(57)【要約】  車両用前照灯（１）は、光源（５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂ）と、光源（５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂ）からの光（ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ）を回折することにより光（ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ）を所定の配光パターンとする複数の変調部（ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢ）を有する位相変調素子（５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ）を有する位相変調素子集合体（５４）と、を備える。位相変調素子（５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ）における入射面の縦方向の幅（Ｈ５４）は、当該入射面の横方向の幅（ＷＲ，ＷＧ，ＷＢ）よりも大とされ、位相変調素子（５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ）における光（ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ）の入射スポット（ＳＲ，ＳＧ，ＳＢ）の大きさは、少なくとも１つの変調部（ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢ）を含むことができる大きさとされ、複数の変調部（ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢ）の少なくとも一部は、縦方向に並列される。
2020067093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
前記光源からの前記光を回折することにより前記光を所定の配光パターンとする複数の変調部を有する位相変調素子と、
を備え、
前記位相変調素子における前記光が入射する入射面の鉛直方向の幅は、当該入射面の水平方向の幅よりも大とされ、
前記位相変調素子における前記光の入射スポットの大きさは、少なくとも１つの前記変調部を含むことができる大きさとされ、
複数の前記変調部の少なくとも一部は、前記鉛直方向に並列される
ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２】
前記入射スポットは他の方向よりも特定の方向に長尺な形状とされ、
前記特定の方向と前記水平方向とが非平行とされる
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】
前記入射スポットは他の方向よりも特定の方向に長尺な形状とされ、
前記特定の方向と前記鉛直方向とが非平行とされる
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具。
【請求項４】
複数の前記変調部は、前記鉛直方向及び前記水平方向に並列され、前記鉛直方向に並列される前記変調部の数は、前記水平方向に並列される前記変調部の数よりも多い
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項５】
前記光源を複数有し、
前記位相変調素子は複数の前記光源ごとに設けられ、
複数の前記位相変調素子のうち対応する前記光源との光路長が最大となる前記位相変調素子における前記入射スポットの前記鉛直方向における幅は、他の前記位相変調素子における前記入射スポットの前記鉛直方向における幅のうち最大の幅以下とされる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項６】
前記光源を複数有し、
前記位相変調素子は複数の前記光源ごとに設けられ、
少なくとも１つの前記位相変調素子は、少なくとも１つの他の前記位相変調素子に接続されて当該他の位相変調素子と一体に形成される
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項７】
光を出射する光源と、
前記光源からの前記光を回折することにより前記光を所定の配光パターンとする少なくとも１つの変調部を有する位相変調素子と、
を備え、
前記位相変調素子における前記光が入射する入射面、及び当該位相変調素子における前記光の入射スポットは、他の方向よりも所定の方向に長尺な形状とされ、
前記入射スポットの大きさは、少なくとも１つの前記変調部を含むことができる大きさとされ、
前記位相変調素子の前記入射面の長手方向と前記入射スポットの長手方向とが非垂直とされる
ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項８】
前記位相変調素子の前記入射面の長手方向と前記入射スポットの長手方向とが平行とされる
ことを特徴とする請求項７に記載の車両用灯具。
【請求項９】
前記位相変調素子の前記入射面の長手方向は水平方向とされる
ことを特徴とする請求項７または８に記載の車両用灯具。
【請求項１０】
前記光源を複数有し、
前記位相変調素子は複数の前記光源ごとに設けられ、
少なくとも１つの前記位相変調素子は、少なくとも１つの他の前記位相変調素子に接続されて当該他の位相変調素子と一体に形成される
ことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項１１】
前記光源を複数有し、
前記位相変調素子は複数の前記光源ごとに設けられ、
少なくとも２つの前記位相変調素子は、特定の方向に隣接して並列され、
前記少なくとも２つの位相変調素子の前記入射面のそれぞれの長手方向と前記特定の方向とは平行とされる
ことを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項１２】
互いに波長の異なる光を出射する複数の光源と、
前記複数の光源のそれぞれから出射する前記光を回折することにより、複数の前記光をそれぞれ所定の配光パターンとする少なくとも１つの位相変調素子と、
を備え、
波長の異なる少なくとも２つの前記光の前記位相変調素子における入射スポットの大きさが互いに異なる
ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項１３】
複数の前記光の前記入射スポットの大きさがすべて異なる
ことを特徴とする請求項１２に記載の車両用灯具。
【請求項１４】
少なくとも２つの前記光が共通の前記位相変調素子に入射する
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の車両用灯具。
【請求項１５】
前記位相変調素子はＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）とされる
ことを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項１６】
前記入射スポットの大きさが互いに異なる少なくとも２つの前記光のうち全光束数が多い光ほど前記入射スポットが大きくされる
ことを特徴とする請求項１２から１５のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項１７】
前記入射スポットの大きさが互いに異なる少なくとも２つの前記光のうち、前記位相変調素子までの光路長が長い光ほど前記入射スポットが小さくされる
ことを特徴とする請求項１２から１５のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項１８】
前記入射スポットの大きさが互いに異なる少なくとも２つの前記光のうち、前記入射スポットが小さい前記光ほどより多くの前記光源から出射される
ことを特徴とする請求項１２から１５のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項１９】
波長の長い前記光の前記入射スポットほど小さい
ことを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項２０】
所定の波長の光を出射する光源と、
前記光源から出射する前記光を回折することにより、前記光を所定の配光パターンとする位相変調素子と、
前記位相変調素子における前記光の入射スポットを当該位相変調素子に対して相対移動させるスポット移動部と、
を備え、
前記位相変調素子は、前記配光パターンを形成する変調部に区分けされており、
前記入射スポット内に少なくとも１つの前記変調部が含まれる
ことを特徴とする車両用灯具。
【請求項２１】
前記入射スポットが相対移動する距離は、当該入射スポットの半径以上である
請求項２０に記載の車両用灯具。
【請求項２２】
前記距離は、前記入射スポットの直径以上である
ことを特徴とする請求項２１に記載の車両用灯具。
【請求項２３】
前記入射スポットは定期的に相対移動する
ことを特徴とする請求項２０から２２のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項２４】
前記スポット移動部は、前記入射スポットを２以上の方向に相対移動させる
ことを特徴とする請求項２０から２３のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項２５】
前記位相変調素子はＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）である
ことを特徴とする請求項２０から２４のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項２６】
前記スポット移動部は前記光源を移動させる
ことを特徴とする請求項２０から２５のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項２７】
前記光源に電力を供給する回路基板をさらに備え、
前記光源が前記回路基板に対して移動する
ことを特徴とする請求項２６に記載の車両用灯具。
【請求項２８】
前記回路基板は、前記光源が電気的に接続される弾性接続部を含む
ことを特徴とする請求項２７に記載の車両用灯具。
【請求項２９】
互いに異なる波長の光を出射する前記光源を複数備え、
前記位相変調素子は、複数の前記光源ごとに設けられる
ことを特徴とする請求項２０から２８のいずれか１項に記載の車両用灯具。
【請求項３０】
互いに異なる波長の光を出射する前記光源を複数備え、
複数の前記光源のうち少なくとも２つの光源は、前記光の出射を所定の周期で切り替え、
前記少なくとも２つの光源から出射する複数の前記光は、共通の前記位相変調素子に入射する
ことを特徴とする請求項２０から２８のいずれか１項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灯具では、出射する光の配光パターンを所定の配光パターンとするために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所定の配光パターンを形成することが記載されている。【０００３】
下記特許文献１に記載の車両用灯具は、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。ホログラム素子は、参照光が照射されることで再生される回折光が所定の配光パターンを形成するように計算されている。また、このホログラム素子の形状は、概ね長方形とされている。【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４６６２１号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明の第１の態様による車両用灯具は、光を出射する光源と、前記光源からの前記光を回折することにより前記光を所定の配光パターンとする複数の変調部を有する位相変調素子と、を備え、前記位相変調素子における前記光の入射面の鉛直方向の幅は、当該入射面の水平方向の幅よりも大とされ、前記位相変調素子における前記光の入射スポットの大きさは、少なくとも１つの前記変調部を含むことができる大きさとされ、複数の前記変調部の少なくとも一部は、前記鉛直方向に並列されることを特徴とする。
【０００６】
車両の振動の鉛直方向の振幅は、水平方向の振幅よりも大きくなる傾向にあり、車両用灯具もこの車両と同様に振動する。このため、位相変調素子における光の入射スポットは、水平方向よりも鉛直方向に振動する傾向にある。この車両用灯具では、上記のように、位相変調素子における光の入射面の鉛直方向の幅は、当該入射面の水平方向の幅よりも大とされる。このため、この車両用灯具は、車両の振動に応じて入射スポットが鉛直方向に振動する場合でも、この入射スポットの一部が位相変調素子の入射面からはみ出すことを抑制でき、エネルギー効率が低下することを抑制し得る。また、この車両用灯具では、上記のように、入射スポットの大きさは、少なくとも１つの変調部を含むことができる大きさとされ、複数の変調部の少なくとも一部は、鉛直方向に並列される。このため、この車両用灯具では、車両の振動に応じて入射スポットが鉛直方向に振動する場合でも、いずれかの変調部に光が入射し得るため、所定の配光パターンを形成し得る。
【０００７】
前記入射スポットは他の方向よりも特定の方向に長尺な形状とされ、前記特定の方向と前記水平方向とが非平行とされることとしても良い。
【０００８】
このような構成にすることで、特定の方向と水平方向とが平行とされる場合と比べて、入射スポットの水平方向の幅を小さくし得る。従って、特定の方向と水平方向とが平行とされる場合と比べて、位相変調素子の水平方向の幅を小さくすることができ、車両用灯具の製造コストを低減し得る。
【０００９】
或いは、前記入射スポットは他の方向よりも特定の方向に長尺な形状とされ、前記特定の方向と前記鉛直方向とが非平行とされることとしても良い。
【００１０】
このような構成にすることで、特定の方向と鉛直方向とが平行とされる場合と比べて、入射スポットの鉛直方向の幅を小さくし得る。従って、特定の方向と鉛直方向とが平行とされる場合と比べて、車両の振動に応じて入射スポットが鉛直方向に振動する際にこの入射スポットの一部が位相変調素子の入射面からはみ出すことを抑制し得る。
【００１１】
複数の前記変調部は、前記鉛直方向及び前記水平方向に並列され、前記鉛直方向に並列される前記変調部の数は、前記水平方向に並列される前記変調部の数よりも多いこととしても良い。
【００１２】
このような構成にすることで、鉛直方向に並列される変調部の数が水平方向に並列される変調部の数よりも少ない場合と比べて、車両の振動に応じて入射スポットが鉛直方向に振動する際に光源からの光をいずれかの変調部に入射させ易くし得る。
【００１３】
上記車両用灯具は、前記光源を複数有し、前記位相変調素子は複数の前記光源ごとに設けられ、複数の前記位相変調素子のうち対応する前記光源との光路長が最大となる前記位相変調素子における前記入射スポットの前記鉛直方向における幅は、他の前記位相変調素子における前記入射スポットの前記鉛直方向における幅のうち最大の幅以下とされることとしても良い。
【００１４】
入射スポットの位相変調素子に対する振動の振幅は、位相変調素子と光源との光路長が長くなるにつれて大きくなる傾向にある。この車両用灯具では、入射スポットの位相変調素子に対する振動の振幅が大きくなりやすい位相変調素子における入射スポットの鉛直方向の幅は、他の位相変調素子における入射スポットの鉛直方向の幅のうち最大の幅以下とされる。このため、位相変調素子の入射面の鉛直方向の幅や位相変調素子と光源との光路長を調節しなくても、入射スポットの位相変調素子に対する振動の振幅が大きくなりやすい位相変調素子における入射スポットの一部が位相変調素子の入射面からはみ出すことを抑制し得る。従って、位相変調素子の大きさや光源に対する位相変調素子の配置の自由度を向上し得る。
【００１５】
前記光源を複数有し、前記位相変調素子は複数の前記光源ごとに設けられ、少なくとも１つの前記位相変調素子は、少なくとも１つの他の前記位相変調素子に接続されて当該他の位相変調素子と一体に形成されることとしても良い。
【００１６】
この車両用灯具では、少なくとも２つの位相変調素子が一体に形成されるため、部品点数を減少し得る。
【００１７】
本発明の第２の態様による車両用灯具は、光を出射する光源と、前記光源からの前記光を回折することにより前記光を所定の配光パターンとする少なくとも１つの変調部を有する位相変調素子と、を備え、前記位相変調素子における前記光が入射する入射面、及び当該位相変調素子における前記光の入射スポットは、他の方向よりも所定の方向に長尺な形状とされ、前記入射スポットの大きさは、少なくとも１つの前記変調部を含むことができる大きさとされ、前記位相変調素子の前記入射面の長手方向と前記入射スポットの長手方向とが非垂直とされることを特徴とする。
【００１８】
この車両用灯具では、少なくとも１つの変調部に光源からの光が入射し得るため、光が入射する変調部によって所定の配光パターンを形成し得る。また、この車両用灯具では、上記のように、位相変調素子の入射面の長手方向は、入射スポットの長手方向と非垂直とされる。このため、この車両用灯具は、位相変調素子の入射面の長手方向が入射スポットの長手方向と垂直とされる場合と比べて、光源からの光の形状を調整しなくても、入射スポットの一部が位相変調素子からはみ出すことを抑制し得る。従って、車両用灯具は、エネルギー効率の低下を抑制しつつ大型化を抑制し得る。
【００１９】
また、第２の態様による車両用灯具では、前記位相変調素子の前記入射面の長手方向と前記入射スポットの長手方向とが平行とされることとしても良い。
【００２０】
このような構成にすることで、レーザ光の形状を調整しなくても、入射スポットの一部が位相変調素子からはみ出すことをより抑制し得る。
【００２１】
また、第２の態様による車両用灯具では、前記位相変調素子の前記入射面の長手方向は水平方向とされることとしても良い。
【００２２】
また、第２の態様による車両用灯具では、前記光源を複数有し、前記位相変調素子は複数の前記光源ごとに設けられ、少なくとも１つの前記位相変調素子は、少なくとも１つの他の前記位相変調素子に接続されて当該他の位相変調素子と一体に形成されることとしても良い。
【００２３】
この車両用灯具では、少なくとも２つの位相変調素子が一体に形成されるため、部品点数を減少し得る。
【００２４】
また、第２の態様による車両用灯具では、前記光源を複数有し、前記位相変調素子は複数の前記光源ごとに設けられ、少なくとも２つの前記位相変調素子は、特定の方向に隣接して並列され、前記少なくとも２つの位相変調素子の前記入射面のそれぞれの長手方向と前記特定の方向とは平行とされることとしても良い。
【００２５】
この車両用灯具では、上記のように、少なくとも２つの位相変調素子が特定の方向に隣接して並列されている。このため、例えば、車両用灯具を簡易な構成にする観点から、隣接して並列される複数の位相変調素子に対応する複数の光源を並列する場合がある。この場合、入射する光を反射させたりして所望に位置に導く導光光学系を用いなくても光源からの光を位相変調素子に入射するようにし得る。この車両用灯具では、上記のように、隣接して並列される位相変調素子の入射面のそれぞれの長手方向と特定の方向とは平行とされる。このため、隣接して並列される複数の位相変調素子のそれぞれの長手方向と特定の方向とが垂直とされる場合と比べて、隣接する位相変調素子の中心間の距離を長くし得る。このため、上記のように複数の光源を並列する場合では、隣接して並列される複数の位相変調素子の入射面のそれぞれの長手方向と特定の方向とが垂直とされる場合と比べて、隣接する光源間の距離を長くし得る。このため、この車両用灯具は、隣接して並列される複数の位相変調素子の入射面のそれぞれの長手方向と特定の方向とが垂直とされる場合と比べて、光源をより大きくしたり、隣接する光源が干渉し合うことを抑制したり、隣接する光源間における熱干渉によって当該光源が過加熱されることを抑制したりし得る。
【００２６】
本発明の第３の態様による車両用灯具は、互いに波長の異なる光を出射する複数の光源と、前記複数の光源のそれぞれから出射する前記光を回折することにより、複数の前記光をそれぞれ所定の配光パターンとする少なくとも１つの位相変調素子と、を備え、波長の異なる少なくとも２つの前記光の前記位相変調素子における入射スポットの大きさが互いに異なることを特徴とするものである。
【００２７】
この車両用灯具によれば、位相変調素子に入射する波長の異なる光の入射スポットの大きさが異なることが許容される。このため、波長の相違する光の入射スポットの大きさを調整するための光学部品などを設けなくし得、部品点数の増加が抑制され得る。
【００２８】
なお、第３の態様による車両用灯具では、複数の前記光の前記入射スポットの大きさがすべて異なってもよい。
【００２９】
この場合、スポット径の大きさをより効果的に調整し得、部品点数の増加がより効果的に抑制され得る。
【００３０】
また、第３の態様による車両用灯具では、少なくとも２つの前記光が共通の前記位相変調素子に入射してもよい。
【００３１】
このように、異なる光を共通の位相変調素子に入射させることで、位相変調素子の数を減らし得る。
【００３２】
また、第３の態様による車両用灯具では、前記位相変調素子はＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）とされてもよい。
【００３３】
このように、位相変調素子をＬＣＯＳとすることで、当該位相変調素子の位相変調パターンを適宜変更することが可能になる。また、異なる光を共通の位相変調素子に入射させて所定の配光パターンを形成し得る。
【００３４】
また、第３の態様による車両用灯具では、前記入射スポットの大きさが互いに異なる少なくとも２つの前記光のうち全光束数が多い光ほど前記入射スポットが大きくされてもよい。
【００３５】
この場合、位相変調素子の入射面の単位面積当たりの各光のエネルギーが均等に近くなり得る。そのため、特定の位相変調素子が他の位相変調素子よりも早く劣化してしまうことが抑制され得る。
【００３６】
また、第３の態様による車両用灯具では、前記入射スポットの大きさが互いに異なる少なくとも２つの前記光のうち、前記位相変調素子までの光路長が長い光ほど前記入射スポットが小さくされてもよい。
【００３７】
位相変調素子までの光路長が長い程、光源が揺れた際の位相変調素子におけるスポットの移動量が大きくなる傾向がある。このため、位相変調素子までの光路長が長い光ほどスポット径を小さくすることで、光源が揺れた際にスポット径が位相変調素子からはみ出してしまうことが抑制され得る。
【００３８】
また、第３の態様による車両用灯具では、前記入射スポットの大きさが互いに異なる少なくとも２つの前記光のうち、前記入射スポットが小さい前記光ほどより多くの前記光源から出射されてもよい。
【００３９】
この場合、より多数の光源から出射する光を受光する位相変調素子を他の位相変調素子に比べて大きくしなくても、当該多数の光源から出射する光を漏れなく受光することが可能になる。
【００４０】
また、第３の態様による車両用灯具では、複数の上記光の上記入射スポットの大きさがすべて異なる場合、波長の長い前記光の前記入射スポットほど小さくてもよい。
【００４１】
この場合、光の色にじみが抑制され得る。
【００４２】
本発明の第４の態様による車両用灯具は、所定の波長の光を出射する光源と、前記光源から出射する前記光を回折することにより、前記光を所定の配光パターンとする位相変調素子と、前記位相変調素子における前記光の入射スポットを当該位相変調素子に対して相対移動させるスポット移動部と、を備え、前記位相変調素子は、前記配光パターンを形成する変調部に区分けされており、前記入射スポット内に少なくとも１つの前記変調部が含まれることを特徴とするものである。
【００４３】
この車両用灯具によれば、入射スポット内に少なくとも１つの変調部が含まれるため、入射スポットの位置が移動した場合でも、同一の配光パターンが形成され得る。また、この車両用灯具によれば、上記入射スポットが位相変調素子に対して相対移動するため、位相変調素子の特定の領域に光が集中して入射することが抑制され得、特定の領域が高温になることが抑制され得る。したがって、所定の配光パターンが形成されにくい領域が生じることが抑制され、所望の配光パターンが得られ易くなる。
【００４４】
なお、第４の態様による車両用灯具では、前記入射スポットが相対移動する距離は、当該入射スポットの半径以上であることが好ましい。
【００４５】
入射スポットにおける光のパワー分布は一般的に一様でなく、例えば、入射スポットの中心領域等の所定の領域がパワーのピーク領域となる傾向がある。このピーク領域の大きさを考慮すると、入射スポットが位相変調素子に対して相対移動する距離が当該入射スポットの半径以上であれば、上記相対移動の前後において上記ピーク領域が重なり合うことが抑制され得、位相変調素子の特定の領域が高温化することが効果的に抑制され得る。
【００４６】
また、第４の態様による車両用灯具では、入射スポットが相対移動する距離が入射スポットの半径以上である場合、前記距離は、前記入射スポットの直径以上であることが好ましい。
【００４７】
この場合、相対移動後の入射スポットの一部と相対移動前の入射スポットの一部とが重なることが抑制されるため、位相変調素子の特定の領域が高温化することがより効果的に抑制され得る。
【００４８】
また、第４の態様による車両用灯具では、前記入射スポットは定期的に相対移動してもよい。
【００４９】
この場合、入射スポットが定期的に相対移動するため、位相変調素子の特定の領域に光が長時間にわたって入射することがより抑制され得る。このため、上記特定の領域が高温化することが効果的に抑制され得る。
【００５０】
また、第４の態様による車両用灯具では、前記スポット移動部は、前記入射スポットを２以上の方向に相対移動させてもよい。
【００５１】
この場合、入射スポットが１方向のみに相対移動する場合に比べて、入射スポットをより広範囲に相対移動させ得る。このため、位相変調素子の特定の領域が高温化することが効果的に抑制され得る。
【００５２】
また、第４の態様による車両用灯具では、前記位相変調素子はＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）であってもよい。
【００５３】
ＬＣＯＳは、液晶分子の配向パターンを変化させることで液晶層に屈折率差を生じさせる位相変調素子である。このようなＬＣＯＳにおいて、特定の領域の温度が上昇すると、その領域における配向パターンの変化が大きくなるため、所望の配光パターンが得られにくくなり得る。しかし、上述のように、光が特定の領域に集中して入射することが抑制されるため、位相変調素子がＬＣＯＳの場合であっても所望の配光パターンが得られ易くなる。
【００５４】
また、第４の態様による車両用灯具では、前記スポット移動部は前記光源を移動させてもよい。
【００５５】
光源は位相変調素子に比べて軽い傾向がある。このため、光源を移動させるようにスポット移動部を構成することで、入射スポットを相対移動させることがより容易になり得る。ただし、入射スポットが位相変調素子に対して相対移動するのであれば、位相変調素子を移動させるようにスポット移動部を構成してもよい。
【００５６】
また、第４の態様による車両用灯具では、上記の様にスポット移動部が光源を移動させる場合、前記光源に電力を供給する回路基板をさらに備え、前記光源が前記回路基板に対して移動してもよい。
【００５７】
この場合、回路基板を動かさずに光源のみを移動させることが可能となる。
【００５８】
また、第４の態様による車両用灯具では、上記の様にスポット移動部が光源を移動させる場合、前記回路基板は、前記光源が電気的に接続される弾性接続部を含んでもよい。
【００５９】
これにより、光源が回路基板に対して移動することが可能になり得る。
【００６０】
また、第４の態様による車両用灯具では、上記車両用灯具が互いに異なる波長の光を出射する前記光源を複数備え、前記位相変調素子は、複数の前記光源ごとに設けられてもよい。
【００６１】
波長の異なる光を出射する光源を複数設けることで、所望の色の光を生成することが可能となる。また、これら複数の光源に位相変調素子を光源ごとに設けることで、光源ごとに配光パターンを調整することが容易になり得る。
【００６２】
また、第４の態様による車両用灯具では、上記車両用灯具が互いに異なる波長の光を出射する前記光源を複数備え、複数の前記光源のうち少なくとも２つの光源は、前記光の出射を所定の周期で切り替え、前記少なくとも２つの光源から出射する複数の前記光は、共通の前記位相変調素子に入射してもよい。
【００６３】
波長の異なる光を出射する光源を複数設けることで、所望の色の光を生成することが可能となる。また、少なくとも２つの光源からの光を受光する位相変調素子を共通の位相変調素子とすることで、車両用灯具に設ける位相変調素子の数を削減し得、部品点数の削減やコストダウンを実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の態様としての第１実施形態における車両用灯具を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す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集合体の正面図である。
【図４】図３に示す位相変調素子集合体の厚さ方向における断面の一部を概略的に示す図である。
【図５】配光パターンを示す図である。
【図６】本発明の第１の態様としての第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７】本発明の第１の態様としての第３実施形態における位相変調素子の正面図である。
【図８】本発明の第２の態様としての第４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集合体の正面図である。
【図１０】本発明の第２の態様としての第５実施形態における光学系ユニットを概略的に示す図である。
【図１１】図１０に示す位相変調素子集合体の正面図である。
【図１２】本発明の第２の態様としての第６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３の態様としての第７実施形態における灯具ユニットの一部を示す図である。
【図１４】図１３に示す位相変調素子を当該位相変調素子に入射する光の入射スポットとともに概略的に示す正面図である。
【図１５】本発明の第３の態様としての第８実施形態に係る車両用灯具の灯具ユニットの一部を図１３と同様に示す図である。
【図１６】図１５に示す位相変調素子を当該位相変調素子に入射する光の入射スポットとともに概略的に示す正面図である。
【図１７】本発明の第３の態様としての第９実施形態に係る車両用灯具の灯具ユニットの一部を図１３と同様に示す図である。
【図１８】本発明の第３の態様としての第１０実施形態に係る位相変調素子を当該位相変調素子に入射する光の入射スポットとともに図１４と同様の視点で示す正面図である。
【図１９】図１５に示す位相変調素子を用いた他の例を図１６と同様の視点で示す図である。
【図２０】本発明の第４の態様としての第１１実施形態における灯具ユニットの一部を示す図である。
【図２１】図２０に示す回路基板の一部を概略的に示す正面図である。
【図２２】図２０に示す位相変調素子を概略的に示す正面図である。
【図２３】本発明の第４の態様としての第１２実施形態に係る車両用灯具の灯具ユニットの一部を図２０と同様に示す図である。
【図２４】本発明の第４の態様としての第１３実施形態に係る車両用灯具の灯具ユニットの一部を図２０と同様に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
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。なお、以下に参照する図面では、理解を容易にするために、各部材の寸法を変えて示す場合がある。
【００６６】
（第１実施形態）
図１は、第１の態様としての第１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とされる。自動車用の前照灯は、一般的に車両の前方の左右方向のそれぞれに備えられるものであり、左右の前照灯は左右方向に概ね対称の構成とされる。従って、本実施形態では、一方の前照灯について説明する。図１に示すように、本実施形態の車両用前照灯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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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３５と、カバー３６と、光学系ユニット５０とを主な構成として備え、不図示の構成により筐体１０に固定されている。
【００７０】
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３６が配置されている。
【００７１】
カバー３６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３６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３６の内側の空間には、光学系ユニット５０が収容されている。カバー３６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３６Ｈが形成されている。なお、カバー３６の内壁に光吸収性を持たせるために、これらの内壁に黒アルマイト加工等が施されることが好ましい。カバー３６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れら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３６Ｈから意図しない方向に出射することが抑制され得る。
【００７２】
図２は、図１に示す光学系ユニットの拡大図である。なお、図２では、理解を容易にするために、ヒートシンク３０、カバー３６等の記載が省略されている。図２に示すように、本実施形態の光学系ユニット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、導光光学系１５５と、複数の位相変調素子がユニット化されてなる位相変調素子集合体５４とを備える。
【００７３】
第１発光光学系５１Ｒは、第１光源５２Ｒと、第１コリメートレンズ５３Ｒとを備える。第１光源５２Ｒは、所定の波長帯域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半導体レーザとされる。なお、光学系ユニット５０は、不図示の回路基板を有しており、第１光源５２Ｒは当該回路基板に実装されている。
【００７４】
第１コリメートレンズ５３Ｒは、第１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。第１コリメートレンズ５３Ｒから出射する赤色の光ＬＲが第１発光光学系５１Ｒから出射される。この第１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。
【００７５】
第２発光光学系５１Ｇは、第２光源５２Ｇと、第２コリメートレンズ５３Ｇとを備え、第３発光光学系５１Ｂは、第３光源５２Ｂと、第３コリメートレンズ５３Ｂとを備える。光源５２Ｇ，５２Ｂは、それぞれ所定の波長帯域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、第２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する半導体レーザとされ、第３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半導体レーザとされる。このため、本実施形態では、３つの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは、互いに異なる所定の波長帯域のレーザ光を出射する。光源５２Ｇ，５２Ｂは、上記の第１光源５２Ｒと同様に、それぞれ上記の回路基板に実装されている。
【００７６】
第２コリメートレンズ５３Ｇは、第２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、第３コリメートレンズ５３Ｂは、第３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。第２コリメートレンズ５３Ｇから出射する緑色の光ＬＧが第２発光光学系５１Ｇから出射され、第３コリメートレンズ５３Ｂから出射する青色の光ＬＢが第３発光光学系５１Ｂから出射される。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。
【００７７】
導光光学系１５５は、第１発光光学系５１Ｒから出射する光ＬＲと、第２発光光学系５１Ｇから出射する光ＬＧと、第３発光光学系５１Ｂから出射する光ＬＢとを位相変調素子集合体５４に導光する。本実施形態の導光光学系１５５は、反射ミラー１５５ｍと、第１光学素子１５５ｆと、第２光学素子１５５ｓとを有する。反射ミラー１５５ｍは、第１発光光学系５１Ｒから出射する光ＬＲを反射する。第１光学素子１５５ｆは、反射ミラー１５５ｍで反射された光ＬＲを透過するとともに、第２発光光学系５１Ｇから出射する光ＬＧを反射する。第２光学素子１５５ｓは、第１光学素子１５５ｆを透過した光ＬＲ及び第１光学素子１５５ｆで反射された光ＬＧを透過するとともに、第３発光光学系５１Ｂから出射する光ＬＢを反射する。このような第１光学素子１５５ｆ、第２光学素子１５５ｓ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。
【００７８】
本実施形態の導光光学系１５５は、これら光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを合波することなく、左右方向に並列させて出射し、これら光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを位相変調素子集合体５４に入射させる。本実施形態では、これら光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、図２の紙面に対して垂直方向に並列している。なお、図２では、光ＬＲは実線で示され、光ＬＧは破線で示され、光ＬＢは一点鎖線で示され、これら光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢはずらして示されている。
【００７９】
位相変調素子集合体５４は、入射する光を回折することによりこの光を所定の配光パターンとするようにされている。本実施形態の位相変調素子集合体５４は、光が入射される入射面ＥＦが鉛直方向に対して概ね４５度傾くように配置され、導光光学系１５５から出射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが入射面ＥＦに入射される。なお、入射面ＥＦは水平方向と非平行であれば良く、例えば、入射面ＥＦが鉛直方向と概ね平行となるように位相変調素子集合体５４が配置されても良い。本実施形態では、この位相変調素子集合体５４から第１発光光学系５１Ｒの第１光源５２Ｒまでの光路長は、位相変調素子集合体５４から第２発光光学系５１Ｇの第２光源５２Ｇまでの光路長よりも長い。また、位相変調素子集合体５４から第２発光光学系５１Ｇの第２光源５２Ｇまでの光路長は、位相変調素子集合体５４から第３発光光学系５１Ｂの第３光源５２Ｂまでの光路長よりも長い。
【００８０】
上述のように、位相変調素子集合体５４は、複数の位相変調素子を含んでいる。具体的に、位相変調素子集合体５４は、第１発光光学系５１Ｒからの光ＬＲを回折して当該光ＬＲを所定の配光パターンとする位相変調素子と、第２発光光学系５１Ｇからの光ＬＧを回折して当該光ＬＧを所定の配光パターンとする位相変調素子と、第３発光光学系５１Ｂからの光ＬＢを回折して当該光ＬＢを所定の配光パターンとする位相変調素子とを含んでいる。これら３つの位相変調素子は一方向に並べらており、位相変調素子集合体５４の入射面ＥＦは、これら位相変調素子における光の入射面によって構成されている。
【００８１】
本実施形態では、これら３つの位相変調素子のそれぞれは、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、具体的には、反射型のＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）とされる。このため、位相変調素子集合体５４は、入射面ＥＦに入射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを対応する位相変調素子によって回折し、赤色の光ＬＲが回折された第１の光ＤＬＲと緑色の光ＬＧが回折された第２の光ＤＬＧと青色の光ＬＢが回折された第３の光ＤＬＢとを入射面ＥＦから出射する。このように位相変調素子集合体５４から出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが光学系ユニット５０から出射する。なお、図１、図２では、第１の光ＤＬＲは実線で示され、第２の光ＤＬＧは破線で示され、第３の光ＤＬＢは一点鎖線で示され、これら光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢはずらして示されている。
【００８２】
次に、本実施形態の位相変調素子集合体５４の構成について詳細に説明する。
【００８３】
図３は、図２に示す位相変調素子集合体の正面図である。なお、図３は、光が入射する入射面ＥＦ側から見る位相変調素子集合体５４の正面図であり、図３では、位相変調素子集合体５４は概略的に示されている。本実施形態の位相変調素子集合体５４は、正面視において水平方向に長尺な概ね長方形に形成され、正面視における全領域が入射面ＥＦとされている。このため、位相変調素子集合体５４の入射面ＥＦは水平方向に長尺な概ね長方形に形成されていると理解できる。なお、以下本明細書では、位相変調素子集合体５４の正面視において、水平方向と平行な方向を横方向とし、この横方向と垂直な方向を縦方向とする。このため、横方向は水平方向と平行な方向であり、縦方向は鉛直方向が入射面ＥＦに投影された方向と平行な方向であり、この正面視において鉛直方向と平行な方向である。
【００８４】
本実施形態の位相変調素子集合体５４は、第１発光光学系５１Ｒに対応する第１位相変調素子５４Ｒと、第２発光光学系５１Ｇに対応する第２位相変調素子５４Ｇと、第３発光光学系５１Ｂに対応する第３位相変調素子５４Ｂとを有する。この第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とは、横方向に隣接して並列され、第２位相変調素子５４Ｇに第１位相変調素子５４Ｒと第３位相変調素子５４Ｂとが接続されている。つまり、位相変調素子集合体は、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが一体に形成された構成とされている。この位相変調素子集合体５４には、駆動回路６０Ｒが電気的に接続されている。この駆動回路６０Ｒは、位相変調素子集合体５４の横側に接続される走査線駆動回路と、位相変調素子集合体５４の縦方向の一方側に接続されるデータ線駆動回路とを有する。この駆動回路６０Ｒを介して、位相変調素子集合体５４を構成する位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれに電力が供給される。
【００８５】
第１位相変調素子５４Ｒの縦方向の幅、第２位相変調素子５４Ｇの縦方向の幅、及び第３位相変調素子５４Ｂの縦方向の幅は、位相変調素子集合体５４の縦方向の幅Ｈ５４と同じとされる。第１位相変調素子５４Ｒの横方向の幅ＷＲ、第２位相変調素子５４Ｇの横方向の幅ＷＧ、及び第３位相変調素子５４Ｂの横方向の幅ＷＢは、位相変調素子集合体５４の縦方向の幅Ｈ５４よりも小とされる。つまり、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、鉛直方向である縦方向に長尺な概ね長方形に形成されている。上記のように、正面視における位相変調素子集合体５４の全領域が入射面ＥＦとされ、位相変調素子集合体５４の入射面ＥＦはこれら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける光の入射面によって構成されているため、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける光の入射面のそれぞれも鉛直方向である縦方向に長尺な概ね長方形に形成されている。このため、第１位相変調素子５４Ｒの入射面の縦方向の幅Ｈ５４は第１位相変調素子５４Ｒの入射面の横方向の幅ＷＲよりも大とされ、第２位相変調素子５４Ｇの入射面の縦方向の幅Ｈ５４は第２位相変調素子５４Ｇの入射面の横方向の幅ＷＧよりも大とされ、第３位相変調素子５４Ｂの入射面の縦方向の幅Ｈ５４は第３位相変調素子５４Ｂの入射面の横方向の幅ＷＢよりも大とされる。本実施形態では、第２位相変調素子５４Ｇの横方向の幅ＷＧと第３位相変調素子５４Ｂの縦方向の幅ＷＢとは概ね同じとされ、第１位相変調素子５４Ｒの横方向の幅ＷＲはこれらの幅ＷＧ，ＷＢよりも大とされる。このため、位相変調素子５４Ｇ，５４Ｂの入射面の横方向の幅ＷＧ，ＷＢは概ね同じとされ、第１位相変調素子５４Ｒの入射面の横方向の幅ＷＲはこれらの幅ＷＧ，ＷＢよりも大とされる。
【００８６】
第１位相変調素子５４Ｒは、マトリックス状に区分けされた複数の変調部ＭＰＲから構成されている。第２位相変調素子５４Ｇはマトリックス状に区分けされた複数の変調部ＭＰＧから構成され、第３位相変調素子５４Ｂはマトリックス状に区分けされた複数の変調部ＭＰＢから構成されている。本実施形態では、これら変調部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢは、同じ大きさの正方形とされる。このため、縦方向に並列される変調部ＭＰＲの数は、横方向に並列される変調部ＭＰＲの数よりも多い。また、縦方向に並列される変調部ＭＰＧの数は、横方向に並列される変調部ＭＰＧの数よりも多く、縦方向に並列される変調部ＭＰＢの数は、横方向に並列される変調部ＭＰＢの数よりも多い。それぞれの変調部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢは、マトリックス状に配置された複数のドットを含み、当該変調部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢに入射する光を回折して出射する。
【００８７】
第１位相変調素子５４Ｒには導光光学系１５５から出射する赤色の光ＬＲが入射し、第１位相変調素子５４Ｒはこの光ＬＲが回折された第１の光ＤＬＲを出射する。第２位相変調素子５４Ｇには導光光学系１５５から出射する緑色の光ＬＧが入射し、第２位相変調素子５４Ｇはこの光ＬＧが回折された第２の光ＤＬＧを出射する。第３位相変調素子５４Ｂには導光光学系１５５から出射する青色の光ＬＢが入射し、第３位相変調素子５４Ｂはこの光ＬＢが回折された第３の光ＤＬＢを出射する。
【００８８】
図３には、赤色の光ＬＲが照射される領域である入射スポットＳＲと、緑色の光ＬＧが照射される領域である入射スポットＳＧと、青色の光ＬＢが照射される領域である入射スポットＳＢと、が示されている。本実施形態では、上記のように、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは半導体レーザとされるため、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射するレーザ光は概ね楕円形状に広がりながら伝搬する。また、これら光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射するレーザ光のファスト軸方向、スロー軸方向はコリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂでそれぞれコリメートされるものの、これらレーザ光の形状は調整されない。このように形状が調整されていない光ＬＲ，ＬＧ、ＬＢが発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射し、導光光学系１５５を介して、位相変調素子集合体５４にそれぞれ入射する。本実施形態では、導光光学系１５５においてもこれら光ＬＲ，ＬＧ、ＬＢの形状は調整されないため、入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢの形状はそれぞれ概ね楕円形状とされる。
【００８９】
また、本実施形態では、概ね楕円形状の入射スポットＳＲの大きさは少なくとも１つの変調部ＭＰＲを含むことができる大きさとされ、この入射スポットＳＲの長軸ＬＡＲは横方向と概ね平行とされる。言い換えると、入射スポットＳＲは、横方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットＳＲの長手方向と縦方向とは非平行である。また、概ね楕円形状の入射スポットＳＧの大きさは少なくとも１つの変調部ＭＰＧを含むことができる大きさとされ、この入射スポットＳＧの長軸ＬＡＧは縦方向と概ね平行とされる。言い換えると、入射スポットＳＧは、縦方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットＳＧの長手方向と横方向とは非平行である。また、概ね楕円形状の入射スポットＳＢの大きさは少なくとも１つの変調部ＭＰＢを含むことができる大きさとされ、この入射スポットＳＢの長軸ＬＡＢは縦方向と概ね平行とされる。言い換えると、入射スポットＳＢは、縦方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットＳＢの長手方向と横方向とは非平行である。
【００９０】
また、本実施形態では、第１位相変調素子５４Ｒにおける入射スポットＳＲの縦方向の幅ＳＨＲは、第２位相変調素子５４Ｇにおける入射スポットＳＧの縦方向の幅ＳＨＧよりも小さくされる。また、入射スポットＳＧの縦方向における幅ＳＨＧは、第３位相変調素子５４Ｂにおける入射スポットＳＢの縦方向における幅ＳＨＢと概ね同じとされる。なお、幅ＳＨＧと幅ＳＨＢとは互いに異なっていても良い。
【００９１】
図４は、図３に示す位相変調素子集合体の厚さ方向における断面の一部を概略的に示す図である。図４に示すように、本実施形態の位相変調素子集合体５４は、シリコン基板６２と、駆動回路層６３と、複数の電極６４と、反射膜６５と、液晶層６６と、透明電極６７と、透光性基板６８と、を主な構成として備える。
【００９２】
複数の電極６４は、シリコン基板６２の一方の面側に、上記各ドットに対して１対１対応でマトリックス状に配置されている。駆動回路層６３は、図３に示す駆動回路６０Ｒ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、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。導光光学系１５５から出射する光ＬＲは、透光性基板６８におけるシリコン基板６２側と反対側の入射面ＥＦから入射する。
【００９３】
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側と反対側の入射面ＥＦから入射する光ＬＲ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。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の配向が変化する。この液晶分子６６ａの配向の変化により、当該電極６４と透明電極６７との間に位置する液晶層６６の屈折率が変化し、液晶層６６を透過する光ＬＲの光路長が変化する。したがって、光ＬＲが液晶層６６を透過して液晶層６６から出射することで、液晶層６６から出射する光ＬＲの位相が液晶層６６に入射する光ＬＲの位相から変化し得る。上記のように、複数の電極６４は、各変調部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢにおけるドットＤＴごとに配置されているため、各ドットＤＴ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、液晶分子６６ａの配向が変化し、各ドットＤＴから出射する光の位相の変化量が各ドットＤＴに応じて調整され得る。位相の異なる光は互いに干渉しあって回折されるため、ドットＤＴから出射する光が干渉しあって回折し、この回折された光が位相変調素子集合体５４から出射する。このため、位相変調素子集合体５４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、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、位相変調素子集合体５４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。
【００９４】
本実施形態では、位相変調素子集合体５４の第１位相変調素子５４Ｒにおけるそれぞれの変調部ＭＰＲに同じ位相変調パターンを形成する。また、第２位相変調素子５４Ｇにおけるそれぞれの変調部ＭＰＧに同じ位相変調パターンを形成し、第３位相変調素子５４Ｂにおけるそれぞれの変調部ＭＰＢ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ＤＴにおける液晶層６６の屈折率のパターンであり、各ドットＤＴ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。この位相変調パターンを調整することで、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。本実施形態では、変調部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢ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。
【００９５】
具体的には、本実施形態では、変調部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢにおけるそれぞれの位相変調パターンは、第１位相変調素子５４Ｒから出射する第１の光ＤＬＲと第２位相変調素子５４Ｇから出射する第２の光ＤＬＧと第３位相変調素子５４Ｂから出射する第３の光ＤＬＢとが合成された光がロービームの配光パターンとなるように、光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ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、位相変調素子集合体５４の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光がロービームの配光パターンとなるように、入射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢをそれぞれ回折する。この配光パターンには光の強度分布も含まれる。このため、本実施形態では、第１位相変調素子５４Ｒから出射する第１の光ＤＬＲは、ロービームの配光パターンと重なると共にロービームの配光パターンの光の強度分布に基づいた光の強度分布とされる。第２位相変調素子５４Ｇから出射する第２の光ＤＬＧは、ロービームの配光パターンと重なると共にロービームの配光パターンの光の強度分布に基づいた光の強度分布とされる。第３位相変調素子５４Ｂから出射する第３の光ＤＬＢは、ロービームの配光パターンと重なると共にロービームの配光パターンの光の強度分布に基づいた光の強度分布とされる。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部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢを有しており、それぞれの変調部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢがこのような配光パターンとなるように光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢをそれぞれ回折する。なお、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、当該位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの配光パターンの外形がロービームの配光パターンの外形に一致するように、入射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢをそれぞれ回折することが好ましい。こうして、第１位相変調素子５４Ｒはロービームの配光パターンの赤色成分の光ＤＬＲを出射し、第２位相変調素子５４Ｇはロービームの配光パターンの緑色成分の光ＤＬＧを出射し、第３位相変調素子５４Ｂはロービームの配光パターンの青色成分の光ＤＬＢを出射する。
【００９６】
次に車両用前照灯１によ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。
【００９７】
不図示の電源から光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂのそれぞれに電力が供給されることで、第１光源５２Ｒは赤色のレーザ光を出射し、第２光源５２Ｇは緑色のレーザ光を出射し、第３光源５２Ｂは青色のレーザ光を出射する。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、発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射する。発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、導光光学系１５５に入射する。
【００９８】
導光光学系１５５では、第１発光光学系５１Ｒからの光ＬＲは反射ミラー１５５ｍで反射され、第１光学素子１５５ｆ及び第２光学素子１５５ｓを透過して導光光学系１５５から出射する。このように導光光学系１５５から出射する光ＬＲは、位相変調素子集合体５４の第１位相変調素子５４Ｒに入射する。つまり、光ＬＲは導光光学系１５５によって位相変調素子集合体５４の第１位相変調素子５４Ｒに導かれる。第２発光光学系５１Ｇからの光ＬＧは第１光学素子１５５ｆで反射され、第２光学素子１５５ｓを透過して導光光学系１５５から出射する。このように導光光学系１５５から出射する光ＬＧは、位相変調素子集合体５４の第２位相変調素子５４Ｇに入射する。つまり、光ＬＧは導光光学系１５５によって位相変調素子集合体５４の第２位相変調素子５４Ｇに導かれる。第３発光光学系５１Ｂからの光ＬＢは第２光学素子１５５ｓで反射されて導光光学系１５５から出射する。このように導光光学系１５５から出射する光ＬＢは、位相変調素子集合体５４の第３位相変調素子５４Ｂに入射する。つまり、光ＬＢは導光光学系１５５によって位相変調素子集合体５４の第３位相変調素子５４Ｂに導かれる。
【００９９】
位相変調素子集合体５４の第１位相変調素子５４Ｒは、当該第１位相変調素子５４Ｒに入射する光ＬＲを回折し、ロービームの配光パターンの赤色成分の光である第１の光ＤＬＲを出射する。第２位相変調素子５４Ｇは、当該第２位相変調素子５４Ｇに入射する光ＬＧを回折し、ロービームの配光パターンの緑色成分の光である第２の光ＤＬＧを出射する。第３位相変調素子５４Ｂは、当該第３位相変調素子５４Ｂに入射する光ＬＢを回折し、ロービームの配光パターンの青色成分の光である第３の光ＤＬＢを出射する。こうして位相変調素子集合体５４から出射するこれら光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢは、それぞれフロントカバー１２を介して車両用前照灯１の外部に照射される。このとき、これら光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢは、車両から所定の距離離れた焦点位置において、それぞれの光が照射される領域が互いに重な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。これら光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光はロービームの配光パターンとなるため、照射される光はロービームとなる。なお、これら光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢは、この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とが好ましい。
【０１００】
図５は夜間照明用の配光パターンを示す図であり、具体的には、図５（Ａ）はロービームの配光パターンを示す図であり、図５（Ｂ）はハイ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。図５（Ａ）に示される夜間照明用の配光パターンであるロービームの配光パターンＰＬのうち、領域ＰＬＡ１は最も光の強度が高い領域であり、領域ＰＬＡ２、領域ＰＬＡ３の順に光の強度が低くなる。つまり、位相変調素子集合体５４の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の強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のである。なお、図５において破線で示すように、ロービームが照射される位置よりも上方にロービームよりも強度の低い光が車両用前照灯１から照射されても良い。この光は、標識視認用の光ＯＨＳとされる。この場合、位相変調素子集合体５４のそれぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射される光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢに当該標識視認用の光ＯＨＳが含まれていることが好ましい。また、この場合、ロービームと標識視認用の光ＯＨＳとで、夜間照明用の配光パターンが形成されると理解することができる。なお、夜間照明用の配光パターンは、夜間のみに用いられるものではなく、トンネル等の暗所においても使用される。
【０１０１】
ここで、車両は路面の状況等によって振動し、車両用灯具も車両と同様に振動する。このため、前述の特許文献１に記載の車両用灯具では、車両の振動によってホログラム素子における参照光の入射スポットがホログラム素子に対して振動し、ホログラム素子の一部に参照光が照射されなくなる場合がある。このため、この車両用灯具では、車両の振動によって所定の配光パターンが形成されなくなる虞があり、振動が生じたとしても所定の配光パターンを形成し得るようにしたいという要請がある。この要請に対しては、参照光の入射スポットを大きくして振動が生じたとしてもホログラム素子の全体に参照光が照射されるようにすることが考えられる。しかし、このような場合、参照光の一部はホログラム素子に照射されないため、エネルギー効率が低下する。
【０１０２】
そこで、第１の態様としての本実施形態の車両用前照灯１は、光を出射する光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂ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とを有する位相変調素子集合体５４とを備える。第１位相変調素子５４Ｒは、第１光源５２Ｒからの光ＬＲを回折することによりこの光ＬＲを所定の配光パターンとする複数の変調部ＭＰＲを有する。第２位相変調素子５４Ｇは、第２光源５２Ｇからの光ＬＧを回折することによりこの光ＬＧを所定の配光パターンとする複数の変調部ＭＰＧを有する。第３位相変調素子５４Ｂは、第３光源５２Ｂからの光ＬＢを回折することによりこの光ＬＢを所定の配光パターンとする複数の変調部ＭＰＢを有する。第１位相変調素子５４Ｒの入射面の縦方向の幅Ｈ５４は、当該入射面の横方向の幅ＷＲよりも大とされる。第２位相変調素子５４Ｇの入射面の縦方向の幅Ｈ５４は、当該入射面の横方向の幅ＷＧよりも大とされ、第３位相変調素子５４Ｂの入射面の縦方向の幅Ｈ５４は、当該入射面の横方向の幅ＷＢよりも大とされる。第１位相変調素子５４Ｒにおける光ＬＲの入射スポットＳＲの大きさは、少なくとも１つの変調部ＭＰＲを含むことができる大きさとされ、第２位相変調素子５４Ｇにおける光ＬＧの入射スポットＳＧの大きさは、少なくとも１つの変調部ＭＰＧを含むことができる大きさとされ、第３位相変調素子５４Ｂにおける光ＬＢの入射スポットＳＢの大きさは、少なくとも１つの変調部ＭＰＢを含むことができる大きさとされる。複数の変調部ＭＰＲの少なくとも一部は縦方向に並列され、複数の変調部ＭＰＧの少なくとも一部は縦方向に並列され、複数の変調部ＭＰＢの少なくとも一部は縦方向に並列される。
【０１０３】
車両の振動の鉛直方向の振幅は、水平方向の振幅よりも大きくなる傾向にあり、車両用前照灯１もこの車両と同様に振動する。このため、位相変調素子集合体５４の各位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢは、それぞれ水平方向よりも鉛直方向に振動する傾向にある。つまり、入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢは、水平方向と平行な方向である横方向よりも鉛直方向が入射面ＥＦに投影された方向と平行な方向である縦方向に振動する傾向にある。本実施形態の車両用前照灯１では、上記のように、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの入射面の縦方向の幅Ｈ５４は、当該入射面の横方向の幅ＷＲ，ＷＧ，ＷＢよりも大とされている。このため、本実施形態の車両用前照灯１は、車両の振動に応じて入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢが縦方向に振動する場合でも、この入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢの一部が位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの入射面からはみ出すことを抑制でき、エネルギー効率が低下することを抑制し得る。また、本実施形態の車両用前照灯１では、上記のように、それぞれの入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢの大きさは、少なくとも１つの変調部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢを含むことができる大きさとされる。また、それぞれの変調部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢの少なくとも一部は、縦方向に並列される。このため、本実施形態の車両用前照灯１では、車両の振動に応じて入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢが縦方向に移動する場合でも、いずれかの変調部ＭＰＲに光ＬＲが入射し得、いずれかの変調部ＭＰＧに光ＬＧが入射し得、いずれかの変調部ＭＰＧに光ＬＢが入射し得る。従って、本実施形態の車両用前照灯１は、このような場合でも、ロービームの配光パターンＰＬを形成し得る。
【０１０４】
また、第１の態様としての本実施形態の車両用前照灯１は、複数の光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂを有し、位相変調素子集合体５４は、第１光源５２Ｒからの光ＬＲが入射する第１位相変調素子５４Ｒと、第２光源５２Ｇからの光ＬＧが入射する第２位相変調素子５４Ｇと、第３光源５２Ｂからの光ＬＢが入射する第３位相変調素子５４Ｂとを有する。つまり、位相変調素子集合体５４のこれら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂごとに設けられている。また、位相変調素子集合体５４から第１光源５２Ｒまでの光路長は、位相変調素子集合体５４から第２光源５２Ｇまでの光路長よりも長く、位相変調素子集合体５４から第２光源５２Ｇまでの光路長は、位相変調素子集合体５４から第３光源５２Ｂまでの光路長よりも長い。つまり、第１位相変調素子５４Ｒから第１光源５２Ｒまでの光路長は、第２位相変調素子５４Ｇから第２光源５２Ｇまでの光路長よりも長く、第２位相変調素子５４Ｇから第２光源５２Ｇまでの光路長は、第３位相変調素子５４Ｂから第３光源５２Ｂまでの光路長よりも長い。また、第１位相変調素子５４Ｒにおける入射スポットＳＲの縦方向における幅ＳＨＲは、第２位相変調素子５４Ｇにおける入射スポットＳＧの縦方向における幅ＳＨＧ及び第３位相変調素子５４Ｂにおける入射スポットＳＢの縦方向における幅ＳＨＢよりも小さい。つまり、対応する光源との光路長が最大である第１位相変調素子５４Ｒにおける入射スポットＳＲの縦方向における幅ＳＨＲは、他の位相変調素子５４Ｇ，５４Ｂにおける入射スポットＳＧ，ＳＢの縦方向における幅ＳＨＧ，ＳＨＢのうち最大の幅以下とされる。
【０１０５】
入射スポットの位相変調素子に対する振動の振幅は、位相変調素子と光源との光路長が長くなるにつれて大きくなる傾向にある。本実施形態の車両用前照灯１では、入射スポットの位相変調素子に対する振動の振幅が大きくなりやすい第１位相変調素子５４Ｒにおける入射スポットＳＲの縦方向の幅ＳＨＲは、他の位相変調素子５４Ｇ，５４Ｂにおける入射スポットＳＧ，ＳＢの縦方向の幅よりも小とされる。このため、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの入射面の縦方向の幅や位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂと光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂとの光路長を調節しなくても、入射スポットの位相変調素子に対する振動の振幅が大きくなりやすい第１位相変調素子５４Ｒにおける入射スポットＳＲの一部が位相変調素子５４Ｒの入射面からはみ出すことを抑制し得る。従って、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの大きさや光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂに対する位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの配置の自由度を向上し得る。
【０１０６】
また、第１の態様としての本実施形態の車両用前照灯１では、位相変調素子集合体５４は、第２位相変調素子５４Ｇに第１位相変調素子５４Ｒと第３位相変調素子５４Ｂが接続されてこれら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが一体に形成された構成とされている。従って、本実施形態の車両用前照灯１では、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが別個に設けられる場合と比べて、部品点数を減少し得る。
【０１０７】
また、第１の態様としての本実施形態の車両用前照灯１では、第１位相変調素子５４Ｒにおける入射スポットＳＲは特定の方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットＳＲの長手方向である特定の方向は鉛直方向である縦方向と非平行とされる。このため、入射スポットＳＲの長手方向である特定の方向と鉛直方向とが平行とされる場合と比べて、入射スポットＳＲの鉛直方向の幅ＳＨＲを小さくし得る。従って、入射スポットＳＲの長手方向である特定の方向と鉛直方向とが平行とされる場合と比べて、車両の振動に応じて入射スポットＳＲが鉛直方向に振動する際にこの入射スポットＳＲの一部が位相変調素子５４Ｒの入射面からはみ出すことを抑制し得る。なお、車両の振動に応じて入射スポットＳＲの一部が第１位相変調素子５４Ｒの入射面からはみ出すことを抑制する観点では、本実施形態のように、入射スポットＳＲの長手方向である特定の方向と水平方向である横方向とが平行とされることが好ましい。
【０１０８】
また、第１の態様としての本実施形態の車両用前照灯１では、第２位相変調素子５４Ｇにおける入射スポットＳＧは特定の方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットＳＧの長手方向である特定の方向と水平方向である横方向とが非平行とされる。また、第３位相変調素子５４Ｂにおける入射スポットＳＢは特定の方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットＳＢの長手方向である特定の方向と水平方向である横方向とが非平行とされる。このため、入射スポットＳＧ，ＳＢの長手方向である特定の方向と水平方向とが平行とされる場合と比べて、位相変調素子５４Ｇ，５４Ｂの水平方向である横方向の幅を小さくすることができ、車両用前照灯１の製造コストを低減し得る。なお、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｂの横方向の幅ＷＧ，ＷＢを小さくする観点では、本実施形態のように、入射スポットＳＧ，ＳＢの長手方向である特定の方向と鉛直方向である縦方向とが平行とされることが好ましい。
【０１０９】
また、第１の態様としての本実施形態の車両用前照灯１では、縦方向に並列される変調部ＭＰＲの数は、横方向に並列される変調部ＭＰＲの数よりも多い。また、縦方向に並列される変調部ＭＰＧの数は、横方向に並列される変調部ＭＰＧの数よりも多く、縦方向に並列される変調部ＭＰＢの数は、横方向に並列される変調部ＭＰＢの数よりも多い。
【０１１０】
このため、縦方向に並列される変調部ＭＰＲの数が横方向に並列される変調部ＭＰＲの数よりも少ない場合と比べて、車両の振動に応じて入射スポットＳＲが縦方向に振動する際に第１光源５２Ｒからの光ＬＲをいずれかの変調部ＭＰＲに入射させ易くし得る。また、変調部ＭＰＲと同様に、車両の振動に応じて入射スポットＳＧが縦方向に振動する際に第２光源５２Ｇからの光ＬＧをいずれかの変調部ＭＰＧに入射させ易くし得る。また、変調部ＭＰＲと同様に、車両の振動に応じて入射スポットＳＢが縦方向に振動する際に第３光源５２Ｂからの光ＬＢをいずれかの変調部ＭＰＢに入射させ易くし得る。
【０１１１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第１の態様としての第２実施形態について図６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。
【０１１２】
図６は、本発明の第１の態様としての第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。なお、図６では、理解を容易にするために、ヒートシンク３０、カバー３６等の記載が省略されている。図６に示すように、本実施形態の光学系ユニット５０は、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが互いに離間している点、導光光学系１５５に替わって合成光学系５５を備える点において、第１実施形態の光学系ユニット５０と異なる。
【０１１３】
本実施形態のそれぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、第１実施形態の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂと同様に、ＬＣＯＳとされる。また、位相変調素子５４Ｒは、光が入射する入射面ＥＦＲ側から見る正面視において縦方向に長尺な概ね長方形に形成されている。このため、第１位相変調素子５４Ｒの入射面ＥＦＲの縦方向の幅は当該第１位相変調素子５４Ｒの入射面ＥＦＲの横方向の幅よりも大とされる。第１位相変調素子５４Ｒには、マトリックス状に配置された複数の変調部ＭＰＲが形成され、第１位相変調素子５４Ｒにおける縦方向に並列される変調部ＭＰＲの数は、横方向に並列される変調部ＭＰＲの数よりも多い。第１位相変調素子５４Ｒには第１光源５２Ｒからの光ＬＲが入射し、第１位相変調素子５４Ｒはこの光ＬＲが回折された第１の光ＤＬＲを出射する。本実施形態では、第１実施形態と同様に、半導体レーザとされる第１光源５２Ｒからの光ＬＲの形状は調整されないため、第１位相変調素子５４Ｒにおける入射スポットＳＲの形状は概ね楕円形状とされる。本実施形態では、第１実施形態と同様に、概ね楕円形状の入射スポットＳＲの大きさは少なくとも１つの変調部ＭＰＲを含むことができる大きさとされ、この入射スポットＳＲの長軸ＬＡＲは水平方向である横方向と概ね平行とされる。
【０１１４】
本実施形態の第２位相変調素子５４Ｇは、光が入射する入射面ＥＦＧ側から見る正面視において縦方向に長尺な概ね長方形に形成されている。このため、第２位相変調素子５４Ｇの入射面ＥＦＲの縦方向の幅は当該第２位相変調素子５４Ｇの入射面ＥＦＲの横方向の幅よりも大とされる。第２位相変調素子５４Ｇには、マトリックス状に配置された複数の変調部ＭＰＲが形成され、第２位相変調素子５４Ｇにおける縦方向に並列される変調部ＭＰＧの数は、横方向に並列される変調部ＭＰＧの数よりも多い。第２位相変調素子５４Ｇには第２光源５２Ｇからの光ＬＧが入射し、第２位相変調素子５４Ｇはこの光ＬＧが回折された第２の光ＤＬＧを出射する。本実施形態では、第１実施形態と同様に、半導体レーザとされる第２光源５２Ｇからの光ＬＧの形状は調整されないため、第２位相変調素子５４Ｇにおける入射スポットＳＧの形状は概ね楕円形状とされる。本実施形態では、第１実施形態と同様に、概ね楕円形状の入射スポットＳＧの大きさは少なくとも１つの変調部ＭＰＧを含むことができる大きさとされ、この入射スポットＳＧの長軸ＬＡＧは鉛直方向である縦方向と概ね平行とされる。
【０１１５】
本実施形態の第３位相変調素子５４Ｂは、光が入射する入射面ＥＦＢ側から見る正面視において縦方向に長尺な概ね長方形に形成されている。このため、第３位相変調素子５４Ｂの入射面ＥＦＢの縦方向の幅は当該第３位相変調素子５４Ｂの入射面ＥＦＢの横方向の幅よりも大とされる。第３位相変調素子５４Ｂには、マトリックス状に配置された複数の変調部ＭＰＢが形成され、第３位相変調素子５４Ｂにおける縦方向に並列される変調部ＭＰＢの数は、横方向に並列される変調部ＭＰＢの数よりも多い。第３位相変調素子５４Ｂには第３光源５２Ｂからの光ＬＢが入射し、第３位相変調素子５４Ｂはこの光ＬＢが回折された第３の光ＤＬＢを出射する。本実施形態では、第１実施形態と同様に、半導体レーザとされる第３光源５２Ｂからの光ＬＢの形状は調整されないため、第３位相変調素子５４Ｂにおける入射スポットＳＢの形状は概ね楕円形状とされる。本実施形態では、第１実施形態と同様に、概ね楕円形状の入射スポットＳＢの大きさは少なくとも１つの変調部ＭＰＢを含むことができる大きさとされ、この入射スポットＳＢの長軸ＬＡＢは鉛直方向である縦方向と概ね平行とされる。
【０１１６】
本実施形態の合成光学系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位相変調素子５４Ｒから出射する第１の光ＤＬＲと、第２位相変調素子５４Ｇから出射する第２の光ＤＬＧとを合成する光学素子である。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の光ＤＬＲ及び第２の光ＤＬＧと、第３位相変調素子５４Ｂから出射する第３の光ＤＬＢとを合成する光学素子である。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。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。
【０１１７】
こうして、合成光学系５５において第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢとが合成され、この光が合成光学系５５から出射する。なお、図６では、第１の光ＤＬＲは実線で示され、第２の光ＤＬＧは破線で示され、第３の光ＤＬＢは一点鎖線で示され、これら光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢはずらして示されている。
【０１１８】
本実施形態では、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光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成光学系５５によって合成された光がロービームの配光パターンＰＬとなるように、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからの光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢをそれぞれ回折する。このため、第１位相変調素子５４Ｒからはロービームの配光パターンＰＬの赤色成分の光である第１の光ＤＬＲが出射し、第２位相変調素子５４Ｇからはロービームの配光パターンＰＬの緑色成分の光である第２の光ＤＬＧが出射し、第３位相変調素子５４Ｂからはロービームの配光パターンＰＬの青色成分の光である第３の光ＤＬＢが出射する。
【０１１９】
上記のように合成光学系５５においてこれら光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成され、この合成された白色の光は、カバー３６の開口３６Ｈから出射し、この光はフロントカバー１２を介して車両用前照灯１から出射する。この光はロービームの配光パターンＰＬを有しているため、照射される光はロービームとなる。
【０１２０】
本実施形態の車両用前照灯１は、第１実施形態と同様にして、車両の振動に応じて入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢが縦方向に振動する場合でも、入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢの一部が位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの入射面ＥＦＲ，ＥＦＧ，ＥＦＢからはみ出すことを抑制でき、エネルギー効率が低下することを抑制し得る。また、本実施形態の車両用前照灯１では、第１実施形態と同様にして、車両の振動に応じて入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢが縦方向に振動する場合でも、いずれかの変調部ＭＰＲに光ＬＲが入射し得、いずれかの変調部ＭＰＧに光ＬＧが入射し得、いずれかの変調部ＭＰＢに光ＬＢが入射し得る。このため、本実施形態の車両用前照灯１は、このような場合でも、ロービームの配光パターンＰＬを形成し得る。
【０１２１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第１の態様としての第３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。本実施形態の光学系ユニット５０は、位相変調素子集合体５４に替わって、１つの位相変調素子５４Ｓを備える点において、第１実施形態の光学系ユニット５０と主に異なる。
【０１２２】
図７は、本発明の第１の態様としての第３実施形態における位相変調素子の正面図である。なお、図７は、光が入射する入射面側から見る位相変調素子５４Ｓの正面図であり、図７では、位相変調素子５４Ｓは概略的に示されている。
【０１２３】
本実施形態では、位相変調素子５４Ｓの構成は第１実施形態の位相変調素子５４Ｒと同様の構成とされる。本実施形態の位相変調素子５４Ｓは、光が入射する入射面側から見る正面視において、鉛直方向である縦方向に長尺な概ね長方形に形成されている。このため、位相変調素子５４Ｓの入射面の縦方向の幅Ｈ５４は位相変調素子５４Ｓの入射面の横方向の幅ＷＳよりも大とされる。位相変調素子５４Ｓには、第１実施形態の位相変調素子５４Ｒと同様に、マトリックス状に配置された複数の変調部ＭＰＳが形成される。縦方向に並列される変調部ＭＰＳの数は、横方向に並列される変調部ＭＰＳの数よりも多い。変調部ＭＰＳは、第１実施形態の変調部ＭＰＲと同様に、マトリックス状に配置された複数のドットを含み、当該変調部ＭＰＳに入射する光を回折して出射する。
【０１２４】
本実施形態では、発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、上記第１実施形態と同様に、導光光学系１５５によって位相変調素子５４Ｓに導光され、位相変調素子５４Ｓに入射する。このため、以下では図２を参照して、位相変調素子５４Ｓへのこれら光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの入射について説明する。本実施形態では、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂに供給される電力が調整されて、これら光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂごとに交互にレーザ光が出射され、発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂごとに交互に光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが出射される。つまり、第１発光光学系５１Ｒが光ＬＲを出射しているときは第２発光光学系５１Ｇと第３発光光学系５１Ｂは光ＬＧ，ＬＢを非出射とし、第２発光光学系５１Ｇが光ＬＧを出射しているときは第１発光光学系５１Ｒと第３発光光学系５１Ｂは光ＬＲ，ＬＢを非出射とし、第３発光光学系５１Ｂが光ＬＢを出射しているときは第１発光光学系５１Ｒと第２発光光学系５１Ｇは光ＬＲ，ＬＧを非出射とする。そして、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂごとのレーザ光の出射が順次切り換えられ、発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂごとの光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの出射が順次切り換えられる。このため、これら発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射する互いに波長帯域の異なる光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが順次位相変調素子５４Ｓに入射する。位相変調素子５４Ｓは入射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが回折された光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢを順次出射する。なお、本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｓから第１光源５２Ｒまでの光路長は、位相変調素子５４Ｓから第２光源５２Ｇまでの光路長よりも長く、位相変調素子５４Ｓから第２光源５２Ｇまでの光路長は、位相変調素子５４Ｓから第３光源５２Ｂまでの光路長よりも長い。
【０１２５】
図７には、赤色の光ＬＲが照射される領域である入射スポットＳＲと、緑色の光ＬＧが照射される領域である入射スポットＳＧと、青色の光ＬＢが照射される領域である入射スポットＳＢと、が示されている。なお、図７では、入射スポットＳＲは実線で示され、入射スポットＳＧは破線で示され、入射スポットＳＢは一点鎖線で示されている。本実施形態では、第１実施形態と同様に、半導体レーザとされる光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからの光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの形状は調整されないため、位相変調素子５４Ｓにおけるこれら光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢの形状は概ね楕円形状とされる。本実施形態では、これら概ね楕円形状の入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢの大きさはそれぞれ少なくとも１つの変調部ＭＰＳを含むことができる大きさとされる。また、これら入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢは互いに重なっている。
【０１２６】
本実施形態では、入射スポットＳＲは、横方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットＳＲの長手方向と縦方向とは非平行である。また、入射スポットＳＧは、縦方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットＳＧの長手方向と横方向とは非平行である。また、入射スポットＳＢは、縦方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットＳＢの長手方向と横方向とは非平行である。また、本実施形態では、入射スポットＳＲの縦方向の幅は、入射スポットＳＧの縦方向の幅よりも小さくされ、入射スポットＳＧの縦方向における幅は、入射スポットＳＢの縦方向における幅と概ね同じとされる。
【０１２７】
次に、本実施形態の位相変調素子５４Ｓからの光の出射について説明する。具体的には、ロービームの配光パターンＰＬの光を車両用前照灯１が出射する場合を例に説明する。
【０１２８】
本実施形態では、位相変調素子５４Ｓは、上記のような光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂごとのレーザ光の出射の切り換りに同期して位相変調パターンを変更する。具体的には、位相変調素子５４Ｓは、光源５２Ｒからの光ＬＲが入射する場合には、この光源５２Ｒに対応する位相変調パターンであって、位相変調素子５４Ｓから出射する第１の光ＤＬＲがロービームの配光パターンの赤色成分の光となる位相変調パターンにする。このため、位相変調素子５４Ｓは、光源５２Ｒからの光ＬＲが入射する場合には、ロービームの配光パターンの赤色成分の光である第１の光ＤＬＲを出射する。また、位相変調素子５４Ｓは、光源５２Ｇからの光ＬＧが入射する場合には、この光源５２Ｇに対応する位相変調パターンであって、位相変調素子５４Ｓから出射する第２の光ＤＬＧがロービームの配光パターンの緑色成分の光となる位相変調パターンにする。このため、位相変調素子５４Ｓは、光源５２Ｇからの光ＬＧが入射する場合には、ロービームの配光パターンの緑色成分の光である第２の光ＤＬＧを出射する。また、位相変調素子５４Ｓは、光源５２Ｂからの光ＬＢが入射する場合には、この光源５２Ｂに対応する位相変調パターンであって、位相変調素子５４Ｓから出射する第３の光ＤＬＢがロービームの配光パターンの青色成分の光となる位相変調パターンにする。このため、位相変調素子５４Ｓは、光源５２Ｂからの光ＬＢが入射する場合には、ロービームの配光パターンの青色成分の光である第３の光ＤＬＢを出射する。
【０１２９】
つまり、位相変調素子５４Ｓは、このように入射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの波長帯域に応じて位相変調パターンを変更することで、ロービームの赤色成分の光である第１の光ＤＬＲと、ロービームの緑色成分の光である第２の光ＤＬＧと、ロービームの青色成分の光である第３の光ＤＬＢとを順次出射する。これら光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢは、それぞれカバー３６の開口３６Ｈから出射し、フロントカバー１２を介して車両用前照灯１の外部に順次照射される。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、それぞれの光が照射される領域が互いに重な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。なお、第１の光ＤＬＲ、第２の光ＤＬＧ、及び第３の光ＤＬＢは、この焦点位置においてそれぞれの光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが照射される領域の外形が概ね一致するように照射されることが好ましい。また、本実施形態では、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射されるレーザ光のそれぞれの出射時間の長さは概ね同じとされるため、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢのそれぞれの出射時間の長さも概ね同じとなる。
【０１３０】
ところで、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で色の異なる光が繰り返し照射される場合、人は残像効果によってこの異なる色の光が合成された光が照射されていると認識し得る。本実施形態において、第１光源５２Ｒがレーザ光を出射してから再度第１光源５２Ｒがレーザ光を出射するまでの時間が人の視覚の時間分解能よりも短くされた場合、人の視覚の時間分解能よりも短い周期で位相変調素子５４Ｓから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが繰り返し照射され、赤色の光ＤＬＲと緑色の光ＤＬＧと青色の光ＤＬＢとが残像効果によって合成される。上記のように、この光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢのそれぞれの出射時間の長さは概ね同じであり、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射されるレーザ光の強度は、上記第１実施形態と同様の所定の強度とされる。このため、残像効果によって合成される光の色は、第１実施形態における光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光と同じ白色となる。また、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光の配光パターンは、ロービームの配光パターンＰＬとなるため、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが残像効果によって合成された光の配光パターンもロービームの配光パターンＰＬとなる。このようにして、ロービームの配光パターンＰＬの光が車両用前照灯１から出射する。
【０１３１】
光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからレーザ光を繰り返し出射する周期は、残像効果によって合成される光のちらつきを感じることを抑制する観点から、１／１５ｓ以下とされることが好ましい。人の視覚の時間分解能は概ね１／３０ｓである。車両用灯具であれば、光の出射の周期が２倍程度であれば光のちらつきを感じることを抑制できる。この周期が１／３０ｓ以下であれば、人の視覚の時間分解能を概ね超える。従って、光のちらつきを感じることをより抑制できる。また、光のちらつきを感じることをより抑制する観点では、この周期は１／６０ｓ以下であることが好ましい。
【０１３２】
本実施形態では、上記のように、位相変調素子５４Ｓの入射面の縦方向の幅Ｈ５４は、当該入射面の横方向の幅ＷＳよりも大とされている。また、位相変調素子５４Ｓにおける入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢの大きさは、少なくとも１つの変調部ＭＰＳを含むことができる大きさとされ、複数の変調部ＭＰＳの少なくとも一部は、縦方向に並列される。従って、本実施形態の車両用前照灯１は、第１実施形態と同様にして、車両の振動に応じて入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢが縦方向に移動する場合でも、ロービームの配光パターンＰＬを形成し得る。
【０１３３】
また、本実施形態では、上記のように、対応する光源との光路長が最大である入射スポットＳＲの縦方向における幅は、他の入射スポットＳＧ，ＳＢの縦方向における幅のうち最大の幅以下とされる。このため、本実施形態の車両用前照灯１は、第１実施形態と同様にして、位相変調素子５４Ｓの入射面の縦方向の幅Ｈ５４や位相変調素子５４Ｓと光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂとの光路長を調節しなくても、入射スポットの位相変調素子５４Ｓに対する振動の振幅が大きくなりやすい入射スポットＳＲの一部が位相変調素子５４Ｓの入射面からはみ出すことを抑制し得る。
【０１３４】
また、本実施形態では、入射スポットＳＲは特定の方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットＳＲの長手方向である特定の方向は鉛直方向である縦方向と非平行とされる。従って、本実施形態の車両用前照灯１は、第１実施形態と同様にして、入射スポットＳＲの長手方向である特定の方向と鉛直方向とが平行とされる場合と比べて、車両の振動に応じて入射スポットＳＲが鉛直方向に振動する際にこの入射スポットＳＲの一部が位相変調素子５４Ｒの入射面からはみ出すことを抑制し得る。
【０１３５】
また、本実施形態では、縦方向に並列される変調部ＭＰＳの数は、横方向に並列される変調部ＭＰＳの数よりも多い。このため、第１実施形態と同様にして、縦方向に並列される変調部ＭＰＳの数が横方向に並列される変調部ＭＰＳの数よりも少ない場合と比べて、車両の振動に応じて入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢが縦方向に振動する際に光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからの光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢをいずれかの変調部ＭＰＧに入射させ易くし得る。
【０１３６】
また、本実施形態の車両用前照灯１は、３つの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからの光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを回折する位相変調素子を共通の位相変調素子とすることができるため、部品点数を減少したり、小型化したりし得る。
【０１３７】
なお、第１の態様としての車両用灯具は、光源と、この光源からの光を回折することによりこの光を所定の配光パターンとする複数の変調部を有する位相変調素子とを備え、位相変調素子における光が入射する入射面の縦方向の幅は、当該入射面の横方向の幅よりも大とされ、位相変調素子における光の入射スポットの大きさは、少なくとも１つの変調部を含むことができる大きさとされ、複数の変調部の少なくとも一部は、位相変調素子の縦方向に並列される限りにおいて、特に限定されるものではない。このような構成の車両用灯具は、車両の振動に応じて入射スポットが縦方向に振動する場合でも、この入射スポットの一部が位相変調素子の入射面からはみ出すことを抑制でき、エネルギー効率が低下することを抑制し得る。また、この車両用灯具は、車両の振動に応じて入射スポットが縦方向に振動する場合でも、いずれかの変調部に光が入射し得るため、所定の配光パターンを形成し得る。
【０１３８】
また、第１の態様としての第１〜第３実施形態では、車両用灯具としての車両用前照灯１はロービームを照射するものとされたが、第１の態様としての車両用灯具が照射する光はロービームに限定されない。例えば、車両用灯具は、ハイビームを照射するものとされても良く、画像を構成する光を照射するものとされても良い。車両用灯具がハイビームを照射するものとされる場合、図５（Ｂ）に示される夜間照明用の配光パターンであるハイビームの配光パターンＰＨの光が照射される。なお、図５（Ｂ）のハイビームの配光パターンＰＨのうち、領域ＰＨＡ１は最も光の強度が高い領域であり、領域ＰＨＡ２は領域ＰＨＡ１よりも光の強度が低い領域である。つまり、第１実施形態の位相変調素子集合体５４におけるそれぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、合成された光がハイビームの強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ものとされる。また、第１の態様としての第２実施形態のそれぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、合成された光がハイビームの強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ものとされる。また、第３実施形態の位相変調素子５４Ｓは、残像効果によって合成された光がハイビームの強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ものとされる。また、車両用灯具が画像を構成する光を照射するものとされる場合、車両用灯具が出射する光の方向や車両用灯具が車両に取り付けられる位置は特に限定されない。
【０１３９】
また、第１の態様としての第１〜第３実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ，５４Ｓは、反射型の位相変調素子とされた。しかし、位相変調素子として、例えば、液晶パネルであるＬＣＤ（Liquid Crystal display）、シリコン基板上に複数の反射体が形成されたＧＬＶ（Grating Light Valve）、回折格子等を用いても良い。ＬＣＤは、透過型の位相変調素子である。このＬＣＤは、上記の反射型の液晶パネルであるＬＣＯＳと同様に、各ドットにおいて液晶層を挟み込む一対の電極の間に印加される電圧を制御することで、各ドットから出射する光の位相の変化量が調整され、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。なお、この一対の電極は透明電極とされる。また、ＧＬＶは、反射型の位相変調素子である。このＧＬＶは、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望の配光パターンにし得る。
【０１４０】
また、第１の態様としての第１実施形態では、位相変調素子集合体５４の第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とは横方向に隣接して並列されていた。しかし、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは縦方向に並列されていても良く、縦方向及び横方向に並列されていても良い。
【０１４１】
また、第１の態様としての第１実施形態及び第３実施形態では、導光光学系１５５は、反射ミラー１５５ｍ、第１光学素子１５５ｆ、及び第２光学素子１５５ｓを備えていた。しかし、導光光学系１５５は、それぞれの発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを位相変調素子集合体５４や位相変調素子５４Ｓに導光すれば良く、上記第１実施形態や第３実施形態の構成に限定されない。例えば、導光光学系１５５は反射ミラー１５５ｍを備えていなくても良い。このような場合、第１発光光学系５１Ｒから出射する光ＬＲを第１光学素子１５５ｆに入射させる。また、上記第１実施形態や第３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１５５ｆや第２光学素子１５５ｓに用いられても良い。
【０１４２】
また、第１の態様としての第１実施形態及び第３実施形態では、光学系ユニット５０は、発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを位相変調素子集合体５４や位相変調素子５４Ｓに導く導光光学系１５５を備えていた。しかし、光学系ユニット５０は、導光光学系１５５を備えていなくても良い。この場合、これら光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが位相変調素子集合体５４や位相変調素子５４Ｓに入射するように、発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂを配置する。
【０１４３】
また、第１の態様としての第２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、上記第２実施形態において、第１光源５２Ｒ、第１コリメートレンズ５３Ｒ、及び第１位相変調素子５４Ｒと、第３光源５２Ｂ、第３コリメートレンズ５３Ｂ、及び第３位相変調素子５４Ｂとの位置が入れ替わる。また、上記第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、第２実施形態では、合成光学系５５は、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢを合成すれば良く、上記第２実施形態の構成や上記構成に限定されない。
【０１４４】
また、第１の態様としての第２実施形態では、光学系ユニット５０は、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢとを合成する合成光学系５５を備えていた。しかし、光学系ユニット５０は、合成光学系５５を備えていなくても良い。この場合、上記第１実施形態と同様にして、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成されるように、入射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを回折する。
【０１４５】
また、第１の態様としての第１実施形態では、光学系ユニット５０は、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢとを合成する合成光学系を備えていなかった。しかし、第１実施形態の光学系ユニット５０は、第２実施形態と同様に、合成光学系を備えていても良い。
【０１４６】
また、第１の態様としての第２実施形態では、光学系ユニット５０は、発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂに導く導光光学系を備えていなかった。しかし、第２実施形態の光学系ユニット５０は、第１実施形態と同様に、導光光学系を備えていても良い。
【０１４７】
また、第１の態様としての第１〜第３実施形態では、灯具ユニット２０は、結像レンズを含む結像レンズ系を備えていなかった。しかし、灯具ユニット２０は、結像レンズ系を備え、光学系ユニット５０から出射する光をこの結像レンズ系を介して出射させても良い。このような構成にすることで、出射する光の配光パターンをより広い配光パターンにし易くし得る。なお、ここでの広いとは、車両から所定の距離離れた鉛直面上に形成される配光パターンを比べた際に広いことを表している。
【０１４８】
また、第１の態様としての第１〜第３実施形態では、入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢは、概ね楕円形状とされていた。しかし、入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢの形状は特に限定されるものではなく、例えば円形であっても良い。
【０１４９】
また、第１の形態としての第１〜第３実施形態では、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ，５４Ｓの形状は概ね長方形とされ、それぞれの入射面も概ね長方形とされていた。しかし、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ，５４Ｓの入射面の形状は鉛直方向の幅が水平方向の幅よりも大とされる形状であれば良い。
【０１５０】
また、第１の形態としての第１実施形態では、３つの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの全てが一体に形成されていた。しかし、部品点数を減少し得る観点では、複数の位相変調素子のうち少なくとも１つの位相変調素子が少なくとも１つの他の位相変調素子に接続されてこの他の位相変調素子と一体に形成されれば良い。
【０１５１】
また、第１の形態としての第３実施形態では、３つの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂが、これら光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂごとに交互に光を出射していた。しかし、部品点数の減少や小型化の観点では、少なくとも２つの光源が、当該光源ごとに交互に光を出射していれば良い。この場合、少なくとも２つの光源から出射する光が入射する位相変調素子から出射する光は残像効果によって合成され、この残像効果によって合成される光と他の位相変調素子から出射する光とが合成されて、所定の配光パターンの光が照射される。
【０１５２】
また、第１の形態としての第１実施形態では、互いに異なる波長帯域のレーザ光を出射する３つの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、３つの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが一体とされた１つの位相変調素子集合体５４とを備える光学系ユニット５０を例に説明した。また、第１の形態としての第２実施形態では、互いに異なる波長帯域のレーザ光を出射する３つの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂに一対一で対応する３つの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂとを備える光学系ユニット５０を例に説明した。また、第１の形態としての第３実施形態では、互いに異なる波長帯域のレーザ光を出射する３つの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、１つの位相変調素子５４Ｓとを備える光学系ユニット５０を例に説明した。しかし、光学系ユニットは、少なくとも１つの光源と、この光源に対応する位相変調素子とを備えれば良い。例えば、光学系ユニットは、白色のレーザ光を出射する光源と、この光源から出射する白色のレーザ光を回折して出射する位相変調素子とを備えていても良い。また、光学系ユニットが光源と位相変調素子を複数備える場合、それぞれの位相変調素子には、少なくともの１つの光源が対応していれば良い。例えば、複数の光源から出射する光が合成された光が１つの位相変調素子に入射されても良い。
【０１５３】
（第４実施形態）
次に、本発明の第２の態様としての第４実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同一又は同様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。本実施形態の光学系ユニット５０では、位相変調素子集合体５４の構成が第１実施形態の位相変調素子集合体５４の構成と異なる。
【０１５４】
図８は、本発明の第２の態様としての第４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８に示すように、本実施形態の位相変調素子集合体５４は、光が入射される入射面ＥＦが鉛直方向に対して概ね４５度傾くように配置され、導光光学系１５５から出射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが入射面ＥＦに入射される。なお、鉛直方向に対する入射面ＥＦの角度は特に限定されるものではなく、例えば、入射面ＥＦが鉛直方向と概ね平行となるように位相変調素子集合体５４が配置されても良い。本実施形態の導光光学系１５５は、光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを合波することなく前後方向に並列させて出射し、これら光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが位相変調素子集合体５４に入射する。本実施形態では、この位相変調素子集合体５４から第１発光光学系５１Ｒの第１光源５２Ｒまでの光路長は、位相変調素子集合体５４から第２発光光学系５１Ｇの第２光源５２Ｇまでの光路長よりも長い。また、位相変調素子集合体５４から第２発光光学系５１Ｇの第２光源５２Ｇまでの光路長は、位相変調素子集合体５４から第３発光光学系５１Ｂの第３光源５２Ｂまでの光路長よりも長い。
【０１５５】
位相変調素子集合体５４は、第１実施形態の位相変調素子集合体５４と同様に、第１発光光学系５１Ｒからの光ＬＲを回折して当該光ＬＲを所定の配光パターンとする位相変調素子と、第２発光光学系５１Ｇからの光ＬＧを回折して当該光ＬＧを所定の配光パターンとする位相変調素子と、第３発光光学系５１Ｂからの光ＬＢを回折して当該光ＬＢを所定の配光パターンとする位相変調素子とを含んでいる。これら３つの位相変調素子は一方向に並べらており、位相変調素子集合体５４の入射面ＥＦは、これら位相変調素子における光の入射面によって構成されている。また、これらの位相変調素子は、第１実施形態の位相変調素子と同様に、反射型のＬＣＯＳとされる。
【０１５６】
次に、本実施形態の位相変調素子集合体５４の構成について詳細に説明する。
【０１５７】
図９は、図８に示す位相変調素子集合体の正面図である。なお、図９は、光が入射する入射面ＥＦ側から見る位相変調素子集合体５４の正面図であり、図９では、位相変調素子集合体５４は概略的に示されている。本実施形態の位相変調素子集合体５４は、正面視において鉛直方向に長尺な概ね長方形に形成され、正面視における全領域が入射面ＥＦとされている。このため、位相変調素子集合体５４の入射面ＥＦは鉛直方向に長尺な概ね長方形に形成されていると理解できる。なお、以下本明細書では、位相変調素子集合体５４の正面視において、水平方向と平行な方向を横方向とし、この横方向と垂直な方向を縦方向とする。このため、横方向は水平方向と平行な方向であり、縦方向は鉛直方向が入射面ＥＦに投影された方向と平行な方向であり、この正面視において鉛直方向と平行な方向である。
【０１５８】
本実施形態の位相変調素子集合体５４は、第１発光光学系５１Ｒに対応する第１位相変調素子５４Ｒと、第２発光光学系５１Ｇに対応する第２位相変調素子５４Ｇと、第３発光光学系５１Ｂに対応する第３位相変調素子５４Ｂとを有する。この第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とは、縦方向に隣接して並列され、第２位相変調素子５４Ｇに第１位相変調素子５４Ｒと第３位相変調素子５４Ｂとが接続されている。つまり、位相変調素子集合体は、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが一体に形成された構成とされている。この位相変調素子集合体５４には、駆動回路６０Ｒが電気的に接続されている。この駆動回路６０Ｒは、位相変調素子集合体５４の横側に接続される走査線駆動回路と、位相変調素子集合体５４の縦方向の一方側に接続されるデータ線駆動回路とを有する。この駆動回路６０Ｒを介して、位相変調素子集合体５４を構成する位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれに電力が供給される。
【０１５９】
第１位相変調素子５４Ｒの横方向の幅、第２位相変調素子５４Ｇの横方向の幅、及び第３位相変調素子５４Ｂの横方向の幅は、位相変調素子集合体５４の横方向の幅Ｗ５４と同じとされる。第１位相変調素子５４Ｒの縦方向の幅、第２位相変調素子５４Ｇの縦方向の幅、及び第３位相変調素子５４Ｂの縦方向の幅は、位相変調素子集合体５４の横方向の幅Ｗ５４よりも小とされる。つまり、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、水平方向である横方向に長尺な概ね長方形に形成される。上記のように、正面視における位相変調素子集合体５４の全領域が入射面ＥＦとされ、位相変調素子集合体５４の入射面ＥＦはこれら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける光の入射面によって構成されているため、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける光の入射面のそれぞれも水平方向である横方向に長尺な概ね長方形に形成されている。また、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれの長手方向は、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが並列される方向である縦方向と概ね垂直とされる。このため、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける光の入射面のそれぞれの長手方向は、縦方向と概ね垂直とされる。本実施形態では、第１位相変調素子５４Ｒの縦方向の幅と、第２位相変調素子５４Ｇの縦方向の幅と、第３位相変調素子５４Ｂの縦方向の幅とは概ね同じとされる。このため、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける光の入射面の縦方向の幅は概ね同じとされる。
【０１６０】
第１位相変調素子５４Ｒにはマトリックス状に配置された複数の変調部ＭＰＲが形成されている。第２位相変調素子５４Ｇにはマトリックス状に配置された複数の変調部ＭＰＧが形成され、第３位相変調素子５４Ｂにはマトリックス状に配置された複数の変調部ＭＰＢが形成されている。本実施形態では、これら変調部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢは、同じ大きさの正方形とされる。このため、第１位相変調素子５４Ｒの入射面の長手方向に並列される変調部ＭＰＲの数は、位相変調素子５４Ｒの入射面の長手方向と垂直な方向に並列される変調部ＭＰＲの数よりも多い。また、第２位相変調素子５４Ｇの入射面の長手方向に並列される変調部ＭＰＧの数は、第２位相変調素子５４Ｇの入射面の長手方向と垂直な方向に並列される変調部ＭＰＧの数よりも多く、第３位相変調素子５４Ｂの入射面の長手方向に並列される変調部ＭＰＢの数は、第３位相変調素子５４Ｂの入射面の長手方向と垂直な方向に並列される変調部ＭＰＢの数よりも多い。それぞれの変調部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢは、マトリックス状に配置された複数のドットを含み、当該変調部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢに入射する光を回折して出射する。
【０１６１】
第１位相変調素子５４Ｒには導光光学系１５５から出射する赤色の光ＬＲが入射し、第１位相変調素子５４Ｒはこの光ＬＲが回折された第１の光ＤＬＲを出射する。第２位相変調素子５４Ｇには導光光学系１５５から出射する緑色の光ＬＧが入射し、第２位相変調素子５４Ｇはこの光ＬＧが回折された第２の光ＤＬＧを出射する。第３位相変調素子５４Ｂには導光光学系１５５から出射する青色の光ＬＢが入射し、第３位相変調素子５４Ｂはこの光ＬＢが回折された第３の光ＤＬＢを出射する。
【０１６２】
図９には、赤色の光ＬＲが照射される領域である入射スポットＳＲと、緑色の光ＬＧが照射される領域である入射スポットＳＧと、青色の光ＬＢが照射される領域である入射スポットＳＢと、が示されている。本実施形態では、上記のように、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは半導体レーザとされるため、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射するレーザ光は概ね楕円形状に広がりながら伝搬する。また、これら光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射するレーザ光のファスト軸方向、スロー軸方向はコリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂでそれぞれコリメートされるものの、これらレーザ光の形状は調整されない。このように形状が調整されていない光ＬＲ，ＬＧ、ＬＢが発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射し、導光光学系１５５を介して、位相変調素子集合体５４にそれぞれ入射する。本実施形態では、導光光学系１５５においてもこれら光ＬＲ，ＬＧ、ＬＢの形状は調整されないため、入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢの形状はそれぞれ概ね楕円形状とされる。
【０１６３】
また、本実施形態では、概ね楕円形状の入射スポットＳＲの大きさは少なくとも１つの変調部ＭＰＲを含むことができる大きさとされ、この入射スポットＳＲの長軸ＬＡＲは第１位相変調素子５４Ｒの入射面の長手方向である横方向と概ね平行とされる。言い換えると、入射スポットＳＲは、横方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットＳＲの長手方向と第１位相変調素子５４Ｒの入射面の長手方向とは非垂直とされる。また、概ね楕円形状の入射スポットＳＧの大きさは少なくとも１つの変調部ＭＰＧを含むことができる大きさとされ、この入射スポットＳＧの長軸ＬＡＧは第２位相変調素子５４Ｇの入射面の長手方向である横方向と概ね平行とされる。言い換えると、入射スポットＳＧは、横方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットＳＧの長手方向と第２位相変調素子５４Ｇの入射面の長手方向とは非垂直とされる。また、概ね楕円形状の入射スポットＳＢの大きさは少なくとも１つの変調部ＭＰＢを含むことができる大きさとされ、この入射スポットＳＢの長軸ＬＡＢは第３位相変調素子５４Ｂの入射面の長手方向である横方向と概ね平行とされる。言い換えると、入射スポットＳＢは、横方向に長尺な概ね楕円形状とされ、入射スポットＳＢの長手方向と第３位相変調素子５４Ｂの入射面の長手方向とは非垂直とされる。
【０１６４】
また、本実施形態では、入射スポットＳＲの長手方向と垂直な方向である縦方向の幅と、入射スポットＳＧの長手方向と垂直な方向である縦方向の幅と、入射スポットＳＢの長手方向と垂直な方向である縦方向の幅とは概ね同じとされる。また、入射スポットＳＲの長手方向である横方向の幅と、入射スポットＳＧの長手方向である横方向の幅と、入射スポットＳＢの長手方向である横方向の幅とは概ね同じとされる。なお、これら入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢの幅は互いに異なっていても良い。
【０１６５】
本実施形態では、位相変調素子集合体５４の第１位相変調素子５４Ｒにおけるそれぞれの変調部ＭＰＲに同じ位相変調パターンを形成する。また、第２位相変調素子５４Ｇにおけるそれぞれの変調部ＭＰＧに同じ位相変調パターンを形成し、第３位相変調素子５４Ｂにおけるそれぞれの変調部ＭＰＢ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ＤＴにおける液晶層６６の屈折率のパターンであり、各ドットＤＴ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。この位相変調パターンを調整することで、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。本実施形態では、変調部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢ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。
【０１６６】
具体的には、本実施形態では、第１実施形態と同様に、変調部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢにおけるそれぞれの位相変調パターンは、第１位相変調素子５４Ｒから出射する第１の光ＤＬＲと第２位相変調素子５４Ｇから出射する第２の光ＤＬＧと第３位相変調素子５４Ｂから出射する第３の光ＤＬＢとが合成された光が図５（Ａ）に示されるロービームの配光パターンＰＬとなるように、光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ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、位相変調素子集合体５４の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光がロービームの配光パターンＰＬとなるように、入射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢをそれぞれ回折する。この配光パターンには強度分布も含まれる。このため、本実施形態では、第１位相変調素子５４Ｒから出射する第１の光ＤＬＲは、ロービームの配光パターンＰＬと重なると共にロービームの配光パターンＰＬの強度分布に基づいた強度分布とされる。第２位相変調素子５４Ｇから出射する第２の光ＤＬＧは、ロービームの配光パターンＰＬと重なると共にロービームの配光パターンＰＬの強度分布に基づいた強度分布とされる。第３位相変調素子５４Ｂから出射する第３の光ＤＬＢは、ロービームの配光パターンＰＬと重なると共にロービームの配光パターンＰＬの強度分布に基づいた強度分布とされる。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部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢを有しており、それぞれの変調部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢがこのような配光パターンとなるように光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢをそれぞれ回折する。なお、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、当該位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢの配光パターンの外形がロービームの配光パターンＰＬの外形に一致するように、入射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢをそれぞれ回折することが好ましい。こうして、第１位相変調素子５４Ｒはロービームの配光パターンＰＬの赤色成分の光ＤＬＲを出射し、第２位相変調素子５４Ｇはロービームの配光パターンＰＬの緑色成分の光ＤＬＧを出射し、第３位相変調素子５４Ｂはロービームの配光パターンＰＬの青色成分の光ＤＬＢを出射する。
【０１６７】
位相変調素子集合体５４から出射するこれら光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢは、それぞれフロントカバー１２を介して車両用前照灯１の外部に照射される。このとき、これら光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢは、車両から所定の距離離れた焦点位置において、それぞれの光が照射される領域が互いに重な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。これら光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成された光はロービームの配光パターンＰＬとなるため、照射される光はロービームとなる。なお、これら光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢは、この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とが好ましい。
【０１６８】
ここで、前述の特許文献１では、光源として、例えば、半導体レーザが挙げられている。半導体レーザから出射するレーザ光は概ね楕円形状に広がりながら伝搬するため、このレーザ光の形状が調整されない場合、レーザ光の入射スポットは特定の方向に長尺な概ね楕円形状となる。一方、ホログラム素子は概ね長方形とされており、レーザ光の入射スポットの形状と異なっている。このため、半導体レーザから出射するレーザ光をホログラム素子の全体に入射させる場合、半導体レーザから出射するレーザ光の一部がホログラム素子に照射されずにエネルギー効率が低下するため、エネルギー効率の低下を抑制したいという要請がある。この要請に対しては、例えば、レーザ光の形状を調整して入射スポットの形状をホログラム素子の形状に対応する形状にすることが考えられる。しかし、このような場合、レーザ光の形状を調整するための光学素子が用いられるため、車両用灯具が大型化する虞がある。
【０１６９】
そこで、第２の態様としての本実施形態の車両用前照灯１は、光を出射する光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂ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とを有する位相変調素子集合体５４とを備える。第１位相変調素子５４Ｒは、第１光源５２Ｒからの光ＬＲを回折することによりこの光ＬＲを所定の配光パターンとする複数の変調部ＭＰＲを有する。第２位相変調素子５４Ｇは、第２光源５２Ｇからの光ＬＧを回折することによりこの光ＬＧを所定の配光パターンとする複数の変調部ＭＰＧを有する。第３位相変調素子５４Ｂは、第３光源５２Ｂからの光ＬＢを回折することによりこの光ＬＢを所定の配光パターンとする複数の変調部ＭＰＢを有する。第１位相変調素子５４Ｒの入射面、第２位相変調素子５４Ｇの入射面、及び第３位相変調素子５４Ｂの入射面は、それぞれ横方向に長尺な概ね長方形とされる。第１位相変調素子５４Ｒにおける光ＬＲの入射スポットＳＲ、第２位相変調素子５４Ｇにおける光ＬＧの入射スポットＳＧ、及び第３位相変調素子５４Ｂにおける光ＬＢの入射スポットＳＢは、それぞれ横方向に長尺な概ね楕円形状とされる。入射スポットＳＲの大きさは、少なくとも１つの変調部ＭＰＲを含むことができる大きさとされ、入射スポットＳＧの大きさは、少なくとも１つの変調部ＭＰＧを含むことができる大きさとされ、入射スポットＳＢの大きさは、少なくとも１つの変調部ＭＰＢを含むことができる大きさとされる。第１位相変調素子５４Ｒの入射面の長手方向と入射スポットＳＲの長手方向とは非垂直とされ、第２位相変調素子５４Ｇの入射面の長手方向と入射スポットＳＧの長手方向とは非垂直とされ、第３位相変調素子５４Ｂの入射面の長手方向と入射スポットＳＢの長手方向とは非垂直とされる。
【０１７０】
第２の態様としての本実施形態の車両用前照灯１では、少なくとも１つの変調部ＭＰＲに第１光源５２Ｒからの光ＬＲが入射し得、少なくとも１つの変調部ＭＰＧに第２光源５２Ｇからの光ＬＧが入射し得、少なくとも１つの変調部ＭＰＢに第３光源５２Ｂからの光ＬＢが入射し得る。このため、これら変調部ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢによってロービームの配光パターンＰＬを形成し得る。また、本実施形態の車両用前照灯１では、上記のように、第１位相変調素子５４Ｒの入射面、第２位相変調素子５４Ｇの入射面、及び第３位相変調素子５４Ｂの入射面は、それぞれ横方向に長尺な概ね長方形とされる。入射スポットＳＲ、入射スポットＳＧ、及び入射スポットＳＧは、それぞれ横方向に長尺な概ね楕円形状とされる。第１位相変調素子５４Ｒの入射面の長手方向と入射スポットＳＲの長手方向とは非垂直とされ、第２位相変調素子５４Ｇの入射面の長手方向と入射スポットＳＧの長手方向とは非垂直とされ、第３位相変調素子５４Ｂの入射面の長手方向と入射スポットＳＢの長手方向とは非垂直とされる。このため、本実施形態の車両用前照灯１は、第１位相変調素子５４Ｒの入射面の長手方向と入射スポットＳＲの長手方向とが垂直とされる場合と比べて、第１光源５２Ｒからの光ＬＲの形状を調整しなくても、入射スポットＳＲの一部が第１位相変調素子５４Ｒの入射面からはみ出すことを抑制し得る。また、本実施形態の車両用前照灯１は、第２位相変調素子５４Ｇの入射面の長手方向と入射スポットＳＧの長手方向とが垂直とされる場合と比べて、第２光源５２Ｇからの光ＬＧの形状を調整しなくても、入射スポットＳＧの一部が第２位相変調素子５４Ｇの入射面からはみ出すことを抑制し得、第３位相変調素子５４Ｂの入射面の長手方向と入射スポットＳＢの長手方向とが垂直とされる場合と比べて、第３光源５２Ｂからの光ＬＢの形状を調整しなくても、入射スポットＳＢの一部が第３位相変調素子５４Ｂの入射面からはみ出すことを抑制し得る。従って、本実施形態の車両用前照灯１は、エネルギー効率の低下を抑制しつつ大型化を抑制し得る。
【０１７１】
また、第２の態様としての本実施形態の車両用前照灯１は、第１位相変調素子５４Ｒの入射面の長手方向と入射スポットＳＲの長手方向とは概ね平行とされ、第２位相変調素子５４Ｇの入射面の長手方向と入射スポットＳＧの長手方向とは概ね平行とされ、第３位相変調素子５４Ｂの入射面の長手方向と入射スポットＳＢの長手方向とは概ね平行とされる。従って、本実施形態の車両用前照灯１は、入射スポットＳＲの一部が第１位相変調素子５４Ｒの入射面からはみ出すことをより抑制し得る。また、入射スポットＳＧの一部が第２位相変調素子５４Ｇの入射面からはみ出すことをより抑制し得、入射スポットＳＢの一部が第３位相変調素子５４Ｂの入射面からはみ出すことをより抑制し得る。
【０１７２】
また、第２の態様としての本実施形態の車両用前照灯１は、複数の光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂを有し、位相変調素子集合体５４は、第１光源５２Ｒからの光ＬＲが入射する第１位相変調素子５４Ｒと、第２光源５２Ｇからの光ＬＧが入射する第２位相変調素子５４Ｇと、第３光源５２Ｂからの光ＬＢが入射する第３位相変調素子５４Ｂとを有する。つまり、位相変調素子集合体５４のこれら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂごとに設けられている。位相変調素子集合体５４は、第２位相変調素子５４Ｇに第１位相変調素子５４Ｒと第３位相変調素子５４Ｂが接続されてこれら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが一体に形成された構成とされている。従って、本実施形態の車両用前照灯１では、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが別個に設けられる場合と比べて、部品点数を減少し得る。
【０１７３】
（第５実施形態）
次に、本発明の第２の態様としての第５実施形態について図１０、図１１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。
【０１７４】
図１０は、本発明の第２の態様としての第５実施形態における光学系ユニットを概略的に示す図である。なお、図１０は、前方側であるカバー３６の開口３６Ｈ側から光学系ユニット５０を見る図であり、図１０では、理解を容易にするために、ヒートシンク３０、カバー３６、位相変調素子集合体５４から出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢ等の記載が省略されている。図１０に示すように、本実施形態の光学系ユニット５０は、主に導光光学系１５５を備えない点において、第４実施形態の光学系ユニット５０と異なる。
【０１７５】
本実施形態の光学系ユニット５０では、第４実施形態と同様に、位相変調素子集合体５４は、光が入射される入射面ＥＦが鉛直方向に対して概ね４５度傾くように配置され、発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂは位相変調素子集合体５４の下方に配置される。発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢのそれぞれは、直接位相変調素子集合体５４に入射される。本実施形態では、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは左右方向に並列され、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂを含む発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂは左右方向に並列されている。このように並列される発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂからの光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、左右方向に並列した状態で位相変調素子集合体５４に入射する。
【０１７６】
図１１は、図１０に示す位相変調素子集合体の正面図である。なお、図１１は、光が入射する入射面ＥＦ側から見る位相変調素子集合体５４の正面図であり、図１１では、位相変調素子集合体５４は概略的に示されている。図１１に示すように、本実施形態の位相変調素子集合体５４は、３つの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが隣接して並列される方向が異なる点で第４実施形態の位相変調素子集合体５４と異なる。
【０１７７】
具体的には、本実施形態の位相変調素子集合体５４は、正面視において、左右方向である横方向に長尺な概ね長方形に形成される。３つの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは横方向に隣接して並列され、第２位相変調素子５４Ｇに第１位相変調素子５４Ｒと第３位相変調素子５４Ｂとが接続されている。これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、第１実施形態と同様に、それぞれ横方向に長尺な概ね長方形とされ、入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢは、それぞれ横方向に長尺な概ね楕円形状とされる。このため、第１位相変調素子５４Ｒの入射面の長手方向と入射スポットＳＲの長手方向とは非垂直とされ、第２位相変調素子５４Ｇの入射面の長手方向と入射スポットＳＧの長手方向とは非垂直とされ、第３位相変調素子５４Ｂの入射面の長手方向と入射スポットＳＢの長手方向とは非垂直とされる。また、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの入射面の長手方向は、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが並列される方向である横方向と概ね平行とされる。
【０１７８】
第２の態様としての本実施形態の車両用前照灯１は、第４実施形態と同様にして、第１位相変調素子５４Ｒの入射面の長手方向と入射スポットＳＲの長手方向とが垂直とされる場合と比べて、第１光源５２Ｒからの光ＬＲの形状を調整しなくても、入射スポットＳＲの一部が第１位相変調素子５４Ｒの入射面からはみ出すことを抑制し得る。また、本実施形態の車両用前照灯１は、第２位相変調素子５４Ｇの入射面の長手方向と入射スポットＳＧの長手方向とが垂直とされる場合と比べて、第２光源５２Ｇからの光ＬＧの形状を調整しなくても、入射スポットＳＧの一部が第２位相変調素子５４Ｇの入射面からはみ出すことを抑制し得、第３位相変調素子５４Ｂの入射面の長手方向と入射スポットＳＢの長手方向とが垂直とされる場合と比べて、第３光源５２Ｂからの光ＬＢの形状を調整しなくても、入射スポットＳＢの一部が第３位相変調素子５４Ｂの入射面からはみ出すことを抑制し得る。従って、本実施形態の車両用前照灯１は、エネルギー効率の低下を抑制しつつ大型化を抑制し得る。
【０１７９】
また、第２の態様としての本実施形態の車両用前照灯１では、３つの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは左右方向である横方向に隣接して並列されている。また、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂに対応して左右方向に並列され、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからの光は、導光光学系１５５を介することなく位相変調素子集合体５４に入射される。このため、本実施形態の車両用前照灯１は、導光光学系１５５を備える場合と比べて、簡易な構成にすることができる。また、本実施形態の車両用前照灯１では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの入射面の長手方向は、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが並列される方向である横方向と概ね平行とされる。このため、隣接して並列される位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの入射面のそれぞれの長手方向とこれら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが並列される方向とが垂直とされる場合と比べて、第１位相変調素子５４Ｒと第２位相変調素子５４Ｇとの中心間の距離及び第２位相変調素子５４Ｇと第３位相変調素子５４Ｂとの中心間の距離が長くなる。このため、隣接して並列される位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの入射面のそれぞれの長手方向とこれら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが並列される方向とが垂直とされる場合と比べて、第１光源５２Ｒと第２光源５２Ｇ間の距離及び第２光源５２Ｇと第３光源５２Ｂ間の距離を長くし得る。このため、本実施形態の車両用前照灯１は、隣接して並列される位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの入射面のそれぞれの長手方向とこれら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが並列される方向とが垂直とされる場合と比べて、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂをより大きくし得る。また、本実施形態の車両用前照灯１は、隣接する第１光源５２Ｒと第２光源５２Ｇ及び第２光源５２Ｇと第３光源５２Ｂとが干渉し合うことを抑制し得る。また、本実施形態の車両用前照灯１は、隣接する第１光源５２Ｒと第２光源５２Ｇ間及び第２光源５２Ｇと第３光源５２Ｂ間における熱干渉によってこれら光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂが過加熱されることを抑制し得る。
【０１８０】
（第６実施形態）
次に、本発明の第２の態様としての第６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。
【０１８１】
図１２は、本発明の第２の態様としての第６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。なお、図１２では、理解を容易にするために、ヒートシンク３０、カバー３６等の記載が省略されている。図１２に示すように、本実施形態の光学系ユニット５０は、位相変調素子集合体５４に替わって、１つの位相変調素子５４Ｓを備える点において、第４実施形態の光学系ユニット５０と主に異なる。
【０１８２】
本実施形態では、位相変調素子５４Ｓの構成は第４実施形態の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂと同様の構成とされる。位相変調素子５４Ｓは、光が入射する入射面ＥＦＳ側から見る正面視において横方向に長尺な概ね長方形に形成されている。このため、位相変調素子５４Ｓの入射面ＥＦＳの横方向の幅は当該位相変調素子５４Ｓの入射面ＥＦＳの縦方向の幅よりも大とされる。位相変調素子５４Ｓには、マトリックス状に配置された複数の変調部が形成され、位相変調素子５４Ｓの入射面ＥＦＳの長手方向に並列される変調部の数は、位相変調素子５４Ｓの入射面ＥＦＳの長手方向と垂直な方向に並列される変調部の数よりも多い。
【０１８３】
本実施形態では、第１の態様としての第３実施形態と同様にして、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂに供給される電力が調整されて、これら光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂごとに交互にレーザ光が出射され、発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂごとに交互に光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが出射される。このため、これら発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射する互いに波長帯域の異なる光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが順次位相変調素子５４Ｓに入射する。位相変調素子５４Ｓは入射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが回折された光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢを順次出射する。なお、図１２では、これら光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢはずらして示されている。
【０１８４】
本実施形態では、第４実施形態と同様に、半導体レーザとされる光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからの光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの形状は調整されないため、位相変調素子５４Ｓにおけるこれら光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの入射スポットの形状は概ね楕円形状とされる。本実施形態では、これら概ね楕円形状の入射スポットの大きさはそれぞれ少なくとも１つの変調部を含むことができる大きさとされ、これら入射スポットの長軸はそれぞれ位相変調素子５４Ｓの入射面ＥＦＳの長手方向と概ね平行とされる。また、これら入射スポットは互いに重なっている。
【０１８５】
本実施形態の位相変調素子５４Ｓは、第１の態様としての第３実施形態と同様にして、このように入射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの波長帯域に応じて位相変調パターンを変更することで、ロービームの赤色成分の光である第１の光ＤＬＲと、ロービームの緑色成分の光である第２の光ＤＬＧと、ロービームの青色成分の光である第３の光ＤＬＢとを順次出射する。これら光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢは、それぞれカバー３６の開口３６Ｈから出射し、フロントカバー１２を介して車両用前照灯１の外部に順次照射される。そして、本実施形態の車両用前照灯１は、第１の態様としての第３実施形態と同様にして、残像現象によってこれら光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢを合成させることで、ロービームの配光パターンＰＬの光を出射する。
【０１８６】
第２の態様としての本実施形態では、上記のように、位相変調素子５４Ｓの入射面ＥＦＳの長手方向と、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからの光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢのそれぞれの入射スポットの長手方向とは、非垂直とされる。このため、本実施形態の車両用前照灯１は、第４実施形態と同様にして、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからの光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの形状を調整しなくても、光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢの入射スポットの一部がそれぞれ位相変調素子５４Ｓの入射面ＥＦＳからはみ出すことを抑制し得る。従って、本実施形態の車両用前照灯１は、エネルギー効率の低下を抑制しつつ大型化を抑制し得る。また、本実施形態の車両用前照灯１は、３つの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからの光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを回折する位相変調素子を共通の位相変調素子とすることができるため、部品点数を減少したり、小型化したりし得る。
【０１８７】
なお、第２の態様としての車両用灯具は、光源と、この光源からの光を回折することによりこの光を所定の配光パターンとする少なくとも１つの変調部を有する位相変調素子と、を備え、位相変調素子における光の入射面、及び当該位相変調素子における光の入射スポットは、他の方向よりも所定の方向に長尺な形状とされ、入射スポットの大きさは、少なくとも１つの変調部を含むことができる大きさとされ、位相変調素子の入射面の長手方向と入射スポットの長手方向とが非垂直とされる限りにおいて、特に限定されるものではない。このような構成の車両用灯具は、位相変調素子の入射面の長手方向と入射スポットの長手方向とが垂直とされる場合と比べて、光源からの光の形状を調整しなくても、入射スポットの一部が位相変調素子の入射面からはみ出すことを抑制でき、エネルギー効率の低下を抑制しつつ大型化を抑制し得る。
【０１８８】
また、第２の態様としての第４〜第６実施形態では、車両用灯具としての車両用前照灯１はロービームを照射するものとされたが、第１の態様としての車両用灯具が照射する光はロービームに限定されない。例えば、車両用灯具は、図５（Ｂ）に示されるハイビームの配光パターンＰＨの光を照射するものとされても良く、画像を構成する光を照射するものとされても良い。つまり、第４及び第５実施形態の位相変調素子集合体５４におけるそれぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、合成された光がハイビームの強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ものとされる。また、第６実施形態の位相変調素子５４Ｓは、残像効果によって合成された光がハイビームの強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ものとされる。また、車両用灯具が画像を構成する光を照射するものとされる場合、車両用灯具が出射する光の方向や車両用灯具が車両に取り付けられる位置は特に限定されない。
【０１８９】
また、第２の態様としての第４〜第６実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ，５４Ｓは、反射型の位相変調素子とされた。しかし、位相変調素子として、例えば、ＬＣＤ、ＧＬＶ、回折格子等を用いても良い。
【０１９０】
また、第２の態様としての車両用前照灯は、図６に示される第１の態様としての車両用前照灯１と同様の構成とされてもよい。つまり、光学系ユニット５０は、位相変調素子集合体５４及び導光光学系１５５に替わって、互いに離間する３つの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ及び合成光学系５５を備える構成としてもよい。この場合、３つの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが合成光学系５５によって合成され、この合成された光が車両用前照灯１から出射する。
【０１９１】
また、第２の態様としての第４実施形態では、位相変調素子集合体５４の第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とは縦方向に隣接して並列されていた。また、第２の態様としての第５実施形態では、位相変調素子集合体５４の第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とは横方向に隣接して並列されていた。しかし、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが並列される方向は特に限定されるものではなく、例えば、縦方向及び横方向に並列されていても良い。
【０１９２】
また、第２の態様としての第４及び第６実施形態では、導光光学系１５５は、反射ミラー１５５ｍ、第１光学素子１５５ｆ、及び第２光学素子１５５ｓを備えていた。しかし、導光光学系１５５は、それぞれの発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを位相変調素子集合体５４や位相変調素子５４Ｓに導光すれば良く、第４実施形態や第６実施形態の構成に限定されない。例えば、導光光学系１５５は反射ミラー１５５ｍを備えていなくても良い。このような場合、第１発光光学系５１Ｒから出射する光ＬＲを第１光学素子１５５ｆに入射させる。また、第４実施形態や第６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１５５ｆや第２光学素子１５５ｓに用いられても良い。
【０１９３】
また、第２の態様としての第４及び第６実施形態では、光学系ユニット５０は、発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを位相変調素子集合体５４や位相変調素子５４Ｓに導く導光光学系１５５を備えていた。しかし、光学系ユニット５０は、導光光学系１５５を備えていなくても良い。この場合、これら光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが位相変調素子集合体５４や位相変調素子５４Ｓに入射するように、発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂを配置する。
【０１９４】
また、第２の態様としての第４及び第５実施形態では、光学系ユニット５０は、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧと第３の光ＤＬＢとを合成する合成光学系を備えていなかった。しかし、第４及び第５実施形態の光学系ユニット５０は、第１の態様としての第２実施形態と同様に、合成光学系を備えていても良い。
【０１９５】
また、第２の態様としての第５実施形態では、光学系ユニット５０は、発光光学系５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂから出射する光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを位相変調素子集合体５４に導く導光光学系を備えていなかった。しかし、第５実施形態の光学系ユニット５０は、第４実施形態と同様に、導光光学系を備えていても良い。
【０１９６】
また、第２の態様としての第４〜第６実施形態では、灯具ユニット２０は、結像レンズを含む結像レンズ系を備えていなかった。しかし、灯具ユニット２０は、結像レンズ系を備え、光学系ユニット５０から出射する光をこの結像レンズ系を介して出射させても良い。このような構成にすることで、出射する光の配光パターンをより広い配光パターンにし易くし得る。なお、ここでの広いとは、車両から所定の距離離れた鉛直面上に形成される配光パターンを比べた際に広いことを表している。
【０１９７】
また、第２の態様としての第４〜第６実施形態では、入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢは、概ね楕円形状とされていた。しかし、入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢの形状は他の方向よりも所定の方向に長尺な形状とされていれば良い。
【０１９８】
また、第２の態様としての第４〜第６実施形態では、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ，５４Ｓの形状は概ね長方形とされ、それぞれの入射面も概ね長方形とされていた。しかし、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ，５４Ｓの入射面の形状は他の方向よりも所定の方向に長尺な形状とされていれば良い。
【０１９９】
また、第２の態様としての第４〜第６実施形態では、それぞれの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ，５４Ｓの入射面の長手方向は、水平方向である横方向とされていた。しかし、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ，５４Ｓの入射面の長手方向は、特に限定されるものではなく、鉛直方向である縦方向とされても良い。
【０２００】
また、第２の態様としての第４及び第５実施形態では、３つの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの全てが一体に形成されていた。しかし、部品点数を減少し得る観点では、複数の位相変調素子のうち少なくとも１つの位相変調素子が少なくとも１つの他の位相変調素子に接続されてこの他の位相変調素子と一体に形成されれば良い。
【０２０１】
また、第２の態様としての第５実施形態では、３つの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの全てが隣接して並列されていた。しかし、少なくとも２つの位相変調素子が並列され、この並列される少なくとも２つの位相変調素子の入射面のそれぞれの長手方向とこれら位相変調素子が並列される方向とが平行とされていれば良い。例えば、第５実施形態において、位相変調素子集合体５４における第３位相変調素子５４Ｂが位相変調素子集合体５４と別体に設けられていても良い。
【０２０２】
また、第２の態様としての第６実施形態では、３つの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂが、これら光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂごとに交互に光を出射していた。しかし、部品点数の減少や小型化の観点では、少なくとも２つの光源が、当該光源ごとに交互に光を出射していれば良い。この場合、少なくとも２つの光源から出射する光が入射する位相変調素子から出射する光は残像効果によって合成され、この残像効果によって合成される光と他の位相変調素子から出射する光とが合成されて、所定の配光パターンの光が照射される。
【０２０３】
また、第２の態様としての第４及び第５実施形態では、互いに異なる波長帯域のレーザ光を出射する３つの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、３つの位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが一体とされた１つの位相変調素子集合体５４とを備える光学系ユニット５０を例に説明した。また、第６実施形態では、互いに異なる波長帯域のレーザ光を出射する３つの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、１つの位相変調素子５４Ｓとを備える光学系ユニット５０を例に説明した。しかし、光学系ユニットは、少なくとも１つの光源と、この光源に対応する位相変調素子とを備えれば良い。例えば、光学系ユニットは、白色のレーザ光を出射する光源と、この光源から出射する白色のレーザ光を回折して出射する位相変調素子とを備えていても良い。また、光学系ユニットが光源と位相変調素子を複数備える場合、それぞれの位相変調素子には、少なくともの１つの光源が対応していれば良い。例えば、複数の光源から出射する光が合成された光が１つの位相変調素子に入射されても良い。
【０２０４】
（第７実施形態）
次に、本発明の第３の態様としての第７実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同一又は同様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。
【０２０５】
図１３は、本発明の第３の態様としての第７実施形態における灯具ユニット２０の一部を示す図であり、灯具ユニット２０の上下方向の断面の一部を示す縦断面図である。図１３には、灯具ユニット２０における光学系ユニット５０が示されている。図１３に示すように、本実施形態の光学系ユニット５０では、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと導光光学系１５５との位置関係が第１実施形態の光学系ユニット５０における光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと導光光学系１５５との位置関係と異なる。本実施形態において、これら光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは、第２光源５２Ｇから上記位相変調素子集合体５４までの光路長が最も長くなるように、かつ、第３光源５２Ｂから位相変調素子集合体５４までの光路長が最も短くなるように、灯室Ｒ内に配置される。第１光源５２Ｒは、赤色レーザ光を上方に出射し、第２光源５２Ｇは、緑色レーザ光を前方に出射し、第３光源５２Ｂは、青色レーザ光を前方に出射する。
【０２０６】
なお、本実施形態において、第１光源５２Ｒから出射する赤色レーザ光の全光束数と、第２光源５２Ｇから出射する緑色レーザ光の全光束数と、第３光源５２Ｂから出射する青色レーザ光の全光束数とは、それぞれ同一とされる。
【０２０７】
第１光源５２Ｒの上方には、第１コリメートレンズ５３Ｒが配置されている。第２光源５２Ｇの前方には、第２コリメートレンズ５３Ｇが配置されている。第３光源５２Ｂの前方には、第３コリメートレンズ５３Ｂが配置されている。
【０２０８】
本実施形態では、導光光学系１５５は、第１光学素子１５５ｆと第２光学素子１５５ｓとを有する。第１光学素子１５５ｆは、第１コリメートレンズ５３Ｒの上方かつ第２コリメートレンズ５３Ｇの前方に配置されており、前後方向及び上下方向に対して略４５°傾いている。この第１光学素子１５５ｆ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光学素子１５５ｆは、第１光源５２Ｒから出射する赤色成分の光を透過し、第２光源５２Ｇから出射する緑色成分の光を反射するように構成される。本実施形態において、第１コリメートレンズ５３Ｒから出射する赤色レーザ光及び第２コリメートレンズ５３Ｇから出射する緑色レーザ光は、第１光学素子１５５ｆの出射面の異なる位置から上方に出射する。
【０２０９】
第２光学素子１５５ｓは、第１光学素子１５５ｆの上方かつ第３コリメートレンズ５３Ｂの前方に配置されており、前後方向及び上下方向に対して第１光学素子１５５ｆと同一方向に略４５°傾いている。この第２光学素子１５５ｓは、第１光学素子１５５ｆ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光学素子１５５ｓは、第１光源５２Ｒから出射する赤色成分の光及び第２光源５２Ｇから出射する緑色成分の光を透過し、第３光源５２Ｂから出射する青色成分の光を反射するように構成される。本実施形態において、第１光学素子１５５ｆから出射する赤色レーザ光、第１光学素子１５５ｆから出射する緑色レーザ光、及び第３コリメートレンズ５３Ｂから出射する青色レーザ光は、第２光学素子１５５ｓの出射面の異なる位置から上方に出射する。
【０２１０】
位相変調素子集合体５４は、導光光学系１５５の上方に配置されており、前後方向及び上下方向に対して光学素子１５５ｆ，１５５ｓと同一方向に略４５°傾いている。位相変調素子集合体５４は、第１実施形態の位相変調素子集合体５４と同様に、複数の位相変調素子を含んでいる。具体的に、位相変調素子集合体５４は、上記赤色レーザ光の位相を変調して当該赤色レーザ光を所定の配光パターンとする第１位相変調素子５４Ｒと、上記緑色レーザ光の位相を変調して当該緑色レーザ光を所定の配光パターンとする第２位相変調素子５４Ｇと、上記青色レーザ光の位相を変調して当該青色レーザ光を所定の配光パターンとする第３位相変調素子５４Ｂとを含んでおり、これら位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが一方向に並べられた構成とされる。
【０２１１】
本実施形態において、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂのそれぞれは、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、具体的には、反射型のＬＣＯＳとされる。
【０２１２】
次に、上記位相変調素子集合体５４の構成についてより詳細に説明する。
【０２１３】
本実施形態の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、第１実施形態の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂと同様の構成とされる。しかし、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの正面視の外形は、第１実施形態の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの外形と異なる。図１４は、図１３に示す位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂを概略的に示す正面図である。図１４に示すように、位相変調素子集合体５４は、正面視において略長方形に形成されており、最上部に位置する第１位相変調素子５４Ｒと、第１位相変調素子５４Ｒの下方に位置する第２位相変調素子５４Ｇと、第２位相変調素子５４Ｇの下方に位置する第３位相変調素子５４Ｂとを有している。この位相変調素子集合体５４には、駆動回路６０Ｒが電気的に接続されている。
【０２１４】
ここで、図１４には、第１位相変調素子５４Ｒに入射する赤色レーザ光の入射スポットＳＲが実線で、第２位相変調素子５４Ｇに入射する緑色レーザ光の入射スポットＳＧが破線で、第３位相変調素子５４Ｂに入射する青色レーザ光の入射スポットＳＢが一点鎖線で示されている。本実施形態では、入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢのうち、青色レーザ光の入射スポットＳＢが最も大きく、緑色レーザ光の入射スポットＳＧが最も小さい。つまり、光源から位相変調素子集合体５４までの光路長が長い光ほど上記スポット径が小さくされる。なお、図１４では、入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢが円で示されているが、入射スポットの外形は非円形でもよく、例えば、楕円でもよい。
【０２１５】
本実施形態では、第１位相変調素子５４Ｒの変調部ＭＰＲのそれぞれは、赤色レーザ光に対応した同一の位相変調パターンを有している。また、第２位相変調素子５４Ｇの変調部ＭＰＧのそれぞれは、緑色レーザ光に対応した同一の位相変調パターンを有している。また、第３位相変調素子５４Ｂの変調部ＭＰＢのそれぞれは、青色レーザ光に対応した同一の位相変調パターンを有している。
【０２１６】
本実施形態において、入射スポットＳＲの全体が図１４に示すように第１位相変調素子５４Ｒに入射する場合、入射スポットＳＲには変調部ＭＰＲが少なくとも１つ含まれる。上述のように、各変調部ＭＰＲは同一の位相変調パターンを有しているため、入射スポットＳＲの全体が第１位相変調素子５４Ｒに入射する場合、第１位相変調素子５４Ｒから出射する赤色レーザ光の配光パターンは、変調部ＭＰＲの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。本実施形態において、この所定の配光パターンは、図５（Ａ）に示すロービームの配光パターンＰＬが形成され得る配光パターンとされる。以下、位相変調素子集合体５４から出射する赤色レーザ光を第１の光ＤＬＲということがある。
【０２１７】
また、入射スポットＳＧの全体が図１４に示すように第２位相変調素子５４Ｇに入射する場合、入射スポットＳＧには変調部ＭＰＧが少なくとも１つ含まれる。上述のように、各変調部ＭＰＧは同一の位相変調パターンを有しているため、入射スポットＳＧの全体が第２位相変調素子５４Ｇに入射する場合、第２位相変調素子５４Ｇから出射する緑色レーザ光の配光パターンは、変調部ＭＰＧの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。本実施形態において、この所定の配光パターンは、ロービームの配光パターンＰＬが形成され得る配光パターンとされる。以下、位相変調素子集合体５４から出射する緑色レーザ光を第２の光ＤＬＧということがある。
【０２１８】
また、入射スポットＳＢの全体が図１４に示すように第３位相変調素子５４Ｂに入射する場合、入射スポットＳＢには変調部ＭＰＢが少なくとも１つ含まれる。上述のように、各変調部ＭＰＢは同一の位相変調パターンを有しているため、入射スポットＳＢの全体が第３位相変調素子５４Ｂに入射する場合、第３位相変調素子５４Ｂから出射する青色レーザ光の配光パターンは、変調部ＭＰＢの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。本実施形態において、この所定の配光パターンは、ロービームの配光パターンＰＬが形成され得る配光パターンとされる。以下、位相変調素子集合体５４から出射する青色レーザ光を第３の光ＤＬＢということがある。
【０２１９】
次に、本実施形態の車両用前照灯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。
【０２２０】
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１３に示すように、この赤色レーザ光は上方に出射し、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前方に出射する。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前方に出射する。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。
【０２２１】
第１コリメートレンズ５３Ｒから出射する赤色レーザ光は、上述のように、第１コリメートレンズ５３Ｒの上方に配置された第１光学素子１５５ｆを透過する。また、第２コリメートレンズ５３Ｇから出射する緑色レーザ光は、上述のように、第２コリメートレンズ５３Ｇの前方に配置された第１光学素子１５５ｆで反射する。つまり、この緑色レーザ光は、第１光学素子１５５ｆで９０度方向転換し、前方に出射する。上述のように、これら赤色レーザ光及び緑色レーザ光は、第１光学素子１５５ｆの出射面の異なる位置から出射する。このため、第１光学素子１５５ｆから出射する赤色レーザ光及び緑色レーザ光は、概して前後方向に並んだ状態で上方に伝搬する。
【０２２２】
上述のように、赤色レーザ光及び緑色レーザ光は、第１光学素子１５５ｆの上方に配置された第２光学素子１５５ｓを透過する。また、第３コリメートレンズ５３Ｂから出射する青色レーザ光は、上述のように、第３コリメートレンズ５３Ｂの前方に配置された第２光学素子１５５ｓで反射する。つまり、この青色レーザ光は、第２光学素子１５５ｓで９０度方向転換し、前方に出射する。上述のように、これら赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光は、第２光学素子１５５ｓの出射面の異なる位置から出射する。このため、第２光学素子１５５ｓから出射する赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光は、概して前後方向に並んだ状態で上方に伝搬する。具体的には、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光のうち、赤色レーザ光が最も前方側に位置し、青色レーザ光が最も後方側に位置する。
【０２２３】
上述のように、赤色レーザ光が最も前方側に位置し、青色レーザ光が最も後方側に位置した状態で、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光が上方に伝搬する結果、赤色レーザ光は、第２光学素子１５５ｓの上方に配置された位相変調素子集合体５４の第１位相変調素子５４Ｒに入射する。また、緑色レーザ光は、上記位相変調素子集合体５４の第２位相変調素子５４Ｇに入射する。また、青色レーザ光は、上記位相変調素子集合体５４の第３位相変調素子５４Ｂに入射する。
【０２２４】
なお、本実施形態では、上述のように、各光源から位相変調素子集合体５４までの光路長のうち、第２光源５２Ｇから位相変調素子集合体５４までの緑色レーザ光の光路長が最も長くなっており、第３光源５２Ｂから位相変調素子集合体５４までの青色レーザ光の光路長が最も短くなっている。
【０２２５】
第１位相変調素子５４Ｒに入射した赤色レーザ光は、第１位相変調素子５４Ｒで回折されて第１の光ＤＬＲとなる。この第１の光ＤＬＲが第１位相変調素子５４Ｒから前方に出射する。上述のように、この第１の光ＤＬＲは、ロービームの配光パターンＰＬとされる。また、第２位相変調素子５４Ｇに入射した緑色レーザ光は、第２位相変調素子５４Ｇで回折されて第２の光ＤＬＧとなる。この第２の光ＤＬＧが第２位相変調素子５４Ｇから前方に出射する。上述のように、この第２の光ＤＬＧは、ロービームの配光パターンＰＬとされる。また、第３位相変調素子５４Ｂに入射した青色レーザ光は、第３位相変調素子５４Ｂで回折されて第３の光ＤＬＢとなる。この第３の光ＤＬＢが第３位相変調素子５４Ｂから前方に出射する。上述のように、この第３の光ＤＬＢは、ロービームの配光パターンＰＬとされる。
【０２２６】
このように、位相変調素子集合体５４から出射する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢは、いずれもロービームの配光パターンとされる。このため、これらの光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢがカバー３６の開口３６Ｈから出射して、所定の距離だけ前方に伝搬することで、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが重なり合い、白色光であるロービームが形成され得る。
【０２２７】
ここで、前述の特許文献１に記載されたような位相変調素子を用いる車両用灯具では、波長の異なるレーザ光を出射する複数の半導体レーザを用いて所望の色を合成することが考えられる。しかし、複数の半導体レーザを用いる場合、各半導体レーザから、所望の配光パターンを形成する位相変調素子までの距離がそれぞれ異なる場合がある。また、一般的に、複数の半導体レーザ素子から出射する波長の異なるレーザ光の径は互いに異なる傾向にある。この様な場合、レンズやシェードを用いて、位相変調素子に入射するレーザ光のスポット径を揃えることが考えられるが、これでは、部品点数の増加を招いてしまう。
【０２２８】
そこで、第３の態様としての本実施形態の車両用前照灯１は、互いに波長の異なる光を出射する複数の光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、複数の光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂのそれぞれから出射する光を回折することにより、複数の光をそれぞれ所定の配光パターンとする位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂと、を備える。波長の異なる光の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける入射スポットＳＲ，ＳＧ,ＳＢの大きさが互いに異なる。このため、本実施形態の車両用前照灯１では、波長の相違する光の入射スポットＳＲ，ＳＧ,ＳＢの大きさを調整するための光学部品などを設けなくし得、部品点数の増加が抑制され得る。
【０２２９】
また、車両用前照灯１を搭載する車両が振動して光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂが揺れると、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射するレーザ光も揺れるため、上記入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢが位相変調素子集合体５４の入射面上を移動する場合がある。この場合、入射スポットが移動する距離が大きいと、入射スポットが位相変調素子集合体５４の外側にはみ出したり、異なる位相変調素子にはみ出したりする場合がある。例えば、所定色のレーザ光の入射スポットが、異なる色のレーザ光に対応する位相変調素子にはみ出した場合を考える。この場合、はみ出した領域の位相変調パターンは、異なる色のレーザ光に対応した位相変調パターンであるため、当該はみ出した領域から出射する上記所定色のレーザ光の配光パターンは、ロービームとは異なる配光パターンとなり得る。そして、このようなロービームとは異なる配光パターンを有する光が車両用前照灯１の出射光に混在することで、ロービームの形成が阻害され得る。
【０２３０】
上述のように光源が揺れると、照射位置までの光路長が長い光ほど、当該光の上記照射位置における入射スポットの揺れ幅も大きくなる傾向がある。本実施形態の車両用前照灯１によれば、上述のように、光源から位相変調素子集合体５４までの光路長が長い光ほど上記スポット径が小さくされるため、図１４に示すように、緑色レーザ光の入射スポットＳＧが入射スポットＳＲ，ＳＢに比べて小さくなっている。このため、車両の振動などによって緑色レーザ光の入射スポットＳＧが大きく移動した場合でも、入射スポットＳＧが第１位相変調素子５４Ｒや第３位相変調素子５４Ｂにはみ出してしまうことが抑制され得る。したがって、本実施形態の車両用前照灯１によれば、ロービームのような所望の配光パターンが崩れることが抑制され得る。
【０２３１】
このように照射位置までの光路長に応じて各レーザ光の入射スポットの大きさが相違することによって、入射スポットの大きさを調整する光学系等を設けることなく、スポット径が位相変調素子からはみ出してしまうことが抑制され得、部品点数の増加が抑制され得る。
【０２３２】
なお、光路長が緑色レーザ光に比べて長い赤色レーザ光及び青色レーザ光の入射スポットＳＲ，ＳＢを同じ大きさとし、入射スポットＳＧの大きさのみを小さくしてもよい。すなわち、入射スポットの大きさが互いに異なる少なくとも２つの光のうち、位相変調素子までの光路長が長い光ほど入射スポットが小さくされればよい。ただし、上述のように、光源から位相変調素子集合体５４までの光路長が長いほど入射スポットを小さくすることで、光路長の長さに応じた入射スポットの大きさとなるため、所望の配光パターンがより得られ易くなり得る。
【０２３３】
（第８実施形態）
次に、本発明の第３の態様としての第８実施形態について説明する。なお、第７実施形態と同一又は同等の構成要素について、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を省略する。
【０２３４】
図１５は、本発明の第３の態様としての第８実施形態における車両用前照灯１の灯具ユニット２０の一部を図１３と同様に示す図である。なお、図１５では、理解を容易にするために、灯具ユニット２０のヒートシンク３０、カバー３６等が省略されている。図１５に示すように、第８実施形態における灯具ユニット２０は、１つの位相変調素子５４Ｓが設けられる点において、光源ごとに位相変調素子が設けられて位相変調素子集合体５４が構成される第７実施形態における灯具ユニット２０と相違する。以下、第８実施形態における灯具ユニット２０の構成について説明する。
【０２３５】
本実施形態において、第１光源５２Ｒは赤色レーザ光を上方に出射し、第２光源５２Ｇは緑色レーザ光を前方に出射し、第３光源５２Ｂは青色レーザ光を前方に出射する。これら赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光は、合成光学系５５を経由して位相変調素子５４Ｓに入射する。これら光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは、第２光源５２Ｇから位相変調素子５４Ｓまでの光路長が最も長くなるように、かつ、第３光源５２Ｂから位相変調素子５４Ｓまでの光路長が最も短くなるように、灯室Ｒ内に配置される。なお、本実施形態における赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光の全光束数は、第７実施形態と同様に同一とされる。
【０２３６】
図１６は、図１５に示す位相変調素子５４Ｓを当該位相変調素子５４Ｓに入射する光の入射スポットとともに概略的に示す正面図である。図１６に示すように、本実施形態では、位相変調素子５４Ｓまでの光路長が最も長い緑色レーザ光の入射スポットＳＧが最も小さくされ、位相変調素子５４Ｓまでの光路長が最も短い青色レーザ光の入射スポットＳＢが最も大きくされる。なお、図１６では、入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢが円で示されているが、入射スポットの外形は非円形でもよく、例えば、楕円でもよい。
【０２３７】
本実施形態の光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは、不図示の制御システムに接続されている。この制御システムは、光源５２Ｒが赤色レーザ光を出射している間は光源５２Ｇ，５２Ｂからの光を非出射とし、光源５２Ｇが緑色レーザ光を出射している間は光源５２Ｒ，５２Ｂからの光を非出射とし、光源５２Ｂが青色レーザ光を出射している間は光源５２Ｒ，５２Ｇからの光を非出射とする。すなわち、本実施形態における車両用前照灯１は、上記制御システムの制御に基づいて、所定の周期で光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからの光の出射を切り替える。
【０２３８】
なお、第７実施形態と同様に、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射したレーザ光は、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂでコリメートされる。
【０２３９】
図１５に示すように、コリメートレンズ５３Ｒの上方かつコリメートレンズ５３Ｇ，５３Ｂの前方には、合成光学系５５が設けられている。すなわち、コリメートレンズ５３Ｒの上方かつコリメートレンズ５３Ｇの前方に第１光学素子５５ｆが設けられ、第１光学素子５５ｆの上方かつコリメートレンズ５３Ｂの前方に第２光学素子５５ｓが設けられる。これら光学素子５５ｆ，５５ｓは、前後方向及び上下方向において同一方向に略４５°傾けて配置される。
【０２４０】
第２光学素子５５ｓの上方には、１つの位相変調素子５４Ｓが設けられている。この位相変調素子５４Ｓは、合成光学系５５を通過した赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光が入射可能な位置に配置される。本実施形態における位相変調素子５４Ｓは、例えば反射型のＬＣＯＳとされる。この位相変調素子５４Ｓは、前後方向及び上下方向において略４５°傾けて配置されており、その傾き方向は光学素子５５ｆ，５５ｓと同一方向とされる。
【０２４１】
次に、本実施形態の灯具ユニット２０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。
【０２４２】
上述のように、本実施形態における灯具ユニット２０は、上記制御システムの制御に基づいて、所定の周期で光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからの光の出射を切り替える。例えば、まず、第１光源５２Ｒから赤色レーザ光が所定時間にわたって出射する。この間、光源５２Ｇ，５２Ｂからのレーザ光は非出射とされる。この赤色レーザ光は、コリメートレンズ５３Ｒでコリメートされた後、合成光学系５５を経由して位相変調素子５４Ｓに入射する。図１６に示すように、この赤色レーザ光は、所定の大きさの入射スポットＳＲで位相変調素子５４Ｓの入射面に入射する。
【０２４３】
位相変調素子５４Ｓに赤色レーザ光が入射すると、この赤色レーザ光は位相変調素子５４Ｓで回折されるとともに反射して、ロービームの配光パターンＰＬを有する第１の光ＤＬＲが前方に出射する。
【０２４４】
所定の時間が経過すると、光源５２Ｒからの光が非出射の状態になり、光源５２Ｒから光が出射する代わりに、光源５２Ｇから緑色レーザ光が所定の時間にわたって出射する。この緑色レーザ光は、コリメートレンズ５３Ｇでコリメートされた後、合成光学系５５を経由して、位相変調素子５４Ｓに入射する。上述のように、この緑色レーザ光は、赤色レーザ光の入射スポットＳＲよりも小さな入射スポットＳＧで位相変調素子５４Ｓの入射面に入射する。
【０２４５】
位相変調素子５４Ｓに緑色レーザ光が入射すると、この緑色レーザ光は位相変調素子５４Ｓで回折されるとともに反射して、ロービームの配光パターンＰＬを有する第２の光ＤＬＧが前方に出射する。
【０２４６】
さらに所定の時間が経過すると、光源５２Ｇからの光が非出射の状態になり、光源５２Ｇから光が出射する代わりに、光源５２Ｂから青色レーザ光が所定の時間にわたって出射する。この青色レーザ光は、コリメートレンズ５３Ｂでコリメートされた後、合成光学系５５を経由して、位相変調素子５４Ｓに入射する。上述のように、この青色レーザ光は、赤色レーザ光の入射スポットＳＲよりも大きな入射スポットＳＢで位相変調素子５４Ｓの入射面に入射する。
【０２４７】
位相変調素子５４Ｓに青色レーザ光が入射すると、この青色レーザ光は位相変調素子５４Ｓで回折されるとともに反射して、ロービームの配光パターンＰＬを有する第３の光ＤＬＢが前方に出射する。
【０２４８】
上記制御システムの上記制御により、上記光の出射サイクルが所定の周期で繰り返される。
【０２４９】
このように、制御システムが光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからの光の出射を所定の周期で切り替えることで、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが車両用前照灯１から所定の周期で切り替えられて出射する。この周期が人の視覚の時間分解能よりも短い場合、第１の態様としての第３実施形態と同様に、残像効果が生じ、人は異なる色の光があたかも合成されて照射されていると認識し得る。したがって、本実施形態における上記周期を人の時間分解能よりも短くすることで、人は、白色光であるロービームが車両用前照灯１から出射されていると認識し得る。
【０２５０】
前述のように、人の視覚の時間分解能は概ね１／３０ｓであるため、上記周期を１／３０ｓ以下とすることが好ましく、１／６０ｓ以下とすることがさらに好ましい。なお、上記周期が１／３０ｓよりも大きい場合であっても上記残像効果が生じ得る。例えば、上記周期が１／１５ｓであっても上記残像効果が生じ得る。
【０２５１】
以上のように、本実施形態の車両用前照灯１によれば、赤色レーザ光及び青色レーザ光に比べて位相変調素子集合体５４までの光路長が長い緑色レーザ光の入射スポットＳＧが最も小さくされるため、第７実施形態と同様に、車両の振動などによって緑色レーザ光の入射スポットＳＧが大きく移動した場合でも、入射スポットＳＧが位相変調素子５４Ｓからはみ出してしまうことが抑制され得る。したがって、本実施形態の車両用前照灯１によれば、ロービームのような所望の配光パターンが得られ易くなり得る。
【０２５２】
このように照射位置までの光路長に応じて各レーザ光の入射スポットの大きさが相違することによって、入射スポットの大きさを調整する光学系等を設けることなく、スポット径が位相変調素子からはみ出してしまうことが抑制され得、部品点数の増加が抑制され得る。また、本実施形態における車両用前照灯１によれば、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂからのレーザ光が共通の位相変調素子５４Ｓに入射するため、位相変調素子の数を減らして１つにすることができ、部品点数の増加がより効果的に抑制され得る。
【０２５３】
（第９実施形態）
次に、本発明の第３の態様としての第９実施形態について説明する。なお、第７実施形態と同一又は同等の構成要素について、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を省略する。
【０２５４】
図１７は、本発明の第３の態様としての第９実施形態における車両用前照灯１の灯具ユニット２０の一部を図１３と同様に示す図である。図１７に示すように、第９実施形態における灯具ユニット２０は、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが互いに離間して配置されている点等において第９実施形態における灯具ユニット２０と相違する。以下、第９実施形態における灯具ユニット２０について説明する。
【０２５５】
図１７に示すように、本実施形態における灯具ユニット２０の光学系ユニット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、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、具体的には、反射型のＬＣＯＳとされる。
【０２５６】
第１光源５２Ｒは、所定の全光束数の赤色レーザ光を上方に出射する。第２光源５２Ｇは、赤色レーザ光よりも大きな全光束数の緑色レーザ光を後方に出射する。第３光源５２Ｂは、緑色レーザ光よりも大きな全光束数の青色レーザ光を後方に出射する。つまり、本実施形態では、赤色レーザ光の全光束数が最も小さく、青色レーザ光の全光束数が最も大きくなっている。
【０２５７】
なお、第７実施形態と同様に、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射したレーザ光は、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂでコリメートされる。
【０２５８】
第１位相変調素子５４Ｒは、第１コリメートレンズ５３Ｒの上方に配置されており、前後方向及び上下方向に対して略４５°傾斜している。コリメートレンズ５３Ｒでコリメートされた赤色レーザ光は、この第１位相変調素子５４Ｒの入射面に所定の大きさの入射スポットＳＲで入射する。
【０２５９】
第２位相変調素子５４Ｇは、第２コリメートレンズ５３Ｇの後方に配置されており、前後方向及び上下方向に対して第１位相変調素子５４Ｒとは反対方向に略４５°傾斜して配置されている。コリメートレンズ５３Ｇでコリメートされた緑色レーザ光は、上記入射スポットＳＲよりも大きな入射スポットＳＧで第２位相変調素子５４Ｇの入射面に入射する。
【０２６０】
第３位相変調素子５４Ｂは、第３コリメートレンズ５３Ｂの後方に配置されており、前後方向及び上下方向に対して第１位相変調素子５４Ｒとは反対方向に略４５°傾斜して配置されている。コリメートレンズ５３Ｂでコリメートされた青色レーザ光は、上記入射スポットＳＧよりも大きな入射スポットＳＢで第３位相変調素子５４Ｂの入射面に入射する。
【０２６１】
以上のように、本実施形態では、全光束数が最も小さい赤色レーザ光の入射スポットＳＲが最も小さく、全光束数が最も大きい青色レーザ光の入射スポットＳＢが最も大きくなっている。
【０２６２】
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。
【０２６３】
第１光源５２Ｒから上方に出射した赤色レーザ光は、コリメートレンズ５３Ｒでコリメートされ、所定の大きさの入射スポットＳＲで第１位相変調素子５４Ｒに入射する。この赤色レーザ光は、第１位相変調素子５４Ｒで回折しつつ反射して、ロービームの配光パターンＰＬとされた第１の光ＤＬＲが前方に出射する。
【０２６４】
第２光源５２Ｇから後方に出射した緑色レーザ光は、コリメートレンズ５３Ｇでコリメートされ、入射スポットＳＲよりも大きな入射スポットＳＧで第２位相変調素子５４Ｇに入射する。この緑色レーザ光は、第２位相変調素子５４Ｇで回折しつつ反射して、ロービームの配光パターンＰＬとされた第２の光ＤＬＧが上方に出射する。
【０２６５】
第３光源５２Ｂから後方に出射した青色レーザ光は、コリメートレンズ５３Ｂでコリメートされ、入射スポットＳＧよりも大きな入射スポットＳＢで第３位相変調素子５４Ｂに入射する。この青色レーザ光は、第３位相変調素子５４Ｂで回折しつつ反射して、ロービームの配光パターンＰＬとされた第３の光ＤＬＢが上方に出射する。
【０２６６】
第１位相変調素子５４Ｒから出射した第１の光ＤＬＲは、第１位相変調素子５４Ｒの前方に配置された合成光学系５５の第１光学素子５５ｆを透過する。第２位相変調素子５４Ｇから出射した第２の光ＤＬＧは、第２位相変調素子５４Ｇの上方に配置された第１光学素子５５ｆで反射して、当該第１光学素子５５ｆから前方に出射する。こうして、光ＤＬＲ，ＤＬＧからなる第１合成光ＬＳ１が前方に伝搬する。
【０２６７】
第１光学素子５５ｆから出射した第１合成光ＬＳ１は、第１光学素子５５ｆの前方に配置された合成光学系５５の第２光学素子５５ｓを透過する。第３位相変調素子５４Ｂから出射した第３の光ＤＬＢは、第３位相変調素子５４Ｂの上方に配置された第２光学素子５５ｓで反射して、当該第２光学素子５５ｓから前方に出射する。こうして、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢからなる第２合成光ＬＳ２が第２光学素子５５ｓから前方に出射する。
【０２６８】
第２合成光を形成する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢは、上述のように、いずれもロービームの配光パターンを有している。このため、開口３６Ｈから出射する第２合成光ＬＳ２が所定の距離だけ前方に伝搬することで、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが重なり合い、白色光であるロービームが形成され得る。
【０２６９】
以上のように、本実施形態における車両用前照灯１によれば、全光束数の最も大きな青色レーザ光の入射スポットＳＢが最も大きくされ、全光束数の最も小さな赤色レーザ光の入射スポットＳＲが最も小さくされる。このため、位相変調素子５４Ｒに入射する赤色レーザ光の単位面積当たりのエネルギーと、位相変調素子５４Ｇに入射する緑色レーザ光の単位面積当たりのエネルギーと、位相変調素子５４Ｂに入射する青色レーザ光の単位面積当たりのエネルギーとが均等に近くなり得る。そのため、特定の位相変調素子が他の位相変調素子よりも早く劣化してしまうことが抑制され得、長期間にわたって配光パターンの崩れが抑制され得る。したがって、車両用前照灯の耐用期限が短くなることが抑制され得る。
【０２７０】
このように全光束数に応じて各レーザ光の入射スポットの大きさが相違することによって、入射スポットの大きさを調整する光学系を設けることなく、各レーザ光の単位面積当たりのエネルギーを均等にし得、部品点数の増加が抑制され得る。
【０２７１】
（第１０実施形態）
次に、本発明の第３の態様としての第１０実施形態について説明する。なお、第７実施形態と同一又は同等の構成要素について、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を省略する。
【０２７２】
本発明の第３の態様としての第１０実施形態における車両用前照灯１の灯具ユニット２０は、３つの第１光源５２Ｒと、２つの第２光源５２Ｇと、１つの第３光源５２Ｂとを備える点において、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂを１つずつ備える第７実施形態における灯具ユニット２０と相違する。
【０２７３】
本実施形態の光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは、縦断面視において図１３と視認し得るが、第１光源５２Ｒが前後方向及び上下方向に垂直な奥行方向に沿って３つ配置され、３つの第１光源５２Ｒの上方に第２光源５２Ｇが奥行方向に沿って２つ配置され、２つの第２光源５２Ｇの上方に１つの第３光源５２Ｂが配置されている。なお、本実施形態では、複数の光源のそれぞれから出射する光の各全光束量は概ね同一とされる。
【０２７４】
白色光の明るさ及びホワイトバランスを良好にするためには、例えば、赤色光、緑色光、及び青色光のうち、赤色光の全光束量を最も大きくし、青色光の全光束量を最も小さくすることが好ましい場合がある。このため、本実施形態の灯具ユニット２０では、上述のように、赤色光を出射する第１光源５２Ｒを３つ配置して赤色光の全光束量を最も大きくし、緑色光を出射する第２光源５２Ｇを２つ配置して緑色光の全光束量を赤色光の全光束量よりも小さくし、青色光を出射する第３光源５２Ｂを１つ配置して青色光の全光束量を最も小さくしている。
【０２７５】
図１８は、本実施形態に係る位相変調素子を当該位相変調素子に入射する光の入射スポットとともに図１４と同様の視点で示す正面図である。図１８に示すように、本実施形態では、第１光源５２Ｒの数が３つで最も多く、これらの第１光源５２Ｒから出射する赤色光の入射スポットＳＲのそれぞれが、２つの緑色光の入射スポットＳＧ及び１つの青色光の入射スポットＳＢに比べて小さくなっている。また、２つの第２光源５２Ｇから出射する緑色光の入射スポットＳＧのそれぞれが、入射スポットＳＲよりも小さくなっている。また、第３光源５２Ｂの数が１つで最も少なく、この第３光源５２Ｂから出射する青色光の入射スポットＳＢが最も大きくなっている。このように、本実施形態では、入射スポットが小さい光ほど、より多数の光源から出射されるようになっている。
【０２７６】
こうすることで、第１位相変調素子５４Ｒを他の位相変調素子５４Ｇ，５４Ｂに比べて大きくしなくても、より多数の光源５２Ｒから出射する赤色光を漏れなく受光することが可能になり得る。
【０２７７】
このように、入射スポットが小さい光ほど、より多数の光源から出射されることによって、入射スポットの大きさを調整する光学系等を設けることなく、位相変調素子の大型化を抑制しつつ当該位相変調素子で多数の光源から出射する光を漏れなく受光し得、部品点数の増加が抑制され得る。
【０２７８】
なお、本実施形態では、第１光源５２Ｒの数（３つ）が最も多く、第３光源５２Ｂの数（１つ）が最も少ない例を説明したが、入射スポットの大きさが互いに異なる少なくとも２つの光のうち、入射スポットが小さい光ほどより多くの光源から出射されればよい。
【０２７９】
なお、本発明の第３の態様について、第７〜第１０実施形態を例に説明したが、本発明の第３の態様はこれらに限定されるものではない。
【０２８０】
例えば、第３の態様としての第７及び第８実施形態では、位相変調素子までの光路長が長いレーザ光ほど位相変調素子における入射スポットが小さくされる例を説明したが、これに限られない。例えば、第９実施形態と同様に、全光束数が大きいレーザ光ほど位相変調素子における入射スポットを大きくしてもよい。この場合、第９実施形態と同様に、位相変調素子５４Ｒに入射する赤色レーザ光の単位面積当たりのエネルギーと、位相変調素子５４Ｇに入射する緑色レーザ光の単位面積当たりのエネルギーと、位相変調素子５４Ｂに入射する青色レーザ光の単位面積当たりのエネルギーとが、それぞれ同一に近くなり得る。このため、特定の位相変調素子が他の位相変調素子よりも早く劣化してしまうこと等が抑制され得る。
【０２８１】
また、第３の態様としての第９実施形態では、全光束数の大きなレーザ光ほど位相変調素子における入射スポットが大きくされる例を説明したが、これに限られない。例えば、第７及び第８実施形態と同様に、位相変調素子までの光路長が長いレーザ光ほど位相変調素子における入射スポットが小さくされてもよい。この場合、第９実施形態の車両用前照灯１において、所望の配光パターンが得られ易くなり得る。
【０２８２】
また、第３の態様としての第７〜第１０実施形態では、第１光源５２Ｒから出射する赤色光の入射スポットＳＲと、第２光源５２Ｇから出射する緑色光の入射スポットＳＧと、第３光源５２Ｂから出射する青色光の入射スポットＳＢとが、すべて相違する例を説明したが、入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢのうち少なくとも２つの大きさが相違すればよい。ただし、入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢの大きさがすべて相違する場合、スポット径の大きさをより効果的に調整し得、部品点数の増加がより効果的に抑制し得る。
【０２８３】
また、入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢの大きさをすべて相違させる場合、例えば、波長の長い光ほど大きく屈折する傾向があることを考慮して、波長の長い光の入射スポットほど小さくしてもよい。例えば、図１９に示すように、波長の最も長い赤色光の入射スポットＳＲ、波長が赤色光よりも短い緑色光の入射スポットＳＧ、及び波長が最も短い青色光の入射スポットＳＢの順にスポットの大きさを大きくし、これら入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢを同心円にする。赤色光、緑色光、及び青色光は、それぞれ位相変調素子５４Ｓで屈折した後、位相変調素子５４Ｓで反射して位相変調素子５４Ｓから出射する。上述のように、波長の長い光ほど大きく屈折する傾向があるため、位相変調素子５４Ｓから出射する赤色光は位相変調素子５４Ｓ内で最も大きく屈折しており、位相変調素子５４Ｓから出射する青色光は位相変調素子５４Ｓ内で最も小さく屈折している。ここで、上述のように、同心円をなす入射スポットＳＲ，ＳＧ，ＳＢのうち入射スポットＳＲが最も小さく、入射スポットＳＢが最も大きいため、位相変調素子５４Ｓから出射する赤色光、緑色光、及び青色光が所定の距離だけ伝搬することで、赤色光、緑色光、及び青色光のそれぞれの外縁が重なり合い、赤色光、緑色光、及び青色光からなる合成光の外縁における色にじみが抑制され得る。
【０２８４】
また、第３の態様としての第７〜第１０実施形態では、位相変調素子として反射型のＬＣＯＳを用いた例を説明したが、位相変調素子として他のタイプの位相変調素子を用いてもよい。例えば、ＬＣＤを用いてもよいし、回折格子を用いてもよいし、ＧＬＶを用いてもよい。
【０２８５】
また、第３の態様としての第７〜第１０実施形態では、車両用灯具としての車両用前照灯１はロービームを照射するものとされたが、第３の態様としての車両用灯具が照射する光はロービームに限定されない。例えば、他の実施形態における車両用灯具は、図５（Ａ）示すように、ロービームと標識認識用の光ＯＨＳとを照射するように構成されてもよい。また、他の別の実施形態における車両用灯具は、図５（Ｂ）に示すようなハイビームの配光パターンＰＨの光を照射するように構成されてもよい。また、さらに別の実施形態では、本発明の第３の態様としての車両用灯具を、画像を構成するものとして適用してもよい。このような場合、車両用灯具から出射する光の方向や、該車両における車両用灯具の取り付け位置は特に限定されない。
【０２８６】
（第１１実施形態）
次に、本発明の第４の態様としての第１０実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同一又は同様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。
【０２８７】
図２０は、本発明の第４の態様としての第１１実施形態における灯具ユニット２０の一部を示す図であり、灯具ユニット２０の上下方向の断面の一部を示す縦断面図である。図１３に示すように、本実施形態における灯具ユニット２０は、カバー３６に替わってケース４０を備える点、で主に第１実施形態の灯具ユニット２０と主に異なる。また、本実施形態における光学系ユニット５０は、位相変調素子集合体５４に替わって複数の位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂを備える点、複数の可動部材５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂを更に備える点、導光光学系１５５に替わって合成光学系５５を備える点において、第１実施形態の光学系ユニット５０と主に異なる。
【０２８８】
本実施形態では、ヒートシンク３０におけるベース板３１の上面にはケース４０が配置されている。本実施形態のケース４０は、例えばアルミニウム等の金属から成る基台４１とカバー４２とから構成され、基台４１がヒートシンク３０におけるベース板３１の上面に固定される。基台４１は、前部から上部に渡って開口が形成された箱状に形成され、上部側の開口を塞ぐようにカバー４２が基台４１に固定される。ケース４０の前部には基台４１の前端部とカバー４２の前端部とよって規定される開口４０Ｈが形成されている。ケース４０の内側の空間には、光学系ユニット５０が配置されている。なお、基台４１とカバー４２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。基台４１とカバー４２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基台４１の内壁に照射された光が反射して開口４０Ｈから意図しない方向に出射することを抑制することができる。
【０２８９】
図２０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、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、具体的には、反射型のＬＣＯＳとされる。
【０２９０】
本実施形態では、第１光源５２Ｒは、赤色レーザ光を上方に出射し、第２光源５２Ｇは緑色レーザ光を後方に出射し、第３光源５２Ｂは青色レーザ光を後方に出射する。
【０２９１】
第１光源５２Ｒは、基台４１に固定された可動部材５７Ｒの可動部に固定されている。この可動部材５７Ｒの可動部は、図示しない制御部に接続されており、当該制御部の制御により、前後方向と、前後方向及び上下方向に垂直な奥行方向との２方向に定期的に移動するようになっている。第２光源５２Ｇは、基台４１に固定された可動部材５７Ｇの可動部に固定されている。可動部材５７Ｇの可動部は、図示しない制御部に接続されており、当該制御部の制御により、上下方向及び奥行方向に定期的に移動するようになっている。第３光源５２Ｂは、基台４１に固定された可動部材５７Ｂの可動部に固定されている。この可動部材５７Ｂの可動部は、図示しない制御部に接続されており、この制御部の制御により、上下方向及び奥行方向に定期的に移動するようになっている。
【０２９２】
また、第１光源５２Ｒは、基台４１に固定された回路基板５９Ｒに電気的に接続されており、この回路基板５９Ｒを介して電力の供給を受ける。第２光源５２Ｇは、基台４１に固定された回路基板５９Ｇに電気的に接続されており、この回路基板５９Ｇを介して電力の供給を受ける。第３光源５２Ｂは、基台４１に固定された回路基板５９Ｂに電気的に接続されており、この回路基板５９Ｂを介して電力の供給を受ける。
【０２９３】
回路基板５９Ｒ，５９Ｇ，５９Ｂのそれぞれは、光源を移動可能に保持する弾性接続部を有している。図２１は、このような回路基板５９Ｒの一部を概略的に示す正面図である。なお、回路基板５９Ｇ，５９Ｂは回路基板５９Ｒと同様の構成を有するため、回路基板５９Ｇ，５９Ｂの説明を省略する。
【０２９４】
図２１に示すように、回路基板５９Ｒには円形孔９０が形成されている。この円形孔９０を挟んで一方側と他方側とには、導電層９４が形成されている。これら導電層９４は、板状の導電部材９１を介して電気的に接続される。この導電部材９１は、円形孔９０の外側に位置する１対の平板部９２と、円形孔９０の内側に位置する１対の弾性接続部９３とを有している。円形孔９０の一方側に位置する平板部９２は、円形孔９０の一方側に位置する導電層９４に固定されている。円形孔９０の他方側に位置する平板部９２は、円形孔９０の他方側に位置する導電層９４に固定されている。
【０２９５】
１対の弾性接続部９３は、全体として略円形に形成されており、１対の弾性接続部９３によって形成される円の直径は、光源５２Ｒの端子の直径よりも小さくされる。したがって、光源５２Ｒの端子が、弾性接続部９３がなす円の内側にはめ込まれることで、光源５２Ｒと弾性接続部９３とが電気的に接続されるととともに、光源５２Ｒが弾性接続部９３によって可動的に保持される。このような構成により、可動部材５７Ｒの可動部の能動的な移動に伴って光源５２Ｒも移動し得る。
【０２９６】
図２０に示すように、第１コリメートレンズ５３Ｒは、第１光源５２Ｒの上方に配置されており、第１光源５２Ｒから出射するレーザ光のファ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の後方に配置されており、第２光源５２Ｇから出射するレーザ光のファ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の後方に配置されており、第３光源５２Ｂから出射するレーザ光のファ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ケース４０に固定されている。
【０２９７】
第１位相変調素子５４Ｒは、第１コリメートレンズ５３Ｒの上方に配置されており、不図示の構成により基台４１に固定されている。また、この第１位相変調素子５４Ｒは、前後方向及び上下方向に対して略４５°傾斜して配置されている。したがって、第１コリメートレンズ５３Ｒから出射する赤色レーザ光は、この第１位相変調素子５４Ｒに入射して回折されるとともに、略９０°方向転換し、前方に位置する合成光学系５５に向けて出射する。
【０２９８】
第２位相変調素子５４Ｇは、第２コリメートレンズ５３Ｇの後方に配置されており、不図示の構成により基台４１に固定されている。また、この第２位相変調素子５４Ｇは、前後方向及び上下方向に対して第１位相変調素子５４Ｒとは反対方向に略４５°傾斜して配置されている。したがって、第２コリメートレンズ５３Ｇから出射する緑色レーザ光は、この第２位相変調素子５４Ｇに入射して回折されるとともに、略９０°方向転換し、上方に位置する合成光学系５５に向けて出射する。
【０２９９】
第３位相変調素子５４Ｂは、第３コリメートレンズ５３Ｂの後方に配置されており、不図示の構成により基台４１に固定されている。また、この第３位相変調素子５４Ｂは、前後方向及び上下方向に対して第１位相変調素子５４Ｒとは反対方向に略４５°に傾斜して配置されている。したがって、第３コリメートレンズ５３Ｂから出射する青色レーザ光は、この第３位相変調素子５４Ｂに入射して回折されるとともに、略９０°方向転換し、上方に位置する合成光学系５５に向けて出射する。
【０３００】
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位相変調素子５４Ｒの前方かつ第２位相変調素子５４Ｇの上方に配置され、前後方向及び上下方向に対して第１位相変調素子５４Ｒと同一方向に略４５°傾いた状態で配置される。この第１光学素子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光学素子５５ｆは、第１光源５２Ｒから出射する波長６３８ｎｍの赤色光を透過し、第２光源５２Ｇから出射する波長５１５ｎｍの緑色光を反射するように構成される。
【０３０１】
第２光学素子５５ｓは、第１光学素子５５ｆの前方かつ第３位相変調素子５４Ｂの上方に配置され、前後方向及び上下方向に対して第１位相変調素子５４Ｒと同一方向に略４５°傾いた状態で配置される。この第２光学素子５５ｓは、第１光学素子と同様に、波長選択フィルタとされる。本実施形態において、第２光学素子５５ｓは、第１光源５２Ｒから出射する波長６３８ｎｍの赤色光及び第２光源５２Ｇから出射する波長５１５ｎｍの緑色光を透過し、第３光源５２Ｂから出射する波長４４５ｎｍの青色光を反射するように構成される。
【０３０２】
次に、上記第１位相変調素子５４Ｒ、第２位相変調素子５４Ｇ、及び第３位相変調素子５４Ｂの構成について詳細に説明する。
【０３０３】
本実施形態では、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは同様の構成とされる。このため、以下では第１位相変調素子５４Ｒについてのみ詳細に説明し、第２位相変調素子５４Ｇ及び第３位相変調素子５４Ｂについては説明を適宜省略する。
【０３０４】
本実施形態の第１位相変調素子５４Ｒは、第１実施形態の第１位相変調素子５４Ｒと同様の構成とされる。しかし、第１位相変調素子５４Ｒの正面視の外形は、第１実施形態の第１位相変調素子５４Ｒの正面視の外形と異なる。図２２は、本実施形態の第１位相変調素子５４Ｒを概略的に示す正面図である。図２２に示すように、第１位相変調素子５４Ｒは、正面視において略長方形に形成されている。この第１位相変調素子５４Ｒは、第１実施形態の第１位相変調素子５４Ｒと同様に、マトリックス状に区分けされた複数の変調部ＭＰから構成され、変調部ＭＰのそれぞれは、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。なお、図２２において実線で示した円及び破線で示した円は、第１位相変調素子５４Ｒの入射面に入射する赤色レーザ光の入射スポットＳＲを示している。この入射スポットについては、後に詳細に説明する。
【０３０５】
第１位相変調素子５４Ｒと同様に、第２位相変調素子５４Ｇ及び第３位相変調素子５４Ｂは、それぞれマトリックス状に区分けされた複数の変調部ＭＰから構成され、変調部ＭＰのそれぞれは、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。
【０３０６】
本実施形態では、第１位相変調素子５４Ｒの変調部ＭＰのそれぞれは、赤色レーザ光に対応した同一の位相変調パターンを有している。この位相変調パターンは出射する光の配光パターンの形状が図５（Ａ）に示すロービームの配光パターンＰＬと同一の形状となるような位相変調パターンとされる。また、第２位相変調素子５４Ｇの変調部ＭＰのそれぞれは、緑色レーザ光に対応した同一の位相変調パターンを有している。この位相変調パターンは出射する光の配光パターンの形状がロービームの配光パターンＰＬと同一の形状となるような位相変調パターンとされる。また、第３位相変調素子５４Ｂの変調部ＭＰのそれぞれは、青色レーザ光に対応した同一の位相変調パターンを有している。この位相変調パターンは出射する光の配光パターンの形状がロービームの配光パターンＰＬと同一の形状となるような位相変調パターンとされる。このため、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂから出射する光の配光パターンの形状は、ロービームの配光パターンの形状と概ね同一の形状とされる。
【０３０７】
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。本実施形態では、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。
【０３０８】
不図示の電源から回路基板５９Ｒを介して第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、この赤色レーザ光が上方に出射する。上述のように、この第１光源５２Ｒは、可動部材５７Ｒに固定されており、この可動部材５７Ｒは定期的に前後方向及び奥行方向に移動する。このため、第１光源５２Ｒから出射する赤色レーザ光も、定期的に前後方向及び奥行方向に移動する。このような赤色レーザ光が、上方に配置された第１コリメートレンズ５３Ｒでコリメートされ、位相変調素子５４Ｒに入射する。
【０３０９】
不図示の電源から回路基板５９Ｇを介して第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後方に出射する。上述のように、この第２光源５２Ｇは、可動部材５７Ｇに固定されており、この可動部材５７Ｇは定期的に上下方向及び奥行方向に移動する。このため、第２光源５２Ｇから出射する緑色レーザ光も、定期的に上下方向及び奥行方向に移動する。このような緑色レーザ光が、後方に配置された第２コリメートレンズ５３Ｇでコリメートされ、位相変調素子５４Ｇに入射する。
【０３１０】
不図示の電源から回路基板５９Ｂを介して第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後方に出射する。上述のように、この第３光源５２Ｂは、可動部材５７Ｂに固定されており、この可動部材５７Ｂは定期的に上下方向及び奥行方向に移動する。このため、第３光源５２Ｂから出射する青色レーザ光も、定期的に上下方向及び奥行方向に移動する。このような青色レーザ光が、後方に配置された第３コリメートレンズ５３Ｂでコリメートされ、位相変調素子５４Ｂに入射する。
【０３１１】
位相変調素子５４Ｒに入射した赤色レーザ光は、この位相変調素子５４Ｒで反射して位相変調素子５４Ｒから前方に出射する。上述のように、可動部材５７Ｒは２方向に定期的に移動する。このため、図２２に示すように、赤色レーザ光の入射スポットＳＲは、位相変調素子５４Ｒの入射面上を２方向に定期的に移動する。このように、可動部材５７Ｒは、入射スポットＳＲを位相変調素子５４Ｒに対して相対移動させるスポット移動部として機能する。なお、図２２における実線の円は入射スポットＳＲの移動前の位置を示しており、４つの破線の円は移動後の入射スポットＳＲの位置を示している。
【０３１２】
図２２に示すように、入射スポットＳＲには、位相変調素子５４Ｒの入射面における入射スポットＳＲの位置によらず、変調部ＭＰＲが少なくとも１つ含まれる。このため、位相変調素子５４Ｒから出射する赤色レーザ光の配光パターンは、入射スポットＳＲの相対移動の前後及び相対移動中に関わらず同一とされる。こうして、位相変調素子５４Ｒからは、所定の配光パターンとされた赤色レーザ光が前方に出射する。以下、位相変調素子５４Ｒから出射する赤色レーザ光を第１の光ＤＬＲという。上述のように、第１の光ＤＬＲの配光パターンの形状はロービームの配光パターンＰＬと概ね同一の形状とされる。なお、本実施形態において、位相変調素子５４Ｒの入射面における入射スポットＳＲの移動距離は、入射スポットＳＲの直径以上とされる。なお、図２２では、入射スポットが円で示されているが、入射スポットの外形は円に限定されず、例えば、楕円であってもよい。
【０３１３】
位相変調素子５４Ｇに入射した緑色レーザ光は、この位相変調素子５４Ｇで反射して位相変調素子５４Ｇから上方に出射する。上述のように、可動部材５７Ｇは２方向に定期的に移動する。このため、緑色レーザ光の入射スポットは、位相変調素子５４Ｇの入射面上を２方向に定期的に移動する。このように、可動部材５７Ｇは、緑色レーザ光の入射スポットを位相変調素子５４Ｇに対して相対移動させるスポット移動部として機能する。
【０３１４】
赤色レーザ光の入射スポットＳＲと同様に、緑色レーザ光の入射スポットには変調部ＭＰが少なくとも１つ含まれる。このため、位相変調素子５４Ｇから出射する緑色レーザ光の配光パターンは、緑色レーザ光の入射スポットの相対移動の前後及び相対移動中に関わらず同一とされる。こうして、位相変調素子５４Ｇからは、所定の配光パターンとされた緑色光が上方に出射する。以下、位相変調素子５４Ｇから出射する緑色光を第２の光ＤＬＧという。上述のように、第２の光ＤＬＧの配光パターンの形状はロービームの配光パターンと同一の形状とされる。なお、本実施形態において、位相変調素子５４Ｇの入射面における緑色レーザ光の入射スポットの移動距離は、当該入射スポットの直径以上とされる。
【０３１５】
位相変調素子５４Ｂに入射した青色レーザ光は、この位相変調素子５４Ｂで反射して位相変調素子５４Ｂから上方に出射する。上述のように、可動部材５７Ｂは２方向に定期的に移動する。このため、青色レーザ光の入射スポットは、位相変調素子５４Ｂの入射面上を２方向に定期的に移動する。このように、可動部材５７Ｂは、青色レーザ光の入射スポットを位相変調素子５４Ｇに対して相対移動させるスポット移動部として機能する。
【０３１６】
赤色レーザ光の入射スポットＳＲと同様に、青色レーザ光の入射スポットには変調部ＭＰが少なくとも１つ含まれる。このため、位相変調素子５４Ｂから出射する青色レーザ光の配光パターンは、青色レーザ光の入射スポットの相対移動の前後及び相対移動中に関わらず同一とされる。こうして、位相変調素子５４Ｂからは、所定の配光パターンとされた青色光が上方に出射する。以下、位相変調素子５４Ｂから出射する青色光を第３の光ＤＬＢという。上述のように、第３の光ＤＬＢの配光パターンの形状はロービームの配光パターンと同一の形状とされる。なお、本実施形態において、位相変調素子５４Ｂの入射面における青色レーザ光の入射スポットの移動距離は、当該入射スポットの直径以上とされる。
【０３１７】
第１位相変調素子５４Ｒの前方には、合成光学系５５の第１光学素子５５ｆが配置されている。上述のように、この第１光学素子５５ｆは、赤色の光を透過するように構成されている。したがって、第１位相変調素子から出射する第１の光ＤＬＲは、第１光学素子５５ｆを透過して前方に伝搬していく。また、第２位相変調素子５４Ｇの上方には、第１光学素子５５ｆが配置されている。上述のように、この第１光学素子５５ｆは、緑色の光を反射するように構成されており、前後方向及び上下方向に対して略４５°傾いているため、第２位相変調素子５４Ｇから出射する第２の光ＤＬＧは、第１光学素子５５ｆで反射して、前方に伝搬していく。すなわち、第１の光ＤＬＲと第２の光ＤＬＧとからなる第１合成光ＬＳ１が第２光学素子５５ｓに向かって伝搬していく。
【０３１８】
第１光学素子５５ｆの前方には、合成光学系５５の第２光学素子５５ｓが配置されている。上述のように、第２光学素子５５ｓは、赤色の光及び緑色の光を透過するように構成されている。したがって、第１合成光ＬＳ１は第２光学素子５５ｓを透過する。また、第３位相変調素子５４Ｂの上方には、第２光学素子５５ｓが配置されている。上述のように、第２光学素子５５ｓは、青色の光を反射するように構成されており、前後方向及び上下方向に対して略４５°傾いているため、第３位相変調素子５４Ｂから出射する第３の光ＤＬＢは、第２光学素子５５ｓで反射して前方に伝搬していく。すなわち、第１の光ＤＬＲ、第２の光ＤＬＧ、及び第３の光ＤＬＢからなる第２合成光ＬＳ２が、ケース４０の開口４０Ｈに向かって伝搬していき、開口４０Ｈから外部に出射する。
【０３１９】
第２合成光を形成する光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢは、上述のように、いずれもロービームの形状とされる配光パターンを有している。このため、開口４０Ｈから出射する第２合成光ＬＳ２が所定の距離だけ前方に伝搬することで、光ＤＬＲ，ＤＬＧ，ＤＬＢが重なり合い、図５（Ａ）に示すような白色光であるロービームの配光パターンＰＬが形成され得る。
【０３２０】
ここで、前述の特許文献１に記載の車両用灯具における位相変調素子において、光が特定の領域に集中して入射すると、当該領域が高温となって位相変調素子の特性が変化し、所望の配光パターンが形成されなくなる懸念がある。
【０３２１】
そこで、第４の態様としての本実施形態の車両用前照灯１は、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂと、スポット移動部としての可動部材５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂとを備える。光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは、所定の波長の光を出射する。位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射する光を回折することにより、光を所定の配光パターンとする。可動部材５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂは、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂにおける光の入射スポットを当該位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂに対して相対移動させる。位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂは、配光パターンを形成する変調部ＭＰに区分けされており、入射スポット内に少なくとも１つの変調部ＭＰが含まれる。このため、本実施形態における車両用前照灯１によれば、入射スポットが移動した場合でも、同一の配光パターンが形成され得る。また、本実施形態における車両用前照灯１によれば、入射スポットが位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂに対して相対移動するため、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの特定の領域に光が集中して入射することが抑制され得、当該特定の領域が高温化することが抑制され得る。したがって、所定の配光パターンが形成されにくい領域が生じることが抑制され、所望の配光パターンが得られ易くなる。
【０３２２】
また、上述のように、第４の態様としての本実施形態における車両用前照灯１によれば、赤色レーザ光の入射スポットが位相変調素子５４Ｒの入射面を移動する距離が、当該入射スポットの直径以上とされる。同様に、緑色レーザ光の入射スポットが位相変調素子５４Ｇの入射面を移動する距離が、当該入射スポットの直径以上とされる。また、同様に、青色レーザ光の入射スポットが位相変調素子５４Ｂの入射面を移動する距離が、当該入射スポットの直径以上とされる。このため、図２２に示すように、移動後の入射スポットと移動前の入射スポットとが重なることが抑制され得、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの特定の領域が高温化することが効果的に抑制され得る。
【０３２３】
また、上述のように、第４の態様としての本実施形態における車両用前照灯１によれば、赤色レーザ光の入射スポット、緑色レーザ光の入射スポット、及び青色レーザ光の入射スポットがそれぞれ定期的に移動する。このため、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの特定の領域に長時間にわたって光が入射することが効果的に抑制され得、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの特定の領域が高温化することがより抑制され得る。なお、入射スポットを移動させる周期は、位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの耐熱性などを考慮して適宜変更し得る。例えば、入射スポットが１秒周期で２方向に移動するようにしてもよいし、この周期を１分周期としてもよい。
【０３２４】
また、上述のように、第４の態様としての本実施形態における車両用前照灯１によれば、スポット移動機構である可動部材５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂによって入射スポットが２方向に移動する。このため、入射スポットが１方向にのみ移動する場合に比べて、入射スポットが位相変調素子の入射面をより広範囲に移動し得る。このため、特定の領域が高温化することが効果的に抑制され得る。ただし、入射スポットが１方向にのみ移動してもよい。また、入射スポットが３以上の方向に移動してもよい。入射スポットが３以上の方向に移動する場合、入射スポットが２方向に移動する場合に比べて、位相変調素子の入射面をより広範囲に移動し得る。このため、特定の領域が高温化することがより効果的に抑制され得る。
【０３２５】
また、上述のように、第４の態様としての本実施形態における車両用前照灯１によれば、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂが回路基板５９Ｂ，５９Ｇ，５９Ｂの弾性接続部９３に保持されるため、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂのみを移動させることが可能である。
【０３２６】
また、上述のように、本実施形態における車両用前照灯１によれば、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂごとに位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが設けられる。すなわち、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂと１対１対応で位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂが設けられるため、光源ごとに配光パターンを調整することが容易になり得る。
【０３２７】
（第１２実施形態）
次に、本発明の第４の態様としての第１２実施形態について説明する。なお、第１１実施形態と同一又は同等の構成要素について、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を省略する。
【０３２８】
図２３は、本発明の第４の態様としての第１２実施形態における車両用前照灯１の灯具ユニット２０の一部を図２０と同様に示す図である。図２３に示すように、本実施形態における灯具ユニット２０は、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂが弾性部材を介してケース４０の基台４１に取り付けられている点において、第１１実施形態における灯具ユニット２０と相違する。具体的には、第１光源５２Ｒは、１対の弾性部材１５７Ｒを介して基台４１に取り付けられており、第２光源５２Ｇは、１対の弾性部材１５７Ｇを介して基台４１に取り付けられており、第３光源５２Ｂは、１対の弾性部材１５７Ｂを介して基台４１に取り付けられている。なお、これらの弾性部材１５７Ｒ，１５７Ｇ，１５７Ｂは、例えばバネであってもよい。
【０３２９】
このような構成によれば、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂが弾性部材１５７Ｒ，１５７Ｇ，１５７Ｂを介して基台４１に取り付けられているため、車両の走行中の振動に伴って光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂが受動的に振動する。このため、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂの振動に伴って、上記入射スポットが位相変調素子５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂに対して相対移動する。したがって、第１１実施形態と同様に、位相変調素子の特定の領域に光が集中して入射することが抑制され、所望の配光パターンが得られ易くなる。
【０３３０】
（第１３実施形態）
次に、本発明の第４の態様としての第１３実施形態について説明する。なお、第１１実施形態と同一又は同等の構成要素について、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を省略する。
【０３３１】
図２４は、本発明の第４の態様としての第１３実施形態における車両用前照灯１の灯具ユニット２０の一部を図２０と同様に示す図である。なお、図２４では、理解を容易にするために、ケース４０の一部が省略されて示されている。図２４に示すように、第１３実施形態における灯具ユニット２０は、光学系ユニット５０の位相変調素子の数が１つである点において、光学系ユニット５０の位相変調素子の数が３つである第１１及び第１２実施形態における灯具ユニット２０と相違する。以下、第１３実施形態における灯具ユニット２０の構成について説明する。
【０３３２】
本実施形態において、第１光源５２Ｒは赤色レーザ光を上方に出射するように配置され、第２光源５２Ｇは緑色レーザ光を後方に出射するように配置され、第３光源５２Ｂは青色レーザ光を後方に出射するように配置される。
【０３３３】
第１光源５２Ｒは、基台４１に固定された可動部材５７Ｒの可動部に固定されている。本実施形態において、この可動部材５７Ｒの可動部は、前後方向及び奥行方向に定期的に移動する。また、第１光源５２Ｒは、第１実施形態と同様に、回路基板５９Ｒの弾性接続部に保持されている。このため、光源５２Ｒは、可動部材５７Ｒの可動部の移動に伴って前後方向及び奥行方向に移動し得る。
【０３３４】
第２光源５２Ｇは、基台４１に固定された可動部材５７Ｇの可動部に固定されている。本実施形態において、この可動部材５７Ｇの可動部は、上下方向及び奥行方向に定期的に移動する。また、第２光源５２Ｇは、第１実施形態と同様に、回路基板５９Ｇの弾性接続部に保持されている。このため、光源５２Ｇは、可動部材５７Ｇの可動部の移動に伴って上下方向及び奥行方向に移動し得る。
【０３３５】
第３光源５２Ｂは、基台４１に固定された可動部材５７Ｂの可動部に固定されている。本実施形態において、この可動部材５７Ｂの可動部は、上下方向及び奥行方向に定期的に移動する。また、第３光源５２Ｂは、第１実施形態と同様に、回路基板５９Ｂの弾性接続部に保持されている。このため、光源５２Ｂは、可動部材５７Ｂの可動部の移動に伴って上下方向及び奥行方向に移動し得る。
【０３３６】
上記回路基板５９Ｒ，５９Ｇ，５９Ｂは、不図示の制御部に接続されている。この制御部は、光源５２Ｒが赤色レーザ光を出射している間は光源５２Ｇ，５２Ｂからの光を非出射とし、光源５２Ｇが緑色レーザ光を出射している間は光源５２Ｒ，５２Ｂからの光を非出射とし、光源５２Ｂが青色レーザ光を出射している間は光源５２Ｒ，５２Ｇからの光を非出射とする。すなわち、本実施形態において、光源５２Ｒからの赤色レーザ光、光源５２Ｇから緑色レーザ光、及び光源５２Ｂからの青色レーザ光は、上記制御部の制御に基づいて、所定の周期で切り替えられて出射する。
【０３３７】
なお、第１及び第２実施形態と同様に、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂから出射したレーザ光は、コリメートレンズ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂでコリメートされる。
【０３３８】
コリメートレンズ５３Ｒの上方かつコリメートレンズ５３Ｇ，５３Ｂの後方には、合成光学系５５が設けられている。すなわち、コリメートレンズ５３Ｒの上方かつコリメートレンズ５３Ｇの後方に第１光学素子５５ｆが設けられ、第１光学素子５５ｆの上方かつコリメートレンズ５３Ｂの後方に第２光学素子５５ｓが設けられる。これら光学素子５５ｆ，５５ｓは、前後方向及び上下方向において略４５°傾いて配置される。
【０３３９】
第２光学素子５５ｓの上方には、１つの位相変調素子５４Ｓが設けられている。この位相変調素子５４Ｓは、合成光学系５５を通過した赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光が入射可能な位置に配置される。本実施形態における位相変調素子５４Ｓは、例えば反射型のＬＣＯＳとされる。この位相変調素子５４Ｓは、前後方向及び上下方向において略４５°傾いて配置されており、その傾き方向は光学素子５５ｆ，５５ｓと反対方向とされる。
【０３４０】
位相変調素子５４Ｓは、第１１及び第１２実施形態と同様に、複数の変調部に区分けされており、各変調部から、ロービームの配光パターンと概ね同一の形状を有する配光パターンが形成され得る。本実施形態において、赤色レーザ光、緑色レーザ光、及び青色レーザ光のそれぞれの入射スポット内には、少なくとも１つの変調部の全領域が含まれる。
【０３４１】
次に、本実施形態の灯具ユニット２０における光の出射について説明する。
【０３４２】
上述のように、光源５２Ｒからの赤色レーザ光、光源５２Ｇから緑色レーザ光、及び光源５２Ｂからの青色レーザ光は、所定の周期で切り替えられて出射する。例えば、まず、第１光源５２Ｒから赤色レーザ光が所定時間にわたって出射する。なお、赤色レーザ光を出射する第１光源５２Ｒが複数設けられている場合、複数の第１光源５２Ｒから赤色レーザ光が所定時間にわたって出射する。この間、光源５２Ｇ，５２Ｂからのレーザ光は非出射とされる。この赤色レーザ光は、コリメートレンズ５３Ｒでコリメートされた後、合成光学系５５を透過して位相変調素子５４Ｓに入射する。上述のように、第１光源５２Ｒは２方向に移動するため、赤色レーザ光の入射スポットも位相変調素子５４Ｓの入射面上を２方向に移動する。
【０３４３】
上述のように、赤色レーザ光の入射スポット内には少なくとも１つの変調部が含まれるため、位相変調素子５４Ｓからは、ロービームの配光パターンと概ね同一形状の配光パターンを有する第１の光ＤＬＲが前方に出射する。
【０３４４】
所定の時間が経過すると、光源５２Ｒからの光が非出射の状態になり、光源５２Ｇから緑色レーザ光が所定の時間にわたって出射する。なお、緑色レーザ光を出射する第２光源５２Ｇが複数設けられている場合、複数の第２光源５２Ｇから緑色レーザ光が所定時間にわたって出射する。この緑色レーザ光は、コリメートレンズ５３Ｇでコリメートされた後、合成光学系５５を透過して位相変調素子５４Ｓに入射する。上述のように、第１光源５２Ｒは２方向に移動するため、緑色レーザ光の入射スポットも位相変調素子５４Ｓの入射面上を２方向に移動する。
【０３４５】
上述のように、緑色レーザ光の入射スポット内には少なくとも１つの変調部が含まれるため、位相変調素子５４Ｓからは、ロービームの配光パターンと概ね同一形状の配光パターンを有する第２の光ＤＬＧが前方に出射する。
【０３４６】
さらに所定の時間が経過すると、光源５２Ｇからの赤色レーザ光が非出射の状態になり、光源５２Ｂから青色レーザ光が所定の時間にわたって出射する。なお、青色レーザ光を出射する第３光源５２Ｂが複数設けられている場合、複数の第３光源５２Ｂから青色レーザ光が所定時間にわたって出射する。この青色レーザ光は、コリメートレンズ５３Ｂでコリメートされた後、合成光学系５５を透過して、位相変調素子５４Ｓに入射する。上述のように、第３光源５２Ｂは２方向に移動するため、青色レーザ光の入射スポットも位相変調素子５４Ｓの入射面上を２方向に移動する。
【０３４７】
上述のように、青色レーザ光の入射スポット内には少なくとも１つの変調部が含まれるため、位相変調素子５４Ｓからは、ロービームの配光パターンと概ね同一形状の配光パターンを有する第３の光ＤＬＢが前方に出射する。
【０３４８】
以上のような光の出射サイクルが所定の周期で繰り返される。前述のように、この出射サイクルの周期が人の視覚の時間分解能よりも短い場合、残像効果が生じ、人は異なる色の光があたかも合成されて照射されていると認識し得る。したがって、上記周期を人の時間分解能よりも短くすることで、人は、赤色光である光ＤＬＲ、緑色光である光ＤＬＧ、及び青色光であるＤＬＢが合成された白色光が灯具ユニット２０から出射されていると認識し得る。
【０３４９】
なお、前述のように、人の視覚の時間分解能は概ね１／３０ｓであるため、上記周期を１／３０ｓ以下とすることが好ましく、１／６０ｓ以下とすることがさらに好ましい。なお、上記周期が１／３０ｓよりも大きい場合であっても上記残像効果が生じ得る。例えば、上記周期が１／１５ｓであっても上記残像効果が生じ得る。
【０３５０】
本実施形態における車両用前照灯１によれば、第１１及び第１２実施形態と同様に、入射スポットが位相変調素子の入射面において移動するため、位相変調素子の特定の領域に光が集中して入射することが抑制され得、ロービームのような所望の配光パターンが得られ易くなる。
【０３５１】
また、本実施形態における車両用前照灯１によれば、位相変調素子が光源ごとに設けられる第１１及び第１２実施形態と異なり、光学系ユニット５０を構成する位相変調素子の数を減らして１つにすることができるため、部品点数を削減し得、コストダウンを図り得る。
【０３５２】
なお、本実施形態では、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂが光の出射を切り替える例を説明したが、光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂのうち少なくとも２つが所定の周期で光の出射を切り替えてもよい。例えば、光源５２Ｒ，５２Ｇのみが所定の周期で光の出射を切り替えるように第１３実施形態を変形してもよい。この変形例では、光源５２Ｒ，５２Ｇからの赤色レーザ光及び緑色レーザ光を受光する位相変調素子と、光源５２Ｂからの青色レーザ光を受光する位相変調素子５４Ｂとの２つの位相変調素子から光学系ユニット５０を構成し得る。すなわち、この変形例においても、第１１及び第１２実施形態に比べて位相変調素子の数を削減し得る。
【０３５３】
なお、本発明の第４の態様について、第１１〜第１３実施形態を例に説明したが、本発明の第４の態様はこれらに限定されるものではない。
【０３５４】
例えば、第４の態様としての第１１〜第１３実施形態では、位相変調素子を基台に固定して光源を移動させることで、入射スポットを位相変調素子の入射面上で移動させる例を説明した。しかし、光源をケース４０に固定して当該光源に対して位相変調素子を移動させてもよい。すなわち、位相変調素子を移動させるスポット移動部を構成してもよい。ただし、光源は位相変調素子に比べて軽い傾向があるため、第１１〜第１３実施形態のように光源を移動させるスポット移動部を構成することで、入射スポットを位相変調素子の入射面上で移動させることがより容易になり得る。
【０３５５】
また、第４の態様としての第１１〜第１３実施形態では、位相変調素子としてＬＣＯＳを用いた例を説明したが、位相変調素子として回折格子を用いてもよい。ただし、ＬＣＯＳは、上述のように、液晶分子の配向パターンを変化させることで液晶層に屈折率差を生じさせる位相変調素子である。このようなＬＣＯＳにおいて、特定の領域の温度が上昇すると、その領域における配向パターンの変化が大きくなるため、所望の配光パターンが得られにくくなる懸念が大きい。しかし、第１１〜第１３実施形態によれば、ＬＣＯＳの特定の領域に光が集中して入射することが抑制され、配光パターンの変化が大きくなることが効果的に抑制されるため、所望の配光パターンが得られ易くなる。また、位相変調素子としてＧＬＶを用いてもよい。
【０３５６】
また、第４の態様としての第１１〜第１３実施形態では、位相変調素子が反射型である例を説明したが、位相変調素子を透過型としてもよい。
【０３５７】
また、第４の態様としての第１１〜第１３実施形態では、入射スポットの移動距離が当該入射スポットの直径以上である例を説明したが、入射スポットの移動距離が当該入射スポットの直径よりも小さくてもよい。例えば、入射スポットが相対移動する距離が入射スポットの半径以上であってもよい。入射スポットにおける光のパワー分布は一般的に一様でなく、例えば、入射スポットの中心領域等の所定の領域がパワーのピーク領域となる傾向がある。このピーク領域の大きさを考慮すると、入射スポットが位相変調素子に対して相対移動する距離が当該入射スポットの半径以上であれば、上記相対移動の前後において上記ピーク領域が重なり合うことが抑制され得、位相変調素子の特定の領域が高温化することが効果的に抑制され得る。ただし、入射スポットの移動距離が当該入射スポットの直径よりも小さい場合、移動前の入射スポットと移動後の入射スポットとが重なる領域が生じ得、この領域において温度上昇が大きくなるおそれがある。このため、入射スポットの移動距離は当該入射スポットの直径以上であることがより好ましい。
【０３５８】
また、第４の態様としての第１１〜第１３実施形態では、入射スポットが定期的に移動する例を説明したが、入射スポットが不定期に移動してもよい。ただし、入射スポットが不定期に移動する場合、入射スポットが同一の領域に留まっている期間が長くなり得、この領域において温度上昇が大きくなるおそれがある。このため、入射スポットが定期的に移動することが好ましい。
【０３５９】
また、第４の態様としての第１１〜第１３実施形態では、車両用灯具としての車両用前照灯が３つの光源５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂを備える例を説明したが、この車両用灯具は、光源と、この光源からの光を受光する位相変調素子とを１つずつ備えていればよい。ただし、第１１〜第１３実施形態のように、車両用灯具が、互いに異なる波長の光を出射する光源を複数備えることで、白色光のような所望の色の光を生成し得る。
【０３６０】
また、第４の態様としての第１１〜第１３実施形態では、車両用灯具としての車両用前照灯１はロービームを照射するものとされたが、第４の態様としての車両用灯具が照射する光はロービームに限定されない。例えば、他の実施形態における車両用灯具は、図５（Ａ）に示すように、ロービームと標識認識用の光ＯＨＳとを照射するように構成されてもよい。また、他の別の実施形態における車両用灯具は、図５（Ｂ）に示すようなハイビームの配光パターンＰＨの光を照射するように構成されてもよい。また、さらに別の実施形態では、本発明における車両用灯具を、画像を構成するものとして適用してもよい。このような場合、車両用灯具から出射する光の方向や、該車両における車両用灯具の取り付け位置は特に限定されない。
【０３６１】
本発明の第１の態様によれば、エネルギー効率の低下を抑制しつつ所定の配光パターンを形成し得る車両用灯具が提供され、本発明の第２の態様によれば、エネルギー効率の低下を抑制しつつ大型化を抑制し得る車両用灯具が提供され、本発明の第３の態様によれば、部品点数の増加が抑制され得る車両用灯具が提供され、本発明の第３の態様によれば、所望の配光パターンが得られ易い車両用灯具を提供され、自動車等の車両用灯具の分野において利用可能である。
【符号の説明】
【０３６２】
１・・・車両用前照灯（車両用灯具）
１０・・・筐体
２０・・・灯具ユニット
５０・・・光学系ユニット
５２Ｒ・・・第１光源
５２Ｇ・・・第２光源
５２Ｂ・・・第３光源
５４・・・位相変調素子集合体
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
５４Ｓ・・・位相変調素子
５５・・・合成光学系
５７Ｒ，５７Ｇ，５７Ｂ・・・可動部材（スポット移動部）
５９Ｒ，５９Ｇ，５９Ｂ・・・回路基板
９３・・・弾性接続部
１５５・・・導光光学系
１５７Ｒ，１５７Ｇ，１５７Ｇ・・・弾性部材
ＥＦ，ＥＦＲ，ＥＦＧ，ＥＦＢ・・・入射面
ＬＡＲ，ＬＡＧ，ＬＡＢ・・・長軸
ＭＰＲ，ＭＰＧ，ＭＰＢ，ＭＰ・・・変調部
ＳＲ，ＳＧ，ＳＢ・・・入射スポット
Ｈ５４・・・位相変調素子の縦方向の幅
ＷＲ・・・第１位相変調素子の横方向の幅
ＷＧ・・・第２位相変調素子の横方向の幅
ＷＢ・・・第３位相変調素子の横方向の幅
ＷＳ・・・位相変調素子の横方向の幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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