(57)【要約】【課題】  小型化しつつ運転し易い車両用灯具を提供する。【解決手段】  前照灯１は、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、変更可能な位相変調パターンで光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから入射する光を回折する位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂと、を備える。位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂで回折される光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢは、位相変調パターンに基づく所定の配光パターンとされるロービームの配光パターンで照射される。位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂに入射する光のうち位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂで回折されずに位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが投影される投影領域ＡＲは、車両の運転者の視界が車両により妨げられる範囲ＲＮＧ内に位置する。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
変更可能な位相変調パターンで前記光源から入射する光を回折する位相変調素子と、
を備え、
前記位相変調素子により回折される光は、前記位相変調パターンに基づく所定の配光パターンで照射され、
前記位相変調素子に入射する光のうち前記位相変調素子で回折されずに前記位相変調素子から出射する０次光が投影される投影領域は、車両の運転者の視界が前記車両により妨げられる範囲内に位置する
ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記所定の配光パターンは、光度分布を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項３】
１つの前記光源と１つの前記位相変調素子とを含む発光光学系を複数有し、
それぞれの前記発光光学系から出射する光を合成する合成光学系を更に備え、
それぞれの前記発光光学系における前記光源は、互いに異なる所定の波長の光を出射し、
それぞれの前記発光光学系における前記位相変調素子は、前記合成光学系で合成された光が前記所定の配光パターンとなるように前記光源からの光を回折する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用灯具。
【請求項４】
それぞれの前記発光光学系における前記位相変調素子から出射する０次光は前記合成光学系で合成され、前記投影領域に投影される
ことを特徴とする請求項３に記載の車両用灯具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用灯具に関し、具体的には、小型化しつつ運転し易い車両用灯具に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用ヘッドライトに代表される車両用前照灯は、夜間に前方を照らすためのロービームを少なくとも照射する構成とされている。このロービームの配光パターンを形成するために様々な構成が検討されており、例えば、下記特許文献１には、回折格子の一種であるホログラム素子を用いてロービームの配光パターンを形成することが記載されている。
【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に記載の車両用前照灯は、ホログラム素子と、このホログラム素子に参照光を照射する光源と、を備えている。このホログラム素子は、ロービームの配光パターンの形成に用いられる１次光が車両前方に照射され、そのロービームの配光パターン以外の前方に向けて０次光が照射されるように、計算されている。このため、上記特許文献１の車両用前照灯では、０次光に起因するグレアの発生を防止し得るとされている。
【０００５】
また、上記特許文献１には、上記の車両用前照灯がハイビームの配光パターンを形成するように計算された別のホログラム素子を更に備えることが記載されている。このため、この車両用前照灯では、参照光を照射するホログラム素子を切り替えることで、出射する光の配光パターンをロービームの配光パターンとロービームよりも遠方を照らすハイビームの配光パターンとに変化させることができるとされている。
【０００６】
ところで、０次光は、１次以上の次数を有する高次回折光の光度に比べ高い光度を有する傾向にある。しかし、上記特許文献１における車両用前照灯では、ホログラム素子から出射する０次光がロービームの配光パターン以外ではあるが車両前方に向けて照射されている。このため、０次光に起因して運転者の注意喚起の能力が低下する場合があり、運転をより容易にしたいとの要望がある。
【０００７】
また、車両のデザインの多様化等により、車両用前照灯に対して小型化の要望がある。このような要望は、車両用前照灯に限らず、表示灯などを含む車両用灯具においても求められている。
【０００８】
そこで、本発明は、小型化しつつ運転し易い車両用灯具を提供しようとすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的の達成のため、本発明の車両用灯具は、光源と、変更可能な位相変調パターンで前記光源から入射する光を回折する位相変調素子と、を備え、前記位相変調素子により回折される光は、前記位相変調パターンに基づく所定の配光パターンで照射され、前記位相変調素子に入射する光のうち前記位相変調素子で回折されずに前記位相変調素子から出射する０次光が投影される投影領域は、車両の運転者の視界が前記車両により妨げられる範囲内に位置することを特徴とする。
【００１０】
このような車両用灯具では、位相変調素子は変更可能な位相変調パターンで光源から出射する光を回折するため、位相変調パターンを変更することで位相変調素子により回折される光の配光パターンを変更できる。従って、この車両用灯具は、光を回折する光学素子を複数備えなくても出射する光の配光パターンを変更でき、上記特許文献１に記載の車両用前照灯のように光を回折する光学素子を複数備える車両用灯具と比べて、小型化し得る。ところで、位相変調素子から出射する０次光は、１次以上の次数を有する高次回折光の光度に比べ高い光度を有する傾向にある。しかし、この車両用灯具では、０次光が投影される投影領域は、車両の運転者の視界が車両により妨げられる範囲内に位置するため、当該０次光に起因して運転者の注意喚起の能力が低下することを抑止できる。このため、この車両用灯具は、０次光が車両の運転者の視界にある場合に比べて運転し易くできる。なお、位相変調パターンは、位相変調素子に入射する光の位相を変調するパターンを示すものである。
【００１１】
また、前記所定の配光パターンは、光度分布を有することとしても良い。この場合、配光パターンの中央部が明るく、当該中央部以外の周辺部が相対的に暗くなる光度分布とすれば、運転者にとって違和感のない自然な配光パターンにすることができる。
【００１２】
また、１つの前記光源と１つの前記位相変調素子とを含む発光光学系を複数有し、それぞれの前記発光光学系から出射する光を合成する合成光学系を更に備え、それぞれの前記発光光学系における前記光源は、互いに異なる所定の波長の光を出射し、それぞれの前記発光光学系における前記位相変調素子は、前記合成光学系で合成された光が前記所定の配光パターンとなるように前記光源からの光を回折することとしても良い。
【００１３】
この場合、それぞれの発光光学系において、光源から出射する所定の波長の光が位相変調素子により回折されて配光パターンが形成される。この際、それぞれの発光光学系において、位相変調素子により回折される光は上記のように所定の波長の光であるため、位相変調素子が波長依存性を有していても、それぞれの位相変調素子から出射する光における配光パターンの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制することができる。このように色のにじみが抑制された配光パターンを有する光が合成光学系で合成されて所定の配光パターンが形成される。従って、この車両用灯具では、照射される光の配光パターンの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制し得る。
【００１４】
また、複数の発光光学系を有する場合、それぞれの前記発光光学系における前記位相変調素子から出射する０次光は前記合成光学系で合成され、前記投影領域に投影されることとしても良い。この場合、上記のように位相変調素子が波長依存性を有していても、それぞれの位相変調素子から出射する０次光を同色となるように投影させることができる。従って、０次光が投影される投影領域を車外の歩行者等が無用に意識してしまうことを抑制することができる。
【００１５】
また、本発明の車両用灯具は、光源と、変更可能な位相変調パターンで前記光源から入射する光を回折する位相変調素子と、前記位相変調素子に入射する光のうち前記位相変調素子で回折されずに前記位相変調素子から出射する０次光が投影される投影領域と前記位相変調素子との間における前記０次光の光路上に配置され、光のエネルギー密度を下げる光学素子と、を備え、前記位相変調素子により回折される光は、前記位相変調パターンに基づく所定の配光パターンで照射されることを特徴とするものとされても良い。
【００１６】
このような車両用灯具では、位相変調素子は変更可能な位相変調パターンで光源から出射する光を回折するため、位相変調パターンを変更することで位相変調素子により回折される光の配光パターンを変更できる。従って、上記のように、この車両用灯具は、光を回折する光学素子を複数備えなくても出射する光の配光パターンを変更でき、上記特許文献１に記載の車両用前照灯のように光を回折する光学素子を複数備える車両用灯具と比べて、小型化し得る。また、上記のように、位相変調素子から出射する０次光は、高次回折光の光度に比べ高い光度を有する傾向にある。この車両用灯具では、０次光が投影される投影領域と位相変調素子との間における０次光の光路上に、光のエネルギー密度を下げる光学素子が配置されている。従って、位相変調素子から出射される光のうち、位相変調素子により回折される光の光度よりも０次光の光度が高くても、この０次光のエネルギー密度は光学素子により下げられる。このため、位相変調素子により回折される光による所定の配光パターンよりも、０次光の投影領域が際立って明るくなることを抑制することができる。こうして、この車両用灯具は、光のエネルギー密度を下げる光学素子を備えていない場合に比べて運転し易くできる。
【００１７】
また、光のエネルギー密度を下げる光学素子を備える場合、前記光源及び前記位相変調素子を収容する筐体を更に備え、前記光学素子は、前記筐体内に配置されることとしても良い。この場合、上記光学素子が筐体外に配置される場合に比べて０次光が車外に出射することを抑制し得る。従って、０次光の投影領域が車外において際立って明るくなることを抑制することができ、この結果、運転者や歩行者等がこの投影領域を無用に意識してしまうことを抑制することができる。
【００１８】
また、光のエネルギー密度を下げる光学素子を備える場合、前記光学素子は、遮光素子であることとしても良く、光拡散素子であることとしても良い。このため、この車両用灯具では、当該車両用灯具が搭載される車種等に応じて、光学素子として遮光素子又は光拡散素子を選択し得る。
【００１９】
また、光のエネルギー密度を下げる光学素子を備える場合、前記投影領域は、前記所定の配光パターンの外側に位置することとしても良い。つまり、所定の配光パターンは、投影領域が当該所定の配光パターンの外側に位置するような配光パターンとされることとしても良い。この場合、所定の配光パターン内に投影領域が位置する場合に比べて、所定の配光パターンの一部が際立って明るくなることを抑制することができ、この結果、より一段と運転し易くできる。
【００２０】
また、光のエネルギー密度を下げる光学素子を備える場合、前記所定の配光パターンは、所定の光度分布を有し、前記投影領域は、前記所定の配光パターンのうち、前記位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度の半値以下の光度となる領域内に含まれることとしても良い。この場合、位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度の半値よりも高い領域に投影領域が含まれる場合に比べて、位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度となる位置を基準として、位相変調素子により回折される光と０次光とによって形成される配光パターンの光度分布を滑らかな光度分布にし易くなる。
【００２１】
また、光のエネルギー密度を下げる光学素子を備える場合、１つの前記光源と１つの前記位相変調素子とを含む発光光学系を複数有し、それぞれの前記発光光学系から出射する光を合成する合成光学系を更に備え、それぞれの前記発光光学系における前記光源は互いに異なる所定の波長の光を出射し、それぞれの前記発光光学系における前記位相変調素子は、前記合成光学系で合成された光が前記所定の配光パターンとなるように前記光源からの光を回折することとしても良い。
【００２２】
この場合、それぞれの発光光学系において、光源から出射する所定の波長の光が位相変調素子により回折されて配光パターンが形成される。この際、それぞれの発光光学系において、位相変調素子により回折される光は上記のように所定の波長の光であるため、位相変調素子が波長依存性を有していても、それぞれの位相変調素子から出射する光における配光パターンの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制することができる。このように色のにじみが抑制された配光パターンを有する光が合成光学系で合成されて所定の配光パターンが形成される。従って、この車両用灯具では、照射される光の配光パターンの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制し得る。
【００２３】
また、光のエネルギー密度を下げる光学素子を備える場合、それぞれの前記発光光学系における前記位相変調素子から出射する０次光は前記合成光学系で合成され、前記光学素子は、前記合成光学系で合成された０次光のエネルギー密度を下げることとしても良い。
【００２４】
この場合、それぞれの発光光学系における位相変調素子から出射する０次光が合成されない場合に比べると、光学素子に照射される光の照射領域を小さくできる。従って、位相変調素子から出射される光のうち、位相変調素子により回折される光のエネルギー密度が光学素子で下げられることを抑制することができる。
【００２５】
また、本発明の車両用灯具は、光源と、変更可能な位相変調パターンで前記光源から入射する光を回折する位相変調素子と、を備え、前記位相変調素子により回折される光と前記位相変調素子で回折されずに前記位相変調素子から出射する０次光とで前記位相変調パターンに基づく所定の光度分布を有する配光パターンが形成され、前記配光パターンのなかで前記０次光が投影される投影領域は、前記位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度の半値よりも高い光度となる領域内に位置することを特徴とするものとされても良い。つまり、位相変調素子により回折される光の配光パターンは、当該配光パターンにおける光度分布のなかで最も高い光度の半値よりも高い光度となる領域内に投影領域が位置するような配光パターンとされることとしても良い。
【００２６】
このような車両用灯具では、位相変調素子は変更可能な位相変調パターンで光源から出射する光を回折する。このため、位相変調パターンを変更することで位相変調素子により回折される光の配光パターンを変更でき、位相変調素子により回折される光と０次光とによって形成される配光パターンを変更できる。従って、この車両用灯具は、光を回折する光学素子を複数備えなくても出射する光の配光パターンを変更でき、上記特許文献１に記載の車両用前照灯のように光を回折する光学素子を複数備える車両用灯具と比べて、小型化し得る。また、上記のように、位相変調素子から出射する０次光は、高次回折光の光度に比べ高い光度を有する傾向にある。この車両用灯具では、０次光が投影される投影領域は、高次回折光に相当する光である位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度の半値よりも高い光度となる領域内に位置する。このため、配光パターンのなかで０次光が投影される投影領域が際立って明るくなることを抑制することができる。従って、この車両用灯具は、位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度の半値よりも高い光度となる領域の外側に投影領域が配置される場合に比べて運転し易くできる。
【００２７】
また、０次光が投影される投影領域が位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度の半値よりも高い光度となる領域内に位置する場合、前記投影領域は、前記光度分布のなかで最も高い光度となる部位を避けて位置することが好ましい。つまり、位相変調素子により回折される光の配光パターンは、当該配光パターンにおける光度分布のなかで最も高い光度となる部位を避けて投影領域が位置するような配光パターンとされることが好ましい。この場合、位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度となる部位が過度に明るくなることを抑制することができる。
【００２８】
また、０次光が投影される投影領域が位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度の半値よりも高い光度となる領域内に位置する場合、前記領域は、前記配光パターンにおけるホットゾーンであることが好ましい。つまり、位相変調素子により回折される光の配光パターンは、当該配光パターンの光度分布のなかで最も高い光度の半値よりも高い光度となる領域が位相変調素子により回折される光と０次光とで形成される配光パターンにおけるホットゾーンとなるような配光パターンであることが好ましい。この場合、０次光を配光パターンの形成に利用しつつも、当該配光パターンにおいて投影領域が際立って明るくなることを抑制し得る。
【００２９】
また、０次光が投影される投影領域が位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度の半値よりも高い光度となる領域内に位置する場合、１つの前記光源と１つの前記位相変調素子とを含む発光光学系を複数有し、それぞれの前記発光光学系から出射する光を合成する合成光学系を更に備え、それぞれの前記発光光学系における前記光源は、互いに異なる所定の波長の光を出射し、それぞれの前記発光光学系における前記位相変調素子は、前記合成光学系で合成された光が前記配光パターンとなるように前記光源からの光を出射することとしても良い。
【００３０】
この場合、それぞれの発光光学系において、光源から出射する所定の波長の光が位相変調素子により回折されて配光パターンが形成される。この際、それぞれの発光光学系において、位相変調素子により回折される光は上記のように所定の波長の光であるため、位相変調素子が波長依存性を有していても、それぞれの位相変調素子から出射する光における配光パターンの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制することができる。このように色のにじみが抑制された配光パターンを有する光が合成光学系で合成されて所定の光度分布を有する配光パターンが形成される。従って、この車両用灯具では、照射される光の配光パターンの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制し得る。
【００３１】
また、０次光が投影される投影領域が位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度の半値よりも高い光度となる領域内に位置する場合、それぞれの前記発光光学系における前記位相変調素子から出射する０次光は前記合成光学系で合成され、前記投影領域に投影されることとしても良い。この場合、上記のように位相変調素子が波長依存性を有していても、それぞれの位相変調素子から出射する０次光を同色となるように投影させることができる。従って、０次光が投影される投影領域を運転者等が無用に意識してしまうことを抑制することができる。
【００３２】
また、本発明の車両用灯具は、光源と、変更可能な位相変調パターンで前記光源から入射する光を回折する位相変調素子と、を備え、前記位相変調素子によって回折される光と前記位相変調素子で回折されずに前記位相変調素子から出射する０次光とで前記位相変調パターンに基づく所定の光度分布を有する配光パターンが形成され、前記配光パターンのうち前記０次光が投影される投影領域では、前記位相変調素子により回折され前記投影領域に照射される光の光度が前記投影領域の外側周縁に照射される光の光度よりも小さくされることを特徴とするものとされても良い。つまり、位相変調素子は、位相変調素子により回折され投影領域に照射される光の光度が投影領域の外側周縁に照射される光の光度よりも小さくされるように、光源から入射する光を回折することとしても良い。
【００３３】
このような車両用灯具では、位相変調素子は変更可能な位相変調パターンで光源から出射する光を回折する。このため、位相変調パターンを変更することで位相変調素子により回折される光の配光パターンを変更でき、位相変調素子により回折される光と０次光とによって形成される配光パターンを変更できる。従って、この車両用灯具は、光を回折する光学素子を複数備えなくても出射する光の配光パターンを変更でき、上記特許文献１に記載の車両用前照灯のように光を回折する光学素子を複数備える車両用灯具と比べて、小型化し得る。また、上記のように、位相変調素子から出射する０次光は、高次回折光の光度に比べ高い光度を有する傾向にある。この車両用灯具では、０次光が投影される投影領域では、高次回折光に相当する光である位相変調素子により回折される光の光度が投影領域の外側周縁に照射される光の光度よりも小さくされている。このため、配光パターンのなかで０次光が投影される投影領域が際立って明るくなることを抑制することができる。従って、この車両用灯具は、投影領域での位相変調素子により回折される光の光度がその投影領域の外側周縁に照射される光の光度以上である場合に比べて運転し易くできる。
【００３４】
また、０次光が投影される投影領域での位相変調素子により回折される光の光度が投影領域の外側周縁に照射される光の光度よりも小さくされている場合、前記位相変調素子により回折され前記投影領域に照射される光の光度と、前記０次光の光度との合計値は、前記位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度よりも低くされることとしても良い。つまり、位相変調素子は、位相変調素子により回折され投影領域に照射される光の光度と、０次光の光度との合計値が、位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度よりも低くなるように、光源から入射する光を回折することとしても良い。この場合、位相変調素子により回折され投影領域に照射される光の光度と０次光の光度との合計値が前記位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度以上である場合と比べて、位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度となる位置を基準として、配光パターンの光度分布を滑らかな光度分布にし易くなる。
【００３５】
また、０次光が投影される投影領域での位相変調素子により回折される光の光度が投影領域の外側周縁に照射される光の光度よりも小さくされている場合、前記位相変調素子により回折され前記投影領域に照射される光の光度は、ゼロであることとしても良い。つまり、位相変調素子は、位相変調素子により回折され投影領域に照射される光の光度がゼロとなるように、光源から入射する光を回折することとしても良い。この場合、０次光の光度と位相変調素子によって回折される光の光度との差が大きい場合であっても、配光パターンのなかで０次光が投影される投影領域が際立って明るくなることを抑制し、当該配光パターンの光度分布を滑らかな光度分布にし易くなる。
【００３６】
また、０次光が投影される投影領域での位相変調素子により回折される光の光度が投影領域の外側周縁に照射される光の光度よりも小さくされている場合、前記投影領域は、前記位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度の半値よりも高い光度となる領域内に含まれることとしても良い。つまり、位相変調素子は、位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度の半値よりも高い光度となる領域内に投影領域が含まれるように、光源から入射する光を回折することとしても良い。この場合、位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度の半値以下の領域に０次光が投影される投影領域が含まれる場合に比べて、配光パターンのなかで０次光が投影される投影領域が際立って明るくなることを抑制することができる。
【００３７】
また、０次光が投影される投影領域での位相変調素子により回折される光の光度が投影領域の外側周縁に照射される光の光度よりも小さくされている場合、前記投影領域は、前記位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度となる位置を含んでいることとしても良い。つまり、位相変調素子は、位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度となる位置を投影領域が含むように、光源から入射する光を回折することとしても良い。この場合、０次光の光度が大きいか否かにかかわらず、配光パターンのなかで最も明るい領域は概ね変化しなくなる。このため、位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度となる位置を基準として、配光パターンの光度分布をより滑らかな光度分布にし易くなる。
【００３８】
また、０次光が投影される投影領域での位相変調素子により回折される光の光度が投影領域の外側周縁に照射される光の光度よりも小さくされている場合、１つの前記光源と１つの前記位相変調素子とを含む発光光学系を複数有し、それぞれの前記発光光学系から出射する光を合成する合成光学系を更に備え、それぞれの前記発光光学系における前記光源は、互いに異なる所定の波長の光を出射し、それぞれの前記発光光学系における前記位相変調素子は、前記合成光学系で合成された光が前記配光パターンとなるように前記光源からの光を出射することとしても良い。
【００３９】
この場合、それぞれの発光光学系において、光源から出射する所定の波長の光が位相変調素子により回折されて配光パターンが形成される。この際、それぞれの発光光学系において、位相変調素子により回折される光は上記のように所定の波長の光であるため、位相変調素子が波長依存性を有していても、それぞれの位相変調素子から出射する光における配光パターンの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制することができる。このように色のにじみが抑制された配光パターンを有する光が合成光学系で合成されて配光パターンが形成される。従って、この車両用灯具では、照射される光の配光パターンの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制し得る。
【００４０】
また、０次光が投影される投影領域での位相変調素子により回折される光の光度が投影領域の外側周縁に照射される光の光度よりも小さくされている場合、それぞれの前記発光光学系における前記位相変調素子から出射する０次光は前記合成光学系で合成され、前記投影領域に照射されることとしても良い。この場合、上記のように位相変調素子が波長依存性を有していても、それぞれの位相変調素子から出射する０次光を同色となるように投影させることができる。従って、０次光が投影される投影領域を運転者等が無用に意識してしまうことを抑制することができる。
【００４１】
また、０次光が投影される投影領域での位相変調素子により回折される光の光度が投影領域の外側周縁に照射される光の光度よりも小さくされている場合、１つの前記光源と１つの前記位相変調素子とを含む発光光学系を複数有し、それぞれの前記発光光学系における前記光源は、互いに異なる所定の波長の光を出射し、それぞれの前記発光光学系における前記位相変調素子は、車両から所定の距離離れた位置において前記配光パターンとなるように前記光源からの光を出射することとしても良い。この場合、上記の合成光学系を備えないため、簡易な構成とすることができる。
【発明の効果】
【００４２】
以上のように本発明の車両用灯具によれば、小型化しつつ運転し易い車両用灯具を実現され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態における車両用灯具を示す図である。
【図２】図１の光学系ユニットの拡大図である。
【図３】図２に示す位相変調素子の正面図である。
【図４】図３に示す位相変調素子の一部の厚さ方向の断面を概略的に示す図である。
【図５】ロービームの配光パターンを示す図である。
【図６】０次光の投影領域を示す図である。
【図７】ハイビームの配光パターンを示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態における光学系ユニットを図２と同様に示す図である。
【図９】図８に示す位相変調素子の一部の厚さ方向の断面を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態における光学系ユニットを図２と同様に示す図である。
【図１１】本発明の第４実施形態における車両用灯具を図１と同様に示す図である。
【図１２】本発明の第５実施形態における光学系ユニットを図２と同様に示す図である。
【図１３】本発明の第６実施形態におけるロービームの配光パターンと、その配光パターンの光度分布とを示す図である。
【図１４】本発明の第７実施形態におけるロービームの配光パターンと、その配光パターンの光度分布とを示す図である。
【図１５】０次光が非照射である場合のロービームの配光パターンと、その配光パターンの光度分布とを示す図である。
【図１６】ロービームの配光パターンと標識視認用の光の配光パターンとを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明に係る車両用灯具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。
【００４５】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態における車両用灯具を示す図であり、車両用灯具の鉛直方向の断面を概略的に示す図である。本実施形態の車両用灯具は、自動車用の前照灯１とされ、図１に示すように、筐体１０と、灯具ユニット２０とを主な構成として備える。
【００４６】
筐体１０は、ランプハウジング１１、フロントカバー１２及びバックカバー１３を主な構成要素として備える。ランプハウジング１１の前方は開口しており、当該開口を塞ぐようにフロントカバー１２がランプハウジング１１に固定されている。また、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。
【００４７】
ランプハウジング１１と、当該ランプハウジング１１の前方の開口を塞ぐフロントカバー１２と、当該ランプハウジング１１の後方の開口を塞ぐバックカバー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内に灯具ユニット２０が収容されている。
【００４８】
本実施形態の灯具ユニット２０は、ヒートシンク３０と、冷却ファン４０と、光学系ユニット５０とを主な構成要素として備え、不図示の構成により筐体１０に固定されている。
【００４９】
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の下方の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。冷却ファン４０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４０の回転による気流によりヒートシンク３０は冷却される。
【００５０】
ヒートシンク３０におけるベース板３１の上面には光学系ユニット５０が配置されている。光学系ユニット５０は、第１発光光学系５１Ｒと、第２発光光学系５１Ｇと、第３発光光学系５１Ｂと、合成光学系５５と、カバー５９とを備える。
【００５１】
図２は、図１に示す光学系ユニットの拡大図である。図２に示すように、第１発光光学系５１Ｒは、光源５２Ｒと、コリメートレンズ５３Ｒと、位相変調素子５４Ｒとを備える。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の赤色のレーザ光を出射する。また、光学系ユニット５０は、不図示の回路基板を有しており、光源５２Ｒは当該回路基板に実装されており、回路基板を介して電力が供給される。
【００５２】
コリメートレンズ５３Ｒは、光源５２Ｒから出射するレーザ光のファスト軸方向、スロー軸方向をコリメートするレンズである。このコリメートレンズ５３Ｒに替わって、レーザ光のファ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ていても良い。
【００５３】
位相変調素子５４Ｒは、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンや出射する光が照射される領域を変化できるようにされている。本実施形態の位相変調素子５４Ｒは、入射する光を反射しつつ回折して出射する反射型の位相変調素子とされ、例えば、反射型の液晶パネルであるＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）とされる。位相変調素子５４Ｒには、コリメートレンズ５３Ｒから出射する赤色のレーザ光が入射し、この位相変調素子５４Ｒは、この赤色のレーザ光を回折して出射する。
【００５４】
この位相変調素子５４Ｒにより回折される光は１次以上の次数を有する高次回折光であり、当該高次回折光の他に、位相変調素子５４Ｒで回折されずに当該位相変調素子５４Ｒで反射される０次光が位相変調素子５４Ｒから出射する。つまり、位相変調素子５４Ｒから出射する光は、位相変調素子５４Ｒにより回折される光成分である高次回折光と、位相変調素子５４Ｒで回折されずに位相変調素子５４Ｒで反射される光成分である０次光とを含む。こうして、第１発光光学系５１Ｒからは、赤色の高次回折光である第１の光ＤＬＲが出射するとともに、赤色の０次光である第１の０次光ＬＣＲが出射する。
【００５５】
第２発光光学系５１Ｇは、光源５２Ｇと、コリメートレンズ５３Ｇと、位相変調素子５４Ｇとを備え、第３発光光学系５１Ｂは、光源５２Ｂと、コリメートレンズ５３Ｂと、位相変調素子５４Ｂとを備える。光源５２Ｇ，５２Ｂ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る。本実施形態では、光源５２Ｇはパワーのピーク波長が例えば５１５ｎｍの緑色のレーザ光を出射し、光源５２Ｂはパワーのピーク波長が例えば４４５ｎｍの青色のレーザ光を出射する。また、光源５２Ｇ，５２Ｂはそれぞれ上記回路基板に実装されており、当該回路基板を介して電力が供給される。
【００５６】
コリメートレンズ５３Ｇは、光源５２Ｇから出射するレーザ光のファスト軸方向、スロー軸方向をコリメートするレンズであり、コリメートレンズ５３Ｂは、光源５２Ｂから出射するレーザ光のファスト軸方向、スロー軸方向をコリメートするレンズである。これらコリメートレンズ５３Ｇ，５３Ｂに替わって、レーザ光のファ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それぞれ個別に設けられていても良い。
【００５７】
位相変調素子５４Ｇ及び位相変調素子５４Ｂは、位相変調素子５４Ｒと同様に、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンや出射する光が照射される領域を変化できるようにされている。これら位相変調素子５４Ｇ，５４Ｂは、例えば、反射型の液晶パネルであるＬＣＯＳとされる。位相変調素子５４Ｇには、コリメートレンズ５３Ｇから出射する緑色のレーザ光が入射し、位相変調素子５４Ｇは、この緑色のレーザ光を回折して出射する。位相変調素子５４Ｂには、コリメートレンズ５３Ｂから出射する青色のレーザ光が入射し、位相変調素子５４Ｂは、この青色のレーザ光を回折して出射する。
【００５８】
上記の位相変調素子５４Ｒと同様に、位相変調素子５４Ｇにより回折される光は１次以上の次数を有する高次回折光であり、当該高次回折光の他に、位相変調素子５４Ｇで回折されずに当該位相変調素子５４Ｇで反射される０次光が位相変調素子５４Ｇから出射する。つまり、位相変調素子５４Ｇから出射する光は、位相変調素子５４Ｇにより回折される光成分である高次回折光と、位相変調素子５４Ｇで回折されずに位相変調素子５４Ｇで反射される光成分である０次光とを含む。こうして、第２発光光学系５１Ｇからは、緑色の高次回折光である第２の光ＤＬＧが出射するとともに、緑色の０次光である第２の０次光ＬＣＧが出射する。
【００５９】
上記の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇと同様に、位相変調素子５４Ｂにより回折される光は１次以上の次数を有する高次回折光であり、当該高次回折光の他に、位相変調素子５４Ｂで回折されずに当該位相変調素子５４Ｂで反射される０次光が位相変調素子５４Ｂから出射する。つまり、位相変調素子５４Ｂから出射する光は、位相変調素子５４Ｂにより回折される光成分である高次回折光と、位相変調素子５４Ｂで回折されずに位相変調素子５４Ｂで反射される光成分である０次光とを含む。こうして、第３発光光学系５１Ｂからは、青色の高次回折光である第３の光ＤＬＢが出射するとともに、青色の０次光である第３の０次光ＬＣＢが出射する。従って、本実施形態では、第１の光ＤＬＲが最も波長が長く、第２の光ＤＬＧ、第３の光ＤＬＢの順に波長が短くなる。同様に、第１の０次光ＬＣＲが最も波長が長く、第２の０次光ＬＣＧ、第３の０次光ＬＣＢの順に波長が短くなる。
【００６０】
合成光学系５５は、第１光学素子５５ｆと第２光学素子５５ｓとを有する。第１光学素子５５ｆは、第１発光光学系５１Ｒから出射する第１の光ＤＬＲと、第２発光光学系５１Ｇから出射する第２の光ＤＬＧとを合成する光学素子である。また、第１光学素子５５ｆは、第１発光光学系５１Ｒから出射する第１の０次光ＬＣＲと、第２発光光学系５１Ｇから出射する第２の０次光ＬＣＧとを合成する光学素子でもある。本実施形態では、第１光学素子５５ｆは、第１の光ＤＬＲを透過すると共に第２の光ＤＬＧを反射することで第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧとを合成し、第１の０次光ＬＣＲを透過すると共に第２の０次光ＬＣＧを反射することで第１の０次光ＬＣＲと第２の０次光ＬＣＧとを合成する。
【００６１】
第２光学素子５５ｓは、第１光学素子５５ｆで合成された第１の光ＤＬＲ及び第２の光ＤＬＧと、第３発光光学系５１Ｂから出射する第３の光ＤＬＢとを合成する光学素子である。また、第２光学素子５５ｓは、第１光学素子５５ｆで合成された第１の０次光ＬＣＲ及び第２の０次光ＬＣＧと、第３発光光学系５１Ｂから出射する第３の０次光ＬＣＢとを合成する光学素子でもある。本実施形態では、第２光学素子５５ｓは、第１光学素子５５ｆで合成された第１の光ＤＬＲ及び第２の光ＤＬＧを透過すると共に第３の光ＤＬＢを反射することで第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢとを合成する。また、第２光学素子５５ｓは、第１光学素子５５ｆで合成された第１の０次光ＬＣＲ及び第２の０次光ＬＣＧを透過すると共に第３の０次光ＬＣＢを反射することで第１の０次光ＬＣＲと第２の０次光ＬＣＧと第３の０次光ＬＣＢとを合成する。
【００６２】
このような第１光学素子５５ｆ、第２光学素子５５ｓとして、ガラス基板上に酸化膜が積層された波長選択フィルタを挙げることができる。この酸化膜の種類や厚みをコントロールすることで、所定の波長よりも長い波長の光と透過し、この波長よりも短い波長の光を反射する構成とすることができる。
【００６３】
こうして、合成光学系５５からは、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢとが合成された光と、第１の０次光ＬＣＲと第２の０次光ＬＣＧと第３の０次光ＬＣＢとが合成された光とが出射する。
【００６４】
カバー５９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５９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５９の内側の空間には、上記の第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂ、合成光学系５５が配置されている。また、カバー５９の前方には合成光学系５５から出射する光が透過可能な開口５９Ｈが形成されている。なお、カバー５９の内壁は、黒アルマイト加工等による光吸収性とされることが好ましい。カバー５９の内壁が光吸収性とされることで、意図しない反射や屈折等によりカバー５９の内壁に照射された光が反射して開口５９Ｈから意図しない方向に出射することを抑制することができる。
【００６５】
次に、位相変調素子５４Ｒ、位相変調素子５４Ｇ、及び位相変調素子５４Ｂの構成について詳細に説明する。
【００６６】
本実施形態では、位相変調素子５４Ｒ、位相変調素子５４Ｇ、及び位相変調素子５４Ｂは同様の構成とされる。このため、以下では位相変調素子５４Ｒについて説明し、位相変調素子５４Ｇ及び位相変調素子５４Ｂについてはその説明を適宜省略する。
【００６７】
図３は、図２に示す位相変調素子の正面図である。なお、図３にはコリメートレンズ５３Ｒから出射するレーザ光が入射する領域５３Ａが破線で示されている。位相変調素子５４Ｒは、長方形の外形を有し、当該長方形内にマトリックス状に配置された複数の変調ユニットを有しており、それぞれの変調ユニットは、当該変調ユニットに入射する光を回折して出射する。それぞれの変調ユニットは、マトリックス状に配置された複数のドットを含んでいる。この変調ユニットは、コリメートレンズ５３Ｒから出射するレーザ光が入射する領域５３Ａ内に一つ以上位置するように形成される。また、図３に示すように、位相変調素子５４Ｒの横側には走査線駆動回路６１Ｈが配置されており、位相変調素子５４Ｒの上下方向の一方側にはデータ線駆動回路６１Ｖが配置されている。
【００６８】
図４は、図３に示す位相変調素子の一部の厚さ方向の断面を概略的に示す図である。本実施形態の位相変調素子５４Ｒは、図４に示すように、シリコン基板６２、駆動回路層６３、複数の電極６４、反射膜６５、液晶層６６、透明電極６７、透光性基板６８を主な構成として備える。
【００６９】
複数の電極６４は、シリコン基板６２の一方の面側に上記の変調ユニットの各ドットに対応してマトリックス状に配置されており、ドットはそれぞれ電極６４を含んでいる。駆動回路層６３は、図３に示す走査線駆動回路６１Ｈ及びデータ線駆動回路６１Ｖに接続される回路が配置される層であり、シリコン基板６２と複数の電極６４との間に配置される。透光性基板６８は、シリコン基板６２の一方の側で当該シリコン基板６２と対向するように配置され、例えばガラス基板とされる。透明電極６７は、透光性基板６８のシリコン基板６２側の面上に配置される。液晶層６６は、液晶分子６６ａを有し、複数の電極６４と透明電極６７との間に配置される。反射膜６５は、複数の電極６４と液晶層６６との間に配置され、例えば誘電体多層膜とされる。コリメートレンズ５３Ｒから出射するレーザ光は、透光性基板６８におけるシリコン基板６２側と反対側の面から入射する。
【００７０】
図４に示すように、透光性基板６８におけるシリコン基板６２側と反対側の面から入射する光Ｌ１は、透明電極６７及び液晶層６６を透過し、反射膜６５で反射され、液晶層６６及び透明電極６７を透過して透光性基板６８から出射される。ここで、特定の電極６４と透明電極６７との間に電圧が印加されると、当該電極６４と透明電極６７との間に位置する液晶層６６の液晶分子６６ａの配向が変化し、当該電極６４と透明電極６７との間に位置する液晶層６６の屈折率が変化する。液晶分子６６ａの配向は、印加される電圧に応じて変化するため、この電圧に応じて屈折率も変化する。液晶層６６の屈折率が変化されることで当該液晶層６６を透過する光Ｌ１の光路長が変化するため、当該液晶層６６を透過して位相変調素子５４Ｒから出射する光の位相を変化させることができる。上記のように、複数の電極６４は、変調ユニットの各ドットに対応して配置されているため、各ドットに対応する電極６４と透明電極６７との間に印加される電圧が制御されることで、各ドットから出射する光の位相の変化量がそれぞれ調整される。位相変調素子５４Ｒは、このように各ドットにおける液晶層６６の屈折率を調整することで、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。また、位相変調素子５４Ｒは、各ドットにおける液晶層６６の屈折率を変化させることで、出射する光の配光パターンを変化させたり、出射する光の向きを変えてこの光が照射される領域を変化させたりできる。
【００７１】
図３に示すように、位相変調素子５４Ｒの走査線駆動回路６１Ｈ及びデータ線駆動回路６１Ｖには、制御部７０が電気的に接続されており、この制御部７０は各ドットにおける液晶層６６の屈折率を制御する。なお、制御部７０は、位相変調素子５４Ｒと同様に、位相変調素子５４Ｇ，５４Ｂにおける不図示の走査線駆動回路及びデータ線駆動回路にも電気的に接続されており、これら位相変調素子５４Ｇ，５４Ｂの各ドットにおける液晶層の屈折率も制御する。制御部７０は、これらの制御を外部から制御部７０に入力する信号等に基づいて行う。本実施形態では、制御部７０は、自動車のＥＣＵ（電子制御装置）等の制御装置７１等に電気的に接続される。
【００７２】
本実施形態では、位相変調素子５４Ｒにおけるそれぞれの変調ユニットに同じ位相変調パターンを形成する。また、位相変調素子５４Ｇにおけるそれぞれの変調ユニットに同じ位相変調パターンを形成し、位相変調素子５４Ｂにおけるそれぞれの変調ユニットに同じ位相変調パターンを形成する。なお、本明細書では、位相変調パターンは、入射する光の位相を変調するパターンを示すものとされる。本実施形態では、位相変調パターンは、各ドットにおける液晶層６６の屈折率のパターンであり、各ドットに対応する電極６４と透明電極６７との間に印加される電圧のパターンでもあると理解できる。つまり、位相変調素子５４Ｒは、変更可能な位相変調パターンで入射する光を回折し、当該位相変調素子５４Ｒによって回折される光の配光パターンは位相変調パターンに基づく配光パターンとなる。そして、この位相変調パターンを調整することで、当該位相変調素子５４Ｒによって回折される光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。本実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンは、互いに異なる位相変調パターンとされている。
【００７３】
具体的には、本実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成光学系５５において合成された光がロービームＬの配光パターンとなるように、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折させる位相変調パターンとされる。言い換えると、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成光学系５５において合成された光がロービームＬの配光パターンとなるように、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折する。この配光パターンには光度分布も含まれる。このため、本実施形態では、位相変調素子５４Ｒから出射する光ＤＬＲは、ロービームＬの配光パターンの外形と同じ外形になると共にロービームＬの配光パターンの光度分布に基づいた光度分布とされる。また、位相変調素子５４Ｇから出射する光ＤＬＧは、ロービームＬの配光パターンの外形と同じ外形になると共にロービームＬの配光パターンの光度分布に基づいた光度分布とされる。また、位相変調素子５４Ｂから出射する光ＤＬＢは、ロービームＬの配光パターンの外形と同じ外形になると共にロービームＬの配光パターンの光度分布に基づいた光度分布とされる。上述したようにこれら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、それぞれ同じ位相変調パターンを形成する複数の変調ユニットを有しており、それぞれの変調ユニットがこのような配光パターンとなるようにコリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折する。こうして、位相変調素子５４ＲはロービームＬの配光パターンの赤色成分の光ＤＬＲを出射し、位相変調素子５４ＧはロービームＬの配光パターンの緑色成分の光ＤＬＧを出射し、位相変調素子５４ＢはロービームＬの配光パターンの青色成分の光ＤＬＢを出射する。
【００７４】
なお、上記のロービームＬの配光パターンの光度分布に基づいた光度分布とは、ロービームＬの配光パターンにおける光度が高い部位では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの光度もそれぞれ高いという意味である。
【００７５】
上記のように、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂからは、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢも出射される。本実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、当該位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成光学系５５において合成された０次光ビームＬＣが投影される投影領域がロービームＬの配光パターンよりも下方側の所定の範囲内に位置するように、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢを出射する。例えば、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢの方向よりも上側にずれた状態で高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが出射するように、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折すればよい。
【００７６】
こうして、位相変調素子５４Ｒは光ＤＬＲとともに、０次光ビームＬＣのうちの赤色成分の０次光ＬＣＲを出射し、位相変調素子５４Ｇは光ＤＬＧとともに、０次光ビームＬＣのうちの緑色成分の０次光ＬＣＧを出射し、位相変調素子５４Ｂは光ＤＬＢとともに、０次光ビームＬＣのうちの赤色成分の０次光ＬＣＢを出射する。
【００７７】
次に本実施形態の前照灯１による光の出射について説明する。
【００７８】
まず不図示の電源から電力が供給されることで、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからレーザ光がそれぞれ出射する。上記のように光源５２Ｒからは赤色のレーザ光が出射し、光源５２Ｇからは緑色のレーザ光が出射し、光源５２Ｂからは青色のレーザ光が出射する。それぞれのレーザ光は、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂでコリメートされた後、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂに入射する。位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、当該位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂに入射するレーザ光をそれぞれ回折する。上記のように、位相変調素子５４ＲからはロービームＬの配光パターンの赤色成分の光である第１の光ＤＬＲと０次光ビームＬＣの赤色成分の光である０次光ＬＣＲとが出射する。位相変調素子５４ＧからはロービームＬの配光パターンの緑色成分の光である第２の光ＤＬＧと０次光ビームＬＣの緑色成分の光である０次光ＬＣＧとが出射する。位相変調素子５４ＢからはロービームＬの配光パターンの青色成分の光である第３の光ＤＬＢと０次光ビームＬＣの青色成分の光である０次光ＬＣＢとが出射する。こうして、第１発光光学系５１Ｒから第１の光ＤＬＲと第１の０次光ＬＣＲとが出射し、第２発光光学系５１Ｇから第２の光ＤＬＧと第２の０次光ＬＣＧとが出射し、第３発光光学系５１Ｂから第３の光ＤＬＢと第３の０次光ＬＣＢとが出射する。
【００７９】
合成光学系５５では、まず、第１光学素子５５ｆにおいて、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧとが合成されるとともに、第１の０次光ＬＣＲと第２の０次光ＬＣＧとが合成される。第１光学素子５５ｆで合成された第１の光ＤＬＲ及び第２の光ＤＬＧは、第２光学素子５５ｓで第３の光ＤＬＢと合成される。また、第１光学素子５５ｆで合成された第１の０次光ＬＣＲと第２の０次光ＬＣＧは第２光学素子５５ｓで第３の０次光ＬＣＢと合成される。本実施形態では、それぞれの光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの外形はロービームＬの外形と同様にされており、それぞれの光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの外形が互いに一致されて合成される。また、それぞれの０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢの外形は互いに同じ外形にされており、それぞれの０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢの外形が互いに一致されて合成される。つまり、第１の光ＤＬＲの外形と第２の光ＤＬＧの外形と第３の光ＤＬＢの外形、及び、第１の０次光ＬＣＲの外形と第２の０次光ＬＣＧの外形と第３の０次光ＬＣＢの外形が、上記のように合成光学系で合わさるように、各発光光学系や合成光学系の位置が微調整されている。
【００８０】
こうして、赤色の第１の光ＤＬＲと緑色の第２の光ＤＬＧと青色の第３の光ＤＬＢとが合成された光は白色の光となる。第１の光ＤＬＲ、第２の光ＤＬＧ、及び第３の光ＤＬＢは、上記のようにそれぞれロービームＬの配光パターンの外形と同じ外形になると共にロービームＬの配光パターンの光度分布に基づいた光度分布とされるため、これらの光が合成された白色の光はロービームＬの光度分布となる。
【００８１】
こうして、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢとが合成された白色の光は、カバー５９の開口５９Ｈから出射し、この光はフロントカバー１２を介して前照灯１から出射する。この光はロービームＬの配光パターンを有しているため、照射される光はロービームＬとなる。
【００８２】
図５は本実施形態におけるロービームの配光パターンを示す図である。図５においてＳは水平線を示し、配光パターンが太線で示される。このロービームＬの配光パターンＰＴＮＬのうち、第１の領域ＬＡ１は最も光度が高い領域であり、第２の領域ＬＡ２、第３の領域ＬＡ３の順に光度が低くなる。つまり、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、合成された光がロービームＬの光度分布を含む配光パターンを形成するように光を回折する。
【００８３】
また、赤色の第１の０次光ＬＣＲと緑色の第２の０次光ＬＣＧと青色の第３の０次光ＬＣＢとが合成された光は白色の０次光ビームＬＣとなる。この０次光ビームＬＣは、カバー５９の開口５９Ｈから出射し、この光はフロントカバー１２を介して前照灯１から車両の前方下側に出射し、ロービームＬの配光パターンの下側の投影領域に投影される。
【００８４】
図６は、０次光の投影領域を示す図である。図６に示すように、本実施形態の投影領域ＡＲは、自動車の運転者の視界がその自動車のボンネットにより妨げられる範囲ＲＮＧ内に位置する。つまり、投影領域ＡＲは、自動車の運転者の死角となる範囲ＲＮＧ内に位置している。なお、自動車の運転者の死角となる範囲ＲＮＧのうち、０次光の投影領域ＡＲ以外の領域の路面照度は、概ね５ルクス以下とされる。
【００８５】
また、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、上記のように、入射する光を変更可能な位相変調パターンで回折し、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂによって回折される光の配光パターンは位相変調パターンに基づく配光パターンとなる。このため、前照灯１は、この位相変調パターンを変化させることで、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂによって回折される光の配光パターンを変化させ、出射する光の配光パターンを変化させることができる。位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンをそれぞれ調節することで、例えば、図７に示すようなハイビームの配光パターンＰＴＮＨを形成できる。なお、図７に示すハイビームの配光パターンＰＴＮＨのうち、領域ＨＡ１は最も光度が高い領域であり、領域ＨＡ２は領域ＨＡ１よりも光度が低い領域である。
【００８６】
具体的には、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンを、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する高次回折光が合成光学系５５において合成された光がハイビームの配光パターンＰＴＮＨとなるようにコリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折させる位相変調パターンに変更する。このように位相変調パターンを変更することで、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂによって回折される光は、それぞれハイビームの配光パターンの外形と同じ外形になると共にハイビームの配光パターンの光度分布に基づいた光度分布とされる。これら光がロービームのときと同様にして合成光学系５５で合成されて当該合成光学系５５から出射し、配光パターンがロービームＬの配光パターンＰＴＮＬからハイビームの配光パターンＰＴＮＨに変更される。なお、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは、上記のように、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂで回折されずに位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂで反射される光である。このため、位相変調パターンの変化に基づいて０次光が投影される投影領域ＡＲの位置は殆ど変化しない。そして、本実施形態では、このように出射する光の配光パターンがハイビームの配光パターンＰＴＮＨに変更されても、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは、ロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの下側の投影領域ＡＲに投影される。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態の前照灯１は、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、変更可能な位相変調パターンで回折する光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから入射する光を位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂと、を備える。
【００８８】
本実施形態の前照灯１では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは変更可能な位相変調パターンで光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射する光をそれぞれ回折する。このため、位相変調パターンを変更することで位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光の配光パターンを変更でき、この前照灯１は、出射する光の配光パターンを変更できる。
【００８９】
この位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂに入射する光のうち位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂで回折されずに当該位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光が投影される投影領域ＡＲは、自動車の運転者の視界がその自動車により妨げられる範囲ＲＮＧ内に位置する。
【００９０】
従って、本実施形態の前照灯１は、１次以上の次数を有する高次回折光の光度に比べ高い光度を有する０次光に起因して運転者の注意喚起の能力が低下することを抑止できる。このため、本実施形態の前照灯１は、０次光が自動車の運転者の視界にある場合に比べて運転し易くできる。
【００９１】
また、本実施形態の前照灯１では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光は、本実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンに基づくロービームＬの配光パターンＰＴＮＬや、ハイビームの配光パターンＰＴＮＨで照射される。このロービームＬの配光パターンＰＴＮＬ及びハイビームの配光パターンＰＴＮＨは、図５、図７に示すように、配光パターンの中央部が明るく、当該中央部以外の周辺部が相対的に暗くなる光度分布である。このため、本実施形態の前照灯１は、運転者にとって違和感のない自然な配光パターンを照射し得る。
【００９２】
また、本実施形態の前照灯１は、シェードを用いずともロービームＬの配光パターンＰＴＮＬを形成することができるため、シェードを用いる車両用灯具に比べて小型化し得る。
【００９３】
また、本実施形態の前照灯１は、１つの光源と１つの位相変調素子とを含む発光光学系を複数有する。具体的には、前照灯１は、１つの光源５２Ｒと１つの位相変調素子５４Ｒとを含む第１発光光学系５１Ｒと、１つの光源５２Ｇと１つの位相変調素子５４Ｇとを含む第２発光光学系５１Ｇと、１つの光源５２Ｂと１つの位相変調素子５４Ｂとを含む第３発光光学系５１Ｂとを有する。これに加えて本実施形態の前照灯１は、それぞれの発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射する光を合成する合成光学系５５を更に備える。そして、それぞれの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは互いに異なる所定の波長の光を出射し、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは合成光学系５５で合成された光がロービームＬの配光パターンＰＴＮＬとなるように光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからの光を回折する。
【００９４】
この場合、それぞれの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射する所定の波長の光が位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折されて配光パターンが形成される。この際、それぞれの発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂにおいて、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢは所定波長である。このため、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが波長依存性を有していても、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢにおける配光パターンの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制することができる。このように色のにじみが抑制された配光パターンを有する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成光学系５５で合成されてロービームＬの配光パターンＰＴＮＬが形成される。従って、本実施形態の前照灯１では、照射されるロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制し得る。
【００９５】
また、本実施形態の前照灯１では、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは合成光学系５５で合成され、投影領域ＡＲに投影される。この場合、上記のように位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが波長依存性を有していても、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢを白の同色となるように投影させることができる。従って、本実施形態の前照灯１では、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが投影される投影領域ＡＲを車外の歩行者等が無用に意識してしまうことを抑制することができる。
【００９６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図８、図９を参照して詳細に説明する。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。
【００９７】
図８は、本発明の第２実施形態における光学系ユニットを図２と同様に示す図であり、図９は、図８に示す位相変調素子の一部の厚さ方向の断面を概略的に示す図である。図８、図９に示すように、本実施形態の光学系ユニット５０は、主に位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれが入射する光を透過しつつ回折して出射する透過型の位相変調素子とされる点で第１実施形態の光学系ユニット５０と異なる。
【００９８】
本実施形態では、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、例えば、透過型の液晶パネルであるＬＣＤ（Liquid Crystal display）とされる。位相変調素子５４Ｒには、コリメートレンズ５３Ｒから出射する赤色のレーザ光が入射し、この位相変調素子５４Ｒは、この赤色のレーザ光を回折して出射する。この位相変調素子５４Ｒにより回折される光は１次以上の次数を有する高次回折光であり、当該高次回折光の他に、位相変調素子５４Ｒで回折されずに当該位相変調素子５４Ｒを直進して透過する０次光が位相変調素子５４Ｒから出射する。つまり、位相変調素子５４Ｒから出射する光は、位相変調素子５４Ｒにより回折される光成分である高次回折光と、位相変調素子５４Ｒで回折されずに位相変調素子５４Ｒを直進して透過する光成分である０次光とを含む。こうして、第１発光光学系５１Ｒからは、赤色の高次回折光である第１の光ＤＬＲが出射するとともに、赤色の０次光である第１の０次光ＬＣＲが出射する。
【００９９】
位相変調素子５４Ｇには、コリメートレンズ５３Ｇから出射する緑色のレーザ光が入射し、この位相変調素子５４Ｇは、この緑色のレーザ光を回折して出射する。この位相変調素子５４Ｇにより回折される光は１次以上の次数を有する高次回折光であり、当該高次回折光の他に、位相変調素子５４Ｇで回折されずに当該位相変調素子５４Ｇを直進して透過する０次光が位相変調素子５４Ｇから出射する。つまり、位相変調素子５４Ｇから出射する光は、位相変調素子５４Ｇにより回折される光成分である高次回折光と、位相変調素子５４Ｇで回折されずに位相変調素子５４Ｇを直進して透過する光成分である０次光とを含む。こうして、第２発光光学系５１Ｇからは、緑色の高次回折光である第２の光ＤＬＧが出射するとともに、緑色の０次光である第２の０次光ＬＣＧが出射する。
【０１００】
位相変調素子５４Ｂには、コリメートレンズ５３Ｂから出射する青色のレーザ光が入射し、この位相変調素子５４Ｂは、この青色のレーザ光を回折して出射する。この位相変調素子５４Ｂにより回折される光は１次以上の次数を有する高次回折光であり、当該高次回折光の他に、位相変調素子５４Ｂで回折されずに当該位相変調素子５４Ｂを直進して透過する０次光が位相変調素子５４Ｂから出射する。つまり、位相変調素子５４Ｂから出射する光は、位相変調素子５４Ｂにより回折される光成分である高次回折光と、位相変調素子５４Ｂで回折されずに位相変調素子５４Ｂを直進して透過する光成分である０次光とを含む。こうして、第３発光光学系５１Ｂからは、青色の高次回折光である第３の光ＤＬＢが出射するとともに、青色の０次光である第３の０次光ＬＣＢが出射する。
【０１０１】
次に、本実施形態の位相変調素子５４Ｒ、位相変調素子５４Ｇ、及び位相変調素子５４Ｂの構成について詳細に説明する。本実施形態では、位相変調素子５４Ｒ、位相変調素子５４Ｇ、及び位相変調素子５４Ｂは同様の構成とされる。このため、以下では位相変調素子５４Ｒについて説明し、位相変調素子５４Ｇ及び位相変調素子５４Ｂについてはその説明を適宜省略する。
【０１０２】
本実施形態の位相変調素子５４Ｒは、上記第１実施形態の位相変調素子５４Ｒと同様に、長方形の外形を有し、当該長方形内にマトリックス状に配置された複数の変調ユニットを有している。それぞれの変調ユニットは、マトリックス状に配置された複数のドットを含んでいる。この変調ユニットは、コリメートレンズ５３Ｒから出射するレーザ光が入射する領域内に一つ以上位置するように形成される。また、位相変調素子５４Ｒの横側には走査線駆動回路が配置されており、位相変調素子５４Ｒの上下方向の一方側にはデータ線駆動回路が配置されている。
【０１０３】
本実施形態の位相変調素子５４Ｒは、図９に示すように、主にシリコン基板６２に替わって透光性基板１６２を備える点、複数の電極６４に替わって複数の透明電極１６４を備える点、反射膜６５を備えない点において、第１実施形態の位相変調素子５４Ｒと異なる。そして、本実施形態の位相変調素子５４Ｒは、一対の透光性基板１６２，６８、駆動回路層６３、複数の透明電極１６４、液晶層６６、透明電極６７を主な構成として備える。
【０１０４】
複数の透明電極１６４は、一方の透光性基板１６２の一方の面側において、上記の変調ユニットの各ドットに対応してマトリックス状に配置されており、ドットはそれぞれ透明電極１６４を含んでいる。駆動回路層６３は、上記の走査線駆動回路及びデータ線駆動回路に接続される回路が配置される層であり、透光性基板１６２と複数の透明電極１６４との間に配置される。他方の透光性基板６８は、一方の透光性基板１６２の一方の面側で当該一方の透光性基板１６２と対向するように配置される。透明電極６７は、他方の透光性基板６８における一方の透光性基板１６２側の面上に配置される。液晶層６６は、液晶分子６６ａを有し、複数の透明電極１６４と透明電極６７との間に配置される。そして、本実施形態では、コリメートレンズ５３Ｒから出射するレーザ光は、他方の透光性基板６８における一方の透光性基板１６２側と反対側の面から入射する。
【０１０５】
図９に示すように、他方の透光性基板６８における一方の透光性基板１６２側と反対側の面から入射する光Ｌ１は、透明電極６７、液晶層６６、透明電極１６４、及び一方の透光性基板１６２を透過し、一方の透光性基板１６２における他方の透光性基板６８側と反対側の面から出射される。特定の透明電極１６４と透明電極６７との間に電圧が印加されると、当該透明電極１６４と透明電極６７との間に位置する液晶層６６の液晶分子６６ａの配向が変化し、当該透明電極１６４と透明電極６７との間に位置する液晶層６６の屈折率が変化する。液晶分子６６ａの配向は、印加される電圧に応じて変化するため、この電圧に応じて屈折率も変化する。液晶層６６の屈折率が変化されることで上記のように当該液晶層６６を透過する光Ｌ１の光路長が変化するため、当該液晶層６６を透過して位相変調素子５４Ｒから出射する光の位相を変化させることができる。複数の透明電極１６４は、変調ユニットの各ドットに対応して配置されているため、各ドットに対応する透明電極１６４と透明電極６７との間に印加される電圧が制御されることで、各ドットから出射する光の位相の変化量がそれぞれ調整される。本実施形態の位相変調素子５４Ｒは、第１実施形態の位相変調素子５４Ｒと同様に、各ドットにおける液晶層６６の屈折率を調整することで、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。また、本実施形態の位相変調素子５４Ｒは、各ドットにおける液晶層６６の屈折率を変化させることで、出射する光の配光パターンを変化させたり、出射する光の向きを変えてこの光が照射される領域を変化させたりできる。なお、位相変調素子５４Ｒは、一方の透光性基板１６２側から光が入射する場合、他方の透光性基板６８から光を出射する。この場合であっても、位相変調素子５４Ｒは、各ドットにおける液晶層６６の屈折率を調整することで、出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。また、この場合であっても、位相変調素子５４Ｒは、各ドットにおける液晶層６６の屈折率を変化させることで、出射する光の配光パターンを変化させたり、出射する光の向きを変えてこの光が照射される領域を変化させたりできる。つまり、本実施形態の位相変調素子５４Ｒは、第１実施形態の位相変調素子５４Ｒと同様にして、変更可能な位相変調パターンで入射する光を回折し、当該位相変調素子５４Ｒによって回折される光の配光パターンは位相変調パターンに基づく配光パターンとなる。そして、この位相変調パターンを調整することで、当該位相変調素子５４Ｒによって回折される光の配光パターンを所望の配光パターンにし得る。
【０１０６】
本実施形態では、第１実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒにおけるそれぞれの変調ユニットに同じ位相変調パターンを形成する。また、位相変調素子５４Ｇにおけるそれぞれの変調ユニットに同じ位相変調パターンを形成し、位相変調素子５４Ｂにおけるそれぞれの変調ユニットに同じ位相変調パターンを形成する。また、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンは、互いに異なる位相変調パターンとされている。
【０１０７】
具体的には、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成光学系５５において合成された光がロービームＬの配光パターンＰＴＮＬとなるように、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折させる位相変調パターンとされる。
【０１０８】
また、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、当該位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成光学系５５において合成された０次光ビームＬＣが投影される投影領域がロービームＬの配光パターンＰＴＮＬよりも下方側の所定の範囲内に位置するように、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢを出射する。
【０１０９】
このため、位相変調素子５４ＲはロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの赤色成分の光ＤＬＲとともに、０次光ビームＬＣのうちの赤色成分の０次光ＬＣＲを出射する。また、位相変調素子５４ＧはロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの緑色成分の光ＤＬＧとともに、０次光ビームＬＣのうちの緑色成分の０次光ＬＣＧを出射する。また、位相変調素子５４ＢはロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの青色成分の光ＤＬＢとともに、０次光ビームＬＣのうちの青色成分の０次光ＬＣＢを出射する。
【０１１０】
本実施形態では、第１実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒから出射する光ＤＬＲは、ロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの外形と同じ外形になると共にロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの光度分布に基づいた光度分布とされる。また、位相変調素子５４Ｇから出射する光ＤＬＧは、ロービームＬの配光パターンの外形と同じ外形になると共にロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの光度分布に基づいた光度分布とされる。また、位相変調素子５４Ｂから出射する光ＤＬＢは、ロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの外形と同じ外形になると共にロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの光度分布に基づいた光度分布とされる。また、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢの外形は互いに同じ外形とされる。
【０１１１】
位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢは、合成光学系５５で合成され、この合成された光は白色の光となる。この光は、カバー５９の開口５９Ｈから出射し、フロントカバー１２を介して前照灯１から出射する。この光はロービームの配光パターンＰＴＮＬを有しているため、照射される光はロービームＬとなる。
【０１１２】
また、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは、合成光学系５５で合成され、この合成された光は白色の０次光ビームＬＣとなる。この０次光ビームＬＣは、カバー５９の開口５９Ｈから出射し、この光はフロントカバー１２を介して前照灯１から車両の前方下側に出射し、ロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの下側の投影領域ＡＲに投影される。この投影領域ＡＲは、自動車の運転者の視界がその自動車のボンネットにより妨げられる範囲ＲＮＧ内に位置する。
【０１１３】
本実施形態の前照灯１によれば、第１実施形態の前照灯１と同様に、高次回折光の光度に比べ高い光度を有する０次光を自動車の運転者の死角となる範囲ＲＮＧ内に照射するため、運転者の注意喚起の能力が低下することを抑止できる。
【０１１４】
また、本実施形態の前照灯１では、第１実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは変更可能な位相変調パターンで光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射する光をそれぞれ回折する。このため、この前照灯１は、出射する光の配光パターンを変更できる。
【０１１５】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１０を参照して詳細に説明する。なお、第２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。
【０１１６】
図１０は、本発明の第３実施形態における光学系ユニットを図２と同様に示す図である。図１０に示すように、本実施形態の光学系ユニット５０は、合成光学系５５を備えず、第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂから出射するそれぞれの光が合成されない状態で、カバー５９から光を出射する点において、第２実施形態の光学系ユニット５０と異なる。本実施形態では、第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂは、光の出射方向がカバー５９の開口５９Ｈ側とされている。
【０１１７】
本実施形態においても、第２実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光がロービームＬの配光パターンＰＴＮＬとなるように、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折する。
【０１１８】
すなわち、位相変調素子５４Ｒから出射する第１の光ＤＬＲ、位相変調素子５４Ｇから出射する第２の光ＤＬＧ、及び、位相変調素子５４Ｂから出射する第３の光ＤＬＢは、それぞれカバー５９の開口５９Ｈから出射し、フロントカバー１２を介して前照灯１の外部に照射される。また、位相変調素子５４Ｒから出射する第１の０次光ＬＣＲ、位相変調素子５４Ｇから出射する第２の０次光ＬＣＧ、及び、位相変調素子５４Ｂから出射する第３の０次光ＬＣＢは、それぞれカバー５９の開口５９Ｈから出射し、フロントカバー１２を介して前照灯１の外部に照射される。このとき、第１の光ＤＬＲ、第２の光ＤＬＧ及び第３の光ＤＬＢは、車両から所定の距離離れた焦点位置においてそれぞれの配光パターンの外形が概ね一致するように照射される。この焦点位置は、例えば車両から２５ｍ離れた位置とされる。また、第１の０次光ＬＣＲ、第２の０次光ＬＣＧ及び第３の０次光ＬＣＢは、自動車の運転者の死角となる範囲ＲＮＧ内においてそれぞれの配光パターンの外形が概ね一致するように照射される。つまり、本実施形態では、上記のように外形が一致するように、第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂの光の出射方向が微調整されている。
【０１１９】
本実施形態の前照灯１によれば、第２実施形態の合成光学系５５を備えないため、簡易な構成とすることができる。また、本実施形態の前照灯１によれば、第１実施形態と同様に、高次回折光の光度に比べ高い光度を有する０次光を自動車の運転者の死角となる範囲ＲＮＧ内に照射するため、運転者の注意喚起の能力が低下することを抑止できる。なお、本実施形態の第１の光ＤＬＲの外形と第２の光ＤＬＧの外形と第３の光ＤＬＢの外形、及び、第１の０次光ＬＣＲの外形と第２の０次光ＬＣＧの外形と第３の０次光ＬＣＢの外形は、それぞれ上記の焦点位置以外では互いに僅かにずれる傾向にある。しかし、白色の光を１つの位相変調素子に入射して得られる光と比べると、この外形のずれを抑制することができる。従って、本実施形態によっても、小型化しつつ色のにじみを抑制し得る前照灯が実現され得る。
【０１２０】
また、本実施形態の前照灯１では、第１実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは変更可能な位相変調パターンで光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射する光をそれぞれ回折する。このため、この前照灯１は、出射する光の配光パターンを変更できる。
【０１２１】
ここで、第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態における前照灯１の変形例について説明する。
【０１２２】
第１実施形態及び第２実施形態では、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは合成光学系５５で合成され、投影領域ＡＲに投影された。しかし、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは合成光学系５５で合成されず、自動車の運転者の死角となる範囲ＲＮＧ内における別々の領域に投影されても良い。なお、上記のように、車外の歩行者等が投影領域ＡＲを無用に意識してしまうことを抑制する観点では、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは合成光学系５５で合成され、投影領域ＡＲに投影されることが好ましい。
【０１２３】
また、第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態では、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンに基づく所定の配光パターンであるロービームＬの配光パターンＰＴＮＬや、ハイビームの配光パターンＰＴＮＨの下側の投影領域ＡＲに投影された。しかし、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが投影される投影領域ＡＲは、車両の運転者の視界が、車両により妨げられる範囲内に位置していれば良い。例えば、０次光が投影される投影領域は、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンに基づく所定の配光パターンの右側や左側であっても良い。
【０１２４】
また、第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、当該位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂによって回折される光の配光パターンの外形がロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの外形やハイビームの配光パターンＰＴＮＨの外形に一致するように、光をそれぞれ回折した。しかし、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、当該位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂによって回折される光が合成光学系５５において合成された光が位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンに基づく所定の配光パターンであるロービームＬの配光パターンＰＴＮＬやハイビームの配光パターンＰＴＮＨとなるように、光をそれぞれ回折すれば良い。このため、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂによって回折される光の配光パターンの外形がロービームＬの配光パターンＰＴＮＬやハイビームの配光パターンＰＴＮＨの外形に一致していなくても良い。なお、照射されるロービームＬの配光パターンＰＴＮＬやハイビームの配光パターンＰＴＮＨの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制する観点では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂによって回折される光の配光パターンの外形がロービームＬの配光パターンＰＴＮＬやハイビームの配光パターンＰＴＮＨの外形に一致していることが好ましい。
【０１２５】
また、第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、当該位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢの外形が互いに同じ外形になるように、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢを出射した。しかし、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢの外形は異なっていても良い。なお、車外の歩行者等が投影領域ＡＲを無用に意識してしまうことを抑制する観点では、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢの外形は互いに同じとされることが好ましい。
【０１２６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図１１を参照して詳細に説明する。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。
【０１２７】
図１１は、本発明の第４実施形態における車両用灯具を図１と同様に示す図である。本実施形態の車両用灯具は、第１実施形態と同様に、自動車用の前照灯１とされる。図１１に示すように、本実施形態の光学系ユニット５０は、光学素子６０を更に備える点において、第１実施形態の光学系ユニット５０と異なる。このため、本実施形態の光学系ユニット５０における第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂ、及び合成光学系５５の構成は、図２に示される第１実施形態の光学系ユニット５０における第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂ、及び合成光学系５５と同様の構成とされる。
【０１２８】
本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、図２に示すように、第１発光光学系５１Ｒから第１の光ＤＬＲと第１の０次光ＬＣＲとが出射し、第２発光光学系５１Ｇから第２の光ＤＬＧと第２の０次光ＬＣＧとが出射し、第３発光光学系５１Ｂから第３の光ＤＬＢと第３の０次光ＬＣＢとが出射する。合成光学系５５では、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢとが合成されるとともに、第１の０次光ＬＣＲと第２の０次光ＬＣＧと第３の０次光ＬＣＢとが合成される。
【０１２９】
第１の光ＤＬＲ、第２の光ＤＬＧ、及び第３の光ＤＬＢは、上記のようにそれぞれロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの外形と同じ外形になると共にロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの光度分布に基づいた光度分布とされる。このため、これらの光が合成された光はロービームＬとなり、このロービームＬは、カバー５９の開口５９Ｈから出射し、フロントカバー１２を介して前照灯１から出射する。
【０１３０】
また、第１の０次光ＬＣＲと第２の０次光ＬＣＧと第３の０次光ＬＣＢとが合成された光は白色の０次光ビームＬＣとなり、カバー５９の開口５９Ｈから出射する。この０次光ビームＬＣは、フロントカバー１２を介して前照灯１から出射する。第１実施形態では、この合成された０次光が投影される投影領域は、自動車の運転者の視界がその自動車のボンネットにより妨げられる範囲内に位置していた。しかし、本実施形態では、この投影領域は、ロービームの配光パターンＰＴＮＬの外側に位置するものの、自動車の運転者の視界内に位置する。つまり、本実施形態では、投影領域が上記のように位置するように、各発光光学系や合成光学系の位置が微調整されるとともに、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンが、第１実施形態の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンと異なっている。なお、投影領域は、第１実施形態と同様に、自動車の運転者の視界がその自動車のボンネットにより妨げられる範囲内に位置していても良い。また、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンは、第１実施形態の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンと同じにされても良い。
【０１３１】
光学素子６０は、光のエネルギー密度を下げる光学素子とされる。光学素子６０として、例えば、遮光素子や、光拡散素子が挙げられる。遮光素子の具体例として、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が挙げられる。光拡散素子の具体例として、光を拡散又は散乱させるレンズやシート等が挙げられる。
【０１３２】
このような光学素子６０は、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成された白色の０次光が投影される投影領域と位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂとの間におけるこの合成された０次光の光路上に配置される。本実施形態の光学素子６０は、筐体１０内に配置される。図１１に示す例では、光学素子６０は、フロントカバー１２の灯室Ｒ側の面上に配置され、当該光学素子６０と光学素子６０に最も近い位相変調素子５４Ｂとの間における光路の長さは、例えば１００ｍｍとされる。
【０１３３】
光学素子６０は、上記のように０次光の光路上に配置されるため、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成された白色の０次光は、この光学素子６０に照射され、当該光学素子６０によりこの０次光のエネルギー密度が下げられる。そして、エネルギー密度が下げられた０次光がフロントカバー１２を介して前照灯１から出射する。
【０１３４】
以上説明したように、本実施形態の前照灯１は、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、変更可能な位相変調パターンで光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから入射する光を回折する位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂと、光のエネルギー密度を下げる光学素子６０と、を備える。この位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射される光のうち、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される高次回折光が合成された光は位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンに基づくロービームＬの配光パターンＰＴＮＬで照射される。また、光学素子６０は、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成された光が投影される投影領域と位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂとの間におけるこの合成された光の光路上に配置される。
【０１３５】
従って、本実施形態の前照灯１では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光のうち、高次回折光の光度よりも０次光の光度が高くても、その０次光のエネルギー密度は光学素子６０により下げられる。このため、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射される光のうち高次回折光による配光パターンＰＴＮＬよりも０次光の投影領域が際立って明るくなることを抑制することができる。こうして、本実施形態の前照灯１は、光学素子６０を備えていない場合に比べて運転し易くできる。
【０１３６】
また、本実施形態の前照灯１では、第１実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは変更可能な位相変調パターンで光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射する光をそれぞれ回折する。このため、この前照灯１は、出射する光の配光パターンを変更できる。なお、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンが変更される場合、光学素子６０は、位相変調パターンが変更された位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光が合成された光が投影される投影領域と位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂとの間におけるこの合成された光の光路上に配置されることとしても良い。このようにすることで、前照灯１は、出射する光の配光パターンが変更されても、運転し易くできる。
【０１３７】
また、本実施形態の前照灯１では、上記のように光学素子６０が筐体１０内に配置されている。このため、０次光が車外に出射することが抑制される。従って、０次光の投影領域が車外において際立って明るくなることを抑制することができ、この結果、運転者や歩行者等がこの投影領域を無用に意識してしまうことを抑制することができる。
【０１３８】
また、本実施形態の前照灯１では、上記のように光学素子６０は遮光素子であっても光拡散素子であっても良い。このため本実施形態の前照灯１では、当該前照灯１を搭載する車種等に応じて、光学素子６０として遮光素子又は光拡散素子を選択し得る。
【０１３９】
また、本実施形態の前照灯１では、０次光が投影される投影領域は、ロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの外側に位置している。つまり、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンに基づくロービームＬの配光パターンＰＴＮＬは、投影領域がロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの外側に位置するような配光パターンとされている。このため、ロービームＬの配光パターンＰＴＮＬ内に投影領域が位置する場合に比べて、当該ロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの一部が際立って明るくなることを抑制することができ、この結果、より一段と運転し易くできる。なお、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンが変更される場合、この変更された位相変調パターンに基づく配光パターンは、投影領域が当該配光パターンの外側に位置するような配光パターンとされても良い。このようにすることで、前照灯１は、ロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの光を出射する場合と同様に、運転し易くできる。
【０１４０】
また、本実施形態の前照灯１は、１つの光源と１つの位相変調素子とを含む発光光学系を複数有する。すなわち、１つの光源５２Ｒと１つの位相変調素子５４Ｒとを含む第１発光光学系５１Ｒと、１つの光源５２Ｇと１つの位相変調素子５４Ｇとを含む第２発光光学系５１Ｇと、１つの光源５２Ｂと１つの位相変調素子５４Ｂとを含む第３発光光学系５１Ｂと、それぞれの発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射する光を合成する合成光学系５５と、を備える。また、それぞれの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは互いに異なる所定の波長の光を出射し、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは合成光学系５５で合成された光がロービームＬの配光パターンＰＴＮＬとなるように光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからの光を回折する。従って、上記１実施形態と同様にして、本実施形態の前照灯１では、照射されるロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制し得る。
【０１４１】
また、本実施形態の前照灯１では、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは、合成光学系５５で合成され、光学素子６０は、合成光学系５５で合成された０次光のエネルギー密度を下げている。このため、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成されない場合に比べると、光学素子６０に照射される０次光の照射領域を小さくできる。従って、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射される光のうち、高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢのエネルギー密度が光学素子６０で下げられることを抑制することができる。
【０１４２】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図１２を参照して詳細に説明する。なお、第４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。
【０１４３】
図１２は、本発明の第５実施形態における光学系ユニットを図２と同様に示す図である。図１２に示すように、本実施形態の光学系ユニット５０は、第２実施形態及び第３実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれが入射する光を透過しつつ回折して出射する透過型の位相変調素子とされる点で第４実施形態の光学系ユニット５０と異なる。また、本実施形態の光学系ユニット５０は、合成光学系５５を備えず、第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂから出射するそれぞれの光が合成されない状態でカバー５９から出射する点においても、第４実施形態の光学系ユニット５０と異なる。本実施形態では、第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂは、光の出射方向がカバー５９の開口５９Ｈ側とされている。
【０１４４】
本実施形態においても、第４実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光が位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンに基づくロービームＬの配光パターンＰＴＮＬとなるように、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折する。
【０１４５】
すなわち、位相変調素子５４Ｒから出射する第１の光ＤＬＲ、位相変調素子５４Ｇから出射する第２の光ＤＬＧ、及び、位相変調素子５４Ｂから出射する第３の光ＤＬＢは、それぞれカバー５９の開口５９Ｈから出射し、フロントカバー１２を介して前照灯１の外部に照射される。また、位相変調素子５４Ｒから出射する第１の０次光ＬＣＲ、位相変調素子５４Ｇから出射する第２の０次光ＬＣＧ、及び、位相変調素子５４Ｂから出射する第３の０次光ＬＣＢは、それぞれカバー５９の開口５９Ｈから出射し、フロントカバー１２を介して前照灯１の外部に照射される。このとき、第１の光ＤＬＲ、第２の光ＤＬＧ及び第３の光ＤＬＢは、車両から所定の距離離れた焦点位置においてそれぞれの配光パターンの外形が概ね一致するように照射される。また、第１の０次光ＬＣＲ、第２の０次光ＬＣＧ及び第３の０次光ＬＣＢも車両から所定の距離離れた焦点位置においてそれぞれの配光パターンの外形が概ね一致するように照射される。この焦点位置は、例えば車両から２５ｍ離れた位置とされる。つまり、本実施形態では、上記のように外形が一致するように、第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂの光の出射方向が微調整されている。
【０１４６】
また、本実施形態の光学系ユニット５０は、光学素子６０に替えて、第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂから出射する０次光のエネルギー密度を下げる光学素子６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃを備えている点において、第４実施形態の光学系ユニット５０と異なる。光学素子６０Ａは、第１の０次光ＬＣＲの投影領域と位相変調素子５４Ｒとの間における第１の０次光ＬＣＲの光路上に配置される。また、光学素子６０Ｂは、第２の０次光ＬＣＧの投影領域と位相変調素子５４Ｇとの間における第２の０次光ＬＣＧの光路上に配置され、光学素子６０Ｃは、第３の０次光ＬＣＢの投影領域と位相変調素子５４Ｂとの間における第３の０次光ＬＣＢの光路上に配置される。なお、光学素子６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの配置位置は、位相変調素子５４Ｒから出射する第１の光ＤＬＲ、位相変調素子５４Ｇから出射する第２の光ＤＬＧ、位相変調素子５４Ｂから出射する第３の光ＤＬＢと重なる位置とされているが、重ならない位置とされていても良い。本実施形態では、光学素子６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃは、カバー５９内に配置され、図示せぬ固定具を介してカバー５９に固定される。光学素子６０Ａと位相変調素子５４Ｒとの間における光路の長さ、光学素子６０Ｂと位相変調素子５４Ｇとの間における光路の長さ、及び光学素子６０Ｃと位相変調素子５４Ｂとの間における光路の長さは、例えばそれぞれ１００ｍｍとされる。このため、本実施形態の光学系ユニット５０は、第４実施形態の光学系ユニット５０よりも大きい構成であると理解できる。
【０１４７】
本実施形態の前照灯１によれば、第４実施形態の合成光学系５５を備えないため、簡易な構成とすることができる。また、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光のうち、高次回折光の光度よりも０次光の光度が高くても、その０次光のエネルギー密度は光学素子６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃにより下げられる。このため、合成光学系５５を備えなくても、上記第４実施形態と同様にして、高次回折光による配光パターンＰＴＮＬよりも０次光の投影領域が際立って明るくなることを抑制することができる。なお、本実施形態の第１の光ＤＬＲの外形と第２の光ＤＬＧの外形と第３の光ＤＬＢの外形、及び、第１の０次光ＬＣＲの外形と第２の０次光ＬＣＧの外形と第３の０次光ＬＣＢの外形は、それぞれ上記の焦点位置以外では互いに僅かにずれる傾向にある。しかし、白色の光を１つの位相変調素子に入射して得られる光と比べると、この外形のずれを抑制することができる。従って、本実施形態によっても、小型化しつつ色のにじみを抑制し得る前照灯が実現され得る。
【０１４８】
また、本実施形態の前照灯１では、第４実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは変更可能な位相変調パターンで光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射する光をそれぞれ回折する。このため、この前照灯１は、出射する光の配光パターンを変更できる。
【０１４９】
ここで、第４実施形態及び第５実施形態における前照灯１の変形例について説明する。
【０１５０】
第４実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、反射型の位相変調素子とされた。しかし、第４実施形態において、図８に示される第２実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが透過型の位相変調素子とされても良い。
【０１５１】
また、第４実施形態及び第５実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンに基づくロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの外側に０次光の投影領域が位置していた。しかし、０次光の投影領域は、ロービームＬの配光パターンＰＴＮＬ内に位置していても良い。この場合、ロービームＬの配光パターンＰＴＮＬのうち、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される高次回折光が合成された光の光度分布のなかで最も高い光度の半値以下の光度となる領域内に投影領域が含まれることが好ましい。つまり、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンに基づくロービームＬの配光パターンＰＴＮＬは、ロービームＬの配光パターンＰＴＮＬのうち、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光が合成された光の光度分布のなかで最も高い光度の半値以下の光度となる領域内に投影領域が含まれるような配光パターンとされることとしても良い。このようにすれば、高次回折光が合成された光の光度分布のなかで最も高い光度の半値よりも高い領域に投影領域が含まれる場合に比べて、当該光度分布のなかで最も高い光度となる位置を基準として、高次回折光及び０次光によって形成される配光パターンの光度分布を滑らかな光度分布にし易くなる。なお、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンが変更される場合、この変更された位相変調パターンに基づく配光パターンは、当該配光パターンのうち、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光が合成された光の光度分布のなかで最も高い光度の半値以下の光度となる領域内に投影領域が含まれるような配光パターンとされることとしても良い。このようにすることで、変更された位相変調パターンに基づいて位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する高次回折光及び０次光によって形成される配光パターンの光度分布を滑らかな光度分布にし易くなる。
【０１５２】
また、第４実施形態及び第５実施形態では、光学素子６０は、入射する０次光のエネルギー密度をゼロとするものであっても、入射する０次光のエネルギー密度よりも小さいエネルギー密度で０次光を出射するものであっても良い。なお、上記のように、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンに基づくロービームＬの配光パターンＰＴＮＬ内に投影領域が位置する場合には、入射する０次光のエネルギー密度よりも小さいエネルギー密度で０次光を出射する光学素子６０が採用されることが好ましい。このようにすれば、０次光をロービームＬの配光パターンＰＴＮＬの一部として利用しつつも、当該配光パターンＰＴＮＬにおいて０次光の投影領域が際立って明るくなることを抑制し得る。
【０１５３】
また、第４実施形態では、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは合成光学系５５で合成され、投影領域に投影された。しかし、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは合成光学系５５で合成されず、別々の領域に投影されても良い。
【０１５４】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について詳細に説明する。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。
【０１５５】
本実施形態の車両用灯具は、第１実施形態と同様に、自動車用の前照灯１とされる。また、本実施形態の前照灯１の構成は、第１実施形態における前照灯１と同様の構成とされるため、図１、図２を参照して本実施形態の前照灯１について説明する。
【０１５６】
本実施形態の前照灯１から出射される光の配光パターンは、第１実施形態の前照灯１から出射される光の配光パターンと異なる。つまり、本実施形態の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンは、第１実施形態の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンと異なる。
【０１５７】
具体的には、本実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成光学系５５において合成された光が所定の配光パターンとなるように、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折させる位相変調パターンとされる。言い換えると、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成光学系５５において合成された光が所定の配光パターンとなるように、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折する。この所定の配光パターンには光度分布も含まれる。このため、本実施形態では、位相変調素子５４Ｒから出射する光ＤＬＲは、上記の所定の配光パターンの外形と同じ外形になると共にこの所定の配光パターンの光度分布に基づいた光度分布とされる。また、位相変調素子５４Ｇから出射する光ＤＬＧは、上記の所定の配光パターンの外形と同じ外形になると共にこの所定の配光パターンの光度分布に基づいた光度分布とされ、位相変調素子５４Ｂから出射する光ＤＬＢは、上記の所定の配光パターンの外形と同じ外形になると共にこの所定の配光パターンの光度分布に基づいた光度分布とされる。
【０１５８】
また、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、当該位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成光学系５５において合成された０次光ビームＬＣが投影される投影領域が、上記の所定の配光パターン内に位置するように、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢを出射する。本実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、当該位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢの外形が互いに同じ外形になるように、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢを出射する。
【０１５９】
本実施形態では、上記第１実施形態と同様にして、図２に示すように、第１発光光学系５１Ｒから第１の光ＤＬＲと第１の０次光ＬＣＲとが出射し、第２発光光学系５１Ｇから第２の光ＤＬＧと第２の０次光ＬＣＧとが出射し、第３発光光学系５１Ｂから第３の光ＤＬＢと第３の０次光ＬＣＢとが出射する。合成光学系５５では、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢとが合成されるとともに、第１の０次光ＬＣＲと第２の０次光ＬＣＧと第３の０次光ＬＣＢとが合成される。
【０１６０】
第１の光ＤＬＲ、第２の光ＤＬＧ、及び第３の光ＤＬＢは、上記のようにそれぞれ所定の配光パターンの外形と同じ外形になると共に所定の配光パターンの光度分布に基づいた光度分布とされる。このため、これらの光が合成された光は所定の配光パターンを有する白色の光となり、この光は、カバー５９の開口５９Ｈから出射し、フロントカバー１２を介して前照灯１から出射する。
【０１６１】
また、第１の０次光ＬＣＲと第２の０次光ＬＣＧと第３の０次光ＬＣＢとが合成された光は白色の０次光ビームＬＣとなり、カバー５９の開口５９Ｈから出射し、フロントカバー１２を介して前照灯１から出射する。
【０１６２】
本実施形態では、高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光における所定の配光パターンは、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光と０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成された０次光ビームＬＣとでロービームの配光パターンが形成されるような配光パターンとされる。このため、前照灯１からロービームが出射される。
【０１６３】
図１３は、本実施形態におけるロービームの配光パターンと、その配光パターンの光度分布とを示す図である。図１３に示すように、ロービームの配光パターンＰＴＮＬは第１の領域ＬＡ１、第２の領域ＬＡ２、第３の領域ＬＡ３を有し、当該第１の領域ＬＡ１、第２の領域ＬＡ２、第３の領域ＬＡ３の順に光度が低くなる。
【０１６４】
第１の領域ＬＡ１は、高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで第１光度閾値よりも高い光度となる領域である。この第１の領域ＬＡ１には、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨとなる部位Ｐが含まれる。第２の領域ＬＡ２は、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで第１光度閾値以下となり第１光度閾値よりも低く設定される第２光度閾値よりも高い光度となる領域である。第３の領域ＬＡ３は、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで第２光度閾値以下となる領域である。第１光度閾値は、例えば、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨの半値とされる。
【０１６５】
このようなロービームの配光パターンＰＴＮＬのうち、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成された光が投影される投影領域ＰＡＲは、第１の領域ＬＡ１内に位置し、更に、この第１の領域ＬＡ１よりも狭いホットゾーンＨＺ内に位置する。但し、この投影領域ＰＡＲは、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨとなる部位Ｐを避けて位置する。なお、投影領域ＰＡＲの光度は、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度と、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成された０次光ビームＬＣの光度との合計値である。図１３に示す例では、投影領域ＰＡＲの光度は、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨよりも高くなっているが、当該光度ＬＨよりも低くされていても良い。例えば、投影領域ＰＡＲには光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光が非照射とされることで、当該光度ＬＨよりも投影領域ＰＡＲの光度を低くし得る。
【０１６６】
以上説明したように、本実施形態の前照灯１は、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、変更可能な位相変調パターンで光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから入射する光を回折する位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂと、を備える。
【０１６７】
この位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢと、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂで回折されずに位相変調素子から出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢとで位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンに基づくロービームの配光パターンＰＴＮＬが形成される。また、図１３に示すように、ロービームの配光パターンＰＴＮＬのなかで０次光の投影領域ＰＡＲは、高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨの半値よりも高い光度となる領域内に位置する。つまり、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光が合成された光の配光パターンは、当該配光パターンにおける光度分布のなかで最も高い光度ＬＨの半値よりも高い光度となる領域内に投影領域ＰＡＲが位置するような配光パターンとされている。
【０１６８】
従って、高次回折光の光度に比べ高い光度を有する０次光が投影領域ＰＡＲに照射されても、ロービームの配光パターンＰＴＮＬのなかで投影領域ＰＡＲが際立って明るくなることを抑制することができる。従って、本実施形態の前照灯１は、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨの半値よりも高い光度となる領域の外側に投影領域ＰＡＲが配置される場合に比べて運転し易くできる。
【０１６９】
また、本実施形態の前照灯１では、第１実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは変更可能な位相変調パターンで光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射する光をそれぞれ回折する。このため、この前照灯１は、出射する光の配光パターンを変更できる。なお、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンが変更される場合、この変更された位相変調パターンで位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光が合成された光の配光パターンは、当該配光パターンにおける光度分布のなかで最も高い光度の半値よりも高い光度となる領域内に投影領域が位置するような配光パターンとされても良い。このようにすることで、前照灯１は、出射する光の配光パターンが変更されても、運転し易くできる。
【０１７０】
また、本実施形態では、投影領域ＰＡＲは、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨとなる部位Ｐを避けて位置している。つまり、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光が合成された光の配光パターンは、当該配光パターンにおける光度分布のなかで最も高い光度ＬＨとなる部位Ｐを避けて投影領域ＰＡＲが位置するような配光パターンとされている。従って、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の配光パターンのなかで最も高い光度ＬＨとなる部位Ｐが過度に明るくなることを抑制することができる。なお、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンが変更される場合、この変更された位相変調パターンで位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光が合成された光の配光パターンは、当該配光パターンにおける光度分布のなかで最も高い光度ＬＨとなる部位Ｐを避けて投影領域ＰＡＲが位置するような配光パターンとされても良い。このようにすることで、変更された位相変調パターンで位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光が合成された光の配光パターンのなかで最も高い光度ＬＨとなる部位Ｐが過度に明るくなることを抑制することができる。
【０１７１】
また、本実施形態では、投影領域ＰＡＲは、ホットゾーンＨＺ内に位置している。つまり、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光が合成された光の配光パターンは、当該配光パターンの光度分布のなかで最も高い光度ＬＨの半値よりも高い光度となる領域が位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光と０次光とで形成される配光パターンにおけるホットゾーンＨＺとなるような配光パターンである。そして、投影領域ＰＡＲは、このホットゾーンＨＺ内に位置している。このため、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢをロービームの配光パターンＰＴＮＬの形成に利用しつつも、当該配光パターンＰＴＮＬにおいて投影領域ＰＡＲが際立って明るくなることを抑制し得る。なお、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンが変更される場合、投影領域ＰＡＲは、ホットゾーンＨＺ内に位置していることとされても良い。このようにすることで、位相変調パターンが変更された位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光を配光パターンの形成に利用しつつも、当該配光パターンにおいて投影領域が際立って明るくなることを抑制し得る。
【０１７２】
また、本実施形態の前照灯１は、１つの光源と１つの位相変調素子とを含む発光光学系を複数有する。すなわち、１つの光源５２Ｒと１つの位相変調素子５４Ｒとを含む第１発光光学系５１Ｒと、１つの光源５２Ｇと１つの位相変調素子５４Ｇとを含む第２発光光学系５１Ｇと、１つの光源５２Ｂと１つの位相変調素子５４Ｂとを含む第３発光光学系５１Ｂと、それぞれの発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射する光を合成する合成光学系５５と、を備える。また、それぞれの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは互いに異なる所定の波長の光を出射し、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは合成光学系５５で合成された光がロービームの配光パターンＰＴＮＬとなるように光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからの光を出射する。
【０１７３】
この場合、それぞれの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射する所定の波長の光が位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折されて配光パターンが形成される。この際、それぞれの発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂにおいて、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光は所定波長であるため、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが波長依存性を有していても、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光における配光パターンの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制することができる。このように色のにじみが抑制された配光パターンを有する光が合成光学系５５で合成されてロービームの配光パターンＰＴＮＬが形成される。従って、本実施形態の前照灯１では、照射されるロービームの配光パターンＰＴＮＬの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制し得る。
【０１７４】
また、本実施形態の前照灯１では、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは合成光学系５５で合成され、投影領域ＰＡＲに投影される。この場合、上記のように位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが波長依存性を有していても、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢを白の同色となるように投影させることができる。従って、本実施形態の前照灯１では、運転者が投影領域ＰＡＲを無用に意識してしまうことを抑制することができ、より一段と運転し易くできる。
【０１７５】
ここで、第６実施形態における前照灯１の変形例について説明する。
【０１７６】
第６実施形態では、第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂは、それぞれ反射型の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂを備えていた。しかし、第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂは、図８に示される第２実施形態における第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂと同様に、それぞれ透過型の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂを備えていても良い。
【０１７７】
また、第６実施形態では、光学系ユニット５０は、合成光学系５５を備えていた。しかし、光学系ユニット５０は、図１０に示される第３実施形態の光学系ユニット５０と同様に、合成光学系５５を備えていなくても良い。
【０１７８】
また、第６実施形態では、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは合成光学系５５で合成されず、投影領域ＰＡＲ内における別々の領域に照射されても良い。なお、上記のように、運転者が投影領域ＰＡＲを無用に意識してしまうことを抑制する観点では、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは合成光学系５５で合成され、投影領域ＰＡＲに投影されることが好ましい。また、第６実施形態では、投影領域ＰＡＲは、ホットゾーンＨＺ内に位置していた。しかし、投影領域ＰＡＲは、ホットゾーンＨＺの外側に位置していても良い。
【０１７９】
また、第６実施形態では、投影領域ＰＡＲは、高次回折光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨとなる位置を避けて位置していたが、当該位置を含んでいても良い。この場合、０次光の光度が大きいか否かにかかわらず、ロービームの配光パターンＰＴＮＬのなかで最も明るい領域は概ね変化しなくなる。このため、高次回折光の光度分布のなかで最も高い光度となる位置を基準として、ロービームの配光パターンＰＴＮＬの光度分布をより滑らかな光度分布にし易くなる。なお、上記のように、高次回折光の配光パターンのなかで最も高い光度ＬＨとなる部位Ｐが過度に明るくなることを抑制する観点では、投影領域ＰＡＲは、高次回折光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨとなる位置を避けて位置されることが好ましい。
【０１８０】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について詳細に説明する。なお、第６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。
【０１８１】
本実施形態の車両用灯具は、第６実施形態と同様に、自動車用の前照灯１とされる。また、本実施形態の前照灯１の構成は、第６実施形態における前照灯１と同様の構成とされる。上記のように、第６実施形態における前照灯１は、第１実施形態における前照灯１と同様の構成とされため、実施形態の前照灯１の構成は、第１実施形態における前照灯１と同様の構成とされている。このため、図１、図２を参照して本実施形態の前照灯１について説明する。
【０１８２】
本実施形態の前照灯１から出射される光の配光パターンは、第６実施形態の前照灯１から出射される光の配光パターンと異なる。つまり、本実施形態の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンは、第６実施形態の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンと異なる。
【０１８３】
具体的には、本実施形態では、第６実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成光学系５５において合成された光が所定の配光パターンとなるように、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折させる位相変調パターンとされる。
【０１８４】
また、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、第６実施形態と同様に、当該位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成光学系５５において合成された０次光ビームＬＣが投影される投影領域が、上記の所定の配光パターン内に位置するように、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢを出射する。
【０１８５】
ここで、本実施形態の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおけるそれぞれの位相変調パターンは、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成された０次光ビームＬＣが投影される投影領域では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光が非照射となるように、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂから出射するレーザ光をそれぞれ回折させる位相変調パターンでもある。従って、高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光と０次光ビームＬＣとで形成される配光パターンにおける０次光ビームＬＣが投影される投影領域では、高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度がゼロとされる。
【０１８６】
本実施形態では、第６実施形態と同様にして、図２に示すように、第１発光光学系５１Ｒから第１の光ＤＬＲと第１の０次光ＬＣＲとが出射し、第２発光光学系５１Ｇから第２の光ＤＬＧと第２の０次光ＬＣＧとが出射し、第３発光光学系５１Ｂから第３の光ＤＬＢと第３の０次光ＬＣＢとが出射する。合成光学系５５では、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢとが合成されるとともに、第１の０次光ＬＣＲと第２の０次光ＬＣＧと第３の０次光ＬＣＢとが合成される。高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光は、所定の配光パターンを有する白色の光となり、この光は、カバー５９の開口５９Ｈから出射し、フロントカバー１２を介して前照灯１から出射する。また、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成された光は、白色の０次光ビームＬＣとなり、カバー５９の開口５９Ｈから出射し、フロントカバー１２を介して前照灯１から出射する。
【０１８７】
本実施形態では、第６実施形態と同様に、高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光における所定の配光パターンは、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光と０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成された０次光ビームＬＣとでロービームの配光パターンが形成されるような配光パターンとされる。このため、前照灯１からロービームが出射される。
【０１８８】
図１４は、本実施形態のロービームの配光パターンと、その配光パターンの光度分布とを示す図である。図１４に示すように、ロービームの配光パターンＰＴＮＬは第１の領域ＬＡ１、第２の領域ＬＡ２、第３の領域ＬＡ３を有し、当該第１の領域ＬＡ１、第２の領域ＬＡ２、第３の領域ＬＡ３の順に光度が低くなる。
【０１８９】
第１の領域ＬＡ１は、高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで第１光度閾値よりも高い光度となる領域である。この第１の領域ＬＡ１には、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨとなる部位Ｐが含まれる。第２の領域ＬＡ２は、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで第１光度閾値以下となり第１光度閾値よりも低く設定される第２光度閾値よりも高い光度となる領域である。第３の領域ＬＡ３は、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで第２光度閾値以下となる領域である。第１光度閾値は、例えば、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨの半値とされる。
【０１９０】
このようなロービームの配光パターンＰＴＮＬのうち、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成された光が投影される投影領域ＰＡＲは、第２の領域ＬＡ２内に含まれ、第１の領域ＬＡ１の一部と重なっている。また、投影領域ＰＡＲの光度は、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨよりも低くされる。
【０１９１】
図１５は、０次光が非照射である場合のロービームの配光パターンと、その配光パターンの光度分布とを示す図である。上記のように本実施形態では、投影領域ＰＡＲでは、高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度がゼロとされる。このため、図１５に示すように、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成された光が非照射である場合、ロービームの配光パターンＰＴＮＬにおける投影領域ＰＡＲは暗い穴のようになる。この投影領域ＰＡＲに０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成された光が投影されることで、図１５に示すロービームの配光パターンＰＴＮＬが形成される。つまり、投影領域ＰＡＲの光度は、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度と０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成された光の光度との合計値となるが、本実施形態では、上記のように投影領域ＰＡＲでの光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度がゼロとされる。このため、投影領域ＰＡＲの光度は、０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢが合成された光の光度と一致する。
【０１９２】
以上説明したように、本実施形態の前照灯１は、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、変更可能な位相変調パターンで光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから入射する光を回折する位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂと、を備える。
【０１９３】
この位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢと、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂで回折されずに位相変調素子から出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢとで位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンに基づくロービームの配光パターンＰＴＮＬが形成される。この配光パターンＰＴＮＬのうち０次光の投影領域ＰＡＲでは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光が非照射とされる。
【０１９４】
従って、投影領域ＰＡＲにおける高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度は、その投影領域ＰＡＲの外側周縁に照射される光の光度よりも小さい。つまり、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折され投影領域ＰＡＲに照射される光の光度が投影領域ＰＡＲの外側周縁に照射される光の光度よりも小さくされるように、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから入射する光をそれぞれ回折する。このため、高次回折光の光度に比べ高い光度を有する０次光が投影領域ＰＡＲに照射されても、ロービームの配光パターンＰＴＮＬのなかで投影領域ＰＡＲが際立って明るくなることを抑制することができる。従って、本実施形態の前照灯１は、投影領域ＰＡＲでの高次回折光の光度がその投影領域ＰＡＲの外側周縁に照射される光の光度以上である場合に比べて運転し易くできる。
【０１９５】
また、本実施形態の前照灯１では、第１実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは変更可能な位相変調パターンで光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射する光をそれぞれ回折する。このため、この前照灯１は、出射する光の配光パターンを変更できる。なお、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンが変更される場合、位相変調パターンが変更された位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折され投影領域ＰＡＲに照射される光の光度が投影領域ＰＡＲの外側周縁に照射される光の光度よりも小さくされるように、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから入射する光をそれぞれ回折しても良い。このようにすることで、前照灯１は、出射する光の配光パターンが変更されても、運転し易くできる。
【０１９６】
また、本実施形態では、上記のように投影領域ＰＡＲには高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光が非照射とされている。このため、高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光のうち、投影領域ＰＡＲに照射される光の光度はゼロである。つまり、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折され投影領域ＰＡＲに照射される光の光度がゼロとなるように、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから入射する光をそれぞれ回折する。従って、本実施形態では、０次光の光度と高次回折光の光度との差が大きい場合であっても、ロービームの配光パターンＰＴＮＬのなかで投影領域ＰＡＲが際立って明るくなることを抑制し、当該配光パターンＰＴＮＬの光度分布を滑らかな光度分布にし易くなる。なお、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンが変更される場合、位相変調パターンが変更された位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、この位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折され投影領域ＰＡＲに照射される光の光度がゼロとなるように、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから入射する光をそれぞれ回折しても良い。このようにすることで、前照灯１は、出射する光の配光パターンが変更されても、この変更された配光パターンのなかで投影領域が際立って明るくなることを抑制することができる。このため、変更する配光パターンの光度分布を滑らかな光度分布にし易くなる。
【０１９７】
また、本実施形態では、上記のように、高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光のうち、投影領域ＰＡＲに照射される光の光度はゼロである。このため、投影領域ＰＡＲの光度は０次光の光度となる。この０次光の光度は、図１４に示すように、高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨよりも低くされている。つまり、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折され投影領域に照射される光の光度と、０次光の光度との合計値が、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光が合成された光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨよりも低くなるように、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから入射する光をそれぞれ回折する。従って、本実施形態では、高次回折光である光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨとなる部位Ｐを基準として、配光パターンＰＴＮＬの光度分布を滑らかな光度分布にし易くなる。なお、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンが変更される場合、位相変調パターンが変更された位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、この位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折され投影領域に照射される光の光度と、０次光の光度との合計値が、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される光が合成された光の光度分布のなかで最も高い光度よりも低くなるように、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから入射する光をそれぞれ回折しても良い。このようにすることで、前照灯１は、変更する配光パターンの光度分布を滑らかな光度分布にし易くなる。
【０１９８】
また、本実施形態では、ロービームの配光パターンＰＴＮＬは、第１の領域ＬＡ１と、その第１の領域ＬＡ１の光度よりも低い光度の第２の領域ＬＡ２と、その第２の領域ＬＡ２の光度よりも低い光度の第３の領域ＬＡ３とを有する。そして、投影領域ＰＡＲは第２の領域ＬＡ２内に含まれると共に、当該投影領域ＰＡＲの一部は第１の領域ＬＡ１と重なっている。つまり、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、投影領域ＰＡＲが第２の領域ＬＡ２内に含まれると共に、当該投影領域ＰＡＲの一部が第１の領域ＬＡ１と重なるように、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから入射する光をそれぞれ回折する。従って、ロービームの配光パターンＰＴＮＬのなかで最も光度が低い領域である第３の領域ＬＡ３に投影領域ＰＡＲが含まれている場合に比べると、ロービームの配光パターンＰＴＮＬのなかで投影領域ＰＡＲが際立って明るくなることを抑制することができる。なお、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける位相変調パターンが変更される場合、位相変調パターンが変更された位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂによって回折される光が合成された光とこの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光とで形成される配光パターンは、第１の領域と、その第１の領域の光度よりも低い光度の第２の領域と、その第２の領域の光度よりも低い光度の第３の領域とを有するものとする。更に、この位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、投影領域が第２の領域内に含まれると共に、当該投影領域の一部が第１の領域と重なるように、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから入射する光をそれぞれ回折しても良い。このようにすることで、位相変調パターンが変更された位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂによって回折される光が合成された光とこの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光とで形成される配光パターンのなかで、投影領域が際立って明るくなることを抑制することができる。
【０１９９】
また、本実施形態の前照灯１は、１つの光源と１つの位相変調素子とを含む発光光学系を複数有する。すなわち、前照灯１は、１つの光源５２Ｒと１つの位相変調素子５４Ｒとを含む第１発光光学系５１Ｒと、１つの光源５２Ｇと１つの位相変調素子５４Ｇとを含む第２発光光学系５１Ｇと、１つの光源５２Ｂと１つの位相変調素子５４Ｂとを含む第３発光光学系５１Ｂと、それぞれの発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射する光を合成する合成光学系５５と、を備える。また、それぞれの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは互いに異なる所定の波長の光を出射し、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは合成光学系５５で合成された光がロービームの配光パターンＰＴＮＬとなるように光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからの光を出射する。従って、上記６実施形態と同様にして、本実施形態の前照灯１では、照射されるロービームの配光パターンＰＴＮＬの縁近傍で色のにじみが生じることを抑制し得る。
【０２００】
また、本実施形態の前照灯１では、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは合成光学系５５で合成され、投影領域ＰＡＲに投影される。この場合、上記のように位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが波長依存性を有していても、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢを白の同色となるように投影させることができる。従って、本実施形態の前照灯１では、運転者が投影領域ＰＡＲを無用に意識してしまうことを抑制することができ、より一段と運転し易くできる。
【０２０１】
ここで、第７実施形態における前照灯１の変形例について説明する。
【０２０２】
第７実施形態では、第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂは、それぞれ反射型の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂを備えていた。しかし、第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂは、図８に示される第２実施形態における第１発光光学系５１Ｒ、第２発光光学系５１Ｇ、第３発光光学系５１Ｂと同様に、それぞれ透過型の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂを備えていても良い。
【０２０３】
また、第７実施形態では、光学系ユニット５０は、合成光学系５５を備えていた。しかし、光学系ユニット５０は、図１０に示される第３実施形態の光学系ユニット５０と同様に、合成光学系５５を備えていなくても良い。
【０２０４】
また、第７実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折され位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する高次回折光が投影領域ＰＡＲには非照射とされ、当該投影領域ＰＡＲでは高次回折光の光度がゼロとされた。しかし、投影領域ＰＡＲに照射される高次回折光の光度が投影領域ＰＡＲの外側周縁に照射される光の光度よりも小さくされる限り、当該投影領域ＰＡＲに照射される高次回折光の光度がゼロよりも大きくされても良い。
【０２０５】
また、第７実施形態では、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは合成光学系５５で合成されず、投影領域ＰＡＲ内における別々の領域に照射されても良い。なお、上記のように、運転者が投影領域ＰＡＲを無用に意識してしまうことを抑制する観点では、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する０次光ＬＣＲ，ＬＣＧ，ＬＣＢは合成光学系５５で合成され、投影領域ＰＡＲに投影されることが好ましい。
【０２０６】
また、第７実施形態では、投影領域ＰＡＲが第１の領域ＬＡ１の一部と重なっていたが、当該第１の領域ＬＡ１内に含まれていても良い。また、投影領域ＰＡＲは、高次回折光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨとなる位置を含んでいなかったが、当該位置を含んでいても良い。この場合、０次光の光度が大きいか否かにかかわらず、ロービームの配光パターンＰＴＮＬのなかで最も明るい領域は概ね変化しなくなる。このため、高次回折光の光度分布のなかで最も高い光度となる位置を基準として、ロービームの配光パターンＰＴＮＬの光度分布をより滑らかな光度分布にし易くなる。
【０２０７】
また、第７実施形態では、投影領域ＰＡＲの光度が高次回折光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨよりも低くされた。しかし、投影領域ＰＡＲの光度は高次回折光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨ以上とされても良い。この場合、第１の領域ＬＡ１内に投影領域ＰＡＲが含まれていることが好ましく、高次回折光の光度分布のなかで最も高い光度ＬＨとなる位置に投影領域ＰＡＲが含まれていることがより好ましい。
【０２０８】
以上、本発明について、実施形態や変形例を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０２０９】
例えば、上記実施形態では、赤色成分の第１の光ＤＬＲを出射する第１発光光学系５１Ｒと、緑色成分の第２の光ＤＬＧを出射する第２発光光学系５１Ｇと、青色成分の第３の光ＤＬＢを出射する第３発光光学系５１Ｂとを備えた。しかし、３つの発光光学系がそれぞれ有する光源から出射する光は、それぞれ互いに異なる所定の波長であれば、赤色、緑色、青色に限らない。
【０２１０】
また、発光光学系は１つ又は２つであっても良い。さらに、発光光学系は３つ以上であっても良い。この場合、例えば、ロービームの黄色成分の光を出射する第４発光光学系を備えても良い。この場合、上記の赤色、緑色、青色の発光光学系に加えて、第４発光光学系は、ロービームの黄色成分の光を出射するものとしても良い。また、赤色、緑色、青色の一部の光度が低い場合、第４発光光学系が光度の低い色と同じ色成分の光を出射するものとしても良い。また、発光光学系が１つの場合であっても、位相変調素子は変更可能な位相変調パターンで光源から出射する光をそれぞれ回折するため、位相変調パターンを変更することで位相変調素子により回折される光の配光パターンを変更できる。従って、このような車両用灯具は、光を回折する光学素子を複数備えなくても出射する光の配光パターンを変更でき、上記特許文献１に記載の車両用前照灯のように光を回折する光学素子を複数備える車両用灯具と比べて、小型化し得る。
【０２１１】
また、上記実施形態では、ホワイトバランス調整回路が更に設けられても良い。このホワイトバランス調整回路は、第１発光光学系５１Ｒの光源５２Ｒから出射する光の全光束量と、第２発光光学系５１Ｇの光源５２Ｇから出射する光の全光束量と、第３発光光学系５１Ｂの光源５２Ｂから出射する光の全光束量と、を制御することで、所望のホワイトバランスとすることができる。例えば、前照灯は、法規の範囲内で、暖色系の白色の光を出射したり、青色系の白色の光を出射したりするように、切り換えが可能にしても良い。
【０２１２】
また、第１実施形態、第２実施形態、第４実施形態、第６実施形態、及び第７実施形態では、第１光学素子５５ｆは、第１の光ＤＬＲを透過すると共に第２の光ＤＬＧを反射することで第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧとを合成し、第２光学素子５５ｓは、第１光学素子５５ｆで合成された第１の光ＤＬＲ及び第２の光ＤＬＧを透過すると共に第３の光ＤＬＢを反射することで第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢとを合成した。しかし、例えば、第１光学素子５５ｆにおいて第３の光ＤＬＢと第２の光ＤＬＧとが合成され、第２光学素子５５ｓにおいて第１光学素子５５ｆで合成された第３の光ＤＬＢ及び第２の光ＤＬＧと第１の光ＤＬＲとが合成される構成とされても良い。この場合、第１実施形態及び第２実施形態において、光源５２Ｒ、コリメートレンズ５３Ｒ、及び位相変調素子５４Ｒを備える第１発光光学系５１Ｒと、光源５２Ｂ、コリメートレンズ５３Ｂ、及び位相変調素子５４Ｂを備える第３発光光学系５１Ｂとの位置が入れ替わる。また、第１実施形態及び第２実施形態において、所定の波長帯域の光を透過し、他の波長帯域の光を反射するバンドパスフィルタが第１光学素子５５ｆや第２光学素子５５ｓに用いられても良い。また、合成光学系５５は、それぞれの発光光学系から出射する光を互いに重ね合わせれば良く、第１実施形態及び第２実施形態の構成や上記構成に限定されない。
【０２１３】
また、上記実施形態では、前照灯１は、ロービームやハイビームを照射した。しかし、前照灯によって照射される光の配光パターンは、暗所照明用の配光パターンであれば、ロービームやハイビームの配光パターンだけに限定されない。なお、暗所照明用の配光パターンの光は、夜間や、トンネル等の暗所において照射される。例えば、図１６に示すように、ロービームの配光パターンＰＴＮＬと、その配光パターンＰＴＮＬの外側の例えば上方に位置する標識視認用の光の配光パターンＰＴＮＳとが暗所照明用の配光パターンとして形成される場合がある。この場合、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにより回折される高次回折光に当該標識視認用の光が含まれていることが好ましい。また、照射される光の配光パターンは連続的に変化されても良い。このようにすることで、動画を路面等に描画し得る。
【０２１４】
また、上記実施形態では、複数の変調ユニットを有する位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂを例に説明した。しかし、変調ユニットの数、大きさ、外形等は特に限定されるものではない。例えば、位相変調素子は１つの変調ユニットを有し、この１つの変調ユニットによって入射する光を回折させても良い。
【０２１５】
また、上記実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、反射型の位相変調素子や透過型の位相変調素子とされた。しかし、位相変調素子は、変更可能な位相変調パターンで入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンを所望の配光パターンにすることができれば良い。例えば、位相変調素子は、シリコン基板上に複数の反射体が形成されたＧＬＶ（Grating Light Valve）とされも良い。ＧＬＶは、反射型の位相変調素子であり、反射体のたわみを電気的に制御することによって、入射する光を回折して出射するとともに出射する光の配光パターンを所定の配光パターンにすることができる。
【０２１６】
また、上記実施形態では、車両用灯具として自動車の前照灯が例示された。しかし、車両用灯具は、自動車の前照灯に限らず他の車両の前照灯とされても良く、前照灯に限らず、後照灯、尾灯、制動灯、表示灯、路面等に画像を描画する路面描画装置等などの灯具であってもよい。
【０２１７】
要するに、第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態に例示される本発明は次のような車両用灯具であればよい。車両用灯具は、光源と、変更可能な位相変調パターンで光源から入射する光を回折する位相変調素子と、を備える。この位相変調素子により回折される光は位相変調パターンに基づく所定の配光パターンで照射され、当該位相変調素子に入射する光のうち、位相変調素子で回折されずに当該位相変調素子から出射する０次光が投影される投影領域は、車両の運転者の視界が、車両により妨げられる範囲内に位置する。このような車両用灯具であれば、小型化しつつ運転し易くできる。
【０２１８】
また、第４実施形態及び第５実施形態に例示される本発明は次のような車両用灯具であればよい。車両用灯具は、光源と、変更可能な位相変調パターンで光源から入射する光を回折する位相変調素子と、光のエネルギー密度を下げる光学素子と、を備える。光学素子は、位相変調素子に入射する光のうち位相変調素子で回折されずに位相変調素子から出射する０次光が投影される投影領域と位相変調素子との間における０次光の光路上に配置される。位相変調素子により回折される光は、位相変調パターンに基づく所定の配光パターンで照射される。このような車両用灯具であれば、小型化しつつ運転し易くできる。
【０２１９】
また、第６実施形態に例示される本発明は次のような車両用灯具であればよい。車両用灯具は、光源と、変更可能な位相変調パターンで光源から入射する光を回折する位相変調素子と、を備える。位相変調素子により回折される光と位相変調素子で回折されずに位相変調素子から出射する０次光とで位相変調パターンに基づく所定の光度分布を有する配光パターンが形成される。この配光パターンのなかで０次光が投影される投影領域は、位相変調素子により回折される光の光度分布のなかで最も高い光度の半値よりも高い光度となる領域内に位置する。このような車両用灯具であれば、小型化しつつ運転し易くできる。
【０２２０】
また、第７実施形態に例示される本発明は次のような車両用灯具であればよい。すなわち、車両用灯具は、光源と、変更可能な位相変調パターンで光源から入射する光を回折する位相変調素子とを備える。位相変調素子で回折される光と位相変調素子で回折されずに位相変調素子から出射する０次光とで位相変調パターンに基づく所定の光度分布を有する配光パターンが形成される。この配光パターンのうち０次光が投影される投影領域では、位相変調素子により回折され投影領域に照射される光の光度が投影領域の外側周縁に照射される光の光度よりも小さくされる。このような車両用灯具であれば、小型化しつつ運転し易くできる。
【産業上の利用可能性】
【０２２１】
本発明によれば、小型化しつつ運転し易い車両用灯具が提供され、自動車等の車両用灯具の分野などにおいて利用可能である。
【符号の説明】
【０２２２】
１・・・前照灯（車両用灯具）
１０・・・筐体
２０・・・灯具ユニット
５０・・・光学系ユニット
５１Ｒ・・・第１発光光学系
５１Ｇ・・・第２発光光学系
５１Ｂ・・・第３発光光学系
５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂ・・・光源
５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂ・・・コリメートレンズ
５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ・・・位相変調素子
５５・・・合成光学系
５５ｆ・・・第１光学素子
５５ｓ・・・第２光学素子
【図１】
2019212528.tif 000003
【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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【図１６】
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