特許 7470592 液晶素子、車両用前照灯

(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】

(24)【登録日】2024-04-10

(45)【発行日】2024-04-18

(54)【発明の名称】液晶素子、車両用前照灯

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1343 20060101AFI20240411BHJP

   B60Q 1/115 20060101ALI20240411BHJP

   B60Q 1/14 20060101ALI20240411BHJP

   F21S 41/64 20180101ALI20240411BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20240411BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20240411BHJP

   F21W 102/155 20180101ALN20240411BHJP

   F21W 107/17 20180101ALN20240411BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1343

B60Q1/115

B60Q1/14 E

F21S41/64

G02F1/13 505

G02F1/13357

F21W102:155

F21W107:17

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020124330

(22)【出願日】2020-07-21

(65)【公開番号】P2022021002

(43)【公開日】2022-02-02

【審査請求日】2023-06-01

(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】110001184

【氏名又は名称】弁理士法人むつきパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】北園 卓也

(72)【発明者】

【氏名】関口 達也

【審査官】岩村 貴

(56)【参考文献】

【文献】特開平０３－１６７０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１５１２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１０４６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１３－０１３６１１１（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２６８８３７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／１３４３

Ｇ０２Ｆ １／１３

Ｇ０２Ｆ １／１３３５７

Ｂ６０Ｑ １／１０－１／１１５

Ｆ２１Ｓ ４１／００－４１／６９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両用前照灯の配光パターンに対応する像を生成するための液晶素子であって、
対向配置される第１基板及び第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板の間に配置された液晶層と、
前記第１基板の一面側に設けられた共通電極と、
前記第２基板の一面側に設けられた複数の画素電極と、
を含み、
前記複数の画素電極の各々と前記共通電極の平面視で重なる各領域において画素部が構成されており、
前記複数の画素電極の各々は、複数の仮想分割線に対応する間隙で隔てられて互いに分離して配置されており、
前記複数の仮想分割線は、第１方向とのなす角度が大きいものほど、当該第１方向と直交する第２方向に沿った仮想中心線との交点が相対的に当該仮想中心線上の仮想中心点から離れた位置となるように設定されるものであり、
前記複数の画素電極は、それらの平面視形状が前記仮想中心線を挟んで線対称である、
液晶素子。

【請求項2】

前記仮想中心点は、前記複数の仮想分割線のうち前記第１方向と略平行な１つの仮想分割線と前記仮想中心線との交点である、
請求項１に記載の液晶素子。

【請求項3】

前記複数の画素電極は、少なくとも１つの平面視において菱形の画素電極を含み、
当該菱形の画素電極は、前記仮想中心線と重なる位置に配置されている、
請求項１又は２に記載の液晶素子。

【請求項4】

前記第２基板の一面側に配置された複数の配線と、
前記第２基板の一面側に前記複数の配線を覆って配置された絶縁層と、
を更に含み、
前記複数の画素電極は、前記絶縁層の前記第２基板と接しない面に配置され、かつ、各々、前記複数の配線の何れかと前記絶縁層のスルーホールを通して接続されている、
請求項１～３の何れか１項に記載の液晶素子。

【請求項5】

請求項１～４の何れか１項に記載の液晶素子と、
前記液晶素子へ光を入射させる光源と、
前記液晶素子を挟んで対向配置される一対の偏光板と、
前記液晶素子と前記一対の偏光板により生成される像を投影する投影レンズと、
を含む、車両用前照灯。

【請求項6】

前記投影レンズによって前記像を投影して得られる照射光は、各々独立に点灯又は消灯が切り替えられる複数の個別領域を含み、
前記複数の個別領域は、前記液晶素子の前記複数の画素電極に対応づけられている、
請求項５に記載の車両用前照灯。

【請求項7】

前記複数の個別領域の各々は、複数の分割線によって区分けされており、
前記複数の分割線は、前記車両用前照灯の搭載される車両が傾斜していない場合において、水平方向とのなす角度が大きいものほど、鉛直方向に沿った仮想基準線との交点が相対的に当該仮想基準線上の仮想基準点から離れた位置となるように設定される、
請求項６に記載の車両用前照灯。

【請求項8】

前記複数の個別領域は、それらの平面視形状が前記仮想基準線を挟んで線対称である、
請求項７に記載の車両用前照灯。

【請求項9】

前記仮想基準点は、前記車両が傾斜していない場合における、前記複数の分割線のうち水平方向と略平行な１つの分割線と前記仮想基準線との交点である、
請求項７に記載の車両用前照灯。

【請求項10】

前記複数の個別領域は、少なくとも１つの平面視において菱形の個別領域を含み、
当該菱形の個別領域は、前記仮想基準線と重なる位置に配置されている、
請求項７～９の何れか１項に記載の車両用前照灯。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶素子及びこれを用いる車両用前照灯に関する。

【背景技術】

【0002】

特開平３－１６７０３９号公報（特許文献１）には、二輪車のカーブ路走行時などにおける傾斜に伴って前照灯の照射範囲（特にカットオフライン）が変化することによる対向車等へのグレアを防ぐために、車体の傾斜に応じて前照灯の光照射範囲を可変に設定するコーナリング前照灯が記載されている。

【0003】

上記した前照灯では、照射光において比較的大きな暗点（黒点）が生じてしまい、照射光の見栄えが損なわれる場合があるという点で改良の余地があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平３－１６７０３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明に係る具体的態様は、車体の傾斜に応じて可変させる照射光の見栄えを向上することを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

［１］本発明に係る一態様の液晶素子は、（ａ）車両用前照灯の配光パターンに対応する像を生成するための液晶素子であって、（ｂ）対向配置される第１基板及び第２基板と、（ｃ）前記第１基板と前記第２基板の間に配置された液晶層と、(ｄ)前記第１基板の一面側に設けられた共通電極と、（ｅ）前記第２基板の一面側に設けられた複数の画素電極と、を含み、（ｆ）前記複数の画素電極の各々と前記共通電極の平面視で重なる各領域において画素部が構成されており、（ｇ）前記複数の画素電極の各々は、複数の仮想分割線に対応する間隙で隔てられて互いに分離して配置されており、(ｈ)前記複数の仮想分割線は、第１方向とのなす角度が大きいものほど、当該第１方向と略直交する第２方向に沿った仮想中心線との交点が相対的に当該仮想中心線上の仮想中心点から離れた位置となるように設定されるものであり、（ｉ）前記複数の画素電極は、それらの平面視形状が前記仮想中心線を挟んで線対称である、液晶素子である。
［２］本発明に係る一態様の車両用前照灯は、（ａ）前記［１］の液晶素子と、（ｂ）前記液晶素子へ光を入射させる光源と、（ｃ）前記液晶素子を挟んで対向配置される一対の偏光板と、(ｄ)前記液晶素子と前記一対の偏光板により生成される像を投影する投影レンズと、を含む、車両用前照灯である。

【0007】

上記構成によれば、車体の傾斜に応じて可変させる照射光の見栄えを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施形態の車両用前照灯を備える二輪車の概略的な構成を示す図である。

【図2】図２は、一実施形態の車両用前照灯の構成を示す図である。

【図3】図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、車両用前照灯による光照射の様子を概略的に説明するための図である。

【図4】図４は、図３（Ａ）に示すａ部の拡大図である。図４（Ｂ）は、各個別領域の形状や配置の決め方を説明するための図である。

【図5】図５は、図３（Ａ）に示すａ部における各画素部に対応して設けられる画素電極の一例を示す平面図である。

【図6】図６（Ａ）は、液晶素子の構成を示す模式的な断面図である。図６（Ｂ）は、液晶素子の別の構成例を示す模式的な断面図である。

【図7】図７は、別の実施形態の車両用前照灯による各個別領域を示す図である。

【図8】図８は、別の実施形態における各個別領域を設けるための液晶素子の構成例を示す。

【図9】図９は、各分割線の位置を定める方法の一例を説明する。

【図10】図１０は、参考例の液晶素子における複数の画素部を部分的に拡大して示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

始めに、参考例の液晶素子を用いた場合において車両用前照灯（車両用灯具）の照射光に比較的大きな暗点が生じ得る理由について詳細に説明する。図１０は、参考例の液晶素子における複数の画素部を部分的に拡大して示した図である。参考例の液晶素子では、複数の画素部２１０、２１１、２１２、２１３を備える。詳細には、画素部２１０は、上側中央の逆三角形状の画素部であり、画素部２１１は、下側中央の三角形状の画素部であり、各画素部２１２は、右側に放射状に配置された画素部であり、各画素部２１３は、左側に放射状に配置された画素部である。各画素部２１０、２１１、２１２、２１３は、それぞれの一端部が中心部に向かって集まるように放射状に配置されている。これらの画素部２１０等の透過率を個別に制御し、各画素部２１０等に光を入射させてその透過光を投影することで、車体の傾斜に応じて前照灯の光照射範囲を可変に設定することができる。

【0010】

ここで、各画素部２１０、２１１、２１２、２１３は、隣り合うもの同士の相互間にある程度の間隙が設けられている（図示省略）。これらの間隙は隣り合う画素部２１０等に対応する電極同士が短絡しないようにするためのものであり、製造時のエッチング精度にもよるが、例えば１０μｍ程度の幅を要する。このため、各画素部２１０等の一端部同士の間には比較的に大きな空白領域２２０が生じる。空白領域２２０は、例えばその幅（径）が３００μｍ程度となり得る。空白領域２２０は、画素部の配置されない領域であるため、例えば液晶素子がノーマリーブラック型である場合には空白領域２２０が常に遮光状態となる。この空白領域２２０によって照射光の中に生じる暗点の大きさは、二輪車等の前方に投影されることで非常に目立つものとなり得る。これに対して、以下に開示する実施形態の車両用前照灯では、液晶素子の各画素部の形状を工夫することで大きな暗点を生じないようにしている。

【0011】

図１は、一実施形態の車両用前照灯を備える二輪車の概略的な構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の車両用前照灯１００は、二輪車１０１の前部の所定位置に設置され、この二輪車１０１の前方へ光照射を行うためのものである。図１に概略的に示すように、二輪車１０１は、カーブ路などを走行する際にはその進行方向に応じて搭乗者により左右いずれかに傾けられる。このとき、二輪車１０１の傾斜に伴って車両用前照灯１００も図示のように左右いずれかに傾いた状態となる。

【0012】

図２は、一実施形態の車両用前照灯の構成を示す図である。図２に示す車両用前照灯１００は、傾きセンサ２によって検出される二輪車１０１の左右方向への傾き角度に応じて光照射範囲と減光範囲（または非照射範囲）を可変に設定して車両前方への光照射を行うためのものである。この車両用前照灯１００は、光源１、傾きセンサ２、コントローラ３、ドライバ４、液晶素子５、一対の偏光板６ａ、６ｂ、投影レンズ７を含んで構成されている。コントローラ３は、光源１、傾きセンサ２およびドライバ４とそれぞれ接続されている。ドライバ４は、液晶素子５と接続されている。

【0013】

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。光源１は、例えば、マトリクス状あるいはライン状に配列された複数の白色光ＬＥＤを備える。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。光源１の点消灯状態はコントローラ３によって制御される。光源１から出射する光は、偏光板６ａを介して液晶素子（液晶パネル）５に入射する。なお、光源１から液晶素子５へ至る経路上に他の光学系（例えば、レンズや反射鏡、さらにはそれらを組み合わせたもの）が存在してもよい。

【0014】

傾きセンサ（傾斜センサ）２は、二輪車１０１に設置されてこの二輪車１０１の傾き角度を検出するものである。ここでいう傾き角度とは、上記図１に示したように二輪車１０１が左右いずれかへ傾く際における傾きを角度で表したものであり、例えば鉛直方向を基準とした角度で示される。この場合、傾きがない場合に傾き角度θ＝０°となる。

【0015】

コントローラ３は、傾きセンサ２によって検出される傾き角度に応じて減光範囲と光照射範囲を設定し、これら減光範囲と光照射範囲を含んだ配光パターンに対応した像を形成するための制御信号を生成してドライバ４へ供給する。このコントローラ３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。

【0016】

ドライバ４は、コントローラ３から供給される制御信号に基づいて液晶素子５に駆動電圧を供給することにより、液晶素子５の各画素部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。このドライバ４は、例えばＣＯＧ（Chip On Glass）技術を用いて液晶素子５の基板上に実装されていてもよい。

【0017】

液晶素子５は、それぞれ個別に制御可能な複数の画素部（光変調領域）を備えており、ドライバ４から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部による光変調状態（液晶層の配向状態）が可変に設定される。この液晶素子５に偏光板６ａを介して光源１からの光が照射され、透過光が偏光板６ｂを通過することにより、上記した光照射範囲と減光範囲に対応した明暗（あるいはこれに加えて色調）を有する像が形成される。例えば、液晶素子５は、垂直配向型の液晶層を備えるものであり、直交ニコル配置された一対の偏光板６ａ、６ｂの間に配置されており、各画素部において液晶層への電圧が無印加（あるいは閾値以下の電圧）である場合に光透過率が極めて低い状態（遮光状態）となり、液晶層へ電圧が印加された場合に光透過率が相対的に高い状態（透過状態）となるものである。

【0018】

一対の偏光板６ａ、６ｂは、例えば互いの偏光軸を略直交させており、液晶素子５を挟んで対向配置されている。本実施形態では、液晶層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ブラック型を想定する。各偏光板６ａ、６ｂとしては、例えば一般的な有機材料（ヨウ素系、染料系）からなる吸収型偏光板を用いることができる。また、耐熱性を重視したい場合には、ワイヤーグリッド型偏光板を用いることも好ましい。ワイヤーグリッド型偏光板とはアルミニウム等の金属による極細線を配列してなる偏光板である。また、吸収型偏光板とワイヤーグリッド型偏光板を重ねて用いてもよい。

【0019】

投影レンズ７は、液晶素子５を透過する光によって形成される像（光照射範囲と減光範囲に対応した明暗を有する像）を広げて二輪車１０１の前方へ投影するものであり、適宜設計されたレンズが用いられる。本実施形態では、反転投影型のプロジェクターレンズが用いられる。

【0020】

図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、車両用前照灯による光照射の様子を概略的に説明するための図である。また、図４は、図３（Ａ）に示すａ部の拡大図である。車両用前照灯による照射光は、個別領域２０～３３および個別領域４０～５３に対してそれぞれで個別に点灯と消灯を切り替えられる。ここでいう「点灯」とは照射光が与えられており相対的に明るい状態をいい、「消灯」とは照射光が与えられないか又は極弱い照射光のみ与えられており相対的に暗い状態をいう。図中において模様を付された個別領域は点灯しているものとする。また、Ｖ線は鉛直方向に平行であり、Ｈ線は水平方向に平行である。なお、実際には各個別領域がより細かく区画されることで、二輪車１０１の傾斜角度に応じて細やかに配光制御を行うことができるが、ここでは説明の便宜上、個別領域の数を少なくした実施形態を例示している。

【0021】

直進走行時かつ路面にも傾斜がなく、二輪車１０１が傾斜していない場合には、車両用前照灯１００も傾斜しないので、Ｈ線より上側に対応する各個別領域２０、２２、２３、２４、２８、２９、３０（図３（Ａ）参照）、並びに各個別領域４０、４１、４２、４３、４７、４８、５２、５３、５４（図４（Ａ）参照）を消灯とし、Ｈ線より下側に存在する各個別領域を点灯とする。それにより、対向車１０２へのグレアを防止することができる。

【0022】

他方、カーブ路走行時および／または路面に傾斜がある場合などで二輪車１０１が傾斜した場合には、車両用前照灯１００も傾斜するので、例えばＨ線より上側に存在する各個別領域２０、２２、２３、２８、２９、３０、３１（図３（Ｂ）参照）、並びに各個別領域４０、４１、４２、４３、５０、５１、５２、５３（図４（Ａ）参照）を消灯とし、Ｈ線より下側に存在する各個別領域を点灯とする。それにより、対向車１０２へのグレアを防止することができる。それにより、二輪車１０１の傾斜時にも対向車１０２へのグレアを防止することができる。なお、図３（Ｂ）の制御態様は例示であり、二輪車１０１の傾斜方向および傾斜角度に応じて、各個別領域の点消灯が適宜選択される。

【0023】

図４（Ｂ）は、各個別領域の形状や配置の決め方を説明するための図である。図示のように、各個別領域に区分けするための分割線６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６を設定する。これらの分割線６０～６６は、二輪車１０１の傾斜方向および傾斜角度に応じて照射光にカットオフライン（明領域と暗領域の境界）を設ける位置に対応するものである。詳細には、分割線６０～６２は、各々、図中の右上側から左下側へ向けて伸びる直線であり、各々、Ｈ線に対して斜交している。各々とＨ線とのなす角度は、分割線６０とのなす角度が最も大きく、次に分割線６１とのなす角度が大きく、分割線６２とのなす角度が最も小さい。同様に、分割線６４～６６は、各々、図中の左上側から右下側へ向けて伸びる直線であり、各々、Ｈ線に対して斜交している。各々とＨ線とのなす角度は、分割線６４とのなす角度が最も大きく、次に分割線６５とのなす角度が大きく、分割線６６とのなす角度が最も小さい。分割線６０と分割線６４、分割線６１と分割線６５、分割線６２と分割線６６のそれぞれは左右方向において対称に設けられている。そのため、分割線６０と分割線６４の各々とＶ線との交点は同じ位置となり、これをＸ１とする。同様に、分割線６１と分割線６５の各々とＶ線との交点は同じ位置となり、これをＸ２とする。同様に、分割線６２と分割線６６の各々とＶ線との交点は同じ位置となり、これをＸ３とする。また、分割線６３は、Ｖ線の下側に配置されてこのＶ線と平行に伸びる直線であり、Ｈ線に対して略直交に交差している。分割線６６とＶ線との交点をＸ４とする。

【0024】

本実施形態では、各個別領域を設定するための分割線のそれぞれについて、各交点Ｘ１～Ｘ４がＶ線上（鉛直方向に沿った仮想基準線上）において同一位置に集まらずに上下方向に分散して配置されるように、各分割線６０～６６の配置を設定している。より具体的には、Ｈ線、すなわち水平方向とのなす角度が大きい分割線ほどその分割線とＶ線との交点がＶ線上において相対的に上側に位置するように、各分割線の配置を定めている。図示の例では、分割線６０、６４とＶ線との交点Ｘ１が最も上側となり、分割線６１、６５とＶ線との交点Ｘ２が次に上側となり、分割線６２、６６とＶ線との交点Ｘ３が次に上側となり、分割線６３とＶ線との交点Ｘ４が最も下側となるように、各分割線６０～６６の配置が定められている。分割線６６は、水平方向と略平行なものであり、この分割線６６とＶ線との交点Ｘ４は複数の交点のうち最も下側に位置する仮想基準点である。他の交点Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３は、この順で仮想基準点である交点Ｘ４から離れた位置に配置されている。そして、このように配置が設定された各分割線６０～６６によって区分けされる領域の各々に対応して各個別領域を設けている（図４（Ａ）参照）。このようにすることで、各個別領域の端部が一か所に集中することを回避することができるので、大きな暗点の発生を防ぐことができる。また、各図に示すように、各個別領域は、Ｖ線を挟んで線対称な形状を有している。さらに、本実施形態では、平面視においてＶ線と重なる位置に配置された菱形の個別領域４０、４１が存在する。これらの菱形の個別領域４０、４１は、Ｈ線を挟んで対象配置される分割線６０～６２、６４～６６が交わることで画定される個別領域のうちＶ線と重なるものである。

【0025】

上記のような各個別領域における点灯／消灯を実現するには、例えば、各個別領域に対応した平面視形状の複数の画素電極と、これら画素電極に対向配置される共通電極を有する液晶素子を用い、この液晶素子に光源からの光を入射させて各画素電極と共通電極の間に与える電圧を個別に制御すればよい。

【0026】

図５は、図３（Ａ）に示すａ部における各画素部に対応して設けられる画素電極の一例を示す平面図である。図５では、各画素電極に対する配線の結線状態も合わせて示している。図示のように各画素電極は、上記した図４（Ａ）に示した各個別領域２０～３３、４０～５３のそれぞれに対応した平面視形状を有しており、かつ、仮想中心線ｏを挟んで線対称の形状に設けられている。また、各画素電極は、平面視における相互間に導電膜などの導電体が存在しない間隙が設けられており、互いに物理的および電気的に分離している。また、上記した菱形の個別領域４０、４１に対応する２つの画素電極は、仮想中心線ｏと重なる位置に配置されている。

【0027】

詳細には、間隙７０は、上記した分割線６０に対応した仮想分割線に基づいて設けられるものであり、図中右上側から左下側へ伸びている。同様に、間隙７１は上記した分割線６１に対応した仮想分割線に基づいて設けられ、間隙７２は上記した分割線６２に対応した仮想分割線に基づいて設けられ、間隙７３は上記した分割線６３に対応した仮想分割線に基づいて設けられ、間隙７４は上記した分割線６４に対応した仮想分割線に基づいて設けられ、間隙７５は上記した分割線６５に対応した仮想分割線に基づいて設けられ、間隙７６は上記した分割線６６に対応した仮想分割線に基づいて設けられるものである。なお、仮想分割線とは、上記した個別領域を区分けする各分割線と相似形で、画素電極のサイズに当てはめて適宜尺度が調整された仮想的な分割線をいい、図示すると上記図４（Ｂ）と同様になる。間隙７０～７６は、それぞれ直線状に設けられており、かつ所定の仮想中心線ｏとの交点が上記した分割線における交点Ｘ１～Ｘ４と同様に分散して配置される。詳細には、各交点は、交点Ｘ４に対応する仮想中心点が最も下側となり、それ以外の交点Ｘ１～Ｘ３に対応する交点がこの順で仮想中心点から離れた位置となるように設けられている。各画素電極は、各間隙７０～７６によって隔てられ、互いに分離している。

【0028】

また、各画素電極への電圧印加に用いる配線については、例えば、各画素電極を設ける層の下側に、絶縁層を介して隔離して設けるとよい。それにより、画素電極の数が多くなり、また形状が複雑になったとしても、図５に点線および黒丸で各画素電極に対する配線の結線状態を示すように、画素電極の下側へ各配線７８を配置することができる。

【0029】

図６（Ａ）は、液晶素子の構成を示す模式的な断面図である。液晶素子５は、対向配置された上基板（第１基板）１１および下基板（第２基板）１２、共通電極（対向電極）１３、複数の画素電極１４、複数の配線（配線電極）１６、絶縁層（絶縁膜）１７、液晶層１８を含んで構成されている。

【0030】

上基板１１および下基板１２は、それぞれ、例えば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１１と下基板１２の間には、例えば樹脂膜などからなる球状スペーサー（図示省略）が分散配置されており、それら球状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。なお、球状スペーサーに代えて、樹脂等からなる柱状体を上基板１１側若しくは下基板１２側に設け、それらをスペーサーとして用いてもよい。

【0031】

共通電極１３は、上基板１１の一面側に設けられている。この共通電極１３は、下基板１２の各画素電極１４と対向するようにして一体に設けられている。共通電極１３は、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。

【0032】

複数の画素電極１４は、下基板１２の一面側において絶縁層１７の上側に設けられている。これらの画素電極１４は、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。上記の共通電極１３と各画素電極１４との重なる領域のそれぞれが上記した画素部（光変調領域）を構成する。各画素電極１４は、上記した図５に示した形状に設けられている。

【0033】

複数の配線１６は、下基板１２の一面側において絶縁層１７の下層側に設けられている。これらの配線１６は、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。各配線１６は、ドライバ４から各画素電極１４に対して電圧を与えるためのものであり、絶縁層１７に設けられたスルーホールを介して何れか１つの画素電極１４と接続されている。これらの配線１６が上記した図５に点線で示した配線７８に対応している。各配線１６は、絶縁層１７を介して各画素電極１４の下層側に設けられるので、配線や画素電極のレイアウト設計の自由度を高めることができる。

【0034】

絶縁層１７は、下基板１２の一面側において各配線１６の上側にこれらを覆うようにして設けられている。すなわち、絶縁層１７は、下基板１２の一面側のほぼ全面を覆うように設けられている。この絶縁層１７は、例えばＳｉＯ_２膜、ＳｉＯＮ膜であり、スパッタ法などの気相プロセスあるいは溶液プロセスにより形成することができる。なお、この絶縁層１７としては有機絶縁膜を用いてもよい。絶縁層１７の層厚は、例えば１μｍ程度である。

【0035】

液晶層１８は、上基板１１と下基板１２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、カイラル材を含み、流動性を有するネマティック液晶材料を用いて液晶層２１が構成される。本実施形態の液晶層１８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、例えば８５°以上９０°以下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。

【0036】

なお、図示を省略しているが上基板１１と下基板１２の各々の一面側には適宜、液晶層１８の配向状態を規制するための配向膜が設けられている。例えば本実施形態では液晶層１８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る。また、共通電極１３、各画素電極１４、各配線１６等を介してドライバ４と接続されており、例えばスタティック駆動される。なお、共通電極１３を複数に分割してデューティ駆動（マルチプレックス駆動）を行ってもよい。

【0037】

図６（Ｂ）は、液晶素子の別の構成例を示す模式的な断面図である。上記した図６（Ａ）に示した液晶素子との違いは、複数の画素間電極１５が設けられている点であるので、相違点のみ詳細に説明する。複数の画素間電極１５は、下基板１２の一面側において絶縁層１７の下層側に設けられている。また、各画素間電極１５は、平面視で隣り合う画素電極１４の間隙と重なる位置に配置されている。また、各画素電極１５は、紙面奥側または手前側において１つの配線１６と接続されている（図示省略）。これらの画素間電極１５は、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。

【0038】

各画素間電極１５は、近接する１つの画素電極１４とスルーホールを介して接続されている。画素電極１４への電圧印加時には、その画素電極１４に接続された画素間電極１５を介して配線部１６から電圧を印加することにより、それらの画素間電極１５と画素電極１４が同電位になるので、画素電極１４の相互間においても液晶層１８へ電圧を印加することができる。それにより、画素部同士の相互間においても透過状態または遮光状態を制御することができるので、画素部同士の相互間における暗線の発生を抑制し、あるいは軽減することができる。

【0039】

図７は、他の実施形態の車両用前照灯による各個別領域を示す図である。上記した実施形態の場合よりも個別領域の数を多くすることで配光パターンをより高精細にしたものである。図７に示す実施形態における各個別領域の形状や位置は上記した実施形態と同様の決め方（図４（Ｂ）参照）により設定されており、各個別領域の端部が一か所に集中せずに分散して配置されている。このような各個別領域を設けるための液晶素子の構成例を図８に示す。図８に示す液晶素子５ｂは、図７に示した各個別領域に対応した平面視形状の複数の画素部を有する画素領域８０を備えている。また、図８に示す液晶素子５ｂは、上基板１１よりも下基板１２のほうが大きく、その余白部分にドライバ４がＣＯＧ技術によって設けられて。ドライバ４への制御信号や電力の供給は、ドライバ４に接続されたフレキシブル配線基板８１を介して行われる。なお、車両用前照灯の全体構成は上記した実施形態と同様である（図２参照）。また、投影レンズ７により像が反転投影されるので、液晶素子５ｂの実際の配置は図示のものと上下左右が反対となるようにされる。

【0040】

再び図７を参照し、各個別領域の構成について詳述する。分割線９０ａは、Ｈ線に対して右上がりに３８．２°（ｄｅｇ）の角度を有して配置されている。例えば、二輪車１０１の傾き角度が３８．２°の場合、二輪車１０１の傾きに追従してこの分割線９０ａを境界としてその下側の各個別領域を点灯、上側の各個別領域を消灯とすれば、カットオフラインを水平に形成して二輪車１０１へのグレアを防ぐことができる。同様に、分割線９１ａは、Ｈ線に対して右上がりに２７．７°の角度を有し、分割線９２ａは、Ｈ線に対して右上がりに２１．５°の角度を有し、分割線９３ａは、Ｈ線に対して右上がりに１７．５°の角度を有し、分割線９４ａは、Ｈ線に対して右上がりに１４．７°の角度を有し、分割線９５ａは、Ｈ線に対して右上がりに８．９°の角度を有し、分割線９６ａは、Ｈ線に対して右上がりに４．５°の角度を有してそれぞれ配置されている。また、各分割線９０ａ～９６ａとＶ線との各交点は、Ｈ線とのなす角度が大きい分割線との交点ほどＶ線に沿って仮想基準点Ｐから離れて相対的に上側に離れて配置されている。また、各分割線９０ｂ～９６ｂは、各分割線９０ａ～９６ａと左右対称に設定されており、各々、対応する分割線同士（例えば、分割線９０ａと分割線９０ｂ）で同一位置に交点が配置されている。また、分割線９７は、Ｈ線と平行であってＨ線の下側に配置されている。分割線９７とＶ線との交点は上記した仮想基準点Ｐである。

【0041】

ここで、図７および図９を参照しながら、各分割線９０ａ～９６ａ、９０ｂ～９６ｂとＶ線との交点の位置を定める方法の一例を説明する。各分割線とＶ線の交点は、分割線９７とＶ線との交点である仮想基準点Ｐよりも図中上側において分散して配置されている。二輪車１０１における車両用前照灯１００の設置位置の高さ（ランプ高さ）をｈ［単位：ｍ］とする（図２参照）。例えば、傾き角度θが０°の場合のランプ高さｈが０．８５ｍであるとすると、日本国における現時点の法規で定められたカットオフライン（Ｈ線に対応）から０．５７°（ｄｅｇ）だけ下向きの角度の照射光の照射距離（到達距離）は約８５ｍとなる。

【0042】

ここで、傾き角度θが変化した際にも上記と同様に０．５７°だけ下向きの照射光とした場合には、傾き角度θが大きいほど車両用前照灯１００のランプ高さｈが小さくなる（すなわち低い位置になる）ので、照射距離が短くなる。例えば、傾き角度θが３８．２°の場合であれば照射距離は６７．１ｍとなる。このため、いずれの傾き角度θにおいても照射距離を約８５ｍとするには、照射光の水平方向から下向きに定義した角度であるカットオフ角度φを変える必要がある。例えば、傾き角度θが３８．２°の場合、照射距離を約８５ｍとするには、カットオフ角度φを０．４５°にする必要がある。他の傾き角度θにおいても同様である。これらの関係を表にしたのが図９である。カットオフ角度φは、ｔａｎ^－１（ｈ／８５）を計算することで得られる。図示のように、傾き角度θが大きくなるほどカットオフ角度φが小さくなる相関関係がある。したがって、傾き角度θが０°の場合のカットオフ角度φである０．５７°を基準として、それぞれの傾き角度θに対するカットオフ角度φを求め、それらと基準値の０．５７°との差分（例えば、傾き角度θが３８．２°の場合、０．１２°）に対応して、各分割線９０ａ等とＶ線との交点を定めればよい。

【0043】

以上のような実施形態によれば、車体の傾斜に応じて可変させる照射光の見栄えを向上することができる。

【0044】

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における各個別領域やそれらに対応する各画素部の構成は一例であり、これらに限定されるものではない。

【0045】

また、上記した実施形態では液晶素子の液晶層として垂直配向のものを説明していたが液晶層の構成はこれに限定されず、他の構成（例えばＴＮ配向）であってもよい。また、液晶素子と偏光板との間に視角補償板を配置してもよい。また、画素間電極が省略されてもよい。

【0046】

また、上記した実施形態では、二輪車の前方に対して選択的な光照射を行う車両用前照灯を例示したが本開示の適用範囲はこれに限定されない。また、車両用途に限らず照明装置一般において本開示を適用してもよい。

【符号の説明】

【0047】

１：光源、２：傾きセンサ、３：コントローラ、４：ドライバ、５、５ａ：液晶素子、６ａ、６ｂ：偏光板、７：投影レンズ、１１：上基板、１２：下基板、１３：共通電極、１４：画素電極、１５：画素間電極、１６：配線部、１７：絶縁層、１８：液晶層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】