(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶シャッタにより配光パターンを制御可能な車両用前照灯であって、
前記液晶シャッタは、一対の透明基板と、前記一対の透明基板の間に配置された液晶部材と、前記一対の透明基板の外側に配置された一対の偏光板とを備え、
前記液晶部材が、前記一対の透明基板の間における一部領域にのみ配置されるとともに、前記一対の偏光板が、前記一対の透明基板の外面における前記液晶部材が配置された領域に対応する領域にのみ配置されており、
前記液晶部材が配置された領域として、当該車両用前照灯からの出射光により形成される配光パターンが、上端縁にカットオフラインを有するロービーム用配光パターンとなるように、光源からの光の一部を遮蔽するための第１領域と、当該車両用前照灯から出射した後、車両前方路面で反射して前記カットオフラインの上方空間へ向かう光を遮蔽するための第２領域とが設定されており、
前記第２領域に対応して配置された前記一対の偏光板が、前記第１領域に対応して配置された前記一対の偏光板よりも偏光度が低くなるよう形成されたことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
前記第２領域の外形形状が、略台形に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用前照灯。
【請求項３】
前記光源として半導体発光素子を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用前照灯。
【請求項４】
前記液晶シャッタの第２領域に配置された液晶部材は、外部からの画像信号に基づいて液晶の配向を変化させ、車両前方路面に画像を表示することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用前照灯。
【請求項５】
車両の左右にそれぞれ請求項４に記載の車両用前照灯を備える車両用前照灯システムであって、
左右の車両用前照灯により前記画像が表示されるよう左右の車両用前照灯の液晶シャッタを制御する制御部と、
左右の車両用前照灯の間隔差により生じる画像のずれを補正するための補正部と、
を備えることを特徴とする車両用前照灯システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるプロジェクタ型の車両用前照灯に関するものであり、特に、液晶シャッタを備えた車両用前照灯に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プロジェクタ型の車両用前照灯は、車両前後方向に延びる光軸上に投影レンズが配置されるとともに、その後側焦点よりも後方側に光源が配置されており、この光源からの光をリフレクタにより投影レンズへ向けて反射させるように構成されている。そして、このプロジェクタ型の車両用前照灯によりロービーム用配光パターンを形成する場合には、投影レンズの後側焦点近傍に、リフレクタからの反射光の一部を遮蔽するシェードを、その上端縁が光軸近傍に位置するように配置し、これによりロービーム用配光パターンの上端縁にカットオフラインを形成するようになっている。
【０００３】
上述のようなプロジェクタ型車両用前照灯の一例として、例えば特許文献１には、上記シェードを可動式にして、ロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンとを選択的に形成し得るように構成された車両用前照灯が記載されている。
【０００４】
一方、特許文献２や特許文献３には、投影レンズの後側焦点近傍に、上記可動式シェードの代わりに液晶シャッタが配置された車両用前照灯が記載されている。特許文献２，３に記載された車両用前照灯においては、液晶シャッタの一部領域を駆動することにより、ロービーム用配光パターンとハイビーム用配光パターンとを選択的に形成し得るようになっている。
【０００５】
特許文献２や特許文献３に記載された車両用前照灯のように、液晶シャッタを用いてビーム切換えを行う構成とすることにより、特許文献ｌに記載された車両用前照灯のように、可動式のシェードを用いた場合に比して、灯具構成を簡素化することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−８０５２１号公報
【特許文献２】特開平１−２４４９３４号公報
【特許文献３】特開平７−２９６６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２や特許文献３に記載された車両用前照灯においては、以下のような問題がある。
【０００８】
すなわち、上記各公報に記載された液晶シャッタは、その液晶部材が一対の透明基板の間の略全域にわたって配置されており、これに対応して、一対の偏光板も一対の透明基板の外面の略全域にわたって配置された構成となっている。このため、液晶シャッタに到達したリフレクタからの反射光は、遮光モードになっている領域に到達した光のみならず、遮光解除モードになっている領域に到達した光についても、一対の偏光板を透過することになる。その際、リフレクタからの反射光は偏光板を透過するとその分だけ強度が低下するので、遮光解除モードになっている領域を透過した光によって形成されるロービーム用配光パターンもその分だけ暗いものとなってしまう、という問題がある。
【０００９】
さらに、雨天走行時には、ロービームで走行していても、投影レンズから出射して車両前方路面に到達した光が車両前方路面で正反射してロービーム用配光パターンのカットオフラインの上方空間へ向かうため、対向車ドライバにグレアを与えてしまうという問題がある。
【００１０】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、液晶シャッタを備えた車両用前照灯において、ロービーム用配光パターンの明るさを十分に確保しつつ、雨天走行時における対向車ドライバのグレア防止を図ることができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車両用前照灯は、液晶シャッタにより配光パターンを制御可能な車両用前照灯である。液晶シャッタは、一対の透明基板と、一対の透明基板の間に配置された液晶部材と、一対の透明基板の外側に配置された一対の偏光板とを備え、液晶部材が、一対の透明基板の間における一部領域にのみ配置されるとともに、一対の偏光板が、一対の透明基板の外面における液晶部材が配置された領域に対応する領域にのみ配置されている。液晶部材が配置された領域として、当該車両用前照灯からの出射光により形成される配光パターンが、上端縁にカットオフラインを有するロービーム用配光パターンとなるように、光源からの光の一部を遮蔽するための第１領域と、当該車両用前照灯から出射した後、車両前方路面で反射してカットオフラインの上方空間へ向かう光を遮蔽するための第２領域とが設定されている。そして、第２領域に対応して配置された一対の偏光板が、第１領域に対応して配置された一対の偏光板よりも偏光度が低くなるよう形成されている。
【００１２】
上記「光源」の種類は特に限定されるものではなく、例えば、放電バルブの発光部やハロゲンバルブのフィラメント、あるいは発光ダイオードの発光チップ等が採用可能である。
【００１３】
上記「カットオフライン」の具体的な形状は特に限定されるものではなく、例えば、水平方向に延びる水平カットオフラインとこの水平カットオフラインから斜め上方へ延びる斜めカットオフラインとからなる形状や、左右一対の水平カットオフラインが段違いで階段状に形成された形状等が採用可能である。
【００１４】
上記「一対の透明基板の外面における液晶部材が配置された領域に対応する領域」とは、灯具正面視において、液晶部材が配置された領域と略重複する領域を意味するものである。
【００１５】
この態様によると、第１領域を遮光モードにすることにより、ロービーム用配光パターンを形成することができ、一方、第１領域を遮光解除モードにすることにより、ハイビーム用配光パターンを形成することができる。また、ロービームにおいて、第２領域を遮光モードにすることにより、雨天走行時において、車両用前照灯から出射した後、車両前方路面で反射してロービーム用配光パターンのカットオフラインの上方空間へ向かう光を低減させることができ、これにより対向車ドライバのグレア防止を図ることができる。
【００１６】
この態様において、液晶シャッタの第１および第２領域以外の領域には、液晶部材および一対の偏光板が配置されていないので、この領域においては、リフレクタからの反射光は一対の透明基板を透過するのみである。このため、この領域においては光源からの光の強度がほとんど低下せず、したがってロービーム用配光パターンを十分明るいものとすることができる。
【００１７】
さらに、この態様においては、第２領域に対応して配置された一対の偏光板が、第１領域に対応して配置された一対の偏光板よりも偏光度が低くなるよう形成されている。
【００１８】
通常、カットオフラインの上下で明暗が明瞭に分かれたロービーム用配光パターンを形成するために、第１領域に対応して配置された一対の偏光板としては、偏光度が高い偏光板が用いられる。しかしながら、偏光板の偏光度が高くなると光透過率が低くなるという関係があるため、第２領域に対応して配置された一対の偏光板として、第１領域に対応して配置された偏光板と偏光度が同じものを用いた場合、第２領域における光強度の低下が大きくなり過ぎ、ロービーム用配光パターンの一部の輝度が極端に低下する可能性がある。そこで、本態様のように構成することにより、第２領域における光強度の低下が抑制されるので、ロービーム用配光パターンの一部の輝度が極端に低下する事態を回避することができる。
【００１９】
第２領域の外形形状が、略台形に設定されてもよい。この場合、第２領域を遮光モードとしたときに車両前方路面に形成される遮光領域の外形形状も略台形となり、一定幅の道路形状に略沿った形状となる。これにより、第２領域の面積を必要最小限に抑えた上で、車両前方路面で反射してロービーム用配光パターンのカットオフラインの上方空間へ向かう光を低減させることができる。
【００２０】
光源として半導体発光素子を備えてもよい。発光ダイオードを含む半導体発光素子は、発熱が少ないため、液晶シャッタの長寿命化を図ることができる。また、半導体発光素子は小型の光源であるため、車両用前照灯を小型化することができる。
【００２１】
第２領域に配置された液晶部材は、外部からの画像信号に基づいて液晶の配向を変化させ、車両前方路面に画像を表示してもよい。例えば、ナビゲーションを目的として、進行方向を表す矢印を表示してもよい。
【００２２】
本発明の別の態様は、車両用前照灯システムである。この車両用前照灯システムは、車両の左右にそれぞれ上述の車両用前照灯を備える車両用前照灯システムであって、左右の車両用前照灯により画像が表示されるよう左右の車両用前照灯の液晶シャッタを制御する制御部と、左右の車両用前照灯の間隔差により生じる画像のずれを補正するための補正部とを備える。
【００２３】
この態様によると、補正部により左右の車両用前照灯の間隔差により生じる画像のずれが補正されるので、明瞭な画像を表示することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、液晶シャッタを備えた車両用前照灯において、ロービーム用配光パターンの明るさを十分に確保しつつ、雨天走行時における対向車ドライバのグレア防止を図ることができる技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用前照灯を説明するための側断面図である。
【図２】図１のII−II線方向矢視図である。
【図３】液晶シャッタを示す断面斜視図である。
【図４】図４（ａ）（ｂ）は、本実施形態に係る車両用前照灯によって形成される配光パターンを説明するための図である。
【図５】車両前方路面に、ナビゲーションを目的として車両の進行方向を表す矢印の画像を表示した様子を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る車両用前照灯システムを説明するための機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係る車両用前照灯を説明するための側断面図であり、図２は、図１のII−II線方向矢視図である。
【００２８】
本実施形態に係る車両用前照灯１０は、プロジェクタ型の灯具ユニットとして構成されており、ヘッドランプの一部として図示しないランプボディ等に組み込まれた状態で用いられる。車両用前照灯１０は、液晶シャッタにより配光パターンを制御可能な車両用前照灯である。
【００２９】
車両用前照灯１０は、車両前後方向に延びる光軸Ａｘ上に配置された投影レンズ１２と、この投影レンズ１２の後側焦点Ｆよりも後方側に配置された光源１４ａと、後側焦点Ｆよりも後方側に配置され、光源１４ａからの光を投影レンズ１２へ向けて反射させるリフレクタとしての第１リフレクタ１６および第２リフレクタ１８と、後側焦点Ｆ近傍に配置された液晶シャッタ２０と、これらを支持するホルダ２２，２４，２６とを備える。
【００３０】
車両用前照灯１０は、ヘッドランプの一部として車両に組み込まれる場合、光軸Ａｘが車両前後方向に対して０．５°〜０．６°程度下向きとなるように配置される。
【００３１】
投影レンズ１２は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズであって、その周縁部においてホルダ２２に固定支持されている。投影レンズ１２は、その後側焦点面（すなわち投影レンズ１２の後側焦点Ｆを含む焦点面）上に形成される光源像を、反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。
【００３２】
光源１４ａは、白色発光ダイオード１４の発光チップであって、矩形状の発光面を有しており、基板１４ｂに支持されている。この白色発光ダイオード１４は、光軸Ａｘの下方においてホルダ２４に固定支持されている。白色発光ダイオード１４は、その光源１４ａの発光面を、光軸Ａｘと交差するようにして略鉛直方向に延びる軸線Ａｘ１上において前方へ向けた状態で配置されている。
【００３３】
第１リフレクタ１６は、光源１４ａを前方側から略半ドーム状に覆うようにして配置されており、その後端縁においてホルダ２４に固定支持されている。そして、この第１リフレクタ１６は、光源１４ａからの光を上方へ向けて収束光として反射させるようになっている。第１リフレクタ１６の反射面は、光源１４ａからの光を、光軸Ａｘを含む鉛直面に沿った方向よりも光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿った方向に関して収束度合が小さくなる曲面で構成されている。
【００３４】
第２リフレクタ１８は、光軸Ａｘと軸線Ａｘ１との光点近傍において、前方へ向けて斜め上方に傾斜した状態で配置された熱線透過ミラーで構成されており、その下端部においてホルダ２４に固定支持されている。そして、この第２リフレクタ１８は、第１リフレクタ１６で反射した光源１４ａからの光を前方へ向けて正反射させるようになっている。
【００３５】
液晶シャッタ２０は、投影レンズ１２の後側焦点Ｆにおいて、光軸Ａｘと直交する鉛直面に沿って配置されている。液晶シャッタ２０の駆動方式は特に限定されず、ＴＮ（Twisted Nematic）方式、ＶＡ（Vertical Alignment）方式、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式等を用いることができる。
【００３６】
図３は、液晶シャッタ２０を示す断面斜視図である。図３に示すように、液晶シャッタ２０は、車両前後方向に所定間隔をおいて配置された一対の透明基板３２と、これら一対の透明基板３２の間に配置された液晶部材３４と、一対の透明基板３２の外面（すなわち前方側の透明基板３２の前面および後方側の透明基板３２の後面）に配置された一対の偏光板３６とを備えてなり、その周囲においてホルダ２６に固定支持されている。なお、ホルダ２４，２６は、いずれもその下端部においてホルダ２２に固定支持されている。
【００３７】
一対の透明基板３２は、いずれもガラス基板で構成されており、各透明基板３２の内面には、図示しない透明電極および配向膜が形成されている。そして、これら一対の透明基板３２は、光軸Ａｘを中心として横長矩形状に形成されており、第２リフレクタ１８からの反射光を後方側の透明基板３２にすべて入射させるようになっている。
【００３８】
液晶部材３４は、細枠のスペーサで囲まれた領域に液晶が封入された構成となっている。この液晶部材３４は、一対の透明基板３２の間における一部領域にのみ配置されている。本実施形態において、液晶部材３４が配置された領域としては、ロービーム用の第１領域Ｚ１と、雨天走行時用の第２領域Ｚ２とが設定されている。
【００３９】
第１領域Ｚ１は、光軸Ａｘの下方に位置しており、透明基板３２の面積の半分近い面積を占めている。この第１領域Ｚ１の上端縁は、光軸Ａｘから左方向（図２においては右方向）水平に延びるとともに、光軸Ａｘから右斜め下方に直線状に延びている。
【００４０】
第２領域Ｚ２は、光軸Ａｘの上方に位置している。この第２領域Ｚ２は、略逆台形（具体的には等脚台形を上下逆さにした形状）の外形形状を有する比較的小さい領域として設定されている。そして、この第２領域Ｚ２は、光軸Ａｘを含む鉛直面を左右方向に跨ぐようにして配置されており、その左右方向の中心位置は光軸Ａｘよりもやや左側に変位している。さらにこの第２領域Ｚ２は、その下端縁を第１領域Ｚ１の上端縁における水平部分から所定量上方に位置させるようにして配置されている。
【００４１】
一対の偏光板３６は、一対の透明基板３２の外面における、液晶部材３４が配置された領域に対応する領域にのみ配置されている。第１領域Ｚ１に対応して配置された各偏光板３６は、この第１領域Ｚ１の外形形状と略同一の外形形状を有しており、一方、第２領域Ｚ２に対応して配置された各偏光板３６は、第２領域Ｚ２の外形形状よりも一回り小さい外形形状を有している。
【００４２】
第１領域Ｚ１に対応して配置された一対の偏光板３６としては、偏光度が所定の第１基準値よりも高い偏光板が用いられる。偏光度の高い偏光板を用いることにより、カットオフラインの上下で明暗が明瞭に分かれた配光パターンを形成できる。
【００４３】
また、第２領域Ｚ２に対応して配置された一対の偏光板３６は、第１領域Ｚ１に対応して配置された一対の偏光板３６よりも偏光度が低い偏光板が用いられる。または、第２領域Ｚ２に対応して配置された一対の偏光板３６は、偏光度が所定の第２基準値よりも低いものが用いられてもよい。第２基準値は、上述の第１基準値よりも小さい値である。このような偏光板を用いることにより、第２領域Ｚ２を透過する光は、第１領域Ｚ１を通過する光ほどは強度が低下しない。
【００４４】
以上のように形成された液晶シャッタ２０は、後述する液晶制御部からの制御信号により液晶部材３４の配向が変化され、第２リフレクタ１８からの反射光の透過または遮光が制御される。以下においては、第２リフレクタ１８からの反射光を遮光するように液晶部材３４の配向を制御するモードを「遮光モード」と呼ぶ。また、第２リフレクタ１８からの反射光を透過するように液晶部材３４の配向を制御するモードを「遮光解除モード」と呼ぶ。
【００４５】
液晶シャッタ２０の第１領域Ｚ１は、ロービームでの走行時には液晶制御部からの指示により遮光モードとされ、第２リフレクタ１８からの反射光を遮蔽（図１に遮蔽された光路を二点鎖線で示す）する。一方、液晶シャッタ２０の第１領域Ｚ１は、ハイビームでの走行時には液晶制御部からの指示により遮光解除モードとされ、第２リフレクタ１８からの反射光の透過を許容する。
【００４６】
また、液晶シャッタ２０の第２領域Ｚ２は、ハイビームでの走行時およびロービームでの通常走行時には液晶制御部からの指示により遮光解除モードとされ、第２リフレクタ１８からの反射光の透過を許容する。ここで、通常走行時とは、「雨天以外の走行時」である。一方、液晶シャッタ２０の第２領域Ｚ２は、ロービームでの雨天走行時には液晶制御部からの指示により遮光モードとされ、第２リフレクタ１８からの反射光を遮蔽（図１に遮蔽された光路を二点鎖線で示す）する。なお、通常走行時と雨天走行時との判別は、雨滴センサ等により自動的に行うように構成されてもよいし、ドライバがその知覚に基づいて行うように構成されてもよい。
【００４７】
図４（ａ）（ｂ）は、本実施形態に係る車両用前照灯１０によって形成される配光パターンを説明するための図である。図４（ａ）（ｂ）は、車両用前照灯１０から照射される光により、車両前方２５ｍの位置に配置された仮想鉛直スクリーン上に形成されるロービーム用配光パターンＰＬを透視的に示している。
【００４８】
図４（ａ）は、通常走行時に形成されるロービーム用配光パターンＰＬを示しており、図４（ｂ）は、雨天走行時に形成されるロービーム用配光パターンＰＬを示している。なお、図４（ａ）において、二点鎖線で外形形状を示す配光パターンは、ハイビーム用配光パターンＰＨである。
【００４９】
ロービーム用配光パターンＰＬは、左配光のロービーム用配光パターンであって、その上端縁にカットオフラインＣＬを有している。このカットオフラインＣＬは、灯具正面方向の消点であるＨ−Ｖ点を通る鉛直線であるＶ−Ｖ線を境にして、その右側（すなわち対向車線側）が水平方向に延びるとともに、その左側（すなわち自車線側）が左斜め上方へ直線状に延びるように形成されている。
【００５０】
ロービーム用配光パターンＰＬにおいて、カットオフラインＣＬとＶ−Ｖ線との交点であるエルボ点Ｅは、Ｈ−Ｖ点の０．５°〜０．６°程度下方に位置している。これは光軸Ａｘが車両前後方向に対して０．５°〜０．６°程度下向きの方向に延びていることによるものである。そして、このロービーム用配光パターンＰＬにおいては、エルボ点Ｅをやや左寄りに囲むようにして高光度領域であるホットソーンＨＺが形成されている。
【００５１】
このロービーム用配光パターンＰＬは、第１リフレクタ１６および第２リフレクタ１８で順次反射した光源１４ａからの光によって投影レンズ１２の後側焦点面上に形成される光源１４ａの像を、投影レンズ１２によって仮想鉛直スクリーン上に反転投影することにより形成され、そのカットオフラインＣＬは、遮光モードになっている液晶シャッタ２０の第１領域Ｚ１の上端縁の反転投影像として形成されることとなる。その際、第１領域Ｚ１に位置する液晶部材３４および各偏光板３６は、その上端縁の位置が揃っているので、カットオフラインＣＬは明瞭に形成されることとなる。
【００５２】
図４（ａ）に示すように、通常走行時に形成されるロービーム用配光パターンＰＬは、そのエルボ点Ｅの右下に位置する略台形の領域Ａが、その周辺領域よりも多少暗くなっているものの、極端に暗くはなっていない。これは、本実施形態においては、第２領域Ｚ２に対応して配置された一対の偏光板３６が、第１領域Ｚ１に対応して配置された一対の偏光板３６よりも偏光度が低くなるよう形成されていることによるものである。これにより、第２領域Ｚ２における光強度の低下が抑制されるので、ロービーム用配光パターンＰＬにおける領域Ａの輝度が極端に低下する事態を回避することができる。
【００５３】
領域Ａは、その外周縁部分Ａａが、その内側の中央部分Ａ０よりも明るくなっている。これは、中央部分Ａ０が、一対の透明基板３２以外に、液晶部材３４および一対の偏光板３６を透過した光によって形成されるのに対して、外周縁部分Ａａは、液晶部材３４のみを透過した光によって形成されることによるものである。
【００５４】
なお、ロービーム用配光パターンＰＬにおける領域Ａ以外の領域は、一対の透明基板３２のみを透過した光によって形成されるので、液晶シャッタ２０が配置されているにもかかわらず、この液晶シャッタ２０によって明るさをほとんど減殺されることなく形成されることとなる。
【００５５】
図４（ｂ）に示すように、雨天走行時に形成されるロービーム用配光パターンＰＬは、領域Ａの中央部分Ａ０が暗部となる。これは、液晶シャッタ２０の第２領域Ｚ２が遮光モードになっていることによるものである、ただし、領域Ａの外周緑部分Ａａは、第２領域Ｚ２が遮光モードになっていても光が透過するので、領域Ａの周辺領域よりは多少暗いが中央部分Ａ０よりも明るくなっている。
【００５６】
図４（ｂ）において、仮想鉛直スクリーン上に破線で示す領域Ｂは、車両用前照灯１０からの照射光が、車両前方路面における領域Ａの近傍領域で正反射した場合に、その反射光によって照射される領域である。この領域Ｂは、ロービーム用配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬの上方近傍の空問に位置している。
【００５７】
雨天走行時に形成されるロービーム用配光パターンＰＬは、領域Ａの中央部分Ａ０が暗部となるので、雨に濡れた車両前方路面で正反射して領域Ｂへ向かう光は、通常走行時に形成されるロービーム用配光パターンＰＬの場合に比して大幅に低減することとなる。
【００５８】
なお、図４（ａ）に示すハイビーム用配光パターンＰＨは、液晶シャッタ２０の第１領域Ｚ１および第２領域Ｚ２が、遮光解除モードになることにより形成されるようになっている。その際にも、上記のように第２領域Ｚ２に対応して配置された一対の偏光板３６が形成されていることにより、ハイビーム用配光パターンＰＨにおける領域Ａの輝度が極端に低下する事態を回避することができる。
【００５９】
以上のように構成された車両用前照灯１０においては、第１領域Ｚ１を遮光モードにすることにより、ロービーム用配光パターンＰＬを形成することができ、一方、この第１領域Ｚ１を遮光解除モードにすることにより、ハイビーム用配光パターンＰＨを形成することができる。
【００６０】
また、ロービームにおいて、第２領域Ｚ２を遮光モードにすることにより、雨天走行時において、投影レンズ１２から出射した後、車両前方路面で反射してロービーム用配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬの上方空問へ向かう光を低減させることができ、これにより対向車ドライバのグレア防止を効果的に図ることができる。
【００６１】
その際、液晶シャッタ２０において、第１および第２領域Ｚ１、Ｚ２以外の領域には、液晶部材３４および一対の偏光板３６が配置されていないので、この領域においては、第１および第２リフレクタ１６、１８からの反射光は一対の透明基板３２を透過するのみである。このため、この領域においては第１および第２リフレクタ１６、１８からの反射光の強度がほとんど低下せず、したがってロービーム用配光パターンＰＬを十分明るいものとすることができる。
【００６２】
また、液晶シャッタ２０において、第２領域Ｚ２に対応して配置された一対の偏光板３６が、第１領域Ｚ１に対応して配置された一対の偏光板３６よりも偏光度が低くなるよう形成されているので、第２領域Ｚ２においては第１および第２リフレクタ１６、１８からの反射光の強度が極端に低下せず、ロービーム用配光パターンＰＬおよびハイビーム用配光パターンＰＨにおいて領域Ａの輝度が極端に低下する事態を回避できる。
【００６３】
しかも、このような作用効果を、第１および第２領域Ｚ１、Ｚ２の位置関係が固定された単一の液晶シャッタ２０を配置することにより得ることができる。従って、第２領域Ｚ２を正確な位置に配置することができ、これにより雨天走行時における対向車ドライバのグレア防止を効果的に図ることができる。
【００６４】
このように本実施形態によれば、液晶シャッタ２０を備えたプロジェクタ型の車両用前照灯１０において、ロービーム用配光パターンＰＬの明るさを十分に確保した上で、雨天走行時における対向車ドライバのグレア防止を効果的に図ることができる。
【００６５】
しかも本実施形態においては、単一の液晶シャッタ２０を配置することにより上記作用効果を得ることができるので、液晶シャッタ２０の採用により灯具構成の簡素化を図るという作用効果を一層高めることができる。
【００６６】
その際、本実施形態においては、第２領域Ｚ２に配置された液晶部材３４が、該第２領域Ｚ２に対応して配置された一対の偏光板３６よりもひと回り大きい外形形状に設定されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００６７】
すなわち、ロービームにおいて、第２領域Ｚ２を遮光モードにすることにより、車両前方路面には、該第２領域Ｚ２の位置に対応した位置に該第２領域Ｚ２の形状に対応した形状の領域Ａが暗部として形成されることとなる。その際、第２領域Ｚ２に配置された液晶部材３４において一対の偏光板３６の外形形状からはみ出した外周縁部分を透過した光は、液晶部材３４を透過しなかった光よりも多少強度が低下するので、車両前方路面において、この外周縁部分を透過した光が照射される部分（すなわち領域Ａの外周縁部分Ａａ）は、その周辺部分よりも多少暗くなる。このため、第２領域Ｚ２を遮光モードにしたときに車両前方路面に形成される暗部（すなわち領域Ａの中央部分Ａ０）の輪郭をぼかすことができる。そしてこれにより、車両前方路面に明瞭な暗部が形成されてしまうことによって自車ドライバに違和感を与えてしまうおそれを低減させることができる。
【００６８】
しかも本実施形態においては、第２領域Ｚ２に対応して配置された一対の偏光板３６の外形形状が略逆台形に設定されているので、その反転投影像として車両前方の仮想鉛直スクリーン上に形成される像は略台形の外形形状を有するものとなり、そして、この反転投影像は車両前方路面においては一定幅の道路形状に略沿った像として形成されることとなる。このため、第２領域Ｚ２に対応して配置される一対の偏光板３６の占有面積を必要最小限に抑えた上で、車両前方略面で反射してロービーム用配光パターンＰＬのカットオフラインＣＬの上方空間へ向かう光を効果的に低減させることができる。
【００６９】
さらに、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、その光源１４ａが、光軸Ａｘと交差する軸線Ａｘ１上に配置されており、この光源１４ａからの光を第１リフレクタ１６により光軸Ａｘへ向けて反射させるとともに、この第１リフレクタ１６からの反射光を第２リフレクタ１８により前方へ向けて反射させるように構成されているので、灯具の前後長を短くすることが可能となる。
【００７０】
その際、従来のような可動式のシェードを備えた車両用前照灯においては、シェードを駆動するアクチュエータ等を配置するためのスペースが必要となるので、光源１４ａならびに第１および第２リフレクタ１６、１８を上記のように配置したとしても、灯具の前後長をさほど短くすることはできないが、液晶シャッタ２０を備えた本実施形態に係る車両用前照灯１０においては、アクチュエータ等を配置するスペースが不要となるので、灯具の前後長を十分短くすることが可能となる。
【００７１】
しかも、本実施形態に係る車両用前照灯１０は、その光源１４ａが光軸Ａｘの下方に配置されており、また、第２リフレクタ１８が熱線透過ミラーで構成されているので、この第２リフレクタ１８からの反射光によって液晶シャッタ２０が加熱されてしまうのを効果的に抑制することができる。なお、本実施形態に係る車両用前照灯１０においては、その光源１４ａが白色発光ダイオード１４の発光ランプとして構成されているので、第２リフレクタ１８に到達する光に含まれる熱線は多くないが、その光源１４ａがハロゲンバルブのフィラメント等で構成されている場合には、このように第２リフレクタ１８を熱線透過ミラーで構成することが特に効果的である。
【００７２】
また、本実施形態に係る車両用前照灯１０においては、光源として発光ダイオードを用いている。発光ダイオードなどの半導体発光素子は、発熱が少ないため、液晶シャッタ２０の長寿命化を図ることができる。また、半導体発光素子は小型の光源であるため、車両用前照灯１０を小型化することができる。
【００７３】
本実施形態に係る車両用前照灯１０において、液晶シャッタ２０の第２領域Ｚ２を利用して、車両前方路面に画像を表示してもよい。図５は、車両前方路面における領域Ａに、ナビゲーションを目的として、車両の進行方向を表す矢印の画像５００を表示した様子を示す。このような画像５００は、外部からの画像信号に基づいて第２領域Ｚ２の液晶部材３４の配向を変化させることにより表示できる。なお、画像５００の種類は特に限定されない。
【００７４】
このような画像５００は、図５（ａ）に示す通常走行時に形成されるロービーム用配光パターンＰＬおよびハイビーム用配光パターンＰＨの場合も、図５（ｂ）に示す雨天走行時に形成されるロービーム用配光パターンＰＬの場合も表示させることができる。図４（ａ）の場合には、領域Ａ全体が明るくなっているが、画像５００の部分だけより輝度を高くしたり、色を変えたりすることにより画像５００を視認可能である。また、図５（ｂ）の場合には、画像５００を形成するための光が正反射して領域Ｂに向かうおそれがあるが、画像５００が領域Ａ全体に表示されるような大きな画像でない限り領域Ｂに向かう光は限定的であり、対向車ドライバへのグレアは大きな問題とはならない。
【００７５】
図６は、本発明の実施形態に係る車両用前照灯システムを説明するための機能ブロック図である。図６に示すように、この車両用前照灯システム１００は、左側車両用前照灯１０Ｌと、右側車両用前照灯１０Ｒと、左側車両用前照灯１０Ｌおよび右側車両用前照灯１０Ｒの点灯を制御する制御装置４１０と、車両の進行方向情報を提供するナビゲーションシステム４２０と、雨滴情報を検出する雨滴センサ４２２と、ハイビームまたはロービームのオンオフを切り替えるライトスイッチ４２４とを備える。
【００７６】
左側車両用前照灯１０Ｌおよび右側車両用前照灯１０Ｒは、上述した車両用前照灯１０を用いることができる。
【００７７】
制御装置４１０は、ＬＥＤ制御部４１２と、液晶制御部４１４と、画像補正部４１６とを備える。また、制御装置４１０には、ナビゲーションシステム４２０と、雨滴センサ４２２と、ライトスイッチ４２４とが接続されている。図６においては、制御装置４１０は、左側車両用前照灯１０Ｌおよび右側車両用前照灯１０Ｒの外部に構成されているが、左側車両用前照灯１０Ｌおよび左側車両用前照灯１０Ｌにそれぞれ組み込まれて構成されてもよい。
【００７８】
ＬＥＤ制御部４１２は、ライトスイッチ４２４からの信号に基づいて、左側車両用前照灯１０Ｌおよび右側車両用前照灯１０Ｒの白色発光ダイオード１４をオンオフする。
【００７９】
液晶制御部４１４は、ナビゲーションシステム４２０、雨滴センサ４２２、およびライトスイッチ４２３からの信号に基づき、左右の車両用前照灯１０の液晶シャッタ２０を制御する。
【００８０】
具体的には、ライトスイッチ４２３からハイビームの点灯が指示された場合、液晶制御部４１４は、液晶シャッタ２０の第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２を共に遮光解除モードとする。また、ライトスイッチ４２３からロービームの点灯が指示された場合、液晶制御部４１４は、液晶シャッタ２０の第１領域Ｚ１を遮光モードとするとともに、第２領域Ｚ２を遮光解除モードとする。その際、雨滴センサ４２２により雨滴情報が検出された場合、液晶制御部４１４は、液晶シャッタ２０の第２領域Ｚ２を遮光モードとする。さらに、ナビゲーションシステム４２０から車両の進行方向情報が提供された場合、液晶制御部４１４は、液晶シャッタ２０の第２領域Ｚ２を利用して、車両前方路面に車両の進行方向を表す矢印の画像を表示する。
【００８１】
画像補正部４１６は、左右の車両用前照灯の間隔差により生じる画像のずれを補正する。左側車両用前照灯１０Ｌと右側車両用前照灯１０Ｒは、車幅方向において間隔をあけて配置されるので、左側車両用前照灯１０Ｌと右側車両用前照灯１０Ｒにおいて同じように光を照射した場合には車両前方路面に表示される画像にずれが生じてしまう。画像補正部４１６は、このずれが生じないよう左側車両用前照灯１０Ｌおよび右側車両用前照灯１０Ｒにそれぞれ送られる画像信号を補正する。これにより、明瞭な画像を表示することができる。
【００８２】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００８３】
上述の実施形態では、光源として白色発光ダイオード１４を用いたが、光源の種類は特に限定されるものではなく、例えば、放電バルブの発光部やハロゲンバルブのフィラメント等が採用可能である。
【００８４】
また、上述の実施形態では、第１リフレクタ１６、第２リフレクタ１８および投影レンズ１２を用いた光学系を例示したが、光学系の構成は特に限定されない。
【符号の説明】
【００８５】
１０  車両用前照灯、  １２  投影レンズ、  １４ａ  光源、  １４  白色発光ダイオード、  １６  第１リフレクタ、  １８  第２リフレクタ、  ２０  液晶シャッタ、  ２２，２４，２６  ホルダ、  ３２  透明基板、  ３４  液晶部材、  ３６  偏光板、  １００  車両用前照灯システム、  ４１０  制御装置、  ４１２  ＬＥＤ制御部、  ４１４  液晶制御部、  ４１６  画像補正部、  ４２０  ナビゲーションシステム、  ４２２  雨滴センサ、  ４２３  ライトスイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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