(57)【要約】【課題】  ライト点灯時に運転者が違和感を覚えることを抑制し得る車両用前照灯を提供しようとすることを目的とする。【解決手段】  車両用前照灯１は、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射する光を回折して、所定の配光パターンとされた回折光を生成する位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂと、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する回折光の一部を遮蔽及び／又は拡散する光強度変調部６０と、を備える。上記回折光は、０次光と、当該回折光のうち全光束量が最も多い回折次数の特定回折光ＬＤ１と、０次光及び特定回折光ＬＤ１以外の回折次数の高次回折光ＬＤ２と、を含む。特定回折光ＬＤ１は車両用前照灯１の外部に出射され、高次回折光ＬＤ２の少なくとも一部が光強度変調部６０に入射する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を有する車両用前照灯であって、
前記光源から出射する光を回折して、所定の配光パターンとされた回折光を生成する位相変調素子と、
前記位相変調素子から出射する前記回折光の一部を遮蔽及び／又は拡散する光強度変調部と、
を備え、
前記回折光は、０次光と、当該回折光のうち全光束量が最大である回折次数の特定回折光と、前記０次光及び前記特定回折光以外の回折次数の高次回折光と、を含み、
前記特定回折光は、前記車両用前照灯の外部に出射され、
前記高次回折光の少なくとも一部が前記光強度変調部に入射する
ことを特徴とする車両用前照灯。
【請求項２】
前記光強度変調部は、前記特定回折光の外縁の上方、左方、及び右方に配置される
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】
前記光強度変調部は、前記高次回折光のすべてを遮蔽する
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４】
前記光強度変調部は、前記特定回折光の外縁の上方で前記高次回折光を拡散する
ことを特徴とする請求項１又は２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、車両用前照灯に関し、具体的には、光を回折して出射する位相変調素子を有する車両用前照灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用前照灯として、所定の配光パターンを有する光を出射し得る様々な構成が検討されている。例えば、下記特許文献１には、位相変調素子の一種であるホログラム素子を用いて光を回折することで、所定の配光パターンを形成する車両用前照灯が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４６６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されたようなホログラム素子は、上述のように光を回折する位相変調素子であるため、当該位相変調素子に入射した光は、複数の回折次数の回折光に分離される。これら回折光のうち０次光は、位相変調の影響を受けずに直進するため、０次光の像は概ね点に近くなる。したがって、位相変調素子によって所定の配光パターンの光を形成する場合、０次を除く回折次数のうち特定の回折次数の特定回折光（例えば、＋１次光）が上記配光パターンを形成するための光として利用される。このような位相変調素子を有する車両用前照灯から光が出射すると、所定の照射領域には、上記所定の配光パターンとされた特定回折光の像が映し出され得る。なお、上記特定の回折次数は設計次数と呼ばれる。
【０００５】
しかし、上述のように、位相変調素子から出射する回折光には、０次と設計次数とを除く回折次数の高次回折光が含まれるため、上記照射領域に映し出された特定回折光の像の周囲に、高次回折光に起因する像がゴーストとして現れ得る。このため、このゴーストによってライト点灯時における運転者の視界が変化する懸念がある。
【０００６】
そこで、本発明は、ライト点灯時に運転者が違和感を覚えることを抑制し得る車両用前照灯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】
本発明の車両用前照灯は、光源を有する車両用前照灯である。上記目的の達成のため、この車両用前照灯は、前記光源から出射する光を回折して、所定の配光パターンとされた回折光を生成する位相変調素子と、前記位相変調素子から出射する前記回折光の一部を遮蔽及び／又は拡散する光強度変調部と、を備え、前記回折光は、０次光と、当該回折光のうち全光束量が最大である回折次数の特定回折光と、前記０次光及び前記特定回折光以外の回折次数の高次回折光と、を含み、前記特定回折光は前記車両用前照灯の外部に出射され、前記高次回折光の少なくとも一部が前記光強度変調部に入射することを特徴とするものである。
【０００８】
この車両用前照灯では、高次回折光の少なくとも一部が光強度変調部に入射して遮蔽及び／又は拡散される。このため、車両用前照灯の外部の所定の領域における高次回折光のエネルギー密度が、高次回折光が光強度変調部において遮蔽及び／又は拡散されない場合に比べて低減され得る。したがって、特定回折光の像の周囲にゴーストとして現れる高次回折光の像が目立たなくなり得、ライト点灯時に運転者が違和感を覚えることが抑制され得る。
【０００９】
なお、本実施形態における「遮蔽」には、光強度変調部に入射する回折光が完全に遮蔽される場合だけでなく、光強度変調部に入射する回折光の一部が光強度変調部を透過する場合が含まれるものとする。
【００１０】
また、前記光強度変調部は、前記特定回折光の外縁の上方、左方、及び右方に配置されてもよい。
【００１１】
高次回折光に起因する上記ゴーストは、特定回折光の外縁の上方、下方、左方、及び右方に現れ得る。しかし、特定回折光の外縁の下方の領域は、車両の運転者の視界が当該車両により妨げられる領域に含まれる傾向にある。このため、特定回折光の外縁の下方に現れるゴーストは、特定回折光の外縁の上方、左方、及び右方に現れるゴーストに比べて、運転に影響を及ぼしにくい。したがって、特定回折光の外縁の上方、左方、及び右方に光強度変調部を配置することで、下方のゴーストに比べて運転に影響を及ぼし易い上方、左方、及び右方のゴーストを目立たなくし得、ライト点灯時に運転者が違和感を覚えることが抑制され得る。
【００１２】
また、この場合、特定回折光の外縁の下方に光強度変調部を配置しなくし得るため、光強度変調部をコンパクトにし得るとともに、車両用前照灯の重量化を抑制し得る。
【００１３】
また、前記光強度変調部は、前記高次回折光のすべてを遮蔽してもよい。
【００１４】
これにより、車両用前照灯の外部に出射する高次回折光がゼロに近くなり得、特定回折光の像の周りにゴーストが現れることがより効果的に抑制され得る。
【００１５】
また、前記光強度変調部は、前記特定回折光の外縁の上方で前記高次回折光を拡散してもよい。
【００１６】
この場合、特定回折光の外縁の上方で高次回折光が拡散されるため、拡散されて強度が低くなった高次回折光が、特定回折光の像の上方に照射され易くなり得る。このため、この高次回折光を、標識認識用の光であるオーバーヘッドサイン（ＯＨＳ）として利用し易くなり得る。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明の車両用前照灯によれば、ライト点灯時に運転者が違和感を覚えることを抑制し得る車両用前照灯が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両用前照灯を概略的に示す縦断面図である。
【図２】図１に示される光学系ユニットの拡大図である。
【図３】図１に示される位相変調素子を概略的に示す正面図である。
【図４】ロービームの配光パターンを示す図である。
【図５】図１に示されるフロントカバーを光学系ユニット側から見た様子を概略的に示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る車両用前照灯におけるフロントカバーを図５と同様の視点で示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る車両用前照灯におけるフロントカバーを図５と同様の視点で示す図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る車両用前照灯を図１と同様の視点で示す図である。
【図９】ハイビームの配光パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る車両用前照灯を実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る車両用前照灯を示す図であり、車両用前照灯の鉛直方向の断面を概略的に示す縦断面図である。図１に示すように、車両用前照灯１は、筐体１０と、灯具ユニット２０と、を主な構成として備える。
【００２１】
筐体１０は、ランプハウジング１１と、光透過性のフロントカバー１２と、バックカバー１３と、を主な構成として備える。ランプハウジング１１の前方は開口している。フロントカバー１２は、この開口を塞ぐようにランプハウジング１１に固定されている。フロントカバー１２は出射領域１２Ｈを含んでおり、当該出射領域１２Ｈから、光が車両用前照灯１の外部前方に出射する。また、フロントカバー１２の後面の一部には、出射領域１２Ｈを囲むように光強度変調部６０が取り付けられている。なお、この光強度変調部６０については後に再び説明する。ランプハウジング１１の後方には前方よりも小さな開口が形成されており、当該開口を塞ぐようにバックカバー１３がランプハウジング１１に固定されている。
【００２２】
ランプハウジング１１と、フロントカバー１２と、バックカバー１３とによって形成される空間は灯室Ｒであり、この灯室Ｒ内に上記灯具ユニット２０が収容されている。
【００２３】
灯具ユニット２０は、ヒートシンク３０と、冷却ファン３５と、カバー４０と、光学系ユニット５０とを主な構成要素として備える。なお、灯具ユニット２０は、不図示の構成により筐体１０に固定されている。
【００２４】
本実施形態では、ヒートシンク３０は、概ね水平方向に延在する金属製のベース板３１を有し、当該ベース板３１の下面側には複数の放熱フィン３２がベース板３１と一体に設けられている。また、冷却ファン３５は、放熱フィン３２と隙間を隔てて配置され、ヒートシンク３０に固定されている。この冷却ファン３５の回転による気流によりヒートシンク３０は冷却される。また、ヒートシンク３０におけるベース板３１の上面にはカバー４０が配置されている。
【００２５】
カバー４０は、ヒートシンク３０のベース板３１上に固定されている。カバー４０は概ね矩形の形状をしており、例えばアルミニウム等の金属から成る。カバー４０の内側の空間には、光を生成して出射する光学系ユニット５０が収容されている。カバー４０の前部には光学系ユニット５０から出射する光が透過可能な開口４０Ｈが形成されている。この開口４０Ｈは、その上下方向における位置が上記出射領域１２Ｈの上下方向における位置と概ね同じになるように形成されている。光学系ユニット５０で生成された光の一部は、これら開口４０Ｈと出射領域１２Ｈとを透過して車両用前照灯１の外部前方に出射する。
【００２６】
なお、カバー４０の内壁に光吸収性を持たせるために、この内壁に黒アルマイト加工等を施すことが好ましい。カバー４０の内壁が光吸収性を持つことで、意図しない反射や屈折等によりこの内壁に光が照射された場合であっても、照射光が反射して開口４０Ｈから意図しない方向に出射することが抑制され得る。
【００２７】
図２は、上記光学系ユニット５０の拡大図である。図２に示すように、本実施形態における光学系ユニット５０は、第１光源５２Ｒと、第２光源５２Ｇと、第３光源５２Ｂと、第１コリメートレンズ５３Ｒと、第２コリメートレンズ５３Ｇと、第３コリメートレンズ５３Ｂと、第１位相変調素子５４Ｒと、第２位相変調素子５４Ｇと、第３位相変調素子５４Ｂと、合成光学系５５と、を主な構成として備える。本実施形態において、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは透過型の回折格子とされ、透過する光が回折されて所定の配光パターンを有する光となるように、所定の３次元構造を有している。
【００２８】
第１光源５２Ｒは、所定の波長のレーザ光を出射するレーザ素子とされ、本実施形態では、パワーのピーク波長が例えば６３８ｎｍの赤色レーザ光を生成して前方に出射する。第２光源５２Ｇと第３光源５２Ｂとは、それぞれ所定の波長のレーザ光を出射するレーザ素子とされ、本実施形態では、第２光源５２Ｇはパワーのピーク波長が例えば５１５ｎｍの緑色レーザ光を生成して上方に出射し、第３光源５２Ｂはパワーのピーク波長が例えば４４５ｎｍの青色レーザ光を生成して上方に出射する。これら光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは、不図示の構成によって、例えば、ベース板３１に固定される。本実施形態において、このベース板３１は、不図示の回路基板を有しており、当該回路基板を介して光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂに電力が供給される。
【００２９】
第１コリメートレンズ５３Ｒは、第１光源５２Ｒの前方に配置されており、第１光源５２Ｒから出射する赤色レーザ光のファースト軸方向及びスロー軸方向をコリメートする。第２コリメートレンズ５３Ｇは、第２光源５２Ｇの上方に配置されており、第２光源５２Ｇから出射する緑色レーザ光のファースト軸方向及びスロー軸方向をコリメートする。第３コリメートレンズ５３Ｂは、第３光源５２Ｂの上方に配置されており、第３光源５２Ｂから出射する青色レーザ光のファースト軸方向及びスロー軸方向をコリメートする。これらコリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂは、それぞれ不図示の構成により、例えばカバー４０に固定される。
【００３０】
なお、レーザ光のファースト軸方向をコリメートするコリメートレンズと、スロー軸方向をコリメートするコリメートレンズとが個別に設けられることで、上記レーザ光のファースト軸方向及びスロー軸方向がコリメートされてもよい。
【００３１】
図３は、第１位相変調素子５４Ｒを概略的に示す正面図である。図３に示すように、位相変調素子５４Ｒは、区分けされた領域のそれぞれに形成された回折格子パターン７０の集合体として構成されている。本実施形態では、第１コリメートレンズ５３Ｒから出射する赤色レーザ光の第１位相変調素子５４Ｒにおける入射スポットＳＲ内に、回折格子パターン７０が少なくとも１つ含まれる。また、各回折格子パターン７０は、それぞれ同一の不図示の３次元構造を有している。このため、各回折格子パターン７０に入射する光は、それぞれ各回折格子パターン７０の３次元構造に基づいて回折される。その結果、各回折格子パターン７０から出射する回折光は、それぞれ同一の配光パターンを有する回折光となる。したがって、位相変調素子５４Ｒに赤色レーザ光が入射すると、各回折格子パターン７０から同一の配光パターンを有する回折光が出射し、これら回折光が所定の距離だけ伝搬することによって重なり合い、所定の配光パターンを有する光となる。本実施形態では、この所定の配光パターンはロービームの配光パターンとされる。このように、第１位相変調素子５４Ｒは、光源５２Ｒから出射する赤色レーザ光を回折してロービームの配光パターンを有する光を生成する位相変調素子とされる。
【００３２】
また、第１位相変調素子５４Ｒは、赤色レーザ光を上述のように回折するため、第１位相変調素子５４Ｒに入射する赤色レーザ光は、複数の回折次数の回折光に分離される。本実施形態において、第１位相変調素子５４Ｒの上記３次元構造は、例えば、第１位相変調素子５４Ｒに入射する赤色レーザ光のおよそ９０％の成分が、回折次数が＋１である＋１次光となるように構成される。したがって、本実施形態では、上記回折光のうち＋１次光が、全光束量が最大である光とされ、上記ロービームは、この＋１次光から形成される。
【００３３】
なお、上記赤色レーザ光の成分が、例えば、＋２次光、あるいは、−１次光に集まるように上記３次元構造を構成して、上記ロービームを＋２次光や−１次光から形成してもよい。以下、上記回折光のうち、全光束量が最大である回折次数の光を特定回折光と呼ぶことがある。また、上記回折光のうち、位相変調の影響を受けずに直進する０次光及び上記特定回折光以外の回折次数の回折光を総称して高次回折光と呼ぶことがある。本実施形態では、０と＋１とを除く回折次数の回折光はすべて高次回折光である。これら高次回折光及び０次光は、ロービームを形成するために不要な光とも解釈し得る。
【００３４】
位相変調素子５４Ｇ，５４Ｂも、位相変調素子５４Ｒと同様の構成とされ、光源５２Ｇ，５２Ｂから出射する緑色レーザ光と青色レーザ光とをそれぞれ回折してロービームの配光パターンを有する光を生成する位相変調素子とされる。また、位相変調素子５４Ｒと同様に、位相変調素子５４Ｇ，５４Ｂの３次元構造は、＋１次光が上記特定回折光となるように構成される。
【００３５】
このように、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂからは、ロービームとされる特定回折光と、高次回折光と、０次光とが出射する。なお、以下、説明を容易にするために、位相変調素子５４Ｒから出射する回折光である０次光、特定回折光、及び高次回折光をまとめて第１の光ＤＬＲと呼ぶことがあり、同様に、位相変調素子５４Ｇから出射する回折光をまとめて第２の光ＤＬＧと呼ぶことがあり、位相変調素子５４Ｂから出射する回折光をまとめて第３の光ＤＬＢと呼ぶことがある。
【００３６】
図２に示すように、合成光学系５５は、第１合成素子５５ｆと第２合成素子５５ｓとを有する。第１合成素子５５ｆは、第１コリメートレンズ５３Ｒの前方かつ第２コリメートレンズ５３Ｇの上方に配置され、前後方向及び上下方向に対して概ね４５°傾いた状態で配置される。この第１合成素子５５ｆは、例えば、ガラス基板上に酸化膜が積層された波長選択フィルタとされ、所定波長よりも長い波長の光を透過し、該所定波長よりも短い波長の光を反射するように上記酸化膜の種類や厚みが調整される。本実施形態において、第１合成素子５５ｆは、第１光源５２Ｒから出射する波長６３８ｎｍの赤色レーザ光を透過し、第２光源５２Ｇから出射する波長５１５ｎｍの緑色レーザ光を反射するように構成される。
【００３７】
第２合成素子５５ｓは、第１合成素子５５ｆの前方かつ第３コリメートレンズ５３Ｂの上方に配置され、前後方向及び上下方向に対して第１合成素子５５ｆと同一方向に概ね４５°傾いた状態で配置される。この第２合成素子５５ｓは、第１合成素子５５ｆと同様に、波長選択フィルタとされる。本実施形態において、第２合成素子５５ｓは、第１光源５２Ｒから出射する波長６３８ｎｍの赤色レーザ光及び第２光源５２Ｇから出射する波長５１５ｎｍの緑色レーザ光を透過し、第３光源５２Ｂから出射する波長４４５ｎｍの青色レーザ光を反射するように構成される。
【００３８】
次に、車両用前照灯１における光の出射について説明する。具体的には、車両用前照灯１からロービームが出射される場合を説明する。
【００３９】
第１光源５２Ｒに電力が供給されると、第１光源５２Ｒによって赤色レーザ光が生成される。図２に示すように、この赤色レーザ光は前方に出射し、第１コリメートレンズ５３Ｒでコリメートされる。また、第２光源５２Ｇに電力が供給されると、第２光源５２Ｇによって緑色レーザ光が生成され、この緑色レーザ光が上方に出射する。この緑色レーザ光は、第２コリメートレンズ５３Ｇでコリメートされる。また、第３光源５２Ｂに電力が供給されると、第３光源５２Ｂによって青色レーザ光が生成され、この青色レーザ光が上方に出射する。この青色レーザ光は、第３コリメートレンズ５３Ｂでコリメートされる。
【００４０】
コリメートされた赤色レーザ光は、前方に配置された位相変調素子５４Ｒに入射する。この赤色レーザ光は、位相変調素子５４Ｒの上記３次元構造に基づいて回折して、第１の光ＤＬＲとなる。この第１の光ＤＬＲが、位相変調素子５４Ｒから前方に出射する。コリメートされた緑色レーザ光及び青色レーザ光は、それぞれ上方に配置された位相変調素子５４Ｇ，５４Ｂに入射する。これら緑色レーザ光及び青色レーザ光は、位相変調素子５４Ｇ，５４Ｂの３次元構造に基づいて回折して、それぞれ第２の光ＤＬＧ及び第３の光ＤＬＢとなる。これら光ＤＬＧ，ＤＬＢが位相変調素子５４Ｇ，５４Ｂからそれぞれ上方に出射する。上述のように、これら光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢのそれぞれは、ロービームとされる特定回折光と、０次光と、高次回折光とから形成される。
【００４１】
上述のように、赤色成分の光である第１の光ＤＬＲは、前方に配置された第１合成素子５５ｆを透過する。また、緑色成分の光である第２の光ＤＬＧは、上方に配置された第１合成素子５５ｆで反射する。このため、第２の光ＤＬＧは、第１合成素子５５ｆで９０度方向転換して前方に伝搬する。その結果、光ＤＬＲ，ＤＬＧからなる第１合成光ＬＳ１が第１合成素子５５ｆから前方に出射する。
【００４２】
第１合成素子５５ｆの前方に配置された第２合成素子５５ｓは、上述のように、赤色成分の光及び緑色成分の光を透過する。このため、第１合成光ＬＳ１は、第２合成素子５５ｓを透過する。また、青色成分の光である第３の光ＤＬＢは、上述のように、位相変調素子５４Ｂの上方に配置された第２合成素子５５ｓで反射する。このため、第３の光ＤＬＢは、第２合成素子５５ｓで９０度方向転換して前方に伝搬する。その結果、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢからなる第２合成光ＬＳ２が生成される。この第２合成光ＬＳ２は、カバー４０の開口４０Ｈを透過して灯室Ｒ内を前方に伝搬する。
【００４３】
上述のように、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢのそれぞれは、特定回折光と、０次光と、高次回折光とから形成される。本実施形態において、光学系ユニット５０は、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの各特定回折光が灯室Ｒ内を概ね水平方向に直進するように構成される。上述のように、開口４０Ｈの上下方向における位置と、フロントカバー１２の出射領域１２Ｈの上下方向における位置とは、概ね同じである。したがって、図１に示すように、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの各特定回折光ＬＤ１は、徐々に広がりながら開口４０Ｈ及び出射領域１２Ｈを透過して、車両用前照灯１の外部前方へ伝搬していく。
【００４４】
上述のように、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの各特定回折光ＬＤ１は、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの３次元構造に基づいて回折して、ロービームの配光パターンを有する光とされている。このため、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの各特定回折光ＬＤ１が、車両用前照灯１の外部前方へ徐々に広がりながら所定の距離だけ伝搬して、図４に示す照射領域ＤＡに達することで、各特定回折光ＬＤ１が重なり合い、白色光であるロービームＰＬが形成される。図４において、ロービームＰＬの像は太線で示されており、直線Ｓは水平線を示す。また、ロービームＰＬの像のうち領域ＰＬＡ１は最も光強度が大きい領域であり、領域ＰＬＡ２、領域ＰＬＡ３の順に光強度が小さくなる。なお、上記所定の距離は、例えば、上記出射領域１２Ｈを基準として前方２０ｍとされてもよい。
【００４５】
なお、０次光は、上述のように位相変調の影響を受けずに直進するため、ロービームＰＬの像の内側に点状に投影され得る。
【００４６】
また、上述のように、第２合成光ＬＳ２には高次回折光が含まれる。図１に示すように、この高次回折光ＬＤ２は、特定回折光ＬＤ１の周囲に位置して前方に伝搬し、やがてフロントカバー１２の近傍に達する。
【００４７】
このフロントカバー１２の後面の一部には、上述のように、出射領域１２Ｈを囲むように光強度変調部６０が取り付けられている。本実施形態において、この光強度変調部６０は、光を遮蔽する単一の部材とされ、アルミニウム等の金属板に黒アルマイト加工を施したものや、カーボンブラック等の遮光材料と基材とを成型したもの等から形成される。図５は、フロントカバー１２を光学系ユニット５０側から見た様子を概略的に示す図であり、フロントカバー１２に取り付けられた光強度変調部６０が示されている。
【００４８】
図５に示すように、本実施形態の光強度変調部６０は、出射領域１２Ｈを取り囲んでおり、上下方向と、上下方向及び前後方向に垂直な左右方向との２方向に所定の距離だけ延在している。この光強度変調部６０は、内周縁６０Ａと外周縁６０Ｂとを有している。光強度変調部６０の内周縁６０Ａの内側が出射領域１２Ｈとされる。上述のように、特定回折光ＬＤ１は、この出射領域１２Ｈを透過して車両用前照灯１の外部に出射する。図５において、出射領域１２Ｈに入射する特定回折光ＬＤ１の入射スポットが実線で示されており、光強度変調部６０に入射する高次回折光ＬＤ２の入射スポットが破線で示されている。上述のように、高次回折光ＬＤ２を構成する各回折光も、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂによって特定回折光ＬＤ１と同様に回折される。このため、高次回折光ＬＤ２を構成する各回折光も、特定回折光ＬＤ１と概ね同様の配光パターンとされる。これにより、本実施形態では、高次回折光ＬＤ２の入射スポットの形状は、特定回折光ＬＤ１の入射スポットと概ね同様の形状とされる。なお、各入射スポットの数、位置、大きさ、及び形状は、図５の例に限定されるものではない。
【００４９】
本実施形態における光強度変調部６０の内周縁６０Ａは、高次回折光ＬＤ２のうち特定回折光ＬＤ１の外縁に最も隣接した状態で光強度変調部６０に到達した回折光ＬＤ２ａよりも内側に位置している。このため、回折光ＬＤ２ａは、光強度変調部６０からはみ出すことなく光強度変調部６０に入射する。また、この内周縁６０Ａは、出射領域１２Ｈに入射する特定回折光ＬＤ１の外縁よりも外側に位置している。このため、光強度変調部６０には特定回折光ＬＤ１が入射しない。
【００５０】
また、光強度変調部６０の外周縁６０Ｂは、高次回折光ＬＤ２のうち特定回折光ＬＤ１の外縁から最も離れた状態で光強度変調部６０に到達した回折光ＬＤ２ｂよりも外側に位置している。このため、回折光ＬＤ２ｂは、光強度変調部６０からはみ出すことなく光強度変調部６０に入射する。
【００５１】
このように、光強度変調部６０は、高次回折光ＬＤ２のすべてが入射するようにフロントカバー１２に取り付けられている。上述のように、本実施形態の光強度変調部６０は、光を遮蔽する部材とされる。このため、本実施形態では、高次回折光ＬＤ２のすべてが光強度変調部６０によって遮蔽されて、フロントカバー１２から出射する高次回折光ＬＤ２がゼロに近くなり得る。
【００５２】
このような本実施形態の車両用前照灯１によれば、以下のような効果が得られ得る。
【００５３】
上述のように、第２合成光ＬＳ２には、ロービームＰＬとされる特定回折光ＬＤ１に加えて、高次回折光ＬＤ２が含まれる。このため、光強度変調部６０が設けられていない場合、高次回折光ＬＤ２がフロントカバー１２を透過して外部に出射することにより、上記照射領域ＤＡにおいて、ロービームＰＬの周囲に高次回折光ＬＤ２に起因するゴーストが現れ得る。しかし、本実施形態の車両用前照灯１では、上述のように、高次回折光ＬＤ２のすべてが入射するように光強度変調部６０が配置されているため、図１に示すように、高次回折光ＬＤ２のすべてが光強度変調部６０により遮蔽される。このため、照射領域ＤＡにおける高次回折光ＬＤ２のエネルギー密度が、高次回折光ＬＤ２が光強度変調部６０によって遮蔽されない場合に比べて低減される。したがって、この車両用前照灯１によれば、上記ゴーストがロービームＰＬの周囲に現れることが抑制されて、ライト点灯時に運転者が違和感を覚えることが抑制され得る。
【００５４】
特に、本実施形態の車両用前照灯１では、上述のように、高次回折光ＬＤ２のすべてが光強度変調部６０により遮蔽されるため、フロントカバー１２から出射する高次回折光ＬＤ２がゼロに近くなり、上記ゴーストの出現がより効果的に抑制され得る。
【００５５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る車両用前照灯１について図６を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００５６】
図６は、本実施形態に係る車両用前照灯１のフロントカバー１２の一部の様子を図５と同様の視点で示す図である。図６に示すように、本実施形態の車両用前照灯１は、出射領域１２Ｈの下方の領域に光強度変調部６０が配置されていない点において、光強度変調部６０が出射領域１２Ｈを取り囲む第１実施形態の車両用前照灯１と異なる。なお、各入射スポットの数、位置、大きさ、及び形状は、図６の例に限定されるものではない。
【００５７】
本実施形態の光強度変調部６０は、第１実施形態と同様に、光を遮蔽する部材とされる。この光強度変調部６０は、出射領域１２Ｈに入射する特定回折光ＬＤ１の外縁の上方、左方、及び右方に配置されており、上述のように、特定回折光ＬＤ１の外縁の下方には配置されていない。
【００５８】
したがって、本実施形態の車両用前照灯１によれば、特定回折光ＬＤ１の外縁の上方、左方、及び右方を伝搬する高次回折光ＬＤ２が、この光強度変調部６０によって遮蔽される。その結果、フロントカバー１２から特定回折光ＬＤ１の外縁の上方、左方、及び右方に出射する高次回折光ＬＤ２がゼロに近くなり得、ロービームＰＬの上方、左方、及び右方にゴーストが現れることが効果的に抑制され得る。
【００５９】
ところで、特定回折光ＬＤ１の外縁の下方の領域は、車両の運転者の視界が当該車両により妨げられる領域に含まれる傾向にある。このため、ロービームＰＬの下方に現れるゴーストは、ロービームＰＬの外縁の上方、左方、及び右方に現れるゴーストに比べて、運転に影響を及ぼしにくい傾向にある。このため、特定回折光ＬＤ１の外縁の下方の領域に光強度変調部６０が配置されていなくても、特定回折光ＬＤ１の外縁の上方、左方、及び右方に光強度変調部６０が配置されることで、運転者がゴーストによって違和感を覚えることが効果的に抑制され得る。
【００６０】
また、本実施形態の車両用前照灯１によれば、特定回折光ＬＤ１の外縁の下方の領域に光強度変調部６０を配置しなくし得るため、光強度変調部６０をコンパクトにし得るとともに、車両用前照灯１の重量化を抑制し得る。
【００６１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る車両用前照灯１について図７及び図８を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、特に説明する場合を除き、同一の参照符号を付して重複する説明は省略する。
【００６２】
図７は、本実施形態に係る車両用前照灯１のフロントカバー１２の一部の様子を図５と同様の視点で示す図である。図７に示すように、本実施形態の車両用前照灯１は、光強度変調部６０が第１部材３６１と第２部材３６２とに分割されている点において、光強度変調部６０が単一の部材から構成される第１実施形態の車両用前照灯１と主に異なる。なお、各入射スポットの数、位置、大きさ、及び形状は、図７の例に限定されるものではない。
【００６３】
第１部材３６１は、出射領域１２Ｈに入射する特定回折光ＬＤ１の外縁の下方、左方、及び右方に配置されている。この第１部材３６１は、第１実施形態の光強度変調部６０と同様に、光を遮蔽する部材で形成される。一方、第２部材３６２は、出射領域１２Ｈに入射する特定回折光ＬＤ１の外縁の上方に配置されている。この第２部材３６２は、光を拡散する部材で形成される。このような第２部材３６２としては、例えば、光を拡散させるレンズやシート等が挙げられる。このように、本実施形態の光強度変調部６０は、光を遮蔽する第１部材３６１と、光を拡散する第２部材３６２とを有している。
【００６４】
したがって、図８に示すように、本実施形態の車両用前照灯１では、高次回折光ＬＤ２のうち特定回折光ＬＤ１の外縁の下方、左方、及び右方に位置する回折光は、フロントカバー１２の近傍に達すると第１部材３６１に入射し、第１部材３６１によって遮蔽される。一方、高次回折光ＬＤ２のうち特定回折光ＬＤ１の外縁の上方に位置する回折光は、フロントカバー１２の近傍に達すると第２部材３６２に入射し、第２部材３６２によって拡散される。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態の車両用前照灯１によれば、光強度変調部６０によって高次回折光ＬＤ２が遮蔽及び拡散されるため、上記照射領域ＤＡにおける高次回折光ＬＤ２のエネルギー密度が、高次回折光ＬＤ２が光強度変調部６０によって遮蔽及び拡散されない場合に比べて低減される。したがって、上記ゴーストがロービームＰＬの周囲に現れることが抑制されて、ライト点灯時に運転者が違和感を覚えることが抑制され得る。
【００６６】
また、本実施形態の車両用前照灯１によれば、光強度変調部６０の第２部材３６２によって高次回折光ＬＤ２の一部が拡散されるため、上記照射領域ＤＡにおいてロービームＰＬの上方に、拡散した高次回折光ＬＤ２に起因する強度の低い光が照射され得る。このため、この拡散した光を、例えば、図４において破線で示されるような標識認識用の光であるオーバーヘッドサイン（ＯＨＳ）として利用し得る。
【００６７】
なお、第１部材３６１と第２部材３６２との配置関係は、上記の例に限定されるものではなく、その他任意の配置関係としてもよい。例えば、出射領域１２Ｈに入射する特定回折光ＬＤ１の外縁の上方、下方、及び右方に第１部材３６１を配置し、当該外縁の左方に第２部材３６２を配置してもよい。あるいは、上記外縁の上方及び左方に第１部材３６１を配置し、上記外縁の下方及び右方に第２部材３６２を配置してもよい。ただし、本実施形態のように、出射領域１２Ｈに入射する特定回折光ＬＤ１の外縁の上方に第２部材３６２を配置して、当該外縁の上方で高次回折光ＬＤ２が拡散されるようにすることで、拡散されて強度が低くなった高次回折光ＬＤ２が、上記照射領域ＤＡにおいてロービームＰＬの上方に照射され易くなり得る。このため、拡散された高次回折光ＬＤ２を、標識認識用の光であるオーバーヘッドサイン（ＯＨＳ）として利用することが容易になり得る。
【００６８】
また、本実施形態では、光強度変調部６０の一部を第２部材３６２とする例を説明したが、光強度変調部６０の全体を、回折光を拡散する第２部材３６２で形成してもよい。この場合でも、光強度変調部６０に入射した高次回折光ＬＤ２が拡散される結果、上記照射領域ＤＡにおける高次回折光ＬＤ２のエネルギー密度が低減され得る。したがって、ロービームＰＬの周囲に現れる上記ゴーストが目立たなくなり得、ライト点灯時に運転者が違和感を覚えることが抑制され得る。また、拡散した光を上記ＯＨＳとして利用し得る。
【００６９】
以上、本発明について、第１〜第３実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７０】
例えば、第１及び第３実施形態では、高次回折光ＬＤ２のすべてが光強度変調部６０に入射する例を説明したが、高次回折光ＬＤ２の少なくとも一部が光強度変調部６０に入射すればよい。この場合でも、高次回折光ＬＤ２の少なくとも一部が遮蔽及び／又は拡散される。こうして、遮蔽及び拡散の少なくとも一方に起因する高次回折光ＬＤ２のエネルギー密度の低減によって、ロービームＰＬの周囲に現れる上記ゴーストが目立たなくなり得る。
【００７１】
また、第１〜第３実施形態では、光強度変調部６０をフロントカバー１２に取り付けた例を説明したが、これは必須ではない。例えば、フロントカバー１２とカバー４０との間の高次回折光ＬＤ２の光路上に光強度変調部６０を配置してもよい。
【００７２】
また、第１〜第３実施形態では、３つの光源を備える例を説明したが、光源は少なくとも１つあればよい。ただし、第１〜第３実施形態のように、３つの光源を備えることで所望の色の光を生成することが可能となる。
【００７３】
また、第１〜第３実施形態では、車両用前照灯１がロービームＰＬを照射する例を説明したが、本発明は特に限定されない。例えば、図９に示すようなハイビームＰＨを照射するように構成されてもよい。なお、図９において、ハイビームＰＨの配光パターンは太線で示されており、直線Ｓは水平線を表している。このハイビームＰＨの配光パターンにおいて、領域ＰＨＡ１は光強度が強い領域であり、ＰＨＡ２はＰＨＡ１よりも光強度が低い領域である。
【００７４】
また、第１〜第３実施形態では、位相変調素子として回折格子を用いた例を説明したが、光源から出射する光を回折して所定の配光パターンとされた回折光を生成できるのであれば、他の位相変調素子を用いてもよい。例えば、このような位相変調素子として、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）を挙げることができる。このＬＣＯＳは、Ｓｉ基板上に複数の液晶分子が２次元に配列された構成とされる。このＬＣＯＳによれば、これらの液晶分子の配向パターンを電圧に応じて変化させて液晶層の屈折率を変更することができ、この変更された屈折率に応じて入射する光の位相を変調することができる。その結果、所定の配光パターンを有する光を生成し得る。また、位相変調素子をＬＣＯＳとする場合、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光を時間差を付けて出射し、これら赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光を１つの位相変調素子に入射するようにしてもよい。この場合、各色のレーザ光が入射するタイミングで位相変調素子に印加される電圧を変更することで、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光の各配光パターンを、例えばロービームなどの同一の配光パターンにすることができる。ここで、電圧を例えば１／３０秒以下の期間で切り替えることで、視覚の残像効果が生じて、人は、時間差を付けて出射された各色の光があたかも合成されたかのように認識し得る。したがって、位相変調素子をＬＣＯＳとする場合、視覚の残像効果が生じ得るタイミングで各色の光を時分割で出射し、そのタイミングに応じて位相変調素子に印加される電圧を変更することで、１つの位相変調素子で上記ロービームＰＬや上記ハイビームＰＨを形成し得、車両用前照灯の部品点数を削減し得る。一方、第１〜第３実施形態のように位相変調素子を回折格子とする場合、ＬＣＯＳと異なり電圧を印加して制御する必要がなく、車両用前照灯の構成を簡易にし得る。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によれば、ライト点灯時に運転者が違和感を覚えることを抑制し得る車両用前照灯が提供され、自動車の分野などにおいて利用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１・・・車両用前照灯
１０・・・筐体
１２・・・フロントカバー
１２Ｈ・・・出射領域
２０・・・灯具ユニット
５０・・・光学系ユニット
５２Ｒ・・・第１光源
５２Ｇ・・・第２光源
５２Ｂ・・・第３光源
５４Ｒ・・・第１位相変調素子
５４Ｇ・・・第２位相変調素子
５４Ｂ・・・第３位相変調素子
５５・・・合成光学系
６０・・・光強度変調部
７０・・・回折格子パターン
３６１・・・第１部材
３６２・・・第２部材
ＬＤ１・・・特定回折光
ＬＤ２・・・高次回折光
ＤＡ・・・照射領域
【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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