(57)【要約】【課題】  本発明は、簡単で小型の構成により、複数の配光パターンを形成することができるようにした、光源としてＬＥＤチップを使用した車両前照灯を提供することを目的とする。【解決手段】  少なくとも一つのＬＥＤ１１ａから成る発光部１１と、上記発光部から前方に向かって照射される光の一部を遮断して、車両前照灯用の配光パターンに適したカットオフを形成する遮光部１２と、を含んでおり、上記遮光部１２が、調光機能を備えた電気光学素子と、この電気光学素子を調光制御する制御部１４と、から構成されていて、この制御部による電気光学素子の電気的スイッチング制御によって、調光部分を選択的に調光することにより、配光パターンの形状を変化させるように、車両前照灯１０を構成する。【選択図】        図１
2005183327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのＬＥＤから成る発光部と、
上記発光部から前方に向かって照射される光の一部を遮断して、車両前照灯用の配光パターンに適したカットオフを形成する遮光部と、
を含んでおり、
上記遮光部が、調光機能を備えた電気光学素子と、この電気光学素子を調光制御する制御部と、から構成されていて、この制御部による電気光学素子の電気的スイッチング制御によって、調光部分を選択的に調光することにより、配光パターンの形状を変化させる
ことを特徴とする、車両前照灯。
【請求項２】
上記電気光学素子が液晶素子であることを特徴とする、請求項１に記載の車両前照灯。
【請求項３】
上記電気光学素子がエレクトロクロミック素子であることを特徴とする、請求項１に記載の車両前照灯。
【請求項４】
上記電気光学素子が電気泳動素子であることを特徴とする、請求項１に記載の車両前照灯。
【請求項５】
上記電気光学素子により変化される配光パターンが、すれ違いビーム用配光パターン及び走行ビーム用配光パターンであることを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載の車両前照灯。    
【請求項６】
上記電気光学素子により変化される配光パターンが、ＡＦＳ機能によるすれ違いビーム用配光パターンであることを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載の車両前照灯。
【請求項７】
上記発光部から出射される光が紫外線成分を含まないことを特徴とする、請求項１から６の何れかに記載の車両前照灯用光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一つのＬＥＤを利用した車両前照灯に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１による車両前照灯は、例えば図１３に示すように構成されている。
即ち、図１３において、前照灯１は、所謂プロジェクタ型の車両前照灯であって、光源としてのバルブ２と、バルブ２からの光を前方に向かって反射させるリフレクタ３と、リフレクタ３からの反射光を集束させる投影レンズ４と、すれ違い配光のためのカットオフを形成する遮光部としてのシャッタ５と、から構成されている。
【０００３】
上記リフレクタ３は、例えば回転楕円面から構成されており、その第一の焦点位置Ｆ１付近にバルブ２の発光部が配置されている。
また上記投影レンズ４は、凸レンズから構成されており、そのバルブ側の焦点位置が、リフレクタ３の第二の焦点位置Ｆ２付近に位置するように配置されている。
【０００４】
このような構成の前照灯１によれば、バルブ２から出射した光が、リフレクタ３で反射されて、リフレクタ３の第二の焦点Ｆ２に向かって進み、投影レンズ４により集束されて、前方に向かって照射される。その際、シャッタ５によりカットオフを形成されることによって、所謂すれ違いビームの配光パターンの範囲を照明するようになっている。
【０００５】
これに対して、近年の白色ＬＥＤの発光効率の向上に伴って、光源として白色ＬＥＤを使用した車両前照灯が、種々提案されている。
このようなＬＥＤを使用した車両前照灯として、例えば、図１４に示すように構成されている車両前照灯の光源も提案されている。
即ち、図１３において、バルブ２の代わりに、光源６を備えている点を除いては、従来とほぼ同様の構成である。
【０００６】
ここで、発光部７は、図１５に示すように、放熱コア８の上面に設けられた反射ホーン８ａの底部に実装されたＬＥＤチップ８ｂの周囲を蛍光体を含むシリコン，エポキシ等の樹脂８ｃで覆うと共に、その上方にフラットカバー９を配置することにより構成されており、放熱コア８の周囲に配置されたリード端子８ｄの上端をそれぞれ放熱コア８及びＬＥＤチップ８ｂの電極部にワイヤボンディングすることにより、ＬＥＤチップ８ｂに駆動電流を供給するようになっている。  ここで、ＬＥＤチップ８ｂは例えば青色光または紫外光を出射するＬＥＤチップであり、樹脂８ｃ内の蛍光体は、青色光または紫外光により励起されて、ＬＥＤチップ８ｂからの光との混色により白色光を出射するようになっている。
また、この場合、シャッタ５の代わりに、上記フラットカバー９の内面に、同様のカットオフを形成するための遮光板または反射板９ａが備えられており、この遮光板または反射板９ａにより所定の配光パターンが形成されるようになっている。
【０００７】
このような構成の車両前照灯６によれば、発光部７のＬＥＤチップ８ｂから出射した光が蛍光体に当たって蛍光体を励起し、励起光とＬＥＤチップ８ｂからの光との混色によって、外部に白色光が出射することになる。
そして、この白色光が遮光板または反射板９ａによりカットオフを形成されて、さらに投影レンズ４により集光され、前方に向かって照射されることにより、所定の配光パターン、例えばすれ違いビーム用の配光パターンの範囲を照明する。
【特許文献１】特開平７−２９６６０５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、これらの車両前照灯１，６においては、以下のような問題点がある。
車両前照灯６においては、遮光板または反射板９ａは、発光部７のＬＥＤチップ８ｂの近傍に配置されており、カットオフを形成するようになっている。ところで、白色ＬＥＤの高輝度化が進みつつあるとはいうものの、その輝度は従来の車両前照灯の光源として使用されているＨＩＤ等の放電光源と比較すると非常に低い。例えば、白色ＬＥＤは、現状においてはハロゲン電球の約５分の１、放電灯の約２０分の１程度であり、将来的にも放電灯に匹敵する輝度が見込めてはいない。このため、放電光源と同様の照度を得るためには、多数個のＬＥＤチップを配設させて、同時に点灯させることが必要になる。従って、遮光板または反射板９ａによって遮断される発光損失を考慮して、より多数個のＬＥＤチップを設けなければならない。また、凸レンズを用いた集光系の光学系では、灯具の光度は光源と灯具面積との積に比例するため、輝度が低いＬＥＤは放電灯などの高輝度光源を用いたものと比較し、灯具が大型化してしまうという不具合があった。
【０００９】
さらに、一般に車両灯具としては、走行ビームとすれ違いビームの異なる２つの配光が必要であり、現在の灯具としては、それぞれ個別の灯具として構成する４灯式か、もしくはシャッターなどの遮蔽部を機械的に稼働させて１つの灯具として構成する２灯式があるが、上記の４灯式の場合には異なる２つの灯具システムを要することとなり、放電灯と比較して灯具面積が大きくなり、従ってＬＥＤ灯具ではさらに大きな灯具になってしまうという不具合があった。
このように、上記の遮光板または反射板９ａは、固定配置されていることから、発光部７としては、すれ違いビーム用配光パターンでのみ光を照射することができるが、車両前照灯としては走行ビーム用配光パターンも必要であるため、発光部７とは別体の走行ビーム用配光パターンのための発光部が必要になってきて、車両前照灯全体の構造が複雑になり、部品コスト及び組立コストが高くなってしまうと共に、光源としてＬＥＤを利用するメリット即ち小型，軽量，低消費電力が損なわれてしまうことになる。
【００１０】
さらに、遮光部を稼働させる灯具では、ＬＥＤ灯具は複数のモジュールを組み合わせた複合灯具となるためモジュール毎に遮光部を稼働させる必要があり、機構が複雑な物となってしまう不具合があった。このように、遮光板または反射板９ａを機械的な駆動機構により移動させて、複数の配光パターンを切換えることも可能であるが、機械的な駆動機構を車両前照灯に組み込む必要があり、車両前照灯が大型化してしまう不具合があった。
また、車両のハンドル操舵によって、配光を変化させるＡＦＳ機能も同様に、現在は機械的に灯具をスイブルさせているが、より灯具面積が大型化し、多数モジュールが構成されるＬＥＤ灯具では、機械的稼働部の機構がより大掛かりなものとなってしまう不具合があった。
【００１１】
これに対して、多数個のＬＥＤチップをマトリックス状に配置した発光部を使用して、必要に応じて各ＬＥＤチップを点灯または消灯させることにより、発光部全体の発光形状を任意の形状に変化させて、すれ違いビーム用配光パターン及び走行ビーム用配光パターンを形成することも可能ではある。
しかしながら、このようなマトリックス状の発光ドットの選択点灯による発光パターンでは、従来のようなシャッタ５や遮光板または反射板９ａによる明暗境界線のようなシャープなカットオフを形成することは困難であり、厳密なカットオフ形状を形成するためには、チップを小型化して、より多数のＬＥＤチップを高密度に配列する必要があり、部品コスト及び組立コストが大幅に増大してしまう。
【００１２】
本発明は、以上の点から、簡単で小型の構成により、複数の配光パターンを形成することができるようにした、光源としてＬＥＤを使用した車両前照灯を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は、本発明によれば、少なくとも一つのＬＥＤから成る発光部と、上記発光部から前方に向かって照射される光の一部を遮断して、車両前照灯用の配光パターンに適したカットオフを形成する遮光部と、を含んでおり、上記遮光部が、調光機能を備えた電気光学素子と、この電気光学素子を調光制御する制御部と、から構成されていて、この制御部による電気光学素子の電気的スイッチング制御によって、調光部分を選択的に調光することにより、配光パターンの形状を変化させることを特徴とする、車両前照灯により、達成される。
【００１４】
本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記電気光学素子が液晶素子，エレクトロクロミック素子または電気泳動素子である。
【００１５】
本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記電気光学素子により変化される配光パターンが、すれ違いビーム用配光パターン及び走行ビーム用配光パターンである。
【００１６】
本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記電気光学素子により変化される配光パターンが、ＡＦＳ機能によるすれ違いビーム用配光パターンである。
【００１７】
本発明による車両前照灯は、好ましくは、上記発光部から出射される光が紫外線成分を含まない。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成によれば、発光部から出射した白色光は、遮光部によりカットオフを形成されて、光軸に沿って出射することになる。従って、この光を光軸方向に沿って、例えば自動車の前方に向かって投影することにより、所定の配光パターン例えばすれ違いビーム用配光パターンで照射されることになる。
【００１９】
その際、遮光部を構成する電気光学素子、好ましくは液晶素子，エレクトロクロミック素子または電気泳動素子が制御部によって電気的スイッチング制御されることにより、その調光部分が選択的に調光される。これにより、遮光部即ち電気光学素子は、少なくとも部分的に調光されて、一部が透光領域となり、また他の一部が遮光または拡散領域となる。従って、発光部からの光は、遮光部にて、選択的に透過光量を調整されることになり、配光パターンに対応するカットオフを形成することになる。
【００２０】
さらに、ＬＥＤは分散光源であるため、ハロゲン電球などと比較し温度が低く、また、赤外や遠赤外を含まないため、輻射による熱の伝達が少ない。そのため、発光部に接近した部分や光を集光させた部分遮光部を配置しても熱の影響は受け難い。
【００２１】
尚、従来のハロゲン電球やＨＩＤは発光部の温度が非常に高いため、このような電気光学素子を使用した遮光部を、光源に接近して配置することはできなかった。また、ハロゲンは発光波長に赤外光や遠赤外光を多く含むため、光の集中する部分にも電子光学素子を使用することはできなかった。
これに対して、本発明による車両前照灯では発光部がＬＥＤから構成されているので、熱による電気光学素子特に液晶素子の偏光板の劣化は実質的に発生しない。従って、発光部と遮光部とを極めて近接させることが可能となり、車両前照灯全体が非常に小型に構成され得ることとなる。
【００２２】
また、配光パターンの変更は、制御部による電気光学素子の電気的スイッチングによって行なわれるので、従来のような遮光部材の移動のための機械的手段が不要となる。従って、より一層小型に構成され得ることになる。
【００２３】
上記電気光学素子により変化される配光パターンが、すれ違いビーム用配光パターン及び走行ビーム用配光パターンである場合には、一組の発光部及び遮光部によって、双方の配光パターンを形成することが可能であり、全体として簡単な構成により、小型化され得ることになる。
【００２４】
上記電気光学素子により変化される配光パターンが、ＡＦＳ機能によるすれ違いビーム用配光パターンである場合には、ＡＦＳ機能を実現するための配光パターンの左右方向への振り回しが、機械的手段ではなく、制御部による電気光学素子の電気的スイッチングによって行なわれる。従って、簡単で小型に構成され得ることになる。
【００２５】
上記発光部から出射される光が紫外線成分を含まない場合には、例えば紫外ＬＥＤから出射する紫外光を蛍光体ですべて吸収させることによって実現され、紫外光が遮光部に入射することはない。これにより、遮光部を構成する電気光学素子、特に液晶素子に含まれる液晶分子の紫外光による劣化が防止され得ることになる。
従って、電気光学素子が液晶素子である場合には、液晶素子の熱及び紫外光による劣化が完全に排除され得ることになるので、特に有効である。
【００２６】
このようにして、本発明によれば、ＬＥＤから成る発光部からの光に関して、電気光学素子による遮光部によりカットオフを形成して、配光パターンの変更を行なうようにしたから、配光制御が、すべて電気的に行なわれることになり、機械的手段が不要であることから、全体が簡単な構成により、部品コスト及び組立コストが低減され得ると共に、小型に構成され得ることにより、車両前照灯としてのデザインの自由度が大きくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図１２を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【実施例１】
【００２８】
図１乃至図５は、本発明による車両前照灯の第一の実施形態の構成を示している。
図１において、車両前照灯１０は、発光部１１と、発光部１１の前方に配置された遮光部１２と、発光部１１からの光を前方に向かって集束させる投影レンズ１３と、発光部１１及び遮光部１２の駆動制御を行なう制御部１４と、から構成されている。
【００２９】
上記発光部１１は、図２に示すように、複数個（図示の場合、８個）のＬＥＤ１１ａからＬＥＤアレイとして構成されている。
ここで、発光部１１は、上記ＬＥＤ１１ａが二段に配列されており、下段の各ＬＥＤ１１ａは、すれ違いビーム時及び走行ビーム時に点灯すると共に、上段の各ＬＥＤ１１ａは、走行ビーム時には発光するが、すれ違いビーム時には消灯するように、駆動制御される。
【００３０】
上記各ＬＥＤ１１ａは、白色光を出射するように、例えば青色ＬＥＤチップと、その周囲に配置された蛍光体層から構成されており、青色ＬＥＤチップから出射した青色光が蛍光体層中の蛍光体を励起して、励起光としての黄色光を発生させて、この黄色光と青色ＬＥＤチップからの青色光の混色によって、白色光を外部に出射するように構成されている。
尚、上記各ＬＥＤ１１ａは、例えば紫外ＬＥＤチップと、その周囲に配置された蛍光体層から構成されていてもよい。この場合、蛍光体層中の蛍光体は、紫外ＬＥＤチップからの紫外光により励起されて、白色光を出射するようになっている。その際、好ましくは、紫外光が外部に出射しないように、紫外ＬＥＤチップからの紫外光がすべて蛍光体層中の蛍光体に吸収され、あるいは外部に出射する紫外光が遮断されるように構成される。
【００３１】
上記遮光部１２は、調光機能を備えた電気光学素子、図示の場合、液晶素子から構成されており、制御部１４により駆動制御されることにより、選択的に透過光量の調整を行なって、発光部１１から出射した光の一部を遮断することにより、所謂カットオフを形成して、投影レンズ１３により投影される光の配光パターンを、車両前照灯のすれ違いビームの配光パターンまたは走行ビームの配光パターンとなるように調整する。
【００３２】
ここで、上記遮光部１２は、具体的には図３に示すように、上方の領域Ａ及び下方の領域Ｂとから構成されており、その境界線１２ａが、中心から右方には水平に延びると共に、左方には１５度の傾斜角で左上がりになるように、形成されている。
そして、領域Ａは、すれ違いビーム時には遮蔽状態として透過率が約７％以下になり、また走行ビーム時には開放状態として透過率が約７０％以上になるように、制御部１４により駆動制御される。
これに対して、領域Ｂは、すれ違いビーム及び走行ビームの何れの場合にも、常に開放状態に保持されるようになっている。
なお、対向車両へのいわゆる幻惑光をなくすために、欧州などにおいては現在Ｚ配光パターンが主流となっており、このような配光の場合には、必要に応じてカットオフが行われる。
【００３３】
尚、上記液晶素子としては、例えば高分子分散ＬＣＤ，ＧＨ−ＬＣＤ，ＴＮ−ＬＣＤ等が使用され得る。
高分子分散ＬＣＤは、例えばコレステリック液晶等を封入したマイクロカプセルを透明基板間に封入することにより構成されており、透明基板間に駆動電圧を印加したＯＮ時に透過状態となり、またＯＦＦ時には拡散状態となる。ここで、拡散状態では、透過光は、拡散されることにより、直進せず、遮光状態と同様の効果が得られることになる。さらに、入射光の透過及び拡散ではコントラスト比が比較的低いが、二色性色素を添加する等によって、良好な特性を得ることが可能である。
その際、領域Ｂについては、車両用灯具の特性から、故障モードで透過状態となるように、液晶配向をＯＮ状態で固定しておくことが好ましい。このＯＮ状態の固定は、液晶封入時にＵＶ硬化樹脂を混入しておき、ＯＮ状態で紫外光を照射することによって、ＵＶ硬化樹脂を硬化させることにより行なわれ得る。
【００３４】
また、上記ＧＨ−ＬＣＤは、通常はΔε＞０の液晶材料を使用して、水平配向モードでＯＮ時に透過状態，ＯＦＦ時に遮光状態となり、故障モードでは遮光状態になってしまう。このため、本発明による車両前照灯では、Δε＜０の液晶材料を使用することにより、垂直配向モードで、ＯＮ時に遮光状態，ＯＦＦ時に透過状態となる。従って、故障モードでは透過状態となり、好ましい。
尚、水平配向モードも採用しても、前述したように領域Ｂについては、ＯＮ時の透過状態で配向を固定したり、領域Ｂのみ垂直配向モードを採用することによって、領域Ｂを常時透過状態に設定しておくことにより、故障モードで透過状態とすることができる。
【００３５】
さらに、上記ＴＮ−ＬＣＤは、二枚の偏光板を備えている場合、故障モードを考慮して、ＯＦＦ時に透過状態となる所謂ノーマリホワイトモードとすることが好ましい。
尚、ＴＮ−ＬＣＤ等の二枚の偏光板を使用する場合、一方向の偏光成分を有する光が必要であることから、これを得るためにＬＣＤへの入射側に二色性色素をベースとした吸収型偏光板により５０％以上の光を遮断しており、光利用効率が著しく低くなっているが、Ｂｒｅｗｓｔｅｒ角での偏光分離を利用した偏光ビームスプリッタを使用して、必要な偏光成分と不要な偏光成分を分離して、分離された不要な偏光成分の光を位相差板等で偏光方向を回転させて、必要な偏光成分に変換することによって、光の利用効率を向上させることが可能である。
さらに、このような偏光ビームスプリッタが比較的大きな光学系を必要とすることから、例えば同等の光学的機能及び効果を備えたフィルム状の反射型偏光板をライトガイドと共に利用することによって、反射型偏光板により反射された偏光成分の光を位相差板またはライトガイドの内部反射による位相の回転により必要な偏光成分として、再び反射型偏光板に入射させることにより、反射型偏光板を透過させて利用することが可能となる。
【００３６】
上記投影レンズ１３は、凸レンズから構成されており、上記発光部１１から前方に向かってほぼ水平に延びる中心軸上に光軸が一致するように、そしてその発光部１１側の焦点位置Ｆが、遮光部１２付近に位置するように、配置されている。
これにより、投影レンズ１３によって遮光部１２により形成されるカットオフラインが前方に向かって投影されるようになっている。
【００３７】
上記制御部１４は、発光部１１の各ＬＥＤ１１ａを駆動制御することにより、各ＬＥＤ１１ａを発光させると共に、遮光部１２の各領域Ａ及びＢをそれぞれ個別に駆動制御することにより、すれ違いビーム時には、領域Ａのみを遮光（透過率７％以下）して、領域Ｂを開放（透過率７０％以上）すると共に、走行ビーム時には、領域Ａ及びＢを開放（透過率７０％以上）するようになっている。
【００３８】
本発明実施形態による車両前照灯１０は、以上のように構成されており、発光部１１の各ＬＥＤ１１ａが給電されて発光することにより、各ＬＥＤ１１ａから出射した光は、遮光部１２を介して出射され、投影レンズ１３により集光されて、前方に向かって照射されることになる。
【００３９】
ここで、遮光部１２が制御部１４により駆動制御されて、図４に示すように、領域Ａのみが遮光され、領域Ｂが開放されたとき、発光部１１からの光が領域Ａで部分的に遮断されることにより、カットオフを形成されて、その像が投影レンズ１３により前方に向かって投影されることになり、すれ違いビームの配光パターンが形成される。
この場合、カットオフは、遮光部１２の領域Ａ及びＢの境界線により形成されるので、明瞭な明暗境界線が形成されることになる。
【００４０】
これに対して、遮光部１２とその下にあったＬＥＤが電気的に同期された状態で、制御部１４により駆動制御され、図５に示すように、領域Ａ及びＢが開放されると、発光部１１からの光が領域Ａ及びＢを透過して、投影レンズ１３により前方に向かって投影されることにより、走行ビームの配光パターンが形成されることになる。
この場合、発光部１１の各ＬＥＤ１１ａからの光は、遮光部１２によって遮断されないので、各ＬＥＤ１１ａからの光が最大限利用されることになる。
【００４１】
このようにして、本発明による車両前照灯１０によれば、一つの発光部１１により、遮光部１２により配光パターンの変更を電気的に行なうことによって、すれ違いビーム及び走行ビームの双方の配光パターンを形成することができる。
従って、光源としてすれ違いビーム用の発光部と走行ビーム用の発光部を設ける必要がなく、また配光パターンの変更のための機械的手段が不要であることから、簡単な構成により小型の車両前照灯を構成することができる。ＬＥＤチップ２１を使用することにより、前照灯等に適した車両前照灯１０を実現することができる。
【００４２】
また、発光部１１がＬＥＤ１１ａにより構成されていることから、１００度以下の温度で利用するように放熱される。このため、発光部より離れた位置に配置される遮光部の温度はＬＥＤの温度以下に抑えることができ、従って、従来不可能であった液晶素子や偏向板を発光部付近に配置することが可能となる。
【実施例２】
【００４３】
図６乃至図１２は、本発明による車両前照灯の第二の実施形態の要部の構成を示している。
図６において、車両前照灯２０は、図１に示した車両前照灯１０とほぼ同様の構成であるが、遮光部による配光パターンの変更とそれに同期させたＬＥＤ発光領域の変更により、すれ違いビームを左右方向に揺動させて、所謂ＡＦＳ機能を実現する点で異なる構成になっている。
即ち、図６において、車両前照灯２０は、遮光部２４に入射する発光部２１と、発光部２１の前方に配置された遮光部２２と、発光部２１からの光を前方に向かって集束させる投影レンズ２３と、発光部２１及び遮光部２２の駆動制御を行なう制御部２４と、から構成されている。
【００４４】
上記発光部２１は、図７に示すように、複数個（図示の場合、１６個）のＬＥＤ２１ａからＬＥＤアレイとして構成されている。
ここで、発光部２１は、上記ＬＥＤ２１ａが二段に配列されており、上段の４個のＬＥＤ２１ａは、走行ビーム時には発光するが、すれ違いビーム時には消灯するように、駆動制御される。  また、下段の１２個のＬＥＤ２１ａは、走行ビーム時及び直進時には中央の４個のＬＥＤのみが発光し、また左カーブ走行時または右カーブ走行時等のステアリングが左右に切られたときには、ステアリングの操舵角に応じて、左右に順次ずれて発光するように、駆動制御される。
尚、上記各ＬＥＤ２１ａは、図１に示した車両前照灯１０の発光部１１におけるＬＥＤ１１ａと同様に白色光を出射するように構成されている。
【００４５】
上記遮光部２１は、図８に示すように、同様に調光機能を備えた電気光学素子、例えば液晶素子から構成されており、制御部２４により駆動制御されることにより、選択的に透過光量の調整を行なって、発光部２１から出射した光の一部を遮断することにより、所謂カットオフを形成して、投影レンズ２３により投影される光の配光パターンを、車両前照灯のすれ違いビームの配光パターンまたは走行ビームの配光パターンとなるように、さらにすれ違いビーム時には、すれ違いビームを左右方向に揺動させるように、調整する。
【００４６】
ここで、上記遮光部２２は、具体的には図８に示すように、上方の領域Ａ及び下方の領域Ｂとその間の中間領域Ｃから構成されており、領域Ａの下縁が中心（正面）より右方の点ａから右方には水平に延びると共に、左方には１５度の傾斜角で左上がりになるように、また領域Ｂの上縁が中心より左方の点ｂから右方には水平に延びると共に、左方には１５度の左上がりになるように、形成されている。
さらに、領域Ｃは、上記点ａ及びｂの間にて、等間隔の複数（図示の場合、１１箇所）の点から左方に左上がりとなるように、短冊状の互いに並列された１１個のセルに分割されている。
そして、領域Ａは、すれ違いビーム時には遮蔽状態として透過率が約７％程度になり、また走行ビーム時には開放状態として透過率が約７０％程度になるように、制御部２４により駆動制御される。
これに対して、領域Ｂは、すれ違いビーム及び走行ビームの何れの場合にも、常に開放状態に保持されるようになっている。
さらに、領域Ｃは、すれ違いビーム時には、ＡＦＳ機能に基づいて、ステアリングの操舵角に従って、左方から順次に遮光状態に切り換えられることにより、領域Ａと共に左方から右方にすれ違いビームの配光パターンを移動させて、すれ違いビームを揺動させるように、また走行ビーム時には開放状態となるように、駆動制御される。
【００４７】
このような構成の車両前照灯２０によれば、発光部２１の各ＬＥＤ２１ａが給電されて発光することにより、各ＬＥＤ２１ａから出射した光は、遮光部２２を介して出射され、投影レンズ２３により集光されて、前方に向かって照射されることになる。
【００４８】
ここで、発光部２１の上段の４個のＬＥＤ２１ａ及び下段中央の４個のＬＥＤ２１ａが発光すると共に、遮光部２２が制御部２４により駆動制御されて、図９に示すように、領域Ａ，Ｂ及びＣが開放されると、発光部２１からの光が領域Ａ，Ｂ及びＣを透過して、投影レンズ２３により前方に向かって投影されることにより、走行ビームの配光パターンが形成されることになる。
【００４９】
これに対して、遮光部２２が制御部２４により駆動制御されて、図１０に示すように、領域Ａが遮光され、領域Ｂが開放されると共に、領域Ｃの一部が選択的に遮光されて、中心付近から左方に水平に延びると共に、中心付近から１５度の傾斜角で右上がりに延びる遮光パターンが形成されると、直進時のすれ違いビームの配光パターンが形成されることになる。
そして、この状態から、例えば左カーブ走行時にステアリングが左に切られると、図１１に示すように、領域Ｃの遮断部分がより右方に広がるように、制御部２４により遮光部２２の各セルが駆動制御されると共に、発光部２１の発光するＬＥＤ２１ａが左方に移動して、すれ違いビームが自動車の進行方向に沿って、左方に揺動して照射される。
また、例えば右カーブ走行時にステアリングが右に切られると、図１２に示すように、領域Ｃの遮断部分がより左方に縮小されるように、制御部２４により遮光部２２の各セルが駆動制御されると共に、発光部２１の発光するＬＥＤ２１ａが右方に移動して、すれ違いビームが自動車の進行方向に沿って、右方に揺動して照射される。
このようにして、領域Ｃにおける各セルが左方に向かって順次に開放状態に切り換えられ、あるいは右方に向かって順次に遮断状態に切り換えられると共に、発光部２１の下段の発光するＬＥＤ２１ａが左右に移動することにより、遮光部２２により形成されるすれ違いビームの配光パターンがステアリングの操舵角に従って左右方向に揺動されることになる。
尚、故障モードにおいて直進時のすれ違いビームの配光パターンとなるように、好ましくは図１０における遮光部２２の遮光状態が電圧無印可時に形成されるように、遮光部２２の各領域Ａ，Ｂが構成され、また領域Ｃの各セルが構成される。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
灯具光学系は図１や図６に関わらず、図１３のような既存のプロジェクタ光学系で、回転楕円のようなリフレクタを用いて遮光部に集光させた光源像を投影する方式でも可能であるし、図１の１３または図６の２３のような投影レンズを利用しない、回転放物面のようなリフレクタからなる光学系でもよい。
【００５１】
また、上述した実施形態においては、遮光部１２，２２は、液晶素子により構成されているが、これに限らず、他の構成の調光機能を備えた電気光学素子、例えばエレクトロクロミック素子，電気泳動素子，ＥＣＢ，電荷移動素子であってもよい。
このエレクトロクロミック素子は、酸化還元反応によって物質の光の吸収スペクトルが変化するもので、主として反射型として用いられている。
セルには２つの電極とその間に存在するイオン伝導体（電解質）を持っており、反応は可逆で電流の方向によって酸化還元が交互に起こる。いわば２次電池と全く同じであり、エレクトロクロミック素子は色の変わる２次電池と云える。電池であるのでエネルギーを貯蔵することが出来る（すなわち表示状態をメモリーできる）。
車載用には防眩ミラーなどで実用化されている（ニコン・丹羽達雄等Japan Display '86 p.372)。但し、電極は片側に金属電極が使われているため、これをそのまま透過型素子としては用いることができない。
調光めがねに使われた例もある。ここでは両側にITO 電極が使われており、透過型素子として使える。素子構造はITO 電極／酸化イリジウム膜／酸化タンタル膜／酸化タングステン膜／ITO
電極からなり、厚さはそれぞれ200nm/150nm/700nm/500nm/200nm である。酸化タンタル膜が固体電解質部、酸化タングステン膜／ITO 電極がエレクトロクロミック電極として働く。通常は透明であるが、ITO 電極／酸化イリジウム膜側を負にして外部電圧を印加すると酸化タングステン膜は還元反応により着色する（ニコン・丹羽達雄等Japan Display '86 p.110)。
他にも調光ガラスなどに使われている（旭硝子・永井順一等）。
エレクトロクロミック素子の欠点はコントラストの低さとレスポンスの遅さにあるが、コントラストについてはかなり改善されてきた（ビオローゲン誘導体など（US pat. 4902108(1990))。またレスポンスは電極の面積が小さければかなり高速化できる。ＬＥＤヘッドランプでは過去の応用例に比べ電極面積は小さくて済み、従って100msec 以下の応答が可能になると考えられる。      
【００５２】
電気泳動素子の場合には、表示のメモリ性を有することから、故障モードにおいて遮光状態とならないように、通常時は開放状態に制御しておき、故障モード突入の際には、開放状態が維持されるようにすればよい。また、電気泳動素子は液晶素子と比較して高精細のドットマトリックスの駆動が容易であるので、すれ違いビームのカットオフラインに限らず、他の任意の配光制御、例えば照明を行なう路面上に任意の意匠を投影することも容易に実現可能である。
【００５３】
電気泳動素子の場合には、液晶素子に類似した構造に遮光のための微粒子を分散させた構造になっており、一般にＯＮ時には透過または遮光、ＯＦＦ時には直前の状態を維持するようになっているので、故障モード時の動作状況はあまり好ましくないが、高い遮光能力を備えていると共に、表示のメモリ性を備えていることから、通常時には領域Ｂを透過状態としておくことにより、故障モードにも十分対応することができ、またフルドット表示等の多量の表示ドットを使用することが可能である。従って、同様に、他の任意の配光制御、例えば照明を行なう路面上に任意の意匠を投影することも容易に実現可能である。
通常の電気泳動型ディスプレイでは帯電した粒子を縦方向に電気泳動させ表示を切り換えるが、この方式の場合、反射型として用いることしか出来ない。
そこで、ＬＥＤヘッドランプ用シャッターに用いるには帯電粒子を横方向に動かしてやり、光路上に粒子があるときは不透過（黒）状態を、粒子を横に移動させ光路上から無くなった時は透過状態を得る方法が好適である。
なお、電気泳動素子の先行技術文献として、特開昭４９ー２４６９５号、特開昭２００１ー２９６５６４号、特開昭２００１ー３１８６２９号などがあるが、何れも電子ペーパに使うことを念頭においているために、セルの中に反射板か光吸収板が入っている。そこでシャッターとして使う場合は、それらを取り除けば高透過率、高コントラストのものが得られる。当然のことながら、電気泳動素子としての特性である、メモリー性もある。
【００５４】
このように、本発明によれば、一組の発光部１１及び遮光部１３により、例えばすれ違いビーム用配光パターン及び走行ビーム用配光パターンの互いに異なる複数種類の配光パターンを形成することができるので、好適な車両前照灯を提供することができる。これにより、車両前照灯の軽量化，小型化が促進されると共に、設計上及び意匠上の自由度が大きくなり、多様な車両前照灯を実現することが可能になる。
また、液晶のセルを複雑化することで、路面に矢印や文字を表示させることも可能であるし、機械的な稼働部を持たない電気的灯具エーミング（光軸調整機能）も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明による車両前照灯の第一の実施形態の構成を示す概略側面図である。
【図２】図１の車両前照灯における発光部の構成を示す概略正面図である。
【図３】図１の車両前照灯における遮光部の構成を示す概略正面図である。
【図４】図１の車両前照灯におけるすれ違いビーム時の状態を示す概略正面図である。
【図５】図１の車両前照灯における走行ビーム時の状態を示す概略正面図である。
【図６】本発明による車両前照灯の第二の実施形態の構成を示す概略側面図である。
【図７】図６の車両前照灯における発光部の構成を示す概略正面図である。
【図８】図６の車両前照灯における遮光部の構成を示す概略正面図である。
【図９】図６の車両前照灯における走行ビーム時の状態を示す概略正面図である。
【図１０】図６の車両前照灯における直進時のすれ違いビームの状態を示す概略正面図である。
【図１１】図６の車両前照灯における左カーブ走行時のすれ違いビームの状態を示す概略正面図である。
【図１２】図６の車両前照灯における右カーブ走行時のすれ違いビームの状態をしめす概略正面図である。
【図１３】従来の車両前照灯の一例の構成を示す概略側面図である。
【図１４】従来の車両前照灯の他の一例の構成を示す概略平面図である。
【図１５】図１４の車両前照灯の概略断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０    車両前照灯
１１    発光部
１１ａ  ＬＥＤ
１２    遮光部
１３    投影レンズ
１４    制御部
２０    車両前照灯
２１    発光部
２１ａ  ＬＥＤ
２２    遮光部
２３    投影レンズ
２４    制御部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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