特許 6461568 車両用灯具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6461568

(24)【登録日】2019年1月11日

(45)【発行日】2019年1月30日

(54)【発明の名称】車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   F21S 41/67 20180101AFI20190121BHJP

   F21S 41/37 20180101ALI20190121BHJP

   F21S 41/64 20180101ALI20190121BHJP

   F21V 7/24 20180101ALI20190121BHJP

   F21V 9/40 20180101ALI20190121BHJP

   F21W 102/13 20180101ALN20190121BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20190121BHJP

【ＦＩ】

   F21S41/67

   F21S41/37

   F21S41/64

   F21V7/24

   F21V9/40 400

   F21W102:13

   F21Y115:10

【請求項の数】5

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-237441(P2014-237441)

(22)【出願日】2014年11月25日

(65)【公開番号】特開2016-100251(P2016-100251A)

(43)【公開日】2016年5月30日

【審査請求日】2017年10月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091340

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 敬四郎

(72)【発明者】

【氏名】都甲 康夫

【審査官】 山崎 晶

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１７６９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００９４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１３３２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０９４３３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ４１／００ − ４５／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の方向に光を放出する光源と、
前記光源の光軸上に、該光軸に直交する２つの仮想軸各々に対して傾いて配置されるミラー部材と、
前記光源と前記ミラー部材との間の該光源の光軸上に、該光軸に対して傾いて配置される第１の光学素子であって、光を透過する状態と反射する状態とに切り替えることができる第１の領域、および、少なくとも光を反射する状態を有する第２の領域、を含む第１の光学素子と、
を備える車両用灯具であって、
前記第１の光学素子の第１の領域は、前記光源から放出された光の一部を、相対的により離れた場所に反射することができ、
前記第１の光学素子の第２の領域は、前記光源から放出された光の一部を、相対的により近い場所に反射することができ、
前記ミラー部材は、前記光源から放出され、前記第１の光学素子の第１の領域を透過した光を、相対的により近い場所に反射することができる、
車両用灯具。

【請求項2】

前記第１の光学素子において、前記第１および第２の領域は、ともに、光を透過する状態と反射する状態とに切り替えることができる請求項１記載の車両用灯具。

【請求項3】

前記第１の光学素子において、前記第１の領域は、光を透過する状態と反射する状態とに切り替えることができ、前記第２の領域は、常に、光を反射する状態である請求項１記載の車両用灯具。

【請求項4】

前記第１の光学素子の第１の領域は、光を透過する状態と反射する状態とにそれぞれ独立に切り替えることができる複数のサブ領域を包含している請求項２または３記載の車両用灯具。

【請求項5】

さらに、前記光源と前記第１の光学素子との間の該光源の光軸上に、該光軸に対して該第１の光学素子と異なる角度で傾いて配置される第２の光学素子であって、光を透過する状態と反射する状態とに切り替えることができる領域を有する第２の光学素子と、を備える請求項１〜４いずれか１項記載の車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エレクトロデポジション素子を利用した車両用灯具に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、いわゆるエレクトロデポジション素子が開示されている。エレクトロデポジション素子は、主に、対向配置される一対の電極と、その一対の電極に挟持され、銀を含むエレクトロデポジション材料を含有する電解質層と、を有する。

【0003】

定常時（電圧無印加時）、電解質層はほぼ透明であり、エレクトロデポジション素子は透明状態となる。一対の電極間に電圧を印加すると、酸化・還元反応により、電解質層のエレクトロデポジション材料（銀）が、電極上に析出・堆積する。これにより、エレクトロデポジション素子は鏡面（高光反射）状態となる。

【0004】

特許文献２には、光学部材の機械的制御により、光出射方向ないし光照射領域を調整する車両用灯具が開示されている。また、特許文献３には、液晶素子を利用した車両用灯具が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１８１３８９号公報

【特許文献2】特開２００８−１２０１６２号公報

【特許文献3】特開２００５−１８３３２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の主な目的は、エレクトロデポジション素子を利用した車両用灯具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の主な観点によれば、所定の方向に光を放出する光源と、前記光源の光軸上に、該光軸に直交する２つの仮想軸各々に対して傾いて配置されるミラー部材と、前記光源と前記ミラー部材との間の該光源の光軸上に、該光軸に対して傾いて配置される第１の光学素子であって、光を透過する状態と反射する状態とに切り替えることができる第１の領域、および、少なくとも光を反射する状態を有する第２の領域、を含む第１の光学素子と、を備える車両用灯具であって、前記第１の光学素子の第１の領域は、前記光源から放出された光の一部を、相対的により離れた場所に反射することができ、前記第１の光学素子の第２の領域は、前記光源から放出された光の一部を、相対的により近い場所に反射することができ、前記ミラー部材は、前記光源から放出され、前記第１の光学素子の第１の領域を透過した光を、相対的により近い場所に反射することができる、車両用灯具、が提供される。

【発明の効果】

【0008】

エレクトロデポジション素子を利用した車両用灯具を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１Ａおよび図１Ｂ、実施例によるエレクトロデポジション素子を示す断面図および平面図である。

【図2】図２Ａは、エレクトロデポジション素子を含む車両用灯具の基本構造を示す模式図であり、図２Ｂは、エレクトロデポジション素子等の設置状態を示す模式図である。

【図3】図３Ａおよび図３Ｂは、車両用灯具の配光状態であって、正面方向におけるロービーム配光およびハイビーム配光を示す模式図である。

【図4-1】および、

【図4-2】図４Ａは、２つのエレクトロデポジション素子を含む車両用灯具の基本構造を示す模式図であり、図４Ｂは、エレクトロデポジション素子等の設置状態を示す模式図であり、図４Ｃは、当該車両用灯具の配光状態であって、左側方向におけるロービーム配光を示す模式図である。

【図5】図５Ａは、２つのエレクトロデポジション素子を含む車両用灯具の基本構造を示す模式図であり、図５Ｂは、当該車両用灯具の配光状態であって、右側方向におけるロービーム配光を示す模式図である。

【図6-1】、

【図6-2】および、

【図6-3】図６Ａ〜図６Ｃは、実施例による車両用灯具を用いたヘッドライトの配光状態を示す模式図である。

【図7-1】および、

【図7-2】図７Ａは、変形例によるエレクトロデポジション素子を示す平面図であり、図７Ｂは、当該エレクトロデポジション素子を含む車両用灯具を用いたヘッドライトの配光状態を示す模式図である。

【図8】図８Ａおよび図８Ｂは、他の変形例によるエレクトロデポジション素子を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１Ａおよび図１Ｂは、実施例による車両用灯具に用いられるエレクトロデポジション素子（ＥＤ素子）９０を示す断面図および平面図である。以下、主に図１Ａを参照しながら、ＥＤ素子９０の製造方法について説明する。

【0011】

最初に、ベース基板の表面に電極が形成された透明基板を２枚準備する。必要に応じて、ベース基板表面の電極を、エッチング法やレーザアブレーション法などにより、所望の平面形状にパターニングしておく。

【0012】

ベース基板には、透光性を有する基板が用いられ、青板ガラスなどのプレート基板や、ポリカーボネートなどにより構成されるフィルム基板などを用いることができる。また、電極には、主に、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）など、導電性および透光性を有する部材を用いることができる。

【0013】

２枚準備した透明基板のうち、一方の基板を下側基板１０に設定し、他方の基板を上側基板２０に設定する。下側基板１０におけるベース基板および電極を、それぞれ下側ベース基板１１および下側電極１２（１２ａ，１２ｂ）と呼ぶこととする。また、上側基板２０におけるベース基板および電極を、それぞれ上側ベース基板２１および上側電極２２（２２ａ，２２ｂ）と呼ぶこととする。

【0014】

次に、下側または上側基板１０，２０（下側または上側電極１２，２２表面）、たとえば下側基板１０に、シール枠部材４０を形成する。シール枠部材４０は、たとえば、矩形枠状の全体的平面形状を有し、紫外線硬化性樹脂により構成される。なお、シール枠部材４０は、熱硬化性樹脂により構成されていてもかまわない。

【0015】

続いて、下側または上側基板１０，２０（下側または上側電極１２，２２表面）、たとえば上側基板２０に、粒径が数十μｍ〜数百μｍ、たとえば５００μｍであるギャップコントロール剤を散布する。ギャップコントロール剤の密度は、たとえば１〜３個／ｍｍ^２程度である。なお、ギャップコントロール剤を散布するかわりに、柱状の突起体を形成してもかまわない。また、ギャップコントロール剤は、シール枠部材４０が形成された基板、つまり下側基板１０に散布してもかまわない。

【0016】

次に、下側基板１０（下側電極１２表面）のシール枠部材４０内側に、銀を含むエレクトロデポジション（ＥＤ）材料を含有する電解液（電解質層）５０を滴下する。そして、下側および上側電極１２，２２が相対するように、上側基板２０を、電解液５０を滴下した下側基板１０に貼合する。その後、シール枠部材４０に紫外線を照射して、シール枠部材４０を硬化させる。これにより、電解液５０は、下側および上側基板１０，２０、ならびに、シール枠部材４０により囲まれる空間内に充填される。

【0017】

電解液（電解質層）５０は、たとえば、ＥＤ材料（ＡｇＮＯ_３等）、電解質（ＴＢＡＢｒ等）、メディエータ（ＣｕＣｌ_２等）、電解質の浄化剤（ＬｉＢｒ等）、溶媒（ＤＭＳＯ：ｄｉｍｅｔｈｙＬ―ｓｕＬｆｏｘｉｄｅ 等）などにより構成される。なお、さらにゲル化用ポリマ（ＰＶＢ：ｐｏＬｙｖｉｎｙＬ―ｂｕｔｙｒａＬ等）などを添加して、ゲル状（ゼリー状）にしてもよい。実施例においては、溶媒であるＤＭＳＯ中に、ＥＤ材料としてＡｇＮＯ_３を５０ｍＭ、支持電解質としてＬｉＢｒを２５０ｍＭ、メディエータとしてＣｕＣｌ_２を１０ｍＭ、ゲル化用ポリマとして１０ｗｔ％のＰＶＢを添加したものを用いた。

【0018】

ＥＤ材料は、ＡｇＮＯ_３以外にも、たとえば銀を含むＡｇＣｌＯ_４やＡｇＢｒなどを用いることができる。ここで、ＥＤ材料とは、下側ないし上側電極１２，２２表面において、酸化還元反応などにより、その一部が析出・堆積、または、消失する材料をいう。

【0019】

支持電解質は、ＥＤ材料の酸化還元反応等を促進するものであれば限定されない。たとえば、リチウム塩（ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４等）、カリウム塩（ＫＣｌ、ＫＢｒ、ＫＩ等）、ナトリウム塩（ＮａＣｌ、ＮａＢｒ、ＮａＩ等）を好適に用いることができる。

【0020】

メディエータは、銅を含むＣｕＣｌ_２以外にも、たとえば銅を含むＣｕＳＯ_４やＣｕＢｒ_２などを用いることができる。ここで、メディエータとは、銀よりも電気化学的に低いエネルギで酸化・還元する材料をいう。

【0021】

溶媒は、ＥＤ材料等を安定的に保持することができるものであれば限定されない。たとえば、水や炭酸プロピレン等の極性溶媒、極性のない有機溶媒、更にはイオン性液体、イオン導電性高分子、高分子電解質等を用いることができる。具体的には、ＤＭＳＯの他、炭酸プロピレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ポリビニル硫酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリル酸等を好適に用いることができる。

【0022】

なお、電解液の滴下は、ディスペンサやインクジェットヘッドなどを用いて行うことができる。また、下側および上側基板１０，２０の貼合は、大気中、真空中ないし窒素雰囲気中で行うことができる。

【0023】

以上により、ＥＤ素子９０が完成する。以下、ＥＤ素子９０の基本的な機能を説明する。

【0024】

定常時（電圧無印加時）、電解質層５０は概ね透明であり、ＥＤ素子９０は透明状態を実現する。ただし、実際には、若干黄みを帯びて見える場合がある。これは、メディエータ（ＣｕＣｌ_２）の影響だと考えらえる。このような若干の着色は、下側および上側基板１０，２０の間隔（ＥＤ素子９０の厚み）を狭く（薄く）することにより改善される。

【0025】

たとえば、下側電極１２の電位を基準としたときに、上側電極２２に正の直流電位（２．５Ｖ程度で数十秒間）を印加した場合（つまり、下側電極１２に負の直流電圧を印加した場合）、下側電極１２表面において、電解質層５０中の銀イオン（ＥＤ材料）が還元され、銀薄膜（高反射膜）が析出する。これにより、ＥＤ素子９０は鏡面状態を実現する。なお、下側電極１２の電位を基準としたときに、上側電極２２に負の直流電位を印加した場合（つまり、上側電極２２に負の直流電圧を印加した場合）には、上側電極２２表面に銀薄膜（高反射膜）が析出する。

【0026】

下側および上側電極１２，２２への電圧印加を停止すると、下側電極１２表面に析出した銀（薄膜）は、電解質層５０中に銀イオンとして溶解し、下側電極１２表面から消失する。これによりＥＤ素子９０は再度透明状態を実現する。

【0027】

図１Ｂに示すように、下側および上側電極１２，２２各々は、たとえば２つの光学特性（光透過／光反射）切替領域に区分されている。つまり、下側電極１２は、第１および第２の下側電極１２ａ，１２ｂを含み、上側電極２２は、第１および第２の上側電極２２ａ，２２ｂを含む。なお、下側電極１２または上側電極２２のどちらか一方は、ベタ電極（ベース基板全面に形成される電極）であってもかまわない。

【0028】

第１の下側電極１２ａと第１の上側電極２２ａとが相対して形成されており、相互に重なり合う領域がＥＤ素子９０の第１の領域３０ａを画定する。第１の下側電極１２ａと第１の上側電極２２ａとの間に電圧を印加することにより、ＥＤ素子９０の第１の領域３０ａが鏡面状態となる。なお、第１の下側電極１２ａと第１の上側電極２２ａとの間に電圧が印加されていないときは、ＥＤ素子９０の第１の領域３０ａは透明状態になっている。

【0029】

また、第２の下側電極１２ｂと第２の上側電極２２ｂとが相対して形成されており、相互に重なり合う領域がＥＤ素子９０の第２の領域３０ｂを画定する。第２の下側電極１２ｂと第２の上側電極２２ｂとの間に電圧を印加することにより、ＥＤ素子９０の第２の領域３０ｂが鏡面状態となる。なお、第２の下側電極１２ｂと第２の上側電極２２ｂとの間に電圧が印加されていないときは、ＥＤ素子９０の第２の領域３０ｂは透明状態になっている。

【0030】

第１および第２の領域３０ａ，３０ｂ各々の平面サイズは、横方向（図中、左右方向）が４０ｍｍ程度であり、縦方向（図中、上下方向）が２５ｍｍ程度である。また、それらの間隔は０．１ｍｍ程度である。

【0031】

以下、ＥＤ素子を用いた車両用灯具、具体的には前照灯（ヘッドライト）の構造や基本的な機能等について説明する。ここで、便宜的に、ＸＹＺ直交座標系を定義する。Ｘ軸およびＹ軸が水平面を構成し、Ｚ軸が垂直（高さ）方向を示すものとする。以下では、Ｙ軸正方向を前方ないし正面方向、Ｙ軸負方向を後方ないし背面方向、Ｘ軸正方向を右方向、Ｘ軸負方向を左方向、と呼ぶことがある。また、Ｚ軸正方向を上方、Ｚ軸負方向を下方、と呼ぶことがある。

【0032】

図２Ａは、第１の実施例による車両用灯具１００の構造を示す模式図（ＸＹ平面）である。車両用灯具１００は、主に、ＥＤ素子９０、光源１０１およびミラー部材（鏡）１０２から構成される。なお、ＥＤ素子９０は、図１Ａおよび図１Ｂに示すＥＤ素子の構造と同様の構造を有する。

【0033】

光源１０１は、たとえば半導体発光素子（ＬＥＤ）を含み、Ｘ軸正方向に、可視光（白色光）を出射する。なお、光源１０１の光軸上の、たとえば光源１０１の近傍に、投影レンズ１０３等の光学部材を設けてもよい。このような光学部材には、たとえば、光源１０１からの光を平行光にするコリメートレンズなどを用いることができる。

【0034】

ミラー部材１０２は、光源１０１の光軸上に、当該光軸に対して傾いて配置される。たとえば、光源１０１から出射された光を、概ねＹ軸正方向に反射する。

【0035】

ＥＤ素子９０は、光源１０１とミラー部材１０２との間であって光源１０１の光軸上に、当該光軸に対して傾いて配置される。たとえば、鏡面状態において、光源１０１から出射された光を、概ねＹ軸正方向に反射する。

【0036】

ＥＤ素子９０、光源１０１およびミラー部材１０２は、たとえばハウジング機構１０４内に収容されている。光源１０１から出射され、ＥＤ素子９０ないしミラー部材１０２により反射された光が、ハウジング機構１０４の外部に放出されるように、ハウジング機構１０４の光放出部１０４ａは、たとえば透光性樹脂部材により構成されている。

【0037】

なお、車両用灯具１００を構成する部材はこれらに限られない。必要に応じて、更なる光学部材を設けてもよい。たとえば、ハウジング機構１０４の光放出部１０４ａの外側に、投影レンズ１０５などの光学部材を設けてもよい。投影レンズ１０５は、ＥＤ素子９０およびミラー部材１０２の光反射パターンを反転して、Ｙ軸正方向（前方）に投影する。投影レンズ１０５を設ける場合は、ＥＤ素子９０およびミラー部材１０２をＺ軸方向（上下方向）に反転して配置する。

【0038】

図２Ｂは、ＥＤ素子９０およびミラー部材１０２の設置状態を示す模式図（ＸＺ平面）である。

【0039】

ＥＤ素子９０は、第１および第２の領域３０ａ，３０ｂがＺ軸方向に並ぶように配置されている。たとえば、第１の領域３０ａがＺ軸正方向側に、第２の領域３０ｂがＺ軸負方向側に、配置されている。

【0040】

また、ＥＤ素子９０は、鏡面状態において、Ｘ軸正方向に進行する光をＹ軸正方向（正面方向）に反射するように配置されている。そして、ミラー部材１０２は、Ｘ軸正方向に進行する光を、Ｙ軸正方向（正面方向）であって、ややＺ軸負方向側（下方側）に反射するように配置されている。

【0041】

図３Ａおよび図３Ｂは、車両用灯具１００の配光制御の様子を示す模式図（ＸＹ平面）である。車両用灯具１００から放出される光は、ＸＹ面（水平面）に平行な路面上を照射する。以下、図２Ａおよび図２Ｂも併せて参照しながら、車両用灯具１００の基本的な機能について説明する。

【0042】

図３Ａに、車両用灯具１００において、ＥＤ素子９０の第２の領域３０ｂを鏡面状態にしたときの配光状態を示す。すなわち、ＥＤ素子９０の電極１２ｂ，２２ｂとの間に電圧を印加したときの配光状態を示す（図１Ａおよび図１Ｂ参照）。

【0043】

光源１０１から出射された光の一部は、透明状態であるＥＤ素子９０の第１の領域３０ａを透過し、ミラー部材１０２により反射され、ハウジング機構１０４（光放出部１０４ａ）から放出される。ミラー部材１０２により反射された光は、Ｙ軸正方向（正面方向）であってややＺ軸負方向側（下方側）に進行し、路面上の車両用灯具１００に比較的近い領域Ａｍを照射する。

【0044】

また、光源１０１から出射された光の一部は、鏡面状態であるＥＤ素子９０の第２の領域３０ｂにより反射され、ハウジング機構１０４（光放出部１０４ａ）から放出される。ＥＤ素子９０の第２の領域３０ｂにより反射された光は、Ｙ軸正方向（正面方向）に進行する。このとき、ＥＤ素子９０の第２の領域３０ｂは、比較的低い位置に、つまりＥＤ素子９０においてＺ軸負方向側に設けられているため、ＥＤ素子９０の第２の領域３０ｂにより反射された光は、路面上の車両用灯具１００に比較的近い領域Ａｅｆ２にまでしか到達しない。

【0045】

透明状態であるＥＤ素子９０の第１の領域３０ａを透過し、ミラー部材１０２により反射された光、および、鏡面状態であるＥＤ素子９０の第２の領域３０ｂにより反射された光は、ともに、車両用灯具１００に比較的近い場所を照射する。このため、車両用灯具１００は、比較的近い場所をより明るく光照射することができる。このような配光状態は、一般に、ロービーム状態と呼ばれる。ここでは、便宜的に、このような配光状態を、正面方向におけるロービーム配光と呼ぶこととする。

【0046】

図３Ｂに、車両用灯具１００において、ＥＤ素子９０の第１および第２の領域３０ａ，３０ｂをともに鏡面状態にしたときの配光状態を示す。すなわち、ＥＤ素子の電極１２（電極１２ａ，１２ｂ）と電極２２（電極２２ａ，２２ｂ）との間にそれぞれ電圧を印加したときの配光状態を示す（図１Ａおよび図１Ｂ参照）。ＥＤ素子９０は、全体としてミラー部材（鏡）として機能している。

【0047】

光源１０１から出射された光は、全体として鏡面状態であるＥＤ素子９０により反射され、ハウジング機構１０４（光放出部１０４ａ）から放出される。ＥＤ素子９０により反射された光は、Ｙ軸正方向（正面方向）に進行する。

【0048】

このとき、ＥＤ素子９０の第１の領域３０ａは、比較的高い位置に、つまりＥＤ素子９０においてＺ軸正方向側に設けられているため、ＥＤ素子９０の第１の領域３０ａにより反射された光は、路面上の車両用灯具１００から比較的遠い領域Ａｅｆ１にまで到達する。また、ＥＤ素子９０の第２の領域３０ｂは、比較的低い位置に、つまりＥＤ素子９０においてＺ軸負方向側に設けられているため、ＥＤ素子９０の第２の領域３０ｂにより反射された光は、路面上の車両用灯具１００に比較的近い領域Ａｅｆ２にまでしか到達しない。

【0049】

ＥＤ素子９０により反射された光は、全体として、車両用灯具１００に近い領域から遠い領域までの広い領域Ａｅｆを照射する。このため、車両用灯具１００は、より遠方の場所まで明るく光照射することができる。このような配光状態は、一般に、ハイビーム状態と呼ばれる。ここでは、便宜的に、このような配光状態を、正面方向におけるハイビーム配光と呼ぶこととする。

【0050】

以上のように、車両用灯具にＥＤ素子を用いることにより、光学部材を機械的に制御することなく、電気的な制御のみで、正面方向におけるロービーム配光およびハイビーム配光を切り替えることができる。このため、車両用灯具の軽量化・小型化や信頼性の向上などに貢献することができるであろう。

【0051】

図４Ａは、第２の実施例による車両用灯具の構造を示す模式図（ＸＹ平面）である。当該車両用灯具２００Ｌは、主に、第１および第２のＥＤ素子９１Ｌ・９２Ｌ、光源２０１Ｌおよびミラー部材２０２Ｌから構成される。

【0052】

車両用灯具２００Ｌは、第２のＥＤ素子９２Ｌを除いて、基本的に、第１の実施例による車両用灯具１００と同様の構造を有する。つまり、光源２０１Ｌおよびミラー部材２０２Ｌに加え、投影レンズ２０３Ｌおよびハウジング機構２０４Ｌ（光放出部２０４Ｌａ）が、それぞれ第１の実施例による車両用灯具１００の光源１０１、ミラー部材１０２、投影レンズ１０３およびハウジング機構１０４（光放出部１０４ａ）に対応する。また、第１のＥＤ素子９１Ｌが、第１の実施例による車両用灯具１００のＥＤ素子９０に対応する。

【0053】

第２のＥＤ素子９２Ｌは、図１に示すＥＤ素子９０と同様の構造を有し、光源２０１Ｌと第１のＥＤ素子９１Ｌとの間であって光源２０１Ｌの光軸上に、当該光軸に対して傾いて配置される。第２のＥＤ素子９２Ｌは、光源２０１Ｌの光軸に対して、第１のＥＤ素子９１Ｌよりも鋭い角度で傾いている。

【0054】

図４Ｂは、特に第２のＥＤ素子９２Ｌの設置状態を示す模式図（ＸＺ平面）である。第２のＥＤ素子９２Ｌも、第１のＥＤ素子９１Ｌと同様に、第１および第２の領域３０ａ，３０ｂがＺ軸方向に並ぶように配置されている。つまり、第１の領域３０ａがＺ軸正方向側に、第２の領域３０ｂがＺ軸負方向側に、配置されている。

【0055】

第２のＥＤ素子９２Ｌは、光源２０１Ｌの光軸に対して、第１のＥＤ素子９１Ｌよりも鋭い角度で配置されている。第２のＥＤ素子９２Ｌは、鏡面状態において、Ｘ軸正方向に進行する光をＹ軸正方向（正面方向）よりもややＸ軸負方向側（左側）に反射するように配置されている。

【0056】

図４Ｃは、車両用灯具２００Ｌの配光制御の様子を示す模式図（ＸＹ平面）である。車両用灯具２００Ｌから放出される光は、ＸＹ面（水平面）に平行な路面上を照射する。以下、図４Ａおよび図４Ｂも併せて参照しながら、車両用灯具２００Ｌの基本的な機能について説明する。

【0057】

車両用灯具２００Ｌにおいて、第２のＥＤ素子９２Ｌが全体として透明状態であるときは、第１の実施例による車両用灯具１００と同様に機能する。つまり、第１のＥＤ素子９１Ｌにおいて、第１の領域が透明状態であり、第２の領域が鏡面状態である場合に、正面方向におけるロービーム配光を実現し、第１および第２の領域がともに鏡面状態である場合に、正面方向におけるハイビーム配光を実現する。

【0058】

第１のＥＤ素子９１Ｌの第１の領域が透明状態であり、第２の領域が鏡面状態であるときに、第２のＥＤ素子９２Ｌの第２の領域を鏡面状態にする場合を想定する。このとき、光源２０１Ｌから出射された光の一部は、鏡面状態である第２のＥＤ素子９２Ｌの第２の領域により反射され、ハウジング機構２０４Ｌ（光放出部２０４Ｌａ）から放出される。図４Ｃに示すように、第２のＥＤ素子９２Ｌの第２の領域により反射された光は、Ｙ軸正方向（正面方向）からＸ軸負方向側（左側）に進行し、路面上の車両用灯具２００Ｌに比較的近い領域Ａｅｌ２を照射する。

【0059】

なお、光源２０１Ｌから出射された光の一部は、透明状態である第２のＥＤ素子９２Ｌの第１の領域および第１のＥＤ素子９１Ｌの第１の領域を透過し、ミラー部材２０２Ｌにより反射され、ハウジング機構２０４Ｌ（光放出部２０４Ｌａ）から放出される。ミラー部材２０２Ｌにより反射された光は、Ｙ軸正方向（正面方向）であってややＺ軸負方向側（下方側）に進行し、路面上の車両用灯具２００Ｌに比較的近い領域Ａｍを照射する。

【0060】

ミラー部材２０２Ｌにより反射された光、および、鏡面状態である第２のＥＤ素子９２Ｌの第２の領域により反射された光は、全体として、車両用灯具２００Ｌの前方左側であって比較的近い場所を照射する。このように、車両用灯具２００Ｌは、ロービーム状態において、配光方向を正面方向から左側方向に切り替えることができる。なお、便宜的に、このような配光状態を、左側方向におけるロービーム配光と呼ぶこととする。

【0061】

第１のＥＤ素子９１Ｌの第１の領域が透明状態であり、第２の領域が鏡面状態であるときに、第２のＥＤ素子９２Ｌの第１および第２の領域をともに鏡面状態にする場合を想定する。このとき、光源２０１Ｌから出射された光は、全体として鏡面状態である第２のＥＤ素子９２Ｌにより反射され、ハウジング機構２０４Ｌ（光放出部２０４Ｌａ）から放出される。第２のＥＤ素子９２Ｌにより反射された光は、Ｙ軸正方向（正面方向）からＸ軸負方向側（左側）に進行し、路面上の車両用灯具２００Ｌに近い領域から遠い領域までの広い領域を照射する。

【0062】

全体として鏡面状態である第２のＥＤ素子９２Ｌにより反射された光は、車両用灯具２００Ｌの前方左側であって比較的離れた場所を照射する。このように、車両用灯具２００Ｌは、ハイビーム状態において、配光方向を正面方向から左側方向に切り替えることができる。なお、便宜的に、このような配光状態を、左側方向におけるハイビーム配光と呼ぶこととする。

【0063】

以上のように、車両用灯具に２つのＥＤ素子を用いることにより、配光方向を正面方向と正面方向から左側の方向とに切り替えることができる。なお、ＥＤ素子は、３つ以上用いてもかまわない。光源の光軸に対する傾き角度が相互に異なる３つ以上のＥＤ素子を用いることにより、さらに多方向に配光方向を切り替えることができるであろう。

【0064】

図５Ａは、第２の実施例による車両用灯具の変形例を示す模式図（ＸＹ平面）である。当該車両用灯具２００Ｒは、車両用灯具２００Ｌの各構成部材を、ＹＺ面を対称面として反転するように配置した構造を有する。

【0065】

車両用灯具２００Ｒは、基本的に、車両用灯具２００Ｌと同様の構成部材を有し、第１および第２のＥＤ素子９１Ｒ・９２Ｒ、光源２０１Ｒ、ミラー部材２０２Ｒ、投影レンズ２０３Ｒおよびハウジング機構２０４Ｒ（光放出部２０４Ｒａ）を有する。車両用灯具２００Ｒでは、図５Ａに示すように、Ｘ軸正方向に向かって、ミラー部材２０２Ｒ、第１および第２のＥＤ素子９１Ｒ，９２Ｒ、光源２０１Ｒが並んで配置されている。光源２０１Ｒは、Ｘ軸負方向に、可視光（白色光）を出射する。

【0066】

ミラー部材２０２Ｒは、光源２０１Ｒの光軸上に、当該光軸に対して傾いて配置される。たとえば、光源２０１Ｒから出射された光を、Ｙ軸正方向（正面方向）であって、ややＺ軸負方向側（下方側）に反射する。

【0067】

第１のＥＤ素子９１Ｒは、光源２０１Ｒとミラー部材２０２Ｒとの間であって光源２０１Ｒの光軸上に、当該光軸に対して傾いて配置される。たとえば、鏡面状態において、光源２０１Ｒから出射された光を、概ねＹ軸正方向（正面方向）に反射する。第１のＥＤ素子９１Ｒにおいて、第１の領域がＺ軸正方向側に、第２の領域がＺ軸負方向側に、配置されている。

【0068】

第２のＥＤ素子９２Ｒは、光源２０１Ｒと第１のＥＤ素子９１Ｒとの間であって光源２０１Ｒの光軸上に、当該光軸に対して傾いて配置される。たとえば、鏡面状態において、光源２０１Ｒから出射された光を、Ｙ軸正方向（正面方向）よりもややＸ軸正方向側（右側）に反射する。第２のＥＤ素子９２Ｒにおいて、第１の領域がＺ軸正方向側に、第２の領域がＺ軸負方向側に、配置されている。

【0069】

図５Ｂは、車両用灯具２００Ｒの配光制御の様子を示す模式図（ＸＹ平面）である。車両用灯具２００Ｒは、基本的に、車両用灯具２００Ｌと同様に機能する。

【0070】

第２のＥＤ素子９２Ｒが全体として透明状態である場合を想定する。このとき、第１のＥＤ素子９１Ｒにおいて、第１の領域が透明状態であり、第２の領域が鏡面状態である場合に、車両用灯具２００Ｒは、正面方向におけるロービーム配光を実現する。また、第１および第２の領域がともに鏡面状態である場合に、車両用灯具２００Ｒは、正面方向におけるハイビーム配光を実現する。

【0071】

第１のＥＤ素子９１Ｒの第１の領域が透明状態であり、第２の領域が鏡面状態であるときに、第２のＥＤ素子９２Ｒの第２の領域を鏡面状態にする場合を想定する。このとき、図５Ｂに示すように、ミラー部材２０２Ｒにより反射された光、および、鏡面状態である第２のＥＤ素子９２Ｒの第２の領域により反射された光は、全体として、車両用灯具２００Ｒの前方右側であって比較的近い場所（ミラー部材２０２Ｒの反射による光照射領域Ａｍおよび第２のＥＤ素子９２Ｒの第２の領域の反射による光照射領域Ａｅｒ２）を照射する。このように、車両用灯具２００Ｒは、ロービーム状態において、配光方向を正面方向から右側方向に切り替えることができる。なお、便宜的に、このような配光状態を、右側方向におけるロービーム配光と呼ぶこととする。

【0072】

第１のＥＤ素子９１Ｒの第１の領域が透明状態であり、第２の領域が鏡面状態であるときに、第２のＥＤ素子９２Ｒの第１および第２の領域をともに鏡面状態にする場合を想定する。このとき、全体として鏡面状態である第２のＥＤ素子９２Ｒにより反射された光は、車両用灯具２００Ｒの前方右側であって比較的離れた場所を照射する。このように、車両用灯具２００Ｒは、ハイビーム状態において、配光方向を正面方向から右側方向に切り替えることができる。なお、便宜的に、このような配光状態を、右側方向におけるハイビーム配光と呼ぶこととする。

【0073】

図６Ａ〜図６Ｃは、車両用灯具２００Ｌ，２００Ｒを含むヘッドライト（前照灯）の配光制御の様子を示す模式図（ＸＹ平面）である。図４Ａおよび図５Ａに示すような車両用灯具２００Ｌ，２００Ｒを組み合わせることにより、正面方向、ならびに、正面方向から左側および右側に光を放出するヘッドライト（前照灯）を構成することができる。車両用灯具２００Ｌ，２００Ｒは、車両Ｃの前方であって、それぞれ左側および右側に取り付けられる。

【0074】

以下では、図４Ａおよび図５Ａも併せて参照しながら、車両用灯具２００Ｌ，２００Ｒを含むヘッドライトの基本的な機能について説明する。なお、車両用灯具２００Ｌ，２００Ｒを、改めて、左側前照灯２００Ｌおよび右側前照灯２００Ｒと呼ぶこととする。

【0075】

図６Ａに示すように、左側および右側前照灯２００Ｌ，２００Ｒをともに、正面方向におけるロービーム配光とすると、車両Ｃに比較的近い場所をより明るく光照射することができる。このような配光状態により、車両Ｃの運転手は、前方を走行する他の車両の運転手が眩しくならないようにしながら、良好な視界で運転をすることができる。

【0076】

なお、図中では、左側および右側前照灯２００Ｌ，２００Ｒ各々において、ミラー部材２０２Ｌ，２０２Ｒの反射により光照射される領域を、領域Ａｍとして示している。また、第１のＥＤ素子９１Ｌ，９１Ｒ（ともに第２の領域）の反射により光照射される領域を、領域Ａｅｆ２として示している。

【0077】

図６Ｂに示すように、左側および右側前照灯２００Ｌ，２００Ｒをともに、正面方向におけるハイビーム配光とすると、車両Ｃから比較的離れた場所を光照射することができる。このような配光状態により、車両Ｃの運転手は、前走車ないし対向車がいない場合などに、より遠方を望みながら、良好な視界で運転をすることができる。なお、左側および右側前照灯２００Ｌ，２００Ｒ各々において、第１のＥＤ素子９１Ｌ，９１Ｒ（ともに第１および第２の領域）の反射により光照射される領域を、領域Ａｅｆとして示している。

【0078】

図６Ｃに示すように、左側前照灯２００Ｌを左側方向におけるロービーム配光とし、右側前照灯２００Ｒを正面方向におけるロービーム配光とすると、車両Ｃに比較的近い場所であって正面および正面から左側の場所を光照射することができる。このような配光状態により、車両Ｃの運転手は、左折する場合などに、進行方向の安全を確認しながら、良好な視界で運転をすることができる。

【0079】

なお、図中では、左側および右側前照灯２００Ｌ，２００Ｒ各々において、ミラー部材２０２Ｌ，２０２Ｒの反射により光照射される領域を、領域Ａｍとして示している。また、左側前照灯２００Ｌにおいて第２のＥＤ素子９２Ｌ（第２の領域）の反射により光照射される領域を領域Ａｅｌ２として示し、右側前照灯２００Ｒにおいて第１のＥＤ素子９１Ｒ（第２の領域）の反射により光照射される領域を領域Ａｅｆ２として示している。

【0080】

以上のような配光状態に加えて、左側および右側前照灯２００Ｌ，２００Ｒを制御することにより、より遠方の場所や正面から右側の場所など、種々の場所を光照射することができる。このような配光制御方法は、一般にＡＦＳ（アダプティブ・フロントライティング・システム）と呼ばれる。

【0081】

なお、ＥＤ素子の第１および第２の領域の形状は、図１Ｂに示す形状に限られず、他の形状にしてもよい。たとえば、第１および第２の領域を、さらに複数のサブ領域に分割してもかまわないし、それぞれ異なる形状にしてもかまわない。

【0082】

図７Ａは、ＥＤ素子９０の第１の変形例であるＥＤ素子９３を示す平面図である。第１の変形例であるＥＤ素子９３は、ＥＤ素子９０において、第１の領域３０ａをさらに複数のサブ領域３１ａ〜３１ｄに分割した構造を有する。つまり、第１の領域を画定する電極１２ａ，２２ａ（図１Ａ参照）が、それぞれ相互に離隔する複数のパターンに区分されている。

【0083】

サブ領域３１ａ〜３１ｄは、それぞれ独立に透明状態および鏡面状態を切り替えることができる。左側および右側前照灯２００Ｌ，２００Ｒには、このようなＥＤ素子９３を採用してもかまわない。

【0084】

図７Ｂは、変形例によるＥＤ素子９３を用いたヘッドライト（前照灯３００Ｌ，３００Ｒ）の配光制御の様子を示す模式図（ＸＹ平面）である。前照灯３００Ｌ，３００Ｒは、前照灯２００Ｌ，２００Ｒにおいて、第１および第２のＥＤ素子（図４Ａおよび図５Ａ参照）が全て変形例によるＥＤ素子９３に代替された構造を有する。初期状態において、左側および右側前照灯３００Ｌ，３００Ｒ各々は、正面方向におけるロービーム配光となっているものとする。

【0085】

この状態において、左側前照灯３００Ｌの第２のＥＤ素子（より光源の近くに配置されるＥＤ素子９３）のサブ領域３１ａ〜３１ｄ各々を鏡面状態にすると、正面方向から左側の方向であってより遠方の領域Ａｅｌａ〜Ａｅｌｄ各々を光照射することができる。また、左側前照灯３００Ｌの第１のＥＤ素（第２のＥＤ素子とミラー部材との間に配置されるＥＤ素子９３）のサブ領域３１ａ〜３１ｄ各々を鏡面状態にすると、正面方向のより遠方の領域Ａｅｆａ〜Ａｅｆｄ各々を光照射することができる。

【0086】

さらに、右側前照灯３００Ｒの第２のＥＤ素子（より光源の近くに配置されるＥＤ素子９３）のサブ領域３１ａ〜３１ｄ各々を鏡面状態にすると、正面方向から右側の方向であってより遠方の領域Ａｅｒｄ〜Ａｅｒａ各々を光照射することができる。また、右側前照灯３００Ｒの第１のＥＤ素子（第２のＥＤ素子とミラー部材との間に配置されるＥＤ素子９３）のサブ領域３１ａ〜３１ｄ各々を鏡面状態にすると、正面方向のより遠方の領域Ａｅｆｄ〜Ａｅｆａ各々を光照射することができる。

【0087】

このように、第１の領域が細分化されたＥＤ素子を用いることにより、遠方の場所をより特定的に光照射することができる。たとえば、前走車を避けつつより遠方の領域を光照射する（領域Ａｅｆａおよび領域Ａｅｆｄを光照射する）ことにより、車両Ｃの運転手は、前走車の運転手が眩しくならないようにしながら、より良好な視界で運転をすることができる。また、両端の領域のみ光照射する（領域Ａｅｌａおよび領域Ａｅｒｄを光照射する）ことにより、車両Ｃの運転手は、歩行者等の飛び出しに特に注意しながら運転をすることができる。このような配光制御方法は、一般にＡＤＢ（アダプティブ・ドライビング・ビーム）と呼ばれる。

【0088】

図８Ａは、ＥＤ素子９０の第２の変形例であるＥＤ素子９４を示す平面図である。ＥＤ素子９４において、第２の領域３０ｂは、一端側において、第１の領域３０ａに張り出すような形状を有している。また、第１の領域３０ａは、第２の領域３０ｂの形状に対応して、一端側において、引っ込むような形状を有している。このようなＥＤ素子９４を前照灯に用いることにより、ロービーム配光における光照射領域をカットオフ形状にすることができる。なお、第２の変形例のＥＤ素子９４であっても、図７Ａに示すように、第１の領域３０ａを複数のサブ領域に分割してもかまわない。

【0089】

図８Ｂは、ＥＤ素子９０の第３の変形例であるＥＤ素子９５を示す平面図である。フェールセーフの観点から、前照灯２００Ｌ，２００Ｒ（図４Ａおよび図５Ｂ参照）において、第１のＥＤ素子の第２の領域は、常に鏡面状態であることが好ましい。このため、前照灯２００Ｌ，２００Ｒの第１のＥＤ素子には、第２の領域３０ｂに対応する領域に、別途、ＡｇやＡｌなどの光反射性を有する部材３５を設けたＥＤ素子９５を用いてもかまわない。または、電極１２ｂ，２２ｂ（図１Ａおよび図１Ｂ参照）に、透光性を有する部材（ＩＴＯ等）ではなく、光反射性を有する部材（Ａｇ，Ａｌ等）を用いたＥＤ素子を用いてもよい。なお、第３の変形例のＥＤ素子９５であっても、図７Ａに示すように、第１の領域３０ａを複数のサブ領域に分割してもかまわない。

【0090】

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、第１の実施例による車両用灯具（図２Ａ）を用いて前照灯（ヘッドライト）を構成してもかまわない。つまり、図２Ａに示す車両用灯具１００を左側前照灯とし、車両用灯具１００の構成を左右反転させた車両用灯具を右側前照灯とするヘッドライトを構成してもかまわない。また、必要に応じて、更なる光学部材を設けてもかまわない。その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

【符号の説明】

【0091】

１０…下側基板、１１…下側ベース基板、１２…下側電極、２０…上側基板、２１…上側ベース基板、２２…上側電極、３０…光学特性切替領域、４０…シール枠部材、５０…電解質層（電解液）、９０…ＥＤ素子、１００，２００，３００…車両用灯具（前照灯ないしヘッドライト）、１０１，２０１…光源、１０２，２０２…ミラー部材（鏡）、１０３，２０３…投影レンズ、１０４，２０４…ハウジング。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4-1】

【図4-2】

【図5】

【図6-1】

【図6-2】

【図6-3】

【図7-1】

【図7-2】

【図8】