantially vertical alignment.
  • the liquid crystal element 4a includes, for example, six first electrodes 23 that extend in the up-down direction and are arranged in the left-right direction when the substrate surface is viewed in plan, and are arranged in the up-down direction by extending in the left-right direction. Forty-eight second electrodes 24 are provided. There are 288 pixel areas that are areas where the first electrodes 23 and the second electrodes 24 overlap in a plan view, and these pixel areas are arranged in a matrix.
  • the drive circuit 5 is connected to each first electrode 23 and each second electrode 24 and performs, for example, simple matrix drive (multiplex drive) with 1/6 duty.
  • the vehicle lamp system of the present embodiment has the above-described configuration. Next, an operation in which the control unit 6 controls the dampers 12 and 13 and the fan 14 according to the internal temperature of the housing 8 will be described in detail.
  • the control unit 6 controls the dampers 12 and 13 to be in an open state. At the same time, the fan 14 is rotated. At this time, the control unit 6 has a flow in which the outside air is taken in from the opening on the side close to the damper 13 and the air is released to the outside from the opening on the side close to the damper 12 inside the gas flow path 9. The direction of rotation of the fan 14 is controlled so that. By generating such a flow, the light source 1 is cooled mainly through the heat sink, and the air that has been transferred from the heat sink is released to the outside through the opening near the damper 12.
  • a preset reference value for example, 25 ° C. or higher
  • the heat transferred from the heat sink in the first region 16 thermally connected to the heat sink of the light source 1 is heat transfer member in contact with the liquid crystal elements 4a and 4b. It does not flow to the second region 17 that is thermally connected to one end of each of 10 and 11.
  • the air inside the gas flow path 9 flows from the second region 17 toward the first region 16.
  • the control unit 6 closes the dampers 12 and 13. While controlling, the fan 14 is reversely rotated.
  • the “reference value” here is appropriately set in consideration of the response speed at low temperatures of the liquid crystal elements 4a and 4b to be used, the switching speed of the light distribution state in selective light irradiation, and the like. Although an example of 25 ° C. has been described as an example, the present invention is not limited to this.
  • the temperature may generally be set to about 10 ° C. at which a decrease in response speed of the liquid crystal element starts to become noticeable.
  • the dampers 12 and 13 and the fan 14 are controlled as described above, air convects between the damper 12 and the damper 13 inside the gas flow path 9.
  • the light source 1 is mainly cooled via the heat sink, and the heat transferred from the heat transferred from the heat sink in the first region 16 is in contact with the liquid crystal elements 4a and 4b, 11 flows to the second region 17 arranged at each end, and the heat is absorbed by the heat transfer members 10 and 11.
  • the heat transfer members 10 and 11 that have absorbed heat transfer the heat to the liquid crystal elements 4a and 4b in contact with the heat transfer members 10 and 11, respectively, so that the liquid crystal elements 4a and 4b are heated.
  • the operation of the fan 14 may be continuous or intermittent (for example, once every minute for about 3 seconds each time). Both operations are controlled by the control unit 6. Since heat transfer is the main purpose at low temperatures, the air flow may be gentle. For this reason, even if the fan 14 is operated intermittently, the effect of heating the liquid crystal elements 4a and 4b can be obtained and the power consumption can be suppressed.
  • each damper 12 and 13 when using the general thing which rotates the disk of a diameter somewhat smaller than the internal diameter of the gas flow path 9, and implement
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a vehicle headlamp system according to the second embodiment.
  • the vehicle lamp system shown in FIG. 3 includes a light source 1, a parallel optical system 2, a liquid crystal element 4c, a drive circuit 5, a control unit 6, a projection optical system 7, a gas flow path 9, a heat transfer member 10a, dampers 12, 13, A fan 14 and a temperature sensor 15 are included.
  • Each component is accommodated in the housing 8, for example.
  • This vehicular lamp system sets a certain range including the position of the forward vehicle or the like as a non-irradiation range corresponding to the position of the forward vehicle or pedestrian existing around the host vehicle, and the other range is illuminated.
  • the irradiation range is set to perform selective light irradiation.
  • the main difference from the first embodiment is that a transmissive liquid crystal element is used as the liquid crystal element 4c.
  • the liquid crystal element 4c is provided with a pair of polarizing plates, and a polarizing beam splitter 3 is used. There is no point.
  • the same reference numerals are used for components common to the respective embodiments, and detailed description thereof is omitted.
  • the liquid crystal element 4c has, for example, a plurality of pixel regions (light modulation regions) that can be individually controlled, and each pixel region has a voltage applied to the liquid crystal layer provided by the drive circuit 5 according to the magnitude of the applied voltage.
  • the transmittance is set to be variable. By transmitting light from the light source 1 to the liquid crystal element 4c, an image having brightness corresponding to the above-described light irradiation region and non-irradiation region is formed.
  • the pair of polarizing plates in the liquid crystal element 4c have, for example, their absorption axes substantially orthogonal to each other, and are disposed to face each other with the upper substrate 11 and the lower substrate 12 interposed therebetween.
  • a normally closed mode is assumed, which is an operation mode in which light is shielded when no voltage is applied to the liquid crystal layer 27 (the transmittance is extremely low).
  • the heat transfer member 10a for example, a member (metal mesh material) formed of a fine metal wire in a mesh shape is used.
  • the heat transfer member 10a of the present embodiment is disposed between the parallel optical system 2 and the liquid crystal element 4c. However, since a metal mesh material is used, light is transmitted from the parallel optical system 2 to the liquid crystal element 4c. be able to.
  • the vehicle lamp system of the present embodiment has the above-described configuration. Next, an operation in which the control unit 6 controls the dampers 12 and 13 and the fan 14 according to the internal temperature of the housing 8 will be described in detail.
  • the control unit 6 controls the dampers 12 and 13 to be in an open state.
  • the fan 14 is rotated.
  • the air flow inside the gas flow path 9 at this time is the same as in the case of the first embodiment described above, and external air is taken in from the opening on the side close to the damper 13, and the opening on the side close to the damper 12. Air is released from the section to the outside world. Thereby, the light source 1 is cooled mainly via a heat sink.
  • the heat transferred from the heat sink in the first region 16 thermally connected to the heat sink of the light source 1 is one end of the heat transfer member 10 a in contact with the liquid crystal element 4 c. It does not flow to the second region 17 that is thermally connected to the part.
  • the air inside the gas flow path 9 flows from the second region 17 toward the first region 16.
  • the control unit 6 closes the dampers 12 and 13. While controlling, the fan 14 is stopped. At this time, air convects between the damper 12 and the damper 13 in the gas flow path 9. By causing such a flow (air movement), the light source 1 is mainly cooled through the heat sink, and the heat transferred from the heat transferred from the heat sink in the first region 16 contacts the liquid crystal element 4c. It flows into the 2nd field 17 where one end of 10a is arranged, and the heat is absorbed by heat transfer member 10a.
  • a preset reference value for example, less than 25 ° C.
  • the heat transfer member 10a that has absorbed heat transfers the heat to the liquid crystal element 4c in contact with the heat transfer member 10a, so that the liquid crystal element 4c is heated. That is, when the flow of air in the gas flow path 9 is viewed, the heat transferred from the heat sink in the first region 16 thermally connected to the heat sink of the light source 1 is in contact with the liquid crystal element 4c by convection. It flows to the 2nd field 17 thermally connected with one end of member 10a, and heat is given to heat transfer member 10a in this 2nd field 17.
  • the position of the one end portion of the heat transfer member 10a is relatively higher than the position of the heat sink of the light source 1 that is also exposed inside the gas flow path 9. This is because the heated air has a relatively small specific gravity and rises inside the gas flow path 9, so that the heated air can be easily guided to one end of the heat transfer member 10 a.
  • each damper 12 and 13 when using the general thing which rotates the disk of a diameter somewhat smaller than the internal diameter of the gas flow path 9, and implement
  • the liquid crystal element when the ambient temperature of the liquid crystal element becomes lower than a predetermined reference, the liquid crystal element is heated using heat generated from the light source. Therefore, it is possible to prevent a decrease in luminance of the irradiation light due to the ambient temperature in the vehicular lamp system using the above.
  • the ambient temperature of the liquid crystal element becomes relatively high, the liquid crystal element and the light source are efficiently cooled. Therefore, the ambient temperature in the vehicle lamp system using the liquid crystal element is reduced. It is also possible to prevent problems caused by the rise, specifically, a decrease in the light modulation function due to an alignment disorder of the liquid crystal layer of the liquid crystal element, a decrease in the luminance of the light source, and the like.
  • a vertical alignment type liquid crystal element is shown as a configuration example of the liquid crystal element.
  • the configuration of the liquid crystal element is not limited to this, and for example, a TN type or STN type liquid crystal element may be used. it can.
  • a white LED in which a yellow LED is combined with a blue LED is used as an example of a light source.
  • the liquid crystal element is emitted. May be converted into white light by a yellow phosphor.
  • the heat transfer member has been described as not having a function of generating heat by itself, but may have a function of generating heat. Thereby, for example, immediately after the light source is turned on, heat can be supplementarily given to the liquid crystal element in a period in which the amount of generated heat is small.
  • the heat generation operation of the heat transfer member is preferably controlled by the control unit.
  • the control mode of each damper and the fan is variably set with a reference value of one temperature (as an example, 25 ° C.) as a boundary.
  • a plurality of reference values may be provided. Specifically, for example, a relatively low first reference value (10 ° C. as an example) and a relatively high second reference value (40 ° C. as an example) are provided, and are less than the first reference value.
  • the dampers and fans are controlled so as to heat the liquid crystal elements by using the heat of the light sources, and the dampers and fans are respectively cooled so as to cool the light sources and the liquid crystal elements when the temperature is equal to or higher than the second reference value. Can be controlled.
  • the fan when the value is equal to or greater than the first reference value and less than the second reference value, for example, the fan may be stopped and each damper may be controlled to be in an open state.
  • the 1st reference value and the 2nd reference value are set to the same value in other words.
  • the control mode for stopping the fan has been described.
  • the fan may be rotated (reversely rotated) to cause movement of air in the gas flow path.
  • the fan may be operated intermittently as in the first embodiment.
  • Light source 2 Parallel optical system 3: Polarizing beam splitter 4a, 4b, 4c: Liquid crystal element 5: Drive circuit 6: Control unit 7: Projection optical system 8: Housing 9: Gas flow path 10, 10a, 11: Transmission Thermal members 12, 13: Damper 14: Fan 15: Temperature sensor

Abstract

液晶素子を用いる車両用灯具システムにおける周辺温度に起因するパッシング光の輝度低下を防ぐこと。自車両の前方に対して選択的な光照射を行うための車両用灯具システムであって、光源、光源からの光を用いて像を形成する液晶素子、液晶素子の配置される空間の温度を検出する温度センサ、光源及び液晶素子の各々と熱的に接続する気体流路、気体流路の内部に配置されたファン、温度センサにより検出される空間の温度に応じてファンの動作を制御する制御部を含み、制御部は、温度センサにより検出される空間の温度が第１の基準値よりも低い場合には、気体流路の光源と熱的に接続する第１領域から気体流路の液晶素子と熱的に接続する第２領域へ向けて気体流路内の気体が移動するようにファンを制御する車両用前照灯システムである。

Description

車両用前照灯システム
　本発明は、前方車両等の位置に対応した選択的な光照射を行うための車両用前照灯の制御技術に関する。
　自車両の前方に存在する対向車両や先行車両（以下、これらを「前方車両」という。）の位置に応じて自車両の前照灯ユニットからの光の照射範囲と非照射範囲を設定して選択的な光照射を行う車両用前照灯システムが知られている。このような車両用前照灯システムに関する先行例は、例えば特開平７－１０８８７３号公報に開示されている。この種の車両用前照灯システムでは、自車両の前方の所定位置（例えばフロントウィンドウ中央上部）にカメラを設置し、そのカメラによって撮像された前方車両の車体、もしくは尾灯や前照灯の位置を画像処理によって検出する。そして、検出された前方車両の部分に自車両の前照灯ユニットによる光が照射されないようにした配光制御が行われる。また、光の照射範囲と非照射範囲を含む像を形成するために液晶素子を用いることも知られている（例えば、特開平０６－１９１３４６号公報参照）。
　ところで、一般に液晶素子の応答速度はそれほど高速ではなく、周辺温度が低くなると応答速度の低下が顕著になる。このため、例えば周辺温度がマイナスの温度となるような場合においては、液晶素子の各画素が透過状態に遷移するまでに要する時間が長くなる。このため、上記のような車両用前照灯システムにおいては、例えば選択的な光照射を行うために光源を点灯させながら液晶素子で像を形成する際における液晶素子の応答に比較的長い時間を要することから、その間の光照射範囲における照射光の輝度が低くなるという不都合がある。
特開平７－１０８８７３号公報 特開平６－１９１３４６号公報
　本発明に係る具体的態様は、液晶素子を用いる車両用灯具システムにおける周辺温度に起因する照射光の輝度低下を防ぐ技術を提供することを目的の１つとする。
　［１］本発明に係る一態様の車両用灯具システムは、自車両の前方に対して選択的な光照射を行うための車両用灯具システムであって、（ａ）光源と、（ｂ）前記光源からの光を用いて像を形成する液晶素子と、（ｃ）前記液晶素子の配置される空間の温度を検出する温度センサと、（ｄ）前記光源及び前記液晶素子の各々と熱的に接続する気体流路と、（ｅ）前記気体流路の内部に配置されたファンと、（ｆ）前記温度センサにより検出される前記空間の温度に応じて前記ファンの動作を制御する制御部と、を含み、（ｇ）前記制御部は、前記温度センサにより検出される前記空間の温度が第１の基準値よりも低い場合には、前記気体流路の前記光源と熱的に接続する第１領域から前記気体流路の前記液晶素子と熱的に接続する第２領域へ向けて前記気体流路内の気体が移動するように前記ファンを制御する、車両用前照灯システムである。
　［２］本発明に係る他の態様の車両用灯具システムは、自車両の前方に対して選択的な光照射を行うための車両用灯具システムであって、（ａ）光源と、（ｂ）前記光源からの光を用いて像を形成する液晶素子と、（ｃ）前記液晶素子の配置される空間の温度を検出する温度センサと、（ｄ）前記光源及び前記液晶素子の各々と熱的に接続する気体流路と、（ｅ）前記気体流路の一端側及び／又は他端側に配置された開閉可能なダンパーと、（ｆ）前記温度センサにより検出される前記空間の温度に応じて前記ダンパーの動作を制御する制御部と、を含み、（ｇ）前記制御部は、前記温度センサにより検出される前記空間の温度が基準値よりも低い場合には前記ダンパーを閉状態に制御する、車両用前照灯システムである。
　上記いずれかの構成によれば、温度低下時において気体流路内で光源と熱的に接続する領域から液晶素子と熱的に接続する領域へ向かう気体の移動を生じさせることが可能であり、それにより光源で発生する熱を利用して液晶素子を加温することができる。従って、液晶素子を用いる車両用灯具システムにおける周辺温度に起因する照射光の輝度低下を防ぐことができる。
図１は、第１実施形態の車両用前照灯システムの構成を示す図である。 図２は、液晶素子の構成例を示す模式的な断面図である。 図３は、第２実施形態の車両用前照灯システムの構成を示す図である。
（第１実施形態）
　図１は、第１実施形態の車両用前照灯システムの構成を示す図である。図１に示す車両用灯具システムは、光源１、平行光学系２、偏光ビームスプリッター３、液晶素子４ａ、４ｂ、駆動回路５、制御部６、投射光学系７、気体流路９、伝熱部材１０、１１、ダンパー１２、１３、ファン１４、温度センサ１５を含んで構成されている。各構成要素は、例えば筐体８に収容されている。この車両用灯具システムは、自車両の周囲に存在する前方車両や歩行者等の位置に対応して、前方車両等の位置を含む一定範囲を非照射範囲に設定し、それ以外の範囲を光照射範囲に設定して選択的な光照射を行うものである。
　光源１は、例えば青色光を放出する発光素子（ＬＥＤ）に黄色蛍光体を組み合わせて構成された白色光ＬＥＤを含んで構成されている。なお、光源１としてはＬＥＤのほかに、レーザー、さらには電球や放電灯など車両用ランプユニットに一般的に使用されている光源が使用可能である。
　ここで、本実施形態の光源１には自身から発生する熱を放出するためのヒートシンクが設けられており、このヒートシンクの少なくとも一部が気体流路９の内部に配置されている。これにより、光源１から発生する熱がヒートシンクを介して気体流路９内の空気に伝達される。
　平行光学系２は、光源１から放出される光を平行光にするものであり、例えば凸レンズを用いることができる。この場合、凸レンズの焦点付近に光源１を配置することにより平行光を作り出すことができる。なお、平行光学系２としては、レンズや反射鏡、さらにはそれらを組み合わせたものが使用可能である。
　偏光ビームスプリッター３は、平行光学系２からの出射光をＰ波とＳ波に分離するものである。偏光ビームスプリッター３としては、例えばエドモンドオプティクス社製のワイヤーグリッドキューブ型偏光ビームスプリッターなどがある。
　各液晶素子４ａ、４ｂは、例えば、それぞれ個別に制御可能な複数の画素領域（光変調領域）を有しており、駆動回路５によって与えられる液晶層への印加電圧の大きさに応じて各画素領域の透過率が可変に設定される。本実施形態における各液晶素子４ａ、４ｂは、反射型の液晶素子である。各液晶素子４ａ、４ｂは、液晶層への印加電圧の大きさに応じて、偏光ビームスプリッター３から出射する一方の偏光をその偏光方向を回転させずに反射し、又はその偏光方向を回転させて反射する。このため、各液晶素子４ａ、４ｂには、例えば、下基板の外側にアルミニウム等を材料とした反射板として兼用される伝熱部材１０、１１が設けられている。
　一方の液晶素子４ａは、偏光ビームスプリッター３で分離されたＳ波を制御するためのものであり、図中において偏光ビームスプリッター３の下側面に配置されている。他方の液晶素子４ｂは、偏光ビームスプリッター３で分離されたＰ波を制御するためのものであり、図中において偏光ビームスプリッター３の右側面に配置されている。
　２つの液晶素子４ａ、４ｂとして垂直配向型の液晶素子を使用する場合には、液晶層への電圧無印加時のリターデーションがゼロであることから、入射した偏光を全く変化させることなく（偏光方向を回転させることなく）反射して出射させられるため、照明光の暗状態を最も暗くできる利点がある。また、液晶層への電圧印加時には、入射した偏光を９０度回転させて反射して出射させられるため、照明光の明状態を作り出すことができる。この２つの状態は、駆動回路５から受ける駆動電圧に基づいて切り替えることができる。垂直配向型である各液晶素子４ａ、４ｂのそれぞれのリターデーションを４分の１波長に合わせることにより偏光を９０度回転させることができる。
　駆動回路５は、制御部６から供給される制御信号に基づいて各液晶素子４ａ、４ｂに駆動電圧を供給することにより、各液晶素子４ａ、４ｂの各画素領域における液晶層の配向状態を個別に制御するものである。
　制御部６は、自車両の前方を撮影するカメラ（図示略）によって得られる画像に基づいて画像処理を行うことによって前方車両等の位置を検出し、検出された前方車両等の位置に応じた光照射範囲と非照射範囲を設定し、これら光照射領域と非照射領域に対応した像を形成するための制御信号を生成して駆動回路５へ供給する。この制御部６は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するコンピュータシステムにおいて所定の動作プログラムを実行させることによって実現される。
　投射光学系７は、偏光ビームスプリッター３から出射する光によって形成される像（光照射領域と非照射領域に対応した明暗を有する像）をヘッドライト用配光になるように広げて自車両の前方へ投射する。
　気体流路９は、例えば断熱性の高いダクトからなり、車両用灯具システムの筐体８内に設けられている。この気体流路９は、一端の開口部が筐体８のある側面に配置され、他端の開口部が筐体８の別の側面に配置されており、それぞれの開口部を介して外界と接している。また、気体流路９は、光源１、各液晶素子４ａ、４ｂの近傍を通るようにして配置されている。
　伝熱部材１０は、液晶素子４ａへ熱を与え、あるいは液晶素子４ａから熱を吸収するための部材であり、当該液晶素子４ａの背面に設けられている。同様に、伝熱部材１１は、液晶素子４ｂへ熱を与え、あるいは液晶素子４ｂから熱を吸収するための部材であり、当該液晶素子４ｂの背面に設けられている。このような伝熱部材１０、１１を用いて熱の伝達および吸収を行うようにすることで、空気を直接的に各液晶素子４へ当てる場合に比べて異物（塵など）が各液晶素子４ａ、４ｂに付着することを防止できる。
　上記の伝熱部材１０、１１は、熱伝導性の高い素材（例えば、金属）からなる板状体であり、かつ各々の一端部が気体流路９の内部に配置されている。本実施形態では、各伝熱部材１０、１１は、各液晶素子４ａ、４ｂの反射板としての機能も兼ねている。このため、各伝熱部材１０、１１は、少なくとも各液晶素子４ａ、４ｂと対向する面が高い反射率を有する。
　ダンパー１２、１３は、気体流路９と外界との間での空気の流量を調整するためのものであり、それぞれ気体流路９の内部に設けられている。各ダンパー１２、１３の動作状態（開閉状態）は制御部６によって制御される。詳細には、ダンパー１２は、気体流路９の一端の開口部と光源１のヒートシンクとの間に配置されている。ダンパー１３は、気体流路９の他端の開口部と各伝熱部材１０、１１との間に配置されている。
　ファン１４は、気体流路９内の空気に流れを生じさせるためのものであり、気体流路９の内部においてダンパー１２と光源１のヒートシンクとの間に配置されている。このファン１４の動作状態は制御部６によって制御される。
　温度センサ１５は、筐体８の内部の温度を検出するためのものであり、例えば一方の液晶素子４の近傍に配置されている。温度センサ１５による検出信号（温度を示す信号）は制御部６に入力される。なお、温度センサ１５の設置される位置は筐体８の内部であれば足りるが、特に液晶素子４ａ、４ｂの周辺とすることで液晶素子４ａ、４ｂ自体の温度をより正確に捉えることができるため好ましい。
　図２は、液晶素子の構成例を示す模式的な断面図である。図２に示す構成例の液晶素子４ａは、対向配置された上基板２１および下基板２２、上基板２１に設けられた複数の第１電極２３、下基板２２に設けられた複数の第２電極２４、上基板２１に設けられた第１配向膜２５、下基板２２に設けられた第２配向膜２６、上基板２１と下基板２２の間に配置された液晶層２７を含んで構成されている。なお、液晶素子４ｂも同じ構成を備えている。
　上基板２１および下基板２２は、それぞれ、平面視において矩形状の基板であり、互いに対向して配置されている。各基板としては、例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板を用いることができる。上基板２１と下基板２２の間には、例えば多数のスペーサーが均一に分散配置されており、それらスペーサーによって基板間隙が所望の大きさ（例えば数μｍ程度）に保たれている。
　各第１電極２３は、例えば、上基板２１の一面側に設けられ、紙面と直交する方向に延在し、紙面の左右方向に配列された複数の導電膜からなる。各第２電極２４は、例えば、下基板２２の一面側に設けられ、紙面の左右方向に延在し、紙面と直交する方向に配列された複数の導電膜からなる。各第１電極２３と各第２電極２４との重なる領域のそれぞれが上記した画素領域（光変調領域）を構成する。各電極は、それぞれ例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。なお、図示を省略しているが各電極の上面にさらに絶縁膜が設けられていてもよい。
　第１配向膜２５は、上基板２１の一面側に第１電極２３を覆うようにして設けられている。第２配向膜２６は、下基板２２の一面側に各第２電極２４を覆うようにして設けられている。各配向膜としては、液晶層２７の配向状態を垂直配向に規制する垂直配向膜が用いられている。各配向膜にはラビング処理等の一軸配向処理が施されており、一方向への配向規制力を有している。各配向膜への配向処理の方向は、例えば互い違い（アンチパラレル）となるように設定される。
　液晶層２７は、上基板２１と下基板２２の間に設けられている。本実施形態においては、誘電率異方性Δεが負でありカイラル材を含まず、流動性を有するネマティック液晶材料を用いて液晶層２７が構成される。本実施形態の液晶層２７は、電圧無印加時における液晶分子の配向方向が一方向に傾斜した状態となり、各基板面に対して概ね、８８°以上９０°未満の範囲内のプレティルト角を有する略垂直配向となるように設定されている。
　この液晶素子４ａは、例えば基板面を平面視した場合における上下方向に延在して左右方向に配列される６個の第１電極２３と、左右方向に延在して上下方向に配列される４８個の第２電極２４を備えている。各第１電極２３と各第２電極２４とが平面視において重なる領域の各々である画素領域が２８８個あり、これらの画素領域はマトリクス状に配列されている。そして、駆動回路５は、各第１電極２３と各第２電極２４と接続されており、例えば１／６デューティの単純マトリクス駆動（マルチプレックス駆動）を行う。
　本実施形態の車両用灯具システムは上記構成を備えており、次に、筐体８の内部温度に応じて制御部６が各ダンパー１２、１３およびファン１４を制御する動作について詳細に説明する。
　制御部６は、温度センサ１５により検出される筐体８の内部温度が予め設定した基準値以上（一例として、２５℃以上）である場合には、各ダンパー１２、１３を開状態に制御するとともに、ファン１４を回転させる。このとき、制御部６は、気体流路９の内部において、ダンパー１３に近い側の開口部から外界の空気が取り込まれ、ダンパー１２に近い側の開口部から外界へ空気が放出されるという流れが生じるようにファン１４の回転方向を制御する。このような流れを生じさせることで、主にヒートシンクを介して光源１が冷却され、ヒートシンクから熱を伝達された空気がダンパー１２に近い側の開口部から外界へ放出される。気体流路９内での空気の流れをみると、光源１のヒートシンクと熱的に接続した第１領域１６においてヒートシンクから熱を伝達された空気は、各液晶素子４ａ、４ｂと接する伝熱部材１０、１１の各一端部と熱的に接続した第２領域１７へは流れない。気体流路９の内部の空気は、第２領域１７から第１領域１６へ向かって流れる。
　このとき、ファン１４をダンパー１２と光源１の間に設けていることから、他方のダンパー１３側の開口部から吸入された空気が液晶素子４ａ、４ｂおよび光源１の冷却に用いられた後、ファン１４を介してダンパー１２側の開口部から外界へ排出されるという空気の流れになるので、ファン１４自身から発生し得る熱を光源１等に伝えることがない。
　他方、制御部６は、温度センサ１５により検出される筐体８の内部温度が予め設定した基準値未満（一例として、２５℃未満）である場合には、各ダンパー１２、１３を閉状態に制御するとともに、ファン１４を逆回転させる。ここでの「基準値」は、使用する液晶素子４ａ、４ｂの低温時の応答速度、選択的な光照射における配光状態の切り換え速度などを考慮して適宜設定されるものである。一例として２５℃を挙げたが、これに限られず、例えば一般的に液晶素子の応答速度の低下が顕著になり始める１０℃前後の温度に設定してもよい。
　各ダンパー１２、１３とファン１４を上記のように制御すると、気体流路９の内部においては、ダンパー１２とダンパー１３の間で空気が対流することになる。このような流れを生じさせることで、主にヒートシンクを介して光源１が冷却され、第１領域１６にてヒートシンクから熱を伝達された空気が各液晶素子４ａ、４ｂと接する伝熱部材１０、１１の各一端部の配置された第２領域１７へ流れ、その熱が各伝熱部材１０、１１に吸収される。熱を吸収した各伝熱部材１０、１１は、その熱を各々と接する各液晶素子４ａ、４ｂへ伝達するので、各液晶素子４ａ、４ｂが加温される。すなわち、気体流路９内での空気の流れをみると、光源１のヒートシンクと熱的に接続した第１領域１６においてヒートシンクから熱を伝達された空気は、対流によって各液晶素子４ａ、４ｂと接する伝熱部材１０、１１の各一端部と熱的に接続した第２領域１７へ流れ、この第２領域１７において各伝熱部材１０、１１に熱が与えられる。
　このとき、ファン１４をダンパー１２と光源１の間に設けていることから、このダンパー１２側の開口部から吸入された空気が光源１の冷却に用いられ、かつファン１４自身から発生する熱も空気に与えられるため、各液晶素子４ａ、４ｂの加温をより効果的に実現できる。
　ここで、ファン１４の動作は、連続的でもよいし、間欠的（例えば、毎分１回で各回３秒間程度）であってもよい。いずれの動作も制御部６によって制御される。低温時においては熱伝達が主目的となるから空気の流れは緩やかでもよい。このため、ファン１４を間欠的に動作させても各液晶素子４ａ、４ｂの加温という効果を得られるとともに電力消費を抑えることができる。
　なお、各ダンパー１２、１３として、気体流路９の内部径よりも幾分小さい径の円板を軸回転させて開閉動作を実現する一般的なものを用いている場合には、各ダンパー１２、１３をそれぞれ閉状態としても気体流路９の内部の空気を外界から完全に遮断することは難しく、外界からも僅かに空気の流入が生じ得る。この場合、厳密にいえば、気体流路９の空気は、各ダンパー１２、１３の相互間で対流しつつ、全体としてはダンパー１２に近い側の開口部から外界の空気が取り込まれ、ダンパー１３に近い側の開口部から外界へ空気が放出されるという流れ（２５℃以上の場合と逆の流れ）が生じる。
（第２実施形態）
　図３は、第２実施形態の車両用前照灯システムの構成を示す図である。図３に示す車両用灯具システムは、光源１、平行光学系２、液晶素子４ｃ、駆動回路５、制御部６、投射光学系７、気体流路９、伝熱部材１０ａ、ダンパー１２、１３、ファン１４、温度センサ１５を含んで構成されている。各構成要素は、例えば筐体８に収容されている。この車両用灯具システムは、自車両の周囲に存在する前方車両や歩行者等の位置に対応して、前方車両等の位置を含む一定範囲を非照射範囲に設定し、それ以外の範囲を光照射範囲に設定して選択的な光照射を行うものである。
　第１実施形態との主な違いは、液晶素子４ｃとして透過型の液晶素子を用いており、この液晶素子４ｃには一対の偏光板が備わっている点と、偏光ビームスプリッター３が用いられていない点である。以下、各実施形態に共通する構成要素については同一符号を用いることでそれらの詳細説明を省略する。
　液晶素子４ｃは、例えば、それぞれ個別に制御可能な複数の画素領域（光変調領域）を有しており、駆動回路５によって与えられる液晶層への印加電圧の大きさに応じて各画素領域の透過率が可変に設定される。この液晶素子４ｃに光源１からの光が透過することで、上記した光照射領域と非照射領域に対応した明暗を有する像が形成される。この液晶素子４ｃにおける一対の偏光板は、例えば互いの吸収軸を略直交させており、上基板１１と下基板１２を挟んで対向配置されている。例えば本実施形態では、液晶層２７に電圧無印加としているときに光が遮光される（透過率が極めて低くなる）動作モードであるノーマリークローズモードを想定する。
　伝熱部材１０ａは、例えば金属細線を網目状に構成してなる部材（金属メッシュ材）が用いられる。本実施形態の伝熱部材１０ａは、平行光学系２と液晶素子４ｃとの間に配置されているが、金属メッシュ材を用いているので、平行光学系２から液晶素子４ｃへ光を通過させることができる。
　本実施形態の車両用灯具システムは上記構成を備えており、次に、筐体８の内部温度に応じて制御部６が各ダンパー１２、１３およびファン１４を制御する動作について詳細に説明する。
　制御部６は、温度センサ１５により検出される筐体８の内部温度が予め設定した基準値以上（一例として、２５℃以上）である場合には、各ダンパー１２、１３を開状態に制御するとともに、ファン１４を回転させる。このときの気体流路９の内部における空気の流れは上記した第１実施形態の場合と同様であり、ダンパー１３に近い側の開口部から外界の空気が取り込まれ、ダンパー１２に近い側の開口部から外界へ空気が放出される。これにより、主にヒートシンクを介して光源１が冷却される。気体流路９内での空気の流れをみると、光源１のヒートシンクと熱的に接続した第１領域１６においてヒートシンクから熱を伝達された空気は、液晶素子４ｃと接する伝熱部材１０ａの一端部と熱的に接続した第２領域１７へは流れない。気体流路９の内部の空気は、第２領域１７から第１領域１６へ向かって流れる。
　他方、制御部６は、温度センサ１５により検出される筐体８の内部温度が予め設定した基準値未満（一例として、２５℃未満）である場合には、各ダンパー１２、１３を閉状態に制御するとともに、ファン１４を停止させる。このとき、気体流路９の内部においては、ダンパー１２とダンパー１３の間で空気が対流することになる。このような流れ（空気の移動）を生じさせることで、主にヒートシンクを介して光源１が冷却され、第１領域１６にてヒートシンクから熱を伝達された空気が液晶素子４ｃと接する伝熱部材１０ａの一端部の配置された第２領域１７へ流れ、その熱が伝熱部材１０ａに吸収される。熱を吸収した伝熱部材１０ａは、その熱を自身と接する液晶素子４ｃへ伝達するので、液晶素子４ｃが加温される。すなわち、気体流路９内での空気の流れをみると、光源１のヒートシンクと熱的に接続した第１領域１６においてヒートシンクから熱を伝達された空気は、対流によって液晶素子４ｃと接する伝熱部材１０ａの一端部と熱的に接続した第２領域１７へ流れ、この第２領域１７において伝熱部材１０ａに熱が与えられる。
　この動作原理から、伝熱部材１０ａの一端部の位置は、同じく気体流路９の内部に露出した光源１のヒートシンクの位置よりも相対的に高い位置であることがより好ましい。加温された空気は比重が相対的に小さくなり気体流路９の内部において上昇するため、この加温された空気を伝熱部材１０ａの一端部へ導きやすくなるからである。
　なお、各ダンパー１２、１３として、気体流路９の内部径よりも幾分小さい径の円板を軸回転させて開閉動作を実現する一般的なものを用いている場合には、各ダンパー１２、１３をそれぞれ閉状態としても気体流路９の内部の空気を外界から完全に遮断することは難しく、外界からも僅かに空気の流入が生じ得る。しかし、本実施形態ではファン１４を停止させているので、気体流路９の空気の大部分は気体流路９の内部で対流しつつ留まることになる。
　以上のような各実施形態によれば、液晶素子の周辺温度が予め定めた基準よりも低くなった際には、光源から発生する熱を利用して液晶素子が加温されるので、液晶素子を用いる車両用灯具システムにおける周辺温度に起因する照射光の輝度低下を防ぐことが可能となる。
　また、各実施形態によれば、液晶素子の周辺温度が相対的に高くなった際には、液晶素子や光源が効率的に冷却されるので、液晶素子を用いる車両用灯具システムにおける周辺温度の上昇に起因する不具合、具体的には液晶素子の液晶層の配向乱れ等による光変調機能の低下、光源の輝度低下などを防ぐことも可能となる。
　なお、本発明は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した各実施形態では液晶素子の構成例として垂直配向型の液晶素子を示していたが液晶素子の構成はこれにのみ限定されず、例えばＴＮ型、ＳＴＮ型の液晶素子を用いることもできる。
　また、上記した各実施形態では光源の一例として青色ＬＥＤに黄色蛍光体を組み合わせた白色ＬＥＤを挙げていたが、光源として青色ＬＥＤを使用し、液晶素子によって光変調されて液晶素子を出射した後の光を黄色蛍光体によって白色光に変換してもよい。
　また、上記した各実施形態では、伝熱部材は、自ら発熱する機能を有していないものとして説明していたが、発熱する機能を有するものであってもよい。それにより、例えば光源の点灯直後など、熱の発生量が少ない期間において補助的に熱を液晶素子へ与えることができる。その場合の伝熱部材の発熱動作については制御部によって制御されることが好ましい。
　また、上記した各実施形態では、ある１つの温度の基準値（一例として２５℃）を境界として各ダンパーとファンの制御態様を可変に設定していたが、基準値を複数設けてもよい。具体的には、例えば、相対的に低い第１の基準値（一例として１０℃）と相対的に高い第２の基準値（一例として４０℃）を設けておき、第１の基準値未満の場合に光源の熱を利用して液晶素子を加温するように各ダンパーとファンを制御し、第２の基準値以上である場合に光源および液晶素子をそれぞれ冷却するように各ダンパーとファンを制御することができる。この場合において、第１の基準値以上で第２の基準値未満の場合には、例えばファンは停止させ、各ダンパーについては開状態にするように制御するとよい。なお、上記した各実施形態のように１つの基準値を設ける場合は、換言すれば第１の基準値と第２の基準値を同じ値に設定しているといえる。
　また、上記した第２実施形態においてはファンを停止させる制御態様について説明していたが、ファンを回転（逆回転）させて、気体流路内で空気の移動を生じさせるようにしてもよい。その場合においては第１実施形態と同様にファンを間欠的に動作させてもよい。
　１：光源
　２：平行光学系
　３：偏光ビームスプリッター
　４ａ、４ｂ、４ｃ：液晶素子
　５：駆動回路
　６：制御部
　７：投射光学系
　８：筐体
　９：気体流路
　１０、１０ａ、１１：伝熱部材
　１２、１３：ダンパー
　１４：ファン
　１５：温度センサ

Claims (8)

  1. 　自車両の前方に対して選択的な光照射を行うための車両用灯具システムであって、
    　光源と、
    　前記光源からの光を用いて像を形成する液晶素子と、
    　前記液晶素子の配置される空間の温度を検出する温度センサと、
    　前記光源及び前記液晶素子の各々と熱的に接続する気体流路と、
    　前記気体流路の内部に配置されたファンと、
    　前記温度センサにより検出される前記空間の温度に応じて前記ファンの動作を制御する制御部と、
    を含み、
    　前記制御部は、前記温度センサにより検出される前記空間の温度が第１の基準値よりも低い場合には、前記気体流路の前記光源と熱的に接続する第１領域から前記気体流路の前記液晶素子と熱的に接続する第２領域へ向けて前記気体流路内の気体が移動するように前記ファンを制御する、
    　車両用前照灯システム。
  2. 　前記制御部は、前記温度センサにより検出される前記空間の温度が第２の基準値以上である場合には、前記気体流路の前記液晶素子と熱的に接続する前記第２領域から前記気体流路の前記光源と熱的に接続する前記第１領域へ向けて前記気体流路内の気体が移動するように前記ファンを制御する、
    　請求項１に記載の車両用前照灯システム。
  3. 　前記ファンが前記気体流路の前記光源と熱的に接続する前記第１領域と当該気体流路の前記他端との間に配置されている、
    　請求項１又は２に記載の車両用灯具システム。
  4. 　前記気体流路の一端側及び／又は他端側に配置された開閉可能なダンパーを更に備えており、
    　前記制御部は、前記温度センサにより検出される前記空間の温度が第１の基準値よりも低い場合には前記ダンパーを閉状態に制御する、
    　請求項１～３の何れか１項に記載の車両用灯具システム。
  5. 　自車両の前方に対して選択的な光照射を行うための車両用灯具システムであって、
    　光源と、
    　前記光源からの光を用いて像を形成する液晶素子と、
    　前記液晶素子の配置される空間の温度を検出する温度センサと、
    　前記光源及び前記液晶素子の各々と熱的に接続する気体流路と、
    　前記気体流路の一端側及び／又は他端側に配置された開閉可能なダンパーと、
    　前記温度センサにより検出される前記空間の温度に応じて前記ダンパーの動作を制御する制御部と、
    を含み、
    　前記制御部は、前記温度センサにより検出される前記空間の温度が第１の基準値よりも低い場合には前記ダンパーを閉状態に制御する、
    　車両用前照灯システム。
  6. 　前記気体流路の内部に配置されたファンを更に備えており、
    　前記制御部は、前記温度センサにより検出される前記空間の温度が第２の基準値以上である場合には、前記気体流路の前記液晶素子と熱的に接続する前記第２領域から前記気体流路の前記光源と熱的に接続する前記第１領域へ向けて前記気体流路内の気体が移動するように前記ファンを制御する、
    　請求項５に記載の車両用前照灯システム。
  7. 　前記光源が放熱用のヒートシンクを有しており、当該ヒートシンクの少なくとも一部が前記気体流路内に配置されることによって前記光源と前記気体流路との間が熱的に接続される、
    　請求項１～６の何れか１項に記載の車両用灯具システム。
  8. 　前記液晶素子と近接して配置される伝熱部材を更に備え、当該伝熱部材の少なくとも一部が前記気体流路内に配置されることによって前記液晶素子と前記気体流路との間が熱的に接続される、
    　請求項１～７の何れか１項に記載の車両用灯具システム。
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