(57)【要約】【課題】大型化及び構造の複雑化を抑制しながらその配光特性を変化させることができる照明装置、車両用ヘッドライト及び車両を提供する。【解決手段】照明装置５は、光源６と、光源６から出射された光の配光特性を変更可能に構成された高分子分散型の液晶素子１０と、液晶素子１０の動作を制御する制御部７と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された光の配光特性を変更可能に構成された高分子分散型の液晶素子と、
前記液晶素子の動作を制御する制御部と、を備えた照明装置。
【請求項２】
前記光源は、レーザ光源又はＬＥＤ光源である、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記液晶素子は、相対的に低いヘイズ値を有する透過状態と、相対的に高いヘイズ値を有する散乱状態と、に切換え可能に構成されている、請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記散乱状態における、前記液晶素子の法線方向に沿って前記液晶素子へ入射した光の平行光線透過率をＴ１とし、
前記透過状態における、前記液晶素子の法線方向に沿って前記液晶素子へ入射した光の平行光線透過率をＴ２としたときに、
Ｔ１のＴ２に対する比（Ｔ１／Ｔ２）は、０．１以下である、請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記散乱状態において、
前記液晶素子の法線方向に沿って前記液晶素子へ入射した光の前記法線方向に沿った透過率をＴ０とし、
前記法線方向に沿って前記液晶素子へ入射した光の前記法線方向と３０°の角度をなす方向への透過率をＴ３０としたときに、
Ｔ３０のＴ０に対する比（Ｔ３０／Ｔ０）は、０．５以上である、請求項３又は４に記載の照明装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の照明装置を備えた車両用ヘッドライト。
【請求項７】
請求項６に記載の車両用ヘッドライトを備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、照明装置を備えた車両用ヘッドライト、及び、車両用ヘッドライトを備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源を備えた照明装置において、所望の照明効果を得るために、当該照明装置から出射される照明光における配光特性を変化させることが行われている。具体的には、照明装置において、光源を移動させたり、複数の光源のＯＮ／ＯＦＦを切り換えたりして、その配光特性を変化させることが行われている。
【０００３】
例えば特許文献１には、車両に搭載される照明装置であって、第１光源及び第２光源の二つの光源を備えた照明装置が開示されている。この照明装置では、第１光源から出射された光が車両前方の路面上にロービームパターンを形成する。また、第２光源から出射された光が車両前方の路面上にハイビームパターンの一部を形成する。そして、第１光源から出射された光と、第２光源から出射された光とにより、ハイビームパターンが形成される。すなわち、特許文献１に開示された技術では、第１光源及び第２光源のうち、第２光源のＯＮ／ＯＦＦを切り換えることにより、車両前方の路面上における配光パターンを、ロービームパターンとハイビームパターンとの間で変化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２０９００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
照明装置において、光源を移動させてその配光特性を変化させる場合、照明装置に光源を移動させるための駆動装置を設ける必要があり、照明装置の構造が複雑化するとともに、照明装置が大型化し重量も増大する。また、特許文献１に開示された技術のように、照明装置に複数の光源を設け、当該複数の光源のＯＮ／ＯＦＦを切り換えてその配光特性を変化させる場合、照明装置に必要な光源の数が増加することから、当該複数の光源を組み付けるための空間及び構造体が必要になる。したがって、この場合にも照明装置の構造が複雑化するとともに、照明装置が大型化し重量も増大する。
【０００６】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、大型化及び構造の複雑化を抑制しながらその配光特性を変化させることができる照明装置、車両用ヘッドライト及び車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の照明装置は、
光源と、
前記光源から出射された光の配光特性を変更可能に構成された高分子分散型の液晶素子と、
前記液晶素子の動作を制御する制御部と、を備える。
【０００８】
本発明の照明装置において、
前記光源は、レーザ光源又はＬＥＤ光源であってもよい。
【０００９】
本発明の照明装置において、
前記液晶素子は、相対的に低いヘイズ値を有する透過状態と、相対的に高いヘイズ値を有する散乱状態と、に切換え可能に構成されていてもよい。
【００１０】
本発明の照明装置において、
前記散乱状態における、前記液晶素子の法線方向に沿って前記液晶素子へ入射した光の平行光線透過率をＴ１とし、
前記透過状態における、前記液晶素子の法線方向に沿って前記液晶素子へ入射した光の平行光線透過率をＴ２としたときに、
Ｔ１のＴ２に対する比（Ｔ１／Ｔ２）は、０．１以下であってもよい。
【００１１】
本発明の照明装置において、
前記散乱状態において、
前記液晶素子の法線方向に沿って前記液晶素子へ入射した光の前記法線方向に沿った透過率をＴ０とし、
前記法線方向に沿って前記液晶素子へ入射した光の前記法線方向と３０°の角度をなす方向への透過率をＴ３０としたときに、
Ｔ３０のＴ０に対する比（Ｔ３０／Ｔ０）は、０．５以上であってもよい。
【００１２】
本発明の車両用ヘッドライトは、上述の照明装置を備える。
【００１３】
本発明の車両は、上述の車両用ヘッドライトを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、大型化及び構造の複雑化を抑制しながらその配光特性を変化させることができる照明装置、車両用ヘッドライト及び車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明による一実施の形態を説明するための図であって、照明装置を概略的に示す斜視図である。
【図２】図２は、照明装置の液晶素子を示す図であって、電界無印加時における液晶素子の断面を部分的に示す図である。
【図３】図３は、電界印加時における液晶素子の断面を部分的に示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、照明装置の透過状態における照度分布の一例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、照明装置の拡散状態における照度分布の一例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、従来技術における照明装置のハイビーム状態における照度分布を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、従来技術における照明装置のロービーム状態における照度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００１７】
本明細書において、「板」、「シート」、「フィルム」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「板」は「シート」や「フィルム」と呼ばれ得るような部材をも含む概念であり、したがって、例えば、「支持板」は、「支持シート」や「支持フィルム」と呼ばれる部材と、呼称の違いのみにおいて区別され得ない。
【００１８】
また、「板面（シート面、フィルム面）」とは、対象となる板状（シート状、フィルム状）の部材を全体的かつ大局的に見た場合において対象となる板状部材（シート状部材、フィルム状部材）の平面方向と一致する面のことを指す。また、板状（シート状、フィルム状）の部材に対して用いる法線方向とは、当該部材の板面（シート面、フィルム面）に対する法線方向のことを指す。
【００１９】
さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
【００２０】
図１〜図４Ｂは本発明による一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は照明装置を概略的に示す図であり、図２は、照明装置の液晶素子を示す図であって、電界無印加時における液晶素子の断面を示す図であり、図３は、電界印加時における液晶素子の断面を示す図である。
【００２１】
以下に説明する本実施の形態では、照明装置５が車両１のヘッドライト（車両用ヘッドライト）３に組み込まれる例について説明する。しかし、これに限られず、照明装置５は、車両に設けられた他の照明器具に組み込まれて用いられてもよいし、車両に設けられた照明器具以外の他の照明器具に組み込まれて用いられてもよい。とりわけ本発明の照明装置５は、所望の照明効果を得るために、当該照明装置５から出射される照明光における配光特性を変化させることが望まれる照明装置に、好適に用いられ得る。
【００２２】
図１に示されているように、本実施の形態の照明装置５は、光源６と、液晶素子１０と、液晶素子１０の動作を制御する制御部７と、を備えている。液晶素子１０は、高分子分散型の液晶素子であり、光源６から出射された照明光Ｌ１の配光特性を変更可能に構成されている。とりわけ、液晶素子１０は、相対的に低いヘイズ値を有する透過状態と、相対的に高いヘイズ値を有する散乱状態と、にその状態を切換え可能に構成されている。
【００２３】
光源６は、特に限定されることなく種々の態様で構成され得るが、本実施の形態では、光源６として、レーザ光源又はＬＥＤ（発光ダイオード）光源を用いることができる。光源６から出射した照明光Ｌ１は、液晶素子１０を透過して、所定の配光パターンで被照明領域を照明する。図１に示された例では、光源６は、ＬＥＤ光源で構成されている。光源６は、出光面６ａを有しており、出光面６ａを介して光源６から照明光Ｌ１が出射される。図示された例では、液晶素子１０は、光源６の出光面６ａと対面するように配置されている。したがって、光源６の出光面６ａから出射された照明光Ｌ１は、鏡やレンズ等の他の光学素子を介することなく液晶素子１０に入射する。ただし、これに限られず、光源６の出光面６ａから出射された照明光Ｌ１が、鏡やレンズ等の他の光学素子を介して液晶素子１０に入射するようにしてもよい。
【００２４】
制御部７は、液晶素子１０の後述の透明導電層１４，１６に対する印加電圧を制御することにより、液晶素子１０を透過状態と散乱状態とに切替え制御する。液晶素子１０が透過状態と散乱状態との間で切り替えられることにより、被照明領域における配光パターンが変化する。すなわち、制御部７による液晶素子１０の制御により、照明装置５の配光特性が変化する。制御部７は、一例としてスイッチ８と図示しないＣＰＵとを備える。図２及び図３に示された例では、スイッチ８は電源９と接続されており、スイッチ８が閉じる（入る）ことにより、電源９から透明導電層１４，１６に対して電圧が印加され、スイッチ８が開く（切れる）ことにより、電源９からの透明導電層１４，１６に対する電圧の印加が停止される。ＣＰＵは、例えば車両の乗員の操作により生じた入力信号に応じて、スイッチ８の開閉を制御する。
【００２５】
次に、液晶素子１０について説明する。図２及び図３に示されているように、液晶素子１０は、第１支持板１１と、第１支持板１１と対向して配置された第２支持板１２と、第１支持板１１と第２支持板１２との間に配置された高分子分散型液晶層（以下、液晶層ともいう）２０とを備えている。
【００２６】
第１支持板１１及び第２支持板１２は、液晶層２０を支持し、液晶層２０に電界を印加する機能を有する。第１支持板１１は、第１基材１３と、第１基材１３上に設けられた第１透明導電層１４とを有している。また、第２支持板１２は、第２基材１５と、第２基材１５上に設けられた第２透明導電層１６とを有している。図示された例では、第１透明導電層１４と第２透明導電層１６とが互いに対面するようにして、第１支持板１１と第２支持板１２とが対向して配置されている。したがって、図示された例では、第１基材１３、第１透明導電層１４、液晶層２０、第２透明導電層１６及び第２基材１５が、この順に積層されている。
【００２７】
支持板１１，１２の基材１３，１５は、透明導電層１４，１６を支持する支持体として機能する。基材１３，１５の材料としては、特に限定されることなく、例えば可撓性を有する各種の透明なフィルム材を用いることができる。具体的には、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）等のポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン樹脂、トリアセチルセルロース（三酢酸セルロース：ＴＡＣ）等のセルロース系樹脂、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂などを含有するフィルム材を用いることができる。また、基材１３，１５の厚みとしては、例えば２０μｍ以上３００μｍ以下のものを用いることができ、好ましくは５０μｍ以上１５０μｍ以下のものを用いることができる。
【００２８】
透明導電層１４，１６は、電源９からの電圧が印加されることにより液晶層２０に電界を印加し、これにより液晶層２０に含まれる液晶材料２２を駆動する電極として機能する。ここで、液晶材料２２を「駆動」するとは、液晶材料２２に含まれる液晶分子２５の向きを変化させることを意味する。例えば、透明導電層１４，１６を用いて液晶層２０に対して電界を印加することにより、液晶層２０の液晶材料２２に含まれる液晶分子２５の配向方向を変化させることができる。
【００２９】
透明導電層１４，１６としては、液晶層２０に電界を印加することが可能であって、透明と知覚される種々の構成のものを適用することができる。例えば、透明導電材であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＺＯ（Aluminum-doped Zinc Oxide）、ＧＺＯ（Gallium-doped Zinc Oxide）、ＡＴＯ（Antimony Tin Oxide）、ＺＮＯ（Zinc Oxide）等の金属酸化物のほか、導電性高分子膜、銀ナノワイヤー、カーボンナノチューブ等を含有する材料を用いることができる。透明導電層１４，１６におけるシート抵抗及び透過率は特に限定されないが、例えば、シート抵抗を１００Ω／□以上３００Ω／□以下、透過率を８５％以上とすることができる。
【００３０】
液晶層２０は、透明導電層１４，１６による電界の印加状態に応じて、照明光Ｌ１の配光特性を変化させる機能を有する。液晶層２０は、高分子分散型液晶により形成されている。高分子分散型液晶としては、一例として透明な高分子材料の中に液晶の液滴を分散させたもの（ＰＤＬＣ：Polymer Dispersed Liquid Crystal）、液晶の連続層の中に高分子樹脂のネットワークが形成されたポリマーネットワーク型液晶（ＰＮＬＣ：Polymer Network Liquid Crystal）、コレステリック液晶を用いた高分子安定型コレステリック液晶（ＰＳＣＴ：Polymer Stabilized Cholesteric Texture）を挙げることができるが、これに限られない。本実施の形態では、図２に示されているように、液晶層２０が、ポリマーマトリックス２１と、ポリマーマトリックス２１中に分散された液晶材料２２とを含むＰＤＬＣにより形成された例について説明する。なお、液晶層２０には、第１支持板１１と第２支持板１２との間隔を所定の間隔に保つためのスペーサが含まれてもよい。スペーサとしては、例えば透明樹脂からなる球状のビーズスペーサを用いることができる。
【００３１】
図２に示された液晶層２０は、一例として、重合性を有するモノマー、光重合開始剤、重合基を有しない液晶材料２２を混合して液晶混合材料２７を作製し、この液晶混合材料２７中のモノマーが光重合する際に液晶材料２２を相分離させることにより形成することができる。これにより、重合したモノマーから液晶層２０のポリマーマトリックス２１が形成され、該ポリマーマトリックス２１中に液晶材料２２が分散される。
【００３２】
液晶材料２２は、長手方向を有する液晶分子２５を含み、重合基を有しない液状の材料である。液晶分子２５は、その形状に対応した屈折率異方性を有している。すなわち、液晶分子２５の長手方向に直交する方向での屈折率と、液晶分子２５の長手方向に平行な方向での屈折率とは異なっている。このような液晶材料２２としては、特に限られないがネマティック材料等の液晶材料を用いることができる。具体的には、液晶材料２２として、例えばメルク社製のＥ７等のネマティック材料等を用いることができる。また、重合性を有するモノマーとしては、液晶材料２２を相分離させることが可能でかつ光透過性の高い材料であればよく、単官能、多官能いずれの重合性モノマー（重合性基）を有する樹脂をも使用することができる。このような樹脂としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート等の単官能（メタ）アクリレート類、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレート類等が挙げられる。なお、（メタ）アクリレートとの表記は、アクリレート又はメタクリレートを意味する。また、アクリル系以外にも、カチオン重合性モノマーとして、３，４−エポキシシクロヘキセニルメチル−３’，４’−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート等の脂環式エポキシド類、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル類等を用いることもできる。これら重合性モノマーは、要求される性能、塗布適性等に応じて、１種類単独で又は２種類以上を併用して用いることができる。
【００３３】
光重合開始剤としては、特に限られることなく様々な光重合開始剤を使用することができる。例えば、ベンゾイン及びそのアルキルエーテル化物、ベンジルケタール類、アセトフェノン類を用いることができる。アセトフェノン類としては、例えばヒドロキシアセトフェノン、アミノアセトフェノン、ジアルコキシアセトフェノン、ハロゲン化アセトフェノン等を用いることができる。これらの光重合開始剤は、例えば、ＢＡＳＦ社製のイルガキュア（登録商標）９０７、イルガキュア６５１、イルガキュア１８４等の商品が市販されており、これらを単独で、あるいは混合して用いることができる。
【００３４】
なお、液晶素子１０の周縁部に封止材を設けるようにしてもよい。とりわけ液晶層２０の周縁部を覆うようにして封止材を設けることにより、液晶層２０、とりわけ液晶材料２２、が漏れ出すことを防止することができる。このため、液晶素子１０の周縁部に封止材を設ける場合、封止材は、液晶素子１０の板面への法線方向からの観察において、すなわち平面視において、液晶層２０を取り囲む形状を有していることが好ましい。封止材の材料としては、例えば液晶層２０のポリマーマトリックス２１をなす樹脂と同様のものを用いることができる。
【００３５】
図２及び図３に示された例では、液晶素子１０は、ノーマルタイプの液晶素子で構成されており、液晶材料２２として、ポジ型の液晶分子２５を含む液晶材料が使用されている。この場合、図２に示されているように、透明導電層１４，１６へ電源９から電圧を印加するためのスイッチ８が開いた状態（切れた状態）、すなわち透明導電層１４，１６により液晶層２０に電界が印加されていない状態において、液晶分子２５の向きは不規則となる。この状態において、液晶素子１０へ入射した光は、その進行方向を大きく曲げられて散乱する。すなわち、液晶分子２５が配向されていない状態において、液晶素子１０は散乱状態（高ヘイズ状態）となる。このとき、液晶素子１０は白濁した状態となり、液晶素子１０を透過する光の直進性が低くなる。
【００３６】
その一方、図３に示されているように、スイッチ８が閉じる（入る）と、すなわち透明導電層１４，１６により液晶層２０に電界が印加されると、液晶材料２２に含まれる液晶分子２５は、特定の方向に沿うように、とりわけ本実施の形態では液晶層２０の法線方向に沿うように、配向される。このとき、液晶材料２２の屈折率とポリマーマトリックス２１の屈折率とが揃う。この状態において、液晶素子１０へ入射した光は、進行方向を大きく曲げることなく、液晶素子１０を透過することができる。すなわち、液晶分子２５が配向されている状態において、液晶素子１０は透過状態（低ヘイズ状態）となる。この状態において、液晶素子１０は透明な状態となり、液晶素子１０を透過する光の直進性が高くなる。
【００３７】
このように、本実施の形態の液晶素子１０では、制御部７によって制御された、透明導電層１４，１６による液晶層２０への電界の印加及び無印加に応じて、液晶素子１０を透過状態及び散乱状態の間で切り替えることができる。したがって、液晶素子１０を透過する光の直進性を容易に変更することが可能となる。すなわち、本実施の形態の液晶素子１０は、制御部７による制御により、光源６から出射された照明光Ｌ１の配光特性を変化させることができる。
【００３８】
なお、これに限られず、液晶素子１０として、リバースタイプの液晶素子を用いてもよい。リバースタイプの液晶素子１０では、液晶材料２２として、ネガ型の液晶分子２５を含む液晶材料が使用される。この場合、透明導電層１４，１６へ電源９から電圧を印加するためのスイッチ８が開いた状態（切れた状態）、すなわち透明導電層１４，１６により液晶層２０に電界が印加されていない状態において、液晶分子２５は、特定の方向に沿うように、例えば液晶層２０の法線方向に沿うように、配向される。このとき、液晶材料２２の屈折率とポリマーマトリックス２１の屈折率とが揃う。この状態において、液晶素子１０へ入射した光は、進行方向を大きく曲げることなく、液晶素子１０を透過することができる。すなわち、液晶分子２５が配向されている状態において、液晶素子１０は透過状態（低ヘイズ状態）となる。この状態において、液晶素子１０は透明な状態となり、液晶素子１０を透過する光の直進性が高くなる。
【００３９】
その一方、スイッチ８が閉じる（入る）と、すなわち透明導電層１４，１６により液晶層２０に電界が印加されると、液晶材料２２に含まれる液晶分子２５は、その配向方向を不規則的に変化させる。この状態において、液晶素子１０へ入射した光は、その進行方向を大きく曲げられて散乱する。すなわち、液晶分子２５が配向されていない状態において、液晶素子１０は散乱状態（高ヘイズ状態）となる。このとき、液晶素子１０は白濁した状態となり、液晶素子１０を透過する光の直進性が低くなる。
【００４０】
次に、本実施の形態の照明装置５の一例として、車両１のヘッドライト３に組み込まれた照明装置５の動作について説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、本実施の形態の照明装置５の動作について説明する図である。このうち図４Ａは、照明装置５の透過状態における照度分布の一例を示す図であり、図４Ｂは、照明装置５の拡散状態における照度分布の一例を示す図である。また、図５Ａは、従来技術における照明装置１０５のハイビーム状態における照度分布を示す図であり、図５Ｂは、従来技術における照明装置１０５のロービーム状態における照度分布を示す図である。図４Ａ〜図５Ｂでは、車両１，１０１のヘッドライト３，１０３に組み込まれた照明装置５，１０５から車両１，１０１の前方（図４Ａ〜図５Ｂでは右方）へ向けて、照明光が出射されている。図４Ａ〜図５Ｂには、この照明光による、ヘッドライト３，１０３から車両１，１０１の前方へ距離Ｄだけ離間した位置における照度分布が模式的にグラフで示されている。このグラフにおいて、縦軸（図の上下方向の軸）は、路面からの高さ位置を示し、横軸（図の左右方向の軸）は、各高さ位置における照度を示している。このグラフでは、横軸に沿って左に行くほど照度が高いことを示している。なお、図において、一点鎖線は、照明装置５，１０５から出射された照明光の光軸を示している。また、図４Ａ〜図５Ｂでは、高さ方向の照度分布のみが示されているが、ヘッドライト３，１０３から出射された照明光は、車両１，１０１の幅方向にも同様の分布を示す。
【００４１】
図５Ａに示されているように、従来技術では、ハイビーム状態において、ヘッドライト１０３から出射された照明光は、比較的狭い角度範囲を有して車両１０１の前方へ向かう。このとき、ヘッドライト１０３から車両１０１の前方へ距離Ｄだけ離間した位置における照度は、光軸に対応する位置を中心とした狭い範囲内に、高いピーク照度を有して分布する。すなわち、ハイビーム状態においては、ヘッドライト１０３から出射された照明光が対向車や先行車の乗員（例えば運転者）又は歩行者から視認されると、その強い光によって当該乗員又は歩行者が眩惑される。本明細書において、対向車とは、車両１０１の前方から車両１０１側へ、車両１０１の進行する向きと反対向きに進行する車両を指し、先行車とは、車両１０１の前方を車両１０１の進行する向きと同じ向きに進行する車両を指す。
【００４２】
そこで、図５Ｂに示されているように、ヘッドライト１０３から出射された照明光の光軸を下方に向けて、ヘッドライト１０３をロービーム状態にすると、照明光の照度分布は、ハイビーム状態におけるピーク照度と同一のピーク照度を有しながら、全体的に下方へ移動する。これにより、照明光が対向車や先行車の乗員又は歩行者から視認されにくくし、当該乗員又は歩行者が眩惑されることを抑制することができる。
【００４３】
ただし、従来技術では、車両１０１のヘッドライト１０３に組み込まれた照明装置１０５において、光源を移動させたり、複数の光源のＯＮ／ＯＦＦを切り換えたりして、その配光特性を変化させている。したがって、図５Ａ及び図５Ｂに示した従来技術においては、照明装置１０５に光源を移動させるための駆動装置を設ける必要があり、照明装置１０５の構造が複雑化するとともに、照明装置１０５が大型化し重量も増大していた。また、照明装置１０５に複数の光源を設け、当該複数の光源のＯＮ／ＯＦＦを切り換えてその配光特性を変化させる場合、照明装置１０５に必要な光源の数が増加することから、当該複数の光源を組み付けるための空間及び構造体が必要になっていた。したがって、この場合にも照明装置１０５の構造が複雑化するとともに、照明装置１０５が大型化し重量も増大していた。
【００４４】
本実施の形態の照明装置５が組み込まれたヘッドライト３を備えた車両１では、液晶素子１０の透過状態（図３参照）において、図４Ａに示されているように、ヘッドライト３から出射された照明光は、従来技術におけるハイビーム状態と同様に、比較的狭い角度範囲を有して車両１の前方へ向かう。このとき、ヘッドライト３から車両１の前方へ距離Ｄだけ離間した位置における照度は、光軸に対応する位置を中心とした狭い範囲内に、高いピーク照度を有して分布する。
【００４５】
制御部７の制御により、液晶素子１０が散乱状態（図２参照）に変更されると、液晶素子１０で散乱された照明光は、図４Ｂに示されるように、液晶素子１０の透過状態における照明光の出射角度範囲（図４Ａ参照）よりも広い角度範囲を有して車両１の前方へ向かう。このとき、ヘッドライト３から車両１の前方へ距離Ｄだけ離間した位置における照度は、光軸に対応する位置を中心とした広い範囲にわたって、相対的に低いピーク照度を有して分布する。
【００４６】
この場合、照明装置５の光源６を移動させることにより光源６から出射された光の配光特性を変更する必要がないので、照明装置５から光源６を移動させるための駆動装置を省略することが可能になり、照明装置５の構造の複雑化並びに照明装置５の大型化及び重量の増大を効果的に抑制することができる。また、照明装置５に複数の光源６を設ける必要がないので、照明装置５に必要な光源６の数を抑制することができる。すなわち、当該複数の光源６を組み付けるための空間及び構造体を省略することができる。したがって、この点においても、照明装置５の構造の複雑化並びに照明装置５の大型化及び重量の増大を効果的に抑制することができる。なお、液晶素子１０及び制御部７の重量及び寸法は、照明装置５から光源６を移動させるための駆動装置の重量及び寸法や、複数の光源６を組み付けるための構造体の重量及び寸法と比較して、小さくすることが可能である。
【００４７】
また、液晶素子１０の散乱状態において照明装置５から出射された照明光（図４Ｂ参照）は低いピーク照度を有していることから、照明光が対向車や先行車の乗員又は歩行者から視認されたとしても、当該乗員又は歩行者が眩惑されることを効果的に抑制することができる。また、液晶素子１０の散乱状態において照明装置５から出射された照明光は、従来技術におけるロービーム状態での照明光の出射角度範囲（図５Ｂ参照）よりも広い角度範囲を有して車両１の前方へ向かうことから、照明光により照明可能な範囲を大きくすることができ、これにより、車両１の乗員が広い範囲にわたって歩行者や道路標識等を視認することを可能にする。したがって、対向車や先行車の乗員又は歩行者を眩惑させることなく、歩行者や道路標識等を早期に発見することが可能になる。
【００４８】
本実施の形態の照明装置５は、光源６と、光源６から出射された光の配光特性を変更可能に構成された高分子分散型の液晶素子１０と、液晶素子１０の動作を制御する制御部７と、を備える。
【００４９】
このような照明装置５によれば、制御部７に制御された高分子分散型の液晶素子１０により、光源６から出射された光の配光特性を変更することができる。とりわけ本実施の形態の照明装置５では、光源６を移動させることにより光源６から出射された光の配光特性を変更する必要がないので、照明装置５から光源６を移動させるための駆動装置を省略することが可能になり、照明装置５の構造の複雑化並びに照明装置５の大型化及び重量の増大を効果的に抑制することができる。また、本実施の形態の照明装置５では、複数の光源６を設ける必要がないので、照明装置５に必要な光源６の数を抑制することができる。すなわち、当該複数の光源６を組み付けるための空間及び構造体を省略することができる。したがって、この点においても、照明装置５の構造の複雑化並びに照明装置５の大型化及び重量の増大を効果的に抑制することができる。
【００５０】
本実施の形態の照明装置５では、光源６は、レーザ光源又はＬＥＤ光源である。
【００５１】
レーザ光源及びＬＥＤ光源から出射される光は、比較的狭い角度範囲を有して進行する。換言すると、レーザ光源及びＬＥＤ光源から出射される光は、高い直進性を有している。レーザ光源又はＬＥＤ光源を用いた照明装置に、本実施の形態の照明装置５を適用することにより、照明装置５の構造の複雑化並びに照明装置５の大型化及び重量の増大を抑制しながら、レーザ光源及びＬＥＤ光源から出射される、高い直進性を有する照明光の配光特性を、容易に変更することができる。
【００５２】
本実施の形態の照明装置５では、液晶素子１０は、相対的に低いヘイズ値を有する透過状態と、相対的に高いヘイズ値を有する散乱状態と、に切換え可能に構成されている。
【００５３】
このような照明装置５によれば、被照明領域を照明する照明光の配光パターンを、光源６から出射する照明光の配光パターンに対応した配光パターンと、光源６から出射する照明光を散乱させた配光パターンと、の間で変更することができる。とりわけ、本実施の形態の照明装置５では、液晶素子１０の透過状態（図３参照）において、照明装置５から出射された照明光は、比較的狭い角度範囲を有して被照明領域を照明する。このとき、被照明領域における照度は、照明光の光軸に対応する位置を中心とした狭い範囲内に、高いピーク照度を有して分布する。その一方、液晶素子１０が散乱状態（図２参照）に変更されると、液晶素子１０で散乱された照明光は、液晶素子１０の透過状態における照明光の出射角度範囲よりも広い角度範囲を有して被照明領域を照明する。このとき、被照明領域における照度は、照明光の光軸に対応する位置を中心とした広い範囲にわたって、相対的に低いピーク照度を有して分布する。
【００５４】
したがって、このような照明装置５によれば、液晶素子１０を、相対的に低いヘイズ値を有する透過状態と、相対的に高いヘイズ値を有する散乱状態と、に切換え可能に構成することにより、照明装置５から出射される照明光の配光パターンを、液晶素子１０の透過状態における、高いピーク照度を有して遠方まで照明可能な配光パターンと、液晶素子１０の散乱状態における、低いピーク照度を有して照明光の観察者を眩惑させることを抑制可能且つ広範囲を照明可能な配光パターンと、に切り換えることができる。
【００５５】
本実施の形態の車両用ヘッドライト３は、上述の照明装置５を備える。
【００５６】
本実施の形態の車両１は、上述の車両用ヘッドライト３を備える。
【００５７】
このような車両用ヘッドライト３及び車両１によれば、液晶素子１０の散乱状態においてヘッドライト３から出射された照明光（図４Ｂ参照）は低いピーク照度を有していることから、照明光が対向車や先行車の乗員又は歩行者から視認されたとしても、当該乗員又は歩行者が眩惑されることを効果的に抑制することができる。また、液晶素子１０の散乱状態においてヘッドライト３から出射された照明光は、従来技術におけるロービーム状態での照明光の出射角度範囲（図５Ｂ参照）よりも広い角度範囲を有して車両１の前方へ向かうことから、照明光により照明可能な範囲を大きくすることができ、これにより、車両１の乗員が広い範囲にわたって歩行者や道路標識等を視認することを可能にする。したがって、対向車や先行車の乗員又は歩行者を眩惑させることなく、歩行者や道路標識等を早期に発見することが可能になる。
【００５８】
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、必要に応じて図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明及び以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述した実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。
【００５９】
上述した照明装置５において、液晶素子１０の散乱状態における、液晶素子１０の法線方向に沿って液晶素子１０へ入射した光の平行光線透過率をＴ１とし、透過状態における、液晶素子１０の法線方向に沿って液晶素子１０へ入射した光の平行光線透過率をＴ２としたときに、Ｔ１のＴ２に対する比（Ｔ１／Ｔ２）は、０．１以下であってもよい。
【００６０】
このような照明装置５によれば、液晶素子１０の散乱状態において、光源６から出射された照明光を十分に拡散させることができる。これにより、この照明光の観察者を眩惑させることをより効果的に抑制することが可能になる。
【００６１】
また、Ｔ１のＴ２に対する比（Ｔ１／Ｔ２）は、０．１以下の範囲において任意に調整可能に構成されてもよい。
【００６２】
他の変形例として、上述した照明装置５において、散乱状態において、液晶素子１０の法線方向に沿って液晶素子１０へ入射した光の法線方向に沿った透過率をＴ０とし、法線方向に沿って液晶素子１０へ入射した光の法線方向と３０°の角度をなす方向への透過率をＴ３０としたときに、Ｔ３０のＴ０に対する比（Ｔ３０／Ｔ０）は、０．５以上であってもよい。
【００６３】
このような照明装置５によっても、液晶素子１０の散乱状態において、光源６から出射された照明光を十分に拡散させることができる。これにより、この照明光の観察者を眩惑させることをより効果的に抑制することが可能になる。
【００６４】
さらに他の変形例として、上述した照明装置５において、光源６の出光面６ａの面積のうち５０％以上の面積が、液晶素子１０の法線方向に沿って液晶素子１０に投影されてもよい。
【００６５】
例えば、液晶素子１０が光源６に近接している場合、液晶素子１０の面積は、出光面６ａの面積より小さくてもよい。液晶素子が光源部から離間している場合には、光源６から出射される照明光の投影面積は、液晶素子１０の面積より大きくなってもよい。本変形例によれば、光源６の出光面６ａの面積を小さくすることができる。
【００６６】
また、液晶素子１０の法線方向に沿って液晶素子１０に投影される光源６の出光面６ａの面積に対応する領域内に、出光面６ａの中心から出射される照明光が照射されるようにしてもよい。
【００６７】
さらに他の変形例として、図４Ａ及び図４Ｂに示された例では、液晶素子１０の透過状態における照明光の光軸と液晶素子１０は散乱状態における照明光の光軸とは一致しているが、これに限られず、液晶素子１０の散乱状態において、照明光の光軸を液晶素子１０の透過状態における照明光の光軸の位置から移動させてもよい。例えば、液晶素子１０は散乱状態における光軸の位置を、液晶素子１０の透過状態における照明光の光軸の位置から下方に向けて移動させてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１    車両
３    ヘッドライト
５    照明装置
６    光源
６ａ  出光面
７    制御部
８    スイッチ
９    電源
１０    液晶素子
１１    第１支持板
１２    第２支持板
１３    第１基材
１４    第１透明導電層
１５    第２基材
１６    第２透明導電層
２０    液晶層
２１    ポリマーマトリックス
２２    液晶材料
１０１  車両
１０３  ヘッドライト
１０５  照明装置
【図１】
2019125454.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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